JP2922755B2 - 重量検出装置 - Google Patents
重量検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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に関する。
電気的に検出する重量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子レンジでは、種々のセンサ
（温度、湿度、重量など）が使用され、このセンサから
の検出信号に基づいて自動調理を行う方式が多用化され
ている。重量センサとしての重量検出装置は種々の方式
（磁気式、静電容量式、圧電素子など）で実用化され、
静電容量式に関わる静電容量Ｃは、式Ｃ〔μＦ〕＝（ε
Ｓ／４πｄ）×（１／９）×１０-5で表される。ここ
で、Ｃは静電容量〔μＦ〕、εは電極間誘導体の比誘電
率、Ｓは電極対向面積〔ｃｍ2 〕、ｄは電極間距離〔ｃ
ｍ〕である。
（温度、湿度、重量など）が使用され、このセンサから
の検出信号に基づいて自動調理を行う方式が多用化され
ている。重量センサとしての重量検出装置は種々の方式
（磁気式、静電容量式、圧電素子など）で実用化され、
静電容量式に関わる静電容量Ｃは、式Ｃ〔μＦ〕＝（ε
Ｓ／４πｄ）×（１／９）×１０-5で表される。ここ
で、Ｃは静電容量〔μＦ〕、εは電極間誘導体の比誘電
率、Ｓは電極対向面積〔ｃｍ2 〕、ｄは電極間距離〔ｃ
ｍ〕である。
【０００３】従来の重量検出装置（実開平４−７０９０
４号公報）は、重量で電極間距離を変化させることによ
り、静電容量を変化させ、この静電容量変化量を重量と
して検出する構造となっている。また、他の重量検出装
置（実開昭６１−４４１０６号公報）は、前記電極とし
て板ばねを使用する構造となっている。
４号公報）は、重量で電極間距離を変化させることによ
り、静電容量を変化させ、この静電容量変化量を重量と
して検出する構造となっている。また、他の重量検出装
置（実開昭６１−４４１０６号公報）は、前記電極とし
て板ばねを使用する構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の重
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構造となっている
ので、配線（パターン）などに寄生する浮遊容量に影響
されにくくするためには、一定値以上の静電容量を確保
する必要があり、しかも、部品寸法のバラツキを考慮す
ると、一定値以上の電極間距離が必要となり、このた
め、電極対向面積が増大し、装置が大型化するという問
題があった。
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構造となっている
ので、配線（パターン）などに寄生する浮遊容量に影響
されにくくするためには、一定値以上の静電容量を確保
する必要があり、しかも、部品寸法のバラツキを考慮す
ると、一定値以上の電極間距離が必要となり、このた
め、電極対向面積が増大し、装置が大型化するという問
題があった。
【０００５】しかも、従来のもの（実開昭６３−１５５
０３０号公報、実開昭５４−１６８８７５号公報、特開
昭６２−５９３１５号公報）によれば、スラスト方向の
重量は、ラック・ピニオン機構、リンク機構、レバー機
構などにより回転量に変換される構造となっている。こ
のため、１つの軸の周りに変換機構が組み込まれず、従
来のこの種の重量変換装置は、合理的な配置のものとし
てユニット化できる構成となっていない。
０３０号公報、実開昭５４−１６８８７５号公報、特開
昭６２−５９３１５号公報）によれば、スラスト方向の
重量は、ラック・ピニオン機構、リンク機構、レバー機
構などにより回転量に変換される構造となっている。こ
のため、１つの軸の周りに変換機構が組み込まれず、従
来のこの種の重量変換装置は、合理的な配置のものとし
てユニット化できる構成となっていない。
【０００６】また、上記の重量検出装置（特開昭６２−
５９３１５号公報）では、電極としての板ばねに平行変
位が要求される構造となっているので、ばね材料の機械
的性能のバラツキに重量センサとしての検出性能が大き
く左右され、安定性に欠けるという問題があった。
５９３１５号公報）では、電極としての板ばねに平行変
位が要求される構造となっているので、ばね材料の機械
的性能のバラツキに重量センサとしての検出性能が大き
く左右され、安定性に欠けるという問題があった。
【０００７】
【発明の目的】そこで、本発明は、前記問題点に着目し
てなされたもので、その目的は、装置の小型化を図り、
検出性能の安定性を向上させることのできる重量検出装
置を提供することにある。
てなされたもので、その目的は、装置の小型化を図り、
検出性能の安定性を向上させることのできる重量検出装
置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、重量検出装置において、検出すべき重量に対応し
てスラスト方向に変位し、非回転状態で支持された直進
軸と、この直進軸のスラスト方向変位量を回転方向変化
量に変換する変換手段とを備え、この変換手段は、直進
軸に対して同軸上で回転可能に設けられた円筒部、直進
軸と円筒部との間で直進軸の直径方向に設けられたピ
ン、およびピンに係合し螺旋方向に傾斜する切欠穴を有
し、直進軸のスラスト方向変位量をピンおよび切欠穴の
係合により円筒部の回転方向変化量に変換し、この円筒
部の回転方向変化量を重量として検出する構造としたも
のである。この場合、上記変換手段の円筒部に可動電極
を設け、この可動電極に対向させて固定電極を設け、こ
の固定電極と可動電極との重なり量の変化を静電容量変
化量に変換し、この静電容量変化量を重量として検出す
る構造とすることができる。
明は、重量検出装置において、検出すべき重量に対応し
てスラスト方向に変位し、非回転状態で支持された直進
軸と、この直進軸のスラスト方向変位量を回転方向変化
量に変換する変換手段とを備え、この変換手段は、直進
軸に対して同軸上で回転可能に設けられた円筒部、直進
軸と円筒部との間で直進軸の直径方向に設けられたピ
ン、およびピンに係合し螺旋方向に傾斜する切欠穴を有
し、直進軸のスラスト方向変位量をピンおよび切欠穴の
係合により円筒部の回転方向変化量に変換し、この円筒
部の回転方向変化量を重量として検出する構造としたも
のである。この場合、上記変換手段の円筒部に可動電極
を設け、この可動電極に対向させて固定電極を設け、こ
の固定電極と可動電極との重なり量の変化を静電容量変
化量に変換し、この静電容量変化量を重量として検出す
る構造とすることができる。
【０００９】
【作用】重量検出に際し、直進軸に重量を荷重として作
用させると、重量に対応して直進軸がスラスト方向に変
化し、この直進軸のスラスト方向変位量が円筒部の回転
方向変化量に変換され、この回転方向変化量が重量とし
て検出される。
用させると、重量に対応して直進軸がスラスト方向に変
化し、この直進軸のスラスト方向変位量が円筒部の回転
方向変化量に変換され、この回転方向変化量が重量とし
て検出される。
【００１０】この場合、上記変換手段の円筒部に可動電
極を設け、この可動電極に対向させて固定電極を設け、
この固定電極と可動電極との重なり量の変化を静電容量
変化量に変換し、この静電容量変化量を重量として検出
する構造とすれば、電極間距離を微小に設定することが
できる。したがって、電極対向面積を減少させ、装置の
小型化を図ることができる。
極を設け、この可動電極に対向させて固定電極を設け、
この固定電極と可動電極との重なり量の変化を静電容量
変化量に変換し、この静電容量変化量を重量として検出
する構造とすれば、電極間距離を微小に設定することが
できる。したがって、電極対向面積を減少させ、装置の
小型化を図ることができる。
【００１１】
【実施例】図１〜図８に示すように、本実施例に係る重
量検出装置１は、たとえばモータからの回転を減速輪列
（図示せず）を介して、駆動軸に伝達する電子レンジに
適用し、マイクロ波の照射時間の制御に必要なターンテ
ーブル上の食品の重量を検出するもので、この検出すべ
き重量に対応してスラスト方向に変位する直進軸３と、
この直進軸３のスラスト方向変位量を可動電極４の回転
方向変化量に変換する変換手段５と、可動電極４に対向
して設けられる固定電極６とを備え、この固定電極６と
可動電極４との重なり量の変化を静電容量変化量に変換
し、この静電容量変化量を重量として検出する構造とし
たものである。
量検出装置１は、たとえばモータからの回転を減速輪列
（図示せず）を介して、駆動軸に伝達する電子レンジに
適用し、マイクロ波の照射時間の制御に必要なターンテ
ーブル上の食品の重量を検出するもので、この検出すべ
き重量に対応してスラスト方向に変位する直進軸３と、
この直進軸３のスラスト方向変位量を可動電極４の回転
方向変化量に変換する変換手段５と、可動電極４に対向
して設けられる固定電極６とを備え、この固定電極６と
可動電極４との重なり量の変化を静電容量変化量に変換
し、この静電容量変化量を重量として検出する構造とし
たものである。
【００１２】すなわち、ターンテーブル駆動用の減速機
付モータ２には、モータケース７を貫通し、昇降限位置
間で上下動可能な駆動軸８が設けられ、この駆動軸８の
直下には、直進軸３が駆動軸８と同軸上で非回転状態と
して上下方向に直進可能に設けられ、この直進軸３に対
して円筒部２１が挿入され、回転受け部２３を介して駆
動軸８と同軸上で回転可能に設けられている。この直進
軸３は、ベース板２０を貫通し、ベース板２０に固定し
た板状のばね９に設けられた孔９ａと直進軸３の凸部３
ａと嵌合して、板状のばね９により駆動軸８を押し上げ
る方向に付勢され、ターンテーブルに食品を載せたと
き、その重量による荷重のみが駆動軸８の先鋭部８ａを
経て直進軸３に作用し、直進軸８は板状のばね９の付勢
力に抗してスラスト方向に下降変位し、このスラスト方
向変位量が重量に対応して得られる構造となっている。
付モータ２には、モータケース７を貫通し、昇降限位置
間で上下動可能な駆動軸８が設けられ、この駆動軸８の
直下には、直進軸３が駆動軸８と同軸上で非回転状態と
して上下方向に直進可能に設けられ、この直進軸３に対
して円筒部２１が挿入され、回転受け部２３を介して駆
動軸８と同軸上で回転可能に設けられている。この直進
軸３は、ベース板２０を貫通し、ベース板２０に固定し
た板状のばね９に設けられた孔９ａと直進軸３の凸部３
ａと嵌合して、板状のばね９により駆動軸８を押し上げ
る方向に付勢され、ターンテーブルに食品を載せたと
き、その重量による荷重のみが駆動軸８の先鋭部８ａを
経て直進軸３に作用し、直進軸８は板状のばね９の付勢
力に抗してスラスト方向に下降変位し、このスラスト方
向変位量が重量に対応して得られる構造となっている。
【００１３】前記変換手段５は、直進軸３に直径方向に
貫通させて設け、先端を外周面より突出させたピン１０
と、このピン１０に係合し、かつ円筒部２１に形成さ
れ、螺旋方向に傾斜する切欠穴１１とで構成されてい
る。円筒部２１の上側開口端部に内向きフランジ１２が
形成され、これと直進軸３の段付部との間にスプリング
１９が設けられている。円筒部２１の下側開口端部に形
成される外向きフランジ２２には、孔２５の外周に等配
した複数の開口部１４が形成され、この部分が可動電極
４を構成している。
貫通させて設け、先端を外周面より突出させたピン１０
と、このピン１０に係合し、かつ円筒部２１に形成さ
れ、螺旋方向に傾斜する切欠穴１１とで構成されてい
る。円筒部２１の上側開口端部に内向きフランジ１２が
形成され、これと直進軸３の段付部との間にスプリング
１９が設けられている。円筒部２１の下側開口端部に形
成される外向きフランジ２２には、孔２５の外周に等配
した複数の開口部１４が形成され、この部分が可動電極
４を構成している。
【００１４】前記可動電極４の外周部に複数の接点１５
が形成され、この接点１５は、凸状のプレスダボで形成
され、電気的に接続するとともに、可動電極４と固定電
極６との電極間距離を微小に保持する機能を有する。ベ
ース板２０の下面に設けられるプリント基板２６に回路
部２４および固定電極６がエッチングや薄膜成形等によ
りパターン形成され、この固定電極６は、孔２５ａの周
囲に可動電極４と対応した放射状のパターン形状を有
し、固定電極６の外周には、接点１５と対応した同心円
位置にリング状の接点摺動部１６がパターン形成され、
この接点摺動部１６に接点１５がスプリング１９により
押し付けられる構造となっている。
が形成され、この接点１５は、凸状のプレスダボで形成
され、電気的に接続するとともに、可動電極４と固定電
極６との電極間距離を微小に保持する機能を有する。ベ
ース板２０の下面に設けられるプリント基板２６に回路
部２４および固定電極６がエッチングや薄膜成形等によ
りパターン形成され、この固定電極６は、孔２５ａの周
囲に可動電極４と対応した放射状のパターン形状を有
し、固定電極６の外周には、接点１５と対応した同心円
位置にリング状の接点摺動部１６がパターン形成され、
この接点摺動部１６に接点１５がスプリング１９により
押し付けられる構造となっている。
【００１５】前記可動電極４および固定電極６からなる
可変コンデンサ１７は、図８に示す発振回路１８の一部
を構成し、ターンテーブル上の食品の重量に応じて静電
容量が変化することで、発振周波数Ｆが変化し、これを
制御部が検出し、この検出信号に基づき、マイクロ波の
照射時間を制御する構造となっている。
可変コンデンサ１７は、図８に示す発振回路１８の一部
を構成し、ターンテーブル上の食品の重量に応じて静電
容量が変化することで、発振周波数Ｆが変化し、これを
制御部が検出し、この検出信号に基づき、マイクロ波の
照射時間を制御する構造となっている。
【００１６】次に、本実施例の作用を説明する。図４は
ターンテーブルに食品を載せる前の状態を示す。この状
態において、ターンテーブルに食品を載せると、食品の
重量が駆動軸８を経て直進軸３に荷重として作用し、こ
のため、図７に示すように、直進軸３は板状のばね９の
付勢力に抗して下降し、重量に対応したスラスト方向変
位量が得られる。この直進軸３のスラスト方向変位量は
変換手段５のピン１０および切欠穴１１により可動電極
４の回転方向変化量に変換される。
ターンテーブルに食品を載せる前の状態を示す。この状
態において、ターンテーブルに食品を載せると、食品の
重量が駆動軸８を経て直進軸３に荷重として作用し、こ
のため、図７に示すように、直進軸３は板状のばね９の
付勢力に抗して下降し、重量に対応したスラスト方向変
位量が得られる。この直進軸３のスラスト方向変位量は
変換手段５のピン１０および切欠穴１１により可動電極
４の回転方向変化量に変換される。
【００１７】その結果、可動電極４と固定電極６との対
向面積が変化し、この対向面積変化量に対応した静電容
量変化が得られる。この静電容量変化に応じて発振周波
数Ｆが変化し、これを制御部が検出し、この検出信号に
基づき、マイクロ波の照射時間が制御される。
向面積が変化し、この対向面積変化量に対応した静電容
量変化が得られる。この静電容量変化に応じて発振周波
数Ｆが変化し、これを制御部が検出し、この検出信号に
基づき、マイクロ波の照射時間が制御される。
【００１８】このように、直進軸３のスラスト方向変位
量を回転方向変化量に変換し、この回転方向変化量を重
量として検出する構造としたので、従来、問題となって
いた電極としての板ばねおよびその平行変位を不要に
し、検出性能の安定性を向上させることができる。ま
た、可動電極４と固定電極６との重なり量の変化を静電
容量変化量に変換し、この静電容量変化量を重量として
検出する構造としたので、電極間距離を微小に設定する
ことができる。したがって、電極対向面積の減少によ
り、装置を小型化し、モータ２ａへの内蔵を可能にする
ことができる。
量を回転方向変化量に変換し、この回転方向変化量を重
量として検出する構造としたので、従来、問題となって
いた電極としての板ばねおよびその平行変位を不要に
し、検出性能の安定性を向上させることができる。ま
た、可動電極４と固定電極６との重なり量の変化を静電
容量変化量に変換し、この静電容量変化量を重量として
検出する構造としたので、電極間距離を微小に設定する
ことができる。したがって、電極対向面積の減少によ
り、装置を小型化し、モータ２ａへの内蔵を可能にする
ことができる。
【００１９】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものでなく、種々の改変が可能であることはもちろんで
ある。たとえば、前記実施例では、変換手段５は、円筒
部２１の螺旋状傾斜の切欠穴１１と直進軸３に設けたピ
ン１０とから構成した場合について説明したが、これに
限らず、直進軸３の外周に螺旋状にネジを形成し、これ
に螺合するナットで、直進軸３の直進運動を回転運動に
変換させる構造とすることもできる。
ものでなく、種々の改変が可能であることはもちろんで
ある。たとえば、前記実施例では、変換手段５は、円筒
部２１の螺旋状傾斜の切欠穴１１と直進軸３に設けたピ
ン１０とから構成した場合について説明したが、これに
限らず、直進軸３の外周に螺旋状にネジを形成し、これ
に螺合するナットで、直進軸３の直進運動を回転運動に
変換させる構造とすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下の効果が得られる。すなわち本発明は、検
出すべき重量に対応してスラスト方向に変位する直進軸
と、この直進軸のスラスト方向変位量を回転方向変化量
に変換する変換手段とを備え、上記回転方向変化量を重
量として検出する構造とした。このため、従来、問題と
なっていた電極としての板ばねおよびその平行変位を不
要にし、検出性能の安定性を向上させることができる。
によれば以下の効果が得られる。すなわち本発明は、検
出すべき重量に対応してスラスト方向に変位する直進軸
と、この直進軸のスラスト方向変位量を回転方向変化量
に変換する変換手段とを備え、上記回転方向変化量を重
量として検出する構造とした。このため、従来、問題と
なっていた電極としての板ばねおよびその平行変位を不
要にし、検出性能の安定性を向上させることができる。
【００２１】特に、変換手段が直進軸の周りに同心状態
で合理的に配置されているため、下記の特有の効果が得
られる。（１）直進軸のスラスト方向の変位量がピンと
切欠穴との変換作用により、円滑かつ確実に円筒部に回
転方向変化量として伝達される。（２）変換手段の要素
が直進軸の周りに小さく、かつユニット化した状態とし
て組立てられる。
で合理的に配置されているため、下記の特有の効果が得
られる。（１）直進軸のスラスト方向の変位量がピンと
切欠穴との変換作用により、円滑かつ確実に円筒部に回
転方向変化量として伝達される。（２）変換手段の要素
が直進軸の周りに小さく、かつユニット化した状態とし
て組立てられる。
【００２２】この場合、上記変換手段の円筒部に可動電
極を設け、この可動電極に対向させて固定電極を設け、
この固定電極と可動電極との重なり量の変化を静電容量
変化量に変換し、この静電容量変化量を重量として検出
する構造とすれば、電極間距離を微小に設定することが
できる。したがって、電極対向面積を減少させ、固定電
極と可動電極とが直進軸の周りに合理的に配置でき、装
置の小型化を図ることができる。
極を設け、この可動電極に対向させて固定電極を設け、
この固定電極と可動電極との重なり量の変化を静電容量
変化量に変換し、この静電容量変化量を重量として検出
する構造とすれば、電極間距離を微小に設定することが
できる。したがって、電極対向面積を減少させ、固定電
極と可動電極とが直進軸の周りに合理的に配置でき、装
置の小型化を図ることができる。
【図１】重量検出装置を示す平面図である。
【図２】重量検出装置を示す正面図である。
【図３】重量検出装置の板ばね組み込み部分の底面図で
ある。
ある。
【図４】重量検出装置の要部の拡大図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）は断面図である。
図、（ｂ）は断面図である。
【図５】固定電極を示す平面図である。
【図６】可動電極を示す平面図である。
【図７】重量検出装置の動作を示す拡大図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図８】重量検出装置の発振回路を示す回路図である。
１ 重量検出装置 ２ モータ ３ 直進軸 ４ 可動電極 ５ 変換手段 ６ 固定電極 ７ モータケース ８ 駆動軸 ８ａ 先鋭部 ９ 板状のばね １０ ピン １１ 切欠穴 １２ 内向きフランジ １３ プリント基板 １４ 開口部 １５ 接点 １６ 接点摺動部 １７ 可変コンデンサ １８ 発振回路 １９ スプリング ２０ ベース板 ２１ 円筒部 ２２ 外向きフランジ ２３ 回転受け部 ２４ 回路部 ２５ 孔 ２５ａ 孔 ２６ プリント基板 Ｆ 発振周波数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01G 3/00 G01G 19/52 G01D 5/24
Claims (2)
- 【請求項１】 検出すべき重量に対応してスラスト方向
に変位し、非回転状態で支持された直進軸（３）と、こ
の直進軸（３）のスラスト方向変位量を回転方向変化量
に変換する変換手段（５）とを備え、この変換手段（５）は、直進軸（３）に対して同軸上で
回転可能に設けられた円筒部（２１）、直進軸（３）と
円筒部（２１）との間で直進軸（３）の直径方向に設け
られたピン（１０）、およびピン（１０）に係合し螺旋
方向に傾斜する切欠穴（１１）を有し、直進軸（３）の
スラスト方向変位量をピン（１０）および切欠穴（１
１）の係合により円筒部（２１）の回転方向変化量に変
換し、この円筒部（２１）の 回転方向変化量を重量とし
て検出することを特徴とする重量検出装置（１）。 - 【請求項２】 上記変換手段（５）の円筒部（２１）に
可動電極（４）を設け、この可動電極（４）に対向させ
て固定電極（６）を設け、この固定電極（６）と可動電
極（４）との重なり量の変化を静電容量変化量に変換
し、この静電容量変化量を重量として検出することを特
徴とする請求項１記載の重量検出装置（１）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20201993A JP2922755B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 重量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP20201993A JP2922755B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 重量検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735600A JPH0735600A (ja) | 1995-02-07 |
| JP2922755B2 true JP2922755B2 (ja) | 1999-07-26 |
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ID=16450580
Family Applications (1)
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| JP20201993A Expired - Fee Related JP2922755B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 重量検出装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2922755B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3513392B2 (ja) | 1998-05-29 | 2004-03-31 | 株式会社三協精機製作所 | 重量検出装置および電子レンジ |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP20201993A patent/JP2922755B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3513392B2 (ja) | 1998-05-29 | 2004-03-31 | 株式会社三協精機製作所 | 重量検出装置および電子レンジ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735600A (ja) | 1995-02-07 |
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