JP5386882B2 - 誘導加熱発熱体、及び誘導加熱容器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁調理器などが備える電磁誘導加熱コイルにより発生する高周波磁界によって渦電流が誘起され、そのジュール熱により発熱する誘導加熱発熱体、及びそのような誘導加熱発熱体を備えた誘導加熱容器に関する。

近年、ガス機器が主流であった加熱調理機器に代わって、一般に、電磁調理器と称される加熱調理機器が、安全性、清潔性、利便性、経済性などの観点から、飲食業などにおける業務用のみならず、一般家庭においても広く普及するようになってきている。

しかしながら、この種の電磁調理器は、内部に備えた電磁誘導加熱コイルにより高周波磁界を発生させ、誘起された渦電流によって生じるジュール熱により加熱対象物を加熱するというものである。このため、炎を使わずに加熱調理を行うことができる反面、その原理上、使用できる調理器具が限られてしまい、鉄、鉄ホーローなどの磁性金属からなる専用の調理器具を用いなければならないという不利があった。

このような状況下、上記した電磁調理器の不利を解消するものとして、例えば、特許文献１や、特許文献２などにおいて、非磁性（又は非導電性）の容器本体を備えた電磁調理器用の容器が提案されている。

特開２００３−３２５３２７号公報 特開平７−２９６９６３号公報

ここで、特許文献１には、電磁調理器から生じる渦電流により、０．１０〜１００μｍのアルミニウム箔を発熱させる電磁調理器を用いる加熱方法が提案されており、特許文献１の加熱方法によれば、非磁性の容器であっても電磁調理器を用いて内容物を容易に加熱することができるとされている。
しかしながら、このような加熱方法には、誤って空焚きしてしまった場合などに、アルミニウム箔が急激に昇温して容易に燃えて飛散してしまうという危険や、熱により容器が損傷してしまうおそれがあるという問題があった。

一方、特許文献２には、非導電体製の容器本体の内底面に、導電体製の薄膜状の発熱体を積層してなる電磁調理用容器において、発熱体の中央部を所定形状に打ち抜くなどして、外周からの径方向の幅を狭くした幅狭部を発熱体に設けた安全機構付きの電磁調理用容器が提案されている。そして、このような特許文献２の電磁調理容器によれば、発熱体に設けられた幅狭部が、空焚きなどの誤操作時に選択的に溶断されることで、空焚きなどによる容器の発熱や発火などを防止することができるとされている。

しかしながら、本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、これらの従来技術を現実の利用に供するには、未だ解決すべき課題が残されているという知見を得るに至った。

すなわち、特許文献２の電磁調理用容器にあっては、発熱体に設けられた幅狭部が局所的に高温となることで、この幅狭部が選択的に溶断されるようにしていることから、発熱体の出力は、最も高温になる幅狭部で規定されてしまう。このため、発熱体の他の部分は有効に発熱せず、加熱効率が悪いという問題があった。
さらに、特許文献２の電磁調理用容器では、幅狭部下面と容器本体内底面とを離間する非接触部を設けるようにした例を挙げているものの、幅狭部における発熱が過剰となりすぎる傾向が強く、このような非接触部を設けたところで、依然として容器本体を破損するおそれがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、非磁性（又は非導電性）の容器本体に取り付けて、収容された被加熱物を電磁調理器などにより加熱する誘導加熱容器として使用することができ、そのような使用態様において、空焚き状態となった場合などのような所定の状況下で選択的に破断する部位を設けて、その安全性を高めながらも、通常の使用時には、加熱効率が損なわれないようにするとともに、容器本体の熱による破損を有効に回避することができる誘導加熱発熱体、及びそのような誘導加熱発熱体を備えた誘導加熱容器の提供を目的とする。

本発明に係る誘導加熱発熱体は、高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱する誘導加熱発熱体であって、平面状の主部と、前記主部の中心側から外縁側に向かう方向に沿って立ち上がる支持部と、前記支持部の先端側に、前記主部と離間して形成された過剰発熱部とを備え、前記主部の所定の部位が中心側から外縁側に向かう方向に沿って分断され、分断された一方の端縁部と他方の端縁部とから並列に立ち上がる一対の立ち上がり片の基部側を残して、前記各立ち上がり片の先端側を重ねて折り返すことによって前記過剰発熱部を形成するとともに、前記各立ち上がり片の基部側の残部を前記支持部とした構成としてある。

また、本発明に係る誘導加熱容器は、容器本体の内底面側に、高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱する誘導加熱発熱体が取り付けられており、前記誘導加熱発熱体が、平面状の主部と、前記主部の中心から外縁に向かう方向に沿って立ち上がる支持部と、前記支持部の先端側に形成された過剰発熱部とを備え、前記主部の所定の部位が中心側から外縁側に向かう方向に沿って分断され、分断された一方の端縁部と他方の端縁部とから並列に立ち上がる一対の立ち上がり片の基部側を残して、前記各立ち上がり片の先端側を重ねて折り返すことによって前記過剰発熱部を形成するとともに、前記各立ち上がり片の基部側の残部を前記支持部とした構成としてある。

本発明によれば、電磁調理器などによる誘導加熱によって被加熱物の加熱を可能とするにあたり、空焚き状態となった場合などのような所定の状況下において選択的に破断する過剰発熱部を誘導加熱発熱体に設けて、その安全性を高めるとともに、通常の使用時には、加熱効率が損なわれないようにするとともに、容器本体の熱による破損を有効に回避して、市販の電磁調理器などにより、安全、かつ、手軽に、被加熱物を加熱することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、図１（ａ）は、本実施形態に係る誘導加熱容器の概略を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図１に示す容器１は、水などの液状の被加熱物を収容するようにされた容器本体２と、高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱する誘導加熱発熱体３とを備えており、容器本体２の内底面２１側に、誘導加熱発熱体３が取り付けられている。

図１に示す例において、容器本体２の内底面２１は、ほぼ正方形状とされた平面形状を有している。容器本体２は、この内底面２１の周りを囲むように側壁部２２を立設させることで、液状の被加熱物が収容できるようにしてあるが、内底面２１の平面形状は、図示する例には限られない。例えば、矩形状、円形状とするほか、三角形、五角形、六角形などの多角形状としてもよい。容器本体２の全体的な形状も図示する例には限らず、使い勝手などを考慮して種々の形状とすることができる。

ただし、容器１は、一般に、市販の電磁調理器の上に置いて使用されることから、容器本体２の内底面２１や、内底面２１側に取り付けられる誘導加熱発熱体３の大きさは、使用する電磁調理器が備える加熱コイルの大きさに応じて設定するのが好ましい。例えば、市販の家庭用電磁調理器が備える一般的な加熱コイルは、内径５ｃｍ程度、外径２０ｃｍ程度であり、業務用のものであれば、これよりも大きいものもあるが、使用が想定される電磁調理器に応じて大きさを適宜定めておくものとする。

このような容器本体２は、ポリスチレン等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂などの合成樹脂材料、さらには、紙や、ガラスなど、種々の汎用の非磁性材料にて形成することができる。これらの材料にて容器本体２を形成することにより、電磁調理器で使用可能な誘導加熱容器を安価に提供することが可能となる。

一方、誘導加熱発熱体３は、電磁調理器などが備える電磁誘導加熱コイルから発生する高周波磁界により渦電流が誘起され、その電気抵抗によりジュール熱が生じて発熱し得る導電性材料を用いて形成される。例えば、アルミニウム，ニッケル，金，銀，銅，白金，鉄，コバルト，錫，亜鉛などの金属、又はこれらの合金、あるいは、導電性を付与した樹脂フィルムや紙など、高周波磁界による誘導加熱によって発熱する種々の導電性材料を用いて形成することができる。
より具体的には、例えば、金属材料としてアルミニウムを用いる場合、誘導加熱発熱体３は、好ましくは０．１０〜１００μｍ程度、より好ましくは１〜４０μｍ程度の厚みのアルミニウム箔を用いて形成することができる。

本実施形態にあっては、このような誘導加熱発熱体３を容器本体２の内底面２１側に取り付けることで、電磁調理器による誘導加熱によって、容器本体２に収容された被加熱物を加熱できるようにしている。誘導加熱発熱体３には、アルミニウム箔などの金属箔を用いて形成するのが好ましく、容器本体２に用いた材料に対してヒートシール性を有する樹脂層をラミネートすることにより、ヒートシールによる接着が可能となるようにすることができる。

これ以外にも、接着テープや接着剤などを用いて取り付けるようにしてもよいが、誘導加熱発熱体３は、容器本体２の内底面２１に部分的に接着されるようにするのが好ましい。誘導加熱発熱体３を容器本体２に部分的に接着させることで、容器本体２に収容された水などの液状の被加熱物が、誘導加熱発熱体３の裏面側、すなわち、容器本体２と誘導加熱発熱体３との間にも行き渡るようになる。これによって、被加熱物に対する加熱効率を高めるとともに、誘導加熱発熱体３からの熱によって容器本体２が損傷するのを有効に回避することができる。

また、特に図示しないが、誘導加熱発熱体３は、内底面２１から離間させて取り付けるようにしてもよい。誘導加熱発熱体３を内底面２１から離間させて取り付けるには、容器本体２の内底面２１から突出する支持部に、誘導加熱発熱体３を支持するようにしたり、誘導加熱発熱体３の外縁部から延長する支持片を設けて、この支持片を容器本体２の開口部周縁に係止させるようにしたりすることができる。

また、本実施形態における誘導加熱発熱体３は、平面状の主部３０と、この主部３０の中心側から外縁側に向かう方向に沿って立ち上がる支持部３２と、支持部３２の先端側に主部３０と離間して形成された過剰発熱部３１とを備えている。
このような誘導加熱発熱体３は、例えば、図２及び図３に示すようにして形成することができる。

まず、誘導加熱発熱体３を形成するにあたり、その主部３０の中心側から外縁側に向かう方向に沿って、図２（ａ）に示すような立ち上がり部３１０が形成されるように、アルミニウム箔などの導電性材料を折り曲げる。次いで、図２（ｂ）に示すように、立ち上がり部３１０の上縁を切断する。
これにより、過剰発熱部３１を形成しようとする所定の部位で、主部３０が中心側から外縁側に向かう方向に沿って分断されるとともに、分断された主部３０の一方の端縁部と他方の端縁部とから並列に立ち上がる一対の立ち上り片３１０ａ，３１０ｂが形成される。

次に、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に順に示すように、立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの先端３１ａ，３１ｂ側を重ねて折り返すことによって過剰発熱部３１とする。これとともに、立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの基部側の残部を支持部３２とする。特に図示しないが、過剰発熱部３１は、立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの先端側を重ねて不規則に多重に折り返すとともに、多重に折り返された部位を、さらに圧着して形成するのが好ましい。

このようにして形成された過剰発熱部３１は、折り返された立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの先端３１ａ，３１ｂ又はその近傍との間に、誘導加熱発熱体３に誘起された渦電流が流れる電流路が形成されることとなり、その抵抗値が最大となる。このため、空焚き状態となった場合などのような所定の状況下では、この過剰発熱部３１での発熱量が最も大きくなり、選択的に過剰に発熱するようになる。そして、そのまま発熱し続けると、上記先端３１ａ又はその近傍と、上記先端３１ｂ又はその近傍との間で放電し、放電による溶断によって過剰発熱部３１に破断が生じ、これによって安全機構が働いて電磁調理器が停止する。
これに対して、被加熱物が容器本体２内に収容されている通常の使用時には、過剰発熱部３１からも被加熱物に熱が伝わっていくので、過剰発熱部３１の発熱が抑制される。

ここで、図３は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面に相当する部位を示している。また、図３に示す例では、放電によって生じる火花や、誘導加熱発熱体３の破片の飛散による影響を考慮して、立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの先端３１ａ，３１ｂ又はその近傍を内側に折り返している。

また、本実施形態における誘導加熱発熱体３は、主部３０、支持部３２及び過剰発熱部３１を備えているところ、誘導加熱発熱体３の全体の形状は任意に設定することが可能である。したがって、通常の使用時には、他の部位に比べて局所的に過度に高温になってしまうような部位がない。このため、誘導加熱発熱体３の全体を有効に発熱させて、その加熱効率が損なわれないようにすることができるのに加え、容器本体２の熱による破損を有効に回避して、市販の電磁調理器により、安全、かつ、手軽に、被加熱物を加熱することができる。

さらに、過剰発熱部３１は、支持部３２を介して誘導加熱発熱体３の主部３０から離間して形成されている。このため、過剰発熱部３１の発熱によって、誘導加熱発熱体３の主部３０が破損してしまうのを有効に回避することができる。
このとき、誘導加熱発熱体３の主部３０に対する過剰発熱部３１の離間距離ｈは、０．５〜１０ｍｍであるの好ましい。

また、立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの先端３１ａ，３１ｂ側を重ねて折り返すにあたっては、立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂのうち、支持部３２とされる部位における対向面どうしの少なくとも一部を接着するのが好ましい。図示する例では、第一接着部３１１と第二接着部３１２とで、支持部３２とされる部位の対向面どうしを接着するが、当該部位の対向面の全面を接着してもよい。

このように、支持部３２とされる部位の対向面どうしを接着して、両者が離れなくすることで、過剰発熱部３１を形成する際の作業性をよくすることができる。このとき、当該部位の対向面を接着する時期は、立ち上がり部３１０の上縁を切断するよりも前とするのが好ましい。これにより、過剰発熱部３１を形成する際に、立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの先端３１ａ，３１ｂ側を揃えることが容易となり、その作業性をより向上させることができる。
また、図示する例において、第一接着部３１１は、過剰発熱部３１を形成する際の位置決め手段ともなる。第一接着部３１１を形成する位置は、誘導加熱発熱体３の主部３０に対する過剰発熱部３１の離間距離ｈに応じて決定される。

また、支持部３２とされる部位の対向面どうしを長手方向に沿って接着すれば、被加熱物が、支持部３２とされる部位の対向面の間を通って、過剰発熱部３１に浸入してしまうのを防ぐことができる。
本実施形態は、被加熱物が沸騰して減少する過程で、被加熱物の液面上に過剰発熱部３１が露出し、これによって、被加熱物への熱の流れが途絶えた過剰発熱部３１が過剰に発熱して破断して、所定のタイミングで電磁調理器を自動的に停止できるようするという利用態様に供することもできる。このような利用態様に供する場合に、過剰発熱部３１に被加熱物が浸入して、過剰発熱部３１の熱を奪ってしまうのは好ましくないが、支持部３２とされる部位の対向面どうしを接着することで、このような不具合を回避することができる。
なお、上記利用態様に供するにあたっては、過剰発熱部３１が形成された部位が他の部位よりも高くなるようにして、誘導加熱発熱体３を容器本体２に取り付けるのが好ましい。このためには、例えば、容器本体２の内底面２１の対応する部位を隆起させ、この隆起された部位に過剰発熱部３１が位置するように、誘導加熱発熱体３を取り付ければよい。

また、支持部３２には、図４に示すように、支持部３２の一部を側方に張り出して、側方張り出し部３３を形成することができる。このようにすることで、上記の利用態様において、過剰発熱部３１が被加熱物の液面上に露出したときに、沸騰する被加熱物が過剰発熱部３１に向かって飛散するのを遮りことができる。これによって、飛散した被加熱物により過剰発熱部３１の熱が奪われてしまうのを避けることができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

例えば、前述した実施形態において、誘導加熱発熱体３のほぼ中央に形成してある抜き孔４は、過剰発熱部３１において破断が生じやすくするためのものであるが、このような抜き孔４は、図示するような円形状には限定されない。例えば、楕円状に形成したり、スリットを放射状に切り込んで形成したりしてもよい。また、抜き孔４は、誘導加熱発熱体３の中心から偏心させた位置に形成してもよい。

また、前述した実施形態では、一組の過剰発熱部３１と支持部３２を形成した例を挙げたが、複数組の過剰発熱部３１と支持部３２を形成するようにしてもよい。例えば、前述したようにアルミニウム箔などの導電性材料を折り曲げて立ち上がり部３１０を形成するにあたり、抜き孔４を挟んで反対側にも同様の立ち上り部３１０が形成されるようにする。そして、この反対側に形成された立ち上がり部３１０についても上縁を切断し、前述したのと同様にして立ち上がり片３１０ａ，３１０ｂの先端３１ａ，３１ｂ側を重ねて折り返して過剰発熱部３１と支持部３２を形成してもよい。このようにすれば、二組の過剰発熱部３１と支持部３２を同時に形成することができる。

以上説明したように、本発明は、市販の電磁調理器により、安全、かつ、手軽に、被加熱物を加熱することができる誘導加熱発熱体、及び誘導加熱容器を提供する。

本発明に係る誘導加熱容器の実施形態の概略を示す説明図である。 本発明に係る誘導加熱発熱体の実施形態の形成過程を示す説明図である。 本発明に係る誘導加熱発熱体の実施形態の形成過程を示す説明図である。 本発明に係る誘導加熱発熱体の実施形態の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１ 容器
２ 容器本体
３ 誘導加熱発熱体
３０ 主部
３１ 過剰発熱部
３１ａ 先端
３１ｂ 先端
３１０ａ 立ち上がり片
３１０ｂ 立ち上がり片
３１１ 第一接着部
３１２ 第二接着部
３２ 支持部
３３ 側方張り出し部

Claims (5)

1. 高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱する誘導加熱発熱体であって、
   平面状の主部と、
   前記主部の中心側から外縁側に向かう方向に沿って立ち上がる支持部と、
   前記支持部の先端側に、前記主部と離間して形成された過剰発熱部と
   を備え、
   前記主部の所定の部位が中心側から外縁側に向かう方向に沿って分断され、分断された一方の端縁部と他方の端縁部とから並列に立ち上がる一対の立ち上がり片の基部側を残して、前記各立ち上がり片の先端側を重ねて折り返すことによって前記過剰発熱部を形成するとともに、前記各立ち上がり片の基部側の残部を前記支持部としたことを特徴とする誘導加熱発熱体。
2. 前記立ち上がり片のうち前記支持部とされる部位における対向面どうしの少なくとも一部を接着した請求項１に記載の誘導加熱発熱体。
3. 前記支持部に側方張り出し部を形成した請求項１〜２のいずれか一項に記載の誘導加熱発熱体。
4. 所定の状況下で、前記過剰発熱部が選択的に過剰に発熱して破断するようにした請求項１〜３項のいずれか一項に記載の誘導加熱発熱体。
5. 容器本体の内底面側に、高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱する誘導加熱発熱体が取り付けられており、
   前記誘導加熱発熱体が、平面状の主部と、前記主部の中心から外縁に向かう方向に沿って立ち上がる支持部と、前記支持部の先端側に形成された過剰発熱部とを備え、
   前記主部の所定の部位が中心側から外縁側に向かう方向に沿って分断され、分断された一方の端縁部と他方の端縁部とから並列に立ち上がる一対の立ち上がり片の基部側を残して、前記各立ち上がり片の先端側を重ねて折り返すことによって前記過剰発熱部を形成するとともに、前記各立ち上がり片の基部側の残部を前記支持部としたことを特徴とする誘導加熱容器。

Images