| 【発明の名称】 |
駆動装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】水野 裕
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| 【要約】 |
【課題】小型軽量で低コストであり、長期間に渡り精度の高いトルク検知が可能な駆動装置を提供する。
【解決手段】動力源１からの回転出力を負荷に伝達する駆動装置において、入力端と出力端との間の回転力伝達経路に互いに噛み合う少なくとも一対のドライブ歯車３とドリブン歯車４を配置し、ドライブ歯車３によるドリブン歯車４への回転力の伝達に伴い発生するスラスト力を荷重センサ２１で検知し、この荷重センサ２１により回転出力のトルク検知を行なう。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】動力源からの回転出力を負荷に伝達する駆動装置において、入力端と出力端との間の回転力伝達経路に互いに噛み合う少なくとも一対のドライブ歯車とドリブン歯車を配置し、前記ドライブ歯車によるドリブン歯車への回転力の伝達に伴い発生するスラスト力を荷重センサで検知し、この荷重センサにより回転出力のトルク検知を行なうことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】前記ドライブ歯車と前記ドリブン歯車を軸にそれぞれ支持させるとともに、前記ドライブ歯車と前記ドリブン歯車をはすば歯車、かさ歯車、あるいはウォームギアとしたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】前記荷重センサは、磁歪式、静電容量式、あるいは圧電式センサからなることを特徴をする駆動装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、動力源からの回転出力を負荷に伝達可能とするとともに、伝達経路途中の回転トルクを検知可能な駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の駆動装置において回転トルクの検知は、入力端と出力端との間の回転力伝達経路に遊星歯車機構を配置し、例えば、遊星歯車の支持部を入力側、リングギアを出力側として、発生するトルク反力を太陽歯車と一体のリンクを介してポテンショメータで検出するものや、あるいは伝達経路途中の駆動軸に歪みゲージを貼りつけ、歪みゲージと静止する検知手段の間の電気配線としてスリップリングを配置するものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、遊星歯車機構を利用したものでは、小型の移動用に用いるためには、大きさ、重さ、部品点数、コストの問題があった。
【０００４】また、スリップリングを配置するものにおいては、摩擦熱によりあるいはスリップリングが変質して電気伝達特性が変化し正確なトルク検知が不能となったり、磨耗が生じてスリップリングの接触不良が生じて信号電気の伝達が不能となりトルク検知そのものが不能となったりする問題がある。
【０００５】この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、小型軽量で低コストであり、長期間に渡り精度の高いトルク検知が可能な駆動装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００７】請求項１に記載の発明は、『動力源からの回転出力を負荷に伝達する駆動装置において、入力端と出力端との間の回転力伝達経路に互いに噛み合う少なくとも一対のドライブ歯車とドリブン歯車を配置し、前記ドライブ歯車によるドリブン歯車への回転力の伝達に伴い発生するスラスト力を荷重センサで検知し、この荷重センサにより回転出力のトルク検知を行なうことを特徴とする駆動装置。』である。
【０００８】この請求項１に記載の発明によれば、ドライブ歯車によるドリブン歯車への回転力の伝達に伴い発生するスラスト力を荷重センサで検知し、２個の歯車でトルクが検出可能であるから、従来の方式に比べて、トルク検出のための部品点数が少なく、小型軽量で低コストである。
【０００９】請求項２に記載の発明は、『前記ドライブ歯車と前記ドリブン歯車を軸にそれぞれ支持させるとともに、前記ドライブ歯車と前記ドリブン歯車をはすば歯車、かさ歯車、あるいはウォームギアとしたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。』である。
【００１０】この請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の発明と同様に長期に渡り正確なトルク検知が可能となるとともに、動力源から負荷までの動力伝達の途中ではすば歯車、かさ歯車、あるいはウォームギアを利用して回転方向を変換可能となり、動力源と負荷の間の相対位置の自由度が増大する。
【００１１】請求項３に記載の発明は、『前記荷重センサは、磁歪式、静電容量式、あるいは圧電式センサからなることを特徴をする駆動装置。』である。
【００１２】この請求項３に記載の発明によれば、トルク検知を低コストで高精度に行なうことができ、且つ荷重センサに回転は伝達されないので摩耗による荷重センサの検知可能寿命の低下が起きることがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の駆動装置の一実施の形態を図面に基づいて説明するが、この発明はこの実施の形態の説明及び図面の記載に限定されない。
【００１４】図１は回転力伝達経路にはすば歯車を配置した実施の形態の駆動装置の概略構成図である。
【００１５】モータやエンジン等の駆動源１の出力が入力軸２に入力され、この入力回転力は、入力軸２に固着支持されるドライブ歯車３から、このドライブ歯車３に噛み合うドリブン歯車４に伝えられ、さらにこのドリブン歯車４を固着支持する出力軸５から継ぎ手８により接続されたドライブ軸６を介して負荷７に出力される。
【００１６】ドライブ歯車３とドリブン歯車４は平行して噛み合うように配置され、それぞれはすば歯車であり、平歯歯車に比べてかみ合う歯車の割合が増えるため、かみ合いは円滑で歯車の寿命は長くギヤ音が小さく、回転力が伝達される時、それぞれスラスト力を発生する。出力軸５と継ぎ手８はスプライン係合やねじ係合され、出力軸５は継ぎ手８に対してスラスト方向に移動可能になっている。
【００１７】入力軸２の両端部はベアリング１０，１１を介して固定部材１２，１３に支持され、ベアリング１０，１１は固定部材１２，１３に圧入されている。ベアリング１０は深溝形ラジアル玉軸受が用いられ、ベアリング１１はスラスト力を押えるためにアンギュラ形ラジアル玉軸受が用いられている。
【００１８】出力軸５の両端部はベアリング１４，１５を介して固定部材１２，１３に支持され、ベアリング１４，１５は固定部材１２，１３に隙間バメされている。ベアリング１４はスラスト力を押えるためにアンギュラ形ラジアル玉軸受が用いられ、ベアリング１５は深溝形ラジアル玉軸受が用いられている。
【００１９】ドリブン歯車４のスラスト力Ｆ１は出力軸５を回転自在に保持するベアリング１４によっては支持されず、このベアリング１４の内輪、転動ボール、外輪を経てスラスト伝達部材２０に伝達され、さらにスラスト伝達部材２０から荷重センサ２１に伝えられて支持される。スラスト伝達部材２０は固定部材１２に隙間バメとなり、移動可能になっている。固定部材１２はベアリング１０のスラスト荷重及びラジアル荷重を支持する一方、ベアリング１４のラジアル荷重のみを支持するケーシングである。
【００２０】このようにベアリング１４，１５及びスラスト伝達部材２０の外周は、ドリブン歯車４のスラスト力を下記する磁性体２４に伝達するために、固定部材１２，１３に隙間バメとなっており、ベアリング１４，１５及びスラスト伝達部材２０は、摺動抵抗による誤差を低下させるために面粗度を向上させている。また、摺動抵抗を小さくさせるために、摺動部材を介在させ、あるいは摺動部に表面処理をする等の手段を施すと更によい。
【００２１】荷重センサ２１は磁歪式、静電容量式、あるいは圧電式センサからなり、この実施の形態では、２つの検出部Ｋ１，Ｋ２を直列に配置し、これらを１つの非磁性材料からなるケース２２とカバー２３で覆って検出される。ここで、検出部Ｋ１はスラスト伝達部材２０に当接する磁性体２４とその周囲に配された検出コイル２５及びこれらを収納する磁気シールドケース２６を含んで構成され、同様に検出部Ｋ２は磁性体２７とその周囲に配された検出コイル２８及びこれらを収納する磁気シールドケース２９を含んで構成される。磁性体２７と磁気シールドケース２６の間には、隙間があるため、磁性体２４にかかるスラスト力が磁性体２７にはかからない。
【００２２】スラスト力Ｆ１は、磁性体２４、磁気シールドケース２６、磁気シールドケース２９を経てカバー２３、ケース２２さらに固定部材１２に伝達される。これら磁性体２４及び磁性体２７にそれぞれ作用するスラスト力Ｆ１は荷重センサ２１により検出される。
【００２３】この荷重センサ２１の検出は、検出部Ｋ１、Ｋ２の各磁性体２４、２７には同じ荷重がそれぞれ作用するが、磁性体２４にはスラスト力Ｆ１が作用するが磁性体２７には作用しないため、検出部Ｋ１、Ｋ２におけるインダクタンス変化に差が生じ、このインダクタンス変化の差によって各検出コイル２５、２８に発生する電圧Ｖ１、Ｖ２も互いに異なる値を示す。
【００２４】各検出コイル２５、２８に発生する電圧Ｖ１、Ｖ２は環境条件（温度や湿度）等の影響を受けるが、電圧Ｖ１、Ｖ２等の差（Ｖ１−Ｖ２）を差動出力△Ｖとして検出することによって環境条件等の影響を受けることなく荷重Ｐを高精度に検出することができる。
【００２５】この実施の形態では、高精度であるために増幅率を大きく取ることが可能となり、磁性体２４、２７として汎用の材料を使用することができるため、一層のコストダウンを図ることができる。
【００２６】また、一体化した１つの磁気シールドケース２６内に磁性体２４、２７と検出コイル２５、２８を収納しても良く、この場合は、より軽量小型化でき、部品点数も少なくコスト低減が可能となる。
【００２７】このように回転力はベアリング１４により荷重センサ２１には伝達されないので、荷重センサ２１はスラスト力Ｆ１を長期に渡って安定して検出することができる。
【００２８】また、入力軸２２における回転力とスラス卜力Ｆ１の間にはヘリカル角に対応した所定の関係があるので、スラスト力Ｆ１を検知することにより駆動源１の出力回転力（トルク）を算出することができる。この算出されるトルクからさらに出力を算出し、駆動源１の制御を実施し、出力性能等を果たすことができる。
【００２９】なお、ドライブ軸６を支持する不図示の軸受が、ドライブ軸６に作用するスラスト力を支持可能である場合には、ドリブン歯車４にドライブ歯車３から作用するスラスト力Ｆ１と、荷重センサ２１で検知されるスラスト力Ｆ１’と、ドライブ軸６を支持する不図示の軸受からドライブ軸６に作用するスラスト反力Ｆ２の間には、Ｆ１’＝Ｆ１−Ｆ２の関係がなり立つ。ドライブ軸６に作用するスラスト力は、出力軸５と継ぎ手８との係合、及び継ぎ手８とドライブ軸６との係合がそれぞれストレートスプラインによるものである場合には、ドリブン歯車４が荷重センサ２１方向に移動しようとする動きに対する摩擦力に起因する。すなわち、ドリブン歯車４における出力回転力Ｍ（トルク）をオス及びメスのストレートスプラインの接触点までの半径（スプラインの基準ピッチ半径相当）で除して得られる旋回力の、接触点におけるオス及びメスのスプライン表面に立てた共通法線方向の分力に、摩擦係数を掛けたものが摩擦力となり、スラスト反力Ｆ２となる。すなわち、スラスト反力Ｆ２は出力回転力Ｍ（トルク）の関数であり、Ｆ２＝ｆ2（Ｍ）の関係がある。
【００３０】はすば歯車に起因するスラスト力はドリブン歯車４に伝達される出力回転力Ｍ（トルク）も所定の関係にあり、Ｆ１＝ｆ1（Ｍ）が言えるので、Ｆ１’＝Ｆ１−Ｆ２＝ｆ1（Ｍ）−ｆ2（Ｍ）となり、Ｍ＝ｇ1（Ｆ１’）となる。すなわち、事前に実験的に関数ｆ2を調べ、はすば歯車の捩じれ角から理論的に導かれる関数ｆ1とから関数ｇ1が得られ、この関数ｇ１を不図示のコンピュータシステムに記憶させて置くことにより、スラスト力Ｆ１’の検出値からドリブン歯車４における出力回転力Ｍ、さらにドライブ歯車３側の出力回転力Ｍ’は容易に算出できる。
【００３１】さらに、出力軸５と継ぎ手８との係合、及び継ぎ手８とドライブ軸６との係合がそれぞれヘリカルスプラインあるいはネジによるものである場合にも、ドライブ軸６を支持する不図示の軸受からドライブ軸６に作用するスラスト反力Ｆ２と、ドリブン歯車４における出力回転力Ｍとの間には捩じれ角に基づく所定の関係があるので、Ｍ＝ｇ2（Ｆ１′）が導かれ、ストレートスプライン係合の場合と同様にスラスト力Ｆ１’の検出値からドリブン歯車４における出力回転力Ｍ、さらにドライブ歯車３側の出力回転力Ｍ’は容易に算出できる。
【００３２】ドライブ歯車３によるドリブン歯車４への回転力の伝達に伴い発生するスラスト力を荷重センサ２１で検知し、２個の歯車でトルクが検出可能であるから、従来の方式に比べた、トルク検出のための部品点数が少なく、小型軽量で低コストである。また、スラスト荷重を荷重センサで押さえるため、回転力伝達経路のベアリング等にかかるスラスト力が極めて小さくなり、ベアリング等を小型軽量にでき、低コストで耐久性が向上する。
【００３３】図２は回転力伝達経路にはすば歯車を配置した他の実施の形態の駆動装置の概略構成図である。この実施の形態の駆動装置は、ドライブ歯車３とドリブン歯車４が直交して噛み合うように配置される点で図１に示す実施の形態と異なるが、その他は同様に構成されるから同じ符号を付して説明を省略する。
【００３４】図３は回転力伝達経路にかさ歯車を配置した実施の形態の駆動装置の概略構成図である。
【００３５】この実施の形態のモータやエンジン等の駆動源１０１の出力が継ぎ手１０８を介して入力軸１０２に入力され、この入力回転力は、入力軸１０２に固着支持されるドライブ歯車１０３から、このドライブ歯車１０３に噛み合うドリブン歯車１０４に伝えられ、さらにこのドリブン歯車１０４を固着支持する出力軸１０５から負荷１０７に出力される。
【００３６】ドライブ歯車１０３とドリブン歯車１０４は直交して噛み合うように配置され、それぞれかさ歯車であり、エンジン回転力が伝達される時、それぞれスラスト力を発生する。
【００３７】入力軸１０２はベアリング１１０を介して固定部材１１２に支持され、ベアリング１１０は深溝形ラジアル玉軸受が用いられている。ベアリング１１０は固定部材１１２に隙間バメされている。出力軸１０５の両端部はベアリング１１４を介して固定部材１１３に支持され、ベアリング１１４はスラスト力を押さえるためアンキュラ形ラジアル玉軸受が用いられている。ベアリング１１４は固定部材１１２に圧入されている。
【００３８】この実施の形態では、荷重センサ１２１が駆動側に配置され、駆動トルクが直接検出でき、入力軸１０２がスラスト方向に自由に動ける状態で固定されている。ドライブ歯車１０３のスラスト力Ｆ１は入力軸１０２を経てスラスト伝達部材１２０に伝達され、さらにスラスト伝達部材１２０から荷重センサ１２１に伝えられる。スラスト伝達部材１２０は、球状部材で構成され、球面部が入力軸１０２及び磁性体１２４の先端の球面凹部とそれぞれ当接している。この球面凹部の球面の極率半径は、スラスト伝達部材１２０の方が小さいため、接触抵抗が小さく、入力軸１０２の回転時に荷重センサ１２１に荷重以外の力がかからないようになっている。
【００３９】荷重センサ１２１は１つの検出部Ｋ１を有し、非磁性材料からなるケース１２２とカバー１２３で覆って検出される。検出部Ｋ１はスラスト伝達部材１２０に当接する磁性体１２４とその周囲に配された検出コイル１２５及びこれらを収納する磁気シールドケース１２６を含んで構成される。
【００４０】スラスト力Ｆ１は、磁性体１２４、磁気シールドケース１２６を経てカバー１２３、ケース１２２さらに固定部材１１２に伝達される。これら磁性体１２４にそれぞれ作用するスラスト力Ｆ１は荷重センサ１２１により検出される。
【００４１】図４は回転力伝達経路にかさ歯車を配置した他の実施の形態の駆動装置の概略構成図である。この実施の形態の駆動装置は、モータやエンジン等の駆動源１０１の出力が入力軸１０２に入力され、この入力回転力は、入力軸１０２に固着支持されるドライブ歯車１０３から、このドライブ歯車１０３に噛み合うドリブン歯車１０４に伝えられ、さらにこのドリブン歯車１０４を固着支持する出力軸１０５から負荷１０７に出力される。
【００４２】ドライブ歯車１０３とドリブン歯車１０４は平行して噛み合うように配置され、それぞれかさ歯車であり、エンジン回転力が伝達される時、それぞれスラスト力を発生する。
【００４３】入力軸１０２はベアリング１５０を介して固定部材１５１に支持され、ベアリング１５０はスラスト力を押えるためにアンギュラ形ラジアル玉軸受が用いられている。
【００４４】出力軸１０５の両端部はベアリング１６０、１６１を介して固定部材１５１、１１２に支持され、ベアリング１６０、１６１は深溝形ラジアル玉軸受が用いられている。ベアリング１６０、１６１は固定部材１５１、１１２に隙間バメされ、スラスト方向に自由に動ける状態で固定されている。
【００４５】この実施の形態では、荷重センサ２１が被駆動側に配置され、荷重センサ２１により駆動トルクが直接検出できる。このように被駆動側に荷重センサ２１を配置した場合は、駆動トルクにギヤの伝達効率を掛け合わせたものが検出できる。
【００４６】図５は回転力伝達経路にウォームギアを配置した実施の形態の駆動装置の概略構成図である。この実施の形態の駆動装置は、荷重センサ２１が図１の実施の形態と同様に構成され、その他は同様に構成される部材は同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】この実施の形態では、モータやエンジン等の駆動源２０１の出力が継ぎ手２５０を介して入力軸２０２に入力され、この入力回転力は、入力軸２０２に固着支持されるドライブ歯車２０３から、このドライブ歯車２０３に噛み合うドリブン歯車２０４に伝えられ、さらにこのドリブン歯車２０４を固着支持する出力軸２０５から負荷に出力される。
【００４８】ドライブ歯車２０３とドリブン歯車２０４は直交して噛み合うように配置され、それぞれはウォームギヤであり、回転力が伝達される時、それぞれスラスト力を発生する。入力軸２０２と継ぎ手２５０はスプライン係合され、入力軸２０２は継ぎ手２５０に対してスラスト方向に移動可能になっている。
【００４９】入力軸２０２の両端部はベアリング２１０，２１１を介して固定部材２１２，２１３に支持され、ベアリング２１０，２１１は固定部材２１２，２１３に圧入されている。ベアリング２１０は深溝形ラジアル玉軸受が用いられ、ベアリング２１１はスラスト力を押えるためにアンギュラ形ラジアル玉軸受が用いられている。
【００５０】ドライブ歯車２０３のスラスト力Ｆ１は入力軸２０２、ベアリング２１１の内輪、転動ボール、外輪を経てスラスト伝達部材２０に伝達され、さらにスラスト伝達部材２０から荷重センサ２１に伝えられて支持される。
【００５１】このように駆動側で荷重センサ２１によりスラスト力Ｆ１を検出すれば、ウォームギヤにより大きなスラスト力が発生しているため検出が容易である。また、スラストベアリングが不用となり、小型、軽量、低コストである。
【００５２】図６は回転力伝達経路にウォームギアを配置した他の実施の形態の駆動装置の概略構成図である。この実施の形態の駆動装置は、図１と同じ構成の部材は同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態の駆動装置は、ドライブ歯車２０３とドリブン歯車２０４が直交して噛み合うように配置され、ドリブン歯車２０４のスラスト力Ｆ１は出力軸２０５、ベアリング１４の内輪、転動ボール、外輪を経てスラスト伝達部材２０に伝達され、さらにスラスト伝達部材２０から荷重センサ２１に伝えられて支持される。このようにこの実施の形態では、ドライブ歯車２０３とドリブン歯車２０４にウォームギヤにより大きなスラスト力が発生しているため検出が容易であり、またスラストベアリングが不用となり、小型、軽量、低コストである。
【００５３】図７は回転力伝達経路にはすば歯車を配置した他の実施の形態の駆動装置の概略構成図である。この実施の形態の駆動装置は、モータやエンジン等の駆動源３０１の出力が継ぎ手３５０を介して入力軸３０２に入力され、この入力回転力は、入力軸３０２に固着支持されるドライブ歯車３０３から、このドライブ歯車３０３に噛み合うドリブン歯車３０４に伝えられ、さらにこのドリブン歯車３０４を固着支持する出力軸３０５から負荷７に出力される。
【００５４】ドライブ歯車３０３とドリブン歯車３０４は平行して噛み合うように配置され、それぞれはすば歯車であり、平歯歯車に比べてかみ合う歯車の割合が増えるため、かみ合いは円滑で歯車の寿命は長くギヤ音が小さく、回転力が伝達される時、それぞれスラスト力を発生する。入力軸３０２と継ぎ手３５０はスプライン係合され、入力軸３０２は継ぎ手３５０に対してスラスト方向に移動可能になっている。
【００５５】入力軸３０２の両端部はベアリング３１０，３１１を介して固定部材１２，１３に支持され、ベアリング３１０，３１１は深溝形ラジアル玉軸受が用いられ、固定部材１２，１３に隙間バメされてスラスト方向に自由に移動できるようになっている。
【００５６】出力軸３０５の両端部はベアリング３１４，３１５を介して固定部材１２，１３に支持され、ベアリング３１４，３１５は固定部材１２，１３に圧入されている。ベアリング３１４は深溝形ラジアル玉軸受が用いられ、ベアリング３１５はスラスト力を押えるためにアンギュラ形ラジアル玉軸受が用いられている。
【００５７】この実施の形態では、荷重センサ２１が駆動側に配置され、駆動トルクが直接検出でき、ドライブ歯車３０３のスラスト力Ｆ１は入力軸３０２を経てスラスト伝達部材１２０に伝達され、さらにスラスト伝達部材１２０から荷重センサ１２１に直接伝えられ、構造が簡単である。
【００５８】図８は回転力伝達経路にはすば歯車を配置した他の実施の形態の駆動装置の概略構成図である。この実施の形態の駆動装置は、荷重センサ２２１以外は図１と同様に構成されるから同じ符号を付して説明を省略する。
【００５９】荷重センサ２２１の磁性体２２４が出力軸５と一体に形成され、荷重センサ２２１は、磁性体２２４とその周囲に配された検出コイル２２５及びこれらを収納する磁気シールドケース２２６を含んで構成される。スラスト力Ｆ１は、出力軸５から磁性体２２４に伝達され、この磁性体２２４に作用するスラスト力Ｆ１は荷重センサ２２１により検出される。
【００６０】この実施の形態では、荷重センサ２２１を出力軸５と一体化し、出力軸５にかかるスラスト荷重を非接触で検出するため、部品点数が少なく、簡単な構造で低コスト、小型軽量である。このように荷重センサ２２１は、非接触検出のため、感度の低下が問題となる場合には、出力軸５を中空化又は小径化して応力を増加させたり、出力軸５の表面に溝加工またはメッキ等の処理を施すことにより、検出感度を向上させると良い。
【００６１】図９及び図１０はこの発明の駆動装置を電動ハイブリッド自転車に適用した実施の形態を示している。図９（ａ）は電動ハイブリッド自転車５００に搭載される駆動装置５０１の駆動源１がペダル軸近傍にある場合であり、図９（ｂ）は駆動源１が後輪軸近傍にある場合を示しており、二輪車に乗っている者がペダル５７０を踏み、このペダル５７０の踏力による回転出力とモータやエンジンの回転合成出力が減速されて出力され、この出力によりチェーン５１６を介して後輪５６０を回転させる。駆動源１は、回転力伝達経路に配置される荷重センサのトルク情報に基づいて制御されるようになっている。
【００６２】図１０は図９（ｂ）の１例を示したものであり、駆動装置の駆動源にモータの場合の実施の形態を示す断面図である。この実施の形態では、チェーン５１６を介してスプロケット５１５に伝えられた回転力は、入力軸６０５に固着支持されるドライブ歯車６０４からこのドライブ歯車６０４にかみ合うドリブン歯車６０３に伝えられ、さらにこのドリブン歯車６０３を固着支持する出力軸６０２から同軸に固定された平歯車５１４に伝えられる。さらに、歯車５１３、ワンウェイクラッチ５１２を介して、モータ５１０と同軸に固定された後輪５９０に伝達される。
【００６３】ドライブ歯車６０４とドリブン歯車６０３は平行して噛み合うように配置され、それぞれはすば歯車であり、それぞれスラスト力を発生する。入力軸６０５の両端部はベアリング６１１，６１０を介してフレーム部材６１２，６１３に支持され、ベアリング６１４，６１５はフレーム部材６１２，６１３に隙間バメされている。ベアリング６１４はスラスト力を押えるためにアンギュラ形ラジアル玉軸受が用いられ、ベアリング６１５は深溝形ラジアル玉軸受が用いられている。
【００６４】歯車５１３と平歯車５１４の歯車の噛み合い部は、出力軸６０２が移動を許容するしてスラスト力を検出するように平歯車５１４が用いられているが、出力軸６０２の移動を許容するものであればこれに限定されない。
【００６５】また、入力軸６０５の両端部はベアリング６１０，６１１を介して固定部材６１２，６１３に支持され、ベアリング６１０，６１１はフレーム部材６１２，６１３に圧入されている。ベアリング６１０は深溝形ラジアル玉軸受が用いられ、ベアリング６１１はスラスト力を押えるためにアンギュラ形ラジアル玉軸受が用いられている。
【００６６】ドリブン歯車６０３のスラスト力Ｆ１は出力軸６０２を回転自在に保持するベアリング６１４によっては支持されず、このベアリング６１４の内輪、転動ボール、外輪を経てスラスト伝達部材２０に伝達され、さらにスラスト伝達部材２０から荷重センサ２１に伝えられて支持される。スラスト伝達部材２０は固定部材１２に隙間バメとなり、移動可能になっている。荷重センサ２１は図１の実施の形態のものと同様に構成されるから説明を省略する。この荷重センサ２１からのトルク情報に基づき図示しないコントローラによりモータ５１０が制御される。
【００６７】図１１はハイブリッド式の駆動装置の概略構成図である。この発明の駆動装置の一つであるハイブリッド式の駆動装置は、ハイブリッド自動車、自動二輪車、自転車等の電動車両に搭載され、駆動源としてエンジン７００とモータ７０１とが用いられ、図１と同様な構成のものは同じ符号を付して説明を省略する。
【００６８】モータ７０１のモータ軸７０９には歯車７１０が固定され、この歯車７１０は歯車７１１と噛み合っている。歯車７１１の回転力は、ワンウェイクラッチ７１２を介してドライブ軸７１３に伝達される。ドライブ軸７１３には平歯車７１４が固定され、この平歯車７１４は出力軸５に固定された歯車７１５と噛み合っている。エンジン７００の回転によるスラスト力Ｆ１がトルク情報として荷重センサ２１で検出され、エンジン７００及びモータ７０１は、荷重センサ２１からのトルク情報に基づき図示しないコントローラにより制御される。
【００６９】
【発明の効果】前記したように、請求項１に記載の発明では、ドライブ歯車によるドリブン歯車への回転力の伝達に伴いドリブン歯車にスラスト力を発生させ、このスラスト力を支持する荷重センサを配置し、２個の歯車でトルクが検出可能であり、従来の方式に比べて、トルク検出のための部品点数が少なく、小型軽量で低コストである。
【００７０】請求項２に記載の発明では、上記請求項１に記載の発明と同様に長期に渡り正確なトルク検知が可能となるとともに、動力源から負荷までの動力伝達の途中ではすば歯車、かさ歯車、あるいはウォームギアを利用して回転方向を変換可能となり、動力源と負荷の間の相対位置の自由度が増大する。
【００７１】請求項３に記載の発明では、トルク検知を低コストで高精度に行なうことができ、且つ荷重センサに回転は伝達されないので摩耗による荷重センサの検知可能寿命の低下が起きることがない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２５日（１９９９．１０．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１７０９
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴若 俊雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４１５３（Ｐ２００１−１２４１５３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０２５６５ |
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