(57)【要約】【課題】  調理面において良好な均熱性を保ちつつ、急速な昇温や降温が可能な電気加熱調理器を提供する。【解決手段】  食材Ｆを載せて加熱調理する調理面１１ａを有する調理プレート１１と、調理プレート１１の調理面１１ａとは反対側の面に設けた面状の抵抗発熱体１２と、抵抗発熱体１２を調理プレート１１に押し付ける支持プレート１３とを備え、調理プレート１１と支持プレート１３とがベアリング機構を備えたネジ１５で結合されている。調理プレート１１または支持プレート１３の内の一方がセラミックス、又は金属とセラミックスとの複合材料からなり、他方が金属からなるのが好ましい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食材を載せて加熱調理する調理面を有する調理プレートと、前記調理プレートの前記調理面とは反対側の面に設けた面状の抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体を前記調理プレートに押し付ける支持プレートとを備え、前記調理プレートと前記支持プレートとがベアリング機構を備えたネジで結合されている電気加熱調理器。
【請求項２】
前記調理プレートと前記支持プレートとの熱膨張率の差が５.０×１０−６／℃以上である、請求項１に記載の電気加熱調理器。
【請求項３】
前記支持プレートの下面に当接又は離間可能な冷却機構を更に具備する、請求項１又は請求項２に記載の電気加熱調理器。
【請求項４】
前記調理プレートまたは前記支持プレートの内の一方がセラミックス、又は金属とセラミックスとの複合材料からなり、他方が金属からなる、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電気加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食材を載せて抵抗発熱体で加熱を行う調理プレートを備えた電気加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
調理プレートの調理面に食材を載せ、該調理プレートの下面側から抵抗発熱体で加熱を行う電気加熱調理器が従来から用いられている。この電気加熱調理器の抵抗発熱体には、一般にシーズヒータと呼ばれる周囲が絶縁された発熱線や、ステンレスやニクロム等の金属箔をパターニング加工したものをポリエチレン等の絶縁材で被覆した面状発熱体が使用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、食材を載せる調理プレートと、その下面側に設けられた平面状のマイカヒーターとからなる電気加熱調理器が示されている。この特許文献１の電気加熱調理器は、調理プレートの下面にマイカヒーターに対応させて凸状部を設けることで調理プレートの強度を高めることができると記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、食材を載せる調理プレートと、面状に形成された複数の発熱体とを備えた電気加熱調理器が示されている。この特許文献２の電気加熱調理器は、複数の発熱体の全部或いは一部を適宜発熱させることにより調理プレートの局部的加熱を抑えることができ、よって調理プレートに載せた食材に焼きむらが生じないように加熱調理できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０４９５０５号公報
【特許文献２】特開平１０−１１３２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
厨房等で使用されている業務用の電気加熱調理器では、食材を載せた時に調理面の温度が局所的に低下するのを防ぐため、調理プレートに分厚い鉄板等を使用して十分な熱容量を確保することが行われている。しかしながら、熱容量が増えることにより昇降温に時間がかかり、例えば調理プレートを冷温状態から立ち上げる時や営業終了後に安全な温度まで冷却する時に長時間を要することが問題になっていた。
【０００７】
さらに、調理プレートを分厚くすることで調理面に温度ばらつきが生じやすくなり、１枚の調理プレートで一度に多くの食材を調理する場合は、加熱の度合いにムラが生じて味に悪影響を及ぼすことがあった。また、スライスした肉の場合は切断面を全面に亘って瞬時に加熱することができなくなり、内部の肉汁等のうまみ成分を閉じ込めることができなくなっておいしく調理することができなくなることがあった。
【０００８】
本発明は上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、調理面において良好な均熱性を保ちつつ、急速な昇温や降温が可能な電気加熱調理器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明が提供する電気加熱調理器は、食材を載せて加熱調理する調理面を有する調理プレートと、前記調理プレートの前記調理面とは反対側の面に設けた面状の抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体を前記調理プレートに押し付ける支持プレートとを備え、前記調理プレートと前記支持プレートとがベアリング機構を備えたネジで結合されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、調理面において良好な均熱性を保つことができるうえ、急速な昇温や降温が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態の電気加熱調理器を示す模式的な縦断面図である。
【図２】図１の電気加熱調理器が有する発熱ユニット及びこれを上下から挟み込む調理プレート及び支持プレートを示す模式的な縦断面図である。
【図３】図１の調理プレート及び支持プレートのネジによる結合部分を示した部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の電気加熱調理器を示す模式的な部分縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の電気加熱調理器を示す模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。本発明の電気加熱調理器は、食材を載せて加熱調理する調理面を有する調理プレートと、前記調理プレートの前記調理面とは反対側の面に設けた面状の抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体を前記調理プレートに押し付ける支持プレートとを備え、前記調理プレートと前記支持プレートとがベアリング機構を備えたネジで結合されている。これにより、調理面において良好な均熱性を保つことができるうえ、急速な昇温や降温が可能となる。
【００１３】
上記本発明の電気加熱調理器は、前記調理プレートと前記支持プレートとの熱膨張率の差が５.０×１０−６／℃以上であるのが好ましい。これにより、調理プレートと支持プレートとの結合にベアリング機構を備えたネジを用いた効果がより顕著に表れる。また、前記支持プレートの下面に当接又は離間可能な冷却機構部を更に具備するのがこのましい。これにより、より急速な昇温が可能になる。更に、前記調理プレートまたは前記支持プレートの内の一方がセラミックス、又は金属とセラミックスとの複合材料からなり、他方が金属からなるのが好ましい。これにより、均熱性と機械的強度を兼ね備えた電気加熱調理器を提供することができる。
【００１４】
次に、本発明の第１の実施形態の電気加熱調理器について図１を参照しながら説明する。この図１に示す本発明の第１の実施形態の電気加熱調理器は、食材Ｆを載せて加熱調理する調理面１１ａを備えた板状部材からなる調理プレート１１と、この調理プレート１１において調理面１１ａとは反対側の下面（裏面）のほぼ全面に当接するように設けられた平面形状の発熱ユニット１２と、この発熱ユニット１２を調理プレート１１の下面に均等に当接させる好適には剛性の高い板状部材からなる支持プレート１３とを備えている。
【００１５】
調理プレート１１を真上から見た時の平面視形状は特に限定されるものではなく、矩形、円形、楕円形などの任意の形状にすることができる。支持プレート１３は、この調理プレート１１の平面視形状と略同一の平面視形状を有しているのが好ましい。これにより、調理プレート１１の下面にほぼ全面に亘って均等に発熱ユニット１２を押し付けることが可能になる。このように発熱ユニット１２を間に挟み込んで対向する調理プレート１１及び支持プレート１３は、複数のネジ１５で互いに機械的に結合されている。
【００１６】
調理プレート１１には熱電対、測温抵抗体などの温度センサ１４が１又は複数個設けられており、調理プレート１１の温度をモニタできるようになっている。支持プレート１３の下面には、降温時に調理プレート１１及び支持プレート１３を素早く冷却すべく板状の冷却機構部１６が当接している。支持プレート１３の下面には更に電気加熱調理器を床面から支持する複数の棒状、有底筒状等の形状を有する支持部材１７の上端部が当接している。なお、電気加熱調理器は、その周囲を囲むように構成された例えばステンレス製からなる容器に収納されていてもよい。
【００１７】
発熱ユニット１２は、図２に示すように例えば金属箔にエッチング加工またはレーザー加工を施して回路パターンが形成された抵抗発熱体１２ａと、この抵抗発熱体１２ａを電気的に絶縁するために上下面に設けられたポリエチレン、ポリイミド、テフロン（登録商標）、マイカ等の絶縁シート１２ｂとからなる。絶縁シート１２ｂには必要に応じて柔軟な絶縁シートを用いてもよい。抵抗発熱体１２ａには図示しない電極が設けられており、ここに抵抗発熱体１２ａに給電する給電線（図示せず）が接続される。なお、調理プレート１１や支持プレート１３に非導電性部材を用いる場合は、当該非導電性部材に対向する側には絶縁シート１２ｂを設けなくてもよい。例えば調理プレート１１がセラミックスからなる場合は、調理プレート１１の下面に抵抗発熱体１２ａを配設した後、その上に電気絶縁膜をコーティングして、発熱ユニットとしてもよい。
【００１８】
調理プレート１１と支持プレート１３とは互いに異なる材料からなることが好ましい。例えば、調理プレート１１及び支持プレート１３の内の一方をセラミックス、又は金属とセラミックスとの複合材料で形成し、他方を金属で形成するのが望ましい。これにより、熱伝導率の高い金属によって得られる均熱性と、セラミックス又はその複合材料で得られる機械的強度とを兼ね備えた電気加熱調理器を提供することができる。上記セラミックスは、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び窒化珪素の中から選択するのが好ましく、また金属とセラミックスとの複合材料は、シリコンと炭化珪素との組み合わせ、又はアルミニウムと炭化珪素との組み合わせが好ましい。一方、金属は、熱伝導率の良い銅やアルミニウム、または強度が高く取扱いの容易な鉄やステンレスから選択するのが好ましい。
【００１９】
調理プレート１１及び支持プレート１３の材質は、上記のような種々の材料の中から各種用途に応じて必要とされる強度、熱伝導率、密度等の物性を考慮して適宜選定することができる。例えば、調理面における高い均熱性を望む場合は調理プレート１１に熱伝導率の高い銅を使用するのが好ましく、傷に対して強い調理面を望む場合は、調理プレート１１に炭化珪素、鉄、ステンレスを使用するのが好ましい。また安価で強度の高い材料を選択したい場合は、炭化珪素を主成分としたＳｉとの複合材料を用いることが好ましい。
【００２０】
ところで、発熱ユニット１２を挟持する２枚のプレート同士を一般的なリベットやネジやボルトナット等を用いて機械的に結合すると、上記したように両プレートの材質が互いに異なることによって熱膨張係数が異なる場合は勿論のこと、同一の材質を使用していても温度差によって熱膨張量に差が生じることがある。その結果、機械的な結合部に応力が集中し、両プレートが曲がって調理面の均熱性が悪化したり、プレートやネジが破損したりするおそれがある。
【００２１】
そこで、本発明の第１の実施形態の電気加熱調理器では、調理プレート１１と支持プレート１３とを結合するネジ１５にベアリング機構を設けて上記の熱応力がかかりにくいようにしている。具体的には、支持プレート１３に厚み方向に貫通する複数の貫通孔を設けると共に、支持プレート１３の下面においてこれら貫通孔にそれぞれ対応する位置にネジ穴を螺刻する。そして、これら貫通孔に下側から挿通させてネジ穴に螺合させるネジ１５の各々において、その頭部の座面とこれに対向する支持プレート１３の下面とをベアリング機構を介して係合させる。なお、上記貫通孔の内径は、そこに挿通させるネジ１５の外径よりも大きくなるように穿孔する。
【００２２】
かかる構成により、調理プレート１１と支持プレート１３とは互いに厚み方向（すなわち、ネジ１５の軸方向）の相対的な移動が制限されるものの、調理プレート１１と支持プレート１３の面方向の相対的な移動は制限されなくなる。すなわち、調理プレート１１と支持プレート１３との間に熱膨張差が生じても、ベアリング機構の働きにより発熱ユニット１２を調理プレート１１の下面に均等に且つ安定的に当接させたままの状態で調理プレート１１と支持プレート１３とを互いの対向面において相対的に摺動させることができる。
【００２３】
これにより、調理プレート１１や支持プレート１３に反りが生じたり互いの対向面に傾きが生じたりすることがなくなり、定常状態のみならず昇温時や降温時においても調理面１１ａの均熱性が維持されるので、頻繁に設定温度を変更するような場合であっても常においしく調理することが可能になる。なお、調理プレート１１の調理面１１ａは水分や油分を多く使用することから、調理プレート１１に設けるネジ穴は調理面１１ａ側に貫通させないことが望ましい。
【００２４】
上記したベアリング機構を備えたネジ１５による結合は、調理プレート１１と支持プレート１３との材質が同じか若しくは熱膨張率がほとんど同じ場合でも、前述したように調理プレート１１と支持プレート１３との温度差によって熱膨張差が生じることがあるので、有利な効果が得られるが、調理プレート１１と支持プレート１３との熱膨張率の差が５.０×１０−６／℃以上であるときにより顕著な効果が表れる。
【００２５】
上記したネジ１５に設けるベアリング機構は、図３（ａ）に示すようにネジ１５の頭部１５ａの座面にネジ１５の周方向に均等にベアリング溝を設け、このベアリング溝内に当該溝の深さよりも直径が大きい複数のベアリングボール１８を回転可能に収容してもよいし、図３（ｂ）に示すように支持プレート１３の下面のうち、ネジ１５の頭部１５ａの座面が対向する貫通孔周りの領域に周方向に均等にベアリング溝を設け、このベアリング溝内に当該溝の深さよりも直径が大きい複数のベアリングボール１８を回転可能に収容してもよい。
【００２６】
このように、ネジ１５の頭部１５ａの座面又は該座面に対向する領域のいずれか一方にベアリング溝を設け、その溝内に複数のベアリングボール１８を収容することで、ベアリングボール１８の脱落を防止でき、簡便で信頼性の高いベアリング機構を安価に作ることができる。なお、支持プレート１３の下面にベアリング溝を形成する際は、当該ベアリング溝の底部の板厚を０.５ｍｍ以上確保することが望ましい。この底部の板厚が０.５ｍｍ未満では、長時間のヒートサイクルによる履歴によって、次第に支持プレート１３の局所的な変形が生じる場合があるため好ましくない。
【００２７】
ところで、一般に締め付けたネジが緩まないのは、ネジの座面（つば部）と、該座面の対向面とを面同士当接させてその摩擦力で緩みを防止しているからである。これに対してベアリング機構をネジの座面若しくはその対向面に設けた場合、ネジの緩みを防ぐための十分な摩擦力が得られにくくなって、そのネジに推奨されている必要ネジトルクで締め込んでも緩んでしまうおそれがある。
【００２８】
そこで、ネジ１５の先端部に位置するネジかかり部に、適量の接着剤を塗布してから支持プレート１３の下面のネジ穴に螺合させるのが好ましい。これにより、ネジ１５の経時的な緩みが抑えられて長期的な信頼性が得られる。使用する接着剤としては、電気加熱調理器の使用温度に耐えられ且つ熱膨張差に追従できるものであれば種類は特に限定するものでなく、セラミック系、樹脂系等の接着剤を使用することができる。
【００２９】
ベアリング機構を備えたネジ１５は平面上でできるだけ分散して均等に配置することが好ましく、具体的には均等に４箇所以上に配置するのが好ましく、均等に７箇所以上に配置するのがより好ましい。これにより昇温時や降温時にベアリング効果が十分に発揮され、調理プレート１１と支持プレート１３の平面度が変化するのを良好に防ぐことができる。一方、ネジ１５の取り付け箇所が上記した数より少なかったり偏っていたりすると、均等に締め付けるのが難しくなり、ネジ１５の軸方向が調理プレート１１や支持プレート１３の面に直交しなくなって、ベアリング機構の効果を良好に発揮させることが難しくなる。
【００３０】
ベアリングボール１８の個数は、ネジ１５の１箇所当たり３個以上使用することが好ましく、５個以上使用することが更に好ましい。このようにネジ１５の１箇所当たり３個以上のベアリングボール１８を使用することにより、ネジ１５にかかる荷重を複数のベアリングボール１８で均等に分散させることができるので、調理プレート１１や支持プレート１３の膨張や収縮に伴いベアリングボール１８が支持プレート１３の面方向に転がりやすくなり、熱膨張時や熱収縮時にネジ１５にかかる熱応力をより少なくすることができ、より高い平面度を維持することができる。なお、複数個のベアリングボールが予め収納されているようなベアリング機構を使用しても構わない。
【００３１】
ベアリングボール１８の真球度は、３０μｍ以下であることが望ましい。この真球度が３０μｍを超えると、調理プレート１１や支持プレート１３の膨張時にベアリングボール１８が円滑に転がりにくくなる。その結果、ネジ１５の座面とその対向面との摩擦が増加して調理プレート１１や支持プレート１３の自由な熱膨張や熱収縮が阻害され、調理面１１ａの平面度や均熱性が悪化するおそれがある。
【００３２】
また、ベアリングボール１８の直径は、４ｍｍ以下であることが望ましい。この直径が４ｍｍより大きいと、かかる大きなベアリングボール１８のために座面（つば部）も大きくする必要があり、コスト高の要因になるうえ、この大きな座面（つば部）に物理的に干渉しないようにするため、支持プレート１３の下面に当接させる冷却機構部１６を小さくするか若しくは大きなザグリ溝を設ける必要が生じる。その結果、調理面１１ａの温度ムラが生じないように支持プレート１３の下面を均一に且つ効率よく冷却するのが困難になるおそれがある。
【００３３】
ベアリングボール１８の材質は、セラミックス、ステンレス、鉄、ニッケルの内のいずれかから選択するのが好ましい。これは、ベアリングボール１８の材質が、例えばアルミニウム、銅、真鍮、樹脂等では、熱膨張時の強度が十分でなく、また真球度が保てないため、ベアリング機構の効果を十分に発揮できなくなるおそれがあるからである。なお、ネジ１５の材質には、ステンレス、鉄、ニッケル、チタン、コバールなどを用いることができる。
【００３４】
支持プレート１３の下面に当接している冷却機構部１６は比較的伝熱係数の高い金属製の板状部材で形成されており、その形状は支持プレート１３の平面視形状と略同一の平面視形状を有するのが好ましいが、前述したように、支持プレート１３の下面にはネジ１５の頭部、温度センサ１４、及び支持部材１７が設けられており、これらに物理的に干渉しないように切り欠き若しくはザグリ溝が設けられている。支持プレート１３と冷却機構部１６との両当接面は、それぞれ平面度が３００μｍ以下であることが好ましい。冷却機構部１６には流路（図示せず）が形成されており、ここに冷媒を循環させることにより電気加熱調理部を効率的に冷却することができる。
【００３５】
上記流路を備えた冷却機構部１６は、例えば金属製の板状部材を用意し、支持プレート１３に当接する面とは反対側の面に金属製のパイプを配置し、このパイプを覆うように押さえ板を設けて該押さえ板と板状部材とをネジなどの機械的結合手段で機械的に結合することで作製できる。あるいは、金属製の略同形状の２枚の板状部材を用意し、その一方の片面に機械加工で流路となる溝を形成し、この流路形成面を覆うように他方を重ね合わせ、これらを例えばロウ付けなどの結合手段で一体化することで作製できる。
【００３６】
かかる構成により、営業終了後の後片付けで電気加熱調理器を安全な温度まで冷却する場合や、ある温度から低温側の温度に設定温度を変更する場合は、抵抗発熱体１２ａへの給電を停止すると共に、冷却機構部１６の流路に外部の図示しないチラーなどの冷媒供給装置から冷却水などの冷媒を供給することによって、電気加熱調理器の熱を強制的に排熱することができる。これにより、調理プレート１１を急冷することができる。
【００３７】
上記した本発明の第１の実施形態の電気加熱調理器は、定常時のみならず昇温時や降温時であっても調理プレート１１の下面に全面に亘って均質に発熱ユニット１２を当接させることができるので、例えば温度センサ１４で測定した調理面１１ａの温度に基づいて抵抗発熱体１２ａに給電する電気量を制御するようにループを組んだ温度制御システムと併せて使用することにより、食材を載せることによる調理面１１ａの温度低下を即座に回復して均熱性を維持することが可能になる。これにより、調理面１１ａの均熱性を高めることができ、同時に複数の食材を同じ条件で効率的に加熱調理することが可能になって、「おいしい」料理を安定して提供することができる。
【００３８】
なお、より高い均熱性を実現するため、調理プレートや支持プレートの周縁部からの局所的な放熱を考慮に入れた最適な発熱密度分布にすべく、例えば中心部に近づくに従って徐々に細かなピッチになるような回路パターンにしてもよい。また、抵抗発熱体を例えば外周部と中央部などのように２ゾーン又はそれ以上のゾーンに分割すると共にゾーン毎に温度センサを設けてゾーン毎に別々に制御することも可能である。その際、面状の抵抗発熱体を挟持している調理プレート１１や支持プレート１３の材質に高い熱伝導率の材料を採用することが均熱性の面で有効な手段となる。
【００３９】
上記のように本発明の第１の実施形態の電気加熱調理器は、調理プレート１１の肉厚に頼ることなく調理面１１ａの均熱性を高めることができるので、調理プレート１１や支持プレート１３に肉厚の薄い部材を用いたり、低密度の材料を用いたりすることが可能になり、熱容量を小さくすることができる。これにより、急速昇温や急速冷却が可能となり、温度条件の変更後すみやかに次の加熱調理プロセスに移行することができる。また、立ち上げや後片付けの時間も短縮することができる。
【００４０】
更に、熱容量を小さくすることで厨房に設置する電気加熱調理器を軽くして耐荷重設計を簡素にできるだけでなく、電気代も節約できる。また熱応力による破損の心配がなく、部材の選択の自由度が増えるので例えば調理プレート１１に傷の付きにくいセラミック等の材質を使用することにより、信頼性に優れた電気加熱調理器を提供することができる。
【００４１】
次に、本発明の電気加熱調理器の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態の電気加熱調理器は、図４に示すにように、調理プレート２１と支持プレート２３とで発熱ユニット２２を挟持しており、これら調理プレート２１及び支持プレート２３同士がベアリング機構を備えたネジ２５で機械的に結合されている点については前述した第１の実施形態の電気加熱調理器と同様であるが、この第２の実施形態の電気加熱調理器は、支持プレート２３の下面に冷却機構部が設けられておらず、その代わりに支持プレート２３の内部に流路２３ａが設けられている。これにより、急速な冷却が必要な場合にこの流路２３ａに冷媒を流せるようなっている。
【００４２】
支持プレート２３の流路２３ａは、例えば金属製の略同形状の２枚の板状部材を用意し、その一方の片面に機械加工で流路となる溝を形成し、この流路形成面を覆うように他方を重ね合わせ、これらを例えばロウ付けなどの結合手段で一体化することで形成することができる。また、より安価に作製する方法としては、支持プレート２３の表面に冷却用のパイプを沿わせて流路２３ａを形成してもよい。
【００４３】
このように、本発明の第２の実施形態の電気加熱調理器は、支持プレート２３内に冷媒の流路２３ａが設けられているので、冷却機構部１６を用いて冷却を行う図１の電気加熱調理器に比べてより効率よく冷却を行うことができる。なお、図４ではネジ２５の頭部２５ａの座面側にベアリングボール２８が収容しているが、前述した図３（ｂ）のように支持プレート２３の下面側にベアリングボール２８を収容してもよい。また、図４の発熱ユニット２２は抵抗発熱体２２ａの上下に絶縁シート２２ｂが設けられているが、調理プレート２１や支持プレート２３が非導電性部材の場合は絶縁シート２２ｂを省いてもよい。例えば、調理プレート２１がセラミックの場合は、調理プレート２１の下面にＷメタライズにより抵抗発熱体を形成してもよい。
【００４４】
次に、本発明の電気加熱調理器の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態の電気加熱調理器は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、調理プレート３１と支持プレート３３とで発熱ユニット３２を挟持しており、これら調理プレート３１及び支持プレート３３同士がベアリング機構を備えたネジ３５で機械的に結合されている点については前述した第１の実施形態の電気加熱調理器と同様であるが、この第３の実施形態の電気加熱調理器は、支持プレート３３の下方に、支持プレート３３の下面に当接したり支持プレート３３の下面から離間したりできる往復動自在な冷却機構部３９を備えている。そして、この冷却機構部３９を備えた電気加熱調理器は、上部が開放したステンレス製の容器４０に収納されている。
【００４５】
この冷却機構部３９の往復動は、例えばエアシリンダなどの昇降機構に冷却機構部３９を取り付けることにより可能になる。これにより、加熱時には図５（ａ）に示すように冷却機構部３９を支持プレート３３から離間させた状態で発熱ユニット３２に給電することにより急速な昇温が可能になる。一方、冷却時には発熱ユニット３２への給電を停止すると共に、支持プレート３３の下面に低温の冷却機構部３９の上面を当接することによって、高温の調理プレート３１及び支持プレート３３を短時間に冷却することが可能になる。なお、冷却機構部３９はネジ３５の頭部や温度センサ３４が物理的に干渉しないように切り欠きやザグリ溝などが設けられている。
【００４６】
より冷却効率を高めるため、冷却機構部３９に冷媒を循環させる流路を形成してもよい。また、冷却機構部３９の下方に、当該冷却機構部３９が支持プレート３３から離間した時に当接する冷却ブロックを設け、冷却機構部３９に冷媒の流路を設ける代わりにこの冷却ブロックに冷媒流路を形成してもよい。この場合は、支持プレート３３と冷却ブロックとの間で冷却機構部３９を複数回往復動させることで効率よく電気加熱調理器を冷却することができる。
【００４７】
以上、本発明の電気加熱調理器について複数の実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で種々の変形例や代替例を考えることができる。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲及びその均等物に及ぶものである。
【実施例】
【００４８】
［実施例１］
図５に示すような往復動自在な冷却機構部３９を下部に備えた電気加熱調理器を種々の材質を用いて５種類製作し、各々２００℃まで加熱して調理面の平面度の変化を調べた。具体的には、調理プレート３１にはＡｌＮ製（試料１、３〜５）及びＡｌ２Ｏ３製（試料２）の横６００ｍｍ×縦３５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの矩形の板状部材を使用し、支持プレート３３にはＡｌ製（試料１、４）、Ｃｕ製（試料２、３）及びＳＵＳ製（試料５）の横６００ｍｍ×縦３５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの矩形の板状部材を使用した。各支持プレート３３には結合用のＭ３ネジが挿通する厚み方向に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に対応する調理プレートの下面にはＭ３めねじ穴を設けた。
【００４９】
発熱ユニット３２の抵抗発熱体にはＳＵＳ箔に回路パターンを形成したものを使用し、その上下をポリイミドで絶縁被覆した。なお、この抵抗発熱体の両端部には、ネジ止めにより熱膨張係数のほぼ等しいＫｖ（コバール）製の給電端子を取付け、ここに給電配線を接続して通電可能とした。また、調理プレート３１には、温度をモニタするための温度センサ３４を埋設した。
【００５０】
これらを、それぞれ調理面側から調理プレート３１、発熱ユニット３２、及び支持プレート３３の順に重ね合わせ、上記貫通孔にＭ３ネジを挿通させて調理プレート３１と支持プレート３３とを結合した。その際、試料１及び２にはベアリング機構なしのＭ３ネジを用い、試料３〜５には図３（ａ）に示すようなベアリング機構を備えたＭ３ねじを用いた。このベアリング機構に使用するベアリングボールには直径２ｍｍ、真球度１０μｍのものを用い、このベアリングボールをネジ１個当たり１０個収納した。
【００５１】
冷却機構部３９としては、横６００ｍｍ×縦３５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍのアルミニウム合金板を用意した。このアルミニウム合金板は、支持プレート３３と接触する側の面の平面度が２００μｍとなるように機械加工で製作した。また、支持プレート３３との当接面には、局所的な接触を防止して全面に亘って均一に接触するように厚さ０.８ｍｍの熱伝導シートを設けた。
【００５２】
さらに、このアルミニウム合金板において支持プレート３３に当接する面とは反対側の面に、直径６ｍｍ×内径４ｍｍのリン脱酸銅パイプを曲げ加工して、冷却水を流すことが出来る流路を設けた。この流路の両端には、冷却水を供給・排出するための入口および出口を形成した。また、給電配線、温度センサ、並びに上記発熱ユニット３２を挟持した調理プレート３１及び支持プレート３３の結合体を支持するロッドを挿通するための貫通孔を形成した。このようにして作製した流路を有する冷却機構部３９にエアシリンダのシャフトを取り付けて、支持プレート３３の下面に当接する位置と支持プレート３３から離間する位置との間で往復動可動となるようにした。
【００５３】
上記にて作製した冷却機構部３９を備えた電気加熱調理器を、矩形の厚さ３ｍｍの板状底面部及びその周囲から立設する厚さ１.５ｍｍの板状側壁部で構成されるステンレス製の容器４０内に収納した。この容器４０内にはロッドが立設しており、その上端部で支持プレート３３の下面を支えた。なお、この容器４０には開口部を設けて発熱ユニット３２への給電配線及び温度センサ３４を挿通させた。
【００５４】
このようにして作製した試料１〜５の電気加熱調理器の各々に対して、マイクロメータを用いて常温状態（約２５℃）における調理面の中央部と外周部の２点の支持プレート下部から調理プレート上面までの高さをそれぞれ測定し、これらを初期値として調理プレート３１を２００℃まで昇温させた時の各点の変位量の差を測定した。なお、この２００℃までの昇温の際は、冷却機構部３９を支持プレート３３の下面から離間させておいた。そｎ測定結果を、各試料に用いた材質及びその熱膨張率と共に下記表１に示す。
【００５５】
【表１】
2015029675.tif 000003
【００５６】
上記表１から分かるように、試料１では、常温〜２００℃まで昇温することで調理プレートの中央部変位量が２７.０μｍとなり、また外周部のそれは４９.１μｍとなり、その差は２２.１μｍとなった。また、調理プレートと支持プレートの熱膨張係数差を少なくすることを目的に、調理プレートをＡｌ２Ｏ３、支持プレートをＣｕに変更した試料２においても、２００℃時の内外周の変位差は１８.３μｍとなり、高温時に平面度が悪化することが判った。これに対して、試料３〜５では、調理プレートと支持プレートの熱膨張差にかかわらず、また支持プレートの材質にかかわらず、上記変位量差は、小さい値を保持し、平面度の悪化を抑えることができた。
【００５７】
［実施例２］
プレート種類を様々に変えた以外は上記実施例１と同様にして試料６〜２８の電気加熱調理器を作製した。なお、試料６〜１３にはベアリング機構なしのＭ３ネジを用い、試料１４〜２８には上記実施例１と同様のベアリング機構を備えたＭ３ねじを用いた。このようにして作製した試料６〜２８の電気加熱調理器の各々に対して、１５０〜２５０℃の範囲の加熱及び冷却のヒートサイクルを１００回繰り返して耐久性の試験を行った。なお、加熱時には冷却機構部３９を支持プレート３３の下面から離間させ、冷却時には冷却水が循環している冷却機構部３９を支持プレート３３の下面に当接させた。その測定結果を、各試料に用いた材質及びその熱膨張率と共に下記表２に示す。
【００５８】
【表２】
2015029675.tif 000004
【００５９】
上記表２から分かるように、ベアリングを具備しない試料６〜１３ではヒートサイクルを１００回繰り返す前に調理プレート３１または支持プレート３３に破損または変形が発生したのでヒートサイクルを中断した。一方、ベアリングを具備した試料１４〜２８では、ヒートサイクルを１００回繰り返しても調理プレート３１や支持プレート３３に破損や変形は生じなかった。
【００６０】
すなわち、ネジの座面にベアリング機構を具備することにより、調理プレート３１と支持プレート３３の熱膨張率に差があった場合でも熱膨張量の差及び熱収縮量の差を当該ベアリング機構で良好に吸収でき、破損や変形を抑える効果が得られることがわかった。この効果は、両プレートの熱膨張差が５.０×１０−６／℃以上ある場合に特に顕著な効果が認められた。
【００６１】
［実施例３］
Ｍ３ネジの１箇所当たりのベアリングボールの個数を１０個に代えて１個（試料２９）、３個（試料３０）、及び５個（試料３１）にした以外は上記実施例１の試料３と同様にして試料２９〜３１の電気加熱調理器を作製した。これら試料２９〜３１の電気加熱調理器の各々に対して、上記実施例１と同様に２００℃まで昇温して中央部と外周部のそれぞれの変位量の差を測定した。その測定結果を、試料３の結果と共に下記表３に示す。
【００６２】
【表３】
2015029675.tif 000005
【００６３】
上記表３から分かるように、ネジ１箇所当たり１個のベアリングボールを具備した試料２９では、ネジのバランスが不安定となり、ネジの軸方向が調理プレート３１の調理面に対して垂直にならず、ベアリング機構の効果が十分に発揮されなかった。これに対して、ネジ１箇所当たり３個以上のベアリングボールを具備した試料３０、３１、及び３では、調理プレート３１および支持プレート３３の膨張に伴ってベアリングボールが支持プレート３３の面方向に良好に転がり、調理プレート３１と支持プレート３３は、それらの面方向の相対的な移動がネジによって阻害されずに自由に膨張できたため、変位量の差はいずれも１０μｍ以下と小さかった。
【００６４】
［実施例４］
ベアリング機構に用いたベアリングボールを、真球度１０μｍのものに代えて５〜５０μｍのものを用いた以外は上記実施例１の試料３と同様にして試料３２〜３６の電気加熱調理器を作製した。これら試料３２〜３６の電気加熱調理器の各々に対して、上記実施例１と同様に２００℃まで昇温して中央部と外周部のそれぞれの変位量の差を測定した。その測定結果を、試料３の結果と共に下記表４に示す。
【００６５】
【表４】
2015029675.tif 000006
【００６６】
上記表４から分かるように、ベアリングボールの真球度が３０μｍを超える試料３２及び３３では、調理プレート３１や支持プレート３３の膨張時にベアリングボールが円滑に転がりにくくなり、ネジの座面とこれに対向する支持プレート３３の下面との間の摩擦力が大きくなって調理プレート３１と支持プレート３３のそれらの面方向での相対的な移動が阻害され、変位量差が増大したものと考えられる。
【００６７】
［実施例５］
実施例１の試料３の電気加熱調理器を使用して、Ｍ３ネジのねじかかり部に接着剤を塗布しない場合（試料３７）と、各種の接着剤を塗布する場合（試料３８〜４０）とでネジの緩みに差異が生じるか否か実験した。なお、比較のため、実施例１の試料３の電気加熱調理器においてベアリング機構を有しないＭ３ネジを使用して、そのねじかかり部に接着剤を塗布しない場合（試料４１）についても同様の実験を行った。ネジの締め付けは２０ｃＮ・ｍのトルク管理を行いながらネジの締め付けを行った。その後、常温と２００℃までのヒートサイクルを１０回繰り返した後、１０箇所のネジの戻しトルクを測定した。その結果を下記表５に示す。なお、表中の戻しトルクの値は１０箇所を平均したものである。
【００６８】
【表５】
2015029675.tif 000007
【００６９】
上記表５から分かるように、ねじかかり部に接着剤を塗布した試料３８〜４０は、いずれも高い戻しトルクを有していたが、接着剤を塗布していない試料３７では、非常に小さな戻しトルクとなっており、使用しているうちにねじに緩みが発生する危険性が高いことがわかった。なお、ベアリング機構を有しない試料４１は十分な戻しトルクを有しており、ねじ緩みの危険性が少ないことが分かる。つまり、ベアリング機構を装着する際は、接着剤を用いてねじ緩みを防止することが望ましいことがわかる。
【符号の説明】
【００７０】
１１、２１、３１      調理プレート
１２、２２、３２      発熱ユニット
１２ａ、２２ａ        抵抗発熱体
１２ｂ、２２ｂ        絶縁シート
１３、２３、３３      支持プレート
１４、３４            温度センサ
１５、２５、３５      ネジ
１５ａ、２５ａ        ネジ頭部
１６、３９            冷却機構部
１７      支持部材
１８、２８            ベアリングボール
２３ａ    流路
４０      容器
Ｆ        食材
【図１】
2015029675.tif 000008
【図２】
2015029675.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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