JP2006200953A - System for constant velocity universal joint-driveshaft measurement - Google Patents

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Yoshihiko Hayama
佳彦 葉山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for constant velocity universal joint-driveshaft measurement which can accurately measure shaft torque transmitted by a drive shaft. <P>SOLUTION: The system for constant velocity universal joint-driveshaft measurement measures the shaft torque transmitted from the constant velocity universal joint to the drive shaft. The drive shaft 4 is provided with strain gauges 12, 13 used as torque detection means. The strain gauges 12, 13 may be attached to a joint outer ring of a constant velocity universal joint in which the drive shaft 4 is connected to a joint inner ring. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、自動車や鉄道車両、産業機械等の駆動系等に用いられる等速自在継手・ドライブシャフト計測システムに関する。   The present invention relates to a constant velocity universal joint / drive shaft measurement system used in a drive system of an automobile, a railway vehicle, an industrial machine, or the like.

従来の一般的な自動車の走行安定性確保対策は、各部の車輪の回転速度を検出することで行われているが、車輪の回転速度だけでは十分でなく、その他のセンサ信号を用いて車両の挙動を監視し、さらに安全面での制御を可能とすることが求められている。そこで、車両走行時に各車輪に作用するトルクから姿勢制御を図ることも考えられる。その一例として、両端が等速自在継手を介して自動車の駆動系に接続されるドライブシャフトにおいて、前記両等速自在継手の外輪にパルサリングをそれぞれ取付けたものがある。両パルサリングから発生する回転信号を検出し、ドライブシャフトのねじれに対応する前記両パルサリングの回転信号の位相差を演算することにより、ドライブシャフトに加わる軸トルクを測定する(例えば特許文献1)。
特開平7−63628号公報
Conventional measures for ensuring driving stability of general automobiles are performed by detecting the rotational speeds of the wheels of each part, but the rotational speeds of the wheels are not sufficient, and other sensor signals are used to There is a demand for monitoring behavior and enabling control in terms of safety. Thus, it is conceivable to control the attitude from the torque acting on each wheel during vehicle travel. As an example, there is a drive shaft in which both ends are connected to a drive system of an automobile via a constant velocity universal joint, and pulsar rings are attached to the outer rings of the constant velocity universal joints. A rotation torque generated from both pulsar rings is detected, and a phase difference between the rotation signals of both pulsar rings corresponding to torsion of the drive shaft is calculated, thereby measuring an axial torque applied to the drive shaft (for example, Patent Document 1).
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-63628

しかし、上記した軸トルクの測定方法では、トルク測定の分解能がパルサリングによって決まり、高精度のトルク検出を期待できない。また、車両のインボード側の継手外輪の回転とアウトボード側の継手外輪の回転の位相差から、ドライブシャフトに加わる軸トルクを測定する上記測定方法では、継手外輪と継手内輪の間に介在する隙間のために、正確なトルクを検出できない。   However, in the above-described shaft torque measurement method, the resolution of torque measurement is determined by pulsar ring, and high-accuracy torque detection cannot be expected. Further, in the above measurement method for measuring the axial torque applied to the drive shaft from the phase difference between the rotation of the joint outer ring on the inboard side of the vehicle and the rotation of the joint outer ring on the outboard side, it is interposed between the joint outer ring and the joint inner ring. Because of the gap, accurate torque cannot be detected.

この発明の目的は、ドライブシャフトが伝達する軸トルクを正確に検出することができる等速自在継手・ドライブシャフト計測システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a constant velocity universal joint / drive shaft measurement system capable of accurately detecting an axial torque transmitted by a drive shaft.

この発明の等速自在継手・ドライブシャフト計測システムは、ドライブシャフト、またはこのドライブシャフトが継手内輪に接続された等速自在継手の継手外輪に、トルク検出手段として歪みゲージを取付けたものである。歪みゲージは複数設けても良い。
この構成によると、ドライブシャフトに軸トルクが加わると、その軸トルクに比例した電圧が歪みゲージからトルク検出信号として出力される。そのため、等速自在継手からドライブシャフトに伝達される軸トルクを正確に検出することができる。
The constant velocity universal joint / drive shaft measuring system according to the present invention is a system in which a strain gauge is attached as a torque detection means to a drive shaft or a joint outer ring of a constant velocity universal joint in which the drive shaft is connected to a joint inner ring. A plurality of strain gauges may be provided.
According to this configuration, when axial torque is applied to the drive shaft, a voltage proportional to the axial torque is output from the strain gauge as a torque detection signal. Therefore, the shaft torque transmitted from the constant velocity universal joint to the drive shaft can be accurately detected.

この発明において、歪みゲージへの電圧印加、および歪みゲージの出力電圧の取り出しを、スリップリングを介して行うものとしても良い。スリップリングは、中間型のものであっても、軸端型のものであっても良い。
スリップリングを設けると、回転するドライブシャフト上または等速自在継手の継手外輪上に取付けられた歪みゲージへの電圧印加、および歪みゲージからの出力電圧の取出しを、ドライブシャフトや等速自在継手の回転を妨げることなく簡易な構成で行うことができる。
In the present invention, voltage application to the strain gauge and extraction of the output voltage of the strain gauge may be performed via a slip ring. The slip ring may be an intermediate type or a shaft end type.
When a slip ring is provided, the voltage applied to the strain gauge mounted on the rotating drive shaft or the joint outer ring of the constant velocity universal joint and the output voltage from the strain gauge can be taken out of the drive shaft and constant velocity universal joint. It can be performed with a simple configuration without hindering rotation.

この発明において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を乾電池で与えるものとしても良い。
歪みゲージによりブリッジ回路を構成した場合、差動的に電圧を取り出すことなどで、検出信号の増幅効果が得られ、また歪みゲージの温度による影響や他の外乱要因が緩和される。また、印加電圧を乾電池で与えるものとすると、ブリッジ回路へ印加電圧を供給するための煩雑な配線が省略できる。自動車の蓄電池より、スリップリングを介して、印加電圧を供給することも可能である。
In the present invention, a bridge circuit may be constituted by the strain gauge, and a voltage applied to the bridge circuit may be given by a dry battery.
When a bridge circuit is configured by a strain gauge, a detection signal amplification effect can be obtained by taking out a voltage differentially, and the influence of the strain gauge temperature and other disturbance factors can be mitigated. Further, if the applied voltage is given by a dry battery, complicated wiring for supplying the applied voltage to the bridge circuit can be omitted. It is also possible to supply an applied voltage from a storage battery of an automobile via a slip ring.

この発明において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を無線で給電する無線給電手段を設けても良い。
無線給電手段を設けると、ブリッジ回路への印加電圧の給電をスリップリングを介さずに行うことができ、システムの配線が簡単になる。
In the present invention, a bridge circuit may be configured by the strain gauge, and a wireless power supply unit that wirelessly supplies a voltage applied to the bridge circuit may be provided.
When the wireless power feeding means is provided, the applied voltage can be fed to the bridge circuit without using a slip ring, and the system wiring is simplified.

この発明において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を、前記ドライブシャフトの回転で発電を行う発電装置で行うものとしても良い。
ドライブシャフトの回転で発電を行う発電装置を用いると、ブリッジ回路へ印加電圧を給電するための配線処理が不要となり、また外部に電源回路が不要になる。
In the present invention, a bridge circuit may be configured by the strain gauge, and a voltage applied to the bridge circuit may be performed by a power generation device that generates power by rotating the drive shaft.
When a power generation device that generates electric power by rotating the drive shaft is used, wiring processing for supplying an applied voltage to the bridge circuit is unnecessary, and an external power supply circuit is not required.

この発明において、歪みゲージが構成するブリッジ回路からの出力電圧を無線で通信する信号送受手段を設けても良い。
無線による信号送受手段を設けると、ブリッジ回路からの出力電圧の取出しをスリップリングを介さずに行うことができ、システムの配線が簡単になる。
In this invention, you may provide the signal transmission / reception means which communicates the output voltage from the bridge circuit which a strain gauge comprises wirelessly.
When a wireless signal transmission / reception means is provided, the output voltage can be taken out from the bridge circuit without using a slip ring, and the system wiring is simplified.

この発明において、前記歪みゲージがブリッジ回路により構成され、このブリッジ回路への印加電圧を無線で給電する無線給電手段を設け、かつ歪みゲージが構成するブリッジ回路からの出力電圧を無線で通信する信号送受手段を設け、これら無線給電手段における車体側の印加電圧発信器と、信号送受手段における車体側の出力電圧受信器が互いに一体化された印加電圧発信・出力電圧受信手段を設けても良い。
この構成の場合、車体側から歪みゲージによるブリッジ回路への印加電圧の供給、およびブリッジ回路からの出力電圧の車体側への取出しを無線で行うことができるので、ブリッジ回路と車体側との間をスリップリングの介在する配線で接続する必要がなく、システムを簡単に構成できる。また、車体側の印加電圧発信器と出力電圧受信受信器が互いに一体化されて、印加電圧発信・出力電圧受信手段とされているので、車体側の送受信装置をコンパクトに構成でき、設置性,取扱性にも優れる。
In the present invention, the strain gauge is constituted by a bridge circuit, a wireless power feeding means for feeding the voltage applied to the bridge circuit wirelessly is provided, and a signal for wirelessly communicating the output voltage from the bridge circuit constituted by the strain gauge A transmission / reception unit may be provided, and an applied voltage transmission / output voltage reception unit may be provided in which an applied voltage transmitter on the vehicle body side in the wireless power feeding unit and an output voltage receiver on the vehicle body side in the signal transmission / reception unit are integrated with each other.
In the case of this configuration, it is possible to wirelessly supply the applied voltage to the bridge circuit by the strain gauge from the vehicle body side and take out the output voltage from the bridge circuit to the vehicle body side. It is not necessary to connect the wires with a slip ring interposed, and the system can be easily configured. In addition, since the applied voltage transmitter and output voltage receiver on the vehicle body side are integrated with each other to form the applied voltage transmission / output voltage receiving means, the vehicle body side transmitter / receiver can be configured compactly, Excellent handleability.

この発明において、前記歪みゲージがブリッジ回路により構成され、このブリッジ回路への印加電圧を無線で給電する無線給電手段を設け、かつ歪みゲージが構成するブリッジ回路からの出力電圧を無線で通信する信号送受手段を設け、これら無線給電手段におけるドライブシャフト側の印加電圧受信器と、信号送受手段におけるドライブシャフト側の出力電圧発信器が互いに一体化された印加電圧受信・出力電圧発信手段を設けても良い。
この構成の場合、車体側から歪みゲージによるブリッジ回路への印加電圧の供給、およびブリッジ回路からの出力電圧の車体側への取出しを無線で行うことができるので、ブリッジ回路と車体側との間をスリップリングの介在する配線で接続する必要がなく、システムを簡単に構成できる。また、ドライブシャフト側の印加電圧受信器と出力電圧発信器とが互いに一体化されて、印加電圧受信・出力電圧発信手段とされているので、ドライブシャフト側の送受信装置をコンパクトに構成でき、かつ設置性,取扱性にも優れる。
In the present invention, the strain gauge is constituted by a bridge circuit, a wireless power feeding means for feeding the voltage applied to the bridge circuit wirelessly is provided, and a signal for wirelessly communicating the output voltage from the bridge circuit constituted by the strain gauge Providing transmission / reception means, and applying applied voltage reception / output voltage transmission means in which the drive voltage side applied voltage receiver in the wireless power supply means and the output voltage transmitter on the drive shaft side in the signal transmission / reception means are integrated. good.
In the case of this configuration, it is possible to wirelessly supply the applied voltage to the bridge circuit by the strain gauge from the vehicle body side and take out the output voltage from the bridge circuit to the vehicle body side. It is not necessary to connect the wires with a slip ring interposed, and the system can be easily configured. In addition, since the applied voltage receiver and the output voltage transmitter on the drive shaft side are integrated with each other to serve as the applied voltage receiving / output voltage transmitting means, the transmission / reception device on the drive shaft side can be configured compactly, and Excellent installation and handling.

車体側における前記のように一体化された印加電圧発信・出力電圧受信手段、およびドライブシャフト側における前記のように一体化された印加電圧受信・出力電圧発信手段との両方を設けても良い。
この構成の場合、車体側の送受信装置とドライブシャフト側の送受信装置とを、共にコンパクトに構成でき、設置性,取扱性にも優れる。
Both the applied voltage transmission / output voltage receiving means integrated on the vehicle body side as described above and the applied voltage reception / output voltage transmission means integrated on the drive shaft side as described above may be provided.
In the case of this configuration, both the vehicle body side transmission / reception device and the drive shaft side transmission / reception device can be configured in a compact manner, and the installation and handling are excellent.

この発明の等速自在継手・ドライブシャフト計測システムは、ドライブシャフト、またはこのドライブシャフトが継手内輪に接続された等速自在継手の継手外輪に、トルク検出手段として歪みゲージを取付けたため、ドライブシャフトが伝達する軸トルクを正確に検出することができる。   In the constant velocity universal joint / drive shaft measurement system of the present invention, a strain gauge is attached as a torque detection means to the drive shaft or the joint outer ring of the constant velocity universal joint connected to the joint inner ring. The transmitted shaft torque can be accurately detected.

この発明の第1の実施形態を図1ないし図5と共に説明する。この等速自在継手・ドライブシャフト計測システムは、例えば自動車の駆動系統に設けられる図1のような等速自在継手・ドライブシャフト装置1に適用されるものである。
この等速自在継手・ドライブシャフト装置1は、自動車の車輪用軸受と車体側の差動機(いずれも図示せず)との間に設けられる。この等速自在継手・ドライブシャフト装置1は、車輪用軸受側に配置されるアウトボード側の等速自在継手2と、差動機側に固定されるインボード側の等速自在継手3と、これらの等速自在継手2,3に両端がそれぞれ連結されたドライブシャフト4とを備える。ドライブシャフト4の一端はアウトボード側等速自在継手2の片方の継手部材である継手内輪6に連結され、他端はインボード側等速自在継手3の片方の継手部材である継手内輪6にそれぞれ連結される。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This constant velocity universal joint / drive shaft measurement system is applied to, for example, a constant velocity universal joint / drive shaft device 1 as shown in FIG. 1 provided in a drive system of an automobile.
The constant velocity universal joint / drive shaft device 1 is provided between a wheel bearing for an automobile and a differential (not shown) on the vehicle body side. This constant velocity universal joint / drive shaft device 1 includes an outboard side constant velocity universal joint 2 arranged on the wheel bearing side, an inboard side constant velocity universal joint 3 fixed to the differential side, The constant velocity universal joints 2 and 3 have drive shafts 4 connected at both ends. One end of the drive shaft 4 is connected to a joint inner ring 6 which is one joint member of the outboard side constant velocity universal joint 2, and the other end is connected to a joint inner ring 6 which is one joint member of the inboard side constant velocity universal joint 3. Each is connected. In this specification, the side closer to the outer side in the vehicle width direction of the vehicle when attached to the vehicle is referred to as the outboard side, and the side closer to the center of the vehicle is referred to as the inboard side.

アウトボード側の等速自在継手2のもう片方の継手部材である継手外輪5は、そのステム部5bで車輪用軸受(図示せず)の内輪に連結される。アウトボード側の等速自在継手2は固定式のものであり、継手外輪5、継手内輪6、トルク伝達用の転動体であるボール7、保持器8、および封入潤滑剤を保持するブーツ9により構成される。継手外輪5は、カップ部5aとステム部5bとで構成され、カップ部5aの内周面に複数の案内溝10が軸方向に形成されている。継手内輪6は、外周面に複数の案内溝11を軸方向に形成した部材である。上記複数のボール7は、継手外輪5と継手内輪6の案内溝10,11により形成される各ボールトラックにそれぞれ介在している。案内溝10,11は、軸方向に沿う断面形状が円弧状とされている。保持器8は、各ボール7を同一平面内に保持する部材であり、周方向の複数箇所に設けられたポケット内にボール7を保持している。継手内輪6は、内周にセレーションまたはスプライン等の凹凸部を有する中央孔を備え、ドライブシャフト4の一端が、トルク伝達可能に嵌合している。   A joint outer ring 5 which is the other joint member of the constant velocity universal joint 2 on the outboard side is connected to an inner ring of a wheel bearing (not shown) at its stem portion 5b. The constant velocity universal joint 2 on the outboard side is a fixed type, and includes a joint outer ring 5, a joint inner ring 6, a ball 7 that is a rolling element for torque transmission, a cage 8, and a boot 9 that holds an enclosed lubricant. Composed. The joint outer ring 5 includes a cup portion 5a and a stem portion 5b, and a plurality of guide grooves 10 are formed in the axial direction on the inner peripheral surface of the cup portion 5a. The joint inner ring 6 is a member in which a plurality of guide grooves 11 are formed in the axial direction on the outer peripheral surface. The plurality of balls 7 are interposed in respective ball tracks formed by the guide grooves 10 and 11 of the joint outer ring 5 and the joint inner ring 6. The guide grooves 10 and 11 have an arc shape in cross section along the axial direction. The cage 8 is a member that holds the balls 7 in the same plane, and holds the balls 7 in pockets provided at a plurality of locations in the circumferential direction. The joint inner ring 6 includes a central hole having an uneven portion such as a serration or a spline on the inner periphery, and one end of the drive shaft 4 is fitted so that torque can be transmitted.

インボード側の等速自在継手3は、スライド式のものであり、トルク伝達用の転動体としてローラ8を有している。継手内輪6はトラニオン状の3本の軸が外周に突設され、各軸に上記ローラ8が回転自在に設置されている。これらの3つのローラ8は、継手外輪10の内径面に軸方向に沿って設けられた案内溝10内を転動自在である。その本体の構成は、固定式の等速自在継手2と同様であるので、対応する箇所に同一符号を付してその説明を省略する。なお、インボード側の等速自在継手3は、トルク伝達用の転動体としてボールを用いたものであっても良い。   The constant velocity universal joint 3 on the inboard side is a slide type and has a roller 8 as a rolling element for torque transmission. The joint inner ring 6 has three trunnion-shaped shafts protruding from the outer periphery, and the roller 8 is rotatably installed on each shaft. These three rollers 8 are capable of rolling in guide grooves 10 provided along the axial direction on the inner diameter surface of the joint outer ring 10. Since the structure of the main body is the same as that of the fixed type constant velocity universal joint 2, the same reference numerals are given to corresponding portions and the description thereof is omitted. The constant velocity universal joint 3 on the inboard side may use a ball as a rolling element for torque transmission.

この実施形態の等速自在継手・ドライブシャフト計測システムは、図2のように、前記等速自在継手・ドライブシャフト装置1におけるドライブシャフト4の外周面に接着固定された2つの歪みゲージ12,13を備える。これらの歪みゲージ12,13は、図3に拡大平面図で示すように、直列に接続された2つのゲージ部12a(13a),12b(13b)を有する2ゲージ式のものである。両歪みゲージ12,13は、ドライブイシャフト4の外周面上で、周方向に180°隔てて対向する位置に配置され、図4に示すホイーストンブリッジ回路を構成するように接続される。   As shown in FIG. 2, the constant velocity universal joint / drive shaft measuring system of this embodiment has two strain gauges 12, 13 fixedly bonded to the outer peripheral surface of the drive shaft 4 in the constant velocity universal joint / drive shaft device 1. Is provided. These strain gauges 12 and 13 are of a two gauge type having two gauge portions 12a (13a) and 12b (13b) connected in series, as shown in an enlarged plan view in FIG. Both strain gauges 12 and 13 are disposed on the outer peripheral surface of the drive shaft 4 at positions opposed to each other at 180 ° in the circumferential direction, and are connected so as to constitute the Wheatstone bridge circuit shown in FIG.

このブリッジ回路において、上記各ゲージ部12a〜13bはそれぞれ抵抗素子で表すことができ、一方向の軸トルクに対して一方のゲージ部12a(13a)の抵抗値が増加すると、他方のゲージ部12b(13b)の抵抗値が減少するように作用し、逆方向の軸トルクに対しては抵抗値の増減が逆に作用する。このブリッジ回路には、ゲージ部12a,13bの接続点aとゲージ部12b,13aの接続点bとの間に所定の電圧が印加され、ゲージ部13a,13bの接続点cとゲージ部12a,12bの接続点dとの間から歪みゲージ12,13の出力電圧が取り出される。これにより、歪みゲージ12,13の出力として、ドライブシャフト4の曲げなどの外乱成分が除かれて軸トルクに比例した電圧が取り出される。   In the bridge circuit, each of the gauge portions 12a to 13b can be represented by a resistance element. When the resistance value of one gauge portion 12a (13a) increases with respect to axial torque in one direction, the other gauge portion 12b. The resistance value of (13b) acts so as to decrease, and the increase / decrease of the resistance value acts inversely on the axial torque in the reverse direction. A predetermined voltage is applied to the bridge circuit between the connection point a of the gauge parts 12a and 13b and the connection point b of the gauge parts 12b and 13a, and the connection point c of the gauge parts 13a and 13b and the gauge part 12a, The output voltages of the strain gauges 12 and 13 are taken out from the connection point d of 12b. As a result, disturbance components such as bending of the drive shaft 4 are removed as outputs of the strain gauges 12 and 13, and a voltage proportional to the shaft torque is taken out.

歪みゲージ12,13への電圧印加、および歪みゲージ12,13の出力電圧の取出しは、ここでは図4のように中間型のスリップリング14を介して行われる。このスリップリング14は、ドライブシャフト4の中間部に相対回転自在に外嵌するように車体側に配置されるものであって、その内径面には図5(B)に断面図で示すようにリング状帯体からなる4本の接続端子16a,16b,16c,16dが設けられている。これらの接続端子16a〜16dは、図5(A)のように前記ブリッジ回路の各接続点a〜dに接続された接続端子15a〜15dに1対1に対応して摺接する。図4のように、スリップリング14の接続端子16a〜16dは車体側に設けられたストレインアンプ17に接続され、歪みゲージ12,13によるブリッジ回路の出力電圧がスリップリング14を介してストレインアンプ17に入力され増幅される。また、ストレインアンプ17から出力される電圧が、印加電圧として前記ブリッジ回路に与えられる。   The voltage application to the strain gauges 12 and 13 and the output of the strain gauges 12 and 13 are taken out via an intermediate slip ring 14 as shown in FIG. The slip ring 14 is disposed on the vehicle body side so as to be fitted around the intermediate portion of the drive shaft 4 so as to be relatively rotatable. As shown in a sectional view of FIG. Four connection terminals 16a, 16b, 16c, and 16d made of a ring-shaped belt are provided. The connection terminals 16a to 16d are in sliding contact with the connection terminals 15a to 15d connected to the connection points a to d of the bridge circuit in a one-to-one correspondence as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the connection terminals 16 a to 16 d of the slip ring 14 are connected to the strain amplifier 17 provided on the vehicle body side, and the output voltage of the bridge circuit by the strain gauges 12 and 13 is passed through the slip ring 14. And amplified. The voltage output from the strain amplifier 17 is applied to the bridge circuit as an applied voltage.

この構成の等速自在継手・ドライブシャフト計測システムによると、等速自在継手・ドライブシャフト装置1のドライブシャフト4に軸トルクが加わると、その軸トルクに比例した電圧が歪みゲージ12,13によるブリッジ回路からトルク検出信号として出力される。その出力電圧がスリップリング14を介して外部に取り出され、ストレインアンプ17で増幅される。これにより、等速自在継手2,3からドライブシャフト4に伝達される軸トルクを正確に検出することができる。
このようにトルク検出が行われるため、2WD(2輪駆動)の場合は2つの、4WD(4輪駆動)の場合は4つのドライブシャフトのトルクが正確にわかる。そのため、トルク配分をECU(電気制御ユニット)によって制御することで、車両の挙動を自在に制御することができる。
According to the constant velocity universal joint / drive shaft measuring system of this configuration, when axial torque is applied to the drive shaft 4 of the constant velocity universal joint / drive shaft device 1, a voltage proportional to the axial torque is bridged by the strain gauges 12 and 13. Output as a torque detection signal from the circuit. The output voltage is taken out through the slip ring 14 and amplified by the strain amplifier 17. Thereby, the axial torque transmitted from the constant velocity universal joints 2 and 3 to the drive shaft 4 can be accurately detected.
Since the torque is detected in this way, the torques of two drive shafts in the case of 2WD (two-wheel drive) and four drive shafts in the case of 4WD (four-wheel drive) can be accurately known. Therefore, the behavior of the vehicle can be freely controlled by controlling the torque distribution by an ECU (electric control unit).

この実施形態では、回転するドライブシャフト4上に設けられた歪みゲージ12,13によるブリッジ回路への電圧印加、およびブリッジ回路からの出力電圧の取り出しを、スリップリング14を介して行っているので、ドライブシャフト4の回転を妨げることなく出力電圧の取出しおよび印加電圧の供給を容易に行うことができる。   In this embodiment, the voltage application to the bridge circuit by the strain gauges 12 and 13 provided on the rotating drive shaft 4 and the extraction of the output voltage from the bridge circuit are performed via the slip ring 14, so The output voltage can be easily taken out and the applied voltage can be supplied without hindering the rotation of the drive shaft 4.

なお、上記実施形態では、ブリッジ回路への印加電圧をスリップリング14を介して車体側から供給するようにしたが、ドライブシャフト4上に設けた乾電池(図示せず)により供給するようにしても良い。この場合には、印加電圧の供給のための煩雑な配線を省略することができる。   In the above embodiment, the voltage applied to the bridge circuit is supplied from the vehicle body side via the slip ring 14, but it may be supplied by a dry battery (not shown) provided on the drive shaft 4. good. In this case, complicated wiring for supplying the applied voltage can be omitted.

図6および図7は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、図1〜図5に示した等速自在継手・ドライブシャフト計測システムにおいて、ブリッジ回路への印加電圧を無線で供給する無線給電手段18と、ブリッジ回路からの出力電圧を無線で車体側に通信する信号送受手段19を設けたものである。前記実施形態におけるスリップリング14は省略されている。その他の構成は図1〜図5の実施形態の場合と同じである。   6 and 7 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, in the constant velocity universal joint / drive shaft measurement system shown in FIGS. 1 to 5, a wireless power feeding means 18 for wirelessly supplying an applied voltage to the bridge circuit, and an output voltage from the bridge circuit wirelessly. A signal transmission / reception means 19 for communication on the vehicle body side is provided. The slip ring 14 in the above embodiment is omitted. Other configurations are the same as those in the embodiment of FIGS.

無線給電手段18は、車体側に設けられブリッジ回路への印加電圧を無線で送信する印加電圧発信器18aと、ドライブシャフト4に設けられ印加電圧発信器18aからの印加電圧を受信する印加電圧受信器18bとでなる。信号送受手段19は、ドライブシャフト4に設けられブリッジ回路からの出力電圧を無線で送信する出力電圧発信器19aと、車体側に設けられ出力電圧発信器19aからの信号を受信する出力電圧受信器19bとでなる。ここでは、車体側の印加電圧発信器18aと出力電圧受信受信器19bとは互いに一体化されて、印加電圧発信・出力電圧受信手段20とされている。この一体化は、印加電圧発信器18aと出力電圧受信受信器19bとを同じ筐体内に設置するか、または同じ回路基板や電子回路チップに設けることで行われている。これにより、車体側の送受信装置をコンパクトに構成でき、設置性や取扱性にも優れたものとできる。   The wireless power supply means 18 is provided on the vehicle body side, and an applied voltage transmitter 18a that wirelessly transmits an applied voltage to the bridge circuit, and an applied voltage reception that is provided on the drive shaft 4 and receives an applied voltage from the applied voltage transmitter 18a. And a container 18b. The signal transmission / reception means 19 includes an output voltage transmitter 19a that is provided on the drive shaft 4 and wirelessly transmits an output voltage from the bridge circuit, and an output voltage receiver that is provided on the vehicle body side and receives a signal from the output voltage transmitter 19a. 19b. Here, the applied voltage transmitter 18 a and the output voltage receiver 19 b on the vehicle body side are integrated with each other to form an applied voltage transmitter / output voltage receiver 20. This integration is performed by installing the applied voltage transmitter 18a and the output voltage receiver 19b in the same casing, or by providing them on the same circuit board or electronic circuit chip. Thereby, the transmission / reception device on the vehicle body side can be configured in a compact manner, and the installation and handling can be excellent.

また、ドライブシャフト4側の印加電圧受信器18bと出力電圧発信器19aとは上記と同様に互いに一体化されて、印加電圧受信・出力電圧発信手段21とされている。これにより、ドライブシャフト4側の送受信装置をコンパクトに構成でき、設置性や取扱性にも優れたものとできる。   Further, the applied voltage receiver 18b and the output voltage transmitter 19a on the drive shaft 4 side are integrated with each other in the same manner as described above to form an applied voltage receiving / output voltage transmitting means 21. As a result, the transmission / reception device on the drive shaft 4 side can be configured in a compact manner, and the installation and handling can be excellent.

この実施形態の場合、車体側から歪みゲージ12,13によるブリッジ回路への印加電圧の供給、およびブリッジ回路からの出力電圧の車体側への取出しを無線で行うことができるので、ブリッジ回路と車体側との間をスリップリング14の介在する配線で接続する必要がなく、システムを簡単に構成できる。   In the case of this embodiment, the supply of the applied voltage to the bridge circuit by the strain gauges 12 and 13 from the vehicle body side and the extraction of the output voltage from the bridge circuit to the vehicle body side can be performed wirelessly. It is not necessary to connect between the two sides with a wiring intervening with the slip ring 14, and the system can be configured easily.

図8は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図6および図7に示した等速自在継手・ドライブシャフト計測システムにおいて、無線給電手段18に代えて、ドライブシャフト4の回転で発電を行う発電装置22を設けたものである。発電装置22は、ドライブシャフト4側に設けられたコイル22aと、このコイル22aに対向して車体側に設けられた磁石22bとでなる。その他の構成は、図6および図7に示した実施形態の場合と同じである。   FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, in the constant velocity universal joint / drive shaft measurement system shown in FIGS. 6 and 7, a power generation device 22 that generates power by rotation of the drive shaft 4 is provided instead of the wireless power feeding means 18. . The power generation device 22 includes a coil 22a provided on the drive shaft 4 side and a magnet 22b provided on the vehicle body side so as to face the coil 22a. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS.

この実施形態の場合、ブリッジ回路へ印加電圧を給電するための配線処理が不要であるばかりか、車体側に電源回路が不要になる。なお、上記発電装置22は、図1〜図5の実施形態においても用いることができる。   In the case of this embodiment, not only the wiring process for supplying the applied voltage to the bridge circuit is unnecessary, but also the power supply circuit is unnecessary on the vehicle body side. In addition, the said electric power generating apparatus 22 can be used also in embodiment of FIGS.

図9および図10は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図1〜図5に示した等速自在継手・ドライブシャフト計測システムにおいて、歪みゲージ12,13を等速自在継手・ドライブシャフト装置1における例えば等速自在継手2の継手外輪5に接着固定すると共に、中間型のスリップリング14に代えて軸端型のスリップリング14Aを用いたものである。軸端型のスリップリング14Aは、図9のように継手外輪5におけるステム部5bの端面に摺接するように車体側に固定される。歪みゲージ12,13によるブリッジ回路の各接続点a〜dに接続される接続端子15a〜15dは継手外輪ステム部5bの端面に、径方向位置が互いに異なるように配置される。また、スリップリング14Aの継手外輪ステム部5bの端面に対向する端面には、前記各接続端子15a〜15dに1対1に対応して摺接する複数のリング状接続端子16a〜16dが同心状に配置される。その他の構成は、図1〜図5に示した実施形態の場合と同じである。   9 and 10 show still another embodiment of the present invention. In this embodiment, in the constant velocity universal joint / drive shaft measurement system shown in FIGS. 1 to 5, the strain gauges 12 and 13 are connected to the joint outer ring 5 of the constant velocity universal joint 2 in the constant velocity universal joint / drive shaft device 1. The shaft end type slip ring 14 </ b> A is used instead of the intermediate type slip ring 14. The shaft end type slip ring 14A is fixed to the vehicle body side so as to be in sliding contact with the end surface of the stem portion 5b of the joint outer ring 5 as shown in FIG. The connection terminals 15a to 15d connected to the connection points a to d of the bridge circuit by the strain gauges 12 and 13 are arranged on the end face of the joint outer ring stem portion 5b so that their radial positions are different from each other. A plurality of ring-shaped connection terminals 16a to 16d that are in sliding contact with the connection terminals 15a to 15d in a one-to-one correspondence are concentrically formed on an end surface of the slip ring 14A that faces the end surface of the joint outer ring stem portion 5b. Be placed. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS.

この実施形態の場合も、等速自在継手・ドライブシャフト装置1のドライブシャフト4に軸トルクが加わると、その軸トルクに比例した電圧が歪みゲージ12,13によるブリッジ回路からトルク検出信号として出力され、その出力電圧がスリップリング14Aを介して車体側に取り出され、ストレインアンプ17で増幅される。これにより、等速自在継手2,3からドライブシャフト4に伝達される軸トルクを正確に検出することができる。   Also in this embodiment, when an axial torque is applied to the drive shaft 4 of the constant velocity universal joint / drive shaft device 1, a voltage proportional to the axial torque is output as a torque detection signal from the bridge circuit by the strain gauges 12 and 13. The output voltage is taken out to the vehicle body side via the slip ring 14A and amplified by the strain amplifier 17. Thereby, the axial torque transmitted from the constant velocity universal joints 2 and 3 to the drive shaft 4 can be accurately detected.

この発明の第1の実施形態にかかる等速自在継手・ドライブシャフト計測システムが適用される等速継手装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a constant velocity joint device to which a constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to a first embodiment of the present invention is applied. (A)は同等速継手装置のドライブシャフトに等速自在継手・ドライブシャフト計測システムの歪みゲージを取付けた状態の平面図、(B)は同正面図、(C)は同側面図である。(A) is a top view of the state which attached the strain gauge of the constant velocity universal joint and drive shaft measurement system to the drive shaft of the equivalent speed joint apparatus, (B) is the same front view, (C) is the same side view. 歪みゲージの拡大平面図である。It is an enlarged plan view of a strain gauge. この実施形態の等速自在継手・ドライブシャフト計測システムの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the constant velocity universal joint and drive shaft measurement system of this embodiment. (A)はドライブシャフト上に設けられた接続端子の説明図、(B)は同接続端子に摺接する中間型スリップリングの断面図である。(A) is explanatory drawing of the connection terminal provided on the drive shaft, (B) is sectional drawing of the intermediate | middle type slip ring which slidably contacts the connection terminal. この発明の他の実施形態にかかる等速自在継手・ドライブシャフト計測システムの概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the constant velocity universal joint and drive shaft measuring system concerning other embodiment of this invention. 同等速自在継手・ドライブシャフト計測システムの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of an equivalent speed universal joint and drive shaft measurement system. この発明の他の実施形態にかかる等速自在継手・ドライブシャフト計測システムの概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the constant velocity universal joint and drive shaft measuring system concerning other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態にかかる等速自在継手・ドライブシャフト計測システムの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the constant velocity universal joint and drive shaft measuring system concerning further another embodiment of this invention. (A)は同計測システムにおけるドライブシャフト側の概略構成を示す模式図、(B)は軸端型スリップリング側の概略構成を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a schematic configuration on the drive shaft side in the measurement system, and (B) is a schematic diagram showing a schematic configuration on the shaft end type slip ring side.

符号の説明Explanation of symbols

2…等速自在継手
4…ドライブシャフト
5…継手外輪
6…継手内輪
12,13…歪みゲージ
14,14A…スリップリング
18…無線給電手段
18a…印加電圧発信器
18b…印加電圧受信器
19…信号送受手段
19a…出力電圧発信器
19b…出力電圧受信器
20…印加電圧発信・出力電圧受信手段
21…印加電圧受信・出力電圧発信手段
22…発電装置
2 ... Constant velocity universal joint 4 ... Drive shaft 5 ... Joint outer ring 6 ... Joint inner ring 12, 13 ... Strain gauge 14, 14A ... Slip ring 18 ... Wireless power supply means 18a ... Applied voltage transmitter 18b ... Applied voltage receiver 19 ... Signal Transmission / reception means 19a ... Output voltage transmitter 19b ... Output voltage receiver 20 ... Applied voltage transmission / output voltage reception means 21 ... Applied voltage reception / output voltage transmission means 22 ... Power generation device

Claims (12)

ドライブシャフト、またはこのドライブシャフトが継手内輪に接続された等速自在継手の継手外輪に、トルク検出手段として歪みゲージを取付けた等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   A constant velocity universal joint / drive shaft measurement system in which a strain gauge is attached as a torque detection means to a drive shaft or a joint outer ring of a constant velocity universal joint in which the drive shaft is connected to a joint inner ring. 請求項1において、前記歪みゲージを複数設けた等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   2. The constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to claim 1, wherein a plurality of the strain gauges are provided. 請求項1または請求項2において、歪みゲージへの電圧印加、および歪みゲージの出力電圧の取り出しを、スリップリングを介して行うものとした等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   3. The constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to claim 1, wherein voltage application to the strain gauge and extraction of the output voltage of the strain gauge are performed via a slip ring. 請求項3において、前記スリップリングは軸端型のものである等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   4. The constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to claim 3, wherein the slip ring is of a shaft end type. 請求項3において、前記スリップリングは中間型のものである等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   4. The constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to claim 3, wherein the slip ring is an intermediate type. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を乾電池または蓄電池で与えるものとした等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   6. The constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to claim 1, wherein a bridge circuit is constituted by the strain gauge, and a voltage applied to the bridge circuit is given by a dry battery or a storage battery. 請求項1または請求項2において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を無線で給電する無線給電手段を設けた等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   3. The constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to claim 1 or 2, wherein a bridge circuit is configured by the strain gauge, and wireless power feeding means for wirelessly feeding a voltage applied to the bridge circuit is provided. 請求項1または請求項2において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を、前記ドライブシャフトの回転で発電を行う発電装置で行うものとした等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   The constant velocity universal joint / drive according to claim 1 or 2, wherein a bridge circuit is configured by the strain gauge, and a voltage applied to the bridge circuit is performed by a power generation device that generates power by rotating the drive shaft. Shaft measurement system. 請求項7または請求項8において、歪みゲージが構成するブリッジ回路からの出力電圧を無線で通信する信号送受手段を設けた等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   9. The constant velocity universal joint / drive shaft measurement system according to claim 7 or 8, further comprising a signal transmission / reception unit that wirelessly communicates an output voltage from a bridge circuit formed by a strain gauge. 請求項1または請求項2において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を無線で給電する無線給電手段を設け、かつ歪みゲージが構成するブリッジ回路からの出力電圧を無線で通信する信号送受手段を設け、これら無線給電手段における車体側の印加電圧発信器と、信号送受手段における車体側の出力電圧受信器が互いに一体化された印加電圧発信・出力電圧受信手段を設けた等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   3. The bridge circuit according to claim 1 or 2, wherein a bridge circuit is configured by the strain gauge, a wireless power feeding unit that wirelessly feeds an applied voltage to the bridge circuit is provided, and an output voltage from the bridge circuit configured by the strain gauge is obtained. A signal transmission / reception unit for wireless communication is provided, and an applied voltage transmission / output voltage reception unit in which an applied voltage transmitter on the vehicle body side in the wireless power feeding unit and an output voltage receiver on the vehicle body side in the signal transmission / reception unit are integrated with each other. Constant velocity universal joint / drive shaft measurement system provided. 請求項1または請求項2において、前記歪みゲージによりブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路への印加電圧を無線で給電する無線給電手段を設け、かつ歪みゲージが構成するブリッジ回路からの出力電圧を無線で通信する信号送受手段を設け、これら無線給電手段におけるドライブシャフト側の印加電圧受信器と、信号送受手段におけるドライブシャフト側の出力電圧発信器が互いに一体化された印加電圧受信・出力電圧発信手段を設けた等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。   3. The bridge circuit according to claim 1 or 2, wherein a bridge circuit is configured by the strain gauge, a wireless power feeding unit that wirelessly feeds an applied voltage to the bridge circuit is provided, and an output voltage from the bridge circuit configured by the strain gauge is obtained. Provided signal transmission / reception means for wireless communication, and applied voltage reception / output voltage transmission in which the drive voltage side applied voltage receiver in the wireless power supply means and the output voltage transmitter on the drive shaft side in the signal transmission / reception means are integrated with each other Constant velocity universal joint / drive shaft measurement system with means. 請求項10において、無線給電手段におけるドライブシャフト側の印加電圧受信器と、信号送受手段におけるドライブシャフト側の出力電圧発信器が互いに一体化された印加電圧受信・出力電圧発信手段を設けた等速自在継手・ドライブシャフト計測システム。
11. A constant speed device comprising: an applied voltage receiving / output voltage transmitting unit in which an applied voltage receiver on the drive shaft side in the wireless power feeding unit and an output voltage transmitter on the drive shaft side in the signal transmitting / receiving unit are integrated with each other. Universal joint / drive shaft measurement system.
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