(57)【要約】【課題】  市販の電磁調理器の調理面に敷いて直接加熱調理を行うことができる誘導加熱発熱体であって、アルミニウム箔などの安価な金属箔材料により形成して使い捨て可能としながらも、空焚き時などにおける急激な昇温を抑制することができる誘導加熱発熱体を提供する。【解決手段】  金属箔を任意にしわ付けしながら不規則に折り畳んでいき、円板状、又は環状に密に押し固めてなる複数の発熱体単位２を同心円状に配置し、その状態でさらに押し固めることにより、それぞれの発熱体単位２を入れ子状に隙間なく組み合わせて誘導加熱発熱体１とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱し得る導電性の金属箔に、しわ折り押圧加工を施すことによって、折り重ねられた前記金属箔間に多数の空隙部を形成しつつ板状、又は環状に押し固められた発熱体単位を備え、電磁調理器による発熱が可能とされたことを特徴とする誘導加熱発熱体。
【請求項２】
前記空隙部の空隙率が、０．８０〜０．９８である請求項１に記載の誘導加熱発熱体。
【請求項３】
前記金属箔が、アルミニウム箔である請求項１〜２のいずれか１項に記載の誘導加熱発熱体。
【請求項４】
ほぼ中央に孔が穿たれた前記金属箔に対して、しわ折り押圧加工を施してなる発熱体単位を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱発熱体。
【請求項５】
しわ折り押圧加工が施される前記金属箔が、ドーナツ状に打ち抜かれている請求項４に記載の誘導加熱発熱体。
【請求項６】
複数の前記発熱体単位を同心に配置してなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱発熱体。
【請求項７】
隣接する前記発熱体単位どうしが、互いに重なり合う部分が生じるように配置された請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁調理器などが備える電磁誘導加熱コイルにより発生する高周波磁界によって渦電流が誘起され、そのジュール熱により発熱する誘導加熱発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガス機器が主流であった加熱調理機器に代わって、一般に、電磁調理器と称される加熱調理機器が、安全性、清潔性、利便性、経済性などの観点から、飲食業などにおける業務用のみならず、一般家庭においても広く普及するようになってきている。
【０００３】
しかしながら、この種の電磁調理器は、内部に備えた電磁誘導加熱コイルにより高周波磁界を発生させ、誘起された渦電流によって生じるジュール熱により加熱対象物を加熱するというものである。このため、炎を使わずに加熱調理を行うことができる反面、その原理上、使用できる調理器具が限られてしまい、鉄、鉄ホーローなどの磁性金属からなる専用の調理器具を用いなければならないという不利があった。
【０００４】
このような状況下、上記した電磁調理器の不利を解消するものとして、例えば、特許文献１には、電磁調理器から生じる渦電流により、０．１０〜１００μｍのアルミニウム箔を発熱させる電磁調理器を用いる加熱方法が提案されており、このような加熱方法によれば、非磁性の容器であっても電磁調理器を用いて内容物を容易に加熱することができるとされている。
【０００５】
また、特許文献１に記載された加熱方法を適用して、市販の電磁調理器の調理面にアルミニウム箔を敷き、発熱したアルミニウム箔上で直接加熱調理を行うことができれば、調理後の後始末はアルミニウム箔を破棄するだけで済むため非常に便利である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２５３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された加熱方法では、誤って空焚きしてしまった場合などには、アルミニウム箔が急激に昇温し、容易に燃えて飛散してしまうという危険があり、その扱いが難しいという問題があった。
【０００８】
一方、急激な昇温を抑えるためには、アルミニウム箔を厚くすることが考えられるが、アルミニウム箔の厚みが１００μｍを超えると電磁調理器が作動せず、加熱調理をすることができなくなってしまう。これは、一般に市販されている電磁調理器は、事故を未然に防ぐために、被加熱物のインピーダンス（高周波抵抗分、インダクタンス）を測定し、適正な容器が用いられているか否かを検知する安全機構を備えており、非磁性体であるアルミニウム箔を、１００μｍを超える厚さにすると高周波抵抗分が小さくなってしまい、電磁調理器の作動範囲から外れてしまうためであると考えられる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、市販の電磁調理器の調理面に敷いて直接加熱調理を行うことができる誘導加熱発熱体であって、アルミニウム箔などの安価な金属箔材料により形成して使い捨て可能としながらも、空焚き時などにおける急激な昇温を抑制することができる誘導加熱発熱体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明に係る誘導加熱発熱体は、高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱し得る導電性の金属箔に、しわ折り押圧加工を施すことによって、折り重ねられた前記金属箔間に多数の空隙部を形成しつつ板状、又は環状に押し固められた発熱体単位を備え、電磁調理器による発熱が可能とされた構成としてある。
【００１１】
このような構成を採用することにより、本発明に係る誘導加熱発熱体は、市販の電磁調理器の調理面に敷いて直接加熱調理を行うに際して、安価な金属箔材料により形成して使い捨て可能としながらも、通常の使用形態ではもちろんのこと、空焚き時などにおいても急激な昇温を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係る誘導加熱発熱体は、製造の容易さや、インピーダンスを適切な範囲とすることを考慮すると、前記空隙部の空隙率が、０．８０〜０．９８であるのが好ましく、この場合、特に、前記金属箔が、アルミニウム箔であるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る誘導加熱発熱体は、発熱体単位に渦電流が効率よく誘起されるようにするために、ほぼ中央に孔が穿たれた前記金属箔に対して、しわ折り押圧加工を施してなる発熱体単位を備える構成とするのが好ましく、より好ましくは、しわ折り押圧加工が施される前記金属箔が、ドーナツ状に打ち抜かれている構成とすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る誘導加熱発熱体は、隣接する発熱体単位間に隙間が生じ難くなるように、複数の前記発熱体単位を同心に配置してなる構成とするのが好ましく、隣接する前記発熱体単位どうしが、互いに重なり合う部分が生じるように配置された構成とすることで、より確実に発熱体単位の間に隙間が生じないように、発熱体単位を組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の誘導加熱発熱体は、安価な金属箔材料により形成して使い捨て可能としながらも、渦電流密度の低下と、放熱効率の向上とによって、その昇温温度を適温に制御できるため、通常の使用形態ではもちろんのこと、万一、空焚きの状態となっても過剰に発熱することがないため、市販の電磁調理器の調理面に敷いて安全に直接加熱調理をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、図１は、本発明に係る誘導加熱発熱体の一実施形態を模式的に示す概略平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
図１に示す誘導加熱発熱体１は、同心円状に配置された複数（図示する例では五つ）の発熱体単位２を備えてなり、誘導加熱発熱体１の中心には円板状の発熱体単位２（以下、「円板状発熱体単位２ａ」ともいう）が据えられている。
そして、図示する例にあっては、中心に位置する円板状発熱体単位２ａと、その周囲に位置する四つの環状の発熱体単位２（以下、「環状発熱体単位２ｂ」ともいう）とが、入れ子状に隙間なく組み合わされている。
【００１８】
また、図示する例では、外周側に向かうに従って発熱体単位２の径が大きくなるようになっている。このとき、隣接する発熱体単位２のうち、内周側に位置する発熱体単位２の外径と、外周側に位置する発熱体単位２の内径とがほぼ等しくなるようにすれば、発熱体単位２を隙間なく組み合わせることができるが、図２に示すように、隣接する発熱体単位２どうしが、厚み方向に互いに重なり合う部分が生じるように、それぞれの発熱体単位２の内外径を設定するのが好ましい。
隣接する発熱体単位２どうしが互いに重なり合う部分が生じるように、それぞれの発熱体単位２を配置することで、より確実に発熱体単位２の間に隙間が生じないように、発熱体単位２を組み合わせることができる。
【００１９】
また、図２に示す例では、隣接する発熱体単位２のうち、一方の発熱体単位２の外周側に位置する他方の発熱体単位２の内周縁部が、当該一方の発熱体単位２の下側に入り込むようにしてあるが、隣接する発熱体単位２のうち、いずれの発熱体単位２の内周縁部、又は外周縁部を、別の発熱体単位２の下側に入り込ませるかは任意である。さらに、発熱体単位２どうしが重なり合う部分を、誘導加熱発熱体１の表面側、又は裏面側のいずれに形成するかも、必要に応じて任意に選択することができる。
【００２０】
本実施形態において、発熱体単位２は、電磁調理器などが備える電磁誘導加熱コイルから発生する高周波磁界により渦電流が誘起され、その電気抵抗によりジュール熱を発生する導電性材料、例えば、アルミニウム，ニッケル，金，銀，銅，白金，鉄，コバルト，錫，亜鉛など、又はこれらの合金などの金属素材からなる０．１〜１００μｍ程度の厚みの金属箔を用いて形成される。
【００２１】
また、発熱体単位２は、上記したような金属箔に、しわ折り押圧加工を施して円板状、又は環状に押し固められるが（図３参照）、この際、発熱体単位２に渦電流が効率よく誘起されるようにするために、金属箔のほぼ中央には孔を穿っておくのが好ましく、図３（ａ）に示すような、円形の金属箔のほぼ中央を円形に穿ったドーナツ状に打ち抜かれた金属箔２１を用いるのがより好ましい。
【００２２】
ここで、しわ折り押圧加工とは、金属箔２１を任意にしわ付けしながら不規則に折り畳んでいき（図３（ｂ）、及び図４参照）、折り重ねられた金属箔２１の間に、所定の空隙率で多数の空隙部が形成されるようにしつつ、金属箔２１を所定形状に密に押し固めていくことをいうものとする。
なお、図３は、金属箔２１にしわ折り押圧加工を施して、金属箔２１を円板状、又は環状に押し固めて発熱体単位２を形成する過程を示す説明図であり、図３（ｃ）は、円板状に押し固められた円板状発熱体単位２ａを示し、図３（ｄ）は、環状に押し固められた環状発熱体単位２ｂを示す。また、図４は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面を模式的に示す説明図である。
【００２３】
そして、円板状、又は環状に押し固められた発熱体単位２のそれぞれは、同心円状に配置され、発熱体単位２の間に隙間（肉眼で容易に視認される隙間であって、一方の主面側から他方の主面側が透けて見えるような隙間）が生じないように、その状態でさらに押し固められる。これにより、発熱体単位２の間で金属箔２１どうしが互いに絡み合って、それぞれの発熱体単位２が接合一体化し、図示するような誘導加熱発熱体１を形成することができる。
【００２４】
以上のような本実施形態における誘導加熱発熱体１は、誘導加熱発熱体１を構成する個々の発熱体単位２が、前述したような金属箔からなり、電磁誘導加熱コイルから発生する高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱する。この際、しわ折り押圧加工を施して金属箔２１を密に押し固めたことによって、発熱体単位２に誘起された渦電流の導電経路が長く、かつ、複雑化して、渦電流密度が低くなるとともに、重なり合う金属箔２１の間に多数の空隙部を形成したことにより、発熱体単位２の単位体積当たりの表面積も増大し、放熱効率にも優れたものとなる。
さらに、誘起された渦電流は、金属箔の表面を流れようとするため、複雑化した広い表面積を分散して流れ、また、個々の発熱体単位２に流れる渦電流は発熱体単位２の表面を流れ、隣接する発熱体単位２どうしの間では渦電流が流れていきにくいことから、個々の発熱体単位２ごとに渦電流の流路が形成されるように、渦電流の流路を制限することができるため、複数の発熱体単位２を隣接配置させることによっても渦電流を分散させることが可能となり、誘導加熱発熱体１の過剰な発熱が抑制される。
【００２５】
金属箔２１にしわ折り押圧加工を施して、重なり合う金属箔２１の間に多数の空隙部を形成するにあたり、その空隙率は、下記式（１）で表されるものとする。
空隙率  ＝  １  −  かさ比重／金属箔の比重                ・・・  （１）
また、上記式（１）中、かさ比重は、下記式（２）で表されるものとする。
かさ比重  ＝  発熱体の重量／発熱体の体積／水の密度        ・・・  （２）
上記式（２）中、発熱体の体積は、式（１）により発熱体単位２の空隙率を求める場合には、当該発熱体単位２の外形寸法から求めるものとし、複数の発熱体単位２から組み立てられた誘導加熱発熱体１全体の空隙率を求める場合には、当該誘導加熱発熱体１の外形寸法から求めるものとする。
【００２６】
このとき、空隙率は０．８０〜０．９８とするのが好ましく、０．８５〜０．９５とするのが特に好ましい。空隙率が上記範囲を超えてしまうと、発熱体単位２や誘導加熱発熱体１の強度が不足するとともに、これらの製造が困難になってしまう傾向が強い。また、空隙率が上記範囲に満たないと、発熱体単位２や誘導加熱発熱体１のインピーダンスが適切な範囲を外れてしまう傾向が強くなる。インピーダンスが適切な範囲を外れてしまうと、後述するような使用態様において、インピーダンス測定機能を備えた電磁調理器が誘導加熱発熱体１を認識できなくなって、電磁調理器による発熱が不能となり、実用上の使用が困難となる。
なお、インピーダンスの適切な範囲は、通常、使用する電磁調理器の機種によって異なるが、これについては、本出願人が先に出願した特願２００４−３７８３３１号で詳細に検討している。
【００２７】
また、本実施形態の誘導加熱発熱体１は、例えば、図５に示すように、市販の電磁調理器３の調理面に敷いて、発熱した誘導加熱発熱体１の上で肉４を焼くなど、誘導加熱発熱体１上で直接に、焼肉などの加熱調理を行うことができる。そして、アルミニウム箔などの安価な金属箔材料を用いて形成し、使い捨て可能とすることにより、調理後は、誘導加熱発熱体１を破棄するだけで後始末が済み、後始末が非常に容易である。
【実施例】
【００２８】
次に、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００２９】
［実験例１］
１０００番系のアルミニウム箔（厚さ２５μｍ）を表１に示す内径（内周円の直径）、及び外径（外周円の直径）で、図３（ａ）に示すようなドーナツ状（但し、表１中、最も上位に記載するものは円形状）に打ち抜き、それぞれのアルミニウム箔２１を表１に示す箔数で重ねて、しわ折り押圧加工を施して円板状、又は環状に押し固め、厚さ約１０mmの発熱体単位２を得た。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
なお、発熱体単位２の内径（内周円の直径）、外径(外周円の直径)、かさ比重、及び空隙率を表１に併せて示すが、表１中、最も上位に記載するのは、誘導加熱発熱体１の中心に据えられる円板状発熱体単位２ａであり、それ以外は、環状発熱体単位２ｂである。
【００３２】
次いで、これらの発熱体単位２を、外径の小さい順に同心円状に配置しつつ、さらに押し固めていくことにより入れ子状に隙間なく組み合わせて、図１、及び図２に示すような誘導加熱発熱体１を得た。得られた誘導加熱発熱体１の厚さは、約１０ｍｍであった。また、誘導加熱発熱体１は、発熱体単位２を径方向に圧縮して、縮径するように押し固めて形成されるところ、誘導加熱発熱体１の外径（直径）は、約１８０ｍｍ、隣接する発熱体単位２どうしが互いに重なり合う部分を径方向に測った幅は、約５ｍｍであった。そして、誘導加熱発熱体１全体としてのかさ比重は０．２４６、空隙率は０．９０９であり、誘導加熱発熱体１とされた後の各発熱体単位２のかさ比重、及び空隙率は、表２に示す通りであった。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
このようにして得られた誘導加熱発熱体１を、図５に示すように、市販の電磁調理器に載せてスイッチをオンにしたところ、電磁調理器が作動し、誘導加熱発熱体１が発熱した。この際、誘導加熱発熱体１は燃え上がることがなく、約３分間放置した後に表面温度を測定すると、３３０℃程度であり、その後はほぼ一定の温度に保たれた。
また、発熱した誘導加熱発熱体１上に油を引いて肉４を載せたところ、肉４がきれいに焼き上がり、焼き肉料理をすることができた。そして、誘導加熱発熱体１の裏面側に肉汁などがしみ出すことがなく、調理終了後は、誘導加熱発熱体１を廃棄するだけで、後始末を簡単に済ませることができた。
【００３５】
［実験例２〜５］
次に、押し固める厚さを調整した以外は、上記した実験例１と同様にして、かさ比重、及び空隙率の異なる外径約１８０ｍｍの誘導加熱発熱体を作成した。得られた誘導加熱発熱体の厚さ、重量、かさ比重、及び空隙率を表３に示す。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
このようにして得られた誘導加熱発熱体を、実験例１と同様にして、市販の電磁調理器に載せてスイッチをオンにし、加熱調理ができるかどうかの加熱試験を行った。
実験例２〜４の誘導加熱発熱体は、実験例１と同様に、電磁調理器での加熱料理に使用することができた。実験例５の誘導加熱発熱体は、電磁調理器に載せてスイッチをオンにしても安全機構が働いて、発熱がはじまらなかった。
なお、厚さ５０ｍｍの誘導加熱発熱体（想定かさ比重：０．０４５、想定空隙率：０．９８３）を作成しようとしたところ、均一な厚さにできず、強度も不足していたため、加熱試験は行わなかった。
【００３８】
以上のようなアルミニウム箔（比重２．７）を使用した実験例によると、好適なかさ比重の範囲は概ね０．０５〜０．５４であり、空隙率にすると、その好適な範囲は概ね０．８０〜０．９８である。これは、例えば、任意の方向の断面を見た場合に、不規則に折り畳まれたアルミニウム箔が１ｃｍの幅の間に、１０〜８０枚程度重なっていると見積もられる。
また、上記した実験例では、厚さ２５μのアルミニウム箔を使用したが、加工性を考慮すると、１５〜４０μ程度の厚さの箔が好適に使用できる。
さらに、アルミニウム以外の金属からなる金属箔を使用しても、比重やインピーダンス特性を勘案して、適切な空隙率を有する誘導加熱発熱体を形成することができる。
【００３９】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
【００４０】
例えば、上記した実施形態では、五つの発熱体単位２を備えた誘導加熱発熱体１の例を示し、また、実施例では六つの発熱体単位２を備えた例を示したが、本発明に係る誘導加熱発熱体が備える発熱体単位２の数は、特に制限されず、個々の発熱体単位２の大きさをどの程度とするかなど、種々の条件に応じて適宜変更することができる。
【００４１】
また、上記した実施形態では、円板状の発熱体単位２と、環状の発熱体単位２とを組み合わせてなる例を示したが、発熱体単位２の具体的な形状は、これに限定されない。例えば、電磁誘導加熱コイルの形状が、一般的な円形となっておらず、四角形状などになっている場合には、電磁誘導加熱コイルの形状に応じて、発熱体単位２の形状も四角形状などとすることもでき、この場合には、外形形状が四角形状となっている板状、又は環状の発熱体単位２を、それらの中心がほぼ同じになるように同心に配置して誘導加熱発熱体１を形成してもよい。
さらに、電磁誘導加熱コイルの形状が円形の場合、誘導加熱発熱体１の全体形状が楕円形状や四角形状となるように、個々の発熱体単位２を形成すれば、抵抗分Ｒを大きくして、より発熱しやすい部位を形成し、発熱体１に温度分布を付与することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上説明したように、本発明は、専用の調理器具を用いる必要がある電磁調理器の不利を解消し、高周波磁界により渦電流が誘起されて発熱する誘導加熱発熱体であって、使い捨て可能とするとともに、空焚き時などにおける急激な昇温を抑制しつつ、市販の電磁調理器の調理面に敷いて加熱調理をすることができる誘導加熱発熱体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る誘導加熱発熱体の一実施形態を模式的に示す概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】金属箔にしわ折り押圧加工を施して、円板状、又は環状に金属箔を押し固めて発熱体単位を形成する過程を示す説明図である。
【図４】図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明に係る誘導加熱発熱体の一使用例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１            誘導加熱発熱体
２            発熱体単位
２ａ          円板状発熱体単位
２ｂ          環状発熱体単位
２１          金属箔
【図１】
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【図２】
2007268255.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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