過酷な環境下でのベンディングビーム型ロードセルZ6R：堅牢な設計により、より効率的な生産プロセスを実現
ベンディングビーム型ロードセルは、過酷な環境で行われる生産プロセスで一般的に使用されているセンサです。このロードセルは、ほこり、液体、強力な洗浄剤などあらゆる種類の負荷にさらされます。このような困難な計測環境でも正確な計測結果を得られるように、HBMはロードセルZ6Rなどの製品や特殊なソリューションを提供しています。このロードセルは、特に堅牢、Z6と互換性、清掃が容易などの独自の特性を持っており、効率的な製造プロセスの構築を支援します。
多様で優れた機能を持つロードセルは、様々な生産システムで活躍しています：ベンディングビーム型ロードセルはコンパクトで高い汎用性があり、最大容量が 5 Kg～10 t なので、様々な計量アプリケーションに適しています。
「HBMは、1972年に Z6でベンディングビーム型ロードセルの業界標準を確立しました。」とStefan Schmidt（HBMプロダクトマネージャ）は述べています。「Z6の特徴的なベローズは、敏感な計測セクション部を保護しています。」
ベンディングビーム型ロードセルは、タンクやプロセス計量など、あらゆる業界で使用されています。製薬、化学、および化粧品産業に加えて、ベンディングビーム型ロードセルを備えた秤量装置は、建材、食品、および飼料産業で使用されています。このタイプのロードセルは、主に台秤、投薬および配合システム、包装機、および重量検査機に使用されます。幅広い要件を満たすために、これらの秤量装置は特に堅牢かつ高精度でなければならず、高精度な産業用にも対応する機能が必要です。用途によっては、製造中の環境条件が厳しいか、または食品製造などで、特殊な衛生要件があります。このような場合には、システムとロードセルを定期的にクリーニングする必要があります。
「HBMは、これらの基準を満たすサポートを提供しています。例えば、簡単に洗浄できるロードセルがあります。この新型 Z6R は、この点で新しい基準を確立しつつあります。」とStefan Schmidt氏は述べています。「特別設計の保護構造おかげで、特に堅牢で清掃が容易で、効率的な製造プロセスの構築を支援します。」
ベンディングビーム型ビームロードセルの特殊構造
ベンディングビーム型ビームロードセルは、以下の原理に従って構成されています。ロードセルの中心的要素部品はひずみゲージ（SG）で、金属棒状のきわい体に接着されています。ロードセルは、ホイートストンブリッジ回路を形成するように接続されています。計測方向に力が作用すると、計測体が伸長します。これにより、ひずみゲージが伸張し、その電気抵抗が変化します。このようにして、きわい体の弾性変形の度合いを計測すると、そこに作用する力を決定することができます。この計測値は、計測エレクトロニクスに収集され、様々な分析に利用されます。
このセンサは、合金鋼製のタイプが数多く使用されていますが、より堅牢なタイプはステンレス製です。ひずみゲージを効果的に保護するために、ロードセルの計測部全体が密閉されています。この目的のために、様々な保護メカニズムが使用されています。一部のモデルでは、注入された被覆剤が敏感な計測セクションを保護します。ビームロードセルが液体やほこりに接触する厳しい環境下で使用する場合は、計測部全体を密閉溶接します。最大定格が100 Kgを超えるベンディングビーム型ロードセルでは、通常、例えばHBMの ロードセルHLC 上に金属のカップを密閉溶接しています。HBMのベンディングビーム型ロードセルZ6のように最大容量が5 Kg～1 t のロードセルは、密閉溶接された金属ベローズを備えています。この非常に薄い壁のベローズは、計測セクションを密閉し、過酷な環境から計測部を保護します。
厳しい環境に耐える堅牢な設計によりロードセルを保護
用途に応じて、秤量器とその中に組み込まれたロードセルは、特別な種類の負荷を含む過酷な環境で使用されるため、様々な種類のリスクにさらされます。
第1に、汚れがベンディングビーム型ロードセルに悪影響を及ぼすことがあります。例えば、建築材料産業におけるほこりや汚れ、または食品産業における液体などです。
さらに、この汚れを除去するために使用される洗浄プロセスも、ロードセルに影響します。過酷な化学洗浄剤が頻繁に使用され、その活性が長時間消えない場合があります。したがって、これらの薬剤がシステム構成要素の表面を損傷する危険性があります。
クリーニング担当者は、通常、高圧クリーナーを使用して汚れを取り除きます。ロードセルは定期的に高圧の水流に耐えなければなりません。例えば、食品業界では、すべての食品事業者にとって必須の 「適正な衛生慣行」やHACCP（Hazard Analysis Critical Control Point）のようなEUの要求事項を遵守するために、秤量器を徹底的に清掃する必要があります。
システムのクリーニング時間は、通常、製造設備のダウンタイムとなるので、部品のクリーニングが難しいほど、ダウンタイムが長くなります。そのため、HBMは、クリーニングが容易で、同時に非常に堅牢なロードセルを開発してきました。その成果の1つが、堅牢な基礎の上に構築された新型ベンディングビーム型ロードセルZ6Rです。これは、数十年にわたりベンディングビーム型ロードセルの市場標準であるロードセルZ6の改良型です。
ロードセルZ6R：堅牢な設計により効率的な生産を保証
ロードセルZ6は、最初に市場投入された密閉型ロードセルであったため、業界標準となりました。」とStefan Schmidt氏は述べています。「ベローズは計測部を保護し、水や汚れがロードセルの内部に入るのを防ぎます」
Z6の継続的な機能強化と開発により、Z6Rが完成しました。計測範囲は20～200 KgでC3までの精度クラスがあります。その保護を重視した設計のため、ベローズの代わりに滑らかな円筒状の保護チューブを使用して、縫い目がまったくない、密閉されたロードセルとなっています。汚れ、例えば食品残留物は、このロードセルに付着しづらくなっており、さらに汚れポケットによる潜在的な危険性が低減されます。保護チューブは、高クロム同等タイプのステンレススチールで作られており、保護レベルを高めるために、特に肉厚の壁を使用しています。これにより、ロードセルはきわめて堅牢になり、クリーニングが簡単になりました。
新型Z6Rの表面は（電解）研磨されたステンレススチールで作られているため、汚染物質が付着しにくくなっています。液体も液滴になりすぐに滴り落ちます。そのため生産プロセスの効率を落とさずに、例えば衛生に関する高い要求に対応できます。これは、製薬、化学、化粧品業界、建築資材、食品、動物飼料の生産においては、大きな特長となります。台ばかり、投薬システム、秤量検査機などは、これらの産業で、大量に使用されています。
「保護クラスIP68/69Kなので、このロードセルは非常に堅牢で、高圧クリーナーでの洗浄や強力な化学洗浄剤にも耐えます。」とStefan Schmidt氏は述べています。
ロードセルZ6Rは、ATEXおよびIECEx認証を持っており、潜在的爆発性雰囲気で使用できます。Z6と同じ標準寸法なので、機械的・電気的に互換性があります。したがって、Z6Rは既存のプラットフォーム、マシン、システムに、すばやく統合可能で、設定時間（＝ダウンタイム）が大幅に短縮されます。
新型ベンディングビーム型ロードセルZ6R：
清掃が簡単 - 汚染からの保護を重視した設計
すき間やエッジのない防塵タイプの保護構造
高圧クリーナーでの洗浄可能
計測部は保護チューブを密閉溶接
電解研磨された表面により汚れの付着防止
堅牢 - 過酷な環境での使用に理想的
精度クラスC3
高級ステンレス製のエンクロージャ
化学薬品や洗浄剤などの攻撃的な媒体に高い耐性
潜在的な爆発性雰囲気での使用に対応
EMC耐性試験済み
迅速に交換・組み込み可能 - 簡単に設置できダウンタイムを短縮
寸法はロードセルZ6と同じ
Z6とZ6Rは電気的にも互換
簡単に交換可能
数多くのアプリケーションで使用可能 - 多様な業界で使用可能
タンク計量や高精度産業用計測に理想的
化学薬品、医薬品、建材、動物飼料、食品産業など幅広い分野での使用に対応
台ばかり、投薬および配合システム、包装機、および計量試験機での使用に最適