JP2007263585A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部磁場の影響を受け難く、且つ磁石から第１、第２磁気センサに与えられる磁束密度の増加を図ることのできる回転角度検出装置を提供する。
【解決手段】 第１、第２磁気センサ３、４は、磁石２の軸方向に配置され、磁石２は、軸方向に磁力線が向くように軸方向着磁され、第１、第２磁気センサ３、４に対して、磁石２の回転角度に応じたサイン曲線磁場を発生する。磁石２の下面は、磁性体製円盤よりなるヨーク５で覆われる。このヨーク５が磁石２の下面において磁気シールドの機能を果たすため、磁石２の下面側から外部磁場が与えられても、外部磁場が第１、第２磁気センサ３、４に到達しない。また、ヨーク５によって磁石２の下面側の磁気効率が高められ、結果的に磁石２から第１、第２磁気センサ３、４に与えられる磁束密度が高められることになり、角度検出誤差を小さく抑え、且つロバスト性を向上できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２つの部材（例えば、回転部材と非回転部材）の相対回転角度を非接触で検出する回転角度検出装置に関する。

（従来技術）
２つの部材の相対回転角度を非接触で検出する回転角度検出装置として、図１（ａ）、（ａ’）に示す技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に開示される回転角度検出装置は、図１（ａ）、（ａ’）に示すように、円盤形状を呈する磁石２（外周縁の軸心とシャフト１の回転軸とが略一致し、回転軸に対して垂直方向の一方から他方に向けて磁力線が向くように着磁された磁石）と、この磁石２の外縁近傍に配置されて磁石２から放出される磁力線に応じた出力を発生する磁気検出手段とを備える。
磁気検出手段は、磁石２から与えられる磁気変化を検出する第１磁気センサ３と、第１磁気センサ３に対して９０°位相のズレた磁気変化を検出する第２磁気センサ４とで構成される。

２つの部材が相対回転すると、図２（ａ）に示すように、第１、第２磁気センサ３、４がｓｉｎカーブ（正弦曲線）とｃｏｓカーブ（余弦曲線）を出力する。そして、角度演算装置（マイクロコンピュータ）によって、２つのセンサ出力を逆三角関数演算で１８０°間隔の右上がりの直線特性に変換し｛図６（ｂ）参照｝、各右上がりの直線特性を繋ぎ合わせることで、０°〜３６０°の回転角度出力｛図６（ｃ）参照｝が得られる。

（従来技術の問題点）
特許文献１に開示される回転角度検出装置はシールド機能を有していない。このため、外部磁場がある環境下においては、外部から与えられる印加磁束が直接、第１、第２磁気センサ３、４のセンサ出力に重畳することになり、外部磁場の影響によって回転角度検出装置の角度検出誤差が大きくなってしまう。
具体的には、図３（ａ）に示すように、第１磁気センサ３の周辺部に軸方向へ向かう外部磁場（図中、上向き矢印Ｘ参照）を所定量（例えば、１０ｍＴ）印加すると、第１磁気センサ３のセンサ出力が印加磁場分（１０ｍＴ）変化してしまう。即ち、図４（ａ）に示すように、第１磁気センサ３のセンサ出力が実線Ａから、外部磁場が与えられたことによって実線Ａ’に変化してしまう。この結果、図４（ｃ）の左側（従来技術のデータ）に示すように、第１磁気センサ３の出力変動量α’が大きくなり、角度検出誤差β’が大きくなってしまう。

上記の不具合を回避するために、図１（ｂ）に示すように、磁石２の軸方向の一方の面（磁気検出手段とは異なる側の面）に磁性体製のヨーク５を設けて、シールド機能を追加することが考えられる。
しかるに、特許文献１に開示される磁石２の片面にヨーク５を設けると、回転軸に対して垂直方向に着磁された磁石２の磁束の多くがヨーク５を流れることになる。その結果、第１、第２磁気センサ３、４に与えられる磁束が減少し、第１、第２磁気センサ３、４のセンサ出力が小さくなり、結果的にセンサ出力の振幅が小さくなってしまう。

具体的には、図２（ｂ）に示すように、第１、第２磁気センサ３、４のセンサ出力は、ヨーク５を設けない場合が実線Ａ、Ｂに示す出力振幅であるのに対し、ヨーク５を設けることにより実線Ａ’、Ｂ’に示すように出力振幅が小さくなる。
このように、シールド機能の追加のために磁石２にヨーク５を設けると、センサ出力の振幅が小さくなることで、センサ出力のＳＮ比（歪率）が悪化することになり、角度検出誤差の増大およびロバスト性の悪化を招く。
特開２００３−７５１０８号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部磁場の影響を受け難く、且つ磁石から磁気検出手段に与えられる磁束密度の増加を図ることのできる回転角度検出装置の提供にある。

［請求項１の手段］
回転角度検出装置の磁石は、磁気検出手段が配置される面とは逆の面に磁性体製のヨークを備える。このため、磁石の反磁気検出手段側から外部磁場が与えられても、外部磁場がヨークで遮断されるため、磁気検出手段は外部磁場の影響を受け難い。
また、磁石は、軸方向に磁力線が向くように軸方向着磁されて、軸方向へ磁力線を生じさせるものであるため、磁石の反磁気検出手段側に設けたヨークによって、磁石の反磁気検出手段側の磁気効率が高められ、磁石の磁気損失が小さく抑えられる。この結果、従来技術とは逆に、ヨークを設けたことにより、磁気検出手段に与えられる磁束密度が増加する。このように、磁気検出手段に与えられる磁束密度が増加することにより、角度検出誤差を抑えることが可能となるとともに、ロバスト性が向上する。
即ち、請求項１の回転角度検出装置は、外部磁場の影響を受け難く、且つ回転角度の検出性能を高めることができる。

［請求項２の手段］
ヨークは、磁石の反磁気検出手段側の全面を覆うものである。
このため、磁石の反磁気検出手段側から与えられる外部磁場が、ヨークによって確実に遮断される。

［請求項３の手段］
磁気検出手段は、磁気変化を検出する第１磁気センサと、第１磁気センサに対して９０°位相のズレた磁気変化を検出する第２磁気センサとを具備するものであり、回転角度検出装置は、第１、第２磁気センサの検出した磁気変化により、相対回転する２つの部材（一方および他方）の相対回転角度を求めるものである。
このように、位相が９０°ズレた第１、第２磁気センサを用いることにより、回転角度検出装置の検出する回転角度の範囲を広くすることができる。即ち、検出範囲を広くすることができる。

［請求項４の手段］
回転角度検出装置は、磁石と軸方向に隙間を隔て対向配置されるとともに、磁石との対向面が磁石と逆磁極で、磁石と一体に回転する第２磁石を備えるものであり、磁気検出手段は、磁石と第２磁石との軸方向の間に配置されるものである。
これにより、磁石と第２磁石の間の磁束密度が高まり、磁気検出手段に与えられる磁束密度が増加する。そして、磁気検出手段に与えられる磁束密度が増加することにより、角度検出誤差を抑えることが可能となるとともに、ロバスト性が向上する。

［請求項５の手段］
第２磁石は、磁気検出手段が配置される面とは逆の面に磁性体製の第２ヨークを備える。このため、第２磁石の反磁気検出手段側から外部磁場が与えられても、外部磁場が第２ヨークで遮断されるため、磁気検出手段は外部磁場の影響を受け難い。
また、第２磁石は、軸方向に磁力線が向くように軸方向着磁されるものであるため、第２ヨークによって、第２磁石の反磁気検出手段側の磁気効率が高められ、第２磁石の磁気損失が小さく抑えられる。これにより、磁気検出手段の配置部位における磁束密度を更に高めることができる。
即ち、請求項５の手段は、外部磁場の影響を極めて小さくすることができるとともに、磁気検出手段に与えられる磁束密度が大きく増加することになり、角度検出誤差を抑えることが可能となるとともに、ロバスト性が向上する。

［請求項６の手段］
磁石は、回転軸に対して垂直方向に平面を成す円盤形状を呈し、磁気検出手段に対して磁石が１回転することにより、磁気検出手段に１つのサイン曲線磁場を与えるものである。

最良の形態の回転角度検出装置は、相対回転する一方に設けられた磁石（例えば、回転軸に対して垂直な平面を有する円盤形状の永久磁石）と、相対回転する他方に設けられ、磁石から与えられる磁気変化を検出する磁気検出手段（例えば、回転に対して出力差が生じる２つのセンサ、第１、第２ホールＩＣ等）とを具備し、相対回転する一方および他方の相対回転角度を、磁気検出手段の検出した磁気変化により求める。
磁気検出手段は、磁石の軸方向に配置される。
また、磁石は、軸方向に磁力線が向くように軸方向着磁され、磁気検出手段に対する回転軌跡上にサイン曲線磁場を発生する。
さらに、磁石は、磁気検出手段とは軸方向に異なる面に、磁性体製のヨーク（例えば、磁石と同径の円盤形状）を備えるものである。

実施例１を図１〜図６を参照して説明する。
（実施例１の構成）
この実施例１に示す回転角度検出装置は、回転センサ部｛図１（ｃ）、（ｃ’）参照｝と、角度演算装置（図５参照）とを備える。

回転センサ部は、シャフト１（相対回転する一方の部材：この実施例では回転部材）と、シャフト１に固定された磁石２と、図示しない固定部材（相対回転する他方の部材：例えば、ハウジングに固定された回路基板等）に搭載された磁気検出手段（第１、第２磁気センサ３、４）とを備える。
シャフト１は、磁性体製あるいは非磁性体製で円柱棒状を呈するものであり、例えばスロットル開度センサにおいては、スロットルバルブ（角度検出の対象物）と一体に回転するものである。

磁石２は、シャフト１に固定されて、シャフト１と一体に回転する。
磁石２は、一定の厚みを有し、リング状もしくは円盤状を呈する永久磁石であり、その外周縁の軸心とシャフト１の軸心とが一致する。
この磁石２は、シャフト１の回転軸方向（以下、軸方向と称す）に磁力線が向くように軸方向着磁されたものであり、軸方向から見た第１、第２磁気センサ３、４の回転軌跡上にサイン曲線磁場を発生する。即ち、磁石２は、１回転することで、第１、第２磁気センサ３、４に１つのサイン曲線の磁束変化を与えるように軸方向の着磁が調整されたものである。

また、磁石２は、磁気検出手段とは異なる面｛図１（ｃ）の下面｝にヨーク５を備える。このヨーク５は、磁石２の反磁気検出手段側｛磁気検出手段とは異なる面：図１（ｃ）の下面｝の全面を覆う磁性体製である。ヨーク５は、外周径が磁石２と同径で、一定の厚みを有し、その外周縁の軸心とシャフト１の軸心とが一致した状態で、磁石２またはシャフト１の少なくとも一方に固定されている。

磁気検出手段は、磁石２の軸方向｛図１（ｃ）の上側｝に配置され、磁石２から与えられる磁束変化を検出する第１磁気センサ３と、第１磁気センサ３に対して９０°位相のズレた磁束変化を検出する第２磁気センサ４とからなる。
第１磁気センサ３は、固定部材（例えば、ハウジングに固定された回路基板等）に固定されたものであり、磁石２の軸方向で、且つ磁石２の外周端とシャフト１の外周端との間の略中央部に配置され、磁気検出面を通過する磁束の流れ方向および磁束密度に応じた出力を発生する第１ホール素子３ａ（図５参照）を内蔵している。ここで、第１ホール素子３ａは、微弱なセンサ出力を発生するものであるため、その微弱出力を増幅する第１増幅アンプ６が接続される。この第１増幅アンプ６は、第１磁気センサ３内に封入したものであっても良いし、第１磁気センサ３とは別の基板上に配置したものであっても良い。

第２磁気センサ４は、第１磁気センサ３と同様、固定部材（例えば、ハウジングに固定された回路基板等）に固定されたものであり、磁石２の軸方向で、且つ磁石２の外周端とシャフト１の外周端との間の略中央部に配置され、磁気検出面を通過する磁束の流れ方向および磁束密度に応じた出力を発生する第２ホール素子４ａ（図５参照）を内蔵している。ここで、第２ホール素子４ａは、微弱なセンサ出力を発生するものであるため、その微弱出力を増幅する第２増幅アンプ７が接続される。この第２増幅アンプ７は、第２磁気センサ４内に封入したものであっても良いし、第２磁気センサ４とは別の基板上に配置したものであっても良い。
なお、第１、第２磁気センサ３、４は、磁石２に対する回転軌跡が同一であるとともに、磁石２に対する対向距離も同一に配置されている。

第１、第２磁気センサ３、４は、ともに軸方向の磁気変化を検出するように、それぞれの磁気検出面が軸方向に向いて配置されるものであり、第２磁気センサ４が第１磁気センサ３に対して回転方向に９０°異なった位置に配置されるものである。
これによって、第１磁気センサ３に与えられる磁束線に対して、第２磁気センサ４に与えられる磁束線の位相が９０°ズレることになる。この結果、第１磁気センサ３のセンサ出力に対して、第２磁気センサ４のセンサ出力の位相が９０°ズレることになり、図６（ａ）に示すように、磁石２の回転に対して第１磁気センサ３がｃｏｓカーブのセンサ出力（図中、実線Ａ）を発生し、第２磁気センサ４がｓｉｎカーブのセンサ出力（図中、実線Ｂ）を発生する。

角度演算装置１０は、周知構成のマイクロコンピュータであり、図５に示すように、第１磁気センサ３のセンサ出力を第１ＡＤＣ８でデジタル変換して入力するとともに、第２磁気センサ４のセンサ出力を第２ＡＤＣ９でデジタル変換して入力する。
角度演算装置１０は、第１、第２磁気センサ３、４の出力から角度演算をするものであり、図６（ａ）に示すように、第１磁気センサ３のｃｏｓカーブ出力と、第２磁気センサ４のｓｉｎカーブ出力とを、図６（ｂ）に示すように、逆三角関数演算で１８０°間隔の右上がりの直線特性Ｃに変換｛ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ→θ＝ｔａｎ^-1（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）｝する。そして、角度演算装置１０は、図６（ｃ）に示すように、各右上がりの直線特性Ｃを繋ぎ合わせ、磁石２の回転０°〜３６０°に対応した回転角度出力Ｄ（アナログ信号）を発生するものである。

（実施例１の効果１）
実施例１の回転角度検出装置は、上述したように、磁石２が軸方向着磁されて、軸方向へ磁力線を生じさせる。このため、磁石２の反磁気検出手段側｛磁気検出手段とは軸方向に異なる面：図１（ｃ）の下面｝に設けたヨーク５によって、磁石２の反磁気検出手段側の磁気効率が高められる。これによって、第１、第２磁気センサ３、４側の磁力も強められ、磁石２から第１、第２磁気センサ３、４に与えられる磁束密度が高まる。

具体的には、図２（ｃ）に示すように、第１、第２磁気センサ３、４のセンサ出力は、ヨーク５を設けない場合が実線Ａ、Ｂに示す出力振幅であるのに対し、ヨーク５を設けることにより磁石２の磁気効率が高まることで、実線Ａ’、Ｂ’に示すように出力振幅が大きくなる。即ち、従来技術では、ヨーク５を設けることでセンサ出力が小さくなったのに対し、本実施例では、ヨーク５を設けたことでセンサ出力を大きくできる。
このように、磁石２にヨーク５を設けることで、センサ出力の振幅を大きくできるため、センサ出力のＳＮ比（歪率）を向上させることができ、結果的に角度検出誤差を小さく抑えることができるとともに、ロバスト性の向上を図ることができる。

（実施例１の効果２）
実施例１の回転角度検出装置は、上述したように、ヨーク５が磁石２の反磁気検出手段側の全面を覆って、磁石２の反磁気検出手段側で磁気シールドの機能を果たす。このため、磁石２の反磁気検出手段側から外部磁場が与えられても、外部磁場はヨーク５で遮断されて第１、第２磁気センサ３、４に到達する不具合が防がれ、外部磁場による角度検出誤差の発生を抑えることができる。
具体的には、図３（ｂ）に示すように、第１磁気センサ３の周辺部に軸方向へ向かう外部磁場（図中、上向き矢印Ｘ参照）を所定量（例えば、１０ｍＴ）印加しても、図４（ｂ）の実線Ａに示すように、第１磁気センサ３のセンサ出力が印加磁場によって変化する不具合が生じない。
この結果、図３（ｂ）に示すように外部磁場を与えても、図４（ｃ）の右側（実施例のデータ）に示すように、第１磁気センサ３の出力変動量αが極めて小さく抑えられ、角度検出誤差βを小さく抑えることができる。

実施例２を図７を参照して説明する。
実施例２の回転角度検出装置は、図７（ａ）に示すように、磁気検出手段（第１、第２磁気センサ３、４）の反磁石２側に第２磁石１１を設けたものであり、他の構成は実施例１と同じである。
この第２磁石１１は、磁石２と軸方向に隙間を隔てて対向配置されたものであり、磁石２との対向面が、磁石２と逆磁極を成して磁石２と一体に回転する。

具体的に第２磁石１１は、一定の厚みを有し、磁石２と略同径寸法のリング状もしくは円盤状を呈する永久磁石であり、その外周縁の軸心とシャフト１の軸心とが一致する。
この第２磁石１１は、軸方向に対して垂直方向の一方から他方に向けて磁力線が向くように径方向着磁されたものであり、磁石２と第２磁石１１の対向面が逆磁極を成すようにシャフト１に固定されて、磁石２と一体に回転する。
一方、第１、第２磁気センサ３、４は、磁石２と第２磁石１１の軸方向間の略中央部で、且つ磁石２および第２磁石１１の外周端と、シャフト１の外周端との間の略中央部に配置される。

（実施例２の効果）
このように、実施例２の回転角度検出装置は、磁石２と第２磁石１１が対向面において逆磁極を成すため、第１、第２磁気センサ３、４が配置される空間において、磁石２と第２磁石１１が互いに磁気吸引を行う閉磁場が形成される。即ち、第１、第２磁気センサ３、４の配置空間において、磁石２の放出する磁力線が第２磁石１１で磁気吸引され、第２磁石１１の放出する磁力線が磁石２で磁気吸引される。

これにより、上記実施例１の効果に加えて、磁石２と第２磁石１１の間の磁束密度がさらに高められ、結果的に第１、第２磁気センサ３、４に与えられる磁束密度を高めることができる。
具体的には、図７（ｂ）に示すように、第１、第２磁気センサ３、４のセンサ出力の振幅を、実線Ａ、Ｂに示すように、実施例１｛図４（ｂ）参照｝より大きくすることができる。
このように、第２磁石１１をを設けることで、センサ出力の振幅を大きくできるため、センサ出力のＳＮ比（歪率）を実施例１よりさらに向上させることができ、結果的に角度検出誤差を小さく抑えることができるとともに、ロバスト性の向上を図ることができる。

実施例３を図８を参照して説明する。
実施例３の回転角度検出装置は、図８（ａ）に示すように、磁気検出手段（第１、第２磁気センサ３、４）の反磁石２側に第２ヨーク１２を備えた第２磁石１１を設けたものであり、他の構成は実施例１と同じである。
この実施例３における第２磁石１１および第２ヨーク１２は、実施例１で示した磁石２およびヨーク５と同じものである。

具体的に第２磁石１１は、軸方向に磁力線が向くように軸方向着磁されたものであり、軸方向から見た第１、第２磁気センサ３、４の回転軌跡上にサイン曲線磁場を発生し、第２磁石１１が１回転することで、第１、第２磁気センサ３、４にサイン曲線の磁束変化を与えるように軸方向の着磁が調整されたものである。そして、第２磁石１１は、磁石２と第２磁石１１の対向面が逆磁極を成すようにシャフト１に固定されて、磁石２と一体に回転する。
第２ヨーク１２は、第２磁石１１の反磁気検出手段側の面｛図８（ａ）の上面｝に装着された磁性体製の円盤であり、第２磁石１１の反磁気検出手段側の全面を覆うように第２磁石１１またはシャフト１の少なくとも一方に固定されている。

（実施例３の効果１）
実施例３の回転角度検出装置は、磁石２と同様、第２磁石１１が軸方向着磁されて、軸方向へ磁力線を生じさせる。このため、第２磁石１１の反磁気検出手段側に設けた第２ヨーク１２によって、第２磁石１１の反磁気検出手段側の磁気効率が高められる。これによって、第１、第２磁気センサ３、４側の磁力も強められ、第２磁石１１から第１、第２磁気センサ３、４に与えられる磁束密度が高まる。
そして、上記実施例２と同様に、磁石２と第２磁石１１が対向面において逆磁極を成すため、第１、第２磁気センサ３、４が配置される空間において、磁石２と第２磁石１１が互いに磁気吸引を行う磁束方向が軸方向に略均一に揃った閉磁場が形成される。即ち、第１、第２磁気センサ３、４の配置空間において、磁石２の放出する磁力線が第２磁石１１で磁気吸引され、第２磁石１１の放出する磁力線が磁石２で磁気吸引される。

これにより、磁石２と第２磁石１１の間の磁束密度を倍増することができ、結果的に第１、第２磁気センサ３、４に与えられる磁束密度を大きく高めることができる。
具体的には、図８（ｂ）に示すように、第１、第２磁気センサ３、４のセンサ出力の振幅を、実線Ａ、Ｂに示すように、実施例１｛図４（ｂ）参照｝の約２倍に大きくするこができる。
このように、第２ヨーク１２を備えた軸方向着磁の第２磁石１１を設けることで、センサ出力の振幅を大きくできるため、センサ出力のＳＮ比（歪率）を実施例１よりさらに向上させることができ、結果的に角度検出誤差を小さく抑えることができるとともに、ロバスト性の向上を図ることができる。

（実施例３の効果２）
実施例３の回転角度検出装置は、ヨーク５が磁石２の反磁気検出手段側の全面を覆って、磁石２の反磁気検出手段側で磁気シールドの機能を果たす実施例１の効果に加え、第２ヨーク１２が第２磁石１１の反磁気検出手段側の全面を覆って、第２磁石１１の反磁気検出手段側で磁気シールドの機能を果たす。
このため、軸方向の両側から外部磁場（図中、矢印Ｘ、Ｙ参照）が与えられても、外部磁場はヨーク５および第２ヨーク１２で遮断されて第１、第２磁気センサ３、４に到達する不具合が防がれ、外部磁場による角度検出誤差の発生を抑えることができる。

実施例４を図９を参照して説明する。
実施例４の回転角度検出装置は、実施例３の発展形であり、磁石２と第２磁石１１の外周全面をヨーク５と第２ヨーク１２でそれぞれ覆ったものである。
このように、磁石２および第２磁石１１の外周全面も、ヨーク５と第２ヨーク１２で磁気シールドを行うことにより、軸方向の他に、径方向から外部磁場が与えられても、外部磁場がヨーク５および第２ヨーク１２で遮断されて第１、第２磁気センサ３、４に到達する不具合が防がれる。これにより、軸方向の外部磁場に加え、径方向の外部磁場による角度検出誤差の発生を抑えることができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、第１、第２磁気センサ３、４を固定し、磁石２を回転させた例を示したが、逆に磁石２を固定し、第１、第２磁気センサ３、４を回転させる構造を採用しても良い。また、磁石２と第１、第２磁気センサ３、４の双方が共に回転する構造を採用しても良い。
上記の実施例では、第１、第２磁気センサ３、４の一例としてホール素子を用いたが、磁気抵抗素子（ＭＲＥ）など、他の磁気センサを用いても良い。
上記の実施例では、磁気検出手段の一例として、２つの磁気センサ（第１、第２磁気センサ３、４）を用いたが、１つの磁気センサで所定角度内の回転角度を検出するようにしても良い。

上記の実施例では、磁石２が１回転することで、磁気検出手段に１つのサイン曲線磁場を与える例を示したが、磁石２が１回転することで、磁気検出手段に複数のサイン曲線磁場を与えように設けても良い。
上記の実施例では、回転角度検出装置によってスロットルバルブの開度を検出する例を示したが、アクセルペダルの回転角度（踏み込み量）、エンジンのクランクシャフトの回転角度、産業ロボットのアーム部の回転角度等、他の回転角度を検出する回転角度検出装置に本発明を適用しても良い。

回転センサ部の概略図である（従来技術、参考例、実施例１）。 センサ出力図である（従来技術、参考例、実施例１）。 回転センサ部に外部磁場を与えた説明図である（参考例、実施例１）。 回転センサ部に外部磁場を与えた場合のセンサ出力図および比較図である（従来技術、実施例１）。 回転角度検出装置の電気回路の概略図である（実施例１）。 センサ出力、逆三角関数演算、繋ぎ合わせの説明用のグラフである（実施例１）。 回転センサ部の概略図およびセンサ出力図である（実施例２）。 回転センサ部の概略図およびセンサ出力図である（実施例３）。 回転センサ部の概略図である（実施例４）。

符号の説明

２ 磁石
３ 第１磁気センサ
４ 第２磁気センサ
５ ヨーク
１１ 第２磁石
１２ 第２ヨーク

Claims (6)

1. 相対回転する一方に設けられた磁石と、
   相対回転する他方に設けられ、前記磁石から与えられる磁気変化を検出する磁気検出手段とを具備し、
   相対回転する一方および他方の相対回転角度を、前記磁気検出手段の検出した磁気変化により求める回転角度検出装置において、
   前記磁気検出手段は、前記磁石の軸方向に配置され、
   前記磁石は、軸方向に磁力線が向くように軸方向着磁され、前記磁気検出手段に対する回転軌跡上にサイン曲線磁場を発生するものであり、
   さらに、前記磁石は、前記磁気検出手段とは軸方向に異なる面に、磁性体製のヨークを備えることを特徴とする回転角度検出装置。
2. 請求項１に記載の回転角度検出装置において、
   前記ヨークは、前記磁石における前記磁気検出手段とは軸方向に異なる側の全面を覆うことを特徴とする回転角度検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の回転角度検出装置において、
   前記磁気検出手段は、磁気変化を検出する第１磁気センサと、この第１磁気センサに対して９０°位相のズレた磁気変化を検出する第２磁気センサとを具備し、
   相対回転する一方および他方の相対回転角度を、前記第１、第２磁気センサの検出した磁気変化により求めることを特徴とする回転角度検出装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
   この回転角度検出装置は、前記磁石と軸方向に隙間を隔て対向配置され、前記磁石との対向面が前記磁石と逆磁極で、前記磁石と一体に回転する第２磁石を備え、
   前記磁気検出手段は、前記磁石と前記第２磁石との軸方向の間に配置されることを特徴とする回転角度検出装置。
5. 請求項４に記載の回転角度検出装置において、
   前記第２磁石は、軸方向に磁力線が向くように軸方向着磁されて、前記磁気検出手段に対する回転軌跡上に、前記磁石とは逆相のサイン曲線磁場を発生するものであり、
   さらに、前記第２磁石は、前記磁気検出手段とは軸方向に異なる面に、磁性体製の第２ヨークを備えることを特徴とする回転角度検出装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
   前記磁石は、回転軸に対して垂直方向に平面を成す円盤形状を呈し、
   前記磁気検出手段に対して前記磁石が１回転することで、前記磁気検出手段に１つのサイン曲線磁場を与えることを特徴とする回転角度検出装置。
   

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