JP7244081B2 - 重量測定装置およびロードセルユニット - Google Patents

Description

本発明は、調整脚を有する重量測定装置およびロードセルユニットに関する。

重量測定装置を傾斜面に設置して荷重を測定すると、重量測定装置に対して荷重が垂直に作用しなくなるため、荷重に対する正確な出力を得ることができない。これを解消するために、従来から重量測定装置を水平に設置するための機能（レべリング機能）を有する調整脚を備えた重量測定装置が知られている。調整脚を有する重量測定装置の構造形態のタイプを大別すると、ロードセルの真下に調整脚を設けた構造形態のタイプの装置（例えば、特許文献１参照）や、ロードセルから離れた位置に調整脚を設ける構造形態のタイプの装置（例えば、特許文献２参照）がある。

実開平０７－０１４３２９号公報 特開２０１３－０１１４８９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるような装置においては、装置の所定の性能を確保するために調整脚の取り付け位置をロードセルの真下に設けており、装置の総厚みが厚いものとなってしまう。また、特許文献２に示されるような装置においては、ロードセルから離れた位置に調整脚があるので、装置の所定の性能を確保するために剛性を有する構造となり、装置の総厚みが厚いものとなってしまう。

本発明は、上記課題を解消するものであって、所定の性能を確保しつつ、総厚みの薄型化を実現できる調整脚を有する重量測定装置およびロードセルユニットを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明の重量測定装置は、測定対象の荷重を受ける筐体カバーと、筐体カバーを支持して荷重を検出する複数のロードセルと、ロードセルの少なくとも一部を収納して固定する、上方に開口した凹部とその凹部に対応して下方に突出した凸部とを有する凹凸形状部を、複数のロードセルの各々について有する筐体ベースと、凹凸形状部の少なくとも一部を収納し、凹凸形状部の側部に対する位置に、高さ位置を調整する調整機構部を有する調整脚と、を備えることを特徴とする。

この重量測定装置において、調整機構部は、上下動するように螺合する一対のねじ部であってもよい。

また、この重量測定装置において、一対のねじ部は、凹凸形状部の凸部の側部の外周に沿ってねじ溝が設けられた雄ねじ部と、雄ねじ部に螺合して上下動する雌ねじ部とであってもよい。

また、本発明のロードセルユニットは、測定対象の荷重を受ける筐体カバーと、筐体カバーを支持して荷重を検出するロードセルと、ロードセルの少なくとも一部を収納して固定する、上方に開口した凹部とその凹部に対応して下方に突出した凸部とを有する凹凸形状部を有する筐体ベースと、凹凸形状部の少なくとも一部を収納し、凹凸形状部の側部に対する位置に、高さ位置を調整する調整機構部を有する調整脚と、を備えることを特徴とする。

このロードセルユニットにおいて、調整機構部は、上下動するように螺合する一対のねじ部であってもよい。

また、このロードセルユニットにおいて、一対のねじ部は、凹凸形状部の凸部の側部の外周に沿ってねじ溝が設けられた雄ねじ部と、雄ねじ部に螺合して上下動する雌ねじ部とであってもよい。

また、本発明の重量測定装置は、面状に配置された複数の上記ロードセルユニットと、上記ロードセルユニットの各筐体カバーを互いに一体化する共通カバーと、を備えることを特徴とする。

本発明の重量測定装置によれば、凹凸形状部が有する上方に開口した凹部にロードセルが収納固定され、ロードセルが収納固定された凹部に対応して下方に突出した凸部の側部に対する位置に、高さ位置を調整する調整機構部を有する調整脚を備えるので、調整脚による装置の総厚み増加を低減でき、所定の性能を確保しつつ薄型化を実現できる。また、本発明のロードセルユニットによれば、ロードセルが収納固定された凹凸形状部の凸部の側部に対する位置に、高さ位置を調整する調整機構部を有する調整脚を備えるので、調整脚によるロードセルユニットの総厚み増加を低減でき、ロードセルユニットの所定の性能を確保しつつ薄型化を実現できる。

本発明の第１の実施形態に係る重量測定装置の一部破断された分解斜視図。 同重量測定装置の裏面から見た分解斜視図。 （ａ）は同重量測定装置の側面図、（ｂ）は同重量測定装置の底面図。 同重量測定装置におけるロードセルの分解斜視図。 同重量測定装置に組み込まれた状態を示すロードセルの斜視図。 同重量測定装置における凹凸形状部の側部を説明する断面図。 同重量測定装置における調整脚と動作を概念的に説明する断面図。 同重量測定装置における調整脚とロードセルとを含む部分の断面図。 図８の調整脚を伸ばした状態の断面図。 図８の外観を示す側面図。 同重量測定装置の調整脚部分の変形例を示す一部破断された分解斜視図。 同重量測定装置の調整脚部分の他の変形例を示す分解斜視図。 （ａ）は第２の実施形態に係る重量測定装置における調整脚とロードセルとを含む部分の断面図、（ｂ）は（ａ）における同調整脚を伸ばした状態の断面図。 第３の実施形態に係るロードセルユニットの断面斜視図。 同ロードセルユニットから化粧カバーと筐体カバーとを外してロードセルが見える状態の斜視図。 図１５の同ロードセルユニットに筐体カバーを取り付けた状態の斜視図。 同ロードセルユニットの外観を示す斜視図。 同ロードセルユニットの分解斜視図。 同ロードセルユニットを用いて構成した重量測定装置の透視斜視図。

以下、本発明の実施形態に係る、調整脚を有する重量測定装置およびロードセルユニットについて、図面を参照して説明する。本明細書において、重量測定装置およびロードセルユニットの各部の空間配置の説明のために、図中に示したｘｙｚ（またはｘ’ｙ’ｚ）直交座標系を参照する。ここで、ｚ軸の正の方向は、重量測定装置およびロードセルユニットの使用状態における上方であり、逆は下方であり、それぞれｚ軸に上、下と付記されている。

（第１の実施形態）
図１乃至図１０は、第１の実施形態に係る重量測定装置１を示す。この重量測定装置１は、例えば四角扁平薄型かつ軽量可搬型の体重計としてレベリング調整されて用いられる。図１、図２、図３（ａ）（ｂ）に示すように、重量測定装置１は、筐体カバー２と、筐体カバー２を支持して測定対象の荷重を検出する複数（本実施形態では４つ）のロードセル３と、ロードセル３を固定し保持する筐体ベース４と、レベリング調整用の調整脚５とを備えている。また、重量測定装置１は、筐体カバー２に化粧カバー２０を備えている。

筐体カバー２は、荷重を受けて、その荷重をロードセル３に伝達する部材であり、ねじ１１によって、ロードセル３に固定される。筐体カバー２は、ロードセル３のみによって支持されて固定される部材である。筐体カバー２は、十分な強度を有して荷重を受けることができ変形を抑制できる剛性構造を有し、例えば、鋼板により成形される。また、筐体カバー２は、十分な機械強度を持たせて、ＣＦＲＰ樹脂などの樹脂により成形されてもよい。

化粧カバー２０は、筐体カバー２のみに支持されて、筐体カバー２のみに固定される部材である。化粧カバー２０は、例えば、体重測定を行う被測定者の足が乗せられて足に接触する部材である。また、化粧カバー２０は、筐体カバー２が有する凹凸の表面形状を覆って平らな面を形成して、美感機能を有し、被測定者の足との接触面を清潔に維持できるように、清掃容易な表面を有する。化粧カバー２０は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂成形によって形成される。

筐体ベース４は、図中のｚ軸方向から見て大略四角の扁平な外形を有し、筐体カバー２にかかる荷重をロードセル３のみを介して受ける部材である。筐体ベース４は、四角形のそれぞれの隅部に、下方に突出した複数（本実施形態では４つ）の凹凸形状部４０を有する。それぞれの凹凸形状部４０は、上方に開口した凹部４２とその凹部４２に対応して下方に突出した凸部４１とを有する。凹部４２の表面と凸部４１の表面とは、互いに表裏の関係にある。なお、４隅部における凹凸形状部４０（凸部４１と凹部４２）の位置は、図中における位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する。

ロードセル３の各々は、凹凸形状部４０における上方に開口した凹部４２に少なくとも一部が収納されるように配置され、それぞれ２個のねじ１２によって、筐体ベース４に固定される。位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける計４個のロードセル３は、実質的に同一構造の部品であり、ｚ軸方向の回転軸に関して、隣り合う順に互いに同一回転方向に９０度づつ回転されて配置される。ロードセル３からの出力信号は、筐体ベース４の中央凹部４ａに配置され固定される回路基板６によって処理される。ロードセル３の詳細は後述する（図４乃至図９参照）。

調整脚５は、筐体ベース４の凹凸形状部４０に組付けられたときに凸部４１の外周に沿ってねじ溝が設けられた状態となる雄ねじ部５１と、雄ねじ部５１に螺合して上下動する雌ねじ部５２と、を有する。雄ねじ部５１と雌ねじ部５２とは、高さ位置を調整（レベリング調整）するために用いられる調整機構部５０を構成する。本実施形態において、雄ねじ部５１は、筐体ベース４に設けられた凸部４１とは別体の部品として構成されている。雌ねじ部５２は、ねじ付き蓋の形状を有し、内側にねじ溝を有する有底の円筒形状の部材である。各位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに配置される雄ねじ部５１と雌ねじ部５２の各組は、本質的に同一構造の部品である。雄ねじ部５１と雌ねじ部５２とは、例えば、ＡＢＳ樹脂などを用いる樹脂成形によって形成されるが、これに限定されることなく、必要な機械強度を満たすものであればよい。

雄ねじ部５１は、凸部４１に外挿される円筒部５１ａと、円筒部５１ａの上端から突出した３本の係合突起５１ｂとを有している。円筒部５１ａは、その外表面にねじ溝を有する。このねじ溝は、雄ねじ部５１が凸部４１に外挿されて固定されることにより、凸部４１の外周に沿ったねじ溝となる。係合突起５１ｂは、可撓性の係合片と、その係合片の上端において外向きに突出形成された係合爪とを有する。各係合突起５１ｂは、互いに９０度または１８０度の角度間隔をおいて円筒部５１ａから突出している。

雄ねじ部５１を保持して固定するため、筐体ベース４は、凹凸形状部４０の凸部４１の外壁からその基部に至る部分に、係合突起５１ｂに係合する係合部４１ａを有する。係合部４１ａは、係合突起５１ｂが筐体ベース４の下面から上面に向けて挿通されるスリット状の孔である。雄ねじ部５１は、凸部４１に外挿されることにより、係合突起５１ｂが係合部４１ａに挿通され、係合突起５１ｂの係合爪が係合部４１ａの孔の上面の開口縁部４１ｂに係合して筐体ベース４に固定される。雄ねじ部５１は、係合突起５１ｂが係合部４１ａに挿通されて係合されることにより、調整脚５による高さ調整の際に、抜けることがなく回転することがない。係合部４１ａは、雄ねじ部５１の３つの係合突起５１ｂに対応して、各位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの、それぞれの隅部寄りの３箇所に形成されている。

次に、ロードセル３の詳細を説明する。図４に示すように、ロードセル３は、使用時に水平配置される角柱状の起歪部３０と、それぞれ起歪部３０の両端（固定端と可動端）を支持する固定部３１および可動部３２と、を一体物として形成された板状のロードセル本体を有する。ロードセル本体は、ｚ軸に直交するｘ’ｙ’面に平行に配置されている。起歪部３０は変形することを前提とし、固定部３１と可動部３２は変形しないことを前提とする部材である。起歪部３０は一定断面積の部分であり、大きな断面積に変化するところが、固定部３１および可動部３２との境目となる。この図４において、起歪部３０は、その長手方向を、上下方向（ｚ軸）に直交する前後方向（ｙ’軸）に向けて配置され、ｘ’軸が左右方向とされている。

固定部３１は、起歪部３０の固定端から左右対称に伸びた後に、後方に曲った腕を有し、その腕の端部寄りに固定用孔３１ａを有する。可動部３２は、同様に可動端から左右対称に伸びた後に、前方に曲った腕と固定用ねじ孔３２ａを有する。また、固定部３１の２つの固定用孔３１ａの中心と、可動部３２の２つの固定用ねじ孔３２ａの中心とが、起歪部３０の長手方向に直交する面（ｚｘ’面）であって起歪部３０の長さを２分する面に含まれるように、各腕がそれぞれ起歪部３０の側方位置まで延在している。言い換えると、２つの固定用孔３１ａ，３１ａと２つの固定用ねじ孔３２ａ，３２ａの計４つの孔が、起歪部３０に関する対称位置に一直線上に並ぶ。なお、この板状のロードセル本体の構造は、一実施形態としての例示であり、ここに示した構造に限定されるものではない。

起歪部３０は、その上面に密着固定された抵抗式のひずみゲージ３０ａを有する。起歪部３０は、荷重を受けた可動端が固定端に対して移動することによって変形し、ひずみゲージ３０ａは、その変形量を抵抗値変化に変換する。固定部３１は、その表面にフレキシブル基板３０ｂを有する。ひずみゲージ３０ａとフレキシブル基板３０ｂとは、例えば、リード線によって電気接続されている。

フレキシブル基板３０ｂは、ひずみゲージ３０ａに接続することで構成されるホイートストンブリッジ回路、感度調整抵抗、温度補償抵抗などを有し、ひずみゲージ３０ａの抵抗値変化を検出して、荷重に応じて得られる検出信号を出力する。フレキシブル基板３０ｂからの出力は、配線によって、回路基板６（図１参照）に接続される。その配線は、筐体ベース４の凹部４２から回路基板６が固定された筐体ベース４の中央凹部４ａに至るまで形成された、配線配設用の溝４２ｂに納められる。この配線配設用の溝４２ｂは、上方に配設される筐体カバー２に、配線を接触させないための逃げ空間を構成し、さらに筐体ベース４の剛性を高める構造体としての機能を有する。

ロードセル本体は、ねじ１２を、固定部３１の固定用孔３１ａを通して筐体ベース４の凹部４２におけるねじ穴４２ａにねじ止めすることにより、凹部４２の底部に固定される。このとき、可動部３２が凹部４２の底面に接触しないように、スペーサ３５が用いられ、ねじ穴４２ａは凹部４２の底面に設けた台座４２ｃに形成されている。

可動部３２は、上方に位置する筐体カバー２に接続するための部材として荷重伝達部材３３を備えている。荷重伝達部材３３は、スペーサおよび支持材として機能する金属円板と、金属円板の上に配されている、断面が台形状の柔軟弾性を有する台形円錐体と、を組み合わせて構成されている。荷重伝達部材３３は、可動部３２の固定用ねじ孔３２ａに対応した２つの固定用孔３３ａを有し、さらに中央上部に、ねじ１１（図１、図８参照）がねじ止めされるねじ孔３３ｂを有する。荷重伝達部材３３は、ねじ１３を、固定用孔３３ａに通して、可動部３２の固定用ねじ孔３２ａにねじ止めすることにより、可動部３２に固定される。このとき、荷重伝達部材３３と固定用孔３２ａとの間にスペーサ３４が挿入される。

スペーサ３４は、荷重伝達部材３３を起歪部３０等に接触させないためのものである。荷重伝達部材３３の金属円板は、固定用孔３３ａの周辺が下方に突出しており、スペーサ３４とともにスペーサとして機能する。荷重伝達部材３３の中心は、起歪部３０の中央の真上に配置される。荷重伝達部材３３は、断面が上方にいくほど狭くなる柔軟弾性を有する台形円錐体の先端部分で筐体カバー２から荷重が伝達される。

図５は、筐体ベース４の凹部４２に配置固定されたロードセル３を示す。図中の矢印３０ｃは、フレキシブル基板３０ｂから、筐体ベース４に設けられた溝４２ｂを通って、回路基板６に向かう配線を示す。

次に、重量測定装置１における調整脚５、ロードセル３の格納と取付の構造、および調整脚５によって装置を水平に設置するレベリング機能を説明する。まず、調整脚５の配置に関する基本概念を説明する。図６に示すように、重量測定装置１の凹凸形状部４０は、その側壁の外側表面である側部４０ａから外方に拡がる側部空間４０ｂを有する。この側部空間４０ｂは、凹凸形状部４０の凸部４１を囲む自由空間として存在する。

調整脚５は、図７に示すように、自由空間である側部空間４０ｂに、凹凸形状部４０を取り囲むように配設されている。従って、調整脚５は、凹凸形状部４０の少なくとも一部を収納する態様で、凹凸形状部４０の側部４０ａに対する位置に、側部４０ａに対して接触または離間した状態で、高さ位置を調整する調整機構部５０を有して配設される。本実施形態における調整機構部５０は、互いに螺合して上下動する雄ねじ部５１と雌ねじ部５２とが有する一対のねじ部で構成されている（図１）。

この一対のねじ部による調整機構部５０は、雌ねじ部５２を連続して任意に回転することにより、連続して高さ調整をすることができる。

ロードセル３の格納と取付は、図８、図９に示すように、筐体ベース４に形成された有底円筒状の凹凸形状部４０の凹部４２に対して行われる。凹部４２は、底面と側壁の内面からなる立ち面とを有する。ロードセル３は、凹部４２の立ち面によって周りを囲まれて保護された状態で、凹部４２の底面に固定されている。

本実施形態において、ロードセル３は、その荷重伝達部材３３の上部が凹部４２の開口上面よりも突出した状態で、凹部４２に収納されて固定されている。ロードセル３は、このように少なくとも一部が凹部４２に収納されていればよく、ロードセル３の全体が凹部４２に収納されていてもよい。筐体ベース４は、ＣＦＲＰまたは鋼板などにより成形されている。内部に立ち面を有する凹部４２は、外部から見ると下方に突出して凸部４１を形成している。凸部４１は、上部から下部に向けて外径が減少するテーパ形状になっている。この凸部４１の外形を案内面として雄ねじ部５１が凸部４１に外挿される。従って、雄ねじ部５１は、凹凸形状部４０の側部４０ａ（図７参照））に対する位置に存在する側部空間４０ｂに、配設される。

雄ねじ部５１の円筒部５１ａは、凸部４１に嵌合して凸部４１にかかる荷重を支持する（この円筒部５１ａは、雌ねじ部５２によって下方から支持される）。円筒部５１ａは、内面形状を凸部４１の外面形状に合わせたテーパ形状として内面で荷重の一部または全てを支持するようにしてもよく、また、円筒部５１ａの上端面で筐体ベース４にかかる荷重の一部または全てを支持するようにしてもよい。雄ねじ部５１の係合突起５１ｂは、筐体ベース４に形成された貫通孔である係合部４１ａに挿通されて開口縁部４１ｂに係合され、雄ねじ部５１の落脱防止と回転防止に寄与する。雌ねじ部５２は、筐体ベース４に装着された雄ねじ部５１に対し、互いのねじ溝とねじ山とを合わせて螺合（回転ねじ止め）される。雄ねじ部５１は、雌ねじ部５２を螺合させて一体化した状態で筐体ベース４に装着してもよく、雄ねじ部５１だけを筐体ベース４に装着した後に、雄ねじ部５１に雌ねじ部５２を螺合させてもよい。

調整脚５が筐体ベース４の凸部４１に装着されると、雌ねじ部５２を回転することにより、凸部４１すなわち凹凸形状部４０の高さ位置を調整することができる。つまり、互いに螺合する一対のねじ部である雄ねじ部５１と雌ねじ部５２によって、高さ位置を調整する調整機構部５０が構成されている。高さ位置の調整代ｈは、調整脚５を最も縮めた状態（図８）と最も伸ばした状態（図９）とにおける凸部４１の高さの差であって、雄ねじ部５１と雌ねじ部５２の互いのねじの噛み合わせ範囲で決まる設計事項である。本実施形態の重量測定装置１は、４つの凸部４１を有し、それぞれに備えられた調整脚５を用いて凸部４１の高さ位置を調整することにより、重量測定装置１を水平に設置するレベリング操作を行うことができる。図１０は、調整脚５を最も縮めて凸部４１の高さ位置を最も低くした状態を示す。

（変形例）
次に、図１１、図１２を参照して、重量測定装置１における高さ調整のための調整脚５の変形例を説明する。図１１に示す調整脚５は、雄ねじ部５１が、筐体ベース４の凸部４１の底部にねじ１４によって固定されるものである。筐体ベース４は、凸部４１の基部周辺に形成される係合部４１ａに換えて、凸部４１の底部にねじ１４を締結するためのねじ孔４１ｃを備えている。また、雄ねじ部５１は、円筒部５１ａの上端から突出した係合突起５１ｂに換えて、円筒部５１ａの下端を塞ぐ底板５１ｃを備えている。底板５１ｃは、ねじ１４が通る挿通孔５１ｄを有する。雄ねじ部５１は、挿通孔５１ｄを通ってねじ孔４１ｃに締結されるねじ１４によって底板５１ｃが凸部４１の底部に固定されることにより、凸部４１に固定される。ねじ止め用の底板５１ｃは、雄ねじ部５１の円筒部５１ａの一端を塞ぐようにその全面に設けられている。

調整脚５の他の変形例を説明する。雄ねじ部５１は、凸部４１に固定して脱落と回転とを防止できればよいので、図１１に示すような全面の底板を有さなくてもよい。そこで、図１２に示すように、雄ねじ部５１の円筒部の底部に、ねじ挿通用の孔の開いた舌片５１ｅを備えてもよい。舌片５１ｅは、必要な強度を有する最小限の面積と厚さを有するものとすればよい。また、凸部４１の底部外面に凹部を設けて、その凹部に舌片５１ｅを嵌合させて雄ねじ部５１を固定することにより、凸部４１の脚長の増加抑制と回転防止を行うことができる。この場合、ねじ１４を用いずに、接着剤で固定してもよい。

また、雄ねじ部５１の脱落防止の機能と、回転防止の機能とを分離することにより、それぞれを単純な機構で実現してもよい。例えば、簡単なねじや、爪による係合構造によって脱落を防止し、雄ねじ部５１内面と凸部４１外面に、キー溝とキーの組合せ構造や凹凸係合構造を持たせて回転を防止してもよい。

また、調整脚５のさらに他の変形例として、雄ねじ部５１が係合突起５１ｂやねじ１４を用いるものではなく、凸部４１の外周に接着して固定するものであってもよい。また、雄ねじ部５１が凸部４１と別体ではなく、ねじ溝とねじ山を凸部４１の外周に直接形成して雄ねじ部５１としてもよい。この場合、ねじ溝とねじ山はそれぞれ、ねじの一回転以上連続していてもよく、連続していなくてもよい。例えば、凸部４１の外形が円柱状でなく多角柱状であって、その多角柱状の各角部にねじが設けられたものであってもよい。より一般的には、雌ねじ部５２を回転することにより、雌ねじ部５２が凸部４１の長さ方向に上下するように、雌ねじ部５２に螺合するねじ状の構造が凸部４１の表面に形成されていればよい。

本実施形態の重量測定装置１において、各ロードセル３からの信号は回路基板６によって処理されて重量測定結果が得られ、その重量測定結果は回路基板６から外部に送信される。重量測定装置１は、重量測定結果を表示する表示部を筐体ベース４と一体的に備えてもよい。この場合、筐体ベース４は、例えば、筐体カバー２および化粧カバー２０に干渉することなく、筐体カバー２および化粧カバー２０よりも外方に伸ばされた拡張部を備え、その拡張部に表示部を備えればよい。

また、重量測定装置１は、表示部を筐体ベース４と一体的に備えずに、回路基板６と、筐体ベース４とは別体に設けた表示ボックスとを配線ケーブルまたは無線通信によって電気的に接続して、表示ボックスの表示部に重量測定結果を表示するようにしてもよい。

本実施形態の重量測定装置１によれば、凹凸形状部４０が有する上方に開口した凹部４２にロードセル３が固定され、筐体ベース４に設けられた凹凸形状部４０の凹部４２に対応して下方に突出した凸部４１の側部に対する位置における空間である側部空間４０ｂに、凹凸形状部４０を取り囲むように、高さ位置を調整する調整機構部５０を有する調整脚５を備えるので、所定の性能を確保しつつ、総厚みの薄型化を実現できる。また、筐体ベース４が、凹凸形状部４０が有する凹部４２と凸部４１による強化構造によって軽量化を実現できるので、装置重量を増やすことなく、所定の性能を確保しつつ調整脚５を備えることができる。

（第２の実施形態）
図１３（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る重量測定装置１の調整脚５とロードセル３とを含む部分を示す。本実施形態の重量測定装置１は、第１の実施形態における一対のねじ部を構成する雄ねじ部５１と雌ねじ部５２の互いの役割を逆にしたものである。すなわち、第１の実施形態では、雄ねじ部５１が筐体ベース４に固定され、雌ねじ部５２が回転されて筐体ベース４に対して上下に移動するが、本実施形態では、雌ねじ部５２が筐体ベース４に固定され、雄ねじ部５１が回転されて上下に移動する。

具体的に説明する。雄ねじ部５１は、外周に雄ねじを有する円筒部５１ａと、円筒部５１ａの下部に蓋をする底板５１ｆと、底板５１ｆが外方に延在した形状のフランジ部５１ｇと、を一体化した構成とされている。雄ねじ部５１は、凹凸形状部４０の凸部４１のほぼ全体を円筒部５１ａの内部に収納できるように構成されている。

雌ねじ部５２は、円筒の内周に雌ねじを有する円筒ねじ部５２ａと、円筒ねじ部５２ａの上端側において側方に突出した取付片５２ｂと、を一体化した構成とされている。取付片５２ｂには、リベット５２ｃを挿通するための貫通孔を有する。雌ねじ部５２は、凹凸形状部４０の凸部４１と、雄ねじ部５１の円筒部５１ａと、を円筒ねじ部５２ａの内部に収納できる構造を有し、それらを収容するように、凹凸形状部４０（凸部４１）の側部に対する位置における空間である側部空間４０ｂに配置されている。

雌ねじ部５２は、複数の取付片５２ｂとリベット５２ｃとを用いて、筐体ベース４に固定されている。雌ねじ部５２は、凹凸形状部４０の凸部４１と同軸とされている。取付片５２ｂは、円筒ねじ部５２ａの上端側に周設された、貫通孔を有する、複数の個別の舌片状のものでもよく、連続したフランジであってもよい。取付片５２ｂとリベットによる固定は、雌ねじ部５２が筐体ベース４から脱落するのを防止し、雄ねじ部５１との螺合の際に雌ねじ部５２が回転するのを防止する機能を有する。

雌ねじ部５２の筐体ベース４への固定はこれに限られず、脱落と回転を防止できる任意の固定方法を用いることができる。例えば、ねじで固定できる。また、円筒ねじ部５２ａの上端面に突起を設け、その突起が嵌入する孔を筐体ベース４に設けて回転防止構造としてもよい。また、取付片５２ｂとリベットによる固定構造に換えて、第１の実施形態の雄ねじ部５１を固定するための構造である複数の係合突起５１ｂを、本実施形態の雌ねじ部５２を固定するための係合突起として、雌ねじ部５２の円筒ねじ部５２ａの上端に備えてもよい。この場合、筐体ベース４には、その係合突起が挿入されて係合する貫通孔である係合部が設けられる。

筐体ベース４に固定された雌ねじ部５２に対し、雄ねじ部５１を螺合させて回転することにより、互いのねじ部によって雄ねじ部５１を上下動させる調整機構部５０が形成される。雄ねじ部５１の回転は、例えば、フランジ部５１ｇの外周縁部に指をかけて掴んで、回転させることができる。高さ位置の調整代ｈは、雄ねじ部５１と雌ねじ部５２の互いのねじの噛み合わせ範囲で決まる。

本実施形態の重量測定装置１によれば、凹凸形状部４０が有する上方に開口した凹部４２にロードセル３が固定され、筐体ベース４に設けられた凹凸形状部４０の凹部４２に対応して下方に突出した凸部４１の側部に対する位置における空間である側部空間４０ｂに、凹凸形状部４０を取り囲むように、高さ位置を調整する調整機構部５０を有する調整脚５を備えるので、所定の性能を確保しつつ、総厚みの薄型化を実現できる。また、筐体ベース４が、凹凸形状部４０が有する凹部４２と凸部４１による強化構造によって軽量化を実現できるので、装置重量を増やすことなく、所定の性能を確保しつつ調整脚５を備えることができる。

（第３の実施形態）
図１４乃至図１８は、本発明の第３の実施形態に係るロードセルユニット１０を示す。ロードセルユニット１０は、測定対象の荷重を受ける筐体カバー１０２と、筐体カバー１０２を支持して荷重を検出するロードセル３と、ロードセル３を格納する筐体ベース１０４と、筐体ベース１０４の高さ位置を調整する調整脚５とを備える。この第３の実施形態に係るロードセルユニット１０は、第１の実施形態の重量測定装置１における１つのロードセル３と、そのロードセル３を収納して固定する凹凸形状部４０、調整脚５、筐体カバー２（１０２）、および化粧カバー２０（１２０）の各部分を取り出して、ユニット化したものである。従って、調整脚５は、雄ねじ部５１と雌ねじ部５２の一対のねじ部で構成された調整機構部５０を有し、凹凸形状部４０の側部４０ａに対する位置における側部空間４０ｂに配置されている。

筐体ベース１０４は、凹部４２と凸部４１を有する凹凸形状部４０と、凹凸形状部４０の開口上部において外向きに延在する外形が円形のフランジ部１０４ａと、を備えている。凹部４２の内部には、ロードセル３が格納されて底部に固定されている。凸部４１の外周には、調整脚５の雄ねじ部５１が保持されている。調整脚５は、その雄ねじ部５１の係合突起５１ｂが９０度角度間隔で４本形成されている他は、第１の実施形態における調整脚５と同様である。筐体ベース１０４は、ロードセル３を囲む凹凸形状部の側壁に形成されたスリット状の係合部４１ａを、雄ねじ部５１の係合突起５１ｂに対応させて９０度間隔で４箇所に有する。係合部４１ａは、筐体ベース１０４のフランジ部１０４ａの上面に開口し、その開口縁部４１ｂに雄ねじ部５１の係合突起５１ｂが係合している。

また、このロードセルユニット１０においても、第１の実施形態の図１１、図１２に関連して説明した調整脚５の各変形例を、同様に適用することができる。ロードセル３の固定部３１の上面に設けられたフレキシブル基板３０ｂからの出力は、筐体ベース１０４の上面から、配線３０ｃによって、ロードセルユニット１０の外部に取り出される。

筐体カバー１０２は、丸い盆を上下逆にした形状の蓋であり、筐体ベース１０４と内部のロードセル３とを覆い、さらに調整脚５の上部外周を覆うように構成されている。筐体カバー１０２は、ロードセル３の荷重伝達部材３３の上部に、ねじ１１によって固定されている。筐体カバー１０２は、上部に受ける荷重をロードセル３に確実に伝えるため、荷重伝達部材３３のみに接触し、固定部である筐体ベース１０４、配線３０ｃ、および調整脚５には接触しないように、構成されている。

化粧カバー１２０は、ロードセルユニット１０の外感を整える意匠部品として、またはロードセルユニット１０を保護する部品としての機能を有するものであり、必ずしもロードセルユニット１０に備えてなくともよい。この化粧カバー１２０は、筐体カバー１０２に密着して、その上面と側面とを覆う形状を有している。化粧カバー１２０は、例えば、下端内面の複数箇所に係合突起２ｂを有し、この係合突起２ｂに対応して筐体カバー２の下端に設けられた係合切欠２ａに係合し、筐体カバー１０２に固定され一体化される。

筐体カバー１０２と化粧カバー１２０とは、それぞれ、配線引き出し用の切欠２ｃ，２０ｃを側面に有し、配線３０ｃを筐体カバー１０２と化粧カバー１２０に接触させることなく外部引き出し可能とされている。配線３０ｃによってロードセルユニット１０の外部に出力されるロードセル３からの出力信号は、第１の実施形態における回路基板６等を備えた、信号処理と表示等を行う制御装置（表示ボックス）に送られる。ロードセルユニット１０は、ロードセル３からの出力信号を処理する表示ボックスに接続することにより、複数個を集合的に用いて、重量測定装置すなわち台秤を構成する部品として用いられる。

なお、ロードセルユニット１０の調整機構部５０を有する調整脚５は、本実施形態で示すものに限られず、例えば、第２の実施形態における調整脚５のように、雌ねじ部５２が筐体ベース１０４に固定され、雄ねじ部５１が回転されて上下に移動する構成としてもよい。また、高さ位置を調整する調整機構部５０は、一対のねじ部で構成されるものに限られず、凹凸形状部４０の側部４０ａに対する位置における側部空間４０ｂに配設される任意の高さ位置を調整する機構を用いてもよい。

本実施形態のロードセルユニット１０によれば、凹凸形状部４０が有する上方に開口した凹部４２にロードセル３が固定され、筐体ベース１０４に設けられた凹凸形状部４０の凹部４２に対応して下方に突出した凸部４１の外周に、ロードセル３を囲む態様で、調整脚５を有するので、所定の性能を確保しつつ、総厚みの薄型化を実現できるロードセルユニットが得られる。このようなロードセルユニット１０を複数組み合わせて用いることにより、任意形状の乗り台を有してレベリング機能を備えた、薄型の重量測定装置を容易に構成することができる。

（ロードセルユニットを用いた重量測定装置）
図１９は、ロードセルユニット１０を用いて構成した重量測定装置１を示す。この重量測定装置１は、面状に配置された複数（本実施形態では４つ）のロードセルユニット１０と、ロードセルユニット１０の各筐体カバー１０２（図１４、図１６、および図１８参照）上に載置して各筐体カバー１０２を互いに一体化する共通カバー２０ａと、を備えている。共通カバー２０ａは、四角板形状を有し、４隅にロードセルユニット１０を備えている。ロードセルユニット１０は、共通カバー２０ａが受ける荷重を分担して受ける支持脚としての機能を有する。この支持脚は、ロードセルユニット１０が有する調整脚５を用いて、高さ位置を調整できる。

また、重量測定装置１は、各ロードセルユニット１０から引き出された配線３０ｃに接続された表示ボックス１０ｂを有する。表示ボックス１０ｂは、配線３０ｃを通して得られる各ロードセルユニット１０からの出力信号を処理し、共通カバー２０ａにかかる荷重を算出するための、回路やプロセッサ、および求められた荷重等を表示するディスプレイなどを備えている。このような重量測定装置１は、レベリング機能を有する、薄型化された装置を実現する。

この重量測定装置１におけるロードセルユニット１０は、化粧カバー１２０を備えることなく、共通カバー２０ａに筐体カバー１０２を直接固定してもよい。このような構成の重量測定装置１は、任意数のロードセルユニット１０を組み合わせて、任意形状の共通カバー２０ａに固定してもよい。例えば、測定対象を共通カバー２０ａに載置する、または測定対象が共通カバー２０ａに乗る際の、測定対象と共通カバー２０ａとの相互の接触構造に合わせて、共通カバー２０ａを、長細い形状、円形状、リング形状等としてもよい。高さを調整できる調整脚５を有するユニット化されたロードセルユニット１０を用いることにより、任意形状の共通カバー２０ａ（乗り台）を有する、薄型化された重量測定装置１を、容易に実現できる。

本発明に係る重量測定装置は、調整脚５による高さ位置調整（レベリング）の際にレベリング状態を評価するための水準器を、筐体カバー２や筐体ベース４に備えてもよい。また、本発明の重量測定装置およびロードセルユニットは、上述した歪ゲージを用いる構成のロードセル３に換えて、凹凸形状部４０に少なくとも一部を収納することができる、他の任意の構成のロードセルを用いてもよい。

また、高さ位置を調整する調整機構部５０は、上下動するように螺合する一対のねじ部による構成に限られず、ピンと、そのピンが摺動または固定される溝または孔と、の組合せによる構成であってもよい。このような調整機構部５０は、図６，図７に示すように、凹凸形状部４０の側部４０ａに対する位置に存在する側部空間４０ｂに、配設される。

より一般的に述べる。調整脚５は、高さ位置を調整する調整機構部５０を有する。調整機構部５０は、凹凸形状部４０の側部４０ａに対する位置に存在する側部空間４０ｂに配設される機構部であって、筐体ベース４に固定された固定部材と、固定部材に対して上下動可能な移動部材とを備える。移動部材は、固定部材に対して上下動可能であり、かつ所定の複数位置で固定可能である。この固定可能の意味は、固定状態において測定対象の荷重を受けても固定状体を維持できるという意味である。

このような調整機構部５０をピンと溝とで構成する場合、移動部材と固定部材とは、例えば、同軸の内外二重円筒状の構造とし、一方が他方に対して移動して固定される構造とすればよい。ピンは、例えば、円筒の内面から内側に向けて、または円筒の外面から外方に向けて立設される。溝の構造は、ピンが移動する移動用溝を、円筒の内面または外面に、螺旋状に形成し、螺旋状の溝に適宜の間隔でピンが陥入する窪みを設けて、その窪みにピンが嵌りこむことによりピンが固定（停留）されるようにすればよい。ピンを移動させる際には、ピンを上方に持ち上げてその窪みから脱出させればよい。螺旋状の溝に換えて、階段状の溝としてもよい。階段の各段に、ピンを固定させるための傾斜や窪みを設ければよい。また、他の溝の構造として、例えば、自動車の手動式ギヤチェンジ機構に習って、ピンの上下方向移動溝と、ピンを固定する複数の周方向溝と、を組み合わせて、円筒の内面または外面に設ければよい。

１ 重量測定装置
１０ ロードセルユニット
２，１０２ 筐体カバー
２０ａ 共通カバー
３ ロードセル
４，１０４ 筐体ベース
４０ 凹凸形状部
４０ａ 側部
４０ｂ 側部空間
４１ 凸部
４１ａ 係合部
４２ 凹部
５ 調整脚
５０ 調整機構部
５１ 雄ねじ部
５１ａ 円筒部
５１ｂ 係合突起
５２ 雌ねじ部

Claims (7)

1. 測定対象の荷重を受ける筐体カバーと、
   前記筐体カバーを支持して前記荷重を検出する複数のロードセルと、
   前記ロードセルの少なくとも一部を収納して固定する、上方に開口した凹部とその凹部に対応して下方に突出した凸部とを有する凹凸形状部を、前記複数のロードセルの各々について有する筐体ベースと、
   前記凹凸形状部の少なくとも一部を収納し、前記凹凸形状部の外側の側部に対する位置に、高さ位置を調整する調整機構部を有する調整脚と、を備える、
   ことを特徴とする重量測定装置。
2. 前記調整機構部は、上下動するように螺合する一対のねじ部である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の重量測定装置。
3. 前記一対のねじ部は、前記凹凸形状部の前記凸部の側部の外周に沿ってねじ溝が設けられた雄ねじ部と、前記雄ねじ部に螺合して上下動する雌ねじ部とである、
   ことを特徴とする請求項２に記載の重量測定装置。
4. 測定対象の荷重を検出するロードセルと、
   前記ロードセルの少なくとも一部を収納して固定する、上方に開口した凹部とその凹部に対応して下方に突出した凸部とを有する凹凸形状部を有する筐体ベースと、
   前記凹凸形状部の少なくとも一部を収納し、前記凹凸形状部の外側の側部に対する位置に、高さ位置を調整する調整機構部を有する調整脚と、を備える、
   ことを特徴とするロードセルユニット。
5. 前記調整機構部は、上下動するように螺合する一対のねじ部である、
   ことを特徴とする請求項４に記載のロードセルユニット。
6. 前記一対のねじ部は、前記凹凸形状部の前記凸部の側部の外周に沿ってねじ溝が設けられた雄ねじ部と、前記雄ねじ部に螺合して上下動する雌ねじ部とである、
   ことを特徴とする請求項５に記載のロードセルユニット。
7. 面状に配置された複数の、請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の、ロードセルユニットと、
   前記複数のロードセルユニット上に載置される共通カバーと、を備える、
   ことを特徴とする重量測定装置。
   

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