(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面部材がプレス加工後の加熱処理によりプレス加工直後の抵抗成分が低減する特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼で構成され且つ少なくとも１層のアルミニウム合金層を含む多層構造とされ、プレス加工前に内面側にフッ素樹脂が焼き付けされ、所定の鍋形状にプレス加工されたものを、前記フッ素樹脂の融点以上でアルミニウム合金の融点以下の温度まで加熱後放冷して得られた電磁調理器用鍋を飯器として用い、該飯器に誘導渦電流を発生させる電磁誘導コイルを備えて構成し、抵抗成分をＲ、インダクタンスをＬとしたとき、Ｑ＝Ｌ／Ｒで与えられる共振の鋭さを示す値Ｑが大きくなることにより、電磁誘導の際に良好な共振特性が得られるようにしたことを特徴とする電気炊飯器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、外面部材としてオーステナイト系ステンレス鋼を用いた多層構造の電磁調理器用鍋を飯器として用いた電気炊飯器の製造方法に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
例えば、加熱手段として電磁誘導コイルを用いた電気炊飯器の場合、内部に飯器を取出自在に収納した炊飯器本体の底部に配設した電磁誘導コイルに高周波電流を通電することにより、飯器に誘導電流を発生させ、該誘導電流の抵抗損失により発熱させ、もって飯器自体を加熱するようにしている。
【０００４】
上記した従来の電気炊飯器における飯器は、フェライト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼）の内面に熱良導体であるアルミニウム合金材を接合してなるクラッド材により構成されていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ステンレス鋼とアルミニウムとを多層重ねてクラッドした飯器も、保温性の良さや外観の良さで人気がある。このような多層構造の飯器としては、図３に示すように、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼）からなる外面部材５１の内面に、フェライト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼）からなる第１内層５２ａ、アルミニウム合金からなる第２内層５２ｂ、純アルミニウムからなる第３内層５２ｃおよびアルミニウム合金からなる第４内層５２ｄを順に接合してなる５層構造のものが用いられる。つまり、保温性や外観の良さを得るためには、外面部材５１にはオーステナイト系ステンレス鋼が採用されることとなるのである。
【０００６】
ところが、上記したように外面部材５１としてオーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼）を用いた５層構造の飯器（換言すれば、鍋）を用いた場合、鍋形状を得るためのプレス加工時に電磁誘導の際の抵抗成分Ｒが大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
ところで、前記抵抗成分Ｒ、インダクタンスＬおよび共振の鋭さを示す値Ｑとの間には、Ｑ＝Ｌ／Ｒの関係がある。従って、上記したプレス加工によりインダクタンスＬはあまり変化しないところから、上記抵抗成分Ｒの増大により、共振の鋭さを示す値Ｑの低下につながってしまうという問題が生ずる。
【０００８】
本願発明者らは、プレス加工後のオーステナイト系ステンレス鋼を外面部材とした多層構造の鍋を加熱することにより、プレス加工により増大した抵抗成分を低減できるという事実を知るに至った。
【０００９】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、プレス加工後の多層構造の鍋を所定温度まで加熱後放冷することにより、プレス加工により増大した抵抗成分を低減させ、もって電磁誘導の際の共振特性を良好ならしめることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明では、上記課題を解決するために、外面部材がプレス加工後の加熱処理によりプレス加工直後の抵抗成分が低減する特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼で構成され且つ少なくとも１層のアルミニウム合金層を含む多層構造とされ、プレス加工前に内面側にフッ素樹脂が焼き付けされ、所定の鍋形状にプレス加工されたものを、前記フッ素樹脂の融点以上でアルミニウム合金の融点以下の温度まで加熱後放冷して得られた電磁調理器用鍋を飯器として用い、該飯器に誘導渦電流を発生させる電磁誘導コイルを備えて構成し、抵抗成分をＲ、インダクタンスをＬとしたとき、Ｑ＝Ｌ／Ｒで与えられる共振の鋭さを示す値Ｑが大きくなることにより、電磁誘導の際に良好な共振特性が得られるようにしている。
【００１１】
上記のように構成したことにより、プレス加工時の加工硬化によってオーステナイト系ステンレス鋼に発生した抵抗成分Ｒの増大が、フッ素樹脂の融点以上でアルミの融点以下の温度まで加熱後放冷することにより低減されることとなる。従って、Ｑ＝Ｌ／Ｒで与えられる共振の鋭さを示す値Ｑが大きくなることとなり、電磁誘導の際に良好な共振特性が得られる。また、フッ素樹脂の焼き付けとプレス加工後の加熱とが別工程で行われることとなるところから、それぞれの温度管理が容易且つ正確となる。
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について詳述する。
【００１３】
この電気炊飯器は、図１に示すように、内部に炊飯用の飯器３を収納し得るように構成され且つ空間部４を有する二重構造の炊飯器本体１と、該炊飯器本体１の上部開口を開閉自在に覆蓋する蓋体２とを備えて構成されている。
【００１４】
前記炊飯器本体１は、外側壁となる胴部５ａと肩部となる環状の環状部材５ｂとを有する合成樹脂の一体成形品からなる外ケース５と、内周壁となる合成樹脂製の有底筒状の保護枠６と、底壁を構成する合成樹脂製の底部材７とによって構成されている。前記肩部材５ｂは、前記保護枠６の上端と前記外ケース胴部５ａの上端とを結合するものとされており、前記外ケース５、保護枠６および底部材７に囲まれて前記空間部４が形成されている。なお、前記保護枠６内には、前記飯器３が取り出し可能に収納されることとなっている。
【００１５】
前記飯器３は、その底部３ａから側周部３ｂに至る間に湾曲部３ｃを有する丸底タイプとされている。
【００１６】
前記保護枠６の底面中央部には、飯器温度を検出するための温度検出手段として作用するセンタセンサー８を臨ませるためのセンサー穴９が形成されている。
【００１７】
前記センサー穴９を包囲するように炊飯時における加熱手段として作用する環状の第１および第２の電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂが、前記飯器３の底部３ａ（換言すれば、保護枠６の底面６ａ）および該飯器底部３ａから側周部３ｂに至る間の湾曲部３ｃ（換言すれば、保護枠底面６ａから側周部６ｂに至る間の湾曲部６ｃ）に対応して配設されている。これらの電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂは、交番磁界を発生するものであり、該交番磁界の電磁誘導により前記飯器３に誘導渦電流を発生させ、該誘導渦電流の抵抗熱を利用して加熱するものとされている。なお、飯器３は、後述するように、電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂにより誘導渦電流を発生させることのできる材質（例えば、磁性体材料）により構成される。
【００１８】
前記電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂは、前記保護枠６の底面に対して固定されたコイルダイ１１と前記保護枠６の底面との間に挟持されているが、既に説明したように、前記第１の電磁誘導コイル１０Ａにより飯器３の底部３ａに発生せしめられる誘導電流が第２の電磁誘導コイル１０Ｂにより飯器３の湾曲部３ｃに発生せしめられる誘導電流より多くなって、飯器底部３ａでの加熱量が飯器湾曲部３ｃでの加熱量より大きくなるようにするのが、飯器３内に良好な対流を起こす上で望ましいところから、第１の電磁誘導コイル１０Ａのピッチが第２の電磁誘導コイル１０Ｂのピッチより小さくなるようにされている。符号１２はフェライトコアであり、ワークコイル１０による磁気が下方に存在する機器に対して影響を及ぼさないように遮閉する作用をなす。
【００１９】
また、前記第１の電磁誘導コイル１０Ａと前記第２の電磁誘導コイル１０Ｂとの巻数は略同じ（例えば、１００サイズ用電気炊飯器においては、第１の電磁誘導コイル１０Ａの巻数：第２の電磁誘導コイル１０Ｂの巻数＝１１：１０）とされている。
【００２０】
さらに、前記第１の電磁誘導コイル１０Ａと第２の電磁誘導コイル１０Ｂとは直列に接続されている。このようにすると、同じ太さの素線（例えば、１００サイズ用電気炊飯器においては、直径＝０．３ｍｍ）を同一本数（例えば、１００サイズ用電気炊飯器においては、２５本）より合わせたものを使用することができることとなり、構成が簡略化できる。
【００２１】
さらにまた、本実施の形態においては、第１の電磁誘導コイル１０Ａと第２の電磁誘導コイル１０Ｂとの間の間隔は、電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂと飯器３の外面との距離より大きく（例えば、２倍以上に）設定されている。このようにすると、第１および第２の電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂにより飯器３が誘導加熱されるが、その時、湾曲部３ｃから側周部３ｂにかけての内面に沿って連続的に被加熱水の上昇流が発生し、もって、被加熱水が飯器３の内部の側周部３ｂ内面側で上昇し中央部で下降するといった良好な対流が発生するようになる。この結果、飯器３の内部での温度ムラが小さくなって、炊き上げ工程において飯器３内部の各部における水がほぼ一様に１００℃となり、お米のα化が促進されることとなる。
【００２２】
前記センサー穴９内には、前記飯器３の底部に対して接触するようにしてセンタセンサー８が設けられている。また、前記保護枠６の側周面には、保温時における加熱手段として作用する保温ヒータとなる側面ヒータ１３が取り付けられている。
【００２３】
前記炊飯器本体１の底部（即ち、底部材７）には、前記電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂの通電制御を行うためのパワートランジスタおよび整流用ダイオードブリッジ（図示省略）等の電子部品へ冷却風を圧送する電子部品冷却ファン１４が配設されている。また、前記炊飯器本体１の底壁（具体的には、底部材７）には、前記電子部品冷却ファン１４に対向して空気入口１５が形成されている。
【００２４】
一方、前記蓋体２は、外面を構成する合成樹脂製の上板１６と、内面を構成する合成樹脂製の下板１７とによって構成されており、前記上下板１６，１７に囲まれた空間部１８には、断熱材１９が配設されている。
【００２５】
この蓋体２は、前記肩部材７の一側に形成されたヒンジユニット２０を介して炊飯器本体１に対して弧回動自在且つ着脱自在に取り付けられている。
【００２６】
そして、前記蓋体２の中央部には、前記上板１６から垂設された筒部２１が形成されており、該筒部２１内には、炊飯時に発生する水蒸気を外部へ排出するための蒸気排出通路２２を有するスチームキャップ２３が着脱自在に取り付けられている。前記スチームキャップ２３の下端には、前記蓋体２の閉止時に前記飯器３の開口部３ａを密閉するための熱良導体（例えば、アルミ合金）からなる放熱板２４が取り付けられている。
【００２７】
前記肩部材７には、肩ヒータ２５が設けられており、該肩ヒータ２５に対しては、前記蓋体２の閉止時に放熱板２４の外周縁が圧接され、放熱板２４は肩ヒータ２５からの熱伝導により加熱されることとなっている。この肩ヒータ２５は、断面逆Ｕ字状のヒータリング２６と、該ヒータリング２６内に配設された発熱体２７とからなっている。
【００２８】
前記炊飯器本体１の反ヒンジ側（即ち、蓋体２をロックするロック機構２８が設けられている側）における空間部４には、電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂ、側面ヒータ１３および肩ヒータ２５等への通電制御を司る制御ユニットが組み込まれた制御基板２９が配設される一方、前記肩部材７における反ヒンジ側（即ち、蓋体２をロックするロック機構２８が設けられている側）には、各種操作スイッチ類（例えば、炊飯スイッチ、予約スイッチ等）および表示装置として作用する液晶表示装置を備えた操作パネル部３０が設けられている。
【００２９】
前記電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂには、図２のインバータ共振回路に示すように、マイクロコンピュータユニット（以下、マイコンと略称する）からＩＧＢＴドライブ回路（図示省略）を経た指令によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるパワートランジスタ３１からの制御信号が与えられることとなっている。符号３２は共振コンデンサ、３３はダイオードである。このインバータ共振回路においては、最大電力出力時にパワートランジスタ３１のターンオン時にダイオード３３に回生電流Ｉｄが流れることとなっており、該回生電流Ｉｄがある程度大きくなるように、電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂと飯器３の外面との距離を所定範囲内で微調整することにより良好な共振特性が得られることとなっている。
【００３０】
上記のように構成された電気炊飯器において用いられる飯器３としては、既に説明したように、保温性の良さや外観の良さから、ステンレス鋼とアルミニウムとを多層重ねてクラッドしたものを使用したいという要求がある。
【００３１】
このような多層構造の飯器３としては、図３に示すように、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４ステンレス鋼からなる外面部材５１の内面に、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０ステンレス鋼からなる第１内層５２ａ、アルミニウム合金からなる第２内層５２ｂ、純アルミニウムからなる第３内層５２ｃおよびアルミニウム合金からなる第４内層５２ｄを順に接合してなる５層構造のものが用いられる。つまり、保温性や外観の良さを得るためには、外面部材５１にはオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４ステンレス鋼が採用されることとなるのである。
【００３２】
ところが、既に述べたように、外面部材５１としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼を用いた５層構造の飯器を用いた場合、鍋形状を得るためのプレス加工によって、電磁誘導の際の抵抗成分Ｒが大きくなってしまい、該抵抗成分Ｒの増大により、共振の鋭さを示す値Ｑが低下してしまうという不具合が発生する。
【００３３】
そこで、本実施の形態においては、外面部材５１としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼を用いた５層構造の飯器を製造するに当たって、フッ素樹脂を予め焼き付けてなる５層構造の素材を、鍋形状を得るためのプレス加工を施した後、所定温度（例えば、フッ素樹脂としてポリ４弗化エチレンＰＴＦＥを含んでいる場合には、３２７℃以上の温度）にまで加熱し、その後放冷した。
【００３４】
このようにすると、プレス加工によってオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４ステンレス鋼に発生した抵抗成分Ｒの増大が低減されることとなる。従って、Ｑ＝Ｌ／Ｒで与えられる共振の鋭さを示す値Ｑが大きくなることとなり、電磁誘導の際に良好な共振特性が得られる。
【００３５】
ちなみに、ＮＯ１〜ＮＯ１５の１５個の試料に対してプレス加工直後と加熱放冷後とにおける抵抗成分Ｒ、インダクタンスＬおよび共振の鋭さを示す値Ｑを測定したところ、図４ないし図６に示す結果が得られた。ここで、Ｑ＝Ｌ／Ｒとされ、加熱温度は３２７℃以上とされた。
【００３６】
上記結果によれば、抵抗成分Ｒは、図４に示すように、加熱後において大きく低減されており、インダクタンスＬは、図５に示すように、加熱前後でさほどの変化が見られない。従って、Ｑ＝Ｌ／Ｒの関係からも、共振の鋭さを示す値Ｑは、図６に示すように、大きくなる。
【００３７】
以上の結果は、表１に示す通りである。
【００３８】
【表１】
0003898465.tif 000002
【００３９】
つまり、発振周波数が、４０ｋＨｚ弱であるため、インダクタンスＬは、ほとんど同じになっている。抵抗成分Ｒに関しては、プレス加工直後におけるそれが非常に大きいため、プレス加工直後におけるＱが小さくなっている。よって、インダクタンスＬが同じで、Ｑが高いので加熱したものの方が共振が深くなっている。
【００４０】
ついで、プレス加工直後の鍋と加熱後の鍋とについて、図２の点Ｃ，Ｅ間の共振電流Ｉｃを測定したところ、図７および図８に示す結果が得られた。ここで、電磁誘導コイル１０Ａ，１０Ｂと飯器３の外面との距離は７．５ｍｍに設定されている。
【００４１】
図７には、プレス加工直後の飯器を用いた場合の共振電流特性が示されており、図７（イ）に示すように、最大電力出力時（即ち、出力：１００％≒１１４４Ｗ）における回生電流Ｉｄ≒−１０Ａとなり、図７（ロ）に示すように、最小電力出力時（即ち、出力：５０％≒５９１Ｗ）におけるショート電流Ｉｓ≒２５Ａとなっている。つまり、最大電力出力時における回生電流Ｉｄは下限値である−３５Ａより大きくなっているが、最小電力出力時におけるショート電流Ｉｓは上限値２０Ａを超えている。従って、ノイズが大きく、他の機器へ影響を及ぼすおそれがある。
【００４２】
図８には、プレス加工後所定温度まで加熱した後放冷された飯器を用いた場合の共振電流特性が示されており、図８（イ）に示すように、最大電力出力時（即ち、出力：１００％≒１１６５Ｗ）における回生電流Ｉｄ≒−２５Ａとなり、図８（ロ）に示すように、最小電力出力時（即ち、出力：５０％≒５７１Ｗ）におけるショート電流Ｉｓ≒０Ａとなっている。この場合、回生電流Ｉｄは下限値である−３５Ａより大きくなっているとともに、ショート電流Ｉｓが発生しておらず、良好な共振特性が得られることとなる。
【００４３】
上記した結果によれば、図８に示すように、プレス加工後に所定温度まで加熱し、その後放冷したものを飯器として使用した場合、良好な共振条件が得られていることが分かる。
【００４４】
上記実施の形態においては、プレス加工前にフッ素樹脂を焼き付けるようにしているが、この場合、フッ素樹脂の焼き付けとプレス加工後の加熱とが別工程で行われることとなり、それぞれの温度管理が容易且つ正確となる。
【００４５】
なお、プレス加工後の加熱温度は、フッ素樹脂の融点以上でアルミの融点以下の温度とすることができる。
【００４６】
また、飯器内面への水位目盛りの焼き付けも、同様の条件で行うことができる。
【発明の効果】
【００４７】
請求項１の発明によれば、外面部材がプレス加工後の加熱処理によりプレス加工直後の抵抗成分が低減する特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼で構成され且つ少なくとも１層のアルミニウム合金層を含む多層構造とされ、プレス加工前に内面側にフッ素樹脂が焼き付けされ、所定の鍋形状にプレス加工されたものを、前記フッ素樹脂の融点以上でアルミニウム合金の融点以下の温度まで加熱後放冷して得られた電磁調理器用鍋を飯器として用い、該飯器に誘導渦電流を発生させる電磁誘導コイルを備えて構成したので、抵抗成分をＲ、インダクタンスをＬとしたとき、Ｑ＝Ｌ／Ｒで与えられる共振の鋭さを示す値Ｑが大きくなることにより、電磁誘導の際に良好な共振特性が得られるという効果がある。また、フッ素樹脂の焼き付けとプレス加工後の加熱とが別工程で行われることとなるところから、それぞれの温度管理が容易且つ正確となるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器の縦断面図である。
【図２】  本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における電磁誘導コイルの制御回路部を示す結線図である。
【図３】  本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における飯器の一例を示す部分拡大断面図である。
【図４】  試料ＮＯ１〜試料ＮＯ１５についてプレス加工直後と加熱後とにおける抵抗成分Ｒの変化を測定した結果を示す特性図である。
【図５】  試料ＮＯ１〜試料ＮＯ１５についてプレス加工直後と加熱後とにおけるインダクタンスＬの変化を測定した結果を示す特性図である。
【図６】  試料ＮＯ１〜試料ＮＯ１５についてプレス加工直後と加熱後とにおける共振の鋭さを示す値Ｑの変化を示す特性図である。
【図７】  プレス加工直後における共振電流特性であり、（イ）は出力：１００％の場合、（ロ）は出力：５０％の場合を示す。
【図８】  加熱後における共振電流特性であり、（イ）は出力：１００％の場合、（ロ）は出力：５０％の場合を示す。
【符号の説明】
３は飯器、１０Ａは第１の電磁誘導コイル、１０Ｂは第２の電磁誘導コイル、５１は外面部材。
【図１】
0003898465.tif 000003
【図２】
0003898465.tif 000004
【図３】
0003898465.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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