(57)【要約】【課題】磁気ノイズのキャンセルが可能な磁気センサを複数用いることにより大きい角度の検出が可能で、検出不能に陥り難い装置を構成する。【解決手段】永久磁石Ｍが、軸芯Ｐに直交する平面を平行な複数の仮想直線で４極以上の分割された磁極面を有している。磁気センサＭＳは外乱磁界をキャンセルする機能を有し、永久磁石Ｍの磁束に基づいて永久磁石Ｍの回転角を検出するように構成されている。複数の磁気センサＭＳが、同一平面上に配置され、永久磁石Ｍは、磁気センサＭＳに対して相対回転する範囲において、４極以上の磁極の並列方向と、複数の磁気センサＭＳの配置方向とが平行になり得る位置関係にある。【選択図】図６
2020187025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、
前記永久磁石に対向配置され、前記永久磁石の磁束を検出する複数の磁気センサと、
が軸芯を中心に相対回転自在に備えられ、
前記永久磁石は、前記軸芯に直交する平面を平行な複数の仮想直線で４極以上に分割された磁極面を有しており、
前記磁気センサは、外乱磁界をキャンセルする機能を有しており、前記永久磁石の磁束に基づいて前記永久磁石との相対的な回転角を算出するように構成され、
複数の前記磁気センサは同一平面上に並列配置されており、
前記永久磁石は、前記磁気センサに対して相対回転する範囲において、４極以上の磁極の並列方向と複数の前記磁気センサの配置方向とが平行になりうる回転角検出装置。
【請求項２】
前記磁気センサが、前記軸芯に直交する姿勢の検知面の第１方向に沿って配置される一対の磁電変換素子と、前記検知面において前記第１方向と異なる第２方向に沿って配置される他の一対の磁電変換素子とを有し、
前記磁気センサは、２組の一対の前記磁電変換素子のそれぞれに前記永久磁石の磁束が作用する状況において、一対の前記磁電変換素子のうち一方の前記磁電変換素子から磁束に応じて発生する電圧と他方の前記磁電変換素子から磁束に応じて発生する電圧との差分から磁気検出信号を出力し、且つ、前記第１方向に沿って配置される一対の前記磁電変換素子の前記磁気検出信号と、前記第２方向に沿って配置される一対の前記磁電変換素子の前記磁気検出信号との位相差から、前記永久磁石との相対的な回転角を算出するように構成され、
一対の前記磁電変換素子のうち一方の前記磁電変換素子と他方の前記磁電変換素子とには、前記永久磁石が前記磁気センサに対して相対回転する範囲において、常に異なる極性の磁束が作用する請求項１に記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石と、この永久磁石の磁束を検知する磁気センサとによって回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記構成の回転角検出装置として、特許文献１には、回転体の端部に対象にＮ極とＳ極とが配置された永久磁石（文献ではマグネット）と、永久磁石に対向する位置に配置された２つの巨大磁気抵抗効果素子とを有し、２つの巨大磁気抵抗効果素子に作用する磁束の向きを正弦波信号と余弦波信号として出力する構成が記載されている。
【０００３】
この特許文献１では、２つの巨大磁気抵抗効果素子が永久磁石の磁束の向きを互いに９０°異なる角度で検知して、正弦波信号と余弦波信号との二相信号として出力するように構成され、二相信号から回転角の検出を可能にしている。
【０００４】
また、特許文献２には、磁界発生として回転軸に一対の磁石を備えることにより第１の印加磁界と第２の印加磁界とが形成される回転磁界センサが開示されている。この一対の磁石に挟まれる位置に第１の印加磁界を検出する第１の検出部と、第２の印加磁界を検出する第２の検出部とが配置された構成が記載されている。
【０００５】
この特許文献２では、第１の検出部が異なる位相の検出信号を出力する第１の検出回路と第２の検出回路とを有している。また、第２の検出部が異なる位相の検出信号を出力する第３の検出回路と第４の検出回路とを有している。この構成では、外部から回転磁界以外のノイズ磁界が作用した場合には、４つの検出回路からの信号に基づき演算式によりノイズの除去を可能にするものである。
【０００６】
また、回転角検出装置ではないが、特許文献３には、複数のホール素子を用いて感磁部を構成し、この感磁部に作用する不必要な磁束成分のキャンセルを可能にする磁気センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１６３８７６号公報
【特許文献２】特開２０１２−３７４６６号公報
【特許文献３】ＷＯ２００７／１１６８２３号公報（段落番号〔００４１〕図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、自動車等の車両においてブレーキペダルの踏み込み量を取得するために回転角検出装置を用いることを考えると、回転角検出装置で検出可能な角度は大きいほど望ましい。
【０００９】
また、磁束の確実な検出を可能にするために、単一の永久磁石と、この永久磁石の相対回転角を検出する複数の磁気センサとを用い、例えば、１つ磁気センサが故障した場合でも他の磁気センサで検出される信号を用いることも考えられる。
【００１０】
特許文献３に記載されている磁気センサは、一対のホール素子からの信号の差分を取るものであるため、例えば、Ｘ−Ｘ方向に配置された一対のホール素子については、一方に作用する磁束の方向と、他方のホール素子に作用する磁束の方向とは逆方向である必要がある。これと同様に、Ｙ−Ｙ方向に配置された一対のホール素子に対しても逆方向に磁束が作用することが必要となる。
【００１１】
特に、この構成の磁気センサは、２つのホール素子の電圧の差分を取るため、例えば、一対のホール素子に外部から一方向に磁気ノイズ（磁束）が作用した場合には、差分を取る演算により、磁気ノイズのキャンセルが実現する。
【００１２】
このような理由から、磁気ノイズのキャンセルが可能な磁気センサを複数用いることにより大きい角度の検出が可能で、検出不能に陥り難い装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る回転角検出装置の特徴構成は、永久磁石と、前記永久磁石に対向配置され、前記永久磁石の磁束を検出する複数の磁気センサと、が軸芯を中心に相対回転自在に備えられ、前記永久磁石は、前記軸芯に直交する平面を平行な複数の仮想直線で４極以上に分割された磁極面を有しており、前記磁気センサは、外乱磁界をキャンセルする機能を有しており、前記永久磁石の磁束に基づいて前記永久磁石との相対的な回転角を算出するように構成され、複数の前記磁気センサは同一平面上に並列配置されており、前記永久磁石は、前記磁気センサに対して相対回転する範囲において、４極以上の磁極の並列方向と複数の前記磁気センサの配置方向とが平行になりうる点にある。
【００１４】
この特徴構成によると、永久磁石が、４極以上に分割された磁極面を有しており、永久磁石と複数の磁気センサとが相対回転する際に、４極以上の磁極の並列方向と複数の前記磁気センサの配置方向とが平行になりうるように構成されている。この構成から、永久磁石と複数の磁気センサとが相対回転した場合には、１つの磁気センサに対して１つのＮ極と１つのＳ極とを対応させた形態での相対的な回転角の検出が可能となる。また、磁気センサは、特許文献３に記載したものと同様に外乱磁界をキャンセルする機能を有しているため、外部から外乱磁界が作用する場合でも誤検出を招くことがない。また、この構成によると、磁気センサが正常時には回転角の算出値が全て同じ値になるので、回転角の算出値が異なる値になったときには、いずれかの磁気センサが故障したことを検知することができる。このような場合でも、複数の磁気センサを用いているため、依然として正しい回転角の検出が可能となる。
従って、磁気ノイズのキャンセルが可能な磁気センサを複数用いることにより大きい角度の検出が可能で、検出不能に陥り難い装置が構成された。
【００１５】
他の構成として、前記磁気センサが、前記軸芯に直交する姿勢の検知面の第１方向に沿って配置される一対の磁電変換素子と、前記検知面において前記第１方向と異なる第２方向に沿って配置される他の一対の磁電変換素子とを有し、前記磁気センサは、２組の一対の前記磁電変換素子のそれぞれに前記永久磁石の磁束が作用する状況において、一対の前記磁電変換素子のうち一方の前記磁電変換素子から磁束に応じて発生する電圧と他方の前記磁電変換素子から磁束に応じて発生する電圧との差分から磁気検出信号を出力し、且つ、前記第１方向に沿って配置される一対の前記磁電変換素子の前記磁気検出信号と、前記第２方向に沿って配置される一対の前記磁電変換素子の前記磁気検出信号との位相差から、前記永久磁石との相対的な回転角を算出するように構成され、一対の前記磁電変換素子のうち一方の前記磁電変換素子と他方の前記磁電変換素子とには、前記永久磁石が前記磁気センサに対して相対回転する範囲において、常に異なる極性の磁束が作用しても良い。
【００１６】
これによると、第１方向に沿って配置された一対の磁電変換素子の電圧の差分から磁気検出信号を取得し、第２方向に沿って配置された一対の磁電変換素子の電圧の差分によって磁気検出信号を取得し、これらの磁気検出信号の位相差によって永久磁石と磁気センサとの回転角を算出できる。また、永久磁石が磁気センサに対して相対回転する範囲において、一方の磁電変換素子と他方の磁電変換素子とには、常に異なる極性の磁束が作用するため複雑な回路を備えることや、複雑な演算を行うことなく、確実に回転角の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】回転角検出装置の断面図である。
【図２】回転角検出装置の分解斜視図である。
【図３】検知基板の磁気センサと回転部材とを示す斜視図である。
【図４】磁気センサに作用する磁束を示す断面図である。
【図５】初期姿勢にある永久磁石と磁気センサとの位置関係を示す図である。
【図６】中間姿勢にある永久磁石と磁気センサとの位置関係を示す図である。
【図７】限界姿勢にある永久磁石と磁気センサとの位置関係を示す図である。
【図８】別実施形態（ａ）において初期姿勢にある永久磁石と磁気センサとの位置関係を示す図である。
【図９】別実施形態（ａ）において中間姿勢にある永久磁石と磁気センサとの位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１〜図３に示すように、ハウジング１０と、ホルダ２０と、回転部材３０と、カバー４０とを備えて回転角検出装置Ａが構成されている。
【００１９】
回転角検出装置Ａは、ハウジング１０とホルダ２０とが連結することでこれらの間に形成される密封空間Ｔに、検出基板１４が収容されている。回転部材３０は、ホルダ２０とカバー４０との間に配置され、ホルダ２０とカバー４０とが連結されることにより、軸芯Ｐに沿う方向で移動不能で、軸芯Ｐを中心に回転自在に支持される。
【００２０】
ホルダ２０は、密封空間Ｔを閉じる位置に隔壁部２１を備えている。回転部材３０のうち軸芯Ｐに沿う方向での一方の端部に単一の永久磁石Ｍを備えており、この永久磁石Ｍを検出基板１４に近接させるため回転部材３０が隔壁部２１に近接配置されている。更に、回転部材３０には径方向の外方に突出するアーム３５を備えており、回転部材３０のうち永久磁石Ｍが配置された端部と反対側のスプリング収容空間３３にトーション型のリターンスプリング３６が収容されている。
【００２１】
この回転角検出装置Ａは、自動車等の車両においてアクセルペダルやブレーキペダル等が踏み込み操作された際に、ペダル等の操作角度を検出するため車体に備えられる。また、車体に備えた状態では図１に示すようにペダル等に備えられた当接部材５０が回転部材３０のアーム３５の外端の当接部３５ａに当接する。
【００２２】
この状態でペダルが踏み込み操作され、当接部材５０が変位した場合には、この変位に伴いアーム３５と一体的に回転部材３０が軸芯Ｐを中心に回転操作される。この回転操作は、リターンスプリング３６の付勢力に抗する方向であり、回転部材３０の回転角を検出基板１４の磁気センサＭＳで検出することによりペダルの踏み込み角の検出が実現される。この後に、ペダル操作が解除された場合に、リターンスプリング３６の付勢力により回転部材３０は初期姿勢Ｒａ（図５を参照）に復帰する。検出形態の詳細は後述する。
【００２３】
〔ハウジング、ホルダ、回転部材、カバー〕
ハウジング１０と、ホルダ２０と、回転部材３０と、カバー４０とは樹脂で形成され、アーム３５は金属で形成されている。ハウジング１０とホルダ２０とは超音波溶着や接着剤を用いる接着の技術によって一体化されている。また、ホルダ２０とカバー４０とは超音波溶着や接着剤を用いる接着の技術によって一体化され、回転部材３０は、軸芯Ｐに沿う方向でホルダ２０とカバー４０との間に挟み込まれている。
【００２４】
ハウジング１０は、前述した密封空間Ｔを作り出す凹状部を有し、この凹状部を取り囲む外壁部１１と、コネクタ部１２とが一体形成されている。また、凹状部とコネクタ部１２との間に導体で成るリード部１３が埋め込まれている。このリード部１３のうち、凹状部の内部に配置される検出側端子１３ａが検出基板１４の回路に電気的に接続されている。これに対し、リード部１３のうちコネクタ部１２の内部に配置される出力側端子１３ｂがコネクタ部１２の内部に露出している。
【００２５】
ホルダ２０の隔壁部２１は、ハウジング１０の凹状部に一部を嵌め込む形態で、この凹状部を閉塞し、回転角検出装置Ａが組み立てられた状態で軸芯Ｐに対して直交する姿勢となる。この隔壁部２１の外周部に連結壁部２２が形成され、この連結壁部２２に対してハウジング１０の外壁部１１が溶着や接着等の技術によって接合されている。隔壁部２１のうち回転部材３０に対向する部位には、円形の平滑面２１Ｓが形成されている。
【００２６】
更に、平滑面２１Ｓを取り囲む領域に軸芯Ｐを中心とする円環状の環状フレーム部２３が形成され、この環状フレーム部２３より外方にカバー４０に接合する保持部２４が形成されている。環状フレーム部２３に対して、回転部材３０のうち永久磁石Ｍが配置された側の端部を回転自在に収容されている。また、保持部２４の内周に接触するようにカバー４０の側壁部４１が配置され、これらが溶着や接着により一体化される。
【００２７】
特に、図２に示すように、ホルダ２０のうち、保持部２４から外方に突出するように一対のフランジ部２５が形成されている。このフランジ部２５は、ボルト挿通孔を有しており、回転角検出装置Ａを車体に装着する際にはボルト挿通孔に挿通するボルトにより車体に締結固定される。
【００２８】
図１〜図３に示すように、回転部材３０は、軸芯Ｐを中心とする円盤状で、隔壁部２１に面する部位に永久磁石Ｍがインサートされ、カバー４０に面する部位にスプリング収容空間３３が形成されている。このスプリング収容空間３３にはリターンスプリング３６の一端に係合する第１支持軸３４が形成されている。
【００２９】
回転部材３０は、環状フレーム部２３に対して回転自在に嵌り込む回転支持部３１が、軸芯Ｐに沿う方向での一端側に形成され、この回転支持部３１のうち隔壁部２１に対向する端部位置に軸芯Ｐに直交する姿勢で当接面３１Ｓが形成されている。
【００３０】
また、回転部材３０は、回転支持部３１に連なる大径部３２が形成され、この大径部３２にアーム３５の基端部がインサートされている。尚、アーム３５は、延出部分を折り曲げて当接部３５ａが形成されている。また、図１に示すように、アーム３５の基端部にインサートされた部位の外周面を抱き込むようにカバー４０の側壁部４１が配置される。
【００３１】
更に、カバー４０は、回転部材３０のうちスプリング収容空間３３が形成された側の端部が回転自在に嵌り込む支持凹部４２を有している。この支持凹部４２に対してリターンスプリング３６の他端が係合する第２支持軸４３が形成されている。
【００３２】
このような構成から、回転角検出装置Ａは、回転部材３０の回転支持部３１がホルダ２０の環状フレーム部２３に嵌め込まれ、且つ、この回転支持部３１の当接面３１Ｓが隔壁部２１に接触する。また、回転部材３０のうち永久磁石Ｍと反対側の端部にカバー４０が当接する。更に、回転部材３０の大径部３２の外周に側壁部４１の内周が接触する。これにより、回転部材３０は、軸芯Ｐに沿う方向で変位が規制される状態で、軸芯Ｐを中心に回転自在に支持される。
【００３３】
尚、スプリング収容空間３３にリターンスプリング３６を収容する際に、その一端を第１支持軸３４に係合させ、リターンスプリング３６の他端を第２支持軸４３に係合させることにより、回転部材３０を初期姿勢Ｒａ（図５を参照）に戻す付勢力を得る。
【００３４】
〔磁気センサ〕
図３、図５〜図７に示すように、永久磁石Ｍは全体的に矩形であり、軸芯Ｐに直交する姿勢の仮想平面を平行な複数（この実施形態では３つ）の仮想直線で分割した磁極面を有し、磁極面の分割された４つの領域にＮ極とＳ極とが交互に配置されている。同図には、Ｎ極に「Ｎ」の符号を付し、Ｓ極に「Ｓ」の符号を付している。つまり、永久磁石Ｍは、矩形となる単一の強磁性体の所定の面を磁極面とし、この磁極面に互いに平行となる姿勢の仮想直線で分割し、分割された領域にＮ極とＳ極とが交互に現れるように着磁したものである。尚、永久磁石Ｍとして、フェライト磁石、アルニコ磁石、ネオジム磁石、プラスチック磁石等を用いることができる。
【００３５】
図１〜図３に示すように、検出基板１４のうち隔壁部２１に対向する面に複数（この実施形態では２つ）磁気センサＭＳが、これらの磁気センサＭＳの検知面が、磁極面と平行姿勢となる同一平面に配置されている。この２つの磁気センサＭＳは、外乱磁界をキャンセルする機能を有しており、この２つの磁気センサＭＳは、永久磁石Ｍが図６に示す中間姿勢Ｒｂにある状態で、永久磁石Ｍの磁極が並列する方向（同図で上下方向）と平行に配置されている。
【００３６】
つまり、図６に示すように、永久磁石Ｍを、軸芯Ｐを中心に回転させた際に、磁極を分割する複数の仮想直線と、２つの磁気センサＭＳが並ぶ方向とが垂直となり得るように位置関係が設定されている。
【００３７】
図５〜図７に示すように、磁気センサＭＳは、検知面の第１方向（Ｘ−Ｘ）に沿って配置される一対の第１素子１（磁電変換素子の一例）と、この検知面において第１方向（Ｘ−Ｘ）に直交する方向（異なる方向の一例）の第２方向（Ｙ−Ｙ）に沿って配置される一対の第２素子２（磁電変換素子の一例）とを有している。この磁気センサＭＳでは、素子支持基材３に対して一対の第１素子１と、一対の第２素子２とをホール素子で形成した集積回路として構成されている。ホール素子は、磁束の大きさに応じた電圧が発生する素子である。
【００３８】
尚、一対の第１素子１の間隔と、一対の第２素子２の間隔とは等しい距離に設定されている。この実施形態では、第１方向（Ｘ−Ｘ）に沿って配置される一対の素子を第１素子１と称しており、第２方向（Ｙ−Ｙ）に沿って配置される一対の素子を第２素子２と称している。第１素子１と第２素子２とは同じ構成のホール素子である。
【００３９】
２つの磁気センサＭＳで取得した信号から永久磁石Ｍの回転角を演算する演算回路（図示せず）が検出基板１４に備えられている。演算回路は、素子支持基材３に備えても良い。更に、磁気センサＭＳが、一対の第１素子１から発生する電圧と一対の第２素子２から発生する電圧の位相差から回転角を検出する回路を素子支持基材３に備えたＩＣを用いても良い。
【００４０】
磁気センサＭＳの一対の第１素子１よる磁束の検出形態の概要を図４に示している。つまり、同図には、素子支持基材３にホール素子で成る一対の第１素子１が形成された構成を示している。一対の第１素子１によって磁束を検出する際に、永久磁石ＭのＮ極からの磁石磁束Ｆが一方（同図で左側）の第１素子１を同図において上から下に貫き、この磁石磁束Ｆが他方の第１素子１（同図で右側）を下から上に貫きＳ極に達する。
【００４１】
また、一対の第１素子１と一対の第２素子２とがホール素子で形成されるため、図４に示すように第１素子１の検知面に対して角度αで傾斜する姿勢で磁石磁束Ｆが貫く場合には、第１素子を貫く磁束Ｂｆのうち、第１素子１に対して垂直となる垂直成分Ｂｖに対応した値の電圧が第１素子１に生ずる。
【００４２】
この構成では、一対の第１素子１のそれぞれの素子が永久磁石Ｍの磁束に貫かれる方向が逆であるため、一対の第１素子１の一方の電圧と、他方の第１素子の電圧とは逆電位となり、これらの電圧の差分となる磁気検出信号を求めることで、磁束の強さの検出を可能にしている。尚、一対の第２素子２においても同様に電圧の差分となる磁気検出信号を求めることで磁束の強さの検出を可能にしている。
【００４３】
特に、図４に示す検出形態では、例えば、一方の第１素子１と他方の第１素子とに等しく磁気ノイズ（磁束）が作用した場合でも、前述した差分を求めることにより、一方の第１素子１と他方の第１素子１とに作用する磁気ノイズが相殺され、結果として外乱磁界のキャンセル（除去）が実現する。このように外乱磁界をキャンセルする機能は一対の第２素子２にも備えられている。
【００４４】
この構成の磁気センサＭＳでは、前述したように第１方向（Ｘ−Ｘ）と第２方向（Ｙ−Ｙ）とが直交する位置関係にあり、図５〜図７に示すように磁気センサＭＳに対して永久磁石Ｍが軸芯Ｐを中心に回転した際には、一対の第１素子１で検出される磁気検出信号（磁束の変化）が正弦波（sine wave）として検出され、一対の第２素子２で検出される磁気検出信号（磁束の変化）が余弦波（cosine wave）として検出される。
【００４５】
これに基づき、第１素子１の検出値と、第２素子２検出値とに基づきアークタンジェント（arctan）を演算する（位相差を取る）ことにより磁気センサＭＳに対する永久磁石Ｍの回転角が取得される。これらの演算は演算回路で行われるが、前述したように、磁気センサＭＳとして、一対の第１素子１と一対の第２素子２との電圧から回転角を検出するための処理を実現する回路を素子支持基材３に備えたＩＣとして構成されたものを利用することも可能である。
【００４６】
前述したように、２つの磁気センサＭＳは、永久磁石Ｍが図６に示す中間姿勢Ｒｂにある状態で、永久磁石Ｍの磁極が並列する方向（同図で上下方向）と平行に配置されている。特に、永久磁石Ｍが図６に示す中間姿勢Ｒｂにある場合には、２つの磁気センサＭＳは、夫々の磁気センサＭＳの第２方向（Ｙ−Ｙ）を結ぶ仮想ライン（図示せず）が、永久磁石のＮ極とＳ極とが並列する方向に直交する姿勢となる。
【００４７】
永久磁石Ｍの、Ｎ極とＳ極との幅は等しく設定され、一対の第１素子１の間隔（一対の第２素子２の間隔に等しい）の１．５倍程度に設定されている。また、永久磁石Ｍは、図５に示す初期姿勢Ｒａから、図７に示す限界姿勢Ｒｃまでの角度が９０°に設定されている。
【００４８】
２つの磁気センサＭＳの一対の第２素子２は、永久磁石Ｍが軸芯Ｐを中心に初期姿勢Ｒａから限界姿勢Ｒｃに達するまで回転した際に、対向する磁極が切り換わることはない。つまり、図５〜図７に示す上下方向に基づいて説明すると、永久磁石Ｍが回転しても上側の第２素子２は常にＳ極と対向し、下側の第２素子２はＮ極と対向する。
【００４９】
これに対して、永久磁石Ｍ（回転部材３０）が軸芯Ｐを中心に回転する際に、回転角が中間姿勢Ｒｂ（４５°程度）の角度の近傍において一対の第１素子１に対向する磁極が同時に切り換わるように構成されている。つまり、永久磁石Ｍが回転した場合には左側の第１素子１が対向する磁極がＳ極からＮ極に切り換わり、これと同時に右側の第１素子１が対向する磁極がＮ極からＳ極に切り換わる。このように一対の第１素子１および一対の第２素子とには、永久磁石Ｍにより磁極が切り換わるタイミングを除いて、常に異なる磁極の磁束が作用する。
【００５０】
この回転角検出装置Ａでは、２つの磁気センサＭＳの検出信号に基づいて回転部材３０の回転角を検出しており、２つの磁気センサのＭＳの一方が故障した場合には、演算回路が他方の磁気センサＭＳで検出される回転角を選択できるように構成されている。
【００５１】
〔実施形態の作用効果〕
回転角検出装置Ａは、磁気センサＭＳとして検知面にホール素子で成る一対の第１素子１を備え、一対の第１素子１が並ぶ方向と直交する方向にホール素子で成る一対の第２素子２を備えるため外部から作用する磁気ノイズの除去が可能となる。また、永久磁石Ｍが回転した場合に、一対の第１素子１で検出される磁気検出信号が正弦波で出力され、一対の第２素子２で検出される磁気検出信号が余弦波として出力されるため、２つの磁気検出信号の位相差から永久磁石Ｍの回転角の検出が可能となる。
【００５２】
永久磁石Ｍが、その磁極面に対して複数の仮想直線で分割されＮ極とＳ極とが交互に配置される４つの磁極を形成しており、Ｎ極とＳ極との幅（並列方向での幅、図６では上下方向の幅）が一対の第１素子１の間隔（一対の第２素子２の間隔に等しい）の１．５倍程度に設定されている。更に、磁極が並ぶ方向（図６で上下方向）に沿って２つの磁気センサＭＳを並列して配置している。特に、２つの磁気センサＭＳの第２方向（Ｙ−Ｙ）を結ぶ仮想ラインが、永久磁石のＮ極とＳ極とが並列する方向に直交する姿勢で、且つ、軸芯Ｐと重複するように設定されている。
【００５３】
更に、永久磁石Ｍが回転した場合には、２つの磁気センサＭＳの一対の第１素子１に対して異なる磁極の磁束を作用させ、一対の第２素子２に対して異なる磁極の磁束を作用させうる構成を実現している。
【００５４】
具体的な検出形態として、例えば、ペダル操作に伴い、永久磁石Ｍが軸芯Ｐを中心に初期姿勢Ｒａから回転を開始した場合には、２つの磁気センサＭＳにおいて等しく回転角を検出する。また、永久磁石Ｍの回転に伴い中間姿勢Ｒｂの近傍に達した場合に、一対の第１素子１に対応する磁極が切り換わるものの、一対の第１素子１において、切り換わった後の磁極から回転角の検出を行える。その結果、永久磁石Ｍの回転を大きい角度の検出が可能となる。
【００５５】
特に、本実施形態では、２つの磁気センサＭＳが正常時には回転角の算出値が同じ値になるように構成されているので、回転角の算出値が異なる値になったときには、どちらか一方の磁気センサＭＳが故障したことを検知することができる。このような場合でも、２つの磁気センサＭＳを用いているため、他方の磁気センサＭＳで検出される磁気検出信号に基づいて正しい回転角を検出することが可能となる。
【００５６】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。
【００５７】
（ａ）図８、図９に示すように、永久磁石Ｍが、実施形態で説明した構成と同様に軸芯Ｐに直交する姿勢の仮想平面を平行な複数（この実施形態では３つ）の仮想直線で分割した磁極面を有している。分割して形成された４つの分割領域にＮ極とＳ極とを交互に配置している。同図には、Ｎ極に「Ｎ」の文字を付し、Ｓ極に「Ｓ」の文字を付している。
【００５８】
また、この別実施形態（ｂ）では、検出基板１４に３つの磁気センサＭＳを備えている。つまり、この３つの磁気センサＭＳは、永久磁石Ｍが図９に示す中間姿勢Ｒｂにある状態で、永久磁石Ｍの磁極が並列する方向と平行に配置されている。
【００５９】
この別実施形態（ｂ）の構成では、実施形態において検出可能となる回転角より少し小さい８０°程度の範囲での回転角の検出が可能となる。このように、磁気センサＭＳの数は３つであっても良い。
【００６０】
（ｂ）永久磁石Ｍの磁極面に形成される磁極数を４つ以上に設定する。また、磁気センサＭＳを４つ以上用いる。このような構成でも磁気センサＭＳが故障した場合にも故障した磁気センサＭＳの信号を用いずに適正な検出信号を出力することも可能となる。
【００６１】
（ｃ）一対の第１素子１が配置される第１方向（Ｘ−Ｘ）と、一対の第２素子２が配置される第２方向（Ｙ−Ｙ）とは、軸芯Ｐに沿う方向視において必ずしも９０°の角度で交差するものでなくても良く。例えば、６０°で交差するように構成できる。
【００６２】
この別実施形態（ｃ）のように一対の第１素子１と、一対の第２素子２が配置されるものであっても、一対の第１素子１の磁気検出信号と、一対の第２素子２の磁気検出信号との位相差に基づき回転角が演算によって求めることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、永久磁石とこの永久磁石の磁束を検知する磁気センサとによって回転角を検出する回転角検出装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１          第１素子（磁電変換素子）
２          第２素子（磁電変換素子）
Ｍ          永久磁石
ＭＳ        磁気センサ
Ｐ          軸芯
Ｘ−Ｘ      第１方向
Ｙ−Ｙ      第２方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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