JPH11221159A - 保温性調理器とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で保温性が優れ、さらには経済性におい
ても良好な保温性調理器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 熱伝導性に優れた金属をマトリックスと
する容器本体において、該容器の外周に低比重で低熱伝
導性素材を接合させるとともに、該金属をマトリックス
と該低熱伝導性素材との接合部の少なくとも一部を複合
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁加熱方式によ
る調理器をはじめ、電気抵抗加熱方式および火炎加熱方
式による調理器とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、炊飯や煮物などの調理において、
従来のガスなどの火炎や電気抵抗による加熱方式に代わ
って、電磁加熱方式が注目されている。これは加熱力が
強いので高温での加熱時間が短時間で済み、材料のおい
しさを逃がさない調理が可能となるからである。電磁加
熱方式の調理器においては、調理時に容器本体の加熱効
率を良くするために、その容器本体に銅やアルミ合金な
どの熱伝導性の良い金属が用いられている。

【０００３】他方で調理が完了した後は調理器の容器本
体内の調理品が冷めないようにすることが望ましいが、
調理器の容器本体に上記のような熱伝導の優れた金属を
用いた場合には、熱が逃げて冷め易い。そこで保温のた
めの加熱が必要となり、これに多くのエネルギーが消費
されるという問題がある。この容器本体を例えば土鍋の
ような熱伝導性が低い容器で構成できれば、保温性が良
くなり、従って保温のためのエネルギーが節約できる。

【０００４】このように、調理器においては調理時には
調理品に熱を良く伝える一方、保温時には熱伝導性が低
く、保温性の良い容器本体が望まれる。なお調理器にお
いて容器本体の熱伝導性と保温性が望まれることは、電
磁加熱方式に限られたものではなく、電気抵抗加熱方式
やガス火炎加熱方式を用いた容器本体においても同様で
ある。

【０００５】従来の電磁加熱式調理器における容器本体
の具体例を図３に示す。図３において、容器にはアルミ
とフエライト系ステンレス鋼とのクラッド板７が使用さ
れている。即ち容器６の外層９にはフェライト系ステン
レスが用いられ、電磁加熱の発熱体を構成している。そ
の内層８には熱伝導のよいアルミが用いられているため
に、調理品への熱の伝達が良好である。この容器の外層
９のステンレス鋼は熱伝導性がアルミに比べて低い材料
であるため、アルミ単体の場合に比べて保温性を有する
構成となっている。また、最近では金属容器の外周に中
空ガラスビーズを含むテフロン膜を塗装した容器も市場
に出ている。

【０００６】しかし、図３においてフエライト系ステン
レス鋼は熱伝導率が２５Ｗ／ｍＫとアルミや銅に比較す
ると低熱伝導性の材料ではあるものの、電磁調理器の容
器本体に使用されているクラッド材のステンレス鋼外層
９は肉厚がわずか０．６ｍｍ以下である。これはクラッ
ド材が深絞り加工が可能であることや、剥離がなく軽量
であることの必要性から制限を受けてしまうためであ
る。従って図３の容器本体の保温性は決して十分なもの
ではない。

【０００７】また、テフロン膜塗装を行った電磁調理器
の容器本体についても、塗装膜厚が僅か０．３ｍｍ程度
と薄いために保温性が不十分である。テフロン塗装膜の
厚さを増して保温性を高めるには、幾層も重ねて塗装し
なければならず手間がかかり、そして大変に高価となっ
てしまうため、この手段によって保温性を高めることは
適切ではない。容器本体の保温性を高めるには、単に容
器の外周側に低熱伝導性の素材を配置するだけでなく、
低熱伝導性素材が保温に十分な肉厚を有していなければ
ならない。しかも使い易い容器本体であるためには、容
器は軽量でなければならない。

【０００８】上述したように、調理器の容器本体は、調
理時には調理品に熱を良く伝える一方、保温時には保温
性の良いことが望まれ、容器内の熱が放散して調理品が
すぐに冷めてしまうことがないように、熱伝導性に優れ
た容器の外周側に低熱伝導性材料を設けて保温性を高め
ることが望ましい。しかしアルミとステンレス鋼とのク
ラッド材を用いたものや、容器の外側にテフロン塗装を
保温材として用いた従来技術では、加工上困難、重量増
加が顕著、そして経済的に不適切、などの理由によっ
て、十分に保温に効果のある肉厚が確保することができ
ないという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題に対処するためになされたもので、調理時には調理
品に熱を良く伝える一方、保温時には保温性が良くしか
も軽量であって、経済性に優れた容器本体を有する調理
器、及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る保温性調理
器は、熱伝導性に優れた金属をマトリックスとして外周
部に前記金属よりも低比重でかつ低熱伝導性の素材を接
合させ前記金属と前記低熱伝導性素材との接合部の少な
くとも一部を複合化させて容器本体を構成したことを特
徴とするものである。

【００１１】また本発明に係る他の保温性調理器は、熱
伝導性に優れた金属をマトリックスとして外周部に前記
金属よりも低比重でかつ低熱伝導性の素材を接合させ前
記金属と前記低熱伝導性素材との接合部の少なくとも一
部を複合化させてなる容器本体と、この容器本体を加熱
する電磁誘導発熱体とを有することを特徴とするもので
ある。

【００１２】本発明に係る保温性調理器の容器本体の一
実施形態の模式的断面図を図１に示す。図１において保
温性調理器の容器本体１は、熱伝導性に優れた金属から
なる熱伝達部２を容器の内側部分に有し、容器の外側に
低比重の低熱伝導性の素材からなる保温部３を有すると
ともに、これら熱伝導に優れた金属からなる熱伝達部２
と低熱伝導性の素材からなる保温部３との接合部に、熱
伝導性に優れた金属を低熱伝導性の素材の空隙部分に侵
入させた部分、即ち複合化させた部分４を有している。
この複合化させた部分４は、部分的あるいは一様に複合
化していてもよいが、傾斜的に複合化しているとさらに
よい。この複合化により熱伝導性に優れた金属と低熱伝
導性の素材の接合強度が大きくなり、ヒートサイクルに
よる剥離の問題が生じない。

【００１３】この調理器の容器本体において、容器の内
側の熱伝達部２は熱伝導性に優れた金属で構成され、加
熱部からの熱を効率よくかつ均一性良く調理品に伝達す
る。また外側の保温部３は低比重で低熱伝導性の素材で
構成され、保温の役割をなす。この容器においては、保
温部３の低熱伝導性素材は低比重であるため、保温性の
確保に十分な厚さである数ｍｍ厚となっても、重量は過
大にならない。

【００１４】ここに本発明の調理器の容器本体の内側部
分に熱伝達部２として用いる熱伝導性に優れた金属は熱
伝導率が１００〜３９０Ｗ／ｍＫであり、しかも溶融し
て鋳造が可能な融点５００〜１０６５℃と低融点の金属
であって、例えばアルミやアルミ合金のほか、銅や銅合
金がこれらの条件を満足し、しかも耐蝕性にも優れるの
で好適に使用できる。従ってこれらの金属をマトリック
スの金属とし、その溶湯を用いて例えば鋳造鍛造を行う
ことによって、低比重で低熱伝導の素材に対しマトリッ
クスの金属を浸漬させて複合化した調理器の容器本体を
製造することができる。

【００１５】本発明の調理器の容器本体の外周に接合さ
せる保温部３を形成する低比重の低熱伝導性素材は、比
重が好ましくは０．１〜４．０、さらに好ましくは０．
１〜１．０であり、熱伝導率が好ましくは４〜２０Ｗ／
ｍＫ、さらに好ましくは４〜１０Ｗ／ｍＫの素材であっ
て、例えば各種の軽量セラミックスが使用できる。とく
に不純物元素を多く含んでいる天然の砂や岩石を原材料
としたものが、低熱伝導性と経済性において有利であ
る。

【００１６】前記軽量セラミックスを構成する粒子の形
態としては、粒子、繊維、中空体、多孔質体のいずれも
が使用できる。これらの中で中空体は軽量性と低熱伝導
性において特に優れている。その代表として九州で産出
されるシラスを加工したシラスバルーンがあり、好適に
使用できる。

【００１７】これらのセラミックスと金属とを複合化さ
せるために、あらかじめセラミックスの素材をシート状
やマット状などの成形体にしておくことができる。そし
て、セラミックス素材を成形体にする際には、セラミッ
クス繊維を織布やネットに加工したものが好適に使用で
きる。

【００１８】本発明に使用されるセラミックス以外の低
比重で低熱伝導性の材料としては、Ｔｉ、金属性中空ビ
ーズ、封孔処理した多孔質金属体などがある。

【００１９】次に本発明に係る他の保温性調理器の容器
本体の一実施形態の模式的断面図を図２に示す。図２の
保温性調理器の容器本体１０において、内側の層には熱
伝導性に優れた金属からなる熱伝達部２が設けられてい
る。そして外側の層には低比重の低熱伝導性の素材を用
いた保温部３に加えて、電磁誘導発熱体を用いた加熱部
５を有している。なお電磁誘導発熱体を用いた加熱部５
はその外周を低比重の低熱伝導性の素材による保温部３
によってさらに覆われていてもよい。電磁誘導発熱体を
用いた加熱部５には、例えばＳＵＳ４３０鋼などの磁性
を有する材料や、チタン合金のように適度に電気抵抗率
の高い材料など、電磁誘導によって効率よく発熱する材
料を用いることができる。

【００２０】本発明においては、電磁誘導発熱体と金属
のマトリックスとの接合部の少なくとも一部に複合部１
１を形成することによって、接合の信頼性を高めること
ができる。接合部を複合化させる方法としては、発熱材
料の金属板を例えばアルミ金属のマトリックスによって
鋳込み、その際に金属板の表面に多孔質層を形成してお
き、溶融したマトリックス金属を多孔質層に浸透させる
方法（特開平７−２３２２６１）を用いることができ
る。

【００２１】このように電磁誘導発熱体は多孔質のもの
を用いると好都合であって、そのような多孔質電磁誘導
発熱体として、高電気抵抗率素材の粒子、繊維、多孔質
体、織布、ネットなどの成形体を用いることができる。

【００２２】また発熱金属の多孔質体そのものを複合化
して加熱部とすることも可能であって、例えば磁性金属
繊維を複合化して用いることができる（「素形材」Ｖｏ
ｌ．３８（１９９７）Ｎｏ．１，Ｐ１２）。

【００２３】次に本発明に係る保温性調理器の製造方法
は、外部金型の所定の位置、例えば外部金型の内面に接
する位置に低比重でかつ低熱伝導性の素材を配置する工
程と、前記金型内に所定の量の熱伝導性に優れた金属の
溶湯を注入する工程と、前記金型内に内部金型を挿入し
て前記溶湯から保温性調理器の容器本体を鋳造する工程
を有することを特徴とするものである。

【００２４】また本発明に係る他の保温性調理器の製造
方法は、上記製造方法における外部金型の所定の位置、
例えば外部金型の内面に接する位置にに低比重でかつ低
熱伝導性の素材を配置する工程において、低比重でかつ
低熱伝導性の素材を配置することに加えて、電磁誘導発
熱体素材を所定の位置、例えば外部金型の底部に配置し
て容器本体を製造することを特徴とするものである。

【００２５】本発明に係る保温性調理器の製造方法にお
いては、例えば容器本体の保温部低熱伝導性素材の予備
成型体や加熱部電磁誘導発熱体を容器本体形状の外部金
型にセットし、その中にアルミや銅合金の溶湯を注湯
し、これに内部金型を挿入することによって直ちに加圧
成形する溶湯鍛造法が好適に使用できる。この加圧の工
程では上記の予備成形体に対し、溶湯金属の含浸が十分
に行われて、複合化が良好になされた保温性調理器の容
器本体が再現性よく製造できる。

【００２６】そして本発明に係る発熱部を有する容器本
体の製造方法においては、容器本体の保温部の低熱伝導
性の素材の成型体とマトリックスの熱伝導に優れた金属
とを一体化成形し、次にこれと保温部低熱伝導性の素材
の成型体とを鋳包みなどの手段によって一体化成型する
ことができる。しかし保温部低熱伝導性の素材と加熱部
の電磁誘導発熱体とを同時に熱伝導に優れた金属のマト
リックスとを同時に一体化成形する方が工程を短縮で
き、合理的である。

【００２７】これら本発明に係る保温性調理器の製造方
法によれば、鋳造によって製造ができるので、製造可能
な本体容器形状の自由度が広い。このため例えば図１や
図２の模式図のように、熱の対流に好ましい丸底の形状
も可能である。

【００２８】本発明に係る保温性調理器の製造方法にお
いては、溶湯鍛造法を用いる場合の設備として、いわゆ
る溶湯鍛造装置を用いることができる。また条件によっ
てはダイカストマシンを用いることができる。また、遠
心鋳造装置を用いれば、遠心力を利用した複合化を行う
ことができる。

【００２９】本発明において、保温性調理器の容器本体
の内側部分を構成する熱伝導性に優れた金属部分の厚さ
については特に限定されるものではない。この金属部分
は熱伝達部を構成すると共に容器のマトリックスとして
液漏れを生じることなく、容器として適度の機械的強度
を有し、しかも重量が適正となるようにすればよい。本
発明における低熱伝導性素材部分は、容器および調理品
に対し、保温がよくなされればよく、その厚さは特に限
定されるものではない。しかし常に十分な保温性を得る
ために、低熱伝導性素材の厚さは複合化によってマトリ
ックスと一体化した部分を含め、望ましくは少なくとも
１ｍｍ、さらに望ましくは３ｍｍを有するものとするこ
とができる。

【００３０】本発明における調理器の容器本体の複合化
させた部分は、複合化成分の体積比率を傾斜させること
によって、より強固な結合を得ることができる。そして
熱伝導に優れた金属が低熱伝導素材または電磁誘導発熱
体と強固に結合していればその効果を得ることができる
のであって、複合化部の厚さは特に限定されるものでは
ないが、十分に安定した効果を得るために、複合化部分
の厚さは、望ましくは少なくとも５００μｍを有するも
のとすることができる。また複合化成分の体積比率が傾
斜している場合には、傾斜部分を含めた複合化部分は低
熱伝導素材または電磁誘導発熱体層の外周部まで及んで
いてもさしつかえない。

【００３１】次に本発明の作用について述べる。本発明
の保温性調理器は、良導電性の金属をマトリックスと
し、その外側に軽量で低熱伝導性の素材を接合させると
ともに、接合部を部分的に複合化させて容器本体を構成
しているため、単なる接合とは異なり、接合部分が剥離
するおそれがない。しかも低比重で低熱伝導性の素材が
十分な肉厚で容器の外周を覆うために、保温性に優れか
つ軽量である。また本発明の保温性調理器の容器本体は
鋳造によって良導電性の金属をマトリックスとして浸漬
させて製造できるので、製造可能な容器形状の自由度が
広い。従って図２の模式図のように丸底で熱の対流に好
ましい形状も可能である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて本発明の
発明の実施の形態を説明する。

【００３３】（実施例）図２に断面図を模式的に示す保
温性調理器の容器本体１０を製作した。保温部３に用い
る低比重で低熱伝導性素材として、シラスバルーン（シ
ラス砂を加熱処理して中空体としたもの）とアルミナ−
シリカ繊維とバインダーであるコロイダルシリカをそれ
ぞれ体積比３：１：０．３の割合で混合し、容器本体形
状の型を用いてプレス成形した後、乾燥、約１１００℃
で焼成した気孔率３０〜４０％の多孔質予備成形体を用
意した。次に、電磁誘導発熱体として、ＳＵＳ４３０ワ
イヤで編んだメッシュ１０００のネットを３層重ねて加
熱部５の形状にプレス成形したものを用意した。

【００３４】溶湯鍛造装置に容器本体１０の外部金型を
セットし、上記の２種の成形体を組み込んだ。これに約
７５０℃のＪＩＳ ＡＣ４ＣＨアルミ合金溶湯を注湯
し、これに内部金型を挿入して調理器用本体容器の形状
にプレス成形することにより溶湯鍛造を行った。この結
果、肉厚が３ｍｍ、体積率約６０％のセラミックスで構
成された保温層３、および肉厚１．５ｍｍのＳＵＳ４３
０ネットで構成された電磁誘導発熱体加熱部５、および
肉厚２〜３ｍｍのアルミ合金で構成された熱伝達部２を
有する容器が得られた。

【００３５】熱伝達部２を含めた全体の肉厚は３．５〜
４．０ｍｍであり、全体の重量は調理量が同量の従来の
クラッド材の容器とほぼ同じであった。本実施例の体積
率６０％の複合材の熱伝導率は約５０Ｗ／ｍＫであっ
て、これは肉厚０．６ｍｍのクラッド材のＳＵＳ４３０
層と比べて熱伝達抵抗において約２．５倍と高い保温性
が得られた。また、電磁誘導発熱体としても安定した発
熱特性が得られた。

【００３６】また、この製造方法によって、容器本体の
形状が図２に示すかまど釜風の丸底形状の成形が可能で
あること、さらには保温部の成形の工程と同時に一体成
形ができ、生産性に優れることが確認された。

【００３７】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の保温性
調理器は、容器本体が熱伝導性に優れた金属からなる容
器の外周に低比重で低熱伝導性の素材を接合したもので
あるので、低熱伝導性素材による保温部の肉厚が十分に
確保でき、しかも軽量で使い易い。また容器内側の熱伝
導性に優れた金属と外側の低熱伝導性素材とは複合化部
分を有し強固に結合されていて層間剥離のおそれがない
ため、信頼性が高い。

【００３８】そして電磁誘導発熱体を有することによっ
て、軽量で保温性の優れた電磁調理器が提供できる。ま
た、比較的安価な素材が使用でき、しかも一般的な製造
設備を用いて製造できるので、経済性に優れる。

【００３９】さらに本発明の保温性調理器は、熱伝導性
の優れた金属をマトリックスとし、これを低熱伝導性素
材と複合化させることにより、鋳造によって容器本体を
製造することができるので、製造可能な容器形状の自由
度が高い。例えば旧来のかまど釜風の丸底形状の電気釜
の成形も可能なので、かまど釜と同じ丸底形状が熱の対
流に好ましいという事情にも対応できるなど、各種の幅
広い用途に応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る保温性調理器の容
器本体を示す図

【図２】本発明の一実施の形態に係る保温性調理器の容
器本体を示す図

【図３】従来の電磁調理器の容器本体の例を示す図

【符号の説明】

１、１０……容器本体、 ２……熱伝達部（熱伝導性
に優れた金属）、３……保温部（軽量低熱伝導性素
材）、 ４……複合化部分、 ５……加熱部（電磁
誘導発熱体）、 ６……容器本体、 ７……クラッ
ド板、 ８……内層、 ９……外層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 15/01 Ｂ３２Ｂ 15/01 Ｚ 18/00 18/00 Ｂ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱伝導性に優れた金属をマトリックスと
   して外周部に前記金属よりも低比重でかつ低熱伝導性の
   素材を接合させ前記金属と前記低熱伝導性素材との接合
   部の少なくとも一部を複合化させた容器本体を有するこ
   とを特徴とする保温性調理器。
2. 【請求項２】 前記容器本体の外周部に接合させる前記
   金属よりも低比重でかつ低熱伝導性の素材がセラミック
   スであることを特徴とする請求項１記載の保温性調理
   器。
3. 【請求項３】 前記容器本体のマトリックスであって熱
   伝導性に優れた前記金属が銅、銅合金、アルミおよびア
   ルミ合金のうちの少なくとも１種からなることを特徴と
   する請求項１記載の保温性調理器。
4. 【請求項４】 熱伝導性に優れた金属をマトリックスと
   して外周部に前記金属よりも低比重でかつ低熱伝導性の
   素材を接合させ前記金属と前記低熱伝導性素材との接合
   部の少なくとも一部を複合化させてなる容器本体と、容
   器本体を加熱する電磁誘導発熱体とを有することを特徴
   とする保温性調理器。
5. 【請求項５】 前記電磁誘導発熱体が、前記保温性調理
   器容器本体の前記マトリックスに鋳込んでなることを特
   徴とする請求項４記載の保温性調理器。
6. 【請求項６】 前記電磁誘導発熱体と前記容器本体の内
   側部分を構成する金属との接合部の少なくとも一部を複
   合化させてなることを特徴とする請求項４または請求項
   ５記載の保温性調理器。
7. 【請求項７】 前記電磁誘導発熱体が高電気抵抗率素材
   の粒子、繊維、多孔質体、織布及びネットの少なくとも
   １種に前記マトリックスが含浸して構成してなることを
   特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項記載
   の保温性調理器。
8. 【請求項８】 外部金型の所定の位置に低比重でかつ低
   熱伝導性の素材を配置する工程と、前記金型内に所定の
   量の熱伝導性に優れた金属の溶湯を注入する工程と、前
   記金型内に内部金型を挿入して前記溶湯から保温性調理
   器の容器本体を鋳造する工程を有することを特徴とする
   保温性調理器の製造方法。
9. 【請求項９】 外部金型の所定の位置に低比重でかつ低
   熱伝導性の素材と電磁誘導発熱体の素材とを配置する工
   程と、前記金型内に所定の量の熱伝導性に優れた金属の
   溶湯を注入する工程と、前記金型内に内部金型を挿入し
   て前記溶湯から保温性調理器の容器本体を鋳造する工程
   を有することを特徴とする保温性調理器の製造方法。