JP3215077U - シャフト外磁気角度感知システム - Google Patents

Abstract

【課題】回転シャフトの回転角度を検出するための磁石アセンブリおよびこのような磁石アセンブリを具現化する角度検出システムを提供する。【解決手段】シャフト３に取り付けられて回転軸の周囲でシャフト３と共に回転するように構成された第一の磁石部分１と、シャフトに取り付けられて回転軸の周囲でシャフトと共に回転するように構成された第二の磁石部分２とを含み、第一および第二の磁石部分１、２は、半径方向の凹部が第一および第二の磁石部分１、２間に形成されるようなそれぞれの幾何学構成を有し、第一および第二の磁石部分１、２は、回転軸に垂直な向きの平面に関して相互に幾何学的に鏡面対称であるように配置され、第一および第二の磁石部分１、２は、共同で、回転軸に垂直な向きの平面に関して鏡面対称または鏡面反対称である磁界を生成するそれぞれの磁化を有する。【選択図】図１７

Description

多くの利用分野において、シャフトまたは車軸の、シャフトまたは車軸の縦軸の周囲の回転を回転角度の検出によりモニタすることが望ましい。シャフトまたは車軸に、それと共回転するように取り付けられた磁石アセンブリを使用して回転角度を検出することが知られている。このような磁石アセンブリは、シャフトまたは車軸の回転軸の同心円に沿って回転する磁界を生成する。回転角度を検出するために、既知の角度センサが磁界成分（例えば、ｘ−ｙ成分）を測定し、測定された磁界成分を比較して、典型的には２つの成分の比の幾何関数を使用して回転角度の数値を提供する。したがって、角度センサシステムはこれらの少なくとも２つの磁界成分から軸の各回転角度位置における回転角度（０〜３６０°）を一意的に判定でき、これは、例えばわずかな角度量の増分のみを判定できる、例えば磁極ホイールを利用する速度センサと異なる。

オンアクシス角度検出システムにおいて、非回転対称のボタン型磁石がシャフトの端に設置されてもよい。回転軸の付近に設置された磁気センサが回転角度を検出するために使用されてもよい。

しかしながら、用途により、この既知の配置は適当でなく、通常、それは空間的な制限または回転シャフトの環境内の他の要因による。したがって、１つまたは複数の磁界検出器をいわゆる読取り半径（読取り円）上またはその内部で回転シャフトまたは車軸の周囲に配置することにより、回転磁石アセンブリの磁界を検出し、そのようにして検出位置における回転磁界の大きさを特定してもよい。このような角度センサは、「オフアクシス」角度センサ、またはシャフト外角度センサしても知られているが、これは、センサ要素がシャフトまたは車軸の回転軸上にないからである。

何れの種類の角度感知システムでも、ホールプローブまたは磁気抵抗（ＭＲ）センサを使用して磁界とその向きとを検出してもよい。このようなセンサの例は、米国特許第８，７７９，７６０号明細書に記載されている。

一般に、既知のオフアクシス角度検出システムは、既知のオンアクシスシステムほど正確ではない。オンアクシスシステムは１°未満の誤差で角度を検出できるのが典型的であるが、既知のオフアクシスシステムでの検出誤差は典型的に約５°である。オフアクシスシステムの精度が劣る主な理由は、このようなシステムが製造公差の影響を受けやすいことである。

こうした製造公差には幾何学的誤差、例えばシャフト上の磁石の位置誤差、および読取り回路のセンサ素子のそれぞれの位置が含まれ、これらは何れもシャフトまたは車軸の半径方向位置および傾斜に関する。センサ素子自体に固有の誤差、例えばゼロイング（校正）誤差、利得および直線性誤差も、精度の低下だけでなく、１つの感知装置で複数のセンサが使用されている場合に個々のセンサの感度を相互に正確にマッチさせることができないことの一因であり得る。

より正確なシャフト外角度感知を提供するために、本明細書に記載されている実施形態は、回転可能シャフトの回転角度を判定するのに使用される磁石アセンブリを提供し、これは、シャフトに取り付けられて回転軸の周囲でシャフトと共回転するように構成された第一の磁石部分と、シャフトに取り付けられて回転軸の周囲でシャフトと共回転するように構成された第二の磁石部分とを含み、第一および第二の磁石部分は、半径方向の凹部が第一および第二の磁石部分間に形成されるようなそれぞれの幾何学構成を有し、第一および第二の磁石部分は、回転軸に垂直な向きの平面に関して鏡面対称であるように幾何学的に配置される。

第一および第二の磁石部分は、共同で、回転軸に垂直な向きの平面に関して鏡面対称または鏡面反対称である磁界を生成するそれぞれの磁化を有していてもよい。

第一の平面において、第二の磁石部分の幾何学形状は、第一の平面内のある点に関して、第一の磁石部分の幾何学形状と中心対称であってもよく、第一の平面は回転軸を含むような向きである。回転軸を含むような向きの少なくとも第二の平面では、第二の磁石部分の幾何学形状は、第二の平面内の何れかの点に関して、第一の磁石部分の幾何学形状と中心対称でなくてもよく、第一および第二の平面は異なる平面である。

いくつかの実施形態において、第一の平面内で、第二の磁石部分の幾何学形状は、回転軸に垂直な向きの平面に関して第一の磁石部分の幾何学形状と鏡面対称であり、第一の平面は回転軸を含むような向きである。

いくつかの実施形態において、第一および第二の磁石部分は共同で磁界を生成し、それにより、第一および第二の磁石部分の外側で、磁界が第一の磁界ベクトルを含み、第一の磁界ベクトルの第一の成分の最大の大きさは、回転軸に垂直な向きの平面内にあり、それにより、第一の磁界ベクトルの第一の成分の大きさは、第一の磁界ベクトルの第二の成分の大きさの少なくとも１０倍大きく、第二の成分が第一の成分に垂直であり、第一の成分および第二の成分のうちの一方は、回転軸の方向の成分である。

凹部は回転軸を取り囲み、回転軸に平行な方向における凹部の間隔距離は変化する。

凹部の間隔距離は、回転軸との少なくとも１つの同心円に沿って移動するときに連続的に変化してもよい。

間隔距離は、少なくとも１つの円に沿って移動するとき、第一の極大値と第二の極大値とを含んでいてもよく、第一および第二の極大値は回転軸に関して正反対に位置付けられる。

第一および第二の磁石部分のうちの少なくとも一方について、回転軸に平行な方向に測定される厚さは変化してもよい。

凹部はギャップであってもよく、このギャップは、少なくとも回転軸に垂直な平面に沿って延びる。

いくつかの実施形態によれば、回転軸を含むような向きの第一の平面内で、第一の平面内の点における第二の磁石部分の磁化は、第一の平面の第一の対称点に関して、第一の平面内の点における第一の磁石部分の磁化または反転磁化の一方と中心対称である。

いくつかの実施形態によれば、第一の磁石部分は、シャフトを第一の磁石部分に通すようになされた第一の貫通穴を含み、および第二の磁石部分は、シャフトを第二の磁石部分に通すようになされた第二の貫通穴を含む。

第一の磁石部分と第二の磁石部分とは、シャフトの円周を少なくとも部分的に取り囲むスリーブに取り付けられるように構成されてもよい。スリーブは軟質磁性材料を含んでいてもよい。スリーブは、スリーブの角度位置および軸位置の少なくとも一方をシャフトに関して整列させる構造を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態によれば、第一の磁石部分と第二の磁石部分とは、相互に隣り合って接触してシャフト上に一体構造を形成するようにシャフトに取り付けられるか、または第一および第二の磁石部分間にギャップを設けてシャフトに取り付けられるように構成されてもよい。

いくつかの実施形態によれば、第一の磁石部分は、第一の平面より下の第一のセクションと、第一の平面より上の第二のセクションとを有し、第一の平面は第一の平面内に回転軸を含むような向きであり、第一の平面に関して、第二のセクションの磁化は、第一のセクションの磁化と鏡面反対称であるような向きである。

いくつかの実施形態によれば、磁石部分は、回転軸に垂直な向きの平面内の円のすべての点において回転軸に平行な磁界を生成する。

いくつかの実施形態によれば、磁石部分は、回転軸に垂直な向きの平面内の円のすべての点において回転軸に垂直な磁界を生成する。

いくつかの実施形態によれば、第一および第二の磁石部分は、回転軸の周囲の円の点において回転軸に平行な磁界成分を有する磁界を生成し、磁界は、回転軸の周囲の円上の点において、回転軸に平行な成分の方位角位置に対する非消滅の一次導関数と、回転軸に平行な成分の半径方向位置に対する消滅する一次導関数とを有する。

いくつかの実施形態によれば、第一および第二の磁石部分は、回転軸の周囲の円の点において回転軸に垂直な磁界成分を有する磁界を生成し、磁界は、円上の点において、
− 回転軸に垂直な磁界成分の半径方向位置に対する消滅する一次導関数、
− 回転軸に垂直な磁界成分の軸方向位置に対する消滅する一次導関数、
− 回転軸に垂直な磁界成分の半径方向位置に対する消滅する二次またはそれより高次の導関数、および
− 回転軸に垂直な磁界成分の軸方向位置に対する消滅する二次またはそれより高次の導関数
のうちの１つまたは複数を有する。

いくつかの実施形態によれば、第一および第二の磁石部分は、回転軸を含むような向きの平面内の同心の楕円経路に沿って少なくとも４つの異なる磁化方向を有する磁化を含み、少なくとも４つの異なる磁化ベクトルは、時計回りの順序で整列されるか、または反時計回りの順序で整列される磁化方向を有する。

本明細書に記載されている実施形態はまた、回転軸の周囲で回転可能なシャフトの回転角度を判定する磁気角度検出システムで使用される磁石アセンブリも提供し、この磁石アセンブリは、シャフトに取り付けられてシャフトと共回転するように構成された第一の磁石部分と、シャフトに取り付けられてシャフトと共回転するように構成された第二の磁石部分と、第一および第二の磁石部分を回転可能なシャフトに取り付ける取付け構造とを含み、第一および第二の磁石部分は、磁界が協働して生成されるように取付け構造に取り付けられ、少なくとも回転軸との同心円に沿ったかつそれに近い位置において、生成される磁界は、シャフトの回転軸に垂直な向きの平面に関して鏡面対称または鏡面反対称である。

いくつかの実施形態によれば、第一の磁石部分は第一の磁化を含み、および第二の磁石部分は第二の磁化を含み、回転軸を含む少なくとも１つの平面内で、第二の磁化の少なくとも１つの平面への投影は、第一の磁化および反転させた第一の磁化のうちの一方の少なくとも１つの平面への投影に対して、その少なくとも１つの平面内の第一の対称点に関して点対称である。

いくつかの実施形態によれば、第一および第二の磁石部分は、シャフトに、それらの間の凹部によって回転軸に沿って相互から分離されて取り付けられるように構成され、少なくとも１つの磁界センサは、少なくとも部分的に凹部の半径方向の範囲内に位置付けられる。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つのセンサは、第一および第二の磁石部分の中央部分の半径方向距離より大きい半径方向距離に位置付けられる。

いくつかの実施形態によれば、３つの磁界センサは、その平面内において、シャフトの周囲で相互に１２０°ずらされる位置に位置付けられる。

本明細書に記載されている実施形態は、回転軸の周囲で回転可能なシャフトの回転角度を判定するのに使用される磁石アセンブリを提供し、これは、シャフトに取り付けられてシャフトと共回転するように構成された第一の磁石部分と、シャフトに取り付けられてシャフトと共回転するように構成された第二の磁石部分とを含み、第一の磁石部分は第一の磁荷分布を有し、および第二の磁石部分は第二の磁荷分布を有し、表面磁荷は回転軸方向に沿って不均一に分散され、回転軸に垂直な鏡面で鏡映されると、第一の磁荷分布内の各点は、第二の磁荷分布内の対応する点を有し、それにより、対応する点の磁荷の大きさが同じである。

いくつかの実施形態によれば、対応する点の磁荷の符号は異なる。いくつかの実施形態によれば、対応する点の磁荷の符号は同じである。

いくつかの実施形態によれば、磁石アセンブリは、回転軸を含む第二の鏡面を含み、第二の鏡面は、第一の磁荷分布を第三および第四の磁荷分布に分割し、それにより、第二の鏡面で鏡映されると、第三の磁荷分布内の各点は、第四の磁荷分布内に対となる点を有し、第三の磁荷分布内の各点およびその対となる点の磁荷の大きさは同じであり、および第三の磁荷分布内の各点およびその対となる点の磁荷の符号は異なる。

本明細書に記載されている実施形態はまた、角度センサシステムも提供し、これは、回転軸の周囲で回転可能に配置されたシャフトと、シャフトに取り付けられて回転軸の周囲でシャフトと共回転する第一および第二の磁石部分を含む磁石アセンブリと、シャフトの外側で、回転軸からある半径方向距離において回転軸に垂直な平面内に位置付けられた少なくとも１つのセンサとを含み、磁石アセンブリは、少なくとも読取り円に沿ってかつその近くに、その平面に関して鏡面対称または鏡面反対称の磁界を生成し、読取り円はその平面内の円であり、読取り円は回転軸と同心であり、かつ半径方向距離と等しい半径を有する。

いくつかの実施形態によれば、磁石アセンブリは磁界を生成し、それにより、読取り円に沿った位置における磁界の第一の成分の最大変化量は、読取り円に沿った位置における磁界の第二の成分の最大変化量の少なくとも１０倍大きく、第一または第二の成分のうちの一方は回転軸の方向の成分であり、および第二の成分は第一の成分に垂直である。

本明細書に記載されている実施形態はまた、軸外角度センサシステムを製造する方法を提供し、これは、第一の磁石部分と第二の磁石部分とをスリーブに取り付けるステップと、スリーブをシャフトに、回転軸の周囲でシャフトと共回転するように取り付けるステップであって、それにより、第一および第二の磁石部分は、回転軸に垂直な向きの平面と鏡面対称であるように幾何学的に配置される、ステップと、少なくとも１つの磁気センサをその平面内でシャフトに対して半径方向に取り付けるステップとを含む。

本明細書に記載されている実施形態はまた、絶対回転角度センサシステムで使用される装置も提供し、これは、回転軸の周囲でシャフトと共回転する磁石部分を含み、磁石部分は変化する厚さを含み、厚さは回転軸に平行な方向に測定され、磁石部分は、第一の位置および第二の位置において最小厚さを含み、第一および第二の位置は正反対に配置される。

いくつかの実施形態によれば、磁石部分の第一のセクションは第一の磁化を含み、および磁石部分の第二のセクションは第二の磁化を含み、第一の磁化と第二の磁化とは、それぞれ少なくとも１つの磁化ベクトル成分について反対の方向を有する。

少なくとも１つの磁化ベクトル成分は、回転軸に平行な成分であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、第一のセクションは磁石部分の第一の半分部分であり、および第二のセクションは磁石部分の第二の半分部分であり、第一および第二の半分部分は第一および第二の位置において相互に接する。

いくつかの実施形態によれば、第一のセクションは第一の表面磁荷分布を有し、および第二のセクションは第二の表面磁荷分布を有し、第一および第二の表面磁荷分布は反対の符号を有する。

いくつかの実施形態によれば、磁石部分の厚さは、回転軸との同心円に沿って第一の位置から第一の最大位置へと移動するときに連続的に増大し、磁石部分の厚さは、その円に沿って第一の最大位置から第二の位置へと移動するときに連続的に減少し、磁石部分の厚さは、その円に沿って第二の位置から第二の最大位置へと移動するときに連続的に増大し、磁石部分の厚さは、その円に沿って第二の最大位置から第一の位置へと移動するときに連続的に減少する。

本明細書に記載されている実施形態はまた、軸外角度センサシステムを製造する方法を提供し、これは、第一の磁石部品と第二の磁石部品とを提供するステップであって、第一および第二の磁石部品は相互に分離されている、ステップと、第一および第二の磁石部品をシャフトに、回転軸の周囲でシャフトと共回転するように取り付けるステップであって、それにより、第一および第二の磁石部品が結合されてシャフトを取り囲む磁石部分を形成する、ステップとを含み、磁石部分は、変化する厚さを含み、少なくとも極小厚さの第一の位置と極小厚さの第二の位置とを有し、厚さは、回転軸に平行な方向に測定される。

他の実施形態は、以下に簡単に説明する図面と詳細な説明から明らかとなり得る。

実施形態による角度センサの第一の実施形態の正面図および平面図を示す。 実施形態による角度センサのための磁石アセンブリの第二の実施形態の正面図である。 実施形態による角度センサのための磁石アセンブリの第三の実施形態の各種の正面図を示す。 実施形態による角度センサのための磁石アセンブリの第三の実施形態の各種の正面図を示す。 実施形態による角度センサのための磁石アセンブリの第三の実施形態の各種の正面図を示す。 実施形態による角度センサのための磁石アセンブリの第四の実施形態の正面図である。 実施形態による角度センサのための磁石アセンブリの第五の実施形態の正面図である。 実施形態による角度センサのための磁石アセンブリの第六の実施形態の正面図である。 実施形態による角度センサの第七の実施形態の正面図および平面図である。 図７に示される磁石アセンブリの第八の実施形態の斜視図である。 第九の実施形態（図８と同様であるが、小さい変更箇所がある）の正面図を示す。 第九の実施形態（図８と同様であるが、小さい変更箇所がある）の正面図を示す。 実施形態による磁石アセンブリの別の実施形態の正面図である。 図１０の磁石アセンブリの斜視図である。 磁石アセンブリの上半分の正面図を示す。 磁石アセンブリの上半分の正面図を示す。 磁石アセンブリの上半分の正面図を示す。 磁石アセンブリの上半分の正面図を示す。 実施形態による磁石の他の実施形態の正面図を示す。 図１３の実施形態の斜視図を示す。 実施形態による磁石の他の実施形態の正面図および平面図を示す。 実施形態による磁石の他の実施形態の正面図を示す。 図１６の実施形態の斜視図を示す。 実施形態による磁石の他の実施形態の正面図および平面図を示し、その磁化パターンを示す。 実施形態による磁石の他の実施形態の正面図および平面図を示す。 実施形態による斜視図を示す。 実施形態による斜視図を示す。 実施形態による斜視図を示す。 実施形態による斜視図を示す。 実施形態による斜視図を示す。 鏡面反対称ベクトル場の例を示す。 鏡面反対称ベクトル場の例を示す。 鏡面反対称ベクトル場の例を示す。 鏡面対称ベクトル場の例を示す。 鏡面対称ベクトル場の例を示す。 鏡面対称ベクトル場の例を示す。 軸外角度センサシステムを製造するための実施形態のフロー図を示す。 ２つのセクションを結合することによる磁石部分の取付けの例を示す。 ２つのセクションを結合することによる磁石部分の取付けの例を示す。

本明細書に記載されている実施形態は、オフアクシス型角度センサ装置に関する。本明細書において使用されるかぎり、このような装置の実施形態は、中心穴を有する磁石アセンブリを含んでいてもよく、その穴はシャフトを収容するために使用されてもよく、センサ素子は回転軸から、穴の半径より大きい半径方向距離に配置される。オフアクシス型センサ装置は絶対角度センサシステムであり、したがって、軸の各回転角度位置における回転角度（例えば０〜３６０°）を瞬間的な磁界からのみ、例えば瞬間的な磁界の感知された２つの磁界成分からのみ一意的かつ連続的に判定できる。

本明細書に記載されている方法およびシステムの実施形態は、製造公差、取付けの幾何学的な不正確さ等に起因するオフアクシス型角度感知システムの角度誤差に対処する。このような誤差を回避するために、本明細書に記載されている実施形態は、磁石アセンブリと、対称性の高いセンサ素子の感知位置における磁界を提供する磁石アセンブリを使用する、より堅牢なオフアクシス型角度検出システムとを提供する。本明細書に記載されている磁石アセンブリは、高い対称性を提供する。このような磁石アセンブリにより生成される磁界を回転角度の検出に使用するオフアクシス型角度センサ装置は、製造または取付け公差に対してより堅牢であり、角度誤差の減少につながる。磁界勾配を測定するシステムと異なり、本明細書の実施形態は、少なくとも１つの感知位置における少なくとも１つの磁界成分（例えば、Ｂｚ、ＢＲ、Ｂψ）の測定に基づいて回転位置（回転角度）を判定する。この測定された磁界成分から回転角度が判定される。実施形態によれば、対称性がより高く、したがってより堅牢なシステムは、測定された磁界ベクトル成分（または複数の磁界ベクトル成分）の磁界勾配がそれぞれのセンサの位置においてゼロであるときに得られる。これは、例えば、上述のベクトル成分の１つまたは複数に関する少なくとも磁界一次勾配が消滅すること、すなわち０となるか、または現実的に０に近い場合を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、磁界成分のいくつかの勾配は、鏡面対称または鏡面反対称の平面内で消滅する。鏡面対称または鏡面反対称の平面内で消滅する勾配は、小さい設置公差に対する堅牢性を提供するのに有利であり得る。

さらに、いくつかの実施形態において、センサ素子の位置における磁界は、シャフトおよびシャフトに取り付けられた磁石アセンブリが回転軸の周囲で回転している間、回転軸に平行である（および例えば回転軸に垂直ではない）。センサ素子における磁界は、すべての回転位置について常に回転軸に平行な方向であるため、わずかな傾斜およびすべての部品のミスアラインメントに対する堅牢性は、例えばセンサ素子の位置における磁界が回転軸に垂直なシステムと比較して増大する。

ベクトルが設計される座標系は、デカルト座標系でも円柱座標系でもよい。

実施形態によれば、回転するシャフトと共回転する磁石アセンブリを有する磁気角度センサシステムにおいて、磁石アセンブリの磁化および少なくとも１つのセンサ要素の位置は、センサの位置において、シャフトのすべての回転位置について磁界の少なくとも１つの成分の勾配が０になるように、また、いくつかの実施形態では、磁界の２つの成分の勾配が０となるように設計される。さらに、実施形態による磁石アセンブリは、読取り円上で１つまたは複数の垂直成分のみを有する磁界を生成し、したがって、少なくとも第三の空間成分が消滅する（ゼロになるか、または現実的に可能であるようにゼロに近付く）必要がある。好ましくは、磁石アセンブリは、１つの磁界成分のみを有する。このような１つの磁界コメントは、ｚ成分（すなわち、回転軸に平行）であってもよい。

磁界の理論において、磁界は磁気ベクトルを空間内の各点に割り当てることが知られている。磁気ベクトルは、空間内の各点について、デカルト空間内の３つの直交するベクトル成分を有するベクトルに分解できる。磁界全体が、空間内のすべての点について、３つのデカルト成分ｘ、ｙ、およびｚの重ね合わせである。したがって、磁界は、Ｂｘ（ｘ，ｙ，ｚ）、Ｂｙ（ｘ，ｙ，ｚ）、Ｂｚ（ｘ，ｙ，ｚ）で表すことができ、Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚはデカルト磁界成分であり、（ｘ，ｙ，ｚ）は、磁気ベクトルが割り当てられる空間内の点の座標を表す。円柱座標系についても同じであり、成分はＲ、ψ（プサイ）、およびｚであり、Ｒは半径方向を示し、ψは接線または方位角方向であり、ｚは軸方向である。デカルト座標系と同様に、半径方向Ｒ、接線または方位角方向ψ、および軸方向ｚは直交方向である。したがって、円柱座標系では、磁界はＢＲ（ｒ，ψ，ｚ）、Ｂψ（Ｒ，ψ，ｚ）、Ｂｚ（Ｒ，ψ，ｚ）で表すことができ、ＢＲ、Ｂψ、Ｂｚは円柱磁界成分であり、（Ｒ，ψ，ｚ）は磁気ベクトルが割り当てられる空間内の点の円柱表現である。また、混合型の表現形態、例えば、円柱座標およびデカルト座標の空間点におる磁界成分の表現を考えることができる場合もある。

実施形態によれば、読出しセンサ（または複数の読出しセンサ）は、シャフト端磁石アセンブリの回転軸に垂直な平面内にある。例えば、この平面はｚ＝０平面と指定することができる。

磁石アセンブリは、したがって、第一の半分部分の空間ｚ＞０内の第一の磁石部分と、第二の半分部分の空間ｚ＜０の第二の磁石部分とにより形成される。さらに、磁石アセンブリの第二の磁石部分の形状は、ｚ＝０平面に関する第一の磁石部分の鏡映である。磁石アセンブリは、したがって、回転シャフト３に、読出しセンサ（読取り半径）が位置付けられた平面と鏡面対称であるように配置された２つの磁石部分１および２からなる。磁石部分１および２の各々は、硬質磁性材料からなる本体により形成されてもよい。それぞれの磁石部分を形成する本体は、回転シャフトに取り付けられるようにするための穴を有する中実の本体であってもよい。本体はまた、それ以前には別々であった本体の２つ以上のセクションを結合することによって形成されてもよい。

実施形態において、半径方向の凹部が対称面の第一および第二の磁石部分１および２間に形成される。半径方向の凹部は、対象面内で、半径方向に内側に回転軸に向かって延びる。第一および第二の磁石部分１および２は、したがって凹部と対称であってもよい。半径方向の凹部により、センサの位置において、対称性の高い強力で均一な磁界を生成することが可能となる。したがって、凹部により、位置的な取付け誤差および他の誤差に対する堅牢性が高まる。第一および第二の磁石部分１および２間の半径方向の凹部は回転軸の周囲を回る。凹部は、いくつかの実施形態において、第一および第二の磁石部分１および２間のギャップであってもよく、これは第一および第二の磁石部分１および２の外面から半径方向に、シャフトまたは取付け構造に向かって内側に延びる。いくつかの実施形態において、凹部は外面からシャフトまたは取付け構造へと半径方向に少なくとも部分的にのみ延びていてもよい。

ここまでの説明は、磁石アセンブリの形状のみに関している。加えて、以下に磁石アセンブリの磁化について述べる。

本明細書に記載されている説明は、硬質磁性材料と軟質磁性材料との一般的に理解されている違いに基づく。硬質磁性材料は、永久磁石を形成するために使用され、外から磁界が印加されなくてもその磁化を保持する。軟質磁性材料は、印加される磁界によって容易に磁化および消磁される。軟質磁性材料は、１よりはるかに高い相対的透磁性を有する。

永久磁石の場合、本明細書の説明は直接当てはまるが、軟質磁性部分について、説明は着磁状態時にのみ当てはまる。現実には、永久磁石と軟質磁性部分との連続部分があり得る。軟質磁性部分に関して幾何学的対称条件のみが当てはまるが、幾何学および磁気対称条件は永久磁性部分に当てはまる。

磁荷の理論では、永久磁石の磁界は、永久磁石の表面上に分布する架空の磁荷（ＮおよびＳ極）により生成されると考えることができ、場合により永久磁石の内部にあると考えてもよい。前述のように、これらは物理的に存在しない架空の磁荷であるが、静的磁界を正確に計算するために使用できる。磁荷ベクトルおよび永久磁石表面に関して外側に向く単位ベクトルのスカラー積は有効面磁荷、すなわち単位表面積当たりの磁荷と同じである。本明細書において、実施形態による対称条件は、上述の磁荷の点で説明できるが、図では磁化ベクトルを使用して示すことができ、以上はこれら２つの項目間の関連を表す。

上述の幾何学鏡面対称に加えて、実施形態による磁石アセンブリは、磁石装置の第一の磁石部分の表面または内部の磁荷が、磁石アセンブリの第二の磁石部分の対応する磁荷に関して同じ大きさを有するが、反対の極性（反対の符号）を有するように設計されてもよい。したがって、このような実施形態において、磁石の１つの地点に北極があれば、アセンブリ内の、ｚ＝０平面での鏡映である部位に、すなわち対となる点において、同等に強力な南極がなければならない。この条件の結果、読出し回路に関する上述の対称面ｚ＝０において、（ｉ）磁石アセンブリが回転軸の周囲で３６０°完全に回転する間、磁界は対称面に対して垂直であり、したがって磁界は回転軸に平行であり、（ｉｉ）ｚ方向に沿った磁界のｚ成分の勾配は対称面内で消滅する。さらに、磁荷が鏡面に関して鏡面対称に同じ大きさであるが反対の極性で配置された場合、その結果として生成される磁化および磁界は反対称である。本明細書で使用されるかぎり、磁化、磁界、またはより一般的にはベクトル場は、そのベクトル場のそれぞれ空間内の鏡面対称点に割り当てられたベクトルが、対応するベクトルのうち、方向が反対である他方の鏡映ベクトルである１つと同じ大きさを有する場合、ある平面に関して鏡面反対称である。よりよく理解するために、図２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃは、鏡面反対称ベクトル場のいくつかの例を示している。図２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃは、ｚ＝０鏡面（鏡面は図２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃにおいて破線で示されている）に関して反対称であるベクトル場をｚ−ｙ平面に投影したものを示している。上述の対称に関して、対称面（ここではｚ＝０平面）内で磁界のｚ成分のみが０と異なり、Ｒおよびψ方向の成分は（円柱座標系内で）消滅する。これは、対称面内に提供される予定のセンサ素子がｚ成分を検出できなければならないことを意味する。上述の装置は、ＢｒおよびＢψの両方の磁気成分が消滅し、したがって高い対称性が存在するため、位置公差に対して非常に堅牢である。

実際の実施例において、第一の磁気成分は、第二の磁気成分に関して、第二の磁気成分の大きさが第一の磁気成分の大きさの少なくとも１０倍大きい場合に消滅すると考えてもよい。したがって、上述のような対称の場合、Ｂｚの大きさはＢＲおよびＢψの両方の大きさより少なくとも１０倍大きくてもよい。さらに、理解すべき点として、本明細書に記載されている磁界に関して、対象に関する考慮およびその結果として消滅する磁気成分または磁気成分の消滅する導関数は、少なくとも、センサにより感知される磁界を判定する読取り円の付近において有効であると考えられる。実際の用途では、読取り円からある距離における領域内の磁界はより弱くてもよく、例えば強磁性部品等による他の磁気的影響を受けやすいことがあり得る。このような効果により、読取り円から離れた領域における磁界の対称が破壊され得る。したがって、本明細書に記載されている磁界の対称に関する考慮は、主として読取り円の付近の磁界について有効であるものとする。

実施形態による他の装置は、磁石装置の第一の磁石部分１の表面または内部のある点に位置付けられ、磁石アセンブリの第二の磁石部分における対応する磁荷と同じ大きさの磁荷に関するものであり、何れの磁荷も同じ極性を有する。これは、磁石の表面の１つの点における北極に関して、平面ｚ＝０での鏡映点に同等に強力な北極がなければならないことを意味する。この条件では、対象面ｚ＝０も得られる。この実施形態において、磁界のｚ成分のみが消え、ｒおよびψ方向の成分は０と異なる。したがって、検出器はｒおよびψ成分のうちの少なくとも一方を検出できなければならない。磁荷がある平面に関して鏡面対称に配置され、同じ大きさおよび同じ極性である場合、結果として得られる磁化は鏡面対称である。本明細書において使用されるかきり、ある平面に関して鏡面対称の磁界、磁化、またはより一般的にはベクトル場とは、ベクトル場のそれぞれ空間内の鏡面対称点に割り当てられたベクトルが、対応するベクトルのうち、他方の鏡映ベクトルである１つと同じ大きさを有するベクトル場である。よりよく理解するために、図２３Ａ、２３Ｂ、および２３Ｃはベクトル場がｚ＝０平面に関して鏡面対称である、ｙｚ面内に投影されたベクトル場の例を示す。

センサにより感知される磁界成分（鏡面反対称の場合にはＢｚ、鏡面対称の場合にはＢｒ、Ｂψ）は、読取りサイクルに沿って方位角に応じて変化する。感知された磁界成分のこのような変化により、回転角度を検出できる。感知のための磁界成分の変化を見る際、したがって、上述の条件は、少なくとも１つの磁界成分の変化が読取り円に沿った磁界の感知されたそれぞれの成分の変化と比較して無視できるように設定されてもよい。実際の実施例において、磁界成分の無視できる変化は、読取り円に沿った感知磁界成分の最大変化量（最大値から最小値を引いたもの）が読取り円に沿った他方の磁界成分の最大変化量の少なくとも１０倍大きいときに存在し得る。

一般に、感知円内の対称度と、したがって位置公差に対する堅牢性とは、２つの直交する成分が消える場合の方が、一方の成分のみが消える場合よりも高くなる。これは、不可避的な組立公差によってその名目上のアラインメントに関してわずかに傾斜している検出器を考えると分かる。センサにおける磁界が１つの成分のみを有する場合、この方向が少し傾斜しても、他の磁界成分は存在しないため、それらとのクロストークに繋がらない。しかしながら、磁界が２つまたはさらには３つの直交する成分を有し、そのうちの１つのみが傾斜のない理想的な場合に検出されるとすれば、傾斜はクロストークにつながり、他の磁界成分がセンサ信号にさらに寄与し、これが一般に角度の検出誤差につながる。

さらに、生成された可変的な磁界は、実施形態において、少なくとも読取り円（その平面内にあり、回転軸と同心の円）に沿っておよび／または読取り円の付近で鏡面対称または鏡面反対称である。実施形態において、読取り円の付近とは、回転軸と同心の領域を含んでいてもよく、円に沿って感知された磁界成分の最大変化量（最大値から最小値を引いたもの）は、読取り円に沿った最大変化量の９０〜１１０パーセントである。円に沿った最大変化量はまた、円に沿ったハブとも呼ばれてよい。

磁石アセンブリは永久磁石によって形成できるものの、軟質磁性部分も含んでいてよいが、ただし、これらは少なくとも１つの永久磁石を含まなければならず、なぜなら、軟質磁性部分のみで形成された装置は磁界を生成できないからである。

上述の場合の何れに関しても（鏡面対称および鏡面反対称）、第一および第二の磁石部分の磁荷分布は、回転軸の方向に沿って不均一に分散された磁石アセンブリの面磁荷を提供できる。

磁石アセンブリは、必ずしも回転対称でなくてもよい。いくつかの実施形態において、磁石アセンブリの外縁または外周は、回転軸から一定の距離に位置付けられているが、軸方向に角度依存性を有していてもよく（例えば図８および１７に示されている）、したがって、このような実施形態の外面は全体がシャフトの回転軸に関して回転対称であるわけではない。

磁石アセンブリが取り付けられるシャフトは非磁性であってもよく、または軟質磁性であってもよい。シャフトは、したがって、磁石アセンブリの一部であってもよい。

ここで、実施形態による各種の磁性構成の例を以下に説明する。

図１は、実施形態による磁石アセンブリのある実施形態の、それぞれ（ｙ，ｚ）平面および（ｘ，ｚ）平面における２つの正面図と、（ｘ，ｙ）平面における平面図とを示す。図から分かるように、磁石アセンブリは、磁石の第一の部分１と磁石の第二の部分２とを有する。第一および第二の磁石部分１および２は、半径方向のギャップがそれらの間に形成されるように配置される。図１において、第一および第二の磁石部分１および２間のギャップは、一定の距離を有する。図７〜１９に関して後に説明するように、他の実施形態では、第一および第二の部分間に、ギャップ距離の変化するギャップが提供される。換言すれば、図１の実施形態において、第一および第二の磁石部分１および２の相互に対面する表面は平行である。それとは異なり、図７〜１９に関して説明する実施形態では、第一の磁石部分１の、第二の磁石部分２の表面と対向する表面の少なくとも一部は、第二の磁石部分２の対向する表面の少なくとも一部と非平行である。さらに、図１の実施形態において、第一の磁石部分１の上側主表面は第一の磁石部分１の下側主表面と平行である（上側および下側とは、ここでは、回転軸の方向に関して定義される）。同様に、第二の磁石部分２の上側主表面は第二の磁石部分２の下側主表面と平行である。換言すれば、図１の実施形態において、各磁石部分１および２の上側および下側主表面は一定の距離だけ分離される。図７〜１９に関して説明する他の実施形態において、第一および第二の磁石部分１および２の少なくとも一方の上側主表面は下側主表面と非平行である。換言すれば、それぞれの磁石部分の上側主表面と下側主表面とは変化する。いくつかの実施形態において、それぞれの磁石部分の上側主表面と下側主表面とは、少なくとも円（例えば、回転軸および同心円）の周囲で連続的に変化する。いくつかの実施形態において、それぞれの磁石部分の上側主表面と下側主表面との間の距離は、少なくとも第一の方向と第一の方向に垂直な第二の方向に移動するときに連続的に変化する。いくつかの実施形態において、それぞれの磁石部分の第一のセクション（例えば、第一の半分部分）に関して、上側および下側主表面間の距離は、１つの方向に沿って移動するときに連続的に減少し、それぞれの磁石部分の第二のセクション（例えば、第二の半分部分）について、上側および下側主表面間の距離は、１つの方向に移動するときに連続的に増大する。いくつかの実施形態において、それぞれの磁石部分は、回転軸を含む平面内でＶ字形を有する。いくつかの実施形態において、それぞれの磁石部分の上側および下側主表面のうちの一方は回転軸に垂直であり、他方は回転軸に非垂直である。いくつかの実施形態において、第一および第二の磁石部分１および２の各々の上側主表面は下側主表面に非平行である。図１の実施形態および本明細書に記載されている他の実施形態において、第一の磁石部分１と第二の磁石部分２とは、それぞれシャフト３を完全に取り囲む。図１の実施形態において、第一および第二の磁石部分１および２はディスク形であるが、他の実施形態では他の形状も提供できる。第一の磁石部分１の形状と第二の磁石部分２の形状とは、ｘ−ｙ平面（ｘ−ｙ平面はｚ＝０面と同じ）に関して鏡面対称である。図１の実施形態において、第一の磁石部分１の幾何学形状は、第二の磁石部分２の幾何学形状と同じであるが、軸方向にずれている。さらに留意すべき点として、第一および第二の磁石部分１および２のｚ−ｙ平面内の幾何学形状はまた、ｚ−ｙ平面において、座標系の原点（ｘ，ｙ，ｚ＝０）に関して点対称でもある。換言すれば、第二の磁石部分２は、原点において第一の磁石部分１を点鏡映することによって得られる。

磁石アセンブリの第一および第二の磁石部分１および２は、ｚ軸に垂直とすることができ、磁化は、磁石の磁石部分１および２の各々においてｙ方向に平行とすることができるか、または一方の部分で平行に、それぞれの相手の部分で反平行とすることができる。磁石の磁石部分１および２の両方においてｙ方向に平行な磁化を有する第一の実施形態において、読取り円における磁界のｚ成分（ｚ＝０平面内のセンサ素子）は消える。磁化とその結果として得られる磁界とは、したがって、上述のように鏡面対称である。第一の磁石部分１における磁化がプラスのｙ方向に向かい、第二の磁石部分の磁化がマイナスのｙ方向に向かう他の場合では、磁界のＲおよびψ成分は、センサ素子（または複数のセンサ素子）が設置されるｚ＝０平面内の読取り円において消える。磁石アセンブリの外側の磁化およびその結果として得られる磁界は、他の磁気の影響が存在しないと仮定して、上述のように鏡面反対称である。前述のように、後者の場合、最初の場合と比較してより対称度が高い。

いくつかの実施形態において、磁化方向はまた、純粋に軸方向であってもよく、例えば第一の磁石部分１のｙ＞０についてｚ軸に平行であり、第一の磁石部分１のｙ＜０についてｚ軸に逆平行である（逆平行とは、逆方向であることを意味する）。第二の磁石部分２において、磁化は、したがってｙ＞０についてｚ軸に平行、ｙ＜０についてｚ軸に逆平行とすることができる。あるいは、磁化は、第二の磁石部分２において、ｙ＞０についてｚ軸に逆平行であり、ｙ＜０についてｚ軸に平行であってもよい。

理解すべき点として、実施形態はまた、ｙ軸およびｚ軸成分の両方が非消滅であるような磁化を利用してもよく、これについて例えば図２に関して説明する。

磁界センサが図１では磁石部分の半径方向の周辺に、またはその中に概略的に示されている。留意すべき点として、回転軸の周囲を取り囲む半径方向の凹部により、センサを半径方向の周辺内に設置することができる。あるいは、センサは、周辺の外に配置することもでき、これは磁界センサの破線の表現により示されている。センサは、すべての実施形態においてｚ＝０面内に配置される。図１から分かるように、磁界センサは、すべてシャフトの半径方向の外側に配置される。換言すれば、磁界は、シャフトの半径方向の外側でのみ検出され、磁界センサのすべての磁界感知素子、例えばホール感知素子または磁気抵抗感知素子は、シャフトの半径方向の外側に設置される。

１つまたは２つのセンサでそれぞれの位置における磁界成分を判定するのに十分であり得るが、実施形態では３つのセンサが提供されてもよく、これらは相互に１２０°離れた向きであってもよい。したがって、３つのセンサはすべて同じ半径方向距離にあるが、円柱基準フレームにおけるそれらの方位角座標はそれぞれ０°、１２０°、および２４０°である。必要なセンサの数はまた、磁石アセンブリの対称性にも依存する。対称度がより高い場合、磁石が生成する磁界は、対称面ｚ＝０において半径方向および方位角方向の磁界成分が消滅する。したがって、角度センサシステムには、異なる方位角座標を有する少なくとも２つの位置にセンサ素子が必要となる。これらはすべて同じ半径方向距離にあってもよい（およびこれらはｚ＝０平面内にあるため、これは、それらが回転軸と同心の読取り円上にあることを意味する）。このようなシステムは、読取り円上で９０°離間された２箇所にセンサを有していてもよい。前述のように、このようなシステムが、読取り円上の相互に１２０°離れた３箇所にセンサを有するとさらによりよい。別の場合、磁石アセンブリは、対称面ｚ＝０において軸方向の磁界成分が消滅する磁界を生成する。したがって、角度センサシステムは、半径方向および方位角方向の磁界成分の一方または両方を検出する。これも２箇所にセンサ素子を有していてもよいが、さらに、同じ位置に２つのセンサ素子を有していてもよい。後者の場合、２つのセンサ素子のうちの一方が半径方向の磁界成分を検出してもよく、他方が方位角方向の磁界成分を検出してもよく、システムは磁石アセンブリの回転位置を、これら２つの測定磁界成分を組み合わせることによって計算できる。

図１に示されるセンサ装置は、本明細書に記載されているすべての実施形態で使用でき、磁界成分の測定値を提供してシャフトの回転角度を判定できるが、各図でこのセンサ装置を繰り返し描くことはしない。

これも図１に示されているように、シャフトは軟質磁性であってもよく、および／または最適な態様として、磁石部分を軸に取り付けるための取付け構造としてスリーブ６を有していてもよい。永久磁石部分はスリーブ６に取り付けられ、次にスリーブ６がシャフト上の取付け位置に設置される。第一および第二の磁石部分１および２は、この実施形態において、軟質磁性スリーブに取り付けられ、スリーブ６はシャフト３に取り付けられる。図２４は、第一および第二の磁石部分１および２が、シャフト３に取り付けられる前にスリーブに事前に取り付けられる実施形態による製造プロセスのフロー図を示す。製造プロセスは２４０１において、第一の磁石部分と第二の磁石部分とをスリーブに取り付けるステップから始まる。２４０２で、スリーブはシャフトに回転軸の周囲でシャフトと共回転するように取り付けられ、第一および第二の磁石部分は、回転軸に垂直な向きの平面と鏡面対称であるように幾何学的に配置される。２４０３で、少なくとも１つの磁気センサがその平面内でシャフトの半径方向に配置される。図２５Ａおよび２５Ｂは、それぞれの磁石部分が２つの分離したセクション２５０１および２５０２を結合することによって製造される例を示している。図２５Ａは、結合前の磁石部分の２つのセクション２５０１および２５０２を、回転シャフト３のそれぞれの反対側において相互に分離されている半分部分として示している。図２５Ｂは、２つのセクション２５０１および２５０２により形成された本体が緊密な嵌め合いで軸３を取り囲んでいる、結合後の２つのセクション２５０１および２５０２を示しており、軸３は２つのセクション２５０１および２５０２間に挟まれている。セクション２５０１および２５０２を結合するために、例えばクランプまたはセクション２５０１および２５０２の各々の穴に挿入されるネジ等の補助的手段が提供されてもよい。他の実施形態において、半分部分をフレームまたはディスクに取り付けて、シャフトに取り付ける際に磁石に機械的な圧力が加わらないようにしてもよい。シャフトに取り付けるステップは、したがってネジまたはクランプ等の適当な手段を使用して、フレームまたはディスクをシャフトに留め付けることによって提供されてもよい。

半分部分は、いくつかの実施形態において、事前に形成された完全な磁石部分（例えば、完全な環）を２つの半分部分に切断することによって提供できる。他の実施形態において、半分部分は別々に事前形成されてもよい。２つのセクションをシャフトの周囲で一体に結合して磁石部分を取り付けることにより、磁石部分を取り付けることができ、シャフトを取り外す必要がない。これは、例えば、より大径のシャフトにとってまたは壊れた磁石部分を交換する際に有利であり得る。加えて、セクション２５０１および２５０２の各々を別々に磁化することがより容易であり得る。セクション２５０１および２５０２の各々において反転した磁化を利用する実施形態の場合、セクションの磁化は、各セクション２５０１および２５０２を同じ均一な磁界内に別々に提供して、一方のセクションを反対にすることにより、または両方のセクションを均一な磁界内に同時に提供して、一方のセクションを反対にすることによって実現できる。これにより、２つのセクション２５０１および２５０２間に生じ得る漂遊磁界が回避される。

留意すべき点として、セクション２５０１および２５０２はまた、シャフト３に取り付けるステップの前に結合して磁石部分を形成してもよい。他の実施形態において、２つのセクション２５０１および２５０２は、結合されてスリーブ６を取り囲んでもよく、これがその後、シャフト３に取り付けられる。理解すべき点として、記載されている結合および取付けステップは、磁石部分の各種の形状および磁化の何れにも提供できる。

スリーブは、通常、磁石が脆いまたは壊れやすく、シャフトに直接取り付けることができないため、有益であり得、したがって、磁石付のスリーブを１ステップで製造し、それらの間に良好な機械的接触があるようにすること（例えば、磁石をスリーブの表面／周囲に射出成形することによる）が有利である。スリーブ６は、好ましくは、シャフト３に剛体的に取り付けることのできる（例えば、それをシャフト３の周囲に圧入または熱収縮させることによる）鋼鉄等の金属から製作される。スリーブ６はまた、スリーブ６とシャフト３との間に力を付与するばね要素（例えば、トング）を有していてもよい。ばね要素を有するスリーブの実施形態について、図２０Ａおよび２０Ｂに関して後に説明する。スリーブ６は、シャフトに関してスリーブの角度および軸方向位置のうちの少なくとも１つを整合させるための１つまたは複数の構造を含んでいてもよい。このような構造により、角度位置または軸方向位置に関する磁石アセンブリの部分の非常に正確な絶対的位置決めが可能となり得る。例えば、スリーブ６はまた、穴または溝を有していてもよく、これを使用してスリーブをシャフト３に角度または軸方向の何れにも整合させることができる。穴を有するスリーブの実施形態について、図２１に関して後に説明する。スリーブ６の熱膨張率（ＣＴＥ）はシャフト３および磁石とマッチしていてもよい。これは、スリーブ６がシャフトに圧入される場合だけでなく、他の実施形態では、シャフトに関する磁石の正確な位置を得るためにも有利である。スリーブ６により、場合により磁化前であっても、磁石アセンブリのいくつかの部分を相互に関して指定された位置に保持することもできる。例えば、シャフトが重い部品（例えば、大型モータのカムシャフト）である場合、専用の環境／機械内で非常に正確に行うことのできる磁石アセンブリのスリーブへの事前組付けを行い、最後のステップでスリーブ６をシャフト３の周囲に引き上げる方がよい（これには、場合により大型のプレスおよび非常に高い温度（例えば、＋２５０℃または１００℃）が必要であろう。実施形態において、スリーブ６は軟質磁性であってもよく、それは、その場合、センサ素子上の磁界がシャフトの影響を受けにくいからである。換言すれば、スリーブ６が軟質磁性である場合、シャフトが軟質磁性である場合による影響は、シャフトが軟質磁性でない場合と比較して最小化され、軟質磁性スリーブはシャフトの周囲に引き上げられる。特に、センサ素子上の磁界は、シャフトの磁気特性にそれほど依存しない。典型的に、シャフトは明確に画定された磁気特性を有さず、これは、それが他の目的のために選択されるからである（例えば、耐耗性または高強度鋼鉄とするためであり、その場合、合金組成物のわずかな含有量で透磁性が明確に画定されていない方法で変化し得る）。したがって、スリーブ６によって磁界はシャフトの変化に対して堅牢となる。図１では、スリーブが取り付けのためにシャフト３の円周全体を取り囲んでいるが、当然ながら、他の実施形態において、スリーブはシャフト３の円周を部分的にのみ（例えば、シャフト３の円周の少なくとも半分または少なくとも２／３）取り囲むように形成されてもよい。いくつかの実施形態において、スリーブ６はスロットを有していてもよく、またはスリーブ６は、シャフト３の周囲に分散された複数のセクションを有していてもよい。分散されたセクションは、シャフト３を取り囲む１つまたは複数の環状リングまたは他の要素によって機械的に接続されてもよい。

図１に示されているようなスリーブの外側の永久磁石部分の配置は、すべての実施形態に当てはめてもよいが、各図面に繰返し描くことはしない。さらに、当然ながら、前述の取付け機構、例えば圧入、ばねによる取付け、他の何れも、本明細書に記載される各実施形態に適用可能である。

永久磁石部品に加えて、図３〜５、８〜１４、１６、１７に示されているように軟質磁性部品があってもよく、それにより、そのうちのいくつかまたは全部を共通のスリーブの外側に取り付けてもよい。「磁石部分」という用語は、少なくとも１つの永久磁石部品および任意選択による１つまたは複数の軟質磁性部品を含む部分を指すために使用される。

上述の実施形態において、磁石の磁化は、ｙ方向に平行または逆平行の何れか、またはｚ方向に平行または逆平行の何れかであった。以下では、ｙおよびｚ方向の磁化方向の混合を含む実施形態について、図２に関して説明する。図２は、（ｙ，ｚ）平面上の図を示している。

図２の実施形態は、半径方向および方位角方向の磁界成分を対称面ｚ＝０で消滅させる磁化パターンを示している。これは、第一および第二の磁石部分１および２の両方における＋／−ｙ方向への径方向の磁化と＋／−ｚ方向への軸方向の磁化との重ね合わせとみなすことができる。（ｉ）径方向の磁化が消滅するか、または（ｉｉ）軸方向の磁化が消滅するという２つの極限的な場合がある。（ｉ）の場合、軸方向の磁化のみが残り、これはｙ＜０の場合（磁石部分１および２の両方における）、Ｍｚ＞０であり、ｙ＞０の場合（磁石部分１および２の両方における）、Ｍｚ＜０であることを意味し、Ｍｚは磁化ベクトルのｚ成分である。（ｉｉ）の場合、径方向の磁化のみが存在し、これは、磁石部分１ではＭｙ＞０、磁石部分２ではＭｙ＜０であることを意味し、Ｍｙは磁化ベクトルのｙ成分である。何れの場合も、依然として鏡面ｚ＝０における半径方向および方位角方向の磁界成分が消滅し、その一方で軸方向の磁界成分はそのまま残り、センサ素子によって検出される。磁化は各セクションにおいて均一であり得るが、実際の実施例では、典型的に不均一であり、例えば磁化パターンは弧状であってもよく、最大および最小ｙ座標付近のｚ成分の大きさはより大きく、ｙ＝０付近でｚ成分の大きさはより小さい。

図２に示されるような径方向および軸方向の磁化への寄与の両方を有する一般的な磁化パターンにより、磁石アセンブリの周囲への漂遊磁束を最小化することができる。浮遊磁束を最小化すると、磁石装置が近くにある他の機器への擾乱をなるべく抑えることができるため、有利である。さらに、浮遊磁束が小さいことは、近くにある他の機器の鉄の部品が磁石アセンブリからの磁界に曝されにくく、そのため、磁化されにくく、したがってそれにより生成される読取り円上のセンサ素子に作用する外乱磁界が小さくなることを意味する。これによって角度誤差が減少する。同様に、漂遊磁束がより小さいことは、近くにある導電性部品に作用する磁界が小さくなることを意味し、その結果、磁石アセンブリの回転する漂遊磁束によりそこに誘導される渦電流を減少させる。このような渦電流はそれ自体が磁界を発生させ、それが読取り円上でセンサ素子により検出される可能性があり、これも角度誤差を増大させる原因となる。漂遊磁束がより小さいと、（同じシャフト上または異なるシャフト上の）２つ以上の角度センサシステム間のクロストークも減少する。

上記を一般化すると、第一および第二の磁石部分１および２の磁化パターンは、実施形態において、ｘ＝０平面（これは、回転軸を含むような向きの平面である）および図２に示されるようなｘ＝０平面に平行な平面内の、破線で示される同心楕円に整合される。第一および第二の磁石部分は、それぞれのセクションにおいて、同心楕円経路に沿って少なくとも４つの異なる磁化ベクトルを有する磁化を含み、少なくとも４つの異なる磁化ベクトルが有する磁化方向は、すべて時計回りの順番で整列される。あるいは、少なくとも４つの異なる磁化ベクトルはすべて反時計回りの順序で整列されてもよい。このパターンは、磁石装置から発せられる漂遊磁束を最小化するのと同時に、半径方向および方位角方向の磁界成分を鏡面ｚ＝０において消滅させる。何れの態様も、角度センサシステムの精度を高める。さらに、図２に示される（ｙ，ｚ）平面では、磁化がｙ＝０平面に関して鏡面反対称であることが分かり、すなわち、左側（ｙ＜０）の磁化ベクトルは（ｙ＝０鏡面において）右側（ｙ＞０）の対応する位置の磁化ベクトルを鏡映させてから、鏡映された磁化ベクトルを反転させることによって得られる。さらに、図２のｘ＝０平面において、磁化はまた、ｚ＝０平面に関して鏡面反対称でもある。さらに、図２のｘ＝０平面において、磁化はまた原点に関して点対称であることもさらに分かる。したがって、ｘ＝０平面において、第二の磁石部分の磁化をｘ＝０平面に投影したものは、原点に関して、第一の磁石部分の磁化と中心対称である。これは図２から分かるが、それは、第二の磁石部分２の左側のセクションの磁化ベクトルが、第一の磁石部分１の右側のセクションの磁化ベクトルを中心対称に鏡映することにより得られるからである。同様に、第二の磁石部分２の右側のセクションの磁化ベクトルは、第一の磁石部分１の左側のセクションの磁化ベクトルを中心対称に鏡映させることにより得られる。他の実施形態において、磁化は逆の中心対称性を有していてもよく、すなわち、第二の磁石部分の磁化をｘ＝０平面に投影させたものは、したがって原点に関して第一の磁石部分の反転磁化に中心対称である。ここで、反転した磁化とは、大きさは同じで方向が逆の磁化である。換言すれば、反転磁化は、磁化ベクトルに−１を乗じた磁化である。

一般に、磁化は、磁界のＤＣ部分が読取り円に沿って消えるように提供でき、これによって対称度を増大できる。製造公差が角度誤差に与える影響はそれによって最小化される。磁界成分のＤＣ部分とは、本明細書で使用されるかぎり、１回転にわたる読取り円に沿ったこの磁界成分の平均である。一般に、磁界は読取り円に沿った波形曲線であってもよく、これは、例えば半分がプラスで半分がマイナスの正弦波と同様である。プラスの半分がマイナスの半分と同じ大きさで反対の符号を有する場合、この曲線の中心はゼロ付近であり、これはそのＤＣ部分が消滅することを意味する。ＤＣ部品が存在する場合、磁化は、読取り円に沿って、磁界成分がその磁界のＤＣ部分に到達する２つの点を有していてもよい。

一般に、読取り円に沿った磁界成分のＤＣ部分は、以下の条件が満たされたときに消える（０と等しくなる）。第一に、磁石アセンブリの第一の磁石部分１の幾何学形状が２つの鏡面対称部品を有することであり、これらを以下で第一および第二のセクションと呼び、鏡面対称面は回転軸に水平にそれを含む。このような鏡面対称面の例は、例えば図１または図７のｘ＝０平面（ｙ−ｚ平面と等しい）または図１のｙ＝０平面（ｘ−ｚ平面と等しい）である。図７において、ｙ＝０平面には対称面がないことに留意されたい。第二に、第一のセクションの磁荷分布は、第二のセクションの磁荷分布と同じ大きさであるが、符号が反対である。第三に、第一の磁石部分１と同様に、第二の磁石部分２も２つの鏡面対称セクションを有し、これを以下で第三および第四のセクションと呼び、磁石部分２の磁化パターンは上述したように、磁石部分１の磁化パターンと鏡面対称または鏡面反対称の何れかである。

図１および２に示される実施形態は、上述の第一および第二の磁石部分に関して軟質磁性部分を追加することにより、次に示すように改良できる。

図３ａに示される実施形態において、軟質磁性部分４および５は、それぞれ第一および第二の磁石部分１および２に隣接し、これらの部分の軸方向の外側にあり、これらは磁石部分の外周から半径方向にはみ出している。図３ｂにおいて、軟質磁性部分４および５は、シャフト３上で磁石部分１および２から分離されており、その半径方向の範囲は、磁石部分１および２の半径方向の範囲より小さい。

図３ｃにおいて、軟質磁性部分４および５は、２つの磁石部分１および２の軸方向の内側に設置され、その半径方向の範囲は、第一および第二の磁石部分１および２の半径方向の範囲より小さい。留意すべき点として、図３ａ、３ｂ、および３ｃに示される例示的な装置は、本明細書に記載されている実施形態の何れにも応用できる。

図４に示される実施形態において、軟質磁性部分４および５は何れも磁石部分１および２の軸方向の外側にあり、ｘ／ｙ平面に関してわずかに角度が付けられている。この装置は、第一および第二の磁石部分１および２のための良好な機械的保護、ならびに漂遊磁界に対する保護も提供する。

２つの磁石部分１および２は、必ずしも分離されていなくてもよく、融合させて一体部分に形成することもできる。融合部分でも、図５の実施形態に示されるように、それらの間にギャップまたは凹部を示してもよく、または図６の実施形態に示されるように、融合部分間にギャップまたは凹部がなくてもよい。第一および第二の磁石部分１および２が融合された場合、磁化を生成するための手順は有利であるように選択できるが、適切な検討事項が満たされなければ有害となり得る。両方の磁石部分が同じ磁化を有することが有利であり、それは、そうすることにより、融合部分の磁化が１回の手順で、例えばアセンブリ全体について１つの磁化磁界パルスで行うことができるからである。これは、磁化の均一性と、したがって磁界を生成する精度と、したがって最終的に角度センサの精度とを高める。

しかしながら、磁石アセンブリにおいて、均一でない磁荷分布またはパターンをそれぞれ個々の部分内または部分内に生成することが好ましい場合、これらの部分を別々に製造し、これらの部分を別々に磁化し、その後、これらの部分を組み立てることによって製造する方が通常より安価である。個別の場合のみ、不均一な磁化はアセンブリ全体を１回の手順で、例えば１つの磁化磁界パルスで磁化することによって実現できる。

図３〜６は、一点鎖線のｚ軸で示されているように、回転対称の形状（回転軸に関して回転対称）の磁石アセンブリを示している。

別の実施形態も図７〜１０に示されている。一般に、図７〜１９の実施形態は、共通して、第一および第二の磁石部分１および２がシャフト上に第一の平面に関して鏡面対称に取り付けられるように構成され、第一および第二の磁石部分の各々は、その第一の表面が第一の平面と反対に向き、第二の表面は第一の平面と対向し、第一および第二の磁石部分のそれぞれの第一の表面間に第一の空間があり、第一および第二の磁石部分のそれぞれの第二の表面間に第二の空間があり、第一および第二の空間のうちの少なくとも一方は、シャフトが１回転する間に変化する。換言すれば、それぞれの空間は回転軸に垂直な平面内の円に沿って変化し、空間は円が存在する平面に垂直な方向において第一および第二の部分間の距離として測定される。図７から分かるように、空間は少なくとも１つの方向（例えば、図７のｙ方向に平行な方向）に連続的に減少する。さらに、図７から分かるように、第一の磁石部分１の第一および第二の表面間の距離は、少なくとも１つの方向（例えば、図７のｙ方向に平行な方向）に変化する。同様に、第二の磁石部分２の第一および第二の表面間の距離も少なくとも１つの方向に変化する。図７から分かるように、第一の磁石部分１の第一および第二の表面間の距離は、少なくとも１つの方向（例えば、図７のｙ方向に平行な方向）に沿って移動するときに連続的に減少する。同様に、第二の磁石部分２の第一および第二の表面間の距離も、少なくとも１つの方向（例えば、図７のｙ方向に平行な方向）に沿って移動するときに連続的に減少する。さらに、その結果、第一および第二の磁石部分１および２間の円、すなわち回転軸に垂直な平面内にあり、回転軸の同心円（例えば、読取り円）に沿って移動するときに、その円から回転軸に平行な方向に第一の磁石部分１まで測定される第一の距離と、その円から回転軸に平行な方向に第二の磁石部分２まで測定される第二の距離とは連続的に変化する。円に沿って３６０度移動するとき、変化する第一の距離は１つのみの最大値と１つのみの最小値とを有し、変化する第二の距離は１つのみの最大値と１つの最小値とを有し、最大値の位置は両方の可変距離に関して同じであり、最小値の位置は両方の可変距離について同じである。

非回転対処の磁気アセンブリの構成は、図７および８に示されるようにすることができる。図に示されているように、上側および下側磁石部分は何れも円柱形に形成できるが、ｙ軸に沿った平坦な表面は、シャフトの回転軸に関して、例えば約２０°傾けられる。この実施形態でも、多くの磁化パターンが可能である。例えば、上側および下側部分は、同じ方向または反対方向に径方向に磁化でき、または上側部分をプラスのｚ方向に、下側部分をマイナスのｚ方向に磁化できる。これら部分はまた、前述のように不均一に磁化されてもよい。

留意すべき点として、図７の実施形態において、ｙ＝０平面への投影に関して（ｙ＝０平面への幾何学的保護の図は、図７の右側に示されている）、第二の磁石部分２の幾何学形状は、原点に関して第一の磁石部分の幾何学形状と中心対称である。しかしながら、ｘ＝０平面への幾何学的投影の場合（ｘ＝０への投影の図は図７の左側に示されている）、第二の磁石部分の幾何学形状は、ｘ＝０平面内の何れの点に関しても、第一の磁石部分の幾何学形状と中心対称でない。この幾何学的非対称性は、図８〜１４において説明される実施形態にも当てはまる。さらに、非回転対称性を鑑み、第一の磁石部分１のｘ＝０平面およびｙ＝０平面への幾何学投影の形状は異なり、これは図７の右側（ｙ＝０平面）および左側（ｘ＝０平面）に示されている図を比較すると分かる。第二の磁石部分２のｘ＝０平面およびｙ＝０平面への幾何学投影の形状についても同じことがいえる。この幾何学的非対称性は、図８〜１９に関して説明する実施形態に当てはまる。

留意すべき点として、図７の磁石アセンブリでは、対称面ｚ＝０において、永久磁石の肉厚部分が検出素子に近付くと、磁界は肉薄部分より大きくなる。これによって読取り円に沿って変化する磁化が提供され、これは、磁石アセンブリが回転軸の周囲で回転すると、検出素子において発振信号を供給し、それは１回転につき正確に１つの最大値と１つの最小値とを有し、最大および最小値は角度位置において１８０°シフトされる。

図８の実施形態は、図７の永久磁石構成を利用しており、図８に示されるように、それぞれの磁石部分１および２の軸方向に外側の表面に軟質磁性ディスク４および５が追加されている。図８の実施形態において、これらの軟質磁性ディスク４および５はｚ軸に垂直であるが、図９Ａおよび９Ｂの実施形態において示されているように、軟質磁性ディスク４および５と、それぞれの磁石部分１および２の全体とをｚ軸に関して非垂直の角度に向けることができる。永久磁石のウェッジと磁石および軟質磁性プレートの傾きとを様々な方法で組み合わせて、読取り円に沿った磁界パターンを最適化することができ、例えば、純粋な正弦曲線の角度依存性からの逸脱を最小限にし、ＤＣ部分を消滅させ、軸および半径方向位置の逸脱に対する各種の磁界成分の導関数を消滅させてもよい。永久磁性部分は、好ましくは軸方向に磁化され、両方の取り得る選択肢のうち、鏡面非対称の方がここでも好ましい。２つの軟質磁性リング間のエアギャップが最小である角度位置において、読取り半径でのＢｚ磁界は最大である。２つの軟質磁性リング間のエアギャップが最大である角度位置において、読取り半径でのＢｚ磁界は最小である。図９Ａおよび９Ｂの実施形態において、軟質磁石部分４および５の半径方向の範囲は、磁石部分１および２の半径方向の範囲より大きい。図１０および１１に示される実施形態において、磁石部分１および２の半径方向の範囲は、軟質磁性部分４および５の半径方向の範囲より大きい。図８および９Ａ、９Ｂの磁石はウェッジ形であり、それに対して図１０〜１４の磁石は均一な厚さを有し、これらはその製造を容易にし、その構造的安定性を増大させ得る。

図８〜１１は、磁石部分１および２と軟質磁性部分４および５の傾斜およびウェッジの複数の実施形態を示している。図１２Ａ〜Ｄは、磁石アセンブリの、磁石部分１と軟質磁性部分５とを含む上半分のｙ−ｚ正面図を示す。図１２Ａは、図８の実施形態に対応し、軟質磁性部分４が均一な厚さであり、回転軸に垂直に配置されていることを示す。図１２Ａの磁石部分１はウェッジ形であり、ウェッジ形の小さい方の端が右側にある。

図１２Ｂは、図９Ａおよび９Ｂの実施形態に対応し、軟質磁性部分４は均一な厚さを有することを示している。図１２Ａと異なり、軟質磁性部分４は、ｙ−ｚ正面図において、右側が左側より低くなるように傾斜されている。さらに、図１２Ｂにおいて、磁石部分１はウェッジ形であり、ウェッジ形の小さい方の端は右側にあり、磁石部分１の内側（磁石部分２に面する側）は、回転軸に非垂直である。磁石部分１の内側は、ｙ−ｚ正面図において左側が右側より低くなるように傾斜される。

図１２Ｃは、軟質磁性部分４が均一な厚さを有し、傾斜され、磁石部分１がウェッジ形である実施形態を示している。図１２Ｂと異なり、軟質磁性部分４の傾斜と磁石部分１のウェッジ形状は、磁石部分１の内側が回転軸に垂直となるように相互にバランスが取られている。

図１２Ｄは、図１０および１１に対応する実施形態を示す。ここでは、軟質磁性部分４と磁石部分１との両方が均一な厚さを有し、何れも図１２ｄに示されるｙ−ｚ正面図において右側が左側より低くなるように傾斜されている。

さらに、図８〜１１は磁石部分１が軟質磁性部分４に当接し、磁石部分２が軟質磁性部分５に当接しているように示しているが、当然ながら、各種の傾斜とウェッジを、それぞれの磁石部分と軟質磁性部分との間にエアギャップまたは非磁性材料を設けて提供できる。

別の実施形態が図１３および１４に示されており、その中では、軟質磁性リング４ａおよび４ｂならびに５ａおよび５ｂが２つの磁石部分１および２の両側に提供され、外側の軟質磁性リング４ａおよび５ｂは少なくともその内面がシャフトのｚ軸に垂直であり、他方の、エアギャップと対向する軟質磁性リング４ｂおよび５ａの各々の内面はｚ＝０平面に関して傾斜している。読取り円の直径は、内側リング４ｂ、５ａの内径と外径との間にあるべきであり、その半径方向の幅は大きすぎないようにすべきである。特に、シャフトが軟質磁性である場合、それをシャフトに近付けてはならないが、これは、それによりセンサ素子上の磁界が非常に弱くなるからである。図１３および１４において、リング４ａおよび５ｂの内径はシャフトの直径と等しく、それに対して、リング４ｂおよび５ａの内径はシャフトの直径より大きい（これは、リング４ｂを下側から見た図が見える図１４で見ることができる）。図１３、１４の実施形態の永久磁石は、好ましくは軸方向に磁化され、均一な強度を有するが、これは、回転軸に垂直な何れの磁化も２つの軟質磁性リングによって短くなるからである。このような磁化パターンの結果、読取り円に沿った磁界のＤＣ部分を消滅させることが不可能となる。

非回転対称の磁石アセンブリの別の実施形態が図１５、１６、および１７に示されている。図１５、１６、および１７は、ウェッジ形の第一および第二の磁石部分１および２を有するそれぞれの磁石アセンブリを示している。図７の実施形態と異なり、図１５、１６、および１７による装置は、第一および第二の磁石部分１および２が最小の軸方向の厚さに到達する位置が２つある。最小厚さの２つの位置は、回転軸に関して正反対に配置される。したがって、（ｙ，ｚ）平面への投影を示す図１５の左側から分かるように、ｙ−ｚ正面図の幾何学形状は、この投影において回転軸に関して対称である。ｙ−ｚ正面図において、第一および第二の磁石部分１および２の厚さは、外面から回転軸に向かって移動するときに連続的に減少する。したがって、最小厚さは、ｙ＝０の正反対の２点のそれぞれで得られる。図１５において、ウェッジ形は、最小厚さの正反対の２点の各々において非消滅の最小厚さを有する。それとは異なり、図１６および１７の実施形態では、ウェッジ形の第一および第二の磁石部分１および２の厚さは、最小厚さの正反対の２点においてゼロになる。

さらに、図７〜１４の実施形態と同様に、第一および第二の磁石部分１および２間のそれぞれの間隔は、回転軸に垂直な平面内にあって回転軸を中心とする円（例えば、読取り円に平行な円）に沿って変化する。さらに、縁辺上のある点から直線に少なくとも１つの方向（例えば、ｙ方向に平行な方向）に移動するとき、間隔は第一の領域（例えば、図１５では回転軸の左側にある領域）では連続的に増大し、第二の領域（例えば、図１５では回転軸の右側にある領域）では連続的に減少する。留意すべき点として、軸を取り付けるために設けられた穴を考えると、線が穴の領域と交差するような方向（例えば、ｙ軸に平行な方向）に直線に移動するとき、間隔は縁辺から穴が始まる箇所まで連続的に増大し、縁辺の端から連続的に減少し始めて最終的に反対側で縁辺に到達する。ｙ軸に平行な線に沿って、その線が穴の領域と交差しないように直線に移動するとき（例えば、ｙ軸に平行であるが、軸の中心が穴の半径より大きくずれている線）、間隔は縁辺の位置から中心位置で第一の最大値に到達するまで連続的に増大し、そこから反対側で縁辺に到達するまで連続的に減少する。さらに、図１５から分かるように、第一の磁石部分１の第一および第二の表面間の距離は、少なくとも１つの方向（例えば、ｙ方向）に変化する。同様に、第二の磁石部分２の第一および第二の表面間の距離も、少なくとも１つの方向（例えば、ｙ方向）に移動するときに変化する。図１５から分かるように、第一の磁石部分１の第一および第二の表面間の距離は、少なくとも１つの方向（例えば、ｙ方向）に沿って移動するとき、第一の領域では連続的に減少し、第二の領域では連続的に増大する。同様に、第二の磁石部分２の第一および第二の表面間の距離も、少なくとも１つの方向に移動するとき、第一の領域では連続的に減少し、第二の領域では連続的に増大する。磁石部分の各々について、少なくとも１つの方向（例えば、ｙ軸に平行）に、線が穴領域と交差するように直線に移動すると、厚さは縁辺から穴が始まる箇所まで連続的に減少し、穴の端から連続的に増大し始めて、最終的に反対側で縁辺に到達する。ｙ軸に平行な線に沿って、その線が穴領域と交差しないように直線に移動すると（例えば、ｙ軸に平行であるが、軸の中心から穴の半径より大きくずれている線）、厚さは縁辺の位置から中心位置で第一の最小値に到達するまで連続的に減少し、そこから反対側で縁辺に到達するまで連続的に増大する。さらに、その結果、第一および第二の磁石部分１および２間の円であって、回転軸に垂直な平面内にあって回転軸に中心を置く円（例えば、読取り円）に沿って移動するとき、その円から第一の磁石部分１へと、回転軸に平行な方向に測定された第一の距離とその円から第二の磁石部分２へと回転軸に平行な方向に測定された第二の距離とは連続的に変化する。円に沿って３６０度移動するとき、可変的な第一の距離は２つの最大値と２つの最小値とを有し、可変的な第二の距離は２つの最大値と２つの最小値とを有し、最大値の位置は第一および第二の可変距離について同じであり、最小値の位置は第一および第二の可変距離について同じである。最大値の２つの位置は相互に正反対に配置され、２つの最小値の位置は相互に正反対に配置される。

留意すべき点として、上述のような磁石部分１および２の構成および形状により、磁石部分１および２の各々は、もう一方の磁石部分がなくても単独で角度検出に利用できる。特に、磁石部分が第一の半分部分（例えば、図１５、１６、および１７の左側外面からｙ＝０まで）と第二の半分部分（例えば、図１５、１６、および１７の右側外面からｙ＝０まで）とにおいて逆の軸方向の磁化成分を有し、第一の半分部分と第二の半分部分とは最小厚さの位置（例えば、図１５、１６、および１７のｙ＝０）において接しており、１つの磁石部分を使用することにより、安定で信頼できる絶対角度検出が提供される。逆の軸方向の磁化成分により、第一の表面磁荷分布と第二の表面磁荷分布とが得られ、第一および第二の表面磁荷分布は反対の符号を有する。例えば、図１５、１６、および１７において、磁石部分の第一の半分部分の表面磁荷は、ウェッジ面に北極を提供してもよく、同じ磁石部分の第二の半分部分の表面磁荷は、ウェッジ面に南極を提供してもよい。１つの磁石部分を利用すると、読取り円はウェッジ表面へと軸方向にずれ得る。前述のように、読取り円に沿って３６０度移動するとき、読取り円とウェッジ面との間で回転軸に平行な方向に測定される距離は、磁石部分の最小厚さの第一の位置（ｙ＝０）において得られる第一の最大距離から第一の最小距離（ｘ＝０）に、および再び磁石部分の最小厚さの第二の位置（ｙ＝０）で得られる第二の最大距離へと変化し、その後、第二の最小距離（ｘ＝０）となる。したがって、読取り円に沿って３６０度移動するとき、読取り円とウェッジ面との間の距離は連続的に変化し、２つの極小値と２つの極大値とがあり、それぞれの最大値とそれぞれの最小値との間で距離は連続的に減少する。

図７に関して上で概略を述べたように、平面ｚ＝０において、磁界は、永久磁石の肉厚部分が検出素子に近付くと肉薄部分より大きくなる。軸方向の厚さが変化すると、上述の実施形態において、読取り円に沿った磁界も変化し、これは、磁石アセンブリが回転軸の周囲で回転すると検出素子で発振信号を供給する。磁石部分が第一の半分部分と第二の半分部分とにおいて逆の軸方向の磁化成分を有し、第一の半分部分と第二の半分部分とが最小厚さの位置で接する、上述のような磁石部分の磁化を選択することにより、測定された磁界成分の符号は２つの軸方向の最小厚さ位置において反対になる。これにより、３６０度の絶対角度検出を実現できるが、検出された磁界成分の絶対振幅は、軸方向の厚さに応じて振動し、発振周期は１８０度（１８０度＝パイラジアン）である。しかしながら、磁界は軸方向の厚さが最小の位置で反転するため、測定された信号は、センサが反転した磁界を区別できるのであれば、３６０度の発振周期で信号を供給する。したがって、信号は１回転につき２回、１回転の最小軸方向厚さの位置でゼロと交差する。厚さが最小の正反対の位置を有する図１５〜１８の実施形態による磁石部分により、磁石部分を、最小厚さ位置を結ぶ線に沿って簡単に半分に切断でき、それによって２つの半分部分を図２５Ａおよび２５Ｂに関して前述したように容易に結合できる。しかし、当然ながら、第一および第二の半分部分は、他の実施形態において、正確な半分以外の断片部分を有していてもよい。

図１〜６に示される回転対称の実施形態と同様に、非回転対象の実施形態を様々な磁化で実施できる。図１５の幾何学的構成のための１つの例示的な磁化が１８に示されている。この磁化バターンは「双極」構成と考えることができ、それは、磁界がそれぞれの部分について反対方向であり、それらの部分の磁化は図１８に示される通りである。この構成により、ｚ＝０平面（ｘ−ｙ平面）内で消滅する磁気成分ＢＲおよびＢψと、非消滅の磁気成分Ｂｚとが提供される。したがって、この構成では、Ｂｚ磁界がセンサによって検出され、回転角度を判定するために使用される鏡面反対称磁化および磁界（ｚ＝０鏡面に関する）が提供される。図１８のｙｚ正面図で見えるように、磁化（すなわち、白矢印）は円形に（例えば、図１８に示される楕円経路に沿って）進み、これにより生成される漂遊磁界は、純粋な径方向または軸方向の磁化パターンより小さいという利点を有する。図２に関してすでに述べたように、漂遊磁界が小さいことは、磁石アセンブリの外側の、近い部分で回転する磁石アセンブリの磁界がより小さく、さらに、２つの磁石部分間の（すなわち、ｚ＝０平面内の）ギャップは依然として大きいことを意味する。磁石アセンブリの外側の磁界が小さいことは有利であり、それは、したがって、センサ装置が磁界による外乱を受ける付近のシステムに対して発生させる外乱が小さくなるからである。さらに、漂遊磁界が小さくなることは、センサシステムと近くにある軟質磁性部分（例えば、他の機械の鉄製のボルト）との相互作用が減ることを意味し、これによって角度センサは鉄の環境に対してより堅牢となる。図１８に示される磁化パターンの他の利点は、ｙ＜０における何れの磁極についても、平面ｙ＝０において鏡映されたｙ＞０内の、同じ大きさで符号が反対の鏡面対称磁極がないことである。したがって、この磁化パターンは、読取り円に沿ってＢｚ磁界を発生させ、これは消滅するＤＣ部分を有する。さらに、他の実施形態では、第一の磁石部分１を図１８に示されているものと同じ方法で磁化させるが、磁気方向を第二の磁石部分２について反転させてもよい（これは、第二の磁石部分２を回転軸の周囲で１８０度回転させて取り付けることに対応する）。この構成により生成される結果的な磁界は、消滅する磁気ｚ成分Ｂｚを有し、ＢＲおよびＢψ成分は非消滅であり、回転角度の判定に利用できる。

非回転対称の磁石の他の実施形態が図１９に示されている。円柱形であることから、（ｙ，ｚ）正面図において、部分１の下側の左右の部分が切断されることが分かる。そのため、（ｙ，ｚ）正面図の部分１の最終的な形状は三角形であり、それに対し、（ｘ−ｚ）正面図ではそれはディスクの一部であり、（ｘ，ｙ）平面図では、これはリングである。磁化は、ここでも径方向または軸方向で（ｙ＜０およびｙ＞０において反対の極性を有する）、またはそれら２つの混合であってもよい。任意選択により、磁石の外側に、同心で回転軸に垂直な軟質磁性ディスクを追加して、磁石がディスク間に挟まれるようにすることができる。開示されているすべての構成と同様に、磁石および軟質磁性部品はスリーブに固定されてもよく、これがシャフトの周囲に引き上げられる。

上述の実施形態の各々は、スリーブ６をシャフト３に取り付けるための追加の構造を含むように改良できる。図２０Ａは、スリーブ６が、シャフトに力を提供するためのばね要素８を含むように形成された例の斜視図を示す。図２０Ａにおいて、ばね要素８は、スリーブ６の端にスリット９を設けることによって形成される。スリット９は、回転軸の方向に長い形状を有する。ばね要素８は、スリット９間に形成される。それぞれのスリット９の各端においてスリット９は延長部分９Ａを有する。図２０Ａに示されているように、スリットの延長部分９Ａは円形を有していてもよく、それによってばね要素は回転軸に向かって撓むことができる。ばね要素８は、したがって、軸に向かって曲がることができる。スリーブ６をシャフト３の周囲でスライドさせると、ばね要素８は、したがって機械的な負荷をシャフト３にかけ、それによって取付け後にスリーブ６は取付け位置に保持される。９Ａとその上端との間のｚ位置におけるスリーブの穴の内径は、特に磁石の内側でのスリーブの残りの部分の内径より小さくてもよい。これにより、シャフトからスリーブにかかり、最終的に磁石にかかる力がばね８とシャフトとの間の力より確実に小さくなり、それにより磁石が大きすぎる機械的負荷から保護される。そのために、スリーブをばね要素の付近でわずかに円錐形として、曲がっていない状態のばね要素の穴の内径が磁石内のスリーブ３の内径より小さくなるようにすることができる。

実施形態によれば、より多くのスリット９を提供して、スリーブの上端の周囲に分散させ（例えば、４〜１０のスリット）、スリーブ３の上側部分全体が完全にばね要素からなるようにすることができる。図２０Ｂは、軸方向に延びる複数のスリットがスリーブ３の上側部分の円周に沿って分散されている例を示している。ばね要素８は、ばね要素８のそれぞれの上端が回転軸に向かって曲がるように円錐形に配置されている。よりよく分かるように、図２０Ｂの左側には、磁石部分１および２をスリーブ６に取り付ける前の磁石部分１および２とスリーブ６との分解図が示されている。図２０Ｂの右側には、取付け後の磁石部分１および２とスリーブ６とが示されている。図２０Ｂの実施形態において、スリーブ６はまた、追加の整列構造１０も含んでいる。図２０Ｂにおいて、整列構造１０は、スリーブ６の下端へと軸方向に延びる開放した長円形の穴の形状を有する。整列させるために、シャフト３は、整列構造１０に対応する構造を有していてもよい。取付け中、スタッド、ボルト、またはネジ（シャフト３がネジ山を有する場合）を使用してスリーブ６をシャフト３に固定することができる。

図２０Ｃは、図２０Ａの実施形態の別の改良形態を示す。軸方向に延びるスリット９に加えて、図２０Ｃは、スリーブ６に設けられた、半径方向に延びる別のスリット１１を示している。軸方向に延びるスリット９と半径方向に延びるスリット１１とにより、３つのばね要素８が形成され、これはスリーブ６の円周に沿って規則的に分散され、隣接するばね要素８は１２０°ずれている。

さらに、図２０Ｃにおいて、磁石アセンブリは、第一および第二の部分１および２が相互に当接した状態で形成される。図５と同様に（ただし、軟質磁性部分４および５がなく、磁石部分１および２の形状が異なる）、第一および第二の磁性部分１および２間の凹部は、したがって回転軸に向かって部分的にのみ延びている。凹部は、半径方向において、第一および第二の部分１および２が相互に当接する界面付近の領域で終了する。

図２０Ｄは、異なる視点からのスリーブ６の上側部分の拡大斜視図を示す。図２０Ｄから分かるように、ばね要素８のそれぞれの上側部分は、下側部分より厚い壁が設けられている。図２０Ｄにおいて、より厚い壁を有する部分とより薄い壁を有する部分との間の境界部に形成されたテラスの形状が分かる。ばね要素８のより厚い壁により、スリーブ６の内面の半径は、スリーブが取り付けられるシャフトの半径より小さくなる。それにより、ばね要素８をシャフト３へと良好に圧迫できるようになる。

実装形態に応じて、磁石アセンブリは、高い温度範囲にわたり、振動および高い回転周波数の間に取り付け位置に確実に嵌合されているべきである。磁性材料は脆い傾向があるため、磁性材料に過剰な機械的な力が作用しないようにすべきである。上述のばね要素により、スリーブをシャフトに確実に嵌合させることができ、過剰な機械的な力が磁性材料に作用することが回避される。例えば、シャフトの材料が磁性材料と異なる熱膨張率を有する場合、ばね要素は、温度変化により引き起こされる伸長による機械的力を吸収でき、したがって、磁石部分１および２への損傷を回避する。図２０に示されるばね要素８は、板ばねタイプである。しかしながら、ばね要素８には、様々な種類、形状、大きさ、および位置を使用できる。

さらに、留意すべき点として、図２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｃは、異なる形状を有する第一および第二の磁石部分１および２を示している。図２０Ａおよび２０Ｃは、円錐台形を示し、図２０Ｂは逆の円錐台形を示す（図２０Ａの円錐台形を逆さにしたもの）。さらに、図２０Ｂには、各磁石部分１および２の内面において楕円体の形状の凹部が示されている。しかし、当然ながら、形状と磁化パターンは、上述の実施形態に関して説明した考慮事項に応じて自由に選択できる。

図２１は、図２０Ａ〜Ｄの実施形態のさらなる改良形態を示す。図２１において、スリーブ６は取付け中にスリーブをシャフト上で整列させるための追加の整列構造１０としての穴を含む。図２１では、穴が円形であるように示されているが、長い穴、長方形の穴等、他の形状を使用することもできる。整列を提供するために、シャフト３は整列構造１０に対応する構造を有していてもよい。取付け中、スタッド、ボルト、またはネジ（シャフト３がネジ山を有する場合）を使用してスリーブ６をシャフト３に固定することができる。

まとめると、本明細書に記載されている実施形態は、磁界の１つまたは２つの成分の読取り円に沿ったＤＣ部分を、回転軸（ｚ軸）を含む対称面に関して鏡面反対称とすることによりどのように消すことができるかを実証しており、アセンブリの磁石部分の磁化パターンは、磁界の１つの成分（Ｂｚ＝０）または２つの成分（ＢＲ＝０およぴＢψ＝０）を消滅させることができるか否かを決定する。永久磁石および任意選択により追加の軟質磁性部品のいくつかの形状について説明した。その中のいくつかは、回転対称の形状を有し、また別のものは回転対称ではなかった。これらすべての改良形態から、センサ素子上の非消滅の磁界成分が半径方向位置に対してゼロ傾斜を示すときに、センサシステムの最良の角度精度が得られる。したがって、センサの読取りは、読取り円上のセンサ素子（または複数のセンサ素子）のわずかな設置誤差の影響をほとんど受けない。

これは、最大の対称度を有する読取り円に沿ってＢＲ＝０かつＢψ＝０であるシステムに関して、磁石装置は、ｄＢｚ／ｄＲ＝０（ｚ成分の半径方向位置に対する消滅する一次導関数）となるように選択されること、または少なくともｄＢｚ／ｄＲの大きさが最小化され、その一方で回転軸の周囲の円上の点について、ｚ成分の方位角位置に対する非消滅の一次導関数が存在することを意味する。方位角位置に対する非消滅の一次導関数は磁石アセンブリが回転軸の周囲で回転するときにそれぞれのセンサ位置においてｚ成分が変化するようにし、それにより、回転角度の検出にｚ成分を使用できる。実際の用途では、消滅する一次導関数ｄＢｚ／ｄＲ＝０は、ｄＢｚ／ｄＲの大きさがＢｚ／Ｒ（ＢｚをＲで割る）の大きさよりはるかに小さいとき、例えば｜ｄＢｚ／ｄＲ｜が｜Ｂｚ／Ｒ｜の１０倍より小さいときに達成され、半径方向位置はＲで示され、Ｒ＝０は回転軸上の位置である。磁石装置の対称性により、それがｚ＝０においてｄＢｚ／ｄｚ＝０を保持し、したがって、システムは軸（ｚ）方向に沿ったセンサ素子の小さい設置公差に対して堅牢であることに留意されたい。条件ｄＢｚ／ｄＲ＝０は、磁石の形状、その磁化パターン、ｚ＝０の付近の凹部の正確な大きさおよび形状、ならびにｚ＝０内の読取り円上のセンサ位置（すなわち、読取り半径）のバランスを慎重に取ることによって実現される。

読取り円に沿ってＢｚ＝０である他のシステムにおいて、最善の角度精度は、センサが方位角磁界成分Ｂψを検出する場合、ｄＢψ／ｄＲ＝０であると達成される。システムが半径方向の磁界成分ＢＲを検出する場合、最善の角度精度はｄＢＲ／ｄＲ＝０の場合に達成される。ここでもまた、これは磁石構成の対称性により、ｄＢψ／ｄｚ＝０かつｄＢＲ／ｄｚ＝０が保持される。再び、実際の実施例において、ｄＢψ／ｄＲ＝０は、｜ｄＢψ／ｄＲ｜が｜Ｂψ／Ｒ｜よりはるかに（例えば、１０倍以上）小さい場合に達成され、ｄＢＲ／ｄＲ＝０は、｜ｄＢＲ／ｄＲ｜が｜ＢＲ／Ｒ｜よりはるかに（例えば、１０倍以上）小さい場合に達成される。上述の両方のシステムについて、他の消滅する導関数を考えてもよく、例えば、二次またはそれより高次の導関数を考えてもよいが、これらは上述のような消滅する等関数と比較して堅牢性に与える影響が小さい。条件ｄＢψ／ｄＲ＝０とｄＢＲ／ｄＲ＝０とは、磁石の形状、その磁化パターン、ｚ＝０の付近の凹部の正確な大きさおよび形状、ならびにｚ＝０における読取り円上のセンサ位置（すなわち、読取り半径）のバランスを慎重に取ることによって達成される。

本明細書に記載されている実施形態では、磁石をその短い辺に沿って磁化する方が、その長い辺に沿って行うより容易であるとの事実が考慮されている。図の実施形態において、短い辺は厚さ方向（＝ｚ方向）であり、これは回転軸に平行であり、その一方で長い辺は回転軸に垂直な径方向（すなわち、ｘおよびｙ方向）である。その結果、平坦なリングがその厚さに沿って磁化される場合、より正確な磁化が行われ、これはより均一かつ均質であり、これによってより高い繰返し精度およびより小さいプロセススプレッド（ｐｒｏｃｅｓｓｐ ｓｐｒｅａｄ）のより再現性の高い磁界が得られ、これが最終的に、提案されている角度センサの角度誤差を減少させることにつながる。

特筆すべき点として、シャフト外絶対角度センサシステムの上述の実施形態は、２つの磁石部分を示しているが、シャフト外絶対角度センサシステムの他の実施形態では、１つの磁石部分のみを使用して検出対象の磁界を提供してもよい。したがって、当然ながら、２つの磁石部分のうちの一方について、アセンブリの上述した各種の幾何学形状および特徴ならびに各種の磁化および特徴は、１つの磁石部分のみを絶対角度検出に利用するシャフト外絶対角度センサシステムにも等しく応用できる。さらに、上述のセンサ位置は、シャフト外絶対角度センサシステムに等しく応用してもよい。換言すれば、シャフト外絶対角度センサシステムは、第一の磁石部分１のみまたは第二の磁石部分２のみを利用することができ、センサ素子は半径方向にシャフトの外側へと、また軸方向に磁石部分へとずらして提供される。磁石部分の軸方向の厚さが変化する実施形態について、センサは、シャフトが回転軸の周囲で回転するときに、センサと磁石部分との間のギャップの距離が変化する側に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、磁石部分は、平坦な面を有する側と、平坦でない面を有する側とがあってもよい。このような実施形態において、センサは平坦でない面を有する側に設置されてもよい。

同様に、他の実施形態は、３つ以上の磁石部分により生成される磁界を利用してもよい。

当業者により改良形態および変更形態が提案され得るが、本考案者は、本願で保証される実用新案登録の範囲内で、技術に対する本考案者の貢献範囲内に合理的かつ適正に含まれるすべての変更形態および改良形態を具現化することを意図している。

当業者により改良形態および変更形態が提案され得るが、本考案者は、本願で保証される実用新案登録の範囲内で、技術に対する本考案者の貢献範囲内に合理的かつ適正に含まれるすべての変更形態および改良形態を具現化することを意図している。
また、本願は以下に記載する態様も含む。
（態様１） 軸外角度センサシステムを製造する方法であって、第一の磁石部分（１）と第二の磁石部分（２）とをスリーブに取り付けるステップと、前記スリーブをシャフト（３）に、回転軸の周囲で前記シャフト（３）と共回転するように取り付けるステップであって、それにより、前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、前記回転軸に垂直な向きの平面と鏡面対称であるように幾何学的に配置される、ステップと、少なくとも１つの磁気センサを前記平面内で前記シャフト（３）に対して半径方向に取り付けるステップとを含む方法。
（態様２） 軸外角度センサシステムを製造する方法であって、
第一の磁石部品と第二の磁石部品とを提供するステップであって、前記第一および第二の磁石部品は相互に分離されている、ステップと、
前記第一および第二の磁石部品をシャフト（３）に、回転軸の周囲で前記シャフト（３）と共回転するように取り付けるステップであって、それにより、前記第一および第二の磁石部品は結合されて前記シャフト（３）を取り囲む磁石部分を形成する、ステップと
を含み、前記磁石部分は、変化する厚さを含み、少なくとも極小厚さの第一の位置と極小厚さの第二の位置とを有し、前記厚さは、前記回転軸に平行な方向に測定される、方法。

Claims (41)

1. 回転可能なシャフトの回転角度を判定するのに使用される磁石アセンブリであって、
   前記シャフト（３）に取り付けられて回転軸の周囲で前記シャフト（３）と共回転するように構成された第一の磁石部分（１）と、
   前記シャフトに取り付けられて前記回転軸の周囲で前記シャフトと共回転するように構成された第二の磁石部分（２）と
   を含み、
   前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、半径方向の凹部が前記第一および第二の磁石部分（１、２）間に形成されるようなそれぞれの幾何学構成を有し、前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、前記回転軸に垂直な向きの平面に関して相互に幾何学的に鏡面対称であるように配置され、前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、共同で、前記回転軸に垂直な向きの前記平面に関して鏡面対称または鏡面反対称である磁界を生成するそれぞれの磁化を有する、磁石アセンブリ。
2. 第一の平面への投影について、前記第二の磁石部分（２）の投影された幾何学形状は、前記第一の平面内のある点に関して前記第一の磁石部分（１）の投影された幾何学形状と中心対称であり、前記第一の平面は前記回転軸を含むような向きである、請求項１に記載の磁石アセンブリ。
3. 前記回転軸を含むような向きの少なくとも第二の平面への投影について、前記第二の磁石部分（２）の投影された幾何学形状は、前記第二の平面内の何れの点に関しても、前記第一の磁石部分（１）の投影された幾何学形状と中心対称ではなく、前記第一および第二の平面は異なる平面である、請求項２に記載の磁石アセンブリ。
4. 第一の平面内で、前記第二の磁石部分（２）の幾何学形状は、前記回転軸に垂直な向きの平面に関して前記第一の磁石部分（１）の幾何学形状と鏡面対称であり、前記第一の平面は前記回転軸を含むような向きである、請求項１〜３の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
5. 前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、共同で磁界を生成するように磁化および幾何学的に配置され、それにより、前記第一および第二の磁石部分（１、２）の外側で、前記磁界は第一の磁界ベクトルを含み、前記磁界ベクトルの第一の成分の最大の大きさは前記回転軸に垂直な向きの前記平面内にあり、それにより、前記第一の磁界ベクトルの前記第一の成分の大きさは、前記第一の磁界ベクトルの第二の成分の大きさの少なくとも１０倍大きく、前記第二の成分は前記第一の成分に垂直であり、前記第一の成分および前記第二の成分のうちの一方は、前記回転軸の方向の成分である、請求項１〜４の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
6. 前記凹部は前記回転軸を取り囲み、前記回転軸に平行な方向における前記凹部の間隔距離は変化する、請求項１〜５の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
7. 前記凹部の前記間隔距離は、前記回転軸との少なくとも１つの同心円に沿って移動するときに連続的に変化する、請求項６に記載の磁石アセンブリ。
8. 前記間隔距離は、前記少なくとも１つの円に沿って移動するとき、第一の極大値と第二の極大値とを含み、前記第一および第二の極大値は前記回転軸に関して正反対に位置付けられる、請求項７に記載の磁石アセンブリ。
9. 前記第一および第二の磁石部分（１、２）のうちの少なくとも一方について、前記回転軸に平行な方向に測定される厚さは変化する、請求項８に記載の磁石アセンブリ。
10. 前記凹部はギャップであり、前記ギャップは、少なくとも前記回転軸に垂直な平面に沿って延びる、請求項１〜９の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
11. 前記回転軸を含むような向きの第一の平面内で、前記第一の平面内の点における前記第二の磁石部分（２）の磁化は、前記第一の平面の第一の対称点に関して、前記第一の平面内の点における前記第一の磁石部分（１）の前記磁化または反転磁化の一方と中心対称である、請求項１〜１０の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
12. 前記第一の磁石部分（１）は、前記シャフトを前記第一の磁石部分（１）に通すようになされた第一の貫通穴を含み、および前記第二の磁石部分（２）は、前記シャフトを前記第二の磁石部分に通すようになされた第二の貫通穴を含む、請求項１〜１１の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
13. 前記第一の磁石部分（１）と前記第二の磁石部分（２）とは、前記シャフトの円周を少なくとも部分的に取り囲むスリーブに取り付けられるように構成される、請求項１〜１２の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
14. 前記スリーブは軟質磁性材料を含む、請求項１３に記載の磁石アセンブリ。
15. 前記スリーブは、前記スリーブの角度位置および軸位置の少なくとも一方を前記シャフトに関して整列させる構造を含む、請求項１３または１４に記載の磁石アセンブリ。
16. 前記第一の磁石部分（１）と前記第二の磁石部分（２）とは、相互に隣り合って接触して、前記シャフト上に一体構造を形成するように前記シャフトに取り付けられるか、または前記第一および第二の磁石部分（１、２）間にギャップを設けて前記シャフト（３）に取り付けられるように構成される、請求項１〜１５の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
17. 前記第一の磁石部分（１）は、第一の平面より下の第一のセクションと、前記第一の平面より上の第二のセクションとを有し、前記第一の平面は前記第一の平面内に前記回転軸を含むような向きであり、前記第一の平面に関して、前記第二のセクションの磁化は、前記第一のセクションの磁化と鏡面反対称であるような向きである、請求項１〜１６の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
18. 前記磁石部分は、前記回転軸に垂直な向きの前記平面内の円のすべての点で前記回転軸に平行な磁界を生成するように磁化および幾何学的に配置される、請求項１〜１７の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
19. 前記磁石部分は、前記回転軸に垂直な向きの前記平面内の円のすべての点で前記回転軸に垂直な磁界を共同で生成するように磁化および幾何学的に配置される、請求項１〜１８の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
20. 前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、回転軸の周囲の円の点で前記回転軸に平行な磁界成分を有する磁界を共同で生成するように磁化および幾何学的に配置され、前記磁界は、回転軸の周囲の円上の点において、前記回転軸に平行な前記成分の方位角位置に対する非消滅の一次導関数と、前記回転軸に平行な前記成分の半径方向位置に対する消滅する一次導関数とを有する、請求項１〜１８の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
21. 前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、前記回転軸の周囲の円の点で前記回転軸に垂直な磁界成分を有する磁界を生成するように磁化および幾何学的に配置され、前記磁界は、円上の点において、
    − 前記回転軸に垂直な前記磁界成分の半径方向位置に対する消滅する一次導関数、
    − 前記回転軸に垂直な前記磁界成分の軸方向位置に対する消滅する一次導関数、
    − 前記回転軸に垂直な前記磁界成分の半径方向位置に対する消滅する二次またはそれより高次の導関数、および
    − 前記回転軸に垂直な前記磁界成分の軸方向位置に対する消滅する二次またはそれより高次の導関数
    のうちの１つまたは複数を有する、請求項１〜１９の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
22. 前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、前記回転軸を含むような向きの平面内の同心の楕円経路に沿って少なくとも４つの異なる磁化方向を有する磁化を含み、前記少なくとも４つの異なる磁化ベクトルは、時計回りの順序で整列されるか、または反時計回りの順序で整列される磁化方向を有する、請求項１〜２１の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
23. 回転軸の周囲で回転可能なシャフト（３）の回転角度を判定する磁気角度検出システムで使用される磁石アセンブリであって、
    前記シャフト（３）に取り付けられて前記シャフト（３）と共回転するように構成された第一の磁石部分（１）と、
    前記シャフト（３）に取り付けられて前記シャフト（３）と共回転するように構成された第二の磁石部分（２）と、
    前記第一および第二の磁石部分（１、２）を回転可能なシャフト（３）に取り付ける取付け構造と
    を含み、
    前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、磁界が協働して生成されるように前記取付け構造に取り付けられ、少なくとも前記回転軸との同心円に沿ったかつそれに近い位置において、前記生成される磁界は、前記シャフト（３）の前記回転軸に垂直な向きの平面に関して鏡面対称または鏡面反対称である、磁石アセンブリ。
24. 前記第一の磁石部分（１）は第一の磁化を含み、および前記第二の磁石部分（２）は第二の磁化を含み、前記回転軸を含む少なくとも１つの平面内で、前記第二の磁化の前記少なくとも１つの平面への投影は、前記第一の磁化および反転させた第一の磁化のうちの一方の前記少なくとも１つの平面への投影に対して、前記少なくとも１つの平面内の第一の対称点に関して点対称である、請求項２３に記載の磁石アセンブリ。
25. 前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、前記シャフト（３）に、それらの間の凹部によって前記回転軸に沿って相互から分離されて取り付けられるように構成され、少なくとも１つの磁界センサが、少なくとも部分的に前記凹部の半径方向の範囲内に位置付けられる、請求項２３または２４に記載の磁石アセンブリ。
26. センサは、前記第一および第二の磁石部分（１、２）の中央部分の半径方向距離より大きい半径方向距離に位置付けられる、請求項２３〜２５の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
27. 前記平面内において、前記シャフト（３）の周囲で相互に１２０°ずらされる位置に位置付けられた３つの磁界センサを含む、請求項２３〜２６の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
28. 回転軸の周囲で回転可能なシャフト（３）の回転角度を判定するのに使用される磁石アセンブリであって、
    前記シャフト（３）に取り付けられて前記シャフト（３）と共回転するように構成された第一の磁石部分（１）と、
    前記シャフト（３）に取り付けられて前記シャフト（３）と共回転するように構成された第二の磁石部分（２）と
    を含み、
    前記第一の磁石部分（１）は第一の磁荷分布を有し、および前記第二の磁石部分（２）は第二の磁荷分布を有し、表面磁荷は回転軸方向に沿って不均一に分散され、
    前記回転軸に垂直な鏡面で鏡映されると、前記第一の磁荷分布内の各点は、前記第二の磁荷分布内の対応する点を有し、それにより、対応する点の磁荷の大きさは同じである、磁石アセンブリ。
29. 前記対応する点の磁荷の符号は異なる、請求項２８に記載の磁石アセンブリ。
30. 前記対応する点の磁荷の符号は同じである、請求項２８に記載の磁石アセンブリ。
31. 前記回転軸を含む第二の鏡面を含み、前記第二の鏡面は、前記第一の磁荷分布を第三および第四の磁荷分布に分割し、それにより、前記第二の鏡面で鏡映されると、前記第三の磁荷分布内の各点は、前記第四の磁荷分布内に対となる点を有し、前記第三の磁荷分布内の各点およびその対となる点の前記磁荷の大きさは同じであり、および前記第三の磁荷分布内の各点およびその対となる点の磁荷の符号は異なる、請求項２８〜３０の何れか一項に記載の磁石アセンブリ。
32. 角度センサシステムであって、
    回転軸の周囲で回転可能に配置されたシャフト（３）と、
    前記シャフト（３）に取り付けられて前記回転軸の周囲で前記シャフト（３）と共回転する第一および第二の磁石部分（１、２）を含む磁石アセンブリと、
    前記シャフト（３）の外側で、前記回転軸からある半径方向距離において前記回転軸に垂直な平面内に位置付けられた少なくとも１つのセンサと
    を含み、
    前記磁石アセンブリは、少なくとも読取り円に沿ってかつその近くに、前記平面に関して鏡面対称または鏡面反対称の磁界を生成し、前記読取り円は前記平面内の円であり、前記読取り円は前記回転軸と同心であり、かつ前記半径方向距離と等しい半径を有する、角度センサシステム。
33. 前記磁石アセンブリは磁界を生成し、それにより、前記読取り円に沿った位置における前記磁界の第一の成分の最大変化量は、前記読取り円に沿った位置における前記磁界の第二の成分の最大変化量の少なくとも１０倍大きく、前記第一または前記第二の成分のうちの一方は前記回転軸の方向の成分であり、および前記第二の成分は前記第一の成分に垂直である、請求項３２に記載のシステム。
34. 軸外角度センサシステムを製造する方法であって、第一の磁石部分（１）と第二の磁石部分（２）とをスリーブに取り付けるステップと、前記スリーブをシャフト（３）に、回転軸の周囲で前記シャフト（３）と共回転するように取り付けるステップであって、それにより、前記第一および第二の磁石部分（１、２）は、前記回転軸に垂直な向きの平面と鏡面対称であるように幾何学的に配置される、ステップと、少なくとも１つの磁気センサを前記平面内で前記シャフト（３）に対して半径方向に取り付けるステップとを含む方法。
35. 絶対回転角度センサシステムで使用される装置であって、回転軸の周囲でシャフト（３）と共回転する磁石部分を含み、前記磁石部分は変化する厚さを含み、前記厚さは前記回転軸に平行な方向に測定され、前記磁石部分は、第一の位置および第二の位置において最小厚さを含み、前記第一および第二の位置は正反対に配置される、装置。
36. 前記磁石部分の第一のセクションは第一の磁化を含み、および前記磁石部分の第二のセクションは第二の磁化を含み、前記第一の磁化と前記第二の磁化とは、それぞれ少なくとも１つの磁化ベクトル成分について反対の方向を有する、請求項３５に記載の装置。
37. 前記少なくとも１つの磁化ベクトル成分は、前記回転軸に平行な成分である、請求項３６に記載の装置。
38. 前記第一のセクションは前記磁石部分の第一の半分部分であり、および前記第二のセクションは前記磁石部分の第二の半分部分であり、前記第一および第二の半分部分は前記第一および第二の位置において相互に接する、請求項３７に記載の装置。
39. 前記第一のセクションは第一の表面磁荷分布を有し、および前記第二のセクションは第二の表面磁荷分布を有し、前記第一および第二の表面磁荷分布は反対の符号を有する、請求項３６〜３８の何れか一項に記載の装置。
40. 前記磁石部分の前記厚さは、前記回転軸と同心の円に沿って前記第一の位置から第一の最大位置へと移動するときに連続的に増大し、前記磁石部分の前記厚さは、前記円に沿って前記第一の最大位置から前記第二の位置へと移動するときに連続的に減少し、前記磁石部分の前記厚さは、前記円に沿って前記第二の位置から第二の最大位置へと移動するときに連続的に増大し、前記磁石部分の前記厚さは、前記円に沿って前記第二の最大位置から前記第一の位置へと移動するときに連続的に減少する、請求項３５〜３９の何れか一項に記載の装置。
41. 軸外角度センサシステムを製造する方法であって、
    第一の磁石部品と第二の磁石部品とを提供するステップであって、前記第一および第二の磁石部品は相互に分離されている、ステップと、
    前記第一および第二の磁石部品をシャフト（３）に、回転軸の周囲で前記シャフト（３）と共回転するように取り付けるステップであって、それにより、前記第一および第二の磁石部品は結合されて前記シャフト（３）を取り囲む磁石部分を形成する、ステップと
    を含み、前記磁石部分は、変化する厚さを含み、少なくとも極小厚さの第一の位置と極小厚さの第二の位置とを有し、前記厚さは、前記回転軸に平行な方向に測定される、方法。

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