KR20120123171A

KR20120123171A - Load cell unit

Info

Publication number: KR20120123171A
Application number: KR1020110095568A
Authority: KR
Inventors: 야스마사 타카하시; 요시히토 후지이
Original assignee: 티아크 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2012-11-08
Also published as: KR101309318B1; JP5776899B2; JP2012233868A

Abstract

PURPOSE: A load cell unit is provided to apply loads from an upper direction of a load cell so that the load cell is not damaged even in case of actuating a large rotary load on the load cell. CONSTITUTION: A load cell unit comprises a load cell, a load cell base, a body case, a bottom plate(25), a top plate, a maintenance rod(26), a rod fixing member, a rotation allowance member, and a stopping member. The load cell comprises a strain gauge. The strain gauge generates electrical signals depending on a deformation amount. The load cell measures applied loads of an object. The body case comprises a body base(5) and a body cover. The bottom plate is arranged in the lower part of the load cell, thereby maintaining a space from the body base. The top plate is arranged in an upper direction of the load cell while being connected to the bottom plate to be integrated. The maintenance rod maintains the object attached on the lower part penetrated the body base. The rod fixing member fixes the top of the maintenance rod to the bottom plate. When rotation loads of the maintenance rod is increased, the rotation allowance member allows the temporary relative-rotation of the top plate with respect to the body case.

Description

Load Cell Unit {LOAD CELL UNIT}

본 발명은, 하중을 측정하기 위한 로드셀 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a load cell unit for measuring a load.

로드셀 유닛은, 피측정물을 매달아 올리거나 매어 달았을 때에 생기는 변형량으로부터 하중(중량)을 측정하는 것이며, 각종 기기에서의 하중측정에 이용되고 있다. 예를 들면, 단결정 실리콘 웨이퍼의 제조라인에서는, 단결정의 잉곳(ingot)의 제조에 이용되고 있다. 이 단결정 실리콘 웨이퍼를 제조하기 위해서는, 우선, 다결정 실리콘의 칩을 석영 도가니내에서 용해하고, 이 실리콘 용융액 속에 종결정을 넣어서 회전시키면서 천천히 끌어 올림으로써 종결정의 하방으로 원기둥 모양의 단결정 잉곳을 육성한다. 그리고, 단결정 잉곳을 절단 및 연마해서 단결정 실리콘 웨이퍼를 제조한다. 이 단결정 잉곳의 제조시에, 그 하중을 로드셀 유닛으로 측정하고, 소정의 직경 사이즈를 얻을 수 있도록, 그 인상 속도를 결정하고 있다.The load cell unit measures the load (weight) from the amount of deformation generated when the object to be suspended is suspended or suspended, and is used for load measurement in various devices. For example, in the manufacturing line of a single crystal silicon wafer, it is used for manufacture of a single crystal ingot. In order to manufacture this single crystal silicon wafer, first, a chip of polycrystalline silicon is dissolved in a quartz crucible, and a cylindrical single crystal ingot is formed under the seed crystal by slowly pulling it up while rotating the seed crystal in the silicon melt. The single crystal ingot is then cut and polished to produce a single crystal silicon wafer. At the time of manufacturing this single crystal ingot, the load is measured by a load cell unit, and the pulling speed is determined so that a predetermined diameter size can be obtained.

종래의 로드셀 유닛으로서는, 특허문헌 1에 나타나 있는 바와 같이, 원통 모양의 케이스내의 중간 칸막이 위에 로드셀을 고정하고, 이 로드셀을 둘러싸도록, 사각의 프레임형을 한 문형 연결체를 배치한 것이 알려져 있다. 원통 모양의 케이스내의 상방과 하방에, L자형을 한 상부판 스프링과 하부판 스프링이 고정되어 있다. 가압판의 축부는, 문형 연결체 상량(上梁)과 상부판 스프링을 관통하고, 그 상단부에 너트가 나사 결합하고 있다. 문형 연결체 상량과 상부판 스프링과의 사이에, 링 모양의 스페이서가 배치되어 있기 때문에, 너트의 고정에 의해, 상부판 스프링과 문형 연결체 상량과 가압판과의 3자가 일체로 되어 있다.As a conventional load cell unit, as shown in Patent Literature 1, a load cell is fixed on an intermediate partition in a cylindrical case and a rectangular frame-shaped connecting body is arranged to surround the load cell. The upper and lower plate springs having an L shape are fixed to the upper and lower portions of the cylindrical case. The shaft portion of the pressure plate penetrates the door-shaped connector body quantity and the upper plate spring, and the nut is screwed on the upper end portion thereof. Since the ring-shaped spacer is arranged between the door-shaped connector body quantity and the upper plate spring, the three members of the top plate spring, the door-shaped connector body quantity and the pressure plate are integrated by fixing the nut.

마찬가지로, 유지 로드는, 문형 연결체 하량(下梁)과 하부판 스프링을 관통하고, 원통 모양 케이스로부터 하방으로 돌출하고 있다. 문형 연결체 하량과 하부판 스프링과의 사이에 스페이서가 배치되고, 그리고 유지 로드의 플랜지가 하부판 스프링을 받아낸 상태에서, 유지 로드의 상단부에 너트가 나사 결합되기 때문에, 하부판 스프링과 문형 연결체의 아랫변과 유지 로드와의 3자가 일체로 되어 있다. 가압판의 중심축과 유지 로드는, 문형 연결체의 중심선 위에 배치되어 있다.Similarly, the holding rod penetrates the door-shaped connector lower portion and the lower plate spring and protrudes downward from the cylindrical case. Since the spacer is arranged between the lower door spring and the lower door spring, and the nut is screwed to the upper end of the retaining rod while the flange of the retaining rod receives the lower plate spring, Three characters of a side and a holding rod are integrated. The central axis of the pressure plate and the holding rod are disposed on the centerline of the door-shaped connecting body.

특허문헌 1에 기재된 로드셀 유닛은, 단결정 잉곳의 인상 하중의 측정에 이용되어, 유지 로드의 선단에 종결정이 부착되어 있다. 단결정 잉곳의 제조시에는, 로드셀 유닛을 회전시키면서 끌어 올린다. 단결정 잉곳의 육성에 의해, 유지 로드에 걸리는 하중량이 증대한다. 이 하중량에 따라 문형 연결체가 상하의 판 스프링에 저항하여 떨어진다. 이 문형 연결체가 떨어지면, 가압판도 일체로 떨어져, 로드셀을 가압한다. 로드셀내에 배치한 변형 게이지가 변형하고, 가압력에 따른 전기신호를 발생한다.The load cell unit of patent document 1 is used for the measurement of the pulling load of a single crystal ingot, and the seed crystal is affixed to the front-end | tip of a holding rod. In manufacturing a single crystal ingot, the load cell unit is pulled up while rotating. By growing single crystal ingots, the load on the holding rod increases. With this lower weight, the door-shaped connector falls against the upper and lower leaf springs. When this door-shaped connection body falls, a press plate will also fall integrally and pressurizes a load cell. The strain gauge arranged in the load cell deforms and generates an electrical signal according to the pressing force.

또한, 특허문헌 2에는, 와이어 권취방식의 실리콘 단결정 인상장치에 있어서, 와이어 권취기구에 걸리는 인장하중을 압축하중으로 하여서 셀 유닛에 작용시키는 것이 설명되어 있다. 특허문헌 2에 나타나 있는 바와 같이, 로드셀 유닛에 회전가능하게 연결된 오버 웨이트 방지 기구의 하단에는, 로프 시브가 피봇에 의해 회전가능하게 지지되어 있고, 이 로프 시브에는 실리콘 단결정을 끌어 올리기 위한 와이어 로프가 말아 걸려 있다. 오버 웨이트 방지 기구는, 중심축을 거쳐서 밸런스 샤프트에 연결되어, 밸런스 샤프트를 거쳐서 셀 유닛에 작용 결합하고 있다.In addition, Patent Document 2 describes that in the silicon single crystal pulling apparatus of the wire winding method, the tensile force applied to the wire winding mechanism is applied to the cell unit with the compressive load. As shown in Patent Literature 2, a rope sheave is rotatably supported by a pivot at a lower end of an overweight prevention mechanism rotatably connected to a load cell unit, and the rope sheave is provided with a wire rope for pulling up a silicon single crystal. It is rolled up. The overweight prevention mechanism is connected to the balance shaft via the central axis, and is coupled to the cell unit via the balance shaft.

일본국 공개실용신안 실공소 61-039940호Japanese Utility Model Utility Room 61-039940 일본국 실용신안공개 평성 제07-043767호Utility Model Disclosure in Japan No. 07-043767

석영 도가니내의 실리콘 용융액의 점도가 높게 되면, 유지 로드에 걸리는 회전 부하가 커진다. 특허문헌 1에서는, 유지 로드는 문형 연결체를 사이에 두고 판 스프링에 부착되어 있다. 판 스프링은, 원통 모양 케이스에 부착되어 있기 때문에, 원통 모양 케이스가 일정 속도로 회전하면, 이것과 같은 속도로 회전한다. 이 판 스프링과 일체로 연결된 유지 로드도 일정 속도로 회전하려고 하지만, 유지 로드에 걸리는 부하가 갑자기 커진 경우에는, 변형 게이지가 고정되어 있는 판 스프링이 비틀어져서 변형하기 때문에, 로드셀 유닛이 파손?고장나는 원인이 된다.When the viscosity of the silicon melt in the quartz crucible becomes high, the rotational load on the holding rod increases. In patent document 1, the holding rod is attached to the leaf spring with the door-shaped connecting body interposed therebetween. Since the leaf spring is attached to the cylindrical case, when the cylindrical case rotates at a constant speed, it rotates at the same speed. The holding rod connected integrally with the leaf spring also tries to rotate at a constant speed, but when the load applied to the holding rod suddenly increases, the leaf cell to which the strain gauge is fixed is twisted and deformed, so that the load cell unit is damaged or broken. Cause.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 것으로, 피측정물에 의한 회전 부하나 밀어올리기 하중등, 유지 로드에 걸리는 부하가 커졌을 때의 로드셀의 파손을 방지할 수 있는 로드셀 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a load cell unit capable of preventing damage to a load cell when a load applied to a holding rod, such as a rotating load or a pushing load by an object to be measured, is increased. do.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 로드셀 유닛은, 변형량에 따른 전기신호를 발생하는 변형 게이지를 갖고, 인가된 피측정물의 하중을 측정하는 로드셀과, 상기 로드셀의 밑면측을 고정한 로드셀 베이스와, 상기 로드셀 베이스의 밑면측을 고정한 본체 베이스와, 상기 본체 베이스의 상측에 부착되고, 상기 로드셀을 덮는 본체 커버와를 갖고, 상하 이동 및 회전가능하게 기기에 부착되는 본체 케이스와, 상기 로드셀 베이스의 하방으로 배치되고, 상기 본체 베이스와 간격을 유지하고, 상기 본체 베이스에 형성된 수납 오목부 속에 수납된 보텀 플레이트와, 상기 보텀 플레이트와 일체로 연결된 상태에서 상기 로드셀의 상방에 위치하도록, 상기 본체 커버내에 수납되어, 상기 로드셀에 상방으로부터 하중을 인가하는 톱 플레이트와, 상기 본체 베이스를 관통한 하단에서 상기 피측정물을 유지하는 유지 로드와, 상기 유지 로드의 상단을 상기 보텀 플레이트에 고정하는 로드 고정 수단과, 상기 톱 플레이트와 상기 로드셀과의 위치 관계가 일정하게 유지된 채로, 상기 유지 로드와 상기 본체 케이스와가 일체로 회전하도록 연결하고 있고, 상기 유지 로드의 회전 부하가 증가했을 때에, 상기 본체 케이스에 대하여 상기 톱 플레이트가 일시적으로 상대 회전하는 것을 허용하는 회전 허용 수단과, 상기 본체 케이스의 회전중에, 상기 회전 허용 수단에 의한 연결력보다도 큰 회전 부하가, 상기 유지 로드를 거쳐서 상기 톱 플레이트에 인가해서 상기 회전 허용 수단에 의한 연결이 해제되었을 때에, 상기 본체 케이스의 회전을 정지하는 정지 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the load cell unit of the present invention, the load cell having a strain gauge for generating an electrical signal according to the deformation amount, and measures the load of the object to be applied, a load cell base fixed to the bottom side of the load cell; A main body base fixing the bottom side of the load cell base, a main body cover attached to an upper side of the main body base and covering the load cell, and a main body case attached to the device so as to be movable up and down and rotatable, and below the load cell base. A bottom plate disposed at an interval of the main body base and spaced apart from the main body base and positioned above the load cell in a state of being integrally connected with the bottom plate, the bottom plate accommodated in the receiving recess formed in the main body base. A top plate which applies a load to the load cell from above, and the main body A holding rod for holding the object to be measured at a lower end passing through the switch, rod fixing means for fixing an upper end of the holding rod to the bottom plate, and a positional relationship between the top plate and the load cell is kept constant. Rotation holding means connecting the holding rod and the main body case to rotate integrally and allowing the top plate to temporarily rotate relative to the main body case when the rotation load of the holding rod increases; Rotation of the main body case during rotation of the main body case when a rotational load larger than the connecting force by the rotation allowing means is applied to the top plate via the holding rod and the connection by the rotation allowing means is released. And a stop means for stopping the operation.

또한, 상기 정지 수단은, 상기 피측정물에 의해 상기 회전 부하가 증가했을 때에, 상기 보텀 플레이트의 측면에 접촉하는 상기 수납 오목부의 벽면으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said stopping means is comprised by the wall surface of the said storage recessed part which contacts the side surface of the said bottom plate, when the said rotating load increases by the said to-be-measured object.

아울러, 상기 로드 고정 수단은, 상기 유지 로드의 상단부에 형성되고, 가로방향으로 연장되는 고정 오목부와, 상기 보텀 플레이트의 상단부에 형성되고, 가로방향으로 연장되는 고정 구멍과, 상기 고정 오목부 및 상기 고정 구멍에 삽입되는 고정 핀으로 구성되고, 상기 본체 케이스의 회전력이 강하기 때문에, 상기 정지 수단에 의해 상기 본체 케이스의 회전을 정지할 수 없는 경우에, 상기 고정 핀이 접혀서 상기 본체 케이스가 상기 보텀 플레이트와 함께 회전하는 것이 바람직하다.In addition, the rod fixing means, a fixing recess formed in the upper end of the holding rod, extending in the horizontal direction, a fixing hole formed in the upper end of the bottom plate, extending in the horizontal direction, the fixing recess and The fixing pin is inserted into the fixing hole, and since the rotational force of the main body case is strong, when the rotation of the main body case cannot be stopped by the stop means, the fixing pin is folded so that the main body case is bottomed. It is preferred to rotate with the plate.

또한, 상기 고정 핀은, 상기 연결 구멍 및 상기 연결 오목부에 삽입되었을 때에 지름이 넓어지는 스프링 핀으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said fixing pin is comprised by the spring pin which diameter becomes wide when inserted in the said connection hole and the said connection recessed part.

아울러, 상기 로드 고정 수단은, 상기 유지 로드의 상단부에 형성되고, 가로방향으로 연장되는 고정 오목부와, 상기 보텀 플레이트의 상단부에 형성되고, 가로방향으로 연장되는 클릭 구멍과, 상기 고정 오목부 및 상기 클릭 구멍에 삽입되는 클릭 볼과, 상기 고정 오목부에 삽입되어 있고, 상기 클릭 볼을 외측을 향해서 가압해서 그 일부를 상기 클릭 구멍에 삽입 함으로써 상기 유지 로드를 상기 보텀 플레이트에 고정하는 클릭 스프링으로 구성되고, 상기 본체 케이스의 회전력이 강하기 때문에, 상기 정지 수단에 의해 상기 본체 케이스의 회전을 정지할 수 없는 경우에, 상기 클릭 볼은, 상기 보텀 플레이트의 벽면에 의해 가압되어 상기 클릭 스프링의 가압에 저항하여 내측으로 이동해서 그 전부가 상기 고정 오목부 속에 들어가는 것으로 상기 로드 고정 수단에 의한 고정이 해제되고, 상기 본체 케이스가 상기 보텀 플레이트와 함께 회전하는 것이 바람직하다.In addition, the rod fixing means, a fixing recess formed in the upper end of the retaining rod, extending in the horizontal direction, the click hole formed in the upper end of the bottom plate, extending in the horizontal direction, the fixing recess and A click ball inserted into the click hole, and a click spring inserted into the fixing concave portion and pressurizing the click ball toward the outside and inserting a part thereof into the click hole to fix the holding rod to the bottom plate. The rotation of the main body case is so strong that, when the stop means cannot stop the rotation of the main body case, the click ball is pressed by the wall surface of the bottom plate to prevent the click spring from being pressed. The rod moves inward and resists all of the rod into the fixed recess. The fixing means is released by a time, it is preferable that the main body case rotate together with the bottom plate.

또한, 상기 톱 플레이트와 상기 로드셀과의 사이에, 상기 로드셀에 상방으로부터 하중을 인가하는 금속 볼을 배치하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to arrange | position the metal ball which applies a load from upper direction to the said load cell between the said top plate and the said load cell.

아울러, 상기 본체 베이스에는, 상기 본체 케이스의 회전력이 강하기 때문에, 상기 정지 수단에 의해 상기 본체 케이스의 회전을 정지할 수 없는 경우에, 상기 보텀 플레이트에 접촉해서 들어 올리고, 상기 톱 플레이트를 상기 금속 볼로부터 떨어지도록 하는 들어올림부가 설치되는 것이 바람직하다.Moreover, since the rotational force of the said main body case is strong in the said main body base, when the rotation of the said main body case cannot be stopped by the said stop means, it contacts and raises the said bottom plate, and the said top plate raises the said metal ball It is preferable that a lifting portion is provided to be separated from.

또한, 상기 회전 허용 수단은, 상기 로드셀의 윗면에 고정되어, 중심의 원추 홈내에 상기 금속 볼을 얹을 수 있는 고정판과, 상기 고정판과 상기 톱 플레이트를 연결함과 아울러, 상기 톱 플레이트를 서로 반대 방향으로 가압함으로써, 상기 톱 플레이트를 특정한 위치에 유지하는 복수의 코일 스프링과를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the rotation permitting means is fixed to the upper surface of the load cell, the fixing plate for placing the metal ball in the center conical groove, connecting the fixing plate and the top plate, and the top plate in the opposite direction It is preferable to provide the some coil spring which hold | maintains the said top plate in a specific position by pressurizing by the pressure.

본 발명에 의하면, 피측정물을 유지하는 유지 로드는, 톱 플레이트와 일체로 결합되고, 이 톱 플레이트는 금속 볼을 거쳐서 로드셀에 위로부터 하중을 인가하고 있다. 따라서, 종래 예와 같이, 유지 로드가 로드셀에 직접적으로 고정되어 있지 않기 때문에, 큰 회전 부하가 작용해도 로드셀을 파손할 경우는 없다.According to the present invention, the holding rod holding the object to be measured is integrally coupled with the top plate, and the top plate applies a load from above to the load cell via the metal ball. Therefore, as in the conventional example, since the holding rod is not fixed to the load cell directly, the load cell does not break even if a large rotating load is applied.

유지 로드의 회전 부하의 영향으로, 톱 플레이트가 로드셀에 대하여 상대 회전하면, 보텀 플레이트 등의 위치도 변화되기 때문에, 이것들이 본체 케이스와 접촉한다. 이 접촉에 의해, 로드셀의 하중이 미묘하게 변화되고, 그 때문에 고정밀도로 하중을 측정할 수 없게 된다. 본 발명에서는, 톱 플레이트와 로드셀과의 위치 관계를 일정하게 유지함과 아울러, 유지 로드의 회전 부하가 증가했을 때에, 톱 플레이트의 일시적인 상대 회전을 가능하게 하는 회전 허용 수단을 설치했기 때문에, 보텀 플레이트가 본체 케이스에 접촉하지 않도록 하여, 고정밀도의 측정을 행할 수 있다.When the top plate rotates relative to the load cell under the influence of the rotational load of the holding rod, the positions of the bottom plate and the like also change, so that they come into contact with the main body case. By this contact, the load of the load cell is slightly changed, and therefore, the load cannot be measured with high accuracy. In the present invention, the bottom plate is provided because the top plate and the load cell are held at a constant position, and when rotation load of the holding rod is increased, rotation permitting means for enabling temporary relative rotation of the top plate is provided. High precision measurement can be performed without contacting the main body case.

또한, 본체 케이스의 회전중에, 회전 허용 수단에 의한 연결력보다도 큰 회전 부하가, 유지 로드를 거쳐서 톱 플레이트에 인가해서 회전 허용 수단에 의한 연결이 해제되었을 때에, 본체 케이스의 회전을 정지하므로, 큰 회전 부하가 작용해도 로드셀을 파손하는 경우는 없다.In addition, during rotation of the main body case, when a rotation load larger than the connecting force by the rotation allowing means is applied to the top plate via the retaining rod and the connection by the rotation allowing means is released, the rotation of the main body case is stopped. The load cell does not break even if the rotational load is applied.

아울러, 유지 로드가 피측정물에 접촉했을 때등에서는, 유지 로드가 상방으로 밀어 올려질 수 있지만, 유지 로드의 윗면과 로드셀 베이스의 밑면과의 사이에는 간격이 형성되어 있기 때문에, 유지 로드는 보텀 플레이트 및 톱 플레이트와 함께 간격내에서 상방으로 이동가능하다. 이에 따라, 로드셀에 밀어 올리기의 작용력을 미치게 하지 않으므로, 로드셀의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 유지 로드가 밀어 올려졌을 때에, 하중이 제로가 되거나 하중이 급격하게 변화되기 때문에, 이 측정치 혹은 측정치의 변화를 이용하여, 예를 들면 종결정이 실리콘 용융액에 접촉한 것을 검지할 수 있다.
In addition, when the holding rod contacts the object to be measured, the holding rod may be pushed upward, but since the gap is formed between the upper surface of the holding rod and the bottom of the load cell base, the holding rod is bottomed. It is movable upwards in the gap with the plate and the top plate. As a result, since the force of pushing up the load cell is not exerted, breakage of the load cell can be prevented. In addition, when the holding rod is pushed up, since the load becomes zero or the load changes rapidly, for example, it is possible to detect that the seed crystal is in contact with the silicon melt by using the measured value or the change in the measured value.

도 1은 본 발명의 로드셀 유닛의 사시도다.
도 2는 로드셀의 분해 사시도다.
도 3은 로드셀 유닛의 주요부를 나타내는 분해 사시도다.
도 4는 로드셀 유닛의 세로방향 종단면도다.
도 5는 로드셀 유닛의 가로방향 종단면도다.
도 6은 본체 베이스의 내부를 나타내는 단면도다.
도 7은 본체 톱 커버를 뗀 상태의 로드셀 유닛을 나타내는 평면도다.
도 8은 로드셀 유닛과 단결정 인상 기구의 전기적 구성을 나타내는 블록도다.
도 9는 본 발명의 로드셀 유닛을 이용한 단결정 잉곳 제조 장치를 나타내는 설명도다.
도 10은 종결정의 하방으로 단결정 잉곳을 육성한 상태를 도시한 도 9와 같은 설명도다.
도 11은 유지 로드의 회전 부하로 스프링이 신장된 상태를 도시한 도 7과 같은 평면도다.
도 12는 본체 베이스가 보텀 플레이트에 접촉한 상태의 본체 베이스의 내부를 나타내는 단면도다.
도 13은 스프링 핀이 접힌 상태의 본체 베이스의 내부를 나타내는 단면도다.
도 14는 클릭 볼 및 클릭 스프링에 의해 유지 로드를 고정하는 제2실시예의 보텀 플레이트와 유지 로드를 나타내는 측면단면도다.
도 15는 제2실시예의 유지 로드의 고정이 해제된 상태의 보텀 플레이트와 유지 로드를 나타내는 측면단면도다.
도 16은 제2실시예의 보텀 플레이트와 유지 로드를 나타내는 평면단면도다.
도 17은 제2실시예의 유지 로드의 고정이 해제된 상태의 보텀 플레이트와 유지 로드를 나타내는 평면단면도다.
도 18은 실리콘 용융액의 점도 상승시에 보텀 플레이트를 들어 올리는 제3실시예의 로드셀 유닛을 나타내는 단면도다.
도 19는 제3실시예의 보텀 플레이트를 들어 올린 상태의 로드셀 유닛을 나타내는 단면도다.
도 20은 제3실시예의 본체 베이스의 내부를 나타내는 평면단면도다.
도 21은 제3실시예의 보텀 플레이트를 들어 올린 상태의 본체 베이스의 내부를 나타내는 평면단면도다.1 is a perspective view of a load cell unit of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the load cell.
3 is an exploded perspective view showing the main part of the load cell unit.
4 is a longitudinal longitudinal cross-sectional view of the load cell unit.
5 is a horizontal longitudinal cross-sectional view of the load cell unit.
6 is a cross-sectional view showing the inside of the main body base.
7 is a plan view illustrating a load cell unit in a state where the main body top cover is removed.
8 is a block diagram showing the electrical configuration of the load cell unit and the single crystal pulling mechanism.
9 is an explanatory view showing a single crystal ingot production device using the load cell unit of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory view similar to FIG. 9 showing a state in which a single crystal ingot is grown below the seed crystal.
FIG. 11 is a plan view like FIG. 7 illustrating a state in which the spring is extended by the rotational load of the retaining rod.
It is sectional drawing which shows the inside of the main body base in the state which the main body base contacted the bottom plate.
It is sectional drawing which shows the inside of the main body base of a state in which the spring pin was folded.
Fig. 14 is a side sectional view showing the bottom plate and the retaining rod of the second embodiment in which the retaining rod is fixed by the click ball and the click spring.
Fig. 15 is a side sectional view showing the bottom plate and the retaining rod in a state where the retaining rod of the second embodiment is released.
Fig. 16 is a plan sectional view showing the bottom plate and the holding rod of the second embodiment.
Fig. 17 is a plan sectional view showing the bottom plate and the holding rod in a state where the holding rod is not fixed in the second embodiment.
18 is a cross-sectional view showing a load cell unit of a third embodiment for lifting the bottom plate when the viscosity of the silicon melt rises.
19 is a cross-sectional view showing a load cell unit in a state where the bottom plate of the third embodiment is lifted up.
Fig. 20 is a plan sectional view showing the interior of the body base of the third embodiment.
Fig. 21 is a plan sectional view showing the inside of the main body base in a state where the bottom plate of the third embodiment is lifted up;

[제1실시예][First Embodiment]

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 로드셀 유닛(2)은, 본체 케이스(3)와, 이 본체 케이스(3)를 회전가능하게 지지하는 슬립 링(4)을 구비한다. 본체 케이스(3)는, 본체 베이스(5)와, 본체 커버(6)와, 본체 톱 커버(7)와, 중간 칸막이 판(8)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the load cell unit 2 includes a main body case 3 and a slip ring 4 rotatably supporting the main body case 3. The main body case 3 is composed of a main body base 5, a main body cover 6, a main body top cover 7, and an intermediate partition plate 8.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 본체 베이스(5)에는, 볼트(9a, 9b)가 삽입 통과되는 삽통구멍(5a, 5b)이 형성되어 있다. 본체 커버(6)에는, 볼트(9a, 9b)가 나사 결합하는 나사구멍(6a, 6b)이 형성되어 있다. 볼트(9a, 9b)는, 삽통구멍(5a, 5b)을 거쳐서 나사구멍(6a,6b)에 나사 결합되고, 본체 커버(6)는, 본체 베이스(5)의 상측에 부착되어 있다.As shown in FIG. 4, insertion holes 5a and 5b through which the bolts 9a and 9b are inserted are formed in the main body base 5. The main body cover 6 is formed with screw holes 6a and 6b to which the bolts 9a and 9b are screwed. The bolts 9a and 9b are screwed to the screw holes 6a and 6b via the insertion holes 5a and 5b, and the main body cover 6 is attached to the upper side of the main body base 5.

본체 커버(6)의 상부 외주면에는, 나사부 6c가 형성되고, 본체 톱 커버(7)의 하부 내주면에는, 나사부 6c에 나사 결합하는 나사부 7a가 형성되어 있다. 본체 톱 커버(7)는, 본체 커버(6)와의 사이에 중간 칸막이 판(8)을 끼운 상태에서, 나사부 6c와 나사부 7a가 나사 결합되어, 본체 커버(6)에 부착되어 있다.The thread part 6c is formed in the upper outer peripheral surface of the main body cover 6, and the thread part 7a which screws to the threaded part 6c is formed in the lower inner peripheral surface of the main body top cover 7. As shown in FIG. The main body top cover 7 is screwed with the screw part 6c and the screw part 7a in the state which inserted the intermediate | middle partition board 8 between the main body cover 6, and is attached to the main body cover 6.

도 2?도 6에 나타나 있는 바와 같이, 피측정물의 하중을 측정하기 위한 로드셀(10)은, 셀 본체(11)와, 복수의 변형 게이지로 구성되어 있다. 셀 본체(11)는, 외통부(11a)와 내통부(11b)를 구비하고, 본체 커버(6)내에 수납되어 있다. 이 외통부(11a)와 내통부(11b)는, 복수, 예를 들면 3개의 브리지(11c)로 연결되어 있다. 이것들의 외통부(11a)와 내통부(11b)와 3개의 브리지(11c)는, 금속, 예를 들면 알루미늄으로 일체로 형성되어 있다. 또한, 내통부(11b)에 하중이 인가되면, 각 브리지(11c)는 탄성에 의해 하중량에 따라 휠 수 있다.As shown in FIG. 2-6, the load cell 10 for measuring the load of a to-be-measured object is comprised from the cell main body 11 and several strain gauges. The cell main body 11 is equipped with the outer cylinder part 11a and the inner cylinder part 11b, and is accommodated in the main body cover 6. The outer cylinder portion 11a and the inner cylinder portion 11b are connected by a plurality of bridges 11c, for example. These outer cylinder portions 11a, inner cylinder portions 11b, and three bridges 11c are integrally formed of a metal, for example, aluminum. In addition, when a load is applied to the inner cylinder part 11b, each bridge 11c can bend by elasticity according to underweight.

1개의 브리지(11c)에 2개의 변형 게이지를 부착함으로써, 3개의 브리지(11c)의 윗면에는, 전부 6개의 변형 게이지(14a?14f)가 부착되어 있다. 마찬가지로, 밑면에도 변형 게이지(15a?15f)가 부착되어 있다(도 4 및 도 5 참조). 변형 게이지(14a?14f,15a?15f)는, 얇은 절연체 위에 금속의 저항체(금속박)를 지그재그 모양으로 부착한 것이며, 브리지(11c)가 하중에 의해 휘면, 이것과 함께 변형하여, 하중량에 따라 저항치가 변화된다. 이 실시예에서는 변형 게이지(14a?14f,15a?15f)는, 측정 레벨이 0?200N(설계에 따라 적당하게 변경)의 타입이 이용되고 있다. 또한, 브리지에 부착하는 변형 게이지의 수는, 브리지의 수나 필요로 하는 측정정밀도에 의해, 적당하게 변경가능하지만, 휘트스톤 브리지 회로를 형성하기 위해서, 4의 배수인 것이 바람직하다. 예를 들면, 다소 측정정밀도가 저하해도 좋은 경우에는, 외통부와 내통부를 4개의 브리지로 연결하고, 각 브리지에 1개씩 부착하도록 하여도 좋다 등이다.By attaching two strain gauges to one bridge 11c, all six strain gauges 14a to 14f are attached to the upper surfaces of the three bridges 11c. Similarly, strain gauges 15a to 15f are also attached to the bottom surface (see Figs. 4 and 5). The strain gauges 14a to 14f and 15a to 15f are formed by attaching a metal resistor (metal foil) in a zigzag shape on a thin insulator. When the bridge 11c is bent under load, the strain gauges are deformed together with the load. The resistance value is changed. In this embodiment, the strain gauges 14a to 14f and 15a to 15f have a measurement level of 0 to 200 N (modified according to design). The number of strain gages attached to the bridge can be appropriately changed depending on the number of bridges and the required measurement accuracy, but is preferably a multiple of 4 in order to form a Wheatstone bridge circuit. For example, when the measurement accuracy may be somewhat reduced, the outer cylinder portion and the inner cylinder portion may be connected by four bridges, and may be attached to each bridge one by one.

셀 본체(11) 위에는 고정판(17)이 배치되어 있다. 이 고정판(17)에는, 그 중앙에 축부(17a)가 일체로 설치된다. 이 축부(17a)는, 상단에는 금속 볼(12)을 얹을 수 있는 원추홈(17b)이 형성되고, 또 하단에 나사(17c)가 돌출하고 있다. 나사(17c)가 내통부(11b)에 나사 결합되므로 고정판(17)이 셀 본체(11)로부터 부상된 상태가 된다. 금속 볼(12)로서는, 예를 들면, 스틸 볼이 이용되고 있다. 또한, 축부(17a)와 셀 본체(11)(로드셀(10))를 일체로 성형하고, 고정판(17)을 축부(17a)에 부착하도록 하여도 좋다.The fixing plate 17 is disposed on the cell body 11. In the fixed plate 17, the shaft portion 17a is integrally provided at the center thereof. The shaft portion 17a has a conical groove 17b on which an upper metal ball 12 can be placed, and a screw 17c protrudes from the lower end thereof. Since the screw 17c is screwed to the inner cylinder part 11b, the fixing plate 17 will be in the state which floated from the cell main body 11. As the metal ball 12, a steel ball is used, for example. In addition, the shaft portion 17a and the cell body 11 (load cell 10) may be integrally formed, and the fixing plate 17 may be attached to the shaft portion 17a.

셀 본체(11)에는, 볼트(21a?21c)가 삽입 통과되는 삽통구멍(11d?11f)이 형성되어 있다. 로드셀 베이스(13)에는, 볼트(21a?21c)가 나사 결합하는 나사구멍(13a?13c)이 형성되어 있다. 볼트(21a?21c)는, 삽통구멍(11d?11f)을 거쳐서 나사구멍(13a?13c)에 나사 결합되고, 셀 본체(11)는 로드셀 베이스(13)의 윗면에 부착된다.In the cell body 11, insertion holes 11d to 11f through which bolts 21a to 21c are inserted are formed. In the load cell base 13, screw holes 13a to 13c to which the bolts 21a to 21c are screwed are formed. The bolts 21a to 21c are screwed to the screw holes 13a to 13c via the insertion holes 11d to 11f, and the cell body 11 is attached to the upper surface of the load cell base 13.

도 3에 나타나 있는 바와 같이, 로드셀 베이스(13)는, 본체 베이스(5)에 형성된 오목부(5c)에 수납된다. 로드셀 베이스(13)에는, 볼트(22a?22c)가 삽입 통과되는 삽통구멍(13d?13f)이 형성되어 있다. 오목부(5c)에는, 볼트(22a?22c)가 나사 결합하는 나사구멍(5d?5f)이 형성되어 있다. 볼트(22a?22c)는, 삽통구멍(13d?13f)을 거쳐서 나사구멍(5d?5f)에 나사 결합되고, 로드셀 베이스(13)는 본체 베이스(5)에 고정된다.As shown in FIG. 3, the load cell base 13 is accommodated in the recessed part 5c formed in the main body base 5. As shown in FIG. In the load cell base 13, insertion holes 13d to 13f through which bolts 22a to 22c are inserted are formed. In the recessed part 5c, the screw holes 5d-5f which the bolts 22a-22c screw together are formed. The bolts 22a to 22c are screwed to the screw holes 5d to 5f via the insertion holes 13d to 13f, and the load cell base 13 is fixed to the main body base 5.

로드셀 베이스(13)의 하방에는, 보텀 플레이트(25)가 배치되어 있다. 이 보텀 플레이트(25)는, 본체 베이스(5)에 형성된 수납 오목부(5g)에 수납되어 있다. 이 수납 오목부(5g)는, 보텀 플레이트(25)보다도 1 둘레 크고, 수납 오목부(5g)의 벽면과 보텀 플레이트(25)와의 사이에는, 간격이 있다. 이 간격은, 예를 들면, 한쪽으로 1mm이며, 양쪽으로 2mm가 된다.The bottom plate 25 is disposed below the load cell base 13. This bottom plate 25 is accommodated in the storage recessed part 5g formed in the main body base 5. This storage recessed part 5g is one round larger than the bottom plate 25, and there is a space | interval between the wall surface of the storage recessed part 5g and the bottom plate 25. As shown in FIG. This interval is, for example, 1 mm on one side and 2 mm on both sides.

보텀 플레이트(25)에는, 삽통구멍(25a)이 형성되어 있다. 이 삽통구멍(25a)에는, 피측정물을 유지하는 유지 로드(26)가 삽입되어 있다. 보텀 플레이트(25)에는, 고정 구멍(25b)이 형성되고, 유지 로드(26)에는, 고정 오목부(26a)가 형성되어 있다. C자 모양의 탄성변형 가능한 스프링 핀(27)은, 고정 구멍(25b) 및 고정 오목부(26a)에 삽입되어 있고, 삽입된 상태에서는, 지름이 넓어지는 방향으로의 탄성력을 가진다. 이 스프링 핀(27)에 의해, 유지 로드(26)는 보텀 플레이트(25)에 고정되어 있다.An insertion hole 25a is formed in the bottom plate 25. The holding rod 26 holding the object to be measured is inserted into the insertion hole 25a. A fixing hole 25b is formed in the bottom plate 25, and a fixing recess 26a is formed in the holding rod 26. The C-shaped elastically deformable spring pin 27 is inserted into the fixing hole 25b and the fixing recess 26a, and has an elastic force in the direction in which the diameter widens in the inserted state. The retaining rod 26 is fixed to the bottom plate 25 by this spring pin 27.

유지 로드(26)의 하단부는, 본체 베이스(5)에 형성된 삽통구멍(5h)에 삽입 통과되어, 본체 베이스(5)의 하방으로 돌출하고 있다. 유지 로드(26)의 윗면과 로드셀 베이스(13)의 밑면과의 사이에는 간격이 있다.The lower end of the retaining rod 26 is inserted through the insertion hole 5h formed in the main body base 5, and protrudes below the main body base 5. There is a gap between the upper surface of the holding rod 26 and the lower surface of the load cell base 13.

금속 볼(12)에는, 톱 플레이트(31)가 얹혀져 있다. 이 톱 플레이트(31)에는, 연결 로드(32,33)의 상단부가 삽입되는 삽입구멍(31a, 3lb)이 형성되어 있다. 보텀 플레이트(25)에는, 연결 로드(32,33)의 하단부가 삽입되는 삽입구멍(25c, 25d)이 형성되어 있다. 볼트(34a?34d)는, 삽입구멍(25c,25d,31a,3lb)을 거쳐서 연결 로드(32,33)의 나사구멍에 나사 결합되고, 보텀 플레이트(25)와 톱 플레이트(31)는 연결 로드(32,33)에 의해 일체로 연결되어 있다. 로드셀 베이스(13)에는, 연결 로드(32,33)를 삽입하기 위한 노치(notch)(13g,13h)가 형성되어 있다. 로드셀(10)에 매달리는 겉포장의 중량(tare; 36)은, 유지 로드(26), 보텀 플레이트(25), 연결 로드(32,33), 톱 플레이트(31)로 구성된다.The top plate 31 is mounted on the metal ball 12. The top plate 31 is formed with insertion holes 31a and 3lb into which upper ends of the connecting rods 32 and 33 are inserted. The bottom plate 25 is provided with insertion holes 25c and 25d into which the lower ends of the connecting rods 32 and 33 are inserted. The bolts 34a to 34d are screwed into the screw holes of the connecting rods 32 and 33 through the insertion holes 25c, 25d, 31a, and 3lb, and the bottom plate 25 and the top plate 31 are connected to the connecting rods. (32,33) are integrally connected. In the load cell base 13, notches 13g and 13h for inserting the connecting rods 32 and 33 are formed. The weight tare 36 of the outer packaging which hangs on the load cell 10 is comprised by the holding rod 26, the bottom plate 25, the connecting rods 32 and 33, and the top plate 31. As shown in FIG.

중간 칸막이 판(8)은, 본체 커버(6) 위에 얹혀 있고, 본체 톱 커버(7)로 꽉 눌러져 있다. 이 중간 칸막이 판(8)에는, 슬립 링(4)의 회전축(4a)이 고정되어 있다. 회전축(4a)은, 슬립 링(4)의 하우징(4b)내에 회전가능하게 설치된다. 이에 따라, 본체 케이스(3)가 회전하면, 중간 칸막이 판(8)과 함께 회전축(4a)이 회전한다. 이 회전축(4a)은, 하우징(4b)내에서 회전하기 때문에, 슬립 링(4)이 정지한 상태에서, 본체 케이스(3)가 로드셀(10)과 함께 회전한다. 이때, 보통 상태에서는, 유지 로드(26)도 로드셀(10)과 함께 회전한다.The intermediate partition plate 8 is mounted on the main body cover 6, and is pressed firmly by the main body top cover 7. The rotating shaft 4a of the slip ring 4 is fixed to this intermediate partition plate 8. The rotating shaft 4a is rotatably provided in the housing 4b of the slip ring 4. Thereby, when the main body case 3 rotates, the rotating shaft 4a will rotate with the intermediate partition plate 8. Since the rotary shaft 4a rotates in the housing 4b, the main body case 3 rotates together with the load cell 10 in a state where the slip ring 4 is stopped. At this time, in the normal state, the holding rod 26 also rotates together with the load cell 10.

중간 칸막이 판(8) 위에는, 회전축(4a)에 헐겁게 끼운 제어회로 기판 (38)이 부착되어 있다. 중간 칸막이 판(8) 위에는, 단면이 볼록한 모양의 관통구멍(8a)이 형성되어 있고, 이 관통구멍(8a)에는, 양단이 금속단자로 되어 있는 전극(18)이 부착되어 있다. 이 전극(18)의 금속단자 18a는 제어회로 기판(38)에, 금속단자 18b는 로드셀(10)의 중계 기판(도시 생략)에 각각 접속되어 있고, 변형 게이지(14a?14f,15a?15f)로 측정한 측정 신호(측정 전압)를 제어회로 기판(38)에 전달한다. 제어회로 기판(38)에는, 변형 게이지(14a?14f,15a?15f)의 전원회로, 증폭회로가 설치된다. 이 제어회로 기판(38)에는, 슬립 링(4)의 외부에 인출된 리드선(도시 생략)이 접속되어 있다.On the intermediate partition plate 8, the control circuit board 38 loosely fitted to the rotating shaft 4a is attached. On the intermediate partition plate 8, a through hole 8a having a convex cross section is formed, and an electrode 18 having both ends thereof as metal terminals is attached to the through hole 8a. The metal terminal 18a of this electrode 18 is connected to the control circuit board 38, and the metal terminal 18b is connected to the relay board (not shown) of the load cell 10, respectively, and strain gauges 14a to 14f, 15a to 15f. The measurement signal (measurement voltage) measured by the signal is transmitted to the control circuit board 38. The control circuit board 38 is provided with a power supply circuit and an amplifier circuit of the strain gauges 14a to 14f and 15a to 15f. A lead wire (not shown) drawn out of the slip ring 4 is connected to the control circuit board 38.

도 7에 나타나 있는 바와 같이, 고정판(17)의 윗면에는, 스프링 걸이부(41,42)가 설치된다. 이것들 스프링 걸이부(41,42)에는, 코일 스프링(43,44)의 일단이 걸려 있다. 톱 플레이트(31)의 밑면에는, 코일 스프링(43,44)의 타단이 걸리는 스프링 걸이부(45,46)가 설치된다. 코일 스프링(43,44)은, 톱 플레이트(31)를 서로 반대 방향으로 가압함으로써 톱 플레이트(31)를 고정판(17)과 연결함과 아울러, 톱 플레이트(31)를, 고정판(17)에 대하여 소정의 각도가 되도록 유지한다. 이에 따라, 보텀 플레이트(25)가 수납 오목부(5g) 내에서 그 벽면에 접촉하지 않고, 그 중앙에 위치 결정된다. 마찬가지로, 연결 로드(32,33)도 로드셀 베이스(13)의 노치(13g, 13h)에 접촉하지 않고, 그 중앙에 위치 결정된다. 이 때문에, 유지 로드(26)에 가해지는 하중이 그대로 로드셀(10)에 전달되기 때문에, 정확한 측정을 행할 수 있다.As shown in FIG. 7, the spring hook parts 41 and 42 are provided in the upper surface of the fixing plate 17. As shown in FIG. One end of the coil springs 43 and 44 is caught by these spring hook portions 41 and 42. On the bottom surface of the top plate 31, spring hook portions 45, 46 for holding the other ends of the coil springs 43, 44 are provided. The coil springs 43 and 44 connect the top plate 31 to the fixed plate 17 by pressing the top plates 31 in opposite directions to each other, and the top plate 31 to the fixed plate 17. Keep it at a predetermined angle. Thereby, the bottom plate 25 is positioned in the center thereof without contacting the wall surface in the storage recess 5g. Similarly, the connecting rods 32 and 33 do not contact the notches 13g and 13h of the load cell base 13 but are positioned at the center thereof. For this reason, since the load applied to the holding rod 26 is transmitted to the load cell 10 as it is, accurate measurement can be performed.

도 8에 나타나 있는 바와 같이, 로드셀(10)내에는, 변형 게이지(14a?14f,15a?15f)가 설치되어 있고, 하중을 곱하였을 때의 변형 극성이 같아지는 변형 게이지 3매를 직렬로 결선함으로써 4개의 결선 변형 게이지(48a?48d)를 형성하고 있다. 각 결선 변형 게이지(48a?48d)는, 휘트스톤 브리지회로(51)를 형성하고 있다. 이때, 휘트스톤 브리지회로의 형성에는, 4개의 저항이 필요하므로, 변형 게이지가 여러개(바람직하게는, 4의 배수개)존재하는 경우에는, 4개의 결선 변형 게이지가 형성되도록 각 변형 게이지를 결선한다.As shown in Fig. 8, in the load cell 10, strain gauges 14a to 14f, 15a to 15f are provided, and three strain gauges in which strain polarities are the same when multiplied by a load are connected in series. As a result, four connection strain gauges 48a to 48d are formed. Each connection strain gauge 48a to 48d forms a Wheatstone bridge circuit 51. At this time, since four resistances are required to form the Wheatstone bridge circuit, when there are several strain gauges (preferably multiples of four), each strain gauge is connected so that four wiring strain gauges are formed. .

휘트스톤 브리지회로(51)는, 결선 변형 게이지48a와 결선 변형 게이지48c의 접속 점A와, 결선 변형 게이지48b와 결선 변형 게이지48d의 접속 점B가, ＤＣ전원(52)에 접속되어 있다. 결선 변형 게이지48a와 결선 변형 게이지48d의 접속 점C와, 결선 변형 게이지48b와 결선 변형 게이지48c의 접속 점D는, 부귀환을 곱한 차동증폭기 49a, 49b의 +입력 단자에 각각 접속되어 있다. 각 차동증폭기 49a,49b의 출력은, 차동증폭기 49c에 입력되어, 그 차분이 증폭된다. 차동증폭기 49c의 출력은, 측정 전압으로서 A/D변환기(50)에 입력된다. 이 측정 전압은, A/D변환기(50)로 디지털 신호로 변환되어, 측정데이터로서 로드셀 유닛(2)의 외부에 추출된다. 또한, 증폭된 측정 전압을 아날로그 신호의 측정데이터로서 출력하도록 하여도 좋다. 측정 전압을 아날로그 신호의 측정데이터로서 출력하는 경우에는, A/D변환기(50)가 생략된다. 또한, 측정 전압의 증폭 방법은, 차동 증폭에 한정되는 것은 아니다.In the Wheatstone bridge circuit 51, the connection point A of the connection strain gauge 48a and the connection strain gauge 48c and the connection point B of the connection strain gauge 48b and the connection strain gauge 48d are connected to the DC power supply 52. The connection point C of the connection strain gauge 48a and the connection strain gauge 48d and the connection point D of the connection strain gauge 48b and the connection strain gauge 48c are connected to the + input terminals of the differential amplifiers 49a and 49b multiplied by negative feedback, respectively. The outputs of the respective differential amplifiers 49a and 49b are input to the differential amplifier 49c and the difference is amplified. The output of the differential amplifier 49c is input to the A / D converter 50 as a measurement voltage. This measurement voltage is converted into a digital signal by the A / D converter 50 and extracted outside the load cell unit 2 as measurement data. In addition, the amplified measurement voltage may be output as measurement data of an analog signal. When outputting the measured voltage as the measurement data of the analog signal, the A / D converter 50 is omitted. In addition, the amplification method of a measured voltage is not limited to differential amplification.

도 8에 나타내는 실시예에서는, 로드셀 유닛(2)은, 단결정 잉곳의 제조 장치의 단결정 인상 기구(53)에 사용되고 있다. 단결정 인상 기구(53)는, 이동 장치(54)와, 회전장치(55)와, 제어장치(56)를 구비하고 있다. A/D변환기(50)로부터의 출력으로부터 구해진 측정데이터는, 제어장치(56)에 보내진다. 이 제어장치(56)에서는, 이 측정데이터를 단결정 잉곳의 하중으로 한다. 이 하중에 따라, 제어장치(56)는, 미리 정한 특성곡선을 참조하여, 유지 로드(26)의 인상 속도와 회전속도를 구하고, 이동 장치(54)와 회전장치(55)를 제어한다.In the embodiment shown in FIG. 8, the load cell unit 2 is used for the single crystal pulling mechanism 53 of the manufacturing apparatus of the single crystal ingot. The single crystal pulling mechanism 53 includes a moving device 54, a rotating device 55, and a control device 56. The measurement data obtained from the output from the A / D converter 50 is sent to the control device 56. In this control apparatus 56, this measurement data is made into the load of a single crystal ingot. In response to this load, the controller 56 obtains the pulling speed and the rotational speed of the retaining rod 26 with reference to a predetermined characteristic curve, and controls the moving device 54 and the rotating device 55.

도 9는, 제1실시예의 로드셀 유닛을 사용한 단결정 잉곳의 제조 장치를 나타내는 것이다. 이 단결정 잉곳 제조 장치(60)는, 석영 도가니(61)와, 단결정 인상 기구(53)로 구성되어 있다. 단결정 잉곳을 제조하기 위한 재료로서는, 실리콘이나 사파이어 등을 들 수 있지만, 여기에서는 실리콘 단결정의 제조를 예로 들어 설명한다. 석영 도가니(61)안에는, 다결정 실리콘 칩을 가열해서 용해한 실리콘 용융액(62)이 수용되어 있다. 단결정 인상 기구(53)는, 로드셀 유닛(2)을 통해 유지 로드(26)를 회전시키면서, 천천히 끌어 올리는 것이며, 이동 장치(54)와 회전장치(55)를 구비하고 있다.9 shows an apparatus for producing a single crystal ingot using the load cell unit of the first embodiment. This single crystal ingot manufacturing apparatus 60 is comprised from the quartz crucible 61 and the single crystal pulling mechanism 53. Examples of a material for producing a single crystal ingot include silicon, sapphire, and the like. Here, the production of silicon single crystal is taken as an example. In the quartz crucible 61, a silicon melt 62 obtained by heating and melting a polycrystalline silicon chip is accommodated. The single crystal pulling mechanism 53 is slowly pulled up while rotating the holding rod 26 through the load cell unit 2, and includes a moving device 54 and a rotating device 55.

회전장치(55)는, 모터(64)와, 이 모터(64)의 모터 축에 고정된 구동 기어(65)와, 구동 기어(65)로 회전되는 대 기어(66)로 구성되어 있다. 대 기어(66)는, 볼트(67a,67b)에 의해, 본체 베이스(5)의 하부에 고정되어 있다. 또한, 대 기어(66)는, 그 중앙에, 유지 로드(26)보다도 지름이 큰 구멍이 형성되어 있고, 이 구멍을 통과시켜서 유지 로드(26)가 돌출하고 있다. 모터(64)가 회전하면, 대 기어(66)에 의해, 로드셀 유닛(2)이 회전한다.The rotating apparatus 55 is comprised from the motor 64, the drive gear 65 fixed to the motor shaft of this motor 64, and the large gear 66 rotated by the drive gear 65. As shown in FIG. The base gear 66 is fixed to the lower part of the main body base 5 by the bolts 67a and 67b. In the center of the base gear 66, a hole having a diameter larger than that of the holding rod 26 is formed, and the holding rod 26 protrudes through the hole. When the motor 64 rotates, the load cell unit 2 rotates by the large gear 66.

이동 장치(54)는, 예를 들면, 모터와 이송 나사 막대와, 이송 나사 막대에 나사 결합하는 너트로 구성되어 있다. 이 너트는, 로드셀 유닛(2)을 부착할 수 있는 승강대(도시 생략)에 부착되어 있다. 모터에 의해 이송 나사 막대가 회전하면, 너트가 승강대와 함께 가이드 축을 따라 승강 이동함으로써, 로드셀 유닛(2)이 상하 방향으로 이동한다.The moving device 54 is comprised, for example with a motor, a feed screw rod, and the nut which screws to a feed screw rod. This nut is attached to a lifting table (not shown) to which the load cell unit 2 can be attached. When the feed screw rod is rotated by the motor, the nut moves up and down along the guide shaft along with the platform, thereby moving the load cell unit 2 in the vertical direction.

다음에, 도 9?도 13을 참조하여, 본 발명을 실시한 단결정 잉곳 제조 장치(60)의 작용에 관하여 설명한다. 우선, 유지 로드(26)의 하단에 종결정(68)을 부착한다.Next, with reference to FIGS. 9-13, the effect | action of the single crystal ingot manufacturing apparatus 60 which implemented this invention is demonstrated. First, the seed crystal 68 is attached to the lower end of the holding rod 26.

단결정 인상 기구(53)의 시작 버튼을 누르면, 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 제어장치(56)는, 이동 장치(54)를 구동해서 로드셀 유닛(2)을 하방으로 이동하고, 종결정(68)을, 석영 도가니(61)내의 실리콘 용융액(62)의 액체 표면에 댄다. 그리고, 제어장치(56)는, 회전장치(55) 및 이동 장치(54)를 구동하고, 본체 케이스(3)를 회전시키면서 로드셀 유닛(2)을 끌어 올린다.When the start button of the single crystal pulling mechanism 53 is pressed, as shown in FIG. 9, the control device 56 drives the moving device 54 to move the load cell unit 2 downward, and the seed crystal 68 ) Is applied to the liquid surface of the silicon melt 62 in the quartz crucible 61. And the control apparatus 56 drives the rotating apparatus 55 and the moving apparatus 54, and pulls up the load cell unit 2, rotating the main body case 3. As shown in FIG.

톱 플레이트(31)는, 코일 스프링(43,44)에 의해 고정판(17)에 일체화되어 있고, 이 고정판(17)은, 로드셀(10), 로드셀 베이스(13)를 통해 본체 케이스(3)에 고정되어 있기 때문에, 톱 플레이트(31)를 포함하는 겉포장의 중량(36)은 본체 케이스(3)와 함께 회전한다.The top plate 31 is integrated with the fixed plate 17 by coil springs 43 and 44, and the fixed plate 17 is attached to the main body case 3 via the load cell 10 and the load cell base 13. Since it is fixed, the weight 36 of the outer packaging including the top plate 31 rotates together with the main body case 3.

로드셀 유닛(2)을 끌어 올리면, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 종결정(68)의 하방으로 단결정 잉곳ＣＩ가 육성되고, 이 단결정 잉곳ＣＩ의 중량이, 종결정(68), 겉포장의 중량(36), 금속 볼(12), 고정판(17)을 통해 로드셀(10)에 가해진다. 이 로드셀(10)에 인가한 하중은, 셀 본체(11)의 내통부(11b)를 누르기 때문에, 브리지(11c)가 약간이지만 만곡한다. 이 브리지(11c)의 만곡으로 변형 게이지(14a?14f,15a?15f)도 변형되기 때문에, 하중에 따른 측정 전압이 발생한다.When the load cell unit 2 is pulled up, as shown in FIG. 10, the single crystal ingot CI is grown below the seed crystal 68, and the weight of the single crystal ingot CI is the weight of the seed crystal 68 and the outer packaging. It is applied to the load cell 10 via the 36, the metal ball 12, and the fixed plate 17. Since the load applied to this load cell 10 presses the inner cylinder part 11b of the cell main body 11, although the bridge 11c is slightly curved, it is curved. Since the strain gauges 14a-14f, 15a-15f also deform | transform by the curvature of this bridge 11c, the measurement voltage according to a load generate | occur | produces.

변형 게이지(14a?14f,15a?15f)에 의해 형성되는 휘트스톤 브리지회로(51)의 접속 점C, D의 신호는, 차동증폭기 49a,49b에서 증폭되고나서, 차동증폭기 49c에 보내져, 그 차분이 차동증폭기 49c에서 증폭된다(예를 들면, 2mV→10V). 차동증폭기 49로 증폭된 측정 전압은, A/D변환기(50)로 디지털 신호로 변환되어, 측정데이터로서 제어장치(56)에 보내진다.The signals of the connection points C and D of the Wheatstone bridge circuit 51 formed by the strain gauges 14a to 14f and 15a to 15f are amplified by the differential amplifiers 49a and 49b, and then sent to the differential amplifiers 49c, and the differences thereof. This differential amplifier 49c is amplified (for example, 2mV → 10V). The measured voltage amplified by the differential amplifier 49 is converted into a digital signal by the A / D converter 50 and sent to the control device 56 as measurement data.

제어장치(56)는, 측정데이터에 의거하여, 육성된 단결정 잉곳ＣＩ의 중량이 적정한 것인가 아닌가(예를 들면, 1초간에 증가한 중량이 적정한 것인가 아닌가)를 판정한다. 제어장치(56)는, 적정하지 않다고 판정했을 경우에는, 이동 장치(54) 및 회전장치(55)를 제어하고, 로드셀 유닛(2)의 인상 속도나, 본체 케이스(3)의 회전속도를 조정한다. 이에 따라, 소망하는 직경의 단결정 잉곳ＣＩ가 육성된다. 소정시간(예를 들면, 60분) 경과하면, 제어장치(56)는, 이동 장치(54) 및 회전장치(55)를 정지시킨다. 육성된 단결정 잉곳ＣＩ는, 유지 로드(26)로부터, 종결정(68)과 함께 떼어진다. 이 단결정 잉곳ＣＩ는, 절단 및 연마되어서, 두께가 1?2mm정도의 원반형의 단결정 실리콘 웨이퍼가 제조된다.Based on the measurement data, the control device 56 determines whether the weight of the grown single crystal ingot CI is appropriate (for example, whether the weight increased in one second is appropriate). When the controller 56 determines that it is not appropriate, the controller 56 controls the moving device 54 and the rotary device 55 to adjust the pulling speed of the load cell unit 2 and the rotational speed of the main body case 3. do. As a result, single crystal ingot CI having a desired diameter is grown. When a predetermined time (for example, 60 minutes) elapses, the control device 56 stops the moving device 54 and the rotating device 55. The grown single crystal ingot CI is separated from the holding rod 26 together with the seed crystal 68. The single crystal ingot CI is cut and polished to produce a disc-shaped single crystal silicon wafer having a thickness of about 1 to 2 mm.

석영 도가니(61)내의 실리콘 용융액(62)의 점도가 높게 되면, 종결정(68)이 부착된 유지 로드(26)에 걸리는 회전 부하가 커진다. 이 경우, 보텀 플레이트(25), 연결 로드(32,33)를 통해 유지 로드(26)가 고정되어 있는 톱 플레이트(31)의 회전속도가 저하한다. 한편, 회전장치(55)에 의해 회전되는 본체 케이스(3)의 회전속도는, 일정하게 유지되어 있다. 이 경우, 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 코일 스프링(43,44)이 신장되어서, 본체 케이스(3)에 대하여 톱 플레이트(31)의 상대적인 회전이 허용된다. 그리고, 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 본체 베이스(5)의 수납 오목부(5g)의 벽면이 보텀 플레이트(25)의 측면에 접촉한다. 회전장치(55)에 의한 본체 케이스(3)의 회전력이 약할 경우, 수납 오목부(5g)의 벽면이 보텀 플레이트(25)의 측면에 접촉하면, 본체 케이스(3)의 회전이 정지된다. 이 경우에도, 회전장치(55)는 본체 케이스(3)를 회전시키려고 하고 있기 때문에, 출력 이상이 발생한다. 이 출력 이상이 발생했을 경우에는, 제어장치(56)는, 회전장치(55)를 정지한다.When the viscosity of the silicon melt 62 in the quartz crucible 61 becomes high, the rotational load on the holding rod 26 to which the seed crystal 68 is attached increases. In this case, the rotation speed of the top plate 31 to which the holding rod 26 is fixed through the bottom plate 25 and the connecting rods 32 and 33 is reduced. On the other hand, the rotation speed of the main body case 3 rotated by the rotating device 55 is kept constant. In this case, as shown in FIG. 11, the coil springs 43 and 44 are extended to allow relative rotation of the top plate 31 with respect to the body case 3. As shown in FIG. 12, the wall surface of the storage recess 5g of the main body base 5 contacts the side surface of the bottom plate 25. When the rotational force of the main body case 3 by the rotating device 55 is weak, when the wall surface of the storage recessed part 5g contacts the side surface of the bottom plate 25, rotation of the main body case 3 will stop. Also in this case, since the rotation apparatus 55 tries to rotate the main body case 3, an abnormality in output occurs. When this output abnormality arises, the control apparatus 56 stops the rotating apparatus 55. FIG.

한편, 회전장치(55)에 의한 본체 케이스(3)의 회전력이 강하기 때문에, 상기한 본체 케이스(3)의 회전 정지를 할 수 없는 경우에는, 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 고정 구멍(25b) 및 고정 오목부(26a)에 삽입된 스프링 핀(27)이 접혀서, 유지 로드(26)의 고정이 해제된다. 유지 로드(26)의 고정이 해제되면, 본체 케이스(3) 및 보텀 플레이트(25)가 함께 회전한다. 이에 따라, 용융액 점도의 변화로 유지 로드(26)에 큰 토크가 걸렸을 때에도, 로드셀(10)에 부하가 더해지는 것이 없기 때문에, 로드셀(10)이 깨지는 경우가 없다.On the other hand, since the rotational force of the main body case 3 by the rotation apparatus 55 is strong, when the rotation stop of the said main body case 3 cannot be performed, as shown in FIG. 13, the fixing hole 25b is shown. And the spring pin 27 inserted into the fixing recess 26a is folded, so that the holding rod 26 is released. When the holding rod 26 is released, the main body case 3 and the bottom plate 25 rotate together. As a result, even when a large torque is applied to the holding rod 26 due to a change in the melt viscosity, the load cell 10 does not add a load, so that the load cell 10 does not break.

또한, 단결정 잉곳ＣＩ의 분리 작업등을 행할 때에, 반동으로 유지 로드(26)가 상방으로 밀어 올려지는 것이 있다. 이 경우에는, 종결정(68)을 통해 유지 로드(26)가 상방으로 밀어 올려진다. 이 경우에는, 유지 로드(26)가 상방으로 이동하고, 유지 로드(26)의 윗면이 로드셀 베이스(13)의 밑면에 닿아, 유지 로드(26)와 로드셀 베이스(13)와의 사이의 간격이 없어진다. 이 간격내에서 보텀 플레이트(25)가 상승하면, 이것에 따라 톱 플레이트(31)가 상승해서 금속 볼(12)로부터 떨어진다. 이에 따라, 종결정(68) 및 유지 로드(26)의 밀어 올림에 의해 로드셀(10)에 부하가 더해지는 것이 없기 때문에, 로드셀(10)이 파손하는 경우가 없다. 또한, 로드셀 베이스(13) 및 유지 로드(26)는, 두께가 있어 강성이 높은 것이기 때문에, 밀어 올리기에 의해 맞닿아도 깨지는 경우가 없다.Moreover, when carrying out the separation operation | work of a single crystal ingot CI, etc., the holding rod 26 may be pushed upward by reaction. In this case, the holding rod 26 is pushed upward through the seed crystal 68. In this case, the retaining rod 26 moves upwards, the upper surface of the retaining rod 26 touches the bottom surface of the load cell base 13, and the gap between the retaining rod 26 and the load cell base 13 is lost. . When the bottom plate 25 rises within this space | interval, the top plate 31 raises and falls from the metal ball 12 by this. Thereby, since the load is not added to the load cell 10 by pushing up the seed crystal 68 and the holding rod 26, the load cell 10 does not break. In addition, since the load cell base 13 and the holding rod 26 are thick and have high rigidity, the load cell base 13 and the holding rod 26 do not break even when they are brought into contact by pushing up.

[제2실시예][Second Embodiment]

도 14?도 1７에 나타낸 제2실시예에서는, 클릭 볼(71) 및 클릭 스프링(72)에 의해, 유지 로드(26)가 보텀 플레이트(25)에 고정되어 있다. 또한, 제1실시예의 내용과 동일한 구성부재에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.In the second embodiment shown in FIGS. 14 to 17, the retaining rod 26 is fixed to the bottom plate 25 by the click balls 71 and the click springs 72. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the content of 1st Example, and the detailed description is abbreviate | omitted.

도 14 및 도 1６에 나타나 있는 바와 같이, 유지 로드(26)의 고정 오목부(26a)에는, 클릭 스프링(72) 및 클릭 볼(71)이 삽입되어 있다. 이 클릭 볼(71)은, 클릭 스프링(72)에 의해 외측에 가압되어 있다. 이 가압된 클릭 볼(71)의 일부가 보텀 플레이트(25)의 고정 구멍(클릭 구멍)(25b)에 삽입되고, 유지 로드(26)는 보텀 플레이트(25)에 고정되어 있다. 본 실시예에서는, 클릭 볼(71)과 클릭 스프링(72)과 고정 구멍(25b)에 의하여, 클릭 스톱 기구가 구성되어 있다. 또한, 클릭 스프링(72)은, 코일 스프링에 한하지 않고, 판 스프링이나 몰드 스프링을 사용해도 된다.As shown to FIG. 14 and FIG. 16, the click spring 72 and the click ball 71 are inserted in the fixed recessed part 26a of the holding rod 26. As shown in FIG. The click ball 71 is pressed outward by the click spring 72. A part of this pressurized click ball 71 is inserted into the fixing hole (click hole) 25b of the bottom plate 25, and the retaining rod 26 is fixed to the bottom plate 25. In this embodiment, the click stop mechanism is constituted by the click ball 71, the click spring 72, and the fixing hole 25b. In addition, the click spring 72 may use not only a coil spring but a leaf spring and a mold spring.

이 제2실시예에서는, 회전장치(55)에 의한 본체 케이스(3)의 회전력이 강하고, 실리콘 용융액(62)의 점도 상승시에, 본체 케이스(3)의 회전 정지를 할 수 없는 경우, 도 15 및 도 1７에 나타나 있는 바와 같이, 클릭 볼(71)은, 보텀 플레이트(25)의 벽면에 의해 가압된다. 이 가압에 의해, 클릭 볼(71)은, 클릭 스프링(72)의 가압에 저항해서 내측으로 이동해서 그 전부가 고정 오목부(26a) 속에 들어간다. 이에 따라, 유지 로드(26)의 고정이 해제되어서, 본체 케이스(3) 및 보텀 플레이트(25)가 함께 회전한다.In this second embodiment, when the rotational force of the main body case 3 by the rotating device 55 is strong and the rotation stop of the main body case 3 cannot be stopped when the viscosity of the silicon melt 62 rises, FIG. 15. And the click ball 71 is pressed by the wall surface of the bottom plate 25 as shown in FIG. By this pressurization, the click ball 71 moves inward against the pressurization of the click spring 72, and all of them click into the fixed recess 26a. As a result, the holding rod 26 is released, and the main body case 3 and the bottom plate 25 rotate together.

본체 케이스(3) 및 보텀 플레이트(25)가 1회전하면, 클릭 볼(71)이 클릭 스프링(72)에 의해 외측으로 이동하고, 그 일부가 보텀 플레이트(25)의 고정 구멍(25b)에 삽입되어, 유지 로드(26)는 보텀 플레이트(25)에 다시 고정된다.When the main body case 3 and the bottom plate 25 are rotated once, the click ball 71 is moved outward by the click spring 72 and a part thereof is inserted into the fixing hole 25b of the bottom plate 25. The retaining rod 26 is then fixed to the bottom plate 25 again.

[제3실시예][Third Embodiment]

도 18?도 21에 나타낸 제3실시예의 로드셀 유닛(80)은, 실리콘 용융액(62)의 점도 상승시에 보텀 플레이트(25)를 들어 올린다. 또한, 제1실시예의 내용과 동일한 구성부재에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.The load cell unit 80 of the third embodiment shown in FIGS. 18 to 21 lifts the bottom plate 25 when the viscosity of the silicon melt 62 rises. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the content of 1st Example, and the detailed description is abbreviate | omitted.

도 18 및 도 20에 나타나 있는 바와 같이, 본체 베이스(5)의 수납 오목부(5g)에는, 보텀 플레이트(25)를 들어 올리는 들어올림부(81a?81d)가 형성되어 있다. 보텀 플레이트(25)의 측면의 하단에는, 테이퍼면(25e)이 형성되어 있다.As shown in FIG.18 and FIG.20, the lifting | resting part 81a-81d which raises the bottom plate 25 is formed in 5g of storage recesses of the main body base 5. As shown in FIG. At the lower end of the side surface of the bottom plate 25, a tapered surface 25e is formed.

이 제3실시예에서는, 실리콘 용융액(62)의 점도 상승에 의해, 유지 로드(26)의 회전 부하가 증가했을 경우, 본체 케이스(3)에 대하여 톱 플레이트(31)가 상대적으로 회전한다. 회전장치(55)에 의한 본체 케이스(3)의 회전력이 약할 경우, 시계방향으로 회전하는 본체 베이스(5)의 들어올림부(81a,81d)가, 보텀 플레이트(25)의 테이퍼면(25e)에 접촉하여, 본체 케이스(3)의 회전이 정지된다.In this third embodiment, when the rotational load of the holding rod 26 increases due to the increase in the viscosity of the silicon melt 62, the top plate 31 relatively rotates with respect to the body case 3. When the rotational force of the main body case 3 by the rotation apparatus 55 is weak, the lifting parts 81a and 81d of the main body base 5 which rotates clockwise are made to the taper surface 25e of the bottom plate 25. In contact, the rotation of the main body case 3 is stopped.

한편, 회전장치(55)에 의한 본체 케이스(3)의 회전력이 강하기 때문에, 상기한 본체 케이스(3)의 회전 정지를 할 수 없는 경우에는, 도 19 및 도 21에 나타나 있는 바와 같이, 시계방향으로 회전하는 본체 베이스(5)의 들어올림부(81a,81d)가, 보텀 플레이트(25)의 테이퍼면(25e)을 가압해서 보텀 플레이트(25)를 들어 올리고, 들어올림부(81a,81d)는, 보텀 플레이트(25) 밑에 억지로 들어간다. 또한, 본체 베이스(5)가 반시계방향으로 회전할 경우에는, 본체 베이스(5)의 들어올림부(8lb,81c)가, 테이퍼면(25e)을 가압해서 보텀 플레이트(25)를 들어 올린다.On the other hand, since the rotational force of the main body case 3 by the rotation apparatus 55 is strong, when the rotation stop of the said main body case 3 cannot be performed, as shown to FIG. 19 and FIG. 21, clockwise direction The lifting portions 81a and 81d of the main body base 5 rotated by the pressing force press the tapered surface 25e of the bottom plate 25 to lift the bottom plate 25, and the lifting portions 81a and 81d are Forced under the bottom plate 25. Moreover, when the main body base 5 rotates counterclockwise, the lifting parts 8lb and 81c of the main body base 5 pressurize the taper surface 25e, and lift the bottom plate 25. As shown in FIG.

보텀 플레이트(25)가 들어 올려지면, 톱 플레이트(31)가 금속 볼(12)로부터 떨어진다. 이에 따라, 용융액 점도의 변화로 유지 로드(26)에 큰 토크가 걸렸을 때에도, 로드셀(10)에 부하가 더해지는 경우가 없기 때문에, 로드셀(10)이 깨지는 경우가 없다.When the bottom plate 25 is lifted up, the top plate 31 is separated from the metal ball 12. As a result, even when a large torque is applied to the holding rod 26 due to a change in the melt viscosity, the load cell 10 does not add a load, so that the load cell 10 does not break.

톱 플레이트(31)가 금속 볼(12)로부터 떨어지면, 각 변형 게이지(14a?14c)로 변형이 검출되지 않고, 로드셀 유닛(2)로부터의 출력이 0이 된다. 제어장치(56)는, 이 출력 이상을 검지했을 경우, 회전장치(55)를 정지한다.When the top plate 31 is separated from the metal balls 12, no deformation is detected by each strain gauge 14a to 14c, and the output from the load cell unit 2 becomes zero. When the control device 56 detects this output abnormality, the control device 56 stops the rotation device 55.

이때, 상기 실시예에서는 코일 스프링에 의해, 톱 플레이트를 본체 케이스와 일체로 회전하도록 연결함과 아울러, 본체 케이스에 대하여 톱 플레이트의 상대적인 회전을 허용하고 있지만, 코일 스프링 대신에, 영구자석의 반발력에 의해 연결 및 회전 허용을 행해도 된다. 이 경우, 본체 케이스와 톱 플레이트에, 서로 반발하는 동시에, 톱 플레이트를 서로 반대 방향으로 가압하는 영구자석을 복수 부착한다. 실리콘 용융액의 점도 상승에 의해 유지 로드에 걸리는 부하가 커지고, 톱 플레이트의 회전속도가 저하했을 경우에는, 본체 케이스의 영구자석이 톱 플레이트의 영구자석에 가까이 가기 때문에, 영구자석끼리의 반발력에 의해, 톱 플레이트가 회전되어, 본체 케이스와 톱 플레이트가 재차 일체로 연결된다.In this embodiment, the coil spring connects the top plate integrally with the main body case and allows relative rotation of the top plate with respect to the main body case, but instead of the coil spring, Connection and rotation allowance may be performed. In this case, a plurality of permanent magnets are attached to the main body case and the top plate and simultaneously pressurize the top plate in opposite directions. When the load on the holding rod increases due to the increase in viscosity of the silicone melt and the rotation speed of the top plate decreases, the permanent magnet of the main body case approaches the permanent magnet of the top plate. The top plate is rotated so that the body case and the top plate are integrally connected again.

또한, 상기 실시예에서는, 로드셀을 1개 사용한 로드셀 유닛에 본 발명을 적용하고 있지만, 본 발명은 복수의 로드셀을 사용한 로드셀 유닛에도 적용가능하다. 로드셀을 복수 사용할 경우에는, 0?200N의 정격용량의 저용량 로드셀과, 0?500N의 정격용량의 고용량 로드셀을 사용한다.Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a load cell unit using one load cell, but the present invention is applicable to a load cell unit using a plurality of load cells. When using a plurality of load cells, a low capacity load cell having a rated capacity of 0 to 200 N and a high capacity load cell having a rated capacity of 0 to 500 N are used.

아울러, 상기 제3실시예에서는, 스프링 핀에 의해 유지 로드를 보텀 플레이트에 고정하고 있지만, 상기 제2실시예와 같이, 클릭 볼 및 클릭 스프링에 의해 유지 로드를 보텀 플레이트에 고정해도 좋다.Incidentally, in the third embodiment, the retaining rod is fixed to the bottom plate by a spring pin, but as in the second embodiment, the retaining rod may be fixed to the bottom plate by the click ball and the click spring.

또한, 상기 실시예에서는 톱 플레이트와 로드셀을 고정판과 금속 볼을 거쳐서 연결한 로드셀 유닛을 예로 들어 설명하고 있지만, 특허문헌 2에 개시되어 있는 로드 센서 유닛과 같이, 금속 볼을 거치지 않고 톱 플레이트(특허문헌 2의 밸런스 샤프트에 상당)를 직접 로드셀과 연결하는 것 같은 구조의 로드셀 유닛에도 적용가능하다.In addition, in the above embodiment, the load cell unit in which the top plate and the load cell are connected via the fixed plate and the metal ball is described as an example. However, like the load sensor unit disclosed in Patent Document 2, the top plate (patent does not pass through the metal ball) It is also applicable to the load cell unit of the structure which connects the balance shaft of document 2 with a load cell directly.

아울러, 상기 실시예에서는 포스바로 단결정 잉곳을 끌어 올리는 단결정 잉곳 제조 장치를 예로 들어 설명하고 있지만, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 와이어를 권취하는 것으로 단결정 잉곳을 끌어 올리는 단결정 잉곳 제조 장치에도 적용가능하다.In addition, in the above embodiment, a single crystal ingot production apparatus for pulling up a single crystal ingot with a force bar is described as an example. Do.

이상의 실시예의 설명에 의거하여 이하의 구체적 형태를 들 수 있다.Based on description of the above Example, the following specific forms are mentioned.

부기 항 1. 상기 본체 커버는 통 모양을 하고 있고, 그 위에 상기 톱 커버가 고정되어, 상기 본체 케이스는 전체가 원기둥 모양을 하고 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 로드셀 유닛.Supplementary note 1. The load cell unit according to claim 1, wherein the main body cover has a cylindrical shape, and the top cover is fixed thereon, and the main body case has a cylindrical shape in its entirety.

부기 항 2. 상기 보텀 플레이트와 상기 톱 플레이트는, 복수의 연결 로드를 거쳐서 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 로드셀 유닛.Supplementary note 2. The load cell unit according to claim 1, wherein the bottom plate and the top plate are integrally connected via a plurality of connecting rods.

부기 항 3. 상기 본체 베이스에는, 가늘고 긴 오목부가 형성되어 있고, 이 속에 상기 보텀 플레이트가 적당한 간격을 유지하여 수납되는 것을 특징으로 하는 부기 항 1 또는 2에 기재된 로드셀 유닛.Supplementary note 3. The load cell unit according to Supplementary Note 1 or 2, wherein an elongated recess is formed in the main body base, and the bottom plate is accommodated at an appropriate interval therein.

2,80: 로드셀 유닛
3: 본체 케이스
5: 본체 베이스
6: 본체 커버
10: 로드셀
12: 금속 볼
13: 로드셀 베이스
14a?14f,15a?15f: 변형 게이지
25: 보텀 플레이트
26: 유지 로드
27: 스프링 핀
31: 톱 플레이트
36: 겉포장의 중량
43,44: 코일 스프링
61: 석영 도가니
62: 실리콘 용융액
71: 클릭 볼
72: 클릭 스프링
81a?81d: 들어올림부2,80: load cell unit
3: body case
5: body base
6: body cover
10: load cell
12: metal ball
13: load cell base
14a-14f, 15a-15f: strain gauge
25: bottom plate
26: maintenance load
27: spring pin
31: Top plate
36: Weight of outer packaging
43,44: coil spring
61: quartz crucible
62: silicon melt
71: click ball
72: click spring
81a-81d: lift

Claims

A load cell having a strain gauge for generating an electrical signal according to the strain amount, and measuring a load of an object to be applied;
A load cell base fixing the bottom side of the load cell;
A main body case having a main body base fixing the bottom side of the load cell base, a main body cover attached to an upper side of the main body base to cover the load cell, and attached to the device so as to be movable up and down and rotatable;
A bottom plate disposed below the load cell base and spaced apart from the main body base and accommodated in an accommodating recess formed in the main body base;
A top plate housed in the main body cover so as to be positioned above the load cell while being integrally connected to the bottom plate, and applying a load to the load cell from above;
A holding rod for holding the object to be measured at a lower end penetrating the body base;
Rod fixing means for fixing an upper end of the retaining rod to the bottom plate;
The holding rod and the main body case are connected to rotate integrally while the positional relationship between the top plate and the load cell is kept constant. When the rotation load of the holding rod increases, Rotation permitting means for allowing the top plate to temporarily rotate relative,
During rotation of the main body case, rotation of the main body case is applied when a rotational load larger than the connecting force by the rotation allowing means is applied to the top plate via the holding rod and the connection by the rotation allowing means is released. A load cell unit comprising a stop means for stopping.

The method of claim 1,
The said stop means is comprised by the wall surface of the said storage recessed part which contacts the side surface of the said bottom plate, when the said rotating load increases by the said to-be-measured object.

The method of claim 1,
The rod fixing means,
A fixed recess formed in an upper end of the retaining rod and extending in a horizontal direction;
A fixing hole formed at an upper end of the bottom plate and extending in a horizontal direction;
It is composed of a fixing pin inserted into the fixing recess and the fixing hole,
Since the rotational force of the main body case is strong, when the rotation of the main body case cannot be stopped by the stop means, the fixing pin is folded so that the main body case rotates together with the bottom plate.

The method of claim 3, wherein
The fixed pin is a load cell unit, characterized in that composed of a spring pin is widened when inserted into the connection hole and the connection recess.

The method of claim 1,
The rod fixing means,
A fixed recess formed in an upper end of the retaining rod and extending in a horizontal direction;
A click hole formed in an upper end of the bottom plate and extending in a horizontal direction;
A click ball inserted into the fixed recess and the click hole,
It is inserted into the said fixed recessed part, Comprising: It consists of the click spring which fixes the said holding rod to the said bottom plate by pressing the said click ball toward the outer side, and inserting a part into the said click hole,
Since the rotational force of the main body case is strong, when the rotation of the main body case cannot be stopped by the stop means, the click ball is pressed by the wall surface of the bottom plate and resists the pressure of the click spring. And all of the rods enter the fixing recess to release the fixing by the rod fixing means, and the main body case rotates together with the bottom plate.

6. The method according to any one of claims 1 to 5,
A load cell unit comprising a metal ball for applying a load from above to the load cell between the top plate and the load cell.

The method according to claim 6,
Since the rotational force of the main body case is strong in the main body base, when the rotation of the main body case cannot be stopped by the stop means, the main plate is brought into contact with the bottom plate and lifted up, and the top plate is separated from the metal ball. Load cell unit, characterized in that the lifting portion is installed to be.

The method according to claim 6,
The rotation allowance means,
A fixing plate fixed to an upper surface of the load cell, in which the metal ball is placed in a central conical groove;
And a plurality of coil springs for holding the top plate in a specific position by connecting the fixing plate and the top plate and pressing the top plate in opposite directions.