JP3170184B2 - 発熱体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調理用ホットプレ
ート等の調理器における加熱容器等として利用される発
熱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】調理用ホットプレート等の調理器に用い
られる加熱容器は、金属製のものが使用され、ニクロム
発熱体等のシーズヒータ上に載置されて、このシーズヒ
ータの発熱により加熱容器に載置された調理物を間接的
に加熱するものが主流であった。

【０００３】しかしながら、この種の加熱容器を使用し
た場合、調理物が載置される調理面の熱分布が不均一で
熱効率が悪く、またシーズヒータを調理器本体側に装備
する必要があるので見栄えが悪く、調理器本体側の清掃
性も悪かった。

【０００４】そこで、近年では、結晶化ガラス等の絶縁
基材に抵抗体を皮膜形成した発熱体を加熱容器として利
用したものがあり、加熱容器自身を発熱体とすること
で、熱効率の向上およびシーズヒータを廃止したシンプ
ルな構造を実現している。しかも、結晶化ガラス等の絶
縁基材は、通常のガラスの約７倍の強度を有し、熱膨張
率がほぼ０に近く、熱衝撃にも強く、絶縁性および耐薬
品性に優れ、低熱伝導性（熱伝導率が１．４）により抵
抗体が皮膜形成されていない周辺部分（調理面以外の周
辺部分）が高温とならずに熱損失が少なく、火傷等を防
止できて安全性にも優れたものである。

【０００５】例えば、特公昭５９−４１２７６号公報に
は、セラミックスからなる板状体の一方の面に抵抗材料
からなる導電性皮膜を一体的に形成した発熱体が開示さ
れており、また特開昭６２−３１９８３号公報には、耐
熱ガラス基盤に厚膜抵抗体を皮膜形成した面状発熱体が
開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
絶縁基材を使用した発熱体においては、絶縁基材が低熱
伝導性であるが故に抵抗体からの熱が調理面に伝わりに
くく、また調理物を調理面に載置したときには金属製の
加熱容器に比べて調理面における調理物が載置されてい
ない周辺からの熱移動も遅いため、調理に対するパワー
不足が生じていた。

【０００７】また、調理面の温度を検知するために、通
常調理面の裏側に温度センサの検知部を接触させている
が、低熱伝導性のため調理面の温度変化が調理面裏側に
伝わりにくいので、温度センサの応答性が悪く、調理面
の温度変化に迅速に対応することができなかった。

【０００８】このように、絶縁基材に抵抗体を皮膜形成
した発熱体を加熱容器として利用した場合、優れた特性
を有する反面、絶縁基材の低熱伝導性により上述のよう
な問題が生じていた。

【０００９】本発明は、上記に鑑み、絶縁基材に抵抗体
を皮膜形成した発熱体において絶縁基材の低熱伝導性に
伴う欠点を補った使用性の高い発熱体の提供を目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、結晶化ガラス等の絶縁基材に抵抗体が皮膜形成さ
れた発熱体において、前記絶縁基材の前記抵抗体が皮膜
形成された面に、蓄熱して熱容量を増大する蓄熱材が積
層され、該蓄熱材は前記絶縁基材と同質の材料からなる
ものである。これにより、抵抗体に通電すると、発熱し
た抵抗体からの熱が絶縁基材に伝わって絶縁基材が発熱
するとともに、一部の熱放出分が蓄熱材に蓄熱されて、
発熱体全体の熱容量が増大する。したがって、絶縁基材
の温度が低下しても、蓄熱材に蓄熱された熱が補充さ
れ、元の温度に素早く復帰して温度低下を最小限に抑え
ることができる。

【００１１】また、蓄熱材が無機材料からなる抵抗体保
護用のコート材を介して積層されている。蓄熱材を貼り
合わせる際には、絶縁基材の抵抗体が皮膜形成された面
に絶縁および外傷保護用としてコーティングされるコー
ト材を焼き付ける前段階で、絶縁基材に蓄熱材を重ねて
コート材を挟むようにしてから８００℃で焼き付け、コ
ート材の接着効果により蓄熱材を貼り合わせる。

【００１２】さらに、絶縁基材の厚みと蓄熱材の厚みを
変えることによって一方を高温発熱部とし、他方を低温
発熱部としたものである。これにより、厚みの薄い高温
発熱部の方が厚みの厚い低温発熱部に比べて温度の立ち
上がりは早いが、低温発熱部の方が高温発熱部に比べて
温度変化（極端な温度低下）を抑えることができるの
で、熱伝導、熱応答が良く、温度の立ち上がりにスピー
ドが要求される場合には高温発熱部を使用し、温度変化
の少ないゆっくりとした加熱等が要求される場合には低
温発熱部を使用し、状況に応じた両面の使い分けが可能
となる。

【００１３】また、絶縁基材の抵抗体が皮膜形成された
面と反対側の面が調理物を加熱する調理面として利用さ
れ、該調理面に対して離接可能な蓄熱板を備えたもので
ある。そして、調理前の抵抗体への通電時に蓄熱板を調
理面に載置して調理面からの熱を蓄熱し、調理時に調理
面に載置された調理物を押え付けて加熱する。

【００１４】さらに、絶縁基材における調理面の温度を
検知するための温度センサが接触する部分が他の部分よ
りも薄く形成されたものである。これにより、調理面の
温度変化が温度センサの検知部に素早く伝わるようにな
り温度センサの応答性が良くなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施形態を、調理
用ホットプレート等の加熱調理器における加熱容器とし
て利用したものとして説明する。

【００１６】図２は、絶縁基材に抵抗体を皮膜形成した
発熱体を加熱容器として利用した一般的な調理用ホット
プレートの構成を示しており、１はホットプレート本
体、２はホットプレート本体１に着脱可能に装着され調
理物を載置して加熱する加熱容器、３は加熱容器２の上
部開口を覆う蓋、４は操作パネル、５は給電部および制
御部である。

【００１７】前記加熱容器２は、鍋状に成形した熱膨張
率が１０^-6である結晶化ガラス等の絶縁基材６の底部裏
面（調理面とは反対側の面）にＡｇ系の抵抗体７を印刷
や蒸着等により一面にコーティングしたものである。な
お、抵抗体７の一側端部には、ホットプレート本体１側
の一対の電極部５ａに接続される図示しない一対の電極
部が形成されており、また抵抗体７がコーティングされ
た加熱容器２の底部の周囲には、断熱材８が配されてい
る。さらに、加熱容器２の底部中央には、調理面の温度
を検知するための温度センサ９の検知部が接触してい
る。

【００１８】この加熱容器２においては、上述したよう
に、結晶化ガラス等の絶縁基材６が低熱伝導性であるが
故に抵抗体７からの熱が調理面に伝わりにくく、また調
理物を調理面に載置したときには調理面における調理物
が載置されていない周辺からの熱移動も遅いため、調理
に対するパワー不足が生じていた。

【００１９】この絶縁基材６の低熱伝導性に伴う欠点を
補うためには、調理物を調理面に載置したときの調理面
の温度低下を少なくするか、調理面の温度が低下しても
元の温度への復帰を早くすればよい。すなわち、調理面
の温度変動が少ないことが好ましい。

【００２０】そこで、本実施形態においては、図１に示
すように、絶縁基材６の底部裏面すなわち抵抗体７が皮
膜形成された面に、抵抗体７からの熱を蓄熱して熱容量
を増大する蓄熱材１０が積層されている。この蓄熱材１
０は、絶縁基材６と同質の材料からなり、抵抗体７と同
じ大きさまたはそれ以上の大きさで絶縁基材６に貼り合
わされている。蓄熱材１０を絶縁基材６と同質の材料と
することにより、抵抗体７の損傷を防止し、加熱容器２
は熱的および機械的に安定した強度を得ることができ
る。なお、蓄熱材１０には、ホットプレート本体１側の
電極部５ａが抵抗体７側の電極部に接触するための図示
しない切欠が形成されている。

【００２１】また、蓄熱材１０を貼り合わせる際には、
一般的に絶縁基材６の抵抗体７が皮膜形成された面に絶
縁および外傷保護用としてコーティングされる無機フリ
ットよりなるコート材１１を接着剤として利用してい
る。すなわち、コート材１１を焼き付ける前段階で、絶
縁基材６に蓄熱材１０を重ねてコート材１１を挟むよう
にしてから８００℃で焼き付け、コート材１１の接着効
果により合理的にかつ絶縁基材６および抵抗体７とのな
じみを良くして熱的に安定させて蓄熱材１０を貼り合わ
せる。なお、コート材１１は、抵抗体７の電極部を除い
てコーティングされる。

【００２２】上記構成において、蓄熱材１０を有する加
熱容器２をホットプレート本体１に装着して、ホットプ
レート本体１側の給電部５から加熱容器２側の抵抗体７
に通電すると、発熱した抵抗体７からの熱が絶縁基材６
に伝わり、調理面が加熱される。また、一部の抵抗体７
からの熱放出分は蓄熱材１０に蓄熱され、加熱容器２全
体の熱容量が増大する。

【００２３】そして、調理面の温度が立ち上がった状態
で調理面に調理物を載置すると、図３に示すように、調
理面の温度が低下するが、蓄熱材１０に蓄熱された熱が
補充され、蓄熱材の無い従来の加熱容器に比べて調理面
の温度を元の温度に素早く復帰させて調理面の温度低下
を最小限に抑えることができる。

【００２４】このように、絶縁基材６に抵抗体７を皮膜
形成した加熱容器２において、絶縁基材６の抵抗体７が
皮膜形成された面に蓄熱材１０を積層することによっ
て、加熱容器２全体の熱容量を増大し、調理物を調理面
に載置したときの調理面の温度変動を少なくして、絶縁
基材６の低熱伝導性に伴う調理パワー不足を解消して熱
効率を向上することができる。

【００２５】次に、第二の実施形態について説明する。
第二の実施形態は、第一の実施形態で説明した蓄熱材を
調理面として利用するものである。すなわち、図４に示
すように、蓄熱材２０を絶縁基材６と同様に調理物が載
置可能な鍋状に成形し、絶縁基材６側の調理面を上に向
けたり、蓄熱材２０側の調理面を上に向けて加熱容器２
をホットプレート本体１に装着することにより、絶縁基
材６側および蓄熱材２０側の調理面の使い分けを可能と
している。

【００２６】さらに、絶縁基材６の厚みを薄くし、蓄熱
材２０の厚みを厚くすることによって、絶縁基材６側を
高温発熱部（高温加熱用調理面）Ａとし、蓄熱材２０側
を低温発熱部（低温加熱用調理面）Ｂとしている。な
お、抵抗体７の電極部は、絶縁基材６と蓄熱材２０との
接合面からはみ出して形成され、ホットプレート本体１
側の電極部５ａは、加熱容器２をホットプレート本体１
に装着した際にどちらの調理面が上になっても抵抗体７
の電極部と接触するような形状とされている。

【００２７】図５は、高温加熱用調理面Ａおよび低温加
熱用調理面Ｂにおける調理物を載置したときの温度変化
を示しており、高温加熱用調理面Ａの方が低温加熱用調
理面Ｂに比べて調理物載置後の温度の立ち上がりは早い
が、低温加熱用調理面Ｂの温度変化ｂの方が高温加熱用
調理面Ａの温度変化ａに比べて小さい（ａ＞ｂ）ことが
わかる。したがって、熱伝導、熱応答が良く、温度の立
ち上がりにスピードが要求される１６０℃以上で設定温
度２００℃程度の高温調理には高温加熱用調理面Ａを使
用し、大きな熱容量によりゆっくりとした加熱が要求さ
れる設定温度１６０℃程度の低温調理には低温加熱用調
理面Ｂを使用することにより、調理の幅を広げて使用性
の向上を図ることができる。なお、その他の構成は第一
の実施形態と同様であり、第一の実施形態と同様の機能
を有する部材については同符号を付してある。

【００２８】次に、第三の実施形態について説明する。
第一および第二の実施形態においては、蓄熱材が積層さ
れた分だけ加熱容器の重量が重くなるといった不具合が
ある。そこで、第三の実施形態は、図６に示すように、
加熱容器２の付属部材として絶縁基材６の調理面に離接
可能な蓄熱板３０が設けられている。

【００２９】前記蓄熱板３０は、図６（ａ）に示すよう
に、アルミナ等からなるセラミックス製の蓄熱用平板３
０ａと、平板３０ａの上面中央に立設された樹脂製また
は木製の取手３０ｂとからなり、平板３０ａの大きさが
絶縁基材６の調理面の大きさよりも小とされている。

【００３０】この蓄熱板３０は、図６（ｂ）に示すよう
に、調理前の加熱容器２の抵抗体７への通電時（予熱
時）に絶縁基材６の調理面に載置されて調理面からの熱
を蓄熱し、図６（ｃ）に示すように、予熱完了後の調理
時に調理面に載置された肉等の調理物Ｆを押さえ付けて
加熱するものである。これにより、調理面および蓄熱板
３０により調理物Ｆを挟み込んで、上下両面から調理物
Ｆを効率良く加熱することができる。なお、蓄熱板３０
において、平板３０ａの取手３０ｂが配された面に脚を
設け、平板３０ａの調理物Ｆを押さえ付ける面を上して
テーブル等に置けるようにして、加熱容器２で加熱した
調理物Ｆを蓄熱済みの蓄熱板３０で保温するようにして
もよい。その他の構成は第一の実施形態と同様であり、
第一の実施形態と同様の機能を有する部材については同
符号を付してある。

【００３１】このように、蓄熱板３０を加熱容器２の付
属部材として設けることにより、加熱容器２の重量は従
来と変わりなく、しかも加熱容器２における絶縁基材６
の低熱伝導性に伴う調理パワー不足を解消して調理物Ｆ
を効率良く加熱することができる。

【００３２】次に、第四の実施形態について説明する。
第四の実施形態は、図７，８，９に示すように、ホット
プレート本体４０が第一ケース４１と第二ケース４２と
から構成され、第一ケース４１の上面には平板状の発熱
体である加熱板４３が装着され、第二ケース４２の上面
には平板状の蓄熱板４４が装着され、加熱板４３と蓄熱
板４４とがヒンジ４５を介して２つ折りにして重ねるこ
とができるようになっている。

【００３３】前記加熱板４３は、第三の実施形態の加熱
容器と形状は異なるものの同じ構造とされており、平板
状の絶縁基材６に抵抗体７が皮膜形成されたものであ
る。前記蓄熱板４４は、アルミナ等からなるセラミック
ス製の平板からなっている。前記ヒンジ４５は、加熱板
４３の側面の一端側に側方に突出形成された一対の横軸
４８と、蓄熱板４４の側面の一端側に上方に突出形成さ
れ横軸４８を遊嵌する長孔部４９とから構成されてい
る。

【００３４】これにより、図７に示すように蓄熱板４４
が加熱板４３に重なり合った蓄熱姿勢と、図８に示すよ
うに蓄熱板４４と加熱板４３との間で調理物Ｆを挟み込
んだ調理加熱姿勢と、図９に示すように蓄熱板４４が加
熱板４３と同一平面上に配され載置された調理物を保温
可能な保温姿勢との間で切換可能とされている。

【００３５】したがって、調理前の予熱時に蓄熱姿勢と
して加熱板４３からの熱を蓄熱板４４に蓄熱し、予熱完
了後の調理時に調理加熱姿勢として加熱板４３に載置さ
れた肉等の調理物Ｆを蓄熱板４４で押さえ付けて上下両
面から加熱し、さらに調理物Ｆが焼き上がると保温姿勢
として焼き上がった調理物Ｆを蓄熱板４４上に載置して
保温することができる。また、調理物Ｆを上下両面から
加熱する必要がない場合は、保温姿勢として加熱板４３
で加熱した調理物Ｆを蓄熱済みの蓄熱板４４で保温する
ようにしてもよい。このような多機能を有することによ
り、使用性の向上を図ることができる。

【００３６】なお、図７，８，９中、４１ａ，４２ａは
取手である。また、その他の構成は第一の実施形態と同
様であり、第一の実施形態と同様の機能を有する部材に
ついては同符号を付してある。

【００３７】次に、第五の実施形態について説明する。
通常、調理物が載置される調理面を有する加熱容器にお
いては、サーモスタットやサーミスタ等の温度センサの
検知部を調理面とは反対側の面（調理面裏側）に接触さ
せて調理面の温度を検知することで、調理の邪魔になら
ないようにしている。しかしながら、絶縁基材を使用し
た加熱容器において調理面の温度を検知する際には、絶
縁基材が低熱伝導性であるとともに絶縁基材の厚みは強
度および適度な熱容量の確保のために最低５〜６ｍｍ以
上必要であるため、調理面の温度変化が調理面裏側に伝
わりにくく、このため温度センサの応答性が悪く、調理
面の温度変化に迅速に対応することができないといった
不具合を生じる。

【００３８】そこで、第五の実施形態は、図１０に示す
ように、絶縁基材６の温度センサ９の感熱部（検知部）
９ａが接触する部分が他の部分よりも薄い薄肉部５０
（例えば、１ｍｍ程度）とされており、調理面の温度変
化が温度センサ９の感熱部９ａに素早く伝わるようにな
っている。なお、温度センサ９は、ばね５１の付勢力に
より薄肉部５０の方向に付勢されており、また薄肉部５
０を設けた場合の強度については、薄肉部５０が部分的
であるので問題はない。

【００３９】これにより、図１１に示すように、調理物
を載置したときや異常加熱等における調理面の温度変化
に対する温度センサ９の応答性が良くなり、温度センサ
９の検知信号に基づく抵抗体７への通電制御（調理面の
温度制御）等の精度が向上する。なお、本実施形態にお
いては、蓄熱材が積層されていない加熱容器に対して温
度センサの応答性を良くする構造例を示したが、第一の
実施形態における蓄熱材が積層された加熱容器に対して
上記構造を適用してもよい。この場合、蓄熱材に温度セ
ンサ挿通用の孔を形成する必要がある。また、第三およ
び第四の実施形態における蓄熱板が付属部材として設け
られた加熱容器に対して上記構造を適用してもよい。そ
の他の構成は第一の実施形態と同様であり、第一の実施
形態と同様の機能を有する部材については同符号を付し
てある。

【００４０】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。例え
ば、発熱体を調理用ホットプレートにおける加熱容器に
利用した例を実施形態において示したが、加熱容器に限
らず厨房用の加熱ヒータや採暖器のパネルヒータ等に利
用してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、絶縁基材の抵抗体が皮膜形成された面に蓄熱材
を積層することによって、抵抗体からの熱放出分が蓄熱
材に蓄熱されて発熱体全体の熱容量が増大し、温度変動
が少なくなるため、絶縁基材の低熱伝導性に伴うパワー
不足を解消して熱効率を向上することができる。しか
も、蓄熱材が絶縁基材と同質の材料からなるため、抵抗
体の損傷を防止するとともに、発熱体は熱的および機械
的に安定した強度を得ることができる。

【００４２】蓄熱材を抵抗体に積層する際に、一般的に
抵抗体保護用としてコーティングされる無機材料よりな
るコート材を接着剤として利用することにより、合理的
にかつ絶縁基材および抵抗体とのなじみを良くして熱的
に安定させて蓄熱材を積層することができる。

【００４３】物を載置可能な形状に蓄熱材を成形するこ
とにより、発熱体の表裏面を用途に合わせて使い分けて
使用性の向上を図ることができる。

【００４４】絶縁基材の厚みと蓄熱材の厚みを変えるこ
とによって一方を高温発熱部とし、他方を低温発熱部と
すると、加熱したい状況に応じた使い分けが可能とな
り、調理の幅を広げることができる。

【００４５】絶縁基材の温度センサが接触する部分が他
の部分よりも薄く形成することにより、調理物を載置し
たときや異常加熱等における調理面の温度変化に対する
温度センサの応答性が良くなり、温度センサの検知信号
に基づく抵抗体への通電制御（調理面の温度制御）等の
精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態における加熱容器の断
面図

【図２】一般的な調理用ホットプレートの断面図

【図３】蓄熱材の有無に対する加熱容器における調理面
の温度変化を示す図

【図４】第二の実施形態における加熱容器の断面図

【図５】高温加熱用調理面および低温加熱用調理面の温
度変化を示す図

【図６】第三の実施形態における加熱容器を示す図で、
（ａ）は蓄熱板の側面図、（ｂ）は蓄熱時の状態を示す
加熱容器の断面図、（ｃ）は調理時の状態を示す加熱容
器の断面図

【図７】第四の実施形態における蓄熱姿勢のときの加熱
容器の断面図

【図８】調理加熱姿勢のときの加熱容器の断面図

【図９】保温姿勢のときの加熱容器の断面図

【図１０】第五の実施形態における加熱容器の断面図

【図１１】温度センサの検知温度の変化を示す図

【符号の説明】

６ 絶縁基材 ７ 抵抗体 ９ 温度センサ １０ 蓄熱材 １１ コート材 ３０，４４ 蓄熱板 Ａ 高温発熱部 Ｂ 低温発熱部 Ｆ 調理物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−19213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−187545（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−173089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−161921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−120597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−31983（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−17760（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−173090（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−70424（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−111269（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−59933（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−120597（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−51858（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−95429（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−27374（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−68385（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−157533（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−101994（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−41276（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 3/20 - 3/38 A47J 27/00,36/02 A47J 36/04,37/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶化ガラス等の絶縁基材の裏面に抵抗
   体が皮膜形成され、前記絶縁基材の表面が物を載置する
   載置面とされた発熱体において、前記絶縁基材の裏面
   に、前記抵抗体から放射された熱を蓄熱して熱容量を増
   大する蓄熱材が貼り合わされ、該蓄熱材は前記絶縁基材
   と熱的および機械的に同質の材料からなることを特徴と
   する発熱体。
2. 【請求項２】 無機材料からなる抵抗体保護用のコート
   材が、絶縁基材と蓄熱材とを貼り合わすための接着剤と
   して使用されたことを特徴とする請求項１記載の発熱
   体。
3. 【請求項３】 蓄熱材が物を載置可能な形状に成形さ
   れ、表裏面を使用可能としたことを特徴する請求項１ま
   たは２記載の発熱体。
4. 【請求項４】 絶縁基材の厚みと蓄熱材の厚みを変える
   ことによって一方を高温発熱部とし、他方を低温発熱部
   としたことを特徴とする請求項３記載の発熱体。
5. 【請求項５】 絶縁基材における調理面の温度を検知す
   るための温度センサが接触する部分が他の部分よりも薄
   く形成され、蓄熱材に前記温度センサ挿通用の孔が形成
   されたことを特徴とする請求項１記載の発熱体。