JP5304820B2 - 重量検知装置及びこれを備えた加熱調理器 - Google Patents

Description

この発明は、重量検知装置及びこれを備えた加熱調理器に関するものである。

加熱調理器には、重量検知装置が設けられる。重量検知装置には、重量センサーが設けられる。従来の重量検知装置においては、重量の計測を要する物体の重量が増加すれば、重量センサーにかかる荷重も増加する。この荷重の変化に基づいて、物体の重量が検知される（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−５０２０号公報

しかしながら、加熱調理器を誤って落下させた場合、重量センサーに過剰な荷重がかかる。この場合、重量センサーが故障し得る。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、誤って落下させた場合であっても、重量センサーに過剰な荷重がかかることを防止できる重量検知装置及びこれを備えた加熱調理器を提供することである。

この発明に係る重量検知装置は、重量の計測を要する物体を設置するための本体と、前記本体の底部の上面に設けられ、上方からの押し込み量に応じて下向きの荷重の大きさを検出する重量センサーと、前記重量センサーを上方から押し込む接触部と前記本体の底部から下方に突出した突出部とを有し、前記本体の設置時に前記突出部が設置面との接触により前記本体の上方に押し込まれた際に前記本体に設置された物体の重量の増加に応じて前記接触部の上方への移動量が増加するように前記本体に対して上下方向に移動自在に設けられた計測足と、前記計測足を下方へ付勢するバネと、を備え、前記接触部は、前記バネの付勢力により前記重量センサーを上方から押し込み、前記突出部は、前記接触部の両側から前記重量センサーの両側を通過して前記本体の底部から下方に突出したものである。
この発明に係る重量検知装置は、重量の計測を要する物体を設置するための本体と、前記本体の底部の上面に設けられ、上方からの押し込み量に応じて下向きの荷重の大きさを検出する重量センサーと、前記重量センサーを上方から押し込む接触部と前記本体の底部から下方に突出した突出部とを有し、前記本体の設置時に前記突出部が設置面との接触により前記本体の上方に押し込まれた際に前記本体に設置された物体の重量の増加に応じて前記接触部の上方への移動量が増加するように前記本体に対して上下方向に移動自在に設けられた計測足と、前記計測足を下方へ付勢するバネと、を備え、前記接触部は、一側が前記本体に回転自在に支持された状態で前記バネの付勢力により前記重量センサーを上方から押し込み、前記突出部は、前記接触部の他側から前記重量センサーの側方を通過して前記本体の底部から下方に突出したものである。
この発明に係る重量検知装置は、重量の計測を要する物体を設置するための本体と、前記本体の底部の上面に設けられ、上方からの押し込み量に応じて下向きの荷重の大きさを検出する重量センサーと、前記重量センサーを上方から押し込む接触部と前記本体の底部から下方に突出した突出部とを有し、前記本体の設置時に前記突出部が設置面との接触により前記本体の上方に押し込まれた際に前記本体に設置された物体の重量の増加に応じて前記接触部の上方への移動量が増加するように前記本体に対して上下方向に移動自在に設けられた計測足と、を備え、前記接触部は、一側が前記本体に固定された状態で撓むことにより前記重量センサーを上方から押し込み、前記突出部は、前記接触部の他側から前記重量センサーの側方を通過して前記本体の底部から下方に突出したものである。

この発明によれば、誤って落下させた場合であっても、重量センサーに過剰な荷重がかかることを防止できる。

この発明の実施の形態１における重量検知装置を備えた加熱調理器内部を側方から見た図である。 図１の要部詳細図である。 この発明の実施の形態１における重量検知装置の計測足の斜視図である。 この発明の実施の形態１における重量検知装置の計測足の斜視図である。 この発明の実施の形態１における重量検知装置の特性を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における重量検知装置を備えた加熱調理器の利用手順を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２における図２相当図である。 この発明の実施の形態２における重量検知装置の計測足の斜視図である。 この発明の実施の形態２における重量検知装置の計測足の斜視図である。 この発明の実施の形態３における図２相当図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１における重量検知装置を備えた加熱調理器内部を側方から見た図である。図２は図１の要部詳細図である。

まず、図１を用いて、加熱調理器の概要を説明する。図１において、１は加熱調理器本体である。加熱調理器本体１内には、誘導加熱コイル等の加熱手段２が設けられる。加熱手段２の直上には、導電性を有する容器３が設けられる。例えば、加熱調理器が電気炊飯器の場合、導電性を有する容器３は内釜からなる。加熱調理器本体１の底部の一側には、重量検知装置４が設けられる。重量検知装置４の近傍には、制御判定回路基板５が設けられる。

なお、各構成部材の大きさの関係が実際の物とは異なる場合もある。さらに、複数の重量検知装置４が設けられる場合もある。例えば、加熱調理器の接地部分の全てに重量検知装置４が設けられる場合もある。

このような加熱調理器においては、導電性を有する容器３内に、米、水等の被加熱物６が搭載される。この被加熱物６の重量は、重量検知装置４に検知される。この重量検知装置４の検知結果に基づいて、制御判定回路基板５は、加熱手段２の通電を制御する。

次に、図１と図２とを用いて、重量検知装置４を具体的に説明する。重量検知装置４は、重量センサー７、計測足８、板体９、戻りバネ１０を備える。

重量センサー７は、ロードセルからなる。重量センサー７は、上方からの押し込み量に応じて下向きの荷重の大きさに検出する機能を備える。

計測足８は、接触部８ａと突出部８ｂとを備える。接触部８ａは、重量センサー７に上方から接触するように配置される。突出部８ｂは、接触部８ａの両側から重量センサー７の両側を通過して加熱調理器本体１の底部から下方に突出するように配置される。

板体９は、ガラス繊維を入れて十分な剛性を有する樹脂又は板金等で形成される。板体９は、計測足８を上方から覆うように加熱調理器本体１に固定される。戻りバネ１０は、圧縮コイルバネからなる。戻りバネ１０は、板体９の上部下面と計測足８の接触部８ａとの間に配置される。戻りバネ１０は、計測足８の接触部８ａを下方へ押し込むように付勢する。

次に、図３と図４とを用いて、計測足８を具体的に説明する。
図３と図４とはこの発明の実施の形態１における重量検知装置の計測足の斜視図である。

図３と図４とに示すように、計測足８は略円筒形である。計測足８の上部は塞がれる。この計測足８の上部が接触部８ａとなる。接触部８ａの下面中央には、突起部が設けられる。突起部は、下向きに尖った円錐状に形成される。この突起部の下端が重量センサー７と接触する。このため、突起部の重量センサー７との接触面積は小さい。これにより、重量センサー７との接触の際のねじり歪が抑制される。その結果、重量センサー７の重量計測精度の低下が抑制される。

計測足８の側面には、切り欠き部が形成される。この切り欠き部によって、計測足８の側面は分割される。この分割により、突出部８ｂが形成される。

次に、図５を用いて、重量検知装置４の特性を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における重量検知装置の特性を説明するための図である。図５の横軸は被加熱物６の質量（ｋｇ）である。図５の縦軸は重量検知装置４の出力電圧（ｍＶ）である。

まず、使用者が加熱調理器本体１を持ち上げている場合を考える。この場合、加熱調理器本体１は、宙に浮いている。このため、計測足８の突出部８ｂの端部は、どこにも接触していない。この場合、計測足８の接触部８ａは、戻りバネ１０の付勢力により下方に押し付けられる。この付勢力は、重量センサー７に検出される。すなわち、重量センサー７にかかる下向きの荷重は、戻りバネ１０の反発力と等しい。

次に、使用者が加熱調理器本体１を設置した場合を考える。この場合、計測足８の突出部８ｂの端部は、設置面と接触する。このため、計測足８は、戻りバネ１０を上方に押し縮めながら加熱調理器本体１に対して上方に移動する。その後、計測足８は、力がつりあう位置で静止する。その結果、重量センサー７にかかる下向きの荷重は、加熱調理器本体１を持ち上げている場合よりも加熱調理器本体１の重量に応じて低下する。

次に、使用者が導電性を有する容器３に被加熱物６を入れた場合を考える。この場合、計測足８は、被加熱物６の重量に応じて戻りバネ１０を上方に押し縮めながら加熱調理器本体１に対して上方に移動する。その後、計測足８は、力がつりあう位置で静止する。その結果、重量センサー７にかかる下向きの荷重は、導電性を有する容器３に被加熱物６を設置していないときよりも被加熱物６の重量に応じて低下する。

従って、図５に示すように、重量検知装置４の出力電圧は、被加熱物６の質量に対応した重量の増加に応じて低下する。この出力電圧に応じて、被加熱物６の重量が検出される。

次に、戻りバネ１０の仕様を説明する。加熱調理器本体１の接地点を４点とし、４点全てに重量検知装置４を備えている場合を考える。この場合、加熱調理器本体１の質量を６．５ｋｇ、被加熱物６の質量の最大値を２．５ｋｇとすると、最大の荷重Ｐは８８．２Ｎとなる。

このとき、各計測足８にかかる荷重は２２．０５Ｎとなる。従って、各計測足８の上下方向の最大変位量δを５ｍｍ程度とする場合は、戻りバネ１０のバネ定数ｋを２２．０５Ｎ／５ｍｍ＝４．４１Ｎ／ｍｍに設定すればよい。

次に、重量センサー７の仕様を説明する。最大の荷重Ｐを８８．２Ｎとする場合、各重量センサー７は２２．０５Ｎまで検出できればよい。従って、各重量センサー７の荷重動作範囲を０〜２２．５Ｎに設定すればよい。

このとき、単位被加熱物６当たりの重量変化は約０．５ｋｇである。このため、戻りバネ１０の変位量は３００μｍ程度となる。従って、重量センサー７の変位分解能を３００μｍ以下に設定すればよい。

最大の荷重Ｐを８８．２Ｎとする場合、最大の荷重Ｐの全てが１本の計測足８にかかり得る。このとき、対応した重量センサー７には、最大の荷重Ｐの８８．２Ｎがかかる。従って、重量センサー７の許容重量は９ｋｇ以上に対応した重量に設定すればよい。

次に、図６を用いて、加熱調理器の利用方法の一例として、電気炊飯器の利用手順を説明する。
図６はこの発明の実施の形態１における重量検知装置を備えた加熱調理器の利用手順を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ１で、使用者は、導電性を有する容器３と被加熱物６と含まない状態で電気炊飯器の電源を投入する。その後、ステップＳ２に進み、使用者は、電気炊飯器の校正ボタンを押す。

その後、ステップＳ３に進み、電気炊飯器は、重量検知装置４の出力値を校正値Ａとして記憶する。その後、ステップＳ４に進み、電気炊飯器は、校正値Ａが予め規定していた範囲内であるか否かを判定する。具体的には、校正値Ａの閾値は、導電性を有する容器３を含まない状態の本電気炊飯器の重量±１０％とする。例えば、導電性を有する容器３を含まない状態の本電気炊飯器の質量が６．５ｋｇの場合、校正値Ａは、５．８５ｋｇ以上７．１５ｋｇ以下に対応した重量を満たす必要がある。

校正値Ａが予め規定していた範囲内であれば、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、電気炊飯器は、使用者に校正が完了したことを音もしくは表示で報知する。その後、ステップＳ６に進み、使用者は、被加熱物６を搭載した導電性を有する容器３を電気炊飯器に設置する。

その後、ステップＳ７に進み、使用者は、電気炊飯器の炊飯開始ボタンを押す。その後、ステップＳ８に進み、電気炊飯器は、重量検知装置４の出力値を計測値Ｘとして記憶する。その後、ステップＳ９に進み、電気炊飯器は、計測値Ｘに対応した重量から校正値Ａに対応した重量と予め設定された導電性を有する容器３の重量Ｍとを差し引いて被加熱物６の重量Ｙを算出する。

その後、ステップＳ１０に進み、電気炊飯器は、被加熱物６の重量Ｙが予め規定していた範囲内か否かを判定する。具体的には、被加熱物６の重量Ｙの閾値は、電気炊飯器がとり得る被加熱物６の重量の上下限の範囲±２０％とする。例えば、１〜５合の炊飯を仕様とする電気炊飯器の場合、被加熱物６の重量Ｙは、０．５〜２．５ｋｇに対応した重量を取り得る。この場合、被加熱物６の重量Ｙは、０．４ｋｇ以上３ｋｇ以下に対応した重量である必要がある。

被加熱物６の重量Ｙが予め規定していた範囲内であれば、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、電気炊飯器は、使用者に計測が完了したことを音もしくは表示で報知する。その後、ステップＳ１２に進み、電気炊飯器は、被加熱物６の重量Ｙと予め記憶している被加熱物６の重量Ｙ毎の炊飯制御テーブルに基づいて、特定の炊飯制御を選択する。その後、ステップＳ１３に進み、電気炊飯器は、選択した炊飯制御に基づいて、炊飯動作を開始する。

なお、ステップＳ４で校正値Ａが予め規定していた範囲外であれば、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、電気炊飯器は、使用者にエラーを報知し、設置方法や重量計測条件を見直して再度重量計測を行うように促し、ステップＳ２に戻る。

また、ステップＳ１０で被加熱物６の重量Ｙが予め規定していた範囲外であれば、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、電気炊飯器は、使用者にエラーを報知し、被加熱物６の設置方法を見直して再度重量計測を行うように促し、ステップＳ５に戻る。

次に、図１を用いて、使用者が誤って加熱調理器本体１を落下させた場合を考える。この場合、計測足８の突出部８ｂは、接地した際に上方への衝撃力を受ける。このため、計測足８は、衝撃力に応じて戻りバネ１０を上方に押し縮めながら加熱調理器本体１に対して上方に移動する。

この場合、重量センサー７にかかる下向きの荷重は、衝撃力が大きいほど低下する。場合によって、計測足８の接触部８ａは、重量センサー７との接触から完全に開放される。このとき、重量センサー７が受ける荷重は０となる。

以上で説明した実施の形態１によれば、計測足８にかかる上方への荷重が大きいほど、重量センサー７にかかる下向きの荷重が低下する。このため、加熱調理器本体１を誤って落下させた場合であっても、重量センサー７に許容以上の過剰な荷重がかかることを防止できる。すなわち、重量センサー７の故障が防止される。このため、重量検知装置４は、正常動作を維持する。

また、計測足８の突出部８ｂは、重量センサー７の両側を通過して加熱調理器本体１の底部から下方に突出する。このため、計測足８による加熱調理器の支持を安定させることができる。

また、被加熱物６の重量の検知結果に基づいて、加熱条件が制御される。このため、被加熱物６に適した加熱調理を行うことができる。

実施の形態２
図７はこの発明の実施の形態２における図２相当図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、実施の形態２の計測足１１は、片持ち梁のように形成される。計測足１１の接触部１１ａの一側は、水平方向の回転軸１２により板体９の一側の側面に回転自在に支持される。計測足１１の接触部１１ａの他側には、突出部１１ｂが形成される。突出部１１ｂは、重量センサー７の側方を通過して加熱調理器本体１の底部から下方に突出する。計測足１１は、突出部１１ｂの上方から戻りバネ１０に付勢される。

次に、図８と図９と用いて、計測足１１の突出部１１ｂの端部を説明する。
図８と図９とはこの発明の実施の形態２における重量検知装置の計測足の斜視図である。

図８と図９とに示すように、計測足１１の突出部１１ｂの下端は、所定の局率で形成される。これにより、計測足１１の突出部１１ｂと加熱調理器本体１の設置面との接触角度がどのような値であっても、突出部１１ｂと設置面との接触面積が小さくなる。

以上で説明した実施の形態２によれば、計測足１１は、片持ち梁のように形成される。その結果、計測足１１の突出部１１ｂは、１本のみとなる。このため、実施の形態１よりも加熱調理器本体１の底部に形成する穴を少なくすることができる。

実施の形態３
図１０はこの発明の実施の形態３における図２相当図である。なお、実施の形態２と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、実施の形態３の計測足１３の接触部１３ａの一側は、板体９に固定される。実施の形態３においては、計測足１３の接触部１３ａが板バネのように撓むことにより重量センサー７に上方から接触する。

以上で説明した実施の形態３によれば、計測足１３の接触部１３ａが撓むことにより重量センサー７に上方から接触する。このため、戻りバネ１０を不要とすることができる。

１ 加熱調理器本体
２ 加熱手段
３ 導電性を有する容器
４ 重量検知装置
５ 制御判定回路基板
６ 被加熱物
７ 重量センサー
８ 計測足
８ａ 接触部
８ｂ 突出部
９ 板体
１０ 戻りバネ
１１ 計測足
１１ａ 接触部
１１ｂ 突出部
１２ 回転軸
１３ 計測足
１３ａ 接触部
１３ｂ 突出部

Claims (4)

1. 重量の計測を要する物体を設置するための本体と、
   前記本体の底部の上面に設けられ、上方からの押し込み量に応じて下向きの荷重の大きさを検出する重量センサーと、
   前記重量センサーを上方から押し込む接触部と前記本体の底部から下方に突出した突出部とを有し、前記本体の設置時に前記突出部が設置面との接触により前記本体の上方に押し込まれた際に前記本体に設置された物体の重量の増加に応じて前記接触部の上方への移動量が増加するように前記本体に対して上下方向に移動自在に設けられた計測足と、
   前記計測足を下方へ付勢するバネと、
   を備え、
   前記接触部は、前記バネの付勢力により前記重量センサーを上方から押し込み、
   前記突出部は、前記接触部の両側から前記重量センサーの両側を通過して前記本体の底部から下方に突出した重量検知装置。
2. 重量の計測を要する物体を設置するための本体と、
   前記本体の底部の上面に設けられ、上方からの押し込み量に応じて下向きの荷重の大きさを検出する重量センサーと、
   前記重量センサーを上方から押し込む接触部と前記本体の底部から下方に突出した突出部とを有し、前記本体の設置時に前記突出部が設置面との接触により前記本体の上方に押し込まれた際に前記本体に設置された物体の重量の増加に応じて前記接触部の上方への移動量が増加するように前記本体に対して上下方向に移動自在に設けられた計測足と、
   前記計測足を下方へ付勢するバネと、
   を備え、
   前記接触部は、一側が前記本体に回転自在に支持された状態で前記バネの付勢力により前記重量センサーを上方から押し込み、
   前記突出部は、前記接触部の他側から前記重量センサーの側方を通過して前記本体の底部から下方に突出した重量検知装置。
3. 重量の計測を要する物体を設置するための本体と、
   前記本体の底部の上面に設けられ、上方からの押し込み量に応じて下向きの荷重の大きさを検出する重量センサーと、
   前記重量センサーを上方から押し込む接触部と前記本体の底部から下方に突出した突出部とを有し、前記本体の設置時に前記突出部が設置面との接触により前記本体の上方に押し込まれた際に前記本体に設置された物体の重量の増加に応じて前記接触部の上方への移動量が増加するように前記本体に対して上下方向に移動自在に設けられた計測足と、
   を備え、
   前記接触部は、一側が前記本体に固定された状態で撓むことにより前記重量センサーを上方から押し込み、
   前記突出部は、前記接触部の他側から前記重量センサーの側方を通過して前記本体の底部から下方に突出した重量検知装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の重量検知装置を有し、前記本体に設置された物体の重量の検知結果に基づいて、加熱条件を制御する加熱調理器。

Images