JP7362072B2 - ロードセルおよびロードセル秤 - Google Patents

Description

本発明は、ロードセルおよびロードセルを有して構成されるロードセル秤に関する。
本願は、２０１８年８月２１日に、中国に出願された中国特許出願２０１８１０９５５６４９．７号に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ロードセル秤を用いて被計量物の重さを測定する際の分解能は、重量センサ、より具体的に、重量センサを構成するロードセルの測定レンジ（秤量）に制限される。一般的なロードセル秤においては、重量センサが１つのロードセルのみを有し、重量センサの先端部がロードセル秤の計量皿からの力量を受けるように上側ビームに連結され、かつ、基端部がロードセル秤の台板に固定されるように下側ビームに連結されて構成されている。例えば、秤量が５キログラム（ｋｇ）の電子秤は、一般的に分解能が１グラム（ｇ）未満の分解能を有しない。一方、分解能が０．０１ｇ程度の電子秤では、一般的にその秤量が数百グラムの被計量物しか測定できない。言い換えれば、従来のロードセル秤における重量センサは、単一の分解能で被計量物の重さを測定することしかできない。

特許文献１には、異なる分解能を有する２つの重量センサによって構成されたダブル秤量電子秤が記載されている。特許文献１に記載された電子秤によれば、所定の重量以下の被計量物が計量皿に配される場合、秤量が小さい重量センサのみが被計量物を支持することにより、被計量物の重量を測定する。一方、所定の重量よりも大きい重量を有する被計量物が計量皿に配される場合、被計量物が２つの重量センサの両方によって支持されることにより、被計量物の重量を測定できる。

中国特許公開第１０６１２４０２０Ａ号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電子秤には、２つの重量センサの変形を制限することにより、２つの重量センサを保護する構成が記載されていない。より具体的に、特許文献１に記載された電子秤によれば、２つの重量センサの秤量よりも重い被計量物が計量皿に配された場合、または計量皿に対して意図しない衝撃を与えた場合、２つの重量センサにおけるそれぞれの最大撓み量を超えて、永久歪が生じる可能性がある。

特許文献１に記載された電子秤では、秤量が大きい重量センサが剛性を有する構成ではないバネのみによって支持されるため、例えば１０ｋｇの被計量物が計量皿に配される場合、バネの振動によって計量が不安定になる。同様に、秤量が異なる２つの重量センサを切り替える基準がバネの弾性力のみによって判断されるため、２つの重量センサの切り替えが正確にできない可能性がある。以上を踏まえ、特許文献１に記載された電子秤では、測定結果が正確でない、かつ、使用寿命が短いため、商用環境に適しない課題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、秤量を超える負荷が作用した場合であっても、ロードセルに生じる変形を制限することができるロードセル、およびこのロードセルを有して構成されるロードセル秤を提供することを目的とする。また、本発明は、異なる秤量を有する複数のロードセルによって構成され、秤量の切り替えおよび被計量物の重量に関する計量を正確に行うことができるロードセル秤を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るロードセル秤は、長手軸に沿って延びって形成される上面、および前記上面に交差して形成される側面を有して柱形状に形成され、第1の秤量を有する第１のロードセル、および第２の秤量を有する第２のロードセルを有するロードセル部と、前記ロードセル部に所定値を超える荷重が掛かることによって前記ロードセル部に生じる変形を制限するために設けられ、前記第１のロードセルまたは前記第２のロードセルの何れかに対応するストッパ部と、を備え、前記ロードセル部は、前記第1のロードセルおよび前記第２のロードセルが前記長手軸方向に沿ってこの順で配置されて構成され、前記ロードセル部は、前記長手軸方向に直交する短手方向において、前記側面から前記第１のロードセルおよび前記第２のロードセルのそれぞれを貫通して形成され、弾性変形可能な起歪部をさらに備え、
前記ストッパ部は、前記長手軸に沿って延びて形成される板状の部材であり、前記第1のロードセルまたは前記第２のロードセルの前記側面に固定される固定端部と、前記長手軸に沿って前記固定端部から離間し、前記固定端部が前記側面に固定された状態で、前記荷重による前記ロードセル部の弾性変形を規制する自由端部と、を有し、前記ストッパ部は、前記第１のロードセルと前記第２のロードセルとに対応する第１のストッパと第２のストッパとを有し、前記第１のロードセルおよび前記第２のロードセルの前記側面は、前記長手軸方向に沿って溝が形成され、前記第１のストッパの前記固定端部と前記第２のストッパの前記自由端部とは、前記溝内において隣接している。

本発明の第２の態様によれば、上記の第１の態様に係るロードセル秤において、前記上面に垂直する高さ方向における前記ストッパ部の寸法を前記ストッパ部の幅に定義すると、前記ストッパ部は、前記固定端部における第１の幅、および前記長手軸に沿って、前記起歪部が形成された範囲内における第２の幅を有し、前記ストッパ部の前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きくてもよい。

本発明の第３の態様によれば、上記の第２の態様に係るロードセル秤において、前記ストッパ部の前記固定端部は、前記第１の幅と前記第２の幅との間の第３の幅を有して形成されてもよい。

本発明の第４の態様によれば、上記第２の態様または第３の態様に係るロードセル秤において、前記ストッパ部の前記自由端部は、前記第１の幅と前記第２の幅との間の第４の幅を有して形成されてもよい。

本発明の第５の態様によれば、上記第１の態様から第４の態様のいずれか一つの態様に係るロードセル秤において、前記短手方向において、前記ロードセル部と前記ストッパ部における前記側面に固定される部分との間に挟まれて形成された中間部材をさらに有してもよい。

本発明の第６の態様によれば、上記第１の態様から第５の態様のいずれか一つの態様に係るロードセル秤において、前記第１の秤量以下の前記荷重が前記第１のロードセルに掛かると、前記第１のロードセルが弾性変形し、前記第１のストッパの前記自由端部が前記第１のロードセルに対して移動し、前記第１の秤量よりも大きい、かつ、前記第２の秤量以下の前記荷重が前記第１のロードセルに掛かると、前記第１のストッパと前記第１のロードセルとが一体化した状態で、前記第２のロードセルが弾性変形し、前記第２のストッパの前記自由端部が前記第２のロードセルに対して移動してもよい。

本発明の第７の態様によれば、上記第１の態様から第６の態様のいずれか一つの態様に係るロードセル秤において、前記第１のロードセルに固定された保護部材をさらに有し、前記第１の秤量よりも大きい荷重が掛かるとき、前記第１のロードセルと前記保護部材とが同時に作動することにより、前記第１のロードセルの永久歪を回避することができてもよい。

上記各態様に係るロードセル秤によれば、秤量を超える負荷が作用した場合であっても、ロードセルに生じる変形を制限することができる。また、上記各態様によれば、異なる秤量を有する複数のロードセルによって構成されるロードセル秤において、秤量の切り替えおよび被計量物の重量に関する計量をより正確に行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係るロードセルの構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るロードセルの正面図である。 本実施形態に係るロードセルの端部を長手軸方向から観察する側面図である。 本実施形態の第１の変形例に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本実施形態の第２の変形例に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態に係るロードセルの構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本実施形態に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本実施形態に係るロードセルの構成を示す側面図である。 本実施形態の第１の変形例に係るロードセルから構成されるロードセル秤の構成を示す正面図である。 本変形例に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本変形例に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本変形例に係るロードセルの動作を示す正面図である。 本変形例に係るロードセルの動作を示す正面図である。 本実施形態の第２の変形例に係るロードセルの位置制限部材の構成を示す正面図である。 本変形例に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本実施形態の第３の変形例に係るロードセルの構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るロードセルの一部の構成を示す正面図である。 本実施形態に係るロードセルの一部の構成を示す正面図である。 本実施形態に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本実施形態に係るロードセル秤の構成を示す正面図である。 本実施形態に係るロードセル秤の構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るロードセル秤の動作を示す正面図である。 本実施形態に係るロードセル秤の動作を示す正面図である。 本実施形態の第１の変形例に係るロードセルの構成を示す斜視図である。 本実施形態の第２の変形例に係るロードセルの構成を示す斜視図である。 本実施形態の第３の変形例に係るロードセルの構成を示す正面図である。 本発明の第４の実施形態に係るロードセルの保護部材の構成を示す斜視図である。 図２８における破断線Ａ－Ａに沿う断面図である。

（第１の実施形態）
以下では、図１から図３を参照し、本発明の第１の実施形態に係るロードセル１０とロードセル１０を有して構成されるロードセル秤１とについて説明する。図１は、本実施形態に係るロードセル１０の構成を示す斜視図である。図２は、ロードセル１０の構成を示す正面図である。図３は、ロードセル１０の構成を示す側面図である。本実施形態において、図１に示されたＹ軸に沿う方向をロードセル１０の長手軸方向と定義し、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向をロードセル１０の短手方向と定義し、Ｘ軸およびＹ軸によって定義された平面に直交するＺ軸方向をロードセル１０の高さ方向と定義する。また、本実施形態において、図２に示すように、ロードセル１０のＹ軸方向における左側の端部を先端と定義し、ロードセル１０の右側の端部を基端と定義する。

図１に示すように、ロードセル１０は、長手軸方向（すなわちＹ軸方向）に延びて形成された四角柱形状を有する柱体１００と、柱体１００に連結されるストッパ部材２００とを有して構成されている。ロードセル１０の柱体１００およびストッパ部材２００は、例えば、各種公知の金属材料で形成され、剛性を有する部材である。図２に示すように、柱体１００は、長手軸Ｌの方向（Ｙ軸方向）に沿って延びて形成されている。
図１に示すように、柱体１００は、長手軸Ｌに沿って延びて形成される上面１０１と、上面１０１に直交して形成される側面１０２と、上面１０１および側面１０２の両方とも直交する端面１０３とを有する。本実施形態において、上面１０１がＸ軸およびＹ軸によって規定された平面に形成され、側面１０２がＹ軸およびＺ軸によって規定された平面に形成され、端面１０３がＸ軸およびＺ軸によって規定された平面に形成される。
図１および図２に示すように、側面１０２より柱体１００の短手方向（すなわちＸ軸方向）に沿って内側へ一部が切り抜かれることにより、貫通孔１５１が形成されている。図２に示すように、本実施形態において、Ｘ軸方向より柱体１００に形成された貫通孔１５１を観察する場合、貫通孔１５１の内周面は、長手軸Ｌに沿って２つの略半円形状を並べて形成された形状を有する。また、貫通孔１５１の内周面は、長手軸Ｌを対称中心として軸対称となる。本実施形態において、貫通孔１５１の内周面には、例えば、柱体１００の変形量、または柱体１００が変形することにより発生した応力を電気信号に変換するセンサが配置されている。これにより、後述する重量Ｍを有する被計量物（図１０を参照）をロードセル秤１に配して計量するとき、被計量物の重量が負荷としてロードセル１０に作用することにより、柱体１００に発生する微小な変形が貫通孔１５１の内周面に設けられたセンサによって電気信号に変換される。

ロードセル秤１は、この電気信号を検出することにより、被計量物の重量（質量）を計量することができる。一般的に、図２に示すように、長手軸方向における貫通孔１５１の幅Ｗ１は、被計量物の重量に対応して設定することができる。言い換えれば、例えば、貫通孔１５１は、幅Ｗ１が柱体１００の長手軸方向の幅において占める割合が比較的に大きい場合、柱体１００の変形量を大きくすることができるため低秤量の計量が可能である。一方、貫通孔１５１は、幅Ｗ１が柱体１００の長手軸方向の幅において占める割合が比較的に小さい場合、柱体１００の変形例を小さくすることができるため高秤量の計量が可能である。本実施形態において、ロードセル１０における貫通孔１５１が形成される部分は、いわゆる弾性変形可能な起歪部として機能する。言い換えれば、ロードセル１０における貫通孔１５１に発生する弾性変形量を検出し測定することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。

ロードセル１０において、柱体１００の長手軸方向（すなわちＹ軸方向）に沿って側面１０２より内側へ一部が切り抜かれることにより、溝部１５２が形成されている。本実施形態において、図３に示すように、溝部１５２は、柱体１００の短手方向において、少なくともストッパ部材２００の一部を収容できる程度の深さＷ２を有する。本実施形態において、短手方向におけるロードセル１０の幅をより少なくするために、ストッパ部材２００および後述する中間部材２５０の厚みの合計が溝部１５２の深さＷ２に略同等であるのは好ましいが、これに限定されない。
また、図２に示すように、溝部１５２は、ロードセル１０の高さ方向（すなわちＺ軸方向）において均一の幅Ｈ５を有する。本実施形態において、溝部１５２の幅Ｈ５は、少なくとも後述するストッパ部材２００の先端部（自由端部）の幅Ｈ４よりも大きい。

図１から図３に示すように、本実施形態において、ストッパ部材２００は、柱体１００に形成された溝部１５２に配置された状態で柱体１００と連結し固定されている。図２に示すように、ストッパ部材２００は、略Ｉ字の形状を有して形成されている。ストッパ部材２００は、ロードセル１０の高さ方向において、基端部（固定端部）における幅Ｈ１、貫通孔１５１が形成された範囲内におけるくびれ部１５５の幅Ｈ２、基端部に形成された段差部１５４の幅Ｈ３、および先端部（自由端部）における幅Ｈ４を有する。本実施形態において、説明上の便宜のため、ストッパ部材２００の幅Ｈ１と幅Ｈ４とが略同等である例を説明するが、これに限定されない。例えば、ストッパ部材２００の基端部における幅Ｈ１が溝部１５２の幅Ｈ５と略同等であってもよい。ストッパ部材２００は、基端部の幅Ｈ１がくびれ部１５５の幅Ｈ２よりも大きい。また、ストッパ部材２００は、柱体１００の貫通孔１５１が形成された範囲内において、くびれ部１５５の幅Ｈ２が貫通孔１５１の幅よりも小さくなっている。これにより、ストッパ部材２００を柱体１００に連結し固定された場合においても、工具をストッパ部材２００と貫通孔１５１の内周面との間より入れることにより、貫通孔１５１の内周面の略半円形状を加工し、ロードセル１０が測定できる秤量（例えば、最大秤量）を調整することができる。さらに、貫通孔１５１の内面をやすり（切削）処理することにより、四隅誤差のような微小な問題を調整することができる。この作業は、ロードセルを製造する過程において必須な作業であり、かつ、ストッパ部材２００を付けた状態で行う必要があるため、くびれ部１５５を設けることによりこの調整の度にストッパ部材２００の着脱作業を行う手間を省くことができる。

ストッパ部材２００は、先端部（自由端部）における幅Ｈ４は、溝部１５２の幅Ｈ５よりも小さい。このため、被計量物がロードセル秤１に配されていない場合においては、ストッパ部材２００の先端部が溝部１５２内において内周面と所定の距離をあけて離間している。そして、被計量物がロードセル秤１に載せられると、被計量物の重量Ｍによる負荷がロードセル１０に作用して、長手軸方向における柱体１００の全長にわたり、弾性変形が発生する。ただし、この状態においても、柱体１００は、全長にわたり溝部１５２の幅Ｈ５が維持されている。言い換えれば、柱体１００は、その先端側、特に貫通孔（起歪部）１５１およびその近傍の構造と、柱体１００の基端側、すなわちストッパ部材２００の固定端部が連結されて固定された構造とは、ロードセル１０の高さ方向における下方側への変位量が異なる。柱体１００において、負荷が直接作用する先端側の変位量が基端側の変位量よりも大きいため、ロードセル１０に配置される被計量物の重量Ｍが増大するに従って、柱体１００の先端側に形成された貫通孔１５１およびその近傍の構造において、ストッパ部材２００と柱体１００の溝部１５２の内面との間の隙間が小さくなり、溝部１５２の内周面がストッパ部材２００の先端側に形成された自由端部に接近する。本実施形態において、被計量物の重量Ｍがロードセル１０の最大秤量に略同等になるまで増大すると、ストッパ部材２００の自由端部がほぼ溝部１５２の内周面に当接することにより、柱体１００とストッパ部材２００とが一体化した構成になる。

本実施形態において、柱体１００とストッパ部材２００とが一体化した構成になると、ロードセル１０に対する負荷（被計量物の重量Ｍ）がさらに増えても、貫通孔１５１がこれ以上変形しない。つまり、ロードセル１０の最大秤量以上の重量を有する被計量物がロードセル１０に配されても、ロードセル１０が弾性変形可能な限度を超えて変形することはない。言い換えれば、ストッパ部材２００の自由端部が溝部１５２内に配置される構成により、ロードセル１０の最大秤量よりも重い荷重がロードセル１０に作用する場合、柱体１００の貫通孔（起歪部）１５１に永久歪みおよび疲労破壊を誘発させる原因を回避できる。
このため、例えば、ロードセル１０の最大秤量に相当する負荷をロードセル１０に作用する際の柱体１００の最大撓み量と、この場合の溝部１５２の幅Ｈ５とを測定することにより、ストッパ部材２００の先端部に形成された自由端部の幅Ｈ４を適宜設定することが可能である。

図１および図２に示すように、ストッパ部材２００の基端部における先端側には、幅Ｈ１よりも小さい幅Ｈ３を有する段差部１５４が形成されている。ロードセル１０の長手軸方向における段差部１５４の長さは、必要に応じて適宜設定される。

図２に示すように、段差部１５４は、Ｚ軸方向において、ストッパ部材２００の基端部と溝部１５２の内周面との間に所定のクリアランスを確保するために形成されている。より具体的に、例えば、ストッパ部材２００の基端部に段差部１５４が設けられていない場合、部品を製造する際の公差などにより、被計量物による負荷がロードセル１０に作用する前に、ストッパ部材２００の基端部と溝部１５２の内周面とが意図せずに当接した状態で互いに押圧する可能性がある。この場合、被計量物がロードセル１０に載せられても、検出した柱体１００の貫通孔（起歪部）１５１における変形量が被計量物の重量Ｍを正確に反映できない可能性がある。

一方、本実施形態において、段差部１５４が形成されることにより、ストッパ部材２００の基端部と溝部１５２の内周面とが意図せずに当接することを防止できる。このため、被計量物がロードセル１０に載せられる際、柱体１００の起歪部の変形量を正確に把握できる。また、段差部１５４がストッパ部材２００の基端部の一部のみに形成されているため、ストッパ部材２００の剛性を維持することができる。

図２および図３に示すように、ロードセル１０の短手方向（Ｘ軸方向）において、板状の中間部材２５０がストッパ部材２００の基端部と柱体１００との間に挟まれて設けられている。中間部材２５０は、例えば、数ミリメートル程度の厚みを有し、かつ、剛性を有する板状部材である。図２に示すように、本実施形態において、中間部材２５０がストッパ部材２００の基端部と略同等の形状および面積を有する例を説明するが、これに限定されない。より具体的に、本実施形態における中間部材２５０によれば、ロードセル１０の短手方向におけるストッパ部材２００の基端部と柱体１００の溝部１５２とを離間させることにより、ストッパ部材２００の先端側に形成された自由端部と溝部１５２とが互いに離間する状態が維持される。中間部材２５０は、ロードセル１０の短手方向において、ストッパ部材２００の基端部と柱体１００との間に挟まれて固定されればよく、その形状および大きさは特に制限されない。

本実施形態において、ロードセル１０が中間部材２５０を有することにより、ロードセル１０の短手方向において、ストッパ部材２００の先端部に形成された自由端部が柱体１００に意図せずに接触することを防止できる。このため、ロードセル１０が中間部材２５０を有することにより、被計量物がロードセル秤１に載せられる際、柱体１００の貫通孔（起歪部）１５１の弾性変形量を正確に検出することができる。

図２に示すように、ロードセル１０において、柱体１００の基端側と、中間部材２５０と、ストッパ部材２００の基端部に形成された固定端部とが固定機構１５０によって連結されて固定されている。本実施形態において、固定機構１５０は、中間部材２５０およびストッパ部材２００の固定端部を貫通し、かつ、柱体１００の基端側に所定の深さで形成されたネジ穴と、このネジ穴に係合可能にネジとから構成される。このため、ロードセル１０を組み立てる際、ネジを締めるあるいは緩めるだけの操作で柱体１００、中間部材２５０、およびストッパ部材２００の係合状態を容易に調整できる。より具体的に、例えば、２つのネジの締め具合を調整することにより、ストッパ部材２００の自由端部が溝部１５２における相対位置を調整してもよい。
本実施形態において、柱体１００、中間部材２５０、およびストッパ部材２００を連結する手段は、上述の固定機構１５０に限定されない。例えば、固定機構１５０におけるネジ穴の数量および配置位置などを適宜調整してもよいし、ネジ係合以外の係合方式を採用してもよい。また、例えば、ストッパ部材２００、中間部材２５０、および柱体１００を溶接などの方法で直接に連結してもよい。

図２に示すように、ロードセル１０は、柱体１００の基端側と、中間部材２５０と、ストッパ部材２００の固定端部とを貫通する配線孔１５６が有する。配線孔１５６は、必要に応じて適宜設定され、特に限定されない。配線孔１５６は、例えば、柱体１００の貫通孔１５１の内周面に設けられたセンサによって検出する信号を転送する、またはロードセル秤１の制御に必要な信号を転送するための配線を挿通できるように設けられている。本実施形態において、配線孔１５６は、ストッパ部材２００の基端側に形成された基端固定部、すなわち、ロードセル１０における相対的に剛性が大きい範囲内、かつ、起歪部である貫通孔１５１から一定の距離をあけて離間した位置で形成されているため、配線孔１５６を通る配線が周辺の構成に意図せずに接触し、ロードセル１０の起歪部に発生する変形量の計量に対する影響が抑えられ、被計量物の計量結果の精度を向上することができる。

図１および図３に示すように、ロードセル１０は、基端側の端面１０３に２つの連結孔１５３が形成されている。２つの連結孔１５３は、ロードセル１０を下方サポート部材３０（図１０参照）に連結するために形成されている。ロードセル秤１を組み立てる際、ロードセル１０は、下方サポート部材３０を介して台板５０（図１０参照）に固定される。また、図示しないが、ロードセル１０は、先端側の端面にも連結孔１５３が形成されている。これにより、ロードセル１０は、上方サポート部材２０を介して計量皿４０に連結される（図１０参照）。

（第１の実施形態の効果）
上述したように、本実施形態に係るロードセル秤１を組み立てる際、ロードセル１０は、上方サポート部材２０を介して計量皿４０に連結され、かつ、下方サポート部材３０を介して台板５０に固定されて支持されている。なお、上方サポート部材２０、下方サポート部材３０、計量皿４０、および台板５０は、各種公知の構成を有して構成されてもよい。

本実施形態に係るロードセル秤１が上述の構成を有することで、ロードセル１０の最大秤量以下の被計量物の重量Ｍを正確に計量することができる。一方、ロードセル１０の最大秤量よりも重い被計量物が計量皿４０に載せられた場合、または意図しない衝撃が計量皿４０に作用する場合、ロードセル１０に永久歪みが発生し、故障することを回避できる。

より具体的に、本実施形態に係るロードセル１０は、柱体１００の側面１０２より短手方向内側へ一部を切り取ることにより形成された溝部１５２に少なくとも一部が収容されるストッパ部材２００を有している。溝部１５２内において、ストッパ部材２００の先端自由部が溝部１５２の内周面に所定の間隔をあけて離間しているため、被計量物が計量皿４０に載せられた際、ストッパ部材２００の先端自由部が溝部１５２の内周面に対して相対移動すると言える。また、ロードセル１０の最大秤量よりも重い被計量物が計量皿４０に載せられた場合、ストッパ部材２００の先端自由部が溝部１５２の内周面に当接することにより、ストッパ部材２００と柱体１００とが一体化した構成になる。この状態において、ストッパ部材２００は、柱体１００の起歪部として形成された貫通孔１５１の意図しない変形を防ぐことができる。ストッパ部材２００は、柱体１００の側面１０２に連結されて固定されるため、高さ方向におけるロードセル１０の寸法を抑えて、ロードセル秤１の薄型化に有効である。

本実施形態において、ストッパ部材２００は、基端側に形成された固定端部の一部に段差部１５４が形成されている。また、ロードセル１０は、短手方向において、ストッパ部材２００と柱体１００との間に中間部材２５０が挟まれて構成されている。段差部１５４および中間部材２５０は、被計量物を計量するとき、ストッパ部材２００と柱体１００とが意図しない接触することにより、柱体１００の起歪部として形成された貫通孔１５１の変形量を計量する正確度を影響する被計量物の重量Ｍ以外の要素を排除できる。

本実施形態において、ストッパ部材２００は、先端自由部と基端固定部との間において、くびれ部１５５を有して略Ｉ字形状に形成されている。このため、ロードセル１０を組み立てる際、ストッパ部材２００が柱体１００に固定された状態においても、長手軸方向におけるくびれ部１５５が形成された範囲内において、くびれ部１５５と貫通孔１５１との間に、貫通孔１５１の内周面の形状を調整するための工具を挿入できる十分な間隔が設けられている。さらに、上述したように、本実施形態に係るロードセル１０において、固定機構１５０に設けられたネジを調整するのみで、ストッパ部材２００、中間部材２５０、および柱体１００の係合を調整することができる。

このため、本実施形態に係るロードセル秤１を組み立てる際、またはロードセル秤１に対してメンテナンス作業を行う際、簡単な作業でロードセル１０の起歪部を調整することができる。言い換えれば、本実施形態に係るロードセル１０およびロードセル１０を有するロードセル秤１に関して、製造コストおよびメンテナンスコストを低減することができる。

（第１の実施形態の第１の変形例）
以下、図４を参照し、本実施形態の第１の変形例に係るロードセル１０Ａの構成を説明する。以下、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０と同じ構成は、同じ符号を付けて、その説明を省略し、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。

図４に示すように、本変形例に係るロードセル１０Ａは、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０に比較すると、柱体１００Ａにおける溝部が形成されていない点と、ストッパ部材２００Ａが略Ｔ字形状に形成されている点とで異なる。

具体的に、図４に示すように、本変形例に係るロードセル１０Ａの柱体１００Ａの貫通孔１５１よりもさらに先端側において、側面１０３より短手方向外側へ突出した突起２５６が形成されている。一方、本変形例に係るロードセル１０Ａのストッパ部材２００Ａは、ロードセル１０Ａの高さ方向における幅Ｈ１を有して形成される基端固定部と、幅Ｈ１よりも小さい幅Ｈ２を有するくびれ部１５５とを有している。ストッパ部材２００Ａのくびれ部１５５の先端側において、突起２５６が進入可能な内径（幅）を有する貫通孔２５５が形成されている。

ロードセル１０Ａの長手軸方向において、ストッパ部材２００Ａの基端固定部とくびれ部１５５との間に段差部２５４が形成されている。本変形例において、ストッパ部材２００Ａは、例えば、剛性を有する金属材料で形成された一枚の板状部材を段差部２５４で折り曲げることにより形成されてもよい。

上述の第１の実施形態に係るロードセル１０と同様、本変形例に係るロードセル１０Ａの基端固定部が固定機構１５０によって柱体１００Ａに固定されている。一方、ストッパ部材２００Ａに段差部２５４が形成されることにより、くびれ部１５５およびストッパ部材２００Ａの先端自由部がロードセル１０Ａの短手方向において柱体１００Ａの側面と一定の間隔をあけて離間している。すなわち、本変形例に係るロードセル１０Ａにおいて、ストッパ部材２００Ａの基端固定部と柱体１００Ａとの間に中間部材２５０を設ける必要がない。
ただし、本変形例に係るロードセル１０Ａの構成はこれに限定されない。例えば、本変形例に係るロードセル１０Ａのストッパ部材２００Ａに段差部２５４を形成されず、ストッパ部材２００Ａの基端固定部と柱体１００Ａの側面との間に中間部材２５０を設けてもよい。

（第１の変形例の効果）
本変形例に係るロードセル１０Ａが上述の構成を有することで、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０と同じ効果を有する。具体的に、本変形例に係るロードセル１０Ａを有するロードセル秤によれば、ロードセル１０Ａの最大秤量以下の重量を有する被計量物が計量皿に載せられて計量されるとき、ロードセル１０Ａの柱体１００Ａにおける起歪部（貫通孔１５１）が弾性変形することにより、柱体１００Ａに形成された突起２５６がストッパ部材２００Ａの貫通孔２５５内に相対移動する。このため、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０同様に、起歪部の弾性変形量を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。

一方、ロードセル１０Ａの最大秤量よりも大きい重量の被計量物が計量皿に載せられた場合、柱体１００Ａに形成された突起２５６がストッパ部材２００Ａの貫通孔２５５の内周面に当接し、柱体１００Ａとストッパ部材２００Ａとが一体化する構成になり、起歪部のさらなる変形が制限される（図１３参照）。このため、本変形例に係るロードセル１０Ａによれば、最大秤量よりも重い被計量物が計量皿に載せられた場合、または意図しない衝撃が計量皿に作用する場合、ロードセル１０Ａに永久歪みが発生し、故障することを回避できる。

（第１の実施形態の第２の変形例）
以下、図５を参照し、本実施形態の第２の変形例に係るロードセル１０Ｂの構成を説明する。以下、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０と同じ構成は、同じ符号を付けて、その説明を省略し、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図５に示すように、本変形例に係るロードセル１０Ｂは、ストッパ部材２００Ｂが略Ｔ字形状に形成される点と、柱体１００の先端側における第１位置制限部材２３１が形成される点とで上述の第１の実施形態に係るロードセル１０と異なる。

本変形例に係るロードセル１０Ｂの第１位置制限部材２３１は、固定機構１５０によって柱体１００の先端側に固定されている。第１位置制限部材２３１は、ストッパ部材２００Ｂの先端自由部の少なくとも一部をカバーできる位置制限槽２３１１を有している。言い換えれば、ロードセル１０Ｂのストッパ部材２００Ｂの先端自由部の少なくとも一部は、第１位置制限部材２３１に形成された位置制限槽２３１１内に収容されている。また、この状態において、ロードセル１０Ｂの高さ方向において、ストッパ部材２００Ｂの先端自由部と位置制限槽２３１１とが一定の間隔をあけて離間している。ストッパ部材２００Ｂの先端自由部と位置制限槽２３１１との間の間隔は、ロードセル１０Ｂの最大秤量に対応する起歪部（貫通孔１５１）の弾性変形量に基づいて適宜設定される。

（第２の変形例の効果）
本変形例に係るロードセル１０Ｂによれば、最大秤量以下の重量を有する被計量物が計量皿に載せられた場合、ロードセル１０Ｂの起歪部（貫通孔１５１）が弾性変形し、ストッパ部材２００Ｂの先端自由部が位置制限槽２３１１内において、第１位置制限部材２３１に対して相対移動する。この場合において、ストッパ部材２００Ｂの先端自由部と位置制限槽２３１１の内面とが接触しないため、ロードセル１０Ｂの起歪部の弾性変形が制限されない。

一方、最大秤量よりも重い被計量物が計量皿に載せられた場合、ロードセル１０Ｂの起歪部（貫通孔１５１）が弾性変形の限界に達し、かつ、ストッパ部材２００Ｂの先端自由部が位置制限槽２３１１の内面に接触する。この状態において、ストッパ部材２００Ｂと柱体１００とが一体化した構成になる。このため、柱体１００における起歪部が弾性変形の限界を超えて変形することが制限される。本変形例に係るロードセル１０Ｂによれば、最大秤量よりも重い被計量物が計量皿に載せられた場合、または意図しない衝撃が計量皿に作用する場合、上述の実施形態および変形例同様、ロードセル１０Ｂに永久歪みが発生し、故障することを回避できる。

以上、本発明の第１の実施形態および第１の実施形態の２つの変形例に係るロードセルの構成を説明した。本実施形態およびこれらの変形例に係るロードセルは、一つの起歪部のみを有して構成されている。このため、本実施形態および変形例に係るロードセルに、図１０に示された公知の構成を有する上方サポート部材２０、下方サポート部材３０、計量皿４０、および台板５０を取り付けることにより、単一の秤量を有するロードセル秤１を構成する。本実施形態および変形例に係るロードセル秤１によれば、最大秤量よりも重い被計量物が計量皿に載せられた場合、または意図しない衝撃が計量皿に作用する場合、ロードセルに永久歪みが発生し、故障することを回避できる。また、本実施形態および変形例に係るロードセル秤１によれば、ストッパ部材がロードセルの側面に配置されているため、ロードセル秤１をより薄く構成できる。さらに、本実施形態および変形例に係るロードセル秤１によれば、簡単な操作で起歪部を調整できるため、ロードセル秤１の組立コストおよびメンテナンコストを削減することができる。

（第２の実施形態）
以下、図６から図９を参照し、本発明の第２の実施形態に係るロードセル１０およびこのロードセル１０を有して構成されたロードセル秤１について説明する。本実施形態に係るロードセル１０は、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが長手軸方向における一体化されて構成されている。より具体的に、図８に示すように、本実施形態に係るロードセル１０は、長手軸方向において、先端ロードセルユニット１１０の基端固定部２３２１と基端ロードセルユニット１３０の先端自由部２３２２とが隣接するように構成されている。このため、本実施形態において、先端ロードセルユニット１１０の先端部がロードセル１０の先端部であり、基端ロードセルユニット１３０の基端部がロードセル１０の基端部である。

本実施形態において、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とは、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０とほぼ同じ構成を有している。具体的に、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０は、それぞれ基端固定部２３２１および先端自由部２３２２を備えるストッパ部材２００を有して構成されている。また、図６および図７に示すように、本実施形態に係るロードセル１０の柱体１００の側面において、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０のそれぞれの先端自由部２３２２の移動を制限するための溝部２３１１が形成されている。なお、本実施形態において、基端固定部２３２１および先端自由部２３２２を備えるストッパ部材２００を第２位置制限部材２３２と定義し、溝部２３１１を第１位置制限部材２３１と定義する。

説明上の便宜を図るために、本実施形態において、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが同じ構成を有する例を説明するが、これに限定されない。例えば、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが異なる構成を有してもよい。より具体的に、例えば、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とは、上述の第１の実施形態および変形例に記載されたロードセルの構成を適宜組み合わせて構成されてもよいし、他の公知の構成を用いてもよい。

図６から図８に示すように、本実施形態において、ロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０には、それぞれ起歪部として貫通孔１５１が形成されている。図７に示すように、先端ロードセルユニット１１０の貫通孔１５１の長手軸方向における幅が基端ロードセルユニット１３０の貫通孔１５１の幅よりも大きい。このため、ロードセル１０においては、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１が基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２よりも小さい。ロードセル１０の最大秤量は、基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２と同等である。また、ロードセル１０においては、先端ロードセルユニット１１０が基端ロードセルユニット１３０よりも高い計量精度を有してもよい。
このため、本実施形態に係るロードセル１０によれば、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０よりも大きい最大秤量を有するロードセル秤を構成できる。さらに、本実施形態に係るロードセル１０によれば、後述するように、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１以下である被計量物を計量する際、比較的に計量精度が高い先端ロードセルユニット１１０が用いられるため、より精度の高い計量結果が得られる。

図８および図９に示すように、本実施形態に係るロードセル１０においては、基端ロードセルユニット１３０および先端ロードセルユニット１１０のそれぞれの基端固定部２３２１と溝部２３１１との間において、中間部材２５０が設けられている。このため、上述の第１の実施形態および変形例に係るロードセル同様に、ストッパ部材２００と柱体１００との意図しない接触を防止することにより、被計量物の計量結果の精度を上げることができる。図９に示すように、本実施形態において、ロードセル１０の柱体１００に形成された溝部２３１１は、短手方向において、ストッパ部材２００および中間部材２５０の厚みの合計と略同等である深さを有して形成されてもよいが、これに限定されない。
例えば、図１０に示されたように、本実施形態に係るロードセル秤１のロードセル１０において、ストッパ部材２００および柱体１００の間に中間部材２５０を設けずに、ストッパ部材２００が段差部２５４を有して形成されてもよい。

図８に示すように、ロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０は、基端固定部２３２１の先端側において、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０のストッパ部材２００に形成された段差部１５４同様に、Ｚ軸方向における幅Ｈ３を有する段差部２５４が形成されている。このため、本実施形態に係るロードセル１０によれば、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０同様に、先端ロードセルユニット１１０における起歪部の変形量を正確に把握することと、先端ロードセルユニット１１０の剛性を維持することとの両方を実現できる。

本実施形態において、ロードセル１０は、長手軸方向において、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが一体化した構成で形成されている。このため、２つのロードセルユニットを連結してロードセルを構成する場合に比較すると、本実施形態に係るロードセル１０は、複数のロードセルユニットを連結する操作における組立公差などを排除できるため、より高い組立精度でロードセル１０を構成することができる一方、複数のロードセルユニットを連結するための連結部材を用いる必要がないため、部品の削減や組立作業の短縮などが可能となり、より低コストでロードセル１０を製造できる。
本実施形態に係るロードセル１０のその他の構成は、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０と同様であるため、その説明を省略する。本実施形態に係るロードセル１０に、上述の下方サポート部材３０、台板５０、上方サポート部材２０、および計量皿４０を連結することにより、本実施形態に係るロードセル秤１を構成できる（図１０参照）。

（第２の実施形態の動作）
以下、上述の構成を有するロードセル１０およびロードセル秤１の動作について説明する。より具体的に、被計量物の重量Ｍと、ロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１および基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２との関係に基づいて、本実施形態に係るロードセル１０の動作を説明する。なお、上述のように、本実施形態に係るロードセル１０においては、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１が基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２よりも小さい。

まず、被計量物の重量Ｍがロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１未満である場合について説明する。この場合、被計量物がロードセル１０を有するロードセル秤１の計量皿に載せられると、被計量物の重量Ｍが負荷としてロードセル１０に作用する。被計量物の重量Ｍが先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１未満であるため、先端ロードセルユニット１１０における起歪部である貫通孔１５１が弾性変形するが、基端ロードセルユニット１３０の起歪部における弾性変形がほぼない。言い換えれば、この状態において、先端ロードセルユニット１１０において、ストッパ部材２００の先端自由部２３２２が溝部２３１１内において、溝部２３１１の内面に対して移動するが、溝部２３１１の内面に当接することはない。

そして、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１と同数値の重量を有する被計量物がロードセル秤１の計量皿に載せられると、起歪部である貫通孔１５１が変形することにより、ストッパ部材２００の先端自由部２３２２が溝部２３１１の内面に当接する。言い換えれば、この状態において、先端ロードセルユニット１１０のストッパ部材２００（第２位置制限部材２３２）と溝部２３１１（第１位置制限部材２３１）とが当接し係合することにより、先端ロードセルユニット１１０と柱体１００とが一体化した構成になる。この状態において、先端ロードセルユニット１１０の起歪部がほぼ弾性変形の限界値に達するが、基端ロードセルユニット１３０の起歪部がほぼ弾性変形していない。

以下、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１よりも大きく、かつ、基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２未満である重量を有する被計量物がロードセル１の計量皿に載せられる場合について説明する。この場合において、上述のように、先端ロードセルユニット１１０のストッパ部材２００と柱体１００とが一体化した構成になったため、先端ロードセルユニット１１０の起歪部が最大弾性変形値を維持した状態でこれ以上変形しない。このため、先端ロードセルユニット１１０において、起歪部である貫通孔１５１が弾性変形の限界値を超えて変形することを回避できる。

このとき、被計量物の重量Ｍが負荷として基端ロードセルユニット１３０に作用し、基端ロードセルユニット１３０における起歪部である貫通孔１５１が弾性変形する。また、この場合において、先端ロードセルユニット１１０が基端ロードセルユニット１３０の一部として見なすことができる。上述の場合同様に、基端ロードセルユニット１３０における起歪部である貫通孔１５１の弾性変形量を表す信号を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。

基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２以上の数値の重量Ｍを有する被計量物がロードセル秤１に載せられる場合、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０の両方とも限界量まで弾性変形した状態になる。この状態において、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０のストッパ部材２００（第２位置制限部材２３２）と溝部２３１１（第１位置制限部材２３１）とが当接し係合することにより、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０と柱体１００とが一体化した構成になる。このため、本実施形態に係るロードセル１０において、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０は、弾性変形の限界を超えて変形し、故障することを回避できる。

（第２の実施形態の効果）
本実施形態に係るロードセル１０によれば、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが上述の第１の実施形態に係るロードセル１０とほぼ同じ構成であるため、上述の第１の実施形態に係るロードセル１０と同じ作用を有する。より具体的に、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１または基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２よりも大きい重量Ｍを有する被計量物がロードセル秤１の計量皿４０に載せられても、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０が限界量を超えて弾性変形することがない。このため、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０を有するロードセル１０における回復できない変形を回避できる。

本実施形態に係るロードセル１０によれば、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０との精度および最大秤量が異なるため、異なる重量Ｍを有する被計量物に対して、異なる最大秤量および計量精度で計量することが可能である。さらに、本実施形態に係るロードセル１０によれば、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが一体化した構成であるため、ロードセル１０の組立精度を向上させるとともに、ロードセル１０の製造コストおよびメンテナンスコストを低減させることができる。

（第２の実施形態の第１の変形例）
以下、図１０から図１４を参照しながら、本実施形態の第１の変形例について説明する。図１０は、本変形例に係るロードセル１０を備えるロードセル秤１の構成を示す正面図である。図１１は、本変形例に係るロードセル１０の構成を示す正面図である。図１２から図１４は、本変形例に係るロードセル１０の動作を示す図である。

図１０に示すように、本変形例に係るロードセル秤１は、ロードセル１０と、上方サポート部材２０と、下方サポート部材３０と、計量皿４０と、台座５０とを有して構成されている。本変形例において、上方サポート部材２０が計量皿４０とロードセル１０の先端とを連結し、下方サポート部材３０がロードセル１０の基端と台座５０とを連結している。言い換えれば、本変形例において、ロードセル１０の先端と上方サポート部材２０とが連結されることにより、計量皿４０からの力量を受け付ける。また、ロードセル１０の基端と下方サポート部材３０とが連結されて台座５０に固定されている。図１０には、重量Ｍの被計量物がロードセル秤１の計量皿４０に載せられることが示されている。

図１０から図１２に示すように、本変形例に係るロードセル１０は、上述の第２の実施形態に係るロードセル１０同様に、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが長手軸方向に一体化された構成を有している。図１１に示すように、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０は、それぞれ第１区域１４１および２つの第２区域１４２を有して形成されている。先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０において、２つの第２区域１４２が第１区域１４１の両側に位置されている。図１１に示すように、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０の区域１４１は、変形区域と称し、破断線で囲まれて示されている。言い換えれば、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０のそれぞれにおいて、第１区域１４１が先端側の第２区域１４２と基端側の第２区域１４２との間に形成されている。

図１１および図１２に示すように、本変形例に係るロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とは、上述の第１の実施形態の第１の変形例に係るロードセル１０Ａとが同じ構成を有している。言い換えれば、本変形例に係るロードセル１０は、上述の第１の実施形態の第１の変形例に係るロードセル１０Ａを用いて長手軸方向において一体化した構成である。

本変形例に係るロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０のそれぞれは、上述の第１の実施形態の第１の変形例に係るロードセル１０Ａのように、Ｔ字形状に形成されているストッパ部材（第２位置制限部材）２３２と、ロードセル１０の柱体１００の先端側に形成された突起（第１位置制限部材）２３１とを有して形成されている。より具体的に、例えば、図１２に示すように、先端ロードセルユニット１１０においては、突起２３１およびストッパ部材２３２の先端自由部２３２２が先端側の第２区域１４２に設けられ、ストッパ部材２３２の基端固定部２３２１が基端側の第２区域１４２に固定されている。このため、ストッパ部材２３２は、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１とまたがって形成されている。本変形例において、柱体１００に形成された突起（第１位置制限部材）２３１とストッパ部材（第２位置制限部材）２３２との組み合わせを位置制限機構２１０と定義する。
基端ロードセルユニット１３０は、先端ロードセルユニット１１０と同様に、柱体１００に形成された突起（第１位置制限部材）２３１とストッパ部材（第２位置制限部材）２３２とからなる位置制限機構２１０を有している。本変形例において、位置制限機構２１０は、基端ロードセルユニット１３０および先端ロードセルユニット１１０における変形区域である第１区域１４１を保護するために設けられている。

より具体的に、例えば、本変形例に係るロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０において、突起２３１の直径よりも大きい内径を有する貫通孔２３２３がストッパ部材２３２の先端自由部２３２２に形成されている。被計量物がロードセル秤１の計量皿４０に載せられていない場合、先端ロードセルユニット１１０に弾性変形が生じておらず、突起２３１が貫通孔２３２内に自由に移動できる状態で収容される。本変形例に係るロードセル１０がこのような構成を有することで、柱体１００に形成された突起（第１位置制限部材）２３１とストッパ部材（第２位置制限部材）２３２との位置合わせをより良い精度で行うことができる。
一方、本変形例に係るロードセル１０の基端ロードセルユニット１３０が上述の先端ロードセルユニット１１０と同じ構成を有するため、その説明を省略する。

本変形例において、図１２に示すように、ストッパ部材２３２は、略Ｔ字形状に形成され、例えば、鉄などのような良好な剛性を有する金属材料で形成された板状部材である。ただし、ストッパ部材２３２の構成は、これに限定されない。例えば、ストッパ部材２３２は、Ｔ字形状以外の形状で適宜形成されてもよい。
図１２に示すように、本変形例に係るストッパ部材２３２は、段差部２５４を有して形成されているが、これに限定されない。上述の各実施形態および変形例と同様に、ロードセル１０は、ストッパ部材２３２と柱体１００との間に中間部材２５０が挟まれて構成されてもよい。

本変形例に係るロードセル１０において、先端ロードセルユニット１１０から基端ロードセルユニット１３０への順で、最大秤量Ｍ１から最大秤量Ｍ２へと増大する。また、本変形例に係るロードセル１０において、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０において、分解能（計量精度）が異なってもよい。

次に、図１２から図１４を参照し、本変形例に係るロードセル１０の動作について説明する。より具体的に、被計量物の重量Ｍと、ロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１および基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２との関係に基づいて、本変形例に係るロードセル１０の動作を説明する。

図１２に示すように、ロードセル秤１の計量皿４０に被計量物が載せられていない状態では、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０において、それぞれの突起（第１位置制限部材）２３１が対応する貫通孔２３２３の内周面に当接せず、貫通孔２３２３内に位置する。言い換えれば、この状態において、突起２３１が対応する貫通孔２３２３内に自由に移動できると言える。

次に、被計量物の重量Ｍがロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１未満である場合について説明する。図１０に示すように、被計量物がロードセル１０を有するロードセル秤１の計量皿４０に載せられると、被計量物の重量Ｍが負荷としてロードセル１０に作用する。被計量物の重量Ｍが先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１未満であるため、先端ロードセルユニット１１０における起歪部である貫通孔１５１（第１区域１４１）が弾性変形するが、基端ロードセルユニット１３０の第１区域１４１における弾性変形がほぼない。この状態において、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１に弾性変形が生じるため、突起２３１が貫通孔２３２３内に移動するが、突起２３１が貫通孔２３２３の内周面に当接することはない。

先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１と同数値の重量Ｍを有する被計量物がロードセル秤１の計量皿に載せられると、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１が弾性変形の限界まで変形することにより、突起２３１が貫通孔２３２３の内周面に当接する。言い換えれば、この状態において、先端ロードセルユニット１１０の突起（第１位置制限部材）２３１が貫通孔２３２３の内周面に当接し係合することにより、先端ロードセルユニット１１０におけるストッパ部材（第２位置制限部材）２３２と柱体１００とが一体化した構成になる。この状態において、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１が弾性変形の限界値に達するが、基端ロードセルユニット１３０の第１区域１４１がほぼ弾性変形していない。

次に、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１よりも大きく、かつ、基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２未満の重量Ｍを有する被計量物がロードセル１の計量皿に載せられる場合について説明する。この場合において、図１３に示すように、先端ロードセルユニット１１０のストッパ部材２３２と柱体１００とが一体化した構成になったため、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１が限界まで弾性変形した状態を維持し、これ以上変形しない。このとき、先端ロードセルユニット１１０において、第１区域１４１が弾性変形の限界値を超えてさらに変形することにより、先端ロードセルユニット１１０が故障することを回避できる。

一方、被計量物の重量Ｍが負荷として基端ロードセルユニット１３０に作用し、基端ロードセルユニット１３０における起歪部である第１区域１４１が弾性変形する。この場合において、先端ロードセルユニット１１０が基端ロードセルユニット１３０の一部として見なすことができる。このとき、基端ロードセルユニット１３０における起歪部である第１区域１４１が弾性変形することにより、基端ロードセルユニット１３０における突起２３１が貫通孔２３２３内において、第１区域１４１の弾性変形量に応じて移動する。ただし、この場合において、突起２３１が貫通孔２３２３の内周面に当接することはない。
本変形例に係るロードセル秤１によれば、基端ロードセルユニット１３０の第１区域１４１の弾性変形量を表す電気信号を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。

基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２以上の重量Ｍを有する被計量物がロードセル秤１に載せられる場合、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０の両方とも限界量まで弾性変形した状態になる。図１４に示すように、この状態において、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０のそれぞれにおいて、突起２３１が対応する貫通孔２３２３の内周面に当接し係合する状態になる。言い換えれば、このとき、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０のストッパ部材２３２と柱体１００とが一体化した構成になる。このため、本変形例に係るロードセル１０において、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０は、弾性変形の限界を超えて変形することを回避できる。

本変形例に係るロードセル１０およびロードセル１０を備えるロードセル秤１によれば、突起（第１位置制限部材）２３１とストッパ（第２位置制限部材）２３２とからなる位置制限機構２１０の構成が上述の第２の実施形態と異なるが、上述の第２の実施形態と同じ効果を有する。

（第２の実施形態の第２の変形例）
以下、図１５および図１６を参照して、本実施形態の第２の変形例に係るロードセル１０について説明する。図１６に示すように、本変形例に係るロードセル１０は、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが長手軸方向において一体化した構成を有する。また、本変形例に係る先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とは、上述の第１の実施形態の第２の変形例に係るロードセル１０Ｂと同じ構成を有して構成されている。

より具体的に、本変形例に係る先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０は、柱体１００に連結されて固定された位置制限槽（第１位置制限部材）２３１（図１５参照）と、略Ｔ字形状に形成されたストッパ部材（第２位置制限部材）２３２とを有して構成されている。図１６に示すように、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０は、ストッパ部材２３２の基端固定部２３２１と、位置制限槽２３１とは、固定機構１５０によってロードセル１０の柱体１００に連結されて固定されている。また、ストッパ部材２３２の先端自由部２３２２は、長手軸方向において、少なくとも一部が対応する位置制限槽２３１によって覆われている。言い換えれば、ストッパ部材２３２の先端自由部２３２２の少なくとも一部は、位置制限槽２３１内に収容されている。

図１６に示すように、本変形例に係るロードセル１０の高さ方向において、ストッパ部材２３２の先端自由部２３２２と位置制限槽２３１とが一定の間隔をあけて離間している。ストッパ部材２３２の先端自由部と位置制限槽２３１との間の間隔は、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ１およびＭ２に対応する起歪部の最大弾性変形量に基づいて適宜設定される。また、本変形例において、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１が基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２よりも小さくてもよい。

図１６に示すように、本変形例に係るロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０の基端固定部２３２１において、ロードセル１０の高さ方向における幅がＨ３の段差部１５４を設けてもよい。本変形例に係るロードセル１０がこの段差部１５４を有することにより、ストッパ部材２３２の基端固定部２３２１と溝部１５２の内面とが意図せずに当接することを防止できる。このため、被計量物がロードセル１０に載せられる際、柱体１００の起歪部の変形量を正確に把握できる。また、段差部１５４がストッパ部材２３２の基端固定部２３２１の一部のみに形成されているため、先端ロードセルユニット１１０の剛性を維持することができる。

図１６に示すように、基端ロードセルユニット１３０の基端固定部２３２１は、溝部１５２の内面に間隔をあけて離間している例を説明するが、これに限定されない。例えば、基端ロードセルユニット１３０は、先端ロードセルユニット１１０同様に、段差部１５４が形成された基端固定部２３２１を有してもよい。

本変形例に係るロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０において、位置制限槽（第１位置制限部材）２３１とストッパ部材（第２位置制限部材）２３２との組み合わせが位置制限機構２１０と定義される。このため、本変形例に係るロードセル１０によれば、ストッパ部材２３２が位置制限槽２３１に移動範囲が制限されることにより、上述の各実施形態および変形例同様に、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０の起歪部が弾性変形の限界を超えて変形し、故障することを回避できる。

より具体的に、例えば、本変形例に係るロードセル１０を備えるロードセル秤１において、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１以上であり、かつ、基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ２未満の重量Ｍを有する被計量物を計量する場合、先端ロードセルユニット１１０のストッパ部材２３２が位置制限槽２３１の内面に当接した状態で一体化となっており、被計量物の重量Ｍが負荷として基端ロードセルユニット１３０に作用する。このとき、基端ロードセルユニット１３０のストッパ部材２３２の先端自由部２３２２が対応する位置制限槽２３１内に移動するが、位置制限槽２３１の内面に当接しない。この状態において、基端ロードセルユニット１３０の起歪部における弾性変形量を表す信号を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量できる。

本変形例に係るロードセル１０およびこのロードセル１０を備えるロードセル秤１によれば、上述の各実施形態および変形例に係るロードセルおよびロードセル秤と同様の効果を有する。

（第２に実施形態の第３の変形例）
図１７には、本実施形態の第３の変形例に係るロードセル１０の構成が示されている。図１７に示すように、本変形例に係るロードセル１０は、長手軸方向における先端側から基端側への順で、先端ロードセルユニット１１０と、中間ロードセルユニット１２０と、基端ロードセルユニット１３０とが柱体１００に順次固定されて構成されている。図１７に示すように、本変形例に係る先端ロードセルユニット１１０と、中間ロードセルユニット１２０と、基端ロードセルユニット１３０とは、それぞれ柱体１００の側面１０２に形成された溝部１５２に固定されたストッパ部材２００を有している。

本変形例に係るロードセル１０において、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１と、中間ロードセルユニット１２０の最大秤量Ｍ２と、基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ３とは、この順で順次大きく設定されてもよい。なお、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０は、例えば、異なる分解能（計測精度）を有してもよい。

本変形例に係るロードセル１０は、このような構成を有することで、上述の第２の実施形態に係るロードセル１０（図６参照）同様に、各ロードセルユニットの最大秤量よりも大きい重量Ｍを有する被計量物が載せられた場合、またはロードセル秤１に対して意図しない衝撃が作用する場合において、各ロードセルユニット１１０、１２０、１３０が弾性変形の限界を超えて変形し、故障することを回避できる。

本変形例に係るロードセル１０は、上述の第２の実施形態に係るロードセル１０に比較すると、簡単な構成でロードセル秤１の最大秤量をさらに拡張することが可能である。このため、本発明の上述の各実施形態および変形例に記載された各ロードセルユニットを複数組み合わせることにより、必要に応じた最大秤量および分解能を有する複合ロードセル秤を容易に構成できる。

本変形例に係るロードセル１０は、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０が同じ構成を有する例を説明したが、これに限定されない。例えば、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０は、上述の第１の実施形態およびその変形例に記載された複数の構成を適宜組み合わせてもよい。

（第３の実施形態）
以下、図１８から図２４を参照し、本発明の第３の実施形態に係るロードセル１０およびこのロードセル１０を備えるロードセル秤１の構成について説明する。図１８および図１９は、本実施形態に係るロードセル１０の一部、より具体的に、ロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０の構成を示す正面図である。図２０は、本実施形態に係るロードセル１０の構成を示す正面図である。図２１および図２２は、本実施形態に係るロードセル１０を備えるロードセル秤１の構成を示す正面図および斜視図である。図２３および図２４は、本実施形態に係るロードセル１０の動作を示す正面図である。

図２０に示すように、本実施形態に係るロードセル１０は、３つのロードセルユニットが連結されて構成されている。具体的に、本実施形態に係るロードセル１０は、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とが中間ロードセルユニット１２０を介して間接的に連結されている。

図１８および図１９に示すように、本実施形態に係る先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０のそれぞれは、柱体１００の側面にストッパ部材（第２位置制限部材）２３２を連結することによって構成されている。例えば、図１８に示された先端ロードセルユニット１１０において、柱体１００の長手軸方向における中間部分には、起歪部として形成された貫通孔１５１を有する第１区域１４１が形成され、第１区域１４１の両側に２つの第２区域１４２が形成されている。上述の各実施形態および変形例同様に、本実施形態に係る第１区域１４１が先端ロードセルユニット１１０の変形区域として形成されている。図１９に示すように、先端ロードセルユニット１１０は、ストッパ部材２３２の基端固定部２３２１が固定機構１５０によって柱体１００に連結されて固定されている。一方、先端ロードセルユニット１１０の先端自由部２３２２に貫通孔２３２３が形成され、柱体１００の先端側の側面より突出して形成された突起（第１位置制限部材）２３１が貫通孔２３２３内に位置している。本実施形態において、突起２３１の外径が貫通孔２３２３の内径よりも小さくなっているため、突起２３１が貫通孔２３２３内に自由に移動できる。本実施形態において、柱体１００に形成された突起（第１位置制限部材）２３１とストッパ部材（第２位置制限部材）２３２との組み合わせが先端ロードセルユニット１１０の位置制限機構２１０として動作する。なお、中間ロードセルユニット１２０および基端ロードセルユニット１３０は、先端ロードセルユニット１１０とほぼ同じ構成であってもよい。

本実施形態において、説明上の便宜のため、図１８から図１９において、図面における右側が先端ロードセルユニット１１０の基端側であり、左側が先端ロードセルユニット１１０の先端側である例を説明するが、これに限定されない。例えば、図２０から図２２に示すように、本実施形態において、所定の剛性を有する連結部材３００によって先端ロードセルユニット１１０の基端側と中間ロードセルユニット１２０の先端側とが連結され、かつ、連結部材３００によって中間ロードセルユニット１２０の基端側が基端ロードセルユニット１３０の先端側とが連結されればよく、各ロードセルユニットの基端側から先端側へ延びる向きは特に限定されない。言い換えれば、本実施形態において、これらの３つのロードセルユニット１１０、１２０、１３０は、互いに連結されてヘアピンカーブの形状を成していてもよい。本実施形態に係る連結部材３００は、例えば、後述する重量Ｍを有する被計量物がロードセル秤１の計量皿４０に載せられた場合、被計量物、先端ロードセルユニット１１０、および中間ロードセルユニット１２０を安定して支持できる程度の剛性を有することが好ましいが、形状および材質は特に限定されない。

上述の各実施形態および変形例に係るロードセルでは、長手軸方向、すなわち水平方向において、複数のロードセルユニットを一体化した構成によって形成されている。これに対して、本実施形態に係る先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０は、図２０に示すように、ロードセル１０の高さ方向（Ｚ軸方向、垂直方向）に積み重なって配置されている。本実施形態に係るロードセル１０がこのようなモジュール化した構成を有することで、ロードセルユニットを追加することにより、容易にロードセル１０の最大秤量を拡張することができる。本実施形態において、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０の３つのロードセルユニットから構成されるロードセル１０を説明するが、これに限定されない。例えば、図２６および図２７に示されたように、ロードセル１０は、先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０のみで構成されてもよいし、図示しないが、４つ以上のロードセルユニットで構成されてもよい。

図２１および図２２には、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０が連結部材３００によって連結されて構成されたロードセル１０を備えるロードセル秤１の構成が示されている。図２１に示すように、先端ロードセルユニット１１０の先端側に、上方サポート部材２０を介して計量皿４０が連結されている。また、基端ロードセルユニット１３０の基端側に、下方サポート部材３０を介して台座５０に連結されて固定されている。このため、重量Ｍの被計量物がロードセル秤１の計量皿４０に載せられると、ロードセル１０における各ロードセルユニットの変形量を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。

以下、図２３および図２４を参照し、本実施形態に係るロードセル１０を備えるロードセル秤１の動作について説明する。本実施形態に係るロードセル秤１は、３つのロードセルユニット１１０、１２０、１３０から構成されたロードセル１０を備えるため、計量可能な最大秤量は３段階となっている。以下、一例として、本実施形態に係るロードセル１０においては、先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１（例えば３キログラム）と、中間ロードセルユニット１２０の最大秤量Ｍ２（例えば６キログラム）と、基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ３（例えば１５キログラム）とがこの順で順次大きく設定されている例を説明する。なお、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０は、例えば、異なる分解能（計測精度）を有してもよい。

図２１に示すように、本実施形態に係るロードセル秤１の計量皿４０に重量Ｍの被計量物が載せられた場合、被計量物の重量Ｍと、ロードセル１０の３つのロードセルユニットのそれぞれの最大秤量との関係に基づいて、ロードセル秤１の動作について説明する。

まず、被計量物の重量Ｍがロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１未満である場合について説明する。この場合、被計量物の重量Ｍが負荷として先端ロードセルユニット１１０に作用し、先端ロードセルユニット１１０における変形部である第１区域１４１が弾性変形することにより、柱体１００に設けられた突起２３１がストッパ部材２３２の先端自由部２３２２に形成された貫通孔２３２３内に移動するが、貫通孔２３２３の内周面に当接しない。この状態において、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１の弾性変形量を表す電気信号を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。

次に、被計量物の重量Ｍが先端ロードセルユニット１１０の最大秤量Ｍ１以上であり、かつ、中間ロードセルユニット１２０の最大秤量Ｍ２未満である場合、図２３に示すように、上述の各実施形態および変形例に係るロードセル１０同様に、先端ロードセルユニット１１０の柱体１００に形成された突起２３１がストッパ部材２３２の先端自由部２３２２に形成された貫通孔２３２３の内周面に当接する。言い換えれば、この状態において、突起２３１がストッパ部材２３２に形成された貫通孔２３２３内に移動できないため、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１の弾性変形がストッパ部材２３２によって制限されると言える。このため、先端ロードセルユニット１１０における柱体１００とストッパ部材２３２とが一体化した構成になり、中間ロードセルユニット１２０の先端側の一部の構成であると見なすことができる。

この状態において、被計量物の重量Ｍが負荷として中間ロードセルユニット１２０に作用し、中間ロードセルユニット１２０における突起２３１が対応するストッパ部材２３２に形成された貫通孔２３２３内に移動する。上述の先端ロードセルユニット１１０の動作と同じように、中間ロードセルユニット１２０における第１区域１４１の弾性変形量を表す信号を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。この状態において、先端ロードセルユニット１１０の第１区域１４１が弾性変形の限界値に達するが、中間ロードセルユニット１２０および基端ロードセルユニット１３０における第１区域１４１が弾性変形可能である。

さらに、被計量物の重量Ｍが中間ロードセルユニット１２０の最大秤量Ｍ２以上であり、かつ、基端ロードセルユニット１３０の最大秤量Ｍ３未満の場合、図２４に示すように、先端ロードセルユニット１１０および中間ロードセルユニット１２０において、柱体１００に形成された突起２３１が対応するストッパ部材２３２に形成された貫通孔２３２３の内周面に当接した状態になる。言い換えれば、先端ロードセルユニット１１０および中間ロードセルユニット１２０のそれぞれにおいて、柱体１００とストッパ部材２３２とが一体化した構成になる。この状態において、被計量物の重量Ｍが負荷として基端ロードセルユニット１３０に作用することにより、基端ロードセルユニット１３０において、第１区域１４１が弾性変形し、柱体１００に形成された突起２３１が対応するストッパ部材２３２の貫通孔２３２３内に移動する。上述の場合と同じように、基端ロードセルユニット１３０における第１区域１４１の弾性変形量を表す信号を検出することにより、被計量物の重量Ｍを計量することができる。

被計量物の重量Ｍが基端ロードセルユニット１３０の最大秤量以上である場合、図示しないが、ロードセル１０が備える先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０のそれぞれにおいて、柱体１００に形成された突起２３１がストッパ部材２３２に形成された貫通孔２３２３の内周面に当接した状態になる。このため、ロードセル１０におけるこれらのロードセルユニット１１０、１２０、１３０において、それぞれの第１区域１４１のこれ以上の弾性変形がストッパ部材２３２によって制限される。

本実施形態に係るロードセル１０によれば、上述の各実施形態および変形例同様に、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０における弾性変形の限界を超える変形を回避し、ロードセル１０の故障を防止できる。

（第３の実施形態の変形例）
以下、図２５から図２７を参照し、本実施形態に係るロードセル１０の第１変形例、第２変形例、および第３変形例の構成について説明する。
図２５に示すように、本実施形態の第１の変形例に係るロードセル１０は、上述の本実施形態に係るロードセル１０同様に、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０が垂直方向に重ねて配置された状態で連結部材３００によって連結されて構成されている。本変形例に係るロードセル１０において、先端ロードセルユニット１１０、中間ロードセルユニット１２０、および基端ロードセルユニット１３０が第１の実施形態１に係るロードセル１０（図１から図３参照）と同じ構成を有している。

図２６には、本実施形態の第２の変形例に係るロードセル１０の構成が示されている。図２６に示すように、本変形例に係るロードセル１０は、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とを垂直方向に重ねて配置された状態で連結部材３００によって連結されて構成されている。上述の本実施形態の第１の変形例同様に、先端ロードセルユニット１１０、および基端ロードセルユニット１３０が第１の実施形態１に係るロードセル１０（図１から図３参照）と同じ構成を有している。本変形例に係るロードセル１０を用いて、よりコンパクトなロードセル秤１を構成し、例えば、比較的に軽い被計量物に対応することができる。

図２７には、本実施形態の第３の変形例に係るロードセル１０の構成が示されている。本変形例に係るロードセル１０は、上述の本実施形態の第２の変形例に比較すると、先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０との構成が異なる。より具体的に、本変形例に係る先端ロードセルユニット１１０と基端ロードセルユニット１３０とは、上述の第３の実施形態に係るロードセル１０（図１８から図１９参照）における各ロードセルユニットと同じ構成を有している。

上述のように、本実施形態に係るロードセル１０の複数の変形例を説明したが、本実施形態は、これに限定されない。上述の本実施形態の複数の変形例は、ロードセル１０において、モジュール化したロードセルユニットを用いることにより、容易にロードセルの秤量を拡張できる点を説明するために挙げられた。例えば、上述の各変形例において、ロードセルが備える複数のロードセルユニットの構成が同じである例を説明したが、これに限定されない。言い換えれば、本実施形態および各変形例に係るロードセル１０において、上述の第１の実施形態および変形例に係る異なる構成のロードセルを組み合わせてもよい。

本実施形態および各変形例に係るロードセル１０によれば、容易に秤量を拡張できる一方、簡単な構成で、ロードセル１０を構成する各ロードセルユニットにおける弾性変形限界を超える変形を回避できるため、ロードセル１０の故障を防止できる。

（第４の実施形態）
以下、図２８および図２９を参照し、本発明の第４の実施形態について説明する。図２８は、本実施形態に係るロードセル１０の構成を示す斜視図である。図２９は、図２８における破断線Ａ－Ａに沿う断面図である。

図２８に示すように、本実施形態に係るロードセル１０は、上述の第２の実施形態に係るロードセル１０に保護部材５００をさらに取り付けて構成されている。図２８に示すように、本実施形態に係るロードセル１０において、先端ロードセルユニット１１０に連結された保護部材５００は、先端ロードセルユニット１１０の少なくとも一部を覆う状態で、例えば、先端ロードセルユニット１１０の先端面に固定されている。

より具体的に、図２９に示すように、ロードセル１０の柱体１００の上面１０１において、ネジ５３０によって一枚の板状部材５２０が連結されて固定されている。一方、保護部材５００は、ロードセル１０の高さ方向に沿って、板状部材５２０に対向する位置に２つの第２ストッパ部材５１０が設けられている。本実施形態において、第２ストッパ部材５１０は、図２８に示すように、例えば、保護部材５００の天板に取り付けたネジで構成されてもよいが、これに限定されない。例えば、第２ストッパ部材５１０は、保護部材５００の天板より板状部材５２０に向かって突出するピンであってもよい。図２９に示すように、外部からの力量がロードセル１０に作用しない場合、第２ストッパ部材５１０と板状部材５２０とが距離ｈを空けて離間している。なお、後述するように、保護部材５００の天板が外部からの力量を受けて撓む場合、第２ストッパ部材５１０が下方へ移動して板状部材５２０に当接できるよう、板状部材５２０の短手方向における幅を有している。本実施形態において、保護部材５００および板状部材５２０は、所定の剛性を有する金属材料で形成されてもよい。

本実施形態に係るロードセル１０において、保護部材５００と、ロードセル１０に固定された板状部材５２０との組み合わせは、外部からの意図しない衝撃からロードセル１０の各構成を保護するために設けられている。より具体的に、ロードセル１０の最大秤量よりはるかに大きい外力がロードセル１０に作用する場合、例えば、上述の最大秤量が１５キログラムのロードセル１０に対して、１０倍以上の１５０キログラムの荷物が意図せずに落下しロードセル１０に衝突する場合、ロードセル１０に対する瞬時の衝撃は、ロードセル１０に設けられたストッパ部材２３２が想定した衝撃よりもはるかに大きい可能性がある。この状態において、ストッパ部材２３２のみでは、この衝撃を完全に吸収できないため、ロードセル１０が弾性変形の限界を超えて変形し、永久歪みが発生する可能性がある。

本実施形態に係るロードセル１０によれば、外部からの意図しない衝撃が作用するとき、衝撃による力量がまず保護部材５００に作用する。保護部材５００がこのような力量を受けると、天板がロードセル１０の高さ方向における下方側へ撓んで変形する。このため、図２９に示すように、保護部材５００に設けられた第２ストッパ部材５１０は、板状部材５２０に向かって下方側へ移動する。言い換えれば、第２ストッパ部材５１０と板状部材５２０との間の距離ｈは減少する。外部からの衝撃による力量が大きい場合、第２ストッパ部材５１０が板状部材５２０に当接するまで下方側へ移動する。また、保護部材５００がロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０に連結されているため、力量の一部が先端ロードセルユニット１１０に伝わることにより、先端ロードセルユニット１１０におけるストッパ部材２３２も同時に動作する。さらに、場合によっては、基端ロードセルユニット１３０におけるストッパ部材２３２も同時に動作する。

すなわち、本実施形態に係るロードセル１０に対して、意図しない衝撃が作用するとき、保護部材５００が備える第２ストッパ部材５１０と、ロードセル１０の先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０に設けられたストッパ部材２３２とが同時に動作することにより、保護部材５００と、ロードセル１０の柱体１００と、複数のストッパ部材２３２とが互いに当接した状態になり、一体化した構成になる。本実施形態において、保護部材５００は、ロードセル１０の高さ方向からの力量に対して大きな受力面積を有し、かつ、所定の剛性を有する材料で形成されている。このため、ロードセル１０の柱体１００およびストッパ部材２３２と保護部材５００とが一つの構成としては、剛性が大幅に向上することが考えられる。
また、本実施形態に係るロードセル１０によれば、先端ロードセルユニット１１０にストッパ部材２３２が設けられていない場合においても、保護部材５００のみの動作によって先端ロードセルユニット１１０および基端ロードセルユニット１３０における意図しない変形を回避することができる。

以上の説明を踏まえ、本実施形態に係るロードセル１０によれば、意図しない衝撃が作用しても、保護部材５００によって、ロードセル１０における各ロードセルユニットの弾性変形限界を超える変形を避けることができ、ロードセル１０が故障することを防止できる。また、本実施形態において、第２ストッパ部材５１０がネジで構成される場合、第２ストッパ部材５１０と板状部材５２０との間の距離を調整することのみで、保護部材５００によって耐えられる衝撃の大きさを調整することが考えられる。

本実施形態に係るロードセル１０における保護部材５００の構成について、図２８および図２９に示された構成を一例として説明したが、これに限定されない。本実施形態において、例えば、第２ストッパ部材５１０を第２の実施形態に係る上方サポート部材２０（図１０参照）に設けることも可能である。

本明細書において、「上方」、「下方」、「先端」、「基端」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂上」、「底部」、「内側」、「外側」などの位置関係を示す記載を使用したが、これらの記載は、説明上の便宜のため、添付の図面に示された位置関係を示す目的のみで使用されている。すなわち、本発明の各実施形態および変形例に係る構成は、これらの記載に限定されることはない。

以上、本発明の好ましい実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの実施形態および変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

上記各実施形態によれば、秤量を超える負荷が作用した場合であっても、ロードセルに生じる変形を制限することができるロードセル、およびこのロードセルを有して構成されるロードセル秤を提供することができる。また、上記各実施形態によれば、異なる秤量を有する複数のロードセルによって構成され、秤量の切り替えおよび被計量物の重量に関する計量を正確に行うことができるロードセル秤を提供できる。

１ ロードセル秤
１０，１０Ａ，１０Ｂ ロードセル
１００，１００Ａ 柱体
１０１ 上面
１０２ 側面
１０３ 端面
１１０ 先端ロードセルユニット
１２０ 中間ロードセルユニット
１３０ 基端ロードセルユニット
１４１ 第１区域
１４２ 第２区域
１５０ 固定機構
１５１ 貫通孔
１５２ 溝部
１５４ 段差部
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２３２ ストッパ部材（第２位置制限部材）
２１０ 位置制限機構
２３１ 突起（位置制限槽、第１位置制限部材）
２５０ 中間部材
２５４ 段差部
５００ 保護部材
５１０ 第２ストッパ部材
５２０ 板状部材
５３０ ネジ
２３１１ 溝部
２３２１ 基端固定部
２３２２ 先端自由部
２３２３ 貫通孔
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５ 幅
Ｌ 長手軸
Ｍ 重量
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 最大秤量
Ｘ，Ｙ，Ｚ 軸

Claims (7)

1. 長手軸に沿って延びって形成される上面、および前記上面に交差して形成される側面を有して柱形状に形成され、第1の秤量を有する第１のロードセル、および第２の秤量を有する第２のロードセルを有するロードセル部と、
   前記ロードセル部に所定値を超える荷重が掛かることによって前記ロードセル部に生じる変形を制限するために設けられ、前記第１のロードセルまたは前記第２のロードセルの何れかに対応するストッパ部と、
   を備え、
   前記ロードセル部は、前記第1のロードセルおよび前記第２のロードセルが前記長手軸方向に沿ってこの順で配置されて構成され、
   前記ロードセル部は、前記長手軸方向に直交する短手方向において、前記側面から前記第１のロードセルおよび前記第２のロードセルのそれぞれを貫通して形成され、弾性変形可能な起歪部をさらに備え、
   前記ストッパ部は、前記長手軸に沿って延びて形成される板状の部材であり、
   前記第1のロードセルまたは前記第２のロードセルの前記側面に固定される固定端部と、
   前記長手軸に沿って前記固定端部から離間し、前記固定端部が前記側面に固定された状態で、前記荷重による前記ロードセル部の弾性変形を規制する自由端部と、
   を有し、
   前記ストッパ部は、前記第１のロードセルと前記第２のロードセルとに対応する第１のストッパと第２のストッパとを有し、
   前記第１のロードセルおよび前記第２のロードセルの前記側面は、前記長手軸方向に沿って溝が形成され、
   前記第１のストッパの前記固定端部と前記第２のストッパの前記自由端部とは、前記溝内において隣接している、
   ロードセル秤。
2. 前記上面に垂直する高さ方向における前記ストッパ部の寸法を前記ストッパ部の幅に定義すると、前記ストッパ部は、前記固定端部における第１の幅、および前記長手軸に沿って、前記起歪部が形成された範囲内における第２の幅を有し、
   前記ストッパ部の前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きい、
   請求項１に記載のロードセル秤。
3. 前記ストッパ部の前記固定端部は、前記第１の幅と前記第２の幅との間の第３の幅を有して形成される、
   請求項２に記載のロードセル秤。
4. 前記ストッパ部の前記自由端部は、前記第１の幅と前記第２の幅との間の第４の幅を有して形成される、
   請求項２または請求項３に記載のロードセル秤。
5. 前記短手方向において、前記ロードセル部と前記ストッパ部における前記側面に固定される部分との間に挟まれて形成された中間部材をさらに有する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のロードセル秤。
6. 前記第１の秤量以下の前記荷重が前記第１のロードセルに掛かると、前記第１のロードセルが弾性変形し、前記第１のストッパの前記自由端部が前記第１のロードセルに対して移動し、
   前記第１の秤量よりも大きい、かつ、前記第２の秤量以下の前記荷重が前記第１のロードセルに掛かると、前記第１のストッパと前記第１のロードセルとが一体化した状態で、前記第２のロードセルが弾性変形し、前記第２のストッパの前記自由端部が前記第２のロードセルに対して移動する、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のロードセル秤。
7. 前記第１のロードセルに固定された保護部材をさらに有し、
   前記第１の秤量よりも大きい荷重が掛かるとき、前記第１のロードセルと前記保護部材とが同時に作動することにより、前記第１のロードセルの永久歪を回避することができる、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のロードセル秤。

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