(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非金属製の材料で構成された調理容器の下面に、非磁性金属層を２ｍｍ以上の厚さになるように溶射により形成し、更にその下面に所定のキュリー温度を有した磁性金属層をキュリー温度以下での渦電流の浸透深さ以上でキュリー温度以上での浸透深さ以下である０．３〜２．５ｍｍの範囲の厚さになるように溶射により形成した調理用鍋。
【請求項２】
前記磁性金属層の外側に磁力透過性材料からなる保護層を設けた請求項１に記載の調理用鍋。
【請求項３】
複数の異なるキュリー温度を有した磁性金属を、溶射層中で任意の比率になるように溶射量を調整してそれぞれ同時に溶射することにより、所定温度の自己温度御機能を備えた請求項１又は２に記載の調理用鍋。
【請求項４】
非金属製の材料で構成された鍋の下面に、非磁性金属層を２ｍｍ以上の厚さになるように溶射により形成し、更にその下面に複数の異なるキュリー温度を有した磁性金属を、溶射層中で任意の比率になるように溶射量を調整し、かつキュリー温度以下での渦電流の浸透深さ以上でキュリー温度以上での浸透深さ以下である０．３〜２．５ｍｍの範囲の厚さになるようにそれぞれ同時に溶射する鍋の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非金属製の鍋において、自己温度制御機能を付与することにより、調理物の焦げ過ぎや発火等の不安全状態の発生を防止する調理用鍋及びその製造方法に関するものであり、特に誘導加熱に適した調理用鍋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の調理用の熱源としてはガスや電気ヒータ、マイクロ波加熱、誘導加熱など多様化しているが、特に近年、誘導加熱調理器はその安全性や使いやすさ、高熱効率という優れた特徴が理解され、一般家庭に広く普及されつつある。また２００Ｖ対応の機種も開発されており、高火力という点でも一般に理解されてきている。
【０００３】
誘導加熱調理器は、図３に示すように、トッププレート１１の下部に配置された加熱コイル１２に高周波電流を印加することにより発生する高周波磁束により、トッププレート上に置かれた被加熱物（鍋）に渦電流を発生させ、鍋自身が直接発熱するように制御装置１４で制御したものである。
【０００４】
また誘導加熱調理器のトッププレート下部には、鍋の温度を検知する温度センサ１５も標準的に装備され、検知する温度に応じて加熱状態を制御する「温度過昇防止機能」を付与できるため安全に使用することが可能である。
【０００５】
しかし近年の誘導加熱調理器は高火力がゆえに、調理物が焦げつきやすいとか、少量の油で調理をすると、油の発火温度付近まで加熱される可能性もあり、更なる安全性の確保が求められてきた。
【０００６】
そこで近年では、特許第２９１７５２６号や特許第３０７９５７３号にもあるように、鍋に使用する金属として、実調理に使用する温度付近にキュリー点を有する金属（以下「感温金属」と称する）を用いることが提案されている。金属はキュリー点以上では磁性が無くなる為、誘導加熱では加熱しないという特徴がある。この特徴を活かして、鍋自身の温度がキュリー点付近以上に加熱されない鍋も検討されている。
【０００７】
このように優れた特性を有する誘導加熱調理器であるが、加熱方法の特性上、土鍋やガラス製の鍋などセラミックスでできた調理器が使用できないという課題があった。このような課題に対応する為に、例えば図３に示したように土鍋１６の底面に銀の薄膜１７を形成することにより、誘導加熱が可能な鍋が提案されている。しかし鍋の基材がセラミックの場合、金属と比較して熱伝導が悪いため、薄膜で誘導加熱された熱がなかなか鍋全体に伝わらず、その為発熱部の温度が上昇しやすいという課題があった。この課題は鍋を空焼きされた場合に顕著に表れ、発熱層の断線や剥離という現象が生じやすかった。
【０００８】
またこのような構成の場合は、発熱部の熱が誘導加熱調理器本体、特にトッププレート１１や温度センサ１５、加熱コイル１２、制御装置１４等に輻射・伝導され、各部分の温度が上昇しやすいという課題もあった。
【０００９】
場合によっては通常の調理状態であっても、温度センサ１５の温度上昇が大きくなり、過昇防止機能（ＯＨＰ機能）が動作してしまう場合があった。その為、実際の製品としては発熱部のみをトッププレートと離すように裏面が凹凸になるような形状にしており、加工性や手入れ性に問題があった。
【００１０】
またこのような構成で異常加熱され、更に水を投入されるような状態を想定した熱衝撃試験に於いて、その温度差を大きく設定する必要があり、その温度差にも耐えうるように、例えば土鍋の場合は熱膨張が非常に小さな原材料を使用しており、その分コスト的にも高くなっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、土鍋やガラス製鍋などの非金属性の鍋等を加熱する場合において、異常加熱の際は加熱プレートの自己温度制御機能により、所定温度以上に温度が上がらないようにすることで、安全性を確保した調理用鍋を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に本発明は、非金属製の材料で構成された調理容器の下面に、非磁性金属層を２ｍｍ以上の厚さになるように溶射により形成し、更にその下面に所定のキュリー温度を有した磁性金属層をキュリー温度以下での渦電流の浸透深さ以上でキュリー温度以上での浸透深さ以下である０．３〜２．５ｍｍの範囲の厚さになるように溶射により形成することにより、非金属製の鍋においても、自己温度制御機能を備え、空焼き時の温度過昇や発熱体の剥離・断線を防止したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、非金属製の材料で構成された調理容器の下面に、非磁性金属層を２ｍｍ以上の厚さになるように溶射により形成し、更にその下面に所定のキュリー温度を有した磁性金属層をキュリー温度以下での渦電流の浸透深さ以上でキュリー温度以上での浸透深さ以下である０．３〜２．５ｍｍの範囲の厚さになるように溶射により形成することにより、自己温度制御機能が付与できるので、調理物の焦げ過ぎや発火等の不安全状態の発生を防止することができる。
【００１４】
自己温度制御機能を付与する手段としては、加熱調理器側に鍋の磁性変化を検知しそれに応じて火力をコントロールする方法がある。例えば磁石式のスイッチを鍋底に接するように配置し、鍋がキュリー温度以下の場合はその磁石が鍋底と引き合っているが、鍋がキュリー温度以上になると、磁石が鍋底と引き合わなくなり下方に落下する。その動きに連動して加熱調理器への火力や電力の供給を制御してやることにより、キュリー温度での自己温度制御を実現することができる。
【００１５】
誘導加熱により鍋を直接加熱する場合はもっと単純で、鍋の温度がキュリー温度まで上がると、感温金属層が磁性を失うため、磁力線はその上にある非磁性金属層に流れる。その層は表皮抵抗が小さいので、発熱が起こらず、結果的にその温度以上には上がらないようにすることができる。この場合は鍋の温度を検知する手段も必要がないため、加熱調理器としても非常に簡単な構成とすることができる。
【００１６】
さらに底面が一定温度以上に上がらないので、例えば誘導加熱調理器用の鍋の場合は、発熱部に相対している誘導加熱調理器本体、特にトッププレートや温度センサ、加熱コイル、制御装置の温度上昇が押えられ、従来必要であった冷却構成のレベルも押えることができる。また従来の課題であった温度過昇防止機能（ＯＨＰ機能）の誤動作も押えることができる為、誤動作による実調理への弊害を少なくしたり、また裏面の形状をできるだけ平らにして、加工性や手入れ性を向上させることができる。
【００１７】
またＦｅ−Ｎｉ合金のように感温金属として用いられる金属は、従来発熱体として用いられている銀等と比較して、熱膨張率が非常に小さいので、基材であるセラミックス等との熱膨張差も小さくなり、底面の反りや変形を小さくすることができる。それに伴ない発熱層の剥離や断線も少なくすることができる。
【００１８】
さらに鍋自身の温度上昇を所定の温度に設定できるので、加熱時の最高温度から水中に投入されるような熱衝撃についても、その温度差が小さくなる。その為調理容器本体の材料として、例えば土鍋の場合は、従来例よりも熱膨張率は大きいがコスト的には安価な土鍋として一般的な原料を使用することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、磁性金属層の下面に磁力透過性材料からなる保護層を設けたことにより、溶射で耐食性が低下した非磁性金属層や感温金属層を、腐食等から保護できるので、塩や醤油、酢などの腐食性が強い調味料が付着する環境である台所に使用されても、腐食等が発生することなく良好に使用することができる。一般的にこのような保護層は塗装によって形成されることが多く、例えばシリコーン系の耐熱性塗料などが用いられる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、複数の異なるキュリー温度を有した磁性金属を、溶射層中で任意の比率になるように溶射量を調整してそれぞれ同時に溶射することにより、所定の自己制温度御機能を備えることができる。特に溶射層として形成される感温金属層の組成は、溶射時の各感温金属の溶射量を調整することにより任意に調整することができるので、感温金属層の自己制御温度も任意に細かく設定することができる鍋である。そして一方感温金属の原材料として、多くの種類を持つ必要がなく、量産性やコスト的に非常に有利である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、非金属製の材料で構成された鍋の下面に、非磁性金属層を２ｍｍ以上の厚さになるように溶射により形成し、更にその下面に複数の異なるキュリー温度を有した磁性金属を、溶射層中で任意の比率になるように溶射量を調整し、かつキュリー温度以下での渦電流の浸透深さ以上でキュリー温度以上での浸透深さ以下である０．３〜２．５ｍｍの範囲の厚さになるようにそれぞれ同時に溶射することにより、自己温度制御機能が付与できるので、調理物の焦げ過ぎや発火等の不安全状態の発生を防止することができ、さらに感温金属層の自己制御温度も任意に細かく設定することができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、特に誘導加熱も行える土鍋を例として、図面を参照して説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１を示す調理用鍋及び誘導加熱調理器要部の断面図である。１はセラミックス製の調理容器で、今回はペタライト（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・８ＳｉＯ２）を３５％配合させた素地材料からなる土鍋を用いた。この調理容器１の裏面全体に熱良導性アルミニウムからなる非磁性金属層２をアーク溶射法により設け、さらにその下面に３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金からなる感温金属を用いて、窒素ガスを用いた不活性雰囲気中でのアーク溶射法により、アルミニウムと同じく裏面全体に感温金属層を形成した。ここでアルミニウムの溶射層の厚みは２．５ｍｍ、感温金属の溶射層の厚みは０．５ｍｍとした。また底面の形状は平らな構成とした。
【００２４】
このようにして作成した調理用鍋を、トッププレート４、温度センサ５、加熱コイル６及び制御装置７を主要構成部品とする誘導加熱調理器にて加熱した。
【００２５】
まず空焼きの状態で加熱したが、底面の温度は約２５０℃以上には上がらず、発熱部の剥離・断線及び鍋の外観に特に異常はなく、以降も安全に使用することができた。
【００２６】
また実際の調理として水炊きを行ったが、これに於いてもＯＨＰ機能の誤動作等実用上問題なく調理することができた。特に従来の誘導加熱調理器用の土鍋では、餅やうどん等の炭水化物系の食材が底面に焦げ付きやすかったが、そのような現象も起こらなかった。
【００２７】
なお、土鍋素地の材料として低熱膨張であるペタライトを主成分とした素地を用いたが、これに限られることはなく、粘土やカオリンなどを主成分とした材料など一般的な陶磁器原料からなる素地を用いても良い。
【００２８】
また非磁性金属としてアルミニウムを用いたが、銅やその他の非磁性金属を用いても良い。また非磁性金属層であるアルミニウムの厚みを２．５ｍｍとしたが、自己温度制御機能を有する為には、アルミニウムにおいて渦電流により発熱しない厚みである０．１ｍｍ以上あればよい。但し、均熱性の面から考えると１ｍｍ以上あれば実用上問題なく、さらには２ｍｍ以上あれば非常に良好である。一方感温金属層の厚みとしては０．５ｍｍとしたが、キュリー温度以下での渦電流の浸透深さ以上でかつキュリー温度以上での浸透深さ以下であれば良く、具体的には約０．３ｍｍ〜２．５ｍｍが良い。
【００２９】
また感温金属としては３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金を用いたが、これに限られることはなく、溶射層のキュリー温度として水の沸点である１００℃以上、また油の発火点である３７０℃以下になるような組成であれば有効に作用する。実用的にはこれらの温度に対して余裕を持った１２０℃〜３５０℃の範囲が望ましい。また鍋のような煮込み調理が主な用途に対しては、１２０℃〜２００℃に設定すると、調理物が焦げ過ぎることもなく、さらに付加価値の高い製品を提供することができる。
【００３０】
また溶射は不活性雰囲気で行ったが、これに限られるものではなく、通常の雰囲気で溶射を行っても構わない。しかしその場合は溶射材が酸化されるので、溶射層のキュリー温度が素材のキュリー温度よりも高くなる傾向がある。その為上述の不活性雰囲気で溶射を行うか、使用する溶射材料の構成成分よりも酸化されやすい物質、例えば珪素やマンガンなどのいわゆる脱酸素剤を配合したほうが好ましい。また所望の温度より高いキュリー点を有する感温金属素材を用いても良い。
【００３１】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２を示す調理用鍋及び誘導加熱調理器要部の断面図である。基本的な構成は実施例１と同じであるが、磁性金属層の下面にシリコーン系の無機耐熱塗料からなる保護層８を設けた。
【００３２】
このようにして作成した調理用鍋Ａと、同様の構成で保護層がない調理用鍋Ｂを、味噌汁の入った洗い桶の中に長時間浸漬させる実験を行った。調理用鍋Ｂは一晩浸漬されただけで、鍋底裏面に赤錆が発生し、実用上の不具合が観察されたが、調理用鍋Ａは３日立っても、目立った赤錆は発生せず、実用上全く問題がないレベルであった。
【００３３】
（実施例３）
実施例１に於ける調理用鍋を作成するにあたり、感温金属層を形成する際に、実施例１と同じ３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金と３０％Ｎｉ−Ｆｅ合金（キュリー温度：約１００℃）を１：２の割合でそれぞれ同時に溶射した。
【００３４】
このようにして作成した調理用鍋を用いて、実施例１と同様の試験を行なった。空焼き時の底面温度は約１５０℃で、溶射に用いた感温金属のキュリー温度とその配合比率に応じた所望の自己温度制御機能を発揮した。また水炊きの試験では餅やうどんが底面にこびり付くこともなく良好に調理できた。
【００３５】
この例からも明らかなように、所定のキュリー温度を有する感温金属を任意の割合で溶射することにより、様々な温度の自己温度制御機能を有する調理用鍋を得ることができる。
【００３６】
またいずれの実施例においても、鍋底裏面の最外層表面に防錆のための被膜層を形成することにより、より実用性のある鍋を提供することができる。
【００３７】
またいずれの実施例においても、誘導加熱調理器を加熱装置として用いたが、これに限られることはなく、ガスや電気ヒータを熱源とした加熱調理器に鍋の磁性変化を検知できる手段を備えれば、同様の効果を得ることができる。
【００３８】
また調理容器の素材として土鍋を例にして説明したが、ガラスなどを含めたセラミックス全般、また樹脂や耐水製ペーパーなど、非金属の素材であれば、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜４に記載の発明によれば、自己温度制御機能を有することにより異常時においても所定温度異常に上がることなく安全性を確保した調理用鍋を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第３の実施例を示す調理用鍋と誘導加熱調理器要部断面図
【図２】本発明の第２の実施例を示す調理用鍋と誘導加熱調理器要部断面図
【図３】誘導加熱調理器本体要部及び従来の誘導加熱調理器用土鍋の断面図
【符号の説明】
１  調理容器
２  非磁性金属層
３  磁性金属層
６  加熱コイル
７  保護層
【図１】
0003620516.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003620516.tif 000004