(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を収納した容器の外周部を支持する弾性体を有する外周支持部材と、前記容器の中央部で前記容器の重量から弾性体で支持される重量を差し引いた値を測定する重量センサと、この重量センサの信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、室温あるいは重量センサの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段と、前記温度センサに基づき前記弾性体および前記重量センサの温度特性の補正を行う変換テーブルデータを記憶する記憶手段とを備え、第２のＡ／Ｄ変換手段と記憶手段からの信号に基づき、第１のＡ／Ｄ変換手段の信号を補正する制御回路を有する加熱調理機器用の重量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用の家電機器（調理器具または健康機器）に内蔵して提供する重量測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記重量測定装置として一般的にはストレンゲージが使用されている。このストレンゲージは、例えば、電子レンジの場合、被加熱物の重量を測定して、その値に応じて加熱量を調整するようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の重量測定装置では、被測定物の全重量を測定しているためダイナミックレンジが広いため、広範囲な重量値に対して精度が必要であるという課題を有している。すなわち、被加熱物の全重量を測定しているがために、内容物の変化量に比べて受け皿や鍋自体の重量が重い場合などは、変化量を正確に測定することが困難となる。
【０００４】
この顕著な例としては、トイレの水洗浄便座に体重計を設置して、日々の体重変化を測定記録し、健康管理に役立てるような機器の場合、７０ｋｇの成人男子の体重変化は１〜３ｋｇであるため、従来の技術では０〜７５ｋｇの範囲で±１．５ｋｇを測定する必要があり、非常に測定範囲の広い重量センサと分解能の高いＡ／Ｄ変換手段が必要であった。
【０００５】
また従来のこの種の風袋引き機能は特開昭５２−３４６７号公報、特開平７−１９８４５８号公報、特開平９−２６４０２号公報に記載されているようなものが一般的であったが、構成が複雑になるという課題を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内容物を収納した容器の外周部を支持する弾性体を有する外周支持部材と、前記容器の中央部で前記容器の重量から弾性体で支持される重量を差し引いた値を測定する重量センサと、この重量センサの信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、室温あるいは重量センサの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段と、前記温度センサに基づき前記弾性体および前記重量センサの温度特性の補正を行う変換テーブルデータを記憶する記憶手段とを備え、第２のＡ／Ｄ変換手段と記憶手段からの信号に基づき、第１のＡ／Ｄ変換手段の信号を補正する制御回路を有する加熱調理機器用の重量測定装置としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、内容物を収納した容器の外周部を支持する弾性体を有する外周支持部材と、前記容器の中央部で前記容器の重量から弾性体で支持される重量を差し引いた値を測定する重量センサと、この重量センサの信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、室温あるいは重量センサの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段と、前記温度センサに基づき前記弾性体および前記重量センサの温度特性の補正を行う変換テーブルデータを記憶する記憶手段とを備え、第２のＡ／Ｄ変換手段と記憶手段からの信号に基づき、第１のＡ／Ｄ変換手段の信号を補正する制御回路を有する加熱調理機器用の重量測定装置としている。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【０００９】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の構成を示す要部断面図である。１は調理器の本体、２は容器、３は弾性体、４は本体１の外周支持部材である。５は重量センサ、６はＡ／Ｄ変換手段、７は演算手段を有する制御回路である。８は高周波のインバータ回路、９ａ〜９ｄはこのインバータ回路に接続された加熱コイルである。
【００１０】
次に動作、作用について説明すると、前述したインバータ回路８が発生する高周波電流を供給されて、加熱コイル９が高周波磁界を発生する。
【００１１】
この高周波磁界を受けて容器２の底部が発熱し調理されるものである。重量センサ５は容器２と内容物の合計重量から弾性体３が負担する重量を差し引いた重量を受けており、その値はＡ／Ｄ変換手段６を介して制御回路７へ入力される。制御回路７はその検出重量により加熱コイル９による加熱量を調整することにより、きめ細かな温度制御などがおこえるものである。
【００１２】
このとき本実施例では、弾性体３が負担する重量は容器２の乾燥重量に概等しいか、やや少な目に設定している。従って、重量センサ５は内容物の重量を測定するだけで良いため、測定範囲を少なくできる。
【００１３】
たとえば、一升炊きの誘導加熱式の炊飯器にこの重量センサを用いて、鍋重量１．２ｋｇ＋米・水重量３．５ｋｇ＝４．７ｋｇの重量を測定する場合、従来の技術で有れば０〜４．７ｋｇの範囲を測定できる重量センサが必要となる。しかしながら、本実施例によれば弾性体３による１ｋｇの荷重軽減を行えるため、０〜３．７ｋｇの範囲を測定できる重量センサを用いればよい。さらに、Ａ／Ｄ変換手段６の分解能（ビット数）もその分少なくすることが可能となる。
【００１４】
別な例として前述の体重計付き水洗浄便座の場合、７０ｋｇの成人男子を測定する場合、弾性体３により２０ｋｇの荷重軽減を行えば、５０ｋｇ±１．５ｋｇの測定を行えば良いことになる。
【００１５】
以上のように本実施例によれば、弾性体３で容器の重量を負担することにより、安価な重量センサを使用した場合でも精度良く内容物の重量を測定することが可能となるものである。また、加重オーバーによるセンサ破壊を減らすこともできる。
【００１６】
なお、実施例では圧縮方向の荷重軽減を行っているが、引っ張り方向の荷重を測定する場合にも適用できるのは明らかである。
【００１７】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例について説明する。図２は本実施例の弾性体の側面図である。本実施例では、前記弾性体３は金属製スプリングとしている。本体の構成、動作、作用については、実施例１と同じであるので説明を割愛する。
【００１８】
なお、金属製スプリングは図２の間隔を広げた部分１０ａと狭めた部分１０ｂを持つ不等長スプリングとすることで、容器２を支持した状態でも間隔を広げた部分１０ａを微振動させ、変化量検出形の重量センサを使用することも可能である。
【００１９】
たとえば、誘導加熱調理器にこの重量センサを用いた場合、調理中も重量測定が可能となるため、煮詰まってきたことを早期に（温度センサで検知する場合に比して）検知して、加熱量を減少させることが可能となり、安全性の高い調理器具を提供することができる。
【００２０】
（実施例３）
続いて本発明の第３の実施例について説明する。図２は本実施例の弾性体の側面図である。本実施例では、前記弾性体３はゴムまたは樹脂としている。本体の構成、動作、作用については、実施例１と同じであるので説明を省略する。なお、弾性体はゴム、樹脂等、容器２の重量を印可しても可逆変形可能な部材であれば良い。
【００２１】
（実施例４）
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図４（ａ）は本実施例の構成を示す要部断面図である。
【００２２】
図４（ｂ）は弾性体として用いる金属打ち抜きのリーフスプリングの要部断面図、図４（ｃ）同弾性体の斜視図である。図４（ａ）において、１１は調理器の本体、１２は容器、１３は弾性体、１４は本体１の外周支持部材である。１５は重量センサ、１６はＡ／Ｄ変換手段、１７は制御回路である。１８は高周波のインバータ回路、１９ａ〜１９ｄはこのインバータ回路に接続された加熱コイルである。
【００２３】
次に動作、作用について説明すると、前述したインバータ回路１８が発生する高周波電流を供給されて、加熱コイル１９が高周波磁界を発生する。この高周波磁界を受けて容器１２の底部が発熱し調理されるものである。重量センサ１５は容器１２と内容物の合計重量から弾性体１３が負担する重量を差し引いた重量を受けており、その値はＡ／Ｄ変換手段１６を介して制御回路１７へ入力される。
【００２４】
このとき本実施例では、実施例１と同様に弾性体１３が負担する重量は容器１２の乾燥重量に概等しか、やや少な目に設定している。従って、重量センサ１５は内容物の重量を測定するだけで良いため、測定範囲を少なくできる。以上のように本実施例によれば、弾性体１３で容器の重量を負担することにより、安価な重量センサを使用した場合でも精度良く内容物の重量を測定することが可能となるものである。
【００２５】
本実施例４において、実施例１（または２、または３）と異なる点は、弾性体１３の設置個所が、容器１２の上部にあるつば部分を支えるようにしていることである。
【００２６】
容器１２の上部を支持することで、底部を支持する場合よりも、弾性体１３の耐熱温度を下げることが可能となるものである。また、金属打ち抜きのリーフスプリングとすることにより、製造時のコストを低下させることが可能となるものである。
【００２７】
なお、金属打ち抜きのリーフスプリングに替えて、弾性体を用いることも当然できる。
【００２８】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例について説明する。図５（ａ）は本実施例の板状重量センサの側面図、図５（ｂ）は同上面図、図５（ｃ）は同コイル状重量センサの側面図である。
【００２９】
本実施例の重量センサでは板状もしくはコイル状の金属材料を用い、その加重による変形時の抵抗変化を検出することにより重量を測定するものである。従って、形状変化に対して抵抗変化が大きくなるアモルファス材によるブリッジ構成が有利であるが、金属材料表面に別途炭素などの抵抗体を被服させても良い。
【００３０】
電気抵抗Ｒは抵抗率をρ、長さをＬ、断面積をＳとした場合、Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓで示されるように、抵抗率ρは一定であるので、加重変化によりＬまたはＳを変化させることになるので、変化分は微少なものとなる。さらに、容器２、１２の重量が加わるために、内容物による変化が容器２、１２の重量に比べて少ない場合、実際、安価な測定装置でその変化分を測定することは非常に困難となる。
【００３１】
しかしながら、本実施例によれば、弾性体３、１３で容器２、１２の重量を負担することにより、内容物の変化分のみを測定することが可能となるものである。
【００３２】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施例について説明する。図６（ａ）は本実施例の第一の設置案の重量センサの要部断面図、図６（ｂ）は第二の設置案の重量センサの要部断面図である。
【００３３】
３０、４０は重量センサを容器に密着させるためのスプリング、３１は外周支持部材、３２は非磁性の板材、３３ａ、４１ａは可動コイル、３３ｂ、４１ｂは固定コイルである。
【００３４】
次に動作、作用について説明すると、容器内の内容物の重量による加重を受けて、板材３２、または、スプリング４０が変形することにより、前述した可動コイル３３ａ（または４１ａ）と固定コイル３３ｂ（または４１ｂ）との間の空間距離が変化する。従って、相互インダクタンスＭが変化、固定コイル３３ｂ（または４１ｂ）で検出するインダクタンスＬが変化する。この変化量は内容物の重量変化に比例するために、内容物の重量を正確に測定することが可能となるものである。
【００３５】
（実施例７）
次に本発明の第７の実施例について説明する。図７（ａ）は本実施例の第一の設置案の重量センサの要部断面図、図７（ｂ）は第二の設置案の重量センサの要部断面図である。
【００３６】
５０、６０は重量センサを容器に密着させるためのスプリング、５１は外周支持部材、５２は非磁性の板材、５３ａ、６１ａは可動電極、５３ｂ、６１ｂは固定電極である。
【００３７】
次に動作、作用について説明すると、容器内の内容物の重量による加重を受けて、板材５２、または、スプリング６０が変形することにより、前述した可動電極５３ａ（または６１ａ）と固定電極５３ｂ（または６１ｂ）との間の空間距離が変化する。従って、両電極間の静電容量が変化する。この変化量は内容物の重量変化に比例するために、内容物の重量を正確に測定することが可能となるものである。
【００３８】
（実施例８）
次に本発明の第８の実施例について説明する。図８は本実施例の構成を示すブロック図である。
【００３９】
７０は重量センサ、７１は第一のＡ／Ｄ変換手段、７２は温度センサ、７３第二のＡ／Ｄ変換手段、７４は不揮発性メモリ等の記憶手段、７５は演算手段を有する制御回路である。
【００４０】
次に動作、作用について説明すると、容器内の内容物の重量による加重は重量センサ７０で検出され、第一のＡ／Ｄ変換手段７１でデジタル値に変換されて、制御回路７５へ入力される。他方、室温あるいは重量センサの温度が温度センサ７２で検出され、第二のＡ／Ｄ変換手段７１でデジタル値に変換されて、制御回路７５へ入力されている。また、検出温度と補正量の変換テーブルデータは記憶手段７４に記憶させてあり、制御回路７５はこの変換テーブルを読み込んで、弾性体、及び重量センサの温度特性の補正を行うものである。この補正された重量値により、インバータ回路７６を介して、加熱コイル７７への高周波電流を制御することで、容器の加熱量を調整する。
【００４１】
以上のように本実施例によれば、加熱に伴って、弾性体、または重量センサの特性値が変化しても、測定した値にあらかじめ記憶させておいた温度補正値を演算することで、正確な重量を測定することが可能となるものである。また、記憶手段に重量センサ、弾性体の個々の特性値（弾性係数、その温度特性）を製造ラインで記憶させ、より精度の良い測定を行うことができるのは当然である。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、被測定物以外の重量を弾性体に負担させ、相殺することにより比較的ダイナミックレンジの小さな重量センサを使用して精度良く被測定物の重量を測定できる重量測定装置を実現するものである。
【００４３】
さらに、弾性体の温度特性の補正を行う温度補正手段を備えることにより、広い温度範囲で精度の良い測定が行える重量測定装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例である重量測定装置の構成を示す要部断面図
【図２】  本発明の第２の実施例である重量センサの側面図
【図３】  本発明の第３の実施例である重量センサの側面図
【図４】  本発明の第４の実施例である重量測定装置の構成を示す要部断面図
【図５】  本発明の第５の実施例である重量測定装置の構成を示す要部断面図
【図６】  本発明の第６の実施例である重量センサの側面図
【図７】  本発明の第７の実施例である重量センサの側面図
【図８】  本発明の第８の実施例である重量測定装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  調理器の本体
２  容器
３  弾性体
５  重量センサ
６  Ａ／Ｄ変換手段
【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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