JP2012013669A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でロバスト性に強い回転角度検出装置を提供する。
【解決手段】回転する検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置２において、検出対象の回転軸ｚを内側に含む枠状のヨーク４０の第１壁４１および第２壁４２は、互いに平行である。これにより、磁束ベクトルが、第１壁４１と直交する方向に均一化される。よって、ホール素子５の位置がずれても検出磁束密度はほとんど変化せず、回転角度検出装置２はロバスト性に強くなる。また、ホール素子５から第２壁４２の内壁４２ａまでの距離Ｙ２は、ホール素子５から第１壁４１の内壁４１ａまでの距離Ｙ１よりも短く、内壁４２ａの長さＸ２は、内壁４１ａの長さＸ１よりも長い。そのため、ホール素子５に近い第２壁４２側で、磁束ベクトルが均一化される範囲を広げることができる。よって、ロバスト性により強くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。

従来、磁界発生手段としての磁石、及び、検出対象の回転に伴って磁石に対して相対回転して磁界の変化を検出する磁気検出素子を備え、磁気検出素子の出力信号に基づき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の装置では、磁石体とガイド部材とを対向して配置することで磁界を均一化し、磁石体とガイド部材との間のガイド部材寄りの位置に磁界計測素子を配置している。ここで、導磁性材料からなる「ガイド部材」はヨークに相当し、「磁界計測素子」は磁気検出素子に相当する。
また、特許文献２の装置では、円形状のヨークの内側に、磁気検出素子としてのホール素子を回転中心から磁石と反対側に配置することで磁束変化の直線範囲を拡大している。
特許文献３の装置では、磁気検出素子の両側に対向して配置される２つの磁石の内面および外面を曲面形状にすることで、磁気検出素子を通過する磁束密度を安定させている。

特開２００７−２５６１２１号公報 特開２００３−１７７００４号公報 特許第４３２１６６５号公報

特許文献１の装置は、磁気検出素子の周囲にヨークが設けられておらず、外乱磁界に弱い。これに対し、特許文献２の装置は、周囲にヨークが設けられており、外乱磁界に強い。しかし、特許文献２の装置は、円形ヨークの内壁からの洩れ磁束の回り込みにより磁束ベクトルに曲がりが生じるため、磁束ベクトルが均一な領域が小さくなる。そのため、磁気検出素子の位置がずれることにより、検出磁束密度が変化して検出誤差が生じ、「ロバスト性」に弱い。すなわち、「外乱や設計誤差などに対しシステム特性が現状を維持する性質」が劣っている。
特許文献３の装置は、磁気検出素子付近の磁束を真っ直ぐにするため、磁束ベクトルが均一化し、ロバスト性に強い。しかし、磁石の形状が複雑なため製造コストが増大する。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、簡易な構成でロバスト性に強い回転角度検出装置を提供することにある。

請求項１〜２４に記載の発明は、回転する検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置に係る発明である。ここで、検出対象の回転軸を含む任意の一平面を「対称面」とし、検出対象の回転軸を含み対称面に直交する平面を「基準面」とする。
請求項１に記載の発明は、磁束伝達手段と磁界発生手段と磁気検出手段とを備える。

磁束伝達手段は、検出対象の回転軸を内側に含み対称面に対して対称の枠状に磁性材料で形成され、第１壁、第２壁、第３壁および第４壁から構成される。第１壁並びに第２壁は、対称面を跨ぎ基準面に対して互いに反対側に設けられる、第３壁は、対称面の一方の側で第１壁と第２壁とを接続する。第４壁は、対称面の他方の側で第１壁と第２壁とを接続する。

磁界発生手段は、磁束伝達手段の内壁に対称面に対して対称に設置される。
磁気検出手段は、第１壁と第２壁との間に配置され、検出対象の回転に伴って磁界発生手段および磁束伝達手段に対して相対回転し、感磁面が設けられて検出対象の回転角度を検出する。
磁界発生手段は、第１壁の内壁にのみ設置され、第１壁と直交する方向に着磁される。

磁束伝達手段が検出対象の回転軸を内側に含む枠状に形成されることによって、シールド効果により、他の磁界や磁性体の近接による外乱に強くなる。
また、磁気回路のパーミアンスが増大し、磁界発生手段の減磁を抑制できるとともに、磁気検出手段が検出する磁束密度が大きくなってＳＮ比が向上する。
磁束伝達手段は、例えばヨークとして具現化される。

また、磁束伝達手段および磁界発生手段が対称面に対して対称に設けられるため、磁束のバランスが良好となる。よって、磁束ベクトルがより均一化され、ロバスト性に強くなる。
さらに、磁界発生手段は第１壁の内壁にのみ設置されるため、構成が簡易となる。

請求項２に記載の発明では、第１壁および第２壁は、内壁が基準面と平行に形成され、磁界発生手段は、第１壁に設置される１つのまとまった磁界発生手段で構成される。

さらに、磁界発生手段が取り付けられる第１壁と平行に第２壁が設けられることで、磁束ベクトルが、第１壁と直交する方向に均一化される。そのため、磁気検出素子の位置がずれても、検出磁束密度はほとんど変化しない。よって、回転角度検出装置はロバスト性に強くなる。

請求項３に記載の発明では、磁界発生手段は直方体形状である。
単純形状であるため、加工および組立工程でのばらつきを抑制することができる。よって、磁束ベクトルがより均一化し、位置ずれに対するロバスト性に強くなる。また、単純形状であるため、例えば従来技術による曲面形状の磁界発生手段に対して、製造コストを低減することができる。

請求項４に記載の発明では、磁界発生手段は、同じ極性の磁極同士が隣接した分割磁石群から構成されている。
「１つのまとまった磁界発生手段」は、１個の単一磁石で構成されるだけでなく、１群の分割磁石群から構成されてもよい。例えば、複数の直方体の小磁石を、同じ極性の磁極同士が隣接するように並べて、直方体形状の１つのまとまった磁界発生手段を構成することができる。これにより、磁界発生手段のサイズにバリエーションを設ける場合に標準サイズの磁石を組み合わせることで構成可能となり、設計自由度が増す。

請求項５〜１２に記載の発明では、第１壁が複数の壁要素により構成される。
請求項５に記載の発明では、第１壁は、第１壁右要素と第１壁左要素とを含む複数の壁要素により構成される。また、磁界発生手段は、右側磁界発生手段と左側磁界発生手段とに分離して構成される。右側磁界発生手段は、第１壁右要素の内壁に設置され第１壁右要素と直交する方向に着磁される。左側磁界発生手段は、第１壁左要素の内壁に設置され第１壁左要素と直交する方向に着磁される。
特に請求項６に記載の発明では、第１壁右要素および第１壁左要素は、内壁が基準面に平行な同一平面上に形成される。すなわち、請求項２に記載の発明に対し第１壁については同様であり、磁界発生手段が１つにまとまっておらず２つに分離している点が異なる。

これにより、右側磁界発生手段と左側磁界発生手段とは、対称面に対して対称に一定の間隔をあけて設置されることとなる。磁界発生手段が１つの場合、対称面の付近では、磁束ベクトルが対称面に平行な方向に均一化されるものの、対称面から離れた所では磁束ベクトルに曲がりが生じる可能性がある。そこで、磁界発生手段を２つに分離して設けることにより、磁束ベクトルを対称面に平行な方向に均一化できる範囲が広くなる。そのため、ロバスト性により強くなる。

請求項７に記載の発明では、第１壁右要素および第１壁左要素は、対称面に近づくにしたがって内壁が基準面から遠ざかるように基準面に対して傾斜して形成される。すなわち、第１壁が径方向に凸となるように形成される。
これにより、対称面から離れた所での磁束ベクトルの曲がりを対称面に平行な方向に矯正することができる。したがって、磁束ベクトルを対称面に平行な方向に均一化できる範囲が広くなる。そのため、検出対象の回転角度の全域にわたって、ロバスト性により強くなる。

請求項８に記載の発明では、第１壁右要素および第１壁左要素は、対称面に近づくにしたがって内壁が基準面に近づくように基準面に対して傾斜して形成される。すなわち、第１壁が径方向に凹となるように形成される。
この構成では、対称面から離れた所での磁束ベクトルの曲がりを余計に大きくすることになる。しかし、検出対象の回転角度の特定の範囲について、磁束ベクトルの曲がりを利用し、磁束が相対的に強い位置では磁束が磁気検出手段の感磁面を通過しにくく、磁束が相対的に弱い位置では磁束が磁気検出手段の感磁面を通過しやすくすることで、検出のバランスを向上することができる。

請求項９に記載の発明では、右側磁界発生手段および左側磁界発生手段は直方体形状である。請求項３に記載の発明と同様、単純形状であるため、加工および組立工程でのばらつきを抑制することができる。よって、磁束ベクトルがより均一化し、位置ずれに対するロバスト性に強くなる。また、単純形状であるため製造コストを低減することができる。

請求項１０に記載の発明では、右側磁界発生手段および左側磁界発生手段は、それぞれ、同じ極性の磁極同士が隣接した分割磁石群から構成されている。請求項４に記載の発明と同様、「２つの分離した磁界発生手段」は、２群の分割磁石群から構成されてもよい。これにより、磁界発生手段のサイズにバリエーションを設ける場合に標準サイズの磁石を組み合わせることで構成可能となり、設計自由度が増す。

請求項１１または１２に記載の発明では、第２壁は、第２壁右要素と第２壁左要素とを含む複数の壁要素により構成される。
請求項１１に記載の発明では、第２壁右要素および第２壁左要素は、対称面に近づくにしたがって内壁が基準面から遠ざかるように基準面に対して傾斜して形成される。すなわち、第２壁が径方向に凸となるように形成される。
請求項１２に記載の発明では、第２壁右要素および第２壁左要素は、対称面に近づくにしたがって内壁が基準面に近づくように前記基準面に対して傾斜して形成される。すなわち、第２壁が径方向に凹となるように形成される。

第１壁の第１壁右要素および第１壁左要素を基準面に対して傾斜して形成した場合、さらに、第２壁の第２壁右要素および第２壁左要素を基準面に対して傾斜させることで、磁束ベクトルを一層均一化し、あるいは磁気検出素子の検出バランスを向上するための微調整をすることができる。

さらに、請求項１３に記載の発明では、第３壁および第４壁において回転軸に直交する平面での断面形状は、基準面上で対称面からの垂直距離が最大であり、基準面から遠ざかるにしたがって対称面からの垂直距離が減少する形状である。すなわち、第１壁と第２壁との中央部分が膨らんだ形状である。
特に請求項１４に記載の発明では、第３壁および第４壁において回転軸に直交する平面での断面形状は、回転軸を中心とする円弧である。

これにより、磁気検出手段から第３壁および第４壁までの距離を相対的に遠ざけ、第３壁および第４壁からの磁束の影響を小さくすることができるため、磁束ベクトルがより均一化され、ロバスト性に強くなる。また、磁束伝達手段の外形を回転半径に合わせられ、スペース使用効率が向上する。

さらに、請求項１５に記載の発明では、回転軸から第２壁の内壁までの距離は、回転軸から第１壁の内壁までの距離よりも短い。ここで、「回転軸からの距離」とは、「回転軸を通る第１壁の内壁または第２壁の内壁の法線」における回転軸からの長さをいう。
例えば、第１壁および第２壁が基準面に平行な平面で、第３壁および第４壁の断面形状が円弧のとき、第１壁および第２壁は「弦」に相当する。したがって、磁気検出手段から第２壁までの距離が相対的に短いほど、弦である第２壁の長さが長くなる。そのため、磁気検出手段に近い側で、磁束ベクトルが均一化される範囲を広げることができる。また、第１壁を構成する第１壁右要素および第１壁左要素、あるいは、第２壁を構成する第２壁右要素および第２壁左要素が基準面に対して傾斜して形成される場合でも同様である。
よって、磁束ベクトルがより均一化され、ロバスト性に強くなる。

さらに、請求項１６に記載の発明では、磁気検出手段は、対称面上で回転軸に対して第２壁側に所定距離ずらした位置に配置される。
請求項１５に記載の発明によると、磁気検出手段の第２壁側の磁束ベクトルは、磁気検出手段の第１壁側の磁束ベクトルよりも均一化する。ところで、磁気検出手段が配置される位置には、ばらつきが生じることが想定される。そこで、ばらつきの上限値をΔｍａｘとすると、磁気検出手段を「対称面上で回転軸に対して第２壁側にΔｍａｘ以上ずらした位置」に配置することにより、磁気検出手段の±９０°範囲内の相対回転の軌跡を、常に、「回転軸に対して第２壁側」の領域に含むことができる。したがって、最も磁束ベクトルが均一化された領域で磁束密度が検出されるため、ロバスト性に特に強くなる。

請求項１７〜２４に記載の発明は、上述の回転角度検出装置において磁気検出手段の構成を特定する。そのうち、請求項１７〜２０に記載の発明では、磁気検出手段は１つの磁気検出素子を備え、請求項２１〜２４に記載の発明では、磁気検出手段は２つの磁気検出素子を備える。

請求項１７に記載の発明では、磁気検出手段は、磁界発生手段に対して相対回転することにより生じる磁界の変化に応じた信号を出力する第１磁気検出素子を備える。
請求項１８に記載の発明では、磁気検出手段は、さらに、第１磁気検出素子が検出した磁束密度が検出対象の回転角度に対して線形に変化するように補正するリニア補正手段を備える。これにより、検出磁束密度の直線性を向上することができる。

第１磁気検出素子およびリニア補正手段は、請求項１９に記載の発明のように、１つの半導体チップとして構成されることが好ましい。これにより、磁気検出手段の体格を小型化でき搭載性が向上する。
また、第１磁気検出素子は、請求項２０に記載の発明のように、ホール素子であることが好ましい。

請求項２１に記載の発明では、磁気検出手段は、第１磁気検出素子と、第１磁気検出素子に近接して設けられ、感磁面の方向が第１磁気検出素子の感磁面の方向と異なる第２磁気検出素子と、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の出力信号に基づき三角関数演算により検出対象の回転角度を演算する演算手段とを備える。
本発明では、２つの磁気検出素子が検出する磁束密度は位相がずれて変化し、それらの検出磁束密度を三角関数演算することにより、検出対象の回転角度を検出する。これにより、個々の磁気検出素子が有する検出磁束密度の温度特性をキャンセルすることができ、簡易な構成で高精度な検出が可能となる。

請求項２２に記載の発明では、磁気検出手段は、さらに、演算手段が演算した演算角度が検出対象の回転角度に対して線形に変化するように補正するリニア補正手段を備える。これにより、検出磁束密度の直線性を向上することができる。

第１磁気検出素子、第２磁気検出素子、演算手段、及び、リニア補正手段は、請求項２３に記載の発明のように、１つの半導体チップとして構成されることが好ましい。これにより、２つの磁気検出素子の磁気的特性をほぼ同一にでき、より高精度な検出が可能となるとともに、磁気検出手段の体格を小型化でき搭載性が向上する。
また、第１磁気検出素子および第２検出素子は、請求項２４に記載の発明のように、ホール素子であることが好ましい。

（ａ）：本発明の第１実施形態による回転角度検出装置の模式図、（ｂ）：（ａ）のＩｂ−Ｉｂ断面図、（ｃ）：（ａ）のＩｃ−Ｉｃ断面図。 本発明の第１実施形態による回転角度検出装置が適用されるシステムの全体構成を示すブロック図。 本発明の第１実施形態による磁気検出手段の回路ブロック図。 本発明の第２実施形態による回転角度検出装置の模式図。 （ａ）：本発明の第１実施形態による磁気検出手段の検出磁束密度の特性図、（ｂ）：（ａ）の補正後の特性図、（ｃ）：本発明の第２実施形態による磁気検出手段の検出磁束密度の特性図。 本発明の第３実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明の第３実施形態による磁気検出手段の回路ブロック図。 （ａ）：本発明の第３実施形態による磁気検出手段の検出磁束密度の特性図、（ｂ）：（ａ）の三角関数演算後の特性図。 本発明の第４実施形態による回転角度検出装置の模式図。 （ａ）：本発明の第４実施形態による磁気検出手段の検出磁束密度の特性図、（ｂ）：（ａ）の三角関数演算後の特性図、（ｃ）：（ｂ）の補正後の特性図。 （ａ）本発明の第５実施形態による回転角度検出装置の模式図、（ｂ）：（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ断面図、（ｃ）：（ａ）のＸＩｃ−ＸＩｃ断面図。 本発明の第６実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明の第７実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明の第８実施形態による回転角度検出装置の模式図。 （ａ）：本発明の第９実施形態による回転角度検出装置の模式図、（ｂ）：本発明の第１０実施形態による回転角度検出装置の模式図。 （ａ）：本発明の第１１実施形態による回転角度検出装置の模式図、（ｂ）：本発明の第１２実施形態による回転角度検出装置の模式図。 （ａ）：本発明の第１３実施形態による回転角度検出装置の模式図、（ｂ）：本発明の第１４実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図。 （ａ）：本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図、（ｂ）：本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図。 （ａ）：本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図、（ｂ）：本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図。 本発明のその他の実施形態による回転角度検出装置の模式図。 比較例（従来技術）の回転角度検出装置の模式図。

以下、本発明の実施形態による回転角度検出装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の回転角度検出装置は、例えば、自動車の電子スロットル、排気ガス再循環バルブ、及び、アクセルペダル等の回転部に適用される。回転角度検出装置は、検出対象の回転角度を検出する。
図２に示すように、ロータリアクチュエータ４の回転部４ａの回転角度を検出する回転角度検出装置２は、図示しない基板に第１磁気検出素子としてのホール素子５が取り付けられ、検出対象となる回転部４ａに磁界発生手段としての磁石２１が取り付けられている。回転部４ａの回転に伴って回転する磁石２１に対して相対回転するホール素子５は、回転部４ａの回転角度を検出する。検出された回転角度は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）１０に出力される。ＥＣＵ１０は、回転角度検出装置２から出力された回転角度に基づいて、ロータリアクチュエータ４をフィードバック制御する。

次に、図１を参照して、回転角度検出装置２の構成を説明する。
回転角度検出装置２は、直方体形状の磁石２１、ホール素子５、及び、磁束伝達手段としてのヨーク４０を備えている。

鋼材等の磁性材料で枠状に形成される回転可能なヨーク４０は、回転軸を内側に含み、互いに平行な第１壁４１および第２壁４２と、第１壁４１と第２壁４２とを接続する第３壁４３および第４壁４４とから構成されている。第３壁４３および第４壁４４は、回転軸を中心とする円弧形状をしている。言い換えれば、第１壁４１および第２壁４２は、第３壁４３および第４壁４４を円弧とする円の「弦」に相当する。

以下、図１に示すように回転軸を「ｚ軸」と表す。また、ｚ軸と直交し第１壁４１および第２壁４２に平行な軸を「ｘ軸」と表し、ｚ軸およびｘ軸に直交する軸を「ｙ軸」と表す。また、ｘ軸およびｚ軸を含むｘｚ平面を「基準面Ｓｘ」といい、ｚ軸およびｙ軸を含むｙｚ平面を「対称面Ｓｙ」という。
ヨーク４０は、対称面Ｓｙに対して対称の枠状に磁性材料で形成される。第１壁４１の内壁４１ａおよび第２壁４２の内壁４２ａは、基準面Ｓｘに対して平行に形成される。
第１壁４１の内壁４１ａに磁石２１が取り付けられる。磁石２１は、対称面Ｓｙに対して対称に配置される。磁石２１は、第１壁４１に接する側がＮ極であり、第２壁４２に対面する側がＳ極である。

ホール素子５は、磁石２１と第２壁４２との間に配置され、回転部４ａの回転に伴って、磁石２１およびヨーク４０に対してｚ軸を中心に相対回転する。第１実施形態では、ホール素子５は、ｚ軸上に配置されている。ホール素子５は、感磁面５ａを有し、磁束密度を検出する。

また、「基準面Ｓｘから第１壁４１の内壁４１ａまでの距離」をＹ１、「基準面Ｓｘから第２壁４２の内壁４２ａまでの距離」をＹ２とすると、距離Ｙ２は距離Ｙ１よりも短く設定されている。そのため、内壁４２ａの長さＸ２は、内壁４１ａの長さＸ１よりも長い。
また、ホール素子５はｚ軸上に配置されるため、距離Ｙ１は「ホール素子５から第１壁４１の内壁４１ａまでの距離」に等しく、距離Ｙ２は、「ホール素子５から第２壁４２の内壁４２ａまでの距離」に等しい。

また、ホール素子５は、ホールＩＣチップ７に搭載されている。ホールＩＣチップ７は、図３に示すように、ホール素子５、ホール素子５の出力信号を増幅するアンプ回路１１、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１３、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号を処理する信号処理装置１４、信号処理装置１４が出力したデジタル値をアナログ値に変換するＤ／Ａ変換回路１９等を搭載している。ホールＩＣチップ７は、特許請求の範囲に記載の「半導体チップ」に相当する。

信号処理装置１４は、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）により構成され、オフセット補正回路１５、振幅補正回路１６、及び、ホール素子５の出力信号を回転角度に対して直線化するリニア補正回路１８等を有している。リニア補正回路１８は、特許請求の範囲に記載の「リニア補正手段」に相当する。

（作用）
検出対象である回転部４ａの回転に伴って、ホール素子５が磁石２１に対して相対回転すると、感磁面５ａが検出する磁束密度は、図５（ａ）に示すように正弦波状に変化する。なお、検出磁束密度がゼロとなる回転位置を「回転角度０°」とする。
リニア補正回路１８は、回転角度が±９０°の範囲で検出磁束密度を直線化するように補正して、図５（ｂ）に示すリニア補正後出力を出力する。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態は、下記（１）〜（８）の効果を奏する。
（１）ヨーク４０がｚ軸を内側に含む枠状に形成されることによって、シールド効果により、他の磁界や磁性体の近接による外乱に強くなる。
また、磁気回路のパーミアンスが増大し、磁石２１の減磁を抑制できるとともに、ホール素子５が検出する磁束密度が大きくなってＳＮ比が向上する。
（２）ヨーク４０が対称面Ｓｙに対して対称に設けられることにより、磁束のバランスが良好となる。よって、磁束ベクトルがより均一化され、ロバスト性に強くなる。
また、磁石２１は第１壁４１の内壁４１ａにのみ設置されるため、構成が簡易となる。

（３）磁石２１が取り付けられる第１壁４１と平行に第２壁４１が設けられることで、磁束ベクトルが、第１壁４１と直交するｙ軸方向に均一化される。そのため、ホール素子５の位置がずれても、検出磁束密度はほとんど変化しない。よって、回転角度検出装置２はロバスト性に強くなる。
（４）さらに、第３壁４３および第４壁４４は、ｚ軸を中心とする円弧形状である。これにより、ホール素子５から第３壁４３および第４壁４４までの距離を相対的に遠ざけ、第３壁４３および第４壁４４からの磁束の回り込みによる磁束ベクトルの曲がりを小さくすることができるため、磁束ベクトルがより均一化され、ロバスト性に強くなる。また、ヨーク４０の外形を回転半径に合わせられ、スペース使用効率が向上する。

（５）さらに、ホール素子５から第２壁４２の内壁４２ａまでの距離は、ホール素子５から第１壁４１の内壁４１ａまでの距離よりも短く、内壁４２ａの長さＸ２は、内壁４１ａの長さＸ１よりも長い。そのため、ホール素子５に近い側で、磁束ベクトルが均一化される範囲を広げることができる。よって、磁束ベクトルがより均一化され、ロバスト性に強くなる。

（６）磁石２１は直方体形状である。単純形状であるため、加工および組立工程でのばらつきを抑制することができる。よって、磁束ベクトルがより均一化し、位置ずれに対するロバスト性に強くなる。また、単純形状であるため、例えば従来技術による曲面形状の磁石に対して、製造コストを低減することができる。

（７）リニア補正回路１８がホール素子５の検出磁束密度を直線化するように補正するため、検出磁束密度の直線性を向上することができる。
（８）ホール素子５およびリニア補正回路１８は、１つのホールＩＣチップ７として構成される。これにより、磁気検出手段の体格を小型化でき搭載性が向上する。

（比較例）
次に、特許文献１、２に記載の従来技術の組合せに基づく比較例を説明する。この比較例では、図１４に示すように、円形枠状のヨーク４８、及び、ヨーク４８の径内方向の一方の内壁に沿って設けられるヨーク４９が磁束伝達手段を構成し、ヨーク４９に対向する位置に磁石２９が設けられる。ホール素子５は、磁石２９とヨーク４９の間の回転軸上に配置される。

円形枠状のヨーク４８が設けられない場合は、磁石２９とヨーク４９の間で真っ直ぐな磁束分布が得られるが、外乱磁界に弱い。一方、円形枠状のヨーク４８が周囲に設けられる場合は、外乱磁界には強くなるが、ヨーク４８の内壁からの洩れ磁束の回り込みにより磁束ベクトルに曲がりが生じるため、磁束ベクトルが均一な領域が小さくなる。そのため、ホール素子５の位置がずれることにより、検出磁束密度が変化して検出特性を維持できなくなる。すなわち、ロバスト性に弱い。

比較例に対し、本発明の第１実施形態のヨーク４０では、磁石２１が取り付けられる第１壁４１と平行に第２壁４１が設けられることで、磁束ベクトルが、第１壁４１と直交するｙ軸方向に均一化される。そのため、ホール素子５の位置がずれても、検出磁束密度はほとんど変化せず、位置ずれに対するロバスト性に強い回転角度検出装置を実現できる。よって、比較例には無い有利な効果を奏することができる。

続いて、本発明の第２〜第４実施形態について図面に基づいて説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第２実施形態）
第２実施形態の回転角度検出装置２では、図４に示すように、ホール素子５は、ｚ軸に対して第２壁４２側に所定距離Ｙｈずらした位置に配置される。ここで、所定距離Ｙｈは、ホール素子５の加工、組立時における位置ばらつきの上限値Δｍａｘ以上の値に設定される。現実の製品の位置ばらつきが設計公差内に入っているとすれば、設計公差の上限値を「位置ばらつきの上限値Δｍａｘ」とみなしてもよい。

これにより、ホール素子５の±９０°範囲内の相対回転の軌跡は、常に、「ｚ軸に対して第２壁４２側」の領域に含まれる。したがって、最も磁束ベクトルが均一化された領域で磁束密度が検出されるため、ロバスト性に特に強くなる。
その他、第２実施形態は、第１実施形態と同様の効果を奏する。
なお、第２実施形態のホール素子５の検出磁束密度は、図５（ｃ）に示す波形となる。この波形は、正確な正弦波に比べ、回転角度が−９０°〜９０°の範囲で、回転角度に対する検出磁束密度の変化が直線的になる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、図６に示すように、第１実施形態に対し、磁気検出手段がホール素子を２個備えるものである。
第１磁気検出素子としての第１ホール素子５、及び、第２磁気検出素子としての第２ホール素子６は、１つのホールＩＣチップ９内に近接して搭載されている。第１ホール素子５の感磁面５ａの方向と第２ホール素子６の感磁面６ａの方向とは、所定角度αだけ異なる。ホールＩＣチップ９は、特許請求の範囲に記載の「半導体チップ」に相当する。

ホールＩＣチップ９は、図７に示すように、第１ホール素子５、第２ホール素子６、第１ホール素子５の出力信号を増幅する第１アンプ回路１１、第２ホール素子５の出力信号を増幅する第２アンプ回路１２、増幅された２つのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１３、Ａ／Ｄ変換された２つのデジタル信号を処理する信号処理装置１４、信号処理装置１４が出力したデジタル値をアナログ値に変換するＤ／Ａ変換回路１９等を搭載している。

信号処理装置１４は、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）により構成され、オフセット補正回路１５、振幅補正回路１６、第１ホール素子５および第２ホール素子６の出力信号を三角関数演算する演算回路１７、及び、演算回路１７が演算した演算角度を回転角度に対して直線化するリニア補正回路１８等を有している。演算回路１７は、特許請求の範囲に記載の「演算手段」に相当する。

ここで、演算回路１７が実行する三角関数演算について説明する。まず、下記のように記号を定義する。なお、「（ｔ）」は雰囲気温度ｔについて温度特性を有する。
Ｖ１：第１ホール素子５の出力電圧（ｍＶ）
Ｖ２：第２ホール素子６の出力電圧（ｍＶ）
Ｋ（ｔ）：ホール係数（−）
Ｉ（ｔ）：ホール電流（ｍＡ）
Ｂ（ｔ）：検出しうる磁束密度の最大値（正弦波の振幅の１／２）（ｍＴ）
Ｂ１（ｔ）：第１ホール素子５の検出磁束密度（ｍＴ）
Ｂ２（ｔ）：第２ホール素子６の検出磁束密度（ｍＴ）
θ：回転角度（°）なお、θ（°）＝πθ／１８０（ｒａｄ）である。
α＝γ−β：第１ホール素子５と第２ホール素子６との位相差（°）
β：第１ホール素子５の基準角度に対する位相差（°）
γ：第２ホール素子５の基準角度に対する位相差（°）

第１ホール素子５の出力電圧Ｖ１および第２ホール素子６の出力電圧Ｖ２は、次式にて示される。
Ｖ１＝Ｋ（ｔ）・Ｉ（ｔ）・Ｂ１（ｔ）
＝Ｋ（ｔ）・Ｉ（ｔ）・Ｂ（ｔ）・ｓｉｎ（θ−β） ・・・（式１）
Ｖ２＝Ｋ（ｔ）・Ｉ（ｔ）・Ｂ２（ｔ）
＝Ｋ（ｔ）・Ｉ（ｔ）・Ｂ（ｔ）・ｓｉｎ（θ−γ） ・・・（式２）
このように、ホール素子５、６の出力電圧Ｖは雰囲気温度ｔに依存する。したがって、雰囲気温度ｔを測定し、ホール係数Ｋ（ｔ）、ホール電流Ｉ（ｔ）、磁束密度Ｂ（ｔ）それぞれの温度特性から出力電圧Ｖを補正しようとすると、複雑な補正回路が必要となる。

そこで、（式１）、（式２）より次の（式３）、（式４）を導くことで、雰囲気温度ｔに依存する項を消し、温度特性をキャンセルする。
θ＝（１８０／π）×ａｒｃｔａｎ｛ｃｏｔ（πα／３６０）・Ｃｖ｝・・（式３）
Ｃｖ＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ２） ・・・（式４）
特にα＝９０°の場合には、（式５）のようになる。
θ＝（１８０／π）×ａｒｃｔａｎ（Ｖ１／Ｖ２） ・・・（式５）
演算角度は、上記の式による計算結果に、位相差αに応じたオフセット量を加えることによって得られる。

図８は、第３実施形態による特性図を示す。図８（ａ）に示す例では、β＝０°、γ＝９０°に設定されており、第２ホール素子６の検出磁束密度Ｂ２は、第１ホール素子５の検出磁束密度Ｂ１に対して、α＝９０°だけ遅れた正弦波となる。
演算回路１７は、検出磁束密度Ｂ１、Ｂ２に基づき、図８（ｂ）に示す演算角度を演算する。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態は、第１実施形態の効果（１）〜（６）に加え、下記の効果を奏する。
（７）２個のホール素子５、６を備え、演算回路１７が三角関数演算を実行することにより、出力電圧Ｖの温度特性をキャンセルできるため、簡易な構成で高精度な検出が可能となる。また、リニア補正回路１８が演算角度を直線化するように補正するため、検出磁束密度の直線性を向上することができる。

（８）第１ホール素子５、第２ホール素子６、演算回路１７、及び、リニア補正回路１８は、１つのホールＩＣチップ９として構成される。これにより、第１ホール素子５と第２ホール素子６とは近接して配置されるので、雰囲気温度ｔや他の磁界の影響による磁気的特性をほぼ同一にでき、より高精度な検出が可能となるとともに、磁気検出手段の体格を小型化でき搭載性が向上する。

（第４実施形態）
第４実施形態は、図９に示すように、第３実施形態に対し、ホールＩＣチップ９がｚ軸に対して第２壁４２側に所定距離Ｙｈずらした位置に配置される。ホールＩＣチップ９の構成は第３実施形態と同様であり、所定距離Ｙｈは第２実施形態と同様に設定される。
図１０は、第４実施形態による特性図を示す。図１５（ａ）に示す例では、β＝０°、γ＝９０°に設定されており、第２ホール素子６の検出磁束密度Ｂ２は、第１ホール素子５の検出磁束密度Ｂ１に対して、α＝９０°だけ遅れた波形となる。この波形は、正確な正弦波に比べ、−９０°≦θ≦９０°の範囲で、回転角度に対する検出磁束密度の変化が直線的になる。

演算回路１７は、検出磁束密度Ｂ１、Ｂ２に基づき、図１０（ｂ）に示す演算角度を演算する。リニア補正回路１８は、さらに演算角度を直線化するように補正して、図１０（ｃ）に示すリニア補正後出力を出力する。
その他、第４実施形態は、第３実施形態と同様の効果を奏する。

上記の第１〜第４実施形態は、磁界発生手段が「１つのまとまった磁石」で構成される。それに対し、磁界発生手段が「２つの分離した磁石」で構成される実施形態を以下に説明する。
（第５実施形態）
第５実施形態は、図１１に示すように、第１実施形態（図１参照）の磁石２１に代えて右側磁石２１１および左側磁石２１２の２つの磁石を備えている。右側磁石２１１および左側磁石２１２は、第１壁４１の内壁４１ａに対称面Ｓｙに対して対称に、一定の間隔をあけて設置される。右側磁石２１１および左側磁石２１２は、第１壁に接する側がＮ極であり、第２壁４２に対面する側がＳ極である。
ホール素子５はｚ軸上に配置される。

また、第１実施形態と同様に、「基準面Ｓｘから第２壁４２の内壁４２ａまでの距離」Ｙ２は、「基準面Ｓｘから第１壁４１の内壁４１ａまでの距離」Ｙ１より短くなるように設定されており、内壁４２ａの長さＸ２は、内壁４１ａの長さＸ１よりも長い。本実施形態では、第１壁４１の内壁４１ａおよび第２壁４２の内壁４２ａは基準面Ｓｘに対して平行なので、距離Ｙ１を「ｚ軸から第１壁４１の内壁４１ａまでの距離Ｄ１」と言い換えてもよく、距離Ｙ２を「ｚ軸から第２壁４２の内壁４２ａまでの距離Ｄ２」と言い換えてもよい。

ここで、第１壁４１は、対称面Ｓｙに対して紙面右側で右側磁石２１１が設置される第１壁右要素４１１と、対称面Ｓｙに対して紙面左側で左側磁石２１２が設置される第１壁左要素４１２とから構成されているとみなすことができる。右側磁石２１１は第１壁右要素４１１と直交する方向に着磁されており、左側磁石２１２は第１壁左要素４１２と直交する方向に着磁されている。本実施形態では、第１壁右要素４１１と第１壁左要素４１２とは、内壁４１１ａ、４１２ａが基準面Ｓｘと平行な同一平面上に形成されている。

第１実施形態は磁石２１が１つであるため、対称面Ｓｙの付近では磁束ベクトルがｙ軸方向に均一化されるものの、対称面Ｓｙから離れた第３壁４３および第４壁４４寄りの所（図１のＰ１部）では磁束ベクトルに曲がりが生じる。それに対し、本実施形態では２つの磁石２１１、２１２を設けることにより、磁束ベクトルをｙ軸方向に均一化できる範囲が広くなる（図１１のＰ２部）。そのため、ロバスト性により強くなる。

（第６実施形態）
第６実施形態は、図１２に示すように、第２実施形態（図４参照）に対応し、ホール素子５をｚ軸に対して第２壁４２側に所定距離Ｙｈずらした位置に配置している。
これにより、ホール素子５の±９０°範囲内の相対回転の軌跡は、常に、「ｚ軸に対して第２壁４２側」の領域に含まれる。したがって、最も磁束ベクトルが均一化された領域で磁束密度が検出されるため、ロバスト性に特に強くなる。

（第７実施形態）
第７実施形態は、図１３に示すように、第３実施形態（図６参照）に対応し、２個のホール素子５、６を含む磁気検出手段をｚ軸上に配置することで、三角関数演算により高精度な検出が可能となる。

（第８実施形態）
第８実施形態は、図１４に示すように、第４実施形態（図９参照）に対応し、２個のホール素子５、６を含む磁気検出手段をｚ軸に対して第２壁４２側に所定距離Ｙｈずらした位置に配置する。これにより、第６実施形態および第７実施形態の効果を兼ね備える。

続く第９〜第１４実施形態は、第１壁４１を構成する第１壁右要素４１１の内壁４１１ａと第１壁左要素４１２の内壁４１２ａとが基準面Ｓｘに対して傾斜して形成される実施形態である。
（第９実施形態）
第９実施形態は、図１５（ａ）に示すように、第１壁４１が径方向に凸となるように形成される。すなわち、第１壁右要素４１１および第１壁左要素４１２は、対称面Ｓｙに近づくにしたがって内壁４１１ａ、４１２ａが基準面Ｓｘから遠ざかるように、基準面Ｓｘに対して傾斜して形成される。なお、第２壁４２は上記の実施形態と同様、基準面Ｓｘに平行に形成される。

これにより、対称面Ｓｙから離れた所での磁束ベクトルの曲がりをｙ軸方向に矯正することができる。したがって、磁束ベクトルをｙ軸方向に均一化できる範囲が広くなる。そのため、検出対象の回転角度の全域にわたって、ロバスト性により強くなる。

また、「ｚ軸から第２壁４２の内壁４２ａまでの距離Ｄ２」は、「ｚ軸から第１壁右要素４１１の内壁４１１ａまで、又はｚ軸から第１壁左要素４１２の内壁４１２ａまでの距離Ｄ１」よりも短くなるように形成される。したがって、ホール素子５に近い側で、磁束ベクトルが均一化される範囲を広げることができ、ロバスト性に強くなる。なお、本実施形態における距離Ｄ２は、第５実施形態の距離Ｙ２（図１１参照）に相当する。

（第１０実施形態）
第１０実施形態は、図１５（ｂ）に示すように、第１壁４１が径方向に凹となるように形成される。すなわち、第１壁右要素４１１および第１壁左要素４１２は、対称面Ｓｙに近づくにしたがって内壁４１１ａ、４１２ａが基準面Ｓｘに近づくように、基準面Ｓｘに対して傾斜して形成される。第２壁４２は、基準面Ｓｘに平行に形成される。

この構成では、対称面Ｓｙから離れた所での磁束ベクトルの曲がりを余計に大きくすることになる。しかし、検出対象の回転角度の特定の範囲について、磁束ベクトルの曲がりを利用し、磁束が相対的に強い位置では磁束がホール素子５の感磁面５ａを通過しにくく、磁束が相対的に弱い位置では磁束がホール素子５の感磁面５ａを通過しやすくすることで、検出のバランスを向上することができる。

また、距離Ｄ２は距離Ｄ１よりも短くなるように形成されるので、上記の実施形態と同様に、ホール素子５に近い側で、磁束ベクトルが均一化される範囲を広げることができ、ロバスト性に強くなる。

（第１１〜第１４実施形態）
第１１〜第１４実施形態は、さらに第２壁４２が、対称面Ｓｙに対して紙面右側に形成される第２壁右要素４２１と、対称面Ｓｙに対して紙面左側に形成される第２壁左要素４２２とから構成される。そして、第２壁右要素４２１の内壁４２１ａと第２壁左要素４２２の内壁４２２ａとが基準面Ｓｘに対して傾斜して形成される。

第１１実施形態は、図１６（ａ）に示すように、第９実施形態に対して、さらに、第２壁４２が径方向に凸となるように形成される。すなわち、第２壁右要素４２１および第２壁左要素４２２は、対称面Ｓｙに近づくにしたがって内壁４２１ａ、４２２ａが基準面Ｓｘから遠ざかるように、基準面Ｓｘに対して傾斜して形成される。
第１２実施形態は、図１６（ｂ）に示すように、第１０実施形態に対して、さらに、第２壁４２が径方向に凸となるように形成される。

第１３実施形態は、図１７（ａ）に示すように、第９実施形態に対して、さらに、第２壁４２が径方向に凹となるように形成される。すなわち、第２壁右要素４２１および第２壁左要素４２２は、対称面Ｓｙに近づくにしたがって内壁４２１ａ、４２２ａが基準面Ｓｘに近づくように、基準面Ｓｘに対して傾斜して形成される。
第１４実施形態は、図１７（ｂ）に示すように、第１０実施形態に対して、さらに、第２壁４２が径方向に凹となるように形成される。

これらの第１１〜第１４実施形態は、第９または第１０実施形態を基準として、磁束ベクトルを一層均一化し、あるいは磁気検出素子の検出バランスを向上するための微調整手段として利用することができる。
また、いずれも、距離Ｄ２が距離Ｄ１よりも短くなるように形成される。したがって、ホール素子５に近い側で、磁束ベクトルが均一化される範囲を広げることができ、ロバスト性に強くなる。

（その他の実施形態）
（ア）上記の第１〜第４実施形態では、第１壁４１に接する側が磁石２１のＮ極であるが、逆に、第１壁に接する側がＳ極であってもよい。また、上記の第５〜第１４実施形態では、第１壁右要素４１１および第１壁左要素４１２に接する側が右側磁石２１１および左側磁石２１２のＮ極であるが、逆に、第１壁右要素および第１壁左要素に接する側がＳ極であってもよい。

（イ）上記の実施形態では、いずれも、磁界発生手段として単一の磁石が使用される。これに対し、１つのまとまった磁石を備える実施形態では、図１８に示すように、同じ極性の磁極同士が隣接した１群の分割磁石群２７により磁界発生手段を構成してもよい。また、２つの分離した磁石を備える実施形態では、図２１に示すように、同じ極性の磁極同士が隣接した２群の分割磁石群２７１、２７２により磁界発生手段を構成してもよい。
これにより、磁界発生手段のサイズにバリエーションを設ける場合に標準サイズの小磁石を組み合わせることで構成可能となり、設計自由度が増す。

（ウ）ヨーク４０の第３壁および第４壁の断面形状は円弧形状に限定されない。図１９（ａ）、図２２（ａ）に示すように、第３壁４５１および第４壁４６１が平行な平面であり、ヨーク４０の断面形状が略長方形に形成されてもよい。あるいは、図１９（ｂ）、図２２（ｂ）に示すように、第３壁４５２および第４壁４６２が「ハの字」形に配置され、ヨーク４０の断面形状が略台形状に形成されてもよい。

（エ）ヨーク４０の第３壁および第４壁の断面形状は、図２０、図２３に示すように、第３壁４５３および第４壁４６３がそれぞれＶ字形に形成され、ヨーク４０の断面形状が六角形に形成されてもよい。この場合、基準面Ｓｘ上で対称面Ｓｙからの垂直距離が最大となり、基準面Ｓｘから遠ざかるにしたがって対称面Ｓｙからの垂直距離が減少する。

（オ）第９〜第１４実施形態を示す図１５〜図１７において、第１壁右要素４１１と第１壁左要素４１２とは、直接接合するように図示されている。しかし、第１壁右要素４１１と第１壁左要素４１２との間に、面取りまたは角丸め等のための別の壁要素が形成されてもよい。このことは、第２壁右要素４２１と第２壁左要素４２２との間、あるいは、第１壁４１および第２壁４２と第３壁４３および第４壁４４との間についても同様である。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

２ ・・・回転角度検出装置
４ ・・・ロータリアクチュエータ
４ａ ・・・回転部
５ ・・・ホール素子、第１ホール素子（第１磁気検出素子、磁気検出手段）
６ ・・・ホール素子、第２ホール素子（第２磁気検出素子、磁気検出手段）
５ａ、６ａ ・・・感磁面
７、９ ・・・ホールＩＣチップ（半導体チップ、磁気検出手段）
１０ ・・・ＥＣＵ
１４ ・・・信号処理装置
１７ ・・・三角関数演算回路（演算手段）
１８ ・・・リニア補正回路（リニア補正手段）
２１ ・・・磁石（磁界発生手段）
２１１ ・・・磁石、右側磁石（右側磁界発生手段）
２１２ ・・・磁石、左側磁石（左側磁界発生手段）
２７、２７１、２７２・・・分割磁石群
４０ ・・・ヨーク（磁束伝達手段）
４１ ・・・第１壁
４１１ ・・・第１壁右要素
４１２ ・・・第１壁左要素
４１ａ、４１１ａ、４１２ａ・・・内壁
４２ ・・・第２壁
４２１ ・・・第２壁右要素
４２２ ・・・第２壁左要素
４２ａ、４２１ａ、４２２ａ・・・内壁
４３ ・・・第３壁
４４ ・・・第４壁
Ｓｘ ・・・基準面
Ｓｙ ・・・対称面

Claims (24)

1. 回転する検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
   前記検出対象の回転軸を含む任意の一平面を対称面とし、前記検出対象の回転軸を含み前記対称面に直交する平面を基準面とすると、
   前記検出対象の回転軸を内側に含み前記対称面に対して対称の枠状に磁性材料で形成され、前記対称面を跨ぎ前記基準面に対して互いに反対側に設けられる第１壁並びに第２壁、前記対称面の一方の側で前記第１壁と前記第２壁とを接続する第３壁、及び、前記対称面の他方の側で前記第１壁と前記第２壁とを接続する第４壁、から構成される磁束伝達手段と、
   前記磁束伝達手段の内壁に前記対称面に対して対称に設置される磁界発生手段と、
   前記第１壁と前記第２壁との間に配置され、前記検出対象の回転に伴って前記磁界発生手段および前記磁束伝達手段に対して相対回転し、感磁面が設けられて前記検出対象の回転角度を検出する磁気検出手段と、
   を備え、
   前記磁界発生手段は、前記第１壁の内壁にのみ設置され、前記第１壁と直交する方向に着磁されることを特徴とする回転角度検出装置。
2. 前記第１壁および前記第２壁は、内壁が前記基準面と平行に形成され、
   前記磁界発生手段は、前記第１壁に設置される１つのまとまった磁界発生手段で構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
3. 前記磁界発生手段は直方体形状であることを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置。
4. 前記磁界発生手段は、同じ極性の磁極同士が隣接した分割磁石群から構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度検出装置。
5. 前記第１壁は、第１壁右要素と第１壁左要素とを含む複数の壁要素により構成され、
   前記磁界発生手段は、
   前記第１壁右要素の内壁に設置され前記第１壁右要素と直交する方向に着磁される右側磁界発生手段と、前記第１壁左要素の内壁に設置され前記第１壁左要素と直交する方向に着磁される左側磁界発生手段とに分離して構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
6. 前記第１壁右要素および前記第１壁左要素は、内壁が前記基準面に平行な同一平面上に形成されることを特徴とする請求項５に記載の回転角度検出装置。
7. 前記第１壁右要素および前記第１壁左要素は、前記対称面に近づくにしたがって内壁が前記基準面から遠ざかるように前記基準面に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項５に記載の回転角度検出装置。
8. 前記第１壁右要素および前記第１壁左要素は、前記対称面に近づくにしたがって内壁が前記基準面に近づくように前記基準面に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項５に記載の回転角度検出装置。
9. 前記右側磁界発生手段および前記左側磁界発生手段は直方体形状であることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
10. 前記右側磁界発生手段および前記左側磁界発生手段は、同じ極性の磁極同士が隣接した分割磁石群から構成されていることを特徴とする請求項５〜９のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
11. 前記第２壁は、第２壁右要素と第２壁左要素とを含む複数の壁要素により構成され、
    前記第２壁右要素および前記第２壁左要素は、前記対称面に近づくにしたがって内壁が前記基準面から遠ざかるように前記基準面に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
12. 前記第２壁は、第２壁右要素と第２壁左要素とを含む複数の壁要素により構成され、
    前記第２壁右要素および前記第２壁左要素は、前記対称面に近づくにしたがって内壁が前記基準面に近づくように前記基準面に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
13. 前記第３壁および前記第４壁において前記回転軸に直交する平面での断面形状は、前記基準面上で前記対称面からの垂直距離が最大であり、前記基準面から遠ざかるにしたがって前記対称面からの垂直距離が減少する形状であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
14. 前記第３壁および前記第４壁において前記回転軸に直交する平面での断面形状は、前記回転軸を中心とする円弧であることを特徴とする請求項１３に記載の回転角度検出装置。
15. 前記回転軸から前記第２壁の内壁までの距離は、前記回転軸から前記第１壁の内壁までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１３または１４に記載の回転角度検出装置。
16. 前記磁気検出手段は、前記対称面上で前記回転軸に対して前記第２壁側に所定距離ずらした位置に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の回転角度検出装置。
17. 前記磁気検出手段は、
    前記磁界発生手段に対して相対回転することにより生じる磁界の変化に応じた信号を出力する第１磁気検出素子を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
18. 前記磁気検出手段は、
    前記第１磁気検出素子が検出した磁束密度が前記検出対象の回転角度に対して線形に変化するように補正するリニア補正手段を備えることを特徴とする請求項１７に記載の回転角度検出装置。
19. 前記第１磁気検出素子および前記リニア補正手段は、１つの半導体チップとして構成されることを特徴とする請求項１８に記載の回転角度検出装置。
20. 前記第１磁気検出素子はホール素子であることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
21. 前記磁気検出手段は、
    前記第１磁気検出素子と、
    前記第１磁気検出素子に近接して設けられ、感磁面の方向が前記第１磁気検出素子の感磁面の方向と異なる第２磁気検出素子と、
    前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の出力信号に基づき三角関数演算により前記検出対象の回転角度を演算する演算手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１７に記載の回転角度検出装置。
22. 前記磁気検出手段は、
    前記演算手段が演算した演算角度が前記検出対象の回転角度に対して線形に変化するように補正するリニア補正手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載の回転角度検出装置。
23. 前記第１磁気検出素子、前記第２磁気検出素子、前記演算手段、及び、前記リニア補正手段は、１つの半導体チップとして構成されることを特徴とする請求項２２に記載の回転角度検出装置。
24. 前記第１磁気検出素子および前記第２検出素子はホール素子であることを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。

Images