JPH0431270A - 着火回避機構を備えた加熱機能付容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加熱機能付容器に関し、特に、着火回避（安
全）機構を備えた加熱機能付容器に関する。

（従来技術及び発明が解決しようとする課題）従来より
、酸素供給剤と可燃剤との混合物から成る発熱剤の自己
燃焼反応による発熱を利用した加熱容器としては、例え
ば、実開昭６２−１４６４２７号および実開昭６３−４
２０８９号などがあるこれらの加熱容器では、発熱剤へ
の着火方法として、発熱剤に接続した導火線又はフィラ
メント型の電気ヒータによって着火する構成のものであ
った。

しかしながら、これらの加熱容器では、着火に際して、
導火線に着火するためにマツチ、ライター、又はフィラ
メント型の電気ヒータを作動させるための電池などの着
火具を別途必要とし、使用上非常に不便なものであり、
とりわけ、導火線に着火する構成では、屋外で加熱容器
を使用する場合、雨天や強風時における使用が困難にな
るなどの問題があった。

既に、本出願人は、前記したこれらの従来技術における
問題を解消するとともに、着火性能、熱量効率、加熱速
度の改善を図るために、発熱体が、発熱剤と、発熱剤に
接して配設され発熱剤よりも着火容易な着火剤と、着火
剤の近傍に配設された点火部とより構成された加熱容器
を種々提案した。

例えば、特開平２−７９１８号および特開平１−２８８
２１８号にみられるように、赤リン、塩素酸カリウムな
どの混合物を摩擦熱によって発火させるか、あるいは発
火石を摩擦して火花を発生させることにより、着火剤を
発火せしめて発熱剤を自己燃焼させる加熱容器がある。

さらに、当該加熱容器における誤操作による着火を防止
するため、着火剤を発火させるための点火具の一部を、
容器内の着火剤とは離れた場所に設置し、点火操作時に
挿入する構造としたものとして、特開平２−４９１６２
号、実開平２−２９６２２号および実願昭６３−１５６
１７７号などがある。

本発明は、加熱容器において、誤操作による着火を防止
することを目的とし、加熱容器内に内容物が充填されて
いない場合、乾燥した材料のみが充填されている場合、
さらには所定量の内容物が充填されていない場合には容
易に着火・発熱せず、水若しくは水を主成分とする流動
体又はこれらと固体との混合物から成る発熱体の熱を十
分に吸収できる被加熱物質が所定量充填されている場合
にのみ、着火・発熱が可能な加熱機能付容器を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述した課題および目的に鑑み発明なされた
ものであって、 水若しくは水を主成分とする流動体又はこれらと固体と
の混合物から成る被加熱物質を加熱するための発熱体、
及び前記加熱体を発熱させるための着火機構を備えた加
熱機能付容器であって・ 前記着火機構が、 打撃力などの圧力によって電気を発生する圧電素子と、 圧電素子に圧力を付与する圧力付与装置と、容器内部に
所定量の前記被加熱物質が充填されているかどうかを感
知する感知装置と、前記感知装置が容器内部に所定量の
前記被加熱物質が充填されているのを感知した場合に、
前記圧電素子より発生する電気を放電して前記発熱体を
着火発熱させる着火放電装置と、および、 前記感知装置が容器内部に所定量の前記被加熱物質が充
填されているのを感知しない場合に、前記圧電素子より
発生する電気を発熱体から離間した位置で放電させる回
避放電装置と、から構成されていることを特徴とする加
熱機能付容器である。

より詳細には、加熱機能付容器に、打撃などの圧力によ
り電気を発生する圧電素子と、この圧電素子に打撃を与
えるためのハンマー部材と、容器内部の水又は水を主成
分とする流動体が充填されていることを感知するための
感知電極と、電気を放電させるための着火放電電極、な
らびに回避放電電極が設けられている。

各電極と圧電素子とを結ぶ回路は、着火放電電極と感知
電極が直列に結ばれ、これと回避放電ｉｉ掻とが並列に
結ばれ、圧電素子の正極および負極へと接続されている
。

また、電極の間隙の大きさ（すなわち絶縁抵抗の大きさ
）は、着火放電電極が最も小さく、次いで、回避放電電
極、感知電極の順に大きくなっている。

（作用） ここで、加熱機能付容器に設けられたハンマー部材によ
り、圧電素子に打撃を与えることによって、圧電素子の
両端に敵方ボルトという高い電圧が発生し、加熱機能付
容器に内容物が充填されていない場合には、感知電極の
間隙が大きく、放電しに（いために、発熱体から離間し
た位置にある、より放電し易い回避放電電極の間隙で放
電火花が発生し、発熱体への着火が回避される。

一方、加熱機能付容器に、水若しくは水を主成分とする
流動体又はこれらと固体との混合物から成る空気に比較
して十分に絶縁性の劣る被加熱物質を充填した場合、感
知電極の間隙の間に存在する液体状の内容物を介して、
電気が導通し、回避放電電極の間隙よりも着火放電電極
の間隙の方が小さいため（すなわち着火放電電極の方が
電気抵抗が小さいため）に、着火放電電極間で放電して
火花が発生し、発熱体に着火し、発熱体が発熱して、内
容物を加熱することができる。

従って、本発明では、加熱機能付容器に、内容物が充填
されていなかったり、所定量の内容物が存在しない場合
、又は乾燥した材料のみが充填されているような場合に
、不用意に着火操作を行っても、発熱体が発熱するよう
なことはなく、適正・適量の内容物を所定量充填されて
いる場合にのみ、加熱が行われるように構成されている
。

（実施例） 以下、本発明の加熱機能付容器について、添付図面の一
実施例に基づいて、より詳細に説明する。

第１図および第５図に示したように、金属製、好ましく
はスチール製の略円筒形状の容器本体１の下部に、同様
に金属製の発熱体容器３が設けられ、その内部に発熱体
５が収容されている。発熱体５の下方中央部には、発熱
体よりも着火が容易な材料で作られた着火部６が付設さ
れている。

また、この着火部６の下方には断熱体４が付設され、そ
の中央上方部には、後述する着火放電電極９，９を収容
する凹部４ａが、また、中央部分には着火部１Ｘ′Ｎ、
極９，９を支持する支持部材９ａを嵌合する貫通孔４ｂ
が、それぞれ形設されている。

さらに、この断熱体４の下方には、発電基板１４が配設
され、この発電基板１４の中央部に形成された貫通孔１
４ａおよび断熱体４の貫通孔４ｂを介して、着火放電電
極９．９を支持する支持部材９ａが挿通嵌合され、着火
放電電極９．９が、断熱体４の凹部４ａに収容されてい
る。

また、第１図及び第２図に示したように、発電基板１４
上には、その中心を通る線りに対して平行になるように
、圧電素子７が支持部材７ａを介して支持されている。

さらに、この圧電素子７の一端７ｂに打撃を与えるため
に、ハンマー部材８が板バネ１３を介して、支持部材１
３ａにより、前記中心を通る線りに対して直角になるよ
うに、発電基板１４上に固着されている。

一方、発電基板１４上には、その中心を通る線り上の外
側一端近例に回避放電電極１０が付設され、他端には後
述するように感知電極１１が設けられている。

そして、第３図に示したような電気回路を構成するよう
に、導線１５を介して、着火放電電極９．９と感知電極
１１が直列に、これと回避放電電極１０が並列に接続さ
れ、これらが圧電素子７の正極と負極に接続されている
。なお、第３図に示したアースは、容器本体１の適当な
箇所で接続され、容器本体１自体が、回避放電電極１０
および感知電極１１の他端（他極）となるよう−二構成
されている。

さらに、第１図および第５図に示したように、容器本体
１の底部には、底１’１６が回転可能に装着され、底Ｉ
Ｅ１６の中央部には内周に一方向に向かって歯２１ａが
形成されたラチェ・ントギア２１が、固定部材２１ｂに
よって底蓋１６に固定されている。底蓋１６の中心を軸
１６ａとして回転可能に、ラチェット爪２０が、このラ
チェットギア２１の内部に装着されている。ラチェット
爪２０には、複数の爪部２０ａが突設されており、この
爪２０ａがラチェットギア２１の内周に形成された歯２
１ａと噛合するようになっている（第４図参照）。

また、このラチェット爪２０の上部中央部にはトリガー
部材１２が固着されている。このトリガー部材１２には
、複数の突設部１２ａが放射状に形設され、トリガー部
材１２が回転した際に、この突設部１２ａが、ハンマー
部材８の板バネ１３の一端１３ｂと係合するように構成
されている（第２図参照）。なお、これらの部材は、圧
電素子７からの電気が導電しないように、合成樹脂など
の絶縁材料から成形する。

この構成によって、着火する際には、第２図および第４
図の矢印Ｅに示したように反時計方向に、底蓋１６を回
転させた場合、底１１６とともにラチェットギア２１が
Ｅ方向に回転し、ラチェットギア２１の内周に形成され
た歯２１ａが、ラチェット爪２０に突設された複数の爪
部２０ａと係合する（第４図参照）。これにより、ラチ
ェット爪２０もＥ方向に回転し、ラチェット爪２０に固
着されているトリガー部材１２も同じ方向に回転する。

さらに、このトリガー部材１２の回転に伴いトリガー部
材１２の突設部１２ａの一つがハンマー部材８が取付け
られた板バネ１３の一端１３ｂと係合し、これにより、
板バネ１３を圧電素子７と離間する方向に撓ませる。底
蓋１６をさらに回転させると、トリガー部材１２の突設
部１２ａと板バネ１３の一端１３ｂとの係合が解除され
、板バネ１３の弾性力によって、ハンマー部材８が圧電
素子７の一端７ｂに打撃力を付与し、圧電素子７の両端
に高電圧が発生するように構成されている（第２図参照
）。従って、着火する場合には、底蓋を軽く回すだけで
容易に着火操作が可能となっている。

一方、第２図の矢印Ｅと逆方向に、すなわち第２図で時
計方向に底蓋１６を回転させた場合には、トリガー部材
１２の突設部１２ａの一つが板バネ１３の一端１３ｂと
係合し、ハンマー部材８を圧電素子７方向に付勢するが
、圧電素子７が発電基板１４に固定されているため、ト
リガー部材１２はそれ以上回転することができないよう
になっている。従って、さらに底１１６を時計周りの方
向に回転する力によって、ラチェット爪２０の爪部２０
ａが撓み、係合しているラチェットギア２１の歯２１ａ
との保合が解除され空転し、底蓋１６の回転がトリガー
部材１２に伝達されないように構成されている（第４図
参照）。従って、誤って底蓋１６を逆方向に回転させた
場合にも、トリガー部材１２、ハンマー部材８、圧電素
子７など又はそれらの取付は部分などに過大な力が加わ
らず、容器の運搬時などの振動などによる着火を回避で
きるとともに、誤使用による破損などがないようになっ
ている。

また、感知電極１１は、絶縁強度の高い被覆、好ましく
は合成樹脂製の絶縁被覆２２で被覆された状態で、発電
基板１４と容器本体１の間から、容器本体ｌの内側近傍
を略垂直に、所定の水位線１８の付近まで立設されてい
る。感知電極１１の先端部、すなわち感知電極の露出部
分１７は、絶縁被覆２２より短く形成され、これにより
形成される先端部の凹部には、親水性のフェルトなどの
毛管作用を有する親水性部材１９が填塞されている。

従って、感知電極１１の先端部を容器本体１の内側壁面
に接触したとしても、感知電極１１の露出部分１７と容
器本体１とは絶縁被覆２２によって絶縁されるとともに
、露出部分１７から容器本体１に至るまでの距離、すな
わち露出部分１７から親水性部材１９を介して容器本体
１に至るまでの距離が、十分太き（とれるように構成さ
れている。換言すれば、感知電極１１の露出部分１７と
容器本体１との間の絶縁抵抗が、発電基板１４に設けら
れた回避放電電極１０と容器本体１との間の絶縁抵抗よ
り十分大きくなるように構成されている。つまり、感知
電極１１の露出部分１７から親水性部材１９を介して容
器本体１に至るまでの距離が、回避放電電極１０と容器
本体１との間の距離より十分大きくなるように構成され
ている。

このため、容器本体１の内部に、内容物２が充填されて
いない場合、所定量の内容物２が存在しない場合（すな
わち水位線１８まで内容物２が充填されていない場合）
、又は乾燥した材料のみが充填されている場合に、着火
操作を行うと、絶縁抵抗の小さい回避放電電極１０と容
器本体１との間で放電火花が発生し、着火放電電極９．
９には通電しないために、発熱体５に着火することがな
い。

一方、着火放電電極９，９の間隙は、回避放電電極１０
と容器本体１との間の間隙よりも小さいため、容器本体
１内に、水若しくは水を主成分とする流動体又はこれら
と固体との混合物のように、空気に比較して十分に絶縁
性の劣る材料から成る内容物２を水位線１８まで充填し
た場合、感知電極１１の先端部に填塞した親水性部材１
９を介して、毛管作用によって内容物２の一部が露出部
分１７まで浸入する。これにより、感知電極１１の露出
部分１７と容器本体１とが内容物２を介して短絡するこ
ととなり、着火操作を行った際に、絶縁抵抗の小さい着
火放電電極９，９の間隙で放電火花が発生する。その結
果、着火部６、発熱体５へと順次点火し、発熱が開始さ
れる。

なお、着火放電電極９．９の先端に、鉄、コバルト、ニ
ッケル、ジルコニウムなどの金属粉末又はこれらの合金
粉末や、所謂発火合金（例えば、ミツシュメタルに、鉄
、ニッケル、又は銅を加えた合金、ランタンと、マグネ
シウム、鉛、スズなどの合金、バナジウム−鉄合金など
）などの粉末を予め塗布しておけば、着火放電電極９．
９の放電火花が発生した際に、着火放電電極９，９の先
端が発火し、着火部６、発熱体５へと順次点火させるこ
とがより容易にかつ確実に可能となる。

また、従来のように、発電基ｔｒＩｉ１４上に設けられ
た導線１５および回避放電電極ｌＯを、ポリ塩化ビニル
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、フッ素
樹脂などにより被覆された導線や、リン青銅などをプレ
ス成形した電極などとすることも勿論可能であるが、炭
素やアルミニウムなどの導電性の材料を接着剤と混合し
て発電基板１４に直接塗布するか、又は金属箔などの導
電性材料を発電基板１４に直接貼付することによって、
より安価で簡単に構成することが可能である。

さらに、特開平２−７９１８号および特開平１−２８８
２１８号に開示されるように、発熱体５として、酸化鉄
、酸化銅、酸化鉛などの金属酸化物から成る酸化剤と、
該酸化剤を形成している金属より酸化熱が大きいチタン
、鉄などの金属又はケイ素などの半金属から成る可燃剤
とから適宜選択して調製するとともに、着火部６として
、過酸化バリウム、酸化銅、過酸化ストロンチウムなど
の酸化剤と、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム
、ホウ素などの可燃剤とから適宜選択して調製すれば、
着火性能、熱量効率、加熱速度を改善することが可能で
ある。

さらにまた、断熱体４としては、着火・発熱の際に僅か
に発生する臭い、ガスなどの吸着性の優れた断熱材であ
ればよく、例を挙げればゼオライトなどが好適である。

前記した実施例は単に本発明の好ましい一実施例を述べ
たものであって、当業者であれば容易に変更・修正など
が可能であるので、不要な限定を付すべきではなく、本
発明の範囲は特許請求の範囲の記載によってのみ限定す
べきである。

（効果） 本発明によれば、加熱容器内に内容物が充填されていな
い場合、乾燥した材料のみが充填されている場合、さら
には所定量の内容物が充填されていない場合には容易に
着火・発熱せず、水若しくは水を主成分とする流動体又
はこれらと固体との混合物から成る発熱体の熱を十分に
吸収できる被加熱物質が所定量充填されている場合にの
み、着火・発熱が可能な加熱機能付容器を提供できる。

従って、従来の技術と同様に、簡単な操作で確実に着火
、発熱が可能であるとともに、誤使用や運搬中の振動な
どによって着火することがなく、極めて安全で便利な加
熱機能付容器を提供できるなど幾多の作用効果を奏する
優れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の加熱機能付容器の一実施例の縦断面
図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線での断面図、第３図は
、本発明の加熱機能付容器の着火回避回路図、第４図は
、第１図のＢ−Ｂ線での断面図、第５図は、第１図のＣ
−Ｃ線での縦断面図である。 １・・・容器本体、２・・・内容物、３・・・発熱体容
器、４・・・断熱体、５・・・発熱体、６・・・着火部
、７・・・圧電素子、８・・・ハンマー部材、９・・・
着火放電電極、１０・・・回避放電電極、１１・・・感
知電極、１２・・・トリガー部材、１３・・・板バネ、
１４・・・発電基板、１５・・・導線、１６・・・底蓋
、１７・・・露出部分、１８・・・水位線、１９・・・
親水性部材、２０・・・ラチェット爪、２１・・・ラチ
ェットギア、２２・・・絶縁被覆。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）水若しくは水を主成分とする流動体又はこれらと
   固体との混合物から成る被加熱物質を加熱するための発
   熱体、及び前記発熱体を発熱させるための着火機構を備
   えた加熱機能付容器であって、 前記着火機構が、 打撃力などの圧力によって電気を発生する 圧電素子と、 圧電素子に圧力を付与する圧力付与装置と、容器内部に
   所定量の前記被加熱物質が充填 されているかどうかを感知する感知装置と、前記感知装
   置が容器内部に所定量の前記被 加熱物質が充填されているのを感知した場合に、前記圧
   電素子より発生する電気を放電して前記発熱体を着火発
   熱させる着火放電装置と、および、 前記感知装置が容器内部に所定量の前記被 加熱物質が充填されているのを感知しない場合に、前記
   圧電素子より発生する電気を発熱体から離間した位置で
   放電させる回避放電装置と、 から構成されていることを特徴とする加熱機能付容器。
2. （２）前記圧電素子、感知装置、着火放電装置、及び回
   避放電装置が、相互に電気的に接続されていることを特
   徴とする請求項１に記載の加熱機能付容器。
3. （３）前記圧電素子、感知装置、着火放電装置、及び回
   避放電装置が、絶縁性の材料で形成された基板上に導電
   性の材料を付設することによって、相互に電気的に接続
   されていることを特徴とする請求項２に記載の加熱機能
   付容器。
4. （４）前記着火放電装置と感知装置が直列に接続され、
   これらと回避放電装置が並列になって、前記圧電素子の
   正極及び負極に接続された電気回路が構成されているこ
   とを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載
   の加熱機能付容器。
5. （５）前記着火放電装置、回避放電装置、感知装置の順
   に放電し難くなるように構成されていることを特徴とす
   る請求項１から請求項４のいずれかに記載の加熱機能付
   容器。
6. （６）前記感知装置が感知電極から構成され、前記着火
   放電装置が着火放電電極から構成され、ならびに前記回
   避放電装置が回避放電電極から構成されていることを特
   徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の加熱
   機能付容器。
7. （７）電極間の間隙の距離が、着火放電電極、回避放電
   電極、感知電極の順に大きくなるように構成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の加熱機能付容器。
8. （８）前記着火放電電極に比較的着火容易な発火物質が
   塗布され、該着火放電電極自体が発火機能を有すること
   を特徴とする請求項６又は請求項７のいずれかに記載の
   加熱機能付容器。
9. （９）加熱機能付容器の容器本体及び／又は発熱体を収
   容する容器が、導電性材料から形成され、該容器本体及
   び／又は発熱体を収容する容器を、感知電極及び／又は
   回避放電電極の一極となるようにしたことを特徴とする
   請求項６から請求項８のいずれかに記載の加熱機能付容
   器。
10. （１０）前記感知電極が、絶縁被覆で被覆され、該感知
    電極が、毛管作用を有する材料を介して絶縁被覆外部と
    連通するように構成されていることを特徴とする請求項
    ６から請求項９のいずれかに記載の加熱機能付容器。
11. （１１）前記圧力付与装置が、ハンマー部材により圧電
    素子に打撃圧力を付与するように構成されていることを
    特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の
    加熱機能付容器。
12. （１２）回転軸に対して放射形状に複数の突設部が突設
    されたトリガー部材の回転によって、前記ハンマー部材
    が突設部と係合し、前記ハンマー部材が、圧電素子に打
    撃圧力を付与するように構成されていることを特徴とす
    る請求項１１に記載の加熱機能付容器。
13. （１３）前記容器本体の底部に嵌合する底蓋の略中心部
    に回転可能に軸支したラチェット爪を配設し、ラチェッ
    ト爪に前記トリガーを固着するとともに、ラチェット爪
    の爪に噛合する内周に一方向の歯部を備えたラチェット
    ギアを前記底蓋に固定し、これにより、底蓋を逆回転さ
    せた場合に、ラチェット爪が空転し、トリガー部材が回
    転しないように構成したことを特徴とする請求項１２に
    記載の加熱機能付容器。
14. （１４）前記発熱体が、発熱剤と、発熱剤に接して配設
    され、且つ前記着火放電装置の近傍に配設された発熱剤
    よりも着火容易な着火剤とから構成されていることを特
    徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の加
    熱機能付容器。