JPS62299734A - 駆動トルク検出装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はシャフトに加わる駆動トルクを検出する駆動ト
ルク検出装置に関する。

（従来技術） 従来、自動車のステアリングシャフトやトランスミッシ
ョンのシャフトに加わるトルクを検出してパワーステア
リング機構の油圧ポンプを作動させたり、クラフチをな
めらかにつないて自動車の走行の円滑化を図るようにす
ることか知られている。

シャフトに加わるトルクのような駆動トルクを検出する
方式に、従来、ねじれ角検出方式（実公昭６０−１７７
１７号）、磁歪式（特公昭３１−９４２および特公昭３
５−１２４４７号）、歪ゲージ式などが知られている。

ねじれ角検出方式は２つの南東状部に対応して電磁ピッ
クアップを取り付け、出力軸の伝達トルクに比例する出
力軸のねしれ角に応じて電磁ピックアップの出力波間の
位相差が変化することを利用した方式である。この方式
においては、出力軸は車両部品としての強度を保証する
必要かあり、トルクに対する出力軸のねしれ角は極微小
であるために、歯車の加工精度および歯車や電磁ピック
アップの取付は精度に高精度か要求されコスト高になる
という問題がある。また、出力軸の回転数か零または低
い場合は電磁ピックアップの出力か小さくてトルクが検
出できないという問題もある。さらに、ねじれ角を充分
確保するために、歯車間の軸長な長くする必要かあるが
、前輪駆動車両の場合はスペースの制釣上、軸長な充分
に確保てきないという問題もある。

一方、磁歪式は出力軸そのものの逆磁歪効果を用いて出
力軸の伝達トルクを計測する方式であるか、この方式に
おいては、一般に出力軸表面の物性が不均一なために回
転位置に応じて逆磁歪効果による磁気特性の変化か異な
ったり、出力軸と検出へウドとのギャップ変動によって
トルク検出の精度が確保てきないという問題かある。

さらにもう一つの歪ゲージ式は出力軸に歪ゲージ素子を
接着し、スリップリングを介して歪ゲージ素子に電源や
信号の授受を行なっており、歪ゲージ素子やスリップリ
ングの実装位置としては、ミッション出力軸とアクセル
シャフトとがある。

しかしながら、この歪ゲージ方式においては歪ゲージ素
子やスリップリングの実装位置に応じて一以下の問題か
ある。すなわち、実装位置がミウション出力軸の場合は
、温度環境が最高１６５°Ｃときびしい上に油中（ＡＴ
Ｆ）にさらされるために接着剤の耐久性かｆｊＪられな
いこと、さらにギヤ潤滑油（ＡＴＦ）かスリップリンク
に付着すると高速回転時に接点離れを発生ずるために、
トルク検出器を密閉構造にする必要かあり、そのために
コスト高になるという問題かある。実装位置がアクセル
シャフト上の場合は、歪ゲージ素子やスリップリングか
外部にさらされるために車両下部の石かはねるような悪
路環境下ては耐久性か（ＩＩられないこと、またそのた
めにカバーを設けることはコスト高になるし、上下に動
くアクセルシャフトでは充分な保護かできないという問
題もある。

（発明の目的および構成） 末完１１は上記の点にがんかみてなされたもので、耐久
性、信頼性にすぐれ且つ高精度のトルク検出を可能にす
ることを目的とし、この［」的を達成するために、ディ
ファレンシャルギヤの出力軸に設けられたフランジとア
クセルシャフトのフランジとの結合部に形成される空隙
内において前記フランジ上に薄膜歪ゲージ素子を形成し
、この薄膜歪ゲージ素子の抵抗変化によってトルクを検
出するように構成した。

（実施例） 以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による駆動トルク検出装置の取付位置を
示すための前輪駆動車両の動力伝達系の一部を示してお
り、ｌはディファレンシャルギヤ、ｌａはその出力軸、
２はディファレンシャルギヤ出力軸１ａの軸受、３はデ
ィファレンシャルギヤ出力軸１ａとスプライン嵌合する
フランジて、このフランジ３はナツト４によりディファ
レンシャルギヤ出力軸１ａに固定されている。５はアク
セルシャフトであり、そのフランジ５ａとフランジ３は
シール材６を介在して複数個のボルト７により固定され
ている。

８はフランジ３の内周面を一部モ坦にしてそこに等間隔
に形成された４個の歪ゲージ素子であり、この歪ゲージ
素子８はよく知られている合金歪ゲージ材料をスパッタ
リングや真空蒸着法てｔ杏Ｉｆ２として形成したもので
あり、その形状はフランジ３に働くトルクによる歪を受
は易いようなヘリンボーン形状とするのが好ましい。９
はディファレンシャルギヤケースであり、フランジ３の
外側乎坦部３ａに固定されたリングｌ　Ｏａ　、　ｌ　
Ｏｂ　＋１０ｃ、ｌＯｄとディファレンシャルギヤケー
ス９の対応する位置に設けられたフラジｌ　ｌａ。

１１ｂ、ｌｌｃ、ｌｌｄとて構成されたスリップリング
である。

４個の歪ゲージ素子８のそれぞれはフランジ３の一部に
設けられた穴３ｂを通してスリップリングのリンク１０
ａ〜ｌＯｄに信号線にて接続され、ブラシｌｌａ〜ｌｉ
ｄを介してハーネス１３により外部のブリッジ回路（第
２図に例示しである）に接続される。

１４はスリップリングおよびハーネス１３を保護するた
めに設けられたカバーである。

さて、駆動トルクはディファレンシャルギヤ出力軸１ａ
からフランジ３を介してアクセルシャフト５へと伝達さ
れるか、フランジ３の内周面に形成された歪ゲージ素子
８は伝達される駆動トルクに応してその抵抗値か変化し
、第２図に示したブリッジ回路によってトルクに応した
電気信号に変換される。

なお、第２図のブリッジ回路は４個の；ｆゲージ素子８
により構成され、ブリッジ回路の出力をオペアンプて構
成した２つのバッファ２０．２１と抵抗２２．２３とを
介して差動増幅器２４に入力して端子ａから駆動トルク
信号として取り出すもので、通常用いられている回路で
ある。なお、紡膜歪ゲージ素子８は上述したようにフラ
ンジの内周面に等間隔に４個分敲するほかに、フランジ
内周面の１個所に４個に分割して形成してもよい。

このような構造にすると、歪ゲージ素子８はフランジ３
とアクセルシャフト５のフランジ５ａとにより形成され
る空隙に内蔵されて外部から遮断されているのて、外部
からの飛び石による破損を受けたり油やゴミの付着かな
いのて耐環境性に優れている。また、歪ゲージ素子８は
薄膜形成法によって形成されているため高温環境におい
ても耐久性に優れている。また検出部に密閉構造や同様
の目的の新たな構造またはケース等が不要になるためコ
スト高にならない。

スリ・ンブリングはフランジ３とディファレンシャルギ
ヤケース９との空隙部に設置されるため、筒？ドなカバ
ー１４を設けるたけて外部からの飛び石から保護するこ
とかてき、コスト高にならない。また、スリップリンク
部には潤滑油か侵入しない構造となりているので、接点
離れも発生しにくく高い信頼性が確保てきる。

木刀式は歪ゲージ方式なので１回転数が低い時でも高精
度で駆動トルクの検出か可能てあり、部品加工粘度も従
来あるものと同様であるためにコスト高にならない。

（発ＩＪｉの効果） 以上説明したように、本発明によれば、ディファレンシ
ャルギヤの出力端に設けられたフランジとアクセルシャ
フトのフランジとで形成される空隙内に薄膜歪ゲージ素
子を形成したので、現行部品のわずかな変更で駆動トル
ク検出装置を実装することができ、耐久性、信頼性に優
れ、低速から高速回転時まで、高精度の駆動トルク検出
か可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１１ｇは本発明による駆動トルク検出装置の取付状態
を示す前輪駆動車両の動力伝達系の部分断面図、第２図
は駆動トルクを電気的に取り出すセンサ回路の一例であ
る。 ■・・・ディファレンシャルギヤ、ｌａ・・・ティファ
レンシャルギア出力軸、３・・・デフ側フランジ、５・
・・アクセルシャフト、５ａ・・−アクセルシャフトフ
ランジ、８・・・歪ゲージ素子、９・・−ディファレン
シャルギヤケース、ｌｏａ〜ｌｏｄ・・・リング、１１
　ａ　〜ｌ　ｌ　ｄ・−・ブラシ 特許出願人　　［１産自動車株式会社 代理人　　　弁理士　　鈴　木　弘　実弟１図 Ｚし 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディファレンシャルギヤの出力軸に設けられたフランジ
   とアクセルシャフトのフランジとの結合部に形成される
   空隙内において前記フランジ上に薄膜歪ゲージ素子を形
   成し、該薄膜歪ゲージ素子の抵抗変化によって駆動トル
   クを検出することを特徴とする駆動トルク検出装置。