KR100745028B1 - Cookware for Induction Heater and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도가열 중 조리기구의 바닥 변형을 최소화시켜 높은 유도가열 효율 및 본체로부터 자성체 금속판의 견고한 결합으로 탈착이 되지 않게 하는 것이다.The present invention is to minimize the deformation of the bottom of the cookware during induction heating to prevent the high induction heating efficiency and the desorption by the rigid coupling of the magnetic metal plate from the body.
이에 따른 본 발명은 내부에 조리대상물 수용공간을 갖도록 성형된 알루미늄합금 조리기구 본체와 상기 본체의 바닥면에 자성체 금속판을 포함하는 유도가열용 조리기구에 있어서, 상기 자성체 금속판의 중심부에 소정 직경의 통공(2)이 구비되고, 통공 주위에는 외곽방향으로 소정길이를 갖는 외향장공(3)이 형성되거나 또는 통공쪽으로 소정 길이를 갖도록 형성되는 내향장공(4)이 형성되고, 상협 하광의 형태로 상부로 돌출된 돌기(5)가 본체의 바닥면에 강제 끼움되고, 상기 돌기에 따라 형성된 자성체 금속판의 구멍(7)에 상기 본체의 알루미늄이 함몰되어 이루어지며, 상기 금속판의 가장자리가 편평하게 형성된 것을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구로 이루어짐과 함께, 이를 제조함에 있어서는 상기 자성체 금속판에 프레스 공정을 통해 통공(2), 외향장공(3), 내향장공(4)을 형성하고, 상협 하광이 되게 상부로 돌출되게 타발하여서 된 돌기(5)가 본체 바닥면에 인입됨과 동시에 타발에 따라 형성된 구멍(7)에 알루미늄이 함몰되게 함을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention is an aluminum alloy cookware body molded to have a cooking object accommodating space therein and induction heating cookware comprising a magnetic metal plate on the bottom surface of the body, the through hole of a predetermined diameter in the center of the magnetic metal plate (2) is provided, the outward long hole (3) is formed around the through hole having a predetermined length in the outward direction, or the inward long hole (4) formed to have a predetermined length toward the through hole is formed, the upper side in the form of light down The protruding protrusion 5 is forcibly fitted to the bottom surface of the main body, and the aluminum of the main body is recessed in the hole 7 of the magnetic metal plate formed according to the protrusion, and the edge of the metal plate is formed flat. In addition to the cookware for induction heating to make, in the manufacture of the through-hole (2) through the pressing process to the magnetic metal plate, The outward long hole 3, the inward long hole 4 are formed, and the projection 5 formed by being punched out to protrude to the upper side becomes the lower side of the main body, and the aluminum is recessed in the hole 7 formed according to the punch at the same time. It is characterized by.
유도가열. 조리기구 Induction heating. Cookware
Description
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 조리기구 본체와 발열판의 분리 상태도Figure 1a and 1b is a state of separation of the cooking appliance body and the heating plate of the present invention
도 2는 타 실시예를 나타낸 발열판의 구조도2 is a structural diagram of a heating plate showing another embodiment
도 3은 상협 하광 형태의 돌기를 갖는 자성체 금속판이 본체에 압입된 결합 상태도3 is a coupling state in which a magnetic metal plate having protrusions in the form of upper and lower light is pressed into the main body;
도면의 주요부분에 대한 부호 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1: 본체 2: 통공 3: 외향장공 4: 내향장공1: main body 2: through hole 3: outward worker 4: inward worker
5: 돌기 6: 자성체 금속판 7: 구멍5: turning 6: magnetic metal sheet 7: hole
본 발명은 유도가열용 조리기구 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도가열 중 조리기구 바닥의 변형을 최소화함과 함께 자성체 금속판의 결합을 보다 견고하게 할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a cookware for induction heating and a method for manufacturing the same, and more particularly, to minimize the deformation of the bottom of the cookware during induction heating and to more firmly bond the magnetic metal plate.
일반적으로 유도가열기는 금속과 같은 도전물질에 고주파자장을 가할 때 도체내에 생기는 맴돌이 전류에 의하여 물질을 가열하는 유도가열 원리를 이용한 기기로서 그 이용분야가 점점 넓어지고 있다.In general, the induction heater is a device using the principle of induction heating to heat the material by the eddy current generated in the conductor when applying a high frequency magnetic field to a conductive material such as metal, the field of application is getting wider.
이러한 유도가열기에 이용되는 조리기구는 솥이나 냄비, 주전자, 프라이팬 등이 있으며, 상기한 조리기구는 유도가열시의 평탄한 가열면에 놓인 상태에서 유도 가열된다.Cooking utensils used in such an induction heater includes a pot, a pot, a kettle, a frying pan, and the like. The cooking utensils are induction heated in a state of being placed on a flat heating surface during induction heating.
이 유도가열용 조리기구는 알루미늄합금으로 된 몸체 바닥에 몸체와 다른 철판(또는 강판) 또는 스테인레스강판과 같은 자성체금속을 주조 또는 열간단조와 같은 방법으로 결합하고 있다.The cookware for induction heating combines a body and a magnetic metal such as a steel plate (or steel plate) or a stainless steel plate on the bottom of an aluminum alloy body by casting or hot forging.
이들 조리기구는 자성체 금속판의 형상 및 접합 결합방식 등에 따라 조리기구의 바닥 변형도 및 유도가열 효율이 다르다. 자성체인 금속판의 일반적인 형상은 원형으로 되어 있으며, 이 원형의 자성판을 알루미늄합금 본체와 결합시키기 위한 방법에 있어서 이종금속 접합의 경우는 적절한 열간단조 및 열처리하여 주조하는 반면, 이종금속결합의 경우는 원형의 자성판에 상부를 향해 직각으로 돌기가 형성 된 구멍이 다수개 구비되어 있으며, 이런 형상의 돌기를 상온에서 프레스로 강제 압입하여 본체에 결합시키고 있다.These cooking utensils differ in the bottom deformation degree and the induction heating efficiency of the cooking utensil according to the shape of the magnetic metal plate and the bonding method. The general shape of a magnetic plate of magnetic material is circular, and in the method of joining the circular magnetic plate with an aluminum alloy body, in case of dissimilar metal bonding, casting is performed by appropriate hot forging and heat treatment, while in case of dissimilar metal bonding. A circular magnetic plate is provided with a plurality of holes formed with projections at right angles to the upper portion, and these projections are forcibly pressed into the main body by press at room temperature.
상기와 같은 구조 및 방법에 따라 이루어진 원판의 형상에서는 유도가열 중 선팽창계수가 큰 알루미늄합금 본체바닥의 팽창이 커지고 선팽창계수가 낮은 철판 또는 스테인레스강판(STS430, 410)은 상대적으로 팽창이 적어 알루미늄합금 본체 바닥이 솟아오르는 현상이 발생하여 유도가열용 조리기구로는 불안정하고 유도가열 효율이 낮아지는 결점이 있다.In the shape of the disk made according to the structure and method as described above, the expansion of the bottom of the aluminum alloy body having a large coefficient of linear expansion during induction heating, and the steel sheet or stainless steel sheet having a low coefficient of linear expansion (STS430, 410) is relatively small expansion aluminum alloy body As the bottom rises, induction heating cookware is unstable and the induction heating efficiency is low.
또한 이 유도가열 조리기구는 다른 기열기 예로서 가스렌지에서 사용시 과열 이 되면 원판 형상의 자성체인 금속판이 중심부부터 뒤틀림이 일어나면서 심한 변형이 일어나거나 심한 경우는 직각 돌기 형상을 갖는 자성체 금속판이 바닥과의 결합이 유지되지 못하고 탈착이 생기는 등의 결점이 있다.In addition, this induction heating cooker is a different type of heater, for example, when used in a gas stove, when the plate-shaped magnetic plate of the metal plate is warped from the center, the severe deformation occurs, or in the severe case of the magnetic metal plate having a right angled protrusion shape and There is a drawback that the bond cannot be maintained and desorption occurs.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유도가열 중 조리기구의 바닥 변형을 최소화시켜 높은 유도가열 효율 및 본체로부터 자성체 금속판의 견고한 결합으로 탈착이 생기는 문제점 등을 개선하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and to minimize the deformation of the bottom of the cookware during induction heating to improve the induction heating efficiency and problems such as desorption due to the rigid coupling of the magnetic metal plate from the body. .
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 조리대상물 수용공간을 갖도록 성형된 알루미늄합금 조리기구 본체와 상기 본체의 바닥면에 자성체 금속판을 포함하는 유도가열용 조리기구에 있어서, 상기 자성체 금속판의 중심부에 소정 직경의 통공이 구비되고, 통공 주위에는 외곽방향으로 소정길이를 갖는 외향장공이 형성되거나 또는 통공쪽으로 소정 길이를 갖도록 형성되는 내향장공이 형성되거나, 또는 상기한 외향장공과 내향장공이 모두 형성될 수 있으며, 철판(또는 강판), 스테인레스강판과 같은 자성체 금속판은 상협 하광의 형태로 상부로 돌출됨에 따라 구멍의 테두리에 상부로 형성된 돌기가 강압프레스에 따라 본체와 견고하게 결합 되고 열팽창완화를 위하여 상기 금속판의 가장자리가 편평하게 형성된 구조로 이루어진다.The present invention for achieving the above object is an aluminum alloy cookware body molded to have a cooking object receiving space therein and induction heating cookware comprising a magnetic metal plate on the bottom surface of the main body, the center of the magnetic metal plate It is provided with a predetermined diameter hole in the outer periphery, the outward long hole having a predetermined length in the outer direction is formed around the through hole or an inward long hole formed to have a predetermined length toward the through hole is formed, or both the outward long hole and the inward long hole are formed As the magnetic metal plate such as iron plate (or steel plate) and stainless steel plate protrudes upward in the form of light beam downlight, a protrusion formed at the upper edge of the hole is firmly combined with the main body according to the pressing force and for thermal expansion relaxation. The edge of the metal plate is formed in a flat structure.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예 1로서 조리기구 본체와 발열판의 분리 상태도를 나타낸 것이고, 도 2는 타 실시예2를 나타낸 발열판의 구조도이고, 도 3은 상협 하광의 형태를 갖는 상부로 돌출된 돌기를 갖는 자성체 금속판이 본체에 압입된 결합 상태도를 나타낸 것으로 이에 따라 설명한다.1A and 1B are diagrams showing a state of separation between a main body and a heating plate according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a structural diagram of a heating plate showing another
도 1a 및 도 1b에 나타내 바와 같이, 내부에 조리대상물 수용공간을 갖도록 성형되는 알루미늄합금으로 된 본체(1)와 상기 본체 바닥면에 결합되며 중심부에 소정 직경의 통공(2)이 구비되고, 상기 통공 주위에는 외곽방향으로 소정 길이를 갖는 외향장공(3)이 구비되거나, 통공쪽으로 소정 길이를 갖는 내향장공(4)(내향장공만이 형성된 도면은 별도로 도시하지 않음)이 형성되거나, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기한 외향장공(3)과 내향장공(4)이 모두 형성될 수 있으며, 또한 상기한 구조를 갖는 자성체 금속판이 본체(1)와 결합되도록 상협 하광의 형태로 상부로 돌출되도록 프레스 등을 이용하여 타발시킴에 따라 구멍의 테두리가 형성됨과 함께 상부로 돌출된 돌기(5)가 형성되고, 상기 돌기를 갖는 자성체 금속판(6)을 본체 바닥면에 맞대어 프레스로 강제 압입함에 따라 상협 하광을 갖는 돌기에 이웃하는 구멍(7)에 알루미늄이 인입되어 견고한 결합이 이루어진다.1A and 1B, a main body 1 made of an aluminum alloy molded to have a cooking object accommodation space therein and a through
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 유도가열용 조리기구를 제조함에 있어서는 먼저, 알루미늄합금판으로 프레스 성형하여 바닥면을 갖는 조리기구 본체(1)를 성형하거나, 알루미늄합금주괴로 용해, 주조 가공하여 바닥면을 갖는 본체를 성형하게 된다.In manufacturing the cookware for induction heating according to the present embodiment configured as described above, first, the cookware main body 1 having a bottom surface is formed by press molding with an aluminum alloy plate, or melted and cast into an aluminum alloy ingot. The main body having the bottom surface is molded.
그리고 이와는 별도로 철판 또는 스테인레스강판으로 이루어진 자성체 금속판을 준비하여 중심부에 소정 직경의 통공(2)을 형성하고, 통공주위에 통공(2)과 요통되며 외곽방향으로 소정길이를 갖는 복수개의 외향장공(3) 또는 내향장공(4)을 형성하거나, 상기한 외향장공(3)과 내향장공(4)을 모두 형성한다.In addition, a magnetic metal plate made of a steel plate or a stainless steel plate is separately prepared to form a through-
상기 통공(2)과 내향장공(3) 및 외향장공(4)은 프레스 등의 공지의 가공방법으로 동시에 혹은 순차적으로 형성될 수 있다.The through
상기한 구조에서 자성체 금속판에 형성된 통공(2)과 외향장공(3) 또는 내향장공(4)이 열변형에 대해 완충능력을 갖게 됨에 따라 조리기구의 만곡향을 감쇄시키는 작용을 한다.In the above structure, the
즉, 통공(2)과 외향장공(3)영역에서는 본체 바닥면이 정상적으로 늘어나면서 자성체 금속판(6)쪽으로 휘려는 힘에 대해 저항하는 힘이 발생하게 된다.
또한, 자성체 금속판의 가장자리가 편평한 상태이므로 본체 바닥면에 대한 열변형에 따른 완충능력은 더욱 향상된다.That is, in the through
In addition, since the edge of the magnetic metal plate is flat, the buffering capacity due to thermal deformation of the bottom surface of the main body is further improved.
이어서 상기 돌기(5)를 갖는 자성체 금속판(6)를 본체(1)의 바닥면에 맞대어 프레스로 프레싱하면 돌기(5)가 알루미늄의 본체(1)에 강제로 들어감과 함께 본체의 알루미늄이 구멍(7)에 강제로 끼움된다.Subsequently, when the
즉, 스테인레스강판은 강도는 알루미늄에 비해 월등이 높기 때문에 돌기를 갖는 스테인레스를 강압적으로 프레싱하면 돌기가 본체에 들어감과 함께 알루미늄은 자성체 금속판의 구멍(7)에 강제 끼움이 이루어짐에 따라 조리기구의 과열이 진행된다 하여도 상협 하광의 형태를 갖는 돌기(5)에 의거 쉽게 탈착되지 않는다.In other words, stainless steel plate has higher strength than aluminum, so pressing forcefully the stainless steel with protrusions causes the projections to enter the body and the aluminum is forced into the holes 7 of the magnetic metal plate. Even if this advances, it is not easy to detach | desorb based on the
상기와 같이 구멍(7)에 강제 끼움된 알루미늄은 단순결합이 아니라 상협 하광을 갖는 돌기(5)와 이웃한 결합이기 때문에 과열이 진행된다 하여도 종래구조에서 처럼 탈착되지 않는다.As described above, the aluminum forcedly inserted into the hole 7 is not a simple bond but a neighbor adjacent to the
이하 본 발명의 실시예에 따라 설명한다.Hereinafter will be described according to an embodiment of the present invention.
알루미늄합금판으로 프레스 성형하여 조리기구 본체(1)를 만들었다. 그리고 도 2와 같은 형상을 갖는 자성체인 스테인레스강판의 금속판을 프레스 가공하였다.The cookware main body 1 was made by press-molding with the aluminum alloy plate. And the metal plate of the stainless steel plate which is a magnetic body which has a shape like FIG. 2 was press-processed.
이어서 상기 금속판을 유압프레스금형에 넣고 그 위에 기 제작된 본체(1)를 얹어놓고 유압프레스로 강제 압입시켰다. 상기와 같이 압입시킴에 따라 상협 하광 형태를 이루는 다수의 돌기(5)가 본체(1)바닥에 인입됨과 함께 본체의 알루미늄이 구멍(7)에 들어와 함몰하게 된다.Subsequently, the metal plate was placed in a hydraulic press mold, and the prefabricated main body 1 was placed thereon and forcedly press-fitted into the hydraulic press. As described above, the plurality of
이후 조리기구에 불소수지 코팅을 할 때 400℃ 이상의 가열에 의해 알루미눔합금 본체와 자성체인 금속판의 돌기와의 결합이 상온에서 압입 결합된 상태보다 더 팽창된 상태로 결합되어 있다가 상온으로 되면 압입된 돌기와 알루미늄합금 본체와의 결합에 미세간극이 형성되어 있게 된다. 이 미세간극의효과로 인해 유도가열중 알루미늄합금 본체바닥과 자성체인 금속판의 선팽창율 차이를 더욱 감소시켜알루미눔합금 조리기구의 바닥 변형이 더욱 축소된다.After coating the cookware with fluorine resin, the bond between the aluminum alloy body and the projection of the magnetic metal plate is more expanded than the press-bonded state at room temperature by heating at 400 ° C. or higher. A fine gap is formed in the coupling between the protrusion and the aluminum alloy body. Due to the effect of this microgap, the difference in the linear expansion rate between the aluminum alloy body bottom and the magnetic metal plate during induction heating is further reduced, which further reduces the bottom deformation of the aluminum alloy cookware.
이후 알루미늄합금 조리기구 내면에 불소수지코팅하고, 외면에 내열성 페인트 도장을 한 후 손잡이 등을 부착하여 유도가열용 조리기구룰 제조하였다.After the fluorine resin coating on the inner surface of the aluminum alloy cookware, heat-resistant paint coating on the outer surface was attached to the handle to prepare a cookware for induction heating.
상기 알루미늄합금으로 된 조리기구의 본체 바닥의 두께는 3.2㎜∼4.5㎜로 구성한다. 3.2㎜이하에서는 유도가열중 자성체인 금속판의 변형을 충분히 억제시키지 못하여 바닥 변형이 크게되고, 4.5㎜이상에선 변형을 충분히 억제하나 중량이 무거워지고 경제적으로도 비효율적이다.The thickness of the bottom of the main body of the cookware made of the aluminum alloy is composed of 3.2 mm to 4.5 mm. Below 3.2mm, the deformation of the metal plate, which is a magnetic material during induction heating, is not sufficiently suppressed, and the bottom deformation is large. Above 4.5mm, the deformation is sufficiently suppressed, but the weight is heavy and economically inefficient.
그리고 자성체인 금속판의 두께는 0.4∼1㎜로 한다. 0.4㎜이항에서는 유도가열 효율이 낮고 1㎜ 이상에서는 고비용과 무거워지는 단점이 있다. 자성체인 금속판의 형상은 중앙에 직경10∼60㎜인 통공(2)을 구비한다. 통공이 40㎜이하인 경우는 가열중 바닥 변형이 커져 알루미늄합금 조리기구 본체 바닥의 중앙부가 1㎜이상 솟아오르며, 60㎜이상인 경우는 자성체 면적이 적어져 가열속도가 늦어진다.And the thickness of the metal plate which is a magnetic body shall be 0.4-1 mm. In 0.4 mm or less, induction heating efficiency is low, and in 1 mm or more, there are disadvantages of high cost and heavy weight. The shape of the metal plate, which is a magnetic body, is provided with a
상기와 같은 중앙 통공으로 일반 가스렌지에서 과열되어도 자성체인 금속판의 변형이 없고 자성체인 금속판이 알루미늄합금 본체바닥에서의 탈착이 일어나지 않는다.Even when overheated in a general gas stove with the above-described central hole, there is no deformation of the magnetic metal plate, and the magnetic metal plate does not desorb from the bottom of the aluminum alloy body.
한편 중앙통공과 연결된 외향장공(3)을 다수개 만들어준다. 외향장공의 폭은 3∼5㎜로 하고, 길이는 자성체금속판의 반지름에서 중앙통공 반지름을 제한 것의 65∼90％로 한다. 외향장공의 수는 6∼12개로 한다. 이 장공수가 너무 적으면 조리기구 바닥의 국부변형이 일어나고, 너무 많으면 자성체 면적이 적어져 가열속도가 늦어진다.On the other hand, it makes a plurality of outward long hole (3) connected to the central through hole. The width of the outward long hole is 3 to 5 mm, and the length is 65 to 90% of the limit of the central hole radius at the radius of the magnetic metal plate. The number of outward long holes is 6-12. Too small a number of long holes causes local deformation of the bottom of the cookware, and too much of it causes a decrease in the area of the magnetic body, resulting in a slow heating rate.
그리고 외향장공 사이에는 외주위에서 연결된 내향장공(4)이 구비된다. 내향장공의 폭은 3∼5㎜이고, 길이는 자성체금속판의 반지름에서 중앙통공 반지름을 제한 것의 60∼85％로 한다. 내향장공의 수는 외향장공의 수와 동일하게 할 수 있다.And between the outward long hole is provided with an inward long hole (4) connected from the outer periphery. The width of the inward facing hole is 3 to 5 mm and the length is 60 to 85% of the limit of the central hole radius at the radius of the magnetic metal plate. The number of inward holes may be equal to the number of outward holes.
외향장공과 내향장공 사이에 돌기(5)의 높이가 0.7∼1.2㎜이며, 직경이 2∼5㎜인 구멍(7)이 다수개 형성되어 있다.Between the outward long hole and the inward long hole, the height of the
이상의 구조에 따라 본 발명의 조리기구는 자성체인 금속판이 유도가열될 때에 조리기구 바닥 변형이 최소화되어 200℃에서 + -5℃로 바닥의 변형도를 최대로 감쇄시켜 바닥 변형의 만곡량을 바닥 지경의 0.5％ 내로 유지할 수 있게 되어 높은 유도가열 효율 및 안정성을 갖추게 된다.According to the above structure, the cookware of the present invention minimizes the deformation of the bottom of the cookware when the induction heating of the magnetic plate is made of magnetic material. It can be maintained within 0.5% of the high induction heating efficiency and stability.
도한 유도가열 조리기구를 제조하는데 있어 상온에서 자성체인 금속판을 알 루미늄합금 본체에 결합함으로써 저렴한 생산비용으로 제조할 수 있다.In addition, in the manufacture of induction heating cookware can be manufactured at low production cost by combining a metal plate, which is a magnetic material at room temperature to the aluminum alloy body.
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