JP2002310816A

JP2002310816A - 相対回転位置検出装置

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Publication number: JP2002310816A
Application number: JP2001113326A
Authority: JP
Inventors: Tadatoshi Goto; 忠敏後藤; Kazuya Sakamoto; 和也坂元; Hiroshi Sakamoto; 宏坂本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-10-23
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: US20020148304A1; HK1047973B; EP1249693A2; DE60215414T2; DE60215414D1; HK1047973A1; JP5016165B2; US6581479B2; EP1249693B1; EP1249693A3

Abstract

(57)【要約】【課題】温度補償性能の向上。二重系による安全対
策。高分解能検出。【解決手段】第１乃至第４系列の開口窓パターン（２
１ａ〜２１ｄ）を持つ磁気遮蔽物質又は反磁性体からな
る外筒部（１１）と、外筒部内に挿入され、第１乃至第
４系列の非磁性窓パターン（２２ａ〜２２ｄ）を持つ磁
性体からなる内筒部（１２）と、第１乃至第４系列にそ
れぞれ対応して設けられ、所定の交流信号で励磁される
第１乃至第４のコイル（１０）とを有する。各系列毎に
開口窓パターンと非磁性窓パターンの配列が重複して配
置され、相対回転位置に応じて各系列における開口窓と
非磁性窓との重なりが変化し、第１系列における重なり
具合の変化に対して第２系列における重なりの変化が差
動特性を示し、第３及び第４系列についても同様に差動
特性を示し、第１、第２系列の変化に対して第３、第４
系列の変化が所定のずれを示すように各窓の配置が設定
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は２軸間の相対的回
転位置を検出する装置に関し、例えば自動車のパワース
テアリング軸に負荷されるねじり負荷を検出するための
トルクセンサとしての用途に適したものである。

【０００２】

【従来の技術】相対的に回転可能な２軸のねじれ量を検
出するやりかたとして、トーションバーを介して結合さ
れた入力軸及び出力軸にポテンショメータあるいはレゾ
ルバ装置のような検出装置を設けることが従来からよく
知られている。ポテンショメータを用いるものにあって
は、入力軸に摺動子を設け、出力軸に抵抗を設けること
で、摺動子の抵抗に対する接触位置が入力軸と出力軸の
相対的回転位置に応じて変化し、これに対応するアナロ
グ電圧を得るようになっている。レゾルバ装置を用いる
ものにあっては、入力軸と出力軸の両軸にレゾルバ装置
を設け、これら両レゾルバ装置からの角度信号に基づい
て相対回転量（ねじれ量）を検出する。一方、相対的に
回転可能な２軸の回転ずれを検出するものとして、誘導
コイルを用いたパワーステアリング用非接触トルクセン
サーも開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポテンショメータを用
いるタイプの従来技術にあっては、機械的接触構造を持
つため、接触不良や故障の問題が常につきまとう。ま
た、温度変化によって抵抗のインピーダンス変化が起こ
るため、温度ドリフト補償を適切に行なわねばならな
い。また、従来の誘導コイルを用いたパワーステアリン
グ用非接触トルクセンサとして知られたような回転ずれ
検出装置は、微小な回転ずれに応じて生じるアナログ電
圧レベルを測定する構成であり、その検出分解能におい
て劣るものである。また、コイルの温度ドリフト特性を
補償する必要があるのみならず、相対回転位置に応じて
コイルに対する磁気結合を変化させる磁性体のリラクタ
ンスや導電体の渦電流損にも温度ドリフト特性があり、
これを適切に補償する必要がある。更に、自動車用のト
ルクセンサにあっては、安全対策上、デュアルセンサ構
造であることが望まれる。

【０００４】この発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、温度特性の補償性能に優れ、デュアルセンサ構造化
も容易な、相対的回転位置検出装置を提供しようとする
ものである。さらには、検出対象の相対的回転変位が微
小でも高分解能での検出が可能な相対的回転位置検出装
置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に従う相対的回転
位置検出装置は、相対的に回転可能な第１及び第２の軸
の相対回転位置を検出する相対回転位置検出装置であっ
て、前記第１の軸と共に回転し、第１乃至第４系列の開
口窓パターンを持つ磁気遮蔽物質又は反磁性体からなる
外筒部と、前記外筒部内に挿入され、前記第２の軸と共
に回転し、第１乃至第４系列の非磁性窓パターンを持つ
磁性体からなる内筒部と、前記第１乃至第４系列にそれ
ぞれ対応して設けられ、所定の交流信号で励磁される第
１乃至第４のコイルとを具備し、各系列毎に前記開口窓
パターンと前記非磁性窓パターンの配列が重複するよう
に配置され、所定範囲にわたる相対回転位置に応じて各
系列における開口窓と非磁性窓との重なり具合が変化
し、第１系列における重なり具合の変化に対して第２系
列における重なり具合の変化が差動特性を示し、第３系
列における重なり具合の変化に対して第４系列における
重なり具合の変化が差動特性を示し、第１及び第２系列
の変化に対して第３及び第４系列の変化が所定のずれを
示すように前記各系列の開口窓と非磁性窓の配置が設定
されており、各系列に対応する前記コイルは各系列にお
ける前記開口窓と非磁性窓の重なり具合に応じたインピ
ーダンスを示すことを特徴とする。

【０００６】このように相対変位する開口窓と非磁性窓
との組み合わせからなる系列を４系列具えて成る検出装
置の構造は、温度ドリフト特性を補償して正確な検出を
可能にする上で有利である。また、安全対策上、二重系
の検出出力を得るように構成する上で有利である。例え
ば、前記第１系列に対応する第１のコイルの出力と前記
第２系列に対応する第２のコイルの出力との差をとるこ
とで第１の交流出力信号を生成し、前記第３系列に対応
する第３のコイルの出力と前記第４系列に対応する第４
のコイルの出力との差をとることで第２の交流出力信号
を生成し、前記第１及び第２の交流出力信号の振幅が前
記所定範囲にわたる相対回転位置に応じて所定の異なる
特性で変化するように前記各系列の開口窓と非磁性窓の
配置を設定するとよい。２系列の出力の差をとること
で、コイルインピターンスの温度ドリフト誤差をキャン
セルすることができる。また、第１及び第２の交流出力
信号は、二重系の検出出力として利用できる。

【０００７】前記第１及び第２の交流出力信号を合成し
て前記相対回転位置に応じた位相を示す交流信号を生成
する第１回路と、前記第１及び第２の交流出力信号の一
方を選択する第２回路とを更に具備することで、前記第
１回路で得た前記相対回転位置に応じた位相を示す交流
信号に基づき前記相対的回転位置を検出することと、前
記第２回路で得た第１及び第２の交流出力信号のうち選
択された交流出力信号の振幅レベルに基づき前記相対回
転位置を検出すること、のどちらでもが可能な相対回転
位置検出装置を提供することができる。例えば、通常
は、第１回路の出力を用いて精度の良い位相検出方式で
検出を行い、前記第１及び第２の交流出力信号の一方に
異常が生じた場合には、前記第２回路で異常が生じてい
ない方の前記交流出力信号を選択し、選択された交流出
力信号の振幅レベルに基づき前記相対回転位置を検出す
ることが可能である。こうして、検出精度と安全対策の
双方を満足させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明しよう。（１）第１実施例の構造第１の実施例に係る相対回転位置検出装置の構造は、図
１に示すように、概ね、円筒状の外筒部１１と、その内
部に非接触的に挿入される円筒状の内筒部１２と、外筒
部１１の周囲に非接触的に配置されるコイル部１０とを
具える。後述するような外筒部１１及び内筒部１２にお
ける窓構造の４トラックに対応して、コイル部１０には
４つのコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄがそれぞ
れ設けられている。この第１の実施例では、コイル１０
ａ〜１０ｄのリング内に外筒部１１が挿入され、その磁
束が外筒部１１及び内筒部１２の軸線方向に生じる。図
１では、各コイル１０ａ〜１０ｄは断面で示されてい
る。

【０００９】外筒部１１は相対的に回転しうる第１及び
第２の軸１，２の一方（例えば第１の軸１）に結合され
てそれと一体的に回転しうるようにされ、内筒部１２は
他方の軸（例えば第１の軸２）に結合されてそれと一体
的に回転しうるようにされる。例えば、第１及び第２の
軸１，２は図示しないトーションバーによって連結さ
れ、該トーションバーによる捩じれ変形の許す限りの限
られた角度範囲で相対的に回転しうる。このようなトー
ションバーによって連結された２軸（入力軸と出力軸）
の構造は、例えば自動車のパワーステアリング機構にお
いて知られるものであり、本実施例に係る相対回転位置
検出装置は、パワーステアリング機構のトーションバー
に負荷されるトルクを検出するためのトルクセンサとし
て応用できる。

【００１０】外筒部１１は、肉薄の磁気シールド性（反
磁性）の金属素材からなっている。そのような金属素材
としては、例えば、銅のような非磁性で良導電体のもの
を用いるとよく、その他にはアルミニウムや真鍮あるい
は非磁性ステンレススチールなど適宜のものを用いるこ
とができる。外筒部１１には、軸方向に並んだ４列（４
トラック）の開口窓２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが
穿たれている。図２に例示する展開図の如く、開口窓２
１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各列（トラック）に
は、円周方向に沿って複数の開口窓が所定間隔で設けら
れている。なお、１列（１トラック）における開口窓は
１個だけであってもよい。

【００１１】内筒部１２は、適宜の肉厚の円筒状の磁性
体（例えば鉄やフェライトなどの強磁性体）からなって
おり、外筒部１１の各列（トラック）の開口窓２１ａ，
２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにそれぞれ対応して、所定の配
置で、非磁性窓２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設け
られている。例えば、非磁性窓２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄは、内筒部１２を構成する磁性体に穿たれた
開口窓からなる。非磁性窓２２ａ〜２２ｄはそのような
開口窓からなるものに限らず、磁気シールド性（反磁
性）の素材からなっていてもよい。図２に例示する展開
図の如く、非磁性窓２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの
各列（トラック）には、円周方向に沿って複数の非磁性
窓が所定間隔で設けられている。１つのトラックにおい
て設ける窓の所定間隔は等間隔である必要はなく、要す
るに、外筒部１１の開口窓と内筒部１２に非磁性窓との
相関関係が、後述するような各トラック毎の所定の関係
を満たすようになっていればよい。なお、外筒部１１に
おける１列（１トラック）における対応する開口窓２１
ａ〜２１ｄが１個だけの場合はそれに対応する非磁性窓
２２ａ〜２２ｄも１個だけであってよい。

【００１２】外筒部１１において開口窓２１ａが設けら
れた円周と、内筒部１２において非磁性窓２２ａが設け
られた円周とが重なっており、１つのトラック（仮りに
これをＡという）を形成している。このトラックＡの円
周を囲むようにコイル１０ａが配置される。外筒部１１
において開口窓２１ｂが設けられた円周と、内筒部１２
において非磁性窓２２ｂが設けられた円周とが重なって
おり、別のトラック（仮りにこれをＢという）を形成し
ている。このトラックＢの円周を囲むようにコイル１０
ｂが配置される。外筒部１１において開口窓２１ｃが設
けられた円周と、内筒部１２において非磁性窓２２ｃが
設けられた円周とが重なっており、更に別のトラック
（仮りにこれをＣという）を形成している。このトラッ
クＣの円周を囲むようにコイル１０ｃが配置される。外
筒部１１において開口窓２１ｄが設けられた円周と、内
筒部１２において非磁性窓２２ｄが設けられた円周とが
重なっており、更に別のトラック（仮りにこれをＤとい
う）を形成している。このトラックＤの円周を囲むよう
にコイル１０ｄが配置される。各コイル１０ａ〜１０ｄ
は、それぞれの発生する磁界が他のコイルに影響を及ぼ
さないように、それぞれ磁性体製または反磁性体製のケ
ース１３ａ〜１３ｄ内に収納される。

【００１３】外筒部１１の磁気シールド性（反磁性）の
故に、１つのトラック例えばＡにおける外筒部１１の開
口窓２１ａと内筒部１２の非磁性窓２２ａとの重なり具
合が、それに対応するコイル１０ａのインピーダンスを
決定する。すなわち、外筒部１１の開口窓２１ａに現わ
れる、その下の内筒部１２の磁性体の露出量がコイル１
０ａのインダクタンスつまりインピーダンスを左右す
る。外筒部１１の開口窓２１ａと内筒部１２の非磁性窓
２２ａとが全面的に重複している状態では、コイル１０
ａのインダクタンスつまりインピーダンスが最小であ
る。一方、外筒部１１の開口窓２１ａと内筒部１２の非
磁性窓２２ａとがまったく重なっていない状態、つまり
開口窓２１ａに内筒部１２の磁性体が全面的に露出して
いる状態では、コイル１０ａのインダクタンスつまりイ
ンピーダンスが最大である。また、外筒部１１の開口窓
２１ａの略半分に内筒部１２の非磁性窓２２ａが重なっ
ている状態、つまり開口窓２１ａの略半分に内筒部１２
の磁性体が露出している状態では、コイル１０ａのイン
ダクタンスつまりインピーダンスは真中の中間値（最大
値と最小値との中間の値）である。こうして、外筒部１
１の開口窓２１ａと内筒部１２の非磁性窓２２ａとの重
なり具合に応じて、コイル１０ａのインダクタンスつま
りインピーダンスが最大値から最小値の間で変化する。
この外筒部１１の開口窓２１ａと内筒部１２の非磁性窓
２２ａとの重なり具合は、検出対象たる第１の軸１と第
２の軸２との間の相対回転位置に対応しているので、コ
イル１０ａのインダクタンスつまりインピーダンスは、
検出対象たる相対回転位置に応じた値を示すことにな
る。

【００１４】他のトラックＢ〜Ｄにおける外筒部１１の
開口窓２１ｂ〜２１ｄと内筒部１２の非磁性窓２２ｂ〜
２２ｄとの関係も同様であり、それぞれに対応するコイ
ル１０ｂ〜１０ｄのインダクタンスつまりインピーダン
スが、検出対象たる相対回転位置に応じた値を示すよう
に配置されている。ここで、各トラックＡ〜Ｄにおける
外筒部１１の開口窓２１ａ〜２１ｄと内筒部１２の非磁
性窓２２ａ〜２２ｄとの重なり具合が、検出対象たる相
対回転位置に対して所定の位相差を持って変化するよう
に、それぞれ設定される。

【００１５】図３は、各トラックＡ〜Ｄ毎の外筒部１１
及び内筒部１２の各窓の相関関係を例示する図である。
（ｂ）は第１及び第２の軸１，２の相対回転位置が０つ
まり中立位置に対応する各トラック毎の窓の相対関係を
示す。この相対回転位置は、この中立位置から左右方向
に（時計方向及び反時計方向に）所定範囲で動く。
（ａ）はその最左位置に対応する各トラック毎の窓の相
対関係を示し、（ｃ）はその最右位置に対応する各トラ
ック毎の窓の相対関係を示す。この実施例では、外筒部
１１の開口窓２１ｂ〜２１ｄ又は内筒部１２の非磁性窓
２２ｂ〜２２ｄの円周方向の長さｗの約半分の長さに相
当する範囲が相対回転可能な範囲であるとしている。ト
ラックＡについて言うと、（ａ）に示す最左位置におい
て、外筒部１１の開口窓２１ａと内筒部１２の非磁性窓
２２ａが全く重なっておらず、コイル１０ａのインピー
ダンスは最大である。そして、（ｂ）に示す中立位置に
おいて、外筒部１１の開口窓２１ａに内筒部１２の非磁
性窓２２ａが約ｗ／４だけ重なる。そして、（ｃ）に示
す最右位置において、外筒部１１の開口窓２１ａに内筒
部１２の非磁性窓２２ａが約ｗ／２だけ重なる。

【００１６】トラックＢについて言うと、（ａ）に示す
最左位置において、外筒部１１の開口窓２１ｂに内筒部
１２の非磁性窓２２ｂが約ｗ／２だけ重なり、（ｂ）に
示す中立位置において、外筒部１１の開口窓２１ｂに内
筒部１２の非磁性窓２２ｂが約３ｗ／４だけ重なり、そ
して、（ｃ）に示す最右位置において、外筒部１１の開
口窓２１ｂに内筒部１２の非磁性窓２２ｂが全面的に重
なる。トラックＣについて言うと、（ａ）に示す最左位
置において、外筒部１１の開口窓２１ｃに内筒部１２の
非磁性窓２２ｃが全面的に重なり、（ｂ）に示す中立位
置において、外筒部１１の開口窓２１ｃに内筒部１２の
非磁性窓２２ｃが約３ｗ／４だけ重なり、そして、
（ｃ）に示す最右位置において、外筒部１１の開口窓２
１ｃに内筒部１２の非磁性窓２２ｃが約ｗ／２だけ重な
る。トラックＤについて言うと、（ａ）に示す最左位置
において、外筒部１１の開口窓２１ｄに内筒部１２の非
磁性窓２２ｄが約ｗ／２だけ重なり、（ｂ）に示す中立
位置において、外筒部１１の開口窓２１ｄに内筒部１２
の非磁性窓２２ｄが約ｗ／４だけ重なり、そして、
（ｄ）に示す最右位置において、外筒部１１の開口窓２
１ｄに内筒部１２の非磁性窓２２ｄが全く重ならない。

【００１７】上記から明らかなように、相対回転位置に
対するトラックＡにおける窓２１ａ，２２ａの重なり具
合の変化に対して、トラックＣにおける窓２１ｃ，２２
ｃの重なり具合の変化は、逆相つまり差動的である。ま
た、相対回転位置に対するトラックＢにおける窓２１
ｂ，２２ｂの重なり具合の変化に対して、トラックＤに
おける窓２１ｄ，２２ｄの重なり具合の変化は、逆相つ
まり差動的である。そして、相対回転位置に対するトラ
ックＡにおける窓２１ａ，２２ａの重なり具合の変化に
対して、トラックＢにおける窓２１ｂ，２２ｂの重なり
具合の変化は、１／４サイクル（つまり電気角で９０
度）のずれを示す。

【００１８】例えば、トラックＡにおける各窓２１ａ，
２２ａの重なり具合の最左位置から最右位置までの略ｗ
／２の長さにわたる相対的変位において、該トラックＡ
に対応するコイル１０ａに生じるインピーダンス変化
が、サイン関数（若しくはコサイン関数）の１／４サイ
クルの範囲にわたる変化に対応するものとなるように、
各窓２１ａ，２２ａの形状を適切に設定することができ
る。図示の例では、外筒部１１の開口窓２１ａが角のな
い丸みのある形状を成し、内筒部１２の非磁性窓２２ｄ
は長方形を成しているが、これに限らないのは勿論であ
る。

【００１９】ここで、相対回転位置に関連する角度変数
をθを用いて示して、トラックＡに対応するコイル１０
ａに生じる理想的なサイン関数特性のインピーダンス変
化Ａ（θ）を示すと、Ａ（θ）＝Ｐ₀＋Ｐｓｉｎθ のような式で等価的に表せる。インピーダンス変化は負
の領域に入らないため、上記式で、オフセット値Ｐ₀は
振幅係数Ｐよりも大きく（Ｐ₀≧Ｐ）、「Ｐ₀＋Ｐｓｉｎ
θ」は負の値をとらない。ここで、角度変数θは、各窓
２１ａ，２２ａの重なり具合が変化する範囲に相当する
ｗ／２の長さが、位相角π／２に相当するような関係
で、検出対象たる相対回転位置に相関する若しくは比例
する。最大変位範囲がｗ／２であるから、概ね、θは０
〜π／２の範囲つまり電気角で略９０度幅の範囲でのみ
変化するものとしている。

【００２０】これに対して、トラックＡの変化に対して
差動的な変化を示すトラックＣに対応するコイル１０ｃ
に生じる理想的なインピーダンス変化Ｃ（θ）は、Ｃ（θ）＝Ｐ₀−Ｐｓｉｎθ のようなマイナスサイン関数特性の式で等価的に表せ
る。また、トラックＡの変化に対して１／４サイクル
（電気角にしてπ／２）変化を示すトラックＢに対応す
るコイル１０ｂに生じる理想的なインピーダンス変化Ｂ
（θ）は、Ｂ（θ）＝Ｐ₀＋Ｐｃｏｓθ のようなコサイン関数特性の式で等価的に表せる。更
に、トラックＢの変化に対して差動的な変化を示すトラ
ックＤに対応するコイル１０ｄに生じる理想的なインピ
ーダンス変化Ｄ（θ）は、Ｄ（θ）＝Ｐ₀−Ｐｃｏｓθ のようなマイナスコサイン関数特性の式で等価的に表せ
る。なお、Ｐは１とみなして省略しても説明上不都合は
ないので、以下の説明ではこれを省略する。

【００２１】（２）回路構成例図４は、図１に示された相対位置検出装置に適用される
電気回路例を示す。なお、この回路構成は、図１に示さ
れた第１実施例の構造を持つ相対位置検出装置に限ら
ず、他の実施例に係る構造を持つ本発明の相対位置検出
装置のどれにおいても適用可能である。図４において、
各コイル１０ａ〜１０ｄは可変インダクタンス要素とし
て等価的に示されている。各コイル１０ａ〜１０ｄは、
交流源３０から与えられる所定の高周波交流信号（便宜
上、これをＥｓｉｎωｔで示す）によって１相で定電圧
又は定電流で励磁される。各コイル１０ａ〜１０ｄに生
じる電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは、下記のように、検
出対象たる相対回転位置に対応する前記角度変数θに応
じた上記各トラックＡ〜Ｄ毎のインピーダンス値に応じ
た大きさを示す。Ｖａ＝（Ｐ₀＋ｓｉｎθ）ｓｉｎωｔＶｂ＝（Ｐ₀＋ｃｏｓθ）ｓｉｎωｔＶｃ＝（Ｐ₀−ｓｉｎθ）ｓｉｎωｔＶｄ＝（Ｐ₀−ｃｏｓθ）ｓｉｎωｔ図５（ａ）は各コイル１０ａ〜１０ｄに生じる電圧Ｖ
ａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄをθ成分についてのみ模式的に示
すグラフである（時間ｔの成分は示していない）。

【００２２】演算器３１は、下記のように、トラックＡ
に対応するコイル１０ａの出力電圧Ｖａと、それに対し
て差動変化するトラックＣに対応するコイル１０ｃの出
力電圧Ｖｃとの差を求め、角度変数θのサイン関数特性
の振幅係数を持つ交流出力信号を生成する。Ｖａ−Ｖｃ＝（Ｐ₀＋ｓｉｎθ）ｓｉｎωｔ−（Ｐ₀−ｓ
ｉｎθ）ｓｉｎωｔ＝２ｓｉｎθｓｉｎωｔ演算器３２は、下記のように、トラックＢに対応するコ
イル１０ｂの出力電圧Ｖｂと、それに対して差動変化す
るトラックＤに対応するコイル１０ｄの出力電圧Ｖｄと
の差を求め、角度変数θのコサイン関数特性の振幅係数
を持つ交流出力信号を生成する。Ｖｂ−Ｖｄ＝（Ｐ₀＋ｃｏｓθ）ｓｉｎωｔ−（Ｐ₀−ｃ
ｏｓθ）ｓｉｎωｔ＝２ｃｏｓθｓｉｎωｔ

【００２３】こうして、検出対象たる相対回転位置に相
関する角度変数θを含む２つの周期的振幅関数（ｓｉｎ
θとｃｏｓθ）によってそれぞれ振幅変調された２つの
交流出力信号「２ｓｉｎθｓｉｎωｔ」と「２ｃｏｓθ
ｓｉｎωｔ」が得られる（以下、係数の「２」は省略す
る。）。これは、従来からレゾルバとして知られた検出
器のサイン相出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及びコサイン
相出力信号ｃｏｓθｓｉｎωｔと同等のものである。図
５（ｂ）は、演算器３１及び３２から出力されるサイン
相出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及びコサイン相出力信号
ｃｏｓθｓｉｎωｔを、θ成分についてのみ模式的に示
すグラフである（時間ｔの成分は示していない）。な
お、サイン相及びコサイン相という呼び名、及び２つの
交流出力信号の振幅関数のサイン、コサインの表わし方
は便宜的なものであり、一方がサインで他方がコサイン
でありさえすれば、どちらをサインと言ってもよい。す
なわち、Ｖａ−Ｖｃ＝ｃｏｓθｓｉｎωｔで、Ｖｂ−Ｖ
ｄ＝ｓｉｎθｓｉｎωｔである、と表現してもよい。

【００２４】ここで、温度ドリフト特性の補償について
説明すると、温度に応じて各コイル１０ａ〜１０ｄのイ
ンピーダンスが変化し、その出力電圧Ｖａ〜Ｖｄも変動
する。しかし、これらを演算合成したサイン及びコサイ
ン関数特性の交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及びｃｏ
ｓθｓｉｎωｔにおいては、「Ｖａ−Ｖｃ」及び「Ｖｂ
−Ｖｄ」の演算によって、コイルの温度ドリフト誤差が
完全に補償されるので、温度ドリフトによるコイルイン
ピーダンス変化の影響を受けないものとなる。従って、
精度のよい検出が可能である。

【００２５】本実施例においては、演算器３１、３２か
ら出力される２つの交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及
びｃｏｓθｓｉｎωｔに基づき、位相検出方式と電圧検
出方式の両方で相対回転位置検出（トルクセンサへの応
用の場合はトルク検出）を行うことができるようになっ
ている。こ場合の位相検出方式としては、例えば本出願
人の出願に係る特開平９−１２６８０９号公報に示され
た技術を用いて構成するとよい。例えば、一方の交流出
力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔをシフト回路３３で電気的に
９０度シフトすることで、交流信号ｓｉｎθｃｏｓωｔ
を生成し、これと他方の交流出力信号ｃｏｓθｓｉｎω
ｔを加算器３４及び引算器３５で加算合成及び減算合成
することで、ｓｉｎ（ωｔ＋θ）およびｓｉｎ（ωｔ−
θ）なる、θに応じて進相および遅相方向に位相シフト
された２つの交流信号（位相成分θを交流位相ずれに変
換した信号）を生成する。そして、位相シフトされた交
流信号ｓｉｎ（ωｔ＋θ）およびｓｉｎ（ωｔ−θ）の
ゼロクロスをコンパレータ３６．３７で検出し、進相の
検出交流信号ｓｉｎ（ωｔ＋θ）のゼロクロス検出パル
スＬｐと、遅相の検出交流信号ｓｉｎ（ωｔ−θ）のゼ
ロクロス検出パルスＬｍとを生成して、ディジタル処理
装置４０に入力する。ディジタル処理装置４０では、基
準信号ｓｉｎωｔのゼロ位相時点から進相のゼロクロス
検出パルスＬｐの発生時点までの時間差を計測すること
で、進相の位相ずれ量＋θをディジタル検出し、基準信
号ｓｉｎωｔのゼロ位相時点から遅相のゼロクロス検出
パルスＬｍの発生時点までの時間差を計測することで、
遅相の位相ずれ量−θをディジタル検出する。温度ドリ
フトやその他の誤差要因による誤差±δは、進相の位相
ずれ量＋θにも遅相の位相ずれ量−θにも同方向・同量
で含まれるので、ディジタル処理装置４０において、更
に、進相及び遅相の位相検出値＋θ，−θ同士を加算又
は減算することを含む所定の演算を行うことで、誤差±
δを除去した正確な位相検出データθを得ることができ
る。ディジタル処理装置４０としては、例えば汎用のマ
イクロコンピュータを用いることができる。

【００２６】このような進相及び遅相の位相検出値＋
θ，−θを用いた補償演算によって、コイルの出力を差
動演算することで除去しきれなかった温度ドリフト誤差
成分を完全に除去することができる。すなわち、演算器
３１，３２における差演算では、コイルインピーダンス
の温度ドリフト誤差を補償することができるが、外筒部
１１及び内筒部１２を構成する反磁性金属のうず電流損
あるいは磁性金属の鉄損の温度ドリフト成分までは補償
できない。しかし、この位相検出方式における上記のよ
うな進相及び遅相の位相検出値＋θ，−θを用いた補償
演算によって、コイル出力を差動演算することでは除去
しきれなかった温度ドリフト誤差成分までも完全に除去
することができる。

【００２７】電圧検出方式のための回路は、演算器３
１、３２から出力される２つの交流出力信号ｓｉｎθｓ
ｉｎωｔ及びｃｏｓθｓｉｎωｔをそれぞれ整流器３
８，３９で整流することにより、それぞれの振幅係数成
分ｓｉｎθ、ｃｏｓθに対応するアナログ電圧Ｖ（ｓｉ
ｎθ）、Ｖ（ｃｏｓθ）を得るようにすることで構成さ
れる。この場合、相対回転位置検出のためには、一方の
交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ又はｃｏｓθｓｉｎω
ｔのみを整流してアナログ電圧Ｖ（ｓｉｎθ）又はＶ
（ｃｏｓθ）を得るようにすれば足りるのであるが、デ
ュアル検出機能のために、両方の交流出力信号ｓｉｎθ
ｓｉｎωｔ及びｃｏｓθｓｉｎωｔをそれぞれ整流し
て、検出対象たる相対回転位置に相関する角度変数θに
対して互いに逆特性の関数特性を示す２つのアナログ電
圧Ｖ（ｓｉｎθ）及びＶ（ｃｏｓθ）を発生するように
している。すなわち、この２つのアナログ電圧Ｖ（ｓｉ
ｎθ）及びＶ（ｃｏｓθ）の特性は、図５（ｂ）に示す
「Ｖａ−Ｖｃ」と「Ｖｂ−Ｖｄ」の変化特性と同じであ
る。このような逆特性の２系列の検出電圧は、自動車に
搭載されるトルクセンサの冗長的安全対策として要求さ
れるデュアル検出性能を満たすことができるものであ
る。通常は、検出したアナログ電圧Ｖ（ｓｉｎθ）及び
Ｖ（ｃｏｓθ）の一方が利用され、一方の検出系列に故
障が生じた場合に、故障の起きていない方の検出系列の
出力Ｖ（ｓｉｎθ）又はＶ（ｃｏｓθ）が利用される。
例えば、通常は出力選択回路４１で所定の一方の系列の
検出電圧Ｖ（ｓｉｎθ）又はＶ（ｃｏｓθ）を選択出力
する一方で、故障検出回路４２で２つの系列の検出電圧
Ｖ（ｓｉｎθ）及びＶ（ｃｏｓθ）の状態を監視して異
常の有無を検出し、断線によるレベル低下等の異常が検
出されたならば、異常のない方の検出電圧Ｖ（ｓｉｎ
θ）又はＶ（ｃｏｓθ）を選択出力するように出力選択
回路４１を制御する。出力されたアナログ電圧はそのま
ま利用してもよいし、ディジタル変換して利用てもよ
い。

【００２８】ここで、各交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎω
ｔ及びｃｏｓθｓｉｎωｔの振幅関数ｓｉｎθ及びｃｏ
ｓθがとり得る変化の範囲（検出範囲）は、１サイクル
（２π）全部ではなく、図３を参照して説明したよう
に、略１／４サイクル（略π／２の幅つまり９０度の範
囲）である。図５では、この検出範囲を実線で示してい
る。このように各交流出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ及び
ｃｏｓθｓｉｎωｔの振幅関数ｓｉｎθ及びｃｏｓθが
とり得る変化の範囲を、略１／４サイクル（略π／２の
幅つまり９０度の範囲）に制限したことにより、図５に
実線で示したように、実効ある２系列の検出電圧Ｖ（ｓ
ｉｎθ）及びＶ（ｃｏｓθ）を生成することができる。
これに伴い、位相検出方式において、測定される位相の
範囲も略１／４サイクル（略π／２の幅つまり９０度の
範囲）であるが、相対回転の範囲が元々狭いため、これ
で十分に精度のよう位相検出を行うことができる。な
お、上記例において、格別の演算器３１，３２を使用せ
ずに、コイル１０ａと１０ｃを逆相接続し、また、コイ
ル１０ｂと１０ｄを逆相接続することで、それぞれの差
「Ｖａ−Ｖｃ」及び「Ｖｂ−Ｖｄ」に相当する出力交流
信号を得るように、回路を単純化して構成してもよい。

【００２９】（３）窓パターンの変更例外筒部１１の開口窓２１ａ〜２１ｄの形状及びその配列
パターン及び内筒部１２の非磁性窓２２ａ〜２２ｄの形
状及びその配列パターンは、各トラックＡ〜Ｄ毎の開口
窓２１ａ〜２１ｄと非磁性窓２２ａ〜２２ｄとの相関関
係が上述の所定の関係（サイン関数特性及びコサイン関
数特性）を満たすようになっていればよく、様々なバリ
エーションがありうる。図６は、かかる窓パターンの別
の一例を示す展開図である。Ａ〜Ｄのトラックが順番に
並んでいる必要はなく、各窓パータンのバランスを考慮
して（例えば開口窓パターンを穿った場合のバランスを
考慮して）適当な並びであってよい。また、窓の形状
は、方形に限らず、円形、楕円形、三角形、など任意の
形状であってよい。

【００３０】（４）非磁性窓の製造法例次に、内筒部１２の非磁性窓２２ａ〜２２ｄを、磁気シ
ールド性（反磁性）の素材で構成する場合の製造方法例
について説明する。その一例は、内筒部１２の本体を鉄
等の強磁性の肉薄筒体で構成し、その外周に全体に銅の
ような所定の反磁性体をめっきし、その後、形成すべき
非磁性窓２２ａ〜２２ｄのパターンでめっきした反磁性
体が残されるように、不要部分の反磁性体をエッチング
で除去する方法である。別の例は、内筒部１２を２重筒
体で構成し、該２重筒体の内側を鉄等の強磁性の筒体で
構成し、該２重筒体の外側を銅若しくは真鍮のような反
磁性金属製の肉薄筒体で構成し、該外側の肉薄反磁性金
属製筒体に、形成すべき非磁性窓２２ａ〜２２ｄのパタ
ーンが残されるように開口窓を設け、該開口窓から内側
の強磁性筒体が露出するようにする方法である。この場
合、内筒部１２の２重筒体が一体的に回転するようにし
てもよいし、あるいは外側の肉薄反磁性金属製筒体のみ
が回転し、内側の強磁性筒体は回転しないようにしても
よい。

【００３１】更に別の例は、内筒部１２の本体をプラス
チックのような非磁性筒体又は銅若しくは真鍮のような
反磁性金属製の肉薄筒体で構成し、その外周に鉄のよう
な所定の強磁性体を所定のパターンで形成することで、
形成すべき非磁性窓２２ａ〜２２ｄのパターンが非磁性
体又は反磁性体で残されるようにする方法である。この
場合、強磁性体を所定のパターンで形成する方法とし
て、外周に全体に鉄のような所定の強磁性体をめっき
し、その後、形成すべき非磁性窓２２ａ〜２２ｄのパタ
ーンで強磁性体が除去されるようにエッチングする方法
がある。強磁性体を所定のパターンで形成する別の方法
として、フェライト等の強磁性粉体を所定のパターンで
溶着または焼成することで、所望の非磁性窓２２ａ〜２
２ｄのパターンが残されるようにする方法がある。更に
別の例として、内筒部１２の本体を鉄等の強磁性の筒体
で構成し、その外周に所定のパターンでレーザ焼き付け
を行い、レーザ焼き付けした部分が非磁性化されること
で、形成すべき非磁性窓２２ａ〜２２ｄのパターンを形
成されるようにする方法がある。

【００３２】（５）変形例の構造本実施例に係る相対回転位置検出装置を自動車のパワー
ステアリング機構におけるトルクセンサとして使用する
場合、前述の通り、第１の軸１と第２の軸２がトーショ
ンバーで連結される。トーションバーとしては鉄のよう
な磁性体金属が用いられることがある。その場合、本実
施例に係る相対回転位置検出装置の内筒部１２の内側に
磁性体のトーションバーが挿入された状態となるので、
バイアスがかかり、非磁性窓２２ａ〜２２ｄの効果が低
下すること（検出感度の低下）があるかもしれない。そ
のような検出感度の低下に対処するためには、図７に示
すように、内筒部１２の内側であってかつ磁性体製トー
ションバー３の外側に、銅又は真鍮のような肉薄反磁性
金属製筒体１４を挿入するようにするとよい。それによ
って、中心の磁性体製トーションバー３が磁気シールド
されて、検出感度に影響を与えないようにすることがで
きる。

【００３３】（６）第２の実施例図８は、本発明の第２の実施例に係る相対回転位置検出
装置を示す。図８の実施例は、コイル部１０の構造が図
１に示すものと相違している。その他の構造は図１に示
す実施例と同様であってよい。図８（ａ）はコイル部１
０を断面で示した概略斜視図であり、（ｂ）は１つのト
ラック（例えばトラックＡ）に対応する部分の径方向断
面略図である。１つのトラック（例えばトラックＡ）の
コイル部１０においては、円周方向（トラック方向）に
所定間隔（例えば（ｂ）に示すように１８０度の間隔）
で複数の（例では２つの）鉄心コア１６ａ１，１６ａ２
が配置され、それぞれにコイル１０ａ１，１０ａ２が配
置される。鉄心コア１６ａ１，１６ａ２の端部から外筒
部１１及び内筒部１２の径方向に向かって各コイル１０
ａ１，１０ａ２による磁束が生じる。外筒部１１の開口
窓２１ａの円周方向の長さが各鉄心コア１６ａ１，１６
ａ２の長さｗに略対応しており、かつ、図示のように一
方の鉄心コア１６ａ１の端部が開口窓２１ａに完全に重
なるときに他方の鉄心コア１６ａ２の端部が開口窓２１
ａに完全に重ならないような関係となるように、複数の
開口窓２１ａの配置パターンが決定される。すなわち、
外筒部１１の回転位置がどのような位置であっても、鉄
心コア１６ａ１及び１６ａ２の開口窓２１ａに対する重
なりの合計量が一定であるようになっている。よって、
図８の例における２つのコイル１０ａ１，１０ａ２の出
力を加算合計した信号は、図１の例における１つのコイ
ル１０ａの出力と同じ特性を示す。こうして、図８の例
におけるトラックＡの２つのコイル１０ａ１，１０ａ２
の出力の加算合計信号は、図１の例におけるコイル１０
ａの出力信号Ｖａと同様に、外筒部１１と内筒部１２の
相対回転位置に応じた開口窓２１ａと非磁性窓２２ａと
の重なり具合に対応するものとなる。

【００３４】他のトラックＢ〜Ｄも、同様に、鉄心コア
に巻設された２個のコイル１０ｂ１，１０ｂ２、１０ｃ
１，１０ｃ２、１０ｄ１，１０ｄ２でコイル部が構成さ
れ、各２つのコイルの出力を加算合計した信号が、各ト
ラックＢ〜Ｄの検出出力信号Ｖｂ〜Ｖｄとなる。各トラ
ックＡ〜Ｄの検出出力信号Ｖａ〜Ｖｄの処理の仕方は、
前述の実施例と同様である。なお、図８（ａ）では、図
示の便宜上、各トラックＡ〜Ｄのコイルが同じ機械角で
配置されている（軸方向にそろっている）ように示され
ているが、これに限らず、それぞれ任意の関係であって
よい。

【００３５】また、１トラックにおける鉄心コアつまり
コイルの数は２個に限らず、それ以上の偶数個であって
もよい。その場合、同相のコイル（例えば１０ａ１と同
じ関係のコイル）を円周上で等間隔に配置するとよい。
そうすれば、コイルを配置した鉄心コアの回転中心から
の芯ずれがあっても、それによる誤差を同相加算によっ
て相殺することができる。図９はその一例を示すための
もので、トラックＡに対応する部分の径方向断面略図で
ある。コイル１０ａ１と外筒部１１の開口窓２１ａとの
関係と、コイル１０ａ１’と外筒部１１の開口窓２１ａ
との関係とが、同相であり、コイル１０ａ１に対してコ
イル１０ａ１’は１８０度対称位置に配置されている。
また、コイル１０ａ２と外筒部１１の開口窓２１ａとの
関係と、コイル１０ａ２’と外筒部１１の開口窓２１ａ
との関係とが、同相であり、コイル１０ａ２に対してコ
イル１０ａ２’は１８０度対称位置に配置されている。
図９の例では、外筒部１１の開口窓２１ａに対する関係
が同相であるコイルが２個設けられているが、これは３
個以上であってもよい。同相コイルが３個の場合は、各
コイルの配置間隔は１２０度とする。それに合わせて、
開口窓２１ａの長さｗ及び数は、適宜に設計される。図
８、図９に示されたようなコイルの配置構造によれば、
コイルの磁束が、その内側の筒部の表面を通り易くなる
ので、中心寄りに磁性体製のトーションバーが存在して
いても、その影響を受けにくいというメリットがある。
よって、図７に示したような反磁性金属製筒体１４を挿
入する必要性が薄れる。

【００３６】（７）第２実施例の変形例図８の変形例として、サイン相のトラックＡとマイナス
サイン相のトラックＣにおける外筒部１１及び内筒部１
２の窓配列を共通化し、また、コサイン相のトラックＢ
とマイナスコサイン相のトラックＤにおける外筒部１１
及び内筒部１２の窓配列を共通化することができる。図
１０はその一例を示す。図１０の（ａ）に示すように、
外筒部１１は、見かけ上、トラックＡに対応する開口窓
２１ａの列と、トラックＢに対応する開口窓２１ｂの列
とからなる２列構成である。内筒部１２も同様に、見か
け上、トラックＡに対応する非磁性窓２２ａの列と、ト
ラックＢに対応する非磁性窓２２ｂの列とからなる２列
構成である。図１０の（ｂ）はトラックＡに対応する部
分の径方向断面略図、（ｃ）トラックＢに対応する部分
の径方向断面略図、である。

【００３７】図１０（ｂ）に示すように、トラックＡに
対応するコイル１０ａ１，１０ａ２と同一円周上に、ト
ラックＣに対応するコイル１０ｃ１，１０ｃ２が配置さ
れる。この場合、コイル１０ａ１に対する外筒部１１の
開口窓２１ａの対応関係と、コイル１０ｃ１に対する外
筒部１１の開口窓２１ａの対応関係とが、逆相となり、
サインとマイナスサインの関係が満たされている。ま
た、前述の通り、コイル１０ａ１に対する外筒部１１の
開口窓２１ａの対応関係と、コイル１０ａ２に対する外
筒部１１の開口窓２１ａの対応関係も逆相とされ、同様
に、コイル１０ｃ１に対する外筒部１１の開口窓２１ａ
の対応関係と、コイル１０ｃ２に対する外筒部１１の開
口窓２１ａの対応関係も逆相とされる。勿論、コイル１
０ａ１，１０ａ２の出力が加算合計されてトラックＡに
対応する出力信号Ｖａが得られ、コイル１０ｃ１，１０
ｃ２の出力が加算合計されてトラックＣに対応する出力
信号Ｖｃが得られる。

【００３８】同様に、図１０（ｃ）に示すように、トラ
ックＢに対応するコイル１０ｂ１，１０ｂ２と同一円周
上に、トラックＤに対応するコイル１０ｄ１，１０ｄ２
が配置される。この場合、コイル１０ｂ１に対する外筒
部１１の開口窓２１ｂの対応関係と、コイル１０ｄ１に
対する外筒部１１の開口窓２１ｂの対応関係とが、逆相
となり、コサインとマイナスコサインの関係が満たされ
ている。また、前述の通り、コイル１０ｂ１に対する外
筒部１１の開口窓２１ｂの対応関係と、コイル１ｂａ２
に対する外筒部１１の開口窓２１ｂの対応関係も逆相と
され、同様に、コイル１０ｄ１に対する外筒部１１の開
口窓２１ｂの対応関係と、コイル１０ｄ２に対する外筒
部１１の開口窓２１ｂの対応関係も逆相とされる。勿
論、コイル１０ｂ１，１０ｂ２の出力が加算合計されて
トラックＢに対応する出力信号Ｖｂが得られ、コイル１
０ｄ１，１０ｄ２の出力が加算合計されてトラックＤに
対応する出力信号Ｖｄが得られる。

【００３９】（８）第３の実施例本発明の第３の実施例に係る相対回転位置検出装置は、
二重系のアナログ電圧検出方式のみを採用し、位相検出
方式は採用しないタイプのものである。この第３の実施
例に係る相対回転位置検出装置の外観斜視図は、概ね図
１あるいは図８と同様であってよいため、図示を省略
し、図１あるいは図８を援用する。図１１は、この第３
の実施例に係る相対回転位置検出装置における外筒部１
１の開口窓２３ａ〜２３ｄの各トラックＡ〜Ｄ毎の配置
パターン例と、内筒部１２の非磁性窓２４ａ〜２４ｄの
各トラックＡ〜Ｄ毎の配置パターン例とを示す展開図で
ある。トラックＡ及びＢの開口窓２３ａ，２３ｂの長さ
はｗであり、トラックＣ及びＤの開口窓２３ｃ，２３ｄ
の長さは略ｗ／２である。内筒部１２の各非磁性窓２４
ａ〜２４ｄの長さはｗである。この例でも、１つの開口
窓２３ａの長さｗの半分の長さｗ／２が相対回転可能範
囲つまり検出対象範囲であるとしている。トラックＣ及
びＤの開口窓２３ｃ，２３ｄの長さは略ｗ／２であるの
に対して、それに対応する内筒部１２の非磁性窓２４
ｃ，２４ｄの長さはｗであるが故に、検出対象範囲であ
るｗ／２の幅全体にわたって、トラックＣ及びＤのコイ
ル１０ｃ，１０ｄのインピーダンスは変化しない。

【００４０】図１１における各トラック毎の外筒部１１
の開口窓２３ａ〜２３ｄと内筒部１２の非磁性窓２４ａ
〜２４ｄの対応関係は、例えば、相対回転位置が最左位
置のときの状態を示している。この場合は、トラックＡ
については、長さｗの外筒部１１の開口窓２３ａと長さ
ｗの内筒部１２の非磁性窓２４ａは全く重なっておら
ず、コイル１０ａのインピダンスは最大である。この位
置から相対回転位置が最右位置に向かうにつれて、外筒
部１１の開口窓２３ａと内筒部１２の非磁性窓２４ａの
重なり面積が増し、最右位置では開口窓２３ａの半分が
非磁性窓２４ａの半分に重なる。これによって、相対回
転位置が最左位置から最右位置まで変化する間で、最大
値から中間値まで変化する。一方、トラックＣについて
は、相対回転位置が図示の最左位置のとき、ｗ／２の長
さの外筒部１１の開口窓２３ｃが、ｗの長さの内筒部１
２の非磁性窓２４ｃの半分に重なることで、ｗ／２の長
さの開口窓２３ｃがすべて非磁性窓２４ｃに重なり、コ
イル１０ｃのインピダンスは最小値である。この位置か
ら相対回転位置が最右位置に向かうにつれても、ｗ／２
の長さの外筒部１１の開口窓２３ａはｗの長さの内筒部
１２の非磁性窓２４ａの中を移動するだけであり、コイ
ル１０ｃのインピダンスは最小値を維持する。

【００４１】また、トラックＢについては、相対回転位
置が図示の最左位置のとき、ｗの長さの外筒部１１の開
口窓２３ｂの半分がｗの長さの内筒部１２の非磁性窓２
４ｂの半分に重なっており、コイル１０ｂのインピダン
スは中間値である。この位置から相対回転位置が最右位
置に向かうにつれて、外筒部１１の開口窓２３ｂと内筒
部１２の非磁性窓２４ｂの重なり面積が減少し、最右位
置では開口窓２３ｂは非磁性窓２４ｂとまったく重なら
ない。これによって、相対回転位置が最左位置から最右
位置まで変化する間で、中間値から最大値まで変化す
る。一方、トラックＤについては、相対回転位置が図示
の最左位置のとき、ｗ／２の長さの外筒部１１の開口窓
２３ｄが、Ｗの長さの内筒部１２の非磁性窓２４ｄの半
分に重なることで、ｗ／２の長さの開口窓２３ｃがすべ
て非磁性窓２４ｃに重なり、コイル１０ｄのインピダン
スは最小値である。この位置から相対回転位置が最右位
置に向かうにつれても、ｗ／２の長さの外筒部１１の開
口窓２３ｄはｗの長さの内筒部１２の非磁性窓２４ｄの
中を移動するだけであり、コイル１０ｄのインピダンス
は最小値を維持する。

【００４２】図１２（ａ）は、図１１に示した第３の実
施例における回路例を示し、トラックＡのコイル１０ａ
とトラックＣのコイル１０ｃを直列接続し、その接続点
から第１系列の出力信号Ｖ（ｘ）ｓｉｎωｔを出力す
る。また、トラックＢのコイル１０ｂとトラックＤのコ
イル１０ｄを直列接続し、その接続点から第２系列の出
力信号Ｖ（−ｘ）ｓｉｎωｔを出力する。第１系列の出
力信号Ｖ（ｘ）ｓｉｎωｔは、下記のように、トラック
Ａのコイル１０ａのインピーダンスに応じた電圧Ｖａと
トラックＣのコイル１０ｃのインピーダンスに応じた電
圧Ｖｃとの比に相当する振幅レベルを持つ。同様に、第
２系列の出力信号Ｖ（−ｘ）ｓｉｎωｔは、トラックＢ
のコイル１０ｂのインピーダンスに応じた電圧Ｖｂとト
ラックＤのコイル１０ｄのインピーダンスに応じた電圧
Ｖｄとの比に相当する振幅レベルを持つ。上述から明ら
かなように、Ｖａ，Ｖｂが相対回転位置の変化に応じた
可変値、Ｖｃ，Ｖｄが一定値である。Ｖ（ｘ）ｓｉｎωｔ＝［Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｃ）］ｓｉｎωｔＶ（−ｘ）ｓｉｎωｔ＝［Ｖｂ／（Ｖｂ＋Ｖｄ）］ｓｉｎωｔこのように、出力信号Ｖ（ｘ）ｓｉｎωｔの振幅レベル
が２つのコイル１０ａ，１０ｃのインピーダンスの比で
表わされることにより、コイルインピーダンスの温度ド
リフト誤差を解消した出力信号を得ることができる。出
力信号Ｖ（−ｘ）ｓｉｎωｔの場合も同様に、コイルイ
ンピーダンスの温度ドリフト誤差を解消したものとなっ
ている。

【００４３】各系列の出力信号Ｖ（ｘ）ｓｉｎωｔ，Ｖ
（−ｘ）ｓｉｎωｔは、それぞれ整流器３８、３９で整
流され、検出対象たる相対回転位置を示すアナログ出力
電圧Ｖ（ｘ）、Ｖ（−ｘ）を得る。このアナログ出力電
圧Ｖ（ｘ）、Ｖ（−ｘ）の一例を示すと図１２（ｂ）の
ようである。一方の系列（トラックＡ及びＣの比の系
列）のアナログ出力電圧Ｖ（ｘ）の変化特性に対して、
他方の系列（トラックＢ及びＤの比の系列）のアナログ
出力電圧Ｖ（−ｘ）の変化特性は、逆特性を示す。こう
して、検出対象たる相対回転位置に応じた二重系の出力
信号を得ることができ、自動車のステアリング軸のトル
クセンサとして使用する場合の安全基準を満たすことが
できる。アナログ出力電圧Ｖ（ｘ）、Ｖ（−ｘ）を更に
ディジタル信号に変換して利用してもよいことは、前述
と同様である。勿論、この第３の実施例においても、外
筒部１１の開口窓と内筒部１２の非磁性窓の配置パター
ンは、図１１に示したものに限らず、上記のような逆特
性の二重系の出力信号Ｖ（ｘ）、Ｖ（−ｘ）を最終的に
得ることができるものであればよく、様々な変形があり
得る。

【００４４】（９）第３の実施例の変形例上記第３の実施例の変形例として、外筒部１１及び内筒
部１２の窓配列を２トラック構成とする例を図１３に示
す。図１３の（ａ）はコイル部を断面で示す概略斜視
図、（ｂ）は外筒部１１及び内筒部１２の展開図、
（ｃ）は回路図である。図１３に示すように、外筒部１
１は、見かけ上、トラックＡに対応する開口窓２５ａの
列と、トラックＣに対応する開口窓２５ｃの列とからな
る２列構成である。内筒部１２も同様に、見かけ上、ト
ラックＡに対応する非磁性窓２６ａの列と、トラックＣ
に対応する非磁性窓２６ｃの列とからなる２列構成であ
る。トラックＡに対応するコイル１０ａと同一円周上に
トラックＤに対応するコイル１０ｄが配置され、トラッ
クＣに対応するコイル１０ｃと同一円周上にトラックＢ
に対応するコイル１０ｂが配置される。

【００４５】図１３（ｂ）の展開図は、例えば、相対回
転位置が最左位置のときの状態を示しているものとす
る。この場合は、トラックＡについては、長さｗの外筒
部１１の開口窓２５ａと長さｗの内筒部１２の非磁性窓
２６ａは全く重なっておらず、コイル１０ａのインピダ
ンスは最大である。この位置から相対回転位置が最右位
置に向かうにつれて、外筒部１１の開口窓２５ａと内筒
部１２の非磁性窓２６ａの重なり面積が増し、最右位置
では開口窓２５ａの半分が非磁性窓２６ａの半分に重な
る。これによって、相対回転位置が最左位置から最右位
置まで変化する間で、最大値から中間値まで変化する。
一方、トラックＣについては、相対回転位置が図示の最
左位置のとき、ｗの長さの外筒部１１の開口窓２５ｃの
半分が、ｗの長さの内筒部１２の非磁性窓２６ｃの半分
に重なることで、コイル１０ｃのインピダンスは中間値
である。この位置から相対回転位置が最右位置に向かう
につれて、外筒部１１の開口窓２５ｃと内筒部１２の非
磁性窓２６ｃとの重なり面積が増し、最右位置では開口
窓２５ｃの全部が非磁性窓２６ｃに重なる。これによっ
て、相対回転位置が最左位置から最右位置まで変化する
間で、中間値から最小値まで変化する。コイル１０ａと
同じ位置に配置されたトラックＤのコイル１０ｄのイン
ピーダンスは、相対回転位置が最左位置から最右位置ま
で変化する間で、最大値から中間値まで変化する。ま
た、コイル１０ｃと同じ位置に配置されたトラックＢの
コイル１０ｂのインピーダンスは、相対回転位置が最左
位置から最右位置まで変化する間で、中間値から最小値
まで変化する。

【００４６】図１３（ｃ）に示すように、コイル１０ａ
と１０ｃとが差動接続され、その出力信号が整流器３８
で整流される。また、コイル１０ｂと１０ｄとが差動接
続され、その出力信号が整流器３９で整流される。これ
によって、コイル１０ａと１０ｃの差動出力信号Ｖ
（ｙ）に対して、コイル１０ｂと１０ｄの差動出力信号
Ｖ（−ｙ）が、図１３（ｄ）に示すように逆特性の関係
となり、二重系の出力信号が得られる。また、コイルの
差動接続によってコイルインピーダンスの温度ドリフト
誤差が除去される。

【００４７】（４）第４の実施例図１に示された実施例のように、リング状のコイル１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを隣接して配置する構成に
おいては、コイル間のクロストーク若しくは干渉の問題
が生じるおそれがある。磁性または反磁性体からなる磁
気シールド用のケーシング１３ａ〜１３ｄは、そのよう
なクロストーク若しくは干渉の問題を解消するための手
段である。これに似てはいるが、別の手段としては、相
互干渉が問題とされないトラック同士を隣接させて配置
するやり方である。すなわち、トラックＡとＣはクロス
トーク若しくは干渉が問題とならないので、トラックＡ
とＣを隣接して配置し、それぞれに対応するコイル１０
ａ，１０ｃは、磁性または反磁性体からなる磁気シール
ド用の共通のケーシング内に納める。また、トラックＢ
とＤはクロストーク若しくは干渉が問題とならないの
で、トラックＢとＤを隣接して配置し、それぞれに対応
するコイル１０ｂ，１０ｄは、磁性または反磁性体から
なる磁気シールド用の共通のケーシング内に納める。こ
こで、第４の実施例として提案するやり方は、コイルの
時分割的励磁によってクロストーク若しくは干渉の問題
を解決しようとするものである。

【００４８】図１４は、その一例を示す回路図で、トラ
ックＡ，Ｃに対応するサイン相とマイナスサイン相のコ
イル１０ａ，１０ｃを１ペアとして、ドライバ４１から
励磁交流信号ｓｉｎωｔを印加し、トラックＢ，Ｄに対
応するコサイン相とマイナスコサイン相のコイル１０
ｂ，１０ｄを別の１ペアとして、ドライバ４２から励磁
交流信号ｓｉｎωｔを印加する構成からなる。デューテ
ィ比５０％の時分割制御パルスＴＤＭは、励磁交流信号
ｓｉｎωｔの所定周期数に同期して“１”となり、次の
所定周期数に同期して“０”となる。時分割制御パルス
ＴＤＭが“１”のとき、アナログスイッチ４３ａがオン
してドライバ４１をオンとし、励磁交流信号ｓｉｎωｔ
に応じた励磁電流をトラックＡ，Ｃに対応するサイン相
とマイナスサイン相のコイル１０ａ，１０ｃのペアに印
加する。このとき、トラックＢ，Ｄに対応するコサイン
相とマイナスコサイン相のコイル１０ｂ，１０ｄには励
磁交流が印加されない。よって、クロストーク若しくは
干渉が起こらない。差動アンプ４５では、コイル１０ａ
の出力とコイル１０ｃの出力の差をとり、前述のｓｉｎ
θｓｉｎωｔに相当する信号を出力する。差動アンプ４
５の出力側に設けられたアナログスイッチ４４ａは、時
分割制御パルスＴＤＭが“１”のとき、アナログスイッ
チ４３ａに同期してオンとされ、差動アンプ４５の出力
信号ｓｉｎθｓｉｎωｔを出力する。

【００４９】一方、時分割制御パルスＴＤＭが“０”の
とき、アナログスイッチ４３ｂがオンしてドライバ４２
をオンとし、励磁交流信号ｓｉｎωｔに応じた励磁電流
をトラックＢ，Ｄに対応するコサイン相とマイナスコサ
イン相のコイル１０ｂ，１０ｄペアに印加する。このと
き、トラックＡ，Ｃに対応するサイン相とマイナスサイ
ン相のコイル１０ａ，１０ｃには励磁交流が印加されな
い。よって、クロストーク若しくは干渉が起こらない。
差動アンプ４６では、コイル１０ｂの出力とコイル１０
ｃｄ出力の差をとり、前述のｃｏｓθｓｉｎωｔに相当
する信号を出力する。差動アンプ４６の出力側に設けら
れたアナログスイッチ４４ｂは、時分割制御パルスＴＤ
Ｍが“０”のとき、アナログスイッチ４３ｂに同期して
オンとされ、差動アンプ４６の出力信号ｃｏｓθｓｉｎ
ωｔを出力する。各アナログスイッチ４４ａ，４４ｂの
出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ，ｃｏｓθｓｉｎωｔは、
図示を省略した整流器でそれぞれ整流することにより、
相対回転位置に応じた２系列のアナログ出力電圧として
利用することができる。このとき、対応するアナログス
イッチがオフのタイムスロットでは、出力電圧を適宜ホ
ールドしておけばよい。

【００５０】各アナログスイッチ４４ａ，４４ｂの出力
信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ，ｃｏｓθｓｉｎωｔを位相検
出方式で利用することも可能である。そのためには、対
応するアナログスイッチがオンのタイムスロットでアナ
ログバッファに出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ，ｃｏｓθ
ｓｉｎωｔの波形を取り込んでホールドしておき、対応
するアナログスイッチがオフのタイムスロットでホール
ドされた波形を読み出すことにより、時間的に連続する
出力信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ，ｃｏｓθｓｉｎωｔを生
成することが可能である。

【００５１】更に、図１５は本発明の別の実施例を示す
もので、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は外筒部及び内筒
部の展開図である。この実施例においては、外筒部１１
が、両側に非磁性及び非導電性のプラスチック等からな
るリム５０，５１を有し、リム５０，５１に沿ってリン
グ状の導電性物質が存在していない構成である。例え
ば、図１の例では、外筒部１１の構成は、導電性円筒に
いくつかの開口窓２１ａ〜２１ｄを開けてなる構成であ
るため、例えば、両側にリング状の導電性材質が残り、
これが１巻きタイプの簡易なコイルとして作用し、その
部分で電流が流れる等の現象が起こり、検出精度に影響
を及ぼすことがありうる。これに対して、図１５の例の
ように、外筒部１１の両側に非磁性及び非導電性のプラ
スチック等からなるリム５０，５１を配置して、該リム
５０，５１によって複数の導電性帯１１１，１１２，１
１３，１１４，…の端部を把持する組立体構造とし、リ
ム５０，５１に沿うリング状の導電性部分が存在しない
ように構成すれば、外筒部１１の両側でのリング状の導
電性物質の存在がなくなり、上記のような不都合が防止
できる。コイル部１０の構成は図１と同様であってよ
い。

【００５２】図１５（ｂ）の展開図に示すように、複数
の導電性帯１１１，１１２，１１３，１１４，…は軸線
に対して斜めに延びており、各導電性帯１１１，１１
２，１１３，１１４，…の間の空間が開口窓２１１，２
１２，２１３，…となっている。この場合、開口窓２１
１，２１２，２１３，…は各トラックＡ〜Ｄに対応して
分離されておらず、斜めに延びた開口窓２１１，２１
２，２１３，…が、各トラックＡ〜Ｄに対応する位置で
該トラックに対応する開口窓として機能する。よって、
外筒部１１においては、両側のリム５０，５１以外の中
間部分においても、リング状の導電性物質が存在してい
ない。これによっても、検出精度が向上される。一方、
内筒部１２においては、非磁性窓２２１，２２２，２２
３，…が軸方向に平行に延び、各トラックＡ〜Ｄに対し
て共通の位置で各々に対応する非磁性窓が配置されるこ
とになる。内筒部１２においても、リング上の導電体部
分が形成されることのないように図示のように非磁性窓
を形成するのが、検出精度を向上させる上ではよい。し
かし、必須ではない。内筒部１２においては非磁性窓は
めっき又はエッチング等の表面加工技術で形成可能であ
るため、組立体構造からなる外筒部１１で使用されたリ
ム５０，５１に相当する結合部材は不要であるため、図
示していない。もちろん、必要に応じて内筒部１２も両
側にリムを設けた組立体構造としてもよい。

【００５３】図示の状態では、コイル１０ａに対応する
トラックＡにおいて、外筒部１１の開口窓２１１，２１
２，…と内筒部１２の非磁性窓２２１，２２２，…との
重なり具合が最大であり、コイル１０ｃに対応するトラ
ックＣにおいて、外筒部１１の開口窓２１１，２１２，
…と内筒部１２の非磁性窓２２１，２２２，…との重な
り具合が最小である。よって、コイル１０ａに対応する
トラックＡがサイン相であるとすると、コイル１０ｃに
対応するトラックＣがマイナスサイン相に相当する。ま
た、コイル１０ｂに対応するトラックＢにおいて、外筒
部１１の開口窓２１１，２１２，…と内筒部１２の非磁
性窓２２１，２２２，…との重なり具合が１／２であ
り、コサイン相に相当している。また、コイル１０ｄに
対応するトラックＤにおいて、外筒部１１の開口窓２１
１，２１２，…と内筒部１２の非磁性窓２２１，２２
２，…との重なり具合が逆の１／２であり、マイナスコ
サイン相に相当している。

【００５４】図１５の例では、外筒部１１の開口窓２１
１，２１２，…を軸線に対して斜めに形成したが、これ
に限らず、内筒部１２の非磁性窓２２１，２２２，…の
配置が軸線に対して斜めになるようにしてもよい。ある
いは、両方の窓が互いに逆向きに軸線に対して斜めに形
成されていてもよい。この開口窓２１１，２１２，…の
配列の傾き角度等は、適宜に設計変更される。要は、各
コイル１０ａ〜１０ｄのインピーダンスが、所定の範囲
の相対回転位置に応じて所定の範囲（９０度未満）のサ
イン、コサイン、マイナスサイン、マイナスコサインと
いう関数特性で変化するようになっていればよい。図１
５の実施例におけるコイル周辺の電気回路の構成は、既
に述べたものと同様の構成を採用してよい。

【００５５】図１あるいは図８，図１５等の実施例にお
いて、トラック数が４個であるが、それ以上設けてもよ
い。また、図１５に示したような外筒部１１及び内筒部
１２において導電体のリングが形成されるようことのな
いように構造を工夫することは、４トラック構造タイプ
のものに限らず、図１１や図１３に示したような２トラ
ック構造タイプのものにも適用可能であるのはもちろん
である。

【００５６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、検出対象
たる相対回転位置に応じて相対変位する開口窓と非磁性
窓との組み合わせからなる系列を４系列具えてなる構造
であるから、温度ドリフト特性を補償して正確な検出を
可能にすることができ、また、安全対策上好ましい二重
系の検出出力を得るように構成することができる。ま
た、位相検出方式と電圧検出方式のどちらでも採用でき
るように構成することができ、使い勝手がよい。特に位
相検出方式を採用することで、コイルインピーダンスに
限らず、鉄損又はうず電流損の温度ドリフト誤差も解消
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る相対回転位置検出装置の第１の
実施例を示す一部断面斜視図。

【図２】図１における各トラック毎の外筒部の開口窓
と内筒部の非磁性窓の配置パターンの一例を示す展開
図。

【図３】図１における各トラック毎の外筒部及び内筒
部の各窓の相関関係を相対回転位置に応じて例示する説
明図。

【図４】図１に示された相対位置検出装置に適用可能
な電気回路例を示す図。

【図５】（ａ）は図１の各コイルに生じる電圧をθ成
分についてのみ模式的に示すグラフ、（ｂ）はサイン相
に対応する２つのトラックの合成出力例及びコサイン相
に対応する２つのトラックの合成出力例を示すグラフ。

【図６】図１における各トラック毎の外筒部の開口窓
と内筒部の非磁性窓の配置パターンの別の例を示す展開
図。

【図７】図１の実施例の変形例を示す一部断面斜視
図。

【図８】本発明に係る相対回転位置検出装置の第２の
実施例を示す一部断面斜視図。

【図９】図８の変形例を示すもので、１トラックに対
応する部分の径方向断面略図。

【図１０】図８の別の変形例として２トラック構成の
検出装置を示す図。

【図１１】本発明に係る相対回転位置検出装置の第３
の実施例を示すための図で、外筒部の開口窓と内筒部の
非磁性窓の配置パターンの展開図。

【図１２】図１１の実施例に適用される回路例を示す
図。

【図１３】図１１の変形例として２トラック構成の検
出装置を示す図。

【図１４】本発明に係る相対回転位置検出装置の第４
の実施例として、時分割励磁方式を採用する場合の回路
構成例を示す図。

【図１５】本発明に係る相対回転位置検出装置の更に
別の実施例を示す概略斜視図及び展開略図。

【符号の説明】１第１の軸２第２の軸３トーションバー１０コイル部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄコイル１１外筒部１２内筒部１３コイルのケース１４反磁性金属製筒体２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ開口窓２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ非磁性窓３１，３２演算器１６ａ１，１６ａ２鉄心コア４１，４２ドライバ４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂアナログスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｄ 5/20 Ｇ０１Ｄ 5/20 ＰＧ０１Ｌ 5/22 Ｇ０１Ｌ 5/22 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB05 AC01 AC04 BA03 2F063 AA35 AA36 AA50 BA08 CA09 DA05 DD03 GA07 KA01 LA23 2F077 AA13 AA22 FF03 FF13 FF39 TT04 TT06 TT82 UU07 VV33 VV35 3D033 CA28 DB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対的に回転可能な第１及び第２の軸の
相対回転位置を検出する相対回転位置検出装置であっ
て、前記第１の軸と共に回転し、第１乃至第４系列の開口窓
パターンを持つ磁気遮蔽物質又は反磁性体からなる外筒
部と、前記外筒部内に挿入され、前記第２の軸と共に回転し、
第１乃至第４系列の非磁性窓パターンを持つ磁性体から
なる内筒部と、前記第１乃至第４系列にそれぞれ対応して設けられ、所
定の交流信号で励磁される第１乃至第４のコイルとを具
備し、各系列毎に前記開口窓パターンと前記非磁性窓パ
ターンの配列が重複するように配置され、所定範囲にわ
たる相対回転位置に応じて各系列における開口窓と非磁
性窓との重なり具合が変化し、第１系列における重なり
具合の変化に対して第２系列における重なり具合の変化
が差動特性を示し、第３系列における重なり具合の変化
に対して第４系列における重なり具合の変化が差動特性
を示し、第１及び第２系列の変化に対して第３及び第４
系列の変化が所定のずれを示すように前記各系列の開口
窓と非磁性窓の配置が設定されており、各系列に対応す
る前記コイルは各系列における前記開口窓と非磁性窓の
重なり具合に応じたインピーダンスを示すことを特徴と
する相対回転位置検出装置。
【請求項２】前記第１系列に対応する第１のコイルの
出力と前記第２系列に対応する第２のコイルの出力との
差をとることで第１の交流出力信号を生成し、前記第３系列に対応する第３のコイルの出力と前記第４
系列に対応する第４のコイルの出力との差をとることで
第２の交流出力信号を生成し、前記第１及び第２の交流出力信号の振幅が前記所定範囲
にわたる相対回転位置に応じて所定の異なる特性で変化
するように前記各系列の開口窓と非磁性窓の配置が設定
されていることを特徴とする請求項１に記載の相対回転
位置検出装置。
【請求項３】前記第１及び第２の交流出力信号の振幅
が前記所定範囲にわたる相対回転位置に応じて逆特性で
変化するように前記パターンの配置が決定されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の相対回転位置検出装
置。
【請求項４】前記第１及び第２の交流出力信号を合成
して前記相対回転位置に応じた位相を示す交流信号を生
成する第１回路と、前記第１及び第２の交流出力信号の一方を選択する第２
回路とを更に具備し、前記第１回路で得た前記相対回転
位置に応じた位相を示す交流信号に基づき前記相対的回
転位置を検出することと、前記第２回路で得た第１及び
第２の交流出力信号のうち選択された交流出力信号の振
幅レベルに基づき前記相対回転位置を検出すること、の
どちらでも可能であることを特徴とする請求項２又は３
に記載の相対回転位置検出装置。
【請求項５】前記第１及び第２の交流出力信号の一方
に異常が生じた場合に、前記第２回路で異常が生じてい
ない方の前記交流出力信号を選択し、選択された交流出
力信号の振幅レベルに基づき前記相対回転位置を検出す
ることが可能であることを特徴とする請求項４に記載の
相対回転位置検出装置。
【請求項６】前記第１系列に対応する第１のコイルの
出力と前記第２系列に対応する第２のコイルの出力との
比をとることで第１の交流出力信号を生成し、前記第３系列に対応する第３のコイルの出力と前記第４
系列に対応する第４のコイルの出力との比をとることで
第２の交流出力信号を生成し、前記第１及び第２の交流出力信号の振幅が前記所定範囲
にわたる相対回転位置に応じて所定の異なる特性で変化
するように前記各系列の開口窓と非磁性窓の配置が設定
されていることを特徴とする請求項１に記載の相対回転
位置検出装置。
【請求項７】前記第１及び第２の軸はトーションバー
で連結されており、前記第１及び第２の軸の間のねじれ
量を相対回転位置として検出することで、該トーション
バーに負荷されるトルクを検出するトルクセンサとして
機能する請求項１乃至６のいずれかに記載の相対回転位
置検出装置。
【請求項８】前記外筒部及び内筒部が前記トーション
バーの周囲に配置され、前記内筒部と前記トーションバ
ーとの間に磁気遮蔽物質又は反磁性体からなる筒部が更
に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の相
対回転位置検出装置。
【請求項９】前記各系列のコイルは、前記外筒部の外
周においてリング状に設けられている請求項１乃至８の
いずれかに記載の相対回転位置検出装置。
【請求項１０】１つの前記系列につき少なくとも２つ
のコイルが設けられ、該少なくとも２つのコイルは、前
記外筒部の外周において所定角度をおいて離隔して配置
された少なくとも２つの磁性体コアにそれぞれ嵌め込ま
れており、該磁性体コアの端面が空隙を介して前記外筒
部の外周面に対向し、１つの系列における前記磁性体コ
アの端面と前記外筒部の開口窓との重なりの面積の合計
が相対回転位置にかかわらず常に一定であることを特徴
とする請求項１乃至８のいずれかに記載の相対回転位置
検出装置。
【請求項１１】前記内筒部の非磁性窓は、開口窓から
なる請求項１乃至１０のいずれかに記載の相対回転位置
検出装置。
【請求項１２】前記内筒部の非磁性窓は、所定の磁気
遮蔽物質又は反磁性体からなる請求項１乃至１０のいず
れかに記載の相対回転位置検出装置。
【請求項１３】前記内筒部の非磁性窓は、磁性体から
なる前記内筒部の基部に所定の磁気遮蔽物質又は反磁性
体を所定の配置パターンで付着させることで形成された
ものである請求項１２に記載の相対回転位置検出装置。
【請求項１４】磁性体からなる前記内筒部の基部に所
定の磁気遮蔽物質又は反磁性体をめっきし、その後エッ
チングによって不要部分を除去することで、所定の磁気
遮蔽物質又は反磁性体を所定の配置パターンで付着させ
てなる前記非磁性窓を形成するようにした請求項１３に
記載の相対回転位置検出装置。
【請求項１５】磁気遮蔽物質又は反磁性体からなる前
記内筒部の基部に磁性体を所定の配置パターンで付着さ
せることで、該磁性体が付着されていない箇所が前記内
筒部の非磁性窓として形成されることを特徴とする請求
項１２に記載の相対回転位置検出装置。
【請求項１６】相対的に回転可能な第１及び第２の軸
の相対回転位置を検出する相対回転位置検出装置であっ
て、前記第１の軸と共に回転し、第１及び第２系列の開口窓
パターンを持つ磁気遮蔽物質又は反磁性体からなる外筒
部と、前記外筒部内に挿入され、前記第２の軸と共に回転し、
第１及び第２系列の非磁性窓パターンを持つ磁性体から
なる内筒部と、前記第１及び第２系列に対応して１系列につきそれぞれ
少なくとも２つのコイルを設けてなり、所定の交流信号
で励磁されるコイル部とを具備し、各系列毎に前記開口
窓パターンと前記非磁性窓パターンの配列が重複するよ
うに配置され、所定範囲にわたる相対回転位置に応じて
各系列における開口窓と非磁性窓との重なり具合が変化
し、第１系列における重なり具合の変化に対して第２系
列における重なり具合の変化が所定のずれを示すように
前記各系列の開口窓と非磁性窓の配置が設定されてお
り、各系列に対応する前記コイルは各系列における前記
開口窓と非磁性窓の重なり具合に応じたインピーダンス
を示すことを特徴とする相対回転位置検出装置。
【請求項１７】前記各コイルを少なくとも２つのグル
ープに分けて時分割的に交流励磁することを特徴とする
請求項１乃至１６のいずれかに記載の相対回転位置検出
装置。
【請求項１８】前記外筒部における前記磁気遮蔽物質
又は反磁性体は導電性物質からなり、該外筒部の少なく
とも両側において導電性物質のリングが形成されること
のないように構成されていることを特徴とする請求項１
乃至１７のいずれかに記載の相対回転位置検出装置。