专利名称：旋转状态检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转状态检测装置，其检测旋转体的运动状态。
背景技术：
目前，专利文献I中，作为检测旋转体的转矩的装置，公开有具备磁致伸缩式的转矩传感器。另外，通常公知有在旋转体上设置凹凸部件等，通过检测该凹凸的变化引起的电磁场的变化来检测旋转体的转速的旋转传感器等。由此，通过检测旋转体的转矩和转速来检测旋转状态。专利文献I :(日本)特开2003-172430号公报但是，专利文献I记载的技术存在以下问题只检测转矩，转速检测必须另外具备转速传感器，导致零件数量的増加。
发明内容
本发明是着眼于所述课题而提出的，其目的在于提供一种旋转状态检测装置，其不会导致零件数量的増大，能够检测转矩和转速这两者。为了实现所述目的，本发明的旋转状态检测装置的特征在干，具备电信号检测部，其输出与根据作用于旋转体的转矩而变形的部件的变形量相对应的电信号；旋转状态检测部，其根据通过该电信号检测部检测出的电信号的振幅计算作用于所述旋转体的转矩，并且基于所述电信号的变动周期计算所述旋转体的转速。因此，能够根据ー个电信号检测转矩和转速两种信息，而不需要另外设置转矩传感器和转速传感器，能够抑制零件数量。
图I是应用了实施例I的旋转状态检测装置的终端传动机构的放大剖面图；图2是表示安装有实施例I的旋转状态检测装置的自动变速器的概略构成的图；图3是实施例I的轴承的放大局部的剖面图；图4是实施例I的轴承的放大局部的剖面图；图5是表不实施例I的电信号的时间变化的图。符号说明16终端传动机构34减速齿轮36终端齿轮 41差速器44L、44R左右驱动轴47壳体部件(支承部件)48轴承(滚子轴承)
48a(轴承)内圈48b圆锥滚柱48c(轴承)外圈48d保持器60应变仪100旋转状态检测部101转速检测部102转矩检测部
具体实施例方式图I是应用了实施例I的旋转状态检测装置的终端传动机构的放大剖面图。该终端传动机构16具备与成为自动变速装置的输出部件的减速齿轮34啮合的终端齿轮36、通过螺栓45与罩46 —起固定于终端齿轮36的差速器41。罩46形成为凸缘状,通过安装在小径的圆筒部46a的外周面与壳体47 (支承部件)之间的轴承48 (滚子轴承)转动自如地被支承。如图4所示，轴承48具有相对于圆筒部46a被压入固定的轴承内圈48a、圆锥滚柱48b、相对于壳体47固定的轴承外圈48c、规定圆锥滚柱48b的圆周方向位置的保持器48d。在轴承外圈48c上形成有切ロ 481c，在内部安装有应变仪60。另ー方面，差速器41在旋转轴方向的前端侧具有小径的圆筒部41a，并通过安装于该圆筒部41a的外周面与壳体47之间的轴承49转动自如地被支承。在差速器41上固定有将其相对于旋转轴向垂直方向内侧贯通的轴部件50，在这些轴部件50上转动自如地支承有小齿轮42。而且，终端齿轮36、罩46、差速器41构成为以左右驱动轴44L、44R的轴为中心一体地旋转。在上述的小齿轮42上啮合有形成于形成为中空的圆筒状的左右半轴齿轮43L、43R的基端侧的齿轮部43a。左右半轴齿轮43L、43R的中间部43b的外周面分别通过罩46的圆筒部46a、差速器41的圆筒部41a转动自动地被支承，前端侧的延伸部43c分别向罩46的旋转轴方向外侧延伸。在左右半轴齿轮43L、43R的内周侧的中空部43d形成有插装左右驱动轴44L、44R(旋转体)的嵌合部43e及作为左右驱动轴44L、44R的防脱件的C环用槽43h。另外，在左右半轴齿轮43L、43R的延伸部43c的内周面环状地形成有O形环槽43f，在此安装有O形环51。而且，在左右半轴齿轮43L、43R的中空部43d的基端侧形成有嵌合盖部件52的防脱部43g。在左右半轴齿轮43L、43R的延伸部43c的外周设有维持延伸部43c与壳体47之间的液密性的油封53、和保护该油封53不受垃圾或灰尘影响的防尘罩54。图2是表示安装有实施例I的旋转状态检测装置的自动变速器的概略构成的图。自动变速器单元I具有与发动机等动カ源连接的初级带轮、次级带轮、将初级带轮的驱动力传递给次级带轮的带、将次级带轮的驱动カ传递给终端传动机构16的減速齿轮。在自动变速器単元I内设有初级带轮所在的第一旋转轴01、次级带轮所在的第二旋转轴02、減速齿轮所在的第三旋转轴03、终端传动机构16所在的第四旋转轴04。換言之，终端传动机构16为从位于与第四旋转轴04不同的径向位置的第三旋转轴03侧输入转矩，由此进行旋转的部件，经由轴承48能够旋转地支承于壳体47。应变仪60输出与轴承外圈48c的变形量相对应的电信号。旋转状态检测部100具有根据由应变仪60检测出的电信号检测终端传动机构16转速的转速检测部101、检测作用于终端传动机构16的转矩的转矩检测部102。更详细情况后面叙述。在此，将连结减速齿轮所在的第三旋转轴03和终端传动机构16所在的第四旋转轴04的线定义为LI。应变仪60位于轴承外圈48c的圆周方向与线LI的交点上，即隔着第四旋转轴04设于第三旋转轴03的相反侧。当转矩从减速齿轮34向终端齿轮36传递吋，产生作用于终端齿轮36的接线方向的カ而且，产生使第三旋转轴03与第四旋转轴04之间分离的方向的力。该カ经由轴承48由壳体47接收。因此，最大的力作用于图3所示的轴承外圈48c的切ロ 481c，根据该カ而产生变形。因此，通过将应变仪60配置于该切ロ 481c的位置，能够有效地检测变形量。图3、4是实施例I的轴承的放大局部剖面图。图3是从旋转轴方向观察轴承48时的B-B局部剖面图，图4是从径向观察轴承时的A-A局部剖面图。转矩从减速齿轮34输入到终端齿轮36时,终端传动机构16开始旋转。随着该旋转,轴承内圈48a也同时进行旋转，使圆锥滚柱48b也沿固定于壳体部件47的轴承外圈48c内周进行滚动。此时，圆锥滚 柱48b每次通过切ロ 481c时，轴承外圈48c发生变形，从而检测变形。图5是表示实施例I的电信号的时间变化的图。如上所述，当圆锥滚柱48b滚动吋，圆锥滚柱48b每次通过应变仪60时，变形量増大，因此，输出图5所示的正弦波。该正弦波的振幅相当于变形量，变形量与作用于终端传动机构16的转矩成比例关系。因此，转矩检测部102通过对所检测出的正弦波的振幅乘以规定的系数而检测转矩。接着，转速检测部101在正弦波上测量凸的顶点间的时间tl。換言之，检测电信号的变动周期。由于圆锥滚柱48b间的距离a由保持器48d限制，所以不管转速多大，都是ー定的。因此，用測量出的时间tl除距离a，计算转速V。具体而言，对电信号实施规定的过滤处理后，将前一次的检测值与本次的检测值进行比较，当从本次值比前一次值大的状态切換成小的状态时，将前一次值作为相当于正弦波的振幅的值，即转矩值存储。同时，开始计数器的计数增加，接着从本次值从比前一次值大的状态切换成小的状态时，用计数器的计数值检测转速V，并且将计数器清零，再次开始计数累计。此外，也可以在规定期间将电信号作为时间序列数据进行保存，且根据所保存的数据检测转矩或转速。该情况下，数据解析需要运算负荷，另外，也需要内存的容量。如上说明所述，实施例I能够得到下述列举的作用效果。(I)具备应变仪60(电信号检测部)，其输出与根据作用于终端传动机构16(旋转体)的转矩而变形的轴承外圈48c (部件)的变形量相对应的电信号；旋转状态检测部100 (旋转状态检测部)，其在转矩检测部102根据由应变仪60检测出的电信号的振幅计算作用于终端传动机构16的转矩，并且在转速检测部101基于电信号的变动周期计算终端传动机构16的转速。因此，能够根据ー个电信号检测转矩和转速两种信息，不需要另外设置转矩传感器和转速传感器，能够抑制零件数量。(2)终端传动机构16为利用从与第三旋转轴03不同的径向位置输入的转矩进行旋转的部件，是经由轴承48 (滚子轴承)可旋转地支承于壳体部件47 (支承部件)的旋转体，应变仪60检测轴承48的外圈48c产生的变形。因此，通过ー个应变仪60能够测量圆锥滚柱48b通过时的周期，能够抑制零件数量。(3)应变仪60被配置于隔着第三旋转轴03与向终端传动机构16输入转矩的位置的相反侧。因此，能够有效地检测变形量的变化。(其它实施例)以上，基于实施例对本发明的旋转状态检测装置进行了说明，至于具体的构成不限于该实施例，只要不脱离本发明所要保护的范围的宗g下，则允许设计的变更或追加。在本实施例中，在轴承的外圈只配置ー个应 变仪，基于随着圆锥滚柱的移动的变形量及变形量变动周期检测出旋转状态。与此相对，例如(日本)特开2003-172430号公报记载的非接触型磁致伸缩型转矩传感器，在圆周方向安装有多个磁性体的情况下，也可以构成为检测通过每个磁性体而变化的电信号的变动周期，并基于此检测旋转状态。另外，实施例中着眼于轴承的轴承外圈变形量，但也可以着眼于壳体侧的变形量。另外，也可以为下述构成，在轴承外圈和壳体部件之间设置压カ检测元件等，通过检测压カ变动来检测变形量。另外，将收装应变仪60的切ロ做成圆周方向的长孔形状，成为使用ー个应变仪的构成，但也可以设置从径向看正方形或圆形的切ロ，且在其中配置应变仪。另外，并不限于切ロ，也可以在轴承外圈形成凸部，也可以在壳体部件侧形成凹部，将两凹凸嵌合，在其内部收装应变仪。另外，通过在圆周方向配置应变仪60而检测变形量，但在采用斜齿轮的情况下，轴承不仅在径向，而且在轴方向也产生与转矩相对应的力。因而，也可以将应变仪60配置在因轴方向的力而发生变形的部分。尤其是，在采用圆锥滚柱的情况下，能够显著地得到与轴方向的力相对应的变形量。另外，作为滚子轴承，不限于圆锥滚柱，也可以采用滚珠轴承、滚针轴承。另外，应变仪的设置位置并不限于线LI上，只要是能有效地检测变形量，也可以配置在其他圆周方向位置。另外，并不限于ー个，也可以配置多个应变仪或压力检测元件。实施例中构成为检测作用于终端传动机构16的转矩及转速，但也可以适用干支承变速器输入轴的轴承。该情况下，能够通过简单的构成检测变速器输入转速和输入转矩。另外，并不限于变速器，也可以适用于动カ源的旋转体。
权利要求
1.一种旋转状态检测装置，其特征在于，具备 电信号检测部，其输出与根据作用于旋转体的转矩而变形的部件的变形量相对应的电信号; 旋转状态检测部，其根据通过该电信号检测部检测出的电信号的振幅计算作用于所述旋转体的转矩，并且基于所述电信号的变动周期计算所述旋转体的转速。
2.如权利要求I所述的旋转状态检测装置，其特征在于，所述旋转体是利用从与该旋转轴不同的径向位置输入的转矩进行旋转的部件，即、为经由滚子轴承可旋转地支承于支承部件的旋转体， 所述电信号检测部为检测所述滚子轴承的外圈产生的变形的应变仪。
3.如权利要求2所述的旋转状态检测装置，其特征在于，所述应变仪被配置于隔着所述旋转轴与向所述旋转体输入转矩的位置相対称的位置。
全文摘要
本发明提供一种旋转状态检测装置，其不会导致零件数量的增大而能够检测转矩和转速这两者。该旋转状态检测装置具备电信号检测部，其检测与因作用于旋转体的转矩而变形的部件的变形量相对应的电信号；旋转状态检测部，其根据通过该电信号检测部检测出的电信号的振幅计算作用于所述旋转体的转矩，并且基于所述电信号的变动周期计算所述旋转体的转速。
文档编号G01D21/02GK102692250SQ20121006828
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月15日 优先权日2011年3月25日
发明者多田健一, 清水尚也, 田中商丰, 胜又哲史, 萩原孝则 申请人:加特可株式会社