JP5436341B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスプレートを用いた天板上に載置された調理用容器を誘導作用によって加熱する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器として、調理用容器が載置可能なガラス製の天板と、天板底面におけるその周囲が緩衝材を介して嵌合される枠体と、磁界により調理用容器を誘導加熱するコイルユニットが内部に配置される開空間を形成するために周囲に側壁が設けられ、この側壁の頂部において枠体を支持する筐体とを備えるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１１３９８号公報（第１頁、図２、図７）

誘導加熱調理器の天板に用いられているガラスプレートは、加熱コイルユニットの上端と接触しており、加熱コイルユニットは筐体との間に介装された弾性部材によって常に下から上に付勢されている。従って、ガラスプレートには、下面側から上方へ押し上げる力が働き、当該ガラスプレートを常時上向き凸状に変形させる力が作用している。このため、ガラスプレートの上面側には引張応力、下面側には圧縮応力が作用している。一般的に、ガラスの強度は、引張応力に対して弱く、圧縮応力に対しては強いことが知られている。また、ガラスは、表面に発生した傷によって応力集中を招き、強度が低下することが知られている。このように、ガラスプレートの上面は、引張応力が作用し、かつ調理容器と常に接する面であるため、傷が発生し易く、結果としてガラスプレートの割れは主に上面を起点に発生する。

ガラスプレートに対して上から下への静的な押圧力が作用した場合は、押圧力が作用する前に凸状の状態であったガラスプレートが、平面状もしくは凹状に変化することで上面の引張応力が緩和されガラスプレートの割れの発生を軽減する方向に働く。しかし、調理容器を勢いよく載置したり、物の落下による瞬間的な衝撃力に対しては、衝撃力がガラスプレートの表面に作用する時間が極短時間であるので、加熱コイルユニットを支持する弾性部材の伸縮が追随できず、加熱コイルユニットが支点となり、結果としてガラスプレートは波状に変形する。加熱コイルユニットが支点となる箇所においては、衝撃力が作用する前に発生していた引張応力を更に増大させることとなり、ガラスプレートの割れが発生する問題がある。

なお、弾性部材のばね定数を下げることで伸縮の応答性を変えることが可能であるが、この場合には加熱コイルユニットの重量を支えることができなくなる。さらに、微弱な振動にも伸縮が応答し、加熱コイルユニットがガラスプレートから離れてしまい、調理用容器の加熱が安定しない問題がある。

また、極短時間に作用する衝撃力に対して緩衝材の伸縮が追随できない場合、緩衝材が支点となりガラスプレートの変形が単一な曲率半径をした凹状ではなく、多曲線を有する変形となるために、天板が本体に組付けられた後に発生していた初期の引張応力を更に増大させる結果を招く。そのため、発生した引張応力がガラスプレートの引張強度を超え、割れが発生する場合があった。

本発明の技術的課題は、ガラスプレートの割れの発生の抑制、及び安全性の向上が図れるようにすることにある。

本発明に係る誘導加熱調理器は、調理用容器が載置されるガラスプレート及びこのガラスプレートの周囲部に固定された金属材料製のフレーム部材を備えた天板と、開放された上面の前縁部と後縁部に天板を固定するための係止部と複数の固定部が設けられてこの天板によって上面を塞ぐように形成された筐体と、筐体の内部に弾性部材を介して保持され上端が天板の下面を押圧するように設けられた加熱コイルユニットと、係止部と係合可能にフレーム部材の前縁部に突設した係止片部と、筐体の前縁部の両端側に設けられ、係止部と係止片部とを係合した状態でガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにガラスプレートの中央部を変形させる第１の変形手段と、天板を固定部に固定するための固定手段と、天板と固定部との間に構成され、固定手段による天板の固定時にガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにガラスプレートの中央部を変形させる第２の変形手段と、を備えるものである。

本発明の誘導加熱調理器においては、天板の前縁部を係止片部によって係止部と係合させるとともに、固定手段によって天板の後縁部を固定部に固定したときに、第１及び第２の変形手段によってガラスプレートの中央部を下方向に変形させ、ガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにしたので、加熱コイルユニットからの突き上げによって凸状に変形する力を緩和する作用が生じ、ガラスプレート表面に作用する引張応力を緩和することができる。その結果、ガラスプレート表面に瞬間的な衝撃力が作用し、それによってガラスプレート表面が波状に変形しても、ガラスプレートの割れの発生が抑制され、安全性を向上させることができる。更に、フレーム部材の前縁部の筐体への固定を、単に係合により行っているので、例えば全てねじ止めした場合のように固定時の締付強度が強過ぎることはなく、応力を緩和することができ、締付によるクラックの発生を防止することができる。

本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器の要部の組立構造を概念的に示す分解斜視図で、（ａ）は天板と固定手段を、（ｂ）は筐体を含む本体部を示している。 本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器の正面図である。 本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器の天板を筐体に組み付ける手順の説明図である。 図２のＢ部を右側方より拡大して示す縦断面図である。 図２のＡ（又はＣ）部を右側方より拡大して示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器における天板に作用する力を模式的に示す正面断面図である。 本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器における天板の状態を概念的に示す正面断面図である。 本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器の天板に衝撃力が作用したときの状態を概念的に示す正面断面図である。

以下、図示実施の形態により本発明を説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る誘導加熱調理器の要部の組立構造を概念的に示す分解斜視図で、（ａ）は天板と固定手段を、（ｂ）は筐体を含む本体部を示す、図２はその外観を示す斜視図、図３はその正面図である。

本実施の形態の誘導加熱調理器は、図１乃至図３のように調理用容器が載置される結晶化ガラスにより形成された横長長方形のガラスプレート１１、及びこのガラスプレート１１の周囲部に接着材１２（図６）によって固定された金属材料製のフレーム部材１３を備えた天板１と、開放された上面が天板１によって塞がれるように形成され、上面の前部フランジ２ａと後部フランジ２ｂに天板１を係合、固定するための係止部３１と固定部２１が設けられた筐体２と、この筐体２の内部に弾性部材３（図６）を介して保持され上端が天板１を構成するガラスプレート１１の下面を押圧するように設置された加熱コイルユニット４と、天板１すなわちフレーム部材１３の前縁部１３ｃを係止部３１と係合させるためにこの前縁部１３ｃに突設した係止片部１３ｄ（図６、図５）と、天板１すなわちフレーム部材１３の後縁部１３ｂを固定部２１に固定するための固定ボルトからなる固定手段５と、を備えている。

そして、天板１の前縁部１３ｃを係止片部１３ｄによって係止部３１と係合させるとともに、固定手段５によって天板１の後縁部を固定部２１に固定したときに、ガラスプレート１１の中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにガラスプレート１１の中央部を下方向に変形させる、後述する変形手段６，３０が、天板１と固定部２１、及び天板１と係止部３１との間にそれぞれ設置されている。

これを更に詳述すると、天板１を構成するフレーム部材１３の後縁部１３ｂには、（一辺につき）中央部に１本、その左右の各端部近傍に各々１本、計３本の固定手段５の軸部が挿通可能な挿通孔１３ａを有する３つのボルト係止部６１が絞り加工によって凹設されている。なお、特に区別の必要がある場合、中央部のボルト係止部を便宜上、中央係止部６１Ｍ、端部側の各係止部を端部係止部６１Ｅと呼ぶこととする。

一方、固定部２１は、固定手段５及びボルト係止部６１に対応するように、筐体２の後部フランジ２ｂ部分に設けられており、固定手段５が螺合するねじ穴を有する合計３ヶ所の取付座から構成されている。そして、この３ヶ所の固定部２１の上面部は実質的に同一平面上に位置するように絞り加工によって形成されている。なお、特に区別の必要がある場合、便宜上、中央部の固定部を中央固定部２１Ｍ、端部側の固定部を端部固定部２１Ｅと呼ぶこととする。

次に、本発明の特徴部分である第１と第２の変形手段３０，６について説明する。
係止部３１は、筐体２の前部フランジ２ａの長手中央部に前端エッジより切り起こして形成され、基部起立壁部に係止穴２ｄが設けられた段差部２ｃにより形成されている。第１の変形手段３０は、前方へ延びる上面２２ａが係止穴２ｄの上エッジにより規制されるフレーム部材１３の前縁部１３ｃの高さ位置よりも高位置となるように前部フランジ２ａの両端の外側に配置されて筐体２に固定されたＬ字状固定板金２２により形成されている。そして、天板１のフレーム部材１３の前縁部１３ｃの係止片部１３ｄが、筐体２の前部フランジ２ａの係止穴２ｄに挿入して係止穴エッジと係合可能となっている。その結果、係止片部１３ｄを係止穴２ｄに挿入して係合させ、天板１を筐体２の前部フランジ２ａに載せた状態では、フレーム部材１３の前縁部１３ｃは、両端が筐体２側のＬ字状固定板金２２で持ち上げられるように支持されるとともに、フレーム部材１３の前縁部１３ｃの中央が、係止穴エッジとそこから前方へ延びる段差部２ｃの支持片にて上方向と左右方向への動きが規制された状態で支持される。

第２の変形手段６は、ボルト係止部６１の高さ方向の位置を、端部係止部６１Ｅに比べて中央係止部６１Ｍが高くなるように偏倚させたものである。即ち、中央係止部６１Ｍはフレーム部材１３の後縁部１３ｂの上面からの凹みが浅く、端部係止部６１Ｅの後縁部１３ｂからの凹みはそれよりも深く形成されている。また、各ボルト係止部６１の肉厚は実質的に同一である。その結果、天板１を、筐体２の後部フランジ２ｂに同一平面となるように設けられた固定部２１上に単に載せたとき、端部係止部６１Ｅは、図の下方向への突出量が大きいため、端部固定部２１Ｅの上面に当接するが、中央係止部６１Ｍは、下方向への突出量が小さいので、中央係止部６１Ｍの下面は中央固定部２１Ｍの上面との間に隙間を生じている状態となる。

前記の状態で、固定手段５によってフレーム部材１３の後縁部１３ｂの３ヶ所を固定部２１に固定すると、フレーム部材１３の後縁部１３ｂは、両端が筐体２側の端部固定部２１Ｅで持ち上げられるように支持されるとともに、フレーム部材１３の後縁部１３ｂの中央が、固定手段５にて下方向へ押しつけられた状態で支持される。

このため、図７のように双方の長辺側、つまりフレーム部材１３の前後縁部１３ｃ，１３ｂの中央部が凹み、ガラスプレート１１の中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにガラスプレート１１の中央部を凹状に変形させることとなる。このため、加熱コイルユニット４からの突き上げによって凸状に変形する力を緩和する作用が生じ、ガラスプレート１１表面に作用する引張応力が低減される。その結果、ガラスプレート１１表面に瞬間的な衝撃力が作用し、それによってガラスプレート表面が波状に変形しても、表面に発生する引張応力が従来よりも低減されていることから、ガラスプレート１１の割れの発生が抑制され、安全性も向上する。

また、フレーム部材１３の前縁部１３ｃの筐体２への固定を、ねじを用いずに単に係合により行っているので、全てねじ止めした場合のように固定時の締付強度が強過ぎることはなく、応力を緩和することができ、締付によるクラックの発生を防止することができる。

次に、筐体２への天板１の組付について、図１乃至図６に基づき説明する。
まず、図４に矢印で示すように、天板１のフレーム部材１３の前縁中央部の係止片部１３ｄを筐体２の前部フランジ段差部の係止穴に下方より差し込み係合させ、この係合部を中心にフレーム部材１３すなわち天板１を後方に倒し（揺動させ）、フレーム部材１３の後縁部１３ｂを筐体２の後部フランジ２ｂに載置する。次いで、固定手段５によってフレーム部材１３の後縁部の３ヶ所を固定部２１に固定する。これにより、フレーム部材１３の前縁部１３ｃと後縁部１３ｂは、その長手中央部が凹み、ガラスプレート１１の中央部表面に圧縮方向の応力が働くように、ガラスプレート１１の中央部を凹状に変形させる。

このような状態下では、既述したように、フレーム部材１３の前縁部１３ｃは、長手両端が筐体２側のＬ字状固定板金２２で持ち上げられるように支持され、長手中央部の係止片部１３ｄが、筐体２の前部フランジ２ａの係止穴２ｄの上エッジとそこから前方へ延びる支持片にて上方向への移動が規制されているだけであり、フレーム部材１３の後縁部１３ｂのように強固にねじ止め固定されているわけではない。このため、例えば全てねじ止めした場合に比し、天板１に過大な応力は発生せず、応力を緩和することができ、クラックの発生を防止することができる。

前述の天板１を筐体２に取り付けたときの天板１のガラスプレート１１に作用する力を図７に模式的に示す。筐体２に取り付けられた天板１は、フレーム部材１３の後縁部１３ｂにおいては第２の変形手段６の介在により、またフレーム部材１３の前縁部１３ｃにおいては第１の変形手段３０すなわちＬ字状固定板金２２および係止穴２ｄによって凹状に下方向に変形させられる。このため、ガラスプレート１１にも凹状に変形させようとする力が作用し、ガラスプレート１１の上面には圧縮応力Ｆ１、下面には引張応力Ｆ２が作用しようとする。

しかし、ガラスプレート１１の下面には、加熱コイルユニット４の底面に取付けられた弾性部材３の反力Ｆ３が作用するため、前記圧縮応力Ｆ１、及び引張応力Ｆ２は軽減され、ガラスプレート１１は図８に示すような平面状となる。従って、製品組立後におけるガラスプレート１１の表面に作用する引張応力は、従来品に比べて小さくなる。このため、図９に示すように外部から衝撃力Ｆ４が負荷された場合に、ガラスプレート１１表面に発生する引張応力も小さくなる。

更に具体的には、図１に示す標準的なサイズの天板１について、中央係止部６１ＭやＬ字状固定板金２２を、端部係止部６１Ｅや係止穴２ｄの上エッジに対して、0．5mm、１mm、1．5mm、及び２mmと高くした合計２０種類の試料を作成して、ガラスプレート１１の表面に取り付けた歪センサーの引張応力値をそれぞれ所定の複数回測定した。その結果、何れも引張応力値が減少することが確認された。例えば中央係止部６１ＭやＬ字状固定板金２２の高さを、端部係止部６１Ｅや係止穴２ｄの上エッジよりも1．5mm高くした場合は、ガラスプレート表面の引張応力が従来に対して約１／３にまで低減した。更に、１ｋｇｆの物体を落下させたところ、中央係止部６１ＭやＬ字状固定板金２２を端部係止部６１Ｅや係止穴２ｄの上エッジに対して1．5mm高くした仕様は、ガラスプレート１１が割れる際の落下高さが従来のものより約４０％高くなり、割れの発生が抑制されることも確認された。

このように、本実施の形態によれば、天板１を筐体２に取り付けたときに、ガラスプレート１１が凹状に変形され、ガラスプレート１１の中央部表面に圧縮方向の応力が働く。このため、加熱コイルユニット４に設けられた弾性部材３の反力によってガラスプレート１１が凸状に変形する力が相殺され、当該ガラスプレート上面に作用する引張応力が低減される。その結果、ガラスプレート１１の表面に瞬間的な衝撃力が作用してガラスプレート１１の上面が波状に変形しても、上面に発生する引張応力は従来よりも低減されているため、ガラスプレート１１の割れの発生を抑制できる。従って、安全性も向上できる。また、それによって、製品の耐久性が向上し長寿命となる。

なお、前述の実施の形態では、天板１のフレーム部材１３の後縁部１３ｂの３ヶ所に、端部係止部６１Ｅに比べて中央係止部６１Ｍが高くなるように偏倚させたボルト係止部６１を設けるとともに、ボルト係止部６１に対応させて筐体２の後部フランジ２ｂ部分の３ヶ所に、上面部が同一平面上に位置するように固定部２１を設けて、固定手段５によりボルト係止部６１を固定部２１に固定した時、フレーム部材１３の後縁部１３ｂの両端が、筐体２側の端部固定部２１Ｅで持ち上げられるように支持されるとともに、フレーム部材１３の後縁部１３ｂの中央が、固定手段５にて下方向へ押しつけられた状態で支持されるようにしたものを例に挙げて説明したが、ボルト係止部６１と固定部２１の互いの高さ位置関係は逆でもよい。

すなわち、ボルト係止部６１は、その端部係止部６１Ｅと中央係止部６１Ｍの高さを同一高さとし、固定部２１は、その端部固定部２１Ｅの高さに比べて中央固定部２１Ｍの高さが低くなるように構成する。この場合でも、固定手段５によりボルト係止部６１を固定部２１に固定することで、フレーム部材１３の後縁部１３ｂの両端を、筐体２側の端部固定部２１Ｅで持ち上げられるように支持でき、フレーム部材１３の後縁部１３ｂの中央を、固定手段５にて下方向へ押しつけられた状態で支持することができる。

１ 天板、２ 筐体、２ａ 前部フランジ、２ｂ 後部フランジ、２ｃ 段差部、２ｄ 係止穴、３ 弾性部材、４ 加熱コイルユニット、５ 固定手段、６ 第２の変形手段、１１ ガラスプレート、１２ 接着材、１３ フレーム部材、１３ａ 挿通孔、１３ｂ 後縁部、１３ｃ 前縁部、１３ｄ 係止片部、２１ 固定部、２１Ｍ 中央固定部、２１Ｅ 端部固定部、２２ Ｌ字状固定板金、２２ａ 上面、３０ 第１の変形手段、３１ 係止部、６１ ボルト係止部、６１Ｍ 中央係止部、６１Ｅ 端部係止部。

Claims (3)

1. 調理用容器が載置されるガラスプレート及びこのガラスプレートの周囲部に固定された金属材料製のフレーム部材を備えた天板と、
   開放された上面の前縁部と後縁部に前記天板を固定するための係止部と複数の固定部が設けられてこの天板によって該上面を塞ぐように形成された筐体と、
   前記筐体の内部に弾性部材を介して保持され上端が前記天板の下面を押圧するように設けられた加熱コイルユニットと、
   前記係止部と係合可能に前記フレーム部材の前縁部に突設した係止片部と、
   前記筐体の前縁部の両端側に設けられ、前記係止部と前記係止片部とを係合した状態で前記ガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くように該ガラスプレートの中央部を変形させる第１の変形手段と、
   前記天板を前記固定部に固定するための固定手段と、
   前記天板と前記固定部との間に構成され、前記固定手段による前記天板の固定時に前記ガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くように該ガラスプレートの中央部を変形させる第２の変形手段と、
   を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記係止部は前記筐体の前記前縁部の長手中央部に前端エッジより切り起こして形成され、基部起立壁部に前記フレーム部材の前記係止片部が挿入可能な係止穴が設けられた段差部により形成され、
   前記第１の変形手段は、上面が前記係止穴の上エッジにより規制される前記フレーム部材の前記前縁部の高さ位置よりも高位置となるように前記筐体の前縁部の両端側にそれぞれ固定された板金で形成されていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記固定部は、前記筐体の後縁部における中央部、及び両端部の３ヶ所に、前記固定手段としての固定ボルトの挿通孔が形成されたボルト係止部を有し、
   前記第２の変形手段は、前記ボルト係止部の高さ方向の位置を、前記両端部に比べて前記中央部が高くなるように偏倚させたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘導加熱調理器。

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