JPH0673313B2 - マイクロ波吸収発熱体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、マイクロ波を吸収して発熱し、電子レンジの
電気ヒータに代ってグリル加熱等に用いられるマイクロ
波吸収発熱体に関する。

〈従来の技術〉 従来、マイクロ波加熱のほか食品表面に焦げ目をつける
グリル加熱や加温による醗酵など種々の調理が行なえる
多機能電子レンジとして、マイクロ波を発生するマグネ
トロンに電気ヒータ等を付加したものが知られていた。
しかし、この電気ヒータ付の電子レンジは、電気ヒータ
とその制御回路が別途必要になって、構造が複雑化し、
装置の大型化とコストアップを招くという問題があっ
た。そこで、本発明者は、電気ヒータに代ってマグネト
ロンが発生するマイクロ波を吸収して発熱するマイクロ
波吸収発熱体を用いて簡素かつ安価な構成で活用範囲の
広い画期的な多機能電子レンジを最近提案した（特願昭
63-29751号）。

上記提案に係る多機能電子レンジは、マイクロ波の照射
のみでマイクロ波加熱と輻射熱による加熱の２つの作用
をなし、輻射加熱がマイクロ波加熱のようにイースト菌
を死滅させないことから、複合調理のみならず最近多用
されている製パン装置にも用いられている。そして、こ
の製パン装置は、電子レンジのオーブン底に小麦粉等の
材料を入れるホッパを設け、このホッパの外面をマイク
ロ波吸収発熱体でコーティングするとともに、ホッパの
下部に撹拌羽根をもつ練り装置を、上部にマイクロ波を
シールドする金属製のクリップ固定式の開閉蓋を夫々設
け、これらを耐熱ガラスなどからなる外カバーで密閉し
たものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の製パン装置は、ホッパの外面全体
にマイクロ波吸収発熱体がコーティングされ、上部が金
属の開閉蓋でシールドされ、しかもターンテーブルやス
ターラーファンがないため、上方から外カバーを通して
の上記マイクロ波吸収発熱体へのマイクロ波の照射が不
均一になり、照射の多い部分の発熱体が局部過熱して溶
融する虞れがあるうえに、パンの全表面に均一に焦げ目
をつけるのが難かしいという欠点がある。また、ホッパ
の外面に直接発熱体をコーティングしているため、パン
を取り出すときにホッパをつかんだり、不注意で他の器
物に当てたり、さらに使用後の洗滌時にタワシ等でこす
ることによって、発熱体に剥離や割れなどの損傷を生
じ、耐久性の面から問題がある。さらに、ホッパ上部の
開閉蓋を固定式のものにしているため、仕上り時に膨れ
上がったパンが開閉蓋で圧縮され、クリップを外した途
端爆裂するという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、マイクロ波の不均一照射を受
けても局部過熱で溶融することがなくしかも耐久性に富
むマイクロ波吸収発熱体を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明のマイクロ波吸収発熱
体は、多数の貫通穴を有する熱伝導率の高い金属板から
なる基材と、上記基材を覆って一体形成され、マイクロ
波を吸収して発熱する高誘電損失をもつマイクロ波吸収
発熱体材料を含有するセラミックと、この基材とセラミ
ックスとの間に位置してこの基材とセラミックスとの熱
膨張差を吸収して、この基材の表面全体に上記貫通穴を
塞がぬように形成されたポーラスなセラミックス層から
なる。

〈作用〉 多数の貫通穴を有する金属板からなる基材と、この基材
を覆って一体成形されたマイクロ波吸収発熱材料を含有
するセラミックスで構成されたマイクロ波吸収発熱体の
表面に、マイクロ波が照射されたとする。すると、マイ
クロ波は、基材の表面側のセラミックス中のみならず、
多数の貫通穴を経て基材の裏面側のセラミックス中のマ
イクロ波吸収発熱材料に吸収され、セラミックスは比較
的に表裏均一に発熱する。セラミックスの発熱は、熱伝
導率の高い金属板からなる基材に伝わり、基材を介して
迅速に拡散するとともに、低温のセラミックスは基材か
ら熱を得て昇温する。従って、マイクト波吸収発熱体
は、不均一なマイクロ波照射を受けた場合でも、略均一
に昇温し、局部過熱によって溶融するようなことはな
い。また、基材が金属板からなるので、マイクロ波吸収
発熱体が補強され、破損しにくくなるとともに、曲げ加
工が容易になる。さらに、基材の表面全体に形成された
ポーラスなセラミックス層は、基材と外側のマイクロ波
吸収発熱材料を含むセラミックスとの密着性を改善し、
熱膨張差を吸収して、長期使用時の変形，割れ，剥離を
防止する。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明のマイクロ波吸収発熱体の一実施例を示
す縦断面図であり、１は多数の貫通角穴1aを有するアル
ミニウム板や銅板からなる基材、２はこの基材１の表面
全体にプラズマ溶射で形成したポーラスなセラミックス
（アルミナ，チタニア，ジルコニア）層、３は上記基材
１を覆って一体成形され、マイクロ波を吸収して発熱す
るマイクロ波吸収発熱材料たるSiC（炭化ケイ素）を含
有するSiN（窒化ケイ素）等からなるセラミックスであ
る。

上記基材１の貫通穴1aは、第２図に示すように格子目状
にプレスで打ち抜き加工され、各穴の寸法は、マイクロ
波を有効に透過させ得るよう3mm^□以上、かつ基板の熱
伝導率を損なわぬよう10mm^□以下にしている。また、基
材１の表面の上記セラミックス層２は、外側のセラミッ
クス３の密着性を改善し、熱膨張差を吸収して、長期使
用時の変形，割れ、剥離を防止する。一方、上記セラミ
ックス３は、SiCの粉粒体60〜90％とSiNの微粉末10〜30
％と若干量のベントナイトに微量のポリビニルアルコー
ル水溶液を加えてボールミルで均質混合した後、これを
スプレードライヤで脱水造粒してなる。そして、このセ
ラミックス粒中に上記基材１を埋め込んでプレス用金型
に投入し、板状にプレス成形した後、この成形体を800
〜900℃の焼成炉中に保持し焼結して第３図の如き形状
に一体成形する。このとき、焼成温度が800〜900℃と比
較的低いので銅製の基板１に悪影響を及ぼさない。こう
して一体成形された例えば出力500〜1000Wの電子レンジ
用のマイクロ波吸収発熱体は、第１図に示す基材１の板
厚Ｙが、局部過熱の防止と適正な発熱温度の確保のため
全厚Ｘの30〜40％であり、基材１の表裏のセラミックス
厚さx₁,x₂は略等しくなっている。

上記構成のマイクロ波吸収発熱体の作用について次に述
べる。

例えば、マイクロ波吸収発熱体の表面にマイクロ波が照
射されたとすると、マイクロ波は、基材１の表面側のセ
ラミックス3a中のみならず、多数の貫通角穴1aを経て基
材１の裏面側のセラミックス3b中のマイクロ波吸収発熱
材料たるSiCに吸収され、セラミックス３は高い発熱効
率で比較的に表裏均一に発熱する。セラミックス３の発
熱は、熱電導率が高く熱容量の大きい基材１に伝わり、
基材１を介して迅速に拡散するとともに、低温のセラミ
ックス部分は基材１から熱を得て昇温する。このとき、
基板１の貫通角穴1aが前述の如き寸法で適宜密度で設け
られ、基板１と上下のセラミックス3a,3bが前述の如き
厚さになっており、マイクロ波吸収発熱体の表面は全て
SiCを含有するセラミックス３であるので、上記発熱体
は、不均一なマイクロ波照射を受けた場合でも、略均一
に発熱，昇温し、局部過熱して溶融するようなことはな
い。また、前述の中間のセラミックス層２によって、耐
久性が著しく向上する。従って、オーブン内にこのよう
なマイクロ波吸収発熱体を適宜配設した電子レンジによ
って、調理容器を均一に加熱できることになり、この発
熱体は格段の汎用性をもつものといえる。

第４図は、上記マイクロ波吸収発熱体を用いた電子レン
ジの一実施例を示す概略図である。この電子レンジは、
マグネトロン11で発せられたマイクロ波を、導波管12を
経てその先端の照射孔13からオーブン14内に導き、オー
ブン14の底板14aに設けた製パン装置15を照射するもの
である。

上記製パン装置15は、第５図に示すように、オーブンの
底板14aに固定され、発泡性繊維質セラミックスからな
る断熱材17と第１図で述べたマイクロ波吸収発熱体18を
積層して収容した耐熱プラスチック（ガラス繊維入りポ
リフェニレンスルフィド樹脂）製の円形の受皿16と、こ
の受皿16の中央貫通穴16aから突出するように上記底板1
4aに立設された駆動装置のギアケース19を備える。

さらに、上記製パン装置15は、ギアケース19から突出す
る駆動軸19aの先端を底部20aの中央穴20bに挿通して上
記ケース19の上面に固定され、小麦粉等のパン材料21を
収容するステンレス製の円筒状のホッパ20と、上記駆動
軸19aの先端に固定した撹拌羽根22と、上記ホッパの上
端20cに嵌合する環状溝23aと多数の小孔23bを有してホ
ッパ20の上部分に摺動自在（矢印Ａ参照）に外嵌するス
テンレス製の円筒状蓋23と、上記ホッパ20を上方から覆
って上記受皿16に外嵌する耐熱プラスチック製のカップ
状の外カバー24を備えている。上記外カバー24の円筒蓋
23に対向する天部にはパン材料の上面に焦げ目をつける
べく湾入部25を形成し、この表面にマイクロ波吸収発熱
材料たるフェライトを60〜80％含有した200〜300μｍ厚
さのシリコン樹脂皮膜26を塗着している。

上記構成の製パン装置15による調理について次に述べ
る。

第４図に示す電子レンジオーブン14内の製パン装置15の
外カバー24を外し、ホッパ20に小麦粉等のパン材料を入
れ、駆動軸19a先端の撹拌羽根22を回転させて上記パン
材料を練る。パン材料が練り上がると、ホッパ20に円筒
蓋23を被せ、ホッパ20を上方から覆って受皿16にカバー
24を外嵌してセットを終える。次にマグネトロン11で発
生させたマイクロ波を、上記外カバー24に上方から照射
する。照射されたマイクロ波は、外カバー24を透過して
受皿16上のマイクロ波吸収発熱体18に吸収され、マイク
ロ波吸収発熱体18は、前述の如く略均一に昇温，発熱し
て、ホッパ20を全周から対流によって加熱する。また、
上記マイクロ波は、外カバー24の天部表面のシリコン樹
脂皮膜26中のフェライトにも吸収され、これによる発熱
は、円筒蓋23を介してパン材料21の上面を加熱する。

このとき、スレンレス製のホッパ20と円筒蓋23でマイク
ロ波からシールドされたパン材料11中のイースト菌は、
ダメージを受けることなく小麦粉を醗酵させ、パン材料
は、上記加熱によって焼き上がり、その表面には均一に
焦げ目がつく。

また、焼き上がりが近づくと、パン材料11が膨れ上がっ
てホッパ20からあふれ出ようとするが、円筒蓋23がパン
材料11を圧縮することなく上方へ摺動してパンを自然の
まま膨れさせ、円筒蓋を外してパンを取り出す際にも、
従来のようにパンを爆裂させることがない。なお、上記
マイクロ波吸収発熱体18は、ホッパ20に一部隠れてマイ
クロ波の照射が不均一になるが、第１図で詳述したよう
な構造を有するので、略均一に発熱し、従来のように局
部過熱で溶融するようなことはない。言い変えれば、発
熱体18のこのような作用によって初めて理想的なパンが
製造できるのである。さらに、上記マイクロ波吸収発熱
体18やフェライトを含むシリコン樹脂皮膜26は、従来の
ようにホッパ自体にコーティングされたものでないか
ら、パン製造時のホッパの出し入れや、製造後のホッパ
の洗絛などで損傷を受けず、第１図で述べた中間のセラ
ミックス層２の作用と相俟って顕著な耐久性を発揮す
る。

上記実施例では、受け皿16をガラス繊維入りのポリフェ
ニレンスルフィド樹脂製としたが、これを無機充填材入
りのマイクロ波透過材あるいは耐熱，耐熱衝撃性のセラ
ミックスやガラスにしてもよい。また、外カバー24を耐
熱プラスチック製としたが、これを耐熱ガラスや金属製
にしてもよく、金属製の場合は、マイクロ波が透過する
ように金網状のラス板とするか、多数の穴をパンチング
加工する必要がある。さらに、上記実施例のマイクロ波
吸収体の基材１を、アルミニウムにすることもできる。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明のマイクロ波吸収
発熱体は、多数の貫通穴をもつ高熱伝導率の金属板から
なる基材を、高誘電損失をもつマイクロ波吸収発熱材料
を含有するセラミックスで覆って一体成形してなるの
で、セラミックスの発熱が基材に伝わり、基材を介して
迅速にセラミックス全体を略均一に昇温，発熱すること
ができ、セラミック層にて基材をセラミックとの熱膨張
差を吸収して、セラミックの長期使用時の変形および割
れを防止することができるともに、セラミックスの基材
からの剥離を防止することができ、基材と外側のマイク
ロ波吸収発熱体材料を含むセラミックスとの密着性を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマイクロ波吸収発熱体の一実施例を示
す縦断面図、第２図は上記実施例の基材の斜視図、第３
図は一体成形した上記発熱体の斜視図、第４図は上記発
熱体を用いた電子レンジの一実施例を示す概略図、第５
図は上記実施例の製パン装置を示す縦断面図である。 １……基材、1a……貫通角穴、 ３……SiC含有セラミックス、 11……マグネトロン、14……オーブン、 14a……底板、15……製パン装置、16……受皿、 18……マイクロ波吸収発熱体、19……ギアケース、 20……ホッパ、22……撹拌羽根、23……円筒蓋、 24……外カバー、 26……フェライト含有シリコン樹脂皮膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の貫通穴を有する熱伝導率の高い金属
   板からなる基材と、上記基材を覆って一体形成され、マ
   イクロ波を吸収して発熱する高誘電損失をもつマイクロ
   波吸収発熱体材料を含有するセラミックと、この基材と
   セラミックスとの間に位置してこの基材とセラミックス
   との熱膨張差を吸収して、この基材の表面全体に上記貫
   通穴を塞がぬように形成されたポーラスなセラミックス
   層からなるマイクロ波吸収発熱体。