JP3662797B2 - Weight detector and microwave oven - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラスト方向の重量を電気的に検出する重量検出装置およびこの重量検出装置を用いた電子レンジの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子レンジでは、自動調理を行うためのセンサとして、温度や重量を測定するセンサが用いられている。重量センサとしての重量検出装置は、従来より、静電容量式、圧電素子式など種々な方式が採用されているが、現在では静電容量式が主流となっている。この静電容量による重量検出装置は、ターンテーブル上に載せられた調理品の重量により変位する出力軸(スラスト軸)の微少な変位量を、平行した板体間の静電容量の変化に基づいて検出するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の静電容量式の重量検出装置では発振回路を備え、その可変コンデンサの静電容量を電極間距離で変化させるような構成となっている。したがって、プリント基板上の配線パターンなどに生じる浮遊容量に影響されるおそれがあり、これに対処するために、一定以上の静電容量を確保する必要がある。また、部品寸法のバラツキを考慮すると、一定以上の電極間距離が必要となる。このため、電極間の対向面積が増大し、装置が大型化するという問題がある。
【0004】
さらに、このような従来の重量検出装置を電子レンジに適用する場合、ターンテーブルのスラスト方向の変位量を検出することになるが、このターンテーブルを回転駆動するための回転駆動手段と重量検出装置とはそれぞれが独立した構成となっており、それぞれを別々に組み立てた後に、両者を結合させることになるため、組立工程数が多く、また、両者を結合した後の形状はコンパクトにはなりにくく大型なものとなりがちである。
【0005】
そこで本発明は、小型化を可能とし、かつ、安定した重量検出が可能となる重量検出装置およびこの重量検出装置を用いた電子レンジを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明の重量検出装置は、検出すべき重量に応じてスラスト方向に変位するスラスト軸と、スラスト軸の変位量に応じて所定量回転方向に変位する回転変位部材と、この回転変位部材の変位量を重量として換算する重量換算手段と、を備え、上記回転変位部材は、上記スラスト軸に直交するように上記スラスト軸に挿通された横軸に当接することにより上記検出すべき重量を受けこれを上記回転変位部材の回転運動に変換する斜面部を有しかつスラスト方向にアンダーカット部を有さない溝を有している。
【0007】
上述の重量検出装置は、重量によってスラスト軸がスラスト方向に変位すると回転変位部材が回転方向に変位する。この動作によって、回転変位部材の回転変位量を数値化し、重量換算手段によって重量に換算している。具体的には、回転変位部材の変位量に比例した信号、たとえば、この変位量を距離に置き換え、これを重量検出信号として出力させ、この重量検出信号に基づいて重量を検出するようにしている。
【0008】
また、本発明の重量検出装置では、回転変位部材に重量を受けることにより回転変位部材を回転変位させる斜面部を備えた溝を形成しているが、斜面部を備えた溝にアンダーカット部分が無いため、回転変位部材を成型する際に回し抜き等の特殊な工法を用いず、スラスト方向に金型を抜くだけで成型することが可能となる。このため、製造が容易となる。
【0009】
また、回し抜きによれば、斜面部を約60度以上にする必要がある。それ以下の角度とすると、回し抜く際に溝形状が崩れてしまう危険性があるからである。しかしながら、アンダーカット部分の無い溝とし回し抜き成型をしない場合、斜面部を60度以下とすることが可能となる。このように斜面部をより低い角度に寝かせて構成すると、スラスト軸のスラスト移動に対し相対回転変位部材の変位量が大きくなる。そのため、重量検出装置の分解能がアップする。
【0010】
また、本発明は、検出すべき重量に応じてスラスト方向に変位するスラスト軸と、スラスト軸の変位量に応じて所定量回転方向に変位する回転変位部材と、この回転変位部材の変位量を重量として換算する重量換算手段と、を備え、回転変位部材は、スラスト軸に直交するようにスラスト軸に挿通された横軸に当接することにより検出すべき重量を受けこれを回転変位部材の回転運動に変換する斜面部を有した溝を円筒壁面に備え、溝は、周方向における一方側の縁がスラスト軸に対し所定の角度を備えた斜面部で構成され、他方側の縁がスラスト軸とほぼ平行もしくは斜面部と周方向逆側にスラスト軸に対し所定の角度を備えた斜面部で構成されている。
【0011】
そのため、スラスト方向の重量を受けてこれを回転運動に変換する側の斜面部と反対側の溝縁は、特に精度が必要ないため加工をより容易なものとすることができる。
【0012】
また、本発明の重量検出装置は、検出すべき重量に応じてスラスト方向に変位するスラスト軸と、このスラスト軸に係合して設けられた第1および第2の相対回転変位部材と、これら2つの相対回転変位部材をスラスト軸の変位量に応じて所定量相対的に回動変位させる回動変位手段と、第1および第2の相対回転変位部材をスラスト軸と一体的に回転させる回転駆動手段と、第1および第2の相対回転変位部材にそれぞれ設けられた被検出体の検出可能域に配置され、該被検出体を検出することにより第1および第2の相対回転変位部材の相対的な変位量を、第1および第2の相対回転変位部材の一体的な回転を利用して検出する検出器と、変位量を重量として換算する重量換算手段と、を有し、第1の相対回転変位部材は、スラスト軸に直交するようにスラスト軸に挿通された横軸に当接することにより検出すべき重量を受けこれを第1の相対回転変位部材の回転運動に変換する斜面部を有しかつスラスト方向にアンダーカット部を有さない溝を備え、第2の相対回転変位部材は、横軸のスラスト方向の動作を阻害しないスラスト方向の溝を備え、このスラスト方向の溝と斜面部と横軸とで回動変位手段を構成している。
【0013】
上述の重量検出装置は、重量によってスラスト軸がスラスト方向に変位すると、第1および第2の相対回転変位部材をスラスト軸の変位量に応じてスラスト軸を中心に所定回動角度だけ相対回転させる。この動作によって、両相対回転変位部材の相対的な変位量を数値化し、重量換算手段によって重量に換算している。具体的には、第2の相対回転変位部材に対する第1の相対回転変位部材の相対変位量に比例した信号、たとえば、この相対変位量に比例した時間間隔割合の信号を重量検出信号として出力させ、この重量検出信号に基づいて重量を検出するようにしている。
【0014】
また、他の発明は、上述の重量検出装置に加えて、検出すべき重量を受けこれを回転運動に変換する斜面部へ押し付けられる方向にのみスラスト軸が回転駆動される。そのため、スラスト軸に対する相対変位部材の保持が確実なものとなり、重量検出の精度が向上する。
【0015】
また、本発明の電子レンジは、ターンテーブルに加わる重量に応じてこのターンテーブルをスラスト方向に変位可能とするとともに、その変位量に基づいてターンテーブルに加わる重量を検出する重量検出装置を有したものであって、重量検出装置として、上述した各重量検出装置のいずれかを用いている。
【0016】
また、このような重量検出装置をターンテーブルに載せられる調理品の重量を計測する重量検出装置として用いた電子レンジは、重量検出部分を小型なものとすることができ、電子レンジ全体の小型化が図れる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を図1から図10に基づき説明する。この実施の形態では、重量検出装置を電子レンジに適用した例について説明する。電子レンジに適用する場合は、前述したように、調理品を載せるターンテーブルの変位量を調理品の重量を示す信号として取り出すものであり、この重量を示す信号に基づいてマイクロ波の照射時間を決定するなどの制御を行う。
【0018】
図1に示すように、重量検出装置1は、大きく分けると、ターンテーブル11を回転させると共に後述する第1および第2の相対回転変位部材42,43をスラスト軸41と一体的に回転させる回転駆動手段12と、ターンテーブル11のスラスト方向変位量を検出する重量検出部13により構成され、これらの各構成要素は1つの金属製のケーシング14内に収納されている。なお、ケーシング14は、ケース本体14aとケース蓋14bにより構成されており、ケース本体14aの底面とケース蓋14bの両内面によって第1および第2の相対回転変位部材42,43を上下方向から挟むような配置となっている。
【0019】
回転駆動手段12は、駆動源としてのモータ(ここでは同期モータが用いられる)20と、このモータ20の回転力を減速してターンテーブル11に伝達する減速輪列としての第1歯車31、第2歯車32、第3歯車33、出力歯車となる第2の相対回転変位部材43と、モータ20の逆転を防止する逆転防止レバー34aおよび逆転防止レバー34aと同軸状に配置された逆転防止レバー回転用歯車34と、から構成される。なお、逆転防止レバー34aおよび逆転防止レバー回転用歯車34は、バネによってスラスト方向に付勢されている。逆転防止レバー34aは、モータ20のロータ22が正常な回転方向とは逆方向に回転すると、ロータ22と一体的に回転するピニオン24に形成された突起に係合し、ロータ22の逆回転を防止するようになっている。
【0020】
重量検出部13は、一端がターンテーブル11の中心に固定され、ターンテーブル11に加わる重量に応じてスラスト方向に変位するスラスト軸41と、このスラスト軸41に係合して設けられた第1および第2の相対回転変位部材42,43と、これら2つの相対回転変位部材42,43をスラスト軸41の変位量に応じて所定量相対的に回動変位させる回動変位手段44と、第1および第2の相対回転変位部材42,43の回転方向における位置関係を保持させるための位置保持手段としての付勢バネ45と、後述する重量検出信号出力手段と、スラスト軸41の先端側に配置されたコイルバネ46とを主な構成要素としている。なお、重量検出信号出力手段から出力された信号は、マイクロコンピュータからなる重量換算手段(図示省略)によって重量に換算される。
【0021】
なお、第1および第2の相対回転変位部材42,43は、互いに対をなすようにスラスト軸41に同軸的に設けられている。そして、第1の相対回転変位部材42は、スラスト軸41のスラスト方向の変位に応じて回動すると共に、第2の相対回転変位部材43は、スラスト軸41のスラスト方向の変位によっては回動せず、回転駆動手段12からの回転駆動力を受けることによって回転するものとなっている。すなわち、第2の相対回転変位部材43は、回転駆動手段12を構成する減速輪列の一部であって他の歯車に係合する出力歯車を兼ねている。
【0022】
回動変位手段44は、第1および第2の相対回転変位部材42,43とスラスト軸41とを係合させ、スラスト軸41がスラスト方向に変位したときは、第1の相対回転変位部材42をスラスト軸41の変位量に応じてスラスト軸41を中心に所定回動角度だけ回動させ、第2の相対回転変位部材43が回転駆動手段12からの駆動力を受けて回転する際は、その回転力をスラスト軸41に伝達可能としている。この回動変位手段44は、第1の相対回転変位部材42に形成された「レ」形状の溝42b,42cと、第2の相対回転変位部材43に形成されたスラスト方向の溝43b,43cと、スラスト軸41に装着され、第1および第2の相対回転変位部材42,43を嵌めあわせた際に、溝42b,43bおよび溝42c,43cのそれぞれ重なる部分に嵌まり込む横軸となるピン44aと、から構成されている。これらの詳細については後述する。
【0023】
付勢バネ45は、コイルバネからなり、第1および第2の相対回転変位部材42,43の回転方向における位置関係を保持させるための位置保持手段となっている。
【0024】
すなわち、付勢バネ45は、第1および第2の相対回転変位部材42,43を嵌めあわせた際に、第1の相対回転変位部材42に対し周方向への力を与え、両斜面部42d,42eとピン44aとの当接をより強力にするようになっている。これにより、第1および第2の相対回転変位部材42,43の相対変位量は、確実に保持される。すなわち、付勢バネ45による位置保持を行うことにより、重量測定時の精度がより安定する。
【0025】
また、重量検出信号出力手段は、第1および第2の相対回転変位部材42,43の相対変位量に応じた信号を重量検出信号として出力する。この重量検出信号出力手段は、図6に示されるように、第1の相対回転変位部材42側に設けられる被検出体となる3個のマグネットB1,B2,B3と、第2の相対回転変位部材43側に設けられる被検出体となる3個のマグネットA1,A2,A3と、これらのマグネットB1〜B3,A1〜A3の発生する磁気を電気信号に変換する検出器となるホールIC47からなる。なお、これらの詳細については後述する。
【0026】
このような構成の重量検出部13についてさらに詳細に説明する。スラスト軸41は、上述したようにその一端(後端)がターンテーブル11に係合または固定されており、ターンテーブル11にモータ20の回転力を伝達するとともに、ターンテーブル11に調理品が載せられることによりターンテーブル11と一緒にスラスト方向に下降するようになっている。そして、このスラスト軸41の他端(先端)側には、コイルバネ46を押し下げるためのブッシュ48およびキャップ部材49が取り付けられている。
【0027】
コイルバネ46は、断面が四辺形のいわゆる角線コイルバネといわれるコイルバネが用いられ、スラスト軸41の下降しようとする力に抗する付勢力をスラスト軸41に対して与えている。すなわち、スラスト軸41は、コイルバネ46によって支持され、重量に応じてコイルバネ46の復元力に抗してスラスト方向に変位するようになっている。なお、コイルバネ46は、ケース本体14aにネジ止め固定された突出円筒部14c内に納められている。
【0028】
また、第1の相対回転変位部材42は、図3に示すように、円筒形状をなし、その中心部には、スラスト軸41を貫通させる孔42aが形成されている。そして、その側面円筒部分には、中心軸を挟んで対向する位置に一対の溝42b,42cが形成される。溝42bは、図4に示すように、中心軸方向に対し所定の角度を有する斜面部42dと、中心軸方向とほぼ同じ方向に形成された垂直面部42fを備えた上方に拡開した「レ」形状の溝となっている。なお、斜面部42dの基準面p(スラスト軸41に直交する面)に対する傾斜角θ1は、約45度となっている。また、垂直面部42fの基準面pに対する角度θ2は、(90+α(α≧0),α=約1度程度が理想的)度となっている。また、溝42cも溝42bと同様な形状、すなわち、中心軸方向に対し所定の角度を有する斜面部42eと、中心軸方向とほぼ同じ方向に形成された垂直面部42gを備えた「レ」形状の溝となっている。
【0029】
このように両溝42b,42cは「レ」形状となっており、溝底からスラスト方向解放端側に向かって、いわゆるアンダーカット部(成型時、軸方向に型抜きする際に素材が金型にぶつかってしまう部分)を有さない形状となっている。そのため、回し抜きという特殊な金型成型をする必要が無く、金型のコストを低減することが可能となる。
【0030】
なお、回し抜き成型をしないことで、傾斜角θ1をより寝かせる(傾斜角θ1をより小さくする)ことが可能となる。すなわち、回し抜き成型では、成型後にこの部材を構成する樹脂が冷えて固まるまでの間に溝の形が崩れてしまわないようにするには、どうしても傾斜角θ1を60度以上とする必要がある。しかしながら、アンダーカット部がなく金型をスラスト方向にストレートに抜くことができる場合は、当然、傾斜角θ1を何度で構成しても溝形状の崩れは生じない。なお、別の観点から見ると、溝42b,42cの各斜面部42d,42eは、上述したピン44aと当接することによりターンテーブルの11の重量を受け、これを第1の相対回転変位部材42の回転力に変換するためのものであるため、これを成就するには少なくとも約45度程度の角度が望ましい。
【0031】
このように、斜面部42d,42eの傾斜角θ1をより寝かせると、スラスト軸41のスラスト方向の沈み込みによる第1の相対回転変位部材42の回転角度がより大きくなる。従って、スラスト方向の同距離に対する回転角度の増大につながり、重量検出部13の検出器としての分解能がより向上することとなる。本実施の形態では、このように分解能をより高める構成とするため、斜面部42d,42eの傾斜角θ1を約45度としたが、それ以上の角度、たとえば回し抜きで成型されるのと同等の約60度程度としても良い。そのように構成した場合、回し抜きで成型したものに比して分解能をより高めるという効果は無いが、金型を単純化することができるという効果は有することとなる。
【0032】
また、図3に示すように、第1の相対回転変位部材42の側面円筒部分の外側には、120°間隔で配置されるマグネットB1,B2,B3を装填するためのマグネット装填部51a,51b,51cが設けられている。これらのマグネット装填部51a,51b,51cのうちの一つであるマグネット装填部51aには、第1および第2の相対回転変位部材42,43の回転方向における位置関係を位置保持するための付勢バネ45の一端側を係止する突起51dが設けられている。なお、この付勢バネ45の他端側は、第2の相対回転変位部材43に設けられた格納壁52dと押さえ突起52eからなる格納部内に装填される。
【0033】
一方、出力歯車ともなる第2の相対回転変位部材43は、図5に示すように、一端が有底で他端が開口の円筒形状をなし、その内径は第1の相対回転変位部材42の外径よりもやや大径で、内部には同心円状に形成された内部円筒部43aを有する。この内部円筒部43aの外径は第1の相対回転変位部材42の内径よりやや小径であり、その側面円筒部分には、その円筒の中心軸を挟んで対向する位置に、一対のスラスト方向に切り欠かれた溝43b,43cが形成されている。この溝43b,43cは、スラスト軸41に直交するようにスラスト軸41に挿通されたピン44aのスラスト方向の動作を阻害しない、すなわち内部をピン44aがスラスト方向には自在に移動できるものとなっている。
【0034】
このような第2の相対回転変位部材43の有底端側の中心部には、スラスト軸41を貫通させる孔43dが形成される。また、この第2の相対回転変位部材43は、その外側面に歯車が形成され、回転駆動手段12の第3歯車33と噛合し、出力歯車としての働きも行う。
【0035】
このような第2の相対回転変位部材43は、その一端側が、金属製の板状のバネ部材からなる葉形スプリング50と当接している。葉形スプリング50は、第1および第2の相対回転変位部材42,43と、ケース蓋14bの内面との間に配置されている。この葉形スプリング50は、図2に示すように、平板状に形成された円環部と、この円環部の外周部分よりケース蓋14b側に湾曲するように外側に延出されたバネ部とから構成されており、各バネ部がケース蓋14bの内面に当接することによって第2の相対回転変位部材43および第1の相対回転変位部材42をケース本体14a側に付勢するようになっている。このように、葉形スプリング50は、第1および第2の相対回転変位部材42,43をスラスト方向に付勢する付勢手段となっている。
【0036】
そして、第1の相対回転変位部材42と第2の相対回転変位部材43は、第1の相対回転変位部材42の溝42b,42cの入口部分がある端部と、第2の相対回転変位部材43の開放端とを対向させるようにして、第1の相対回転変位部材42を第2の相対回転変位部材43内に挿入する。これにより、第2の相対回転変位部材43の内部円筒部43aは、第1の相対回転変位部材42内に挿入される状態となる。
【0037】
また、第2の相対回転変位部材43の有底端には、外方向に突出した円筒形の突出部43e(図2参照)が形成され、この円筒形の突出部43eは葉形スプリング50に当接している。これにより、第2の相対回転変位部材43は、ケース本体14aの底面側に付勢されている。そして、第2の相対回転変位部材43の開口端側には、ケース本体14aの内面と第1および第2の相対回転変位部材42,43との間に平板状のワッシャー54が配置されている。このように第2の相対回転変位部材43は、一方から葉形スプリング50で付勢され、他方をワッシャー54に押し付けられるようになっているので上下方向の動きが規制されることとなる。また、第1の相対回転変位部材42は、第2の相対回転変位部材43を介して歯形スプリング50の付勢力によってワッシャー54側に押し付けられる。なお、第2の相対回転変位部材42は、付勢バネ45の付勢力から発生する付勢力によってもワッシャー54に押し付けられるようになっている。
【0038】
このように、ワッシャー54は、ターンテーブル11に重量がかけられていないとき(すなわち、初期状態)やターンテーブル11に調理部材が載置されないと、第1および第2の相対回転変位部材42,43が共に当接するようになっている。すなわち、このワッシャー54は、初期状態や調理時において、付勢手段となる葉形スプリング50によって付勢された第1および第2の相対回転変位部材42,43の端面を受ける基準面となっており、第1および第2の相対回転変位部材42,43は、ターンテーブル11にかかる重量に応じてこの基準面から相対変位するようになっている。この構成により、重量による両者の相対変位量が安定し、確実に誤差のない重量検出が可能となる。
【0039】
なお、葉形スプリング50によって付勢された第1および第2の相対回転変位部材42,43の各端面が、同時にワッシャー54に当接するような形状にしているが、第1の相対回転変位部材42のみがワッシャー54に当接するような構成としてもよい。また、第2の相対回転変位部材43のみがワッシャー54に当接するような形状としたときは、付勢バネ45の付勢力によって第1の相対回転変位部材42もワッシャー54に当接することとなる。また、ワッシャー54は、第1および第2の相対回転変位部材42,43が滑らかに回転するために設けられているものであるが、これを無くして、直接ケース本体14aの底面を基準面としても良い。
【0040】
また、スラスト軸41には、ピン44aがスラスト軸41の中心軸を直交するように直角に横切ってピン44aの両端が両側(左右という)に突出するように取り付けられる。そして、このピン44aの左右の突出部分は、第2の相対回転変位部材43の内部円筒部43aに形成された軸方向の溝43b,43cに係合するとともに、第1の相対回転変位部材42に形成された溝42b,42cの各斜面部42d、42eに当接し付勢バネ45の付勢力やモータ20の回転駆動力によってこの当接面に押し付けられている。さらに、ピン44aの一端は、第2の相対回転変位部材43の内部円筒部43aに形成された溝43bと第1の相対回転変位部材42を挟んで対向配置されたスリット43fに係合している。
【0041】
このスラスト軸41は、その先端がケース本体14からワッシャー54および軸受け部材53aを突き抜けて突出円筒部14c内に配置されたキャップ部材49に到達し、ターンテーブル11に加わる重量によってキャップ部材49を押してコイルバネ46を圧縮させる動作を行う。この際、このスラスト軸41の先端は、キャップ部材49に対してブッシュ48を介して当接しており、ブッシュ48に対して回転自在となっている。そして、このスラスト軸41の後端側は、ケース蓋14bから外方に突出し、ターンテーブル11に係合または固定されている。
【0042】
スラスト軸41は、このような状態で取り付けられる。すなわち、このスラスト軸41に取り付けられたピン44aが、前述したように、第2の相対回転変位部材43側の溝43b,43c(中心軸と同一方向、すなわちスラスト方向に形成されている)に係合しているとともに、第1の相対回転変位部材42側の溝42bの斜面部42dおよび溝42cの斜面部42eに係合している。このため、スラスト軸41が押し下げられるように動作すると、ピン44aが第2の相対回転変位部材43側の溝43b,43cに沿って下方に移動しようとする。このとき、第2の相対回転変位部材43は、回転方向の動きが規制され、しかも溝43b,43cが軸方向と同一となっているので、回転することはない。一方、第1の相対回転変位部材42は、ピン44aが下方に移動することによって、斜面部42d,42eがピン44aによって下方に押圧される。これにより、この斜面部42d,42eに分力が働き、第1の相対回転変位部材42はスラスト軸41を中心に回転方向に回動する。
【0043】
このように、ターンテーブル11に荷重が加わると、その荷重に比例して、スラスト軸41が変位(下降)し、それに伴って、第1の相対回転変位部材42が回転方向に移動可能となっている。
【0044】
また、このターンテーブル11を回転駆動させる場合は、モータ20を通電状態とすれば、その回転力が、第1歯車31から第3歯車33へと伝達され、さらに、この第3歯車33に歯合している第2の相対回転変位部材43に伝達される。この第2の相対回転変位部材43が回転すれば、その回転力はピン44aを介してスラスト軸41に伝達され、これによりターンテーブル11を回転させることができる。
【0045】
このように、ピン44aと第1の相対回転変位部材42側に設けられた溝42b,42cの斜面部42d,42e、第2の相対回転変位部材43側に設けられた溝43b,43cは、スラスト軸41がスラスト方向に変位したときは、第1の相対回転変位部材42をスラスト軸41の変位量に応じてスラスト軸41を中心に所定回動角度だけ回動させる。そして、第2の相対回転変位部材43が回転駆動手段12からの駆動力を受けて回転する際、ピン44a等は、モータ20の回転力をスラスト軸41に伝達可能とする動作を行う。すなわち、ピン44a等は、前述した回転変位手段としての構成をなすものである。
【0046】
次に、第1の相対回転変位部材42の第2の相対回転変位部材43に対する相対運動によって、ターンテーブル11に加わる荷重の大きさに対応する電気信号を出力する手段、つまり、重量検出信号出力手段について説明する。
【0047】
第1の相対回転変位部材42には、3つのマグネットB1,B2,B3が同一平面状に等間隔に配置されている。これらの各マグネット間は、120°離れている。一方、第2の相対回転変位部材43には、3つのマグネットA1,A2,A3が同一平面状に等間隔に配置されている。これらの各マグネット間は、120°離れている。そして、第1および第2の相対回転変位部材42,43を上述したように同軸上となるように嵌めあわせた状態では、上述した6つのマグネットA1,A2,A3,B1,B2,B3は、対応するマグネット同士、すなわちマグネットA1とマグネットB1、マグネットA2とマグネットB2、マグネットA3とマグネットB3が、それぞれ33.24°離れるように同一平面状に配置される。
【0048】
そして、そのマグネット近傍には、磁気を電気信号に変換して出力するホールIC47が固定配置されている。このホールIC47は、ケース本体14aの底面に設けられた孔(図示省略)を通して端子部分がケーシング14の外側に突出するように構成されており、この突出部分がプリント基板(図示省略)上に取り付けられ、ホルダによって覆われている。また、このプリント基板上にはコネクタなどの部品も取り付けられている。
【0049】
図7(A)、(B)は、これら各マグネットA1,A2,A3、マグネットB1,B2,B3、ホールIC47の位置関係を説明する図であり、わかりやすくするため模式的な図としているため、これまでの説明で用いた図1から図6に示す構造をそのまま表していない部分もある。
【0050】
マグネットA1,A2,A3は、図5に示すように、第2の相対回転変位部材43の円周部に等間隔で設けられたマグネット装填部52a,52b,52cにそれぞれ装填され、同様に、マグネットB1,B2,B3は、図3に示すように、第1の相対回転変位部材42の円周部に等間隔で設けられたマグネット装填部51a,51b,51cにそれぞれ装填されている。マグネットA1,A2,A3と、マグネットB1,B2,B3は、互い違いに同一平面上に配置される。なお、図7(A)は、図6の状態に対応した位置関係を示しており、スラスト軸41が初期の状態(ターンテーブル11に調理品が載せられていない状態)における位置関係である。また、図7(B)は、ターンテーブル11に調理品が載せられてスラスト軸41が最大限積載した状態を100とすると約60%下降した状態における位置関係を示している。
【0051】
図7(A)では、近接位置に配置される1組のマグネット(例えば、マグネットA1とマグネットB1)の間隔が33.24°となる。そして、ターンテーブル11に調理品(4kgとする)が載せられてスラスト軸41が約60%下降した状態となると、第1の相対回転変位部材42が約60%回動する。すると、図7(B)に示されるように、第1の相対回転変位部材42のマグネットB1,B2,B3がそれぞれ20°周方向に移動する。そのため、上述したように初期の状態において近接位置に配置された1組のマグネット(例えば、マグネットA1とマグネットB1)の間隔が53.24°に開くこととなる。
【0052】
このような構成において、その動作について説明する。まず、ターンテーブル11に調理品が載せられていない場合には、第1の相対回転変位部材42と第2の相対回転変位部材43との関係は、図7(A)のような状態となっている。
【0053】
この状態で、モータ20が回転したとすれば、第2の相対回転変位部材43も回転し始め、ホールIC47からは、図8(A)に示すような出力が得られる。つまり、ホールIC47からは、近接するマグネット間の角度に比例した時間間隔で信号が出力される。
【0054】
ここで、第2の相対回転変位部材43におけるマグネットA1,A2,A3のみを考えたとき、ターンテーブル11の回転に伴って、マグネットA1によるホールIC47の信号As1とマグネットA2によるホールIC47の信号As2までの時間(各信号における時間幅の中心間の時間)をtとすれば、この時間tは不変であり、角度120°に対応する時間となる。そのため、ターンテーブル11に調理品が載っていない場合、マグネットA1とマグネットB1間においては、まずホールIC47から信号As1が出力され、角度33.24°に対応する時間=0.28tが経過すると、信号Bs1が出力される。
【0055】
次に、マグネットB1とマグネットA2間においては、ホールIC47から信号Bs1が出力され、角度86.76°に対応する時間=0.72tが経過すると、信号As2が出力される。
【0056】
なお、ホールIC47から出力される信号間の時間の計測の仕方としては、前述したように、信号の中心(信号幅の中心)間の長さを計測するようにする。これは、ホールIC47は温度によってその出力信号の幅が変化する可能性があるからであり、これに対処するために出力信号の中心間を計測するようにしている。
【0057】
一方、ターンテーブル11に何らかの調理品が載せられ、調理が開始されると、ターンテーブル11が回転を開始するとともに、調理品の重みによってターンテーブル11とともにスラスト軸41が下降する。
【0058】
これによって、第1の相対回転変位部材42がターンテーブル11の下降量に比例して回動し、マグネットA1に対するマグネットB1、マグネットA2に対するマグネットB2というように隣り合うマグネット間のマグネット間角度が変化する。
【0059】
たとえば、4kgの調理品がターンテーブル11に載せられると、第2の相対回転変位部材43側のマグネットA1,A2,A3と第1の相対回転変位部材42側のマグネットB1,B2,B3の関係は図7(B)のような位置関係となる。つまり、第1の相対回転変位部材42側のマグネットと第2の相対回転変位部材43側のマグネットの初期状態において近接位置にあるマグネット間角度(たとえば、マグネットA1とマグネットB1のマグネット間角度)は、53.24°に広がり、近接しない位置に配置されていたマグネット(例えば、マグネットB1にとってのマグネットA2)との角度が、66.76°に狭まるので、ホールIC47からは図8(B)のような出力が得られる。
【0060】
この図8(B)からもわかるように、マグネットA1に対する信号As1とマグネットB1に対する信号Bs1の時間間隔は、マグネットA1に対する信号As1とマグネットA2に対する信号As2の時間間隔tに対して、約44%となる0.44tとなる。つまり、調理品の重さに応じて、ホールIC47からは異なった時間間隔の信号を取り出すことができる。したがって、このホールIC47の出力を用いて、調理品の重量を計測することができる。なお、この変位量の重量への換算は、マイクロコンピュータ(図示省略)によって行っている。
【0061】
図9は、ターンテーブルに加わる荷重(調理品の重量)と、マグネットトA1によるホールIC出力に対するマグネットB1によるホールIC出力の時間間隔を百分率で表したものであり、マグネットA1,A2,A3間の各時間間隔tを100%とし、このtに対しての百分率である。なお、マグネットA2に対するマグネットB2、マグネットA3に対するマグネットB3の関係も同様となる。この図9からもわかるように、荷重が0の場合は28%(0.28t)、荷重が1kgの場合は約32%(0.32t)、荷重が4kgの場合は約44%(0.44t)というように、荷重に比例して時間間隔が長くなって行き、最大荷重(7kg)では、約56%(0.56t)となる。
【0062】
一方、図10は、ターンテーブルに加わる荷重(調理品の重量)と、マグネットB1によるホールIC出力に対するマグネットA2によるホールIC出力の時間間隔を百分率で表したものであり、マグネットA1,A2,A3間の各時間間隔tを100%とし、このtに対しての百分率である。なお、マグネットB2に対するマグネットA3、マグネットB3に対するマグネットA1の関係も同様となる。この図10からもわかるように、荷重が0の場合は72%(0.72t)、荷重が1kgの場合は約68%(0.68t)、荷重が4kgの場合は約56%(0.56t)というように、荷重に比例して時間間隔が短くなって行き、最大荷重(7kg)では、約44%(0.44t)となる。
【0063】
このような関係に基づいて、調理品の重量を検出することができ、調理品の重量がわかればそれを考慮した調理時間などを自動的に設定することができる。
【0064】
ところで、これまでの説明では、第2の相対回転変位部材43側のマグネットと第1の相対回転変位部材42側のマグネットはそれぞれ3個づつの3対で構成したが、もっと多くしてもよいし、1対としても良い。原理的には、第2の相対回転変位部材43側のマグネットと第1の相対回転変位部材42側のマグネットは1対のみのマグネットによっても、ターンテーブル11の変位量をホールIC47の時間間隔の変位として取り出すことは可能である。しかし、50KHz地域と60kHz地域の違いに関係なく使用可能とするには、基準となる時間(この場合は、第2の相対回転変位部材43側の各マグネットA1,A2,A3のマグネット間の時間間隔t)に対する変位量(=割合)で表すのが好ましい。したがって、変位量を得るために、第1および第2の相対回転変位部材42,43のマグネットは、合計で少なくとも3個設けることが望ましい。
【0065】
以上のように上述の実施の形態では、ターンテーブル11のスラスト方向の変位量を、第1の相対回転変位部材42の回転方向の変位量に変換し、その回転方向の変位量に比例したホールIC47の出力を得て、このホールIC47の出力の変位量に基づいて、ターンテーブル11に載せられた調理品の重量を検出するようにしている。このように本発明の重量検出装置は、静電容量式の重量検出装置とは異なり、静電容量式が従来から有している種々の問題、たとえば、プリント基板上の配線パターンなどに生じる浮遊容量に影響に対処するために、一定以上の静電容量を確保する必要から、電極間の対向面積が増大し、装置が大型化するなどという問題の発生がなく、小型で、精度の良い重量検出が可能となる。加えて、これらの重量検出動作は、ターンテーブル11に調理品を載せ、調理を開始させることによるターンテーブル11の回転中に行うことができ、最大でも、ターンテーブル11が1周する間に行うことができ、効率の良い重量検出が可能となる。
【0066】
また、ターンテーブル11を回転駆動させるための回転駆動手段12と重量を検出するための重量検出部13を1つのケーシング14内に収納した構成、換言すれば、重量検出部13を回転駆動手段12内に組み込んだ構成としたので、重量検出部13と回転駆動手段12とを別々に組み立ててその後で両者を結合させるよりは、組立工数の削減が図れ、全体的に小型なものとすることができ、コストの低廉化も可能となる。
【0067】
なお、前述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。たとえば、上述の実施の形態では、第1の相対回転変位部材42に設けた溝42b,42cを「レ」形状とし、垂直面部42f,42gの角度θ2を(90+α)度としたが、この角度θ2はぴったり90度でもよい。また、角度θ2を約90度程度とせずに大きな鈍角(たとえば、100度、110度、135度等、何度でも良い)とし、溝42b,42cを「レ」形状でなく、「V」形状としてもよい。
【0068】
また、上述の実施の形態では、マグネットA1,A2,A3,B1,B2,B3とホールIC47による磁気的な検出手段によって、変位量を検出するようにしたが、これは、他の手段によっても実現可能である。たとえば、第1の相対回転変位部材42と第2の相対回転変位部材43の両方に、互いに重なり合うスリットを複数対設け、スラスト軸がスラスト方向に変位することによって重なり合うスリットの長さが変化するようにしても良い。
【0069】
この構成の場合、スリットを挟むようにしてフォトダイオードとフォトトランジスタなどの光電変換手段を対向配置して、スラスト軸がスラスト方向に変位することによって、重なり合うスリットのスリット長を変化させることとなる。そして、重なり合うスリットのスリット長の変化をフォトトランジスタからの出力信号の間隔として取り出し、これに基づいて重量検出を行うことができる。これによっても前述の実施の形態と同様に重量を検出することができる。
【0070】
また、上述の実施の形態では、スラスト軸41のスラスト方向の変位によって、第1の相対回転変位部材42を回動変位させ、第2の相対回転変位部材43は変位しないようにしたが、両部材42,43を共に変位させたり、第2の相対回転変位部材43のみを変位させるようにしても良い。また、マグネットは、円形状のゴムマグネットの外周部分を凸状にした構成にする等、他の形状や構成を採用しても良い。また、コイルバネ46を角線コイルバネではなく、円形のものや他の形状のコイルバネとしても良い。さらには、コイルバネではなく、板バネや皿バネなどの他のバネとしたり、ゴム材やプラスチック材など他の弾性部材としても良い。
【0071】
さらに、上述の実施の形態では、電子レンジにおける調理品の重量を検出する場合を例にとって説明したが、本発明は、電子レンジに限られるものではなく、オーブンやトースター等他の装置の重量の検出にも適用できる。また、本発明は、調理品以外の他の物品の重量の検出にも適用できる。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の重量検出装置では、検出すべき重量に応じてスラスト方向に変位するスラスト軸のスラスト方向の変位に応じて回動変位する回転変位部材を備え、回転変位部材の変位量に応じた信号を重量検出信号として出力するようにしたので、簡単な構成で高精度な重量検出が可能となり、従来の静電容量式の重量検出装置に比べ、小型化が図れる。また、スラスト荷重を受けて回転変位部材を回転させる斜面部を含む溝をアンダーカット部分が無いものとしたため、回転変位部材を成型する際に回し抜き等の特殊な工法を用いず、スラスト方向に金型を抜くだけで成型することが可能となる。このため、製造が容易となる。
【0073】
また、他の発明は、検出すべき重量に応じてスラスト方向に変位するスラスト軸のスラスト方向の変位に応じて2つの回動変位部材を相対回転させ、その相対変位に応じた信号を重量検出信号として出力するようにしたので、マグネットとホール素子等を用いることにより簡単な構成で高精度な重量検出が可能となり、従来の静電容量式の重量検出装置に比べ、小型化が図れる。
【0074】
また、本発明の電子レンジは、調理品の重量を検出する重量検出装置を小型なものとすることができるので、電子レンジそのものが小型化する。また、高精度な重量検出が可能となることから、調理品の重量に対して調理時間を自動設定するような制御を行う場合、適正な調理時間の設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の重量検出装置の実施の形態を示す側断面図である。
【図2】図1で示した重量検出装置の分解斜視図である。
【図3】図1および図2で示した第1の相対回転変位部材を詳細に説明する斜視図である。
【図4】図3で示した第1の相対回転変位部材の溝を平面的に示した模式図である。
【図5】図1および図2で示した第2の相対回転変位部材を詳細に説明する斜視図である。
【図6】図1のVI−VI断面図である。
【図7】図1で示した重量検出装置の第1の相対回転変位部材側の各マグネットと第2の相対回転変位部材側の各マグネットの位置関係およびホールICの配置を説明する図であり、(A)はターンテーブルに荷重が加わっていない場合を示す図で、(B)はターンテーブルに約4kgの荷重が加わった場合を示す図である。
【図8】図1で示した重量検出装置に使用されるホールICの出力信号を示す図であり、(A)はターンテーブルに荷重が加わっていないときの出力信号を示す図で、(B)はターンテーブルに約4kgの荷重が加わったときの出力信号を示す図である。
【図9】図1で示した重量検出装置にターンテーブルから加わる荷重を横軸とし、第2の相対回転変位部材側のマグネットによるホールIC出力に対する第1の相対回転変位部材側のマグネットによるホールIC出力の時間間隔を百分率で示した値(=マグネットA,Bの位相差)を縦軸としたグラフである。
【図10】図1で示した重量検出装置にターンテーブルから加わる荷重を横軸とし、第1の相対回転変位部材側のマグネットによるホールIC出力に対する第2の相対回転変位部材側のマグネットによるホールIC出力の時間間隔を百分率で示した値(=マグネットA,Bの位相差)を縦軸としたグラフである。
【符号の説明】
1 重量検出装置
11 ターンテーブル
12 回転駆動手段
13 重量検出部
20 モータ(回転駆動手段の一部)
31 第1歯車(回転駆動手段の一部)
32 第2歯車(回転駆動手段の一部)
33 第3歯車(回転駆動手段の一部)
41 スラスト軸
42 第1の相対回転変位部材
42b,42c 溝
42d,42e 斜面部(回動変位手段の一部)
43 第2の相対回転変位部材
43a 内部円筒部
43b,43c スラスト方向の溝(回動変位手段の一部)
44 回動変位手段
44a ピン
47 ホールIC(検出器)
AI,A2,A3 第2の相対回転変位部材側のマグネット(被検出体)
B1,B2,B3 第1の相対回転変位部材側のマグネット(被検出体)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a weight detection device that electrically detects a weight in a thrust direction, and to an improvement in a microwave oven using the weight detection device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in microwave ovens, sensors for measuring temperature and weight are used as sensors for automatic cooking. Conventionally, various types such as a capacitance type and a piezoelectric element type have been adopted as a weight detection device as a weight sensor, but at present, the capacitance type is mainly used. In this weight detection device based on capacitance, a slight displacement amount of an output shaft (thrust shaft) that is displaced by the weight of a cooked product placed on a turntable is based on a change in capacitance between parallel plates. To detect.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional electrostatic capacity type weight detection apparatus includes an oscillation circuit and is configured to change the electrostatic capacity of the variable capacitor according to the distance between the electrodes. Therefore, it may be affected by stray capacitance generated in the wiring pattern on the printed circuit board, and in order to cope with this, it is necessary to secure a certain capacitance or more. In addition, in consideration of variations in component dimensions, a certain distance between electrodes is required. For this reason, the opposing area between electrodes increases and there exists a problem that an apparatus enlarges.
[0004]
Further, when such a conventional weight detection device is applied to a microwave oven, the displacement amount in the thrust direction of the turntable is detected, and a rotation drive means and a weight detection device for driving the turntable to rotate. Each has an independent configuration, and after assembling each separately, the two are combined, so the number of assembly steps is large, and the shape after combining the two is difficult to be compact It tends to be large.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a weight detection device that can be miniaturized and that can stably detect a weight, and a microwave oven using the weight detection device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the weight detection device of the present invention includes a thrust shaft that is displaced in the thrust direction according to the weight to be detected, and a rotational displacement member that is displaced in the rotational direction by a predetermined amount according to the displacement amount of the thrust shaft. And a weight conversion means for converting the amount of displacement of the rotational displacement member as a weight, wherein the rotational displacement member is brought into contact with a horizontal axis inserted through the thrust shaft so as to be orthogonal to the thrust shaft. It has a groove that has a slope portion that receives the weight to be detected and converts it into the rotational movement of the rotational displacement member and does not have an undercut portion in the thrust direction.
[0007]
In the above-described weight detection device, when the thrust shaft is displaced in the thrust direction due to weight, the rotational displacement member is displaced in the rotational direction. By this operation, the rotational displacement amount of the rotational displacement member is digitized and converted into weight by the weight conversion means. Specifically, a signal proportional to the displacement amount of the rotational displacement member, for example, the displacement amount is replaced with a distance, which is output as a weight detection signal, and the weight is detected based on the weight detection signal. .
[0008]
Further, in the weight detection device of the present invention, the groove having the slope portion that rotationally displaces the rotational displacement member by receiving the weight of the rotational displacement member is formed, but the undercut portion is formed in the groove having the slope portion. Therefore, when forming the rotational displacement member, it is possible to perform the molding only by removing the mold in the thrust direction without using a special method such as unscrewing. For this reason, manufacture becomes easy.
[0009]
In addition, according to unscrewing, it is necessary to make the slope portion about 60 degrees or more. This is because if the angle is less than that, there is a risk that the groove shape will be collapsed when the wire is pulled out. However, when the groove without an undercut portion is not used and the punching is not performed, the slope portion can be set to 60 degrees or less. When the slope portion is laid at a lower angle in this way, the amount of displacement of the relative rotational displacement member increases with respect to the thrust movement of the thrust shaft. Therefore, the resolution of the weight detection device is increased.
[0010]
The present invention also provides a thrust shaft that is displaced in the thrust direction according to the weight to be detected, a rotational displacement member that is displaced in the rotational direction by a predetermined amount according to the displacement amount of the thrust shaft, and a displacement amount of the rotational displacement member. Weight converting means for converting as a weight, and the rotational displacement member receives a weight to be detected by contacting a horizontal axis inserted through the thrust shaft so as to be orthogonal to the thrust shaft, and this is rotated by the rotational displacement member. The cylindrical wall surface is provided with a groove having a slope portion that converts into motion, and the groove is formed of a slope portion having a predetermined angle with respect to the thrust axis on one side in the circumferential direction, and the edge on the other side is the thrust shaft. Or a slope portion having a predetermined angle with respect to the thrust axis on the opposite side to the slope portion and in the circumferential direction.
[0011]
For this reason, the groove edge on the opposite side to the slope portion on the side that receives the weight in the thrust direction and converts it into rotational motion does not require any particular precision, and therefore can be processed more easily.
[0012]
Further, the weight detection device of the present invention includes a thrust shaft that is displaced in the thrust direction according to the weight to be detected, first and second relative rotational displacement members that are provided to be engaged with the thrust shaft, Rotation displacement means for relatively displacing the two relative rotation displacement members by a predetermined amount according to the displacement amount of the thrust shaft, and rotation for rotating the first and second relative rotation displacement members integrally with the thrust shaft The first and second relative rotational displacement members of the first and second relative rotational displacement members are disposed in the detectable region of the detected body provided on the driving means and the first and second relative rotational displacement members, respectively. A detector that detects the relative amount of displacement using integral rotation of the first and second relative rotational displacement members, and a weight conversion means that converts the amount of displacement as weight, The relative rotational displacement member of the thrust shaft An undercut portion having a slope portion that receives a weight to be detected by abutting against a horizontal shaft inserted through the thrust shaft so as to intersect and converts the weight into a rotational motion of the first relative rotational displacement member and in the thrust direction The second relative rotational displacement member is provided with a thrust-direction groove that does not hinder the operation of the horizontal axis in the thrust direction, and is rotationally displaced between the thrust-direction groove, the slope portion, and the horizontal axis. Means.
[0013]
When the thrust shaft is displaced in the thrust direction by weight, the above-described weight detection device relatively rotates the first and second relative rotational displacement members by a predetermined rotation angle around the thrust shaft according to the displacement amount of the thrust shaft. . By this operation, the relative displacement amounts of both relative rotational displacement members are digitized and converted to weight by the weight conversion means. Specifically, a signal proportional to the relative displacement amount of the first relative rotational displacement member relative to the second relative rotational displacement member, for example, a signal having a time interval proportion proportional to the relative displacement amount is output as the weight detection signal. The weight is detected based on the weight detection signal.
[0014]
In another aspect of the invention, in addition to the above-described weight detection device, the thrust shaft is rotationally driven only in the direction in which the weight to be detected is received and is pressed against the inclined surface portion that converts the weight to rotation. Therefore, the relative displacement member is securely held with respect to the thrust shaft, and the accuracy of weight detection is improved.
[0015]
Further, the microwave oven of the present invention has a weight detection device that allows the turntable to be displaced in the thrust direction according to the weight applied to the turntable and detects the weight applied to the turntable based on the amount of displacement. Any of the weight detection devices described above is used as the weight detection device.
[0016]
In addition, a microwave oven using such a weight detection device as a weight detection device for measuring the weight of a cooked product placed on a turntable can reduce the weight detection portion, and reduce the size of the entire microwave oven. Can be planned.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an example in which the weight detection device is applied to a microwave oven will be described. When applied to a microwave oven, as described above, the amount of displacement of the turntable on which the food is placed is taken out as a signal indicating the weight of the food, and the microwave irradiation time is determined based on the signal indicating the weight. Control such as determination.
[0018]
As shown in FIG. 1, the
[0019]
The rotation driving means 12 includes a
[0020]
The
[0021]
The first and second relative
[0022]
The rotational displacement means 44 engages the first and second relative
[0023]
The biasing
[0024]
That is, when the first and second relative
[0025]
The weight detection signal output means outputs a signal corresponding to the relative displacement amounts of the first and second relative
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Further, as shown in FIG. 3, the first relative
[0029]
Thus, both
[0030]
It should be noted that the tilt angle θ1 can be further laid down (the tilt angle θ1 can be further reduced) by not performing the punching molding. That is, in the punching molding, in order to prevent the shape of the groove from collapsing until the resin constituting the member is cooled and solidified after molding, the inclination angle θ1 must be set to 60 degrees or more. . However, when there is no undercut portion and the mold can be pulled straight in the thrust direction, naturally, the groove shape does not collapse even if the inclination angle θ1 is configured many times. From another point of view, each of the
[0031]
As described above, when the inclination angle θ1 of the
[0032]
Further, as shown in FIG. 3,
[0033]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the second relative
[0034]
A
[0035]
One end of the second relative
[0036]
The first relative
[0037]
A
[0038]
As described above, the
[0039]
Although the end faces of the first and second relative
[0040]
In addition, the
[0041]
The tip of the
[0042]
The
[0043]
Thus, when a load is applied to the
[0044]
When the
[0045]
As described above, the
[0046]
Next, means for outputting an electrical signal corresponding to the magnitude of the load applied to the
[0047]
In the first relative
[0048]
In the vicinity of the magnet, a
[0049]
FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the positional relationship among these magnets A1, A2, A3, magnets B1, B2, B3, and
[0050]
As shown in FIG. 5, the magnets A1, A2, and A3 are respectively loaded into
[0051]
In FIG. 7A, the interval between a pair of magnets (for example, the magnet A1 and the magnet B1) arranged in the proximity position is 33.24 °. When the cooked product (4 kg) is placed on the
[0052]
In such a configuration, the operation will be described. First, when a cooked product is not placed on the
[0053]
If the
[0054]
Here, considering only the magnets A1, A2 and A3 in the second relative
[0055]
Next, between the magnet B1 and the magnet A2, a signal Bs1 is output from the
[0056]
In addition, as a method of measuring the time between signals output from the
[0057]
On the other hand, when some cooked product is placed on the
[0058]
As a result, the first relative
[0059]
For example, when a 4 kg cooked product is placed on the
[0060]
As can be seen from FIG. 8B, the time interval between the signal As1 for the magnet A1 and the signal Bs1 for the magnet B1 is about 44% of the time interval t between the signal As1 for the magnet A1 and the signal As2 for the magnet A2. Becomes 0.44t. That is, signals at different time intervals can be extracted from the
[0061]
FIG. 9 shows the load applied to the turntable (the weight of the cooked product) and the time interval of the Hall IC output by the magnet B1 with respect to the Hall IC output by the magnet A1, expressed as a percentage between the magnets A1, A2 and A3. Each time interval t is defined as 100%, which is a percentage with respect to t. The relationship between the magnet B2 for the magnet A2 and the magnet B3 for the magnet A3 is the same. As can be seen from FIG. 9, when the load is 0, it is 28% (0.28 t), when the load is 1 kg, it is about 32% (0.32 t), and when the load is 4 kg, it is about 44% (0. 44t), the time interval becomes longer in proportion to the load. At the maximum load (7 kg), the time interval is about 56% (0.56 t).
[0062]
On the other hand, FIG. 10 shows the load (the weight of the cooked product) applied to the turntable and the time interval of the Hall IC output by the magnet A2 with respect to the Hall IC output by the magnet B1, expressed as a percentage, and the magnets A1, A2, A3. Each time interval t between them is defined as 100%, which is a percentage with respect to t. The relationship between the magnet A3 with respect to the magnet B2 and the relationship between the magnet A1 with respect to the magnet B3 is the same. As can be seen from FIG. 10, when the load is 0, it is 72% (0.72 t), when the load is 1 kg, it is about 68% (0.68 t), and when the load is 4 kg, it is about 56% (0. 56t), the time interval becomes shorter in proportion to the load. At the maximum load (7 kg), the time interval is about 44% (0.44 t).
[0063]
Based on such a relationship, the weight of the cooked product can be detected, and if the weight of the cooked product is known, the cooking time or the like considering that can be automatically set.
[0064]
By the way, in the description so far, the magnet on the second relative
[0065]
As described above, in the above-described embodiment, the displacement amount in the thrust direction of the
[0066]
Further, the rotation drive means 12 for rotating the
[0067]
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the
[0068]
Further, in the above-described embodiment, the displacement amount is detected by the magnetic detection means by the magnets A1, A2, A3, B1, B2, B3 and the
[0069]
In the case of this configuration, the photoelectric conversion means such as a photodiode and a phototransistor are arranged to face each other with the slit interposed therebetween, and the thrust shaft is displaced in the thrust direction, whereby the slit length of the overlapping slit is changed. Then, a change in the slit length of the overlapping slits can be taken out as an interval of output signals from the phototransistor, and weight detection can be performed based on this. Also by this, the weight can be detected as in the above-described embodiment.
[0070]
In the above-described embodiment, the first relative
[0071]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the weight of the cooked product in the microwave oven is detected has been described as an example. However, the present invention is not limited to the microwave oven, and the weight of other devices such as an oven and a toaster are not limited. It can also be applied to detection. The present invention can also be applied to detection of the weight of other articles other than cooked products.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, the weight detection device of the present invention includes the rotational displacement member that rotates and displaces according to the thrust direction displacement of the thrust shaft that displaces in the thrust direction according to the weight to be detected. Since a signal corresponding to the amount of displacement is output as a weight detection signal, highly accurate weight detection is possible with a simple configuration, and the size can be reduced as compared with a conventional electrostatic capacitance type weight detection device. In addition, since the groove including the inclined surface portion that rotates the rotational displacement member in response to the thrust load has no undercut portion, a special construction method such as unscrewing is not used in molding the rotational displacement member, and the thrust direction is not used. It is possible to mold by simply removing the mold. For this reason, manufacture becomes easy.
[0073]
In another invention, two rotational displacement members are rotated relative to each other in accordance with the displacement in the thrust direction of the thrust shaft that is displaced in the thrust direction according to the weight to be detected, and a signal corresponding to the relative displacement is detected by weight. Since it is output as a signal, it is possible to detect a weight with high accuracy with a simple configuration by using a magnet and a Hall element, and the size can be reduced as compared with a conventional capacitance type weight detection device.
[0074]
Moreover, since the microwave oven of this invention can make the weight detection apparatus which detects the weight of a cooked product small, a microwave oven itself is reduced in size. In addition, since it is possible to detect the weight with high accuracy, it is possible to set an appropriate cooking time when performing control for automatically setting the cooking time with respect to the weight of the cooked product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a weight detection device of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the weight detection apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view illustrating in detail the first relative rotational displacement member shown in FIGS. 1 and 2;
4 is a schematic view showing a groove of the first relative rotational displacement member shown in FIG. 3 in a plan view. FIG.
5 is a perspective view for explaining in detail the second relative rotational displacement member shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a diagram for explaining the positional relationship between the magnets on the first relative rotational displacement member side and the magnets on the second relative rotational displacement member side of the weight detection apparatus shown in FIG. 1 and the arrangement of the Hall ICs. (A) is a figure which shows the case where the load is not applied to the turntable, (B) is a figure which shows the case where the load of about 4 kg is added to the turntable.
8 is a diagram showing an output signal of the Hall IC used in the weight detection device shown in FIG. 1, and FIG. 8 (A) is a diagram showing an output signal when no load is applied to the turntable; ) Is a diagram showing an output signal when a load of about 4 kg is applied to the turntable.
FIG. 9 shows a load applied from the turntable to the weight detection device shown in FIG. 1 on the horizontal axis, and a hole by the magnet on the first relative rotational displacement member side with respect to the Hall IC output by the magnet on the second relative rotational displacement member side. It is the graph which made the vertical axis | shaft the value (= phase difference of magnet A, B) which showed the time interval of IC output in percentage.
FIG. 10 shows a load applied from the turntable to the weight detection device shown in FIG. 1 on the horizontal axis, and a hole by a magnet on the second relative rotational displacement member side with respect to a Hall IC output by the magnet on the first relative rotational displacement member side. It is the graph which made the vertical axis | shaft the value (= phase difference of magnet A, B) which showed the time interval of IC output in percentage.
[Explanation of symbols]
1 Weight detector
11 Turntable
12 Rotation drive means
13 Weight detector
20 Motor (part of rotation drive means)
31 1st gear (a part of rotation drive means)
32 Second gear (part of rotation drive means)
33 Third gear (part of rotation drive means)
41 Thrust shaft
42 1st relative rotational displacement member
42b, 42c groove
42d, 42e Slope portion (part of rotational displacement means)
43 Second relative rotational displacement member
43a Internal cylindrical part
43b, 43c Thrust direction groove (part of rotational displacement means)
44 Rotating displacement means
44a pin
47 Hall IC (detector)
AI, A2, A3 Magnet on second relative rotational displacement member side (detected body)
B1, B2, B3 First relative rotational displacement member side magnet (detected body)
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