JPH11515104A - 封入型トランスジューサ及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 封入型トランスジューサ（１０）は、前方端（２２）及び後方端（２４）を有する射出成形された封入体（２０）を備えている。封入体（２０）は、前方端（２２）の付近の感知要素（４０）、及び、後方端（２４）から伸長するケーブル（６０）の一部を安定化させる。感短要素すなわちコイル（４０）は、適宜な寸法を有する前方及び後方の一対の口輪（８０）、（９０）によって、ケーブル（６０）に電気的及び機械的に接続され、これにより、コイル／ケーブル・アセンブリ（１１０）を形成する。上記前方及び後方の口輪は、関連するケーブル（６０）の中心導体（６６）及び中間導体（７０）にそれぞれ固定される。少なくとも後方の口輪（９０）は、コイル／ケーブル・アセンブリ（１１０）を封入体（２０）の中で確実に係止するための肩部（１００）を有している。また、射出成形法が、ケーブル（６０）の誘電体（６８）と結合されていてコイル／ケーブル・アセンブリ（１１０）をその中で対称的な状態で係止する、耐久性のある封入体（２０）を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 封入型トランスジューサ及び製造方法 技術分野 本発明は、一般的に、カプセル封入された封入型トランスジューサに関し、よ り詳細には、周囲環境からの機械的、物理的又は化学的なあらゆる干渉を実質的 に遮蔽する封入型トランスジューサ、並びに、回転機器の振動の監視、温度の感 知、及び、他の物理的な現象の監視及び感知を行うために使用される、上述のト ランスジューサの製造方法に関する。 背景技術 回転機器及び往復動機器の状態の監視作業及び診断作業は、トランスジューサ 及びこれに関連する電子機器から正確で信頼性のある測定を行うことから始まり 、次に、減算及び表示を行うための他の高度な分析装置を使用する。そのような トランスジューサの一つは、近接トランスジューサであり、この近接トランスジ ューサは、特に、機械の回転軸の振動特性を監視するために使用することができ る。そのような状況においては、トランスジューサは、極めて劣悪な物理的、化 学的及び機械的な条件下で作動しなければならず、そのようなトランスジューサ を交換することは極めて困難なことが多い。従って、上述の近接トランスジュー サを監視装置の中の極めて信頼性の高い部品の一つにしようとする努力が継続的 に行われている。 一般的に、近接トランスジューサは、関連する電子機器と協働して、対象物す なわち「ターゲット」（機械の回転軸）と近接トランスジューサの感知コイルと の間の間隔に相関する信号を出力する。「ターゲット」と近接トランスジューサ の感知コイルとの間の距離すなわち間隔を、トランスジューサの直線範囲に維持 して、作動時に正確で信頼性のある測定を行うことが重要である。現時点におい て想起される１つの問題は、総てが同様な特性を有しており、これにより、時間 のかかる過度の校正作業を必要とすることのない、交換可能なトランスジューサ を製造することである。 また、近接トランスジューサは、周囲環境からの機械的、物理的及び化学的な 干渉に耐えることができなければならない。従って、正確で信頼性のある測定を 行うという確証は、部品の精度及び品質、並びに、環境の干渉を遮断すると共に 過度の直線範囲を必要としないトランスジューサを形成する製造方法に依存する 。 下記の従来技術は、本件出願人が認識している当該技術の現状を示しており、 出願人が認識している関連する従来技術の開示義務を果たすために掲げられてい る。しかしながら、下記の参考文献は、単独で又は組み合わせて考えても、後に 詳述し特に請求の範囲に記載される本発明に関連性を有するものではない。 米国特許文献 文献 Ｎｏ． 日付 発明者 2,361,348 1994年10月24日 Ｄickson et al. 2,890,505 1959年06月16日 Ｂrand 3,932,828 1976年01月13日 Ｐlunkett et al. 4,000,877 1977年01月04日 Ｓhead et al. 4,162,138 1979年07月24日 Ｂyrne 4,377,548 1983年03月22日 Ｐierpont 4,408,159 1983年10月04日 Ｐrox 4,419,646 1983年12月05日 Ｈermle 4,470,786 1984年09月11日 Ｓano et al. 4,680,543 1987年07月14日 Ｋohen 4,829,245 1989年05月09日 Ｅchasseriau et al. 4,954,307 1990年09月04日 Ｙokoyama 4,959,000 1990年09月25日 Ｇiza 5,016,343 1991年05月21日 Ｓchutts 5,018,049 1991年05月21日 Ｍehnert 5,021,737 1991年06月04日 Ｓchutts 5,039,942 1991年08月13日 Ｂuchschmid,et al. 5,049,055 1991年09月17日 Ｙokoyama 5,122,046 1992年06月16日 Ｌavallee et al. 5,133,921 1992年07月28日 Ｙokoyama 5,138,292 1992年08月11日 Ｆorster 5,147,657 1992年09月15日 Ｇiza 5,151,277 1992年09月29日 Ｂernardon,et al. 5,182,032 1993年01月26日 Ｄickie et al. 5,226,221 1993年07月13日 Ｋilgore 5,240,397 1993年08月31日 Ｆay et al. 5,252,051 1993年10月12日 Ｍiyamoto et al. 5,351,388 1994年10月04日 Ｖan Ｄen Ｂerg,et al. 5,376,325 1994年12月27日 Ｏrmson 外国特許文献 文献 Ｎｏ． 日付 国名 ＵＫ 1 313 748 1973年04月18日 英国 ＵＫ 1 353 603 1974年05月22日 英国 ＪＡ-139710 1978年08月06日 日本 ＷＯ 84/03794 1984年09月27日 ＰＣＴ ＦＲ 2576-245-Ａ 1986年07月25日 フランス ＪＡ 6-37130-Ａ 1994年10月02日 日本 上記Ｓchuttsの２つの米国特許、及び、上記Ｖan Ｄen Ｂerg,et al.の米国特 許は、環境の干渉に対して耐久性のある正確なセンサを提供しようとする本件出 願人の進行中の方針を反映している。 Ｊaegerのフランス特許は、一端部にセンサを有する細長い検知器を射出成形 する方法及び装置を用いることを教示している。この検知器の一端部は、該セン サの端部が中心決めスリーブ（１３０）に係合している間に、モールドによって 支持される。上記中心決めスリーブ（１３０）は、ピストン（１３２）で終端し ており、このピストンは、シリンダ（１２６）の中で運動可能であると共に、固 定ロッド（１３８）の周囲で摺動することができる。熱可塑性プラスチックが、 モールドの中に射出され、そのような射出作業が部分的に完了した時に、上記中 心決めスリーブは上記センサから移動される。 Ｋawakamiの日本特許は、トランスファー成形法によって半導体チップをシー ルすることを教示している。半導体チップ（４）が、キャリア（１）に取り付け られ、可動ピン（１７）、（１８）を介して固定位置に保持される。可動ピン（ １７）、（１８）は、これらピンを自由に前進又は後退させてキャビティ（１５ ）、（１６）に出入りさせるための頂部の力（１１）及び底部の力（１２）に運 動可能に取り付けられている。ピン（１７）、（１８）がキャリア（１）に接触 している間に、樹脂（２０）がゲート（１３）、（１４）を介してキャビティ（ １５）、（１６）の中に射出され、上記ピン（１７）、（１８）は、樹脂（２０ ）の射出状態に応じて、徐々に後退される。 上記Ｙokoyamaの米国特許は、プラスチック封入型の半導体電子素子を製造す るための装置を用いることを教示している。支持パッド（１１）が、第１及び第 ２のスライダ（２４Ａ）、（２４Ｂ）及びモールド半部（１９）、（２０）によ って、確実に固定されている。第１及び第２のスライダ（２４Ａ）、（２４Ｂ） は、キャビティがプラスチック封入材料で半分充填された時に、上記キャビティ から外方に移動される。上記スライダが動いた後に形成される空間が、ゲート（ ２３）を通じて直接的に注入されるプラスチック封入材料によって充填される。 上記スライダ（２４Ａ）、（２４Ｂ）は、キャビティ（２５）の中で２つの機能 を果たすことに注意する必要がある。第１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て、該端部分を適所に固定することであり、また、第 ２の機能は、ゲート（２３）を通る通路を狭くすることである。 上記Ｐierpontの米国特許は、半径方向の導線を有する電気部品をカプセル封 入するための方法を用いることを教示している。大型のマルチキャビティ・モー ルドに、半径方向に導かれる複数の横型コンデンサが装填される。上方ピン（２ ５）が、各部品の本体を所定程度下方に押し、これにより各本体は、対応するモ ールドキャビィティの中でほぼ同じ位置に残される。次に、下方ピン（２８）が 、各部品の本体をモールドキャビィティの中心から若干上方へ押圧し、これによ り、下方ピンが後退すると、電気部品の導線の中の応力が、部品の本体をモール ドキャビィティの中心位置までバネ作用により戻す。次に、成形樹脂が導入され る。 上掲の他の従来技術は、これらについては特に議論しないが、他のセンサ要素 及び成形法を教示しており、また、本件出願人が認識している従来技術を掲載し ている。これらの参考文献は、上で特に説明した参考文献よりも、かなり核心か ら外れている。 発明の開示 本発明は、多くの点において、周知の従来技術から識別されるものである。一 例として、本発明は、堅固で信頼性のある封入型トランスジューサを形成するた めに必要な部品及びプロセスの数を排除する。例えば、本発明は、特に、コイル 、及びその関連する細い導線、並びに、これらコイルの導線とケーブルの対応す る導体との間の電気接続部を支持し且つ保護していた複雑な骨組を排除する。ま た、コイル／ケーブル・アセンブリをモールドキャビィティの中で支持するため に使用される複雑な骨組も排除される。 本発明の近接トランスジューサは、該トランスジューサの一端部の感知要素、 及び、その他端部のケーブルの一部を包囲する、射出成形された封入体を備えて いる。上記感知要素は、該感知要素から電気処理装置に信号を伝送するためのケ ーブルに電気的に接続される。上記電気信号は、例えば、機械の振動と相関性を 有することができる。 上記感知要素は、感知コイルの形態であるのが好ましく、この感知コイルは、 前方面と、後方面と、外側面及び貫通する中央の空隙を有する本体と、少なくと も第１及び第２の導線とを有している。これら第１及び第２の導線は、コイルの 上記後方面から伸長していて互いに隔置されるのが好ましい。コイルの上記本体 は、上記前方面と上記後方面との間で伸長している。コイルの上記導線は、十分 に堅固にすることができ、あるいは、上記導線には、保護カバー又はコーティン グを設け、カプセル封入作業により導線が破壊又は変形して、動作不能の又は信 頼性のないトランスジューサを生じさせることを防止することができる。上記導 電性の保護コーティング又は保護カバーは、例えば、真空蒸着法によって導線に 蒸着されるパリレン（Ｐarylene）コーティングであるのが好ましい。 上記ケーブルは、三軸ケーブルであるのが好ましく、ケーブルの内部を包囲す る外側の保護ジャケットを備え、上記内部は、同心円状に配置された３つの導体 を含み、これら導体は、同心円状に配置された少なくとも２つの絶縁体によって 、互いに分離されている。より詳細に言えば、上記外側の保護ジャケットは、同 心円状に配置された外側導体、中間導体及び中心導体を包囲しており、これら導 体はそれぞれ、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 それぞれ介挿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。上記誘 電体は、接合作業を行うためにエッチングされたテフロン（登録商標）から形成 されるのが好ましい。 上記ケーブルの少なくとも一方の端部は、階段状に剥離されて、中心導体、誘 電体、中間導体、絶縁体及び外側導体をある長さにわたって露出させる。また、 封入型トランスジューサは、中心導体の外径に実質的に等しい内径を有する孔を 含む前方の口輪と、中間導体の外径に実質的に等しい内径を有する孔を含む後方 の口輪とを備えている。これら前方及び後方の口輪は、次に、ケーブルの上記剥 離端に被嵌され、上記中心導体及び中間導体にそれぞれ半田付けされる。 上記半田付けにより、前方及び後方の口輪と対応する導体との間の機械的及び 電気的な永続的な接続が行われた後に、感知コイルを上記両口輪に抵抗溶接する 。この抵抗溶接は、コイルの一方の導線を前方の口輪に抵抗溶接し、また、コイ ルの他方の導線を後方の口輪に抵抗溶接することにより、行われる。 コイルをケーブルに電気的及び機械的に接続する上述の工程の前に、一対の開 口を有する実質的に円筒形のディスクを、上記導線の周囲で摺動させてこれらに 接続し、コイルの後方面に当接させる。上記ディスクは、上記導線がコイルの後 方面から、当該ディスクの厚さに応じて、上記両口輪に向かって伸長している遷 移領域において特に、上記導線のためのサポートを提供する。また、上記ディス クは、少なくとも１つの摺動ピンを収容して、コイル／ケーブル・アセンブリを 射出モールドの中で位置決めし且つ支持するための手段として、使用することが できる。 コイルをケーブルに電気的及び機械的に接続する上記プロセスが完了した後に 、上記コイル／ケーブル・アセンブリは、独自の射出成形法を用いてカプセル封 入される準備が整う。射出モールドは、上方キャビィティを有する上方モールド プレートと、下方キャビティを有する下方モールドプレートとによって、画成さ れている。上部及び下部のキャビティは、閉位置において、モールドキャビィテ ィを形成し、このモールドキャビィティは、コイル／ケーブル・アセンブリの封 入体の所望の形態に対して補完的な形状を有している。モールドキャビィティは 、上方壁と、下方壁と、前方壁と、貫通する開口を有する後方壁とによって、形 成されている。上方モールドプレート及び下方モールドプレートの各々には、少 なくとも１つの枢動可能な支持ピンが設けられるのが好ましい。該支持ピンは、 モールドの対応する上方又は下方のキャビティの中に伸長しており、後退した時 に、モールドキャビィティの対応する上方又は下方の壁部の所望の形状に合致す る。また、摺動可能な位置決めピンが、キャビティの前方壁の付近に設けられて おり、上記位置決めピンは、入れ子式に運動してキャビティに出入りすることが できる。上記位置決めピンは、同心円状に配置された一対のピンから構成されて いて、内側のピンが、外側のピンよりもキャビティの中に深く伸長するのが好ま しい。 コイル／ケーブル・アセンブリは、下方モールドプレートの下方キャビティの 中に定置され、コイル／ケーブル・アセンブリのケーブルは、モールドキャビィ ティの後方壁の上記開口から外方に伸長する。上記アセンブリのコイルは、下方 キャビティの中に伸長する上記摺動可能な位置決めピンによって、中心に位置決 めされると共に、モールドキャビィティの前方壁から所定距離だけ隔置され、こ の時に、上記外側ピンは、コイルの前方面に当接しており、また、上記内側ピン は、コイルの空隙の中に収容されている。また、摺動可能な支持ピンが、上記下 方キャビティの中に伸長していて、上記両口輪及び／又はケーブルの剥離端の一 部に係合し、コイル／ケーブル・アセンブリを支持すると共にこれを位置決めし ている。上方モールドプレートの上記摺動可能な支持ピンは、射出モールドが閉 じた時に、上方モールドキャビィティの中に伸長して、ケーブルに係合する。こ れにより、コイル／ケーブル・アセンブリをモールドキャビィティの中で支持す ると共に中心決めする追加の手段がもたらされ、これにより、上記アセンブリ（ 勿論、上記ピンがアセンブリに接触している部分を除いて）を完全に包囲する空 隙が存在することになる。上記摺動可能な支持ピンの位置及び数は、キャビティ の中でカプセル封入されるアセンブリを最適に支持するように、選択することが できることに注意する必要がある。 モードが閉位置にある状態で、成形材料（成形可能な材料）が、ランナー及び ゲートを通してモールドキャビィティの中に射出される。このプロセスは、モー ルドキャビィティが完全に充填されて、コイル／ケーブル・アセンブリが成形材 料で完全に安定化されるまで、継続されるのが好ましい。モールドのキャビティ には、加熱手段が設けられ、この加熱手段は、摺動可能なピンすなわち摺動ピン が後退してモールドキャビィティの対応する上方及び下方の壁部に合致する前に 、成形材料が硬化するのを防止する。このようにすると、成形材料は、摺動ピン が引き抜かれる際に形成される空隙の中に流入することになる。上記ピンが引き 抜かれている時に、成形材料の追加の装填物をモールドの中に射出して、以前に 伸長していた摺動ピンによって残された空隙を完全に充填するに必要な追加の材 料を供給することができる。成形材料をキャビティの中に射出するプロセスが完 了し、上記ピンが後退した後に、モールドを開いて、封入型トランスジューサを 下方モールドプレートの中で冷却させることができる。封入型トランスジューサ が冷却された後に、底部支持ピンを作動させて、封入型トランスジューサを排出 することができる。封入型トランスジューサは、取り付けを行うために使用され る 外ネジ付きの金属ケースによって、包囲されるのが好ましい。 成形材料は、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、テフロン（登録商標）材 料であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むのが好ましい。テフロ ン（登録商標）は、封入体とケーブルのエッチングされたテフロン（登録商標） 誘電体との間に、強固な結合をもたらす。また、後方の口輪は、肩部を含んでお り、この肩部は、コイル／ケーブル・アセンブリを封入体の中で確実に固定して 、封入体及び／又はケーブルに与えられる軸方向力に抵抗する。 産業上の応用性 本発明の産業上の応用性は、以下の本発明の目的を説明することにより、示さ れる。 本発明の主要な目的は、新しく新規な封入型トランスジ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、上述の特徴を有する封入型トランスジューサを提供する ことであり、そのような封入型トランスジューサは、射出成形された封入体を備 えており、この封入体は、その一端部の感知コイル、及び、その他端部から外方 に伸長するケーブルを安定化させる。このケーブルの一端部は、上記封入体の中 の感知コイルに電気的に接続されており、また、上記ケーブルの他端部は、上記 封入体の先端側の電気処理装置に接続されている。 本発明の更に別の目的は、上記封入体が、感知コイルの周囲でシームレスの密 封ケーシングを形成し、これにより、ケーブルの端部分が、周囲環境からの機械 的、物理的又は化学的な干渉に対して十分な耐久性を有するようにする、封入型 トランスジューサを提供することである。 本発明の更に別の目的は、回転機器及び往復動機器の状態を監視し且つ診断す る際に使用される既存のトランスジューサよりも、かなり廉価に製造することが でき、また、迅速な大量生産技術にも適している、上述の特徴を有する封入型ト ランスジューサを提供することである。 本発明の更に別の目的は、上記感知コイルが、前方及び後方の口輪、及び、ケ ーブルの対応する導体に対して軸方向において実質的に整合され、また、封入体 の中で中心に位置決めされるように構成された、封入型トランスジューサを提供 することである。 本発明の更に別の目的は、ケーブルの誘電体に強固に結合されて、耐漏洩性の シールを形成すると共に、軸方向力に抵抗するように構成された、封入型トラン スジューサを提供することである。 本発明の更に別の目的は、感知コイルの前方面と封入体の前方面との間の距離 、並びに、ケーブルとの接続部に対するコイルの関係が、極めて精密な公差に維 持され、該精密な公差が大量生産されるトランスジューサの間で再現性があって 均一なトランスジューサを形成することができるように構成された、封入型トラ ンスジ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つの導線とケーブルの少 なくとも１つの導線との間に電気的な接続手段を有しており、該接続手段が、封 入体の中でケーブルを係止する内部接続強度を与え、これにより、封入体又はケ ーブルに与えられて、上記電気的な接続部を完全に又は部分的に破壊し、動作不 能な又は信頼性のないトランスジューサを生じさせる原因になる軸方向力に抵抗 するように構成された、封入型トランスジューサを提供することである。 本発明の更に別の目的は、作動中に発生される信号を問題となる程度に変化さ せることのない再現性のある作動特性を有するように大量生産することのできる 、封入型トランスジューサを提供することである。 上述の特徴を有する本発明の更に別の目的は、封入体の中で予成形される複雑 な骨組を排除することである。 本発明の更に別の目的は、製造された各トランスジューサに関して、所定範囲 の直線性を維持することである。 本発明の更に別の目的は、射出成形作業の前に、コイルをモールドキャビィテ ィの中で中心決めすると共に、コイルの前方面をモールドキャビィティの前方壁 から隔置する、摺動可能な位置決めピンを提供することである。 本発明の更に別の目的は、射出成形作業の間に、コイル／ケーブル・アセンブ リを支持し且つ中心決めするための、複数の摺動可能な支持ピンを提供すること である。 上述の特徴を有する本発明の更に別の目的は、感知コイル及びケーブルの端部 分の封入体を形成する、単一の射出成形工程を提供することである。 第１の効果的な観点から見ると、本発明の目的は、回転機器の状態を監視する ためのトランスジューサを提供することであり、このトランスジューサは、感知 要素と、該感知要素から伸長する第１及び第２の導線と、これら導線に作動的に 接続されたケーブルと、上記感知要素、上記導線、及び、上記ケーブルの一部を 安定化し、上記感知要素、上記導線、及び、上記ケーブルの一部を包囲するシー ムレス体を形成する、硬化された成形材料から成る一体構造とを備えている。 第２の効果的な観点から見ると、本発明の目的は、射出成形法によって形成さ れるトランスジューサを提供することであり、上記射出成形法は、コイルをケー ブルの導体に取り付ける工程と、上記コイルを複数のサポートによってモールド キャビィティの中で中心決めする工程と、上記ケーブルを上記複数のサポートに よって上記モールドキャビィティの中で支持する工程と、上記ケーブルを上記モ ールドキャビィティから外方に伸長するように方向付けする工程と、成形材料を 上記モールドキャビィティの中に射出して、上記コイル及び上記導体を正確に安 定化させる工程と、上記成形材料を上記モールドキャビィティの中に射出した後 に、上記複数のサポートを後退させる工程と、上記サポートの付近に追加の成形 材料を射出し、それまで上記複数のサポートが占めていた領域に充填する工程と 、上記成形材料を固化させる工程と、以上のように形成されたトランスジューサ を一体物としてモールドから取り出す工程とを備えている。 第３の効果的な観点から見ると、本発明の目的は、軸を有していて該軸がトラ ンスジューサに露出されている回転機器の状態を監視するためのトランスジュー サを提供することであり、このトランスジューサは、上記軸の接線がトランスジ ューサの長手方向軸線に対して直交するように、トランスジューサを上記軸から ある距離だけ離して取り付ける手段と、上記軸の付近に位置する感知コイルとを 備えており、トランスジューサの前方部分は、上記感知コイルの最前方の部分に 沿って均一な厚さを有する保護壁を有しており、上記感知コイルは、上記長手方 向軸線の周囲で対称的に配置されており、当該トランスジューサは、更に、上記 前方の保護壁と一体に形成されたシームレスの保護封入体を備えており、この保 護封入体は、上記感知コイルと、トランスジューサから電気処理装置まで伸長し ていて上記感知コイルに作動的に接続されているケーブルの前方部分とを安定化 させている。 第４の効果的な観点から見ると、本発明の目的は、トランスジューサを製造す るための製造方法を提供することであり、この製造方法は、 中心の空隙、前方 面及び後方面を有する感知コイル、並びに、該感知コイルから伸長する少なくと も第１及び第２の導線を準備する工程と、少なくとも１つの中心導体を担持する 少なくとも１つの絶縁体を包囲する少なくとも１つの外側導体を有するケーブル を準備する工程と、包囲された上記ケーブルを上記コイルに接続してコイル／ケ ーブル・アセンブリを形成する工程と、上記コイル／ケーブル・アセンブリを少 なくとも１つのサポートによってモールドキャビィティの中で支持し且つ中心決 めする工程と、上記ケーブルを上記モールドキャビィティから外方に伸長するよ うに方向決めする工程と、自己接合型の成形材料を上記モールドキャビィティの 中に射出し、上記コイル／ケーブル・アセンブリを正確に安定化させると共に、 上記コイルの上記面を覆う正確な面厚を形成する工程と、上記コイル／ケーブル ・アセンブリから上記サポートを後退させて、上記自己接合型の成形材料が、上 記摺動可能なサポートによってそれまで占められていた領域の中に流れるように する工程と、上記成形材料を固化させる工程と、以上のように形成されたトラン スジューサを、上記コイル／ケーブル・アセンブリを安定化させる成形材料から 成るシームレス体を有する一体物として、上記モールドキャビィティから取り出 す工程とを備えている。 第５の効果的な観点から見ると、本発明の目的は、軸を有しており該軸がトラ ンスジューサに露出されている回転機器の状態を監視するためのトランスジュー サを提供することであり、このトランスジューサは、上記軸の接線がトランスジ ューサの長手方向軸線に直交するように、トランスジューサを上記軸からある距 離だけ離して取り付ける手段と、上記軸の付近に位置する感知コイルとを備えて おり、トランスジューサの前方部分は、上記感知コイルの最前方の部分に沿って 均一な厚さを有する保護壁を有しており、上記感知コイルは、上記長手方向軸線 の周囲で対称的に配置されており、当該トランスジューサは、更に、上記前方の 保護壁と一体に形成されたシームレスの保護封入体を備えており、この保護封入 体は、上記感知コイルと、トランスジューサから電気処理装置まで伸長していて 上記感知コイルに作動的に接続されているケーブルの前方部分とを安定化させて いる。 上述の及び他の目的は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことに より、明らかとなろう。 図面の簡単な説明 図１は、機械の回転軸の振動を監視するために該回転軸に並置された本発明の 封入型トランスジューサの立面図である。 図２は、上記封入型トランスジューサの部分断面図である。 図２Ａは、本発明のケースの断面図である。 図３は、図３の一部の分解図であって、特定の部品を断面で示している。 図４は、本発明の組立て工程の説明図、及び、図３の各要素を組み合わせた状 態を示す立面図である。 図４Ａは、支持固定具の説明図である。 図５は、図４の各要素を組み合わせることによって形成された感知コイル／ケ ーブル・アセンブリの立面図である。 図５Ａは、実質的に円筒形のディスクの立面図である。 図５Ｂは、感知コイルとケーブルとの間に介挿された実質的に円筒形のディス クの立面図である。 図６は、開位置にあるモールドの単純化された断面図であって、このモールド の摺動ピンは総て伸長位置にある状態で示されている。 図７は、図６のモールドの摺動ピンが図５に示すように中心決め、支持及び位 置決めを行っている状態を示す図である。 図８は、モールドが閉位置にあって、摺動可能な位置決めピンが感知要素との 係合状態から後退している状態を示す単純化された断面図である。 図８Ａは、モールドが閉位置にあって、総ての摺動ピンが伸長位置にある状態 を示す単純化された断面図である。 図９は、本発明の射出成形作業の後に、モールドが閉位置にあって、摺動可能 な支持ピンが後退している状態を示す単純化された断面図である。 図１０は、複数の封入型トランスジューサを順次大量生産するために使用され る射出モールドの立面図である。 発明を実施するための最善の態様 種々の図を通じて同様な参照符号により同様の部品を示している図面を参照す ると、参照符号１０は、本発明のカプセル封入された封入型のトランスジューサ を示している。 図２を参照すると、封入型トランスジューサ１０は、射出成形されたカプセル の封入体（encapsulation）２０を備えており、この封入体は、前方端２２と、 後方端２４とを有している。封入体２０は、硬化された成形材料から成る一体構 造であって、前方端２２に隣接する感知要素４０と、後方端２４から伸長してい る情報伝送媒体すなわちケーブル６０の一部とを安定化させている。封入体２０ は、一体形成された保護壁を備えており、この保護壁は、感知要素４０の最前方 の部分に沿って実質的に均一な厚さ「Ｔ」を有している。感知要素すなわち感知 コイル４０は、関連するケーブル６０の同軸状の中心導体６６、７０に固定され ていて適宜な寸法を有する前方及び後方の一対の口輪８０、９０によって、ケー ブル６０に電気的及び機械的に接続されていて、コイル／ケーブル・アセンブリ １１０（図５）を形成している。少なくとも後方の口輪９０は、コイル／ケーブ ル・アセンブリ１１０を封入体２０の中に確実に固定するための肩部１００を有 している。また、射出成形法により、耐久性のある封入体２０が提供され、この 封入体は、該封入体自体を接合するだけではなく、ケーブル６０の絶縁体６８と も接合されて、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０をその中で対称的に固定し ている。 トランスジューサの外皮の前方部は、コイル４０の付近で円筒形であって、コ イルをシールしている前方壁２６を有している。上記外皮は、その後、参照符号 ３において縮径し、次いで、参照符号４において外側に拡がって円筒形部分５５ に移行している。別の縮径部６が、シール溝７及びシール８に繋がっており、次 に、上り斜面１５及び下り斜面１１によって挟まれたネジ部９に繋がり、その後 、縮小テーパ部１３で終端している長い円筒部１２、円筒形部分１４、及び、ケ ーブル１２０をしっかりと把持している後方端２４に繋がっている。 より詳細に言えば、図３を参照すると、ケーブル６０は、該ケーブルの内部を 包囲する外側ジャケット７６を含む同軸三芯ケーブル（triaxial cable）である のが好ましい。ケーブルは、同軸状に配置された３つの導体６６、７０、７４を 備えており、これら導体は、同軸状に配置された少なくとも２つの誘電体すなわ ち絶縁体６８、７２によって互いに分離されている。誘電体６８は、中心導体６ ６を中間導体７０から分離している。一方、同軸の中間導体７０は、絶縁体７２ によって、外側導体７４から分離されている。導体７０、７４は、編組導線であ るのが好ましい。誘電体６８は、例えば、ナフタレンナトリウムでエッチングさ れて封入埋込用樹脂との接合力が高められた、テフロン（登録商標）材料から形 成されるのが好ましい。図３に示すように、ケーブル６０の少なくとも一方の端 部６２は、階段状に剥離されていて、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をある長さにわたって露出している。 図３及び図４を参照すると、後方の口輪９０は、孔９２を有しており、この孔 は、中間導体７０の外径に実質的に等しい内径を有している。後方の口輪９０は 、その端部９４が外側の絶縁体７２に当接するように、中間導体７０に接続され ている。前方の口輪８０は、孔８２を有しており、この孔は、中心導体６６の外 径に実質的に等しい内径を有している。前方の口輪８０は、その後方端８４がケ ーブル６０の誘電体６８に当接するように、中心導体６６に接続されている。 前方及び後方の口輪８０、９０をそれぞれの導体６６、７０に電気的及び機械 的に接続するプロセスは、以下のように行うことができる。予成形された後方の ソルダリング９６をケーブル６０の剥離された端部すなわち剥離端６２に被嵌し 、これにより、上記ソルダリングが中間導体７０を包囲して、中間絶縁体７２に 圧 接するようにする。次に、後方の口輪９０をケーブル６０の剥離された端部すな わち剥離端６２に被嵌し、これにより、上記後方の口輪が、中間導体７０を包囲 して、予成形された後方のソルダリング９６に係合するようにする。次に、予成 形された前方のソルダリング８６をケーブル６０の剥離端６２に被嵌し、これに より、上記ソルダリングが、中心導体６６を包囲して、誘電体６８に当接するよ うにする。次に、前方の口輪８０をケーブル６０の剥離端６２に被嵌し、これに より、上記口輪も、中心導体６６を包囲して、予成形された前方のソルダリング ８６に係合するようにする。この完成されたケーブルアセンブリを誘電加熱装置 の中に置き、ソルダリング８６、９６を融解させて、前方及び後方の口輪８０、 ９０の孔８２、９２と中心導体６６及び中間導体７０との間のそれぞれの隣接領 域に、上記ソルダリングを浸透させる。予成形された前方及び後方のソルダリン グ８６、９６が融解すると、少量の軸方向力が前方及び後方の口輪に与えられ、 これにより、前方の口輪８０の後方端８４が、誘電体６８に当接し、また、後方 の口輪９０の端部９４が、中間導体７０に圧接する。上記ソルダ（半田）が冷却 されると、該ソルダは、後方の口輪９０を中間導体７０に、また、前方の口輪８ ０を中心導体６６に、それぞれ同軸状に互いに接近して隔置された状態で固定す る。口輪８０、９０は共に、真鍮から形成されるのが好ましい。また、予成形さ れたソルダリング８６、９６を用いることにより、特に、感知コイル４０のイン ダクタンス・パラメータに関して、封入型トランスジューサの電磁気特性の効果 的な再現性を得ることができる。 前方及び後方の口輪８０、９０と対応する導体６６、７０との間の機械的及び 電気的な永続的な接続が行われた後に、感知コイル４０は、前方及び後方の口輪 ８０、９０に抵抗溶接される。図４、図４Ａ及び図５を参照すると、感知コイル ４０は、中央の空隙４２と、前方面４６と、後方面４６と、コイル４０の後方面 ４６から伸長していて互いに隔置されている第１及び第２の導線４８、５０とを 備えている。コイル４０及びケーブル６０は、固定具（図４Ａに図解的に示され ている）によって支持されていて、コイル４０の後方面４６及び口輪８０の前方 端８８は、互いに固定された関係で保持されている一連のクレードル１１５、１ １７によって、一定の距離「Ｘ」（図５）に保持されている。上記固定具は、第 １の導線４８が前方の口輪８０に抵抗溶接され、また、第２の導線５０が後方の 口輪９０に抵抗溶接された時に、上記距離「Ｘ」をほぼ維持する。従って、コイ ル４０の後方面４６とコイル／ケーブル・アセンブリ１１０の残りの金属部分と の間の距離「Ｘ」は、正確に固定され、且つ、最少の校正作業を必要とするトラ ンスジューサの標準化に関して再現性を有する、コイル４０の電磁気的な関係を 与える。上述のように、抵抗溶接を用いて導線４８、５０をそれぞれの口輪８０ 、９０に接続しているが、半田溶接又はレーザ溶接を用いることもできる。 コイル４０の少なくとも比較的細い導線４、５０、並びに、恐らくコイル及び 口輪には、保護カバー又は保護コーティングを設けて、カプセル封入プロセスが コイル及び口輪に対する導線４８、５０の関係を阻害又は変形するのを防止する のが好ましい。これにより、異常な、動作不能な又は信頼性のないトランスジュ ーサが形成される危険性を最小限にする。仕様外の動作不能な又は信頼性のない トランスジューサは、恐らく、カプセル封入プロセス全体が完了した後にだけ検 知されるので、ロスは最も経費がかさむ。 好ましい保護コーティングは、単純な又は置換されたポリ・パラ・キリレンと 総称されるポリマー群から選択されるクラスのコーティングから採用される。１ 又はそれ以上の芳香族水素を置換する元素は、ハロゲン化物特に塩素である。 ポリ・パラ・キリレン化合物から成るコーティングの化学的特性は、水蒸気及 び他の化学物質の透過に対する遮断性、並びに、溶媒の浸透に対する耐久性を有 している。また、パリレンのコーティングは、γ放射線による劣化に耐久性を有 しており、易損性のワイヤボンディングに対する強度をもたらす。最後に、パリ レン・コーティングは、化学蒸着塗布プロセスに使用されると、コーティングす べき物体の限定された複雑な表面形状に関して高い浸透性を有していると共に、 そのような表面が有機シランで前処理されている場合には特に、表面に対する良 好な接着性を有している。 導線４８、５０の好ましい保護コーティング又は保護カバーは、例えば、真空 蒸着により導線に堆積されたパリレン・コーティングとすることができる。パリ レン、及び、パリレン・コーティングプロセスは、Ｓpecialty Ｃoating Ｓyste ms,Ｉnc.のＮＯＶＡ ＴＲＡＮ（登録商標）Ｐrylene Ｃoating Ｓervices（イン ディアナ州（46241）インディアナポリスのＷest Ｍnnesota Ｓtreet 5707）に よって提供される。 図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、コイル４０をケーブル６０に電気的及び機械 的に接続する上述の工程を行う前に、実質的に円筒形のディスク１０２をコイル ４０の後方面４６と前方の口輪８０の前方端８８との間に介挿することができる 。すなわち、第１の側部１０３と、第２の側部１０６と、第１の側部１０３から 第２の側部１０６まで伸長する外周面１０５を有する中央部分１０４とを含む、 実質的に円筒形のディスク１０２を準備する。一対の開口１０７、１０８が、デ ィスクの中央部分並びに第１及び第２の側部１０３、１０６を貫通している。デ ィスク１０２は、導線の周囲で摺動し、これにより、導線４８は開口１０７を貫 通し、また、導線５０は、開口１０８を貫通する（あるいは、導線４８が開口１ ０８を貫通し、また、導線５０が開口１０７を貫通する）。 ディスク１０２の第１の側部１０３は、コイル４０の後方面４６に当接するの が好ましい。上記ディスクを用いて、導線４８、５０がコイル４０の後方面４６ から伸長している遷移領域に、上記導線のサポートを提供する。また、ディスク １０２は、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０を射出モールド１２０の中に位 置決めしてその中で支持するための少なくとも１つの摺動可能な支持ピンを収容 する手段として用いることができる。この場合には、位置決め穴１０８（例えば 、図５Ａ）が、ディスクの中央を貫通して上記ピンを収容する。 コイル４０をケーブル６０に電気的及び機械的に接続する作業が完了した後に 、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０は、独特な射出成形法を用いて、カプセ ル封入される準備が整う。図６及び図８を参照すると、射出モールド１２０は、 上方キャビィティ１２４を有する上方モールドプレート１２２と、閉位置におい て単一のモールドキャビィティ１３０を形成する下方キャビティ１２８を有する 下方モールドプレート１２６とによって、画定されている。モールドキャビィテ ィ１３０は、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０のカプセル封入物２０の所望 の 形態に対して補完的な形状を有している。モールドキャビィティ１３０は、上方 壁１３２と、下方壁１３４と、前方壁１３６と、貫通する開口１４０を有する後 方壁１３８とによって、画成されている（図８）。 上方モールドプレート１２２には、少なくとも１つのスリーブ１６２ａが設け られており、少なくとも１つの摺動可能な支持ピン１６０ａが、駆動手段１９０ ａによって動かされ、上記スリーブを通って上方キャビィティ１２４に出入りす ることができる。下方モールドプレート１２６には、一対のスリーブ１６２ｂ、 １６２ｃが設けられるのが好ましく、一対の摺動可能な支持ピン１６０ｂ、１６ ０ｃが、対応する駆動手段１９０ｂ、１９０ｃによって動かされ、それぞれのス リーブを通って下方キャビティ１２８に出入りすることができる。また、射出モ ールド１２０には、摺動可能な位置決めピン１８０が設けられており、この位置 決めピンは、モールドキャビィティ１３０の前方壁１３６に隣接する下方モール ドプレート１２６の箇所に設けられるのが好ましい。摺動可能な位置決めピン１ ８０は、同心円状に配置された一対の摺動ピン１８２、１８４を含むのが好まし く、内側ピン１８２は、外側ピン１８４の中で摺動し、一方、この外側ピンは、 スリーブ１８６の中で摺動する。内側ピン1８２及び外側ピン１８４は共に、関 連する駆動手段１９０ｄによって動かされて、下方キャビティ１２８に出入りす るように伸長することができる。内側ピン1８２は、外側ピン１８４よりも深く 、下方キャビティ１２８の中に伸長することができる。実際に、ピン１８２は、 穴１０９を介してディスク１０２に整合することができる。 別の実施例においては、内側ピン１８２は、外側ピン１８４の中で後退するこ とができず、外側ピン１８４に対して伸長してしっかりと固定した位置にとどま るようにすることができる。 摺動可能な支持ピン１６０ａ−１６０ｃ、及び、摺動可能な位置決めピン１８ ０の各々には、別個の駆動手段１９０ａ−１９０ｄがそれぞれ設けられ、プログ ラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）２１０又は同様な装置によって別個に制御す ることができるようにするのが好ましい。 各々の駆動手段１９０ａ−１９０ｄは、弁／ソレノイド装置１９２ａ−１９２ ｄと、空圧シリンダ１９４ａ−１９４ｄと、突出し板１９６ａ−１９６ｄとを備 えている。突出し板１９６ａ−１９６ｃは各々、対応する各々の支持ピン１６０ ａ−１６０ｃに接続されており、また、突出し板１９６ｄは、位置決めピン１８ ０に接続されている。突出し板１９６ａ−１９６ｄは各々、対応する空圧シリン ダ１９４ａ−1９４ｄの中に収容されており、これら空圧シリンダは各々、対応 する弁／ソレノイド装置１９２ａ−1９２ｄに接続されている。弁／ソレノイド 装置１９２ａ−１９２ｄは各々、ＰＬＣ２１０に電気的に接続されていると共に 、ガス源２２０に機械的に接続されている。ＰＬＣ２１０は、各々の弁／ソレノ イド装置１９２ａ−１９２ｄの各ソレノイドに電気信号を別個に送信する。各々 のソレノイドは、信号を受信して、対応する弁を物理的に開閉する。これにより 、各々対応する空圧シリンダ１９４ａ−１９４ｄにガスを送り、各々の突出し板 １９６ａ−１９６ｄの位置に応じて、各々の支持ピン１６０ａ−１６０ｃ及び位 置決めピン１８０をモールドキャビィティ１３０に対して伸長又は後退させるこ とができる。突出し板１９６ｄを内側ピン１８２に接続し、これにより、内側ピ ン１８２が、短い距離にわたって伸長又は後退して外側ピン１８４を捕獲し、こ れに応じて該外側ピンを伸長又は後退させるようにすることができる。 特定のアセンブリ１１０の形態及び態様に応じて、溶融プラスチックをアセン ブリ１１０の周囲に充填している間に、一方の枢動ピンを他方の摺動ピンよりも 早く後退させることができる。上記両方の摺動ピンの後退作業を、ＰＬＣ２１０ のタイミングでシーケンス制御し、アセンブリ１１０をモールドキャビィティ１ ３０の中で半径方向及び軸方向において中心に留めるような態様で総ての摺動ピ ンが後退するまで、校正することができる。支持ピン１６０ａ−１６０ｃの後退 作業が適正にシーケンス制御されない場合には、アセンブリ１１０は、モールド キャビィティ１３０の中で一方又は他方の側に片寄ることになる。これにより、 封入型トランスジューサ１０の電気的特性が変化することがある。 図７を参照すると、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０は、伸長した支持ピ ン１６０ｂ、１６０ｃ、及び、伸長した位置決めピン１８０によって、半径方向 及び軸方向において中心に位置決めされている。位置決めピン１８０は、コイル ４０の空隙４２の中に収容された内側ピン１８２、及び、コイル４０の前方面４ ４に当接している外側ピン１８４によって、コイル４０を中心決めし、該コイル をモールドキャビィティ１３０の前方壁１３６から所定距離だけ離している。ま た、支持ピン１６０ｃは、下方キャビティ１２８の中に伸長していて、誘電体６ ８及び前方の口輪８０に係合し、これらに対するサポートを提供している。支持 ピン１６０ｂも、下方キャビティ１２８の中に伸長して、後方の口輪９０に当接 している。第２の支持ピン１６０ｂは、後方の口輪９０に当接して、該後方の口 輪９０とコイル４０のコイル導線５０との間の接続を破断しないようにするのが 重要である。また、溝又は肩部を設けて、支持ピン１６０ｂを後方の口輪９０に 係合させることができる。コイル／ケーブル・アセンブリ１１０を下方キャビテ ィ１２８の中で中心決めした後に、モールド１２０を閉位置（図８）に定置する と、位置決めピン１８０を後退させるか、あるいは、伸長位置に保持することが できる。この時点において、コイル４０の前方面４４は、モールドキャビィティ １３０の前方壁１３６から正確に隔置される。これにより、封入型トランスジュ ーサ１０は、実質的に一定の面厚「Ｔ」（図２）を有することができ、従って、 所定の直線的な範囲を有することができる。これは、複数の封入型トランスジュ ーサ１０を製造してこれら封入型トランスジューサが総て同じ電気的特性を有す るようにする場合に、特に重要である。また、モールドを閉じた後に、ケーブル ６０は、モールドキャビィティ１３０の後方壁１３８の開口１４０から外方に伸 長する。上方モールドプレート１２２及び下方モールドプレート１２６が係合す ることにより、ケーブル６０がこれらモールドプレートの間に片持ち梁式に支持 され、これにより、追加のサポートが提供される。支持ピン１６０ａは、上方モ ールドプレート１２２から上方キャビィティ１２４の中に伸長して、ケーブル６ ０の誘電体６８に係合し、これにより、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０に 対する上方サポートを提供する。勿論ピン１６０ａ−１６０ｃがアセンブリ１１ ０に当接している部分を除いて、空隙がコイル／ケーブル・アセンブリ１１０を 完全に包囲する。図８の実施例に対する代替実施例は、より少ない又はより多い 支持ピン１６０ａ−１６０ｃを用いて、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０を モールドキャビィティ１３０の中で中心決め及び支持することができる。 一般的に、射出成形法は、成形材料を約３３８°Ｃと約３６０°Ｃとの間（６ ４０°Ｆと６８０°Ｆとの間）の温度でモールドキャビィティに射出するプロセ スであるが、上記温度は、使用する材料に応じて、約９３°Ｃ（２００°Ｆ）か ら約５３８°Ｃ（１，０００°Ｆ）まで変化させることができる。成形材料を射 出する圧力は、その材料の温度の関数として変えることができる。本発明によれ ば、上記射出成形法は、成形材料が感知コイル４０及びその関連する導線４８、 ５０を破壊又は機械的に変化させないように、また、上記感知コイル及び導線の 上記口輪に対する相対的な関係を変化させないように、変更される。このように する一つの方法は、上部及び下部のモールドプレート１２２、１２４に加熱手段 ２３０を設けることである。上部及び下部のモールドプレート１２２、１２４を 加熱することにより、成形材料を、比較的低い圧力及び比較的低い速度でモール ドキャビィティ１３０に射出することができ、これにより、成形材料に露呈され るコイル／ケーブル・アセンブリ１１０に対する損傷を最小限にしたり除去した りすることができる。モールドプレートの加熱は、室温より若干高い温度から約 ５３８°Ｃ（１，０００°Ｆ）まで変えることができるのが好ましい。一般的に 、モールドプレートを、約１２１°Ｃと約１３８°Ｃとの間（２５０°Ｆと２８ ０°Ｆとの間）の温度まで加熱して、サイクル時間を最小限にするが、成形材料 にほぼ相当する温度範囲にして、成形材料が射出される圧力及び速度を更に減少 させることができる。しかしながら、このようにすると、トランスジューサが硬 化するために必要な時間が増大し、これにより、サイクル時間を増大させる傾向 がある。 成形材料は、下方モールドプレート及び／又は上方モールドプレートに設けら れるランナー２００及びゲート２０２を介してモールドキャビィティに射出され る（図６、図８及び図９）。成形材料は、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ） と、テフロン（登録商標）材料であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ） のある割合とを含むのが好ましい。テフロン（登録商標）は、成形材料によって 形成された封入体２０とケーブル６０のエッチングされたテフロン（登録商標） 誘電体６８との間に強固な結合を提供する。ＰＴＦＥの範囲は、０．０１％と５ ０％との間で変化させることができる（特に、温度に応じて）が、２０％と３０ ％との間であるのが好ましい。成形材料の射出作業は、モールドキャビィティ１ ３０が完全に充填されるまで、継続される。モールドキャビィティが充填される と、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０をモールドキャビィティ１３０の中で 中心決めさせた状態で、支持ピン１６０ａ−１６０ｃを順次後退させる。上部及 び下部のモールドプレート１２２、１２４が加熱されている結果、成形材料は、 十分に溶融した状態に維持され、支持ピン１６０ａ−１６０ｃを後退させること により、左側背後の空隙の中に流入することになる。成形材料の追加の装填物を 、支持ピン１６０ａ−１６０ｃを後退させるのと同時に、モールドキャビィティ １３０に導入し、これにより、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０を成形材料 の中で完全に安定化させ、総ての空隙を充填することができることに注意する必 要がある。摺動可能な位置決めピン１８０は、射出モールドが閉位置に位置する 前に、あるいは、射出モールドが閉位置に位置した後の任意の時点において、後 退させることができる。成形材料のモールドキャビィティ１３０の中への射出作 業が完了する前に、摺動可能な位置決めピン１８０を後退させ、これにより、材 料がコイルを自由に安定化するようにするのが好ましい。 図９を参照すると、成形材料をモールドキャビィティ１３０に射出するプロセ スが完了し、総てのピンが後退した後に、モールド１２０を開いて、封入型トラ ンスジューサ１０を下方モールドプレート１２６の中で冷却することができる。 封入型トランスジューサが冷却した後に、１又はそれ以上の底部支持ピン１６０ ｂ、１６０ｃを作動させて、封入型トランスジューサ１０を排出することができ る。 射出モールド１２０のモールドキャビィティ１３０は、封入型トランスジュー サ１０に対して補完的な形態を有している。図８Ａを参照すると、モールドキャ ビィティの前方部分は、コイル４０付近の円筒形部分２’を有している。その後 、キャビティは、参照符号４’の部分で外方に拡がっている縮径部３’と、円筒 形部分５’への遷移部とを有している。別の縮径部６’が、シール溝形成部７’ に 繋がっており、その後、上昇傾斜面１５’及び下降傾斜面１１’に挟まれたネジ 形成部９’に繋がっている。下降傾斜面１１’の後には、減少テーパ部１３’で 終端している長い円筒部１２’、円筒形部分１４’、及び、ケーブル１２０を把 持する後方端２４’が存在している。 図２Ａを参照すると、単なる例示であって限定する意図はないが、封入型トラ ンスジューサ１０は、実質的に円筒形の金属ケース２５４に包囲されるのが好ま しい。このケースは、前方端２８４と、該前方端の下のネック部２８６と、該ネ ック部の下の肩部２８８と、ケースの後方端２９２に向かって上記肩部の下で伸 長しているネジ付きシャフト２９０とを備えている。ケースの後方端２９２の付 近には複数のファセット２９４が設けられていて、トルク付与装置が金属ケース に効果的に係合できるようになっている。ケースは、前方端を後方端に連通させ る内部通路２９６を有している。 上記内部通路２９６は、ケースの前方端付近の内ネジ２９８を有しており、こ の内ネジ部は、上記肩部の下方に設けられるのが好ましい。上記内ネジ部は、封 入体の外皮に設けられるネジ部９と嵌合し、また、上記ネック部は、封入体の拡 大部分すなわち発散部分の周囲でかしめられて、金属ケースを封入型トランスジ ューサ１０の周囲に固定する。ガスケットシール８が、封入体の溝７に設けられ ていて、内部通路の中で気密に固定されている。 大量生産を行う場合には、単一の上方モールドプレート１２２と、回転テーブ ル２４０に設けられた複数の下方モールドプレート１２６とを備える射出成形装 置（例えば、図１０）を準備するのが好ましい。各々の下方プレート１２６には 、一つのコイル／ケーブル・アセンブリ１１０を予め装填することができる。次 に、上方モールドプレート１２２が、インラインの第１の下方モールドプレート １２６の上に降下し、対応するコイル／ケーブル・アセンブリ１１０がカプセル 封入される。カプセル封入作業が完了すると、下方モールドプレートを持ち上げ て、上記テーブルを回転させ、後続する下方モールドプレート１２６を固定され た上方モールドプレート１２２に整合させ、これにより、カプセル封入作業を反 復することができる。この作業すなわちプロセスを継続して、一群のすなわち１ バッ チのコイル／ケーブル・アセンブリをカプセル封入することができる。 上述のように、上部及び下部のモールドプレート１２２、１２６は、加熱手段 ２３０によって加熱される。従って、カプセル封入作業が完了し、上方モールド プレート１２２が下方モールドプレート１２６から持ち上げられると、テーブル ２４０が回転され、対応する封入型トランスジューサ１０が下方モールドプレー ト１２６の中に残る。この特定の下方モールドプレート１２６の加熱手段２３０ をオフにして、溶融樹脂を固化させる。例えば、カプセル封入作業が、回転テー ブル２４０の１２時の位置で完了した場合には、封入型トランスジューサ１０は 、下方モールドプレート１２６の中に留まり、上記１２時の位置から上述のよう に排出される６時の位置までテーブルが回転するまで、冷却される。次に、封入 型トランスジューサ１０が下方モールドプレート１２６から排出された後に、下 方モールドプレートには、コイル／ケーブル・アセンブリ１１０が再装填され、 テーブル２４０が回転されて上記６時の位置から上記１２時の位置に戻る間に、 上記下方モールドプレートは再度加熱される。上記特定の下方モールドプレート は、１１時と１２時との間の位置に戻るまでに、所望の温度になっているのが好 ましい。 図１及び図２を参照すると、使用及び作動においては、封入型トランスジュー サ１０は、例えば、機械２５０の回転軸２５２の振動特性を監視するための近接 トランスジューサとして用いることができる。この状況においては、封入型トラ ンスジューサ１０は、渦電流の原理に基づいて動作して、回転軸２５２と封入型 トランスジューサ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 。 一般的に、封入型トランスジューサは、機械２５０の回転軸に隣接して取り付 けられるネジ付きの金属ケース２５４によって包囲されている。取り付け手段２ ５６を用いて、封入型トランスジューサ１０を戦略的に取り付け、これにより、 封入体２０の前方端２２の付近にある感知コイル４０、及び、回転軸２５２を並 置された関係に置く。感知コイル４０は、ケーブル６０に電気的及び機械的に接 続されている。ケーブル６０は、封入体２０の後方端２４から外方に伸長して、 機械２５０のケーシング２５８を貫通している。上記ケーブルは、電気処理装置 ２８０に直接的に接続することのできる接続部２６０で、あるいは、上記電気処 理装置２８０に接続される延長ケーブルで終端するのが好ましい。 上記ケーブルは、機械ケース２５８に作動的に接続されたアダプタ２６２の内 部のゴムグロメット２６４を通って、機械ケース２５４に通されるのが好ましい 。上記アダプタ２６２は、外ネジ部及び内ネジ部を有する第１の端部２６６を備 えている。上記アダプタの外ネジ部は、機械ケース２５８のネジ孔２７０と嵌合 されて、アダプタを機械ケースに確実に接続する。場合によっては、アダプタの 上記第１の端部の内ネジ部は、ネジ付きの金属ケース２５４を介して、封入型ト ランスジューサ１０を取り付けることを許容する。外ネジ部を有するアダプタ２ ６２の第２の端部２６８を、接続箱２７２のネジ付き開口２７４に接続し、これ により、上記接続箱を機械ケース２５８に取り付けることができる。接続箱２７ ２は、ケーブル６０を電気処理装置２８０に作動的に接続する総ての電気接続部 を、耐候性又は防爆性の環境の中に封入することができる。 本発明は、近接トランスジューサとして使用することに加えて、監視及び診断 を行う用途に極めて広範に使用することができる。一例として、ＲＤＴ型の単一 のワイヤ熱電対から形成されるコイルを使用する温度トランスジューサとして使 用される。上記コイルは、封入体２０の中に鋳込まれており、上述のプロセスに おける唯一の変更は、全体的に薄い封入体を使用することである。これにより、 ＲＴＤ温度感知コイルに対して適正な熱電対を行うことになる。 また、本発明を以上に説明したが、上述の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趣旨から逸脱することなく、種々の構造的な変更及び適 用を行うことができることを理解する必要がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 回転機器の状態を監視するためのトランスジューサであって、 感知要素と、 該感知要素から伸長する第１及び第２の導線と、 これら導線に作動的に接続されたケーブルと、 前記感知要素、前記導線、及び、前記ケーブルの一部を安定化する一体物を形 成し、前記感知要素、前記導線、及び、前記ケーブルの一部を完全に包囲するシ ームレス体を形成する、硬化された一体構造の成形材料とを備えることを特徴と するトランスジューサ。 ２． 請求項１に記載のトランスジューサにおいて、前記感知要素は、前方面 と、後方面と、外側面及び貫通する中空内部を有する本体とを備えており、前記 本体は、前記前方面と前記後方面との間で伸長していることを特徴とするトラン スジューサ。 ３． 請求項２に記載のトランスジューサにおいて、前記ケーブルは、少なく とも１つの中心導体と、中間導体とを備えており、これら中心導体及び中間導体 は、少なくとも１つの誘電体によって互いに分離されており、前記誘電体は、予 めエッチングされていることを特徴とするトランスジューサ。 ４． 請求項３に記載のトランスジューサにおいて、前記ケーブルの少なくと も一方の端部が、階段状に剥離されていて、少なくとも前記中心導体、誘電体及 び中間導体の一部の長さを露出させていることを特徴とするトランスジューサ。 ５． 請求項４に記載のトランスジューサにおいて、更に、前方の口輪と、後 方の口輪とを備えており、前記前方の口輪は、前記中間導体の直径に実質的に一 致する直径を有する孔を備えており、また、前記後方の口輪は、前記中間導体の 直径に実質的に一致する直径を有する孔を備えていることを特徴とするトランス ジューサ。 ６． 請求項５に記載のトランスジューサにおいて、前記中心導体の少なくと も一部は、前記前方の口輪の前記孔の中で電気的及び機械的に接続されているこ とを特徴とするトランスジューサ。 ７． 請求項６に記載のトランスジューサにおいて、前記中間導体の少なくと も一部は、前記後方の口輪の前記孔の中で電気的及び機械的に接続されているこ とを特徴とするトランスジューサ。 ８． 請求項７に記載のトランスジューサにおいて、前記コイルの前記第１の 導線は、前記前方の口輪に電気的に接続されており、また、前記コイルの前記第 ２の導線は、前記後方の口輪に電気的に接続されていることを特徴とするトラン スジューサ。 ９． 請求項８に記載のトランスジューサにおいて、前記コイルは、該コイル 、前記導線、及び、前記ケーブルの一部を安定化させる、硬化した成形材料から 成るシームレス体の中で対称的に配置されていることを特徴とするトランスジュ ーサ。 １０． 請求項９に記載のトランスジューサにおいて、硬化した成形材料から成 る前記シームレス体は、前記コイルの前方面に接触して該前方面の輪郭に合致し ていると共に、前記前方面から均一に伸長して、前記コイルの前記前方面と実質 的に平行な実質的に均一な厚さを有する壁部を形成していることを特徴とするト ランスジューサ。 １１． 請求項１０に記載のトランスジューサにおいて、前記硬化した成形材料 は、該硬化した成形材料と前記ケーブルの前記エッチングされた誘電体との間に 浸透する境界面を形成することによって、前記ケーブルの前記エッチングされた 誘電体と接合されていることを特徴とするトランスジューサ。 １２． 請求項１１に記載のトランスジューサにおいて、前記後方の口輪は、前 記硬化した成形材料と係合する肩部を有しており、これにより、前記第１及び第 ２の導線、前記中心導体、並びに、前記中間導体の間の接続が軸方向力により破 壊されないように構成されたことを特徴とするトランスジューサ。 １３． 請求項２に記載のトランスジューサにおいて、ディスクが前記コイルの 後方面に設けられていて、前記コイルを前記導線に関して支持するように構成さ れたことを特徴とするトランスジューサ。 １４． 請求項１３に記載のトランスジューサにおいて、前記ディスクは、前記 導線が通過する穴を有していることを特徴とするトランスジューサ。 １５． 請求項１に記載のトランスジューサにおいて、前記感知要素及び前記導 線は、前記導線が前記コイルに関して変形するのを防止する物質で被覆されてい ることを特徴とするトランスジューサ。 １６． 請求項１５に記載のトランスジューサにおいて、前記第１及び第２の導 線は、前記前方及び後方の口輪に接続されていることを特徴とするトランスジュ ーサ。 １７． 請求項１６に記載のトランスジューサにおいて、前記前方及び後方の口 輪、及び、前記第１及び第２の導線は、前記導線が前記口輪に関して変形するの を防止する物質で被覆されていることを特徴とするトランスジューサ。 １８． 請求項１７に記載のトランスジューサにおいて、前記物質は、パラリン （paralyne）であり、前記成形材料は、ＰＴＦＥ及びＰＰＳを含んでいることを 特徴とするトランスジューサ。 １９． 射出成形法により形成されていて回転機器の状態を監視するためのトラ ンスジューサであって、 前記射出成形法が、 コイルをケーブルの導体に取り付ける工程と、 前記コイルを複数のサポートによってモールドキャビィティの中で中心決めす る工程と、 前記ケーブルを前記複数のサポートによって前記モールドキャビィティの中で 支持する工程と、 前記ケーブルを前記モールドキャビィティから外方に伸長するように方向付け する工程と、 成形材料を前記モールドキャビィティの中に射出して、前記コイルの全体、及 び、前記導体の一部を正確に安定化させる工程と、 前記成形材料を前記モールドキャビィティの中に射出した後に、前記複数のサ ポートを後退させる工程と、 前記サポートの付近に追加の成形材料を射出し、それまで前記複数のサポート が占めていた領域に充填する工程と、 前記成形材料を固化させる工程と、 以上のように形成されたトランスジューサを一体物としてモールドから取り出 す工程とを備えている、ことを特徴とするトランスジューサ。 ２０． 請求項１９に従って形成されるトランスジューサにおいて、前記射出成 形法は、更に、軸方向に後退可能なサポートによって前記コイルを中心決め及び 支持する工程を含むことを特徴とするトランスジューサ。 ２１． 請求項２０に従って形成されるトランスジューサにおいて、前記射出成 形法は、更に、半径方向に後退可能なサポートによって前記ケーブルを支持する 工程を含むことを特徴とするトランスジューサ。 ２２． 請求項２１に従って形成されるトランスジューサにおいて、前記射出成 形法は、更に、前記キャビティの中に成形材料を射出する前に、前記モールドを 予熱する工程を含むことを特徴とするトランスジューサ。 ２３． 請求項２２に従って形成されるトランスジューサにおいて、前記射出成 形法は、更に、成形材料を前記キャビィティの中に射出する時に、前記モールド を前記予熱された温度に維持する工程を含むことを特徴とするトランスジューサ 。 ２４． 請求項２３に従って形成されるトランスジューサにおいて、前記射出成 形法は、更に、前記成形材料を低圧及び低速で射出して、前記コイルの完全性を 維持すると共に、前記キャビティの中の成形材料の良好な移動パターンをもたら して、密度の高い封入型トランスジューサを形成する工程を含むことを特徴とす るトランスジューサ。 ２５． 請求項２４に従って形成されるトランスジューサにおいて、前記射出成 形法は、更に、前記成形材料に結合剤を与えて、前記ケーブルと固化した後の前 記成形材料との間の結合を促進させる工程を含むことを特徴とするトランスジュ ーサ。 ２６． 回転機器の軸に隣接して配置され、該回転機器の状態を監視するための トランスジューサであって、 前記回転機器の軸の接線が当該トランスジューサの長手方向の軸線に対して直 交するように、当該トランスジューサを前記軸からある距離だけ離して取り付け るための手段と、 前記軸に隣接して設けられる感知コイルと、 該感知コイルの前方に設けられていて均一な厚さを有する保護壁を含む前方部 分とを備えており、 前記感知コイルは、前記長手方向軸線の周囲で対称的に配置されていると共に 、前記前方部分の保護壁から均一に隔置されており、 当該トランスジューサは、更に、 前記均一な厚さを有する前記前方の保護壁と一体に形成された一体物を画成す るシームレスの保護封入体を備えており、 前記封入体は、前記感知コイルの全体、及び、前記感知コイルに作動的に接続 されたケーブルの前方部分だけを安定化させており、 前記ケーブルは、当該トランスジューサから離れて電気処理装置まで伸長して いることを特徴とするトランスジューサ。 ２７． トランスジューサを製造するための製造方法であって、 中心の空隙、前方面及び後方面を有する感知コイル、並びに、該感知コイルか ら伸長する少なくとも第１及び第２の導線を準備する工程と、 少なくとも１つの中心導体を担持する少なくとも１つの絶縁体を包囲する少な くとも１つの外側導体を有するケーブルを準備する工程と、 前記ケーブルを前記コイルに接続してコイル／ケーブル・アセンブリを形成す る工程と、 前記コイル／ケーブル・アセンブリを少なくとも１つのサポートによってモー ルドキャビィティの中で支持し且つ中心決めする工程と、 前記ケーブルを前記モールドキャビィティから外方に伸長するように方向決め する工程と、 自己接合型の成形材料を前記モールドキャビィティの中に射出し、前記コイル ／ケーブル・アセンブリを正確に安定化させると共に、前記コイルの前記面を覆 う正確な面厚を形成する工程と、 前記コイル／ケーブル・アセンブリから前記サポートを後退させて、前記自己 接合型の成形材料が、前記摺動可能なサポートによってそれまで占められていた 領域の中に流れるようにする工程と、 前記成形材料を固化させる工程と、 以上のように形成されたトランスジューサを、前記コイル／ケーブル・アセン ブリを安定化させる成形材料から成るシームレス体を有する一体物として、前記 モールドキャビィティから取り出す工程とを備える、ことを特徴とする製造方法 。 ２８． 請求項２７に記載の製造方法において、前記キャビティは、前方端の円 筒形部分と、これに続いて外方に拡がり次の円筒形部分に繋がっている傾斜部と 、その後の内側勾配部と、シール溝形成部と、上昇傾斜面、及び、減少テーパ部 で終端となっている長い円筒部の前の下降傾斜面によって挟まれているネジ形成 部と、次の円筒形部分と、後方端とを含む輪郭を有しており、 これにより、前記キャビティの輪郭は、前記トランスジューサの輪郭を形成し 、該トランスジューサの輪郭は、前記コイル付近の円筒形の前方部分及び前記コ イルをシールする前方壁を順に有するトランスジューサの外皮と、外方に拡がっ ていて次の円筒形部分に繋がる傾斜部と、シール溝に繋がりその後上昇傾斜面及 び下降傾斜面に挟まれているネジ部に繋がっている内側勾配部と、減少テーパ部 で終端している長い円筒体と、次の円筒形部分と、ケーブルをしっかりと把持す る後方端とを含んでいることを特徴とする製造方法。 ３０． トランスジューサを製造するための製造方法であって、 コイルをケーブルの導体に取り付ける工程と、 前記コイルを複数のサポートによってモールドキャビィティの中で中心決めす る工程と、 前記ケーブルを前記複数のサポートによって前記モールドキャビィティの中で 支持する工程と、 前記ケーブルを前記モールドキャビィティから外方に伸長するように方向決め する工程と、 成形材料を前記モールドキャビィティの中に射出して、前記コイル及び導体を 正確に安定化させる工程と、 前記成形材料が前記モールドキャビィティの中に射出された後に、前記複数の サポートを後退させる工程と、 成形材料を前記サポートの付近に射出して、前記複数のサポートによりそれま で占められていた領域に充填する工程と、 前記成形材料を固化させる工程と、 以上のように形成されたトランスジューサを一体物として前記モールドから取 り出す工程とを備えることを特徴とする製造方法。 ３１． 請求項３０に記載の製造方法において、前記コイルを前記モールドキャ ビィティの中で中心決めする前記工程は、軸方向に後退可能なサポートによって 前記コイルを中心決めする工程を含むことを特徴とする製造方法。 ３２． 請求項３１に記載の製造方法において、前記ケーブルを前記モールドキ ャビィティの中で支持する前記工程は、半径方向に後退可能なサポートによって 前記ケーブルを支持する工程を含むことを特徴とする製造方法。 ３３． 請求項３２に記載の製造方法において、更に、前記成形材料を前記キャ ビティの中に射出する前に、前記モールドを予熱する工程を含むことを特徴とす る製造方法。 ３４． 請求項３３に記載の製造方法において、更に、成形材料を前記キャビテ ィの中に射出する時に、前記モールドを前記予熱された温度に維持する工程を含 むことを特徴とする製造方法。 ３５． 請求項３４に記載の製造方法において、前記射出する工程は、更に、前 記成形材料を低圧及び低速で射出して、前記コイルの完全性を維持すると共に、 前記キャビティの中の成形材料の良好な移動パターンをもたらし、これにより、 密度の高い封入型トランスジューサを形成することを特徴とする製造方法。 ３６． 請求項３５に記載の製造方法において、更に、前記成形材料に結合剤を 与えて、前記ケーブルと固化した後の前記成形材料との間の結合を促進すること を特徴とする製造方法。