JP2005345153A

JP2005345153A - 回転角度検出装置

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Publication number: JP2005345153A
Application number: JP2004162249A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kawashima; 貴川嶋; Kenji Takeda; 武田　　憲司
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15
Also published as: DE102005024670A1; US20050264282A1; US7002339B2

Abstract

【課題】第１、第２磁気センサ４、５の近傍に集磁板３を固定して、第１、第２磁気センサ４、５に与えられる磁束線を整える技術は、磁石２の回転の往路と復路で、第１、第２磁気センサ４、５の出力特性にヒステリシスが発生し、角度検出精度が悪くなる。
【解決手段】磁石２と平行に集磁板３を配置し、磁石２の外周円と集磁板３の外周円との間に第１、第２磁気センサ４、５を配置することで、第１、第２磁気センサ４、５に少量の組付け誤差が生じても、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面に与えられる磁束ベクトル成分の変化が抑えられ、角度検出精度の劣化を防ぐことができる。また、磁石２と集磁板３が一体に回転するため、磁石２の回転の往路と復路において第１、第２磁気センサ４、５の出力特性にヒステリシスが生じない。これによって、検出角度のズレを極めて小さく抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転部材の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。

（従来例１）
磁石と、磁気センサとによって、広い範囲の回転角度を検出する回転角度検出装置として、図７に示す技術が知られている。
この回転角度検出装置は、円板状に形成された磁石２（外周円の軸心と回転軸とが同軸であり、回転軸に垂直な半径方向の一方に磁束の発生部、他方に磁束の吸引部が向けられた磁石）と、この磁石２の外縁の下面に配置されて磁石２から放出される磁束に応じた出力を発生する第１磁気センサ４と、磁石２の外縁の下面に配置されるとともに、第１磁気センサ４に対して回転方向に９０°の位置に配置されて磁石２から放出される磁束に応じた出力を発生する第２磁気センサ５とを備える。

回転軸１が回転すると、第１、第２磁気センサ４、５は、９０°位相がずれた正弦波形特性を作り出す。即ち、一方の出力をｓｉｎカーブ（正弦曲線）とすると、他方の出力はｃｏｓカーブ（余弦曲線）となる｛図３（ａ）参照｝。
そして、２つの出力を角度演算することにより、回転部材の回転角度を３６０°に亘って検出することが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

しかし、従来例１の回転角度検出装置は、第１、第２磁気センサ４、５が、磁石２の円周付近に配置されるものであるが、磁石２の発生する磁束線が一定方向に均一化されておらず、磁石２の外縁から放射方向に磁束線が向く。このため、第１、第２磁気センサ４、５の僅かな配置ズレ（組付け誤差）が生じると、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面に与えられる磁束ベクトル成分が変化し、第１、第２磁気センサ４、５の出力が変化することになり、角度検出精度が悪くなってしまう。

（従来例２）
上記の不具合を抑えることが可能な技術として、図８に示す回転角度検出装置が知られている。
この回転角度検出装置は、第１、第２磁気センサ４、５の近傍に、磁性体材料よりなる集磁板３を配置して、磁石２から第１、第２磁気センサ４、５に与えられる磁束線を整え、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面に与えられる磁束ベクトル成分の変化を防ぐ技術である（例えば、特許文献２参照）。

しかし、従来例２の回転角度検出装置は、第１、第２磁気センサ４、５とともに固定部材に固定されるものである。すると、磁石２の回転の往路と復路（正回転と逆回転）によって集磁板３の残留磁力が変動し、第１、第２磁気センサ４、５の出力特性にヒステリシスが発生することになり、図９（ａ）の実線Ｅ２（第１磁気センサ４の往路と復路の出力ズレ量）、実線Ｆ２（第２磁気センサ５の往路と復路の出力ズレ量）に示すように、第１、第２磁気センサ４、５の電圧出力に回転の往路と復路で大きなズレが生じてしまう。このように、第１、第２磁気センサ４、５の電圧出力に回転の往路と復路で大きなズレが生じると、図９（ｂ）の実線Ｇ２（回転角度のズレ量）に示すように、検出角度のズレ量が多くなってしまう。
即ち、従来例２の回転角度検出装置は、ヒステリシスによって角度検出精度が悪くなってしまう。
特開２００３−７５１０８号公報特開２００２−７１３８１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、第１、第２磁気センサの僅かな配置ズレ（組付け誤差）が生じても角度検出精度の劣化を防ぐとともに、第１、第２磁気センサの出力特性にヒステリシスが生じない角度検出精度の高い回転角度検出装置の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する回転角度検出装置は、磁石と平行に集磁板を配置し、磁石の外周円と集磁板の外周円との間に第１、第２磁気センサを配置したため、磁石から第１、第２磁気センサに与えられる磁束線が集磁板で整えられる。このため、第１、第２磁気センサの僅かな配置ズレ（組付け誤差）が生じても、第１、第２磁気センサの感磁面に与えられる磁束ベクトル成分の変化が抑えられることになる。即ち、第１、第２磁気センサに組付け誤差が生じても、角度検出精度が劣化するのを防ぐことができる。
また、磁石と集磁板とが一体に回転するため、磁石の回転の往路と復路（正回転と逆回転）において第１、第２磁気センサの出力特性にヒステリシスが生じない。このため、ヒステリシスによる角度検出精度の劣化を無くすことができる。
このように、第１、第２磁気センサに組付け誤差が生じても、角度検出精度の劣化が抑えられるとともに、ヒステリシスによる角度検出精度の劣化が無いため、角度検出精度の高い回転角度検出装置を提供できる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する回転角度検出装置は、磁石の半径方向外端で、且つ集磁板が配置された側の軸方向軸端を起点とし、この起点から集磁板が配置された側の回転軸方向を０°、起点から磁石の内側に向かう内径方向を９０°とした場合に、集磁板の外周円が起点に対して略４５°の位置に配置され、第１、第２磁気センサも、起点に対して略４５°の位置に配置されるものである。
このように、磁石の外縁と集磁板の外縁との間に形成される磁束線の方向が略４５°の角度を成し、第１、第２磁気センサを起点に対して略４５°の位置に配置することにより、第１、第２磁気センサの感磁面を、回転軸の軸方向または回転軸の半径方向の一方に向けることを選択できる。これによって、第１、第２磁気センサが搭載性の制約を受ける場合に、第１、第２磁気センサの搭載方向を選択できるため、第１、第２磁気センサの搭載性が向上する。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する回転角度検出装置は、集磁板の外周円に、磁石の外周円と集磁板の外周円とを結ぶ略４５°の磁束線方向に対して垂直なテーパ面を全周に亘って設けたものである。
このテーパ面を設けることにより、磁石の外周円と集磁板の外周円との間の磁束の流れ方向を広い範囲で平行化できる。
磁束の流れ方向が広い範囲で平行化することにより、第１、第２磁気センサの配置ズレ（組付け誤差）に対して磁束ベクトル成分が変化しない範囲を広げることができ、角度検出精度の劣化が抑えられる組付け範囲を広げることができる。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用する回転角度検出装置は、感磁面が回転軸の軸方向に向く第１磁気センサと、感磁面が回転軸の半径方向に向く第１磁気センサとの出力を平均化するとともに、感磁面が回転軸の軸方向に向く第２磁気センサと、感磁面が回転軸の半径方向に向く第２磁気センサとの出力を平均化することにより、第１、第２磁気センサの出力が安定化し、出力精度が高まる。このため、角度検出精度を高めることができる。
また、２つの第１磁気センサを１つのチップ内に搭載するとともに、２つの第２磁気センサを１つのチップ内に搭載することにより、２つずつ設けた第１、第２磁気センサの搭載性が劣化するのを防ぐことができる。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用する回転角度検出装置の磁石は、回転軸に垂直な半径方向に磁束が向くように着磁され、磁束の発生部と磁束の吸引部の着磁方向が１８０°逆方向の永久磁石であるとともに、第１磁気センサに対して第２磁気センサが、理想的にいえば、回転方向に互いに９０°を隔てて配置されるものである。ただし、厳密に９０°を確保できなくても、図１０の計算式を用いることにより、１０〜１７０°の配置でも角度検出可能となる。
これによって、第１、第２磁気センサから３６０°周期のｓｉｎカーブとｃｏｓカーブの出力を取り出すことができる。

最良の形態の回転角度検出装置は、回転部材に設けた磁石の回転角度を第１、第２磁気センサを通過する磁束によって検出することにより、回転部材の回転角度を検出するものであり、回転部材に設けられ、リング状もしくは円板状を呈し、その外周円の軸心と回転軸が同軸であり、回転軸に垂直な半径方向に磁束の発生部と磁束の吸引部が向く磁石と、この磁石と一体に回転するように設けられ、リング状もしくは円板状を呈し、その外周円の軸心と回転軸が同軸であり、磁石と平行に配置された磁性体材料よりなる集磁板と、固定部材に設けられ、磁石の外周円と集磁板の外周円との間に配置され、磁気の変化を検出する第１磁気センサと、固定部材に設けられ、磁石の外周円と集磁板の外周円との間に配置されるとともに、第１磁気センサに対して回転方向に所定の角度を隔てて配置されて磁気の変化を検出する第２磁気センサとを具備する。

実施例１を図１〜図４を参照して説明する。
まず、図１を参照して回転角度検出装置の基本構成を説明する。なお、図１は回転角度検出装置の概略斜視図および概略側面図である。
この実施例１に示す回転角度検出装置は、回転角度を検出する対象物である回転部材（例えば、スロットルバルブ）と一体に回転する回転軸１と、この回転軸１と一体に回転する磁石２および集磁板３と、固定部材（例えば、スロットルハウジングに固定された基板等）に固定された第１、第２磁気センサ４、５とを備える。

磁石２は、回転軸１に固定されて、回転軸１と一体に回転する永久磁石であり、リング状もしくは円板状を呈し、回転軸１の軸方向へ一定の厚みを有する。この磁石２は、その外周円の軸心と回転軸１とが同芯であり、回転軸１に垂直な半径方向に磁束の発生部（Ｓ極）と磁束の吸引部（Ｎ極）が向くものである。具体的に、この実施例の磁石２は、磁束の発生部と磁束の吸引部の着磁方向が１８０°逆方向に向くように、回転軸１と垂直な半径方向に着磁されている。

集磁板３は、回転軸１に固定されて、磁石２と一体に回転する鉄等の磁性体材料よりなり、リング状もしくは円板状を呈し、回転軸１の軸方向へ一定の厚みを有する。この集磁板３は、磁石２と同様、その外周円の軸心と回転軸１とが同芯であり、磁石２に対して所定の距離を隔てて平行に配置されるものである。
この実施例の集磁板３の外径寸法は、図２に示すように、磁石２の外径寸法より小さく設けられ、磁石２の外縁と集磁板３の外縁とを結ぶ線が回転軸１に対して略４５°の角度を成すように設けられている。
具体的には、磁石２の半径方向外端で、且つ集磁板３が配置された側の軸方向軸端を起点αとし、この起点αから集磁板３が配置された側の回転軸方向を０°、起点αから磁石２の内側に向かう内径方向を９０°とした場合、集磁板３の外周円は、起点αに対して略４５°の位置に配置されるものである。
このように設けられることにより、磁石２の外縁と集磁板３の外縁との間に形成される磁束線の方向が略４５°の角度を成す。

なお、第１、第２磁気センサ４、５も、起点αに対して略４５°の位置に配置される。上述したように、磁石２の外縁と集磁板３の外縁との間に形成される磁束線の方向が略４５°の角度を成すため、第１、第２磁気センサ４、５を起点αに対して略４５°の位置に配置することにより、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面を、回転軸１の軸方向（０°、１８０°）に向けても、回転軸１の半径方向（９０°、２７０°）に向けても、磁気検出感度を略等しくすることができる。即ち、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面を、回転軸１の軸方向または回転軸１の半径方向の一方に向けることを選択できる。なお、この実施例１では、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面を、共に回転軸１の軸方向に向ける例を示す。

また、図２に示すように、この実施例の集磁板３の外周円には、磁石２の外周円と集磁板３の外周円とを結ぶ略４５°の磁束線に対して垂直なテーパ面６（面取り部）が全周に亘って形成されている。
集磁板３の外周円にテーパ面６を設けることにより、磁石２の外周円と集磁板３の外周円との間の磁束線の向きを広い範囲で平行化することができる。このように、略４５°の磁束線の向きが広い範囲で平行化することにより、第１、第２磁気センサ４、５の配置ズレ（組付け誤差）に対し、感磁面に与えられる磁束ベクトル成分が変化しない範囲が広げられる。これによって、角度検出精度の劣化が抑えられる組付け範囲を広げることができる。

第１磁気センサ４は、磁石２の外周円と集磁板３の外周円との間で、磁石２の外縁と集磁板３の外縁との間に形成される磁束線の方向が略４５°の角度を成す範囲内に感磁面が配置されるものであり、感磁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。この第１磁気センサ４は、感磁面を有するホール素子（センサ素子）と、ホール素子の出力を増幅する増幅アンプとを１つのチップ内に封入した周知構造のものである。なお、増幅アンプは、チップの外部（例えば、基板上）に配置しても良い。ここで、実施例１の第１磁気センサ４の感磁面は、上述したように、回転軸１の軸方向に向けて配置されるものである。

第２磁気センサ５は、第１磁気センサ４に対して回転方向に所定の角度（磁束の発生部と磁束の吸引部の着磁方向の１／２：この実施例では９０°）を隔てて配置される。
さらに、第２磁気検出センサ５は、第１磁気センサ４と同様、磁石２の外周円と集磁板３の外周円との間で、磁石２の外縁と集磁板３の外縁との間に形成される磁束線の方向が略４５°の角度を成す範囲内に感磁面が配置されるものであり、感磁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。この第２磁気センサ５は、上述した第１磁気センサ４と同様、感磁面を有するホール素子（センサ素子）と、ホール素子の出力を増幅する増幅アンプとを１つのチップ内に封入した周知構造のものである。なお、増幅アンプは、チップの外部（例えば、基板上）に配置しても良い。ここで、実施例１の第２磁気センサ５の感磁面は、上述したように、回転軸１の軸方向に向けて配置されるものである。

上記の構成を備えた回転角度検出装置は、回転軸１が回転すると、回転軸１とともに磁石２および集磁板３が回転する。
すると、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面に与えられる磁束の流れ方向および磁束密度が３６０°周期で変化することになり、図３（ａ）に示すように、第１、第２磁気センサ４、５は、９０°位相がずれた正弦波形特性Ａ１、Ｂ１を作り出す。即ち、第１磁気センサ４の出力Ａ１をｓｉｎカーブ（正弦曲線）とすると、第２磁気センサ５の出力Ｂ１はｃｏｓカーブ（余弦曲線）となる。

回転角度検出装置は、第１磁気センサ４の出力Ａ１（増幅アンプで増幅された出力）をデジタル変換して角度演算回路（図示しない：マイクロコンピュータ）に入力するとともに、第２磁気センサ５の出力Ｂ１（増幅アンプで増幅された出力）もデジタル変換して角度演算回路に入力するように設けられている。
角度演算回路は、第１、第２磁気センサ４、５の出力Ａ１、Ｂ１から角度演算をするものであり、図３（ａ）に示すように、第１磁気センサ４のｓｉｎカーブ出力Ａ１と、第２磁気センサ５のｃｏｓカーブ出力Ｂ１とを、図３（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Ｃ１に変換｛ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ→θ＝ｔａｎ^-1（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）｝した後、図３（ｃ）に示すように、各右上がりの直線特性Ｃ１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Ｄ１（アナログ信号）を発生するものである。

（実施例１の効果）
上記の構成を採用する回転角度検出装置は、磁石２と平行に集磁板３を配置し、磁石２の外周円と集磁板３の外周円との間に第１、第２磁気センサ４、５を配置したため、磁石２から第１、第２磁気センサ４、５に与えられる磁束線が集磁板３で整えられる。このため、第１、第２磁気センサ４、５に少量の配置ズレ（組付け誤差）が生じても、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面に与えられる磁束ベクトル成分の変化が抑えられる。これによって、第１、第２磁気センサ４、５に少量の組付け誤差が生じても、角度検出精度の劣化を防ぐことができる。

また、磁石２と集磁板３とが一体に回転するため、磁石２の回転の往路と復路（正回転と逆回転）において第１、第２磁気センサ４、５の出力特性にヒステリシスが生じない。これによって、図４（ａ）の実線Ｅ１（第１磁気センサ４の往路と復路の出力ズレ量）、実線Ｆ１（第２磁気センサ５の往路と復路の出力ズレ量）に示すように、第１、第２磁気センサ４、５の電圧出力に回転の往路と復路でズレが生じなくなる。このように、第１、第２磁気センサ４、５の電圧出力に回転の往路と復路でズレが生じないため、図４（ｂ）の実線Ｇ１（回転角度のズレ量）に示すように、検出角度のズレが極めて小さく抑えられる。即ち、磁石２と集磁板３とが一体に回転するため、ヒステリシスによる角度検出精度の劣化を無くすことができる。

実施例２を図５を参照して説明する。なお、以下の実施例では、実施例１との相違点のみを説明するものであり、実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記の実施例１で説明したように、磁石２の外縁と集磁板３の外縁との間に形成される磁束線の方向が略４５°の角度を成すため、第１、第２磁気センサ４、５を起点αに対して略４５°の位置に配置することにより、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面を、回転軸１の軸方向（０°、１８０°）に向けても、回転軸１の半径方向（９０°、２７０°）に向けても、磁気検出感度を略等しくすることができる。即ち、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面を、回転軸１の軸方向または回転軸１の半径方向の一方に向けることを選択できる。

そこで、この実施例２は、第１磁気センサ４の感磁面を回転軸１の半径方向に向け、第２磁気センサ５の感磁面を回転軸１の軸方向に向けるものである。なお、この実施例２とは逆に、第１磁気センサ４の感磁面を回転軸１の軸方向に向け、第２磁気センサ５の感磁面を回転軸１の半径方向に向けても良いし、上記実施例１とは逆に、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面を、共に回転軸１の半径方向に向けても良い。

（実施例２の効果）
磁石２の外縁と集磁板３の外縁との間に形成される磁束線の方向が略４５°の角度を成すように設けるとともに、第１、第２磁気センサ４、５を起点αに対して略４５°の位置に配置することにより、第１、第２磁気センサ４、５の感磁面を、回転軸１の軸方向または回転軸１の半径方向の一方に向けることを選択できる。これによって、第１、第２磁気センサ４、５が搭載性の制約を受ける場合に、第１、第２磁気センサ４、５のそれぞれの搭載方向を選択できるため、第１、第２磁気センサ４、５の搭載性が向上する。

実施例３を図６を参照して説明する。
上記の実施例１で説明した第１磁気センサ４が配置される位置に、２つの第１磁気センサ４を封入した１つの第１チップ７を配置するものであり、この第１チップ７の内部には、感磁面が回転軸１の軸方向に向く第１磁気センサ４と、感磁面が回転軸１の半径方向の一方に向く第１磁気センサ４とが封入されている。そして、２つの第１磁気センサ４の出力は、平均化して角度演算に用いられるものである。

また、上記の実施例１で説明した第２磁気センサ５が配置される位置に、２つの第２磁気センサ５を封入した１つの第２チップ８を配置するものであり、この第２チップ８の内部には、感磁面が回転軸１の軸方向に向く第２磁気センサ５と、感磁面が回転軸１の半径方向の一方に向く第２磁気センサ５とが封入されている。そして、２つの第２磁気センサ５の出力は、平均化して角度演算に用いられるものである。

（実施例３の効果）
感磁面が回転軸１の軸方向に向く第１磁気センサ４と、感磁面が回転軸１の半径方向に向く第１磁気センサ４との出力を平均化するとともに、感磁面が回転軸１の軸方向に向く第２磁気センサ５と、感磁面が回転軸１の半径方向に向く第２磁気センサ５との出力を平均化することにより、第１、第２磁気センサ４、５の出力が安定化し、第１、第２磁気センサ４、５の出力精度が高まる。この結果、角度検出精度を高めることができる。
また、２つの第１磁気センサ４を１つの第１チップ７内に搭載するとともに、２つの第２磁気センサ５を１つの第２チップ８内に搭載することにより、２つずつ設けた第１、第２磁気センサ４、５の搭載性が劣化するのを防ぐことができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、集磁板３の外径寸法を磁石２の外径寸法より小さくする例を示したが、集磁板３の外径寸法と磁石２の外径寸法とを略同径に設けても良いし、集磁板３の外径寸法を磁石２の外径寸法より大きく設けても良い。
なお、集磁板３の外径寸法を磁石２の外径寸法より大きく設ける場合、磁石２側の外周円にテーパ面６（面取り部）を設けて、磁石２の外縁と集磁板３の外縁との間に形成される磁束線を広い範囲で平行化しても良い。

上記の実施例では、磁束の発生部（Ｓ極）と、磁束の吸引部（Ｎ極）とを、１８０°異なる方向に設ける例を示したが、磁石２に複数の磁束の発生部（Ｓ極）と、複数の磁束の吸引部（Ｎ極）とを設けても良い。即ち、例えば、９０°間隔でＳ極、Ｎ極を繰り返すように設けても良い。なお、第２磁気センサ５は、第１磁気センサ４に対して回転方向に磁束の発生部と磁束の吸引部の着磁方向の１／２を隔てて配置されるものであるため、９０°間隔でＳ極、Ｎ極を繰り返す場合、第２磁気センサ５は、第１磁気センサ４に対して回転方向に４５°隔てて配置される。

上記の実施例では、磁石２を永久磁石で構成した例を示したが、通電によって磁力を発生する電磁石を用いても良い。
上記の実施例では、回転角度検出装置の具体的な一例としてスロットルバルブの開度を検出する例を示したが、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ように設けても良い。

回転角度検出装置の概略斜視図および概略側面図である（実施例１）。磁石の外縁と集磁板の外縁との間に形成される磁束線の向きを示す説明図である（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）。回転の往路と復路における第１、第２磁気センサの出力電圧のズレ量を示すグラフ、および検出角度のズレ量を示すグラフである（実施例１）。回転角度検出装置の概略斜視図および概略側面図である（実施例２）。回転角度検出装置の概略斜視図および概略側面図である（実施例３）。回転角度検出装置の下面図および側面図である（従来例１）。回転角度検出装置の分解斜視図である（従来例２）。回転の往路と復路における第１、第２磁気センサの出力電圧のズレ量を示すグラフ、および検出角度のズレ量を示すグラフである（従来例２）。第１磁気センサと第２磁気センサの回転方向の配置における角度検出の補足解説図である。

符号の説明

１回転軸
２磁石
３集磁板
４第１磁気センサ
５第２磁気センサ
６テーパ面
７第１チップ（感磁面が回転軸の軸方向に向く第１磁気センサと、感磁面が回転軸の半径方向に向く第１磁気センサとを搭載した１つのチップ）
８第２チップ（感磁面が回転軸の軸方向に向く第２磁気センサと、感磁面が回転軸の半径方向に向く第２磁気センサとを搭載した１つのチップ）
α 起点

Claims

回転部材に設けられ、リング状もしくは円板状を呈し、その外周円の軸心と回転軸が同軸であり、回転軸に垂直な半径方向に磁束の発生部と磁束の吸引部が向く磁石と、
この磁石と一体に回転するように設けられ、リング状もしくは円板状を呈し、その外周円の軸心と回転軸が同軸であり、前記磁石と平行に配置された磁性体材料よりなる集磁板と、
固定部材に設けられ、前記磁石の外周円と前記集磁板の外周円との間に配置され、磁気の変化を検出する第１磁気センサと、
前記固定部材に設けられ、前記磁石の外周円と前記集磁板の外周円との間に配置されるとともに、前記第１磁気センサに対して回転方向に所定の角度を隔てて配置されて磁気の変化を検出する第２磁気センサと、を具備し、
前記固定部材に対する前記回転部材の回転角度を、前記第１、第２磁気センサを通過する磁束によって検出する回転角度検出装置。
請求項１に記載の回転角度検出装置において、
前記磁石の半径方向外端で、且つ前記集磁板が配置された側の軸方向軸端を起点とし、この起点から前記集磁板が配置された側の回転軸方向を０°、前記起点から前記磁石の内側に向かう内径方向を９０°とした場合、
前記集磁板の外周円は、前記起点に対して略４５°の位置に配置され、
前記第１、第２磁気センサも、前記起点に対して略４５°の位置に配置されることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項２に記載の回転角度検出装置において、
前記集磁板の外周円には、前記磁石の外周円と前記集磁板の外周円とを結ぶ略４５°の磁束線方向に対して垂直なテーパ面が全周に亘って設けられていることを特徴とする回転角度検出装置。
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、
感磁面が回転軸の軸方向に向く前記第１磁気センサと、感磁面が回転軸の半径方向に向く前記第１磁気センサとを１つのチップ内に搭載し、２つの前記第１磁気センサの出力を平均化するとともに、
感磁面が回転軸の軸方向に向く前記第２磁気センサと、感磁面が回転軸の半径方向に向く前記第２磁気センサとを１つのチップ内に搭載し、２つの前記第２磁気センサの出力を平均化することを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１〜請求項４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、回転軸に垂直な半径方向に磁束が向くように着磁され、前記磁束の発生部と前記磁束の吸引部の着磁方向が１８０°逆方向の永久磁石であるとともに、
前記第１磁気センサに対して前記第２磁気センサが、回転方向に互いに１０〜１７０°隔てて配置されることを特徴とする回転角度検出装置。