JP6550965B2 - Rotation transmission device with torque measuring device - Google Patents

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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

本発明は、例えば自動車用自動変速機に組み込んで、トルクを伝達すると共に、伝達するトルクの大きさを測定する為に利用する、トルク測定装置付回転伝達装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement of a rotation transmission device with a torque measuring device, which is incorporated in, for example, an automatic transmission of a vehicle to transmit torque and to measure the magnitude of the transmitted torque.

自動車用自動変速機を構成する軸の回転速度と、この軸により伝達しているトルクの大きさとを測定し、その測定結果を当該変速機の変速制御又はエンジンの出力制御を行う為の情報として利用する事が、従来から行われている。又、トルクの大きさを測定する為に利用可能な装置として従来から、軸の弾性的な捩れ変形量を1対のセンサの出力信号の位相差に変換し、この位相差に基づいてトルクの大きさを測定する装置が知られている(例えば特許文献1、2参照)。この様な従来構造に就いて、図10を参照しつつ説明する。   The rotational speed of the shaft that constitutes the automatic transmission for automobiles and the magnitude of torque transmitted by this shaft are measured, and the measurement results are used as information for performing shift control of the transmission or engine output control. It has been used conventionally. Conventionally, as an apparatus that can be used to measure the magnitude of torque, the amount of elastic torsional deformation of the shaft is converted into the phase difference between the output signals of a pair of sensors, and the torque is converted based on this phase difference. An apparatus for measuring the size is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Such a conventional structure will be described with reference to FIG.

図10に示した従来構造の場合、運転時にトルクを伝達するトルク伝達軸1の軸方向2箇所位置に、1対のエンコーダ2、2を外嵌固定している。これら両エンコーダ2、2の外周面である被検出面の磁気特性は、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化している。又、これら両被検出面の磁気特性が円周方向に関して変化するピッチは、これら両被検出面同士で互いに等しくなっている。又、これら両被検出面に、1対のセンサ3、3の検出部を対向させた状態で、これら両センサ3、3を、図示しないハウジングに支持している。これら両センサ3、3は、それぞれ自身の検出部を対向させた部分の磁気特性の変化に対応して、その出力信号を変化させるものである。   In the case of the conventional structure shown in FIG. 10, the pair of encoders 2 is externally fitted and fixed to two axial positions of the torque transmission shaft 1 that transmits torque during operation. The magnetic characteristics of the detected surfaces, which are the outer peripheral surfaces of both encoders 2 and 2, change alternately and at equal pitches in the circumferential direction. Further, the pitches at which the magnetic characteristics of the two detection surfaces change in the circumferential direction are equal to each other on the two detection surfaces. Further, in a state where the detection portions of the pair of sensors 3, 3 are opposed to the both detected surfaces, the both sensors 3, 3 are supported by a housing (not shown). These two sensors 3 and 3 change their output signals in response to changes in the magnetic characteristics of the portions where their own detection units face each other.

上述の様な前記両センサ3、3の出力信号は、前記トルク伝達軸1と共に前記両エンコーダ2、2が回転する事に伴い、それぞれ周期的に変化する。この変化の周波数(及び周期)は、前記トルク伝達軸1の回転速度に見合った値をとる。この為、この周波数(又は周期)に基づいて、この回転速度を求められる。又、前記トルク伝達軸1によりトルクを伝達する事に伴って、このトルク伝達軸1が弾性的に捩れ変形すると、前記両エンコーダ2、2が回転方向に相対変位する。この結果、前記両センサ3、3の出力信号同士の間の位相差比(=位相差/1周期)が変化する。又、この位相差比は、前記トルク(前記トルク伝達軸1の弾性的な捩れ変形量)に見合った値をとる。この為、この位相差比に基づいて、前記トルクを求められる。図示の構造の場合、前記両センサ3、3の出力信号は、それぞれハーネス4、4を通じて、図示しない演算器に送信され、この演算器により、前記トルク伝達軸1の回転速度及び伝達するトルクが算出される。   The output signals of the sensors 3 and 3 as described above periodically change as the encoders 2 and 2 rotate together with the torque transmission shaft 1. The frequency (and period) of this change takes a value commensurate with the rotational speed of the torque transmission shaft 1. For this reason, this rotational speed is calculated | required based on this frequency (or period). Further, when the torque transmission shaft 1 is elastically torsionally deformed in accordance with the transmission of the torque by the torque transmission shaft 1, the two encoders 2, 2 are relatively displaced in the rotational direction. As a result, the phase difference ratio (= phase difference / 1 period) between the output signals of the sensors 3, 3 changes. The phase difference ratio takes a value commensurate with the torque (the elastic torsional deformation amount of the torque transmission shaft 1). Therefore, the torque can be obtained based on the phase difference ratio. In the case of the structure shown in the figure, the output signals of the sensors 3 and 3 are transmitted to the computing unit (not shown) through the harnesses 4 and 4, respectively, and the computing unit determines the rotational speed of the torque transmission shaft 1 and the torque to be transmitted. Calculated.

ところが、上述した様な従来構造の場合には、前記各エンコーダ2、2を前記トルク伝達軸1に外嵌固定しているだけである為、このトルク伝達軸1が回転する際に、遠心力や慣性力の影響により、これらトルク伝達軸1とエンコーダ2、2とが相対回転する可能性がある。そして、この様な相対回転が生じた場合、前記トルク伝達軸1に捻れが生じていないにも拘らず、前記両センサ3、3の出力信号同士の間に位相差を生じてしまう。この為、従来構造の場合には、トルクの測定精度が十分でないといった問題を生じる。
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。
However, in the case of the conventional structure as described above, since each of the encoders 2, 2 is only externally fitted and fixed to the torque transmission shaft 1, centrifugal force is generated when the torque transmission shaft 1 is rotated. The torque transmission shaft 1 and the encoders 2 and 2 may rotate relative to each other due to the influence of inertial force. When such relative rotation occurs, a phase difference occurs between the output signals of the sensors 3 and 3 even though the torque transmission shaft 1 is not twisted. For this reason, in the case of the conventional structure, the problem that the measurement precision of torque is not enough arises.
As other prior art related to the present invention, there are inventions described in Patent Documents 3 to 5 in addition to Patent Documents 1 and 2 described above.

特開平1−254826号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 1-254826 gazette 特開昭63−82330号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-82330 特開昭60−213569号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-213569 特公平7−18767号公報Japanese Examined Patent Publication 7-18767 特開2013−19828号公報JP, 2013-19828, A

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、トルクの測定精度の向上を図れる、トルク測定装置付回転伝達装置の構造を実現すべく発明したものである。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described circumstances, the present invention has been invented to realize the structure of a rotation transmitting device with a torque measuring device, which can improve the measurement accuracy of torque.

本発明のトルク測定装置付回転伝達装置は何れも、トルク伝達軸と、1対のエンコーダと、1対のセンサとを備える。
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。
Each of the torque transmission device and the rotation transmission device of the present invention includes a torque transmission shaft, a pair of encoders, and a pair of sensors.
The torque transmission shaft transmits torque during use.
The two encoders alternately change the characteristics of the respective detection surfaces in the circumferential direction, and are supported by a member that rotates directly to the torque transmission shaft or in synchronization with the torque transmission shaft when used.
The two sensors are supported by a portion (for example, an outer ring forming a rolling bearing or a housing supporting the outer ring) which does not rotate even in use in a state in which each detection unit faces the detected surface of each encoder ing.
The torque transmitted by the torque transmission shaft during use can be measured using output signals of the two sensors (for example, phase difference between the output signals, phase difference ratio).

特に本発明のトルク測定装置付回転伝達装置の場合には、前記両エンコーダのうち、少なくとも一方のエンコーダ(好ましくは両方のエンコーダ)を、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(例えばトルク伝達軸の内側に配置される内軸やトルク伝達軸に外嵌固定される部材等)に対して螺合固定(ねじ止め)している。   In particular, in the case of the rotation transmitting device with a torque measuring device according to the present invention, at least one of the two encoders (preferably both encoders) is synchronized with the torque transmitting shaft or the torque transmitting shaft in use. It is screwed and fixed (screwed) to a rotating member (for example, an inner shaft disposed inside the torque transmission shaft or a member externally fitted and fixed to the torque transmission shaft).

上述した様な本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を実施する場合、前記一方のエンコーダとしては、全体を円環状に構成すると共に、外周面に円周方向に関して特性を交互に変化させた被検出面を有し、内周面の一部又は全部に雌ねじ部が形成されたものを利用する事ができる。
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。
In the case of implementing the rotation transmitting apparatus with a torque measuring apparatus of the present invention as described above, the one encoder has an annular shape as a whole, and an outer peripheral surface whose characteristics are alternately changed in the circumferential direction. It has a detection surface and can use what by which the internal thread part was formed in one part or all part of an internal peripheral surface.
Further, as such an encoder, the torque transmission shaft or a member that is screwed and fixed to a member that rotates in synchronization with the torque transmission shaft in use (a nut-shaped screw ring or a metal plate is bent and formed). The supporting ring or the like) and the member (encoder main body) constituting the surface to be detected are separately provided, and both of these members can be combined or integrally formed.
In this case, as the member to which the one encoder is screwed and fixed, a member having an external thread formed on the outer peripheral surface can be used.
However, when implementing this invention, an external thread part can be formed in said one encoder, and an internal thread part can also be formed in the member by which this one encoder is screwed-fixed.

又、本発明のトルク測定装置付回転伝達装置では、前記一方のエンコーダの周面(内周面又は外周面)の一部(円筒面又は部分円すい面等)を、この一方のエンコーダが螺合固定される部材の周面(外周面又は内周面)の一部(円筒面又は部分円すい面等)に嵌合固定する。 Further, the torque measuring device with rotation transmitting device of the present invention, a portion of the peripheral surface of the one encoder (inner or outer peripheral surface) (the cylindrical surface or part conical surface, etc.), the one of the encoder screwed some of the peripheral surface of the fixed the member (outer or inner peripheral surface) (the cylindrical surface or part conical surface, etc.) you fitted and fixed.

又、本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を実施する場合には、例えば請求項に記載した発明の様に、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る事ができる。
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。
When the rotation transmission device with a torque measuring device according to the present invention is implemented, for example, as in the invention described in claim 2 , the torque transmission shaft is rotatably supported by the axial side surface of the one encoder. By positioning the axial side surface of the inner ring constituting the rolling bearing for this purpose in the axial direction, positioning of the rolling bearing in the axial direction can be achieved.
The rolling bearing includes an outer ring, an inner ring, and a plurality of rolling elements, and rotatably supports the torque transmission shaft with respect to a portion (for example, a housing, a transmission case, etc.) which does not rotate during use. It is.
Further, when the invention described in claim 2 as described above is carried out, a portion of the axial side surface of the inner ring facing the axial side surface of the detected surface of the one encoder is axially arranged. It is preferable to form a recessed relief recess. As a result, it is possible to prevent the detected surface of the one encoder from being deformed or damaged due to contact with the axial side surface of the inner ring.

又、本発明を実施する場合には、例えば、前記両エンコーダ及び前記両センサを、前記トルク伝達軸の軸方向一端側(又は軸方向他端側)に、まとめて(隣接した状態で)配置する事ができる。
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。
Further, in the case of practicing the present invention, for example, the two encoders and the two sensors are collectively (adjacently) disposed on one axial end (or the other axial end) of the torque transmission shaft. You can do it.
In order to adopt such a configuration, for example, the torque transmission shaft is hollow, and the inner shaft is disposed on the inner diameter side of the torque transmission shaft. And the axial direction one end side part of this inner shaft is connected to the axial direction one end side part of this torque transmission shaft directly or indirectly (through another member) so as not to be relatively rotatable.
Further, of the two encoders, one encoder is supported and fixed to the other axial end portion of the torque transmission shaft, and the other encoder is connected to the other axial end portion of the inner shaft (for example, the shaft of the torque transmission shaft). The other end of the direction is supported and fixed in a state adjacent to the one encoder.
Further, as described above, in the case of adopting the configuration in which the inner shaft is disposed on the inner diameter side of the torque transmission shaft, the inner shaft is formed into a hollow shape (hollow cylinder shape, hollow tube shape). The internal space of the inner shaft can also be used as a flow path for supplying lubricating oil to each part.
Moreover, the structure which guides-supports the axial direction intermediate part outer peripheral surface of the said inner shaft by the inner peripheral surface of the said torque transmission shaft can also be employ | adopted. In this case, a surface treatment for preventing wear can be applied to the outer circumferential surface in the axial direction of the inner shaft (the surface guided by the inner circumferential surface of the torque transmission shaft).

或いは、本発明を実施する場合には、例えば、前記両エンコーダ及び前記両センサを、前記トルク伝達軸のうち軸方向に離隔した2箇所位置(例えば両端部)に、それぞれ配置する事ができる。   Alternatively, when implementing the present invention, for example, the encoders and the sensors can be respectively disposed at two positions (for example, both end portions) of the torque transmission shaft that are separated in the axial direction.

又、本発明を実施する場合には、前記両センサのうち、少なくとも一方のセンサ(又は両方のセンサ)を、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外輪に支持固定する事ができる。   When the present invention is carried out, at least one of the sensors (or both sensors) is supported and fixed to an outer ring constituting a rolling bearing for rotatably supporting the torque transmission shaft. I can do it.

又、本発明を実施する場合には、例えば、前記エンコーダを永久磁石製とすると共に、このエンコーダの被検出面にS極に着磁した部分とN極に着磁した部分とを円周方向に関して交互に設ける(磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化させる)構成を採用できる他、エンコーダを単なる磁性金属製とし、このエンコーダの被検出面に凹部(又は透孔)と凸部(又は柱部)とを円周方向に関して交互に設ける構成を採用できる。又、エンコーダを磁性金属製とし、被検出面に凹部(又は透孔)と凸部(又は柱部)とを設ける構成を採用した場合には、この様なエンコーダと組み合わせるセンサ側に永久磁石を組み込む。   Further, in the case of practicing the present invention, for example, the encoder is made of a permanent magnet, and a portion magnetized in the S pole and a portion magnetized in the N pole are circumferentially formed on the detection surface of the encoder. (Alternatively, the magnetic characteristics are changed alternately at equal pitches in the circumferential direction). Alternatively, the encoder is simply made of magnetic metal, and a concave (or a through hole) and a convex are formed on the detected surface of the encoder. A configuration in which the portions (or columns) are alternately provided in the circumferential direction can be employed. In addition, when the encoder is made of magnetic metal and the detection surface is provided with a recess (or through hole) and a protrusion (or column), a permanent magnet is attached to the sensor side combined with such an encoder. Include.

更に、本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を実施する場合には、例えば、前記トルク伝達軸に関して、表面硬さをHV400以上とし、且つ、表面炭素濃度を0.2%以上とする事ができる。   Furthermore, when implementing the rotation transmission device with a torque measuring device of the present invention, for example, the surface hardness of the torque transmission shaft may be HV400 or more and the surface carbon concentration may be 0.2% or more. it can.

又、本発明を実施する場合に、前記トルク伝達軸にトルクを入力する為の入力部の位置(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、入力部としては、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、入力歯車、入力プーリ、入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、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。
Further, when implementing the present invention, the position (formation position, installation position) of the input part for inputting torque to the torque transmission shaft is not particularly limited, and for example, it can be provided at one end part in the axial direction, It can also be provided in the axially intermediate portion or the other axial end portion. In addition, as the input unit, for example, a spline unit (male spline unit or female spline unit), a key engagement unit, a fitting surface unit, and a screw unit are directly formed on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the torque transmission shaft. In addition, a configuration in which an input gear, an input pulley, an input sprocket, and the like are provided integrally with the torque transmission shaft or coupled and fixed separately can be employed.
Similarly, the position (formation position, installation position) of the output part for outputting torque from the torque transmission shaft is not particularly limited, and can be provided at one end part in the axial direction, Or it can also provide in an axial direction other end part. Further, as the output part, for example, a spline part (male spline part or female spline part), a key engaging part, a fitting surface part and a screw part are directly formed on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the torque transmission shaft. In addition, a configuration in which an output gear, an output pulley, an output sprocket, and the like are provided integrally with the torque transmission shaft or coupled and fixed separately can be employed. The torque transmission shaft may be provided with a plurality of output portions. In this case, for example, a plurality of output gears having different numbers of teeth may be provided, or different types of output portions (for example, an output pulley and an output). Gears etc. can be provided.

又、本発明を実施する場合には、前記トルク伝達軸を、ハウジング等の使用時にも回転しない部分に対し、1乃至複数の軸受を用いて回転自在に支持する事ができる。この場合に使用する軸受としては、例えば深溝型、アンギュラ型等の玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、ラジアルニードル軸受、自動調心ころ軸受、滑り軸受等を使用できる。又、複数の軸受を使用する場合には、例えば、前記トルク伝達軸の軸方向両端部や、軸方向中間部のうち、トルクの入力部と出力部との間部分を、回転自在に支持する事ができる。
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。
Moreover, when implementing this invention, the said torque transmission shaft can be rotatably supported using a 1 or several bearing with respect to the part which does not rotate at the time of use of a housing etc. FIG. As bearings used in this case, for example, deep groove type and angular type ball bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings, radial needle bearings, self-aligning roller bearings, sliding bearings and the like can be used. When a plurality of bearings are used, for example, the axially opposite ends of the torque transmission shaft and the portion between the torque input portion and the output portion of the axial intermediate portion are rotatably supported. I can do things.
When the present invention is carried out, for example, the rotation shaft of a power source that inputs torque to the torque transmission shaft can be arranged coaxially, parallel, or at a right angle to the torque transmission shaft.

上述の様に構成する本発明のトルク測定装置付回転伝達装置によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。
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。
According to the rotation transmission device with a torque measuring device of the present invention configured as described above, it is possible to improve torque measurement accuracy.
That is, in the present invention, at least one of the pair of encoders is screwed and fixed to a torque transmission shaft or a member that rotates in synchronization with the torque transmission shaft when in use. For this reason, it is possible to prevent the one encoder from rotating relative to the member to which the one encoder is screwed and fixed. Accordingly, it is possible to prevent a phase difference from occurring between the output signals of the pair of sensors based on the relative rotation. As a result, according to the present invention, torque measurement accuracy can be improved.

又、発明によれば、前記一方のエンコーダの被検出面と、この一方のエンコーダが螺合固定される部材との同軸度を良好にする事ができる。この為、この一方のエンコーダの被検出面とセンサの検出部との距離を、この被検出面の円周方向に亙り一定に保ち易くできる。従って、トルクの測定精度の更なる向上を図れる。 Further, according to the present invention, it is possible to improve the coaxiality between the detected surface of the one encoder and the member to which the one encoder is screwed and fixed. For this reason, the distance between the detected surface of the one encoder and the detection portion of the sensor can be easily maintained constant over the circumferential direction of the detected surface. Therefore, the torque measurement accuracy can be further improved.

更に、請求項に記載した発明によれば、前記一方のエンコーダに、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の軸方向位置決め機能を発揮させる事ができる。この為、別途、位置決め専用の部材(抑えナット等)を設ける必要がない。従って、部品点数の削減を図れると共に、装置の小型化を実現できる。 Furthermore, according to the invention described in claim 2 , the one encoder can be provided with an axial positioning function of a rolling bearing for rotatably supporting the torque transmission shaft. For this reason, it is not necessary to separately provide a positioning-dedicated member (such as a holding nut). Therefore, the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized.

本発明の実施の形態の第1例を示す、トルク測定装置付回転伝達装置の断面図。Sectional drawing of the rotation transmission apparatus with a torque measuring device which shows the 1st example of embodiment of this invention. 同じく図1のA部拡大図。The A section enlarged view of FIG. 1 similarly. 同じく図2のB部拡大図であり、(A)は、内輪の軸方向側面に逃げ凹部を設けた構造を示しており、(B)は、比較例としてこの様な逃げ凹部を設けない構造を示している。Similarly, FIG. 2B is an enlarged view of a portion B, in which (A) shows a structure in which a relief recess is provided on the axial side surface of the inner ring, and (B) shows a structure without such a relief recess as a comparative example. Is shown. 同じくセンサユニットの分解斜視図。Similarly, the disassembled perspective view of a sensor unit. 同じく略コ字形に折り曲げる以前の状態のセンサを示す斜視図。The perspective view which shows the sensor of the state before bending similarly in substantially U-shape. 同じく図3のC部拡大図。The C section enlarged view of FIG. 3 similarly. 本発明の実施の形態の第2例を示す、図1に相当する図。The figure equivalent to FIG. 1 which shows the 2nd example of embodiment of this invention. 本発明に関する参考例を示す、図1に相当する図。 The figure equivalent to FIG. 1 which shows the reference example regarding this invention . 本発明の実施の形態の第3例を示す、図1に相当する図。 The figure equivalent to FIG. 1 which shows the 3rd example of embodiment of this invention . 従来構造のトルク測定装置付回転伝達装置の1例を示す略側面図。The schematic side view which shows an example of the rotation transmission apparatus with a torque measuring device of a conventional structure.

[実施の形態の第1例]
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。
First Example of Embodiment
A first example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The rotation transmission device with torque measuring device 5 of this example is used by being incorporated in an automatic transmission for an automobile, for example. Such a rotation transmission device 5 with a torque measuring device includes a hollow (hollow cylindrical) torque transmission shaft 6 that functions as an input shaft (or counter shaft) such as a belt type CVT, and a pair of rolling bearings 7a and 7b. , An input gear 8, an output gear 9, an inner shaft 10, a first encoder 11, a second encoder 12, one sensor unit 13, and a housing (transmission case) 14.

前記トルク伝達軸6は、炭素鋼の如き合金鋼により中空円筒状に造られたもので、焼き入れ、焼き戻し処理等の熱処理を行い、このトルク伝達軸6の表面硬さをHV400以上とすると共に、表面炭素濃度を0.2%以上としている。又、本例の場合には、前記トルク伝達軸6にトルクを入力する為の前記入力歯車8を、このトルク伝達軸6の軸方向中間部に、このトルク伝達軸6とは別体に設けており、トルクを出力する為の前記出力歯車9を、このトルク伝達軸6の軸方向一端寄り部分(図1の右端寄り部分)に、このトルク伝達軸6とは別体に設けている。又、このトルク伝達軸6のうち、前記入力歯車8及び前記出力歯車9が設置された部分を挟んだ両側部分(軸方向他端部分及び軸方向一端部)を、前記1対の転がり軸受7a、7bにより、前記ハウジング14に対し回転自在に支持している。   The torque transmission shaft 6 is made of an alloy steel such as carbon steel in a hollow cylindrical shape, and is subjected to heat treatment such as quenching and tempering so that the surface hardness of the torque transmission shaft 6 is HV400 or more. And the surface carbon concentration is 0.2% or more. In the case of this example, the input gear 8 for inputting torque to the torque transmission shaft 6 is provided at an intermediate portion in the axial direction of the torque transmission shaft 6 and separately from the torque transmission shaft 6. The output gear 9 for outputting torque is provided at a portion closer to one end in the axial direction of the torque transmission shaft 6 (a portion closer to the right end in FIG. 1) separately from the torque transmission shaft 6. In addition, both side portions (the other end portion in the axial direction and the one end portion in the axial direction) of the torque transmission shaft 6 sandwiching the portion where the input gear 8 and the output gear 9 are installed are connected to the pair of rolling bearings 7a. , 7b rotatably support the housing 14.

前記入力歯車8及び前記出力歯車9は、炭素鋼の如き合金鋼製のはすば歯車又は平歯車であり、前記トルク伝達軸6とは別体に設けられている。この為に、前記入力歯車8及び前記出力歯車9の嵌合部に関して、同心性(同軸度)を確保する為の円筒面嵌合部と、相対回転を防止する為のインボリュートスプライン係合部とを、軸方向に隣接配置した構成を採用している。   The input gear 8 and the output gear 9 are helical gears or spur gears made of alloy steel such as carbon steel, and are provided separately from the torque transmission shaft 6. For this reason, with respect to the fitting portion of the input gear 8 and the output gear 9, a cylindrical surface fitting portion for ensuring concentricity (coaxiality), an involute spline engaging portion for preventing relative rotation, Are arranged adjacent to each other in the axial direction.

前記両転がり軸受7a(7b)は、例えば深溝型、アンギュラ型等の玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、ラジアルニードル軸受、自動調心ころ軸受等(図示の例は玉軸受)であり、それぞれが円環状の外輪15a(15b)及び内輪16a(16b)と、複数個の転動体17、17とから構成されている。このうちの外輪15a(15b)は、使用時にも回転しない静止輪であり、前記ハウジング14に内嵌固定されている。前記内輪16a(16b)は、使用時に回転する回転輪であり、前記トルク伝達軸6に外嵌固定されている。前記各転動体17、17は、前記外輪15a(15b)の軸方向中間部内周面に形成された外輪軌道と、前記内輪16a(16b)の軸方向中間部外周面に形成された内輪軌道との間に、保持器により保持された状態で、転動自在に設けられている。又、本例の場合には、前記両転がり軸受7a、7b同士で、互いの接触角を逆向きとしている。   The double rolling bearings 7a (7b) are, for example, deep groove type, angular type ball bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings, radial needle bearings, self-aligning roller bearings, etc. (the example shown is a ball bearing), Each of them is composed of an annular outer ring 15a (15b) and an inner ring 16a (16b), and a plurality of rolling elements 17,17. Among these, the outer ring 15a (15b) is a stationary ring that does not rotate even in use, and is fixed to the housing 14 by being fitted therein. The inner ring 16a (16b) is a rotating wheel that rotates when in use, and is externally fixed to the torque transmission shaft 6. Each of the rolling elements 17, 17 includes an outer ring raceway formed on the inner circumferential surface of the intermediate portion in the axial direction of the outer ring 15a (15b), and an inner ring raceway formed on the outer peripheral surface of the inner ring 16a (16b) in the axial direction intermediate portion. In between, it is provided to be able to roll while being held by a cage. In the case of this example, the contact angles of the two rolling bearings 7a and 7b are opposite to each other.

又、前記内軸10は、炭素鋼の如き合金鋼又は合成樹脂により略円柱状(又は円管状)に造られたもので、前記トルク伝達軸6の内径側に、このトルク伝達軸6と同心に配置されている。又、前記内軸10は、その軸方向一端部(図1の右端部)を、このトルク伝達軸6の軸方向一端部に相対回転不能に連結すると共に、その軸方向他端部(図1の左端部)を、前記トルク伝達軸6の軸方向他端開口の内側に位置させている。図示の構造の場合には、前記内軸10の軸方向一端部を、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部に相対回転不能に連結する為に、この内軸10の軸方向一端部に設けた大径部18の外周面と、このトルク伝達軸6の軸方向一端部内周面とを、相対回転不能に締り嵌めにより嵌合固定している。尚、これら両周面同士を、相対回転不能に連結する為に、例えばインボリュートスプラインやキーによる係合を採用する事もできる。又、本例の場合には、前記内軸10のうち、前記大径部18から軸方向に外れた部分の外周面と、前記トルク伝達軸6の内周面との間部分には、軸方向全長且つ全周に亙って、隙間(微小隙間)が設けられている。この間部分には、潤滑油を充満させて、フィルムダンパとして機能させる事もできる。   Further, the inner shaft 10 is made of an alloy steel such as carbon steel or a synthetic resin in a substantially cylindrical shape (or a circular tubular shape), and is concentric with the torque transmission shaft 6 on the inner diameter side of the torque transmission shaft 6. Is arranged. The inner shaft 10 has one axial end (right end in FIG. 1) coupled to the axial one end of the torque transmission shaft 6 so as to be relatively non-rotatable, and the other axial end (FIG. 1) The left end of the torque transmission shaft 6 is positioned inside the other axial end opening of the torque transmission shaft 6. In the case of the illustrated structure, one axial end of the inner shaft 10 is provided at one axial end of the inner shaft 10 in order to connect to the axial one end of the torque transmission shaft 6 so as not to be relatively rotatable. The outer peripheral surface of the large diameter portion 18 and the inner peripheral surface of one end portion in the axial direction of the torque transmission shaft 6 are fitted and fixed non-rotatably by tight fitting. In addition, in order to connect these both surrounding surfaces so that relative rotation is impossible, engagement by an involute spline or a key is also employable, for example. In the case of this example, a portion of the inner shaft 10 between the outer peripheral surface of the portion that is axially deviated from the large diameter portion 18 and the inner peripheral surface of the torque transmission shaft 6 is a shaft. A gap (a minute gap) is provided over the entire length and the entire circumference. The portion between these can be filled with lubricating oil and function as a film damper.

前記第一エンコーダ11は、前記トルク伝達軸6の軸方向他端部に支持固定されている。この為、この第一エンコーダ11は、このトルク伝達軸6の軸方向他端部と共に(同期して)回転可能である。これに対し、前記第二エンコーダ12は、前記内軸10の軸方向他端部に外嵌固定されている。言い換えれば、前記第二エンコーダ12は、前記内軸10を介して、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部に間接的に取り付けられている。この為、前記第二エンコーダ12は、このトルク伝達軸6の軸方向一端部と共に(同期して)回転可能である。   The first encoder 11 is supported and fixed to the other axial end portion of the torque transmission shaft 6. Therefore, the first encoder 11 can rotate (synchronously) with the other axial end of the torque transmission shaft 6. On the other hand, the second encoder 12 is externally fitted and fixed to the other axial end portion of the inner shaft 10. In other words, the second encoder 12 is indirectly attached to one axial end portion of the torque transmission shaft 6 via the inner shaft 10. For this reason, the second encoder 12 can rotate (synchronously) together with one end of the torque transmission shaft 6 in the axial direction.

前記第一、第二両エンコーダ11、12のうち、第一エンコーダ11は、前記トルク伝達軸6の軸方向他端部に螺合固定される、ナットの如き円環状のねじ環19と、このねじ環19の外周面に固定された、ゴム、合成樹脂等の高分子材料中に磁性粉を分散させて全体を円筒状とした、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石製のエンコーダ本体21とから成る。これに対し、前記第二エンコーダ12は、前記内軸10の軸方向他端部に螺合固定される、磁性金属板を曲げ形成して成る、断面略コ字形で円環状の支持環20と、この支持環20の外周面に固定された永久磁石製のエンコーダ本体22とから成る。   Of the first and second encoders 11 and 12, the first encoder 11 is screwed to the other axial end of the torque transmission shaft 6, and has an annular screw ring 19 such as a nut, and the like. An encoder main body 21 made of a permanent magnet such as a rubber magnet, a plastic magnet, etc., in which magnetic powder is dispersed in a polymer material such as rubber or synthetic resin fixed to the outer peripheral surface of a screw ring 19 to make the whole cylindrical. It consists of On the other hand, the second encoder 12 is formed by bending and forming a magnetic metal plate screwed and fixed to the other end of the inner shaft 10 in the axial direction, and a support ring 20 having a substantially U-shaped cross section and an annular shape. And an encoder main body 22 made of a permanent magnet fixed to the outer peripheral surface of the support ring 20.

尚、エンコーダ本体21、22中に含有する磁性粉としては、例えば、ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト等のフェライト系の磁性粉や、サマリウム−鉄、サマリウム−コバルト、ネオジウム−鉄−ボロン等の希土類元素の磁性粉を採用できる。そして、前記第一エンコーダ11を構成するエンコーダ本体21の外周面を、第一被検出面23とし、又、前記第二エンコーダ12を構成するエンコーダ本体22の外周面を、第二被検出面24としている。これら第一、第二両被検出面23、24は、互いの直径が等しく、互いに同心に、且つ、軸方向に隣り合う状態で近接(例えば軸方向に10mm以内、好ましくは5mm以内の間隔をあけて)配置されている。又、前記第一、第二両被検出面23、24には、それぞれS極とN極とが、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されており、磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化させている。前記第一、第二両被検出面23、24の磁極(S極、N極)の総数は、互いに一致している。   The magnetic powders contained in the encoder bodies 21 and 22 include, for example, ferrite magnetic powders such as strontium ferrite and barium ferrite, and rare earth elements such as samarium-iron, samarium-cobalt, and neodymium-iron-boron. Magnetic powder can be adopted. The outer peripheral surface of the encoder body 21 constituting the first encoder 11 is defined as a first detected surface 23, and the outer peripheral surface of the encoder body 22 constituting the second encoder 12 is defined as a second detected surface 24. It is said. These first and second detected surfaces 23 and 24 have the same diameter, are concentric with each other, and are adjacent to each other in the axial direction (for example, within 10 mm in the axial direction, preferably within 5 mm). Opened). Further, on the first and second detection surfaces 23 and 24, S poles and N poles are alternately arranged at equal pitches in the circumferential direction, and magnetic characteristics are alternately arranged in the circumferential direction. And at equal pitches. The total number of magnetic poles (S pole and N pole) of the first and second detected surfaces 23 and 24 is the same.

前記第一、第二エンコーダ11、12の具体的な支持構造に就いて、図2〜図3を参照しつつ説明する。
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。
The specific supporting structure of the first and second encoders 11 and 12 will be described with reference to FIGS.
As described above, the first encoder 11 includes the screw ring 19 and the encoder body 21 fixed to the outer peripheral surface of the screw ring 19. Of these, the screw ring 19 is made by subjecting a metal material to forging, screwing, or the like, and has a crank shape in cross section. Further, a female screw part 25 is formed on the inner peripheral surface of the screw ring 19 at the other half side in the axial direction, and an inner diameter dimension larger than the inner diameter dimension of the female screw part 25 is formed at the half part on the one axial side. The encoder-side cylindrical surface portion 26 having a single cylindrical surface shape is formed. Further, the encoder main body 21 is fixed to an outer peripheral surface of an axial direction one end side half portion (large diameter side portion) of the screw ring 19. In the case of this example, the female screw portion 25 is screwed into a male screw portion 27 formed on the outer peripheral surface of the other end portion in the axial direction of the torque transmission shaft 6, and a single screw formed adjacent to the male screw portion 27 is formed. The encoder-side cylindrical surface portion 26 is fitted and fixed (cylindrical surface fitting and external fitting fixing) to the cylindrical surface portion 28 having a cylindrical surface shape without a gap in the radial direction. Further, in the state where the first encoder 11 is screwed and fixed to the other axial end of the torque transmission shaft 6 as described above, the inner ring constituting the rolling bearing 7 a by the axial side surface of the first encoder 11 The axial side face of the roller 16a is axially pressed to position the rolling bearing 7a (inner ring 16a) in the axial direction (preventing displacement toward the other axial end). Furthermore, in the case of this example, as shown in FIG. 3A, in the axial side surface of the inner ring 16a, a relief recess 29 axially recessed in a portion facing the encoder main body 21 in the axial direction. Is formed over the entire circumference. Thus, the axial side surface of the encoder main body 21 is prevented from coming into contact with the axial side surface of the inner ring 16a. As a result, as shown to (B) of the figure, compared with the case where the axial direction side surface of the said encoder main body 21 is made to contact the axial direction side surface of the said inner ring 16a, without forming such a relief recess 29. Thus, the encoder body 21 is prevented from being deformed or damaged.

これに対し、前記第二エンコーダ12は、やはり前述した通り、前記支持環20と、この支持環20の外周面に固定された前記エンコーダ本体22とから構成されている。このうちの支持環20は、磁性金属板に、プレス加工及びねじ加工等を施して造られたもので、断面略コ字形に構成されており、内周面に雌ねじ部30が形成された小径筒部31と、外周面に前記エンコーダ本体22を固定した大径筒部32と、これら小径筒部31の軸方向他端部と大径筒部32の軸方向他端部とを連続する円輪部33とを備える。そして、本例の場合には、前記内軸10の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部34に、前記雌ねじ部30を螺合し、前記第二エンコーダ12を前記内軸10の軸方向他端部に螺合固定している。そして、この状態で、前記大径筒部32及び前記エンコーダ本体22を、前記第一エンコーダ11を構成するねじ環19の軸方向他端側半部(小径側部分)の径方向外方に配置している。言い換えれば、前記大径筒部32及び前記エンコーダ本体22と、前記第一エンコーダ11を構成するねじ環19の軸方向他端側半部とを、径方向に重畳する状態で配置している。これにより、本例のトルク測定装置付回転伝達装置5の軸方向寸法に関する小型化を図っている。   In contrast, the second encoder 12 includes the support ring 20 and the encoder body 22 fixed to the outer peripheral surface of the support ring 20 as described above. Of these, the support ring 20 is made by subjecting a magnetic metal plate to press processing, screw processing, and the like. The support ring 20 has a substantially U-shaped cross section, and has a small diameter in which an internal thread portion 30 is formed on the inner peripheral surface. A cylinder 31, a large diameter cylindrical portion 32 having the encoder main body 22 fixed to the outer peripheral surface, and a circle connecting the other axial end of the small diameter cylindrical portion 31 and the other axial end of the large diameter cylindrical portion 32 And a wheel portion 33. In the case of this example, the female screw portion 30 is screwed into the male screw portion 34 formed on the outer peripheral surface of the other end portion in the axial direction of the inner shaft 10, and the second encoder 12 is connected to the inner shaft 10. Screwing is fixed to the other axial end. In this state, the large-diameter cylindrical portion 32 and the encoder main body 22 are disposed radially outward of the other half side (small-diameter side portion) in the axial other end side of the screw ring 19 constituting the first encoder 11. doing. In other words, the large diameter cylindrical portion 32 and the encoder main body 22 and the other axial end half of the screw ring 19 constituting the first encoder 11 are disposed in a state of being radially overlapped. Thereby, size reduction regarding the axial direction dimension of the rotation transmission apparatus 5 with a torque measuring device of this example is achieved.

又、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部外周面に、抑えナット35を螺着する事で、軸方向一端側に設けられた前記転がり軸受7bの軸方向に関する位置決めを図っている。具体的には、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部外周面に形成した雄ねじ部36に、前記抑えナット35の内周面に形成された雌ねじ部37を螺合している。そして、この状態で、この抑えナット35の軸方向側面を、前記転がり軸受7bを構成する内輪16bの軸方向側面に向けて押し付けている。この様な構成により、この転がり軸受7b(内輪16b)が軸方向一端側に向けて変位する事を阻止している。   Further, the holding nut 35 is screwed on the outer peripheral surface of one end in the axial direction of the torque transmission shaft 6 to position the rolling bearing 7b provided on the one end in the axial direction in the axial direction. Specifically, a female screw portion 37 formed on the inner peripheral surface of the holding nut 35 is screwed into a male screw portion 36 formed on the outer peripheral surface of one end portion in the axial direction of the torque transmission shaft 6. Then, in this state, the axial side surface of the holding nut 35 is pressed toward the axial side surface of the inner ring 16b constituting the rolling bearing 7b. Such a configuration prevents this rolling bearing 7b (inner ring 16b) from being displaced toward one axial end.

次に、前記センサユニット13の構成及び具体的な支持構造に就いて説明する。
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。
Next, the configuration and specific support structure of the sensor unit 13 will be described.
In the case of this example, the sensor unit 13 includes the first sensor 38, the second sensor 39, the first substrate 40, the second substrate 41, the sensor support block 42, and the sensor cap 43. ing. Among these, the first sensor 38 (second sensor 39) includes a magnetic detection element such as a Hall element, Hall IC, or MR element (including GMR element, TMR element, and AMR element) as shown in FIG. The detection unit 44a (44b), a pair of terminals 45a, 45a (45b, 45b) drawn from the detection unit 44a (44b), and the length directions of both terminals 45a, 45a (45b, 45b) And a connecting member 46a (46b) for connecting the intermediate portions without conducting them. Further, in the case of this example, the respective terminals 45a, 45a (45b, 45b) are bent in a substantially U-shape and used to support the first sensor 38 (the second sensor 39).

前記センサ支持ブロック42は、合成樹脂製で、部分円環状(円弧板状)に構成されており、円周方向に隣接する部分に1対の取付部47a、47bを軸方向位置をずらした(オフセットした)状態で設けている。本例の場合には、この様な取付部47a、47bに対し、前記第一、第二両センサ38、39を取り付けている。具体的には、この第一センサ38を構成する端子45a、45aの先端部と、前記第二センサ39を構成する端子45b、45bの先端部とを、軸方向に関して反対向き(向き合う方向)に配置する。そして、コ字形に折り曲げられた前記両端子45a、45aにより、前記取付部47aを径方向両側及び軸方向片側(他端側)から取り囲む様に、前記第一センサ38をこの取付部47aに支持する。又、同様に、コ字形に折り曲げられた前記両端子45b、45bにより、前記取付部47bを径方向両側及び軸方向片側(一端側)から取り囲む様に、前記第二センサ39をこの取付部47bに取り付ける。尚、この様に第一、第二センサ38、39を取り付けた状態で、前記各検出部44a、44bと前記各連結部材46a、46bとの間で、前記各取付部47a、47bを径方向両側から弾性的に挟持している。又、前記第一、第二両センサ38、39を前記センサ支持ブロック42に取り付けた状態で、前記両端子45a、45a、45b、45bの先端部を、前記第一、第二両基板40、41にそれぞれ電気的に接続している。   The sensor support block 42 is made of a synthetic resin and configured in a partial annular shape (arc plate shape), and the positions of the attachment portions 47a and 47b are shifted in the axial direction to portions adjacent in the circumferential direction (see FIG. Provided in an offset state). In the case of this example, the first and second sensors 38 and 39 are attached to such attachment portions 47a and 47b. Specifically, the tip portions of the terminals 45a and 45a constituting the first sensor 38 and the tip portions of the terminals 45b and 45b constituting the second sensor 39 are opposite to each other in the axial direction (facing direction). Deploy. The first sensor 38 is supported by the mounting portion 47a so as to surround the mounting portion 47a from both sides in the radial direction and one side in the axial direction (the other end side) by the both terminals 45a and 45a bent in a U-shape. To do. Similarly, the second sensor 39 is attached to the mounting portion 47b so as to surround the mounting portion 47b from both sides in the radial direction and from one side (one end side) in the radial direction by the terminals 45b, 45b bent in a U-shape. Attach to. In the state where the first and second sensors 38 and 39 are attached as described above, the attachment portions 47a and 47b are radially arranged between the detection portions 44a and 44b and the connection members 46a and 46b. It is elastically held from both sides. In addition, with the first and second sensors 38 and 39 attached to the sensor support block 42, the front ends of the terminals 45a, 45a, 45b and 45b are connected to the first and second substrates 40, Each is electrically connected to 41.

前記第一、第二両基板40、41は、略円弧板状に構成されており、前記センサ支持ブロック42の軸方向両側面に支持されている。具体的には、前記第一、第二両基板40、41は、複数個所に形成された係合孔48、48に、前記センサ支持ブロック42の軸方向側面に形成した固定用ピン(係合凸部)49、49を係合(圧入)する事で、このセンサ支持ブロック42の軸方向側面に支持されている。又、本例の場合、前記第一、第二両基板40、41同士を円周方向一端部で電気的に接続すると共に、このうちの第一基板40に対し、ハーネス50を電気的に接続している。   The first and second substrates 40 and 41 are formed in a substantially circular arc plate shape and are supported on both side surfaces in the axial direction of the sensor support block 42. More specifically, the first and second substrates 40 and 41 are fixed to engagement holes 48 and 48 formed at a plurality of positions in a fixing pin (engagement) formed on the side surface in the axial direction of the sensor support block 42. The sensor support block 42 is supported on the side surface in the axial direction by engaging (press-fitting) the convex portions 49, 49. Further, in the case of this example, the first and second substrates 40 and 41 are electrically connected at one end in the circumferential direction, and the harness 50 is electrically connected to the first substrate 40 among them. doing.

本例の場合には、前記センサ支持ブロック42に対し、前記第一、第二両センサ38、39を取り付けると共に、前記第一、第二両基板40、41を支持した状態で、これら各部材38、39、40、41、42を、前記センサキャップ43内に収納している。このセンサキャップ43は、板厚が0.5〜1.3mm程度のSPCC等の圧延鋼板に、プレス加工を施して造られたもので、全体を略円環状に構成している。具体的には、前記センサキャップ43は、円輪状の底部51と、この底部51の外径側端部から軸方向一端側に向けて直角に折れ曲がる状態で設けられた外側筒部52と、この外側筒部52の軸方向一端部から径方向内方に向けて直角に折れ曲がる状態で設けられた突き当て円輪部53と、この突き当て円輪部53の径方向中間部から軸方向一端側に向け突出する状態で設けられた支持筒部54とを備えている。   In the case of this example, the first and second sensors 38 and 39 are attached to the sensor support block 42 and the first and second substrates 40 and 41 are supported. 38, 39, 40, 41, 42 are accommodated in the sensor cap 43. The sensor cap 43 is made by pressing a rolled steel plate such as SPCC having a plate thickness of about 0.5 to 1.3 mm, and has a substantially annular shape as a whole. Specifically, the sensor cap 43 includes an annular bottom 51, an outer cylindrical portion 52 provided in a state of being bent at a right angle from the outer diameter side end of the bottom 51 toward one end in the axial direction, An abutting ring portion 53 provided in a state of being bent at a right angle from one axial end portion of the outer cylindrical portion 52 toward the radially inner side, and one axial end side from the radial intermediate portion of the abutting annular portion 53 And a support cylinder portion 54 provided so as to protrude toward the surface.

本例の場合には、上述の様な構成を有する前記センサキャップ43を、前記転がり軸受7aを構成する外輪15aに支持固定している。この為に、この外輪15aの内周面のうちで、軸方向中央部に形成された外輪軌道55の軸方向他側に設けられた肩部56の軸方向他端部に、内径寸法が大きくなった嵌合段差部57を形成している。そして、この嵌合段差部57に対し前記支持筒部54を、圧入締め代が20〜400μm程度となる範囲で圧入固定している。これにより、前記センサキャップ43の脱落を防止すると共に、圧入時の破損を防止している。又、前記肩部56のうちで、前記外輪軌道55と軸方向に隣接した部分の内径寸法を小さいままとして、前記転がり軸受7aを構成する転動体(玉)17が、前記肩部56に乗り上げるのを防止している。   In the case of this example, the sensor cap 43 having the above-described configuration is supported and fixed to the outer ring 15a that constitutes the rolling bearing 7a. Therefore, the inner diameter of the inner peripheral surface of the outer ring 15a is large at the other axial end of the shoulder 56 provided on the other axial side of the outer ring raceway 55 formed in the axial center. A fitting step 57 is formed. The support tube portion 54 is press-fitted and fixed to the fitting stepped portion 57 in a range where the press-fit tightening margin is about 20 to 400 μm. This prevents the sensor cap 43 from falling off and prevents damage during press-fitting. Further, the rolling element (ball) 17 constituting the rolling bearing 7 a rides on the shoulder portion 56 while keeping the inner diameter dimension of the shoulder portion 56 adjacent to the outer ring raceway 55 in the axial direction small. To prevent.

又、上述の様に互いに組み合わせた、前記第一、第二両センサ38、39、前記第一、第二両基板40、41、及び、前記センサ支持ブロック42と、この第一基板40に接続した前記ハーネス50の一端部とを、図示しないエポキシ系接着剤やシリコン系接着剤等の樹脂系接着剤により封止(この樹脂部材に包埋)した状態で、前記センサキャップ43の内側に前記各固定用ピン49、49を利用して保持固定している。又、この状態で、前記ハーネス50の残部は、前記底部51の一部に形成したハーネス引出孔58を通じて軸方向に引き出している。又、本例の場合には、前記センサキャップ43を前記外輪15aの嵌合段差部57に圧入固定した状態で、内側に設置された前記第一センサ38を構成する検出部44aを、前記第一エンコーダ11の外周面(被検出面23)に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させると共に、前記第二センサ39を構成する検出部44bを、前記第二エンコーダ12の外周面(被検出面24)に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させている。この為、前記第一センサ38は、前記第一エンコーダ11の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させ、前記第二センサ39は、前記第二エンコーダ12の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる。そして、前記第一、第二両センサ38、39の出力信号を、軸方向に引き出された1本のハーネス50を通じて、図示しない演算器に送信する。又、このハーネス50を通じて、前記第一、第二両センサ38、39に電力を供給する。   In addition, the first and second sensors 38 and 39, the first and second substrates 40 and 41, and the sensor support block 42, which are combined with each other as described above, are connected to the first substrate 40. In the state where it is sealed (embedded in this resin member) with a resin-based adhesive such as an epoxy-based adhesive or a silicon-based adhesive (not shown), the above-mentioned one end portion of the harness 50 is The respective holding pins 49 and 49 are used to hold and fix. Further, in this state, the remaining portion of the harness 50 is pulled out in the axial direction through a harness lead-out hole 58 formed in a part of the bottom portion 51. In the case of this example, the detection portion 44a constituting the first sensor 38 installed on the inner side in the state where the sensor cap 43 is press-fitted and fixed to the fitting step portion 57 of the outer ring 15a, An outer peripheral surface of the second encoder 12 (a detection target 44b that constitutes the second sensor 39 while facing the outer peripheral surface (the detected surface 23) of one encoder 11 with a minute gap in the radial direction) It faces the surface 24) via a minute gap in the radial direction. Therefore, the first sensor 38 changes the output signal in response to the change in the magnetic characteristic of the first encoder 11, and the second sensor 39 outputs in response to the change in the magnetic characteristic of the second encoder 12. Change the signal. Then, the output signals of the first and second sensors 38 and 39 are transmitted to a calculator (not shown) through one harness 50 drawn in the axial direction. Further, power is supplied to the first and second sensors 38 and 39 through the harness 50.

以上の様な構成を有する本例のトルク測定装置付回転伝達装置5の場合、前記センサユニット13を構成する第一、第二両センサ38、39の出力信号は、前記トルク伝達軸6と共に前記第一、第二両エンコーダ11、12が回転する事に伴い、それぞれ周期的に変化する。ここで、この変化の周波数(及び周期)は、前記トルク伝達軸6の回転速度に見合った値をとる。従って、これら周波数(又は周期)と回転速度との関係を予め調べておけば、この周波数(又は周期)に基づいて、この回転速度を求められる。又、前記トルク伝達軸6によりトルクを伝達する際には、前記入力歯車8及び前記出力歯車9との間部分が弾性的に捩れ変形する事に伴い、前記トルク伝達軸6の軸方向両端部同士(第一、第二両エンコーダ11、12同士)が回転方向に相対変位する。そして、この様に第一、第二両エンコーダ11、11同士が回転方向に相対変位する結果、前記第一、第二両センサ38、39の出力信号同士の間の位相差比(=位相差/1周期)が変化する。ここで、この位相差比は、前記トルクに見合った値をとる。従って、これら位相差比とトルクとの関係を予め調べておけば、この位相差比に基づいて、このトルクを算出する事ができる。尚、この算出処理は、前記演算器により行う。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた、前記位相差比と前記トルクとの関係を、計算式やマップ等の型式で組み込んでおく。   In the case of the rotation transmission device 5 with the torque measuring device of the present example having the above-described configuration, the output signals of both the first and second sensors 38 and 39 constituting the sensor unit 13 are output together with the torque transmission shaft 6. As both the first and second encoders 11 and 12 rotate, they change periodically. Here, the frequency (and period) of this change takes a value commensurate with the rotational speed of the torque transmission shaft 6. Therefore, if the relationship between the frequency (or period) and the rotational speed is examined in advance, the rotational speed can be determined based on the frequency (or period). Further, when torque is transmitted by the torque transmission shaft 6, the axial direction both end portions of the torque transmission shaft 6 are caused as the portion between the input gear 8 and the output gear 9 is elastically torsionally deformed. The two (first and second encoders 11, 12) are relatively displaced in the rotational direction. As a result of the relative displacement of the first and second encoders 11 and 11 in the rotational direction in this way, the phase difference ratio between the output signals of the first and second sensors 38 and 39 (= phase difference). / 1 period) changes. Here, this phase difference ratio takes a value commensurate with the torque. Therefore, if the relationship between the phase difference ratio and the torque is examined in advance, the torque can be calculated based on the phase difference ratio. The calculation process is performed by the computing unit. For this reason, the relationship between the phase difference ratio and the torque, which has been investigated in advance by theoretical calculation or experiment, is incorporated in this computing unit in the form of a calculation formula, a map or the like.

特に本例の場合には、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すると共に、前記第二エンコーダ12を、前記内軸10の軸方向他端部に螺合固定している。この為、前記第一エンコーダ11と前記トルク伝達軸6とが相対回転する事を防止できると共に、前記第二エンコーダ12と前記内軸10とが相対回転する事を防止できる。従って、前記第一エンコーダ11と前記トルク伝達軸6との相対回転、又は、前記第二エンコーダ12と前記内軸10との相対回転に基づいて、前記第一、第二両センサ38、39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、本例のトルク測定装置付回転伝達装置5によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。   Particularly in the case of the present example, the first encoder 11 is screwed to the other end of the torque transmission shaft 6 in the axial direction, and the second encoder 12 is fixed to the other end of the inner shaft 10 in the axial direction. Are screwed and fixed. Therefore, the first encoder 11 and the torque transmission shaft 6 can be prevented from rotating relative to each other, and the second encoder 12 and the inner shaft 10 can be prevented from rotating relative to each other. Therefore, based on the relative rotation between the first encoder 11 and the torque transmission shaft 6 or the relative rotation between the second encoder 12 and the inner shaft 10, the first and second sensors 38, 39 It can prevent that a phase difference arises between output signals. As a result, according to the rotation transmission device 5 with the torque measuring device of this example, it is possible to improve the measurement accuracy of the torque.

しかも、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、前記ねじ環19の内周面に形成されたエンコーダ側円筒面部26を、前記トルク伝達軸6の外周面に形成された軸側円筒面部28に嵌合固定(円筒面嵌合)している。この為、旋盤加工に比べて同軸度を確保しにくいねじ加工により形成された前記雌ねじ部25のみによって、前記第一エンコーダ11を支持固定した場合に比べて、前記トルク伝達軸6に対するこの第一エンコーダ11の被検出面23の同軸度を高く確保できる。従って、この第一エンコーダ11の被検出面23と前記第一センサ38の検出部44aとの径方向距離を、この被検出面23の円周方向に亙り一定に保ち易くできる。これにより、トルクの測定精度の更なる向上を図れる。   Moreover, in a state in which the first encoder 11 is screwed and fixed to the other axial end of the torque transmission shaft 6, the encoder-side cylindrical surface portion 26 formed on the inner peripheral surface of the screw ring 19 is the torque transmission shaft 6 is fitted and fixed (cylindrical surface fitting) to a shaft side cylindrical surface portion 28 formed on the outer peripheral surface of 6. For this reason, compared with the case where the first encoder 11 is supported and fixed only by the female thread portion 25 formed by screw machining in which it is difficult to ensure the coaxiality as compared with the lathe machining, this first relative to the torque transmission shaft 6 is achieved. A high degree of coaxiality of the detection surface 23 of the encoder 11 can be secured. Therefore, the radial distance between the detection surface 23 of the first encoder 11 and the detection portion 44 a of the first sensor 38 can be easily kept constant in the circumferential direction of the detection surface 23. This can further improve the measurement accuracy of the torque.

又、前記第一エンコーダ11に、前記転がり軸受7aの軸方向に関する位置決めを図る為の抑えナットとしての機能を併せ持たせている為、別途、前記転がり軸受7aの軸方向に関する位置決めを図る為の専用の部材を設けずに済む。従って、部品点数の削減を図れると共に、装置の小型化を実現できる。   In addition, since the first encoder 11 is also provided with a function as a holding nut for positioning the rolling bearing 7a in the axial direction, it is separately provided for positioning the rolling bearing 7a in the axial direction. It is not necessary to provide a dedicated member. Therefore, the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized.

又、本例の場合には、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部の位相を、このトルク伝達軸6の内径側に配置された前記内軸10に伝達できる為、このトルク伝達軸6の軸方向他端部の位相を検出する為の前記第一エンコーダ11と、このトルク伝達軸6の軸方向一端部の位相を検出する為の第二エンコーダ12とを、このトルク伝達軸6の軸方向に関して他端側部分に隣接配置する(まとめて配置する)事ができる。従って、前記第一、第二両センサ38、39を前記センサ支持ブロック42に保持した1個のセンサユニット13を使用できる為、センサの取り付け作業性を良好にできる。具体的には、前記センサキャップ43を、前記転がり軸受7aを構成する外輪15aに取り付ける作業を1回行うだけで、前記第一、第二両センサ38、39を高精度に位置決めする事ができる。又、ハーネスの本数を2本{ハーネス4、4(図10参照)}から1本{ハーネス50(図1、4参照)}に減らす事ができる為、ハーネスの配線作業の簡略化を図れる(取り回し性を良好にできる)と共に、コスト及び重量の低減を図れる。   In the case of this example, the phase of one end of the torque transmission shaft 6 in the axial direction can be transmitted to the inner shaft 10 disposed on the inner diameter side of the torque transmission shaft 6. The first encoder 11 for detecting the phase of the other axial end, and the second encoder 12 for detecting the phase of one axial end of the torque transmission shaft 6 It can be disposed adjacent to the other end in the direction (collectively disposed). Therefore, since one sensor unit 13 in which the first and second sensors 38 and 39 are held by the sensor support block 42 can be used, the attachment workability of the sensor can be improved. Specifically, the first and second sensors 38 and 39 can be positioned with high accuracy by performing the operation of attaching the sensor cap 43 to the outer ring 15a constituting the rolling bearing 7a only once. . Further, since the number of harnesses can be reduced from two {harnesses 4 and 4 (see FIG. 10)} to one {harness 50 (see FIGS. 1 and 4)}, wiring of the harness can be simplified ( In addition, the handling property can be improved, and the cost and weight can be reduced.

又、前記第一、第二両センサ38、39を構成する端子45a、45bをそれぞれ、これら第一、第二両センサ38、39を構成する検出部44a、44bから略コ字形に折れ曲がる状態で引き出しており、これら各端子45a、45bにより、前記センサ支持ブロック42を径方向両側及び軸方向片側から取り囲む様にして、前記第一、第二両センサ38、39を前記センサ支持ブロック42に支持している。この為、直線状の端子を例えば放射方向(径方向)又は軸方向に配置する構成を採用した場合に比べて、前記第一、第二両センサ38、39の径方向及び軸方向に関する寸法を小さく抑える事ができる。従って、本例の構造によれば、前記第一、第二両センサ38、39の小型化を図る事ができる。この結果、これら第一、第二両センサ38、39を支持したセンサキャップ43が、前記転がり軸受7aを構成する外輪15aよりも径方向外方に突出する事を防止でき、このセンサキャップ43をこの外輪15aを内嵌固定した前記ハウジング14の内径側に配置する事が可能になる。   Further, the terminals 45a and 45b constituting the first and second sensors 38 and 39 are bent in a substantially U shape from the detecting portions 44a and 44b constituting the first and second sensors 38 and 39, respectively. The first and second sensors 38 and 39 are supported by the sensor support block 42 so as to surround the sensor support block 42 from both sides in the radial direction and from one side in the axial direction by these terminals 45a and 45b. doing. For this reason, compared with the case where the structure which arrange | positions a linear terminal in radial direction (radial direction) or an axial direction is employ | adopted, the dimension regarding the radial direction and axial direction of both said 1st, 2nd sensors 38 and 39 is used. It can be kept small. Therefore, according to the structure of this example, the first and second sensors 38 and 39 can be downsized. As a result, the sensor cap 43 supporting the first and second sensors 38 and 39 can be prevented from projecting radially outward more than the outer ring 15a constituting the rolling bearing 7a. The outer ring 15a can be disposed on the inner diameter side of the housing 14 in which the inner ring 15a is fitted and fixed.

又、前記第一、第二両センサ38、39を、円周方向に関する位相(位置)をずらした状態で、軸方向に関して互いに反対向きに配置している為、前記センサユニット13の軸方向寸法の短縮化を図れる。又、前記ハーネス50を軸方向に引き出している為、このセンサユニット13を取り付けた前記転がり軸受7aを、前記ハウジング14に内嵌固定する際に、前記ハーネス50が邪魔にならずに済み、取り付け作業性が低下する事を防止できる。   Further, since the first and second sensors 38 and 39 are arranged in opposite directions with respect to the axial direction in a state where the phase (position) in the circumferential direction is shifted, the axial dimension of the sensor unit 13 is determined. Can be shortened. Further, since the harness 50 is pulled out in the axial direction, the harness 50 does not get in the way when the rolling bearing 7a to which the sensor unit 13 is attached is fitted and fixed to the housing 14. It is possible to prevent the decrease in workability.

更に、前記トルク伝達軸6の表面硬さをHV400以上とすると共に、表面炭素濃度を0.2%以上としている為、このトルク伝達軸6の耐久性の向上を図れる。従って、本例のトルク測定装置付回転伝達装置5を、自動車や風力発電装置等、特に耐久性が要求される用途に好ましく適用できる。しかも、前記トルク伝達軸6を前記両転がり軸受7a、7bにより回転自在に支持している為、滑り軸受により支持する構成を採用した場合に比べて、前記トルク伝達軸6に作用する摩擦トルクを小さく抑えられる。この為、このトルク伝達軸6が伝達するトルクを大きく確保できて、前記第一、第二両センサ38、39の出力信号から得られるトルクの測定精度を良好にできる。   Furthermore, since the surface hardness of the torque transmission shaft 6 is HV400 or more and the surface carbon concentration is 0.2% or more, the durability of the torque transmission shaft 6 can be improved. Therefore, the rotation transmission device 5 with the torque measuring device of the present example can be preferably applied to applications such as automobiles and wind power generators that require particularly durability. In addition, since the torque transmission shaft 6 is rotatably supported by the both rolling bearings 7a and 7b, the friction torque acting on the torque transmission shaft 6 can be reduced as compared with the case where the structure is supported by the sliding bearing. It can be kept small. Therefore, the torque transmitted by the torque transmission shaft 6 can be secured large, and the measurement accuracy of the torque obtained from the output signals of the first and second sensors 38 and 39 can be improved.

[実施の形態の第2例]
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。
Second Example of Embodiment
A second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this example is that the inner shaft is omitted from the structure of the first example of the embodiment, and a set of the first encoder 11 and the first sensor 38 and a set of the second encoder 12 a and the second sensor 39 The torque transmission shaft 6 is disposed on both sides in the axial direction in a state of being separated in the axial direction. Since the configuration and operational effects of other parts are the same as in the case of the first example of the embodiment, the characteristic parts of this example will be described below.

本例の場合にも、前記トルク伝達軸6の軸方向両端部を、ハウジング14に対し、1対の転がり軸受7a、7bにより、回転自在に支持している。そして、前記第一、第二エンコーダ11、12aのうち、第一エンコーダ11を、前記トルク伝達軸6の軸方向他端部に支持固定している。この為、この第一エンコーダ11は、このトルク伝達軸6の軸方向他端部と共に回転可能である。これに対し、前記第二エンコーダ12aを、このトルク伝達軸6の軸方向一端部に支持固定している。この為、この第二エンコーダ12aは、このトルク伝達軸6の軸方向一端部と共に回転可能である。   Also in the case of this example, the axial direction both ends of the torque transmission shaft 6 are rotatably supported by the housing 14 by the pair of rolling bearings 7a and 7b. Of the first and second encoders 11 and 12 a, the first encoder 11 is supported and fixed to the other axial end of the torque transmission shaft 6. For this reason, the first encoder 11 is rotatable together with the other axial end portion of the torque transmission shaft 6. On the other hand, the second encoder 12a is supported and fixed to one end of the torque transmission shaft 6 in the axial direction. For this reason, the second encoder 12a can rotate together with one end of the torque transmission shaft 6 in the axial direction.

このうちの第一エンコーダ11の構成及び支持構造に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。これに対し、前記第二エンコーダ12aは、前述した実施の形態の第1例に関して、抑えナット35の外周面にエンコーダ本体を固定した如き構成を有しており、ナットの如きねじ環59と、このねじ環59の外周面に固定されたエンコーダ本体22aとから構成されている。このうちのねじ環59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59の内周面には、軸方向一端側半部に雌ねじ部60が形成されており、軸方向他端側半部にこの雌ねじ部60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61が形成されている。又、前記ねじ環59のうちの軸方向他端側半部(大径側部分)の外周面に、前記エンコーダ本体22aが固定されている。本例の場合には、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部外周面に形成された雄ねじ部36に前記雌ねじ部60を螺合すると共に、この雄ねじ部36に隣接して形成された、単一円筒面状の軸側円筒面部62に、前記エンコーダ側円筒面部61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、前記第二エンコーダ12aを前記トルク伝達軸6の軸方向一端部に螺合固定した状態で、この第二エンコーダ12aの軸方向側面により、転がり軸受7bを構成する内輪16bの軸方向側面を軸方向に抑え付けている。これにより、この転がり軸受7bの軸方向に関する位置決めを図っている(軸方向一端側に向けて変位する事を阻止している)。又、前記内輪16bの軸方向側面のうち、前記エンコーダ本体22aと軸方向に対向する面に、軸方向に凹んだ逃げ凹部63を全周に亙り形成し、このエンコーダ本体22aの軸方向側面が、前記内輪16bの軸方向側面に接触する事を防止している。   Among these, the configuration and support structure of the first encoder 11 are the same as those in the first example of the embodiment described above. On the other hand, the second encoder 12a has a configuration in which the encoder main body is fixed to the outer peripheral surface of the holding nut 35 in the first example of the embodiment described above, and a screw ring 59 such as a nut The encoder main body 22a is fixed to the outer peripheral surface of the screw ring 59. Among them, the screw ring 59 is formed by subjecting a metal material to forging, threading, and the like, and is configured to have a crank shape in cross section. Further, a female thread portion 60 is formed on the inner circumferential surface of the threaded ring 59 at one half side in the axial direction, and an inner diameter dimension larger than the inner diameter dimension of the female thread portion 60 is formed at the other half side portion in the axial direction. The encoder-side cylindrical surface portion 61 having a single cylindrical surface shape is formed. The encoder body 22a is fixed to the outer peripheral surface of the other half in the axial direction (large diameter side portion) of the screw ring 59. In the case of this example, the female screw portion 60 is screwed to the male screw portion 36 formed on the outer peripheral surface of one end portion in the axial direction of the torque transmission shaft 6, and a single screw is formed adjacent to the male screw portion 36. The encoder-side cylindrical surface portion 61 is fitted and fixed (cylindrical surface fitting and external fitting fixation) to a cylindrical surface-shaped axial-side cylindrical surface portion 62 without any radial gap. Further, in the state where the second encoder 12a is screwed and fixed to one axial end portion of the torque transmission shaft 6 in this manner, the inner ring 16b constituting the rolling bearing 7b by the axial side surface of the second encoder 12a. The axial side is held down in the axial direction. Thus, the positioning of the rolling bearing 7b in the axial direction is achieved (displacement toward one end in the axial direction is prevented). In the axial side surface of the inner ring 16b, an axially recessed relief recess 63 is formed over the entire circumference on the surface facing the encoder main body 22a in the axial direction, and the axial side surface of the encoder main body 22a is This prevents contact with the side surface in the axial direction of the inner ring 16b.

又、本例の場合には、第一、第二両センサ38、39のうち、第一センサ38を、前記転がり軸受7aを構成する外輪15aに支持固定しており、第二センサ39を、前記転がり軸受7bを構成する外輪15bに支持固定している。より具体的には、前記第一センサ38を、第一基板40と、センサ支持ブロック42aと、センサキャップ43aとを組み合わせて、センサユニット13aを構成し、前記外輪15aに支持固定している。同様に、前記第二センサ39に就いても、第二基板41と、センサ支持ブロック42bと、センサキャップ43bとを組み合わせて、センサユニット13bを構成し、前記外輪15bに支持固定している。   Further, in the case of this example, the first sensor 38 of the first and second sensors 38 and 39 is supported and fixed to the outer ring 15a constituting the rolling bearing 7a, and the second sensor 39 is It is supported and fixed to the outer ring 15b constituting the rolling bearing 7b. More specifically, the first sensor 38 is configured by combining a first substrate 40, a sensor support block 42a, and a sensor cap 43a to constitute a sensor unit 13a, and is supported and fixed to the outer ring 15a. Similarly, in the second sensor 39, the second substrate 41, the sensor support block 42b, and the sensor cap 43b are combined to constitute a sensor unit 13b, which is supported and fixed to the outer ring 15b.

又、前記各センサ支持ブロック42a、42bとして、合成樹脂製で、部分円環状に構成されており、円周方向1個所にのみ取付部を備えたものを使用している。そして、この取付部に対し、前記第一、第二各センサ38、39を、それぞれ取り付けている。具体的には、これら第一、第二各センサ38、39を構成する略コ字形の端子45a、45bにより、前記各取付部を、それぞれ径方向両側及び軸方向片側から取り囲む様に、前記第一、第二各センサ38、39を前記各取付部に取り付けている。   Each of the sensor support blocks 42a and 42b is made of synthetic resin and is configured in a partial annular shape, and has a mounting portion only at one place in the circumferential direction. The first and second sensors 38 and 39 are attached to the attachment portion, respectively. Specifically, the substantially U-shaped terminals 45a and 45b constituting the first and second sensors 38 and 39 respectively surround the attachment portions from both the radial direction and the axial direction, respectively. The first and second sensors 38 and 39 are attached to the attachment portions.

そして、前記第一、第二各センサ38、39を構成する端子45a、45bの先端部を、前記各センサ支持ブロック42a、42bの軸方向側面にそれぞれ支持された前記第一、第二各基板40、41に対し、それぞれ電気的に接続している。又、これら第一、第二各基板40、41に対し、それぞれ図示しないハーネスを電気的に接続している。   The first and second substrates are respectively supported by the tip portions of the terminals 45a and 45b constituting the first and second sensors 38 and 39 on the axial side surfaces of the sensor support blocks 42a and 42b, respectively. 40 and 41 are electrically connected to each other. Further, harnesses (not shown) are electrically connected to the first and second substrates 40 and 41, respectively.

又、前記各センサ支持ブロック42a、42bに対し、前記第一、第二各センサ38、39を取り付けると共に、前記第一、第二各基板40、41を支持した状態で、これら各部材38、40、42aを、前記センサキャップ43a内に収納すると共に、前記各部材39、41、42bを、前記センサキャップ43b内に収納している。そして、これら両センサキャップ43a、43bのうち、一方のセンサキャップ43aを、前記転がり軸受7aを構成する外輪15aに支持固定(内嵌固定)し、他方のセンサキャップ43bを、前記転がり軸受7bを構成する外輪15bに支持固定(内嵌固定)している。尚、これら両センサキャップ43a、43bの支持構造に就いても、基本的には、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。   In addition, the first and second sensors 38 and 39 are attached to the sensor support blocks 42a and 42b, and the first and second substrates 40 and 41 are supported. 40 and 42a are accommodated in the sensor cap 43a, and the members 39, 41 and 42b are accommodated in the sensor cap 43b. Of these sensor caps 43a and 43b, one sensor cap 43a is supported and fixed (internally fitted) to the outer ring 15a constituting the rolling bearing 7a, and the other sensor cap 43b is fixed to the rolling bearing 7b. It is supported and fixed (fixed by internal fitting) to the outer ring 15b that constitutes it. The support structure for both sensor caps 43a and 43b is basically the same as in the first example of the above embodiment.

以上の様な構成により、前記センサキャップ43aの内側に設置された前記第一センサ38を構成する検出部44aを、前記第一エンコーダ11の外周面(被検出面23)に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させると共に、前記センサキャップ43bの内側に配置された前記第二センサ39を構成する検出部44bを、前記第二エンコーダ12aの外周面(被検出面24a)に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させている。この為、前記第一センサ38は、前記第一エンコーダ11の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させ、前記第二センサ39は、前記第二エンコーダ12aの磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる。そして、前記第一、第二両センサ38、39の出力信号を、軸方向にそれぞれ引き出された2本のハーネスを通じて、図示しない演算器に送信する。又、これら各ハーネスを通じて、前記第一、第二各センサ38、39に電力を供給する。   With the configuration as described above, the detection unit 44a constituting the first sensor 38 installed inside the sensor cap 43a is made minute with respect to the outer peripheral surface (detected surface 23) of the first encoder 11 in the radial direction. The detection part 44b which comprises the said 2nd sensor 39 arrange | positioned through the clearance gap and is arrange | positioned inside the said sensor cap 43b is related to radial direction with respect to the outer peripheral surface (detected surface 24a) of the said 2nd encoder 12a. It is made to oppose via a minute gap. Therefore, the first sensor 38 changes the output signal corresponding to the change in the magnetic characteristic of the first encoder 11, and the second sensor 39 outputs the change corresponding to the change in the magnetic characteristic of the second encoder 12a. Change the signal. Then, the output signals of the first and second sensors 38 and 39 are transmitted to a computing unit (not shown) through the two harnesses respectively drawn in the axial direction. Further, power is supplied to the first and second sensors 38 and 39 through these harnesses.

以上の様な構成を有する本例のトルク測定装置付回転伝達装置5の場合、第一、第二両センサ38、39の出力信号は、前記トルク伝達軸6と共に前記第一、第二両エンコーダ11、12aが回転する事に伴い、それぞれ周期的に変化する。ここで、この変化の周波数(及び周期)は、前記トルク伝達軸6の回転速度に見合った値をとる。従って、これら周波数(又は周期)と回転速度との関係を予め調べておけば、この周波数(又は周期)に基づいて、この回転速度を求められる。又、前記トルク伝達軸6によりトルクを伝達する際には、入力歯車8と出力歯車9との間部分が弾性的に捩れ変形する事に伴い、前記トルク伝達軸6の軸方向両端部同士(第一、第二両エンコーダ11、12a同士)が回転方向に相対変位する。そして、この様に第一、第二両エンコーダ11、12a同士が回転方向に相対変位する結果、前記第一、第二両センサ38、39の出力信号同士の間の位相差比(=位相差/1周期)が変化する。ここで、この位相差比は、前記トルクに見合った値をとる。従って、これら位相差比とトルクとの関係を予め調べておけば、この位相差比に基づいて、このトルクを求められる。   In the case of the rotation transmission device 5 with the torque measuring device of this example having the above-described configuration, the output signals of the first and second sensors 38 and 39 together with the torque transmission shaft 6 are both the first and second encoders. As 11 and 12a rotate, each changes periodically. Here, the frequency (and period) of this change takes a value commensurate with the rotational speed of the torque transmission shaft 6. Therefore, if the relationship between the frequency (or period) and the rotational speed is examined in advance, the rotational speed can be determined based on the frequency (or period). Further, when torque is transmitted by the torque transmission shaft 6, the axial direction end portions of the torque transmission shaft 6 are mutually connected as the portion between the input gear 8 and the output gear 9 is elastically torsionally deformed ( The first and second encoders 11 and 12a are relatively displaced in the rotational direction. Then, as a result of relative displacement of the first and second encoders 11, 12a relative to each other in the rotational direction, the phase difference ratio between the output signals of the first and second sensors 38, 39 (= phase difference) / 1 period) changes. Here, this phase difference ratio takes a value commensurate with the torque. Therefore, if the relationship between the phase difference ratio and the torque is examined in advance, the torque can be obtained based on the phase difference ratio.

又、本例のトルク測定装置付回転伝達装置5の場合には、前記トルク伝達軸6の軸方向両端部に対し、前記第一、第二各エンコーダ11、12aをそれぞれ螺合固定している。この為、これら第一、第二各エンコーダ11、12aと前記トルク伝達軸6とが相対回転する事を防止できる。従って、本例の場合にも、これら第一、第二各エンコーダ11、12aとトルク伝達軸6との相対回転に基づいて、前記第一、第二両センサ38、39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、本例のトルク測定装置付回転伝達装置5によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。
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。
Further, in the case of the rotation transmission device 5 with the torque measuring device of this example, the first and second encoders 11 and 12a are screwed and fixed to both axial ends of the torque transmission shaft 6, respectively. . Therefore, relative rotation between the first and second encoders 11 and 12a and the torque transmission shaft 6 can be prevented. Therefore, also in this example, based on the relative rotation between the first and second encoders 11 and 12a and the torque transmission shaft 6, the output signals of the first and second sensors 38 and 39 Can prevent the occurrence of phase difference. As a result, according to the rotation transmission device 5 with the torque measuring device of this example, it is possible to improve the measurement accuracy of the torque.
About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example of the said embodiment.

参考例
本発明に関する参考例に就いて、図8を参照しつつ説明する。本参考例の特徴は、上述した実施の形態の第2例の構造関して、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。
[ Reference example ]
A reference example relating to the present invention will be described with reference to FIG. Features of the present embodiment is provided regarding the structure of the second example of the embodiment described above, the first, second encoder 11a, as 12b, the rolling bearing 7a, the functions for achieving the positioning in the axial direction of 7b In addition to using a non-existing one, the support structure of the holders 77a and 77b holding the first and second sensors 38 and 39 (for example, embedded support) is devised.

即ち、本参考例の場合には、前記第一エンコーダ11aを、断面矩形状のねじ環19aと、このねじ環19aの外周面に固定された前記エンコーダ本体21aとから構成しており、このうちのねじ環19aの内周面に形成された雌ねじ部25aを、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に螺合している。本参考例の場合、この状態で、前記第一エンコーダ11aの軸方向側面は、前記転がり軸受7aを構成する内輪16aの軸方向側面に当接させず、前記トルク伝達軸6の外周面に形成された段差面に当接させている。又、前記第二エンコーダ12bを、断面矩形状のねじ環59aと、このねじ環59aの外周面に固定された前記エンコーダ本体22bとから構成しており、このうちのねじ環59aの内周面に形成された雌ねじ部60aを、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部外周面に形成された雄ねじ部36aに螺合している。又、この状態で、前記第二エンコーダ12bの軸方向側面は、前記転がり軸受7bを構成する内輪16bの軸方向側面に当接させず、前記トルク伝達軸6の外周面に形成された段差面に当接させている。本参考例の場合には、この転がり軸受7bの軸方向に関する位置決めを図る為に、前述した実施の形態の第1例の場合と同様、前記トルク伝達軸6の軸方向一端部外周面に、抑えナット35を螺着している。 That is, in the case of the present reference example, the first encoder 11a, a rectangular cross section of the screw ring 19a, constitutes from said encoder body 21a which is fixed to the outer peripheral surface of the screw ring 19a, these The female screw portion 25a formed on the inner peripheral surface of the screw ring 19a is screwed into the male screw portion 27 formed on the outer peripheral surface of the other end portion in the axial direction of the torque transmission shaft 6. For this reference example, in this state, formed on the axial side of the first encoder 11a does not contact with the axial side surface of the inner ring 16a which constitutes the rolling bearing 7a, the outer peripheral surface of the torque transmission shaft 6 It is made to contact | abut to the stepped surface made. The second encoder 12b includes a screw ring 59a having a rectangular cross section and the encoder body 22b fixed to the outer peripheral surface of the screw ring 59a, and the inner peripheral surface of the screw ring 59a. The female screw portion 60a formed on the outer peripheral surface of the torque transmission shaft 6 is screwed into a male screw portion 36a formed on the outer peripheral surface of the axial direction one end portion. Further, in this state, the side surface in the axial direction of the second encoder 12b is not brought into contact with the side surface in the axial direction of the inner ring 16b constituting the rolling bearing 7b, and the step surface formed on the outer peripheral surface of the torque transmission shaft 6 It is made to abut. In the case of this reference example, in order to position the rolling bearing 7b in the axial direction, the outer peripheral surface of one end portion in the axial direction of the torque transmission shaft 6 is the same as in the first example of the embodiment described above. A retaining nut 35 is screwed.

又、本参考例の場合、前記第一、第二各センサ38、39をそれぞれ内部に保持した前記各ホルダ77a、77bを、前記各転がり軸受7a、7bを構成する外輪15a、15bではなく、ハウジング14に対してそれぞれ支持固定(内嵌固定)している。 In the case of this reference example, the holders 77a and 77b holding the first and second sensors 38 and 39 respectively are not the outer rings 15a and 15b constituting the rolling bearings 7a and 7b. The housing 14 is supported and fixed (fixed by internal fitting).

以上の様な構成を有する本参考例の場合には、前記第一、第二各エンコーダ11a、12bを、前記各転がり軸受7a、7bの軸方向に関する位置決めを図る為に利用していない。この為、前記第一、第二各エンコーダ11a、12aを構成するねじ環19a、59aとして、形状が単純なものを利用できると共に、前記各転がり軸受7a、7bを構成する内輪16a、16bの軸方向側面に逃げ凹部を形成しなくて済む。この為、コスト低減を図る上で有利になる。又、前記実施の形態の第2例の場合(外輪15a、15bに取り付ける場合)に比べて、前記各ホルダ77a、77bの取付構造に関する自由度を高くできる。又、前記ハウジング14の変形時に、第一、第二両センサ38、39が、第一、第二両エンコーダ11a、12bに対して同方向に変位する為、前記ハウジング14の変形が、トルクの検出精度に与える影響を小さくできる。
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。
More in the case of the present embodiment having the such a structure, the first, second the encoders 11a, a 12b, not used to achieve the positioning in the axial direction of the rolling bearings 7a, 7b. Therefore, as the screw rings 19a and 59a constituting the first and second encoders 11a and 12a, those having a simple shape can be used, and the shafts of the inner rings 16a and 16b constituting the respective rolling bearings 7a and 7b. There is no need to form a relief recess on the side surface. This is advantageous in reducing costs. In addition, the degree of freedom regarding the mounting structure of the holders 77a and 77b can be increased as compared with the second example of the embodiment (when mounting to the outer rings 15a and 15b). Further, when the housing 14 is deformed, the first and second sensors 38 and 39 are displaced in the same direction with respect to the first and second encoders 11a and 12b. The impact on detection accuracy can be reduced.
Other configurations and operational effects are the same as those of the first and second examples of the above-described embodiment.

[実施の形態の第例]
本発明の実施の形態の第例に就いて、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、上述した参考例の場合と同様に、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。
Third Example of Embodiment
A third example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As to the structure of the first example of the embodiment described above, the feature of this example is provided with a function to position the rolling bearing 7a in the axial direction as the first encoder 11b as in the case of the reference example described above. It is in the point which devised the support structure of the holder 77c which hold | maintained the 1st, 2nd sensor 38, 39 inside while using what was not.

即ち、本例の場合には、前記第一エンコーダ11bを、金属板にプレス加工及びねじ加工等を施して造られた、断面クランク形の支持環64と、この支持環64の外周面に固定されたエンコーダ本体21bとから構成している。このうちの支持環64は、内周面に雌ねじ部65が形成された小径筒部66と、外周面に前記エンコーダ本体21bを固定した大径筒部67と、これら小径筒部66の軸方向他端部と大径筒部67の軸方向他端部とを連続する円輪部68とを備える。そして、前記小径筒部66の内周面に形成された雌ねじ部65を、トルク伝達軸6aの軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部27に螺合し、前記第一エンコーダ11bを前記トルク伝達軸6aの軸方向他端部に螺合固定している。又、この状態で、前記第一エンコーダ11bの軸方向側面は、前記転がり軸受7aを構成する内輪16aの軸方向側面には当接させていない。本例の場合には、この転がり軸受7aの軸方向に関する位置決めを図る為に、前記トルク伝達軸6aの軸方向他端寄り部分の外周面に、抑えナット35aを螺着している。   That is, in the case of this example, the first encoder 11b is fixed to the outer peripheral surface of the support ring 64 having a crank shape in cross section, which is formed by pressing and screwing a metal plate and the like. And the encoder main body 21b. Of these, the support ring 64 includes a small-diameter cylindrical portion 66 having an internal thread portion 65 formed on the inner peripheral surface, a large-diameter cylindrical portion 67 having the encoder body 21b fixed to the outer peripheral surface, and the axial direction of the small-diameter cylindrical portion 66. An annular portion 68 is provided which is continuous with the other end portion and the other axial end portion of the large diameter cylindrical portion 67. Then, the female screw portion 65 formed on the inner peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 66 is screwed to the male screw portion 27 formed on the outer peripheral surface of the other axial end portion of the torque transmission shaft 6a, and the first encoder 11b is engaged. The torque transmission shaft 6a is screwed and fixed to the other axial end portion. Further, in this state, the axial side surface of the first encoder 11b is not in contact with the axial side surface of the inner ring 16a constituting the rolling bearing 7a. In the case of this example, in order to position the rolling bearing 7a in the axial direction, a holding nut 35a is screwed onto the outer peripheral surface of the torque transmission shaft 6a near the other end in the axial direction.

又、本例の場合には、第二エンコーダ12cとして、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、ねじ環59bと、このねじ環59bの外周面に固定されたエンコーダ本体22cとから構成している。そして、このねじ環59bの内周面に形成された雌ねじ部60bを、内軸10の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部34に螺合している。これにより、前記第二エンコーダ12cを、前記内軸10の軸方向他端部に螺合固定している。本例の場合には、前記ねじ環59bを、円筒状の支持筒部69と、この支持筒部69の軸方向中間部から径方向外方に突出する状態で形成された外向フランジ部70と、この外向フランジ部70の径方向外端部から軸方向他端側に直角に折れ曲がる状態で形成された大径筒部71とから構成しており、このうちの大径筒部71の外周面に、前記エンコーダ本体22cを固定している。又、前記支持筒部69の内周面のうち、軸方向他端側半部には、前記雌ねじ部60bが形成されており、軸方向一端側半部には、エンコーダ側円筒面部72が形成されている。そして、前記雌ねじ部60bを、前記雄ねじ部34に螺合させた状態で、このエンコーダ側円筒面部72を、前記内軸10の軸方向他端寄り部分の外周面に形成された軸側円筒面部73に、径方向の隙間なく嵌合(円筒面嵌合)させている。   In the case of this example, the second encoder 12c is fixed to a screw ring 59b, which is made by subjecting a metal material to forging and screwing, and the outer peripheral surface of the screw ring 59b. And an encoder main body 22c. The female screw portion 60b formed on the inner peripheral surface of the screw ring 59b is screwed to the male screw portion 34 formed on the outer peripheral surface of the other axial end portion of the inner shaft 10. Thus, the second encoder 12c is screwed and fixed to the other axial end portion of the inner shaft 10. In the case of this embodiment, the screw ring 59b is formed by a cylindrical support cylindrical portion 69, and an outwardly directed flange portion 70 which protrudes radially outward from an axial intermediate portion of the support cylindrical portion 69. The outer peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 71 is constituted by the large diameter cylindrical portion 71 formed so as to be bent at a right angle to the other end side in the axial direction from the radial outer end portion of the outward flange portion 70. The encoder main body 22c is fixed to the The female screw 60b is formed on the other end half of the inner peripheral surface of the support cylindrical portion 69 in the axial direction, and the encoder-side cylindrical surface portion 72 is formed on the other half in the axial direction. Has been. Then, in a state where the female screw portion 60 b is screwed to the male screw portion 34, the encoder-side cylindrical surface portion 72 is formed on the outer peripheral surface of the inner shaft 10 near the other end in the axial direction. 73 is fitted (cylindrical surface fitting) with no gap in the radial direction.

又、本例の場合には、前記第一、第二センサ38、39をまとめて内部に保持した前記ホルダ77cを、前記転がり軸受7aを構成する外輪15aではなく、ハウジング14に対して支持固定(内嵌固定)している。又、前記トルク伝達軸6aを、軸方向に2分割した如き構成を採用している。即ち、このトルク伝達軸6aを、軸方向一端側の第一軸素子74と、外周面に入力歯車8を一体的に固設した軸方向他端側の第二軸素子75とを、これら両素子74、75の内周面と前記内軸10の外周面との間に配置した円管状のトーションバー76の軸方向両端部にトルク伝達可能に係合(例えばインボリュートスプライン係合)させる事により構成している。これにより、単位トルク当たりの前記両エンコーダ11b、12c同士の相対回転量を多くして、トルクの測定感度を大きくしている。   In the case of this example, the holder 77c holding the first and second sensors 38 and 39 together is supported and fixed to the housing 14, not to the outer ring 15a constituting the rolling bearing 7a. (Fixed inside). The torque transmission shaft 6a is divided into two parts in the axial direction. That is, the torque transmission shaft 6a is divided into a first shaft element 74 on one end side in the axial direction and a second shaft element 75 on the other end side in the axial direction in which the input gear 8 is integrally fixed on the outer peripheral surface. By engaging with both ends in the axial direction of a circular torsion bar 76 arranged between the inner peripheral surface of the elements 74 and 75 and the outer peripheral surface of the inner shaft 10 (for example, involute spline engagement). Configured. As a result, the relative rotation amount between the encoders 11b and 12c per unit torque is increased to increase the torque measurement sensitivity.

以上の様な構成を有する本例の場合には、前記第一エンコーダ11bを、転がり軸受7aの軸方向の位置決めを図る為に利用していない。この為、この第一エンコーダ11bを構成する支持環64として、ナット状のものではなく、金属板にプレス加工及びねじ加工等を施して造られたものを使用できる。従って、前記第一エンコーダ11bの軽量化を図れると共に、コストの低減を図れる。又、前記実施の形態の第1例の場合(外輪15aに取り付ける場合)に比べて、前記ホルダ77cの取付構造に関する自由度を高くできる。
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。
In the case of this example having the above-described configuration, the first encoder 11b is not used for the purpose of positioning the rolling bearing 7a in the axial direction. For this reason, the support ring 64 constituting the first encoder 11b is not a nut-like one, and a metal plate made by pressing or screwing a metal plate can be used. Accordingly, the weight of the first encoder 11b can be reduced and the cost can be reduced. Further, the degree of freedom regarding the mounting structure of the holder 77c can be made higher than in the case of the first example of the embodiment (when mounting to the outer ring 15a).
About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example of the said embodiment.

本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を構成するトルク伝達軸は、自動車のパワートレインを構成する回転軸に限らず、例えば、風車の回転軸(主軸、増速器の回転軸)、圧延機のロールネック、鉄道車両の回転軸(車軸、減速機の回転軸)、工作機械の回転軸(主軸、送り系の回転軸)、鉄鋼用・建設機械・農業機械・家庭用電気器具・モータの回転軸等、各種機械装置の回転軸を対象にする事ができる。又、自動車のパワートレインを構成する場合には、例えば、トルクコンバータからトルクが入力されるインプットシャフト(タービンシャフト)や、カウンタシャフトを対象とする事ができる。又、本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を組み込んで変速機を構成する場合の変速機の形式は、特に限定されず、オートマチックトランスミッション(AT)、ベルト式やトロイダル式等の各種無段変速機(CVT)、オートメーテッドマニュアルトランスミッション(AMT)、デュアルクラッチトランスミッション(DCT)、トランスファー等、車側の制御により変速を行う変速機を採用できる。又、変速機の設置位置と駆動輪との関係は特に限定されず、前置エンジン前輪駆動車(FF車)、前置エンジン後輪駆動車(FR車)、及び、四輪駆動車等が対象となる。又、測定した回転速度及びトルクは、変速制御やエンジンの出力制御以外の車両制御を行う為に利用しても良い。又、前記変速機の上流側に置かれる動力源は、必ずしもガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である必要はなく、例えばハイブリッド車や電気自動車に用いられる電動モータであっても良い。又、本発明を実施する場合に、トルクを測定する事は必須であるが、回転速度を測定する事は必須ではない。回転速度が必要であっても、別途簡易な構造により測定する事もできる。更に、上述した実施の形態及び参考例では、エンコーダを永久磁石製とすると共に、エンコーダの被検出面にN極とS極とを、円周方向に関して交互に配置する構成を採用した構造を例に説明したが、エンコーダを単なる磁性材製とすると共に、このエンコーダの被検出面に凸部、舌片、又は柱部等の充実部と、凹部、切り欠き、又は透孔等の除肉部とを、円周方向に関して交互に配置する構成を採用する事もできる。この様な構成を採用する場合には、センサ側に永久磁石を組み込む。更に、前述した実施の形態の各例及び参考例の構造は、適宜組み合わせて実施する事ができる。又、実施の形態の各例及び参考例では、トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受として玉軸受及び円すいころ軸受を使用した場合に就いて説明したが、本発明を実施する場合には、深溝玉軸受、ニードル軸受、円筒ころ軸受、アンギュラ玉軸受等、従来から知られた各種構造の転がり軸受を使用できる。又、本発明を実施する場合に、第一エンコーダと第二エンコーダとのうち、何れか一方のエンコーダのみを、螺合固定する構成を採用しても良い。但し、この場合には、他方のエンコーダに関しては、相対回転を防止する為に、キー係合等のその他の回り止め機構を組み合わせて実施する事が好ましい。 The torque transmission shaft that constitutes the rotation transmission device with a torque measurement device of the present invention is not limited to the rotation shaft that constitutes the powertrain of an automobile, and, for example, the rotation shaft of a wind turbine (spindle, rotation shaft of speed enhancer), rolling mill Roll neck, rolling shaft of rolling stock (axle, rotating shaft of reduction gear), rotating shaft of machine tool (main shaft, rotating shaft of feed system), steel, construction machinery, agricultural machinery, household electric appliances, motors The rotating shafts of various mechanical devices such as rotating shafts can be targeted. Further, when configuring a power train of an automobile, for example, an input shaft (turbine shaft) to which torque is input from a torque converter or a countershaft can be targeted. Further, the type of transmission in the case of constituting a transmission by incorporating the rotation transmitting device with a torque measuring device of the present invention is not particularly limited, and various continuously variable transmissions such as automatic transmission (AT), belt type and toroidal type It is possible to adopt a transmission that changes gears under the control of the vehicle, such as a machine (CVT), an automated manual transmission (AMT), a dual clutch transmission (DCT), and a transfer. Also, the relationship between the installation position of the transmission and the drive wheels is not particularly limited, and front-end front-wheel drive cars (FF cars), front-engine rear-wheel drive cars (FR cars), four-wheel drive cars, etc. It becomes an object. The measured rotational speed and torque may be used to perform vehicle control other than shift control and engine output control. Further, the power source placed on the upstream side of the transmission does not necessarily need to be an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and may be an electric motor used for a hybrid vehicle or an electric vehicle, for example. Moreover, when implementing this invention, it is essential to measure a torque, but it is not essential to measure a rotational speed. Even if rotation speed is required, it can be measured by a separate simple structure. Furthermore, in the embodiment and the reference example described above, a structure is adopted in which the encoder is made of a permanent magnet, and a configuration in which the N pole and the S pole are alternately arranged in the circumferential direction on the detected surface of the encoder The encoder is made of a simple magnetic material, and the detection surface of the encoder has a solid portion such as a convex portion, a tongue or a pillar portion, and a non-walled portion such as a concave portion, a notch or a through hole. It is also possible to adopt a configuration in which these are alternately arranged in the circumferential direction. When such a configuration is adopted, a permanent magnet is incorporated on the sensor side. Furthermore, the structures of the above-described embodiments and reference examples can be combined as appropriate. In each example and reference example of the embodiment, the case where a ball bearing and a tapered roller bearing are used as a rolling bearing for rotatably supporting the torque transmission shaft has been described. Conventionally known rolling bearings having various structures such as deep groove ball bearings, needle bearings, cylindrical roller bearings, angular contact ball bearings, and the like can be used. Moreover, when implementing this invention, you may employ | adopt the structure which screw-fixes only either one encoder among a 1st encoder and a 2nd encoder. However, in this case, the other encoder is preferably combined with another anti-rotation mechanism such as key engagement in order to prevent relative rotation.

1 トルク伝達軸
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque transmission shaft 2 Encoder 3 Sensor 4 Harness 5 Rotation transmission device with torque measuring device 6, 6a Torque transmission shaft 7a, 7b Rolling bearing 8 Input gear 9 Output gear 10 Inner shaft 11, 11a, 11b First encoder 12, 12a, 12b, 12c Second encoder 13, 13a, 13b Sensor unit 14 Housing 15a, 15b Outer ring 16a, 16b Inner ring 17 Rolling element 18 Large diameter portion 19, 19a Threaded ring 20 Support ring 21, 21a, 21b Encoder body 22, 22a, 22b 22c Encoder body 23 Detected surface 24, 24a Detected surface 25, 25a Female thread 26 Encoder side cylindrical surface 27 Male thread 28 Shaft side cylindrical surface 29 Relief recess 30 Female thread 31 Small diameter cylinder 32 Large diameter cylinder 33 Ring Part 34 Male thread part 35, 35a Holding nut 36, 36a Male thread portion 37 Female thread portion 38 First sensor 39 Second sensor 40 First substrate 41 Second substrate 42, 42a, 42b Sensor support block 43, 43a, 43b Sensor cap 44a, 44b Detector 45a, 45b Terminal 46a, 46b Connecting member 47a, 47b Attachment portion 48 Engagement hole 49 Fixing pin 50 Harness 51 Bottom portion 52 Outer cylinder portion 53 Abutment ring portion 54 Support cylinder portion 55 Outer ring raceway 56 Shoulder portion 57 Fitting stepped portion 58 Harness extraction hole 59 , 59a, 59b Threaded ring 60, 60a, 60b Female threaded portion 61 Encoder-side cylindrical surface portion 62 Shaft-side cylindrical surface portion 63 Recessed concave portion 64 Support ring 65 Female threaded portion 66 Small-diameter cylindrical portion 67 Large-diameter cylindrical portion 68 Circular ring portion 69 Supporting cylindrical portion 70 Outward flange portion 71 Large diameter cylindrical portion 72 Encoder side cylindrical surface portion 73 Shaft side cylinder Part 74 The first shaft element 75 the second shaft element 76 the torsion bars 77a, 77b, 77c holder

Claims (2)

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おり
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、
事を特徴とするトルク測定装置付回転伝達装置。
A torque transmission shaft that transmits torque during use;
A pair of encoders that alternately change the characteristics of each detected surface in the circumferential direction and are supported by a member that rotates directly on the torque transmission shaft or in synchronization with the torque transmission shaft when in use;
A pair of sensors supported by a portion that does not rotate even when used in a state in which each detection unit is opposed to the detection surface of each encoder.
A rotation transmission device with a torque measuring device,
Wherein, of the two encoders, at least one of the encoder are screwed fixed to member that rotates in synchronization with the torque transmission shaft at the torque transmitting shaft or use,
A part of the circumferential surface of the one encoder is fitted and fixed to a part of the circumferential surface of a member to which the one encoder is screwed and fixed,
A rotation transmission device with a torque measuring device characterized by the above.
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に記載したトルク測定装置付回転伝達装置。 The axial positioning of the rolling bearing in the axial direction is achieved by axially restraining the axial side of the inner ring constituting the rolling bearing for rotatably supporting the torque transmission shaft by the axial side of the one encoder. The rotation transmission device with a torque measuring device according to claim 1 .
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