JPH0431452Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は圧電素子を重量検知センサーとして調
理物の重量を測定するようにした加熱調理器の重
量検出装置に関する。

＜従来技術＞ 第５図は電子レンジの重量検出装置の機構原理
図で、第６図は圧電素子部の垂直断面図、第７図
は重量検出装置の下面図である。

図中の１は重量検出センサーであるところのユ
ニモルフ型圧電素子であり、金属板に圧電セラミ
ツクスを貼合わせてなる。２は圧電素子１の中央
に荷重をスポツト印加するための耐熱樹脂製ノ
ブ、３はノブ２と圧電素子１を支持する耐熱樹脂
製ホルダーである。ところでユニモルフ型圧電素
子は温度変化によつても出力電圧が発生するため
コンベクシヨン調理，グリル調理等によつて高温
になると重量検出精度が著しく低下するという欠
点を有する。そこで圧電素子１は、コンベクシヨ
ン調理，グリル調理等によつて加熱室が高温にな
つても、できるだけ温度上昇が低いように加熱室
から離して加熱室下位側方に配設された上、熱気
に触れないようにノブ２とホルダー３とで囲まれ
ている。

４はキヤビネツトを構成する基板とか加熱箱５
に着脱自在に取付けられた重量検出装置の基板で
あり、該基板４の加熱箱５側方に位置する上面側
には前記圧電素子１，ノブ２，ホルダー３からな
る重量検知センサーが取着され、ノブ２の上面中
心部には逆円錐状の凹みが設けられ、該凹みに枠
状の連結レバー６の一端６ａが第６図に示す如く
揺動自在に釣支されている。

基板４の加熱箱５下方に位置する下面側にはタ
ーンテーブル７の荷重を“てこの原理”を利用し
て前記連結レバー６の他端６ｂに伝達する荷重伝
達機構８が取着されている。荷重伝達機構８はタ
ーンテーブル７を回転駆動させるターンテーブル
駆動装置９を取着した駆動装置基板１０と、その
駆動装置基板１０の荷重を力点１１ａ，１２ａに
受け、支点１１ｂ，１２ｂを支持アングル１３に
て基板４に回動自在に釣支された長尺Ｙ字状レバ
ー１１，短尺レバー１２とからなる。短尺レバー
１２は第７図に示す如く２本あり、その作用点１
２ｃ，１２ｃは、力点１１ａ・１２ａ間の中間線
上に位置する長尺Ｙ字状レバー１１に枢支され、
長尺Ｙ字状レバー１１の２箇所の力点１２ａ・１
２ａの合力がＹ字状レバー１１の作用点１１ｃに
加わるようになつている。そして作用点１１ｃ
は、第５図に示す如く、連結レバー６の他端に枢
支されている。

上記構成の重量検出装置であると、加熱箱５と
基板４を断熱スペーサ等によつて断熱的に配設す
れば圧電素子１及び荷重伝達機構１１が昇温しに
くく、又、荷重伝達機構８が昇温して機構部材が
熱膨脹した場合でも、熱膨脹に応じて連結レバー
６が揺動するため、支点と力点に対する支点と作
用点の比率（すなわち“てこの原理”のスパーン
比）が一定に保たれるので、ターンテーブル７の
荷重を所定の比率で圧電素子１に印加でき、重量
検出精度を維持することができる。

そして、ターンテーブル７の荷重は第８図に示
す荷重検出回路により電圧に変換されマイコン等
からなる電圧−重量変換手段に入力されて重量が
算出される。

＜考案が解決しようとする問題点＞ ところで、圧電素子１は荷重の印加量に比例し
て出力電圧が発生するが、第９図（少し誇張して
描いている）に示すように、荷重を印加していく
“往き”と荷重を除去していく“帰り”との経路
が異なり荷重の印加を無くしてしまえば元の位置
（出力電圧“零”）に戻るという弾性ヒステリシス
特性を有している。

従つて、上記重量検出装置ではターンテーブル
７に調理物を載せなくても常にターンテーブル
７，ターンテーブル駆動装置９，駆動装置基板１
０等の荷重（以下風袋荷重と称す）が圧電素子１
に印加されているため、弾性ヒステリシス特性に
より第１回目の調理物載置による出力電圧と第２
回目以降の調理物載置による出力電圧が違つてく
るという不具合が生じる。

即ち、風袋荷重の印加により圧電素子１には第
９図に示すFaの荷重が印加され、出力電圧Eaが
発生する（Ａ点）。このＡ点を基準として例えば
１Kgの調理物をターンテーブル７に載置すれば、
圧電素子１には１Kgに相当する荷重FKが更に印
加されるため合計Fbの荷重が印加されることに
なり、出力電圧Ebが発生する（Ｂ点）。つまり、
１Kgの調理物による出力電圧EKは（Eb−Ea）と
なる。

そして、１Kgの調理物をターンテーブル７から
除去すると弾性ヒステリシス特性のためＡ点には
戻らずＣ点に変移する。そこでＣ点を基準として
再び１Kgの調理物をターンテーブル７に載置すれ
ばＢ点に達する。つまり２回目以降の１Kgの調理
物による出力電圧Eeは（Eb−Ec）となり、１回
目の出力電圧EKより小さくなるという不具合が
生じる。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案は１回目の出力電圧EKと２回目の出力
電圧E1とが等しくなるようにすることを目的と
するものであり、本考案の最も特徴とする点は加
熱室の前面を開閉するドアの開閉によつて作動
し、ドア開で圧電素子１に荷重を印加し、ドア閉
では圧電素子１に荷重を印加しないように作動す
る荷重印加制御手段を備える点である。

荷重印加制御手段としては、ドア開閉力によつ
てノブ２を機械的に昇降させるものと、ドア開閉
を検知してノブ２を電気的な力によつて昇降させ
るものとがある。

＜作用＞ ドアを開閉する毎に圧電素子が荷重に印加され
ていない状態（出力電圧“零”の状態）に戻り、
弾性ヒステリシス特性の影響を受けない荷重検出
ができる。

＜実施例＞ 以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明す
る。第１図は本考案の重量検出装置を組込んだオ
ーブンレンジの要部側面図で、第２図は本考案の
重量検出装置の電気回路図であり、従来例と同一
もしくは相当箇所には同一符号を付して説明す
る。

第１図中の１４は一端を連続レバーの中央上端
部に取着し他端をドアレバー１５の上端部に取着
したワイヤー、１６はワイヤー１４の方向を変え
る回転自在なローラーである。上記ドアレバー１
５は中央部を回動自在に軸支され、コイルスプリ
ング１７により時計方向の回動力を付勢されて、
上端部近傍に配設されたドアスイツチ１８のノブ
を押圧するようになつている。１９はドアレバー
１５の時計方向の回動を規制するストツパーピ
ン、２０はドア２１に回着されたレバー押動片で
あり、ドア閉時にドアレバー１５の下部を押動し
て反時計方向に回動させ、ワイヤー１４を介して
連結レバー６を釣り上げるためのものである。
尚、２２はドアハンドルである。

第２図の荷重検出回路２３中の圧電素子１に並
列に接続された電子スイツチ２４はドアスイツチ
１８のON（ドア開），OFF（ドア開）信号に基づ
くマイコン２５の出力信号によりON，OFFする
スイツチであり、レンジ本体のコントロールパネ
ル部に配設されたリセツトスイツチ２６を押圧し
たON信号に基づくマイコン２５の出力信号によ
つても0.2秒間ONする。

次に、上記重量検出装置の動作を第３図のタイ
ムチヤート及び第４図のフローチヤートに基づい
て説明する。

(1) ドア２１が閉じられている状態では、ドアレ
バー１９が第１図の破線で示す状態となつてワ
イヤー１４が引張られ、連結レバー６が釣り上
げられて圧電素子１に荷重が印加されない状態
にある。又、ドアスイツチ１８がON（ドア閉）
信号をマイコン２５に送るため第２図に示す電
子スイツチ２４はON状態にあり、第３図のタ
イムチヤートにおいては〓点に位置する。

(2) ドアハンドル２２を引張つてドア２１を開成
するとドアレバー１５がコイルスプリング１７
の付勢力により時計方向に回動して、ドアスイ
ツチ１８をOFF状態にすると共にワイヤー１
４を緩めて風袋荷重を圧電素子１に印加する。
そして、ドアスイツチ１８がOFF（ドア開）信
号をマイコン２５に送るため第２図に示す電子
スイツチ２４はOFF状態になつて荷重検出回
路２３から風袋荷重の出力電圧がマイコン２５
に入力される。第３図のタイムチヤートにおい
ては〓点になる。

(3) ドア開閉後リセツトスイツチ２６を押圧する
と、マイコン２５が電子スイツチ２４を0.2秒
間ONし圧電素子１の両極間を短絡し風袋荷重
の出力電圧を零にする。即ち、第３図のタイム
チヤートにおいては〓点に位置する。そしてマ
イコン２５はその出力電圧をV_Aとして第１の
メモリーに記憶し、更に0.2秒経過する毎に荷
重検出回路２３の出力電圧をV_Bとして第２の
メモリーに記憶すると共にその都度V_C＝V_B−
V_Aを演算し、V_Cを所定のトリガ電圧V_Tと比較
してV_C＜V_Tならば、ターンテーブル７に調理
物が載置されていないと判断して、第１のメモ
リーをV_Bに置換変更しながらターンテーブル
７に調理物が載置されるのを待つ。尚、トリガ
電圧V_Tはターンテーブル７に調理物が載置さ
れたかどうかを判断するための所定電圧であ
り、例えば50ｇの調理物に相当する出力電圧が
セツトされている。

(4) そこで、50ｇ以上の調理物をターンテーブル
７に載置するとV_C≧V_Tとなり、（第３図のタイ
ムチヤートにおいては〓点に位置し）マイコン
２５がトリガされて３秒後の出力電圧V_Dを取
り入れ、V_E＝V_D−V_Aを演算して調理物の荷重
に相当する出力電圧V_Eを求める。

以下、ドア２１を閉成して加熱を開始するとマ
イコン２５により出力電圧V_Eに相応する加熱制
御が行なわれて加熱調理が終了し、ドア２１が開
閉されて調理物が取り出されるのであるが、この
調理物を取り出すときのドア開閉によつて圧電素
子１の弾性ヒステリシス特性が解消され、次にタ
ーンテーブル７に載置した調理物の荷重を弾性ヒ
ステリシス特性の影響を受けることなく検出する
ことができるのである。

尚、上記実施例における荷重印加制御手段はワ
イヤー１４，ドアレバー１５、ローラー１６，レ
バー押動片２０を主要部品として構成されている
が、例えばワイヤーの他端をドア２１の枢支軸２
１ａに巻回してドア２１の開成により直接ワイヤ
ー１４を引張るようにするとか、又は、ドアスイ
ツチにてドアの開成を検知し電磁プランジヤー等
の電気的な力で連結レバー６を持ち上げるように
してもよく、上記実施例に限定されるものではな
い。

＜効果＞ 本考案の加熱調理器の重量検出装置は、ドア閉
時に圧電素子へ荷重が印加されないようにするこ
とにより、圧電素子から荷重を除去した後に残る
弾性ヒステリシス特性による出力電圧を完全に解
消することができ、残留出力電圧による荷重検出
誤差を防止することができ、非常に精度のよい荷
重検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の重量検出装置を組込んだオー
ブンレンジの側面図、第２図は本考案の重量検出
装置の電気回路図、第３図，第４図は本考案を説
明するためのタイムチヤート，フローチヤート、
第５図は重量検出装置の機構原理図、第６図は要
部拡大図、第７図は重量検出装置の下面図で、第
８図は荷重検出回路図、第９図は圧電素子の弾性
ヒステリシス特性を示す線図である。 符号、１……圧電素子、２……ノブ、３……ホ
ルダー、５……加熱箱、６……連結レバー、７…
…ターンテーブル、８……荷重伝達機構、（１４
……ワイヤー、１５……ドアレバー、１６……ロ
ーラー、２０……レバー押動片等）……荷重印加
制御手段、２１……ドア。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 加熱室内の食品載置テーブルに載置した荷重に
   より歪みを生じ、この歪みに応じた電圧を出力す
   る圧電素子を備え、該圧電素子の出力電圧にて上
   記食品載置テーブルに載置した荷重を検知する加
   熱調理器の重量検出装置において、 上記加熱室の前面を開閉するドアの開閉によつ
   て作動し、ドア開で上記圧電素子に荷重を印加
   し、ドア閉で該圧電素子へ荷重が印加されないよ
   うに作動して該圧電素子の弾性ヒステリシス特性
   による出力電圧を除去する荷重印加制御手段を備
   えたことを特徴とする加熱調理器の重量検出装
   置。