JP3713253B2 - 電磁加熱用容器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁加熱器による加熱に用いられる電磁加熱用容器の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
時間的に変化する交流磁場中におかれた導体の内部に電磁誘導によって生ずる渦状の電流すなわち渦電流(eddy current)を利用した電磁加熱器が知られている。たとえば、特開平10−54565号公報に記載されている高効率誘導調理レンジがそれである。図1は、そのような電磁加熱器10の原理を示す概略断面図である。この図に示すように、かかる電磁加熱器10は、たとえばセラミックス平板などから成りその上面に容器14を載置する為の台板12と、その台板12の下面近傍に配設された穴あき円筒状に巻かれたコイル16とを備えて構成されたものであり、コイル16に電流を流して交流磁場を発生させ、その交流磁場により上記台板12上に載置された容器に渦電流を発生させてジュール熱を生じさせるものである。
【0003】
そのような電磁加熱器10による加熱に用いられる容器としては、たとえばステンレススチールなどの金属材料が多く利用されている。しかし、被加熱体20の種類あるいは加熱のおこなわれる環境によってはそのような金属材料から成る容器では不都合を生じることもあり、近年、たとえば陶磁器や耐熱性ガラスなどのセラミックス材料、あるいはメラミン樹脂をはじめとする合成樹脂材料などから成る容器14が用いられるようになってきている。図2は、かかる容器14をその下面すなわち台板12に対向する面に垂直な方向から見た底面図である。図1および図2に示すように、容器14の底面に設けられた環状の凸条であるハマ22の内側には、たとえば銀、アルミニウム、銅、ニッケル、あるいはステンレススチールなどの導体材料から成る導体層24が所定の厚み寸法を備えて固着されている。上述の電磁加熱器10による加熱においては、かかる導体層24が設けられた容器14が時間的に変化する交流磁場中におかれることにより、導体層24に渦電流によるジュール熱が発生させられ、そうして加熱された容器14の底壁部18により、その底壁部18に載置された被加熱体20が加熱される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来用いられてきたそのような電磁加熱用容器は、たとえば図2に示すように、平面視において円形状を成すものがほとんどであった。しかし、本発明者は、電磁加熱用容器の食器としてのバリエーション、デザインなどを考えたとき、たとえば平面視において矩形状を成すものなどが今後求められるようになるとの観点から、非円形状の底壁部あるいはハマ形状を備えた電磁加熱用容器の開発に取り組んできた。
【0005】
しかし、非円形状の電磁加熱用容器の底壁部に円形状の導体層を形成した場合、かかる円形状の導体層が設けられていない部分においてはジュール熱が発生し得ない為に電磁加熱用容器における該当部分の温度が上昇せず、被加熱体を均一に加熱できないという不具合が生じる。それに加え、均一な温度出力を得る為には大径の導体層を形成すべきであり、下面に設けられるハマの径を可及的に大きくするか、ハマを歪な形状とする必要がある為、容器としてのデザインに関して制約があり、また容器製造工程において歩留まりが低下する。
【0006】
そこで、電磁加熱用容器における底壁部の形状にあわせて、そのハマ内に楕円形状あるいは矩形状の導体層を形成することが考えられるが、そのような構成とした場合、たとえば楕円形状の導体層を備えた電磁加熱用容器において、その導体層の短径上の一部の温度が他の部分と比較して過度に上昇することに加え、長径上の一部の温度が他の部分と比較して十分に上昇しないなどといった新たな不具合が生じる。
【0007】
本発明者は、電磁加熱器によりその底壁部が均一に加熱される簡単な構成の電磁加熱用容器を考案する過程において、前述のように楕円形状あるいは矩形状の導体層の温度分布が不均一となるのは、そのように非円形状の導体層においては渦電流が均一に流れず、電流密度の高い部分と低い部分との勾配が甚だしくなる為であると考えた。そこで、本発明者は、かかる電流密度の勾配を緩和することで、電磁加熱器によりその底壁部が均一に加熱される電磁加熱用容器を開発することができるのではないかと考え、そのような電流密度の勾配を緩和する為の手段として前記導体層の電気抵抗に着目した。すなわち、前記導体層の厚み寸法を適宜設定することなどにより前記導体層の電気抵抗に部分的な落差を設けることで、ジュール熱による均一な加熱が可能となるのではないかと考えるに至った。
【0008】
底壁部に形成された導体層の厚み寸法を部分的に増減させた電磁加熱用容器はこれまでにも提案されている。たとえば特開昭62−69481号公報に記載されている電磁加熱調理器用被加熱体がそれである。かかる発明は、円形状の導体層の径方向において通過磁束密度が比較的弱い部分すなわち発生する渦電流が比較的少ない部分を厚くし、通過磁束密度が比較的強い部分すなわち発生する渦電流が比較的多い部分を薄くするというものであるが、そのような構成を非円形状の導体層に用いた場合には所望の効果が得られないばかりか、却ってその導体層の温度分布が不均一となる。すなわち、非円形状の導体層の温度分布を均一化する為には全く新しい構成を考案する必要があった。
【0009】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、非円形状の底壁部を備えた電磁加熱用容器であって、電磁加熱器によりその底壁部が可及的に均一に加熱される電磁加熱用容器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成する為に、本発明の要旨とするところは、平坦な底壁部に設けられた導体層に、電磁加熱器から放出される交流磁場により渦電流が発生させられ、その渦電流により前記導体層に生ずるジュール熱によって前記底壁部が加熱される形式の電磁加熱用容器であって、前記導体層は、平面視において扁平な非円形状を成すものであり、且つ、短径を含む短径部における平面所定距離間の電気抵抗を長径を含む長径部におけるその平面所定距離間の電気抵抗で除した値は0.3〜0.8の範囲内であることを特徴とするものである。
【0011】
【発明の効果】
このようにすれば、平面視において扁平な非円形状を成す導体層において、短径を含む短径部と長径を含む長径部とで平面等距離間の電気抵抗が異なるものであり、その短径部における平面所定距離間の電気抵抗を前記長径部におけるその平面所定距離間の電気抵抗で除した値は0.3〜0.8の範囲内である為、電流密度が上昇しがちな前記短径部の電気抵抗を比較的小さく、前記長径部の電気抵抗を比較的大きくすることで、渦電流により前記導体層に生ずるジュール熱による均一な加熱が可能となる。すなわち、非円形状の底壁部を備えた電磁加熱用容器であって、電磁加熱器によりその底壁部が可及的に均一に加熱される電磁加熱用容器を提供することができる。なお、前記短径部における平面所定距離間の電気抵抗を前記長径部におけるその平面所定距離間の電気抵抗で除した値が0.3よりも小さい場合あるいは0.8よりも大きい場合には、前記導体層の温度分布が若干不均一となる。
【0014】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記導体層は、楕円形状あるいは矩形状を成すものである。このようにすれば、非円形状を成す底壁部をかかる導体層によって均一に加熱することができるという利点がある。
【0016】
また、好適には、前記長径部の厚み寸法を前記短径部の厚み寸法で除した値は0.4〜0.7の範囲内である。このようにすれば、前記短径部および長径部の平面等距離間の電気抵抗の比が好適に定まり、ジュール熱による加熱がより均一化するという利点がある。なお、前記長径部の厚み寸法を前記短径部の厚み寸法で除した値が0.4よりも小さい場合あるいは0.7よりも大きい場合には、前記導体層の温度分布が若干不均一となる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
図3は、本発明の一実施例である電磁加熱用容器30を示す斜視図である。この図に示すように、かかる電磁加熱用容器30は、平面視において矩形状を成す底壁部32と、その底壁部32の下面周縁部に形成された矩形環状の凸条であるハマ34と、後述する図5に示すように、上記底壁部32の下面においてそのハマ34の内側に固着された楕円形状の導体層36とを備えて矩形皿状に構成されている。上記電磁加熱用容器30の本体は、たとえば陶磁器や耐熱性ガラスなどのセラミックス材料、あるいはメラミン樹脂をはじめとする合成樹脂材料などの絶縁体材料から成るものである。また、上記導体層36は、たとえば銀、アルミニウム、銅、ニッケル、あるいはステンレススチールなどの弱磁性あるいは強磁性金属材料が、たとえば印刷、スパッタ、あるいは転写などの手段により底壁部32の下面に固着されて一面に隙間なくベタに設けられたものである。
【0020】
図4は、上記電磁加熱用容器30をその底壁部32に垂直な方向に上面側から見た平面図であり、図における鎖線は、かかる電磁加熱用容器30を用いた加熱に際しての電磁加熱器におけるコイル38の相対位置を示す。加熱に際しては、そのコイル38から時間的に変化する交流磁場が放出され、上記導体層36が設けられた電磁加熱用容器30がその交流磁場中におかれることにより、導体層36に渦電流によるジュール熱が発生させられ、そのようにして加熱された電磁加熱用容器30の底壁部32により、その底壁部32に載置された図示しない被加熱体が加熱されるのである。
【0021】
図5は、前記電磁加熱用容器30をその底壁部32に垂直な方向に下面側から見た底面図である。この図に示すように、前記電磁加熱用容器30の底壁部32下面におけるハマ34の内側に設けられた前記導体層36は、平面視において扁平な非円形状たとえば短径の長さ寸法が75mm程度、長径の長さ寸法が100mm程度の楕円形状を成すものであり、且つ、短径を含む短径部38と長径を含む長径部40とに区分されて形成されたものである。その短径部38および長径部40はそれぞれ異なる厚み寸法を備えたものであり、たとえば上記短径部38の厚み寸法がt36μm程度、上記長径部40の厚み寸法がt24μm程度となるように、スクリーン印刷法により先ず上記短径部38および長径部40に対応する部分に前記材料が所定回数印刷された後、上記短径部38に対応する部分のみさらにその材料が所定回数印刷されて形成されたものである。電気抵抗は一般に電流の進行方向に垂直な断面積に反比例するものである為、そのように異なる厚み寸法を備えていることで上記短径部38および長径部40における平面等距離(短径あるいは長径に比べて十分に短い距離)間の電気抵抗に落差がつけられており、たとえば一対の接触子(測定点)間隔10mm間の電気抵抗が上記短径部38で2.3×10−5Ω、上記長径部40で3.4×10−5Ωとなるように構成されている。上記短径部38と長径部40とで平面等距離間の電気抵抗が異なることは、それらの間でシート抵抗(正方形薄膜の一辺から対辺までの電気抵抗)が異なることと同義である。また、前記導体層36の平面視あるいは底面視における重心を含む中央部には、直径が約20mm程度の円形状の中央孔42が設けられている。その中央孔42は、たとえば導体層36を構成する導体材料が固着されていない部分であるが、その有無は上記導体層36に生ずる渦電流にほとんど影響を与えないので必ずしも設けられていなくともよい。
【0022】
前記電磁加熱器により前記導体層36に発生させられる渦電流は、銀で約50%、アルミニウムで約56%、ニッケルで約40%が前記中央孔42を中心として前記導体層36をその周方向に環状に流れるものであると考えられている。平面視において扁平な非円形状を成す底壁部32の形状に合わせて、扁平な非円形状の導体層を形成させた電磁加熱用容器では、交流磁場により導体層に生ずるジュール熱が不均一なものとなり、導体層における一部の温度が他の部分と比較して過度に上昇するなどといった不具合が生じる。そのように、交流磁場により導体層に生ずるジュール熱が不均一となる原因は、扁平な非円形状の導体層においては、その長手方向の両端部に接近するにつれ導体層の内周面と外周面との距離が広くなり、そのような比較的広い経路においては、比較的狭い経路に比べて渦電流密度が疎となり、結果として交流磁場により生ずるジュール熱が比較的弱いものになり、導体層に生ずるジュール熱が不均一となる為であると考えられる。なお、ここで、扁平な非円形状とは、たとえばその長手方向の長さ寸法すなわち長径をL1、その長手方向に垂直を成す方向の長さ寸法すなわち短径をL2とした際に、L2/L1がたとえば0.5以上0.9未満、より好適には0.6以上0.85未満となる形状を示し、たとえばL1が100〜125mm、L2が75〜88mmとなるように構成されたものである。
【0023】
ここで、本実施例の導体層36は、前述のように渦電流の経路が狭くなる部分すなわち短径部38の電気抵抗が比較的小さく、経路が広くなる部分すなわち長径部40の電気抵抗が比較的大きくなるように形成されていることで、それら短径部38および長径部40に同程度の電流密度の渦電流が流され、電流密度の高い部分と低い部分との勾配が緩和されるものと考えられる。そのようにして、前記導体層36の全範囲に均一な渦電流が発生させられ、結果として前記ジュール熱により前記底壁部32を可及的に均一に加熱することができる。ここで、好適には、前記短径部38の面積を前記長径部40の面積で除した値は0.5〜3.0の範囲内である。本実施例の導体層36は、図6に示すように、前記短径部38の中心角が105°程度、前記長径部40の中心角が75°程度とされ、その短径部38の面積を前記長径部40の面積で除した値が1.4程度とされている。前記導体層36がそのような面積比により前記短径部38と長径部40とに区分されていることにより、それら短径部38および長径部40に同程度の電流密度の渦電流が流され、結果として前記ジュール熱により前記底壁部32が可及的に均一に加熱されるのである。なお、前記短径部38の面積を前記長径部40の面積で除した値が0.5よりも小さい場合あるいは3.0よりも大きい場合には前記導体層36の温度分布が若干不均一となる。
【0024】
前記導体層36を設けることで、平面視において扁平な非円形状の底壁部32を備えた電磁加熱用容器30を、容器としてのデザインに関する制約なしに設計することができる。すなわち、前記底壁部32は平面視において矩形状を成すものであったが、かかる底壁部32の形状として楕円形状、半円状または三日月状といった部分楕円形状、あるいは瓢箪の形状、木の葉の形状などの様々な形状を適宜選択することができる。前記導体層36は、そのような底壁部32の形状に合わせて形成されるものであってもよいが、より好適には、その底壁部32の下面に可及的に広い面積をとるように楕円形状あるいは矩形状に形成されたものである。前述のように、前記電磁加熱器により前記導体層36に発生させられる渦電流の約40〜60%は、前記導体層36をその周方向に楕円環状乃至それに準ずる経路に沿って流れるものであると考えられる。その為、たとえば矩形状の導体層を形成した場合、その四隅の頂点近傍には渦電流がほとんど流れず、従って該当部分では渦電流により生ずるジュール熱が微弱である為、実質的に楕円形状の導体層と近似した温度分布を呈する。同様に、比較的複雑な形状の底壁部を備えた電磁加熱用容器に導体層を形成する場合、その底壁部の形状に合わせて外縁が複雑に込み入った導体層を形成したとしても、かかる外縁近傍には渦電流がほとんど流れない為、かかる底壁部上面において被加熱物が載置されるだろう範囲を予め考慮に入れた上で、その底壁部下面に可及的に広い面積をとるように楕円形状あるいは矩形状を成す導体層を形成するのが好ましい。なお、非楕円形状の導体層における長径とはその長手方向のさしわたしを、短径とはその長径に垂直な方向のさしわたしを示す。
【0025】
また、前記短径部38と長径部40とで異なる材料を用いた導体層36によっても、渦電流により発生するジュール熱を均一化する効果が期待できる。導体材料は一般に固有抵抗(単位断面積あるいは単位長さの電気抵抗)を有しており、たとえば常温において銀で1.62×10−8Ω・m、アルミニウムで2.75×10−8Ω・m、鉄で9.8×10−8Ω・mといった様々な値を示す。よって、前記短径部38に固有抵抗が比較的小さい材料を、前記長径部40に固有抵抗が比較的大きい材料をそれぞれ用いることで、それら短径部38および長径部40に同程度の電流密度の渦電流が流され、電流密度の高い部分と低い部分との勾配が緩和されるものと考えられる。そのようにして、前記導体層36の全範囲に均一な渦電流が発生させられ、結果として前記ジュール熱により前記底壁部32を可及的に均一に加熱することができるのである。ここで、前記短径部38における平面所定距離間の電気抵抗を前記長径部40におけるその平面所定距離間の電気抵抗で除した値が0.3〜0.8の範囲内となるようにぞれぞれの導体材料を選択するのが好適である。このようにすれば、前記短径部38および長径部40の平面等距離間の電気抵抗の比が好適に定まり、ジュール熱による加熱がより均一化するという利点がある。なお、前記短径部38における平面所定距離間の電気抵抗を前記長径部40におけるその平面所定距離間の電気抵抗で除した値が0.3よりも小さい場合あるいは0.8よりも大きい場合には、前記導体層36の温度分布が若干不均一となる。
【0026】
続いて、本発明者がおこなった試験について説明する。本発明者は、本発明の効果を検証する為に、それぞれ異なる構成の導体層が設けられた電磁加熱用容器である試料容器1〜6作製し、それぞれの導体層に同じ条件下で渦電流を発生させて、所定時間後のそれぞれの導体層における温度分布を調べた。電磁加熱用容器の本体には陶磁器製のものを用いた。その本体に固着された上記導体層は銀を主成分とするものであり、平面視において楕円形状を成す長径約100mm×短径約75mm×中央孔径約20mm程度の寸法を備えて構成され、図6に示すように、短径を含む短径部と長径を含む長径部とに区分されてそれぞれの厚み寸法が上記試料容器1を除いて各々異なる値とされている。電磁加熱器としては、三洋電機製IC−F2を用いた。かかる電磁加熱器に設けられたコイルの寸法は、外径170mmφ×内径40mmφ程度であった。図7〜図12に上記試料容器1〜6に設けられた導体層それぞれの所定時間後における温度分布をサーモグラフィーで測定した様子を示す。そのサーモグラフィーとしては、NEC三栄製TH5100を用いた。かかる温度分布を示す図7〜図12において、(a)右上から左下へ向かう実線で示された範囲は、30℃以上40℃未満の温度範囲を、(b)左上から右下へ向かう実線で示された範囲は、40℃以上50℃未満の温度範囲を、(c)右上から左下へ向かう鎖線で示された範囲は、50℃以上60℃未満の温度範囲を、(d)左上から右下へ向かう鎖線で示された範囲は、60℃以上の温度範囲を、(e)それ以外の範囲すなわちいかなる実線あるいは鎖線も描かれていない範囲は、30℃未満の温度範囲を、それぞれ示すものである。
【0027】
比較例である試料容器1は、導体層全面がt24μm程度の同一厚み寸法となるように形成されたものであり、図7は、かかる試料容器1に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。この図に示すように、上記試料容器1の導体層では、短径上および短径近傍の一部の温度が60℃以上の比較的高温に上昇していることに加え、その長径上および長径近傍の一部の温度が30℃以上40℃未満の比較的低温に留まっていることがわかる。すなわち、短径部と長径部とで厚み寸法に落差がない導体層では、渦電流により生ずるジュール熱により不均一な温度分布を呈するものであることが確認された。
【0028】
本発明の実施例である試料容器2は、短径部の厚み寸法がt36μm程度、長径部の厚み寸法がt24μm程度となるようにすなわち長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.67程度となるように形成されたものであり、図8は、かかる試料容器2に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。この図に示すように、上記試料容器2の導体層では、温度分布にほとんど斑がなく、その導体層の大部分が50℃以上60℃未満の最も好適な温度を示していることがわかる。すなわち、長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.67程度となる導体層では、渦電流により生ずるジュール熱により均一な温度分布を呈するものであることが確認された。
【0029】
本発明の実施例である試料容器3は、短径部の厚み寸法がt48μm程度、長径部の厚み寸法がt24μm程度となるようにすなわち長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.5程度となるように形成されたものであり、図9は、かかる試料容器3に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。この図に示すように、上記試料容器3の導体層では、温度分布にほとんど斑がなく、その導体層が広い範囲で50℃以上60℃未満の最も好適な温度を示していることがわかる。すなわち、長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.5程度となる導体層では、渦電流により生ずるジュール熱により均一な温度分布を呈するものであることが確認された。
【0030】
本発明の実施例である試料容器4は、短径部の厚み寸法がt96μm程度、長径部の厚み寸法がt48μm程度となるようにすなわち長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.5程度となるように形成されたものであり、図10は、かかる試料容器4に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。この図に示すように、上記試料容器4の導体層では、上記試料容器3に設けられた導体層に比べて全体的な温度は若干高いものの温度分布にほとんど斑がなく、その導体層が広い範囲で50℃以上60℃未満の最も好適な温度を示していることがわかる。すなわち、長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.5程度となる導体層では、上記試料容器3に設けられた導体層に比べて厚み寸法を全体的に倍にしたものであっても、渦電流により生ずるジュール熱により均一な温度分布を呈するものであることが確認された。
【0031】
比較例である試料容器5は、短径部の厚み寸法がt72μm程度、長径部の厚み寸法がt24μm程度となるようにすなわち長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.33程度となるように形成されたものであり、図11は、かかる試料容器5に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。この図に示すように、上記試料容器5の導体層では、上記試料容器1の導体層に比べて高温領域が長径部に移動しているものの60℃以上の比較的高温となる部分は依然として偏って存在していることがわかる。すなわち、長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.33程度となる導体層では、渦電流により生ずるジュール熱により若干不均一な温度分布を呈するものであることが確認された。
【0032】
比較例である試料容器6は、短径部の厚み寸法がt96μm程度、長径部の厚み寸法がt24μm程度となるようにすなわち長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.25程度となるように形成されたものであり、図12は、かかる試料容器6に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。この図に示すように、上記試料容器6の導体層では、上記試料容器1の導体層に比べて高温領域が長径部に移動しているものの60℃以上の比較的高温となる部分は依然として偏って存在し、中央部の温度が比較的広い範囲で30℃以上40℃未満の比較的低温に留まっていることがわかる。すなわち、長径部の厚み寸法を短径部の厚み寸法で除した値が0.25程度となる導体層では、渦電流により生ずるジュール熱により不均一な温度分布を呈するものであることが確認された。
【0033】
以上の試験結果から、前記長径部38の厚み寸法を前記短径部40の厚み寸法で除した値は0.4〜0.7の範囲内とされるのが好適であり、0.5〜0.7の範囲内とされるのがさらに好適ことが確認された。この試験結果は、銀を主成分とする導体層が設けられた試料容器1〜6によるものであるが、導体材料の厚み比と平面等距離間の電気抵抗の比とは一対一で対応するものである為、たとえばアルミニウム合金あるいはステンレススチールなど他の導体材料を用いた導体層であっても同様であると考えられる。
【0034】
このように、本実施例によれば、平面視において扁平な非円形状を成す導体層36において、短径を含む短径部38と長径を含む長径部40とで平面等距離間の電気抵抗が異なるものである為、電流密度が上昇しがちな前記短径部38の電気抵抗を比較的小さく、前記長径部40の電気抵抗を比較的大きくすることにより、渦電流により前記導体層36に生ずるジュール熱による均一な加熱が可能となる。すなわち、非円形状の底壁部32を備えた電磁加熱用容器30であって、電磁加熱器によりその底壁部32が可及的に均一に加熱される電磁加熱用容器30を提供することができる。
【0035】
また、本実施例では、前記短径部38の面積を前記長径部40の面積で除した値は0.5〜3.0の範囲内である為、前記短径部38および長径部40が好適な面積比をもって区分されていることから、ジュール熱による加熱がより均一化するという利点がある。
【0036】
また、本実施例では、前記短径部38における平面所定距離間の電気抵抗を前記長径部40におけるその平面所定距離間の電気抵抗で除した値は0.3〜0.8の範囲内である為、前記短径部38および長径部40の平面等距離間の電気抵抗の比が好適に定まり、ジュール熱による加熱がより均一化するという利点がある。
【0037】
また、本実施例では、前記導体層36は、楕円形状あるいは矩形状を成すものである為、非円形状を成す底壁部32をかかる導体層36によって均一に加熱することができるという利点がある。
【0038】
また、本実施例では、前記導体層36は、前記短径部38と長径部40とで厚み寸法が異なるものである為、前記短径部38および長径部40における平面等距離間の電気抵抗を比較的簡単に異なるものにできるという利点がある。
【0039】
また、本実施例では、前記長径部40の厚み寸法を前記短径部38の厚み寸法で除した値は0.4〜0.7の範囲内である為、前記短径部38および長径部40の平面等距離間の電気抵抗の比が好適に定まり、ジュール熱による加熱がより均一化するという利点がある。
【0040】
また、本実施例では、前記導体層36は、前記短径部38と長径部40とで材料が異なるものである為、前記短径部38と長径部40とで固有抵抗の異なる材料を用いることにより、前記短径部38および長径部40における平面等距離間の電気抵抗を比較的簡単に異なるものにできるという利点がある。
【0041】
次に、本発明の他の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図面に関して、前述の実施例と重複する部分に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【0042】
図13は、本発明の他の実施例である電磁加熱用容器50を示す斜視図である。この図に示すように、本実施例の電磁加熱用容器50は、平面視において矩形状を成す底壁部52と、その底壁部52の下面周縁部に形成されたハマ54とを備えて構成されている。また、上記底壁部52の上面には、それぞれ被加熱体を載置する為に若干の深さを備えた第1加熱部56および第2加熱部58が形成されており、上記底壁部52の下面におけるその第1加熱部56および第2加熱部58に対応する位置には、後述する図15に示すように、前記導体層36と同じ構成であり若干寸法の異なる導体層60および62がそれぞれ固着されている。
【0043】
図14は、上記電磁加熱用容器50をその底壁部52に垂直な方向に上面側から見た平面図であり、図における鎖線は、かかる電磁加熱用容器50を用いた加熱に際しての電磁加熱器における第1コイル64および第2コイル66の相対位置を示す。また、図15は、上記電磁加熱用容器50をその底壁部52に垂直な方向に下面側から見た底面図である。加熱に際しては、上記第1コイル64および第2コイル66から時間的に変化する交流磁場が放出され、上記第1導体層60および第2導体層62が設けられた電磁加熱用容器50がその交流磁場中におかれることにより、その第1導体層60および第2導体層62に渦電流によるジュール熱が発生させられ、そのようにして上記第1加熱部56および第2加熱部58に対応する部分が局所的に加熱された電磁加熱用容器50の底壁部52により、上記第1加熱部56および第2加熱部58に載置された図示しない被加熱体が加熱される。
【0044】
このように、本実施例によれば、平面視において扁平な非円形状の第1加熱部56および第2加熱部58を備えた底壁部52が設けられた電磁加熱用容器50において、その底壁部52の下面におけるその第1加熱部56および第2加熱部58に対応する位置に、前記ジュール熱により前記底壁部52における前記第1加熱部56および第2加熱部58に対応する位置が均一に加熱されるようにする為の上記第1導体層60および第2導体層62がそれぞれ形成されている為、前記第1コイル64および第2コイル66から放出される交流磁場により上記第1導体層60および第2導体層62それぞれの全範囲に均一な渦電流が発生させられるものと考えられ、結果として電磁加熱器により可及的に均一に加熱される非円形状の前記第1加熱部56および第2加熱部58を備えた底壁部52が設けられた電磁加熱用容器50を提供することができる。
【0045】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに別の態様においても実施される。
【0046】
たとえば、前述の実施例において、前記電磁加熱用容器30、50には、図6に示すような構成の前記導体層36、第1導体層60、および第2導体層62が設けられていたが、本発明の導体層はこれらに限定されるものではなく、たとえば図16に示すように、短径部72と長径部74との境界が曲線で与えられる導体層70などが設けられたものであっても構わない。すなわち、平面視において扁平な非円形状を成すものであり、且つ、短径を含む短径部と長径を含む長径部とで平面等距離間の電気抵抗が異なる導体層であればその態様は問わない。
【0047】
また、前述の実施例において、前記電磁加熱用容器30、50における前記導体層36、第1導体層60、および第2導体層62は、それぞれの底壁部32、52の下面に固着されていたが、たとえばその底壁部32、52の上面すなわち容器の内側に固着されたり、その底壁部32、52内に埋設されたものであってもよい。
【0048】
また、前述の実施例において、前記電磁加熱用容器30、50は、それぞれハマ34、54を備えて構成されていたが、かかるハマ34、54は必ずしも設けられている必要はなく、電磁加熱器による加熱に際して、前記底壁部32、52の下面が電磁加熱器の台板に直接接触する態様の電磁加熱用容器に本発明が適用されても当然に構わない。
【0049】
また、前述の電磁加熱用容器50は、その底壁部52の下面に2つの導体層すなわち第1導体層60および第2導体層62が形成されたものであったが、たとえば底壁部52の下面に3つ以上の導体層が形成されたものであっても当然に構わない。また、かかる底壁部52に、たとえば平面視において円形状の加熱部がさらに設けられたものである場合、扁平な非円形状の第1導体層60および第2導体層62の他に、上記円形状の加熱部に対応する円形状の導体層が設けられていても一向に構わない。
【0050】
また、前述の電磁加熱用容器30、50は、その底壁部32、52の形状自体が扁平な非円形状を成すものであったが、たとえば円形状を成す底壁部に扁平な非円形状の加熱部が複数形成されている場合のように、平面視において円形状を成す底壁部を備えた電磁加熱用容器であっても、その加熱部の形状により扁平な非円形状の導体層を形成する必要がある場合には、本発明は好適に用いられるものである。
【0051】
その他一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的な電磁加熱器の原理を示す概略断面図である。
【図2】従来の電磁加熱用容器をその下面に垂直な方向から見た底面図である。
【図3】本発明の一実施例である電磁加熱用容器を示す斜視図である。
【図4】図3に示す電磁加熱用容器をその底壁部に垂直な方向に上面側から見た平面図である。
【図5】図3に示す電磁加熱用容器をその底壁部に垂直な方向に下面側から見た底面図である。
【図6】図3に示す電磁加熱用容器に設けられた導体層の構成を詳しく示す図である。
【図7】試料容器1に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。
【図8】試料容器2に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。
【図9】試料容器3に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。
【図10】試料容器4に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。
【図11】試料容器5に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。
【図12】試料容器6に設けられた導体層の所定時間後における温度分布を示す図である。
【図13】本発明の他の実施例である電磁加熱用容器を示す斜視図である。
【図14】図13に示す電磁加熱用容器をその底壁部に垂直な方向に上面側から見た平面図である。
【図15】図13に示す電磁加熱用容器をその底壁部に垂直な方向に下面側から見た底面図である。
【図16】本発明の電磁加熱用容器に設けられる導体層の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
10:電磁加熱器
30、50:電磁加熱用容器
32、52:底壁部
36、70:導体層
38、72:短径部
40、74:長径部
60:第1導体層
62:第2導体層
Claims (3)
- 平坦な底壁部に設けられた導体層に、電磁加熱器から放出される交流磁場により渦電流が発生させられ、該渦電流により前記導体層に生ずるジュール熱によって前記底壁部が加熱される形式の電磁加熱用容器であって、
前記導体層は、平面視において扁平な非円形状を成すものであり、且つ、短径を含む短径部における平面所定距離間の電気抵抗を長径を含む長径部における該平面所定距離間の電気抵抗で除した値は0.3〜0.8の範囲内であることを特徴とする電磁加熱用容器。 - 前記導体層は、楕円形状あるいは矩形状を成すものである請求項1の電磁加熱用容器。
- 前記長径部の厚み寸法を前記短径部の厚み寸法で除した値は0.4〜0.7の範囲内である請求項1又は2の電磁加熱用容器。
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