JPH0219733A - 歪検出器 - 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〕 この発明は歪検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば特開昭５７−２１１０３０号公報に示さ
れた従来の歪検出器を示し、ｌはトルクを受ける輪状の
受動部材、２は受動部材１に帯状に固着され、受動部材
ｌに印加されたトルクによって発生する内部歪量に応じ
て透磁率が変化する一対の高透磁率軟磁性材からなる磁
歪層、３は各磁歪層２の外周にそれぞれ設けられ、その
ｉ３６（ｉ率の変化１を検出する一対の検出コイルであ
る。各磁歪層２は複数個の短冊状素片から構成されてお
り、左右対称に±４５°の角度をなすよう配設されてい
る。

次に、動作について説明する。受動部材ｌに外部からト
ルクが印加されると、短冊状素片からなる磁歪層２の長
軸方向を主軸とする主応力が発生する。この主応力は例
えば一方の磁歪層２の素片群について引張力であるとす
れば、他方の（Ｊ３歪ＩＣづ２の素片群については圧縮
力である。−最に、磁歪定数がゼロではない磁性材料に
応力が加わるとその磁気的性質が変化し、結果として透
磁率が変化する。この現象は機械エネルギを電気エネル
ギに変換するいわゆる磁歪変換器で使われるものであり
、磁性体を変形させると変形量に応じてＧ　ｉｆｆ率が
変化するＶｌｌｌａｒｉ効果に該当する。又、磁歪の大
きさを定量的に表わす量である磁歪常数が正の場合は、
引張力が働くときに透磁率が増大し、圧縮力が働くとき
はｉ３　！ｉ！率が減少すること、及び６１１歪定数が
負の場合にその逆の結果となることが知られている。従
って、外部より印加されたトルク間に応じた変形を磁歪
層２の透磁率変化として検出し、このｉＪ　ｉｆｆｆｆ
比変化出コイル３により磁気的インピーダンスの変化と
して検出することにより、受動部材ｌに印加されたトル
ク量及びこれに伴う歪量を検出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の歪検出器においては、例えば特開昭６
２−２０３０３１号公報に示されるように、受動部材ｌ
と磁歪層２にそれぞれ銅メッキを施した後、ハンダ・メ
ッキにより磁歪層２を受動部材ｌに固着していた。しか
しながら、通常のＰｂ　−Ｓｎ系の半田では５ｎ６０％
、Ｐｂ４０％としても液相線温度は１９０℃であり、残
留熱応力が大き（なり、メッキが剥離したり、出力の温
度特性が劣化するという課題があった。又、磁歪層２を
接着剤によって受動部材ｌに接着することも行われてい
るが、接着剤の線膨張係数は受動部材ｌ及び磁歪層２に
比ぺて大きいため熱応力が発生ｊ７易（、やはりメッキ
の剥離が生じ、出力特性が悪化した。

この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、出力の温度特性を改善するとともに、磁歪
層の固着性を改善することができる歪検出器を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る歪検出器は、磁歪層を液相線温度が１４
０℃以下の低温半田によって受動部材に固着したもので
ある。

（作　用） この発明における半田は液ＩＩｌ線温度が１４０℃以下
であり、半田付は後付歪層内部に発生する熱応力は半田
硬化時の温度と使用時の温度の差に比例し、誤差が小さ
くなるので、残留熱応力も小さくなる。又、半田の線膨
張係数は接着剤より小さく、磁歪層及び受動部材の線膨
張係数に近くなる。

〔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
図はこの発明の第１の実施例による歪検出器を示し、第
３図はその製造方法を示すフローチャートである。第３
図において、ステップ１１では鉄基アモルファス侑歪材
の脱脂、洗浄、乾燥処理を行う、ステップ１２では、こ
のアモルファス６Ｒ歪材に銅メッキ層４を施す、ステッ
プ１３では、ステンレスなどからなる受動部材ｌの脱脂
、洗浄、乾燥処理を行う、ステップ１４では、低温半田
５を用いて！ｉ場メッキ層４を受動部材ｌに固着する。

この場合、第４図に示すように受動部材ｌにｍ　Ｉ　ａ
を設け、このｉＪｌａに低温半田５を挿入し、その上に
銅メッキＮ４をｉＮ置し、低温半田５を加熱溶融すると
、低温半田５は表面張力によって銅メッキＮ４の下面に
浸透し、半田付けが良好に行われる。低温半田５として
は、５ｎ−Ｐｂ−Ｂｉ−Ｃｄ系、５ｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、
Ｓｎ　−Ｉｎ系、５ｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ　−Ｐｂ　−Ｃｄ
系などの液相線温度が１４０℃以下のものを用いる。ス
テップ１５では、アモルファス磁歪（イをフォトエツチ
ング法により１ＸＩＲ除去し、シェブロン形状の磁歪Ｊ
！２を形成する。

上記した第１の実施例では、低温半田５の液相線温度が
１４０℃以下である。半田付後侑歪村内部で発生する熱
応力は半田硬化時の温度と使用時の温度との差に比例す
るので、例えば硬化温度が２４０℃の場合と１２０℃の
場合では発生熱応力は半分となる。従って、この例では
硬化温度が低いので発生熱応力は小さく、メッキ層４の
ｆＪＪ　１ｉｉｌ＋は生ぜず、出力特性の悪化は抑制さ
れる。又、低温半田５の線膨張係数は２３〜２９　Ｘ　
１０”’／℃であり、接着剤の線膨張係数４０〜１００
ＸＩＯ−７℃より小さく、磁歪層２及び受動部材ｌと近
いものとなる。このため、線膨張係数の相違による熱応
力は小さくなり、これによってもメッキＮ４の剥離や出
力特性の悪化は抑制される。

第５図は第２の実施例による歪検出器を示し、第６図は
その製造方法を示すフローチャートである。第６図にお
いて、ステップ２１ではＮ１５０％のパーマロイ磁歪材
（Ｆｅ　−Ｎ１合金）の脱脂、洗浄、乾燥の各処理を行
い、ステップ２２ではパーマロイ磁歪材にＭｌメッキを
施してＮ１メッキ層６を形成する。ステップ２３では、
ステンレスなどからなる受動部材ｊの脱脂、洗浄、乾燥
を行い、ステップ２４では受動部材１にＮｉメッキを施
してＮｉメッキ層７を形成する。ステップ２５では、低
温半田５を用レビζメッキ層６，７を固着する。ステッ
プ２６では、フＡ・トエッチング法によりパーマロイ磁
歪材を選択除去し、磁歪層２を形成する。

上記した第２の実施例では、メッキ層６，７を（ｆｌ歪
層２及び受動部材１の両方に設けたこと、またＮｉメッ
キにより形成したことが第１の実施例と異なるが、効果
の点では第１の実施例と同様である。なお、Ｎｉメッキ
はメッキ後に酸化され芙「＜、また安価であろという特
長を有する。

なお、上記した各実施例では、６Ｂ歪層２、受動部材１
にメッキ層４．６．７を形成したが、半田付けの際にフ
ラックスを用いることによりメッキ層４，６．７を省略
することもできる。又、ｉｉｆ歪層２としては、鉄基ア
モルファス磁歪材、パーマロイ磁歪材を用いたが、接着
性の低いその他のアモルファスＣＢ歪材やスーパーマロ
イ等のＦｅ−Ｎｉ合金を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、ｉｆｆ歪層を液相線温
度が１４０℃以下の低温半田を用い°Ｃ受動部材に直接
またはメッキ層を介して固着しており、半田硬化時と使
用時の温度差が小さいので残留熱応力も小さくなり、出
力特性の悪化及びメッキ層の剥離は生じない、又、低温
半田の線膨張係数は正イ１歪層や受動部材と近いもので
あるので、線膨張係数の相違による熱応力は小さくなり
１、これに、ｊ：っても出力特性の悪化やメッキ層の７
．１１離は抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図はこの発明の第１の実ｈｋ例に係る歪
検出器の要部断面図及び製造方法を示ず゛７゛ローヂャ
ート、第２図は歪検出器の構成図、第・１図は半田付は
工程の説明図、第５図及び第６図はこの発明の第２の実
施例による歪検出器の要部断面図及び製造方法を示すフ
ローヂャートである。 ｌ・・・受動部材、２・・・磁歪層、３・・・検出コイ
ル、４．６，７・・・メッキ層、５・・・低温半田。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　外力を受ける受動部材と、受動部材の表面に固着され
   た高透磁率軟磁性材からなる磁歪層と、磁歪層の近傍に
   配設され、磁歪層の上記外力に応じた歪による透磁率変
   化を検出する検出コイルを備えた歪検出器において、磁
   歪層を直接又はメッキ層を介して液相線温度が１４０℃
   以下の低温半田により受動部材に固着したことを特徴と
   する歪検出器。