JPH0575248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、物の重量を計量する秤に関するもの
である。そのほか、物の重量を検出し、その重量
情報を有効に活用し、機能や性能を向上させるた
めの手段としての重量検出装置に関するものであ
る。たとえば重量情報を有効に活用するものとし
て加熱調理器があり、加熱室内の食品の重量を検
出しそれに最適な出力で加熱することで調理性能
の向上が実現出来る。そういつた重量検出装置に
関するものである。

従来の技術 従来の例えば第６図に示す秤りでは測定物を皿
１８に載置し、その荷重を荷重支え金具２６で平
行運動側平行保持スペーサ２５に連結している。
又平行運動側平行保持スペーサ２５は上下に平行
状態に固定された板バネ２３を介して固定側平行
保持スペーサ２４に連結されている。固定側平行
保持スペーサ２４は支持金具２７を介して土台２
９に固定されている。そして２枚の板金電極２８
はそれぞれ平行運動側平行保持スペーサ２５およ
び固定側平行保持スペーサ２４に取り付けられて
いる。

測定物を皿１８に載置すると、その荷重により
板バネ２３が変形し、平行運動側平行保持スペー
サ２５側に取り付けられた部分が下に変位する。
これにより２枚の板金電極の間隔が変化し、板金
電極間の静電容量が変化する。この静電容量の変
化を検出して重量を測定する。

発明が解決しようとする問題点 ところがこのような板金電極間の静電容量の変
化を検出する重量検出装置においては、次のよう
な問題がある。

まず１つは板金電極間は空気であり、その湿度
によつて空気の誘電率が変化する。そのため板金
電極間の静電容量が変化し、正確な重量検出がで
きない。又加熱調理器などに搭載された場合は、
台所に設置されたり、食品等から水蒸気が発生す
るため、湿度の変化が大きくなり正確な重量検出
がさらに困難となる。

また２つ目は板金電極にほこり等が付着し、そ
れが湿気を帯びることにより板金電極間の静電容
量が変化し、正確な測定が不可能となる。

もう１つは板金電極は、面積が約50mm×50mmか
ら100mm×100mmの大きさで、電極間隔が５〜10mm
であり、大形なものである。これは、荷重による
電極間隔の変化が２〜３mm程度であり、これを静
電容量の変化として検出可能にするには電極の面
積を大きくする必要があるためである。面積が大
きく、電極間の変位量が大きいため、電極間を外
部から遮断して湿度の影響をなくすための手段が
困難である。このように従来の方式では湿度やほ
こり等に対する処理が困難なため、正確な重量検
出が非常に困難であるという問題があつた。

本発明はこのような従来の問題点を解消するも
のであり、湿度やほこりの付着による測定精度へ
の影響をなくし、正確な重量測定を実現すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達するため、本発明の重量検出装置
は荷重の検出部を小形にしかつ荷重による変位が
小さく外部の湿度等の影響を受けないもので構成
し、正確な重量検出をしようとするものである。
また、過大な荷重から荷重の検出部を保護するた
め、検出部の変位より大きな弾性体を介して荷重
が検出部に掛かる構成とし、弾性体が所定の変形
が生じたときに動作するストツパーを設ける構成
である。

作 用 本発明の重量検出装置は、小さな変位の重量検
出部で正確に重量検知しようとするものである
が、過大な荷重に対する保護が必要である。検出
部の変位が小さいため、変位の大きな弾性体を介
して荷重を受け、弾性体の所定の変形が生じた
時、動作するストツパーを設けることにより、小
さな変位の検出部を保護することが出来るという
効果を有するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面に基づき
説明する。

第２図は、変位の小さな重量検出部の一実施例
としての感圧センサ１の構造を示す。感圧センサ
１の構成は、絶縁体でかつ弾性を有する２枚の平
板２に電極３を印刷し、この平板２をスペーサ４
を介して貼り合わせたものである。この平板２の
材質としては絶縁体で弾性を有するものとしてセ
ラミツク等がある。

又、従来の板金電極の大きさは50mm×50mm〜
100mm×100mmで電極間隔も５〜10mm程度の大きな
ものであつた。しかし本発明のものは、平板２が
30mm×30mmで電極間隔は50〜60μｍとなり、平板
２の板厚を0.5mmで構成すると、感圧センサ１の
厚さは1.2〜1.3mmの非常に小さなものにできる。
そして電気的な特性としての静電容量やその荷重
に対する変化率も従来と同様のものが得られる。

その理由は、２枚の平板２の電極間隔を50〜
60μｍのせまい間隔で貼り合わすためで、現在の
表示素子としての液晶等のガラスの貼り合わす技
術と同等に容易に実現出来る。従つて電極間隔が
小さいため、従来と同様の静電容量を得るには電
極面積は小さくできる。また平板２を板厚t0.5の
アルミナセラミツクで構成した場合に、変位とし
て１Kg当りの荷重に対し10μｍで非常に小さい。
しかし荷重による変位が小さくとも、電極間隔が
小さいため、静電容量の変化率は大きく、従来と
同等以上になる。

以上の様に、従来の板バネ２３と板金電極２８
とに匹敵する機能を上記感圧センサ１が置き代わ
り、さらに小形でかつ変位が小さいため電極間〓
を外部から容易に遮断することができ、湿度変化
やほこり等の影響を受けない。

第１図は感圧センサ１への荷重伝達と感圧セン
サ１の過大荷重からの保護機構の一実施例を示
す。測定物の荷重はシヤフト８からストツパ金具
７に伝達され、板バネで構成される弾性体６を介
して加圧ポイント５にかかる。加圧ポイント５は
感圧センサ１の上側の平板２にかかり、上側の平
板２が変形して上下の電極３の間隔が変化する。
これを静電容量の変化として検出することができ
る。過大荷重に対する保護については、所定の荷
動がかかると弾性体６が変形し、ストツパ金具７
全体が下へ変位する。そしてストツパ金具７に設
けたストツパ７ａがセンサ支持金具９に当たり、
所定荷重を超える分はストツパ７ａにかかり、所
定荷重までは感圧センサ１にかかり感圧センサ１
を保護する。感圧センサ１の変位は前述のように
非常に小さく、１Kg当り10μｍ程度に対し、弾性
体６の変位を１Kg当り0.2〜１mm程度と大きく設
定しておく。

感圧センサ１は変位が非常に小さいため弾性体
６がなければ所定荷重時に動作するストツパの寸
法精度を高くする必要があり実現が困難である。
すなわち、ストツパ７ａとセンサ支持金具９の間
隔をμｍの単位まで正確にする必要がある。しか
し弾性体６の変位は0.2〜１mm程度でありストツ
パ７ａの動作する精度も0.1mm程度でそれほど高
くする必要がなく実現が容易である。

第３図は、測定物の荷重を支持し、第２図で示
した様に感圧センサ１へ荷重を伝達する支持機能
を示す部分断面斜視図である。

実際の重量測定では、皿の中央に載置されると
はかぎらない。従つて載置位置に無関係に荷重を
感圧センサ１へ正確に集中させ伝達する必要があ
る。これには秤などで一般に利用されているロバ
ーバル機構がある。これの利点は載置位置に無関
係に正確な重量が検出可能なことと、載置台が平
行状態を保ちながら変位することである。ロバー
バル機構の構成は平行四辺形の４隅を可動な状態
でつなぎ、一辺を固定しその対向辺を平行運動可
能な状態とする。平行運動金具１１を平行運動可
能な辺とし、その対向辺の固定支持金具１２を固
定辺とする。そして２枚の平行保持金具１３を両
者と４隅でピン１４により取め、平行四辺形を構
成する。そして平行運動金具１１にシヤフト８を
取り付け、荷重が感圧センサ１に伝達する構成と
する。このようにロバーバル機構を用いることに
より、載置位置に無関係に小さな感圧センサ１に
集中することができ正確な重量測定が可能とな
る。

第４図は、本発明の重量検出装置を加熱調理器
に搭載した場合を示す側面断面図である。この様
に加熱室２０の底面に取り付けることにより、食
品１９の重量を検出し、それに対応してマグネト
ロン２２の出力を制御するものであり、湿度やほ
こりによる影響なしに正確に重量測定出き、調理
性能も向上する。又、過大荷重の食品に対して
も、感圧センサ１を破壊から保護する。

第５図は感圧センサ１の静電容量の変化を発振
周波数に変換する発振回路であり、重量変化を周
波数の変化に変換する回路である。この回路は従
来の板金電極２８の静電容量変化る検出するのと
同じものである。

このように本実施例によれば、変位の小さな重
量検出部の過大荷重に対する保護を容易に実現で
きる。

発明の効果 以上のように本発明の重量検出装置によれば次
の効果を得ることができる。

(1) 弾性体の両端でストツパ金具からの荷重を受
け、かつ弾性体の中央で加圧ポイントによつて
支えられる機構のために、弾性体が弓形に変形
して「やじろべえ」のようになつて左右のバラ
ンスがとれるため安定性が得られる。そのため
に弾性体のストツパ金具の保持は簡単な構成に
なる。

(2) 過荷重に対する保護機能の構成部品は、スト
ツパ金具、弾性体および加圧ポイントと少な
く、構成が簡単でコストも低くできる。

(3) 構成部品が少ないため、部品の寸法誤差によ
るストツパの動作するバラツキが少なくなり、
保護機能が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である重量検出装置
の部分断面図、第２図は同感圧センサの分解斜視
図、第３図は同感圧センサおよび荷重支持機構を
示す部分断面斜視図、第４図は加熱調理器への同
搭載状態を示す側面断面図、第５図は同発振回路
を示す回路図、第６図は従来の秤の構造を示す側
面図である。 １……感圧センサ、２……平板、３……電極、
４……スペーサ、５……加圧ポイント、６……弾
性体、７……ストツパ金具、７−１……ストツ
パ、８……シヤフト、９……センサ支持金具、１
０……センサベツド、１１……平動運動金具、１
２……固定支持金具、１３……平行保持金具、１
４……ピン、１５……モータ、１６……ギヤ、１
７……ターンテーブル、１８……皿、１９……食
品、２０……加熱室、２１……ドア、２２……マ
グネトロン、２３……板バネ、２４……固定側平
行保持スペーサ、２５……平行運動側平行保持ス
ペーサ、２６……荷重支え金具、２７……支持金
具、２８……板金電極、２９……土台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加える力をそれに対応した電気的信号に変換
   する感圧センサと、前記電気的信号から重量を検
   出する重量検出回路と、前記感圧センサを加圧す
   る加圧ポイントと、前記感圧センサより大きい変
   形を生じる長方形状の弾性体と、長方形状の金属
   板の両端を所定の長さの足になる様に垂直方向に
   折り曲げてストツパを形成するストツパ金具と、
   被測定物の荷重を支持しその荷重を前記ストツパ
   金具に伝達する支持機構とを備え、前記弾性体を
   前記ストツパ金具の両端のストツパで保持し、前
   記支持機構より前記ストツパ金具に伝達された荷
   重を前記ストツパ金具の両端のストツパから前記
   弾性体の両端に伝達し、かつその伝達された荷重
   を前記弾性体の中央で前記加圧ポイントを介して
   前記感圧センサに伝達し、前記感圧センサに所定
   以上の荷重が加わらない構成とした重量検出装
   置。