(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空軸状をなし軸方向一端に駆動力が入力され軸方向他端に負荷が入力されて駆動側と負荷側との間で捩れを伴いながらトルクを伝達するトルク伝達軸と、前記トルク伝達軸の内周面に取り付けられ前記トルク伝達軸に対するトルク入力によって前記内周面に生じる歪みに対応する検出信号を出力する歪検出部と、前記トルク伝達軸の弾性係数の温度変化に起因して前記検出信号に含まれる検出誤差を無くす方向に補正するための温度補償部とを具備し、前記温度補償部によって補正された前記検出信号に基づき前記トルク伝達軸に作用するトルクの大きさを算出するトルクセンサであって、
前記トルク伝達軸の弾性係数の温度特性と等しい特性を有する設置用部材を、前記トルク伝達軸の内面に対して直接的又は間接的に面接触状態で取り付け、この設置用部材のうち前記歪検出部よりも内周側となる部位に、前記温度補償部として温度及び歪みに感度を持つ温度補償用抵抗を取り付けていることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記設置用部材は、前記トルク伝達軸の軸を中心とした環状をなしている請求項１に記載のトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪ゲージ等の歪検出部を用いたトルクセンサに係り、特に温度変化に起因して歪検出部の検出結果に含まれる検出誤差の補正を適正化したトルクセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁作用により回転駆動するモータ等の駆動装置のシャフトに作用するトルクを検出するトルクセンサが知られている。例えば特許文献１には、中空軸状をなし軸方向両端がそれぞれ駆動装置のシャフト及び負荷装置のシャフトに接続され駆動側と負荷側との間で捩れを伴いながらトルクを伝達するカップリングとしてのトルク伝達軸と、トルク伝達軸の内周面に取り付けられトルク入力によって内周面に生じる歪みに対応する検出信号を出力する歪ゲージ等の歪検出部とを備え、歪検出部からの検出信号に基づきトルク伝達軸に作用するトルクの大きさを算出する歪ゲージ式トルクセンサが開示されている。
【０００３】
具体的には、歪ゲージを用いた歪検出部は、その歪みによって抵抗値が変化するもので、歪検出部の歪みによって生じた抵抗値の変化を検出信号（差動電圧）として出力するホイートストンブリッジ回路を構成しておき、このブリッジ回路に励起信号（励起電圧）を印加することにより歪みに対応する検出信号（差動電圧）を取得し、この検出信号（差動電圧）に基づきトルクの大きさを算出するように構成するのが通例である。
【０００４】
ところが、温度変化に応じてトルク伝達軸の縦弾性係数（ヤング率）が変化するため、同じトルク（応力）が作用してもトルク伝達軸に発現する歪量が変化し、歪検出部の検出信号に弾性係数の温度変化に起因する検出誤差が含まれてしまうことが知られている。
【０００５】
この検出誤差を補正する一つの有効な手段として特許文献２には、温度に応じて抵抗値の変化する抵抗で構成された温度補償部を歪検出部と共に設け、この温度補償部によって検出誤差を無くす方向に補正した検出信号を得る技術が開示されている。特許文献２は、トルクセンサではなくロードセルに適用する例を開示しているが、これをトルクセンサに適用することが有効であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５１−１３１６７７号公報
【特許文献２】実開平５−５０３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記温度補償部としての温度補償用抵抗は、温度ゲージとも呼ばれ、温度に応じてその抵抗値が変化するものであるが、歪ゲージと同様に歪みにも感度を持つ。トルクセンサにおいては、ロードセルとは異なり、トルク入力による捻れがトルク伝達軸全体に発現するため、温度補償用抵抗をトルク伝達軸のどの部位に取り付けてもトルク入力による歪みが温度補償用抵抗に影響を与えてしまい、それがノイズとなって温度補償の精度が損なわれてしまう。
【０００８】
また、遠心力によってトルク伝達軸が膨張変形するので、捻れだけでなく回転によっても歪みが発生し、この歪みがノイズとなって同様に温度補償の精度が損なわれてしまう。
【０００９】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、トルク入力による歪みや遠心力による歪みが温度補償部に与える影響を低減して、温度補償精度を向上させたトルクセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１１】
すなわち、本発明のトルクセンサは、中空軸状をなし軸方向一端に駆動力が入力され軸方向他端に負荷が入力されて駆動側と負荷側との間で捩れを伴いながらトルクを伝達するトルク伝達軸と、前記トルク伝達軸の内周面に取り付けられ前記トルク伝達軸に対するトルク入力によって前記内周面に生じる歪みに対応する検出信号を出力する歪検出部と、前記トルク伝達軸の弾性係数の温度変化に起因して前記検出信号に含まれる検出誤差を無くす方向に補正するための温度補償部とを具備し、前記温度補償部によって補正された前記検出信号に基づき前記トルク伝達軸に作用するトルクの大きさを算出するトルクセンサであって、前記トルク伝達軸の弾性係数の温度特性と等しい特性を有する設置用部材を、前記トルク伝達軸の内面に対して直接的又は間接的に面接触状態で取り付け、この設置用部材のうち前記歪検出部よりも内周側となる部位に、前記温度補償部として温度及び歪みに感度を持つ温度補償用抵抗を取り付けていることを特徴とする。
【００１２】
トルク伝達軸の内面は、トルク伝達軸の内部にある内部空間を形成する面を意味し、例えば、トルク伝達軸の内周面や、内部に段差部があるときにはその段差部の軸方向端面などが挙げられる。直接的又は間接的に面接触とは、面接触により両部材間が熱伝導可能であることを意味し、例えば両部材を直接的に面接触状態にすることや、両者の間に接着剤などの部材を介在させて両部材が間接的に面接触状態にあることなどが挙げられる。
【００１３】
この構成によれば、設置用部材はトルク伝達軸の弾性係数の温度特性と等しい特性を有するとともに、設置用部材が面接触部分を介してトルク伝達軸から熱伝導可能であるので、温度補償部として温度及び歪みに感度を持つ温度補償用抵抗をトルク伝達軸以外の設置用部材に取り付けても、歪検出部の検出信号に含まれる検出誤差を補正することが可能となる。そして、設置用部材とトルク伝達軸は別体であるので、温度補償用抵抗をトルク伝達軸の内周面に取り付ける場合に比べてトルク伝達軸へのトルク入力による応力が温度補償用抵抗に作用しにくくなり、トルク入力による歪みが温度補償用抵抗に与える影響を低減させて、温度補償精度を向上させることが可能となる。
【００１４】
しかも、温度補償用抵抗は、遠心力により部材に生じる歪みの影響も受けるものであるが、設置用部材のうち歪検出部よりも内周側となる部位に取り付けられているので、トルク伝達軸の内周面に歪検出部と共に温度補償用抵抗を取り付ける場合に比べて温度補償用抵抗に対する遠心力の影響を低減でき、温度補償精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
さらに、設置用部材がトルク伝達軸と別体であるため、温度補償用抵抗を設置用部材に貼り付けてから、設置用部材をトルク伝達軸に取り付けることができ、温度補償用抵抗をトルク伝達軸の内面に直付けする場合に比べて、その取り付け作業を簡易化することが可能となる。この場合、さらにトルク伝達軸を小径化して高速回転化を追求することも可能となる。
【００１６】
軸全体での荷重バランスの調整を簡易化するためには、前記設置用部材は、前記トルク伝達軸の軸を中心とした環状をなしていることが好ましい。
【００１７】
設置用部材の弾性係数の温度特性をトルク伝達軸の温度特性に等しくするためには、前記設置用部材は、前記トルク伝達軸と同一材料で構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上説明したように、トルク伝達軸の弾性係数の温度特性と等しい特性を有する設置用部材を、面接触部分を介してトルク伝達軸から熱伝導可能に設けているので、温度補償部として温度及び歪みに感度を持つ温度補償用抵抗をトルク伝達軸以外の設置用部材に取り付けても、歪検出部の検出信号に含まれる検出誤差を補正可能となる。そして、設置用部材とトルク伝達軸とは別体であるので、トルク入力による歪みが温度補償用抵抗に与える影響を低減でき、温度補償精度を向上させることが可能となる。しかも、温度補償用抵抗を設置用部材のうち歪検出部よりも内周側となる部位に取り付けているので、温度補償用抵抗を歪検出部と共にトルク伝達軸に取り付ける場合に比べて温度補償用抵抗に対する遠心力の影響を低減でき、温度補償精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るトルクセンサの構成を示す断面図。
【図２】同トルクセンサを適用したモータ等の駆動装置を模式的に示す図。
【図３】嵌合軸の構成図、並びに、トルク伝達軸と嵌合軸の嵌合状態を示す図。
【図４】歪検出部と温度補償用抵抗とを含む回路構成を模式的に示す図。
【図５】温度補償用抵抗を取り付ける設置用部材の構造を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るトルク伝達軸及び設置用部材を示す図。
【図７】本発明の上記以外の実施形態に係るトルク伝達軸及び設置用部材を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係るトルクセンサを、図面を参照して説明する。
【００２１】
トルクセンサＴｓは、図１に示すように、駆動装置と負荷装置との間に介在するトルク伝達軸２に作用するトルクの大きさを測定する装置であり、略中空軸状をなし軸方向両端２ｃ，２ｄがそれぞれ駆動側（駆動装置Ｍ）及び負荷側（負荷装置）に接続され駆動側及び負荷側の間で捩れを伴いながらトルクを伝達するトルク伝達軸２と、トルク伝達軸２の内部に内部空間ＳＰ１を形成する内周面２ａに取り付けられトルク伝達軸２に対するトルク入力によりトルク伝達軸２に生じる歪みに対応する検出信号（差動信号）を出力する歪ゲージを用いた歪検出部４０と、歪検出部４０の検出信号をトルク伝達軸２の外部に送信する送信部３０と、送信部３０からアンテナ部３３を介して受信した検出信号に基づきトルク伝達軸２に作用するトルクの大きさを算出するトルク演算部３１と、略中空軸状をなしトルク伝達軸２の内周側においてトルク伝達軸２に嵌合することによりトルク伝達軸２と共に二重の中空軸となる嵌合軸８とを有している。このトルクセンサＴｓは、図２に例示するように、トルク伝達軸２の軸方向一端２ｃと駆動力出力軸Ｍ３ａ（シャフト）とを接続してトルクセンサＴｓを備えたモータ等の駆動装置Ｍを構成するために利用される。なお、本明細書においては、軸方向をＸとし、駆動側をＸ１とし、負荷側をＸ２として説明する。
【００２２】
トルク伝達軸２は、図１に示すように、内部に内部空間ＳＰ１が形成された略中空軸状をなす鋼材で構成され、その内周面２ａの横断面の形状は嵌合軸８の外周面８ｂの横断面に対応する形状にしてある。そして、この内部空間ＳＰ１に嵌合軸８を駆動側Ｘ１から圧入するしまりばめによって、嵌合軸８の外周面８ｂとトルク伝達軸２の内周面２ａとを接触させた嵌合状態にしている。トルク伝達軸２の軸方向一端２ｃ（駆動側Ｘ１の端部２ｃ）は、回転駆動するモータ等の駆動装置Ｍの駆動力出力軸Ｍ３ａ（シャフト）とスプライン接続等により関連付けられて駆動装置Ｍにより駆動力が入力され、トルク伝達軸２の軸方向他端２ｄ（負荷側Ｘ２の端部２ｄ）は、負荷装置のシャフトとスプライン接続等により関連付けられて負荷装置により負荷が入力される。
【００２３】
嵌合軸８は、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、内部に中空空間ＳＰ０が形成された有底の略中空軸状をなすガラスエポキシ樹脂等の樹脂で構成されている。嵌合軸８の内部に設けられる中空空間ＳＰ０は、軸方向一端８ｃ側（駆動側Ｘ１）が閉止される一方で、軸方向他端８ｄ側（負荷側Ｘ２）が開口部８ｅを介して開放されている。嵌合状態においては、図１に示すように、開口部８ｅを介して、歪検出部４０の配置されたトルク伝達軸２内部の内部空間ＳＰ１と、嵌合軸８内部の中空空間ＳＰ０とが連通している。この嵌合軸８において送信部３０を収納するための中空空間ＳＰ０は、軸方向に沿った長尺状をなし、図３（ａ）に示すように、軸中心Ｃｎを通り負荷側Ｘ２の端部８ｄ（軸方向一端）から駆動側Ｘ１（軸方向他端）に向かう第一の穴８ｈ１と、図３（ａ）及び図３（ｄ）に示すように、横断面において軸方向Ｘに直交する線Ｌｉを通り径方向Ｘ３に沿った貫通孔である第二の穴８ｈ２とを導通して形成されている。これら第一の穴８ｈ１及び第二の穴８ｈ２は、ドリル及びワイヤーカットなどの加工により空けられる。なお、図１に示すように、トルク伝達軸２との嵌合状態において、トルク伝達軸２の内周面２ａに設けられた突状の嵌合軸支持部２０と、嵌合軸８の軸方向他端８ｄ（負荷側Ｘ２の端部８ｄ）とを当接させることにより、軸方向における嵌合軸８の位置決めがなされる。
【００２４】
図１に示すように、歪検出部４０は、機械的な寸法の微小な変化を電気信号として検出するシート状の歪ゲージを用いたもので、トルク伝達軸２の内部に内部空間ＳＰ１を形成し且つ軸心Ｃｎを中心とする円形に沿った内周面２ａに接着剤を介して貼付されている。歪検出部４０の貼付位置は、上記嵌合軸支持部２０よりも負荷側Ｘ２に設定されている。本実施形態では、互いに軸心Ｃｎを中心として対称となる位置に歪検出部４０をそれぞれ取り付けて歪検出部４０を一対又は複数対とし、図４（ａ）に示すように、複数の歪検出部４０ａ・４０ｂ・４０ｃ・４０ｄを既知の４ゲージ法でホイートストンブリッジ回路４Ｒを構成するように接続している。このブリッジ回路４Ｒは、励起信号とも呼べる励起電圧Ｖｉｎが印加されている状態において、歪検出部４０の歪みによって生じた抵抗値の変化を検出信号とも呼べる差動電圧Ｖｏｕｔとして出力する。この差動電圧Ｖｏｕｔは、歪量に比例した大きさの電圧であり、歪みに対応する信号である。
【００２５】
ところが、トルク伝達軸２に生じる歪みεと、トルク伝達軸２に作用する応力σと、トルク伝達軸２の縦弾性係数Ｅ（ヤング率）との関係はε＝σ／Ｅで表され、縦弾性係数Ｅは温度に応じて変化するので、トルク（すなわち応力σ）が同一であっても、トルク伝達軸２に発現する歪量εが変化してしまい、この変動成分すなわち検出誤差が検出信号たる差動電圧Ｖｏｕｔに含まれて検出精度が低減してしまう。
【００２６】
そこで、図４（ｂ）に示すように、温度に応じて抵抗値の変化する温度ゲージとも呼べる温度補償部としての温度補償用抵抗４１をブリッジ回路４Ｒに直列接続して、検出誤差を無くす方向に補正された差動電圧Ｖｏｕｔが出力されるように構成している。具体的には、この温度補償用抵抗４１は、ブリッジ回路４Ｒ（すなわち歪検出部４０）に印加される電圧Ｖ１を温度に応じて調整することにより、検出誤差を無くす補正を実現する。例えば、ブリッジ回路４Ｒから出力される差動電圧Ｖｏｕｔは、温度の上昇につれて縦弾性係数Ｅが減少するため、歪みεが大きくなって歪検出部４０の感度が上がり、増大しようとする。この場合、温度補償用抵抗４１の抵抗値も同時に増大して、ブリッジ回路４Ｒに印加される電圧Ｖ１を減少させ、差動電圧Ｖｏｕｔを低減させ、温度影響を相殺する。
【００２７】
この温度補償用抵抗４１は、金属箔等で構成される歪ゲージを用いた歪検出部４０と同様の構成であるため、歪みに対する感度を有する。トルク入力による歪みや遠心力による歪みの影響を低減すべく、図１及び図５に示すように、新たに設置用部材９を設けて、この設置用部材９に接着剤を介して温度補償用抵抗４１を貼付している。設置用部材９は、図５に示すように、トルク伝達軸２の材料と同じ材料を用いて構成された横断面円環状をなすリング部材で、材料がトルク伝達軸２と同一であるため、トルク伝達軸２の弾性係数の温度特性に等しい特性を有する。その外周面９ｂは、図１及び図５（ｃ）に示すように、トルク伝達軸２の内周面２ａに設けられた突状の嵌合軸支持部２０の内周面２ａ（内面）に対して接着剤９１を介して間接的に面接触状態で取り付けてあり、弾性及び熱伝導性を有する接着剤９１を介してトルク伝達軸２との間で熱伝導可能にされている。温度補償用抵抗４１は、図５（ａ），図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、設置用部材９の内周面９ａに、対をなして貼付されており、歪検出部の取り付けられるトルク伝達軸２の内周面２ａよりも内周側に配置されている。これによって、温度補償用抵抗４１が受ける遠心力の影響を、温度補償用抵抗４１を歪検出部４０と共にトルク伝達軸２の内周面２ａに取り付けた場合に比べて低減している。
【００２８】
また、図５に示すように、設置用部材９の内周面９ａには、送信部３０の板状部位３０ａを通すための切欠部９ｓが形成されており、送信部３０と非接触状態にある。なお、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、温度補償用抵抗４１を設置用部材９に貼るスペースの制約上、設置用部材９が遠心力で伸縮する方向Ｙ１と検出方向とが一致する姿勢で温度補償用抵抗４１を貼り付けているが、設置用部材９が遠心力で伸縮する方向Ｙ１と検出方向とが交差又は直交する姿勢で温度補償用抵抗４１を貼り付けるとよい。このような姿勢で温度補償用抵抗４１を取り付ければ、遠心力による歪みが温度補償用抵抗４１に与える影響を低減することが可能となる。
【００２９】
図１に示すように、トルク伝達軸２の外周面２ｂのうち歪検出部４０及び設置用部材９の設置される部位から軸受５に接触する部位までの間には、外周面２ｂに漏れ出た冷媒を遠心力で振り切ることにより、負荷装置への冷媒の流出を防ぐためのＶ字状をなす冷媒振切部２ｖが設けられている。この冷媒振切部２ｖによって軸受５の熱を放熱する面積が増えるため、歪検出部４０及び温度補償用抵抗４１での温度変化を小さくでき、歪量の検出精度低下を抑制している。また、同図に示すように、トルク伝達軸２の外周面２ｂのうち歪検出部４０及び設置用部材９の設置される部位から軸受５に接触する部位までの間には、冷媒を噴射する噴射路７３が設けられているので、軸受５の熱が冷媒によって冷却された位置において歪検出と温度補償とを行うことになり、温度変化を抑制した状態となり、歪量の検出精度低下を抑制している。
【００３０】
送信部３０は、図１及び図３（ａ）に示すように、プリント基板などの板状部位３０ａを有し、歪検出部４０に励起電圧Ｖｉｎたる励起信号を印加し且つ歪検出部４０から差動電圧Ｖｏｕｔたる検出信号をトルク伝達軸２の外部へ送信するテレメータを用いたもので、嵌合軸８における中空空間ＳＰ０内に配置されて、中空空間ＳＰ０の内面８ａに設けられた取付部８０に保持されている。
【００３１】
取付部８０は、図１及び図３（ａ）に示すように、送信部３０の板状部位３０ａの端部を差し込み可能なスリットであり、中空空間ＳＰ０を形成する内面８ａに複数形成されている。具体的には、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、中空空間ＳＰ０を有底筒状の中空部とみなした場合に、底部に対応する内面８ａに第一の取付部８０ａが形成されていると共に、開口部８ｅ近傍の内周面８ａに対をなす第二の取付部８０ｂ・８０ｂが形成されており、これら第一及び第二の取付部８０ａ・８０ｂによって長尺状の送信部３０を両持ち状態で支持している。
【００３２】
図１に示すように、トルク伝達軸２の外周側には、アンテナ部３３が設けられている。また、トルク伝達軸２の外部には、送信部３０から送信された検出信号をアンテナ部３３を介して受信してトルクの大きさを演算処理により算出するトルク演算部３１と、送信部３０に対して電力を非接触でアンテナ部３３を介して供給する電力供給部３２とが設けられている。
【００３３】
すなわち、図１に示すように、電力供給部３２からアンテナ部３３を介して送信部３０に電力が供給され、歪検出部４０に励起電圧Ｖｉｎが印加される（図４参照）。そして、トルク伝達軸２にトルクが作用すると、トルク伝達軸２に捩れが生じ、この捩れがトルク伝達軸２の内周面２ａに貼付された歪検出部４０によって歪量として検出される。歪検出部４０から出力される歪量に対応する検出信号（差動電圧Ｖｏｕｔ）が送信部３０からトルク演算部３１に送信され、トルク演算部３１が検出信号に基づいてトルクの大きさを算出する。
【００３４】
トルク伝達軸２は、図１に示すように、軸受５を介して固定支持部６に回転可能に支持されている。軸受５は、ボールベアリング等の転がり軸受を用いたもので、トルク伝達軸２を複数箇所（本実施形態では二箇所）で支持するように軸方向に沿って複数（本実施形態では二つ）配置されている。具体的には、アンテナ部３３の軸方向両側に配置されている。
【００３５】
固定支持部６は、図１に示すように、略有底円筒状をなし駆動側Ｘ１の基端部６０ａが駆動装置ＭのハウジングＭ１にボルト等の止着具を介して取り付けられる筒状支持部６０と、筒状支持部６０の負荷側Ｘ２の開口６０ｋを閉止する蓋状支持部６１とから構成されている。筒状支持部６０及び蓋状支持部６１により形成される内部空間ＳＰ２に軸受５が配置されており、固定支持部６は、筒状支持部６０の底部６０ｂｔ及び蓋状支持部６１を軸方向Ｘに沿って貫通する位置に配置されたトルク伝達軸２を軸受５を介して回転可能に支持し、トルク伝達軸２及び嵌合軸８を一体に回転可能にしている。軸受５は、トルク伝達軸２の外周面２ｂに形成された突状の回転側軸受支持部６４ａと、蓋状支持部６１及び筒状支持部６０の底部６０ｂｔを足場とする固定側軸受支持部６４ｂとにより抱き込まれて軸方向に固定されている。
【００３６】
図１に示すように、トルク伝達軸２の軸方向一端２ｃ側（駆動側Ｘ１）から導入される冷媒を内部空間ＳＰ１に連通しないように軸受５に供給する冷媒供給路７が設けられている。具体的には、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、嵌合軸８の外周面８ｂに、軸方向一端８ｃ側（駆動側Ｘ１）から軸方向他端８ｄ側（負荷側Ｘ２）に向けて延びる溝部８１が設けられており、図１及び図３（ｄ）に示すように、トルク伝達軸２及び嵌合軸８の嵌合状態において、溝部８１とその溝部８１の対向面（トルク伝達軸２の内周面２ａ）との間に、軸方向Ｘの一方から導入される冷媒を軸受５に供給するためのスラスト路７１が形成されるようにしている。
【００３７】
スラスト路７１以外に冷媒供給路７を構成するものとして、図１及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、導入路７０及び接続路７２が設けられている。導入路７０は、嵌合状態で内側となる嵌合軸８の軸中心Ｃｎを通り軸方向一端８ｃ（駆動側Ｘ１）から冷媒を導入する路であり、接続路７２は、導入路７０から外周に向けて延在し導入路７０とスラスト路７１とを接続する路である。スラスト路７１には、各々の軸受５に冷媒を噴出する噴射路７３が複数設けられており、スラスト路７１を基幹路とし、噴射路７３を分岐路として、各々の軸受５に冷媒を供給する流路が一つのスラスト路７１から分岐して形成される。この噴射路７３に対応して固定側軸受支持部６４ｂは、噴射路７３と径方向で重合する位置にあり、噴射路７３から供給された冷媒を軸受５に案内する湾曲した案内面６４ｘが形成されている。
【００３８】
溝部８１は、図３（ｄ）に示すように、複数（本実施形態では二つ）設けられて対をなし、対をなす溝部８１・８１は軸中心Ｃｎ回りに対称となる位置に配置されており、図１に示すように、各々の接続路７２を介して導入路７０の先端部にある分岐部７０ａと接続されている。これにより、軸全体での荷重バランスをとっている。
【００３９】
なお、図２に概念図を用いて模式的に示すように、駆動装置Ｍは周知のモータ等を用いたもので、ハウジングＭ１に固定され磁界を発生する固定子Ｍ２と、固定子Ｍ２に対して回転可能な状態でハウジングＭ１に支持され磁界を受けて回る回転子Ｍ３とを有し、固定子Ｍ２への通電制御により磁界を変化させ、固定子Ｍ２と回転子Ｍ３との間に反発力や吸引力等を作用させて回転子Ｍ３を回転させ、電気エネルギーから回転駆動力を出力するものである。回転子Ｍ３の駆動力出力軸Ｍ３ａ（シャフト）に上記トルク伝達軸２が接続されてトルク伝達軸２に駆動力が入力されるように構成するとともに、ハウジングＭ１に固定支持部６を取り付けてある。また、駆動装置Ｍを構成する駆動力出力軸Ｍ３ａは、出力軸用の軸受Ｍ４により回転可能に支持されるとともに、内部に冷媒を通して出力軸用の軸受Ｍ４や図示しない発熱部を始めとする機構部品に冷媒を供給する流路Ｍ５の一部を構成するものであり、トルク伝達軸２の内部に形成される導入路７０は、出力軸Ｍ３ａから冷媒が導入されるように構成されている。勿論、トルク伝達軸２と駆動力出力軸Ｍ３ａ（シャフト）とを同一部材として一体に形成してもよく、また、固定支持部６とハウジングＭ１とを同一部材として一体に形成してもよい。この場合、トルクセンサ及び駆動装置を合わせた装置全体の軸方向寸法を小形化することも可能となる。図２に示す駆動装置Ｍは概念図で示したものにすぎず、この図示の駆動装置に限定されるものではない。また駆動装置にはモータ以外のものを用いてもよい。
【００４０】
以上のように、本実施形態のトルクセンサＴｓは、中空軸状をなし軸方向一端２ｃに駆動力が入力され軸方向他端２ｄに負荷が入力されて駆動側Ｘ１と負荷側Ｘ２との間で捩れを伴いながらトルクを伝達するトルク伝達軸２と、トルク伝達軸２の内周面２ａに取り付けられトルク伝達軸２に対するトルク入力によって内周面２ａに生じる歪みに対応する検出信号（差動電圧Ｖｏｕｔ）を出力する歪検出部４０と、トルク伝達軸２の弾性係数の温度変化に起因して検出信号（差動電圧Ｖｏｕｔ）に含まれる検出誤差を無くす方向に補正するための温度補償部たる温度補償用抵抗４１とを具備し、温度補償部たる温度補償用抵抗４１によって補正された検出信号（差動電圧Ｖｏｕｔ）に基づきトルク伝達軸２に作用するトルクの大きさを算出するトルクセンサＴｓであって、トルク伝達軸２の弾性係数Ｅの温度特性と等しい特性を有する設置用部材９を、トルク伝達軸２の内面（内周面２ａ）に対して間接的に面接触状態で取り付け、この設置用部材９のうち歪検出部４０よりも内周側となる部位に温度補償部たる温度補償用抵抗４１を取り付けている。
【００４１】
この構成によれば、設置用部材９はトルク伝達軸２の弾性係数Ｅの温度特性と等しい特性を有するとともに、設置用部材９が面接触部分を介してトルク伝達軸２から熱伝導可能であるので、温度補償部たる温度補償用抵抗４１をトルク伝達軸２以外の設置用部材９に取り付けても、歪検出部４０の検出信号に含まれる検出誤差を補正することが可能となる。そして、設置用部材９とトルク伝達軸２は別体であるので、温度補償部たる温度補償用抵抗４１をトルク伝達軸２の内周面２ａに取り付ける場合に比べてトルク伝達軸２へのトルク入力による応力が温度補償用抵抗４１に作用しにくくなり、トルク入力による歪みが温度補償用抵抗４１に与える影響を低減させて、温度補償精度を向上させることが可能となる。
【００４２】
しかも、温度補償部たる温度補償用抵抗４１は、遠心力により部材に生じる歪みの影響も受けるものであるが、設置用部材９のうち歪検出部４０よりも内周側となる部位に取り付けられているので、トルク伝達軸２の内周面２ａに歪検出部４０と共に温度補償用抵抗４１を取り付ける場合に比べて温度補償用抵抗４１に対する遠心力の影響を低減でき、温度補償精度を向上させることが可能となる。
【００４３】
さらに、設置用部材９がトルク伝達軸２と別体であるため、温度補償部たる温度補償用抵抗４１を設置用部材９に貼り付けてから、設置用部材９をトルク伝達軸２に取り付けることができ、温度補償用抵抗４１をトルク伝達軸２の内面に直付けする場合に比べて、その取り付け作業を簡易化することが可能となる。この場合、さらにトルク伝達軸２を小径化して高速回転化を追求することも可能となる。
【００４４】
特に、本実施形態では、設置用部材９は、トルク伝達軸２の軸心Ｃｎを中心とした環状をなしているので、軸全体での荷重バランスの調整を簡易化することが可能となる。
【００４５】
さらにまた、本実施形態では、設置用部材９は、トルク伝達軸２と同一材料で構成されているので、設置用部材の弾性係数Ｅの温度特性をトルク伝達軸２の弾性係数Ｅの温度特性に等しくなるようにして、温度補償部たる温度補償用抵抗４１の取り付けを可能としている。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４７】
例えば、本実施形態では、トルクセンサＴｓは、駆動装置Ｍに組み込まれて構成されているが、単独で構成することも可能である。本実施形態では、温度補償部は抵抗であるが、温度及び歪みに感度を持つものであれば、抵抗以外のものでもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、設置用部材９をトルク伝達軸２と同じ材料を用いているが、設置用部材とトルク伝達軸２の弾性係数の温度特性が等しければ、同じ材料で構成されていなくてもよい。
【００４９】
さらに、本実施形態において、設置用部材９は、トルク伝達軸２に対し接着剤を介して面接触状態に取り付けられているが、接着剤などを介在させずに直接直づけして、設置用部材９をトルク伝達軸２に直接的に面接触状態で取り付けてもよい。また、間接的に面接触させる場合には、介在させる部材として接着剤に限定されるものではない。
【００５０】
トルク伝達軸と設置用部材とを熱伝導可能に接続するためには、本実施形態のような嵌合や接着以外の方法でもよい。例えば、図６（ａ）に示すように、トルク伝達軸１０２の内周面と、設置用部材１０９の外周面とに互いに対応するネジ溝ｖｖを設けて、ネジ溝ｖｖ等の締結手段を用いてトルク伝達軸１０２と設置用部材１０９とを面接触状態で固定することが挙げられる。
【００５１】
その他には図６（ｂ）に示すように、トルク伝達軸２０２の内周面に突状の段差部２２０を形成するとともに、この段差部２２０の軸方向端面２２０ｃに設置用部材２０９を押圧する止め輪などの押圧手段ｖｐ１を設け、トルク伝達軸２０２の内面２２０ｃに設置用部材２０９を面接触状態で取り付けるようにしてもよい。
【００５２】
さらには、図６（ｃ）に示すように、トルク伝達軸３０２の内周面に突状の段差部３２０を形成するとともに、端部同士を突き合わせたＣ字状（一部破断環状）をなす設置用部材３０９をトルク伝達軸３０２の内周面に弾性反発力を蓄積した状態で嵌合させ、設置用部材３０９の弾性反発力によって設置用部材３０９の外周面がトルク伝達軸３０２の内周面に押圧されるようにして、トルク伝達軸３０２の内面に設置用部材３０９を面接触状態で取り付けるようにしてもよい。
【００５３】
その他、温度補償用抵抗４１を複数設ける場合には、温度補償用抵抗４１毎に設置用部材を設けてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、温度補償用抵抗４１を取り付ける設置用部材９は環状をなしているが、その形状はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、設置用部材４０９に板面４０９ｉを形成して、この板面４０９ｉに温度補償用抵抗４１を取り付けて、設置用部材４０９をネジ等の止着具ｖｏでトルク伝達軸４０２に面接触状態で固定することが挙げられる。温度補償用抵抗４１を曲面に取り付けると、温度補償用抵抗４１が撓んだ状態で取り付けられることになり、オフセット状態で歪みが検出されてしまうものの、このように板面４０９ｉに温度補償用抵抗４１を取り付けるようにすると、温度補償用抵抗４１を撓みの少ない状態又は撓みのない状態で取り付けることができ、オフセット状態で検出される歪みを低減又は無くすることが可能となり、オフセット調整を簡易化することが可能となる。
【００５５】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
２…トルク伝達軸
２ｃ…軸方向一端
２ｄ…軸方向他端
２ａ…トルク伝達軸の内周面
４０…歪検出部
４０ａ・４０ｂ・４０ｃ・４０ｄ…歪検出部
４１…温度補償部（温度補償用抵抗）
９…設置用部材
Ｘ１…駆動側
Ｘ２…負荷側
Ｅ…弾性係数（縦弾性係数）
Ｖｏｕｔ…検出信号（差動電圧）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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