防爆型测力传感器装置制造方法
防爆型测力传感器装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种防爆型测力传感器装置，其相对于耐压防爆型构造、本质安全防爆型构造的测力传感器装置能够降低制造成本，并且相对于耐压防爆型构造的测力传感器装置能够小型化，并且能够确实地防止爆炸性气体等侵入到应变仪粘帖部、电气部件的配设部等。具备：应变体(1)；与应变体(1)紧贴地粘帖的应变仪(2)；与应变仪(2)连接并且安装在应变体(1)上的电气电路(3)；在密封状态下覆盖应变仪(2)和电气电路(3)的树脂部(4)；电力限制电路(5)，其在应变体(1)和应变仪(2)短路的情况等下，限制向电气电路(3)和应变仪(2)供给的电力，以使电气电路(3)的发热温度小于等于树脂部(4)的耐热温度。
【专利说明】防爆型测力传感器装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防爆型测力传感器（load cell)装置。
【背景技术】
[0002] 在金属制的应变体（strain element)上粘帖应变仪（strain gauge)而成的测力 传感器装置已经广为人知。该测力传感器装置也被用于对爆炸性气体等进行处理的环境， 但在该情况下，以前使用耐压防爆型构造的测力传感器装置、本质安全防爆型构造的测力 传感器装置等。
[0003] 耐压防爆型的测力传感器装置例如在专利文献1等中被公开，构成为通过铸造物 等的强固的金属制的箱体等从周围覆盖测力传感器，在万一内部起火的情况下，火焰不会 向外部脱逸。
[0004] 本质安全防爆型的测力传感器装置例如在专利文献2中被公开，构成为将具备限 制电压等的屏蔽（安全保持器）等的控制器配置在安全地点，使得在测力传感器中不起火。 [0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开昭60-111127号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开平9-236480号公报
【发明内容】
[0009] 但是，在耐压防爆型的测力传感器装置中，需要从周围覆盖测力传感器的金属制 的箱体等，因此存在以下的缺点：即制造成本大幅增加，并且由于箱体等而大型化。
[0010] 另外，在本质安全防爆型的测力传感器装置中，必须设置具备屏蔽（安全保持器） 等的控制器，因此在该情况下，制造成本也大幅增加。另外，在测力传感器中，只能使用极小 的电力，因此存在对使用用途、使用方法产生限制的缺点、原则上必须将具备屏蔽（安全保 持器）的控制器配置在安全的地点的缺点。
[0011] 作为改善这些缺点的方法，可以考虑用树脂覆盖测力传感器的应变仪粘帖部、与 应变仪连接的电路基板等，阻止爆炸性气体向应变仪粘帖部、电路基板的配设部等的侵入。 如果这样构成，则能够简化构造，因此能够抑制制造成本，并且不设置耐压防爆型的测力传 感器装置那样的金属制的箱体等即可，因此作为防爆型的测力传感器装置还能够谋求小型 化。此外，在 IEC(International Electro technical Commission:国际电气标准会议）的 国际规格"60079-18 (可燃性气体检测用电气设备第18部：气体单元密封"m"的保护形式 电气设备的构造、试验以及标记）"中的"7. 2. 3. 2固体绝缘内的距离"中，规定了在通过树 脂与电气部件绝缘的情况下，如果固体绝缘的最低厚度为〇. 1mm，即如果成为绝缘对象的位 置的树脂的厚度为〇. 1mm以上，则看作为有绝缘耐力。
[0012] 但是，在应变仪粘帖部，如果应变仪不与金属制的应变体紧贴则灵敏度降低，在要 得到某种程度的灵敏度时，必须以比0. 1mm小的尺寸紧贴地粘帖应变仪，在应变仪和应变 体之间无法隔着0. 1mm以上的树脂厚层。因此，有可能应变仪和应变体短路或故障等，应变 仪、与应变仪连接的电气部件发热等，温度上升到超过耐热温度的温度而发热部近旁的树 脂变软或熔化，这时，在最坏的情况下，有可能爆炸性气体通过树脂熔化的空间侵入到上述 短路位置、电气部件的发热部等而爆炸。
[0013] 本发明的目的在于：提供一种防爆型测力传感器装置，其相对于耐压防爆型构造、 本质安全防爆型构造的测力传感器装置能够降低制造成本，并且相对于耐压防爆型构造的 测力传感器装置能够小型化，并且能够确实地防止爆炸性气体等侵入到应变仪粘帖部、与 应变仪连接的电气部件的配设部等。
[0014] 为了解决上述问题，本发明的防爆型测力传感器装置的特征在于包括：应变体； 应变仪，与上述应变体紧贴地粘帖；电气电路，与上述应变仪连接并且安装在上述应变体 上；树脂部，以密封状态覆盖上述应变仪和上述电气电路；以及电力限制电路，在上述应变 体和上述应变仪短路的情况下，或者上述电气部件的端子或连接于该电气部件的布线部与 应变体接触或上述电气部件发生了故障的情况下，限制向上述电气电路和应变仪供给的电 力，以使上述电气电路和上述应变仪的发热温度小于等于上述树脂部的耐热温度。
[0015] 根据该结构，通过电力限制电路限制向应变仪和电气电路供给的电力，因此，在 万一应变体和应变仪短路的情况下，或者电气部件的端子、连接于该电气部件的布线部与 应变体接触、或电气部件故障的情况下，电气电路、应变仪的发热温度小于等于上述树脂部 的耐热温度。因此，能够防止覆盖电气电路、应变仪的树脂部超过耐热温度而变软或熔化， 其结果是能够防止爆炸性气体通过树脂部熔化的空间侵入到上述短路位置、电气电路的发 热部等而爆炸。
[0016] 另外，本发明的特征在于：上述电力限制电路具有将电流方向限制在一个方向上 的电流方向限制元件。根据该结构，例如在到电力限制电路为止的电路上有可能附加正电 压和负电压的电压的情况下，在万一应变体和应变仪短路，或者电气部件的端子、布线部等 与应变体等接触，或者电气部件故障的情况下，都将电流方向限制为一个方向，因此只附加 正电压或负电压，与之对应地能够抑制电气电路、应变仪的发热量。
[0017] 另外，理想的是作为上述电力限制电路，具有2个上述电流方向限制元件，并且具 有限制电流量的电流量限制元件，根据该结构，能够良好地限制电流方向和电流量，因此能 够良好地限制流过电气部件、应变仪的电力。
[0018] 另外，其特征在于：作为上述电气电路，具备处理从由多个应变仪构成的桥电路输 出的模拟信号的模拟信号处理电路、A/D变换器、处理从A/D变换器输出的数字信号的数字 信号处理电路。根据该结构，在具有电阻等电流量限制元件作为电力限制电路的情况下，也 能够良好地处理从桥电路输出的信号。
[0019] 此外，理想的是设置覆盖保护树脂部的保护罩。根据该结构，通过保护罩保护树脂 部，因此在设置了该防爆型测力传感器装置的情况下，能够防止发生任何物品接触树脂部 而覆盖电气电路、应变仪的树脂部的厚度减小等的不适合，可靠性提高。
[0020] 另外，本发明的特征在于：在配设在与上述电力限制电路连接的电线内的多个布 线上设置除去了覆盖部的导线露出部，在该导线露出部的周围填充树脂部，并且设置防止 布线的导线露出部之间接触的导线引导部。根据该结构，在万一爆炸性气体从外部通过布 线的覆盖部和导线部之间侵入的情况下，通过填充在布线的导线露出部的周围的树脂部， 也能够防止爆炸性气体由此侵入到内部。另外，通过导线引导部防止布线的导线露出部之 间接触，因此可靠性提高。
[0021] 此外，理想的是安装防止电线从应变体脱出的平板状的夹具，或者在填充树脂部 的位置的上部形成排气泡用孔部。如果形成了排气泡用孔部，则在填充树脂时能够防止在 内部残余气泡，可靠性提高。
[0022] 根据本发明，设置电力限制电路，其在应变体和应变仪短路的情况下，或者上述电 气部件的端子、连接于该电气部件的布线与应变体接触，或者上述电气部件故障的情况下， 都限制向电气部件和应变仪供给的电力，使得电气电路和应变仪的发热温度小于等于树脂 部的耐热温度，由此在万一应变体和应变仪短路的情况下，或者上述电气部件的端子、连接 于该电气部件的布线与应变体接触，或者上述电气部件故障的情况下，电气电路、应变仪的 发热温度小于等于上述树脂部的耐热温度。因此，防止覆盖电气电路、应变仪的树脂部超过 耐热温度而变软或熔化，其结果是能够防止爆炸性气体通过树脂部熔化的空间侵入到上述 短路位置、电气电路的发热部等而爆炸，可靠性提高。
[0023] 另外，是通过树脂部覆盖电气电路、应变仪、并只设置电力限制电路的比较简单的 结构，因此与耐压防爆型构造、内质安全防爆型构造的测力传感器装置相比能够降低制造 成本，并且与耐压防爆型构造的测力传感器装置相比能够小型化。
[0024] 另外，作为电力限制电路，设置将电流方向限制为一个方向的电流方向限制元件， 由此将电流方向限制为一个方向，因此能够抑制电气电路、应变仪的发热量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1(a)、（b)、（c)是本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置的平面图、正面 图、以及底面图。
[0026] 图2(a)是该防爆型测力传感器装置的左侧面图，（b)是该防爆型测力传感器装置 的纵断右侧面图（图1 (b)的Ilb-IIb线向视截面侧面图）。
[0027] 图3是该防爆型测力传感器装置的纵断正面图（图1(a)的III-III线向视截面 正面图）。
[0028] 图4是该防爆型测力传感器装置的横断平面图（图1 (b)的IV-IV线向视截面平 面图）。
[0029] 图5是该防爆型测力传感器装置的横断底面图（图1 (b)的V-V线向视截面底面 图）。
[0030] 图6是该防爆型测力传感器装置的设置有保持框和电力限制电路的位置的平面 截面图。
[0031] 图7(a)是该防爆型测力传感器装置的概要电路图，（b)是表示该防爆型测力传感 器装置的变形例子的概要电路图。
【具体实施方式】
[0032] 以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置。此外，此处所示 的实施方式只不过是一个例子，并不一定限定于该实施方式。
[0033] 图1(a)、（b)、（c)表示本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置的平面图、正 面图、以及底面图，图2 (a)是该防爆型测力传感器装置的左侧面图，图2(b)是该防爆型测 力传感器装置的纵断右侧面图（图1 (b)的Ilb-IIb线向视截面侧面图），图3是该防爆型 测力传感器装置的纵断正面图（图1 (a)的III-III线向视截面正面图），图4是该防爆型 测力传感器装置的横断平面图（图1 (b)的IV-IV线向视截面平面图），图5是该防爆型测 力传感器装置的横断底面图（图1 (b)的V-V线向视截面底面图），图6是该防爆型测力传 感器装置的设置有保持框和电力限制电路的位置的平面截面图。
[0034] 如图1?图5所示，本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置由金属制的应变 体（测力传感器主体）1、紧贴地粘帖在该应变体1上的多个应变仪2、由在与这些应变仪2 连接的状态下安装在应变体1上的多个电路基板3A、3B构成的电气电路3、在密封状态下覆 盖应变仪2和电气电路3的树脂部4、限制向上述电气电路3和应变仪2供给的电力的电力 限制电路5、与上述电力限制电路5连接的电线6、从外侧覆盖保护树脂部4的金属制的保 护罩7(7A、7B)等构成。
[0035] 应变体1形成有被支持（固定）在规定位置的支持固定部la、负荷载荷的载荷负 荷部lb、形成在支持固定部la和载荷负荷部lb之间的薄部lc，在薄部lc上面和下面分别 隔着极薄（比〇. 1_小的厚度）的绝缘薄膜（未图示）粘帖有成对的应变仪2 (即4个应 变仪2)。另外，应变体1大致为长方体形状，薄部lc形成有从应变体1的上面向下方凹陷 的凹陷部Id、从应变体1的下面向上方凹陷的凹陷部le，由此形成在这些凹陷部Id、le之 间，但如图4、图5所示，上下的凹陷部Id、le的靠左部分和靠右部分（在图4、图5的纸面 上为靠上部分和靠下部分）还形成有上下贯通的贯通部If、lg。
[0036] 在应变体1的支持固定部la的下部形成有从下面向上方凹陷的凹陷部lh、li，在 这些凹陷部lh、li配设有电气电路3(电路基板3A、3B)。此外，在本实施方式中，电路基板 3A在没有形成金属图案的单面基板的面上安装有凹陷部lh的底面部，另外电路基板3B隔 着凸起状的垫片11被固定，在与凹陷部lh的底面部离开的状态下被配设，但也可以隔着比 0. 1mm厚的绝缘|旲等安装电路基板3A、电路基板3B等。
[0037] 在应变体1的支持固定部la的上方，电力限制电路5隔着凸起状的垫片12用螺 钉等被固定，在从应变体1的上面离开的状态下被配设。进而，在应变体1的支持固定部la 的上方，从平面看，在从四方（前后左右）围住电力限制电路5的状态下向上方延伸的姿势 下，隔着薄板状的密封材料13 (参照图3)装载有保持框14。
[0038] 另外，如图3等所示，以从应变体1的支持固定部la的端部朝向内部在横方向 上延伸的方式形成孔部llj，电线6的前端部突入到该孔部lj。对于电线6,4条布线 6a (6a_l?6a_4)和屏蔽线6b (参照图7 (a)、（b))被覆盖部6c覆盖，筒状的密封材料15从 外嵌入到覆盖部6c的端部，在屏蔽线6b与金属制的应变体1接触的状态下安装导线6的 端部。另外，在电线6上组装有电线保持体（所谓的止动器）16和电线保持安装体（所谓 的接合器）17,其用于确实地安装该电线6使其不从应变体（测力传感器主体）1脱离。在 本实施方式中，如图4所示，用固定用螺钉18将圆环状的电线保持安装体17组装到应变体 1上，并且在从电线保持体16的粗径部16a突出的细径的公螺钉部16a突入螺旋到形成在 电线保持安装体17的中心部的母螺钉部17a中的状态下，将电线保持体16固定到电线保 持安装体17上。
[0039] 进而，如图4、图5等所示，在电线保持体16的粗径部16a的一部分上形成有从其 外周面切除到电线6所穿过的位置的切除部16c，将电线6按压到该切除部16c，用固定用 螺钉20安装以电线6的端部不从应变体1脱出的方式紧固的平板状的紧固板（夹具的一 个例子）16d。
[0040] 在应变体1的支持固定部la，接着电线6所穿过的孔部lj，形成有使该孔部lj的 内部空间和配设有电力限制电路5的保持框14的内部区域（保持框内部区域14a)连通的 布线用连通孔lk，电线6的布线6a经由该布线用连通孔lk与保持框内部区域14a连通。 另外，各布线6a除去了覆盖的导线露出部6aa与电力限制电路5的输入端子部（详细地说， 是设置有电力限制电路5的电路基板5a的输入端子部）连接。在此，布线6a的导线露出 部6aa很长（例如约5mm以上的长度）地剥去了覆盖部6ab。另外，在保持框内部区域14a 的与布线用连通孔lk连通的部分近旁，用螺钉22(参照图3)安装有绝缘性的导线引导部 21，如图6所示，在导线引导部21上，在横方向上相互离开的位置上形成有个别地引导4条 布线6a的覆盖部6ab的端部和与之相接的导线露出部6aa的4个槽部21a。另外，通过该 绝缘性的导线引导部21，在防止各导线露出部6aa之间接触的状态下，与电力限制电路5的 输入端子部连接。
[0041] 另外，配设有电气电路3(电路基板3A、3B)的凹陷部lh、li的内部区域和配设有 电力限制电路5的保持框内部区域14a也通过上下延伸的连通用孔部lm、In (参照图4)连 通。
[0042] 应变体1的配设有应变仪2的凹陷的凹陷部Id、le、使这些凹陷部lh、li之间贯通 连通的贯通部lf、lg、配设有电气电路3(电路基板3A、3B)的凹陷部lh、li、配设有电力限 制电路5的保持框内部区域14a、布线用连通孔lk、使凹陷部lh、li和保持框内部区域14a 连通的连通用孔部lm、In全部填充有树脂。另外，通过填充该树脂而成的树脂部4,在密封 状态下覆盖应变仪2、电气电路3 (电路基板3A、3B)、以及电力限制电路5。此外，在保持框 14的上部形成有广开口的开口孔（排气泡用孔的一个例子）14b，该开口孔14b也作为在填 充树脂时确认树脂的填充量的确认用孔部而发挥功能。
[0043] 另外，在有间隙的状态下通过金属制的保护罩7 (7A、7B)从外侧覆盖保护应变体1 的树脂部4向外侧露出的面（即填充到凹陷部Id的树脂部4的上面、填充到凹陷部le的 树脂部4的下面、填充到凹陷部lh、li的树脂部4的下面）、保持框14的保持框内部区域 14a的树脂部4向外侧露出的上面。
[0044] 图7(a)表示该防爆型测力传感器装置的概要电路图。如上述那样，全部的应变仪 2、电气电路3 (电路基板3A、3B)、电力限制电路5被树脂部4覆盖。例如，电路基板3A是将 应变仪2相互之间连接为桥电路的连接电路。电路基板3B由对从桥电路输出的模拟信号 进行处理的电路、将来自该电路的信号变换为数字信号的A/D变换器、对数字信号进行处 理的信号处理电路、传输该信号的通信电路构成。另外，由这些电路、多个应变仪2、应变体 1等构成数字测力传感器。
[0045] 另外，电力限制电路5例如由以下构成，即由将电流方向限制为一个方向的二极 管构成的2个电流方向限制元件5b、由限制电流量的3个电流量限制元件5c构成。即，在 电力限制电路5的连接有向应变仪2侧供给电力的布线6a_l的位置、连接有地线等布线 6a-4的位置分别设置有电流方向限制元件5b，其结果是在电力限制电路5中，构成为只在 从布线6 &-1施加正电压，并且布线6&-4接地的情况下，向电气电路3、3八、38、应变仪2供 给电力。另外，在电力限制电路5的连接有向应变仪2侧供给电力的布线6a-l的位置、连 接有传输来自应变仪2的信号的布线6a-2、6a-3的位置分别配设有由电阻构成的电流量限 制元件5c。另外，构成为在万一应变仪2与应变体1接触而短路，或配设在电气电路3、3A、 3B的电气部件的端子、连接于该电气部件的布线部与应变体接触，或上述电气部件故障而 从电气电路3、3A、3B产生漏电的情况下，限制向电气电路3、3A、3B和应变仪2供给的电力， 以使电气电路3、3A、3B和应变仪2的发热温度小于等于树脂部4的耐热温度。此外，也可 以如图7 (b)所示，在电力限制电路5的连接有供给电力的布线6a-l的位置等，代替由电阻 构成的电流量限制元件5c，而设置由保险丝构成的电流量限制元件5d，由此也能够限制最 大电流。
[0046] 根据上述结构，通过电力限制电路5限制供给到应变仪2和电气电路3、3A、3B的 电力，因此，在万一应变体1和应变仪2短路，或从电气电路3、3A、3B产生了漏电的情况下， 电气电路3、3八、38、应变仪2的发热温度也小于等于树脂部4的耐热温度。因此，能够防止 覆盖电气电路3、3八、38、应变仪2的树脂部4超过耐热温度而变软或熔化，其结果是能够防 止爆炸性气体通过树脂部4熔化的空间侵入到上述短路位置、电气电路3、3A、3B的发热部 等而爆炸，可靠性提高。
[0047] 另外，作为电力限制电路5，具有将电流方向限制为一个方向的2个电流方向限制 元件5b，因此例如在到电力限制电路5为止的电路有可能被施加正电压和负电压的双方的 电压的情况下，在万一应变体1和应变仪2短路，或者电气电路3、3A、3B的端子、布线部等 与应变体1等接触或故障的情况下，都将电流方向限制为一个方向。由此，在本实施方式 中，只施加正电压（或根据电路而只施加负电压），与之对应地能够抑制电气电路3、3A、3B、 应变仪2的发热量，可靠性进一步提高。
[0048] 另外，是通过树脂部4覆盖电气电路3、3八、38、应变仪2并只设置电力限制电路5 的比较简单的结构，因此与耐压防爆型构造、本质安全防爆型构造的测力传感器装置相比 能够降低制造成本，并且与耐压防爆型构造的测力传感器装置相比能够小型化。
[0049] 即，在耐压防爆型的测力传感器装置中，需要从周围覆盖测力传感器的极其强固 的金属制的箱体等，因此制造成本大幅增加，并且在本质安全防爆型的测力传感器装置中， 必须设置具备屏蔽（安全保持器）的控制器，因此在该情况下，制造成本也大幅增加。与此 相对，在如本实施方式那样填充树脂的防爆型的测力传感器装置中，是通过树脂部4覆盖 电气电路3、3八、38、应变仪2并只设置电力限制电路5的比较简单的结构，因此与耐压防爆 型的测力传感器装置、本质安全防爆型的测力传感器装置的情况相比，能够大幅降低制造 成本。
[0050] 另外，在本质安全防爆型的测力传感器装置中，只能使用极小的电力，因此存在对 使用用途、使用方法产生限制的缺点、原则上必须将具备屏蔽（安全保持器）的控制器配置 在安全的地点的缺点，但在本实施方式的防爆型的测力传感器装置中，能够处理电气电路 3、3八、38、应变仪2的发热温度为树脂部4的耐热温度以下的电力、即与本质安全防爆型的 测力传感器装置相比比较大的电力，因此与本质安全防爆型的测力传感器装置相比，大幅 缓和对使用用途、使用方法的限制。另外，通过用树脂部4还覆盖电力限制电路5,还能够将 测力传感器装置整体设置在危险地点。
[0051] 在上述实施方式中，设置覆盖保护树脂部4的保护罩7 (7A、7B)，树脂部4被保护 罩7 (7A、7B)保护，因此在设置了该防爆型测力传感器装置的情况下，能够防止发生任何物 品接触树脂部4而使覆盖电气电路3、3八、38、应变仪2的树脂部的厚度减小等的不适合，由 此可靠性也提高。即，在耐压防爆型构造的测力传感器装置中，必须覆盖即使内部爆炸而火 也不能脱逸到外部那样的极其强固的箱体等，但在本实施方式中，有用于防御树脂部4与 任何物品接触等而树脂部4的厚度减少的保护罩7 (7A、7B)即可，因此其构造也可以简单， 并且厚度也可以薄，因此与耐压防爆型构造的测力传感器装置相比能够小型化。
[0052] 本实施方式的防爆型测力传感器装置由具备A/D变换器等的数字测力传感器构 成，因此在作为电力限制电路5具有电阻等大流量限制元件的情况下，也能够良好地处理 从桥电路输出的信号。即，在处理模拟信号的测力传感器装置中，如果向桥电路等追加电 阻，则桥电路的平衡被破坏，产生无法进行正确的测定的不适合，但本实施方式的防爆型测 力传感器装置是数字测力传感器，因此即使设置电阻等电流量限制元件也能够良好地进行 测定。
[0053] 根据上述实施方式，在电线6的布线6a设置除去了覆盖部6c的导线露出部6aa， 在该导线露出部6aa的周围也填充树脂部4,因此在万一通过布线6a的覆盖部6c和导线部 之间从外部侵入了爆炸性气体的情况下，通过填充在布线6a的导线露出部6aa的周围的树 脂部4,也防止了爆炸性气体由此侵入到内部。其结果是能够防止爆炸性气体侵入到电力限 制电路5侧而爆炸。此外，理想的是将该导线露出部6aa设置树脂防爆的规定尺寸（例如 5mm)以上。另外，通过导线引导部21防止布线6a的导线露出部6aa之间接触，因此，由此 还能够防止因布线6a的导线露出部6aa之间接触造成的爆炸，可靠性提高。
[0054] 另外，在电线保持体16,按压电线6,用固定用螺钉20安装有以电线6的端部不从 应变体1脱出的方式紧固的平板状的紧固板16d，因此能够确实地防止电线6的端部从应变 体1脱出，由此可靠性也提高。另外，作为夹具的一个例子的紧固板16d是平板状的，因此 能够良好地按压截面为大致圆形的电线6。此外，通过将紧固板16的形状设为大致矩形，并 且使其角部弯曲（参照图1 (b))，还具有能够防止在组装紧固板16d时损伤电线6的优点。
[0055] 另外，在测力传感器装置的相当于填充树脂部4的上部的保持框14的上部形成了 广开口的开口孔14b，因此在将树脂注入到该测力传感器装置后，内部的气泡通过该开口孔 14b排出到外部，能够防止气泡残留在内部，由此可靠性也提高。另外，该开口孔14b还作为 在填充树脂时确认树脂的填充量的确认用孔部而发挥功能，因此在填充树脂时，能够一边 确认开口孔14b处的树脂量一边良好地填充树脂，操作性也变得良好。
[0056] 此外，在上述实施方式中，说明了应变体1为大致长方体形状的防爆型测力传感 器装置，但并不限于这种测力传感器装置。即，不只是上述那样应变体为长方体形状的单柱 梁型的测力传感器装置，也能够将本发明的结构应用于应变体为圆柱形状的单柱梁型、两 端固定梁型、或柱状的测力传感器装置、应变体为膜片状或环状的测力传感器装置等几乎 全部型的测力传感器装置。
【权利要求】
1. 一种防爆型测力传感器装置，其特征在于包括： 应变体； 应变仪，与上述应变体紧贴地粘帖； 电气电路，与上述应变仪连接并且安装在上述应变体上； 树脂部，以密封状态覆盖上述应变仪和上述电气电路；以及 电力限制电路，在上述应变体和上述应变仪短路的情况下，或者上述电气部件的端子 或连接于该电气部件的布线部与应变体接触或上述电气部件发生了故障的情况下，限制向 上述电气电路和应变仪供给的电力，以使上述电气电路和上述应变仪的发热温度小于等于 上述树脂部的耐热温度。
2. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：上述电力限制电路具 有将电流方向限制为一个方向的电流方向限制元件。
3. 根据权利要求2所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：作为上述电力限制电 路，具有2个上述电流方向限制元件，并且具有限制电流量的电流量限制元件。
4. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：作为上述电气电路，具 备处理从由多个应变仪构成的桥电路输出的模拟信号的模拟信号处理电路、A/D变换器、处 理从A/D变换器输出的数字信号的数字信号处理电路。
5. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：设置覆盖保护上述树 脂部的保护罩。
6. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：在配设在与上述电力 限制电路连接的电线内的多个布线上，设置除去了覆盖部的导线露出部，在该导线露出部 的周围填充树脂部，并且设置防止布线的导线露出部相互之间接触的导线引导部。
7. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：安装了防止电线从应 变体脱出的平板状的夹具。
8. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：在填充树脂部的位置 的上部形成排气泡用孔部。
【文档编号】G01L1/22GK104094092SQ201380008121
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年2月14日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】溝口高宏, 真锅逸夫 申请人:株式会社久保田
【专利摘要】本发明提供一种防爆型测力传感器装置，其相对于耐压防爆型构造、本质安全防爆型构造的测力传感器装置能够降低制造成本，并且相对于耐压防爆型构造的测力传感器装置能够小型化，并且能够确实地防止爆炸性气体等侵入到应变仪粘帖部、电气部件的配设部等。具备：应变体(1)；与应变体(1)紧贴地粘帖的应变仪(2)；与应变仪(2)连接并且安装在应变体(1)上的电气电路(3)；在密封状态下覆盖应变仪(2)和电气电路(3)的树脂部(4)；电力限制电路(5)，其在应变体(1)和应变仪(2)短路的情况等下，限制向电气电路(3)和应变仪(2)供给的电力，以使电气电路(3)的发热温度小于等于树脂部(4)的耐热温度。
【专利说明】防爆型测力传感器装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防爆型测力传感器（load cell)装置。
【背景技术】
[0002] 在金属制的应变体（strain element)上粘帖应变仪（strain gauge)而成的测力 传感器装置已经广为人知。该测力传感器装置也被用于对爆炸性气体等进行处理的环境， 但在该情况下，以前使用耐压防爆型构造的测力传感器装置、本质安全防爆型构造的测力 传感器装置等。
[0003] 耐压防爆型的测力传感器装置例如在专利文献1等中被公开，构成为通过铸造物 等的强固的金属制的箱体等从周围覆盖测力传感器，在万一内部起火的情况下，火焰不会 向外部脱逸。
[0004] 本质安全防爆型的测力传感器装置例如在专利文献2中被公开，构成为将具备限 制电压等的屏蔽（安全保持器）等的控制器配置在安全地点，使得在测力传感器中不起火。 [0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开昭60-111127号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开平9-236480号公报
【发明内容】
[0009] 但是，在耐压防爆型的测力传感器装置中，需要从周围覆盖测力传感器的金属制 的箱体等，因此存在以下的缺点：即制造成本大幅增加，并且由于箱体等而大型化。
[0010] 另外，在本质安全防爆型的测力传感器装置中，必须设置具备屏蔽（安全保持器） 等的控制器，因此在该情况下，制造成本也大幅增加。另外，在测力传感器中，只能使用极小 的电力，因此存在对使用用途、使用方法产生限制的缺点、原则上必须将具备屏蔽（安全保 持器）的控制器配置在安全的地点的缺点。
[0011] 作为改善这些缺点的方法，可以考虑用树脂覆盖测力传感器的应变仪粘帖部、与 应变仪连接的电路基板等，阻止爆炸性气体向应变仪粘帖部、电路基板的配设部等的侵入。 如果这样构成，则能够简化构造，因此能够抑制制造成本，并且不设置耐压防爆型的测力传 感器装置那样的金属制的箱体等即可，因此作为防爆型的测力传感器装置还能够谋求小型 化。此外，在 IEC(International Electro technical Commission:国际电气标准会议）的 国际规格"60079-18 (可燃性气体检测用电气设备第18部：气体单元密封"m"的保护形式 电气设备的构造、试验以及标记）"中的"7. 2. 3. 2固体绝缘内的距离"中，规定了在通过树 脂与电气部件绝缘的情况下，如果固体绝缘的最低厚度为〇. 1mm，即如果成为绝缘对象的位 置的树脂的厚度为〇. 1mm以上，则看作为有绝缘耐力。
[0012] 但是，在应变仪粘帖部，如果应变仪不与金属制的应变体紧贴则灵敏度降低，在要 得到某种程度的灵敏度时，必须以比0. 1mm小的尺寸紧贴地粘帖应变仪，在应变仪和应变 体之间无法隔着0. 1mm以上的树脂厚层。因此，有可能应变仪和应变体短路或故障等，应变 仪、与应变仪连接的电气部件发热等，温度上升到超过耐热温度的温度而发热部近旁的树 脂变软或熔化，这时，在最坏的情况下，有可能爆炸性气体通过树脂熔化的空间侵入到上述 短路位置、电气部件的发热部等而爆炸。
[0013] 本发明的目的在于：提供一种防爆型测力传感器装置，其相对于耐压防爆型构造、 本质安全防爆型构造的测力传感器装置能够降低制造成本，并且相对于耐压防爆型构造的 测力传感器装置能够小型化，并且能够确实地防止爆炸性气体等侵入到应变仪粘帖部、与 应变仪连接的电气部件的配设部等。
[0014] 为了解决上述问题，本发明的防爆型测力传感器装置的特征在于包括：应变体； 应变仪，与上述应变体紧贴地粘帖；电气电路，与上述应变仪连接并且安装在上述应变体 上；树脂部，以密封状态覆盖上述应变仪和上述电气电路；以及电力限制电路，在上述应变 体和上述应变仪短路的情况下，或者上述电气部件的端子或连接于该电气部件的布线部与 应变体接触或上述电气部件发生了故障的情况下，限制向上述电气电路和应变仪供给的电 力，以使上述电气电路和上述应变仪的发热温度小于等于上述树脂部的耐热温度。
[0015] 根据该结构，通过电力限制电路限制向应变仪和电气电路供给的电力，因此，在 万一应变体和应变仪短路的情况下，或者电气部件的端子、连接于该电气部件的布线部与 应变体接触、或电气部件故障的情况下，电气电路、应变仪的发热温度小于等于上述树脂部 的耐热温度。因此，能够防止覆盖电气电路、应变仪的树脂部超过耐热温度而变软或熔化， 其结果是能够防止爆炸性气体通过树脂部熔化的空间侵入到上述短路位置、电气电路的发 热部等而爆炸。
[0016] 另外，本发明的特征在于：上述电力限制电路具有将电流方向限制在一个方向上 的电流方向限制元件。根据该结构，例如在到电力限制电路为止的电路上有可能附加正电 压和负电压的电压的情况下，在万一应变体和应变仪短路，或者电气部件的端子、布线部等 与应变体等接触，或者电气部件故障的情况下，都将电流方向限制为一个方向，因此只附加 正电压或负电压，与之对应地能够抑制电气电路、应变仪的发热量。
[0017] 另外，理想的是作为上述电力限制电路，具有2个上述电流方向限制元件，并且具 有限制电流量的电流量限制元件，根据该结构，能够良好地限制电流方向和电流量，因此能 够良好地限制流过电气部件、应变仪的电力。
[0018] 另外，其特征在于：作为上述电气电路，具备处理从由多个应变仪构成的桥电路输 出的模拟信号的模拟信号处理电路、A/D变换器、处理从A/D变换器输出的数字信号的数字 信号处理电路。根据该结构，在具有电阻等电流量限制元件作为电力限制电路的情况下，也 能够良好地处理从桥电路输出的信号。
[0019] 此外，理想的是设置覆盖保护树脂部的保护罩。根据该结构，通过保护罩保护树脂 部，因此在设置了该防爆型测力传感器装置的情况下，能够防止发生任何物品接触树脂部 而覆盖电气电路、应变仪的树脂部的厚度减小等的不适合，可靠性提高。
[0020] 另外，本发明的特征在于：在配设在与上述电力限制电路连接的电线内的多个布 线上设置除去了覆盖部的导线露出部，在该导线露出部的周围填充树脂部，并且设置防止 布线的导线露出部之间接触的导线引导部。根据该结构，在万一爆炸性气体从外部通过布 线的覆盖部和导线部之间侵入的情况下，通过填充在布线的导线露出部的周围的树脂部， 也能够防止爆炸性气体由此侵入到内部。另外，通过导线引导部防止布线的导线露出部之 间接触，因此可靠性提高。
[0021] 此外，理想的是安装防止电线从应变体脱出的平板状的夹具，或者在填充树脂部 的位置的上部形成排气泡用孔部。如果形成了排气泡用孔部，则在填充树脂时能够防止在 内部残余气泡，可靠性提高。
[0022] 根据本发明，设置电力限制电路，其在应变体和应变仪短路的情况下，或者上述电 气部件的端子、连接于该电气部件的布线与应变体接触，或者上述电气部件故障的情况下， 都限制向电气部件和应变仪供给的电力，使得电气电路和应变仪的发热温度小于等于树脂 部的耐热温度，由此在万一应变体和应变仪短路的情况下，或者上述电气部件的端子、连接 于该电气部件的布线与应变体接触，或者上述电气部件故障的情况下，电气电路、应变仪的 发热温度小于等于上述树脂部的耐热温度。因此，防止覆盖电气电路、应变仪的树脂部超过 耐热温度而变软或熔化，其结果是能够防止爆炸性气体通过树脂部熔化的空间侵入到上述 短路位置、电气电路的发热部等而爆炸，可靠性提高。
[0023] 另外，是通过树脂部覆盖电气电路、应变仪、并只设置电力限制电路的比较简单的 结构，因此与耐压防爆型构造、内质安全防爆型构造的测力传感器装置相比能够降低制造 成本，并且与耐压防爆型构造的测力传感器装置相比能够小型化。
[0024] 另外，作为电力限制电路，设置将电流方向限制为一个方向的电流方向限制元件， 由此将电流方向限制为一个方向，因此能够抑制电气电路、应变仪的发热量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1(a)、（b)、（c)是本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置的平面图、正面 图、以及底面图。
[0026] 图2(a)是该防爆型测力传感器装置的左侧面图，（b)是该防爆型测力传感器装置 的纵断右侧面图（图1 (b)的Ilb-IIb线向视截面侧面图）。
[0027] 图3是该防爆型测力传感器装置的纵断正面图（图1(a)的III-III线向视截面 正面图）。
[0028] 图4是该防爆型测力传感器装置的横断平面图（图1 (b)的IV-IV线向视截面平 面图）。
[0029] 图5是该防爆型测力传感器装置的横断底面图（图1 (b)的V-V线向视截面底面 图）。
[0030] 图6是该防爆型测力传感器装置的设置有保持框和电力限制电路的位置的平面 截面图。
[0031] 图7(a)是该防爆型测力传感器装置的概要电路图，（b)是表示该防爆型测力传感 器装置的变形例子的概要电路图。
【具体实施方式】
[0032] 以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置。此外，此处所示 的实施方式只不过是一个例子，并不一定限定于该实施方式。
[0033] 图1(a)、（b)、（c)表示本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置的平面图、正 面图、以及底面图，图2 (a)是该防爆型测力传感器装置的左侧面图，图2(b)是该防爆型测 力传感器装置的纵断右侧面图（图1 (b)的Ilb-IIb线向视截面侧面图），图3是该防爆型 测力传感器装置的纵断正面图（图1 (a)的III-III线向视截面正面图），图4是该防爆型 测力传感器装置的横断平面图（图1 (b)的IV-IV线向视截面平面图），图5是该防爆型测 力传感器装置的横断底面图（图1 (b)的V-V线向视截面底面图），图6是该防爆型测力传 感器装置的设置有保持框和电力限制电路的位置的平面截面图。
[0034] 如图1?图5所示，本发明的实施方式的防爆型测力传感器装置由金属制的应变 体（测力传感器主体）1、紧贴地粘帖在该应变体1上的多个应变仪2、由在与这些应变仪2 连接的状态下安装在应变体1上的多个电路基板3A、3B构成的电气电路3、在密封状态下覆 盖应变仪2和电气电路3的树脂部4、限制向上述电气电路3和应变仪2供给的电力的电力 限制电路5、与上述电力限制电路5连接的电线6、从外侧覆盖保护树脂部4的金属制的保 护罩7(7A、7B)等构成。
[0035] 应变体1形成有被支持（固定）在规定位置的支持固定部la、负荷载荷的载荷负 荷部lb、形成在支持固定部la和载荷负荷部lb之间的薄部lc，在薄部lc上面和下面分别 隔着极薄（比〇. 1_小的厚度）的绝缘薄膜（未图示）粘帖有成对的应变仪2 (即4个应 变仪2)。另外，应变体1大致为长方体形状，薄部lc形成有从应变体1的上面向下方凹陷 的凹陷部Id、从应变体1的下面向上方凹陷的凹陷部le，由此形成在这些凹陷部Id、le之 间，但如图4、图5所示，上下的凹陷部Id、le的靠左部分和靠右部分（在图4、图5的纸面 上为靠上部分和靠下部分）还形成有上下贯通的贯通部If、lg。
[0036] 在应变体1的支持固定部la的下部形成有从下面向上方凹陷的凹陷部lh、li，在 这些凹陷部lh、li配设有电气电路3(电路基板3A、3B)。此外，在本实施方式中，电路基板 3A在没有形成金属图案的单面基板的面上安装有凹陷部lh的底面部，另外电路基板3B隔 着凸起状的垫片11被固定，在与凹陷部lh的底面部离开的状态下被配设，但也可以隔着比 0. 1mm厚的绝缘|旲等安装电路基板3A、电路基板3B等。
[0037] 在应变体1的支持固定部la的上方，电力限制电路5隔着凸起状的垫片12用螺 钉等被固定，在从应变体1的上面离开的状态下被配设。进而，在应变体1的支持固定部la 的上方，从平面看，在从四方（前后左右）围住电力限制电路5的状态下向上方延伸的姿势 下，隔着薄板状的密封材料13 (参照图3)装载有保持框14。
[0038] 另外，如图3等所示，以从应变体1的支持固定部la的端部朝向内部在横方向 上延伸的方式形成孔部llj，电线6的前端部突入到该孔部lj。对于电线6,4条布线 6a (6a_l?6a_4)和屏蔽线6b (参照图7 (a)、（b))被覆盖部6c覆盖，筒状的密封材料15从 外嵌入到覆盖部6c的端部，在屏蔽线6b与金属制的应变体1接触的状态下安装导线6的 端部。另外，在电线6上组装有电线保持体（所谓的止动器）16和电线保持安装体（所谓 的接合器）17,其用于确实地安装该电线6使其不从应变体（测力传感器主体）1脱离。在 本实施方式中，如图4所示，用固定用螺钉18将圆环状的电线保持安装体17组装到应变体 1上，并且在从电线保持体16的粗径部16a突出的细径的公螺钉部16a突入螺旋到形成在 电线保持安装体17的中心部的母螺钉部17a中的状态下，将电线保持体16固定到电线保 持安装体17上。
[0039] 进而，如图4、图5等所示，在电线保持体16的粗径部16a的一部分上形成有从其 外周面切除到电线6所穿过的位置的切除部16c，将电线6按压到该切除部16c，用固定用 螺钉20安装以电线6的端部不从应变体1脱出的方式紧固的平板状的紧固板（夹具的一 个例子）16d。
[0040] 在应变体1的支持固定部la，接着电线6所穿过的孔部lj，形成有使该孔部lj的 内部空间和配设有电力限制电路5的保持框14的内部区域（保持框内部区域14a)连通的 布线用连通孔lk，电线6的布线6a经由该布线用连通孔lk与保持框内部区域14a连通。 另外，各布线6a除去了覆盖的导线露出部6aa与电力限制电路5的输入端子部（详细地说， 是设置有电力限制电路5的电路基板5a的输入端子部）连接。在此，布线6a的导线露出 部6aa很长（例如约5mm以上的长度）地剥去了覆盖部6ab。另外，在保持框内部区域14a 的与布线用连通孔lk连通的部分近旁，用螺钉22(参照图3)安装有绝缘性的导线引导部 21，如图6所示，在导线引导部21上，在横方向上相互离开的位置上形成有个别地引导4条 布线6a的覆盖部6ab的端部和与之相接的导线露出部6aa的4个槽部21a。另外，通过该 绝缘性的导线引导部21，在防止各导线露出部6aa之间接触的状态下，与电力限制电路5的 输入端子部连接。
[0041] 另外，配设有电气电路3(电路基板3A、3B)的凹陷部lh、li的内部区域和配设有 电力限制电路5的保持框内部区域14a也通过上下延伸的连通用孔部lm、In (参照图4)连 通。
[0042] 应变体1的配设有应变仪2的凹陷的凹陷部Id、le、使这些凹陷部lh、li之间贯通 连通的贯通部lf、lg、配设有电气电路3(电路基板3A、3B)的凹陷部lh、li、配设有电力限 制电路5的保持框内部区域14a、布线用连通孔lk、使凹陷部lh、li和保持框内部区域14a 连通的连通用孔部lm、In全部填充有树脂。另外，通过填充该树脂而成的树脂部4,在密封 状态下覆盖应变仪2、电气电路3 (电路基板3A、3B)、以及电力限制电路5。此外，在保持框 14的上部形成有广开口的开口孔（排气泡用孔的一个例子）14b，该开口孔14b也作为在填 充树脂时确认树脂的填充量的确认用孔部而发挥功能。
[0043] 另外，在有间隙的状态下通过金属制的保护罩7 (7A、7B)从外侧覆盖保护应变体1 的树脂部4向外侧露出的面（即填充到凹陷部Id的树脂部4的上面、填充到凹陷部le的 树脂部4的下面、填充到凹陷部lh、li的树脂部4的下面）、保持框14的保持框内部区域 14a的树脂部4向外侧露出的上面。
[0044] 图7(a)表示该防爆型测力传感器装置的概要电路图。如上述那样，全部的应变仪 2、电气电路3 (电路基板3A、3B)、电力限制电路5被树脂部4覆盖。例如，电路基板3A是将 应变仪2相互之间连接为桥电路的连接电路。电路基板3B由对从桥电路输出的模拟信号 进行处理的电路、将来自该电路的信号变换为数字信号的A/D变换器、对数字信号进行处 理的信号处理电路、传输该信号的通信电路构成。另外，由这些电路、多个应变仪2、应变体 1等构成数字测力传感器。
[0045] 另外，电力限制电路5例如由以下构成，即由将电流方向限制为一个方向的二极 管构成的2个电流方向限制元件5b、由限制电流量的3个电流量限制元件5c构成。即，在 电力限制电路5的连接有向应变仪2侧供给电力的布线6a_l的位置、连接有地线等布线 6a-4的位置分别设置有电流方向限制元件5b，其结果是在电力限制电路5中，构成为只在 从布线6 &-1施加正电压，并且布线6&-4接地的情况下，向电气电路3、3八、38、应变仪2供 给电力。另外，在电力限制电路5的连接有向应变仪2侧供给电力的布线6a-l的位置、连 接有传输来自应变仪2的信号的布线6a-2、6a-3的位置分别配设有由电阻构成的电流量限 制元件5c。另外，构成为在万一应变仪2与应变体1接触而短路，或配设在电气电路3、3A、 3B的电气部件的端子、连接于该电气部件的布线部与应变体接触，或上述电气部件故障而 从电气电路3、3A、3B产生漏电的情况下，限制向电气电路3、3A、3B和应变仪2供给的电力， 以使电气电路3、3A、3B和应变仪2的发热温度小于等于树脂部4的耐热温度。此外，也可 以如图7 (b)所示，在电力限制电路5的连接有供给电力的布线6a-l的位置等，代替由电阻 构成的电流量限制元件5c，而设置由保险丝构成的电流量限制元件5d，由此也能够限制最 大电流。
[0046] 根据上述结构，通过电力限制电路5限制供给到应变仪2和电气电路3、3A、3B的 电力，因此，在万一应变体1和应变仪2短路，或从电气电路3、3A、3B产生了漏电的情况下， 电气电路3、3八、38、应变仪2的发热温度也小于等于树脂部4的耐热温度。因此，能够防止 覆盖电气电路3、3八、38、应变仪2的树脂部4超过耐热温度而变软或熔化，其结果是能够防 止爆炸性气体通过树脂部4熔化的空间侵入到上述短路位置、电气电路3、3A、3B的发热部 等而爆炸，可靠性提高。
[0047] 另外，作为电力限制电路5，具有将电流方向限制为一个方向的2个电流方向限制 元件5b，因此例如在到电力限制电路5为止的电路有可能被施加正电压和负电压的双方的 电压的情况下，在万一应变体1和应变仪2短路，或者电气电路3、3A、3B的端子、布线部等 与应变体1等接触或故障的情况下，都将电流方向限制为一个方向。由此，在本实施方式 中，只施加正电压（或根据电路而只施加负电压），与之对应地能够抑制电气电路3、3A、3B、 应变仪2的发热量，可靠性进一步提高。
[0048] 另外，是通过树脂部4覆盖电气电路3、3八、38、应变仪2并只设置电力限制电路5 的比较简单的结构，因此与耐压防爆型构造、本质安全防爆型构造的测力传感器装置相比 能够降低制造成本，并且与耐压防爆型构造的测力传感器装置相比能够小型化。
[0049] 即，在耐压防爆型的测力传感器装置中，需要从周围覆盖测力传感器的极其强固 的金属制的箱体等，因此制造成本大幅增加，并且在本质安全防爆型的测力传感器装置中， 必须设置具备屏蔽（安全保持器）的控制器，因此在该情况下，制造成本也大幅增加。与此 相对，在如本实施方式那样填充树脂的防爆型的测力传感器装置中，是通过树脂部4覆盖 电气电路3、3八、38、应变仪2并只设置电力限制电路5的比较简单的结构，因此与耐压防爆 型的测力传感器装置、本质安全防爆型的测力传感器装置的情况相比，能够大幅降低制造 成本。
[0050] 另外，在本质安全防爆型的测力传感器装置中，只能使用极小的电力，因此存在对 使用用途、使用方法产生限制的缺点、原则上必须将具备屏蔽（安全保持器）的控制器配置 在安全的地点的缺点，但在本实施方式的防爆型的测力传感器装置中，能够处理电气电路 3、3八、38、应变仪2的发热温度为树脂部4的耐热温度以下的电力、即与本质安全防爆型的 测力传感器装置相比比较大的电力，因此与本质安全防爆型的测力传感器装置相比，大幅 缓和对使用用途、使用方法的限制。另外，通过用树脂部4还覆盖电力限制电路5,还能够将 测力传感器装置整体设置在危险地点。
[0051] 在上述实施方式中，设置覆盖保护树脂部4的保护罩7 (7A、7B)，树脂部4被保护 罩7 (7A、7B)保护，因此在设置了该防爆型测力传感器装置的情况下，能够防止发生任何物 品接触树脂部4而使覆盖电气电路3、3八、38、应变仪2的树脂部的厚度减小等的不适合，由 此可靠性也提高。即，在耐压防爆型构造的测力传感器装置中，必须覆盖即使内部爆炸而火 也不能脱逸到外部那样的极其强固的箱体等，但在本实施方式中，有用于防御树脂部4与 任何物品接触等而树脂部4的厚度减少的保护罩7 (7A、7B)即可，因此其构造也可以简单， 并且厚度也可以薄，因此与耐压防爆型构造的测力传感器装置相比能够小型化。
[0052] 本实施方式的防爆型测力传感器装置由具备A/D变换器等的数字测力传感器构 成，因此在作为电力限制电路5具有电阻等大流量限制元件的情况下，也能够良好地处理 从桥电路输出的信号。即，在处理模拟信号的测力传感器装置中，如果向桥电路等追加电 阻，则桥电路的平衡被破坏，产生无法进行正确的测定的不适合，但本实施方式的防爆型测 力传感器装置是数字测力传感器，因此即使设置电阻等电流量限制元件也能够良好地进行 测定。
[0053] 根据上述实施方式，在电线6的布线6a设置除去了覆盖部6c的导线露出部6aa， 在该导线露出部6aa的周围也填充树脂部4,因此在万一通过布线6a的覆盖部6c和导线部 之间从外部侵入了爆炸性气体的情况下，通过填充在布线6a的导线露出部6aa的周围的树 脂部4,也防止了爆炸性气体由此侵入到内部。其结果是能够防止爆炸性气体侵入到电力限 制电路5侧而爆炸。此外，理想的是将该导线露出部6aa设置树脂防爆的规定尺寸（例如 5mm)以上。另外，通过导线引导部21防止布线6a的导线露出部6aa之间接触，因此，由此 还能够防止因布线6a的导线露出部6aa之间接触造成的爆炸，可靠性提高。
[0054] 另外，在电线保持体16,按压电线6,用固定用螺钉20安装有以电线6的端部不从 应变体1脱出的方式紧固的平板状的紧固板16d，因此能够确实地防止电线6的端部从应变 体1脱出，由此可靠性也提高。另外，作为夹具的一个例子的紧固板16d是平板状的，因此 能够良好地按压截面为大致圆形的电线6。此外，通过将紧固板16的形状设为大致矩形，并 且使其角部弯曲（参照图1 (b))，还具有能够防止在组装紧固板16d时损伤电线6的优点。
[0055] 另外，在测力传感器装置的相当于填充树脂部4的上部的保持框14的上部形成了 广开口的开口孔14b，因此在将树脂注入到该测力传感器装置后，内部的气泡通过该开口孔 14b排出到外部，能够防止气泡残留在内部，由此可靠性也提高。另外，该开口孔14b还作为 在填充树脂时确认树脂的填充量的确认用孔部而发挥功能，因此在填充树脂时，能够一边 确认开口孔14b处的树脂量一边良好地填充树脂，操作性也变得良好。
[0056] 此外，在上述实施方式中，说明了应变体1为大致长方体形状的防爆型测力传感 器装置，但并不限于这种测力传感器装置。即，不只是上述那样应变体为长方体形状的单柱 梁型的测力传感器装置，也能够将本发明的结构应用于应变体为圆柱形状的单柱梁型、两 端固定梁型、或柱状的测力传感器装置、应变体为膜片状或环状的测力传感器装置等几乎 全部型的测力传感器装置。
【权利要求】
1. 一种防爆型测力传感器装置，其特征在于包括： 应变体； 应变仪，与上述应变体紧贴地粘帖； 电气电路，与上述应变仪连接并且安装在上述应变体上； 树脂部，以密封状态覆盖上述应变仪和上述电气电路；以及 电力限制电路，在上述应变体和上述应变仪短路的情况下，或者上述电气部件的端子 或连接于该电气部件的布线部与应变体接触或上述电气部件发生了故障的情况下，限制向 上述电气电路和应变仪供给的电力，以使上述电气电路和上述应变仪的发热温度小于等于 上述树脂部的耐热温度。
2. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：上述电力限制电路具 有将电流方向限制为一个方向的电流方向限制元件。
3. 根据权利要求2所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：作为上述电力限制电 路，具有2个上述电流方向限制元件，并且具有限制电流量的电流量限制元件。
4. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：作为上述电气电路，具 备处理从由多个应变仪构成的桥电路输出的模拟信号的模拟信号处理电路、A/D变换器、处 理从A/D变换器输出的数字信号的数字信号处理电路。
5. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：设置覆盖保护上述树 脂部的保护罩。
6. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：在配设在与上述电力 限制电路连接的电线内的多个布线上，设置除去了覆盖部的导线露出部，在该导线露出部 的周围填充树脂部，并且设置防止布线的导线露出部相互之间接触的导线引导部。
7. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：安装了防止电线从应 变体脱出的平板状的夹具。
8. 根据权利要求1所述的防爆型测力传感器装置，其特征在于：在填充树脂部的位置 的上部形成排气泡用孔部。
【文档编号】G01L1/22GK104094092SQ201380008121
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年2月14日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】溝口高宏, 真锅逸夫 申请人:株式会社久保田
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1