KR960003112Y1 - 전자레인지의 중량 감지장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자레인지의 중량 감지장치

제1도는 종래 전자레인지의 중량 감지장치의 구성을 보인 개략 종단면도.

제2도는 제1도의 요부 구성을 보인 평면도.

제3도는 제1도의 요부 구성을 보인 확대 종단면도.

제4도는 제1도 요부 구성인 압전소자를 보인 확대 종단면도.

제5도는 제1도 요부 구성인 압전소자의 출력전압 그래프도.

제6도는 본 고안 전자레인지의 중량감지 장치 구성도.

제7도는 제6도의 중량감지수단을 보인 확대 종단면도.

제8도는 제6도 중량감지수단의 특성 그래프도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 가열실 101 : 턴테이블

102 : 수직이동수단 103 : 브라케트

104 : 턴테이블모터 105 : 중량감지수단

105b : 발진기 105c : 탄성부재

105d : 마운트 105e : 제1, 제2마그네틱부재

105g : 현

본 고안은 전자레인지에 있어서의 음식물 종량 감지에 관한 것으로, 특히 금속재질로 된 현을 구성하여 음식물의 중량과 현의 고유진동수와의 관계를 이용하여 중량을 정확히 측정하고 아울러 현의 길이 및 밀도등을 달리하여 감지영역의 폭을 다양하게 하도록 한 전자레인지의 중량 감지장치에 관한 것이다.

종래 전자레인지의 중량 감지장치는 첨부된 도면 제1도 내지 제3도에 도시된 바와 같이, 전자레인지의 케이스(11)내의 상부 일측에 설치되어 전자파를 발진하는 마그네트론(9)과, 상기 마그네트론(9)에서 발진된 전자파로 음식물을 가열하는 가열실(1)과, 상기 가열실(1) 상부에 설치되어 마그네트론(9)의 전자파를 가열(실1)로 전송하는 도파관(10)과, 상기 가열실(1)의 저면판(1a) 하면에 고정되는 브라켓트(4)에 고정되어 음식물 조리시 회전동력을 발생하는 턴테이블 모터(5)와, 상기 가열실(1)에 설치되고 3개의 아암(3a)과 그 아암(3a)의 선단부에 부착된 로울러(3b)와 중앙부의 연결부(3c)로 구성되는 지지대(3)에 의해 지지되어 상기 턴테이블모터(5)에서 발생되는 동력에 의해 음식물을 회전시키는 턴테이블(2)과, 상기 턴테이블모터(5)의 회전력을 감속시켜 턴테이블(2)을 지지하는 지지대(3)에 전달하는 커플링(6)과, 상기 가열실(1)의 저면판(1a)에 설치되고 아암(3a)과 별도로 자체 회전하는 로울러(3b)의 회전궤적(7)상에 설치되어 턴테이블(2)상에 얹혀진 음식물의 중량을 로울러(3b)를 통해 전달받아 감지하는 압전소자장치(8)로 구성되어 있다.

상기에서 압전소자장치(8)는 제4도에 도시된 바와 같이, 상기 가열실(1)의 저면판(1a) 하부에 설치되는 케이스(8a)의 내측 일정부위에 충격을 흡수하는 흡수체(8b)가 고정되고, 상기 케이스(8a)의 하부에 설치되는 베이스(8c)의 상면에는 센싱부(8d) 및 프로텍트 필름(8e)이 순차적으로 부착 고정되며, 상기 케이스(8a)의 하측과 프로텍트필름(8e)의 사이에는 볼(8f)이 개재되고, 그 볼(8f)에 대응되는 저면판(1a)의 상면에는 필름 또는 테이프(8g)가 접착된 구조로 되어 있는 것으로, 도면 중 미 설명부호 12는 도어이다.

이와 같이, 구성된 종래 전자레인지의 중량 감지장치는 먼저 자동요리 시작키이가 선택되어 마그네트론(9)이 발진하게 되면 그 마그네트론(9)에서 발진된 마이크로파는 도파관(10)을 통하여 가열실(1)내의 턴테이블(2)위에 올려진 음식물을 가열하게 된다.

이와 동시에 브라케트(4)에 고정된 턴테이블모터(5)가 회전을 하게 되고, 그 회전력은 커플링(6)을 통해 감속된 후 지지대(3) 및 이에 의해 지지대는 턴테이블(2)을 회전시키게 된다.

상기 지지대(3)가 회전하게 되면 아암(3a) 선단부에 각각 부착된 로울러(3b)는 턴테이블(2) 및 그 턴테이블(2)위에 올려진 음식물의 하중을 받으면서 가열실(1) 저면판(1a)의 동일한 회전궤적(7)을 따라 자체 회전이동을 하여 회전궤적(7) 상의 저면판(1a)에 설치된 압전소자장치(8)의 필름 또는 테이프(8g)을 압입함으로써, 음식물의 중량이 볼(8f)에 전달된다.

상기 압전소자장치(8)의 볼(8f)에 전달된 중량은 다시 프로텍트필름(8e) 및 센싱부(8d)에 압입 전달됨으로써, 음식물의 중량에 비례하여 압전소자장치(8)로 부터의 제5도와 같은 출력전압(V)이 발생된다.

상기에서 필름 또는 테이프 (8g) 및 프로텍트 필름(8e)은 이물질 투입 및 오염방지를 위한 보호대 역할을 수행하며, 케이스(8a)의 내측 일정부위에 고정된 흡수체(8b)는 로울러(3b)의 회전 이동시에 발생하는 충격을 흡수하여 중량을 보다 안정한 상태에서 측정하도록 하는 역할을 하게 된다.

상기한 바와 같은 턴테이블모터(5)의 구동으로 회전되는 턴테이블(2)은 통상적으로 6rpm 모터를 사용하였을 경우, 1회전에 약 10초가 소요되며, 턴테이블(2)의 1회전시 지지대(3)의 아암(3a) 선단부에 부착되는 3개의 로울러(3b)는 각각 2회씩 압전소자장치(8)를 지나가게 되므로 도합 6회의 출력전압 피크(Peak)값을 발생시키게 되고, 그 6회 측정의 평균값 또는 배수회 측정의 평균값을 마이콤(도면에 미 도시)에서 연산하여 음식물의 중량을 판단한 후 음식물의 가열시간으로 설정하여 음식물을 가열하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 전자레인지의 중량 감지장치는 음식물의 중량을 측정하기 위하여 반드시 턴테이블이 회전하여야 하므로 인하여 전력의 낭비는 물론 그 측정시간이 적어도 상기 턴테이블의 1회전 시간이 10초가 소요되는 시간상의 낭비와 정밀성의 저하를 초래하였고, 또한 중량측정시 음식물이 턴테이블에 편심되게 놓여져 있을 경우에는 로울러에서의 하중값이 달라지게 되므로, 상기의 측정값을 평균화 하더라도 오차가 심하게 발생되어 정확한 음식물의 중량을 측정할 수 없을뿐 아니라 통상적으로 압전소자는 원리상 250℃ 이상의 고온영역에서는 사용할 수 없으므로 히터를 갖춘 전자레인지에서는 사용이 불가능한 단점이 있고, 필름 또는 테이프에 사용자의 부주의나 음식물의 기름끼로 인해서 음식물 찌꺼기등의 이물질이 덮히게 되면 압전소자장치의 센싱부에서 중량을 정확하게 감지할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 턴테이블에 놓인 음식물의 중량을 금속재질로 된 현을 구성하여 음식물의 중량과 현의 고유진동수와의 관계로 음식물의 중량을 정확히 측정하도록 전자레인지의 중량 감지장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 가열실내의 음식물이 턴테이블에 편심되어 놓여 있더라도 턴테이블 샤프트로 부터의 직접 전달된 음식물의 중량과 현의 고유진동수와의 관계로 오차없이 음식물의 중량을 정확히 측정하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 상기 현의 길이와 밀도등을 달리하여 음식물의 중량감지영역의 폭을 다양하게 하여 측정하는데 있다.

이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 수단으로써는 턴테이블을지지 및 회전력을 전달하고 턴테이블모터를 관통하여 턴테이블에 올려진 음식물의 중량에 따라 소정의 높이로 상, 하 이동하는 수직이동수단과, 상기 수직이동수단의 상, 하 이동에 따른 장력변화로 고유진동 주파수를 변화시켜 음식물의 중량을 감지하는 중량 감지수단으로 이루어짐으로써 달성되는 것으로, 이하 본 고안을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제6도는 본 고안 전자레인지의 중량 감지장치의 구성도이고, 제7도는 제6도의 중량감지수단을 보인 확대 종단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 음식물을 가열하는 공간인 가열실 (100)과, 상기 가열실(100)의 저면판(100a)의 하부에 브라케트(103)로 고정되어 외부로 부터의 전원단자(104a)를 통해 입력되는 전원에 의해 회전 동력을 발생하는 턴테이블모터(104)와, 상기 턴테이블모터(104), 브라케트(103) 및 가열실(100)의 저면판(100a)으로 회전에 지장없이 관통되어 저면에 원호상의 돌기부(101a)를 갖는 턴테이블(101)을 지지하고 회전력을 전달하면서 그 턴테이블(101)에 올려진 음식물의 중량에 따라 소정의 높이로 상, 하 이동하는 수직이동수단(102)과, 상기 브라케트(103)의 일단부에 턴테이블모터(104)와 대향으로 고정되어 상기 수직이동수단(102)의 상, 하 이동에 따른 전력변화로써 고유진동 주파수를 변환시켜 음식물의 중량을 감지하는 중량감지수단(105)으로 구성한다.

상기에서 수직이동수단(102)은 상기 턴테이블(101)의 저면에 형성된 원호상의 돌기부(101a)내로 안착되고 저면에는 원호상의 고정부싱(102b)이 하향으로 돌출된 원호상의 베이스판(102a)과, 일단부가 상기 베이스판(102a)의 고정부싱(102b)이 하향으로 돌출된 원호상의 베이스판(102a)과, 일단부가 상기 베이스판(102a)의 고정부싱(102b)에 삽입되고 타단부가 가열실(100)의 저면판(100a), 브라케트(103) 및 턴테이블모터(104)를 관통하여 회전하는 샤프트 (102c)로 구성한다.

상기에서 중량감지수단(105)은 상기 브라케트(103)의 저면 일측에 하향으로 절곡되어 고정된 지지대(105a)와, 상기 하양 절곡된 지지대(105a)의 일단부에 브라케트(103)를 중심으로 수평으로 고정되어 음식물의 중량에 따른 수직이동수단(102)의 샤프트(102c)의 상, 하 이동접촉에 따라 상, 하로 탄발 복원되는 탄성부재(105c)와, 상기 지지대(105a)의 저면 중앙에 고정된 마운트(105d)의 대향면에 다른 극성을 가지고 고정되어 자화를 발생하는데 제1, 제2 마그네틱부재(105e)와, 상기 제1, 제2마그네틱부재(105e)사이를 중심으로 지지대(105a)와 탄성부재(105c)에 상호 대향으로 고정되어 극성 및 진동수를 전달하는 고정부재(105f)와, 일단부가 상기 고정부재(105f)에 연결되어 탄성부재(105c)의 탄발 복원력에 따른 장력변화 및 제1, 제2 마그네틱부재(105e)에서 발생된 자력에 의해 고유 진동주파수를 발생하여 고정부(105f)를 통해 출력하는 현(105g)과, 상기 지지대(105a)에 고정되고 고정부(105f)에 전기적으로 연결되어 현(105g)의 고유진동 주파수를 측정하고 현(105g)을 진동시키는 발진기(105b)로 구성한다.

이와 같이, 구성된 본 고안의 작용, 효과를 제6 내지 제8도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 사용자가 가열실(100)에 설치된 턴테이블(101)상에 조리할 음식물을 올려놓고 자동요리 시작키이를 선택하면 마그네트론(도면에 미도시)이 발진하여 가열실(100)의 턴테이블(101) 위에 올려진 음식물을 가열하게 되고, 아울러 외부로 부터의 전원단자(104a)를 통해 턴테이블모터(104)로 전원이 인가되므로써, 이에 관통된 수직이동수단(102)의 샤프트(102c)가 회전을 하게 되고, 상기 샤프트(102c)가 회전을 하게 되면 고정부싱(102b)에 의해 샤프트(102c)에 고정된 베이스판(102a) 및 저면에 돌기부(101a)를 갖는 턴테이블(101)이 회전을 하게 되며, 아울러 일정한 주파수(fo)를 발생하는 중량감지수단(105)의 발진기(105b)는 고정부재(105f)오의 전기적으로 연결되어 그 고정부재(105f)에 극성을 교번으로 인가하게 되므로써 이에 연결된 현(105g)이 미세하게 진동을 하게 된다.

이때 상기 수직이동수단(102)의 샤프트(102c)는 턴테이블(101)위에 올려진 음식물의 중량에 의해 가열실(100)의 저면판(100a), 브라케트(103) 및 턴테이블모터(104)를 중심으로 하여 소정의 높이(2내지 10mm)로 하강되어 중량감지수단(105)의 탄성부재(105c)를 누르게 되고, 상기 탄성부재(105c)에 전달된 힘은 지지대(105a) 및 탄성부재(105c)에 상호 대향으로 고정된 고정부재(105f)를 통해 현(105g)에 장력으로써 전달된다.즉, 이를 구체적으로 설명하면, 턴테이블(101)상에 음식물이 올려지지 않았을때는 수직이동수단(102)의 샤프트(102c)와 중량감지수단(105)의 탄성부재(105c)와의 접촉이 없고 또한 상기 발진기(105b)에서 발생되는 일정한 주파수(fo)가 고정부재(105f)에 인가되므로써, 그 고정부재(105f)에는 극성이 교번으로 걸리게 되고 그 교번으로 걸리는 극성과 상기 현(105g)의 좌우에 서로 대향지게 마운트(105d)의 면에 고정되고 다른 극성을 가진 제1, 제2 마그네틱부재(105e)의 자력에 의해서 현(105g)은 일정한 진동을 하게 되고 아울러 그 진동수를 다시 고정부재(105f)를 통해 발진기(105b)에 입력하게 된다.

이와 같은 상태에서 턴테이블(101)에 음식물이 놓이게 되면 전술한 바와 같이, 수직이동수단(102)의 샤프트(102c)가 중량감소수단(105)의 탄성부재(105c)를 밀게되고, 그 중량(W)은 현(105g)에 장력으로 작용을 하게 되어 현(105g)의 진동수(f)는 다음과 같이 변화하게 된다.

상기에서 ℓ은 현의 길이, ρ는 현의 밀도, a는 정수이다.

상기 (식 1)을 중량(W)에 대해서 풀면다음과 같다.

여기서 K는 상수이다.

따라서 상기 (식 2)에 의해 제8도와 같은 특성그래프를 표시할 수 있고, 음식물의 중량(W)은 발진기(105b)에서 감지되는 주파수(t)를 환산함으로써, 음식물의 중량 측정이 가능하다.

그리고 상기에서 현(105g)의 길이와 밀도등을 달리할 경우에는 상기 (식 2)에서와 같이, 중량(W)의 감지영역의 폭이 변화하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 턴테이블모터의 정지 또는 회전중에, 금속재질로 된 현을 구성하여 음식물의 중량과 현의 고유진동수와의 관계로 음식물의 중량을 측정함으로써, 신호처리가 용이함은 물론 중량감지에 대한 오차가 적고 또한 샤프트에 음식물의 중량이 걸리게 되므로 음식물이 편심되어 있더라도 중량감지에 대한 오차 적을뿐 아니라 현의 길이와 밀도등을 달리함으로써, 음식물의 중량 감지영역의 폭을 다양하게 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 턴테이블모터, 브라케트 및 가열실의 저면판으로 회전에 지장없이 관통되어 턴테이블을 지지하고 회전력을 전달하면서 그 턴테이블에 올려진 음식물의 중량에 따라 상, 하 이동하는 수직이동수단과, 상기 수직이동수단의 상, 하 이동에 따른 장력변화로 고유진동 주파수를 변화시켜 음식물의 중량을 감지하는 중량감지수단을 포함하여 된 전자레인지의 중량 감지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수직이동수단은 턴테이블의 안착되고 저면에는 원호상의 고정부싱이 하향으로 돌출된 원호상의 베이스판과, 일부가 상기 베이스판의 고정부싱에 삽입되고 타부가 가열실의 저면판, 브라케트 및 턴테이블모터를 관통하여 회전하고 소정의 높이로 이동하는 샤프트로 구성함을 특징으로 하는 전자레인지의 중량감지장치.
3. 제1항에 있어서, 중량감지수단은 상기 브라케트의 저면 일측에 하향으로 절곡되어 조정된 지지대와, 상기 하향 절곡된 지지대의 일단부에 브라케트를 중심으로 수평으로 조정되어 음식물의 중량에 따른 샤프트의 상, 하 이동 접촉에 따라 상, 하로 탄발 복원되는 탄성부재와, 상기 지지대의 저면 중앙에 고정된 마운트의 대향면에 상호 다른 극성을 가지고 고정되고 자화를 발생하는 제1, 제2 마그네틱부재와, 상기 제1, 제2 마그네틱부재 사이를 중심으로 지지대와 탄성부재에 상호 대향으로 고정되어 극성 및 진동수를 전달하는 고정부재와, 일단부가 상기 고정부재에 연결되어 탄성부재의 탄발 복원력에 따른 장력변화 및 제1, 제2 마그네틱부재에서 발생된 자력에 의해 고유 진동주파수를 발생하여 고정부를 통해 출력하는 현과, 상기 고정부에 전기적으로 연결되어 현의 고유진동 주파수를 측정하고 현을 진동시키는 발진기로 구성함을 특징으로 한 전자레인지의 중량 감지장치.
4. 제2항에 있어서, 샤프트의 상, 하 이동량은 2내지 10mm임을 특징으로 한 전자레인지의 중량 감지장치.