JP6241290B2 - トルク測定装置付回転伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車用自動変速機に組み込んで、トルクを伝達すると共に、伝達するトルクの大きさを測定する為に利用する、トルク測定装置付回転伝達装置の改良に関する。

自動車用自動変速機を構成する軸の回転速度と、この軸により伝達しているトルクの大きさとを測定し、その測定結果を当該変速機の変速制御又はエンジンの出力制御を行う為の情報として利用する事が、従来から行われている。又、トルクの大きさを測定する為に利用可能な装置として従来から、軸の弾性的な捩れ変形量を１対のセンサの出力信号の位相差に変換し、この位相差に基づいてトルクの大きさを測定する装置が知られている（例えば特許文献１、２参照）。この様な従来構造に就いて、図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。被検出部である、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。

ところが、上述した様な従来構造のトルク測定装置付回転伝達装置の場合には、２個のセンサ３、３を、軸方向に離隔した状態で、それぞれ高精度な相対位置関係でハウジングに取り付ける必要がある。この為、これら両センサ３、３の取り付け作業が面倒になる。又、合計２本のハーネス４、４が必要になる為、これらハーネス４、４の配線作業が面倒になる（取り回し性が悪くなる）と共に、コスト及び重量の増大を招く。
尚、本発明に関連するその他の先行技術文献としては、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、センサの取り付け作業性を良好にできると共に、ハーネスの配線作業の簡略化を図れ、コスト及び重量の低減を図れる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、トルク伝達軸と、１対の転がり軸受と、入力歯車及び出力歯車と、内軸と、第一特性変化部材と、第二特性変化部材と、センサ装置とを備える。
このうちのトルク伝達軸は、中空状である。
又、前記両転がり軸受は、例えば円すいころ軸受等のころ軸受又は玉軸受であり、前記トルク伝達軸の軸方向両端部を、例えばハウジング等の使用時にも回転しない部分に対し回転自在に支持する。
又、前記入力歯車及び出力歯車は、前記トルク伝達軸の外周面のうち、前記両転がり軸受同士の間に挟まれた軸方向中間部に、軸方向に互いに離隔した状態で固定されている。
又、前記内軸は、前記トルク伝達軸の内径側に、このトルク伝達軸と同心に配置され、且つ、軸方向一端部をこのトルク伝達軸の軸方向一端部に直接又は間接的に相対回転不能に連結している。
又、前記第一特性変化部材は、特性を円周方向に関して変化させた円環状の第一被検出部を有し、前記両転がり軸受のうち、前記トルク伝達軸の軸方向他端部を回転自在に支持した転がり軸受を構成する内輪に取り付けられている。
又、前記第二特性変化部材は、特性を円周方向に関して変化させた円環状の第二被検出部を有し、この第二被検出部を前記第一被検出部に近接させた状態（例えば１０ｍｍ以内、より好ましくは５ｍｍ以内の間隔をあけて隣接する状態）で、前記内軸の軸方向他端部に取り付けられている。
更に、前記センサ装置は、前記第一、第二両被検出部同士の円周方向の位相変化を検出可能で、使用時にも回転しない部分に支持された状態で、これら前記第一、第二両被検出部にその検出部を対向させている。

本発明では更に、前記第一、第二両特性変化部材のうち、何れか一方の特性変化部材を、磁性材製で、その被検出部を円周方向に関する凹凸形状とした、トルク検出用凹凸部材とすると共に、他方の特性変化部材を、非磁性板材製で、その被検出部に複数の孔を円周方向に関して等間隔に有しており、前記トルク検出用凹凸部材の被検出部に対し径方向又は軸方向に重畳する状態で、このトルク検出用凹凸部材と前記センサ装置との間部分に配置される、トルク検出用有孔部材とする。
又、前記センサ装置を、検出部としてコイルを備え、前記両被検出部同士の円周方向の位相変化に対応して、インピーダンスを変化させるコイルセンサユニットとする。

上述した様な本発明のトルク測定装置付回転伝達装置とは異なる別発明では、前記第一特性変化部材を、前記第一被検出部の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た第一エンコーダとすると共に、前記第二特性変化部材を、前記第二被検出部の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た第二エンコーダとする。
又、前記センサ装置を、前記第一被検出部に第一検出部を対向させて、この第一被検出部の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる第一センサと、前記第二被検出部に第二検出部を対向させて、この第二被検出部の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる第二センサと、これら第一、第二両センサを保持したホルダとを有するセンサユニットとする。

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好ましくは、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記内軸の軸方向一端部を、前記両転がり軸受のうち、前記トルク伝達軸の軸方向一端部を回転自在に支持した転がり軸受を構成する内輪に連結する。

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、センサの取り付け作業性を良好にできると共に、ハーネスの配線作業の簡略化を図れ、コスト及び重量の低減を図れる。
即ち、本発明の場合には、内軸を利用して、トルク伝達軸の軸方向他端部の位相を検出する為の第一特性変化部材の第一被検出部と、このトルク伝達軸の軸方向一端部の位相を検出する為の第二特性変化部材の第二被検出部とを、互いに近接して配置すると共に、これら第一、第二被検出部に、１個のセンサ装置の検出部を対向させる構成を採用している。この為、このセンサ装置の取り付け作業性を良好にできる。又、ハーネスの本数を２本から１本に減らす事ができる為、ハーネスの配線作業を簡略化できると共に、コスト及び重量の低減を図れる。
更に、本発明の場合には、第一特性変化部材を、前記トルク伝達軸に比べて寸法の小さい内輪に取り付けている為、このトルク伝達軸に取り付ける場合に比べて、第一特性変化部材の取り付け作業性を良好にする事ができる。
更に、請求項２に記載した発明の場合には、内軸の軸方向一端部を、前記トルク伝達軸に比べて寸法の小さい内輪に連結する為、このトルク伝達軸に連結する場合に比べて、内軸の連結作業性を良好にする事ができる。

本発明に関する参考例の第１例を示す、図２のＡ−Ａ断面図。 同じくトルク測定装置付回転伝達装置を軸方向他端側から見た端面図。 本発明に関する参考例の第２例を示す、図１に相当する図。 同じく図２に相当する図。 本発明に関する参考例の第３例を示す、図１に相当する図。 同じくトルク測定装置付回転伝達装置を軸方向一端側から見た端面図。 本発明の実施の形態の第１例を示す斜視図。 同じく図１に相当する図。 同じく図２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。

［参考例の第１例］
本発明に関する参考例の第１例に就いて、図１〜２を参照しつつ説明する。本参考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のカウンタ軸及びカウンタギヤ部分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、図示しないハウジング（ミッションケース）と、カウンタ軸として機能する中空状（中空筒状）のトルク伝達軸６と、それぞれがカウンタギヤとして機能する入力歯車７及び出力歯車８と、内軸９と、第一エンコーダ１０と、第二エンコーダ１１と、１個のセンサユニット１２と、１対の円すいころ軸受１３ａ、１３ｂ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円筒状に造られたもので、軸方向両端部を前記ハウジングに対し、互いの接触角を逆向きに配置された１対の円すいころ軸受１３ａ、１３ｂにより回転自在に支持されている。

これら両円すいころ軸受１３ａ、１３ｂはそれぞれ、外周面に円すい凸面状の内輪軌道１４ａ、１４ｂを有する内輪１５ａ、１５ｂと、内周面に円すい凹面状の外輪軌道１６ａ、１６ｂを有する外輪１７ａ、１７ｂと、これら内輪軌道１４ａ、１４ｂと外輪軌道１６ａ、１６ｂとの間に、保持器１８ａ、１８ｂにより保持された状態で転動自在に設けられた複数の円すいころ１９ａ、１９ｂとを備える。前記両内輪１５ａ、１５ｂはそれぞれ、外周面のうちで、前記各内輪軌道１４ａ、１４ｂの小径側に隣接する部分に、外向フランジ状の小鍔部２０ａ、２０ｂを、同じく大径側に隣接する部分に、外向フランジ状の大鍔部２１ａ、２１ｂをそれぞれ有している。この様な構成を有する前記両円すいころ軸受１３ａ、１３ｂのうち、軸方向一端側（図１の左端側）に配置された円すいころ軸受１３ａを構成する内輪１５ａは、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部に形成された一端側小径段部２２に外嵌固定されており、同じく外輪１７ａは、前記ハウジングに内嵌固定されている。この状態で、前記内輪１５ａの軸方向一端側部分は、前記一端側小径段部２２よりも軸方向一端側に突出しており、前記内輪１５ａの大径側端面と、前記入力歯車７の軸方向一端面との間に、間座２３を挟持している。一方、軸方向他端側（図１の右端側）に配置された円すいころ軸受１３ｂを構成する内輪１５ｂは、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に形成された他端側小径段部２４に外嵌固定されており、同じく外輪１７ｂは、前記ハウジングに内嵌固定されている。この状態で、前記内輪１５ｂの大径側端面は、前記出力歯車８の軸方向他端面に直接突き当てられている。

特に本参考例の場合には、軸方向他端側に配置された前記円すいころ軸受１３ｂを構成する内輪１５ｂに、前記第一エンコーダ１０を取り付ける為の支持筒部２５を設けている。具体的には、前記内輪１５ｂの軸方向他端部に、前記小鍔部２０ｂよりも小径で、且つ、外周面を円筒面状とした、前記支持筒部２５を設けている。この為、本参考例の場合には、この支持筒部２５を設けた分だけ、軸方向他端側の内輪１５ｂの軸方向寸法が、軸方向一端側の内輪１５ａの軸方向寸法よりも長くなっている。

前記入力歯車７及び前記出力歯車８は、前記トルク伝達軸６の外周面のうち、前記両円すいころ軸受１３ａ、１３ｂ同士の間に挟まれた軸方向中間部に、軸方向に互いに離隔した状態で固定されている。具体的には、前記入力歯車７は、炭素鋼の如き合金鋼製のはすば歯車であり、前記トルク伝達軸６の軸方向中間部一端（図１の左端）寄り部分に外嵌固定されている。前記入力歯車７の内周面と前記トルク伝達軸６の外周面との嵌合部は、同心性を確保する為の円筒面嵌合部２６（外径側、内径側両円筒面同士を圧入嵌合させて成る嵌合部）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２７とを、軸方向に隣接配置する事により構成されている。又、前記トルク伝達軸６に対する前記入力歯車７の軸方向の位置決めは、このトルク伝達軸６の外周面に形成した段差面２８に、前記入力歯車７の軸方向他端面（図１の右端面）の内径寄り部分を当接させる事により図っている。又、前記出力歯車８は、炭素鋼の如き合金鋼製のはすば歯車であり、前記トルク伝達軸６の外周面の軸方向中間部他端（図１の右端）寄り部分に、このトルク伝達軸６と一体に形成（固定）されている。図示の構造の場合、このトルク伝達軸６の回転時に、前記入力歯車７から入力されたトルクは、前記出力歯車８から出力される。この際に、前記トルク伝達軸６のうちで、これら両歯車７、８同士の間部分が、弾性的にねじれ変形する。

又、図示の構造の場合、それぞれがはすば歯車である、前記入力歯車７と前記出力歯車８との歯の傾斜方向を、これら両歯車７、８の正回転時に、これら両歯車７、８に作用するアキシアル方向のギヤ反力が互いに向き合う（互いに押し付け合う）方向となる様に規制している。これにより、前記両歯車７、８の正回転時に、これら両歯車７、８に作用するアキシアル方向のギヤ反力の少なくとも一部を相殺できる様にしている。これにより、前記両歯車７、８の正回転時に、前記両円すいころ軸受１３ａ、１３ｂに負荷されるアキシアル荷重を抑えて、その分だけ、これら両円すいころ軸受１３ａ、１３ｂの摩擦損失（動トルク）を抑えられる様にしている。

前記内軸９は、炭素鋼の如き合金鋼により円筒状（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９は、その軸方向一端部（図１の左端部）を、このトルク伝達軸６の軸方向一端部に間接的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の右端部）を、前記トルク伝達軸６の軸方向他端開口から軸方向他側に突出させている。図示の構造の場合には、前記内軸９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９の軸方向一端部を、このトルク伝達軸６の軸方向一端開口から軸方向一端側に突出させると共に、この突出した部分の外周面に、外向フランジ状の連結鍔部２９を形成している。そして、この連結鍔部２９の外周面と、前記トルク伝達軸６の一端側小径段部２２に外嵌固定された前記内輪１５ａのうち、この一端側小径段部２２から軸方向一端側に突出した部分の内周面とを、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、本参考例の場合には、前記内軸９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、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１０は、軸方向他端側に配置された前記円すいころ軸受１３ｂを構成する内輪１５ｂの支持筒部２５に外嵌固定されている。言い換えれば、前記第一エンコーダ１０は、この内輪１５ｂを介して、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に間接的に取り付けられている。この為、前記第一エンコーダ１０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１１は、前記内軸９のうちで、前記トルク伝達軸６の軸方向他端開口から軸方向他側に突出した部分（軸方向他端部）に外嵌固定されている。言い換えれば、前記第二エンコーダ１１は、前記内軸９（及び前記内輪１５ａ）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１１は、このトルク伝達軸６の軸方向一端部と共に（同期して）回転可能である。

又、前記第一、第二両エンコーダ１０、１１は、それぞれ前記支持筒部２５又は前記内軸９の軸方向他端部に外嵌固定された、磁性金属製で円環状の支持環３０、３１と、これら各支持環３０、３１の外周面に固定された、円筒状の永久磁石３２、３３とから成る。そして、前記第一エンコーダ１０を構成する永久磁石３２の外周面を、第一被検出部３４とし、又、前記第二エンコーダ１１を構成する永久磁石３３の外周面を、第二被検出部３５としている。これら第一、第二両被検出部３４、３５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、前記両被検出部３４、３５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。前記両被検出部３４、３５の磁極（Ｓ極、Ｎ極）の総数は、互いに一致している。

尚、第二エンコーダを構成する支持環の内周面に雌ねじを形成し、この雌ねじを内軸の軸方向他端部に形成した雄ねじ部に螺合させる事により、第二エンコーダを内軸の軸方向他端部に取り付けても良い。

前記センサユニット１２は、合成樹脂製のホルダ３６と、このホルダ３６の先端部に軸方向に隣接する状態で包埋（保持）された、第一、第二両センサ３７、３８と、１本のハーネス３９とを備える。これら第一、第二両センサ３７、３８のそれぞれの検出部（第一検出部及び第二検出部）には、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子（ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子を含む）等の磁気検出素子が組み込まれており、前記ホルダ３６を前記ハウジングに支持固定した状態で、このうちの前記第一センサ３７の第一検出部を、前記第一被検出部３４に、前記第二センサ３８の第二検出部を、前記第二被検出部３５に、それぞれ近接対向させている。この為、前記第一センサ３７は、前記第一被検出部３４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３８は、前記第二被検出部３５の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる。本参考例の場合には、この様な前記第一、第二両センサ３７、３８の出力信号を、軸方向に引き出された１本のハーネス３９を通じて、図示しない演算器に送信する。又、図示の構造の場合、前記ホルダ３６は、前記ハウジングに対し、このホルダ３６に形成された取付孔４０を利用して、ねじ止め固定されている。

以上の様な構成を有する本参考例のトルク測定装置付回転伝達装置５の場合にも、前記センサユニット１２を構成する第一、第二両センサ３７、３８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１０、１１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、前記入力歯車７と前記出力歯車８との間でトルクを伝達する際には、これら両歯車７、８同士の間部分が弾性的に捩れ変形する事に伴い、これら両歯車７、８同士（トルク伝達軸６の軸方向両端部同士、第一、第両二エンコーダ１０、１１同士）が回転方向に相対変位する。そして、この様に第一、第両二エンコーダ１０、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３７、３８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、本参考例の場合にも、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。

特に本参考例のトルク測定装置付回転伝達装置５によれば、センサの取り付け作業性を良好にできると共に、ハーネスの配線作業の簡略化を図れ、コスト及び重量の低減を図れる。
即ち、本参考例の場合には、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部の位相を、このトルク伝達軸６の内径側に配置され、その軸方向他端部がこのトルク伝達軸６の軸方向他端開口から突出した前記内軸９に伝達する事ができる。この為、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１０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１１とを、このトルク伝達軸６の軸方向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、本参考例の場合には、前記第一、第二両センサ３７、３８を前記ホルダ３６に保持した１個のセンサユニット１２を使用する事が可能になる為、センサの取り付け作業性を良好にできる。具体的には、前記ホルダ３６を、前記ハウジング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３７、３８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本から１本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、本参考例の場合には、前記第一エンコーダ１０を、前記トルク伝達軸６に比べて、寸法が小さく且つ重量の軽い前記内輪１５ｂに取り付けている為、この第一エンコーダ１０を、前記トルク伝達軸６に直接取り付ける場合に比べて、この第一エンコーダ１０の取り付け作業性を良好にする事ができる。更に、本参考例の場合には、前記内軸９の軸方向一端部を、前記トルク伝達軸６に比べて、寸法が小さく且つ重量の軽い前記内輪１５ａに連結している為、前記内軸９を、このトルク伝達軸６に連結する場合に比べて、この内軸９の連結作業性を良好にする事ができる。

［参考例の第２例］
本発明に関する参考例の第２例に就いて、図３〜４を参照しつつ説明する。本参考例の特徴は、センサユニット１２ａの支持構造を工夫した点にある。即ち、本参考例の場合には、図示しない第一センサ及び第二センサを保持した、合成樹脂製のホルダ３６ａを円環状に形成し、このホルダ３６ａを、トルク伝達軸６の軸方向他端側に配置された円すいころ軸受１３ｂを構成する外輪１７ｂに支持固定している。この為に本参考例の場合には、前記ホルダ３６ａの軸方向一端部に小径の嵌合筒部４１を形成し、この嵌合筒部４１を前記外輪１７ｂの軸方向他端部の内周面に形成した円筒面部４２に内嵌固定している。

以上の様な構成を有する本参考例の場合には、前記ホルダ３６ａの位置決め（特に径方向に関する位置決め）を容易に行える為、前記第一、第二両センサの検出部（第一、第二両検出部）と、第一、第二両エンコーダ１０、１１の被検出部（第一、第二両被検出部３４、３５）との径方向に関する隙間を容易に且つ厳密に管理する事が可能になる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前述した参考例の第１例の場合と同様である。

［参考例の第３例］
本発明に関する参考例の第３例に就いて、図５〜６を参照しつつ説明する。本参考例の特徴は、内軸９ａの軸方向一端部の連結構造を工夫した点にある。即ち、本参考例の場合には、この内軸９ａの軸方向一端部を、トルク伝達軸６ａの軸方向一端側に配置された円すいころ軸受１３ａを構成する内輪１５ａではなく、このトルク伝達軸６ａの軸方向一端部に直接連結している。この為に本参考例の場合には、このトルク伝達軸６ａの軸方向一端部に形成した一端側小径段部２２ａの軸方向全長を、前記参考例の第１例及び第２例の場合よりも延長し、この一端側小径段部２２ａから、前記内輪１５ａが軸方向一端側に突出しない様にしている。そして、この一端側小径段部２２ａの延長部４３の内周面と、前記内軸９ａの軸方向一端部に形成した連結鍔部２９ａの外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。

以上の様な構成を有する本参考例の場合には、前記一端側小径段部２２ａと前記内輪１５ａとの嵌め合い長さを十分に確保する事が可能になる為、この内輪１５ａが、前記一端側小径段部２２ａに対して相対回転（クリープ）する事を有効に防止できる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前述した参考例の第２例の場合と同様である。

［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７〜９を参照しつつ説明する。本例の特徴は、トルク伝達軸６が伝達するトルクの大きさを測定する部分の構造を工夫した点にある。即ち、本例の場合には、軸方向他端側に配置された円すいころ軸受１３ｂを構成する内輪１５ｂの支持筒部２５に、特許請求の範囲に記載したトルク検出用有孔部材に相当する、トルク検出用スリーブ４４を外嵌固定している。これに対し、内軸９ｂの軸方向他端部に、トルク検出用凹凸部材４５を外嵌固定している。

このうちのトルク検出用凹凸部材４５は、磁性材製で、全体を円筒状に形成されており、軸方向中間部外周面に、外周面形状を円周方向に関する凹凸形状（歯車形状）とした、特許請求の範囲に記載した第二被検出部に相当するトルク検出用凹凸部４６を設けている。そして、前記トルク伝達軸６の軸方向他端開口の内径側に、前記トルク検出用凹凸部材４５の軸方向一端部を挿入する状態で、このトルク検出用凹凸部材４５の軸方向一端部を前記内軸９ｂの軸方向他端部に外嵌固定している。尚、内軸をトルク伝達軸の軸方向他端開口から軸方向他側に突出させると共に、当該突出した部分の外周面に直接、トルク検出用凹凸部を形成する事もできる。

一方、前記トルク検出用スリーブ４４は、アルミニウム合金等の導電性を有する非磁性金属板製で、全体を段付円筒状に形成されており、前記支持筒部２５に外嵌固定された大径筒部４７と、小径筒部４８とを有する。このうちの小径筒部４８は、特許請求の範囲に記載した第一被検出部に相当し、前記トルク検出用凹凸部４６（第二被検出部）の外径側に、このトルク検出用凹凸部４６と径方向に近接した状態で同心に配置されている。又、この状態で、前記小径筒部４８は、前記トルク検出用凹凸部材４５と後述するトルクセンサユニット５１との間部分に位置している。又、前記小径筒部４８には、複数の略矩形の貫通孔である窓孔４９、４９が、軸方向に複列に、且つ、円周方向に関して等間隔に設けられており、これら両列窓孔４９、４９の円周方向位相は、互いに半ピッチずれている。

又、前記軸方向他端側に配置された円すいころ軸受１３ｂを構成する外輪１７ｂに対し、断面Ｌ字形で全体を円環状とした支持部材５０を利用して、コイルセンサユニット５１を支持固定している。このコイルセンサユニット５１は、前記トルク検出用凹凸部４６及び前記トルク検出用スリーブ４５の小径筒部４８の外径側に同心に配置されている。又、前記コイルセンサユニット５１は、円筒状の検出本体５２と、この検出本体５２の外周面から径方向外方に突出する状態で設けられた樹脂製の台座５３と、この台座５３に植設された複数本（図示の例では４本）の金属製のピン５４、５４から成る接続端子５５とを備える。前記検出本体５２は、コイルを巻回して成る円筒状の複数（図示の例では２つ）のコイルボビン５６、５６と、これら各コイルボビン５６、５６を覆った金属製のヨーク部材５７とから成る。前記接続端子５５は、前記検出本体５２の円周方向の一部に径方向外方に突出する状態で設けられており、前記各コイルボビン５６、５６に接続されている。又、前記接続端子５５は、図示しない回路基板に接続され、１本のハーネスを通じて、前記コイルセンサユニット５１の出力信号を演算器に送信する。

上述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の場合にも、前記トルク伝達軸６によりトルクが伝達され、このトルク伝達軸６のうちで、入力歯車７及び出力歯車８との間部分が捩れると、このトルクの方向及び大きさに応じた分だけ、前記トルク伝達軸６の軸方向一端部に前記内軸９ｂを介して間接的に取り付けられた前記トルク検出用凹凸部材４５のトルク検出用凹凸部４６と、前記トルク伝達軸６の軸方向他端部に前記内輪１５ｂを介して間接的に取り付けられた前記検出用スリーブ４４の小径筒部４８との円周方向に関する位置関係が変化する。この為、前記コイルセンサユニット５１を構成するコイルボビン５６、５６のインピーダンスに変化が生じる。従って、このインピーダンス変化に基づいて、前記トルクの方向及び大きさを検出できる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前述した参考例の第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としては、カウンタ軸や、トルクコンバータからトルクが入力されるインプット軸（タービンシャフト）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使用する変速機の形式は、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）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）、および、前置エンジン後輪駆動車（ＦＲ車）の両方が対象となる。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原動機は、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、上述した参考例の第１〜３例の場合には、第一、第二両エンコーダを永久磁石製とすると共に、これら第一、第二両エンコーダ被検出面に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ている。但し、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。

１ 回転軸
２ エンコーダ
３ センサ
４ ハーネス
５ トルク測定装置付回転伝達装置
６、６ａ トルク伝達軸
７ 入力歯車
８ 出力歯車
９、９ａ、９ｂ 内軸
１０ 第一エンコーダ
１１ 第二エンコーダ
１２、１２ａ センサユニット
１３ａ、１３ｂ 円すいころ軸受
１４ａ、１４ｂ 内輪軌道
１５ａ、１５ｂ 内輪
１６ａ、１６ｂ 外輪軌道
１７ａ、１７ｂ 外輪
１８ａ、１８ｂ 保持器
１９ａ、１９ｂ 円すいころ
２０ａ、２０ｂ 小鍔部
２１ａ、２１ｂ 大鍔部
２２、２２ａ 一端側小径段部
２３ 間座
２４ 他端側小径段部
２５ 支持筒部
２６ 円筒面嵌合部
２７ インボリュートスプライン係合部
２８ 段差面
２９、２９ａ 連結鍔部
３０ 支持環
３１ 支持環
３２ 永久磁石
３３ 永久磁石
３４ 第一被検出部
３５ 第二被検出部
３６、３６ａ ホルダ
３７ 第一センサ
３８ 第二センサ
３９ ハーネス
４０ 取付孔
４１ 嵌合筒部
４２ 円筒面部
４３ 延長部
４４ トルク検出用スリーブ
４５ トルク検出用凹凸部材
４６ トルク検出用凹凸部
４７ 大径筒部
４８ 小径筒部
４９ 窓孔
５０ 支持部材
５１ コイルセンサユニット
５２ 検出本体
５３ 台座
５４ ピン
５５ 接続端子
５６ コイルボビン
５７ ヨーク部材

Claims (2)

1. 中空状のトルク伝達軸と、
   このトルク伝達軸の軸方向両端部を回転自在に支持する１対の転がり軸受と、
   このトルク伝達軸の外周面のうち、前記両転がり軸受同士の間に挟まれた軸方向中間部に、軸方向に互いに離隔した状態で固定される入力歯車及び出力歯車と、
   前記トルク伝達軸の内径側に配置され、且つ、軸方向一端部をこのトルク伝達軸の軸方向一端部に直接又は間接的に相対回転不能に連結した内軸と、
   特性を円周方向に関して変化させた円環状の第一被検出部を有し、前記両転がり軸受のうち、前記トルク伝達軸の軸方向他端部を回転自在に支持した転がり軸受を構成する内輪に取り付けられた第一特性変化部材と、
   特性を円周方向に関して変化させた円環状の第二被検出部を有し、この第二被検出部を前記第一被検出部に近接させた状態で、前記内軸の軸方向他端部に取り付けられた第二特性変化部材と、
   前記第一、第二両被検出部にそ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、これら第一、第二両被検出部同士の円周方向の位相変化を検出可能なセンサ装置とを備えており、
   前記第一、第二両特性変化部材のうち、何れか一方の特性変化部材が、磁性材製で、その被検出部を円周方向に関する凹凸形状とした、トルク検出用凹凸部材であり、他方の特性変化部材が、非磁性板材製で、その被検出部に複数の孔を円周方向に関して等間隔に有しており、前記トルク検出用凹凸部材の被検出部に対し径方向又は軸方向に重畳する状態で、このトルク検出用凹凸部材と前記センサ装置との間部分に配置される、トルク検出用有孔部材であり、
   前記センサ装置は、検出部としてコイルを備え、前記両被検出部同士の円周方向の位相変化に対応してインピーダンスを変化させる、コイルセンサユニットである、
   トルク測定装置付回転伝達装置。
2. 前記内軸の軸方向一端部が、前記両転がり軸受のうち、前記トルク伝達軸の軸方向一端部を回転自在に支持した転がり軸受を構成する内輪に連結されている、請求項１に記載したトルク測定装置付回転伝達装置。

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