JPH0417043B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミ伝熱底を有する鍋の製造法、
詳しくは、容易に剥離することがない強固なアル
ミ伝熱底を有する鍋を効率的に製造することがで
き、アルミ伝熱底鍋の品質向上と生産効率の向上
に役立てることが可能である。 〔従来の技術、および解決すべき技術的課題〕 鋼板製あるいはステンレス製の鍋の底部にアル
ミ材料を接合して伝熱性を改善したアルミ伝熱底
付の鍋は従来周知であり、熱効率が良好であると
ころから愛用者が徐々に増えてくる傾向にある。 ところで、従来、上記のようなアルミ伝熱底付
鍋を製造する方法としては、 鍋の底面にアルミ板をロウ付けして製造する
方法（以下、ロウ付法と称す）、 鍋の底面にアルミ板をスポツト熔接して製造
する方法（以下、スポツト熔接法と称す）、 鍋の底面にアルミ材料を鋳込むことによつて
アルミ層を形成して製造する方法（以下、鋳込
法と称す）、 といつた技術が汎用されている。 だが、伝熱底付鍋を上記のロウ付法によつて
製造する方法は、高価なロウ材および大掛かりな
ロウ付設備が必要になるところから、ランニング
コストも固定費用も共に上昇して製品価格が高価
にならざるを得ないうえに、ロウ材を介してアル
ミ板材を鍋底に接合する関係上、使用中に、もし
空焚きでもすると、ロウ材が溶出して伝熱底を形
成するアルミ板が剥離してしまうという欠点があ
り、 また、伝熱底付鍋を上記のスポツト熔接法に
よつて製造する方法には、鉄系金属材料に対して
アルミという非鉄金属系材料をスポツト熔接しよ
うとすると、非常に難度の高い熟練技術を必要と
することから加工費が頗る高くなるうえに、アル
ミ板が散点状にステンレス鍋底に接合されている
に過ぎないためにスポツト的に接合されていない
部分の熱伝導が阻害されて熱効率が上がらぬとい
う欠点があり、 さらに、伝熱底付ステンレス鍋を上記の鋳込
法によつて製造する方法にも、作業工程の複雑化
（前処理としての溶射加工、多様な鋳型の準備、
鋳込接合されたアルミ層の整形補正など）をもた
らすと共に、高温下で作業しなければならぬため
労働環境的にも問題があり、更に高温の熱履歴を
経るためアルミ層と鋼板との間に金属間化合物が
生じ易く接合力を弱体化せしめるうえに、また使
用する鋳型も度重なる高熱履歴によつて劣化され
てしまうところから、品質、製造コスト、および
生産性の面において難点が多かつたのである。 本発明は、伝熱底付鍋を製造する従来技術に前
述のごとき問題があつたことに鑑みて為されたも
のであり、従来のアルミ伝熱底付鍋に比較してア
ルミ層の接合強度が格段に強固で耐久性に秀れた
高品質のアルミ伝熱底付鍋を製造することを技術
的課題とするものである。 また、本発明の他の技術的課題は、従来方法に
比較して安価に、かつ、高能率に製造することが
できる新方法を提供するにある。 また、本発明の他の技術的課題は、鋼板のサイ
ズとアルミブロツクのサイズとを選択するだけ
で、所望する形状・底厚・サイズのアルミ伝熱底
付鍋を自由に製造することができる融通性の高い
方法を提供するにある。 さらに、本発明の他の技術的課題は、伝熱性の
良好な電磁鍋やホツトプレート鍋でも簡単に製造
できる技術を確立することである。 〔目的達成のために採用した手段〕 本発明者が上記目的を達成するために採用した
技術的手段を、添附図面を参照して説明すれば、
次のとおりである。 即ち、本発明は、鋼板１を深絞成形して成る従
来周知の鍋Ｐを技術的前提として、その鍋Ｐのボ
トム側に、アルミブロツク２を円板状にプレス潰
延して接合せしめるという手段を採用したことに
よつて接合強度が非常に優れたアルミ伝熱底を有
する鍋を実現するに成功したのであり、 かゝるアルミ伝熱底を有する鍋は、鋼板１およ
びアルミブロツク２を200〜500℃に加熱すると共
に、この温度条件下にあるアルミブロツク２を前
記鋼板１面に高速度でプレスすることによつて当
該ブロツク２のみを放射方向へ円板状に急速潰延
せしめ、その潰延の際に生ずる粘着性に富んだア
ルミ潰裂面にて前記両金属１，２を接合して鋼板
１面にアルミ層ｈを形成し、このアルミ層ｈをボ
トム側にして当該鋼板１を鍋の形状に深絞成形す
るという加工手段を採用することによつて効率的
に安価に製造することが可能である。 また、本発明に係るアルミ伝熱底を有する鍋
は、予じめ鍋形状に成形された鋼板１′およびア
ルミブロツク２を200〜500℃に加熱すると共に、
この温度条件下にあるアルミブロツク２を前記鋼
板１′のボトム側に高速度でプレスすることによ
つて当該ブロツク２のみを放射方向へ円板状に急
速潰延せしめ、その潰延の際に生ずる粘着性に富
んだアルミ潰裂面にて前記両金属１′，２を接合
してアルミ層ｈを形成するという加工手段を採用
することによつても同様に効率的に製造すること
ができる。この方法によれば、鋼板１′を鍋形に
深絞成形した際に当該鋼板に生ずる残留応力をア
ルミ圧潰の際に同時に除去することができる。言
い換えると、鋼板１′を深絞成形して鍋を作製す
る場合には、作製された鍋が事後的に変形した
り、時期割れ（season crack）を起したりする
ことがあるけれども、その原因は塑性加工の際の
不可避的な残留応力に起因しているのであるが、
予じめ鍋形状に鋼板１′を深絞成形しておいて後
でアルミブロツク２をプレス潰延すれば、そのと
き受ける熱間のプレス圧力が前記残留応力を消去
してしまうので、形態安定性の良好な鍋を高能率
に製造することが可能になるのである。 なお、上記のアルミ伝熱底鍋を製造する場合に
おいて、アルミブロツク２を鋼板１または鍋形鋼
板１′に上記のように潰延接合せしめる際に押し
型Ｃとアルミブロツク２との間に、カバー鋼板３
を介在させ、前記アルミブロツク２を鋼板１，３
に挟んでプレス潰延して三者１，２，３を一体に
接合せしめるという手段を採用することも可能で
あつて、この方法によれば、柔らかいアルミ層ｈ
から成る伝熱層Ｈのスクラツチ傷が防止され、ま
たカバー鋼板３として磁性ステンレス材料（JIS
規格：SUS410、SUS430）を採択しておけば電
磁鍋としての機能を有するアルミ伝熱底鍋を製造
することも可能である。 また、アルミブロツク２をプレス潰延する際、
ないしはアルミ層ｈが形成された鋼板１を鍋形に
深絞成形する際に、押圧面に波形凹凸（例えば、
螺旋状あるいは同心円状）を刻設したものを用い
れば、ボトム面に波形凹凸のある伝熱底鍋を得る
ことができ、それによつて受熱面積が大きくな
り、熱効率が向上する。 〔実施例、および作用試験〕 以下、本発明を添附図面に示す実施例に基いて
説明すれば、次のとおりである。なお、第１図〜
第３図は本発明の第１実施例方法を工程的に表わ
した説明図、第４図〜第６図は本発明の第２実施
例方法を工程的に表わした説明図、第７図および
第８図は本発明の第３実施例方法を工程的に表わ
す説明図、第９図〜第１２図は試験データを得る
ため試作したアルミ伝熱底鍋の製造工程を表わす
工程説明図、第１３図は試験片を取り出した箇所
を示す同試作鍋の底面図、第１４図は同試作鍋の
アルミ層の接合強度をＴ字形試験法によつて剥離
試験を行つている状態を表わす説明図である。 図面上、符号１で指示されるものは鋼板であ
り、符号２で指示されるものは円柱状に成形した
アルミブロツクであり、また第４図〜第６図に符
号３で指示されるものはカバー鋼板、符号Ｃは油
圧プレス装置の上型、符号Ｄは同下型である。そ
して、第１図、第４図、および第７図は、何れも
鋼板１，１′上でアルミブロツク２を熱間潰延し
て前記鋼板１，１′に層着せしめる状態を表わし
ている。なお、第２実施例方法では、潰延された
アルミブロツク２がカバー鋼板３とも接合するこ
とになる。 しかして、上記アルミブロツク２を熱間潰延す
るにあたつては、当該アルミブロツク２および鋼
板１を200〜500℃の加熱条件下で行うことを必要
とするが、アルミニユーム（アルミブロツク２）
界面の降伏応力とアルミの酸化速度の兼合いか
ら、第１〜第３実施例方法においては、450〜500
℃の温度範囲内で平均変形抵抗24Kg／mm²、平均下
降加圧速度100mm／minで油圧装置によりプレス
加工することにした。 アルミブロツク２は高温化するほど軟化し粘性
が増すのであるが、余り高温度まで昇温させる
と、表面における酸化皮膜の形成速度が速くな
り、折角、粘性アルミニユームが塑性流動しても
瞬時酸化して酸化皮膜を形成し鋼板への接合を阻
害する一方、上記のように450〜500℃の温度範囲
を選択してプレス手段でアルミブロツク２を急速
度にプレス潰延せしめれば、軟化した粘性アルミ
ニユームが酸化被膜を形成するよりも速く流動摩
擦を起しながら鋼板面上を展延流動し当該界面に
粘着接合することになるからである。尚、上記熱
間潰延処理に先立つて、ステンレス鋼板１，１′、
アルミブロツク２、およびカバー鋼鈑３の各接合
面をワイヤーバフ研摩や洗浄により清浄にしてお
くといつた前処理が施されることは当然である。 ついで、第１実施例方法および第２実施例方法
にあつては、上記熱間潰延処理によりアルミ層ｈ
が設けられたステンレス鋼板１を空冷して常温に
冷却した後、アルミ層ｈがボトム側に位置するよ
うに深絞加工して鍋形状に成形する（第３図およ
び第６図参照）。この場合、第２実施例方法によ
つて得られる成形品は、鍋底のアルミ層ｈがカバ
ー・ステンレス鋼板３で被覆された構造になるの
で、アルミ層ｈのスクラツチ傷を防止できると共
に、カバー・ステンレス鋼板３として磁性ステン
レス材料（JIS規格：SUS410、SUS430）を採択
しておけば電磁鍋にもなる。 第３図および第６図のようにして鍋形状に深絞
成形された第１・第２実施例方法に係る成形物、
並びに第８図に示される第３実施例方法に係る成
形物は、研摩・柄付などの最終加工が施されてア
ルミ伝熱底を有するステンレス鍋として完成され
る。 次に、第９図〜第１４図に示す試作試験例を引
用して、本発明方法によつて得られるアルミ伝熱
底ステンレス鍋の作用を検証する。 まず、450〜500℃に加熱されたJIS規格
SUS304（サイズ：厚さ0.8mm、幅335mm、奥行335
mm）のステンレス鋼板１を保温装置を備えた油圧
プレス装置の下型Ｄ上に載置し、その上へ同じく
450〜500℃に加熱されたJIS規格1050（サイズ：径
40φ、高さ81mm）円柱形アルミブロツク２を載置
して（第９図参照）、平均変形抵抗24Kg／mm²、平
均下降加圧速度1000mm／min（総圧下荷重：450t）
で上型Ｃを押下げた。すると、前記アルミブロツ
ク２は潰延されて前記ステンレス鋼板１に粘着接
合し、４mm厚のアルミ層ｈが形成された（第１０
図参照）。そこで、前記ステンレス鋼板１に層着
されたアルミ層ｈの外形を施削加工して整形し
（第１１図）、ついでアルミ層ｈがボトム側の中央
に位置するように位置決めして常法により深絞
し、直径190φ、高さ100mmのアルミ伝熱底ステン
レス鍋を得た（第１２図参照）。 本試験では、上記のようにして作製したアルミ
伝熱底ステンレス鍋Ｐを350℃〜10℃の温度範囲
で急速加熱⇔急速冷却を50回繰り返してみたので
あるが、何処にも剥離・捩れなどの障害を起こさ
なかつた。そこで、第１３図に示すように、当該
鍋底のＡ部分およびＢ部分を試験片（幅10mm、長
さ50mm）を切り取つて、オートグラフ万能試験機
（引張速度：５mm／min）によりＴ字形接着強度
試験をしてみたところ、Ａ部分から切り取つた試
験片については31.0Kg／10幅mm、Ｂ部分から切り
取つた試験片については32.4Kg／10幅mmという結
果が得られた。しかして、この結果から見れば、
この試作アルミ伝熱底ステンレス鍋の性能は、一
般家庭における調理用鍋として十分であることは
もとよりのこと、業務用の鍋としても十分使用に
耐えるものである。 なお、本発明者は潰延時での加熱条件とアル
ミ・鋼板の接着強度との関係を検証すべく150℃、
200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、
550℃、600℃の加熱潰延温度に対応するアルミの
接着強度を上記オートグラフ万能試験機を用いて
前述の第１３図に準じた試験片によつてＴ字形接
着強度試験を行つたところ、次表のような結果が
得られた。

〔本発明の効果〕

以上実施例および試作試験例をもつて説明した
とおり、本発明方法によれば、従来アルミ伝熱底
ステンレス鍋に比較して、格段にアルミ層の接着
強度の強固で耐久性の秀れた製品を簡素な生産設
備で能率生産することができるのに加え、 生産すべきアルミ伝熱底鍋の形状・底厚・サイ
ズなど製品規格に多少の変更があつても、材料と
なる鋼板・アルミブロツクのサイズを置換するだ
けで設備的変更が殆ど必要でないので、ランニン
グコストのみならず固定費用も安価になり、製品
コストの低減化に大いに寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例方法を工
程的に表わした説明図、第４図〜第６図は同第２
実施例方法を工程的に表わした説明図、第７図お
よび第８図は本発明の第３実施例方法を工程的に
表わす説明図、第９図〜第１２図は試験データを
得るため試作したアルミ伝熱底ステンレス鍋の製
造工程を表わす工程説明図、第１３図は試験片を
取り出した箇所を示す同試作鍋の底面図、第１４
図は同試作鍋のアルミ層の接合強度をＴ字形試験
法によつて剥離試験を行つている状態を表わす説
明図である。 １……鋼板、２……アルミブロツク、３……カ
バー鋼板。Ｈ……アルミ伝熱底、Ｐ……鍋、ｈ…
…アルミ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともボトム部にアルミ伝熱底を有する
   鍋Ｐを作製するにあたり、 鋼鈑１およびアルミブロツク２を200〜500℃に
   加熱すると共に、この温度条件下にあるアルミブ
   ロツク２を前記鋼板１面に高速度でプレスするこ
   とによつて当該ブロツク２のみを放射方向へ円板
   状に急速潰延せしめ、その潰延の際に生ずる粘着
   性に富んだアルミ潰裂面にて前記両金属１，２を
   接合して鋼板１面にアルミ層ｈを形成し、放冷
   後、このアルミ層ｈをボトム側にして当該鋼板１
   を鍋の形状に深絞成形することを特徴とするアル
   ミ伝熱底を有する鍋の製造法。 ２ 少なくともボトム部にアルミ伝熱層を有する
   鍋Ｐを作製するにあたり、 鋼板１とカバー鋼鈑３との間にアルミブロツク
   ２を介在させて200〜500℃に加熱すると共に、こ
   の温度条件下にあるアルミブロツク２を前記鋼板
   １とカバー鋼鈑３との間で高速プレスすることに
   より当該アルミブロツク２を挟圧状態に急速潰延
   せしめ、その潰延の際に生ずるアルミの粘着性に
   よつて前記金属１，２，３を一体に接合して鋼板
   １とカバー鋼鈑３との間にアルミ層ｈをサンドウ
   イツチ状に形成し、放冷後、カバー鋼鈑３をボト
   ム側にして当該サンドウイツチ状金属鈑を鍋の形
   状に深絞成形することを特徴としたアルミ伝熱底
   を有する鍋の製造法。 ３ 少なくともボトム部にアルミ伝熱底を有する
   鍋Ｐを作製するにあたり、 鍋形状に成形された鋼板１′およびアルミブロ
   ツク２を200〜500℃に加熱すると共に、この温度
   条件下にあるアルミブロツク２を前記鋼板１′の
   ボトム側に高速度でプレスすることによつて当該
   ブロツク２のみを放射方向へ円板状に急速潰延せ
   しめ、その潰延の際に生ずる粘着性に富んだアル
   ミ潰裂面にて前記両金属１′，２を接合してアル
   ミ層ｈを形成した後、放冷して鍋Ｐを得ることを
   特徴とした伝熱底を有する鍋の製造法。