(57)【要約】【課題】  検出精度の低下を抑制できる回転角検出装置を提供すること。【解決手段】  モータシャフト20（回転体）の回転角を検出する回転角センサ５（回転角検出装置）であって、回転軸線Oを中心に回転するモータシャフト20と、モータシャフト20において回転軸線Oの一端側に設けられ、磁性材料と樹脂材料で形成され、回転軸線Oの方向に延びる筒状部であるマグネット収容部80を有するマグネットホルダ８と、マグネット収容部80内に設けられ、回転軸線Oの周方向においてN極とS極が並ぶように設けられたマグネット７と、マグネット７と対向するように設けられ、モータシャフト20の回転に伴うマグネット７の磁界の大きさの変化または方向の変化を検出することによりモータシャフト20の回転角を検出するMR素子50（磁気センサ）と、を備え、マグネットホルダ８は、樹脂材料が磁性材料の少なくとも一部を包囲するように形成される。【選択図】  図２
2018072086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、
回転軸線を中心に回転する回転体と、
前記回転体において前記回転軸線の一端側に設けられ、磁性材料と樹脂材料で形成され、前記回転軸線の方向に延びる筒状部であるマグネット収容部を有するマグネットホルダと、
前記マグネット収容部内に設けられ、前記回転軸線の周方向においてN極とS極が並ぶように設けられたマグネットと、
前記マグネットと対向するように設けられ、前記回転体の回転に伴う前記マグネットの磁界の大きさの変化または方向の変化を検出することにより前記回転体の回転角を検出する磁気センサと、を備え、
前記マグネットホルダは、前記樹脂材料が前記磁性材料の少なくとも一部を包囲するように形成されることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記マグネットホルダを構成する前記磁性材料は、軟磁性体であることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転角検出装置において、
前記マグネットホルダを構成する前記磁性材料は、ソフトフェライトであることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記マグネット収容部および前記マグネットは、前記回転軸線に直交する断面の形状が矩形を有することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記マグネットホルダは、前記磁性材料で形成された磁性体部と、前記樹脂材料によって前記磁性体部を被覆する樹脂部とを有することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の回転角検出装置において、
前記磁性体部は、前記回転体が挿入される挿入孔を有することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項７】
請求項５に記載の回転角検出装置において、
前記磁性体部は、前記マグネットの外周側を包囲するように形成された環状部を有することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項８】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記回転体は、前記回転体の外周側にセレーション溝を有することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項９】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記マグネットホルダまたは前記マグネットに、前記回転体との結合用の軸が固定され、
前記回転体は、前記結合用の軸が挿入される挿入孔を有することを特徴とする回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転角を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転体に設けられたマグネットと対向し、回転体の回転に伴うマグネットの磁気の変化を検出することにより回転体の回転角を検出する装置が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の装置では、マグネットに対する外部磁界の影響により、回転角の検出精度が低下するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る回転角検出装置は、好ましくは、マグネットを収容するために回転体に設けられ、磁性材料を含む材料で形成されるマグネットホルダを備えた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、マグネットに対する外部磁界の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態の回転角センサが適用されるステアリング装置の模式図である。
【図２】第１実施形態の回転角センサが設置されるモータおよびコントロールユニットの外観（ａ）と、回転角センサを含む一部断面（ｂ）を示す。
【図３】第１実施形態における回転角センサのマグネットユニットの軸線を通る断面を示す。
【図４】第１実施形態におけるマグネットの磁石部の模式的な斜視図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図５】第１実施形態のマグネットユニットを軸線方向一方側（マグネット側）からみた模式的な正面図である。
【図６】第２実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面を示す。
【図７】第２実施形態のマグネットユニットを軸線方向一方側（マグネット側）からみた模式的な正面図である。
【図８】第３実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面を示す。
【図９】第４実施形態の磁性体部の軸線を通る断面を示す。
【図１０】第５実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面を示す。
【図１１】第６実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面を示す。
【図１２】第７実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面とモータシャフトの端部を示す。
【図１３】第８実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面、結合用の軸、およびモータシャフトの端部を示す。
【図１４】第９実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面、結合用の軸、およびモータシャフトの端部を示す。
【図１５】第１０実施形態のマグネットユニットの軸線を通る断面、結合用の軸、およびモータシャフトの端部を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
【０００９】
［第１実施形態］
まず、構成を説明する。本実施形態の回転角センサは電動パワーステアリング装置のモータ（電動機）に適用される。ステアリング装置１は、自動車に搭載される。図１に示すように、ステアリング装置１は、操舵機構、アシスト機構、トルクセンサ３、及びコントロールユニット４を備える。操舵機構は、中間軸11、操舵軸（ステアリングシャフト）12、及び伝達機構を有する。中間軸11は、操舵輪（ステアリングホイール）10に連結する。操舵軸12は、操舵入力軸であり、自在継手を介して中間軸11に連結する。伝達機構は、ピニオン軸13とラック軸14を有する。ピニオン軸13は、操舵出力軸であり、トーションバーを介して操舵軸12に連結する。ピニオン軸13の外周にはピニオンギヤがある。ラック軸14の外周の一部にはラック歯（ラックギヤ）140がある。ピニオンギヤとラックギヤ140は噛み合う。ラック軸14の軸線方向両端には、ボールジョイントを介してタイロッド15が接続する。タイロッド15には、ナックルアームを介して転舵輪（車輪）16が連結する。アシスト機構は、モータ２および減速機を有する。モータ２は、例えば三相ブラシレスDCモータである。図２に示すように、モータ２の出力軸（モータシャフト）20には、モータシャフト20の回転角ないし回転位置を検出する回転角センサ（回転角検出装置）５がある。減速機は、ウォームギヤ機構であり、ウォームシャフト21とウォームホイール22を有する。ウォームシャフト21はモータシャフト20に連結されており、モータシャフト20と一体に回転する。ウォームホイール22はピニオン軸13に連結されており、ピニオン軸13と一体に回転する。
【００１０】
トルクセンサ３は、操舵軸12とピニオン軸13との相対回転（トーションバーの捻れ）に応じた電圧等の電気信号を出力することで、運転者の操舵操作によりステアリングホイール10に入力され操舵機構に発生するトルク（操舵トルク）を検出する。コントロールユニット（ECU）４は、マイクロコンピュータを含む電子制御ユニットである。ECU４は、モータ２と一体的に設けられる。言換えると、モータ２は機電一体型である。ECU４は、モータ２及び回転角センサ５に接続すると共に、ハーネスを介してトルクセンサ３と接続する。ECU４は、CAN通信線を介して他のセンサやコントローラとも接続している。ECU４は、トルクセンサ３から入力される信号に基づき、操舵トルクを検出する。ECU４は、操舵トルクや車両の走行状態に関する情報（車速等）に基づき目標の操舵アシスト力を演算する。ECU４は、目標操舵アシスト力及び回転角センサ５から入力されるモータ２の回転角信号に基づき、モータ２に駆動信号を出力する。ECU４はモータ２に流れる電流を制御してモータ２の出力を制御する。
【００１１】
操舵機構は、運転者が操舵するステアリングホイール10の回転（運転者によりステアリングホイール10に入力される操舵操作力）を転舵輪16に伝達する。中間軸11には、ステアリングホイール10からの回転力が伝達される。操舵軸12は、ステアリングホイール10（中間軸11）の回転に伴い回転する。伝達機構は、操舵軸12の回転運動を転舵輪16の車軸方向運動に変換し、操舵軸12の回転に伴い転舵輪16を転舵させる。ラック軸14は、操舵軸12（ピニオン軸13）の回転に応じて軸線方向に運動し、転舵輪16を転舵させる。ラック軸14の車幅方向の運動は、ナックルアームにより転舵輪16の転舵方向の運動へと変換される。アシスト機構は、運転者による操舵操作力をアシストする。アシスト機構は、電動（直結）式のパワーステアリング装置であって、ピニオン軸13の回転運動に対してモータ２が補助動力を付与するピニオンアシスト式である。なお、形式はこれに限らず、ラックアシスト式等でもよい。モータ２は、車両に搭載される電源（バッテリ）から供給される電力により駆動され、減速機を介してピニオン軸13にアシスト力を付与する。減速機は、モータシャフト20の回転を減速し（モータ２が発生するトルクを増幅し）、モータ２の出力をピニオン軸13に伝達する。モータ２の駆動力が減速機を介してピニオン軸13に伝達されることで、運転者の操舵力に対するアシスト力（操舵アシスト力）が付与される。ECU４は、ステアリング装置１の制御装置として機能し、アシスト制御を実行可能である。運転者によりステアリングホイール10が操舵されると、ECU４がモータ２の出力を制御することにより、ピニオン軸13に対して適切な補助動力が与えられ、運転者の操舵力がアシストされる。
【００１２】
図２に示すように、モータ２は、モータハウジング200に収容される。ECU４はECUハウジング40に収容される。両ハウジング200,40は一体的に結合される。ECUハウジング40にはコネクタ41が設けられる。以下、モータ２の回転軸線Oに沿ってx軸を設定し、モータ２に対してECU４の側を正方向とする。モータ２は、所定のスロット数を有するステータと、所定の磁極数を有するロータと、モータシャフト（回転体）20とを備える。ステータはモータハウジング200に固定される。ステータの複数のティースにはコイルが巻回されている。ロータは、ステータの内側に配置され、ステータに対して回転可能である。ロータの外周には、S極とN極が周方向で交互に並ぶように、複数の永久磁石が取り付けられる。モータシャフト20は、鉄やステンレス等により円柱状に形成される。モータシャフト20は、ベアリングを介してモータハウジング200に支持され、回転軸線Oを中心に回転する。モータシャフト20には、ロータが固定される。モータシャフト20のｘ軸負方向側端部には、ウォームシャフト21が連結される。
【００１３】
回転角センサ５は、磁気抵抗効果素子（MR素子）50とマグネットユニット６とを有するMRセンサである。MR素子50として、GMR素子やAMR素子を用いることができる。マグネットユニット６は、モータシャフト20のｘ軸正方向端部に連結され、モータシャフト20と一体的に回転する。マグネットユニット６の軸線は回転軸線Oと一致する。ECU４は、制御基板42およびセンサ基板43を有する。両基板42,43は、モータシャフト20の回転軸線O（x軸）に直交する方向に延びる。センサ基板43は制御基板42のx軸負方向側にある。制御基板42には、CPUやインバータ回路等が実装され、ステータのコイル、センサ基板43、およびコネクタ41と電気的に接続される。センサ基板43のｘ軸負方向側の面には回転角センサ５のMR素子50が実装される。制御基板42のCPUには、センサ基板43（MR素子50）からロータの回転角が直接入力されると共に、操舵トルクや車両の走行状態に関する情報が入力される。また、コネクタ41を介して外部電力が供給される。CPUは、操舵トルクや車両の走行状態に関する情報に基づき、ステータのコイルに対し電流を供給する。このとき、ロータの回転角に基づき、位相を120°ずらした三相交流をインバータ回路で作り、ステータのコイルの電流方向と大きさを変化させることで、ロータを回転させる（正弦波駆動）。または、ロータの回転角に応じてインバータ回路のパワー素子のON/OFF状態を切り替え、ステータのコイルの電流方向を変化させることでロータを回転させる（矩形波駆動）。
【００１４】
マグネットユニット６は、マグネット７とマグネットホルダ（以下、ホルダ）８を有する。ホルダ８の外周は円筒状である。図３に示すように、ホルダ８は、内周側にマグネット収容部80と軸収容部83を有する。マグネット収容部80は円筒状であり、大径部81と小径部82を有する。両部81,82はホルダ８の軸線上を延びる。大径部81はホルダ８のｘ軸正方向端面に開口する。大径部81の径は、ｘ軸正方向側から負方向側へ向うにつれて徐々に大きくなる。軸収容部83は有底円筒状であり、ホルダ８の軸線上を延びる。軸収容部83はホルダ８のｘ軸負方向端面に開口する。軸収容部83の開口部には、ｘ軸正方向側から負方向側に向うにつれて徐々に径が大きくなるテーパ部830がある。テーパ部830を除く軸収容部83の径は、モータシャフト20のｘ軸正方向端部の外径と略同じである。軸収容部83にはモータシャフト20の上記端部が圧入される。なお、軸収容部83とモータシャフト20とが機械的に結合すればよく、圧入に限らず、例えばねじ結合であってもよい。小径部82のｘ軸正方向端は大径部81のｘ軸負方向側の底部に開口する。小径部82のｘ軸負方向端は軸収容部83のｘ軸正方向側の底部に開口する。小径部82の内周には、周方向に延びる複数の溝820がｘ軸方向に並ぶ。これらの溝820は、軸線の周りを螺旋状に延びる一本のねじ溝により形成される。なお、複数の周方向溝820が非連続にx軸方向で並んでもよい。ねじ溝であれば、機械加工が容易である。
【００１５】
マグネット（磁石）７は、磁石部70と支持部71を一体的に有する。磁石部70の形状はマグネット収容部80の大径部81と略同じである。磁石部70の径は、ｘ軸正方向側から負方向側へ向うにつれて徐々に大きくなる。磁石部70の外周は、x軸正方向側を除き、大径部81の内周に接する。支持部71の形状はマグネット収容部80の小径部82と略同じである。支持部71の外周には、周方向に延びる複数の突起710がｘ軸方向に並ぶ。支持部71の外周は、x軸負方向側の端面を除き、小径部82の内周に接する。図２に示すように、マグネットユニット６は、ｘ軸方向で隙間CLを介してMR素子50に対向する。マグネット７の磁石部70の軸線方向一方側端面700は、MR素子50に対向する。MR素子50の中心位置はマグネットユニット６（磁石部70）の回転軸線Oに一致する。
【００１６】
マグネットユニット６の製造工程は、ホルダ８を射出成形する工程と、ホルダ８のマグネット収容部80における小径部82の溝820を形成する工程と、その後、ホルダ８のマグネット収容部80にマグネット７を射出成形する工程とを有する。ホルダ８は、強磁性体と樹脂を含む。強磁性体はソフトフェライト（Mn-Zn系やNi-Zn系の酸化鉄）である。ソフトフェライトは粒子として樹脂中に分散している。樹脂はバインダとして機能する。樹脂はポリフェニレンスルファイド（PPS）である。PPSは、強度や剛性、耐熱性が高く、また成形性に優れる。なお、樹脂はバインダとして機能すればよく、PPSに限らずナイロンその他のポリアミド系樹脂であってもよい。ホルダ８を射出成形する工程で、樹脂材料（PPS）とソフトフェライトの粉を混ぜたものを材料とし、これを溶かしたものが金型に射出注入されることで、ホルダ８が上記形状に成形される。その後、小径部82の溝820を形成する工程で、溝820が機械加工により形成される。
【００１７】
マグネット７は、強磁性体と樹脂を含む、謂わばボンド磁石である。強磁性体はネオジムである。ネオジムは粒子として樹脂中に分散している。樹脂はバインダとして機能する。樹脂はPPSである。なお、樹脂は、バインダとして機能すればよく、PPSに限らずナイロンその他のポリアミド系樹脂であってもよい。マグネット７は、ホルダ８のマグネット収容部80を型として射出成形される。射出成形の材料として、樹脂材料（PPS）とネオジムの粉を混ぜたものを用いる。これを溶かしたものが（小径部82に溝820が形成された）マグネット収容部80に射出注入されることで、マグネット７が上記形状に成形される。その後、マグネットユニット６のx軸正方向端面（マグネット７の磁石部70のx軸正方向端面700）に対向して着磁器を設置し、磁石部70を着磁する。図４（ａ）に示すように、マグネット７の磁石部70は、略円板状であり、軸線方向の両側に着磁された領域を有する永久磁石である。軸線方向一方側の領域についてみると、一対の磁極があり、Ｎ極とＳ極が周方向に並ぶ。軸線方向他方側の領域も同様である。軸線方向一方側の領域における或る磁極と、軸線方向他方側の領域において軸線方向で上記或る磁極に対応する磁極とは、異なる。言換えると、周方向および軸線方向でＮ極とＳ極が互い違いに並ぶ。なお、マグネット７の軸線方向一方側ないし他方側の領域において、磁極の数は２に限らず４等でもよい。
【００１８】
次に作用を説明する。モータ２の制御は電動パワーステアリング装置の性能を左右する。モータ２の回転制御では、モータ２のロータの回転位置（回転角）を検出する必要がある。モータ２の回転角センサ５は、マグネット７と、その磁気に感応するMR素子50との組み合わせを用いる方式であり、マグネット７をモータシャフト20に取付け、その磁界が上記素子50に到達するように構成する。なお、MR素子以外にホール素子等の磁気感応素子を用いても良い。磁石部70の周囲には、図４（ｂ）において矢印で示すような磁界が発生する。磁石部70の軸線方向一方側の端面700には、図５において矢印で示すような磁界が発生する。磁石部70の上記端面700における中心領域（破線によって囲まれる領域）は、磁力線が直線的に延びて互いに平行に並ぶ平行磁界領域である。MR素子50は平行磁界領域に対向する。マグネット７の磁界はMR素子50に到達する。MR素子50は、モータシャフト20の回転に伴うマグネット７の（平行磁界領域における）磁界の大きさの変化または方向の変化に応じた電気信号を出力することにより、モータシャフト20の回転角（言換えるとロータの回転角）を検出する。マグネット７の磁性材料は、ネオジムである。ネオジムは、強磁性体であると共に、硬磁性材料であるため、保磁力が大きい。よって、マグネット７の磁気特性を良好に保つことができる。なお、マグネット７の磁性材料は、硬磁性材料であればよく、ネオジムに限らずフェライト等であってもよい。
【００１９】
マグネット７の磁界は、マグネット７に対する外部からの磁界（外部磁界）による影響を受ける。この場合、回転角の検出精度が低下するおそれがある。例えば、モータ駆動用電流がステータのコイルに流れると、磁界が発生する。これが外部磁界としてマグネット７に影響する可能性がある。ホルダ８は、マグネット収容部80を有する。マグネット７はマグネット収容部80の内部に設けられる（収容される）。ホルダ８は、磁性材料（ソフトフェライト）を含む材料で形成され、強磁性体を含む。強磁性体（ソフトフェライト）は外部磁界を吸収する。よって、マグネット７に対する外部磁界の影響を抑制することができる。ここで、マグネット７を着磁する際にホルダ８が着磁の影響を受けることにより、又は着磁後のマグネット７の磁界により、ホルダ８（磁性材料）が永久磁石となりうる。この場合、ホルダ８自体がマグネット７に対する外部磁界になるおそれがある。これに対し、ホルダ８の磁性材料は、ソフトフェライトである。ソフトフェライトは軟磁性材料であるため、保磁力が小さい。よって、ホルダ８自体が永久磁石（外部磁界）になることを抑制できる。一方、ソフトフェライトは、軟磁性材料であるため、透磁率が比較的大きい。よって、外部磁界に対しホルダ８に磁束が通りやすい（磁路ができやすい）ため、マグネット７に対する良好な磁気シールド特性を有し、外部磁界の影響を抑制することができる。なお、ホルダ８の磁性材料は、軟磁性材料であればよく、ソフトフェライトに限らず軟鉄、ケイ素鋼、パーマロイ（鉄よりは錆にくい）、アモルファス磁性合金（耐食性に優れる）等であってもよい。
【００２０】
ホルダ８を磁性材料（ソフトフェライト）のみで形成してもよい。しかし、ホルダ８の外表面に磁性材料が露出すると、これが錆び易くなることから、マグネットユニット６の耐食性が低下するおそれがある。本実施形態では、ホルダ８は磁性材料と樹脂材料で形成される。樹脂材料が磁性材料の少なくとも一部を包囲するように、ホルダ８が形成される。具体的には、磁性材料（ソフトフェライト）の粒子は樹脂中に分散しており、樹脂により囲まれている。よって、ホルダ８の外表面において磁性材料（ソフトフェライト）が露出することが抑制されるため、磁性材料が錆びることが抑制される。これにより、マグネットユニット６の耐食性を向上できる。ホルダ８の外表面に磁性材料の一部が露出することは許容される。なお、耐食性を向上するために、ホルダ８にめっき等の表面処理を行うことも考えられる。しかし、コスト高となるおそれがあると共に、マグネットユニット６をモータシャフト20に取付ける際（圧入時）等にめっきが剥がれてコンタミとなるおそれがある。ホルダ８の外表面に防水用の油を塗布することも考えられる。しかし、高熱環境下の製造過程で油膜が消失したり、ECU４に油分が付着したりする等のおそれがある。また、磁性を備えるステンレスでホルダ８を形成することも考えられる。しかし、材料コストが上昇するおそれがある。これらに対し、ホルダ８を磁性材料と樹脂材料で形成することで、耐食性を向上しつつ、上記不都合を回避可能である。マグネット７についても同様である。
【００２１】
ホルダ８の磁性材料（ソフトフェライト）は粉である。ホルダ８は、磁性材料を混合した樹脂材料で射出成形される。よって、ホルダ８に磁性体を鋳込む必要がないため、ホルダ８の製作が容易である。
樹脂材料をベースとして磁性材料の粉を混ぜる際、これらの混合比（重量や体積の割合）を調整することで、磁路ができやすい透磁率をもつ等、所望の特性のホルダ８を製造することが可能である。
【００２２】
ホルダ８はマグネット７を保持する。ホルダ８を有しない状態でマグネット７が単体でモータシャフト20に固定される場合に比べ、マグネット７を強固にモータシャフト20に支持でき、ホルダ８によりマグネット７を保護できる。マグネット収容部80は大径部81と小径部82を有する。マグネット７は、磁石部70と支持部71を一体的に有する。大径部81は磁石部70を収容し、小径部82は支持部71を収容する。よって、大径部81に加えて小径部82の分だけ、マグネット７に接するマグネット収容部80の面積を増やすことができるため、マグネット収容部80に対するマグネット７の軸線方向および軸線の周り方向の移動を規制し、ホルダ８にマグネット７をより強固に支持可能である。大径部81の径は、ｘ軸正方向側（開口側）から負方向側（底部側）へ向うにつれて徐々に大きくなる巾着状である。この形状が謂わばアンダーカットとして機能し、磁石部70が大径部81に対してｘ軸正方向側に移動することを抑制する。なお、磁石部70が大径部81に対してｘ軸負方向側に移動することは、大径部81の底部に磁石部70が接することで抑制される。よって、マグネット７の軸線方向移動が規制され、磁石部70が大径部81のｘ軸正方向側の開口から抜け出ることが抑制される。また、小径部82には、溝820がある。この溝820に小径部82の突起710が係合することで、支持部71が小径部82に対してｘ軸方向に移動することが抑制される。これによっても、マグネット７の軸線方向移動が規制される。また、溝820の分だけ、マグネット７に接する小径部82の面積を増やすことができるため、マグネット収容部80に対するマグネット７の軸線周り方向の移動をより効果的に規制できる。
【００２３】
回転角センサ５の設計要求として、ホルダ８は、磁気吸収性のほか、機械的強度や耐食性といった特性・性能を有することが好ましい。本実施形態では、ホルダ８はマグネット７と別体で形成される。具体的には、ホルダ８は、マグネット７とは別の材料および別の工程で形成される。よって、ホルダ８の特性・性能をマグネット７とは独立して（マグネット７の特性・性能をホルダ８とは独立して）調整可能である。このため、例えば、ホルダ８の機械的強度を十分に確保できる。マグネット７の磁界特性を任意に設定できる。このように、ホルダ８の強度確保とマグネット７の磁界特性の確保の両立を図ることができる。
【００２４】
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）モータシャフト20（回転体）の回転角を検出する回転角センサ５（回転角検出装置）であって、
回転軸線Oを中心に回転するモータシャフト20と、
モータシャフト20において回転軸線Oの一端側に設けられ、磁性材料と樹脂材料で形成され、回転軸線Oの方向に延びる筒状部であるマグネット収容部80を有するマグネットホルダ８と、
マグネット収容部80内に設けられ、回転軸線Oの周方向においてN極とS極が並ぶように設けられたマグネット７と、
マグネット７と対向するように設けられ、モータシャフト20の回転に伴うマグネット７の磁界の大きさの変化または方向の変化を検出することによりモータシャフト20の回転角を検出するMR素子50（磁気センサ）と、を備え、
マグネットホルダ８は、樹脂材料が磁性材料の少なくとも一部を包囲するように形成される。
よって、マグネット７に対する外部磁界の影響を抑制することができる。また、耐食性を向上できる。
（２）マグネットホルダ８を構成する磁性材料は、軟磁性体である。よって、ホルダ８自体がマグネット７に対する外部磁界になることを抑制できる。
（３）マグネットホルダ８を構成する磁性材料は、ソフトフェライトである。ソフトフェライトは軟磁性材料であり、良好な磁気シールド特性を有する。
【００２５】
［第２実施形態］
図６，図７に示すように、マグネット７の磁石部70は、略直方体状である。磁石部70の周囲には、図４（ｂ）において矢印で示すような磁界が発生する。磁石部70の軸線方向一方側の端面700には、図７において矢印で示すような磁界が発生する。他の構成は第１実施形態と同じである。ホルダ８のマグネット収容部80およびマグネット７は、回転軸線Oに直交する断面の形状が矩形である。マグネット７の磁界が、矩形断面の一側面側からこの一側面と対向する他側面側に向かうようにマグネット７（磁石部70）に着磁する。これにより、磁石部70の表面700における磁界の分布が、磁石部70の外周近くまで広がる平行磁界領域を備えるようになる。回転角の検出に必要な平行磁界領域が磁石部70の外周近くまで現れるため、面700に対向するMR素子50の中心位置と、マグネットユニット６（磁石部70）の回転軸線Oとのずれが多少あっても、その影響を受けにくくなる。なお、上記断面の形状は、矩形を有していればよく、完全な矩形である必要はない。他の作用効果は第1実施形態と同じである。
【００２６】
（４）マグネット収容部80およびマグネット７は、回転軸線Oに直交する断面の形状が矩形を有する。よって、良好な平行磁界を得ることができ、MR素子50とマグネットユニット６との軸線ずれの影響を抑制できる。
【００２７】
［第３実施形態］
図８に示すように、ホルダ８は、磁性体部９と樹脂部800を有する。磁性体部９は、ソフトフェライト等の軟磁性材料で形成された円筒状の部材である。なお、磁性体部９は鉄等の磁性材料で形成されてもよい。樹脂部800は、PPS等の樹脂材料によって第１実施形態のホルダ８と同形状に形成された部分である。磁性体部９は樹脂部800の内部にある。樹脂部800は磁性体部９を被覆して外部から遮断する。磁性体部９の軸線は樹脂部800（ホルダ８）の軸線と一致する。磁性体部９のx軸正方向側の端部は、マグネット７の外周側を包囲する環状部90として機能する。環状部90は、樹脂部800の外周面（ホルダ８の外周面）とマグネット７の外周面（大径部81の内周面）との間において僅かにマグネット７の側（樹脂部800の外周面よりもマグネット７に近い側）に位置する。ホルダ８はインサート成形される。磁性体部９を設置した金型に樹脂材料を注入し、樹脂部800と磁性体部９を一体化したホルダ８を形成する。その後、溝820を形成する工程とマグネット７を射出成形する工程等は、第１実施形態と同じである。他の構成は第１実施形態と同じである。
【００２８】
ホルダ８は、磁性材料で形成された磁性体部９を有し、強磁性体を含む。強磁性体（磁性体部９）は外部磁界を吸収する。よって、マグネット７に対する外部磁界の影響を抑制することができる。磁性体部９の厚さは、例えば、外部磁界に対し磁気飽和しない程度の大きさに設定すればよい。磁性体部９は、ホルダ８の外形とは異なる形状とすることができる。すなわち、磁性体部９の形状の自由度が高いため、マグネット７に対する磁気シールド特性を調整しやすい。本実施形態では、磁性体部９は、マグネット７の外周側を包囲するように形成された環状部90を有する。環状部90がマグネット７を包囲することで、マグネット７に対する外部磁界からの影響を更に抑制することができる。ホルダ８は、樹脂材料によって磁性体部９を被覆する樹脂部800を有する。樹脂部800が磁性体部９を包囲するように、ホルダ８が形成される。よって、ホルダ８の外表面において磁性材料（ソフトフェライト）が露出することが抑制されるため、磁性材料が錆びることが抑制される。ホルダ８の外表面に磁性体部９の一部が露出することは許容される。なお、樹脂部800は、第１実施形態と同様、樹脂の内部にソフトフェライト等の軟磁性材料の粒子を含んでもよい。この場合、マグネット７に対する外部磁界からの影響を更に抑制することができる。他の作用効果は第１実施形態と同じである。
【００２９】
（５）マグネットホルダ８は、磁性材料で形成された磁性体部９と、樹脂材料によって磁性体部９を被覆する樹脂部800とを有する。よって、外部磁界を吸収する部位（磁性体部９）の形状の自由度を向上させることができる。
（７）磁性体部９は、マグネット７の外周側を包囲するように形成された環状部90を有する。よって、マグネット７に対する外部磁界からの影響を更に抑制することができる。
【００３０】
［第４実施形態］
図９に示すように、磁性体部９は、軸線方向における中央部91が両端部93よりも小径であり、くびれた形状である。中央部91は、中央部91の側から端部93の側に向って徐々に径が大きくなるテーパ部92を介して、両端部93に接続する。ｘ軸正方向側の端部93は、マグネット７の外周側を包囲する環状部として機能する。他の構成は第３実施形態と同じである。磁性体部９は、中央部91と両端部93との間に段差（テーパ部92）を有する。段差（テーパ部92）により、磁性体部９が樹脂部800に対して軸線方向（ｘ軸方向）や軸線方向に直交する方向等に移動することが抑制されるため、マグネットユニット６の強度をより向上できる。他の作用効果は第３実施形態と同じである。
【００３１】
［第５実施形態］
図１０に示すように、磁性体部９の環状部90は、樹脂部800の外周面（ホルダ８の外周面）とマグネット７の外周面（大径部81の内周面）との間において樹脂部800の外周面側（マグネット７よりも樹脂部800の外周面に近い側）に位置する。他の構成は第３実施形態と同じである。環状部90は、マグネット７よりも樹脂部800の外周面に近い側にある。このため、磁石部70の軸線方向両端面および磁石部70の外周側を通る磁界から離れた位置で、環状部90により外部磁界が吸収される。よって、外部磁界が磁石部70の上記磁界（マグネット７の磁界）に与える影響が少ない。また、外部磁界を吸収した磁性体部９が発生する磁界も、磁石部70の上記磁界（マグネット７の磁界）から離れており、これに与える影響が少ない。したがって、回転角の検出精度の低下をより効果的に抑制可能である。他の作用効果は第３実施形態と同じである。
【００３２】
［第６実施形態］
図１１に示すように、磁性体部９は、シールド部94と軸支持部95を有する。シールド部94と軸支持部95は同じ材料により一体に形成される。シールド部94は、磁性体部９のｘ軸正方向側にあり、第３実施形態（図８）の磁性体部９と同様の構成である。軸支持部95は、磁性体部９のｘ軸負方向側にあり、シールド部94よりも径方向で厚い。軸支持部95の外周の径は、シールド部94の外周の径と略同じである。軸支持部95の内周950は円筒状であり、その径は、シールド部94の内周の径よりも小さく、モータシャフト20のｘ軸正方向端部の外径（軸収容部83の径）と略同じである。内周950は、軸収容部83の内周の一部を構成する。軸支持部95（磁性体部９）のｘ軸負方向端は、テーパ部830を除く軸収容部83のx軸負方向端と同じx軸方向位置にある。なお、軸支持部95のｘ軸方向寸法は、本実施形態では軸収容部83のx軸方向寸法より小さいが、軸収容部83のx軸方向寸法以上であってもよい。内周950には、モータシャフト20のｘ軸正方向端部が圧入される。なお、軸支持部95とモータシャフト20とが機械的に結合すればよく、圧入に限らず、例えばねじ結合であってもよい。他の構成は第３実施形態と同じである。
【００３３】
磁性体部９は、軸支持部95を有する。軸支持部95の内周950は、モータシャフト20（の上記端部）が挿入される挿入孔として機能する。磁性体部９は、酸化鉄を主原料とするソフトフェライトから形成されており、樹脂部800よりも強度が高い。この磁性体部９（軸支持部95）にモータシャフト20の挿入孔を設けることにより、モータシャフト20へのマグネットユニット６の保持性を向上させることができる。すなわち、ホルダ８とモータシャフト20との間には線膨張係数の差がある。環境温度が変化すると線膨張係数の上記差によって両者８,20の間に緩みが生じ、マグネットユニット６（ホルダ８）がモータシャフト20に対して回転したり（回転ずれを生じたり）、軸線方向に移動したり（抜け出たり）するおそれがある。本実施形態では、モータシャフト20が圧入されるのは、ホルダ８の樹脂部800でなく、金属材料から形成された軸支持部95である。このため、ホルダ８をモータシャフト20に固定する荷重が高く、高い結合強度が得られる。温度変化によりモータシャフト20等の寸法が変化しても、マグネットユニット６がモータシャフト20に対し変位することを抑制でき、耐久性を向上できる。なお、軸支持部95とシールド部94とを別部材としてもよい。この場合、軸支持部95の材質をモータシャフト20の支持に適したものにし、シールド部94の材質を外部磁界の遮蔽に適したものにすることで、両部94,95の機能を向上できる。本実施形態では両部94,95を一体に形成するため、マグネットユニット６の製造が容易であり、部品点数を削減できる。他の作用効果は第３実施形態と同じである。
【００３４】
（６）磁性体部９は、モータシャフト20（回転体）が挿入される軸支持部95の内周950（挿入孔）を有する。よって、モータシャフト20へのマグネットユニット６（ホルダ８）の保持性を向上させることができる。
【００３５】
［第７実施形態］
図１２に示すように、モータシャフト20のｘ軸正方向側の端部は、その外周に、モータシャフト20の軸線方向に延びる複数の溝201（セレーション溝）を有する。溝201はモータシャフト20に機械加工される。周方向で隣接する溝201の間に、軸線方向に延びる突起202がある。モータシャフト20の上記端部がホルダ８の軸収容部83に圧入される際、突起202の先端側が軸収容部83の内周面に食い込む。他の構成は第１実施形態と同じである。モータシャフト20は、モータシャフト20の外周側に溝201を有する。よって、ホルダ８とモータシャフト20の線膨張係数の差による両者８,20間の緩みが抑制される。また、マグネットユニット６（ホルダ８）とモータシャフト20の相対回転（回転ずれ）を抑制できる。他の作用効果は第１実施形態と同じである。
【００３６】
（８）モータシャフト20（回転体）は、モータシャフト20の外周側に溝201（セレーション溝）を有する。よって、マグネットユニット６（ホルダ８）とモータシャフト20の回転ずれを抑制することができる。
【００３７】
［第８実施形態］
図１３に示すように、モータシャフト20とマグネットユニット６（ホルダ８）との結合用の軸23が、マグネットユニット６（ホルダ８）に固定される。軸23は、鉄やステンレス等により、好ましくはモータシャフト20と同じ材料により、形成される。軸23は、大径部231と小径部232を有する。大径部231と小径部232との間には、大径部231の側から小径部232の側へ向って徐々に径が小さくなるテーパ部233がある。小径部232のｘ軸負方向端の外周には、ｘ軸負方向側に向って徐々に径が小さくなるテーパ部234がある。軸23の軸線はホルダ８（マグネット７）の軸線と一致する。軸23は、ホルダ８を射出成形する工程で、ホルダ８にアウトサート成形される。これにより、軸23がホルダ８に固定される。大径部231の全部とテーパ部233の一部は軸収容部83に収容され、ホルダ８により包まれる。この工程で、テーパ部233の上記一部に接する鍔部84がホルダ８に形成される。なお、マグネット７を射出成形する工程で、マグネット７に軸23をアウトサート成形してもよい。この場合、軸23はホルダ８でなくマグネット７に固定される。この場合において、鍔部84と同様の鍔部をマグネット７に形成してもよい。モータシャフト20の先端側の中心部に、軸23との結合用の孔203が機械加工される。孔203は、モータシャフト20の軸線上を所定深さまで延び、モータシャフト20のｘ軸正方向端面に開口する。軸23の小径部232の径は、孔203の径と略同じである。孔203には小径部232が圧入される。他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３８】
ホルダ８に、モータシャフト20との結合用の軸23が固定される。モータシャフト20は、軸23が挿入される挿入孔203を有する。このように、軸23はホルダ８に固定される。鍔部84によりホルダ８からの軸23の抜けが抑制される。軸23がマグネット７でなくホルダ８に固定されることで、より効果的に軸23をマグネットユニット６に保持可能である。モータシャフト20には圧入用の孔203がある。軸23が（樹脂を含む）ホルダ８でなく（金属製の）モータシャフト20に圧入されることで、高い圧入強度が得られ、マグネットユニット６をモータシャフト20に固定する荷重（モータシャフト20の抜け荷重）が高い。軸23の材質は、ホルダ８の材質よりもモータシャフト20の材質に近いため、温度変化の幅が広い環境下で、高い圧入強度が得られ、耐久性を向上できる。モータシャフト20と軸23の両方が金属製であるため、より高い圧入強度が得られる。他の作用効果は第１実施形態と同じである。
【００３９】
（９）マグネットホルダ８またはマグネット７に、モータシャフト20（回転体）との結合用の軸23が固定され、モータシャフト20は、結合用の軸23が挿入される挿入孔203を有する。よって、モータシャフト20へのマグネットユニット６の保持性を向上させることができる。
【００４０】
［第９実施形態］
図１４に示すように、マグネットユニット６の構成は第６実施形態と同じである。第８実施形態と同じく、モータシャフト20との結合用の軸23がマグネットユニット６（ホルダ８）に固定される。モータシャフト20の先端側に孔203がある。軸23の大径部231の径は、軸支持部95の内周950の径と略同じである。内周950は、軸23が挿入される挿入孔として機能する。内周950には軸23の大径部231が圧入され、孔203には軸23の小径部232が圧入される。なお、軸支持部95とモータシャフト20（大径部231）とが機械的に結合すればよく、圧入に限らず、例えばねじ結合であってもよい。他の構成は第１実施形態と同じである。軸23が磁性体部９の軸支持部95に嵌合し、機械的に結合する。軸23（大径部231）が嵌合するのは、ホルダ８の樹脂部800でなく、金属材料から形成された軸支持部95である。このため、軸23をホルダ８に固定する荷重が高く、高い結合強度が得られる。他の作用効果は第６，第８実施形態と同じである。
【００４１】
［第１０実施形態］
図１５に示すように、磁性体部９における軸支持部95の内周950の径は、第６実施形態（図１１）よりも小さい。軸支持部95の内周950は、軸収容部83の内周83から軸線の側（径方向内側）に突出する。ホルダ８の他の構成は第６実施形態と同じである。軸23の径は、軸線方向に沿って同じであり、軸支持部95の内周950の径およびモータシャフト20の孔203の径と略同じである。軸23のｘ軸正方向端は、ホルダ８（マグネット７）のｘ軸正方向端よりも若干ｘ軸正方向側に突出する。軸23のｘ軸負方向側は、ホルダ８のｘ軸負方向端からｘ軸負方向側に突出する。樹脂部800と磁性体部９が一体化されたホルダ８をインサート成形により形成し、溝820を形成した後、軸支持部95の内周に軸23を圧入する。なお、軸支持部95と軸23とが機械的に結合すればよく、圧入に限らず、例えばねじ結合であってもよい。その後、マグネット７を射出成形する。軸23のｘ軸正方向側の一部はマグネット７により包まれる。なお、樹脂部800と磁性体部９が一体化されたホルダ８にマグネット７を射出成形した後、マグネット７の軸線上に孔72を機械加工し、この孔72を通るように軸23を軸支持部95の内周950に結合してもよい。また、軸支持部95の内周950に代えてマグネット７の孔72に、又は、内周950と共に孔72に、軸23を結合してもよい。（マグネット７からｘ軸正方向側に若干突出する）軸23のｘ軸正方向端（端面230）に荷重を掛けることで、モータシャフト20の孔203に、（ホルダ８から突出する）軸23のｘ軸負方向側の端部を圧入する。他の構成は第９実施形態と同じである。
【００４２】
磁性体部９に嵌合する軸23の一端が、モータシャフト20と反対側のホルダ８（マグネット７）の端面から突出する。よって、マグネットユニット６に結合された軸23をモータシャフト20に圧入する際、軸23の上記一端の面230を、圧入時の荷重受け面として使用できる。この場合、マグネットユニット６（ホルダ８やマグネット７）に圧入荷重をかけずにマグネットユニット６をモータシャフト20に固定できるため、マグネットユニット６の耐久性を向上できる。他の作用効果は第９実施形態と同じである。
【００４３】
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施形態に限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、回転角センサは、電動パワーステアリング装置のモータ以外の回転体にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１    ステアリング装置
２０  モータシャフト（回転体）
５    回転角センサ（回転角検出装置）
５０  磁気抵抗効果素子（磁気センサ）
７    マグネット
８    マグネットホルダ
８０  マグネット収容部
【図１】
2018072086.tif 000003
【図２】
2018072086.tif 000004
【図３】
2018072086.tif 000005
【図４】
2018072086.tif 000006
【図５】
2018072086.tif 000007
【図６】
2018072086.tif 000008
【図７】
2018072086.tif 000009
【図８】
2018072086.tif 000010
【図９】
2018072086.tif 000011
【図１０】
2018072086.tif 000012
【図１１】
2018072086.tif 000013
【図１２】
2018072086.tif 000014
【図１３】
2018072086.tif 000015
【図１４】
2018072086.tif 000016
【図１５】
2018072086.tif 000017