JP6554938B2 - トルク測定装置付回転伝達装置 - Google Patents

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。

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２０を参照しつつ説明する。

図２０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。

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。

ところで、例えば特許文献３には、軸の回転速度を検出する構造に関して、この軸を回転自在に支持する為の転がり軸受のうち、外輪にセンサを支持すると共に、内輪にエンコーダを支持する構造が開示されている。この様な構造によれば、軸に比べて小型の内輪にエンコーダを固定できる為、エンコーダの取付作業性を向上する事ができ、又、ハウジングにセンサを固定する為の取付孔等を形成しなくて済む為、センサの取付作業性も向上する事ができる。

但し、上述した様な特許文献３に記載されたエンコーダ及びセンサに関する支持構造を、前記図２０に示したトルクの検出構造に適用した場合、次の様な問題を生じる可能性がある。
例えば、前記図２０に示した構造に関して、前記トルク伝達軸１の軸方向両端部を、それぞれ転がり軸受によりハウジングに対し回転自在に支持する構造を採用し、これら各転がり軸受を構成する内輪にそれぞれエンコーダ２、２を支持し、これら各転がり軸受を構成する外輪にそれぞれセンサ３、３を支持する事を考える。この様な場合、何れか一方の内輪とこの内輪を外嵌固定した前記トルク伝達軸１とが僅かにでも相対回転すると、このトルク伝達軸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。又、何れか一方の外輪とこの外輪を内嵌固定したハウジングとが僅かにでも相対回転した場合にも、前記トルク伝達軸１には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。この様に、前記内輪と前記トルク伝達軸１との間部分、又は、前記外輪と前記ハウジングとの間部分に相対回転（クリープ）が生じた場合、トルクの測定精度が低下する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１〜３のほか、特許文献４〜６等に記載された発明がある。

特開平１−２５４８２６号公報 特開昭６３−８２３３０号公報 特表２０１２−５２９６４６号公報 特開昭６０−２１３５６９号公報 特公平７−１８７６７号公報 特開２０１３−１９８２８号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、組立作業性を向上できると共に、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。

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乃至複数の転がり軸受と、１対のエンコーダと、１対のセンサとを備える。

そして、請求項１に記載した発明の場合には、以下の構成を備える。
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。
又、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。
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やこの外輪を支持するハウジング等）に支持されている。
そして、前記両センサの出力信号（例えば出力信号同士の位相差、位相差比）を利用して、前記トルク伝達軸が使用時に伝達するトルクを測定可能としている。
又、請求項１に記載した発明の場合、前記転がり軸受を構成する回転輪である内輪とこの内輪を外嵌固定した前記トルク伝達軸との間に、これら内輪とトルク伝達軸とが相対回転する事を防止する為の内側回り止め機構を設けている。
そして更に、前記両エンコーダのうち、少なくとも一方のエンコーダを、前記内輪の内周面のうち、前記内側回り止め機構から軸方向に外れた部分に内嵌固定している。

これに対し、請求項２に記載した発明は、次の構成を備える。
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。
又、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。
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、前記トルク伝達軸の軸方向に離隔した２箇所位置に直接又は他の部材（例えば転がり軸受を構成する内輪等）を介して間接的に支持されている。
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に支持されている。
そして、前記両センサの出力信号（例えば出力信号同士の位相差、位相差比）を利用して、前記トルク伝達軸が使用時に伝達するトルクを測定可能としている。
又、請求項２に記載した発明の場合、前記外輪とこの外輪を内嵌固定した前記回転しない部分との間に、これら外輪と回転しない部分とが相対回転する事を防止する為の、キー溝と該キー溝に圧入されるキーとから構成された、外側回り止め機構を設けている。
そして更に、前記両センサのうち、少なくとも一方のセンサを、前記外輪に支持し、前記外輪に隣接して配置しており、その検出部を、前記転がり軸受を構成する回転輪である内輪の内周面に内嵌固定されこの内輪に隣接して配置されたエンコーダの被検出面に対向させている。

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１に記載した発明と請求項２に記載した発明とを、同時に実施する事もできる。
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、前記内側回り止め機構として、例えばキー係合、平坦面部を有する非円形同士の嵌合（非円形嵌合）、ボルト止め構造、セレーション係合、スプライン係合等を採用する事ができる。

又、請求項１に記載した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片端側（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を回転自在に支持した転がり軸受を構成する内輪に支持固定し、他方のエンコーダを、前記内軸の軸方向他端側部分（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。

或いは、請求項１に記載した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。
この様な構成を採用する場合には、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、前記トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受を構成する内輪に支持固定する。

又、請求項１に記載した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（好ましくは両方のセンサ）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。

これに対し、請求項２に記載した発明を実施する場合には、好ましくは両方のエンコーダを、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内輪に支持固定する事ができる。

又、本発明の様に、前記内輪に支持固定するエンコーダを、この内輪の内周面に内嵌固定（圧入）する場合には、更に、前記内輪の軸方向端部に、この軸方向端部以外の部分に比べて内径寸法が大きくなった取付段差部を形成する事ができる。そして、この取付段差部に対し、前記エンコーダのうち、この取付段差部の径方向の深さ寸法に比べて径方向の厚さ寸法が小さくなった部分を、内嵌固定する事ができる。

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透孔（又は凹部）と柱部（又は凸部）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、被検出面に透孔（又は凹部）と柱部（又は凸部）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。

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。

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。

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（少なくとも１個の転がり軸受を含む）を用いて回転自在に支持する。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。
尚、本明細書で、軸の軸方向一端側とは、当該軸の中央部よりも軸方向一端に近い側に存在する部分（一端部を含む）を言い、反対に、軸方向他端側とは、当該軸の中央部よりも軸方向他端に近い側に存在する部分（他端部を含む）を言う。

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、組立作業性の向上を図れると共に、トルクの測定精度の向上を図れる。
即ち、本発明のうち、請求項１に記載した発明の場合には、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、転がり軸受を構成する内輪に支持しており、請求項２に記載した発明の場合には、１対のセンサのうち少なくとも一方のセンサを、転がり軸受を構成する外輪に支持している。この為、請求項１に記載した発明によれば、エンコーダの取付作業性の向上を図れ、請求項２に記載した発明によれば、センサの取付作業性の向上を図れる。従って、何れの場合にも、トルク測定装置付回転伝達装置の組立作業性の向上を図れる。
又、本発明のうち、請求項１に記載した発明の場合には、前記エンコーダを支持した内輪と、この内輪を外嵌固定したトルク伝達軸との間部分に、内側回り止め機構を設けており、請求項２に記載した発明の場合には、前記センサを支持した外輪と、この外輪を内嵌固定した使用時に回転しない部分との間部分に、外側回り止め機構を設けている。この為、請求項１に記載した発明によれば、前記エンコーダを支持した内輪と前記トルク伝達軸とが相対回転する事を防止する事ができ、請求項２に記載した発明によれば、前記センサを支持した外輪と前記回転しない部分とが相対回転する事を防止できる。従って、何れの場合にも、相対回転に基づいて、１対のセンサの出力信号同士の間に位相差が生じる事を防止できる。この結果、本発明によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、トルク測定装置付回転伝達装置の断面図。 同じく図１のＡ部拡大図。 同じく図１のＢ−Ｂ断面に相当する模式図。 同じく図２に示した部材の分解斜視図。 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。 同じく図２のＣ部拡大図。 同じく第一エンコーダの取付態様の別例（参考例）を示す、図２の上半部に相当する図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図３に相当する図。 同じく第３例を示す、図３に相当する図。 同じく第４例を示す、図１に相当する図。 同じく第５例を示す、図１に相当する図。 同じく第６例を示す、図１に相当する図。 同じく第７例を示す、図１に相当する図。 同じく図３に相当する図。 本発明の実施の形態の第８例を示す、図３に相当する図。 同じく第９例を示す、図３に相当する図。 本発明に関する参考例の第１例を示す、図３に相当する図。 同じく参考例の第２例を示す、図１に相当する図。 同じく図３に相当する図。 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。

［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１〜７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。

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。

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。

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。

特に本例の場合、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａと、この内輪１６ａを外嵌固定した前記トルク伝達軸６との相対回転を防止する為、これら内輪１６ａとトルク伝達軸６との間部分に、特許請求の範囲に記載した内側回り止め機構に相当する、キー係合部１８を設けている。より具体的には、図１及び図３に示す様に、前記内輪１６ａの内周面のうち、軸方向一端側半部（図１の右側半部）の円周方向一部に、径方向外方に凹んだ内輪側キー溝１９を形成している。又、前記トルク伝達軸６の外周面のうち、軸方向他端寄り部分（図１の左端寄り部分）の円周方向一部に、径方向内方に凹んだ軸側キー溝２０を形成している。そして、前記内輪側キー溝１９とこの軸側キー溝２０とを径方向に跨ぐ状態で、これら両溝１９、２０に、矩形板状のキー部材２１を圧入している。これにより、前記内輪１６ａと前記トルク伝達軸６との相対回転を機械的に防止している。更に、本例の場合には、自由状態での前記キー部材２１の幅寸法を、自由状態での前記内輪側キー溝１９及び前記軸側キー溝２０の幅寸法よりも少しだけ大きくして、前記内輪１６ａと前記トルク伝達軸６とが円周方向にがたつく事を防止している。

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の軸方向他端開口から軸方向他側に突出させている。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２２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２２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。

前記第一エンコーダ１１は、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａに支持固定されている。言い換えれば、この第一エンコーダ１１は、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａを介して、前記トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分に間接的に取り付けられている。この為、前記第一エンコーダ１１は、このトルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分と共に（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のうちで、前記トルク伝達軸６の軸方向他端開口から軸方向他側に突出した部分（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。

又、前記第一、第二両エンコーダ１１、１２は、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａ又は前記内軸１０の軸方向他端部に支持固定される、磁性金属板から造られた断面クランク形で円環状の支持環２３、２４と、これら各支持環２３、２４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２５、２６とから成る。尚、これらエンコーダ本体２５、２６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２５の外周面を、第一被検出面２７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２６の外周面を、第二被検出面２８としている。これら第一、第二両被検出面２７、２８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２７、２８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２７、２８の磁極（Ｓ極、Ｎ極）の総数は、互いに一致している。尚、図示は省略するが、第一エンコーダ（エンコーダ本体）を、内輪に対して支持環を介する事なく直接取り付けても良い。又、図示は省略するが、第二エンコーダを構成する支持環の内周面に雌ねじを形成し、この雌ねじを内軸の軸方向他端部に形成した雄ねじ部に螺合させる事により、第二エンコーダを内軸の軸方向他端部に取り付けても良い。更に本例の場合には、第一センサ２９及び第二センサ３０を備えた前記センサユニット１３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。

前記第一エンコーダ１１の具体的な支持構造に就いて、図１及び図２を参照しつつ説明する。この第一エンコーダ１１は、前述した通り、前記支持環２３と、この支持環２３の外周面に固定された前記エンコーダ本体２５とから構成されている。このうちの支持環２３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、断面クランク形に構成されており、前記内輪１６ａに内嵌固定する為の小径筒部３１と、前記エンコーダ本体２５をその外周面に固定した大径筒部３２と、これら小径筒部３１の軸方向他端部と大径筒部３２の軸方向一端部とを連続する円輪部３３とを備えている。又、前記支持環２３のうちで、前記小径筒部３１と前記円輪部３３とを連続する屈曲部３４ａ、及び、前記大径筒部３２とこの円輪部３３とを連続する屈曲部３４ｂの、それぞれの曲率半径（曲げＲ）は、０．２〜１．３ｍｍの範囲に規制されている。

又、本例の場合には、前記内輪１６ａの内周面のうち、軸方向他端部に、軸方向一端部乃至中間部（内輪側キー溝１９が形成された部分を除く）に比べて内径寸法が大きくなった取付段差部３５を形成し、この取付段差部３５に前記小径筒部３１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。本例の場合には、圧入締め代の値を上記範囲に収める事で、前記第一エンコーダ１１の脱落を防止すると共に、圧入時の破損を防止している。前記取付段差部３５の内径寸法は、前記内輪１６ａの内周面のうちでこの取付段差部３５から軸方向に外れた部分の内径寸法に、前記支持環２３の板厚を２倍した値を加えた合計値よりも大きくしている。別の言い方をすれば、前記取付段差部３５の径方向の深さ寸法を、前記支持環２３（小径筒部３１）の板厚（径方向の厚さ）よりも小さくしている。これにより、前記取付段差部３５に前記小径筒部３１を圧入固定した状態で、この小径筒部３１の内周面が前記内輪１６ａの内周面よりも径方向内方に突出しない様にして、この小径筒部３１の内周面が前記トルク伝達軸６の外周面に接触する事を防止している。又、本例の場合には、上述した様に、前記各屈曲部３４ａ、３４ｂの曲率半径を小さい値に規制する事で、前記内輪１６ａの軸方向端面に対する前記円輪部３３の当接面積を広く確保して、前記大径筒部３２、延いては、この大径筒部３２に固定した前記エンコーダ本体２５の、前記内輪１６ａに対する同心性を確保する様にしている。

尚、本発明の技術的範囲からは外れるが、第一エンコーダ１１は、図７に示した様に、内輪１６ａの外周面の軸方向他端部（溝肩部）に、締り嵌めで外嵌固定する構成を採用する事もできる。図示の構造の場合には、第一エンコーダ１１を構成する支持環２３は、エンコーダ本体２５を固定する為の小径筒部３１ａと、前記内輪１６ａの外周面に外嵌固定する為の大径筒部３２ａと、これら小径筒部３１ａの軸方向一端部と大径筒部３２ａの軸方向他端部とを連続する円輪部３３ａとを備えており、断面クランク形に構成されている。この様な第一エンコーダ１１の支持構造を採用する場合にも、大径筒部３２ａの圧入締め代の値を２０〜４００μｍに規制したり、この大径筒部３２ａ及び前記小径筒部３１ａと前記円輪部３３ａとの間の屈曲部３４ａ、３４ｂの曲率半径の値を０．２〜１．３ｍｍの範囲に規制する事が好ましい。

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、図１及び図２に加えて、図４〜６を参照しつつ説明する。
本例の場合、前記センサユニット１３を、前記第一センサ２９と、第二センサ３０と、第一基板３６と、第二基板３７と、センサ支持ブロック３８と、センサキャップ３９とを含んで構成している。このうちの第一センサ２９（第二センサ３０）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４０ａ（４０ｂ）と、この検出部４０ａ（４０ｂ）からそれぞれ引き出された１対の端子４１ａ、４１ａ（４１ｂ、４１ｂ）と、これら両端子４１ａ、４１ａ（４１ｂ、４１ｂ）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４２ａ（４２ｂ）とを備えている。又、本例の場合には、前記各端子４１ａ、４１ａ（４１ｂ、４１ｂ）を略コ字形に折り曲げて、前記第一センサ２９（第二センサ３０）を支持するのに利用している。

前記センサ支持ブロック３８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４３ａ、４３ｂ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４３ａ、４３ｂに対し、前記第一、第二両センサ２９、３０を取り付けている。具体的には、この第一センサ２９を構成する端子４１ａ、４１ａの先端部と、前記第二センサ３０を構成する端子４１ｂ、４１ｂ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４１ａ、４１ａにより、前記取付部４３ａ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２９をこの取付部４３ａ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４１ｂ、４１ｂにより、前記取付部４３ｂ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３０をこの取付部４３ｂに取り付ける。尚、この様に第一、第二センサ２９、３０を取り付けた状態で、前記各検出部４０ａ、４０ｂと前記各連結部材４２ａ、４２ｂとの間で、前記各取付部４３ａ、４３ｂ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２９、３０を前記センサ支持ブロック３８に取り付けた状態で、前記両端子４１ａ、４１ａ、４１ｂ、４１ｂの先端部を、前記第一、第二両基板３６、３７にそれぞれ電気的に接続している。

前記第一、第二両基板３６、３７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３８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３６、３７は、複数個所に形成された係合孔４４、４４に、前記センサ支持ブロック３８の軸方向側面に形成した固定用ピン（係合凸部）４５、４５を係合（圧入）する事で、このセンサ支持ブロック３８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３６、３７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３６に対し、ハーネス４６を電気的に接続している。

本例の場合には、前記センサ支持ブロック３８に対し、前記第一、第二両センサ２９、３０を取り付けると共に、前記第一、第二両基板３６、３７を支持した状態で、これら各部材２９、３０、３６、３７、３８を、前記センサキャップ３９内に収納している。このセンサキャップ３９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３９は、円輪状の底部４７と、この底部４７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４８と、この外側筒部４８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４９と、この突き当て円輪部４９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５０とを備えている。

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３９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５１の軸方向他側に設けられた肩部５２の軸方向他端部に、内径寸法が大きくなった嵌合段差部５３を形成している。そして、この嵌合段差部５３に対し前記支持筒部５０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３９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５２のうちで、前記外輪軌道５１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５２に乗り上げるのを防止している。

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２９、３０、前記第一、第二両基板３６、３７、及び、前記センサ支持ブロック３８と、この第一基板３６に接続した前記ハーネス４６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３９の内側に前記各固定用ピン４５、４５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４６の残部は、前記底部４７の一部に形成したハーネス引出孔５４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３９を前記外輪１５ａの嵌合段差部５３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２９を構成する検出部４０ａを、前記第一エンコーダ１１の外周面（第一被検出面２７）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３０を構成する検出部４０ｂを、前記第二エンコーダ１２の外周面（第二被検出面２８）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２９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３０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２９、３０の出力信号を、軸方向に引き出された１本のハーネス４６を通じて、図示しない演算器に送信する。又、このハーネス４６を通じて、前記第一、第二両センサ２９、３０に電力を供給する。

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２９、３０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、第両二エンコーダ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、第両二エンコーダ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２９、３０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。

又、本例のトルク測定装置付回転伝達装置５によれば、組立作業性の向上を図れる。
即ち、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に比べて、寸法が小さく、且つ、重量の軽い前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａに取り付けている為、この第一エンコーダ１１を、前記トルク伝達軸６に直接取り付ける場合に比べて、この第一エンコーダ１１の取付作業性の向上を図れる。又、前記第一センサ２９及び前記第二センサ３０を、前記センサ支持ブロック３８及び前記センサキャップ３９を介して、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為、これら第一、第二各センサ２９、３０を、前記ハウジング１４に直接支持する場合に比べて、これら第一、第二各センサ２９、３０の取付作業性の向上を図れる。従って、本例の場合には、前記トルク測定装置付回転伝達装置５の組立作業性の向上を図れる。

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、その軸方向他端部がこのトルク伝達軸６の軸方向他端開口から突出した前記内軸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２９、３０を前記センサ支持ブロック３８に保持した１個のセンサユニット１３を使用でき、この面からも、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３９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２９、３０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２０参照）｝から１本｛ハーネス４６（図１〜２、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。

又、前記第一、第二両センサ２９、３０を支持した前記センサキャップ３９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為、この転がり軸受７ａを利用して、この転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａに支持固定された前記第一エンコーダ１１に対する前記第一センサ２９の位置決めを容易に図る事ができる。この為、これら第一エンコーダ１１と第一センサ２９との位置関係を、容易に且つ厳密に規制する事ができる。又、本例の場合には、前記第二センサ３０に就いても、前記転がり軸受７ａを利用して位置決めを図る事ができる。従って、前記第一、第二両センサ２９、３０の検出部と、前記第一、第二両エンコーダ１１、１２（特に内輪に支持された第一エンコーダ１１）の被検出面（第一、第二両被検出面２７、２８）との径方向に関する隙間を、容易に且つ厳密に管理する事が可能になる。

更に、本例の場合には、前記第一エンコーダ１１を支持した内輪１６ａと、この内輪１６ａを外嵌固定した前記トルク伝達軸６との間部分に、前記キー係合部１８を設けている。この為、前記第一エンコーダ１１を支持した内輪１６ａ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、これら内輪１６ａ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２９、３０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。

又、前記第一、第二両センサ２９、３０を構成する端子４１ａ、４１ｂをそれぞれ、これら第一、第二両センサ２９、３０を構成する検出部４０ａ、４０ｂ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４１ａ、４１ｂにより、前記センサ支持ブロック３８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２９、３０を前記センサ支持ブロック３８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２９、３０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２９、３０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２９、３０を支持したセンサキャップ３９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３９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。

又、前記第一エンコーダ１１を構成する支持環２３の小径筒部３１を、前記内輪１６ａの内周面の軸方向他端部に形成された取付段差部３５に圧入固定している為、前記第一エンコーダ１１の第一被検出面２７の外径寸法を小さく抑える事が可能になる。この為、前記第一、第二両センサ２９、３０を支持した前記センサキャップ３９の外径寸法を小さく抑える事ができる。

又、前記第一、第二両センサ２９、３０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４６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４６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。

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２９、３０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。

［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８を参照しつつ説明する。本例の特徴は、転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａと、この内輪１６ａを外嵌固定したトルク伝達軸６との間部分に設けたキー係合部１８ａの構造にある。即ち、本例の場合には、前記内輪１６ａの内周面のうちの円周方向一部に、径方向外方に凹んだ内輪側キー溝１９を形成しており、前記トルク伝達軸６の外周面の円周方向一部に、径方向外方に突出した断面矩形状の軸側凸部５５を形成している。そして、この軸側凸部５５を、前記内輪側キー溝１９に隙間なく圧入する事で、前記キー係合部１８ａを構成している。この様な構成により、本例の場合には、前記実施の形態の第１例の場合に比べて、部品点数の低減によるコスト低減を図れる。
尚、本例の場合にも、前記軸側凸部５５の自由状態での幅寸法を、前記内輪側キー溝１９の自由状態での幅方向寸法よりも少しだけ大きくして、前記内輪１６ａと前記トルク伝達軸６とが円周方向にがたつく事を防止している。
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。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、図９を参照しつつ説明する。本例の特徴は、転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａと、この内輪１６ａを外嵌固定したトルク伝達軸６との間部分に設けたキー係合部１８ｂの構造にある。即ち、本例の場合には、前記内輪１６ａの内周面のうちの円周方向一部に、径方向内方に突出した断面矩形状の内輪側凸部５６を形成しており、前記トルク伝達軸６の外周面の円周方向一部に、径方向内方に凹んだ軸側キー溝２０を形成している。そして、前記内輪側凸部５６を、この軸側キー溝２０に隙間なく圧入する事で、前記キー係合部１８ｂを構成している。この様な構成により、本例の場合には、前記実施の形態の第１例の場合に比べて、部品点数の低減によるコスト低減を図れる。
尚、本例の場合にも、前記内輪側凸部５６の自由状態での幅寸法を、前記軸側キー溝２０の自由状態での幅方向寸法よりも少しだけ大きくして、前記内輪１６ａと前記トルク伝達軸６とが円周方向にがたつく事を防止している。
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。

［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例に就いて、図１０を参照しつつ説明する。本例の特徴は、センサユニット１３ａを構成するセンサキャップ３９ａを、トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａに代えて、ハウジング１４に対して支持固定（内嵌固定）する構成を採用した点にある。この様な構成を有する本例の場合には、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、前記センサキャップ３９ａ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２９、３０が、第一、第二両エンコーダ１１、１２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。

［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例に就いて、図１１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２９の組と、第二エンコーダ１２及び第二センサ３０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。

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、１２のうち、第一エンコーダ１１を、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａに支持固定している。言い換えれば、この第一エンコーダ１１は、この転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａを介して、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に間接的に取り付けられている。この為、前記第一エンコーダ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を、前記転がり軸受７ｂを構成する内輪１６ｂに支持固定している。言い換えれば、この第二エンコーダ１２は、この転がり軸受７ｂを構成する内輪１６ｂ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。尚、前記第一、第二両エンコーダ１１、１２の前記両内輪１６ａ、１６ｂに対する支持構造に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

本例の場合、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａと、この内輪１６ａを外嵌固定した前記トルク伝達軸６との相対回転を防止する為、これら内輪１６ａとトルク伝達軸６との間部分に、キー係合部１８を設けている。より具体的には、前記内輪１６ａの内周面のうち、軸方向一端側半部（図１１の右側半部）の円周方向一部に、径方向外方に凹んだ内輪側キー溝１９を形成している。又、前記トルク伝達軸６の外周面のうち、軸方向他端寄り部分（図１１の左端寄り部分）の円周方向一部に、径方向内方に凹んだ軸側キー溝２０を形成している。そして、前記内輪側キー溝１９とこの軸側キー溝２０とを径方向に跨ぐ状態で、これら両溝１９、２０にキー部材２１を圧入している。これにより、前記内輪１６ａと前記トルク伝達軸６との相対回転を機械的に防止している。又、本例の場合には、前記転がり軸受７ｂを構成する内輪１６ｂと、この内輪１６ｂを外嵌固定した前記トルク伝達軸６との相対回転を防止する為、これら内輪１６ｂとトルク伝達軸６との間部分に、キー係合部１８ｃを設けている。より具体的には、前記内輪１６ｂの内周面のうち、軸方向他端側半部（図１１の左側半部）の円周方向一部に、径方向外方に凹んだ内輪側キー溝１９ａを形成している。又、前記トルク伝達軸６の外周面のうち、軸方向一端寄り部分（図１１の右端寄り部分）の円周方向一部に、径方向内方に凹んだ軸側キー溝２０ａを形成している。そして、前記内輪側キー溝１９ａとこの軸側キー溝２０ａとを径方向に跨ぐ状態で、これら両溝１９ａ、２０ａにキー部材２１ａを圧入している。これにより、前記内輪１６ｂと前記トルク伝達軸６との相対回転を機械的に防止している。

又、本例の場合には、第一、第二両センサ２９、３０のうち、第一センサ２９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３０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２９を、第一基板３６と、センサ保持ブロック３８ａと、センサキャップ３９ｂと組み合わせて、センサユニット１３ｂ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３０に就いても、第二基板３７と、センサ保持ブロック３８ｂと、センサキャップ３９ｃと組み合わせて、センサユニット１３ｃを構成し、前記外輪１５ｂに支持固定している。

本例の場合には、前記各センサ支持ブロック３８ａ、３８ｂ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２９、３０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２９、３０を構成する略コ字形の端子４１ａ、４１ｂ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２９、３０を前記各取付部に取り付けている。

そして、前記第一、第二各センサ２９、３０を構成する端子４１ａ、４１ｂの先端部を、前記各センサ支持ブロック３８ａ、３８ｂ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３６、３７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３６、３７に対し、それぞれハーネス４６、４６を電気的に接続している。

又、本例の場合には、前記各センサ支持ブロック３８ａ、３８ｂに対し、前記第一、第二各センサ２９、３０を取り付けると共に、前記第一、第二各基板３６、３７を支持した状態で、これら各部材２９、３６、３８ａを、前記センサキャップ３９ｂ内に収納すると共に、前記各部材３０、３７、３８ｂを、前記センサキャップ３９ｃ内に収納している。そして、これら両センサキャップ３９ｂ、３９ｃのうち、一方のセンサキャップ３９ｂ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３９ｃ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３９ｂ、３９ｃ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。

以上の様な構成により、前記センサキャップ３９ｂの内側に設置された前記第一センサ２９を構成する検出部４０ａを、前記第一エンコーダ１１の外周面（第一被検出面２７）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３９ｃの内側に配置された前記第二センサ３０を構成する検出部４０ｂを、前記第二エンコーダ１２の外周面（第二被検出面２８）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２９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３０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２９、３０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４６、４６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４６、４６を通じて、前記第一、第二各センサ２９、３０に電力を供給する。
尚、本発明を実施する場合に、前記第一、第二両エンコーダ１１、１２のうち、何れか一方のエンコーダのみを内輪に支持固定し、他方のエンコーダに関しては、トルク伝達軸の端部に直接支持固定する構造を採用しても良い。この場合には、前記一方のエンコーダを支持固定した内輪とトルク伝達軸６との間に、キー係合部（内側回り止め機構）を設ける事ができる。

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２９、３０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、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、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、１２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２９、３０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。

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を回転自在に支持する１対の転がり軸受７ａ、７ｂのうち、前記第一、第二各エンコーダ１１、１２を支持した内輪１６ａ、１６ｂと、前記トルク伝達軸６との間部分にそれぞれ、キー係合部１８、１８ｃを設けている。この為、前記各内輪１６ａ、１６ｂ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、これら各内輪１６ａ、１６ｂ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２９、３０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。

［実施の形態の第６例］
本発明の実施の形態の第６例に就いて、図１２を参照しつつ説明する。本例の特徴は、センサユニット１３ｂを構成するセンサキャップ３９ｂを、トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａに代えて、ハウジング１４に対して支持固定（内嵌固定）すると共に、センサユニット１３ｃを構成するセンサキャップ３９ｃを、トルク伝達軸６の軸方向一端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７ｂを構成する外輪１５ｂに代えて、ハウジング１４に対して支持固定（内嵌固定）した点にある。この様な構成を有する本例の場合には、前記実施の形態の第５例の場合に比べて、前記各センサキャップ３９ｂ、３９ｃ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２９、３０が、第一、第二両エンコーダ１１、１２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に就いては、前記実施の形態の第１例及び第５例の場合と同様である。

［実施の形態の第７例］
本発明の実施の形態の第７例に就いて、図１３〜１４を参照しつつ説明する。上述した実施の形態の第１例〜第６例では、エンコーダを固定した転がり軸受を構成する内輪と、この内輪を外嵌固定したトルク伝達軸との間部分に、内側回り止め機構（キー係合部）を設けた構造に就いて説明した。これに対し、本例の場合には、前述した実施の形態の第５例の場合と基本的な構成を同じとし、内側回り止め機構に代えて、第一センサ２９を固定した転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａと、この外輪１５ａを外嵌固定したハウジング１４との間部分、及び、第二センサ３０を固定した転がり軸受７ｂを構成する外輪１５ｂと、この外輪１５ｂを外嵌固定した前記ハウジング１４との間部分に、それぞれ外側回り止め機構である、キー係合部５７、５７ａを設けている。

より具体的には、前記転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａの外周面のうち、軸方向一端側半部（図１３の右側半部）の円周方向一部に、径方向内方に凹んだ外輪側キー溝５８を形成している。又、前記ハウジング１４のうち、前記外輪１５ａを内嵌固定した部分の円周方向一部に、径方向外方に凹んだハウジング側キー溝５９を形成している。そして、前記外輪側キー溝５８とこのハウジング側キー溝５９とを径方向に跨ぐ状態で、これら両溝５８、５９にキー部材６０を圧入している。これにより、前記外輪１５ａと前記ハウジング１４の相対回転を機械的に防止している。同様に、前記転がり軸受７ｂを構成する外輪１５ｂの外周面のうち、軸方向他端側半部（図１３の左側半部）の円周方向一部に、径方向内方に凹んだ外輪側キー溝５８ａを形成している。又、前記ハウジング１４のうち、前記外輪１５ｂを内嵌固定した部分の円周方向一部に、径方向外方に凹んだハウジング側キー溝５９ａを形成している。そして、前記外輪側キー溝５８ａとこのハウジング側キー溝５９ａとを径方向に跨ぐ状態で、これら両溝５８ａ、５９ａに、特許請求の範囲に記載したキーに相当する、キー部材６０ａを圧入している。これにより、前記外輪１５ｂと前記ハウジング１４との相対回転を機械的に防止している。尚、本例の場合にも、前記キー部材６０の自由状態での幅寸法を、前記外輪側キー溝５８及び前記ハウジング側キー溝５９の自由状態での幅寸法よりも少しだけ大きくして、前記外輪１５ａと前記ハウジング１４とが円周方向にがたつく事を防止すると共に、前記キー部材６０ａの幅寸法を、前記外輪側キー溝５８ａ及び前記ハウジング側キー溝５９ａの幅寸法よりも少しだけ大きくして、前記外輪１５ｂと前記ハウジング１４とが円周方向にがたつく事を防止している。

以上の様な構成を有する本例の場合には、前記第一センサ２９を支持した外輪１５ａと、この外輪１５ａを内嵌固定した前記ハウジング１４との間部分に前記キー係合部５７を設けると共に、前記第二センサ３０を支持した外輪１５ｂと、この外輪１５ｂを内嵌固定した前記ハウジング１４との間部分に、前記キー係合部５７ａを設けている。この為、前記第一センサ２９を支持した前記外輪１５ａと前記ハウジング１４とが相対回転する事を防止できると共に、前記第二センサ３０を支持した前記外輪１５ｂと前記ハウジング１４とが相対回転する事を防止できる。従って、これら外輪１５ａ、１５ｂとハウジング１４との相対回転に基づいて、前記第一、第二両センサ２９、３０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例及び第５例の場合と同様である。

［実施の形態の第８例］
本発明の実施の形態の第８例に就いて、図１５を参照しつつ説明する。本例の特徴は、転がり軸受７ａ（７ｂ）を構成する外輪１５ａ（１５ｂ）と、この外輪１５ａ（１５ｂ）を内嵌固定したハウジング１４との間部分に設けたキー係合部５７ｂの構造にある。即ち、本例の場合には、前記外輪１５ａ（１５ｂ）の外周面のうちの円周方向一部に、特許請求の範囲に記載したキーに相当する、径方向外方に突出した断面矩形状の外輪側凸部６１を形成しており、前記ハウジング１４の内周面の円周方向一部に、径方向外方に凹んだハウジング側キー溝５９（５９ａ）を形成している。そして、前記外輪側凸部６１を、このハウジング側キー溝５９（５９ａ）に隙間なく圧入する事で、前記キー係合部５７ｂを構成している。この様な構成により、本例の場合には、前記実施の形態の第７例の場合に比べて、部品点数の低減によるコスト低減を図れる。
尚、本例の場合にも、前記外輪側凸部６１の自由状態での幅寸法を、前記ハウジング側キー溝５９（５９ａ）の自由状態での幅方向寸法よりも少しだけ大きくして、前記外輪１５ａ（１５ｂ）と前記ハウジング１４とが円周方向にがたつく事を防止している。
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例及び第５例の場合と同様である。

［実施の形態の第９例］
本発明の実施の形態の第９例に就いて、図１６を参照しつつ説明する。本例の特徴は、転がり軸受７ａ（７ｂ）を構成する外輪１５ａ（１５ｂ）と、この外輪１５ａ（１５ｂ）を内嵌固定したハウジング１４との間部分に設けたキー係合部５７ｃの構造にある。即ち、本例の場合には、前記外輪１５ａ（１５ｂ）の外周面のうちの円周方向一部に、径方向内方に凹んだ外輪側キー溝５８（５８ａ）を形成しており、前記ハウジング１４の内周面の円周方向一部に、特許請求の範囲に記載したキーに相当する、径方向内方に突出した断面矩形状のハウジング側凸部６２を形成している。そして、このハウジング側凸部６２を、前記外輪側キー溝５８（５８ａ）に隙間なく圧入する事で、前記キー係合部５７ｃを構成している。この様な構成により、本例の場合には、前記実施の形態の第７例の場合に比べて、部品点数の低減によるコスト低減を図れる。
尚、本例の場合にも、前記ハウジング側凸部６２の自由状態での幅寸法を、前記外輪側キー溝５８（５８ａ）の自由状態での幅方向寸法よりも少しだけ大きくして、前記外輪１５ａ（１５ｂ）と前記ハウジング１４とが円周方向にがたつく事を防止している。
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例及び第５例の場合と同様である。

［参考例の第１例］
本発明に関する参考例の第１例に就いて、図１７を参照しつつ説明する。本参考例の特徴は、転がり軸受７ａ（７ｂ）を構成する外輪１５ａ（１５ｂ）と、この外輪１５ａ（１５ｂ）を内嵌固定したハウジング１４との間部分に設けた外側回り止め機構（非円形嵌合）の構造にある。即ち、本参考例の場合には、前記外輪１５ａ（１５ｂ）の外周面のうちの円周方向一部に、断面形状が直線状の外輪側平坦面部６３を形成しており、前記ハウジング１４の内周面の円周方向一部に、断面形状が直線状のハウジング側平坦面部６４を形成している。そして、前記ハウジング１４の内側に前記外輪１５ａ（１５ｂ）を内嵌固定した状態で、前記外輪側平坦面部６３と前記ハウジング側平坦面部６４とを当接させて、非円形嵌合させている。この様な構成により、本参考例の場合には、前記実施の形態の第７例の場合に比べて、部品点数の低減によるコスト低減を図れる。
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例及び第５例の場合と同様である。

［参考例の第２例］
本発明に関する参考例の第２例に就いて、図１８〜１９を参照しつつ説明する。本参考例の特徴は、転がり軸受７ａ、７ｂを構成する外輪１５ａ、１５ｂと、これら各外輪１５ａ、１５ｂを内嵌固定したハウジング１４との間部分に設けた外側回り止め機構（ボルト止め）の構造にある。即ち、本参考例の場合には、前記ハウジング１４のうち、前記外輪１５ａ、１５ｂを内嵌固定した部分にそれぞれ、直径方向に貫通したねじ孔６５ａ、６５ｂを形成している。そして、これら各ねじ孔６５ａ、６５ｂに対し、径方向外方から固定ねじ６６ａ、６６ｂをそれぞれ螺合させている。そして、これら各固定ねじ６６ａ、６６ｂの先端部（内径側端部）により、前記ハウジング１４に内嵌固定された前記各外輪１５ａ、１５ｂの外周面を径方向内方に向けて抑え付けている。
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例及び第５例の場合と同様である。

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）、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及び参考例の各例の構造は、適宜組み合わせて実施する事ができる。例えば実施の形態の第５、６例の構造と、実施の形態の第７〜９例及び参考例の第１、２例の構造とは、組み合わせて実施する事ができる。又、実施の形態の各例では、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、円すいころ軸受、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。

１ 回転軸
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 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 第一エンコーダ
１２ 第二エンコーダ
１３、１３ａ 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、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ キー係合部
１９、１９ａ 内輪側キー溝
２０、２０ａ 軸側キー溝
２１ キー部材
２２ 大径部
２３ 支持環
２４ 支持環
２５ エンコーダ本体
２６ エンコーダ本体
２７ 第一被検出面
２８ 第二被検出面
２９ 第一センサ
３０ 第二センサ
３１、３１ａ 小径筒部
３２、３２ａ 大径筒部
３３、３３ 円輪部
３４ａ、３４ｂ 屈曲部
３５ 取付段差部
３６ 第一基板
３７ 第二基板
３８、３８ａ、３８ｂ センサ支持ブロック
３９、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ センサキャップ
４０ａ、４０ｂ 検出部
４１ａ、４１ｂ 端子
４２ａ、４２ｂ 連結部材
４３ａ、４３ｂ 取付部
４４ 係合孔
４５ 固定用ピン
４６ ハーネス
４７ 底部
４８ 外側筒部
４９ 円輪部
５０ 支持筒部
５１ 外輪軌道
５２ 肩部
５３ 嵌合段差部
５４ ハーネス引出孔
５５ 軸側凸部
５６ 内輪側凸部
５７、５７ａ、５７ｂ、５７ｃ キー係合部
５８、５８ａ 外輪側キー溝
５９、５９ａ ハウジング側キー溝
６０、６０ａ キー部材
６１ 外輪側凸部
６２ ハウジング側凸部
６３ 外輪側平坦面部
６４ ハウジング側平坦面部
６５ａ、６５ｂ ねじ孔
６６ａ、６６ｂ 固定ねじ

Claims (2)

1. 使用時にトルクを伝達するトルク伝達軸と、
   このトルク伝達軸を使用時に回転しない部分に対し、回転自在に支持する為の転がり軸受と、
   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、
   前記転がり軸受を構成する回転輪である内輪とこの内輪を外嵌固定した前記トルク伝達軸との間に、これら内輪とトルク伝達軸とが相対回転する事を防止する為の内側回り止め機構が設けられており、
   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、前記内輪の内周面のうち、前記内側回り止め機構から軸方向に外れた部分に内嵌固定されている、
   事を特徴とするトルク測定装置付回転伝達装置。
2. 使用時にトルクを伝達するトルク伝達軸と、
   このトルク伝達軸を使用時に回転しない部分に対し、回転自在に支持する為の転がり軸受と、
   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、前記トルク伝達軸の軸方向に離隔した２箇所位置に直接又は他の部材を介して間接的にそれぞれ支持された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、
   前記転がり軸受を構成する静止輪である外輪とこの外輪を内嵌固定した前記回転しない部分との間に、これら外輪と回転しない部分とが相対回転する事を防止する為の、キー溝と該キー溝に圧入されるキーとから構成された、外側回り止め機構が設けられており、
   前記両センサのうち、少なくとも一方のセンサが、前記外輪に支持され、この外輪に隣接して配置されており、その検出部を、前記両エンコーダのうち、前記転がり軸受を構成する回転輪である内輪の内周面に内嵌固定されこの内輪に隣接して配置されたエンコーダの被検出面に対向させている、
   事を特徴とするトルク測定装置付回転伝達装置。

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