(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報伝達センサにおいて、
前面と、背面と、空気コアと、該前面から該後背面まで伸長する本体とを有する検出要素と、
該検出要素に作用可能に接続されたケーブルと、
前記検出要素及び前記ケーブルに作用可能に接続された電気絶縁性の構成要素の整合前成形体と、
前記検出要素の前記前面と面一にして且つ前記検出要素の前記本体の外面の上方でトランスファー成形された保護スリーブであって、前記ケーブルの一部分と前記検出要素の前記前面の上方に位置し且つ該一部分と前記前面との間を伸長する保護スリーブと、
該保護スリーブを前面構成要素の整合前成形体と相互に係止させる第一の相互係止手段であって、前記保護スリーブと一体に形成され、該スリーブの内面から伸長して離れ、前記スリーブを前記前成形体内に機械的に相互係止させ得るように該前成形体内に配置された少なくとも１つの通路内まで伸長する第一の相互係止手段と、
前記検出要素の前記前面から所定の長さの位置にて前記スリーブと一体に形成され、少なくとも１つの摺動可能な支持ピンを受け入れる手段であって、前記検出要素の前記前面を射出成形金型キャビティから正確な長さの位置に隔てる手段と、
前記検出要素と、前記ケーブルの一部分とを覆う、硬化した射出成形材料の単一体であって、前記検出要素の前記前面に対して略平行で且つ該前面と直接当接し、該前面から均一に伸長して離れる、中断しない略均一な厚さの前壁を有する継目無しの質量体を画成し、前記検出要素と前記ケーブルの一部分に外接する、中断しない側壁に無継目状態で移行する射出成形材料の単一体とを備え、前記側壁が前記スリーブの前記受け入れ手段内に伸長し且つ該受け入れ手段と確実に係合する、一体に形成された少なくとも１つの伸長部を有する、センサ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサにおいて、前記構成要素の整合前成形体が、硬化した成形可能な材料の前記単一体の内部及び前記スリーブ手段の内部の双方に配置され、該前成形体が、環状凹所及び中央柱状部分を有する前端と、開口部を有する後端と、前記前成形体の前記前端と該後端との間に介在させた中間部分とを備え、該中間部分が、前記後端の開口部と開放連通するチャンバを有する、センサ。
【請求項３】
請求項２に記載のサンサにおいて、前記構成要素の整合前成形体が、該整合前成形体に接着され且つ前記サンサの長軸線に沿って前記チャンバにより直線状に隔てられ、該チャンバと開放連通した、前側フェルールと、後側フェルールとを備える、センサ。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサにおいて、前記構成要素の整合前成形体が、前側通路と、該構成要素の前成形体内に配置された後側通路とを備え、該前側通路及び後側通路が、前記前側フェルール及び後側フェルールとそれぞれ開放連通している、センサ。
【請求項５】
請求項４に記載のセンサにおいて、前記検出要素が、電気コイルの前記背面から伸長して離れる第一の導線と、第二の導線とを有するコイルである、センサ。
【請求項６】
請求項５に記載のセンサにおいて、前記コイルが前記前成形体の前記環状凹所内に配置され、前記コイルの中央空隙内にて前記中央柱状体を受け入れ、これにより、前記コイルを前記前側フェルール及び後側フェルールにより前記センサの長軸線に沿って軸方向に整合させ、且つ位置決めピンを受け入れて前記コイルを射出成形金型キャビティ内にて中心決めする、軸方向位置決め具の受け入れ手段を画成する、センサ。
【請求項７】
請求項６に記載のセンサにおいて、前記第一の導線が前記前成形体の前側通路内に伸長し、前記前側フェルールに電気的に接続される、センサ。
【請求項８】
請求項７に記載のセンサにおいて、前記第二の導線が前記前成形体の後側通路内に伸長し、前記後側フェルールに電気的に接続される、センサ。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサにおいて、前記ケーブルが、少なくとも１つの誘電体により互いに分離された少なくとも１つの中心導体と、同軸の導体とを備える、センサ。
【請求項１０】
請求項９に記載のセンサにおいて、前記ケーブルの少なくとも一端がステップ状に剥ぎ取られ、少なくとも前記中心導体、誘電体及び同軸の導体の長さを露出させる、センサ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のセンサにおいて、前記ケーブルの前記剥ぎ取った端部が前記前成形体の前記後端の開口部を貫通して進み、前記中心導体が、前記前側フェルールの穴内にて電気的に且つ機械的に接続され、前記同軸の導体が前記後側フェルールの穴内に電気的に且つ機械的に接続される、センサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のセンサにおいて、前記ケーブルの剥ぎ取った端部にて前記誘電体に外接し且つ前記誘電体と前記前成形体の前記チャンバとの間に楔状に押し込まれて、その間にバリアを提供するシールを備える、センサ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のセンサにおいて、前記保護スリーブの前記本体が、前記前成形体に及び前記コイルの前記本体の外面に順応し、略平滑な外面まで均一に伸長し、これにより、保護スリーブと前成形体及び前記コイルの前記本体の双方との間の全ての空隙を除去する、センサ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のセンサにおいて、前記トランスファー成形した保護スリーブが前記前成形体の通路を充填し、これにより、前記前成形体と相互に係止し且つ前記コイルの前記導線を覆う前記第一及び第二の相互係止手段を形成する、センサ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のセンサにおいて、前記構成要素の整合前成形体が、前記硬化した射出成形単一体と同一の材料で形成される、センサ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のセンサにおいて、前記硬化した成形可能な材料の単一体が前記前成形体及び前記スリーブに接着する、センサ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のセンサにおいて、前記硬化した成形可能な材料の単一体が、ケーブルが突出する箇所である前記前成形体の後端に近接して前記ケーブルの長さを覆う、センサ。
【請求項１８】
作用可能な要素が設けられた前端と、情報伝達媒体が突出する後端とを有する構成要素の整合前成形体により、苛酷な環境内にて回転装置の状況を監視するために使用される封入型トランスデューサにおいて、
前記作用可能な要素の外周の上方で且つ前記構成要素の整合前成形体の一部分の上方にて、前記作用可能な要素の前面と面同一になっている全長さの保護スリーブをトランスファー成形することと、
前記構成要素の整合前成形体の内側通路内に伸長する少なくとも１つの相互係止手段を前記全長さのスリーブと一体に形成することと、
前記作用可能な要素の前記前面の基端側にて位置決め手段を一体に形成し、該位置決め手段が、前記作用可能な要素の空気コアの一部分と、該前成形体と一体に形成され且つ前記空気コア内にてある距離だけ伸長する中央柱状部分とにより画成されるようにすることと、
前記位置決め手段を接続する摺動可能な位置決めピンにより、前記作用可能な要素を金型キャビティ内にて中心決めし、前記金型キャビティ内にて適正な整合状態を確実にすることと、
前記構成要素の整合前成形体に近接して支持体受け入れ手段を前記保護スリーブと一体に形成することと、
支持手段が前記支持体の受け入れ手段内に受け入れられた状態で、前記作用可能な要素及び前記構成要素の整合前成形体を前記金型キャビティ内にて更に支持し且つ位置決めし、前記位置決め手段を除去することと、
支持領域を除いて、成形可能な材料により、前記作用可能な要素の前面の上方に均一な中断しない前壁を成形し、前記保護スリーブ、前記前成形体及び前記上方伝達媒体の一部分の上方に亙って継目無しの本体を成形することと、
前記支持手段を除去することと、
以前、前記支持手段が占めていた領域を充填すべく支持手段に隣接して成形可能な材料を注入することとにより製造され、
前記作用可能な要素が、前記作用可能な要素の前記前面に当接し且つ前記本体内に無継目状態で移行させる均一な中断しない前壁を有する、前記成形可能な材料の継目無しの質量体内にて覆われ、これにより、前記作用可能な要素が前記成形可能な材料内に正確に配置され、回転装置の姿勢を決め得るようにした、封入型トランスデューサ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の封入型トランスデューサにおいて、支持体受け入れ手段を一体に形成することが、前記作用可能な要素の前記前面から正確な長さの位置にて前記保護スリーブに溝を提供することを含む、封入型トランスデューサ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の封入型トランスデューサにおいて、前記製造ステップが、前記溝内に受け入れられた複数の前記支持手段により、前記作用可能な要素、前記構成要素の整合前成形体及び前記保護スリーブを支持し、前記作用可能な要素の前記前面を前記金型キャビティの前壁から正確な距離の位置に隔てることを更に含む、封入型トランスデューサ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の封入型トランスデューサにおいて、前記製造ステップが、前記摺動可能な位置決め手段に対し及び前記複数の摺動可能な支持手段に対して駆動手段を提供し、前記位置決め手段及び前記支持手段の各々を金型キャビティ内に又は金型キャビティ外に摺動させることを更に含む、封入型トランスデューサ。
【請求項２２】
請求項２１に記載の封入型トランスデューサにおいて、前記製造ステップが、前記位置決めピン及び前記支持手段の各々を金型キャビティ内に又は金型キャビティ外に独立的に摺動させる駆動手段に信号を送る制御手段を提供することを更に含む、封入型トランスデューサ。
【請求項２３】
請求項２２に記載の封入型トランスデューサにおいて、前記製造ステップが、駆動手段に信号を送る制御手段を調和的に作動させる変化可能なタイミング順序を提供することを更に含む、封入型トランスデューサ。
【請求項２４】
回転装置の状況を監視するトランスデューサであって、回転装置の軸が該トランスデューサに露出される、トランスデューサにおいて、
軸の接線が前記トランスデューサの長軸線に対して垂直であるように該軸からのある距離の位置に前記トランスデューサを取り付ける手段とを備え、
該トランスデューサが、軸の基端側に配置された空気コアコイルを有することと、
前記空気コアコイルの最前方部分に沿って均一な厚さを有する中断しない保護壁を有する前記トランスデューサの前面部分と、
構成要素の整合前成形体と、
前記コイルが長軸線の周りに左右対称に配置され、前記構成要素の整合前成形体に作用可能に接続されていることと、
前記空気コアコイルの前記最前方部分と面一に成形され且つ前記コアの外周及び前記前成形体の一部分の上方に成形された全長さのスリーブと、
前記全長さのスリーブを前記構成要素の整合前成形体と相互に係止させる相互係止手段であって、前記全長さのスリーブと一体に形成され、該スリーブの内面から伸長し離れ、前記全長のスリーブを前記前成形体内に機械的に相互係止させ得るように該前成形体に配置された少なくとも１つの通路内まで伸長する相互係止手段と、
前記保護前壁と継目無しの状態で且つ一体に形成された保護用の継目無しの封入体であって、前記コイルと、該コイルに作用可能に接続されたケーブルの先端部分とを覆う保護用の継目無しの封入体と、
前記ケーブルが前記トランスデューサから電気的処理装置まで離れて伸長していることとを組み合わせて備える、トランスデューサ。
【請求項２５】
封入型トランスデューサにおいて、
中央空隙と、前面と、背面と、本体とを有する検出要素であって、該検出要素から伸長して離れ且つ互いに隔てられた第一の導線及び第二の導線を有する検出要素と、
前成形体内に成形され且つ相互に係止され、前記トランスデューサの長軸線に沿って直線状に隔てられた前側フェルール及び後側フェルールを有する、長い構成要素の整合前成形体と、
前記前成形体が、一体に形成された中央柱状体であって、前記前側及び後側フェルールと軸方向に整合され且つ前記前成形体に前端から軸方向に伸長して離れる中央柱状体を有することと、
前記前成形体が、開口部を有する後端と、該前成形体の前記前端と前記後端との間に介在された中間部分とを有し、該中間部分が、前記前成形体の前記後端の開口部、前記後側フェルール及び前記前側フェルールと開放連通したチャンバを有することと、
前記前成形体が、前記前側フェルールと開放連通した第一の通路と、前記後側フェルールと開放連通した第二の通路とを有することと、
前記中央柱状体及び前記前成形体の前記前端が、検出要素の受け入れ要素を画成し、前記中央柱状体が、前記検出要素の前記中央空隙内にてある距離だけ伸長し且つ前記検出要素を金型キャビティ内にて中心決めする位置決めピンを受け入れる、軸方向位置決め受け入れ手段を画成することと、
前記検出要素の前記第一の導線が、前記トランスデューサの長軸線に沿って伸長して、前記前成形体の前記第一の通路内に達し、前記前側フェルールと作用可能に接続されていることと、
前記検出要素の前記第二の導線が、前記トランスデューサの前記長軸線に沿って長手方向に伸長して、前記前成形体の前記後側通路内に伸長し、前記後側フェルールと作用可能に接続されていることと、
前記前成形体の前記チャンバ内に受け入れられた第一の導体と第二の導体とを有し、該第一の導体が前記前側フェルールに作用可能に接続され、前記第二の導体が前記後側フェルールに作用可能に接続されたケーブルと、
前記検出要素の前記前面と面一に成形された第一の端部と、前記前成形体の前記後端に近接して終る第二の端部とを有する、トランスファー成形した保護スリーブであって、前記トランスデューサの長軸線に沿って該トランスファー成形したスリーブの前記第一の端部から前記第二の端部まで長手方向に伸張する本体を有する、トランスファー成形した保護スリーブと、
前記トランスファー成形したスリーブが、前記前成形体に形成された前記第一及び第二の通路の少なくとも一方の内部に伸長し且つ前記前成形体内に機械的に係止され、これにより、該前成形体の一体部分となる、該トランスファー成形したスリーブの一体に形成された伸長部により画成される前成形体相互係止手段を有することと、
前記トランスファー成形したスリーブが、前記トランスデューサの前記長軸線に対して略垂直に配置され且つ前記検出要素の前記前面からある長さだけ正確に隔てられ少なくとも１つの半径方向受け入れ手段を有し、該半径方向受け入れ手段が、前記検出要素の前記前面を支持し且つ前記金型本体の前側から正確な長さの位置にて隔て得るように少なくとも１つの半径方向に摺動可能な支持体を受け入れる溝を画成することと、
前記検出要素と、前記ケーブルの一部分とを覆う、硬化した成形材料の射出成形単一体であって、前記検出要素及び前記ケーブルの一部分に外接する材料の継目無しの質量体を画成する射出成形した単一体とを備え、
前記継目無しの質量体が、前記検出要素の前記前面から伸長して離れる均一で且つ中断しない前壁を有し、前記継目無しの質量体には、前記検出要素及び前記ケーブルの前記部分に外接し且つ該検出要素及び該部分を覆う継目無しの側壁が一体に形成され、
前記トランスファー成形したスリーブが、半径方向支持体を受け入れ、前記検出要素の前記前面を支持し且つ該前面を金型キャビティの前壁から前記正確な長さの位置に正確に配置し、中断しない均一な前壁の厚さを正確に制御する、少なくとも１つの半径方向受け入れ手段を備え、前成形体が前記半径方向受け入れ手段により、金型キャビティ内にて正確に隔てられる結果、該厚さが１つのトランスデューサから別のトランスデューサに正確に再現可能である、封入型トランスデューサ。
【請求項２６】
トランスデューサにおいて、
空気コアを有するコイルと、
該空気コアコイルに作用可能に接続されたケーブルと、
前記空気コアコイル及び前記ケーブルに作用可能に接続された構成要素の整合前成形体であって、コイルの受け入れ領域を有する前端と、該受け入れ領域から前記コイルの前記空気コア内まで長手方向に伸長して離れる中央柱状体とを有する構成要素の整合前成形体と、
前記コイルを射出成形金型内にて中心決めするため引き込み可能な位置決めピンを受け入れる第一の受け入れ手段であって、前記空気コアコイルの前面から前記中央柱状体の前端まで伸長する空気コアの領域により画成された第一の受け入れ手段と、
前記コイルの前記前面と同一高さに成形された第一の端部と、該スリーブの該第一の端部から前記コイルの上方を伸長し且つ前記前成形体の後端に近接して終端とする本体と、を有するトランスファー成形した保護スリーブと、
前記コイルの前記前面を射出成形金型キャビティの前側から正確な所定の長さの位置に隔てる少なくとも１つの支持ピンを受け入れる第二の受け入れ手段であって、前記コイルの前記前面から所定の長さの位置に前記保護スリーブと一体に形成された少なくとも１つの溝により画成された第二の受け入れ手段と、
前記第一の受け入れ手段を充填し且つ前記コイルの前記前面と直接、当接し、該前面から均一に伸長して離れる、中断せず且つ略均一な厚さの射出成形した前壁と、
該射出成形した前壁と一体に形成され且つ該前壁から継目無しの状態で移行する中断しない射出成形した側壁とを備え、前記前壁及び側壁が、前記コイル、前記スリーブ及び前記ケーブルの一部を覆う硬化した成形可能な材料の継目無しの単一体を形成し、これにより、前記第二の受け入れ手段が前記コイルの前記前面から所定の長さの位置にて前記スリーブと一体に形成され、少なくとも１つの支持ピンを受け入れて、前記コイルの前記側面を金型キャビティの前壁から正確な距離の位置に正確に隔てる結果として、１つのトランスデューサで得られた中断しない射出成形した前壁の厚さが別のトランスデューサにおいても正確に再現可能である、トランスデューサ。
【請求項２７】
トランスデューサにおいて、
前面と、背面と、空気コアと、前記前面から前記コイルの前記背面まで伸長する本体とを有するコイルと、
該空気コアコイルに作用可能に接続されたケーブルと、
前記コイル及び前記ケーブルに作用可能に接続された電気絶縁性の構成要素の整合前成形体と、
前記コイルの前記本体の外側の上方にてトランスファー成形された保護スリーブであって、前記前成形体の一部分と前記前記コイルの前記前面の上方に位置し且つ該部分と該前面との間を伸長する保護スリーブと、
前記保護スリーブを前記構成要素の整合前成形体内に相互に係止させる手段であって、前記保護スリーブと一体に形成され且つ前記スリーブの内面から前記前成形体に配置された少なくとも１つの通路内まで伸長して離れ、前記スリーブを前記前成形体内に機械的に係止する相互係止手段と、
少なくとも１つの引き込み可能な支持手段を受け入れ得るように前記保護スリーブと一体に形成された手段であって、射出成形金型キャビティの前壁から正確な所定の長さの位置に前記コイルの前記前面を隔て且つ前記コイル、前記保護スリーブ及び前記前成形体を金型キャビティ内に支持する手段と、
前記検出要素と、前記ケーブルの一部分を覆い且つ該検出要素及び該一部分に順応する硬化した射出成形材料の単一体であって、前記検出要素、前記保護スリーブ、前記前成形体及び前記ケーブルの一部分に外接し且つ該検出要素、前記保護スリーブ、前記前成形体及び前記ケーブルの一部分に順応する継目無しの質量体を画成する射出成形した単一体とを備え、
前記継目無しの質量体が、前記検出要素の前記前面に直接、当接し且つ該前面から均一に伸長する中断しない均一な前壁を有し、中断しない側壁に継目無しの状態で移行し、前記側壁が前記受け入れ手段内に伸長し且つ該受け入れ手段と相互係止するようにした、トランスデューサ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、全体として、一体に形成されたスリーブと構成要素の整合前成形体とを有する封入型トランスデューサに関し、特に、周囲の環境からの好ましくない機械的、物理的又は化学的な攻撃により実質的に影響されない封入型トランスデューサであって、回転機械の振動を監視し、温度を検出し且つその他の物理的現象を監視しかつ検出するために使用されるトランスデューサ、及びそのトランスデューサの製造方法に関する。
背景技術
回転し且つ往復運動する機械の状況を監視し且つ診断することは、先ず、トランスデューサ及びその関連する電子装置によつて正確に且つ信頼し得る測定を行い、次に、分類及び表示のために、その他の精巧な分析装置を使用する。かかるトランスデューサの１つは、特に、機械の回転軸の振動特性を監視するために利用することのできる、近接トランスデューサである。この環境において、トランスデューサは、極めて好ましくない物理的、化学的及び機械的状態にて作動しなければならず、また、かかるトランスデューサを交換することが極めて難しいこともしばしばである。このため、近接トランスデューサを監視装置における最も信頼性の高い部品の１つとするための不断の努力が為されている。
典型的に、近接トランスデューサは、関連する電子機器と相俟って、対象物、即ち「目標物」（機械の回転軸）と近接トランスデューサの検出コイルとの間の間隔に相関した信号を出力する。目標物と近接トランスデューサの検出コイルとの間の長さ、即ち間隔がトランスデューサの線形範囲内にあり、作動したときに、正確で且つ信頼性の高い測定値を提供し得るようにすることが極めて重要なことである。このため、正確で且つ信頼性の高い測定値を提供し得ることの品質証明となるものは、環境の悪影響を受けず、また、トランスデューサの線形範囲を異常な程度に消費しないトランスデューサを提供することである。
次の従来技術は、当該出願人が知る技術の現状を反映するためのものであり、これと同時に、関連する従来技術を開示するべきとする出願人に対する一般的な義務を果たすべく記載したものである。しかしながら、認識可能な組み合わせにて考えたとき、以下により詳細に開示し且つ特に請求の範囲に記載した本発明の内容を単独で教示し、又は明らかにするものは皆無である。
米国特許文書
文書番号 日付 氏名
2,361,348    1944年10月24日    ディクソン（Dickson）その他
2,890,505    1959年6月16日     ブランド（Brand）
3,932,828    1976年1月13日     プランケット（Plunkett）その他
4,000,877    1977年1月4日      シー（Shead）その他
4,162,138    1979年7月24日     バーン（Byrne）
4,377,548    1983年3月22日     ピアポント（Pierpont）
4,408,159    1983年10月4日     プロックス（Prox）
4,419,646    1983年12月6日     ハームル（Hermle）
4,470,786    1984年9月11日     佐野（Sano）その他
4,680,543    1987年7月14日     コーヘン（Kohen）
4,829,245    1989年5月9日      エシャセリオ（Echasseriau）その他
4,954,307    1990年9月4日      横山（Yokoyama）
4,959,000    1990年9月25日     ギザ（Giza）
5,016,343    1991年5月21日     シュッツ（Schutts）
5,018,049    1991年5月21日     メナート（Mehnert）
5,021,737    1991年6月4日      シュッツ（Schutts）
5,039,942    1991年8月13日     ブフシュミッド（Buchschmid）その他
5,049,055    1991年9月17日     横山（Yokoyama）
5,122,046    1992年6月16日     ラバリエ（Lavallee）その他
5,133,921    1992年7月28日     横山（Yokoyama）
5,138,292    1992年8月11日     フォースタ（Forster）
5,147,657    1992年9月15日     ギザ(Giza）
5,151,277    1992年9月29日     バーナードン（Bernardon）その他
5,182,032    1993年1月26日     ディッキー（Dickie）その他
5,226,221    1993年7月13日     キルゴア（Kilgore）
5,240,397    1993年8月31日     フェイ（Fay）その他
5,252,051    1993年10月12      宮本（Miyamoto）その他
5,351,388    1994年10月4日     バン・デン・ベルグ（Van Den Berg）その他
5,376,325    1994年12月27日     オームソン（Ormson）
外国特許文書
文書番号 日付 国名
UK 1 313 748         1973年4月18日           英国
UK 1 353 603         1974年5月22日           英国
JA-139710            1978年8月6日            日本
WO 84/03794          1984年9月27日           ＰＣＴ
FR 2576-245-A        1986年7月25日           フランス
JA 6-37130-A         1994年10月2日           日本
シュッツ（Schutts）に対する２つの特許及びバン・デン・ベルグ（Van Den Berg）及びその他の者に対する特許は、環境の悪影響を受けない正確なセンサを提供するひという、譲受人の不断の努力を反映するものである。
イエーガー（Jaeger）に対するフランス特許は、一端にセンサを有する長い検出器を射出成形する方法及び装置を使用することを教示する。検出器の一端は金型により支持される一方、センサの端部には、中心決めスリーブ（１３０）が係合する。該中心決めスリーブ（１３０）は、シリンダ（１２６）内を可動であり且つ固定したロッド（１３８）の周りを摺動するピストン（１３２）にて終端となっている。熱可塑性材が金型内に注入されて、射出工程の一部のみが完了したときに、中心決めスリーブをセンサから除去する。
カワカミ（Kawakami）に対する日本国特許は、トランスファー成形により半導体チップを密封する技術を使用することを教示している。半導体チップ（４）は、キャリア（１）に取り付けられ、可動ピン（１７、１８）を介して固定位置に保持されている。可動ピン（１７、１８）は、これらのピンをキャビティ（１５、１６）内に自由に押し込み又はキャビティから引き出し得るように頂部面（１１）及び底面（１２）に取り外し可能に取り付けられている。ピン（１７、１８）は、キャリア（１）と接触している間に、ゲート（１３、１４）を通じてキャビティ（１５、１６）内に樹脂（２０）を注入し、樹脂（２０）の注入状態に従ってピン（１７、１８）を徐々に引き出す。
ヨコヤマ（Yokoyama）に対する特許は、プラスチック製の封入型電子半導体デバイスを製造する装置を使用することを教示している。支持パッド（１１）が第一のスライダ（２４Ａ）、第二のスライダ（２４Ｂ）により、また、金型半体（１９、２０）によりしっかりと固定されている。第一のスライダ（２４Ａ）及び第二のスライダ（２４Ｂ）は、キャビティの半分にプラスチック封入材料が充填されたときに、キャビティ（２５）から外方に移動させる。スライダが移動した後に形成された間隙に、ゲート（２３）を通じて直接注入されたプラスチック封入材料が充填される。スライダ（２４Ａ、２４Ｂ）は、キャビティ（２５）内にて２つの機能を果たすことを認識すべきである。その第一の機能は、支持パッド（１１）の薄い端部分をしっかりと把持し、これにより、該支持パッドを所定位置に固定することであり、その第二の機能は、ゲート（２３）を貫通する通路を狭くすることである。
ピアポント（Pierpont）に対する特許は、半径方向導線を有する電気的構成要素を封入する方法を使用することを教示している。大きい多キャビティ金型には、半径方向導線を有する複数の水平コンデンサを装填する。閉じた金型が導線（１５）を把持する。上部ピン（２５）が各構成要素の本体を所定の程度、下方に押して、本体の各々が、対応する金型キャビティ内の略同一の位置に残るようにする。次に、下部ピン（２８）が構成要素の本体の各々を金型キャビティの中心から僅かだけ上方に押して、底部ピンを引き抜いたときに、電気的構成要素の導線内の応力により、構成要素の本体が丁度、金型キャビティの中心部分まで反発して戻るようにする。次に、成形樹脂を注入する。
具体的には説明しないが、上記に掲げたその他の従来技術は、その他のセンサ装置及び成形方法を教示し、当該出願人は従来技術のその他の文献について把握している。これらの参考文献は、上記に具体的に掲げた引用文献と、更に顕著に相違する。
発明の開示
本発明は、多数の点にて公知の従来技術に勝る特徴を備えている。１つの点にて、本発明は、一端における検出器要素と、他端から伸長するケーブルとを被って隠して固定する保護用の継目無しの封入体を含むトランスデューサを提供するものである。更に、この検出要素は、トランスデューサの長軸線の周りで左右対称に配置され、継目無しの封入体は、検出要素の最前方部分に沿って均一な厚さを有する、一体に形成された保護壁を有する。
該検出要素は、中心空隙と、前面と、背面と、検出コイルから伸長し且つ互いに隔てられた少なくとも第一の導線と、第二の導線とを有する、検出コイルの形態とされることが好ましい。ケーブルは、同心状に配置された少なくとも２つの絶縁体により互いに分離された、同心状に配置された３つの導体を有するケーブルの内部に外接する外側の保護外被から成る同軸３芯（triaxial）ケーブルであることが好ましい。具体的には、外側保護外被は、同心状に配置された同軸の外側導体、同軸の中間導体、中心導体に外接する一方、これらの導体は、外側導体と中間導体との間、及び中間導体と中心導体との間にてそれぞれ介在された絶縁体及び誘電体によって互いに分離されている。ケーブルの少なくとも一端は、ステップ状に剥ぎ取られて、中心導体、誘導体、同軸の中間導体、絶縁体及び外側導体の長さを露出させている。
更に、封入型トランスデューサは、中心導体の外径に略等しい内径の穴を有する前側フェルールと、中間導体の外径に略等しい内径の穴を有する後側フェルールとを備えている。
構成要素の整合前成形体は、一回の工程で成形される。この構成要素の整合前成形体は、前側フェルール及び後側フェルールと軸方向に整合された中心柱状部分を有する環状凹所を備えており、該前側及び後側フェルールは、前成形体に接着され且つ前成形体の長軸線に沿って直線状に隔たった位置に配置されている。
前成形体を成形したならば、検出コイルを中央柱状部分の上方で且つ環状凹所内に配置する。次に、該検出コイルをフェルールに電気的に接続する。このことは、検出コイルの第一の導線を前側フェルールに、検出コイルの第二の導線を後側フェルールに抵抗溶接することにより行われる。
次に、共に成形された前側及び後側フェルールの穴内にケーブルの剥ぎ取った端部を挿入する。中心導体を前側フェルールに機械的且つ電気的に接続し、同軸の中間導体を後側フェルールに機械的に且つ電気的に接続し、これにより、検出コイル及びケーブルの組立体を形成する。保護スリーブは検出コイルの上方にてトランスフアー成形され、前成形体と相互に係止させ、これにより、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体を形成する。トランスフアー成形された保護スリーブはコイルの前面を覆うことはない。
スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体の製造工程が完了したならば、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体は、射出成形方法を使用して、封入する用意が整う。射出成形金型は、上方キャビティを有する上側金型板と、下方キャビティを有する下側金型板とにより画成される。上方及び下方キャビティは、閉じた位置にあるとき、コイル及びケーブルの組立体の封入体の所望の形態と相補的である、金型キャビティを形成する。金型キャビティは、上方壁と、下方壁と、前壁と、貫通する開口部を有する後壁とによって画成される。上側金型板及び下側金型板の各々には、金型のそれぞれ上方又は下方キャビティ内に伸長する少なくとも１つの摺動可能な支持ピンが設けられており、該支持ピンは、引き込んだとき、金型キャビティのそれぞれの上方壁又は下方壁と面一止まることが好ましい。更に、摺動可能な位置決めピンが金型キャビティの前壁に隣接して設けられており、該位置決めピンは、金型が開放位置にあるとき、下方キャビティ内に且つ下方キャビティから外に伸長することができる。
スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体は、下側金型板の下方キャビティ内に配置され、スリーブ付きコイルのケーブル及びケーブルの組立体が金型キャビティの後側壁の開口部から外に伸長するようにする。少なくとも１つの摺動可能な支持ピンが下側金型板の下方キャビティ内に伸長し且つスリーブ付きコイル及びケーブルの組立体の一部分とその内部で係合する位置に配置される。このことは、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体を金型キャビティ内で支持し且つ中心決めする。更に、摺動可能な位置決めピンは金型キャビティ内に伸長し、該ピンが検出コイルを金型キャビティ内に適正に配置し、該検出コイルが金型キャビティの前壁から所定の距離だけ隔たった位置にあるようにするのに役立つ。摺動可能な位置決めピン及び少なくとも１つの摺動可能な支持ピンがコイルを中心決めし、該コイルを金型キャビティの前壁から所定の距離だけ隔たった位置に配置したならば、位置決めピンを引き抜いて、射出成形金型を閉じる。射出成形金型を閉じたときに、上側金型板内の少なくとも１つの摺動可能な支持ピンが上方キャビティ内に伸び、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体の一部分と係合するようにする。このことは、該組立体を金型キャビティ内で支持し且つ中心決めし、該組立体を完全に取り巻く（勿論、ピンが組立体に接触する箇所を除いて）空隙が存在するようにする追加的な手段を提供する。摺動可能な支持ピンの位置及びその数は、キャビティ内に封入される組立体を最良に支持し得るような形態とすることができることを認識すべきである。
金型が閉じた位置となったならば、ランナー及びゲートを介して自己接着性の成形可能な材料を金型キャビティ内に注入する。この工程は、金型キャビティが完全に充填され、コイル及びケーブルの組立体が成形可能な材料内で完全に覆われる迄、連続する。次に、成形可能な材料が凝固する前に、摺動可能な支持ピンを引っ込めて、金型キャビティのそれぞれの上方壁及び下方壁と面一となるようにする。支持ピンを引き抜くときに、成形可能な材料の追加的な充填量を金型内に注入し、その前に伸長した支持ピンによって残された空隙を完全に充填するのに必要な任意の追加的な材料を受け入れ可能であるようにすることができるのが分かる。成形可能な材料をキャビティ内に注入する工程が完了し、支持ピンを引っ込めたならば、金型を開けて、封入したトランスデューサを下側金型板内で冷却させることができる。封入したトランスデューサが冷却したならば、１つ以上の底部支持ピンを作動させ、封入したトランスデューサを突き出す。成形可能な材料は、それ自体に接着する特徴を有するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であることが好ましい。
産業上の利用可能性
本発明の産業上の利用可能性は、以下の本発明の目的の説明から明らかになるであろう。
本発明の全体的な目的は、改良されたトランスデューサ及び該トランスデューサの製造方法を提供することである。
本発明の主たる目的は、一体に形成されたスリーブと、構成要素の整合前成形体（component alignment preform）とを有する改良された封入型トランスデューサ及びその製造方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、一端における検出コイルと、他端から伸長するケーブルとを覆う、射出成形した継目無しの封入体を有する、上記特徴を備える封入型トランスデューサであって、ケーブルの一端が封入体部内にて検出コイルに電気的に接続され、その他端が該封入体から末端側にある電気的処理装置に接続された、封入型トランスデューサを提供することである。
本発明の更に別の目的は、封入体が検出コイル及びケーブルの一端部分の周りに無継目の密封外被体を提供し、これにより、周囲の媒体からの機械的、物理的又は化学的攻撃による影響を受けないシールを提供する、上記特徴を備える封入型トランスデューサを提供することである。
本発明の更に別の目的は、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体が封入体内にて中心決めされ、検出コイルの前面と封入体の前面との間の距離が、大量生産にて一方のトランスデューサから別のトランスデューサに再現可能である、極めて狭い許容公差の範囲に保たれるようにした、上記特徴を備える封入型トランスデューサを提供することである。
本発明の更に別の目的は、回転し且つ往復運動する機械の状況を監視し且つ診断するときに使用され、また、迅速な大量生産技術を可能にする、既存のトランスデューサよりも比較的経済的に製造される、上記特徴を備える封入型トランスデューサを提供することである。
本発明の更に別の目的は、検出コイルを前側及び後側フェルールに並びにケーブルのそれぞれの導体と略軸方向に整合させる前成形体を提供することである。
本発明の別の目的は、前成形体と相互に係止し、コイル及びそその関連する導線に外接し、これにより、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体を形成する、一体に形成された保護スリーブを提供することである。
本発明の更に別の目的は、封入体がスリーブ付きコイル及びケーブルの組立体に強力に接着して漏洩無しのシールを提供し、電気的構成要素を完全に又は部分的に破壊して不作動作又は信頼性の低いトランスデューサとなるようにする封入型部又はケーブルに加えられる軸方向力に抵抗する、上記特徴を備える封入型トランスデューサを提供することである。
本発明の更に別の目的は、作動時に受け取る信号を顕著に変化させることなく、再現可能な作動上の特徴を有するように大量生産可能である、上記特徴を備える封入型トランスデューサを提供することである。
本発明の更に別の目的は、製造されたトランスデューサの各々に対して所定の線形範囲の性能を維持することである。
本発明の更に別の目的は、射出成形工程前に、金型キャビティ内にてコイルを中心決めし、また、コイルの前面を金型キャビティの前壁から隔てる、摺動可能な位置決めピンを提供することである。
本発明の別の目的は、射出成形工程中、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体を支持し且つ中心決めし、金型キャビティの前壁からコイルの前面の間隔を確実に保つ、複数の摺動可能な支持ピンを提供することである。
第一の利点から見るならば、本発明の１つの目的は、検出要素と、該検出要素に接続されたケーブルと、検出要素及びケーブルの一部分の双方を覆い、ケーブルまで検出要素に外接する継目無しの質量体を画成する、硬化した成形可能な材料の単一体とを備える、情報伝達センサ及びハウジングを提供することである。
第二の利点から見るならば、本発明の１つの目的は、作用可能な要素が設けられた前端と、情報伝達媒体が突出する後端とを有する構成要素の整合前成形体により苛酷な環境内にて回転装置の状況を監視するために使用される封入型トランスデューサを提供することであり、その封入型トランスデューサは、上記の作用可能な要素及び上記の構成要素の整合前成形体の一部分の上方に亙って保護スリーブを成形することと、作用可能な要素の近くで位置決め手段を一体に形成することと、位置決め手段が接続された状態にて、作用可能な要素を金型キャビティ内に位置決めすることと、金型キャビティ内にて適正な整合状態を確保することと、構成要素の整合前成形体の近くで支持手段を一体に形成することと、作用可能な要素及び構成要素の整合前成形体を支持手段により金型キャビティ内にて支持し且つ位置決めし、且つ位置決め手段を除去することと、支持領域を除いて、作用可能な要素、保護スリーブ、前成形体、情報伝達媒体の一部分の上方にて、成形可能な材料により成形することと、支持手段を除去することと、以前に支持手段が占めていた領域を充填するため、支持手段に隣接して成形可能な材料を射出し、これにより、上記作用可能な要素が回転装置を正確に姿勢を決めるように、成形可能な材料中に正確に位置決めされることとにより製造される。
第三の利点から見るならば、本発明の１つの目的は、回転装置の軸がトランスデューサに露呈される、回転装置の状況を監視するトランスデューサを提供することであって、そのトランスデューサは、軸の接線がトランスデューサの長軸線に対して垂直となるように軸からの距離の位置にトランスデューサを取り付ける手段を備え、トランスデューサは、軸の近くに配置された検出コイルと、検出コイルの最前方部分に沿って均一な厚さを有する保護壁を有するトランスデューサの前面部分と、保護用の継目無しの封入体とを備え、検出コイルが長軸線の周りで左右対称に配置され、封入体が、検出コイルと、該検出コイルに作用可能に接続されたケーブルの先端部分とを覆う保護前面壁が一体に形成された全長さのスリーブを有し、ケーブルがトランスデューサから電気的処理装置まで伸長して離れている。
第四の利点から見るならば、本発明の１つの目的は、トランスデューサの製造方法を提供することであり、この方法は、中央空隙と、前面と、背面とを有する検出コイルであって、該検出コイルから伸長する第一の導線及び第二の導線を有する検出コイルを提供するステップと、少なくとも１つの中心導体を支持する少なくとも１つの絶縁体を取り巻く少なくとも１つの外側導体を有するケーブルを提供するステップと、中心導体、絶縁体及び外側導体の一部分を露出させるべく、ケーブルの一端をステップ状に剥ぎ取るステップと、中心導体の直径に略適合する直径の穴を有する前側フェルールと、外側導体の直径に略適合する直径の穴を有する後側フェルールとから成る一対の前側及び後側フェルールを形成するステップと、前側及び後側フェルールを自己接着性のある成形可能な材料で直線状に隔たった近接関係にて共に成形し、該成形ステップにおいて、前側フェルール付近にある且つ該前側フェルールと直線状に整合させた環境凹所と、前側フェルールと後側フェルールとの間に介在され且つこれらのフェルールと開放連通状態にあるチャンバとを提供し、これにより、構成要素の整合前成形体を形成するステップと、コイルを環境凹所内に挿入し、第一の導線を前側フェルールに、第二の導線を後側フェルールに電気的に接続するステップと、剥ぎ取ったケーブル端を共に成形された前側及び後側フェルールの穴内に挿入し、外側導体を後側フェルールに、中心導体を前側フェルールに機械的に且つ電気的に接続し、これにより、検出コイル及びケーブルの組立体を形成するステップと、検出コイル及び上記構成要素整合前成形体の一部分の上方にてスリーブを成形し、これにより、スリーブ付きのコイル及びケーブルの組立体を形成するステップと、該スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体を少なくとも１つの摺動可能な支持体により金型キャビティ内に支持し且つ中心決めするステップと、ケーブルを金型キャビティ外に伸長するように方向決めするステップと、少なくとも１つの摺動可能な位置決め手段及び少なくとも１つの摺動可能な支持体により、検出コイルを金型キャビティ内に位置決めし且つ検出コイルの前面を金型キャビティの前面壁から離れた距離の位置に隔てるステップと、摺動可能な位置決め具を金型キャビティから引っ込めるステップと、自己接着性のある成形可能な材料を金型キャビティ内に注入し、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体を正確に被って、コイルの前面を覆う正確な表面厚さを提供するステップと、摺動可能な支持体をスリーブ付きコイル及びケーブルの組立体から引っ込めて、以前、摺動可能な支持体が占めていた領域内に自己接着性のある成形可能な材料が流動するようにするステップと、成形可能な材料が硬化するのを許容するステップと、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体を被うように成形可能な材料の継目無しの質量体を有する一体化された単位体として、上記のように形成されたトランスデューサを金型キャビティから除去するステップとを備える。
上記及びその他の目的は、添付図面と共に、以下の詳細な説明を参照することにより、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、回転軸の振動を監視するため、機械の回転軸に対して並値された、本発明による一体に形成されたスリーブ及び構成要素整合前成形体を有する封入型トランスデューサの平面図である。
図２は、本発明に従って、一体に形成されたスリーブ及び構成要素整合前成形体を有する封入型トランスデューサの部分断面図である。
図３は、構成要素整合前成形体の分解断面部分図である。
図４は、図３の要素を組み合わせて形成された検出コイル及び構成要素整合前成形体の断面図である。
図５は、図４の要素の組み合わせ体の断面図である。
図６は、本発明の組み立てステップの概略図及び図４の要素の組み合わせ体の断面図である。
図７は、コイル及びケーブルの組立体を形成する、図６の要素の組み合わせ体の部分断面図である。
図８は、図７に図示したコイル及びケーブルの組立体と一体に形成されたスリーブの部分断面図である。
図９は、含まれる全ての摺動可能な支持体及び位置決めピンが伸長位置にある、開放位置における金型の簡略化した断面図である。
図１０は、図８に図示したスリーブを中心決めし且つ支持する摺動可能な支持ピンを備える、図９の金型の図である。
図１１は、摺動可能な位置決めピンが検出コイルとの係合状態から引っ込んだときの閉鎖位置における金型の簡略化した断面図である。
図１２は、本発明による射出成形が完了した後、摺動可能な支持ピンが引っ込んだときの閉鎖位置における金型の簡略化した断面図である。
図１３は、複数の封入型トランスデューサを連続的に大量生産するために使用される射出成形金型の平面図である。
発明を実施する最良の形態
幾つかの図面の全体を通じて同様の構成要素は同様の参照番号で表示する添付図面を参照すると、参照番号１０は、本発明による構成要素整合前成形体を有する封入型トランスデューサを表示している。
全体として、また、図２及び図６を参照すると、封入型トランスデューサ１０は、前端２２と、後端２４とを有する射出成形した封入体２０を備えている。該封入体２０は、前端２２の近くにある検出要素９０と、後端２４から突出する情報伝達媒体１２０の一部分とを覆う、硬化した成形可能な材料の単一体である。構成要素の整合前成形体４０は、検出要素９０を情報伝達媒体、即ち、ケーブル１２０に作用可能に接続する。該構成要素の整合前成形体４０は、該前成形体に接着され且つ長軸線「Ａ」に沿って直線状に隔てられた前側フェルール７０と、後側フェルール８０とを備えている。該構成要素の整合前成形体４０は、環状凹所４４（図３）を更に備えており、検出要素又はコイル９０がこの環状凹所内に配置され、該コイルが直線状に隔てられ且つ共通の長軸線「Ａ」に沿って整合されるようにし、該共通の長軸線「Ａ」にて、前側フェルール７０及び後側フェルール８０が整合されている。コイルの第一の導線９８（図４及び図５）が前側フェルール７０に電気的に接続され、コイル９０の第二の導線１００が後側フェルール８０に電気的に接続されている。構成要素の整合前成形体４０の後端４８は、ケーブル１２０の剥ぎ取り端部１２２（図６）を受け入れ、中心導体１２６が前側フェルール７０と合わさり、同軸の中間導体１３０が後側フェルール８０と合わさるようにする。それぞれの導体１２６、１３０は、前側フェルール７０及び後側フェルール８０の対に電気的に且つ機械的に接続されている。保護用の「全長さ」スリーブ１５０（図２）は、コイル９０の上方にてトランスファー成形され、また、前成形体４０と相互に係止され、これにより、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０（図８）を形成する。このスリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０は、射出成形工程により封入され、この射出成形工程は、それ自体に、また、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０に接着する耐久性のある封入体２０（図２）を提供する。該スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０は、封入体２０内にて左右対称に配置されており、該封入体２０は、検出要素９０の最前端部分に沿って均一な厚さ「Ｔ」を有する、一体に形成された保護壁を備えている。
より具体的に且つ図３及び図４を参照すると、構成要素の整合前成形体４０は、第一の射出成形工程にて形成され、この場合、成形可能な材料はポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であることが好ましい。このＰＰＳ材料は誘電性であり、従って、それ自体に接着する特性を有する電気的絶縁材料である。前側フェルール７０及び後側フェルール８０は、金型内にてピン支持体の上に配置されることが好ましく、また、ＰＰＳ材料は、前側フェルール７０及び後側フェルール８０の周りで成形され、これにより、図４に図示するように、構成要素の整合前成形体４０を形成する。前側フェルール７０及び後側フェルール８０は、ＰＰＳ材料により長軸線「Ａ」に沿って相互に係止され且つ直線状に隔てられている。前成形体４０の前端４２は、前側フェルール７０及び後側フェルール８０と軸方向に整合させた中央柱状部分４６を有する環状凹所４４を備えている。前成形体４０は、前側の截頭円錐体５２と後側の截頭円錐体５６との間を横断する、一定断面積の架橋部分５４を有するチャンバ５０を更に備えており、該截頭円錐体は、前側フェルール７０及び後側フェルール８０を隔離している。前側フェルール７０は、中心導体１２６の外径に略等しい内径の穴７６を有している。後側フェルール８０は、中間導体１３０の外径に略等しい内径の穴８６を有している。これらのフェルール７０、８０は、黄銅で出来たものであることが好ましい。
図４及び図５を参照すると、検出要素９０は、中央空隙９２と、前面９４と、背面９６と、本体１０２とを備える検出コイル９０であって、該コイル９０から伸長し且つ互いに隔てられた第一の導線９８及び第二の導線１００を有する検出コイル９０であることが好ましい。構成要素の整合前成形体４０を形成したならば、検出コイル９０を前成形体４０のそれぞれのフェルール７０、８０に電気的に接続することができる。このことは、検出コイル９０を前成形体の環状凹所４４内に配置し、柱状部分４６がコイル９０の中央空隙９２内にてある距離だけ伸長するようにすることで行われる。次に、第一の導線９８を前側フェルール７０に誘導溶接し、第二の導線１００を後側フェルール８０に誘導溶接することが好ましく、これにより、コイル及び前成形体の組立体１１０が形成されるようにする。次に、ケーブル１２０を前成形体４０内にて電気的に且つ機械的に接続する。
図６乃至図８を参照すると、ケーブル１２０は、ケーブルの内側に外接する外被部分１３６から成る同軸３芯ケーブルであることが好ましく、該ケーブルは、同心状に配置された少なくとも２つの誘導体、又は絶縁体１２８、１３２により互いに分離された、同心状に配置された３つの導体１２６、１３０、１３４を備えている。より具体的には、外側の保護用外被１３６は、同心状に配置された同軸の外側導体１３４、同軸の中間導体１３０及び中心導体１２６に外接し、これらの導体は、外側導体１３４と同軸の中間導体１３０との間、及び中間導体１３０と中心導体１２６との間にそれぞれ介在させた絶縁体１３２、及び誘電体１２８により互いに分離されている。ケーブル１２０の少なくとも一端１２２がステップ状に剥ぎ取られて、中心導体１２６、誘電体１２８、同軸又は中間導体１３０、絶縁体１３２、外側導体１３４の長さを露出させる。
図６を参照すると、好ましくは、毎回、再現可能である、均一な所定の量のペースト１４０を分配し得るように空圧で駆動される注射器を介してはんだ付けペースト１４０が前側フェルール７０の穴７６内に注入される。ケーブル１２０の剥ぎ取った端部１２２にはんだ付けリング１４２が配置される。該はんだ付けリング１４２は、中間導体１３０を取り巻き、中間導体１３０と外側導体１３４との間に介在させた絶縁体１３２に当接する。エラストマー的スリーブ１４４がケーブル１２０の誘電体１２８の上に配置され、この誘電体１２８の外径に略等しい内径を有している。エラストマー的スリーブ１４４は、フロロシリコーンゴムのような絶縁性材料で形成することができる。エラストマー的スリーブ１４４は、架橋部分５４よりも僅かに大きい外径を有する。次に、ケーブル１２０を構成要素の整合前成形体４０の後端４８内に挿入し、中心導体１２６が前側フェルール７０の穴７６内に嵌まり、中間導体が後側フェルール８０の穴８６内に嵌まるようにする。矢印Ｆ１、Ｆ２で図示するように加えた軸方向力がエラストマー的スリーブ１４４を架橋部分５４と後側の截頭円錐体５６との間の円錐形の遷移部分に対して変形させる。このことは、図７に図示するように、この遷移領域とケーブル１２０の誘電体１２８との間に緊密なシールを提供する。中間導体１３０と後側フェルール８０の穴８６との間、また、中心導体１２６と前側フェルール７０の穴７６との間に恒久的な機械的且つ電気的接続部が形成される。上記の力Ｆ１、Ｆ２を加えて誘導加熱することにより、はんだ付けペースト１４０及びはんだ付けリング１４２は溶融し且つ露出した導体１２６、１３０の上方を流れて、その導体を前側フェルール７０の穴７６、及び後側フェルール８０の穴８６のそれぞれの長さの全体に亙って恒久的に付着させる。勿論、はんだではなくて、接着剤又は溶接を使用することもできる。予め形成した量のはんだ付けペースト１４０及び予め形成したはんだ付けリング１４２は、特に、中心導体１２６に対し比較的近接した状態で図示した検出コイル９０のインダクタンスパラメータに対して、封入型トランスデューサ１０の全体の電磁的特徴を効果的に再現可能にする。
図７及び図８を参照すると、保護スリーブ１５０は、コイル９０及びその関連した導線９８、１００の上方でトランスファー成形され、前成形体４０と相互に係止されている。このことは、コイル及びケーブルの組立体１１２をトランスファー成形金型内に配置し、コイル９０の前面９４が金型の壁に当接し、トランスファー成形可能な材料がコイル９０の前面９４を覆わないようにして行われることが好ましい。コイル９０、導線９８、１００又はそれぞれの導線９８、１００と前側フェルール７０及び後側フェルール８０との間の接続部を変形したり、破壊することなく、材料がコイル９０及びその関連した導線９８、１００の上方を流動するのを許容する力にて、トランスファー成形可能な材料はトランスファー成形金型内に静かに投入される。このように、コイル９０を機械的に変形されたり又は破壊することなく、保護スリーブ１５０をトランスファー成形することにより、保護スリーブ１５０を一体に形成する前にコイル及びケーブルの組立体１１２が持っていた最初の電気的な特徴が保持される。
トランスファー成形された保護スリーブ１５０は、コイル９０の前端９４と同一の高さに成形された第一の端部１５２と、前成形体４０の後端４８の基端側にて終端となることが好ましい第二の端部１５４とを備えている、スリーブ１５０の本体１５６は、第一の端部１５２から第二の端部１５４まで横断する。該本体１５６は、前成形体４０及びコイル９０の本体１０２の双方の形状に順応し、これにより、保護スリーブ１５０と前成形体４０及びコイル９０の本体１０２の双方との間における全ての空隙を解消する。更に、トランスファー成形したスリーブ１５０は、前成形体４０の前側通路５８及び後側通路６０を充填する。前側通路５８及び後側通路６０を充填することにより、スリーブは、それぞれの通路５８、６０を落下し、それぞれの前側フェルール７０及び後側フェルール８０に接触するコイル９０の導線９０、１００を覆う。保護スリーブが前成形体４０の空隙及び通路５８、５９、６０、６１を充填する結果、保護スリーブは、コイル及びケーブルの組立体１１２内に機械的に係止し、これにより、その一体部分となる。保護スリーブ１５０は、下方溝部分１６０に対向した上方溝部分１５８を有する周縁溝を備えることが好ましい。２つの溝１５８、１６０は、コイル９０の前面９４から正確な距離「Ｌ」の位置にてスリーブ１５０の本体１５６内に一体に形成される。複数のトランスデューサ１０を製造するとき、トランスファー成形した保護スリーブ１５０が各コイル９０及び前成形体４０の寸法の少しの変動にも対応し得る結果、この距離「Ｌ」は、１つのトランスデューサから次のトランスデューサに正確に再現可能である。溝１５８、１６０は、射出成形工程にて使用され、封入体２０の面厚さ「Ｔ」を正確に制御する。スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０（図８）を形成したならば、その組立体は直ちに封入する用意ができている。
図９及び図１１を参照すると、射出成形金型１８０は、上方キャビティ１８４を有する上側金型板１８２と、閉じた位置にあるとき、単一の金型キャビティ１９０を形成する下方キャビティ１８８を有する下側金型板１８６とにより画成されている。該金型キャビティ１９０は、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０を覆う封入体２０の所望の形態と相補的な形状とされている。金型キャビティ１９０は、上方壁１９２と、下方壁１９４と、前壁１９６と、貫通して伸長する開口部２００を有する後壁１９８とにより画成されている。
上側金型番１８２には、一対のスリーブ２１２ａ、２１２ｂを設けることが好ましく、対応する駆動手段２３０ａ、２３０ｂにより一対の摺動可能な支持ピン２１０ａ、２１０ｂが該一対のスリーブを通じて駆動され、上方キャビティ１８４に出入りし得るようにすることができる。下側金型板１８６には、一対のスリーブ２１２ｃ、２１２ｄを設けることが好ましく、対応する駆動手段２３０ｃ、２３０ｄにより一対の摺動可能な支持ピン２１０ｃ、２１０ｄが該一対のスリーブを通じて駆動され、下方キャビティ１８８に出入りし得るようにすることができる。更に、射出成形金型１８０には、金型キャビティ１９０の前壁１９６に隣接する位置にて下側金型板１８６の上に配置されることが好ましい摺動可能な位置決めピン２２０が設けられている。該摺動可能な位置決めピン２２０は、同心状に配置された一対の摺動可能なピン２２２、２２４を備えることが好ましく、この場合、内側ピン２２２は外側ピン２２４内を摺動する一方、外側ピン２２４はスリーブ２２６内を摺動する。関連した駆動手段２３０ｅにより内側ピン２２２及び外側ピン２２４の双方を駆動して、金型１８０が開放位置にあるとき、下方キャビティ１８８内に又は該下方キャビティ１８８から外に伸長するようにしてもよい。内側ピン２２２は、外側ピン２２４よりも下方キャビティ１８８内により深く伸長し得ることが好ましい。
これと代替的に、摺動可能な位置決めピン２２０は、外側ピン２２４に類似する頂部の分岐部分と、該頂部の分岐部分に対して伸長し且つ確実に固定された位置にて内側ピン２２２に類似した基部分岐部分とを有する、一体に形成されたＴ字形ピンを備えるようにしてもよい。
摺動可能な支持ピン２１０ａ−２１０ｄ、及び摺動可能な位置決めピン２２０の各々には、それぞれ別個の駆動手段２３０ａ−２３０ｅを設けて、プログラム化可能な論理制御装置（ＰＬＣ）２５０等により独立的に制御可能であるようにすることが好ましい。
駆動手段２３０ａ−２３０ｅの各々は、弁及びソレノイド装置２３２ａ−２３２ｅと、空圧シリンダ２３４ａ−２３４ｅと、突き出し板２３６ａ−２３６ｅとを備えている。突き出し板２３６ａ−２３６ｄの各々は、それぞれの支持ピン２１０ａ−２１０ｄの各々に接続され、突き出し板２３６ｅは位置決めピン２２０に接続されている。突き出し板２３６ａ−２３６ｅの各々は、対応する空圧シリンダ２３４ａ−２３４ｅ内に受け入れられる一方、該空圧シリンダは、対応する弁及びソレノイド装置２３２ａ−２３２ｅに接続される。弁及びソレノイド装置２３２ａ−２３２ｅの各々は、ＰＬＣ２５０に電気的に接続され且つ気体供給源２６０に機械的に接続されている。ＰＬＣ２５０は、弁及びソレノイド装置２３２ａ−２３２ｅの各々の各ソレノイドに独立的に電気信号を送る。ソレノイドの各々は、その信号を受け取り、対応する弁を物理的に開き且つ閉じる。このことは、それぞれの空圧シリンダ２３４ａ−２３４ｅに気体を送ることを可能にし、また、突き出し板２３６ａ−２３６ｅの位置に依存して、支持ピン２１０ａ−２１０ｄ及び位置決めピン２２０の各々が金型キャビティ１９０内に伸長し、又は金型キャビティ１９０外に引き込むことを可能にする。突き出し板２３６ｅは、内側ピン２２２に接続し、内側ピン２２２が短い距離だけ伸長し又は引き込み、次に、外側ピン２２４に追い付いて、その外側ピンが対応して伸長し又は引き込むようにする。
射出成形金型１８０が閉鎖位置にあるとき、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０を金型キャビティ１９０内に支持し且つ対称的に位置決めするため（図１１）、支持ピン２１０ａ−２１０ｄのみが使用される。しかしながら、引っ込んだ位置決めピンは、金型キャビティ１９０の前壁１９６を形成することができる。支持ピン２１０ｂ、２１０ｃは、保護スリーブ１５０のそれぞれの上方溝１５８及び下方溝１６０内に受け入れられる。このことは、検出コイル９０の前面を金型キャビティ１９０の前壁１９６から正確な隔たった位置に確実に保つ。組立体１７０の特定の形態、及び溶融した成形可能な材料が組立体１７０の周りを充填する仕方に依存して、支持ピンの１つをもう一方よりも先に引っ込めることができる。組立体１７０が金型キャビティ１９０内にて半径方向及び軸方向の双方に中心決めされた状態を保ち、また、金型キャビティ１９０の前壁１９６とコイル９０の前面９４との間に一定の間隔を保つことを可能にする方法にて全ての支持ピン２１０ａ−２１０ｄが引っ込む迄、この支持ピンが引っ込む動作は、ＰＬＣ２５０のタイミングと順序を合わせ且つ較正する。支持ピン２１０ａ−２１０ｄの引っ込み動作が正確に順序立てられないならば、組立体１７０は、金型キャビティ１９０内で一方の側部に、又は別の側部に移動する可能性がある。このことは、封入型トランスデューサ１０の電気的特徴を変化させる可能性がある。
図１０を参照すると、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０は、伸長した支持ピン２１０ｃ、２１０ｄ及び伸長した位置決めピン２２０を介して半径方向に且つ軸方向に中心決めされている。位置決めピン２２０は、コイル９０を中心決めし、コイル９０の空隙９２内に部分的に受け入れられた内側ピン２２２及びコイル９０の前面９４に当接する外側ピン２２４を介して金型キャビティ１９０の前壁１９６から所定の距離に該コイル９０を隔てるのに役立つ。更に、支持ピン２１０ｃは、下方キャビティ１８８内に伸長し且つ前成形体４０の下方溝１６０内に受け入れられて、検出コイル９０の前面９４を金型キャビティの前壁１９６から正確な距離の位置に隔て、また、該検出コイルを支持する。また、支持ピン２１０ｄは、下方キャビティ１８８内に伸長し、保護スリーブ１５０と係合する位置に配置され、これにより、該保護スリーブを支持する。スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０は、下方キャビティ１８８内で左右対称にて中心決めされたならば、位置決めピン２２０を引き抜き、金型キャビティ１９０を閉鎖位置に配置する（図１１）。
この時点にて、摺動可能な支持ピン２１０ｂは、前成形体４０の上方溝１５８内に受け入れられ、支持ピン２１０ｃと組み合わさって作用し、検出コイル９０の前面９４を金型キャビティ１９０の前壁１９６から正確に隔たった位置に確実に保つ。このことは、封入型トランスデューサ１０が、均一な厚さ「Ｔ」（図２）を有し、従って、所定の線形範囲を有する、一体に形成された保護壁を有することを可能にする。このことは、同一の電気的特徴を有すると考えられる複数の封入型トランスデューサ１０を製造するときに、特に重要なことである。更に、金型１８０を閉じたならば、ケーブル１２０は、金型キャビティ１９０の後壁１９８の開口部２００外に伸長する。上側金型板１８２及び下側金型板１８６が係合する結果、ケーブル１２０をその間で片持ち状に支持することにより追加的な支持体が提供される。支持ピン２１０ａは、上側金型板１８２から上方キャビティ１８４内に伸長し、また、ケーブル１７０の前成形体４０と係合し、これにより、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０に対して更なる頂部支持体を提供する。ピン２１０ａ−２１０ｄが組立体１７０に当接する部分を除いて、空隙がスリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０を完全に取り巻く。図１１の１つの代替的な実施の形態は、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０を金型キャビティ１９０内で中心決めし且つ支持するためにより少数又はより多数の支持ピン２１０ａ−２１０ｄを使用することができる。
成形可能な材料は、下側金型板１８２及び／又は上側金型板１８６に形成されたランナー２４０及びゲート２４２を介して金型キャビティ内に注入される。１つのゲートが、摺動可能な支持ピン２１０ａ−２１０ｄの各々に隣接する位置に配置されることが好ましい。成形可能な材料は、それ自体に接着する特徴を有するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であることが好ましい。成形可能な材料の注入は、金型キャビティ１９０が完全に充填されるまで続行される。金型キャビティ１９０が充填されたならば、支持ピン１２０ａ−１２０ｄを引っ込めて、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０が金型キャビティ１９０内で中心決めされた状態を保つようにする。支持ピン２１０ａ−２１０ｄの引っ込み動作と同時に、追加の量の成形可能な金型キャビティ１９０内に導入し、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０が、成形可能な材料内で完全に覆われて、全ての空隙が充填されるようにすることができる。
図１２を参照すると、金型キャビティ１９０内への成形可能な材料の射出工程が完了し、支持ピン２１０ａ−２１０ｄが引っ込んだならば、金型１８０を開いて封入型トランスデューサ１０を下側金型板１８６内にて冷却させる。封入型トランスデューサが冷却したならば、１つ以上の底部支持ピン２１０ｃ、２１０ｄを作動させ、封入型トランスデューサ１０をそこから突き出すことができる。
大量生産において、単一の上側金型板１８２と、回転台２７０（図３）の上に配分された複数の下側金型板１８６とを備える射出成形装置を設けることが好ましい。下側金型板１８６の各々には、単一のスリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０を予め充填することができる。次に、上側金型板１８２が第一の直線状の下側金型板１８６の上まで下降し、それぞれのスリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０を封入する。この封入工程が完了したならば、上側金型板１８２を持ち上げて、回転台２７０を矢印「Ｒ」の周りで回転させ、後続の下側金型板１８６を静止した上側金型板１８２と整合させ、封入工程が反復可能であるようにする。
尚、前に封入したトランスデューサ１０は、下側金型板１８６内に止まり、回転台を回転させるときに冷却させ、その後、上述したように突き出すことができる。この場合、封入したトランスデューサ１０を突き出した後、下側金型板１８６には、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０を再度装填し、回転台２７０が回転するときに、上側金型板１８２まで後方に伸長させる。この工程は、スリーブ付きコイル及びケーブルの組立体１７０の１つのバッチを封入するために続行することができる。
使用及び操作時、図１及び図２を参照すると、封入型トランスデューサ１０は、例えば、機械２８０の回転軸２８２の振動特徴を監視するために近接トランスデューサとして利用することができる。この環境において、封入型トランスデューサ１０は、渦電流原理に基づいて作動し、回転軸２８２と封入型トランスデューサ１０の検出コイル９０との間の間隔に相関した信号を出力する。
典型的に、封入型トランスデューサ１０には、機械２８０の回転軸に隣接する位置に取り付けられたねじ付きの金属ケース２８４が外接する。封入型トランスデューサ１０を戦略的に取り付けて、封入型部２０の前端２２の基端側にある検出コイル９０及び回転軸２８２が並置位置となるようにするため、取り付け手段２８６が始動する。検出コイル９０は、ケーブル１２０に電気的に且つ機械的に接続される。ケーブル１２０は、封入体２０の後端２４から外に伸長し、また、機械２８０のケーシング２８８を貫通して伸長し、該機械において、このケーブルは、電気的処理装置３１０まで、又は伸長ケーブルまで直接、接続することのできる接続部２９０にて終端となることが好ましい一方、該伸長ケーブルは、電気的処理装置３１０に接続する。
ケーブル１２０は、機械ケース２８８に作用可能に接続されたアダプタ２９２の内部にてゴムグロメット２９４を貫通して伸長することにより、機械のケース２８８を貫通して伸長することが好ましい。該アダプタ２９２は、雄ねじ及び雌ねじを有する第一の端部２９６を備えている。アダプタの雄ねじは、機械ケース２８８のねじ付き穴３００と接続されて、アダプタ２９２を確実に接続する。ある場合において、アダプタ２９２の第一の端部２９６の雌ねじは、ねじ付きの金属ケース２８４を介して封入型トランスデューサ１０を取り付けることを可能にする。雄ねじを有するアダプタ２９２の第二のタブ２９８を接続箱３０２内のねじ穴３０４に接続し、該接続箱３０２が機械ケース２８８に取り付けられるようにすることができる。該接続箱３０２は、ケーブル１２０を電気的処理装置３１０に作用可能に接続する全ての電気的接続部を耐候性型、又は防爆性の環境内に収容することができる。
近接トランスデューサとして使用することに加えて、本発明は、監視及び診断分野で極めて高範囲に採用することが可能である。その一例は、ＲＴＤ型式の単一線の熱電対で形成されたコイルを使用する温度トランスデューサとして使用する場合である。コイルは封入体２０内に取り付けられて、上記に説明した工程との唯一の相違点は、全体により薄い厚さの封入体が使用される点である。このことは、ＲＴＤ温度検出コイルに対して適宜な熱伝達を可能にする。
更に、上記のように本発明を説明したが、上述し且つ請求の範囲に記載した本発明の範囲及びその適正な意義から逸脱せずに、多数の構造上の改変及び適用が可能であることが明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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