JPH06194238A - Power transmission - Google Patents

Power transmission

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Publication number
JPH06194238A
JPH06194238A JP4329594A JP32959492A JPH06194238A JP H06194238 A JPH06194238 A JP H06194238A JP 4329594 A JP4329594 A JP 4329594A JP 32959492 A JP32959492 A JP 32959492A JP H06194238 A JPH06194238 A JP H06194238A
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JP
Japan
Prior art keywords
rotating body
intermediate rotating
detected
sensor
power transmission
Prior art date
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Pending
Application number
JP4329594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Hoshino
秀一 星野
Ryuichi Kawatake
隆一 川竹
Tatsuya Kurihara
達也 栗原
Muneo Sakauchi
宗穂 坂内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NHK Spring Co Ltd filed Critical NHK Spring Co Ltd
Priority to JP4329594A priority Critical patent/JPH06194238A/en
Publication of JPH06194238A publication Critical patent/JPH06194238A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a highly reliable and high-strength power transmission which receives scarcely influence such as electric noise or external magnetic field and can detect torque in a highly precision. CONSTITUTION:Elastic bodies 60 and 62 are prepared between a first intermediate rotary body 15 and a second intermediate rotary body 32 that are rotated by an input-side rotary axis 11. The second body 32 is rotatable within a specific angle range against the first body 15. The bodies 60 and 62 will be deflected depending on the torque applied on the bodies 15 and 32. A first part 65 to be detected and a second part 66 to be detected are prepared on the first and second bodies 15 and 32, respectively. After the parts 65 and 66 are detected by sensors 70 and 71, the deflection and torque values of the bodies 60 and 62 can be detected on the basis of the changes in outputs sent from the sensors 70 and 71.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力側回転軸に与えら
れた回転力を出力側回転軸に伝達するために使用される
動力伝達装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transmission device used for transmitting a rotational force applied to an input side rotating shaft to an output side rotating shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】入力側回転軸に与えられた回転力を出力
側回転軸に伝えるために使用される動力伝達装置におい
て、回転軸に加わるトルクを検出する必要がある場合
に、トルクを非接触で検出するための手段の一つとし
て、磁性材料の応力・磁気効果を利用したトルク検出手
段が知られている。この検出手段は、磁性材料からなる
軸自体あるいは軸に固着された磁性材料の透磁率がトル
クの大きさに応じて変化することを利用したものであ
り、軸にねじり応力が加わった時に生じる応力・磁気効
果によって、透磁率の変化の度合いを電磁コイルによっ
て電圧値として検出するとともに、これをトルク値に変
換するようにしている。
2. Description of the Related Art In a power transmission device used for transmitting a rotational force applied to an input side rotating shaft to an output side rotating shaft, when the torque applied to the rotating shaft needs to be detected, the torque is not contacted. As one of the means for detecting the magnetic field, a torque detecting means utilizing the stress / magnetic effect of a magnetic material is known. This detecting means utilizes the fact that the magnetic permeability of the shaft itself made of a magnetic material or the magnetic material fixed to the shaft changes according to the magnitude of the torque, and the stress generated when a torsional stress is applied to the shaft. The magnetic effect detects the degree of change in magnetic permeability as a voltage value by an electromagnetic coil and converts it into a torque value.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術の場合は、外部磁界、例えばモータの漏れ磁束など
の影響や、温度変化あるいは鉄粉等の環境の影響を受け
やすく、信頼性に問題がある。また、透磁率の変化量は
ごく僅かであるから、検出可能なねじり応力を発生させ
るために軸径を細くするなどの対策が必要となる。その
場合、軸が撓みやすくなるため機械的な強度が低下し、
動力伝達装置としての信頼性を損なう原因となる。
However, in the case of the above-mentioned prior art, there is a problem in reliability because it is easily affected by an external magnetic field, for example, a leakage flux of a motor, environmental changes such as temperature change or iron powder. . Further, since the amount of change in magnetic permeability is very small, it is necessary to take measures such as reducing the shaft diameter in order to generate a detectable torsional stress. In that case, since the shaft is easily bent, the mechanical strength is reduced,
This causes a loss of reliability as a power transmission device.

【0004】また、上記従来技術において透磁率変化の
検出感度を向上させるための手段として、例えば軸の4
5°方向に容易磁化方向を合わせるといった改善策も提
案されたが、このような特殊な軸処理はコスト高をまね
くため、実際的な手段ではない。
Further, in the above-mentioned prior art, as means for improving the detection sensitivity of the change in magnetic permeability, for example, the axis 4
Improvement measures have been proposed in which the direction of easy magnetization is aligned with the direction of 5 °, but such special axis processing is not a practical means because it causes high cost.

【0005】従って本発明の目的は、温度等の環境変化
や電気的ノイズあるいは外部磁界の影響を受ける度合い
が少なく、軸径を細くする必要もなく、トルクを高精度
に検出できるような信頼性の高い動力伝達装置を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is that the degree of influence of environmental changes such as temperature, electrical noise or external magnetic field is small, the shaft diameter does not need to be made thin, and the torque can be detected with high accuracy. To provide a high power transmission device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明の動力伝達装置は、駆動源によって回
転させられる入力側回転軸と、上記入力側回転軸の回転
に伴って回転する第1の中間回転体と、上記第1の中間
回転体に対しその回転方向にある程度の角度範囲内で相
対的に回動可能に設けられた第2の中間回転体と、上記
第2の中間回転体と一体に回転する出力側回転軸と、上
記第1の中間回転体と第2の中間回転体との相互対向部
間に介在されかつ上記中間回転体に加わるトルクの大き
さに応じて撓む弾性体と、上記第1の中間回転体側に設
けられた第1の被検出部と、上記第2の中間回転体側に
設けられた第2の被検出部と、上記第1および第2の被
検出部を検出するセンサ手段と、上記センサ手段の出力
に基いて上記弾性体の撓み量あるいは撓みに応じたトル
ク変化を求めるコントローラとを具備している。
The power transmission device of the present invention developed to achieve the above object rotates with the rotation of the input side rotating shaft rotated by a drive source and the input side rotating shaft. A first intermediate rotating body; a second intermediate rotating body provided so as to be relatively rotatable with respect to the first intermediate rotating body within a certain angle range in the rotation direction thereof; and the second intermediate rotating body Depending on the magnitude of the torque that is interposed between the output side rotating shaft that rotates integrally with the rotating body and the mutually opposing portion of the first intermediate rotating body and the second intermediate rotating body and that is applied to the intermediate rotating body. A flexible elastic body, a first detected portion provided on the side of the first intermediate rotating body, a second detected portion provided on the side of the second intermediate rotating body, and the first and second portions. Sensor means for detecting the detected portion of the, and the elasticity based on the output of the sensor means. And it includes a controller for determining the amount of deflection or bending torque change corresponding to the.

【0007】[0007]

【作用】駆動源によって入力側回転軸が回転させられる
と第1の中間回転体が回転し、その回転力は弾性体を介
して第2の中間回転体に伝わるため、第2の中間回転体
と出力側回転軸が一体に回転する。そして第1の被検出
部と第2の被検出部がセンサ手段によって検出される。
この場合、中間回転体に加わるトルクが上記弾性体を撓
ませる力よりも小さければ、第1の中間回転体と第2の
中間回転体の回転方向の相対位置関係が変わらないか
ら、センサ手段は一定の信号をコントローラに送出す
る。
When the input side rotating shaft is rotated by the drive source, the first intermediate rotating body is rotated, and the rotational force is transmitted to the second intermediate rotating body via the elastic body. And the output side rotation shaft rotate together. Then, the first detected portion and the second detected portion are detected by the sensor means.
In this case, if the torque applied to the intermediate rotating body is smaller than the force for bending the elastic body, the relative positional relationship between the first intermediate rotating body and the second intermediate rotating body in the rotation direction does not change, so that the sensor means Send a constant signal to the controller.

【0008】何らかの原因によって出力側回転軸の負荷
が増大すると、負荷の大きさに応じたトルクが中間回転
体に加わり、弾性体が撓むようになるから、撓みの変化
に応じて、第1の中間回転体と第2の中間回転体の回転
方向の相対位置関係が変化する。これによって、センサ
手段の出力が変化するから、この変化に基いて弾性体の
撓みがコントローラによって算出される。この場合、弾
性体の撓み量とトルクとの関係を予め求めておくことに
より、弾性体の撓み量からトルク値を算出することもで
きる。
When the load on the output side rotating shaft increases for some reason, a torque corresponding to the magnitude of the load is applied to the intermediate rotating body and the elastic body bends. The relative positional relationship between the rotating body and the second intermediate rotating body in the rotation direction changes. As a result, the output of the sensor means changes, and the controller calculates the deflection of the elastic body based on this change. In this case, the torque value can be calculated from the flexure amount of the elastic body by previously obtaining the relationship between the flexure amount of the elastic body and the torque.

【0009】[0009]

【実施例】以下に本発明の第1実施例について、図1な
いし図4を参照して説明する。図1に示された動力伝達
装置10において、図示左側に位置する入力側回転軸1
1は、図示しないモータ等の駆動源によって回転力が与
えられるようになっている。この入力側回転軸11は、
ベアリング12によってハウジング13の一端側に回転
自在に支持されている。入力側回転軸11に第1の中間
回転体15が設けられており、入力側回転軸11の回転
に伴って第1の中間回転体15が回転するようになって
いる。第1の中間回転体15の端部に一対の凸部20,
21が設けられている。第1の中間回転体15の中心部
に凹部22が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the power transmission device 10 shown in FIG. 1, the input side rotating shaft 1 located on the left side in the drawing
1 is given a rotational force by a drive source such as a motor (not shown). This input side rotary shaft 11 is
A bearing 12 rotatably supports one end of the housing 13. A first intermediate rotating body 15 is provided on the input side rotating shaft 11, and the first intermediate rotating body 15 rotates as the input side rotating shaft 11 rotates. At the end of the first intermediate rotating body 15, a pair of convex portions 20,
21 is provided. A recess 22 is provided at the center of the first intermediate rotating body 15.

【0010】また、ハウジング13の他端側にベアリン
グ23が設けられており、このベアリング23によっ
て、被動側回転ユニット30が回転自在に支持されてい
る。被動側回転ユニット30は、入力側回転軸11と同
一軸線上に位置する出力側回転軸31と、この出力側回
転軸31の端部に設けられた第2の中間回転体32など
を備えて構成されている。
A bearing 23 is provided on the other end side of the housing 13, and the driven side rotation unit 30 is rotatably supported by the bearing 23. The driven side rotation unit 30 includes an output side rotation shaft 31 located on the same axis as the input side rotation shaft 11 and a second intermediate rotating body 32 provided at an end of the output side rotation shaft 31. It is configured.

【0011】第2の中間回転体32は中空の円盤状をな
しており、キー45によって出力側回転軸31に対する
回り止めがなされているとともに、止め輪46によっ
て、出力側回転軸31に対する軸線方向の位置が規制さ
れている。
The second intermediate rotator 32 has a hollow disk shape, and is locked by the key 45 with respect to the output side rotary shaft 31, and is also stopped by the retaining ring 46 in the axial direction with respect to the output side rotary shaft 31. The position of is regulated.

【0012】図2に示されるように、第2の中間回転体
32の図示下側と上側に一対の円弧状の空間部50,5
1が設けられており、各空間部50,51に、第1の中
間回転体15の凸部20,21が挿入されている。図示
例の凸部20,21は、第1の中間回転体15の回転方
向に互いに180°の関係で配置されている。
As shown in FIG. 2, a pair of arcuate space portions 50 and 5 are provided on the lower side and the upper side of the second intermediate rotating body 32 in the figure.
1 is provided, and the convex portions 20 and 21 of the first intermediate rotating body 15 are inserted into the respective space portions 50 and 51. The convex portions 20 and 21 in the illustrated example are arranged in a 180 ° relationship with each other in the rotation direction of the first intermediate rotating body 15.

【0013】凸部20,21は、上記空間部50,51
の内部において、中間回転体32の周方向にある程度の
角度範囲内で回動することができる。言い換えると、第
1の中間回転体15と第2の中間回転体32は、互いに
周方向にある程度の角度範囲で相対的に回動することが
できるようになっている。
The convex portions 20 and 21 have the space portions 50 and 51.
In the inside of, the intermediate rotating body 32 can be rotated within a certain angle range in the circumferential direction. In other words, the first intermediate rotating body 15 and the second intermediate rotating body 32 are relatively rotatable in the circumferential direction within a certain angle range.

【0014】上記凸部20,21は、各々の両端面にば
ね座55,56を有している。そして一方のばね座55
と第2の中間回転体32の回転方向対向部57との間
に、第1の弾性体60が、初期撓みを与えた状態(圧縮
した状態)で挿入されている。従ってこの第1の弾性体
60は、第1の中間回転体15を第2の中間回転体32
に対して図2中の反時計回り方向に付勢する。
The protrusions 20 and 21 have spring seats 55 and 56 on both end faces thereof. And one spring seat 55
The first elastic body 60 is inserted between the first elastic body 60 and the rotation direction facing portion 57 of the second intermediate rotary body 32 in a state in which initial bending is applied (compressed state). Therefore, the first elastic body 60 is configured such that the first intermediate rotating body 15 is connected to the second intermediate rotating body 32.
2 is urged in the counterclockwise direction in FIG.

【0015】また、上記凸部20,21に設けられた他
方のばね座56と第2の中間回転体32の回転方向対向
部61との間に、第2の弾性体62が、初期撓みを与え
た状態で挿入されている。従って第2の弾性体62は、
第1の中間回転体15を第2の中間回転体32に対して
時計回り方向に付勢する。
Further, the second elastic body 62 causes an initial deflection between the other spring seat 56 provided on the convex portion 20 or 21 and the rotationally facing portion 61 of the second intermediate rotating body 32. It is inserted in the given state. Therefore, the second elastic body 62 is
The first intermediate rotating body 15 is biased in the clockwise direction with respect to the second intermediate rotating body 32.

【0016】上記弾性体60,62の一例は圧縮コイル
ばねであるが、コイルばねの代りに例えば皿ばねを用い
てもよいし、あるいは合成ゴムやエラストマ等のゴム状
弾性体を用いてもよいなど、要するに荷重の大きさに応
じて撓みかつ弾性復元力を有する部材であればよい。
An example of the elastic bodies 60 and 62 is a compression coil spring, but a disc spring may be used instead of the coil spring, or a rubber-like elastic body such as synthetic rubber or elastomer may be used. In short, any member may be used as long as it is flexible and has elastic restoring force according to the magnitude of the load.

【0017】第1の中間回転体15の外周部に、周方向
に等間隔で複数の突起状の第1の被検出部65が設けら
れている。また第2の中間回転体32の外周部にも、第
1の被検出部65と同じ間隔で、複数の突起状の第2の
被検出部66が設けられている。
On the outer peripheral portion of the first intermediate rotating body 15, a plurality of projecting first detected portions 65 are provided at equal intervals in the circumferential direction. Further, on the outer peripheral portion of the second intermediate rotating body 32, a plurality of projecting second detected portions 66 are provided at the same intervals as the first detected portions 65.

【0018】そしてハウジング13の円筒状部分68
に、上記第1の被検出部65と対向する位置に第1のセ
ンサ70が設けられている。また、第2の被検出部66
と対向する位置に第2のセンサ71が設けられている。
これらのセンサ70,71はセンサ手段72を構成す
る。センサ70,71の一例は磁気式近接センサであ
り、各センサ70,71に、それぞれ、例えば励磁コイ
ルと検出コイル(いずれも図示せず)が内蔵されてい
る。この場合、上記励磁コイルによって発生させた磁界
を被検出部65,66に作用させ、その時に生じる磁気
的変化を上記検出コイルによって検出することで、被検
出部65,66がセンサ70,71のところを通過する
時にパルス信号を出力するようになっている。
The cylindrical portion 68 of the housing 13
Further, a first sensor 70 is provided at a position facing the first detected portion 65. In addition, the second detected portion 66
A second sensor 71 is provided at a position opposed to.
These sensors 70, 71 constitute a sensor means 72. An example of the sensors 70 and 71 is a magnetic proximity sensor, and each of the sensors 70 and 71 has, for example, an excitation coil and a detection coil (both not shown) built therein. In this case, the magnetic field generated by the exciting coil is applied to the detected parts 65 and 66, and the magnetic change occurring at that time is detected by the detection coils, whereby the detected parts 65 and 66 are detected by the sensors 70 and 71. When passing through, it outputs a pulse signal.

【0019】センサ70,71は、上述の磁気式近接セ
ンサ以外に、光学的センサあるいは超音波センサなど、
要するに被検出部65,66を非接触で検出することが
できるものであればよく、使用環境に適したものを適宜
選択すればよい。また、被検出部65,66は要するに
センサ70,71によって検出可能な目印であればよい
から、センサ70,71の検出原理に応じて凸部以外の
態様のものが適用される。
The sensors 70 and 71 are, in addition to the magnetic proximity sensor described above, an optical sensor or an ultrasonic sensor.
In short, it is sufficient that the detected parts 65 and 66 can be detected in a non-contact manner, and a suitable one for the use environment may be appropriately selected. Further, the detected parts 65 and 66 may be any marks that can be detected by the sensors 70 and 71, and therefore, other than the convex part is applied according to the detection principle of the sensors 70 and 71.

【0020】上記センサ70,71は、信号線75,7
6を介してコントローラ77に接続されている。このコ
ントローラ77はマイクロコンピュータ等を用いた演算
回路を含んでおり、後述するように第1のセンサ70と
第2のセンサ71から出力されるパルスの位相のずれに
基いて、弾性体60,62に発生した撓みの大きさとト
ルクを算出するような一連のデータ処理プログラムが組
込まれている。
The sensors 70, 71 are connected to the signal lines 75, 7
It is connected to the controller 77 via 6. The controller 77 includes an arithmetic circuit using a microcomputer or the like, and based on the phase shift of the pulses output from the first sensor 70 and the second sensor 71, the elastic bodies 60, 62 are generated as will be described later. A series of data processing programs for calculating the amount of flexure and torque that have occurred are incorporated.

【0021】次に上記構成の動力伝達装置10の作用に
ついて説明する。図示しない駆動源によって入力側回転
軸11が回転させられると、その回転力が第1の中間回
転体15に伝わることによって、第1の中間回転体15
が回転する。例えば、図2において第1の中間回転体1
5が時計回り方向に回転すると、そのトルクが第1の弾
性体60を圧縮する方向に加わりながら第2の中間回転
体32に伝わるため、第2の中間回転体32と出力側回
転軸31が時計回り方向に回転する。
Next, the operation of the power transmission device 10 having the above structure will be described. When the input-side rotating shaft 11 is rotated by a drive source (not shown), the rotational force is transmitted to the first intermediate rotating body 15, whereby the first intermediate rotating body 15
Rotates. For example, in FIG. 2, the first intermediate rotating body 1
When 5 rotates in the clockwise direction, the torque is transmitted to the second intermediate rotating body 32 while being applied in the direction of compressing the first elastic body 60, so that the second intermediate rotating body 32 and the output side rotating shaft 31 are separated. Rotate clockwise.

【0022】ここで、上記トルクが第1の弾性体60の
初期撓みによる反発力よりも小さければ、第1の弾性体
60は実質的に撓むことなく第2の中間回転体32が上
記方向に回転する。この場合、第1の中間回転体15と
第2の中間回転体32の相対的な位置関係は変化せず、
従って第1のセンサ70と第2のセンサ71から送出さ
れるパルスは、図3に示されるように互いに同期したも
のとなる。
Here, if the torque is smaller than the repulsive force due to the initial bending of the first elastic body 60, the first elastic body 60 does not substantially bend and the second intermediate rotating body 32 moves in the above direction. Rotate to. In this case, the relative positional relationship between the first intermediate rotating body 15 and the second intermediate rotating body 32 does not change,
Therefore, the pulses sent from the first sensor 70 and the second sensor 71 are synchronized with each other as shown in FIG.

【0023】第1の中間回転体15が反時計回り方向に
回転する時には、トルクが第2の弾性体62を圧縮する
方向に加わりながら第2の中間回転体32に伝わるた
め、第2の中間回転体32と出力側回転軸31が反時計
回り方向に回転する。この場合も、トルクが第2の弾性
体62の初期撓みによる反発力よりも小さければ、第2
の弾性体62が実質的に撓むことなく第2の中間回転体
32が上記方向に回転する。従ってこの場合も図3に示
されるような出力となる。
When the first intermediate rotating body 15 rotates in the counterclockwise direction, torque is transmitted to the second intermediate rotating body 32 while being applied in the direction of compressing the second elastic body 62. The rotating body 32 and the output side rotation shaft 31 rotate counterclockwise. Also in this case, if the torque is smaller than the repulsive force due to the initial deflection of the second elastic body 62, the second
The second intermediate rotating body 32 rotates in the above-described direction without substantially bending the elastic body 62. Therefore, also in this case, the output is as shown in FIG.

【0024】何らかの原因により出力側の負荷が増大し
て出力側回転軸31に加わるトルクが増大すると、トル
クの大きさに応じて弾性体60(または62)が撓むよ
うになる。そしてこの場合、弾性体60(または62)
の撓み量に応じて第1の中間回転体15と第2の中間回
転体32の回転方向の相対位置関係が変化するため、第
1のセンサ70と第2のセンサ71によって検出される
出力の関係が、例えば図4に示されるような位相ずれを
生じる。
When the load on the output side increases due to some reason and the torque applied to the output side rotating shaft 31 increases, the elastic body 60 (or 62) flexes according to the magnitude of the torque. And in this case, the elastic body 60 (or 62)
Since the relative positional relationship in the rotation direction between the first intermediate rotating body 15 and the second intermediate rotating body 32 changes according to the amount of bending of the output, the output detected by the first sensor 70 and the second sensor 71 The relationship causes a phase shift as shown in FIG. 4, for example.

【0025】上記位相ずれはコントローラ77の演算回
路に入力され、予め求めておいた位相ずれと撓みとの関
係に基いて、弾性体60,62の撓み量が算出される。
弾性体60,62の荷重・撓み特性が線形特性であれ
ば、弾性体60,62の撓みは荷重に比例するから、撓
みの大きさから荷重(トルク)が求まる。
The phase shift is input to the arithmetic circuit of the controller 77, and the amount of flexure of the elastic bodies 60, 62 is calculated based on the relationship between the phase shift and the flexure which is obtained in advance.
If the load / deflection characteristics of the elastic bodies 60 and 62 are linear characteristics, the flexure of the elastic bodies 60 and 62 is proportional to the load, and thus the load (torque) is obtained from the magnitude of the flexure.

【0026】上記実施例の場合、トルクの検出にディジ
タル信号が利用されるため、電気的ノイズや外部磁界の
影響を受けにくい。また、弾性体60,62のばね定数
を変えれば種々のトルク範囲や検出分解能に対処するこ
とができる。そして上記実施例では、回転軸11,31
等のトルク伝達部品に従来品と同等の強度のものを用い
ることができ、格別な処理も不要であるからコストの上
昇をまねくことがなく信頼性も高いものである。
In the case of the above embodiment, since the digital signal is used to detect the torque, it is less susceptible to the influence of electrical noise and external magnetic field. Further, if the spring constants of the elastic bodies 60 and 62 are changed, various torque ranges and detection resolutions can be dealt with. And in the said Example, the rotating shaft 11,31
The torque transmitting parts such as those having the same strength as the conventional products can be used, and no special treatment is required. Therefore, the cost is not increased and the reliability is high.

【0027】なお、図5に示した中間回転体15,32
の変形例においては、弾性体60,62の内側にストッ
パ80が設けられている。この場合、中間回転体15,
32に加わるトルクによって弾性体60,62の撓みが
所定量に達した時、ストッパ80によって弾性体60,
62がそれ以上撓むことが阻止される。
The intermediate rotors 15 and 32 shown in FIG.
In the modified example, the stopper 80 is provided inside the elastic bodies 60 and 62. In this case, the intermediate rotor 15,
When the flexure of the elastic bodies 60, 62 reaches a predetermined amount due to the torque applied to the elastic body 32, the stopper 80 causes the elastic bodies 60, 62 to move.
Further flexion of 62 is prevented.

【0028】従ってこの変形例によれば、弾性体60,
62が破損した場合にも、ストッパ80を介してトルク
を第2の中間回転体32に伝えることができるため、動
力伝達の信頼性が向上する。また、弾性体60,62の
撓み量を許容値以下にすることができるため、弾性体6
0,62がへたることを防止でき、弾性体60,62の
耐久性も向上する。また、ストッパ80の長さを調整す
ることによって、弾性体60,62の撓む範囲を調整す
ることができる。
Therefore, according to this modification, the elastic body 60,
Even if 62 is damaged, torque can be transmitted to the second intermediate rotating body 32 via the stopper 80, so that reliability of power transmission is improved. In addition, since the amount of bending of the elastic bodies 60 and 62 can be set to the allowable value or less, the elastic body 6
The 0 and 62 can be prevented from sagging, and the durability of the elastic bodies 60 and 62 can be improved. Further, by adjusting the length of the stopper 80, the bending range of the elastic bodies 60 and 62 can be adjusted.

【0029】次に本発明の第2実施例について、図6な
いし図9を参照して説明する。なお前記第1実施例と共
通する部分については第1実施例と同一の符号を付して
説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0030】図6に示されるように、第1の中間回転体
15に円盤状の第1の回転部材91が設けられていると
ともに、第2の中間回転体32にも円盤状の第2の回転
部材92が設けられている。そして第1の回転部材91
は第1の中間回転体15と一体に回転し、第2の回転部
材92は第2の中間回転体32と一体に回転するように
なっている。
As shown in FIG. 6, the first intermediate rotating body 15 is provided with the disk-shaped first rotating member 91, and the second intermediate rotating body 32 is also provided with the disk-shaped second rotating member 91. A rotating member 92 is provided. Then, the first rotating member 91
Rotates together with the first intermediate rotating body 15, and the second rotating member 92 rotates together with the second intermediate rotating body 32.

【0031】第1の回転部材91の外周部に複数の第1
の被検出部65が設けられている。これらの被検出部6
5は、第2の回転部材92の方向に突出するようにして
設けられている。これらの被検出部65は第1の回転部
材91の周方向に等間隔で配置されており、互いに隣り
合う被検出部65,65間に、所定ピッチP(図8参
照)の隙間が設けられている。
A plurality of first rotating members are provided on the outer peripheral portion of the first rotating member 91.
The detected part 65 is provided. These detected parts 6
5 is provided so as to project in the direction of the second rotating member 92. These detected parts 65 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the first rotating member 91, and a gap of a predetermined pitch P (see FIG. 8) is provided between the detected parts 65, 65 adjacent to each other. ing.

【0032】また、第2の回転部材92の外周部に、周
方向に等間隔で複数の第2の被検出部66が設けられて
いる。図7,8に示されるように、第1の被検出部65
と第2の被検出部66は、回転部材91,92の周方向
に交互に入り込むようにして配置されている。第2の被
検出部66の幅Wは第1の被検出部65,65間のピッ
チPよりも小さい。従って第1の回転部材91と第2の
回転部材92は、PとWの寸法差だけ互いに周方向に相
対回転できる状態となっている。
Further, a plurality of second detected portions 66 are provided on the outer peripheral portion of the second rotating member 92 at equal intervals in the circumferential direction. As shown in FIGS. 7 and 8, the first detected portion 65
The second detected portion 66 and the second detected portion 66 are arranged so as to alternately enter in the circumferential direction of the rotating members 91 and 92. The width W of the second detected portion 66 is smaller than the pitch P between the first detected portions 65, 65. Therefore, the first rotating member 91 and the second rotating member 92 are in a state of being relatively rotatable in the circumferential direction with respect to each other by the dimensional difference between P and W.

【0033】上記のように、第2実施例においては、第
1の被検出部65と第2の被検出部66がそれぞれ中間
回転体15,32が回転する方向の同一円周上に交互に
配置されている。そしてこれら被検出部65,66を検
出可能な位置に、センサ手段72として1個のセンサ7
0が配置されている。
As described above, in the second embodiment, the first detected portion 65 and the second detected portion 66 are alternately arranged on the same circumference in the direction in which the intermediate rotors 15 and 32 rotate. It is arranged. Then, one sensor 7 is used as the sensor means 72 at a position where these detected parts 65 and 66 can be detected.
0 is placed.

【0034】上記構成の第2実施例において、図示しな
い駆動源によって入力側回転軸11が回転させられる
と、第1の中間回転体15と第1の回転部材91が同一
方向に回転する。例えば、図7において第1の中間回転
体15が時計回り方向に回転すると、そのトルクが第1
の弾性体60を圧縮する方向に加わりながら第2の中間
回転体32に伝わるため、第2の中間回転体32が時計
回り方向に回転する。
In the second embodiment having the above-mentioned structure, when the input side rotating shaft 11 is rotated by the driving source (not shown), the first intermediate rotating body 15 and the first rotating member 91 rotate in the same direction. For example, in FIG. 7, when the first intermediate rotating body 15 rotates clockwise, the torque becomes the first
Since the elastic body 60 is transmitted to the second intermediate rotating body 32 while being applied in the direction of compressing the elastic body 60, the second intermediate rotating body 32 rotates in the clockwise direction.

【0035】ここで、上記トルクが第1の弾性体60の
初期撓みによる反発力よりも小さければ、第1の弾性体
60は実質的に撓むことなく第2の中間回転体32が上
記方向に回転する。この場合、第1の中間回転体15と
第2の中間回転体32とが互いに中立位置に保たれたま
まであるため、センサ70から送出されるパルスは、図
9の上側(軽負荷時)に示されるようにほぼ等間隔で現
れる。この図9は、センサ70が被検出部65,66を
検出している時がオフ、センサ70が被検出部65,6
6を検出していない時がオンとなるようにした例であ
る。
If the torque is smaller than the repulsive force due to the initial bending of the first elastic body 60, the first elastic body 60 does not substantially bend and the second intermediate rotating body 32 moves in the above direction. Rotate to. In this case, since the first intermediate rotating body 15 and the second intermediate rotating body 32 are kept in the neutral position with respect to each other, the pulse sent from the sensor 70 is directed to the upper side (during light load) of FIG. As shown, they appear at approximately equal intervals. In FIG. 9, when the sensor 70 detects the detected portions 65 and 66, it is turned off, and the sensor 70 detects the detected portions 65 and 66.
This is an example in which it is turned on when 6 is not detected.

【0036】何らかの原因により出力側の負荷が増大し
て出力側回転軸31に加わるトルクが増大すると、トル
クの大きさに応じて弾性体60(または62)が撓む。
そしてこの場合、弾性体60(または62)の撓み量に
応じて第1の中間回転体15と第2の中間回転体32の
回転方向の相対位置関係が変化するため、第1の被検出
部65と第2の被検出部66の位置関係が変化すること
により、その変化量に応じて、例えば図9の下側(重負
荷時)に示されるような出力を生じる。この出力はコン
トローラ77に入力され、弾性体60,62の撓み量あ
るいは荷重(トルク値)に関する情報が得られる。
When the output load increases for some reason and the torque applied to the output rotary shaft 31 increases, the elastic body 60 (or 62) bends according to the magnitude of the torque.
In this case, the relative positional relationship in the rotation direction between the first intermediate rotating body 15 and the second intermediate rotating body 32 changes according to the amount of bending of the elastic body 60 (or 62). By changing the positional relationship between 65 and the second detected portion 66, an output such as that shown in the lower side (under heavy load) of FIG. 9 is generated according to the change amount. This output is input to the controller 77, and information regarding the amount of bending or the load (torque value) of the elastic bodies 60 and 62 is obtained.

【0037】上記第2実施例によれば、1個のセンサ7
0によって第1の被検出部65と第2の被検出部66が
検出されるため、センサを複数個用いる場合に比較して
構造が簡略化する。また、弾性体60,62の撓みが所
定量に達した時に、第1の被検出部65と第2の被検出
部66が互いに回転方向に接し合うことによってストッ
パとして機能し、それ以上のトルクが負荷された時には
第1の中間回転体15の回転力が直接第2の中間回転体
32に伝わるため、弾性体60,62が許容限度以上に
撓むことが防止される。
According to the second embodiment, one sensor 7
Since the first detected portion 65 and the second detected portion 66 are detected by 0, the structure is simplified as compared with the case where a plurality of sensors are used. Further, when the elastic bodies 60, 62 bend to a predetermined amount, the first detected portion 65 and the second detected portion 66 are in contact with each other in the rotational direction to function as a stopper, and a torque larger than that is generated. When is loaded, the rotational force of the first intermediate rotating body 15 is directly transmitted to the second intermediate rotating body 32, so that the elastic bodies 60 and 62 are prevented from bending beyond an allowable limit.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、弾性体の撓み量の変化
に基いてトルクが検出されるため、電気的ノイズや外部
磁界の影響あるいは温度変化やダスト等に影響されるこ
となく高精度にトルクを検出できる。また、透磁率変化
を検出する場合のような軸径を細くするといった対策も
不要であるから、機械的な強度と信頼性を損なうことが
ない。また、回転軸等のトルク伝達部品に特殊な処理が
不要であるから、低コストで実施可能であり、作動信頼
性も高い。
According to the present invention, since the torque is detected based on the change in the bending amount of the elastic body, it is possible to achieve high accuracy without being affected by electrical noise, external magnetic field, temperature change or dust. Torque can be detected. Further, it is not necessary to take measures such as reducing the shaft diameter as in the case of detecting a change in magnetic permeability, so that mechanical strength and reliability are not impaired. Further, since no special processing is required for the torque transmitting parts such as the rotating shaft, it can be implemented at low cost and has high operation reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す動力伝達装置の縦断
面図。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a power transmission device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中のII-II 線に沿う断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図3】図1に示された装置におけるセンサの出力の例
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an output of a sensor in the device shown in FIG.

【図4】図1に示された装置においてトルクが増大した
場合の出力の例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of output when torque is increased in the device shown in FIG.

【図5】中間回転体の変形例を示す動力伝達装置の縦断
面図。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a power transmission device showing a modified example of an intermediate rotating body.

【図6】本発明の第2実施例を示す動力伝達装置の縦断
面図。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a power transmission device showing a second embodiment of the present invention.

【図7】図6中のVII-VII 線に沿う断面図。7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.

【図8】図6に示された装置における被検出部を示す斜
視図。
8 is a perspective view showing a detected part in the apparatus shown in FIG.

【図9】図6に示された装置におけるセンサの出力の例
を示す図。
9 is a diagram showing an example of an output of a sensor in the device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…動力伝達装置、11…入力側回転軸、15…第1
の中間回転体、31…出力側回転軸、32…第2の中間
回転体、60,62…弾性体、65…第1の被検出部、
66…第2の被検出部、70…第1のセンサ、71…第
2のセンサ、72…センサ手段、77…コントローラ、
80…ストッパ。
10 ... Power transmission device, 11 ... Input side rotating shaft, 15 ... 1st
Intermediate rotating body, 31 ... output side rotating shaft, 32 ... second intermediate rotating body, 60, 62 ... elastic body, 65 ... first detected part,
66 ... 2nd detected part, 70 ... 1st sensor, 71 ... 2nd sensor, 72 ... Sensor means, 77 ... Controller,
80 ... Stopper.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂内 宗穂 神奈川県横浜市金沢区福浦3丁目10番地 日本発条株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Soho Sakauchi 3-10 Fukuura, Kanazawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動源によって回転させられる入力側回転
軸と、上記入力側回転軸の回転に伴って回転する第1の
中間回転体と、上記第1の中間回転体に対しその回転方
向にある程度の角度範囲内で相対的に回動可能に設けら
れた第2の中間回転体と、上記第2の中間回転体と一体
に回転する出力側回転軸と、上記第1の中間回転体と第
2の中間回転体との相互対向部間に介在されかつ上記中
間回転体に加わるトルクの大きさに応じて撓む弾性体
と、上記第1の中間回転体側に設けられた第1の被検出
部と、上記第2の中間回転体側に設けられた第2の被検
出部と、上記第1および第2の被検出部を検出するセン
サ手段と、上記センサ手段の出力に基いて上記弾性体の
撓み量あるいは撓みに応じたトルク変化を求めるコント
ローラとを具備したことを特徴とする動力伝達装置。
1. An input-side rotating shaft rotated by a drive source, a first intermediate rotating body that rotates with the rotation of the input-side rotating shaft, and a rotating direction with respect to the first intermediate rotating body. A second intermediate rotating body that is relatively rotatable within a certain angle range; an output-side rotating shaft that rotates integrally with the second intermediate rotating body; and the first intermediate rotating body. An elastic body that is interposed between parts facing each other with the second intermediate rotating body and that bends according to the magnitude of the torque applied to the intermediate rotating body, and a first covered member provided on the first intermediate rotating body side. A detection part, a second detected part provided on the second intermediate rotating body side, a sensor means for detecting the first and second detected parts, and the elasticity based on the output of the sensor means. Equipped with a controller that determines the amount of flexure of the body or the torque change according to the flexure Power transmission device according to claim and.
【請求項2】上記弾性体に圧縮コイルばねを用いた請求
項1記載の動力伝達装置。
2. The power transmission device according to claim 1, wherein a compression coil spring is used for the elastic body.
【請求項3】上記第1の被検出部と第2の被検出部が互
いに上記中間回転体の軸線方向に離間して配置されてお
り、かつ上記センサ手段が上記第1の被検出部を検出す
る第1のセンサと上記第2の被検出部を検出する第2の
センサとからなり、上記第1のセンサと第2のセンサの
出力に基づいて上記弾性体の撓み量あるいは撓みに応じ
たトルク変化を求めるようにした請求項1記載の動力伝
達装置。
3. The first detected part and the second detected part are arranged so as to be separated from each other in the axial direction of the intermediate rotating body, and the sensor means sets the first detected part. It comprises a first sensor for detecting and a second sensor for detecting the second detected portion. Depending on the output of the first sensor and the second sensor, the amount of bending or the bending of the elastic body is determined. The power transmission device according to claim 1, wherein the torque change is obtained.
【請求項4】上記第1の中間回転体と第2の中間回転体
との回転方向相互対向部間に、上記弾性体が所定量以上
撓むことを阻止するストッパが設けられている請求項1
記載の動力伝達装置。
4. A stopper is provided between portions of the first intermediate rotating body and the second intermediate rotating body that face each other in the rotational direction, and a stopper that prevents the elastic body from bending by a predetermined amount or more. 1
The power transmission device described.
【請求項5】上記第1の被検出部と第2の被検出部がそ
れぞれ上記中間回転体の回転方向の同一円周上に交互に
配置されており、上記弾性体の撓みに応じて変化する第
1の被検出部と第2の被検出部の相対位置関係を1つの
センサを備えた上記センサ手段によって検出するように
した請求項1記載の動力伝達装置。
5. The first detected portion and the second detected portion are alternately arranged on the same circumference in the rotation direction of the intermediate rotating body, and change depending on the bending of the elastic body. The power transmission device according to claim 1, wherein the relative positional relationship between the first detected portion and the second detected portion is detected by the sensor means having one sensor.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671395B1 (en) * 2004-11-09 2007-01-22 호감테크놀로지(주) Engine Torque Measurement Device of Vehicle
EP1956346A3 (en) * 2007-02-05 2011-06-08 ProVita Verwaltung GmbH Device for controlling the standstill state of a motorised drive mechanism
JP2015040037A (en) * 2013-08-22 2015-03-02 本田技研工業株式会社 Power transmission device
JP2019049429A (en) * 2017-09-08 2019-03-28 小倉クラッチ株式会社 Torque detector

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