JP2744778B2 - 加熱調理器用重量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子レンジ等ターン
テーブルを有する加熱調理器用重量検出装置に係り、特
にターンテーブルに載せられた物の重量を静電容量に変
換して測定する加熱調理器用重量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の電子レンジにおいては、調理の
際、ターンテーブルに物を載せると、自動的に重量測定
が行われ、測定された重量に応じて加熱調理されるよう
になっている。このような電子レンジに用いられる重量
検出装置（従来装置という）について図面を参照して説
明する。

【０００３】図５は従来装置の一例を示す縦断面正面図
である。図において、１０は加熱室、１１は加熱室１０
内に回転自在に配置されたターンテーブル、１２はター
ンテーブルの支持軸、２０は駆動部で加熱室１０の下側
に設けられ、支持軸１２を軸支する図外の軸受２１、２
２、従動ギヤ２３、駆動ギヤ、モータ等を含んでいる。

【０００４】重量検出装置３０は駆動部２０の下側に設
けられ、固定電極板３１と可動電極板３２と両電極板３
１、３２の調整機構３３を含んでいる。固定電極板３１
は重量検出装置本体３４に絶縁板を介して固定されてい
る。可動電極板３２は固定電極板３１と僅かな空隙を設
けて配設されている。

【０００５】前記可動電極板３２の一端３５は回動可能
に本体３４に軸支されており、中間部は支持軸１２の下
端に設けたボール３６を介して支持軸１２の荷重を受け
ている。さらに他端はＬ字状に形成されており、その先
端が本体３４の外に突出してバネ３７を含む調整機構３
３に連続されており、常時バネ３７によって弾性支持さ
れるようになっている。

【０００６】前記両電極板３１、３２はいずれも金属製
で、互いに絶縁されており、一種の空気コンデンサが形
成されており、調整機構３３によってバネのバネ定数及
び両電極板３１、３２の空隙の初期設定を調整するよう
になっている。

【０００７】ターンテーブル１１に物を載せると、支持
軸１２は下向きに摺動し、可動電極板３２を押圧する。
可動電極板３２は端部３５を中心に矢印Ａに示す方向に
回動し、調整機構３３のバネ３７を引つ張り、物の重量
とバランスする。このときの両電極板３１、３２の空隙
寸法は物をターンテーブルｌｌに載せないときより変化
し、静電容量がそれだけ変化する。この静電容量変化は
図示しない発振器によって発振周波数の変化分として物
の重量が測定されるようになっている。

【０００８】固定電極板と可動電極板の間隔を変化させ
る機構は前記のほか、台秤機構やロバーバル機構の外部
に固定された固定電極間の微妙な空隙変化を静電容量変
化として検出する機構が用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者に
おいては、調整機構を用いてバネ定数や両電極の間隙の
初期設定を調整するのが非常に難しく、そのために組
立、調整に多くの時間を要していた。また、台秤機構や
ロバーバル機構を用いる後者においては、測定精度は大
幅に向上するが、前者よりもさらに部品点数が多くな
り、コスト的に不利であるうえに、構造的に小型化が困
難であった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、低コストで小型化した加熱調理器用重量検出装置を
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る加熱調理器
用重量検出装置は、加熱室内のターンテーブル上に載せ
られた物の重量をターンテーブルの支持軸のスラスト方
向変位量として捕らえ、スラスト方向変位量を支持軸下
方に配設した固定電極板と可動電極板との空隙寸法変化
によって静電容量変化に変換し、静電容量変化を検出し
て重量検出を行う加熱調理器用重量検出装置であって、
前記可動電極板はジンバルバネ状に形成されており、そ
の周辺が本体に固定されるとともに、中心部が支持軸の
荷重を受けるように配置されていることを特徴としてい
る。また前記ジンバルバネ状の可動電極板は中心平面部
と外周部と複数個のアーム部からなり、前記アーム部は
中心平面部と外周部を一体に連結するもので、荷重時に
容易に変形できるように中心平面部に比べて断面２次モ
ーメントが十分小さく形成されている。

【００１２】そして、ターンテーブルの支持軸を介して
荷重を受けたジンバルバネ状の可動電極板は、外周部と
中心平面部が荷重に対して平行に移動するので、静電容
量は荷重に対し略直線的に変化する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の加
熱調理器用重量検出装置に係る一実施の形態を説明する
前に本発明の加熱調理器用重量検出装置の前提となる加
熱調理器用重量検出装置について説明する。

【００１４】図１は本発明の加熱調理器用重量検出装置
の前提となる加熱調理器用重量検出装置の正面断面図、
図２は図１の荷重時における板バネの変形状態を説明す
る側面図である。従来技術と同一の部分は同一の符号で
示している。

【００１５】図１において、加熱室１０には略中央に支
持軸１２が突出しており、支持軸１２の上端にはターン
テーブルプレート１３が設けられている。ターンテーブ
ルプレート１３のボス部１３Ａはターンテーブルの支持
軸１２に所定寸法で嵌め込まれており、フランジ部１３
Ｂはターンテーブル１１を載せるように構成されてい
る。

【００１６】加熱室１０の下側には、加熱室１０に例え
ばスポット溶接されたモータ取付金具２４が固定されて
おり、これにターンテーブル１１を回転させるターンテ
ーブルモータ２５と重量検出装置４０の本体４１が取付
けられている。ターンテーブルモータ２５は内部に電源
周波数に同期回転する図外のモータと減速機構と、減速
機構により減速された回転を出力し、かつスラスト方向
に摺動可能な支持軸１２を含んでいる。支持軸１２の下
端には、円錐状又は球状の突部１２Ａが形成されてい
る。重量検出装置４０は固定電極板４２と可動電極板４
３からなり、本体４１内に設けられている。

【００１７】固定電極板４２は本体４１の底部に設けた
絶縁板４４に固定されている。可動電極板４３は矩形状
の板バネよりなり、絶縁板４４の両側部に突出して形成
されたナイフエッジ４４Ａで支持されており、固定電極
板４２と僅かな空隙をもって対向し、両電極板４２、４
３によって空気コンデンサが形成されている。前記突部
１２Ａは可動電極板４３の略中心部に支持されており、
支持軸１２の回転トルクロスを少なくするとともに、タ
ーンテーブル１１及び物の重量を正確に可動電極板４３
に云えるようになっている。前記絶縁板４４及び支持軸
１２は例えばセラミック等で形成されることが好まし
い。４５は両電極板４２、４３に電気的に接続されたリ
ード線で、外部の重量検出装置（図示しない）に接続さ
れている。つぎに前記の加熱調理器用重量検出装置の動
作について説明する。

【００１８】ターンテーブル１１上に物を載せると、物
とターンテーブル１１の重量は支持軸１２を介して可動
電極板４３の中心部で受けられる。いまターンテーブル
１１の重量をＷ１、物の重量をＷ２、左右ナイフエッジ
４４Ａの間隔をｌとすると、ナイフエッジ４４Ａの一方
からＸ間隔離れた場所における可動電極板４３のたわみ
δは次式で表される。

【００１９】

【数１】

【００２０】（但しＥ：弾性係数、Ｉ：断面２次モーメ
ントとし、支持軸１２の重量を無視する）で表され、そ
の中心は

【００２１】

【数２】

【００２２】で表される量だけ変位する（図２参照）。

【００２３】上記変位により両電極板４２、４３間の静
電容量は前記変位に応じた値だけ変化し、外部の重量検
出回路により重量に換算され、加熱制御に利用される。

【００２４】本発明の加熱調理器用重量検出装置の前提
となる加熱調理器用重量検出装置の実施の形態による
と、従来装置に比べて構造が簡単で部品点数も少なく、
小型化、低コスト化が実現できる。この実施の形態にお
いては、可動電極板４３を形成する矩形状板バネは荷重
を受けたとき、両端が支持されているため、前記したよ
うに、中央部を頂点とする曲線でもって変形する。従っ
て、荷重と静電容量変化の関係は非直線的となるため、
これに対応する非直線的特性を有する演算回路を用意す
る必要がある。

【００２５】つぎに本発明の加熱調理器用重量検出装置
の一実施の形態について説明する。図３は本発明の加熱
調理器用重量検出装置に用いる可動電極板の平面図、図
４は図３の荷重時における可動電極板の変形状態を説明
する側面断面図である。

【００２６】この本発明の加熱調理器用重量検出装置の
実施の形態においては、可動電極板５０は矩形状板バネ
に替えてジンバルバネ形状（例えばジンバルバネ）に形
成されており、中心平面部５１と外周部５２と複数個の
アーム部５３からなっている。中心平面部５１は可動電
極として作用する面積を有しており、外周部５２は絶縁
板５４を介して本体４１に固定されている。

【００２７】アーム部５３は中心平面部５１と外周部５
２を一体に連結するもので複数個あり、荷重時に容易に
変形できるように中心平面部５１に比べて断面２次モー
メントが十分小さく形成されている。なおアーム部５３
は通常４〜８本が好ましい。可動電極板５０の中心部に
荷重がかかると、中心平面部５１はアーム部５３に比べ
ると、剛体に近いためほぼ平面を保ったまま下方に平行
移動し、固定電極板４２との空隙が変化する。この実施
の形態によると、ロバーバル機構を利用した重量検出装
置に劣らない測定精度が得られる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明装置は可動
電極板がジンバルバネ状に形成されているので、構造が
簡略化され、コンパクト化することができ、しかもロバ
ーバル機構を利用した重量検出装置に劣らない測定精度
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱調理器用重量検出装置の前提とな
る加熱調理器用重量検出装置の正面断面図である。

【図２】図１の荷重時における板バネの変形状態を説明
する側面図である。

【図３】本発明の加熱調理器用重量検出装置の可動電極
板の平面図である。

【図４】図３の荷重時における可動電極板の変形状態を
説明する側面断面図である。

【図５】従来の電子レンジの重量検出装置の縦断面正面
図である。

【符号の説明】

１０ 加熱室 １１ ターンテーブル １２ 支持軸 ４０ 重量検出装置 ４２ 固定電極板 ４３ 可動電極板 ５０ 可動電極板 ５１ 中心平面部 ５２ 外周部 ５３ アーム部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室内のターンテーブル上に載せられ
   た物の重量をターンテーブルの支持軸のスラスト方向変
   位量として捕らえ、スラスト方向変位量を支持軸下方に
   配設した固定電極板と可動電極板との空隙寸法変化によ
   って静電容量変化に変換し、静電容量変化を検出して重
   量検出を行う加熱調理器用重量検出装置であって、前記
   可動電極板はジンバルバネ状に形成されており、その周
   辺が本体に固定されるとともに、中心部が支持軸の荷重
   を受けるように配置されていることを特徴とする加熱調
   理器用重量検出装置。
2. 【請求項２】 前記ジンバルバネ状の可動電極板は中心
   平面部と外周部と複数個のアーム部からなり、前記アー
   ム部は中心平面部と外周部を一体に連結するもので、荷
   重時に容易に変形できるように中心平面部に比べて断面
   ２次モーメントが十分小さく形成されている請求項１記
   載の加熱調理器用重量検出装置。