JP7153596B2 - Torque measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、トルク計測装置に関する。 The present invention relates to a torque measuring device.

近年、自動車のトランスミッションの性能評価を行う上で、エンジンとトランスミッションとを連結した状態でエンジンのトルクを高精度に測定できることが求められている。このトルク計測の従来技術として、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションのトルクコンバータとの間に設けられるドライブプレートをトルク計として利用したものが知られている(例えば特許文献1~3参照)。これらの特許文献には、トルクの検出素子としてひずみゲージを用いることが記載されている。 2. Description of the Related Art In recent years, in order to evaluate the performance of an automobile transmission, it is required to be able to measure the torque of the engine with high accuracy while the engine and the transmission are coupled. As a conventional torque measurement technique, there is known a torque meter that uses a drive plate provided between the crankshaft of the engine and the torque converter of the transmission (see Patent Documents 1 to 3, for example). These patent documents describe the use of strain gauges as torque detection elements.

特開2005-84000号公報JP-A-2005-84000 特許第3669421号公報Japanese Patent No. 3669421 特許第6263556号公報Japanese Patent No. 6263556

ドライブプレートはエンジン近傍に配置されるため、高温の環境下に曝露されている。ドライブプレートの温度が高温になると、ひずみゲージの抵抗値が変化する。そのため、ひずみゲージを用いたブリッジ回路では、高温の影響により正確なトルク測定ができないおそれがある。 Since the drive plate is located near the engine, it is exposed to high temperatures. As the temperature of the drive plate rises, the resistance value of the strain gauge changes. Therefore, a bridge circuit using strain gauges may not be able to accurately measure torque due to the effects of high temperatures.

本発明は、このような問題を解決するためのものであり、ブリッジ回路に対する雰囲気温度の影響を低減して、トルクの計測精度を向上させることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve such a problem, and to reduce the influence of ambient temperature on a bridge circuit and improve torque measurement accuracy.

前記課題を解決するため、本発明は、中心部および外周部の一方が入力側回転体に連結し他方が出力側回転体に連結した円板回転体に作用するトルクの計測装置であって、前記円板回転体に配置され該円板回転体の起歪部のひずみを検出するブリッジ回路と、少なくとも、前記円板回転体よりも熱伝導率の高い物質で形成され前記ブリッジ回路を覆う伝熱層および前記伝熱層を覆う断熱層の2つの層を有する温度均一化手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a measuring device for torque acting on a disk rotating body, one of which is connected to an input side rotating body and the other of which is connected to an output side rotating body, comprising: a bridge circuit arranged on the disk rotor for detecting the strain of the strain-generating portion of the disk rotor; and a temperature equalizing means having two layers, a heat layer and a heat insulation layer covering the heat transfer layer.

本発明によれば、次の効果を奏する
(1)温度均一化手段が断熱層を有することで、ブリッジ回路に対し、雰囲気温度による熱伝達および熱放射の影響が低減され、熱伝導による影響が支配的となる。また、ブリッジ回路を覆う伝熱層からの放熱が抑制され、ブリッジ回路の温度の均一性が向上する。
(2)温度均一化手段が伝熱層を有することで、熱伝導による熱エネルギーの伝播が促進され、離れた位置に配置されているブリッジ回路構成部品それぞれの温度差が低減される。
これらにより、雰囲気温度に拘らず、ブリッジ回路のゼロ点平衡が維持される。
According to the present invention, the following effects are achieved: (1) The temperature equalizing means has a heat insulating layer, so that the influence of heat transfer and heat radiation due to the ambient temperature on the bridge circuit is reduced, and the influence of heat conduction is reduced. become dominant. Moreover, heat dissipation from the heat transfer layer covering the bridge circuit is suppressed, and the temperature uniformity of the bridge circuit is improved.
(2) Since the temperature equalizing means has a heat transfer layer, the propagation of heat energy is promoted by heat conduction, and the temperature difference between the bridge circuit components arranged at distant positions is reduced.
These maintain the zero point balance of the bridge circuit regardless of the ambient temperature.

本発明によれば、ブリッジ回路に対する雰囲気温度の影響が低減され、トルクの計測精度が向上する。 According to the present invention, the influence of ambient temperature on the bridge circuit is reduced, and torque measurement accuracy is improved.

本発明のトルク計測装置を備えたドライブプレートの正面図である。1 is a front view of a drive plate equipped with a torque measuring device of the present invention; FIG. 図1におけるII-II断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1; 図1におけるひずみゲージ周りの拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view around a strain gauge in FIG. 1; ひずみゲージのブリッジ回路の基本構成図および送信機、受信機のブロック回路図である。1 is a basic configuration diagram of a strain gauge bridge circuit and a block circuit diagram of a transmitter and a receiver; FIG. ひずみゲージのブリッジ回路および温度ゲージの接続回路図である。FIG. 4 is a connection circuit diagram of a bridge circuit of strain gauges and a temperature gauge; 熱伝導シミュレーションによるドライブプレートの温度分布図である。FIG. 4 is a temperature distribution diagram of a drive plate based on heat conduction simulation; 第1実施例の温度均一化手段の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the temperature equalizing means of the first embodiment; 第1実施例の温度均一化手段の側断面図である。It is a sectional side view of the temperature equalization means of 1st Example. 伝熱層の検証試験の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a verification test of a heat transfer layer; 図9におけるX-X断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 9; ドライブプレートの各温度測定点の温度を時間経過とともに描いたグラフであり、(a)は伝熱層の追加前の場合、(b)は伝熱層の追加後の場合を示す。It is a graph which drew the temperature of each temperature measurement point of a drive plate with progress, (a) shows the case before addition of a heat-transfer layer, (b) shows the case after addition of a heat-transfer layer. トルクの出力誤差を時間経過とともに描いたグラフであり、(a)は伝熱層の追加前の場合、(b)は伝熱層の追加後の場合を示す。FIG. 4 is a graph showing the torque output error over time, where (a) shows the case before addition of the heat transfer layer, and (b) shows the case after the addition of the heat transfer layer. 第2実施例の温度均一化手段の分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view of the temperature equalizing means of the second embodiment; ドライブプレートのひずみゲージ近傍の温度を時間経過とともに描いたグラフであり、(a)は温度均一化手段を設けない場合、(b)は第2実施例の温度均一化手段を設けた場合を示す。7 is a graph showing the temperature in the vicinity of the strain gauge of the drive plate over time, where (a) shows the case where the temperature equalizing means is not provided, and (b) shows the case where the temperature equalizing means of the second embodiment is provided. . トルクの出力誤差を時間経過とともに描いたグラフであり、(a)は温度均一化手段を設けない場合、(b)は第2実施例の温度均一化手段を設けた場合を示す。FIG. 10 is a graph showing torque output errors over time, where (a) shows the case without the temperature equalizing means, and (b) shows the case with the temperature equalizing means of the second embodiment.

図1において、本発明に係るトルク計測装置1は、ドライブプレート2に作用するトルクを計測する装置である。ドライブプレート2は、図2に示すように、入力側回転体としてのエンジンのクランクシャフト21と、出力側回転体としてのトルクコンバータ22との間に設けられる円板回転体である。図1に示すように、ドライブプレート2の中心部周りには、軸心Oを中心として複数の第1ボルト通し孔3が形成され、外周部周りには複数の第2ボルト通し孔4が形成されている。ドライブプレート2は、図2に示すように、一面側の中心部がクランクシャフト21の端面に突き当てられて、第1ボルト通し孔3を通した第1ボルト23により締結され、他面側の外周部がトルクコンバータ22に突き当てられて、第2ボルト通し孔4を通した第2ボルト24により締結される。 In FIG. 1, a torque measuring device 1 according to the present invention is a device for measuring torque acting on a drive plate 2. As shown in FIG. The drive plate 2, as shown in FIG. 2, is a disc rotating body provided between an engine crankshaft 21 as an input side rotating body and a torque converter 22 as an output side rotating body. As shown in FIG. 1, a plurality of first bolt through holes 3 are formed around the center of the drive plate 2 around the axis O, and a plurality of second bolt through holes 4 are formed around the outer periphery. It is As shown in FIG. 2, the center of one side of the drive plate 2 abuts against the end face of the crankshaft 21 and is fastened by a first bolt 23 passing through the first bolt through hole 3. The outer peripheral portion is abutted against the torque converter 22 and fastened by the second bolt 24 passing through the second bolt through hole 4 .

図1に示すように、ドライブプレート2の外周縁には、図示しないセルモータのピニオンギヤと噛合するリングギヤ5が形成されている。ドライブプレート2の中心には、クランクシャフト21に嵌合してドライブプレート2を芯出しする芯出し孔6が形成されている。径方向における第1ボルト通し孔3と第2ボルト通し孔4との間の位置には、複数(本実施形態では12個)の肉抜き孔7が円周方向に等間隔で形成されている。肉抜き孔7は、円周方向に長手の略楕円形状を呈している。 As shown in FIG. 1, a ring gear 5 is formed on the outer peripheral edge of the drive plate 2 to mesh with a pinion gear of a starter motor (not shown). A centering hole 6 is formed in the center of the drive plate 2 to fit the crankshaft 21 and center the drive plate 2 . A plurality of lightening holes 7 (12 in this embodiment) are formed at equal intervals in the circumferential direction between the first bolt through hole 3 and the second bolt through hole 4 in the radial direction. . The lightening hole 7 has a substantially elliptical shape elongated in the circumferential direction.

ドライブプレート2には、入力側の中心部から出力側の外周部に回転力が伝達される際に、ひずみを積極的に生じさせるための起歪部8が形成されている。起歪部8は、円周方向に等間隔で複数(本実施形態では12カ所)形成されており、それぞれ、隣り合う肉抜き孔7同士の間に配置されている。起歪部8は、径方向に長手の矩形状の薄肉部10を備えている。薄肉部10は、図2および図8から判るように、ドライブプレート2の表裏のそれぞれに凹部が設けられるように薄肉状に形成されている。 The drive plate 2 is formed with a strain-generating portion 8 for positively generating strain when a rotational force is transmitted from the central portion on the input side to the outer peripheral portion on the output side. A plurality of strain-generating portions 8 (12 places in this embodiment) are formed at equal intervals in the circumferential direction, and are arranged between adjacent lightening holes 7 . The strain-generating portion 8 includes a rectangular thin-walled portion 10 that is elongated in the radial direction. As can be seen from FIGS. 2 and 8, the thin portion 10 is formed thin such that recesses are provided on each of the front and back sides of the drive plate 2 .

「ブリッジ回路31」
トルク計測装置1は、ドライブプレート2に配置されドライブプレート2の起歪部8のひずみを検出するブリッジ回路31を備えている。ブリッジ回路31は、例えばホイートストンブリッジ回路である。図4において、ブリッジ回路31は、抵抗素子R1~R4の抵抗値の変化でA点-B点間に電圧を生じさせ、当該電圧をトルクに応じた出力電圧として取り出す。抵抗素子R1~R4としてひずみゲージ11が用いられる。ひずみゲージ11は、外部からの引張力や圧縮力によって伸縮してその抵抗値が変化する。ひずみが生じていない場合、ブリッジ回路31は「R1・R4=R2・R3」で平衡状態(ゼロ点平衡)となり、出力電圧はゼロとなる。仮に、ひずみが生じていない場合で温度の影響によりブリッジ回路31内の抵抗値にばらつきが生じると、ゼロ点平衡がずれていわゆるゼロ点ドリフトが生じてしまう。また、温度の影響によりひずみゲージ11の出力感度も変化する。後記する温度均一化手段9は、ブリッジ回路31のゼロ点ドリフトやひずみゲージ11の出力感度の変化を抑制する機能を担う。
"Bridge circuit 31"
The torque measuring device 1 includes a bridge circuit 31 arranged on the drive plate 2 to detect the strain of the strain-generating portion 8 of the drive plate 2 . The bridge circuit 31 is, for example, a Wheatstone bridge circuit. In FIG. 4, the bridge circuit 31 generates a voltage between points A and B due to changes in the resistance values of the resistance elements R1 to R4, and extracts the voltage as an output voltage corresponding to the torque. Strain gauges 11 are used as the resistance elements R1 to R4. The strain gauge 11 expands and contracts due to external tensile force or compressive force, and its resistance value changes. When there is no distortion, the bridge circuit 31 is in a state of equilibrium (zero-point equilibrium) with "R1·R4=R2·R3", and the output voltage becomes zero. If the resistance value in the bridge circuit 31 varies due to the influence of temperature when there is no distortion, the zero-point equilibrium will be shifted and a so-called zero-point drift will occur. Moreover, the output sensitivity of the strain gauge 11 also changes due to the influence of temperature. The temperature equalizing means 9, which will be described later, has a function of suppressing zero-point drift of the bridge circuit 31 and change in output sensitivity of the strain gauge 11. FIG.

A点-B点間の出力電圧は、例えばアンプ32、A/Dコンバータ33、CPU34を備えた送信機35を介して送信される。送信機35はドライブプレート2の所定部に取り付けられる。送信された信号は、CPU36、D/Aコンバータ37、アンプ38を備えた受信機39で受信され、トルク出力装置40でトルク計測値が表示、保存される。なお、各ひずみゲージ11は、それぞれ2つの抵抗素子を備えて構成されている。 The output voltage between point A and point B is transmitted via a transmitter 35 having an amplifier 32, an A/D converter 33, and a CPU 34, for example. A transmitter 35 is attached to a predetermined portion of the drive plate 2 . The transmitted signal is received by a receiver 39 having a CPU 36, a D/A converter 37 and an amplifier 38, and a torque measurement value is displayed and stored by a torque output device 40. FIG. Each strain gauge 11 is configured with two resistance elements.

図1において、薄肉部10の表裏にはひずみゲージ11(図1では11A~11Fで示す)が取り付けられている。本実施形態では、ひずみゲージ11は、12カ所の薄肉部10の内で1つ置きの6カ所に配置されている。これにより、ドライブプレート2には、ひずみゲージ11が、一面側と他面側にそれぞれ同一円周線上に等間隔で6個ずつ配置されている。ひずみゲージ11は接着材等により薄肉部10に取り付けられている。図3に示すように、ひずみゲージ11は、その中央部が、薄肉部10の中心を通る径方向線L上に位置するように配置されている。図1では、一面側の6個のひずみゲージ11A,11B,…,11Fが周方向に順に配置された様子を示しており、その各裏には、ひずみゲージ11A,11B,…,11Fに対応して、ひずみゲージ11G,11H,…,11Lが配置されている。 In FIG. 1, strain gauges 11 (indicated by 11A to 11F in FIG. 1) are attached to the front and back of the thin portion 10 . In the present embodiment, the strain gauges 11 are arranged at alternate six locations among the twelve thin-walled portions 10 . As a result, six strain gauges 11 are arranged on the same circumferential line on one side and the other side of the drive plate 2 at equal intervals. The strain gauge 11 is attached to the thin portion 10 with an adhesive or the like. As shown in FIG. 3 , the strain gauge 11 is arranged such that its central portion is positioned on a radial line L passing through the center of the thin portion 10 . FIG. 1 shows six strain gauges 11A, 11B, . Strain gauges 11G, 11H, . . . , 11L are arranged.

図1において、トルク計測装置1は、温度によるひずみゲージ11の抵抗値の変化を補償する温度ゲージ12(図1では12A~12Fで示す)と、ブリッジ回路31の初期平衡状態を概ゼロにするゼロ補償線13と、ブリッジ回路31の温度特性を補償する温度補償線20とを備えている。温度ゲージ12は、温度と相関する抵抗素子を備えている。ひずみゲージ11の温度抵抗係数に合わせた仕様の温度ゲージ12を、図4に示すように、ブリッジ回路31に対して直列に接続することで、温度が変化した際のひずみゲージ11の抵抗値の変化を相殺し、同一のひずみに対して同一の電圧が出力されるように補償することができる。 In FIG. 1, the torque measuring device 1 has a temperature gauge 12 (indicated by 12A to 12F in FIG. 1) that compensates for changes in the resistance value of the strain gauge 11 due to temperature, and the initial equilibrium state of the bridge circuit 31 is set to approximately zero. A zero compensation line 13 and a temperature compensation line 20 for compensating the temperature characteristics of the bridge circuit 31 are provided. Temperature gauge 12 includes a resistive element that correlates with temperature. By connecting the temperature gauge 12 with specifications matching the temperature resistance coefficient of the strain gauge 11 in series with the bridge circuit 31 as shown in FIG. It can be compensated to cancel the change and output the same voltage for the same strain.

ゼロ補償線13と温度補償線20は、一つの基板上に配線されている。ゼロ補償線13と温度補償線20は、図4に示すように、ブリッジ回路31の一辺に直列に接続されている。 The zero compensation line 13 and the temperature compensation line 20 are wired on one substrate. The zero compensation line 13 and the temperature compensation line 20 are connected in series to one side of the bridge circuit 31 as shown in FIG.

図1に示すように、ひずみゲージ11、温度ゲージ12、ゼロ補償線13および温度補償線20を接続する配線14は、ブリッジ回路31を構成して円周状に引き回されたうえで、送信機35(図1では図示せず、図4参照)に接続されている。 As shown in FIG. 1, a wiring 14 connecting the strain gauge 11, the temperature gauge 12, the zero compensation line 13 and the temperature compensation line 20 constitutes a bridge circuit 31 and is routed in a circular shape before transmission. machine 35 (not shown in FIG. 1, see FIG. 4).

図5に、本実施形態のブリッジ回路31の具体例を示す。符号11A1、11A2は、図1のひずみゲージ11Aの抵抗であり、同様に、11B1,11B2…11L1,11L2はそれぞれひずみゲージ11B…11Lの抵抗を示している。ブリッジ回路31の一方の分岐路には、11G1,11A1,11K1,11E1,11I1,11C1,温度補償線20,ゼロ補償線13,11L2,11F2,11J2,11D2,11H2,11B2が直列に接続されている。他方の分岐路には、11G2、11A2,11K2,11E2,11I2,11C2,11B1,11H1,11D1,11J1,11F1,11L1が直列に接続されている。温度補償線20-ゼロ補償線13間のA点と、11C2-11B1間のB点との間の電圧が、トルクに応じた電圧として出力される。正電源電圧Vccとブリッジ回路31との間に温度ゲージ12G,12A,12H,12B,12I,12Cが直列に接続され、ブリッジ回路31とグランドGNDとの間に温度ゲージ12D,12J,12E,12K,12F,12Lが直列に接続されている。なお、以上の接続例はあくまで一例であり、配線14の引き回し等により適宜に設計変更してよい。 FIG. 5 shows a specific example of the bridge circuit 31 of this embodiment. Reference numerals 11A1 and 11A2 denote the resistance of the strain gauge 11A in FIG. 1, and similarly, 11B1, 11B2, . 11G1, 11A1, 11K1, 11E1, 11I1, 11C1, temperature compensation line 20, zero compensation lines 13, 11L2, 11F2, 11J2, 11D2, 11H2 and 11B2 are connected in series to one branch of the bridge circuit 31. there is 11G2, 11A2, 11K2, 11E2, 11I2, 11C2, 11B1, 11H1, 11D1, 11J1, 11F1 and 11L1 are connected in series to the other branch. A voltage between point A between temperature compensation line 20 and zero compensation line 13 and point B between 11C2 and 11B1 is output as a voltage corresponding to torque. Temperature gauges 12G, 12A, 12H, 12B, 12I and 12C are connected in series between the positive power supply voltage Vcc and the bridge circuit 31, and temperature gauges 12D, 12J, 12E and 12K are connected between the bridge circuit 31 and the ground GND. , 12F and 12L are connected in series. It should be noted that the connection example described above is merely an example, and the design may be appropriately changed by routing the wiring 14 or the like.

ここで、温度ゲージ12とブリッジ回路31との間に温度差が存在すると、その温度差によって温度ゲージ12の補償精度にずれが生じ、ブリッジ回路31を正しく補償できない。ブリッジ回路31自体においても、各ひずみゲージ11、ゼロ補償線13、温度補償線20の間で温度差が存在すると、ブリッジ回路31のゼロ点ドリフトが生じてしまう。以上から、補償精度を高めるためには、温度ゲージ12とブリッジ回路31とを略等価の温度下に配置する必要がある。 Here, if there is a temperature difference between the temperature gauge 12 and the bridge circuit 31, the temperature difference causes a deviation in the compensation accuracy of the temperature gauge 12, and the bridge circuit 31 cannot be properly compensated. Also in the bridge circuit 31 itself, if there is a temperature difference among the strain gauges 11, the zero compensation line 13, and the temperature compensation line 20, the bridge circuit 31 will drift at its zero point. From the above, in order to improve the compensation accuracy, it is necessary to place the temperature gauge 12 and the bridge circuit 31 under substantially the same temperature.

本発明者は、ドライブプレート2の使用環境に基づく温度分布に着目し、以下のように解析を行った。ドライブプレート2はエンジン近傍に配置されるため、高温の環境下に曝露されている。熱の伝わり方には熱伝導、熱伝達、熱放射の3種類があるが、ドライブプレート2における熱伝達および熱放射は主にエンジン近傍の雰囲気温度の影響を受け、熱伝導は主にクランクシャフト21およびトルクコンバータ22からの熱の影響を受ける。このうちの熱伝導に着目すると、通常、エンジンのクランクシャフト21とトルクコンバータ22とではクランクシャフト21の温度の方が高いので、クランクシャフト21とトルクコンバータ22の温度差から、ドライブプレート2においてはクランクシャフト21との連結部である中心部から外側に向けて放射状に熱伝導する。つまり、ドライブプレート2の温度分布は、軸心Oから離れるにしたがい低温となり、任意の円周線上では全周にわたり均一温度となる放射状の温度勾配の分布となることが判った。 The inventor focused on the temperature distribution based on the usage environment of the drive plate 2 and performed the following analysis. Since the drive plate 2 is arranged near the engine, it is exposed to a high temperature environment. There are three types of heat transfer: heat conduction, heat transfer, and heat radiation. 21 and torque converter 22. Focusing on heat conduction, the temperature of the crankshaft 21 is usually higher than that of the torque converter 22 of the engine. Heat is conducted radially outward from the central portion where the crankshaft 21 is connected. In other words, it was found that the temperature distribution of the drive plate 2 becomes a distribution of a radial temperature gradient in which the temperature decreases as the distance from the axis O increases, and the temperature is uniform over the entire circumference on an arbitrary circumferential line.

図6は、熱伝導シミュレーションによるドライブプレート2の温度分布を示し、120℃から80℃までの範囲を9つの区分T1~T9で表したものである。温度の高い区分から順にT1,T2,…とする。図6から、ドライブプレート2の温度分布は、中心部から区分T1を始まりとして少なくとも区分T4まではほぼ均一な放射状の温度勾配を示すことが判る。起歪部8は、この均一な放射状の温度勾配の範囲に形成されている。区分T5,T6については、第2ボルト通し孔4からの放熱の影響で放射状の分布が乱れ、第2ボルト通し孔4の周囲には第2ボルト通し孔4に向けて温度の低い区分T7,T8,T9が分布していることが判る。 FIG. 6 shows the temperature distribution of the drive plate 2 by heat conduction simulation, and the range from 120° C. to 80° C. is represented by nine sections T1 to T9. T1, T2, . . . are set in descending order of temperature. From FIG. 6, it can be seen that the temperature distribution of the drive plate 2 exhibits a substantially uniform radial temperature gradient from the central portion starting from section T1 to at least section T4. The strain-generating portion 8 is formed in the range of this uniform radial temperature gradient. Regarding the sections T5 and T6, the radial distribution is disturbed by the influence of the heat radiation from the second bolt through hole 4, and around the second bolt through hole 4 there are sections T7 and T6 with low temperatures toward the second bolt through hole 4. It can be seen that T8 and T9 are distributed.

以上から、ブリッジ回路31と温度ゲージ12とを軸心Oから等距離に配置することで、すなわち、ひずみゲージ11と温度ゲージ12とゼロ補償線13と温度補償線20とをドライブプレート2の同一円周線上に配置することで、各者を互いに略等価の温度下におくことができる。つまり、熱伝達および熱放射の影響をできる限り低減できれば、ドライブプレート2における温度分布を主に熱伝導の影響で支配させることができ、温度ゲージ12の補償精度と、ブリッジ回路31におけるゼロ点平衡の精度を高めることができる。 From the above, by arranging the bridge circuit 31 and the temperature gauge 12 at the same distance from the axis O, that is, the strain gauge 11, the temperature gauge 12, the zero compensation line 13, and the temperature compensation line 20 are arranged on the same side of the drive plate 2. By arranging them on the circumference, they can be placed under substantially the same temperature. In other words, if the influence of heat transfer and heat radiation can be reduced as much as possible, the temperature distribution in the drive plate 2 can be controlled mainly by the influence of heat conduction. accuracy can be improved.

図1において、温度ゲージ12は、ドライブプレート2の一面側および他面側で、各ひずみゲージ11の脇に接着材等により取り付けられている。一面側のひずみゲージ11A~11Fの各隣に温度ゲージ12A~12Fが配置され、他面側のひずみゲージ11G~11Lの各隣に温度ゲージ12G~12Lが配置されている。図3において、符号P1は、ひずみゲージ11の径外側の辺の中央点を示し、符号P2は、ひずみゲージ11の径内側の辺の中央点を示す。符号C1は、中央点P1を通る軸O回りの円周線であり、符号C2は、中央点P2を通る軸O回りの円周線である。「ひずみゲージ11と温度ゲージ12とを同一円周線上に配置する」とは、温度ゲージ12の少なくとも一部が、円周線C1と円周線C2との間の範囲に位置している関係を意味する。補償精度を高めるうえで、温度ゲージ12の面積の半分以上、望ましくは80%以上が円周線C1と円周線C2との間の範囲にかかるように温度ゲージ12を配置することが好ましい。 In FIG. 1, the temperature gauges 12 are attached to the sides of the strain gauges 11 on one side and the other side of the drive plate 2 with an adhesive or the like. Temperature gauges 12A-12F are arranged next to the strain gauges 11A-11F on one side, and temperature gauges 12G-12L are arranged next to the strain gauges 11G-11L on the other side. In FIG. 3, reference P1 indicates the center point of the radially outer side of the strain gauge 11, and reference P2 indicates the central point of the radially inner side of the strain gauge 11. In FIG. Symbol C1 is a circumferential line around axis O passing through center point P1, and symbol C2 is a circumferential line around axis O passing through center point P2. "The strain gauge 11 and the temperature gauge 12 are arranged on the same circumference line" means that at least a part of the temperature gauge 12 is located in the range between the circumference line C1 and the circumference line C2. means In order to improve the compensation accuracy, it is preferable to arrange the temperature gauge 12 so that half or more, preferably 80% or more of the area of the temperature gauge 12 covers the range between the circumference line C1 and the circumference line C2.

ゼロ補償線13および温度補償線20についても同様であり、「ゼロ補償線13および温度補償線20を同一円周線上に配置する」とは、ゼロ補償線13、温度補償線20の少なくとも各一部が、円周線C1と円周線C2との間の範囲に位置している関係を意味する。 The same is true for the zero compensation line 13 and the temperature compensation line 20, and "arranging the zero compensation line 13 and the temperature compensation line 20 on the same circumferential line" means that at least one of the zero compensation line 13 and the temperature compensation line 20 is arranged. It means the relation that the part is located in the range between the circumference line C1 and the circumference line C2.

「温度均一化手段9」
以上のように、熱伝導の温度分布を利用してブリッジ回路31を略等価の温度下に配置する構造では、前記したように熱伝達および熱放射の影響をできるだけ低減することが望まれる。しかし、エンジンルーム内の雰囲気温度等により、局所的に高温または低温の箇所があると、局所的な対流(熱伝達)や熱放射により一部のひずみゲージ11の抵抗値だけが変化し、ブリッジ回路31にゼロ点ドリフトが生じる。この問題に対し、本発明のトルク計測装置1は、温度均一化手段9(図1では仮想線にて示す)を備えている。温度均一化手段9は、熱伝達および熱放射の影響を低減しつつ、ドライブプレート2からの熱伝導を促進しブリッジ回路31全体に熱を均一に伝える。
"Temperature equalization means 9"
As described above, in a structure in which the bridge circuit 31 is arranged under substantially the same temperature using the temperature distribution of heat conduction, it is desirable to reduce the effects of heat transfer and heat radiation as much as possible. However, depending on the atmospheric temperature in the engine room, if there is a localized high or low temperature, local convection (heat transfer) or thermal radiation will change the resistance value of only some of the strain gauges 11, resulting in a bridge failure. A zero point drift occurs in the circuit 31 . To address this problem, the torque measuring device 1 of the present invention includes a temperature equalizing means 9 (indicated by phantom lines in FIG. 1). The temperature equalizing means 9 promotes heat conduction from the drive plate 2 and evenly transfers heat to the entire bridge circuit 31 while reducing the effects of heat transfer and heat radiation.

「第1実施例」
図7および図8において、温度均一化手段9は、少なくとも伝熱層16および断熱層17の2つの層を有する。第1実施例の温度均一化手段9は、伝熱層16および断熱層17に加えて絶縁層15を有する3層構造で構成されている。絶縁層15は、ブリッジ回路31と伝熱層16との間に配置されている。絶縁層15は、伝熱層16を配することによるブリッジ回路31と温度ゲージ12との短絡を防止する。
"First Example"
7 and 8, the temperature equalizing means 9 has at least two layers, a heat transfer layer 16 and a heat insulation layer 17. In FIG. The temperature uniformizing means 9 of the first embodiment has a three-layer structure having an insulating layer 15 in addition to a heat transfer layer 16 and a heat insulating layer 17 . The insulating layer 15 is arranged between the bridge circuit 31 and the heat transfer layer 16 . The insulating layer 15 prevents a short circuit between the bridge circuit 31 and the temperature gauge 12 due to the placement of the heat transfer layer 16 .

絶縁層15は、略同一円周状に配置されたブリッジ回路31の構成部品(ひずみゲージ11、ゼロ補償線13、温度補償線20)と温度ゲージ12と配線14とを覆うように、ドライブプレート2の表と裏とで軸心Oを中心に環状に配置されている。絶縁層15は、例えば20μm~100μm程度の薄い環状の絶縁性フィルムであり、接着剤等によりドライブプレート2に貼着される。もし、ひずみゲージ11等が、それ自体で絶縁性が確保されているならば絶縁層15は省略してもよい。 The insulating layer 15 covers the components of the bridge circuit 31 (the strain gauge 11, the zero compensation line 13, the temperature compensation line 20), the temperature gauge 12, and the wiring 14, which are arranged substantially on the same circumference. The front and back of 2 are arranged annularly around the axis O. The insulating layer 15 is, for example, a thin annular insulating film having a thickness of about 20 μm to 100 μm, and is adhered to the drive plate 2 with an adhesive or the like. If the strain gauge 11 or the like secures insulation by itself, the insulating layer 15 may be omitted.

伝熱層16も、絶縁層15と同様、ブリッジ回路31の構成部品(ひずみゲージ11、ゼロ補償線13、温度補償線20)と温度ゲージ12と配線14とを覆うように、つまり、軸心O方向視でブリッジ回路31と重なるように、ドライブプレート2の表と裏とで軸心Oを中心に環状に配置されている。伝熱層16は、例えば、0.2mm~1mm程度の薄い環状の板材であり、接着剤等により絶縁層15もしくはドライブプレート2に貼着されている。 As with the insulating layer 15, the heat transfer layer 16 also covers the components of the bridge circuit 31 (the strain gauge 11, the zero compensation wire 13, the temperature compensation wire 20), the temperature gauge 12 and the wiring 14, that is, the axial center The front and back of the drive plate 2 are annularly arranged around the axis O so as to overlap the bridge circuit 31 when viewed in the O direction. The heat transfer layer 16 is, for example, a thin annular plate having a thickness of about 0.2 mm to 1 mm, and is adhered to the insulating layer 15 or the drive plate 2 with an adhesive or the like.

伝熱層16は、ドライブプレート2の熱伝導を促進してブリッジ回路31全体に熱を均一に伝える機能を有する。伝熱層16は、ドライブプレート2よりも熱伝導率の高い物質で形成されている。一般にドライブプレート2は、SUS材や炭素鋼等の鋼板で形成されていることが多い。SUS420J2の熱伝導率は24W/(m・K)程度、S35Cの熱伝導率は43W/(m・K)程度である。伝熱層16は、これらの鋼板よりも熱伝導率の高い物質、例えば銅、アルミニウム、真ちゅう、金、銀、ニッケル、カーボン、シリコンの内のいずれか、またはこれらの内のいずれかを含む合金で形成されていることが好ましい。これらの中では、熱伝導率が400W/(m・K)程度と極めて高く、かつ汎用性に優れた銅または銅合金を使用することがより好ましい。 The heat transfer layer 16 has a function of promoting heat conduction of the drive plate 2 and uniformly transferring heat to the entire bridge circuit 31 . The heat transfer layer 16 is made of a material having higher thermal conductivity than the drive plate 2 . In general, the drive plate 2 is often made of a steel plate such as SUS material or carbon steel. The thermal conductivity of SUS420J2 is about 24 W/(m·K), and the thermal conductivity of S35C is about 43 W/(m·K). The heat transfer layer 16 is made of a material having a higher thermal conductivity than these steel plates, such as copper, aluminum, brass, gold, silver, nickel, carbon, silicon, or an alloy containing any of these. It is preferably formed with Among these, it is more preferable to use copper or a copper alloy, which has an extremely high thermal conductivity of about 400 W/(m·K) and is excellent in versatility.

断熱層17は、伝熱層16を覆うように、つまり、軸心O方向視で伝熱層16と重なるように、ドライブプレート2の表と裏とで軸心Oを中心に環状に配置されている。断熱層17は、例えば、0.5mm程度の環状の板材であり、接着剤等により伝熱層16に貼着されている。 The heat insulating layer 17 is arranged annularly around the axis O on the front and back of the drive plate 2 so as to cover the heat transfer layer 16, that is, overlap the heat transfer layer 16 when viewed in the direction of the axis O. ing. The heat insulating layer 17 is, for example, an annular plate material having a thickness of about 0.5 mm, and is adhered to the heat transfer layer 16 with an adhesive or the like.

断熱層17は、ブリッジ回路31への熱伝達および熱放射の影響を抑止し、熱伝導の影響がドライブプレート2の温度分布に対して支配的となるようにする。また、断熱層17は、伝熱層16からの放熱を低減する。断熱層17は、熱伝導率が低い材質、例えば合成樹脂、グラスウール、ロックウール、セルローズファイバーの内のいずれかで形成されていることが好ましい。これらの中では、汎用性に優れた合成樹脂の発泡性断熱材が好ましい。合成樹脂の発泡性断熱材の熱伝導率は0.046W/(m・K)程度である。合成樹脂の発泡性断熱材としては、発泡性ポリイミド断熱材等である。 The thermal insulation layer 17 inhibits the effects of heat transfer and heat radiation to the bridge circuit 31 so that the effect of heat transfer dominates the temperature distribution of the drive plate 2 . Also, the heat insulating layer 17 reduces heat radiation from the heat transfer layer 16 . The heat insulating layer 17 is preferably made of a material with low thermal conductivity, such as synthetic resin, glass wool, rock wool, or cellulose fiber. Among these, foamed heat insulating materials made of synthetic resin are preferable because of their excellent versatility. The thermal conductivity of synthetic resin foam insulation is about 0.046 W/(m·K). Examples of synthetic resin foam heat insulating materials include foam polyimide heat insulating materials.

「伝熱層16の検証試験」
図9は、伝熱層16の検証試験の説明図、図10は図9におけるX-X断面図である。図9において、ドライブプレート2の一面側の中心位置には、エンジンのクランクシャフトを模擬した金属棒51がボルト52により締結されている。金属棒51には、加熱源として、シリコンラバーで被覆した電熱器53が巻かれている。ドライブプレート2は、他面側が僅かな接触面積で支持部54に載置されるように槽55内に配置されている。電熱器53の加熱温度は130℃、槽55内の雰囲気温度は80℃に設定した。この試験によれば、ドライブプレート2の中心部が金属棒51からの熱伝導で加熱され、図6で示したように、ドライブプレート2には、中心部が最も熱くなり、径外方向に向かうに連れて温度が低くなる温度勾配が発生する。
"Verification Test of Heat Transfer Layer 16"
9 is an explanatory diagram of a verification test of the heat transfer layer 16, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. In FIG. 9, a metal rod 51 simulating a crankshaft of an engine is fastened by a bolt 52 to the center position of one side of the drive plate 2 . An electric heater 53 coated with silicon rubber is wound around the metal rod 51 as a heating source. The drive plate 2 is arranged in the tank 55 so that the other surface side is placed on the support portion 54 with a small contact area. The heating temperature of the electric heater 53 was set at 130°C, and the atmospheric temperature in the tank 55 was set at 80°C. According to this test, the central portion of the drive plate 2 is heated by heat conduction from the metal rod 51, and as shown in FIG. A temperature gradient occurs in which the temperature decreases as the temperature increases.

ドライブプレート2の温度の測定点は、中心部寄りの温度測定点S1と、円周方向に引き回された配線14の脇の温度測定点S2と、ひずみゲージ11および温度ゲージ12の脇の温度測定点S3の3点とした。なお、温度測定点S1は金属棒51の軸端の位置とした。また、槽55内の温度測定点S4の雰囲気温度を測定した。以上の4つの温度測定点S1~S4について、伝熱層16の追加前の状態と追加後の状態とを熱電対を用いて測定した。伝熱層16は、図10に仮想線で示すように、温度測定点S2,S3を覆う環状の板材とした。具体的には、厚さ0.2mmの銅材を用い、ドライブプレート2に貼着した。 The temperature measurement points of the drive plate 2 are a temperature measurement point S1 near the center, a temperature measurement point S2 beside the wiring 14 routed in the circumferential direction, and a temperature measurement point S2 beside the strain gauge 11 and the temperature gauge 12. Three measurement points, S3, were used. Note that the temperature measurement point S1 was set at the axial end of the metal rod 51 . Also, the ambient temperature at the temperature measuring point S4 in the tank 55 was measured. At the above four temperature measurement points S1 to S4, the state before and after the addition of the heat transfer layer 16 was measured using thermocouples. The heat transfer layer 16 was an annular plate material covering the temperature measurement points S2 and S3, as indicated by the phantom lines in FIG. Specifically, a copper material having a thickness of 0.2 mm was used and attached to the drive plate 2 .

図11(a)は伝熱層16の追加前の温度グラフ、図11(b)は伝熱層16の追加後の温度グラフである。温度測定点S2と温度測定点S3との温度差V、つまり配線14の位置とひずみゲージ11の位置の温度差が、図11(a)の伝熱層16の追加前では約10℃であるのに対し、図11(b)の伝熱層16の追加後では約2℃まで改善されていることが判る。 11(a) is a temperature graph before adding the heat transfer layer 16, and FIG. 11(b) is a temperature graph after the heat transfer layer 16 is added. The temperature difference V between the temperature measurement point S2 and the temperature measurement point S3, that is, the temperature difference between the position of the wire 14 and the position of the strain gauge 11 is about 10° C. before the heat transfer layer 16 is added in FIG. 11(a). On the other hand, after adding the heat transfer layer 16 in FIG.

図12は、温度差Vに起因したブリッジ回路31からのトルクの出力誤差を時間経過とともに描いたグラフであり、図12(a)は伝熱層16の追加前の場合、図12(b)は伝熱層16の追加後の場合を示す。トルクの出力誤差が、図12(a)の伝熱層16の追加前では約9Nmであるのに対し、図12(b)の伝熱層16の追加後では半分の約4Nmまで改善されている。トルクのフルスケールを±1000Nmとすると、伝熱層16を追加したことで、トルクの出力誤差が約0.9%から約0.4%まで低減したこととなる。 FIG. 12 is a graph showing the torque output error from the bridge circuit 31 due to the temperature difference V over time. shows the case after the heat transfer layer 16 is added. The torque output error is about 9 Nm before the heat transfer layer 16 is added in FIG. there is Assuming that the full scale of the torque is ±1000 Nm, the addition of the heat transfer layer 16 reduces the torque output error from about 0.9% to about 0.4%.

以上のように、少なくとも、ドライブプレート2よりも熱伝導率の高い物質で形成されブリッジ回路31を覆う伝熱層16および伝熱層16を覆う断熱層17の2つの層を有する温度均一化手段9を備えるトルク計測装置1とすることにより、以下の効果が奏される。
(1)温度均一化手段9が断熱層17を有することで、ブリッジ回路31に対し、エンジンルーム内の雰囲気温度による熱伝達および熱放射の影響が低減され、熱伝導による影響が支配的となる。また、ブリッジ回路31を覆う伝熱層16からの放熱が抑制され、ブリッジ回路31の温度の均一性が向上する。
(2)温度均一化手段9が伝熱層16を有することで、熱伝導による熱エネルギーの伝播が促進され、離れた位置に配置されているブリッジ回路31の構成部品それぞれの温度差が低減される。
これらにより、雰囲気温度に拘らず、ブリッジ回路31のゼロ点平衡が維持される。本実施形態のように伝熱層16が温度ゲージ12を覆う場合には、温度ゲージ12の補償精度も高度に維持される。
As described above, the temperature equalizing means has at least two layers: the heat transfer layer 16 that covers the bridge circuit 31 and the heat insulation layer 17 that covers the heat transfer layer 16 and is made of a material having a higher thermal conductivity than the drive plate 2. The following effects are exhibited by setting it as the torque measuring device 1 provided with 9. FIG.
(1) Since the temperature equalizing means 9 has the heat insulation layer 17, the influence of heat transfer and heat radiation due to the ambient temperature in the engine room is reduced on the bridge circuit 31, and the influence of heat conduction becomes dominant. . Moreover, heat dissipation from the heat transfer layer 16 covering the bridge circuit 31 is suppressed, and the temperature uniformity of the bridge circuit 31 is improved.
(2) Since the temperature equalizing means 9 has the heat transfer layer 16, the propagation of thermal energy is promoted by heat conduction, and the temperature difference between the component parts of the bridge circuit 31 arranged at distant positions is reduced. be.
By these, the zero point balance of the bridge circuit 31 is maintained regardless of the ambient temperature. When the heat transfer layer 16 covers the temperature gauge 12 as in this embodiment, the compensation accuracy of the temperature gauge 12 is also maintained at a high level.

また、絶縁層15を有することで、伝熱層16を配することによるブリッジ回路31、温度ゲージ12の短絡が防止される。 In addition, the presence of the insulating layer 15 prevents the bridge circuit 31 and the temperature gauge 12 from being short-circuited due to the provision of the heat transfer layer 16 .

「第2実施例」
図13において、第2実施例の温度均一化手段9は、第1実施例の絶縁層15、伝熱層16および断熱層17に加えて、ドライブプレート2よりも熱伝導率の高い物質で形成され、断熱層17を覆う熱拡散層18および熱拡散層18を覆う第2断熱層19を有する5層構造で構成されている。絶縁層15、伝熱層16および断熱層17については第1実施例と同様なので説明は省略する。
"Second embodiment"
In FIG. 13, the temperature equalizing means 9 of the second embodiment is made of a material having a higher thermal conductivity than the drive plate 2 in addition to the insulating layer 15, the heat transfer layer 16 and the heat insulating layer 17 of the first embodiment. It is composed of a five-layer structure having a thermal diffusion layer 18 covering the thermal insulation layer 17 and a second thermal insulation layer 19 covering the thermal diffusion layer 18 . The insulating layer 15, the heat transfer layer 16, and the heat insulating layer 17 are the same as those in the first embodiment, so the explanation is omitted.

熱拡散層18は、断熱層17を覆うように、ドライブプレート2の表と裏とで軸心Oを中心に環状に配置されている。熱拡散層18は、伝熱層16と同様、0.2mm~1mm程度の薄い環状の板材であり、接着剤等により断熱層17に貼着されている。熱拡散層18も、伝熱層16と同様に、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、真ちゅう、金、銀、ニッケル、カーボン、シリコンの内のいずれか、またはこれらの内のいずれかを含む合金で形成されていることが好ましい。これらの中では、熱伝導率が400W/(m・K)程度と極めて高く、かつ汎用性に優れた銅または銅合金を使用することがより好ましい。伝熱層16と熱拡散層18とは互いに同一形状、同一材質の部材としてもよいし、互いに異なるものであってもよい。 The heat diffusion layer 18 is annularly arranged around the axis O on the front and back of the drive plate 2 so as to cover the heat insulating layer 17 . Like the heat transfer layer 16, the heat diffusion layer 18 is a thin annular plate material of about 0.2 mm to 1 mm, and is adhered to the heat insulation layer 17 with an adhesive or the like. As with the heat transfer layer 16, the heat diffusion layer 18 is made of copper, aluminum, brass, gold, silver, nickel, carbon, silicon, or an alloy containing any of these, which have high thermal conductivity. It is preferably formed with Among these, it is more preferable to use copper or a copper alloy, which has an extremely high thermal conductivity of about 400 W/(m·K) and is excellent in versatility. The heat transfer layer 16 and the heat diffusion layer 18 may have the same shape and the same material, or may be different.

第2断熱層19は、熱拡散層18を覆うように、ドライブプレート2の表と裏とで軸心Oを中心に環状に配置されている。第2断熱層19は、断熱層17と同様、例えば、0.5mm程度の環状の板材であり、接着剤等により熱拡散層18に貼着されている。第2断熱層19も、熱伝導率が低い材質、例えば合成樹脂、グラスウール、ロックウール、セルローズファイバーの内のいずれかで形成されていることが好ましい。これらの中では、汎用性に優れた合成樹脂の発泡性断熱材が好ましい。断熱層17と第2断熱層19とは互いに同一形状、同一材質の部材としてもよいし、互いに異なるものであってもよい。 The second heat insulating layer 19 is annularly arranged around the axis O on the front and back of the drive plate 2 so as to cover the heat diffusion layer 18 . Like the heat insulating layer 17, the second heat insulating layer 19 is, for example, an annular plate material having a thickness of about 0.5 mm, and is adhered to the thermal diffusion layer 18 with an adhesive or the like. The second heat insulating layer 19 is also preferably made of a material with low thermal conductivity, such as synthetic resin, glass wool, rock wool, or cellulose fiber. Among these, foamed heat insulating materials made of synthetic resin are preferable because of their excellent versatility. The heat insulating layer 17 and the second heat insulating layer 19 may be members having the same shape and the same material, or may be different members.

「第2実施例の検証試験」
第2実施例の検証試験として、温度均一化手段9を設けずにブリッジ回路31を露出させたままの場合と、第2実施例の温度均一化手段9を設けた場合とで、ドライブプレート2の温度均一化手段9の配置部に対しヒートガンで局所的に対流熱をかける実験を行った。ヒートガンの風温度は250℃、風速は1000m/minである。伝熱層16および熱拡散層18は、それぞれ厚さ0.2mmの銅材を用いた。断熱層17および第2断熱層19は、それぞれ厚さ0.5mmの発泡性ポリイミド断熱材を用いた。
"Verification test of the second embodiment"
As a verification test of the second embodiment, the drive plate 2 was tested in the case where the temperature equalization means 9 was not provided and the bridge circuit 31 was left exposed, and in the case where the temperature equalization means 9 of the second embodiment was provided. An experiment was conducted in which convective heat was applied locally with a heat gun to the portion where the temperature equalizing means 9 is arranged. The air temperature of the heat gun is 250° C. and the air velocity is 1000 m/min. A copper material having a thickness of 0.2 mm was used for each of the heat transfer layer 16 and the heat diffusion layer 18 . For the heat insulating layer 17 and the second heat insulating layer 19, foamed polyimide heat insulating material having a thickness of 0.5 mm was used.

ひずみゲージ11近傍の温度測定点S3の温度グラフを図14に示す。図14(a)は温度均一化手段9を設けなかった場合の温度グラフ、図14(b)は第2実施例の温度均一化手段9を設けた場合の温度グラフである。温度測定点S3の温度は、図14(a)では約110℃まで急激に上昇している。これに対し、第2実施例の温度均一化手段9を設けた場合の図14(b)では、第2断熱層19の表面(温度測定点S5)の温度が200℃近くまで上昇しているにも拘らず、温度測定点S3の温度については急激な過渡的変化が抑制され、略30℃~40℃の範囲でゆっくりとした温度上昇となっていることが判る。 FIG. 14 shows a temperature graph at the temperature measuring point S3 near the strain gauge 11. As shown in FIG. FIG. 14(a) is a temperature graph when the temperature equalizing means 9 is not provided, and FIG. 14(b) is a temperature graph when the temperature equalizing means 9 of the second embodiment is provided. The temperature at the temperature measurement point S3 rapidly rises to about 110° C. in FIG. 14(a). On the other hand, in FIG. 14(b) where the temperature equalizing means 9 of the second embodiment is provided, the temperature of the surface of the second heat insulating layer 19 (temperature measuring point S5) rises to nearly 200.degree. In spite of this, it can be seen that the temperature at the temperature measurement point S3 is suppressed from sudden transient changes, and the temperature rises slowly within the range of approximately 30°C to 40°C.

図15は、温度測定点S3の温度変化に起因したブリッジ回路31からのトルクの出力誤差を時間経過とともに描いたグラフである。図15(a)は温度均一化手段9を設けなかった場合、図15(b)は第2実施例の温度均一化手段9を設けた場合を示す。トルクの出力誤差が、図15(a)ではプラス側とマイナス側でそれぞれ約10Nmとなり、トルクのフルスケール±1000Nmに対して±約1%の出力誤差となっているのに対し、図15(b)ではプラス側で3Nm未満となって0.3%未満まで改善されていることが判る。 FIG. 15 is a graph showing the torque output error from the bridge circuit 31 caused by the temperature change at the temperature measurement point S3 over time. FIG. 15(a) shows the case where the temperature equalizing means 9 is not provided, and FIG. 15(b) shows the case where the temperature equalizing means 9 of the second embodiment is provided. The torque output error is approximately 10 Nm on the plus side and the minus side in FIG. In b), it is found to be less than 3 Nm on the plus side, which is improved to less than 0.3%.

以上のように、第2実施例の温度均一化手段9によれば、第1実施例の前記(1),(2)の効果に加えて、局所的な対流や熱放射により雰囲気からの熱エネルギーの伝達が部分的に生じたとしても、先ず第2断熱層19で低減されたうえで熱拡散層18で拡散される。これにより、次の断熱層17で熱エネルギーが均一に低減されるため、伝熱層16での対流(熱伝達)や熱放射の影響が大幅に抑制される。 As described above, according to the temperature uniformizing means 9 of the second embodiment, in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment, heat from the atmosphere is dissipated by local convection and thermal radiation. Even if energy transmission occurs partially, it is first reduced by the second heat insulating layer 19 and then diffused by the thermal diffusion layer 18 . As a result, the heat energy is uniformly reduced in the next heat insulating layer 17, so that the effects of convection (heat transfer) and heat radiation in the heat transfer layer 16 are greatly suppressed.

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。エンジンやトルクコンバータが近接するドライブプレート2はその表裏に空きスペースがほとんど無い。そのため、図8に示すように、温度均一化手段9の厚みtは、第1実施例の3層構造、第2実施例の5層構造、絶縁層15を省略した2層構造、4層構造のいずれにおいても3mm以下に設定することが好ましい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. There is almost no empty space on the front and back of the drive plate 2 where the engine and the torque converter are close. Therefore, as shown in FIG. 8, the thickness t of the temperature equalizing means 9 is the three-layer structure of the first embodiment, the five-layer structure of the second embodiment, the two-layer structure without the insulating layer 15, and the four-layer structure. It is preferable to set to 3 mm or less in any of the above.

また、熱伝導の温度分布で略等価の温度下に配置されるのであれば、ブリッジ回路31のひずみゲージ11、ゼロ補償線13、温度補償線20や温度ゲージ12は必ずしも円周方向に配置する必要はなく、これらを覆う温度均一手段9の各層の形状も環状に限定される必要はない。 Also, if they are arranged under substantially equivalent temperatures in the temperature distribution of heat conduction, the strain gauge 11, the zero compensation line 13, the temperature compensation line 20 and the temperature gauge 12 of the bridge circuit 31 are necessarily arranged in the circumferential direction. It is not necessary, and the shape of each layer of the temperature equalizing means 9 covering them need not be limited to an annular shape.

さらに、温度均一化手段9の各層は、例えばねじ止めによりドライブプレート2に取り付けられる構造にしてもよいし、塗布により形成してもよい。 Further, each layer of the temperature equalizing means 9 may be structured to be attached to the drive plate 2 by screwing, for example, or may be formed by coating.

また、第2断熱層19としては、熱伝導率の低い材質に限られず、断熱効果を有するものであれば、表面が高反射率の反射面を備えた層であってもよい。 The second heat insulating layer 19 is not limited to a material with low thermal conductivity, and may be a layer having a reflecting surface with a high reflectance as long as it has a heat insulating effect.

1 トルク計測装置
2 ドライブプレート(円板回転体)
8 起歪部
9 温度均一化手段
10 薄肉部
11 ひずみゲージ
12 温度ゲージ
13 ゼロ補償線
14 配線
15 絶縁層
16 伝熱層
17 断熱層
18 熱拡散層
19 第2断熱層
20 温度補償線
21 クランクシャフト(入力側回転体)
22 トルクコンバータ(出力側回転体)
31 ブリッジ回路
51 金属棒
52 ボルト
53 電熱器
54 支持部
55 槽
S1~S5 温度測定点
1 Torque measuring device 2 Drive plate (disc rotor)
8 strain-generating portion 9 temperature equalizing means 10 thin portion 11 strain gauge 12 temperature gauge 13 zero compensation wire 14 wiring 15 insulation layer 16 heat transfer layer 17 heat insulation layer 18 heat diffusion layer 19 second heat insulation layer 20 temperature compensation wire 21 crankshaft (input side rotor)
22 Torque converter (output side rotor)
31 Bridge circuit 51 Metal bar 52 Bolt 53 Electric heater 54 Supporting part 55 Tank S1 to S5 Temperature measurement point

Claims (7)

中心部および外周部の一方が入力側回転体に連結し他方が出力側回転体に連結した円板回転体に作用するトルクの計測装置であって、
前記円板回転体に配置され該円板回転体の起歪部のひずみを検出するブリッジ回路と、
少なくとも、前記円板回転体よりも熱伝導率の高い物質で形成され前記ブリッジ回路を覆う伝熱層および前記伝熱層を覆う断熱層の2つの層を有する温度均一化手段と、
を備えることを特徴とするトルク計測装置。
A device for measuring torque acting on a disc rotating body in which one of the central part and the outer peripheral part is connected to the input side rotating body and the other is connected to the output side rotating body,
a bridge circuit that is arranged on the disc rotor and detects the strain of the strain-generating portion of the disc rotor;
a temperature equalizing means having at least two layers: a heat transfer layer formed of a material having a higher thermal conductivity than the disc rotor and covering the bridge circuit, and a heat insulating layer covering the heat transfer layer;
A torque measuring device comprising:
前記温度均一化手段は、さらに、
前記円板回転体よりも熱伝導率の高い物質で形成され前記断熱層を覆う熱拡散層および前記熱拡散層を覆う第2断熱層を有することを特徴とする請求項1に記載のトルク計測装置。
The temperature equalization means further
2. The torque measurement device according to claim 1, further comprising a heat diffusion layer formed of a material having a higher thermal conductivity than the disk rotating body and covering said heat insulation layer, and a second heat insulation layer covering said heat diffusion layer. Device.
前記温度均一化手段は、さらに、
前記ブリッジ回路と前記伝熱層との間に絶縁層を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトルク計測装置。
The temperature equalization means further
3. The torque measuring device according to claim 1, further comprising an insulating layer between said bridge circuit and said heat transfer layer.
前記伝熱層は、銅、アルミニウム、真ちゅう、金、銀、ニッケル、カーボン、シリコンの内のいずれか、またはこれらの内のいずれかを含む合金で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のトルク計測装置。 2. The heat transfer layer is made of copper, aluminum, brass, gold, silver, nickel, carbon, silicon, or an alloy containing any of these. 4. The torque measuring device according to any one of claims 3 to 4. 前記断熱層は、合成樹脂、グラスウール、ロックウール、セルローズファイバーの内のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のトルク計測装置。 5. The torque measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat insulating layer is made of synthetic resin, glass wool, rock wool, or cellulose fiber. 前記温度均一化手段の厚みは、3mm以下であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のトルク計測装置。 6. The torque measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the thickness of said temperature equalizing means is 3 mm or less. 前記円板回転体は、前記中心部に前記入力側回転体としてのエンジンのクランクシャフトが連結され、前記外周部に前記出力側回転体としてのトルクコンバータが連結されるドライブプレートであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のトルク計測装置。 The disc rotating body is a drive plate having a center portion connected to a crankshaft of an engine as the input side rotating body and a torque converter connected to the outer peripheral portion as the output side rotating body. The torque measuring device according to any one of claims 1 to 6.
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