(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重が与えられる荷重被付与部と、
支持体によって支持される被支持部と、
前記荷重被付与部および前記被支持部に連結されており、歪みゲージが取り付けられる歪み領域とを備え、
前記荷重被付与部と、前記被支持部と、前記歪み領域は、同一平面上にある表面を有しており、
前記歪み領域の厚さは、前記荷重被付与部の厚さおよび前記被支持部の厚さよりも小さく、前記表面とは反対側において、前記荷重被付与部と前記被支持部との間に、前記歪み領域の凹部が形成され、
前記凹部は、前記荷重被付与部に近づくほど前記平面から遠ざかるように傾斜した第１の傾斜面と、前記被支持部に近づくほど前記平面から遠ざかるように傾斜した第２の傾斜面と、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面の間に形成され前記表面と略平行な面とを有することにより、前記歪み領域の中央からの距離に対して応力変化が略一定となる部分を有し、
前記応力変化が略一定となる部分に対応する前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面の反対側となる前記表面に、前記歪みゲージが取り付けられることを特徴とする
起歪体。
【請求項２】
線対称な形状を有しており、
中央に配置されて対称軸と同方向に延び一端と他端を有する矩形の歪み領域と、
前記対称軸と平行に延びる二つの第１の腕部と、
前記対称軸を横切る方向に延びて前記歪み領域の前記一端と前記第１の腕部に連結された第１の連結部と、
前記第１の腕部よりも前記歪み領域に近く配置され前記対称軸と平行に延びる二つの第２の腕部と、
前記対称軸を横切る方向に延びて前記歪み領域の前記他端と前記第２の腕部に連結された第２の連結部とを備え、
前記第１の腕部の対と前記第１の連結部で構成される組と、前記第２の腕部の対と前記第２の連結部で構成される組の一方は、前記荷重被付与部であり、
前記第１の腕部の対と前記第１の連結部で構成される組と、前記第２の腕部の対と前記第２の連結部で構成される組の他方は、前記被支持部である、
ことを特徴とする請求項１に記載の起歪体。
【請求項３】
粉末冶金によって形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の起歪体。
【請求項４】
金属粉末をプレス成型して焼結することで得られることを特徴とする請求項３に記載の起歪体。
【請求項５】
金属粉末射出成型法で得られることを特徴とする請求項３に記載の起歪体。
【請求項６】
前記荷重被付与部は、前記平面とは反対側にリブを有しており、
前記被支持部は、前記平面とは反対側にリブを有している
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の起歪体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の起歪体と、
前記起歪体の前記歪み領域に取り付けられて、前記歪み領域の変形に応じた信号を生成する歪みゲージとを備えることを特徴とするロードセル。
【請求項８】
前記歪みゲージに接続される外部配線をさらに備え、
前記歪みゲージは、前記歪みゲージに接続される配線を有するフレキシブル基板に設けられているとともに、前記歪み領域に配置されており、
前記フレキシブル基板は、前記歪み領域から、前記荷重被付与部または前記被支持部まで延びており、
前記フレキシブル基板の前記配線と前記外部配線が、前記荷重被付与部または前記被支持部において前記荷重被付与部または前記被支持部の厚さ方向の内側にて、接続されていることを特徴とする請求項７に記載のロードセル。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載のロードセルと、
前記起歪体の前記荷重被付与部に荷重を伝達するプラットフォームとを備えることを特徴とする重量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量を測定するロードセルに使用され荷重が伝達されて変形する起歪体、この起歪体を有するロードセルおよびこのロードセルを有する重量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば体重計のような重量測定装置は、プラットフォームに与えられた荷重が伝達される少なくとも１つのロードセルを有する。ロードセルは、荷重によって変形する起歪体と起歪体に貼付された複数の歪みゲージを有する。特許文献１には、このような起歪体が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２は、第１端部と第２端部との間に設けられた起歪部が、第１端部および第２端部よりも小さい厚さを有する起歪体を開示する。第１端部には荷重が与えられ、第２端部は支持体に支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９７７２７８号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２に記載の起歪体においては、起歪部の上面および下面の両方に相当する部分が凹部として形成されている。したがって、この起歪体を製造するには、起歪体の両方の面に凹部を形成するため、起歪体の製造コストが高い。
【０００６】
そこで、本発明は、製造コストが低い起歪体、この起歪体を有するロードセルおよびこのロードセルを有する重量測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る起歪体は、荷重が与えられる荷重被付与部と、支持体によって支持される被支持部と、前記荷重被付与部および前記被支持部に連結されており、歪みゲージが取り付けられる歪み領域とを備え、前記荷重被付与部と、前記被支持部と、前記歪み領域は、同一平面上にある表面を有しており、前記歪み領域の厚さは、前記荷重被付与部の厚さおよび前記被支持部の厚さよりも小さく、前記表面とは反対側において、前記荷重被付与部と前記被支持部との間に、前記歪み領域に対応する凹部が形成されている。
【０００８】
本発明においては、荷重被付与部と被支持部と歪み領域は、同一平面上にある表面を有しており、表面とは反対側において、荷重被付与部と被支持部との間に歪み領域に対応する凹部が形成されている。したがって、起歪体の片側において凹部が形成され、これにより歪み領域の厚さは荷重被付与部の厚さおよび被支持部の厚さよりも小さくされる。起歪体の片側のみにおいて凹部が形成されるため、起歪体の両側に凹部を形成して歪み領域を薄くする場合に比べて、起歪体の製造コストを低減することができる。歪み領域の厚さを他の部分より小さくすることにより、歪み領域の断面２次モーメントが低減し、歪み領域は荷重によってより曲がりやすくなる。したがって、歪み領域に複数の歪みゲージをその間隔を保ったまま取り付ける場合、複数の歪みゲージの取り付け位置のずれが測定精度に与える影響が小さくなり、より精度の高い重量測定が可能になる。また、歪み領域に凹部を設けて、歪み領域の厚さを他の部分より小さくすることにより、この起歪体を有するロードセルを薄型化することができる。
【０００９】
本発明に係る起歪体は、線対称な形状を有してよく、中央に配置されて対称軸と同方向に延び一端と他端を有する矩形の歪み領域と、前記対称軸と平行に延びる二つの第１の腕部と、前記対称軸を横切る方向に延びて前記歪み領域の前記一端と前記第１の腕部に連結された第１の連結部と、前記第１の腕部よりも前記歪み領域に近く配置され前記対称軸と平行に延びる二つの第２の腕部と、前記対称軸を横切る方向に延びて前記歪み領域の前記他端と前記第２の腕部に連結された第２の連結部とを備えてよい。前記第１の腕部の対と前記第１の連結部で構成される組と、前記第２の腕部の対と前記第２の連結部で構成される組の一方は、前記荷重被付与部であり、前記第１の腕部の対と前記第１の連結部で構成される組と、前記第２の腕部の対と前記第２の連結部で構成される組の他方は、前記被支持部である。このような複雑な形状の起歪体の片側のみにおいて凹部が形成されている。このため、起歪体の両側に凹部を形成して歪み領域を薄くする場合に比べて、起歪体の製造コストを低減することができる。
【００１０】
起歪体は粉末冶金によって形成されると好ましい。この場合、起歪体の小型化が図れるとともに機械的強度が確保される。また起歪体の厚さおよび幅の寸法精度が高いので、ロードセルの重量測定の精度が向上する。起歪体は、金属粉末をプレス成型して焼結することで得られてもよいし、金属粉末射出成型法で得られてもよい。すなわち、粉末冶金の手法としては、金属粉末をプレス成型して焼結することでもよいし、金属粉末射出成型法でもよい。粉末冶金において、成型された金属粉末を焼結するときには、平坦な面の上に、プレス成型された金属粉末のブロックが置かれる。本発明に係る起歪体の片側のみに凹部が形成されることにより、凹部と反対側にある荷重被付与部と被支持部と歪み領域の表面が前記の平坦な面に接触した状態で、起歪体の材料である金属粉末のブロックを配置することができる。金属粉末のブロックと平坦な面の間に隙間がある場合には、焼結の間に歪み領域が変形するおそれがあるが、凹部と反対側にある荷重被付与部と被支持部と歪み領域の表面が前記の平坦な面に接触した状態で、起歪体の材料である金属粉末のブロックを配置することにより、焼結によって発生する起歪体の変形を抑制することができる。
【００１１】
前記凹部は、前記荷重被付与部に近づくほど前記平面から遠ざかるように傾斜した第１の傾斜面と、前記被支持部に近づくほど前記平面から遠ざかるように傾斜した第２の傾斜面とを有すると好ましい。このような第１の傾斜面と第２の傾斜面を凹部に設けることにより、歪み領域は、荷重により発生する歪み変化が少ない部分（第１の傾斜面と第２の傾斜面に対応する）を有する。このような部分に歪みゲージを配置することにより、歪みゲージの位置の誤差によって生ずる測定誤差をより小さくすることができる。
【００１２】
前記荷重被付与部は、前記平面とは反対側にリブを有していてもよく、前記被支持部は、前記平面とは反対側にリブを有していてもよい。これらのリブにより、荷重被付与部および被支持部の曲げ剛性が向上させられる。
【００１３】
本発明に係るロードセルは、前記の起歪体と、前記起歪体の前記歪み領域に取り付けられて、前記歪み領域の変形に応じた信号を生成する歪みゲージとを備える。
【００１４】
本発明に係るロードセルは、前記歪みゲージに接続される外部配線をさらに備えてよく、前記歪みゲージは、前記歪みゲージに接続される配線を有するフレキシブル基板に設けられているとともに、前記歪み領域に配置されており、前記フレキシブル基板は、前記歪み領域から、前記荷重被付与部または前記被支持部まで延びており、前記フレキシブル基板の前記配線と前記外部配線が、前記荷重被付与部または前記被支持部において前記荷重被付与部または前記被支持部の厚さ方向の内側にて、接続されていてもよい。この場合、フレキシブル基板の前記配線と前記外部配線が、前記荷重被付与部または前記被支持部において前記荷重被付与部または前記被支持部の厚さ方向の内側にて、接続されることにより、配線の接続部分が荷重被付与部または被支持部から厚さ方向に突出しない。したがって、ロードセルを薄型化することが可能である。
【００１５】
本発明に係る重量測定装置は、前記のロードセルと、前記起歪体の前記荷重被付与部に荷重を伝達するプラットフォームとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る重量測定装置を斜め上から見た斜視図である。
【図２】図１の重量測定装置を斜め下から見た斜視図である。
【図３】図１の重量測定装置の平面図である。
【図４】図１の重量測定装置内のロードセルを示す平面図である。
【図５】図４のロードセルを示す底面図である。
【図６】図４のロードセルを示す正面図である。
【図７】分解された前記ロードセルの斜視図である。
【図８】前記ロードセル内の起歪体を斜め下方から見た斜視図である。
【図９】前記起歪体の下面図である。
【図１０】前記起歪体の平面図である。
【図１１】ブリッジが取り付けられた前記起歪体の斜視図である。
【図１２】前記ブリッジの斜視図である。
【図１３】前記ブリッジの断面図である。
【図１４】前記ロードセルの脚の断面図である。
【図１５】前記ロードセルの断面図である。
【図１６】図３のXVI-XVI線矢視断面図である。
【図１７】第１の実施の形態の起歪体および従来技術の起歪体における重量測定時の歪みの分布を示すグラフである。
【図１８】製造中の第１の実施の形態の起歪体を示す断面図である。
【図１９】製造中の他の起歪体を示す断面図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る起歪体を斜め下方から見た斜視図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る起歪体を斜め下方から見た斜視図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係る起歪体を斜め下方から見た斜視図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係る起歪体を斜め下方から見た斜視図である。
【図２４】第５の実施の形態に係る起歪体を示す下面図である。
【図２５】図２３および図２４のXXV-XXV線矢視断面図である。
【図２６】第１の実施の形態の起歪体および第５の実施の形態の起歪体における重量測定時の歪みの分布を示すグラフである。
【図２７】重量測定時に第１の実施の形態の起歪体に発生する応力の分布を示す図である。
【図２８】重量測定時に第５の実施の形態の起歪体に発生する応力の分布を示す図である。
【図２９】第１の実施の形態の起歪体および第５の実施の形態の起歪体における歪みゲージの位置と重量測定時の測定誤差の関係を示すグラフである。
【図３０】第１の実施の形態の起歪体および第５の実施の形態の起歪体における歪みゲージの位置と歪みゲージの出力の関係を示すグラフである。
【図３１】第１の実施の形態での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３２】第１の実施の形態の変形での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３３】第１の実施の形態の他の変形での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３４】第１の実施の形態の他の変形での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３５】第１の実施の形態の他の変形での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３６】第１の実施の形態の他の変形での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３７】第１の実施の形態の他の変形での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３８】第１の実施の形態の他の変形での起歪体と外部配線を示す斜視図である。
【図３９】前記ブリッジの変形の斜視図である。
【図４０】図３９のブリッジの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
第１の実施の形態
図１および図２は本発明の第１の実施の形態に係る重量測定装置を示す。重量測定装置１は、人間の重量を測定する体重計であり、かつ人間の体脂肪率といった体組成を測定する体組成計である。重量測定装置１は筐体１１を備え、筐体１１はプラットフォーム１２と、プラットフォーム１２に固定されるベース１５を備える。図１に示すように、プラットフォーム１２は、重量測定時に水平に広がるように向けられる略平坦な上面を有する。プラットフォーム１２の上面には、人間が直立する。つまりプラットフォーム１２には、物体が置かれてその物体の荷重が与えられる。
【００１８】
図２に示すように、ベース１５はほぼ矩形であり、例えばステンレス鋼または樹脂のような剛的な材料から形成される。ベース１５の底面の四隅には脚１６が配置されている。重量測定時には、これらの脚１６が床に接触させられる。脚１６と床の間に別な部品が介在してもよい。脚１６は、重量測定装置１を支持する支持部材であるとともに、後述するロードセルの脚でもある。重量測定時には、床に支持された脚１６に対して、プラットフォーム１２とベース１５を備える筐体１１全体が、プラットフォーム１２上の重量に応じて変位する。
【００１９】
筐体１１には、重量測定装置１を起動する電源スイッチ１７が取り付けられており、電源スイッチ１７はプラットフォーム１２の側面から突出している。重量測定装置１は、体組成計として使用されるため、図１に示すように、プラットフォーム１２の上面には、複数の電極板１８が設けられる。これらの電極板１８は被験者の生体電気インピーダンス測定に使用される。プラットフォーム１２に乗った被験者の両足でこれらの電極板１８は踏まれる。
【００２０】
図３は重量測定装置１の平面図であり、図３では電極板１８の描写は省略されている。図３に示すように、プラットフォーム１２は、例えば鋼のような剛的な金属材料で形成された箱状の内側カバー１３と、内側カバー１３の外側に配置された樹脂で形成された外側カバー１４とを備える。外側カバー１４は、プラットフォーム１２の外装であるともに、金属で形成された内側カバー１３と電極板１８とを絶縁する。
【００２１】
重量測定装置１はハンドルユニット１９を備える。ハンドルユニット１９は図示しないケーブルを介して筐体１１に連結されている。ハンドルユニット１９は、中央の操作ボックス２０と、操作ボックス２０の両側に延びるグリップ２１，２２を備える。操作ボックス２０には、被験者の重量および体組成を表示するディスプレイ２３と、操作ボタン２４，２５が設けられている。グリップ２１，２２の各々には、被験者の生体電気インピーダンス測定に使用される電極が配置されている。プラットフォーム１２に乗った被験者の両手でこれらの電極は握られる。実施の形態に係る重量測定装置１は体組成計としても使用されるが、本発明は重量測定に関するので、電極板１８およびハンドルユニット１９は必ずしも必要ではない。
【００２２】
図３に示すように、プラットフォーム１２の内側カバー１３は、プラットフォーム１２に連結されたベース１５とともに収容空間２７を画定する。この収容空間２７の内部には、重量を測定するための４つのロードセル３４が配置されている。但し、ロードセル３４の脚１６は、図２に示すように、ベース１５から下方に突出している。
【００２３】
また、収容空間２７の内部には、ロードセル３４の歪みゲージから供給される信号を処理する処理回路が実装された基板２８が配置されている。基板２８と歪みゲージはケーブル２９で接続されている。基板２８上の処理回路は、ロードセル３４の歪みゲージから供給される信号に基づいて、被験者の重量を計算する。また、基板２８上の処理回路は、プラットフォーム１２の電極板１８およびハンドルユニット１９の電極と電気的に接続され、被験者の重量および各種の箇所の生体電気インピーダンスの変化に基づいて、被験者の体組成を計算する。計算された重量および体組成は、ディスプレイ２３に表示される。
【００２４】
図４から図６に示すように、各ロードセル３４は、プラットフォーム１２から荷重が伝達されて変形する起歪体３６と、起歪体３６に貼付された複数の歪みゲージ３８と、起歪体３６を支持する脚１６とを備える。より正確には、図７の分解されたロードセルの斜視図に示すように、ロードセル３４は、起歪体３６と、起歪体３６を支持するブリッジ４０と、ブリッジ４０を支持する脚１６と、脚１６を補強する脚補強体４２とを備える。図４に示すように、歪みゲージ３８に給電するケーブル（外部配線）２９は起歪体３６にテープ５０で接着されている。
【００２５】
図８から図９に示すように、起歪体３６は、線対称な形状を有する単一の部材である。起歪体３６は、例えば炭素工具鋼のような高い剛性を有する材料の板材から形成されている。起歪体３６は、中央に配置された歪み領域３６１、２つの第１の腕部３６２、２つの第２の腕部３６４、歪み領域３６１と第１の腕部３６２とを連結する第１の連結部３６３、および歪み領域３６１と第２の腕部３６４とを連結する第２の連結部３６５とを備える。
【００２６】
歪み領域３６１は、起歪体３６の対称軸Ａｘと同方向に延び一端３６１ａと他端３６１ｂを有する矩形の部分である。歪み領域３６１は、プラットフォーム１２から伝達される荷重によって、最も変形する領域である。歪み領域３６１には歪みゲージ３８が取り付けられる（図４参照）。歪み領域３６１の上面には、歪みゲージ３８を貼付するためのガイドとなる目印３６８が設けられている。
【００２７】
２つの第１の腕部３６２は、起歪体３６の対称軸Ａｘと平行に延びている。第１の連結部３６３は、起歪体３６の対称軸Ａｘを垂直に横切る方向に延びて歪み領域３６１の一端３６１ａと両方の第１の腕部３６２に連結されている。
【００２８】
２つの第２の腕部３６４は、第１の腕部３６２よりも歪み領域３６１に近く配置され、起歪体３６の対称軸Ａｘと平行に延びている。第２の連結部３６５は、起歪体３６の対称軸Ａｘを垂直に横切る方向に延びて、歪み領域３６１の他端３６１ｂと第２の腕部３６４に連結されている。
【００２９】
第１の腕部３６２の各々の一端部は半円形に形成されており、この端部には円形の第１の貫通孔３６６が形成されている。第２の腕部３６４の各々の一端部も半円形に形成されており、この端部には円形の第２の貫通孔３６７が形成されている。これらの第１の貫通孔３６６および第２の貫通孔３６７の中心軸線は、起歪体３６の対称軸Ａｘを垂直に横切る一直線Ａｙの上に配置されている。起歪体３６は、歪み領域３６１の両側にほぼＪ字形の溝３６９およびほぼＪ字形の対称形の溝３６９を有し、各溝３６９は歪み領域３６１、第１の腕部３６２、第１の連結部３６３、第２の腕部３６４および第２の連結部３６５で囲まれている。
【００３０】
第２の腕部３６４が起歪体３６の下方に配置された支持体（後述するブリッジ４０）によってほぼ水平に支持された状態で、上方から集中的に鉛直方向の下向きの荷重がほぼ水平な第１の腕部３６２に与えられることによって、歪み領域３６１が変形する（図９および図１０の直線Ａｙに沿って見てＳ字形に湾曲する）。歪みゲージ３８は、起歪体３６の歪み領域３６１の変形に応じた信号を生成する。
【００３１】
この実施の形態では、第１の腕部３６２には、集中的に鉛直方向の下向きの荷重が与えられる。第２の腕部３６４は、起歪体３６の下方に配置された支持体（後述するブリッジ４０）に固定される。つまり、第１の腕部３６２の対と第１の連結部３６３で構成される組は、荷重が与えられる荷重被付与部であり、第２の腕部３６４の対と第２の連結部３６５で構成される組は、支持体によって支持される被支持部である。
【００３２】
起歪体３６の図１０に示す表面（上表面）は単一の平面にある。つまり、歪み領域３６１、第１の腕部３６２、第１の連結部３６３、第２の腕部３６４および第２の連結部３６５は、同一平面にある上表面３６１Ｕ，３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕを有する。
【００３３】
他方、図８および図９に示すように、これらの上表面３６１Ｕ，３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕとは反対側において、起歪体３６には、第１の連結部３６３と第２の連結部３６５との間に、歪み領域３６１に対応する凹部３７０が形成されている。この実施の形態では、凹部３７０は、歪み領域３６１だけでなく、第１の連結部３６３の一部および第２の連結部３６５の一部まで延びている。第１の腕部３６２、第１の連結部３６３、第２の腕部３６４および第２の連結部３６５は、同一平面にある下表面３６２Ｌ，３６３Ｌ，３６４Ｌ，３６５Ｌを有する。但し、凹部３７０があるため、歪み領域３６１の下表面３６１Ｌは、これらの下表面３６２Ｌ，３６３Ｌ，３６４Ｌ，３６５Ｌが配置された平面とは異なり、この平面とは平行な平面にある。
【００３４】
図４、図７および図１１に示すように、起歪体３６は、ブリッジ４０に固定されて支持されている。ブリッジ４０は、例えば鋼のような剛的な材料から形成された単一の部材である。図１２および図１３に示すように、ブリッジ４０は、ほぼ一様な厚さの板であって、回転対称な形状を有する。ブリッジ４０は、中央部４０２と二つの端部４０４を備え、二つの端部４０４は同一平面に配置されているが、この平面は中央部４０２が配置される平面とは異なる。二つの端部４０４が配置される平面は、中央部４０２が配置される平面と平行である。ブリッジ４０は、例えばプレス加工で形成することができる。
【００３５】
ブリッジ４０の中央部４０２の中央には、輪郭が円形のボス４０３が形成されている。ボス４０３の中央には、貫通孔４０５が形成されている。また、ブリッジ４０の端部４０４の各々には、貫通孔４０６が形成されている。
【００３６】
図７に示すように、ブリッジ４０の２つの端部４０４の貫通孔４０６は、起歪体３６の２つの第２の腕部３６４の第２の貫通孔３６７にそれぞれ重ねられており、貫通孔４０４と第２の貫通孔３６７をリベット４７が通っている。２つのリベット４７によって、起歪体３６とブリッジ４０は固定されている。ブリッジ４０の２つの端部４０４は、起歪体３６の２つの第２の腕部３６４に接触させられるが、起歪体３６には凹部３７０が形成されており、かつブリッジ４０の二つの端部４０４と中央部４０２の間には段差があるため、ブリッジ４０の中央部４０２が撓んでも起歪体３６には接触しないようになっている。
【００３７】
図７および図１４に示すように、脚１６はほぼ円形の輪郭を有する。脚１６は、中空の円筒部１６０と、円筒部１６０の一端に連結された円板部１６２とを有する。円板部１６２の中央には貫通孔１６４が形成されている。脚１６は、例えば樹脂またはゴムのような可撓性が高い材料から形成されている。
【００３８】
図７に示すように、脚１６の円板部１６２の内側の面には、ほぼ円形の両面粘着テープ４４によりほぼ円形の板である脚補強体４２が接着されている。両面粘着テープ４４の中央には貫通孔４４ａが形成され、脚補強体４２の中央にも貫通孔４２ａが形成されている。脚補強体４２は、可撓性が高い材料で形成された脚１６を補強するために、例えば鋼のような剛的な金属材料で形成されている。
【００３９】
脚補強体４２の貫通孔４２ａとブリッジ４０の貫通孔４０５をリベット４８が通っている。このリベット４８によって、脚補強体４２とブリッジ４０は固定されている。脚補強体４２は両面粘着テープ４４によって脚１６に固定されているので、ブリッジ４０と脚１６は固定されている。リベット４８の一方の頭部は、両面粘着テープ４４の貫通孔４４ａおよび脚１６の貫通孔１６４の内部に配置されている。
【００４０】
このようにして図１５の断面図に示すロードセル３４が構成されている。図１６は、重量測定装置１の１つのロードセル３４の周辺の断面図である。図１６において、矢印は荷重を示す。プラットフォーム１２の外側カバー１４に与えられた荷重は、内側カバー１３、荷重伝達部材３２を経て、起歪体３６のほぼ水平に配置された第１の腕部３６２に伝達される。そして、起歪体３６のほぼ水平に配置された第２の腕部３６４からブリッジ４０を経て、脚補強体４２および脚１６に伝達されて、床ＦＬに受け止められる。
【００４１】
荷重伝達部材３２は、プラットフォーム１２の内側カバー１３に接触する上壁３２１と、複数の突起３２２とを有する。これらの突起３２２は、起歪体３６の第１の腕部３６２に形成された第１の貫通孔３６６に挿入されている。突起３２２の下端は、第１の貫通孔３６６から突き出しており、ベース１５の上に置かれたキャップ３２４に嵌め込まれている。
【００４２】
したがって、荷重伝達部材３２に与えられた荷重は、ベース１５にも伝達されるが、脚１６がベース１５およびプラットフォーム１２に固定されず、ベース１５およびプラットフォーム１２から独立し、脚１６に対してベース１５とプラットフォーム１２がともに変位することにより、脚１６とプラットフォーム１２の間に介在する起歪体３６は、プラットフォーム１２から起歪体３６に与えられる荷重と、脚１６が載せられる床から起歪体３６に与えられる力に応じて変形する。
【００４３】
この実施の形態においては、荷重被付与部（第１の腕部３６２および第１の連結部３６３）と被支持部（第２の腕部３６４および第２の連結部３６５）と歪み領域３６１は、同一平面上にある上表面３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕ，３６１Ｕを有しており、上表面３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕ，３６１Ｕとは反対側において、荷重被付与部（第１の腕部３６２および第１の連結部３６３）と被支持部（第２の腕部３６４および第２の連結部３６５）との間に歪み領域３６１に対応する凹部３７０が形成されている。したがって、起歪体３６の片側において凹部３７０が形成され、これにより歪み領域３６１の厚さは荷重被付与部の厚さおよび被支持部の厚さよりも小さくされる。
【００４４】
歪み領域３６１の厚さを他の部分より小さくすることにより、歪み領域３６１の断面２次モーメントが低減し（曲げ剛性が低減し）、歪み領域３６１は荷重によってより曲がりやすくなる。したがって、歪み領域３６１に取り付けられる複数の歪みゲージ３８の取り付け位置のずれが測定精度に与える影響が小さくなり、より精度の高い重量測定が可能になる。図１７は、第１の実施の形態の起歪体３６および従来技術の起歪体における重量測定時の歪みの分布を示すグラフである。ここでの従来技術の起歪体とは、第１の実施の形態の起歪体３６と同じ輪郭を有するが、凹部３７０が形成されずに、一様な厚さを有する起歪体である。図１７の横軸は、図９および図１０の起歪体３６の対称軸Ａｘ上の直線Ａｙ（中心）からの距離を示す。＋は第２の連結部３６５側を示し、−は第１の連結部３６３側を示す。縦軸は起歪体に実際に生ずる歪みを示す。実線は第１の実施の形態の起歪体３６での歪みの分布を示し、破線は従来技術の起歪体での歪みの分布を示す。歪みの分布は、ある一つの荷重を起歪体に与えたと仮定したコンピュータシミュレーションによって得られた。歪み領域３６１の対称軸Ａｘ方向の長さは１３ｍｍ、凹部３７０の対称軸Ａｘ方向の長さは１６．５ｍｍであった。
【００４５】
図１７から明らかなように、従来技術では、狭い範囲だけ歪みの分布が直線状である。したがって、２つの歪みゲージ３８の間隔を所定の間隔に保ったとしても、歪みゲージ３８の歪み領域３６１への取り付け位置が理想の位置からずれた場合、測定誤差が大きいと考えられる。例えば、両方の歪みゲージ３８が、中心からの距離が約１．５ｍｍの範囲に配置されていれば、間隔が保たれた両方の歪みゲージの出力の差は一定値であり、取り付け位置のずれが測定精度に与える影響は少ない。しかし、そうではない場合には、両方の歪みゲージの出力の差は上記の一定値ではなく、取り付け位置のずれが測定精度に与える影響は大きい。他方、第１の実施の形態の起歪体３６では、広い範囲で歪みの分布が直線状である。したがって、２つの歪みゲージ３８の間隔を所定の間隔に保っていれば、歪みゲージ３８の歪み領域３６１への取り付け位置が理想の位置からずれた場合でも、測定誤差が小さいと考えられる。例えば、両方の歪みゲージ３８が、中心からの距離が約６ｍｍの範囲に配置されていれば、間隔が保たれた両方の歪みゲージの出力の差は一定値であり、取り付け位置のずれが測定精度に与える影響は少ない。
【００４６】
また、歪み領域３６１の曲げ剛性が高い場合には、歪み領域３６１の変形を大きくするには、荷重被付与部（第１の腕部３６２および第１の連結部３６３）と被支持部（第２の腕部３６４および第２の連結部３６５）の厚さおよび幅を、歪み領域３６１に対して大きくせざるを得ない。しかし、この実施の形態では、歪み領域３６１の厚さを他の部分より小さくすることにより、歪み領域３６１の曲げ剛性が低減する。したがって、相対的に荷重被付与部と被支持部の厚さおよび幅を小さくすることができる。さらに、歪み領域３６１の厚さを他の部分より小さくすることにより、荷重被付与部（第１の腕部３６２および第１の連結部３６３）と被支持部（第２の腕部３６４および第２の連結部３６５）が、歪み領域３６１の歪みに与える影響を小さくすることができる。
【００４７】
この実施の形態においては、起歪体３６の歪み領域３６１の片側のみにおいて凹部３７０が形成されているため、起歪体の歪み領域の両側に凹部を形成して歪み領域を薄くする場合に比べて、起歪体の製造コストを低減することができる。特に、複雑な形状の起歪体３６について、歪み領域の両側に凹部を形成して歪み領域を薄くする場合に比べて、起歪体の製造コストを大幅に低減することができる。例えば、切削加工で凹部を形成する場合には、歪み領域の両側の凹部を形成するよりも、片側だけ凹部を形成する方が、製造工程が簡単であるし、製造の失敗も少ない。また、型を利用して起歪体を製造する場合には、歪み領域の両側の凹部を形成するよりも、片側だけ凹部を形成する方が、材料が型の内部全体に行き渡りやすいので製造の失敗が少ない。
【００４８】
さらに、粉末冶金によって起歪体を製造する場合の実施の形態の効果を図１８および図１９を参照して説明する。粉末冶金においては、型を用いて金属粉末を成型した後、セッターと呼ばれる平坦な台の上に、成型で得られた金属粉末の材料ブロックを配置して、そのブロックを焼結する。図１８および図１９において、符号５５はセッターを示す。符号５６は、第１の実施の形態の起歪体３６の材料である成型で得られた金属粉末の材料ブロックを示し、符号５８は、歪み領域３６１の両側に凹部３７０Ａが形成された他の起歪体の材料である成型で得られた金属粉末の材料ブロックを示す。
【００４９】
図１９に示す比較例においては、材料ブロック５８の歪み領域３６１の下面は、片方の凹部３７０Ａがあるために、セッター５５の上面に接触しない。材料ブロック５８の上下を逆転したとしても同様である。この状態で焼結を行うと、焼結の間に歪み領域３６１が自重によって変形してしまい製造が失敗してしまう。図１８に示す第１の実施の形態においては、材料ブロック５６の歪み領域３６１は、第１の連結部３６３および第２の連結部３６５と同様に、セッター５５の上面に接触させることができる。つまり、凹部３７０と反対側にある荷重被付与部と被支持部と歪み領域の表面がセッター５５の平坦な上面に接触した状態で、起歪体３６の材料である金属粉末のブロックを配置することができる。この状態で焼結を行うと、歪み領域３６１は他の部分と同様にセッター５５に支持されているので変形しにくく製造が失敗しにくい。
【００５０】
また、この実施の形態においては、歪み領域３６１に凹部３７０を設けて、歪み領域３６１の厚さを他の部分より小さくすることにより、この起歪体３６を有するロードセル３４を薄型化することができる。図７、図１２および図１３に示すように、ブリッジ４０の二つの端部４０４と中央部４０２の間には段差が形成されており、図１５および図１６の断面図にもブリッジ４０の段差が示されている。もし、凹部３７０が設けられていない場合には、起歪体３６の歪み領域３６１がブリッジ４０またはリベット４８に接触して、荷重が歪み領域３６１からブリッジ４０またはリベット４８に伝達するのを避けるために、ブリッジ４０の段差をさらに大きくする必要がある。この実施の形態では、歪み領域３６１のブリッジ４０に近い側に凹部３７０が設けられているので、ブリッジ４０の段差が小さくてすみ、その分、ロードセル３４を薄くすることができる。
【００５１】
もしも起歪体３６の歪み領域３６１の撓み量が小さい場合には、ブリッジ４０に端部４０４と中央部４０２の間の段差を形成しなくてもよい。例えば、この実施の形態の重量測定装置での測定可能な重量の上限を低く制限している場合には、歪み領域３６１の撓み量が小さく、歪み領域３６１がブリッジ４０またはリベット４８に接触して、荷重が歪み領域３６１からブリッジ４０またはリベット４８に伝達するおそれは少ない。ブリッジ４０をより薄くすることができれば、ロードセル３４をさらに薄型化することができるかもしれない。
【００５２】
起歪体３６は粉末冶金によって形成されると好ましい。粉末冶金によって形成されるのが好ましい。粉末冶金によって形成することにより、打ち抜き加工（パンチング）に比べて、起歪体３６の小型化が図れるとともに機械的強度が確保される。また起歪体３６の厚さおよび幅の寸法精度が高いので、ロードセルの重量測定の精度が向上する。また打ち抜き加工を利用する場合には、凹部３７０を打ち抜き加工で形成することはできないので、切削加工がさらに必要とされる。しかし、粉末冶金によれば、凹部３７０を有する起歪体３６を容易に製造することができる。粉末冶金の手法としては、焼結金属粉末をプレス成型して焼結することでもよいし、金属粉末射出成型法（ＭＩＭ）でもよい。
【００５３】
第２の実施の形態
図２０は本発明の第２の実施の形態に係る起歪体３６を斜め下方から見た斜視図である。図２０において、第１の実施の形態と同じ構成要素を示すために同じ参照符号が使用されている。図２０では示されていないが、第１の実施の形態と同様に、歪み領域３６１、第１の腕部３６２、第１の連結部３６３、第２の腕部３６４および第２の連結部３６５は、同一平面にある上表面３６１Ｕ，３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕを有する（第２の実施の形態の平面図は図１０と同じである）。
【００５４】
第１の実施の形態の起歪体３６では、凹部３７０は歪み領域３６１だけでなく、第１の連結部３６３の一部および第２の連結部３６５の一部まで延びている（図８および図９参照）。図２０に示される第２の実施の形態の起歪体３６では、凹部３７０は、歪み領域３６１の範囲だけに延びており、第１の連結部３６３および第２の連結部３６５には延びていない。したがって、第１の連結部３６３および第２の連結部３６５は一様な厚さを有する。
【００５５】
この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様にロードセルおよび重量測定装置に使用され、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様に粉末冶金で形成することが好ましい。
【００５６】
第３の実施の形態
図２１は本発明の第３の実施の形態に係る起歪体３６を斜め下方から見た斜視図である。図２１において、第１の実施の形態と同じ構成要素を示すために同じ参照符号が使用されている。図２１では示されていないが、第１の実施の形態と同様に、歪み領域３６１、第１の腕部３６２、第１の連結部３６３、第２の腕部３６４および第２の連結部３６５は、同一平面にある上表面３６１Ｕ，３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕを有する（第３の実施の形態の平面図は図１０と同じである）。
【００５７】
第３の実施の形態においては、起歪体３６の荷重被付与部（第１の腕部３６２および第１の連結部３６３）は、下表面３６２Ｌ，３６３Ｌにリブ（肉厚部）３９０を有している。また、被支持部（第２の腕部３６４および第２の連結部３６５）も、下表面３６４Ｌ，３６５Ｌにリブ（肉厚部）３９２を有している。
【００５８】
この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様にロードセルおよび重量測定装置に使用され、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様に粉末冶金で形成することが好ましい。この実施の形態では、リブ３９０，３９２により、荷重被付与部および被支持部の曲げ剛性が向上させられる。したがって、相対的に歪み領域３６１がより曲がりやすくなる。
【００５９】
第４の実施の形態
図２２は本発明の第４の実施の形態に係る起歪体３６を斜め下方から見た斜視図である。図２２において、第３の実施の形態と同じ構成要素を示すために同じ参照符号が使用されている。図２２では示されていないが、第１の実施の形態と同様に、歪み領域３６１、第１の腕部３６２、第１の連結部３６３、第２の腕部３６４および第２の連結部３６５は、同一平面にある上表面３６１Ｕ，３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕを有する（第４の実施の形態の平面図は図１０と同じである）。第３の実施の形態と同様に、起歪体３６には、リブ３９０，３９２が形成されている。
【００６０】
この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様にロードセルおよび重量測定装置に使用され、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様に粉末冶金で形成することが好ましい。この実施の形態では、リブ３９０，３９２により、荷重被付与部および被支持部の曲げ剛性が向上させられる。したがって、相対的に歪み領域３６１がより曲がりやすくなる。
【００６１】
この実施の形態では、リブ３９０，３９２により、凹部３７０が画定されている。つまり、リブ３９０，３９２により凹部３７０が囲まれており、凹部３７０は、第１の腕部３６２および第２の腕部３６４まで延びている。起歪体３６のリブ３９０，３９２以外の部分（歪み領域３６１を含む）は、一様な厚さを有している。したがって、図２１に示す第３の実施の形態と異なり、この実施の形態では、凹部３７０のためにさらに段差を形成する必要がない。
【００６２】
第５の実施の形態
図２３は本発明の第５の実施の形態に係る起歪体３６を斜め下方から見た斜視図である。図２４はその起歪体３６を示す下面図である。図２５は図２３および図２４のXXV-XXV線矢視断面図である。これらの図において、第１の実施の形態と同じ構成要素を示すために同じ参照符号が使用されている。図２３および図２４では示されていないが、第１の実施の形態と同様に、歪み領域３６１、第１の腕部３６２、第１の連結部３６３、第２の腕部３６４および第２の連結部３６５は、同一平面にある上表面３６１Ｕ，３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕを有する（第５の実施の形態の平面図は図１０と同じである）。
【００６３】
起歪体３６の片側には凹部３７０が形成されている。この実施の形態において、凹部３７０は、第１の傾斜面３７１、第２の傾斜面３７２、中央水平面３７３、端部水平面３７５、および端部水平面３７６から形成されている。凹部３７０は歪み領域３６１だけでなく、第１の連結部３６３の一部および第２の連結部３６５の一部まで延びており、中央水平面３７３は、凹部３７０の中央（歪み領域３６１の対称軸Ａｘ方向の中央）に配置されている。端部水平面３７５は歪み領域３６１の一端３６１ａを含み、端部水平面３７６は歪み領域３６１の他端３６１ｂを含む。第１の傾斜面３７１の一端は中央水平面３７３に連なり、第１の傾斜面３７１の他端は端部水平面３７５に連なる。第２の傾斜面３７２の一端は中央水平面３７３に連なり、第２の傾斜面３７２の他端は端部水平面３７６に連なる。中央水平面３７３および端部水平面３７５，３７６は、下表面３６２Ｌ，３６３Ｌ，３６４Ｌ，３６５Ｌと平行である。
【００６４】
第１の傾斜面３７１および端部水平面３７５は、中央水平面３７３よりも第１の連結部３６３に近く配置されており、第２の傾斜面３７２および端部水平面３７６は、中央水平面３７３よりも第２の連結部３６５に近く配置されている。第１の傾斜面３７１は、荷重被付与部である第１の連結部３６３に近づくほど、第１の連結部３６３の下表面３６３Ｌに近づくように傾斜している。換言すれば、第１の傾斜面３７１は、荷重被付与部である第１の連結部３６３に近づくほど、第１の連結部３６３の上表面３６３Ｕから遠ざかるように傾斜している。第２の傾斜面３７２は、被支持部である第２の連結部３６５に近づくほど、第２の連結部３６５の下表面３６５Ｌに近づくように傾斜している。換言すれば、第２の傾斜面３７２は、被支持部である第２の連結部３６５に近づくほど、第２の連結部３６３の上表面３６５Ｕから遠ざかるように傾斜している。
【００６５】
このような第１の傾斜面３７１と第２の傾斜面３７２を凹部３７０に設けることにより、歪み領域３６１は、荷重により発生する歪み変化が少ない部分（第１の傾斜面３７１と第２の傾斜面３７２に対応する）を有する。このような部分に歪みゲージ３８の各々を配置することにより、歪みゲージ３８の位置の誤差によって生ずる測定誤差をより小さくすることができる。以下、この効果を説明する。
【００６６】
図２６は、第１の実施の形態の起歪体３６および第５の実施の形態の起歪体３６における重量測定時の歪みの分布を示すグラフである。図２６の横軸は、図９、図１０および図２４の起歪体３６の対称軸Ａｘ上の直線Ａｙ（中心）からの距離を示す。＋は第２の連結部３６５側を示し、−は第１の連結部３６３側を示す。縦軸は起歪体に実際に生ずる歪みを示す。実線は第１の実施の形態の起歪体３６での歪みの分布を示し、一点鎖線は第５の実施の形態の起歪体３６での歪みの分布を示す。歪みの分布は、ある一つの荷重を起歪体に与えたと仮定したコンピュータシミュレーションによって得られた。第１の実施の形態の起歪体３６および第５の実施の形態の起歪体３６は、凹部３７０の具体的な形状を除き、同じ大きさで同じ形状であった。歪み領域３６１の対称軸Ａｘ方向の長さは１３ｍｍ、凹部３７０の対称軸Ａｘ方向の長さは１６．５ｍｍであった。
【００６７】
図２６から明らかなように、第１の実施の形態の起歪体３６では、広い範囲で歪みの分布が直線状である。他方、第５の実施の形態の起歪体３６では、狭い範囲で歪みの分布が直線状であるが、中心からの距離が約２ｍｍで歪みがほぼ最大に到達し、中心からの距離が約２ｍｍ〜約６ｍｍの間では歪みがほぼ一定である。歪み変化が少ない部分、すなわち中心からの距離が約２ｍｍ〜約６ｍｍの間の部分に歪みゲージ３８の各々を配置することにより、歪みゲージ３８の位置の誤差によって生ずる測定誤差をより小さくすることができる。
【００６８】
図２７は、重量測定時に第１の実施の形態の起歪体３６に発生する応力分布を示す図であり、図２８は、重量測定時に第５の実施の形態の起歪体３６に発生する応力分布を示す図である。応力分布はコンピュータシミュレーションによって得られた。領域Ａ１は最低応力の領域であり、領域Ａ９は最高応力の領域である。領域Ａに付けられた数字が小さい程、発生する応力は小さい。応力分布は歪みの分布と等価である。いずれの起歪体においても応力分布は左右対称である。
【００６９】
図２７および図２８に示すように、両方の起歪体３６の歪み領域３６１において、中央に領域Ａ１があり、起歪体３６の対称軸に沿って領域Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５がほぼ等間隔に配置されている。図２７でのその間隔は図２８に比べて広い。したがって、第１の実施の形態の起歪体３６では、広い範囲で歪みの分布が直線状である（図２６）。図２８では、領域Ａ６が大きく広がっている。したがって、第５の実施の形態では、中心からある程度離れると、歪み変化が少ない。応力変化（歪み変化）が少ない領域Ａ６は、第１の傾斜面３７１と第２の傾斜面３７２に対応する。
【００７０】
図２９は、第１の実施の形態の起歪体３６および第５の実施の形態の起歪体３６における歪みゲージ３８の位置と重量測定時の測定誤差の関係を示すグラフである。図３０は、第１の実施の形態の起歪体３６および第５の実施の形態の起歪体３６における歪みゲージ３８の位置と歪みゲージ３８の出力の関係を示すグラフである。図２９および図３０の各々の横軸は、二つの歪みゲージ３８の設計位置からのずれ（対称軸Ａｘの方向）を示す。設計上、二つの歪みゲージ３８は、起歪体３６の対称軸Ａｘ上に配置され、直線Ａｙ（中心）から＋２．７ｍｍ離れた位置に一方の歪みゲージ３８の中心が配置され、直線Ａｙ（中心）から−２．７ｍｍ離れた位置に他方の歪みゲージ３８の中心が配置される。＋は第２の連結部３６５側を示し、−は第１の連結部３６３側を示す。
【００７１】
図２９の縦軸は、二つの歪みゲージ３８によって測定される重量の誤差を示す。図２９から明らかなように、いずれの起歪体３６においても、二つの歪みゲージ３８が設計位置から離れるほど、誤差が大きくなる。しかし、第５の実施の形態の起歪体３６では、位置のずれが測定誤差に与える影響は小さい。第５の実施の形態では、中心からある程度離れると、歪み変化が少ないからである。
【００７２】
図３０の縦軸は、二つの歪みゲージ３８で得られる出力を示す。第５の実施の形態での出力は、第１の実施の形態の出力の２倍程度である。第５の実施の形態では、中心からの距離が約２ｍｍで歪みがほぼ最大に到達するからである（図２６参照）。
【００７３】
したがって、第１の実施の形態よりも第５の実施の形態がより長所が多いことが理解されるであろう。
【００７４】
この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様にロードセルおよび重量測定装置に使用され、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。この実施の形態の起歪体３６は、第１の実施の形態の起歪体３６と同様に粉末冶金で形成することが好ましい。
【００７５】
第５の実施の形態の傾斜面３７１，３７２を有する凹部３７０を、第２の実施の形態（図２０）、第３の実施の形態（図２１）および第４の実施の形態（図２２）の凹部３７０に適用してもよい。つまり、第２〜第４の実施の形態の凹部３７０を、傾斜面３７１，３７２を有するように変形してもよい。
【００７６】
外部配線に関する変形
図３１は、第１の実施の形態での起歪体３６とケーブル（外部配線）２９を示す斜視図である。二つの歪みゲージ３８は、フレキシブル基板６０に設けられており、フレキシブル基板６０は歪みゲージ３８に給電するための内部配線６２を有する。歪みゲージ３８を含むフレキシブル基板６０は起歪体３６の歪み領域３６１の上表面３６１Ｕに貼付されている。第１の実施の形態では、フレキシブル基板６０は、歪み領域３６１だけに貼付され、第１の連結部３６３にも第２の連結部３６５にも延びていない。
【００７７】
ケーブル２９の端部は、歪み領域３６１において、フレキシブル基板６０の内部配線６２に接続されている。符号６４は、ケーブル２９と内部配線６２の接続部を示す。ケーブル２９と内部配線６２は、例えば半田によって接続される。ケーブル２９は、歪み領域３６１から第１の連結部３６３を通って延びており、第１の連結部３６３の上表面３６３Ｕにテープ５０で接着されている。ケーブル２９は歪み領域３６１から第２の連結部３６５を通って延びていてもよい。いずれにせよ、起歪体３６上にケーブル２９および接続部６４が配置されるため、ロードセル３４の厚さが大きくなるおそれがある。
【００７８】
第２〜第５の実施の形態においても、ケーブル２９は図３１に示された方式でフレキシブル基板６０の内部配線６２に接続される。
【００７９】
図３２は、第１の実施の形態の変形での起歪体３６とケーブル２９を示す斜視図である。この変形では、フレキシブル基板６０は、歪み領域３６１から、荷重被付与部である第１の連結部３６３まで延びており、フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９が第１の連結部３６３において第１の連結部３６３の厚さ方向の内側にて、接続されている。より具体的には、第１の連結部３６３の上表面３６３Ｕの端部には、凹部３９６が形成されており、フレキシブル基板６０は凹部３９６で終端する。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９は、凹部３９６の内部にて接続されている。図３３に示すように、被支持部である第２の連結部３６５の上表面３６５Ｕの端部に、フレキシブル基板６０が終端する凹部を形成し、フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９をその凹部の内部で接続してもよい。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９が、荷重被付与部または被支持部において荷重被付与部または被支持部の厚さ方向の内側にて、接続されることにより、接続部６４が荷重被付与部または被支持部から厚さ方向に突出しない。したがって、ロードセルを薄型化することが可能である。
【００８０】
図３４は、第１の実施の形態の他の変形での起歪体３６とケーブル２９を示す斜視図である。この変形では、フレキシブル基板６０は第１の連結部３６３の端面で終端する。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９は、第１の連結部３６３の端面にて接続されている。図３５に示すように、被支持部である第２の連結部３６５の端面でフレキシブル基板６０を終端させて、フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９をその端面で接続してもよい。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９が、荷重被付与部または被支持部において荷重被付与部または被支持部の厚さ方向の内側にて、接続されることにより、接続部６４が荷重被付与部または被支持部から厚さ方向に突出しない。したがって、ロードセルを薄型化することが可能である。
【００８１】
図３６は、第１の実施の形態の他の変形での起歪体３６とケーブル２９を示す斜視図である。図３１と異なり、フレキシブル基板６０は、凹部３７０内に配置され、歪み領域３６１の下表面３６１Ｌに貼付されている。ケーブル２９の端部は、歪み領域３６１において、フレキシブル基板６０の内部配線６２に接続されている。ケーブル２９は、歪み領域３６１から第１の連結部３６３を通って延びており、第１の連結部３６３の下表面３６３Ｌにテープ５０で接着されている。ケーブル２９は歪み領域３６１から第２の連結部３６５を通って延びていてもよい。いずれにせよ、起歪体３６の凹部３７０に接続部６４が配置されるため、ブリッジ４０の形状、配置および寸法にも依存するが、ロードセル３４の厚さを小さくすることができる可能性がある。
【００８２】
図３７は、第１の実施の形態の他の変形での起歪体３６とケーブル２９を示す斜視図である。この変形では、フレキシブル基板６０は、歪み領域３６１から、荷重被付与部である第１の連結部３６３まで延びており、フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９が第１の連結部３６３において第１の連結部３６３の厚さ方向の内側にて、接続されている。図３２と異なり、歪みゲージ３８は凹部３７０内に配置され、フレキシブル基板６０は歪み領域３６１の下表面３６１Ｌに貼付されている。第１の連結部３６３の下表面３６３Ｌの端部には、凹部３９７が形成されており、フレキシブル基板６０は凹部３９７で終端する。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９は、凹部３９７の内部にて接続されている。被支持部である第２の連結部３６５の下表面３６５Ｌの端部に、フレキシブル基板６０が終端する凹部を形成し、フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９をその凹部の内部で接続してもよい。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９が、荷重被付与部または被支持部において荷重被付与部または被支持部の厚さ方向の内側にて、接続されることにより、接続部６４が荷重被付与部または被支持部から厚さ方向に突出しない。したがって、ロードセルを薄型化することが可能である。
【００８３】
図３８は、第１の実施の形態の他の変形での起歪体３６とケーブル２９を示す斜視図である。図３４と異なり、歪みゲージ３８は凹部３７０内に配置され、フレキシブル基板６０は歪み領域３６１の下表面３６１Ｌに貼付されている。この変形では、フレキシブル基板６０は第１の連結部３６３の端面で終端する。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９は、第１の連結部３６３の端面にて接続されている。被支持部である第２の連結部３６５の端面でフレキシブル基板６０を終端させて、フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９をその端面で接続してもよい。フレキシブル基板６０の内部配線６２とケーブル２９が、荷重被付与部または被支持部において荷重被付与部または被支持部の厚さ方向の内側にて、接続されることにより、接続部６４が荷重被付与部または被支持部から厚さ方向に突出しない。したがって、ロードセルを薄型化することが可能である。
【００８４】
図３２〜図３８を参照して上述した変形は、第２〜第４の実施の形態にも適用してよい。
【００８５】
他の変形
上記の実施の形態においては、第１の腕部３６２の対と第１の連結部３６３で構成される組は、荷重が与えられる荷重被付与部であり、第２の腕部３６４の対と第２の連結部３６５で構成される組は、支持体によって支持される被支持部である。但し、起歪体３６自体はこのような用途だけに限定されるのではなく、第２の腕部３６４に鉛直方向の荷重が与えられ、第１の腕部３６２が支持体に固定されるように起歪体３６が利用されてもよい。すなわち、第１の腕部３６２の対と第１の連結部３６３で構成される組が、支持体によって支持される被支持部であってよく、第２の腕部３６４の対と第２の連結部３６５で構成される組が、荷重が与えられる荷重被付与部であってよい。この場合には、図１７および図２６のグラフの歪みの正負が逆転する。いずれにせよ、荷重被付与部と被支持部がほぼ水平に配置された状態で、歪み領域３６１が大きくＳ字形に湾曲するような方式で、起歪体３６は使用される。
【００８６】
上記の実施の形態においては、図１２および図１３に示すように、中央部４０２にボス４０３が形成されたブリッジ４０が使用される。しかし、図３９および図４０に示すように、中央部４０２にボスが形成されていないブリッジ４０を使用してもよい。この場合、ボスに起因する段差が中央部４０２にないため、ブリッジ４０を薄くすることができる。したがって、ロードセル３４をさらに薄型化することができるかもしれない。
【００８７】
上記の実施の形態においては、起歪体３６と他の部品の固定にリベット４７，４８が使用されているが、リベットの代わりにネジ機構（例えばボルトとナットの組）を使用してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１１  筐体、１２  プラットフォーム、１３  内側カバー、１４  外側カバー、１５  ベース、１６  脚、１７  電源スイッチ、１９  ハンドルユニット、２０  操作ボックス、２１，２２  グリップ、２３  ディスプレイ、２４，２５  操作ボタン、２７  収容空間、２８  基板、２９  ケーブル、３２  荷重伝達部材、３４  ロードセル、３６  起歪体、３８  歪みゲージ、４０  ブリッジ、４２  脚補強体、４２ａ  貫通孔、４４  両面粘着テープ、４４ａ  貫通孔、４７，４８  リベット、５０  テープ、５５  セッター、５６  材料ブロック、５８  材料ブロック、６０  フレキシブル基板、６２  内部配線、６４  接続部、１６０  円筒部、１６２  円板部、１６４  貫通孔、３２１  上壁、３２２  突起、３２４  キャップ、３６１  歪み領域、３６１ａ  一端、３６１ｂ  他端、３６２  第１の腕部（荷重被付与部）、３６３  第１の連結部（荷重被付与部）、３６４  第２の腕部（被支持部）、３６５  第２の連結部（被支持部）、３６１Ｕ，３６２Ｕ，３６３Ｕ，３６４Ｕ，３６５Ｕ  上表面、３６１Ｌ，３６２Ｌ，３６３Ｌ，３６４Ｌ，３６５Ｌ  下表面、３６８  目印、３６６  第１の貫通孔、３６７  第２の貫通孔、３６９  溝、３７０  凹部、３７０Ａ  凹部、３７１  第１の傾斜面、３７２  第２の傾斜面、３７３  中央水平面、３７５  端部水平面、３７６  端部水平面、３９０，３９２  リブ（肉厚部）、３９６  凹部、３９７  凹部、４０２  中央部、４０４  端部、４０３  ボス、４０５  貫通孔、４０６  貫通孔、ＦＬ  床。
【要約】
【課題】製造コストが低い起歪体を提供する。
【解決手段】重量測定のための起歪体は、荷重が与えられる荷重被付与部と、支持体によって支持される被支持部と、荷重被付与部および被支持部に連結されており、歪みゲージが取り付けられる歪み領域とを備える。荷重被付与部と、被支持部と、歪み領域は、同一平面上にある表面を有しており、歪み領域の厚さは、荷重被付与部の厚さおよび被支持部の厚さよりも小さく、同一平面上にある表面とは反対側において、荷重被付与部と被支持部との間に歪み領域に対応する凹部が形成されている。凹部は２つの傾斜面を有することにより、歪み領域の中央からの距離に対して応力変化が略一定となる部分を有し、その部分に歪みゲージが取り付けられる。
【選択図】図２３【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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