JP2006194684A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁石に偏った漏れ磁束が生じると、ホール素子へ与えられる磁束分布の頂部がずれて、回転角度検出装置の絶対精度が悪化してしまう。
【解決手段】 磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸右側に磁束漏れ発生部αが配置される構造であるため、ホール素子２の磁束漏れ発生部α側の反対側の磁束付与手段６および磁束吸引手段７の内周面に、発生磁束を弱めるための凹部（磁束低減手段８）を設けて、ホール素子２に与えられる磁束分布のＺ軸方向のずれを解消する。このように、凹部を設けるだけで磁束分布のずれを解消でき、他の仕様変更を必要としないため、コスト上昇を抑えることができる。また、磁束分布のＺ軸方向のずれを解消できるため、ホール素子２の組付け位置が誤差等によってＺ軸方向にずれても、ホール素子２に与えられる磁束密度の変動を抑えることができ、検出精度を高めることができる。
【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）の相対回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。

（従来の技術）
回転角度検出装置の基本構造を図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
回転角度検出装置は、回転軸（以下、Ｚ軸と称す）上に配置された磁気検出素子Ｊ1 （例えば、ホールＩＣに内蔵されるホール素子）と、この磁気検出素子Ｊ1 に向けて磁束を与える半円筒形状の磁束付与磁石Ｊ2 と、この磁束付与磁石Ｊ2 から磁気検出素子Ｊ1 に向けて与えられた磁束を吸引する半円筒形状の磁束吸引磁石Ｊ3 とを具備する。
磁束付与磁石Ｊ2 と磁束吸引磁石Ｊ3 は、円筒形状を呈したヨークＪ4 の内周面に固定されたものであり、磁気検出素子Ｊ1 は、磁束付与磁石Ｊ2 と磁束吸引磁石Ｊ3 に囲まれた状態で支持されるものである。

磁束発生部材（磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 ）と、磁気検出素子Ｊ1 との相対回転角度が変化すると、磁気検出素子Ｊ1 の磁気検出面と直交する方向の磁束密度が変化する（図２参照）。
磁気検出素子Ｊ1 は、磁気検出面と直交する方向の磁束密度に応じた出力信号を発生するため、回転角度検出装置は、磁気検出素子Ｊ1 の出力信号に基づいて、磁束発生部材（磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 ）が設けられた部材と、磁気検出素子Ｊ1 が設けられた部材との相対回転角度を検出することができる（例えば、特許文献１〜５参照）。

（従来の技術の不具合）
上記構成を採用する従来の回転角度検出装置は、次の２つの問題を有していた。
（１）磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 を支持する磁性部材（例えばヨークＪ４）や、回転角度検出装置の近傍の磁性部材の影響により、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 から磁気検出素子Ｊ１に与えられる磁束分布に偏り（ずれ）が生じる場合がある。
具体例を図６を参照して説明する。
図６（ｂ）に示すように、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 の端をヨークＪ４の図中左端に揃えるように設置する場合、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 の発生する磁束が磁石の配置されていない図中Ｚ軸右側に漏れる（ヨークＪ４の図中Ｚ軸右側が磁束漏れ発生部α）。

すると、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 の図中Ｚ軸右側から磁気検出素子Ｊ１に与えられる磁束が弱まり、結果的に図６（ｃ）に示すように、磁気検出素子Ｊ１に与えられる磁束分布の頂部がＺ軸方向の磁束漏れ発生部α側の反対側にずれてしまう。
このため、磁気検出素子Ｊ1 の設定位置が組付け時の誤差等によってＺ軸方向にずれると、磁気検出素子Ｊ1 に与えられる磁束密度が大きく変動することになる。具体的には、図６（ｃ）に示すように、磁気検出素子Ｊ1 の組付け位置が、Ｚ軸方向のＡの範囲でずれると、磁気検出素子Ｊ1 に与えられる磁束密度の変化がＢに示すように大きく変動してしまう。
このように、Ｚ軸方向の組付け誤差に対し、磁気検出素子Ｊ1 に与えられる磁束密度が大きく変動する不具合が生じ、回転角度検出装置の絶対精度が悪化してしまう。

（２）車両搭載上の制約や、コスト低減の目的によって、回転角度検出装置の一部の設計を変更する要求が生じて、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 のＺ軸方向の中心γ｛符号、図４参照｝が、磁気検出素子Ｊ1 からずれる場合が想定される。
このように、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 のＺ軸方向の中心γが磁気検出素子Ｊ１からずれると、上記（１）と同様、磁気検出素子Ｊ１に与えられる磁束分布の頂部がＺ軸方向にずれてしまう。
この不具合を解消するためには、回転角度検出装置を大幅に設計変更する必要があり、仕様変更に伴うコストが大幅に上昇する不具合が生じる。
特許第３２０６２０４号公報 特開平２−１２２２０５号公報 特開平２−２９８８１５号公報 特開昭６４−３７６０７号公報 特開２００４−３１７４８６号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれを、コスト上昇を抑えて容易に解消することが可能な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、磁束発生部材に磁束変更部（磁束低減手段や磁束増大手段）を設けるだけで、磁束発生部材の取付位置を変更することなく、また磁束発生部材以外の部品を変更することなく、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれを解消できる。
また、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれが磁束変更部（磁束低減手段や磁束増大手段）によって解消されるため、磁気検出素子の位置ずれ（組付け誤差）によって磁気検出素子に与えられる磁束変動を抑えることができ、結果的に回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。
さらに、磁束分布の強い側を磁束低減手段によって弱める、あるいは磁束分布の弱い側を磁束増大手段によって強めることで、磁束分布の頂部近傍の磁束変化を緩やかにできる。このため、磁束分布の頂部近傍に磁気検出素子を配置する場合、磁気検出素子の位置ずれ（組付け誤差）によって磁気検出素子に与えられる磁束変動を小さく抑えることができ、結果的に回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。

〔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の磁束変更部は、磁束発生部材の一部に設けられて、磁束発生部材の一部の発生磁束を弱める磁束低減手段（凹部、着磁の弱い部分、磁束の一部を抑える貼着部品など）である。
このように、磁束発生部材の一部の発生磁束を弱めるだけで、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれを解消できる。この結果、磁気検出素子の位置ずれ（組付け誤差）によって磁気検出素子に与えられる磁束変動を抑えることができ、結果的に回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。
さらに、磁束分布の強い側を磁束低減手段によって弱めることで、磁束分布の頂部近傍の磁束変化を緩やかにできる。このため、磁束分布の頂部近傍に磁気検出素子を配置する場合、磁気検出素子の位置ずれ（組付け誤差）によって磁気検出素子に与えられる磁束変動を小さく抑えることができ、結果的に回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。

〔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、磁束発生部材の近傍に当該磁束発生部材に偏った磁束漏れを生じさせる磁束漏れ発生部が配置される場合、磁気検出素子に対して磁束漏れ発生部側とは反対側の磁束発生部材の一部に、発生磁束を弱めるための磁束低減手段を設けたものである。
このように、磁束発生部材に磁束低減手段を設けるだけで、磁束発生部材の取付位置を変更することなく、また磁束発生部材以外の部品を変更することなく、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれを解消できる。
また、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれが磁束低減手段によって解消されるため、磁気検出素子の位置ずれ（組付け誤差）によって磁気検出素子に与えられる磁束変動を抑えることができ、結果的に回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。
さらに、磁束分布の強い側を磁束低減手段によって弱めることで、磁束分布の頂部近傍の磁束変化を緩やかにできる。このため、磁束分布の頂部近傍に磁気検出素子を配置する場合、磁気検出素子の位置ずれ（組付け誤差）によって磁気検出素子に与えられる磁束変動を小さく抑えることができ、結果的に回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。

〔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の磁束低減手段は、磁束発生部材に形成された凹部である。
このように、磁束発生部材に凹部を形成するだけで、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれを解消し、回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。

〔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は、磁気検出素子がＺ軸上に配置され、磁束発生部材が磁気検出素子を挟むように距離を隔てて対向配置された磁束付与磁石と磁束吸引磁石とで構成されるものである。
このような構成の回転角度検出装置であっても、磁束分布のずれを容易に解消することができ、回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。

最良の形態１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気検出素子と、相対回転する他方に設けられ、磁気検出素子に磁束を与える磁束発生部材とを具備し、磁気検出素子と磁束発生部材の相対回転角度の変化を、磁気検出素子を通過する磁束密度によって検出する。
そして、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布にずれが生じる場合は、磁束発生部材の一部に設けた磁束分布を変更するための磁束変更部（磁束低減手段や磁束増大手段）によって、磁束発生部材から磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれを解消するものである。
なお、磁束低減手段は、磁石に形成された凹部（溝など）、磁石において着磁の弱い部分、磁石に貼付されて磁石の発生する磁束の一部を抑える貼着部品（非磁性材が好ましい）などである。
また、磁束増加手段は、磁石に一体形成された磁束増強用の凸部、強い着磁が施された部分、永久磁石製の貼着部品などである。

最良の形態２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気検出素子と、相対回転する他方に設けられ、磁気検出素子に磁束を与える磁束発生部材とを具備し、磁気検出素子と磁束発生部材の相対回転角度の変化を、磁気検出素子を通過する磁束密度によって検出する。
そして、磁束発生部材の近傍に当該磁束発生部材に偏った磁束漏れを生じさせる磁束漏れ発生部が配置される場合は、磁気検出素子に対して磁束漏れ発生部側とは反対側の磁束発生部材に、発生磁束を弱めるための磁束低減手段を設けたものである。
なお、磁束低減手段は、最良の形態１と同様、磁石に形成された凹部（溝など）、磁石において着磁の弱い部分、磁石に貼付されて磁石の発生する磁束の一部を抑える貼着部品（非磁性材が好ましい）などである。

図１および図２を用いて実施例１を説明する。
（回転角度検出装置の基本構成の説明）
先ず、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（ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図であり、図１（ｂ）は回転角度検出装置のＺ軸方向に沿う断面図である。
この実施例に示す回転角度検出装置は、例えば自動車に搭載されるエンジンの吸気管に取り付けられるスロットルバルブの回転角度（開度）を検出するためのものであり、スロットルバルブのシャフトと一体に回転するロータ１（回転部材）と、ホール素子２（磁気検出素子の一例）を内蔵するホールＩＣ３とを備える。このホールＩＣ３は、図中破線で示す固定部材（非回転部材）Ｋによって支持されて、ホール素子２がロータ１のＺ軸上に配置される。

ロータ１は、ホールＩＣ３の周囲に同芯的に配置されたものであり、円筒形状を呈した磁性材よりなるヨーク４と、ホールＩＣ３を通過する磁束を発生させる磁束発生部材５とを備える。
この磁束発生部材５は、ホール素子２に磁束を与える磁束付与磁石６と、磁束付与磁石６からホール素子２に向けて与えられた磁束を吸引する磁束吸引磁石７とによって構成される。即ち、磁束付与磁石６の内周面がＮ極の極性で、磁束吸引磁石７の内周面がＳ極の極性を持つように配置されている。

磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７は、ホール素子２の両側に距離を隔てて対向配置される。この実施例の磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７は、それぞれ略半円筒形状を呈するものであり、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７によって直径方向に分割された略円筒形状を呈する。そして、磁束付与磁石６の円弧端と磁束吸引磁石７の円弧端が対向する部分には所定のエアギャップが形成される。そして、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７は、ヨーク４の内周面に固定されて、ホール素子２を囲んで配置される。

ロータ１の中心に同芯的に配置されたホールＩＣ３は、ホール素子２と信号処理回路等を一体化した周知のＩＣであり、ホール素子２の磁気検出面に対して直交する方向の磁束密度に応じた電圧信号を出力する。

上記構成における回転角度検出装置の作動を、図２を参照して説明する。
なお、以下では、図１に示されるように、ロータ１の回転軸をＺ軸とし、このＺ軸と直交する方向で、且つホール素子２の磁気不感方向（磁気検出面に沿う方向）をＸ軸とし、上記Ｚ軸と直交する方向で、且つホール素子２の磁気検出方向（磁気検出面に直交する方向）をＹ軸として説明する。
ここで、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７との間のエアギャップの中心線がＹ軸方向と直交するロータ１の回転角度を０°、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７との間のエアギャップの中心線がＸ軸方向と直交するロータ１の回転角度を９０°｛図１（ａ）の位置参照｝とする。

回転角度検出装置は、磁束付与磁石６→ホールＩＣ３（ホール素子２）→磁束吸引磁石７という経路で磁束が流れる磁気回路が形成される。そして、スロットルバルブとともにロータ１が回転すると、ホール素子２の磁気検出面と直交する磁束が変化する。
即ち、図１（ａ）に示すように、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７との間のエアギャップの中心線がＸ軸方向と直交する位置（回転角度９０°）の時にホール素子２の磁気検出面に直交する磁束密度が最大になり、ロータ１の回転角度が９０°より増加しても、逆に９０°より減少しても、回転角度に応じてホール素子２の磁気検出面に直交する磁束量が減少する。
そして、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７との間のエアギャップの中心線がＹ軸方向と直交する位置（回転角度０°）では、ホール素子２の磁気検出面と直交する磁束が０になる。

さらに、回転角度が０°よりもマイナス側に回転すると、回転角度に応じてホール素子２の磁気検出面と直交する反対方向の磁束量が増加する。そして、ロータ１の回転角度が−９０°の時にホール素子２の磁気検出面と直交する逆向きの磁束密度が最大になる。
回転角度が−９０°よりもさらにマイナス側に回転すると、回転角度に応じて磁気検出面と直交する反対方向の磁束量が減少を始め、ホール素子２を通過する逆向きの磁束密度が減少する。

ここで、この実施例の磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７は、Ｚ軸方向から見た厚み、即ち円弧方向（回転方向と同義）に沿う厚みが、図１（ａ）に示すように、円弧方向の中央が厚く、円弧方向の端側が薄くなるように設けられている。これにより、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の内周面と、ホール素子２との距離が、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の円弧方向の端に向かうにつれて次第に大きくなる。なお、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の厚みの変化は、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれても、ホール素子２を通過する磁束密度が変化しないように設定されている。
このように、組付け誤差等によりホール素子２の設置位置が磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７の中心からＸ軸方向へずれても、ずれた方向に薄くなった磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７によって、ずれによるホール素子２を通過する磁束密度の増加をなくすことができる。即ち、組付け誤差等によって、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれてもホール素子２に与えられる磁束密度の増加が抑えられ、回転角度の検出誤差の発生を防ぐことができる。

（実施例１の背景）
上述した回転角度検出装置は、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７を支持するヨーク４や、車両等に搭載された場合に回転角度検出装置の近傍に配置された磁性部材（エンジンルーム内の部品等）の影響により、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布に偏り（ずれ）が生じる場合がある。
具体的に、実施例１の回転角度検出装置は、図１（ｂ）に示されるように、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の図中Ｚ軸方向の左端が、鉄などの磁性材料よりなるヨーク４の図中Ｚ軸左端に揃えるように設置されるため、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の発生する磁束が磁石の配置されていない図中Ｚ軸右側のヨーク４へ漏れる（ヨーク４の図中Ｚ軸右側が磁束漏れ発生部α）。

すると、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の図中Ｚ軸右側（磁束漏れ発生部α側）からホール素子２に与えられる磁束が弱まり、結果的に図１（ｃ）の破線に示すように、ホール素子２に与えられる磁束分布の頂部が図中Ｚ軸左側（Ｚ軸方向の磁束漏れ発生部α側の反対側）にずれてしまう。
このため、ホール素子２の設定位置が組付け時の誤差等によってＺ軸方向にずれると、ホール素子２に与えられる磁束密度が大きく変動することになり、回転角度検出装置の絶対精度が悪化してしまう（「背景技術」の欄参照）。

（実施例１の特徴）
上述したように、実施例１の回転角度検出装置は、ヨーク４と磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の取付の関係によって、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布の頂部がＺ軸方向の磁束漏れ発生部α側の反対側にずれる。
そこで、この実施例１では、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の一部に磁束分布を変更するための磁束変更部を設けて、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布のずれ｛図１（ｃ）中破線参照｝を解消｛図１（ｃ）中実線参照｝するように構成されている。
なお、実施例１の磁束変更部は、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の一部に設けられて、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の一部の発生磁束を弱める磁束低減手段８である。

具体的に実施例１の回転角度検出装置は、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の図中Ｚ軸右側近傍に、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に偏った磁束漏れを生じさせるヨーク４による磁束漏れ発生部αがある。
そこで、ホール素子２の図中Ｚ軸左側（磁束漏れ発生部α側の反対側）の磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の発生磁束を弱めるための磁束低減手段８を設けて、ホール素子２に与えられる磁束密度の頂部をホール素子２の設置箇所（Ｚ軸方向）に一致させたものである。

実施例１に示す磁束低減手段８は、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の図中Ｚ軸左側の磁束発生を弱めるために、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の図中Ｚ軸左側（磁束漏れ発生部α側の反対側）の内周面に形成された凹部であり、この凹部のＺ軸方向の中心βがホール素子２より磁束漏れ発生部α側の反対側に形成される。
なお、凹部（磁束低減手段８）は、ロータ１の回転影響を無くすためにロータ１の回転方向に沿う溝として設けられている。
また、凹部（磁束低減手段８）は、「ヨーク４の図中Ｚ軸右側（磁束漏れ発生部α）の漏れ磁束」と略同程度に磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の図中Ｚ軸左側の発生磁束を弱める深さと幅に形成されている。

（実施例１の効果）
実施例１の回転角度検出装置は、上述したように、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の図中Ｚ軸右側近傍に、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に偏った磁束漏れを生じさせる磁束漏れ発生部αが配置される構造であるため、ホール素子２の図中Ｚ軸左側（磁束漏れ発生部α側の反対側）の磁束付与手段６および磁束吸引手段７の内周面に、発生磁束を弱めるための凹部（磁束低減手段８）を設けて、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布のＺ軸方向のずれ｛図１（ｃ）中破線参照｝を解消｛図１（ｃ）中実線参照｝したものである。
このように、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に凹部（磁束低減手段８）を設けるだけで、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の取付位置を変更することなく、また磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７以外の部品を変更することなく、ホール素子２に与えられる磁束分布のずれを解消できる。

また、上記のように設けられたことにより、次の２つの作用を奏する。
（１）磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布のＺ軸方向のずれを解消できるため、ホール素子２の組付け位置が誤差等によってＺ軸方向にずれても、ホール素子２に与えられる磁束密度の変動を抑えることができる。
（２）磁束分布の強い側（図中Ｚ軸左側）を凹部（磁束低減手段８）によって弱めることで、図１（ｃ）に示すように、磁束分布のＺ軸方向の頂部近傍の磁束変化を緩やかにできる。即ち、Ｚ軸方向中央部の付近（ホール素子２の組付け位置の付近）の磁束密度の変化が緩やかになる。これによって、ホール素子２の組付け位置が組付け時の誤差等によってＺ軸方向にずれても、ホール素子２に与えられる磁束密度の変動を小さく抑えることができる。
上記（１）、（２）によって、図１（ｃ）に示すように、ホール素子２の組付け位置が、Ｚ軸方向のＡの範囲でずれても、ホール素子２に与えられる磁束密度の変化がＢに示すように小さく抑えられることになる。

このように、ホール素子２に与えられる磁束分布のＺ軸方向のずれを解消できるため、回転角度検出装置の検出精度を高めることができるとともに、ホール素子２のＺ軸方向の組付け誤差範囲が多少ずれても、ホール素子２に与えられる磁束変動が抑えられるため、回転角度の検出精度を高めることができる。
また、ホール素子２のＺ軸方向の組付け誤差範囲が多少ずれても、ホール素子２に与えられる磁束変動が抑えられるため、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向を短縮することが可能になる。

実施例２を図３を参照して説明する。なお、以下の実施例において実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の厚みが一定であると、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の端部から周囲へ漏れる磁束が大きくなり、相対的に磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の中心部の磁束密度が強くなる。即ち、磁束分布が山形になる。
すると、ホール素子２の組付け位置がＺ軸方向へずれた場合、磁束分布の山の傾斜によってホール素子２の受ける磁束密度が大きく変化してしまう。

そこで、図３（ｃ）に示すように、ホール素子２が配置される部分の磁束変動を緩やか（略平坦）にする目的で、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の厚みを、中央付近を薄く、Ｚ軸方向の端部に向かうにつれて厚くなるように設けている。即ち、図３（ｂ）に示すように、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に、Ｚ軸方向から見て、断面略円弧状（例えば、２次曲線形状）の凹部（磁束密度の均一化の凹部）を設けたものである。

そして、実施例２では、この円弧状の凹部（磁束密度の均一化の凹部）を磁束低減手段８としても利用するものであり、円弧状の凹部のＺ軸方向の中心（２次曲線の頂点）βをホール素子２の磁束漏れ発生部α側の反対側にずらすことで、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布のＺ軸方向のずれを解消するものである。
このように、凹部の形状をＺ軸方向から見て円弧状に設けることにより、図３（ｃ）に示すように、磁束密度が均一な範囲が拡大するため、回転角度の検出精度をより高めることができる。

実施例３を図４を参照して説明する。
図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転角度検出装置の設計変更の要求によって、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の中心γが、ホール素子２からずれる場合が想定される。
図４（ｃ）の場合は、「磁束漏れ発生部αの影響」に、「磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の中心γとホール素子２がずれる影響」が加わり、ホール素子２に与えられる磁束分布のずれがさらに大きくなる。
そこで、実施例３では、凹部（磁束低減手段８）のＺ軸方向の中心βを実施例１、２よりもさらに磁束漏れ発生部αの反対側に設けて、ホール素子２に与えられる磁束分布の大きなずれを解消するものである。

実施例４を図面を参照せずに説明する。なお、実施例４中における上記各実施例と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記の各実施例では、磁束漏れ発生部αの影響を解消するために凹部（磁束低減手段８）を磁束漏れ発生部α側の反対側にずらす例を示した。
これに対し、磁束漏れ発生部αの影響が無くても、回転角度検出装置のＺ軸方向の短縮など、回転角度検出装置の一部を設計変更する要求によって、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の中心γと、ホール素子２とがずれることが想定される。
すると、磁束漏れ発生部αの影響を受ける場合と同様に、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布に偏り（ずれ）が生じてしまう。

このように、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のＺ軸方向の中心γがホール素子２からずれても、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に凹部（磁束低減手段８）を設けるだけで、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７からホール素子２に与えられる磁束分布のＺ軸方向のずれを解消できる。この結果、回転角度検出装置の設計変更に要するコスト上昇を抑えることが可能になる。

［変形例］
（凹部の変形例）
上記の実施例では、凹部（磁束低減手段８）を磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の内周面に形成した例を示したが、凹部（磁束低減手段８）を磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の外周面に形成して磁束を弱めても良い。

（磁束低減手段８の変形例）
上記の実施例では、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の両方に凹部（磁束低減手段８）を設ける例を示したが、磁束付与磁石６または磁束吸引磁石７の一方のみに凹部（磁束低減手段８）を設けても良い。
上記の実施例では、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に凹部を形成することで磁束低減手段８を設ける例を示したが、凹部に代えて、着磁の弱い部分を設けて磁束低減手段８としても良いし、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の一部に磁束発生を阻害する貼着部品を貼り付けて磁束低減手段８としても良い。なお、磁束発生を阻害する貼着部品としては、ヒステリシスの発生を避けるために非磁性材が好ましい。

上記の実施例では、磁束分布のずれを解消するための磁束変更部の一例として磁束低減手段８を設ける例を示したが、磁束漏れ発生部αによる磁束漏れを補うための磁束増大手段を磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７に設けても良い。具体的には、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の一部に磁束増大手段を設けて、磁束漏れ発生部αによる磁束漏れをキャンセルするようにしても良い。
なお、磁束増大手段は、磁石に形成された磁束増強用の凸部、強く着磁した部分、磁束密度を高める永久磁石製の貼着部品などを用いることができる。

（磁束低減手段８および磁束増大手段が設けられる方向の変形例）
上記の実施例では、Ｚ軸方向の磁束分布のずれを磁束低減手段８によって無くす例を示したが、Ｘ軸あるいはＹ軸方向の磁束分布のずれを磁束低減手段８あるいは磁束増大手段によって無くしても良い。

上記の実施例では、磁束発生部材５（磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７）が固定されるヨーク４の一部が磁束漏れ発生部αとなる例を示したが、回転角度検出装置の設置場所の近傍に磁束漏れの要因となる磁性部材（磁束漏れ発生部α）が配置されて磁束分布のずれが生じる場合であっても、本発明を適用して磁束分布のずれを解消しても良い。

（磁束発生部材５の変形例）
上記の実施例では、略半円筒形状の磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７を用いる例を示したが、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７がＺ軸方向から見て平行配置されるなど、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７は他の形状であっても良い。
上記の実施例では、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７がそれぞれ１つの磁石で設けられる例を示したが、磁束付与磁石６または磁束吸引磁石７の少なくとも一方を複数の磁石によって設けても良い。

（適用の変形例）
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、自動車の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。
上記の実施例では、磁気検出素子を回転軸上に配置した例を示したが、回転軸上からずらした位置に設けても良い。

（ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）はＺ軸方向の磁束密度の分布を示すグラフである（実施例１）。 磁束密度と回転角度の関係を示すグラフである（実施例１）。 （ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）はＺ軸方向の磁束密度の分布を示すグラフである（実施例２）。 （ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図、（ｂ）、（ｃ）はＡ−Ａ線に沿う断面図である（実施例３）。 （ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図、（ｂ）はＺ軸方向に沿う断面図である（基本構成）。 （ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）はＺ軸方向の磁束密度の分布を示すグラフである（従来例）。

符号の説明

１ ロータ
２ ホール素子（磁気検出素子）
３ ホールＩＣ
４ ヨーク
５ 磁束発生部材
６ 磁束付与磁石
７ 磁束吸引磁石
８ 磁束低減手段（磁束変更部の一例：具体例は凹部）
α 磁束漏れ発生部

Claims (5)

1. 相対回転する一方に設けられた磁気検出素子と、
   相対回転する他方に設けられ、前記磁気検出素子に磁束を与える磁束発生部材と、を具備し、
   前記磁気検出素子と前記磁束発生部材の相対回転角度の変化を、前記磁気検出素子を通過する磁束密度によって検出する回転角度検出装置において、
   前記磁束発生部材から前記磁気検出素子に与えられる磁束分布にずれが生じる場合、
   前記磁束発生部材の一部に設けた磁束分布を変更するための磁束変更部によって、前記磁束発生部材から前記磁気検出素子に与えられる磁束分布のずれを解消す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、
   前記磁束変更部は、前記磁束発生部材の一部に設けられた発生磁束を弱めるための磁束低減手段であることを特徴とする回転角度検出装置。
3. 相対回転する一方に設けられた磁気検出素子と、
   相対回転する他方に設けられ、前記磁気検出素子に磁束を与える磁束発生部材と、を具備し、
   前記磁気検出素子と前記磁束発生部材の相対回転角度の変化を、前記磁気検出素子を通過する磁束密度によって検出する回転角度検出装置において、
   前記磁束発生部材の近傍に当該磁束発生部材に偏った磁束漏れを生じさせる磁束漏れ発生部が配置される場合、
   前記磁束発生部材には、前記磁気検出素子に対して磁束漏れ発生部側とは反対側の部位に、発生磁束を弱めるための磁束低減手段が設けられていることを特徴とする回転角度検出装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の回転角度検出装置において、
   前記磁束低減手段は、前記磁束発生部材に形成された凹部であることを特徴とする回転角度検出装置。
5. 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、
   前記磁気検出素子は、回転軸上に配置され、
   前記磁束発生部材は、前記磁気検出素子を挟むように距離を隔てて対向配置され、前記磁気検出素子に向けて磁束を与える磁束付与磁石、およびこの磁束付与磁石から前記磁気検出素子に向けて与えられた磁束を吸引する磁束吸引磁石で構成されることを特徴とする回転角度検出装置。
   

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