JP2005009771A - 加熱調理器とそれに用いた静電容量式重量センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ターンテーブルレスの食品載置台に載置された食品の重量を検出し、加熱時間の短縮などを図る加熱調理器を提供する。
【解決手段】食品４を収納する加熱室２と、食品４を加熱するマグネトロン５、回転アンテナ７等で構成される加熱手段１７と、加熱室２の底部１２ａに支持される回転しない食品載置台３を備えた加熱調理器において、加熱室２の下方、上方、もしくは側方の内、少なくともいずれか一方に重量検出手段２０を備えると共に、該重量検出手段２０と食品載置台３との間に力伝達手段１００を備え、該力伝達手段１００を介して重量検出手段２０により食品載置台３に載置した食品４の重量情報を検出し、該重量情報をもとに加熱手段１７による加熱内容を制御する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品載置台が回転しないターンテーブルレス式の電子レンジや電子オーブンレンジ等の加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加熱調理器においては、加熱室内の調理有効スペース確保や清掃性を考慮して、加熱室底部にほぼ全面が有効に使えるよう四角い平板上の食品載置台を固定した方式（従来の円板型載置台が回転するターンテーブル式に対して、ターンテーブルレス式と呼ぶ）の加熱調理器がある。これらの加熱調理器による食品適温加熱調理および最適加熱調理には、検出した食品の種種の情報を基にした加熱制御が行われている。
【０００３】
該従来の加熱調理器（例えばターンテーブルレス式電子レンジ）の一例として、特開２００１−２５０６７２号公報（特許文献１参照）に開示されているように、加熱室の上部に設置した赤外線温度センサによりターンテーブルレス式の食品載置台上に載置した食品の温度と概略の位置を検出し、食品載置台の下部に設けたマイクロ波を攪拌する回転アンテナを回転、停止させて加熱制御を行うものがある。
【０００４】
また、特開平８−７５１７２号公報（特許文献２参照）に開示されているように、加熱調理器（例えば電子レンジ全体）を別装置となる重量検出部の上に設置し、食品投入前後の加熱調理器全体の重量を検出して、その相対差を食品重量として検出し、検出した食品の重量情報を基に加熱時間を自動設定して加熱制御を行うものがある。
【０００５】
また、ターンテーブルレス式電子レンジではないが、ターンターブル式電子レンジのオーブン加熱時等に用いられる角皿の重量検出として、特開平６−１０９２５４号公報（特許文献３参照）のように、加熱室の左右壁に左右一対の棚と、バネと、棚に加わった荷重をバネに伝える手段と、棚の動きに対応した動きをする部分に受音素子を取付け、これと近接してもう一つの受音素子を固定して設け、この２つの受音素子に対向して下方に発音素子を設け、発音素子には一定の周波数の発振器を接続し、２つの受音素子の出力を位相差検出装置に接続させ、２つの受光素子は発音素子から発せられた音を受信し、その時間差を位相差検出装置で電圧として取り出して、食品の重量を求める重量センサがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２５０６７２号公報
【特許文献２】
特開平８−７５１７２号公報
【特許文献３】
特開平６−１０９２５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の特開２００１−２５０６７２号公報（特許文献１）に示すものでは、食品の温度と位置情報検出手段に赤外線温度センサを用いているため、検出される温度情報は食品の表面の温度情報（赤外線量）のみである。例えば、流動性の悪いカレーやシチューでは表面温度に対して内部温度が低く、表面が適温であっても内部が冷えた状態であったり、また、ラップや蓋等で覆われた食品や蒸気を発生する食品等では、精度の高い温度情報の検出が困難であり、従って最適な加熱制御が出来ない場合があった。
【０００８】
また、赤外線温度センサは食品の表面温度情報を検出するのが目的であるため、必然的に加熱室の上部に設置する事になり、設置の自由度が制限されてしまう。
【０００９】
さらに、食品を投入した庫内温度が食品温度と同じか、または高い場合は、赤外線温度センサによる食品初期の温度や位置情報が正確に得られないことも懸念される。その結果、赤外線温度センサにより検出される温度や位置情報による加熱制御では、適切な加熱調理が出来ないと言う場合もあった。
【００１０】
また、従来のターンテーブルレス式電子レンジでは、食品載置台は周辺が加熱室に接着剤又はシールで固定されているため、食品載置台の取り外しが出来ず、取り出して清掃できないという問題もあった。
【００１１】
一方、特開平８−７５１７２号公報（特許文献２）に示すものでは、加熱調理器本体の重量（一般的な電子レンジの重量は約２０ｋｇ）に対する食品の重量（パン等軽量の食品では約数十ｇ）の比が大きく、正確な重量検出が困難である。
【００１２】
さらに、重量検出時には、加熱調理器や重量検出手段に手を触れる事も、食品以外の物を加熱調理器に載せる事もできず、完全な非接触状態に保持しなければならないと言う取り扱い上の問題もあった。
【００１３】
また、従来技術の特開平６−１０９２５４号公報（特許文献３）では、一つの重量センサに少なくとも３つの素子が必要で、計測精度の関係で受音素子と発音素子はある程度の距離を保つ必要があり、センサの小型化（コンパクト化）には不向きである。特に、加熱室の途中に設置される角皿上の食品重量を量るため、加熱室側方にスペースが必要となり、今後の普及が期待される左右横方向にワイドな庫内を実現し難いと言うスペース上の問題もある。
【００１４】
本発明の目的は、前記課題の内、少なくとも１つを解決することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明では、対象食品を収納する加熱室と、食品を加熱するマグネトロン、回転アンテナおよびヒータ等で構成される加熱手段と、加熱室の底部に支持される回転しない食品載置台を備えた加熱調理器において、該加熱室の下方、上方、側方の内、少なくともいずれか一方に重量検出手段を備えると共に、該重量検出手段と食品載置台との間に力伝達手段を備え、該力伝達手段を介して重量検出手段により食品載置台に載置した食品の重量情報を検出し、該重量情報をもとに加熱手段による加熱内容を制御することにした。
【００１６】
具体的構造で言うと、一つは、重量検出手段を加熱室の下方に備えると共に、該重量検出手段が加熱室底部の食品載置台を下方から支持する支持式力伝達手段を備え、該支持式力伝達手段を介して重量検出手段により食品載置台に載置した食品の重量を検出することにした。
【００１７】
もう一つは、重量検出手段を加熱室の上方に備えると共に、該重量検出手段が加熱室底部の食品載置台を上方から吊り下げる吊下げ式力伝達手段を備え、該吊下げ式力伝達手段を介して重量検出手段により食品載置台に載置した食品の重量を検出することにした。
【００１８】
さらに、もう一つは、該重量検出手段を加熱室の側方に備えると共に、該重量検出手段が加熱室底部の食品載置台を側方から支持するてこ式力伝達手段を備え、該てこ式力伝達手段を介して重量検出手段により食品載置台に載置した食品の重量を検出することにした。
【００１９】
ここで、重量検出手段は、固定電極と、それに対向して周囲が複数の梁状ばね部材で支持された可動電極で構成される静電容量式重量センサとし、該食品載置台に載置された食品の重量に応じて移動する可動電極と該固定電極との空隙変化を静電容量の変化に変換し、該静電容量変化の検出から食品の重量を算出することにした。
【００２０】
なお、ターンテーブルレス式電子レンジ等の加熱調理器に利用する該静電容量式重量センサの最適な寸法は、センサばね全体の大きさが２５ｍｍ角から３０ｍｍ角、静電容量に影響する可動電極部の大きさが１０ｍｍ角から１５ｍｍ角、梁状ばね部材の幅が２ｍｍから４ｍｍ、可動電極および梁状ばね部材の厚さが０．３ｍｍから０．５ｍｍの内、少なくとも１つの寸法範囲を有することにした。
【００２１】
ここで、該食品載置台が加熱室底部より着脱可能であって、該食品載置台が重量検出手段の力伝達手段のみで保持される構造であってもよいし、該食品載置台の側面周辺部と加熱室底部との間に隙間を持たせ、該隙間に弾性部材を設け、該食品載置台が重量検出手段の支持式力伝達手段と該弾性部材で保持される構造であってもよいことにした。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、加熱調理器による本発明の一実施例を、ターンテーブルレス式電子レンジあるいは電子オーブンレンジを例にとって説明するが、本発明は、家庭用および業務用を問わず、他の加熱調理器にも適用できるものである。
【００２３】
図１は本発明の一実施例である加熱室２の食品４の重量情報を検出する重量検出手段２０と、その手段２０より得られた情報を基に、加熱調理を制御するコントローラ１８を備えた電子レンジ１を示したものである。該重量検出手段２０を加熱室２の下方に備えると共に、該重量検出手段２０が加熱室２の底部１２ａの食品載置台３を下方から支持する支持式力伝達手段１００ａを備え、該支持式力伝達手段１００ａを介して重量検出手段２０により食品載置台３に載置した食品４の重量を検出する。
【００２４】
この電子レンジ１には調理する食品４を収納する加熱室２と、加熱室２の下部に機械室１６が設けられている。これらの加熱室２や機械室１６はキャビネット１０で覆われている。
【００２５】
加熱室２は左右の側面、奥面、天井面および底面が薄板状の鋼材で一体に組み立てられた加熱室筐体１２と、前面部は外部から加熱室２内の食品４が確認できると共にマイクロ波を外部へ透過させないようにガラスとパンチング状の小さな多数の孔を設けた金属の薄板で構成した食品４の出し入れ用ドア（図示せず）で構成している。
【００２６】
また、加熱室２の底部には食品４を載置するターンテーブルレスの食品載置台３が搭載されている。本発明の食品載置台３は、図１の矢印Ａ部の詳細拡大図である図２（ａ）Ａ部の詳細図Ａのように、加熱室筐体１２の底部１２ａから容易に脱着可能な構造を中心に説明するが、本発明では図１の矢印Ａ部の拡大詳細図である図２（ｂ）Ａ部の詳細図Ｂのように、食品載置台３の側面周辺部３ａと加熱室筐体１２の底部１２ａとの隙間に弾性部材１０３を設け、該食品載置台３を重量検出手段２０の支持式力伝達手段１００ａと該弾性部材１０３で保持する構造であってもよい。
【００２７】
図２（ａ）のように食品載置台３が加熱室筐体１２の底部１２ａより脱着可能な構造では、該食品載置台３が重量検出手段２０の支持式力伝達手段１００ａのみで保持される構造となり、食品４の加熱時に付着した汚れ等を、食品載置台３を加熱室２から容易に取外して洗浄、清掃することが可能となる。
【００２８】
機械室１６は、加熱室筐体１２の薄板により加熱室２と熱的、あるいはマイクロ波を遮断するように分離されている。また、機械室１６内には食品４の加熱に必要なマイクロ波を発生させるマグネトロン５やマイクロ波の伝播経路となる導波管６、加熱制御回路基板（図示せず）、冷却用のファン（図示せず）等が収納されている。
【００２９】
この機械室１６に備えたマグネトロン５から発生するマイクロ波は、導波管６を介して食品載置台３の下方より加熱室２の食品４に照射される。食品載置台３の下部にはマイクロ波を撹拌して食品４に照射するための回転アンテナ７が備えられている。回転アンテナ７は回転駆動手段９（回転モータ）により回転アンテナ軸８を介して駆動される。前記マグネトロン５、前記導波管６および前記回転アンテナ７、およびオーブン加熱用のヒータ（図示せず）等を総称して加熱手段１７と称す。
【００３０】
また、図１の本発明では、食品４の重量を検出する複数の重量検出手段２０を食品載置台３の下方に設けている。該重量検出手段２０で食品載置台３の食品４の重量情報を検出し、この情報を処理するコントローラ１８に送られる。このコントローラ１８はマグネトロン５や回転アンテナ７の回転駆動手段９などの動作なども制御するところである。
【００３１】
図３は、機械室１６を加熱室２の側面部に設けた本発明の他の実施例である加熱調理器（電子レンジ１）を示したものである。
【００３２】
加熱室２の底部１２ａには食品４を載置するターンテーブルレスの食品載置台３が搭載され、図１と同様に、該食品載置台３は容易に脱着可能な構造である。
【００３３】
機械室１６は、図１に示した加熱調理器１と同様に、加熱室筐体１２の薄板により加熱室２と熱的、あるいはマイクロ波を遮断するように分離されている。また、機械室１６内にはマグネトロン５や導波管６、加熱制御回路基板（図示せず）、冷却用のファン（図示せず）等が収納されている。
【００３４】
また、本実施例においても、食品４の重量を検出する複数の重量検出手段２０を食品載置台３の下方に設けて、該重量検出手段２０で食品載置台３の食品４の重量情報を検出している。
【００３５】
他の実施例として、図１、図３では示していないが、機械室１６内や加熱室２上方に赤外線温度センサおよび、該赤外線温度センサの検温方向を制御する駆動機構を備え、加熱室２内をスキャンしながら食品４を検温するシステムを備えた加熱調理器（電子レンジ１）では、複数の重量検出手段２０による情報を基に食品４の位置を検出し、常に食品４の位置に検温方向を向けるように前記赤外線温度センサの検温方向を制御してもよい。これにより、加熱調理過程の食品４の温度を実時間で検温することができ、該重量情報、位置情報と該温度情報を組み合わせることにより、よりきめ細かい加熱制御が可能となる。
【００３６】
以下、本発明による電子レンジ１の詳細構造とその作用や、食品４の重量検出手段２０とその構造ついて詳細に説明する。
【００３７】
図４は、本発明の一実施例である食品情報検出システムの構成を示したものである。食品載置台３の下面（下方）に備えた重量検出手段２０（以下、単に重量センサと称す。）の配置を示しており、図中、食品載置台３、マグネトロン５および、導波管６は点線で示している。
【００３８】
本発明は、四角で薄い平板形状の食品載置台（以下、単にテーブルと称す。）３を、図示するように３つの重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃで下方から支持した構造である。重量センサ２０は、図中、テーブル３の下部左右（加熱室２の前面左右に相当）には重量センサ２０ｂ、２０ｃと、上部中央（加熱室２の背面中央）には重量センサ２０ａに対向する位置の加熱室２の筐体底部１２ａに設置した例である。
【００３９】
加熱室２内のテーブル３上に食品４を載置する場合、単品食品４ではテーブル３中央部に、複数食品４等では中央付近で手前左右に載置する傾向が強く、３点で支持する場合、好ましくは前述した重量センサ２０の配置がよい。但し、基本的にはマグネトロン５や導波管６、あるいは回転アンテナ７を部品配置上避けた配置であり、さらにテーブル３面に対して重量センサ２０による３つの支持点で囲まれた領域をできる限り広くするためである。該条件を満たす場合は、言うまでもなく重量センサ２０の設置位置はこの限りではない。
【００４０】
例えば、図５と図６に示すように、本発明の食品情報検出システムでは、色々の場所への重量センサ２０の配置が考えられる。
【００４１】
今、前記同様、重量センサ２０をテーブル３の下方に、支持点数３点で保持する場合を考えると、図４の配置は図６では「１、２、Ｃ」に相当する。ここで、図５でわかるように、配置場所「１」は加熱室２の前部左側の重量センサ２０ｂ、「２」は加熱室２の前部右側の重量センサ２０ｃ、「Ｃ」は加熱室２の背面側中央の重量センサ２０ａを意味する。
【００４２】
好ましくはこの重量センサ２０の配置が最もよいが、本発明ではこれ以外に、「１、４、Ｂ」、「２、３、Ｄ」、「３、４、Ａ」の配置であっても差し支えない。
【００４３】
図４において、テーブル３上の食品４の載置位置が重量センサ２０による３つの支持点で囲まれた領域内に食品４が載置されると、該食品４の重量情報は３つの重量センサ２０の支持部に分力として作用し、各重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの重量情報をコントローラ１８内で演算処理することで食品４の重量情報を検出することができる。
【００４４】
該演算処理は各重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの重量情報の総和を求めることでよい。さらに、各重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの重量割合（分布）よりテーブル３上の食品４の載置位置情報を求めることもできる。
【００４５】
これらの食品４の重量情報や、位置情報を基に食品４の加熱制御を行う。加熱制御には、例えば食品４の重量情報を基にしたマグネトロン５のマイクロ波照射時間（加熱時間）や出力制御（加熱パワー制御）、食品４の位置情報を基にした加熱室２の上部に備えた食品４の検温手段となる赤外線温度センサ（図示せず）の検温方向制御、あるいは、食品４の位置情報を基にした回転アンテナ７の回転制御（回転／停止も含む）などであり、全てを制御することも可能であるが、該制御のうち最低一つでもよい。
【００４６】
テーブル３上の食品４の載置位置が重量センサ２０による３つの支持点で囲まれた領域を外れた場合、例えば図４中、テーブル３の上部左右に食品４を載置されると食品４の載置位置の反対側に位置する重量センサ２０支持部の接触状態が完全に離れることがある。
【００４７】
この場合、テーブル３の上部左右位置に対向する加熱室筐体１２の底部１２ａにテーブル３の保持部（テーブルの動きを抑制するストッパー（図示せず））を設け、大きな食品４が載置された場合は該保持部で支持するようあらかじめ隙間を持たせて備えているとよい。言うまでもなく、該保持部材はテーブル３側に備えてもよい。また、該保持部の先端部を弾性部材とするとテーブル３との接触音を防止することもできる。
【００４８】
図７は、本発明の他の一実施例である食品情報検出システムの構成を示したものである。加熱室２内よりテーブル３の下方に備えた重量センサ２０の配置を示しており、図４と同様にテーブル３、マグネトロン５および、導波管６は点線で示している。
【００４９】
本発明は、テーブル３を図示するように４つの重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄで支持した構造である。重量センサ２０は、テーブル３の四隅となる下部左右（加熱室２の前面左右）と上部左右（加熱室２の背面左右）に対向する位置に加熱室筐体１２の底部１２ａに設置している。
【００５０】
テーブル３の四隅を支持する本発明による構造では、テーブル３上の、どの位置（全域）に食品４が載置されても、該食品４の重量は４つのセンサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに作用するため、テーブル３全面が食品４の載置可能な領域である。
【００５１】
その反面、テーブル３を四隅４点で支持しているために、該４つの支持点のうち一点が組立て誤差等で平面内に存在しない場合、その支持点あるいは、他の一点がテーブル３と接触せず、この部位の重量センサ２０の食品４重量による出力がとれなくなる。
【００５２】
そのため、食品４の重量検出を目的とした４点支持構造をとった場合には、常に４つの支持点はテーブル３と接触状態なるように設定しなければならない。そこで、一つの対策方法例は、図示していないがテーブル３と重量センサ２０間に、テーブル３の重量で十分に変形する弾性部材を介すことで上記問題を解決することができる。該弾性部材は４つの支持点に設けてもよいし、１つ以上の支持点に設けてもよい。もう一つの対策方法例は、重量センサ２０に高さ調節機構を付ける事である。
【００５３】
テーブル３上に食品４が載置されると該食品４の重量情報は４つの重量センサ２０支持部に分力として作用し、各重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの重量情報をコントローラ１８内で演算処理することで食品４の重量を検出することができる。該演算処理は各重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの重量情報の総和を求めることでよい。
【００５４】
さらに、各重量センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの重量割合よりテーブル３上の食品４の載置位置情報を求めることもできる。そして、これらの食品４の重量情報や、位置情報を基に食品４の加熱制御を行う。
【００５５】
ここで、重量センサ２０をテーブル３の下方に、支持点数４点で保持する場合を考えると、言うまでもなく、重量センサ２０の設置位置はこの限りではない。前図５と図６に示したように、本発明の食品情報検出システムでは、図７の配置は「１、２、３、４」に相当し、好ましくはこの重量センサ２０配置が最もよいが、本発明ではこれ以外に、「Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ」の４点支持配置であってもよい。
【００５６】
本実施例では、テーブル３上の食品４の重量検出として、４個あるいは３個の重量センサ２０を用いた加熱調理器について述べたが、重量センサ２０が２個あるいは１個であっても同様に食品４の重量検出が可能である。
【００５７】
例えば、前図５と図６で示したように、重量センサ２０をテーブル３の下方に、支持点数２点で保持する場合を考えると、重量センサ２０の配置として、「Ａ、Ｃ（前面と背面の中央同士に配置）」および「Ｄ、Ｂ（左側面と右側面の中央同士に配置）」がある。
【００５８】
図８は例として、図５の「Ｄ、Ｂ」に配置したものであるが、当然「Ａ、Ｃ」に配置しても同じような構造となる。図の実施例は、テーブル３を直接重量センサ２０が保持するのではなく、まずテーブル３の左側面の２隅である「１」と「４」の下方を、それぞれ隅部受け部材１０１で一旦保持し、その力を伝達アーム１０２を介してＤ点下方の１個の重量センサ２０に伝える方式で、該左側面中央のＤ点に設けた１個の重量センサ２０が左側面の２隅を支える構成となる。
【００５９】
反対側の右側面についても同様で、Ｂ点の１個の重量センサ２０が右側面を支え、結果として、テーブル３をＤとＢの２点の重量センサ２０で保持することになる。
【００６０】
一方、例えば、前図５と図６で示したように、重量センサ２０をテーブル３の下方に、支持点数１点で保持する場合を考えると、重量センサ２０の配置として、「Ｏ」（テーブル３中央）が考えられる。
【００６１】
図９はその例として、図５の「Ｏ」、つまりテーブル３中央に重量センサ２０を配置したもので、図１における加熱室２の低部１２ａ中央部に相当する部分である。重量センサ２０を中央に１点支持で設置するためには、以下のような工夫が必要となる。
【００６２】
まず、テーブル３は支持式力伝達手段１００ａに剛体的に取付け、該テーブル３と支持式力伝達手段１００ａ間に相対変形が起きないようにし、該支持式力伝達手段１００ａは回転アンテナ７を回転させる回転アンテナ軸８の中を貫通させて、回転駆動手段９の下方の重量センサ２０を押し付ける必要がある。つまり、回転アンテナ軸８は円筒状（二重管形状）になっている。
【００６３】
１点支持の場合、図９の構造が最も好ましいが、その構造が採れない場合などは、簡易的ではあるが、図１０のような１点支持法を採ってもよい。図１０の例では、重量センサ２０は左側中間「Ｄ」の位置に１個設置され、右側の２隅は固定端１０６に支持されており、テーブル３上に載置された食品４は、固定された２つの固定端１０６と該重量センサ２０で保持されることになり、食品４の重量を１つの重量センサ２０で検出するため、検出精度は前記実施例に比べて悪くなるが、コストアップを抑えて重量を検出したい場合や、大まかな重量検出で許される場合などでは、十分に利用可能である。
【００６４】
なお、図１０のような簡易的な１点支持法を採る場合、該重量センサ２０の配置場所は、図５において「Ｄ」点に限らず、「Ａ」や「Ｂ」、「Ｃ」点およびその近傍等であってもよい。
【００６５】
図１１は、本発明による重量センサ２０の断面構造を示したものである。加熱室筐体１２の底部１２ａにはテーブル３が載置される部分に段差部１２ｂを設けている。これにより加熱室２内における概略のテーブル３位置が決定される。
【００６６】
また、この段差部１２ｂにより加熱室筐体１２の底部１２ａのテーブル３載置による凹凸を極力小さくしている。
【００６７】
図４、図７で記載したようにテーブル３の外周部に３点、あるいは４点の支持点を想定し、そのテーブル３の支持点に対向する加熱室筐体１２の底部１２ａに機械室１６側より重量センサ２０の取付け部材３９を介して重量センサ２０が設置されている。重量センサ２０を設置する加熱室筐体１２の底部１２ａには、貫通孔１２ｃが設けられており、該貫通孔１２ｃを垂直方向に摺動可能な支持式力伝達手段１００ａが挿入されている。
【００６８】
加熱室筐体１２の底部１２ａの貫通孔１２ｃには、摺動性を向上させるために滑り軸受けなどの摺動部材２５を備えてもよい。該支持式力伝達手段１００ａにより直接テーブル３を下から支持する構造であり、テーブル３およびテーブル３上に載置された食品４の重量情報を該支持式力伝達手段１００ａを介して重量センサ２０部へ伝達する。
【００６９】
ここで、本発明の重量センサ２０の一部を構成する該支持式力伝達手段１００ａは、スラスト方向の力（変位）のみを一方向に伝達するため、該支持式力伝達手段１００ａに回転トルクやモーメントなど余分な力が作用する事はない。
【００７０】
以上の実施例では、重量センサ２０（重量検出手段）として図１２、図１３および図１４に示した静電容量式センサを用いた例を示している。
【００７１】
静電容量式センサ（静電容量式重量センサ）は、図１２に示す薄板の金属材で作られた可動電極３１兼用のセンサばね２３と、図１４に示す固定電極３２とアース電極３８を備え、図示していない回路部品を搭載したセンサ基板２２がセンサばね２３のねじ孔３５とセンサ基板２２のねじ孔３６を用いてねじなどにより取付けられて構成されている。
【００７２】
センサばね２３に設けた可動電極３１は中央部の四角い領域で、周囲が複数の梁状ばね部材３３で支持されており、該可動電極３１はセンサ基板２２に設けた固定電極３２と概同形状で、対向している。図では、梁状ばね部材３３が周囲に４本設けられ、好ましい構成となっているが、該梁状ばね部材３３の数は３本でもよいし、逆に５〜８本と多くてもよい。
【００７３】
固定電極３２と可動電極３１は対向し、略平行で所定の隙間（狭い空隙）を有し、センサばね２３外周部はセンサ基板２２に備えたアース電極３８と接するように他の固定部材にねじなどで固定されている。
【００７４】
すなわち、可動電極３１と固定電極３２によりコンデンサを形成し、テーブル３に載置された食品４の重量に応じて移動する可動電極３１と該固定電極３２との空隙変化を静電容量の変化に変換し、該静電容量変化の検出から食品４の重量を算出するようになっている。電極間の隙間は、センサばね２３とセンサ基板２２間に所定の厚みのスペーサを挿入してもよい。
【００７５】
本実施例では、図１２に示したセンサばね２３の梁状ばね部材３３に図１３に示すような段差部３４（図１２のＡ−Ａ断面）を設け、該段差３４により電極間の隙間（図１３中に示した隙間Ｓ５）を設定している。
【００７６】
ここで、本発明では重量センサ２０を、加熱室２の底部１２ａのテーブル３の下方に複数個設置するため、設置スペースを考慮すると、該重量センサ２０の大きさは小さい方が好ましい。
【００７７】
例えば、図１２において、センサばね（センサ部）２３全体の大きさＳ１は、２５ｍｍ×２５ｍｍ（２５ｍｍ角）から３０ｍｍ×３０ｍｍ（３０ｍｍ角）程度が好ましい。また、静電容量に影響する可動電極３１の大きさも併せて小さくした方が好ましいが、あまり小さすぎると静電容量の変化を精度良く検出できなくなるため、該可動電極３１の大きさＳ２は１０ｍｍ角から１５ｍｍ角程度確保する。
【００７８】
一方、重量センサ２０を小型化させると、それに合わせて梁状ばね部材３３の最適化も図る必要があり、可動電極３１の必要変位量（空隙変化）、梁状ばね部材３３の許容応力等を考慮して寸法を決定する。
【００７９】
例として、可動電極３１および梁状ばね部材３３の厚さＳ４（図１３）を０．３ｍｍから０．５ｍｍ程度にすると、応力解析および実験から梁の幅Ｓ３は２ｍｍから４ｍｍ程度が良好となる。
【００８０】
また、電極間の隙間Ｓ５は、組立て精度も加味すると、食品４の重量が付加される前の設計値（初期値）は０．１ｍｍから０．３ｍｍ程度が良好となる。
【００８１】
なお、前記数値は一例であり、全ての寸法数値を満足させてもよいが、少なくとも１つの寸法範囲を有しているだけでもよく、さらにはそれ以外の数値であっても差し支えない。例えば、全ての数値を満足させる寸法として、Ｓ１＝２７ｍｍ、Ｓ２＝１３ｍｍ、Ｓ３＝３ｍｍ、Ｓ４＝０．４ｍｍ、Ｓ５＝０．１５ｍｍ位が好ましい数値と言える。また、可動電極３１の平面形状は、図１２のように正方形でもよいが、円形や八角形等の多角形であってもよい。
【００８２】
なお、以上の寸法仕様を別の表し方として寸法比で表すと、好ましい数値範囲は以下のようになる。なお、下記寸法比の数値と前記寸法の絶対数値は、合致する必要はなくどちらか一方を優先させればよい。
【００８３】
・Ｓ３／Ｓ２＝０．２〜０．３
・Ｓ３／Ｓ４＝５〜１２
図１５は、他の実施例として、可動電極３１の平面形状が略八角形の場合を示している。この時の寸法数値も前記数値、Ｓ１＝２７ｍｍ、Ｓ２＝１３ｍｍ、Ｓ３＝３ｍｍ、Ｓ４＝０．４ｍｍ、Ｓ５＝０．１５ｍｍ位と同様ある。この場合、ねじ孔３５とねじ孔３６を用いて締結するねじの大きさとしては、Ｍ３（直径３ｍｍ）位がよい。
【００８４】
さらに、可動電極３１の材質は、ばね用ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ３０１−ＣＳＰが好ましいが、ＳＵＳ３０４−ＣＳＰやＳＵＳ６３１−ＣＳＰであってもよいし、それ以外のばね材、例えば、鉄ばね材や非鉄ばね材等であっても差し支えない。
【００８５】
なお、以上に説明した構成、形状、仕様のコンパクトな静電容量式重量センサは、電子レンジ１用の食品４の重量検出手段２０以外に、ジャー炊飯器やクッキングヒータ等の加熱調理器用重量検出手段としても利用できるし、さらには調理器用に限らず、各種の重量（荷重、重さ、質量等）または変位センサとしても応用できる。
【００８６】
例えば、次のような使い方が出来る。ジャー炊飯器では、炊く米と水を収納する内釜の下方に該静電容量式重量センサを設け、内釜内の被加熱物の重量を検出する事で、重量に応じた火加減等の加熱コントロールを行う。また、その前段階として、炊く米を内釜に収納し、その米重量から必要な最適水量を求め、さらにはそれを表示するようにしてもよい。
【００８７】
また、ＩＨ等を利用したクッキングヒータでは、トッププレートの下方に該静電容量式重量センサを設け、トッププレート上に載置された鍋内の被加熱物の重量を検する事で、重量に応じた火加減等の加熱コントロールを行う。
【００８８】
さらには、調理器以外の利用例として、食器洗い乾燥機では、食器カゴの保持部に該静電容量式重量センサを設け、食器カゴに収納された洗浄する食器類の重量を検する事で、必要な洗浄水量を求め、さらには重量に応じた洗浄工程、すすぎ工程及び乾燥工程の諸量をコントロールするようにしてもよい。
【００８９】
なお、後述するが、これら電子レンジ１等の加熱調理器以外の製品への該重量センサ２０適用においても、該重量センサ２０の設置位置は、重量検出の対象物の下方のみではなく、上方又は側方であってもよく、特に場所が限定されるものではない。
【００９０】
また、それ以外の利用例として、生ごみ処理機での生ごみ重量に応じた諸量コントロール、洗濯機又は洗濯乾燥機での必要水量把握と衣類重量に応じた洗浄工程、すすぎ工程及び乾燥工程の諸量をコントロール等への利用も可能である。
【００９１】
ここで、図１２、図１３、図１５に示した本発明の重量センサ２０は、図１４のような固定電極を用いた静電容量式ではなく、可動電極３１及び梁状ばね部材３３等からなるセンサばね２３を利用し、該センサばね２３の可動電極３１（この場合、電極の役目はさせない）の変位を光学的に検出する光学式変位センサとして利用してもよい。
【００９２】
センサ基板２２に設けた固定電極３２の中央に貫通孔３７を備え、図１１で示した支持式力伝達手段１００ａが該貫通孔３７を通りセンサばね２３を押圧する。センサばね２３の中央部（四角い領域でこの部分を可動電極３１と言う。）に垂直な押圧が加わると四本の梁状ばね部材３３の曲げ、ねじれ剛性により可動電極３１は概平行に移動する。押圧と可動電極３１の変位量（固定電極３２と可動電極３１間の隙間変化）の関係は、４本の梁状ばね部材３３のばね剛性により、弾性変形内であると比例の関係となる。
【００９３】
すなわち、電極間の隙間の変化分（静電容量の変化）より押圧力（重量）を検出することできる。言うまでもなくセンサばね２３を押圧する支持式力伝達手段１００ａは非磁性材として例えば、樹脂系やセラミック、ベークライトなどの材質を用いるとよい。
【００９４】
また、テーブル３に過大な重量が加わった場合、センサばね２３の塑性変形を防止するため、該センサばね２３の弾性変形内で支持式力伝達手段１００ａが止まるように該支持式力伝達手段１００ａには外周部に図１１で示す突起などを設けたストッパー２６構造を備えてもよい。
【００９５】
前記実施例では、食品４の重量検出に静電容量式の重量センサ２０を用いて説明したが、静電容量式の重量センサ２０以外に、重量検出手段として歪ゲージ式荷重センサや感圧導電ゴム式荷重センサ、および光学式変位センサ等を用いてもよい。
【００９６】
次に、本発明の他の実施例として、重量検出手段である重量センサ２０の他の場所への設置例を述べる。
【００９７】
図１６は、重量センサ２０を加熱室２の上方に備えた実施例で、該重量センサ２０を加熱室２の上方に備えると共に、該重量センサ２０が加熱室２の底部１２ａのテーブル３を上方から吊り下げる吊下げ式力伝達手段１００ｂを備え、該吊下げ式力伝達手段１００ｂを介して重量センサ２０によりテーブル３に載置した食品４の重量を検出する方法であり、図１７は図１６のＢ部詳細図である。
【００９８】
図では、重量センサ２０として、可動電極３１と固定電極３２からなる静電容量式の重量センサ２０を利用した例を示しており、該重量センサ２０は加熱室２を構成する加熱室筐体１２の上部に固定され、加熱室２の底部１２ａのテーブル３までは長い吊下げ式力伝達手段１００ｂで接続される。なお、本実施例では、食品４が載置されるとテーブル３は矢印のように下方に移動し、その力（変位）が該吊下げ式力伝達手段１００ｂに伝わり、静電容量式の重量センサ２０の空隙を変化させる。
【００９９】
図１７の構成では、固定電極３２の上部に可動電極３１があり、該可動電極３１に接続された吊下げ式力伝達手段１００ｂにより下方に引張られ、空隙が狭くなる。
【０１００】
図１７において、静電容量式の重量センサ２０の固定電極３２と可動電極３１の位置を入れ替え（可動電極３１が下部）、該可動電極３１に吊下げ式力伝達手段１００ｂを接続し、該可動電極３１が下方に引張られることにより空隙が広くなるように構成してもよい。
【０１０１】
重量センサ２０を加熱室２の上方に備える場合、その配置場所は、前図５、６で示したように幾つか考えられる。図６はテーブル３上での位置を示しているが、その上方に該重量センサ２０が配置される事になる。
【０１０２】
重量センサ２０の設置位置「上方」においても、該重量センサ２０の支持点数がそれぞれ４点、３点、および２点の場合があり、例えば、４点支持の場合、図５上で配置位置「１、２、３、４」の４隅配置が最も好ましい。その他の支持点数の場合でも、図６のように設置位置を選ぶ事が出来る。
【０１０３】
このように、重量センサ２０を加熱室２の上方に備える場合、加熱室２の下方にスペースができ、機械室１６が加熱室２下部に設けられる場合は、該スペースを有効に利用できる。
【０１０４】
図１８は、重量センサ２０を加熱室２の側方に備えた実施例で、該重量センサ２０を加熱室２の側方（図では左右の両側面）に備えると共に、該重量センサ２０が加熱室２の底部１２ａのテーブル３を側方から支持するてこ式力伝達手段１００ｃを備え、該てこ式力伝達手段１００ｃを介して重量センサ２０によりテーブル３に載置した食品４の重量を検出する方法であり、図１９は図１８のＣ部詳細図である。該てこ式力伝達手段１００ｃは、支軸１０５を中心に一定範囲内で揺動回転が出来るようになっている。
【０１０５】
図でも、重量センサ２０として、可動電極３１と固定電極３２からなる静電容量式の重量センサ２０を利用した例を示しており、該重量センサ２０は加熱室２を構成する加熱室筐体１２の側部に固定され、加熱室２の底部１２ａのテーブル３はてこ式力伝達手段１００ｃの加熱室２側である一端に搭載され、該てこ式力伝達手段１００ｃの外側の他端は、支持式力伝達手段１００ｄを介して重量センサ２０に接続されている。
【０１０６】
なお、本実施例では、食品４が載置されるとテーブル３は下方に移動し、その結果矢印方向に該てこ式力伝達手段１００ｃに回転力が加わり、その力（変位）が該てこ式力伝達手段１００ｃと支持式力伝達手段１００ｄに伝わり、静電容量式の重量センサ２０の空隙を変化させる。
【０１０７】
図１９の構成では、固定電極３２の左側に可動電極３１があり、可動電極３１に接続されたてこ式力伝達手段１００ｃにより該可動電極３１が押されて、空隙が広くなる。
【０１０８】
図１９において、該静電容量式の重量センサ２０の固定電極３２と可動電極３１の位置を入れ替え（可動電極３１が右側）、該可動電極３１に支持式力伝達手段１００ｄを接続し、該可動電極３１が左側に押されることにより空隙を狭くなるように構成してもよい。
【０１０９】
重量センサ２０を加熱室２の側方に備える場合、その配置場所は、前図５、６で示したように幾つか考えられる。図６はテーブル３上での位置を示しているが、その側方に該重量センサ２０が配置される事になる。重量センサ２０の設置位置「側方」においても、該重量センサ２０の支持点数がそれぞれ４点、３点、および２点の場合があり、例えば、４点支持の場合、図５上で配置位置「１、２、３、４」の４隅配置が最も好ましい。その他の支持点数の場合でも、図６のように設置位置を選ぶ事が出来る。なお、前面ドア側は食品４の出し入れ時に開閉するため、「Ａ」点などへの重量センサ２０の設置は難しい。
【０１１０】
また、重量センサ２０を加熱室２の側方に備えた本実施例、図１８、図１９は、加熱室２の中段に設置されるオーブン調理等に利用される角皿（図示せず）の重量検出にも応用できる。つまり、該重量センサ２０を角皿が挿入される位置（加熱室２中段）に具備し、食品４が載置された角皿の重量を検出し、オーブン用加熱ヒータ等の加熱制御を行うこともできる。
【０１１１】
図１７および図１９において、加熱室筐体１２とテーブル３またはてこ式力伝達手段１００ｃの間に出来る狭い隙間は、多少あっても差し支えないが、それが問題になる場合は、該隙間に柔らかい弾性部材（図示せず）を取付けてもよい。
【０１１２】
また、本発明のターンテーブルレス電子レンジやオーブンレンジ用で、加熱室２の底部１２ａに設置される着脱可能なテーブル（食品載置台）３は、「取り出して清掃することでいつも清潔に保てる」という特徴を生かすために、汚れ具合を見やすくして清掃・洗浄のタイミングを容易に知ることに加えて、加熱室２内の清潔性や明るさ、庫内広さを強調する等の理由で、その表面の色を白色か白色系、または淡い色（例えば、淡いピンク色、オレンジ色、ゴールド色系）、さらには透明か半透明にするとよい。なお、加熱室２内色とのバランスから、当然、前記以外の色を採用しても差し支えない。
【０１１３】
一方、弾性部材１０３で加熱室２の底部１２ａに取付けられた着脱できないテーブル３においても、前記着脱可能なテーブル３と同様の考えであってもよい。
【０１１４】
尚、上記で説明した前記支持式力伝達手段１００ａ、前記吊下げ式力伝達手段１００ｂ、前記てこ式力伝達手段１００ｃおよび支持式力伝達手段１００ｄを総称して力伝達手段１００とする。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項１から請求項９のように構成したので、食品載置台の下方、上方、側方の内、少なくともいずれか一方に重量検出手段を備えるため、該重量検出手段により食品載置台に載置した食品の重量情報が検出できる。
【０１１６】
さらに、食品載置台は、加熱室底部に設置状態で、重量検出手段で支持されるようにしたことにより加熱室内の調理有効スペースの確保や清掃性の向上を図った上で、ターンテーブルレスの食品載置台に載置された食品の重量を正確に検出することができ、自動加熱時間の設定が可能となる。
【０１１７】
また、食品載置台の食品の位置を推定することができるため、マグネトロンからの電磁波を回転アンテナ制御により食品の位置に集中加熱することが可能となる。これにより加熱時間の短縮化、省エネ化が図れるものである。
【０１１８】
また、本発明によれば、食品を収納する加熱室と、食品を加熱するマグネトロンおよび回転アンテナ等で構成した加熱手段と、加熱室の底部に載置された食品載置台を備えた加熱調理器において、前記食品載置台は加熱室底部より脱着可能な構造としたため、容易に取外して洗浄、清掃ができる。
【０１１９】
さらに、これらの機能向上により、使い勝手がよりよくなるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である機械室が底面で、加熱室下方に設置した重量検出手段、およびその情報により食品を加熱制御する加熱調理器（電子レンジ）を示した図である。
【図２】図１のＡ部における詳細拡大図で、（ａ）はＡ部の詳細図Ａ、（ｂ）はＡ部の詳細図Ｂである。
【図３】本発明の他の一実施例である機械室が側面で、加熱室下方に設置した重量検出手段、およびその情報により食品を加熱制御する加熱調理器を示した図である。
【図４】本発明の一実施例である３点支持式重量検出手段を備えた食品情報検出システムの構成を示した図である。
【図５】重量検出手段で支持する食品載置台の正面図である。
【図６】重量検出手段が設置可能な位置を表す図である。
【図７】本発明の他の一実施例である４点支持式重量検出手段を備えた食品情報検出システムの構成を示した図である。
【図８】本発明の２点支持式重量検出手段の一実施例を示す図である。
【図９】本発明の中央１点支持式重量検出手段の一実施例を示す図である。
【図１０】本発明の端部１点支持式重量検出手段の一実施例を示す図である。
【図１１】本発明の重量検出手段の設置構造断面を示した図である。
【図１２】本発明の一実施例である重量検出手段に用いる静電容量式センサの正方形型可動電極の構成図である。
【図１３】本発明の一実施例である重量検出手段に用いる静電容量式センサで、図１２のＡ−Ａ部断面図である。
【図１４】本発明の一実施例である重量検出手段に用いる静電容量式センサの固定電極の構成図である。
【図１５】本発明の他の一実施例である重量検出手段に用いる静電容量式センサの八角形型可動電極の構成図である。
【図１６】本発明の一実施例である加熱室上方に設置した重量検出手段、およびその情報により食品を加熱制御する加熱調理器を示した図である。
【図１７】図１６のＢ部の詳細図である。
【図１８】本発明の一実施例である加熱室側方に設置した重量検出手段、およびその情報により食品を加熱制御する加熱調理器を示した図である。
【図１９】図１８のＣ部の詳細図である。
【符号の説明】
２・・・加熱室
３・・・食品載置台（テーブル）
４・・・食品
５・・・マグネトロン
７・・・回転アンテナ
１２ａ・・底部
１７・・・加熱手段
２０・・・重量検出手段（重量センサ）
２３・・・センサばね
３１・・・可動電極
３２・・・固定電極
３３・・・梁状ばね部材
１００・・・力伝達手段
１００ａ・・支持式力伝達手段
１００ｂ・・吊下げ式力伝達手段
１００ｃ・・てこ式力伝達手段
１００ｄ・・支持式力伝達手段
１０３・・・弾性部材

Claims (9)

1. 食品（４）を収納する加熱室（２）と、食品（４）を加熱するマグネトロン（５）、回転アンテナ（７）等で構成される加熱手段（１７）と、加熱室（２）の底部（１２ａ）に支持される回転しない食品載置台（３）を備えた加熱調理器において、
   該加熱室（２）の下方、上方、もしくは側方の内、少なくともいずれか一方に重量検出手段（２０）を備えると共に、該重量検出手段（２０）と食品載置台（３）との間に力伝達手段（１００）を備え、該力伝達手段（１００）を介して重量検出手段（２０）により食品載置台（３）に載置した食品（４）の重量情報を検出し、該重量情報をもとに加熱手段（１７）による加熱内容を制御することを特徴とする加熱調理器。
2. 重量検出手段（２０）が、固定電極（３２）と、それに対向して周囲が複数の梁状ばね部材（３３）で支持された可動電極（３１）で構成される静電容量式重量センサであって、
   食品載置台（３）に載置された食品（４）の重量に応じて移動する可動電極（３１）と固定電極（３２）との空隙変化を静電容量の変化に変換し、該静電容量変化の検出から食品（４）の重量を算出することを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
3. 静電容量式重量センサの寸法は、
   センサばね（２３）全体の大きさ（Ｓ１）が２５ｍｍ角から３０ｍｍ角、静電容量に影響する可動電極（３１）の大きさ（Ｓ２）が１０ｍｍ角から１５ｍｍ角、梁状ばね部材（３３）の幅（Ｓ３）が２ｍｍから４ｍｍ、可動電極（３１）および梁状ばね部材（３３）の厚さ（Ｓ４）が０．３ｍｍから０．５ｍｍの内、少なくとも１つの寸法範囲を有することを特徴とする請求項１ないし請求項２記載の加熱調理器。
4. 重量検出手段（２０）を加熱室（２）の下方に備えると共に、該重量検出手段（２０）が加熱室（２）の底部（１２ａ）の食品載置台（３）を下方から支持する支持式力伝達手段（１００ａ）を備え、該支持式力伝達手段（１００ａ）を介して重量検出手段（２０）により食品載置台（３）に載置した食品（４）の重量を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の加熱調理器。
5. 重量検出手段（２０）を加熱室（２）の上方に備えると共に、該重量検出手段（２０）が加熱室（２）の底部（１２ａ）の食品載置台（３）を上方から吊り下げる吊下げ式力伝達手段（１００ｂ）を備え、該吊下げ式力伝達手段（１００ｂ）を介して重量検出手段（２０）により食品載置台（３）に載置した食品（４）の重量を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の加熱調理器。
6. 重量検出手段（２０）を加熱室（２）の側方に備えると共に、該重量検出手段（２０）が加熱室（２）の底部（１２ａ）の食品載置台（３）を側方から支持するてこ式力伝達手段（１００ｃ）を備え、該てこ式力伝達手段（１００ｃ）を介して重量検出手段（２０）により食品載置台（３）に載置した食品（４）の重量を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の加熱調理器。
7. 食品載置台（３）が加熱室（２）の底部（１２ａ）より着脱可能であって、該食品載置台（３）が重量検出手段（２０）の力伝達手段（１００）で保持される構造としたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の加熱調理器。
8. 食品載置台（３）の側面周辺部と加熱室（２）の底部（１２ａ）との間に隙間を持たせ、該隙間に弾性部材（１０３）を設け、食品載置台（３）が重量検出手段（２０）の支持式力伝達手段（１００ａ）と該弾性部材（１０３）で保持される構造としたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の加熱調理器。
9. 固定電極（３２）と、それに対向した周囲が複数の梁状ばね部材（３３）で支持された可動電極（３１）で構成される静電容量式重量センサにおいて、
   該静電容量式重量センサの寸法は、
   センサばね（２３）全体の大きさ（Ｓ１）が２５ｍｍ角から３０ｍｍ角、静電容量に影響する可動電極（３１）の大きさ（Ｓ２）が１０ｍｍ角から１５ｍｍ角、梁状ばね部材（３３）の幅（Ｓ３）が２ｍｍから４ｍｍ、可動電極（３１）および梁状ばね部材（３３）の厚さ（Ｓ４）が０．３ｍｍから０．５ｍｍの内、少なくとも１つの寸法範囲を有することを特徴とする静電容量式重量センサ。

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