[发明专利]磁致伸缩扭矩传感器和电动助力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁致伸缩扭矩传感器和电动助力转向装置(electric powersteering apparatus)，并且更具体地涉及具有合适结构的磁致伸缩扭矩传感器以及装配有该磁致伸缩扭矩传感器的电动助力转向装置，所述合适结构用于减小在添加磁各向异性的步骤中由加热旋转轴引起的传感器灵敏度特性变化。

背景技术

例如，在被提供作为交通工具的转向系统的电动助力转向装置中，通常通过转向扭矩检测部分检测通过司机的转向操作从方向盘添加至转向轴的转向扭矩。通常通过扭力杆类型的扭矩传感器组成转向扭矩检测部分。最近，已经提出了磁致伸缩扭矩传感器。转向轴起旋转轴的作用以通过转向操作接收旋转力而被旋转，并在转向扭矩检测部分中充当旋转轴。电动助力转向装置控制转向力的驱动操作以帮助电动机响应通过转向扭矩检测部分检测的扭矩信号，并减轻司机的转向力以提供舒适的转向感觉。

如上面所述，已知磁致伸缩扭矩传感器被用于电动助力转向装置的转向扭矩检测部分。磁致伸缩扭矩传感器在转向轴表面的两个预定位置的彼此相反方向上配备有具有磁各向异性的磁致伸缩薄膜。磁致伸缩扭矩传感器具有这种传感器结构，该结构用于当来自方向盘的扭矩作用于转向轴时，非接触地检测对应于转向轴上产生的扭转的磁致伸缩薄膜的磁致伸缩特性变化。

在用于制造如上面所述的磁致伸缩扭矩传感器的工艺中，必须提供在转向轴的一部分预定表面上形成磁致伸缩薄膜并且添加磁各向异性至磁致伸缩薄膜的步骤，该预定表面也就是在旋转轴中在轴向上具有预定宽度的圆周表面参照在磁致伸缩扭矩传感器的制造中添加磁各向异性至磁致伸缩薄膜的传统方法，通过电解电镀处理，产生扭转扭矩以作用于具有磁致伸缩材料镀覆部分(磁致伸缩薄膜)的旋转轴上，例如，通过在施加应力的状态中高频加热，应力被施加至旋转轴的圆周表面，以实现在旋转轴上的热处理(例如见JP-A-2004-340744)。

当转向轴，也就是具有组成磁致伸缩扭矩传感器的磁致伸缩薄膜的旋转轴被装配进入电动助力转向装置，通过轴承，旋转轴被装配进入外壳。此时，必须避免形成于旋转轴上的磁致伸缩薄膜与轴承接触而被损坏。为此，可以建议在旋转轴的轴向上具有预定宽度的区域的直径被设定为小于相同区域的两端附近的直径，并且在相同轴向上具有预定宽度的区域中形成两个磁致伸缩薄膜。

然而，其中在旋转轴的轴向上具有预定宽度的区域中的直径被设定为小于相同区域中两端附近的直径，并且在具有预定宽度的区域中形成两个磁致伸缩薄膜的情况中，一个磁致伸缩薄膜两端附近的旋转轴的直径不彼此相等。为此，当通过利用由一绕组线圈部分组成的感应加热线圈实施高频加热，以执行在磁致伸缩薄膜上的热处理时，磁致伸缩薄膜一端附近的旋转轴外周和感应加热线圈之间的距离不同于磁致伸缩薄膜另一端附近的旋转轴外周和感应加热线圈之间的距离。为此，磁致伸缩薄膜一端附近的旋转轴的加热状态不同于另一端附近的旋转轴加热状态。因此，存在一个问题：磁致伸缩薄膜的温度分布不是均匀的，制备具有均匀的磁各向异性的磁致伸缩薄膜是困难的，并且检测灵敏度具有变化。

参照图12至14描述内容。图12是径向截面图，其在这种情况下示出了描述布置关系的主要部分，其中通过经一绕组线圈部分形成的感应加热线圈加热设置于旋转轴上的磁致伸缩薄膜。在旋转轴100中，在其轴向上具有预定宽度的区域101的直径d₁₀₀被设定为小于区域101的两端上的邻近部分102和103的直径d₁₀₁。在旋转轴100中，与其上和下端上的区域101一起形成阶梯部分。在轴向上具有预定宽度的区域101上形成两个磁致伸缩薄膜104和105。附图标记106表示通过一绕组线圈部分形成的感应加热线圈。如图12中示出的，例如，磁致伸缩薄膜104的端部104A的邻近部分102中旋转轴的直径d₁₀₁不等于对于端部104B的邻近部分101A中旋转轴的直径d₁₀₀。为此，邻近部分102和感应加热线圈106之间的距离D₂₀₀不同于邻近部分101A和感应加热线圈之间的距离D₂₀₁。因此，当通过经一绕组线圈形成的感应加热线圈106实施高频加热，以实施在磁致伸缩薄膜104上的热处理时，磁致伸缩薄膜104的端部104A的邻近部分102中旋转轴的加热状态不同于另一端104B的邻近部分101A中旋转轴的加热状态。当通过感应加热线圈加热其他磁致伸缩薄膜105，以添加磁各向异性时，以相同的方式产生前述内容。