JP3889414B2 - 誘導加熱用調理鍋 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱を用いて調理する誘導加熱用調理鍋に関し、特に鍋本体がアルミニウムによって形成され、その鍋本体の底部に磁性金属或は整磁合金を貼り付けた構造の調理鍋において、その底部の加熱による磁性金属や整磁合金の剥がれ或は凹凸変形を防止し、鍋内の食品などを良好に加熱することができる誘導加熱用調理鍋に関する。なお、この明細書でいう調理鍋とは、所謂通常の鍋の他、フライパン、その他の加熱調理用器物を含む概念である。

高周波誘導加熱は、誘導加熱コイルに高周波電流を供給するによって、誘導加熱コイルの近傍に配置した磁性金属に高周波磁界を発生させると共に、その磁性金属に誘導電流としての渦電流を発生させ、この渦電流によって磁性金属内にジュール熱を発生させる。

このような渦電流による発熱作用を用いる誘導加熱調理器は、トッププレートの下側に加熱コイルを配設し、加熱コイルに高周波電流を供給することにより、高周波磁界を発生させ、トッププレートの上に載置した誘導加熱用調理鍋の底部に渦電流を生じさせ、これにより、調理鍋に自己発熱を生じさせ、鍋の内部の被調理物を加熱するように構成される。

この種の誘導加熱調理器に使用される誘導加熱用調理鍋として、従来、下記特許文献１などにおいて、非磁性金属材料で形成された調理鍋の底部外側に磁性金属材料を圧接等して一体化した構造のものが提案されている。この種の磁性金属には、通常、適度なキュリー温度を有する金属材料が使用され、キュリー温度以下では磁性金属材料に渦電流が流れて、ジュール熱により自己発熱し、磁性金属材料がキュリー温度以上になると、その比透磁率が急激に低下して、渦電流が減少して、発熱量が減少する。
特開平４−２２０９８８号公報

ところで、この種の調理鍋として、鍋本体にアルミニウムを使用し、アルミニウム製の鍋本体の底面に、磁性金属である鋼板またはステンレス板、或は整磁合金（鉄・ニッケル・クロムの合金で、特定温度に温度上昇すると磁性が変化する合金）板を、プレス加工などにより圧着した構造の調理鍋が、軽量性や蓄熱性などの利点から、広く普及しつつある。

しかしながら、この種のアルミニウム製の鍋本体の底部に、磁性金属板或は整磁合金板を貼り付けた構成の調理鍋は、誘導加熱時に磁性金属板または整磁合金板に生じた渦電流によるジュール熱によって加熱される際、アルミニウム製の鍋本体の熱膨張率と磁性金属板或は整磁合金板の熱膨張率が異なるため、アルミニウム製の鍋本体の熱膨張率が通常はより高いために、調理鍋の底部に歪み変形が生じ、鍋の底部に凹凸が生じる問題があった。

このような調理鍋の底部に凹凸が生じると、調理鍋の内側では、凹凸による窪みに特に熱が集中しやすくなって、鍋内の調理物の加熱にむらが生じ、調理物を均一に加熱することが難しくなる問題があった。また、鍋本体のアルミニウムの熱膨張率と磁性金属板或は整磁合金板の熱膨張率の相違から、調理鍋の底部が変形すると、磁性金属板或は整磁合金板が鍋本体から剥がれやすくなるという問題もあった。さらに、このような誘導加熱レンジのトッププレートは、通常極めて平坦なフラット状に形成されているため、その上に凹凸の生じた調理鍋を載置すると、載置した調理鍋が傾斜したりガタツキが生じるという問題もあった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、調理鍋の底部に生じやすい加熱時の歪み変形を防止し、鍋本体からの磁性金属板或は整磁合金板の剥離を防ぐと共に、調理物を均一に加熱することができる誘導加熱用調理鍋を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の誘導加熱用調理鍋は、鍋本体がアルミニウムで形成され、該鍋本体の底面に磁性金属板の底金属板を貼り付けた誘導加熱用調理鍋において、該鍋本体の底部の内面に、該鍋本体より小さい熱膨張率を有し、該底金属板と同一材質で、略同一面積、略同一形状の上金属板が、該底金属板との間で該アルミニウムの鍋本体を挟んで取着され、該底金属板には多数の孔が穿設されると共に、該孔の周縁部にバリが表面上に向けて形成され、該底金属板は鍋本体の底部に押圧されて圧着され、該孔の周縁部のバリが該鍋本体内に打ち込まれ該鍋本体の上面の上金属板に当接した状態で該底金属板が取着されていることを特徴とする。

また、請求項２の誘導加熱用調理鍋は、鍋本体がアルミニウムと磁性金属板とを貼り合わせたクラッド材を使用して形成され、該磁性金属板を鍋の内側にして形成された誘導加熱用調理鍋において、該鍋本体の底部の底面に、該鍋本体より小さい熱膨張率を有し、該磁性金属板と同一材質の底金属板が貼り付けられ、該底金属板には多数の孔が穿設されると共に、該孔の周縁部にバリが表面上に向けて形成され、該底金属板は鍋本体の底部に押圧されて圧着され、該孔の周縁部のバリが該鍋本体内に打ち込まれ該鍋本体の上面の該クラッド材の該磁性金属板に当接した状態で該底金属板が取着されていることを特徴とする。

また、請求項３の誘導加熱用調理鍋は、鍋本体がアルミニウムで形成され、該鍋本体の底面に整磁合金の底金属板を貼り付けた誘導加熱用調理鍋において、該鍋本体の底部の内側面に、該鍋本体より小さい熱膨張率を有し、該底金属板と略同一面積、略同一形状で、磁性金属製の上金属板が、該底金属板との間で該アルミニウムの鍋本体を挟んで取着され、該底金属板には多数の孔が穿設されると共に、該孔の周縁部にバリが表面上に向けて形成され、該底金属板は鍋本体の底部に押圧されて圧着され、該孔の周縁部のバリが該鍋本体内に打ち込まれ該鍋本体の上面の上金属板に当接した状態で該底金属板が取着されていることを特徴とする。

上記構成の誘導加熱用調理鍋は、誘導加熱調理器のトッププレートの上に載せられ、その下の加熱コイルに高周波電流を供給して、使用される。加熱コイルに高周波電流を供給すると、その周囲に高周波磁界が発生し、誘導加熱用調理鍋の鍋底部の底金属板（磁性金属）には、その高周波磁界によって渦電流が発生する。そして、渦電流によって底金属板にジュール熱が発生し、鍋底部が発熱して、鍋本体内の調理物が加熱される。

このとき、アルミニウム製の鍋本体の熱膨張率と底金属板の熱膨張率が異なる場合、通常は熱膨張率の大きいアルミニウムの鍋本体が大きく伸びて、鍋の底部に歪み変形が生じやすいが、この調理鍋の底部のアルミニウムはその上下面を上金属板と底金属板（同じ材質でアルミニウムより小さい熱膨張率の金属板）により挟みこむように圧着されているため、鍋本体であるアルミニウムの変形（熱膨張）が両側から抑えこまれる。このため、調理鍋の底部が加熱により凹凸状に変形することはなく、鍋の内側には凹凸による窪みなども生じず、調理物をむらなく均一に加熱することができる。また、変形による底金属板の鍋本体からの剥離を防止することができる。

さらに、底金属板に多数の孔を穿設し、それらの孔の周縁部にバリを表面上に向けて形成し、底金属板を鍋本体の底部に圧着させ、孔の周縁部のバリを鍋本体内に打ち込みその上面の上金属板に当接させるから、底金属板はそれらのバリの打ち込みと、上金属板に当接して先端を曲げることによって、アルミニウムの鍋本体に強固に圧着された状態となり、底金属板の耐剥離性をさらに向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は第１実施形態の誘導加熱用調理鍋としてのフライパン１の底面図を示し、図２はその上方からの平面図を示し、図３はその断面図を示している。

この誘導加熱用調理鍋のフライパン１は、その器物の全体形状を形成している鍋本体２が、アルミニウムで形成され、アルミニウム製の鍋本体２の底部７の底面に、磁性金属板の底金属板４が貼り付けられている。その底部７の内側面には、底金属板４と同一材質で、略同一面積、略同一形状の上金属板３が、底金属板４との間でアルミニウムの鍋本体２を挟むように、取着されている。

上金属板３と底金属板４は、磁性金属板である、例えば厚さ０．５mmのステンレス板を円形に裁断して形成され、特に底金属板４には、図１に示すように、多数の孔５がバーリング加工により穿設されている。バーリング加工により、その孔５の周縁部には、バリ６が上面に突き出した状態で形成される。上金属板３と底金属板４は、鍋本体２の底部７の上面と下面に圧着されるが、このとき、底金属板４の上面に突き出したバリ６は鍋本体２の底部７内に食い込み、且つバリ６の先端が、底部７の内側面の上金属板３に当接して圧着される構造としている。また、アルミニウムの鍋本体２はプレスによる絞り加工などにより予め器状に成形され、その底部７の厚さが例えば約２mmに形成される。そして、その鍋本体２の底部７の上下面（内側面と外側面）に、厚さ約０．５mmの上金属板３と底金属板４が、その底部７を上下で挟むように圧着される。

すなわち、フライパン１の製造時に、上金属板３と底金属板４を鍋本体２の底部７に圧着する場合、アルミニウムの鍋本体２を高温に加熱した状態で、図示しないプレス装置に鍋本体２と上金属板３と底金属板４をセットし、プレス装置により、鍋本体２の底部７を上金属板３と底金属板４で挟むようにして、つまり上金属板３を鍋本体２の底部７の上面に当て、底部７の底面に底金属板４を当てて、３者を重ね合わせた状態で、プレスにより打ち付ける。

このとき、底金属板４のステンレスのバリ６がアルミニウムの鍋本体２に打ち込まれ、図４に示すように、バリ６の先端は反対側の上金属板３に当接して先端部が曲折する。ステンレスのバリ６は通常鋭利な尖頭形状を有しており、高温で比較的硬度を下げたアルミニウムに容易に食い込み、さらにそれらのバリ６の尖頭部がステンレスの上金属板３に当接して内側に折れ曲がる。

このため、底金属板４は、単に底部７に打ち付けられるだけではなく、先端が折れ曲がり爪状物を食い込ませた状態となるため、底部７に強固に固着された状態となる。また、圧着加工の際に、プレス装置により圧力をかけて上金属板３と底金属板４を、鍋本体２の底部７にそれを挟みこむように圧着したとき、爪状のバリ６を持った底金属板４の反対側にバリ６と同じ材質の上金属板３が配設されるため、バリ６が上金属板３を突き抜けて鍋本体２の内側面に露出することはなく、製品の歩留まりを低下させずに、フライパンを効率よく良好に製造することができる。

なお、フライパン１の内側には、内側全体にまたは底部７の内側面のみに、フッ素樹脂塗料或はセラミック塗料を塗布することができ、この場合は黒色のフッ素樹脂塗料或はセラミック塗料を塗布すれば、加熱時に黒色の塗膜面から良好に熱線が放射され、調理物の加熱を向上させることができる。

このように構成されたフライパン１は、図示しない誘導加熱調理器のトッププレートの上に載せ、その下の加熱コイルに高周波電流を供給して、使用される。加熱コイルに高周波電流を供給すると、その周囲に高周波磁界が発生し、フライパン１の底部７の底金属板４と上金属板３に、その高周波磁界によって渦電流が発生する。そして、渦電流によって上金属板３と底金属板４にジュール熱が発生し、フライパン１の底部７が発熱されて、フライパン１内の調理物が加熱される。

一般に、アルミニウムの鍋本体の底部にステンレスの底金属板を圧着しただけの構造の調理鍋では、加熱時に、アルミニウムの鍋本体の熱膨張率が底金属板より高いために、調理鍋の底部で歪み変形が生じやすい。しかし、このフライパン１の底部７は、鍋本体２の熱膨張率より小さい熱膨張率を有した上金属板３と底金属板４が鍋本体２の上面と下面に、それを上下から強固に挟み込むように圧着されているため、鍋本体２の伸びが効果的に抑えられる。したがって、調理鍋の底部７の歪み変形は防止され、調理鍋の長期の使用によって、底部７が凸凹に変形する不具合は防止される。

なお、上記実施形態では、上金属板３と底金属板４にステンレス板を使用したが、上金属板３と底金属板４には整磁合金を使用することもできる。整磁合金としては、例えば、鉄５２％、ニッケル４０％、クロム８％の合金を使用することができる。このような組成の整磁合金は、その温度がキュリー温度である約１８０度に加熱されると、その透磁率が急激に低下する性質を有し、フライパンの底部の加熱温度の過度の上昇を抑制する。また、このような整磁合金の組成、つまり鉄、ニッケル、クロムを含む合金である点において、上記実施例で使用したステンレスと整磁合金は同様であり、その熱膨張率もステンレスと整磁合金は同様であるから、上記のように底部の加熱時の歪み変形を防止する効果を奏することができる。

さらに、上記実施形態では、底金属板４に多数の孔５をバーリング加工により穿設し、その孔５の周縁部に突出したバリ６を鍋本体２に打ち込んだが、図５に示すように、そのような孔やバリを設けることなく、鍋本体２の底部７ａの内面と下面（底面）に、同一材質（ステンレス）で、略同一面積、略同一形状の上金属板３ａと底金属板４ａを圧着し、上金属板３ａと底金属板４ａとの間でアルミニウムの鍋本体２を挟んで固着することもできる。この場合、バリの鍋本体２への打ち込みはないが、鍋本体２の内面と下面に、アルミニウムより熱膨張率の小さい上金属板３ａと底金属板４ａを確実に圧着できるため、加熱時、上金属板３ａと底金属板４ａによりアルミニウムの鍋本体２の伸びを抑え込み、底部７ａの歪み変形を防止することができる。

図６は第２実施形態のフライパン１１の断面図を示している。このフライパン１１は、鍋本体１２と上金属板１３として、予め接合されたクラッド材を使用して形成される。クラッド材としては、厚さ約２mmのアルミニウム板と厚さ約０．５mmのステンレス板を接合したクラッド材が使用される。そして、フライパン１１の製造時には、そのクラッド材のステンレス板を上金属板１３とし、そのアルミニウム板を鍋本体１２として、上金属板１３を上側（内側）にして絞り加工を行って器物形状に成形する。

そして、図６に示すように、鍋本体１２の底部１７の下面（底面）に、底金属板１４が圧着される。底金属板１４は、上金属板３と同じ磁性金属板である、例えば厚さ０．５mmのステンレス板を円形に裁断して形成され、さらに、そこには、上記と同様に多数の孔１５がバーリング加工により穿設され、その孔１５の周縁部には、バリ１６が上面に突き出した状態で形成される。

この底金属板１４は、鍋本体１２の底部１７の下面に圧着されるが、このとき、底金属板１４の上面に突き出したバリ１６は鍋本体１２の底部１７内に食い込み、且つバリ１６の先端が、底部１７の内側面の上金属板１３に当接して圧着される構造としている。これにより、厚さ約０．５mmの上金属板１３と底金属板１４が鍋本体１２の底部１７の上下面に挟むように圧着される。

すなわち、フライパン１１の製造時、底金属板１４を鍋本体１２の底部１７に圧着する場合、クラッド材製の鍋本体１２を高温に加熱した状態で、図示しないプレス装置に鍋本体１２と底金属板１４をセットし、鍋本体１２の底部１７の底面に底金属板１４を当て、プレスにより打ち付ける。

このとき、底金属板１４のステンレスのバリ１６がアルミニウムの鍋本体１２に打ち込まれ、バリ１６の先端は反対側の上金属板１３に当接して先端部が曲折する。ステンレスのバリ１６は通常鋭利な尖頭形状を有しており、高温で比較的硬度を下げたアルミニウムに容易に食い込み、さらにそれらのバリ１６の尖頭部がステンレスの上金属板１３に当接して内側に折れ曲がる。

したがって、底金属板１４は、単に底部１７に打ち込まれただけではなく、先端が折れ曲がり爪状物を食い込ませた状態となるため、底部１７に強固に固着された状態となる。また、圧着加工の際に、プレス装置により圧力をかけて底金属板１４を、鍋本体１２の底部１７に圧着したとき、爪状のバリ１６を持った底金属板１４の反対側にバリ１６と同じ材質の上金属板１３が配設されるため、バリ１６が上金属板１３を突き抜けて鍋本体１２の内側面に露出することはなく、製品の歩留まりを低下させずに、フライパンを効率よく良好に製造することができる。

上記構成のフライパン１１においては、底部１７の加熱時、鍋本体１２の底面に圧着されたステンレスの底金属板４は、その熱膨張率がアルミニウムの鍋本体１２の熱膨張率より小さく、単純に底金属板１４と鍋本体１２が圧着されているだけでは、アルミニウムの鍋本体１２の熱膨張率がより高いために、調理鍋の底部７で歪み変形が生じやすい。しかし、このフライパン１１の底部１７は、上金属板１３と底金属板１４が鍋本体１２の上面と下面に、それを上下から強固に挟み込むように圧着されているため、鍋本体１２の伸びが効果的に抑えられる。したがって、調理鍋の底部１７の歪み変形は防止され、調理鍋の長期の使用によって、底部１７が凸凹に変形する不具合は防止される。

なお、上記第２実施形態では、クラッド材の上金属板１３と底金属板１４にステンレス板を使用したが、クラッド材の上金属板１３と底金属板１４には整磁合金を使用することもできる。

さらに、上記第２実施形態では、底金属板１４に多数の孔１５をバーリング加工により穿設し、その孔１５の周縁部に突出したバリ１６を鍋本体１２に打ち込んだが、図７に示すように、そのような孔やバリを設けることなく、鍋本体１２の底部１７ａの下面（底面）に、上金属板１３と同じ材質の底金属板１４ａを圧着し、上金属板１３と底金属板１４ａとの間でアルミニウムの鍋本体１２を挟んで固着することもできる。この場合、バリの鍋本体１２への打ち込みはないが、鍋本体１２の下面に底金属板１４ａをプレスによる打ち付け加工により確実に圧着できれば、加熱時、アルミニウムより熱膨張率の小さい上金属板１３と底金属板１４ａによりアルミニウムの鍋本体１２の伸びを抑え込み、底金属板１４ａの剥離や底部１７ａの歪み変形を防止することができる。

以上説明したように、本発明の誘導加熱用調理鍋によれば、アルミニウム製の鍋本体の底部の上下面に、鍋本体より熱膨張率の小さい上金属板と底金属板が底部を挟みこむように圧着されているため、鍋本体であるアルミニウムの変形（熱膨張）が両側から抑えこまれる。このため、調理鍋の底部が加熱により凹凸状に変形することが防止され、鍋の内側には凹凸による窪みなども生じず、調理物をむらなく均一に加熱することができる。また、変形による底金属板の鍋本体からの剥離を防止することができる。さらに、底金属板に多数の孔を穿設し、それらの孔の周縁部にバリを表面上に向けて形成し、底金属板を鍋本体の底部に圧着させ、孔の周縁部のバリを鍋本体内に打ち込みその上面の上金属板に当接させるから、底金属板はそれらのバリの打ち込みと、上金属板に当接して先端を曲げることによって、アルミニウムの鍋本体に強固に圧着された状態となり、底金属板の耐剥離性をさらに向上させることができる。

本発明の第１実施形態を示す誘導加熱用調理鍋の底面図である。 同調理鍋の平面図である。 同調理鍋の断面図である。 同調理鍋の底部の拡大断面図である。 他の実施形態の調理鍋の底面図である。 第２実施形態の調理鍋の断面図である。 他の実施形態の調理鍋の断面図ある。

符号の説明

１−フライパン
２−鍋本体
３−上金属板
４−底金属板
５−孔
６−バリ
７−底部

Claims (3)

1. 鍋本体がアルミニウムで形成され、該鍋本体の底面に磁性金属板の底金属板を貼り付けた誘導加熱用調理鍋において、
   該鍋本体の底部の内面に、該鍋本体より小さい熱膨張率を有し、該底金属板と同一材質で略同一面積、略同一形状の上金属板が、該底金属板との間で該鍋本体を挟んで取着され、
   該底金属板には多数の孔が穿設されると共に、該孔の周縁部にバリが表面上に向けて形成され、該底金属板は鍋本体の底部に押圧されて圧着され、該孔の周縁部のバリが該鍋本体内に打ち込まれ該鍋本体の上面の上金属板に当接した状態で該底金属板が取着されていることを特徴とする誘導加熱用調理鍋。
2. 鍋本体がアルミニウムと磁性金属板とを貼り合わせたクラッド材を使用し且つ該磁性金属板を鍋の内側にして形成された誘導加熱用調理鍋において、
   該鍋本体の底部の底面に、該鍋本体より小さい熱膨張率を有し、該磁性金属板と同一材質の底金属板が貼り付けられ、
   該底金属板には多数の孔が穿設されると共に、該孔の周縁部にバリが表面上に向けて形成され、該底金属板は鍋本体の底部に押圧されて圧着され、該孔の周縁部のバリが該鍋本体内に打ち込まれ該鍋本体の上面の該クラッド材の該磁性金属板に当接した状態で該底金属板が取着されていることを特徴とする誘導加熱用調理鍋。
3. 鍋本体がアルミニウムで形成され、該鍋本体の底面に整磁合金の底金属板を貼り付けた誘導加熱用調理鍋において、
   該鍋本体の底部の内側面に、該鍋本体より小さい熱膨張率を有し、該底金属板と略同一面積、略同一形状で、磁性金属製の上金属板が、該底金属板との間で該鍋本体を挟んで取着され、
   該底金属板には多数の孔が穿設されると共に、該孔の周縁部にバリが表面上に向けて形成され、該底金属板は鍋本体の底部に押圧されて圧着され、該孔の周縁部のバリが該鍋本体内に打ち込まれ該鍋本体の上面の上金属板に当接した状態で該底金属板が取着されていることを特徴とする誘導加熱用調理鍋。

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