WO2012060216A1 - 角度検出装置 - Google Patents

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WO2012060216A1
WO2012060216A1 PCT/JP2011/073917 JP2011073917W WO2012060216A1 WO 2012060216 A1 WO2012060216 A1 WO 2012060216A1 JP 2011073917 W JP2011073917 W JP 2011073917W WO 2012060216 A1 WO2012060216 A1 WO 2012060216A1
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WO
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rotating member
bearing
angle
rotation
magnetic field
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Application number
PCT/JP2011/073917
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English (en)
French (fr)
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若菜 小谷
俊人 長井
久義 奥谷
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アイシン精機株式会社
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Publication date
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Priority to DE112011103636.1T priority patent/DE112011103636B4/de
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Definitions

  • the present invention relates to an angle detection device that detects a rotation angle based on a change in a magnetic field.
  • the angle detection device is used, for example, as an angle sensor that detects an operation angle of a vehicle brake pedal, a shift lever, or the like.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose an angle detection device that detects a rotation angle based on a change in a magnetic field. This angle detection device is provided with magnets that are magnetized so that magnetism alternates in the circumferential direction on a rotating member that is an object of angle detection. And the magnetic field component of the direction orthogonal to the radial direction and the said radial direction of a rotating member is detected, and the angle of a rotating member is calculated based on each magnetic field component which changes with rotation of a rotating member.
  • the rotating member of the angle detecting device is rotatably supported by a bearing fixed to the housing.
  • a predetermined dimensional difference may be provided between the outer diameter of the rotating member and the inner diameter of the bearing in consideration of manufacturing errors and the like. Therefore, the rotating member is assembled with a certain gap with respect to the bearing.
  • the magnetic field component of the magnetic field formed by the rotating member varies. If it does so, there exists a possibility that an error may arise in the rotation angle which an angle detector detects. Therefore, it is conceivable to improve the dimensional accuracy of the rotating member and the bearing in order to reduce the gap, but there is a concern about an increase in cost and a decrease in assembling property.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an angle detection device capable of detecting a rotation angle with higher accuracy.
  • An angle detection device includes a rotating member provided with a magnet portion that forms a magnetic field having alternating polarities in a circumferential direction, a case having a bearing that rotatably supports the rotating member, An angle calculating unit that detects magnetic field components in different directions in the magnetic field and calculates a rotation angle of the rotating member based on the magnetic field components, and the rotating member rotates while maintaining an inclination direction with respect to the central axis of the bearing. Or so that the phase difference between the rotation phase of the rotation of the rotation member and the rotation phase around the central axis of the bearing in the tilt direction of the rotation member is maintained regardless of the change in the rotation angle.
  • An elastic member that urges the member.
  • the rotation member rotates while being urged by the elastic member, so that the position of the rotation member with respect to the bearing at each angle becomes constant.
  • the rotating member rotates to the inner periphery of the bearing by the biasing force of the elastic member.
  • the member can be abutted and rotated without rattling.
  • the rotation axis of the rotating member is inclined with respect to the center axis of the bearing, and the magnetic field component of the magnetic field formed by the magnet portion of the rotating member is the same as that of the magnetic field in a state in which both axes match. It will vary from the magnetic field component.
  • the angle detection device can detect the rotation angle of the rotating member with higher accuracy than in the past by correcting the detection value in consideration of the fluctuation amount of the magnetic field component that is constant in the angle calculation means. .
  • the elastic member biases the rotating member so that the rotating member rotates while maintaining the direction of inclination with respect to the central axis of the bearing. That is, the rotation direction of the rotating member does not vary from the initial state at any rotation angle. Therefore, the amount of fluctuation of the magnetic field component of the magnetic field formed by the magnet portion of the rotating member can be made constant.
  • the elastic member biases the rotating member so that the phase difference between the rotation phase of the rotation of the rotation member and the rotation phase around the central axis of the bearing in the tilt direction of the rotation member is maintained regardless of the rotation angle. That is, the rotating member rotates along the inner peripheral surface of the bearing by the amount of the rotation angle that rotates, and changes the tilt direction.
  • the rotating member rotates so that the rotating axis of the rotating member swings with respect to the central axis of the bearing.
  • the contact position between the inner peripheral surface of the bearing and the outer peripheral surface of the rotating member is constant at each angle, the fluctuation amount of the magnetic field component of the magnetic field formed by the magnet portion of the rotating member can be made constant. . Therefore, as described above, the angle detection device can detect the rotation angle of the rotating member with high accuracy.
  • the elastic member rotates relative to the rotating member or the case in which one end contacts the rotating member and the other end contacts the case, and at least one of the one end and the other end contacts.
  • the rotating member may be urged in the central axis direction of the bearing at a position spaced radially from the rotation axis.
  • the elastic member biases the rotating member in the central axis direction of the bearing at a position spaced radially from the rotating axis, thereby reliably tilting the rotating member with respect to the central axis of the bearing. Can do.
  • the fluctuation amount of the magnetic field component can be made constant.
  • relative rotation of the elastic member is restricted with respect to the rotating member or case with which at least one of the one end and the other end abuts.
  • one end of the elastic member is allowed to rotate relative to the rotating member and the other end biases the rotating member in a state where relative rotation is restricted relative to the bearing of the case.
  • the end of an elastic member will slide with a rotation member, energizing the rotation member which contacts, and the position where the rotation member is urged
  • the rotating member is biased in a state where one end of the elastic member is restricted from rotating relative to the rotating member. If it does so, one end of an elastic member will be accompanied with the rotating member which contact
  • the elastic member rotates relative to the rotating member or the case in which one end abuts the rotating member and the other end abuts the case, and at least one of the one end and the other end abuts.
  • the rotating member may be urged in the radial direction of the bearing at a position separated to one side in the central axis direction of the bearing.
  • the elastic member rotates with respect to the central axis of the bearing by urging the rotating member in the radial direction of the bearing at a position spaced apart from one end of the bearing to one side in the central axial direction.
  • the member can be reliably tilted. Thereby, the fluctuation amount of the magnetic field component can be made constant.
  • relative rotation of the elastic member is restricted with respect to the rotating member or the case that contacts at least one of the one end and the other end.
  • one end of the elastic member is allowed to rotate relative to the rotating member and the other end biases the rotating member in a state where relative rotation is restricted relative to the bearing of the case.
  • the end of an elastic member will slide with a rotation member, energizing the rotation member which contacts, and the position where the rotation member is urged
  • the rotating member is biased in a state where one end of the elastic member is restricted from rotating relative to the rotating member. If it does so, one end of an elastic member will be accompanied with the rotating member which contact
  • the elastic member may have an annular shape, surround the rotating member, and be arranged coaxially with the bearing.
  • the elastic member surrounds at least a part of the rotating member and is arranged coaxially with the bearing, the rotating member can be more stably biased in the direction of the central axis of the bearing.
  • the elastic member has, for example, an annular shape as a whole and has elasticity in the axial direction.
  • the elastic member is assembled together with the bearing and the rotating member by accumulating in the direction of the central axis of the bearing. Thereby, the rotating member is inclined with respect to the bearing, and is urged from the elastic member so as to rotate while maintaining the inclination direction or to rotate while swinging. Therefore, the fluctuation amount of the magnetic field component can be made constant, and the detection accuracy of the rotation angle of the rotating member by the angle detection device can be improved.
  • the elastic member rotates the rotating member so that one end is fixed to the rotating member and the other end is fixed to the case so that the rotating member returns to the initial phase set with respect to the bearing.
  • It may be a torsion spring.
  • the elastic member is a torsion spring having an annular shape, and one end is fixed to the rotating member and the other end is fixed to the case having the bearing, so that the rotating member swings. It can be energized to rotate.
  • This torsion spring is an elastic member having elasticity in the circumferential direction, and is a return spring for returning the rotating member to the initial phase set with respect to the bearing. That is, energy is accumulated in the circumferential direction as the rotating member is rotated by an external force applied to the rotating member, and when the external force is lost, the rotating member is returned to the initial phase.
  • the axial direction It has the elasticity of.
  • this axial elasticity is utilized to bias the rotating member in the axial direction. Therefore, the return torsion spring can also be used as an elastic member for urging in the axial direction, and the amount of variation in the magnetic field component of the magnetic field formed by the magnet portion of the rotating member can be made constant without increasing the number of components. Therefore, the detection accuracy of the rotation angle of the rotation member by the angle detection device can be improved.
  • the magnet portion may be configured by a plurality of magnets arranged so that the polarities are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the magnet portion provided in the rotating member is configured by connecting individual magnets pre-magnetized in the circumferential direction, or magnetizing after connecting a plurality of magnetic materials in the circumferential direction. It is constituted by. The same effect can be obtained in the angle detection device including the magnet unit configured as described above.
  • 1st embodiment It is sectional drawing of the axial direction which shows an angle detection apparatus. It is a top view of the torsion spring in Fig.1 (a). It is a perspective view which shows the principal part of an angle detection apparatus. It is sectional drawing of the axis orthogonal direction which shows the principal part of an angle detection apparatus. It is a graph which shows the relationship between the rotation angle of a rotation member, and magnetic field intensity. It is a graph which shows the relationship between a rotation angle and the calculated value of an angle detection apparatus. It is a perspective view which shows a rotation member and a torsion spring. It is a conceptual diagram which shows the effect
  • FIG. 9 is a top view of the spring washer in FIG. Modification of the second embodiment: It is a top view of a spring washer.
  • the angle detection device 1 is applied as, for example, an angle sensor that detects an operation angle of a brake pedal, a shift lever, or the like of a vehicle.
  • the angle detection device 1 mainly includes a case 10, a rotation member 20, an angle calculation device 30, and a torsion spring 40.
  • the angle detection device 1 detects a magnetic field component that changes as the rotation member 20 rotates, and calculates the rotation angle of the rotation member 20 relative to the case 10 by detecting the magnetic field component.
  • the case 10 constitutes the outline of the angle detection device 1 and is fixed to a vehicle or the like.
  • the case 10 includes a base portion 11, a bearing 12, and a side wall portion 13.
  • the base 11 is a part that supports the substrate 31 of the angle calculation device 30.
  • the bearing 12 is fixed to the case 10 and rotatably supports the rotating member 20 with a cylindrical inner surface.
  • the center axis Lc of the bearing 12 is the center of the cylindrical inner surface of the bearing 12 and extends in the vertical direction in FIG.
  • the side wall portion 13 is a portion that connects the base 11 and the fixed portion of the bearing 12 in the case 10.
  • a first spring fixing portion 13 a is formed on the side wall portion 13 so as to be recessed in the direction of the central axis Lc of the bearing 12.
  • the first spring fixing portion 13a is locked with a first attachment portion 41 of a torsion spring 40 described later.
  • the rotating member 20 is a member that rotates relative to the case 10, and includes an annular main body 21, a shaft portion 22, a magnet portion 23, and an operation lever 24.
  • the annular main body 21 is a shaft member formed in a cylindrical shape, and rotates around the rotation axis Lr. Further, the annular main body 21 has a flange portion 21a formed so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface on the end surface of the case 10 on the side close to the bearing 12 (the lower end surface in FIG. 1A). Has been.
  • the annular main body 21 is formed with a second spring fixing portion 21b so as to be recessed in the direction of the rotational axis Lr at a position spaced apart from the rotational axis Lr in the flange portion 21a.
  • the second spring fixing portion 21b is locked with a second attachment portion 42 of a torsion spring 40 described later.
  • the shaft portion 22 is a shaft member formed in a columnar shape, and the outer peripheral surface on one end side (the upper side in FIG. 1A) is fitted and connected to the inner peripheral surface of the annular main body 21.
  • the shaft portion 22 is inserted through the cylindrical inner surface of the bearing 12 of the case 10 and is rotatably supported by the bearing 12.
  • the outer diameter of the shaft portion 22 is provided with a predetermined dimensional difference in consideration of manufacturing errors and the like. Therefore, the shaft portion 22 is assembled with a certain amount of clearance with respect to the bearing 12.
  • the rotation member 20 that is rotatably supported by the bearing 12 in the shaft portion 22 can tilt the rotation axis Lr of the rotation member 20 with respect to the center axis Lc of the bearing 12. Further, the maximum angle of inclination is determined based on a dimensional difference between the inner diameter of the bearing 12 and the outer diameter of the shaft portion 22.
  • the magnet part 23 is magnetized at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the annular main body 21. As shown in FIGS. 2 and 3, the magnet portion 23 is magnetized so that N polarity and S polarity are alternated, and has a cylindrical shape as a whole. In the present embodiment, the interval between the polarities is set to 30 degrees. Moreover, the magnet part 23 is magnetized so that the magnetic flux density on the surface is distributed approximately sinusoidally, and forms a magnetic field having alternating polarities in the circumferential direction. In this embodiment, the magnet portion 23 is configured by connecting individual magnets held in advance in the circumferential direction.
  • the magnet part 23 is good also as a structure which magnetizes after connecting a some magnetic member in the circumferential direction, or the structure which magnetizes each site
  • the operation lever 24 is formed in an L shape and is fitted and connected to the outer peripheral surface of the other end side (the lower side in FIG. 1A) of the shaft portion 22.
  • the operation lever 24 is connected to an operation member such as a brake pedal, for example, and transmits a rotational force corresponding to the operation to the shaft portion 22.
  • the angle calculation device 30 is an angle calculation unit that detects magnetic field components in different directions in the magnetic field formed by the magnet portion 23 of the rotating member 20 and calculates the rotation angle of the rotating member 20 based on the plurality of magnetic field components.
  • the angle calculation device 30 includes a substrate 31, a magnetic sensor 32, a magnetic plate 33, and a calculation unit 34.
  • the substrate 31 is fixed to the base portion 11 of the case 10, and is thereby arranged such that the upper surface (the surface on the side close to the bearing 12 of the case 10) is orthogonal to the surface perpendicular to the central axis Lc of the bearing 12. That is, the substrate 31 is disposed so that the outer peripheral surface of the rotating member 20 formed by the magnet portion 23 and the upper surface of the substrate 31 face each other.
  • the magnetic sensor 32 is a sensor that detects a magnetic field, and is a Hall element in this embodiment.
  • the magnetic sensors 32 are arranged in a pair along the direction (X direction) perpendicular to the central axis Lc of the bearing 12 on the upper surface (XY plane) of the substrate 31. Further, a pair of magnetic sensors 32 are disposed on the upper surface of the substrate 31 along a direction (Y direction) parallel to the central axis Lc of the bearing 12.
  • the magnetic plate 33 is formed in a disk shape and is disposed immediately above the two sets of magnetic sensors 32. Thereby, the two sets of magnetic sensors 32 can detect the magnetic field component of the magnetic field formed around the rotating member 20 and the magnetic plate 33.
  • the calculation unit 34 detects the magnetic field components in the X direction and the Z direction in the magnetic field based on the signals output by the two sets of magnetic sensors 32 (see FIG. 4). And the calculating part 34 calculates the magnetic field angle (alpha) from the ratio of the magnetic field component of a X direction and a Z direction.
  • the calculation unit 34 stores in advance a relational expression (solid line shown in FIG. 5) in which the relationship between the magnetic field angle ⁇ and the actual rotation angle ⁇ of the rotating member is linear. Therefore, the calculation unit 34 calculates the rotation angle ⁇ of the rotating member 20 based on the magnetic field angle ⁇ and the above relational expression.
  • the angle calculation device 30 arranges a pair of magnetic sensors 32 to detect a magnetic field component in one direction, thereby reducing the influence of the disturbance magnetic field from the difference in the output voltage of each magnetic sensor 32.
  • the torsion spring 40 is an elastic member formed in an annular shape, and is positioned on the outer peripheral side of the shaft portion 22 so as to surround the rotating member 20. Arranged coaxially with the central axis Lc.
  • the torsion spring 40 has a first attachment portion 41 and a second attachment portion 42 at the end in the axial direction.
  • the first attachment portion 41 and the second attachment portion 42 are bent from the wound periphery to the inner periphery, and are formed so that the end portions extend in the axial direction.
  • the first attachment portion 41 abuts on the case 10 and is locked to a first spring fixing portion 13 a formed on the side wall portion 13 of the case 10.
  • the second attachment portion 42 abuts on the rotating member 20 and is locked to a spring fixing portion 21b formed on the flange portion 21a of the annular main body 21 of the rotating member 20.
  • the torsion spring 40 is fixed so that the first mounting portion 41 restricts relative rotation to the bearing 12 via the side wall portion 13, and the second mounting portion 42 rotates relative to the rotating member 20. Regulated and fixed.
  • the torsion spring 40 wound over a plurality of circumferences so as to have elasticity in the circumferential direction rotates the rotating member 20 so as to return the rotating member 20 to the initial phase set with respect to the bearing 12.
  • the torsion spring 40 is formed with a predetermined pitch between lines wound a plurality of times, and thus has an axial elasticity. And the torsion spring 40 is arrange
  • the outer diameter of the shaft portion 22 of the rotating member 20 is set smaller than the inner diameter of the bearing 12. Therefore, the rotating member 20 can be inclined by the maximum angle allowed by this dimensional difference.
  • the rotating member 20 is biased in the direction of the center axis Lc of the bearing 12 by the torsion spring 40 in the second spring fixing portion 21b. Then, the rotation member 20 is inclined with respect to the bearing 12 because the second spring fixing portion 21b is radially separated from the rotation axis Lr.
  • the direction of inclination when the rotating member 20 is inclined is opposite to the position where the second spring fixing portion 21b is formed. That is, in FIG. 1A, when the second spring fixing portion 21 b is at the position farthest from the angle calculation device 30, the magnet portion 23 of the rotating member 20 is inclined so as to be closest to the angle calculation device 30. To do.
  • the angle detection device 1 determines the magnetic field angle ⁇ calculated based on each detected magnetic field component due to individual differences and the actual rotation angle of the rotating member 20 when the signal is output. An error may occur during Therefore, the angle detection device 1 sets a correction value so that this error is as small as possible, corrects the relationship between the magnetic field angle ⁇ and the rotation angle ⁇ to be linear, and stores the correction value in the calculation unit 34.
  • it is difficult to correct the error due to the rattling of the rotating member 20 because the moving direction and the inclination angle of the rotating member 20 vary depending on the vibration and acceleration applied to the angle detection device 1. Therefore, it is conceivable to set a small dimensional difference between the inner diameter of the bearing 12 and the outer diameter of the shaft portion 22 in the rotating member 20, but there is a concern about an increase in cost and a decrease in assemblability.
  • the rotating member 20 is biased in the direction of the central axis Lc of the bearing 12 by the torsion spring 40 and the rotating member 20 is inclined with respect to the bearing 12. Further, the second mounting portion 42 of the torsion spring 40 is in a state of being locked by the second spring fixing portion 21 b and restricted in relative rotation with respect to the rotating member 20, and is rotated with the rotation of the rotating member 20. Become. As a result, the torsion spring 40 causes the phase difference between the rotation phase of the rotation of the rotation member 20 and the rotation phase around the central axis Lc of the bearing 12 in the tilt direction of the rotation member 20 to change the rotation angle ⁇ of the rotation member 20. The rotating member 20 is urged so as to be maintained regardless. That is, as shown in FIG. 6, the rotating member 20 rotates while performing a swinging motion that rotates the inclination direction inclined by the torsion spring 40 by the change of the rotation angle ⁇ .
  • the angle detection device 1 sets a correction value corresponding to the amount of variation at each rotation angle ⁇ , corrects the relationship between the magnetic field angle ⁇ and the rotation angle ⁇ to be linear, and stores the correction value in the calculation unit 34. ing. Further, the influence of vibration and acceleration applied to the angle detection device 1 can be permitted by appropriately setting the elastic force of the torsion spring 40.
  • the angle detection device 1 takes into account the amount of fluctuation of the magnetic field component that is constant in the angle calculation device 30 and corrects the calculated magnetic field angle ⁇ , thereby increasing the rotation angle ⁇ of the rotating member 20 compared to the conventional case. It can be detected with accuracy.
  • the torsion spring 40 biases the rotating member 20 in the direction of the central axis Lc of the bearing 12 at a position spaced from the rotational axis Lr in the radial direction. Can be tilted. Thereby, the fluctuation amount of the magnetic field component can be made constant. Furthermore, since the torsion spring 40 surrounds at least a part of the rotating member 20 and is arranged coaxially with the bearing 12, the rotating member 20 can be more stably biased in the direction of the central axis Lc of the bearing 12. it can.
  • the angle detection device 1 is provided with a torsion spring 40 as a return spring for returning the rotating member 20 to an initial phase set with respect to the bearing 12 as an elastic member. Since the torsion spring 40 is formed with a predetermined pitch between lines wound a plurality of times, it has axial elasticity. The angle detection device 1 uses axial elasticity to urge the rotary member 20 in the axial direction. Therefore, the return torsion spring 40 can also be used as an elastic member for urging in the axial direction, and the amount of fluctuation of the magnetic field component of the magnetic field formed by the magnet portion 23 of the rotating member 20 can be made constant without increasing the number of parts. it can. Therefore, the detection accuracy of the rotation angle ⁇ of the rotation member 20 by the angle detection device 1 can be improved.
  • the torsion spring 40 has axial elasticity because a predetermined pitch is formed between the wound wires as described above. And the torsion spring 40 is arrange
  • the side wall portion 13 of the case 10 and the annular main body of the rotating member 20. 21 may be arranged in an expanded state in the axial direction.
  • Such a torsion spring 40 does not necessarily require a pitch between lines, and may be a tightly wound winding in which the lines are in close contact with each other.
  • the inclination direction of the rotating member 20 is the direction of the position where the second spring fixing portion 21b is formed. That is, in FIG. 1A, when the second spring fixing portion 21 b is at the position farthest from the angle calculation device 30, the magnet portion 23 of the rotating member 20 is inclined so as to be farthest from the angle calculation device 30. To do.
  • the inclination direction of the rotating member 20 is opposite, the same effects as in the present embodiment are achieved.
  • the angle detection apparatus 101 of this embodiment is demonstrated with reference to drawings.
  • the configuration of the angle detection device 101 of the present embodiment is mainly that the angle detection device 1 of the first embodiment uses the elastic member as the torsion spring 40, whereas the elastic member serves as a spring washer. Is different. Since other configurations are substantially the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Only the differences will be described below.
  • the angle detection device 101 mainly includes a case 10, a rotating member 120, an angle calculation device 30, and a spring washer 140.
  • the angle detection device 101 detects a magnetic field component that changes with the rotation of the rotating member 20 by the angle calculating device 30 and determines the rotation angle of the rotating member 120 with respect to the case 10.
  • the rotating member 120 that rotates relative to the case 10 includes an annular main body 21, a shaft portion 22, a magnet portion 23, and an operation lever 124.
  • the operation lever 124 is formed in an L shape, and is fitted and connected to the outer peripheral surface of the other end side (the lower side in FIG. 8A) of the shaft portion 22.
  • a spring washer locking groove 124 a is formed in the operation lever 124 in the radial direction on the periphery of the connecting portion with the shaft portion 22 on the surface facing the side wall portion 13 of the case 10.
  • the spring washer locking groove 124a is locked with a convex portion 141 of a spring washer 140 described later.
  • the spring washer 140 is an elastic member formed in an annular shape as a whole.
  • the spring washer 140 is fitted on the shaft portion 22 of the rotating member 20 so as to be positioned between the other end of the bearing 12 (the lower end in FIG. 8A) and the operation lever 124.
  • the spring washer 140 is formed with a convex portion 141 protruding outward in the radial direction on the outer peripheral edge located opposite to the slit with respect to the center.
  • the convex portion 141 is locked in a spring washer locking groove 124 a formed in the operation lever 124 in the rotating member 20.
  • the spring washer 140 is restricted from rotating relative to the rotating member 120 by a part of the outer peripheral edge. That is, the spring washer 140 rotates with the rotation of the rotating member 120 and rotates relative to the bearing 12.
  • the spring washer 140 has axial elasticity by twisting both ends forming the slit.
  • the spring washer 140 is disposed in an axially compressed state between the side wall portion 13 of the case 10 and the operation lever 124 of the rotating member 120 when the angle detection device 101 is assembled. That is, the spring washer 140 urges the rotating member 120 in the direction of the central axis Lc of the bearing 12. In this state, one end of the spring washer 140 is in contact with the end surface of the bearing 12, and the other end is in contact with the operation lever 124.
  • the contact position between the other end and the operation lever 124 is a position that is separated from the rotation axis Lr of the rotating member 120 in the radial direction.
  • the outer diameter of the shaft portion 22 of the rotating member 120 is set smaller than the inner diameter of the bearing 12. Therefore, the rotating member 120 can be inclined by the maximum angle allowed by this dimensional difference.
  • the rotating member 120 is inclined with respect to the bearing 12 by the urging force of the spring washer 140.
  • the tilting direction when the rotating member 120 tilts is opposite to the position where the spring washer locking groove 124a is formed. That is, in FIG. 8A, when the spring washer locking groove 124 a is at the position farthest from the angle calculation device 30, the magnet portion 23 of the rotating member 120 is inclined so as to be closest to the angle calculation device 30.
  • the angle detection apparatus 101 of this embodiment when it is necessary to return the rotation member 120 to an initial phase with respect to the bearing 12, it is good also as a structure which provides a torsion spring, for example.
  • the rotating member 120 is biased in the direction of the central axis Lc of the bearing 12 by the spring washer 140, and the rotating member 120 is inclined with respect to the bearing 12. Further, the convex portion 141 of the spring washer 140 is locked in the spring washer locking groove 124 a and is in a state in which relative rotation with respect to the rotating member 120 is restricted, and is rotated with the rotation of the rotating member 120. As a result, the spring washer 140 causes the phase difference between the rotation phase of the rotation of the rotation member 120 and the rotation phase around the center axis Lc of the bearing 12 in the tilt direction of the rotation member 120 to change the rotation angle ⁇ of the rotation member 120. The rotating member 120 is biased so as to be maintained regardless.
  • the rotating member 120 rotates while performing a swinging motion that rotates the inclination direction inclined by the spring washer 140 by the change of the rotation angle ⁇ , similarly to the rotating member 20 in the angle detection device 1 of the first embodiment. To do. Since the calculation and correction of the magnetic field angle ⁇ are substantially the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, by rotating the rotating member 120 while being urged by the spring washer 140, the position of the rotating member 120 with respect to the bearing 12 at each rotation angle becomes constant. As a result, even if there is a dimensional difference between the outer diameter of the rotating member 120 and the inner diameter of the bearing 12 and the rotating member 120 is assembled with a certain gap with respect to the bearing 12, the rotating member 120 is The rotating member 120 is brought into contact with the inner periphery of the bearing 12 and can rotate without rattling.
  • the angle detection device 101 considers the variation amount of the magnetic field component that is constant in the angle calculation device 30 and corrects the calculated magnetic field angle ⁇ to increase the rotation angle ⁇ of the rotating member 120 as compared with the conventional case. It can be detected with accuracy.
  • the angle detection device 101 uses a spring washer 140 as an elastic member.
  • the spring washer 140 is elastic in the axial direction by twisting both ends constituting the slit.
  • the angle detection device 101 uses axial elasticity to urge the rotating member 120 in the axial direction.
  • the fluctuation amount of the magnetic field component of the magnetic field formed by the magnet portion 23 of the rotating member 120 can be made constant. Therefore, the detection accuracy of the rotation angle ⁇ of the rotation member 120 by the angle detection device 101 can be improved.
  • the spring washer 140 as the elastic member, the rotating member 120 can be efficiently inclined in a restricted space.
  • the spring washer 140 is configured such that a convex portion 141 formed so as to protrude radially outward at the outer peripheral edge is engaged with the spring washer engagement groove 124 a of the rotating member 120.
  • the spring washer 140 may be formed with a recess 142 so as to be inwardly radially indented at the outer peripheral edge.
  • the operation lever 124 of the rotating member 120 has a protrusion that engages with the recess 142 of the spring washer 140 in the radial direction on the periphery of the connecting portion with the shaft portion 22 on the surface facing the side wall portion 13 of the case 10. Articles are formed.
  • the spring washer 140 is in a state in which relative rotation with respect to the rotating member 120 is restricted, and is rotated with the rotation of the rotating member 120. Even in such a configuration, the same effect can be obtained.
  • the present invention has been described above by exemplifying the angle detection devices 1 and 101.
  • the torsion spring 40 and the spring washer 140 which are elastic members, are both controlled to rotate relative to the rotating members 20 and 120 and rotate with the rotation of the rotating members 20 and 120. It was supposed to be.
  • the elastic member has the rotating members 20 and 120 in a state where one end is allowed to rotate relative to the rotating members 20 and 120 and the other end is restricted from rotating relative to the case 10 having the bearing 12.
  • the bearing 12 may be biased in the direction of the central axis Lc.
  • the second mounting portion 42 of the torsion spring 40 is brought into contact with the flange portion 21a of the annular main body 21 of the rotating member 20 without being locked. Accordingly, one end of the torsion spring 40 slides against the rotation of the rotating member 20 while urging the rotating member 20. If it does so, the position of the rotation member 20 which the torsion spring 40 will urge will change with the change of the rotation angle of the rotation member 20. Therefore, the inclination direction of the rotating member 20 is constant at any rotation angle.
  • the spring washer locking groove 124 a or the protrusion of the rotating member 120 that is locked to the convex portion 141 or the concave portion 142 of the spring washer 140 is formed, for example, on the bearing 12 of the case 10. It is provided on the end face or the side wall part 13. Thereby, the spring washer 140 slides with respect to the rotation of the rotating member 120 while urging the rotating member 120 at one end thereof. Therefore, the inclination direction of the rotating member 120 is constant at any rotation angle. Therefore, in the angle detection devices 1 and 101 of the first and second embodiments, the inclination direction of the rotating members 20 and 120 is constant at any rotation angle, and the fluctuation amount of the magnetic field component can be constant. Therefore, the angle detection devices 1 and 101 can detect the rotation angle ⁇ of the rotary members 20 and 120 with high accuracy.
  • the torsion spring 40 and the spring washer 140 which are elastic members, both bias the rotating members 20 and 120 in the direction of the central axis Lc of the bearing 12.
  • the elastic member may be configured to urge the rotating members 20 and 120 in the radial direction of the bearing 12 at a position separated from one end of the bearing 12 to one side in the central axis Lc direction. That is, the elastic member urges a position separated from the end of the bearing 12 in the shaft portion 22 of the rotating members 20 and 120, for example.
  • This one side end portion is the opposite end portion (the upper end portion in FIGS. 1 (a) and 8 (a)) of the bearing 12 on the side close to the annular main body 21 of the rotating member 20. The end may be used.
  • the rotating member 20 can be reliably tilted with respect to the central axis Lc of the bearing 12. Therefore, the fluctuation amount of the magnetic field component can be made constant.
  • the elastic member can be configured to be restricted in relative rotation with respect to any one of the bearing 12 and the rotating members 20 and 120. Thereby, when the elastic member is locked to the case 10 having the bearing 12, the rotating members 20 and 120 rotate while maintaining the inclined direction, and when the elastic member is locked to the rotating members 20 and 120.
  • the rotation axis Lr rotates so as to swing.
  • the angle detection devices 1 and 101 can improve the detection accuracy of the rotation angle ⁇ of the rotating members 20 and 120.
  • the angle calculation device 30 that is an angle calculation unit detects magnetic field components in the X direction and the Z direction as different directions.
  • different directions in which the magnetic field component is detected may be configured to be, for example, the X direction and the Y direction in the first embodiment.
  • the substrate 31 of the angle calculation device 30 may be arranged so that its vertical direction is parallel to the central axis Lc of the bearing 12. In this way, the present invention can be applied if the magnetic field formed by the rotating member supported by the bearing changes with the rotation angle ⁇ and the rotation angle ⁇ is calculated based on the magnetic field component of the magnetic field. It is possible and has the same effect as the first and second embodiments exemplified.
  • Angle detection apparatus 10 Case, 11: Base part, 12: Bearing, 13: Side wall part 13a: First spring fixing part 20, 120: Rotating member, 21: Annular main body, 21a: Eave part 21b: Second Spring fixing part, 22: Shaft part, 23: Magnet part 24, 124: Operation lever, 124a: Spring washer locking groove 30: Angle calculation device (angle calculation means), 31: Substrate 32: Magnetic sensor, 33: Magnetic plate 34: arithmetic unit 40: torsion spring (elastic member), 41: first mounting portion, 42: second mounting portion 140: spring washer (elastic member), 141: convex portion, 142: concave portion, Lc: central axis, Lr : Rotation axis, ⁇ : magnetic field angle, ⁇ : rotation angle

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Abstract

　本発明に係る角度検出装置は、より高精度に回転角度の検出が可能な角度検出装置を提供することを目的とする。　角度検出装置は、周方向に極性が交互となる磁場を形成する磁石部が設けられた回転部材と、回転部材を回転可能に支持する軸受と、磁場における異なる複数方向の磁場成分を検出し、当該磁場成分に基づいて回転部材の回転角度を算出する角度算出装置と、回転部材が軸受の中心軸線に対する傾斜方向を維持して自転するように、または回転部材の自転の回転位相と回転部材の傾斜方向における軸受の中心軸線回りの回転位相との位相差が回転角度の変化に拘わらず維持されるように、回転部材を付勢する捩りばねと、を備える。

Description

角度検出装置
　本発明は、磁場の変化に基づいて回転角度を検出する角度検出装置に関する。
　角度検出装置は、例えば、車両のブレーキペダルやシフトレバーなどにおける操作角度を検出する角度センサとして用いられている。特許文献１，２には、磁場の変化に基づいて回転角度を検出する角度検出装置が開示されている。この角度検出装置は、角度検出の対象である回転部材において周方向に磁性が交互になるように着磁された磁石が設けられている。そして、回転部材の径方向と当該径方向に直交する方向の磁場成分を検出し、回転部材の回転に伴い変化する各磁場成分に基づいて回転部材の角度を算出している。
特開２００７－４０８５０号公報 特開２００８－２９２４６６号公報
　ところで、角度検出装置の回転部材は、ハウジングに固定された軸受などにより回転可能に支持されている。そして、回転部材の外径と軸受の内径には、製造上の誤差などを考慮し所定の寸法差が設けられることがある。そのため、回転部材は、軸受に対してある程度の隙間をもって組み付けられることになる。ここで、回転部材が軸受に対して隙間の分だけがたつくと、回転部材が形成する磁場の磁場成分が変動する。そうすると、角度検出装置が検出する回転角度に誤差が生じるおそれがある。そこで、隙間を小さくするために回転部材および軸受の寸法精度を向上させることが考えられるが、コストの増大や組み付け性の低下が懸念される。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、より高精度に回転角度の検出が可能な角度検出装置を提供することを目的とする。
　（１）本発明に係る角度検出装置は、周方向に極性が交互となる磁場を形成する磁石部が設けられた回転部材と、前記回転部材を回転可能に支持する軸受を有するケースと、前記磁場における異なる複数方向の磁場成分を検出し、当該磁場成分に基づいて前記回転部材の回転角度を算出する角度算出手段と、前記回転部材が前記軸受の中心軸線に対する傾斜方向を維持して自転するように、または前記回転部材の自転の回転位相と前記回転部材の傾斜方向における前記軸受の中心軸線回りの回転位相との位相差が前記回転角度の変化に拘わらず維持されるように、前記回転部材を付勢する弾性部材と、を備える。
　このような構成からなる角度検出装置によると、回転部材が弾性部材に付勢された状態で回転することにより、回転部材の各角度における軸受に対する位置が一定となる。これにより、回転部材の外径と軸受の内径に寸法差が設けられ回転部材が軸受に対してある程度の隙間をもって組み付けられても、回転部材は、弾性部材の付勢力により軸受の内周に回転部材を当接し、がたつくことなく回転することができる。このような構成では、軸受の中心軸線に対して回転部材の回転軸線が傾斜することになり、回転部材の磁石部が形成する磁場の磁場成分は、両軸線が一致している状態における磁場の磁場成分から変動することになる。しかし、回転部材の傾斜角度および傾斜方向は、回転部材の各回転角度に対して一定の関係となるため磁場成分の変動量も一定となる。よって、角度検出装置は、角度算出手段において一定となる磁場成分の変動量を勘案し、例えば検出値を補正することにより回転部材の回転角度を従来と比較して高精度に検出することができる。
　また、弾性部材は、回転部材が軸受の中心軸線に対する傾斜方向を維持して自転するように回転部材を付勢する。つまり、回転部材は、何れの回転角度においても傾斜方向が初期状態から変動しない。そのため、回転部材の磁石部が形成する磁場の磁場成分の変動量を一定にすることができる。または、弾性部材は、回転部材の自転の回転位相と回転部材の傾斜方向における軸受の中心軸線回りの回転位相との位相差が回転角度に拘わらず維持されるように回転部材を付勢する。つまり、回転部材は、自転した回転角度の分だけ軸受の内周面に沿って回動し傾斜方向を変動する。これにより、回転部材は、軸受の中心軸線に対して回転部材の回転軸線が首振り運動するように自転する。この時、各角度において軸受の内周面と回転部材の外周面との当接する位置が一定となるため、回転部材の磁石部が形成する磁場の磁場成分の変動量を一定にすることができる。従って、上述したように、角度検出装置は、回転部材の回転角度を高精度に検出することができる。
　（２）また、前記弾性部材は、一端が前記回転部材に当接するとともに他端が前記ケースに当接し、一端および他端のうち少なくとも一方が当接する前記回転部材または前記ケースに対して相対回転を規制された状態で、前記回転部材を前記回転軸線から径方向に離間した位置で前記軸受の中心軸線方向に付勢するようにしてもよい。
　このような構成によると、弾性部材が回転部材を回転軸線から径方向に離間した位置で軸受の中心軸線方向に付勢することにより、軸受の中心軸線に対して回転部材を確実に傾斜させることができる。これにより、磁場成分の変動量を一定にすることができる。また、弾性部材は、一端および他端のうち少なくとも一方が当接する回転部材またはケースに対して相対回転を規制される。ここで、弾性部材の一端が回転部材に対して相対回転を許容され他端がケースの軸受に対して相対回転を規制された状態で回転部材を付勢するものとする。そうすると、弾性部材の一端は当接する回転部材を付勢しながら回転部材と摺動することになり、回転部材は回転角度の変化に伴い弾性部材に付勢される位置も変化することになる。そのため、何れの回転角度においても傾斜方向が一定となり、磁場成分の変動量を一定にすることができる。
　または、弾性部材の一端が回転部材に対して相対回転を規制された状態で回転部材を付勢するものとする。そうすると、弾性部材の一端は当接する回転部材と連れ回ることになり、回転部材は回転角度の変化に拘わらず弾性部材に付勢される位置が一定となる。そのため、回転部材は、回転軸線が首振り運動するように自転することになる。よって、回転部材は、軸受を有するケースと当接する位置が一定となり、磁場成分の変動量を一定にすることができる。従って、角度検出装置は、回転部材の回転角度を高精度に検出することができる。
　（３）また、前記弾性部材は、一端が前記回転部材に当接するとともに他端が前記ケースに当接し、一端および他端のうち少なくとも一方が当接する前記回転部材または前記ケースに対して相対回転を規制された状態で、前記回転部材を前記軸受の中心軸線方向の一側に離間した位置で前記軸受の径方向に付勢するようにしてもよい。
　このような構成によると、弾性部材が回転部材を軸受の一側端部から中心軸線方向の一側に離間した位置で軸受の径方向に付勢することにより、軸受の中心軸線に対して回転部材を確実に傾斜させることができる。これにより、磁場成分の変動量を一定にすることができる。また、弾性部材は、一端および他端のうち少なくとも一方を当接する回転部材またはケースに対して相対回転を規制される。ここで、弾性部材の一端が回転部材に対して相対回転を許容され他端がケースの軸受に対して相対回転を規制された状態で回転部材を付勢するものとする。そうすると、弾性部材の一端は当接する回転部材を付勢しながら回転部材と摺動することになり、回転部材は回転角度の変化に伴い弾性部材に付勢される位置も変化することになる。そのため、何れの回転角度においても傾斜方向が一定となり、磁場成分の変動量を一定にすることができる。
　または、弾性部材の一端が回転部材に対して相対回転を規制された状態で回転部材を付勢するものとする。そうすると、弾性部材の一端は当接する回転部材と連れ回ることになり、回転部材は回転角度の変化に拘わらず弾性部材に付勢される位置が一定となる。そのため、回転部材は、回転軸線が首振り運動するように自転することになる。よって、回転部材は、軸受を有するケースと当接する位置が一定となり、磁場成分の変動量を一定にすることができる。従って、角度検出装置は、回転部材の回転角度を高精度に検出することができる。
　（４）また、前記弾性部材が環状を呈し前記回転部材を包囲して前記軸受と同軸状に配置されるようにしてもよい。
　このような構成によると、弾性部材が回転部材の少なくとも一部を包囲して軸受と同軸状に配置されているため、より安定して回転部材を軸受の中心軸線方向に付勢することができる。この弾性部材は、例えば、全体形状として環状を呈し、その軸方向の弾性を有するものである。そして、弾性部材は、軸受の中心軸線方向に蓄勢して軸受および回転部材とともに組み付けられる。これにより、回転部材は、軸受に対して傾斜することになり、傾斜方向を維持して自転するように、または首振り運動しながら自転するように、弾性部材から付勢される。よって、磁場成分の変動量を一定にし、角度検出装置による回転部材の回転角度の検出精度を向上できる。
　（５）また、前記弾性部材は、一端が前記回転部材に固定され且つ他端が前記ケースに固定され前記回転部材を前記軸受に対して設定された初期位相に戻すように前記回転部材を回転させる捩りばねであるようにしてもよい。
　このような構成によると、弾性部材は、環状を呈する捩りばねであり、一端が回転部材に固定され且つ他端が軸受を有するケースに固定されていることにより、回転部材が首振り運動しながら自転するように付勢することができる。この捩りばねは、周方向の弾性を有する弾性部材であり、回転部材を軸受に対して設定された初期位相に戻すための戻し用のばねである。つまり、回転部材への外力による回転部材の回転に伴い周方向に蓄勢され、外力がなくなると回転部材を初期位相に戻すものである。このような捩りばねは、初期位相に対して時計回りおよび反時計回りの何れの方向にも回転部材が回転することを許容するように、同径に複数に亘って巻回されるため軸方向の弾性を有する。本発明では、この軸方向の弾性を利用し、回転部材を軸方向に付勢している。よって、戻し用の捩りばねを軸方向に付勢する弾性部材として兼用し、部品点数を増やすことなく回転部材の磁石部が形成する磁場の磁場成分の変動量を一定にすることができる。よって、角度検出装置による回転部材の回転角度の検出精度を向上できる。
　（６）また、前記磁石部は、周方向に極性が交互となるように配置された複数の磁石により構成されるようにしてもよい。
　このような構成によると、回転部材に設けられる磁石部は、予め着磁された個々の磁石を周方向に連結して構成され、または周方向に複数の磁性材料を連結してから着磁することにより構成される。このよう構成される磁石部を備える角度検出装置においても同様の効果を奏する。
第一実施形態：角度検出装置を示す軸方向の断面図である。 図１（ａ）における捩りばねの上面図である。 角度検出装置の要部を示す斜視図である。 角度検出装置の要部を示す軸直交方向の断面図である。 回転部材の回転角度と磁場強度との関係を示すグラフである。 回転角度と角度検出装置の演算値との関係を示すグラフである。 回転部材と捩りばねを示す斜視図である。 捩りばねによる作用を示す概念図である。 第二実施形態：角度検出装置を示す軸方向の断面図である。 図８（ａ）におけるばね座金の上面図である。 第二実施形態の変形態様：ばね座金の上面図である。
　以下、本発明の角度検出装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
　＜第一実施形態＞
　（角度検出装置１の構成）
　角度検出装置１は、例えば、車両のブレーキペダルやシフトレバーなどにおける操作角度を検出する角度センサとして適用される。本実施形態において、角度検出装置１は、図１（ａ）に示すように、主として、ケース１０と、回転部材２０と、角度算出装置３０と、捩りばね４０とから構成される。そして、角度検出装置１は、回転部材２０の回転に伴い変化する磁場成分を角度算出装置３０により検出し、ケース１０に対する回転部材２０の回転角度を算出するものである。
　ケース１０は、角度検出装置１の外郭を構成し車両などに固定される。このケース１０は、図１（ａ）に示すように、基部１１と、軸受１２と、側壁部１３を有する。基部１１は、角度算出装置３０の基板３１を支持する部位である。軸受１２は、ケース１０に固定され、円筒状内面により回転部材２０を回転可能に支持する。この軸受１２の中心軸線Ｌｃは、軸受１２の円筒状内面の中心であり、図１（ａ）の上下方向に延びている。側壁部１３は、ケース１０において基部１１と軸受１２の固定部を連結する部位である。この側壁部１３は、軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に凹むように、第一ばね固定部１３ａが形成されている。この第一ばね固定部１３ａは、後述する捩りばね４０の第一取付部４１と係止される。
　回転部材２０は、ケース１０に対して相対回転する部材であり、環状本体２１と、軸部２２と、磁石部２３と、操作レバー２４を有する。環状本体２１は、円筒状に形成された軸部材であり、回転軸線Ｌｒを中心に回転する。また、環状本体２１は、両端面のうちケース１０の軸受１２に近い側の端面（図１（ａ）における下側端面）に外周面から径方向外方に突出するように鍔部２１ａが形成されている。環状本体２１は、この鍔部２１ａにおいて回転軸線Ｌｒから径方向に離間した位置に回転軸線Ｌｒ方向に凹むように、第二ばね固定部２１ｂが形成されている。この第二ばね固定部２１ｂは、後述する捩りばね４０の第二取付部４２と係止される。
　軸部２２は、円柱状に形成された軸部材であり、一端側（図１（ａ）における上側）の外周面を環状本体２１の内周面に嵌合連結される。軸部２２は、ケース１０の軸受１２の円筒状内面を挿通し、この軸受１２により回転可能に支持される。この軸部２２の外径は、製造上の誤差などを考慮し所定の寸法差が設けられている。そのため、軸部２２は、軸受１２に対してある程度の隙間をもって組み付けられている。つまり、軸部２２において軸受１２に回転可能に支持される回転部材２０は、軸受１２の中心軸線Ｌｃに対して回転部材２０の回転軸線Ｌｒが傾斜可能となっている。また、この傾斜の最大角度は、軸受１２の内径および軸部２２の外径の寸法差などに基づいて定まるものである。
　磁石部２３は、環状本体２１の外周面において、周方向に等間隔で着磁される。磁石部２３は、図２，３に示すように、Ｎ極性とＳ極性が交互になるように着磁され、全体形状としては円筒状をなしている。本実施形態においては、各極性の間隔を３０度に設けている。また、磁石部２３は、表面の磁束密度が概ね正弦波的に分布するように着磁され、周方向に極性が交互となる磁場を形成する。この磁石部２３は、本実施形態においては、予め着持された個々の磁石を周方向に連結して構成されている。また、磁石部２３は、周方向に複数の磁性部材を連結してから着磁する構成や、一体の円筒状に形成された磁性部材における周方向の各部位を着磁する構成としてもよい。操作レバー２４は、Ｌ字状に形成され、軸部２２の他端側（図１（ａ）における下側）の外周面に嵌合連結されている。この操作レバー２４は、例えば、ブレーキペダルなどの操作部材と連結され、操作に応じた回転力を軸部２２に伝達する。
　角度算出装置３０は、回転部材２０の磁石部２３が形成する磁場における異なる複数方向の磁場成分を検出し、これら複数の磁場成分に基づいて回転部材２０の回転角度を算出する角度算出手段である。角度算出装置３０は、基板３１と、磁気センサ３２と、磁気プレート３３と、演算部３４とを有する。基板３１は、ケース１０の基部１１に固定され、これにより上面（ケース１０の軸受１２に近い側の面）が軸受１２の中心軸線Ｌｃに垂直な面に対して直交するように配置される。つまり、基板３１は、磁石部２３により形成される回転部材２０の外周面と基板３１の上面とが対向するように配置される。
　磁気センサ３２は、磁場を検出するセンサであって、本実施形態ではホール素子としている。磁気センサ３２は、基板３１の上面（ＸＹ平面）において、軸受１２の中心軸線Ｌｃに垂直な方向（Ｘ方向）に沿って一対に配置されている。さらに、磁気センサ３２は、基板３１の上面において、軸受１２の中心軸線Ｌｃに平行な方向（Ｙ方向）に沿って一対に配置されている。磁気プレート３３は、円盤状に形成され、２組の磁気センサ３２の直上に配置されている。これにより、２組の磁気センサ３２は、回転部材２０と磁気プレート３３の周辺に形成される磁場の磁場成分を検出可能としている。
　演算部３４は、２組の磁気センサ３２により出力された信号に基づいて、磁場におけるＸ方向およびＺ方向の磁場成分をそれぞれ検出する（図４参照）。そして、演算部３４は、Ｘ方向およびＺ方向の磁場成分の比から磁場角度αを算出する。ここで、演算部３４は、予め磁場角度αと回転部材の実際の回転角度θとの関係を直線関係の関係式（図５に示す実線）を記憶している。よって、演算部３４は、磁場角度αと上記の関係式に基づいて回転部材２０の回転角度θを算出する。また、角度算出装置３０は、一方向の磁場成分を検出するのに一対の磁気センサ３２を配置することにより、各磁気センサ３２の出力電圧の差分から外乱磁場による影響を低減している。
　捩りばね４０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、環状に形成された弾性部材であり、回転部材２０を包囲するように軸部２２の外周側に位置し、軸受１２の中心軸線Ｌｃと同軸状に配置される。この捩りばね４０は、軸方向端部に第一取付部４１および第二取付部４２を有する。第一取付部４１および第二取付部４２は、巻回された周回部から内周側に折り曲げられ、端部が軸方向に延びるように形成されている。この第一取付部４１は、ケース１０に当接するとともに、ケース１０における側壁部１３に形成された第一ばね固定部１３ａに係止される。同様に、第二取付部４２は、回転部材２０に当接するとともに、回転部材２０における環状本体２１の鍔部２１ａに形成されたばね固定部２１ｂに係止される。
　このように、捩りばね４０は、第一取付部４１が側壁部１３を介して軸受１２に対して相対回転を規制して固定され、第二取付部４２が回転部材２０に対して相対回転を規制して固定される。これにより、周方向の弾性を有するように複数周に亘って巻回された捩りばね４０は、回転部材２０を軸受１２に対して設定された初期位相に戻すように回転部材２０を回転させる。
　また、この捩りばね４０は、複数回に亘って巻回される線間に所定のピッチが設けて形成されることから、軸方向の弾性を有している。そして、捩りばね４０は、角度検出装置１を組み付ける際に、ケース１０の側壁部１３と回転部材２０の環状本体２１との間において軸方向に圧縮された状態で配置される。つまり、捩りばね４０は、回転部材２０を初期位相に戻すように周方向に付勢するとともに、回転部材２０を回転軸線Ｌｒから径方向に離間した位置（第二ばね固定部２１ｂと第二取付部４２の係止位置）で軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に付勢する。
　ここで、上述したように、回転部材２０の軸部２２の外径は、軸受１２の内径よりも小さく設定されている。そのため、回転部材２０は、この寸法差により許容される最大角度の分だけ傾斜可能となっている。また、回転部材２０は、第二ばね固定部２１ｂにおいて捩りばね４０により軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に付勢されている。そうすると、回転部材２０は、この第二ばね固定部２１ｂが回転軸線Ｌｒから径方向に離間していることから、軸受１２に対して傾斜することになる。このように回転部材２０が傾斜した際の傾斜方向は、第二ばね固定部２１ｂが形成された位置とは反対方向となる。つまり、図１（ａ）において、第二ばね固定部２１ｂが角度算出装置３０から最も離間する位置にある場合には、回転部材２０の磁石部２３が角度算出装置３０に最も近接するように傾斜する。
　（角度検出装置１の作用）
　上述したような構成からなる角度検出装置１は、操作レバー２４が操作されると軸受１２に支持された回転部材２０が回転し、この回転に伴い変化する磁場を角度算出装置３０が検出し回転部材２０の回転角度θを算出するものである。このような角度検出装置１において、軸受１２とある程度の隙間をもって組み付けられた回転部材２０が軸受１２に対して隙間の分だけがたつくと、回転部材２０が形成する磁場の磁場成分が変動する。磁場成分の変動については、回転部材２０のがたつく方向によって異なるものであり、例えば、Ｘ方向に平行移動するようにがたついた場合には、図４の各磁場成分が左右方向にシフトするように変動する。そうすると、演算部３４が算出する磁場角度αが変動し、結果として図５に示す実線の関係式から算出される回転角度θに誤差が生じることになる。
　また、角度検出装置１は、個体差などに起因して、検出される各磁場成分に基づいて算出された磁場角度αと、その信号が出力された時の回転部材２０の実際の回転角度との間に誤差が生じることがある。そこで、角度検出装置１は、この誤差がなるべく小さくなるように補正値を設定し、磁場角度αと回転角度θの関係が直線的になるように補正して演算部３４に記憶している。ところが、回転部材２０のがたつきによる誤差ついては、がたつきにおける回転部材２０の移動方向や傾斜角度が角度検出装置１に加えられる振動や加速度などによって異なるため補正が困難である。そこで、軸受１２の内径と回転部材２０における軸部２２の外径との寸法差を小さく設定することが考えられるが、コストの増大や組み付け性の低下が懸念される。
　これに対して、本発明の角度検出装置１では、捩りばね４０により軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に回転部材２０を付勢し、軸受１２に対して回転部材２０を傾斜させている。また、この捩りばね４０の第二取付部４２は、第二ばね固定部２１ｂに係止され回転部材２０に対して相対回転を規制された状態であり、回転部材２０の回転に連れ回ることになる。これにより、捩りばね４０は、回転部材２０の自転の回転位相と、回転部材２０の傾斜方向における軸受１２の中心軸線Ｌｃ回りの回転位相との位相差が回転部材２０の回転角度θの変化に拘わらず維持されるように回転部材２０を付勢する。つまり、回転部材２０は、図６に示すように、捩りばね４０により傾斜した傾斜方向を回転角度θの変化分だけ回動させる首振り運動をしながら自転する。
　これにより、回転部材２０は、図７に示すように、回転角度θを変化させるように自転した場合に、軸部２２における特定の部位が常に軸受１２の内周面に当接するように回転軸線Ｌｒを回動させる。そうすると、回転部材２０の回転軸線Ｌｒは、回転部材２０の回転角度θの変化に対して同一の軌跡に沿って移動することになる。よって、回転部材２０が所定の回転角度θにある場合に、回転部材２０のがたつきにおける回転部材２０の移動方向および傾斜角度が一定となる。この時、回転部材２０の傾斜により、図４の各磁場成分は左右方向および上下方向にシフトするように変動する。但し、この変動量は回転部材２０の回転角度θに対して一定であるため、その各磁場成分から算出される磁場角度αと実際の回転角度θの関係は、例として図５の破線を描くことになる。
　このように、軸受１２と回転部材２０の隙間により算出される磁場角度αに影響はあるものの、その変動量に再現性がある。よって、角度検出装置１は、それぞれの回転角度θにおける変動量に応じた補正値を設定し、磁場角度αと回転角度θの関係が直線的になるように補正して演算部３４に記憶している。また、角度検出装置１に加えられる振動や加速度などの影響は、捩りばね４０の弾性力を適宜設定することにより許容することができるものである。
　（角度検出装置１による効果）
　本実施形態の角度検出装置１によれば、回転部材２０が捩りばね４０に付勢された状態で回転することにより、回転部材２０の各回転角度における軸受１２に対する位置が一定となる。これにより、回転部材２０の外径と軸受１２の内径に寸法差が設けられ回転部材２０が軸受１２に対してある程度の隙間をもって組み付けられても、回転部材２０は、捩りばね４０の付勢力により軸受１２の内周に回転部材２０を当接し、がたつくことなく回転することができる。
　また、回転部材２０の傾斜角度および傾斜方向は、回転部材２０の各回転角度に対して一定の関係となるため磁場成分の変動量も一定となる。よって、角度検出装置１は、角度算出装置３０において一定となる磁場成分の変動量を勘案し、算出される磁場角度αを補正することにより回転部材２０の回転角度θを従来と比較して高精度に検出することができる。
　また、捩りばね４０が回転部材２０を回転軸線Ｌｒから径方向に離間した位置で軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に付勢することにより、軸受１２の中心軸線Ｌｃに対して回転部材２０を確実に傾斜させることができる。これにより、磁場成分の変動量を一定にすることができる。さらに、捩りばね４０が回転部材２０の少なくとも一部を包囲して軸受１２と同軸状に配置されているため、より安定して回転部材２０を軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に付勢することができる。
　また、角度検出装置１は、弾性部材として回転部材２０を軸受１２に対して設定された初期位相に戻すための戻し用のばねである捩りばね４０を設けている。この捩りばね４０は、複数回に亘って巻回される線間に所定のピッチが設けて形成されることから、軸方向の弾性を有している。角度検出装置１は、軸方向の弾性を利用し、回転部材２０を軸方向に付勢している。よって、戻し用の捩りばね４０を軸方向に付勢する弾性部材として兼用し、部品点数を増やすことなく回転部材２０の磁石部２３が形成する磁場の磁場成分の変動量を一定にすることができる。よって、角度検出装置１による回転部材２０の回転角度θの検出精度を向上できる。
　＜第一実施形態の変形態様＞
　本実施形態において、捩りばね４０は、上述したように、巻回される線間に所定のピッチが形成されることから軸方向の弾性を有するものである。そして、捩りばね４０は、角度検出装置１を組み付ける際に、ケース１０の側壁部１３と回転部材２０の環状本体２１との間において軸方向に圧縮された状態で配置される。これに対して、例えば、捩りばね４０の第一取付部４１および第二取付部４２にフックを形成し、角度検出装置１を組み付ける際に、ケース１０の側壁部１３と回転部材２０の環状本体２１との間において軸方向に拡張された状態で配置されようにしてもよい。このような捩りばね４０は、必ずしも線間にピッチを要するものではなく、線間が密着した密着巻としてもよい。
　このような構成では、回転部材２０の傾斜方向は、第二ばね固定部２１ｂが形成された位置の方向となる。つまり、図１（ａ）において、第二ばね固定部２１ｂが角度算出装置３０から最も離間する位置にある場合には、回転部材２０の磁石部２３が角度算出装置３０に最も離間するように傾斜する。このように、回転部材２０の傾斜方向は反対となるが本実施形態と同様の効果を奏する。
　＜第二実施形態＞
　本実施形態の角度検出装置１０１について、図面を参照して説明する。ここで、本実施形態の角度検出装置１０１の構成は、主に、第一実施形態の角度検出装置１が弾性部材を捩りばね４０としていたのに対して、弾性部材をばね座金としている点が相違する。なお、その他の構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。
　（角度検出装置１０１の構成）
　角度検出装置１０１は、図８（ａ）に示すように、主として、ケース１０と、回転部材１２０と、角度算出装置３０と、ばね座金１４０とから構成される。この角度検出装置１０１は、回転部材２０の回転に伴い変化する磁場成分を角度算出装置３０により検出し、ケース１０に対する回転部材１２０の回転角度するものである。ケース１０に対して相対回転する回転部材１２０は、環状本体２１と、軸部２２と、磁石部２３と、操作レバー１２４を有する。操作レバー１２４は、Ｌ字状に形成され、軸部２２の他端側（図８（ａ）における下側）の外周面に嵌合連結されている。また、この操作レバー１２４には、ケース１０の側壁部１３との対向面において、軸部２２との連結部の周縁に径方向にばね座金係止溝１２４ａが形成されている。このばね座金係止溝１２４ａは、後述するばね座金１４０の凸部１４１と係止される。
　ばね座金１４０は、図８（ｂ）に示すように、全体形状としては環状に形成された弾性部材である。ばね座金１４０は、軸受１２の他端（図８（ａ）の下側端）と操作レバー１２４との間に位置するように、回転部材２０の軸部２２に嵌装される。また、ばね座金１４０は、中心に対してスリットとは反対に位置する外周縁に径方向外方に突出する凸部１４１が形成されている。そして、凸部１４１は、回転部材２０における操作レバー１２４に形成されたばね座金係止溝１２４ａに係止される。これにより、ばね座金１４０は、外周縁の一部が回転部材１２０に対して相対回転を規制されることになる。つまり、ばね座金１４０は、回転部材１２０の回転に伴い連れ回り、軸受１２に対して相対回転する。
　また、ばね座金１４０は、スリットを形成する両端部を捩られて軸方向の弾性を有している。そして、ばね座金１４０は、角度検出装置１０１を組み付ける際に、ケース１０の側壁部１３と回転部材１２０の操作レバー１２４との間において軸方向に圧縮された状態で配置される。つまり、ばね座金１４０は、回転部材１２０を軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に付勢する。また、この状態において、ばね座金１４０の一側端部は軸受１２の端面に当接し、他側端部は操作レバー１２４に当接している。この他側端部と操作レバー１２４の当接位置は、回転部材１２０の回転軸線Ｌｒから径方向に離間した位置である。
　ここで、回転部材１２０の軸部２２の外径は、軸受１２の内径よりも小さく設定されている。そのため、回転部材１２０は、この寸法差により許容される最大角度の分だけ傾斜可能となっている。そして、回転部材１２０は、ばね座金１４０の付勢力により軸受１２に対して傾斜することになる。回転部材１２０が傾斜した際の傾斜方向は、ばね座金係止溝１２４ａが形成された位置とは反対方向となる。つまり、図８（ａ）において、ばね座金係止溝１２４ａが角度算出装置３０から最も離間した位置にある場合には、回転部材１２０の磁石部２３が角度算出装置３０に最も近接するように傾斜する。また、本実施形態の角度検出装置１０１において、回転部材１２０を軸受１２に対して初期位相に戻す必要がある場合には、例えばトーションばねを設ける構成としてもよい。
　（角度検出装置１０１の作用）
　上述したような構成からなる角度検出装置１０１は、操作レバー１２４が操作されると軸受１２に支持された回転部材１２０が回転し、この回転に伴い変化する磁場を角度算出装置３０が検出し回転部材１２０の回転角度θを算出するものである。このような角度検出装置１０１において、軸受１２とある程度の隙間をもって組み付けられた回転部材１２０が軸受１２に対して隙間の分だけがたつくと、回転部材１２０が形成する磁場の磁場成分が変動する。回転部材１２０のがたつきによる誤差ついては、がたつきにおける回転部材１２０の移動方向や傾斜角度が角度検出装置１０１に加えられる振動や加速度などによって異なるため補正が困難である。
　これに対して、本発明の角度検出装置１０１では、ばね座金１４０により軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に回転部材１２０を付勢し、軸受１２に対して回転部材１２０を傾斜させている。また、このばね座金１４０の凸部１４１は、ばね座金係止溝１２４ａに係止され回転部材１２０に対して相対回転を規制された状態であり、回転部材１２０の回転に連れ回ることになる。これにより、ばね座金１４０は、回転部材１２０の自転の回転位相と、回転部材１２０の傾斜方向における軸受１２の中心軸線Ｌｃ回りの回転位相との位相差が回転部材１２０の回転角度θの変化に拘わらず維持されるように回転部材１２０を付勢する。つまり、回転部材１２０は、第一実施形態の角度検出装置１における回転部材２０と同様に、ばね座金１４０により傾斜した傾斜方向を回転角度θの変化分だけ回動させる首振り運動をしながら自転する。磁場角度αの算出および補正については、第一実施形態と実質的に同様であるため説明を省略する。
　（角度検出装置１０１の効果）
　本実施形態の角度検出装置１０１によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。つまり、回転部材１２０がばね座金１４０に付勢された状態で回転することにより、回転部材１２０の各回転角度における軸受１２に対する位置が一定となる。これにより、回転部材１２０の外径と軸受１２の内径に寸法差が設けられ回転部材１２０が軸受１２に対してある程度の隙間をもって組み付けられても、回転部材１２０は、ばね座金１４０の付勢力により軸受１２の内周に回転部材１２０を当接し、がたつくことなく回転することができる。
　また、回転部材１２０の傾斜角度および傾斜方向は、回転部材１２０の各回転角度に対して一定の関係となるため磁場成分の変動量も一定となる。よって、角度検出装置１０１は、角度算出装置３０において一定となる磁場成分の変動量を勘案し、算出される磁場角度αを補正することにより回転部材１２０の回転角度θを従来と比較して高精度に検出することができる。
　また、角度検出装置１０１は、弾性部材をばね座金１４０としている。このばね座金１４０は、スリットを構成する両端部を捩られて軸方向の弾性を有している。角度検出装置１０１は、軸方向の弾性を利用し、回転部材１２０を軸方向に付勢している。これにより、回転部材１２０の磁石部２３が形成する磁場の磁場成分の変動量を一定にすることができる。よって、角度検出装置１０１による回転部材１２０の回転角度θの検出精度を向上できる。さらに、弾性部材をばね座金１４０とすることにより、制約のあるスペースにおいて効率的に回転部材１２０を傾斜させることができる。
　＜第二実施形態の変形態様＞
　本実施形態において、ばね座金１４０は、外周縁において径方向外方に突出するように形成された凸部１４１が回転部材１２０のばね座金係止溝１２４ａに係止されるものとした。これに対して、ばね座金１４０は、図８（ｃ）に示すように、外周縁において径方向に内方に陥入するように凹部１４２を形成するものとしてもよい。この場合に、回転部材１２０における操作レバー１２４には、ケース１０の側壁部１３との対向面において、軸部２２との連結部の周縁に径方向にばね座金１４０の凹部１４２と係止する突条が形成される。これにより、ばね座金１４０は、回転部材１２０に対して相対回転を規制された状態であり、回転部材１２０の回転に連れ回ることになる。このような構成においても同様の効果を奏する。
　＜その他＞
　以上、本発明について、角度検出装置１，１０１を例示して説明した。そして、第一、第二実施形態において、弾性部材である捩りばね４０およびばね座金１４０は、何れも回転部材２０，１２０に対して相対回転を規制されて回転部材２０，１２０の回転に連れ回るものとした。これに対して、弾性部材は、一端が回転部材２０，１２０に対して相対回転を許容され他端が軸受１２を有するケース１０に対して相対回転を規制される状態で回転部材２０，１２０を軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に付勢する構成としてもよい。
　具体的には、第一実施形態の角度検出装置１において、回転部材２０における環状本体２１の鍔部２１ａに捩りばね４０の第二取付部４２を係止することなく当接させる。これにより、捩りばね４０は、その一端が回転部材２０を付勢しながら回転部材２０の回転に対して摺動することになる。そうすると、回転部材２０の回転角度の変化に伴い捩りばね４０が付勢する回転部材２０の位置が変化する。そのため、何れの回転角度においても回転部材２０の傾斜方向が一定となる。
　または、第二実施形態の角度検出装置１０１において、ばね座金１４０の凸部１４１または凹部１４２と係止される回転部材１２０のばね座金係止溝１２４ａまたは突条を、例えばケース１０の軸受１２の端面や側壁部１３に設けるものとする。これにより、ばね座金１４０は、その一端が回転部材１２０を付勢しながら回転部材１２０の回転に対して摺動することになる。よって、何れの回転角度においても回転部材１２０の傾斜方向が一定となる。従って、第一、第二実施形態の角度検出装置１，１０１において、何れの回転角度においても回転部材２０，１２０の傾斜方向が一定となり、磁場成分の変動量を一定にすることができる。従って、角度検出装置１，１０１は、回転部材２０，１２０の回転角度θを高精度に検出することができる。
　また、第一、第二実施形態において、弾性部材である捩りばね４０およびばね座金１４０は、何れも回転部材２０，１２０を軸受１２の中心軸線Ｌｃ方向に付勢するものとした。これに対して、弾性部材は、回転部材２０，１２０を軸受１２の一側端部から中心軸線Ｌｃ方向の一側に離間した位置で軸受１２の径方向に付勢する構成としてもよい。つまり、弾性部材は、例えば回転部材２０，１２０の軸部２２において軸受１２の端部から離間した位置を付勢する。この一側端部は、軸受１２における回転部材２０の環状本体２１に近接している側の端部（図１（ａ），図８（ａ）の上側端部）でも、これと反対側の端部でもよい。
　これにより、軸受１２の中心軸線Ｌｃに対して回転部材２０を確実に傾斜させることができる。従って、磁場成分の変動量を一定にすることができる。また、弾性部材が軸受１２および回転部材２０，１２０の何れか一方に対して相対回転を規制される構成にすることができる。これにより、回転部材２０，１２０は、弾性部材が軸受１２を有するケース１０に係止される場合に傾斜方向を維持して自転し、弾性部材が回転部材２０，１２０に係止される場合に回転軸線Ｌｒが首振り運動するように自転することになる。このような構成においても同様に、回転部材２０，１２０の傾斜方向が各回転角度に対すて一定の関係となるため磁場成分の変動量を一定にすることができる。従って、角度検出装置１，１０１は、回転部材２０，１２０の回転角度θの検出精度を向上できる。
　その他に、第一、第二実施形態において、角度算出手段である角度算出装置３０は、異なる複数方向としてＸ方向およびＺ方向の磁場成分を検出するものとした。これに対して、磁場成分を検出する異なる複数方向は、例えば、第一実施形態におけるＸ方向およびＹ方向とする構成としてもよい。このような場合に、角度算出装置３０の基板３１は、その垂直方向が軸受１２の中心軸線Ｌｃと平行となるように配置してもよい。このように、本発明は、軸受に支持された回転部材により形成される磁場が回転角度θによって変化し、その磁場の磁場成分に基づいて回転角度θを算出するものであれば適用することが可能であり、例示した第一、第二実施形態と同様の効果を奏するものである。
　１，１０１：角度検出装置
　１０：ケース、　１１：基部、　１２：軸受、　１３：側壁部
　１３ａ：第一ばね固定部
　２０，１２０：回転部材、　２１：環状本体、　２１ａ：鍔部
　２１ｂ：第二ばね固定部、　２２：軸部、　２３：磁石部
　２４，１２４：操作レバー、　１２４ａ：ばね座金係止溝
　３０：角度算出装置（角度算出手段）、　３１：基板
　３２：磁気センサ、３３：磁気プレート、　３４：演算部
　４０：捩りばね（弾性部材）、　４１：第一取付部、　４２：第二取付部
　１４０：ばね座金（弾性部材）、　１４１：凸部、　１４２：凹部
　Ｌｃ：中心軸線、　Ｌｒ：回転軸線、　α：磁場角度、　θ：回転角度

Claims (6)

  1. 　周方向に極性が交互となる磁場を形成する磁石部が設けられた回転部材と、
    　前記回転部材を回転可能に支持する軸受を有するケースと、
    　前記磁場における異なる複数方向の磁場成分を検出し、当該磁場成分に基づいて前記回転部材の回転角度を算出する角度算出手段と、
    　前記回転部材が前記軸受の中心軸線に対する傾斜方向を維持して自転するように、または前記回転部材の自転の回転位相と前記回転部材の傾斜方向における前記軸受の中心軸線回りの回転位相との位相差が前記回転角度の変化に拘わらず維持されるように、前記回転部材を付勢する弾性部材と、
    　を備えた角度検出装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記弾性部材は、
    　一端が前記回転部材に当接するとともに他端が前記ケースに当接し、
    　一端および他端のうち少なくとも一方が当接する前記回転部材または前記ケースに対して相対回転を規制された状態で、前記回転部材を前記回転軸線から径方向に離間した位置で前記軸受の中心軸線方向に付勢する角度検出装置。
  3. 　請求項１において、
    　前記弾性部材は、
    　一端が前記回転部材に当接するとともに他端が前記ケースに当接し、
    　一端および他端のうち少なくとも一方が当接する前記回転部材または前記ケースに対して相対回転を規制された状態で、前記回転部材を前記軸受の中心軸線方向の一側に離間した位置で前記軸受の径方向に付勢する角度検出装置。
  4. 　請求項２において、
    　前記弾性部材が環状を呈し前記回転部材を包囲して前記軸受と同軸状に配置された角度検出装置。
  5. 　請求項４において、
    　前記弾性部材は、一端が前記回転部材に固定され且つ他端が前記ケースに固定され、前記回転部材を前記軸受に対して設定された初期位相に戻すように前記回転部材を回転させる捩りばねである角度検出装置。
  6. 　請求項１において、
    　前記磁石部は、周方向に極性が交互となるように配置された複数の磁石により構成される角度検出装置。
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