JPS5945084B2 - ロ−ドセル秤のロ−ドセル本体製造方法 - Google Patents

ロ−ドセル秤のロ−ドセル本体製造方法

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JPS5945084B2
JPS5945084B2 JP10202278A JP10202278A JPS5945084B2 JP S5945084 B2 JPS5945084 B2 JP S5945084B2 JP 10202278 A JP10202278 A JP 10202278A JP 10202278 A JP10202278 A JP 10202278A JP S5945084 B2 JPS5945084 B2 JP S5945084B2
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JP
Japan
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arm
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movable
load
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JP10202278A
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JPS5529721A (en
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孝一郎 坂本
成二 鈴木
徹 北川
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Toshiba TEC Corp
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Tokyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、荷重を電気信号に変換して重量を測定する
ロードセル秤のロードセル本体製造方法に関するもので
ある。
従来、ストレンゲージが固定されたビームと、このビー
ムに受皿に加えられた荷重を垂直に伝達するリンク機構
とを設けたものが存するが、このようなものはリンク機
構が複雑で部品点数も多く、きわめて製造しにくい欠点
を有している。
また、固定部に固定される垂直な固定支柱部に上下で対
向する一対の可動アームを一体的に連設し、これらの可
動アームの他端に受皿に連結される可動支柱部を宙吊状
態で連設した平行四辺形機構を設け、固定支柱部にスト
レンゲージが固定されるビームの一端を片持状態で連設
し、可動支柱部にビームの先端に荷重を伝達する荷重伝
達アームの一端を片持状態で連設するとともに、この荷
重伝達アームの過剰な撓み動作を阻止するストッパが取
付けられるストッパホルダアームの一端を固定支柱部に
片持状態で連設した型式のロードセル本体が存する。
これにより、部品点数を低減して構造の簡略化を図るこ
とができるが、このようなロードセル本体を削り出し加
工により形成した場合には、切削代も多く材料ロスを生
じ、また、加工時間も長くコスト高になる。また、この
ようなロードセル本体を鋳造により成型した後機械加工
により寸法を仕上げた場合には、材質的に不均質であり
、安定性に乏しく、かつ、バラツキが多くて高精度のロ
ードセル秤を得ることが困難なものである。この発明は
上述のような点に鑑みなされたもので、構造及び組立を
簡略化することができ、加工時間や材料費を低減し、し
かも内部組織を均一にして荷重伝達が正確に行われるロ
ードセル秤のロードセル本体製造方法を提供することを
目的とするものである。
この発明は、固定支柱部に一端が連設されて上下で対向
する可動アームの他端に受皿に連結される可動支柱部が
連設される平行四辺形機構と、一端が前記固定支柱部に
連設されるとともに中間部でストレンゲージを保持する
ビームと、一端が前記可動支柱部に連設され他端が前記
ビームの受圧部に対向する荷重伝達アームと、この荷重
伝達アームの過剰な上下動作を阻止するストツパが取付
けられるとともに一端が前記固定支柱部に連設されたス
トツパホルダアームとを、析出硬化型金属により一体的
に鋳造したロードセル本体鋳物を設け、このロードセル
本体鋳物を固溶体化処理してからただちにO℃以下の低
温雰囲気中で深冷処理し、機械加工後に析出硬化処理を
してロードセル本体を形成するようにしたことを特徴と
するものである。
この発明の実施例を図面に基いて説明する。
まず、第1図に示すようにロードセル本体鋳物1aを鋳
造する。このロードセル本体鋳物1aはたとえばSCS
24等の析出硬化型の金属で機械的強度、耐蝕性、弾性
等の特性の優れた材料により一体的に鋳造したものであ
る。すなわち、両側で対向する固定支柱部2と可動支柱
部3と上下で対向する一対の可動アーム4,5とを連設
した平行四辺形機W6が形成されている。また、前記固
定支柱部2には横長の孔7と一対の鍔8,9と先端に位
置する受圧部10とを有するビーム11が連設され、そ
の受圧部10は湯道リブ12により前記可動ア一仏5に
連設されている。また、前記可動支柱部3の上部には可
動アーム4と平行な荷重伝達アーム13が連設され、固
定支柱部2の上部にはストツパホルダアーム14が連設
されている。これらの荷重伝達アーム13とストツパホ
ルダアーム14との内方端の両側は弧状の湯道リブ15
により連設されている。さらに、前記固定支柱部2の側
面にはL字形の凹部16とこの凹部16内に位置する通
孔17と取付孔18とが形成され、前記可動支柱部3の
側面には孔19が形成されている。このようなロードセ
ル本体鋳物1aは、前記可動アーム5の外側において前
記湯道リブ12に対向する湯口20及び一側しか図示し
ないが前記固定支柱部2と前記可動支柱部3との外側端
面に位置する湯口21から湯を射出することにより形成
されるものである。
このように鋳造されたロードセル本体鋳物1aは、まず
固溶体処理が行なわれる。
すなわち、たよえば不活性ガス中で温度1050℃中に
1時間放置して熱処理し、その後、油中で急冷させる。
このときの金属組織の変化についてみると、1050℃
に加熱中に鋳物組織からオーステナイト組織に変り、油
中での急冷により、オーステナイト組織はマルテンサイ
ト組織に変る。この固溶体処理が行なわれたとき、金属
組織は完全にマルテンサイト組織に変化するものではな
く、オーステナイト組織が残留する。この残留オーステ
ナイト組織は硬度が低く経時的に変化するので、口ード
セル秤としてはクリープやヒステリシス等のロードセル
特性のバラツキ、特性の低下につながるものである。と
くに、残留オーステナイト組織が混在している状態では
材質の硬度がミクロ的に不均一になつており、前述の特
性の不均一化の原因になつているものである。このよう
にして固溶体処理が終つたものを、つぎに深冷処理を行
なう。
すなわち、−70℃の雰囲気中に約1時間放置する。こ
れにより、残留オーステナイト組織はマルテンサイト組
織に変化し、材質的な均一化が行なわれるとともに機械
的特性のすぐれたものになる。つぎに、第2図に示すよ
うに湯道リブ15,20をエンドミル等により切削加工
する。
これにより、ビーム11と可動アーム5とは分離され、
荷重伝達アーム13とストツパホルダアーム14とは分
離される。また、ビーム11の側面にエンドミル加工に
より孔7を広げて楕円孔22をラツプさせて形成し、こ
れにより、ビーム11の上面と下面とに肉薄の柔軟部2
3を形成する。さらに第2図及び第3図のように可動ア
ーム4の上から荷重伝達アーム13とビーム11の受圧
部10とに通孔24を形成する。さらに、ストツパホル
ダアーム14の側面に取付孔25を形成する。そしてま
た、可動アーム4,5にそれぞれ平行四辺形の角に位置
付けられた柔軟部26をフライス加工等により形成する
。また、一方の鍔8に通孔27を形成し、第2図及び第
3図のように固定支柱部2の底面と可動支柱部3の上面
とに取付孔28,29を形成する。このように機械加工
されたロードセル本体1に後述するように熱処理を施す
場合には、孔19に掛け具(図示せず)を挿入して複数
個のロードセル本体1を一度に熱処理することができる
。すなわち、機械加工が終了した後に析出硬化処理を施
す。具体的には460℃の温度中に2時間放置する。こ
れにより、所定の硬度が得られる。また、このような熱
処理によりロードセル本体1の表面には酸化被膜が形成
されるが、少なくとも鍔8,9の外周面とビーム11の
上下面とに粒子が≠150−≠200のアランダムによ
る研磨材を用いてホーニング加工を施す。そして、第3
図のように荷重伝達アーム13の通孔24に荷重伝達棒
30を挿着し、ビーム10の通孔24にその荷重伝達棒
30を支えるピボツト31を挿着する。両者の挿着は可
動アーム4,5を撓ませつつ行う。ついで、ビーム11
の柔軟部23にストレンゲージ32を接着し、これらの
ストレンゲージ32を外部の有害なベーパや湿気から保
護するベローズ33を鍔8,9に嵌合接着する。このと
き、それらの接着面はホーニング加工を施されてエポキ
シ樹脂系の接着剤の濡れ性が向上することにより、接着
は確実でかつ封止も確実になされる。ストレンゲージ3
2のリード線は鍔8の通孔27から凹部16に固定した
電子回路部品34やスパン補償抵抗35に接続し、電子
回路部品34から増幅部やアナログデジタル変換部への
接続は通孔17を通して行う。これらの増幅部やアナロ
グデジタル変換部は取付孔18により固定されるPC板
(図示せず)に接着されているものである。ついで、荷
重伝達アーム13をわずかの遊びをもつて挟持して過荷
重や振動による荷重伝達アーム13の過剰な動きを阻止
するストツパ36をボルト37によりストツパホルダア
ーム14の取付孔25に取付ける。そして、また、取付
孔28を利用して固定支柱部2を基板(図示せず)に直
接固定し、取付孔29を利用して被測定物を載せる受皿
(図示せず)を可動支柱部3に連結する。したがつて、
受皿に荷重が加えられると柔軟部26を屈撓させつつ可
動アーム4,5が撓み、可動支柱部3が下方へ偏位し、
荷重伝達アーム13からビーム11に荷重が伝達され、
柔軟部23の屈撓度をストレンゲージ32が検出して信
号を発し、これにより重量を測定する。そして、ロード
セル本体1は平行四辺形機構6とビーム11と荷重伝達
アーム13とストツパホルダアーム14とを一体的に形
成したので部品点数を激減することができ、構造も組立
作業も簡略化することができる。また、ロードセル本体
1はロードセル本体鋳物1aから機械加工により形成さ
れるので、切削量もわずかで、材料ロスを防止するとと
もに加工時間を短縮することができる。しかも、鋳造時
にビーム11の先端は湯道リブ12により可動アーム5
に連設され、荷重伝達アーム13とストツパホルダアー
ム14とは湯道リブ15により連通されていることによ
り、湯廻りがよく、内部組織を均一にかつ緻密にするこ
とができ、これにより、荷重伝達特性も直線的で正確な
測定を行うことができる。スパン補償抵抗35は、温度
によるストレンゲージ32の感度と、ロードセル本体1
がもつヤング率の温度変化による変動分とを平担化する
。また、ストレンゲージ32はベローズ33により有害
な外気から保護される。したがつて、信頼性をより一層
高めることができる。また、固定支柱部2は直接基板に
固定され、可動支柱部3は受皿を直接保持することによ
り、連結部材の低減を図ることもできる。この発明は、
上述のように析出硬化型金属材料により必要形状を鋳造
により形成し、これを固溶体化処理、深冷処理をした後
に機械加工し、ついで析出硬化処理をするようにしたの
で、金属組織が5機械的特性のすぐれた均質なものとな
り、これにより、クリープやヒステリシス等のロードセ
ル特性を向上させることができ、鋳造による製作であつ
てもきわめて特性の良好なものを得ることができ、とく
に固溶体化処理と深冷処理とを行なつている際にビーム
と可動アームおよび荷重伝達アームとストツパホルダア
ームなどの可動部分は湯口アームで連結されているので
、変形したり破損したりするおそれがなく、安定した状
態で製作することができるものである。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示すもので、第1図はロー
ドセル本体鋳物の斜視図、第2図は機械加工を施したロ
ードセル本体およびストツパの斜視図、第3図はロード
セル本体に各部品を取付けたロードセル秤としての一部
を切欠した正面図である。 1a・・・・・・ロードセル本体鋳物、1・・・・・・
ロードセル本体、2・・・・・・固定支柱部、3・・・
・・・可動支柱部、4〜5・・・・・・可動アーム、6
・・・・・・平行四辺形機瓢10・・・・・・受圧部、
11・・・・・・ビーム、13・・・・・・荷重伝達ア
ーム、14・・・・・・ストツパホルダアーム、32・
・・・・・ストレンゲージ、36・・・・・・ストツパ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 固定支柱部に一端が連設されて上下で対向する可動
    アームの他端に受皿に連結される可動支柱部が連設され
    る平行四辺形機構と、一端が前記固定支柱部に連設され
    他端が湯道リブにより前記可動アームに連設されるとと
    もに中間部でストレンゲージを保持するビームと、一端
    が前記可動支柱部に連設され他端が前記ビームの受圧部
    に対向する荷重伝達アームと、この荷重伝達アームの先
    端と湯口リブにより連設されるとともに一端が前記固定
    支柱部に連設されたストッパホルダアームとを析出硬化
    型金属により一体的に鋳造したロードセル本体鋳物を設
    け、このロードセル本体鋳物を固溶体化処理してからた
    だちに0℃以下の低温雰囲気中で深冷処理し、前記ビー
    ムと前記可動アームとの分離および前記荷重伝達アーム
    と前記ストッパホルダアームとの分離のために前記湯口
    リブを除去する除去加工を行ない。 この除去加工後に可動アームに柔軟部を形成するフライ
    ス加工を含む機械加工をし、この機械加工後に析出硬化
    処理をしてロードセル本体を形成するようにしたことを
    特徴とするロードセル秤のロードセル本体製造方法。
JP10202278A 1978-08-22 1978-08-22 ロ−ドセル秤のロ−ドセル本体製造方法 Expired JPS5945084B2 (ja)

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