JP3639986B2 - 重量検出装置および電子レンジ - Google Patents

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、このスラスト軸に係合して設けられた第１および第２の相対変位検出用部材と、これら２つの相対変位検出用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の相対変位検出用部材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、第１および第２の相対変位検出用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の相対変位検出用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検出器とを有し、該検出器により、回動変位手段によって変位されかつ位置保持手段によって保持された第１および第２の相対変位検出用部材の相対的な変位量を、第１および第２の相対変位検出用部材の一体的な回転を利用して検出すると共に、該変位量を重量として換算する重量換算手段を設けている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の重量検出装置において、位置保持手段は、第１および第２の相対変位検出用部材の両者間に設けられ、当該両者に対し周方向への力を与える付勢バネで構成されている。
【０００８】
また、他の発明となる請求項３記載の重量検出装置は、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の相対変位検出用部材と、これら２つの相対変位検出用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の相対変位検出用部材をスラスト方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段によって付勢された第１および第２の相対変位検出用部材の端面を受ける基準面と、第１および第２の相対変位検出用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の相対変位検出用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検出器とを有し、該検出器により、回動変位手段によって変位された第１および第２の相対変位検出用部材の相対的な変位量を、第１および第２の相対変位検出用部材の一体的な回転を利用して検出すると共に、該変位量を重量として換算する重量換算手段を設けている。
【０００９】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の重量検出装置において、付勢手段を、重量検出装置を覆う金属製のケーシングの一方の天板の内面と第１および第２の相対変位検出用部材との間に配置された板状のバネ部材で構成し、基準面を、ケーシングの他方の天板の内面もしくは該内面と第１および第２の相対変位検出用部材との間に配置された平板状のワッシャーで構成している。
【００１０】
また、請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の重量検出装置において、第１および第２の相対変位検出用部材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を設けている。
【００１１】
また、請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４または５記載の重量検出装置において、被検出体は、第１および第２の相対変位検出用部材にそれぞれ設けられたマグネットで構成され、検出器は第１および第２の相対変位検出用部材に設けられたマグネットの発するそれぞれの磁気の検知が可能な位置に固定配置されたホール素子で構成されてなり、このホール素子に対して回転する第１および第２の相対変位検出用部材のマグネットからの磁気を検出して、第１の相対変位検出用部材の第２の相対変位検出用部材側に対する相対変位量に応じた時間間隔の信号を重量検出信号として出力するものとなっている。
【００１２】
また、請求項７記載の発明は、請求項１，２，３，４，５または６記載の重量検出装置において、相対変位量は、検出器と被検出体とで構成される重量検出信号出力手段から出力される信号幅の中心間の時間間隔の割合によって表すものとなっている。
【００１３】
また、請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項記載の重量検出装置において、スラスト軸は、コイルバネによって支持され、重量に応じてそのコイルバネの復元力に抗してスラスト方向に変位するものとなっている。
【００１４】
また、請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項記載の重量検出装置において、回動変位手段は、第１の相対変位検出用部材に形成された斜め方向の溝と、第２の相対変位検出用部材に形成された軸方向の溝と、第１および第２の相対変位検出用部材にそれぞれ形成された２つの溝に嵌まり込むように、スラスト軸に装着されたピンと、から構成されている。
【００１５】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の重量検出装置において、軸方向の溝を有する第２の相対変位検出用部材は、回転駆動手段を構成する減速輪列の一部であって、当該減速輪列の他の歯車に係合する出力歯車を兼ねるものとなっている。
【００１６】
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、請求項１から１０のいずれか１項記載の重量検出装置を設けている。
【００１７】
本発明の重量検出装置は、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の相対変位検出用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、位置保持手段によって両者の位置関係を保持させる。この動作および位置保持によって、両相対変位検出用部材の相対的な変位量を、安定した動作で確実に数値化し、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の相対変位検出用部材に対する第１の相対変位検出用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。
【００１８】
そして、重量検出信号を出力する手段としては、たとえば、マグネットとホール素子を用い、第１の相対変位検出用部材側のマグネットと第２の相対変位検出用部材側のマグネットの間の相対変位量に基づいて重量検出信号を得るようにしている。
【００１９】
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。さらに、位置保持が確実になされるので、変位量の数値の安定供給が可能である。
【００２０】
また、他の発明の重量検出装置は、基本的な構成および動作は、上述のものと同様、すなわち、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の相対変位検出用部材が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する。加えて、これらの第１および第２の相対変位検出用部材は、付勢手段によってスラスト方向に付勢され、その端面を常時基準面に押し当てられている。そのため、第１および第２相対変位検出用部材の動作開始（重量物の検出動作開始）は、常に安定して基準面に互いに当接した位置からとなるので、精度の良い重量検出が可能となる。さらに、上述の構成、すなわち位置保持に関する構成を組み合わせると、検出精度が増す。
【００２１】
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。特に、第２の相対変位検出用部材は、ターンテーブルを回転駆動させるための駆動源からの回転力を減速する減速輪列の出力歯車を兼ねるようにすると、回転駆動手段と重量検出部分を一体化することができるので、回転駆動手段と重量検出部分が別々になっている従来のものに比べると、小型化が図れ、また、組立工数の削減も図れる。
【００２２】
【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１６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。
【００２３】
まず、図１から図６により全体的な構成について説明する。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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材４２，４３を上下方向から挟むような配置となっている。すなわち、ケース本体１４ａの底面とケース蓋１４ｂとは、ケーシング１４の両天板となっている。
【００２４】
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の相対変位検出用部材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３４ｂによってスラスト方向に付勢されている。
【００２５】
モータ２０は、コイル２１、ロータ２２、固定軸２３、ロータ２２に固定されたピニオン２４、中地板２５などから構成されている。なお、ピニオン２４の根元部分には、ロータ２２が逆転した際に逆転防止レバー３４ａが当接しロータ２２の逆転を防止するための突起２４ａ，２４ａが設けられている。そのため、ロータ２２が正方向に回転する場合は、ロータ２２の突起２４ａと逆転防止レバー３４ａの突起３４ｃとが係合せず、ロータ２２はフリーに回転することとなるが、逆回転する場合には逆転防止レバー３４ａの突起３４ｃが突起２４ａに突き当たりロータ２２の回転を阻止するようになっている。
【００２６】
また、第１歯車３１と第２歯車３２は、それぞれ軸３１ａ，３２ａにより中地板２５とケース蓋１４ｂ間に取り付けられ、第３歯車３３は軸３３ａによりケース本体１４ａとケース蓋１４ｂ間に取り付けられている。なお、モータ２０のステータを構成する極歯がケース本体１４ａからロータ２２に向けて立設されているがその極歯を形成した残部となる孔を塞ぐため、ラベル２６がケース本体１４ａに貼付されている。
【００２７】
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の相対変位検出用部材４２，４３と、これら２つの相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００２８】
なお、第１および第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００２９】
回動変位手段４４は、第１および第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材４２に形成された斜め方向の溝４２ｂ，４２ｃと、第２の相対変位検出用部材４３に形成された軸方向の溝４３ｂ，４３ｃと、スラスト軸４１に装着され、第１および第２の相対変位検出用部材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。
【００３０】
付勢バネ４５は、コイルバネからなり、第１および第２の相対変位検出用部材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。すなわち、付勢バネ４５は、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３を嵌めあわせた際に、第１の相対変位検出用部材４２に対し周方向への力を与えるものとなっており、この付勢力により第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の相対変位量の保持、すなわち両者の位置保持を行うものとなっている。この付勢バネ４５による位置保持を行わないとすると、重量測定時にばらつきが出てしまうこととなる。
【００３１】
本実施の形態は、逆転防止レバー３４ａによってロータ２２の逆転を防止する構成となっており、ターンテーブル１１は一方向回転するものとなっている。これは、電子レンジにおいては、特に両方向回転とする必要性がないからである。なお、モータ２０を両方向回転可能なものとしたとき、上述の位置保持用の付勢バネ４５を配置しない構成とすると、図７（Ａ）に示すように、ターンテーブル１１が時計方向（以下、ＣＷ方向という）へ回転する場合と反時計方向（以下、ＣＣＷ方向という）へ回転する場合の測定換算値にばらつきが生じることとなる。
【００３２】
逆に、両方向回転可能なものであっても、位置保持用の付勢バネ４５を配置すると、図７（Ｂ）に示すように、ターンテーブル１１がＣＷ方向へ回転する場合とＣＣＷ方向へ回転する場合との測定換算値にばらつきが生じないこととなる。このような測定結果から、付勢バネ４５が第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の周方向の位置関係を保持することにより、本実施の形態の重量検出装置１がより正確な重量検出ができるという効果を有する。なお、モータ２０を一方向回転とし、ターンテーブル１１が一方向回転となる場合でも、この付勢バネ４５によって第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の周方向の位置関係を精度良く保持できる。
【００３３】
なお、上述の位置保持手段は、具体的には、図８に示すように、付勢バネ４５が第１の相対変位検出用部材４２を周方向へ付勢することによって、ピン４４ａと溝４２ｂ，溝４２ｃの当接位置Ｗ１を溝４２ｂ，４２ｃの一方側の辺４２ｃ１，４２ｂ１となるようにしている。一方、ターンテーブル１１の回転する際のピン４４ａと溝４３ｂ，４３ｃの当接位置Ｗ２は、溝４３ｂ，４３ｃの他方側の辺４３ｂ２，４３ｃに常時位置することとなる。これにより、ピン４４ａは、重なり合った両溝内でがたつかないように抑えられ、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の周方向における位置関係が常に同じ状態に保持されるようになっている。
【００３４】
この付勢バネ４５は、スラスト軸４１を中心とする同一半径上に形成された第１の相対変位検出用部材４２の突起５１ｄおよび第２の相対変位検出用部材４３の格納壁５２ｄと押さえ突起５２ｅからなる格納部内に圧縮された状態で両端が支持されるようになっている。これによって付勢バネ４５は、第１の相対変位検出用部材４２に対し周方向へ付勢力を与えるようになっている。この付勢力は、ピン４４ａに当接することによって後述する基準面側へ向かう力Ｆ１を第１の相対変位検出用部材４２に発生させる。このため、第１の相対変位検出用部材４２は、軸方向の位置も常に一定の位置（＝基準面に当接した位置）となる。
【００３５】
また、重量検出信号出力手段は、第１および第２の相対変位検出用部材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９に示されるように、第１の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
なお、コイルバネ４６の荷重特性を図１０に示す。この図１０からもわかるように、７ｋｇの荷重が加わってもその変異はわずか３ｍｍ程度である。このように、角線コイルバネは、高荷重に対しても変位が小さいので、スペース的に制約があって変位方向のスペースを抑え、しかも、高荷重に対応したいという場合に好都合である。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。
【００３９】
また、第１の相対変位検出用部材４２は、図５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。この溝４２ｂ，４２ｃは、中心軸方向に対し所定の角度を有して斜めに形成されている。また、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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００４０】
一方、出力歯車ともなる第２の相対変位検出用部材４３は、図６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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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、一対の軸方向に切り欠かれた溝４３ｂ，４３ｃが形成されている。
【００４１】
このような第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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と歯合し、出力歯車としての働きも行う。
【００４２】
このような第２の相対変位検出用部材４３は、その一端側が、金属製の板状のバネ部材と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の相対変位検出用部材４２，４３と、ケーシング１４の一方の天板となるケース蓋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１１に示すように、平板状に形成された円環部５０ａと、この円環部５０ａの外周部分より多少ケース蓋１４ｂ側に湾曲するように外側に延出された１０本のバネ部５０ｂとから構成されており、各バネ部５０ｂがケース蓋１４ｂの内面に当接することによって円環部５０ａが第２の相対変位検出用部材４３および当該部材４３を介して第１の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材４２，４３をスラスト方向に付勢する付勢手段となっている。
【００４３】
そして、第１の相対変位検出用部材４２と第２の相対変位検出用部材４３は、第１の相対変位検出用部材４２の溝４２ｂ，４２ｃの入口部分がある端部と、第２の相対変位検出用部材４３の開放端とを対向させるようにして、第１の相対変位検出用部材４２を第２の相対変位検出用部材４３内に挿入する。これにより、第２の相対変位検出用部材４３の内部円筒部４３ａは、第１の相対変位検出用部材４２内に挿入される状態となる。
【００４４】
また、第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材４３は、ケース本体１４ａの底面側に付勢力Ｆ２によって付勢されている。そして、第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００４５】
また、第１の相対変位検出用部材４２は、第２の相対変位検出用部材４３を介して付勢力Ｆ２によってワッシャー５４側に押し付けられる。なお、第２の相対変位検出用部材４２は、付勢バネ４５の付勢力から発生するＦ１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。
【００４６】
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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００４７】
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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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Ｆ１によって第１の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００４８】
本実施の形態は、このように葉形スプリング５０や付勢バネ４５によって第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３をスラスト方向に付勢し、基準面となるワッシャー５４で両者の端面を受ける構成となっている。この構成により、図１２に示すような効果を有している。なお、図１２は、実際の重量が１〜７ｋｇの７つの重り（１ｋｇごとに異なる重量となっている）を、それぞれの重りについて３回ずつターンテーブル１１に乗せて重量検出を行った結果を示すものとなっており、図１２（Ａ）は、葉形スプリング５０を配置し第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３をスラスト方向に付勢した場合、図１２（Ｂ）は、葉形スプリング５０を配置しない場合における実際の重量と測定換算値とを示している。
【００４９】
図１２の両グラフによれば、図１２（Ａ）に示す「葉形スプリングあり」では実際の重量と測定換算値とが３回の実験でほぼ一致し、ほとんどばらつきがないのに対し、図１２（Ｂ）に示す「葉形スプリングなし」では実際の重量と測定換算値が３回の実験全てにおいてばらつきが生じている。このような測定結果から、葉形スプリング５０が、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３をスラスト方向に付勢して基準面となるワッシャー５４に確実に当接させることにより、本実施の形態の重量検出装置１がより正確な重量検出ができるという効果を有する。
【００５０】
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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材４２に形成された斜め方向の溝４２ｂ，４２ｃに係合する。さらに、ピン４４ａの一端は、第２の相対変位検出用部材４３の内部円筒部４３ａに形成された溝４３ｂと第１の相対変位検出用部材４２を挟んで対向配置されたスリット４３ｆに係合している。
【００５１】
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から軸受け部材５３ｂを突き抜けて外方に突出し、ターンテーブル１１に係合または固定されている。
【００５２】
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の相対変位検出用部材４３側の溝４３ｂ，４３ｃ（中心軸と同一方向、すなわち軸方向に形成されている）に係合しているとともに、第１の相対変位検出用部材４２側の溝４２ｂ，４２ｃ（中心軸方向に対して所定角度傾斜して斜めに形成されている）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の相対変位検出用部材４３側の溝４３ｂ，４３ｃと第１の相対変位検出用部材４２の溝４２ｂ，４２ｃを通って下方に移動しようとする。このとき、第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材４２は、ピン４４ａが下方に移動することによって、スラスト軸４１を中心に回転方向に動く。これを図８により説明する。
【００５３】
図８（Ａ）の状態は、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）におけるピン４４ａと第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の溝４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃの関係を示している。図８（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が最大限下降した状態におけるピン４４ａと第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の溝４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃの関係を示している。この図８（Ａ），（Ｂ）からもわかるように、第１の相対変位検出用部材４２は所定角度回動し、溝４２ｂ，４２ｃが円周上を周方向に距離Ｌだけ移動（回動）したことになる。
【００５４】
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の相対変位検出用部材４２が最大で距離Ｌだけ回転方向に移動可能となっている。この図８（Ｂ）の状態は、ターンテーブル１１に最大荷重（ここでは、７ｋｇとしている）が加わった状態が示されている。
【００５５】
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の相対変位検出用部材４３に伝達される。この第２の相対変位検出用部材４３が回転すれば、当接位置Ｗ２を介してその回転力はピン４４ａによってスラスト軸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。
【００５６】
このように、ピン４４ａと第１の相対変位検出用部材４２側に設けられた溝４２ｂ，４２ｃ、第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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、前述した変位方向変換手段としての構成をなすものである。
【００５７】
次に、第１の相対変位検出用部材４２の第２の相対変位検出用部材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。
【００５８】
第１の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００５９】
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５５（図３参照）上に取り付けられ、ホルダ５６によって覆われている。また、このプリント基板５５上にはコネクタ５７などの部品も取り付けられている。
【００６０】
図１３（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９に示す構造をそのまま表していない部分もある。
【００６１】
マグネットＡ１，Ａ２，Ａ３は、第２の相対変位検出用部材４３の円周部に等間隔で設けられたマグネット装填部５１ａ，５１ｂ，５１ｃにそれぞれ装填され、同様に、マグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３は、第１の相対変位検出用部材４２の円周部に等間隔で設けられたマグネット装填部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ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。つまり、マグネットＡ１、マグネットＢ１、マグネットＡ２、マグネットＢ２、マグネットＡ３、マグネットＢ３というような互い違いの配置となり、それぞれが同一平面上に配置された構造となる。なお、図１３（Ａ）は、図８（Ａ）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１３（Ｂ）は、図８（Ｂ）の状態に対応した位置関係を示しており、ターンテーブル１１に７ｋｇの調理品が載せられてスラスト軸４１が最大限下降した状態における位置関係を示している。
【００６２】
図１３（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（７ｋｇとする）が載せられてスラスト軸４１が最大限下降した状態となると、第１の相対変位検出用部材４２が最大限回動して図８（Ｂ）のような状態となる。すると、図１３（Ｂ）に示されるように、第１の相対変位検出用部材４２のマグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３がそれぞれ最大限、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。
【００６３】
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の相対変位検出用部材４２と第２の相対変位検出用部材４３との関係は、図８（Ａ）のような状態となっている。この状態では、マグネットＡ１，Ａ２，Ａ３と、マグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３は、図１３（Ａ）のような位置関係となっている。
【００６４】
この状態で、モータ２０が回転したとすれば、第２の相対変位検出用部材４３も回転し始め、ホールＩＣ４７からは、図１４（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。すなわち、マグネットＡ１，Ｂ１，Ａ２の部分に着目すれば、マグネットＡ１，Ａ２間は１２０°離れており、マグネットＡ１，Ｂ１間の角度が３３．２４°となっているので、マグネットＢ１，Ａ２間の角度は８６．７６°となる。
【００６５】
ここで、第２の相対変位検出用部材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。なお、マグネットＡ２とマグネットＢ２およびマグネットＡ３とマグネットＢ３の関係も、この関係と同様である。
【００６６】
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。なお、マグネットＢ２とマグネットＡ３およびマグネットＢ３とマグネットＡ１の関係も、この関係と同様である。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
これによって、第１の相対変位検出用部材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。このとき、ターンテーブル１１は回転状態にあるため、ホールＩＣ４７からは、マグネットＡ１に対しては信号Ａｓ１、マグネットＢ１に対しては信号Ｂｓ１、マグネットＡ２に対しては信号Ａｓ２、マグネットＢ２に対しては信号Ｂｓ２というように、それぞれのマグネットの通過に対応して信号が出力される。しかし、このときの信号Ａｓ１とＢｓ１の時間間隔は、前述した初期状態時の時間間隔＝０．２８ｔより長くなる。一方、信号Ｂｓ１とＡｓ２の時間間隔は、前述した初期状態時の時間間隔＝０．７２ｔより短くなる。
【００７０】
たとえば、極端な例として、７ｋｇの調理品がターンテーブル１１に載せられると、第２の相対変位検出用部材４３側のマグネットＡ１，Ａ２，Ａ３と第１の相対変位検出用部材４２側のマグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３の関係は図１３（Ｂ）のような位置関係となる。つまり、第１の相対変位検出用部材４２側のマグネットと第２の相対変位検出用部材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１４（Ｂ）のような出力が得られる。
【００７１】
この図１４（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、初期状態（ターンテーブル１１に調理品が載せられていない状態）では、信号Ａｓ１と信号Ｂｓ１の時間間隔は、０．２８ｔであるが、７ｋｇの調理品がターンテーブルに載せられると、信号Ａｓ１と信号Ｂｓ１の時間間隔は、０．４４ｔとなり、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。
【００７２】
図１５は、ターンテーブルに加わる荷重（調理品の重量）と、第２の相対変位検出用部材４３側のマグネットトＡ１によるホールＩＣ出力に対する第１の相対変位検出用部材４２側のマグネット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１５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３０％（０．３０ｔ）、荷重が４ｋｇの場合は約３８％（０．３８ｔ）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４４％（０．４４ｔ）となる。
【００７３】
一方、図１６は、ターンテーブルに加わる荷重（調理品の重量）と、第１の相対変位検出用部材４２側のマグネットトＢ１によるホールＩＣ出力に対する第２の相対変位検出用部材４３側のマグネット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１６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７０％（０．７０ｔ）、荷重が４ｋｇの場合は約６２％（０．６２ｔ）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５６％（０．５６ｔ）となる。
【００７４】
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。
【００７５】
ところで、これまでの説明では、第２の相対変位検出用部材４３側のマグネットと第１の相対変位検出用部材４３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、例えば１対としても良い。原理的には、第２の相対変位検出用部材４３側のマグネットと第１の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００７６】
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の相対変位検出用部材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。また、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。
【００７７】
さらに、ターンテーブル１１の回転時、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３は、付勢バネ４５によって周方向の位置関係を保持されると共に、基準面となるワッシャー５４に対して葉形スプリング５０によって押し付けられている。そのため、回転時に位置関係がずれず、正確な変位量、すなわち正確な重量検出が行えるものとなっている。
【００７８】
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。
【００７９】
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、前述の実施の形態では、ターンテーブル１１が一方向回転のみするものとして説明したが、ターンテーブル１１は双方向回転可能なものとしても良い。その場合、本発明では、上述したように位置保持手段としての付勢バネ４５が第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の周方向の位置保持を行う構成となっているので、測定値にばらつきが生じず、回転方向による一定値の補正をするのみで対応でき、検出装置としての効果がより発揮されることとなる。
【００８０】
また、前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の相対変位検出用部材４２と第２の相対変位検出用部材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。
【００８１】
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。
【００８２】
また、前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の相対変位検出部材４２を回動変位させ、第２の相対変位検出用部材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の相対変位検出用部材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。
【００８３】
また、付勢バネ４５をコイルバネではなく、ゴムや他の弾性部材としてもよい。また、葉形スプリング５０は、バネ部５０ｂを１０本ではなく１２０°間隔に設置される３本としたり、６０°間隔の６本としたりしてもよい。さらに、葉形スプリング５０ではなく、皿バネ、ゴム部材等他の付勢手段としてもよい。
【００８４】
さらに、前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。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載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する第１の相対変位検出用部材と、駆動源からの回転駆動力を受けることによって回転する第２の相対変位検出用部材とを設け、第１の相対変位検出部材の第２の相対変位検出用部材に対する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、第１および第２の相対変位検出用部材は、位置保持手段によって周方向の位置関係を保持されているので、回転中も正確に重量検出できる。
【００８６】
また、請求項２記載の発明では、位置保持手段を、第１および第２の相対変位検出用部材の両者間で両者に対し周方向への力を与える付勢バネとしたので、構成が複雑でなく、組み立てが容易なものとなり、低コスト化が可能となると共に、回転時の変位量のばらつきを抑え確実な重量検出が行えるものとなる。
【００８７】
また、他の発明となる請求項３記載の重量検出装置では、請求項１の発明と同様、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する第１の相対変位検出用部材と、駆動源からの回転駆動力を受けることによって回転する第２の相対変位検出用部材とを設け、第１の相対変位検出部材の第２の相対変位検出用部材に対する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、第１および第２の相対変位検出用部材とを、付勢手段によってスラスト方向に付勢し基準面に押し付ける構成としているので、重量のかからない初期状態時における数値が信頼性のあるものとなり、正確な重量検出ができる。
【００８８】
また、請求項４記載の発明では、付勢手段をケーシング内側に配置した板状のバネ部材で構成して第１および第２の相対変位検出用部材をケーシングの他側に形成した基準面に当接させるようにしているので、部品精度をそれ程高くしなくとも、基準面を基点として正確な重量検出が行えるようになる。
【００８９】
また、請求項５記載の発明では、第１および第２の相対変位検出用部材が、位置保持手段によって周方向の位置関係を保持されるので、回転中も正確な重量検出ができる。
【００９０】
また、請求項６記載の発明では、重量検出を行う手段として、マグネットとホール素子（ホールＩＣ）を用いた磁気的な検出手段を採用しているため、低コスト化が図れ、高精度な重量測定が長期間可能となる。
【００９１】
また、請求項７記載の発明では、重量検出信号出力手段から出力される信号幅の中心間の時間間隔の割合によって相対変位量を表すようにしているので、温度変化等による信号のパルス幅の変動に影響されずに高精度な重量検出が可能となる。また、電源の周波数に関係しない測定が可能となり、適用範囲が広いものとなる。
【００９２】
また、請求項８記載の発明では、スラスト軸をコイルバネによって支持させ、そのコイルバネの復元力を利用してスラスト方向に変位させるようにしているので、重量に対する変位量を高荷重に対し少ない変位量とすることができる。これにより、スラスト方向のスペースを極力少なくすることができ、この重量検出装置を何らかの機器に用いた場合、機器の省スペース化が可能となり機器全体の小型化が図れる。
【００９３】
また、請求項９記載の発明では、回動変位手段を斜め方向の溝と軸方向の溝、およびこれらの両溝に嵌まり込むピンで構成したため、構成が複雑でなく、組み立てが容易なものとなり、低コスト化が可能となる。
【００９４】
また、請求項１０記載の発明では、第２の相対変位検出用部材は、駆動源からの回転力を伝達する減速輪列の出力歯車を兼ねるようにしたので、回転駆動手段と重量検出部を一体化することができ、回転駆動手段と重量検出部とを別々に組み立てて組立後に両者を結合する場合に比べて、小型なものとすることができ、組立工数の削減も図れる。
【００９５】
また、請求項１１記載の電子レンジは、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で示した重量検出装置を図１の下方から見た平面図である。
【図４】図１で示した重量検出装置を図１の上方から見た底面図である。
【図５】図１および図２で示した第１の相対変位検出用部材を詳細に説明する斜視図である。
【図６】図１および図２で示した第２の相対変位検出用部材を詳細に説明する斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態の重量検出装置における位置保持手段としての付勢バネの効果を示すものであって、ターンテーブルを双方向回転可能とした場合のＣＷ方向回転時およびＣＣＷ方向回転時の重量測定の結果、実際の重量と測定換算値とがどの程度開きがあるかを示した図で、（Ａ）は付勢バネを配置した場合、（Ｂ）は付勢バネを配置しない場合のグラフである。
【図８】図１で示した重量検出装置の第１の相対変位検出用部材と第２の相対変位検出用部材の関係を説明する図であり、（Ａ）はターンテーブルからの荷重が加わっていないときの正面図、（Ｂ）はターンテーブルからの荷重が最大限加わったときの正面図である。
【図９】図１のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図１で示した重量検出装置に使用されるコイルバネの特性を示す図である。
【図１１】図１で示した重量検出装置の葉形スプリングを示す平面図である。
【図１２】図１で示した重量検出装置における付勢手段としての葉形スプリングの効果を示す図で、（Ａ）は葉形スプリングを配置した場合、（Ｂ）は葉形スプリングを配置しない場合のそれぞれの実際の重量と測定換算値とのばらつきを示すグラフである。
【図１３】図１で示した重量検出装置の第１の相対変位検出用部材側の各マグネットと第２の相対変位検出用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最大荷重が加わった場合を示す図である。
【図１４】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最大荷重が加わったときの出力信号を示す図である。
【図１５】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の相対変位検出用部材側のマグネットによるホールＩＣ出力に対する第１の相対変位検出用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１６】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の相対変位検出用部材側のマグネットによるホールＩＣ出力に対する第２の相対変位検出用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
１４ ケーシング
１４ａ ケース本体（ケーシングの一方の天板を構成）
１４ｂ ケース蓋 （ケーシングの他方の天板を構成）
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の相対変位検出用部材
４２ｂ，４２ｃ 斜め方向の溝（回動変位手段の一部）
４３ 第２の相対変位検出用部材
４３ａ 内部円筒部
４３ｂ，４３ｃ 軸方向の溝（回動変位手段の一部）
４４ 回動変位手段
４４ａ ピン
４５ 付勢バネ（位置保持手段）
４６ コイルバネ
４７ ホールＩＣ（検出器）
５０ 葉形スプリング（付勢手段）
５４ ワッシャ（基準面）
ＡＩ，Ａ２，Ａ３ 第２の相対変位検出用部材側のマグネット（被検出体）
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 第１の相対変位検出用部材側のマグネット（被検出体）

Claims (11)

1. 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の相対変位検出用部材と、これら２つの相対変位検出用部材を上記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、上記第１および第２の相対変位検出用部材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、上記第１および第２の相対変位検出用部材を上記スラスト軸と一体的に回転させる回転駆動手段と、上記第１および第２の相対変位検出用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検出器とを有し、該検出器により、上記回動変位手段によって変位されかつ上記位置保持手段によって保持された上記第１および第２の相対変位検出用部材の相対的な変位量を、上記第１および第２の相対変位検出用部材の一体的な回転を利用して検出すると共に、該変位量を重量として換算する重量換算手段を設けたことを特徴とする重量検出装置。
2. 前記位置保持手段は、前記第１および第２の相対変位検出用部材の両者間に設けられ、当該両者に対し周方向への力を与える付勢バネで構成されたことを特徴とする請求項１記載の重量検出装置。
3. 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の相対変位検出用部材と、これら２つの相対変位検出用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、上記第１および第２の相対変位検出用部材をスラスト方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段によって付勢された第１および第２の相対変位検出用部材の端面を受ける基準面と、上記第１および第２の相対変位検出用部材を上記スラスト軸と一体的に回転させる回転駆動手段と、上記第１および第２の相対変位検出用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検出器とを有し、該検出器により、上記回動変位手段によって変位された上記第１および第２の相対変位検出用部材の相対的な変位量を、上記第１および第２の相対変位検出用部材の一体的な回転を利用して検出すると共に、該変位量を重量として換算する重量換算手段を設けたことを特徴とする重量検出装置。
4. 前記付勢手段を、前記重量検出装置を覆う金属製のケーシングの一方の天板の内面と前記第１および第２の相対変位検出用部材との間に配置された板状のバネ部材で構成し、前記基準面を、上記ケーシングの他方の天板の内面もしくは該内面と前記第１および第２の相対変位検出用部材との間に配置された平板状のワッシャーで構成したことを特徴とする請求項３記載の重量検出装置。
5. 前記第１および第２の相対変位検出用部材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を設けたことを特徴とする請求項３または４記載の重量検出装置。
6. 前記被検出体は、前記第１の相対変位検出用部材と第２の相対変位検出用部材にそれぞれ設けられたマグネットで構成され、前記検出器は前記第１および第２の相対変位検出用部材に設けられたマグネットの発するそれぞれの磁気の検知が可能な位置に固定配置されたホール素子で構成されてなり、このホール素子に対して回転する前記第１および第２の相対変位検出用部材のマグネットからの磁気を検出して、前記第１の相対変位検出用部材の第２の相対変位検出用部材側に対する相対変位量に応じた時間間隔の信号を重量検出信号として出力することを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の重量検出装置。
7. 前記相対変位量は、検出器と被検出体とで構成される重量検出信号出力手段から出力される信号幅の中心間の時間間隔の割合によって表すことを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の重量検出装置。
8. 前記スラスト軸は、コイルバネによって支持され、重量に応じてそのコイルバネの復元力に抗してスラスト方向に変位することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の重量検出装置。
9. 前記回動変位手段は、前記第１の相対変位検出用部材に形成された斜め方向の溝と、前記第２の相対変位検出用部材に形成された軸方向の溝と、前記第１および第２の相対変位検出用部材にそれぞれ形成された２つの溝に嵌まり込むように、前記スラスト軸に装着されたピンと、から構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の重量検出装置。
10. 前記軸方向の溝を有する前記第２の相対変位検出用部材は、前記回転駆動手段を構成する減速輪列の一部であって、当該減速輪列の他の歯車に係合する出力歯車を兼ねるものであることを特徴とする請求項９記載の重量検出装置。
11. 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電子レンジにおいて、上記重量検出装置として、前記請求項１から１０のいずれか１項記載の重量検出装置を設けたことを特徴とする電子レンジ。

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