特許 6361316 トルク測定装置付回転伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361316

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】トルク測定装置付回転伝達装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20180712BHJP

【ＦＩ】

   G01L3/10 317

【請求項の数】2

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-130335(P2014-130335)

(22)【出願日】2014年6月25日

(65)【公開番号】特開2015-172563(P2015-172563A)

(43)【公開日】2015年10月1日

【審査請求日】2017年6月13日

(31)【優先権主張番号】特願2014-30525(P2014-30525)

(32)【優先日】2014年2月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】特許業務法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 智治

(72)【発明者】

【氏名】植田 徹

(72)【発明者】

【氏名】金子 優香

(72)【発明者】

【氏名】疋田 真史

(72)【発明者】

【氏名】小野 潤司

(72)【発明者】

【氏名】前島 大紀

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特公平７−１８７６７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第６０８３３３３（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

使用時にトルクを伝達する中空状のトルク伝達軸と、
前記トルク伝達軸の内径側に配置され、軸方向一端側部分を、前記トルク伝達軸の軸方向一端側部分に直接又は間接的に相対回転不能に連結した内軸と、
前記トルク伝達軸の軸方向他端側部分を回転自在に支持した転がり軸受と、
それぞれの特性を円周方向に関して変化させた第一被検出部と第二被検出部とを互いに隣接する状態で有し、使用時に前記トルク伝達軸と同期して回転する部分に支持された特性変化部材と、
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、第二両被検出部のうち、前記検出部を対向させた部分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、
前記特性変化部材が、互いに別体である、前記第一被検出部を有する第一特性変化部材と、前記第二被検出部を有する第二特性変化部材とを備えており、このうちの第一特性変化部材が、前記トルク伝達軸に外嵌された前記転がり軸受を構成する内輪に取り付けられており、前記第二特性変化部材が、前記内軸の軸方向他端側部分に取り付けられている、
トルク測定装置付回転伝達装置。

【請求項2】

前記内軸の軸方向中間部外周面が、前記トルク伝達軸の内周面によって案内支持されている、請求項１に記載したトルク測定装置付回転伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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１９を参照しつつ説明する。

【0003】

図１９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。

【0004】

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。

【0005】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１−２５４８２６号公報

【特許文献2】特開昭６３−８２３３０号公報

【特許文献3】特開昭６０−２１３５６９号公報

【特許文献4】特公平７−１８７６７号公報

【特許文献5】特開２０１３−１９８２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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、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、使用時にトルクを伝達するものである。
又、前記特性変化部材は、それぞれの特性を円周方向に関して変化させた第一被検出部と第二被検出部とを互いに隣接する状態で有し、使用時にこのトルク伝達軸と同期して回転する部分に支持されている。
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ており、これら第一、第二両被検出部のうち、前記検出部を対向させた部分同士の円周方向の位相変化を検出可能としている。

【0009】

上述した様な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は、例えば、前記センサ装置を、前記トルク伝達軸を回転自在に支持した転がり軸受を構成する外輪やハウジングに取り付ける事ができる。

【0010】

又、本発明のトルク測定装置付回転伝達装置では、前記トルク伝達軸を中空状とし、このトルク伝達軸の内径側に、内軸を配置する。そして、この内軸の軸方向一端側部分を、このトルク伝達軸の軸方向一端側部分に直接又は間接的に相対回転不能に連結する。
さらに、前記特性変化部材を、互いに別体である、前記第一被検出部を有する第一特性変化部材と、前記第二被検出部を有する第二特性変化部材とから構成する。そして、このうちの第一特性変化部材を、前記トルク伝達軸の軸方向他端側部分を回転自在に支持した（トルク伝達軸の軸方向他端側部分に外嵌固定された）、転がり軸受を構成する内輪に取り付け、前記第二特性変化部材を、前記内軸の軸方向他端側部分に取り付ける。
尚、本明細書及び特許請求の範囲で、軸の軸方向一端側とは、当該軸の中央部よりも軸方向一端に近い側に存在する部分（一端部を含む）を言い、反対に、軸方向他端側とは、当該軸の中央部よりも軸方向他端に近い側に存在する部分（他端部を含む）を言う。

【0011】

又、本発明を実施する場合には、実施の一態様として例えば、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。

【0012】

或いは、別の態様として、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、非磁性導電材製で、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、前記第一、第二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。

【0013】

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、前記内軸の軸方向中間部外周面を、前記トルク伝達軸の内周面によって案内支持することもできる。
上述の様な請求項２に記載した発明を実施する場合には、例えば、前記内軸の軸方向中間部外周面（前記トルク伝達軸の内周面によって案内される面）に、摩耗防止の為の表面処理を施す。
本発明とは異なる別発明では、前記特性変化部材を、互いに別体である、前記第一被検出部を有する第一特性変化部材と、前記第二被検出部を有する第二特性変化部材とから構成し、このうちの第一特性変化部材を、前記トルク伝達軸の軸方向他端側部分に直接又は間接的に取り付け、前記第二特性変化部材を、前記内軸の軸方向他端側部分に取り付ける。

【0014】

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は、例えば、前記トルク伝達軸に、はすば歯車、かさ歯車等の、相手歯車との噛合部にアキシアル方向の反力が作用する入力歯車又は出力歯車を設ける。又、本発明とは異なる別発明では、前記特性変化部材を、前記トルク伝達軸と同心の被検出面を備え、この被検出面の幅方向片半部に、円周方向に関する磁気特性変化の位相がこの被検出面の幅方向に対して所定方向に漸次変化する前記第一被検出部を、この被検出面の幅方向他半部に、円周方向に関する磁気特性変化の位相がこの被検出面の幅方向に対して前記所定方向と逆方向に漸次変化する前記第二被検出部を、それぞれ有するエンコーダとし、前記トルク伝達軸に直接又は間接的に取り付ける。
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。

【0015】

更に、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は、例えば、前記トルク伝達軸に関して、表面硬さをＨＶ４００以上とし、且つ、表面炭素濃度を０．２％以上とする。

【0016】

又、本発明を実施する場合に、前記トルク伝達軸にトルクを入力する為の入力部の位置（形成位置、設置位置）は特に限定されず、例えば軸方向一端部に設ける事もできるし、軸方向中間部、又は、軸方向他端部に設ける事もできる。又、入力部としては、例えば、前記トルク伝達軸の外周面又は内周面に、スプライン部（雄スプライン部又は雌スプライン部）、キー係合部、嵌合面部、螺子部を直接形成する構成を採用できる他、入力歯車、入力プーリ、入力スプロケット等を、前記トルク伝達軸と一体に設けたり、或いは、別体として結合固定する構成を採用できる。
又、同様に、前記トルク伝達軸からトルクを出力する為の出力部の位置（形成位置、設置位置）は特に限定されず、例えば軸方向一端部に設ける事もできるし、軸方向中間部、又は、軸方向他端部に設ける事もできる。又、出力部としては、例えば、前記トルク伝達軸の外周面又は内周面に、スプライン部（雄スプライン部又は雌スプライン部）、キー係合部、嵌合面部、螺子部を直接形成する構成を採用できる他、出力歯車、出力プーリ、出力スプロケット等を、前記トルク伝達軸と一体に設けたり、或いは、別体として結合固定する構成を採用できる。又、前記トルク伝達軸には、複数の出力部を設ける事も可能であり、この場合には、例えば歯数の異なる複数の出力歯車を設けたり、種類の異なる出力部（例えば出力プーリと出力歯車等）を設ける事ができる。

【0017】

又、本発明を実施する場合には、例えば、前記トルク伝達軸を、ハウジング等の使用時にも回転しない部分に対し、１乃至複数の軸受を用いて回転自在に支持する。この場合に使用する軸受としては、例えば深溝型、アンギュラ型等の玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、ラジアルニードル軸受、自動調心ころ軸受、滑り軸受等を使用できる。又、複数の軸受を使用する場合には、例えば、前記トルク伝達軸の軸方向中間部のうち、トルクの入力部と出力部との間部分を、回転自在に支持する事ができる。
又、本発明を実施する場合には、例えば、前記トルク伝達軸にトルクを入力する動力源の回転軸を、このトルク伝達軸と同軸、平行、又は直角に配置する事ができる。

【発明の効果】

【0018】

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、トルク伝達軸が伝達するトルクの大きさを検出する為に使用する特性変化部材を構成する第一、第二両被検出部を、１個所にまとめて隣接配置すると共に、これら第一、第両二被検出部に、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。

【0019】

又、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。
又、請求項２に記載した発明の場合には、トルク伝達軸の内径側に配置された内軸を、このトルク伝達軸により軸方向に離隔した２個所で支持する事ができる。この為、トルク伝達軸の回転振動が大きくなる領域（高トルク、高速回転域）であっても、前記内軸の振れを抑える事ができる。従って、この内軸に取り付けられた第二特性変化部の振れを抑える事ができる。この結果、この第二特性変化部の振れに基づき、トルクの測定性能が低下する（センサ装置の分解性能が悪化する）事を防止できる。更に、前記内軸の軸方向中間部外周面に、摩耗防止の為の表面処理を施せば、この内軸の外周面のうちで、前記トルク伝達軸によって案内支持される面に、過度の摩耗が生じる事を有効に防止できる。
又、本発明を実施する場合に、センサ装置を、トルク伝達軸を回転自在に支持した転がり軸受を構成する外輪に取り付ければ、このセンサ装置を構成する検出部と、特性変化部材を構成する第一、第二両被検出部との隙間管理を容易に且つ厳密に行う事ができる。これに対し、前記センサ装置を、ハウジングに取り付ければ、ハウジングの変形がトルクの検出精度に与える影響を小さくできる。
更に、前記トルク伝達軸に関して、その表面硬さをＨＶ４００以上とし、且つ、表面炭素濃度を０．２％以上とすれば、前記トルク伝達軸の耐久性の向上を図れる為、自動車や風力発電装置等、特に耐久性が要求される用途に好ましく適用できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態の第１例を示す、トルク測定装置付回転伝達装置の断面模式図。

【図2】本発明に関する参考例の第１例を示す、図１に相当する図。

【図3】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１に相当する図。

【図4】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。

【図5】同じく参考例の第３例を示す、図１に相当する図。

【図6】同じくエンコーダ本体を取り出して示す斜視図。

【図7】同じくアキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。

【図8】本発明の実施の形態の第３例を示す、図１に相当する図。

【図9】同じく図８のＡ部に相当する部分の具体的構造の１例を示す斜視図。

【図10】本発明の実施の形態の第４例を示す、図１に相当する図。

【図11】同じく第５例を示す、図１に相当する図。

【図12】同じく第６例を示す、図１に相当する図。

【図13】同じく第７例を示す、図１に相当する図。

【図14】同じく第８例を示す、図１に相当する図。

【図15】同じく第９例を示す、図１に相当する図。

【図16】同じく第１０例を示す、図１に相当する図。

【図17】同じく第１１例を示す、図１に相当する図。

【図18】同じく第１２例を示す、図１に相当する図。

【図19】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。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［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１を参照しつつ説明する。本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、ベルト式ＣＶＴ等のインプットシャフト（又はカウンタシャフト）として機能する中空状（中空筒状）のトルク伝達軸６と、転がり軸受７と、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とを備える。

【0022】

前記トルク伝達軸６は、炭素鋼の如き合金鋼により中空円筒状に造られたもので、軸方向一端部（図１の右端部）外周面に、トルクの入力部であるスプライン部（雄スプライン部）１３が形成されている。このスプライン部１３には、図示しないクラッチ、筒型軸継手、フランジ型軸継手、流体継手（トルクコンバータを含む）等の動力継手がスプライン係合され、前記トルク伝達軸６と同軸上に配置されたエンジンやモータ等の動力源の回転軸と接続されている。尚、前記スプライン部１３には、図示しない入力歯車をスプライン係合し、前記トルク伝達軸６とは同軸上に存在しない動力源の回転軸と接続する事も可能である。又、このトルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分（図１の左端寄り部分）は、前記ハウジングに対し、前記転がり軸受７により回転自在に支持されている。従って、本例の場合には、前記トルク伝達軸６は、片持ち式の支持構造となる。更に、本例の場合には、このトルク伝達軸６に、焼き入れ、焼き戻し処理等の熱処理を行い、このトルク伝達軸６ａの表面硬さをＨＶ４００以上とすると共に、表面炭素濃度を０．２％以上としている。

【0023】

前記転がり軸受７は、例えば深溝型、アンギュラ型等の玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、ラジアルニードル軸受、自動調心ころ軸受等であり、それぞれが円環状の外輪及び内輪と、複数個の転動体とから構成されている。このうちの外輪は、前記ハウジングに内嵌固定されており、前記内輪は、前記トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分に外嵌固定されている。前記各転動体は、前記外輪の内周面に形成された外輪軌道と、前記内輪の外周面に形成された内輪軌道との間に、保持器により保持された状態で、転動自在に設けられている。

【0024】

前記出力歯車８は、炭素鋼の如き合金鋼製のはすば歯車又は平歯車であり、前記トルク伝達軸６の軸方向中間部に、このトルク伝達軸６と一体に形成（固定）されている。尚、前記出力歯車８を、このトルク伝達軸６とは別体として、このトルク伝達軸６の軸方向中間部外周面に外嵌固定する事もできる。この場合には、この嵌合部を、同心性を確保する為の円筒面嵌合部と、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とを、軸方向に隣接配置した構成を採用できる。

【0025】

前記内軸９は、炭素鋼の如き合金鋼又は合成樹脂により略円柱状（又は円管状）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の右端部）を、このトルク伝達軸６の軸方向一端部に相対回転不能に連結すると共に、その軸方向他端部（図１の左端部）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の軸方向一端部に設けた大径部４１の外周面と、このトルク伝達軸６の軸方向一端部内周面とを、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、本例の場合には、前記内軸９のうち、前記大径部４１から軸方向に外れた部分の外周面と、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、隙間（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。

【0026】

前記第一エンコーダ１０は、前記転がり軸受７を構成する内輪に支持固定されている。言い換えれば、この第一エンコーダ１０は、この転がり軸受７を構成する内輪を介して、前記トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分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の軸方向他端寄り部分と共に（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。

【0027】

又、前記第一、第二両エンコーダ１０、１１は、前記転がり軸受７を構成する内輪又は前記内軸９の軸方向他端部に支持固定される、磁性金属板から造られた断面クランク形で円環状の支持環１４、１５と、これら各支持環１４、１５の外周面に固定された、円筒状の永久磁石製のエンコーダ本体１６、１７とから成る。尚、これらエンコーダ本体１６、１７中に含有する磁性粉としては、例えば、ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト等のフェライト系の磁性粉や、サマリウム−鉄、サマリウム−コバルト、ネオジウム−鉄−ボロン等の希土類元素の磁性粉を採用できる。そして、前記第一エンコーダ１０を構成するエンコーダ本体１６の外周面を、第一被検出部１８とし、又、前記第二エンコーダ１１を構成するエンコーダ本体１７の外周面を、第二被検出部１９としている。これら第一、第二両被検出部１８、１９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、前記第一、第二両被検出部１８、１９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。前記第一、第二両被検出部１８、１９の磁極（Ｓ極、Ｎ極）の総数は、互いに一致している。尚、第一エンコーダ（エンコーダ本体）を、内輪に対して支持環を介する事なく直接取り付けても良い。又、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。

【0028】

前記センサユニット１２は、合成樹脂製のホルダ２０と、このホルダ２０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２１、２２と、１本のハーネス２３とを備える。これら第一、第二両センサ２１、２２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、ＡＭＲ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２０を前記転がり軸受７を構成する外輪に支持固定した状態で、このうちの第一センサ２１の第一検出部を、前記第一被検出部１８に、前記第二センサ２２の第二検出部を、前記第二被検出部１９に、それぞれ近接対向させている。この為、前記第一センサ２１は、前記第一被検出部１８の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させ、又、前記第二センサ２２は、前記第二被検出部１９の磁気特性変化に対応して出力信号を変化させる。本例の場合には、この様な前記第一、第二両センサ２１、２２の出力信号を、軸方向に引き出された１本のハーネス２３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２０は、前記転がり軸受７を構成する外輪の軸方向他端面に支持固定されている。

【0029】

以上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、前記センサユニット１２を構成する第一、第二両センサ２１、２２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によりトルクを伝達する際には、前記スプライン部１３と前記出力歯車８との間部分が弾性的に捩れ変形する事に伴い、前記トルク伝達軸６の軸方向両端部同士（第一、第二両エンコーダ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、第二両エンコーダ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２１、２２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、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。

【0030】

特に本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の軸方向に関して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、本例の場合には、前記第一、第二両センサ２１、２２を前記ホルダ２０に保持した１個のセンサユニット１２を使用できる為、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２０を、前記転がり軸受７を構成する外輪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２１、２２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。

【0031】

又、本例の場合には、前記ホルダ２０を、前記転がり軸受７を構成する外輪に支持固定している為、前記第一、第二両センサ２１、２２の検出部と、前記第一、第二両エンコーダ１０、１１（特に内輪に支持された第一エンコーダ１０）の被検出部（第一、第二両被検出部１８、１９）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。又、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転がり軸受７を構成する内輪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、本例の場合には、前記トルク伝達軸６の表面硬さをＨＶ４００以上とすると共に、表面炭素濃度を０．２％以上としている為、このトルク伝達軸６ａの耐久性の向上を図れる。従って、本例のトルク測定装置付回転支持装置を、自動車や風力発電装置等、特に耐久性が要求される用途に好ましく適用できる。しかも、本例の場合には、前記トルク伝達軸６を前記転がり軸受７により回転自在に支持している為、滑り軸受により支持する構成を採用した場合に比べて、前記トルク伝達軸６に作用する摩擦トルクを小さく抑えられる。この為、このトルク伝達軸６が伝達するトルクを大きく確保できて、前記第一、第二両センサ２１、２２の出力信号から得られるトルクの測定精度を良好にできる。

【0032】

［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２を参照しつつ説明する。本参考例の特徴は、第一エンコーダ１０ａを構成する支持環１４ａを、トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７を構成する内輪に代えて、このトルク伝達軸６の軸方向他端部外周面に直接支持する（外嵌固定する）構成を採用した点にある。この様な構成を有する本参考例の場合には、前記実施の形態の第１例の場合（内輪に取り付ける場合）に比べて、前記支持環１４ａを小型化し易くなる為、製造コストの低減を図る上で有利になる。又、本参考例の場合にも、第一エンコーダ（エンコーダ本体）を、トルク伝達軸６の軸方向他端部に対し支持環を介さずに、直接固定する事もできる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

【0033】

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図３を参照しつつ説明する。本例の特徴は、センサユニット１２ａを構成するホルダ２０ａを、トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７を構成する外輪に代えて、図示しないハウジングに対して支持固定する構成を採用した点にある。この様な構成を有する本例の場合には、前記実施の形態の第１例の場合（外輪に取り付ける場合）に比べて、ホルダ２０ａの取付構造に関する自由度を高くできる。又、ハウジングの変形時に、第一、第二両センサ２１、２２が、第一、第二エンコーダ１０、１１に対して同方向に変位する為、前記ハウジングの変形が、トルクの検出精度に与える影響を小さくできる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例及び参考例の第１例の場合と同様である。

【0034】

［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４を参照しつつ説明する。本参考例の特徴は、第一エンコーダ１０ａを構成する支持環１４ａを、トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７を構成する内輪に代えて、このトルク伝達軸６の軸方向他端部に直接支持する（外嵌固定する）構成を採用すると共に、センサユニット１２ａを構成するホルダ２０ａを、トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７を構成する外輪に代えて、図示しないハウジングに対して支持固定する構成を採用した点にある。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例〜第２例及び参考例の第１例の場合と同様である。

【0035】

［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５〜７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５ａは、図示しないハウジング（ミッションケース）と、インプットシャフト（又はカウンタシャフト）として機能する中空状（中空筒状）のトルク伝達軸６と、転がり軸受７と、出力歯車８と、１個のエンコーダ２４と、１個のセンサユニット１２とを備える。

【0036】

前記エンコーダ２４は、前記転がり軸受７を構成する内輪に支持固定される、磁性金属板から造られた断面クランク形で円環状の支持環２５と、この支持環２５の外周面に全周に亙り固定された、円環状で永久磁石製のエンコーダ本体２６とから構成されている。このエンコーダ本体２６の外周面には、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、これらＳ極とＮ極との境界は、軸方向中央部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）Ｖ字形になっている。そして、被検出面である前記エンコーダ本体２６の外周面のうち、幅方向片半部（図５、６の右半部、図７の下半部）を、円周方向に関する磁気特性変化の位相がこの外周面の幅方向に対して所定方向に漸次変化する第一被検出部２７とし、幅方向他半部（図５、６の左半部、図７の上半部）を、円周方向に関する磁気特性変化の位相が前記外周面の幅方向に対して前記所定方向と逆方向に漸次変化する第二被検出部２８としている。尚、図示は省略するが、エンコーダを、トルク伝達軸６の軸方向他端部に、直接外嵌固定する構造を採用する事もできる。

【0037】

本参考例の場合には、前記トルク測定装置付回転伝達装置５ａ全体として、１個のエンコーダ２４のみを用いており、このエンコーダ２４に、前記第一被検出部２７と前記第二被検出部２８とを設けている。この為、前記トルク伝達軸６の内側には、前記実施の形態の第１〜２例及び参考例の第１〜２例の構造の様に、内軸９は設けていない。従って、図示は省略するが、トルク伝達軸を中実状とする事もできる。

【0038】

又、本参考例の場合にも、前記センサユニット１２を構成するホルダ２０を、前記トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分を回転自在に支持する転がり軸受７を構成する外輪に対して支持固定している。そして、この状態で、前記ホルダ２０の先端部に包埋された第一、第二センサ２１、２２のうち、第一センサ２１の第一検出部を、前記第一被検出部２７に、前記第二センサ２２の第二検出部を、前記第二被検出部２８に、それぞれ近接対向させている。又、前記第一、第二両センサ２１、２２の検出部が、前記エンコーダ２４の外周面に対向する位置は、このエンコーダ２４の円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、前記第一、第二両センサ２１、２２の検出部は、前記トルク伝達軸６の中心軸を含む同一仮想平面上に配置されている。尚、図示は省略するが、センサユニットを構成するホルダを、ハウジングに対して支持固定する事もできる。

【0039】

又、前記トルク伝達軸６に、アキシアル荷重（初期設定予圧に基づくアキシアル荷重も含む）が作用していない状態で、Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との軸方向中間部で円周方向に関して最も突出した部分（境界の傾斜方向が変化する部分）が、前記第一、第二両センサ２１、２２の検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、前記各部材２１、２２、２４の設置位置を規制している。従って、この様な中立状態では、前記第一、第二両センサ２１、２２の検出部は、図７の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、前記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、前記第一、第二両センサ２１、２２の出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。

【0040】

又、前記トルク伝達軸６は、図示しないハウジングに対して、前記転がり軸受７により回転自在に支持されており、この転がり軸受７には予圧（初期設定予圧）が付与されている。この為、前記トルク伝達軸６は、この予圧の大きさに応じた分だけ、前記中立状態からアキシアル方向に僅かに変位する。又、前記トルク伝達軸６は、軸方向中間部に設けられたはすば歯車である出力歯車８と、図示しない相手歯車である別のはすば歯車との噛合部に作用する反力のうち、アキシアル方向の分力（アキシアル荷重）に基づき、アキシアル方向に変位する。従って、前記トルク伝達軸６に、この様な予圧やアキシアル荷重が作用した状態では、前記第一、第二両センサ２１、２２の検出部は、図７の（Ａ）の実線イ、イ上から幅方向に関して同方向にずれ、破線ロ、ロ上、又は、鎖線ハ、ハ上に対向する。そして、この状態では、前記第一、第二両センサ２１、２２の出力信号の位相は、同図の（Ｂ）又は（Ｄ）に示す様にずれる。この様にして生じる第一、第二両センサ２１、２２の出力信号同士の間に存在する位相差（位相差比）は、前記噛合部に作用するアキシアル荷重に基づくアキシアル変位量と、前記予圧に基づくアキシアル変位量との合計に見合った値となる。従って、前記第一、第二両センサ２１、２２の出力信号同士の間に存在する位相差から、前記予圧に基づくアキシアル変位量分を差し引く（組み付け時に校正を行う）事で、前記トルク伝達軸６が伝達するトルクの大きさに見合った値である、前記噛合部に作用するアキシアル荷重に基づくアキシアル変位量を求められる。この結果、本参考例の場合には、前記演算器に予め記憶させておいた、前記位相差（位相差比）と、前記アキシアル変位量（アキシアル荷重）と、前記トルクとの関係を表す、式やマップを利用して、前記トルク伝達軸６が伝達するトルクの大きさを求める事ができる。尚、本参考例を実施する場合には、転がり軸受に予圧を付与した状態を中立状態として、トルク伝達軸が伝達するトルクを求める事もできる。

【0041】

以上の様な構成を有する本参考例の場合には、前記トルク測定装置付回転伝達装置５ａ全体として、１個のエンコーダ２４を使用するのみで、前記トルク伝達軸６が伝達するトルクの大きさ及び方向を求める事ができる。この為、部品点数の削減に伴うコストの低減を図れる。又、前記トルク伝達軸６の内径側に、内軸９（図１〜４参照）を配置しなくて済む為、このトルク伝達軸６の設計の自由度を向上できる。更には、このトルク伝達軸６の強度確保を図る面からも有利になる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

【0042】

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、図８〜９を参照しつつ説明する。本例の場合には、転がり軸受７（図９では円すいころ軸受）を構成する内輪に、トルク検出用有孔部材である、トルク検出用スリーブ２９を支持固定している。これに対し、内軸９の軸方向他端部に、トルク検出用凹凸部材３０を支持固定している。尚、図示は省略するが、トルク検出用スリーブを、トルク伝達軸６の軸方向他端部に、直接外嵌固定する構造を採用する事もできる。

【0043】

このうちのトルク検出用凹凸部材３０は、鉄系合金等の磁性材製で、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３１を設けている。尚、図９には、内軸９の外周面に直接、トルク検出用凹凸部３１を形成した構造を示している。

【0044】

一方、前記トルク検出用スリーブ２９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、前記転がり軸受７を構成する内輪に支持固定された大径筒部３２と、小径筒部３３とを有する。このうちの小径筒部３３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３１（第二被検出部）の外径側に、このトルク検出用凹凸部３１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３３は、前記トルク検出用凹凸部材３０と後述するコイルセンサユニット３４との間部分に位置している。又、前記小径筒部３３には、複数の略矩形の貫通孔である窓孔３５、３５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、これら両列の窓孔３５、３５の円周方向位相は、互いに半ピッチずれている。

【0045】

又、前記転がり軸受７を構成する外輪に対し、断面Ｌ字形で全体を円環状とした支持部材３６を利用して、コイルセンサユニット３４を支持固定している。このコイルセンサユニット３４は、前記トルク検出用凹凸部３１及び前記トルク検出用スリーブ２９の小径筒部３３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３４は、円筒状の検出本体３７と、この検出本体の外周面から径方向外方に突出する状態で設けられた、図示しない樹脂製の台座と、この台座に植設された、図示しない複数本（例えば４本）の金属製のピンから成る接続端子とを備える。前記検出本体３７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３８、３８と、これら各コイルボビン３８、３８を覆った金属製のヨーク部材３９とから成る。前記接続端子は、前記検出本体３７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３８、３８に接続されている。又、前記接続端子は、図示しない回路基板に接続され、１本のハーネス２３を通じて、前記コイルセンサユニット３４の出力信号を演算器に送信する。尚、図示は省略するが、コイルセンサユニットを、ハウジングに対して支持固定する事もできる。

【0046】

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５ｂ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ると、このトルクの方向及び大きさに応じた分だけ、このトルク伝達軸６の軸方向一端部に前記内軸９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３０のトルク検出用凹凸部３１と、前記トルク伝達軸６の軸方向他端寄り部分に前記内輪を介して間接的に取り付けられた前記トルク検出用スリーブ２９の小径筒部３３との、円周方向に関する位置関係が変化する。そして、この位置関係の変化に応じた分だけ、前記コイルセンサユニット３４を構成するコイルボビン３８、３８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、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

【0047】

［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例に就いて、図１０を参照しつつ説明する。本例の特徴は、トルク伝達軸６を、図示しないハウジングに対して、１対の転がり軸受７、４０により回転自在に支持し、前記トルク伝達軸６を両持ち梁式の支持構造とした点にある。即ち、本例の場合には、前記トルク伝達軸６の軸方向中間部のうち、軸方向一端部に設けられたスプライン部１３と出力歯車８が固定された部分との間部分を、第二の転がり軸受４０により回転自在に支持している。この第二の転がり軸受４０としては、深溝型、アンギュラ型等の玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、ラジアルニードル軸受等を採用可能である。又、本例の場合には、前記１対の転がり軸受７、４０同士で、互いの接触角を逆向きとしている。この様な構成を有する本例の場合には、前記トルク伝達軸６の支持剛性を高める事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

【0048】

［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例に就いて、図１１を参照しつつ説明する。本例の特徴は、トルク伝達軸６ａをカウンタシャフトとして、このトルク伝達軸６ａの軸方向中間部で、１対の転がり軸受７、４０同士の間部分に、２個の出力歯車８ａ、８ｂを固定している（トルク伝達軸６ａと一体に設けている）点にある。又、本例の場合、これら両歯車８ａ、８ｂの外周面に形成された歯数を、自動変速機の段数に応じて、互いに異ならせている。尚、出力歯車は、トルク伝達軸に対して一体的に設けても良いし、結合固定しても良い。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例及び第４例の場合と同じである。

【0049】

［実施の形態の第６例］
本発明の実施の形態の第６例に就いて、図１２を参照しつつ説明する。本例の特徴は、トルク伝達軸６ｂの軸方向他端寄り部分の内周面に、その他の部分よりも内径寸法が小さくなった案内面４２を形成している。又、前記トルク伝達軸６ｂの内径側に配置された内軸９ａの軸方向中間部他端寄り部分で、径方向に関して前記案内面４２と対向する部分に、軸方向一端部に設けた大径部４１よりは外径寸法が小さいが、その他の部分よりは外径寸法が大きくなった被案内面４３を形成している。そして、本例の場合には、前記案内面４２とこの被案内面４３とを隙間を介して径方向に近接対向させて、この被案内面４３をこの案内面４２によって案内支持している。尚、前記隙間の大きさは、小さい程好ましいく、例えば１００μｍ以下とする事が好ましく、更に嵌めあい公差で、例えばＨ７／ｇ６又はＨ７／ｇ７とする事が好ましい。

【0050】

以上の様な構成を有する本例の場合には、前記内軸９ａを、軸方向一端部に設けた大径部４１と、軸方向中間部他端寄り部分に設けた前記被案内面４３とにより、前記トルク伝達軸６ｂに対して軸方向に離隔した２個所で支持する事ができる（両持ち梁式の支持構造を採用できる）。この為、前記トルク伝達軸６ｂの回転振動が大きくなる領域（高トルク、高速回転域）であっても、前述した実施の形態の第１例の構造の様に、大径部４１による１個所のみで支持する構造（片持ち式の支持構造）を採用した場合に比べて、前記内軸９ａの回転振れを抑える事ができる。従って、この内軸９ａの軸方向他端部に固定した第二エンコーダ１１の振れを抑える事ができる。この結果、本例の構造によれば、この第二エンコーダ１１の振れに基づき、トルクの測定性能が低下する事を防止できる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同じである。

【0051】

［実施の形態の第７例］
本発明の実施の形態の第７例に就いて、図１３を参照しつつ説明する。本例の場合には、内軸９ｂの軸方向中間部他端寄り部分の外周面に形成された被案内面４３ａに、摩耗を防止する為の表面処理を施している。より具体的には、炭素鋼製の前記内軸９ｂに、焼入れ、焼戻し処理を施して、その硬度をＨＲＣ３０〜５０に規制し、その後、前記被案内面４３ａに、以下の（１）〜（６）の中から選択される表面処理を施している。
（１）二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ＰＴＦＥ等の固体潤滑膜（デフリックコート）を、例えば固体潤滑剤の粒子を噴射して堆積させるショットピーニング加工により形成する。
（２）ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などにより形成する。
（３）金、銅、銀、亜鉛、鉛、錫、チタン、ニッケル、アルミニウム等の金属皮膜（例えば１０μｍ以下の膜）を、例えばショットピーニング加工又はメッキにより形成する。
（４）リン酸マンガン、リン酸亜鉛又はリン酸亜鉛カルシウム等のリン酸塩処理を施し、化成処理膜を形成する。
（５）四三酸化鉄被膜処理（黒染め処理）により酸化被膜を形成する。
（６）硬質クロムメッキ、ニッケル亜鉛メッキ、無電解ニッケルメッキなどの硬質皮膜を形成する。
又、本例の場合には、上述の様な（１）〜（６）の中から選択される表面処理を施した後、前記被案内面４３ａに潤滑油やグリース等の潤滑剤を塗布している。

【0052】

以上の様な構成を有する本例の場合には、前記被案内面４３ａに、トルク伝達軸６ｂの内周面に形成された案内面４２との擦れ合いに伴って、過度の摩耗が生じる事を有効に防止できる。この為、発生した摩耗粉が歯車同士の噛合部や転がり接触部等に侵入して、各部の寿命を低下させる事を有効に防止できる。
その他の構成及び効果に就いては、前記実施の形態の第１例及び第６例の場合と同じである。

【0053】

［実施の形態の第８例］
本発明の実施の形態の第８例に就いて、図１４を参照しつつ説明する。本例の場合には、トルク伝達軸６ｂの内周面に形成された案内面４２と、内軸９ａの外周面に形成した被案内面４３との間に、これらトルク伝達軸６ｂ及び内軸９ａとは別体の、環状のブッシュ５１を介在させている。このブッシュ５１としては、例えば滑り軸受やラジアルニードル軸受を採用する事ができる。

【0054】

以上の様な構成を有する本例の場合には、前記案内面４２と前記被案内面４３とが直接擦れ合う事がない為、これら両面４２、４３が摩耗する事に起因した摩耗粉が発生する事を防止できる。又、これら両面４２、４３に、仕上処理を施したり、摩耗防止の為の表面処理を施す必要がなくなる為、装置の加工コストを抑える事もできる。
その他の構成及び効果に就いては、前記実施の形態の第１例及び第６例の場合と同じである。

【0055】

［実施の形態の第９例］
本発明の実施の形態の第９例に就いて、図１５を参照しつつ説明する。本例の場合には、上述した実施の形態及び参考例の各例の構造とは異なり、トルク伝達軸６ｃにトルクを伝達する動力源が、このトルク伝達軸６ｃと同軸上に配置されない構造の１例を示している。この様な本例の場合、このトルク伝達軸６ｃにトルクを入力する為の入力歯車４４を、このトルク伝達軸６ｃの軸方向中間部に、このトルク伝達軸６ｃと一体に設けており、トルクを出力する為の出力歯車８ｃを、このトルク伝達軸６ｃの軸方向一端寄り部分に、このトルク伝達軸６ｃと一体に設けている。尚、前記入力歯車４４及び前記出力歯車８ｃとしては、平歯車やはすば歯車を採用できる。又、本例の場合には、前記トルク伝達軸６ｃのうち、前記入力歯車４４及び前記出力歯車８ｃが設置された部分を挟んだ両側部分（軸方向他端寄り部分及び軸方向一端部）を、１対の転がり軸受４５ａ、４５ｂにより、図示しないハウジングに対し回転自在に支持している。尚、この様な構成を有する本例の構造は、ディファレンシャルギヤを持つ軸と対になる軸である、例えばカウンタ軸に適用できる。
前記トルク伝達軸６ｃに関するトルクの入力部及び出力部、並びに、このトルク伝達軸６ｃの支持構造が異なる以外の構成及び得られる作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例及び第６例の場合と同様である。

【0056】

［実施の形態の第１０例］
本発明の実施の形態の第１０例に就いて、図１６を参照しつつ説明する。本例の場合には、上述した実施の形態の第９例の構造と同様に、トルク伝達軸６ｄにトルクを入力する為の入力歯車４４を、このトルク伝達軸６ｄの軸方向中間部に、このトルク伝達軸６ｄと一体又は別体に設けると共に、このトルク伝達軸６ｄからトルクを出力する為の出力歯車８ｃを、このトルク伝達軸６ｄの軸方向一端寄り部分に、このトルク伝達軸６ｄと一体又は別体に設けている。そして、特に本例の場合には、この様なトルク伝達軸６ｄをハウジングに対して回転自在に支持する為の１対の転がり軸受４５ａ、４５ｃの配置を、上述した実施の形態の第９例の構造の場合とは異ならせている。即ち、本例の場合には、前記トルク伝達軸６ｄのうち、前記出力歯車８ｃが設置された部分よりも軸方向一端側ではなく、この出力歯車８ｃが設置された部分よりも軸方向中央寄り部分を、前記転がり軸受４５ｃにより支持している。これにより、前記入力歯車４４を軸方向両側から挟む様に、前記両転がり軸受４５ａ、４５ｃを配置している。尚、前記入力歯車４４及び前記出力歯車８ｃとしては、平歯車、はすば歯車、かさ歯車又はハイポイドギヤを採用できる。
以上の様に、前記トルク伝達軸６ｄを回転自在に支持する為の支持構造が異なると共に、本例の構造では案内面と被案内面とを設ける構造（両持ち梁式の支持構造）を採用していない点を除き、上述した実施の形態の第９例の場合と同様である。

【0057】

［実施の形態の第１１例］
本発明の実施の形態の第１１例に就いて、図１７を参照しつつ説明する。本例の場合には、上述した実施の形態の第１０例の構造と同様に、トルク伝達軸６ｄにトルクを入力する為の入力歯車４４を、このトルク伝達軸６ｄの軸方向中間部に、このトルク伝達軸６ｄと一体又は別体に設けると共に、このトルク伝達軸６ｄからトルクを出力する為の出力歯車８ｃを、このトルク伝達軸６ｄの軸方向一端寄り部分に、このトルク伝達軸６ｄと一体又は別体に設けている。そして、特に本例の場合には、この様なトルク伝達軸６ｄをハウジングに対して回転自在に支持する為に、３個の転がり軸受４５ａ、４５ｃ、４５ｄを使用している。即ち、本例の場合には、前記実施の形態の第１０例の構造と同様の位置を回転自在に支持する２個の転がり軸受４５ａ、４５ｃに加えて、前記トルク伝達軸６ｄのうち、前記入力歯車４４が設置された部分の軸方向一端側に隣接した部分を、前記転がり軸受４５ｄにより支持している。
その他の構成及び作用効果に就いては、上述した実施の形態の第１０例の場合と同様である。

【0058】

［実施の形態の第１２例］
本発明の実施の形態の第１２例に就いて、図１８を参照しつつ説明する。本例は、前述した実施の形態の第９例の変形例である。即ち、この第９例の場合には、トルク伝達軸６ｃの軸方向中間部に入力歯車４４を設けていたのに対し、本例の場合には、トルク伝達軸６ｃの軸方向中間部に、ベルト式の入力プーリ４６を固設している。又、この様なトルク伝達軸６ｃの軸方向両端部を、図示しないハウジングに対して、１対の転がり軸受４５ａ、４５ｂにより回転自在に支持している。そして、図示しないハウジングに対し１対の転がり軸受４７ａ、４７ｂにより回転自在に支持され、前記トルク伝達軸６ｃと平行に配置された中間軸４８の軸方向中間部に固定された出力プーリ４９と、前記入力プーリ４６との間に、ベルト５０を掛け渡している。
以上の様に、トルクを入力する為の入力部の構造が異なる以外の構造及び得られる作用効果に就いては、前記実施の形態の第９例の場合と同様である。
尚、前記各プーリ４６、４９は、ベルト式無段変速機を構成するプーリとする事もできる。

【産業上の利用可能性】

【0059】

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は、自動車のパワートレインを構成する回転軸に限らず、例えば、風車の回転軸（主軸、増速器の回転軸）、圧延機のロールネック、鉄道車両の回転軸（車軸、減速機の回転軸）、工作機械の回転軸（主軸、送り系の回転軸）、建設機械・農業機械・家庭用電気器具・モータの回転軸等、各種機械装置の回転軸を対象にする事ができる。又、自動車のパワートレインを構成する場合には、例えば、トルクコンバータからトルクが入力されるインプットシャフト（タービンシャフト）や、カウンタ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変速機を構成する場合の変速機の形式は、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）、トランスファー等、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）、前置エンジン後輪駆動車（ＦＲ車）、及び、四輪駆動車等が対象となる。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動力源は、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、上述した実施の形態の第１、２、４〜１１例及び参考例の第１〜３例の場合には、エンコーダを永久磁石製とすると共に、エンコーダの被検出面に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。更に、前述した実施の形態及び参考例の各例の構造は、適宜組み合わせて実施する事ができる。例えば、前述した実施の形態の第６〜８例に示した、案内面と被案内面とを設ける構造（両持ち梁式の支持構造）は、トルク伝達軸の内径側に片持ち式に内軸を支持する構造を採用した、その他の実施の形態及び参考例の各例の構造に適用する事ができる。又、前述した実施の形態の第４〜１２例では、センサ装置及び特性変化部材として、センサユニット１２及び第一、第二エンコーダ１０、１１を採用し、実施の形態の第１例と同様の取付態様を採用しているが、これらに代えて、実施の形態の第２〜３例及び参考例の第１〜３例と同様の構成を採用する事もできる。

【符号の説明】

【0060】

１ トルク伝達軸
２ エンコーダ
３ センサ
４ ハーネス
５、５ａ トルク測定装置付回転伝達装置
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ トルク伝達軸
７ 転がり軸受
８、８ａ、８ｂ、８ｃ 出力歯車
９、９ａ、９ｂ 内軸
１０、１０ａ 第一エンコーダ
１１ 第二エンコーダ
１２、１２ａ センサユニット
１３ スプライン部
１４、１４ａ 支持環
１５ 支持環
１６ エンコーダ本体
１７ エンコーダ本体
１８ 第一被検出部
１９ 第二被検出部
２０、２０ａ ホルダ
２１ 第一センサ
２２ 第二センサ
２３ ハーネス
２４ エンコーダ
２５ 支持環
２６ エンコーダ本体
２７ 第一被検出部
２８ 第二被検出部
２９ トルク検出用スリーブ
３０ トルク検出用凹凸部材
３１ トルク検出用凹凸部
３２ 大径筒部
３３ 小径筒部
３４ コイルセンサユニット
３５ 窓孔
３６ 支持部材
３７ 検出本体
３８ コイルボビン
３９ ヨーク部材
４０ 転がり軸受
４１ 大径部
４２ 案内面
４３、４３ａ 被案内面
４４ 入力歯車
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 転がり軸受
４６ 入力プーリ
４７ａ、４７ｂ 転がり軸受
４８ 中間軸
４９ 出力プーリ
５０ ベルト
５１ ブッシュ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】