特許 7512767 センサ付き機械部品及びセンサ付き機械部品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】センサ付き機械部品及びセンサ付き機械部品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20240702BHJP

   F16C 41/00 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 K

F16C41/00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020141363

(22)【出願日】2020-08-25

(65)【公開番号】P2022037304

(43)【公開日】2022-03-09

【審査請求日】2023-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】須増 寛

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 雅也

(72)【発明者】

【氏名】吉田 航也

(72)【発明者】

【氏名】内田 修弘

(72)【発明者】

【氏名】稗田 貴仁

(72)【発明者】

【氏名】谷 直樹

(72)【発明者】

【氏名】丹野 聡

(72)【発明者】

【氏名】上岡 力

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 良太郎

(72)【発明者】

【氏名】林 裕二

(72)【発明者】

【氏名】松久 浩一郎

(72)【発明者】

【氏名】大原 寛司

【審査官】松山 紗希

(56)【参考文献】

【文献】特表２００６－５１８８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９６４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５４５０４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ５／００－５／２８

Ｆ１６Ｃ ４１／００－４１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製の検出対象を含む機械部品と、
ひずみを検出するセンサと、
前記検出対象のひずみを前記センサへ伝達する金属板と、
を備え、
前記センサは、前記金属板側の面に金属製の接合部を有し、
前記金属板は、前記検出対象に溶接、固相接合又はろう材により固定された状態にあり、
前記接合部は、前記金属板に固相接合により固定された状態にあり、
前記金属板と前記接合部との固相接合可能温度は、前記検出対象と前記接合部とを固相接合する場合の固相接合可能温度よりも低い、
センサ付き機械部品。

【請求項2】

前記金属板と前記接合部との固相接合可能温度は、
前記金属板が前記検出対象に溶接されている場合には、前記金属板と前記検出対象との溶接可能温度よりも低く、
前記金属板が前記検出対象に固相接合されている場合には、前記金属板と前記検出対象との固相接合可能温度よりも低く、
前記金属板が前記検出対象に前記ろう材により固定されている場合には、前記ろう材の融点よりも低い、
請求項１に記載のセンサ付き機械部品。

【請求項3】

前記金属板と前記接合部との当接部分に形成されている反応層は、全率固溶型又は２相分離型である、
請求項１又は請求項２に記載のセンサ付き機械部品。

【請求項4】

前記センサは、不純物を拡散することにより所定面に複数の抵抗体が形成されている単結晶半導体の基板を有する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセンサ付き機械部品。

【請求項5】

前記単結晶半導体は、シリコンであり、
前記所定面は、前記シリコンの（１１０）面であり、
複数の前記抵抗体は、それぞれ結晶方位＜００１＞方向に離れた状態で、結晶方位＜１１０＞方向に延び、
前記センサは、前記結晶方位＜１１０＞方向を前記検出対象のひずみを検出する目的方向に向けている、
請求項４に記載のセンサ付き機械部品。

【請求項6】

前記単結晶半導体は、シリコンであり、
前記所定面は、前記シリコンの（１１０）面であり、
複数の前記抵抗体は、それぞれ結晶方位＜１１０＞方向に離れた状態で、前記結晶方位＜１１０＞方向に延び、
前記センサは、前記結晶方位＜１１０＞方向を前記検出対象のひずみを検出する目的方向に向けている、
請求項４に記載のセンサ付き機械部品。

【請求項7】

前記接合部は、前記所定面側から平面視すると、前記基板のうち複数の前記抵抗体を挟んで位置する少なくとも２箇所を前記金属板に固定し、
前記所定面の反対側のうち複数の前記抵抗体の反対側に対応する所定領域は、前記金属板と非固定の状態である、
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のセンサ付き機械部品。

【請求項8】

金属製の検出対象を含む金属部品に、ひずみを検出するセンサを取り付けるセンサ付き機械部品の製造方法であって、
前記センサの一方側の面に設けられている金属製の接合部と、前記検出対象のひずみを前記センサへ伝達する金属板と、を固相接合する工程と、
前記金属板と、前記検出対象と、を溶接、固相接合又はろう材により固定する工程と、
を備え、
前記金属板と前記接合部との固相接合可能温度は、前記検出対象と前記接合部とを固相接合する場合の固相接合可能温度よりも低い、
センサ付き機械部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ付き機械部品及びセンサ付き機械部品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

機械部品（例えば、転がり軸受）にひずみセンサを取り付けて、機械部品の状態検知を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、転がり軸受の外輪に配設されるひずみゲージが開示されている。特許文献１のひずみゲージは、外輪の外周面に形成されている切欠きの底面に直接又は基材を介して接着することにより固定される。

【0003】

特許文献２には、車輪用軸受の外方部材に設けられるセンサユニットが開示されている。特許文献２のセンサユニットは、ひずみセンサとセンサ取付部材とを有する。ひずみセンサは、センサ取付部材に接着剤（段落００２８）又は印刷及び焼成により貼り付けられている。センサ取付部材は、外方部材の外周に接着剤、ボルト又は溶接により取り付けられる。

【0004】

ひずみセンサとしては、例えば金属薄膜を利用するストレインゲージや、半導体（例えば、シリコン）に不純物をドーピングした半導体ひずみゲージが知られている。例えば、特許文献３には、半導体ひずみセンサーチップとベース板とを金属はんだにより接合し、ベース板と測定対象物とをスポット溶接又はボルトにより固着する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－１４５９９８号公報

【文献】特開２００７－２３９８４８号公報

【文献】特開２００９－２６４９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

センサにより機械部品に発生するひずみを検出する際、機械部品のひずみを感度良く検出するための方法として、機械部品のうち荷重が大きく掛かる部分（すなわち、応力が大きく発生する部分）にセンサを接合することが考えられる。しかしながら、このように構成すると機械部品とセンサとの接合領域に発生する応力も大きくなるため、当該接合領域には高い強度が要求される。

【0007】

ここで、従来のセンサと機械部品との接合法としては、接着剤による接着（例えば、特許文献１）、ボルトによる機械的な接合や、溶接（例えば、特許文献２）が挙げられる。しかしながら、接着剤による接着では接合強度が弱く、接着部分に大きな応力が発生すると短時間のうちに接着部分が変質したり、破損したりするおそれがある。機械部品に生じるひずみが一定でも、接着部分が変質すると、センサによる検出値が変化してしまうため、正確な検出の妨げとなる。

【0008】

また、機械的な接合ではボルトを挿入するためのスペースを確保する必要が生じ、センサ付きの機械部品が大型化及び重量化してしまう。また、ボルトを締める際にセンサに偏った圧力が加えられることで、センサが破損するおそれがある。より高い強度で接合するために、溶接はより好ましい接合方法ではあるが、溶接時に接合部分は機械部品を構成する金属の溶解温度以上となるため、センサが高温環境下で破損するおそれがある。

【0009】

そこで、発明者らは固相接合という接合法に着目した。固相接合法を用いれば、溶接とは異なり、機械部品を構成する金属の溶解温度未満の温度環境下で、センサと機械部品とを接合することができる。しかしながら、機械部品を構成する金属の溶解温度が比較的高い場合（例えば、炭素鋼、クロム鋼等の鋼鉄）、センサと機械部品との固相接合が可能な最低温度（固相接合可能温度）は依然として高温となるため、固相接合によってもセンサは破損するおそれがある。

【0010】

そこで、本発明は、センサの破損を防止しつつ、より高い強度でセンサと機械部品とが接合しているセンサ付き機械部品及びセンサ付き機械部品の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（１）本発明に係るセンサ付き機械部品は、金属製の検出対象を含む機械部品と、ひずみを検出するセンサと、前記検出対象のひずみを前記センサへ伝達する金属板と、を備え、前記センサは、前記金属板側の面に金属製の接合部を有し、前記金属板は、前記検出対象に溶接、固相接合又はろう材により固定された状態にあり、前記接合部は、前記金属板に固相接合された状態にあり、前記金属板と前記接合部との固相接合可能温度は、前記検出対象と前記接合部とを固相接合する場合の固相接合可能温度よりも低い、センサ付き機械部品である。

【0012】

このように構成することで、センサの破損を防止しつつ、より高い強度でセンサと検出対象とを間接的に接合することができる。

【0013】

（２）好ましくは、前記金属板と前記接合部との固相接合可能温度は、前記金属板が前記検出対象に溶接されている場合には、前記金属板と前記検出対象との溶接可能温度よりも低く、前記金属板が前記検出対象に固相接合されている場合には、前記金属板と前記検出対象との固相接合可能温度よりも低く、前記金属板が前記検出対象に前記ろう材により固定されている場合には、前記ろう材の融点よりも低い。

【0014】

このように構成することで、金属板と検出対象とをより接合強度の高い接合法（溶接、固相接合又は高融点ろう材によるろう接）により接合する場合であっても、センサが高温になることを防止することができるため、センサが破損することを防止することができる。

【0015】

（３）好ましくは、前記金属板と前記接合部との当接部分に形成されている反応層は、全率固溶型又は２相分離型である。このように構成することで、反応層に金属化合物が含まれることを防止することができ、金属板と接合部との接合強度をより高くすることができる。

【0016】

（４）好ましくは、前記センサは、不純物を拡散することにより所定面に複数の抵抗体が形成されている単結晶半導体の基板を有する。このようにセンサとして単結晶半導体拡散型のひずみセンサを採用することで、金属製のストレインゲージや、多結晶半導体製のひずみゲージを用いる場合と比べて、ひずみの検出感度を高くすることができる。一方で、センサは、ストレインゲージ等を用いる場合と比べて熱により破損しやすくなる課題がある。これに対し、本発明ではセンサと検出対象との間に金属板を介在させて接合することで、当該課題を解決することができる。

【0017】

（５）好ましくは、前記単結晶半導体は、シリコンであり、前記所定面は、前記シリコンの（１１０）面であり、複数の前記抵抗体は、それぞれ結晶方位＜００１＞方向に離れた状態で、結晶方位＜１１０＞方向に延び、前記センサは、前記結晶方位＜１１０＞方向を前記検出対象のひずみを検出する目的方向に向けている。このように構成することで、目的方向のひずみをより感度よく検出することができる。

【0018】

（６）好ましくは、前記単結晶半導体は、シリコンであり、前記所定面は、前記シリコンの（１１０）面であり、複数の前記抵抗体は、それぞれ結晶方位＜１１０＞方向に離れた状態で、前記結晶方位＜１１０＞方向に延び、前記センサは、前記結晶方位＜１１０＞方向を前記検出対象のひずみを検出する目的方向に向けている。このように構成することで、目的方向のひずみをより感度よく検出することができる。

【0019】

（７）好ましくは、前記接合部は、前記所定面側から平面視すると、前記基板のうち複数の前記抵抗体を挟んで位置する少なくとも２箇所を前記金属板に固定し、前記所定面の反対側のうち複数の前記抵抗体の反対側に対応する所定領域は、前記金属板と非固定の状態である。このように構成することで、接合部の耐久寿命をより長くしつつ、検出対象から伝わるひずみを金属板を介して複数の抵抗体へ効率的に伝えることができる。

【0020】

（８）本発明に係るセンサ付き機械部品の製造方法は、金属製の検出対象を含む金属部品に、ひずみを検出するセンサを取り付けるセンサ付き機械部品の製造方法であって、前記センサの一方側の面に設けられている金属製の接合部と、前記検出対象のひずみを前記センサへ伝達する金属板と、を固相接合する工程と、前記金属板と、前記検出対象と、を溶接、固相接合又はろう材により固定する工程と、を備え、前記金属板と前記接合部との固相接合可能温度は、前記検出対象と前記接合部とを固相接合する場合の固相接合可能温度よりも低い、センサ付き機械部品の製造方法である。

【0021】

このように構成することで、センサの破損を防止しつつ、より高い強度でセンサと検出対象とを間接的に接合することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、センサの破損を防止しつつ、より高い強度でセンサと機械部品とが接合しているセンサ付き機械部品及びセンサ付き機械部品の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態に係るセンサ付き機械部品の側面図である。

【図2】図１の矢印ＩＩから見たセンサ付き機械部品を部分的に示す平面図である。

【図3】図２の矢印ＩＩＩにより示す切断線により切断した断面を部分的に示す断面図である。

【図4】図２の矢印ＩＶにより示す切断線により切断した断面を部分的に示す断面図である。

【図5】実施形態に係るセンサユニットを製造する様子を示す説明図である。

【図6】実施形態に係るセンサユニットを製造する様子を示す説明図である。

【図7】変形例に係るセンサ付き機械部品の説明図である。

【図8】変形例に係るセンサ付き機械部品の説明図である。

【図9】変形例に係るセンサ付き機械部品の説明図である。

【図10】変形例に係るセンサ付き機械部品の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態に係るセンサ付き機械部品を、図面を参照して説明する。また、図面にはＸＹＺ座標系を適宜示す。本実施形態において、機械部品は転がり軸受である。なお、機械部品は、滑り軸受であってもよいし、リンク機構、ベルト機構、軸、ねじ、ばね、ギア等、各種の装置において機械的な動作を行うその他の部品であってもよい。

【0025】

＜センサ付き機械部品の全体構成＞
図１は、実施形態に係るセンサ付き機械部品１の側面図である。センサ付き機械部品１は、転がり軸受２と、センサユニット３とを備える。転がり軸受２は、外輪２１と、内輪２２と、複数の転動体２３と、転動体２３を保持する保持器（図示省略）を有する。

【0026】

本開示において、転がり軸受２の中心線Ｃ１（以下、「軸受中心線Ｃ１」と称する）に沿う方向が、転がり軸受２の軸方向であり、単に「軸方向」と称する。軸方向には、軸受中心線Ｃ１に平行な方向（Ｘ方向）も含まれる。軸受中心線Ｃ１に直交する方向が、転がり軸受２の径方向であり、単に「径方向」と称する。軸受中心線Ｃ１を中心として転がり軸受２（第１実施形態では内輪２２）が回転する方向が、転がり軸受２の周方向であり、単に「周方向」と称する。

【0027】

外輪２１は、軸受鋼により形成されている環状の固定輪である。本実施形態において、軸受鋼としては、高炭素クロム軸受鋼（例えば、ＪＩＳ規格に定めるＳＵＪ２又はＳＵＪ３）を採用するが、その他の鋼であってもよい。例えば、浸炭軸受鋼、炭素鋼、クロム鋼、ステンレス鋼であってもよい。

【0028】

外輪２１は、内周面２１ａと外周面２１ｂとを有する。外輪２１の内周面２１ａには、径方向外方に凹む外輪軌道が形成されている。外輪２１の外周面２１ｂ側はハウジング（図示省略）に固定される。また、外輪２１の外周面２１ｂには、センサユニット３が取り付けられている。

【0029】

内輪２２は、軸受鋼により形成されている環状の回転輪である。内輪２２は、内周面２２ａと外周面２２ｂとを有する。内輪２２の内周面２２ａ側は回転軸（図示省略）に固定される。内輪２２の外周面２２ｂには、径方向内方に凹む内輪軌道が形成されている。複数の転動体２３は、軸受鋼により形成されている玉である。複数の転動体２３は、外輪２１の外輪軌道と、内輪２２の内輪軌道とそれぞれ点接触している状態で、外輪軌道及び内輪軌道上を転動する。すなわち、外輪軌道及び内輪軌道は、複数の転動体２３が転がる走路となる。

【0030】

なお、内輪２２及び転動体２３を形成する軸受鋼は、それぞれ外輪２１と同じ鋼であってもよいし、外輪２１と異なる鋼であってもよい。内輪２２の形状は環状に限られず、例えば中実構造を有する内軸（例えば、ハブ軸）であってもよい。外輪２１が回転輪であり、内輪２２が固定輪であってもよい。複数の転動体２３は、「ころ」であってもよい。本実施形態の転がり軸受２は、単列式であるが、複列式であってもよい。

【0031】

本実施形態に係るセンサユニット３は、金属製の検出対象に取り付けられ、当該検出対象のひずみを検出する。本実施形態において、金属製の検出対象は、軸受鋼製の外輪２１である。より具体的には、センサユニット３は、外輪２１の外周面２１ｂに取り付けられている。なお、センサユニット３は、内輪２２の内周面２２ａに取り付けられてもよい。この場合、金属製の検出対象は、軸受鋼製の内輪２２となる。

【0032】

また、本実施形態では、外輪２１の全体が軸受鋼により形成されているが、外輪２１の一部が軸受鋼以外の材料（例えば、樹脂）により形成されていてもよい。外輪２１のうちセンサユニット３が取り付けられる領域が、軸受鋼により形成されていればよく、当該領域を有する外輪２１を本開示では「軸受鋼製の外輪２１」と称する。

【0033】

＜センサユニットの構成＞
図２は、図１の矢印ＩＩから見たセンサ付き機械部品１を部分的に示す平面図である。図３は、図２の矢印ＩＩＩにより示す切断線により切断した断面を部分的に示す断面図である。図４は、図２の矢印ＩＶにより示す切断線により切断した断面を部分的に示す断面図である。図２から図４において、Ｘ方向が軸方向に対応し、Ｙ方向が周方向に対応し、Ｚ方向が径方向に対応する。センサユニット３は、ひずみを検出するセンサ４と、外輪２１（検出対象）のひずみをセンサ４へ伝達する金属製の中間部材５と、を有する。

【0034】

図２を参照する。センサ４は、半導体のピエゾ抵抗効果を利用するひずみセンサである。センサ４は、単結晶半導体の基板４１と、複数の接合部４４と、を有する。本実施形態において、基板４１を形成する単結晶半導体は、シリコンである。なお、単結晶半導体としては、ゲルマニウムであってもよいし、化合物半導体（例えば、ガリウム化合物、インジウム化合物）であってもよい。

【0035】

基板４１は、シリコンの（１１０）面を表面４１ａとし、図３に示すように表面４１ａとは反対側の裏面４１ｂを中間部材５に向けている。基板４１の表面４１ａには、不純物を拡散することにより複数本の抵抗体４２が形成されている。本実施形態の抵抗体４２は、ｐ型シリコンであるが、ｎ型シリコンであってもよい。また、表面４１ａには、抵抗体４２における抵抗値の変化を測定するための電極４３が設けられている。電極４３は、図示省略する配線と接続し、当該配線はセンサ付き機械部品１の外部の測定機器と接続している。これにより、抵抗体４２における抵抗値の変化が外部の測定機器により検知される。

【0036】

複数本の抵抗体４２は、それぞれ結晶方位＜００１＞方向に離れた状態で、結晶方位＜１１０＞方向に延びている。ここで、シリコンの（１１０）面に形成されている抵抗体４２は、＜１１０＞方向のピエゾ抵抗効果（ひずみ伝達感度）が極大となり、＜１１０＞方向に垂直な＜１００＞方向のピエゾ抵抗効果が極小となる。このため、抵抗体４２が延びる＜１１０＞方向と、ひずみを検出する目的方向とを一致させることで、より感度よく目的方向のひずみを検出することができる。

【0037】

本実施形態の基板４１は、＜１１０＞方向を転がり軸受２の軸方向と一致させているため、転がり軸受２の軸方向のひずみをより感度よく検出することができる。なお、目的方向が例えば周方向である場合、基板４１の＜１１０＞方向を転がり軸受２の周方向と一致させればよい。

【0038】

図３を参照する。基板４１の裏面４１ｂには、複数（例えば、４個）の接合部４４が設けられている。接合部４４は、スパッタにより基板４１の裏面４１ｂに形成された薄膜である。本実施形態の接合部４４を構成する薄膜材料は、金属であり、より具体的には金である。なお、接合部４４は、蒸着により基板４１の裏面４１ｂに形成されてもよいが、基板４１と接合部４４との接合力をより強くするために、スパッタにより形成されることが好ましい。

【0039】

接合部４４は、中間部材５に固相接合されている。より具体的には、接合部４４は、中間部材５に固相拡散接合により固定されている。接合部４４と中間部材５との固相拡散接合については、後述する。

【0040】

接合部４４は、図２のように径方向（すなわち、基板４１を表面４１ａから裏面４１ｂへ向かう方向）に平面視すると、抵抗体４２及び電極４３と重ならない位置に設けられている。このような構成により、中間部材５と固相接合する際に、抵抗体４２及び電極４３にダメージが与えられることを防止することができる。

【0041】

また、接合部４４は、径方向に平面視すると、基板４１のうち抵抗体４２を挟んで位置する少なくとも２箇所（本実施形態では４箇所）を中間部材５に固定している。さらに、図３及び図４に示すように、基板４１の裏面４１ｂのうち抵抗体４２の反対側に対応する所定領域Ｒ１は、中間部材５に対して非固定の状態となっている。

【0042】

ここで、「非固定の状態」とは、所定領域Ｒ１が接合部４４により直接中間部材５に固定されていない状態を意味する。図３及び図４に示すように、所定領域Ｒ１と中間部材５とが径方向に隙間を空けている状態は、非固定の状態である。なお、接合部４４が所定領域Ｒ１を避けた位置において基板４１を中間部材５に固定していれば、所定領域Ｒ１は中間部材５に接していてもよい。この場合、外輪２１が軸方向及び周方向の少なくとも一方にひずむと、中間部材５は、所定領域Ｒ１に摺接しながら伸張又は収縮する。このような状態も、所定領域Ｒ１は中間部材５に対して「非固定の状態」であると称する。すなわち、「非固定の状態」には、所定領域Ｒ１と中間部材５とが隙間を空けて離れている状態と、隙間を有さないものの所定領域Ｒ１と中間部材５とが接合されていない状態とを含む。本実施形態において、所定領域Ｒ１と中間部材５とは、隙間を空けて離れている。

【0043】

また、接合部４４は、径方向に平面視すると、円形、楕円形、長円形、又は卵形を有する。換言すると、接合部４４は、径方向に平面視すると、非多角形であり、角を有さない。このため、中間部材５がひずむ際に接合部４４に生じる応力が一点（例えば、角）に集中することを防止することができる。これにより、接合部４４が中間部材５から剥がれることを防止することができる。

【0044】

＜中間部材の詳細＞
中間部材５は、金属板５１と、溶接ビード５２とを有する。金属板５１は、銅製の薄板であり、厚みは、例えば数百～数十ｕｍ（マイクロメートル）である。金属板５１のうち、径方向外側に向く面を表面５１ａとし、外周面２１ｂに向く面を裏面５１ｂとする。金属板５１の表面５１ａには、センサ４の接合部４４が固相接合により固定されている。

【0045】

金属板５１の軸方向の側面５１ｃは、外輪２１の外周面２１ｂに溶接（例えば、レーザー溶接）により固定されている。溶接の際、金属板５１及び外輪２１が溶融して溶接ビード５２が形成され、溶接ビード５２により金属板５１と外輪２１とが固定される。金属板５１は、外周面２１ｂと平行な方向（軸方向又は周方向）に弾性を有し、外輪２１が軸方向や周方向にひずむと、それに伴って金属板５１も外輪２１と同様にひずむ。これにより、金属板５１は、外輪２１のひずみをセンサ４に伝達することができる。

【0046】

ここで、中間部材５は、２つの機能を有する。１つは、上記したように、外輪２１のひずみをセンサ４に伝達する機能である。もう１つは、センサ４の破損を防止しつつ、センサ４を外輪２１により高い強度で接合するためのバッファとしての機能である。センサ４は、検出対象のひずみを感度良く検出するために、検出対象のうち荷重が大きく掛かる部分に接合される場合がある。このように構成すると、検出対象とセンサ４との接合領域に発生する応力も大きくなるため、当該接合領域には高い強度が要求される。

【0047】

ここで、接合強度が比較的高い接合方法としては、溶接、固相接合又は高融点ろう材によるろう接が挙げられる。固相接合は、接合領域に圧力を印加しつつ加熱を行うことで、接合領域を固体状態のまま接合する接合方法であり、例えば、固相拡散接合、摩擦撹拌接合又は超音波圧接等が挙げられる。

【0048】

例えば、センサ４の接合部４４を溶接により外輪２１の外周面２１ｂに接合するためには、外輪２１を構成する軸受鋼が溶解する最低温度（溶接可能温度）以上の温度（例えば、摂氏１４００度以上）で作業する必要があり、接合時にセンサ４が高温に耐えられずに破損するおそれがある。

【0049】

また、外輪２１を構成する材料を、軸受鋼よりも溶接可能温度が低い金属材料（例えば、銅等）にすれば、接合時にセンサ４に与えられる熱も低くなるためセンサ４は破損しにくくなる。しかしながら、このように溶接可能温度が低い金属材料により外輪２１を構成すると、外輪２１自体の機械的強度が低くなり、転がり軸受２の性能が低下する。このため、転がり軸受２（機械部品）の性能を維持するには、外輪２１（検出対象）を構成する金属材料は、溶接可能温度がある程度高い（例えば、摂氏１４００度以上）金属材料とする必要がある。

【0050】

センサ４の接合部４４をろう接により外輪２１の外周面２１ｂに接合する場合、ろう材の融点が高いと、接合強度を高くできる一方で、接合時にセンサ４が高温に耐えられずに破損するおそれがある。また、ろう材の融点が低いと（例えば、はんだ等）、接合時のセンサ４の破損は防止し得るが、接合強度が弱くなる。このため、ろう接では、接合強度を高くすることと、センサ４の破損を防止することの両立が困難である。また、低融点のろう材はヤング率が比較的低いため、外輪２１のひずみに応じてろう材が変形することにより、外輪２１のひずみがセンサ４の抵抗体４２に伝わりにくくなり、センサ４の検出感度が低下するおそれがある。

【0051】

センサ４の接合部４４を固相接合により外輪２１の外周面２１ｂに接合する場合、外輪２１を構成する軸受鋼の溶解温度（溶接可能温度）の半分程度の温度で作業可能である。しかしながら、外輪２１を構成する軸受鋼の溶解温度が高温であるため、接合部４４と外周面２１ｂとを固相接合するために必要な最低温度（固相接合可能温度）も依然として高温（例えば、摂氏７００度以上）となり、接合時にセンサ４が破損するおそれがある。

【0052】

そこで、本実施形態に係るセンサユニット３は、センサ４と外輪２１との間に、接合部４４との固相接合可能温度が、外輪２１（検出対象）と接合部４４とを固相接合する場合の固相接合可能温度よりも低い金属板５１を介在させる。そして、接合部４４と金属板５１とを固相接合し、金属板５１と外輪２１（検出対象）とを溶接する。これにより、センサ４の破損を防止しつつ、金属板５１を介してセンサ４を外輪２１により高い強度で接合することができる。

【0053】

換言すれば、接合部４４の材料と、金属板５１の材料との組み合わせは、接合部４４を外輪２１と固相接合する場合よりも、接合部４４を金属板５１と固相接合する場合の方が、固相接合可能温度を低くすることが可能となる特定の組み合わせとなる。

【0054】

本実施形態において、接合部４４は金の薄膜であり、金属板５１は銅板であり、接合部４４と金属板５１は固相拡散接合により接合される。この場合、接合部４４と外輪２１とを固相接合する場合の固相接合可能温度は摂氏７００度程度であり、接合部４４と金属板５１との固相接合可能温度は摂氏２００度程度である。このため、センサ４が高温により破損することを防止しつつ、接合強度の高い固相接合により接合部４４と金属板５１とを接合することができる。

【0055】

なお、接合部４４及び金属板５１をそれぞれ構成する材料の種類は、上記の組み合わせに限られない。金属板５１と接合部４４との固相接合可能温度が、外輪２１と接合部４４とを固相接合する場合の固相接合可能温度よりも低ければ、その他の組み合わせであってもよい。例えば、接合部４４は、銀、銅、ニッケル、錫又はアルミニウムの薄膜であってもよい。また、金属板５１は、金、銀、ニッケル、錫又はアルミニウムの板であってもよいし、銅板の表面にこれらのいずれかの金属をメッキ加工したものであってもよい。

【0056】

また、接合部４４と金属板５１は固相拡散接合以外の固相接合法により接合されてもよい。例えば、接合部４４と金属板５１は、摩擦撹拌接合により接合されてもよいし、超音波圧接により接合されてもよい。

【0057】

溶接ビード５２には、金属板５１及び外輪２１以外に、溶接ビード５２の母材となる金属材料が含まれていてもよい。例えば、溶接ビード５２の母材となる金属材料を金属板５１と外輪２１との間に位置させている状態で、レーザの照射を行い、金属板５１、外輪２１及び母材を溶融させて溶接ビード５２を形成するようにしてもよい。

【0058】

図２のように平面視すると、金属板５１の軸方向（Ｘ方向）及び周方向（Ｙ方向）の幅は、基板４１の同方向の幅よりもそれぞれ大きい。そして、金属板５１において、基板４１を目的方向（本実施形態では、軸方向）に挟んで位置する少なくとも２箇所が、外輪２１に固定されている。さらに、図３及び図４に示すように、金属板５１の裏面５１ｂのうち抵抗体４２及び接合部４４の反対側に対応する所定領域Ｒ２は、外輪２１の外周面２１ｂに対して非固定の状態となっている。

【0059】

ここで、所定領域Ｒ２は、外輪２１のうちひずみがより強く生じる部分に対向させることで、金属板５１をより大きくひずませることができる。しかしながら、当該部分にはより大きな応力が発生するため、溶接ビード５２が当該部分に位置すると、中間部材５の耐久寿命が短くなるおそれがある。

【0060】

本実施形態では、溶接ビード５２は、当該部分を避けて位置する。すなわち、所定領域Ｒ２は、外輪２１の外周面２１ｂと非固定の状態である。このため、溶接ビード５２自体は、応力によりひずみにくくなり、中間部材５の耐久寿命をより長くすることができる。また、金属板５１は、表面５１ａ側から平面視すると、基板４１を目的方向に挟んで位置する少なくとも２箇所が溶接ビード５２により外周面２１ｂに固定されている。このため、金属板５１は、外輪２１の目的方向のひずみをより好適に追従して変形し、外輪２１の外周面２１ｂから伝わるひずみをセンサ４へ効率的に伝えることができる。

【0061】

なお、本実施形態において、所定領域Ｒ２と外周面２１ｂとの間に隙間はほとんど無いものの、溶接ビード５２は所定領域Ｒ２を避けて形成されているため、所定領域Ｒ２と外周面２１ｂとは直接接合されていない。

【0062】

＜センサユニットの製造方法＞
センサユニット３の製造方法の一例について、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、本実施形態に係るセンサユニット３を製造する様子を示す説明図である。図５（ａ）、（ｂ）及び図６は、図４と同じ断面によりセンサ４及び金属板５１を示している。

【0063】

はじめに、図５（ａ）に示すように、基板４１の表面４１ａにｐ型不純物を拡散することにより抵抗体４２を形成する。次に、基板４１の裏面４１ｂにスパッタリング法により金の薄膜（例えば、厚み数十～数百ｕｍ（マイクロメートル））を成膜することで、接合部４４を形成する。スパッタリング法では、材料粒子（本実施形態では、金）を基板４１の裏面４１ｂに高速・高エネルギーで衝突させることで、基板４１の裏面４１ｂをわずかに破壊して金が裏面４１ｂに食い込む状態となる。このため、スパッタリング法によれば、高い密着力で接合部４４を基板４１の裏面４１ｂに形成することができる。なお、所望の密着力が得られるのであれば、接合部４４は、基板４１の裏面４１ｂにイオンプレーティング法により形成されてもよいし、蒸着法により形成されてもよい。

【0064】

続いて、図５（ｂ）に示すように、接合部４４と金属板５１の表面５１ａとを当接させ、接合部４４と金属板５１の表面５１ａとの当接部分を加熱及び加圧する。これにより、接合部４４と金属板５１とを固相拡散接合（「熱圧着」ともいう。）により固定する。すなわち、接合部４４と金属板５１のそれぞれを構成する金属の融点よりも低い温度において、接合部４４と金属板５１との間における金属の拡散を生じさせることで、接合部４４と金属板５１とを接合する。

【0065】

図５（ｃ）は、図５（ｂ）における接合部４４と金属板５１の表面５１ａとの当接部分を含む領域Ｒ３の拡大図である。当該当接部分には、固相拡散接合により反応層６が形成されている。反応層６は、全率固溶型又は２相分離型の層である。すなわち、接合部４４を構成する金属と、金属板５１を構成する金属との間で、金属間化合物が形成されないか、形成されるとしてもわずかであり、反応層６の大半は全率固溶型又は２相分離型の層により形成されている。

【0066】

ここで、反応層６がどのような型の層となるかは、接合部４４を構成する材料と、金属板５１を構成する材料との組み合わせにより決まる。本実施形態では、接合部４４は金であり、金属板５１は銅であるため、金と銅とで金属間化合物が形成され難く、反応層６は全率固溶型又は２相分離型となる。金属間化合物は、金属の固溶体と比べて脆弱であるため、反応層６において金属間化合物が形成されると、反応層６が全率固溶型又は２相分離型となる場合と比べて、接合部４４と金属板５１との接合強度が低くなる。このため、接合部４４及び金属板５１を構成する金属において、反応層６に金属化合物が含まれることを防止するために、反応層６が全率固溶型又は２相分離型となる組み合わせを採用する。

【0067】

例えば、接合部４４として金を用いる場合、金属板５１としては、銅板、ニッケルによりめっきされた銅板、金板、ニッケル板を用いることができる。また、接合部４４として銅を用いる場合、金属板５１としては銅板、銅によりめっきされた金属板を用いることができる。また、接合部４４としてニッケルを用いる場合、金属板５１としては、ニッケル板、ニッケルによりめっきされた金属板を用いることができる。これらのいずれの組み合わせでも、反応層６は全率固溶型又は２相分離型となる。

【0068】

次に、接合部４４と金属板５１との固相接合の方法をより具体的に説明する。
図６は、固相接合装置７にセンサ４と金属板５１とが格納されている様子を示している。固相接合装置７は、固相接合（より具体的には、固相拡散接合）を行うための装置である。固相接合装置７は、第１プレート７１と、第２プレート７２と、レーザ照射部７３とを有する。

【0069】

第１プレート７１と第２プレート７２は、互いに隙間Ｇｐ１を空けて対向している。そして、第１プレート７１に金属板５１の裏面５１ｂを当接させ、第２プレート７２に基板４１の表面４１ａを当接させている状態で、隙間Ｇｐ１にセンサ４及び金属板５１が格納される。第２プレート７２は固定盤（図示省略）に固定され、第１プレート７１は第２プレート７２に離接する方向に移動可能な可動盤（図示省略）に固定されている。固相接合装置７は、可動盤により第１プレート７１を第２プレート７２に近づける方向に押さえつけることで、隙間Ｇｐ１に格納されている接合部４４と金属板５１との当接部分を加圧することができる。

【0070】

レーザ照射部７３は、加熱用のレーザＬ１を、隙間Ｇｐ１に向けて照射する。第１プレート７１は、レーザＬ１の波長に対して透過性を有する（例えば、透過率９０％以上）。このため、レーザ照射部７３は、レーザＬ１を第１プレート７１を介して金属板５１に照射することができる。レーザＬ１は、金属板５１に吸収されることで熱エネルギーに変換されるため、レーザＬ１の照射により金属板５１を加熱することができる。そして、金属板５１からの熱伝導により接合部４４と金属板５１との当接部分を加熱することができる。

【0071】

すなわち、固相接合装置７は、第１プレート７１及び第２プレート７２により接合部４４と金属板５１との当接部分を加圧している状態で、レーザ照射部７３により当該当接部分を加熱することができる。当該当接部分は、固相接合装置７により加圧及び加熱されることで、固相拡散接合する。

【0072】

レーザＬ１の波長は、金属板５１の吸収率の波長特性に応じて適宜選択される。例えば、レーザＬ１の波長は、近赤外領域（７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ）である。これにより、レーザＬ１が有する光エネルギーを効率よく金属板５１に吸収させて、金属板５１を加熱することができる。レーザＬ１の波長は、より具体的には１０００ｎｍである。

【0073】

金属板５１の裏面５１ｂは、レーザＬ１の波長に対する吸収率がより高い金属によりめっき加工することが好ましい。レーザＬ１の波長が１０００ｎｍの場合、金属板５１は、裏面５１ｂがニッケルによりめっきされた銅板であることが好ましい。このように構成することで、より効率的に金属板５１を加熱することができる。さらに、ニッケルの融点（摂氏１４５５度）は、銅の融点（摂氏１０８５度）よりも軸受鋼の融点（摂氏１４００度～１５００度程度）に近いため、金属板５１を全面（少なくとも、裏面５１ｂ及び側面５１ｃ）がニッケルによりめっきされた銅板とすることで、金属板５１と外輪２１との溶接による接合強度をより高くすることができる。

【0074】

ここで、基板４１のうち接合部４４が形成されている部分には、固相拡散接合の際に固相接合装置７から高い圧力が印加されるため、当該部分に複数の抵抗体４２及び電極４３等、センサ４の機能に寄与する構造（パターン）が形成されていると、当該構造にダメージが生じるおそれがある。本実施形態では、接合部４４は、圧力の印加方向（すなわち、表面４１ａから裏面４１ｂに向かう方向）に平面視すると、複数の抵抗体４２及び電極４３と重ならない位置に形成されている。このため、複数の抵抗体４２及び電極４３へのダメージを防止しつつ、接合部４４と金属板５１とを固相接合することができる。

【0075】

接合部４４と金属板５１とが固相拡散接合により固定された後、金属板５１は外輪２１の外周面２１ｂに溶接により固定される。以上により、センサユニット３が製造される。

【0076】

＜センサ付き機械部品の作用効果＞
本実施形態に係るセンサ付き機械部品１は、軸受鋼製の外輪２１（検出対象）を含む転がり軸受２（機械部品）と、ひずみを検出するセンサ４と、外輪２１のひずみをセンサ４へ伝達する金属板５１と、を備える。センサ４は、裏面４１ｂ（金属板５１側の面）に金属製（本実施形態では、金）の接合部４４を有する。金属板５１は、外輪２１に溶接され、接合部４４は、金属板５１に固相接合され、金属板５１と接合部４４との固相接合可能温度は、外輪２１と接合部４４とを固相接合する場合の固相接合可能温度よりも低い。

【0077】

金属板５１をセンサ４と外輪２１の間に介在させることで、センサ４の破損を防止しつつ、より高い強度でセンサ４と外輪２１とを間接的に接合することができる。

【0078】

また、本実施形態において、金属板５１と接合部４４との固相接合可能温度は、金属板５１と外輪２１との溶接可能温度よりも低い。このように構成することで、金属板５１と外輪２１とをより接合強度の高い接合法（溶接）により接合する場合であっても、センサ４が高温になることを防止することができるため、センサ４が破損することを防止することができる。

【0079】

また、本実施形態において、金属板５１と接合部４４との当接部分に形成されている反応層６は、全率固溶型又は２相分離型である。このように構成することで、反応層６に金属化合物が含まれることを防止することができ、金属板５１と接合部４４との接合強度をより高くすることができる。

【0080】

また、本実施形態において、センサ４は、不純物を拡散することにより表面４１ａ（所定面）に複数の抵抗体４２が形成されている単結晶半導体の基板４１を有する。このようにセンサ４として単結晶半導体拡散型のひずみセンサを採用することで、金属製のストレインゲージや、多結晶半導体製のひずみゲージを用いる場合と比べて、ひずみの検出感度を高くすることができる。一方で、センサ４は、ストレインゲージ等を用いる場合と比べて熱により破損しやすくなる課題がある。これに対し、本実施形態ではセンサ４と外輪２１との間に金属板５１を介在させて接合することで、当該課題を解決することができる。

【0081】

また、本実施形態において、単結晶半導体は、シリコンであり、表面４１ａ（所定面）は、シリコンの（１１０）面であり、複数の抵抗体４２は、それぞれ結晶方位＜００１＞方向に離れた状態で、結晶方位＜１１０＞方向に延び、センサ４は、結晶方位＜１１０＞方向を外輪２１のひずみを検出する目的方向（本実施形態では、軸方向）に向けている。このように構成することで、目的方向のひずみをより感度よく検出することができる。

【0082】

ここで、裏面４１ｂ（所定面の反対側）のうち複数の抵抗体４２の反対側に対応する所定領域Ｒ１は、金属板５１のうちひずみがより強く生じる部分に対向させることで、ひずみをより感度良く検出することができる。しかしながら、当該部分にはより大きな応力が発生するため、例えば接合部４４を裏面４１ｂの全面に設ける構成のように、接合部４４が当該部分に位置すると、接合部４４の耐久寿命が短くなるおそれがある。

【0083】

本実施形態では、接合部４４は、当該部分を避けて位置する。すなわち、所定領域Ｒ１は、金属板５１と非固定の状態である。このため、接合部４４自体は、応力によりひずみにくくなり、接合部４４の耐久寿命をより長くすることができる。また、接合部４４は、表面４１ａ（所定面）側から平面視すると、基板４１のうち複数の抵抗体４２を挟んで位置する少なくとも２箇所を金属板５１に固定する。このため、外輪２１の外周面２１ｂから伝わるひずみを金属板５１を介して複数の抵抗体４２へ効率的に伝えることができる。

【0084】

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態に係るセンサ付き機械部品１を説明した。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、種々の変形を行うことができる。以下、本発明の実施形態に係る変形例について、説明する。なお、以下の説明において、実施形態から変更のない部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0085】

＜金属板と外輪との接合法の変形例＞
実施形態に係る金属板５１は、溶接により外輪２１の外周面２１ｂに固定されている。しかしながら、金属板はその他の接合法により外周面に固定されてもよい。

【0086】

図７は、変形例に係るセンサ付き機械部品の説明図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、いずれも図４と同様の断面により、センサ付き機械部品を示している。図７（ａ）は、金属板５３と外輪２１とが固相接合されているセンサ付き機械部品１ａを示している。図７（ｂ）は、金属板５５と外輪２１とがろう接されているセンサ付き機械部品１ｂを示している。

【0087】

図７（ａ）を参照する。センサ付き機械部品１ａは、転がり軸受２と、センサユニット３ａとを備える。センサユニット３ａは、センサ４と、中間部材５ａと、を有する。中間部材５ａは、外周面２１ｂ側の面に複数のパッド５４を有する金属板５３である。パッド５４は、例えば金属板５３の軸方向両外側に位置する辺部分に形成されている。金属板５３は、銅製の薄板である。

【0088】

パッド５４は、金属板５３のうちパッド５４以外の部分を削ることで、金属板５３と継ぎ目なく一体的に形成されている。なお、パッド５４は、金属板５３に対しスパッタ等の薄膜形成法により形成されていてもよい。パッド５４は、外輪２１の外周面２１ｂに固相接合（例えば、固相拡散接合、摩擦攪拌接合又は超音波圧接）により固定されている。金属板５３（銅板）と外輪２１（軸受鋼）との固相接合可能温度は、摂氏７００度程度である。

【0089】

センサ付き機械部品１ａにおいて、金属板５３と接合部４４との固相接合可能温度（例えば、摂氏２００度程度）は、金属板５３（具体的には、パッド５４）と外輪２１との固相接合可能温度（摂氏７００度程度）よりも低い。このように構成することで、金属板５３と外輪２１とをより接合強度の高い接合法（固相接合）により接合する場合であっても、センサ４が高温になることを防止することができるため、センサ４が破損することを防止することができる。

【0090】

図７（ｂ）を参照する。センサ付き機械部品１ｂは、転がり軸受２と、センサユニット３ｂとを備える。センサユニット３ｂは、センサ４と、中間部材５ｂと、を有する。中間部材５ｂは、金属板５５と、ろう材５６とを含む。金属板５５のうち軸方向両外側に位置する２辺は、それぞれろう材５６により外輪２１の外周面２１ｂにろう接されている。金属板５５は、銅製の薄板である。

【0091】

ろう材５６は、より高い強度で金属板５５を外周面２１ｂに固定するために、例えば、金ろう、銀ろう、銅ろう、アルミニウムろう等の高融点（例えば、融点が摂氏４５０度以上）のろう材を用いる。このため、金属板５５と接合部４４との固相接合可能温度（例えば、摂氏２００度程度）は、ろう材５６の融点よりも低い。このように構成することで、金属板５５と外輪２１とをより接合強度の高い接合法（高融点ろう接）により接合する場合であっても、センサ４が高温になることを防止することができるため、センサ４が破損することを防止することができる。

【0092】

＜外輪の変形例＞
図８は、変形例に係るセンサ付き機械部品１ｃの説明図である。図８は、図４と同様の断面により、センサ付き機械部品１ｃを示している。上記の実施形態では、センサユニット３は外周面２１ｂの径方向外側に固定されている。これに対し、本変形例に係る転がり軸受２ａは、外輪２１の外周面２１ｂに溝部２４を設け、溝部２４の底面にセンサユニット３を固定する。具体的には、溝部２４の底面に、金属板５１を溶接する。溝部２４は、外周面２１ｂの全周にわたって設けられていてもよいし、センサユニット３を固定する部分にのみ設けられていてもよい。

【0093】

センサユニット３は、溝部２４内に完全に収容され、外周面２１ｂよりも径方向外方へ突出しない。このような構成により、転がり軸受２ａの外輪２１を図示省略するハウジングに固定する際、センサユニット３がハウジングに干渉することを防止することができる。このため、センサユニット３が設けられていない転がり軸受と同程度の組付け性を確保することができる。

【0094】

＜センサユニットの変形例＞
図９は、変形例に係るセンサ付き機械部品１ｄの説明図である。図９は、図４と同様の断面により、センサ付き機械部品１ｄを示している。センサ付き機械部品１ｄは、転がり軸受２と、センサユニット３ｃと、を備える。センサユニット３ｃは、センサ４と、中間部材５ｃと、を有する。中間部材５ｃは、金属板５１と、溶接ビード５２ａと、を有する。

【0095】

上記の実施形態では、金属板５１の側面５１ｃが外輪２１の外周面２１ｂに溶接され、溶接ビード５２は金属板５１の側面５１ｃに形成されている。そして、金属板５１の裏面５１ｂ（外輪２１側の面）と、外周面２１ｂとはほとんど隙間が無い状態で対向している。また、センサ４は金属板５１の表面５１ａ（径方向外側の面）に固定されている。すなわち、径方向外側から、センサ４、金属板５１及び外輪２１の順に並んでいる。

【0096】

これに対し、本変形例では、金属板５１のうち外周面２１ｂと対向する裏面５１ｂが、外周面２１ｂに溶接されており、溶接ビード５２ａは裏面５１ｂと外周面２１ｂの間に形成されている。そして裏面５１ｂと外周面２１ｂとの間には隙間Ｇｐ２が存在する。そして、センサ４は、金属板５１の裏面５１ｂに固定され、隙間Ｇｐ２に位置している。すなわち、径方向外側から、金属板５１、センサ４及び外輪２１の順に並んでいる。隙間Ｇｐ２の径方向の幅は、センサ４の厚みよりも大きい。このため、センサ４の基板４１の表面４１ａは、外周面２１ｂと隙間を空けて位置している。

【0097】

本変形例において、センサ４は金属板５１と外周面２１ｂとの隙間Ｇｐ２に位置するため、外周面２１ｂよりも径方向外側が砂塵や鉄粉等の異物を含む空気にさらされる場合であっても、センサ４（特に、抵抗体４２や電極４３）には異物が付着しにくい。このため、異物の付着によりセンサ４の感度が変化したり、センサ４が破損したりすることを防止することができる。

【0098】

＜センサユニットの変形例＞
図１０は、変形例に係るセンサ付き機械部品１ｅの説明図である。図１０は、図２と同様の平面により、センサ付き機械部品１ｅを示している。センサ付き機械部品１ｅは、転がり軸受２と、センサユニット３ｄと、を備える。センサユニット３ｄは、センサ４ａと、中間部材５と、を有する。センサ４ａは、基板４１と複数の接合部４４とを有する。基板４１の表面４１ａには、複数本の抵抗体４２ａと電極４３とが形成されている。

【0099】

上記の実施形態では、図２に示すように複数本の抵抗体４２がそれぞれ結晶方位＜００１＞方向に離れた状態で、結晶方位＜１１０＞方向に延びている。これに対し、本変形例に係る複数本の抵抗体４２ａは、結晶方位＜１１０＞方向に離れた状態で、結晶方位＜１１０＞方向に延びている。このように構成する場合であっても、抵抗体４２ａが延びる＜１１０＞方向と、ひずみを検出する目的方向とを一致させることで、より感度よく目的方向のひずみを検出することができる。

【0100】

＜その他＞
なお、図１に示すように、本実施形態においてセンサ付き機械部品１は１個のセンサユニット３を備えるが、本発明の実施に関してはこれに限られず、１個の転がり軸受（機械部品）に複数のセンサユニット３が設けられてもよい。

【0101】

上記の実施形態において、転がり軸受２がラジアルコンタクトの玉軸受である場合について説明した。しかしながら、転がり軸受２は、アキシアルコンタクトの玉軸受、アンギュラコンタクトのラジアル玉軸受、又はアンギュラコンタクトのスラスト玉軸受であってもよい。

【0102】

以上のとおり開示した実施形態及び変形例はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明のセンサ付き機械部品は、図示する形態に限られず、本発明の範囲内において他の形態であってもよい。

【符号の説明】

【0103】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ：センサ付き機械部品
２、２ａ：転がり軸受 ２１：外輪 ２１ａ：内周面
２１ｂ：外周面 ２２：内輪 ２２ａ：内周面
２２ｂ：外周面 ２３：転動体 ２４：溝部
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ：センサユニット
４、４ａ：センサ ４１：基板 ４１ａ：表面
４１ｂ：裏面 ４２、４２ａ：抵抗体 ４３：電極
４４：接合部 ５、５ａ、５ｂ：中間部材
５１、５３、５５：金属板 ５１ａ：表面 ５１ｂ：裏面
５１ｃ：側面 ５２、５２ａ：溶接ビード ５４：パッド
５６：ろう材 ６：反応層 ７：固相接合装置
７１：第１プレート ７２：第２プレート ７３：レーザ照射部
Ｃ１：中心線 Ｒ１：所定領域 Ｒ２：所定領域
Ｒ３：領域 Ｇｐ１：隙間 Ｇｐ２：隙間
Ｌ１：レーザ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】