(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知要素と、
該感知要素から伸長する第１及び第２のリード線と、
該リード線に連結されたケーブルと、
前記感知要素を捕捉し且つ前記第１のリード線全体、前記第２のリード線の一部及び前記ケーブルの先端を覆い隠して、前記ケーブルの前記先端を前記感知要素に軸線方向に整合させると共に、前記ケーブルの前記先端から前記感知要素を厳密に隔置して前記感知要素と、前記ケーブルとの間に電磁関係を正確に設定する一体に形成された単一型のアライメントプラグと、
前記感知要素、前記アライメントプラグの全体、及び、前記感知要素及び前記ケーブルの一部を範囲を限定し且つ連続して均一な厚さを有した前記感知要素の直前にある保護壁を含んだシームレス塊を画定する前記ケーブルの一部を覆い隠す硬化した成形可能材料から成る一体成形体とを組み合わせて備えている回転装置の状態を監視するためのトランスデューサ。
【請求項２】
前記感知要素が、前面、後面及び本体であって、外側表面及び該本体を貫通して伸長する中央空隙を有した本体を有したコイルであり、前記本体が前記前面と前記後面との間で伸長している請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項３】
前記ケーブルが少なくとも１つの誘電体により互いに絶縁された中心導体及び同軸の導体を少なくとも含んでおり、前記誘電体が事前に蝕刻されている請求項２に記載のトランスデューサ。
【請求項４】
少なくとも前記ケーブルの前記先端に隣接した領域が段状に剥ぎ取られて、少なくとも前記中心導体、誘電体及び同軸の導体が一定の長さで露出される請求項３に記載のトランスデューサ。
【請求項５】
更に、前部フェルールと、後部フェルールとを含み、該前記フェルールは前記中心導体の径に略合致する径を備えた孔を有し、かつ、該後部フェルールは前記同軸の導体の径に略合致した径を備えた孔を有している請求項４に記載のトランスデューサ。
【請求項６】
前記中心導体の少なくとも一部が前記前部フェルールの前記孔内で電気的且つ機械的に接続されている請求項５に記載のトランスデューサ。
【請求項７】
前記同軸の導体の少なくとも一部が前記後部フェルールの前記孔内で電気的且つ機械的に接続されている請求項６に記載のトランスデューサ。
【請求項８】
前記コイルの前記第１のリード線が前記前部フェルールに電気的に接続され、且つ、前記コイルの前記第２のリード線が前記後部フェルールに電気的に接続されている請求項７に記載のトランスデューサ。
【請求項９】
更に、前記硬化した成形可能材料から成る一体成形体内に対称的に配置され、且つ、前記コイルを前記センサの長軸線に沿って軸線方向に整合させ、且つ、前記コイルを前記ケーブルの前記剥ぎ取られた端から所定の距離に厳密に隔置する前記一体に形成されたアライメントプラグを備えている請求項８に記載のトランスデューサ。
【請求項１０】
前記アライメントプラグが、中間部と一体に形成された中央ポスト及び外側周壁により画定される環状凹部を有した前端を含んでおり、前記中央ポストが前記コイルの前記中央空隙内に伸長し、前記中間部が前記コイルの前記後面全体に接触且つ一致し、且つ、前記外側周壁が前記コイルの前記本体の前記外側表面に接触且つ輪郭が一致している請求項９に記載のトランスデューサ。
【請求項１１】
前記アライメントプラグが、更に、後端であって、前記ケーブルの前記剥ぎ取られた端及び該アライメントプラグの前記前端及び後端と一体に形成され且つ該前端と該後端との間に配置された前記中間部の一定の長さの範囲を限定する後端を備えている請求項１０に記載のトランスデューサ。
【請求項１２】
前記アライメントプラグの前記中間部が前記前部フェルールを覆い隠し且つ前記センサの長軸線に沿って前記前部フェルールを軸線方向に整合させる請求項１１に記載のトランスデューサ。
【請求項１３】
前記アライメントプラグの前記中間部が前記前部フェルールに隣接した前記誘電体を一定の長さで覆い隠す請求項１２に記載のトランスデューサ。
【請求項１４】
前記硬化した成形可能材料が該硬化した成形可能材料と前記ケーブルの前記蝕刻された誘電体との間に界面を形成することで前記ケーブルの前記蝕刻された誘電体と強力な接着を形成する請求項１３に記載のトランスデューサ。
【請求項１５】
前記後部フェルールが前記硬化した成形可能材料から成る一体成形体内に係止して、軸線方向の力に抗して前記第１及び第２のリード線と前記中心導体及び同軸の胴体との間の接続が破壊されるのを防止する肩部を含んでいる請求項１４に記載のトランスデューサ。
【請求項１６】
感知要素を備えた先端及び後端であって、該後端から発する情報伝送媒体を備えた後端を有したアライメントプラグを備えた、厳しい環境下で回転装置の状態を監視するのに使用される封入型トランスデューサの製造方法において、
前記感知要素の前面に隣接して、前記アライメントプラグと一体に形成され且つ前記感知要素の空心内で一定の距離に伸長する中央ポストにより空にされる前記感知要素の前記空心の一部により画定される位置決め手段を一体に形成し、
前記位置決め手段に連結された摺動自在のピンで前記感知要素を金型キャビティ内に位置決めして、該金型キャビティ内で確実に適切な位置決めを行い、
前記中央ポストと一体に形成され且つ前記感知要素の外部表面に接触し且つ輪郭が一致した外側周壁で前記感知要素の外側表面を保護し、前記外側周壁、前記中央ポスト及び前記感知要素の後面に接触し且つ輪郭が一致した前記アライメントプラグの一部が該アライメントプラグに一体に形成された環状凹部を画定し、
支持収容手段を前記感知要素の前記前面から一定の正確な距離を置いて前記アライメントプラグと一体に形成し、
前記感知要素及び前記アライメントプラグを前記支持収容手段に連結する摺動自在の支持手段で前記金型キャビティ内に支持すると共に位置決めし、且つ、前記位置決め手段を取り外し、
成形可能材料で前記感知要素の前面上に均一で連続した前壁を及び前記アライメントプラグ及び前記情報伝送媒体の一部上にシームレス本体を支持領域を除いて射出成形し、
前記支持手段を取り外し、
該支持手段の近傍に成形可能材料を射出して、それまで前記支持手段が占めていた前記支持収容手段を充満して形成し、
前記感知要素を該感知要素の前記前面に当接する前記均一で連続した前壁を有し且つ継目なく前記本体へ移行する形成用材料から成るシームレス塊内に覆い隠することで、前記感知要素及び前記アライメントプラグを前記成形可能材料内に正確に位置決めして回転装置を正確に構えさせるようにすることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記形成段階が、更に、前記感知要素の前記空心内に収容されている軸線方向の摺動自在の支持体で前記金型キャビティ内に位置決めすることを含んでいる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記形成段階が、更に、前記感知要素の前面から正確な距離に前記アライメントプラグ内に溝を一体形成して前記支持収容手段を形成することを含んでいる請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記形成段階が、更に、前記感知要素及び前記アライメントプラグを複数の半径方向に摺動自在の支持体で支持し且つ前記感知要素の前記前面を前記半径方向に摺動自在の支持体を収容する前記溝により前記金型キャビティの前壁から正確な距離に隔置することを含んでいる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記形成段階が、更に、前記軸線方向に摺動自在な支持体及び前記複数の半径方向に摺動自在の支持体に駆動手段を設けて各支持体を前記金型キャビティ内外へ摺動することを含んでいる請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記形成段階が、更に、前記駆動手段に信号を送って各支持体を前記金型キャビティ内外へ独立して摺動させる制御手段を設けることを含んでいる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記形成段階が、更に、前記駆動手段に信号を送る前記制御手段を編成する変更自在のタイミング順序を設けることを含んでいる請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
回転装置の状態を監視するトランスデューサであって、該回転装置の軸が該トランスデューサに対して露出されているトランスデューサにおいて、
前記トランスデューサを前記軸から一定の距離に取り付けて、該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になるようにする手段と、
前記トランスデューサが前記軸に隣接して配置決めされた空心コイルを含んでいることと、
該空心コイルの最前部に沿って均一の厚さを有した連続した保護壁を含んだ前記トランスデューサの前部と、
前記コイルが前記長軸線の回りで対称的に配置されていることと、
前記コイル及び該コイルに作用するように連結されたケーブルの先端部を覆い隠す前記連続した保護前面壁と一体に形成された保護用シームレス封入体と、
該封入体内に埋設され且つ前記コイルを前記ケーブルへ結合させるアライメントプラグと、
該アライメントプラグが、前記コイルの前面と面一に成形された前端と、前記ケーブルの前記先端部の一定の長さに亘って成形された後端と、前記空心コイルの後面に接触し且つ輪郭が一致し、且つ、前記アライメントプラグの前記前端と前記後端と一体に形成され且つ該前端及び該後端との間に配置された中間部を含み、前記空心コイル及び前記ケーブルの一部を捕捉するようにしたことと、
前記アライメントプラグの前記中間部が、前記空心コイルの外部表面に接触し且つ輪郭が一致し、且つ、該外部表面に略平行に伸長した一体に形成された外側周壁を含んでいることと、
該アライメントプラグの前記中間部と一体に形成され且つ前記コイルの前記空心内へ一定の距離で伸長した中央ポストと、
前記外側周壁、前記中間部及び前記中央ポストが、前記アライメントプラグ内に一体に形成され且つ前記コイルの前記外部表面、前記後面及び一部に接触し且つ輪郭が一致した環状凹部を画定することと、
前記ケーブルが前記トランスデューサから電気処理装置へ伸長していることと、を含む回転装置の状態を監視するトランスデューサ。
【請求項２４】
射出成形から形成されるトランスデューサの製造方法において、形成段階が
空心コイルをケーブルの先端部の胴体に取り付ける段階と、
アライメントプラグであって、前記コイルの前面と面一に成形された前端と、前記ケーブルの前記先端部の一定の長さに亘って成形された後端と、前記空心コイルの後面に接触し且つ輪郭が一致し、且つ、前記アライメントプラグの前記前端と前記後端と一体に形成され且つ該前端と該後端との間に配置された中間部を含んでいて前記空心コイル及び前記ケーブルの一部を捕捉するようにしたアライメントプラグを形成することであって、前記アライメントプラグの前記中間部が前記空心コイルの外部表面に接触し且つ輪郭が一致し、且つ、該外部表面に略平行に伸長した一体に形成された外側周壁を含み、中央ポストが該アライメントプラグの前記中間部と一体に形成され且つ前記コイルの前記空心内へ一定の距離で伸長し、前記外側周壁、前記中間部及び前記中央ポストが前記アライメントプラグ内に一体に形成され且つ前記コイルの前記外部表面、前記後面及び一部に接触し且つ輪郭が一致した環状凹部を画定させる段階と、
前記アライメントプラグと一体に形成された前記中央ポストにより空にされる前記コイルの前記空心の一部によって画定される位置決め手段を前記コイルの前記前面に隣接して形成する段階と、
該位置決め手段内に収容されている摺動自在のコイル支持体で前記コイルを金型キャビティ内の中央に位置決めする段階と、
複数のケーブル支持体で前記ケーブルを前記金型キャビティ内に支持する段階と、
前記ケーブルを前記金型キャビティから外部へ伸長するように配向する段階と、
前記コイル支持体を引っ込める段階と、
成形可能材料を前記金型のキャビティ内へ射出して、前記コイル、前記アライメントプラグ及び前記感知要素の前記前面に当接する均一で連続した前壁及び該前壁から継目なく移行する本体を含んだ成形可能材料から成るシームレスな塊を備えた前記ケーブルの前記先端部に隣接した前記ケーブルの一定の長さを正確に覆い隠して、前記感知要素及び前記アライメントプラグを前記成形可能材料から成るシームレスな塊内に正確に位置決めする段階と、
成形可能材料が前記金型キャビティ内へ射出された後で前記複数のケーブル支持体を引っ込める段階と、
前記ケーブル支持体の近傍に成形可能材料を射出して、それまで前記複数のケーブル支持体が占めていた領域を充満する段階と、
前記成形可能材料を硬化させる段階と、
上記の如く形成されたトランスデューサを一体ユニットとして前記金型から取り外す段階とを備えている方法。
【請求項２５】
前記形成段階が、更に、前記位置決め手段内に収容されている軸線方向に摺動自在のコイル支持体で前記コイルを中央に位置決めし且つ支持する段階を含んでいる請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記形成段階が、更に、複数の半径方向に引っ込み自在のケーブル支持体で前記ケーブルを支持する段階を含んでいる請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記形成段階が、更に、成形可能材料を前記キャビティ内へ射出する前に前記成形可能材料が溶融状態にある時の温度まで前記金型を予備加熱する段階を含んでいる請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記形成段階が、更に、成形可能材料を前記キャビティ内へ射出する時に前記金型を前記予備加熱温度に維持する段階を含んでいる請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記形成段階が、更に、前記成形可能材料を低圧且つ低速で射出して、前記コイルの一体性を維持し、前記キャビティ内での前記成形可能材料の良好な移動パターンを画定し且つ緻密で封止されたトランスデューサを形成する段階を含んでいる請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記形成手段が、更に、前記成形可能材料に接着剤を供給して、硬化時に前記ケーブルと前記成形可能材料との間に強力な接着を画定する段階を含んでいる請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
更に、前記アライメントプラグを射出成形用金型キャビティ内で支持し且つ前記感知要素の前面を前記射出成形用金型キャビティの前壁から正確な距離に隔置する摺動自在の支持ピンを少なくとも１本収容して、成形可能材料から成る前記硬化した射出成形された一体成形体の前記前壁の前記厚さを制御する前記アライメントプラグと一体に形成された手段を含んでいる請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項３２】
更に、前記感知要素及びアライメントプラグを前記射出成形用金型内で位置決めする軸線方向に摺動自在の位置決めピンを少なくとも１本収容する位置決め手段を含み、前記位置決め手段が前記感知要素内に配置された空心の一定の領域により画定される請求項３１に記載のトランスデューサ。
【請求項３３】
回転装置の状態を監視するトランスデューサにおいて、
前面、後面、該前面から該後面まで伸長した本体及び該本体を完全に貫通して伸長した中央空心を有したコイルと、
該コイルから伸長した第１及び第２のリード線と、
少なくとも１つの中心導体、同軸の導体及び該同軸の導体から少なくとも１つの前記中心導体を絶縁する誘電体を含んだケーブルであって、該ケーブルが段状に剥ぎ取られて少なくとも前記中心導体、前記誘電体及び前記同軸の導体を一定の長さで露出した少なくとも１つの端を有しているケーブルと、
少なくとも前記１つの剥ぎ取られた端の前記中心導体の前記露出した一定の長さの一部に連結された第１のフェルールと、
一体に形成された一体もののアライメントプラグであって、感知要素の前記本体の外部表面に接触し且つ合った保護用外周壁、該外周壁と一体に形成され且つ前記コイルの前記後面全体に接触し且つ合った中央部、及び前記アライメントプラグの前記中央部と一体に形成され且つ前記コイルの前記空心内へ一部伸長した中央ポストを含くみ、前記周壁、前記中間部及び前記中央ポストが前記コイルを捕捉する一体に形成された環状凹部を画定し、前記中央部が前記第１のリード線の全体、前記前部フェルールの全体、少なくとも前記第２のリード線の一部及び前記ケーブルの前記剥ぎ取られた端の一定の長さを覆い隠し、前記中央部が軸線方向に前記コイルを前記前部フェルールに整合し且つ前記ケーブルの前記剥ぎ取られた端から厳密に隔置し、該隔置により前記コイルと前記ケーブルとの間で電磁関係が保持される一体に形成された一体もののアライメントプラグと、
前記コイル、前記アライメントプラグの全体、前記後部フェルール及び該後部フェルールに隣接した前記ケーブルの一部を覆い隠した一定の材料から成る硬化し、射出成形された一体成形体であって、前記材料が前記コイルの前記前面の全体に接触し且つ一致した連続した前壁を含み且つ該前壁から均一に伸長して前記連続した前壁に前記コイルの前記前面に直接当接し且つ該前面から伸長し、且つ、前記トランスデューサの直線範囲を最大にして、作動すると、正確で信頼性の高い測定を提供する均一な厚さをもたらすシームレス塊を画定している一定の材料から成る硬化した射出成形された一体成形体とを組み合わせて備えている回転装置の状態を監視するトランスデューサ。
【請求項３４】
回転装置の状態を監視するトランスデューサにおいて、
前面、後面、該前面から該後面まで伸長した本体及び該本体を完全に貫通して伸長した中央空心部を有した空心コイルと、
該コイルから伸長した第１及び第２のリード線と、
該リード線に作用するように連結されたケーブルと、
一体に形成された一体もののアライメントプラグであって、前記コイルの前記本体の外部表面に接触し且つ合った保護用外周壁、該外周壁と一体に形成され且つ前記コイルの前記後面全体に接触し且つ合った中央部、及び前記アライメントプラグの前記中央部と一体に形成され且つ前記コイルの前記空心内へ一部伸長した中央ポストを含くみ、前記周壁、前記中間部及び前記中央ポストが前記コイルを捕捉する一体に形成された環状凹部を画定し、前記中央部が前記第１のリード線の全体、少なくとも前記第２のリード線の一部及び前記ケーブルの先端を覆い隠し前記中央部が軸線方向に前記コイルを前記ケーブルの前記先端に整合し且つ前記ケーブルから厳密に隔置し、該隔置により前記コイルと前記ケーブルとの間で電磁関係が保持される一体に形成された一体もののアライメントプラグと、
前記コイル、前記アライメントプラグの全体及び前記アライメントプラグの後部に隣接した前記ケーブルの一部を覆い隠した一定の材料から成る硬化し射出成形された一体成形体であって、前記材料が前記コイルの前記前面の全体に接触し且つ一致した連続した前壁を含み且つ該前壁から均一に伸長して前記連続した前壁に前記コイルの前記前面から直接に伸長し、且つ、前記トランスデューサの直線範囲を最大にして、作動すると、正確で信頼性の高い測定を提供する均一な厚さをもたらすシームレスな塊を画定している一定の材料から成る硬化した射出成形された一体成形体と、を組み合わせて備えている回転装置の状態を監視するトランスデューサ。
【発明の詳細な説明】
従来分野
本発明は、概ね、アライメントプラグを備えた封入型トランスデューサ（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）に関し、より詳細には、周囲の環境からの機械的、物理的または化学的攻撃に実質的に左右されない封入型トランスデューサ、及び、回転機械や往復動機械の振動、温度感知及びその他の物理的現象の監視や感知状態を監視するのに使用される斯かるトランスデューサの製造方法に関する。
背景技術
回転機械や往復動機械の状態の監視及び診断はトランスデューサ及び該トランスデューサに関係する電子機器による正確で信頼性ある測定に始まり、次いで他の最先端の分析装置によりデータの編集整理及び表示がなされる。斯かるトランスデューサの１つが近接トランスデューサであり、とりわけ機械の回転軸の振動特性を監視するのに使用される。本環境においては、トランスデューサは非常に不利な物理的、化学的及び機械的条件下で作動しなければならず、また、トランスデューサの交換が非常に困難な場合がある。従って、近接トランスデューサを監視装置の中で最も信頼性の高い部品にしようとする努力がなされている。
典型的には、近接トランスデューサはその関係する電子部品と連携して目標物または「ターゲット」（機械の回転軸）と近接トランスデューサの感知コイルとの間の間隔に相互関係する信号を出力する。ターゲットと近接トランスデューサの感知コイルとの間の距離または間隔がトランスデューサの直線範囲内にあって、作動すると正確で信頼性の高い測定を行うことが重要である。従って、正確で信頼性の高い測定を行う保証は環境からの悪影響に左右れず且つトランスデューサの直線範囲を過度に消費しないトランスデューサを提供することにかかっている。
以下の従来の技術は、申請者が承知している技術状況を反映したものであり、関連の従来の技術を開示すると言う申請者の認知された義務を遂行するために本書に含められている。しかしながら、斯かる従来の技術との関連を考えられる限りで考えて見ても、下記の参考技術例のいずれもが以下に詳細に開示し且つ詳細に特許請求される本発明に関係することは何１つ教示していないし、また、斯かる参考技術例から本発明が自明ともならない。
0003712417.tif 000002
0003712417.tif 000003
0003712417.tif 000004
シュッツの２つの特許及びバン・デン・バーグその他の特許は環境からの悪影響に左右されない正確なセンサを提供すると言う譲受人の継続した責務を反映している。
イェーガー（Ｊａｅｇｅｒ）のフランス特許は一方の端にセンサを備えた細長い検出装置を射出成形する方法及び装置の使用を教示している。該検出装置の一方の端は金型で支持される一方でセンサの端部が中心位置決めスリーブ（１３０）に係合している。該中心位置決めスリーブ（１３０）はピストン（１３２）で終端しており、該ピストンはシリンダ（１２６）内を移動自在となり且つ固定ロッド（１３８）の回りを摺動するようにされている。熱可塑性プラスチックが金型内へ射出され、射出工程が一部完了しただけの時点で中心位置決めスリーブがセンサから取り外される。
川上（Ｋａｗａｋａｍｉ）の日本特許はトランスファ成形による半導体チップの封止の使用を教示している。半導体チップ（４）がキャリア（１）に取り付けられて、可動ピン（１７）及び（１８）を介して固定位置に保持される。可動ピン（１７）及び（１８）は移動自在に上型（１１）及び下型（１２）に嵌められて、キャビティ（１５）及び（１６）内への前進または該キャビティからの後退が自由に行えるようにされている。ピン（１７）及び（１８）がキャリア（１）に固定されている間に樹脂（２０）がゲート（１３）及び（１４）を介してキャビティ（１５）及び（１６）内へ射出され、樹脂（２０）の射出状態に応じてピン（１７）及び（１８）が漸次取り除かれる。
横山（Ｙｏｋｏｙａｍａ）の特許はプラスチック製の封入型電子半導体装置を製造する装置の使用を教示している。支持パッド（１１）が第１及び第２スライダ（２４Ａ）及び（２４Ｂ）及び金型の半分（１９）及び（２０）によりしっかりと固定される。第１及び第２スライダ（２４Ａ）及び（２４Ｂ）は、プラスチック封入材料がキャビティの半分まで充填されると、キャビティの外側方向へ移動される。スライダが移動された後で形成される空間がゲート（２３）から直接注入されるプラスチック封入材料で満たされる。スライダ（２４Ａ）及び（２４Ｂ）がキャビティ（２５）内で２つの機能を果たす点に留意すべきである。第１の機能は支持パッド（１１）の薄い端部をしっかりと握持して該支持パッドを所定位置に固定することであり、第２の機能はゲート（２３）を貫通する通路を狭めることである。
ピエポントの特許は半径方向のリード線を有する電気部品を封入する方法の使用を教示している。大型のキャビティを多数有した金型に複数の水平な半径方向にリード線を設けたコンデンサを装填する。閉じた金型がリード線（１５）を把持する。上ピン（２５）が各部品本体を所定の程度下方へ押し下げて、各本体が対応する金型キャビティ内で約同一の位置に置かれるようにされる。次いで下ピン（２８）が各部品本体を金型キャビティの中心の若干上方へ押し上げて、下ピンが引き出されると同時に電気部品のリード線内の応力で前記部品本体が金型キャビティの中心部へ撥ね戻るようにされている。次いで、成形樹脂が注入される。
特に言及されない上記にリストアップしたその他の従来の技術はその他のセンサ装置及び成形工程を教示すると共に、申請者が承知した従来の技術を列記している。斯かる参照例は上に特に区別した参照例とは更に明白に異なるものである。
発明の開示
本発明は、公知の従来の技術とは様々に区別される。１つは、本発明は、一方の端の感知要素及び他方の端から伸長するケーブルを覆う保護用シームレス封入体を含んだトランスデューサを提供する。更に、感知要素はトランスデューサの長軸線を中心に対称的に配置され、且つ、シームレスの封入体は感知要素の最前部に沿って均一の厚さを有する一体に形成された保護壁を含んでいる。感知要素はケーブルに電気的に接続されて、感知要素から電気処理装置へ信号を伝送する。信号は、例えば、機械の振動と関連する。
好適には、感知要素は感知コイルの形態を取り、該感知コイルは前面、後面及び本体を有し、該本体は外側表面及び該本体を貫通して伸長する中央空隙を有している。本体は前面と後面との間で伸長している。感知コイルは、更に、少なくとも第１のリード線及び第２のリード線を含んでおり、該第１及び第２のリード線は感知コイルから伸長すると共に、互いに絶縁されている。コイルのリード線はコイルの後面より以遠に伸長すると共に、互いに絶縁されているのが好適である。ケーブルは同軸３芯ケーブル（ｔｒｉａｘｉａｌ  ｃａｂｌｅ）であるのが好適であり、該同軸３芯ケーブルは少なくとも２つの同心状に配置された絶縁体により互いに絶縁された３つの同心状に配置された導体を含んだケーブルの内部を封じ込める保護外被を備えている。詳細には、該保護外被は同心状に配置された外側、中間及び中心導体を封じ込め、該外側、中間及び中心導体は、それぞれが、外側導体と同軸の中間導体との間と、中間導体と中心導体との間に介在する絶縁体及び誘電体により絶縁されている。誘電体は蝕刻されたテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）から形成されるのが好適である。
ケーブルの少なくとも一方の端は段状に剥ぎ取られて中心導体、誘電体、同軸の中間導体、絶縁体及び外側導体が一定の長さで露出される。更に、封入型トランスデューサは中心導体の外径にほぼ等しい内径を備えた孔を有する前部フェルールと、中間導体の外径とほぼ等しい内径を備えた孔を有する後部フェルールとを含んでいる。前部フェルール及び後部フェルールは次いでケーブルの剥ぎ取られた端上に挿入されて、それぞれ中心導体及び同軸の中間導体にはんだ付けされる。
はんだにより一旦前部フェルール及び後部フェルールとそれぞれの導体との間で永久的な機械接続及び電気接続がなされると、感知コイルが前部フェルール及び後部フェルールに抵抗溶接される。これは、コイルの一方のリード線を前部フェルールへ及びコイルの他方のリード線を後部フェルールへ抵抗溶接することにより達成される。
一旦コイルをケーブルへ電気的且つ機械的に接続する工程が完了すると、コイルが金型内へ装填され、次いでアラインメントプラグがコイル及びケーブルの上に成形される。詳細には、コイルの中央空隙内に金型のピンが収容されるようにコイルを該ピン上に配置することによりコイルが金型内に装填される。ピンはコイルを支持すると共に、作用するようにコイルへ接続されたケーブルの先端部に対してコイルを軸線方向に整合させる。次いで成形自在の材料が金型内へ注入されてコイル及びケーブルの先端部を覆うことでアラインメントプラグが形成される。金型の一部またはインサートがコイルの前面に当接して、アラインメントプラグを形成する間に成形自在の材料がコイルの前面を覆うのを防止する。更に、アラインメントプラグに対応するくぼみを形成する突起が金型に設けられる。くぼみはコイルの前面から所定の距離に正確に配置されて、整合されたコイル及びケーブル組立体を射出成形用金型内に効果的に配置する。
射出成型用金型は上キャビティを有した上金型板及び下キャビティを有した下金型板により画成される。上及び下キャビティは閉じられると整合されたコイル及びケーブル組立体の封入体の所望の形と相補となる金型キャビティを形成する。金型キャビティは上壁、下壁、前壁及び貫通開口部を有する後壁により画成される。好適には、上金型板及び下金型板には各々少なくとも１本の摺動自在の支持ピンが設けられ、該支持ピンは金型のそれぞれ上または下キャビティ内へ伸長し、且つ、引っ込められると金型キャビティのそれぞれ上壁または下壁の所望の形状に合致する。更に、摺動自在の位置決めピンがキャビティの前壁近傍に設けられ、且つ、金型が開いた位置にある時にはキャビティ内外へ入れ子式に入出できるようにされている。好適には、位置決めピンは一対の同心状に配置されたピンから成り、内側ピンが外側ピンより更にキャビティ内へ伸長する。
整合されたコイル及びケーブル組立体は下金型板の下キャビティ内へ配置され、整合されたコイル及びケーブル組立体のケーブルが金型キャビティの後壁の開口部外へと伸長する。前記組立体のコイルは位置決めピンにより中央に位置決めされ、その位置決めピンは、下キャビティ内へ伸長すると共に、外側ピンがコイルの前面に当接し且つ内側ピンがコイルの空隙内に収容される摺動自在のものである。更に、少なくとも１本の摺動自在の支持ピンが下キャビティ内へ伸長させられると共に、整合されたコイル及びケーブル組立体を支持し且つ位置決めするアラインメントプラグに設けられた少なくとも１つのくぼみに配置係合される。一旦摺動自在の位置決めピンがコイルを中央に位置決めし且つ該コイルを金型キャビティの前壁から所定距離に隔置されると、該ピンが引き抜かれて金型が閉じられる。上金型板内の摺動自在の支持ピンは上金型キャビティ内へ伸長させられて、射出成型用金型が閉じられるとアラインメントプラグ内に設けられたくぼみに係合する。これにより、金型キャビティ内でコイル及びケーブル組立体を支持し且つ位置決めする追加の手段が設けられて、コイル及びケーブル組立体を完全に囲繞する（勿論、ピンがコイル及びケーブル組立体に接触する部位を除いて）空隙が生じるようにされている。摺動自在のピンの位置及び数はキャビティ内で封入されつつあるコイル及びケーブル組立体を最も良く支持するように構成されることが可能である点に留意したい。
一旦金型が閉じた位置になると、粘着性（ｓｅｌｆ−ｂｏｎｄｉｎｇ）の成形可能材料がランナー及びゲートを介して金型キャビティ内へ射出される。この工程は金型キャビティ内へ完全に充填され、コイル及びケーブル組立体が成形可能材料内に完全に覆い隠されるまで続く。次いで摺動自在の支持ピンが成形可能材料が凝固する前に引っ込められて金型キャビティのそれぞれ上壁及び下壁と面一になる。支持ピンが引っ込められるに連れて追加の成形可能材料が射出されて、既に伸長されていた支持ピンが残した空隙を完全に埋めるのに必要な追加の材料が収容される点に留意したい。空隙内に成形可能材料を射出する工程が一旦完了して、支持ピンが引っ込められると、金型が開けられて封入されたトランスデューサが下金型板内で冷却される。封入されたトランスデューサが一旦冷却されると、１本またはそれ以上の下支持ピンが起動されて、封入されたトランスデューサが下金型板から排出される。
成形可能材料はポリフェニレン硫化物（ＰＰＳ）であり、一定のパーセントのテフロン（登録商標）を含んでいるのが好適である。テフロンは封入体とケーブルの蝕刻されたテフロン誘電体との間で強力な接着を可能にする。更に、後部フェルールは封入体内でコイル及びケーブル組立体をしっかりと固定して、封入体及び／またはケーブルに作用する軸線方向の力に抗するようにした肩部を含んでいる。
産業上の利用性
本発明の産業上の利用性は、本発明の下記に述べる目的に示されている。
本発明の第１の目的は、アライメントプラグを備えた新たな且つ新奇なエンキャプシュレート（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。
本発明の別の目的は、上記の特徴を備えた封入型トランスデューサにおいて、一方の端の感知コイル及び他方の端から伸長するケーブルを被覆し、固定した射出成形された封入体（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）を有し、該ケーブルの一方の端は封入体内の感知ケーブルに電気的に接続され、他方の端は前記封入体から遠位方向にある電気処理装置に接続されてい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、封入により感知コイル及びケーブルの一方の端の回りにシームレスの封止囲いを設けて、周囲の媒体からの機械的、物理的または化学的攻撃に対して抵抗性を有したシールを提供す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、上記の特徴を備えたトランスデューサにおいて、前記コイル及びケーブルが封入体の中央に位置決めされ、且つ、感知コイルの前面と前記封入体の前面との間の一定の距離が大量生産するに当たり個々のトランスデューサに再現可能な非常に密な許容差に保持され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、上記の特徴を備えた封入型トランスデューサにおいて、回転機械及び往復動機械の状態を監視且つ診断するのに使用する既存のトランスデューサより製造コストが比較的安く、且つ、迅速な大量生産技術に対応でき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、感知コイルを該コイルに作用するように接続されたケーブルの先端部に対して軸線方向に整合させるアライメントプラグを提供することである。
本発明の更に別の目的は、流体が該封入体を通して透出し、且つ、ケーブルにより排出され且つ機械環境内から外部環境へ搬送されて、該液体が汚染源となるのを封入体が防止す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、封入体がケーブルの誘電体に強力に接着して、漏れのない密封及び軸線方向の抵抗力をもたらす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、感知コイルの少なくとも１本のリード線と、ケーブルの少なくとも１つの導体との間の電気接続であって、封入体内にコイルを固定する内部接続強度をもたらして、該電気接続を完全または部分的に破壊してトランスデューサを作用不可能または信頼性のないものにする封入体またはケーブルに作用する軸線方向の力に抵抗する電気接続を有す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、稼働中に出力する信号を大幅に変更することなく再現可能な稼働特性で大量生産可能な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、生産された各トランスデューサ毎に所定の直線範囲を維持することである。
本発明の更に別の目的は、射出成形工程の前に金型キャビティ内でコイルを中央に位置決めする摺動自在の位置決めピンを提供することである。
本発明の更に別の目的は、射出成形工程中にコイル及びケーブル組立体を支持し且つ中央に位置決めする複数の摺動自在の支持ピンを提供することである。
上記の特徴を備える本発明の更に別の目的は、感知コイル及びケーブルの一方の端の封入体を形成する射出成形工程を提供することである。
第１の有利な点から見れば、感知要素と、該感知要素から伸長する第１及び第２のリード線と、該リード線に作用するように連結されたケーブルと、前記感知要素及び前記ケーブルの一部を捕捉するアラインメントプラグと、前記感知要素及び該感知要素及び前記ケーブルの一部の範囲を限定するシームレスの塊を画定する前記ケーブルの一部を覆う硬化した成形可能材料から成る一体成形体とを組み合わせて備えていることを特徴とする回転装置の状態を監視するトランスデューサを提供することが本発明の目的である。
第２の有利な点から見れば、本発明の目的は、能動要素を備えた先端及び後端であって、該後端から発する情報伝送媒体を備えた後端を有するアラインメントプラグを備えた、厳しい環境下で回転装置の状態を監視するの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、前記封入型トランスデューサにおいて、前記能動要素に隣接して位置決め手段を一体に形成し、前記能動要素を該能動要素に連結された前記位置決め手段で金型キャビティ内に位置決めして、該金型キャビティ内において適切な位置決めを確実に行い、前記アラインメントプラグに隣接して支持手段を一体に形成し、更に、該支持手段で前記能動要素及びアラインメントプラグを金型キャビティ内に支持し且つ位置決めすると共に、前記位置決め手段を取り外し、前記能動要素、前記アラインメントプラグ及び前記情報伝送媒体の一部を支持領域を除いて成形可能材料で成形し、前記支持手段を取り外し、前記支持手段の近傍に成形可能材料を射出して、それまで前記支持手段が占めていた領域内に充填するようにして前記能動要素を成形可能材料内に正確に位置決めして回転装置を正確に構えさせるように形成される。
第３の有利な点から見れば、本発明の目的は、回転装置の状態を監視するトランスデューサであって、該回転装置の軸が該トランスデューサに対して露出されているトランスデューサを提供することであり、前記トランスデューサにおいて、該トランスデューサを前記軸から一定の距離に取り付けて、前記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になるようにする取付手段であって、該トランスデューサが前記軸に隣接して位置決めされた感知コイルを有し、該トランスデューサの前部が前記感知コイルの再前部に沿って均一な厚さを有した保護壁を含み、前記感知コイルが前記長軸線の回りに対称的に配置されている取付手段と、前記前面保護壁と一体に形成された保護用シームレス封入体であって、前記感知コイル及び該感知コイルに作用するように連結されたケーブルの先端、前記封入体内に埋設され且つ前記感知コイルを前記ケーブルに結合するアライメントプラグを覆い、且つ、前記ケーブルが前記トランスデューサから電気処理装置へ伸長している保護用シームレス封入体とを組み合わせて備える。
第４の有利な点から見れば、本発明の目的は、射出成形から形成されるトランスデューサを提供することであり、成形工程は、形成段階が、アライメントプラグを介してコイルをケーブルの導体へ取り付ける段階と、前記コイルを金型キャビティ内でコイル支持体を用いて中央に位置決めする段階と、前記ケーブルを金型キャビティ内で複数のケーブル支持体を用いて支持する段階と、前記ケーブルを金型キャビティから外側へ伸長するように配向する段階と、前記コイル支持体を引っ込める段階と、金型のキャビティ内へ成形可能材料を射出して前記コイル及び前記導体を正確に覆い隠す段階と、成形可能材料が金型キャビティ内へ射出された後で前記ケーブルから前記複数のケーブル支持体を引っ込める段階と、前記ケーブル支持体の近傍に成形可能材料を射出して、それまで前記複数のケーブル支持体が占めていた領域を充填する段階と、前記成形可能材料の硬化を可能にする段階と、前記の如く形成されたトランスデューサを一体の装置として金型から取り出す段階とを含んでいるトランスデューサを提供することが本発明の目的である。
上記及びその他の目的は、添付図面と関連して下記の詳細な明細書を考慮すれば明白となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、機械の回転軸に並置されて該回転軸の振動を監視する本発明によるアラインメントプラグを備えた封入型トランスデューサの立面図である。
図２は、本発明による封入型トランスデューサの部分断面図である。
図３は、一定の部分を断面で例示した図２の一部の部分展開図である。
図４は、本発明の組立段階の略図及び図３に図示した要素の組合せの立面図である。
図５は、図４に図示した要素の組合せにより形成される感知コイル及びケーブル組立体の立面図である。
図６は、図５に図示した要素の組合せで形成されるアラインメントプラグの部分断面図である。
図７は、伸展した位置にある摺動自在の支持ピン及び位置決めピンの全てを含んだ開いた位置にある金型の単純断面図である。
図８は、図６に図示したアライメントプラグを中心に位置決めし且つ支持する摺動自在の支持ピンを備えた金型の図である。
図９は、感知コイルとの係合から引っ込められた摺動自在の位置決めピンを備えた閉じた位置にある金型の単純断面図である。
図１０は、本発明による射出成形が完了した後で引っ込められる摺動自在の支持ピンを備えた閉じた位置にある金型の単純断面図である。
図１１は、複数の封入型トランスデューサを順次大量生産するのに使用される射出成形用金型の立面図である。
本発明の最良の実施態様
図面全体を通して同様の参照符号が同様の部品を示す添付図面を参照すると、参照符号１０は本発明による封入型トランスデューサである。
本質的には、図面２を参照すると、封入型トランスデューサ１０は前端２２及び後端２４を有する射出成形された封入体２０を含んでいる。該封入体２０は、前端２２に隣接した感知要素４０及び後端２４から発する情報伝送媒体６０の一部を覆い隠す硬化した形成用材料から成る一体成形体である。感知要素またはコイル４０は一対の適切なサイズにされた前部及び後部フェルール８０、９０により情報伝送媒体またはケーブル６０に電気的且つ機械的に接続され、且つ、前記前部及び後部フェルールは関係したケーブル６０の中央及び同軸導体６６、７０に固定されて、コイル及びケーブル組立体１１０（図５）を形成する。アラインメントプラグ１２０は封入体２０内で対称的に配置され且つコイル４０をトランスデューサ１０の長軸線「Ａ」に沿って整合させて、整合されたコイル及びケーブル組立体１４０（図６）を形成する。更に、アラインメントプラグ１２０は、コイル４０を所定距離の間隔で前部フェルール８０から厳密に隔置している。少なくとも後部フェルール９０はコイル及びケーブル組立体１１０を封入体２０内にしっかりと固定するための肩部１００を含んでいる。更に、射出成形工程により自身及びケーブル６０の誘電体６８に接着し且つ自身内に整合されたコイル及びケーブル組立体１４０を対称的に係止する耐久性のある封入体２０が設けられる。
より詳細には、図３を参照すると、ケーブル６０は、好適には、３軸ケーブルであり、該３軸ケーブルは同心状に配置された導体６６、７０及び７４を含んだケーブルの内部を封止する外被７６を備えており、該同心状に配置された導体は少なくとも２つの同心状に配置された誘電体または絶縁体６８、７２により互いに絶縁されている。詳細には、保護外被７６が同心状に配置された外側（ｔｒｉａｘｉａｌ）、中間（ｃｏａｘｉａｌ）及び中心導体７４、７０及び６６を封止し、該外側、中間及び中心導体が、それぞれ、外側導体７４と中間導体７０との間、中間導体７０と中心導体６６との間に配置された絶縁材７２及び誘電体６８により互いに絶縁されている。中間及び外側導体７０、７４は好適には編組導体である。誘電体６８は好適にはテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）材料から形成され、該テフロン材料は接着の目的上蝕刻されている。図３に示すように、少なくともケーブル６０の一方の端６２は段状に剥ぎ取られて、中心導体６６、誘電体６８、中間導体７０、絶縁体７２及び外側導体７４が一定の長さに露出される。
図３及び図４を参照すると、後部フェルール９０は中間導体７０の外形と略等しい内径を備えた孔９６を含んでいる。後部フェルール９０は好適には中間導体７０に接続されて、後部フェルール９０の端９４が絶縁体７２に当接するようにされている。前部フェルール８０は中心導体６６の外形に略等しい内径を備えた孔８６を含んでいる。前部フェルール８０は中心導体６６に接続されて、前部フェルール８０の後部８４がケーブル６０の誘電体６８に当接するようにされている。
前部及び後部フェルール８０、９０をそれぞれの導体６６、７０に電気的且つ機械的に接続する工程は以下の通りである。予備成形された後部はんだリング９８がケーブル６０の剥ぎ取られた端６２上に挿入されて、該リングが中間導体７０を包囲し且つ同軸の絶縁体７２に当接するようにされる。後部フェルール９０が次いでケーブル６０の剥ぎ取られた端６２上に挿入されて、該フェルールが中間導体７０を包囲し且つ予備成形された後部はんだリング９６と係合するようにされる。予備成形された前部はんだリング８８が次いでケーブル６０の剥ぎ取られた端６２上に挿入されて、該リングが中心導体６６を包囲し且つ誘電体６８に当接するようにされる。次いで前部フェルール８０がケーブル６０の剥ぎ取られた端６２上に挿入されて該フェルールも中心導体６６を包囲し且つ予備成形された前部はんだリング８８と係合するようにされる。このように完成されたケーブル組立体を誘導過熱装置内へ位置決めすると、はんだリング８８、９８が溶融してそれぞれ前部及び後部フェルール８０、９０の孔８６、９６及び中心及び中間導体６６、７０の間の隣接した領域内に透過する。予備成形された前部及び後部はんだリング８８、９８が溶融すると、少量の軸線方向の力が前部及び後部フェルール８０、９０に加えられて、前部フェルール８０の後端８４が誘電体６８に当接し、且つ、後部フェルール９０の後端９４が中間導体７０に当接するようにされる。一旦はんだが冷却されると、はんだにより後部フェルール９０が中間導体７０に、また、中心導体６６が前部フェルール８０に互いに一定の間隔を開けて近接して係止される。好適には、双方のフェルール８０、９０は真ちゅうから形成される。更に、予備成形されたはんだリング８８、９８の使用は、特に感知コイル４０の誘電パラメータに関して、封入型トランスデューサ１０の電磁特性の効果的な繰り返し性をもたらす一助となる。
前部及び後部フェルール８０、９０と、それぞれの導体６６、７０との間に一旦永久的な機械的且つ電気的接続がもたらされると、感知コイル４０が前部及び後部フェルール８０、９０に抵抗溶接される。図４及び図５を参照すると、感知コイル４０は前面４４、後面４６及び本体５２を含み、該本体は外側表面５４及び該本体を貫通して伸長する中央空隙を有している。本体５２は前面４４及び後面４６間に伸長している。第１のリード線４８及び第２のリード線５０がコイル４０の後面４４を超えて伸長し且つ互いに絶縁されている。コイル４０及びケーブル６０は取付具（図示なし）により支持されて、コイル４０の後面４６及び前部フェルール８０の前端８２が一定の距離「Ｘ」（図５）に保持される。取付具は、第１のリード線４８が前部フェルール８０に抵抗溶接され、第２リード線５０が後部フェルール９０に抵抗溶接される時に、前記距離「Ｘ」を実質的に維持する。上記に記した如く、リード線４８、５０をそれぞれのフェルール８０、９０へ接続するのに抵抗溶接が使用されるが、はんだまたはレーザ溶接を使用することも可能である。
図７を参照すると、コイル４０をケーブル６０に電気的且つ機械的に連結する工程が一体完了すると、コイル４０が金型内に位置決めされる。金型１５０は、例えば、コイル４０及びケーブル６０上に形成されるアライメントプラグ１２０の形状に相補するような形状にされた上及び下キャビティ１５２、１５４を有している。詳細には、コイル４０は、該コイル４０を金型のピン上に配置することにより金型内に位置決めされて、ピンがコイル４０の中央空隙４２内に収容されるようにされている。ピンはコイル４０を支持すると共に、該コイル４０に作用するように接続されたケーブル６０の先端６２に対してコイル４０を軸線方向に整合させる。次いで成形可能材料が金型内へ放出されてコイル４０及びケーブル６０の先端６２の一部を覆う。図７を参照すると、金型の一部またはインサートがコイル４０の前面４４に当接して、アライメントプラグ１２０（図６を参照）を成形中に、成形可能材料がコイル４０の前面４４に接触または該前面を覆うのを防止する。更に、金型には突起が設けられ、該突起はアライメントプラグ１２０の対応するくぼみ１３６ａ、１３６ｂを形成している。該くぼみ１３６ａ、１３６ｂはコイル４０の前面４４から所定の距離に正確に位置決めされて、射出成形用金型１５０（図７参照）内で整合されたコイル及びケーブル組立体１４０を効果的に位置決めする。更に、コイル４０の後面４６と前部フェルール８０の前端８２との間の前記一定の距離「Ｘ」はアライメントプラグ１２０により厳密に維持される。従って、コイル４０の後面４６とコイル及びケーブル組立体の残余の金属部分との間の距離「Ｘ」が繰り返し且つ正確に固定されるコイル４０の電磁関係をもたらす。
アライメントプラグ１２０は、中央ポスト１２６及び外側周壁１２８により画定される環状凹部１２４を有する前端１２２を含んでいる。中央ポスト１２６はコイル４０の中央空隙４２内に伸長しており、外側周壁１２８はコイル４０の外側表面５４に接触すると共に、該外側表面の輪郭と合致しており、且つ、外側表面１３４に平行に均一に伸長している。アライメントプラグ１２０は、更に、ケーブル６０の先端６２の一定の長さ部分を封止した後端１３０及びアライメントプラグ１２０の前記前端１２２及び後端１３０と一体に形成され且つ該前端及び後端間に配置された中間部１３２をを含んでいる。
図７乃至図９を参照すると、射出成形用金型１５０は、上キャビティ１５４を有した上金型板１５２と下キャビティ１５８を有した下金型板１５６により画成され、閉じられた位置になると単一の金属キャビティ１６０を形成する。金型キャビティ１６０は整合されたコイル及びケーブル組立体１４０の封入体２０の所望の形状に相補の形にされている。金型キャビティ１６０は上壁１６２、下壁１６４、前壁１６６及び後壁１６８であって、該後壁を貫通して伸長する開口部１７０を有した後壁１６８により画定されている（図９）。
上金型板１５２には少なくとも１つのスリーブ１８２ａが設けられ、少なくとも１本の摺動自在の支持ピン１８０ａが駆動手段２００ａにより該スリーブを介して上キャビティ１５４内外へ入出することが可能にされている。下金型板１５６には少なくとも１つのスリーブ１８２ｂが設けられ、少なくとも１本の摺動自在の支持ピン１８０ｂが対応する駆動手段２００ｂにより該スリーブを介して下キャビティ１５８内外へ入出することが可能にされている。更に、射出成形用金型１５０には摺動自在の位置決めピン１９０が設けられ、該ピンは下金型板１５６の金型キャビティ１６０の前壁１６６に隣接した位置に配置されるのが好適である。摺動自在の位置決めピン１９０は、好適には、一対の同心状に配置された摺動自在のピン１９２、１９４を含んでおり、内側ピン１９２が外側ピン１９４内を摺動し、代わって、外側ピンがスリーブ１９６内を摺動する。内側ピン１９２及び外側ピン１９４双方共関係する駆動手段２００ｃにより移動されて、金型１６０が開いた位置にある時には、下キャビティ１５８内へ伸長すると共に、該キャビティから退出できるようにされている。好適には、内側ピン１９２は、外側ピン１９４より下キャビティ１５８内へより深く伸長できるようにされている。
或いは、摺動自在の位置決めピン１９０を外側ピン１９４に類似した上部分及び該上部分に対して伸長し且つしっかりと固定された位置にある内側ピン１９２に類似した下部分を有した一体に形成されたＴ字状ピンとすることも可能である。
摺動自在の支持ピン１８０ａ、１８０ｂ及び摺動自在の位置決めピン１９０には各々別個の駆動手段２００ａ乃至２００ｃが設けられるのが好適であり、且つ、プログラム自在の論理制御装置（ＰＬＣ）２３０等により独立して制御することも可能である。
各駆動手段２００ａ乃至２００ｃはバルブ及びソレノイド装置２０２ａ乃至２０２ｃ、空気圧シリンダ２０４ａ乃至２０４ｃ及び突出し板２０６ａ乃至２０６ｃを含んでいる。各突出し板２０６ａ、２０６ｂはそれぞれの摺動自在の支持ピン１８０ａ、１８０ｂに接続され、且つ、突出し板２０６ｃは摺動自在の位置決めピン１９０に接続されている。各突出し板２０６ａ乃至２０６ｃは対応する空気圧シリンダ２０４ａ乃至２０４ｃ内に収容され、代わって、空気圧シリンダ２０４ａ乃至２０４ｃが対応するバルブ及びソレノド装置２０２ａ乃至２０２ｃへ接続されている。各バルブ及びソレノイド装置２０２ａ乃至２０２ｃは電気的にＰＬＣ２３０に接続されると共に、機械的にガス源２２０へ接続されている。ＰＬＣ２３０は各バルブ及びソレノイド装置の各ソレノイドへ独立して電気信号を送る。各ソレノイドが信号を受信し、対応するバルブを物理的に開閉する。これにより、ガスがそれぞれの空気圧シリンダ２０４ａ乃至２０４ｃへ送ることが可能となり、各突出し板２０６ａ乃至２０６ｃの位置により、各摺動自在の支持ピン１８０ａ、１８０ｂ及び摺動自在の位置決めピン１９０が金型キャビティ１６０内へ伸長させられ、または、該金型キャビティから引っ込められる。突出し板２０６ｃは内側ピン１９２へ連結させて、該内側ピン１９２が短い距離で伸長しまたは引っ込み、次いで、外側ピン１９４を捕捉して該外側ピンを連動して伸長または引っ込めるようにすることが可能である。
射出成形用金型１５０が閉じた位置にある時には、摺動自在の支持ピン１８０ａ、１８０ｂのみを使用して金型キャビティ１６０内で整合されたコイル及びケーブル組立体の支持及び対称的位置決めがなされる（図９）。特定の組立体１４０の形状及び該組立体１４０の回りへの溶融したプラスチックの充填の仕方により、摺動自在の支持ピンの一方を他方より早く引っ込めるようにすることが可能である。コアピンの引っ込みはＰＬＣ２３０に設定されたタイミングに従った順序でなされ、且つ、金型キャビティ１６０内で組立体１４０が半径方向及び軸線方向双方の中心に維持されるのを可能にする方法で摺動自在の支持ピン１８０ａ、１８０ｂの全てが引っ込むまでに校正することが可能である。摺動自在の支持ピン１８０ａ、１８０ｂの引っ込みが正確な順序でなされない場合には、組立体１４０が金型キャビティ１６０内で各側に移動することも可能である。これにより封入型トランスデューサ１０の電気特性が変化させられる。
図７を参照すると、整合されたコイル及びケーブル組立体１４０が伸長した摺動自在の支持ピン１８０ａ，１８０ｂ及び伸長した摺動自在の位置決めピン１９０により半径方向及び軸線方向の中央に位置決めされる。位置決めピン１９０はコイル４０を中央に位置決めすると共に、該コイル４０の中央空隙４２に収容されている内側ピン１９２及びコイル４０の前面４４に当接している外側ピン１９４により金型キャビティ１６０の前壁１６６から所定の距離にコイル４０を隔置する。更に、摺動自在の支持ピン１８０ｂが下キャビティ１５８内に伸長し且つくぼみ１３６ｂ内に収容され、該くぼみにたいする支持がもたらされる。整合されたコイル及びケーブル組立体１４０が一旦下キャビティ１５８内で中央に位置決めされると、位置決めピン１９０が引っ込められて、金型１５０が閉じた位置に据えられる（図９）。この時点で、コイル４０の前面４４が金型キャビティ１６０の前壁１６６から正確に隔置される。これにより、封入型トランスデューサ１０の前面の厚さが略「Ｔ」（図２）で一定となり、所定の直線範囲が実現される。このことは、電気特性が同一である複数の封入型トランスデューサを製造する時には特に重要である。更に、一旦金型１５０が閉じられると、ケーブル６０が金型キャビティ１６０の後壁１６８の開口部１７０から外側へ伸長する。上金型板１５２及び下金型板１５６が係合すると、双方の金型板間にケーブル６０が片持梁状に支持されることにより更なる支持がもたらされる。揺動自在の支持ピン１８０ａが上金型板１５２から上キャビティ１５４内へ伸長し、且つ、アラインメントプラグ１２０のくぼみ１３６ａと係合することにより、整合されたコイル及びケーブル組立体１４０が上側で支持される。空隙が、支持ピン１８０ａ、１８０ｂが整合されたコイル及びケーブル組立体１４０に当接する部位を除いて該組立体を完全に囲繞する。図９の代替実施例では、金型キャビティ１６０内で整合されたコイル及びケーブル組立体１４０を中央に位置決めするとともに、該組立体を支持するのに使用されるコアピン１８０ａ、１８０ｂの数が増減される。
成形可能材料が下金型板及び／または上金型板に設けられたランナー２００及びゲート２０２を介して金型キャビティ内へ射出される。好適には、成形可能材料がポリフェニル硫化物（ＰＰＳ）を含み且つ一定のパーセントのテフロン（登録商標）材料を含む。更に、２０重量パーセントのテフロンを成形可能材料に投入して成形可能材料から形成される封入体２０とケーブル６０の蝕刻されたテフロン誘電体との間で強力な接着をもたらす手段を提供するのが好適である。成形可能材料の射出は金型キャビティ１６０が完全に充満されるまで続けられる。一旦金型キャビティ１６０が充満すると、支持ピン１８０ａ，１８０ｂが順次引っ込められて、整合されたコイル及びケーブル組立体１４０が金型キャビティ１６０内の中央に留まる。支持ピン１８０ａ、１８０ｂを引っ込めるのと同時に追加の成形可能材料を金型キャビティ１６０内へ投入して、整合されたコイル及びケーブル組立体１４０が成形可能材料内に完全に覆われ且つ全ての空隙が充満されるようにされている点に留意されたい。
図１０を参照すると、一旦金型キャビティ１６０内への成形可能材料の射出工程が完了し且つ支持ピン１８０ａ、１８０ｂが引っ込められると、金型１５０が開かれて、封入型トランスデューサ１０が下金型板１５６内で冷却可能となる。一旦封入型トランスデューサ１０が冷却されると、下支持ピン１８０ｂが起動されて封入型トランスデューサ１０が下金型板から突き出される。
大量生産に当たっては、単一の上金型板１５２及び回転台２４０上の複数の下金型板１５６を含む射出成形装置が設けられるのが好適である。下金型板１５６には各々１つの整合されたコイル及びケーブル組立体１４０を事前に装填しておくことが可能である。次いで、上金型板１５２が第１のインラインの下金型板１５６上へ降ろされて、それぞれの整合されたコイル及びケーブル組立体が封入される。一旦封入工程が完了すると、上金型板１５２が持ち上げられて、回転台２４０が回転されて次の下金型板１５６が静止した上金型板１５２に整合されて、封入工程が繰り返し行われる。この工程を１ロットの整合されたコイル及びケーブル組立体１４０を封入するまで継続することが可能である。
封入工程が完了し且つ上金型板１５２が下金型板１５６から持ち上げられると、回転台２４０が回転されて、対応する封入型トランスデューサ１０が下金型板１５６内に残る。例えば、封入工程が回転台２４０の１２時の位置で完了し、上記に説明した如く突き出されるとした場合、封入型トランスデューサ１０は下金型板１５６内に残り、該回転台２４０が１２時の位置から６時の位置へ回転するまで冷却可能となる。そこで、封入型トランスデューサ１０が下金型板１５から突き出された後では、下金型板に整合されたコイル及びケーブル組立体１４０が再装填されて、回転台２４０が回転するに連れて該下金型板が６時の位置から１２時の位置まで再び並ぶこととなる。
使用及び作動に当たっては、図１及び図２を参照すると、例えば、封入型トランスデューサ１０を機械２５０の回転軸２５２の振動特性を監視する近接トランスデューサとして使用することが可能である。この実施例においては、封入型トランスデューサ１０は、渦電流の原理に則って作動して、回転軸２５２と封入型トランスデューサ１０の感知コイル４０との間の間隔に相関する信号を出力する。
典型的には、封入型トランスデューサ１０の範囲は機械２５０の回転軸の近傍に取り付けられたねじの切られた金属ケース２５４により限定される。取付手段２５６が使用されて封入型トランスデューサ１０を回転軸から一定の距離に戦略的に取り付けて、回転軸の接線が封入型トランスデューサ１０の長軸線「Ａ」に垂直となるようにされる。感知コイル４０は電気的且つ機械的にケーブル６０に接続されている。ケーブル６０は封入体２０の後端２４から外へ伸長して機械２５０のケーシング２５８を貫通して伸びて、電気処理装置２８０に直接連結可能な接続２６０で終端するか、または、電気的処理装置２８０に変わって連結する延長ケーブルで終端するのが好適である。
好適には、ケーブルは機械ケース２５８に連結されたアダプタ２６２の内側のゴム製のグロメット２６４を貫通するようにして機械ケース２５８を貫通して配線される。アダプタ２６２は外部及び内部ねじを有した第１端２６６を含んでいる。アダプタの外部ねじは機械ケース２５８内のねじの切られた孔２７０に連結されてアダプタを機械ケースにしっかりと接続している。ある例では、アダプタの第１端の内部ねじによりねじの切られた金属ケース２５４を介してのエンキャプシュレートトランスデューサ１０の取付が可能にされている。外部ねじを有したアダプタ２６２の第２端２６８は接続箱２７２のねじの切られた開口部２７４に連結されて、該接続箱が機械ケース２５８へ取り付けられるのを可能にしている。接続箱２７２により、ケーブル６０を作用するように電気処理装置２７０に連結する任意の電気接続を防水または防爆環境に取り囲むことが可能となる。
更に、近接トランスデューサとして使用するには、本発明は回転機械及び往復動機械の状態を監視し且つ診断する上で非常に広範に使用することが可能である。１つの例として温度トランスデューサとして使用可能であり、ＲＴＤタイプの単線熱電対から形成されたコイルが使用される。該コイルは封入体２０内に成形され、上記に説明した工程における唯一の変更点は、多分より薄い全封入体を使用する点であろう。これにより、ＲＴＤ温度感知コイルに適切に熱が伝達されることとなる。
更に、本発明を上記の如く説明してきたが、上記の記載及び以下の請求の範囲に記載される本発明の範囲及び公正な意味を逸脱することなく数々の構造的な修正及び適合をなすことが可能なことは明白なことである。
【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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