| 【発明の名称】 |
電磁調理器用鍋 |
| 【発明者】 |
【氏名】丸山 忠良
【住所又は居所】東京都江東区森下４丁目９番２５号 株式会社日軽プロダクツ内
【氏名】佃 幸男
【住所又は居所】東京都江東区森下４丁目９番２５号 株式会社日軽プロダクツ内
【氏名】高橋 徳充
【住所又は居所】東京都江東区森下４丁目９番２５号 株式会社日軽プロダクツ内
【氏名】中山 勝訓
【住所又は居所】東京都江東区森下４丁目９番２５号 株式会社日軽プロダクツ内
【氏名】武田 勇作
【住所又は居所】静岡県静岡市曲金３−２−１ 株式会社ホクセイ理研静岡事業所内
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| 【要約】 |
【課題】調理時の加熱温度に対する鍋底面の変形を抑制して、鍋の設置を安定にし、電磁調理器の温度センサの検知温度による加熱温度制御を良好に行えるようにすると共に、熱伝導効率の向上を図れるようにすること。
【解決手段】内外両表面を構成する金属材料のうち、少なくとも外表面がステンレス層２２にて形成され、その内部に単層又は複層よりなるアルミニウム層２３を具備する電磁調理器用鍋において、鍋底２の中央部に、鍋内方側に向かって隆起する環状屈曲部３を設け、環状屈曲部３の中心側内方部に、電磁調理器１０のトッププレート１１に接触する鍋底面との間に隙間Ｓを有する平坦部４を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内外両表面を構成する金属材料のうち、少なくとも外表面が磁性金属材料にて形成され、その内部に単層又は複層よりなる熱良導性金属材料を具備する電磁調理器用鍋であって、鍋底の中央部に、鍋内方側に向かって隆起する環状屈曲部を設け、上記環状屈曲部の中心側内方部に、電磁調理器の載置面に接触する鍋底面との間に隙間を有する平坦部を設けてなる、ことを特徴とする電磁調理器用鍋。
【請求項２】 請求項１記載の電磁調理器用鍋において、上記平坦部の隙間が少なくとも０．２ｍｍ以上であって、電磁調理器に内蔵された温度検知手段の温度検知許容範囲内であることを特徴とする電磁調理器用鍋。
【請求項３】 請求項１又は２記載の電磁調理器用鍋において、上記鍋底の外周底面から環状屈曲部に向かって上り勾配のテーパ面を形成してなる、ことを特徴とする電磁調理器用鍋。
【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁調理器用鍋において、上記磁性金属材料がステンレス鋼であり、上記熱良導性金属がアルミニウムであることを特徴とする電磁調理器用鍋。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁調理器用鍋に関するもので、更に詳細には、内外両表面を構成する金属材料のうち、少なくとも外表面が磁性金属材料にて形成され、その内部に単層又は複層よりなる熱良導性金属材料を具備する電磁調理器用鍋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電磁調理器用鍋として、内外両表面を構成する金属材料のうち、少なくとも外表面が磁性金属例えばステンレスにて形成され、その内部に単層又は複層よりなる熱良導性金属であるアルミニウムを具備する電磁調理器用鍋が知られている。
【０００３】このように構成される電磁調理器用鍋は、電磁調理器の載置面（トッププレート）に載置された状態で、熱源である環状の電磁誘導コイルから発っせられた磁力線の作用により、鍋底の外表面を構成するステンレスに渦電流が発生し、発熱する。この熱がアルミニウムからなる熱良導性金属により鍋全面に効率よく、かつ、均一に伝達された後、内表面を構成するステンレスに伝熱され、鍋内部の被調理物に伝熱されるようになっている。この場合、電磁調理器における環状の電磁誘導コイルの中心部に内蔵された温度センサによって加熱温度が検知され、その検知信号に基づいて加熱温度が制御されるように構成されている。
【０００４】ところで、調理時に電磁誘導コイルを励磁して鍋を加熱すると、鍋底が膨張して鍋底中央部が外側（下方側）に凸状に変形し、鍋底の中央部がトッププレートで支持されるため、鍋の設置が不安定となるばかりか、鍋底と熱源である電磁誘導コイルとの接触面積が不均一となる。したがって、加熱温度の制御が不十分になると共に、熱伝導効率が低下するという問題があった。
【０００５】この問題を解決するために、鍋底の中央部を平面に形成すると共に、この中央部に、加熱時の鍋底中央部の変形を吸収できる寸法の環状凹入部を設けた構造の電磁調理用鍋が知られている（特開２０００−２３８３９参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の鍋底の中央部を平面に形成すると共に、この中央部に環状凹入部を設けたもの（特開２０００−２３８３９参照）においては、環状凹入部によって鍋底の変形は多少吸収することは可能であるが、鍋底の中央部が平面に形成されているため、調理時の加熱初期時に調理温度例えば２００℃以上に加熱されることにより、外側（下方側）に変形してしまう。したがって、鍋底の中央部がトッププレートで支持されるため、鍋の設置が不安定となるばかりか、鍋底と熱源である電磁誘導コイルとの接触面積が不均一となり、また、加熱温度の制御が不十分になると共に、熱伝導効率が低下するという問題がある。
【０００７】この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、調理時の加熱温度に対する鍋底面の変形を抑制して、鍋の設置を安定にし、電磁調理器の温度センサの検知温度による加熱温度制御を良好に行えるようにすると共に、熱伝導効率の向上を図れるようにする電磁調理器用鍋を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、内外両表面を構成する金属材料のうち、少なくとも外表面が磁性金属材料にて形成され、その内部に単層又は複層よりなる熱良導性金属材料を具備する電磁調理器用鍋であって、 鍋底の中央部に、鍋内方側に向かって隆起する環状屈曲部を設け、上記環状屈曲部の中心側内方部に、電磁調理器の載置面に接触する鍋底面との間に隙間を有する平坦部を設けてなる、ことを特徴とする。この場合、上記平坦部の隙間は、少なくとも０．２ｍｍ以上であって、電磁調理器に内蔵された温度検知手段の温度検知許容範囲内、例えば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ未満とする方が好ましい（請求項２）。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電磁調理器用鍋において、 上記鍋底の外周底面から環状屈曲部に向かって上り勾配のテーパ面を形成してなる、ことを特徴とする。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、上記磁性金属材料がステンレス鋼であり、上記熱良導性金属がアルミニウムであることを特徴とする。
【００１１】請求項１，２，４記載の発明によれば、鍋底の中央部に、鍋内方側に向かって隆起する環状屈曲部を設け、上記環状屈曲部の中心側内方部に、電磁調理器の載置面に接触する鍋底面との間に隙間を有する平坦部を設けることにより、調理時の加熱初期時の加熱に対して、環状屈曲部により変形量を抑制することができ、外表面の外側（下方側）への変形量を隙間内に納めることができる。また、調理時の加熱初期時の高温度から調理温度に下がった状態においても、環状屈曲部により内側（上方側）への変形量を抑制することができ、鍋底中央部の変形量を電磁調理器の温度検出手段の検出許容範囲内に納めることができる。
【００１２】請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明に加えて、更に鍋底の外周底面から環状屈曲部に向かって上り勾配のテーパ面を形成することにより、鍋の外表面の磁性金属材料が渦電流により発熱し、鍋の基部である板を構成する他の金属との温度差により、鍋底中央部が内側（上方側）に変形した状態で、環状屈曲部に応力が生じ、この応力の作用によって上り勾配のテーパ面が下方側に押圧されて、電磁調理器の載置面に接触又は近接する。したがって、更に電磁調理器の渦電流を効率よく鍋底に伝達することができ、伝熱効率の向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る電磁調理器用鍋の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】図１は、この発明に係る電磁調理器用鍋の一例を示す断面図（ａ）、（ａ）のＩ部を示す拡大断面図（ｂ）及び（ａ）のII部を示す拡大断面図（ｃ）、図２は、上記鍋の断面斜視図、図３は、上記鍋の底部を示す拡大断面図である。
【００１５】上記電磁調理器用鍋１（以下に鍋１という）は、鍋底２の中央部に、鍋内方側に向かって隆起する環状屈曲部３を設け、この環状屈曲部３の中心側内方部に、電磁調理器１０の載置面すなわちトッププレート１１に接触する鍋底面との間に隙間Ｓを有する平坦部４を設けてなる。この場合、隙間Ｓは、調理時の調理温度｛実際には、調理温度以上｝や繰り返し加熱によって外側（下方側）に変形する変形量を納める（吸収し得る）範囲内に設定され、かつ、内側（上方側）の変形量に対して後述する電磁調理器１０の温度検知用センサ１２が検知できる範囲内に設定されている。具体的には、隙間Ｓは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ未満に設定されている。隙間Ｓを０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ未満とした理由は、隙間Ｓが０．２ｍｍ未満であると、調理加熱時に鍋底２の中央部が外側（下方側）に凸状に突出（変形）して鍋１の設置が不安定となると共に、熱伝導効率が低下するからである。また、隙間Ｓを０．５ｍｍ以上とすると、後述する電磁調理器１０に内蔵される温度検知手段例えば温度検知用センサ１２の温度検知が不十分となり、温度制御ができなくなる虞があるからである。
【００１６】また、鍋１には、電磁調理器１０の熱源である電磁誘導コイル１３の上方に位置する鍋底２の外周底面５から環状屈曲部３に向かって上り勾配のテーパ面６が形成されている。この場合、テーパ面６の上端は、平坦部４の下面の延長線上に位置している。
【００１７】なお、電磁調理器１０の熱源すなわち電磁誘導コイル１３は、環状に配設されている。また、電磁誘導コイル１３の中心部には、温度検知手段例えば温度検知用センサ１２が配設（内蔵）されており、この温度検知用センサ１２で検知した検知信号に基づいて電磁誘導コイル１３が温度制御されるようになっている。
【００１８】上記のように構成される鍋１は、図１（ｂ），（ｃ）、図３及び図４（ａ）に示すように、外表面を構成する金属材料が磁性金属材料例えばステンレス層２２にて形成され、その内部に熱良導性金属材料例えばアルミニウム層２３を積層した３層構造に形成されている。更に、その内部に耐食性金属材料例えばステンレス層２１が形成されている。この場合、内表面のステンレス層２１は、０．４ｍｍのＪＩＳ ＳＵＳ３０４にて形成され、外表面のステンレス層２２は、０．５５ｍｍのＪＩＳ ＳＵＳ４３０にて形成されている。また、アルミニウム層２３は、ステンレス層２１，２２より厚い１．０５ｍｍのＪＩＳ Ａ１０５０にて形成されている。
【００１９】このように、外表面を構成するステンレス層２２の厚み（０．５５ｍｍ）と厚く形成することにより、外表面のステンレス層２２を、電磁調理器の熱源である電磁誘導コイル１３から発せられた磁力線を十分に吸収し発熱する厚みとすることができる。また、内表面のステンレス層２１を外表面のステンレス層２２より薄くすることにより、アルミニウム層２３（熱良導性金属）を介して伝達された熱を鍋内面から被調理物に効率よく伝熱することができる。また、鍋自体に蓄積された熱を鍋外側よりも鍋内面側の被調理物側に伝熱し易くすることができると共に、鍋外側への放熱をし難くすることができる。したがって、伝熱効率の向上を図ることができると共に、保温性の向上を図ることができる。なお、上記説明では、内表面のステンレス層２１が非磁性金属のＪＩＳ ＳＵＳ３０４にて形成される場合について説明したが、耐食性を有するものであれば、磁性金属材料であってもよい。
【００２０】また、アルミニウム層２３の厚み（１．０５ｍｍ）をステンレス層２１，２２より厚くすることにより、外表面のステンレス層２２から発熱された熱を鍋全体に均一に伝熱することができる。
【００２１】なお、上記実施形態では、図１、図３及び図４（ａ）に示すように、鍋１がステンレス層２１、アルミニウム層２３及びステンレス層２２の３層構造の場合について説明したが、この３層構造以外の多層構造としてもよい。例えば、図４（ｂ）に示すように、内側から順に、内表面を構成するステンレス層２１、第１のアルミニウム補助層２４、アルミニウム基部層２５、第２のアルミニウム補助層２６及び外表面を構成するステンレス層２２とからなる５層構造としてもよい。この場合、第１及び第２のアルミニウム補助層２４，２６は、ステンレスとのろう付け性の良好な例えばＪＩＳ Ａ１０５０が使用され、アルミニウム基部層２５は、熱伝導性の高いＪＩＳ Ａ３００４が使用される。また、図４（ｃ）に示すように、上記５層構造の第２のアルミニウム補助層２６の外側に中間ステンレス層２７、鉄層２８及び外表面を構成するステンレス層２２を積層した７層構造とすることも可能である。この場合、中間ステンレス層２７とステンレス層２２は、ステンレス層２１と同様な材料であるＳＵＳ３０４が使用される。なお、鍋１の厚さは、３層構造では２ｍｍ、５層構造及び７層構造では、２．５〜３．０ｍｍに形成される。
【００２２】また、上記のように、鍋底２の中央部に、鍋内方側に向かって隆起する環状屈曲部３を設けることにより、調理時の加熱初期時の加熱や繰り返し加熱に対して、環状屈曲部３により変形量を抑制することができる。また、環状屈曲部３の中心側内方部に、電磁調理器１０のトッププレート１１に接触する鍋底面との間に隙間Ｓを有する平坦部４を設けることにより、外表面の外側（下方側）への変形量を隙間Ｓ内に納めることができる。また、調理時の加熱初期時の高温度から調理温度に下がった状態においても、環状屈曲部３により内側（上方側）への変形量を抑制することができ、鍋底中央部の変形量を可及的に少なくすることができる。
【００２３】また、電磁調理器１０の電磁誘導コイル１３の上方に位置する鍋底２の外周底面５から環状屈曲部３に向かって上り勾配のテーパ面６を形成することにより、鍋の外表面の磁性金属材料が渦電流により発熱し、鍋の基部である板を構成する他の金属との温度差により、鍋底２中央部が内側（上方側）に変形した状態で、環状屈曲部３に応力が生じ、この応力の作用によって上り勾配のテーパ面６が下方側に押圧されて、電磁調理器１０の載置面に接触又は近接する。これにより、電磁調理器１０の渦電流を効率よく鍋底に伝達することができ、伝熱効率の向上を図ることができる。
【００２４】
【実施例】以下に、この発明の鍋における平坦部４の隙間Ｓを変えた場合の加熱昇温時の変位量（変形量）を確認するための実験を行った結果について説明する。
【００２５】上記実験を行うに当って、図５に示すような底面湾曲量測定機を用意する。この底面湾曲量測定機は、試料である鍋の鍋底表面の変位量を測定する三脚ダイヤルゲージ３０と、鍋内に収容される油３１の温度を測定する温度検出手段例えば熱電対３２と、熱電対３２によって検出された温度情報を記録する自動温度記録計３３とで主に構成されている。この場合、三脚ダイヤルゲージ３０は、鍋底面の中心位置に当接する測定子３４と、測定子３４の変位量を表示するメータ３５と、測定子３４の周辺の３箇所を支持する脚片３６とで構成されている（図５（ｂ）参照）。
【００２６】このように構成される底面湾曲測定機によれば、電磁調理器１０のトッププレート１１上に載置される鍋内に底面から３０ｍｍの高さまで油３１を入れ、電磁調理器１０によって油３１の温度を上昇させ、その間の温度を熱電対３２にて測定し、三脚ダイヤルゲージ３０によって底面の湾曲変形量（変位量）を測定することができる。
【００２７】次に、試料として第一実施形態と同様な３層構造を有する以下の３種類の鍋（試料）を用意する。
【００２８】すなわち、■試料１内周径：φ１８０ｍｍ、高さ：１１９ｍｍ、加熱接触面の外周：φ１１８ｍｍ、鍋底中央部に設けられた環状屈曲部の内周：φ６０ｍｍ、平坦部の隙間：０．５０ｍｍ■試料２内周径：φ１８０ｍｍ、高さ：１１９ｍｍ、加熱接触面の外周：φ１１８ｍｍ、鍋底中央部に設けられた環状屈曲部の内周：φ６０ｍｍ、平坦部の隙間：０．２ｍｍ■試料３内周径：φ１８０ｍｍ、高さ：１１９ｍｍ、加熱接触面の外周：φ１１８ｍｍ、鍋底中央部に設けられた環状屈曲部の内周：φ６０ｍｍ、平坦部の隙間：０．１ｍｍを用意する。
【００２９】上記試料１，２，３を、図５に示すように、電磁調理器１０のトッププレート１１上に載置すると共に、それぞれ３０ｍｍの高さまで油３１を入れて、上述した底面湾曲量測定機をセットした状態で、２０℃から順次加熱して２２０℃まで昇温した後、加熱を停止して、油３１の温度が２００℃になるまでの温度と鍋底面の湾曲変形量（変位量）を調べたところ、図９及び表１に示すような結果が得られた。
【００３０】
【表１】
【００３１】また、油３１の温度が２００℃になった時点から順に油３１の温度を１８０℃、１６０℃、１５０℃、１００℃に下げた状態の各温度の湾曲変形量（変位量）を調べたところ、表２に示すような結果が得られた。
【００３２】
【表２】
【００３３】上記実験の結果、試料１のものは、加熱当初から２２０℃まで昇温して行くと、鍋底面は、外側（下方側）に湾曲変形（変位）するが、加熱を停止した時点及び油３１の温度を２００℃以下に下げた時点では、鍋底面は内側（上方側）に湾曲変形（変位）し、油３１の温度が２００℃〜１６０℃では、内側（上方側）に０．１１０ｍｍ凹状に湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１５０℃では、０．１００ｍｍ湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１００℃では、０．０８０ｍｍ湾曲変形（変位）した。
【００３４】また、試料２のものは、加熱当初から２２０℃まで昇温し、加熱を停止した時点では、鍋底面は、試料１と同様に外側（下方側）に湾曲変形（変位）するが、油３１の温度を２００℃以下に下げた時点では、鍋底面は内側（上方側）に湾曲変形（変位）し、油３１の温度が２００℃では、内側（上方側）に０．０２０ｍｍ凹状に湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１８０℃では、０．０１５ｍｍ湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１６０℃では、０．０１３ｍｍ湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１５０℃では、０．０１２ｍｍ湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１００℃では、０．００５ｍｍ湾曲変形（変位）した。
【００３５】一方、試料３のものは、加熱当初から２２０℃まで昇温し、加熱を停止した時点では、鍋底面は、試料２と同様に外側（下方側）に湾曲変形（変位）するが、加熱過程の初期時の４０℃〜１２０℃において、隙間Ｓの寸法０．１ｍｍより大きい０．２１〜０．２２ｍｍで外側（下方側）に湾曲変形（変位）した。また、油３１の温度を２００℃以下に下げた時点では、鍋底面は内側（上方側）に湾曲変形（変位）し、油３１の温度が２００℃では、内側（上方側）に０．０２０ｍｍ凹状に湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１８０℃では、０．０１４ｍｍ湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１６０℃では、０．０１３ｍｍ湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１５０℃では、０．０１３ｍｍ湾曲変形（変位）し、油３１の温度が１００℃では、０．００５ｍｍ湾曲変形（変位）した。
【００３６】上記実験の結果から、試料１，２のものは、鍋底の中央部が当初の隙間（０．５ｍｍ、０．２ｍｍ）以上に突出することがないことが判った。これに対して、試料３のものは、当初の隙間（０．１ｍｍ）以上に突出してしまい、鍋の設置が不安定になると共に、熱伝導効率が低下するという問題があることが判った。したがって、平坦部４の隙間Ｓが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ未満の場合には、鍋底の中央部が当初の隙間Ｓ以上に突出することがなく、鍋の設置が安定し、熱伝導効率の向上が図れることが判った。
【００３７】なお、上記実施形態では、電磁調理器用鍋が３層構造である場合について説明したが、３層構造以外の５層構造あるいは７層構造の電磁調理器用鍋においても同様に適用できるものである。
【００３８】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００３９】（１）請求項１，２，４記載の発明によれば、鍋底の中央部に、鍋内方側に向かって隆起する環状屈曲部を設け、上記環状屈曲部の中心側内方部に、電磁調理器の載置面に接触する鍋底面との間に隙間を有する平坦部を設けることにより、調理時の加熱初期時の加熱に対して、環状屈曲部により変形量を抑制することができ、外表面の外側（下方側）への変形量を隙間内に納めることができる。また、調理時の加熱初期時の高温度から調理温度に下がった状態においても、環状屈曲部により内側（上方側）への変形量を抑制することができ、鍋底中央部の変形量を電磁調理器の温度検出手段の検出許容範囲内に納めることができる。
【００４０】（２）請求項３記載の発明によれば、鍋底の外周底面から環状屈曲部に向かって上り勾配のテーパ面を形成することにより、鍋の外表面の磁性金属材料が渦電流により発熱し、鍋の基部である板を構成する他の金属との温度差により、鍋底中央部が内側（上方側）に変形した状態で、環状屈曲部に応力が生じ、この応力の作用によって上り勾配のテーパ面が下方側に押圧されて、電磁調理器の載置面に接触又は近接するので、上記（１）に加えて更に電磁調理器の渦電流を効率よく鍋底に伝達することができ、伝熱効率の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９７００６９２０
【氏名又は名称】株式会社日軽プロダクツ
【住所又は居所】東京都江東区森下４−９−２５
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| 【出願日】 |
平成１４年１月１１日（２００２．１．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６６４４
【弁理士】
【氏名又は名称】中本 菊彦
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２０４８７２（Ｐ２００３−２０４８７２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月２２日（２００３．７．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−４３４５（Ｐ２００２−４３４５） |
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