JPS62240825A

JPS62240825A - トルク検出装置

Info

Publication number: JPS62240825A
Application number: JP61084689A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kume; 粂　驍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1987-10-21
Also published as: DE3711925A1; US4765191A

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、伝達軸に作用する回転トルク（以下、単に
トルクという）を検出する装置に関する。

（従来技術）自動車を含む種々の機械には、駆動側から被駆動（従動
）側に伝達軸を介して回転を伝達する形式のものがある
。そして、この伝達軸に作用するトルクは、負荷の変動
等により変動する、このように、伝達軸に作用するトル
クが変動する場合、一般にこのトルクの変動に合わせて
駆動側の出力を変動させることにより、機械の回転数を
一定に保ちあるいは所望の回転数を得ることができる。

従って、機械を操作する者（例えば自動車の場合の運転
手）は、該機械を一定の回転数あるいは所望の回転数を
得ようとすると、負荷の変動に合わせて絶えず駆動側の
出力を調整しなければならない。

このような不便に鑑み、上記トルクの変動を機械の回転
数の変化を検出することにより検知し、この検出値に従
って駆動側の出力を制御するような、トルク検出装置が
提供されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記構成のトルク検出装置は、機械の回
転数を介して、トルクを検出するため、所定の減速比の
場合には有効であるが、減速比を変化させた場合には、
その都度所望のトルクに対応する回転数の基準値を設定
する等の必要があり、例えば無段変速装置を具備した機
械においてはトルク検出装置として十分機能することが
できなかった。

本発明は、このような現況に鑑み行われたもので、伝達
軸に作用するトルクそのものを検出することができるト
ルク検出装置を提供することにより、無段変速機を具備
する機械においても、トルク検出装置を用いて駆動側の
所望の出力あるいは最適な減速比を得ることができるよ
うな制御を可能ならしめることを目的とする。

（問題を解決するための手段）本発明にかかるトルク検出装置は、原動側と従動側の回
転伝達経路に介装されるトルク検出装置において、第１
の軸と第２の軸とをその軸方向に形成されたねし機構に
より回動自在に直列状に連結するとともに、上記回動範
囲を規制し回転の衝撃を吸収するため第１の軸と第２の
軸の軸方向への前後動に抗するばねを上記連結部に介装
し、上記第２の軸と第３の軸とをスプライン機構により
軸方向に摺動自在に直列状に連結し、伝達トルクに応じ
て第２の軸が第１及び第３の軸に対して前後方向に摺動
するようにして、この前後方向の動きにより伝達軸に作
用するトルクを検出するよう構成したことを特徴とする
。

（作用）しかして、本発明にかかるトルク検出装置は、従動側の
負荷が変化、例えば増加すると、伝達するトルクが大き
くなるため、ねじ機構で回動自在に結合されている第１
の軸と第２の軸との間でトルクが増える方向に回動し、
この結果ねじ機構のこの回動に伴う軸方向の長さが変化
し、この方向に作用しているばねの押圧力と釣り合う位
置で回動が停止する。この第２の軸の軸方向の動きの程
度（釣り合っている位置）により、伝達する軸に作用す
るトルクが判明する、一方、回転のトルクが減少する場
合には、上記とは逆の軸方向に第２の軸が移動してばね
の押圧力と釣り合い、停止する。そして、同様にその移
動の位置（動きの程度）により、伝達する軸に作用する
トルクが判明する。

（実施例）以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら
具体的に説明する。

第１図はこの発明にかかるトルク検出装置の側断面図で
ある。

図において、１は第１の軸である従動輪で、この軸の先
端側（図において右端側）は中空状に形成されるととも
に、この中空部１ａに連通ずる中空部２ａを有するフラ
ンジ部２が先端側（図において右側）に取着されるよう
構成されている、このフランジ部２の中空部２ａ内周面
には、多重（多条）のめねじ２ｂが形成されている。

第２の軸である摺動軸３は、一端（図において左端）外
周において上記めねじ２ｂに円滑に螺合する多重（多条
）のおねじ３ａが形成され、右端内周には原動軸（第３
の軸）４のスプライン軸部４ａと係合するスプライン孔
３ｂが形成され、また上記左端内周部には上記従動軸１
の中空部に挿入される突起金具３＾が固着されている。

この摺動軸３への突起金具３＾の固着は、突起金具３Ａ
側に形成されたスプライン孔３ｃに突起金具３＾の基端
側（右端側）に形成されたスプライン軸３ｃ１を挿着し
、この両部材の境界部分に止めねじ５を植設することに
よりなされている。

第３の軸である原動軸４は、上述のように、一端（左端
）の外周面において摺動軸３のスプライン孔３ａに挿着
されるスプライン軸部４ａが形成されている。

そして、上記突起金具３Ａには、基端部（右端）に、上
記従動軸１の右端とフランジ部２に左端で挟持される鍔
６、皿ばね７、中央の隔壁が突起金具３Ａに保合固着さ
れるスラスト軸受８、皿ばね９が挿着されている。尚、
上記従動軸１の中空部の奥壁部には、上記器ばね９と摺
動自在に当接する当接部１０が形成されている。

しかして、原動軸４の先端（左端）には、摺動軸３の基
端側かスプライン機構により軸方向に前後動自在に挿着
され、摺動軸３の先端側（左端側）には突起金具３Ａが
挿着され止めねじ５で固着される。この状態において、
摺動軸３のおねじ３ａを、フランジ部２のめねじ２ｂに
螺合し、次ぎに突起金具３＾に基端（右端）側より順次
、ｐＩ６、皿ばね７、中央の隔壁が突起金具３八に固着
されるスラスト軸受８、皿ばね９を挿着する。そして、
上記突起金具３＾を従動軸ｌの中空部１ａに挿入するよ
うに、且つ鍔６が従動軸１の右端とフランジ部２の左端
との間に挟持するような状態で、従動軸１とフランジ部
２をボルト１２で固着する。

尚、上述のように組立った状態で生じる空間Ａと外気側
、空間Ｂと外気側を連通ずる連通孔（オリフィス状の孔
）Ｃ，Ｄが形成されてし）る。

また、摺動軸３には、トルクの変動を外部の変換手段に
伝達するための、リング状の金具１３が取着されている
。

上記構成のトルク検出装置は、原動軸と従動輪との間の
トルクの変動を以下のように検出することができる。即
ち、仮に従動側の負荷が急激に増加したとすると、それ
まで釣り合っていた、皿ばね９の押圧力とトルクの伝達
によるねじ機構（おねじ３ａとめねじ２ｂの噛合）の軸
方向の力の均衡が崩れ、上記おねじ３ａとめねじ２ｂの
噛合程度がより進む方向（図において左方向）に軸方向
の力が作用する。かかる場合、上記増加したトルクによ
る押圧力に等しい分（程度）皿ばね９が圧縮され、両者
の力が釣り合ったところで安定する。この状態で、摺動
軸は当初の状態より左側に移動している。この移動量は
リング状の金具１３の位置で検出でき、この移動した位
置が、この伝達経路（伝達軸）に作用しているトルクの
値を表している。

一方、逆に急激に負荷が減少した場合には、上記逆の現
象が生じ、リング状の金具１３は、逆の軸方向に移動し
、同様変化した後の、この伝達経路に作用しているトル
クの値を表す。

本実施例の場合、負荷の変動が急激に変化した場合には
、上記器ばね７．９のばね効果、および上記空間Ａ、Ｂ
の容積が変化しこの空間Ａ。

Ｂの空気がオリフィス孔ＣＳＤを通過して外方に逃げる
際の抵抗により、この急激な変化は緩和されることとな
る。

また、摺動軸の軸方向の動きに抗する手段として皿ばね
を使用しているため、ばね力に比して装置全体の容積が
コンパクトになっている。

この発明の他の実施例（より具体的に示している）とし
て、第２図に図示するような構成としてもよい、かかる
実施例は、上記実施例（第１実施例という）と比べ、主
として工作上（製造上）の理由より、従動軸ｌを二つの
部材ＩＡ、ＩＢに分割し、この一方の部材ＩＢを回転自
在に支持するため周囲に支持ローラ１４を設けている点
において異なる。また、上記第１実施例では、省略され
ていた、検出したトルクの表示までの機構を明らかにし
ている。即ち、摺動軸３に固着されたリング状の金具１
３に、上方で軸支したレバー１５の一端（下端）を当接
させて、上記リング状の金具１３の軸方向の動きをレバ
ー１５の上端に導き、レバー１５上端の矢印方向の動き
を、コネクティグロソド１６を介して、この動きを差動
変圧器１７の作動ロッド１７ａに伝達し、機械的な変化
を電気的信号に変換して、制御信号として使用し、ある
いは図示されていないが電気的表示器等に表示するよう
構成されている。

上記実施例において、機械的な変化を電気的信号に変換
する機器として差動変圧器を用いているが、この機器に
限定されるものでない。

（発明の効果）本発明にかかるトルク検出装置は、上述のように、伝達
経路（伝達軸）に作用するトルクを直に検出できるため
、減速比が変化する無段変速機の出力軸のトルク検出装
置して使用することができる。このため、無段変速機を
用いた自動変速装置のトルク検出装置として利用できる
。しかも、皿ばねを使用して、軸に作用するトルクに基
づく軸方向の力に対抗させるような構造になっているた
め、伝達トルクの大きいわりにコンパクトにできる。

また、検出できるトルクの容量が大きいので、自動車、
大型工作機械等のトルク検出装置として使用することが
できる。

さらに、構造が比較的簡単であるため、トラブルが少な
く高い信顧性が期待できるとともに、安価に供給するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるトルク検出装置の構造を示す側
断面図、第２図は他の実施例にかかる同様の側断面図で
ある。 ■・・・従動輪（第１の軸）、３・・・摺動軸（第２の
軸）、４・・・原動軸（第３の軸）、７．９・・・皿ば
ね。

Claims

【特許請求の範囲】

原動側と従動側の回転伝達経路に介装されるトルク検出
装置において、第１の軸と第２の軸とをその軸方向に形
成されたねじ機構により回動自在に直列状に連結すると
ともに、上記回動範囲を規制し回転の衝撃を吸収するた
め第１の軸と第２の軸の軸方向への前後動に抗するばね
を上記連結部に介装し、上記第２の軸と第３の軸とをス
プライン機構により軸方向に摺動自在に直列状に連結し
、伝達トルクに応じて第２の軸が第１及び第３の軸に対
して前後方向に摺動するようにして、この前後方向の動
きにより伝達軸に作用するトルクを検出するよう構成し
たことを特徴とするトルク検出装置。