JPS6217529A - 重量検出機能付加熱調理器 - 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、食品の重量および載置位置を自動計測しその
食品の重量および載置位置に応じた最適加熱を行なう重
量検出機能付加熱調理器に関するものである。

従来の技術 加熱調理器、特に電子レンジにおいては加熱室内に設置
された食品の重量を自動計測し、計測した食品の重量に
対応した最適加熱を実現する重量検出機能付電子レンジ
が開発されるに至っている。

電子レンジにおいては加熱むらをなくすための手法とし
て食品の載置台を回転させ食品を加熱室内で移動させる
ターンテーブル方式とスタラー羽根、回転アンテナ等で
代表されるように食品は固定したままで加熱室内のマイ
クロ波の定在波分布を強制的に撹乱するスタラ一方式の
二種類が主流となっている。前者のターンテーブル方式
の場合、食品の荷重はターンテーブルの回転軸一箇所に
加わりその荷重を検出すれば容易に食品の重量を検出す
ることができた。しかし、スタラ一方式特に加熱底部よ
り給電し、回転アンテナを用い電波を撹乱する方式に関
しては、ターンテーブル方式のように下方より一箇所で
食品および食品の載置台を支持し荷重を検出するような
スペースはなく、加熱室側面から複数箇所で食品の載置
台を支持する方式がとられている。

第１０図は従来の重量検出機能付加熱調理器の外観斜視
図、第１１図は従来の重量検出機能付加熱調理器の前面
よりの部分断面図、第１２図は要部斜視図である。

１はボディー、２は食品４を収納自在にするドアー、５
は加熱室６内に導波管７を介して高周波エネルギーを供
給する高周波発振管、マグネトロギーが加熱室６の底部
より給電される高周波加熱装置においては、加熱室６の
側面の開口９を貫通する平行保持金具８に取り付けられ
た皿受はレール１０ａ、１０ｂのそれぞれ二点で食品器
１１を支えている。この二点で支えられた食品４および
食品器１１の荷重はそれぞれ固定保持金具１２゜平行運
動金具１４、平行保持金具８および連結ピンＡ１５によ
って構成される、いわゆるロバ−パル機構によって、平
行運動に変換される。ロバ−パル機構は連結ピンＡ１５
によって、固定保持金具１２、平行運動金具１４、平行
保持金具８がそれぞれ連結され平行四辺形を形成しつつ
連結ピンＡ１５を回転軸として運動可能となっており、
固定保持金具１２が加熱室６の壁面に対して平行にすな
わち鉛直に固定されているためにその対辺である平行保
持金具８は鉛直運動可能となっている。

この鉛直方向の荷重は、左側の皿受はレール１０ａに加
わる力が、伝達シャフトＡ１６によって、右側の皿受は
レールに加わる力が伝達シャフト８１８によって、それ
ぞれ伝達方向変換金具１９で左水平方向の力に変換され
た後、その総和の力が伝達シャフトＣ１７を介して荷重
変換素子２０に伝達される。このようにして食品４およ
び食品器１１の荷重が、荷重変換素子２０に伝達され、
荷重の総和がとられていた。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このように２箇所に加わる荷重を一箇所の荷
重検出手段に集中させているため、力の伝達過程あるい
は方向変換過程において、摩擦による損失、伝達方向の
分散が生じる。第１３図（ａ）。

（ｂ）は伝達方向の変換を示す原理図である。例えば連
結ピンＢ２１を回転軸として伝達シャフトＡ４８トＡ１
６が変位したとする。その時の荷重による力は図のＡ、
Ｂへと分解され、さらに伝達シャフト変換金具１９でＡ
’　、　Ｂ’へと変換される。従って、食品４および食
品器１１の荷重による力は伝達シャフトＣ１７において
は水平成分Ａ′と垂直成分Ｂ′とに分解されＡ′は荷重
検出素子２ｏに荷重を加える成分であるがＢ′は荷重を
加える成分とは成りえある。伝達シャフトＣ１７の水平
成分の力Ｆ′は伝達金具２３に加わり、荷重検出素子２
０を固定する荷重検出素子取付は板２２に取付けられた
支点金具２４を支点として荷重検出素子２０へと作用す
る。しかし、第５図（ｂ）におけるＢ′酸成分カは荷重
検出素子２０の表面での伝達金具２３との摩擦となり荷
重検出素子２０にはまった荷重を与えない。また連結ピ
ンＢ２１における摩擦による損失も無視できない。例え
ば食品器１１に載置されていた食品４が取り去られたと
しても前述した荷重伝達機構系における摩擦の影響によ
って完全に元の状態に復帰しないというヒステリシス現
象が生じ測定を繰り返すたびに測定値が変化するという
問題が生じていた。

本発明はこのような従来の問題点を解決するものであり
、多点に加わる荷重の総和を機構を用いずに実現し、測
定精度のよいしかも繰り返し誤差がほとんど生じない優
れた重量検出機能付加熱調理器を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の重量検出機能付加熱調理器は、食品を載置する
載置台を複数箇所で支持してそのそれぞれで荷重を検出
する荷重検出手段群と、荷重検出手段群で検出した荷重
の加算を行ない総和を求める演算回路を設けたものであ
る。

作用 本発明の重量検出機能付加熱調理器は、食品および食品
の載置台を複数箇所で支持し、その支持した荷重は荷重
伝達手段を用いて一箇所の荷重検出手段に集中させ総和
を求めるのではなく、それぞれの支持箇所に荷重検出手
段を設は検出した荷重の総和より全荷重を検出している
ため、荷重伝達時に生じる力の損失はなくなり、より正
確かつ効率よく食品の重量を検出できる。また、荷重支
持箇所それぞれにおいて検出した荷重を相互比較するこ
とにより載置台に載置された食品の載置位置を検知する
こともできる。また加熱室内の熱分布を考慮して検出し
た食品の載置位置に対応して加熱手段を制御すれば、食
品の載置位置による最適加熱をも実現することができ、
より高度できめの細かいオート調理を実現できる。

実施例 以下本発明の一実施例の重量検出機能付加熱調器を図面
を参照して説明する。

第１図は前面よりの部分断面図、第２図は、側面よりの
部分断面図である。従来の重量検出機能付加熱調理器と
同様の部分に関しては説明を省く。

１１は食品４を載置する食品器であるが４木の突起をも
っており加熱室６底部の開口を貫通して荷重検出素子群
２５がそれぞれの突起を支持しているため、食品器１１
および食品４の荷重は４個の荷重検出素子群２５にすべ
て印加されることになる。荷重検出素子群２５は加熱室
６の底部に固定された荷重検出素子取り付は板２６に固
定されている。２５における各荷重検出素子の構造は第
３図に示すような構造で基板２９とダイアフラム２７が
スペーサ３０を介して平行に対向しており、それぞれの
表面には電極２８が取付けられている＠ダイアフラム２
７に加えられる荷重によりダイアフラム２７がたわみ電
極２８間の距離が変化する。

その結果電極２８間の静電容量が変化しリード線３９に
よって外部に導出される。荷重検出素子群２５のそれぞ
れの静電容量の変化は、第４図に示す容量−周波数変換
回路で周波数の変化へと変換される。この回路は積分回
路とヒステリシスコンパレータ回路からなる矩形波発振
回路であり、第４図のＡ点、Ｂ点の波形は第５図の（、
）　、　（ｂｌのようされ、荷重検出素子の容量Ｃに反
比例する。この静電容量−周波数変換回路は荷重検出素
子群２５のそれぞれの素子について設けられており静電
容量−周波数変換回路群３１を形成している。第６図に
本重量検出機能付加熱調理器の制御回路を示す。制御部
ａ８はマイクロコンピュータ−により構成される。キー
３６からマイコン３８内の入力ポートＩＯ〜Ｉ３に入力
された指令はマイコン内で解読されて、所定の表示が表
示部３７で行われる。表示部３７は信号線を低減するた
めグイナミノク点灯され、データ出力ＤＯ〜Ｄ７に点灯
データが桁出力ｓ□−ｓ４にデジイツト制御信号が出力
される。また、このデジイツト制御信号は、キーマトリ
ックスの掃引にも兼用される。３３は調理の終了などを
利用者に伝えるブザー、３５はマグネトロン５の発振の
ＯＮ、ＯＦＦを行なうリレー、３４はリレー３５を駆動
するドライバーである。

さて、ドアー２が開かれ食品４が食品器１１に載置され
ると、その荷重は直接食品器１１の突起３２によって荷
重検出素子群２５に伝達されそれぞれ荷重検出素子によ
って静荷重は静電容量へと変換される。さらに静電容量
−周波数変換素子群３１によって周波数へと変換されマ
イコン３８に入力される。マイコン３８は信号のエッヂ
を検出し、一定期間カウントを続は周波数を算出する。

この操作をすべての荷重検出手段群２５に対して掃引を
かけて行なう。

ここで、荷重検出素子における荷重と静電容量の関係お
よび、荷重とマイコンａ８に入力される信号の周波数の
関係を示すとそれぞれ第７図（＆）。

（ｂ）のようになる。マイコン３８は各荷重検出素子ご
とに第７図（ｂ）に示すような特性を記憶しており入力
信号の周波数から即座に荷重を算出する。このように各
荷重検出素子によって検出した荷重は、さらにマイコン
３８で加算して総和をとり食品４の荷重を算出する。

またこの４箇所の支持位置を相互比較すれば、食品の載
置されている位置を検知することもできる。第８図は食
品の載置位置検知の原理説明図である。食品皿１１の重
心は皿中央のＥ点にありその時の荷重支持点ＡＢＣＤ点
での検出荷重はほぼ平均している。しかし食品の重心が
斜線部で示す位置となるように載置された場合４点中最
も大きな荷重となるのはＡ点であり４点中の最大荷重箇
所を検出することによって、斜線で示す４分割のどの領
域に食品が位置するかが容易に判断できる。

またＡ点と０点の検出荷重の差を検出することによって
食品４がどれｔごけＡ点に接近しているかがわかる。次
にＢへとＤ壱、の検出荷重を同様に比較することによっ
てＢ−Ｄ方向に位置もわかる。これをマイコン３８内で
、この演算を行なうことによって食品の載置位置がかな
り正確に検出できる。

加熱調理器、特に電子レンジにおいて加熱室内の高周波
′）Ｊ布が非常に顕著にあられれる。ターンテーブル方
式、スタラー羽根方式等の電波分布を撹乱する装置を装
えていてもなおかっ・戴置位置によって生っぽく仕上が
る位置もあれば加熱しすぎとなる位置もある。しかし一
般的に加熱室中央については加熱むらがないように設計
される。従って食品が極端に食品皿の端に載置された場
合について第６図に示すブザー３３を鳴らし使用者に食
品の載置位置の変更を促すことができる。

また、このような加熱室内の加熱むらの分布については
、調理実験によって容易に知ることができ、食品の載置
位置を検知して載置位置による最適加熱をも実現するこ
とができる。第＼９図は食品の位置による加熱制御の説
明図である。この図に示すように食品皿１１をＭＸＮの
区分にわけ各区分ごとに調理時間Ｔを補正する定数りを
割り当てる。もちろんこの定数りは調理実験によって体
験的に決定されたものである。マイコン３８は・この情
報をすべて記憶しており重量検出素子群２５の、相互比
較によって検出した食品４の位置がＭＸＮのどの区分に
あるかによってその食品の定数りが決定され調理時間は
ＴＸＤの演算を行ない補正され、位置による最適加熱が
実行される。

このように本発明によれば複数箇所で支持した荷重の総
和を機構を用いずに制御回路内で加算を行ない実現する
ことが可能であり、機構系にみられる摩擦等による損失
はいっさい生じず、繰り返し誤差は著しく低減し測定精
度の高い装置を実現することができる。また総和をとる
前のそれぞれの支持箇所における荷重を比較することに
より、食品の載置位置をも検出することができ、食品の
重量情報に加えて新に位置情報という有力な情報を得る
ことができる。前もって、加熱室６内のマイクロ波定在
波分布、すなわち加熱の弱い位置、強い位置を、マイコ
ン３８内で記憶しておけば食品載置時に、位置補正を行
ないマイクロ波発振を制御して、従来にないきめ細かい
自動加熱調理を行なうことができる。

発明の効果 以上のように本発明の１全検出機能付加熱調理器は食品
を載置する載置台を複数箇所で支持し、それぞれの支持
箇所で検出した荷重を制御回路内で加算演算し総和を取
るものであり、したがって、機構を使用して荷重を伝達
して一点に集中し総和を求めるという手法を用いず直接
各支持場所で荷重を求めているため、求めた荷重の総和
に関してはマイクロコンピュータ−のような演算回路内
で処理することができ測定誤差に関しては著しく低減さ
れ、信頼性の高い重量検出装置を提供することができる
。また機構系を使用しなくてすむため装置全体を非常コ
ンパクトにすることもできる。

特に、食品の載置位置が検知できることから、食品が加
熱分布の悪い位置に載置された場合、警報手段を用いて
使用者に食品の載置位置の変更を促すごともできる。

さらに、従来の重量による加熱制御に加え載置位置によ
る加熱制御も加わり自動調理はいっそう幅広くきめ細か
いものとすることができ、実用上極めて有利なものであ
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重量検出機能付加熱
調理器の断面図、第２図は同側面断面図、第３図は同荷
重検出素子の構造図、第４図は同荷重−周波数変換回路
の回路図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は同荷重−周波数
変換回路の各部波形図、第６図は同制御回路図、第７図
（＆）は荷重検出素子における荷重と静電容量の特性図
、第７図（ｂ）は荷重検出素子における荷重とマイコン
入力信号の周波数の特性図、第８図は載置位置検出の原
理説明図、第９図は同加熱制御の原理説明図、第１０図
は従来からの重量検出機能付加熱調理器の外観斜視図、
第１１図は同断面図、第１２図は同要部斜視図、第１３
図（ａ）　、　ｆｂ）は同荷重方向変換装置における荷
重伝達損失の原理説明図、第１４図は同荷重検出素子付
近の斜視図である。 ４・・・・食品、５・・・・マグネトロン、６・・・・
加熱室、１１・・・・・食品皿、２５・・・・荷重検出
素子群、３１・・・・荷重−周波数変換回路、３８・・
・・制御部（マイクロコンピュータ−）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図　　　　　　　　呼−食品 １１−遺品皿 ２．５−Ｊｉ１史出搬出素子 ２羊３　図 第５図 （ａ−ラ （ｂ） 第７図 （ａン ｉ皇捜工粂子１；加わシ＊ｔ　（＃ｌ−Ｊ第８ｒＸＪ ３２δ　　　　　　　　　　　　　３ＺＡ３２　Ｃ３Ｚ
　Ｄ 第９ｒｌ！Ｊ 第１０図 Ｉ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体内に食品を収納する加熱室と、前記食品を加
   熱する加熱手段と、前記食品を載置する載置台と、前記
   載置台を支持し前記食品および前記載置台の荷重を検出
   する荷重検出手段と、前記荷重検出手段によって検出し
   た荷重より前記食品の重量を算出し前記食品の重量に応
   じて前記加熱手段を制御する制御回路とをそなえ、前記
   荷重検出手段は、前記載置台を複数で分割支持する荷重
   検出手段群よりなり、前記荷重検出手段群によって分割
   して検出した荷重の総和を前記制御回路内で演算し前記
   食品の重量を算出する構成とした重量検出機能付加熱調
   理器。
2. （２）荷重検出手段群のそれぞれによって検出した荷重
   を制御回路内で相互比較して、載置台上の食品の載置位
   置を検知し載置位置に応じて加熱手段を制御する構成と
   した特許請求の範囲第１項記載の重量検出機能付加熱調
   理器。
3. （３）荷重検出手段群のそれぞれによって検出した荷重
   を制御回路内で相互比較して載置台上の食品の載置位置
   を検知し、載置位置の変更要求を使用者に伝える警報手
   段を備える特許請求の範囲第１項記載の重量検出機能付
   加熱調理器。