(57)【要約】【課題】荷重による力をダンパに伝達するレバーが変形すると、力のロスが生じ、レバーを通じて正確な力がダンパに伝達されなくなり、重量測定の精度が悪くなる。【解決手段】ダンパ１０に作用する第１レバー２０と、第１レバー２０に接続される第２レバー２１とを設ける。第１レバー２０と第２レバー２１とは接続点Ｄにおいて接続され、第２レバー２１からの力が、第１レバー２０の力に合成される。第１レバー２０の支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄが同一平面上に位置し、力点Ｂでの荷重方向が支点Ａと力点Ｂとを結ぶ直線に対して略直交することにより、第１レバー２０にかかる力の方向が安定して、レバー２０、２１は変形しない。【選択図】  図３
2004279354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を収容するキャビネットからかかる荷重に基づいて被測定物の重量を検出する検出手段と、前記キャビネットからの荷重による力を前記検出手段に伝達する伝達手段とを備え、該伝達手段は、前記キャビネットからの荷重を受ける揺動自在な複数のレバーを組み合わせてなり、荷重による力を前記検出手段に直接作用させる第１レバーと、該第１レバーに接続され荷重による力を第１レバーに作用させる複数の第２レバーとから構成され、該第２レバーと第１レバーとの接続点が第２レバーにおける作用点と一致し、前記第２レバーにおける支点、力点、作用点が同一平面上にあり、前記第１レバーにおける支点、力点、接続点が同一平面上にあることを特徴とする重量測定装置。
【請求項２】
被測定物を収容するキャビネットからかかる荷重に基づいて被測定物の重量を検出する検出手段と、前記キャビネットからの荷重による力を前記検出手段に伝達する伝達手段とを備え、該伝達手段は、前記キャビネットからの荷重を受ける揺動自在な複数のレバーを組み合わせてなり、荷重による力を前記検出手段に直接作用させる第１レバーと、該第１レバーに接続され荷重による力を第１レバーに作用させる複数の第２レバーとから構成され、各レバーにおける力点での荷重方向が支点と力点とを結ぶ直線に対して略直交することを特徴とする重量測定装置。
【請求項３】
被測定物を収容するキャビネットからかかる荷重に基づいて被測定物の重量を検出する検出手段と、前記キャビネットからの荷重による力を前記検出手段に伝達する伝達手段とを備え、該伝達手段は、前記キャビネットからの荷重を受ける揺動自在な複数のレバーを組み合わせてなり、荷重による力を前記検出手段に直接作用させる第１レバーと、該第１レバーに接続され荷重による力を第１レバーに作用させる複数の第２レバーとから構成され、前記第１レバーは、前記第２レバーが接続され揺動自在に支持された一対の接続部と、各接続部の間に位置し前記検出手段への作用点を有する中間部とから形成され、該中間部が水平状態に保持されたまま上下動するように、各接続部からかかる力に応じて前記作用点の位置が設定されたことを特徴とする重量測定装置。
【請求項４】
キャビネットが弾性部材により上下動自在に支持され、第１レバーは、第２レバーが接続され揺動自在に支持された一対の接続部と、各接続部の間に位置し検出手段への作用点を有する中間部とから形成され、該中間部が水平状態に保持されたまま上下動するように、前記弾性部材の弾性力が設定されたことを特徴とする請求項１または２記載の重量測定装置。
【請求項５】
レバーは、長板によって形成され、その平面部分が荷重方向と平行となるように前記レバーが設置され、該レバーに、長手方向に沿って補強片が形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の重量測定装置。
【請求項６】
レバーは、長板によって形成され、その平面部分が荷重方向と平行となるように前記レバーが設置され、該レバーの平面部分に突出片が形成され、該突出片に力点あるいは接続点が位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の重量測定装置。
【請求項７】
支点を挟んで力点と接続点が位置するとき、突出片は、レバーの一面側に形成され、支点に対して力点と接続点が同じ側に位置するとき、突出片は、レバーの一面側と他面側にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項６記載の重量測定装置。
【請求項８】
被加熱物を収容するキャビネットの下方に請求項１〜７のいずれかに記載の重量測定装置が設けられ、該重量測定装置により被加熱物の重量を測定することを特徴とする加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品等の被加熱物を加熱庫に収容して加熱する電子レンジ、オーブン等の加熱調理器において、被加熱物の重量を測定するために使用する重量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターンテーブルを有する電子レンジにおいては、ターンテーブルに載せた食品の重量を測定するように重量センサが設けられている。すなわち、食品の重量は、ターンテーブルの軸を介して重量に比例して可動する板ばねに伝わる。その板ばねと固定板とのギャップによる静電容量の変化を検出することにより、重量が検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ターンテーブルの無い電子レンジでは、食品の重量により可動する部材が無いため、上記の重量センサを採用することができない。そこで、ターンテーブルの無い電子レンジにおいて、重量測定をする場合は、電子レンジ全体の重量を測定することになる。しかし、２０ｋｇ程度の電子レンジの重量に対し、食品の重量の検知精度を１０ｇとする場合、重量センサにおけるダイナミックレンジが広くなるため、精度が要求され、従来のような静電容量式重量センサでは測定が困難となる。
【０００４】
そこで、本出願人は、特願２００２−２８０１９５号において、キャビネットを支持体により支持して、支持体にかかる荷重に反応する作動体と、荷重による作動体の変化を検出する検出器とを備え、検出器の出力から被加熱物の重量を算出する加熱調理器の重量測定装置を提案した。この重量測定装置では、支持体にかかる荷重を１点に集中させて、作動体に作用させる集中機構が設けられている。
【０００５】
集中機構は、揺動自在な複数のレバーを組み合わせて構成されている。荷重による力により各レバーが揺動するとき、力のかかる方向が一定でないと、レバーがよじれたり、撓んだりするといった変形が生じる。このレバーの変形によって、伝達される力の一部が吸収され、伝達される力のロスが発生する。また、レバーの変形に伴って、レバーの支点やレバー同士の接続点において摩擦が生じ、伝達される力のロスが発生する。
【０００６】
これによって、荷重による力が減衰されて伝達され、正確な重量測定ができなくなる。特に、被加熱物が軽量の場合には、その影響が大きくなる。ここで、レバーを大きくかつ太くすれば、機械的強度が向上して、変形しなくなる。しかし、レバーの大型化は、材料費の上昇や装置の大型化を招き、限られたスペースに設置しなければならない重量測定装置に適用するのは不向きである。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の重量測定装置において、レバーの変形を防止することにより、伝達される力のロスを小さくして、被測定物の重量を精度よく検出することができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、被測定物を収容するキャビネットからかかる荷重に基づいて被測定物の重量を検出する検出手段と、前記キャビネットからの荷重による力を前記検出手段に伝達する伝達手段とを備え、該伝達手段は、前記キャビネットからの荷重を受ける揺動自在な複数のレバーを組み合わせてなり、荷重による力を前記検出手段に直接作用させる第１レバーと、該第１レバーに接続され荷重による力を第１レバーに作用させる複数の第２レバーとから構成され、該第２レバーと第１レバーとの接続点が第２レバーにおける作用点と一致し、前記第２レバーにおける支点、力点、作用点が同一平面上にあり、前記第１レバーにおける支点、力点、接続点が同一平面上にあるものである。
【０００９】
レバーの各点が同一平面上に位置すると、支点に対して力点、作用点、接続点のいずれもが上下方向における距離が０となるので、回転モーメントが生じない。そのため、荷重による力がかかっても、レバーには回転トルクが発生せず、レバーは変形しない。したがって、変形に伴う力のロスがなくなるとともに、変形によるがたつきで摩擦が増大して、力のロスが増えるといったことも防ぐことができる。その結果、レバーによる力の伝達効率が高まり、重量の検出精度が向上する。
【００１０】
また、各レバーにおける力点での荷重方向が支点と力点とを結ぶ直線に対して略直交するようにする。すなわち、キャビネットからの荷重は鉛直方向にかかるので、支点と力点とがなす平面が略水平面となるように、支点および力点の位置を設定する。
【００１１】
これによって、レバーに対する力のかかる方向が安定することになり、レバーを揺動させる方向以外には力がかからない。これによっても、レバーの変形を防止できる。さらに、支点、力点、接続点あるいは作用点のなす同一平面に対して略直交するように荷重方向を定めると、レバーを変形させるような方向に力がかかることを完全になくすことができ、より一層検出精度アップの効果が高まる。
【００１２】
第１レバーは、第２レバーが接続され揺動自在に支持された一対の接続部と、各接続部の間に位置し検出手段への作用点を有する中間部とから形成される。例えば、第１レバーは、コ字状、Ｕ字状、Ｈ字状といった形状とされる。この中間部が水平状態に保持されたまま上下動するように、各接続部からかかる力に応じて前記作用点の位置が設定される。
【００１３】
第１レバーは、中間部の両端に接続部がつながった形状となり、接続部を通じて力が中間部にかかる。そのため、両側の接続部からかかる力に応じて、バランスを取れるように作用点の位置を決める。すなわち、作用点の位置は、両側に荷重がかかる棒における重心に相当する。これによって、中間部は傾くことなく上下動し、接続部が変形することを防止できる。
【００１４】
キャビネットが弾性部材により上下動自在に支持されている場合、第１レバーの中間部が水平状態に保持されたまま上下動するように、前記弾性部材の弾性力が設定される。この場合、中間部の両側にかかる力に弾性部材による力が付加される。そこで、作用点の位置を固定しておけば、両側の力が釣り合うように弾性部材の弾性力を決めることができる。これによっても、中間部は傾くことなく上下動し、接続部が変形することを防止できる。なお、作用点の位置を固定せずに、合わせて作用点の位置を決めるようにしてもよい。
【００１５】
各レバーは、長板によって形成され、その平面部分が荷重方向と平行となるように前記レバーが設置される。このように細長いレバーは横置きされることになるので、長手方向に変形しやすくなる。そこで、レバーに、長手方向に沿って補強片を形成する。レバーの平面部分に向かって力がかかることがあっても、補強されているので、レバーは変形しない。
【００１６】
そして、レバーの平面部分に突出片が形成され、該突出片に力点あるいは接続点が位置する。支点を挟んで力点と接続点が位置するとき、突出片は、レバーの一面側に形成され、支点に対して力点と接続点が同じ側に位置するとき、突出片は、レバーの一面側と他面側にそれぞれ形成される。
【００１７】
突出片を形成することにより、キャビネットあるいは他のレバーからの力を確実に受けることができる。これによって、力の受ける方向が不安定にならず、レバーを変形させる力の発生を防止できる。しかも、支点、力点、接続点の位置関係に応じて突出片を配置することにより、支点周りの回転トルクを打ち消し合うことができ、レバーの変形防止となる。
【００１８】
なお、検出手段は、第１レバーから荷重による力を受ける作動体と、該作動体の変化を検出する検出器とを有し、該検出器の出力から被測定物の重量が算出される。ここで、作動体に印加された力は、圧力の変動あるいは位置の変化として作動体から検出器に伝達される。作動体は、キャビネットからかかる荷重に対する反力を生じるものであればよく、キャビネットからの荷重によって反応するダンパ、シリンダが適している。検出器は、支持体に加わる荷重を直接的に検出する圧力センサ、歪センサであったり、あるいは他の部材を介して伝達された支持体の変化を間接的に検出する圧力センサ、位置センサである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態のターンテーブルの無い電子レンジを図１に示す。キャビネット１内に食品等の被加熱物（被測定物）を収容するための加熱庫２が形成され、加熱庫２内にガラステーブル３が載置台として固定されている。マグネトロン４より発生したマイクロ波は、導波管５を通り、アンテナ６から放射され、ガラステーブル３を透過して、ガラステーブル３に載置された被加熱物を加熱する。
【００２０】
そして、キャビネット１は支持体７に弾性的に支持されている。支持体７は、上面が開口した箱状に形成されている。支持体７の開口は、キャビネット１の底面より小とされ、キャビネット１の底面に凹み８が形成され、支持体７がキャビネット１に対して出入可能とされる。このように支持体７がキャビネット１に覆われるようにすることにより、キャビネット１の高さを低くできる。
【００２１】
キャビネット１と支持体７との間に、コイルばね９からなる弾性部材が介装され、キャビネット１と支持体７とは相対的に上下方向に移動可能とされる。このコイルばね９により、キャビネット１が大きく移動することを防いで、支持体７から外れることはない。なお、コイルばね９の代わりに弾性ゴムを用いてもよい。
【００２２】
この被加熱物の重量を測定するための重量測定装置は、キャビネットの下方に設けられ、重量測定装置としては、図１、２に示すように、キャビネット１全体の荷重に反応する作動体であるダンパ１０と、荷重によるダンパ１０の変化を検出する検出器である差圧センサ１１と、該差圧センサ１１の出力から被加熱物の重量を演算するマイコンからなる制御部１２と、非測定時において差圧センサ１１に対するキャビネット１の重量の影響を排除するために、非測定時にダンパ１０からの圧力を差圧センサ１１に対して伝達しないように遮断する規制体１３とを備えている。これらによって、検出手段が構成される。なお、図２中、１４は加熱スタートスイッチ、１５は加熱庫２のドアの開閉状態を検出するドア開閉検知スイッチである。
【００２３】
ダンパ１０は、密閉構造とされ、内部に不活性ガスが封入されている。不活性ガスには窒素ガスを用いることが好ましい。ダンパ１０は、支持体７とキャビネット１との間に形成された空間に配置され、キャビネット１に取り付けられている。キャビネット１の底面に、取付用の凹部１６が形成され、ダンパ１０は凹部１６に嵌め込まれる。
【００２４】
キャビネット１から支持体７にかかる荷重を１つのダンパ１０に集中的に伝達するために、伝達手段として、図３、４に示すように、集中機構が設けられている。集中機構は、揺動自在な複数のレバー、ここでは３本のレバー２０、２１を組み合わせて構成される。てこの原理を用いて、各レバー２０、２１にかかる荷重による力を合成して、ダンパ１０に集中させる。
【００２５】
ダンパ１０に直接作用するレバーが第１レバー２０とされ、第１レバー２０に連結される２本のレバーが第２レバー２１とされる。各レバー２０、２１は、薄い長板からなり、支持体７とキャビネット１との間の空間に配される。そして、各レバー２０、２１は、その平面部分が荷重方向と平行になるように設置される。すなわち、長板状のレバー２０、２１の幅方向が鉛直方向と平行に、長手方向が水平方向と平行になるように、各レバー２０、２１は横置きされる。
【００２６】
ここで、キャビネット１の下部の中央には、アンテナ６を回転させるためのモータ等の駆動装置１７が設けられる。キャビネット１の底面中央には、駆動装置１７を収容できるように、支持体７に向かって突出した凸部１８が形成される。そのため、各レバー２０、２１は、凸部１８を回避するように配される。第１レバー２０は、１本の長板を折曲して平面視コ字状とされ、対向配置される一対の接続部２０ａと、中間に位置して両接続部２０ａの他端を連結する中間部２０ｂとにより形成される。第１レバー２０によって取り囲まれる内側に凸部１８が位置するように、第１レバー２０は配置される。第２レバー２１は、ほぼ直線状に形成され、第１レバー２０の接続部２０ａよりも外側に配される。このように、凸部１８を回避して各レバー２０、２１およびダンパ１０を配置することにより、レバー２０、２１と凸部１８とが重ならず、支持体７の高さ、ひいては加熱調理器全体の高さを抑えることができる。
【００２７】
第１レバー２０の接続部２０ａおよび第２レバー２１の上下面にそれぞれ凹み２２が形成される。下面の凹み２２が支持体７に固定された受片２３に揺動自在に支持され、ここが支点Ａとなる。そして、各レバー２０、２１の上面の凹み２２に、キャビネット１に取り付けられた脚片２４が当接して、キャビネット１からの荷重がレバー２０、２１にかかり、ここが力点Ｂとなる。脚片２４はキャビネット１の底面の４隅近傍に配され、脚片２４に合わせて第１レバー２０の両接続部２０ａの一端および第２レバー２１の一端が位置する。第１レバー２０の中間部２０ｂが、ダンパ１０に対向するように位置して、ダンパ１０に当接し、ここが作用点Ｃとなる。
【００２８】
第２レバー２１では、その他端が作用点となり、ピン等の連結具２５によって第１レバー２０の接続部２０ａに連結される。連結具２５は、第２レバー２１および第１レバー２の接続部２０ａを貫通するように設けられ、両レバー２０、２１は連結具２５周りに回転可能となる。この作用点が第１レバー２０と第２レバー２１を接続する接続点Ｄとなり、その位置は、第１レバー２０の支点Ａと力点Ｂとの間とされる。すなわち、第２レバー２１の力点Ｂにかかる荷重による力は、接続点Ｄを通じて第１レバー２０の接続部２０ａに作用し、第１レバー２０がダンパ１０に対して作用する力に合成される。各レバー２０、２１において、力点Ｂと作用点Ｃとの間に支点Ａが位置する。
【００２９】
差圧センサ１１は、キャビネット１に内装され、差圧センサ１１とダンパ１０とは、図５に示すように、導管３０を通じて接続され、導管３０内を不活性ガスが流れる。不活性ガスが圧力媒体として作用し、荷重によってダンパ１０が変動したときの圧力の変動を差圧センサ１１に伝達する。圧力媒体として窒素ガスのような不活性ガスを使用することにより、ダンパ１０等に使用するゴムの劣化がほとんどなくなり、長寿命を達成することができる。
【００３０】
ダンパ１０からの導管３０は、差圧センサ１１の高圧側入口３１に直接接続され、この導管３０の中間点から分岐した分岐管３２が低圧側入口３３に接続される。これにより、差圧センサ１１の両側の入口３１、３３に不活性ガスを介して圧力が加わる。
【００３１】
差圧センサ１１は、公知の構造のものであり、圧力を受けることにより変形するシリコン単結晶製のダイヤフラム３４に、熱拡散によりピエゾ抵抗３５が形成され、４個のピエゾ抵抗３５がブリッジ接続された構造である。それぞれのピエゾ抵抗３５において、圧力印加によりダイヤフラム３４が変形して、抵抗値が変化する。この抵抗変化が電圧変化として出力され、この出力電圧を電圧検出回路によって検出すれば、圧力の変動を検出できる。
【００３２】
規制体１３は、分岐管３２の途中に介装され、制御部１２からの指令によって開閉する常時開の電磁弁とされ、圧力媒体の流れを規制するように開閉する。規制体１３が開いた状態のとき、差圧センサ１１の両入口３１、３３にダンパ１０からの圧力が加わり、閉じた状態のときには、ダンパ１０からの圧力は高圧側入口３１のみに加わる。
【００３３】
このように、非通電時に規制体１３を開いておくことによって、差圧センサ１１に対するダンパ１０からの圧力がキャンセルされ、差圧センサ１１のダイヤフラム３４は変形しない。このとき、ダンパ１０にはキャビネット１の重量に相当する力がかかっているが、差圧センサ１１の出力は０である。すなわち、規制体１３は、差圧センサ１１に対して、ダンパ１０からの圧力の伝達を遮断することになる。このような分岐管３２を開閉する規制体１３によって、非測定時において差圧センサ１１に対するキャビネット１の重量の影響を排除するための保護手段となる。
【００３４】
規制体１３は、ドアの開閉に応じて制御部１２により開閉制御される。すなわち、制御部１２は、ドア開閉検知スイッチ１５によりドアの開状態が検出されたとき、規制体１３に通電してオンするとともに、重量測定後に加熱を開始したとき、規制体１３への通電を停止してオフする。また、制御部１２は、ドアが開いたときにおける荷重に基づいて基準値を設定し、その後ドアが閉じられたときの荷重を検出して、このときの測定値と基準値とに基づいて重量を算出する。さらに、測定された重量に基づいて入力された調理内容に応じた加熱時間を設定して、被加熱物に対する加熱制御を行う。
【００３５】
次に、食品等の被加熱物の重量測定方法を説明する。被加熱物が収容されていないとき、キャビネット１の重量（２０ｋｇ）およびコイルばね９の力（約５ｋｇｆ（４９Ｎ））は、各レバー２０、２１の力点Ｂに分散して印加される。この荷重による力は、てこの原理によって減衰され、小さな力となる。第２レバー２１からの力が第１レバー２０の力に合成され、合成された力が作用点Ｃに集中する。図４に示すような距離で力点Ｂ、支点Ａ、作用点Ｃを配置する場合、力がてこにより１／２．５に減衰する。最終的に作用点Ｃで合成された力は５ｋｇｆ（４９Ｎ）となって、ダンパ１０に作用する。
【００３６】
ダンパ１０、差圧センサ１１、規制体１３、導管３０等で構成される密閉システムの内表面積が１００ｃｍ２とすれば、密閉システム内の圧力は０．１ｋｇ／ｃｍ２（０．９８×１０４Ｐａ）となる。この圧力は規制体１３が開いている場合は差圧センサ１１の両入口３１、３３に加わるので、差圧センサ１１には何の応力も発生しない。このように、規制体１３は常時開状態にあるので、差圧センサ１１のダイヤフラム３４にはキャビネット１からの荷重による変形は発生しない。したがって、非測定時における差圧センサ１１にかかる負荷を軽減でき、差圧センサ１１の長寿命化を図れる。
【００３７】
加熱庫２のドアを開けると、ドア開閉検知スイッチ１５により制御部１２はドアが開状態であることを認識し通電をオンして、規制体１３が閉じられる。加熱庫２に被加熱物を入れると、その重量に相当する分だけダンパ１０内の圧力が上昇する。例えば被加熱物の重量を５０ｇとすると、上昇圧力は、０．０００２ｋｇ／ｃｍ２（１９６Ｐａ）となる。したがって、差圧センサ１１のｂ側圧力はａ側圧力より０．０００２ｋｇ／ｃｍ２（１９６Ｐａ）大きくなり、差圧センサ１１のダイヤフラム３４が歪む。差圧センサ１１の出力電圧を検出することにより、被加熱物の重量を検出できる。
【００３８】
以上のように、１つのダンパ１０に荷重を集中させることによって、重量を測定することができる。そのため、重量測定装置を構成する部品を少なくすることができ、複数のダンパを用いる場合に比べて、コストダウンを図れる。また、導管３０の長さを短くできるとともに接続箇所も減るので、導管３０の引き回しがすっきりして、構造を簡素化でき、装置としてコンパクトになる。しかも、ダンパ１０と差圧センサ１１との間での圧力損失が減ることになり、精度よく圧力の変動を検出することができ、信頼性の向上を図れる。
【００３９】
なお、重量を測定するとき、ドアを開けた状態において測定した荷重の最低値を基準値とする。これによって、被加熱物がない状態での荷重が基準となり、その後収容された被加熱物の重量を正確に算出することができる。
【００４０】
ところで、伝達手段における各レバー２０、２１に対して、荷重による力がかかったとき、レバー２０、２１が変形すると、力を正確に伝達することができなくなる。そこで、図３に示すように、第１レバー２０の支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄを同一平面Ｘ１上に位置させる。また、第２レバーの支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄを同一平面Ｘ２上に位置させる。なお、被加熱物が収容されていないときには、両レバー２０、２１の各点は同じ水平面上にある。各レバー２０、２１の凹み２２は、上下面から山形に切り込んで形成される。このとき、上面の凹み２２の頂点および下面の凹み２２の頂点が長手方向に平行な直線を通るように、凹み２２の深さが設定される。また、接続点Ｄにおける連結具２５の中心が上記直線を通るように、連結具２５は位置決めされる。このように凹み２２を形成することにより、各点がそれぞれ同一平面上に並ぶことになる。
【００４１】
そして、各レバー２０、２１における力点Ｂでの荷重方向が支点Ａと力点Ｂとを結ぶ直線に対して略直交する。すなわち、第１レバー２０の支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄによって形成される平面Ｘ１に対して、力点Ｂでの荷重による力の作用線は略直交する。また、第２レバー２１の支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄ（作用点）によって形成される平面Ｘ２に対して、力点Ｂでの荷重による力の作用線は略直交する。被加熱物が収容されていないとき、キャビネット１からかかる荷重による力の作用線は、両レバー２０、２１の各点によって形成される水平面に直交する。被加熱物が収容されたとき、各レバー２０、２１は、被加熱物の重量に相当する荷重による力を受けて傾くが、キャビネット１は鉛直方向に下降するので、荷重方向は変わらない。このときには、作用線は平面に対して直交しないが、レバー２０、２１の傾きは小さいので、略直交となる。なお、被加熱物を収容していないときに各レバー２０、２１を少し傾いた状態にしておき、荷重がかかると水平になるようにしておいてもよい。いずれにおいても、支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄによって形成される平面は、水平面あるいは水平より少しだけ傾いた平面であるのが好ましい。
【００４２】
各点が同一平面上に位置することによって、力のかかる方向が安定し、荷重による力がロスなく各レバー２０、２１にかかる。例えば、図６（ｂ）に示すように、レバー２０、２１に対して、支点Ａの通る平面Ｘと力点Ｂの通る平面Ｙとが異なっている場合、力のかかる方向が不安定であると、支点Ａを中心に回転トルクが発生する。すると、レバー２０、２１がよじれるといったように、レバー２０、２１の変形が生じる。一方、同図（ａ）のように、レバー２０、２１に対して、支点Ａと力点Ｂとが通る平面Ｘが同じであれば、回転トルクが発生せず、レバー２０、２１の変形も起こり得ない。
【００４３】
また、力点Ｂでの荷重方向が支点Ａと力点Ｂとを結ぶ直線に直交することにより、力点Ｂにかかる力はすべてレバー２０、２１を揺動させる力となり、力のロスが生じない。一方、荷重方向が直線に直交しないと、力点Ｂにかかる力は、レバー２０、２１を揺動させる力とレバー２０、２１の長手方向に向かう力とに分力され、力のロスが生じる。しかも、この分力された力によってレバー２０、２１が撓むといったように、レバー２０、２１の変形が生じる。
【００４４】
以上のように、荷重による力とレバー２０、２１における２つの関係を成立させることにより、荷重からの力がレバー２０、２１に安定してかかり、レバー２０、２１の変形を防止できる。その結果、レバー２０、２１の変形に伴う力のロスがなくなる。そして、レバー２０、２１の揺動方向以外に力が作用しないので、支点Ａや接続点Ｄにかかる負荷がなく、各点での回転に伴う摩擦を低減でき、力のロスをなくせる。しかも、摩擦が減ることによって、異音の発生がなくなるとともに、レバー２０、２１や受片２３の磨耗も減少し、長期間の信頼性が得られる。したがって、各レバー２０、２１にかかる荷重による力をロスなくダンパ１０に伝達することができるので、精度の高い重量測定を行うことができる。軽量な被加熱物であっても正確に重量を検出することができる。
【００４５】
第１レバー２０では、両接続部２０ａからの力を中間部２０ｂの作用点Ｃに集中させて、ダンパ１０に作用させる。しかし、両接続部２０ａからの力が均等とは限らない。中間部２０ｂの中央に作用点Ｃが位置する場合、図７に示すように、作用点Ｃを挟んで両側にかかる力Ｆ１、Ｆ２（Ｆ１＞Ｆ２）に差があると、中間部２０ｂは傾いて上昇する。なお、図では、中間部２０ｂに下向きに力がかかるように記載しているが、この力は両レバー２０、２１の力点Ｂにかかる荷重の合力を表しており、実際には中間部２０ｂに上向きの力がかかっている。
【００４６】
この左右の力のアンバランスにより、第１レバー２０の両接続部２０ａがよじれ、レバー２０、２１の変形による力のロスが生じる。そこで、両接続部２０ａからかかる力に応じて中間部２０ｂがバランスを取れるように、作用点Ｃの位置を設定する。具体的には、図８に示すように、接続部２０ａから中間部２０ｂの両端にかかる力Ｆ１、Ｆ２に対して、作用点Ｃを中心にした力のモーメントが釣り合う位置に作用点Ｃを位置決めする。ここでは、Ｆ１×Ｌ１＝Ｆ２×Ｌ２となるようにＬ１、Ｌ２が決定される。作用点Ｃの位置が決まると、これに応じてダンパ１０が配置される。
【００４７】
このように作用点Ｃの位置を設定することにより、中間部２０ｂの両端での力のモーメントは等しくなり、中間部２０ｂは傾くことなく水平な状態に保持されたまま上下動する。そのため、両接続部２０ａがよじれて、第１レバー２０が変形するといったことを防止でき、レバー２０の変形に伴う力のロスがなくなるとともに、各点での回転に伴う摩擦を低減でき、力のロスをなくせる。したがって、各レバー２０、２１にかかる荷重による力をロスなくダンパ１０に伝達することができるので、精度の高い重量測定を行うことができる。しかも、第１レバー２０の中間部２０ｂが確実に略水平のまま上下動するため、上下動の幅Ｈが小さくなる。高さ方向に余裕を取る必要がなくなり、重量測定装置の小型化を図れ、加熱調理器全体の高さを抑えることができる。
【００４８】
第１レバー２０に対する左右の力のアンバランスをなくす他の対策として、キャビネット１を弾性的に支持するコイルばね９による力も考慮する。コイルばね９は支持体７内の前後左右の４隅近傍に配置されており、キャビネット１に対して下向きの付勢力を与えている。したがって、各レバー２０、２１は、キャビネット１からの荷重による力以外にコイルばね９による力も受ける。
【００４９】
そこで、図９に示すように、第１レバー２０の作用点Ｃを挟んで前後の２組に分け、前側の２つのコイルばね９による力をＦ３、後側の２つのコイルばね９による力をＦ４とする。接続部２０ａから中間部２０ｂの両端にかかる力は、Ｆ１＋Ｆ３、Ｆ２＋Ｆ４となる。ここで、作用点Ｃの位置を固定とすれば、両接続部２０ａからかかる力に応じて中間部２０ｂがバランスを取れるように、コイルばね９の弾性力を設定する。すなわち、（Ｆ１＋Ｆ３）×Ｌ１＝（Ｆ２＋Ｆ４）×Ｌ２となるようにＦ３、Ｆ４が決定される。なお、Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ任意の一定値とする。
【００５０】
このようにコイルばね９の弾性力を設定することにより、中間部２０ｂの両端での力のモーメントは等しくなり、中間部２０ｂは傾くことなく水平な状態に保持されたまま上下動する。上記と同様、第１レバー２０が変形するといったことを防止でき、レバー２０の変形に伴う力のロスがなくなるとともに、各点での回転に伴う摩擦を低減でき、力のロスをなくせる。したがって、各レバー２０、２１にかかる荷重による力をロスなくダンパ１０に伝達することができ、精度の高い重量測定を行える。しかも、第１レバー２０の中間部２０ｂが確実に略水平のまま上下動するため、上下動の幅Ｈが小さくなり、重量測定装置の小型化を図れ、加熱調理器全体の高さを抑えることができる。さらに、中間部２０ｂにおける作用点Ｃの位置は固定されているので、重量の異なるキャビネット１に変更されたとき、弾性力の異なるコイルばね９に変更すればよく、各レバー２０、２１を交換する必要はない。したがって、形状は同じであるが重量の異なる各種のキャビネット１に対して、重量測定装置を共用でき、汎用性が高まる。
【００５１】
ところで、各レバー２０、２１に対して、その平面部分に向かって水平方向から力がかかると、レバー２０、２１は撓んで変形する。この変形を防ぐために、図１０に示すように、レバー２０、２１に補強片４０を設ける。補強片４０は、第１レバー２０の接続部２０ａおよび第２レバー２１に設けられ、レバー２０、２１の平面部分から水平に突出するように形成される。具体的には、レバー２０、２１の上面を水平に折り曲げたものであり、長手方向に沿って形成される。なお、補強片４０は、第１レバー２０の中間部２０ｂに形成してもよい。
【００５２】
レバー２０、２１の平面部分に水平な方向、例えば前後方向から力がかかっても、補強片４０が設けられているので、レバー２０、２１は前後方向に撓むことはなく、レバー２０、２１の変形を防止できる。これによって、各レバー２０、２１の支点Ａや接続点Ｄに負荷がかかることを防ぐことができ、各点での回転に伴う摩擦を減らすことができる。したがって、各レバー２０、２１にかかる荷重による力をロスなくダンパ１０に伝達することができ、精度の高い重量測定を行える。しかも、摩擦が減ることによって、異音の発生がなくなるとともに、レバー２０、２１や受片２３の磨耗も減少し、長期間の信頼性が得られる。
【００５３】
また、各レバー２０、２１は、力点Ｂと接続点Ｄとから互いに逆向きの力を受ける。このとき、支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄは同一平面上にあるので、力のかかる方向によっては水平方向での回転トルクが発生し、レバー２０、２１が変形するおそれがある。そこで、この回転トルクを打ち消すことができるような力点Ｂと接続点Ｄとの位置関係にする。図１０に示すように、レバー２０、２１の平面部分に突出片４１を設ける。突出片４１は、レバー２０、２１の平面部分の一部を切り抜いて、水平に突出するように折り曲げたものである。突出片４１は、平面部分の一側に支点Ａを挟んで形成され、一方の突出片４１に脚片２４が当接し、他方の突出片４１に他のレバー２０、２１が当接することにより、突出片４１に力点Ｂあるいは接続点Ｄが位置する。２つの突出片４１のなす平面は支点Ａを通り、支点Ａ、力点Ｂ、接続点Ｄは同一平面上に位置する。
【００５４】
各レバー２０、２１には、突出片４１を通じて力がかかることになる。このとき、支点Ａを通り、長手方向に平行な直線Ｌに対して力点Ｂと接続点Ｄとは同じ側に位置するので、支点Ａを中心にすれば、互いに逆向きの力が発生し、回転トルクを打ち消すことができる。これによって、水平方向に力によるレバー２０、２１の変形を防ぐことができる。したがって、各点での回転に伴う摩擦を減らすことができ、各レバー２０、２１にかかる荷重による力をロスなくダンパ１０に伝達することができ、精度の高い重量測定を行える。しかも、摩擦が減ることによって、異音の発生がなくなり、レバー２０、２１や受片２３の磨耗も減少する。
【００５５】
なお、レバー２０、２１において、支点Ａを挟んで力点Ｂ、接続点Ｄが位置する構造の代わりに、図１１に示すように、支点Ａに対して力点Ｂ、接続点Ｄが同じ側に位置する構造にすることもある。このときには、突出片４１は、平面部分の一面側と他面側に形成すればよく、同様の効果が得られる。脚片２４が突出片４１に当接するように、補強片４０の一部を切り欠いておく。
【００５６】
また、補強片４０は、長手方向に連続して形成しなくても、間隔をおいて形成してもよい。この場合、補強片４０を平面部分の幅方向の中央付近に形成すれば、突出片として兼用させることができる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記の電子レンジでは、ターンテーブルの無いものであったが、ターンテーブル等のように上下動可能な載置台を有する加熱調理器に本実施形態の重量測定装置を適用することもできる。また、電子レンジ以外のオーブン、炊飯器、電磁調理器等の加熱調理器に適用してもよい。
【００５８】
集中機構の各レバーを軸周りに回転自在に支持する構造としてもよい。第１レバーの形状は、コ字状に限らず、キャビネットの凸部に応じて、これを回避できるようにＵ字状、Ｈ字状としてもよい。
【００５９】
また、ダンパやシリンダ等の作動体をレバー、リンクといった連結部材によって圧力センサ、位置センサ等の検出器と接続し、圧力変動、変位といった出力の変化を伝達する構造とし、途中にクラッチを設け、出力の伝達を断続するようにしてもよい。このクラッチが保護手段として機能し、非測定時にはクラッチを切って、検出器への出力を遮断し、測定時にクラッチを接続して、検出器に出力を伝達する。
【００６０】
規制体として開閉弁の代わりに導管の分岐点に切換弁を配してもよく、非測定時には差圧センサの両入口に導管が連通するようにし、測定時には高圧側入口にのみ導管が連通するように切り換える。また、開閉弁、切換弁やクラッチを設ける代わりに、キャビネットの底板に上下動可能な補助支持体を設ける。補助支持体は、例えばソレノイド、シリンダとして、非測定時にキャビネットから下降させて、支持体の代わりにキャビネットを支持する。そして、ドアが開いたときに補助支持体を上昇させて、支持体にキャビネットからの荷重がかかるようにする。このように、作動体にキャビネットの荷重がかからないようにすることにより、圧力センサへの負荷を軽減できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、キャビネットからの荷重による力を伝達する複数のレバーに均等に力がかからなくても、レバーの支点、力点、作用点さらにはレバー同士の接続点の位置を適切に設定することにより、レバーの変形防止や摩擦低減を図ることができ、伝達する力のロスを減らせる。したがって、被測定物の荷重による力を確実に検出器に伝達できるので、重量測定の精度を高めることができ、測定装置としての信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電子レンジの内部構成を示す図
【図２】電子レンジの重量測定装置の制御ブロック図
【図３】集中機構の構成図
【図４】集中機構の平面図
【図５】重量測定装置の概略構成図
【図６】レバーの力点と支点との位置関係によって回転トルクが発生することを説明するための図
【図７】第１レバーにかかる力による変形を示す図
【図８】第１レバーの作用点の位置を示す図
【図９】コイルばねの荷重を考慮したときの第１レバーの作用点の位置を示す図
【図１０】他の形態のレバーの要部斜視図
【図１１】他の形態のレバーの要部斜視図
【符号の説明】
１    キャビネット
２    加熱庫
７    支持体
１０    ダンパ
１１    差圧センサ
１２    制御部
２０    第１レバー
２０ａ    接続部
２０ｂ    中間部
２１    第２レバー
２５    連結具
４０    補強片
４１    突出片
Ａ    支点
Ｂ    力点
Ｃ    作用点
Ｄ    接続点
【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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