JP2001065537A - Drive shaft - Google Patents

Drive shaft

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JP2001065537A
JP2001065537A JP24184499A JP24184499A JP2001065537A JP 2001065537 A JP2001065537 A JP 2001065537A JP 24184499 A JP24184499 A JP 24184499A JP 24184499 A JP24184499 A JP 24184499A JP 2001065537 A JP2001065537 A JP 2001065537A
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JP
Japan
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torque
drive shaft
magnetostrictive
constant velocity
velocity joint
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JP24184499A
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Japanese (ja)
Inventor
Ken Yamamoto
山本  憲
Kenichi Iwamoto
憲市 岩本
Takashi Koike
孝誌 小池
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a space saving and low cost drive shaft capable of detecting torque with a high precision. SOLUTION: A torque detecting part 6 is provided in an outer periphery of a stem part 2b of an inboard side constant velocity joint 2. The torque detecting part 6 is composed of multiple rows of magnetostrictive films 6a formed on the outer peripheral surface of the stem part 2b of the constant velocity joint 2 and a torque detector 6b placed with facing to the magnetostrictive films 6a in non-contacting condition. The magnetostrictive film 6a is formed of a belt-like magnetostrictive material to be arranged at a same interval in the circumferential direction with being tilted relative to the axial direction. Since a magnetic characteristic of each magnetostrictive film 6a is changed when torque is applied thereto, torque of the drive shaft 1 can be detected under a non-contacting condition when a change in magnetic permeability is detected by the detector 6b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のエンジ
ンの動力を車輪に伝達する働きのある駆動輪車軸、すな
わち、ドライブシャフトに関する。ドライブシャフトと
しては、前輪駆動車の前車軸、後輪駆動車の後車軸、全
輪駆動車の全車軸が該当する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive wheel axle, that is, a drive shaft, which functions to transmit the power of an automobile engine to wheels. The drive shaft includes a front axle of a front wheel drive vehicle, a rear axle of a rear wheel drive vehicle, and all axles of an all wheel drive vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】独立懸架方式のサスペンションを採用す
る自動車のドライブシャフトでは、サスペンションの動
きに追随しながら駆動力を伝達する必要がある。このた
め、ドライブシャフトの一端は等速ジョイントを介して
ディファレンシャルと連結され、他端は等速ジョイント
を介して車軸(アクスル)と連結される。このようにし
てドライブシャフトはエンジンの動力を車輪まで伝える
駆動系統に組み込まれ、エンジンの動力は最終的にドラ
イブシャフトによって車輪に伝えられる。
2. Description of the Related Art In a drive shaft of an automobile employing an independent suspension type suspension, it is necessary to transmit a driving force while following the movement of the suspension. For this reason, one end of the drive shaft is connected to a differential via a constant velocity joint, and the other end is connected to an axle via a constant velocity joint. In this way, the drive shaft is incorporated in a drive system that transmits the power of the engine to the wheels, and the power of the engine is finally transmitted to the wheels by the drive shaft.

【0003】最近の自動車はあらゆる部分に電子制御技
術が導入されており、アンチロックブレーキシステム
(ABS)、トラクションコントールシステム(TC
S)、ノンスリップデフ(LSD)などの走行制御では
車輪速度信号が利用されている。このために、通常、ド
ライブシャフトのアウトボード側(アクスル側)にAB
S(アンチロックブレーキシステム)制御用のパルサー
リングが設けられ、車輪の回転に伴い歯車状のパルサー
リングが回転すると、それに近接して車体側に設置され
た電磁ピックアップに車輪回転数に比例した周波数のパ
ルスが発生するようになっている。その他の例として
は、ハブユニット内に磁気センサを内蔵して車輪回転数
に比例した周波数のパルスが発生するものもある。
[0003] In recent automobiles, electronic control technology has been introduced in all parts, such as an antilock brake system (ABS) and a traction control system (TC).
S), a wheel speed signal is used in running control such as non-slip differential (LSD). For this purpose, the drive shaft usually has an AB on the outboard side (axle side).
An S (anti-lock brake system) control pulsar ring is provided. When the gear-shaped pulsar ring rotates with the rotation of the wheels, a frequency proportional to the number of wheel rotations is supplied to an electromagnetic pickup installed on the vehicle body in proximity to the pulsar ring. Pulse is generated. As another example, there is one in which a magnetic sensor is built in the hub unit to generate a pulse having a frequency proportional to the wheel rotation speed.

【0004】ところで、近年の自動車では、走行制御の
さらなる適正化を図るべく、上述した車輪回転数だけで
なく、ドライブシャフトの回転トルクをリアルタイムで
検出したいという要請が強くなっている。ドライブシャ
フトのトルクを検出することは、例えば、雪道・豪雨走
行中の各車輪への駆動トルクの最適配分や、減速時の各
車輪の制動トルク制御(ブレーキ制御)などに活用する
ことができ、車両安定性のさらなる向上に寄与すること
ができる。
[0004] By the way, in recent automobiles, there is a strong demand for real-time detection of not only the above-mentioned wheel rotational speed but also the rotational torque of the drive shaft in order to further optimize travel control. Detecting the torque of the drive shaft can be used, for example, for optimal distribution of the drive torque to each wheel during running on snowy roads or heavy rain, and braking torque control (brake control) of each wheel during deceleration. This can contribute to further improvement of vehicle stability.

【0005】ドライブシャフトに加わるトルクを検出す
るものとしては、例えば特開平07−63628号のよ
うに、ドライブシャフトの両端に取付けられる等速ジョ
イントの外輪にそれぞれパルサーリングを取付け、その
信号の位相差からドライブシャフトに加わるトルクを算
出するもの、あるいは特開昭62−157542号のよ
うに、シャフトの長さ方向に所定間隔をおいてシャフト
円周方向に巻回した励磁コイルを設けると共に、励磁コ
イル間にシャフト長さ方向に巻回した検出コイルを設
け、シャフトの捻れによる磁気的歪みにより検出コイル
に生じた電圧からトルクを測定するもの等が知られてい
る。
In order to detect the torque applied to the drive shaft, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-63628, a pulsar ring is attached to each of outer rings of constant velocity joints attached to both ends of the drive shaft, and the phase difference of the signal is detected. Calculating the torque applied to the drive shaft from the motor, or as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-157542, an exciting coil wound around the shaft at a predetermined interval in the longitudinal direction of the shaft and provided in the circumferential direction of the shaft. There is known a device in which a detection coil wound in the length direction of a shaft is provided therebetween, and torque is measured from a voltage generated in the detection coil due to magnetic distortion caused by twisting of the shaft.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
07−63628号の構造は、低トルク時の精度に難が
ある。一方、特開昭62−157542号の構造は、検
出コイルがシャフト共に回転するため、信号の引出しに
接触タイプのブラシ等が必要であり、摩耗や信号の不安
定化が懸念される。また、2つの励磁コイルと検出コイ
ルが必要であるため、所要スペースの増大、コストアッ
プ、配線の複雑化等も生じる。
However, the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-63628 has a problem in accuracy at low torque. On the other hand, the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-157542 requires a contact-type brush or the like to extract a signal because the detection coil rotates together with the shaft. Further, since two excitation coils and a detection coil are required, the required space is increased, the cost is increased, and the wiring is complicated.

【0007】本発明は、従来のトルク検出機能付きドラ
イブシャフトにおける上記問題点の解消を目的とするも
のである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a conventional drive shaft having a torque detecting function.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明にかかるドライブ
シャフトは、自動車の駆動系統に接続され、軸部外周に
複数の帯状の磁歪膜を軸線に対して傾斜させて形成した
トルク検出部を有するものである。磁歪膜を軸線に対し
て傾斜させて形成したいわゆる磁歪式トルクセンサは、
被検出部における透磁率の変化に基づいてトルク量を検
出するもので、構造が簡単で低トルクに対しても高感度
であり、しかも非接触であるから動作安定性が高いとい
う利点を有する。従って、ドライブシャフトのトルク検
出部としてこの種のセンサを使用することにより、走行
制御のさらなる適正化はもちろんのこと、長期間安定し
た制御が可能となり、さらにはドライブシャフトの重量
アップや車軸周辺構造の複雑化を抑えることができる。
A drive shaft according to the present invention is connected to a drive system of an automobile, and has a torque detecting portion formed by forming a plurality of belt-shaped magnetostrictive films on the outer periphery of a shaft portion with respect to the axis. Things. The so-called magnetostrictive torque sensor formed by tilting the magnetostrictive film with respect to the axis,
It detects the amount of torque based on the change in the magnetic permeability in the part to be detected, and has the advantages of a simple structure, high sensitivity to low torque, and high operation stability due to non-contact. Therefore, by using this kind of sensor as the torque detecting unit of the drive shaft, not only the drive control can be further optimized, but also stable control can be performed for a long time, and further, the weight of the drive shaft is increased and the structure around the axle is improved. Can be suppressed from becoming complicated.

【0009】トルク検出部を等速ジョイントのインボー
ド側に設けることにより、等速ジョイントが持つ回転方
向の隙間(ガタ)に影響されることなく、高精度のトル
ク検出を行うことができる。
By providing the torque detector on the inboard side of the constant velocity joint, high-precision torque detection can be performed without being affected by the rotational gap (play) of the constant velocity joint.

【0010】上記磁歪膜は超磁歪材で形成することもで
きる。
The magnetostrictive film can be formed of a giant magnetostrictive material.

【0011】上記トルク検出部は、例えばドライブシャ
フトの中間軸に設けることができる。ここでいう「中間
軸」は、ドライブシャフトのうちで等速ジョイントを除
いた軸状部材を意味し、例えばディファレンシャルとイ
ンボード側等速ジョイントとの間に配置される。上記中
間部材だけでなく、等速ジョイントの外輪ステム部にト
ルク検出部を設けることもできる。
[0011] The torque detector can be provided, for example, on an intermediate shaft of the drive shaft. The “intermediate shaft” here refers to a shaft-like member of the drive shaft excluding the constant velocity joint, and is disposed, for example, between the differential and the inboard side constant velocity joint. In addition to the intermediate member, a torque detector may be provided on the outer ring stem of the constant velocity joint.

【0012】上記トルク検出部に回転数の検出機能をも
たせることにより、トルク検出用のユニットと回転数検
出用のユニットの一体化を図ることができ、トルク信号
と回転数信号とのリンクにより、走行制御の更なる最適
化を図ることが可能となる。また、これらのユニットを
個別に設ける場合に比べ、低コスト化や省スペース化も
達成される。
By providing the torque detector with a function of detecting the number of revolutions, the unit for detecting the torque and the unit for detecting the number of revolutions can be integrated, and the link between the torque signal and the number of revolutions signal can be achieved. It is possible to further optimize the traveling control. Further, compared to the case where these units are individually provided, cost reduction and space saving can be achieved.

【0013】回転数の検出を、上記磁歪膜と磁歪膜間の
表面素材との間の透磁率の差に基づいて行うようにすれ
ば、トルク検出の場合と同様に高精度の回転数検出が簡
単な構造で低コストに行える。
If the rotation speed is detected based on the difference in the magnetic permeability between the magnetostrictive film and the surface material between the magnetostrictive films, the rotation speed can be detected with high accuracy as in the torque detection. Simple structure and low cost.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1乃
至図7に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0015】図1にドライブシャフト1として、等速ジ
ョイント2、3を使用した場合を示す。ここでのドライ
ブシャフトは、終減速歯車装置4(ディファレンシャ
ル)から駆動輪に動力を伝達する駆動車軸(等速ジョイ
ント2、3を含む)を意味する。図示例のドライブシャ
フト1は、第一中間軸5の両端に等速ジョイント2、3
を配したものであり、両端の等速ジョイント2、3を介
して自動車の駆動系統に接続される。この実施形態の場
合、ドライブシャフト1のインボード側はダブルオフセ
ット型スライド式ジョイント2によりディファレンシャ
ル4と連結され、アウトボード側はバーフィールド型固
定式等速ジョイント3によりアクスル(図示せず)と連
結される。
FIG. 1 shows a case where constant velocity joints 2 and 3 are used as a drive shaft 1. The drive shaft here means a drive axle (including constant velocity joints 2 and 3) that transmits power from the final reduction gear device 4 (differential) to the drive wheels. The illustrated drive shaft 1 has constant velocity joints 2, 3 at both ends of a first intermediate shaft 5.
And connected to the drive system of the vehicle via constant velocity joints 2 and 3 at both ends. In this embodiment, the inboard side of the drive shaft 1 is connected to a differential 4 by a double offset type slide joint 2 and the outboard side is connected to an axle (not shown) by a barfield type fixed constant velocity joint 3. Is done.

【0016】なお、ドライブシャフト1の両端の等速ジ
ョイント2、3は図示例のような組合せに限られない。
たとえば、前輪駆動車の前車軸すなわち駆動輪前車軸の
場合、前輪が操舵されるため、車輪側継手は大きな作動
角と共に等速性が要求される。この要求を満たすためバ
ーフィールド型固定式継手(ゼッパ型固定式継手)、ト
リポード型固定式継手などが用いられる。車体側継手に
はサスペンションの動きを許容する作動角が要求され
る。この作動角は車輪側継手ほど大きくないが、サスペ
ンションの動きに伴う車体の長さ変化を可能にする必要
がある。このため車体側継手にはバーフィールド型スラ
イド式継手、トリポード型スライド式継手、クロスグロ
ーブ型継手などが用いられる。独立懸架方式の駆動輪後
車軸は舵取り機能が不要で大きな作動角を必要としない
ためカルダン継手が使用される場合もある。
Incidentally, the constant velocity joints 2 and 3 at both ends of the drive shaft 1 are not limited to the combination as shown in the illustrated example.
For example, in the case of a front axle of a front wheel drive vehicle, that is, a drive wheel front axle, since the front wheels are steered, the wheel side joint is required to have a large operating angle and uniform velocity. In order to satisfy this requirement, a barfield type fixed joint (Zeppa type fixed joint), a tripod type fixed joint, and the like are used. The joint on the vehicle body side is required to have an operating angle that allows the suspension to move. Although this operating angle is not as large as the wheel-side joint, it is necessary to allow the length of the vehicle body to change with the movement of the suspension. For this reason, a bar field type slide joint, a tripod type slide joint, a cross glove type joint, or the like is used as the vehicle body side joint. Since the independent suspension type rear axle of the drive wheel does not require a steering function and does not require a large operating angle, a cardan joint may be used in some cases.

【0017】インボード側等速ジョイント2のステム部
2b外周には、トルク検出部6が設けられる。このトルク
検出部6は、図2に示すように、軸状のステム部2b外周
面に形成された複数条の磁歪膜6aと、この磁歪膜6aに面
して非接触状態で配置されたトルク検知器6bとを具備す
る。
Stem of inboard side constant velocity joint 2
A torque detector 6 is provided on the outer circumference of 2b. As shown in FIG. 2, the torque detector 6 includes a plurality of magnetostrictive films 6a formed on an outer peripheral surface of a shaft-like stem portion 2b, and a torque disposed in a non-contact state facing the magnetostrictive films 6a. And a detector 6b.

【0018】磁歪膜6aは帯状の磁歪材で形成され、軸方
向に対して傾斜した状態で円周方向に等間隔に配列され
る。本実施形態において磁歪膜6aの列は軸方向に離隔し
た二箇所に設けられ、各列の傾斜角は傾斜方向を逆にし
て例えば±45°に設定される。磁歪膜6aのパターニン
グ方法としては、軸方向に対して所定角度に傾斜した溝
を形成した後、この溝に磁歪材を溶射する方法、または
アモルファス合金のような磁性薄帯に同様のパターンを
形成した後、軸表面に接着する方法などがある。磁歪材
としては、Fe−Ni合金、Fe−Co合金などがあるが、これ
らの磁性材の代わりに、超磁歪材(磁界中での変形量が
0.1%以上のもの)を溶射してもよい。超磁歪材とし
ては、希土類系のチオビウムTbやディナオジウムDyがあ
り、これらの粉末とFeの粉末とを混ぜ合わせたものを溶
射に用いる。
The magnetostrictive films 6a are formed of a strip-shaped magnetostrictive material, and are arranged at equal intervals in the circumferential direction while being inclined with respect to the axial direction. In the present embodiment, the rows of the magnetostrictive films 6a are provided at two places separated in the axial direction, and the tilt angle of each row is set to, for example, ± 45 ° with the tilt direction reversed. As a method of patterning the magnetostrictive film 6a, after forming a groove inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction, a method of spraying a magnetostrictive material on this groove, or forming a similar pattern on a magnetic ribbon such as an amorphous alloy After that, there is a method of bonding to the shaft surface. Magnetostrictive materials include Fe-Ni alloys and Fe-Co alloys. In place of these magnetic materials, a giant magnetostrictive material (having a deformation of 0.1% or more in a magnetic field) is sprayed. Is also good. Examples of the giant magnetostrictive material include rare earth thiobium Tb and dinadium Dy, and a mixture of these powders and Fe powder is used for thermal spraying.

【0019】トルク検知器6bは、例えば磁歪膜6aの外周
を円周方向に周回するコイルで形成され、磁歪膜6aの列
のそれぞれに対向させて軸方向の二箇所に配置される。
コイル6bのボビン6cはディファレンシャル4の本体カバ
ー4aに固定される。ボビン6cにはシール6dが取付けら
れ、ボビン6c内周部への異物の侵入を防止している。
The torque detector 6b is formed of, for example, a coil that circumscribes the outer periphery of the magnetostrictive film 6a in the circumferential direction, and is disposed at two positions in the axial direction so as to face each of the rows of the magnetostrictive film 6a.
The bobbin 6c of the coil 6b is fixed to the main body cover 4a of the differential 4. A seal 6d is attached to the bobbin 6c to prevent foreign matter from entering the inner peripheral portion of the bobbin 6c.

【0020】なお、磁歪膜6aを形成する軸部(本実施形
態ではステム部2b)の材質は、透磁率や電気抵抗を問わ
ず、歪み応力を正確に磁歪膜6aに伝達できるものであれ
ば足り、機械的強度やコスト等の他の設計条件を考慮し
て任意に選択され得る。
The material of the shaft portion (stem portion 2b in the present embodiment) forming the magnetostrictive film 6a is not limited as long as it can transmit strain stress to the magnetostrictive film 6a accurately regardless of magnetic permeability or electric resistance. It can be arbitrarily selected in consideration of other design conditions such as sufficient mechanical strength and cost.

【0021】ドライブシャフト1のステム部2bにトルク
が加わると、パターニングされたそれぞれの磁歪膜6aに
引張応力、または圧縮応力が働く。これに伴い、各磁歪
膜6aの磁気特性が変化するので、図3に例示する回路を
用いて透磁率の変化を検出すれば、非接触でトルクを検
出することが可能となる。上記実施形態では磁歪膜6aを
二列に設け、かつ両列の磁歪膜6aの傾斜方向を逆にして
いるので、軸方向一方側のパターンでの透磁率が増加す
れば、他方側パターンでの透磁率は減少する。従って、
両者の差を差動増幅器で出力すれば、高い分解能で高精
度のトルク測定を行うことができる。特に支障がなけれ
ば、一方の列の磁歪膜を省略して単列の磁歪膜でトルク
測定を行ってもよく、この場合のトルク検知器6bは一つ
で足りる。このようにして検出したトルク信号は、トラ
クションコントロールのためのエンジン制御やATトラ
ンスミッションの制御、あるいは電子制御LSD等の駆
動トルクや制動トルクの制御に利用することができる。
When a torque is applied to the stem 2b of the drive shaft 1, a tensile stress or a compressive stress acts on each of the patterned magnetostrictive films 6a. Accordingly, the magnetic characteristics of each magnetostrictive film 6a change. Therefore, if a change in magnetic permeability is detected using the circuit illustrated in FIG. 3, it is possible to detect torque in a non-contact manner. In the above embodiment, the magnetostrictive films 6a are provided in two rows, and the tilt directions of the magnetostrictive films 6a in both rows are reversed, so that if the magnetic permeability in one axial pattern increases, the other pattern in the other pattern. The permeability decreases. Therefore,
If the difference between the two is output by the differential amplifier, torque measurement with high resolution and high accuracy can be performed. If there is no particular problem, the magnetostrictive films in one row may be omitted and the torque measurement may be performed using a single-row magnetostrictive film. In this case, only one torque detector 6b is sufficient. The torque signal detected in this manner can be used for engine control for traction control, control of AT transmission, or control of drive torque and braking torque of an electronic control LSD or the like.

【0022】上記のように傾斜状の帯状磁歪膜6aを有す
るトルク検出部6を用いることにより、簡単な構造で低
コスト化のトルク検出機能付きドライブシャフト1を提
供することができ、トルク検出も高精度に行うことがで
きる。また、上記のようにトルク検出部6を、ドライブ
シャフト1のうち、インボード側等速ジョイント2のイ
ンボード側(トルク伝達ボールよりもインボード側)に
設けることにより、等速ジョイント2における円周方向
の機械的ガタの影響が皆無となり、感度の良いトルク検
出を行うことが可能となる。
By using the torque detecting portion 6 having the inclined band-shaped magnetostrictive film 6a as described above, it is possible to provide the drive shaft 1 with a torque detecting function with a simple structure and low cost, and the torque can be detected. It can be performed with high accuracy. In addition, by providing the torque detector 6 on the inboard side of the inboard side constant velocity joint 2 (inboard side of the torque transmitting ball) of the drive shaft 1 as described above, the circle in the constant velocity joint 2 is formed. There is no influence of the mechanical play in the circumferential direction, and it is possible to perform highly sensitive torque detection.

【0023】図4は、ディファレンシャル4とインボー
ド側等速ジョイント2との間の第二中間軸7の外周にト
ルク検出部6を配置したもので、トルク検出部6の構
造、機能等は上記図1乃至図3の場合と同様である。第
二中間軸7は、インボード側等速ジョイント2の外輪2a
と別体に構成される。第二中間軸7の一端はディファレ
ンシャル4のサイドギヤ4bに結合され、他端は当該端部
に設けられたフランジ部を外輪2aのフランジ部に固定し
て等速ジョイント2に結合される。
FIG. 4 shows a torque detector 6 arranged on the outer periphery of a second intermediate shaft 7 between the differential 4 and the inboard constant velocity joint 2. The structure and function of the torque detector 6 are as described above. This is the same as in the case of FIGS. The second intermediate shaft 7 is an outer ring 2a of the inboard-side constant velocity joint 2.
And is configured separately. One end of the second intermediate shaft 7 is connected to the side gear 4b of the differential 4, and the other end is connected to the constant velocity joint 2 by fixing the flange provided at the end to the flange of the outer ring 2a.

【0024】上記トルク検出部6には上記トルク検出機
能だけでなく、回転数検出機能を付加することもでき
る。図5はその一例を示すもので、ステム部2bの外周面
に歯車状のパルサーリング6eを装着すると共に、これに
対向するボビン5内周に電磁ピックアップ6fを設け、ス
テム部2bの回転数に比例した周波数のパルスを検出する
ものである。
The torque detecting section 6 can be provided with not only the torque detecting function but also a rotational speed detecting function. FIG. 5 shows an example of this, in which a gear-shaped pulsar ring 6e is mounted on the outer peripheral surface of the stem 2b, and an electromagnetic pickup 6f is provided on the inner periphery of the bobbin 5 opposed to the ring. This is to detect a pulse having a proportional frequency.

【0025】図6は、トルク検出機能と回転数検出機能
とを併有するトルク検出部6の他例で、磁歪膜6aの透磁
率を回転数計測用の検知器6gで検出してドライブシャフ
ト1の回転数を計測するものである。上記検知器6gは、
トルク検出用の検知器6bと同様にコイルや磁気ヘッド
(本実施形態ではコイル)等で構成される。
FIG. 6 shows another example of the torque detecting section 6 having both a torque detecting function and a rotational speed detecting function. The torque detector 6g for detecting the magnetic permeability of the magnetostrictive film 6a detects the magnetic permeability of the drive shaft 1. This is to measure the number of rotations of. The above detector 6g,
Like the torque detection detector 6b, it is composed of a coil, a magnetic head (a coil in this embodiment), and the like.

【0026】回転数計測用の検知器6g(検知コイル)
は、一方の列、例えばアウトボード側の列の磁歪膜6aと
対向させてボビン6cの内周部に装着される。本実施形態
では図7(a)に示すように、円周方向で90°の位相
差をもって二つの検知コイル6gを配置した場合を例示す
るが、一つの検知コイルのみでもよい。
Detector 6g for rotation speed measurement (detection coil)
Is mounted on the inner peripheral portion of the bobbin 6c so as to face the magnetostrictive film 6a in one row, for example, the row on the outboard side. In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, a case where two detection coils 6g are arranged with a phase difference of 90 ° in the circumferential direction is illustrated, but only one detection coil may be used.

【0027】両検知コイル6gの出力信号は、図7(b)
に例示する二系統の回路を介して処理され、回転数に比
例したパルス信号となる。すなわち、ドライブシャフト
1が回転すると、磁歪部6aと磁歪部6a間の表面素材(ス
テム部2bの母材)との間の透磁率の差により、両検知コ
イル6gに誘導電流が生じ、そのため図7(c)に示すよ
うにそれぞれの系統で信号の振幅が変化する(A、A’
部信号)。この信号を整流、ローパスフィルタ、コンパ
レータを通して矩形波とし(C、C’部信号)、次いで
エッジを検出し(D、D’部信号)、さらに両系統の信
号の論理和をとることによって(E部信号)、回転数に
比例したパルスが得られる。このパルス信号は、例えば
ABSの制御装置に回転数信号として入力される。上記
のように複数の検知コイル6gを位相をずらして配置した
り、矩形波のエッジを検出することで、回転数信号の分
解能を向上させることができる。
The output signal of both detection coils 6g is shown in FIG.
And a pulse signal proportional to the number of rotations. That is, when the drive shaft 1 rotates, an induced current is generated in the two detection coils 6g due to a difference in magnetic permeability between the magnetostrictive portion 6a and the surface material (base material of the stem portion 2b) between the magnetostrictive portions 6a. As shown in FIG. 7 (c), the amplitude of the signal changes in each system (A, A ′).
Part signal). This signal is converted into a rectangular wave through a rectifier, a low-pass filter, and a comparator (C and C 'part signals), then edges are detected (D and D' part signals), and the signals of both systems are logically ORed (E Signal), and a pulse proportional to the number of rotations is obtained. This pulse signal is input to, for example, an ABS control device as a rotation speed signal. As described above, the resolution of the rotation speed signal can be improved by arranging the plurality of detection coils 6g with shifted phases or detecting the edges of the rectangular wave.

【0028】なお、図7(b)中の抵抗をコンデンサに
置き換え、共振回路として透磁率の差を検出しても同様
に回転数に比例したパルスを得ることができる。
It should be noted that a pulse proportional to the number of rotations can be obtained similarly by replacing the resistor in FIG. 7B with a capacitor and detecting a difference in magnetic permeability as a resonance circuit.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ドライブ
シャフトのトルク検出を簡単な構造で精度良く、高感度
に行うことができる。従って、自動車に搭載した場合、
各種走行制御のさらなる最適化を図ることができ、しか
も長期間安定した制御が可能となる。さらにはドライブ
シャフトの重量アップや車軸周辺構造の複雑化等も最小
限に抑えることができる。
As described above, according to the present invention, the torque of the drive shaft can be detected with a simple structure with high accuracy and high sensitivity. Therefore, when mounted on a car,
Further optimization of various traveling controls can be achieved, and stable control can be performed for a long period of time. Further, the increase in the weight of the drive shaft and the complexity of the structure around the axle can be minimized.

【0030】また、トルク検出部に回転数の検出機能を
もたせることにより、トルク信号と回転数信号を種々の
車両走行制御に活用することが可能となる。
Further, by providing the torque detector with a function of detecting the number of revolutions, the torque signal and the number of revolutions signal can be utilized for various vehicle traveling controls.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるドライブシャフトを含む駆動系
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a drive system including a drive shaft according to the present invention.

【図2】トルク検出部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a torque detector.

【図3】トルク検出回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a torque detection circuit.

【図4】上記ドライブシャフトの他の実施形態を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the drive shaft.

【図5】上記ドライブシャフトの他の実施形態を示す断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the drive shaft.

【図6】上記ドライブシャフトの他の実施形態を示す断
面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the drive shaft.

【図7】(a)図は回転数検出手段の断面図、(b)図
は回転数検出回路の回路図、(c)図は上記検出回路中
の各信号波形を示す図である。
7A is a cross-sectional view of a rotation speed detection means, FIG. 7B is a circuit diagram of a rotation speed detection circuit, and FIG. 7C is a diagram showing signal waveforms in the detection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ドライブシャフト 2 等速ジョイント(インボード側) 2b ステム部 3 等速ジョイント(アウトボード側) 4 ディファレンシャル 6 トルク検出部 6a 磁歪膜 6b トルク検知器 6g 回転数検知器 7 中間軸(第二中間軸) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive shaft 2 Constant velocity joint (inboard side) 2b Stem part 3 Constant velocity joint (outboard side) 4 Differential 6 Torque detector 6a Magnetostrictive film 6b Torque detector 6g Rotational speed detector 7 Intermediate shaft (second intermediate shaft) )

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 孝誌 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Fターム(参考) 2F051 AA01 AB05 BA03 3J033 AA01 BA15  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Koike 1578 Higashikaizuka, Iwata-shi, Shizuoka F-term in NTN Corporation (reference) 2F051 AA01 AB05 BA03 3J033 AA01 BA15

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自動車の駆動系統に接続され、軸部外周
に複数の帯状の磁歪膜を軸線に対して傾斜させて形成し
たトルク検出部を有することを特徴とするドライブシャ
フト。
1. A drive shaft which is connected to a drive system of an automobile and has a torque detecting portion formed on a shaft outer periphery with a plurality of belt-shaped magnetostrictive films inclined with respect to an axis.
【請求項2】 トルク検出部を等速ジョイントのインボ
ード側に設けた請求項1記載のドライブシャフト。
2. The drive shaft according to claim 1, wherein the torque detector is provided on the inboard side of the constant velocity joint.
【請求項3】 上記磁歪膜を超磁歪材で形成した請求項
1記載のドライブシャフト。
3. The drive shaft according to claim 1, wherein said magnetostrictive film is formed of a giant magnetostrictive material.
【請求項4】 上記トルク検出部を中間軸に設けた請求
項1乃至3何れか記載のドライブシャフト。
4. The drive shaft according to claim 1, wherein the torque detector is provided on an intermediate shaft.
【請求項5】 上記中間軸が、ディファレンシャルとイ
ンボード側等速ジョイントとの間に配置されている請求
項4記載のドライブシャフト。
5. The drive shaft according to claim 4, wherein the intermediate shaft is disposed between the differential and the inboard constant velocity joint.
【請求項6】 上記トルク検出部を等速ジョイントの外
輪ステム部に設けた請求項1乃至3何れか記載のドライ
ブシャフト。
6. The drive shaft according to claim 1, wherein the torque detector is provided on an outer ring stem of the constant velocity joint.
【請求項7】 上記トルク検出部に回転数の検出機能を
もたせた請求項4乃至6何れか記載のドライブシャフ
ト。
7. The drive shaft according to claim 4, wherein the torque detector has a function of detecting a rotation speed.
【請求項8】 回転数の検出を、上記磁歪膜と磁歪膜間
の表面素材との間の透磁率の差に基づいて行う請求項7
記載のドライブシャフト。
8. The rotation speed is detected based on a difference in magnetic permeability between the magnetostrictive film and a surface material between the magnetostrictive films.
Drive shaft as described.
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