KR20000026433A

KR20000026433A - 전자렌지용 중량 감지 장치

Info

Publication number: KR20000026433A
Application number: KR1019980043959A
Authority: KR
Inventors: 이종철
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-05-15
Also published as: US6091029A; WO2000023769A1

Abstract

전자렌지용 중량 감지 장치가 개시된다. 상기 장치는 침강부 및 상기 침강부의 양측에 형성되며 상기 침강부에 대해 수직방향으로 상승된 위치에 제공되는 한 쌍의 융기부로 구성된 바닥벽과 상기 한 쌍의 융기부의 말단에 일체로 형성되어 상향 연장하는 한 쌍의 측벽을 갖는 고정 브라켓, 상기 고정 브라켓의 침강부에 안착되며, 그 상면에 고정 전극판이 형성되어 있는 인쇄회로 기판, 상기 고정 전극판과의 사이에 소정의 간격이 형성될 수 있도록 상기 고정 브라켓의 융기부에 양단 지지보의 형태로 지지되는 탄성 가동 전극판, 상기 고정 브라켓의 상부에 안착되고, 식품 이 수납되는 트레이를 회전 가능하게 지지하며, 식품의 무게에 비례하여 상기 탄성 가동 전극판을 탄성적으로 하강시키므로써 정전용량 값을 변화시키는 모터 조립체, 및 상기 정전 용량의 변화 값에 근거하여 식품의 중량을 판단하는 마이크로 컴퓨터를 구비한다. 상기 장치는 구성이 단순하며, 식품의 무게를 정확하게 측정할 수 있다는 장점을 갖는다.

Description

전자렌지용 중량 감지 장치

본 발명은 중량 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극판들 사이의 정전용량(capacitance)의 변화를 이용하여 음식물의 중량을 감지하는 전자렌지용 중량 감지 장치에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 전자렌지는 마그네트론이라는 고주파 발진관에 고압전기를 가하여 마이크로파를 발생시키므로 써 식품을 요리하는 장치이다. 이러한 전자렌지에 있어서, 상기 마그네트론은 약 2,450 MHz의 마이크로파를 발생시킨다. 마이크로파가 전자렌지에 내장된 식품에 가해지면, 식품의 분자들은 매우 빠른 속도로 운동하게 되고, 이에 따라 상기 분자들 간의 마찰에 의해 많은 마찰열이 발생하게 된다. 전자렌지는 이러한 마찰열을 이용하여 식품을 요리한다.

상기 마이크로파는, 통상적으로 캐비닛의 내측 저면에 설치되는 트랜스포머(transformer)의 제1차 및 2차 유도 코일의 상호 유도 작용에 의하여 생성된 고전압을 마그네트론에 인가함에 따라 발생되고, 이러한 마이크로파는 도파관을 통하여 전자렌지의 조리실 내부로 조사된다.

전자렌지를 사용함에 있어서, 사용자는 음식물의 중량에 따라 음식물의 조리시간(즉, 마이크로파 조사시간)을 선택하도록 되어 있다. 그러나, 사용자가 음식물의 중량을 정확히 알기가 어렵기 때문에, 음식물의 중량에 적합하게 조사시간을 선택하는 것 또한 어렵게 된다.

이러한 문제를 극복하기 위하여, 중량 감지 장치를 설치하여 감지된 중량에 적합하게 조리시간을 설정하는 다양한 전자렌지들이 제안되었다. 특히, 최근 들어 정전용량을 이용한 중량 감지 장치가 전자렌지에 채용되고 있다.

예컨대, 은 에스. 동(Eun S. Dong)에게 허여된 미합중국 특허 제5,349,138호는 고정 전극판에 대한 가동 전극판의 중첩구역(overlapping area) 변화에 따른 정전용량의 변화에 의해 음식물의 중량을 감지하는 장치를 개시하고 있다. 도1에는 상기 중량 감지 장치(50)가 도시되어 있다.

공지되어 있는 바와 같이, 정전 용량은 다음의 수학식에 의해 검출된다.

C ∝ εA/d

여기서, C는 정전 용량, ε는 공기의 유전률, A는 중첩구역, 그리고 d는 가동전극과 고정 전극 사이의 거리를 나타낸다.

상기 수학식을 통해 알 수 있는 바와 같이, 상기 정전용량(C)은 가동 전극과 고정 전극 사이의 거리(d)가 일정할 경우에는 상기 중첩구역(A)에 비례하며, 상기 중첩 구역(A)이 일정할 경우에는 상기 거리(d)에 반비례한다. 다시 말해서, 상기 정전 용량은 가동 전극과 고정 전극 사이의 중첩구역(A)이 넓을수록 그리고 가동 전극과 고정 전극 사이의 거리(d)가 좁을수록 커지게 된다.

상기 특허에서는, 음식물이 전자렌지의 트레이(8) 상에 올려지면, 회전축(7)을 지지하고 있는 지지 브라켓(6)이 가동 전극판(12)과 함께 하향 이동하게 된다. 따라서, 고정 전극판(13)에 대한 가동 전극판(12)의 중첩구역이 감소하게 되며, 이에 따라 정전용량이 감소된다. 마이크로 컴퓨터(도시 안됨)는 상기 정전 용량의 변화에 따라 음식물의 중량을 계산한다.

상기 중량 감지 장치(50)는 가동 전극판(12)과 고정 전극판(13)의 중첩면적을 변화시키기 위하여, 상기 가동 전극판(12)이 설치되는 가동 스페이서(4)의 외면에 지지 브라켓(6)을 부착시키고, 한 쌍의 판 스프링(5a, 5b)을 사용하여 상기 가동 스페이서(4)와 고정 스페이서(3)를 탄성적으로 연결하고 있다.

그러나, 상기 회전축(7)을 회전 가능하게 지지하는 지지 브라켓(6)이 기어 박스(10)도 함께 지지해야만 하기 때문에, 상기 판 스프링(5a, 5b)에 과도한 하중이 부과된다는 문제가 있다. 이러한 과도 하중은 상기 판 스프링(5a, 5b)의 복원력에 영향을 미쳐 중량 감지 장치(50)의 성능 저하를 초래할 여지가 있다.

또한, 상기 중량 감지 장치(50)는, 고정 전극판(13)을 설치하기 위한 고정 부재(11), 가동 전극판(12)을 설치하기 위한 가동 스페이서(4), 고정 스페이서(3), 상기 가동 스페이서(4)와 고정 스페이서(3)를 탄성적으로 지지하기 위한 판 스프링(5a, 5b), 지지 브라켓(6) 및 상기 요소들을 베이스 플레이트(1)의 저면에 부착시키기 위한 메인 브라켓(2) 등과 같은 다수개의 부품으로 구성되기 때문에, 조립 공정이 증가될 뿐만 아니라 제조 비용이 상승되는 문제가 있다.

이러한 문제를 극복하기 위하여, 고정 전극판과 가동 전극판 사이의 거리 변화에 따른 정전용량의 변화에 의해 음식물의 중량을 감지하는 단순한 구성의 중량 감지 장치가 제안되었다.

예컨대, 본 출원의 발명자에게 허여되고, 대우전자 주식회사에 양도된 미합중국 특허 제5,712,451호는 이러한 전자렌지용 중량 감지 장치를 개시하고 있다.

상기 특허의 중량 감지 장치는 전자렌지의 바닥벽 저면(underside)에 부착되는 브라켓, 상기 브라켓에 의해 지지될 수 있도록 상기 브라켓의 상부에 배치되는 모터 조립체, 상기 브라켓과 상기 모터 조립체 사이에 배치되는 가동 전극, 상기 가동 전극의 아래에 배치되는 고정 전극, 및 상기 고정 전극과 연결되며, 고주파 발진회로가 구비되어 있는 인쇄회로 기판을 구비한다.

상기 중량 감지 장치는, 음식물이 트레이 상에 올려지면, 상기 가동 전극의 탄성편이 모터 조립체의 회전축에 의해 하향 부세되므로써 가동 전극과 고정 전극 사이의 거리가 변화되도록 되어 있다.

그러나. 상기 가동 전극의 탄성편은 가동 전극의 본체에 대해 외팔보의 형태로 형성되어 본체에 대해 탄성적으로 상하 이동하도록 되어 있기 때문에 장기간 사용할 경우 복원력이 저하되고 변형이 발생한다. 이러한 변형에 의해, 정전 용량에 따른 측정 중량 값과 설정 중량값 사이에 오차가 발생할 수 있다. 오차가 발생할 경우, 인쇄회로 기판을 이동시켜 고정 전극과 가동 전극 사이의 중첩구역을 조절하므로써 초기 중량값을 리셋시켜야 한다. 그러나, 이러한 리셋 작업은 전자렌지를 분해하여야 하기 때문에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 중량 감지 장치의 감도를 저하시키게 된다.

아울러, 변형이 발생할 경우 상기 가동 전극과 고정 전극 사이의 중첩구역을 조절하여야 하기 때문에, 상기 가동 전극의 크기가 상대적으로 크게 형성되어야 한다. 따라서, 상기 가동 전극을 지지하는 브라켓의 크기도 상대적으로 크게 형성되어야 하기 때문에 전체적인 하중 및 제조비용의 증가를 초래한다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 콤팩트한 크기를 가지며, 장기간 사용하여도 음식물의 중량을 정확히 감지할 수 있는 전자렌지용 중량 감지 장치를 제공하는 것이다.

도1은 종래 전자렌지용 중량 감지 장치의 분해 사시도이다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자렌지용 중량 감지 장치의 분해 사시도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자렌지용 중량 감지 장치의 조립 사시도이다.

도4는 도3에 도시된 중량 감지 장치의 단면도이다.

도5는 도2에 도시된 탄성 가동 전극판의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 중량 감지 장치 200 : 모터 조립체

210 : 하우징 230 : 회전축 조립체

262 : 감속기어 조립체 300 : 탄성 가동 전극판

400 : 인쇄회로기판 410 : 발진회로

420 : 마이크로 컴퓨터 450 : 고정 전극판

500 : 고정 브라켓 512 : 침강부

514 : 융기부 516 : 파지부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 침강부 및 상기 침강부의 양측에 형성되며 상기 침강부에 대해 수직방향으로 상승된 위치에 제공되는 한 쌍의 융기부로 구성된 바닥벽과 상기 한 쌍의 융기부의 말단에 일체로 형성되어 상향 연장하는 한 쌍의 측벽을 갖는 고정 브라켓, 상기 고정 브라켓의 침강부에 안착되며, 그 상면에 고정 전극판이 형성되어 있는 인쇄회로 기판, 상기 고정 전극판과의 사이에 소정의 간격이 형성될 수 있도록 상기 고정 브라켓의 융기부에 양단 지지보의 형태로 지지되는 탄성 가동 전극판, 상기 고정 브라켓의 상부에 안착되고, 물품 수납용 바스킷을 회전 가능하게 지지하며, 물품의 무게에 비례하여 상기 탄성 가동 전극판을 탄성적으로 하강시키므로써 정전용량 값을 변화시키는 모터 조립체, 및 상기 정전 용량의 변화 값에 근거하여 물품의 중량을 판단하는 마이크로 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치를 제공한다.

상기 고정 전극 판은 고주파 발진회로에 연결되어 있다. 상기 고주파 발진회로는 상기 정전 용량의 변화 값을 고주파 신호로 변환하여 상기 마이크로 컴퓨터에 전송한다. 상기 마이크로 컴퓨터는 상기 고주파 신호를 설정된 데이터와 비교하여 물품의 중량을 판단한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 동일한 부품에 대해서는 동일한 참조 부호가 부여되었다.

도2에는 본 발명의 일실시예에 따른 전자렌지용 중량 감지 장치(100)가 도시되어 있다. 도2에 도시되어 있는 바와 같이, 중량 감지 장치(100)는 전자렌지의 조리실의 저면(underside)에 부착되는 고정 브라켓(500)을 구비한다. 상기 고정 브라켓(500)은 바닥벽(510) 및 상기 바닥벽(510)의 양단에 제공되는 한 쌍의 측벽(520)을 갖는다. 상기 바닥벽(510)은 침강부(512) 및 상기 침강부(512)의 양측에 형성되며 상기 침강부(512)에 대해 수직방향으로 상승된 위치에 제공되는 한 쌍의 융기부(514)로 구성된다. 상기 측벽(520)은 상기 한 쌍의 융기부(514)의 말단에 일체로 형성되어 상향 연장한다.

상기 고정 브라켓(500)의 측벽(520) 후단 상부에는 상기 침강부(512)를 향해 연장하는 한 쌍의 지지판(540)이 일체로 형성되어 있다. 또한 상기 측벽(520)의 말단부에는 조리실의 저면에 부착되는 한 쌍의 고정 플레이트(530)가 상기 지지판(540)에 대해 반대 방향으로 돌출 형성된다. 상기 조리실의 저면에 나사결합될 수 있도록, 상기 고정 플레이트(530)에는 제1 관통홀(532)이 형성되어 있다. 상기 융기부(514)의 선단에는 한 쌍의 파지부재(516)가 일체로 형성되어 있다. 상기 파지 부재(516)는 절곡된 형상을 가지며 상기 침강부(512) 방향으로 연장한다.

상기 중량 감지 장치(100)은 상기 고정 브라켓(500)의 침강부(512)에 안착되는 인쇄회로 기판(400)을 추가로 구비한다. 상기 인쇄회로 기판(400)의 상면에는 발진회로(410)와 연결되어 있는 고정 전극판(450)이 형성되어 있다. 상기 발진 회로(410)는 상기 인쇄회로 기판(400)의 저면에 부착되어 있는 마이크로 컴퓨터(420)에 연결된다. 상기 발진회로(410)는 정전 용량의 변화 값을 고주파 신호로 변환하여 상기 마이크로 컴퓨터(420)에 전송하고, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 상기 고주파 신호를 설정된 데이터와 비교하여 식품의 중량을 판단한다.

상기 인쇄회로 기판(400)에는 한 쌍의 제2 관통홀(405)이 형성되어 있는데, 상기 인쇄회로 기판(400)이 상기 침강부(512)에 안착되면, 한 쌍의 제1 스크류(402)가 상기 제2 관통홀(405)를 통해 상기 침강부(512)의 후단에 형성된 제1 나사홀(550)에 결합되어 상기 인쇄회로 기판(400)을 고정 브라켓(500)에 고정시킨다. 전자렌지의 작동 중에 발생하는 열에 의해 상기 인쇄회로 기판(400)이 변형되는 것을 방지하기 위하여, 상기 파지 부재(516)는 상기 인쇄회로 기판(400)의 일단부 상면을 고정적으로 지지한다.

즉, 도3에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 상기 파지 부재(516)의 저면과 상기 침강부(512)의 바닥 사이의 거리는 상기 인쇄회로 기판(400)의 두께와 동일하게 형성되므로써, 상기 인쇄회로 기판(400)의 일단부가 상기 침강부(512)와 상기 파지 부재(516) 사이로 압입된다.

다시 도2를 참조하면, 상기 중량 감지 장치(100)는 상기 고정 전극판(450)과의 사이에 소정의 간격이 형성될 수 있도록, 상기 고정 브라켓(500)의 융기부(514)에 양단 지지보의 형태로 지지되는 탄성 가동 전극판(300)을 추가로 구비한다.

상기 탄성 가동 전극판(300)은 상벽(311), 하벽(312), 제1측벽(313) 및 상기 제1 측벽(313)에 대향되는 제2 측벽(314)을 갖는 사각 형상의 판스프링으로서, 양 측단부 근방에는 상기 융기부(514)에 나사 결합될 수 있도록 한 쌍의 제3 관통홀(305)이 형성되어 있다. 상기 탄성 가동 전극판(300)이 상기 융기부(514) 상에 안착되면, 한 쌍의 제2 스크류(302)가 상기 제3 관통홀(305)을 통해 상기 융기부(514)에 형성된 제2 나사홀(522)에 결합되어 상기 탄성 가동 전극판(300)을 고정 브라켓(500)에 고정시킨다.

도5에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 상기 탄성 가동 전극판(300)의 탄성력을 향상시키기 위하여, 한 쌍의 제1 슬롯(310)이 상기 상벽(311)으로부터 상기 하벽(312)을 향해 연장 형성되며, 상기 한 쌍의 제1 슬롯(310) 사이에는 상기 제1 슬롯(310)과 동일한 형상 및 길이를 갖는 한 쌍의 제2 슬롯(320)이 상기 하벽(312)으로부터 상기 상벽(311)을 향해 연장 형성되어 있다. 또한, 각각의 슬롯(310, 320)의 말단부에는 소정의 직경을 갖는 원형 홀(321, 322)들이 각각 형성된다.

상기 한 쌍의 제1 슬롯(310)에 대응하는 상기 하벽(312)의 소정 위치에는 탄성도를 향상시키기 위한 한 쌍의 제1 호형 홈(330)이 형성되어 있으며, 상기 제2 슬롯(320)에 대응하는 상기 상벽(311)의 소정위치에는 한 쌍의 제2 호형 홈(340)이 형성되어 있다.

상기 탄성 가동 전극판(300)이 바람직한 탄성도를 가질 수 있도록, 상기 탄성 가동 전극판(300)은 스테인레스강으로 제조되며, 프레스 성형에 의해 제작되고, 320도의 열처리노에서 30분동안 열처리된다.

또한, 상기 탄성 가동 전극판(300)의 탄성도를 결정하는 데에 있어서, 상기 탄성 가동 전극판(300)에 형성되는 각각의 홀, 슬롯, 그리고 홈들의 칫수 및 위치는 매우 중요한 인자이다. 본 출원의 발명자는 다수회의 실험을 통해, 상기 탄성 가동 전극판(300)의 구조를 다음과 같이 만들 경우 중량 감지 장치(100)의 우수한 성능을 보장할 수 있다는 사실을 알게 되었다.

즉, 상기 탄성 가동 전극판(300)의 제1 측벽(313)과 제2 측벽(314) 사이의 거리를 L1 이라고할 때, 탄성 가동 전극판(300)의 두께는 (0.011∼0.02)L1, 상기 한 쌍의 제3 관통홀(305) 사이의 거리(L2)는 (0.88∼0.89)L1, 상기 상벽(311)으로부터 상기 하벽(312) 까지의 거리(W1)는 (0.36∼0.37)L1, 상기 한 쌍의 제1 슬롯(310) 사이의 거리(L3)는 (0.72∼0.73)L1, 상기 한 쌍의 제2 슬롯(320) 사이의 거리(L4)는 (0.48∼0.49)L1, 상기 제1 및 제2 슬롯(310, 320)의 길이(L5)는 (0.26∼0.27)L1, 상기 슬롯들의 폭(W2)은 (0.02∼0.03)L1. 상기 한 쌍의 제1 및 제2 호형 홈(330, 340)의 반경(R)은 (0.04∼0.05)L1, 상기 원형 홀(321, 322)의 직경은 (0.03∼0.04)L1, 그리고, 상기 제1 또는 제2 호형 홈(330, 340)들의 중심으로부터 상기 상벽(311) 또는 하벽(312) 까지의 거리(C)는 각각 (0.02∼0.03)L1 으로 설정된다.

보다 바람직하게는, 상기 탄성 가동 전극판(300)의 제1 측벽(313)과 제2 측벽(314) 사이의 거리(L1)는 68mm, 탄성 가동 전극판(300)의 두께는 0.8mm, 상기 한 쌍의 제3 관통홀(305) 사이의 거리(L2)는 60mm, 상기 상벽(311)으로부터 상기 하벽(312) 까지의 거리(W1)는 25mm, 상기 한 쌍의 제1 슬롯(310) 사이의 거리(L3)는 49mm, 상기 한 쌍의 제2 슬롯(320) 사이의 거리(L4)는 33mm, 상기 제1 및 제2 슬롯(310, 320)의 길이(L5)는 18mm, 상기 슬롯들의 폭(W2)은 1.5mm. 상기 한 쌍의 제1 및 제2 호형 홈(330, 340)의 반경(R)은 3mm, 상기 원형 홀(321, 322)의 직경은 2.4mm, 그리고, 상기 제1 또는 제2 호형 홈(330, 340)들의 중심으로부터 상기 상벽(311) 또는 하벽(312) 까지의 거리(C)는 각각 1.5mm로 설정된다.

다시 도2를 참조하면, 본 발명의 중량 감지 장치(100)는 상기 고정 브라켓(500)의 상부에 안착되는 모터 조립체(200)을 추가로 구비한다. 상기 모터 조립체(200)는 본체(207) 및 상기 본체(207)의 상부를 덮는 커버(205)로 구성되는 대략 원통형상의 하우징(210)을 포함한다. 상기 커버(205)에는 제1 개구부(212)가 형성되며, 상기 본체(207)의 바닥벽에는 제2 개구부(266)이 형성된다. 또한, 상기 본체(207)의 일단부에는 전극 단자(240)가 제공되며, 상기 본체(207)의 상부에는 상기 고정 브라켓(500)의 지지판(540)에 안착되는 한 쌍의 돌출편(220)이 일체로 형성되어 있다. 상기 돌출편(220)에는 제4 관통홀(222)가 형성되어 있다.

도3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 돌출편(220)이 상기 지지판(540)에 안착되면, 제3 스크류(225)가 상기 제4 관통홀(222)를 통해 상기 지지판(540)에 형성되어 있는 제3 나사홀(542)에 나사결합되므로써, 상기 모터 조립체(200)을 상기 고정 브라켓(500)에 고정시킨다.

도4를 참조하면, 상기 모터 조립체(200)는 상기 하우징(210)에 내장되는 감속기어 조립체(262) 및 상기 감속 기어 조립체(262)에 결합되어 있는 회전축 조립체(230)를 포함한다. 비록 하나의 기어 만이 도4에 도시되고 있지만, 상기 감속 기어 조립체(262)는 다수개의 기어군으로 이루어지며 로터(도시 안됨)의 회전력을 감속하여 상기 회전축 조립체(230)에 전달하는 역할을 한다. 상기 하우징(210) 내에 상기 감속 기어 조립체(262)가 설치될 수 있도록, 상기 회전축 조립체(230)는 상기 제1 및 제2 개구부(212, 266)를 통해 상기 하우징(210)을 편심되게 관통한다. 도면번호(260)은 그 바닥벽에 제3 개구부(264)가 형성되어 있는 기어박스이다.

상기 회전축 조립체(230)는, 상기 하우징(200)에 대해 상하 이동가능하게 설치되며, 상기 감속 기어 조립체(262)와 트레이(150)에 각각 결합되어 상기 감속 기어 조립체(262)로부터 감속된 회전력을 전달 받아 상기 트레이(150)를 회전시킨다. 또한, 상기 회전축 조립체(230)은 상기 트레이(150)에 식품이 놓이면 하향 이동하여 상기 탄성 가동 전극판(300)을 하강 시킨다. 상기 트레이(150)으로부터 식품이 제거되면, 상기 회전축 조립체(230)은 상기 탄성 가동 전극판(300)의 복원력에 의해 다시 원위치로 복귀된다.

상기 회전축 조립체(230)는 그 제1 단부가 상기 트레이(150)의 저면에 고정적으로 결합되는 제1 샤프트(230), 상기 제1 샤프트의 제2 단부에 일체로 형성되며, 상기 하우징(210) 내에 배치되어 상기 감속기어 조립체(262)에 결합되는 기어 부재(234), 및 상기 기어 부재(234)의 저면에 일체로 형성되며, 하향 연장하여 상기 탄성 가동 전극판(300)의 상면 중심부에 접촉되는 제2 샤프트(236)를 포함한다.

상기 제1 샤프트(230)와 상기 커버(205)의 제1 개구부(212) 사이에는 상기 제1 샤프트(230)의 회전시 발생하는 마찰력을 감소시켜 주기 위하여 메탈 베어링(230)이 장착되어 있다. 또한, 상기 제2 샤프트(236)와 상기 기어박스(260)의 제2 개구부(264) 사이에는 상기 제2 샤프트(236)를 지지하고, 제2 샤프트(236)의 회전시 발생하는 마찰력을 감소시켜 주기 위하여 보스(262)가 장착되어 있다.

또한, 상기 제1 샤프트(230)의 제1 단부는 바스킷과의 결합을 용이하게 할 수 있도록 테이퍼되어 있다. 상기 트레이(150)에 올려진 식품의 무게 감도를 상승시키기 위하여, 상기 제2 샤프트(236)의 직경은 상기 제1 샤프트(236)의 직경보다 작게 형성된다.

이러한 구성을 갖는 중량 감지 장치(100)는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 사용자가 트레이(150) 상에 음식물을 놓으면, 음식물의 무게에 의해 상기 회전축 조립체(230)가 하향 이동한다. 상기 회전축 조립체(230)가 하향 이동함에 따라, 상기 회전축 조립체(230)의 제2 샤프트(236)과 접촉하고 있는 탄성 가동 전극판(300)이 탄성적으로 하강된다. 따라서, 상기 탄성 가동 전극판(300)과 상기 고정 전극판(400) 사이의 거리가 근접하게 되므로 정전 용량이 증가하게 된다.

이어서, 상기 고정 전극판(400)에 연결되어 있는 발진회로(410)가 상기 증가된 정전 용량에 따른 고주파 신호를 마이크로 컴퓨터(420)에 전달한다. 고주파 신호를 수납함에 따라, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 상기 고주파 신호를 설정된 데이터와 비교하여 상기 트레이(150) 상에 있는 식품의 중량을 판단한다.

식품의 중량이 판단되면, 상기 마이크로 컴퓨터(420)는 전자렌지의 전면에 설치되는 표시부에 전기신호를 인가하여 식품의 중량에 따른 마이크로파 조사시간을 표시하도록 한다.

사용자가 식품을 트레이(150)로부터 꺼내면, 상기 회전축 조립체(230)은 상기 탄성 가동 전극판(300)의 복원력에 의해 다시 상향 이동하며, 이에 따라 정전용량이 초기값으로 세팅된다.

한편, 상기 탄성 가동 전극판(300)은 고정 브라켓(500)의 융기부((514)에 양단 지지보의 형태로 설치되기 때문에, 장기간 사용하더라도 고유의 복원력을 유지할 수 있으며, 이에 따라, 센싱 오차를 줄일 수 있고, 상기 중량 감지 장치(100)의 신뢰성 있는 작동을 보장할 수 있다.

표1은 본 발명에 따른 중량 감지 장치(100)를 장착한 전자렌지와 종래 중량 감지 장치를 장착한 전자렌지의 식품의 무게에 따른 고주파 조사시간의 차이를 보여주고 있다.

무게(g)	기준 조사 시간	본발명	종래 기술
500	6'50"-9'50"	8'20"±1'30"	9'20"±1'40"
800	11'20"-15'20"	13'20"±2'	14'40"±3'40"
1000	14'10"-19'10"	16'40"±2'30"	17'40"±4'30"

상기 표1에서, 기준 조사 시간은 각각의 식품 무게에 대해 바람직한 고주파 조사 시간을 나타낸다. 표1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 중량 감지 장치(100)를 채용한 전자렌지의 경우 각각의 식품의 무게에 따른 고주파 조사 시간이 상기 기준 조사시간의 범위 내에 있는 반면, 종래 중량 감지 장치를 채용한 경우 고주파 조사 시간이 기준 조사 시간의 범위를 벗어날 경우가 발생한다. 종래 중량 감지 장치를 채용한 경우에는, 가동 전극판에 변형이 쉽게 발생하기 때문에, 시간이 지날수록 상기 오차범위가 더욱 커질 수밖에 없다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 중량 감지 장치는 콤팩트한 크기를 가지며, 장기간 사용하여도 음식물의 중량을 정확히 감지할 수 있다는 장점을 갖는다.

이상 본 발명이 바람직한 실시예에 근거하여 서술되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 개량이 이루어 질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 중량 감지 장치가 전자렌지에 채용되는 것으로 기술되었지만, 소형 세탁기등과 같은 전자 제품에도 채용 가능하며, 이러한 변형 및 개량도 본 발명에 속한다는 것을 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.

Claims

침강부 및 상기 침강부의 양측에 형성되며 상기 침강부에 대해 수직방향으로 상승된 위치에 제공되는 한 쌍의 융기부로 구성된 바닥벽과 상기 한 쌍의 융기부의 말단에 일체로 형성되어 상향 연장하는 한 쌍의 측벽을 갖는 고정 브라켓;

상기 고정 브라켓의 침강부에 안착되며, 그 상면에 고정 전극판이 형성되어 있는 인쇄회로 기판;

상기 고정 전극판과의 사이에 소정의 간격이 형성될 수 있도록 상기 고정 브라켓의 융기부에 양단 지지보의 형태로 지지되는 탄성 가동 전극판;

상기 고정 브라켓의 상부에 안착되고, 물품 수납용 바스킷을 회전 가능하게 지지하며, 물품의 무게에 비례하여 상기 탄성 가동 전극판을 탄성적으로 하강시키므로써 정전용량 값을 변화시키는 모터 조립체; 및

상기 정전 용량의 변화 값에 근거하여 물품의 중량을 판단하는 마이크로 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 융기부의 선단부에는 상기 인쇄회로 기판이 열에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 상기 인쇄회로 기판을 파지하는 한 쌍의 파지부재가 일체로 형성되어 있으며, 상기 파지 부재는 상기 침강부 방향으로 연장하며, 상기 파지 부재의 저면과 상기 침강부의 바닥 사이의 거리는 상기 인쇄회로 기판의 두께와 동일하게 형성되므로써, 상기 인쇄회로 기판의 일단부가 상기 파지 부재와 상기 침강부 사이에 압입되는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 브라켓의 한 쌍의 측벽의 상부 후단에는 상기 모터 조립체를 지지할 수 있도록 상기 침강부를 향해 연장하는 한 쌍의 지지판이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 가동 전극판은 상벽, 하벽, 제1측벽 및 상기 제1 측벽에 대향되는 제2 측벽을 갖는 사각 형상의 판스프링으로서, 양 측단부에는 상기 융기부에 나사 결합될 수 있도록 한 쌍의 관통 홀이 형성되어 있으며, 탄성 복원력을 향상시키기 위하여, 상기 상벽에는 상기 하벽을 향해 서로 평행하게 연장하는 한 쌍의 제1 슬롯이 형성되어 있으며, 상기 한 쌍의 제1 슬롯 사이에는 상기 제1 슬롯과 동일한 형상 및 길이를 가지며 상기 하벽으로부터 상기 상벽을 향해 서로 평행하게 연장하는 한 쌍의 제2 슬롯이 형성되어 있고, 상기 슬롯들의 말단에는 소정의 직경을 갖는 원형 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제4항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 슬롯에 대응하는 상기 하벽의 소정 위치에는 탄성도를 향상시키기 위한 한 쌍의 제1 호형 홈이 형성되어 있으며, 상기 제2 슬롯에 대응하는 상기 상벽의 소정 위치에는 한 쌍의 제2 호형 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제5항에 있어서, 상기 탄성 가동 전극판은 스테인레스강으로 제조되며, 프레스 성형에 의해 제작되고, 320도의 열처리노에서 30분동안 열처리되는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 탄성 가동 전극판의 제1 측벽과 제2 측벽 사이의 거리를 L이라할 때, 탄성 가동 전극판의 두께는 0.011-0.02L, 상기 한 쌍의 관통 홀 사이의 거리는 0.88-0.89L, 상기 상벽으로부터 상기 하벽 까지의 거리는 0.36-0.37L, 상기 한 쌍의 제1 슬롯 사이의 거리는 0.72-0.73L, 상기 한 쌍의 제2 슬롯 사이의 거리는 0.48-0.49L, 상기 제1 및 제2 슬롯의 길이는 0.26-0.27L, 상기 슬롯들의 폭은 0.02-0.03L. 상기 한 쌍의 제1 및 제2 호형 홈의 반경은 0.04-0.05L, 상기 원형 홀의 직경은 0.03-0.04L, 그리고, 상기 제1 및 제2 호형 홈들의 중심으로부터 상기 상벽 및 하벽 까지의 거리는 각각 0.02-0.03L로 설정되는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터 조립체는 대략 원통형상의 하우징, 상기 하우징에 내장되는 감속기어 조립체 및 상기 하우징을 편심되게 관통하며, 상기 하우징에 대해 상하 이동가능하고, 상기 감속 기어 조립체와 물품 수납용 바스킷에 각각 결합되어 상기 감속 기어 조립체로부터 감속된 회전력을 전달 받아 상기 물품 수납용 바스킷을 회전시키며, 상기 물품 수납용 바스킷에 물품이 놓이면 하향 이동하여 상기 탄성 가동 전극판을 하강 시키는 회전축 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제8항에 있어서, 상기 회전축 조립체는 그 제1 단부가 상기 물품 수납용 바스킷의 저면에 고정적으로 결합되는 제1 샤프트, 상기 제1 샤프트의 제2 단부에 일체로 형성되며, 상기 하우징 내에 배치되어 상기 감속기어 조립체에 결합되는 기어 부재, 및 상기 기어 부재의 저면에 일체로 형성되며, 하향 연장하여 상기 탄성 가동전극판의 상면 중심부에 접촉되는 제2 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 샤프트와 상기 하우징 사이에는 메탈 베어링이 장착되어 상기 제1 샤프트의 회전시 발생하는 마찰력을 감소시켜 주며, 상기 제1 샤프트의 제1 단부는 물품이 수납되는 바스킷과의 결합을 용이하게 할 수 있도록 테이퍼되어 있으며, 상기 제2 샤프트의 직경은 상기 제1 샤프트의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 중량 감지 장치.