JP2017015425A - トルク測定装置付回転伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トルク伝達軸6の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部27に対し、第一エンコーダ11を構成するねじ環19の雌ねじ部25を螺合し、この第一エンコーダ11をトルク伝達軸6の軸方向他端部に螺合固定する。又、トルク伝達軸6の内側に、内軸10を配置し、この内軸10の軸方向一端部外周面をトルク伝達軸6の軸方向一端部内周面に相対回転不能に連結する。この内軸10の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部34に、第二エンコーダ12を構成する支持環20の雌ねじ部30を螺合し、この第二エンコーダ12を内軸10の軸方向他端部に螺合固定する。
【選択図】図2
Description
尚、本発明に関連するその他の先行技術としては、上述した特許文献1〜2のほか、特許文献3〜5等に記載された発明がある。
前記トルク伝達軸は、使用時にトルクを伝達するものである。
前記両エンコーダは、それぞれの被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させており、前記トルク伝達軸に直接又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に支持されている。
前記両センサは、前記各エンコーダの被検出面にそれぞれの検出部を対向させた状態で、使用時にも回転しない部分(例えば転がり軸受を構成する外輪又はこの外輪を支持するハウジング等)に支持されている。
そして、前記両センサの出力信号(例えば出力信号同士の位相差、位相差比)を利用して、前記トルク伝達軸が使用時に伝達するトルクを測定可能としている。
又、この様なエンコーダとしては、前記トルク伝達軸又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に対して螺合固定される部材(ナット状のねじ環又は金属板を曲げ形成して成る支持環等)と、前記被検出面を構成する部材(エンコーダ本体)とを別々に設け、これら両部材を組み合わせる事もできるし、一体に構成する事もできる。
又、この場合に、前記一方のエンコーダが螺合固定される部材には、外周面に雄ねじ部が形成されたものを利用できる。
但し、本発明を実施する場合に、前記一方のエンコーダに雄ねじ部を形成し、この一方のエンコーダが螺合固定される部材に雌ねじ部を形成する事もできる。
尚、前記転がり軸受は、外輪と、内輪と、複数個の転動体とを備え、前記トルク伝達軸を、使用時に回転しない部分(例えばハウジングやミッションケース等)に対し、回転自在に支持するものである。
又、上述の様な請求項3に記載した発明を実施する場合には、前記内輪の軸方向側面のうち、前記一方のエンコーダの被検出面の軸方向側面と対向する部分に、軸方向に凹んだ逃げ凹部を形成する事が好ましい。これにより、前記一方のエンコーダの被検出面に、前記内輪の軸方向側面との接触に起因して、変形や損傷が生じる事を防止できる。
この様な構成を採用するには、例えば、前記トルク伝達軸を中空状とし、このトルク伝達軸の内径側に、内軸を配置する。そして、この内軸の軸方向一端側部分を、このトルク伝達軸の軸方向一端側部分に直接又は間接的に(他の部材を介して)相対回転不能に連結する。
又、前記両エンコーダのうち、一方のエンコーダを、前記トルク伝達軸の軸方向他端部に支持固定し、他方のエンコーダを、前記内軸の軸方向他端側部分(例えばトルク伝達軸の軸方向他端部から突出した部分)に、前記一方のエンコーダと隣接した状態で支持固定する。
又、上述の様に、前記トルク伝達軸の内径側に前記内軸を配置する構成を採用した場合には、この内軸を中空状(中空筒状、中空管状)に構成し、この内軸を軽量化すると共に、この内軸の内部空間を潤滑油を各部に供給する為の流路として利用する事もできる。
又、前記内軸の軸方向中間部外周面を、前記トルク伝達軸の内周面によって案内支持する構成を採用する事もできる。この場合には、前記内軸の軸方向中間部外周面(前記トルク伝達軸の内周面によって案内される面)に、摩耗防止の為の表面処理を施す事もできる。
又、同様に、前記トルク伝達軸からトルクを出力する為の出力部の位置(形成位置、設置位置)は特に限定されず、例えば軸方向一端部に設ける事もできるし、軸方向中間部、又は、軸方向他端部に設ける事もできる。又、出力部としては、例えば、前記トルク伝達軸の外周面又は内周面に、スプライン部(雄スプライン部又は雌スプライン部)、キー係合部、嵌合面部、螺子部を直接形成する構成を採用できる他、出力歯車、出力プーリ、出力スプロケット等を、前記トルク伝達軸と一体に設けたり、或いは、別体として結合固定する構成を採用できる。又、前記トルク伝達軸には、複数の出力部を設ける事も可能であり、この場合には、例えば歯数の異なる複数の出力歯車を設けたり、種類の異なる出力部(例えば出力プーリと出力歯車等)を設ける事ができる。
又、本発明を実施する場合には、例えば、前記トルク伝達軸にトルクを入力する動力源の回転軸を、このトルク伝達軸と同軸、平行、又は直角に配置する事ができる。
即ち、本発明の場合には、1対のエンコーダのうち少なくとも一方のエンコーダを、トルク伝達軸又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に対して、螺合固定している。この為、前記一方のエンコーダが、この一方のエンコーダを螺合固定した部材に対して相対回転する事を防止できる。従って、相対回転に基づいて、1対のセンサの出力信号同士の間に位相差が生じる事を防止できる。この結果、本発明によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜6を参照しつつ説明する。本例のトルク測定装置付回転伝達装置5は、例えば自動車用の自動変速機に組み込んで使用する。この様なトルク測定装置付回転伝達装置5は、ベルト式CVT等のインプットシャフト(又はカウンタシャフト)として機能する中空状(中空筒状)のトルク伝達軸6と、1対の転がり軸受7a、7bと、入力歯車8と、出力歯車9と、内軸10と、第一エンコーダ11と、第二エンコーダ12と、1個のセンサユニット13と、ハウジング(ミッションケース)14と、を備える。
第一エンコーダ11は、前述した通り、前記ねじ環19と、このねじ環19の外周面に固定された前記エンコーダ本体21とから構成されている。このうちのねじ環19は、金属製の素材に、鍛造加工及びねじ加工等を施す事により造られたもので、断面クランク形に構成されている。又、前記ねじ環19の内周面には、軸方向他端側半部に雌ねじ部25が形成されており、軸方向一端側半部にこの雌ねじ部25の内径寸法よりも大きな内径寸法を有する、単一円筒面状のエンコーダ側円筒面部26が形成されている。又、前記ねじ環19のうちの軸方向一端側半部(大径側部分)の外周面に、前記エンコーダ本体21が固定されている。本例の場合には、前記トルク伝達軸6の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部27に前記雌ねじ部25を螺合すると共に、この雄ねじ部27に隣接して形成された単一円筒面状の軸側円筒面部28に、前記エンコーダ側円筒面部26を径方向の隙間なく嵌合固定(円筒面嵌合、外嵌固定)している。又、この様に、前記第一エンコーダ11を前記トルク伝達軸6の軸方向他端部に螺合固定した状態で、この第一エンコーダ11の軸方向側面により、前記転がり軸受7aを構成する内輪16aの軸方向側面を軸方向に抑え付け、この転がり軸受7a(内輪16a)の軸方向に関する位置決めを図っている(軸方向他端側に向けて変位する事を阻止している)。更に、本例の場合には、図3の(A)の様に、前記内輪16aの軸方向側面のうち、前記エンコーダ本体21と軸方向に対向する部分に、軸方向に凹んだ逃げ凹部29を全周に亙り形成している。これにより、このエンコーダ本体21の軸方向側面が、前記内輪16aの軸方向側面に接触する事を防止している。この結果、同図の(B)に示した様に、この様な逃げ凹部29を形成せずに、前記エンコーダ本体21の軸方向側面を前記内輪16aの軸方向側面に接触させた場合に比べて、前記エンコーダ本体21に変形や損傷が生じる事を防止している。
本例の場合、前記センサユニット13を、第一センサ38と、第二センサ39と、第一基板40と、第二基板41と、センサ支持ブロック42と、センサキャップ43とを含んで構成している。このうちの第一センサ38(第二センサ39)は、図5に示した様に、ホール素子、ホールIC、MR素子(GMR素子、TMR素子、AMR素子を含む)等の磁気検出素子を備えた検出部44a(44b)と、この検出部44a(44b)からそれぞれ引き出された1対の端子45a、45a(45b、45b)と、これら両端子45a、45a(45b、45b)の長さ方向中間部同士を導通させる事なく連結する連結部材46a(46b)とを備えている。又、本例の場合には、前記各端子45a、45a(45b、45b)を略コ字形に折り曲げて、前記第一センサ38(第二センサ39)を支持するのに利用している。
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図7を参照しつつ説明する。本例の特徴は、実施の形態の第1例の構造から内軸を省略すると共に、第一エンコーダ11及び第一センサ38の組と、第二エンコーダ12a及び第二センサ39の組とを、軸方向に離隔した状態で、トルク伝達軸6の軸方向両側にそれぞれ配置した点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様であるので、以下、本例の特徴部分を説明する。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第3例に就いて、図8を参照しつつ説明する。本例の特徴は、上述した実施の形態の第2例の構造の関して、第一、第二エンコーダ11a、12bとして、転がり軸受7a、7bの軸方向の位置決めを図る為の機能を備えないものを使用すると共に、第一、第二センサ38、39を保持(例えば包埋支持)したホルダ77a、77bの支持構造を工夫した点にある。
その他の構成及び作用効果は、前述した実施の形態の第1例及び第2例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第4例に就いて、図9を参照しつつ説明する。本例の特徴は、前述した実施の形態の第1例の構造に関して、上述した実施の形態の第3例の場合と同様に、第一エンコーダ11bとして、転がり軸受7aの軸方向の位置決めを図る為の機能を備えないものを使用すると共に、第一、第二センサ38、39を内部に保持したホルダ77cの支持構造を工夫した点にある。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
2 エンコーダ
3 センサ
4 ハーネス
5 トルク測定装置付回転伝達装置
6、6a トルク伝達軸
7a、7b 転がり軸受
8 入力歯車
9 出力歯車
10 内軸
11、11a、11b 第一エンコーダ
12、12a、12b、12c 第二エンコーダ
13、13a、13b センサユニット
14 ハウジング
15a、15b 外輪
16a、16b 内輪
17 転動体
18 大径部
19、19a ねじ環
20 支持環
21、21a、21b エンコーダ本体
22、22a、22b、22c エンコーダ本体
23 被検出面
24、24a 被検出面
25、25a 雌ねじ部
26 エンコーダ側円筒面部
27 雄ねじ部
28 軸側円筒面部
29 逃げ凹部
30 雌ねじ部
31 小径筒部
32 大径筒部
33 円輪部
34 雄ねじ部
35、35a 抑えナット
36、36a 雄ねじ部
37 雌ねじ部
38 第一センサ
39 第二センサ
40 第一基板
41 第二基板
42、42a、42b センサ支持ブロック
43、43a、43b センサキャップ
44a、44b 検出部
45a、45b 端子
46a、46b 連結部材
47a、47b 取付部
48 係合孔
49 固定用ピン
50 ハーネス
51 底部
52 外側筒部
53 突き当て円輪部
54 支持筒部
55 外輪軌道
56 肩部
57 嵌合段差部
58 ハーネス引出孔
59、59a、59b ねじ環
60、60a、60b 雌ねじ部
61 エンコーダ側円筒面部
62 軸側円筒面部
63 逃げ凹部
64 支持環
65 雌ねじ部
66 小径筒部
67 大径筒部
68 円輪部
69 支持筒部
70 外向フランジ部
71 大径筒部
72 エンコーダ側円筒面部
73 軸側円筒面部
74 第一軸素子
75 第二軸素子
76 トーションバー
77a、77b、77c ホルダ
Claims (3)
- 使用時にトルクを伝達するトルク伝達軸と、
それぞれの被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させ、前記トルク伝達軸に直接又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に支持された1対のエンコーダと、
これら各エンコーダの被検出面にそれぞれの検出部を対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持された1対のセンサと、を備えた、
トルク測定装置付回転伝達装置であって、
前記両エンコーダのうち、少なくとも一方のエンコーダが、前記トルク伝達軸又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に対して螺合固定されている、
事を特徴とするトルク測定装置付回転伝達装置。 - 前記一方のエンコーダの周面の一部を、この一方のエンコーダが螺合固定される部材の周面の一部に嵌合固定している、請求項1に記載したトルク測定装置付回転伝達装置。
- 前記一方のエンコーダの軸方向側面により、前記トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受を構成する内輪の軸方向側面を軸方向に抑え付ける事で、この転がり軸受の軸方向に関する位置決めを図っている、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載したトルク測定装置付回転伝達装置。
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