【手続補正書】
【提出日】平成21年5月15日(2009.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、本体に着脱自在に収納される鍋と、本体の上方を開閉自在に覆う蓋体と、蓋体に着脱自在に装着され鍋の開口部を覆う加熱板と、蓋体に装着され加熱板を誘導加熱する加熱コイルと備え、前記加熱板は、炭素材料を主成分とする材料を構成要素とし、炭素材料を主成分とする材料は少なくとも加熱コイルに対向する部位に配置するとともに合成樹脂材料中にインサートされたことを特徴とする炊飯器。
【請求項２】
炭素材料を主成分とする材料は、炭素材料単独または炭素材料と合成樹脂材料の混合体から構成される請求項１に記載の炊飯器。
【請求項３】
炭素材料はグラファイトまたはグラファイトと炭素繊維の混合体である請求項１または２に記載の炊飯器。
【請求項４】
炭素材料を主成分とする材料を合成樹脂材料で被覆するとともに、合成樹脂材料に非粘着性の樹脂を混合した請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】炊飯器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓋体に装着された加熱板により鍋内のご飯を適度に加熱するようにした炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加熱板を装着した炊飯器において、加熱板はその熱をご飯に伝えたり、加熱板表面に付着した余分の水分を蒸発させたりする機能を有している。そして、加熱板の素材として通常使用される材料は、アルミニウムかオーステナイト系ステンレスなどで
あるが、近年、より良好な調理性能を得るために加熱板を電磁誘導によってより強く加熱する機能を備えた炊飯器が市販されている。こうした炊飯器においては、フェライト系ステンレスが透磁率や抵抗値の観点から加熱板の発熱効率を向上させやすいため広く用いられている。
【０００３】
一方、加熱板は炊飯調理中に鍋内に相対して配置される部品であるために、ご飯から出てくる溶出物であるオネバが付着しやすく、炊き込み御飯においては調味料など金属の腐食を促進しやすい物質がこびりつくことも頻繁にある。このため、加熱板を蓋体から取り外し自在に装着して洗浄を容易にしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０１６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、鍋の直上に配置される加熱板は、炊飯を実施する度に熱や水蒸気、あるいは米からの溶出物にさらされることになり、腐食が徐々に進行する。また、炊き込みご飯などを実施することによって、調味料に含まれる塩分などにより加熱板の腐食はさらに加速されることになる。
【０００５】
さらに、熱伝導率の観点からみると、ステンレス材は一般に熱伝導がアルミニウムや銅などに比べるとかなり低く、加熱板全体に熱を素早く均一に伝えることが不得手である。このため、フェライト系ステンレスを加熱板基材とした場合には、加熱板が均一な温度になりにくく、調理物を均一に加熱することが困難である上、また、加熱板に付着した水分がいつまでも蒸発せずに残り、これがご飯上に落下して調理結果に悪影響を与える、という不具合点が時として生じる。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱板の良好な電磁誘導加熱特性は損なわずに、良好な耐食性と熱伝導性を確保した炊飯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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、本体と、本体に着脱自在に収納される鍋と、本体の上方を開閉自在に覆う蓋体と、蓋体に着脱自在に装着され鍋の開口部を覆う加熱板と、蓋体に装着され加熱板を誘導加熱する加熱コイルと備え、前記加熱板は、炭素材料を主成分とする材料を構成要素とし、炭素材料を主成分とする材料は少なくとも加熱コイルに対向する部位に配置するとともに合成樹脂材料中にインサートされたものである。
【０００８】
これによって、加熱板は耐食性が良く、熱伝導性に優れ、なおかつ電磁誘導加熱が可能なものであり、所期の炊飯目的が達成できるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の炊飯器は、加熱板の耐食性が良く、熱伝導性に優れ、なおかつ電磁誘導加熱が可能なものであり、所期の目的が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、本体と、本体に着脱自在に収納される鍋と、本体の上方を開閉自在に覆う蓋体と、蓋体に着脱自在に装着され鍋の開口部を覆う加熱板と、蓋体に装着され加熱板を誘導加熱する加熱コイルと備え、前記加熱板は、炭素材料を主成分とする材料を構成要素とし、炭素材料を主成分とする材料は少なくとも加熱コイルに対向する部位に配置するとともに合成樹脂材料中にインサートされた炊飯器とすることにより、加熱板は耐食性が良く、熱伝導性に優れ、なおかつ電磁誘導加熱が可能なものであり、初期の炊飯目的が達
成できるものである。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明において、炭素材料を主成分とする材料は、炭素材料単独または炭素材料と合成樹脂材料の混合体から構成されることにより、必要に応じた強度や柔軟性を得ることができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、炭素材料はグラファイトまたはグラファイトと炭素繊維の混合体であることにより、適度な強度を得ることができる。特に、グラファイトフレークやシートを炭素材料として用いた場合には、その異方性を利用して、面方向と厚さ方向の熱伝導率に差を付け、良好な熱拡散を実現することができる。また、炭素繊維としては特に限定されないが、ＰＡＮ（ポリアクリルニトリル）系の炭素繊維を用いた方がピッチ系の炭素繊維を用いた場合よりも高強度が得られる一方、ピッチ系を用いた場合には比較的高い熱伝導率が得られる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、炭素材料を主成分とする材料を合成樹脂材料で被覆するとともに、合成樹脂材料に非粘着性の樹脂を混合したことにより、合成樹脂材料の非粘着性を向上し、調理物が付着しにくく使い勝手を向上することができる。特に、合成樹脂材料にフッ素樹脂やシリコーン樹脂などの非粘着性の樹脂を配合すれば、合成樹脂材料の非粘着性が向上する。
【００１４】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における炊飯器を示すものである。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態における炊飯器は、本体１と、本体１の上方を開閉自在に覆う蓋体２と、本体１に着脱自在に収納される鍋９と、鍋９底を誘導加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の下方に配置したフェライト４と、炊飯および保温工程をマイクロコンピュータによるプログラム制御により実行する加熱制御基板５と、炊飯スタートなどの操作を行う操作部６と、蓋体２に着脱自在に装着され鍋９の開口部を覆う加熱板７と、鍋９底温度を検知する検知センサー８と、蓋体２に装着され加熱板７を誘導加熱する加熱コイル１２とを備えている。また、電子部品などを冷却する基板冷却ファン１０および炊飯中に発生する蒸気を外部に排出する蒸気キャップ１１なども装備している。
【００１７】
そして、前記加熱板７は、図２、図３に示すように、炭素材料を主成分とする材料１３を構成要素とし、この炭素材料を主成分とする材料１３は少なくとも加熱コイル１２に対向する部位に配置したものである。加熱板７は鍋９の開口縁と接するパッキン７ａと、蓋体２からの着脱用つまみ７ｂとを有している。
【００１８】
加熱板７についてさらに説明すると、加熱板７は、射出成形により合成樹脂材料１６であるナイロンを円板状に成形するときに、炭素材料を主成分とした材料１３としてグラファイト製シートをリング状にインサートしている。グラファイト製シートの厚さは、本実施の形態においては０．５ｍｍとし、加熱板７の周囲略全体に渡りインサートされており、インサートされたグラファイト製シートは完全に合成樹脂材料１６であるナイロンで覆われている。このため、通常、単独では脆いグラファイトが脱落することがなく、発熱性と熱伝導性を長期に渡り維持可能である。
【００１９】
また、本実施の形態では、加熱板７がグラファイト製のシートを内部に有するので、良好な電磁誘導加熱特性を有するとともに、使用したグラファイトは５００Ｗ／ｍ・ｋと高
い熱伝導特性を示すので、電磁誘導加熱により生じた熱は素早く広がり鍋９内の調理物に熱を供給し、良好な調理結果を得ることが可能である。
【００２０】
また、加熱板７全体に金属が使用されていないため、錆びや孔食などの腐食の心配が全くなく、長期間の使用に耐え得る。
【００２１】
また、本実施の形態においては、合成樹脂材料１６としてナイロンを選択しているが、これに限定されるものではなく、その他の具体的材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサリホン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、フッ素樹脂、あるいはこれらのアロイやフィラー添加材などが挙げられるが、加熱板７に使用される合成樹脂材料としては加熱調理を行う都合上１００℃以上の耐熱性を有することが必要である。
【００２２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における炊飯器について説明する。炊飯器の基本構成については実施の形態１と同一であり、その説明を省略する。
【００２３】
ここで、加熱板７は実施の形態１と同様、射出成形によりポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を円板状に成形し、内部には炭素材料を主成分とした材料１３をインサートする構成をとっており、炭素材料を主成分とした材料１３は加熱板７表面には露出していない。
【００２４】
ここで用いた炭素材料を主成分とした材料１３は、粒子径１００〜３００μｍの天然グラファイト粉体を酸処理して加熱発泡処理を施した後、熱硬化性ポリイミド樹脂と重量比９：１の割合で混合した材料から作製される。この混合体を圧縮成形することによって、ポリイミド樹脂が半硬化状態となったシート状のグラファイト／ポリイミド混合材料ができ、さらに、このシートを積層し、３７０℃、１．５ＭＰａで圧縮成形を実施し２ｍｍ厚さのシート形状とするが、ポリイミド樹脂は圧縮成形中に熱硬化が進行する。
【００２５】
本実施の形態においては、上述のような炭素材料を主成分とした材料１３をＰＰＳにインサート成形して作製されたものであり、合成樹脂材料中にインサートされる炭素材料を主成分とした材料１３が、炭素材料と合成樹脂材料との混合体である場合、本来脆い炭素材料の強度が補強されるため、成形時の損傷を防止しやすく、また、実使用においても強度が確保され耐久性が向上する。
【００２６】
本実施の形態においては、ＰＰＳにインサートされる炭素材料を主成分とした材料１３は磁性材料ではないが、比抵抗は約６μΩｍで十分な導電性もあるために電磁誘導加熱が可能であり、高い誘導加熱が得られ良好な調理結果得ることができる。
【００２７】
なお、本実の形態においては、炭素材料である天然グラファイト粉体と合成樹脂材料であるポリイミドを重量比９：１の割合で混合して成形したが、炭素材料の混合比率は５０％以上とすることが望ましい。
【００２８】
これは、炭素材料の比率が４０％以下となると熱伝導率がステンレスＳＵＳ３０４と同程度またはそれ以下となり、十分な熱伝導率を維持できなくなることと、比抵抗が高くなりすぎるために、十分な電流が流れずに、電磁誘導加熱性能が不十分となる可能性があるからである。
【００２９】
また、混合する樹脂材料の種類や比率、炭素材料の種類や熱処理の方法、あるいは成形方法などの差異により加熱板７の熱伝導率は変動するが、概ね、その熱伝導率は５０Ｗ／ｍ・ｋ以上であり、４３０系ステンレスの２６Ｗ／ｍ・ｋよりも高く、処方によっては２００Ｗ／ｍ・ｋ以上と、アルミニウム同等かそれ以上の熱伝導率を達成可能であり、良好な熱伝導が得られる。
【００３０】
また、炭素材料と樹脂との混合比率、炭素材料の種類、粒子径やフレーク径、あるいは成形条件を変更することにより、強度や熱伝導率を調整可能な他、炭素材料は電気伝導性を有するため、比抵抗や厚さを調整した上で、適当な周波数を選択すれば電磁誘導加熱が可能となり、電磁加熱式の炊飯器での使用が可能となる。
【００３１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における炊飯器について説明する。炊飯器の基本構成については実施の形態１と同一であり、その説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態における加熱板７は、合成樹脂材料１６であるポリメチルペンテン（ＴＰＸ）に炭素材料を主成分とする材料１３がインサートざれている。
【００３３】
炭素材料を主成分とする材料１３は、グラファイト粉末と直系約７μｍのピッチ系炭素繊維クロスを３：７の比率で混合した混合体の材料を用いた。
【００３４】
この炭素材料に実施の形態２と同様にポリイミド樹脂を重量比８：２の割合で含浸し、これを圧縮成形することによってポリイミド樹脂が半硬化状態となったシート状のグラファイト／炭素繊維／ポリイミド混合材料とした。
【００３５】
次に、この混合材料を積層し、３７０℃、１．５ＭＰａで圧縮成形を実施し加熱板とするが、ポリイミド樹脂は圧縮成形中に熱硬化が進行する。
【００３６】
以上のように構成された炊飯器の加熱板７において、その動作、作用を説明する。
【００３７】
本実施の形態においては、加熱板７に用いられる炭素材料を主成分とした材料１３は熱伝導性に優れたグラファイトと強度向上に効果のある炭素繊維の混合材を主材とし、これに合成樹脂材料を加えた複合材料であることを特徴としており、熱伝導率が高く、強度も高い加熱板となっている。
【００３８】
この複合材料の熱伝導率は１２０Ｗ／ｍ・ｋであり、４３０系ステンレスの５倍近い熱伝導率が得られるため、熱周りが良く、良好な調理性能が得られるとともに、炭素繊維により炭素材料を主成分とする材料の強度が向上し、丈夫で耐久性のある加熱板とすることができた。
【００３９】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における炊飯器の加熱板を示している。炊飯器の基本構成については実施の形態１と同一であり、その説明を省略する。
【００４０】
図に示すように、本実施の形態における加熱板７は、実施の形態１と同様の手法で作製され、加熱板７を構成する合成樹脂材料１６に、非粘着性の樹脂１５であるフッソ樹脂であるポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）のパウダーを添加したものである。
【００４１】
ＰＴＦＥの添加量については任意であるが、１％未満では非粘着性の効果が得にくく、２０％より多くなると成形性や強度などの諸特性に悪影響が出やすいので、１〜２０％の
範囲で選定することが望ましい。
【００４２】
また、非粘着性の添加材料としてはＰＴＦＥの他、ＰＦＡやＦＥＰなどの各種フッ素樹脂材料やシリコーンなどを基材の合成樹脂材料１６との適合性を考慮して選定することができる。
【００４３】
以上のように構成された加熱板７においては、調理物がこびり付かず、お手入れ性が良好で、使い勝手が良好なものとなる。
【００４４】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における炊飯器の加熱板を示している。炊飯器の基本構成については実施の形態１と同一であり、その説明を省略する。
【００４５】
図に示すように、本実施の形態における加熱板７は、炭素材料を主成分とする材料１３として、グラファイトを用いたものである。すなわち、グラファイトのみを加熱板７の基材として用い、これを加熱板に成形したものである。
【００４６】
これはグラファイト製の焼結材を削り出しで成形し、その後に両面に２層のフッソ樹脂コート１７を処理したものである。
【００４７】
この構成により、良好な発熱性と熱伝導性とともに優れた非粘着性と高耐食性を有する加熱板とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、加熱板の耐食性が良く、熱伝導性に優れ、なおかつ電磁誘導加熱が可能なものであり、初期の炊飯目的が達成できるので、一般家庭および業務用の炊飯器に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の縦断面図
【図２】同炊飯器における加熱板の平面図
【図３】同炊飯器における加熱板と加熱コイルとの関係を示した断面図
【図４】本発明の実施の形態４における炊飯器の加熱板の部分断面図
【図５】本発明の実施の形態５における炊飯器の加熱板の部分断面図
【符号の説明】
【００５０】
１  本体
２  蓋体
３、１２  加熱コイル
７  加熱板
９  鍋
１３  炭素材料を主成分とする材料
１５  非粘着性の樹脂
１６  合成樹脂材料