JP2017015425A - トルク測定装置付回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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る。
【解決手段】トルク伝達軸６の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部２７に対し、第一エンコーダ１１を構成するねじ環１９の雌ねじ部２５を螺合し、この第一エンコーダ１１をトルク伝達軸６の軸方向他端部に螺合固定する。又、トルク伝達軸６の内側に、内軸１０を配置し、この内軸１０の軸方向一端部外周面をトルク伝達軸６の軸方向一端部内周面に相対回転不能に連結する。この内軸１０の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部３４に、第二エンコーダ１２を構成する支持環２０の雌ねじ部３０を螺合し、この第二エンコーダ１２を内軸１０の軸方向他端部に螺合固定する。
【選択図】図２

Description

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１０を参照しつつ説明する。

図１０に示した従来構造の場合、運転時にトルクを伝達するトルク伝達軸１の軸方向２箇所位置に、１対のエンコーダ２、２を外嵌固定している。これら両エンコーダ２、２の外周面である被検出面の磁気特性は、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化している。又、これら両被検出面の磁気特性が円周方向に関して変化するピッチは、これら両被検出面同士で互いに等しくなっている。又、これら両被検出面に、１対のセンサ３、３の検出部を対向させた状態で、これら両センサ３、３を、図示しないハウジングに支持している。これら両センサ３、３は、それぞれ自身の検出部を対向させた部分の磁気特性の変化に対応して、その出力信号を変化させるものである。

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。

ところが、上述した様な従来構造の場合には、前記各エンコーダ２、２を前記トルク伝達軸１に外嵌固定しているだけである為、このトルク伝達軸１が回転する際に、遠心力や慣性力の影響により、これらトルク伝達軸１とエンコーダ２、２とが相対回転する可能性がある。そして、この様な相対回転が生じた場合、前記トルク伝達軸１に捻れが生じていないにも拘らず、前記両センサ３、３の出力信号同士の間に位相差を生じてしまう。この為、従来構造の場合には、トルクの測定精度が十分でないといった問題を生じる。
尚、本発明に関連するその他の先行技術としては、上述した特許文献１〜２のほか、特許文献３〜５等に記載された発明がある。

特開平１−２５４８２６号公報 特開昭６３−８２３３０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、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対のエンコーダと、１対のセンサとを備える。
前記トルク伝達軸は、使用時にトルクを伝達するものである。
前記両エンコーダは、それぞれの被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させており、前記トルク伝達軸に直接又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に支持されている。
前記両センサは、前記各エンコーダの被検出面にそれぞれの検出部を対向させた状態で、使用時にも回転しない部分（例えば転がり軸受を構成する外輪又はこの外輪を支持するハウジング等）に支持されている。
そして、前記両センサの出力信号（例えば出力信号同士の位相差、位相差比）を利用して、前記トルク伝達軸が使用時に伝達するトルクを測定可能としている。

特に本発明のトルク測定装置付回転伝達装置の場合には、前記両エンコーダのうち、少なくとも一方のエンコーダ（好ましくは両方のエンコーダ）を、前記トルク伝達軸又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材（例えばトルク伝達軸の内側に配置される内軸やトルク伝達軸に外嵌固定される部材等）に対して螺合固定（ねじ止め）している。

上述した様な本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を実施する場合、前記一方のエンコーダとしては、全体を円環状に構成すると共に、外周面に円周方向に関して特性を交互に変化させた被検出面を有し、内周面の一部又は全部に雌ねじ部が形成されたものを利用する事ができる。
又、この様なエンコーダとしては、前記トルク伝達軸又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に対して螺合固定される部材（ナット状のねじ環又は金属板を曲げ形成して成る支持環等）と、前記被検出面を構成する部材（エンコーダ本体）とを別々に設け、これら両部材を組み合わせる事もできるし、一体に構成する事もできる。
又、この場合に、前記一方のエンコーダが螺合固定される部材には、外周面に雄ねじ部が形成されたものを利用できる。
但し、本発明を実施する場合に、前記一方のエンコーダに雄ねじ部を形成し、この一方のエンコーダが螺合固定される部材に雌ねじ部を形成する事もできる。

上述した様な本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記一方のエンコーダの周面（内周面又は外周面）の一部（円筒面又は部分円すい面等）を、この一方のエンコーダが螺合固定される部材の周面（外周面又は内周面）の一部（円筒面又は部分円すい面等）に嵌合固定する事ができる。

又、本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を実施する場合には、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記一方のエンコーダの軸方向側面により、前記トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受を構成する内輪の軸方向側面を軸方向に抑え付ける事で、この転がり軸受の軸方向に関する位置決めを図る事ができる。
尚、前記転がり軸受は、外輪と、内輪と、複数個の転動体とを備え、前記トルク伝達軸を、使用時に回転しない部分（例えばハウジングやミッションケース等）に対し、回転自在に支持するものである。
又、上述の様な請求項３に記載した発明を実施する場合には、前記内輪の軸方向側面のうち、前記一方のエンコーダの被検出面の軸方向側面と対向する部分に、軸方向に凹んだ逃げ凹部を形成する事が好ましい。これにより、前記一方のエンコーダの被検出面に、前記内輪の軸方向側面との接触に起因して、変形や損傷が生じる事を防止できる。

又、本発明を実施する場合には、例えば、前記両エンコーダ及び前記両センサを、前記トルク伝達軸の軸方向一端側（又は軸方向他端側）に、まとめて（隣接した状態で）配置する事ができる。
この様な構成を採用するには、例えば、前記トルク伝達軸を中空状とし、このトルク伝達軸の内径側に、内軸を配置する。そして、この内軸の軸方向一端側部分を、このトルク伝達軸の軸方向一端側部分に直接又は間接的に（他の部材を介して）相対回転不能に連結する。
又、前記両エンコーダのうち、一方のエンコーダを、前記トルク伝達軸の軸方向他端部に支持固定し、他方のエンコーダを、前記内軸の軸方向他端側部分（例えばトルク伝達軸の軸方向他端部から突出した部分）に、前記一方のエンコーダと隣接した状態で支持固定する。
又、上述の様に、前記トルク伝達軸の内径側に前記内軸を配置する構成を採用した場合には、この内軸を中空状（中空筒状、中空管状）に構成し、この内軸を軽量化すると共に、この内軸の内部空間を潤滑油を各部に供給する為の流路として利用する事もできる。
又、前記内軸の軸方向中間部外周面を、前記トルク伝達軸の内周面によって案内支持する構成を採用する事もできる。この場合には、前記内軸の軸方向中間部外周面（前記トルク伝達軸の内周面によって案内される面）に、摩耗防止の為の表面処理を施す事もできる。

或いは、本発明を実施する場合には、例えば、前記両エンコーダ及び前記両センサを、前記トルク伝達軸のうち軸方向に離隔した２箇所位置（例えば両端部）に、それぞれ配置する事ができる。

又、本発明を実施する場合には、前記両センサのうち、少なくとも一方のセンサ（又は両方のセンサ）を、前記トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受を構成する外輪に支持固定する事ができる。

又、本発明を実施する場合には、例えば、前記エンコーダを永久磁石製とすると共に、このエンコーダの被検出面にＳ極に着磁した部分とＮ極に着磁した部分とを円周方向に関して交互に設ける（磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化させる）構成を採用できる他、エンコーダを単なる磁性金属製とし、このエンコーダの被検出面に凹部（又は透孔）と凸部（又は柱部）とを円周方向に関して交互に設ける構成を採用できる。又、エンコーダを磁性金属製とし、被検出面に凹部（又は透孔）と凸部（又は柱部）とを設ける構成を採用した場合には、この様なエンコーダと組み合わせるセンサ側に永久磁石を組み込む。

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乃至複数の軸受を用いて回転自在に支持する事ができる。この場合に使用する軸受としては、例えば深溝型、アンギュラ型等の玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、ラジアルニードル軸受、自動調心ころ軸受、滑り軸受等を使用できる。又、複数の軸受を使用する場合には、例えば、前記トルク伝達軸の軸方向両端部や、軸方向中間部のうち、トルクの入力部と出力部との間部分を、回転自在に支持する事ができる。
又、本発明を実施する場合には、例えば、前記トルク伝達軸にトルクを入力する動力源の回転軸を、このトルク伝達軸と同軸、平行、又は直角に配置する事ができる。

上述の様に構成する本発明のトルク測定装置付回転伝達装置によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。
即ち、本発明の場合には、１対のエンコーダのうち少なくとも一方のエンコーダを、トルク伝達軸又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に対して、螺合固定している。この為、前記一方のエンコーダが、この一方のエンコーダを螺合固定した部材に対して相対回転する事を防止できる。従って、相対回転に基づいて、１対のセンサの出力信号同士の間に位相差が生じる事を防止できる。この結果、本発明によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。

又、請求項２に記載した発明によれば、前記一方のエンコーダの被検出面と、この一方のエンコーダが螺合固定される部材との同軸度を良好にする事ができる。この為、この一方のエンコーダの被検出面とセンサの検出部との距離を、この被検出面の円周方向に亙り一定に保ち易くできる。従って、トルクの測定精度の更なる向上を図れる。

更に、請求項３に記載した発明によれば、前記一方のエンコーダに、前記トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受の軸方向位置決め機能を発揮させる事ができる。この為、別途、位置決め専用の部材（抑えナット等）を設ける必要がない。従って、部品点数の削減を図れると共に、装置の小型化を実現できる。

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２のＢ部拡大図であり、（Ａ）は、内輪の軸方向側面に逃げ凹部を設けた構造を示しており、（Ｂ）は、比較例としてこの様な逃げ凹部を設けない構造を示している。 同じくセンサユニットの分解斜視図。 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３のＣ部拡大図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１に相当する図。 同じく第３例を示す、図１に相当する図。 同じく第４例を示す、図１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１〜６を参照しつつ説明する。本例のトルク測定装置付回転伝達装置５は、例えば自動車用の自動変速機に組み込んで使用する。この様なトルク測定装置付回転伝達装置５は、ベルト式ＣＶＴ等のインプットシャフト（又はカウンタシャフト）として機能する中空状（中空筒状）のトルク伝達軸６と、１対の転がり軸受７ａ、７ｂと、入力歯車８と、出力歯車９と、内軸１０と、第一エンコーダ１１と、第二エンコーダ１２と、１個のセンサユニット１３と、ハウジング（ミッションケース）１４と、を備える。

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（同軸度）を確保する為の円筒面嵌合部と、相対回転を防止する為のインボリュートスプライン係合部とを、軸方向に隣接配置した構成を採用している。

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。

又、前記内軸１０は、炭素鋼の如き合金鋼又は合成樹脂により略円柱状（又は円管状）に造られたもので、前記トルク伝達軸６の内径側に、このトルク伝達軸６と同心に配置されている。又、前記内軸１０は、その軸方向一端部（図１の右端部）を、このトルク伝達軸６の軸方向一端部に相対回転不能に連結すると共に、その軸方向他端部（図１の左端部）を、前記トルク伝達軸６の軸方向他端開口の内側に位置させている。図示の構造の場合には、前記内軸１０の軸方向一端部を、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部に相対回転不能に連結する為に、この内軸１０の軸方向一端部に設けた大径部１８の外周面と、このトルク伝達軸６の軸方向一端部内周面とを、相対回転不能に締り嵌めにより嵌合固定している。尚、これら両周面同士を、相対回転不能に連結する為に、例えばインボリュートスプラインやキーによる係合を採用する事もできる。又、本例の場合には、前記内軸１０のうち、前記大径部１８から軸方向に外れた部分の外周面と、前記トルク伝達軸６の内周面との間部分には、軸方向全長且つ全周に亙って、隙間（微小隙間）が設けられている。この間部分には、潤滑油を充満させて、フィルムダンパとして機能させる事もできる。

前記第一エンコーダ１１は、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に支持固定されている。この為、この第一エンコーダ１１は、このトルク伝達軸６の軸方向他端部と共に（同期して）回転可能である。これに対し、前記第二エンコーダ１２は、前記内軸１０の軸方向他端部に外嵌固定されている。言い換えれば、前記第二エンコーダ１２は、前記内軸１０を介して、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部に間接的に取り付けられている。この為、前記第二エンコーダ１２は、このトルク伝達軸６の軸方向一端部と共に（同期して）回転可能である。

前記第一、第二両エンコーダ１１、１２のうち、第一エンコーダ１１は、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に螺合固定される、ナットの如き円環状のねじ環１９と、このねじ環１９の外周面に固定された、ゴム、合成樹脂等の高分子材料中に磁性粉を分散させて全体を円筒状とした、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石製のエンコーダ本体２１とから成る。これに対し、前記第二エンコーダ１２は、前記内軸１０の軸方向他端部に螺合固定される、磁性金属板を曲げ形成して成る、断面略コ字形で円環状の支持環２０と、この支持環２０の外周面に固定された永久磁石製のエンコーダ本体２２とから成る。

尚、エンコーダ本体２１、２２中に含有する磁性粉としては、例えば、ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト等のフェライト系の磁性粉や、サマリウム−鉄、サマリウム−コバルト、ネオジウム−鉄−ボロン等の希土類元素の磁性粉を採用できる。そして、前記第一エンコーダ１１を構成するエンコーダ本体２１の外周面を、第一被検出面２３とし、又、前記第二エンコーダ１２を構成するエンコーダ本体２２の外周面を、第二被検出面２４としている。これら第一、第二両被検出面２３、２４は、互いの直径が等しく、互いに同心に、且つ、軸方向に隣り合う状態で近接（例えば軸方向に１０ｍｍ以内、好ましくは５ｍｍ以内の間隔をあけて）配置されている。又、前記第一、第二両被検出面２３、２４には、それぞれＳ極とＮ極とが、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されており、磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等ピッチで変化させている。前記第一、第二両被検出面２３、２４の磁極（Ｓ極、Ｎ極）の総数は、互いに一致している。

前記第一、第二エンコーダ１１、１２の具体的な支持構造に就いて、図２〜図３を参照しつつ説明する。
第一エンコーダ１１は、前述した通り、前記ねじ環１９と、このねじ環１９の外周面に固定された前記エンコーダ本体２１とから構成されている。このうちのねじ環１９は、金属製の素材に、鍛造加工及びねじ加工等を施す事により造られたもので、断面クランク形に構成されている。又、前記ねじ環１９の内周面には、軸方向他端側半部に雌ねじ部２５が形成されており、軸方向一端側半部にこの雌ねじ部２５の内径寸法よりも大きな内径寸法を有する、単一円筒面状のエンコーダ側円筒面部２６が形成されている。又、前記ねじ環１９のうちの軸方向一端側半部（大径側部分）の外周面に、前記エンコーダ本体２１が固定されている。本例の場合には、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部２７に前記雌ねじ部２５を螺合すると共に、この雄ねじ部２７に隣接して形成された単一円筒面状の軸側円筒面部２８に、前記エンコーダ側円筒面部２６を径方向の隙間なく嵌合固定（円筒面嵌合、外嵌固定）している。又、この様に、前記第一エンコーダ１１を前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に螺合固定した状態で、この第一エンコーダ１１の軸方向側面により、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａの軸方向側面を軸方向に抑え付け、この転がり軸受７ａ（内輪１６ａ）の軸方向に関する位置決めを図っている（軸方向他端側に向けて変位する事を阻止している）。更に、本例の場合には、図３の（Ａ）の様に、前記内輪１６ａの軸方向側面のうち、前記エンコーダ本体２１と軸方向に対向する部分に、軸方向に凹んだ逃げ凹部２９を全周に亙り形成している。これにより、このエンコーダ本体２１の軸方向側面が、前記内輪１６ａの軸方向側面に接触する事を防止している。この結果、同図の（Ｂ）に示した様に、この様な逃げ凹部２９を形成せずに、前記エンコーダ本体２１の軸方向側面を前記内輪１６ａの軸方向側面に接触させた場合に比べて、前記エンコーダ本体２１に変形や損傷が生じる事を防止している。

これに対し、前記第二エンコーダ１２は、やはり前述した通り、前記支持環２０と、この支持環２０の外周面に固定された前記エンコーダ本体２２とから構成されている。このうちの支持環２０は、磁性金属板に、プレス加工及びねじ加工等を施して造られたもので、断面略コ字形に構成されており、内周面に雌ねじ部３０が形成された小径筒部３１と、外周面に前記エンコーダ本体２２を固定した大径筒部３２と、これら小径筒部３１の軸方向他端部と大径筒部３２の軸方向他端部とを連続する円輪部３３とを備える。そして、本例の場合には、前記内軸１０の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部３４に、前記雌ねじ部３０を螺合し、前記第二エンコーダ１２を前記内軸１０の軸方向他端部に螺合固定している。そして、この状態で、前記大径筒部３２及び前記エンコーダ本体２２を、前記第一エンコーダ１１を構成するねじ環１９の軸方向他端側半部（小径側部分）の径方向外方に配置している。言い換えれば、前記大径筒部３２及び前記エンコーダ本体２２と、前記第一エンコーダ１１を構成するねじ環１９の軸方向他端側半部とを、径方向に重畳する状態で配置している。これにより、本例のトルク測定装置付回転伝達装置５の軸方向寸法に関する小型化を図っている。

又、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部外周面に、抑えナット３５を螺着する事で、軸方向一端側に設けられた前記転がり軸受７ｂの軸方向に関する位置決めを図っている。具体的には、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部外周面に形成した雄ねじ部３６に、前記抑えナット３５の内周面に形成された雌ねじ部３７を螺合している。そして、この状態で、この抑えナット３５の軸方向側面を、前記転がり軸受７ｂを構成する内輪１６ｂの軸方向側面に向けて押し付けている。この様な構成により、この転がり軸受７ｂ（内輪１６ｂ）が軸方向一端側に向けて変位する事を阻止している。

次に、前記センサユニット１３の構成及び具体的な支持構造に就いて説明する。
本例の場合、前記センサユニット１３を、第一センサ３８と、第二センサ３９と、第一基板４０と、第二基板４１と、センサ支持ブロック４２と、センサキャップ４３とを含んで構成している。このうちの第一センサ３８（第二センサ３９）は、図５に示した様に、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子（ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子、ＡＭＲ素子を含む）等の磁気検出素子を備えた検出部４４ａ（４４ｂ）と、この検出部４４ａ（４４ｂ）からそれぞれ引き出された１対の端子４５ａ、４５ａ（４５ｂ、４５ｂ）と、これら両端子４５ａ、４５ａ（４５ｂ、４５ｂ）の長さ方向中間部同士を導通させる事なく連結する連結部材４６ａ（４６ｂ）とを備えている。又、本例の場合には、前記各端子４５ａ、４５ａ（４５ｂ、４５ｂ）を略コ字形に折り曲げて、前記第一センサ３８（第二センサ３９）を支持するのに利用している。

前記センサ支持ブロック４２は、合成樹脂製で、部分円環状（円弧板状）に構成されており、円周方向に隣接する部分に１対の取付部４７ａ、４７ｂを軸方向位置をずらした（オフセットした）状態で設けている。本例の場合には、この様な取付部４７ａ、４７ｂに対し、前記第一、第二両センサ３８、３９を取り付けている。具体的には、この第一センサ３８を構成する端子４５ａ、４５ａの先端部と、前記第二センサ３９を構成する端子４５ｂ、４５ｂの先端部とを、軸方向に関して反対向き（向き合う方向）に配置する。そして、コ字形に折り曲げられた前記両端子４５ａ、４５ａにより、前記取付部４７ａを径方向両側及び軸方向片側（他端側）から取り囲む様に、前記第一センサ３８をこの取付部４７ａに支持する。又、同様に、コ字形に折り曲げられた前記両端子４５ｂ、４５ｂにより、前記取付部４７ｂを径方向両側及び軸方向片側（一端側）から取り囲む様に、前記第二センサ３９をこの取付部４７ｂに取り付ける。尚、この様に第一、第二センサ３８、３９を取り付けた状態で、前記各検出部４４ａ、４４ｂと前記各連結部材４６ａ、４６ｂとの間で、前記各取付部４７ａ、４７ｂを径方向両側から弾性的に挟持している。又、前記第一、第二両センサ３８、３９を前記センサ支持ブロック４２に取り付けた状態で、前記両端子４５ａ、４５ａ、４５ｂ、４５ｂの先端部を、前記第一、第二両基板４０、４１にそれぞれ電気的に接続している。

前記第一、第二両基板４０、４１は、略円弧板状に構成されており、前記センサ支持ブロック４２の軸方向両側面に支持されている。具体的には、前記第一、第二両基板４０、４１は、複数個所に形成された係合孔４８、４８に、前記センサ支持ブロック４２の軸方向側面に形成した固定用ピン（係合凸部）４９、４９を係合（圧入）する事で、このセンサ支持ブロック４２の軸方向側面に支持されている。又、本例の場合、前記第一、第二両基板４０、４１同士を円周方向一端部で電気的に接続すると共に、このうちの第一基板４０に対し、ハーネス５０を電気的に接続している。

本例の場合には、前記センサ支持ブロック４２に対し、前記第一、第二両センサ３８、３９を取り付けると共に、前記第一、第二両基板４０、４１を支持した状態で、これら各部材３８、３９、４０、４１、４２を、前記センサキャップ４３内に収納している。このセンサキャップ４３は、板厚が０．５〜１．３ｍｍ程度のＳＰＣＣ等の圧延鋼板に、プレス加工を施して造られたもので、全体を略円環状に構成している。具体的には、前記センサキャップ４３は、円輪状の底部５１と、この底部５１の外径側端部から軸方向一端側に向けて直角に折れ曲がる状態で設けられた外側筒部５２と、この外側筒部５２の軸方向一端部から径方向内方に向けて直角に折れ曲がる状態で設けられた突き当て円輪部５３と、この突き当て円輪部５３の径方向中間部から軸方向一端側に向け突出する状態で設けられた支持筒部５４とを備えている。

本例の場合には、上述の様な構成を有する前記センサキャップ４３を、前記転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａに支持固定している。この為に、この外輪１５ａの内周面のうちで、軸方向中央部に形成された外輪軌道５５の軸方向他側に設けられた肩部５６の軸方向他端部に、内径寸法が大きくなった嵌合段差部５７を形成している。そして、この嵌合段差部５７に対し前記支持筒部５４を、圧入締め代が２０〜４００μｍ程度となる範囲で圧入固定している。これにより、前記センサキャップ４３の脱落を防止すると共に、圧入時の破損を防止している。又、前記肩部５６のうちで、前記外輪軌道５５と軸方向に隣接した部分の内径寸法を小さいままとして、前記転がり軸受７ａを構成する転動体（玉）１７が、前記肩部５６に乗り上げるのを防止している。

又、上述の様に互いに組み合わせた、前記第一、第二両センサ３８、３９、前記第一、第二両基板４０、４１、及び、前記センサ支持ブロック４２と、この第一基板４０に接続した前記ハーネス５０の一端部とを、図示しないエポキシ系接着剤やシリコン系接着剤等の樹脂系接着剤により封止（この樹脂部材に包埋）した状態で、前記センサキャップ４３の内側に前記各固定用ピン４９、４９を利用して保持固定している。又、この状態で、前記ハーネス５０の残部は、前記底部５１の一部に形成したハーネス引出孔５８を通じて軸方向に引き出している。又、本例の場合には、前記センサキャップ４３を前記外輪１５ａの嵌合段差部５７に圧入固定した状態で、内側に設置された前記第一センサ３８を構成する検出部４４ａを、前記第一エンコーダ１１の外周面（被検出面２３）に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させると共に、前記第二センサ３９を構成する検出部４８ｂを、前記第二エンコーダ１２の外周面（被検出面２４）に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させている。この為、前記第一センサ３８は、前記第一エンコーダ１１の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させ、前記第二センサ３９は、前記第二エンコーダ１２の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる。そして、前記第一、第二両センサ３８、３９の出力信号を、軸方向に引き出された１本のハーネス５０を通じて、図示しない演算器に送信する。又、このハーネス５０を通じて、前記第一、第二両センサ３８、３９に電力を供給する。

以上の様な構成を有する本例のトルク測定装置付回転伝達装置５の場合、前記センサユニット１３を構成する第一、第二両センサ３８、３９の出力信号は、前記トルク伝達軸６と共に前記第一、第二両エンコーダ１１、１２が回転する事に伴い、それぞれ周期的に変化する。ここで、この変化の周波数（及び周期）は、前記トルク伝達軸６の回転速度に見合った値をとる。従って、これら周波数（又は周期）と回転速度との関係を予め調べておけば、この周波数（又は周期）に基づいて、この回転速度を求められる。又、前記トルク伝達軸６によりトルクを伝達する際には、前記入力歯車８及び前記出力歯車９との間部分が弾性的に捩れ変形する事に伴い、前記トルク伝達軸６の軸方向両端部同士（第一、第二両エンコーダ１１、１２同士）が回転方向に相対変位する。そして、この様に第一、第二両エンコーダ１１、１１同士が回転方向に相対変位する結果、前記第一、第二両センサ３８、３９の出力信号同士の間の位相差比（＝位相差／１周期）が変化する。ここで、この位相差比は、前記トルクに見合った値をとる。従って、これら位相差比とトルクとの関係を予め調べておけば、この位相差比に基づいて、このトルクを算出する事ができる。尚、この算出処理は、前記演算器により行う。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた、前記位相差比と前記トルクとの関係を、計算式やマップ等の型式で組み込んでおく。

特に本例の場合には、前記第一エンコーダ１１を、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に螺合固定すると共に、前記第二エンコーダ１２を、前記内軸１０の軸方向他端部に螺合固定している。この為、前記第一エンコーダ１１と前記トルク伝達軸６とが相対回転する事を防止できると共に、前記第二エンコーダ１２と前記内軸１０とが相対回転する事を防止できる。従って、前記第一エンコーダ１１と前記トルク伝達軸６との相対回転、又は、前記第二エンコーダ１２と前記内軸１０との相対回転に基づいて、前記第一、第二両センサ３８、３９の出力信号同士の間に位相差が生じる事を防止できる。この結果、本例のトルク測定装置付回転伝達装置５によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。

しかも、前記第一エンコーダ１１を前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に螺合固定した状態で、前記ねじ環１９の内周面に形成されたエンコーダ側円筒面部２６を、前記トルク伝達軸６の外周面に形成された軸側円筒面部２８に嵌合固定（円筒面嵌合）している。この為、旋盤加工に比べて同軸度を確保しにくいねじ加工により形成された前記雌ねじ部２５のみによって、前記第一エンコーダ１１を支持固定した場合に比べて、前記トルク伝達軸６に対するこの第一エンコーダ１１の被検出面２３の同軸度を高く確保できる。従って、この第一エンコーダ１１の被検出面２３と前記第一センサ３８の検出部４４ａとの径方向距離を、この被検出面２３の円周方向に亙り一定に保ち易くできる。これにより、トルクの測定精度の更なる向上を図れる。

又、前記第一エンコーダ１１に、前記転がり軸受７ａの軸方向に関する位置決めを図る為の抑えナットとしての機能を併せ持たせている為、別途、前記転がり軸受７ａの軸方向に関する位置決めを図る為の専用の部材を設けずに済む。従って、部品点数の削減を図れると共に、装置の小型化を実現できる。

又、本例の場合には、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部の位相を、このトルク伝達軸６の内径側に配置された前記内軸１０に伝達できる為、このトルク伝達軸６の軸方向他端部の位相を検出する為の前記第一エンコーダ１１と、このトルク伝達軸６の軸方向一端部の位相を検出する為の第二エンコーダ１２とを、このトルク伝達軸６の軸方向に関して他端側部分に隣接配置する（まとめて配置する）事ができる。従って、前記第一、第二両センサ３８、３９を前記センサ支持ブロック４２に保持した１個のセンサユニット１３を使用できる為、センサの取り付け作業性を良好にできる。具体的には、前記センサキャップ４３を、前記転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａに取り付ける作業を１回行うだけで、前記第一、第二両センサ３８、３９を高精度に位置決めする事ができる。又、ハーネスの本数を２本｛ハーネス４、４（図１０参照）｝から１本｛ハーネス５０（図１、４参照）｝に減らす事ができる為、ハーネスの配線作業の簡略化を図れる（取り回し性を良好にできる）と共に、コスト及び重量の低減を図れる。

又、前記第一、第二両センサ３８、３９を構成する端子４５ａ、４５ｂをそれぞれ、これら第一、第二両センサ３８、３９を構成する検出部４４ａ、４４ｂから略コ字形に折れ曲がる状態で引き出しており、これら各端子４５ａ、４５ｂにより、前記センサ支持ブロック４２を径方向両側及び軸方向片側から取り囲む様にして、前記第一、第二両センサ３８、３９を前記センサ支持ブロック４２に支持している。この為、直線状の端子を例えば放射方向（径方向）又は軸方向に配置する構成を採用した場合に比べて、前記第一、第二両センサ３８、３９の径方向及び軸方向に関する寸法を小さく抑える事ができる。従って、本例の構造によれば、前記第一、第二両センサ３８、３９の小型化を図る事ができる。この結果、これら第一、第二両センサ３８、３９を支持したセンサキャップ４３が、前記転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａよりも径方向外方に突出する事を防止でき、このセンサキャップ４３をこの外輪１５ａを内嵌固定した前記ハウジング１４の内径側に配置する事が可能になる。

又、前記第一、第二両センサ３８、３９を、円周方向に関する位相（位置）をずらした状態で、軸方向に関して互いに反対向きに配置している為、前記センサユニット１３の軸方向寸法の短縮化を図れる。又、前記ハーネス５０を軸方向に引き出している為、このセンサユニット１３を取り付けた前記転がり軸受７ａを、前記ハウジング１４に内嵌固定する際に、前記ハーネス５０が邪魔にならずに済み、取り付け作業性が低下する事を防止できる。

更に、前記トルク伝達軸６の表面硬さをＨＶ４００以上とすると共に、表面炭素濃度を０．２％以上としている為、このトルク伝達軸６の耐久性の向上を図れる。従って、本例のトルク測定装置付回転伝達装置５を、自動車や風力発電装置等、特に耐久性が要求される用途に好ましく適用できる。しかも、前記トルク伝達軸６を前記両転がり軸受７ａ、７ｂにより回転自在に支持している為、滑り軸受により支持する構成を採用した場合に比べて、前記トルク伝達軸６に作用する摩擦トルクを小さく抑えられる。この為、このトルク伝達軸６が伝達するトルクを大きく確保できて、前記第一、第二両センサ３８、３９の出力信号から得られるトルクの測定精度を良好にできる。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図７を参照しつつ説明する。本例の特徴は、実施の形態の第１例の構造から内軸を省略すると共に、第一エンコーダ１１及び第一センサ３８の組と、第二エンコーダ１２ａ及び第二センサ３９の組とを、軸方向に離隔した状態で、トルク伝達軸６の軸方向両側にそれぞれ配置した点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様であるので、以下、本例の特徴部分を説明する。

本例の場合にも、前記トルク伝達軸６の軸方向両端部を、ハウジング１４に対し、１対の転がり軸受７ａ、７ｂにより、回転自在に支持している。そして、前記第一、第二エンコーダ１１、１２ａのうち、第一エンコーダ１１を、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に支持固定している。この為、この第一エンコーダ１１は、このトルク伝達軸６の軸方向他端部と共に回転可能である。これに対し、前記第二エンコーダ１２ａを、このトルク伝達軸６の軸方向一端部に支持固定している。この為、この第二エンコーダ１２ａは、このトルク伝達軸６の軸方向一端部と共に回転可能である。

このうちの第一エンコーダ１１の構成及び支持構造に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。これに対し、前記第二エンコーダ１２ａは、前述した実施の形態の第１例に関して、抑えナット３５の外周面にエンコーダ本体を固定した如き構成を有しており、ナットの如きねじ環５９と、このねじ環５９の外周面に固定されたエンコーダ本体２２ａとから構成されている。このうちのねじ環５９は、金属製の素材に、鍛造加工及びねじ加工等を施す事により造られたもので、断面クランク形に構成されている。又、前記ねじ環５９の内周面には、軸方向一端側半部に雌ねじ部６０が形成されており、軸方向他端側半部にこの雌ねじ部６０の内径寸法よりも大きな内径寸法を有する、単一円筒面状のエンコーダ側円筒面部６１が形成されている。又、前記ねじ環５９のうちの軸方向他端側半部（大径側部分）の外周面に、前記エンコーダ本体２２ａが固定されている。本例の場合には、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部外周面に形成された雄ねじ部３６に前記雌ねじ部６０を螺合すると共に、この雄ねじ部３６に隣接して形成された、単一円筒面状の軸側円筒面部６２に、前記エンコーダ側円筒面部６１を径方向の隙間なく嵌合固定（円筒面嵌合、外嵌固定）している。又、この様に、前記第二エンコーダ１２ａを前記トルク伝達軸６の軸方向一端部に螺合固定した状態で、この第二エンコーダ１２ａの軸方向側面により、転がり軸受７ｂを構成する内輪１６ｂの軸方向側面を軸方向に抑え付けている。これにより、この転がり軸受７ｂの軸方向に関する位置決めを図っている（軸方向一端側に向けて変位する事を阻止している）。又、前記内輪１６ｂの軸方向側面のうち、前記エンコーダ本体２２ａと軸方向に対向する面に、軸方向に凹んだ逃げ凹部６３を全周に亙り形成し、このエンコーダ本体２２ａの軸方向側面が、前記内輪１６ｂの軸方向側面に接触する事を防止している。

又、本例の場合には、第一、第二両センサ３８、３９のうち、第一センサ３８を、前記転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａに支持固定しており、第二センサ３９を、前記転がり軸受７ｂを構成する外輪１５ｂに支持固定している。より具体的には、前記第一センサ３８を、第一基板４０と、センサ支持ブロック４２ａと、センサキャップ４３ａとを組み合わせて、センサユニット１３ａを構成し、前記外輪１５ａに支持固定している。同様に、前記第二センサ３９に就いても、第二基板４１と、センサ支持ブロック４２ｂと、センサキャップ４３ｂとを組み合わせて、センサユニット１３ｂを構成し、前記外輪１５ｂに支持固定している。

又、前記各センサ支持ブロック４２ａ、４２ｂとして、合成樹脂製で、部分円環状に構成されており、円周方向１個所にのみ取付部を備えたものを使用している。そして、この取付部に対し、前記第一、第二各センサ３８、３９を、それぞれ取り付けている。具体的には、これら第一、第二各センサ３８、３９を構成する略コ字形の端子４５ａ、４５ｂにより、前記各取付部を、それぞれ径方向両側及び軸方向片側から取り囲む様に、前記第一、第二各センサ３８、３９を前記各取付部に取り付けている。

そして、前記第一、第二各センサ３８、３９を構成する端子４５ａ、４５ｂの先端部を、前記各センサ支持ブロック４２ａ、４２ｂの軸方向側面にそれぞれ支持された前記第一、第二各基板４０、４１に対し、それぞれ電気的に接続している。又、これら第一、第二各基板４０、４１に対し、それぞれ図示しないハーネスを電気的に接続している。

又、前記各センサ支持ブロック４２ａ、４２ｂに対し、前記第一、第二各センサ３８、３９を取り付けると共に、前記第一、第二各基板４０、４１を支持した状態で、これら各部材３８、４０、４２ａを、前記センサキャップ４３ａ内に収納すると共に、前記各部材３９、４１、４２ｂを、前記センサキャップ４３ｂ内に収納している。そして、これら両センサキャップ４３ａ、４３ｂのうち、一方のセンサキャップ４３ａを、前記転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａに支持固定（内嵌固定）し、他方のセンサキャップ４３ｂを、前記転がり軸受７ｂを構成する外輪１５ｂに支持固定（内嵌固定）している。尚、これら両センサキャップ４３ａ、４３ｂの支持構造に就いても、基本的には、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

以上の様な構成により、前記センサキャップ４３ａの内側に設置された前記第一センサ３８を構成する検出部４４ａを、前記第一エンコーダ１１の外周面（被検出面２３）に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させると共に、前記センサキャップ４３ｂの内側に配置された前記第二センサ３９を構成する検出部４８ｂを、前記第二エンコーダ１２ａの外周面（被検出面２４ａ）に対し径方向に関する微小隙間を介して対向させている。この為、前記第一センサ３８は、前記第一エンコーダ１１の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させ、前記第二センサ３９は、前記第二エンコーダ１２ａの磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる。そして、前記第一、第二両センサ３８、３９の出力信号を、軸方向にそれぞれ引き出された２本のハーネスを通じて、図示しない演算器に送信する。又、これら各ハーネスを通じて、前記第一、第二各センサ３８、３９に電力を供給する。

以上の様な構成を有する本例のトルク測定装置付回転伝達装置５の場合、第一、第二両センサ３８、３９の出力信号は、前記トルク伝達軸６と共に前記第一、第二両エンコーダ１１、１２ａが回転する事に伴い、それぞれ周期的に変化する。ここで、この変化の周波数（及び周期）は、前記トルク伝達軸６の回転速度に見合った値をとる。従って、これら周波数（又は周期）と回転速度との関係を予め調べておけば、この周波数（又は周期）に基づいて、この回転速度を求められる。又、前記トルク伝達軸６によりトルクを伝達する際には、入力歯車８と出力歯車９との間部分が弾性的に捩れ変形する事に伴い、前記トルク伝達軸６の軸方向両端部同士（第一、第二両エンコーダ１１、１２ａ同士）が回転方向に相対変位する。そして、この様に第一、第二両エンコーダ１１、１２ａ同士が回転方向に相対変位する結果、前記第一、第二両センサ３８、３９の出力信号同士の間の位相差比（＝位相差／１周期）が変化する。ここで、この位相差比は、前記トルクに見合った値をとる。従って、これら位相差比とトルクとの関係を予め調べておけば、この位相差比に基づいて、このトルクを求められる。

又、本例のトルク測定装置付回転伝達装置５の場合には、前記トルク伝達軸６の軸方向両端部に対し、前記第一、第二各エンコーダ１１、１２ａをそれぞれ螺合固定している。この為、これら第一、第二各エンコーダ１１、１２ａと前記トルク伝達軸６とが相対回転する事を防止できる。従って、本例の場合にも、これら第一、第二各エンコーダ１１、１２ａとトルク伝達軸６との相対回転に基づいて、前記第一、第二両センサ３８、３９の出力信号同士の間に位相差が生じる事を防止できる。この結果、本例のトルク測定装置付回転伝達装置５によれば、トルクの測定精度の向上を図れる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

［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８を参照しつつ説明する。本例の特徴は、上述した実施の形態の第２例の構造の関して、第一、第二エンコーダ１１ａ、１２ｂとして、転がり軸受７ａ、７ｂの軸方向の位置決めを図る為の機能を備えないものを使用すると共に、第一、第二センサ３８、３９を保持（例えば包埋支持）したホルダ７７ａ、７７ｂの支持構造を工夫した点にある。

即ち、本例の場合には、前記第一エンコーダ１１ａを、断面矩形状のねじ環１９ａと、このねじ環１９ａの外周面に固定された前記エンコーダ本体２１ａとから構成しており、このうちのねじ環１９ａの内周面に形成された雌ねじ部２５ａを、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部２７に螺合している。本例の場合、この状態で、前記第一エンコーダ１１ａの軸方向側面は、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａの軸方向側面に当接させず、前記トルク伝達軸６の外周面に形成された段差面に当接させている。又、前記第二エンコーダ１２ｂを、断面矩形状のねじ環５９ａと、このねじ環５９ａの外周面に固定された前記エンコーダ本体２２ｂとから構成しており、このうちのねじ環５９ａの内周面に形成された雌ねじ部６０ａを、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部外周面に形成された雄ねじ部３６ａに螺合している。又、この状態で、前記第二エンコーダ１２ｂの軸方向側面は、前記転がり軸受７ｂを構成する内輪１６ｂの軸方向側面に当接させず、前記トルク伝達軸６の外周面に形成された段差面に当接させている。本例の場合には、この転がり軸受７ｂの軸方向に関する位置決めを図る為に、前述した実施の形態の第１例の場合と同様、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部外周面に、抑えナット３５を螺着している。

又、本例の場合、前記第一、第二各センサ３８、３９をそれぞれ内部に保持した前記各ホルダ７７ａ、７７ｂを、前記各転がり軸受７ａ、７ｂを構成する外輪１５ａ、１５ｂではなく、ハウジング１４に対してそれぞれ支持固定（内嵌固定）している。

以上の様な構成を有する本例の場合には、前記第一、第二各エンコーダ１１ａ、１２ｂを、前記各転がり軸受７ａ、７ｂの軸方向に関する位置決めを図る為に利用していない。この為、前記第一、第二各エンコーダ１１ａ、１２ａを構成するねじ環１９ａ、５９ａとして、形状が単純なものを利用できると共に、前記各転がり軸受７ａ、７ｂを構成する内輪１６ａ、１６ｂの軸方向側面に逃げ凹部を形成しなくて済む。この為、コスト低減を図る上で有利になる。又、前記実施の形態の第２例の場合（外輪１５ａ、１５ｂに取り付ける場合）に比べて、前記各ホルダ７７ａ、７７ｂの取付構造に関する自由度を高くできる。又、前記ハウジング１４の変形時に、第一、第二両センサ３８、３９が、第一、第二両エンコーダ１１ａ、１２ｂに対して同方向に変位する為、前記ハウジング１４の変形が、トルクの検出精度に与える影響を小さくできる。
その他の構成及び作用効果は、前述した実施の形態の第１例及び第２例の場合と同様である。

［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９を参照しつつ説明する。本例の特徴は、前述した実施の形態の第１例の構造に関して、上述した実施の形態の第３例の場合と同様に、第一エンコーダ１１ｂとして、転がり軸受７ａの軸方向の位置決めを図る為の機能を備えないものを使用すると共に、第一、第二センサ３８、３９を内部に保持したホルダ７７ｃの支持構造を工夫した点にある。

即ち、本例の場合には、前記第一エンコーダ１１ｂを、金属板にプレス加工及びねじ加工等を施して造られた、断面クランク形の支持環６４と、この支持環６４の外周面に固定されたエンコーダ本体２１ｂとから構成している。このうちの支持環６４は、内周面に雌ねじ部６５が形成された小径筒部６６と、外周面に前記エンコーダ本体２１ｂを固定した大径筒部６７と、これら小径筒部６６の軸方向他端部と大径筒部６７の軸方向他端部とを連続する円輪部６８とを備える。そして、前記小径筒部６６の内周面に形成された雌ねじ部６５を、トルク伝達軸６ａの軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部２７に螺合し、前記第一エンコーダ１１ｂを前記トルク伝達軸６ａの軸方向他端部に螺合固定している。又、この状態で、前記第一エンコーダ１１ｂの軸方向側面は、前記転がり軸受７ａを構成する内輪１６ａの軸方向側面には当接させていない。本例の場合には、この転がり軸受７ａの軸方向に関する位置決めを図る為に、前記トルク伝達軸６ａの軸方向他端寄り部分の外周面に、抑えナット３５ａを螺着している。

又、本例の場合には、第二エンコーダ１２ｃとして、金属製の素材に、鍛造加工及びねじ加工等を施す事により造られた、ねじ環５９ｂと、このねじ環５９ｂの外周面に固定されたエンコーダ本体２２ｃとから構成している。そして、このねじ環５９ｂの内周面に形成された雌ねじ部６０ｂを、内軸１０の軸方向他端部外周面に形成された雄ねじ部３４に螺合している。これにより、前記第二エンコーダ１２ｃを、前記内軸１０の軸方向他端部に螺合固定している。本例の場合には、前記ねじ環５９ｂを、円筒状の支持筒部６９と、この支持筒部６９の軸方向中間部から径方向外方に突出する状態で形成された外向フランジ部７０と、この外向フランジ部７０の径方向外端部から軸方向他端側に直角に折れ曲がる状態で形成された大径筒部７１とから構成しており、このうちの大径筒部７１の外周面に、前記エンコーダ本体２２ｃを固定している。又、前記支持筒部６９の内周面のうち、軸方向他端側半部には、前記雌ねじ部６０ｂが形成されており、軸方向一端側半部には、エンコーダ側円筒面部７２が形成されている。そして、前記雌ねじ部６０ｂを、前記雄ねじ部３４に螺合させた状態で、このエンコーダ側円筒面部７２を、前記内軸１０の軸方向他端寄り部分の外周面に形成された軸側円筒面部７３に、径方向の隙間なく嵌合（円筒面嵌合）させている。

又、本例の場合には、前記第一、第二センサ３８、３９をまとめて内部に保持した前記ホルダ７７ｃを、前記転がり軸受７ａを構成する外輪１５ａではなく、ハウジング１４に対して支持固定（内嵌固定）している。又、前記トルク伝達軸６ａを、軸方向に２分割した如き構成を採用している。即ち、このトルク伝達軸６ａを、軸方向一端側の第一軸素子７４と、外周面に入力歯車８を一体的に固設した軸方向他端側の第二軸素子７５とを、これら両素子７４、７５の内周面と前記内軸１０の外周面との間に配置した円管状のトーションバー７６の軸方向両端部にトルク伝達可能に係合（例えばインボリュートスプライン係合）させる事により構成している。これにより、単位トルク当たりの前記両エンコーダ１１ｂ、１２ｃ同士の相対回転量を多くして、トルクの測定感度を大きくしている。

以上の様な構成を有する本例の場合には、前記第一エンコーダ１１ｂを、転がり軸受７ａの軸方向の位置決めを図る為に利用していない。この為、この第一エンコーダ１１ｂを構成する支持環６４として、ナット状のものではなく、金属板にプレス加工及びねじ加工等を施して造られたものを使用できる。従って、前記第一エンコーダ１１ｂの軽量化を図れると共に、コストの低減を図れる。又、前記実施の形態の第１例の場合（外輪１５ａに取り付ける場合）に比べて、前記ホルダ７７ｃの取付構造に関する自由度を高くできる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を構成するトルク伝達軸は、自動車のパワートレインを構成する回転軸に限らず、例えば、風車の回転軸（主軸、増速器の回転軸）、圧延機のロールネック、鉄道車両の回転軸（車軸、減速機の回転軸）、工作機械の回転軸（主軸、送り系の回転軸）、鉄鋼用・建設機械・農業機械・家庭用電気器具・モータの回転軸等、各種機械装置の回転軸を対象にする事ができる。又、自動車のパワートレインを構成する場合には、例えば、トルクコンバータからトルクが入力されるインプットシャフト（タービンシャフト）や、カウンタシャフトを対象とする事ができる。又、本発明のトルク測定装置付回転伝達装置を組み込んで変速機を構成する場合の変速機の形式は、特に限定されず、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）、ベルト式やトロイダル式等の各種無段変速機（ＣＶＴ）、オートメーテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）、トランスファー等、車側の制御により変速を行う変速機を採用できる。又、変速機の設置位置と駆動輪との関係は特に限定されず、前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車）、前置エンジン後輪駆動車（ＦＲ車）、及び、四輪駆動車等が対象となる。又、測定した回転速度及びトルクは、変速制御やエンジンの出力制御以外の車両制御を行う為に利用しても良い。又、前記変速機の上流側に置かれる動力源は、必ずしもガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である必要はなく、例えばハイブリッド車や電気自動車に用いられる電動モータであっても良い。又、本発明を実施する場合に、トルクを測定する事は必須であるが、回転速度を測定する事は必須ではない。回転速度が必要であっても、別途簡易な構造により測定する事もできる。更に、上述した実施の形態では、エンコーダを永久磁石製とすると共に、エンコーダの被検出面にＮ極とＳ極とを、円周方向に関して交互に配置する構成を採用した構造を例に説明したが、エンコーダを単なる磁性材製とすると共に、このエンコーダの被検出面に凸部、舌片、又は柱部等の充実部と、凹部、切り欠き、又は透孔等の除肉部とを、円周方向に関して交互に配置する構成を採用する事もできる。この様な構成を採用する場合には、センサ側に永久磁石を組み込む。更に、前述した実施の形態の各例の構造は、適宜組み合わせて実施する事ができる。又、実施の形態の各例では、トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受として玉軸受及び円すいころ軸受を使用した場合に就いて説明したが、本発明を実施する場合には、深溝玉軸受、ニードル軸受、円筒ころ軸受、アンギュラ玉軸受等、従来から知られた各種構造の転がり軸受を使用できる。又、本発明を実施する場合に、第一エンコーダと第二エンコーダとのうち、何れか一方のエンコーダのみを、螺合固定する構成を採用しても良い。但し、この場合には、他方のエンコーダに関しては、相対回転を防止する為に、キー係合等のその他の回り止め機構を組み合わせて実施する事が好ましい。

１ トルク伝達軸
２ エンコーダ
３ センサ
４ ハーネス
５ トルク測定装置付回転伝達装置
６、６ａ トルク伝達軸
７ａ、７ｂ 転がり軸受
８ 入力歯車
９ 出力歯車
１０ 内軸
１１、１１ａ、１１ｂ 第一エンコーダ
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 第二エンコーダ
１３、１３ａ、１３ｂ センサユニット
１４ ハウジング
１５ａ、１５ｂ 外輪
１６ａ、１６ｂ 内輪
１７ 転動体
１８ 大径部
１９、１９ａ ねじ環
２０ 支持環
２１、２１ａ、２１ｂ エンコーダ本体
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ エンコーダ本体
２３ 被検出面
２４、２４ａ 被検出面
２５、２５ａ 雌ねじ部
２６ エンコーダ側円筒面部
２７ 雄ねじ部
２８ 軸側円筒面部
２９ 逃げ凹部
３０ 雌ねじ部
３１ 小径筒部
３２ 大径筒部
３３ 円輪部
３４ 雄ねじ部
３５、３５ａ 抑えナット
３６、３６ａ 雄ねじ部
３７ 雌ねじ部
３８ 第一センサ
３９ 第二センサ
４０ 第一基板
４１ 第二基板
４２、４２ａ、４２ｂ センサ支持ブロック
４３、４３ａ、４３ｂ センサキャップ
４４ａ、４４ｂ 検出部
４５ａ、４５ｂ 端子
４６ａ、４６ｂ 連結部材
４７ａ、４７ｂ 取付部
４８ 係合孔
４９ 固定用ピン
５０ ハーネス
５１ 底部
５２ 外側筒部
５３ 突き当て円輪部
５４ 支持筒部
５５ 外輪軌道
５６ 肩部
５７ 嵌合段差部
５８ ハーネス引出孔
５９、５９ａ、５９ｂ ねじ環
６０、６０ａ、６０ｂ 雌ねじ部
６１ エンコーダ側円筒面部
６２ 軸側円筒面部
６３ 逃げ凹部
６４ 支持環
６５ 雌ねじ部
６６ 小径筒部
６７ 大径筒部
６８ 円輪部
６９ 支持筒部
７０ 外向フランジ部
７１ 大径筒部
７２ エンコーダ側円筒面部
７３ 軸側円筒面部
７４ 第一軸素子
７５ 第二軸素子
７６ トーションバー
７７ａ、７７ｂ、７７ｃ ホルダ

Claims (3)

1. 使用時にトルクを伝達するトルク伝達軸と、
   それぞれの被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させ、前記トルク伝達軸に直接又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に支持された１対のエンコーダと、
   これら各エンコーダの被検出面にそれぞれの検出部を対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持された１対のセンサと、を備えた、
   トルク測定装置付回転伝達装置であって、
   前記両エンコーダのうち、少なくとも一方のエンコーダが、前記トルク伝達軸又は使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部材に対して螺合固定されている、
   事を特徴とするトルク測定装置付回転伝達装置。
2. 前記一方のエンコーダの周面の一部を、この一方のエンコーダが螺合固定される部材の周面の一部に嵌合固定している、請求項１に記載したトルク測定装置付回転伝達装置。
3. 前記一方のエンコーダの軸方向側面により、前記トルク伝達軸を回転自在に支持する為の転がり軸受を構成する内輪の軸方向側面を軸方向に抑え付ける事で、この転がり軸受の軸方向に関する位置決めを図っている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトルク測定装置付回転伝達装置。

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