JPS599529A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
- Publication number
- JPS599529A JPS599529A JP11882582A JP11882582A JPS599529A JP S599529 A JPS599529 A JP S599529A JP 11882582 A JP11882582 A JP 11882582A JP 11882582 A JP11882582 A JP 11882582A JP S599529 A JPS599529 A JP S599529A
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- JP
- Japan
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- shaft
- driven
- elastic body
- load
- driving
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
- G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車等の伝達軸のトルク出力を検出するた
めのトルク検出装置に関するものである。
めのトルク検出装置に関するものである。
従来のこの種の検出器としては、機関の出力軸に取り付
け、機関トルクを車輪等負荷に伝達する際、トルク伝達
軸に発生する軸のねじれとして検（１）。
け、機関トルクを車輪等負荷に伝達する際、トルク伝達
軸に発生する軸のねじれとして検（１）。
出するものがある。またねじれを電気的に検出するもの
として、歪により電気抵抗値が変化する歪ゲージ式、磁
歪管の磁気特性が変化する磁ひずみ式、軸の２点間のね
じれ位相のずれを検出する位相差的等があるが、これら
はいずれも機関の性能試験としてのトルク検出がその主
目的であって、この種の検出器は機関出力計測用として
構成してあり、重量が大きく、構造が複雑なために、車
載用のトルク検出器としては不適当であった。
として、歪により電気抵抗値が変化する歪ゲージ式、磁
歪管の磁気特性が変化する磁ひずみ式、軸の２点間のね
じれ位相のずれを検出する位相差的等があるが、これら
はいずれも機関の性能試験としてのトルク検出がその主
目的であって、この種の検出器は機関出力計測用として
構成してあり、重量が大きく、構造が複雑なために、車
載用のトルク検出器としては不適当であった。
そこで本発明は小型軽量で取付が容易であり、しかも必
要な検出精度を得ることができるトルク検出装置を得る
ことを目的とする。
要な検出精度を得ることができるトルク検出装置を得る
ことを目的とする。
このため、本発明では、動力により回転駆動される駆動
体と、負荷に接続され前記駆動体により回転駆動される
被駆動体との間に、弾性体を介在さセてなり、前記弾性
体のたわみ量を検出するようにしたトルク検出装置であ
って、とくに、正負いずれのトルクをも検出できるよう
に、弾性体の配置を工夫したものである。
体と、負荷に接続され前記駆動体により回転駆動される
被駆動体との間に、弾性体を介在さセてなり、前記弾性
体のたわみ量を検出するようにしたトルク検出装置であ
って、とくに、正負いずれのトルクをも検出できるよう
に、弾性体の配置を工夫したものである。
本発明によれば、例えば自動車の内燃機関の出（２）
力側に設けられて、加速状態のトルクおよび減速状態の
トルクをも検出することが可能となる。
トルクをも検出することが可能となる。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。第１図
は本発明に係るトルク検出装置の縦断面図、第２図は第
２図のＡ−Ａ断面、第３図は第２図のＢ −１３断面の
拡大を示しである。
は本発明に係るトルク検出装置の縦断面図、第２図は第
２図のＡ−Ａ断面、第３図は第２図のＢ −１３断面の
拡大を示しである。
第１図において、１は機関例えば自動車内燃機関によっ
て回転駆動される駆動側の軸体、２は負荷に結合される
被駆動側の軸体である。 各軸体には円板状のプレート
部が設けられており、駆動側の軸体１のプレート部には
りベット１３でサブプレー１−５が固定されている。そ
して、被駆動体側軸体２のプレート部は、駆動側軸体１
のプレート部とサブプレー１・との間に位置している。
て回転駆動される駆動側の軸体、２は負荷に結合される
被駆動側の軸体である。 各軸体には円板状のプレート
部が設けられており、駆動側の軸体１のプレート部には
りベット１３でサブプレー１−５が固定されている。そ
して、被駆動体側軸体２のプレート部は、駆動側軸体１
のプレート部とサブプレー１・との間に位置している。
各プレート部およびサブプレート５には、弾性体保持部
の窓（以下この部分を保持部１４という）が設けられて
おり、 ここに弾性体４が、両端に受座３ａ、３ｂを取
付けた上で、挿入配置されている。弾性体保持部１４は
等角度間隔で複数個、例えば１２０°毎に３個、設けら
れている。弾性（３） 体４は金属製ばねまたはゴムを使用することができる。
の窓（以下この部分を保持部１４という）が設けられて
おり、 ここに弾性体４が、両端に受座３ａ、３ｂを取
付けた上で、挿入配置されている。弾性体保持部１４は
等角度間隔で複数個、例えば１２０°毎に３個、設けら
れている。弾性（３） 体４は金属製ばねまたはゴムを使用することができる。
駆動側軸体１および被駆動側軸体２にはそれぞれ環状の
第１．第２の回転体６，７が結合されている。両回転体
は、被検出部としてそれぞれ周方向に等間隔で設けられ
た複数個の歯６ａ、７ａを外周部に有している。
第１．第２の回転体６，７が結合されている。両回転体
は、被検出部としてそれぞれ周方向に等間隔で設けられ
た複数個の歯６ａ、７ａを外周部に有している。
８は各回転体６，７の外周側に配置された筒状のハウジ
ングでそれぞれベアリング９，１ｏにより軸体１，２を
支持し、しかも両軸体１．２の軸心を一致させている。
ングでそれぞれベアリング９，１ｏにより軸体１，２を
支持し、しかも両軸体１．２の軸心を一致させている。
両軸体１．２は、互いに接触しないことが望ましいが、
例えばその接触部分に摩擦を低減するためのの樹脂（テ
フロンまたはナイロン）コーティングを施すとか、低摩
擦部材としてホワイトメタルを介在させてもよい。
例えばその接触部分に摩擦を低減するためのの樹脂（テ
フロンまたはナイロン）コーティングを施すとか、低摩
擦部材としてホワイトメタルを介在させてもよい。
電気的検出ユニットをなず電磁ピックアップ１１．１２
がそれぞれ回転体６．７の歯６ａ、７ａに対向してハウ
ジング８に取り付けられ、ピックアップ１１．１２で検
出した電気信号はリード線１１ａ、１２ａを経て外部の
計測回路３０に導か（４） れるようになっている。
がそれぞれ回転体６．７の歯６ａ、７ａに対向してハウ
ジング８に取り付けられ、ピックアップ１１．１２で検
出した電気信号はリード線１１ａ、１２ａを経て外部の
計測回路３０に導か（４） れるようになっている。
上記構成において、軸体１が第２図に示す矢印の方向に
回転すると、第３図に図示するように、保持部１４とし
ての窓における駆動側の軸体１の一方の端部１ａとナシ
プレート５の端部５ａとによって、弾イｌ■体受座３ａ
が押され弾性体４を介して弾性体受座３ｂをさらに押し
、これにより被駆動側の軸体２のプレート部の他の端部
を押して、結果駆動側軸体ｌとともに被駆動側軸体２は
同方向に回転する。
回転すると、第３図に図示するように、保持部１４とし
ての窓における駆動側の軸体１の一方の端部１ａとナシ
プレート５の端部５ａとによって、弾イｌ■体受座３ａ
が押され弾性体４を介して弾性体受座３ｂをさらに押し
、これにより被駆動側の軸体２のプレート部の他の端部
を押して、結果駆動側軸体ｌとともに被駆動側軸体２は
同方向に回転する。
第４図は、トルクの伝達方向と弾性体の変位との関係を
模式的に示したものである。なおこの図面では、弾性体
受座の図示を省略しである。
模式的に示したものである。なおこの図面では、弾性体
受座の図示を省略しである。
いま両軸体１．２にかかる負荷が略零であるとき、第４
図（ｂ）に示すように弾性体４のたわみ量は初期たわみ
に一致している。一方軸体２に駆動方向に対する負荷が
くわわると、第４図（Ｃ）に示すように、駆動側軸体１
の回転位相に対して被駆動側軸体２の回転位相が遅れ、
そのため弾性体４は一端でプレート部の端部１ａとサブ
プレー（５） トの端部５ａと、他端でプレート部の端部２ａとの間で
圧縮荷重が加えられ、そのためたわむ。このたわみ量は
、負荷が増加するに従って増加する。
図（ｂ）に示すように弾性体４のたわみ量は初期たわみ
に一致している。一方軸体２に駆動方向に対する負荷が
くわわると、第４図（Ｃ）に示すように、駆動側軸体１
の回転位相に対して被駆動側軸体２の回転位相が遅れ、
そのため弾性体４は一端でプレート部の端部１ａとサブ
プレー（５） トの端部５ａと、他端でプレート部の端部２ａとの間で
圧縮荷重が加えられ、そのためたわむ。このたわみ量は
、負荷が増加するに従って増加する。
このため、軸体１．２にそれぞれ結合された回転体６と
７は同速度で同方向に回転するが、軸体２の負荷が大き
くなるとそれに応じて弾性体４がたわみ、回転体６に対
して回転体７の位相角が遅角し、その周方向の相対位置
が変化する。このとき、回転体６と７の相対変化量は弾
性体のたわみ量、すなわち負荷のトルクに比例する。
７は同速度で同方向に回転するが、軸体２の負荷が大き
くなるとそれに応じて弾性体４がたわみ、回転体６に対
して回転体７の位相角が遅角し、その周方向の相対位置
が変化する。このとき、回転体６と７の相対変化量は弾
性体のたわみ量、すなわち負荷のトルクに比例する。
第４図（ａ）は自動車が減速状態にあり、被駆動側軸体
２から駆動側軸体ｌにトルクが伝達される場合を示す。
２から駆動側軸体ｌにトルクが伝達される場合を示す。
この場合は、被駆動側軸体２のプレート部の一方の端部
２ａによって弾性体４が押され、さらに弾性体４によっ
て駆動側軸体１の他方の端部１ａとサブプレートの他方
の端部５ａを押すことによって、被駆動側軸体２ととも
に駆動側軸体１が回転する。この場合も、弾性体４は圧
縮荷重を受けてたわみ、そのたわみ量は負荷の負のトル
クに比例する。
２ａによって弾性体４が押され、さらに弾性体４によっ
て駆動側軸体１の他方の端部１ａとサブプレートの他方
の端部５ａを押すことによって、被駆動側軸体２ととも
に駆動側軸体１が回転する。この場合も、弾性体４は圧
縮荷重を受けてたわみ、そのたわみ量は負荷の負のトル
クに比例する。
（６）
しかして、２つの軸体１．２が回転するとピックアップ
１１．１２には回転体６または７の回転に同期して１’
Ｊｉｉ６ａ、７ａの凹凸のために生じる磁気抵抗の変化
により交番電圧が発生する。この２つの交番電圧信号は
図示しない公知の波形整形回路で矩形パルス信号に整形
され、そのパルス信号の位相差を図示しない外部の測定
回路において測定することにより両回転体の回転位相差
がわかる。
１１．１２には回転体６または７の回転に同期して１’
Ｊｉｉ６ａ、７ａの凹凸のために生じる磁気抵抗の変化
により交番電圧が発生する。この２つの交番電圧信号は
図示しない公知の波形整形回路で矩形パルス信号に整形
され、そのパルス信号の位相差を図示しない外部の測定
回路において測定することにより両回転体の回転位相差
がわかる。
この際、注意すべきことは、軸体１．２間に加わるトル
クが正か負かによって、得られるパルス信号の位相の進
みと遅れが逆転することである。
クが正か負かによって、得られるパルス信号の位相の進
みと遅れが逆転することである。
第５図は電磁ピックアップ１１．１２に得られる電気信
号の波形図である。（ａｌはヒップアップ１１から出さ
れる電気信号の波形整形後のパルス波形である。しかし
て正の負荷が加わるとヒップアップ１２から出力される
電気信号は負荷トルクに応じて位相が遅れてくる。この
ためｆａｔの信号と（ｂｌの信号との立ち上がり位相差
をとると＋ｃ＞に示ず負荷トルク信号が得られる。この
信号において、パルスの繰り返し周期Ｔは軸体１，２の
回転数が−（７） 定であれば一定であるが、パルスの時間幅ｔはｆａｔの
信号と（ｂｌの信号の位相差、すなわち負荷トルクに比
例する。 外部の測定回路においては、上記の位相差ｔ
と周期Ｔとがら、軸体１，２の回転位相差の角度換 算
値θを次式から算出する。
号の波形図である。（ａｌはヒップアップ１１から出さ
れる電気信号の波形整形後のパルス波形である。しかし
て正の負荷が加わるとヒップアップ１２から出力される
電気信号は負荷トルクに応じて位相が遅れてくる。この
ためｆａｔの信号と（ｂｌの信号との立ち上がり位相差
をとると＋ｃ＞に示ず負荷トルク信号が得られる。この
信号において、パルスの繰り返し周期Ｔは軸体１，２の
回転数が−（７） 定であれば一定であるが、パルスの時間幅ｔはｆａｔの
信号と（ｂｌの信号の位相差、すなわち負荷トルクに比
例する。 外部の測定回路においては、上記の位相差ｔ
と周期Ｔとがら、軸体１，２の回転位相差の角度換 算
値θを次式から算出する。
θ−３６０°Ｘｔ／Ｔ・・・・・・（１）そして、
Ｍ＝Ｋｘθ ・・・・・・（２）（Ｋは角度−
トルク変換係数） で表わされる（２）式によってトルクＭを求めることが
できる。
トルク変換係数） で表わされる（２）式によってトルクＭを求めることが
できる。
一方、負の負荷が加わると、ピックアップ１１から出さ
れる電気信号はピックアップ１２から出される電気信号
の対して、その負荷に応じただけ位相が遅れてくる。こ
のため、両電気信号の立ち上り位相差を求めることによ
り、同様にトルクの大きさを算出することができる。た
だしこの場合は、得られたトルクの値に負の符号が付さ
れる。
れる電気信号はピックアップ１２から出される電気信号
の対して、その負荷に応じただけ位相が遅れてくる。こ
のため、両電気信号の立ち上り位相差を求めることによ
り、同様にトルクの大きさを算出することができる。た
だしこの場合は、得られたトルクの値に負の符号が付さ
れる。
第６図はこのようにして得られたトルクと位相差との関
係を示すもので、正負のトルクを精度よ（８） く検出することができ、被駆動側に慣性負荷を設けた場
合の、加速、減速、定常等の各種運転領域におけるトル
クを検出することができる。得られたトルクは、例えば
、自動車のトランスミッションの電気制御等に使用する
ことができる。
係を示すもので、正負のトルクを精度よ（８） く検出することができ、被駆動側に慣性負荷を設けた場
合の、加速、減速、定常等の各種運転領域におけるトル
クを検出することができる。得られたトルクは、例えば
、自動車のトランスミッションの電気制御等に使用する
ことができる。
なお、本発明の実施に際して、前記実施例では無負荷状
態における位相差を予め略零とする説明をしたが、無負
荷状態で予め所定の位相差を付与しておくことにより、
２つのピックアップから得られる電気信号の一方が他方
より常に先行するように設定しておくこともできる。
態における位相差を予め略零とする説明をしたが、無負
荷状態で予め所定の位相差を付与しておくことにより、
２つのピックアップから得られる電気信号の一方が他方
より常に先行するように設定しておくこともできる。
また、電気的検出ユニットは、電磁ピックアップの他、
光−電変換素子を使用し被検出部をそれに対応するもの
としてもよく、これらは特に限定されるものではない。
光−電変換素子を使用し被検出部をそれに対応するもの
としてもよく、これらは特に限定されるものではない。
また、適用されるべき用途も、機関出力軸のトルクに限
らず、種々の動力伝達系に適用できる。
らず、種々の動力伝達系に適用できる。
以上述べたように本発明によれば、正および負のトルク
を同一の機械的構成からうろことができるという優れた
効果がある。
を同一の機械的構成からうろことができるという優れた
効果がある。
（９）
第１図はトルク検出装置の構造例を示す断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第２図のＢ
−１３線に沿う拡大断面図、第４図はトルクの正負と
弾性体のたわみとの関係を示す模式図、第５図は電気処
理を説明するタイムチャート、第６図はトルクと位相差
との関係を示す特性図である。 ■・・・駆動側の軸体、２・・・被駆動側の軸体、４・
・・弾性体、６．７・・・回転体、６ａ、７ ａ ”−
歯、１１゜１２・・・電磁ピックアップ。 代理人弁理士 岡 部 隆 （１０） 第１図 第２図 ４ 第３図
は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第２図のＢ
−１３線に沿う拡大断面図、第４図はトルクの正負と
弾性体のたわみとの関係を示す模式図、第５図は電気処
理を説明するタイムチャート、第６図はトルクと位相差
との関係を示す特性図である。 ■・・・駆動側の軸体、２・・・被駆動側の軸体、４・
・・弾性体、６．７・・・回転体、６ａ、７ ａ ”−
歯、１１゜１２・・・電磁ピックアップ。 代理人弁理士 岡 部 隆 （１０） 第１図 第２図 ４ 第３図
Claims (1)
- 動力により回転駆動される駆動体と、負荷に接続され前
記駆動体により回転駆動される被駆動体との間に、弾性
体を介在させてなり、この弾性体のたわみ量を検出する
ようにしたトルク検出装置であって、前記弾性体は一端
が前記駆動体に作用的に結合され、他端が前記被駆動体
と作用的に結合され、かつ前記駆動体と前記被駆動体と
の回転位相差が無負荷状態を境界として正負いずれの場
合でも圧縮荷重がかかるように配置されていることを特
徴とするトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11882582A JPS599529A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11882582A JPS599529A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599529A true JPS599529A (ja) | 1984-01-18 |
Family
ID=14746079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11882582A Pending JPS599529A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599529A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61178437U (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-07 | ||
| CN109470391A (zh) * | 2017-09-08 | 2019-03-15 | 小仓离合器有限公司 | 转矩检测器 |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP11882582A patent/JPS599529A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61178437U (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-07 | ||
| JPH043242Y2 (ja) * | 1985-04-24 | 1992-02-03 | ||
| CN109470391A (zh) * | 2017-09-08 | 2019-03-15 | 小仓离合器有限公司 | 转矩检测器 |
| CN109470391B (zh) * | 2017-09-08 | 2021-10-01 | 小仓离合器有限公司 | 转矩检测器 |
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