JP5061627B2 - トルク検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、同軸的に配置されて正転方向および逆転方向にトルク伝達可能で相対回転可能に設けられた第1回転部材と第2回転部材間の伝達トルクを検出可能なトルク検出装置に関する。
この種のトルク検出装置の一つとして、第1回転部材と第2回転部材の正転伝達側に組付けられて正転側伝達荷重に応じた電気信号を出力する正転側荷重検出素子、第1回転部材と第2回転部材の逆転伝達側に組付けられて逆転側伝達荷重に応じた電気信号を出力する逆転側荷重検出素子を備えた検出器と、正転側荷重検出素子と逆転側荷重検出素子の各出力に基づいて第1回転部材と第2回転部材間の伝達トルクを演算する演算器を備えたものがあり、例えば、下記特許文献1に示されている。
特開2003−14563号公報
上記した特許文献1に記載されているトルク検出装置(タイヤ作用力検出装置)では、ホイール側運動部と保持体側運動部(第1回転部材と第2回転部材)が、これらの相対変位時に弾性変形可能な連結体を用いて、機械的に連結されている。また、上記した弾性変形可能な連結体には、保持体側運動部に対するホイール側運動部の中立状態から一方への相対変位に基づく前記連結体の一方への弾性変形により歪んで一方への伝達荷重を電気信号に変換して出力する一方の検出素子(歪みゲージ、圧電素子等)と、保持体側運動部に対するホイール側運動部の中立状態から他方への相対変位に基づく前記連結体の他方への弾性変形により歪んで他方への伝達荷重を電気信号に変換して出力する他方の検出素子(歪みゲージ、圧電素子等)がそれぞれ一体的に組付けられている。
ところで、上記した特許文献1の構成では、ホイール側運動部と保持体側運動部(第1回転部材と第2回転部材)の相対回転時に、連結体が回転方向に弾性変形するとともに、径方向や軸方向にも弾性変形するおそれがあって、連結体を含むトルク伝達部に作用する回転方向荷重(正転側伝達荷重と逆転側伝達荷重)を精度よく検出することが難しい。また、上記した特許文献1の構成では、ホイール側運動部と保持体側運動部(第1回転部材と第2回転部材)との間で伝達される伝達トルクの一部は各検出素子を介して伝達されるものの、同伝達トルクの残部は各検出素子を介することなく伝達されるため、同伝達トルクを高精度にて検出することが難しい。
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、同軸的に配置されて正転方向および逆転方向にトルク伝達可能で相対回転可能に設けられた第1回転部材と第2回転部材、前記第1回転部材と前記第2回転部材の正転伝達側に組付けられて正転時に増大し逆転時に減少する正転側伝達荷重を電気信号に変換して出力する正転側荷重検出素子、前記第1回転部材と前記第2回転部材の逆転伝達側に組付けられて逆転時に増大し正転時に減少する逆転側伝達荷重を電気信号に変換して出力する逆転側荷重検出素子を備えた検出器と、前記正転側荷重検出素子と前記逆転側荷重検出素子の各出力に基づいて前記第1回転部材と前記第2回転部材間の伝達トルクを演算する演算器を備えたトルク検出装置であり、前記検出器にて前記第1回転部材と前記第2回転部材との間で伝達される全ての伝達トルクが荷重低減機構にて所定の比率で低減された状態で前記正転側荷重検出素子と前記逆転側荷重検出素子を介して伝達される構成とされていることに特徴がある。
このトルク検出装置においては、第1回転部材と第2回転部材との間で伝達される全ての伝達トルクが荷重低減機構にて所定の比率で低減された状態で正転側荷重検出素子と逆転側荷重検出素子を介して伝達されるため、正転側荷重検出素子と逆転側荷重検出素子からの各出力によって、検出器で検出される正転側伝達荷重と逆転側伝達荷重を高精度にて検出することが可能である。これにより、演算器にて演算により得られる伝達トルクを高精度なものとすることが可能である。しかも、正転側荷重検出素子と逆転側荷重検出素子に伝達される伝達トルクは、荷重低減機構にて所定の比率で低減されているため、各検出素子に加わる負荷(荷重)を低減することができる。
また、本発明の実施に際して、前記検出器には、前記正転側荷重検出素子に正転側伝達荷重を付加すると同時に前記逆転検出素子に逆転側伝達荷重を付加することが可能な荷重付加手段が設けられていることも可能である。この場合において、荷重付加手段は第1回転部材と第2回転部材の相対回転を拘束する拘束手段でもあり、荷重付加手段によって、正転側荷重検出素子に正転側伝達荷重を付加すると同時に逆転検出素子に逆転側伝達荷重を付加することが可能であって、トルク無負荷時においても、各検出素子に各荷重を付加することが可能である。このため、トルク無負荷時においても、各検出素子の安定した出力を得ることが可能である。また、荷重付加手段によって第1回転部材と第2回転部材間の回転方向でのガタを無くすことが可能である。このため、上記したガタに伴う異音や摩耗の発生を無くすことが可能である。
この場合において、前記荷重付加手段はねじにより荷重調整可能であることが望ましい。この場合には、正転側荷重検出素子と逆転側荷重検出素子に付加する各荷重を無段階に調整することが可能であり、トルク無負荷時における正転側荷重検出素子と逆転側荷重検出素子の出力を最適に(例えば、最大出力値と最小出力値の中間値に)設定することが可能である。
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図5は本発明の第1実施形態を示していて、この第1実施形態のトルク検出装置は、車両の各車輪(図示省略)とアクスルハブ22(図2参照)間に組付けられる各検出器A1と、車体側に組付けられる演算器B(図3参照)とを含むように構成されている。
各検出器A1は、第1回転部材としてのハブ側ハウジング11と、第2回転部材としてのホイール側ハウジング12を備えるとともに、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12の水平方向に延びた回転中心から同一(図2に示した半径R1)の円周上に回転方向に180度位相で配設された二対4個の正転側荷重検出素子S1と、二対4個の逆転側荷重検出素子S2を備えている。
ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12は、同軸的に配置されていて、正転方向(図1の時計方向)および逆転方向(図1の反時計方向)にトルク伝達可能で、相対回転可能に設けられている。また、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12間には、4個のトルク伝達部T1〜T4が回転方向にて等間隔(90度の間隔)に設けられている。
各トルク伝達部T1〜T4は、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12間にて所定の回転方向間隔で配置された一対のボール13,13と、ハブ側ハウジング11に一体的に形成されて一対のボール13,13間に介入する突起部11aと、ホイール側ハウジング12に一体的に形成されて突起部11aとの間にて各ボール13を介してトルク伝達可能な一対の保持壁12a,12bを備えるとともに、突起部11aの各ボール受承部位(各ボール13を回転方向にて受承する部位)にそれぞれ組付けられて各ボール13との間で伝達される回転方向荷重を検出する正転側荷重検出素子S1と逆転側荷重検出素子S2およびこれらの検出素子S1,S2とともに組付けられる8個の荷重低減機構50を備えている。
ハブ側ハウジング11は、回転方向にて等間隔(90度の間隔)に設けた4個のフランジ部11bにて、アクスルハウジング21内にて回転可能なアクスルハブ22に一体的に組付けられるように構成されている。ホイール側ハウジング12は、回転方向にて等間隔(90度の間隔)に設けた4個のフランジ部12cに組付けたハブボルト14にて、車輪(図示省略)を支持するように構成されている。
各ボール13は、ハブ側ハウジング11およびホイール側ハウジング12とによってスラストボールベアリングを構成するものであり、ハブ側ハウジング11の一側(図2の左側で各ボール13と軸方向にて係合する係合面)に回転中心から半径R1で設けた断面V字状のガイド溝11cに転動可能に保持された状態(径方向移動を規制された状態)でホイール側ハウジング12の他側面12dに転動可能に係合している。
また、この第1実施形態においては、ハブ側ハウジング11およびホイール側ハウジング12に対して多数のボール15と段付スリーブ16とロックナット17が組付けられていて、ホイール側ハウジング12と段付スリーブ16間にて、ハブ側ハウジング11と各ボール13〜13,15〜15等が軸方向にて挟持されている。
各ボール15は、段付スリーブ16およびハブ側ハウジング11とによってアンギュラボールベアリングを構成するものであり、ケージ(図示省略の保持器)によって回転方向にて略等間隔に保持された状態にてハブ側ハウジング11の内周部他側(図2の内周部右側)に設けた環状の外輪軌道面11dに一点で転動可能に係合するとともに段付スリーブ16の外周に設けた環状の内輪軌道面16a,16bに二点で転動可能に係合している。
段付スリーブ16は、図2左端部外周に形成した雄ねじ部16cにて、ホイール側ハウジング12の内周に形成した雌ねじ部12eに、軸方向にて螺合量調整可能にねじ結合されていて、雄ねじ部16cに螺着したロックナット17により固定保持されている。なお、段付スリーブ16は、アクスルハブ22の端面に対して僅かな軸方向隙間で対向していて、ホイール側ハウジング12とのねじ結合部での結合が緩くなってもアクスルハブ22の端面に当たって抜け止めされるように構成されている。
ところで、この第1実施形態においては、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12との間で伝達される全ての伝達トルク(正転時の全伝達トルクと逆転時の全伝達トルク)が、各荷重低減機構50にて所定の比率で低減された状態で4個の正転側荷重検出素子S1と4個の逆転側荷重検出素子S2を介して伝達される構成とされている。
各正転側荷重検出素子S1は、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12の正転伝達側に組付けられていて、正転時に増大し逆転時に減少する回転方向荷重(各ボール13と各正転側荷重検出素子S1間にて各荷重低減機構50を介して伝達される正転側伝達荷重)を電気信号(電圧V1)に変換して出力する例えば歪みゲージ、圧電素子等であり、その出力(電圧V1)は図3にて示したように検出器本体30に伝わるように結線されている。
各逆転側荷重検出素子S2は、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12の逆転伝達側に組付けられていて、逆転時に増大し正転時に減少する回転方向荷重(各ボール13と各逆転側荷重検出素子S2間にて各荷重低減機構50を介して伝達される逆転側伝達荷重)を電気信号(電圧V2)に変換して出力する例えば歪みゲージ、圧電素子等であり、その出力(電圧V2)は図3にて示したように検出器本体30に伝わるように結線されている。
各荷重低減機構50は、各突起部11aに設けた円形の取付孔に組付けられて一端面の一部(面積E1)にて各検出素子S1またはS2に当接し一端面の残部(面積E2)にて円形の取付孔の底壁に当接する円形のゴムプレート51と、このゴムプレート51と同径でゴムプレート51とともに円形の取付孔に組付けられて一端面の全部(面積E1+E2)にてゴムプレート51の他端面の全部に当接する円形の金属プレート52を備えていて、各ボール13から各検出素子S1またはS2に伝達される伝達トルクを所定の比率E1/(E1+E2)で低減するように構成されている。
また、この第1実施形態においては、図4に示したように、各正転側荷重検出素子S1の回転方向荷重(伝達荷重)に応じた出力勾配の絶対値と各逆転側荷重検出素子S2の回転方向荷重に応じた出力勾配の絶対値が略同じに設定されるとともに、トルク無負荷時(伝達荷重がゼロのとき)における各正転側荷重検出素子S1と逆転側荷重検出素子S2の出力が最大出力値Vmaxと最小出力値Vminの中間値Voに設定されている。
検出器本体30は、図3にブロック図で概念的に示したように、信号処理回路31、送信器32、電源33等を含んでいて、ハブ側ハウジング11に一体的に固定されている。信号処理回路31は、各荷重検出素子S1,S2からの出力を4個の正転側荷重検出素子S1の平均出力Vaと4個の逆転側荷重検出素子S2の平均出力Vbに演算処理した後に送信器32に供給するものである。送信器32は、その供給された各荷重検出素子S1,S2からの平均出力Va,Vbを電波として演算器Bの受信器41に送信するものである。電源33は、各荷重検出素子S1,S2、信号処理回路31、送信器32等の作動に必要な電力を供給するものである。
一方、演算器Bは、図3にブロック図で概念的に示したように、受信器41、信号処理装置42等を含んでいて、車体側に組付けられており、車両制御装置Cに接続されている。受信器41は、送信器32から受信した平均出力Va,Vbを信号処理装置42に供給するものである。
信号処理装置42は、図5のフローチャートに対応したプログラムを所定の微小な演算周期毎に繰り返し実行するマイクロコンピュータを備えていて、受信器41からの平均出力Va,Vbに基づいて演算処理されたハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12間の伝達トルクを車両制御装置Cに供給(出力)するものである。車両制御装置Cは、車両の状態を制御するアクチュエータ(図示しない)と、そのアクチュエータを駆動するとともにその駆動状態を制御するコントローラ(図示しない)とを含むように構成されている。
上記のように構成したこの第1実施形態のトルク検出装置においては、当該車両のイグニッションスイッチ(図示省略)がONとされている状態のとき、信号処理装置42のマイクロコンピュータが図5のフローチャートに対応したプログラムを所定の微小な演算周期毎に繰り返し実行して、受信器41からの平均出力Va,Vbに基づいて車両制御装置Cにて必要な伝達トルクを演算し、これを信号処理装置42内に記憶するとともに車両制御装置Cに供給する。
信号処理装置42のマイクロコンピュータは、図5のステップ101にて処理を開始し、ステップ102にて、各正転側荷重検出素子S1の平均出力Vaと各逆転側荷重検出素子S2の平均出力Vbを読み込み、これらを今回値Va1,Vb1として記憶する。また、ステップ103にて逆転側荷重検出素子S2が異常か否かを判定し、ステップ104にて正転側荷重検出素子S1が異常か否かを判定する。
ここで、正転側荷重検出素子S1と逆転側荷重検出素子S2が正常であると、ステップ103にて「No」と判定され、ステップ104にて「No」と判定されて、ステップ105〜110が実行される。また、逆転側荷重検出素子S2が異常であると、ステップ103にて「Yes」と判定されて、ステップ111〜114が実行されるとともにステップ107〜110が実行される。また、正転側荷重検出素子S1が異常であると、ステップ104にて「Yes」と判定されて、ステップ121〜124が実行されるとともにステップ107〜110が実行される。
ステップ103では、各逆転側荷重検出素子S2の平均出力Vbの今回値Vb1と前回値Vb2(初回のみ初期値Vo)の差(Vb1−Vb2)と、各正転側荷重検出素子S1の平均出力Vaの今回値Va1と前回値Va2(初回のみ初期値Vo)の差(Va1−Va2)の比(Vb1−Vb2)/(Va1−Va2)が、−α1〜+α1(α1=0.2)内にあるか否かが判定されるとともに、(Va1≠Va2)であるか否かが判定される。これらの判定が共に「Yes」と判定されたときには、ステップ103で「Yes」と判定され、それ以外のときには、ステップ103で「No」と判定される。
一方、ステップ104では、各正転側荷重検出素子S1の平均出力Vaの今回値Va1と前回値Va2(初回のみ初期値Vo)の差(Va1−Va2)と、各逆転側荷重検出素子S2の平均出力Vbの今回値Vb1と前回値Vb2(初回のみ初期値Vo)の差(Vb1−Vb2)の比(Va1−Va2)/(Vb1−Vb2)が、−α1〜+α1(α1=0.2)内にあるか否かが判定されるとともに、(Vb1≠Vb2)であるか否かが判定される。これらの判定が共に「Yes」と判定されたときには、ステップ104で「Yes」と判定され、それ以外のときには、ステップ104で「No」と判定される。
このため、各荷重検出素子S1,S2が正常である場合には、ステップ105にて各正転側荷重検出素子S1の平均出力Vaの今回値Va1と、各逆転側荷重検出素子S2の平均出力Vbの今回値Vb1に基づいて、伝達荷重Fに相当する電圧値Vtが演算される。また、ステップ106にて信号処理装置42に内蔵した第1カウンタのカウント値Caと第2カウンタのカウント値Cbが共にゼロにリセットされ、ステップ107にて各正転側荷重検出素子S1の平均出力Vaの今回値Va1が前回値Va2として記憶されるとともに各逆転側荷重検出素子S2の平均出力Vbの今回値Vb1が前回値Vb2として記憶される。また、ステップ108にて伝達荷重Fに相当する電圧値Vtに基づいて「電圧値と伝達荷重の関係を表すマップ」(図4相当のもので予め記憶させてある)を参照して伝達荷重Fが演算され、ステップ109にて伝達荷重Fに基づいて伝達荷重Fに半径R1(回転中心から各検出素子S1,S2の配設位置までの距離)を乗算することにより伝達トルクが演算されるとともに出力される。なお、ステップ110では、プログラムの実行を終了する。
また、各正転側荷重検出素子S1が正常であり各逆転側荷重検出素子S2が異常である場合には、ステップ111にて第1カウンタのカウント値Caがカウントアップされ、ステップ112にて第1カウンタのカウント値Caが「1」か否かが判定される。各逆転側荷重検出素子S2が正常から異常に変わった初回では第1カウンタのカウント値Caが「1」であるため、ステップ112にて「Yes」と判定されて、ステップ113とステップ114が実行され、初回以外では第1カウンタのカウント値Caが「2」以上であるため、ステップ112にて「No」と判定されて、ステップ113が実行されることなくステップ114が実行される。
ステップ113では、各平均出力Va,Vbの前回値Va2,Vb2が固定値Va2f,Vb2fとして記憶される。また、ステップ114では、正常である各正転側荷重検出素子S1の平均出力Vaの今回値Va1と、ステップ113にて得られた固定値Va2f,Vb2fに基づいて、伝達荷重Fに相当する電圧値Vtが演算される。なお、ステップ114の実行後には、上述したステップ107〜110が実行される。
また、各正転側荷重検出素子S1が異常であり各逆転側荷重検出素子S2が正常である場合には、ステップ121にて第2カウンタのカウント値Cbがカウントアップされ、ステップ122にて第2カウンタのカウント値Cbが「1」か否かが判定される。各逆転側荷重検出素子S1が正常から異常に変わった初回では第2カウンタのカウント値Cbが「1」であるため、ステップ122にて「Yes」と判定されて、ステップ123とステップ124が実行され、初回以外では第2カウンタのカウント値Cbが「2」以上であるため、ステップ122にて「No」と判定されて、ステップ123が実行されることなくステップ124が実行される。
ステップ123では、各平均出力Va,Vbの前回値Va2,Vb2が固定値Va2f,Vb2fとして記憶される。また、ステップ124では、正常である各逆転側荷重検出素子S2の平均出力Vbの今回値Vb1と、ステップ123にて得られた固定値Va2f,Vb2fに基づいて、伝達荷重Fに相当する電圧値Vtが演算される。なお、ステップ114の実行後には、上述したステップ107〜110が実行される。
ところで、この第1実施形態のトルク検出装置においては、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12間で伝達される全ての伝達トルクが荷重低減機構50にて所定の比率E1/(E1+E2)で低減された状態で各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2を介して伝達されるため、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2からの各平均出力Va,Vbによって、検出器A1で検出される正転側伝達荷重と逆転側伝達荷重を高精度にて検出することが可能である。これにより、演算器Bにて演算により得られる伝達トルクを高精度なものとすることが可能である。しかも、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2に伝達される伝達トルクは、荷重低減機構50にて所定の比率E1/(E1+E2)で低減されているため、各検出素子S1またはS2に加わる負荷(荷重)を低減することができる。
また、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2は、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12の回転中心から同一の円周上に配設されていて、各正転側荷重検出素子S1の回転方向荷重に応じた出力勾配の絶対値と各逆転側荷重検出素子S2の回転方向荷重に応じた出力勾配の絶対値が略同じに設定されている。このため、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2の各平均出力Va,Vbに基づいて、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12間の伝達荷重Fを容易に演算する(図5のステップ105とステップ108参照)ことが可能であり、この演算された伝達荷重Fに基づいてハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12間の伝達トルクを容易に演算する(ステップ109参照)ことが可能である。
また、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12の回転中心が水平方向に延びていて、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2がそれぞれ回転方向に180度位相で二対配置されている。このため、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2に入力する垂直方向の荷重を相殺することが可能であり、各正転側荷重検出素子S1にて検出される正転側伝達荷重と各逆転側荷重検出素子S2にて検出される逆転側伝達荷重を高精度にて検出することが可能である。
上記した第1実施形態の検出器A1においては、ハブ側ハウジング11における突起部11aの各ボール13を周方向にて受承する部位に各荷重検出素子S1,S2をそれぞれ組付けて本発明を実施したが、ホイール側ハウジング12における各保持壁12a,12bの各ボール13を周方向にて受承する部位に各荷重検出素子S1,S2をそれぞれ組付けて本発明を実施することも可能である。
また、上記した第1実施形態の検出器A1においては、図1に示したように、各トルク伝達部T1〜T4において、各保持壁12a,12bと各荷重検出素子S1,S2間に各ボール13,13を単に介在させて実施したが、図6に示した第2実施形態の検出器A2のように、各保持壁12bに調整ねじ18とロックナット19(ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12の相対回転を拘束する拘束手段でもある荷重付加手段)を組付けて実施することも可能である。この場合には、保持壁12bに対して調整ねじ18を進退させることにより、一対のボール13,13と一対の検出素子S1,S2との荷重低減機構50を介した係合荷重を無段階に調整可能であり、また調整後の状態はロックナット19により固定保持可能である。
このため、この第2実施形態の検出器A2を用いた場合には、各正転側荷重検出素子S1に正転側伝達荷重を付加すると同時に各逆転側検出素子S2に逆転側伝達荷重を付加することが可能であって、トルク無負荷時においても、各検出素子S1,S2に各荷重を付加することが可能である。このため、トルク無負荷時においても、各検出素子S1,S2の安定した出力を得ることが可能である。また、調整ねじ18とロックナット19(荷重付加手段)によってハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12の相対回転を拘束して、ハブ側ハウジング11とホイール側ハウジング12間の回転方向でのガタを無くすことが可能であるため、上記したガタに伴う異音や摩耗の発生を無くすことが可能である。
また、この第2実施形態の検出器A2においては、調整ねじ18を進退させることにより荷重調整可能である。このため、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2に付加する各荷重を無段階に調整することが可能であり、トルク無負荷時における各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2の出力を、例えば、最大出力値Vmaxと最小出力値Vminの中間値Voに容易に設定することが可能である。
上記した第2実施形態においては、各保持壁12bに調整ねじ18とロックナット19(荷重付加手段)を設けて、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2に付加する各荷重を無段階に調整可能としたが、各保持壁12bと各保持壁12aにそれぞれ調整ねじ18とロックナット19(荷重付加手段)を設けて、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2に付加する各荷重を無段階に調整可能とすることも可能である。
また、上記した各実施形態においては、各荷重検出素子S1,S2の平均出力Va,Vbを検出器本体30の信号処理回路31にて演算するようにして実施したが、各荷重検出素子S1,S2の平均出力Va,Vbを演算器Bの信号処理装置42にて演算するようにして実施することも可能である。この場合には、図5に示したステップ102の実行前に各荷重検出素子S1,S2の平均出力Va,Vbを演算する。
また、上記した各実施形態においては、車輪とアクスルハブ間にて伝達される伝達トルクを検出する実施形態に本発明を実施したが、本発明は上記各実施形態以外の伝達トルク検出部にも上記各実施形態と同様にまたは適宜変更して実施可能である。
上記した各実施形態においては、各荷重低減機構50が、ゴムプレート51と金属プレート52を備える構成として実施したが、例えば、図7に示した変形実施形態のように、各荷重低減機構150が、ネジ151を備える構成として実施することも可能である。各ネジ151は、軸方向(ボール13から検出素子S1またはS2に荷重が伝達される方向)にて弾性変形可能であり、各突起部11aに設けたネジ孔に螺合されていて、一端面にて各検出素子S1またはS2に当接し、他端面にて各ボール13に当接している。
このため、図7の変形実施形態では、各ボール13から各検出素子S1またはS2に向けて伝達される伝達トルクの一部がネジ151自体およびネジ151と突起部11aとのネジ螺合部を介して各突起部11aに伝達され、同伝達トルクの残部がネジ151自体を介して各検出素子S1またはS2に伝達される。したがって、この変形実施形態においても、各正転側荷重検出素子S1と各逆転側荷重検出素子S2に伝達される伝達トルクは、荷重低減機構150にて所定の比率で低減され、各検出素子S1またはS2に加わる負荷(荷重)を低減することが可能である。なお、図7にて採用した荷重低減機構150は図6に示した第2実施形態にも同様に実施することが可能である。
本発明によるトルク検出装置における検出器の第1実施形態を示した縦断側面図である。 図1に示した検出器の要部縦断正面図である。 図1および図2に示した検出器を含む本発明によるトルク検出装置の電気的な構成を概略的に示すブロック図である。 図1に示した各荷重検出素子にて得られる荷重と電圧の関係を示すグラフである。 図3に示した演算器における信号処理装置のマイクロコンピュータが実行するプログラムのフローチャートである。 本発明によるトルク検出装置における検出器の第2実施形態を示した縦断側面図である。 荷重低減機構の変形実施形態を示す要部断面図である。
符号の説明
11…ハブ側ハウジング(第1回転部材)、12…ホイール側ハウジング(第2回転部材)、13…ボール、18,19…調整ねじ,ロックナット(荷重付加手段)、30…検出器本体、50…荷重低減機構、S1…正転側荷重検出素子、S2…逆転側荷重検出素子、A1…検出器、B…演算器

Claims (3)

  1. 同軸的に配置されて正転方向および逆転方向にトルク伝達可能で相対回転可能に設けられた第1回転部材と第2回転部材、前記第1回転部材と前記第2回転部材の正転伝達側に組付けられて正転時に増大し逆転時に減少する正転側伝達荷重を電気信号に変換して出力する正転側荷重検出素子、前記第1回転部材と前記第2回転部材の逆転伝達側に組付けられて逆転時に増大し正転時に減少する逆転側伝達荷重を電気信号に変換して出力する逆転側荷重検出素子を備えた検出器と、前記正転側荷重検出素子と前記逆転側荷重検出素子の各出力に基づいて前記第1回転部材と前記第2回転部材間の伝達トルクを演算する演算器を備えたトルク検出装置であり、前記検出器にて前記第1回転部材と前記第2回転部材との間で伝達される全ての伝達トルクが荷重低減機構にて所定の比率で低減された状態で前記正転側荷重検出素子と前記逆転側荷重検出素子を介して伝達される構成とされていることを特徴とするトルク検出装置。
  2. 請求項1に記載のトルク検出装置において、前記検出器には、前記正転側荷重検出素子に正転側伝達荷重を付加すると同時に前記逆転検出素子に逆転側伝達荷重を付加することが可能な荷重付加手段が設けられていることを特徴とするトルク検出装置。
  3. 請求項2に記載のトルク検出装置において、前記荷重付加手段はねじにより荷重調整可能であることを特徴とするトルク検出装置。
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