JP2000304593A

JP2000304593A - 重量検出装置および電子レンジ

Info

Publication number: JP2000304593A
Application number: JP11109121A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ozawa; 滋小澤; Eidai Kumagai; 英大熊谷; Noriyuki Akaha; 徳行赤羽
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: JP3620818B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化を可能とし、しかも荷重バネを使用し
た際の不具合を除去し、安定かつ精度の良い重量検出を
可能とすること。【解決手段】この重量検出装置は、荷重バネ４６で受
けられ、検出すべき重量に応じてスラスト方向に変位す
るスラスト軸４１と、この軸４１に係合して設けられた
相対変位検出用部材４２，４３をスラスト軸４１の変位
量に応じて所定量回動変位させる回動変位手段４４と、
両検出用部材４２，４３をスラスト軸４１と一体的に回
転させる回転駆動手段１２と両検出用部材４２，４３に
設けられた被検出体と、該被検出体の検出可能域に配置
され、該被検出体を検出する検出器と、該検出器により
検出される相対変位検出用部材４２，４３の相対的な変
位量を重量として換算する重量換算手段とを備えてい
る。そして、スラスト軸４１の荷重バネ４６側の端部
に、この軸４１の重量に応じたスラスト方向の移動を荷
重バネ４６に間接的に伝達する伝達部材４９を設けてい
る。また、荷重バネ４６の底を該荷重バネ４６を保持す
るケース１４ｃに固定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スラスト方向の重
量を電気的に検出する重量検出装置およびこの重量検出
装置を用いた電子レンジの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子レンジでは、自動調理を行う
ためのセンサとして、温度や重量を測定するセンサが用
いられている。重量センサとしての重量検出装置は、従
来より、静電容量式、圧電素子式など種々な方式が採用
されているが、現在では静電容量式が主流となってい
る。この静電容量による重量検出装置は、ターンテーブ
ル上に載せられた調理品の重量により変位する出力軸
（スラスト軸）の微少な変位量を、平行した板体間の静
電容量の変化に基づいて検出するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
静電容量式の重量検出装置では発振回路を備え、その可
変コンデンサの静電容量を電極間距離で変化させるよう
な構成となっている。したがって、プリント基板上の配
線パターンなどに生じる浮遊容量に影響されるおそれが
あり、これに対処するために、一定以上の静電容量を確
保する必要がある。また、部品寸法のバラツキを考慮す
ると、一定以上の電極間距離が必要となる。このため、
電極間の対向面積が増大し、装置が大型化するという問
題がある。

【０００４】さらに、このような従来の重量検出装置を
電子レンジに適用する場合、ターンテーブルのスラスト
方向の変位量を検出することになるが、このターンテー
ブルを回転駆動するための回転駆動手段と重量検出装置
とはそれぞれが独立した構成となっており、それぞれを
別々に組み立てた後に、両者を結合させることになるた
め、組立工程数が多くなる。また、両者を結合した後の
形状はコンパクトにはなりにくく大型なものとなりがち
である。さらに、ターンテーブルのスラスト方向の変位
を元に戻す際に荷重バネを使用すると、ターンテーブル
のスラスト軸とこの荷重バネとの間の係合が良くない
と、検知精度が悪化してしまう。

【０００５】そこで本発明は、小型化を可能とし、しか
も荷重バネを使用した際の不具合を除去し、安定かつ精
度の良い重量検出が可能となる重量検出装置およびこの
重量検出装置を用いた電子レンジを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の重量検出装置は、荷重バネで受けられ、検
出すべき重量に応じてスラスト方向に変位するスラスト
軸と、このスラスト軸に係合して設けられた相対変位検
出用部材をスラスト軸の変位量に応じて所定量回動変位
させる回動変位手段と、相対変位検出用部材をスラスト
軸と一体的に回転させる回転駆動手段と、相対変位検出
用部材に設けられた被検出体と、該被検出体の検出可能
域に配置され、該被検出体を検出する検出器と、該検出
器により検出される相対変位検出用部材の相対的な変位
量を重量として換算する重量換算手段とを備え、スラス
ト軸の荷重バネ側の端部に、該スラスト軸の重量に応じ
たスラスト方向の移動を上記荷重バネに間接的に伝達す
る伝達部材を設けている。

【０００７】また、他の発明の重量検出装置は、荷重バ
ネで受けられ、検出すべき重量に応じてスラスト方向に
変位するスラスト軸と、このスラスト軸に係合して設け
られた相対変位検出用部材をスラスト軸の変位量に応じ
て所定量回動変位させる回動変位手段と、相対変位検出
用部材をスラスト軸と一体的に回転させる回転駆動手段
と、相対変位検出用部材に設けられた被検出体と、該被
検出体の検出可能域に配置され、該被検出体を検出する
検出器と、該検出器により検出される相対変位検出用部
材の相対的な変位量を重量として換算する重量換算手段
とを備え、荷重バネの底を該荷重バネを保持するケース
に固定している。

【０００８】また、他の発明は、上述の発明の重量検出
装置に加え、スラスト軸の荷重バネ側の端部に、該スラ
スト軸の重量に応じたスラスト方向の移動を荷重バネに
間接的に伝達する伝達部材を設けている。さらに、他の
発明は、上述の各発明の重量検出装置に加え、伝達部材
をキャップ形状とし、荷重バネをコイルバネとしてい
る。さらに、他の発明は、上述の各発明の重量検出装置
に加え、荷重バネが圧縮、伸張を繰り返す際、荷重バネ
および伝達部材が、荷重バネを保持するケースに接触し
ないように各部材の大きさを設定している。

【０００９】また、他の発明は、上述の各発明の重量検
出装置に加え、荷重バネと伝達部材とを固定している。
また、他の発明は、上述の各重量検出装置に加え、伝達
部材とスラスト軸との間にさらに介在部材を配置してい
る。さらに、他の発明は、上述の各発明の重量検出装置
に加え、介在部材として、樹脂製の樹脂キャップをスラ
スト軸と一体回転するようにその先端に被せ、荷重バネ
に載置された伝達部材としての金属製の金属キャップの
底部内側で樹脂キャップを受けるようにしている。

【００１０】また、他の発明は、上述の発明の重量検出
装置に加え、金属キャップと樹脂キャップとが当接する
部分に潤滑材を塗布している。また、他の発明は、上述
の発明の重量検出装置に加え、樹脂キャップを、その外
周側面が金属キャップの側面内側と対向するように配置
し、その対向部分の隙間を５０〜５００μｍとしてい
る。さらに、他の発明は、上述の各発明の重量検出装置
に加え、スラスト軸の荷重バネ側の先端を細くしてい
る。

【００１１】また、他の発明は、上述の各発明の重量検
出装置に加え、スラスト軸をセラミック製とし、相対変
位検出用部材をスラスト軸に係合して設けられた第１お
よび第２の相対変位検出用部材とし、これら２つの相対
変位検出用部材を回動変位手段によってスラスト軸の変
位量に応じて所定量相対的に回動変位させ、第１および
第２の相対変位検出用部材にそれぞれ被検出体を設け、
重量換算手段は、検出器により検出される第１および第
２の相対変位検出用部材の相対的な変位量を重量として
換算するようにしている。また、他の発明は、上述の発
明の重量検出装置に加え、第１および第２の相対変位検
出用部材の回転方向における位置関係を保持させるため
の位置保持手段を設けている。

【００１２】また、本発明の電子レンジは、ターンテー
ブルに加わる重量に応じてこのターンテーブルをスラス
ト方向に変位可能とするとともに、その変位量に基づい
てターンテーブルに加わる重量を検出する重量検出装置
を有したものであって、重量検出装置として、各請求項
記載の重量検出装置を設けている。

【００１３】本発明の重量検出装置は、重量が加わる
と、荷重バネが縮みスラスト軸がスラスト方向に変位す
る。すると、相対変位検出用部材をスラスト軸の変位量
に応じてスラスト軸を中心に所定回動角度だけ相対回転
させる。この動作を検出器で検出し、相対変位検出用部
材の相対的な変位量を重量換算手段によって重量に換算
している。

【００１４】たとえば、相対変位検出用部材をスラスト
軸に係合して設けられた第１および第２の相対変位検出
用部材とし、第２の相対変位検出用部材に対する第１の
相対変位検出用部材の相対変位量に比例した信号（たと
えば、この相対変位量に比例した時間間隔割合の信号）
を重量検出信号として出力させ、この重量検出信号に基
づいて重量を検出するようにしている。

【００１５】このように本発明の重量検出装置は、静電
容量式の重量検出装置とは異なり、静電容量式が従来か
ら有している種々の問題、たとえば、プリント基板上の
配線パターンなどに生じる浮遊容量に影響に対処するた
めに、一定以上の静電容量を確保する必要から、電極間
の対向面積が増大し、装置が大型化するなどという問題
の発生がなく、小型で、精度の良い重量検出が可能とな
る。さらに、位置保持が確実になされるので、変位量の
数値の安定供給が可能である。

【００１６】また、このような重量検出装置をターンテ
ーブルに載せられる調理品の重量を計測する重量検出装
置として用いた電子レンジは、重量検出部分を小型なも
のとすることができ、電子レンジ全体の小型化が図れ
る。特に、第２の相対変位検出用部材を、ターンテーブ
ル用駆動源からの回転力を減速する減速輪列の出力歯車
を兼ねるようにすると、回転駆動手段と重量検出部分を
一体化することができるので、回転駆動手段と重量検出
部分が別々になっている従来のものに比べると、小型化
が図れ、また、組立工数の削減も図れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図１から図１３に基づき説明する。この実施の形態で
は、重量検出装置を電子レンジに適用した例について説
明する。電子レンジに適用する場合は、前述したよう
に、調理品を載せるターンテーブルの変位量を調理品の
重量を示す信号として取り出すものであり、この重量を
示す信号に基づいてマイクロ波の照射時間を決定するな
どの制御を行う。

【００１８】まず、図１から図５により全体的な構成に
ついて説明する。重量検出装置１は、大きく分けると、
ターンテーブル１１を回転させると共に後述する第１お
よび第２の相対変位検出用部材４２，４３をスラスト軸
４１と一体的に回転させる回転駆動手段１２と、ターン
テーブル１１のスラスト方向変位量を検出する重量検出
部１３により構成され、これらの各構成要素は１つの金
属製のケーシング１４内に収納されている。なお、ケー
シング１４は、ケース本体１４ａとケース蓋１４ｂによ
り構成されており、ケース本体１４ａの底面とケース蓋
１４ｂの両内面によって第１および第２の相対変位検出
用部材４２，４３を上下方向から挟むような配置となっ
ている。すなわち、ケース本体１４ａの底面とケース蓋
１４ｂとは、ケーシング１４の両天板となっている。

【００１９】回転駆動手段１２は、駆動源としてのモー
タ（ここでは同期モータが用いられる）２０と、このモ
ータ２０の回転力を減速してターンテーブル１１に伝達
する減速輪列としての第１歯車３１、第２歯車３２、第
３歯車３３、出力歯車となる第２の相対変位検出用部材
４３と、モータ２０の逆転を防止する逆転防止レバー３
４ａおよび逆転防止レバー３４ａと同軸状に配置された
逆転防止レバー回転用歯車３４と、から構成される。な
お、逆転防止レバー３４ａおよび逆転防止レバー回転用
歯車３４は、バネ３４ｂによってスラスト方向に付勢さ
れている。

【００２０】モータ２０は、コイル２１、ロータ２２、
固定軸２３、ロータ２２に固定されたピニオン２４、中
地板２５などから構成されている。なお、ピニオン２４
の根元部分には、ロータ２２が逆転した際に逆転防止レ
バー３４ａが当接しロータ２２の逆転を防止するための
突起２４ａ，２４ａが設けられている。そのため、ロー
タ２２が正方向に回転する場合は、ロータ２２の突起２
４ａと逆転防止レバー３４ａの突起３４ｃとが係合せ
ず、ロータ２２はフリーに回転することとなるが、逆回
転する場合には逆転防止レバー３４ａの突起３４ｃが突
起２４ａに突き当たりロータ２２の回転を阻止するよう
になっている。

【００２１】また、第１歯車３１と第２歯車３２は、そ
れぞれ軸３１ａ，３２ａにより中地板２５とケース蓋１
４ｂ間に取り付けられ、第３歯車３３は軸３３ａにより
ケース本体１４ａとケース蓋１４ｂ間に取り付けられて
いる。なお、モータ２０のステータを構成する極歯がケ
ース本体１４ａからロータ２２に向けて立設されている
がその極歯を形成した残部となる孔を塞ぐため、ラベル
２６がケース本体１４ａに貼付されている。

【００２２】重量検出部１３は、一端がターンテーブル
１１の中心に固定され、ターンテーブル１１に加わる重
量に応じてスラスト方向に変位するスラスト軸４１と、
このスラスト軸４１に係合して設けられた第１および第
２の相対変位検出用部材４２，４３と、これら２つの相
対変位検出用部材４２，４３をスラスト軸４１の変位量
に応じて所定量相対的に回動変位させる回動変位手段４
４と、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３
の回転方向における位置関係を保持させるための位置保
持手段としての付勢バネ４５と、後述する重量検出信号
出力手段と、スラスト軸４１の先端側に配置された荷重
バネとなるコイルバネ４６とを主な構成要素としてい
る。なお、重量検出信号出力手段から出力された信号
は、マイクロコンピュータからなる重量換算手段（図示
省略）によって重量に換算される。

【００２３】なお、第１および第２の相対変位検出用部
材４２，４３は、互いに対をなすようにスラスト軸４１
に同軸的に設けられている。そして、第１の相対変位検
出用部材４２は、スラスト軸４１のスラスト方向の変位
に応じて回動すると共に、第２の相対変位検出用部材４
３は、スラスト軸４１のスラスト方向の変位によっては
回動せず、回転駆動手段１２からの回転駆動力を受ける
ことによって回転するものとなっている。すなわち、第
２の相対変位検出用部材４３は、回転駆動手段１２を構
成する減速輪列の一部であって他の歯車に係合する出力
歯車を兼ねている。

【００２４】回動変位手段４４は、第１および第２の相
対変位検出用部材４２，４３とスラスト軸４１とを係合
させ、スラスト軸４１がスラスト方向に変位したとき
は、第１の相対変位検出用部材４２をスラスト軸４１の
変位量に応じてスラスト軸４１を中心に所定回動角度だ
け回動させ、第２の相対変位検出用部材４３が回転駆動
手段１２からの駆動力を受けて回転する際は、その回転
力をスラスト軸４１に伝達可能としている。この回動変
位手段４４は、第１の相対変位検出用部材４２に形成さ
れた斜め方向の溝４２ｂ，４２ｃと、第２の相対変位検
出用部材４３に形成された軸方向の溝４３ｂ，４３ｃ
と、スラスト軸４１に装着され、第１および第２の相対
変位検出用部材４２，４３を嵌めあわせた際に、溝４２
ｂ，４３ｂおよび溝４２ｃ，４３ｃのそれぞれ重なる部
分に嵌まり込むピン４４ａと、から構成されている。こ
れらの詳細については後述する。

【００２５】付勢バネ４５は、コイルバネからなり、第
１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の回転方
向における位置関係を保持させるための位置保持手段と
なっている。すなわち、付勢バネ４５は、第１および第
２の相対変位検出用部材４２，４３を嵌めあわせた際
に、第１の相対変位検出用部材４２に対し周方向への力
を与えるものとなっており、この付勢力により第１およ
び第２の相対変位検出用部材４２，４３の相対変位量の
保持、すなわち両者の位置保持を行うものとなってい
る。この付勢バネ４５による位置保持を行わないとする
と、重量測定時にばらつきが出やすいものとなるが、要
求される精度によっては省略しても良い。

【００２６】本実施の形態は、逆転防止レバー３４ａに
よってロータ２２の逆転を防止する構成となっており、
ターンテーブル１１は一方向回転するものとなってい
る。これは、電子レンジにおいては、特に両方向回転と
する必要性がないからである。

【００２７】なお、上述の位置保持手段は、具体的に
は、図６に示すように、付勢バネ４５が第１の相対変位
検出用部材４２を周方向へ付勢することによって、ピン
４４ａと第１の相対変位検出用部材４２に設けられる溝
４２ｂ，溝４２ｃとの当接位置Ｗ１を、溝４２ｂ，４２
ｃの一方側の辺４２ｃ１，４２ｂ１となるようにしてい
る。一方、ターンテーブル１１が回転する際のピン４４
ａと第２の相対変位検出用部材４３に設けられる溝４３
ｂ，４３ｃとの当接位置Ｗ２は、溝４３ｂ，４３ｃの他
方側の辺４３ｂ２，４３ｃ２に常時位置することとな
る。これにより、ピン４４ａは、重なり合った両溝内で
がたつかないように抑えられ、第１および第２の相対変
位検出用部材４２，４３の周方向における位置関係が常
に同じ状態に保持されるようになっている。

【００２８】この付勢バネ４５は、スラスト軸４１を中
心とする同一半径上に形成された第１の相対変位検出用
部材４２の突起５１ｄおよび第２の相対変位検出用部材
４３の格納壁５２ｄと押さえ突起５２ｅからなる格納部
内に圧縮された状態で両端が支持されるようになってい
る。

【００２９】これによって付勢バネ４５は、第１の相対
変位検出用部材４２に対し周方向へ付勢力を与えるよう
になっている。この付勢力は、ピン４４ａに当接するこ
とによって後述する基準面側へ向かう力Ｆ１を第１の相
対変位検出用部材４２に発生させる。このため、第１の
相対変位検出用部材４２は、軸方向の位置も常に一定の
位置（＝基準面に当接した位置）となる。

【００３０】また、重量検出信号出力手段は、第１およ
び第２の相対変位検出用部材４２，４３の相対変位量に
応じた信号を重量検出信号として出力する。この重量検
出信号出力手段は、図７に示されるように、第１の相対
変位検出用部材４２側に設けられる被検出体となる３個
のマグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３と、第２の相対変位検出
用部材４３側に設けられる被検出体となる３個のマグネ
ットＡ１，Ａ２，Ａ３と、これらのマグネットＢ１〜Ｂ
３，Ａ１〜Ａ３の発生する磁気を電気信号に変換する検
出器となるケーシング１４に固定配置されたホール素子
であるホールＩＣ４７からなる。なお、これらの詳細に
ついては後述する。

【００３１】なお、減速輪列としての第１歯車３１、第
２歯車３２、第３歯車３３は、スラスト軸４１の１回転
に対して、モータ２０のロータ２２が整数回転する様に
ギア比を決める。これによって、回転方向の位置変化量
が変わらない時、すなわち、所定の重量が加わり、第１
および第２の相対変位検出用部材４２，４３の相対変位
量が一定となって回転している時のモータ２０からの漏
れ磁界は、スラスト軸４１の所定の位置毎に常に同位相
になり、同一条件での測定が出来ることとなる。

【００３２】たとえば、１回転に一度検出される信号用
のマグネットＡ１の磁力を検出するタイミングでのロー
タ２２の回転位置は、常に同じになる。このため、ロー
タ２２からの磁束やモータ２０内のステータからの磁束
がホールＩＣ４７へ与える影響は、スラスト軸４１が何
度回転しても同一となる。このような関係は、他のマグ
ネットＡ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とモータ２０でも
同様となる。また、ロータ２２による振動の影響も常に
同一条件となる。このため、測定結果にばらつきが無く
なり、精度の良い検出が可能となる。

【００３３】なお、ロータ２２等の影響を常に同じよう
にするためには、スラスト軸４１の１回転に対して、ロ
ータ２２が整数回転する様にギア比を決める方法の他
に、スラスト軸４１の２回転や３回転で、ロータ２２が
整数回転する様にギア比を決める方法も採用できる。た
だし、このような場合は、測定を２回（２回の倍数含
む）や３回（３回の倍数含む）実施することによって測
定精度が安定する。

【００３４】次に、重量検出部１３についてさらに詳細
に説明する。スラスト軸４１は、上述したようにその一
端（後端）がターンテーブル１１に係合または固定され
ており、ターンテーブル１１にモータ２０の回転力を伝
達するとともに、ターンテーブル１１に調理品が載せら
れることによりターンテーブル１１と一緒にスラスト方
向に下降するようになっている。

【００３５】そして、このスラスト軸４１の他端（先
端）側には、荷重バネとなるコイルバネ４６を押し下げ
るための介在部材となる樹脂製の樹脂キャップ４８およ
びこの樹脂キャップ４８を受ける伝達部材となる金属製
の金属キャップ４９が取り付けられている。これは、ス
ラスト軸４１が一般にセラミック製であるため、直接に
金属キャップ４９で受けると、金属側が摩耗して、スラ
スト軸４１の上下位置が変化してしまう。この摩耗防止
を目的として、スラスト軸４１の端部に樹脂キャップ４
８を被せ、スラスト軸４１と一体回転させている。な
お、コイルバネ４６は、ケース本体１４ａにネジ止め固
定された突出円筒部１４ｃとなるケース内に納められて
いる。また、樹脂キャップ４８と金属キャップ４９との
間には、さらに摩耗を減らすために、潤滑材としてのグ
リスＲ１が塗布されている。

【００３６】なお、コイルバネ４６が前後左右およびス
ラスト軸４１の回転方向に移動すると、スラスト軸４１
の上下位置が変化して、重量の測定値が変化してしま
う。このため、コイルバネ４６が前後左右およびスラス
ト軸４１の回転方向に移動しないように、コイルバネ４
６の底を突出円筒部１４ｃに固定している。この固定
は、突出円筒部１４ｃの内側中央に設けられた立ち上が
り部１４ｄにコイルバネ４６を接触させて前後左右の移
動ができないようにし、さらにコイルバネ４６の底と突
出円筒部１４ｃの底の部分に粘着グリスＲ２を塗布し
て、回転を阻止することで固定している。この固定は、
他の方法、たとえば、立ち上がり部１４ｄを設けずに、
単に接着材による固定やプラズマ溶着による固定を採用
することができる。

【００３７】また、金属キャップ４９の位置がずれる
と、スラスト軸４１の上下位置が変化して、測定値が変
化する。この防止のため、金属キャップ４９の位置がず
れないように、金属キャップ４９をコイルバネ４６にプ
ラズマ溶着Ｒ３で固定している。この固定は、プラズマ
溶着Ｒ３以外に、接着材による固定など他の固定方法を
採用することができる。

【００３８】また、コイルバネ４６の底部以外や金属キ
ャップ４９が突出円筒部１４ｃの内面に接触すると、ス
ラスト軸４１にかかる重さの一部がコイルバネ４６にか
からないようになるため、正しい測定が行えなくなる。
このため、コイルバネ４６が圧縮、伸張を繰り返す際、
このコイルバネ４６及び金属キャップ４９が、突出円筒
部１４ｃの内面に接触しないように各部材の大きさを設
定している。すなわち、このコイルバネ４６の外径部及
び金属キャップ４９の外径部と、突出円筒部１４ｃの内
面とが接触しないように十分な隙間ｇ１を設けている。
この隙間ｇ１は、プラズマ溶着Ｒ３を考慮しても十分な
隙間となるように、０．２〜１．５ｍｍとなっている。

【００３９】さらに、樹脂キャップ４８を、その外周側
面が金属キャップ４９の側面内側と対向するように配置
し、その対向部分の隙間ｇ２を５０〜５００μｍとして
いる。この隙間ｇ２が大きいと、樹脂キャップ４８と金
属キャップ４９とのラジアル方向の接触部分が、外部衝
撃で移動する事態が考えられる。接触部分が移動した場
合、スラスト軸４１の上下位置が変化して、測定値が変
化する。この防止のため、対向部分の隙間ｇ２を５０〜
５００μｍとし、スラスト軸４１の回転がスムーズに行
えると共に、移動した場合の移動量を少なくしている。
なお、隙間ｇ２が小さすぎると、樹脂キャップ４８が金
属キャップ４９と接触しすぎとなり、スラスト軸４１の
回転に不具合が生ずる。

【００４０】コイルバネ４６は、断面が四辺形のいわゆ
る角線コイルバネといわれるコイルバネが用いられ、ス
ラスト軸４１の下降しようとする力に抗する付勢力をス
ラスト軸４１に対して与えている。すなわち、スラスト
軸４１は、コイルバネ４６によって支持され、重量に応
じてコイルバネ４６の復元力に抗してスラスト方向に変
位するようになっている。コイルバネ４６は、上部およ
び下部の各端面が水平となるように、各先端が細くされ
ている。

【００４１】なお、コイルバネ４６の荷重特性は、荷重
に対し、圧縮長が正比例的に変化するものとなってお
り、しかも、７ｋｇの荷重が加わってもその変異はわず
か３ｍｍ程度となっている。このように、角線コイルバ
ネは、高荷重に対しても変位が小さいので、スペース的
に制約があって変位方向のスペースを抑え、しかも、高
荷重に対応したいという場合に好都合である。

【００４２】また、第１の相対変位検出用部材４２は、
図４に示すように、円筒形状をなし、その中心部には、
スラスト軸４１を貫通させる孔４２ａが形成されてい
る。そして、その側面円筒部分には、中心軸を挟んで対
向する位置に一対の溝４２ｂ，４２ｃが形成される。こ
の溝４２ｂ，４２ｃは、中心軸方向に対し所定の角度を
有して斜めに形成されている。この斜めの溝４２ｂ，４
２ｃは、回し抜き構造を持った型で樹脂成形すること
で、スプライン状に形成されている。スプライン状に形
成することで、ピン４４ａの縦方向の変化を回転方向の
変化に、リニアの関係で円滑に変換することができる。

【００４３】また、側面円筒部分の外側には、１２０°
間隔で配置されるマグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３を装填す
るためのマグネット装填部５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設
けられている。これらのマグネット装填部５１ａ，５１
ｂ，５１ｃのうちの一つであるマグネット装填部５１ａ
には、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３
の回転方向における位置関係を位置保持するための付勢
バネ４５の一端側を係止する突起５１ｄが設けられてい
る。なお、この付勢バネ４５の他端側は、第２の相対変
位検出用部材４３に設けられた格納壁５２ｄと押さえ突
起５２ｅからなる格納部内に装填される。

【００４４】一方、出力歯車ともなる第２の相対変位検
出用部材４３は、図５に示すように、一端が有底で他端
が開口の円筒形状をなし、その内径は第１の相対変位検
出用部材４２の外径よりもやや大径で、内部には同心円
状に形成された内部円筒部４３ａを有する。この内部円
筒部４３ａの外径は第１の相対変位検出用部材４２の内
径よりやや小径であり、その側面円筒部分には、その円
筒の中心軸を挟んで対向する位置に、一対の軸方向に切
り欠かれた溝４３ｂ，４３ｃが形成されている。

【００４５】このような第２の相対変位検出用部材４３
の有底端側の中心部には、スラスト軸４１を貫通させる
孔４３ｄが形成される。また、この第２の相対変位検出
用部材４３は、その外側面に歯車が形成され、回転駆動
手段１２の第３歯車３３と歯合し、出力歯車としての働
きも行う。

【００４６】このような第２の相対変位検出用部材４３
は、その一端側が、金属製の板状のバネ部材となる葉形
スプリング５０と当接している。葉形スプリング５０
は、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３
と、ケーシング１４の一方の天板となるケース蓋１４ｂ
の内面との間に配置されている。この葉形スプリング５
０は、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３
をスラスト方向に付勢する付勢手段となっている。

【００４７】そして、第１の相対変位検出用部材４２と
第２の相対変位検出用部材４３は、第１の相対変位検出
用部材４２の溝４２ｂ，４２ｃの入口部分がある端部
と、第２の相対変位検出用部材４３の開放端とを対向さ
せるようにして、第１の相対変位検出用部材４２を第２
の相対変位検出用部材４３内に挿入する。これにより、
第２の相対変位検出用部材４３の内部円筒部４３ａは、
第１の相対変位検出用部材４２内に挿入される状態とな
る。

【００４８】また、第２の相対変位検出用部材４３の有
底端には、外方向に突出した円筒形の突出部４３ｅ（図
２参照）が形成され、この円筒形の突出部４３ｅは葉形
スプリング５０に当接している。これにより、第２の相
対変位検出用部材４３は、ケース本体１４ａの底面側に
付勢力Ｆ２によって付勢されている。そして、第２の相
対変位検出用部材４３の開口端側には、ケース本体１４
ａの内面と第１および第２の相対変位検出用部材４２，
４３との間に平板状のワッシャー５４が配置されてい
る。このように第２の相対変位検出用部材４３は、一方
から葉形スプリング５０で付勢され、他方をワッシャー
５４に押し付けられるようになっているので上下方向の
動きが規制されることとなる。

【００４９】また、第１の相対変位検出用部材４２は、
第２の相対変位検出用部材４３を介して付勢力Ｆ２によ
ってワッシャー５４側に押し付けられる。なお、第２の
相対変位検出用部材４２は、付勢バネ４５の付勢力から
発生するＦ１によってもワッシャー５４に押し付けられ
るようになっている。

【００５０】このように、ワッシャー５４は、ターンテ
ーブル１１に重量がかけられていないとき（すなわち、
初期状態）やターンテーブル１１に調理部材が載置され
ないと、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４
３が共に当接するようになっている。すなわち、このワ
ッシャー５４は、初期状態や調理時において、付勢手段
となる葉形スプリング５０によって付勢された第１およ
び第２の相対変位検出用部材４２，４３の端面を受ける
基準面となっており、第１および第２の相対変位検出用
部材４２，４３は、ターンテーブル１１にかかる重量に
応じてこの基準面から相対変位するようになっている。
この構成により、重量による両者の相対変位量が安定
し、確実に誤差のない重量検出が可能となる。

【００５１】なお、葉形スプリング５０によって付勢さ
れた第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の
各端面が、同時にワッシャー５４に当接するような形状
にしているが、第１の相対変位検出用部材４２のみがワ
ッシャー５４に当接するような構成としてもよい。ま
た、第２の相対変位検出用部材４３のみがワッシャー５
４に当接するような形状としたときは、付勢バネ４５の
付勢力Ｆ１によって第１の相対変位検出用部材４２もワ
ッシャー５４に当接することとなる。また、ワッシャー
５４は、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４
３が滑らかに回転するために設けられているものである
が、これを無くして、直接ケース本体１４ａの底面を基
準面としても良い。

【００５２】本実施の形態は、このように葉形スプリン
グ５０や付勢バネ４５によって第１および第２の相対変
位検出用部材４２，４３をスラスト方向に付勢し、基準
面となるワッシャー５４で両者の端面を受ける構成とな
っている。葉形スプリングがある場合、実際の重量と測
定換算値とがほぼ一致し、ほとんどばらつきが出ないの
に対し、葉形スプリングが無い場合では、実際の重量と
測定換算値がばらつくこととなる。このように、葉形ス
プリング５０が、第１および第２の相対変位検出用部材
４２，４３をスラスト方向に付勢して基準面となるワッ
シャー５４に確実に当接させることにより、本実施の形
態の重量検出装置１がより正確な重量検出ができるとい
う効果を有する。

【００５３】また、スラスト軸４１には、ピン４４ａが
スラスト軸４１の中心軸を直角に横切ってピン４４ａの
両端が両側（左右という）に突出するように取り付けら
れる。そして、このピン４４ａの左右の突出部分は、第
２の相対変位検出用部材４３の内部円筒部４３ａに形成
された軸方向の溝４３ｂ，４３ｃに係合するとともに、
第１の相対変位検出用部材４２に形成された斜め方向の
溝４２ｂ，４２ｃに係合する。さらに、ピン４４ａの一
端は、第２の相対変位検出用部材４３の内部円筒部４３
ａに形成された溝４３ｂと第１の相対変位検出用部材４
２を挟んで対向配置されたスリット４３ｆに係合してい
る。

【００５４】このスラスト軸４１は、その先端がケース
本体１４からワッシャー５４および軸受け部材５３ａを
突き抜けて突出円筒部１４ｃ内に配置された金属キャッ
プ４９に到達し、ターンテーブル１１に加わる重量によ
って金属キャップ４９を押してコイルバネ４６を圧縮さ
せる動作を行う。この際、このスラスト軸４１の先端
は、樹脂キャップ４８を介して当接しており、樹脂キャ
ップ４８とともに回転自在となっている。そして、この
スラスト軸４１の後端側は、ケース蓋１４ｂから軸受け
部材５３ｂを突き抜けて外方に突出し、ターンテーブル
１１に係合または固定されている。

【００５５】スラスト軸４１は、このような状態で取り
付けられる。すなわち、このスラスト軸４１に取り付け
られたピン４４ａが、前述したように、第２の相対変位
検出用部材４３側の溝４３ｂ，４３ｃ（中心軸と同一方
向、すなわち軸方向に形成されている）に係合している
とともに、第１の相対変位検出用部材４２側の溝４２
ｂ，４２ｃ（中心軸方向に対して所定角度傾斜して斜め
に形成されている）に係合している。このため、スラス
ト軸４１が押し下げられるように動作すると、ピン４４
ａが第２の相対変位検出用部材４３側の溝４３ｂ，４３
ｃと第１の相対変位検出用部材４２の溝４２ｂ，４２ｃ
を通って下方に移動しようとする。このとき、第２の相
対変位検出用部材４３は、回転方向の動きが規制され、
しかも溝４３ｂ，４３ｃが軸方向と同一となっているの
で、回転することはない。一方、第１の相対変位検出用
部材４２は、ピン４４ａが下方に移動することによっ
て、スラスト軸４１を中心に回転方向に動く。これを図
６により説明する。

【００５６】図６（Ａ）の状態は、スラスト軸４１が初
期の状態（ターンテーブル１１に調理品が載せられてい
ない状態）におけるピン４４ａと第１および第２の相対
変位検出用部材４２，４３の溝４２ｂ，４２ｃ，４３
ｂ，４３ｃの関係を示している。図６（Ｂ）は、ターン
テーブル１１に調理品が載せられてスラスト軸４１が最
大限下降した状態におけるピン４４ａと第１および第２
の相対変位検出用部材４２，４３の溝４２ｂ，４２ｃ，
４３ｂ，４３ｃの関係を示している。この図６（Ａ），
（Ｂ）からもわかるように、第１の相対変位検出用部材
４２は所定角度回動し、溝４２ｂ，４２ｃが円周上を周
方向に距離Ｌだけ移動（回動）したことになる。

【００５７】このように、ターンテーブル１１に荷重が
加わると、その荷重に比例して、スラスト軸４１が変位
（下降）し、それに伴って、第１の相対変位検出用部材
４２が最大で距離Ｌだけ回転方向に移動可能となってい
る。この図６（Ｂ）の状態は、ターンテーブル１１に最
大荷重（ここでは、７ｋｇとしている）が加わった状態
が示されている。

【００５８】また、このターンテーブル１１を回転駆動
させる場合は、モータ２０を通電状態とすれば、その回
転力が、第１歯車３１から第３歯車３３へと伝達され、
さらに、この第３歯車３３に歯合している第２の相対変
位検出用部材４３に伝達される。この第２の相対変位検
出用部材４３が回転すれば、当接位置Ｗ２を介してその
回転力はピン４４ａによってスラスト軸４１に伝達さ
れ、これによりターンテーブル１１を回転させることが
できる。

【００５９】このように、ピン４４ａと第１の相対変位
検出用部材４２側に設けられた溝４２ｂ，４２ｃ、第２
の相対変位検出用部材４３側に設けられた溝４３ｂ，４
３ｃは、スラスト軸４１がスラスト方向に変位したとき
は、第１の相対変位検出用部材４２をスラスト軸４１の
変位量に応じてスラスト軸４１を中心に所定回動角度だ
け回動させる。そして、第２の相対変位検出用部材４３
が回転駆動手段１２からの駆動力を受けて回転する際、
ピン４４ａ等は、モータ２０の回転力をスラスト軸４１
に伝達可能とする動作を行う。すなわち、ピン４４ａ等
は、前述した変位方向変換手段としての構成をなすもの
である。

【００６０】次に、第１の相対変位検出用部材４２の第
２の相対変位検出用部材４３に対する相対運動によっ
て、ターンテーブル１１に加わる荷重の大きさに対応す
る電気信号を出力する手段、つまり、重量検出信号出力
手段について説明する。

【００６１】第１の相対変位検出用部材４２には、３つ
のマグネットＡ１，Ａ２，Ａ３が同一平面状に等間隔に
配置されている。これらの各マグネット間は、１２０°
離れている。一方、第２の相対変位検出用部材４３に
は、３つのマグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３が同一平面状に
等間隔に配置されている。これらの各マグネット間は、
１２０°離れている。そして、第１および第２の相対変
位検出用部材４２，４３を上述したように同軸上となる
ように嵌めあわせた状態では、上述した６つのマグネッ
トＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、対応するマ
グネット同士、すなわちマグネットＡ１とマグネットＢ
１、マグネットＡ２とマグネットＢ２、マグネットＡ３
とマグネットＢ３が、それぞれ所定角度、この実施の形
態では３３．２４°離れるように同一平面状に配置され
る。

【００６２】そして、そのマグネット近傍には、磁気を
電気信号に変換して出力するホール素子であるホールＩ
Ｃ４７がケーシング１４に固定配置されている。具体的
には、このホールＩＣ４７は、樹脂成形部品であるホル
ダ５６に垂直壁として延設された支持柱５６ａの下方の
凹所内に固定されていて、ケース本体１４ａの底面に設
けられた孔を通してケーシング１４の内部に突出するよ
うに構成されている。ホールＩＣ４７の３つの端子は、
ケース本体１４ａの外側に突出し、プリント基板に半田
付けされる。また、このプリント基板上にはコネクタや
チップコンデンサ等の部品も取り付けられている。

【００６３】ホールＩＣ４７を固定するホルダ５６は、
ケース本体１４ａに固定されるとともに、上側ケース１
４ｂに対して位置決めされる構造を設けている。すなわ
ち、ケース本体１４ａの底面に設けられた孔から挿入さ
れた支持柱５６aの先端縁には突起が設けられているの
に対して、上側のケース蓋１４ｂには係合孔が設けられ
ており、ホルダ５６をケース本体１４ａに固定すると同
時にホルダ５６の突起が係合孔に嵌合し、これにより、
支持柱５６ａは、傾きが無いように位置決め固定され
る。

【００６４】この結果、各マグネットＡ１，Ａ２，Ａ
３、マグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３との間隔が所定ギャッ
プに固定され、ホールＩＣ４７が精度よく働くようにな
る。この支持柱５６ａは、ケーシング１４の上側のケー
ス蓋１４ｂと下側のケース本体１４ａ間の支持壁として
も働くので、対向面の間隔が熱変形等により変化する
（狭くなる）事も同時に防止する役割を果たしている。
なお、このホルダ５６は、樹脂で作る他に、金属を削り
またはプレスして作成しても良い。

【００６５】図８（Ａ）、（Ｂ）は、各マグネットＡ
１，Ａ２，Ａ３、マグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３、ホール
ＩＣ４７の位置関係を説明する図であり、わかりやすく
するため模式的な図としているため、これまでの説明で
用いた図１から図７に示す構造をそのまま表していない
部分もある。

【００６６】マグネットＡ１，Ａ２，Ａ３は、第２の相
対変位検出用部材４３の円周部に等間隔で設けられたマ
グネット装填部５１ａ，５１ｂ，５１ｃにそれぞれ装填
され、樹脂の熱溶着や接着材によって固定される。同様
に、マグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３は、第１の相対変位検
出用部材４２の円周部に等間隔で設けられたマグネット
装填部５２ａ，５２ｂ，５２ｃにそれぞれ装填され、樹
脂の熱溶着や接着材によって固定される。マグネットＡ
１，Ａ２，Ａ３と、マグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ３は、互
い違いに同一平面上に配置される。つまり、マグネット
Ａ１、マグネットＢ１、マグネットＡ２、マグネットＢ
２、マグネットＡ３、マグネットＢ３というような互い
違いの配置となり、それぞれが同一平面上に配置された
構造となる。

【００６７】なお、図８（Ａ）は、図６（Ａ）の状態に
対応した位置関係を示しており、スラスト軸４１が初期
の状態（ターンテーブル１１に調理品が載せられていな
い状態）における位置関係である。また、図８（Ｂ）
は、図６（Ｂ）の状態に対応した位置関係を示してお
り、ターンテーブル１１に７ｋｇの調理品が載せられて
スラスト軸４１が最大限下降した状態における位置関係
を示している。

【００６８】図８（Ａ）では、近接位置に配置される１
組のマグネット（例えば、マグネットＡ１とマグネット
Ｂ１）の間隔が所定間隔Ｙ１となる。そして、ターンテ
ーブル１１に調理品（７ｋｇとする）が載せられてスラ
スト軸４１が最大限下降した状態となると、第１の相対
変位検出用部材４２が最大限回動して図６（Ｂ）のよう
な状態となる。すると、図８（Ｂ）に示されるように、
第１の相対変位検出用部材４２のマグネットＢ１，Ｂ
２，Ｂ３がそれぞれ周方向に移動する。そのため、上述
したように初期の状態において近接位置に配置された１
組のマグネット（例えば、マグネットＡ１とマグネット
Ｂ１）の間隔が開くこととなる。

【００６９】このような構成において、その動作につい
て説明する。まず、ターンテーブル１１に調理品が載せ
られていない場合には、第１の相対変位検出用部材４２
と第２の相対変位検出用部材４３との関係は、図６
（Ａ）のような状態となっている。この状態では、マグ
ネットＡ１，Ａ２，Ａ３と、マグネットＢ１，Ｂ２，Ｂ
３は、図８（Ａ）のような位置関係となっている。

【００７０】この状態で、モータ２０が回転したとすれ
ば、第２の相対変位検出用部材４３も回転し始め、ホー
ルＩＣ４７からは、図９（Ａ）に示すような出力が得ら
れる。つまり、ホールＩＣ４７からは、近接するマグネ
ット間の角度に比例した時間間隔で信号が出力される。
すなわち、マグネットＡ１，Ｂ１，Ａ２の部分に着目す
れば、マグネットＡ１，Ａ２間は角度Ｗ離れており、マ
グネットＡ１，Ｂ１間の角度がＹ１となっているので、
マグネットＢ１，Ａ２間の角度は、Ｗ−Ｙ１＝Ｚ１とな
る。

【００７１】ここで、第２の相対変位検出用部材４３に
おけるマグネットＡ１，Ａ２，Ａ３のみを考えたとき、
ターンテーブル１１の回転に伴って、マグネットＡ１に
よるホールＩＣ４７の信号Ａｓ１とマグネットＡ２によ
るホールＩＣ４７の信号Ａｓ２までの時間（各信号にお
ける時間幅の中心間の時間）をｔとすれば、この時間ｔ
は不変であり、角度Ｗに対応する時間となる。そのた
め、ターンテーブル１１に調理品が載っていない場合、
マグネットＡ１とマグネットＢ１間においては、まずホ
ールＩＣ４７から信号Ａｓ１が出力され、角度Ｙ１に対
応する時間が経過すると、信号Ｂｓ１が出力される。な
お、マグネットＡ２とマグネットＢ２およびマグネット
Ａ３とマグネットＢ３の関係も、この関係と同様であ
る。

【００７２】このとき、マグネットＡ１とマグネットＢ
１のみ、すなわち１対のみのマグネットの場合でも、１
周期に対する両マグネットＡ１，Ｂ１間の角度に対応す
る時間割合が計算されるが、スラスト軸４１の傾きなど
があり、スラスト軸４１とホルダ５６の傾きが同一でな
いと、その傾きの差が測定値に現れる。本実施の形態で
は、複数対のマグネットとなっているので、スラスト軸
４１の傾きにより位置変化の検出値が大きくなる対と小
さくなる対が発生し、平均化することで正しい値に近く
なる。

【００７３】この実施の形態では、次に、マグネットＢ
１とマグネットＡ２間において、ホールＩＣ４７から信
号Ｂｓ１が出力され、角度Ｚ１に対応する時間が経過す
ると、信号Ａｓ２が出力される。なお、マグネットＢ２
とマグネットＡ３およびマグネットＢ３とマグネットＡ
１の関係も、この関係と同様である。

【００７４】なお、ホールＩＣ４７から出力される信号
間の時間の計測の仕方としては、前述したように、信号
の中心（信号幅の中心）間の長さを計測するようにする
とともに１周によって得られる各３つの値が平均化され
る。信号の中心（信号幅の中心）間の長さを計測するの
は、ホールＩＣ４７の出力信号の幅が温度によって変化
する可能性があるからであり、平均化するのは、スラス
ト軸４１の傾きに対処するためである。

【００７５】一方、ターンテーブル１１に何らかの調理
品が載せられ、調理が開始されると、ターンテーブル１
１が回転を開始するとともに、調理品の重みによってタ
ーンテーブル１１とともにスラスト軸４１が下降する。

【００７６】これによって、第１の相対変位検出用部材
４２がターンテーブル１１の下降量に比例して回動し、
マグネットＡ１に対するマグネットＢ１、マグネットＡ
２に対するマグネットＢ２というように隣り合うマグネ
ット間のマグネット間角度が変化する。このとき、ター
ンテーブル１１は回転状態にあるため、ホールＩＣ４７
からは、マグネットＡ１に対しては信号Ａｓ１、マグネ
ットＢ１に対しては信号Ｂｓ１、マグネットＡ２に対し
ては信号Ａｓ２、マグネットＢ２に対しては信号Ｂｓ２
というように、それぞれのマグネットの通過に対応して
信号が出力される。しかし、このときの信号Ａｓ１とＢ
ｓ１の時間間隔は、前述した初期状態時の時間間隔より
長くなる。一方、信号Ｂｓ１とＡｓ２の時間間隔は、前
述した初期状態時の時間間隔より短くなる。

【００７７】たとえば、極端な例として、７ｋｇの調理
品がターンテーブル１１に載せられると、第２の相対変
位検出用部材４３側のマグネットＡ１，Ａ２，Ａ３と第
１の相対変位検出用部材４２側のマグネットＢ１，Ｂ
２，Ｂ３の関係は図８（Ｂ）のような位置関係となる。
つまり、第１の相対変位検出用部材４２側のマグネット
と第２の相対変位検出用部材４３側のマグネットの初期
状態において近接位置にあるマグネット間角度（たとえ
ば、マグネットＡ１とマグネットＢ１のマグネット間角
度）は、Ｙ２に広がり、近接しない位置に配置されてい
たマグネット（例えば、マグネットＢ１にとってのマグ
ネットＡ２）との角度が狭くなるので、ホールＩＣ４７
からは図９（Ｂ）のような出力が得られる。

【００７８】この図９（Ｂ）からもわかるように、マグ
ネットＡ１に対する信号Ａｓ１とマグネットＢ１に対す
る信号Ｂｓ１の時間間隔は、図９（Ａ）における対応す
る間隔より長くなる。つまり、初期状態（ターンテーブ
ル１１に調理品が載せられていない状態）では、信号Ａ
ｓ１と信号Ｂｓ１の時間間隔は、短い間隔であるが、７
ｋｇの調理品がターンテーブルに載せられると、信号Ａ
ｓ１と信号Ｂｓ１の時間間隔は、広がり、調理品の重さ
に応じて、ホールＩＣ４７からは異なった時間間隔の信
号を取り出すことができる。したがって、このホールＩ
Ｃ４７の出力を用いて、調理品の重量を計測することが
できる。なお、この変位量の重量への換算は、マイクロ
コンピュータ（図示省略）によって行っている。

【００７９】図１０は、ターンテーブルに加わる荷重
（調理品の重量）と、第２の相対変位検出用部材４３側
のマグネットトＡ１によるホールＩＣ出力に対する第１
の相対変位検出用部材４２側のマグネットＢ１によるホ
ールＩＣ出力の時間間隔を百分率で表したものであり、
マグネットＡ１，Ａ２，Ａ３間の各時間間隔ｔを１００
％とし、このｔに対しての百分率である。なお、マグネ
ットＡ２に対するマグネットＢ２、マグネットＡ３に対
するマグネットＢ３の関係も同様となる。この図１５か
らもわかるように、荷重が０の場合は２８％（０．２８
ｔ）、荷重が１ｋｇの場合は約３０％（０．３０ｔ）、
荷重が４ｋｇの場合は約３８％（０．３８ｔ）というよ
うに、荷重に比例して時間間隔が長くなって行き、最大
荷重（７ｋｇ）では、約４４％（０．４４ｔ）となる。

【００８０】一方、図１１は、ターンテーブルに加わる
荷重（調理品の重量）と、第１の相対変位検出用部材４
２側のマグネットトＢ１によるホールＩＣ出力に対する
第２の相対変位検出用部材４３側のマグネットＡ２によ
るホールＩＣ出力の時間間隔を百分率で表したものであ
り、マグネットＡ１，Ａ２，Ａ３間の各時間間隔ｔを１
００％とし、このｔに対しての百分率である。なお、マ
グネットＢ２に対するマグネットＡ３、マグネットＢ３
に対するマグネットＡ１の関係も同様となる。この図１
６からもわかるように、荷重が０の場合は７２％（０．
７２ｔ）、荷重が１ｋｇの場合は約７０％（０．７０
ｔ）、荷重が４ｋｇの場合は約６２％（０．６２ｔ）と
いうように、荷重に比例して時間間隔が短くなって行
き、最大荷重（７ｋｇ）では、約５６％（０．５６ｔ）
となる。

【００８１】このような関係に基づいて、調理品の重量
を検出することができ、調理品の重量がわかればそれを
考慮した調理時間などを自動的に設定することができ
る。

【００８２】ところで、これまでの説明では、第２の相
対変位検出用部材４３側のマグネットと第１の相対変位
検出用部材４３側のマグネットはそれぞれ３個づつの３
対で構成したが、もっと多くしてもよいし、例えば１対
としても良い。原理的には、第２の相対変位検出用部材
４３側のマグネットと第１の相対変位検出用部材４２側
のマグネットは１対のみのマグネットによっても、ター
ンテーブル１１の変位量をホールＩＣ４７の時間間隔の
変位として取り出すことは可能である。しかし、５０Ｋ
Ｈｚ地域と６０ｋＨｚ地域の違いに関係なく使用可能と
するには、基準となる時間（この場合は、第２の相対変
位検出用部材４３側の各マグネットＡ１，Ａ２，Ａ３の
マグネット間の時間間隔ｔ）に対する変位量（＝割合）
で表すのが好ましい。したがって、変位量を得るため
に、第１および第２の相対変位検出用部材４２，４３の
マグネットを１対としても良いが、少なくとも２つの間
隔を算出する必要がある。

【００８３】以上のように上述の実施の形態では、ター
ンテーブル１１のスラスト方向の変位量を、第１の相対
変位検出用部材４２の回転方向の変位量に変換し、その
回転方向の変位量に比例したホールＩＣ４７の出力を得
て、このホールＩＣ４７の出力の変位量に基づいて、タ
ーンテーブル１１に載せられた調理品の重量を検出する
ようにしている。また、これらの重量検出動作は、ター
ンテーブル１１に調理品を載せ、調理を開始させること
によるターンテーブル１１の回転中に行うことができ、
最大でも、ターンテーブル１１が１周する間に行うこと
ができ、効率の良い重量検出が可能となる。

【００８４】さらに、ターンテーブル１１の回転時、第
１および第２の相対変位検出用部材４２，４３は、付勢
バネ４５によって周方向の位置関係を保持されると共
に、基準面となるワッシャー５４に対して葉形スプリン
グ５０によって押し付けられている。そのため、回転時
に位置関係がずれず、正確な変位量、すなわち正確な重
量検出が行えるものとなっている。

【００８５】また、ターンテーブル１１を回転駆動させ
るための回転駆動手段１２と重量を検出するための重量
検出部１３を１つのケーシング１４内に収納した構成、
換言すれば、重量検出部１３を回転駆動手段１２内に組
み込んだ構成としたので、重量検出部１３と回転駆動手
段１２とを別々に組み立ててその後で両者を結合させる
よりは、組立工数の削減が図れ、全体的に小型なものと
することができ、コストの低廉化も可能となる。

【００８６】なお、前述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変
形実施可能である。たとえば、前述の実施の形態では、
ターンテーブル１１が一方向回転のみするものとして説
明したが、ターンテーブル１１は双方向回転可能なもの
としても良い。その場合、本発明では、上述したように
位置保持手段としての付勢バネ４５が第１および第２の
相対変位検出用部材４２，４３の周方向の位置保持を行
う構成となっているので、測定値にばらつきが生じず、
回転方向による一定値の補正をするのみで対応でき、検
出装置としての効果がより発揮されることとなる。

【００８７】また、摩擦が小さく、摩耗が少ない場合に
は、樹脂キャップ４８と金属キャップ４９との間の潤滑
材を省略しても良い。さらに、図１２に示すように、介
在部材として、耐摩耗性の良いシート６１を金属キャッ
プ４９上に載置する構成としても良い。この場合、スラ
スト軸４１の先端に、半球状突起４１ａを設け、先端を
細くするのが好ましいが、摩耗が少なければ平面状でも
良い。また、この図１２で示す例では、突出円筒部１４
ｃを上側が広くなるケースとし、コイルバネ４６と金属
キャップ４９との固定及びコイルバネ４６と突出円筒部
１４ｃとの各固定を接着材Ｒ４で行っている。

【００８８】さらには、伝達部材を金属ではなく、他の
部材、たとえば樹脂材としてもよく、その形状もキャッ
プ形状ではなく、平板状など他の形状としても良い。ま
た、金属キャップ４９のコイルバネ４６への固定は、圧
入や接着としても良い。さらに、金属キャップ４９は、
図１３に示すように、中央が低くなる形状としても良
い。この場合、樹脂キャップ４８の底面に半球状の突起
４８ａを設け、その突起４８ａがいつも金属キャップ４
９の中央に当接するように構成するのが好ましい。

【００８９】また、ターンテーブル１１側のスラスト軸
４１は、ケーシング１４の他方の天板を構成するケース
蓋１４ｂの筒状のバーリング部から突出されているが、
このスラスト軸４１を、ケース蓋１４ｂに基端を固定さ
せた傾き防止手段となるリールバネなどによって外周方
向から予圧を加えるようにしても良い。スラスト軸４１
のガタツキがあると、スラスト軸４１の傾きにより重量
の測定値が異なるが、この構造とすると、スラスト軸４
１のがたつきは無くなり、検出誤差を解消することがで
きる。なお、スラスト軸４１に予圧を与える部材として
は、リールバネの他に、板バネ、バネ性を持つ樹脂、ゴ
ム材料などとしても良い。

【００９０】また、前述の実施の形態では、３対のマグ
ネットＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３としたが、
１対のみとしたり、２対や４対など他の数の対としても
良い。さらに、前述の実施の形態では、マグネットとホ
ールＩＣ４７による磁気的な検出手段によって、変位量
を検出するようにしたが、これは、他の手段によっても
実現可能である。たとえば、第１の相対変位検出用部材
４２と第２の相対変位検出用部材４３の両方に、互いに
重なり合うスリットを複数対設け、スラスト軸がスラス
ト方向に変位することによって重なり合うスリットの長
さが変化するようにしても良い。

【００９１】この構成の場合、スリットを挟むようにし
てフォトダイオードとフォトトランジスタなどの光電変
換手段を対向配置して、スラスト軸がスラスト方向に変
位することによって、重なり合うスリットのスリット長
を変化させることとなる。そして、重なり合うスリット
のスリット長の変化をフォトトランジスタからの出力信
号の間隔として取り出し、これに基づいて重量検出を行
うことができる。これによっても前述の実施の形態と同
様に重量を検出することができる。

【００９２】また、前述の実施の形態では、スラスト軸
４１のスラスト方向の変位によって、第１の相対変位検
出部材４２を回動変位させ、第２の相対変位検出用部材
４３は変位しないようにしたが、両部材４２，４３を共
に変位させたり、第２の相対変位検出用部材４３のみを
変位させるようにしても良い。また、マグネットは、円
形状のゴムマグネットの外周部分を凸状にした構成にす
る等、他の形状や構成を採用しても良い。

【００９３】また、コイルバネ４６を角線コイルバネで
はなく、円形のものや他の形状のコイルバネとしても良
い。さらには、コイルバネではなく、板バネや皿バネな
どの他のバネとしたり、ゴム材やプラスチック材など他
の弾性部材としても良い。また、付勢バネ４５をコイル
バネではなく、ゴムや他の弾性部材としてもよい。ま
た、葉形スプリング５０の位置には、葉形スプリング５
０ではなく、皿バネ、ゴム部材等他の付勢手段を配置し
てもよい。

【００９４】さらに、前述の実施の形態では、電子レン
ジにおける調理品の重量を検出する場合を例にとって説
明したが、本発明は、電子レンジに限られるものではな
く、オーブンやトースター等他の装置の重量の検出にも
適用できる。また、本発明は、調理品以外の他の物品の
重量の検出にも適用できる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の重量検出
装置では、荷重バネで受けられ、検出すべき重量に応じ
てスラスト方向に変位するスラスト軸と、このスラスト
軸に係合して設けられた相対変位検出用部材をスラスト
軸の変位量に応じて所定量回動変位させる回動変位手段
と、相対変位検出用部材を上記スラスト軸と一体的に回
転させる回転駆動手段とを設け、相対変位検出用部材の
相対変位量に応じた信号を重量検出信号として出力する
ようにしたので、簡単な構成で高精度な重量検出が可能
となり、従来の静電容量式の重量検出装置に比べ、小型
化が図れる。

【００９６】また、請求項１記載の発明では、スラスト
軸の荷重バネ側の端部に、該スラスト軸の重量に応じた
スラスト方向の移動を荷重バネに間接的に伝達する伝達
部材を設けたので、荷重バネの動作が安定したものとな
り、かつスラスト軸と荷重バネとの間に摩耗が発生しに
くくなり、長期間安定した重量測定が行える。

【００９７】また、請求項２記載の発明では、荷重バネ
の底を該荷重バネを保持するケースに固定しているの
で、荷重バネが前後左右およびスラスト軸の回転方向に
移動しなくなる。この結果、重量の測定値が変化してし
まうのを防止できる。さらに、請求項３記載の発明で
は、請求項１記載の発明と同様に、荷重バネの動作が安
定したものとなり、かつスラスト軸と荷重バネ間に摩耗
が発生しにくくなり、長期間安定した重量測定が行え
る。

【００９８】また、請求項４記載の発明では、伝達部材
をキャップ形状とし、荷重バネをコイルバネとしている
ので、キャップの底をコイルバネの中央に嵌合すること
で、両者を容易に組み合わせることができることとな
る。また、スラスト軸をキャップ状の凹部に入れること
ができるようになり、縦方向のスペース上有利となる。
さらに、スラスト軸が装置の軸受けにより横方向の動き
が規制されているため、このスラスト軸の外周が凹部に
入り込むことで、コイルバネが中央に位置保持されるこ
ととなる。加えて、凹部に摩耗防止のグリスなどを入れ
ることができるようになる。

【００９９】また、請求項５記載の発明では、荷重バネ
が圧縮、伸張を繰り返す際、荷重バネおよび伝達部材
が、荷重バネを保持するケースに接触しないように各部
材の大きさを設定しているので、正しい測定が常に行え
ることとなる。また、請求項６記載の発明では、伝達部
材を荷重バネに固定しているので、伝達部材の位置がず
れず、スラスト軸の上下位置が変化しない。このため、
測定値が変化せず、正確な重量検出ができる。

【０１００】また、請求項７記載の発明では、伝達部材
とスラスト軸との間にさらに介在部材を配置しているの
で、介在部材を摩擦係数の低いシートや樹脂キャップと
することで、一層、摩耗が発生しにくくなり、長期間安
定した重量測定が行える。さらに、請求項８記載の発明
では、介在部材として、樹脂製の樹脂キャップをスラス
ト軸と一体回転するようにその先端に被せ、荷重バネに
載置された伝達部材としての金属製の金属キャップの底
部内側で樹脂キャップを受けるようにしているので、一
層、荷重バネの動作が安定したものとなり、また摩耗が
発生しにくくなり、長期間安定した重量測定が行える。
また、スラスト軸は、先端以外の部分で軸受けされてお
り、その先端はその軸受けの作用で一定位置（中央）に
保持されるようになり、樹脂キャップを受ける金属キャ
ップも中央に自然と固定される。この結果、荷重バネも
中央に配置されることとなり、荷重バネが組み込まれる
ケース側との接触が防止される。

【０１０１】さらに、請求項９記載の発明では、金属キ
ャップと樹脂キャップとが当接する部分に潤滑材を塗布
しているので、さらに摩耗が減少し、長期間安定した重
量測定が行える。また、請求項１０記載の発明では、樹
脂キャップを、その外周側面が金属キャップの側面内側
と対向するように配置し、その対向部分の隙間を５０〜
５００μｍとしているので、スラスト軸の上下位置が変
化せず、測定値が精度の良いものとなる。この隙間が大
きいと、樹脂キャップと金属キャップとのラジアル方向
の接触部分が、外部衝撃で移動する事態が考えられる。
接触部分が移動した場合、スラスト軸の上下位置が変化
して、測定値が変化してしまうが、この発明では、接触
部分の大きな移動が阻止される。また、請求項１１記載
の発明では、スラスト軸の荷重バネ側の先端を細くして
いるので、摩耗はさらに小さくなる。

【０１０２】さらに、請求項１２記載の発明では、スラ
スト軸をセラミック製とし、相対変位検出用部材をスラ
スト軸に係合して設けられた第１および第２の相対変位
検出用部材とし、これら２つの相対変位検出用部材を回
動変位手段によってスラスト軸の変位量に応じて所定量
相対的に回動変位させ、第１および第２の相対変位検出
用部材にそれぞれ被検出体を設け、重量換算手段は、検
出器により検出される第１および第２の相対変位検出用
部材の相対的な変位量を重量として換算するようにして
いるので、簡単な構造でありながら、精度の良い重量測
定が行え、かつ長期間安定した測定が可能となる。

【０１０３】さらに、請求項１３記載の発明では、第１
および第２の相対変位検出用部材の回転方向における位
置関係を保持させるための位置保持手段を設けているの
で、第１および第２の相対変位検出用部材が、この位置
保持手段によって周方向の位置関係が保持される。この
ため、回転中も正確な重量検出ができる。

【０１０４】また、請求項１４記載の電子レンジは、調
理品の重量を検出する重量検出装置を小型なものとする
ことができるので、電子レンジそのものが小型化する。
また、高精度な重量検出が可能となることから、調理品
の重量に対して調理時間を自動設定するような制御を行
う場合、適正な調理時間の設定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重量検出装置の実施の形態を示す側断
面図で、検知器用のホルダを省略して示す図である。

【図２】図１で示した重量検出装置の分解斜視図であ
る。

【図３】図１で示した重量検出装置に使用される荷重バ
ネとしてのコイルバネが配置される部分の部分拡大図で
ある。

【図４】図１および図２で示した第１の相対変位検出用
部材を詳細に説明する斜視図である。

【図５】図１および図２で示した第２の相対変位検出用
部材を詳細に説明する斜視図である。

【図６】図１で示した重量検出装置の第１の相対変位検
出用部材と第２の相対変位検出用部材の関係を説明する
図であり、（Ａ）はターンテーブルからの荷重が加わっ
ていないときの正面図、（Ｂ）はターンテーブルからの
荷重が最大限加わったときの正面図である。

【図７】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図８】図１で示した重量検出装置の第１の相対変位検
出用部材側の各マグネットと第２の相対変位検出用部材
側の各マグネットの位置関係およびホールＩＣの配置を
説明する図であり、（Ａ）はターンテーブルに荷重が加
わっていない場合を示す図で、（Ｂ）はターンテーブル
に最大荷重が加わった場合を示す図である。

【図９】図１で示した重量検出装置に使用されるホール
ＩＣの出力信号を示す図であり、（Ａ）はターンテーブ
ルに荷重が加わっていないときの出力信号を示す図で、
（Ｂ）はターンテーブルに最大荷重が加わったときの出
力信号を示す図である。

【図１０】図１で示した重量検出装置にターンテーブル
から加わる荷重を横軸とし、第２の相対変位検出用部材
側のマグネットによるホールＩＣ出力に対する第１の相
対変位検出用部材側のマグネットによるホールＩＣ出力
の時間間隔を百分率で示した値（＝マグネットＡ，Ｂの
位相差）を縦軸としたグラフである。

【図１１】図１で示した重量検出装置にターンテーブル
から加わる荷重を横軸とし、第１の相対変位検出用部材
側のマグネットによるホールＩＣ出力に対する第２の相
対変位検出用部材側のマグネットによるホールＩＣ出力
の時間間隔を百分率で示した値（＝マグネットＡ，Ｂの
位相差）を縦軸としたグラフである。

【図１２】本発明の重量検出装置の荷重バネとしてのコ
イルバネが配置される部分の構造の他の例を示す部分拡
大図である。

【図１３】本発明の重量検出装置の荷重バネとしてのコ
イルバネが配置される部分の構造のさらに他の例を示す
部分拡大図である。

【符号の説明】

１重量検出装置１１ターンテーブル１２回転駆動手段１３重量検出部１４ケーシング１４ａケース本体１４ｂケース蓋１４ｃ突出円筒部（ケース）２０モータ（回転駆動手段の一部）４１スラスト軸４２第１の相対変位検出用部材４３第２の相対変位検出用部材４４回動変位手段４４ａピン４５付勢バネ（位置保持手段）４６コイルバネ（荷重バネ）４７ホールＩＣ（検出器）４８樹脂キャップ（介在部材）４９金属キャップ（伝達部材）５５プリント基板（回路基板）５６ホルダＡＩ，Ａ２，Ａ３第２の相対変位検出用部材側のマグ
ネット（被検出体）Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３第１の相対変位検出用部材側のマグ
ネット（被検出体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｌ 1/14 Ｇ０１Ｌ 1/14 Ｚ (72)発明者赤羽徳行長野県飯田市毛賀1020番地株式会社三協精機製作所飯田工場内Ｆターム(参考） 3L086 AA04 AA12 AA14 CA04 CB03 CB04 CC08 CC11 CC14 DA16 DA18 DA19 DA20 DA23 DA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷重バネで受けられ、検出すべき重量に
応じてスラスト方向に変位するスラスト軸と、このスラ
スト軸に係合して設けられた相対変位検出用部材を上記
スラスト軸の変位量に応じて所定量回動変位させる回動
変位手段と、上記相対変位検出用部材を上記スラスト軸
と一体的に回転させる回転駆動手段と、上記相対変位検
出用部材に設けられた被検出体と、該被検出体の検出可
能域に配置され、該被検出体を検出する検出器と、該検
出器により検出される上記相対変位検出用部材の相対的
な変位量を重量として換算する重量換算手段とを備え、
上記スラスト軸の上記荷重バネ側の端部に、該スラスト
軸の重量に応じたスラスト方向の移動を上記荷重バネに
間接的に伝達する伝達部材を設けたことを特徴とする重
量検出装置。
【請求項２】荷重バネで受けられ、検出すべき重量に
応じてスラスト方向に変位するスラスト軸と、このスラ
スト軸に係合して設けられた相対変位検出用部材を上記
スラスト軸の変位量に応じて所定量回動変位させる回動
変位手段と、上記相対変位検出用部材を上記スラスト軸
と一体的に回転させる回転駆動手段と、上記相対変位検
出用部材に設けられた被検出体と、該被検出体の検出可
能域に配置され、該被検出体を検出する検出器と、該検
出器により検出される上記相対変位検出用部材の相対的
な変位量を重量として換算する重量換算手段とを備え、
上記荷重バネの底を該荷重バネを保持するケースに固定
したことを特徴とする重量検出装置。
【請求項３】前記スラスト軸の前記荷重バネ側の端部
に、該スラスト軸の重量に応じたスラスト方向の移動を
上記荷重バネに間接的に伝達する伝達部材を設けたこと
を特徴とする請求項２記載の重量検出装置。
【請求項４】前記伝達部材をキャップ形状とし、前記
荷重バネをコイルバネとしたことを特徴とする請求項１
または３載の重量検出装置。
【請求項５】前記荷重バネが圧縮、伸張を繰り返す
際、前記荷重バネおよび前記伝達部材が、前記荷重バネ
を保持するケースに接触しないように各部材の大きさを
設定したことを特徴とする請求項１，３または４記載の
重量検出装置。
【請求項６】前記荷重バネと前記伝達部材とを固定し
たことを特徴とする請求項１，３，４または５記載の重
量検出装置。
【請求項７】前記伝達部材と前記スラスト軸との間に
さらに介在部材を配置したことを特徴とする請求項１，
３，４，５または６記載の重量検出装置。
【請求項８】前記介在部材として、樹脂製の樹脂キャ
ップを前記スラスト軸と一体回転するようにその先端に
被せ、前記荷重バネに載置された前記伝達部材としての
金属製の金属キャップの底部内側で上記樹脂キャップを
受けるようにしたことを特徴とする請求項７記載の重量
検出装置。
【請求項９】前記金属キャップと前記樹脂キャップと
が当接する部分に潤滑材を塗布したことを特徴とする請
求項８記載の重量検出装置。
【請求項１０】前記樹脂キャップを、その外周側面が
前記金属キャップの側面内側と対向するように配置し、
その対向部分の隙間を５０〜５００μｍとしたことを特
徴とする請求項８または９記載の重量検出装置。
【請求項１１】前記スラスト軸の前記荷重バネ側の先
端を細くしたことを特徴とする請求項１から１０のいず
れか１項に記載の重量検出装置。
【請求項１２】前記スラスト軸をセラミック製とし、
前記相対変位検出用部材を前記スラスト軸に係合して設
けられた第１および第２の相対変位検出用部材とし、こ
れら２つの相対変位検出用部材を前記回動変位手段によ
って前記スラスト軸の変位量に応じて所定量相対的に回
動変位させ、上記第１および第２の相対変位検出用部材
にそれぞれ前記被検出体を設け、前記重量換算手段は、
前記検出器により検出される上記第１および第２の相対
変位検出用部材の相対的な変位量を重量として換算する
ようにしたことを特徴とする請求項１から１１のいずれ
か１項に記載の重量検出装置。
【請求項１３】前記第１および第２の相対変位検出用
部材の回転方向における位置関係を保持させるための位
置保持手段を設けたことを特徴とする請求項１２記載の
重量検出装置。
【請求項１４】ターンテーブルに加わる重量に応じて
このターンテーブルをスラスト方向に変位可能とすると
ともに、その変位量に基づいてターンテーブルに加わる
重量を検出する重量検出装置を有した電子レンジにおい
て、上記重量検出装置として、前記請求項１から１３の
いずれか１項記載の重量検出装置を設けたことを特徴と
する電子レンジ。