JPH01162385A - 歪検出器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば回転軸などの受動軸の歪を検出する
歪検出器の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の歪検出器として、従来、特開昭５９−１６４９
３１号公報に示すものがあった。この従来の歪検出器は
、応力を受ける受動軸の外周にマスクパターンを巻き付
けた後、電解メツキによるＮｉメツキを施して各磁性素
片からなる磁性層を形成し、さらにこの磁性層の外周に
検出コイルを設けたものであり、受動軸に応力が加わり
歪が生じるとこれに応じて磁性層に歪が生じてその透磁
率が変化し、検出コイルがこの透磁率変化を磁気的イン
ピーダンス変化として検出するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記した従来の歪検出器は、受動軸の外
周にマスクパターンを巻き付けた後電解メツキによるＮ
ｉメツキを施して各磁性素片からなる磁性層を形成して
おり、このようなパターンメツキによっては各磁性素片
を精度良く形成することは容易でなかった。又、電解メ
ツキは一般に結晶質の特性を有しており、大きな磁区を
形成して保持力Ｈｃが大であり、磁歪感度が比較的低い
ものであった。さらに、磁束の表皮深さ即ち磁束の浸印
加電流の角周波数、σ：導電率、μ：透磁率）であり、
ＮＩメツキの場合μ、σがあまり大きくないために表皮
深さδが比較的大きくなり、Ｎｉメツキの厚さを厚くし
なければならず、また厚くしても磁束が受動軸の方にも
通ることになり、やはり検出感度が低下した。

この発明は上記のような問題点を解決するために成され
たものであり、各磁性素片を精度良く形成することがで
き、かつ検出感度を向上することができる歪検出器の製
造方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明における歪検出器の製造方法は、受動軸の周囲
に無電解メツキによりＣｏ−Ｂ、　Ｃｏ−Ｐ、　Ｃ。

−Ｎｉ−Ｂ、　Ｎｉ　−Ｆｅ−Ｐ、　Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐの
うちの−っからなる高磁歪率のメツキ層を形成する工程
と、このメツキ層に選択被膜除去処理を施して複数の磁
性素片から成る磁性層を得る工程を備えたものである。

〔作　用〕

この発明においては、無電解メツキによりメツキ層を形
成し、しかる後に選択被膜除去処理により各磁性素片か
らなる磁性層を形成しており、メツキ層の形成時には全
く位置精度が必要でなく、各磁性素片の位置精度は選択
被膜除去処理の誤差範囲内で得られる。又、磁性層は無
電解メツキにより高透磁率材から形成されており、一般
に軟磁性のアモルファス状となっており、磁区が小さく
保持力１１ｃも小さく、磁歪率が大きい。又、導電率、
透磁率が大きいので磁束の表皮深さδが小さく、磁束が
集中して通る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図において、１は例えば回転軸からなるステンレス製の
受動軸、２は受動軸１の中心軸、３．４は受動軸１を回
転自在に支持する軸受である。受動軸１の外周には第１
及び第２の磁性層５゜６が固着される。磁性層５．６は
無電解メツキにより形成され、その材質はＣｏ−Ｂ、　
Ｃｏ−Ｐ、　Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ、　Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ、　Ｃ
ｏ−Ｎｉ−Ｐのいずれかである。

無電解メツキとは、この場合化学還元メツキをいい、メ
ツキ液中の金属イオンを還元剤によって化学的に還元し
、受動軸１上に任意の厚さ例えば約３０−のメツキ皮膜
を析出させるものである。第１の磁性層５は中心軸２に
対して＋４５度方向に並設された複数の矩形状磁性素片
５ａから成り、第２の磁性層６は中心軸２に対して一４
５度方向に並設された複数の磁性素片６ａから形成され
る。

又、各磁性層５，６の外周にはギャップを介して円筒状
のコイルボビン７が受動軸１と同軸状に配設される。コ
イルボビン７の外周には第１及び第２の磁性層５．６に
対応して第１及び第２の検出コイル８．９が巻装され、
各検出コイル８．９は検出回路１４に接続される。又、
１０．１１は検出コイル８，９の周囲に設けられた高透
磁率材からなる第１及び第２の磁気収束層である。

次に、動作について説明する。受動軸１に外部からトル
クが印加されると、応力が受動軸１から磁性層５．６に
伝播し、磁性層５．６の一方に引張力が発生するととも
に他方に圧縮力が発生し、歪が生じる。この歪が生じる
と磁性層５．６の透磁率が変化し、引張力による場合と
圧縮力による場合では透磁率が逆方向に変化する。検出
コイル８．９は所定周波数の電流を印加され、これによ
り発生する磁束が磁性層５．６と鎖交しており、その透
磁率変化を磁気的インピーダンスの変化として検出する
。検出回路１４は各検出コイル８゜９の出力を入力され
、受動軸１の歪量に応じた検出電圧■を出力する。

次に、第２図のフローチャートによって歪検出器の製造
方法の第１の実施例を説明する。この場合、特に磁性層
５，６の製造方法について説明する。ステップ１１〜１
８は前処理フローを示し、ステップ１１ではステンレス
製の受動軸１のアルカリ脱脂処理を６０°Ｃで１分間行
い、ステップ１２では水洗を行う。ステップ１３では受
動軸１の電解脱脂処理を電流密度６Ａ／ｄｍ２、温度６
０　’ｃで１分間行い、ステップ１４では水洗を行う。

次に、ステップ１５では受動軸１の表面の酸化クロムを
除去するために、酸処理（酸洗い）をＨＣｌ５００　ｍ
Ｚ／β、ＭＣＥ　（商品名）２００ｍｆ／ρの溶液で超
音波中で４０秒行い、ステップ１６では水洗を行う。次
に、ステップ１７ではＮｉストライクメツキ（下地メツ
キ）をＮｉＣｌ２．　ＨＣＩのメツキ液中で行う。これ
は無電解メツキのなじみを良くするためである。ステッ
プ１８では水洗を行う。次に、ステップ１９では無電解
メツキをＣｏ　−Ｎｉ　−Ｐ（Ｃｏは４０〜９５重量％
であり、特に６０〜９０重量％で磁歪常数が大きくなる
。）を用いて行い、メツキ層を形成する。ステップ２０
〜２２は後処理工程を示し、ステップ２０ではメツキ層
の表面の清浄化、フォトレジストの塗布、乾燥を行い、
ステップ２１ではフォトレジストの露光、現像、ヘーキ
ングを行い、ステップ２２ではエツチング、フォトレジ
ストの除去、表面の清浄化を行い、メツキ層を選択被膜
除去し、複数の磁性素片５ａ、６ａからなる磁性層５．
６を形成する。

第３図はこの発明の他の実施例におけるフローチャート
を示し、ステップ１９で無電解メツキにより受動軸１上
にメツキ層を形成した後、ステップ２３でメツキ層上に
レーザ反射防止膜（カーボンブランク）を塗布し、ステ
ップ２４ではレーザトリミングを行い、メツキ層の選択
除去処理を行い、各磁性素片５ａ、６ａからなる磁性層
５，６を形成する。

上記各実施例においては、受動軸１上に無電解メツキに
よりメツキ層を形成した後にこのメツキ層を選択除去処
理して各磁性素片５ａ、６ａがら成る磁性層５．６を形
成しており、メツキ層の形成時には位置精度を考慮する
必要がなく、メツキ層の形成が容易であり、その後の選
択除去処理により各磁性素片５ａ、６ａを形成すること
により、正確にかつ容易に磁性層５，６を形成すること
ができる。

又、磁性層５，６は無電解メツキにより形成されて一般
にアモルファス状であり、磁区が小さ（保持力Ｈｃも小
さいので磁歪率が大きく、歪の検出感度が向上する。

又、アモルファス状金属は通常、導電率σ−１３０〜１
６０μΩ・艶、透磁率μｍ５０００〜１００００であっ
てμ、σが共に高く、従って検出時に検出コイル８．９
に印加する電流によって発生する磁束の磁性層５，６へ
の浸透深さδは小さくなり、磁性層５．６の厚さを小さ
くできると共に磁束が集中して通るので歪による磁気的
インピーダンスの変化が大きくなり、検出感度が向上す
る。第４図は検出コイル８．９の印加電流の周波数と表
皮深さδとの関係を示し、イがこの関係を示し、口はア
モルファス層の製造可能範囲を示す。従って、印加電流
の周波数としては１０〜１００ＫＨｚが望ましい。この
範囲は、１０００ＫＨｚ以上であると回路の負担が増大
し、１０ＫＨｚ以下であるとアモルファス層のピンホー
ルの影響を受けることからも望ましい範囲である。

又、上記のように検出感度が向上したために効率も向上
し、検出コイル８，９の印加電流を小さくすることがで
き、検出コイル８．９及び検出回路１４のトランジスタ
、抵抗、コンデンサなどの発熱が減り、パワーオンドリ
フト、経時変化、経年変化が小さくなり、信頼性が向上
する。

なお、上記各実施例では選択被膜除去処理として、フォ
トエツチング、レーザトリミングの例を示したが、プラ
ズマエチング、イオンエツチング、電子ビーム照射など
により行ってもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、受動軸の周囲に無電解
メツキによりメツキ層を形成し、しかる後このメツキ層
を選択除去処理して複数の磁性素片からなる磁性層を形
成しており、無電解メツキより位置精度を出し易い選択
被膜除去処理により磁性素片の位置精度を得ているので
、正確な位置精度を容易に得ることができ、感度が向上
する。

又、磁性層は一般に軟磁性のアモルファス状となるので
磁歪率が大きくなり、これによって感度が向上する。さ
らに、磁性層は磁束の浸透深さが小さいので、磁束が集
中して通るので、これによっても感度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による歪検出器の断面図、第２図及び
第３図はこの発明による歪検出器の製造方法の第１及び
第２の実施例におけるフローチャート、第４図はアモル
ファス金属における周波数と磁束の表皮深さとの関係図
である。 １・・・受動軸、２・・・中心軸、５，６・・・磁性層
、５ａ、６ａ・・・磁性素片、８．９・・・検出コイル
。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）応力を受ける受動軸の周囲に無電解メツキにより
   Ｃｏ−Ｂ，Ｃｏ−Ｐ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ
   ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐのうちの一つから成る高磁歪率のメッ
   キ層を形成する工程と、このメツキ層に選択被膜除去処
   理を施し、上記受動軸の中心軸に対して所定の角度で並
   設する複数の磁性素片から成る磁性層を得る工程を備え
   たことを特徴とする歪検出器の製造方法。
2. （２）上記選択被膜除去処理は、フォトエツチング、プ
   ラズマエッチング、イオンエッチング、レーザトリミン
   グ、電子ビーム照射のいずれかであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の歪検出器の製造方法。