JPH09243311A - Rotary angle detecting device - Google Patents

Rotary angle detecting device

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JPH09243311A
JPH09243311A JP8080196A JP8080196A JPH09243311A JP H09243311 A JPH09243311 A JP H09243311A JP 8080196 A JP8080196 A JP 8080196A JP 8080196 A JP8080196 A JP 8080196A JP H09243311 A JPH09243311 A JP H09243311A
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magnet
pole piece
magnetic
angle
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Koji Nakazawa
弘次 中沢
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize the detection characteristic of a rotary angle detecting device and to greatly enhance the durability and reliability of the device by enabling the device to output signals having linear characteristics with respect to the rotary angle of a rotating shaft, etc. SOLUTION: A rotatable magnet 4 has circular surface parts 4A, 4B formed over an angle θm1. First 5 and second 6 magnetic pole pieces, which surround the magnet 4 with a certain gap held between each of them and the magnet, are arranged at an interval greater than the gap, the magnetic pole pieces 5, 6 being formed along the circumferential direction over an angle θy1 smaller than the angle θm1. The first ends of magnetic path forming parts 7, 8, 9, 10 are connected to the magnetic pole pieces 5, 6, a first Hall element 11 is provided between the ends 7A, 8A of the magnetic path forming parts 7, 8, and a second Hall element 12 is provided between the ends 9A, 10A of the magnetic path forming parts 9, 10. A computing circuit which outputs a detection signal corresponding to a rotary angle θ1 according to voltages output from the first and second Hall elements 1, 12 is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば回動軸の回
動角等を検出するのに好適に用いられる回動角検出装置
に関し、特に自動車用エンジンのスロットルバルブ開度
等を検出するようにした回動角検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turning angle detecting device preferably used for detecting a turning angle of a turning shaft, and more particularly to detecting a throttle valve opening of an automobile engine. Of the rotation angle detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電子制御式燃料噴射装置を備え
た自動車用エンジン等では、エンジンの吸気通路の途中
に設けられたスロットルバルブの開度を検出し、これを
コントロールユニットに入力することにより、燃料噴射
量制御等の高精度化を図っている。
2. Description of the Related Art Generally, in an automobile engine or the like equipped with an electronically controlled fuel injection device, the opening of a throttle valve provided in the intake passage of the engine is detected and input to a control unit. The accuracy of fuel injection amount control is improved.

【0003】そして、この種の従来技術では、スロット
ルバルブの開度を検出するのに、抵抗体とブラシとから
なるポテンションメータを用い、このブラシ側を前記ス
ロットルバルブの回動軸(弁軸)に連結し、スロットル
バルブの回動に応じてブラシが抵抗体上を摺動変位する
ことにより、この抵抗体の抵抗値変化をスロットルバル
ブの開度として検出する構成としている。
In the prior art of this type, a potentiometer consisting of a resistor and a brush is used to detect the opening of the throttle valve, and the brush side is used for the rotary shaft (valve shaft) of the throttle valve. ), The brush is slidably displaced on the resistor according to the rotation of the throttle valve, and the resistance value change of the resistor is detected as the opening of the throttle valve.

【0004】また、他の従来技術として、例えば特開平
2−298814号公報等には、磁気抵抗素子を用いる
非接触型の回動角検出装置が開示されている。そして、
この種の回動角検出装置の場合には、固定された磁気抵
抗素子の周囲にマグネットにより磁界を発生させ、この
マグネットをシャフトと連動して回動させることにより
磁気抵抗素子を中心に磁界を変化させ、このときの回動
角の変化を磁気抵抗素子の抵抗値変化として検出し、ス
ロットルバルブの開度等を検出できるようにしている。
As another conventional technique, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-298814 discloses a non-contact type rotation angle detecting device using a magnetoresistive element. And
In the case of this type of rotation angle detection device, a magnetic field is generated around a fixed magnetic resistance element by a magnet, and this magnet is rotated in conjunction with a shaft to rotate the magnetic field around the magnetic resistance element. The change of the rotation angle at this time is detected as the change of the resistance value of the magnetoresistive element so that the opening degree of the throttle valve and the like can be detected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による回動角検出装置では、ポテンションメータ
を用いた場合、抵抗体上をブラシが摺動するからブラシ
の浮き等により瞬間的に出力信号が遮断される。また、
長期に亘る使用においてはブラシ等の摩耗により耐久性
や信頼性が低下するという問題もあり、近年における自
動車の耐用年数の増加およびスロットルバルブ制御の電
子化に伴うフィードバック制御の増加に十分には対応で
きないという問題がある。
By the way, in the rotation angle detecting device according to the prior art described above, when the potentiometer is used, the brush slides on the resistor, so that the momentary output is caused by the floating of the brush. The signal is blocked. Also,
There is also a problem that durability and reliability will deteriorate due to abrasion of the brush etc. in long-term use, and it sufficiently copes with the increase in service life of automobiles in recent years and the increase in feedback control accompanying electronic computerization of throttle valve control. There is a problem that you cannot do it.

【0006】一方、磁気抵抗素子を用いた場合には、マ
グネット側に設けた磁性体腕部と磁気抵抗素子との離間
寸法が、シャフト(マグネット)の回動によって大きく
変化し、磁気抵抗素子からの出力信号がシャフトの回動
角に対して三角関数の特性となるために、スロットルバ
ルブの開度(回動角)等を検出する場合に、リニアな特
性を得るのが難しいという問題がある。
On the other hand, when the magnetoresistive element is used, the distance between the magnetic arm provided on the magnet side and the magnetoresistive element is largely changed by the rotation of the shaft (magnet), and Output signal has a trigonometric function characteristic with respect to the rotation angle of the shaft, so that it is difficult to obtain linear characteristics when detecting the opening (rotation angle) of the throttle valve. .

【0007】さらに、磁気抵抗素子を用いた場合にはマ
グネットの起磁力の温度変化、経時変化および磁気抵抗
素子の温度特性等により出力信号の変化が大きく、これ
を補正することが難しいという問題がある。
Further, when the magnetoresistive element is used, there is a problem that the change in output signal is large due to the temperature change of the magnetomotive force of the magnet, the change over time, the temperature characteristic of the magnetoresistive element, etc., and it is difficult to correct this. is there.

【0008】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は回動軸等の回動角に対してリニ
アな特性の信号を出力でき、検出特性を安定させること
ができると共に、耐久性や信頼性を大幅に向上できるよ
うにした回動角検出装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The present invention can output a signal having a linear characteristic with respect to a rotation angle of a rotation shaft or the like, and can stabilize the detection characteristic. At the same time, it is an object of the present invention to provide a rotation angle detection device capable of greatly improving durability and reliability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1に記載の発明が採用する回動角検出装
置の構成は、円弧面部を有するマグネットと、該マグネ
ットの円弧面部と対向するように該マグネットの周囲に
互いに離間して配設され、周方向にそれぞれ予め決めら
れた角度をもって延びる少なくとも3個以上の磁極片部
と、該各磁極片部と前記マグネットとのいずれか一方を
回動し、該各磁極片部と前記マグネットとを相対回転さ
せる回動手段と、前記マグネットの円弧面部と各磁極片
部との対向面積に対応して生じる第1,第2の信号をそ
れぞれ出力する信号出力手段とを備え、前記各磁極片部
間の離間寸法は、前記マグネットと各磁極片部とのギャ
ップより大きくしたことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the structure of the rotation angle detecting device adopted by the invention described in claim 1 is a magnet having an arc surface portion, and an arc surface portion of the magnet. Any one of at least three or more magnetic pole pieces, which are arranged so as to face each other and are spaced apart from each other around the magnet, and extend at a predetermined angle in the circumferential direction, and each magnetic pole piece and the magnet. Rotating means for rotating one of the magnetic pole pieces and the magnet relative to each other, and first and second signals generated corresponding to the facing area of the arc surface of the magnet and each magnetic pole piece. Signal output means for respectively outputting the magnetic pole pieces, and the distance between the magnetic pole piece portions is larger than the gap between the magnet and the magnetic pole piece portions.

【0010】このように構成することにより、相対回転
する各磁極片部とマグネットとの間を非接触状態に保持
できると共に、各磁極片部とマグネットとの間隔を一定
に保つことができ、2個の各磁極片部と前記マグネット
との対向面積を回動角に対応して変化させることができ
る。また、マグネットと各磁極片部とのギャップは各磁
極片部間の離間寸法より小さく形成したから、マグネッ
トの円弧面部を各磁極片部に近付けることができ、確実
に磁束を各磁極片部に導くことができる。
With this configuration, the magnetic pole pieces that rotate relative to each other and the magnet can be held in a non-contact state, and the distance between the magnetic pole pieces and the magnet can be kept constant. The facing area between each of the magnetic pole pieces and the magnet can be changed according to the rotation angle. Further, since the gap between the magnet and each pole piece is formed smaller than the distance between the pole pieces, the arc surface of the magnet can be brought closer to each pole piece, and the magnetic flux can be reliably applied to each pole piece. I can guide you.

【0011】また、請求項2に記載の発明では、円弧面
部を有するマグネットと、該マグネットの円弧面部と対
向するように該マグネットの周囲に互いに離間して配設
され、周方向にそれぞれ予め決められた角度をもって延
びる少なくとも3個以上の磁極片部と、該各磁極片部と
前記マグネットとのいずれか一方を回動し、該各磁極片
部と前記マグネットとを相対回転させる回動手段と、前
記マグネットの円弧面部と各磁極片部との対向面積に対
応して生じる第1,第2の信号をそれぞれ出力する信号
出力手段とを備え、前記各磁極片部間の離間寸法は、前
記マグネットと各磁極片部とのギャップより大きくし、
かつ前記マグネットの円弧面部は、前記各磁極片部のう
ち少なくとも一の磁極片部よりも周方向に大きな角度を
もって延びる構成としている。
According to the second aspect of the present invention, the magnet having the arcuate surface portion is provided around the magnet so as to be opposed to the arcuate surface portion of the magnet, and the magnets are predetermined in the circumferential direction. At least three magnetic pole pieces extending at a predetermined angle, and a rotating means for rotating any one of the magnetic pole pieces and the magnet to relatively rotate the magnetic pole pieces and the magnet. , Signal output means for respectively outputting first and second signals generated corresponding to the facing area of the arc surface portion of the magnet and the respective magnetic pole piece portions, and the distance between the magnetic pole piece portions is Make it larger than the gap between the magnet and each pole piece,
Further, the arc surface portion of the magnet is configured to extend at a larger angle in the circumferential direction than at least one of the magnetic pole piece portions.

【0012】このように構成することにより、一の磁極
片部の全周に亘って前記マグネットとの対向面積を回動
角に対応して変化させることができ、マグネットの円弧
面部と対向する各磁極片部に確実に磁束を導くことがで
きる。
With this structure, the area of the one magnetic pole piece facing the magnet can be changed over the entire circumference in accordance with the rotation angle, and each of the magnets faces the arc surface. It is possible to reliably guide the magnetic flux to the pole piece.

【0013】一方、請求項3に記載の発明では回動角検
出装置を、円弧面部を有するマグネットと、該マグネッ
トの円弧面部と対向するように該マグネットの周囲に互
いに離間して配設され、周方向に予め決められたの角度
をもって延びる一対の第1の磁極片部と、該第1の各磁
極片部から離間して該第1の各磁極片部間に配設され、
周方向に予め決められた角度をもって延びる一対の第2
の磁極片部と、該第1,第2の各磁極片部と前記マグネ
ットとのいずれか一方を回動し、該第1,第2の各磁極
片部と前記マグネットとを相対回転させる回動手段と、
前記第1,第2の各磁極片部と前記マグネットの円弧面
部との対向面積に対応して生じる第1,第2の信号をそ
れぞれ出力する第1,第2の信号出力手段とを備え、前
記各磁極片部間の離間寸法は、前記マグネットと各磁極
片部とのギャップより大きくしてなる構成としている。
On the other hand, according to the third aspect of the present invention, the rotation angle detecting device is arranged around the magnet so as to face the magnet having the arcuate surface portion and the arcuate surface portion of the magnet. A pair of first magnetic pole piece portions extending at a predetermined angle in the circumferential direction, and arranged between the first magnetic pole piece portions apart from the first magnetic pole piece portions,
A pair of second extending in a circumferential direction at a predetermined angle
Of the magnetic pole piece portion, the first and second magnetic pole piece portions, and the magnet are rotated to relatively rotate the first and second magnetic pole piece portions and the magnet. Moving means,
A first and a second signal output means for respectively outputting first and second signals generated corresponding to the facing areas of the first and second magnetic pole pieces and the arc surface of the magnet, The distance between the magnetic pole pieces is larger than the gap between the magnet and the magnetic pole pieces.

【0014】このように構成することにより、相対回転
する第1,第2の各磁極片部とマグネットとの間を非接
触状態に保持できると共に、第1,第2の各磁極片部と
マグネットとの間隔を一定に保つことができ、第1,第
2の各磁極片部と前記マグネットとの対向面積を回動角
に対応して変化させることができる。また、各磁極片部
間の離間寸法は、マグネットと各磁極片部とのギャップ
より大きくするから、マグネットの円弧面部と対向する
各磁極片部に確実に磁束を導くことができる。また、前
記第1の信号出力手段は、前記第1の各磁極片部間で前
記マグネットとの対向面積(磁界)に対応した第1の信
号を出力でき、前記第2の信号出力手段は、前記第2の
各磁極片部間で前記マグネットとの対向面積(磁界)に
対応した第2の信号を出力できるから、前記第1,第2
の信号出力手段から出力されるそれぞれの信号レベルを
マグネット等の相対回転に応じて大きく変化させること
ができる。
With this structure, the first and second magnetic pole pieces that rotate relative to each other and the magnet can be held in a non-contact state, and the first and second magnetic pole pieces and the magnet can be held. Can be kept constant, and the facing area between the first and second magnetic pole piece portions and the magnet can be changed in accordance with the rotation angle. Further, since the distance between the magnetic pole pieces is larger than the gap between the magnet and the magnetic pole pieces, the magnetic flux can be surely guided to the magnetic pole pieces facing the arc surface of the magnet. Further, the first signal output means can output a first signal corresponding to an area (magnetic field) facing the magnet between the first magnetic pole piece portions, and the second signal output means, Since the second signal corresponding to the area (magnetic field) facing the magnet can be output between the second magnetic pole pieces, the first and second magnetic pole pieces can be output.
The respective signal levels output from the signal output means can be largely changed according to the relative rotation of the magnet or the like.

【0015】また、請求項4に記載の発明では、前記マ
グネットの円弧面部は、前記第1,第2の各磁極片部の
うち少なくとも一方の各磁極片部よりも周方向に大きな
角度をもって延びる構成としている。
According to a fourth aspect of the invention, the arcuate surface portion of the magnet extends at a larger angle in the circumferential direction than at least one magnetic pole piece portion of the first and second magnetic pole piece portions. It is configured.

【0016】このように構成することにより、一方の各
磁極片部の全周に亘って前記マグネットとの対向面積を
回動角に対応して変化させることができ、マグネットの
円弧面部と対向する各磁極片部に確実に磁束を導くこと
ができ、漏れ磁束を減少できる。
With this structure, the facing area with the magnet can be changed over the entire circumference of each one of the magnetic pole pieces in accordance with the rotation angle, and the facing area faces the arc surface of the magnet. The magnetic flux can be reliably guided to each magnetic pole piece, and the leakage magnetic flux can be reduced.

【0017】さらに、請求項5に記載の発明では、前記
マグネットの円弧面部は、前記第1,第2の各磁極片部
間のうち少なくとも一方の各磁極片部間の角度よりも周
方向に小さな角度をもって延びる構成としている。
Further, in the invention according to claim 5, the arcuate surface portion of the magnet is more circumferential than the angle between at least one of the magnetic pole pieces between the first and second magnetic pole pieces. It is configured to extend at a small angle.

【0018】このように構成することにより、第1,第
2の各磁極片部に対して漏れ磁束が導かれるのを防止で
き、正確な回動角の検出ができる。
With this configuration, it is possible to prevent the leakage magnetic flux from being guided to the first and second magnetic pole pieces, and it is possible to accurately detect the rotation angle.

【0019】さらにまた、請求項6に記載の発明では、
前記第1,第2の信号出力手段から出力される第1,第
2の信号に基づき前記回動手段の回動角に対応した検出
信号を演算出力する演算手段を備える構成としている。
Furthermore, in the invention according to claim 6,
An arithmetic means is provided for arithmetically outputting a detection signal corresponding to the turning angle of the turning means based on the first and second signals output from the first and second signal output means.

【0020】このように構成することにより、第1の信
号と第2の信号とにそれぞれ含まれる各信号成分のう
ち、マグネットの起磁力や温度特性等に大きく影響され
る成分を第1,第2の信号から相殺でき、検出信号が周
囲温度等に応じて変化するのを防止できる。
With this configuration, of the signal components included in the first signal and the second signal, the components that are greatly affected by the magnetomotive force of the magnet, the temperature characteristics, etc. It is possible to cancel the two signals and prevent the detection signal from changing in accordance with the ambient temperature and the like.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0022】ここで、図1ないし図6は本発明の第1の
実施例による回動角検出装置をスロットルバルブの開度
検出に適用した場合を例に挙げて示している。
Here, FIGS. 1 to 6 show examples in which the turning angle detecting device according to the first embodiment of the present invention is applied to the detection of the opening degree of a throttle valve.

【0023】図1において、1は樹脂材料からなるケー
シングを示し、該ケーシング1は下側に開口する筒部1
Aと、該筒部1Aの上側を施蓋する厚肉平板状の隔壁部
1Bと、該隔壁部1Bの上側部位に凹設された凹部1C
とから構成されている。そして、ケーシング1の筒部1
Aはスロットルボディ2の凹部2A内に挿着され、スロ
ットルボディ2にはスロットルバルブ(図示せず)に連
動して回動する回動手段(回動軸)としてのシャフト3
が回転可能に設けられている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a casing made of a resin material, and the casing 1 is a cylindrical portion 1 opening downward.
A, a thick-walled plate-shaped partition wall portion 1B for covering the upper side of the tubular portion 1A, and a recessed portion 1C recessed in an upper portion of the partition wall portion 1B
It is composed of Then, the tubular portion 1 of the casing 1
A is inserted into a recess 2A of the throttle body 2, and a shaft 3 as a rotating means (rotating shaft) that rotates in conjunction with a throttle valve (not shown) is provided in the throttle body 2.
Are rotatably provided.

【0024】4はケーシング1の筒部1A内に配設され
たマグネットを示し、該マグネット4はシャフト3の先
端側にカシメ等により取付けられ、シャフト3から径方
向に突出している。ここで、マグネット4は図2に示す
ように、長手方向両端側が円弧面部4A,4Bとなり、
幅方向両端面側が平行面部4C,4Dとなっている。そ
して、マグネット4の円弧面部4A,4Bはシャフト3
を中心にした一定の半径(曲率)で角度θm1の範囲に亘
って周方向に延び、その端面側には磁極(N極、S極)
が形成されている。また、マグネット4の中心部にはシ
ャフト3の軸方向に延びる貫通穴4Eが設けられ、該貫
通穴4Eはマグネット4と略相似形状をなし、シャフト
3に対してマグネット4を廻止め状態で固定させるよう
になっている。
Reference numeral 4 denotes a magnet disposed inside the cylindrical portion 1A of the casing 1. The magnet 4 is attached to the tip end side of the shaft 3 by caulking or the like and protrudes from the shaft 3 in the radial direction. Here, as shown in FIG. 2, the magnet 4 has arcuate surface portions 4A and 4B on both longitudinal ends,
Both side surfaces in the width direction are parallel surface portions 4C and 4D. The arcuate surface portions 4A and 4B of the magnet 4 are the shaft 3
With a constant radius (curvature) centered around, extending in the circumferential direction over an angle θm1 range, and magnetic poles (N pole, S pole) on the end face side.
Are formed. Further, a through hole 4E extending in the axial direction of the shaft 3 is provided at the center of the magnet 4, and the through hole 4E has a shape similar to that of the magnet 4, and the magnet 4 is fixed to the shaft 3 in a non-rotating state. It is designed to let you.

【0025】5,5はケーシング1の筒部1Aに埋設さ
れた第1の磁極片部を示し、該第1の磁極片部5,5は
図2に示すように、後述する第2の磁極片部6,6と共
にマグネット4を円環状に取囲む分割円筒形状をなして
いる。そして、磁極片部5,5はシャフト3を中心にし
て径方向で対称位置に配設され、各磁極片部5はマグネ
ット4の円弧面部4A,4Bと一定間隔のギャップG1
を介して対向するようにシャフト3を中心にして角度θ
y1の範囲に亘り周方向に延びている。ここで、各磁極片
部5は角度θy1が前記マグネット4の各円弧面部4A,
4Bの角度θm1よりも小さく(θy1<θm1)形成され、
該各磁極片部5はマグネット4が発生する磁束を、後述
する第1の磁路形成部7,8を介して第1のホール素子
11へと導くものである。
Reference numerals 5 and 5 denote first magnetic pole piece portions embedded in the cylindrical portion 1A of the casing 1. The first magnetic pole piece portions 5 and 5 are, as shown in FIG. It has a split cylindrical shape that surrounds the magnet 4 in an annular shape together with the pieces 6 and 6. The magnetic pole pieces 5, 5 are arranged at symmetrical positions in the radial direction around the shaft 3, and each magnetic pole piece 5 and the arcuate surface portions 4A, 4B of the magnet 4 have a constant gap G1.
With the shaft 3 as the center so that they face each other through
It extends in the circumferential direction over the range of y1. Here, each magnetic pole piece 5 has an angle θy1 of each arc surface 4A of the magnet 4,
Formed smaller than the angle θm1 of 4B (θy1 <θm1),
Each magnetic pole piece 5 guides the magnetic flux generated by the magnet 4 to the first Hall element 11 via the first magnetic path forming portions 7 and 8 described later.

【0026】6,6は各磁極片部5からギャップG1 よ
りも長い離間寸法a1 (角度θa1)をもって磁極片部
5,5間に位置しケーシング1の筒部1A内に埋設され
た第2の磁極片部を示し、該第2の磁極片部6,6は前
記第1の磁極片部5,5と同様にマグネット4の円弧面
部4A,4Bと一定間隔のギャップG1 を介して対向す
るようにシャフト3を中心にして角度θy1の範囲に亘り
周方向に延びている。また、磁極片部6,6(5,5)
間の角度(θy1+2θa1)は、マグネット4の円弧面部
4A,4Bの角度θm1よりも大きく(θm1<θy1+2θ
a1)なるように形成されている。この場合、各磁極片部
5,6が周方向に延びる角度θy1と各磁極片部5,6間
が離間している角度θa1との和を、前記マグネット4の
各円弧面部4A,4Bの角度θm1よりも大きく(θm1<
θy1+θa1)形成するのが望ましい。そして、各磁極片
部6はマグネット4が発生する磁束を、後述する第2の
磁路形成部9,10を介して第2のホール素子12へと
導くものである。
Numerals 6 and 6 are located between the magnetic pole pieces 5 and 5 with a separation dimension a1 (angle θa1) longer than the gap G1 from each magnetic pole piece 5 and are embedded in the cylindrical portion 1A of the casing 1. A magnetic pole piece portion is shown, and the second magnetic pole piece portions 6 and 6 face the circular arc surface portions 4A and 4B of the magnet 4 with a gap G1 at a constant interval, like the first magnetic pole piece portions 5 and 5. The shaft 3 extends in the circumferential direction over the range of the angle θy1. Further, the magnetic pole piece portions 6, 6 (5, 5)
The angle (θy1 + 2θa1) between them is larger than the angle θm1 of the arc surface portions 4A and 4B of the magnet 4 (θm1 <θy1 + 2θ).
a1) is formed. In this case, the sum of the angle θy1 at which the magnetic pole pieces 5 and 6 extend in the circumferential direction and the angle θa1 at which the magnetic pole pieces 5 and 6 are separated from each other is the angle of each of the arc surface portions 4A and 4B of the magnet 4. Greater than θm1 (θm1 <
θy1 + θa1) It is desirable to form. Each of the magnetic pole pieces 6 guides the magnetic flux generated by the magnet 4 to the second Hall element 12 via the second magnetic path forming portions 9 and 10 described later.

【0027】ここで、マグネット4(シャフト3)の回
動角θ1 は図2に示すように、円弧面部4Aの中央部位
が一側の磁極片部6の中間部位6Aに対向した状態を零
(θ1 =0°)位置とし、磁極片部6の中間部位6Aか
ら時計方向にマグネット4の円弧面部4Aが回動したと
きを正方向、磁極片部6の中間部位6Aから反時計方向
にマグネット4の円弧面部4Aが回動したときを負方向
とする。
As shown in FIG. 2, the rotation angle θ1 of the magnet 4 (shaft 3) is zero (0) when the central portion of the arcuate surface portion 4A faces the intermediate portion 6A of the pole piece 6 on one side. θ 1 = 0 °) position, when the arc surface 4A of the magnet 4 is rotated clockwise from the intermediate portion 6A of the magnetic pole piece 6, the magnet 4 is rotated counterclockwise from the intermediate portion 6A of the magnetic pole piece 6. The negative direction is when the arc surface portion 4A is rotated.

【0028】7,8は基端側が第1の磁極片部5,5に
接続され、先端側がケーシング1の凹部1C内に突出し
た磁路形成部を示し、該磁路形成部7の先端側は第1の
ホール素子11の上側を隙間を介して覆い、磁路形成部
8の先端側はケーシング1の隔壁部1B上を後述する回
路基板13の裏面に沿って延びるように配設されてい
る。そして、磁路形成部7の先端部7Aは図4に示す如
く、後述のホール素子11の下側に位置する磁路形成部
8の先端部8Aと対向配設され、両者の間には後述のホ
ール素子11等が介挿されている。
Reference numerals 7 and 8 denote magnetic path forming portions whose base ends are connected to the first magnetic pole piece portions 5 and 5 and whose tip ends project into the recess 1C of the casing 1. The tip end sides of the magnetic path forming portions 7 are shown. Covers the upper side of the first Hall element 11 via a gap, and the tip side of the magnetic path forming portion 8 is arranged so as to extend on the partition wall portion 1B of the casing 1 along the back surface of the circuit board 13 described later. There is. As shown in FIG. 4, the tip portion 7A of the magnetic path forming portion 7 is disposed so as to face the tip portion 8A of the magnetic path forming portion 8 located below the Hall element 11, which will be described later. The Hall element 11 and so on are inserted.

【0029】9,10は基端側が第2の磁極片部6,6
に接続され、先端側がケーシング1の凹部1C内に突出
した磁路形成部を示し、該磁路形成部9の先端側は第1
のホール素子11の上側を隙間を介して覆い、磁路形成
部10の先端側はケーシング1の隔壁部1B上を後述す
る回路基板13の裏面に沿って延びるように配設されて
いる。そして、磁路形成部9の先端部9Aは図4に示す
如く、後述のホール素子12の下側に位置する磁路形成
部10の先端部10Aと対向配設され、両者の間には後
述のホール素子12等が介挿されている。
Numerals 9 and 10 have second magnetic pole piece portions 6 and 6 on the base end side.
The magnetic path forming portion that is connected to the magnetic path forming portion 9 and has a tip side protruding into the concave portion 1C of the casing 1.
The upper side of the Hall element 11 is covered with a gap, and the tip end side of the magnetic path forming portion 10 is arranged so as to extend above the partition wall portion 1B of the casing 1 along the back surface of the circuit board 13 described later. As shown in FIG. 4, the tip portion 9A of the magnetic path forming portion 9 is disposed so as to face the tip portion 10A of the magnetic path forming portion 10 located below the Hall element 12, which will be described later. The Hall element 12 and the like are inserted.

【0030】ここで、磁路形成部7,8の先端部7A,
8Aが対向する面積は図4に示す如く、磁路形成部9,
10の先端部9A,10Aが対向する面積と等しい面積
であり、これらの隙間寸法b1 は一定の寸法となるよう
に構成されている。
Here, the tip portions 7A of the magnetic path forming portions 7 and 8 are
As shown in FIG. 4, the area where 8A faces is the magnetic path forming portion 9,
The tip end portions 9A, 10A of 10 have an area equal to the area where they face each other, and the gap dimension b1 between them is configured to be a constant dimension.

【0031】11,12は回路基板13上に設けられた
第1,第2の信号出力手段としてのホール素子を示し、
該第1,第2のホール素子11,12は回路基板13上
で互いに並列関係をなすように1チップ(ワンチップ)
化されて配設されている。そして、第1のホール素子1
1は図4に示す如く、磁路形成部7の先端部7Aと磁路
形成部8の先端部8Aとの間に位置し、両者の間の磁束
密度に比例した第1の信号を図5に示す如き出力電圧E
11として出力するものである。一方、第2のホール素子
12は磁路形成部9の先端部9Aと磁路形成部10の先
端部10Aとの間に位置し、両者の間の磁束密度に比例
した第2の信号を図5に示す如き出力電圧E12として出
力するものである。
Reference numerals 11 and 12 denote Hall elements provided on the circuit board 13 as first and second signal output means,
The first and second Hall elements 11 and 12 are one chip (one chip) on the circuit board 13 so as to be in parallel relationship with each other.
Are arranged. And the first Hall element 1
As shown in FIG. 4, 1 is located between the front end portion 7A of the magnetic path forming portion 7 and the front end portion 8A of the magnetic path forming portion 8, and the first signal proportional to the magnetic flux density between them is shown in FIG. Output voltage E as shown in
It is output as 11. On the other hand, the second Hall element 12 is located between the tip portion 9A of the magnetic path forming portion 9 and the tip portion 10A of the magnetic path forming portion 10, and a second signal proportional to the magnetic flux density between them is shown. It is output as an output voltage E12 as shown in FIG.

【0032】13はケーシング1の凹部1C内に位置し
第1,第2のホール素子11,12および後述の演算回
路19を実装する回路基板を示し、該回路基板13はホ
ール素子11,12の実装部位を磁路形成部7,9の先
端部7A,9Aと磁路形成部8,10の先端部8A,1
0Aとの間に位置決めするように配設され、回路基板1
3の先端側には後述する各端子ピン14の一端側が隔壁
部1Bから後述のカバー16側に向けて貫通した状態で
固着されている。
Reference numeral 13 denotes a circuit board which is located in the concave portion 1C of the casing 1 and mounts the first and second Hall elements 11 and 12 and an arithmetic circuit 19 which will be described later. The circuit board 13 corresponds to the Hall elements 11 and 12. The mounting portions are the tip portions 7A and 9A of the magnetic path forming portions 7 and 9 and the tip portions 8A and 1 of the magnetic path forming portions 8 and 10.
The circuit board 1 is arranged so as to be positioned between the circuit board 1 and
One end side of each terminal pin 14 described later is fixed to the tip side of 3 in a state of penetrating from the partition wall 1B toward the cover 16 side described below.

【0033】14はケーシング1に埋設された金属材料
からなる複数の端子ピン(1個のみ図示)を示し、該各
端子ピン14は一端側がケーシング1の凹部1C内へと
突出し回路基板13に貫通状態で固着され、他端側は後
述の雄コネクタ15内へと突出すると共に、外部の端子
と電気的に接続可能となっている。そして、各端子ピン
14は第1,第2のホール素子11,12および後述の
演算回路19を外部の電源(図示せず)等に接続すると
共に、演算回路19による後述の検出信号So1を外部へ
と出力する構成となっている。
Reference numeral 14 denotes a plurality of terminal pins (only one is shown) embedded in the casing 1 and made of a metallic material. One end of each terminal pin 14 projects into the recess 1C of the casing 1 and penetrates the circuit board 13. It is fixed in the state, the other end side projects into the male connector 15 described later, and can be electrically connected to an external terminal. Each terminal pin 14 connects the first and second Hall elements 11 and 12 and an arithmetic circuit 19 described later to an external power source (not shown) or the like, and outputs a detection signal So1 described later by the arithmetic circuit 19 to the outside. It is configured to output to.

【0034】15はケーシング1から突出形成された略
角筒形状の雄コネクタを示し、該雄コネクタ15内には
端子ピン14の他端側が突出している。そして、該雄コ
ネクタ15は各端子ピン14を介して相手側となる雌コ
ネクタ(図示せず)と接続されるようになっている。
Reference numeral 15 denotes a substantially rectangular tube-shaped male connector formed to project from the casing 1, and the other end of the terminal pin 14 projects into the male connector 15. The male connector 15 is connected to a mating female connector (not shown) via each terminal pin 14.

【0035】16は合成樹脂材料により形成されケーシ
ング1の凹部1C内を密閉状態に施蓋する略平板状のカ
バー、17は弾性材料により形成され該カバー16とケ
ーシング1との間をシールするパッキンを示している。
Reference numeral 16 is a cover made of a synthetic resin material and having a substantially flat plate shape for sealing the inside of the recess 1C of the casing 1 in a closed state, and 17 is a packing formed of an elastic material for sealing between the cover 16 and the casing 1. Is shown.

【0036】18はケーシング1の隔壁部1Bに埋設さ
れた平板状の磁気遮蔽板を示し、該磁気遮蔽板18は第
1,第2のホール素子11,12の下側に位置し、マグ
ネット4からの磁界等が第1,第2のホール素子11,
12に直接的な影響を与えるのを防止している。
Reference numeral 18 denotes a flat magnetic shield plate embedded in the partition wall 1B of the casing 1. The magnetic shield plate 18 is located below the first and second Hall elements 11 and 12, and the magnet 4 Magnetic field from the first and second Hall elements 11,
12 to prevent it from directly affecting.

【0037】19は回路基板13に実装され、第1,第
2のホール素子11,12から出力される出力電圧E1
1,E12に基づき回動角に対応した検出信号So1を演算
出力する演算手段としての演算回路を示し、該演算回路
19は図3に示すように後述の絶対値付与器20,加算
器21,割算器22および増幅器23等から構成されて
いる。
Reference numeral 19 is an output voltage E1 mounted on the circuit board 13 and output from the first and second Hall elements 11 and 12.
1 and E12 show an arithmetic circuit as an arithmetic means for arithmetically outputting the detection signal So1 corresponding to the rotation angle. The arithmetic circuit 19 includes an absolute value assigner 20, an adder 21, and an adder 21, which will be described later, as shown in FIG. The divider 22 and the amplifier 23 are included.

【0038】20は第1のホール素子11から出力され
る出力電圧E11の絶対値を出力する絶対値付与器、21
は絶対値付与器20からの出力と第2のホール素子12
から出力される出力電圧E12を加算する加算器、22は
加算器21の出力と出力電圧E11との比を取る割算器、
23は割算器22の出力を増幅する増幅器を示してい
る。そして、増幅器23は各端子ピン14に電気的に接
続され、回動角に対応した検出信号So1を各端子ピン1
4を介して外部へと出力する。
Reference numeral 20 denotes an absolute value assignor for outputting the absolute value of the output voltage E11 output from the first Hall element 11, 21
Is the output from the absolute value assigner 20 and the second Hall element 12
An adder for adding the output voltage E12 output from the adder 22; a divider 22 for taking a ratio between the output of the adder 21 and the output voltage E11;
Reference numeral 23 denotes an amplifier that amplifies the output of the divider 22. The amplifier 23 is electrically connected to each terminal pin 14 and outputs the detection signal So1 corresponding to the rotation angle to each terminal pin 1.
Output to the outside via 4.

【0039】24は割算器22の出力に対してオフセッ
トレベルを決める基準電圧発生器、25は増幅器23の
出力信号を補正し信号の出力特性をリニアな特性に調整
(補正)する調整信号発生器を示している。
Reference numeral 24 is a reference voltage generator for determining an offset level with respect to the output of the divider 22, and reference numeral 25 is an adjustment signal generator for correcting the output signal of the amplifier 23 and adjusting (correcting) the output characteristic of the signal to a linear characteristic. Showing the vessel.

【0040】即ち、演算回路19の絶対値付与器20は
出力電圧E11の絶対値 |E11| を求め、加算器21は絶
対値 |E11| と出力電圧E12を加算することにより加算
値(|E11| +E12)を求める。そして、割算器22は
この加算値( |E11| +E12)と出力電圧E11とを割算
し、
That is, the absolute value adder 20 of the arithmetic circuit 19 obtains the absolute value | E11 | of the output voltage E11, and the adder 21 adds the absolute value | E11 | and the output voltage E12 to obtain the added value (| E11 | | + E12) Then, the divider 22 divides the added value (| E11 | + E12) and the output voltage E11,

【0041】[0041]

【数1】 なる演算を行って図6に示す如き演算信号Sx1を出力す
る。
[Equation 1] Then, the calculation signal Sx1 shown in FIG. 6 is output.

【0042】これにより、演算信号Sx1は、回動角θ1
が0°のときに最小値(Sx1=0)となり、回動角θ1
が90°のときに最大値(Sx1=1)となる。そして、
演算信号Sx1は回動角θ1 のみにより決定され、後述の
数7〜数14等によるマグネット4の起磁力F1 および
ホール素子11,12の素子感度Gによる影響を受ける
ことはなくなる。
As a result, the calculation signal Sx1 becomes the rotation angle θ1.
Is 0 °, the minimum value (Sx1 = 0) and the rotation angle θ1
Is 90 °, the maximum value (Sx1 = 1) is reached. And
The calculation signal Sx1 is determined only by the rotation angle .theta.1 and is not affected by the magnetomotive force F1 of the magnet 4 and the element sensitivity G of the Hall elements 11 and 12 by the equations 7 to 14 described later.

【0043】また、基準電圧発生器24は割算器22に
基準電圧を入力し、増幅器23は割算器22から出力さ
れる演算信号Sx1を増幅し、調整信号発生器25は増幅
器23に調整信号を入力することにより、増幅器23か
ら出力される検出信号So1の微小変動を補正する。
The reference voltage generator 24 inputs the reference voltage to the divider 22, the amplifier 23 amplifies the operation signal Sx1 output from the divider 22, and the adjustment signal generator 25 adjusts the amplifier 23. By inputting the signal, the minute fluctuation of the detection signal So1 output from the amplifier 23 is corrected.

【0044】即ち、検出信号So1は演算信号Sx1に基づ
き、
That is, the detection signal So1 is based on the operation signal Sx1,

【0045】[0045]

【数2】 として求められる。[Equation 2] Is required.

【0046】ここで、Vo1は一定の電圧値(例えば2.
5V)であり、定数kは一定の増幅率を示している。そ
して、検出信号So1は、回動角θ1 が−90°のとき最
小値(Vo1−k)、回動角θ1 が90°のとき最大値
(Vo1+k)となる。
Here, Vo1 is a constant voltage value (for example, 2.
5V), and the constant k indicates a constant amplification factor. The detection signal So1 has a minimum value (Vo1−k) when the rotation angle θ1 is −90 °, and has a maximum value (Vo1 + k) when the rotation angle θ1 is 90 °.

【0047】本実施例による回動角検出装置は上述の如
き構成を有するもので、次にその検出動作について説明
する。
The turning angle detecting device according to the present embodiment has the above-mentioned structure, and its detecting operation will be described below.

【0048】まず、図7ないし図11を参照して回動角
の検出原理について説明するに、図7に示す比較例にあ
っては、マグネット4の円弧面部4Aがほぼ90°の角
度θm1に設定されると共に、各磁極片部5,6の角度θ
y1もほぼ90°に設定され、第1,第2の各磁極片部
5,6の離間寸法a1 (角度θa1)を非常に小さい値に
した場合を前提としている。
First, the principle of detecting the rotation angle will be described with reference to FIGS. 7 to 11. In the comparative example shown in FIG. 7, the arcuate surface portion 4A of the magnet 4 has an angle θm1 of approximately 90 °. Once set, the angle θ of each pole piece 5, 6
y1 is also set to approximately 90 °, and it is premised that the distance a1 (angle θa1) between the first and second magnetic pole piece portions 5 and 6 is set to a very small value.

【0049】そして、図8に示すようにシャフト3の回
動に伴いマグネット4の円弧面部4Aが一側の磁極片部
6の中間部位6Aから±90°の範囲で回動角θ1 をも
って周方向に回動し、マグネット4が正方向に回動した
ときにマグネット4の円弧面部4Aは角度θ11の範囲に
亘り一側(図8の右側)の磁極片部5と対向すると共
に、角度θ12の範囲に亘り一側(図8の上側)の磁極片
部6と対向する。
Then, as shown in FIG. 8, as the shaft 3 rotates, the arcuate surface portion 4A of the magnet 4 rotates in the circumferential direction at a rotation angle θ1 within a range of ± 90 ° from the intermediate portion 6A of the magnetic pole piece portion 6 on one side. When the magnet 4 is rotated in the positive direction, the arc surface 4A of the magnet 4 faces the pole piece 5 on one side (the right side in FIG. 8) over the range of the angle θ11 and the angle θ12. It opposes the pole piece 6 on one side (the upper side in FIG. 8) over the range.

【0050】また、マグネット4の円弧面部4Bも同様
に角度θ11の範囲に亘り他側(図8の左側)の磁極片部
5と対向すると共に、角度θ12の範囲に亘り他側(図8
の下側)の磁極片部6と対向する。そして、マグネット
4から発生した磁束は第1の磁極片部5,5から磁路形
成部7,8を通じて第1のホール素子11へと導かれる
一方、第2の磁極片部6,6からは磁路形成部9,10
を通じて第2のホール素子12へと導かれる。
Similarly, the arcuate surface 4B of the magnet 4 faces the other side (left side of FIG. 8) of the magnetic pole piece 5 over the range of the angle θ11, and the other side (see FIG. 8) over the range of the angle θ12.
The lower magnetic pole piece 6 faces. Then, the magnetic flux generated from the magnet 4 is guided from the first magnetic pole piece portions 5 and 5 to the first Hall element 11 through the magnetic path forming portions 7 and 8, while it is discharged from the second magnetic pole piece portions 6 and 6. Magnetic path forming section 9, 10
Through the second Hall element 12.

【0051】このとき、マグネット4、各磁極片部5,
6は図9に示すように、マグネット4、磁極片部5,5
および磁路形成部7,8から第1の磁気回路が構成さ
れ、マグネット4、磁極片部6,6および磁路形成部
9,10から第2の磁気回路が構成されると共に、2つ
の磁気回路は磁気的に並列接続の関係となっている。
At this time, the magnet 4, the magnetic pole pieces 5,
As shown in FIG. 9, 6 is a magnet 4, magnetic pole pieces 5, 5
And the magnetic path forming portions 7 and 8 constitute a first magnetic circuit, the magnet 4, the magnetic pole piece portions 6 and 6 and the magnetic path forming portions 9 and 10 constitute a second magnetic circuit, and two magnetic circuits are formed. The circuits are magnetically connected in parallel.

【0052】ここで、マグネット4の円弧面部4Aと一
側の磁極片部5,6との間に生じる磁気抵抗の逆数をパ
ーミアンスP11,P12とすれば、これらのパーミアンス
P11,P12はマグネット4の円弧面部4Aと第1,第2
の磁極片部5,6との対向面積に実質的に比例し、
Here, if the reciprocal of the magnetic resistance generated between the circular arc surface portion 4A of the magnet 4 and the magnetic pole piece portions 5 and 6 on one side is permeances P11 and P12, these permeances P11 and P12 are Arc surface 4A and first and second
Is substantially proportional to the area of the magnetic pole pieces 5 and 6 facing each other,

【0053】[0053]

【数3】 P11=α1 ×μ0 ×θ11 =α1 ×μ0 ×θ1## EQU3 ## P11 = α1 × μ0 × θ11 = α1 × μ0 × θ1

【0054】[0054]

【数4】 P12=α1 ×μ0 ×θ12 =α1 ×μ0 ×(90°−θ1 )としてそれぞれ求めら
れる。
[Equation 4] P12 = α1 × μ0 × θ12 = α1 × μ0 × (90 ° −θ1)

【0055】ここで、定数α1 はマグネット4の軸方向
寸法、各磁極片部5,6の軸方向寸法およびマグネット
4と各磁極片部5,6との間隔寸法等により予め決定さ
れる定数値であり、透磁率μ0 は真空中の透磁率を示し
ている。
Here, the constant α1 is a constant value determined in advance by the axial dimension of the magnet 4, the axial dimension of the magnetic pole pieces 5, 6 and the distance between the magnet 4 and the magnetic pole pieces 5, 6. And the magnetic permeability μ 0 indicates the magnetic permeability in vacuum.

【0056】また、マグネット4の円弧面部4Bと他側
の磁極片部5,6との間に生じる磁気抵抗の逆数をパー
ミアンスP13,P14とすれば、円弧面部4Bと他側の磁
極片部5,6との対向面積は円弧面部4Aと一側の磁極
片部5,6との対向面積に等しいから、
If the reciprocal of the magnetic resistance generated between the arc surface 4B of the magnet 4 and the magnetic pole pieces 5, 6 on the other side is permeance P13, P14, the arc surface 4B and the magnetic pole piece 5 on the other side. , 6 is equal to the facing area of the arcuate surface portion 4A and the pole piece portions 5, 6 on one side,

【0057】[0057]

【数5】P13=α1 ×μ0 ×θ11=P11[Equation 5] P13 = α1 × μ0 × θ11 = P11

【0058】[0058]

【数6】P14=α1 ×μ0 ×θ12=P12 の関係が成り立つ。## EQU6 ## The relationship of P14 = α1 × μ0 × θ12 = P12 is established.

【0059】このとき、第1,第2のホール素子11,
12の周囲により生じる磁気抵抗の逆数をパーミアンス
PS1とすれば、このパーミアンスPS1は第1,第2の磁
極片部5,6側のパーミアンスP11,P12,P13,P14
に比較して十分に小さい値となるから、パーミアンスP
S1は実質的に無視できる値となる。
At this time, the first and second Hall elements 11,
Assuming that the reciprocal of the magnetic resistance generated by the circumference of 12 is permeance PS1, this permeance PS1 is the permeance P11, P12, P13, P14 on the side of the first and second magnetic pole pieces 5, 6.
The permeance P is sufficiently small compared to
S1 is a value that can be practically ignored.

【0060】そこで、マグネット4の起磁力F1 により
発生し、第1,第2の磁気回路を通る総磁束Φ1 は、
Therefore, the total magnetic flux Φ1 generated by the magnetomotive force F1 of the magnet 4 and passing through the first and second magnetic circuits is

【0061】[0061]

【数7】 の関係となり常に一定値である。(Equation 7) The relationship is always constant.

【0062】また、各磁極片部5,6を通る磁束Φ11,
Φ12はΦ11:Φ12=P11:P12の関係にあり、それぞ
れ、
Further, the magnetic flux Φ11 passing through the magnetic pole pieces 5 and 6,
Φ12 has a relationship of Φ11: Φ12 = P11: P12, and

【0063】[0063]

【数8】 (Equation 8)

【0064】[0064]

【数9】 として求められる。[Equation 9] Is required.

【0065】ここで、磁路形成部7,8の先端部7A,
8Aが対向する面積は磁路形成部9,10の先端部9
A,10Aが対向する面積に等しいから、この対向面積
による定数をβ1 とすると、第1,第2のホール素子1
1,12を通る磁束密度B11,B12は、
Here, the tip portions 7A of the magnetic path forming portions 7 and 8 are
The area where 8A faces is the tip portion 9 of the magnetic path forming portions 9 and 10.
Since A and 10A are equal to the facing area, if the constant due to this facing area is β1, the first and second Hall elements 1
The magnetic flux densities B11 and B12 passing through 1 and 12 are

【0066】[0066]

【数10】B11=β1 ×Φ11[Equation 10] B11 = β1 × Φ11

【0067】[0067]

【数11】B12=β1 ×Φ12 として求められる。[Equation 11] B12 = β1 × Φ12.

【0068】そして、ホール素子11,12は同一の特
性を有し、ホール素子11,12の出力電圧E11,E12
は磁束密度B11,B12に比例するから、
The hall elements 11 and 12 have the same characteristics, and the output voltages E11 and E12 of the hall elements 11 and 12 are the same.
Is proportional to the magnetic flux densities B11 and B12,

【0069】[0069]

【数12】 E11=G×B11 =G×β1 ×Φ1 ×θ1 /90°[Equation 12] E11 = G × B11 = G × β1 × Φ1 × θ1 / 90 °

【0070】[0070]

【数13】 E12=G×B12 =G×β1 ×Φ1 ×(1−θ1 /90°) の関係となる。ここで、Gはホール素子11,12の素
子感度であり、磁束密度B11,B12に対する出力電圧E
11,E12を決めるものである。
[Equation 13] E12 = G × B12 = G × β1 × Φ1 × (1-θ1 / 90 °). Here, G is the element sensitivity of the Hall elements 11 and 12, and the output voltage E with respect to the magnetic flux densities B11 and B12.
It decides 11 and E12.

【0071】また、ホール素子12の出力電圧E12は、The output voltage E12 of the Hall element 12 is

【0072】[0072]

【数14】 E12=G×B12 =G×β1 ×Φ1 ×(1− |θ1|/90°) として、前記数13の式を数14の式に置き換えること
ができる。
[Equation 14] E12 = G * B12 = G * [beta] 1 * [Phi] 1 * (1- | [theta] 1 // 90 [deg.]).

【0073】この結果、ホール素子11の出力電圧E11
は数12の式から、回動角θ1 に対して正の傾きをもつ
比例関係にあり、回動角θ1 の増加に伴って出力電圧E
11も増加する。即ち、回動角θ1 が0°のときに磁極片
部5,5はマグネット4の円弧面部4A,4Bとは対向
しないから、出力電圧E11はほぼ0V(ボルト)とな
る。そして、この位置から時計方向にマグネット4を回
動すると、磁極片部5,5とマグネット4の円弧面部4
A,4Bとの対向面積が増加するから、出力電圧E11も
増加し、回動角θ1 が90°のときに最大の電圧値とな
る。
As a result, the output voltage E11 of the Hall element 11
From the equation (12), there is a proportional relationship with a positive inclination with respect to the rotation angle θ1, and the output voltage E increases as the rotation angle θ1 increases.
11 also increases. That is, when the rotation angle θ1 is 0 °, the magnetic pole pieces 5 and 5 do not face the arcuate surface portions 4A and 4B of the magnet 4, so that the output voltage E11 is approximately 0 V (volt). When the magnet 4 is rotated clockwise from this position, the magnetic pole pieces 5, 5 and the arc surface 4 of the magnet 4 are rotated.
Since the facing area with A and 4B increases, the output voltage E11 also increases, and becomes the maximum voltage value when the rotation angle θ1 is 90 °.

【0074】一方、ホール素子12の出力電圧E12は数
14の式から、回動角θ1 が0°から90°の間では負
の傾きをもつ比例関係にあり、回動角θ1 の増加に伴っ
て出力電圧E12は減少する。即ち、回動角θ1 が0°の
ときに一側の磁極片部6とマグネット4の円弧面部4A
とが対向し他側の磁極片部6と円弧面部4Bとが全ての
外周面に亘って対向するから、出力電圧E12は正の最大
電圧値となる。そして、この位置からマグネット4を時
計方向に回動させると、磁極片部6,6とマグネット4
の円弧面部4A,4Bとの対向面積が減少するから、出
力電圧E12の電圧値もこの対向面積に比例して減少し、
回動角θ1 が90°のとき出力電圧E12はほぼ0V(ボ
ルト)となる。
On the other hand, the output voltage E12 of the Hall element 12 is in a proportional relationship with a negative inclination when the rotation angle θ1 is between 0 ° and 90 ° from the equation (14), and as the rotation angle θ1 increases. As a result, the output voltage E12 decreases. That is, when the rotation angle θ1 is 0 °, the pole piece 6 on one side and the arc surface 4A of the magnet 4 are
Are opposed to each other, and the pole piece 6 on the other side and the arcuate surface 4B are opposed to each other over the entire outer peripheral surface, so that the output voltage E12 has a positive maximum voltage value. When the magnet 4 is rotated clockwise from this position, the magnetic pole pieces 6 and 6 and the magnet 4 are rotated.
Since the facing area of the circular arc surface portions 4A and 4B is reduced, the voltage value of the output voltage E12 also decreases in proportion to the facing area,
When the rotation angle θ1 is 90 °, the output voltage E12 is almost 0V (volt).

【0075】しかし、各磁極片部5,6間の離間寸法a
1 を前述の如く小さくしたときには、図7に示す矢示C
方向の漏れ磁束等が発生し易くなり、図10に示すよう
に出力電圧E11,E12が回動角θ1 に対して比例関係と
はならず、特性線26のように回動角θ1 が0°に近付
くにつれて、出力電圧E11は比較的大きな傾きをもって
減少し、回動角θ1 が90°に近付くにつれて出力電圧
E11の増加(傾き)が抑えられる。この傾向は図10に
点線で示す特性線27の出力電圧E12についても同様で
ある。
However, the distance a between the magnetic pole pieces 5 and 6 is a.
When 1 is reduced as described above, the arrow C shown in FIG.
A leakage flux in the direction is likely to occur, the output voltages E11 and E12 do not have a proportional relationship with the rotation angle θ1 as shown in FIG. 10, and the rotation angle θ1 is 0 ° as shown by the characteristic line 26. The output voltage E11 decreases with a relatively large slope as the rotation angle θ1 approaches 90 °, and the increase (slope) of the output voltage E11 is suppressed as the rotation angle θ1 approaches 90 °. This tendency also applies to the output voltage E12 of the characteristic line 27 shown by the dotted line in FIG.

【0076】即ち、図7に示す比較例のように、磁極片
部5,6間の離間寸法a1 を十分に小さくし、マグネッ
ト4の円弧面部4Aの角度θm1と、第1,第2の各磁極
片部5,6の周方向に延びる角度θy1とをほぼ90°に
近い角度とした場合には、図7に示す矢示C方向の漏れ
磁束等に起因して第1,第2の各ホール素子11,12
からの出力電圧E11,E12は図10中に示す特性線2
6,27のようになると共に、このときの演算信号Sx1
は図11中の特性線28で示すように、回動角θ1 に対
して線形な特性とはならず、リニアとなる特性線29と
の間に大きなずれが生じる。
That is, as in the comparative example shown in FIG. 7, the separation dimension a1 between the magnetic pole piece portions 5 and 6 is made sufficiently small, and the angle θm1 of the arc surface portion 4A of the magnet 4 and each of the first and the second. When the angle θy1 extending in the circumferential direction of the magnetic pole pieces 5 and 6 is set to an angle close to 90 °, each of the first and second magnetic poles is caused by the leakage magnetic flux in the C direction shown in FIG. Hall element 11, 12
The output voltages E11 and E12 from the characteristic curves 2 shown in FIG.
6 and 27, and the operation signal Sx1 at this time
As shown by the characteristic line 28 in FIG. 11, the characteristic does not have a linear characteristic with respect to the rotation angle θ1, and a large deviation occurs from the linear characteristic line 29.

【0077】そこで、本実施例では、マグネット4の円
弧面部4Aの角度θm1を磁極片部6,6(5,5)間の
角度(θy1+2θa1)よりも小さく、好ましくは角度θ
y1と角度θa1とを合計した角度(θy1+θa1→90°)
よりも小さく(θm1<θy1+θa1)形成すると共に、前
記角度θy1をマグネット4の円弧面部4Aの角度θm1よ
りも小さく(θy1<θm1)する構成としている。
Therefore, in the present embodiment, the angle θm1 of the arc surface 4A of the magnet 4 is smaller than the angle (θy1 + 2θa1) between the magnetic pole pieces 6, 6 (5, 5), and preferably the angle θ.
Angle that sums y1 and angle θa1 (θy1 + θa1 → 90 °)
The angle θy1 is smaller than (θm1 <θy1 + θa1) and smaller than the angle θm1 of the arc surface 4A of the magnet 4 (θy1 <θm1).

【0078】この結果、回動角θ1 が0°または90°
のときに、マグネット4の平行面部4C,4Dに対向す
る第2の磁極片部6または第1の磁極片部5とマグネッ
トとの間に、図7中に例示した矢示C方向の漏れ磁束等
が発生するのを防止でき、この漏れ磁束の影響を大幅に
小さくできる。
As a result, the rotation angle θ1 is 0 ° or 90 °.
At this time, between the second magnetic pole piece 6 or the first magnetic pole piece 5 facing the parallel surface portions 4C and 4D of the magnet 4 and the magnet, the leakage magnetic flux in the direction of arrow C illustrated in FIG. It is possible to prevent the occurrence of such a phenomenon, and it is possible to greatly reduce the influence of this leakage magnetic flux.

【0079】また、ギャップG1 を各磁極片部5,6間
の離間寸法a1 よりも小さく(G1<a1 )することに
より、第1,第2の各磁極片部5,6側の各パーミアン
スP11,P12,P13,P14を第1,第2の各ホール素子
11,12の周辺によるパーミアンスPS1よりも相対的
により大きくでき、第1,第2の各ホール素子11,1
2の出力電圧E11,E12からパーミアンスPS1の影響を
低減できると共に、これによっても前述の如き漏れ磁束
の影響を減少させることができる。
Further, by making the gap G1 smaller than the separation dimension a1 between the magnetic pole piece portions 5 and 6 (G1 <a1), the permeance P11 on the first and second magnetic pole piece portions 5 and 6 sides is reduced. , P12, P13, P14 can be made relatively larger than the permeance PS1 due to the periphery of the first and second Hall elements 11, 12, respectively.
It is possible to reduce the influence of the permeance PS1 from the output voltages E11 and E12 of No. 2 and also reduce the influence of the leakage magnetic flux as described above.

【0080】この結果、第1,第2の各ホール素子1
1,12からの出力電圧E11,E12は図5中に示す特性
線30,31のようになり、例えばホール素子11の出
力電圧E11が回動角θ1 が0°に近付くにつれて大きな
傾きをもって減少することはなく、同様に回動角θ1 が
90°に近付くにつれてホール素子12の出力電圧E12
が大きな傾きをもって減少することもない。また、この
ときの演算信号Sx1は図6中の特性線32で示すよう
に、回動角θ1 に比例したリニアな特性となる。
As a result, the first and second Hall elements 1
The output voltages E11 and E12 from 1, 12 are as shown by characteristic lines 30 and 31 in FIG. 5, and the output voltage E11 of the Hall element 11 decreases with a large inclination as the rotation angle θ1 approaches 0 °, for example. Similarly, as the rotation angle θ1 approaches 90 °, the output voltage E12 of the hall element 12 is similarly increased.
Does not decrease with a large slope. Further, the calculation signal Sx1 at this time has a linear characteristic proportional to the rotation angle θ1, as indicated by a characteristic line 32 in FIG.

【0081】かくして、本実施例によれば、スロットル
ボディ2に回動可能に設けられたシャフト3と、該シャ
フト3に固定されたマグネット4と、該マグネット4を
取囲むように配設された第1の磁極片部5,5および第
2の磁極片部6,6と、該磁極片部5,5に基端側が接
続された磁路形成部7,8と、該磁極片部6,6に基端
側が接続された磁路形成部9,10と、該磁路形成部
7,8の先端部7A,8A間に設けられた第1のホール
素子11と、磁極形成部9,10の先端部9A,10A
間に設けられた第2のホール素子12と、該第1,第2
のホール素子11,12からの出力電圧E11,E12に基
づいて回動角θ1 に応じた検出信号So1を出力する演算
回路19とを備える構成としたから、下記の如き効果を
奏する。
Thus, according to this embodiment, the shaft 3 rotatably provided on the throttle body 2, the magnet 4 fixed to the shaft 3, and the magnet 4 are arranged so as to surround the magnet 4. The first magnetic pole piece portions 5 and 5, the second magnetic pole piece portions 6 and 6, the magnetic path forming portions 7 and 8 whose proximal ends are connected to the magnetic pole piece portions 5 and 5, and the magnetic pole piece portions 6 and 6. 6, the magnetic path forming portions 9 and 10 of which the base end side is connected, the first Hall element 11 provided between the front end portions 7A and 8A of the magnetic path forming portions 7 and 8, and the magnetic pole forming portions 9 and 10. Of the tip 9A, 10A
The second Hall element 12 provided between the first and second Hall elements
The arithmetic circuit 19 which outputs the detection signal So1 corresponding to the rotation angle θ1 based on the output voltages E11 and E12 from the Hall elements 11 and 12 has the following effects.

【0082】即ち、回動するシャフト3およびマグネッ
ト4に対して第1,第2の磁極片部5,6等は接触せ
ず、シャフト3に余分な摺動抵抗(負荷等)を加えるこ
となく回動角の検出が可能となり、非接触構造とするこ
とにより耐久性を確実に向上させることができると共
に、第1,第2のホール素子11,12からの出力電圧
E11,E12が瞬間的に遮断されることはなく、高い信頼
性が得られる。
That is, the first and second magnetic pole piece portions 5, 6 and the like do not come into contact with the rotating shaft 3 and the magnet 4 without adding extra sliding resistance (load etc.) to the shaft 3. The rotation angle can be detected, the durability can be surely improved by the non-contact structure, and the output voltages E11, E12 from the first and second Hall elements 11, 12 are instantaneously changed. High reliability can be obtained without interruption.

【0083】また、前記数2の式に示す如く回動角θ1
に対応した検出信号So1を演算回路19から出力できる
ので、この検出信号So1によりマグネット4の起磁力F
1 、素子感度Gの温度特性、経時劣化等に依存すること
はなく、正確な回動角θ1 の検出が可能となる。
Further, as shown in the equation (2), the rotation angle θ1
Since the detection signal So1 corresponding to is output from the arithmetic circuit 19, the magnetomotive force F of the magnet 4 is generated by the detection signal So1.
1. It is possible to accurately detect the rotation angle θ1 without depending on the temperature characteristics of the element sensitivity G, deterioration with time, and the like.

【0084】そして、マグネット4の発生する磁束を第
1の磁極片部5,5から磁路形成部7,8を通じて第1
のホール素子11に導き、第2の磁極片部6,6から磁
路形成部9,10を通じて第2のホール素子12に効率
的に導くことができるから、第1のホール素子11は第
1の磁極片部5,5間に発生するマグネット4による磁
束Φ11に対応した出力電圧E11を出力でき、第2のホー
ル素子12は第2の磁極片部6,6間に発生するマグネ
ット4による磁束Φ12に対応した出力電圧E12を出力で
きると共に、第1,第2のホール素子11,12から出
力する出力電圧E11,E12のレベルをマグネット4の回
動角θ1 に応じて大きく変化させることができる。
Then, the magnetic flux generated by the magnet 4 is transferred from the first magnetic pole piece parts 5, 5 to the first magnetic path forming parts 7, 8 in the first direction.
The first Hall element 11 can be efficiently guided to the second Hall element 12 from the second magnetic pole piece portions 6 and 6 through the magnetic path forming sections 9 and 10. The output voltage E11 corresponding to the magnetic flux Φ11 generated by the magnet 4 generated between the magnetic pole piece portions 5 and 5 can be output, and the second Hall element 12 can generate the magnetic flux generated by the magnet 4 between the second magnetic pole piece portions 6 and 6. The output voltage E12 corresponding to Φ12 can be output, and the levels of the output voltages E11 and E12 output from the first and second Hall elements 11 and 12 can be greatly changed according to the rotation angle θ1 of the magnet 4. .

【0085】また、各磁路形成部7,8,9,10によ
ってマグネット4が発生する磁束を第1,第2のホール
素子11,12まで効率的に導くことができ、各ホール
素子11,12の取付け自由度を増大させることができ
る。そして、第1,第2のホール素子11,12を互い
に近接させて配設でき、周囲温度等の条件を同一にする
ことができると共に、同一の半導体基板から一体的に形
成されたワンチップのホール素子11,12を用いるこ
とが可能となる。
Further, the magnetic flux generated by the magnet 4 can be efficiently guided to the first and second Hall elements 11 and 12 by the respective magnetic path forming sections 7, 8, 9 and 10, and each Hall element 11, The degree of freedom in mounting 12 can be increased. Then, the first and second Hall elements 11 and 12 can be arranged close to each other, the conditions such as the ambient temperature can be the same, and the one-chip integrally formed from the same semiconductor substrate. It becomes possible to use the Hall elements 11 and 12.

【0086】一方、第1,第2の磁極片部5,6は、マ
グネット4を取囲む分割円筒形状をなしてシャフト3を
中心とする同心円上に配設したから、マグネット4の各
円弧面部4A,4Bが各磁極片部5,6と対向したとき
の距離を一定に保つことができる。これにより、第1の
磁極片部5,5とマグネット4の円弧面部4A,4Bと
が対向する面積に比例した磁束Φ11を第1の磁極片部
5,5から導くことができ、該磁極片部5,5に接続さ
れた磁路形成部7,8の先端部7A,8A間に設けられ
たホール素子11から回動角θ1 に比例した出力電圧E
11を得ることができる。また、第2の磁極片部6,6と
マグネット4の円弧面部4A,4Bとが対向する面積に
比例した磁束Φ12を第2の磁極片部6,6から導くこと
ができ、該磁極片部6,6に接続された磁路形成部9,
10の先端部9A,10A間に設けられたホール素子1
2から回動角θ1 に対応した出力電圧E12を得ることが
できる。
On the other hand, since the first and second magnetic pole piece portions 5 and 6 have a divided cylindrical shape surrounding the magnet 4 and are arranged on a concentric circle centered on the shaft 3, each arc surface portion of the magnet 4 is arranged. The distance when 4A and 4B face the magnetic pole piece portions 5 and 6 can be kept constant. As a result, a magnetic flux Φ11 proportional to the area where the first magnetic pole piece portions 5 and 5 and the arcuate surface portions 4A and 4B of the magnet 4 face each other can be guided from the first magnetic pole piece portions 5 and 5. The output voltage E proportional to the rotation angle θ1 from the Hall element 11 provided between the tip portions 7A and 8A of the magnetic path forming portions 7 and 8 connected to the portions 5 and 5.
You can get 11. Further, the magnetic flux Φ12 proportional to the area where the second magnetic pole piece portions 6 and 6 and the arcuate surface portions 4A and 4B of the magnet 4 face each other can be guided from the second magnetic pole piece portions 6 and 6, and the magnetic pole piece portions 6 and 6 can be guided. 6, a magnetic path forming portion 9 connected to 6,
Hall element 1 provided between the tip portions 9A and 10A of 10
The output voltage E12 corresponding to the rotation angle θ1 can be obtained from 2.

【0087】また、マグネット4と各磁極片部5,6と
を同心円上にコンパクトに配設できるから、回動角検出
装置の小型化が可能となると共に、回動するシャフト3
にはマグネット4のみを固定すればよいから、当該回動
角検出装置の組立て、取付け作業等を大幅に簡略化する
ことができる。
Further, since the magnet 4 and the magnetic pole pieces 5 and 6 can be compactly arranged on the concentric circle, the turning angle detecting device can be downsized and the turning shaft 3 can be used.
Since only the magnet 4 needs to be fixed, it is possible to greatly simplify the work of assembling and mounting the rotation angle detecting device.

【0088】さらに、ギャップG1 を各磁極片部5,6
間の離間寸法a1 (角度θa1)よりも小さく(G1 <a
1 )したから、第1,第2の各磁極片部5,6側の各パ
ーミアンスP11,P12,P13,P14を第1,第2の各ホ
ール素子11,12の周辺によるパーミアンスPS1より
も相対的により大きくでき、第1,第2の各ホール素子
11,12の出力電圧E11,E12からパーミアンスPS1
の影響を低減できる。
Further, the gap G1 is set to the magnetic pole piece parts 5, 6
It is smaller than the separation dimension a1 (angle θa1) between (G1 <a
1) Therefore, the permeances P11, P12, P13, P14 on the first and second pole piece parts 5, 6 side are more relative than the permeance PS1 around the first and second hall elements 11, 12. The output voltage E11, E12 of each of the first and second Hall elements 11, 12 can be made larger than the permeance PS1.
The effect of can be reduced.

【0089】さらにまた、マグネット4の円弧面部4A
の角度θm1を磁極片部5,5(6,6)間の角度(θy1
+2θa1)よりも小さく、好ましくは角度θy1と角度θ
a1とを合計した角度(θy1+θa1→90°)よりも小さ
く(θm1<θy1+θa1)形成すると共に、前記角度θy1
をマグネット4の円弧面部4Aの角度θm1よりも小さく
(θy1<θm1)する構成としたから、回動角θ1 が0°
または90°のときに、マグネット4の平行面部4C,
4Dに対向する第2の磁極片部6または第1の磁極片部
5とマグネット4との間に漏れ磁束等が発生するのを防
止でき、この漏れ磁束の影響を大幅に小さくできる。
Furthermore, the arc surface portion 4A of the magnet 4 is
Angle θm1 of the magnetic pole pieces 5, 5 (6, 6) (θy1
Less than + 2θa1), preferably angle θy1 and angle θy
The angle θy1 is formed to be smaller than the total angle (θy1 + θa1 → 90 °) (θm1 <θy1 + θa1).
Is smaller than the angle θm1 of the arc surface 4A of the magnet 4 (θy1 <θm1), the rotation angle θ1 is 0 °.
Or at 90 °, the parallel surface portion 4C of the magnet 4
It is possible to prevent a leakage magnetic flux or the like from being generated between the magnet 4 and the second magnetic pole piece 6 or the first magnetic pole piece 5 that faces 4D, and it is possible to significantly reduce the influence of the leakage magnetic flux.

【0090】次に、図12ないし図15は本発明の第2
の実施例を示し、本実施例では前記第1の実施例と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。しかし、本実施例の特徴は、回動角検出装置
を3個の磁極片部を用いて構成したことにある。
Next, FIGS. 12 to 15 show a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. However, the feature of this embodiment resides in that the rotation angle detecting device is configured by using three magnetic pole pieces.

【0091】図12において、41はケーシング1の筒
部1A内に配設されたマグネットを示し、該マグネット
41はシャフト3の先端側にカシメ等により取付けら
れ、シャフト3から径方向に突出している。ここで、マ
グネット41は、長手方向両端側が円弧面部41A,4
1Bとなり、幅方向両端面側が平行面部41C,41D
となっている。
In FIG. 12, reference numeral 41 denotes a magnet disposed in the cylindrical portion 1A of the casing 1. The magnet 41 is attached to the tip side of the shaft 3 by caulking or the like, and projects from the shaft 3 in the radial direction. . Here, the magnet 41 has arcuate surface portions 41A, 4 on both end sides in the longitudinal direction.
1B, and both side surfaces in the width direction are parallel surface portions 41C and 41D
It has become.

【0092】そして、マグネット41の円弧面部41
A,41Bはシャフト3を中心にして90°より僅かに
小さい角度θm2の範囲に亘り一定の曲率をもって周方向
に延び、その端面側には磁極(N極、S極)が形成され
ている。また、マグネット41の中心部にはシャフト3
の軸方向に延びる貫通穴41Eが設けられ、該貫通穴4
1Eはマグネット41と略相似形状をなし、シャフト3
に対してマグネット41を廻止め状態で固定させるよう
になっている。
The arc surface 41 of the magnet 41
A and 41B extend in the circumferential direction with a constant curvature over a range of an angle .theta.m2 slightly smaller than 90.degree. About the shaft 3, and magnetic poles (N pole, S pole) are formed on the end face side. Further, the shaft 3 is provided at the center of the magnet 41.
A through hole 41E extending in the axial direction of the
1E has a shape similar to that of the magnet 41, and has a shaft 3
On the other hand, the magnet 41 is fixed so as not to rotate.

【0093】42はケーシング1の筒部1Aに埋設され
た第1の磁極片部を示し、該第1の磁極片部42は図1
2に示すように、後述する第2,第3の磁極片部43,
44と共にマグネット41を円環状に取囲む分割円筒形
状をなしている。そして、磁極片部42はマグネット4
1のN極側となる円弧面部41Aと一定のギャップG2
を保って対向するようにシャフト3を中心にして角度θ
m2よりも小さい角度θy2の範囲に亘り周方向に延びてい
る。ここで、磁極片部42が位置する各磁極片部43,
44間の角度(θy2+2θa2)は、マグネット41の円
弧面部41A,41Bの角度θm2よりも大きく(θm2<
θy2+2θa2)なるように形成されている。この場合、
磁極片部42が周方向に延びる角度θy2と各磁極片部4
2,43,44間が離間している角度θa2との和を、前
記マグネット41の円弧面部41A,41Bの角度θm2
よりも大きく(θm2<θy2+θa2)形成するのが望まし
い。そして、磁極片部42はマグネット41が発生する
磁束を、後述の第1の磁路形成部45を介して第1のホ
ール素子48へと導くものである。
Reference numeral 42 designates a first magnetic pole piece portion embedded in the cylindrical portion 1A of the casing 1, and the first magnetic pole piece portion 42 is shown in FIG.
2, the second and third magnetic pole piece portions 43, which will be described later,
Together with 44, the magnet 41 is in the shape of a divided cylinder that surrounds the magnet 41 in an annular shape. Then, the pole piece portion 42 is the magnet 4
1 N arc side arc surface 41A and a constant gap G2
With the shaft 3 as the center so that the angle θ
It extends in the circumferential direction over a range of an angle θy2 smaller than m2. Here, each magnetic pole piece portion 43 in which the magnetic pole piece portion 42 is located,
The angle (θy2 + 2θa2) between 44 is larger than the angle θm2 of the arc surface portions 41A and 41B of the magnet 41 (θm2 <
θy2 + 2θa2). in this case,
The angle θy2 at which the magnetic pole piece portion 42 extends in the circumferential direction and each magnetic pole piece portion 4
The sum of the angle θa2 at which the magnets 2, 43, and 44 are separated is the angle θm2 of the arc surface portions 41A and 41B of the magnet 41.
It is desirable to form larger than (θm2 <θy2 + θa2). The magnetic pole piece portion 42 guides the magnetic flux generated by the magnet 41 to the first Hall element 48 via the first magnetic path forming portion 45 described later.

【0094】43は第1の磁極片部42からギャップG
2 よりも大きい離間寸法a2 (角度θa2)をもってケー
シング1の筒部1A内に埋設された第2の磁極片部を示
し、該第2の磁極片部43は前記第1の磁極片部42と
同様にマグネット41の円弧面部41Aと一定のギャッ
プG2 を保って対向するようにシャフト3を中心にして
角度θm2よりも小さい角度θy2の範囲に亘り周方向に延
びている。そして、磁極片部43はマグネット41が発
生する磁束を、後述の第2の磁路形成部46を介して第
2のホール素子49へと導くものである。
43 is a gap G from the first pole piece portion 42.
A second magnetic pole piece portion embedded in the cylindrical portion 1A of the casing 1 with a separation dimension a2 (angle θa2) larger than 2 is shown, and the second magnetic pole piece portion 43 is the same as the first magnetic pole piece portion 42. Similarly, it extends in the circumferential direction over the range of an angle θy2 smaller than the angle θm2 around the shaft 3 so as to face the arc surface 41A of the magnet 41 with a constant gap G2. The magnetic pole piece portion 43 guides the magnetic flux generated by the magnet 41 to the second Hall element 49 via the second magnetic path forming portion 46 described later.

【0095】44は前記第1,第2の磁極片部42,4
3からギャップG2 よりも大きい離間寸法a2 をもって
設けられた第3の磁極片部を示し、該第3の磁極片部4
4はケーシング1の筒部1Aに埋設されると共に、マグ
ネット41のS極側となる円弧面部41Bと一定の間隔
を保って常時対向するように、約180°の範囲に亘り
周方向に延びている。そして、磁極片部44はマグネッ
ト41が発生する磁束を、後述の第3の磁路形成部47
を介して第1,第2のホール素子48,49へと導くも
のである。
44 is the first and second magnetic pole piece portions 42, 4
3 shows a third magnetic pole piece provided with a separation dimension a2 larger than the gap G2 from the third magnetic pole piece 4;
Reference numeral 4 is embedded in the cylindrical portion 1A of the casing 1 and extends in the circumferential direction over a range of about 180 ° so as to always face the arc surface portion 41B on the S pole side of the magnet 41 at a constant interval. There is. Then, the magnetic pole piece portion 44 causes the magnetic flux generated by the magnet 41 to pass through a third magnetic path forming portion 47 described later.
It is led to the first and second Hall elements 48 and 49 via.

【0096】ここで、マグネット41(シャフト3)の
回動角θ2 は、円弧面部41Aの中央部位が第1,第2
の磁極片部42,43間の中間位置に対向した状態を零
(θ2 =0°)位置とし、第1の磁極片部42側にマグ
ネット41の円弧面部41Aが回動したときを正方向、
第2の磁極片部43側にマグネット41の円弧面部41
Aが回動したときを負方向とする。
Here, regarding the rotation angle θ 2 of the magnet 41 (shaft 3), the central portion of the arc surface portion 41A is the first and second portions.
The state facing the intermediate position between the magnetic pole piece portions 42 and 43 is set to the zero (θ2 = 0 °) position, and when the arc surface portion 41A of the magnet 41 rotates toward the first magnetic pole piece portion 42,
The arc surface portion 41 of the magnet 41 is provided on the second magnetic pole piece portion 43 side.
The negative direction is when A rotates.

【0097】45は基端側が第1の磁極片部42に接続
され、先端側がケーシング1の凹部1C内に突出した第
1の磁路形成部を示し、該第1の磁路形成部45の先端
側は第1のホール素子48の上側を隙間を介して覆うと
共に、ホール素子48の下側に位置する第3の磁路形成
部47の先端側と対向している。
Reference numeral 45 denotes a first magnetic path forming portion whose base end side is connected to the first magnetic pole piece portion 42 and whose front end side protrudes into the concave portion 1C of the casing 1. The tip side covers the upper side of the first Hall element 48 with a gap therebetween and faces the tip side of the third magnetic path forming portion 47 located below the Hall element 48.

【0098】46は基端側が第2の磁極片部43に接続
され、先端側がケーシング1の凹部1C内に突出した第
2の磁路形成部を示し、該第2の磁路形成部46の先端
側は第2のホール素子49の上側を隙間を介して覆うと
共に、ホール素子49の下側に位置する第3の磁路形成
部49の先端側と対向している。
Reference numeral 46 denotes a second magnetic path forming portion, the base end side of which is connected to the second magnetic pole piece portion 43, and the tip end side of which projects into the concave portion 1C of the casing 1. The tip side covers the upper side of the second Hall element 49 via a gap and faces the tip side of the third magnetic path forming portion 49 located below the Hall element 49.

【0099】ここで、磁路形成部45,46は図14に
示す如くその先端部45A,46Aが相互いに等しい面
積をもって後述する磁路形成部47の先端部47Aと対
向し、これらの隙間寸法b2 は一定の寸法となるように
構成されている。
Here, as shown in FIG. 14, the magnetic path forming portions 45 and 46 have their tip portions 45A and 46A opposed to a tip portion 47A of a magnetic path forming portion 47, which will be described later, with areas equal to each other, and the clearance dimension therebetween. b2 is constructed to have a constant size.

【0100】47は基端側が第3の磁極片部44に接続
され、先端側がケーシング1の凹部1C内に突出した第
3の磁路形成部を示し、該第3の磁路形成部47は先端
側がケーシング1の隔壁部1B上を後述する回路基板1
3の裏面に沿って延びるように配設されている。そし
て、該磁路形成部47の先端部47Aは図14に示す如
く、磁路形成部45,46の先端部45A,46Aと対
向配設され、両者の間にはホール素子48,49等が介
挿されている。
Reference numeral 47 denotes a third magnetic path forming portion whose base end side is connected to the third magnetic pole piece portion 44 and whose front end side protrudes into the concave portion 1C of the casing 1. The third magnetic path forming portion 47 is The circuit board 1 whose tip side is above the partition wall portion 1B of the casing 1 will be described later.
3 is arranged so as to extend along the back surface. As shown in FIG. 14, the tip 47A of the magnetic path forming portion 47 is arranged so as to face the tip 45A, 46A of the magnetic path forming portions 45, 46, and Hall elements 48, 49 and the like are provided between the two. It has been inserted.

【0101】48,49は回路基板13上に設けられた
第1,第2の信号出力手段としてのホール素子を示し、
該第1,第2のホール素子48,49は回路基板13上
で互いに並列関係をなすように1チップ(ワンチップ)
化されて配設されている。そして、第1のホール素子4
8は図14に示す如く磁路形成部45の先端部45Aと
磁路形成部47の先端部47Aとの間に位置し、両者の
間の磁束密度に比例した第1の信号を出力電圧E21とし
て出力するものである。一方、第2のホール素子49は
磁路形成部46の先端部46Aと磁路形成部47の先端
部47Aとの間に位置し、両者の間の磁束密度に比例し
た第2の信号を出力電圧E22として出力するものであ
る。
Reference numerals 48 and 49 denote Hall elements provided on the circuit board 13 as first and second signal output means,
The first and second Hall elements 48 and 49 are one chip (one chip) on the circuit board 13 so as to be in parallel relationship with each other.
Are arranged. Then, the first Hall element 4
As shown in FIG. 14, 8 is located between the tip portion 45A of the magnetic path forming portion 45 and the tip portion 47A of the magnetic path forming portion 47, and outputs the first signal proportional to the magnetic flux density between them as the output voltage E21. Is output as. On the other hand, the second Hall element 49 is located between the tip portion 46A of the magnetic path forming portion 46 and the tip portion 47A of the magnetic path forming portion 47, and outputs a second signal proportional to the magnetic flux density between them. The voltage is output as voltage E22.

【0102】50は回路基板13に実装され、第1,第
2のホール素子48,49から出力される出力電圧E2
1,E22に基づき回動角に対応した検出信号So2を演算
出力する演算手段としての演算回路を示し、該演算回路
50は図13に示すように後述の加算器51,減算器5
2,割算器53および増幅器54等から構成されてい
る。
Reference numeral 50 denotes an output voltage E2 which is mounted on the circuit board 13 and is output from the first and second Hall elements 48 and 49.
1 and E22 shows an arithmetic circuit as an arithmetic means for arithmetically outputting the detection signal So2 corresponding to the rotation angle.
2, a divider 53, an amplifier 54 and the like.

【0103】51は第1,第2のホール素子48,49
から出力される出力電圧E21,E22を加算する加算器、
52は第1,第2のホール素子48,49から出力され
る出力電圧E21,E22を減算する減算器、53は加算器
51の出力と減算器52の出力との比を取る割算器、5
4は割算器53の出力を増幅する増幅器を示している。
そして、増幅器54は各端子ピン14に電気的に接続さ
れ、回動角に対応した検出信号So2を各端子ピン14を
介して外部へと出力する。
51 is the first and second Hall elements 48, 49.
An adder for adding the output voltages E21 and E22 output from
52 is a subtractor for subtracting the output voltages E21, E22 output from the first and second Hall elements 48, 49, 53 is a divider for taking the ratio of the output of the adder 51 and the output of the subtractor 52, 5
Reference numeral 4 denotes an amplifier that amplifies the output of the divider 53.
The amplifier 54 is electrically connected to each terminal pin 14 and outputs the detection signal So2 corresponding to the rotation angle to the outside via each terminal pin 14.

【0104】55は割算器53の出力に対してオフセッ
トレベルを決める基準電圧発生器、56は増幅器54の
出力信号を補正し信号の出力特性をリニアな特性に調整
(補正)する調整信号発生器を示している。
Reference numeral 55 is a reference voltage generator for determining an offset level with respect to the output of the divider 53, and reference numeral 56 is an adjustment signal generator for correcting (correcting) the output signal of the amplifier 54 to adjust the output characteristic of the signal to a linear characteristic. Showing the vessel.

【0105】本実施例による回動角検出装置は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について図12な
いし図15を参照して説明する。
The rotation angle detecting device according to the present embodiment has the above-mentioned structure, and its operation will be described below with reference to FIGS. 12 to 15.

【0106】この場合でも、回動角の検出原理を単純化
して説明するために、マグネット41の円弧面部41A
の角度θm2と第1,第2の各磁極片部42,43の角度
θy2をほぼ90°に設定すると共に、第3の磁極片部4
4の角度をほぼ180°に設定し、各磁極片部42,4
3,44間の離間寸法a2 (角度θa2)は非常に小さく
した場合を前提として、下記の数15〜数24の式等を
導くものとする。
Even in this case, in order to simplify the explanation of the principle of detecting the rotation angle, the arc surface 41A of the magnet 41 is described.
And the angle θy2 between the first and second magnetic pole piece portions 42 and 43 are set to about 90 °, and the third magnetic pole piece portion 4
The angle of 4 is set to about 180 °, and each pole piece 42, 4
Assuming that the distance a2 (angle θa2) between 3, 44 is extremely small, the following equations 15 to 24 are derived.

【0107】まず、図14に示すようにシャフト3の回
動に伴いマグネット41の円弧面部41Aも第1,第2
の磁極片部42,43が周方向に離間した位置から±4
5°の範囲で回動角θ2 をもって周方向に回動する。こ
のとき、マグネット41の円弧面部41Aは角度θ21の
範囲に亘り第1の磁極片部42と対向すると共に、角度
θ22の範囲に亘り第2の磁極片部43と対向する。一
方、マグネット41の円弧面部41Bは全体に亘り第3
の磁極片部44と対向し続ける。そして、マグネット4
1が発生した磁束は第1,第3の磁極片部42,44か
ら第1,第3の磁路形成部45,47を通じて第1のホ
ール素子48へと導かれる一方、第2,第3の磁極片部
43,44からは第2,第3の磁路形成部46,47を
通じて第2のホール素子49へと導かれる。
First, as shown in FIG. 14, the arcuate surface portion 41A of the magnet 41 is also moved to the first and second positions as the shaft 3 rotates.
± 4 from the position where the magnetic pole pieces 42 and 43 of the
It rotates in the circumferential direction with a rotation angle θ2 within a range of 5 °. At this time, the arcuate surface portion 41A of the magnet 41 faces the first magnetic pole piece portion 42 over the range of the angle θ21, and faces the second magnetic pole piece portion 43 over the range of the angle θ22. On the other hand, the arc surface portion 41B of the magnet 41 is the third
The magnetic pole piece portion 44 of No. 2 continues to face. And the magnet 4
The magnetic flux generated by No. 1 is guided from the first and third magnetic pole piece portions 42, 44 to the first Hall element 48 through the first and third magnetic path forming portions 45, 47, while the second, third The magnetic pole pieces 43 and 44 are guided to the second Hall element 49 through the second and third magnetic path forming portions 46 and 47.

【0108】このとき、マグネット41,磁極片部4
2,43,44は図14,図15に示すようにマグネッ
ト41、磁極片部42,44および磁路形成部45,4
7から第1の磁気回路が構成され、マグネット41、磁
極片部43,44および磁路形成部46,47から第2
の磁気回路が構成されると共に、2つの磁気回路は磁気
的に並列接続の関係となっている。
At this time, the magnet 41 and the magnetic pole piece 4
Reference numerals 2, 43 and 44 denote magnets 41, magnetic pole piece portions 42 and 44 and magnetic path forming portions 45 and 4 as shown in FIGS.
7 to form a first magnetic circuit, and the magnet 41, the magnetic pole piece portions 43 and 44, and the magnetic path forming portions 46 and 47 to the second magnetic circuit.
And the two magnetic circuits are magnetically connected in parallel.

【0109】ここで、マグネット41の円弧面部41A
と第1,第2の磁極片部42,43との間に生じる磁気
抵抗の逆数をパーミアンスP21,P22とすれば、これら
のパーミアンスP21,P22はマグネット41の円弧面部
41Aと第1,第2の磁極片部42,43との対向面積
に実質的に比例し、
Here, the arc surface portion 41A of the magnet 41 is
If the reciprocal of the magnetic resistance generated between the first and second magnetic pole pieces 42 and 43 is permeance P21 and P22, these permeances P21 and P22 are the arc surface 41A of the magnet 41 and the first and second magnetic poles. Is substantially proportional to the area of the magnetic pole pieces 42 and 43 facing each other,

【0110】[0110]

【数15】 P21=α2 ×μ0 ×θ21 =α2 ×μ0 ×(45°+θ)P21 = α2 × μ0 × θ21 = α2 × μ0 × (45 ° + θ)

【0111】[0111]

【数16】 P22=α2 ×μ0 ×θ22 =α2 ×μ0 ×(45°−θ) としてそれぞれ求められる。P22 = α2 × μ0 × θ22 = α2 × μ0 × (45 ° −θ)

【0112】ここで、定数α2 はマグネット41の軸方
向寸法、各磁極片部42,43の軸方向寸法およびマグ
ネット41と各磁極片部42,43との間隔寸法等によ
り予め決定される定数値であり、透磁率μ0 は真空中の
透磁率を示している。
Here, the constant α 2 is a constant value determined in advance by the axial dimension of the magnet 41, the axial dimension of the magnetic pole piece portions 42 and 43, the distance between the magnet 41 and the magnetic pole piece portions 42 and 43, and the like. And the magnetic permeability μ 0 indicates the magnetic permeability in vacuum.

【0113】また、マグネット41の円弧面部41Bと
第3の磁極片部44との間に生じる磁気抵抗の逆数をパ
ーミアンスP23とすれば、このパーミアンスP23はマグ
ネット41の円弧面部41Bと第3の磁極片部44とは
常に90°に亘って対向する一方、前記マグネット41
の円弧面部41Aは第1の磁極片部42および第2の磁
極片部43に対して全体としては常に90°に亘って対
向するから、
If the reciprocal of the magnetic resistance generated between the arc surface 41B of the magnet 41 and the third magnetic pole piece 44 is defined as permeance P23, then this permeance P23 is the arc surface 41B of the magnet 41 and the third magnetic pole. The magnet 44 always faces the one piece 44 at 90 °,
Since the arcuate surface portion 41A of the above always faces the first magnetic pole piece portion 42 and the second magnetic pole piece portion 43 as a whole at 90 °,

【0114】[0114]

【数17】P23=α2 ×μ0 ×90°=P21+P22 の関係が成り立つ。The relationship of P23 = α2 × μ0 × 90 ° = P21 + P22 is established.

【0115】このとき、第1,第2のホール素子48,
49の周囲により生じる磁気抵抗の逆数をパーミアンス
PS2とすれば、このパーミアンスPS2は第1,第2の磁
極片部42,43側のパーミアンスP21,P22に比較し
て十分に小さい値となるから、パーミアンスPS2は実質
的に無視できる値となる。
At this time, the first and second Hall elements 48,
If the reciprocal of the magnetic resistance generated by the circumference of 49 is permeance PS2, this permeance PS2 becomes a value sufficiently smaller than the permeance P21, P22 on the first and second magnetic pole piece portions 42, 43 side. The permeance PS2 is a value that can be substantially ignored.

【0116】そこで、マグネット41の起磁力F2 によ
り発生し、第1,第2の磁気回路を通る総磁束Φ2 は、
Therefore, the total magnetic flux Φ2 generated by the magnetomotive force F2 of the magnet 41 and passing through the first and second magnetic circuits is

【0117】[0117]

【数18】 の関係となり常に一定値である。(Equation 18) The relationship is always constant.

【0118】また、各磁極片部42,43を通る磁束Φ
21,Φ22はΦ21:Φ22=P21:P22の関係にあり、それ
ぞれ、
Further, the magnetic flux Φ passing through the magnetic pole piece portions 42 and 43.
21 and Φ22 have a relationship of Φ21: Φ22 = P21: P22, and

【0119】[0119]

【数19】 [Equation 19]

【0120】[0120]

【数20】 として求められる。(Equation 20) Is required.

【0121】ここで、磁路形成部45,46の先端部4
5A,46Aは磁路形成部47の先端部47Aに対して
互いに等しい面積をもって対向しているから、この対向
面積による定数をβとすると、第1,第2のホール素子
48,49を通る磁束密度B21,B22は、
Here, the tip end portion 4 of the magnetic path forming portions 45 and 46
Since 5A and 46A face the tip portion 47A of the magnetic path forming portion 47 with an area equal to each other, if the constant due to this facing area is β, the magnetic flux passing through the first and second Hall elements 48 and 49. The densities B21 and B22 are

【0122】[0122]

【数21】B21=β×Φ2[Expression 21] B21 = β × Φ2

【0123】[0123]

【数22】B22=β×Φ2 として求められる。[Equation 22] B22 = β × Φ2

【0124】そして、ホール素子48,49は同一の特
性を有し、ホール素子48,49の出力電圧E21,E22
は磁束密度B21,B22に比例するから、
The hall elements 48 and 49 have the same characteristics, and the output voltages E21 and E22 of the hall elements 48 and 49 are the same.
Is proportional to the magnetic flux densities B21 and B22,

【0125】[0125]

【数23】 E21=G×B21 =G×β×Φ2 ×(0.5+θ2 /90°)E21 = G × B21 = G × β × Φ2 × (0.5 + θ2 / 90 °)

【0126】[0126]

【数24】 E22=G×B22 =G×β×Φ2 ×(0.5−θ2 /90°) の関係となる。ここで、Gはホール素子48,49の素
子感度であり、磁束密度B21,B22に対する出力電圧E
21,E22を決めるものである。
[Equation 24] E22 = G × B22 = G × β × Φ2 × (0.5−θ2 / 90 °). Here, G is the element sensitivity of the Hall elements 48 and 49, and is the output voltage E with respect to the magnetic flux densities B21 and B22.
21 and E22 are decided.

【0127】ここで、この出力電圧E21,E22はホール
素子48,49の素子感度Gが周囲の温度等により変化
したときに、その影響により出力電圧E21,E22は変化
する。また、総磁束Φ2 はマグネット41の起磁力F2
に依存するから、マグネット41の起磁力F2 等に影響
されて出力電圧E21,E22も変化することになる。
Here, the output voltages E21, E22 are changed by the influence when the element sensitivity G of the Hall elements 48, 49 changes due to the ambient temperature or the like. The total magnetic flux Φ2 is the magnetomotive force F2 of the magnet 41.
Therefore, the output voltages E21 and E22 also change due to the magnetomotive force F2 of the magnet 41 and the like.

【0128】そのため、出力電圧E21,E22を演算回路
50へ入力し、この演算回路50で下記の数25の式に
示す演算を行なう。
Therefore, the output voltages E21 and E22 are input to the arithmetic circuit 50, and the arithmetic circuit 50 performs the arithmetic operation represented by the following equation (25).

【0129】[0129]

【数25】 ここで、演算回路50の減算器52は出力電圧E21,E
22を減算することにより減算値(E21−E22)を求め、
加算器51は出力電圧E21,E22を加算することにより
加算値(E21+E22)を求める。そして、割算器53は
この加算値(E21+E22)と減算値(E21−E22)とを
割算して前記数25の式による演算を行う。
(Equation 25) Here, the subtracter 52 of the arithmetic circuit 50 outputs the output voltages E21, E
The subtraction value (E21-E22) is obtained by subtracting 22,
The adder 51 adds the output voltages E21 and E22 to obtain an added value (E21 + E22). Then, the divider 53 divides the added value (E21 + E22) and the subtracted value (E21-E22) to perform the operation according to the equation (25).

【0130】また、基準電圧発生器55は割算器53に
基準電圧を入力し、増幅器54は割算器53から出力さ
れる演算信号Sx2を増幅し、調整信号発生器56は増幅
器54に調整信号を入力することにより増幅器54から
出力される検出信号So2の微小変動を補正する。
Further, the reference voltage generator 55 inputs the reference voltage to the divider 53, the amplifier 54 amplifies the operation signal Sx2 output from the divider 53, and the adjustment signal generator 56 adjusts the amplifier 54. By inputting the signal, the minute fluctuation of the detection signal So2 output from the amplifier 54 is corrected.

【0131】即ち、検出信号So2は演算信号Sx2に基づ
き、
That is, the detection signal So2 is based on the operation signal Sx2,

【0132】[0132]

【数26】 として求められる。(Equation 26) Is required.

【0133】ここで、Vo は一定の電圧値(例えば2.
5V)であり、定数kは一定の増幅率を示している。
Here, Vo is a constant voltage value (for example, 2.
5V), and the constant k indicates a constant amplification factor.

【0134】これにより、回動角θ2 が−45°のとき
最小値(Vo −k)、回動角θ2 が45°のとき最大値
(Vo +k)となると共に、検出信号So2は回動角θ2
のみにより決定され、マグネット41の起磁力F2 およ
びホール素子48,49の素子感度Gによる影響を受け
なくなる。
As a result, the minimum value (Vo-k) is obtained when the rotation angle θ2 is -45 °, the maximum value (Vo + k) is obtained when the rotation angle θ2 is 45 °, and the detection signal So2 is changed. θ2
It is determined by only the magnetomotive force F2 of the magnet 41 and the element sensitivity G of the Hall elements 48 and 49.

【0135】ところで、上述の如く各磁極片部42,4
3,44間の離間寸法a2 を十分に小さくした場合に
は、マグネット41の円弧面部41Aの角度θm2と、第
1,第2の各磁極片部42,43の周方向に延びる角度
θy2とをほぼ90°に近い角度とした場合には、前記第
1の実施例と同様に漏れ磁束が発生し回動角θ2 が−4
5°のときの第1のホール素子48の出力電圧E21が低
下すると共に、回動角θ2 が+45°のときの第2のホ
ール素子49の出力電圧E22が低下する。
By the way, as described above, the magnetic pole piece portions 42, 4
When the distance a2 between 3 and 44 is made sufficiently small, the angle θm2 of the arc surface 41A of the magnet 41 and the angle θy2 of the first and second magnetic pole pieces 42 and 43 extending in the circumferential direction are set. When the angle is close to 90 °, the leakage magnetic flux is generated and the rotation angle θ2 is -4 as in the first embodiment.
The output voltage E21 of the first Hall element 48 when it is 5 ° decreases, and the output voltage E22 of the second Hall element 49 when the rotation angle θ2 is + 45 ° decreases.

【0136】また、第1,第2のホール素子48,49
によるパーミアンスPS2の影響によって、回動角θ2 が
±22.5°付近ではホール素子48,49の出力電圧
E21,E22の比率に大きい誤差が生じる。
Further, the first and second Hall elements 48, 49
Due to the influence of the permeance PS2 caused by, a large error occurs in the ratio of the output voltages E21, E22 of the Hall elements 48, 49 when the rotation angle θ2 is around ± 22.5 °.

【0137】従って、磁極片部42,43,44間の離
間寸法a2 を十分に小さくした場合には、第1,第2の
各ホール素子48,49からの出力電圧E21,E22は線
形な特性にならないと共に、このときの演算信号Sx2も
回動角θ2 に対して線形な特性が得られない。
Therefore, when the distance a2 between the pole piece portions 42, 43 and 44 is made sufficiently small, the output voltages E21 and E22 from the first and second Hall elements 48 and 49 have linear characteristics. In addition, the operation signal Sx2 at this time cannot obtain a linear characteristic with respect to the rotation angle θ2.

【0138】そこで、本実施例では、マグネット41の
円弧面部41Aの角度θm2を第1の各磁極片部42の角
度θy2と各磁極片部42,43,44間の離間している
角度θa2との和(θy2+θa2→90°)よりも小さく
(θm2<θy2+θa2)形成すると共に、各磁極片部4
2,43の角度θy2をマグネット41の円弧面部41A
の角度θm2よりも小さく(θy2<θm2)することによ
り、回動角θ2 が−45°もしくは45°のときに、マ
グネット41の平行面部41C,41Dと対向する第
2,第3の磁極片部43,44もしくは第1,第3の磁
極片部42,44を通る漏れ磁束を減少させる。
Therefore, in this embodiment, the angle θm2 of the arc surface 41A of the magnet 41 is set to the angle θy2 of the first magnetic pole piece 42 and the angle θa2 of the magnetic pole pieces 42, 43, 44 which are separated from each other. Is smaller than the sum (θy2 + θa2 → 90 °) (θm2 <θy2 + θa2), and each pole piece 4
The angle θy2 of 2, 43 is the arc surface 41A of the magnet 41.
Is smaller than the angle θm2 (θy2 <θm2), the second and third magnetic pole piece portions facing the parallel surface portions 41C and 41D of the magnet 41 when the rotation angle θ2 is −45 ° or 45 °. The leakage flux passing through 43, 44 or the first and third magnetic pole piece portions 42, 44 is reduced.

【0139】また、ギャップG1 を各磁極片部5,6間
の離間寸法a1 よりも小さく(G2<a2 )することに
より、第1,第2の各磁極片部5,6側の各パーミアン
スP21,P22,P23を第1,第2の各ホール素子48,
49によるパーミアンスPS2よりも相対的により大きく
でき、各ホール素子48,49の出力電圧E21,E22か
らパーミアンスPS2の影響を低減できると共に、漏れ磁
束を減少でき、このときの演算信号Sx2は回動角θ2 に
対してほぼ比例関係の特性となる。
Further, by making the gap G1 smaller than the separation dimension a1 between the magnetic pole piece portions 5 and 6 (G2 <a2), the permeance P21 on the first and second magnetic pole piece portions 5 and 6 side is reduced. , P22, P23 are the first and second Hall elements 48,
The permeance PS2 by 49 can be made relatively larger, the influence of the permeance PS2 from the output voltages E21, E22 of the Hall elements 48, 49 can be reduced, and the leakage magnetic flux can be reduced. The characteristics are almost proportional to θ 2.

【0140】かくして、本実施例によれば、前記第1の
実施例と同様の作用効果が得られるが、特に本実施例で
は、前記数26の式に示す如く回動角θ2 と比例関係に
ある検出信号So2を演算回路50から出力できるので、
この検出信号So2によりマグネット41の起磁力F2 、
素子感度Gの温度特性、経時劣化等に依存することはな
く、正確な回動角θ2 の検出が可能となる。
Thus, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, but in particular, in this embodiment, there is a proportional relationship with the rotation angle θ 2 as shown in the equation (26). Since a certain detection signal So2 can be output from the arithmetic circuit 50,
With this detection signal So2, the magnetomotive force F2 of the magnet 41,
It is possible to accurately detect the rotation angle θ2 without depending on the temperature characteristics of the element sensitivity G, deterioration with time, and the like.

【0141】さらに、ギャップG2 を各磁極片部42,
43,44間の離間寸法a2 よりも小さく(G2 <a2
)したから、第1,第2,第3の各磁極片部42,4
3,44側の各パーミアンスP21,P22,P23を第1,
第2の各ホール素子48,49の周辺によるパーミアン
スPS2よりも相対的により大きくでき、第1,第2の各
ホール素子48,49の出力電圧E21,E22からパーミ
アンスPS2の影響を低減できる。
Further, the gap G2 is set to the magnetic pole piece portions 42,
It is smaller than the separation dimension a2 between 43 and 44 (G2 <a2
), The first, second, and third magnetic pole piece parts 42, 4
The permeances P21, P22, P23 on the 3,44 side are
The permeance PS2 due to the periphery of the second Hall elements 48 and 49 can be made relatively larger, and the influence of the permeance PS2 from the output voltages E21 and E22 of the first and second Hall elements 48 and 49 can be reduced.

【0142】さらにまた、マグネット41の円弧面部4
1Aの角度θm2を第1の磁極片部42の角度θy2と第
1,第2,第3の磁極片部42,43,44間の離間し
ている角度θa2との和(θy2+θa2→90°)よりも小
さく(θm2<θy2+θa2)形成すると共に、第1の磁極
片部42の角度θy2をマグネット41の円弧面部41A
の角度θm2よりも小さく(θy2<θm2)したから、回動
角θ2 が−45°もしくは45°のときに、マグネット
41の平行面部41C,41Dと対向する第2,第3の
磁極片部43,44もしくは第1,第3の磁極片部4
2,44を周方向に通る漏れ磁束を減少できる。
Furthermore, the arc surface portion 4 of the magnet 41
The angle θm2 of 1A is the sum of the angle θy2 of the first magnetic pole piece portion 42 and the angle θa2 which is the distance between the first, second and third magnetic pole piece portions 42, 43, 44 (θy2 + θa2 → 90 °). Smaller than (θm2 <θy2 + θa2) and the angle θy2 of the first magnetic pole piece 42 is set to the arc surface 41A of the magnet 41.
Is smaller than the angle θm2 (θy2 <θm2), the second and third magnetic pole piece portions 43 facing the parallel surface portions 41C and 41D of the magnet 41 when the rotation angle θ2 is −45 ° or 45 °. , 44 or the first and third magnetic pole piece portions 4
It is possible to reduce the leakage magnetic flux passing through 2, 44 in the circumferential direction.

【0143】次に、図16は本発明の第3の実施例を示
し、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。し
かし、本実施例の特徴は、シャフト3等に固定するマグ
ネット61を、扇形状に形成された一対の磁極部61
A,61Aと、各磁極部61A間を結合する棒状の連結
部61Bとから構成したことにある。
Next, FIG. 16 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. To do. However, the feature of this embodiment is that the magnet 61 fixed to the shaft 3 and the like has a pair of fan-shaped magnetic pole portions 61.
It is composed of A and 61A and a rod-shaped connecting portion 61B for connecting the magnetic pole portions 61A.

【0144】ここで、マグネット61は前記第1の実施
例で述べたマグネット4とほぼ同様に形成されているも
のの、該マグネット61の各磁極部61Aは中心から角
度θm1の範囲に亘り扇形状をなすと共に、それぞれN
極,S極として形成されている。また、マグネット61
の連結部61Bには中心部にシャフト3の軸方向に貫通
穴61Cが設けられ、該貫通穴61Cにはシャフト3が
廻止め状態で固着される。
Although the magnet 61 is formed in substantially the same manner as the magnet 4 described in the first embodiment, each magnetic pole portion 61A of the magnet 61 has a fan shape over a range of an angle θm1 from the center. With eggplant, each N
It is formed as a pole and an S pole. Also, the magnet 61
A through hole 61C is provided in the central portion of the connecting portion 61B in the axial direction of the shaft 3, and the shaft 3 is fixed to the through hole 61C in a rotation stop state.

【0145】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第1の実施例と同様の作用効果が得られる
が、特に本実施例では、マグネット61を扇形状の各磁
極部61Aと棒状の連結部61Bとから形成したので、
マグネット61から発生する磁束を各磁極部61Aから
角度θm1に亘り扇形状に広げることができる。このた
め、回動角θ1 が±θm1付近となったときでも第1,第
2の磁極片部5,6とマグネット61の各磁極部61A
との対向面積に対応した磁束をマグネット61から第
1,第2のホール素子11,12へと正確に導くことが
でき、回動の全範囲に亘って正確な回動角θ1 の検出が
できる。
Thus, in this embodiment having the above-mentioned structure, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In particular, however, in this embodiment, the magnet 61 is formed into a fan-shaped magnetic pole portion 61A and a rod shape. Since it is formed from the connecting portion 61B of
The magnetic flux generated from the magnet 61 can be spread in a fan shape over the angle θm1 from each magnetic pole portion 61A. Therefore, even when the rotation angle θ1 is in the vicinity of ± θm1, the first and second magnetic pole pieces 5 and 6 and the magnetic pole portions 61A of the magnet 61 are formed.
A magnetic flux corresponding to the opposing area with respect to can be accurately guided from the magnet 61 to the first and second Hall elements 11 and 12, and an accurate rotation angle θ1 can be detected over the entire range of rotation. .

【0146】なお、前記各実施例では、第1,第2のホ
ール素子11,12(48,49)の出力電圧E11,E
12(E21,E22)に基づき回動角θ1 (θ2 )に対応し
た検出信号So1(So2)を演算出力する演算回路50
を、ケーシング1の内部に設けるものとしたが、本発明
はこれに限らず、第1,第2のホール素子11,12
(48,49)による出力電圧E11,E12(E21,E2
2)を各端子ピン14から出力し、これをケーシング1
の外部に設けた演算回路等により検出信号So1(So2)
として演算出力してもよい。
In each of the above embodiments, the output voltages E11, E of the first and second Hall elements 11, 12 (48, 49) are used.
An arithmetic circuit 50 for arithmetically outputting a detection signal So1 (So2) corresponding to the rotation angle θ1 (θ2) based on 12 (E21, E22).
Is provided inside the casing 1, but the present invention is not limited to this, and the first and second Hall elements 11 and 12 are not limited to this.
(48,49) output voltage E11, E12 (E21, E2
2) is output from each terminal pin 14 and is output to the casing 1
Detection signal So1 (So2) by an arithmetic circuit etc. provided outside
May be calculated and output.

【0147】また、前記各実施例では、回動軸となるシ
ャフト3にマグネット4(41,61)を固着して、こ
れを回動するものとして述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えばケーシング側にマグネットを固定して設け、
第1,第2の磁極片部5,6側または第1,第2,第3
の磁極片部42,43,44を回動軸等で回動する構成
としてもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the magnet 4 (41, 61) is fixed to the shaft 3 serving as the rotating shaft and is rotated, but the present invention is not limited to this. For example, a magnet is fixedly installed on the casing side,
First, second magnetic pole piece portions 5, 6 side or first, second, third
The magnetic pole piece portions 42, 43, 44 may be configured to rotate about a rotation shaft or the like.

【0148】さらに、前記各実施例では第1の磁極片部
5(42)、第2の磁極片部6(43)または第3の磁
極片部44をそれぞれ予め決められた角度範囲に亘って
周方向に延びるように形成するものとして述べたが、本
発明はこれに限らず、第1,第2の磁極片部または第3
の磁極片部をそれぞれ小さい角度範囲に分割し、それぞ
れを2個以上の磁極片部として形成してもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the first magnetic pole piece 5 (42), the second magnetic pole piece 6 (43) or the third magnetic pole piece 44 is provided over a predetermined angle range. Although the present invention is described as being formed so as to extend in the circumferential direction, the present invention is not limited to this, and the first and second magnetic pole piece portions or the third magnetic pole piece portions are provided.
The magnetic pole piece portions may be divided into small angle ranges, and each of them may be formed as two or more magnetic pole piece portions.

【0149】[0149]

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項1に記載の発
明では、円弧面部を有するマグネットと、該マグネット
の円弧面部と対向するように該マグネットの周囲に互い
に離間して配設され、周方向にそれぞれ予め決められた
角度をもって延びる少なくとも3個以上の磁極片部と、
該各磁極片部と前記マグネットとのいずれか一方を回動
し、該各磁極片部と前記マグネットとを相対回転させる
回動手段と、前記マグネットの円弧面部と各磁極片部と
の対向面積に対応して生じる第1,第2の信号をそれぞ
れ出力する信号出力手段とを備え、前記各磁極片部間の
離間寸法は、前記マグネットと各磁極片部とのギャップ
より大きくする構成としたから、相対回転する各磁極片
部とマグネットとの間を非接触状態に保持でき、耐久性
や信頼性を向上できると共に、2個の各磁極片部とマグ
ネットとの対向面積を回動角に対応させることができ、
第1,第2の信号出力手段から回動角に対応した第1,
第2の信号を出力できる。
As described above in detail, in the invention described in claim 1, the magnet having the arcuate surface portion and the magnet are arranged around the magnet so as to be opposed to the arcuate surface portion of the magnet. At least three or more magnetic pole piece portions extending at predetermined angles in the circumferential direction,
Rotating means for rotating either one of the magnetic pole pieces and the magnet to relatively rotate the magnetic pole pieces and the magnet, and the facing area of the arc surface of the magnet and the magnetic pole pieces. Signal output means for respectively outputting the first and second signals generated corresponding to the above, and the distance between the magnetic pole pieces is made larger than the gap between the magnet and the magnetic pole pieces. Therefore, the relative rotating pole pieces and the magnet can be held in a non-contact state, and the durability and reliability can be improved, and the facing area between the two pole pieces and the magnet can be set to the rotation angle. Can be adapted,
From the first and second signal output means, the first and the first corresponding to the rotation angle
The second signal can be output.

【0150】また、各磁極片部によってマグネットが発
生する磁束を第1,第2の信号出力手段まで効率的に導
くことができ、該各信号出力手段の取付け自由度を増大
させることができる。そして、第1,第2の信号出力手
段を互いに近接させて配設でき、周囲温度等の条件を同
一にすることができると共に、例えば同一の半導体基板
から一体的に形成されたホール素子等から第1,第2の
信号出力手段を形成することが可能となる。
Further, the magnetic flux generated by the magnet can be efficiently guided to the first and second signal output means by each magnetic pole piece portion, and the degree of freedom in mounting the respective signal output means can be increased. Then, the first and second signal output means can be arranged close to each other, the conditions such as the ambient temperature can be made the same, and, for example, from the Hall element etc. integrally formed from the same semiconductor substrate. It is possible to form the first and second signal output means.

【0151】さらに、マグネットと各磁極片部とのギャ
ップを各磁極片部間の離間寸法より小さく形成したか
ら、マグネットの円弧面部を各磁極片部に近付けること
ができ、マグネットの円弧面部と対向する各磁極片部に
確実に磁束を導くことができると共に、マグネットの円
弧面部と対向する各磁極片部による磁気抵抗を小さくす
ることができ、ホール素子による磁気抵抗の影響を低減
できる。
Further, since the gap between the magnet and each magnetic pole piece is formed smaller than the space between the magnetic pole pieces, the arc surface of the magnet can be brought closer to each magnetic pole piece and faces the arc surface of the magnet. It is possible to reliably guide the magnetic flux to each of the magnetic pole pieces, and it is possible to reduce the magnetic resistance of the magnetic pole pieces facing the arc surface of the magnet, and to reduce the influence of the magnetic resistance of the Hall element.

【0152】そして、請求項2に記載の発明では、各磁
極片部間の離間寸法をマグネットと各磁極片部とのギャ
ップより大きくし、マグネットの円弧面部は前記各磁極
片部のうち少なくとも一の磁極片部よりも周方向に大き
な角度をもって延びる構成としたから、マグネットの円
弧面部と対向する各磁極片部に確実に磁束を導くことが
でき、漏れ磁束を減少できると共に、ホール素子による
磁気抵抗の影響を低減でき、リニアな特性をもった検出
信号を取り出すことができる。
According to the second aspect of the present invention, the distance between the magnetic pole pieces is made larger than the gap between the magnet and the magnetic pole pieces, and the arc surface of the magnet is at least one of the magnetic pole pieces. Since it is configured to extend at a larger angle in the circumferential direction than the magnetic pole pieces, magnetic flux can be reliably guided to each magnetic pole piece facing the arc surface of the magnet, leakage flux can be reduced, and the The influence of resistance can be reduced, and a detection signal having a linear characteristic can be taken out.

【0153】一方、請求項3に記載の発明では、回動手
段により第1,第2の各磁極片部とマグネットとを相対
回転させ、第1,第2の信号出力手段により前記第1,
第2の各磁極片部と前記マグネットの円弧面部との対向
面積に対応して生じる第1,第2の信号をそれぞれ出力
させると共に、前記各磁極片部間の離間寸法を、前記マ
グネットと各磁極片部とのギャップより大きくする構成
としたから、相対回転する第1,第2の各磁極片部とマ
グネットとの間を非接触状態に保持できると共に、第
1,第2の各磁極片部とマグネットとの間隔を一定に保
つことができ、第1,第2の各磁極片部と前記マグネッ
トとの対向面積を回動角に対応して変化させることがで
きる。
On the other hand, in the invention described in claim 3, the rotating means relatively rotates the first and second magnetic pole pieces and the magnet, and the first and second signal outputting means cause the first and second magnetic pole pieces to rotate relative to each other.
The first and second signals generated corresponding to the facing areas of the second magnetic pole piece portions and the arcuate surface portions of the magnet are respectively output, and the distance between the magnetic pole piece portions is set to be the same as that of the magnet. Since the gap is larger than the gap with the magnetic pole piece, the first and second magnetic pole pieces that rotate relative to each other can be held in a non-contact state, and the first and second magnetic pole pieces can be held. The space between the magnet and the magnet can be kept constant, and the facing area between the magnet and the first and second magnetic pole pieces can be changed according to the rotation angle.

【0154】また、前記第1の信号出力手段は、前記第
1の各磁極片部間で前記マグネットとの対向面積(磁
界)に対応した第1の信号を出力でき、前記第2の信号
出力手段は、前記第2の各磁極片部間で前記マグネット
との対向面積(磁界)に対応した第2の信号を出力でき
るから、前記第1,第2の信号出力手段から出力される
それぞれの信号レベルをマグネット等の相対回転に応じ
て大きく変化させることができる。
Further, the first signal output means can output a first signal corresponding to an area (magnetic field) facing the magnet between the first magnetic pole piece portions, and the second signal output means. The means can output the second signal corresponding to the area (magnetic field) facing the magnet between the second magnetic pole pieces, so that each of the first and second signal output means outputs the second signal. The signal level can be greatly changed according to the relative rotation of the magnet or the like.

【0155】さらに、マグネットと各磁極片部とのギャ
ップを各磁極片部間の離間寸法より小さく形成したか
ら、マグネットの円弧面部を各磁極片部に近付けること
ができ、マグネットの円弧面部と対向する各磁極片部に
確実に磁束を導くことができると共に、マグネットの円
弧面部と対向する各磁極片部による磁気抵抗を小さくす
ることができ、ホール素子による磁気抵抗の影響を低減
できる。
Further, since the gap between the magnet and each magnetic pole piece is formed smaller than the distance between the magnetic pole pieces, the arc surface of the magnet can be brought closer to each magnetic pole piece and faces the arc surface of the magnet. It is possible to reliably guide the magnetic flux to each of the magnetic pole pieces, and it is possible to reduce the magnetic resistance of the magnetic pole pieces facing the arc surface of the magnet, and to reduce the influence of the magnetic resistance of the Hall element.

【0156】また、請求項4に記載の発明では、前記マ
グネットの円弧面部は、前記第1,第2の各磁極片部の
うち少なくとも一方の各磁極片部よりも周方向に大きな
角度をもって延びる構成としたから、一方の各磁極片部
の全周に亘って前記マグネットとの対向面積を回動角に
対応して変化させることができ、マグネットの円弧面部
と対向する各磁極片部に確実に磁束を導くことができる
と共に、漏れ磁束を減少でき、リニアな特性をもった検
出信号を取出すことができる。
Further, in the invention according to claim 4, the arcuate surface portion of the magnet extends at a larger angle in the circumferential direction than at least one of the magnetic pole piece portions of the first and second magnetic pole piece portions. Since it is configured, the facing area with the magnet can be changed over the entire circumference of one of the magnetic pole pieces corresponding to the rotation angle, and the magnetic pole pieces facing the arc surface of the magnet can be securely attached. The magnetic flux can be guided to the circuit, the leakage magnetic flux can be reduced, and a detection signal having a linear characteristic can be taken out.

【0157】さらに、請求項5に記載の発明では、前記
マグネットの円弧面部は、前記第1,第2の各磁極片部
間のうち少なくとも一方の各磁極片部間の角度よりも周
方向に小さな角度をもって延びる構成としたから、第
1,第2の各磁極片部に対して漏れ磁束が導かれるのを
防止でき、正確な回動角の検出ができる。
Further, in the invention according to claim 5, the arcuate surface portion of the magnet is arranged in the circumferential direction more than the angle between at least one of the magnetic pole piece portions among the first and second magnetic pole piece portions. Since the structure extends at a small angle, it is possible to prevent the leakage magnetic flux from being guided to the first and second magnetic pole piece portions, and it is possible to accurately detect the rotation angle.

【0158】さらにまた、請求項6に記載の発明では、
前記第1,第2の信号出力手段から出力される第1,第
2の信号に基づき前記回動手段の回動角に対応した検出
信号を演算出力する演算手段を備える構成としたから、
マグネットの起磁力、素子感度の温度特性、経時劣化等
に影響される信号成分を確実に相殺することができ、回
動角の検出信号をリニアな特性をもって出力できる。
Furthermore, in the invention described in claim 6,
Since it is configured to include a computing unit that computes and outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the rotation unit based on the first and second signals output from the first and second signal output units,
A signal component affected by the magnetomotive force of the magnet, temperature characteristics of element sensitivity, deterioration over time, and the like can be reliably canceled, and a rotation angle detection signal can be output with linear characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による回動角検出装置を
示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a rotation angle detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中の矢示II−II方向拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view taken in the direction of arrows II-II in FIG.

【図3】本発明の第1の実施例による回動角検出装置の
演算回路を示す回路ブロック図である。
FIG. 3 is a circuit block diagram showing an arithmetic circuit of the rotation angle detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例による回動角検出装置に
用いるマグネット,各磁極片部および各ホール素子等の
配置関係を示す全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an arrangement relationship of a magnet, each magnetic pole piece portion, each hall element, and the like used in the rotation angle detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例による回動角検出装置に
用いた第1,第2のホール素子から出力される出力電圧
と回動角との関係を示す特性線図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage output from the first and second Hall elements used in the rotation angle detection device according to the first embodiment of the present invention and a rotation angle.

【図6】本発明の第1の実施例による回動角検出装置に
用いた演算回路から取出される演算信号と回動角との関
係を示す特性線図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation angle and a calculation signal extracted from a calculation circuit used in the rotation angle detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】回動角の検出原理を説明するために比較例とし
て示す図4とほぼ同様の全体構成図である。
FIG. 7 is an overall configuration diagram substantially similar to FIG. 4 shown as a comparative example for explaining the principle of detecting a rotation angle.

【図8】マグネットが回転した状態を示す図7と同様の
全体構成図である。
8 is an overall configuration diagram similar to FIG. 7, showing a state in which a magnet has rotated.

【図9】図7中に示す比較例によるマグネット,各磁極
片部および各ホール素子等の磁気回路図である。
9 is a magnetic circuit diagram of the magnet, each pole piece, each hall element and the like according to the comparative example shown in FIG. 7. FIG.

【図10】図7に示す比較例による第1,第2のホール
素子から出力される出力電圧と回動角との関係を示す特
性線図である。
10 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage output from the first and second Hall elements according to the comparative example shown in FIG. 7 and a rotation angle.

【図11】図10の出力電圧に基づき演算回路から取出
される演算信号と回動角との関係を示す特性線図であ
る。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation angle and a calculation signal extracted from a calculation circuit based on the output voltage of FIG.

【図12】本発明の第2の実施例による回動角検出装置
のマグネットおよび各磁極片部等を示す図2と同様の拡
大断面図である。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 2, showing a magnet, magnetic pole piece portions, etc. of a rotation angle detecting device according to a second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第2の実施例による回動角検出装置
の演算回路を示す回路ブロック図である。
FIG. 13 is a circuit block diagram showing an arithmetic circuit of a rotation angle detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2の実施例による回動角検出装置
に用いるマグネット,各磁極片部および各ホール素子等
の配置関係を示す全体構成図である。
FIG. 14 is an overall configuration diagram showing an arrangement relationship of a magnet, each magnetic pole piece portion, each hall element and the like used in a rotation angle detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図15】図13中に示すマグネット,各磁極片部およ
び各ホール素子等の磁気回路図である。
15 is a magnetic circuit diagram of the magnet shown in FIG. 13, each magnetic pole piece, each Hall element, and the like.

【図16】本発明の第3の実施例による回動角検出装置
に用いるマグネットを示す平面図である。
FIG. 16 is a plan view showing a magnet used in a rotation angle detecting device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 3 シャフト(回動軸) 4,41,61 マグネット 5,42 第1の磁極片部 6,43 第2の磁極片部 44 第3の磁極片部 11,48 第1のホール素子(第1の信号出力手段) 12,49 第2のホール素子(第2の信号出力手段) 19,50 演算回路(演算手段) E11,E21 出力電圧(第1の信号) E12,E22 出力電圧(第2の信号) So1,So2 検出信号 θ1 ,θ2 回動角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 3 Shaft (rotating shaft) 4, 41, 61 Magnet 5, 42 1st magnetic pole piece part 6, 43 2nd magnetic pole piece part 44 3rd magnetic pole piece part 11, 48 1st hall element (1st 1 signal output means) 12,49 second hall element (second signal output means) 19,50 arithmetic circuit (arithmetic means) E11, E21 output voltage (first signal) E12, E22 output voltage (second) Signal) So1, So2 detection signal θ1, θ2 rotation angle

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円弧面部を有するマグネットと、該マグ
ネットの円弧面部と対向するように該マグネットの周囲
に互いに離間して配設され、周方向にそれぞれ予め決め
られた角度をもって延びる少なくとも3個以上の磁極片
部と、該各磁極片部と前記マグネットとのいずれか一方
を回動し、該各磁極片部と前記マグネットとを相対回転
させる回動手段と、前記マグネットの円弧面部と各磁極
片部との対向面積に対応して生じる第1,第2の信号を
それぞれ出力する信号出力手段とを備え、前記各磁極片
部間の離間寸法は、前記マグネットと各磁極片部とのギ
ャップより大きくする構成としてなる回動角検出装置。
1. A magnet having an arc surface portion, and at least three or more magnets which are arranged apart from each other around the magnet so as to face the arc surface portion of the magnet and extend at predetermined angles in the circumferential direction. Magnetic pole piece portions, rotation means for rotating any one of the magnetic pole piece portions and the magnets to relatively rotate the magnetic pole piece portions and the magnets, arc surface portions of the magnets and the magnetic poles. Signal output means for respectively outputting a first signal and a second signal generated corresponding to the facing area with the piece, and the distance between the magnetic pole pieces is determined by the gap between the magnet and the magnetic pole piece. A rotation angle detection device configured to be larger.
【請求項2】 円弧面部を有するマグネットと、該マグ
ネットの円弧面部と対向するように該マグネットの周囲
に互いに離間して配設され、周方向にそれぞれ予め決め
られた角度をもって延びる少なくとも3個以上の磁極片
部と、該各磁極片部と前記マグネットとのいずれか一方
を回動し、該各磁極片部と前記マグネットとを相対回転
させる回動手段と、前記マグネットの円弧面部と各磁極
片部との対向面積に対応して生じる第1,第2の信号を
それぞれ出力する信号出力手段とを備え、前記各磁極片
部間の離間寸法は、前記マグネットと各磁極片部とのギ
ャップより大きくし、かつ前記マグネットの円弧面部
は、前記各磁極片部のうち少なくとも一の磁極片部より
も周方向に大きな角度をもって延びる構成としてなる回
動角検出装置。
2. A magnet having an arc surface portion, and at least three or more magnets which are arranged apart from each other around the magnet so as to face the arc surface portion of the magnet and extend at predetermined angles in the circumferential direction. Magnetic pole piece portions, rotation means for rotating any one of the magnetic pole piece portions and the magnets to relatively rotate the magnetic pole piece portions and the magnets, arc surface portions of the magnets and the magnetic poles. Signal output means for respectively outputting a first signal and a second signal generated corresponding to the facing area with the piece, and the distance between the magnetic pole pieces is determined by the gap between the magnet and the magnetic pole piece. The rotation angle detecting device is configured to be larger and the arc surface portion of the magnet extends at a larger angle in the circumferential direction than at least one of the magnetic pole piece portions.
【請求項3】 円弧面部を有するマグネットと、該マグ
ネットの円弧面部と対向するように該マグネットの周囲
に互いに離間して配設され、周方向に予め決められたの
角度をもって延びる一対の第1の磁極片部と、該第1の
各磁極片部から離間して該第1の各磁極片部間に配設さ
れ、周方向に予め決められた角度をもって延びる一対の
第2の磁極片部と、該第1,第2の各磁極片部と前記マ
グネットとのいずれか一方を回動し、該第1,第2の各
磁極片部と前記マグネットとを相対回転させる回動手段
と、前記第1,第2の各磁極片部と前記マグネットの円
弧面部との対向面積に対応して生じる第1,第2の信号
をそれぞれ出力する第1,第2の信号出力手段とを備
え、前記各磁極片部間の離間寸法は、前記マグネットと
各磁極片部とのギャップより大きくする構成としてなる
回動角検出装置。
3. A magnet having an arcuate surface portion, and a pair of first magnets which are arranged around the magnet so as to be opposed to the arcuate surface portion of the magnet and are spaced apart from each other, and which extend at a predetermined angle in the circumferential direction. Of magnetic pole pieces and a pair of second magnetic pole pieces arranged apart from the first magnetic pole pieces and between the first magnetic pole pieces and extending at a predetermined angle in the circumferential direction. And a rotating means for rotating either one of the first and second magnetic pole pieces and the magnet to relatively rotate the first and second magnetic pole pieces and the magnet. A first and a second signal output means for respectively outputting first and second signals generated corresponding to the facing areas of the first and second magnetic pole pieces and the arc surface of the magnet, The distance between the magnetic pole pieces is determined by the gap between the magnet and the magnetic pole pieces. A rotation angle detection device configured to be larger than the rotation angle.
【請求項4】 前記マグネットの円弧面部は、前記第
1,第2の各磁極片部のうち少なくとも一方の各磁極片
部よりも周方向に大きな角度をもって延びる構成として
なる請求項3に記載の回動角検出装置。
4. The arc surface portion of the magnet is configured to extend at a larger angle in the circumferential direction than at least one magnetic pole piece portion of each of the first and second magnetic pole piece portions. Rotation angle detection device.
【請求項5】 前記マグネットの円弧面部は、前記第
1,第2の各磁極片部間のうち少なくとも一方の磁極片
部間の角度よりも周方向に小さな角度をもって延びる構
成としてなる請求項3または4に記載の回動角検出装
置。
5. The arc surface portion of the magnet is configured to extend at a smaller angle in the circumferential direction than the angle between at least one of the first and second magnetic pole piece portions. Alternatively, the rotation angle detection device according to item 4.
【請求項6】 前記第1,第2の信号出力手段から出力
される第1,第2の信号に基づき前記回動手段の回動角
に対応した検出信号を演算出力する演算手段を備える構
成としてなる請求項1,2,3,4または5に記載の回
動角検出装置。
6. A configuration comprising arithmetic means for arithmetically outputting a detection signal corresponding to a rotation angle of the rotation means based on the first and second signals output from the first and second signal output means. The rotation angle detecting device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
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