JP2013250073A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 個体間の検出角度のばらつきを抑制することができる回転角度検出装置を提供する。
【解決手段】 回転角度検出装置１０は、回転軸９１に固定されている永久磁石１１と、永久磁石１１と回転軸心φとを内側に含むように筒状に形成され、ハウジング９０に固定されているヨーク１５と、ヨーク１５の隙間２０に設けられ、回転軸９１が回転することにより変化する隙間２０の磁界の強さに応じた電気信号を出力するホール素子２６とから構成されている。したがって、回転角度検出装置１０を１つの永久磁石１１および１つのヨーク１５で構成することができ、部品点数が少ないので、組み立てるとき部品同士の位置関係がばらつき難い。そのため、個体間の検出角度のばらつきを抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転角度検出装置に関する。

回転体と一体に回転する磁界発生手段、磁界発生手段を囲う２つのヨーク片、および、２つのヨーク片の間に設けられた２つの磁気検出手段を備え、回転体の回転に応じて変化する磁気検出手段の出力に基づき回転体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。特許文献１に開示された回転角度検出装置では、磁界発生手段としての磁石は回転軸の端部の溝内に固定され、磁気検出手段としての２つのホール素子は、円筒部材が半割にされてなる２つのヨーク片の端部同士の隙間に配置されている。

特開２００２−３１５０５号公報

特許文献１に開示された回転角度検出装置は、ヨークを２つのヨーク片で構成し、ホール素子を２つ用いているので、部品点数が多く、組み立てるとき部品同士の位置関係がばらつき易い。そのため、個体間で検出角度にばらつきが生じ易い。また、検出範囲にかかわらず構成部品が全て必要であり、体格を小さくすることはできない。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、個体間の検出角度のばらつきを抑制し、体格を小さくすることができる回転角度検出装置を提供することである。

本発明は、支持部材に対する回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、回転体および支持部材の一方に固定される磁界発生手段と、磁界発生手段と回転体の回転軸心とを内側に含むように筒状に形成され、回転体および支持部材の他方に固定されるヨークと、ヨークの隙間に設けられ、回転体が回転することにより変化する隙間の磁界の強さに応じた電気信号を出力する磁気検出手段とを備えている。

磁界発生手段は、当該磁界発生手段を通る磁力線が回転体の回転角度に拘わらず回転軸心を通過するように配置されるとともに、一対の磁極のうち一方の磁極が位置する一端部に回転軸心が通るように配置されている。ヨークは、磁界発生手段の回転角度範囲を取り囲むように形成されている。
したがって、回転角度検出装置を１つの磁界発生手段および１つのヨークで構成することができ、部品点数が少ないので、組み立てるとき部品同士の位置関係がばらつき難い。そのため、個体間の検出角度のばらつきを抑制することができる。
また、磁界発生手段の回転角度範囲が３６０［°］より小さい場合、磁界発生手段の一端部に対し他端部とは反対側はデッドスペースとなり、磁界発生手段の回転角度範囲に応じてヨークを小さくすることができるので、回転角度検出装置の体格を小さくすることができる。

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た回転システムの概略構成を示す図である。 図１の回転角度検出装置を矢印ＩＩ方向から見た図である。 図２のホールＩＣの回路ブロック図である。 図２の回転角度検出装置において、ヨークを通る磁力線を二点鎖線で示した図である。 図４の状態から永久磁石が基準位置から左まわりに３０［°］回転した状態を示す図である。 図４の状態から永久磁石が基準位置から左まわりに６０［°］回転した状態を示す図である。 図４の状態から永久磁石が基準位置から左まわりに９０［°］回転した状態を示す図である。 図４の状態から永久磁石が基準位置から左まわりに１２０［°］回転した状態を示す図である。 図４の状態から永久磁石が基準位置から左まわりに１５０［°］回転した状態を示す図である。 図３のホール素子が検出する磁束密度の特性図である。 図３のホールＩＣが出力する電気信号の特性図である。 本発明の第２実施形態による回転角度検出装置を示す図である。 図１２のホール素子が検出する磁束密度の特性図である。 本発明の第３実施形態による回転角度検出装置を示す図である。 図１４のホール素子が検出する磁束密度の特性図である。 本発明の第４実施形態による回転角度検出装置を示す図である。 図１６のホール素子が検出する磁束密度の特性図である。 本発明の第５実施形態による回転角度検出装置を示す図である。 図１８のホール素子が検出する磁束密度の特性図である。 本発明の第６実施形態による回転角度検出装置を示す図である。 図２０のホール素子が検出する磁束密度の特性図である。 本発明の第７実施形態による回転角度検出装置を示す図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による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、または、アクセルペダル等の回転部に適用される。図１に示す回転システムは、ハウジング９０と、回転可能に支持された回転軸９１と、回転軸９１を回転駆動可能なロータリーアクチュエータ９２と、回転角度検出装置１０とを備えている。ハウジング９０は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」に相当し、回転軸９１は、特許請求の範囲に記載の「回転体」に相当する。回転角度検出装置１０は、ハウジング９０に対する回転軸９１の回転角度を検出する。検出された回転角度を表す電気信号は、ＥＣＵ９３に出力される。ＥＣＵ９３は、回転角度検出装置１０から出力された電気信号に基づいてロータリーアクチュエータ９２をフィードバック制御する。

先ず、回転角度検出装置１０の構成を図１、図２、図３および図４に基づき説明する。
回転角度検出装置１０は、永久磁石１１と、ヨーク１５と、ホール素子２６を含むホールＩＣ２５とを備えている。永久磁石１１は、特許請求の範囲に記載の「磁界発生手段」に相当し、ホール素子２６は、特許請求の範囲に記載の「磁気検出手段」に相当する。

永久磁石１１は、回転軸９１の回転軸心φに直交する方向へ延びる棒状であり、Ｓ極が位置する一端部１２およびＮ極が位置する他端部１３のうち一端部１２に回転軸心φが通るように配置され、回転軸９１の端部に固定されている。永久磁石１１は、一端部１２を中心に回転軸９１と一体に回転可能である。

永久磁石１１を通る磁力線は、回転軸９１の回転角度に拘わらず回転軸心φを通過する。つまり、図２に実線で示す永久磁石１１の位置を基準位置とし、図２に一点鎖線で示す位置をマイナス側の最大回転位置とし、図２に二点鎖線で示す位置をプラス側の最大回転位置とすると、永久磁石１１を通る磁力線は、永久磁石１１がマイナス側の最大回転位置からプラス側の最大回転位置まで回転する間の全ての位置で回転軸心φを通過する。以下、永久磁石１１がマイナス側の最大回転位置からプラス側の最大回転位置まで回転するとき永久磁石１１が動く範囲のことを「回転角度範囲」と記載する。第１実施形態では、永久磁石１１の回転角度範囲は、基準位置から回転軸心φまわりで±１５０［°］の角度範囲である。言い換えれば、永久磁石１１の回転角度範囲は、中心角が３００［°］の扇形である。上記角度範囲は、回転角度検出装置１０の検出範囲でもある。

ヨーク１５は、磁性材料からなり、永久磁石１１と回転軸心φとを内側に含むように筒状に形成されている。ヨーク１５は、回転軸９１の回転角度に拘わらず永久磁石１１の他端部１３に対向する第１壁１６、および、回転軸心φに垂直な断面において第１壁１６の端部１７と端部１８とを接続する第２壁１９から構成されている。第１実施形態では、ヨーク１５は、永久磁石１１の回転角度範囲を取り囲むように円筒状に形成され、軸方向が回転軸心φに一致するように配置され、ハウジング９０の内壁に固定されている。

第１壁１６と永久磁石１１の他端部１３との間隔は、回転軸９１の回転角度に拘わらず一定である。第２壁１９は、回転軸心φに垂直な断面において周方向の中央に隙間２０を有している。隙間２０は、永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、回転軸心φに対し他端部１３とは反対側であって、他端部１３と一端部１２とを通る直線上に位置している。ヨーク１５は、永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、回転軸心φに垂直な断面において他端部１３と一端部１２と隙間２０とを通る直線を境に左右対称な形状である。

ホールＩＣ２５は、ヨーク１５の隙間２０に設けられており、図３に示すようにホール素子２６、アンプ回路２７、Ａ／Ｄ変換回路２８、信号処理部２９およびＤ／Ａ変換回路３３等を有している。ホール素子２６は、ホール効果を利用した磁電変換素子であり、感磁面の磁束密度に応じたアナログ電気信号を出力する。感磁面は、ヨーク１５の周方向に垂直な面である。アンプ回路２７は、ホール素子２６から出力されたアナログ電気信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路２８は、アンプ回路２７により増幅されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。信号処理部２９は、Ａ／Ｄ変換回路２８から出力されたデジタル電気信号に各種処理を施すものであり、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）から構成され、オフセット補正回路３０、振幅補正回路３１、および、ホール素子２６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３２等を有している。Ｄ／Ａ変換回路３３は、信号処理部２９から出力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する。

次に、回転角度検出装置１０の作動を図４〜図１１に基づき説明する。なお、図５〜図８には、二点鎖線で示す磁力線のうち永久磁石１１を通るものは図示を省略している。
（１）基準位置
図４に示すように永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、ヨーク１５の端部１７を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線は、ヨーク１５の端部１８を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線と比べ、方向が反対であり、量が同じである。そのため、永久磁石１１の基準位置に対応する回転軸９１の回転角度を０［°］とすると、図１０に示すように、回転軸９１の回転角度が０［°］であるとき、ホール素子２６が検出する隙間２０の磁界の強さ即ち磁束密度Ｂは０［ｍＴ］である。

（２）マイナス側の回転位置
回転軸９１の回転に伴って永久磁石１１が基準位置に対し端部１８側に回転すると、ヨーク１５の端部１８を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線は、ヨーク１５の端部１７を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線と比べ、量が多くなる。例えば永久磁石１１が基準位置からマイナス側の最大回転位置まで回転すると、永久磁石１１は図４、図５、図６、図７、図８、図９の順で移動する。これらの図に示すように、永久磁石１１の他端部１３が端部１８に近づくほど、ヨーク１５の端部１８を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線が多くなるとともに、ヨーク１５の端部１７を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線が少なくなる。そのため、永久磁石１１のマイナス側の最大回転位置に対応する回転軸９１の回転角度を−１５０［°］とすると、図１０に示すように、回転軸９１の回転角度が−１５０［°］に近づくほど、ホール素子２６が検出する磁束密度Ｂはマイナス側に大きくなる。

（３）プラス側の回転位置
回転軸９１の回転に伴って永久磁石１１が基準位置に対し端部１７側に回転すると、ヨーク１５の端部１８を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線は、ヨーク１５の端部１７を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線と比べ、量が少なくなる。永久磁石１１の他端部１３が端部１７側に近づくほど、ヨーク１５の端部１８を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線が少なくなるとともに、ヨーク１５の端部１７を通ってホール素子２６の感磁面に入る磁力線が多くなる。そのため、永久磁石１１のプラス側の最大回転位置に対応する回転軸９１の回転角度を１５０［°］とすると、図１０に示すように、回転軸９１の回転角度が１５０［°］に近づくほど、ホール素子２６が検出する磁束密度Ｂはプラス側に大きくなる。

上記（１）、（２）および（３）で述べたように、ホール素子２６は、回転軸９１が回転することにより変化する隙間２０の磁界の強さに応じたアナログ電気信号を出力する。そして、ホールＩＣ２５は、ホール素子２６から出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換し、リニア補正を含む各種補正を施した後、再度アナログ電気信号に変換して出力する。図１１は、ホールＩＣ２５の出力特性を示す特性図である。

以上説明したように、第１実施形態による回転角度検出装置１０は、回転軸９１に固定されている永久磁石１１と、永久磁石１１と回転軸心φとを内側に含むように筒状に形成され、ハウジング９０に固定されているヨーク１５と、ヨーク１５の隙間２０に設けられ、回転軸９１が回転することにより変化する隙間２０の磁界の強さに応じた電気信号を出力するホール素子２６とから構成されている。したがって、回転角度検出装置１０を１つの永久磁石１１および１つのヨーク１５で構成することができ、部品点数が少ないので、組み立てるとき部品同士の位置関係がばらつき難い。そのため、個体間の検出角度のばらつきを抑制することができる。

また、第１実施形態では、永久磁石１１は、回転軸９１に固定され、一端部１２を中心に回転軸９１と一体に回転可能である。したがって、ヨーク１５と比べて小さな永久磁石１１が回転軸９１に固定されるので、ヨーク１５が回転軸９１に固定される場合と比べて回転軸９１の回転を妨げない。

また、第１実施形態では、ヨーク１５は、回転軸９１の回転角度に拘わらず永久磁石１１の他端部１３に対向する第１壁１６、および、第１壁１６の端部１７と端部１８とを接続している第２壁１９から構成されている。永久磁石１１の他端部１３と第１壁１６との間隔は、回転軸９１の回転角度に拘わらず一定である。したがって、永久磁石１１から第１壁１６に入る磁力線の量を回転軸９１の回転角度に拘わらず一定にすることができ、ホール素子２６の出力特性を安定させることができる。
また、第１実施形態では、ヨーク１５は円筒状であるため、検出範囲を３００［°］とすることができる。

また、第１実施形態では、第２壁１９は、回転軸心φに直交する断面において長手方向の中央に隙間２０を有している。ホール素子２６は、第２壁１９の隙間２０に設けられている。ヨーク１５は、永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、回転軸心φに垂直な断面において他端部１３と一端部１２と隙間２０とを通る直線を境に左右対称な形状である。したがって、永久磁石が基準位置に位置しているときホール素子２６の感磁面に入る磁力線を周方向の一方と他方とで同じにすることできる。すなわち、永久磁石が基準位置に位置しているときホール素子２６が検出する磁束密度Ｂを０［ｍＴ］にすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による回転角度検出装置を図１２および図１３に基づき説明する。回転角度検出装置４０の検出範囲は、基準位置から回転軸心φまわりで±１１０［°］の角度範囲である。永久磁石１１は、図１２中に一点鎖線で示すように−１１０［°］に対応するマイナス側の最大回転位置から、図１２中に二点鎖線で示すように＋１１０［°］に対応するプラス側の最大回転位置まで回転可能である。第２実施形態では、永久磁石１１の回転角度範囲は、中心角が２２０［°］の扇形である。

ヨーク４１は、第１壁４２および第２壁４５を含み、永久磁石１１の回転角度範囲を取り囲むように筒状に形成されている。第１壁４２は、回転軸心φに垂直な断面において曲率中心が回転軸心φに一致するように円弧状に形成されている。第２壁４５は、回転軸心φに垂直な断面において第１壁４２の端部４３と端部４４とを接続するように直線状に形成され、長手方向の中央に隙間４６を有している。ヨーク４１は、永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、回転軸心φに垂直な断面において他端部１３と一端部１２と隙間４６とを通る直線を境に左右対称な形状である。

ホール素子２６は、回転軸９１が回転することにより変化する隙間４６の磁界の強さに応じたアナログ電気信号を出力する。図１３は、第２実施形態におけるホール素子２６の出力特性を示す特性図である。
以上説明したように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに第２実施形態によれば、永久磁石１１の回転角度範囲が第１実施形態より小さく、その回転角度範囲に応じてヨーク４１が小さく形成されているので、体格が小さいという効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による回転角度検出装置を図１４および図１５に基づき説明する。図１４に示すように、回転角度検出範囲５０のヨーク５１の第２壁５２は、回転軸心φに垂直な断面において長手方向の中央から端部４４側に外れた位置に隙間５３を有している。
図１５に実線で示すように、回転軸９１の回転角度が＋６０［°］であるとき、ホール素子２６が検出する磁束密度Ｂが０［ｍＴ］となり、温度に起因した検出誤差が最小となる。なお、図１５中の破線は、第１実施形態におけるホール素子２６の出力特性を示す線図である。
以上説明したように、第３実施形態のように隙間５３の位置を調整することによって、最も高い検出精度が要求される回転位置で温度に起因した検出誤差を最小にすることができ、検出精度を高めることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による回転角度検出装置を図１６および図１７に基づき説明する。回転角度検出装置６０の検出範囲は、基準位置から回転軸心φまわりで±４５［°］の角度範囲である。永久磁石１１は、図１６中に一点鎖線で示すように−４５［°］に対応するマイナス側の最大回転位置から、図１６中に二点鎖線で示すように＋４５［°］に対応するプラス側の最大回転位置まで回転可能である。第４実施形態では、永久磁石１１の回転角度範囲は、中心角が９０［°］の扇形である。

ヨーク６１は、第１壁６２および第２壁６５を含み、永久磁石１１の回転角度範囲を取り囲むように扇筒状に形成されている。回転軸心φに垂直な断面において、第１壁６２は、曲率中心が回転軸心φに一致するように円弧状に形成され、第２壁６５は、第１壁６２の端部６３と端部６４とを接続する２つの直線部分からなる。ヨーク６１は、永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、回転軸心φに垂直な断面において他端部１３と一端部１２と隙間６６とを通る直線を境に左右対称な形状である。

ホール素子２６は、回転軸９１が回転することにより変化する隙間６６の磁界の強さに応じたアナログ電気信号を出力する。図１７は、第４実施形態におけるホール素子２６の出力特性を示す特性図である。
以上説明したように、第４実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第４実施形態によれば、永久磁石１１の回転角度範囲が第２実施形態より小さく、その回転角度範囲に応じてヨーク６１が第２実施形態よりも更に小さく形成されているので、体格が小さいという効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による回転角度検出装置を図１８および図１９に基づき説明する。回転角度検出装置７０の検出範囲は、基準位置から回転軸心φまわりで±９０［°］の角度範囲である。永久磁石１１は、図１８中に一点鎖線で示すように−９０［°］に対応するマイナス側の最大回転位置から、図１８中に二点鎖線で示すように＋９０［°］に対応するプラス側の最大回転位置まで回転可能である。第５実施形態では、永久磁石１１の回転角度範囲は、中心角が１８０［°］の扇形である。

ヨーク７１は、第１壁７２および第２壁７５を含み、永久磁石１１の回転角度範囲を取り囲むように筒状に形成されている。第１壁７２は、回転軸心φに垂直な断面において、曲率中心が回転軸心φに一致する半円の円弧状に形成されている。第２壁７５は、回転軸心φに垂直な断面において、第１壁７２の端部７３と端部７４とを通る仮想直線Ｌに平行な第１板部７６と、第１板部７６に直交し且つ第１壁７２の一方の端部７３に接続する第２板部７７と、第１板部７６に直交し且つ第１壁７２の他方の端部７４に接続する第３板部７８と、から構成されている。ヨーク７１は、永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、回転軸心φに垂直な断面において他端部１３と一端部１２と隙間７９とを通る直線を境に左右対称な形状である。

ホール素子２６は、回転軸９１が回転することにより変化する隙間７９の磁界の強さに応じたアナログ電気信号を出力する。図１９は、第５実施形態におけるホール素子２６の出力特性を示す特性図である。
以上説明したように、第５実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第５実施形態によれば、最大回転位置に位置する永久磁石１１の他端部１３に対して第２壁７５の第１板部７６が離れているので、最大回転位置付近の検出精度を高めることができ、検出範囲を拡大することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による回転角度検出装置を図２０および図２１に基づき説明する。回転角度検出装置８０の検出範囲は、基準位置から回転軸心φまわりで±９０［°］の角度範囲である。永久磁石１１は、図２０中に一点鎖線で示すように−９０［°］に対応するマイナス側の最大回転位置から、図２０中に二点鎖線で示すように＋９０［°］に対応するプラス側の最大回転位置まで回転可能である。第６実施形態では、永久磁石１１の回転角度範囲は、中心角が１８０［°］の扇形である。

ヨーク８１は、第１壁８２および第２壁８３を含み、永久磁石１１の回転角度範囲を取り囲むように四角筒状に形成されている。ヨーク８１は、永久磁石１１が基準位置に位置しているとき、回転軸心φに垂直な断面において他端部１３と一端部１２と隙間８４とを通る直線を境に左右対称な形状である。

ホール素子２６は、回転軸９１が回転することにより変化する隙間８４の磁界の強さに応じたアナログ電気信号を出力する。図２１は、第６実施形態におけるホール素子２６の出力特性を示す特性図である。
以上説明したように、第６実施形態によれば、ヨーク８１は四角筒状であり、例えば円筒状のヨーク１５と比べて容易に製造可能であるので、製造コストを低減することができる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による回転角度検出装置を図２２に基づき説明する。回転角度検出装置８５の検出範囲は、基準位置から回転軸心φまわりで±１５０［°］の角度範囲である。第７実施形態では、第１実施形態の永久磁石１１に代えて回転子８６が設けられている。「磁界発生手段」に相当する回転子８６は、回転軸心φから当該回転軸心φに直交する方向へ延びるように形成された磁性体８７と、磁性体８７のうちヨーク１５の第１壁１６に対向する面であって磁性体８７の先端部に固定された永久磁石８８とから構成されている。
以上説明したように、第７実施形態によれば、永久磁石８８の体格を小さくすることができるので、製造コストを低減することができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、永久磁石の回転角度範囲は、回転軸心まわりで±１５０［°］、±１１０［°］、±９０［°］、±４５［°］の角度範囲以外の角度範囲であってもよい。
本発明の他の実施形態では、永久磁石がハウジングに固定され、ヨークが回転軸に固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、磁界発生手段として、永久磁石以外の例えばコイルなどを用いてもよい。
本発明の他の実施形態では、磁気検出手段として、ホール素子以外の例えば磁気抵抗素子などを用いてもよい。また、磁気検出手段としてホール素子を用いる場合、種々の処理回路を有するホールＩＣが設けられなくてもよい。すなわち、種々の処理は外部が行い、回転角度検出装置はホール素子を備えるだけでもよい。

本発明の他の実施形態では、回転角度検出装置は、車両以外の装置に適用されてもよい。
第７実施形態では、回転子の永久磁石は磁性体の先端部に設けられていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、永久磁石は磁性体の中間部または基端部に設けられてもよい。
本発明は、上述した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で種々の形態で実施可能である。

１０、４０、５０、６０、７０、８０、８５・・・回転角度検出装置
１１・・・永久磁石（磁界発生手段）
１２・・・一端部
１３・・・他端部
１５、４１、５１、６１、７１、８１・・・ヨーク
２０、４６、５３、６６、７９、８４・・・隙間
２６・・・ホール素子（磁気検出手段）
８６・・・回転子（磁界発生手段）
９０・・・ハウジング（支持部材）
９１・・・回転軸（回転体）
φ ・・・回転軸心

Claims (12)

1. 支持部材（９０）に対する回転体（９１）の回転角度を検出する回転角度検出装置（１０、４０、５０、６０、７０、８０、８５）であって、
   前記回転体および前記支持部材の一方に固定される磁界発生手段（１１、８６）と、
   磁性材料からなり、前記磁界発生手段と前記回転体の回転軸心（φ）とを内側に含むように筒状に形成され、軸方向に垂直な断面において周方向の一部に隙間（２０、４６、５３、６６、７９、８４）を有し、前記回転体および前記支持部材の他方に固定されるヨーク（１５、４１、５１、６１、７１、８１）と、
   前記ヨークの前記隙間に設けられ、前記回転体が回転することにより変化する前記隙間の磁界の強さに応じた電気信号を出力する磁気検出手段（２６）と、
   を備え、
   前記磁界発生手段は、当該磁界発生手段を通る磁力線が前記回転体の回転角度に拘わらず回転軸心を通過するように配置されるとともに、一方の磁極が位置する一端部（１２）および他方の磁極が位置する他端部（１３）のうち前記一端部に回転軸心が通るように配置され、
   前記ヨークは、前記磁界発生手段の回転角度範囲を取り囲むように形成されていることを特徴とする回転角度検出装置。
2. 前記磁界発生手段は、前記一端部を中心に前記回転体と一体に回転可能であ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（１０、４０、５０、６０、７０、８０、８５）。
3. 前記ヨーク（１５、４１、５１、６１、７１）は、前記回転体の回転角度に拘わらず前記磁界発生手段の他端部に対向する第１壁（１６、４２、６２、７２）、および、前記第１壁の両端部同士を接続するとともに前記隙間を有する第２壁（１９、４５、５２、６５、７５）から構成され、
   前記磁界発生手段の前記他端部と前記第１壁との間隔は、前記回転体の回転角度に拘わらず一定であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転角度検出装置（１０、４０、５０、６０、７０、８５）。
4. 前記ヨーク（１５）は、円筒状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角度検出装置（１０、８５）。
5. 前記磁界発生手段の回転角度範囲は、回転軸心まわりで１８０［°］以上の角度範囲であり、
   前記第１壁（４２）は、回転軸心に直交する断面の形状が円弧状であり、
   前記第２壁（４５）は、回転軸心に直交する断面の形状が直線状であることを特徴とする請求項３に記載の回転角度検出装置（４０、５０）。
6. 前記磁気検出手段は、回転軸心に直交する断面において前記第２壁（１９、４５、６５、７５）の長手方向の中央に設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の回転角度検出装置（１０、４０、６０、７０、８５）。
7. 前記磁気検出手段は、回転軸心に直交する断面において前記第２壁（５２）の長手方向の中央から外れた位置に設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の回転角度検出装置（５０）。
8. 前記磁界発生手段の回転角度範囲は、回転軸心まわりで１８０［°］以下の角度範囲であり、
   前記ヨーク（６１）は、回転軸心に直交する断面の形状が扇状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角度検出装置（６０）。
9. 前記磁界発生手段の回転角度範囲は、回転軸心まわりで１８０［°］の角度範囲であり、
   前記第１壁（７２）は、回転軸心に直交する断面の形状が半円の円弧状であり、
   前記第２壁（７５）は、前記第１壁の両端部同士を接続する仮想直線（Ｌ）に平行な第１板部（７６）と、前記第１板部に直交し且つ前記第１壁の一方の端部（７７）に接続する第２板部（７７）と、前記第１板部に直交し且つ前記第１壁の他方の端部（７８）に接続する第３板部（７８）と、から構成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転角度検出装置（７０）。
10. 前記ヨーク（８１）は、四角筒状であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転角度検出装置（８０）。
11. 前記磁界発生手段（８６）は、磁性体（８７）、および、前記磁性体に固定された永久磁石（８８）から構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転角度検出装置（８５）。
12. 前記磁性体は、回転軸心から当該回転軸心に交差する方向へ延びるように形成され、
    前記永久磁石は、前記磁性体のうち前記ヨークに対向する面に固定されていることを特徴とする請求項１１に記載の回転角度検出装置（８５）。

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