(57)【要約】【課題】従来の高周波発熱体において、昇温性能が高い場合は耐久性・信頼性が劣り、信頼性・耐久性が高い場合は昇温性能が劣り、昇温性能と耐久性・信頼性を両立したものがなかった。【解決手段】キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５と、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６、エラストマー７で高周波発熱体３を構成することにより、昇温性能（昇温速度と到達温度）に優れ、高温環境下でのゴムの硬化を抑制し、優れた耐久性・信頼性を実現することができる。また、高周波発熱体３を被加熱物載置皿に取り付けることにより、調理物のおいしさと適度な焦げ目を両立させることができ、調理性能に優れた高周波加熱機器用調理器具を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料を含む高周波発熱体。
【請求項２】
キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料と、少なくとも１種のエラストマーとの複合物からなる請求項１に記載の高周波発熱体。
【請求項３】
キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料が、４００℃未満のキュリー温度と、４００℃以上のキュリー温度を有する請求項１または２に記載の高周波発熱体。
【請求項４】
キュリー温度が４００℃未満の磁性材料としてＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｎｉ系フェライトの少なくとも１種、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料としてマグネタイトを用いる請求項３に記載の高周波発熱体。
【請求項５】
エラストマーは、シリコンゴムまたはフッ素ゴムを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波発熱体。
【請求項６】
キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料の総含有量は２０〜６０体積％とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波発熱体。
【請求項７】
キュリー温度が４００以上の磁性材料の含有量は、磁性材料の総量に対して２０〜５０体積％とした請求項３または４に記載の高周波発熱体。
【請求項８】
被加熱物を載置する有機気高分子を含む被覆層が形成された金属製の被加熱物載置皿と、前記被加熱物載置皿の被加熱物が載置されない面の一部に設けられた請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波発熱体とからなる高周波過熱機器用調理器具。
【請求項９】
金属製の被加熱物載置皿に設けられる高周波発熱体の面積は、０．１ｍ２以下とした請求項８に記載の高周波加熱機器用調理器具。
【請求項１０】
金属製の被加熱物載置皿に設けられる高周波発熱体の膜厚は、０．５〜２ｍｍとした請求項８または９に記載の高周波加熱機器用調理器具。
【請求項１１】
被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室の上部に設けられた加熱ヒータと、高周波を発生させ前記加熱室の底面から前記加熱室内に収納した被加熱物に高周波を放射して被加熱物を高周波加熱する高周波発生手段と、前記加熱室に着脱可能に取り付け被加熱物を載置する金属製の被加熱物載置皿とを備え、前記被加熱物載置皿の下面の一部には、被加熱物キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料と少なくとも１種のエラストマーとの複合物からなる高周波発熱体を設けた高周波調理機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子レンジなどに用いられる高周波により発熱する高周波発熱体および高周波加熱により被加熱物の表面に焦げ目を付けることのできる高周波加熱機器用調理器具、並びにこれらを用いた高周波加熱機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の高周波発熱体および高周波加熱機器用調理器具としては、被加熱物を載置する被加熱物載置皿の底面部に、磁性材料を主成分とする高周波発熱体を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の高周波発熱体が設けられた被加熱物載置皿３１の斜視図である。高周波発熱体は、被加熱物載置皿３１の底面（図示せず）に設けられている。
【０００４】
図５は、高周波発熱体が設けられた被加熱物載置皿３１の一部断面図である。図５に示すように、高周波発熱体３２は被加熱物置皿３１を構成する塗装された金属基材３３に設けられている。また、高周波発熱体３２は、粒子が球状のキュリー温度が２００〜３００℃の磁性材料を主成分とする高周波吸収材料の粒子とゴム材料とからなり、磁性材料の粒子がゴム材料の中に均一に分散した状態にある。
【０００５】
調理物が載せられた被加熱物載置皿３１を、高周波を発生させるマグネトロン（図示せず）を搭載した高周波調理機器の所定の位置に配置し、グリル調理を開始すると、マグネトロンから発振された高周波を被加熱物載置皿３１に設けられた高周波発熱体３２が吸収することによって熱に変換され、被加熱物載置皿３１が加熱される。そして、加熱された被加熱物載置皿３１に接触している被加熱物が加熱され、被加熱物は調理の進行に伴い焦げ目が付く。
【０００６】
一般的に、グリル調理を行う場合、被加熱物である調理物のおいしさと適した焦げ目とを両立させようとすると、被加熱物の種類、量によって異なるが、被加熱物載置皿３１を１５０〜３００℃の温度に短時間で昇温させる必要がある。
【０００７】
また、他の高周波発熱体の材料としては、マグネタイトとエラストマーとの組成物がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２２５１８６号公報
【特許文献２】特開２００７−４５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の高周波発熱体は、キュリー温度が２００〜３００℃の磁性材料を用いているため、磁性材料が高周波を吸収して発熱し、２００℃温度近傍に昇温すると、磁性材料の磁気相転移により、磁気特性の一つである磁気損失が小さくなり、高周波の吸収性能が低下し昇温速度が遅くなるとともに、高周波発熱体が被加熱物載置皿に取り付けられることにより、被加熱物載置皿の熱抵抗、放熱による熱ロスが発生し、高周波発熱体の到達温度が２５０℃以下の温度になり、それ以上の温度に上昇しないという課題を有していた。
【０００９】
また、この高周波発熱体を高周波加熱機器用器具として用いた場合、２００℃近傍の温
度に昇温すると磁性材料の高周波の吸収性能の低下によって被加熱物載置皿の昇温速度が遅くなるため、被加熱物に適度な焦げ目を付けるのに時間を要し、調理時間が長くなるとともに、調理時間が長くなることによる被加熱物の過加熱状態が起こり、被加熱物の内部の水分量が減少し、おいしさが失われるという課題を有していた。
【００１０】
一方、キュリー温度の高い材料としてマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）がある。マグネタイトのキュリー温度は５８０℃と高く、３００℃では磁気相転移は起こらないが、マグネタイトとシリコンゴムとの組み合わせにおいて、高温環境下でマグネタイトによってシリコンゴムの架橋反応が起こり、シリコンゴムが収縮、硬化する現象が起きる。これによって、高周波発熱体が、収縮による被加熱物載置皿からの剥離と硬化によるクラックとが発生し、高周波発熱体としての機能が失われ、高周波発熱体としての耐久性、信頼性が劣るという課題を有していた。
【００１１】
また、磁性材料としてマグネタイトを用いた高周波発熱体を被加熱物載置皿に接着して、高周波加熱機器用調理器具として用いた場合、高周波発熱体の硬化によるクラックや剥離が発生することにより、高周波発熱体が被加熱物載置皿から脱落し、発熱機能が失われ、高周波加熱機器用調理器具として使用できなくなるとともに、脱落した高周波発熱体自身が高周波によって３００℃以上の高温に昇温し、ゴムの燃焼による発火が起こる可能性や、ユーザーが脱落した高周波発熱体を取り除く際に火傷する可能性を有し、安全上好ましくない。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高周波発熱体にキュリー温度の異なる磁性材料を用いることにより高周波発熱体の昇温性能を向上させ、かつ従来よりも高い温度に昇温させることができるので被加熱物の調理において優れた調理性能を実現することができるとともに、剥離、クラックを防止し、高い耐久性、信頼性、安全性を確保することのできる高周波発熱体およびそれを用いた高周波加熱機器用調理器具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】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波発熱体は、キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料を含む構成としたものである。
【００１４】
これによって、高周波発熱体が取り付けられた被加熱物載置皿は、２００℃以下の低い温度領域での昇温速度を速くすることができとともに、キュリー温度の高い磁性材料の存在によって２００℃以上の温度領域でも高周波発熱体全体としての発熱性能の低下を抑制することができ、優れた昇温性能を実現することができるとともに、かつ被加熱物載置皿の到達温度を高くすることができる。
【００１５】
また、本発明の高周波加熱器用調理器具は、被加熱物を載置する有機気高分子を含む被覆層が形成された金属製の被加熱物載置皿に、本発明の高周波発熱体を設けた構成としたものである。
【００１６】
これによって、高周波発熱体は常に安定した高い昇温性能を有し、かつ、この高周波発熱体を設けた金属製の被加熱物載置皿が優れた熱伝導性を有するため、高周波発熱体で発熱した熱を効率よく被加熱物載置皿に熱伝達することができるので、短時間で被加熱物に適度な焦げ目を付けることできるとともに、被加熱物内部の水分の減少につながる被加熱物の過加熱が防止され、被加熱物のおいしさを実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の高周波発熱体およびそれを用いた高周波加熱機器用調理器具は、キュリー温度
の異なる磁性材料を共存させることにより、従来よりも高周波による優れた昇温性能と高い到達温度を実現することができる。
【００１８】
また、磁性材料と有機高分子の反応による劣化を防止することにより、高周波発熱体の剥離やクラックを防止することができ、優れた耐久性、信頼性を実現することができる。
【００１９】
さらに、被加熱物の過加熱を防止することができるので、おいしさと適度な焦げ目を両立させる新しい調理方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１の発明は、高周波発熱体がキュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料を含むことにより、２００℃以下の低温領域での昇温の速度を速くすることができ、さらに、２００℃近傍になるとキュリー温度の低い磁性材料の発熱性能が低下するが、高周波発熱体にはキュリー温度の高い磁性材料を含有させているため、高周波発熱体全体としての発熱性能の低下を抑制することができ、２００℃以上の温度でも優れた昇温性能実現することができるとともに、高周波発熱体が取り付けられた被加熱物載置皿の到達温度を２５０℃以上に高くすることができる。その結果、短時間で被加熱物に適度な焦げ目を付けることできるとともに、被加熱物内部の水分の減少につながる被加熱物の過加熱が防止され、被加熱物のおいしさを実現することができる。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明にさらに、キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料と、少なくとも１種のエラストマーとの複合物から構成することにより、第１の発明の効果に加えて、高周波吸収材料の粒子がエラストマーの中に分散した構造とすることができるので、外力や落下による機械的衝撃や冷熱の繰り返しによる熱衝撃を受けても高周波発熱体の脱落や破壊を防止することができる。
【００２２】
第３の発明は、特に、第１または第２の高周波発熱体において、特に４００℃未満のキュリー温度と、４００℃以上のキュリー温度を有する磁性材料を複合させることにより、被加熱物載置皿を必要とされる温度に短時間で昇温させることができる。
【００２３】
第４の発明は、特に、第３の発明の磁性材料において、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料としてＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｎｉ系フェライトの少なくとも１種、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料としてマグネタイトを用いることにより、これら座磁性材料の有する高い磁性損失を利用して高周波発熱体を発熱させることができるので優れた昇温性能を実現することができる。
【００２４】
また、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料であるＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｎｉ系フェライトは化学的に安定な材料であり、エラストマーの酸化反応を促進することがなく、高周波発熱体の硬化を防止することができる。一方、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料であるマグネタイトは、磁性損失、キュリー温度が高いため高周波発熱体の昇温速度と到達温度を高くすることができるが、エラストマーの酸化反応を促進させる弊害がある。しかしながら、高周波発熱体中にはキュリー温度が４００℃未満の磁性材料を含有しているため、マグネタイトの含有量を少なくすることができるのでエラストマーとの酸化反応が緩慢となり、エラストマーの硬化を抑制することができる。したがって、これらのキュリー温度の異なる磁性材料を複合化させることにより、優れた昇温性能を実現することができるとともに、エラストマーの硬化反応を抑制させることにより、エラストマーの硬化が原因で発生する高周波発熱体のクラックや剥離を防止することができるので、優れた調理性能と高い信頼性、耐久性、安全性を兼ね備えた高周波発熱体を得ることができる。
【００２５】
第５の発明は、特に、第２〜第４のいずれか１つの発明において、エラストマーとして、をシリコンゴムまたはフッ素ゴムを用いることにより、それらが優れた耐熱性と耐化学薬品性を有するため、耐久性、信頼性の高い高周波発熱体を実現することができる。
【００２６】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料の総含有量を２０〜６０体積％とすることにより、高周波の吸収による発熱性能と、高周波発熱体の機械的強度、被加熱物載置皿との密着性を向上させることができる。
【００２７】
第７の発明は、特に、第３または第４のいずれか１つの発明において、キュリー温度が４００以上の磁性材料の含有量を磁性材料の総量に対して２０〜５０体積％とすることにより、エラストマーとの酸化反応の抑制効果を高くすることができ、エラストマーの硬化が原因で起こる高周波発熱体のクラック、剥離が大幅に改善され、信頼性、耐久性、安全性をより高くすることができる。
【００２８】
第８の発明は、高周波加熱機器用調理器具として、被加熱物を載置する有機気高分子を含む被覆層が形成された金属製の被加熱物載置皿の被加熱物が載置されない面の一部に、特に第１〜第７のいずれか１つの発明の高周波発熱体を設けることにより、常に安定した高い昇温性能を実現することができる。
【００２９】
また、高周波発熱体を設けた金属製の被加熱物載置皿が優れた熱伝導性を有するため、高周波発熱体で発熱した熱を効率よく被加熱物載置皿に伝達することができるので、短時間で被加熱物に適度な焦げ目を付けることできるとともに、被加熱物の過加熱が防止され、おいしさに必要な被加熱物内部の水分を保持でき、おいしさと適度な焦げ目を両立させた新しい調理方法を実現することができる。
【００３０】
第９の発明は、特に、第８の発明の高周波発熱体において、金属製の被加熱物載置皿に設けられる高周波発熱体の面積を０．１ｍ２以下とすることにより、所定の消費電力の高周波で被加熱物載置皿およびそれに載置した被加熱物を所定の温度に短時間で昇温させることができ、調理時間の短縮化と省エネを図ることができる。
【００３１】
第１０の発明は、特に、第８または第９の発明の高周波発熱体の膜厚を０．５〜２ｍｍとすることにより、膜厚が厚くなることによる被加熱物載置皿への熱伝達の低下と、高周波発熱体自身の熱容量の増加による昇温速度の低下を抑制することができるとともに、膜厚が薄いことによる高周波発熱体の高周波吸収性能の低下を抑制することができるので、高周波発熱体が高周波を吸収して発熱する熱を被加熱物載置皿や被加熱物に効率よく伝達させることができ、調理時間の短縮化と省エネを図ることができる。
【００３２】
第１１の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室の上部に設けられた加熱ヒータと、高周波を発生させ前記加熱室の底面から前記加熱室内に収納した被加熱物に高周波を放射して被加熱物を高周波加熱する高周波発生手段と、前記加熱室に着脱可能に取り付け被加熱物を載置する金属製の被加熱物載置皿とを備え、前記被加熱物載置皿の下面の一部には、被加熱物キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料と少なくとも１種のエラストマーとの複合物からなる高周波発熱体を設けた高周波調理機器とするものである。
【００３３】
このことにより、２００℃以下の低温領域での昇温の速度を速くすることができ、さらに、２００℃近傍になるとキュリー温度の低い磁性材料の発熱性能が低下するが、高周波発熱体にはキュリー温度の高い磁性材料を含有させているため、被加熱物載置皿の到達温度を２５０℃以上に高くすることができ、その結果、短時間で被加熱物に適度な焦げ目を
付けることできるとともに、被加熱物内部の水分の減少につながる被加熱物の過加熱が防止され、被加熱物をおいしく加熱調理することができる。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また各実施の形態特有の構成を適宜組み合わせることができる。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における高周波発熱体を設けた高周波加熱機器用調理器具の断面図を示すものである。
【００３６】
なお、本発明高周波加熱機器用調理器具として用いられる被加熱物載置皿は、背景技術で述べた図５の形態が適用される。
【００３７】
図１において、高周波加熱機器用調理器具１は、有機高分子を含む被覆層が形成された金属製の被加熱物載置皿２と、被加熱物載置皿２の下面の一部に、高周波発熱体３を設けた構成としている。また、被加熱物載置皿２の両端には、電子レンジなどの高周波加熱機器の庫内の所定の位置に、被加熱物載置皿２を着脱可能に取り付けるため、固定部材４が取り付けられている。この固定部材４は、被加熱物載置皿２の位置決めの機能だけでなく、持ち運びや取り出しなどを行う際の取手としての機能、また金属製の被加熱物載置皿２を高周波加熱機器内に配置し、高周波を給電した際のスパーク防止の絶縁機能を有するものである。
【００３８】
図２は、高周波発熱体３の構造を示す模式図である。
【００３９】
図２において、高周波発熱体３は、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５と、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６と、エラストマー７とからなり、磁性材料５、６の粒子は、エラストマー７の中に分散した構造となっている。
【００４０】
次に、本発明の高周波発熱体３の製造方法の一実施の形態について述べる。
【００４１】
先ず、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５と、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６を所定の配合量だけ配合したものとエラストマー７とをオープンロールやニーダーなどの混練加工装置を用い、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５とキュリー温度が４００℃以上の磁性材料６の粒子が、エラストマー７の中に均一に分散するまで混練し、その後、必要に応じて架橋剤を添加し、再度混練する。
【００４２】
次に、これらの混練物の固まり、もしくはオープンロールでシート状に分出ししたものを必要量採取し、被加熱物載置皿２の被加熱物を載置しない面に配置して、ホットプレスで加圧接着および一次加硫を行う。その後、必要に応じて二次加硫等の熱処理を行うことによって、高周波発熱体３を被加熱物載置皿２に形成した構成の本発明の高周波加熱機器用調理器具１が得られる。
【００４３】
なお、混練の際に、高周波発熱体３のさらなる耐熱性を付与するための耐熱性剤、老化防止剤、柔軟性を付与するための油脂剤など必要に応じて添加してもよい。
【００４４】
また、高周波発熱体３と被加熱物載置皿２との接着性を向上させるために、高周波発熱体３の接着面、あるいは被加熱物載置皿２の高周波発熱体３が設けられる面に、接着機能を有するプライマーを塗布し、そのプライマーを介して被加熱物載置皿２と高周波発熱体３を接着してもよいし、また、予め、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５とキュリ
ー温度が４００℃以上の磁性材料６とエラストマー７の混練時に、接着剤を添加してもよい。
【００４５】
図３は、本発明の高周波加熱機器用調理器具１が搭載される高周波加熱調理器の断面図である。
【００４６】
図３において、加熱室９は、金属材料から構成された金属境界部である、右側壁面１０、左側壁面１１、奥壁面１２、上壁面１３、底壁面１４及び被加熱物を加熱室９内に出し入れする開閉壁面である開閉扉（図示せず）により略直方体形状に構成されている。給電された高周波をその内部に実質的に閉じ込めるように形成している。底壁面１４には断面が略四角形の絞り部１５を設け、絞り部１５の略中央部には加熱室９内に給電する高周波の励振部１６を設けている。
【００４７】
高周波発生手段であるマグネトロン１７は、加熱室９に給電する高周波を発生するものであり、マグネトロン１７から発生した高周波を励振部１６に導くために、マグネトロン１７と励振部１６間に、導波管１８を設けている。導波管１８内に延在し導波管１８を伝送してきた高周波と結合するアンテナ１９を励振部１６に設け、このアンテナ１９の一端は、導波管タイプの指向性を有する放射アンテナとして、電波放射手段２０と接続されている。
【００４８】
また、アンテナ１９の他端は、電波放射手段２０を回転駆動させる駆動手段であるモータ２１の出力軸を挿入組立てしている。この電波放射手段２０は、モータ２１を駆動することで、扇型の上面が絞り部１５の底面と略平行面において回転駆動する。
【００４９】
また、絞り部１５の開口部には、電波透過材料、例えばガラス系やセラミックス系の材料からなる封口手段２２を設けている。この封口手段２２が加熱室９内を上下に仕切り、アンテナ１９から被加熱物へ放射される高周波を透過する。
【００５０】
また、加熱室９の上部には、加熱ヒータ２３が備えられ、奥壁面１２の奥にはコンベクションヒータユニット（図示せず）が設けられ、被加熱物の高周波調理、グリル調理、オーブン調理の機能を有した構成となっている。
【００５１】
高周波加熱機器用調理器具１は、加熱室９の右側壁面１０、左側壁面１１に設けられた係止手段であるレール部２４に沿って加熱室９内に挿入され、取り付けられる。
【００５２】
また、加熱室９には加熱室９内の温度を検出するサーミスタ２５、被加熱物や高周波加熱機器用調理器具１などの温度を検出する赤外線センサ２６が設けられている。
【００５３】
次に、以上の構成からなる高周波加熱調理器を用い、本発明の高周波加熱機器用調理器具１の動作と作用について説明する。
【００５４】
加熱室９内に、被加熱物を載置した高周波加熱機器用調理器具１をレール部２４に係止し、開閉扉を閉めた状態で所定の指示操作を行うと、制御手段２７によりマグネトロン１７が動作して高周波が発生する。発生した高周波は、導波管１８、励振部１６を経て、電波放出手段２０からセラミックなどで形成された封口手段２２を通過して、加熱室９内に下方から給電される。加熱室９内に給電された高周波は、高周波加熱機器用調理器具１を構成する高周波発熱体３に吸収され、熱に変換される。その熱が高周波加熱機器用調理器具１を構成する被加熱物載置皿２に伝達され、被加熱物載置皿２と接触している被加熱物が加熱される。
【００５５】
一般的に、グリル調理を行う場合、被加熱物である調理物のおいしさと適した焦げ目を両立させようとすると、被加熱物の種類、量によって異なるが被加熱物載置皿を１５０〜３００℃の温度に極めて短時間で昇温させる必要がある。
【００５６】
従来、高周波発熱体の高周波吸収材料として、Ｍｎ−Ｚｎ系磁性材料が用いられるが、この磁性材料のキュリー温度は組成によって異なるが、２００〜３００℃である。磁性材料の発熱のメカニズムは、主として材料の磁気損失によるものであり、高周波を吸収し熱変換されてキュリー温度（近傍）に到達すると、磁気相転移により磁気損失が小さくなり、高周波の吸収性能が低下することによって、キュリー温度以上の昇温速度は著しく低下する。その結果、被加熱物に適度な焦げ目を付けるのに時間を要し、調理時間が長くなるとともに、被加熱物の過加熱状態が起こり、被加熱物の内部の水分量が減少し、おいしさが失われてしまう。
【００５７】
一方、キュリー温度が５００℃以上のマグネタイトは、３００℃では磁気相転移が起こらないため、速い昇温速度を有する。しかし、エラストマーの種類、化学組成によるが、マグネタイトは、シリコンゴムなどのエラストマーの架橋反応を促進し、エラストマーの収縮、硬化による高周波発熱体の剥離、クラックが発生する。
【００５８】
本発明の高周波発熱体３は、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５と、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６とが用いられる。さらに具体的には、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５としてＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｎｉ系フェライトの少なくとも１種が挙げられ、またキュリー温度が４００℃以上の磁性材料６としてマグネタイトが挙げられる。
【００５９】
本発明の高周波発熱体３の磁性材料として、キュリー温度が４００℃以上のマグネタイトのみを用いた場合はエラストマー７の硬化による弊害が発生するが、本発明は、マグネタイト単独でなく、キュリー温度が４００℃以下の磁性材料５を併用している。特に、キュリー温度が４００℃未満であるＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｎｉ系フェライトは、化学的に安定でエラストマー７の酸化反応を促進することがなく、エラストマー７を硬化させない材料である。
【００６０】
したがって、高周波発熱体３にキュリー温度が４００℃未満のＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｎｉ系フェライトの少なくとも１種を用いることにより、キュリー温度４００℃以上のマグネタイトの含有量を少なくすることができる。マグネタイトの含有量が少なくなることにより、エラストマー７との酸化反応が緩慢となり、マグネタイトのみに比べてエラストマー７の硬化の進行が抑制される。その結果、従来、極めて短時間で発生したエラストマーの硬化が原因で起こる高周波発熱体のクラック、剥離が著しく改善され、長期にわたり安定した発熱性能を実現することができる。
【００６１】
また、高周波発熱体の硬化によるクラックや剥離が発生することにより、高周波発熱体が被加熱物載置皿から脱落し、発熱機能が失われ、高周波加熱機器用調理器具として使用できなくなるだけでなく、脱落した高周波発熱体自身が高周波によって３００℃以上の高温に昇温し、ゴムの燃焼による発火の可能性や、ユーザーが脱落した高周波発熱体を取り除く際に火傷する可能性も回避することができ、高い耐久性、信頼性、安全性を実現することができる。
【００６２】
さらに、本発明の高周波発熱体３は、高周波の発熱性能を向上させることができる。前述したように高周波発熱体３はキュリー温度が４００℃未満の磁性材料５と、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６を含有している。２００℃以上の温度領域ではキュリー温度が３００℃以下の磁性材料５は磁性損失が小さくなり、発熱性能が低下するが、キュリ
ー温度が高い４００℃以上の磁性材料６は磁性損失が低下しないため、高周波発熱体３としての昇温性能の低下が抑制される。
【００６３】
この作用によって、高周波発熱体３を短時間で２００℃以上の温度に昇温させることができるとともに、高周波発熱体３が取り付けられた被加熱物載置皿２の到達温度も従来では得られない２５０℃以上を実現することができる。その結果、短時間で被加熱物に適度な焦げ目を付けることできるとともに、被加熱物内部の水分の減少につながる被加熱物の過加熱が防止され、被加熱物のおいしさを実現することができる。
【００６４】
高周波エネルギーによって、被加熱物載置皿２を含む高周波発熱体３の到達温度は、磁性材料のキュリー温度に依存すると考えられるが、本発明の高周波発熱体３は、高周波エネルギーの入力電力、高周波発熱体３と被加熱物載置皿２の熱容量、昇温後の放熱による熱ロスが原因して２００℃前後のキュリー温度を有する磁性材料を用いた場合は到達温度もほぼ同等になるが、それ以上のキュリー温度の磁性材料は到達温度がキュリー温度以下になり、キュリー温度が３５０〜４００℃の磁性材料であっても、本発明の高周波発熱体３が取り付けられた被加熱物載置皿２（高周波加熱機器用調理器具１）の到達温度は２５０℃以下となる。言い換えれば、到達温度を２５０℃以上にするためには、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料が必要となる。
【００６５】
高周波発熱体３に用いられるキュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料の総含有量は、２０体積％以下にすると高周波の吸収性能が低下し、高周波発熱体３として満足する昇温性能が得られず、また６０体積％以上にするとエラストマー７との複合物が固くなり、ホットプレス時に複合物の流れが悪く、均一な膜厚の高周波発熱体３が得られなくなることや、高周波発熱体３の形成膜が固くなることから耐熱衝撃や耐機械的衝撃が低下するため、落下や冷熱の繰り返しが起こると高周波発熱体３が破損する可能性がある。したがって、優れた昇温性能、耐久性、信頼性を確保するためには、キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料の総含有量を２０〜６０％の範囲とすることが望ましい。
【００６６】
また、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６としてマグネタイトを用いた場合、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６の量が、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料５よりも多くなるとエラストマー７の酸化反応によって高周波発熱体３自身が著しく硬化し、クラックや剥離の原因となる。一方、キュリー温度が４００℃未満の磁性材料６よりも少なくなると高周波発熱体３の昇温性能が低下し、昇温速度が遅くなるとともに到達温度が２５０℃以下になる。
【００６７】
２５０℃以上の到達温度を得るためには、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６（マグネタイト）の量は、最低でも高周波発熱体３に用いる磁性材料総量に対して、２０体積％が必要となる。したがって、キュリー温度が４００℃以上の磁性材料６の含有量は、磁性材料の総量に対して２０〜５０体積％とすることが望ましく、この組成によってエラストマー７との酸化反応の抑制効果を高くすることができ、エラストマー７の硬化が原因で起こる高周波発熱体のクラック、剥離が大幅に改善され、信頼性、耐久性、安全性をより高くすることができる。
【００６８】
また、被加熱物載置皿２に設けられる高周波発熱体３は、キュリー温度の異なる少なくとも２種の磁性材料と、少なくとも１種のエラストマー７の複合物の構成が望ましい。この構成によって、エラストマー７がキュリー温度の異なる磁性材料の粒子を保護し、かつ、被加熱物載置皿２との強固な接着を実現することができるので、外力や落下による機械的衝撃や冷熱の繰り返しによる熱衝撃に対して強くすることができ、高周波発熱体３の脱落や破壊を防止することができる。
【００６９】
特に、本発明に用いるエラストマー７の材料は、高周波加熱機器用調理器具１として３００℃の温度環境下での耐熱性、調味料や水蒸気などの耐化学薬品性、耐機械的衝撃性、耐熱衝撃性に優れていることが要求される。これらの要求仕様を満たす材料としては、シリコンゴム、フッ素ゴムが挙げられ、高周波発熱体３のエラストマー７として最適である。
【００７０】
また、本発明の高周波加熱機器用調理器具１は、被加熱物載置皿２が金属製の被加熱物載置皿２が優れた熱伝導性を有するため、高周波発熱体３で発熱した熱を効率よく被加熱物載置皿２に熱を伝達することができる。したがって、被加熱物載置皿２を所定の調理温度に短時間で昇温させることができ、被加熱物に適度な焦げ目を短時間で付けることができる。
【００７１】
また、高周波加熱機器用調理器具１は、被加熱物の過加熱を防止することができるのでおいしさに必要な被加熱物内部の水分を保持でき、おいしさと適度な焦げ目を両立させた新しい調理方法を実現することができる。
【００７２】
また、高周波発熱体３は、長期的にわたり安定した昇温性能を実現することができるので耐久性、信頼性に優れた高周波加熱機器用調理器具１を提供することができる。
【００７３】
７００〜１０００Ｗの消費電力でマグネトロン１７を動作させた場合、金属製の被加熱物載置皿２に設けられる高周波発熱体３の面積を０．１ｍ２以上とすると、被加熱物載置皿２の面積が大きくなるため、高周波加熱機器用調理器具１自体の熱容量が大きくなることや、表面積の増加による放熱面積の拡大によって放熱ロスが大きくなることにより、被加熱物載置皿２の昇温速度が遅くなり、被加熱物の最適な焦げ目、おいしさが得られなくなる。
【００７４】
したがって、最適な焦げ目、おいしさを得るためには、高周波発熱体３の面積を０．１ｍ２以下とすることが望ましい。また、これによって、被加熱物載置皿２およびそれに載置した被加熱物を所定の温度に短時間で昇温させることができるので、調理時間の短縮化と省エネを図ることができる。
【００７５】
また、高周波発熱体３の膜厚を２ｍｍ以上とすると、高周波発熱体３の熱容量が大きくなり、高周波発熱体３の昇温速度が遅くなること、また、高周波発熱体３の熱抵抗が大きくなり、高周波発熱体３の表面からの放熱ロスが大きくなることによって、被加熱物載置皿２へ熱伝導による熱伝達が低下し、被加熱物載置皿２の速い昇温速度が得られなくなる。また、膜厚が厚いことにより、コストが高くなる。
【００７６】
一方、高周波熱発熱体３の膜厚を０．５ｍｍ以下にすると、被覆層が形成されたマグネタイトの粒子５の量が少なくなり、高周波の吸収効率が低下し、速い昇温速度が得られなくなる。
【００７７】
したがって、高周波発熱体３が高周波を吸収して発熱する熱を被加熱物載置皿２や被加熱物に効率よく伝達させるには、高周波発熱体３の膜厚を０．５〜２ｍｍの範囲とすることが望ましい。これによって、被加熱物載置皿２およびそれに載置した被加熱物を所定の温度に短時間で昇温させることができ、調理時間の短縮化と省エネを図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように本発明の高周波発熱体は、昇温性能に優れているので、調理機器の発熱体のみでなく、産業用乾燥機や加熱機の用途としても適用可能であり、また、高周波の吸収性能に優れていることから、冷却装置を付加し、電波シールデバイスとしても適用可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波発熱体が設けられた高周波加熱機器用調理器具の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における高周波発熱体の構造を示す模式図
【図３】本発明の高周波加熱機器用調理器具が搭載される高周波加熱調理器の断面図
【図４】従来の高周波発熱体が設けられた被加熱物載置皿の斜視図
【図５】従来の被加熱物載置皿の一部断面図
【符号の説明】
【００８０】
１  高周波加熱機器用調理器具
２  被加熱物載置皿
３  高周波発熱体
５  キュリー温度が４００℃未満の磁性材料
６  キュリー温度が４００以上の磁性材料
７  エラストマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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