JP4321665B2

JP4321665B2 - 回転角度検出装置

Info

Publication number: JP4321665B2
Application number: JP2008283246A
Authority: JP
Inventors: 彰利水谷; 隆央伴
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: JP2009025317A

Description

本発明は、２つの部材（例えば、回転部材と非回転部材）の相対回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。

（従来の技術）
従来の回転角度検出装置の概略構造を図９（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
回転角度検出装置は、回転軸（以下、Ｚ軸と称す）上に配置された磁気検出素子Ｊ1 （例えば、ホールＩＣに内蔵されるホール素子）と、この磁気検出素子Ｊ1 に向けて磁束を与える半円筒形状の磁束付与磁石Ｊ2 と、この磁束付与磁石Ｊ2 から磁気検出素子Ｊ1 に向けて与えられた磁束を吸引する半円筒形状の磁束吸引磁石Ｊ3 とを具備する。
磁束付与磁石Ｊ2 と磁束吸引磁石Ｊ3 は、円筒形状を呈したヨークＪ4 の内周面に固定されたものであり、Ｚ軸に垂直な方向の厚さ、即ち磁束付与磁石Ｊ2 と磁束吸引磁石Ｊ3 の厚みは一定であった。
一方、磁気検出素子Ｊ1 は、磁束付与磁石Ｊ2 と磁束吸引磁石Ｊ3 に囲まれた状態で支持される。

磁束発生手段（磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 ）と、磁気検出素子Ｊ1 との相対回転角度が変化すると、磁気検出素子Ｊ1 の磁気検出面と直交する方向の磁束密度が変化する。
具体的には、図１０（ａ）に示す相対回転角度（この回転角度を０°とする）から、図１０（ｂ）に示す相対回転角度（この回転角度を９０°とする）へ磁束発生手段を回転させることにより、磁気検出素子Ｊ1 の磁気検出面と直交する方向の磁束密度は図１１に示されるように変化する。
磁気検出素子Ｊ1 は、磁気検出面と直交する方向の磁束密度に応じた出力信号を発生するため、回転角度検出装置は、磁気検出素子Ｊ1 の出力信号に基づいて、磁束発生手段側の部材と、磁気検出素子Ｊ1 側の部材との相対回転角度を検出することができる（例えば、特許文献１〜４参照）。

（従来の技術の不具合）
上記構成を採用する従来の回転角度検出装置は、次の問題を有していた。
（１）例えば、図１０（ｂ）に示す回転角度９０°の状態で、磁気検出素子Ｊ1 の設置位置が、磁気検出素子Ｊ1 の磁気不感方向（以下、Ｘ軸方向）にずれた場合、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 と、磁気検出素子Ｊ1 との距離が接近する。すると、図１２の破線に示す理想の磁束密度（磁気検出素子Ｊ1 の設置位置がＸ軸方向へずれても変化のない磁束密度）に対し、図１２の実線Ａ’に示されるように、磁気検出素子Ｊ1 を通過する磁束密度が増加する。
このように、組付け時の誤差等によって、磁気検出素子Ｊ1 の設定位置がＸ軸方向にずれると、磁気検出素子Ｊ1 を通過する磁束密度が増加して、磁気検出素子Ｊ1 から所定以上の出力が発生し、回転角度の検出誤差が発生する。

（２）上記では、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 を、それぞれ１つの磁石で構成する例を示した。これに対して、図１３に示すように、磁束付与磁石Ｊ2 と磁束吸引磁石Ｊ3 のそれぞれを２つの平板磁石で構成して、Ｚ軸方向から見て回転方向に略円弧状に配置した場合について説明する。
この場合、図１３に示す回転角度９０°の状態で、磁気検出素子Ｊ1 の設置位置が、磁気検出素子Ｊ1 のＸ軸方向にずれた場合、磁束付与磁石Ｊ2 および磁束吸引磁石Ｊ3 と、磁気検出素子Ｊ1 との距離が接近する。すると、上記（１）と同様、図１２の破線に示す理想の磁束密度に対し、図１２の実線Ａ’に示されるように、磁気検出素子Ｊ1 を通過する磁束密度が増加する。
このように、組付け時の誤差等によって、磁気検出素子Ｊ1 の設定位置がＸ軸方向にずれると、磁気検出素子Ｊ1 を通過する磁束密度が増加して、磁気検出素子Ｊ1 から所定以上の出力が発生し、回転角度の検出誤差が発生する。
特許第３２０６２０４号公報特開平２−１２２２０５号公報特開平２−２９８８１５号公報特開昭６４−３７６０７号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｘ軸方向に磁気検出素子の設置位置がずれた場合であっても、そのずれによる磁気検出素子を通過する磁束密度の増加または低下をなくし、回転角度の検出誤差の発生を防ぐ。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する回転角度検出装置は、磁束付与磁石と磁束吸引磁石が、Ｚ軸方向から見て回転方向に沿う円弧状を呈する場合、磁束付与磁石および磁束吸引磁石の少なくとも一方のＺ軸方向から見た厚みを、中央が厚く、端側が薄く設けるものである。
このように設けられることにより、磁気検出素子の設置位置がＸ軸方向にずれた場合、端側が薄く設けられた磁石（磁束付与磁石および磁束吸引磁石の少なくとも一方）によって、ずれによる磁気検出素子を通過する磁束密度の増加をなくすことができ、結果的に回転角度の検出誤差の発生を防ぐことができる。
即ち、上記第１の目的を達成することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石および磁束吸引磁石は、それぞれ半円筒形状を呈する１つの磁石によって構成され、磁束付与磁石と磁束吸引磁石で直径方向に分割された略円筒形状を呈するものである。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石および磁束吸引磁石は、それぞれ複数の磁石がＺ軸方向から見て回転方向へ円弧状に並んで配置されることによって構成されるものである。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石、磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向から見た内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、回転軸方向から見た内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸方向から見た左右の曲率変化が異なり、左右非対称に設けられるものである。

〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石、磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向から見た外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、回転軸方向から見た内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸方向から見た左右の曲率変化が異なり、左右非対称に設けられるものである。

〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石、磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向から見た内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるとともに、回転軸方向から見た外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、回転軸方向から見た内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸方向から見た左右の曲率変化が異なり、左右非対称に設けられるものである。

〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石、磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向に沿う内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、回転軸方向に沿う内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸に直交する方向から見た磁気検出素子の設定位置の左右の曲率変化が異なり、回転軸に直交する方向から見た磁気検出素子の設定位置を基準にした左右非対称に設けられるものである。

〔請求項８の手段〕
請求項８の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石、磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向に沿う外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、回転軸方向に沿う内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸に直交する方向から見た磁気検出素子の設定位置の左右の曲率変化が異なり、回転軸に直交する方向から見た磁気検出素子の設定位置を基準にした左右非対称に設けられるものである。

〔請求項９の手段〕
請求項９の手段を採用する回転角度検出装置の磁束付与磁石、磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向に沿う内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるとともに、回転軸方向に沿う外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、回転軸方向に沿う内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸に直交する方向から見た磁気検出素子の設定位置の左右の曲率変化が異なり、回転軸に直交する方向から見た磁気検出素子の設定位置を基準にした左右非対称に設けられるものである。

本発明の最良の形態を、複数の実施例と変形例を用いて説明する。

図１〜図３を用いて実施例１を説明する。まず、図１を参照して回転角度検出装置の基本構成を説明する。なお、図１（ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図であり、図１（ｂ）は回転角度検出装置のＺ軸方向に沿う断面図である。
この実施例に示す回転角度検出装置は、例えばスロットルバルブの回転角度（開度）を検出するためのものであり、スロットルバルブと図示しない部材を介して一体に回転するロータ１（回転部材）と、ホール素子２（磁気検出素子の一例）を内蔵するホールＩＣ３とを備える。このホールＩＣ３は、図示しない固定部材（非回転部材）によって支持されて、ホール素子２がロータ１のＺ軸上に配置される。

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

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

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

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

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

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

［実施例の特徴］
スロットルバルブの開度を検出する回転角度検出装置では、微小開度（アイドリング付近）を高い精度で検出する要求があるために、磁束密度０付近をスロットルバルブの０°位置として使用する場合がある。このため、スロットルバルブの開度を検出する回転角度検出装置は、通常、回転角度０°〜９０°の範囲において使用される。

背景技術の項の（１）でも説明したように、ロータ１の回転角度９０°の状態で、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれた場合、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７と、ホール素子２との距離が接近するため、ホール素子２を通過する磁束密度が増加する（図３の実線Ａ’参照）。このため、組付け時の誤差等によって、ホール素子２の設定位置がＸ軸方向にずれると、ホール素子２を通過する磁束密度が増加して、ホール素子２から所定以上の出力が発生し、回転角度の検出誤差を招いてしまう。

そこでこの実施例１では、上記の不具合を解決するために、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７をＺ軸方向から見た厚み、即ち円弧方向（回転方向と同義）に沿う厚みを、図１（ａ）に示すように、円弧方向の中央Ｂ1 が厚く、円弧方向の端Ｂ2 側が薄くなるように設けている。これにより、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７の内周面とホール素子２との距離が、端Ｂ2 に向かうにつれて次第に大きくなるように構成される。この磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の厚みの変化は、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれるのに応じて変化するホール素子２を通過する磁束密度の変化幅に基づいて設定される。つまり、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれても、ホール素子２を通過する磁束密度が変化しないように設定される。

本実施例の回転角度検出装置は、上記のように設けられることにより、回転角度検出装置の組付け誤差等によって、ホール素子２の設置位置が磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７の中心からＸ軸方向へずれても、ずれた方向に薄くなった磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７によって、ずれによるホール素子２を通過する磁束密度の増加をなくすことができる。具体的には、図３の実線Ａに示されるように、ホール素子２の設置位置が中央からＸ軸方向へずれても磁束密度は増加せず、ほぼ理想の磁束密度を得ることができる。
即ち、回転角度検出装置の組付け誤差等によって、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれても磁束密度が変化しないため、回転角度の検出誤差の発生を防ぐことができる。

なお、この実施例１では、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の円弧方向の端Ｂ2 側を薄くする手段として、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の内周面を削った形状（内面を窪ませた形状）に設けた例を示したが、逆に、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の外周面を削った形状（外面を窪ませた形状）に設けても、同様の効果を得ることができる。

また、この実施例１では、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の両方の厚みを変化させる例を示したが、磁束付与磁石６または磁束吸引磁石７の一方のみの厚みを変化させても良い。例えば、図４に示すように、磁束付与磁石６または磁束吸引磁石７の一方のみの円弧方向の中央Ｂ1 を厚く、円弧方向の端Ｂ2 側を薄く設けて、磁束付与磁石６または磁束吸引磁石７の他方の円弧方向に沿う厚みを一定に設けても良い。即ち、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７のＺ軸側の曲率をそれぞれ変えても良い。このように設けても、同様の効果を得ることができる。

図５を用いて実施例２を説明する。この図５（ａ）は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図であり、図５（ｂ）は回転角度検出装置のＺ軸方向に沿う断面図である。なお、この実施例２以降における実施例１と同一符号は、特に説明を加えない限り同一機能物を示すものである。
上記の各実施例では、半円筒形を呈する磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７を例に示した。それに対してこの実施例２は、図５（ａ）に示すように、磁束付与磁石６を複数（この実施例では２つ）の磁石６ａを組み合わせてＺ軸方向から見て略円弧状を呈するように配置するとともに、磁束吸引磁石７も複数（この実施例では２つ）の磁石７ａを組み合わせてＺ軸方向から見て略円弧状を呈するように配置したものである。

背景技術の項の（２）でも説明したように、ロータ１の回転角度９０°の状態で、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれた場合、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７と、ホール素子２との距離が接近するため、ホール素子２を通過する磁束密度が増加する（図３の実線Ａ’参照）。このため、組付け時の誤差等によって、ホール素子２の設定位置がＸ軸方向にずれると、ホール素子２を通過する磁束密度が増加して、ホール素子２から所定以上の出力が発生し、回転角度の検出誤差を招いてしまう。

そこで、この実施例２は、上記の不具合を解決するために、それぞれが２つの磁石６ａ、７ａによって構成される磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７のそれぞれの回転方向に沿う厚みを、図５（ａ）に示すように、回転方向の中央Ｂ1 が厚く、回転方向の端Ｂ2 側が薄くなるように設けている。即ち、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の内周面とホール素子２との距離が、回転方向の端Ｂ2 に向かうにつれて次第に大きくなるように構成されている。それぞれが２つの磁石６ａ、７ａによって構成される磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の厚みの変化は、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれるのに応じて変化するホール素子２を通過する磁束密度の変化幅に基づいて設定される。つまり、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれても、ホール素子２を通過する磁束密度が変化しないように設定される。

本実施例の回転角度検出装置は、上記のように設けられることにより、回転角度検出装置の組付け誤差等によって、ホール素子２の設置位置が磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の中心からＸ軸方向へずれても、ずれた方向に薄くなった磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７によって、ずれによるホール素子２を通過する磁束密度の増加をなくすことができる。具体的には、上記実施例１で示した図３の実線Ａのように、ホール素子２の設置位置が中央からＸ軸方向へずれても磁束密度は増加せず、ほぼ理想の磁束密度を得ることができる。
即ち、実施例１と同様、回転角度検出装置の組付け誤差等によって、ホール素子２の設置位置がＸ軸方向へずれても磁束密度は低下しないため、回転角度の検出誤差の発生を防ぐことができる。

なお、この実施例２では、それぞれが２つの磁石６ａ、７ａによって構成される磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の回転方向の端Ｂ2 側を薄くする手段として、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の内周面を削った形状（内面を窪ませた形状）に設けた例を示したが、逆に、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７の外周面を削った形状（外面を窪ませた形状）に設けても良い。
また、この実施例２では、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７の両方の厚みを変化させる例を示したが、図６に示すように、磁束付与磁石６または磁束吸引磁石７の一方のみの厚みを変化させても良い。
なお、図６では、一例として磁束付与磁石６のみの厚みを変化させる例を示したが、磁束吸引磁石７のみの厚みを変化させても良い。

図７を用いて実施例３を説明する。なお、図７は回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図であり、図中に示す破線は最も窪んだ磁石の内面を示すものである。
（回転角度検出装置をＺ軸方向から見た磁石形状の説明）
この実施例は、図７に示すように、磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７をＺ軸方向から見て、中央Ｂ1 に対して左側の外面の磁石形状の曲率Ｅ（多次曲線）と、右側の外面の磁石形状の曲率Ｆ（多次曲線）とを異ならせるとともに、中央Ｂ1 に対して左側の内面の磁石形状の曲率Ｇ（多次曲線）と、右側の内面の磁石形状の曲率Ｈ（多次曲線）とを異ならせるものである。
Ｅ＝ａ₅Ｘⁿ＋ｂ₅Ｘ^n-1・・・ｃ₅
Ｆ＝ａ₆Ｘⁿ＋ｂ₆Ｘ^n-1・・・ｃ₆
Ｇ＝ａ₇Ｘⁿ＋ｂ₇Ｘ^n-1・・・ｃ₇
Ｈ＝ａ₈Ｘⁿ＋ｂ₈Ｘ^n-1・・・ｃ₈
なお、ｃ₅、ｃ₆、ｃ₇、ｃ₈式の変数Ｘは、磁石のＸ軸方向の長さを示すものである。
このように、Ｚ軸方向から見た磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７の内外面の磁石形状の曲率を、左右で異ならせることにより、着磁方向のバラツキ、磁石を形成する磁性体密度のバラツキ、あるいはヨーク４を用いずに磁石のみで磁気回路を構成する場合等により、Ｘ軸に付与される磁束分布の変化を相殺することができ、Ｘ軸に付与される磁束分布を高精度で均一化できる。

なお、この実施例では、Ｚ軸方向から見た磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７の内面、外面の両方の左右の曲率を変えた例を示したが、磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７の内面または外面の一方だけを左右異なる曲率にしても良い。

図８を用いて実施例４を説明する。なお、図８は回転角度検出装置のＺ軸方向に沿う断面図である。
（回転角度検出装置のＺ軸方向に沿う磁石形状の説明）
この実施例は、図８に示すように、磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７をＸ軸方向から見て、中央Ａ1 に対して左側の外面の磁石形状の曲率Ｉ（多次曲線）と、右側の外面の磁石形状の曲率Ｊ（多次曲線）とを異ならせるとともに、中央Ａ1 に対して左側の内面の磁石形状の曲率Ｋ（多次曲線）と、右側の内面の磁石形状の曲率Ｌ（多次曲線）とを異ならせるものである。
Ｉ＝ａ₉Ｚⁿ＋ｂ₉Ｚ^n-1・・・ｃ₉
Ｊ＝ａ₁₀Ｚⁿ＋ｂ₁₀Ｚ^n-1・・・ｃ₁₀
Ｋ＝ａ₁₁Ｚⁿ＋ｂ₁₁Ｚ^n-1・・・ｃ₁₁
Ｌ＝ａ₁₂Ｚⁿ＋ｂ₁₂Ｚ^n-1・・・ｃ₁₂
なお、ｃ₉、ｃ₁₀、ｃ₁₁、ｃ₁₂式の変数Ｚは、磁石のＺ軸方向の長さを示すものである。
このように、Ｘ軸方向から見た磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７の内外面の磁石形状の曲率を、左右で異ならせることにより、着磁方向のバラツキ、磁石を形成する磁性体密度のバラツキ、あるいはヨーク４を用いずに磁石のみで磁気回路を構成する場合等により、Ｚ軸に付与される磁束分布の変化を相殺することができ、Ｚ軸に付与される磁束分布を高精度で均一化できる。

なお、この実施例では、Ｚ軸方向に沿う磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７の内面、外面の両方の左右の曲率を変えた例を示したが、磁束付与磁石６、磁束吸引磁石７の内面または外面の一方だけを左右異なる曲率にしても良い。

〔変形例〕
上記の実施例では、固定部材を固定し、ロータ１を回転させた例を示したが、逆にロータ１に相当する部材を固定し、磁気検出素子（実施例ではホール素子２を内蔵するホールＩＣ３）を支持する部材を回転させる構造を採用しても良い。言い換えれば、磁気検出素子を回転させ、磁束付与磁石６および磁束吸引磁石７を固定して磁気検出素子の出力から回転角度を検出しても良い。

上記の実施例では、磁気検出素子（実施例ではホール素子２を内蔵するホールＩＣ３）を１つ搭載した例を示したが、複数個配置しても良い。また、ホールＩＣ３を構成するホール素子２のみを磁束発生手段５（磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７）の内部に配置し、信号処理回路を磁束発生手段５の外部に配置しても良い。つまり、例えば、ホール素子２の信号処理回路を回転角度検出装置から離れた制御装置内に設けても良い。
上記の実施例では、回転角度検出装置の具体的な一例としてスロットルバルブの開度を検出する例を示したが、産業ロボットのアーム部の回転角度等、他の回転角度を検出するように設けても良い。
上記の実施例では、磁束付与磁石６と磁束吸引磁石７の外側周囲にヨーク４を設置した例を示したが、ヨーク４をなくした構成でも良い。

回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図およびＺ軸方向に沿う断面図である（実施例１）。磁束密度と回転角度の関係を示すグラフである（実施例１）。磁気検出素子のＸ軸方向ずれ量と磁束密度の関係を示すグラフである（実施例１）。回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図およびＺ軸方向に沿う断面図である（実施例１の変形例）。回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図およびＺ軸方向に沿う断面図である（実施例２）。回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図である（実施例２の変形例）。回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図である（実施例３）。回転角度検出装置のＺ軸方向に沿う断面図である（実施例４）。回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図およびＺ軸方向に沿う断面図である（従来例）。ロータの回転角度の説明図である（従来例）。磁束密度と回転角度の関係を示すグラフである（従来例）。磁気検出素子のＸ軸方向ずれ量と磁束密度の関係を示すグラフである（従来例）。回転角度検出装置をＺ軸方向から見た図およびＺ軸方向に沿う断面図である（従来例）。

１ロータ
２ホール素子（磁気検出素子）
３ホールＩＣ
４ヨーク
５磁束発生手段
６磁束付与磁石
７磁束吸引磁石
Ａ1 磁束付与磁石および磁束吸引磁石のＺ軸方向の中央
Ａ2 磁束付与磁石および磁束吸引磁石のＺ軸方向の端
Ｂ1 Ｚ軸方向から見た磁束付与磁石および磁束吸引磁石の中央
Ｂ2 Ｚ軸方向から見た磁束付与磁石および磁束吸引磁石の端

Claims

回転軸上に配置された磁気検出素子と、
この磁気検出素子の両側に距離を隔てて対向配置され、前記磁気検出素子に向けて磁束を与える磁束付与磁石、およびこの磁束付与磁石から前記磁気検出素子に向けて与えられた磁束を吸引する磁束吸引磁石を備える磁束発生手段と、を具備し、
前記磁気検出素子と前記磁束発生手段の相対回転角度の変化を、前記磁気検出素子を通過する磁束密度によって検出する回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石と前記磁束吸引磁石が、回転軸方向から見て回転方向に沿う円弧状を呈する場合、
前記磁束付与磁石および前記磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向から見た厚みが、中央が厚く、端側が薄く設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１に記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石および前記磁束吸引磁石は、それぞれ半円筒形状を呈する１つの磁石によって構成され、前記磁束付与磁石と前記磁束吸引磁石で直径方向に分割された略円筒形状を呈することを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１に記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石および前記磁束吸引磁石は、それぞれ複数の磁石が回転軸方向から見て回転方向へ円弧状に並んで配置されることによって構成されることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石、前記磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向から見て前記磁気検出素子が配置される側の内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、
回転軸方向から見た内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸方向から見た左右の曲率変化が異なり、左右非対称に設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石、前記磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向から見て前記磁気検出素子が配置される側とは異なった側の外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、
回転軸方向から見た内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸方向から見た左右の曲率変化が異なり、左右非対称に設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石、前記磁束吸引磁石の少なくとも一方は、
回転軸方向から見て前記磁気検出素子が配置される側の内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるとともに、
回転軸方向から見て前記磁気検出素子が配置される側とは異なった側の外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、
回転軸方向から見た内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸方向から見た左右の曲率変化が異なり、左右非対称に設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石、前記磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向に沿う前記磁気検出素子が配置される側の内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、
回転軸方向に沿う内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸に直交する方向から見た前記磁気検出素子の設定位置の左右の曲率変化が異なり、回転軸に直交する方向から見た前記磁気検出素子の設定位置を基準にした左右非対称に設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石、前記磁束吸引磁石の少なくとも一方は、回転軸方向に沿う前記磁気検出素子が配置される側とは異なった側の外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、
回転軸方向に沿う内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸に直交する方向から見た前記磁気検出素子の設定位置の左右の曲率変化が異なり、回転軸に直交する方向から見た前記磁気検出素子の設定位置を基準にした左右非対称に設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束付与磁石、前記磁束吸引磁石の少なくとも一方は、
回転軸方向に沿う前記磁気検出素子が配置される側の内面が、多次曲線を有する曲面に設けられるとともに、
回転軸方向に沿う前記磁気検出素子が配置される側とは異なった側の外面が、多次曲線を有する曲面に設けられるものであり、
回転軸方向に沿う内面、外面の少なくとも一方の多次曲線は、回転軸に直交する方向から見た前記磁気検出素子の設定位置の左右の曲率変化が異なり、回転軸に直交する方向から見た前記磁気検出素子の設定位置を基準にした左右非対称に設けられることを特徴とする回転角度検出装置。