JP4210281B2 - 電磁誘導加熱式炊飯器の内釜 - Google Patents

Description

本発明は、電磁誘導加熱式炊飯器の内釜に関する。

電磁誘導加熱方式の調理器（ＩＨ調理器）は、円環状に形成された加熱コイルに通電することにより磁力線を発生させ、電磁誘導によって鍋の底部に渦電流を流し、鍋自体を発熱させることにより食品の加熱を行うものである。したがって、このＩＨ調理器を使用して調理を行うためには、通常、導電性を有する金属製の鍋を使用する必要がある。しかし、調理上、土鍋等の導電性を有しない材料により作られた鍋を使用する方が、風味や保温性等の面で好ましいこともある。

そこで、ＩＨ調理器に使用できる土鍋として、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。このものは、土鍋の底部に導電性材料によって発熱層（薄膜金属皮膜層）を形成したものであり、この発熱層が発熱することによって加熱が行われる。
登録実用新案第３０９６１９１号公報

ところで、この種のＩＨ調理器用鍋では、鍋底において加熱コイルの外周縁に対応する位置よりもやや内側の領域に局所的な加熱が生じることがある。これは、加熱コイルの通電により生じる磁力線の磁束密度が、鍋底全体で均一ではないためである。しかし、このような加熱の偏りがおきると、鍋内部の食品に均等に熱を伝えることが難しく、調理に不便である。

特に、金属製の鍋等のように全体が熱伝導性の良い材料で構成されているものは、局所的に熱が発生しても、その熱が鍋全体に容易に拡散するため、加熱の偏りが起こりにくい。しかし、土鍋や電磁誘導加熱式炊飯器の内釜等のように容器本体が絶縁体により形成され、鍋底にのみ発熱層が設けられているタイプの鍋では、加熱の偏りの問題が顕著となる。
また、需要者が誤って空焚きをしてしまった場合などには、赤熱を生じる程の大きな発熱が局所的に生じるおそれがあるため、安全性の観点からも改良が求められていた。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱の偏りを解消できる電磁誘導加熱式炊飯器の内釜を提供することにある。

本発明者は、加熱の偏りを解消できる電磁誘導加熱式炊飯器の内釜を開発すべく鋭意研究してきたところ、発熱層において局所的な加熱が生じる位置、特に、電磁誘導加熱調理器の加熱コイルの外周縁に対応する位置よりもやや内側の領域を、単位表面積あたりの導電性材料の存在量が他の領域よりも小さい領域とし、この領域での発熱を抑制することにより、加熱の偏りを解消できることを見出した。本発明は、かかる新規な知見に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明は、電磁誘導加熱方式の炊飯器本体内にセットされるセラミックス製の内釜であって、前記炊飯器本体は前記内釜の底部に対応する第１の加熱コイルと、前記内釜の底部から外周方向に向かって上がる底斜面部に対応する第２の加熱コイルとを備えたものにおいて、前記内釜の外壁底面のうちの中央部には、前記第１の加熱コイルの外径及び内径とほぼ等しい外径及び内径を有してその第１の加熱コイルからの電磁誘導により発熱する円環状の第１の発熱層が形成され、前記内釜の外壁底面のうちの前記底斜面部には、前記第２の加熱コイルの外径及び内径とほぼ等しい外径及び内径を有してその第２の加熱コイルからの電磁誘導により発熱する円環状の第２の発熱層が前記第１の発熱層に対して同心に形成されている。

そして、前記第２の発熱層には、その内周縁よりもやや外周位置から外周縁よりもやや内周位置までの領域に、その発熱層と同心の円環状の凹部によって低発熱領域が形成されている。

低発熱領域において単位表面積あたりの導電性材料の存在量を他の領域よりも小さくするためには、例えばこの領域において発熱層の厚みを他の領域よりも薄くしてもよく、あるいは、この領域において導電性材料の一部を除去しても良い。

また、低発熱領域と他の領域との単位表面積あたりの導電性材料の存在量の比率は、１：１．３〜１：３．０の範囲内にあることが好ましい。

本発明は、電磁誘導加熱方式の炊飯器本体内にセットされるセラミックス製の内釜において、内釜の外壁底面のうちの底斜面部に設けられる第２の発熱層を、これと対応する第２の加熱コイルの外径及び内径とほぼ等しい外径及び内径を有する構成とすると共に、その内周縁よりもやや外周位置から外周縁よりもやや内周位置までの領域に、その発熱層と同心の円環状の凹部によって低発熱領域を形成した。このような構成によれば、大きな発熱が起こりやすい領域では導電性材料の量を少なくして発熱を抑制し、その他の領域では導電性材料の量を多くして発熱を促進することができる。これにより、内釜の発熱層全体での発熱量を均一化することができる。

＜第１の参考例＞
まず、本発明の参考となる第１の参考例について、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。本参考例は、ＩＨ調理器用の土鍋に関するものである。

図１には、土鍋１を底面側から見た斜視図を、図２には、この土鍋１の側断面図を示した。また、図３には、この土鍋１を用いてＩＨ調理器１０（電磁誘導加熱調理器に該当する）により調理を行う様子を示した。なお、ＩＨ調理器１０は、本体の上面側に鍋を載置するプレート１１を備え、このプレート１１の下側に、ドーナツ状に形成されて磁力を発生させる加熱コイル１２を備えるとともに、プレート１１の下部中心位置（加熱コイル１２の内側）に、土鍋１の底部温度を検知して過熱を防止するための過熱防止センサ１３を設けた周知の構成のものである。

土鍋１には、調理物を入れるための鍋本体２と、この鍋本体２の外壁底面２Ａに備えられた発熱層４とが備えられている。
鍋本体２は、例えば陶器などの非導電性の材料により有底容器状に形成されている。この鍋本体２の外壁底面２Ａにおいて周縁部よりもやや内側位置には、下方向に突出された円環状の脚部３が設けられている。

鍋本体２の底面外壁においてこの脚部３の内側領域には、全体として加熱コイル１２の外径とほぼ同径の薄い円盤状に形成された発熱層４が設けられている。発熱層４は、例えば銀、アルミニウム、鉄等の金属により形成されている。この発熱層４において円盤の外周縁よりもやや内側の領域には、発熱層４と同心の円形に形成された凹部５が設けられており、これにより、この凹部５が形成された領域が、周縁領域よりも発熱層４の厚みが少ない低発熱領域とされている。凹部５の形成位置は、発熱量が最も大きい領域、すなわちこの土鍋１をＩＨ調理器１０のプレート１１上に設置した際に、加熱コイル１２の外周縁に対応する位置よりもやや内側の領域であればよく、ＩＨ調理器１０の機種により適切に設定すればよい。

また、低発熱領域の厚さＴ１と他の領域の厚さＴ２の比率Ｔ１：Ｔ２は、１：１．３〜１：３．０の範囲内であることが好ましい。Ｔ２／Ｔ１が１．３未満のものは作成が困難であり現実的ではない。また、Ｔ２／Ｔ１が３．０以上では発熱層４全体としての厚みが大きくなりすぎて実用的ではないこと、および、低発熱領域における発熱量が小さくなりすぎるために却って調理効率が落ちてしまうことから好ましくない。

このような発熱層４は、例えば予め所望の形状に形成した薄膜を、耐熱性のセラミック系接着剤等により鍋本体２の底面に貼り付けることにより形成することができる。また、スクリーン印刷法、溶射法等、あるいは、陶磁器加飾技法の一つである転写印刷法により鍋本体２の底面に直接に形成することもできる。

この土鍋１を用いて調理を行う際には、図３に示すように、土鍋１の内部に調理物（図示せず）を入れ、ＩＨ調理器１０のプレート１１上にセットする。そして、ＩＨ調理器１０のスイッチを入れると、ＩＨ調理器１０に内蔵されている加熱コイル１２に電流が流されることによって磁力線が発生する。そして、この磁力線が土鍋１の発熱層４内を流れることにより渦電流が発生し、発熱層４が発熱する。この熱が土鍋１の内部の調理物に伝わることにより、調理物が加熱される。

ここで、一般に発熱層４の厚みが大きいほど、すなわち、単位表面積あたりの導電性材料の存在量が大きいほど加熱力は大きくなる。よって、本実施形態では、土鍋１をＩＨ調理器１０のプレート１１上にセットした際に、このＩＨ調理器１０に内蔵されている加熱コイル１２における外周縁よりもやや内側の位置、すなわち、最も発熱量の大きい領域に、発熱層４の厚みが少ない低発熱領域を設けてその周辺領域よりも発熱が抑制されるようにした。これにより、発熱層４全面にわたる発熱量を均一化することができる。

＜第２の参考例＞
以下、第２の参考例について、図４を参照しつつ説明する。なお、第１の参考例と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図４には、土鍋２１を底面側から見た斜視図を示した。本参考例の土鍋２１は、第１の参考例と同様の形状の鍋本体２２と、この鍋本体２２の外壁底面２２Ａに備えられた発熱層２４とが備えられている。

発熱層２４は、第１の参考例と同様に、全体として加熱コイル１２の外径とほぼ同形の薄い円盤状に形成され、鍋本体２２における脚部２３の内側領域に設けられている。この発熱層４において円盤の外周縁よりもやや内側の領域には、発熱層２４と同心の円環状に形成された溝部２５が設けられており、これにより、この溝部２５が形成された領域が、中心領域および周縁領域よりも発熱層２４の厚みが少ない低発熱領域とされている。溝部２５の形成位置は、使用するＩＨ調理器１０における加熱コイル１２の外周縁に対応する位置よりもやや内側から、加熱コイル１２の内周縁に対応する位置よりもやや外側にかけての領域であれば良く、使用するＩＨ調理器１０の機種により適切に設定すればよい。

このように、本参考例においても、発熱層４において最も発熱量の大きい領域に単位表面積あたりの導電性材料の量が他の領域よりも低い低発熱領域を設けてその周辺領域よりも発熱が抑制されるようにした。これにより、第１参考例と同様、発熱層２４全面にわたる発熱量を均一化することができる。

＜第３の参考例＞
以下、第３の参考例について、図５を参照しつつ説明する。本参考例と第２の参考例との相違点は、発熱層の厚みを調節するのではなく、発熱層の一部を除去することにより低発熱領域を設けていることにある。なお、第１参考例と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図５には、本参考例の発熱層３０の上面図を示した。本参考例の発熱層３０は、第１参考例と同様の形状の鍋本体の外壁底面に設けられるものである。

発熱層３０は、第１の参考例と同様に、全体として加熱コイル１２の外径とほぼ同径の薄い円盤状に形成されている。この発熱層３０において円盤の外周縁よりもやや内側の領域には、発熱層３０と同心の円環形をなすとともにこの発熱層３０の厚さ方向に貫通した環状隙間３１が空いている。この環状隙間３１は同心かつ同間隔で三重に設けられており、これらの環状隙間３１が形成された領域、すなわち、最も外周の環状隙間３１の外周縁から最も内側の環状隙間３１の内周縁までの円環状の領域は、単位表面積あたりの導電性材料の量の平均が他の領域よりも低い低発熱領域とされている。また、この環状隙間３１には、周方向において９０°ずつ間隔を空けた位置（４カ所）に、各環状隙間３１の内周縁と外周縁とを繋ぐ接続部３２が形成されている。

このように、本参考例においても、発熱層３０に低発熱領域を設けてその周辺領域よりも発熱が抑制されるようにした。これにより、第１の参考例と同様、発熱層３０全面にわたる発熱量を均一化することができる。

＜本発明の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について、図６および図７を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明を電磁誘導加熱方式の炊飯器（ＩＨ炊飯器）用の内釜に適用したものである。図６には、本実施形態の内釜４０を底面方向から見た斜視図を、図７には、本実施形態の内釜４０をＩＨ炊飯器５０（本実施形態の電磁誘導加熱式炊飯器に該当する）の本体５１にセットした様子を示す概略側断面図を示した。

ＩＨ炊飯器５０の本体５１は、全体として上側に開口する有底の円筒容器状に形成され、その内部に内釜４０を収容可能とされた周知の構成のものである。この本体５１の底壁内面５２において周縁部（側壁内面５３との接続部分）は、側方から見て、本体５１の外面方向（斜め下方向）に凹となるなだらかな円弧を描きつつ外周方向へ向かって上る底斜面部５２Ａとされている。また本体５１の上部には、本体５１の開口を開閉自在に覆う周知の構成の蓋部（図示せず）が、例えばヒンジを介して取り付けられている。

本体５１の壁部内には、磁力を発生させるための３つの加熱コイル５４、およびこの加熱コイル５４の出力を制御する高周波インバータ５５が配されている。３つの加熱コイル５４のうち第１の加熱コイル５４Ａは、ワイヤが渦巻状に巻回されて全体として扁平なドーナツ状に形成されたものであって、本体５１の底壁部５６において底斜面部５２Ａよりも内側の領域である中央部５２Ｂに対応する位置に配されている。第２の加熱コイル５４Ｂは、ワイヤが渦巻状に巻回されて、全体として第１の加熱コイル５４Ａの外径よりも大きな内径をもつ扁平なドーナツ状に形成されたものであって、第１の加熱コイル５４Ａと同心に配されている。この第２の加熱コイル５４Ｂは、底斜面部５２Ａに対応する位置に配されており、その内周縁側から外周縁側に向かって、底斜面部５２Ａに沿うように円弧を描きつつ半径方向外側へ向かって上る傾斜をなしている。また、第３の加熱コイル５４Ｃは、ワイヤがらせん状に巻回されて全体として筒状に形成されたものであって、本体５１の側壁部５７において上下方向のほぼ中央位置に配置されている。

これらの加熱コイル５４は高周波インバータ５５に接続されている。第１の加熱コイル５４Ａおよび第２の加熱コイル５４Ｂは、共に第１の高周波インバータ５５Ａに接続されて、一緒に出力制御されるようになっている。これに対し、第３の加熱コイル５４Ｃは、第１の高周波インバータ５５Ａとは異なる第２の高周波インバータ５５Ｂに接続され、第１の加熱コイル５４Ａおよび第２の加熱コイル５４Ｂとは独立して出力を制御できるようになっている。

この本体５１内に収容される内釜４０は、セラミックス製の釜本体４０Ａと、この釜本体の外壁面に設けられた発熱層４２とを備えている。釜本体４０Ａは、全体として本体５１の内壁面（底壁内面５２および側壁内面５３）に沿う形状に形成されている。すなわち、全体として上側に開口する有底の円筒容器状に形成されており、その底壁部４１は、周縁部（側壁部４３との接続部分）が側方から見て内釜４０の外側方向に凹となるなだらかな円弧を描きつつ外周方向へ向かって上る底斜面部４１Ａとされた丸底形状となっている。

釜本体４０Ａの外壁面には、例えば銀、アルミニウム、鉄等の金属（本発明の導電性材料に該当する）により形成された薄板状の発熱層４２が３箇所に設けられている。３箇所の発熱層４２は、この内釜４０を本体５１内にセットしたときに３つの加熱コイル５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃと整合する位置にそれぞれ設けられている。

すなわち、第１の発熱層４２Ａは、第１の加熱コイル５４Ａの外径および内径とほぼ等しい外径および内径をもつ扁平なドーナツ状に形成されたものであって、内釜４０において底斜面部４１Ａよりも内側の領域である中央部４１Ｂに配されている。第２の発熱層４２Ｂは、第２の加熱コイル５４Ｂの外径および内径とほぼ等しい外径および内径をもつ扁平なドーナツ状に形成されたものであって、内釜４０の底斜面部４１Ａに、第１の発熱層４２Ａと同心に配されている。また、第３の発熱層４２Ｃは、第３の加熱コイル５４Ｃの高さとほぼ等しい高さの筒状に形成されたものであって、釜本体４０Ａの側壁部４３において上下方向のほぼ中央位置に配置されている。このような発熱層４２は、上記各実施形態と同様に、例えば予め所望の形状に形成した薄膜を、耐熱性のセラミック系接着剤等により釜本体４０Ａの外壁面に貼り付けることにより形成することができ、また、スクリーン印刷法、溶射法、転写印刷法等により形成することもできる。特に転写印刷法は、発熱層４２の厚さおよび重量の均一化および微細な制御が可能であるため、安定した加熱力を発揮する発熱層４２を得るために好適である。

第２の発熱層４２Ｂにおいて、その内周縁よりもやや外周位置から外周縁よりもやや内周位置までの領域には、発熱層４２Ｂと同心の円環状に形成された凹部４４が全周にわたって設けられている。これにより、この凹部４４が形成された領域が、周縁領域よりも発熱層４２Ｂの厚みが少ない低発熱領域とされている。凹部４４の形成位置は、発熱層４２Ｂにおいて発熱量が最も大きい領域に合わせて設定すればよく、ＩＨ炊飯器５０の機種により適切に設定すればよい。

また、３つの加熱コイル５４の出力に応じて、３箇所の発熱層４２の厚さを互いに異ならせることで、発熱量を調節し、加熱をコントロールしている。すなわち、本実施形態のＩＨ炊飯器５０では、第１の加熱コイル５４Ａおよび第２の加熱コイル５４Ｂは、共通の高周波インバータ５５Ａに接続されて共に制御されるようになっている。このような構成では、炊飯の進行に合わせて各加熱コイル５４Ａ、５４Ｂの出力を個別に制御することは不可能であり、多くの場合、両加熱コイル５４Ａ、５４Ｂに共に必要な出力を確保しようとすると中心側の第１の加熱コイル５４Ａの出力が過剰となりやすい。そこで、第１の発熱層４２Ａの厚さを第２の発熱層４２Ｂの厚さ（標準の厚さ、すなわち凹部４４が設けられていない部分の厚さ）よりも薄くしている。また、第３の加熱コイル５４Ｃについては、別の高周波インバータ５５Ｂに接続されており、個別制御が可能であるが、第１の加熱コイル５４Ａおよび第２の加熱コイル５４Ｂと比較して出力が小さく設計されていることが通常である。したがって、第３の発熱層４２Ｃの厚さを第１の発熱層４２Ａの厚さおよび第２の発熱層４２Ｂの厚さ（標準の厚さ、すなわち凹部４４が設けられていない部分の厚さ）よりも厚くしている。このようにして３箇所の発熱層４２の厚さを互いに異ならせることで、発熱量を平均化し、内釜４０の内部全体に必要な熱を行き渡らせるとともに、特定の発熱層４２の過熱が回避されるようにしている。

上記のように構成されたＩＨ炊飯器５０を用いて炊飯を行う際には、内釜４０の内部に米と水（図示せず）とを入れ、本体５１内にセットし、蓋部を閉じる。そして、ＩＨ炊飯器５０のスイッチを入れると、高周波インバータ５５から加熱コイル５４に電流が流されることによって磁力線が発生する。そして、この磁力線が内釜４０の発熱層４２内を流れることにより渦電流が発生し、発熱層４２が発熱する。この熱が内釜４０の内部に伝わることにより、炊飯が行われる。

ここで、本実施形態のようなＩＨ炊飯器５０の内釜４０では、特に底斜面部４１Ａに沿って設けられた発熱層４２Ｂにおいて加熱の偏りが生じやすく、加熱コイル５４Ｂの外周縁よりもやや内側の領域で最も発熱量が大きくなりやすい。このため、最も発熱量の大きい領域に、他の領域よりも厚みが少ない低発熱領域（凹部４４）を設けて、周辺領域よりも発熱が抑制されるようにした。これにより、上記各実施形態と同様に、発熱層４２Ｂ全面にわたる発熱量を均一化することができる。

本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
（１）上記実施形態では、発熱層４が金属により形成されていたが、発熱層は導電性を有する材料により形成されていれば良く、例えばカーボンにより形成されていても良い。
（２）上記実施形態では、鍋の材質は陶器であったが、例えば耐熱ガラスなどであってもよい。
（３）上記実施形態では、ＩＨ炊飯器５０に３段の加熱コイル５４が備えられていたが、加熱コイルの段数には特に制限はなく、２段以下または４段以上であっても構わない。また、発熱層４２の数についても、上記実施形態に限らず、加熱コイルの段数にあわせて設けられていれば良い。

第１の参考例の土鍋を底面側から見た斜視図 第１の参考例の土鍋の側断面図 第１の参考例の土鍋を用いてＩＨ調理器により調理を行う様子を示した一部切欠側断面図 第２の参考例の土鍋を底面側から見た斜視図 第３の参考例の発熱層の上面図 本発明の一実施形態におけるＩＨ炊飯器用内釜を底面方向から見た斜視図 同実施形態のＩＨ炊飯器用内釜をＩＨ炊飯器の本体にセットした様子を示す概略側断面図

符号の説明

４０…内釜
４２Ａ…第１の発熱層
４２Ｂ…第２の発熱層
４３Ｃ…第３の発熱層
４４…凹部（低発熱領域）
５０…ＩＨ炊飯器（誘導加熱式炊飯器）
５１…本体（炊飯器本体）
５４Ａ…第１の加熱コイル
５４Ｂ…第２の加熱コイル
５４Ｃ…第３の加熱コイル
５５Ａ…高周波インバータ

Claims (2)

1. 電磁誘導加熱方式の炊飯器本体内にセットされるセラミックス製の内釜であって、前記炊飯器本体は前記内釜の底部に対応する第１の加熱コイルと、前記内釜の底部から外周方向に向かって上がる底斜面部に対応する第２の加熱コイルとを備えたものにおいて、
   前記内釜の外壁底面のうちの中央部には、前記第１の加熱コイルの外径及び内径とほぼ等しい外径及び内径を有してその第１の加熱コイルからの電磁誘導により発熱する円環状の第１の発熱層が形成され、
   前記内釜の外壁底面のうちの前記底斜面部には、前記第２の加熱コイルの外径及び内径とほぼ等しい外径及び内径を有してその第２の加熱コイルからの電磁誘導により発熱する円環状の第２の発熱層が前記第１の発熱層に対して同心に形成され、
   かつ、前記第２の発熱層には、その内周縁よりもやや外周位置から外周縁よりもやや内周位置までの領域に、その発熱層と同心の円環状の凹部によって低発熱領域が形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱式炊飯器の内釜。
2. 前記低発熱領域と前記他の領域との単位表面積あたりの前記導電性材料の存在量の比率が１：１．３〜１：３．０の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の電磁誘導加熱式炊飯器の内釜。

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