JPH07213419A - 電磁誘導加熱式調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性金属材料層から離れた鍋の側面部分に対
する加熱効率を向上させて鍋の側面での加熱不足を解消
し、かつ内枠内の清掃性を改善でき、鍋センサの温度検
出精度の低下を防止することができる電磁誘導加熱式調
理器を提供する。 【構成】 内枠６と、この内枠６に設けられた誘導コイ
ル３０と、内枠６内に収納された鍋７と、この鍋７の外
面と内枠６の内面との間に確保された隙間１１，１２
と、鍋センサ３７と、制御手段６０とを具備し、鍋７は
アルミニウムを主体とする金属で形成し、この鍋７の外
面には、誘導コイル３０と対応する外底面から外側面の
下部に亘る部分に磁性金属材料層４５を形成し、他の残
りの部分にアルマイト層４６を形成し、鍋センサ３７は
内枠６の側面部分に設け、この温度センサ３７を鍋７の
アルマイト層４６の表面に接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は加熱効率の改善を図っ
た電磁誘導加熱式調理器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、加熱手段として誘導コイルを用
い、この誘導コイルによる電磁誘導で調理用の鍋を加熱
して炊飯等の調理を行なうようにした電磁誘導加熱式調
理器が提供されている。

【０００３】このような電磁誘導加熱式調理器において
は、実開平３−５８２２１号公報に見られるように、調
理器本体に有底筒状の内枠が設けられ、この内枠内に調
理用の鍋が挿脱可能に収納されている。そして内枠の外
底面から外側面の下部に亘る部分の範囲内に誘導コイル
が設けられている。

【０００４】調理用の鍋は熱伝導の良好なアルミニウム
材料で形成され、この鍋の外表面で遊動コイルと対応す
る部分、あるいは鍋の外表面の全体に磁性金属材料層が
溶射、圧着、加締め等の手段により設けられている。そ
して誘導コイルに供給される高周波電流により誘導コイ
ルに交番磁界が発生し、この交番磁界により誘導コイル
に対応した部分の磁性金属材料層に渦電流が流れ、この
渦電流によるジュール熱で誘導コイルに対応した部分の
磁性金属材料層が発熱してこの熱が鍋に伝導し、この熱
で鍋内の被調理物が加熱されて炊飯等の調理が行われる
ものである。なお、調理用の鍋がアルミニウム材料とス
テンレス材料とのクラッド材で形成される場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の電
磁誘導加熱式調理器においては、鍋が熱伝導に優れるア
ルミニウム材料で形成されているから、磁性金属材料層
で発熱した熱が鍋に良好に伝導するものの、磁性金属材
料層の発熱部分から離れた鍋の側面部分での加熱がいま
だ不充分で、鍋内に米と水との被調理物を多量に収容し
て炊飯を行なうような場合に、鍋の側面での加熱が不足
して炊きむらが生じ易くなる。

【０００６】磁性金属材料層が鍋の外表面の全体に設け
られている場合においても、この磁性金属材料層の誘導
コイルと対応する部分が発熱するに過ぎないから、やは
り鍋の側面部分での加熱が不充分で、加熱不足が生じ
る。

【０００７】また、従来の電磁誘導加熱式調理器におい
ては、内枠の内底面の中央部から鍋の温度を検出するた
めの鍋センサが突出しており、このため内枠内の清掃性
が悪く、さらに内枠内にご飯粒や米粒等の異物が侵入し
たときに、その異物が鍋センサと鍋との間にはさまれて
鍋センサにこびりつき、これが原因で鍋センサの温度検
出精度が低下してしまう難点がある。

【０００８】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、磁性金属材料層の
発熱部分から離れた鍋の側面の誘導コイルが対向配置し
ていない部分に対する加熱効率を向上させて鍋の側面で
の加熱不足を解消し、また内枠内を能率よく清掃でき、
かつ異物による鍋センサの温度検出精度の低下を防止す
ることができる電磁誘導加熱式調理器を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明はこのような目
的を達成するために、非金属材料により有底筒状に形成
された内枠と、この内枠の外底面から外側面の下部に亘
る部分の範囲内に設けられた誘導コイルと、前記内枠内
に収納された調理用の鍋と、この鍋の外面と前記内枠の
内面との間に確保され、かつ鍋の上部においてその上方
の空間部に連通した隙間と、前記鍋の温度を検出する鍋
センサと、この鍋センサが検出する鍋の温度データに基
づいて前記誘導コイルに交番磁界を発生させるための電
流を印加する制御手段とを具備し、前記調理用の鍋はア
ルミニウムを主体とする金属で形成し、この鍋の外面に
は、前記誘導コイルと対応する外底面から外側面の下部
に亘る部分に磁性金属材料層を形成し、他の残りの部分
にアルマイト層を形成し、前記鍋センサは前記内枠の側
面部分に設け、この温度センサを前記鍋のアルマイト層
の表面に接触させるようにしたものである。

【００１０】

【作用】調理時には誘導コイルに高周波電流が供給さ
れ、この高周波電流により誘導コイルに交番磁界が発生
し、この交番磁界により誘導コイルと対応して配置した
鍋の磁性金属材料層に渦電流が流れ、この渦電流による
ジュール熱で磁性金属材料層が発熱し、この熱が鍋に伝
導する。

【００１１】このとき磁性金属材料層の表面側には赤外
線が放射される。鍋の外面と内枠の内面との間に隙間が
設けられており、したがって磁性金属材料層の表面から
放射された赤外線による熱が鍋の外側面に沿って上昇移
動する。

【００１２】鍋の外側面で誘導コイルが対向配置しない
部分にはアルマイト層が形成されており、このアルマイ
ト層はアルミニウムの生地に比べて赤外線の吸収率が良
好であり、したがって鍋の外側面を沿って上昇する熱が
前記アルマイト層により効率よく吸収されて鍋の側面に
伝わる。このため鍋の側面での加熱不足が補われ、鍋内
に収容されている被調理物の全体が均等的に加熱され、
例えば炊飯の際の炊きむらが防止される。

【００１３】鍋の温度を検出する鍋センサは、内枠の側
面部分に設けられており、このため内枠の内底面の全体
が平坦状となり、この内底面に対する清掃を容易に能率
よく行なえ、さらに鍋センサが内枠の内底面に配置して
いないから、内枠の内底面にご飯粒や米粒等の異物が侵
入しても、この異物が鍋センサと鍋との間にはさまるよ
うなことがなく、したがって鍋センサの温度検出精度が
低下するようなこともない。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１には電磁誘導加熱式調理器の構造
を示してあり、符号１が調理器本体で、この調理器本体
１はポリプロピレン樹脂等からなる外枠２と底板３とで
構成され、底板３の下面に複数の脚４および電源コード
巻取用のコードリール装置５が取り付けられている。

【００１５】調理器本体１の内部にはガラス繊維入りポ
リアミド樹脂等の非金属材料で有底筒状に形成された内
枠６が設けられ、この内枠６内に鍋７が挿脱可能に収納
されている。鍋７の上端の開口縁にはフランジ８が一体
に形成され、また内枠６の上端縁にはフレーム９が設け
られ、このフレーム９の上面の均等的な例えば三箇所に
シリコーンゴム等の弾性材からなる支え体１０が取り付
けられ、これら支え体１０によりフランジ８の下面の三
箇所が部分的に支持され、この支持により鍋７の外面と
内枠６の内面との間に隙間１１が、さらにフランジ８と
フレーム９との間に隙間１２がそれぞれ確保され、鍋７
の外面と内枠６の内面との間の隙間が１１がフランジ８
とフレーム９との間の隙間１２を通して鍋７の上方側の
空間に連通している。なお、前記フレーム９は内枠６と
一体に形成する場合であってもよい。

【００１６】調理器本体１の上面にはヒンジピン１４を
介してポリプロピレン樹脂等で形成された蓋体１５が回
動自在に設けられ、この蓋体１５の下面に内蓋１６およ
びパッキング１７が設けられ、これら内蓋１６およびパ
ッキング１７により鍋７の上端の開口部が密閉されるよ
うになっている。内蓋１６はアルミニウム板で形成され
ていて、この内蓋１６の上面および下面には１〜８μ
ｍ、好ましくは３〜４μｍの厚さのアルマイト層が施さ
れている。そしてこの内蓋１６の上面に内蓋１６を加熱
する蓋ヒータ１８および内蓋１６の温度を検出するサー
ミスタ等からなる蓋センサ１９が設けられている。

【００１７】さらに蓋体１５には蒸気管２２が設けら
れ、この蒸気管２２の上面に複数の蒸気孔２３が形成さ
れ、またこの蒸気管２２の下端部の内側に鍋７内の蒸気
圧が一定以上に上昇したときに開放する調圧弁２４が設
けられ、この調圧弁２４を通過した蒸気が前記蒸気孔２
３から流出するようになっている。

【００１８】２５は蓋体１５を調理器本体１に係止する
クランプで、２６がその係止解除用の操作ボタンであ
る。そして前記ヒンジピン１４にはヒンジスプリング２
７が設けられており、前記操作ボタン２６を操作して前
記クランプ２５による蓋体１５の係止を解除すると、前
記ヒンジスプリング２７の付勢力で蓋体１５が上方に自
動的に回動して鍋７の上面の開口部が開放されるように
なっている。

【００１９】内枠６の外底面の中央部、および外底面の
周縁部から外側面の下部に亘る部分には誘導コイル３０
が設けられ、この誘導コイル３０はコイルベース３１に
より内枠６に固定されている。コイルベース３１の下面
側には、誘導コイル３０により生じる漏れ磁束を防止す
るための複数のフェライトコア３２が誘導コイル３０と
直交して配置するように設けられている。

【００２０】誘導コイル３０としては例えばリッツ線あ
るいは変性ポリエステルイミド絶縁電線が用いられ、コ
イルベース３１としては例えばガラス繊維入りポリエチ
レンテレフタレート樹脂が用いられ、フェライトコア３
２としては例えば酸化鉄を主原料とした高透磁率の材料
を焼結させたものが用いられている。

【００２１】フェライトコア３２の下方には加熱制御用
の回路基板３３が設けられ、この回路基板３３には誘導
コイル３０に高周波電流を印加するためのインバータ
や、印加電流の調整および通電の制御を行なう回路が組
み込まれている。なお、３４は回路基板３３を冷却する
ファン３５を駆動するためのモータである。

【００２２】内枠６の側面下部には開口３６が形成さ
れ、この開口３６の内側に鍋センサ３７が設けられてい
る。この鍋センサ３７は感熱筒３８内にサーミスタ等の
センサ素子３９を取り付けてなる。そしてこの鍋センサ
３７はその先端部が前記開口３６から僅かに突出するよ
うにスプリング４０により弾性的に付勢され、この付勢
力で鍋センサ３７の先端面が鍋７の外側面に弾性的に当
接している。

【００２３】また内枠６の外側面の中段部分には消費電
力が５０Ｗ程度のコード状の胴ヒータ４１が巻き付けら
れ、この胴ヒータ４１で内枠６の側面が加熱されるよう
になっている。

【００２４】鍋７は、図２に明示すように、厚さが1.0
〜3.0mm 、好ましくは1.2 〜2.0mmのアルミニウム板で
形成され、この鍋７の外面でかつ前記誘導コイル３０と
対応する部分、すなわち鍋７の外底面から外側面の下部
に亘る部分には、フェライト系ステンレスＳＵＳ430 等
からなる磁性金属材料層４５が溶射により形成され、こ
の磁性金属材料層４５の溶射部以外の鍋７の外面すなわ
ち鍋７の中段から上部に亘る側面部分には１〜20μｍ、
好ましくは３〜10μｍの厚さの普通アルマイトあるいは
普通アルマイトに二次電解により酸化ニッケル等を含有
させた黒色アルマイトとからなるアルマイト層４６が形
成されている。そして前記鍋センサ３７は前記磁性金属
材料層４５よりも上方のアルマイト層４６の表面に当接
している。また鍋７の内面の全体には、非粘着性を得る
ためのＰＦＡ樹脂あるいはフッ素樹脂等によるコーティ
ング層４７が形成されている。なお、磁性金属材料層４
５は溶射による場合のほか、圧着あるいは加締め等の手
段で鍋７の外面に設けることも可能である。

【００２５】蓋体１５の上面には操作パネル４８が設け
られ、この操作パネル４８の下方に操作用の回路基板４
９が設けられている。操作パネル４８の一部には透明部
５０が形成され、この透明部５０の下面側にタイマ設定
状況や炊飯コース等を表示する液晶表示素子５１および
炊飯や保温等の行程を表示するＬＥＤ５２が設けられ、
さらにこの操作パネル４８に炊飯、保温、切、タイマ動
作設定等の各種の動作を開始させる操作スイッチ５３が
設けられている。

【００２６】図３には電気回路の構成を示してあり、６
０がマイクロコンピュータからなる制御手段で、この制
御手段６０は周知のように、図示しないＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等と共に、入力回路６１、記憶手段であるメ
モリ６２、計時手段６３等を備えている。制御手段６０
の入力ポートには、鍋センサ３７および蓋センサ１９が
それぞれ接続され、これら鍋センサ３７および蓋センサ
１９が検出する鍋７および内蓋１６の温度データが制御
手段６０に入力される。

【００２７】入力回路６１には炊飯動作時の各種操作を
行うための操作スイッチ５３が接続され、この操作スイ
ッチ５３からの入力データと、前記温度データと、計時
手段６３からの時間データとに基づき、制御手段６０に
記憶されている所定のプグラムに従って炊飯および保温
の制御が行なわれる。

【００２８】制御手段６０の出力ポートにはトライアッ
ク等のヒータ駆動手段６４が接続され、このヒータ駆動
手段６４に胴ヒータ４１および蓋ヒータ１８が並列して
接続され、これら胴ヒータ４１および蓋ヒータ１８がヒ
ータ駆動手段６４により同時に通断電制御される。

【００２９】また制御手段６０の出力ポートに表示駆動
手段６５が接続され、この表示駆動手段６５に表示手段
である液晶表示素子５１およびＬＥＤ５２が接続され、
これら液晶表示素子５１およびＬＥＤ５２が表示駆動手
段６５により駆動されて所定の表示が行なわれる。

【００３０】さらに制御手段６０の出力ポートに誘導加
熱装置６６が接続され、この誘導加熱装置６６は制御手
段６０からの出力信号に基づいて所定の高周波電流を供
給する高周波電流発生手段６７と、この高周波電流発生
手段６７から供給される高周波電流値を変化させかつ通
断電制御するインバータ回路等の出力調整手段６８とを
有している。そして出力調整手段６８から所定の高周波
電流が誘導コイル３０に供給され、この高周波電流の供
給に応じて誘導コイル３０に交番磁界が発生し、この誘
導コイル３０に対応して配置する鍋７の主に磁性金属材
料層４５に渦電流が発生する。そして、この渦電流がジ
ュール熱に変換されることにより磁性金属材料層４５が
発熱し、この熱が鍋７に伝導し、鍋７内に収容されてい
る被調理物としての米と水が加熱されものである。な
お、誘導コイル３０の消費電力は、出力調節手段６８に
よって６００Ｗから１２００Ｗにリニアに変化させるこ
とができる。

【００３１】図４は、前記メモリ６２内に記憶される制
御プログラムの処理手順の一部を示すブロック図であ
る。この図に示す７０は、炊飯後の保温時において鍋セ
ンサ３７からの温度データに基づき、誘導加熱装置６６
を介して誘導コイル３０を通断電制御する鍋加熱制御手
段である。この鍋加熱制御手段７０は、保温開始時に誘
導コイル３０を１秒通電−１２秒断電させる動作を繰り
返すとともに、鍋センサ３７が予め設定された所定の保
温温度（67〜76℃）以上の場合に前記１秒の通電を省略
して、誘導コイル３０を制御するものである。また、７
１は鍋センサ３７および蓋センサ１９からの温度データ
に基づき、蓋ヒータ１８および胴ヒータ４１を通断電制
御する蓋加熱制御手段である。この蓋加熱制御手段７１
は、鍋センサ３７が所定の保温温度未満の場合にのみ、
蓋センサ１９の検出温度が所定の保温温度よりも高くな
るように蓋ヒータ１８および胴ヒータ４１を制御するも
のである。

【００３２】次に、炊飯時の作用について説明する。炊
飯時には誘導コイル３０に供給される高周波電流により
誘導コイル３０に交番磁界が発生し、この交番磁界によ
り誘導コイル３０に対応して配置した鍋７の磁性金属材
料層４５に渦電流が流れ、この渦電流によるジュール熱
で磁性金属材料層４５が発熱し、この熱が鍋７を構成す
るアルミニウム材料に伝達し、さらにこの熱が鍋７の内
面のコーティング層４７を通して鍋７内の水に伝わり、
炊飯加熱が行なわれる。

【００３３】このとき磁性金属材料層４５の表面側には
赤外線が放射される。鍋７の外面と内枠６の内面および
フランジ８とフレーム９との間には隙間１１，１２が設
けられており、したがって磁性金属材料層４５の表面か
ら放射された赤外線による熱は鍋７の外側面に沿って上
昇移動してフランジ８とフレーム９との間の隙間１２か
らその上方に抜ける。

【００３４】ここで、鍋７の外側面にはアルマイト層４
６が形成されており、このアルマイト層４６はアルミニ
ウムの生地に比べて赤外線の吸収率が良好であり、した
がって鍋７の外側面に沿って上昇する熱が前記アルマイ
ト層４６により効率よく吸収されて鍋７の側面に伝わ
る。

【００３５】鍋７の側面部分の温度は、鍋７内の水が沸
騰するまで上昇し続けて沸騰以後に常圧下で約 100℃の
温度になる。約 100℃における赤外線放射エネルギー密
度のピーク波長（λmax ）は、 λmax ＝2897.6／Ｔ Ｔ（ｋ）＝ｔ（℃）＋273.15 で計算でき、 100℃のときのλmax は、 λmax ＝2897.6／（ 100＋273.15）＝7.77（μｍ） となる。

【００３６】したがって、鍋７の外側面が波長が7.77μ
ｍ前後における赤外線の吸収率のよい材料であれば、鍋
７の外面側の隙間１１を通過する赤外線による熱の吸収
が高まり、鍋７の側面の加熱効果が高まることになる。

【００３７】図５には、鍋の側面がアルミニウムの生地
のままである場合の 100℃のもとでの赤外線の吸収率を
示してあり、この場合の波長7.77μｍの赤外線の吸収率
は約３７％である。

【００３８】これに対し、図６（Ａ）には普通アルマイ
トの 100℃のもとでの赤外線の吸収率を、図６（Ｂ）に
は普通アルマイトに二次電解により酸化ニッケル等を含
有させた黒色アルマイトの 100℃のもとでの赤外線の吸
収率をそれぞれ示してあり、この図から明らかなよう
に、普通アルマイトでは波長7.77μｍの赤外線の吸収率
が約８４％で、黒色アルマイトでは波長7.77μｍの赤外
線の吸収率が約９５％である。

【００３９】この発明においては、鍋７の側面に普通ア
ルマイトあるいは黒色アルマイトによるアルマイト層４
６が設けられており、したがって隙間１１に放射された
赤外線の熱を鍋７の側面部分において効率よく吸収する
ことができ、この熱の吸収により鍋７の側面での加熱不
足が補われ、鍋７内に収容されている被調理物の全体が
ほぼ均一に加熱されて炊きむらが防止される。

【００４０】なお、ＳＵＳ430 における赤外線の吸収率
は、約7.77μｍの波長で約３７％でその前後においても
アルミニウムと同様に普通アルマイトや黒色アルマイト
に比べ熱吸収が悪く、したがって従来の実開平３−５８
２２１号のように鍋の外面にステンレスを溶射したもの
や、外面をステンレスで内面をアルミニウムとしたクラ
ッド材で形成したものでは、鍋の側面での加熱不足が生
じる。

【００４１】炊飯が完了したのちには、保温行程に移行
して鍋加熱制御手段７０により、誘導コイル３０が１秒
通電−１２秒断電する動作を繰り返すように制御され、
この制御により炊飯時と同様に鍋７内がむらなくほぼ均
一に所定の保温温度に加熱される。

【００４２】一方、鍋７の温度を検出する鍋センサ３７
は、内枠６の側面部分に設けられており、このため内枠
６の内底面の全体が平坦状となり、したがって内枠６の
内底面の清掃性が良好となり、また外観も向上する。

【００４３】さらに鍋センサ３７が内枠６の内底面に配
置していないから、内枠６の内底面にご飯粒や米粒等の
異物が侵入しても、この異物が鍋センサ３７と鍋７との
間にはさまるようなことがなく、したがって鍋センサ３
７の温度検出精度を低下させるようなことがなく、また
この鍋センサ３７は発熱部である磁性金属材料層４５に
当接せずに磁性金属材料層４５の配置領域から外れた部
分の鍋７の側面に当接しているから、磁性金属材料層４
５の熱を直接受けずに鍋７の全体的な温度を精度よく検
出することができる。

【００４４】なお、従来の実開平３−５８２２１号のも
のでは、鍋センサーが内枠の内底面に配置しているか
ら、清掃性が悪く、また鍋センサと鍋との間に異物がは
さまって温度精度が低下し易い。さらにこの実開平３−
５８２２１号のものでは、鍋と内枠との間に隙間が形成
されているが、この隙間の上部が密閉されており、この
ため鍋の外側面側での熱移動が少なく、鍋の側面を加熱
する効果が少ない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
磁性金属材料層から離れた鍋の側面部分に対する加熱効
率を向上させて鍋の側面での加熱不足を解消でき、した
がって炊飯の際の炊きむらがなく、また内枠の内底面に
鍋センサが配置しないからこの内底面に対する清掃性が
よく、かつ鍋センサと鍋との間にご飯粒や米粒等の異物
がはさまれてその温度検出精度が低下するような不都合
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る電磁誘導加熱式調理
器の断面図。

【図２】その電磁誘導加熱式調理器における調理用の鍋
の一部の断面図。

【図３】その電磁誘導加熱式調理器の電気回路の構成を
示すブロック図。

【図４】その電磁誘導加熱式調理器に組み込まれた制御
プログラムの処理手順の一部を示すブロック図である。

【図５】アルミニウムにおける赤外線の吸収率を示すグ
ラフ図。

【図６】アルマイトにおける赤外線の吸収率を示すグラ
フ図。

【符号の説明】

６…内枠 ７…鍋 １１…隙間 １２…隙間 ３０…誘導コイル ３７…鍋センサ ４５…磁性金属材料層 ４６…アルマイト層 ６０…制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非金属材料により有底筒状に形成された内
   枠と、この内枠の外底面から外側面の下部に亘る部分の
   範囲内に設けられた誘導コイルと、前記内枠内に収納さ
   れた調理用の鍋と、この鍋の外面と前記内枠の内面との
   間に確保され、かつ鍋の上部においてその上方の空間部
   に連通した隙間と、前記鍋の温度を検出する鍋センサ
   と、この鍋センサが検出する鍋の温度データに基づいて
   前記誘導コイルに交番磁界を発生させるための電流を印
   加する制御手段とを具備し、前記調理用の鍋はアルミニ
   ウムを主体とする金属で形成し、この鍋の外面には、前
   記誘導コイルと対応する外底面から外側面の下部に亘る
   部分に磁性金属材料層を形成し、他の残りの部分にアル
   マイト層を形成し、前記鍋センサは前記内枠の側面部分
   に設け、この温度センサを前記鍋のアルマイト層の表面
   に接触させたことを特徴とする電磁誘導加熱式調理器。