JPH011915A

JPH011915A - 重量センサ−装置

Info

Publication number: JPH011915A
Application number: JP62-156926A
Authority: JP
Inventors: 宮沢　寛; 豊柴田; 伸一吉川
Original assignee: 株式会社三協精機製作所
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1989-01-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、スラスト方向の軸の荷重をコイルおよびコア
の相対的な位置変化によって、電気的な出力の変化とし
て取り出す重量センサー装置に関する。

発明の背景この種の重量センサーは、種々の電子機器に組み込まれ
ている。例えば、電子レンジは、加熱むらを防止するた
めに、食品を調理庫内のターンテーブル上に乗せ、マイ
クロ波の照射中に、ターンテーブルを一定の速度で回転
させながら、その食品を加熱していく。これらのうち、
オートクツキング方式の電子レンジは、重量センサーを
備えており、ターンテーブル上の食品の重量を検出し、
この重量および食品の種類から適切な加熱調理のプログ
ラムを選択し、それを自動的に実行していく。

従来技術ところで、特許出願人は、軸を板ばねにより片持ち状態
で支持するとともに、測定対象の重量を軸に対するスラ
スト方向の荷重として伝達し、ごのスラスト荷重に応じ
て、コイルとコアとの間の電気磁気的な結合の度合を変
化させることによって、重量を間接的に測定することを
既に提案している。

ところが、実際の測定段階で、コイルの温度特性と、機
械的な構成部分特に板ばねの温度特性との影響によって
、測定値に大きな誤差が発生する。

この誤差は、電子レンジなどの加熱装置の用途で、特に
顕著に現れる。

発明の目的したがって、本発明の目的は、使用環境の温度に影響さ
れないで、軸の荷重を正確に測定できるようにすること
である。

発明の解決手段そこで、本発明は、仮ばねの温度特性と、荷重検出用の
コイルの温度特性との傾きの相違に着目し、それらの傾
きによって、温度特性を互いに相殺し、相殺の結果とし
て、使用環境の温度変化に関係なく、電気的な出力の値
を測定対象の荷重にのみ比例させるようにしている。

発明の構成第１図ないし第３図は、本発明の重量センサー装置ｌの
機械的な部分の構成を示している。

この重量センサー装Ｗ１は、駆動用のモータ２と、この
モータ２によって回転駆動され、測定対象物の重量から
の荷重を受けてスラスト方向に変位可能な軸３を備えて
いる。このモータ２および軸３は、ケーシング４の部分
に組み込まれている。

すなわら、モータ２は、ケーシング４の内部にモータ軸
５を突出させた状態で固定されており、ケーシング４の
内部で減速用のギヤ列６を介して軸３に回転力を伝達す
る。この軸３は、ケーシング４側の上下の軸受け７に対
し回転自在に支持されており、上端部分で、ターンテー
ブル８を支持しており、また、下端面で、下方のばね受
け９の上面に接している。

そして、このばね受け９は上方のばね受け１０とともに
、ケーシング４を挟み込む状態で、複数の止めねじ１１
によって、ケーシング４の一端部に固定されている。こ
れらのばね受け９．１０は、かしめなどの固着手段によ
って、一対の板ばね１２．１３の一端に固定されている
。これらの板ばね１２．１３は、長方形状の輪郭をして
おり、基端部分でコの字状の支持板１４に対し、かしめ
などの固着手段で固定され、この支持板１４および複数
の取り付けねじ１５を介し、Ｌ字状の取り付は仮１６の
立ち上がり部分に固定されている。このようにして、ば
ね受け９．１０、）反ばね１２．１３および支持板１４
は、軸３をスラスト方向に変位可能な状態で支持してい
る。通常、これらの板ばね１２．１３は、軸３側で負荷
を受けないとき、取り付は板１６の底面に対し、平面的
に平行な状態となっているが、スラスト方向の荷重を受
けたときに、スラスト方向に弾力的に変位する。

なお、この最大変位は、取り付は板１６の度当り１７に
よって規制されている。

一方、この重量センサー装置１は、電気的な部分として
、発振回路１８およびバッファ回路１９を備えている。

そして、発振回路１８の一部としての荷重検出用のコイ
ル２０は、コア２１とともにばね受け９およびその取り
付は仮■６の部分に組み込まれている。すなわち、一方
のコイル２０は、例えばプラスチック製のコイルボビン
２２に対し環状に巻き付けられており、ばね受け９の取
り付り部２３の上面で、孔２４などに対しはめ込みなど
によって固定されている。そして、他力のコア２１は、
磁性体であり、位置調整のために、その一部におねじ２
５を有しており、コア受は仮３８のめねじ３９に対し下
向きに挿入され、コイル２０の中心部分に臨んでいる。

この結果、コイル２０およびコア２１は、電気磁気的に
結合しており、両者の相対的な位置変化によって、電気
特性すなわち自己インダクタンスを比例的に変化させる
。なお、このコア受は板３８は、固定部材の一例であり
、取り付は板１６の上面部分に直接固定されていて、コ
イル２０の中心孔に対する異物の進入を防止するための
カバーの機能をも兼ねている。

次に第４図は、電気的な部分の構成を例示している。

上記発振回路１８は、Ｌ−Ｃ反結合発振のために、コイ
ル２０の両端とアース２６との間で、周波数調整用のボ
リューム２７、コンデンサ２９．３０および反転増幅器
２８を組み合わ・ｌて構成しており、またバッファ回路
１９は、発振回路１８の出力側と出力端子３５との間に
、抵抗器３１．３２および反転増幅器３３．３４を組み
合わせて゛構成しである。

なお、これらの回路要素は、回路基板３６に組み込まれ
、例えば取り付は板１６の側面に取り付けられ、リード
線３７によって、ごｌイル２ｏに接続されている。

発明の作用ターンテーブル８の上に食品など測定対象の計量物４０
が載置されると、その重量が軸３に対するスラスト方向
の荷重となり、下方のばね受け９に作用するため、仮ば
ね１２．１３は共働して、その荷重に対抗する方向の弾
力を作用させ、釣り合う位置まで変位する。このとき輔
３およびコイル２０は、はぼ平行な状態を維持しながら
、荷重の作用方向に変位する。

このとき、コイル２０とコア２１との相対的な位置関係
がスラスト方向の荷重、すなわち計量物４０の重量に比
例して、抜ける方向に変化するため、コイル２０の自己
インダクタンスが変化する。

この結果、発振回路１８は、自己インダクタンスの変化
に応じて、発振周波数を変化させる。

発振回路１８の発振周波数ｒは、コイル２０の自己イン
ダクタンスをし、コンデンサ２９．３０の容■をそれぞ
れＣＩ、Ｃｔとすれば、下記の式によって与えられる。

固定的なコア２１がコイル２０から抜は出ずと、自己イ
ンダクタンスＬが小さくなるため、発振回路１８の発振
周波数ｆは、次第に高くなる。したがって、この発振周
波数ｆの識別によって、計量物４０の重さが間接的に測
定できることになる。

次に第５図は、各要素の温度−周波数特性を示している
。

コイル２０は、温度の上昇とともに、発振周波数ｒを低
下させる方向に変化する。また、仮ばね１２．１３は、
弾性率の温度変化や弾性材料の熱膨張によって、高い温
度になるほど、たわみやすい方向に変化する。したがっ
て、温度が高くなると、コイル２０とコア２１とが仮ば
ね１２．１３０弾力変化によって、必要以上に抜けるた
め、板ばね１２、Ｉ３は、コイル２０と逆に、温度上昇
によって発振周波数ｆを高める方向に作用する。

つまり、コイル２０の温度−周波数特性と、板ばね１２
．１３の温度−周波数特性とは、互いに逆特性で相殺関
係にある。このため、発振回路１８などの回路中に、特
別な温度補償要素がなくても、全体として、発振回路１
８の出力、すなわち発振周波数ｆは、温度変化に対し、
点線のようにフラットな特性となる。結局、重量すなわ
ち荷重の変化に対し、発振周波数「は、第６図に示すよ
うな右上がりの滑らかな曲線に沿って変化することにな
る。実用回路では、この曲線のうち直線的な比例部分が
利用される。もちろん、このような荷重−周波数の特性
は、他の関数変換手段やソフトウェアなどの利用によっ
て直線的な変化に修正できる。

発明の変形例以上の実施例では、コイル２０が可動側の部分に固定さ
れており、また対応のコア２１が固定側の部分に固定さ
れている。しかし、両者の取り付は位置は、これと逆の
関係で取り付けられていてもよい。

また、仮ばねＩ２．１３のうち、いずれか１つが剛体の
リンクに置き換えられても、その機能は、変わらない。

さらに、軸３は、下端部分で直接ばね受け９の上面に接
しているが、この荷重を受ける部分は、低い摩擦係数の
プレート状の部材を介在させて間接的に当接させてもよ
い。

発明の効果本発明では、軸にスラスト方向の荷重が掛かると、コア
がコアの内部から抜ける方向に移動するため、コイル側
の温度特性と機械的な仮ばねの温度特性とが互いに相殺
されるため、測定対象の重量が測定環境の温度の変化に
影響されず、正石育に測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の重量センサー装置の一部破断平面図、
第２図はその垂直断面図、第３図は異なる方向から見た
垂直断面図、第４図は電気的な部分の回路図、第５図は
温度−周波数特性のグラフ、第６図は荷重−周波数特性
のグラフである。 ■・・重量センサー装置、２・・モータ、３・・軸、９
．１０・・ばね受け、１２．１３・・仮ばね、１４・・
支持板、１６・・取り付は仮、１８・・発振回路、１９
・・バッファ回路、２０・・コイル、２１・・コア、２
５・・おねじ、３８・・固定部材としてのコア受は仮、
３９・・めねし、４０・・食品などの計量物。特　許　出　願　人　株式会社三協精機製作所代　　　
理　　　人　弁理士　中　川　國　男第７図第２図第３図第４図第５図　　　　　　　第６図温Ｉ−荷重−

Claims

【特許請求の範囲】

　荷重を受けてスラスト方向に変位可能な軸と、該軸の
スラスト方向への変位に応じて変位する板ばねと、発振
回路の一部を構成するコイルと、該コイル内に挿入され
るコアとを有し、上記コイルおよびコアのうちいずれか
一方のものを上記板ばねに取り付けるとともに、他方の
ものを固定部材に取り付け、上記軸がスラスト方向に変
位したとき、上記板ばねを介して上記コアが上記コイル
より抜ける方向に上記コイルおよびコアのうちいずれか
のものが移動するように構成してなることを特徴とする
重量センサー装置。