(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物の回転に伴って、複数の磁石が設けられたヨーク又は磁気検出素子を回転させ、その回転によって変化する前記磁気検出素子の出力信号に基づいて前記被検出物の回転角を検出する回転角検出装置において、
前記ヨークは、全体としてほぼ円筒状に形成され、
前記複数の磁石は、前記ヨークに互いに磁界が反発し合うように設けられ、
前記ヨークの内周側のうちの前記磁石の近傍部分には、該磁石の両極と前記ヨークの内周側に配置されたほぼ円柱状のステータコアとの間の磁束の短絡を防止するための空隙部が前記磁石から離れた位置の空隙部よりも大きく形成され、
前記磁気検出素子は、前記ステータコアに形成された磁気検出ギャップ部に配置されていることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記ヨークを介して流れる磁束の経路が２つ形成され、前記２つの経路はほぼ対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
被検出物の回転に伴って、複数の磁石が設けられたヨーク又は磁気検出素子を回転させ、その回転によって変化する前記磁気検出素子の出力信号に基づいて前記被検出物の回転角を検出する回転角検出装置において、
前記ヨークは、全体としてほぼ円筒状に形成され、
前記複数の磁石は、前記ヨークに互いに磁界が反発し合うように設けられ、
前記磁気検出素子は、前記ヨークの内周側に配置されたほぼ円柱状のステータコアに形成された磁気検出ギャップ部に配置され、
前記ヨークの内周側に配置されたステータコアが３分割以上に分割され、その分割により形成された磁気検出ギャップ部に前記磁気検出素子が配置されていることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項４】
前記磁石は、板状もしくは柱状に形成され、その両面に着磁されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記ステータコアは同一の角度ピッチで均等に分割され、前記磁石は、前記ステータコアの分割角度ピッチに合わせた角度ピッチで前記ヨークの２箇所に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
前記ステータコアを３分割以上に分割して形成した前記磁気検出ギャップ部が該ステータコアの半径よりも長くなるように、該ステータコアの分割中心が該ステータコアの中心よりずらされていることを特徴とする請求項３又は５に記載の回転角検出装置。
【請求項７】
前記磁気検出素子を配置する前記磁気検出ギャップ部は、前記ステータコアの分割により形成されたギャップの中で最長のギャップに設定されていることを特徴とする請求項６に記載の回転角検出装置。
【請求項８】
前記磁気検出ギャップ部の両側又は片側に、該磁気検出ギャップ部に磁束を集中させるためのギャップの大きい大ギャップ部が形成されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気検出素子と磁石を用いて被検出物の回転角を検出する回転角検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ホール素子等の磁気検出素子と磁石を用いて被検出物の回転角を検出する回転角検出装置が知られている（例えば、特許第２９２０１７９号公報、ＰＣＴ：ＷＯ９８／０８０６号公報、米国特許第５８６１７４５号公報参照）。例えば、内燃機関のスロットルバルブの開度（スロットル開度）を検出する回転角検出装置は、図１９に示すように、スロットルバルブ（図示せず）と一体的に回転する円筒状のロータコア（ヨーク）１１の内周側に、ステータコア１２が同軸状に配置されている。ロータコア１１の内周部には、２個の円弧状の磁石１３がステータコア１２を挟んで対向するように固定されている。各磁石１３は、磁石内部の磁力線の向きが全てラジアル方向（径方向）となるようにラジアル着磁されている。一方、ステータコア１２の内部には、一定幅の磁気検出ギャップ１４が直径方向に貫通するように形成され、この磁気検出ギャップ１４の中央部にホールＩＣ等の磁気検出素子１５が配置されている。
【０００３】
この構成では、ロータコア１１の回転角に応じてステータコア１２の磁気検出ギャップ１４を通過する磁束密度（磁気検出素子１５に鎖交する磁束密度）が変化し、その磁束密度に応じて磁気検出素子１５の出力が変化するため、この磁気検出素子１５の出力からロータコア１１の回転角（スロットルバルブの回転角）を検出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成では、ラジアル着磁された円弧状の磁石１３を使用するが、円弧状の磁石１３を均等にラジアル着磁するには、磁石１３の内周側の密度を密にし、外周側の密度を粗くする必要があるため、製造が比較的難しく、製造ばらつきが大きいという欠点がある。この磁石１３の製造ばらつきは、磁気検出素子１５の出力誤差となって現れ、回転角の検出精度が低下する原因となる。
【０００５】
また、ロータコア１１の内周とステータコア１２の外周との間に磁石１３を配置する構成であるため、ロータコア１１の外径寸法、ひいては回転角検出装置の外径寸法が大型化するという欠点もある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、回転角の検出精度を向上できると共に、小型化の要求も満たすことができる回転角検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の回転角検出装置は、被検出物の回転に伴って、複数の磁石が設けられたヨーク又は磁気検出素子を回転させ、その回転によって変化する前記磁気検出素子の出力信号に基づいて前記被検出物の回転角を検出するものにおいて、前記ヨークを全体としてほぼ円筒状に形成し、該ヨークに複数の磁石を互いに磁界が反発し合うように設け、該ヨークの内周側のうちの磁石の近傍部分には、該磁石の両極とヨークの内周側に配置されたほぼ円柱状のステータコアとの間の磁束の短絡を防止するための空隙部を、磁石から離れた位置の空隙部よりも大きく形成し、前記磁気検出素子を、前記ステータコアに形成された磁気検出ギャップ部に配置した構成としたものである。この構成では、磁石の磁束はヨークを通ってステータコア内の磁気検出素子側に向かうため、磁石の磁極面でエアギャップを形成する必要がなくなる。このため、磁石を製造しやすい形状、着磁しやすい形状に形成することができ、磁石の製造ばらつきを少なくできる。これにより、磁石の製造ばらつきに起因する磁気検出素子の出力誤差を小さくでき、回転角の検出精度を向上できる。しかも、磁石は、磁束がヨークに流れる位置に配置すれば良く、ヨークの内周側に磁石を配置する必要がないため、ヨークの径方向寸法を小さくすることができ、回転角検出装置を小型化できると共に、ヨークにおける磁石の配置場所を比較的自由に選択でき、設計の自由度も高めることができる。
しかも、請求項１に係る発明は、ヨークの内周面とステータコアの外周面との間でエアギャップを形成して、磁石の磁束がヨークとステータコアを通って磁気検出ギャップ部内の磁気検出素子を通過するようになり、ヨークとステータコアを利用して磁束を磁気検出素子に向けて流すことができる。
【０００８】
この場合、請求項４のように、磁石を板状もしくは柱状に形成して、その両面に着磁すると良い。このようにすれば、磁石を製造する際に、最も簡単な成形法で、最も簡単な着磁法（平行着磁）で、磁石を製造することができ、製造ばらつきの少ない高品質の磁石を安価に製造することができる。
【００１０】
ところで、ヨークの内周面とステータコアの外周面との間のエアギャップ（小さいギャップ）が磁石の近傍部分まで延びていると、磁石の両極とステータコアとの間で磁束の短絡が生じて、磁気検出素子を通過する磁束密度が低下して検出出力が低下したり、検出誤差が増大するおそれがある。
【００１１】
この対策として、請求項１のように、ヨークの内周側のうちの各磁石の近傍部分に、該磁石の両極とステータコアとの間の磁束の短絡を防止するための空隙部を、磁石から離れた位置の空隙部よりも大きく形成した構成とすると良い。このようにすれば、磁石の磁束の短絡を磁石近傍部分の大きな空隙部によって防止でき、検出精度の低下を防ぐことができる。
【００１２】
また、請求項２のように、ヨークを介して流れる磁束の経路を２つ形成し、これら２つの経路をほぼ対称に形成するようにしても良い。このようにすれば、これら２つの経路の磁束が並行して流れる位置に磁気検出素子を配置することで、２つの経路を流れる磁束を磁気検出素子に向かって集中させることができ、磁気検出素子の出力向上、検出精度向上を実現することができると共に、リニアな検出特性を実現することができる。
【００１３】
本発明は、後述する実施形態（１）〜（３）のように、ステータコアを直径方向に貫通するエアギャップで２分割し、そのエアギャップを磁気検出ギャップ部としても良いが、この構成では、被検出物の回転に伴って磁気検出ギャップ部を通過する磁束の密度（磁気検出素子に鎖交する磁束密度）の増減変化が１８０°周期で反転する（図３参照）。従って、磁気検出素子の出力が直線的に変化する回転角の範囲（回転角の有効検出範囲）を１８０°よりも大きくすることはできない。
【００１４】
そこで、請求項３のように、ステータコアを３分割以上に分割し、その分割により形成された磁気検出ギャップ部（エアギャップ）に磁気検出素子を配置した構成としても良い。このようにすれば、ヨークの回転角に対する磁気検出ギャップ部の磁束密度の増加特性と減少特性とが非対称となり（図１０及び図１２参照）、磁気検出ギャップ部の磁束密度が増加又は減少する回転角範囲を１８０°よりも大きくすることができる。これにより、磁気検出素子の出力（磁気検出ギャップ部の磁束密度）が直線的に変化する回転角の範囲（回転角の有効検出範囲）を１８０°以上に拡大することができる。
【００１５】
この場合、請求項５のように、ステータコアを同一の角度ピッチで均等に分割し、このステータコアの分割角度ピッチに合わせた角度ピッチでヨークの２箇所に磁石を配置すると良い。このようにすれば、２個の磁石とステータコアの磁気検出ギャップ部（エアギャップ）との位置関係を最適に設定でき、回転角に対する磁気検出ギャップ部の磁束密度の直線性を向上でき、磁気検出素子の出力の直線性を向上できる。
【００１６】
ところで、ステータコアを分割して形成した磁気検出ギャップ部内にホールＩＣ等の磁気検出素子を２個並べて配置して、２個の磁気検出素子の出力を互いに比較して異常がないか否かを確認しながら被検出物の回転角を検出するようにすれば、回転角検出の信頼性を向上できる。ステータコアを２分割して磁気検出ギャップ部を形成する場合は、磁気検出ギャップ部の長さをステータコアの直径と同一にすることができ、磁気検出ギャップ部内にホールＩＣ等の磁気検出素子を２個並べて配置するスペースを十分に確保できる。しかし、ステータコアを均等に３分割以上に分割すると、磁気検出ギャップ部の長さがステータコアの半径の長さになり、２分割の場合の半分の長さになるため、ステータコアを小型化すると、磁気検出ギャップ部内にホールＩＣ等の磁気検出素子を２個並べて配置するスペースを確保できなくなるおそれがある。
【００１７】
そこで、請求項６のように、ステータコアを３分割以上に分割して形成した磁気検出ギャップ部が該ステータコアの半径よりも長くなるように、該ステータコアの分割中心を該ステータコアの中心よりずらすようにしても良い。このようにすれば、ステータコアを小型化しても、磁気検出ギャップ部内に磁気検出素子を２個並べて配置するスペースを確保することができ、２個の磁気検出素子の出力を互いに比較して異常がないか否かを確認しながら被検出物の回転角を検出することができる。
【００１８】
この場合、請求項７のように、磁気検出素子を配置する磁気検出ギャップ部はステータコアの分割により形成されたギャップの中で最長のギャップに設定すると良い。これにより、ステータコアの分割により形成されたギャップを最も有効に利用して磁気検出素子を配置することができる。
【００１９】
また、請求項８のように、磁気検出ギャップ部の両側又は片側に、該磁気検出ギャップ部に磁束を集中させるためのギャップの大きい大ギャップ部を形成するようにしても良い。このようにすれば、ステータコアを流れる磁束が、ギャップの小さい磁気検出ギャップ部に集中するため、この磁気検出ギャップ部に配置された磁気検出素子には、多くの磁束が鎖交するようになり、磁気検出素子の出力を大きくすることができる。このため、磁気検出素子の出力信号の増幅率を小さくすることができて、温度変化による磁気検出素子の出力変化の影響を小さく抑えることができ、回転角の検出精度を向上できる。しかも、磁気検出素子の出力信号の増幅率を小さくできれば、その分、信号増幅回路の構成を簡素化して低コスト化することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２１】
図２に示すように、回転角検出装置の本体ハウジング２１には、スロットルバルブ等の被検出物の回転軸２２が軸受２３を介して回動自在に挿通支持されている。この回転軸２２の先端部（右端部）には、円筒カップ状のロータコア２４（ヨークに相当）がかしめ等により固定され、このロータコア２４の内周側に、円柱状のステータコア２５が同軸状に配置されている。ロータコア２４とステータコア２５は共に鉄等の磁性材料で形成されている。
【００２２】
図１に示すように、ロータコア２４のうちの直径方向に対向する位置に形成された２個の切欠部２６に、それぞれ磁石２７が１個ずつ嵌め込まれて接着等により固定されている。各磁石２７は、それぞれ平板状もしくは柱状に形成され、その両面にＮ極とＳ極が平行着磁されている。２個の磁石２７は、同じ極性の磁極をロータコア２４の半円弧部分を介して磁気的に対向させることで、２個の磁石２７の磁界がロータコア２４の内部で互いに反発し合うように配置されている。ロータコア２４の内周面は、各磁石２７の近傍部分を除いて、ステータコア２５の外周面に微小なエアギャップを介して対向している。これにより、図１に矢印で示すように、各磁石２７のＮ極から出た磁束がロータコア２４の内部を経由してステータコア２５を通過し、ロータコア２４の内部を経由して各磁石２７のＳ極に戻る。更に、ロータコア２４の内周側のうちの各磁石２７の近傍部分には、各磁石２７の両極とステータコア２５との間の磁束の短絡を防止するための空隙部２８が形成されている。
【００２３】
一方、ステータコア２５の中央部には、平行磁場を形成するための一定幅の磁気検出ギャップ部２９が直径方向に貫通するように形成され、具体的には、ステータコア２５が一定幅の磁気検出ギャップ部２９を形成するように２分割されて磁気検出ギャップ部２９の幅が樹脂製のスペーサ３０（図２参照）によって規制され、この磁気検出ギャップ部２９に２つのホールＩＣ３１が横に並べて配置されている。各ホールＩＣ３１は、ホール素子（磁気検出素子）と増幅回路とを一体化したＩＣであり、磁気検出ギャップ部２９を通過する磁束密度（ホールＩＣ３１に鎖交する磁束密度）に応じた電圧信号を出力する。尚、ホールＩＣ３１は、磁束密度に対する出力ゲイン調整、オフセット調整、温度特性の補正のプログラムを外部から電気トリミングする機能を有したり、断線、ショートの自己診断機能を有していても良い。
【００２４】
図２に示すように、各ホールＩＣ３１は、樹脂製のスペーサ３０によって位置決めされ、各ホールＩＣ３１の端子がスペーサ３０内を通してコネクタピン３２に溶接等により接続されている。このコネクタピン３２、ステータコア２５、スペーサ３０等を樹脂でモールド成形することで、コネクタハウジング３３が形成されている。このコネクタハウジング３３の左側面には、ステータコア２５と同心状に環状凹部３４が形成され、この環状凹部３４に本体ハウジング２１の右端縁部３５を圧入、接着等により固定することで、ロータコア２４とステータコア２５との同軸精度を確保している。
【００２５】
以上のように構成した回転角検出装置では、ロータコア２４の直径方向に対向する位置に２個の磁石２７を互いに磁界が反発し合うように設けたので、各磁石２７のＮ極から出た磁束はロータコア２４→ステータコア２５→磁気検出ギャップ部２９（ホールＩＣ３１）→ステータコア２５→ロータコア２４の経路で各磁石２７のＳ極に戻る。そして、スロットルバルブ等の被検出物の回転に伴って、ロータコア２４が回転すると、その回転角に応じてステータコア２５の磁気検出ギャップ部２９を通過する磁束密度（ホールＩＣ３１に鎖交する磁束密度）が図３に示すように変化し、この磁束密度に応じてホールＩＣ３１の出力が変化する。制御回路（図示せず）は、このホールＩＣ３１の出力を読み込んでロータコア２４の回転角（被検出物の回転角）を検出する。この際、２つのホールＩＣ３１の出力Ｖ１  ，Ｖ２  を互いに比較して異常がないか否かを確認しながら回転角を検出する。
【００２６】
以上説明した実施形態（１）では、ロータコア２４の直径方向に対向する位置に２個の磁石２７を互いに磁界が反発し合うように設け、各磁石２７のＮ極から出た磁束がロータコア２４の内部を経由してステータコア２５へ流れ、磁気検出ギャップ部２９（ホールＩＣ３１）を通過するように構成しているので、磁石２７の磁極面でステータコア２５との間のエアギャップを形成する必要がなくなり、磁石２７を製造しやすい形状、着磁しやすい形状である例えば平板状又は柱状に形成することができる。
【００２７】
このように、平板状又は柱状の磁石２７であれば、最も簡単な成形法で、最も簡単な着磁法（平行着磁）で、磁石２７を製造することができ、製造ばらつきの少ない高品質の磁石を安価に製造することができる。これにより、磁石２７の製造ばらつきに起因するホールＩＣ３１の出力誤差を小さくでき、回転角の検出精度を向上できる。しかも、磁石２７は、磁束がロータコア２４に流れる位置に配置すれば良く、ロータコア２４の内周側に磁石２７を配置する必要がないため、ロータコア２４の径方向寸法を小さくすることができ、回転角検出装置を小型化できると共に、ロータコア２４における磁石２７の配置場所を比較的自由に選択でき、設計の自由度も高めることができる。
【００２８】
しかも、本実施形態（１）では、ロータコア２４の内周側のうちの各磁石２７の近傍部分に比較的大きな空隙部２８を形成したので、各磁石２７の磁束の短絡を空隙部２８によって防止でき、磁気検出ギャップ部２９（ホールＩＣ３１）を通過する磁束密度の低下を防止できて、検出精度の低下を防ぐことができる。
【００２９】
［実施形態（２）］
上記実施形態（１）では、ロータコア２４の直径方向に対向する位置に２個の磁石２７を配置したが、ロータコア２４のうちの磁束の流れる経路中であれば、磁石２７の位置を適宜変更しても良く、要は、２個の磁石２７を互いに磁界が反発し合うように設ければ良い。例えば、図４に示す本発明の実施形態（２）のように、２個の磁石２７をロータコア２４の直径方向の位置からずらして配置し、ロータコア２４の内周側のうちの各磁石２７の近傍部分に、該磁石２７の両極とステータコア２５との間の磁束の短絡を防止するための空隙部２８を形成した構成としても良い。尚、磁束の流れる２つの経路が左右対称あれば、回転角に対する磁気検出ギャップ部２９の磁束密度の増加特性と減少特性とが図３に示すように対称となる。
【００３０】
上記各実施形態（１），（２）では、磁束の流れる２つの経路にそれぞれ磁石２７を１個ずつ配置したが、磁界を強くするために、１つの経路に複数の磁石を配置し、隣接する磁石のＮ極とＳ極を対向させるようにしても良い。
【００３１】
或は、ロータコア２４に３個以上の磁石を互いに磁界が反発し合うように設け、磁束の流れる経路を３つ以上形成し、これらの経路の磁束が並行して流れる位置にホールＩＣ（磁気検出素子）を配置するようにしても良い。また、磁石の形状は、平板状に限定されず、磁石の配置場所や配置スペースに応じて、製造しやすい適宜の形状に形成すれば良い。また、各磁石の大きさはそれぞれ異なっていても良い。
【００３２】
［実施形態（３）］
前記実施形態（１）で説明した回転角検出装置は、図２に示すように、被検出物の回転軸２２にロータコア２４を直結する構成であるが、本発明の回転角検出装置は、種々の被検出物に対して付け替え可能な構成としても良い。
【００３３】
以下、これを具体化した本発明の実施形態（３）を図５に基づいて説明する。但し、前記実施形態（１）と実質的に同じ部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施形態（３）では、ロータコア２４と反発磁界を発生する２個の磁石２７を樹脂でモールド成形することで、被検出物と連結するための回転レバー４１が形成され、この回転レバー４１のロータコア２４のモールド樹脂部がステータコア２５の外周に回動自在に嵌合支持されている。この場合、ロータコア２４の内周側のモールド樹脂部がステータコア２５に対する軸受部（摺動部）として機能する。従って、ロータコア２４の内周面に対するステータコア２５外周の磁気的なギャップは、モールド樹脂部の厚みによって確保されている。回転レバー４１は、ねじりコイルばね４３によって所定の回転方向に付勢され、その付勢力によって初期位置まで自動的に復帰するようになっている。
【００３５】
ステータコア２５の左側面の中心部に非磁性材製の軸部４５が固定され、この軸部４５に回転レバー４１の中心部に形成された挿通孔４６が挿通されている。回転レバー４１は、軸部４５の先端部に固定されたストッパプレート４７によって、軸部４５から抜け止めされている。ストッパプレート４７と回転レバー４１との間には、回転レバー４１のスラスト方向の動きを規制するスプリングワッシャ４８が挟み込まれている。尚、コネクタハウジング３３には、回転レバー４１やロータコア２４の周囲を取り囲むように筒状カバー部４９が一体に形成されている。その他の構成は、前記実施形態（１）と同じである。
【００３６】
以上のように構成した実施形態（３）においても、ロータコア２４に２個の磁石２７を互いに磁界が反発し合うように設け、各磁石２７のＮ極から出た磁束がロータコア２４の内部を経由してステータコア２５へ流れ、このステータコア２５の中央部の磁気検出ギャップ部２９（ホールＩＣ３１）を磁束が通過するように構成したので、前記実施形態（１）と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
［実施形態（４）］
図６に示す本発明の実施形態（４）では、磁気検出ギャップ部２９の両側に、円弧状に窪む大ギャップ部５１を形成している。これにより、ステータコア２５に流れる磁束は、大ギャップ部５１を通過せずに磁気検出ギャップ部２９内のホールＩＣ３１に集中して流れる。大ギャップ部５１は、円弧状に形成することで、ステータコア２５の外周側でギャップが狭くなるように形成されている。その他の構成は、前記実施形態（１）又は（３）と同じである。
【００３８】
以上説明した実施形態（４）では、ホールＩＣ３１を配置する磁気検出ギャップ部２９の両側に大ギャップ部５１を形成したので、ステータコア２５に流れる磁束を磁気検出ギャップ部２９に集中させて、磁気検出ギャップ部２９を通過する磁束密度を大きくすることができる。これにより、磁気検出ギャップ部２９に配置したホールＩＣ３１のホール素子に鎖交する磁束密度を大きくすることができ、ホールＩＣ３１のホール素子の出力を大きくすることができる。その結果、ホールＩＣ３１のホール素子の出力の増幅率を小さくすることが可能となり、温度変化によるホール素子の出力変化の影響を小さく抑えることができ、回転角の検出精度を向上することができる。しかも、ホール素子の出力信号の増幅率が小さくなれば、その分、ホールＩＣ３１の信号増幅回路の構成を簡素化することができ、ホールＩＣ３１の低コスト化が可能となる。
【００３９】
しかも、大ギャップ部５１は、ステータコア２５の外周側でギャップが狭くなるように形成されているので、ステータコア２５の外周面（磁束を受ける面）の面積を広くすることができる。これにより、ロータコア２４からの磁束をより多くステータコア２５に流すことができて、磁気検出ギャップ部２９を通過する磁束（ホールＩＣ３１に鎖交する磁束）を更に多くすることができる。
【００４０】
［実施形態（５）］
上記実施形態（４）では、前記実施形態（１）と同じく、ロータコア２４の内周側のうちの各磁石２７の近傍部分に、各磁石２７の両極とステータコア２５との間の磁束の短絡を防止するための凹状の空隙部２８が形成されているが、図７に示す本発明の実施形態（５）では、ロータコア２４の内周側に凹状の空隙部が形成されておらず、ロータコア６７の内周面とステータコア４９の外周面とのギャップが全周で均一となっている。その他の構成は、前記実施形態（４）と同じである。
【００４１】
本実施形態（５）では、ステータコア２５の磁気検出ギャップ部２９の両側部に形成した大ギャップ部５１が、ステータコア２５に流れる磁束を磁気検出ギャップ部２９に集中させる役割を果たすと共に、磁石２７の磁束の短絡を少なくする役割も果たす。これにより、本実施形態（５）でも、２個の磁石２７の反発磁界を利用して回転角を検出することができる。
【００４２】
［実施形態（６）］
上記各実施形態（１）〜（５）では、ロータコア２４を円筒状に形成したが、図８に示す本発明の実施形態（５）では、ロータコア５２を楕円又は長円形の筒状に形成し、その長径方向の両側に形成した２個の切欠部５３に、それぞれ磁石５４を１個ずつ嵌め込んで接着等により固定している。この場合、ロータコア５２を楕円又は長円形に形成して、その長径方向の両側に２個の磁石５４を配置しているため、ロータコア５２とステータコア２５との間のギャップが磁石５４に近付くほど大きくなっている。これにより、ロータコア５２の内周側のうちの各磁石５４の近傍部分には、大きなギャップ（空隙部）が形成され、この大きなギャップによって各磁石５４の両極とステータコア２５との間の磁束の短絡が防止される。
【００４３】
また、ロータコア５２とステータコア２５との間のギャップは、各磁石５４から離れるに従って徐々に小さくなるため、ロータコア５２の内周面からステータコア２５の外周面への磁束の流れが磁石５４に近い場所に偏ることが防止され、ステータコア２５への磁束の流れが分散・平均化する。これにより、回転角に対する磁気検出ギャップ部２９の磁束密度の変化特性の直線性が向上する。その他の構成・効果は、前記実施形態（４）と同じである。
【００４４】
尚、上記各実施形態（１）〜（６）のように、ステータコア２５の磁気検出ギャップ部２９に２個のホールＩＣ３１を配置する場合は、磁気検出ギャップ部２９に沿って２個のホールＩＣ３１を横に並べて配置する構成に限定されず、磁気検出ギャップ部２９を通る磁束の方向に２個のホールＩＣ３１を重ねて配置する構成としても良い。また、ホールＩＣ３１の配置個数は２個に限定されず、１個のみとしても良く、或は、スペース的に余裕がある場合には、３個以上のホールＩＣ３１を磁束の方向又はその直角方向に配置するようにしても良い。
【００４５】
［実施形態（７）］
上記各実施形態（１）〜（６）では、ステータコア２５を直径方向に貫通する磁気検出ギャップ部２９で２分割するようにしているが、この構成では、被検出物の回転に伴って、磁気検出ギャップ部２９を通過する磁束の密度（ホールＩＣ３１のホール素子に鎖交する磁束密度）の増減変化が１８０°周期で反転する（図３参照）。従って、ホールＩＣ３１のホール素子の出力が直線的に変化する回転角の範囲（回転角の有効検出範囲）を１８０°よりも大きくすることはできない。
【００４６】
そこで、図９及び図１０に示す本発明の実施形態（７）では、ホールＩＣ３１の出力の直線範囲を拡大するために、ステータコア５５を例えば１２０°の角度ピッチで均等に３分割することで、ステータコア５５の中心部から径方向に延びる３つのエアギャップを形成して、そのうちの１つを磁気検出ギャップ部５６とし、この磁気検出ギャップ部５６に１個のホールＩＣ３１を配置している。更に、ステータコア５５の分割角度ピッチに合わせた角度（１２０°）ピッチで、２個の磁石２７をロータコア２４に配置し、ロータコア２４の内周側のうちの各磁石２７の近傍部分に、磁束短絡防止用の空隙部２８を形成している。その他の構成は、前記実施形態（１）と同じである。
【００４７】
例えば、図９の回転位置では、右側の磁石２７のＮ極から出た磁束は、ロータコア２４→ステータコア５５の右上側部→磁気検出ギャップ部５６（ホールＩＣ３１）→ステータコア５５の下側部→ロータコア２４の経路で右側の磁石２７のＳ極に戻り、左側の磁石２７のＮ極から出た磁束は、ロータコア２４→ステータコア５５の左上側部→左側のエアギャップ→ステータコア５５の下側部→ロータコア２４の経路で左側の磁石２７のＳ極に戻る。
【００４８】
そして、スロットルバルブ等の被検出物の回転に伴って、ロータコア２４が回転すると、図１０に示すように、ロータコア２４の回転角が、約０〜２３０°の範囲では、磁気検出ギャップ部５６の磁束密度（ホールＩＣ３１に鎖交する磁束密度）が回転角に応じて減少し、その後、ロータコア２４の回転角が約２４０〜３５０°になると、磁気検出ギャップ部５６の磁束密度が回転角に応じて増加する。
【００４９】
以上説明した実施形態（７）では、ステータコア５５を１２０°ピッチで均等に３分割し、その分割により形成した３つのエアギャップのうちの１つを磁気検出ギャップ部５６としているので、図１０に示すように、ロータコア２４の回転角に対する磁気検出ギャップ部５６の増加特性と減少特性とが非対称となり、磁気検出ギャップ部５６の磁束密度が減少する回転角範囲が約２３０°となる。これにより、ロータコア２４の回転角に応じて磁気検出ギャップ部５６の磁束密度が直線的に変化する回転角の範囲が約２２０°にもなり、回転角が約２２０°の範囲で回転角に対するリニアな出力を得ることができて、回転角の有効検出範囲を約２２０°まで拡大することができる。
【００５０】
［実施形態（８）］
上記実施形態（７）では、ステータコア５５を３分割したが、図１１及び図１２に示す本発明の実施形態（８）では、ステータコア５５を例えば９０°の角度ピッチで均等に４分割することで、ステータコア５５の中心部から径方向に延びる４つのエアギャップを形成して、そのうちの１つを磁気検出ギャップ部５６とし、この磁気検出ギャップ部５６に１個のホールＩＣ３１を配置している。そして、ステータコア５５の分割角度ピッチに合わせた角度（９０°）ピッチで、２つの磁石２７をロータコア２４に配置している。その他の構成は、前記実施形態（７）と同じである。
【００５１】
例えば、図１１の回転位置では、右側の磁石２７のＮ極から出た磁束は、ロータコア２４→ステータコア５５の右上側部→磁気検出ギャップ部５６（ホールＩＣ３１）→ステータコア５５の右下側部→ロータコア２４の経路で右側の磁石２７のＳ極に戻り、下側の磁石２７のＮ極から出た磁束は、ロータコア２４→ステータコア５５の左下側部→下側中央のエアギャップ→ステータコア５５の右下側部→ロータコア２４の経路で下側の磁石２７のＳ極に戻る。
【００５２】
この構成では、図１２に示すように、ロータコア２４の回転角に応じて磁気検出ギャップ部５６の磁束密度が直線的に変化する回転角の範囲（回転角の有効検出範囲）が約２００°にもなる。
【００５３】
［実施形態（９）］
ステータコア５５を３分割又は４分割する場合でも、図１３乃至図１６に示すように、ステータコア５５の磁気検出ギャップ部５６（エアギャップ）の外周側に、円弧状に窪む大ギャップ部５７を形成して、ステータコア５５に流れる磁束を磁気検出ギャップ部５６（ホールＩＣ３１）に集中させるようにしても良い。この場合、図１３（３分割ステータの例）、図１４（４分割ステータの例）では、ロータコア２４の内周面とステータコア５５の外周面との間のギャップが磁石２７に近付くほど大きくなっている。これにより、ロータコア２４の内周側のうちの各磁石２７の近傍部分には、大きなギャップ（空隙部）が形成され、この大きなギャップによって各磁石２７の両極とステータコア５５との間の磁束の短絡が防止される。
【００５４】
また、図１５（３分割ステータの例）、図１６（４分割ステータの例）では、円筒状に形成したロータコア２４をステータコア５５と同心状に配置して、ロータコア２４の内周面とステータコア５５の外周面とのギャップが全周で均一となっているが、ステータコア５５の磁気検出ギャップ部５６の外周側に形成した大ギャップ部５７が、ステータコア５５に流れる磁束を磁気検出ギャップ部５６に集中させる役割を果たすと共に、磁石２７の磁束の短絡を少なくする役割も果たす。
【００５５】
尚、上記各実施形態では、ステータコア５５を３分割以上に分割する場合に、一定の角度ピッチで均等に分割するようにしたが、必ずしも均等に分割する必要はなく、必要とする回転角の有効検出範囲（直線範囲）に応じて分割角度ピッチを適宜変更しても良い。また、上記各実施形態では、ステータコア５５を３分割以上に分割する場合に、２個の磁石２７の間隔をステータコア５５の分割角度ピッチと同一に設定しているが、２個の磁石２７の間隔をステータコア５５の分割角度ピッチと異なる角度ピッチに設定しても良く、この場合でも、ロータコア２４の内周側に形成する磁束短絡防止用の空隙部の位置や形状を工夫することで、上記各実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００５６】
［実施形態（１０）］
ところで、前記実施形態（１）〜（６）のように、ステータコアを分割して形成した磁気検出ギャップ部内にホールＩＣを２個並べて配置して、２個のホールＩＣの出力を互いに比較して異常がないか否かを確認しながら被検出物の回転角を検出するようにすれば、回転角検出の信頼性を向上できる。前記実施形態（１）〜（６）のように、ステータコアを２分割して磁気検出ギャップ部を形成する場合は、磁気検出ギャップ部の長さがステータコアの直径と同一になり、磁気検出ギャップ部内にホールＩＣ等の磁気検出素子を２個並べて配置するスペースを十分に確保できる。
【００５７】
しかし、前記実施形態（７）〜（９）のように、ステータコアを均等に３分割以上にすると、磁気検出ギャップ部の長さがステータコアの半径の長さになり、２分割の場合の半分の長さになるため、ステータコアを小型化すると、磁気検出ギャップ部内にホールＩＣを２個並べて配置するスペースを確保できなくなるおそれがある。
【００５８】
そこで、本発明の実施形態（１０）の第１実施例（図１７）と第２実施例（図１８）は、ステータコア６１を３分割して形成した磁気検出ギャップ部６２が該ステータコア６１の半径よりも長くなるように、該ステータコア６１の分割中心６３を該ステータコア６１の中心よりずらしている。そして、このステータコア６１の分割により形成された３つのギャップ６４の中で最長のギャップを磁気検出ギャップ部６２とし、この磁気検出ギャップ部６２内にホールＩＣ３１を２個並べて配置している。更に、磁気検出ギャップ部６２がステータコア６１の中心を通過するように形成することで、ステータコア６１の２つの分割部分が磁気検出ギャップ部６２を挟んで対称な形状となっている。
【００５９】
一方、円筒状のロータコア２４のうち、ステータコア６１の磁気検出ギャップ部６２以外の２つのギャップ６４に対応する位置に、それぞれ磁石２７が設けられている。尚、上記各実施例（図１７、図１８）では、磁気検出ギャップ部６２の外周側に大ギャップ部が形成されていないが、磁気検出ギャップ部６２の外周側に大ギャップ部を形成しても良い。
【００６０】
以上説明した本実施形態（１０）では、ステータコア６１の分割中心６３を該ステータコア６１の中心よりずらして、ステータコア６１の分割により形成された３つのギャップ６４の中で最長のギャップを磁気検出ギャップ部６２とするようにしたので、磁気検出ギャップ部６２をステータコア６１の半径よりも長くすることができる。これにより、ステータコア６１を小型化しても、磁気検出ギャップ部６２内にホールＩＣ３１を２個並べて配置するスペースを確保することができ、２個のホールＩＣ３１の出力を互いに比較して異常がないか否かを確認しながら被検出物の回転角を検出することができる。
【００６１】
尚、ステータコアを４分割又はそれ以上に分割する場合でも、磁気検出ギャップ部がステータコアの半径よりも長くなるように、該ステータコアの分割中心を該ステータコアの中心よりずらすようにしても良い。
【００６２】
また、前記各実施形態（１）〜（１０）において、磁気検出ギャップ部に配置する磁気検出素子として、ホールＩＣ３１（ホール素子）に代えて、磁気抵抗素子等を用いるようにしても良い。
【００６３】
また、前記各実施形態（１）〜（１０）では、外周側のロータコア２４（ヨーク）を被検出物と一体に回転させて、その内周側のステータコア２５を固定するようにしたが、これとは反対に、外周側のコア２４（ヨーク）を固定して、その内周側のコア２５とホールＩＣ３１を被検出物と一体に回転させるようにしても良い。
【００６４】
その他、本発明は、スロットルバルブの回転角検出装置に限定されず、種々の回転体の回転角検出装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図２】本発明の実施形態（１）の回転角検出装置の縦断面図
【図３】本発明の実施形態（１）のロータコア回転角に対する磁気検出ギャップ部の磁束密度の変化特性を示す図
【図４】本発明の実施形態（２）におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図５】本発明の実施形態（３）の回転角検出装置の縦断面図
【図６】本発明の実施形態（４）におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図７】本発明の実施形態（５）におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図８】本発明の実施形態（６）におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図９】本発明の実施形態（７）におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１０】本発明の実施形態（７）のロータコア回転角に対する磁気検出ギャップ部の磁束密度の変化特性を示す図
【図１１】本発明の実施形態（８）におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１２】本発明の実施形態（８）のロータコア回転角に対する磁気検出ギャップ部の磁束密度の変化特性を示す図
【図１３】本発明の実施形態（９）の第１実施例におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１４】本発明の実施形態（９）の第２実施例におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１５】本発明の実施形態（９）の第３実施例におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１６】本発明の実施形態（９）の第４実施例におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１７】本発明の実施形態（１０）の第１実施例におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１８】本発明の実施形態（１０）の第２実施例におけるロータコア、磁石、ステータコアの配置関係を示す図
【図１９】従来の回転角検出装置を説明するための断面図
【符号の説明】
２１…本体ハウジング、２２…回転軸、２４…ロータコア、２５…ステータコア、２７…磁石、２８…磁束短絡防止用の空隙部、２９…磁気検出ギャップ部、３１…ホールＩＣ（磁気検出素子）、４１…回転レバー、５１…大ギャップ部、５２…ロータコア、５４…磁石、５５…ステータコア、５６…磁気検出ギャップ部、５７…大ギャップ部、６１…ステータコア、６２…磁気検出ギャップ部、６３…分割中心、６４…ギャップ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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