(57)【要約】【課題】重量の検出精度を向上する。【解決手段】軸方向に駆動する支持軸１０１と、固定電極板１０５と、支持軸１０１に押圧された際、固定電極板１０５との距離が変化するように可動する可動電極板１０６と、可動電極板１０６を押圧する支持軸１０１の凸曲面１０１ｂと、凸曲面１０１ｂを受ける可動電極板１０６の凹曲面１０６ｂと、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に駆動する支持軸と、
固定電極板と、
前記支持軸に押圧された際、前記固定電極板との距離が変化するように可動する可動電極板と、
前記可動電極板を押圧する前記支持軸の凸曲面と、
前記凸曲面を受ける前記可動電極板の凹曲面と、
を備えたことを特徴とする重量検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記凹曲面は前記凸曲面よりも曲率が小さいことを特徴とする、重量検出装置。
【請求項３】
テーブルプレートと、
前記テーブルプレートを支持して被調理物が載置された場合に軸方向に駆動する支持軸と、
固定電極板と、
前記支持軸が駆動した際、前記固定電極板との距離が変化するように可動する可動電極板と、
前記可動電極板を押圧する前記支持軸の凸曲面と、
前記凸曲面を受ける前記可動電極板の凹曲面と、
を備えたことを特徴とする加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量検出装置及び加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０００−１０４９２８号公報（特許文献１）がある。特許文献１の要約欄には、「加熱調理対象物の重量によってターンテーブル１１を支持する支持軸１２がスラスト方向に変位することを受けて、可動電極板２２が移動し、固定電極板２１と可動電極板２２との空隙寸法が変化する構成であり、ターンテーブル１１に載せられた加熱調理対象物の重量を静電容量の変化として検出する加熱調理器用重量検出装置において、支持軸１２のスラスト方向の変位を点荷重として受けるための突起２２ｂを可動電極板２２に設ける。」と記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１０４９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、支持軸１２をスラストさせるために形成された隙間（ガタ）により支持軸１２が傾いた状態で荷重を受けると、可動電極板２２の突起２２ｂの先端部にかかる荷重の方向は鉛直方向に対して傾き、被加熱物の重量が検知が正確にできなくなることが考えられる。
【０００５】
また、可動電極板２２の突起２２ｂは支持軸１２から繰り返し圧縮荷重を受ける。突起２２ｂが変形した場合、突起２２ｂ先端は平坦となり、支持軸１２のスラスト方向の変位を点荷重として受けられなくなる。その結果、支持軸１２と突起２２ｂの位置関係がずれて、検出精度が低下することが考えられる。
【０００６】
そこで本発明は、重量の検出精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、軸方向に駆動する支持軸と、固定電極板と、前記支持軸に押圧された際、前記固定電極板との距離が変化するように可動する可動電極板と、前記可動電極板を押圧する前記支持軸の凸曲面と、前記凸曲面を受ける前記可動電極板の凹曲面と、を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、重量の検出精度を向上することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱調理器の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１の加熱調理器のドアを開いた状態の斜視図。
【図４】本発明の一実施形態に係る重量検出装置の斜視図。
【図５】図４の重量検出装置の側断面図。
【図６】図５のＢ部拡大図。
【図７】本発明の一実施形態に係る可動電極板の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図中及び以下で説明する上下左右の方向は、加熱調理器の本体１を正面から見た場合の表現であり、説明の便宜を図るためのものである。すなわち、本発明は下記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲において種々変更することができる。
図１から図３において、加熱調理器の本体１は、内部に被加熱物である被調理物を収納する加熱室２８を備えている。ドア２は、本実施形態では前側に設けられており、加熱室２８の内部に被調理物を出し入れするために開閉するものである。ドア２を閉めることで加熱室２８を密閉状態又は閉塞状態にし、被調理物を加熱するときに使用するマイクロ波の漏洩を防止し、後述するヒータの熱や過熱水蒸気を封じ込め、効率良く加熱することを可能とする。
【００１１】
取っ手６は、ドア２上部に取り付けられており、ドア２の開閉を容易にするものであり、使用者が手で握りやすい形状になっている。
【００１２】
ガラス窓３は、調理中の食品（被調理物）の状態が確認できるようにドア２に取り付けられ、ヒータ等の発熱による高温に耐えるガラスを使用している。
【００１３】
入力手段５は、ドア２の前面下側の操作パネル４に設けられており、加熱手段を選択し、加熱する時間等の調理条件や自動メニューを入力するための操作部５ｂと、操作部５ｂから入力された内容や調理の進行状態を表示する表示部５ａとで構成される。加熱手段の一例としては、マイクロ波で被加熱物を加熱するレンジ加熱、加熱室２８の加熱室上面に設けたヒータ（グリル加熱手段）１２で被加熱物を加熱するグリル加熱、水蒸気により被加熱物を加熱する水蒸気加熱、加熱室奥壁面の上方と下方に設けた熱風ヒータ上１４ａ、熱風ヒータ下１４ｂなどによる熱風ユニットの熱風で加熱室２８を加熱するオーブン加熱などがある。
【００１４】
ドア２の操作パネル４には、表示部５ａの一例として液晶表示（白黒又はカラー）、操作部５ｂの一例としてベーカリー等の専用キーやスタートキーを配置している。使用者は表示部５ａを見ながら操作部５ｂでメニュー番号を選択してスタートキーを押して調理開始する。なお、表示部５ａは静電容量式のタッチパネルであってもよい。
【００１５】
加熱室底面２８ａ（図３参照）は、略中央部が凹状に窪んで空隙７０（図２参照）を形成しており、その空隙７０に回転アンテナ２６が設置され、マグネトロン（図示せず）より放射されるマイクロ波は、導波管４７、及び回転アンテナ駆動手段４６の出力軸４６ａが貫通する結合口（図示せず）を通して回転アンテナ２６の下面に流入し、回転アンテナ２６で拡散されて加熱室２８内に放射される。回転アンテナ２６は、回転アンテナ駆動手段４６の出力軸４６ａに連結されている。
【００１６】
また、回転アンテナ２６が備えられている空隙７０は加熱室２８のほぼ中央付近に設けられ、回転アンテナ２６が加熱室底面２８ａから突出しないように、或いは突出量が抑えられるように加熱室底面２８ａを絞り加工している。絞り加工する深さや形状（丸形や四角形）などは回転アンテナ２６の大きさ、マイクロ波状況などにより適宜変更可能である。なお、本実施形態では四角形としている。
【００１７】
空隙７０と加熱室２８とは仕切り板２７によって分離されている。仕切り板２７は使用者がテーブルプレート２４を掃除するため外したとき、回転アンテナ２６に触られないようにするため設けるものである。
【００１８】
機械室２０（図３参照）は、加熱室２８の下方に加熱室底面２８ａと本体１の底板２１との間の空間部に設けられ、制御基板（図示せず）、インバータ基板２２（図２参照）、マグネトロン（図示せず）、回転アンテナ駆動手段４６、重量検出装置２５（右側重量センサ２５ａ、左側重量センサ２５ｂ、奥側重量センサ２５ｃ）等、被加熱物を加熱するのに必要な部品を配置している。
【００１９】
冷却手段は、機械室２０の底板２１に取り付けられたモータにファンが連結されたファン装置１５で、このファン装置１５によって送風される冷却風は、機械室２０内の自己発熱するマグネトロンやインバータ基板２２、重量検出装置２５等を冷却する。
【００２０】
回転アンテナ駆動手段４６は、回転アンテナ２６を駆動するためのモータで、同期モータと回転数を減速するためのギヤが一体になっているものである。
【００２１】
重量検出装置２５は、テーブルプレート２４に載置された被加熱物の重量を測定するものである。図２，図３に示すように、加熱室２８の前部右側に右側重量センサ２５ａ、前部左側に左側重量センサ２５ｂ、後部中央寄りに奥側重量センサ２５ｃがそれぞれ配置されている。
【００２２】
制御基板（図示せず）は、入力手段５からの入力内容に従い、食品を加熱調理するように動作させるもので、重量検出装置２５を含む各検知手段から食品の状態や加熱室２８の状態を検知し、その後各加熱手段や駆動手段を必要に応じて動作させるものである。
【００２３】
温度検出手段６０は、加熱室２８の上側に設置され、赤外線センサ６１ａを搭載し、加熱室２８内に載置された被加熱物の温度を測定するものである。
【００２４】
外枠７は、加熱調理器の本体１の上面と左右側面を覆うキャビネットである。外枠７には、設置空間を構成する壁面に隣接するように設置した場合に、壁面に熱による影響を与えないように凸部２９（図１参照）が設けられている。
【００２５】
次に、重量検出装置２５について説明する。
本実施形態の加熱調理器は、テーブルプレート２４に載せられた被調理物の重量を検出する重量検出装置（重量センサ）２５が少なくとも１つ設けられており、テーブルプレート２４に載せられた被調理物の重量を重量検出装置２５（重量センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）によって検出して、検出した重量に応じた加熱制御を行う。
なお、重量センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、図４に示す外観であり、いずれも同様の構成及び動作をするものであるため、これらを総称して重量検出装置２５として以下説明する。
【００２６】
重量検出装置２５は、上ケース１０２と下ケース１０３で基本的な外観が構成されており、その内部に重量検出の構成部品が収納されている。上ケース１０２及び下ケース１０３は、ネジ等の締結部材により、仕切り板１７或いは底板２１に固定されている。
【００２７】
また、重量検出装置２５は、制御手段（図示せず）に電気的に接続されており、重量検出装置２５の検出結果が制御手段に入力されて、制御手段は重量を算出して、加熱時間等の制御を行う。
【００２８】
図４，図５に示すように、支持軸１０１は、上ケース１０２の下方から上方に貫通して設けられており、支持軸１０１がテーブルプレート２４を下方から支持している。被調理物がテーブルプレート２４に載置されると、テーブルプレート２４が下方に下がり、支持軸１０１が下方（軸方向又はスラスト方向）に駆動して重量検出が行われる。
【００２９】
支持軸１０１の上ケース１０２より上方には、フランジ部１０１ａ（図５参照）が設けられている。フランジ部１０１ａは、仕切り板２７よりも下方に位置しており、支持軸１０１が仕切り板２７から加熱室２８側に抜け出ないよう位置を規制している。
【００３０】
上ケース１０２の支持軸１０１が貫通する孔の周囲には、支持軸１０１の軸線に沿う方向に延出した案内部１０２ａが設けられている。案内部１０２ａは、支持軸１０１が軸方向に上下動する際に、左右にぶれないように位置を規制している。また、支持軸１０１が下方に可動した場合、フランジ部１０１ａが案内部１０２ａに接触することで、支持軸１０１の可動範囲を規制して、過度な荷重が構成部品（支持軸１０１、後述する可動電極板１０６等）に加わることを抑制している。
【００３１】
図６は、図５のＢ部拡大図であり、これに基づき検出部の構成を更に詳細に説明する。なお、図６は、支持軸１０１の凸曲面１０１ｂの説明のため、支持軸１０１の凸曲面１０１ｂが凹曲面１０６ｂから離れた状態、すなわち、凹曲面１０６ｂに凸曲面１０１ｂからの荷重が加わっていない状態を示す。
重量検出装置２５の検出部は、固定電極板１０５と可動電極板１０６を含む構成であり、固定電極板１０５と可動電極板１０６は、互いの間に僅かな空隙が設けられて空気コンデンサを形成する。固定電極板１０５と可動電極板１０６は、支持軸１０１の下部にネジやビス等で固定されている。
【００３２】
固定電極板１０５は、フェノールやエポキシ樹脂等の積層板の表面に銅箔などの電気導電体を張り付けた、プリント基板であり、エッチング処理にて所定の電極部及び導体パターンが形成されている。
【００３３】
可動電極板１０６は、図７に示すように、導電性金属板を弾性保持させる脚部１０６ｃと、脚部１０６ｃを固定する固定部１０６ｄと、固定部１０６ｄを支持するバネ枠１０６ｅを含んで構成されている。また、可動電極板１０６の構成をジンバルバネと称することがあり、一般的に、ジンバルバネ構造は１枚のバネ板で形成されて、平面方向の剛性が高く、直線運動による平面方向の位置精度の再現性が良いことが知られている。
【００３４】
すなわち、中央寄りの平面部１０６ａの中心に支持軸１０１から荷重が加わると、平面を保ったまま上下に移動して可動電極として作用するとともに、支持軸１０１の回転トルクを少なくしている。
【００３５】
上記構成により、テーブルプレート２４上に被調理物を載せると、被調理物の重量に応じた量だけ支持軸１０１がスラスト方向に変位する。この変位により、支持軸１０１の凸曲面１０１ｂを介して、可動電極板１０６の平面部１０６ａに荷重が加わり、被加熱物の重量に応じた量だけ可動電極板１０６が下方に変位する。この可動電極板１０６の変位により、固定電極板１０５と可動電極板１０６との空隙寸法が変化し、固定電極板１０５と可動電極板１０６とで形成される空気コンデンサの静電容量が可動電極板１０６の変位量に応じた値だけ変化する。そして、この静電容量の変化量が外部の重量検出回路（図示せず）により重量に換算され、この換算結果に基づいて加熱時間が制御される。
【００３６】
可動電極板１０６の平面部１０６ａの中央には、支持軸１０１の回転中心にその中心を一致させて、支持軸１０１と反対側に絞った凹曲面１０６ｂを設けている。支持軸１０１の下端部は、可動電極板１０６側に突出する凸曲面１０１ｂとしている。
【００３７】
凹曲面１０６ｂの曲率は、凸曲面１０１ｂの曲率よりも大きく構成しており、凹曲面１０６ｂは凸曲面１０１ｂを受ける受け部として作用する。
【００３８】
この構成において、支持軸１０１に荷重が加わり、支持軸１０１が下方（可動電極板１０６側）に駆動すると、可動電極板１０６を押し下げる。ここで、凸曲面１０１ｂが凹曲面１０６ｂの中心からずれて接触した場合、凸曲面１０１ｂは凹曲面１０６ｂの曲面に沿って凹曲面１０６ｂの中心位置（図６では最も凹んだ位置）に案内される。したがって、支持軸１０１をスラストさせるための隙間（ガタ）があっても、支持軸１０１の凸曲面１０１ｂの中心（接触点）と可動電極板１０６の凹曲面１０６ｂの中心（接触点）は、同じ範囲となる。すなわち、可動電極板１０６に加わる荷重点は一定範囲の位置となり、正確な荷重を検知することができる。
【００３９】
また、可動電極板１０６の平面部１０６ａは、平板を球状に絞り加工を施すことで形成されるが、これにより、凹曲面１０６ｂの境界は剛性が高まり、経年劣化や繰り返し加わる荷重による変形を抑制できる。
【００４０】
さらに、球状の受け部である凹曲面１０６ｂは、突起のような小径ではなく緩やかな曲面であるため、薄板（例えば板厚約１ｍｍ）で成形しても、平面部１０６ａの中心部が絞り加工で切れたり亀裂が入ったりすることを抑制できる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、軸方向に駆動する支持軸と、固定電極板と、前記支持軸に押圧された際、前記固定電極板との距離が変化するように可動する可動電極板と、前記可動電極板を押圧する前記支持軸の凸曲面と、前記凸曲面を受ける前記可動電極板の凹曲面と、を備える。
これにより、組立誤差等で支持軸に対する可動電極板の取付位置がばらついたとしても、凸曲面は凹曲面で案内されて可動電極板に加わる荷重点は一定となり、同一の荷重に対する可動電極板の移動量は一定となる。したがって、組立誤差による検出重量のばらつきを解消することができる。
【００４２】
また、前記凹曲面は前記凸曲面よりも緩やかな曲面で曲率が小さい。これにより、凸曲面は凹曲面に沿って凹曲面上の中心位置まで案内されるので、重量検出精度を更に向上できる。
【００４３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
２４  テーブルプレート、２５  重量検出装置、１０１  支持軸、１０５  固定電極板、１０６  可動電極板、１０６ａ  平面部、１０１ｂ  凸曲面、１０６ｂ  凹曲面。
【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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