JP2014160639A

JP2014160639A - ひずみゲージを有するスイッチ制御モジュールとそれを適用した電気装置

Info

Publication number: JP2014160639A
Application number: JP2013143414A
Authority: JP
Inventors: Yi-Shen Lin; 林益申
Original assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2014-09-04
Also published as: US20140232204A1; EP2770639A1; TW201434067A

Abstract

【課題】ひずみゲージが外力を受けることで操作領域と基板とから与えられる圧力によって変形し、その変形量に応じて制御信号を生成することにより、電気装置の実行を制御するスイッチ制御モジュールを提供する。
【解決手段】電気装置に適用されるスイッチ制御モジュール２は、少なくとも１つの操作領域２１３を有する第１表面２１１と、第２表面２１２と、を備える基板２１と、前記基板の前記第２表面に接合されるとともに、前記少なくとも１つの操作領域に対応して配置され、且つ外力に応じて前記操作領域と前記基板とから与えられる圧力によって変形し、その変形量に応じて制御信号を生成することにより前記電気装置の実行を制御する少なくとも１つのひずみゲージ２２と、を少なくとも含む。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、ひずみゲージを有するスイッチ制御モジュールに関し、特に、ひずみゲージを有するスイッチ制御モジュールとそれを適用した電気装置に関する。

電子工業の発展や進化に伴い、食物の調理は伝統的なコンロに限らず、例えば炊飯器、電磁調理器、電子レンジ等の家電製品は、絶えず研究開発や進歩により、近年、一般人の日常生活に不可欠な電気製品となっている。

そのうち、電磁調理器は電磁誘導の原理を利用した調理器であり、電磁調理器に通電する時、電磁調理器のコイルに電流を流すことによって磁場が生じ、その時、導体（例えば、鉄鍋、ステンレス鍋、金属鍋等の調理器具）を時間の経過によって変化する磁場中に置くと、導体を通る磁束が変化し、その磁束の変化を妨げるように渦電流が発生し、導体内の抵抗に渦電流が流れることで熱が発生する。その渦電流により発熱する原理を利用して、導体である調理器具自体が高速に発熱することによって、調理器具中の食物を加熱調理する目的を達することができる。

現在、電磁調理器の製造工程において、電磁調理器の中のコイル、絶縁板、磁性コア等の部材のそれぞれを１つの位置決め板上に取り付けて１つの電磁パッケージを形成し、その後、電磁パッケージごとを電磁調理器の内部の載置板上に取り付けるとともに、電磁パッケージを電子回路基板と電気的に接続することにより、電磁パッケージに電磁誘導を生じさせ、さらに電磁調理器上に配置される調理器具（未図示）に渦電流を生じさせて加熱する。

また、電磁調理器は、筐体内に配置され、且つ、使用者に電磁調理器を制御するためのスイッチ制御モジュールをさらに備えている。図１は、従来のスイッチ制御モジュールを示す構成概略図である。図１に示すように、従来のスイッチ制御モジュール１は、電磁パッケージのオン・オフをそれぞれ制御するために、セラミックガラス１１と複数の静電容量スイッチ１２とから形成され、且つ静電容量スイッチ１２が基板１３と接続されている。ここで、静電容量スイッチ１２は、コンデンサをベースとするスイッチであり、導電性物質（例えば、指）がセラミックガラス１１表面のボタンに接触すると、人体の指による電荷移動によって対応する静電容量スイッチ１２の容量が変化し、コントローラに内蔵される検出回路がその容量の変化を検知し、コントローラにその検知結果によって対応する制御動作を行わせる。

図１に示すスイッチ制御モジュール１は、電磁調理器を制御することができるものの、何か環境の変化があったら、例えば、お湯の飛散や吹きこぼれにより誤ってボタンを触れてしまった場合、対応する静電容量スイッチ１２に相対的な容量変化を生じさせ、静電容量スイッチ１２の誤動作により、所望ではない機能が起動され、危険をもたらす。

従って、従来技術の問題点を改善するために、ひずみゲージを有するスイッチ制御モジュールとそれを適用した電気装置を研究開発することが必要である。

本発明は、従来技術のお湯の飛散や吹きこぼれによりセラミックガラス表面上のボタンを誤って触れてしまう場合、対応した静電容量スイッチに対応する容量変化が生じ、静電容量スイッチに所望ではない誤動作が起こることによって生じた危険を解消するために、ひずみゲージを有するスイッチ制御モジュールとそれを適用した電気装置を提供することを主な目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の広義な実施様態は、電気装置に適用されるスイッチ制御モジュールを提供することであって、前記スイッチ制御モジュールは、基板と少なくとも１つのひずみゲージとを含み、前記基板は、少なくとも１つの操作領域を有する第１表面と、第２表面とを備え、前記ひずみゲージは、前記基板の前記第２表面に接合されるとともに、前記少なくとも１つの操作領域に対応して配置され、且つ外力に応じて前記操作領域と前記基板とから与えられる圧力によって変形し、その変形量に応じて制御信号を生成することにより前記電気装置の実行を制御する。

従来のスイッチ制御モジュールを示す構成概略図である。本発明の第１の好ましい実施例に係るスイッチ制御モジュールの外観を示す立体構成概略図である。図２Ａに示すスイッチ制御モジュールと電気装置の第１電子回路基板との接続を示す構成概略図である。図２Ａに示すひずみゲージの構成概略図である。本発明のもう１つの好ましい実施例に係る図２Ａに示すようなスイッチ制御モジュールと電気装置の第１電子回路基板との接続を示す断面構成概略図である。本発明の好ましい実施例に係る電気装置の外観を示す立体構成概略図である。

以下、典型的な実施例に基づいて、本発明の特徴及び利点を詳細に説明する。本発明は、異なる態様で多様な変化を有しているが、これらの全ては本発明の範囲を逸脱することではない。また、図面は参考の為に提供するものであって、本発明を制限するものではない。

図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃ及び図４を参照する。そのうち、図２Ａは、本発明の第１の好ましい実施例に係るスイッチ制御モジュールの外観を示す立体構成概略図である。図２Ｂは、図２Ａに示すスイッチ制御モジュールと電気装置の第１電子回路基板との接続を示す構成概略図である。図２Ｃは、図２Ａに示すひずみゲージの構成概略図である。図４は、本発明の好ましい実施例に係る電気装置の外観を示す立体構成概略図である。図４に示すように、本発明のスイッチ制御モジュール２は、主に、電気装置４、例えば電磁調理器に適用され、且つ図２Ｂ及び図４に示すように、スイッチ制御モジュール２は、電気装置４の蓋体４１の一側辺に配置され、主には、基板２１、及びと少なくとも１つのひずみゲージ（ＳｔｒａｉｎＧａｇｅ）２２を含む。また、電気装置４は、ひずみゲージ２２に接続される第１電子回路基板４２を備える。

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、本発明の基板２１は、電気装置４の蓋体４１の一側辺に配置され、且つ第１表面２１１、第２表面２１２、及び凹部２１４を備え、そのうち、第１表面２１１を基板２１の外表面とし、第２表面２１２を基板２１の内表面とし、且つ第１表面２１１上には、少なくとも１つの操作領域２１３を有する。本実施例において、操作領域２１３の数量は複数であり、且つ操作領域２１３は、印刷されることによって基板２１の第１表面２１１に配置され、人体の指の押圧により外力が与えられる。また、基板２１の第２表面２１２は、凹部２１４内に位置し、且つ第１表面２１１に対応して配置される。本実施例において、基板２１は、金属基板であってもよいが、これに限定されず、外力による押圧することによって変形するものであれば、すべで本発明の保護範囲内に属するものであり、例えば、竹製基板にすることも可能である。

再び図２Ｃを参照する。本発明のひずみゲージ２２は、抵抗式ひずみゲージであってもよいが、これに限定されず、機械的ひずみから電子信号に変換することによって、外力によるひずみを測定し、ひずみ値によって電気装置４の実行を制御する。且つ、各ひずみゲージ２２は、ワイヤによって構成された本体２２１と、複数の出力端子２２２を有し、各出力端子２２２は、配線２２３に接続され、本体２２１のワイヤが外力によって伸縮するとき、ワイヤの長さ及び本体２２１の横断面積が変わることにより、ワイヤの抵抗値が変わる。

再び図２Ｂを参照する。本実施例において、ひずみゲージ２２の数量は複数であってもよい。且つ、各ひずみゲージ２２は、基板２１の凹部２１４中に配置され、第２表面２１２に接合されるとともに、外力に応じて操作領域２１３と前記基板２１とから与えられる力によって変形し、すなわち、人体の指に応じて操作領域２１３と基板２１とから与えられる圧力Ｐによって変形し、その変形量に応じて制御信号を生成し、すなわち、本体２２１のワイヤによる抵抗値の変化量に応じて生成された制御信号である。また、第１電子回路基板４２に内蔵されるコントローラ（未図示）中の検知回路が前記変化を検知し、コントローラに前記制御信号によって電気装置４に対して対応する制御動作を行わせる。そのうち、操作領域２１３において人体の指による押圧の圧力が２〜４Ｎに至ると、ひずみゲージ２２は対応する制御信号が発生する。ただし、それに限定されず、需要によって調整することができる。

図２Ｂ及び図２Ｃを再び参照すると、本実施例において、各ひずみゲージ２２の出力端子２２２に接続された配線２２３は、ひずみゲージ２２が生成した制御信号を第１電子回路基板４２に伝送するために、電気装置４の第１電子回路基板４２に直接に接続されている。ただし、ひずみゲージ２２と第１電子回路基板４２との間の接続様態がこれに限定されない。図３は、本発明のもう１つの好ましい実施例に係る図２Ａに示すスイッチ制御モジュールと電気装置の第１電子回路基板との接続を示す断面構成概略図である。図３に示すように、いくつかの実施例において、本発明のスイッチ制御モジュール２は、第２電子回路基板３１をさらに含み、第２電子回路基板３１は、基板２１と蓋体４１との間に配置され、且つ複数の接触端子３１１と、配線３１２と、コネクタ３１３とを有し、各接触端子３１１は、各ひずみゲージ２２の出力端子２２１に接続され、且つ、第２電子回路基板３１の配線３１２は、コネクタ３１３に接続され、コネクタ３１３は、第１電子回路基板４２上に差し込み接続され、各ひずみゲージ２２が生成した制御信号を、第２電子回路基板３１の接触端子３１１、配線３１２、及びコネクタ３１３を介して、第１電子回路基板４２に伝送する。

本発明のスイッチ制御モジュール２は、ひずみゲージ２２が外力を受けることで操作領域２１３と基板２１とから与えられる力により生成される変形量によって、電気装置４の実行を制御し、且つ、電気装置４の実行を制御するための前記変形量は、既定値に達しなければ制御信号を生成することができない。よって、もし何か環境の変化があったら、例えば、お湯が操作領域２１３の表面に飛散したり吹きこぼれたりしている時、使用者が所望ではない機能を起動させるようなひずみゲージ２２に誤動作を発生させることはない。よって、電気装置４使用時の安全性が高まり、従来の静電容量スイッチのような、お湯の飛散や吹きこぼれにより対応する容量変化が生じやすいことによって、電磁調理器に誤動作を起こさせて使用者が所望ではない機能を起動してしまう、という問題を解決することができる。

再び図４を参照する。本発明の電気装置４は、蓋体４１と第１電子回路基板４２とを含み、筐体４３と電磁パッケージ４４とスイッチ制御モジュール２とをさらに含む。そのうち、第１電子回路基板４２は、筺体４３内に配置され、且つ電磁パッケージ４４とスイッチ制御モジュール２とに接続され、蓋体４１は、電磁パッケージ４４上に配置され、且つ筺体４３に接続され、材質が絶縁材や剛性断熱材、例えば、ガラス又はセラミック材料であってもよいが、これに限定されない。且つ、蓋体４１上において電磁パッケージ４４に対応する位置は、調理器具（未図示）を置くための加熱領域である。

本発明の電磁パッケージ４４は、筺体４３内部に配置され、且つコイル、絶縁板、磁性コア等の部材を含んでもよく、第１電子回路基板４２におけるコントローラの制御によって電磁誘導が生じることによって、電気装置４上の調理器具に渦電流を生じさせて加熱する。

本発明のスイッチ制御モジュール２は、第１電子回路基板４２に接続され、且つ蓋体４１の一側辺に配置され、内部の構成部材、実行方式及びそれが達成できる目的と効果について、第１好ましい実施例において詳しく説明したので、ここで重複する説明を省略する。

上記の説明から分かるように、本発明が提供するひずみゲージを有するスイッチ制御モジュールとそれを適用した電気装置は、ひずみゲージが外力を受けることで操作領域と基板とから与えられる力により生成される変形量に応じて電気装置の実行を制御する。よって、環境の変化があったら、例えば、お湯が操作領域の表面に飛散したり吹きこぼれたりしている時、使用者が所望ではない機能を起動するようなひずみゲージに誤動作を発生させることはない。これによって、電気装置使用時の安全性が高まり、従来の静電容量スイッチのような、お湯の飛散や吹きこぼれにより対応する容量変化が生じやすく、電磁調理器に誤動作を起こさせて使用者が所望ではない機能を起動してしまう、という問題を解決することができる。従って、本発明のひずみゲージを有するスイッチ制御モジュールとそれを適用した電気装置は、産業上利用性がきわめて高いものといえる。

本発明は、当該技術を熟知する者なら、誰でも本発明の意思と領域を脱しない範囲内でいろんな改良を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で定めた内容を基準とする。

１、２スイッチ制御モジュール
１１セラミックガラス
１２静電容量スイッチ
１３電子回路基板
２１基板
２１１第１表面
２１２第２表面
２１３操作領域
２１４凹部
２２ひずみゲージ
２２１本体
２２２出力端子
２２３配線
３１第２電子回路基板
３１１接触端子
３１２配線
３１３コネクタ
４電気装置
４１蓋体
４２第１電子回路基板
４３筐体
４４電磁パッケージ

Claims

電気装置に適用されるスイッチ制御モジュールであって、
少なくとも１つの操作領域を有する第１表面と、第２表面と、を備える基板と、
前記基板の前記第２表面に接合されるとともに、前記少なくとも１つの操作領域に対応して配置され、外力が前記操作領域と前記基板とを通じて与えられる圧力によって変形し、その変形量に応じて制御信号を生成することにより、前記電気装置の実行を制御する少なくとも１つのひずみゲージと、を少なくとも含むことを特徴とするスイッチ制御モジュール。
各前記ひずみゲージのそれぞれは、前記制御信号を出力するための複数の出力端子を有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ制御モジュール。
前記電気装置は、第１電子回路基板を有することを特徴とする請求項２に記載のスイッチ制御モジュール。
各前記ひずみゲージの前記複数の出力端子は、前記制御信号を前記第１電子回路基板に伝送するために、前記第１電子回路基板に直接に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のスイッチ制御モジュール。
各前記ひずみゲージの前記複数の出力端子に接続されている第２電子回路基板をさらに有し、且つ前記第２電子回路基板は、前記制御信号を前記第１電子回路基板に伝送するために、前記第１電子回路基板に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のスイッチ制御モジュール。
前記電気装置は、電磁調理器であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ制御モジュール。
前記基板は、金属基板であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ制御モジュール。
前記ひずみゲージは、抵抗式ひずみゲージであることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ制御モジュール。
前記操作領域は、印刷されることによって前記基板の第１表面に配置されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ制御モジュール。
蓋体と、
筺体と、
前記筐体に配置される電磁パッケージと、
前記筐体に配置され、且つ前記電磁パッケージと接続される電子回路基板と、
前記電子回路基板に接続され、且つ前記蓋体の一側辺に配置されるスイッチ制御モジュールと、を少なくとも含み、
前記スイッチ制御モジュールは、
少なくとも１つの操作領域を有する第１表面と、第２表面と、を備える基板と、
前記基板の前記第２表面に接合されるとともに、前記少なくとも１つの操作領域に対応して配置され、且つ外力が前記操作領域と前記基板とを通じて与えられた圧力によって変形し、その変形量に応じて制御信号を生成することにより、前記電磁パッケージの実行を制御する少なくとも１つのひずみゲージと、を少なくとも含むことを特徴とする電気装置。