JPH102781A - 静電容量式重量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の静電容量式重量検出装置は、荷重を受
けた可動電極板が曲面状に変形するため、両電極間の静
電容量が非直線状に変化し、静電容量の変化を受けて検
出回路が発振する周波数も非直線状に変化することにな
り、この変化を荷重に換算し、調理物の調理時間等を演
算する制御部の演算回路のアルゴリズムが極めて複雑化
し、高価なものとなるという問題があった。 【解決手段】 略台形状の固定電極板３０と略台形状の
可動電極板３５とを備え、可動電極板３５が荷重を受け
て固定電極板３０から離れる方向に傾斜するよう可動電
極板３５の幅広部側を固定電極板３０の幅広部側に固定
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジやオー
ブンレンジ等に用いる静電容量式重量検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１８〜図２１は、従来の静電容量式重
量検出装置である。図１８において、１は電子レンジ等
マイクロ波を使って調理を行わせる加熱調理器の加熱
室、２は加熱室１の底部の略中心部に設けられた軸受
で、後述する駆動軸が貫通している。３は加熱室１底部
裏面に設けられた静電容量式重量検出装置（以下重量検
出装置と称する）、４は重量検出装置３を構成する台板
で、重量検出装置３を加熱室１底壁に取り付ける部材と
なっている。５は同じく重量検出装置３を構成し、後述
する可動電極板などの重量検出に必要な部材を有するフ
レームで、台板４にネジにて固定してある。

【０００３】６は台板４にネジにて取付けられたターン
テーブルモータで、内部にギア（図示せず）を有し減速
して回転する構成となっている。７はターンテーブルモ
ータ６を構成する駆動軸で、一端は軸受２に嵌入し、加
熱室１内に突設している。また、他端は後述する可動電
極板に当接している。なお材質はセラミックなど、電気
的絶縁性を有し、耐熱性、靭性の優れたもので形成され
ている。

【０００４】８はフレーム５下面に設けられた絶縁基
板、８ａは絶縁基板８に突設した突部で周囲に適当な数
量設けられている。９は絶縁基板８上に敷設された固定
電極板で、例えば銅箔などの薄板で形成されている。１
０は固定電極板９に所定間隔を以って対向して設けられ
た可動電極板で、矩形状の板バネでなり、突部８ａ上に
載置されて固定電極板９と所定間隔を有している。な
お、周囲は絶縁基板８に固定されており、中心部に駆動
軸７が当接し、荷重を受ける構成となっている。

【０００５】１１ａ、１１ｂは固定電極板９及び可動電
極板１０と絶縁基板８上の他の領域に設けられた検出回
路（図示せず）とを電気的に接続させるリード線、１２
は軸受２上に載置され駆動軸７によって加熱室１内を回
転駆動するターンテーブルプレートであり、ターンテー
ブルプレート１２の裏面は駆動軸７の先端に当接してい
る。１３はターンテーブルプレート１２上に載置され調
理物（図示せず）を収納するターンテーブルである。

【０００６】図１９は、上述した矩形状の板バネ１０に
替えてジンバルバネで形成した可動電極板１４の形状を
示すものである。図において、１５は可動電極板１４の
平面部で、この平面部１５の略中央に駆動軸７の荷重を
受けるものである。１６は可動電極板１４の外周部、１
７はアーム部で、平面部１５と外周部１６とを弾性的に
つないでおり、４箇所形成されている。１８は外周部１
６に設けたネジ穴で、４箇所形成され、このネジ穴１８
で絶縁基板８に固着されている（ネジは図示せず）。

【０００７】次に従来の重量検出装置の作用・動作を説
明する。加熱室１内のターンテーブル１３上に調理物
（図示せず）を載置すると、この重量はターンテーブル
プレート１２を介して駆動軸７に伝達され、駆動軸７は
下降し、駆動軸７の他端が重量検出装置３の可動電極板
１０の略中心部を押圧し、可動電極板１０は、図２０に
点線で示す如く中心部を頂点として曲面状に変形する。

【０００８】すると、固定電極板９と可動電極板１０と
の間隔が変化する（狭まる）のでこの間の静電容量が変
化する。この静電容量の変化を絶縁基板８上の別の領域
に設けられた検出回路（図示せず）がリード線１１ａ、
１１ｂを介して検出し、発振周波数が変化し、電子レン
ジ本体に設けられた制御部（図示せず）に発振し、発振
された周波数を制御部が重量に換算し、このデータを演
算し調理物の調理時間等の加熱条件を設定する。ここ
で、調理物の重量印加によって周囲が固定された板バネ
でなる可動電極板１０の変位が曲面状に変化するため、
静電容量の変化、即ち発振周波数の変化も非直線的とな
る（図２１（Ａ）に示す）。

【０００９】次に、可動電極板１０を矩形状の板バネか
ら図１９に示すジンバルバネに替えて形成した場合で説
明する。作用は、板バネの場合と同一なので省略する。
ジンバルバネでなる可動電極板１４の平面部１５の略中
心部に駆動軸７の荷重を受けると、この平面部１５は、
荷重を受けた初期時にアーム部１７を支点として急激に
固定電極板９から離れ、その後緩やかに曲面状に変化す
る。

【００１０】従って可動電極板１０と固定電極板９間の
静電容量の変化は、前記板バネに比べて微少だが、非直
線状に変化することになり、発振される周波数も非直線
状となる（図２１（Ｂ）に示す）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
矩形状板バネまたはジンバルバネで形成された可動電極
板は、いずれも周囲を固定し、中心部に調理物の荷重を
受けるように構成され、中心部に荷重を受けたとき、可
動電極板の中心部を頂点として曲面状に変化するため、
両電極間の静電容量が非直線状に変化する。したがっ
て、静電容量の変化を受けて検出回路が発振する周波数
も非直線状に変化することになり、この変化を荷重に換
算し、調理物の調理時間等を演算する制御部の演算回路
のアルゴリズムが極めて複雑化し、高価なものとなると
いう問題が生じていた。

【００１２】また、ジンバルバネでなる可動電極板は、
形状が複雑で加工精度を上げるために費用がかかり、し
かも取付のための部品も増し、組立性を損ねていた。

【００１３】本発明は係る課題を解決するためになされ
たもので、静電容量の変化を調理物の重量に換算し、加
熱時間等の加熱条件を演算する静電容量式重量検出装置
の演算回路を単純化することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る静電容
量式重量検出装置は、幅広部と幅狭部とを有する略台形
状の固定電極板と、幅広部と幅狭部とを有する略台形状
の可動電極板とを備え、上記可動電極板が荷重を受けて
上記固定電極板から離れる方向に傾斜するよう上記可動
電極板の幅広部側を上記固定電極板の幅広部側に固定
し、上記固定電極板と上記可動電極板の間隔の変化によ
り静電容量変化を検出して重量を検出するものである。

【００１５】第２の発明に係る静電容量式重量検出装置
は、第１の発明に係る静電容量式重量検出装置におい
て、絶縁基板上に固定電極板とこの固定電極板の周囲を
囲む接続板と静電容量を検出する検出回路とを配設し、
上記接続板に可動電極板を固定して電気的に接続すると
ともに、上記接続板と上記検出回路とを電気的に接続し
たものである。

【００１６】第３の発明に係る静電容量式重量検出装置
は、第１の発明に係る静電容量式重量検出装置におい
て、可動電極板を固定電極板と同一又はそれより大きく
形成したものである。

【００１７】第４の発明に係る静電容量式重量検出装置
は、第１の発明に係る静電容量式重量検出装置におい
て、可動電極板の幅広部近傍に断面形状が略Ｚ形になる
段部を形成したものである。

【００１８】第５の発明に係る静電容量式重量検出装置
は、第１の発明に係る静電容量式重量検出装置におい
て、可動電極板の幅狭部側に固定電極板側に突出する突
起を形成したものである。

【００１９】第６の発明に係る静電容量式重量検出装置
は、第１の発明に係る静電容量式重量検出装置における
可動電極板を、板厚０．５ｍｍ〜０．７ｍｍのステンレ
ス鋼板で形成したものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１〜図９は本発明の実施の形態１を示
す。図１は、電子レンジ等マイクロ波を使って調理を行
わせる加熱調理器の縦断面図であり、図２は図１に示す
加熱調理器に設けられた静電容量式重量検出装置を下方
から見た平面図である。図１において、２１は加熱調理
器の加熱室、２２は加熱室２１の底壁の略中央に開口し
た透孔、２３は加熱室２１の底壁裏面にネジ等で固着し
設けられた静電容量式重量検出装置（以下重量検出装置
と称する）である。

【００２１】２４は重量検出装置２３を構成する板金材
でなる略長方形の一側を開放した箱状のハウジングＡ、
２４ａはハウジングＡ２４の平板部、２４ｂは平板部２
４ａの周囲に突設した枠部で、全周囲に亘って設けられ
ている。２４ｃはハウジングＡ２４の長手方向側の一側
の枠部２４ｂ上に２箇所立設した係合片で、図７（ｂ）
に示すように略逆凸形状を呈し、係合片２４ｃの根本部
に形成した首部２４ｄと、この首部２４ｄに連なり首部
２４ｄより幅広に形成された頭部２４ｅを有する。２４
ｆは、平板部２４ａの略中央に設けられバーリング加工
を施した開口部に圧入固着された軸受で、加熱室２１の
透孔２２に臨ませてある。

【００２２】２５は同じく重量検出装置２３を構成し、
ハウジングＡ２４に対向して設けられ、板金製でなり、
略長方形で平板状をなし長手方向の略中央部を断面が略
Ｚ形に折曲形成したハウジングＢである。２５ａはハウ
ジングＢ２５に略Ｚ形状に設けられた段部、２５ｂは段
部２５ａから連なり、後述する絶縁基板などを取付ける
上段平板部、２５ｃは上段平板部２５ｃと相反する位置
に設けた下段平板部で、後述するターンテーブルを回転
駆動させるモータを取り付けている。２５ｄは上段平板
部２５ｃの短手方向の両側に設けられ、略Ｚ形に折曲形
成したフランジで、このフランジ２５ｄの最終端がハウ
ジングＡ２４の平板部２４ａの外周に接合して後述する
ネジで固着され、ハウジングＡ２４とハウジングＢ２５
とで空間Ａを形成している。また、下段平板部２５ｃと
ハウジングＡ２４の平板部２４ａとで開放状の空間Ｂを
形成している。

【００２３】下段平板部２５ｃの一側短手方向の一側に
は、図７（ａ）に示すように係合孔２５ｅが形成されて
おり、幅広側２５ｆから幅狭側２５ｇに向かって徐々に
孔径が狭まり、略台形状を呈する。また、この係合孔２
５ｅの長手方向の径は、後述するギアＡとギアＢの噛み
合いのための移動距離より若干大き目になっている。ま
た、この係合孔２５ｅは、ハウジングＡ２４に設けられ
た係合片２４ｃに対応し、幅広側２５ｆの寸法は、前記
係合片２４ｃの頭部２４ｅの寸法より大きく、幅狭側２
５ｇのそれは首部２４ｄより若干大きく頭部２４ｅより
小さく形成してある。２５ｈは、上段平板部２５ｃの略
中央に開口したバーリング加工を施した透孔である。

【００２４】２６は前記ハウジングＡ２４とハウジング
Ｂ２５とで形成された空間Ａに回転自在及びスラスト方
向に移動自在に収納された回転体、２６ａはこの回転体
２６を構成し、ハウジングＡ２４の軸受２４ｆに軸支さ
れ、加熱室１内に突設した駆動軸で、セラミックなどの
熱に強く比較的強靭な材質で形成されている。２６ｂは
ハウジングＢ２５の透孔２５ｈに軸支され、前記駆動軸
２６ａとほぼ同材質でなり、後述する可動電極板に当接
している押圧棒である。さらに、押圧棒２６ｂの先端頂
部には球状の接触子２６ｃが突設され、駆動軸２６ａの
回転時、可動電極板３５上で円滑に回転するためと、駆
動軸２６ａがスラスト方向に移動し、可動電極板を押圧
する際、一点集中的に行うように設けられているもので
ある。２６ｄは駆動軸２６ａ、押圧棒２６ｂと一体的に
形成され、駆動軸２６ａと共に回転またはスラスト方向
への移動するギアＢで、駆動軸２６ａと同じ材料または
ポリアミド樹脂成形品などの耐熱性に優れ比較的強靭な
材料で形成されている。

【００２５】２７は、ハウジングＢ２５の下段平板部２
５ｃに設けられ、出力側を空間Ｂに突出するモータで、
後述するギアＡとこれに噛み合うギアＢ２６ｄを介して
駆動軸２６ａを回転させるもので、ネジにて固着されて
いる。２７ａはモータ２７の出力軸で、空間Ｂに突出し
ている。

【００２６】２８は出力軸２７ａに固着したギアＡで、
ギアＢ２６ｄと同等の材質で形成されている。また、ギ
アＡ２８とギアＢ２６ｄとは互いに噛み合い、モータ２
７の回転はギアＡ２８からギアＢ２６ｄに伝達され、ギ
アＢ２６ｄと一体的に設けられた駆動軸２６ａと押圧棒
２６ｂとを回転駆動させる。

【００２７】２９はハウジングＢ２５の上段平板部２５
ｂの表面側（反空間Ａ側）に設けられた絶縁基板であ
り、その表面側には図４に示すように銅箔などの電気的
良導体材料からなる固定電極板３０が印刷などの方法に
よって設けられている。この固定電極板３０は、幅広部
３０ａと幅狭部３０ｂとを有し、略台形状に形成されて
いる。

【００２８】絶縁基板２９の表面側の構成について、図
４を用いて更に説明する。図において、３１は絶縁基板
２９と固定電極板３０とに開口された透孔で、固定電極
板３０の略中央に開口してある。３２は絶縁基板２９上
にあって、固定電極板３０の周囲を囲み、固定電極板３
０と同一材質、同一加工方法で設けられた接続板Ａで、
後述する可動電極板３５及び検出回路３４とそれぞれ電
気的に接続され固定電極板３０とは電気的に絶縁されて
いる。３３は固定電極板３０の幅狭部３０ｂから延出さ
れ後述する検出回路に電気的に接続する接続板Ｂで、材
質、加工方法は固定電極板３０と同一である。３４は絶
縁基板２９上にあって、固定電極板３０と同一面上の別
の領域に設けられ、前記固定電極板３０と同一材質、同
一加工方法で設けられた検出回路で、この検出回路３４
には、検出・発振するための電気・電子回路部材が設け
られている。

【００２９】３５は、ステンレス鋼板を素材とし０．５
ｍｍ〜０．７ｍｍの板厚で平板状に形成された可動電極
板である。可動電極板３５の形状を図３に、その取付部
分の断面拡大図を図６に示す。図３に示すように、可動
電極板３５は幅広部３５ａと幅狭部３５ｂとを有し、幅
広部３５ａから幅狭部３５ｂに向けて徐々に狭められ、
略台形状に形成されている。また、３５ｃは一対の取付
穴部３５ｄと、その外側に一対Ｌ形状に形成した切起片
３５ｅを有する支持部である。

【００３０】可動電極板３５は、幅狭部３５ｂ側を自由
端とした片持ち状バネとして、図１又は図６に示すよう
に、間隔板３６を介して固定電極板３０と所定間隔ｄ₀
をもって対向するように、ネジ３９ａ、３９ｂによりハ
ウジングＢ２５に取り付けられている。取付位置は、ハ
ウジングＢ２５の段部２５ａ近傍であるので、ハウジン
グＢ２５自身と可動電極板３５の取付け強度が向上し、
調理物による荷重の変動や重量検出装置２３の組立時の
衝撃荷重によって、ハウジングＢ２５が変形しにくく検
出精度が安定する。また、間隔板３６は、銅板など電気
的良導体でなり、可動電極板３５の支持部３５ｃの下面
に敷設され、絶縁基板２９上に設けた接続板Ａ３２と電
気的に接続している。そのため、可動電極板３５は接続
板Ａ３２を介して検出回路３４に接続する構成となって
いる。

【００３１】また、可動電極板３５を絶縁基板２９に取
付けたとき、可動電極板３５と固定電極板３０との位置
関係は、図５に示すようになる。すなわち、可動電極板
３５は固定電極板３０より大きく、固定電極板３０の全
域を覆うように配設されている。このように可動電極板
３５は固定電極板３０より大きく形成するのは、固定電
極板３０が周囲の浮遊容量を吸収しないようにするため
である。

【００３２】なお、素材となるステンレス鋼板素材から
可動電極板３５としての所望の形状を得るとき、プレス
加工などの方法によって行うが、素材の板材成形時圧延
ローラーによって発生する圧延方向（ロール目方向とい
う）を、可動電極板３５の幅広部３５ａ〜幅狭部３５ｂ
の方向に合致させて加工することが、加工後の反りが発
生しにくく、可動電極板３５の精度が保てるものであ
る。

【００３３】図２及び図６に示す３７は、可動電極板３
５の支持部３５ｃの上面に敷設されたマイカ板など電気
絶縁性材料でなる絶縁板である。また、図２に示す３７
ａは絶縁板３７の長手方向両端部に形成した凹状の切欠
部で、この絶縁板３７を可動電極板３５の支持部３５ｃ
上に敷設したとき、切起片３５ｅが切欠部３７ａに嵌合
し、以後の絶縁板３７の前後、左右への動きを抑制する
ものである。

【００３４】図２に示す３８は絶縁基板２９をハウジン
グＢ２５の上段平板部２５ｃ表面へ仮取付けするための
ネジである。また、３９ａ、３９ｂは図６にも示すよう
に、絶縁板３７と可動電極板３５（支持部３５ｃ）と間
隔板３６とをハウジングＢ２５に固着するネジである。
なおネジ３９ａ、３９ｂによって可動電極板３５とハウ
ジングＢ２５とが電気的に接続しないように、取付穴部
３５ｄの穴径は、ネジ３９ａ、３９ｂの外径より大径に
形成されている。

【００３５】図２に示す４０ａ，４０ｂは係合片２４ｃ
と係合穴２５ｅとでなる係合部と離反側に設けられ、ハ
ウジングＡ２４にハウジングＢ２５とを締結するために
短手方向に一対設けられたネジである。

【００３６】また、４１は駆動軸２６ａの先端に係止さ
れ、駆動軸２６ａと共に加熱室２１内で回転またはスラ
スト方向に可動するターンテーブルプレート、４２はタ
ーンテーブルプレート４１上に載置された調理物（図示
せず）を収納するターンテーブルで、加熱室２１内を回
転またはスラスト方向に可動する。

【００３７】次に、この重量検出装置２３の組立手順に
ついて説明する。まず、ハウジングＢ２５の上段平板部
２５ｂの表面側（反空間Ａ）に絶縁基板２９を重合し、
ネジ３８にて仮止めする。

【００３８】次に、ハウジングＢ２５の下段平板部２５
ａの表面側にモータ２７をネジにて固着させ、下段平板
部２５ａの裏面側（空間Ｂ）に突設している出力軸２７
ａにギアＡ２８を圧入して固着させる。ここでハウジン
グＢ２５の組立が完了する。次に、ハウジングＡ２４の
軸受２４ｆに回転体２６の駆動軸２６ａをハウジングＡ
２４の開放側から挿入し、ハウジングＡ２４の組立を完
了する。

【００３９】次に、部分的に組立てられたハウジングＡ
２４に対し、同じく部分的に組立てられたハウジングＢ
２５を重合させる。この時、ハウジングＢ２５の一端側
に設けた係合孔２５ｅの幅広側２５ｆをハウジングＡ２
４に設けた係合片２４ｃに合致させ、ほぼ垂直に重ね合
わせる（図７（ｃ））。この時はギアＢ２６ｄに対しギ
アＡ２８は離れており、まだ噛み合っていない。また、
回転体２６の押圧棒２６ｂもハウジングＢ２５の透孔２
５ｈに嵌合していない。

【００４０】次に、ハウジングＢ２５を水平方向、即ち
係合孔２５ｅの幅狭側２５ｇに係合片２４ｃが位置する
方向に、ハウジングＢ２５をやや斜めにした状態で移動
させる（図７（ｄ））。するとギアＢ２６ｄとギアＡ２
８が噛み合い、同時に押圧棒２６ｂが透孔２５ｈに臨
む。この時点でハウジングＢ２５を垂直に重ねると、係
合孔２５ｅの幅狭部２５ｇに係合片の首部２４ｄが嵌ま
り合い、ハウジングＡ２４に対しハウジングＢ２５が重
合して取り付けられ、押圧棒２６ｂが透孔２５ｈに嵌り
合う。ここで仮固定される。さらに、この係合部と反対
側をネジ４０ａ、４０ｂで締結して、ハウジング２４、
２５同士の組立てが完了する。

【００４１】このように、ギアＡ２８とギアＢ２６ｄと
を水平方向に移動させて噛み合わせるように組み立てる
ので、ギアＡ２８とギアＢ２６ｄとが見えない状態で垂
直方向に移動させてギア同士がぶつかり合うということ
がなく、組立性が向上する。また、係合片２４ｃと係合
孔２５ｅとを係合させるとともに、ネジ４０ａ、４０ｂ
でネジ止めするため、ハウジングが強固に組み立てら
れ、組立後の検出精度が安定する。

【００４２】次に、ハウジングＢ２５の上段平板部２５
ｂの段部２５ａ近傍に間隔板３６と次に可動電極板３５
の幅広部３５ａ側を重合し、さらに絶縁板３７を重合す
る。この時、絶縁板３７の切欠部３７ａを可動電極板３
５の切起片３５ｅに合致させて移動を防止させる。次に
ネジ３９ａ、３９ｂによって締結すれば、間隔板３６、
可動電極板３５及び絶縁板３７がハウジングＢ２５に固
着されると共に、絶縁基板２９も上段平板部２５ｂ上に
固定される。ここで静電容量式重量検出装置２３のすべ
ての組立てが完了する。

【００４３】次に、この実施の形態１における重量検出
装置の作用・動作について説明する。ターンテーブル４
２上に調理物（図示せず）を載置すると、調理物とター
ンテーブル４２等の重量により回転体２６が下降し、回
転体２６に設けた押圧棒２６ｂの接触子２６ｃが可動電
極板３５の略中央部を押圧する。

【００４４】すると、可動電極板３５は支持部３５ｃ付
近で下方向へ傾斜して変形する（図６の破線で示す）。
この結果、固定電極板３０との間隔が増加（図６に示
し、ｄ₀ →ｄとなる）し、静電容量は、Ｃ＝ε（Ｓ／
ｄ）（ε：空気の誘電率、ｄ：電極間の距離、Ｓ：電極
の面積）の式から、静電容量Ｃは変化し、静電容量値は
減少する。この両電極３０、３５の間隔の変化が静電容
量の変化となり、さらに発振周波ｆ＝（１／ＣＲ）
（Ｃ：静電容量値、Ｒ：抵抗）の式から発振周波数が変
化する。この変化が検出回路３４から電子レンジ本体に
設けられた制御部（図示せず）で調理物の重量に換算さ
れ、この調理物の重量に応じた加熱温度、加熱時間等の
加熱条件が演算回路の演算の結果設定される。

【００４５】なおここで、ターンテーブルプレート４
１、ターンテーブル４２及び回転体２６の重量は、あら
かじめ固有の重量として本体側制御部に記憶させ、調理
物を載置して始めて周波数が変化して加熱時間等が設定
される構成となっている。

【００４６】また、モータ２７にも電源が印加されてい
るので、モータ２７の出力軸２７ａが回転し、出力軸２
７ａに固着されたギアＡ２８が回転し、ギアＡ２８に噛
み合っているギアＢ２６ｄに伝達され、ギアＢ２６ｄを
有する回転体２６が回転する。従って回転体２６を形成
し、加熱室１内に突出する駆動軸２６ａが加熱室２１内
で回転し、この駆動軸２６ａに設けられたターンテーブ
ルプレート４１上のターンテーブル４２が回転駆動し、
調理物（図示せず）は加熱室１内で回転する。このよう
にして、調理物はマイクロ波による加熱を万遍なく受
け、ムラ焼けの少ない調理が行われる。

【００４７】なお、駆動軸２６ａは調理物の荷重を受け
ながら回転駆動しているが、駆動軸２６ａの先端付近
は、軸受２４ｆで回転及びスラスト方向移動を滑合自在
に保持され、下端部は押圧棒２６ｂが透孔２５ｂに嵌合
し、さらに球状の接触子２６ｃが設けられ、可動電極板
３５上を摩擦力が少なく接触しているので、支障なく回
転するものである。

【００４８】ここで、この実施の形態１における可動電
極板３５は、湾曲しにくい材質で、一端を支持された片
持ち状バネに形成されており、しかも、この可動電極板
３５に対向して設けた固定電極板３０を可動電極板３５
とほぼ相似形状の略台形状に形成したので、両電極間の
間隔の変化は可動電極板３５の支持側で小さく、自由端
側で大きくなるが、対向する電極部の面積は、支持部側
で大きく、自由端側で小さいので、それらの容量は平均
的となり、静電容量値は極めて直線的に変化し、検出回
路３４で発振する発振周波数は直線状に変化する（図８
に示す）。従って、この実施の形態１によれば、静電容
量の変化を調理物の重量に換算し、加熱時間等の加熱条
件を演算する演算回路を単純化でき、安価に構成でき
る。

【００４９】また、固定電極板３０の外周囲を囲むよう
に、可動電極板３５と検出回路３４とを電気的に接続す
る接続板Ａ３２を配設したので、この接続板Ａ３２がバ
リア機能を発揮し、可動電極板３５と固定電極板３０間
の静電容量が浮遊して両電極板３５、３０外へ放出され
ず、さらに外部からの浮遊容量が両電極板３５、３０内
に侵入しないため、静電容量値が安定し、検出精度の高
いものとなる。

【００５０】また、可動電極板３５の板材の板厚は０．
５〜０．７ｍｍに選定することが、本発明の重量検出装
置２３の検知性能を最良に発揮できるものである。図９
（Ａ）のグラフは板厚０．６ｍｍを選定した場合を示す
荷重変化に対する発振周波数の変化を表したもので、通
常、電子レンジ等加熱調理器で調理する調理物の重量は
５０ｇから５０００ｇ程度が一般的であるが、図９
（Ａ）で示すグラフで判る通りこの重量範囲において、
周波数の変化は３０〜５０ＫＨｚ間に直線的に変化す
る。

【００５１】また、０．５ｍｍの厚さにおいても周波数
の変化は０．６ｍｍに比べて若干増加するが加熱調理時
間等の設定に何ら差し支えない範囲である（図９
（Ｂ））。また、０．７ｍｍの厚さにおいても、逆に周
波数変化は少なくなるが加熱調理時間等の設定に問題の
ない範囲で収まるものである（図９（Ｃ））。しかしな
がら、０．４ｍｍになると、重量３５００ｇを超えると
急激かつ曲面状に周波数が変化し、本発明の目的から逸
脱する（図９（Ｄ））。また、０．８ｍｍにすると、逆
に周波数の変化度合いが微少過ぎて、この微少変化に対
し複雑な演算回路が必要で問題が発生する（図９
（Ｅ））。従って、可動電極板３５の板厚は、０．５〜
０．７ｍｍに選定するのが最適である。

【００５２】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。図１０は、可動電極板３５を絶
縁基板２９（図示せず）に取り付けた状態を可動電極板
３５側から見て、固定電極板４３と可動電極板３５とを
両電極板の位置関係がわかるように示した図である。図
に示すように、固定電極板の形状は、矩形状の四角部に
面取りを施したようなものであっても、略台形状であれ
ば、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができ
る。

【００５３】また、図示してはいないが、この実施の形
態２においても、固定電極板４３の外周囲を囲むよう
に、可動電極板３５と検出回路３４とを電気的に接続す
る接続板Ａ３２を配設すれば、静電容量値が安定し、検
出精度が高くなるという上記実施の形態１と同様の効果
を得ることができる。

【００５４】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３について説明する。図１１（ａ）（ｂ）において、
４４は上記の実施の形態１に示す平板状の可動電極板３
５を断面形状を略Ｚ形状に変更した可動電極板である。
図１１（ａ）はこの可動電極板４４の平面図、図１１
（ｂ）はその側面図である。図において、４４ａは可動
電極板４４の幅広部、４４ｂは幅広部４４ａから順次先
細りに形成した幅狭部であり、平面的形状は略台形状で
ある。４４ｃは幅広部４４ａ近傍を断面が略Ｚ形状に折
曲形成された段部、４４ｄは段部４４ｃによって幅広部
４４ａ側に形成された上段平板部、４４ｅは上段平板部
４４ｄに設けられた一対の取付穴部であり、後述するネ
ジ３９ａ、３９ｂが貫通する部分である。４４ｆは取付
穴部４４ｅの外側に突設した一対の切起片で、上記実施
の形態１における切起片３５ｅと同様に、図２に示す絶
縁板３７に形成した凹状の切欠部３７ａに嵌合するもの
である。４４ｇは上段平板部４４ｄと段部４４ｃを挟ん
で反対側に形成された下段平板部であり、下段平板部４
４ｇの端部に幅狭部４４ｂが位置する。

【００５５】可動電極板４４は、幅狭部４４ｂ側を自由
端とした片持ち状バネとして、図１２に示すように、上
段平板部４４ｄがハウジングＢ２５へ取り付けられる。
このとき可動電極板４４は段部４４ｃを有するため、固
定電極板３０と下段平板部４４ｇとの間隔は所定の間隔
ｄ₀に保たれる。また、上段平板部４４ｄに比べて下段
平板部４４ｇの面積は大きく形成され、固定電極板３０
と対面し、実質的な可動電極面を形成するものである。

【００５６】次に実施の形態３の作用・動作について説
明する。ターンテーブル４２上に調理物（図示せず）を
載置すると、調理物とターンテーブル４２等の重量は回
転体２６が下降し、回転体２６に設けた押圧棒２６ｂの
接触子２６ｃが可動電極板４４の下段平板部４４ｇの略
中央部付近を押圧する。すると、可動電極板４４は段部
４４ｃ近傍から下方向へ傾斜して変形する（図１２の点
線で示す）。この結果、固定電極板３０との間隔が増加
（図１２に示すｄ₀ →ｄ）し、静電容量値は減少する。
以下の動作は上記実施の形態１と同一なので説明は省略
する。

【００５７】このように、この実施の形態３における可
動電極板４４は、段部４４ｃを有し断面略Ｚ形状に折曲
して形成されるので、固定電極板３０と可動電極板４４
との所定間隔ｄ₀ が間隔板３６を使わなくても確保で
き、部品の削減となる。また、可動電極板４４は段部４
４ｃを有するため強靭になり、反りなどの変形が少な
く、また重量を繰り返し受けても、さらに組立時衝撃荷
重などが加わっても変形しにくく、検出精度を安定して
保持でき、品質が向上する。

【００５８】実施の形態４．次に実施の形態４について
説明する。図１３、１４において、４５ａ、４５ｂは、
実施の形態１に示す可動電極板３５の幅狭部３５ｂの端
部に突設させた一対の突起で、固定電極板３０を脱した
位置に設けられ、可動電極板３５と固定電極板３０との
所定間隔ｄ₀と同一高さを有するものである。他の構成
は上記実施の形態１と同様であるため、説明は省略す
る。

【００５９】この実施の形態４によれば、可動電極板３
５の自由端（幅狭部３５ｂ）端部に、固定電極板３０と
の所定間隔ｄ₀と同一の高さの突起４５ａ、４５ｂを形
成したので、可動電極板３５の部品製作時、若干の反り
等平板面に変形が発生しても、組付時、突起４５ａ、４
５ｂが所定間隔ｄ₀を保持するので、組立後の矯正作業
が不要で、さらに組立後も検出精度が安定するなどの効
果を奏する。

【００６０】なお、この突起４５ａ、４５ｂは上記の実
施の形態３における可動電極板４４に設けても同様の効
果を発揮するものである。

【００６１】実施の形態５．可動電極板３５を押圧変位
させる押圧棒２６ｃの押圧部の設定位置は、実施の形態
１にあっては、可動電極板３５の幅方向の中央線上で、
しかも奥行き方向の略中央としたが、幅方向の中央線上
であれば、奥行き方向の位置はいずれでも良い（図１５
（Ａ）、（Ｂ）に示す）。

【００６２】また、ハウジングＡ２４とハウジングＢ２
５との重合組立に際する係合方法は、図１６（ａ）〜
（ｄ）、図１７（ａ）〜（ｄ）に示す方法でも良い。要
は、ハウジング２４、２５同士の組立に際し、ギアＡ２
８、ギアＢ２６ｄ同士が互いに干渉せず互いに垂直方向
に重合させられ、次に水平方向に移動させて組み立てら
れ、両ハウジング２４、２５の一側が強固に固定される
ものであれば良い。

【００６３】また、実施の形態１にあっては、軸受２４
ｆは、静電容量式重量検出装置２３のハウジングＡ２４
に設けたが、加熱室２１の透孔２２に直接設けても良
い。

【００６４】また、実施の形態１で示した静電容量式重
量検出装置２３を備える加熱調理器は、ターンテーブル
４２を回転駆動させて加熱調理する電子レンジであった
が、ターンテーブル方式ではない加熱調理器でも良い。
この場合の重量検出装置２３はターンテーブル４２を駆
動させるためのモータ２７、ギアＡ２８、及び回転体２
６のギアＢ２６ｄ等の回転駆動用部材が不要となり、安
価にしかも小型に構成できる。

【００６５】

【発明の効果】第１の発明によれば、静電容量の変化を
調理物の重量に換算し、加熱時間等の加熱条件を演算す
る演算回路を単純化でき、安価に構成できる。

【００６６】第２の発明によれば、静電容量の変化を調
理物の重量に換算し、加熱時間等の加熱条件を演算する
演算回路を単純化でき、安価に構成できるとともに、接
続板を配設したので、可動電極板と固定電極板間の静電
容量が浮遊して両電極板外へ放出されず、外部からの浮
遊容量が両電極板内に侵入しないため、静電容量値が安
定し、検出精度が向上する。

【００６７】第３の発明によれば、静電容量の変化を調
理物の重量に換算し、加熱時間等の加熱条件を演算する
演算回路を単純化でき、安価に構成できるとともに、可
動電極板を固定電極板と同一又はそれより大きく形成し
たことにより、固定電極板が周囲の浮遊容量を吸収しな
いため、静電容量値が安定し、検出精度が向上する。

【００６８】第４の発明によれば、静電容量の変化を調
理物の重量に換算し、加熱時間等の加熱条件を演算する
演算回路を単純化でき、安価に構成できるとともに、可
動電極板の取付部に間隔板を設けなくても固定電極板と
可動電極板の間隔を確保できるため、部品点数が削減で
き、可動電極板自体が強靭になるので、組立時の衝撃荷
重や使用時の荷重を受けても簡単に変形せず検出精度が
安定する。

【００６９】第５の発明によれば、静電容量の変化を調
理物の重量に換算し、加熱時間等の加熱条件を演算する
演算回路を単純化でき、安価に構成できるとともに、突
起により両電極板の間隔が保持されるので検出精度が安
定し、部品のバラツキにより両電極板同士の接触が発生
しないなど、品質が向上する。

【００７０】第６の発明によれば、荷重変化に対して発
振周波数が極めて直線的に変化するため、調理物の重量
の換算及び加熱時間等の加熱条件の演算を行なう演算回
路をより確実に単純化でき、安価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の静電容量式重量検出
装置を備えた加熱調理器の部分断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１の静電容量式重量検出
装置の下面図である。

【図３】 本発明の実施の形態１の可動電極板を示す上
面図である。

【図４】 本発明の実施の形態１の固定電極板を示す上
面図である。

【図５】 本発明の実施の形態１の可動電極板と固定電
極板の位置関係を示す上面図である。

【図６】 本発明の実施の形態１の可動電極板の変位状
態を示す縦断面図である。

【図７】 （ａ）はハウジングＢに設けた係合孔の詳細
を示す上面図、（ｂ）はハウジングＡに設け係合片の詳
細を示す側面図、（ｃ）は係合状態の初期を示す上面
図、（ｄ）は係合状態の最終を示す上面図である。

【図８】 本発明の実施の形態１の荷重変化と周波数変
化の関係を示すグラフである。

【図９】 本発明の実施の形態１の可動電極板の板厚の
違いによる荷重変化と周波数変化の関係を示すグラフで
ある。

【図１０】 本発明の実施の形態２の可動電極板と固定
電極板の位置関係を示す上面図である。

【図１１】 （ａ）は本発明の実施の形態３の可動電極
板を示す上面図、（ｂ）は可動電極板を示す側面図であ
る。

【図１２】 本発明の実施の形態３の可動電極板の変位
状態を示す縦断面図である。

【図１３】 本発明の実施の形態４の可動電極板と固定
電極板の位置関係を示す平面図である。

【図１４】 本発明の実施の形態４の可動電極板の変位
状態を示す縦断面図である。

【図１５】 本発明の他の実施例の押圧棒の加圧位置の
実施例を示す平面図である。

【図１６】 （ａ）は本発明の他の実施例の係合孔を示
す上面図、（ｂ）は係合片を示す側面図、（ｃ）は係合
状態初期を示す上面図、（ｄ）は係合状態の最終状態を
示す縦断面図である。

【図１７】 （ａ）〜（ｄ）は本発明の他の実施例の係
合部のさらに他の実施例を示す。

【図１８】 従来の静電容量式重量検出装置を備えた加
熱調理器の部分断面図である。

【図１９】 従来のジンバルバネでなる可動電極板を示
す上面図である。

【図２０】 従来の可動電極板が荷重を受けたときの変
形図である。

【図２１】 従来の矩形状板バネ（Ａ）及びジンバルバ
ネ（Ｂ）の荷重に対する周波数変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

２１ 加熱室、２３ 静電容量式重量検出装置、２６ｂ
押圧棒、３０ 固定電極板、３２ 接続板Ａ、３５
可動電極板、３５ａ 幅広部、３５ｂ 幅狭部、３５ｃ
段部、４３ 固定電極板、４３ａ 幅広部、４３ｂ
幅狭部、４４可動電極板、４４ｃ 段部、４５ａ・４５
ｂ 突起。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 幅広部と幅狭部とを有する略台形状の固
   定電極板と、幅広部と幅狭部とを有する略台形状の可動
   電極板とを備え、上記可動電極板が荷重を受けて上記固
   定電極板から離れる方向に傾斜するよう上記可動電極板
   の幅広部側を上記固定電極板の幅広部側に固定し、上記
   固定電極板と上記可動電極板の間隔の変化により静電容
   量変化を検出して重量を検出する静電容量式重量検出装
   置。
2. 【請求項２】 絶縁基板上に固定電極板とこの固定電極
   板の周囲を囲む接続板と静電容量を検出する検出回路と
   を配設し、上記接続板に可動電極板を固定して電気的に
   接続するとともに、上記接続板と上記検出回路とを電気
   的に接続したことを特徴とする請求項１記載の静電容量
   式重量検出装置。
3. 【請求項３】 可動電極板は固定電極板と同一又はそれ
   より大きく形成したことを特徴とする請求項１記載の静
   電容量式重量検出装置。
4. 【請求項４】 可動電極板の幅広部近傍に断面形状が略
   Ｚ形になる段部を形成したことを特徴とする請求項１記
   載の静電容量式重量検出装置。
5. 【請求項５】 可動電極板の幅狭部側に固定電極板側に
   突出する突起を形成したことを特徴とする請求項１記載
   の静電容量式重量検出装置。
6. 【請求項６】 可動電極板は、板厚０．５ｍｍ〜０．７
   ｍｍのステンレス鋼板で形成したことを特徴とする請求
   項１記載の静電容量式重量検出装置。