(57)【要約】【課題】従来の高周波発熱体は、キュリー温度の低いフェライト材料とゴムで構成されており、高周波発熱体がキュリー温度に昇温すると磁気損失が小さくなることによる昇温速度が低下し、被加熱物の焦げ目が付き難くなる。【解決手段】高周波発熱体３を４００℃以下の温度で相転移のない粒子形状が針状である高周波吸収材料５で構成することにより、調理温度に速く昇温させることができるので、被加熱物に適度な焦げ目を付けることができるとともに、過加熱を防止できるので被加熱物のおいしさを実現することができる。また、高周波発熱体３の昇温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ので、調理時間の短縮化、省エネを図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４００℃以下の温度で相転移のない粒子形状が針状である高周波吸収材料を含む高周波発熱体。
【請求項２】
少なくとも１種の粒子形状が針状である高周波吸収材料と、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】
高周波吸収材料は、セラミックのウィスカーまたは繊維を含む請求項１または２に記載の高周波発熱体。
【請求項４】
セラミックのウィスカーまたは繊維は、主成分が酸化亜鉛、炭化珪素、金属の薄膜層を形成したセラミック材料、シリコンとチタンまたはジルコニウムと炭素と酸素を含むセラミック材料の少なくとも１種を含む請求項３に記載の高周波発熱体。
【請求項５】
高周波吸収材料の粒子の表面に外表面が疎水性を有する被覆層を形成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波発熱体。
【請求項６】
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１〜５のいずれか１項に記載の高周波発熱体。
【請求項７】
高周波吸収材料の含有量は２０〜６０体積％とした請求項１〜６のいずれか１項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】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の高周波加熱機器用調理器具を備えた高周波加熱調理器。
【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高周波加熱調理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フェライトを主成分とする高周波発熱体を貼付したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来の高周波発熱体が貼付された被加熱物載置皿３０の斜視図である。高周波発熱体は、被加熱物載置皿３０の底面（図示せず）に設けられている。
【０００４】
図６は、高周波発熱体３１が設けられた被加熱物載置皿３０の一部断面図である。図６に示すように、高周波発熱体３１は被加熱物載置皿３０を構成する塗装された金属基材３２に設けられている。
【０００５】
図７は、図６で述べた高周波発熱体３１の構造を示す模式図である。図７に示すように、高周波発熱体３１は、粒子が球状のキュリー温度が２００〜３００℃のフェライトを主成分とする高周波吸収材料の粒子３３とゴム材料３４とからなり、高周波吸収材料の粒子３３がゴム材料３４の中に均一に分散した状態にある。
【０００６】
調理物が載せられた被加熱物載置皿３０を、高周波を発生させるマグネトロン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３０に貼付された高周波発熱体３１が吸収することによって熱に変化され、被加熱物載置皿３０が加熱される。そして、加熱された被加熱物載置皿５０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。
【０００７】
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３０を１５０〜３００℃の温度に短時間で昇温させる必要がある。
【特許文献１】特開２００７−２２５１８６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３１は、キュリー温度が２００〜３００℃のフェライトを主成分とする高周波吸収材料を用いているため、高周波吸収材料が高周波を吸収して発熱し、キュリー温度近くに昇温すると、高周波吸収材料が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いう課題を有していた。
【０００９】
また、キュリー温度が２００〜３００℃のフェライトを主成分とする高周波吸収材料からなる高周波発熱体３１を高周波加熱機器用器具として用いた場合、被加熱物に適した焦げ目をつけるためには、短時間で被加熱物載置皿３０を昇温させる必要があるが、高周波吸収材料の高周波の吸収性能が低下することにより、被加熱物載置皿３０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、２００℃以上の温度で酸化が進行し、高周波の吸収性能が極めて低いヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）に結晶構造が変化（構造相転移）する。したがって、マグネタイトは初期の高周波の吸収性能は高いが、酸化により徐々に高周波の吸収性能が低下するため、長期的に安定した昇温性能が得られないという課題を有していた。
【００１１】
また、マグネタイトを主成分とする高周波吸収材料からなる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、高周波発熱体の昇温性能が低下する方向に経時変化するため、被加熱物の初期の適した焦げ目が長期の使用において再現できなくなり、ユーザーの不満につながる。
【００１２】
さらに、適した焦げ目を得ようとするとオート調理からマニュアル調理する必要があり、調理器具の操作が煩雑になるとともに、焦げ目を優先すると被加熱物の内部が過加熱になり、被加熱物のおいしさが失われるという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高周波発熱体に用いる高周波吸収材料の安定化を図り、高周波発熱体の昇温性能の経時変化を防止し、常に安定した被加熱物の調理状態を実現することのできる高周波発熱体およびこれを用いた高周波加熱機器用調理器具ならびに高周波加熱調理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】
【００１４】
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、４００℃以下の温度で相転移のない粒子形状が針状である高周波吸収材料を含むものである。
【００１５】
これによって、被加熱物載置皿の使用温度範囲において、高周波吸収材料の相転移が原因で起こる高周波の吸収性能の低下を防止することができるので、常に安定した高周波発熱体の昇温性能を実現することができる。
【００１６】
また、高周波吸収材料の粒子を針状とすることにより、高周波吸収材料の針状の粒子同士が接触した構造となるため、温度が上昇すると半導体としての特性が発現し、針状の粒子を通じて渦電流が流れ、ジュール熱が発生する。高周波吸収材料の誘電損失による高周波の吸収・発熱にこのジュール熱が付加され、より高い昇温性能を得ることができる。
【００１７】
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。
【００１８】
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も実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
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、相転移による
高周波の吸収性能の低下を防止することができるので、昇温性能に優れた高周波発熱体を実現することができ、この優れた昇温性能を長期に渡り安定して得ることができる。
【００２０】
また、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】
【００２１】
第１の発明は、高周波発熱体を４００℃以下の温度で相転移のない粒子形状が針状である高周波吸収材料を含む構成とすることにより、高周波吸収材料の相転移が原因で起こる高周波の吸収性能の低下が防止され、常に安定した高い昇温性能が得られ、高い耐久性を実現することができる。
【００２２】
また、高周波吸収材料の粒子を針状とすることにより、粒子同士が接触した構造となるため、温度が上昇すると半導体としての特性が発現し、針状の粒子を通じて渦電流が流れ、ジュール熱が発生する。高周波吸収材料の誘電損失による高周波の吸収・発熱にこのジュール熱が付加され、より高い昇温性能を得ることができる。
【００２３】
第２の発明は、特に、第１の発明の高周波発熱体を少なくとも１種の粒子形状が針状である高周波吸収材料と、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。
【００２４】
第３の発明は、特に、第１または第２の高周波吸収材料として、セラミックのウィスカーまたは繊維を用いることにより、第１の効果に加え、高分子吸収材料の粒子のアスペクト比を大きくすることができるので、高周波吸収材料の粒子同士の接触点が多くなり、その結果、高周波吸収材料の使用量を削減することができ、低コストが図れる。
【００２５】
また、高周波吸収材料がセラミックであるため、水や水蒸気、調理時に発生する油脂に含まれる酸やアルカリ成分に対する化学的安定性が高く、高周波発熱体の耐久性、信頼性を向上させることができる。
【００２６】
第４の発明は、特に、第３の発明の高周波吸収材料であるセラミックのウィスカーまたは繊維を主成分が酸化亜鉛、炭化珪素、金属の薄膜層を形成したセラミック材料、シリコンとチタンまたはジルコニウムと炭素と酸素を含むセラミック材料の少なくとも１種を用いることにより、特にこれら材料の持つ誘電損失や半導体としての特性によって発現する適度な導電性が高周波の吸収に好適であり、高い高周波の昇温性能を得ることができる。
【００２７】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の高周波吸収材料において、高周波吸収の粒子の表面に、外表面が疎水性を有する被覆層を形成した構成とすることにより、エラストマーとの混練性が向上し、エラストマー中に高周波吸収材料の粒子を均一に分散させることができるので、高周波発熱体の発熱面を均一な温度分布とすることができ、高周波加熱機器用調理器具に適用した場合、被加熱物の焦げ目を均一に付けることができる。
【００２８】
また、高周波吸収材料の粒子がエラストマー中に均一に分散することにより、これらの複合物に柔軟性が得られ、被加熱物載置皿にホットプレスで接着する場合、加圧時の複合物の流れ性が向上し、均一な膜厚とすることができ、発熱特性の安定化を図ることができる。
【００２９】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明のエラストマーとして、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。
【００３０】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明の高周波吸収材料の含有量を２０〜６０体積％とすることにより、高周波の吸収性能と高周波発熱体の機械的強度、基材との密着性を向上させることができる。
【００３１】
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に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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
第１１の発明は、特に、第８〜第１０のいずれか１つの発明の高周波加熱機器用調理器具を高周波加熱機器用調理器具を備えた高周波加熱調理器により、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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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、従来例で述べた図５の形態が適用される。
【００３９】
図１において、高周波加熱機器用調理器具１は、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配置するための固定部材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の機能、また金属製の被加熱物載置皿２を高周波加熱調理器の後述する加熱室７内に配置し、高周波を給電した際のスパーク防止の機能を有するものである。
【００４０】
図２は、高周波発熱体３の構造を示す模式図である。
【００４１】
図２において、高周波発熱体３は、４００℃以下の温度で相転移のない粒子形状が針状である高周波吸収材料５とエラストマー６とからなり、高周波吸収材料５は、粒子の形状が針状であるので粒子の一部が他の粒子の一部と接触した状態でエラストマー６の中に分散した構造となっている。
【００４２】
粒子の形状が針状である高周波吸収材料５としては、高周波の吸収に有利な誘電損失の大きいセラミック材料からなるウィスカー、繊維が適用される。特に、主成分が酸化亜鉛、炭化珪素、金属の薄膜層を形成した酸化チタンなどのセラミック材料、シリコン、チタンまたはジルコニウム、炭素、酸素を含むセラミック材料が有用である。
【００４３】
エラストマー６の材料としては、２５０〜３００℃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に優れていることや機械的衝撃、熱衝撃に強いシリコンゴムやフッ素ゴムを主成分とするものが適用される。
【００４４】
次に、本発明の高周波発熱体３の製造方法の一実施例について述べる。
【００４５】
高周波吸収材料５とエラストマー６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、高周波吸収材料５がエラストマー６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。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に形成した状態の本発明の高周波加熱機器用調理器具１が得られる。
【００４６】
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。
【００４７】
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、高周波吸収材料５とエラストマー６の混練時に接着剤を添加しておいてもよい。
【００４８】
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。
【００４９】
図３において、加熱室７は金属材料から構成された金属境界部である右側壁面８、左側壁面９、奥壁面１０、上壁面１１、底壁面１２及び被加熱物を加熱室７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、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１２には断面が略四角形の絞り部１３を設け、絞り部１３の略中央部には加熱室７内に給電する高周波の励振部１４を
設けている。
【００５０】
高周波発生手段であるマグネトロン１５は、加熱室７に給電する高周波を発生するものであり、マグネトロン１５から発生した高周波を励振部１４に導くためにマグネトロン１５と励振部１４間に導波管１６を設けている。励振部１４には導波管１６内に延在し、導波管１６を伝送してきた高周波と結合するアンテナ１７を設け、このアンテナ１７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１８と接続している。
【００５１】
また、アンテナ１７の他端は、電波放射手段１８を回転駆動させる駆動手段であるモータ１９の出力軸を挿入組立てしている。この電波放射手段１８は、モータ１９を駆動することで扇型の上面が絞り部１３の底面と略平行面において回転駆動する。
【００５２】
また、絞り部１３の開口部には電波透過材料、たと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２０を設けている。
【００５３】
また、加熱室７の上部には、加熱ヒータ２１が備えられ、奥壁面１０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。
【００５４】
高周波加熱機器用調理器具１は、加熱室７の右側壁面８、左側壁面９に設けられた係止手段であるレール部２２に沿って加熱室７内に挿入され、取り付けられる。
【００５５】
また、加熱室７には加熱室７内の温度を検出するサーミスタ２３、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２４が設けられている。
【００５６】
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の動作と作用について説明する。
【００５７】
加熱室７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２２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２５によりマグネトロン１５が動作して高周波が発生する。発生した高周波は、導波管１６、励振部１４を経て、電波放出手段１８からセラミックなどで形成された封口手段２０を通過して加熱室７内部に給電される。
【００５８】
加熱室７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。
【００５９】
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。
【００６０】
従来、高周波発熱体の高周波吸収材料として、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトが用いられるが、このフェライトのキュリー温度は組成によって異なるが２００〜３００℃である。フェライト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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、２００℃以上の温度で酸化が急激に進行し、高周波の吸収性能が低いヘマタイトに結晶構造が変化するため、初期の高周波の吸収性能は高いが、酸化によって徐々に高周波の吸収性能が低下する方向に経時変化する。この経時変化に伴い、高周波発熱体の昇温性能が徐々に低下し、使用時間が長くなるにつれ、被加熱物に適した焦げ目が得られなくなってしまう。
【００６３】
本発明の高周波発熱体３は、４００℃以下の温度で相転移のない高周波吸収材料５を用いているので、相転移が原因で起こる高周波の吸収性能の低下が防止され、短時間で被加熱物載置皿２を１５０〜３００℃の温度に昇温させることができ、短時間で被加熱物に適度な焦げ目を付けることができる。
【００６４】
また、本発明の高周波発熱体３に用いられる高周波吸収材料５は、粒子の形状が針状であることも昇温速度を向上させる要因となっている。図２に示すように、針状の高周波吸収材料５は、互いに他の粒子と接触し、それが連なった状態でエラストマー６の中に分散している。この構造が高周波の吸収性能を高くし、高周波発熱体３の昇温速度を速くしていると考えられる。
【００６５】
上記理由は明確でないが、高周波の吸収が高周波吸収材料５の誘電損失だけでなく、粒子同士が接触した構造であるため、温度が上昇すると半導体としての特性が発現し、針状の粒子を通じて渦電流が流れ、ジュール熱が発生する。高周波吸収材料５の誘電損失による高周波の吸収・発熱にこのジュール熱が付加され、より高い昇温性能を得ることができると考えられる。
【００６６】
また、本発明の高周波発熱体３に用いられる高周波吸収材料５は、４００℃以下で相転移のないことや高温で他の結晶構造に変化しないので、経時変化のない常に安定した昇温性能が得られ、高い耐久性を実現することができる。
【００６７】
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１５０〜３００℃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。
【００６８】
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。
【００６９】
７００〜１０００Ｗの消費電力でマグネトロン１５を動作させた場合、金属製の被加熱物載置皿２に貼付される高周波発熱体３の面積を０．１ｍ２以上とすると、被加熱物載置皿２の面積も大きくなるため、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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
一方、高周波熱発熱体３の膜厚を０．５ｍｍ以下にすると、高周波吸収材料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。
【００７３】
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。
【００７４】
また、被加熱物載置皿２に設けられる高周波発熱体３は、少なくとも１種の粒子形状が針状である高周波吸収材料５と、少なくとも１種のエラストマー６と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６が、高周波吸収材料５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。
【００７５】
次に、具体的実験例について述べる。
【００７６】
高周波吸収材料５として、アムテック社製の酸化亜鉛ウィスカー（商品名：パナテトラ）３００重量部、エラストマー６として、信越化学工業社製のシリコンゴム（品番：Ｘ―３０―３８８８−Ｕ）１００重量部とシリコンゴム加硫剤（品番：Ｃ−８Ａ）用い、８インチオープンロールで混練し、厚さ約１．２ｍｍのシートを作製した。このときの高周波吸収材料５の含有量は、４０体積％である。次に、表面が耐熱性を有する塗装処理された鋼板上に、酸化亜鉛ウィスカーとシリコンゴムのシートを必要量採取し、１６０℃で１０分のホットプレスを行い、接着処理と一次加硫を行った。その後、鋼板に接着されたものを２００℃で４時間の二次加硫を行い、高周波発熱体３を作製した。作製した高周波発熱体３の膜厚は約１ｍｍ、面積は０．０８ｍ２であった。
【００７７】
なお、比較として、高周波吸収材料として、キュリー温度２１５℃のＭｎ−Ｚｎ、キュリー温度５８０℃のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、平均粒径２μｍの球状粒子の酸化亜鉛を用い、酸化亜鉛ウィスカーの場合と同様な方法で高周波発熱体を作製した。なお膜厚、面積、高周波吸収材料の含有量は、酸化亜鉛ウィスカーと同様とした。
【００７８】
これら高周波発熱体３を図３に示した高周波加熱調理器の加熱室７の右側壁面８、左側壁面９に設けられた係止手段であるレール部２２に沿って加熱室７内に挿入して取り付け、マグネトロン１５を７００Ｗの消費電力で動作させ、５分間高周波を給電した。その後、直ちに取り出し、サーモビュアーによって表面処理鋼板の表面温度（平均）を評価した。
【００７９】
その結果、本発明の酸化亜鉛ウィスカーを用いた高周波発熱体３の温度は、２５０℃であった。比較の高周波発熱体の温度は、キュリー温度２１５℃のＭｎ−Ｚｎが２１０℃、キュリー温度５８０℃のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）が２６０℃、平均粒径２μｍの球状
の酸化亜鉛が１１５℃であった。
【００８０】
以上の結果から、キュリー温度２１５℃のＭｎ−Ｚｎの高周波発熱体は、本発明の高周波発熱体３よりも温度が低い結果となった。これは温度上昇してキュリー温度に近傍になると磁気相転移により時期損失が小さくなったことによるものと推察される。また、平均粒径２μｍの球状粒子の酸化亜鉛の高周波発熱体は、１１５℃と最も温度が低く、本発明の高周波発熱体３と同じ材料であっても針状の粒子である酸化亜鉛ウィスカーの方が高い温度が得られることが判明した。この理由は前述の考察の通りである。
【００８１】
一方、キュリー温度５８０℃のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の高周波発熱体は、昇温後の温度が２６０℃であり、本発明の高周波発熱体３より高い昇温性能を示した。これは、キュリー温度が高いため、２５０℃レベルでの温度では磁気相転移がないこと、また、酸化亜鉛ウィスカーよりも高周波の吸収性能が優れていることによると考えられる。
【００８２】
次に、昇温性能に優れていた酸化亜鉛ウィスカーを用いた本発明の高周波発熱体３と、キュリー温度５８０℃のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の発熱体を熱風循環式オーブンの中に配置し、３００℃で１５０時間の耐熱試験を実施した。その後、前述と同様に、これら高周波発熱体を図３に示した高周波加熱調理器の加熱室７内に挿入し、マグネトロン１５を７００Ｗの消費電力で作動させ、５分間高周波を給電した後、サーモビュアーによって表面処理鋼板の表面温度（平均）を評価した。
【００８３】
その結果、本発明の酸化亜鉛ウィスカーを用いた高周波発熱体３は、２５０℃であり、耐熱試験後も初期と同じ昇温性能を示した。一方、キュリー温度５８０℃のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の高周波発熱体は、２３０℃であり、初期の２６０℃と比較して昇温性能が劣化していることが判明した。また、高周波発熱体の色も黒から赤茶に変色しており、このことから、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）が空気中の酸素によって酸化され、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）に結晶構造が変化（構造相転移）した原因と考えられる。ヘマタイトは、磁気損失が小さく、高周波の吸収性能が低いことから、昇温性能が低下したものと考えられる。
【００８４】
以上のことから、本発明の高周波発熱体３は、４００℃以下の温度で相転移のない粒子形状が針状である高周波吸収材料を用いることにより、昇温性能に優れ、かつ耐久性にも優れていることが判明した。
【００８５】
また、本発明に用いたシリコンゴムは、３００℃の温度環境下での耐熱性に優れており、また、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から、高周波教発熱体３のエラストマーとして最適である。
【００８６】
なお、高周波吸収材料５として、酸化亜鉛ウィスカーの代わりに炭化珪素ウィスカー、金属の薄膜層を形成したセラミックウィスカー、シリコンとチタンまたはジルコニウムと炭素と酸素を含むセラミックウィスカーを用いても酸化亜鉛ウィスカーとほぼ同等の昇温性能と耐久性が得られた。
【００８７】
また、高周波吸収材料５の粒子として、ウィスカーの代わりに長繊維を切断して数ｍｍの短繊維にしたものを用いてもほぼ同等の性能が得られた。
【００８８】
また、エラストマー６として、シリコンゴムの代わりにフッ素ゴムを用いてもシリコンゴムの性能と同等の性能が得られた。
【００８９】
高周波発熱体３に用いられる高周波吸収材料５の含有量は、２０体積％以下にすると高
周波の吸収性能が低下し、高周波発熱体として満足する温性能が得られず、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の膜が固くなることから耐熱衝撃や耐機械的衝撃が低下し、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、高周波吸収材料５の含有量を２０〜６０％の範囲とすることが望ましい。
【００９０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における高周波発熱体３に用いる高周波吸収材料の粒子の構造を示す模式図である。
【００９１】
図において、高周波吸収材料の粒子２６の表面を外表面層が疎水性を有する被覆剤で処理し、被覆層２７を形成した構造を示している。
【００９２】
疎水性を有する被覆層２７に用いられる被覆剤としては、高級脂肪酸、有機チタン化合物、有機ケイ素化合物が挙げられるが、耐熱性の点から、有機チタン化合物、有機ケイ素化合物が望ましい。
【００９３】
高周波吸収材料の粒子２６の表面に、外表面が疎水性を有する被覆層２７を形成した構成とすることにより、エラストマー６との混練性が向上し、エラストマー６中に高周波吸収材料の粒子２６を均一に分散させることができる。
【００９４】
これによって、高周波発熱体３の発熱面を均一な温度分布とすることができ、高周波加熱機器用調理器具１に適用した場合、被加熱物の焦げ目を均一に付けることができる。
【００９５】
また、高周波吸収材料の粒子２６がエラストマー６中に均一に分散することにより、これらの複合物に柔軟性が得られ、被加熱物載置皿２にホットプレスで接着する場合、加圧時の複合物の流れ性が向上し、均一な膜厚とすることができ、発熱特性の安定化を図ることができる。
【００９６】
さらに、高周波吸収材料２６の高密度充填が可能となることや、高周波吸収材料２６とエラストマー６の混練の作業性が向上し、品質の安定した高周波発熱体３を得ることができる。
【００９７】
また、高周波吸収材料の粒子２６に被覆層２７を形成することにより、空気中で高温環境下に暴露されても被覆層２７が酸素の拡散を遮断し、高周波吸収材料の粒子が酸化による結晶構造の変化を抑制することができ、耐久性をさらに向上させることができる。
【００９８】
なお、被覆層２７は、予め、高周波吸収材料の粒子に被覆処理することが望ましいが、高周波吸収材料とエラストマーの混練の際に同時に添加しても効果を発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
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】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波発熱体を貼付し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】本発明の実施の形態２における高周波発熱体に用いる高周波吸収材料の粒子の構造を示す模式図
【図５】従来の高周波発熱体が貼付された被加熱物載置皿の斜視図
【図６】従来の被加熱物載置皿の一部断面図
【図７】従来の高周波発熱体の構造を示す模式図
【符号の説明】
【０１０１】
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  高周波吸収材料
６  エラストマー
２６  高周波吸収材料の粒子
２７  被覆層
【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６】
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【図７】
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【図５】
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