JP2007085810A - 電機変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 入出力信号に重畳される誘導ノイズを低減することができる電機変換装置を提供する。
【解決手段】 ホール素子３０、３１は、ＦＰＣ４０を介してＥＣＵ９０に接続されている。ＦＰＣ４０には、グランド線４４と信号線４６と信号線４８とが形成されている。グランド線４４は、ホール素子３０、３１とグランドとを接続している。信号線４６はホール素子３０とＥＣＵ９０とを接続している。信号線４６は、グランド線４４の両側にグランド線４４に平行に延伸する、第一分岐部４６１と第二分岐部４６２とを有している。第一分岐部４６１と第二分岐部４６２がグランド線４４を挟んで近接し、第一分岐部４６１とグランド線４４との距離と、第二分岐部４６２とグランド線４４との距離とが等距離になるように、信号線４６は配線されている。信号線４８はホール素子３１とＥＣＵ９０とを接続している。信号線４８は信号線４６と同様に配線されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は電機変換装置に関する。

従来、検出対象の回転により変化する磁界に基づいて、検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような回転角度検出装置では、検出対象の回転に連動させて、ホール素子等の磁気検出素子を永久磁石等の磁界発生手段に対して相対的に回転させる。そして回転角度検出装置は、磁気検出素子の検出対象の回転により変化する出力信号に基づいて、検出対象の回転角度を検出する。また、三相巻線等を有する固定子に入力された信号に応じて、磁界発生手段としての永久磁石等を有する回転子が固定子に対して回転する同期電動機が知られている。
しかしながら、上述した回転角度検出装置や同期電動機等の電機変換装置では、電機変換手段としての磁気検出素子や回転子が磁界発生手段に対して相対的に移動することにより、電機変換装置近傍の磁界が大きく変化する。そのため電機変換手段の入出力信号には、この磁界の変化により誘導ノイズが重畳される。この結果、例えば回転角度検出装置の回転角度の検出誤差が増大したり、同期電動機が誤作動する恐れがある。
一方、電機変換装置の入出力信号に重畳される誘導ノイズを低減するために、電機変換装置の入出力信号をツイストペアケーブルで伝送する対策が考え得る（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、ツイストペアケーブルでは信号線の編み具合のばらつきを完全に除去し得ないため、電機変換装置の入出力信号の信号振幅が微少な場合には、ツイストペアケーブルによるノイズ対策では十分な効果がない。
特開昭６２−０９５４０２号公報 特開平１０−１４１９９３号公報

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、入出力信号に重畳される誘導ノイズを低減することができる電機変換装置を提供することを目的とする。

請求項１から６に記載の発明によれば、電機変換手段が磁界発生手段に対して相対的に移動するので、電機変換手段に接続されているケーブルの信号線とグランド線とにより形成される回路を貫く磁束が変化する。この結果、信号線とグランド線とにより形成される回路には誘導起電力が発生する。ところで、信号線はグランド線を挟んだ両側にそれぞれグランド線に沿って延伸する第一分岐部と第二分岐部を有している。すなわち、第一分岐部と第二分岐部は、グランド線を共通の帰還経路とする２つの回路（以下ループという）を形成する。第一分岐部と第二分岐部はグランド線を挟んで互いに反対側に配線されているため、２つのループを貫く磁束の変化により発生する誘導起電力は、第一分岐部と第二分岐部とにおいて互いに逆方向になる。したがって、上述したように信号線とグランド線とにより形成される回路に誘導起電力が発生したとしても、信号線の第一分岐部と信号線の第二分岐部に発生する誘導起電力が打ち消し合うことにより、電機変換手段から出力されて信号線により伝送される電気信号に重畳される誘導ノイズを低減することができる。尚、本明細書においてグランドとは、電機変換手段に基準電位を提供する導体を意味する。

請求項２に記載の発明によれば、電機変換手段は、検出対象の回転により磁界発生手段に対して相対的に回転し、磁界発生手段に対する相対的な回転により相対的に変化する磁界に応じた電気信号を出力する磁気検出素子を有している。そしてケーブルのグランド線と信号線は磁気検出素子に接続されている。すなわち請求項２に記載の電機変換装置は、検出対象の回転角度に相関する電気信号を出力する回転角度検出装置である。請求項２に記載の発明によれば、回転角度に相関する電気信号に重畳される誘導ノイズを低減することにより、回転角度検出装置の検出誤差を低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第一磁気検出素子と第二磁気検出素子が検出対象の回転により相対的に変化する磁界に応じて互いに異なる位相の電気信号を出力する。したがって請求項３に記載の電機変換装置では、第一磁気検出素子が出力する電気信号と第二磁気検出素子が出力する電気信号とにより、３６０度の角度範囲で検出対象の回転角度を検出することができる。すなわち請求項３に記載の発明は、３６０度の角度範囲で検出対象の回転角度を検出可能な回転角度検出装置である。請求項３に記載の発明によれば、３６０度の範囲の回転角度を検出可能な回転角度検出装置の検出誤差を低減することができる。

ここで、一般に磁気検出素子の出力信号を伝送するケーブルとしてツイストペアケーブルを用いる場合、ツイストペアケーブルは磁気検出素子が実装されたプリント基板にはんだ付け等で接続される。すなわち、プリント基板を介して磁気検出素子とツイストペアケーブルとが接続されるため、回転角度検出装置を構成する部品点数と部品の接続箇所が増加する。この結果、回転角度検出装置の製造コストは増大する。
これに対して、請求項４に記載の発明によれば、グランド線と信号線がフィルム状の絶縁体に固定されたケーブルに磁気抵抗素子が直に固定されるので、回転角度検出装置の構成を簡素化することができる。この結果、回転角度検出装置の製造コストを低減することができる。

請求項５に記載の発明によれば、電機変換手段は入力された電気信号に応じて磁界発生手段に対して相対的に移動するので、電機変換手段に接続されているケーブルの信号線とグランド線とにより形成される回路を貫く磁束が変化する。この結果、信号線とグランド線とにより形成される回路には誘導起電力が発生する。ここで、信号線の第一分岐部と信号線の第二分岐部は、グランド線を共通の帰還経路とする２つの回路（以下ループという）を形成している。第一分岐部と第二分岐部はグランド線を挟んで互いに反対側に配線されているため、２つのループを貫く磁束の変化により発生する誘導起電力は、第一分岐部と第二分岐部とにおいて互いに逆方向になる。したがって、上述したように信号線とグランド線とにより形成される回路に誘導起電力が発生したとしても、信号線の第一分岐部と信号線の第二分岐部に発生する誘導起電力が打ち消し合うことにより、信号線により伝送され電機変換手段から入力される電気信号に重畳される誘導ノイズを低減することができる。

上述した信号線とグランド線とにより形成される２つのループには、それぞれのループ面積に応じた大きさの誘導起電力が発生する。
請求項６に記載の発明によれば、信号線とグランド線が平面状に配線され、信号線の第一分岐部とグランド線との距離と信号線の第二分岐部とグランド線との距離とが略同一である。すなわち、２つのループの面積は略同一であり、２つのループの面積の差は小さい。この結果、第一信号線の第一分岐部と第一信号線の第二分岐部とにそれぞれ発生する誘導起電力の大きさの差が小さくなるため、信号線により伝送される電気信号に重畳される誘導ノイズを低減することができる。

上述した信号線とグランド線とにより形成される２つのループには、それぞれのループを貫く磁束の変化に応じた大きさの誘導起電力が発生する。
請求項７に記載の発明によれば、信号線の第一分岐部と信号線の第二分岐部とは互いに近接して配線されているので、上述した２つのループの面積は小さくなる。これにより、検出対象の回転による２つのループを貫く磁束の変化を略同一にすることができる。この結果、信号線の第一分岐部と信号線の第二分岐部とに発生する誘導起電力の大きさの差が小さくなるため、信号線により伝送される電気信号に重畳される誘導ノイズを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１と図２は本発明の一実施形態による回転角度検出装置を示す模式図である。図２の（Ａ）は、図２の（Ｂ）に示すＡ１−Ａ１線による断面図。図２の（Ｂ）は図２の（Ａ）に示すＢ１−Ｂ１線による断面図である。

本発明の一実施形態による回転角度検出装置１は、例えば内燃機関用点火装置に搭載されるクランク角検出装置である。このとき回転角度検出装置１は、図１に示すように内燃機関の電子制御装置（ＥＣＵ）９０に対して、検出対象としてのクランクシャフトの角度に相関する電気信号を出力する。そして内燃機関のＥＣＵ９０は、回転角度検出装置１から出力された電気信号からクランク角度を検出し、検出したクランク角に基づいて点火すべき気筒を判別する。

図２に示すように電機変換装置としての回転角度検出装置１は、円筒状のヨーク２０、平行磁界を形成する一対の永久磁石２２、２４、ホール素子３０、３１、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）４０、支持部材５０等から構成されている。
ヨーク２０と永久磁石２２と永久磁石２４は磁界発生手段であり、検出対象とともに回転する。永久磁石２２と永久磁石２４はともに円弧状に形成されており、ヨーク２０の内周壁に固定されている。永久磁石２２と永久磁石２４は、互いに１８０°反対側に配置され、略平行で磁束密度が略均一な磁界を形成する（図３参照）。以下、単に「磁界」という場合、永久磁石２２と永久磁石２４により形成される平行磁界を意味するものとする。

電機変換手段としてのホール素子３０とホール素子３１は、検出対象の回転とともに回転しない支持部材５０に固定されている。具体的にはホール素子３０、３１は、支持部材５０に取付けられるＦＰＣ４０に実装されている。この結果、検出対象の回転により、ホール素子３０、３１はヨーク２０と永久磁石２２、２４に対して相対的に回転する。ホール素子３０とホール素子３１は、検出対象の回転方向に互いに９０°の角度を形成するように配置されている。そしてホール素子３０、３１には、図示しない電源線により定電流が供給されている。ホール素子３０とホール素子３１は、図２に示すようにヨーク２０の中心付近に配置することが望ましい。ホール素子３０とホール素子３１をヨーク２０の中心付近に配置することにより、検出対象の回転角度に関わらず、ホール素子３０とホール素子３１に平行で磁束密度が均一な磁界を影響させることができる（図３参照）。ホール素子３０とホール素子３１の一方が請求項に記載の「第一磁気検出素子」に相当し、他方が「第二磁気検出素子」に相当する。尚、ホール素子３０とホール素子３１は、検出対象の回転方向に９０°以外の所定角度を形成して配置してもよい。

上述したようにＦＰＣ４０にホール素子３０、３１を実装することにより、他の部品を介してＦＰＣ４０にホール素子３０、３１を接続する場合と比較して、回転角度検出装置１の部品点数を削減したり、部品の接続箇所を削減することができる。これにより、回転角度検出装置１の製造コストを低減することができる。しかし、ホール素子３０、３１はＦＰＣ４０に実装しなくてもよい。例えばホール素子３０、３１を実装したプリント基板を介して、ＦＰＣ４０と同様の信号線とグランド線とを有するＦＰＣにホール素子３０、３１を接続してもよい。また、ホール素子３０、３１は定電圧駆動されてもよい。

図１に示すように、ケーブルとしてのＦＰＣ４０は、フィルム４２、グランド線４４、信号線４６、信号線４８等から構成されている。具体的には例えば、フィルム４２は、ポリエステルやポリイミド等で形成されたフィルム状の絶縁体である。グランド線４４と信号線４６と信号線４８はＣｕ等の導電材料でフィルム４２上に形成されている。グランド線４４の一端はホール素子３０とホール素子３１のグランド端子に接続され、他端はグランドに接続されている。

信号線４６の一端はホール素子３０の出力端子に接続され、他端はＥＣＵ９０に接続されている。信号線４６はホール素子３０が出力する電気信号をＥＣＵ９０に伝送する。信号線４６は、グランド線４４を挟んだ両側にグランド線４４に対して平行に延伸する、第一分岐部４６１と第二分岐部４６２とを有している。第二分岐部４６２の両端は第一分岐部４６１の両端に接続されている。

信号線４８の一端はホール素子３１の出力端子に接続され、他端はＥＣＵ９０に接続されている。信号線４８はホール素子３１が出力する電気信号をＥＣＵ９０に伝送する。信号線４８は、信号線４６と同様にグランド線４４を挟んだ両側にグランド線４４に対して平行に延伸する、第一分岐部４８１と第二分岐部４８２とを有している。第二分岐部４８２の両端は第一分岐部４８１の両端に接続されている。

ＥＣＵ９０は、回転角度検出プログラムを記憶したフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、回転角度検出プログラムや各種のデータを一時的に記憶する揮発性メモリ、揮発性メモリに展開した回転角度検出プログラムを実行するＣＰＵ等から構成されている。

検出対象が回転すると、ホール素子３０、３１は、検出対象とともに回転する永久磁石２２、２４に対して相対的に回転する。この結果、ホール素子３０、３１に影響する磁界の方向は、図３に示すように検出対象の回転により変化する。この磁界の方向の変化により、ホール素子３０とホール素子３１は、それぞれ電圧として正弦波形の出力信号１００と出力信号１０１とを出力する（図４（Ａ）参照）。上述したようにホール素子３０とホール素子３１は検出対象の回転方向に９０°の角度を形成して配置されているため、ホール素子３０の出力信号１００とホール素子３１の出力信号１０１とは互いに位相が９０°異なる。すなわちホール素子３０の出力信号１００とホール素子３１の出力信号１０１とは、ｓｉｎとｃｏｓの関係を有している。したがって検出対象の回転角度をθ、ホール素子３０の出力信号１００をＶａ、ホール素子３１の出力信号１０１をＶｂ、ホール素子３０、３１の感度により決定される係数をｋ、永久磁石２２、２４が形成する磁界の磁束密度をＢ、ホール素子３０、３１に供給する定電流をＩとすると、Ｖａ、Ｖｂは次式（１）、（２）で示される。

Ｖａ＝ｋＢＩ・ｓｉｎθ ・・・（１）
Ｖｂ＝ｋＢＩ・ｓｉｎ（θ＋９０）＝ｋＢＩ・ｃｏｓθ・・・（２）

ＥＣＵ９０は、信号線４６により伝送された出力信号１００と信号線４８により伝送された出力信号１０１とに基づいて、検出対象の回転角度を検出する。具体的にはＥＣＵ９０は、以下に説明する処理を出力信号１００、１０１に対して施すことにより、検出対象の回転角度を検出する。これらの処理は、ＥＣＵ９０のＣＰＵが回転角度検出プログラムを実行することにより実行される。回転角度検出プログラムは、回転角度検出装置１の作動中、常時実行されている。
まず、ＥＣＵ９０はＶａとＶｂの比からｔａｎθを算出する（次式（３）参照）。次に、ＥＣＵ９０は、逆正接演算により演算角度を算出する（次式（４）参照）。図４（Ｂ）に示すように演算角度１１０の周期は１８０°である。

Ｖａ／Ｖｂ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔａｎθ ・・・（３）
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖａ／Ｖｂ） ・・・（４）

次に、ＥＣＵ９０は、図５に示すようにＶａとＶｂの符号を判定することにより、３６０°の角度範囲内における検出対象の回転角度位置を識別する。そしてＥＣＵ９０は、識別した検出対象の回転角度位置に基づいて演算角度１１０にオフセット角度を加えて結合することにより、回転角度１２０を検出する（図４（Ｃ）参照）。

しかしながら、実際には検出対象の回転により変化する磁界により、ホール素子３０の出力信号とホール素子３１の出力信号には誘導ノイズが重畳される。特に、ＦＰＣ４０のヨーク２０の回転軸方向に伸びる部分では、磁界の信号線４６、４８に直交する成分が増大することにより、出力信号に大きな誘導ノイズが重畳される。この結果、回転角度検出装置１による回転角度の検出誤差は増大する。以下、従来の回転角度検出装置と比較しながら、本発明の一実施形態による回転角度検出装置１のノイズ対策について説明する。

図６は、第１の従来例としての回転角度検出装置を説明するための模式図である。
第１の従来例としての回転角度検出装置２００の各構成要素は、回転角度検出装置１に係るＦＰＣ４０に対応する構成要素を除いて、回転角度検出装置１の対応する構成要素と実質的に同一である。したがって、以下の説明において、回転角度検出装置１の対応する構成要素には同一の符号を付す。
ホール素子３０とホール素子３１は、支持部材に取付けられるプリント基板２１０に実装されている。そしてホール素子３０は略平行に配線された信号線２４６とグランド線２４４によりＥＣＵ９０に接続され、ホール素子３１は略平行に配線された信号線２４８とグランド線２４５によりＥＣＵ９０と接続されている。

信号線２４６はグランド線２４４を帰還経路とする回路を形成している。この信号線２４６とグランド線２４４により形成される回路を貫く磁束が変化すると、信号線２４６に誘導起電力が発生する。具体的には例えば、図６に示すように紙面表側から裏側に向かう磁束２６０が増大した場合、信号線２４６には矢印２７１で示すような誘導起電力が発生する。ここで信号線２４６の各部位に発生する誘導起電力は同一方向である。したがって、信号線２４６の長さをａ、信号線２４６とグランド線２４４の距離をｂ、永久磁石２２、２４による磁界の磁束密度をＢ、検出対象の回転の角速度をωとすると、信号線２４６に発生する誘導起電力Ｖｅは次式（５）で示される。

Ｖｅ＝ωａｂＢｓｉｎθ ・・・（５）

同様に、信号線２４８とグランド線２４５により形成される回路を貫く磁束が変化すると、信号線２４８に誘導起電力が発生する（図６に示す矢印２７２参照）。

図７は、第１の従来例としての回転角度検出装置２００の出力信号に重畳されるノイズの測定結果である。図７に示すグラフはＸ軸で時間を表し、Ｙ軸でノイズとしての電圧を４００倍した値を表している。この測定結果は、検出対象の回転の角速度ωが約２００πｒａｄ／ｓ、永久磁石２２、２４による磁界の磁束密度Ｂが約８０ｍＴの条件で測定したものである。

図７に示す測定結果によれば、信号線２４６により伝送される出力信号と信号線２４８により伝送される出力信号には、それぞれ３．７ｍＶ程度のノイズ２０１、２．３ｍＶ程度のノイズ２０２が重畳される。信号幅が５Ｖの出力信号に対する３．７ｍＶのノイズは、検出対象の０．２６６°の回転角度に相当する。信号幅が５Ｖの出力信号に対する２．３ｍＶのノイズは、検出対象の０．１６６°の回転角度に相当する。このように出力信号１００と出力信号１０１に重畳される誘導ノイズにより、回転角度検出装置２００の検出誤差は増大する。

これに対して、例えば信号線２４６の長さａを短くしたり、信号線２４６とグランド線２４４の距離ｂを狭くすることにより、すなわち信号線２４６とグランド線２４４により形成される回路のループ面積ａｂを縮小することにより、信号線２４６に発生する誘導起電力を低減することができる（式（５）参照）。しかしながら、信号線を短くすることや信号線とグランド線の距離を狭くすることには、構造上又は製造上の限界がある。また、このようなノイズ対策を行ったとしても、検出対象の回転の角速度が増大するにつれて、信号線に発生する誘導起電力は増大し、回転角度検出装置の検出誤差は増大する。

図８は、第２の従来例としての回転角度検出装置を説明するための模式図である。
従来例としての回転角度検出装置３００の各構成要素は、回転角度検出装置１に係るＦＰＣ４０に対応する構成要素を除いて、回転角度検出装置１の対応する構成要素と実質的に同一である。したがって、以下の説明では、一実施形態による回転角度検出装置１の対応する構成要素には同一の符号を付す。
ホール素子３０とホール素子３１は、支持部材に取付けられるプリント基板３１０に実装されている。そしてホール素子３０とホール素子３１は、それぞれツイストペアケーブルを介してＥＣＵ９０と接続されている。ツイストペアケーブル３４０は、互いに撚り合わされた、信号線３４６とグランド線３４４とで構成されている。ツイストペアケーブル３４１は、互いに撚り合わされた、信号線３４８とグランド線３４５とで構成されている。

図９は、第２の従来例としての回転角度検出装置３００の出力信号に重畳されるノイズの測定結果を示す模式図である。この測定結果は、上述した第１の従来例としての回転角度検出装置２００の出力信号に重畳されるノイズの測定（図７参照）と同一の測定条件で測定したものである。
図９に示す測定結果によれば、信号線３４６により伝送される出力信号と信号線３４８により伝送される出力信号には、それぞれ０．７ｍＶ程度のノイズ３０１と誘導ノイズ３０２が重畳されている。この測定結果が示すように出力信号の伝送にツイストペアケーブルを用いることにより、出力信号の誘導ノイズを低減することができる。

しかしながら、信号幅が５Ｖの出力信号に対する０．７ｍＶのノイズは、検出対象の０．０５０°の回転角度に相当する。したがって回転角度検出装置３００では、０．０５０°以上の精度で検出対象の回転角度を検出することができない。また回転角度検出装置３００では、プリント基板３１０を介してホール素子３０、３１とツイストペアケーブル３４０、３４１が接続されているため、ホール素子３０、３１がＦＰＣ４０に直に接続されている回転角度検出装置１に対して、部品点数が増加する。また回転角度検出装置３００では、プリント基板３１０にホール素子３０、３１を実装し、プリント基板３１０にツイストペアケーブル３４０、３４１を接続するため、回転角度検出装置１に対して部品の接続箇所が増加する。この結果、回転角度検出装置３００の製造コストは増大する。

図１０と図１１は、本発明の一実施形態による回転角度検出装置１におけるノイズ対策を説明するための模式図である。以下、信号線４８により伝送される出力信号１０１に重畳される誘導ノイズについて説明する。
信号線４８の第一分岐部４８１と信号線４８の第二分岐部４８２は、グランド線４４を共通の帰還経路とする２つの回路を形成している。したがって、第一分岐部４８１には、第一分岐部４８１とグランド線４４とにより形成されるループ４９１（図１０（Ａ）に示す斜線部参照）を貫く磁束の変化に応じた誘導起電力が発生する。また第二分岐部４８２には、第二分岐部４８２とグランド線４４により形成されるループ４９２（図１０（Ｂ）に示す斜線部参照）を貫く磁束の変化に応じた誘導起電力が発生する。ところが、信号線４８の第一分岐部４８１と信号線４８の第二分岐部４８２は、グランド線４４を挟んだ互いに反対側に配線されているため、第一分岐部４８１に発生する誘導起電力の方向（図１１に示す矢印１３１参照）と第二分岐部４８２に発生する誘導起電力の方向（図１１に示す矢印１３２参照）は互いに逆向きになる。すなわち、信号線４８に誘導起電力が発生したとしても、第一分岐部４８１に発生する誘導起電力と第二分岐部４８２に発生する誘導起電力とが互いに打ち消し合うため、信号線４８により伝送される出力信号１０１に重畳される誘導ノイズを低減することができる。

図１２は、信号線４８により伝送される出力信号に重畳されるノイズの測定結果を示す模式図である。この測定結果は、上述した第１の従来例としての回転角度検出装置２００の出力信号に重畳されるノイズの測定（図７参照）と同一の測定条件で測定したものである。

図１２に示す測定結果によれば、信号線４８により伝送される出力信号には、０．０１５ｍＶ程度のノイズ１４２が重畳されている。信号幅が５Ｖの出力信号に対する０．０１５ｍＶの誘導ノイズは、検出対象の０．００１°の回転角度に相当する。このように本発明の一実施形態による回転角度検出装置１のノイズ対策よれば、ツイストペアケーブルを用いたノイズ対策より効果的に誘導ノイズを低減でき、回転角度検出装置の検出誤差を低減することができる。

しかしながら、信号線４８の第一分岐部４８１に発生する誘導起電力の大きさと信号線４８の第二分岐部４８２に発生する誘導起電力の大きさが異なる場合、誘導起電力の差による誘導ノイズが信号線４８により伝送される出力信号に重畳される。したがって、第一分岐部４８１に発生する誘導起電力の大きさと第二分岐部４８２に発生する誘導起電力の大きさが等しくなるように、信号線４８を配線することが望ましい。具体的には回転角度検出装置１では、以下に説明するように信号線４８を配線している。

第一に、信号線４８の第一分岐部４８１とグランド線４４との距離と、信号線４８の第二分岐部４８２とグランド線４４との距離とが等距離になるように、信号線４８を配線している。第一分岐部４８１とグランド線４４の距離と第二分岐部４８２とグランド線４４の距離との差を小さくすることにより、上述したループ４９１の面積とループ４９２の面積との差を小さくすることができる。この結果、信号線４８の第一分岐部４８１に発生する誘導起電力の大きさと信号線４８の第二分岐部４８２に発生する誘導起電力の大きさとの差を小さくすることができる（式（５）参照）。

第二に、回転角度検出装置１では、信号線４８の第一分岐部４８１と信号線４８の第二分岐部４８２とを近接して配線している。
ここで、上述したループ４９１を貫通する磁束の変化とループ４９２を貫通する磁束の変化が互いに異なる場合、第一分岐部４８１に発生する誘導起電力の大きさと第二分岐部４８２に発生する誘導起電力の大きさとに差が生じる。

具体的には例えば、永久磁石２２、２４による磁界がループ４９１又はループ４９２に影響しない回転角度範囲がある場合、ループ４９１を貫通する磁束の変化とループ４９２を貫通する磁束の変化は、所定の回転角度範囲において互いに異なる。より具体的には、図３（Ｂ）に示す回転角度近傍では、永久磁石２２、２４による平行磁界がループ４９１とループ４９２の両方に影響しているため、ループ４９１を貫通する磁束の変化とループ４９２を貫通する磁束の変化は略同一になる。これに対して図３（Ａ）に示す回転角度近傍では、永久磁石２２、２４による磁界がＦＰＣ４０のループ４９２が形成されている部位に影響していないため、ループ４９１を貫く磁束は増大するが、ループ４９２を貫く磁束は変化しない。一方、図３（Ｃ）に示す回転角度近傍では、永久磁石２２、２４による磁界がＦＰＣ４０のループ４９１が形成されている部位に影響していないため、ループ４９２を貫く磁束は減少するが、ループ４９１を貫く磁束は変化しない。

ところが、信号線４８の第一分岐部４８１と信号線４８の第二分岐部４８２とは近接して配線されている。この結果、上述したループ４９１を貫通する磁束の変化とループ４９２を貫通する磁束の変化とを略同一にすることができる。この結果、第一分岐部４８１に発生する誘導起電力の大きさと第二分岐部４８２に発生する誘導起電力の大きさとの差を小さくすることができる（式（５）参照）。

以上、信号線４８により伝送される出力信号の誘導ノイズに対する対策について説明した。しかし、信号線４６も信号線４８と同様に第一分岐部４６１と第二分岐部４６２とを有しているため、信号線４６により伝送される出力信号の誘導ノイズも信号線４８により伝送される出力信号の誘導ノイズと同様に低減することができる。

（他の実施形態）
尚、以上説明した一実施形態では、磁気検出手段としての２つのホール素子３０、３１を備える回転角度検出装置を電機変換装置として例示した。しかし、電機変換装置は１つの磁気検出手段を備える回転角度検出装置でもよいし、３つ以上の磁気検出手段を備える回転角度検出装置でもよい。

また、ケーブルとしてのＦＰＣ４０は単層でもよいし、複数層で構成してもよい。ＦＰＣ４０を複数層で構成する場合、信号線４６と信号線４８とを互いに異なる層に形成することにより、信号線４６と信号線４８の両方をグランド線４４に近接させてもよい。信号線４６と信号線４８のいずれか一方を他方の外側に配線する場合と比較して、信号線４６により伝送される電気信号と信号線４８により伝送される電気信号の両方の誘導ノイズを効果的に低減することができる。

また、信号線４６と信号線４８は、それぞれ異なるグランド線に沿って配線されてもよい。
また、ホール素子３０とホール素子３１は、それぞれ異なるＦＰＣでＥＣＵ９０に接続してもよい。換言すれば、信号線４６と信号線４８は異なるＦＰＣに形成してもよい。
また、グランド線や信号線は、薄板の金属を打ち抜いたりエッチングにより形成された、所謂リードフレームでもよい。この場合グランド線や信号線は、ホール素子３０、３１のリードフレームと一体的に形成されてもよい。
また磁気検出素子は、異方性磁気抵抗素子や巨大磁気抵抗素子等の磁気抵抗素子でもよい。

また、入力された電気信号を電機変換手段の磁界発生手段に対する相対的な回転に変換する電機変換装置、例えば電機変換手段としての固定子が磁界発生手段としての回転子を備える同期電動機に本発明を適用することも可能である。
また、電機変換手段が磁界発生手段に対して直線的に相対移動する電機変換装置に本発明を適用することも可能である。
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の一実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明の一実施形態による回転角度検出装置の模式図。（Ａ）は（Ｂ）のＡ１−Ａ１線による断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ１−Ｂ１線による断面図である。 永久磁石が発生する磁界を説明するための模式図。 回転角度検出装置の回転角度検出方法を説明するための模式図。 回転角度検出装置の回転角度検出方法を説明するための模式図。 第１の従来例による回転角度検出装置を示す模式図。 第１の従来例による回転角度検出装置のノイズ試験の結果を示す模式図。 第２の従来例による回転角度検出装置を示す模式図。 第２の従来例による回転角度検出装置のノイズ試験の結果を示す模式図。 本発明の一実施形態に係るノイズ対策を説明するための模式図。 本発明の一実施形態に係るノイズ対策を説明するための模式図。 本発明の一実施形態による回転角度検出装置のノイズ試験の結果を示す模式図。

符号の説明

１：回転角度検出装置（電機変換装置）、２０：ヨーク（磁界発生手段）、２２、２４：永久磁石（磁界発生手段）、３０、３１：ホール素子（電機変換手段、磁気検出素子）、４０：ＦＰＣ（ケーブル）、４２：絶縁フィルム（絶縁体）、４４：グランド線、４６、４８：信号線、４６１、４８１：第一分岐部、４６２、４８２：第二分岐部

Claims (7)

1. 磁界を発生する磁界発生手段と、
   前記磁界に基づいて、前記磁界発生手段に対する相対的な移動を電気信号に変換する電機変換手段と、
   前記電機変換手段に接続されているケーブルと、
   を備え、
   前記ケーブルは、
   前記電機変換手段とグランドに接続されるグランド線と、
   前記グランド線に沿って延伸している第一分岐部と、前記グランド線を挟んだ前記第一分岐部と反対側に前記グランド線に沿って延伸し両端が前記第一分岐部の両端に接続されている第二分岐部とを有し、前記電機変換手段に接続されて前記電気信号を伝送する信号線と、
   を有している、
   電機変換装置。
2. 前記電機変換手段は、検出対象の回転により前記磁界発生手段に対して相対的に回転し、前記磁界発生手段に対する相対的な回転により相対的に変化する前記磁界に応じた電気信号を出力する磁気検出素子を有し、
   前記グランド線と前記信号線は前記磁気検出素子に接続されている、
   請求項１に記載の電機変換装置。
3. 前記磁気検出素子は、前記検出対象の回転により相対的に変化する前記磁界に応じて互いに異なる位相の電気信号を出力する、第一磁気検出素子と第二磁気検出素子とで構成されている、
   請求項２に記載の電機変換装置。
4. 前記ケーブルは、前記グランド線と前記信号線とが固定されるフィルム状の絶縁体をさらに有し、
   前記磁気検出素子は前記ケーブルに直に固定されている、
   請求項２又は３に記載の電機変換装置。
5. 磁界を発生する磁界発生手段と、
   前記磁界に基づいて、入力された電気信号を前記磁界発生手段に対する相対的な移動に変換する電機変換手段と、
   前記電機変換手段に接続されているケーブルとを備え、
   前記ケーブルは、
   前記電機変換手段とグランドに接続されるグランド線と、
   前記グランド線に沿って延伸している第一分岐部と、前記グランド線を挟んだ前記第一分岐部と反対側に前記グランド線に沿って延伸し両端が前記第一分岐部の両端に接続されている第二分岐部とを有し、前記電機変換手段に接続されて前記電機変換手段に入力される前記電気信号を伝送する信号線と、
   を有している、
   電機変換装置。
6. 前記信号線と前記グランド線は平面状に配線され、
   前記信号線の前記第一分岐部と前記グランド線との距離と、前記信号線の前記第二分岐部と前記グランド線との距離とが略同一である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の電機変換装置。
7. 前記第一分岐部と前記第二分岐部が互いに近接して配線されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の電機変換装置。

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