專利名稱：重量檢測裝置及微波爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及電氣檢測軸向的重量的重量檢測裝置及使用該重量檢測裝置的微波爐的改進。
近年來，在微波爐中，應用了對溫度和重量進行測定的傳感器，作為自動烹調用的傳感器。作為重量傳感器的重量檢測裝置，一貫采用靜電電容式、壓電元件式等各種方式，目前，靜電電容式成為主流。這種靜電電容式的重量檢測裝置，根據平行的板體間的靜電電容的變化對由放在轉盤上的烹調品的重量而產生變位的輸出軸(止推軸)的微小變位量進行檢測。
但是，在現有的靜電電容式的重量檢測裝置中，具有振蕩電路，使該可變電容器的靜電電容在電極間距離中變化。因此，有影響到印刷基板上的配線圖形等所產生的寄生電容之虞，為對付這種問題，必需確保一定以上的靜電電容。另外，考慮到零件尺寸的誤差，需要一定以上的電極間距離。所以，存在著電極間的對向面積增大而使裝置大型化的問題。
此外，在將這種現有的重量檢測裝置用于微波爐的情況下，雖然可檢測轉盤的軸向的變位量，但由于對該轉盤旋轉驅動用的旋轉驅動裝置和重量檢測裝置為分別獨立的結構，在將它們各自裝配后，再使兩者結合，因此，裝配工序數多，而且難以使兩者結合后的形狀小型化，往往呈大型結構。
因此，本發明的目的在于，提供一種可小型化的且可進行穩定的重量檢測的重量檢測裝置及使用該重量檢測裝置的微波爐。
本發明的重量檢測裝置，當止推軸因重量而向軸向變位時，使第1及第2相對變位檢測用構件根據止推軸的變位量而以止推軸為中心僅相對旋轉規定轉動角度，由位置保持裝置使兩者的位置關系保持。通過該動作及位置保持，將兩相對變位檢測用構件的相對的變位量以穩定的動作而可靠地數值化，通過重量換算裝置換算成重量。具體地說，使與第1相對變位檢測用構件相對于第2相對變位檢測用構件的相對變位量成正比的信號、例如與該相對變位量成正比的時間間隔比例的信號作為重量檢測信號而輸出，根據該重量檢測信號對重量進行檢測。
并且，作為輸出重量檢測信號的裝置，使用例如磁體與霍爾(ホ-ル)元件，根據第1相對變位檢測用構件側的磁體與第2相對變位檢測用構件側的磁體之間的相對變位量來獲得重量檢測信號。
如此，本發明的重量檢測裝置，與靜電電容式的重量檢測裝置不同，不會產生靜電電容式歷來所具有的各種問題，例如，影響到印刷電路板上的配線圖形等所產生的寄生電容，需確保一定以上的靜電電容，以致電極間的對向面積增大而使裝置大型化。因此，可使結構小型且可進行高精度的重量檢測。此外，由于可進行可靠的位置保持，故可穩定供給變位量的數值。
另外，本發明的另一重量檢測裝置，基本結構及動作與上述相同，即，當止推軸因重量而向軸向變位時，第1及第2相對變位檢測用構件根據止推軸的變位量而以止推軸為中心僅相對旋轉規定轉動角度。此外，所述第1及第2相對變位檢測用構件在軸向受到施力裝置的施力，其端面始終與基準面接觸。因此，第1及第2相對變位檢測用構件的動作開始(對重物的檢測動作開始)，由于是始終穩定地從互相與基準面抵接的位置開始，故可進行高精度的重量檢測。此外，上述的結構，即，當使與位置保持相關的結構組合時，檢測精度就增大。
另外，將這種重量檢測裝置用作為對放置于轉盤上的烹調品的重量進行計量的重量檢測裝置的微波爐，可將重量檢測部分設成小型的結構，從而可獲得微波爐整體的小型化。尤其，第2相對變位檢測用構件，兼作將來自于使轉盤旋轉驅動用的驅動源的旋轉力予以減速的減速輪組的輸出齒輪時，由于可使旋轉驅動裝置與重量檢測部分一體化，故與旋轉驅動裝置與重量檢測部分為分開的傳統結構相比，可獲得小型化，還可減少裝配工時。
圖1是表示本發明重量檢測裝置實施形態的側剖視圖。
圖2是圖1所示的重量檢測裝置的分解立體圖。
圖3是從圖1的下方看圖1所示的重量檢測裝置的仰視圖。
圖4是從圖1的上方看圖1所示的重量檢測裝置的俯視圖。
圖5是詳細說明圖1及圖2所示的第1相對變位檢測用構件的立體圖。
圖6是詳細說明圖1及圖2所示的第2相對變位檢測用構件的立體圖。
圖7是表示作為本發明實施形態的重量檢測裝置中的位置保持裝置的施力彈簧的效果圖，即是將轉盤設成可雙向旋轉的場合中向CW方向旋轉時及向CCW方向旋轉時的重量測定的結果、表示實際重量與測定換算值有多少差距的圖，圖(A)是配置施力彈簧的場合，圖(B)是未配置施力彈簧的場合的圖。
圖8是說明圖1所示的重量檢測裝置的第1相對變位檢測用構件與第2相對變位檢測用構件的關系圖，圖(A)是未作用轉盤的負荷時的主視圖，圖(B)是最大限度作用轉盤的負荷時的主視圖。
圖9是沿圖1中Ⅸ-Ⅸ的剖視圖。
圖10是表示圖1所示的重量檢測裝置所使用的螺旋彈簧特性的圖。
圖11是表示圖1所示的重量檢測裝置的片簧的立體圖。
圖12是表示圖1所示的重量檢測裝置中作為施力裝置的片簧的效果的圖，是表示圖(A)為配置片簧的場合、圖(B)為未配置片簧場合的各自的實際重量與測定換算值的誤差圖。
圖13是說明圖1所示的重量檢測裝置的第1相對變位檢測用構件側的各磁體與第2相對變位檢測用構件側的各磁體的位置關系及霍爾元件IC配置的圖，圖(A)是表示在轉盤上未作用負荷時的圖，圖(B)是表示在轉盤上作用最大負荷時的圖。
圖14是表示圖1所示的重量檢測裝置所使用的霍爾元件IC的輸出信號的圖，圖(A)是表示在轉盤上未作用負荷時的輸出信號的圖，圖(B)是表示在轉盤上作用最大負荷時的輸出信號的圖。
圖15是把轉盤作用在圖1所示的重量檢測裝置上的負荷設為橫軸、把第1相對變位檢測用構件側的磁體的霍爾元件IC輸出相對于第2相對變位檢測用構件側的磁體的霍爾元件IC輸出的時間間隔按百分率表示的值(=磁體A、B的相位差)設為縱軸的圖。
圖16是把轉盤作用在圖1所示的重量檢測裝置上的負荷設為橫軸、把第2相對變位檢測用構件側的磁體的霍爾元件IC輸出相對于第1相對變位檢測用構件側的磁體的霍爾元件IC輸出的時間間隔按百分率表示的值(=磁體A、B的相位差)設為縱軸的圖。
下面，結合圖1至圖16說明本發明實施形態的例子。在本實施形態中，就將重量檢測裝置用于微波爐的例子進行說明。用于微波爐時，如前所述，將放置烹調品的轉盤的變位量作為表示烹調品重量的信號而取出，根據表示該重量的信號對決定微波的照射時間等進行控制。
首先，通過圖1至圖6說明整體結構。重量檢測裝置1劃分幾大部分，包括使轉盤11旋轉并使后述的第1及第2相對變位檢測用構件42、43與止推軸41一體旋轉的旋轉驅動裝置12；對轉盤11的軸向變位量進行檢測的重量檢測部13，這些各結構要素容納在1個金屬制的殼體14內。殼體14由殼體本體14a和殼體蓋14b構成，成為由殼體本體14a的底面與殼體蓋14b的兩內面從上下方向夾持第1及第2相對變位檢測用構件42、43的配置。即，殼體本體14a的底面與殼體蓋14b成為殼體14的兩頂板。
旋轉驅動裝置12包括作為驅動源的電動機(這里用同步電動機)20；將該電動機20的旋轉力減速而向轉盤11傳遞的作為減速輪組的成為第1齒輪31、第2齒輪32、第3齒輪33、輸出齒輪的第2相對變位檢測用構件43；防止電動機20倒轉的防倒轉桿34a及與防倒轉桿34a同軸狀配置的防倒轉桿旋轉用齒輪34。另外，防倒轉桿34a與防倒轉桿旋轉用齒輪34在軸向受到彈簧34b的施力。
電動機20包括線圈21、轉子22、固定軸23、固定在轉子22上的小齒輪24及隔板25等。另外，在小齒輪24的根部，設有在轉子22倒轉時與防倒轉桿34a抵接對轉子22的倒轉予以防止用的突起24a、24a。因此，在轉子22向正方向旋轉的情況下，轉子22的突起24a與防倒轉桿34a的突起34c不結合，轉子22可自由地旋轉，而在反方向旋轉的情況下，防倒轉桿34a的突起34c碰到突起24a而阻止轉子22的旋轉。
另外，第1齒輪31與第2齒輪32，分別通過軸31a、32a安裝在隔板25與殼體蓋14b之間，第3齒輪33通過軸33a安裝在殼體本體14a與殼體蓋14b之間。另外，構成電動機20定子的極齒從殼體本體14a向轉子22而立設，為遮住形成該極齒的剩余部分，標簽26貼附在殼體本體14a上。
重量檢測部13的主要結構要素為一端固定在轉盤11的中心、根據作用在轉盤11上的重量而向軸向變位的止推軸41；與該止推軸41結合設置的第1及第2相對變位檢測用構件42、43；根據止推軸41的變位量而使所述2個相對變位檢測用構件42、43相對轉動變位規定量的轉動變位裝置44；使第1及第2相對變位檢測用構件42、43在旋轉方向的位置關系保持用的作為位置保持裝置的施力彈簧45；后述的重量檢測信號輸出裝置；配置在止推軸41前端側的螺旋彈簧46。另外，由重量檢測信號輸出裝置輸出的信號，利用由微機構成的重量換算裝置(圖示省略)而被換算成重量。
另外，第1及第2相對變位檢測用構件42、43互相呈對地同軸設置在止推軸41上。并且，第1相對變位檢測用構件42在根據止推軸41的軸向的變位進行轉動的同時，第2相對變位檢測用構件43不因止推軸41的軸向的變位而轉動，通過受到來自旋轉驅動裝置12的旋轉驅動力而旋轉。即，第2相對變位檢測用構件43是構成旋轉驅動裝置12的減速輪組的一部分，兼作與另一齒輪結合的輸出齒輪。
轉動變位裝置44，當使第1及第2相對變位檢測用構件42、43與止推軸41結合、止推軸41向軸向變位時，使第1相對變位檢測用構件42根據止推軸41的變位量而以止推軸41為中心僅轉動規定轉動角度，當第2相對變位檢測用構件43受到來自旋轉驅動裝置12的驅動力而旋轉時，可將該旋轉力傳遞給止推軸41。該轉動變位裝置44包括在第1相對變位檢測用構件42上形成的斜向的槽42b、42c；在第2相對變位檢測用構件43上形成的軸向的槽43b、43c；安裝在止推軸41上的、在使第1及第2相對變位檢測用構件42、43嵌合時嵌入槽42b、43b及槽42c、43c各自重疊的部分的銷子44a。這些詳細結構如后所述。
施力彈簧45由螺旋彈簧構成，成為使第1及第2相對變位檢測用構件42、43的旋轉方向的位置關系予以保持用的位置保持裝置。當不用該施力彈簧45進行位置保持時，在重量測定時就產生誤差。
即，當將電動機20設成可向兩方向旋轉的結構時，若不配置上述的位置保持用的施力彈簧45，則如圖7(A)所示，就會對轉盤11向順時針方向(以下稱CW方向)旋轉的場合和向逆時針方向(以下稱CCW方向)旋轉的場合的測定換算值產生誤差。
相反，即使是可向兩方向旋轉的結構，若配置位置保持用的施力彈簧45，則如圖7(B)所示，就不會對轉盤11向CW方向旋轉的場合和向CCW方向旋轉的場合的測定換算值產生誤差。另外，如本實施形態所示，即使在將電動機20設成向一方向旋轉、轉盤11成為向一方向旋轉的情況下，也可利用該施力彈簧45高精度地保持第1及第2相對變位檢測用構件42、43的周向的位置關系。
另外，上述的位置保持裝置具體地說如圖9所示，通過施力彈簧45以第2相對變位檢測用構件43為基準向周向對第1相對變位檢測用構件42施力，而使如圖8所示的銷子44a與第1相對變位檢測用構件42上形成1對的槽42b、槽42c的各自的抵接位置W1呈現為槽42b、42c一側的邊42c1、42b1。另一方面，轉盤11旋轉時的銷子44a與槽43b、43c的抵接位置W2，始終位于槽43b、43c另一側的邊43b2、43c2。由此，銷子44a在重合的兩槽內被抑制成不會松動，從而第1及第2相對變位檢測用構件42、43的周向的位置關系被始終保持成相同狀態。
該施力彈簧45在被壓縮在存放部內的狀態下兩端被支承，而存放部由以止推軸41為中心的在同一半徑上形成的第1相對變位檢測用構件42的突起51d及第2相對變位檢測用構件43的存放壁52d和按壓突起52e所構成。由此，施力彈簧45就以第2相對變位檢測用構件43為基準向周向對第1相對變位檢測用構件42施加彈力。該彈力通過與銷子44a抵接而使向后述的基準面側的軸向的力F1發生在第1相對變位檢測用構件42上。因此，第1相對變位檢測用構件42的軸向的位置也始終為一定的位置(=與基準面抵接的位置)。
另外，重量檢測信號輸出裝置，將根據第1及第2相對變位檢測用構件42、43的相對變位量的信號作為重量檢測信號輸出。該重量檢測信號輸出裝置如圖9所示，包括在第1相對變位檢測用構件42側設置的成為被檢測體的3個磁體B1、B2、B3；在第2相對變位檢測用構件43側設置的成為被檢測體的3個磁體A1、A2、A3；以及將這些磁體B1～B3、A1～A3所產生的磁力變換成電信號的成為檢測器的霍爾元件IC47。關于這些詳細結構如后所述。
現再詳細說明這種結構的重量檢測部13。如圖1所示，止推軸41，如上所述那樣其一端(后端)結合或固定在轉盤11上，在將電動機20的旋轉力傳遞給轉盤11的同時，因烹調品放置在轉盤11上，故與轉盤11一起向軸向下降。并且，在該止推軸41的另一端(前端)側，安裝有推壓螺旋彈簧46用的襯套48及蓋構件49。螺旋彈簧46使用截面為四邊形的我們稱之為所謂“方線材螺旋彈簧”的螺旋彈簧，將克服止推軸41欲下降的力的彈力作用于止推軸41。即，止推軸41由螺旋彈簧46支承，根據重量克服螺旋彈簧46的回復力而向軸向變位。
另外，如圖5所示，第1相對變位檢測用構件42呈圓筒狀，在其中心部形成有使止推軸41貫通的孔42a。并且，在其側面圓筒部分，在夾著中心軸而相對的位置上形成有一對槽42b、42c。該槽42b、42c，相對中心軸方向傾斜規定角度地形成。另外，在側面圓筒部分的外側，設有以120°間隔配置的用來裝填磁體B1、B2、B3的磁體裝填部51a、51b、51c。在這些磁體裝填部51a、51b、51c之一的磁體裝填部51a上設有與將第1及第2相對變位檢測用構件42、43的旋轉方向的位置關系予以保持用的施力彈簧45的一端側相結合的突起51d。另外，該施力彈簧45的另一端側，裝填在存放部內，該存放部由設在第2相對變位檢測用構件43上的存放壁52d和按壓突起52e所構成。
另一方面，如圖6所示，也成為輸出齒輪的第2相對變位檢測用構件43呈一端有底另一端為開口的圓筒狀，其內徑稍大于第1相對變位檢測用構件42的外徑，在內部具有形成同心圓狀的內部圓筒部43a。該內部圓筒部43a的外徑稍小于第1相對變位檢測用構件42的內徑，在其側面圓筒部分，在夾著圓筒的中心軸而相對的位置上形成有一對沿軸向開口的槽43b、43c。
在這種第2相對變位檢測用構件43的有底端側的中心部形成有使止推軸41貫通的孔43d。另外，在該第2相對變位檢測用構件43的外側面形成有齒輪，與旋轉驅動裝置12的第3齒輪33嚙合，也起到作為輸出齒輪的作用。
這種第2相對變位檢測用構件43的一端側，與圖11所示的成為金屬制的板狀彈簧構件的片簧50抵接。片簧50配置在第1及第2相對變位檢測用構件42、43和殼體14一方的頂板的成為殼體蓋14b的內面之間。如圖11所示，該片簧50包括呈平板狀的圓環部50a；比該圓環部50a的外周部分稍向殼體蓋14b側彎曲地向外側延伸的10個彈簧部50b，通過各彈簧部50b與殼體蓋14b的內面抵接，從而圓環部50就對第2相對變位檢測用構件43及通過該構件43而對第1相對變位檢測用構件42向殼體本體14a側施力。如此，片簧50成為對第1及第2相對變位檢測用構件42、43向軸向施力的施力裝置。
并且，第1相對變位檢測用構件42與第2相對變位檢測用構件43，做成使第1相對變位檢測用構件42的槽42b、43c的具有入口部分的端部和第2相對變位檢測用構件43的開放端相對，將第1相對變位檢測用構件42插入第2相對變位檢測用構件43內。由此，第2相對變位檢測用構件43的內部圓筒部43a成為插入第1相對變位檢測用構件42內的狀態。
另外，在第2相對變位檢測用構件43的有底端形成有向外方突出的圓筒形的突出部43e(參照圖2)，該圓筒形的突出部43e與片簧50抵接。由此，第2相對變位檢測用構件43向殼體本體14a的底面側受到彈力F2的施力。并且，在第2相對變位檢測用構件43的開口端側，在殼體本體14a的內面與第1及第2相對變位檢測用構件42、43之間配置有平板狀的墊圈54。如此，第2相對變位檢測用構件43一側就受到片簧50的施力，另一側被墊圈54壓住，從而對上下方向的動作進行限制。
另外，第1相對變位檢測用構件42通過第2相對變位檢測用構件43并利用彈力F2而被壓向墊圈54側。另外，第1相對變位檢測用構件42，如前所述，也靠施力彈簧45所產生的彈力F1而被壓在墊圈54上。
如此，當轉盤11上無重量時(即初期狀態)和在轉盤11上未放置烹調構件時，墊圈54就與第1及第2相對變位檢測用構件42、43同時抵接。即，該墊圈54在初期狀態和烹調時，成為對受到施力裝置的片簧50施力的第1及第2相對變位檢測用構件42、43的端面予以支承的基準面，第1及第2相對變位檢測用構件42、43就在該基準面上根據施加在轉盤11上的重量而作相對變位。利用該結構，因重量導致兩者的相對變位量是穩定的，能可靠地進行無誤差的重量檢測。
另外，受到片簧50施力的第1及第2相對變位檢測用構件42、43的各端面雖然做成同時與墊圈54抵接的形狀，但是，既可僅將第1相對變位檢測用構件42做成與墊圈54抵接的結構，也可僅將第2相對變位檢測用構件43做成與墊圈54抵接的結構。當僅將第2相對變位檢測用構件43做成與墊圈54抵接的形狀時，第1相對變位檢測用構件42也靠施力彈簧45的彈力F1與墊圈54抵接。另外，雖然墊圈54是為了第1及第2相對變位檢測用構件42、43順利旋轉而設置的，但也可將其取消，直接以殼體本體14a的底面作為基準面。
本實施形態是，利用如此片簧50和施力彈簧45對第1及第2相對變位檢測用構件42、43向軸向施力，成為用作為基準面的墊圈54支承兩者的端面的結構。利用該結構，具有如圖12所示那樣的效果。圖12顯示使實際重量為1～7kg的7個重物(為每相差1kg的不同重量)中各自的重物分3次放在轉盤11上而進行重量檢測的結果，圖12(A)表示配置片簧50對第1及第2相對變位檢測用構件42、43向軸向施力的場合，圖12(B)表示未配置片簧50場合的實際重量與測定換算值。
根據圖12的兩曲線圖，在圖12(A)所示的“有片簧”的情況下，實際重量與測定換算值在3次實驗中大致一致，基本無誤差，相反，在圖12(B)所示的“無片簧”的情況下，實際重量與測定換算值在全部3次實驗中產生誤差。從這種測定結果看，通過片簧50對第1及第2相對變位檢測用構件42、43向軸向施力而使其與成為基準面的墊圈54可靠地抵接，本實施形態的重量檢測裝置具有可進行更正確的重量檢測的效果。
另外，如圖2所示，將止推軸41的中心軸直角狀橫切使銷子44a的兩端向兩側(稱作左右)突出地將銷子44a安裝在止推軸41上。并且，該銷子44a的左右的突出部分，與在第2相對變位檢測用構件43的內部圓筒部43a上形成的軸向的槽43b、43c卡合，同時與在第1相對變位檢測用構件42上形成斜向的槽42b、42c卡合。此外，銷子44a的一端，如圖6所示卡合在狹槽43f內，該狹槽43f夾著第1相對變位檢測用構件42而與在第2相對變位檢測用構件43的內部圓筒部43a上形成的槽43對向配置。
該止推軸41的前端從殼體本體14穿過墊圈54及軸承構件53a而到達配置在突出圓筒部14c內的蓋構件49，靠施加在轉盤11上的重量推壓蓋構件49而進行使螺旋彈簧46壓縮的動作。此時，該止推軸41的前端通過襯套48而與蓋構件49抵接，相對襯套48而成為自由旋轉的狀態。并且，該止推軸41的后端側從殼體蓋14b穿過軸承構件53b而向外方突出，卡合或固定在轉盤11上。
止推軸41以這種狀態被安裝。即，如前所述，安裝在該止推軸41上的銷子44a與第2相對變位檢測用構件43側的槽43b、43c(與中心軸同一方向，即軸向形成)相卡合，同時與第1相對變位檢測用構件42側的槽42b、42c(相對中心軸方向傾斜形成規定角度)相卡合。因此，當止推軸41進行被壓下的動作時，銷子44a通過第2相對變位檢測用構件43側的槽43b、43c與第1相對變位檢測用構件42的槽42b、42c而欲向下方移動。此時，由于第2相對變位檢測用構件43的旋轉方向的動作受到限制，而且槽43b、43c成為與軸向同一狀態，故不會旋轉。另一方面，第1相對變位檢測用構件42，通過銷子44a向下方移動而以止推軸41為中心向旋轉方向動作。現根據圖8對其進行說明。
圖8(A)的狀態表示止推軸41在初期狀態(未使烹調品放在轉盤11上的狀態)中銷子44a與第1及第2相對變位檢測用構件42、43的各自的槽42b、42c及43b、43c的關系，圖8(B)表示使烹調品放在轉盤11上而止推軸41在最大限度下降后的狀態中銷子44a與第1及第2相對變位檢測用構件42、43的各自的槽42b、42c及43b、43c的關系。從該圖8(B)也可得知，當將烹調品放在轉盤11上時，第1相對變位檢測用構件42轉動規定角度，槽42b、42c就在圓周上向周向僅移動(轉動)距離L。
如此，當負荷施加在轉盤11上時，止推軸41與該負荷成正比地產生變位(下降)，隨之，第1相對變位檢測用構件42可僅以最大距離L向旋轉方向移動。
另外，如圖1所示，在使該轉盤11旋轉驅動的情況下，若將電動機20設成通電狀態，則其旋轉力從第1齒輪31向第3齒輪33傳遞。此外，傳遞到與該第3齒輪33嚙合的第2相對變位檢測用構件43。若該第2相對變位檢測用構件43旋轉，則其旋轉力通過前述的抵接位置W2由銷子44a傳遞給止推軸41，由此，可使轉盤11旋轉。
如此，當止推軸41向軸向變位時，銷子44a與第1相對變位檢測用構件42側設置的槽42b、42c、第2相對變位檢測用構件43側設置的槽43b、43c使第1相對變位檢測用構件42根據止推軸41的變位量而以止推軸41為中心僅轉動規定轉動角度。并且，第2相對變位檢測用構件43在受到旋轉驅動裝置12的驅動力而旋轉時，銷子44a等進行可將電動機20的旋轉力傳遞給止推軸41的動作。即，銷子44a等構成前述的作為變位方向變換裝置的結構。
下面，就根據第1相對變位檢測用構件42的相對于第2相對變位檢測用構件43的相對運動而將與施加在轉盤11上的負荷大小相對應的電信號予以輸出的裝置、即對重量檢測信號輸出裝置進行說明。
如圖13所示，在第1相對變位檢測用構件42上，同一平面狀地等間隔配置有3個磁體B1、B2、B3。所述各磁體間離開120°。另外，在第2相對變位檢測用構件43上，同一平面狀地等間隔配置有3個磁體A1、A2、A3。所述各磁體間離開120°。并且，在使第1及第2相對變位檢測用構件42、43象上述那樣嵌合成同軸狀的狀態下，上述的6個磁體A1、A2、A3、B1、B2、B3相對應的磁體之間，即，磁體A1與磁體B1、磁體A2與磁體B2、磁體A3與磁體B3分別離開33.24°地配置成同一平面狀。
并且，在該磁體附近，固定配置有將磁力變換成電信號輸出的霍爾元件IC47。該霍爾元件IC47的端子部分通過設在殼體本體14a底面上的孔(圖示省略)而向殼體14的外側突出，該突出部分安裝在印刷基板55(參照圖3)上，并由支架56遮住。另外，在該印刷基板55上還安裝有接線柱57等元件。
圖13(A)、(B)是對所述各磁體A1、A2、A3、磁體B1、B2、B2、霍爾元件IC47的位置關系進行說明的圖，為便于理解，作成了模式圖，還有仍未表示目前說明中用的圖1至圖9所示的結構的部分。
磁體A1、A2、A3與磁體B1、B2、B3互不相同地配置在同一平面上。即，磁體A1、磁體B1、磁體A2、磁體B2、磁體A3、磁體B3為互不相同的配置，各自配置在同一平面上。另外，圖13(A)表示與圖8(A)的狀態相對應的位置關系，是止推軸41在初期狀態(烹調品未放在轉盤11上的狀態)的位置關系。另外，圖13(B)表示與圖8(B)的狀態相對應的位置關系，表示7kg的烹調品放在轉盤11上止推軸41在最大限度下降后狀態的位置關系。
在圖13(A)中，在接近位置配置的1組磁體(例如磁體A1與磁體B1)的間隔為33.24°。并且，當烹調品(設成7kg)放在轉盤11上止推軸41成為最大限度下降后的狀態時，第1相對變位檢測用構件42最大限度地轉動而成為圖8(B)那樣的狀態。于是，如圖13(B)所示，第1相對變位檢測用構件42的磁體B1、B2、B3分別最大限度地向周向20°移動。因此，如上所述，在初期狀態，在接近位置配置的1組磁體(例如磁體A1與磁體B1)的間隔為離開53.24°。
在這種結構中，就其動作進行說明。首先，在未將烹調品放在轉盤11上的情況下，第1相對變位檢測用構件42與第2相對變位檢測用構件43的關系為圖8(A)那樣的狀態。在該狀態下，磁體A1、A2、A3與磁體B1、B2、B3為圖13(A)那樣的位置關系。
在該狀態下，若電動機20旋轉，則第2相對變位檢測用構件43也開始旋轉，從霍爾元件IC47得到如14(A)那樣的輸出。也就是說，由霍爾元件IC47以與接近的磁體間的角度成正比的時間間隔輸出信號。即，若著眼于磁體A1、B1、A2的部分，磁體A1、A2間離開120°，磁體A1、B1間的角度為33.24°，磁體B1、A2間的角度為86.76°。
這里，當僅考慮第2相對變位檢測用構件43中的磁體A1、A2、A3時，隨著轉盤11的旋轉，若將從磁體A1產生的霍爾元件IC47的信號As1到與磁體A2產生的霍爾元件IC47的信號As2之間的時間(各信號中時間寬度的中間的時間)設為t，則該時間t不變，成為與角度120°對應的時間。因此，在未將烹調品放在轉盤11上的情況下，在磁體A1與磁體B1間，先由霍爾元件IC47輸出信號As1，當經過與角度33.24°對應的時間=0.28t時，輸出信號Bs1。另外，磁體A2與磁體B2及磁體A3與磁體B3的關系也與該關系相同。
接著，在磁體B1與磁體A2間，由霍爾元件IC47輸出信號Bs1，當經過與角度86.76°對應的時間=0.72t時，輸出信號As2。另外，磁體B2與磁體A3及磁體B3與磁體A1的關系也與該關系相同。
另外，作為由霍爾元件IC47輸出的信號間的時間計測的方法，如前所述，對信號的中心(信號寬度的中心)間的長度進行計測。這是因為，霍爾元件IC47的輸出信號的寬度有可能隨溫度而變化，為對付這種問題，對輸出信號的中心間進行計測。
另一方面，當在轉盤11上放置一點烹調品、開始烹調時，轉盤11開始旋轉，并且止推軸41因烹調品的重量而與轉盤11一起下降。
由此，第1相對變位檢測用構件42與轉盤11的下降量成正比地轉動，與磁體A1相對的磁體B1、與磁體A2相對的磁體B2這種相鄰的磁體間的磁體間角度產生變化。此時，由于轉盤11處于旋轉狀態，故由霍爾元件IC47輸出與磁體A1相應的信號As1、與磁體B1相應的信號Bs1、與磁體A2相應的信號As2、與磁體B2相應的信號Bs2這種與各個磁體的通過相對應的信號。但是，此時的信號As1與Bs1的時間間隔比前述的初期狀態時的時間間隔=0.28t長。另外，信號Bs1與As2的時間間隔比前述的初期狀態時的時間間隔=0.72t短。
例如，作為極端的例子，當使7kg的烹調品放在轉盤11上時，第2相對變位檢測用構件43側的磁體A1、A2、A3與第1相對變位檢測用構件42側的磁體B1、B2、B3的關系為圖13(B)那樣的位置關系。即，在第1相對變位檢測用構件42側的磁體與第2相對變位檢測用構件43側的磁體的初期狀態中，處于接近位置的磁體間角度(例如，磁體A1與磁體B1的磁體間角度)擴大到53.24°，與在未接近的位置配置的磁體(例如，對磁體B1而言的磁體A2)的角度縮小到66.76°，因此，從霍爾元件IC47得到圖14(B)那樣的輸出。
從圖14(B)還可得知，與磁體A1相應的信號As1和與磁體B1相應的信號Bs1的時間間隔，相對于與磁體A1相應的信號As1和與磁體A2相應的信號As2的時間間隔t約為44％，即0.44t。也就是說，在初期狀態(未將烹調品放在轉盤11上的狀態)，雖然信號As1與信號Bs1的時間間隔為0.28t，但一旦將7kg的烹調品放在轉盤11上時，信號As1與信號Bs1的時間間隔為0.44t，霍爾元件IC47可根據烹調品的重量而取出不同時間間隔的信號。因此，利用該霍爾元件IC47的輸出，可計測烹調品的重量。另外，該變位量換算成重量，由微機(圖示省略)來進行。
圖15是按百分率表示施加在轉盤上的負荷(烹調品的重量)和第1相對變位檢測用構件42側的磁體B1的霍爾元件IC輸出相對于第2相對變位檢測用構件43側的磁體A1的霍爾元件IC輸出的時間間隔的圖，是將磁體A1、A2、A3間的各時間間隔t設為100％、與該t對應的百分率。另外，與磁體A2相應的磁體B2、與磁體A3相應的磁體B3的關系也相同。從該圖15還得知，負荷在0的場合為28％(0.28t)、負荷在1kg的場合約為30％(0.30t)、負荷在4kg的場合約為38％(0.38t)這種與負荷成正比而時間間隔變長，在最大負荷(7kg)下，約為44％(0.44t)。
另一方面，圖16按百分率表示施加在轉盤上所(烹調品的重量)和第2相對變位檢測用構件43側的磁體A2的霍爾元件IC輸出相對于第1相對變位檢測用構件42側的磁體B1的霍爾元件IC輸出的時間間隔的圖，是將磁體A1、A2、A3間的各時間間隔t設為100％、與該t對應的百分率。另外，與磁體B2相應的磁體A3、與磁體B3相應的磁體A1的關系也相同。從該圖16還得知，負荷在0的場合為72％(0.72t)、負荷在1kg的場合約為70％(0.70t)、負荷在4kg的場合約為62％(0.62t)這種與負荷成正比而時間間隔變短，在最大負荷(7kg)下，約為56％(0.56t)。
根據這種關系，可檢測烹調品的重量，若知道烹調品的重量，就可自動地設定將其考慮后的烹調時間等。
然而，在目前的說明中，第2相對變位檢測用構件43側的磁體與第1相對變位檢測用構件42側的磁體由分別3個的3對構成，但既可設成更多，也可設成例如1對。原理上講，第2相對變位檢測用構件43側的磁體與第1相對變位檢測用構件42側的磁體即使僅采用1對磁體，也可將轉盤11的變位量作為霍爾元件IC47的時間間隔的變位而取出。但是，要與50KHz地區和60KHz地區差異無關地可以使用，最好以與圖14所示那樣的成為基準的時間(該場合是第2相對變位檢測用構件43側的各磁體A1、A2、A3的磁體間的時間間隔t)相應的變位量(=比例)來表示。因此，為獲得變位量，第1及第2相對變位檢測用構件42、43的磁體總計最好設成至少3個。
如上所述，在上述實施形態中，將轉盤11的軸向的變位量變換成第1相對變位檢測用構件42的旋轉方向的變位量，獲得霍爾元件IC47與該旋轉方向的變位量成正比的輸出，根據該霍爾元件IC47的輸出的變位量，就可檢測放在轉盤11上的烹調品的重量。另外，這些重量檢測動作，可在將烹調品放在轉盤11上、通過使烹調開始的轉盤11的旋轉中進行，最大可在轉盤11旋轉1圈之內進行，可進行高效率的重量檢測。
此外，轉盤11旋轉時，第1及第2相對變位檢測用構件42、43由施力彈簧45保持周向的位置關系，并利用片簧50按壓在成為基準面的墊圈54上。因此，旋轉時位置關系不產生偏差，可產生正確的變位量，即，可進行正確的重量檢測。
另外，由于做成將用來旋轉驅動轉盤11的旋轉驅動裝置12和用來檢測重量的重量檢測部13容納在1個殼體14內的結構，換言之，做成了將重量檢測部13裝入旋轉驅動裝置12內的結構，且分別裝配重量檢測部13與旋轉驅動裝置12后使兩者結合，因此，可減少裝配工時，使整體小型化，還可降低成本。
另外，前述的實施形態，是本發明較佳的實施形態的例子，但并不限定于此，在不脫離本發明宗旨的范圍內，可作各種變形實施。例如，在前述的實施形態中，將轉盤11設成僅向一方向旋轉來說明的，但也可將轉盤11設成可雙向旋轉。在這種場合，本發明中，如上述那樣作為位置保持裝置的施力彈簧45由于成為對第1及第2相對變位檢測用構件42、43進行周向的位置保持的結構，故不會給測定值帶來誤差，僅對旋轉方向的一定值進行修正就可對付，從而可進一步發揮作為檢測裝置的效果。
另外，在前述的實施形態中，利用磁體A1、A2、A3、B1、B2、B3和霍爾元件IC47的磁性檢測裝置來檢測變位量，但利用其它裝置也可實現。例如，也可在第1相對變位檢測用構件42與第2相對變位檢測用構件43的兩方，設置數對互相重合的狹槽，通過止推軸向軸向變位，使重合的狹槽的長度變化。
在該結構的情況下，夾著狹槽而對向配置光電二極管和光敏晶體三極管等的光電變換裝置，通過止推軸向軸向變位，使重合的狹槽的槽長度變化。并且，將重合的狹槽的槽長度變化作為來自光敏三極管的輸出信號的間隔而取出，據此可進行重量檢測。由此，與前述的實施形態相同地可檢測重量。
另外，在前述的實施形態中，是利用止推軸41的軸向的變位而使第1相對變位檢測用構件42轉動變位的，第2相對變位檢測用構件43不產生變位，但也可使兩構件42、43一起變位，或僅使第2相對變位檢測用構件43變位。另外，磁體也可采用圓形的將橡膠磁體的外周部分設成凸狀的結構等其它的形狀和結構。另外，也可將螺旋彈簧46不設成“方線材螺旋彈簧”，也可設成圓形的或其它形狀的螺旋彈簧。另外，也可不設成螺旋彈簧而是設成板彈簧或碟形彈簧等其它的彈簧，也可設成橡膠材料或塑料材料等其它的彈性構件。
另外，也可將施力彈簧45不設成螺旋彈簧而設成橡膠或其它的彈性構件。也可將片簧50的彈簧部50b不設成10個而設成3個120°間隔配置，或設成6個60°間隔配置。此外，也可不設成片簧50而設成碟形彈簧、橡膠構件等其它的施力裝置。
此外，在前述的實施形態中，以檢測微波爐中烹調品的重量的場合為例進行了說明，而本發明不限于微波爐，也可適用于烘箱和烤面包器等其它裝置的重量檢測。另外，本發明還可適用于烹調品以外的其它物品重量的檢測。
如上說明，在本申請發明的重量檢測裝置中，由于設置止推軸根據應檢測的重量而向軸向變位的根據軸向變位而轉動的第1相對變位檢測用構件和通過受到來自驅動源的旋轉驅動力而旋轉的第2相對變位檢測用構件，把根據第1相對變位檢測用構件相對于第2相對變位檢測用構件的相對變位量的信號作為重量檢測信號輸出，故可以簡單的結構進行高精度的重量檢測，與傳統的靜電電容式的重量檢測裝置相比，可獲得小型化。另外，由于第1及第2相對變位檢測用構件通過位置保持裝置而保持周向的位置關系，故旋轉中也可正確地進行重量檢測。
另外，在另一的成為本申請發明的重量檢測裝置中，由于將第1及第2相對變位檢測用構件設成由施力裝置對其向軸向施力而按壓在基準面的結構，因此，在未施加重量的初期狀態時的數值具有可靠性，可進行正確的重量檢測。
權利要求
1．一種重量檢測裝置，其特征在于，具有根據應檢測的重量而向軸向變位的止推軸；與該止推軸結合而設置的至少1個轉動構件；根據止推軸的變位量而使該轉動構件轉動規定量的轉動變位裝置；在變位狀態下使所述轉動構件向其轉動方向旋轉的旋轉裝置；在設置于所述轉動構件上的被檢測體的可檢測區域配置的、對該被檢測體進行檢測的檢測器，設置由該檢測器利用所述轉動構件的旋轉而對受所述轉動變位裝置變位的轉動構件的變位量進行檢測的同時、將該變位量換算為重量的重量換算裝置。
2．一種重量檢測裝置，其特征在于，具有根據應檢測的重量而向軸向變位的止推軸；與該止推軸同軸設置的、根據該止推軸的軸向的變位而轉動的第1相對變位檢測用構件；與該第1相對變位檢測用構件成對地與所述止推軸同軸設置的、通過受到來自驅動源的旋轉驅動力而旋轉的第2相對變位檢測用構件；使所述第1及第2相對變位檢測用構件與所述止推軸結合、當所述止推軸向軸向變位時根據止推軸的變位量而至少使所述第1相對變位檢測用構件以止推軸為中心僅轉動規定轉動角度、當所述第2相對變位檢測用構件受到來自所述驅動源的驅動力而旋轉時可將其旋轉力傳遞給所述第1相對變位檢測用構件與所述止推軸的變位方向變換裝置；將根據所述第1相對變位檢測用構件相對于所述第2相對變位檢測用構件的相對變位量的信號作為重量檢測信號輸出的重量檢測信號輸出裝置。
3．如權利要求2所述的重量檢測裝置，其特征在于，所述重量檢測信號輸出裝置是使用磁體與霍爾元件的磁性檢測裝置，所述磁體分別設在所述第1相對變位檢測用構件與第2相對變位檢測用構件上，所述霍爾元件固定配置在可對所述第1相對變位檢測用構件側的磁體及第2相對變位檢測用構件側的磁體所發出的各自的磁力進行檢測的位置上，對來自相對該霍爾元件旋轉的所述第1相對變位檢測用構件側的磁體和第2相對變位檢測用構件側的磁體的磁力進行檢測，而將根據所述第1相對變位檢測用構件相對于第2相對變位檢測用構件側的相對變位量的時間間隔的信號輸出，并將其作為重量檢測信號輸出。
4．一種重量檢測裝置，其特征在于，具有根據應檢測的重量而向軸向變位的止推軸；與該止推軸結合而設置的第1及第2相對變位檢測用構件；根據所述止推軸的變位量而使所述2個相對變位檢測用構件相對地轉動變位規定量的轉動變位裝置；使所述第1及第2相對變位檢測用構件在旋轉方向的位置關系予以保持用的位置保持裝置；使所述第1及第2相對變位檢測用構件與所述止推軸一起旋轉的旋轉驅動裝置；在分別設置于所述第1及第2相對變位檢測用構件上的被檢測體的可檢測區域配置的、對該被檢測體進行檢測的檢測器，并設置由該檢測器、利用所述第1及第2相對變位檢測用構件的一體旋轉而對受所述轉動變位裝置變位且受所述位置保持裝置保持的所述第1及第2相對變位檢測用構件的相對變位量進行檢測的同時，將該變位量換算為重量的重量換算裝置。
5．如權利要求4所述的重量檢測裝置，其特征在于，所述位置保持裝置由設在所述第1及第2相對變位檢測用構件的兩者間、對該兩者賦予周向力的施力彈簧構成。
6．一種重量檢測裝置，其特征在于，具有根據應檢測的重量而向軸向變位的止推軸；與該止推軸結合而設置的第1及第2相對變位檢測用構件；根據所述止推軸的變位量而使所述2個相對變位檢測用構件相對地轉動變位規定量的轉動變位裝置；向軸向對所述第1及第2相對變位檢測用構件施力的施力裝置；對受到該施力裝置施力的第1及第2相對變位檢測用構件的端面予以支承的基準面；使所述第1及第2相對變位檢測用構件與所述止推軸一體旋轉的旋轉驅動裝置；在分別設置于所述第1及第2相對變位檢測用構件上的被檢測體的可檢測區域配置的、對該被檢測體進行檢測的檢測器，并設置由該檢測器、利用所述第1及第2相對變位檢測用構件的一體旋轉而對受所述轉動變位裝置變位的所述第1及第2相對變位檢測用構件的相對變位量進行檢測的同時、將該變位量換算為重量的重量換算裝置。
7．如權利要求6所述的重量檢測裝置，其特征在于，所述施力裝置，由配置在遮住所述重量檢測裝置的金屬制殼體的一側頂板內面與所述第1及第2相對變位檢測用構件之間的板狀的彈簧構件構成，所述基準面，由配置在與所述一側頂板對置的所述殼體的另一側頂板內面或該內面與所述第1及第2相對變位檢測用構件之間的平墊圈構成。
8．一種微波爐，在具有根據施加在轉盤上的重量而可使該轉盤向軸向變位、并根據該變位量而對施加在轉盤上的重量進行檢測的重量檢測裝置的微波爐中，其特征在于，所述重量檢測裝置為如權利要求1或4所述的重量檢測裝置。
全文摘要
用于微波爐的重量檢測裝置，具有根據重量而向軸向變位的止推軸；根據止推軸變位而轉動的第1相對變位檢測用構件；受到來自驅動裝置的旋轉驅動力而旋轉的第2相對變位檢測用構件；對第1及第2相對變位檢測用構件在周向予以位置保持的位置保持裝置，并設有轉動變位裝置和磁體及霍爾元件。利用本發明，可實現裝置小型化和降低成本，并可進行高精度的重量檢測。
文檔編號G01G7/00GK1237689SQ9910810
公開日1999年12月8日 申請日期1999年5月28日 優先權日1998年5月29日
發明者小澤滋, 赤羽德行, 熊谷英大 申請人:株式會社三協精機制作所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
