JP3003551B2

JP3003551B2 - 重量センサ

Info

Publication number: JP3003551B2
Application number: JP7201098A
Authority: JP
Inventors: 伸康大橋
Original assignee: Tiger Corp
Current assignee: Tiger Corp
Priority date: 1995-08-07
Filing date: 1995-08-07
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JPH0949751A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、重量測定物の重量を
自動検出する重量センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子レンジなどのマイクロコンピ
ュータを備えた調理器具では、ターンテーブル上に載せ
られた調理物の重量を自動的に検出測定するための重量
センサが設けられている。

【０００３】従来、この種重量センサには、例えば差動
トランス式のものや歪ゲージ式、静電容量式のものが使
用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記差動トラ
ンス式のものは、一定周波数、一定電圧で励磁される１
次コイルと、測定物の下降動作に追随して動く可動鉄
心、および２次コイルなどから構成され、重量に応じた
上記可動鉄心の位置により、上記２次コイルに誘導され
る起電力が変化し、これを逆極性で接続して出力として
取出すようになっているために、構造も複雑でコストも
高い。

【０００５】また、歪ゲージ式のものも、歪ゲージによ
りブリッジを組んで構成されており、歪量の変化を電気
量の変化として検出するようになっている。従って、上
記差動トランス式のものに比べると、比較的低コストで
はあるが、上記電気量出力をデジタル信号に変換してマ
イクロコンピュータに取り込むようにした時、最初にタ
ーンテーブル上に測定物を載せた時の慣性荷重信号がパ
ルスとなって取り込まれ、誤測定を招く恐れがある。

【０００６】また、静電容量式のものでは、熱に弱い欠
点があり、熱の影響による温度変化によって静電容量の
変化を招き、誤判定を招く恐れがある。従って、電子レ
ンジのようなヒータ熱の影響を受け易い装置への適用は
不向きである。

【０００７】本願発明は、以上のような従来の重量セン
サのもつ問題を解決し、簡単かつ低コストで正確な重量
の検出判定が可能な重量センサを提供することを目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記目的を
達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成
されている。

【０００９】すなわち、本願発明は、測定物の重量に応
じて伸縮するコイルバネと、該コイルバネをインダクタ
ンス要素として構成されたＬＣ共振回路と、該ＬＣ共振
回路の共振周波数の変化に基いて測定物の重量を判定す
る重量判定手段とを備えて構成されている。

【００１０】また、本願発明は、該構成において、上記
測定物の重量を支持するとともに測定物の重量に応じて
昇降する昇降部材を有し、該昇降部材がコイルバネによ
って吊持されて構成される。

【００１１】さらに、本願発明は、上記構成において、
測定物の重量を支持するとともに測定物の重量に応じて
昇降する昇降部材を有し、該昇降部材が上記コイルバネ
によって支承されて構成されている。

【００１２】さらに、また本願発明は、上記各構成にお
ける重量センサが電子レンジ用のものとして構成されて
いる。

【００１３】

【作用】本願発明は、上記構成に対応して、それぞれ次
のような作用を奏する。

【００１４】先ず本願発明は、上記のように、測定物の
重量に応じて伸縮するコイルバネと、該コイルバネをイ
ンダクタンス要素として構成されたＬＣ共振回路と、該
ＬＣ共振回路の共振周波数の変化に基いて測定物の重量
を判定する重量判定手段とを備えている。

【００１５】したがって、コイルバネに測定物の重量が
荷されると、コイルバネは当該重量に応じて伸張又は収
縮し、その伸張又は収縮量に応じてコイル部のインダク
タンスが変化する。

【００１６】その結果、該コイルバネをインダクタンス
要素として構成されているＬＣ共振回路の共振周波数も
変化し、該変化に応じた周波数信号を基にして重量判定
手段により測定物の重量が判定される。

【００１７】そして、この場合、上記測定物の重量を支
持するとともに測定物の重量に応じて昇降する例えばタ
ーンテーブルなどの昇降部材を設け、該昇降部材をコイ
ルバネによって吊持して構成すると、測定物を昇降部材
の上に載せると、該昇降部材の上に載せた測定物の重量
に応じて、昇降部材が下降し、その下降量に応じて上記
ＬＣ共振回路のインダクタンス要素としてのコイルバネ
が伸張してＬＣ共振回路の共振周波数が高くなる。

【００１８】そして、それに対応して重量判定手段が重
量を判定する。

【００１９】また、上記昇降部材を設けた構成におい
て、上記昇降部材を下方から上記同様のインダクタンス
要素としてのコイルバネによって支承するようにした場
合には、測定物を昇降部材の上に載せると、該昇降部材
の上に載せた測定物の重量に応じて、昇降部材が下降
し、その加工量に応じて上記ＬＣ共振回路のインダクタ
ンス要素としてのコイルバネが収縮してＬＣ共振回路の
共振周波数が低くなる。

【００２０】そして、それに対応して重量判定手段が重
量を判定する。

【００２１】また、上記各構成のものが、特に電子レン
ジ用の重量センサとして構成されている場合、ターンテ
ーブル回転軸の昇降動作を利用して比較的容易に上記イ
ンダクタンス量を変化させることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の結果、本願発明の重量センサによ
ると、測定物の重量に応じてコイルバネを伸張又は収縮
させ、その長さの変化に対応した共振周波数の変化を検
出するだけで、簡単かつ低コストに測定物の重量を検出
判定することができる。

【００２３】しかも、センシング手段であるコイルバネ
自体は温度による影響がなく、温度によるインダクタン
スの変化はないので、例えば電子レンジの重量センサと
して使用した時にも何ら問題なく適用することができ
る。特に電子レンジの場合、ターンテーブル回転軸の昇
降動作を利用して共振周波数を変化させることができる
ので好都合である。

【００２４】

【実施例】（実施例１）図１〜図３は、本願発明の実施例１に係る
電子レンジ等高周波加熱器の重量センサ部の構成を示し
ている。

【００２５】先ず図１は、同センサ部の全体的な構成を
示すもので、図中符号１は例えば電子レンジ加熱室２の
庫内壁底部を形成する底壁である。該底壁１の略中央部
にはターンテーブル３の回転支軸４を貫通させるための
支軸挿通穴５が形成されており、該支軸挿通穴５を介し
て同ターンテーブル３の回転支軸４が下方側より挿通さ
れ図示の如く上方側加熱室２内に所定の高さだけ突出せ
しめられている。

【００２６】上記ターンテーブル３の回転支軸４は、電
子レンジ本体の筺体部に固定して設けられているセンサ
ボックス１１内に水平に支持されたバネ剛性の高い所定
厚さ、かつ所定幅の板バネ１２の上部に弾性的かつ回転
可能に支持されており、その途中(略中央部)には、従動
ギヤ７が図１に示すようにキー溝７aおよび支軸側のキ
ー４aを介してスラスト方向に相対摺動可能にスプライ
ン嵌合されている。そして、該従動ギヤ７は、上記セン
サボックス１１の天井面に固定されたターンテーブル駆
動モータ９の駆動ギヤ９aに噛合されている。

【００２７】また符号１３は上記従動ギヤ７を所定の位
置に固定し、かつ回転可能に支持する軸受部を有した支
持部材であり、上記従動ギヤ７の下方側ボス部に対しボ
ールベアリング１０を介して支持している。これによ
り、上記回転支軸４が上下に摺動可能でありながら、タ
ーンテーブル駆動用モータ９による安定した回転駆動も
可能となっている。

【００２８】上記回転支軸４を支持している板バネ１２
の先端１２ａ側下方には上記センサボックス１１の底部
１４側縦壁部１４ａに固定して制御基板１５が設けられ
ている。そして、該制御基板１５と当該板バネ１２の先
端部１２ａとの間には、図２に詳細に示すように左右両
側にコイル部ｌａ，ｌｂを有するコイルバネＬ₁が伸縮
自由に張架されている。

【００２９】該コイルバネＬ₁の相互に連続する両端
は、上記制御基板１５の図３に示す重量検出回路中に、
そのセンサ部を形成する第１のインダクタンス要素とし
て組込まれるようにビス止めにより接続固定されてい
る。従って、該構成では、上記ターンテーブル３上に何
らかの被加熱物が載せられると、該被加熱物の重量Ｗに
応じて上記回転支軸４が上記板バネ１２の支持剛性に反
して所定量下方に下降させられる。そして、その下降量
に応じて上記コイルバネＬ₁のコイル部ｌａ，ｌｂの長
さが短くなり、同コイル部ｌａ，ｌｂの線輪間ピッチが
縮小し、インダクタンス値が高くなる。

【００３０】そして、該インダクタンス値の上昇に対応
して図３に示す重量検出回路の共振周波数ｆｏが変化
（低下）し、該変化値に基いてマイクロコンピュータ２
０により被加熱物の重量Ｗが検出される。

【００３１】すなわち、図３の重量検出回路は、まず上
記コイルバネＬ₁のコイル部ｌａ，ｌｂの合成インダク
タンス成分（ｌａ＋ｌｂ）を第１のインダクタンス要素
とし、それに対してキャパシタンス要素としてのコンデ
ンサＣ₁を介して第２のインダクタンス要素Ｌ₂を直列に
接続して高周波直列共振回路（ハートレー形ＬＣ発振回
路）を形成している｛ｆｏ＝１／（２π√Ｌ₁＋Ｌ₂＋Ｃ
₁）｝。

【００３２】そして、該Ｌ₁，Ｃ₁，Ｌ₂の直列共振回路
の出力側にＲ₁，Ｃ₂のバイアス回路を介してエミッタ接
地型の増幅トランジスタＱを設け、該増幅トランジスタ
ＱのＯＮ，ＯＦＦによる発振周波数出力の交流成分のみ
をカップリングコンデンサＣ ₃を介して取り出し、波形
成形回路１６を介して波形成形した後に、順次周波数信
号／電圧信号変換回路１７、Ａ／Ｄ変換回路１８を通し
てデジタル信号に変換して最終的にマイクロコンピュー
タユニット２０に入力し、重量値として判定する。な
お、図中Ｒ₂は上記増幅トランジスタＱの帰還抵抗、Ｃ₄
は交流バイパスダイオードである。

【００３３】以上のように、本願発明実施例の重量セン
サによると、測定物の重量Ｗに応じてターンテーブル
３、回転支軸４、板バネ１２を介してコイルバネＬ₁を
伸張させ、その伸張長さの変化に対応した重量検出回路
の共振回路の共振周波数ｆｏの変化を検出するだけで、
きわめて簡単かつ低コストに被加熱物の重量Ｗを正確に
検出判定することができる。

【００３４】しかも、センシング手段であるコイルバネ
Ｌ₁自体は温度による影響がなく、静電容量方式のよう
な温度によるインダクタンス値の変化はないので、上述
のように電子レンジの重量センサとして使用した時にも
何ら問題なく使用することができる。

【００３５】（実施例２）なお、上記実施例ではコイル
バネＬ₁を被加熱物の重量に応じて収縮させることによ
り、インダクタンス値を高くして共振周波数ｆｏを変化
させるようにしたが、例えば実施例２として図４に示す
ように、上記ターンテーブル３の回転支軸４を支持する
支持板１９の一端１９ｂを、センサボックス１１の左右
両側壁間に架け渡して固定した軸２１に上下回動可能に
連結枢支するとともに、他端１９ａを従動ギヤ７の支持
板１３との間で上記同様のインダクタンス要素としての
コイルバネＬ₁で吊持支持させるようにして、被加熱物
の重量Ｗに応じてコイルバネＬ₁を伸張させることによ
って、そのインダクタンス値を小さくするように構成す
ることもできる（この場合、上記ｆｏは高くなる）。

【００３６】この場合、上記コイルバネＬ₁は、上記タ
ーンテーブル３の回転支軸４の支持バネと共用化しても
良いし、また別に並設してもよい。

【００３７】（実施例３）また、上記実施例１における
図３の重量検出回路において、例えば図５のようにセン
サ部のコイルバネＬ₁に対して合成インダクタンス調整
用のコイルＬ₁′を直列に挿入するようにしても良い。
このようにすると、インダクタンス変化のスパンを拡大
することができる。

【００３８】（実施例４）さらに、また上記図３の重量
検出回路において、例えば図６に示すように、コイルＬ
₂側を逆にセンサ部として構成しても良いことは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の実施例１に係る高周波加熱
器の重量センサ部の構造を示す断面図である。

【図２】図２は、同重量センサの要部の構成を示す分解
斜視図である。

【図３】図３は、同重量センサの重量検出回路の構成を
示す回路図である。

【図４】図４は、本願発明の実施例２に係る高周波加熱
器の重量センサ部の構造を示す断面図である。

【図５】図５は、本願発明の実施例３に係る高周波加熱
器の重量センサの重量検出回路の構成を示す回路図であ
る。

【図６】図６は、本願発明の実施例４に係る高周波加熱
器の重量センサの重量検出回路の構成を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

２は加熱室、３はターンテーブル、４は回転支軸、７は
従動ギヤ、９はターンテーブルモータ、９ａは駆動ギ
ヤ、１２は板バネ、１９は支持板、Ｌ₁はコイルバネ、
Ｃ₁はコンデンサ、２０はマイクロコンピュータユニッ
トである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01G 3/00 - 3/12 G01G 19/52 G01L 1/14 F24C 7/02 315

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】測定物の重量に応じて伸縮するコイルバ
ネと、該コイルバネをインダクタンス要素として構成さ
れたＬＣ共振回路と、該ＬＣ共振回路の共振周波数の変
化に基いて測定物の重量を判定する重量判定手段とを備
えてなる重量センサ。
【請求項２】測定物の重量を支持するとともに測定物
の重量に応じて昇降する昇降部材を有し、該昇降部材が
コイルバネによって吊持されていることを特徴とする請
求項１記載の重量センサ。
【請求項３】測定物の重量を支持するとともに測定物
の重量に応じて昇降する昇降部材を有し、該昇降部材が
コイルバネによって支承されていることを特徴とする請
求項１記載の重量センサ。
【請求項４】電子レンジ用の重量センサとして構成さ
れていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の重
量センサ。