(57)【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。
【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３４ａ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２４ａ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１４ｂ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４４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４３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４２ｂ，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，４２ｃ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４４ａと第２の相対変位検出用部材４３に設けられる溝４３ｂ，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〜Ｂ３，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４８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４６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，４２ｃ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，５１ｂ，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５０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１４ａ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４２，４３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５４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４２，４３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４３ａに形成された溝４３ｂと第１の相対変位検出用部材４２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４２ｂ，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４４ａが第２の相対変位検出用部材４３側の溝４３ｂ，４３ｃ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，４３ｂ，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，４３ｃ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Ｂ１、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ＩＣ４７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１４ｂ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，Ａ３、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Ａ１，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Ａ１，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Ｂ２、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，Ｂ２，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，Ｂ３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Ｂ１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Ｂ１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Ａ１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１１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Ａ２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Ｂｓ１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，Ｂ２，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Ａｓ１と信号Ｂｓ１の時間間隔は、短い間隔であるが、７ｋｇの調理品がターンテーブルに載せられると、信号Ａｓ１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ＩＣ４７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％（０．２８ｔ）、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４２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１００％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１６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％（０．７０ｔ）、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、５０ＫＨｚ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１４ｃ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４９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４１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５０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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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