JPH02281591A - 高周波加熱装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、重量センサを備え、加熱の終了を自動的に制
御するよう構成した電子レンジ、オーブン電子レンジ等
の高周波加熱装置に係わる。

従来の技術 従来、重量センサを備えたｉ周波加熱装置は、調理開始
時に食品重量を測定して調理時間を決定するものが一般
的であった。しかし近年、調理経通に伴い被加熱物の重
量が減少することに着目し、食品の仕上がりを重量減少
によって検知しようという技術が注目されている。

第４図は電子レンジへの搭載の一例として発明された従
来の重量検出装置である。（特願昭６２−５９３８２号
）０図において１は食品Ａおよびその載置受は皿Ｂおよ
び回転載置台Ｃを支持しモーター２によって回転駆動す
る支持回転軸で軸受け２２゜２３によって適度のクリア
ランスをもって鉛直方向に移動自在に支持されている。

支持回転輪１のスラスト方向に伝達される被測定物の荷
重は荷重伝達手段７によってダイアフラム８に一定加圧
面積で伝達される。６は荷重伝達手段７が支持回転軸ｌ
と直接接触し摩耗するのを避けるための板ばねであり伝
達量を減衰させないように微弱な弾性をもっている。

第５図に静電容量型圧力センサーの断面図、第６図はそ
の構成図を示す、８はアルミナ焼結体でできたダイアフ
ラム、９はアルミナ焼結体でできた基板でありそれぞれ
はガラスシール１０によって結合され数十ミクロンとい
う微小ギャップで対向している。それぞれのアルミナ板
の対向する表面には金、白金等の貴金属からなる電極１
０が印刷、焼成されコンデンサーを形成している０重量
の検出原理は、荷重伝達手段７で伝達された荷重によっ
てダイアフラム８がたわみギヤツプに依存して静電容量
が変化するものである。静電容量はリード線１３によっ
て外部回路にとりだし、信号処理、演算を施して重量を
計算する。さらに静電容量型圧力センサー１９を載置す
るためのセンサー載置台１４の構造は載置台側から基板
９に荷重が加わり特性が変化するのを防ぐためガラスシ
ール１１より内部の感圧部をくりぬいている。これによ
り、ダイアフラム８側からの荷重だけを正確に検出する
ことができる。第６図に戻り、センサー載置台１４は本
体１５への取り付は用のセンサー固定金具１６の上に載
置され、さらにセンサー全体を電気的にシールドするた
めセンサーカバー１２で表面を覆っている。第４図にお
いて、加熱室底壁２４の略中央部を支持回転軸１が貫通
しているので、加熱室内へ発触管（図示せず）より放射
された高周波エネ少ギーの加熱室外への漏洩を低減する
為の高周波減衰用溝２５が加熱室外壁に設けられた減衰
用金具２６にて構成されている。漏洩した高周波は微小
な重量検出信号に対するノイズとなり、正確な重量情報
を得ることを阻害する。この目的と同じで、加熱室外部
への電波漏洩を低減する為に金属支持回転軸の替わりに
セラミック材より成るものが一般的に使用される。言う
までもなくセラミックは、耐熱性・熱伝導・強度・耐薬
品性等の面でも優れている。

発明が解決しようとする課題 ところがこのセラミック支持回転軸は、硬度が極めて高
いこと、焼成工程にて収縮・反りが発生しやすく所望の
形状が出しにくいことの欠点があり、微小な重力変化を
検出する重力センサーへの圧力伝達装置として極めて不
都合なものであった。

セラミック軸として一般に使われるアルミナ磁器を例に
挙げると、ビッカース硬度Ｈｖは１３００ｋｇ／−以上
でありステンレスの数倍の硬さとなっている。第４図に
示すようにステンレスのバネ材より成る板ばね６の表面
を被加熱物Ａや回転載置台Ｃなどの重量を受けて支持回
転軸ｌが回転すると、板バネ６の表面は摩耗し始めるこ
とが判明した。

煮込み料理などの場合、キャセロールを使用すると食品
とキャセロールの合計で５ｋｇ以上になることもありこ
の場合、この傾向は一段と加速される。

ここで、−７９に電子レンジで使用されているセラミッ
ク軸の製造工程の概略を第７図に示す、第１工程は成形
であり、粉状のセラミックを加圧昇温し所望の形状に押
し固める図（イ）、第２工程はこれを焼成しセラミック
としての特性を出す、この時に重要なことは、収縮する
ことと、焼成炉の熱分布・台の形状・セラミック軸の内
部応力・セラミック軸の密度のバラツキなどにより反り
が発生するということである図（ロ）、第２工程を経て
セラミック本来の特性を得た支持回転軸は図（ロ）の様
な反りを生じているので外径をＸ寸法研磨し、所望の寸
法ｙに仕上げる。この研磨工程は、セラミックの硬度が
極めて高いので、最小限にすることがコスト・品質の面
で望ましい、研磨後の形状を図（ハ）に示す、左端の凸
起は図（イ）の固定ではセンターずれを起こしていない
が、焼成・研磨後では寸法Ｚだけ偏芯している。又、全
長すもｂ′となり、焼成工程のバラツキによりその大き
さは変わってくる。ｙ−φ８−１ｂ’−６０■程度の大
きさのアルミナ軸で、２寸法は最大０．４−程度になる
ことが経験から判っている。

この様な重量センサへの接触部である支持回転軸の先端
がセンターずれを起こしていると、前述した様に板ばね
が摩耗する際その軌跡も大きく変わるので、重量特性が
正しく得られなくなる。第９図は重量センサにより検出
した重量変化を示すものである、横軸に時間、縦軸に重
量を表わす。

第６図に示す様に重量センサへの荷重伝達手段７と支持
回転軸ｌの先端とが寸法２だけ偏芯している。すなわち
支持回転軸１は半径Ｚの円を板ばね６上に描く、第９図
（イ）の場合、重量値が途中で１０ｇ程度急激に減少し
たことがわかる。これは、前述した板ばねの摩耗により
発生した板ばね表面の凹凸の上を、支持回転軸の先端が
これに沿って上下した際に発生したもので、偏芯と摩耗
が重なり、より顕著にこの現象が発生する０食品の仕上
がりを検知する為には、加熱開始してからの数グラムの
重量変化を認識することが必要であり、この様な急激な
変化があっては誤った情報で早切れを起こすことになる
。第９図（ロ）は板ばねの表面が滑らかでかつ、偏芯を
していない状態での重量値（加熱により重量は変化して
いない）の動きを示している。データは上下しているが
、これは回転による重量の動きであり±３ｇの小さい範
囲内で安定して動いている。第１θ図において、支持回
転軸１の重量センサへの荷重伝達手段７側の軸先端の穴
２８は、セラミック支持回転軸ｌの焼成工程前に設けら
れたものであるので、寸法２分偏芯している。これに、
板ばね６の摩耗防止用の樹脂製の加圧部材２９を圧入装
着した場合、図の様に板ばね６への加圧部は以前として
寸法２だけ偏芯する。この場合、板ばね６の摩耗は防止
出来るが、重量変化は以前として第９図（イ）の様なも
のしか得られない、ここでセラミック支持回転軸の先端
を、セラミック焼成後に穴加工することは極めて困難で
、家庭用電気製品の単ｌ構成軸としての価格を大幅に越
えるものであり、大量生産には生産性の点でも不具合な
ものである。そこで第１１図に示す様に、樹脂性キャッ
プ状加圧部材３０を寸法精度の高い外周を基準にして圧
入する方式が考えられる。圧入する理由として、支持回
転軸１と加圧部材３０との偏芯を最小に押さえること、
回転駆動させた時に両者を同期させて回すことが挙げら
れ、どちらの場合が不十分でも第９図で前述した様な現
象が発生する為である。

この場合、加圧部材３０と荷重伝達手段７との偏芯は極
めて改善される上、樹脂製の加圧部材であれば板ばね６
の摩耗も防止出来るが、支持回転軸１の外径ｄ０の外側
に設ける為、加圧部材３０の外径りは軸受け２３の内径
ｄ１より大きくなり、支接回転軸のスラスト方向の動き
以上の間隔Ｓを設けておく必要がある。この結果、これ
らの機能部品を収納するスペースは、従来よりＳ寸法だ
け多く必要となり、第１０図のし寸法は第１１図のＬ′
寸法へと拡大することになった。電子レンジやオーブン
電子レンジの場合、製品のタイプは加熱室の右側に操作
部のある、いわゆる横型タイプが主流を成している。横
型の場合、加熱室の高さ寸法ギリギリに製品全高寸法を
設定することが、狭い台所事情からも望ましく、この為
にも全高寸法は１ｍでも低い方が良い、このことからも
、この第１１図の案は満足出来るものではない。

そこで本発明は、微妙な重量特性が得られるのはもちろ
んのこと、スペースの面でも従来と変わらない省スペー
ス化を実現する高周波加熱装置を提供することを目的と
している。

課題を解決するための手段 そこで前記目的を達成するために、本発明によるセラミ
ックの支持回転軸は、重量検出手段との接触部に樹脂材
料により一体成形され、点荷重として重量検出手段へ伝
達する加圧部材を設けている。

作用 本発明の高周波加熱装置は、セラミック支持回転軸と重
量センサへの荷重伝達手段との間に介在する板ばねとの
回転接触部に、摺動性の良い樹脂製の加圧部材を一体成
形する構成であるので、坂ばねの摩耗がないので安定し
た動作が得られ、又、回転中心と重量センサへの荷重伝
達手段との中心を高い精度で一敗させられるので、これ
ら２つの点で、調理中の食品の微妙な重量変化を読み取
ることが、支持回転軸径以下の寸法で構成できるので全
体のスペースを拡げることなく実現できる。

実施例 以下本発明の一実施例における高周波加熱装置について
図面第１図〜第３図とともに説明する。

第２図は本発明のセラミック製支持回転軸１と射出成形
が可能で摺動性の良好なポリアセクール等の樹脂により
、板ばねとの摺動部を構成する為の加圧部材２９とを金
型３１と樹脂を射出する側の金型３２内で一体成形する
のを描いた概念図である。

３３は金型の分割面であり、ホッパー３４に溜められた
樹脂原材料は射出成形機のヒーター３５により加熱され
液体状となり加圧されてシリンダー３６からゲート３７
を通って金型３２とセラミック支持回転軸ｌとで構成さ
れる空間２９へ射出される。冷却されると、樹脂材料は
セラミック支持回転軸１と一体に構成される加圧部材２
９となる。この時、セラミック支持回転軸１の全長１．
は約７０腸の軸の場合、±０．６−程度焼成後ではバラ
つくことが判っているが、金型の寸法ｇ＋　は極めて寸
法精度が高いので、±０．２以下に収めることは容易で
ある。

第３図は本発明によるセラミック支持回転軸を示す、セ
ラミック支持回転軸１先端の穴２８の中心と軸の中心と
は寸法２だけ偏芯している。外径φＢのアルミナ軸の場
合的０．４１程度焼成・研磨を経てバラつくことが経験
から判明している。加圧部材２９の外径寸法ｄ８は第１
０図の金型寸法ｄ０（−セラミック軸の外径寸法）で決
められる寸法である。これは、セラミック支持回転軸ｌ
の全長２゜がバラつくので外径ｄ、に合わせざるを得な
い為であるが、セラミックに対して樹脂の熱収縮が大き
い為にｄｔ　＜ｄ、という関係が成立する。

これによって、セラミック支持回転軸１がスラスト方向
に移動して、加圧部材２９が軸受２３の中に入り込んで
も、軸受２３の内面に接触しないので、軸受２３と加圧
部材２９相互間に無理な力が加わらないので寿命、信転
性の面で安定する。３８は加圧部材２９の回転接触部で
、その中心は、軸外周の中心線と一致しているので、荷
重伝達手段７の中心線と一致させることが出来る０回転
接触部３８の形状は、球面状や円錐状等量も通した形状
に任意に成形出来ることは言うまでもない、３９は加圧
部材２９が支持回転軸ｌからの抜は防止、回り止めの機
能を果たす横穴で、樹脂成形時に樹脂から発生するガス
抜き用穴としても活用されるものである。

第１図はオーブン電子レンジへ搭載した本発明の重量検
出装置を示す０図において食品Ａおよびその載置光は皿
Ｂおよび回転載置台Ｃを支持しモーター２によって回転
駆動する支接回転軸１は、その材質をアルミナで構成さ
れ重量センサへの重量の伝達は、下端に一体成形した摺
動性の良い材質であるポリアセタールを介して行われる
０重量センサは、アルミナ焼結体８．９で構成されるの
で、比較的衝撃荷重が加わると破壊しやすいという欠点
があるが、本発明によれば、硬い支持回転軸１と金属か
ら成る荷重伝達手段７との間に、軟らかい樹脂製の加圧
部材２９を介在させる構成であるので、食品Ａや載置光
は皿Ｂを使用者が加熱室内で落下させた場合でも、衝撃
を吸収し、重量センサを保護する働きをする。

又、支持回転軸はオーブン電子レンジ・電子レンジのそ
れぞれの製品ごとに微妙に寸法が異なることが多く、混
入による誤使用を防ぐために、従来ではマジックインキ
等で目印を付して区分けを行っていたが、本発明によれ
ば、樹脂加圧部に着色したり・形状を変えたりして区分
けを行うことが容易に出来るので、誤使用を未然に防ぐ
ことが可能となる。

発明の効果 以上の様に本発明の高周波加熱装置によれば以下の効果
が得られる。

（１）　　アルミナ磁気等のセラミック製支持回転軸は
摺動性の良い樹脂材料により重量センサへの加圧部を一
体成形して構成しているので、仮ばね表面を摩耗させず
、長期間使用しても安定した重量特性が得られる。樹脂
材料に潤滑性・耐摩耗性を向上させる成分を充填させれ
ば、接触部にグリース等の塗布の必要性もなくなる。

（２）セラミック製支持回転軸先端の穴が偏芯しても重
量センサへの圧力伝達手段とのセンターずれは、精度の
良い外周を基準にした金型で仮ばねとの接触部を構成出
来るので、発生しない、よって加圧部である樹脂接触部
と、重量センサの圧力伝達手段とはセンターづれしない
ので、重量特性が得られ易い構成に出来る。

（３）加圧部材は、軸への圧入、ねじり止め、接着等に
よる取付けではないので、落下・外れがな（、小さい部
品を注意して扱うことも不要となる０回り止め機能も抜
は防止機能と合わせ持つので、軸と不同期に回転するこ
ともな（安定した重量特性が得られる。

（４）加圧部材は樹脂で構成しているので、セラミック
軸と同一外径で成形しても収縮率が大きい分だけ外径は
小さくなり、軸受の内部に入り込んだ場合でも、引っ掛
かることなく回転出来る。よ。

て外れることもない上、軸受に対する傷等の悪影響も与
えない、このことにより、セラミック軸は、重量を検出
する際、スラスト方向に移動するが、余分なスペースを
必要としないので、加熱室底部の高さ寸法さらには製品
全体の高さ寸法を拡げることも不要になり、コンパクト
設計が実現できる。

（５）　　加圧部材は射出成形にて構成しているので、
自由に形状を選べる。一般にセラミックは圧縮強度は非
常に大きいが剥離方向の力には極めて弱く、実験ではポ
リアセタールを０．４−の圧入代をもって外径φ８ＩＩ
１１、内径φ３ｍｍ、深さ４閤の穴に挿入した場合、簡
単に亀裂が入ることがある。アルミナ磁気の穴寸法と、
ポリアセクール成形品又は切削品の寸法のバラツキを考
えると十分考えられる寸法関係である。しかしながら本
発明の加圧部材は射出成形で構成するので、射出圧力を
管理することで、品質を確保することが出来る。破壊ま
での圧力に対して余裕を持った成形条件を設定できる。

（６）　　セラミック軸と重力センサとの間に、樹脂製
加圧部材を介在させるので、食品・食品載置用受は皿を
落下させてた時の衝撃を吸収する効果がある。又、重量
センサは温度依存性が高いので、熱伝導を押さえること
により精度を確保する必要があるが、本発明の加圧部材
は断熱部材としての役目も果たす。

（７）セラミック軸は、長さもバラつきが大きいが、加
圧部材と一体成形した後の全長は金型寸法で決められる
ので安定している。よって途中に介在するギヤの位置や
加熱室側の軸先端の位置も安定するので、調理性能等品
質が安定する。

（８）加圧部材の形状変更や色変更を行うことによって
、従来見分けがむづかしくマーキングすることによって
区別していた微妙に長さのみ異なる軸の混入が防げる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における高周波加熱装置の要
部断面図、第２図は本発明の一実施例におけるセラミッ
ク軸の樹脂射出成形工程を示す図、第３図は本発明の一
実施例における高周波加熱装置の要部断面図、第４図は
従来の高周波加熱装置の部分断面図、第５図は重量セン
サの被加圧時の状態を示す断面図、第６図は重量センサ
の構成を示す斜視図、第７図はアルミナ軸の加工工程図
、第８図は従来の高周波加熱装置の部分断面図、第９図
（イ）は従来の高周波加熱装置の重量変化を示す図、同
（ロ）は本発明の高周波加熱装置の重量変化を示す図、
第１Ｏ図・第１１図は従来の高周波加熱装置の部分断面
図である。 ｌ・・・・・・支持回転軸、２４・・・・・・加熱室、
２７・・・・・・加熱手段、２９・・・・・・加圧部材
、Ａ・・・・・・被加熱物、Ｃ・旧・・回転！３Ｉ置装
。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図 第 第 図 図 ＩＭＥ （ＳＩｘＣ，） 第 図 （ｍ工工程〕 １：１０図 第１１図 （Ｉ！！略図）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加熱物を加熱する加熱室と、この加熱室に結合
   された加熱手段と、この加熱手段への給電を制御する制
   御部と、被加熱物を載置する回転載置台と、この回転載
   置台上の被加熱物の重量を検出する重量検出手段と、被
   加熱物の重量を重量検出手段へ伝達しかつ、回転載置台
   を回転駆動させる支持回転軸より成り、前記支持回転軸
   はセラミックにより形成すると共に、重量検出手段との
   接触部には被加熱物の重量を点荷重として重量検出手段
   へと伝達するための加圧部材が樹脂材料により一体成形
   される構成の高周波加熱装置。
2. （２）支持回転軸に一体成形された加圧部材は、その種
   類に合わせて色を異ならせる構成の特許請求の範囲第（
   １）項記載の高周波加熱装置。