KR920003587Y1

KR920003587Y1 - 전자레인지의 중량감지장치

Info

Publication number: KR920003587Y1
Application number: KR2019900004943U
Authority: KR
Inventors: 이인규; 김지원
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1992-05-30
Also published as: KR910019248U

Abstract

내용 없음.

Description

전자레인지의 중량감지장치

제1도는 종래 전자레인지의 중량감지장치 구조도.

제2도는 종래 중량감지 신호처리회로도.

제3도는 본 고안에 따른 전자레인지의 중량감지장치 구조도.

제4a도 내지 제4b도는 중량감지회로부의 등가회로도.

제5도는 본 고안에 따른 중량감지회로도.

제6도는 본 고안에 따른 중량감지를 보인 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전 테이블 2 : 회전트라이

3 : 음식물 4 : 로우어플래이트

5 : 개구부 6 : 샤프트

7 : 구동모터 7a : 구동축

7b : 구동축기어 7c : 종동축기어

8 : 쵸크캐비티 9 : 고정전극

10 : 절연체 11 : 절연스크류

12 : 전극브래키트 12a : 돌기부

13 : 유동전극 14 : 절연스프링

15 : 원통 16 : 스크류

17 : 마이컴콘트롤러 BD1, BD2 : 브릿지다이오드

a, c : 고정전극 b : 유동전극

C1 : a-b 정전용량 C2 : b-c 정전용량

본 고안은 전자레인지의 중량감지장치에 관한 것으로, 특히 중량에 따른 출력특성이 선형적이 되도록 하여 미세한 중량까지 감지할수 있도록 한 전자레인지의 중량감지장치에 관한 것이다.

종래 전자레인지의 중량감지장치를 첨부된 도면을 참조해 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 전자레인지의 중량감지장치 구조도로서, 이에 도시된 바와같이 원형의 회전테이블(31)위에 설치된 회전트라이(TRAY)(30)에 음식물(29)이 놓여지고, 전자레인지의 로우워플래이트(Lower Plate)(38)와 베이스플래이트(Base Plate)(39)사이에 공간이 구성된다. 또한 로우워플래이트(38)밑면에 중량감지구조를 형성할수 있도록 마운팅프레임(Mounting Frame)(40)이 용접되어 부착되고, 그 마운팅 프레임(40)에 중량감지블록1(41)이 부착되며, 이 중량감지블록1(41)의 상하 양단에 판스프링(54)이 각각 설치되어 또다른 중량감지블록2(42)에 의해 지지된다.

상기 중량감지블록2(42)에는 샤프트(SHAFT)(44)가 삽입되고 베어링(Bearing)(43)에의해서 회전을 원활하게 하도록 구성된다. 한편 샤프트(44)에는 기어(45)가 고정되고, 이 기어(45)는 구동모터(47)에 연결되어 회전하는 기어(46)와 쌍으로 연결되어진다.

구동모터(47)는 모터브래키트(BRACKET)(48)에 의해 지지되고, 모터 브래키트(48)는 상기 중량감지블록2(48)와 부착된다. 또한 상기 샤프트(44)는 로우워플래이트(38)중앙에 제공된 개구부(Opening)(49)를 관통하여 회전테이블(31)에 접촉된다. 그리고 개구부(49)를 통한 전자파(Microwave)누설을 방지하기 위하여 쵸크캐비티(Choke cavity)(50)가 로우워플래이트(38)하부에 구성되며, 상기 중량감지블록2(42)상단에 연결된 판스프링(54)에는 자성을 지닌 마그네트(Magnet)(52)가, 하단에 연결된 판스프링(54)에는 자성을 감지하기 위한 코일(53)이 설치되어 그 판스프링(54)이 음식의 중량(W)에 따라 유동하도록 설치되고, 상기 판스프링(54)의 유동에 따라 상기 코일(53)에 감지되는 신호는 구조도에 도시되지 않은 중량감지 신호처리부를 통해 음식물중량(W)을 감지하도록 구성되었다.

제2도는 종래 중량감지 신호처리회로도로서, 상기 코일(53)을 통해 감지되는 신호를 증폭기(AMP1)에서 증폭한 후 잡음방지필터(NF)를 통해 필터링하여 마이컴콘트롤러(M. C)에서 음식물중량(W)을 감지하도록 구성되었다.

이와같이 구성된 종래 전자레인지의 중량감지장치의 작용 및 문제점을 설명하면 다음과 같다.

회전테이블(31)상부의 회전트라이(30)위에 음식물(29)을 놓고 동작시작을 하면, 음식물(29)의 중량(W)에 의해 샤프트(44)가 상하운동을 하고, 이것에 의해 판스프링(54)이 상하진동을 하여 상부판스프링(54)에 설치된 자성을 지닌 마그네트(52)가 하부로 이동하면 하부판스프링(54)에 설치된 코일(53)에서 유기전력 또는 회로구성에 따른 주파수신호가 발생된다. 이와같이 코일(53)에서 중량(W)에 따른 전기적 신호를 얻어 중량감지 신호처리부의 증폭기(AMP1)를 통해 증폭시키고, 이 증폭된 신호중 잡음성분을 잡음방지필터(NF)를 통해 잡음을 제거한 후 마이컴콘트롤러(M. C)에서 중량(W)을 감지하게 된다.

즉, 음식물(29)중량(W)에 따라 마그네트(52)의 유동은 각기 다르고, 이에따라 코일(53)에서 유기되는 전기적신호는 각기 다른값으로 발생되므로 중량감지가 가능하게 된다.

그러나, 종래의 중량감지장치는 제1도에 도시된 바와같이 중량(W)을 감지하기 위하여 다수의 부품을 사용하므로 가격이 고가이며, 조립과정에서의 조립공정오차의 누적으로 감지신뢰성을 떨어뜨리게 되며, 또한 마그네트(52)의 유동에 따라 코일(53)에 유기되는 전기적인 신호는 미세하므로 증폭시키는데, 이는 정밀성을 떨어뜨려 미세한 중량감지에는 문제점이 발생한다.

본 고안은 이와같은 문제점을 감안하여 두 개의 고정전극 사이에 음식물의 중량(W)에 따라 유동거리가 결정되는 유동전극을 설치함으로써 각각의 고정전극과 유동전극과의 사이에서 발생되는 정전용량차를 회로적인 변환으로 중량(W)을 환산할수 있도록 하여 중량감지의 선형특성을 높여 신뢰성을 향상시킴과 아울러 미세한 중량감지도 용이하도록 한 중량감지장치를 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 고안에 따른 전자레인지의 중량감지장치 구조도로서, 이에 도시한 바와같이 원형의 회전테이블(1)위에 설치된 회전트라이(2)에 음식물(3)이 놓여지고, 로우워플래이트(4)밑면에 개구부(5)를 통하여 세라믹 재질로된 샤프트(6)가 관통한다. 이 샤프트(6)의 하부측면에 구동모터(7)가 전자파 누설차단구조인 쵸크캐비터(8) 밑면에 스크류(Screw)로 고정된다(도면에는 도시하지 않음). 이 구동모터(7)는 내부의 구동축(7a)에 구동축기어(7b)가 연결되고, 이 구동축기어(7b)는 종동축기어(7c)에 물려있으며, 종동축 기어(7c)는 샤프트에 물리도록 구성되었고, 오목() 형상을 하고, 그의 중심부에 내측으로 돌기부(12a)가 형성된 전극브래키트(12)를 상기 쵸크 캐비터(8)밑면에 스크류(16)로 고정부착하며, 그 전극브래키트(12)내부 일측면에 고정전극(9)을 1쌍으로 대향하여 일정거리를 유지한채 절연체(10)와 절연스크류(11)로 고정체결하고, 그 전극브래키트(12) 내부타측면에 상기 샤프트(6)에 의해 유동하도록 유동전극(13)을 절연체(10)와 절연스크류(11)로 고정하는데, 그 유동전극(13)의 비고정끝단이 상기 1쌍의 고정전극(9)사이에 유지되도록 고정체결한다.

또한, 그 전극브래키트(12)의 돌기부(12a) 상단에는 절연스프링(14)이 플라스틱 재질의 원통(15)내부에 삽입되며, 이 원통(15)은 절연스프링(14)의 이탈을 방지함과 아울러 상기 샤프트(6)가 최대하중으로 상기 유동 전극(13)을 눌렀을 때 그 유동전극(13)이 상기 고정전극(9)의 하부고정전극에 접촉되는 것을 방지하는 치수를 가지도록 한다.

이와같이 구성하여 음식물(3)의 중량에 따라 유동전극(13)이 유동하여 발생되는 고정전극(9)과의 정전용량을 검출한 후 중량을 감지하도록 하는 중량감지회로부를 두어 구성하였다. 여기서, 상기 유동전극(13)은 판스프링을 사용한다.

상기 중량감지회로부는 제4a도 내지 제4b도는 중량감지회로부의 등가회로도이며, 제5도는 본 고안에 따른 중량감지회로도로서, 이에 도시한 바와같이 편의상 상기 고정전극(9)의 상부고정전극을 a라 하고, 하부고정전극을 c라하며 유동전극(13)을 b라 한후 상기 상부 고정전극(a)과 유동전극(b)과의 거리차(dl)에 의한 정전용량을, Cl, 하부고정전극(c)과 유동전극(b)과의 거리차(d2)에 의한 정전용량을 C2라 하고 설명한다.

입력교류전원(Vin)을 입력저항(R)을 통해 상기 상부고정전극(a) 및 하부고정전극(c)에 인가하고, 상기 상부고정전극(a)과 유동전극(b)에 의한 정전용량(Cl)의 출력을 브릿지다이오드(BD1)의 일측입력으로 인가하고, 상기 하부고정전극(c)과 유동전극(b)에 의한 정전용량(C2)출력을 또다른 브릿지다이오드2(BD2)의 일측입력으로 인가하며, 상기 정전용량(C1), (C2)을 발생시키는 유동전극(b)을 상기 브릿지다이오드1(BD1), 또다른 브릿지다이오드2(BD2)의 각 타측입력으로 공통접속한 뒤 상기 브릿지다이오드2(BD2)의 일측(V2) 출력을 상기 브릿지다이오드1(BD1)의 각 타측출력측에 인가하고, 상기 브릿지다이오드1(BD1)의 일측(V1)출력을 가변저항(V_R)을 통해 상기 마이컴콘트롤러(17)의 검출전압(Vout)으로 출력함과 아울러 상기 브릿지다이오드2(BD2)의 타측출력으로 궤환시키도록 구성하였다.

이와같이 구성한 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

회전테이블(1)위의 회전트라이(2)에 음식물(3)을 놓고 동작시키면, 구동모터(7)가 동작하여 그의 구동축(7a) 및 구동축기어(7b)가 회전하여 종동축기어(7c)가 감속회전한다.

이 종동축기어(7c)가 회전함으로써 샤프트(6)가 회전하여 회전테이블(1)을 회전시키므로 음식물(3)이 회전하면서 골고루 가열된다.

이때 음식물(3)의 하중은 회전트라이(2), 회전테이블(1)을 통해 샤프트(6)에 전달되어 이 샤프트(6)가 유동전극(13)을 하부로 이동시킨다. 여기서, 만약 음식물(3)이 없을 때 유동전극(13 ; b)이 고정전극(9; a, c)의 중앙에 오도록하여 그에따른 정전용량(C1), (C2)이 같도록 설계하여 세팅하였다면, 상기 유동전극(13; b)이 음식물(3)의 중량(W)에 따라 샤프트(6)에 의해 하부로 이동하게 되어 상부고정전극(a)과의 정전용량(C1)은 작아지고, 하부고정전극(b)과의 정전용량(C2)은 커지게 된다. 한편 유동전극(13; b)하부의 절연스프링(14)은 음식물(3)에 의한 중량(W)이 제거되었을 때 유동전극(13)을 복귀시키도록 동작한다. 이와같이 중량(W)에 따라 유동전극(b)이 하부로 이동하는 거리가 결정되어 고정전극(a), (c)과의 간격차(d1), (d2)에 의해 전정용량(C1), (C2)이 결정된다.

따라서 제5도 본 고안에 따른 중량감지회로에서 그 정전용량(C1), (C2)값을 각기 브릿지다이오드(BD1), (BD2)에 의해 정류하여 출력하는데, 정전용량(C2)값을 정류한 브릿지다이오드(BD2)의 일측(V2)출력이 정전용량(C1)값을 정류한 브릿지다이오드(BD1)의 일측출력에 입력되고, 그 브릿지다이오드(BD1)의 일측(V1)출력이 가변저항(V_R)을 통해 마이컴콘트로러(17)에 출력(Vout)함과 아울러 상기 브릿지다이오드(BD2)의 타측출력으로 궤환되므로 상기 가변저항(V_R)에는 두정전용량(C1), (C2)의 차(C2-C1)에 해당하는 값이 검출되어 마이컴콘트롤러(17)에 입력된다.

제6도는 본 고안에 따른 중량감지를 보인 파형도로서, 초기에 즉, 음식물(3)이 놓여있지 않아 유동전극(13; b)에 음식물(3)에 의한 하중(W)이 없을 때 유동전극(b)과 고정전극(a), (c)과의 거리차(d1), (d2)가 같도록 (d1=d2)설계하고, 이때의출력(Vout)이 제로(=0)가 되도록 가변저항(V_R)을 조절했다면 음식물(3)에 의한 하중(W)에 의해 유동전극(b)과 하부고정전극(c)과의 거리(d2)는 좁아지고, 상부고정전극(a)과의 거리(d1)는 넓어지게 되어 정전용량(C1)은 작아지고, 정전용량(C2)은 커지게 된다. 따라서 정전용량을 하나만 발생하여 감지하는 것보다 2배의 감지효과가 있다.

이와같이 음식물(3)의 하중에 따라 가변저항(V_R)에서 검출되는 출력(Vout) 값은 선형적으로 변하게 되므로, 이 출력(Vout) 값에 따라 마이컴콘트롤러(17)는 음식물(3)의 중량을 감지하여 각종제어를 하게 된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 고정전극과 유동전극을 이용하여 음식물의 중량에 따라 가변되는 정전용량값에 따른 중량감지를 하므로 그 출력값이 선형적이어서 중량감지가 명확하고, 두 개의 정전용량값의 차에 의해 중량값을 감지하므로 미세한 중량에도 민감하게 감지할수 있는 효과가 있다.

Claims

회전테이블(1) 및 구동모터(7)를 가진 전자레인지에 있어서, 로우워플래이트(4)하부의 쵸크캐비티(8)밑면에 고정한 전극브래킷트(12)와, 그의 내측면에 일정간격을 유지하도록 고정한 한쌍의 고정전극(9)과, 맞은편 측면에 고정하여 샤프트(6)를 통해 전달받는 음식물(3)의 하중(W)에 따라 상기 고정전극(9)한쌍과의 정전용량(C1), (C2)이 가변되도록 위치한 유동전극(13)과, 상기 브래키트(12)밑면내부로 형성한 돌기부(12a)상단에 위치하여 음식물(3)에 의한 하중(W)이 없을 때 상기 유동전극(13)을 원위치로 복귀시키도록 원통(15)내부에 삽입한 절연스프링(14)으로 구성한 것을 특징으로 하는 전자레인지의 중량감지장치.
제1항에 있어서, 음식물(3)의 하중(W)에 따라 가변되는 정전용량(C1), (C2)의 차(C2-C1)에 해당하는 전압(Vout)을 두 개의 브릿지다이오드(BD1), (BD2)를 통해 마이컴콘트롤러(17)에서 검출하여 그에 따라 음식물(3)의 중량을 감지하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 중량감지장치.