(57)【要約】【課題】高出力化と小型化との両立を図ることができると共に、駆動力を操舵軸に確実に負荷することができる電動モータを用いた電動アシスト操舵装置の提供を課題とする。【解決手段】モータ２００としてアキシャル型モータを用いると共に、ロータ本体２１１の上部表面２１１ａに外輪ギア１３０を一体的に取り付け、該外輪ギア１３０と遊星ギア１２０とを噛み合わせると共に、操舵軸２０を貫通させた太陽ギア１１０と遊星ギア１２０とを噛み合わせることで、モータ２００の駆動力を操舵軸２０に負荷し、操舵補助を行う電動アシスト操舵装置である。【選択図】      図２
2010076735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル操作に応じて電動モータを駆動し、該電動モータの駆動力を操舵軸に負荷することで操舵補助を行う電動アシスト操舵装置であって、前記電動モータがアキシャル型モータであることを特徴とする電動アシスト操舵装置。
【請求項２】
アキシャル型モータのロータと操舵軸との回転中心が同心であることを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト操舵装置。
【請求項３】
アキシャル型モータの駆動力がギアを介して操舵軸に負荷されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動アシスト操舵装置。
【請求項４】
ギアは、アキシャル型モータのロータ表面に設けてあることを特徴とする請求項３に記載の電動アシスト操舵装置。
【請求項５】
ギアは、アキシャル型モータのロータ上部表面に設けられた円環状の第１ギアであり、且つ前記ロータの回転を操舵軸に伝達する第２ギアを前記第１ギアの内側に配置してあることを特徴とする請求項３又は４に記載の電動アシスト操舵装置。
【請求項６】
操舵軸の一部がアキシャル型モータの回転軸を兼ねてあることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電動アシスト操舵装置。
【請求項７】
アキシャル型モータのステータコアを圧粉磁心で構成してあることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電動アシスト操舵装置。
【請求項８】
自動車の操舵補助装置として用いられることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電動アシスト操舵装置。
【請求項９】
アキシャル型モータのステータコアは、
前記ロータの回転軸の軸方向に直交する面に沿って延びる板状のヨーク部と、
前記ヨーク部から軸方向に突出し、前記ステータの永久磁石と磁気結合が可能に対峙するティース部とを備え、
前記ティース部の前記軸方向に直交する断面における形状は、平行四辺形，菱形，凧形，半径方向に交差する方向に長軸を有する楕円形もしくは長円形、および、実質的に前記各図形に相当する図形、から選ばれる１の図形である、ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電動アシスト操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドル操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助を行う電動アシスト操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンドル操作に応じて電動モータを駆動し操舵補助を行う電動アシスト操舵装置としては、例えば下記非特許文献１がある。
下記非特許文献１には、モータアシストの電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が開示されている。
【非特許文献１】「日刊自動車新聞」、株式会社日刊自動車新聞社、平成２０年４月２１日〜２５日、特集記事「ＥＰＳがつくる未来―安全・快適なくるまを目指して―」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
モータアシストの電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）においては、高出力化と小型化とが期待されている。高出力（高トルク）化には、回転力×回転半径の数値を大きくすることが必要であるところ、高電圧（４２Ｖ化）による回転力の増加を期待できない現時点では、コイル巻き数増による回転力の増加か、回転半径の増加が期待される。しかしながら、上記非特許文献１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）にラジアル型モータを使用する構造では、コイル巻き数増加がモータ厚みの増加（体積増加）につながり、小型化と反するという問題があった。
またラジアル型のモータ構造には２通り存在し、インナーロータ型のモータでは、外側にステータ構造が必要なため、どうしても内径の増加には限界があり、インナーロータの直径を増やすとモータ全体の直径増加につながり、体積増加となって小型化に反するという問題があった。またアウターロータ型のモータでは、モータ回転構造の成立に課題が存在するという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、高出力化と小型化との両立を図ることができると共に、駆動力を操舵軸に確実に負荷することができる電動モータを用いた電動アシスト操舵装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電動アシスト操舵装置は、ハンドル操作に応じて電動モータを駆動し、該電動モータの駆動力を操舵軸に負荷することで操舵補助を行う電動アシスト操舵装置であって、前記電動モータがアキシャル型モータであることを第１の特徴としている。
【０００６】
上記本発明の第１の特徴によれば、電動アシスト操舵装置に用いる電動モータがアキシャル型モータである構成としてあるので、コイル巻数の増加がモータ厚みの増加につながることがない。よって電動モータの高出力化と小型化との両立を図ることができる。また電動モータの扁平化を図ることができる。
【０００７】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第１の特徴に加えて、アキシャル型モータのロータと操舵軸との回転中心が同心であることを第２の特徴としている。
【０００８】
上記本発明の第２の特徴によれば、上記本発明の第１の特徴による作用効果に加えて、アキシャル型モータのロータと操舵軸との回転中心が同心である構成としてあることから、アキシャル型モータと操舵軸とを直線的に配置することができる。よってアキシャル型モータと操舵軸とをコンパクトに配置することができ、省スペース化を図ることができる。
【０００９】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第１又は第２の特徴に加えて、アキシャル型モータの駆動力がギアを介して操舵軸に負荷されることを第３の特徴としている。
【００１０】
上記本発明の第３の特徴によれば、上記本発明の第１又は第２の特徴による作用効果に加えて、アキシャル型モータの駆動力がギアを介して操舵軸に負荷される構成としてあることから、アキシャル型モータの駆動力を確実に操舵軸に負荷することができる。
【００１１】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第３の特徴に加えて、ギアは、アキシャル型モータのロータ表面に設けてあることを第４の特徴としている。
【００１２】
上記本発明の第４の特徴によれば、上記本発明の第３の特徴による作用効果に加えて、ギアは、アキシャル型モータのロータ表面に設けてある構成としてあることから、ロータの回転でギアを回転させることができる。
【００１３】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第３又は第４の特徴に加えて、ギアは、アキシャル型モータのロータ上部表面に設けられた円環状の第１ギアであり、且つ前記ロータの回転を操舵軸に伝達する第２ギアを前記第１ギアの内側に配置してあることを第５の特徴としている。
【００１４】
上記本発明の第５の特徴によれば、上記本発明の第３又は第４の特徴による作用効果に加えて、ギアは、アキシャル型モータのロータ上部表面に設けられた円環状の第１ギアであり、且つ前記ロータの回転を操舵軸に伝達する第２ギアを前記第１ギアの内側に配置してあることから、ロータの回転で第１ギアを回転させることができると共に、省スペース化を図ることが可能な電動アシスト操舵装置とすることができる。
【００１５】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第１〜第５の何れか１つに記載の特徴に加えて、操舵軸の一部がアキシャル型モータの回転軸を兼ねてあることを第６の特徴としている。
【００１６】
上記本発明の第６の特徴によれば、上記本発明の第１〜第５の何れか１つに記載の特徴による作用効果に加えて、操舵軸の一部がアキシャル型モータの回転軸を兼ねてある構成としてあることから、アキシャル型モータと操舵軸との間に別途部材を介することなく、アキシャル型モータの駆動力を操舵軸に伝達することができる。よって駆動力の伝達ロスを確実に防止することができる。
【００１７】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第１〜第６の何れか１つに記載の特徴に加えて、アキシャル型モータのステータコアを圧粉磁心で構成してあることを第７の特徴としている。
【００１８】
上記本発明の第７の特徴によれば、上記本発明の第１〜第６の何れか１つに記載の特徴による作用効果に加えて、アキシャル型モータのステータコアを圧粉磁心で構成してあることから、形状自由度が高くて加工が容易な圧粉磁心を用いることで、ステータコアを１部材で構成することができる。よって電磁鋼板を積層することでステータコアを構成する場合に比べて磁力線の流れを向上させることができると共に、生産効率のよいステータコアとすることができる。また熱伝導率のよい圧粉磁心を用いることで、アキシャル型モータの放熱性を向上させることができる。更に衝撃荷重をかけることで容易に破壊できることから、リサイクル可能なコスト面に配慮したアキシャル型モータとすることができる。
【００１９】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第１〜第７の何れか１つに記載の特徴に加えて、自動車の操舵補助装置として用いられることを第８の特徴としている。
【００２０】
上記本発明の第８の特徴によれば、上記本発明の第１〜第７の何れか１つに記載の特徴による作用効果に加えて、自動車の操舵補助装置として用いられる構成としてあることから、電動モータを用いることで、油圧式の操舵補助装置を用いる場合に比べて低燃費を実現することができると共に、環境に配慮した操舵補助装置とすることができる。
【００２１】
また本発明の電動アシスト操舵装置は、上記本発明の第１〜第８の何れか１つに記載の特徴に加えて、ステータコアが以下の構造を有していることを第９の特徴としている。すなわち、ステータコアは、軸方向に直交する面に沿って延びる板状のヨーク部と、ヨーク部から軸方向に突出し、ステータの永久磁石と磁気結合が可能に対峙するティース部とを備えている。そして、ティース部の前記軸方向に直交する断面における形状は、平行四辺形，菱形，凧形，半径方向に交差する方向に長軸を有する楕円形もしくは長円形、および、実質的に前記各図形に相当する図形、から選ばれる１の図形である。
ここで、半径方向に交差する方向には、半径方向から斜めに傾いた方向と、半径方向に直交する周方向も含まれる。また、平行四辺形、菱形，凧形のコーナーを丸めた図形や、厳密には楕円形でなくても楕円形に極めて近い異形など、後述する本発明の効果を与える図形は、実質的に前記各図形に相当する。
【００２２】
上記本発明の第９の特徴によれば、上記本発明の第１〜第８の何れか１つに記載の特徴による作用効果に加えて、ステータコアと永久磁石との磁気結合力の時間変化特性が、矩形パルス状になることがなく、傾斜部分が生じる。したがって、磁気結合力が0と最大値との間で比較的緩やかに変化する。また、磁気結合力が０になる期間が短縮される。よって、電動アシスト操舵装置におけるリップル，コギング等の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の電動アシスト操舵装置によれば、高出力化と小型化との両立を図ることができると共に、駆動力を操舵軸に確実に負荷することができる電動モータを用いた電動アシスト操舵装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下の図面を参照して、本発明の実施形態に係る電動アシスト操舵装置を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。
【００２５】
図１は本発明の実施形態に係る電動アシスト操舵装置の概略構成を示す図である。図２は本発明の実施形態に係る電動アシスト操舵装置における操舵補助機構の要部を示す斜視図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。図３は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図４は操舵補助機構の要部の変形例１を示す斜視図で、（ａ）は全体斜視図−、（ｂ）は分解斜視図である。図５は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図６は操舵補助機構の要部の変形例２を示す斜視図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。図７は操舵補助機構の要部の変形例２の正面図で、モータ部分を断面で示した図である。
【００２６】
先ず図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係る電動アシスト操舵装置１について説明する。
図１〜図３を参照して、本発明の電動アシスト操舵装置１は、自動車のハンドル操作に応じて電動モータを駆動し、操舵補助を行う電動アシスト操舵装置である。
この電動アシスト操舵装置１は、図１に示すように、ハンドル１０と、操舵軸２０と、操舵補助機構３０と、自在継手４０と、中間軸５０と、舵取り機構６０と、タイヤ７０とから構成される。
【００２７】
前記ハンドル１０は、図１に示すように、操舵軸２０の一端に連結され、自動車の舵取りを行うものであると共に、電動モータにより回転力をアシストされるものである。
つまり操作者によってハンドル１０が回転されることで、その回転が操舵軸２０から操舵補助機構３０、自在継手４０、中間軸５０に伝達され、舵取り機構６０を揺動し、タイヤ７０に伝達される。この際、操舵軸２０の回転が操舵補助機構３０内の図示していないトルクセンサに伝達された後、図示していない電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：略称ＥＣＵ）に電気信号として与えられる。そしてＥＣＵが入力した回転信号に基づいて車速に応じた電圧を電動モータに印加し、操作者のハンドル１０の操作力に対して最適な駆動力が操舵軸２０に負荷され、操舵補助が行われる。
【００２８】
前記操舵軸２０は、ハンドル１０と操舵補助機構３０とを連結し、相互にトルクを伝達、負荷するためのものである。この操舵軸２０は、図１に示すように、その一端がハンドル１０と、他端が操舵補助機構３０と連結されている。また操舵軸２０の一部は、図２、図３に示すように、下記で説明するモータ２００の回転軸２５０を兼ねている。このような構成とすることで、図２、図３の中心線で示すように、モータ２００の回転軸と操舵軸２０との回転中心を同心とすることができる。よってモータ２００と操舵軸２０とを直線的にコンパクトに配置することができ、省スペース化を図ることができる。
【００２９】
前記操舵補助機構３０は、ハンドル１０の操作に応じて操舵補助を行うための機構である。なお以下の説明においては、操舵補助機構３０の中で本発明の要部を構成するもののみを説明し、トルクセンサ、ＥＣＵ等、操舵補助機構を通常構成するその他の部材、機能については説明を省略する。
【００３０】
この実施形態に係る操舵補助機構３０は、図２、図３に示すように、遊星ギア機構１００と、モータ２００とから主に構成される。
前記遊星ギア機構１００は、モータ２００の駆動力を変速させて操舵軸２０に負荷するためのものである。
この遊星ギア機構１００は、図２に示すように、太陽ギア１１０と、遊星ギア１２０と、外輪ギア１３０とから構成される。太陽ギア１１０を中心として、３つの遊星ギア１２０が自転し、外輪ギア１３０が回転する構造をもった変速機構である。
【００３１】
前記太陽ギア１１０は、遊星ギア機構１００の中心に配置されるギアである。この太陽ギア１１０は、図２、図３に示すように、外向きに設けられた歯１１１と、貫通孔１１２とを有し、歯１１１を遊星ギア１２０と噛み合わせると共に、貫通孔１１２に操舵軸２０を嵌め合わせる。
【００３２】
前記遊星ギア１２０は、太陽ギア１１０と外輪ギア１３０との間に位置するギアである。この遊星ギア１２０は、図２に示すように、外向きに設けられた歯１２１と、貫通孔１２２とを有し、歯１２１を太陽ギア１１０及び外輪ギア１３０と噛み合わせる。また貫通孔１２２には用途に合わせて各種軸が嵌め合わされる。
【００３３】
前記外輪ギア１３０は、ロータ２１０の回転を遊星ギア１２０に伝達するためのものである。この外輪ギア１３０は、図２に示すように、円環状であり、内向きに設けられた歯１３１を有する。また図２に示すように、下記で説明するロータ本体２１１の上部表面２１１ａに一体的に取り付けられ、その内側に遊星ギア１２０と太陽ギア１１０とを配置してある。つまり、外輪ギア１３０を第１ギアとし、その内側に遊星ギア１２０、太陽ギア１１０を第２ギアとして配置することで遊星ギア機構１００を構成している。
このような構成とすることで、外輪ギア１３０とロータ２１０との間に別部材を設けることなくロータ２１０の回転で外輪ギア１３０を回転させることができる。よってロータ２１０の回転を外輪ギア１３０、遊星ギア１２０、太陽ギア１１０を介して確実に操舵軸２０に伝達することができる。また車体内においてモータ２００と操舵軸２０とをコンパクトに配置することができ、省スペース化を図ることが可能な電動アシスト操舵装置１とすることができる。
【００３４】
更に図２に示すように、歯１３１の歯数を歯１１１及び歯１２１よりも多い構成としてある。このような構成とすることで、モータ２００の駆動力を確実に変速させて操舵軸２０に負荷することができる。
なお外輪ギア１３０の、ロータ本体２１１の上部表面２１１ａへの取り付けは、ネジ、溶接、接着剤等、外輪ギア１３０を上部表面２１１ａへ一定の強度で取り付けることができるものであれば如何なるものであってもよい。
【００３５】
太陽ギア１１０、遊星ギア１２０、外輪ギア１３０の材質としては、ステンレスを含む鉄系合金や銅合金等の金属、ポリアミド樹脂等の樹脂等、ギアとして使用可能であれば如何なるものであってもよい。しかし機械的強度、耐熱性、耐摩耗性、耐摩擦性等を考慮すれば、ポリアミド樹脂等の樹脂を用いることが望ましい。
また歯１１１、歯１２１、歯１３１の形状、数、向きは本実施形態のものに限る必要はなく、適宜変更可能である。たとえば、遊星ギア１２０の歯を上下２段とし、歯１３１と嵌め合わせる部分と、歯１１１と嵌め合わせる部分とに分離するなど、遊星ギア１２０の上下の歯数が異なる形状であってもよい。
また本実施形態においては、外輪ギア１３０をロータ２１０と別部材とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限る必要はなく、ロータ２１０の表面に一体的にギアを成形することで、遊星ギア機構１００の外輪ギア１３０を構成するようにしてもよい。
またモータ２００の駆動力を変速させて操舵軸２０に負荷する構成は、必ずしも遊星ギア機構に限るものではなく、適宜変更可能である。例えば、既述した実施形態において、太陽ギア１１０及び遊星ギア１２０を用いずに、外輪ギア１３０の内側にウォームホイールを噛み合わせて配置するような構成としてもよい。
【００３６】
前記モータ２００は、電動アシスト操舵装置１の駆動源となるものである。
このモータ２００は、図３に示すように、アキシャル型モータであり、ロータ２１０と、ステータ２２０と、軸受け２３０と、ケース２４０と、回転軸２５０とから構成される。
ここで、「アキシャル型モータ」とは、ロータとステータとが回転軸の軸方向に対向して配置されるモータのことを示す。このような構成とすることで、モータ２００の扁平化を図ることができる。更にコイルの巻数増加がモータ２００の厚みの増加につながらず、モータ２００を高出力化と小型化との両立を図ることができるモータとすることができる。
なおモータ２００の厚みは、３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度であることが望ましい。
【００３７】
前記ロータ２１０は、図３に示すように、回転軸２５０に固定されて回転軸２５０と共に回転するものであり、ロータ本体２１１と、該ロータ本体２１１に取り付けられる回転子としての複数の永久磁石２１２とから構成される。
【００３８】
前記ロータ本体２１１は、図３に示すように、ボス部２１１ｂで回転軸２５０に嵌り込んで固定される。またロータ本体２１１は、図２、図３に示すように、中央に貫通孔２１１ｃを有し、この貫通孔２１１ｃに操舵軸２０の一部を貫通させることで回転軸２５０としている。このような構成とすることで、図２、図３の中心線で示すように、ロータ２１０と操舵軸２０との回転中心を同心とすることができる。よってモータ２００と操舵軸２０とを直線的にコンパクトに配置することができ、省スペース化を図ることができる。
なおロータ本体２１１の材質としては、例えば鉄等の軟磁性体材料等、ロータ本体として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。
【００３９】
前記永久磁石２１２は、図３に示すように、前記ロータ本体２１１の一面側に一定の間隔で設けられている。永久磁石２１２の材質としては、フェライト磁石や希土類磁石等で構成することができるが、軽くて磁力の大きいもの、また所定形状への加工が容易なものであることが好ましい。また本実施形態においては、図３に示すように、永久磁石２１２をロータ本体２１１に直接固定する構成としている。勿論、このような構成に限らず、例えばロータ本体２１１と永久磁石２１２との間に軟磁性圧粉成形体をサンドイッチ状態に介して固定するような構成としてもよい。このような構成とすることで、永久磁石２１２を通る空間磁束変化、特にＰＷＭ等高調波磁束変化によるロータ２１０側の渦電流損を低減することができる。
なお永久磁石２１２の数は適宜変更可能である。
【００４０】
前記ステータ２２０は、図３に示すように、ケース２４０側に固定されて不動状態に保持されるものであり、ステータコア２２１と、コイル２２２とから構成される。
【００４１】
前記ステータコア２２１は、図３に示すように、ヨーク部２２１ａと、ティース部２２１ｂとから構成され、共に金属性磁性粉末を加圧成形による粒子同士のネッキングによる結合もしくは樹脂で結合した圧粉磁心で構成されている。形状自由度が高く加工が容易な圧粉磁心を用いることで、ステータコア２２１を１部材で構成することができる。よって電磁鋼板を積層することでステータコアを構成する場合に比べて、磁力線の流れを向上させることができると共に、生産効率のよいステータコア２２１とすることができる。また熱伝導率のよい圧粉磁心を用いることで、モータ２００の放熱性を向上させることができる。更に衝撃荷重をかけることで容易に破壊できることから、リサイクル可能なコスト面に配慮したモータ２００とすることができる。
【００４２】
なお本実施形態においては、ヨーク部２２１ａとティース部２２１ｂとを圧粉磁心を用いて１部材で成形する構成としたが、必ずしもこれに限るものではない。例えばヨーク部２２１ａを電磁鋼板で、ティース部２２１ｂを圧粉磁心で成形する構成とすることができる。このような構成とすることで、ステータコア２２１をハイブリッドステータコアとすることができる。従ってモータ２００の駆動時における騒音を効果的に軽減することができる。よって車内空間の静寂化を図ることができるモータ２００とすることができる。
ここで「ハイブリッドステータコア」とは、異なる特徴を持つ２つ以上の磁性材料を一体化して構成するステータコアのことを示す。
【００４３】
前記コイル２２２は、固定子として用いられる絶縁被覆導線であり、ティース部２２１ｂに巻回される。導線としては、丸線、平角線等、通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。
【００４４】
前記ケース２４０は、ロータ２１０やステータ２２０をその内部に保護するものである。
【００４５】
前記回転軸２５０は、モータ２００の回転軸であり、ロータ本体２１１の回転に伴い回転されるものである。
この回転軸２５０は、図３に示すように、軸受け２３０を介してケース２４０に取り付けられると共に、ボス部２１１ｂに嵌り込むことでロータ２１０に取り付けられる。
【００４６】
ここで本実施形態においては、図２、図３の中心線で示すように、操舵軸２０の一部を回転軸２５０とし、ロータ２１０と操舵軸２０との回転中心を同心としている。このような構成とすることで、モータ２００と操舵軸２０とを直線的に配置することができる。よって車体内においてモータ２００と操舵軸２０とをコンパクトに配置することができ、省スペース化を図ることができる。更に車体内にウォームホイールを配置するのにこれまで確保されていたスペースを利用して高出力のモータを配置することができるので、モータのためのスペースを著しく削減することが可能となる。その結果、高出力化を図るだけでなく、エンジンルーム内のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００４７】
前記自在継手４０、中間軸５０、舵取り機構６０は、自動車の操舵装置として通常用いられるもので、ハンドル１０の回転方向、回転力等を車輪であるタイヤ７０に伝達するためのものである。
【００４８】
次に図４、図５を参照し、操舵補助機構３０の要部の変形例１を説明する。
この変形例１は、モータの駆動力をギアを用いることなく操舵軸に負荷する構成としたものであり、その他の点は既述した実施形態と同一である。同一部材、同一機能を果たすものには同一番号を付し、以下の説明を省略する。
【００４９】
このようにロータ２１０の回転中心に操舵軸２０を貫通させ、当該ロータ２１０と操舵軸２０とを直接連結する構成とすることで、モータ２００と操舵軸２０との間に別途部材を設けることなくモータ２００の駆動力を操舵軸２０に負荷することができる。よって駆動力の伝達ロスを確実に防止することができると共に、摩擦熱の発生を防止することができる。また組み立て容易な電動アシスト操舵装置１とすることができる。
【００５０】
次に図６、図７を参照し、操舵補助機構３０の要部の変形例２を説明する。
この変形例２は、ロータと一体的に歯を設けることで、ロータ自体をギアとすると共に、モータの駆動力をウォームを介して操舵軸と嵌め合わせたウォームホイールに伝達する構成としたものである。その他の点は既述した実施形態と同一である。同一部材、同一機能を果たすものには同一番号を付し、以下の説明を省略する。
【００５１】
図６、図７に示すように、本変形例２においては、ロータ本体２１１における側部表面２１１ｄに歯２１１ｅをロータ本体２１１と一体的に成形している。ロータ２１０自体をギアとして、その歯２１１ｅを中間伝達軸３００のピニオンギア３２０と噛み合わせる。また、中間伝達軸３００のウォームギア３１０を、操舵軸２０と嵌め合わせたウォームホイール４００に噛み合わせる。これにより、ロータ２１０、中間伝達軸３００を介してモータ２００の駆動力を、ウォームホイール４００に負荷する構成としている。
【００５２】
ラジアルモータで高出力化を図ろうとすると、軸長が長大になってしまい、操舵軸の周辺に配置されたエンジン補機類に干渉してしまう。また自動車のエンジンルームには、エンジンを中心に補機類、オイルや冷却用タンク類などの構造体が複数配置されるため、略柱状の空間を確保することが困難である。一方、アキシャル型モータでは、コイルの巻数を増加させてもモータの厚みが増えるのを避けることができる。よってロータ本体２１１の側部表面２１１ｄに歯２１１ｅを設け、操舵軸２０と略平行にモータ２００を配置することで、エンジンルームに残された操舵軸周りの扁平な空間に高出力のモータを配置することができる。
【００５３】
更にこのような構成とすることで、車体内におけるモータ２００やその他の部品の設置位置を柔軟に選択することができる。よって車体内のスペースを有効に活用して電動アシスト操舵装置１を組付けることができる。
なお本変形例２においては、歯２１１ｅをロータ本体２１１と一体的に成形する構成としたが、必ずしもこれに限るものではなく、歯２１１ｅをロータ本体２１１と別部材とする構成としもよい。
【００５４】
（実施の形態２）
図８（ａ）〜（ｃ）は、順に、実施の形態２に係るアキシャル型モータ２００の概略的な構造を示す断面図、VIIIb-VIIIb線矢視図，およびVIIIc-VIIIc線矢視図である。図９は、部分コアの斜視図である。
本実施の形態においても、電動アシスト操舵装置の基本的な構成は実施の形態１で説明した通りである。そこで、本実施の形態においては、実施の形態１と異なる点のみ説明する。また、本実施の形態の図面において、実施の形態２と同じ部材については、共通の符号を付して、できるだけ重複説明を省略する。
【００５５】
実施の形態１と同様に、モータ２００は、アキシャル型モータであり、ロータ２１０と、ステータ２２０と、軸受け２３０と、ケース２４０と、回転軸２５０とから構成される。
本実施の形態においては、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転軸２５０に平行な方向を軸方向ｚ（スラスト方向）とする。回転軸２２１に直交する方向を半径方向（ラジアル方向ｒ）とする。ロータ２１０等の円周の方向（回転方向）を周方向θとする。
【００５６】
ステータコア２２１は、ヨーク部２２１ａと、ティース部２２１ｂとから構成されている。また、図８（ｃ）に示すように、ステータコア２２１は、部分コア２２１ｘを円環状に組み立てて構成されている。コイル２２２は、部分コア２２１ｘを組み立てる前あるいは後に、ティース部２２１ｂに巻回される。
【００５７】
図９に示すように、部分コア２２１ｘは、円弧状の部分ヨーク２２１ｙと、部分ヨーク２２１ｙから軸方向ｚに突出するティース部２２１ｂとを有している。ティース部２２１ｂは、図８（ａ）に示すように、基部を部分ヨーク２２１ｙの嵌合穴に嵌合させて、組み立てられている。
【００５８】
なお、図１０の別例に示すように、嵌合穴２２１ｚを有するヨーク部２２１ａを電磁鋼板で、ティース部２２１ｂを圧粉磁心で形成する構成とすることができる。このような構成とすることで、ステータコア２２１をハイブリッドステータコアとすることができる。よって、実施の形態２で説明したハイブリッドステータコアの効果を得ることができる。
【００５９】
ここで、本実施の形態では、図８（ｃ）に示すように、ティース部２１２が扇形や長方形ではなく、平行四辺形であることが特徴である。その特徴によって奏される作用効果について、以下に説明する。
【００６０】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、軸方向ｚに直交する断面における断面形状と、永久磁石−ティース部の磁気結合力Pｍｇの時間変化特性との関係を示す図である。図１１（ａ）〜（ｃ）において、コイルの図示は省略されている。また、便宜上、周方向θを水平に表示しているので、円形に配置されているティース部２２１ｂが、直線上に配置されている。したがって、矩形で表されているティース部２２１ｂは、実際には、コイルサイド面が半径方向ｒに一致する扇形の形状をしている。永久磁石も同様である。
【００６１】
図１１（ａ）に示すように、ティース部２２１ｂの断面形状が矩形（正方形を含む）場合の磁気結合力Pｍｇの時間変化特性を示している。この場合、磁気結合力Pｍｇは、時間ｔの経過と共に矩形パルス状に変化する。このときの磁気結合力Pｍｇが０になる期間をＲ１とする。
なお、ティース部２２１ｂの断面形状が扇形でなく、矩形状である場合にも、磁気結合力Pｍｇは、若干の傾斜部を有するものの、ほぼ矩形パルス状に変化する。
【００６２】
図１１（ｂ）は、ティース部２２１ｂの断面形状が平行四辺形である場合の磁気結合力Pｍｇの時間変化特性を示している。この場合、磁気結合力Pｍｇは、時間ｔに対して台形パルス状に変化する。そして、ティース部２２１ｂの面積と、各ティース部２２１ｂ間の間隔とは、図１１（ａ）の場合と変わらないが、磁気結合力Pｍｇは、最大値と0の間で、緩やかに変化する。また、磁気結合力Pｍｇが０になる期間Ｒ２は、上記期間Ｒ１よりも短くなる。
【００６３】
図１１（ｃ）は、ティース部２２１ｂの断面形状が平行四辺形で、かつ、相隣接するティース部２２１ｂ同士が近接している場合の磁気結合力Pｍｇの時間変化特性を示している。この場合、永久磁石２１２と、あるティース部２２１ｂとが磁気結合する期間と、永久磁石２１２と次のティース部２２１ｂとが磁気結合する期間とがオーバーラップする期間Ｒｏｖが存在する。よって、磁気結合力Pｍｇは、時間ｔに対してより緩やかに変化し、かつ、磁気結合力Pｍｇが０になる期間は、存在しない。
【００６４】
図１２は、ティース部２２１ｂの断面形状が、長側対角線（２つの対角線のうち長い方）が周方向θに位置する菱形である場合の磁気結合力Pｍｇの時間変化特性を示している。この場合、少なくともコイルの積層厚みの分だけ、相隣接するティース部２２１ｂ同士の間隔が必要である。したがって、磁気結合力Pｍｇが０になる期間が存在するが、磁気結合力Pｍｇの時間変化特性は、傾斜の緩やかな波状になる。
ティース部２２１ｂの断面形状が、長側対角線が周方向θに位置する平行四辺形，凧形である場合にも、よく似た磁気結合力Pｍｇの時間変化特性が生じる。
【００６５】
図１３（ａ），（ｂ）は、半径方向ｒから傾いた方向に長軸を有する楕円形、長円形の断面形状を有するティース部２２１ｂを部分ヨーク２２１ｙと共に示す平面図である。図１３（ａ）は、断面形状が、半径方向ｒから傾いた長軸を有する楕円形であるティース部２２１ｂの例を示す。図１３（ｂ）は、断面形状が、半径方向ｒから傾いた長軸を有する長円形であるティース部２２１ｂの例を示す。
【００６６】
図１３（ａ），（ｂ）に示すティース部２２１ｂと、永久磁石２１２との磁気結合力Pｍｇの時間変化特性も、図１１（ｂ），（ｃ）および図１２に近いものとなる。特に、楕円形、長円形の場合には、磁気結合力Pｍｇの時間変化特性が曲線状になるという利点もある。
【００６７】
本実施の形態によると、図１１（ｂ），図１２に示すように、上記磁気結合力Pｍｇの時間変化特性が、矩形パルス状になることがなく、傾斜部分が生じる。上記各図形の断面形状を有する場合には、一般に、上記磁気結合力Pｍｇの時間変化特性が台形のパルス状になる。したがって、磁気結合力が最大値と０との間緩やかに変化する。また、磁気結合力Pｍｇが０になる期間が短縮される。
また、相隣接する平行四辺形などの図形を近づければ、磁気結合力Pｍｇが０となる部分をなくすことができる（図１１（ｃ）参照）。半径方向ｒから傾いた長軸を有する楕円形，長円形の断面形状を有する場合も同様である。
長側対角線が周方向θに位置する菱形，長方形，平行四辺形，凧形、などの断面形状を有する場合には、磁気結合力Pｍｇが０になる期間をほとんどなくすことができる（図１２参照）。
半径方向ｒに交差する方向に長軸を有する楕円形，長円形の断面形状を有する場合には、磁気結合力Pｍｇの時間変化特性が曲線状になり、よりなめらかな変化を示す。
したがって、本実施の形態の電動アシスト操舵装置により、リップル，コギング等の発生を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、例えば自動車、船舶等のハンドル操作を必要とする乗り物の操舵補助装置として産業上の利用ができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る電動アシスト操舵装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る電動アシスト操舵装置における操舵補助機構の要部を示す斜視図で、（ａ）は全体斜視図であり、（ｂ）は分解斜視図である。
【図３】図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】操舵補助機構の要部の変形例１を示す斜視図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図５】図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】操舵補助機構の要部の変形例２を示す斜視図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図７】操舵補助機構の要部の変形例２を示す正面図で、モータ部分を断面で示した図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、順に、実施の形態２に係るアキシャル型モータの概略的な構造を示す断面図、VIIIb-VIIIb線矢視図，およびVIIIc-VIIIc線矢視図である。
【図９】実施の形態２に係る部分コアの斜視図である。
【図１０】実施の形態２の別例におけるハイブリッドステータコアの構造を分解して示す斜視図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、軸方向に直交する断面における断面形状と、永久磁石−ティース部の磁気結合力の時間変化特性との関係を示す図である。
【図１２】ティース部の断面形状が、対角線が周方向に位置する菱形である場合の磁気結合力の時間変化特性を示す図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、半径方向ｒから傾いた方向に長軸を有する楕円形、長円形の断面形状を有するティース部を部分本体と共に示す平面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１          電動アシスト操舵装置
１０        ハンドル
２０        操舵軸
３０        操舵補助機構
４０        自在継手
５０        中間軸
６０        舵取り機構
７０        タイヤ
１００      遊星ギア機構
１１０      太陽ギア
１１１      歯
１１２      貫通孔
１２０      遊星ギア
１２１      歯
１２２      貫通孔
１３０      外輪ギア
１３１      歯
２００      モータ
２１０      ロータ
２１１      ロータ本体
２１１ａ    上部表面
２１１ｂ    ボス部
２１１ｃ    貫通孔
２１１ｄ    側部表面
２１１ｅ    歯（ラックギア）
２１２      永久磁石
２２０      ステータ
２２１      ステータコア
２２１ａ    ヨーク部
２２１ｂ    ティース部
２２１ｘ    部分コア
２２１ｙ    部分ヨーク
２２１ｚ    嵌合穴
２２２      コイル
２３０      軸受け
２４０      ケース
２５０      回転軸
３００      中間伝達軸
３１０      ウォームギア
３２０      ピニオンギア
４００      ウォームホイール
【図１】
2010076735.tif 000003
【図２】
2010076735.tif 000004
【図３】
2010076735.tif 000005
【図４】
2010076735.tif 000006
【図５】
2010076735.tif 000007
【図６】
2010076735.tif 000008
【図７】
2010076735.tif 000009
【図８】
2010076735.tif 000010
【図９】
2010076735.tif 000011
【図１０】
2010076735.tif 000012
【図１１】
2010076735.tif 000013
【図１２】
2010076735.tif 000014
【図１３】
2010076735.tif 000015