(57)【要約】      （修正有）【課題】回転角を検出するものであって、従来に比べて小型化され、配置についての制限が低減された回転角検出装置、姿勢制御装置、自動操舵装置及びスロットル装置を提供する。【解決手段】回転角検出装置１は、円柱形状を有し、当該円柱の中心軸を回転軸として回転する磁石１１０と、検出面の法線を回転軸方向と平行とし、回転軸方向を法線方向とする平面視において回転軸上（１０１ｃ）以外であって磁石１１０と重なる領域に配置され、磁石１１０の磁束を検出する第１の一対の磁気検出素子と、第１の一対の磁気検出素子と回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の一対の磁気検出素子と、第１の一対の磁気検出素子及び第２の一対の磁気検出素子の出力に基づいて磁石１１０の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えたホールＩＣ１００とを有する。【選択図】図２
2019007846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸方向と平行とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記回転軸上以外であって前記磁石と重なる領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記第１の一対の磁気検出素子の出力及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力から、前記回転軸方向の第１の磁束密度差と、前記回転の円周方向の第２の磁束密度差とを求め、当該第１の磁束密度差と当該第２の磁束密度差とに基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記第１の磁束密度差と前記第２の磁束密度差の振幅の変化率に基づいて前記第１の磁束密度差の振幅の最大値と前記第２の磁束密度差の振幅の最大値を求め、当該第１の磁束密度差の振幅の最大値と当該第２の磁束密度差の振幅の最大値に応じて当該第１の磁束密度差の振幅と当該第２の磁束密度差の振幅とを正規化する請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸方向と平行とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記回転軸上以外であって前記磁石と重なる領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の２対の磁気検出素子と、前記第１の２対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の２対の磁気検出素子と、前記第１の２対の磁気検出素子及び前記第２の２対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記第１の２対の磁気検出素子の出力及び前記第２の２対の磁気検出素子の出力から、前記回転の径方向の第３の磁束密度差と、前記回転の円周方向の第２の磁束密度差とを求め、当該第３の磁束密度差と当該第２の磁束密度差とに基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する請求項４に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記第３の磁束密度差と前記第２の磁束密度差の振幅の変化率に基づいて前記第３の磁束密度差の振幅の最大値と前記第２の磁束密度差の振幅の最大値を求め、当該第３の磁束密度差の振幅の最大値と当該第２の磁束密度差の振幅の最大値に応じて当該第３の磁束密度差の振幅と当該第２の磁束密度差の振幅とを正規化する請求項５に記載の回転角検出装置。
【請求項７】
前記磁石は、前記回転軸と直交する方向に着磁方向を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転角検出装置。
【請求項８】
前記磁石は、前記回転軸を通る平面で二つの部分に分割され、二つの部分は前記回転軸方向に平行であって互いに逆方向に着磁される請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転角検出装置。
【請求項９】
前記磁石は、検出する回転角度に応じて前記回転軸を通る平面で複数の部分に分割され、前記複数の部分は前記回転軸方向に平行であって互いに逆方向に着磁される請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転角検出装置。
【請求項１０】
前記磁石は、前記中心軸を中心に一部の角度のみ形成される請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転角検出装置。
【請求項１１】
回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸方向と平行とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記磁石と重ならない領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
【請求項１２】
回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸に対する円周方向とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記磁石と重ならない領域に配置され、前記回転軸と直交する方向を法線とする平面視において前記磁石と重なる領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前記回転角検出装置を備えた姿勢制御装置。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前記回転角検出装置を備えた自動操舵装置。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前記回転角検出装置を備えたスロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角検出装置、姿勢制御装置、自動操舵装置及びスロットル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、回転する磁場の方向を検出する際に、出力信号に対する磁気ノイズの影響を低減する回転角検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１又は特許文献２に開示された回転角検出装置は、回転する磁場に対して複数方向に磁気検出素子の対を配置したセンサと、当該センサの各磁気検出素子から出力される信号を処理して磁場の角度に応じた信号を出力する信号処理部とを有し、信号処理部は、磁場を回転させた場合の磁気検出素子の対のそれぞれの出力の位相や振幅を比較することで磁気ノイズの影響分を特定し、当該磁気ノイズの影響分を差し引くことで、又は磁気検出素子の対のそれぞれの出力の平均化等の演算処理をすることで、磁気ノイズの影響を低減した信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７‐１０４４９号公報
【特許文献２】特表２０１６‐５１４８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した特許文献１又は特許文献２の回転角検出装置は、磁気ノイズの影響を低減した信号を出力するものの、回転する磁場に対して磁気検出素子を複数方向に配置する必要があり、少なくとも磁気検出素子が配置された領域よりはセンサの形状を小型化することができない、という問題がある。また、回転する磁場の回転中心を回転検出装置の中心に略一致させる必要があり、回転角検出装置の配置について制限がある、という問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、回転角を検出するものであって、従来に比べて小型化され、配置についての制限が低減された回転角検出装置、姿勢制御装置、自動操舵装置及びスロットル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の回転角検出装置、姿勢制御装置、自動操舵装置及びスロットル装置を提供する。
［１］回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸方向と平行とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記回転軸上以外であって前記磁石と重なる領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
［２］前記信号処理部は、前記第１の一対の磁気検出素子の出力及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力から、前記回転軸方向の第１の磁束密度差と、前記回転の円周方向の第２の磁束密度差とを求め、当該第１の磁束密度差と当該第２の磁束密度差とに基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する前記［１］に記載の回転角検出装置。
［３］前記信号処理部は、前記第１の磁束密度差と前記第２の磁束密度差の振幅の変化率に基づいて前記第１の磁束密度差の振幅の最大値と前記第２の磁束密度差の振幅の最大値を求め、当該第１の磁束密度差の振幅の最大値と当該第２の磁束密度差の振幅の最大値に応じて当該第１の磁束密度差の振幅と当該第２の磁束密度差の振幅とを正規化する前記［２］に記載の回転角検出装置。
［４］回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸方向と平行とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記回転軸上以外であって前記磁石と重なる領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の２対の磁気検出素子と、前記第１の２対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の２対の磁気検出素子と、前記第１の２対の磁気検出素子及び前記第２の２対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
［５］前記信号処理部は、前記第１の２対の磁気検出素子の出力及び前記第２の２対の磁気検出素子の出力から、前記回転の径方向の第３の磁束密度差と、前記回転の円周方向の第２の磁束密度差とを求め、当該第３の磁束密度差と当該第２の磁束密度差とに基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する前記［４］に記載の回転角検出装置。
［６］前記信号処理部は、前記第３の磁束密度差と前記第２の磁束密度差の振幅の変化率に基づいて前記第３の磁束密度差の振幅の最大値と前記第２の磁束密度差の振幅の最大値を求め、当該第３の磁束密度差の振幅の最大値と当該第２の磁束密度差の振幅の最大値に応じて当該第３の磁束密度差の振幅と当該第２の磁束密度差の振幅とを正規化する前記［５］に記載の回転角検出装置。
［７］前記磁石は、前記回転軸と直交する方向に着磁方向を有する前記［１］〜［６］のいずれかに記載の回転角検出装置。
［８］前記磁石は、前記回転軸を通る平面で二つの部分に分割され、二つの部分は前記回転軸方向に平行であって互いに逆方向に着磁される前記［１］〜［６］のいずれかに記載の回転角検出装置。
［９］前記磁石は、検出する回転角度に応じて前記回転軸を通る平面で複数の部分に分割され、前記複数の部分は前記回転軸方向に平行であって互いに逆方向に着磁される前記［１］〜［６］のいずれかに記載の回転角検出装置。
［１０］前記磁石は、前記中心軸を中心に一部の角度のみ形成される前記［１］〜［９］のいずれかに記載の回転角検出装置。
［１１］回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸方向と平行とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記磁石と重ならない領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
［１２］回転する磁石と、
検出面の法線を前記磁石の回転軸に対する円周方向とし、前記回転軸方向を法線方向とする平面視において前記磁石と重ならない領域に配置され、前記回転軸と直交する方向を法線とする平面視において前記磁石と重なる領域に配置され、前記磁石の磁束を検出する第１の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子と前記回転の円周方向に予め定めた間隔を設けて配置される第２の一対の磁気検出素子と、前記第１の一対の磁気検出素子及び前記第２の一対の磁気検出素子の出力に基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力する信号処理部とを備えた磁気検出ＩＣとを有する回転角検出装置。
［１３］前記［１］〜［１２］のいずれかに記載の前記回転角検出装置を備えた姿勢制御装置。
［１４］前記［１］〜［１２］のいずれかに記載の前記回転角検出装置を備えた自動操舵装置。
［１５］前記［１］〜［１２］のいずれかに記載の前記回転角検出装置を備えたスロットル装置。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１、４、１１〜１５に係る発明によれば、従来に比べて小型化し、配置についての制限を低減して回転角を検出することができる。
請求項２に係る発明によれば、第１の一対の磁気検出素子の出力及び第２の一対の磁気検出素子の出力から、回転軸方向の第１の磁束密度差と、回転の円周方向の第２の磁束密度差とを求め、当該第１の磁束密度差と当該第２の磁束密度差とに基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力することができる。
請求項３に係る発明によれば、第１の磁束密度差の振幅と第２の磁束密度差の振幅とを正規化することができる。
請求項５に係る発明によれば、第３の一対の磁気検出素子の出力及び第２の一対の磁気検出素子の出力から、回転の径方向の第３の磁束密度差と、回転の円周方向の第２の磁束密度差とを求め、当該第３の磁束密度差と当該第２の磁束密度差とに基づいて前記磁石の回転角度に対応する信号を出力することができる。
請求項６に係る発明によれば、第３の磁束密度差の振幅と第２の磁束密度差の振幅とを正規化することができる。
請求項７に係る発明によれば、回転軸と直交する方向に着磁方向を有する磁石を用いることができる。
請求項８に係る発明によれば、回転軸を通る平面で二つの部分に分割され、二つの部分が回転軸方向に平行であって互いに逆方向に着磁される磁石を用いることができる。
請求項９に係る発明によれば、検出する回転角度に応じて回転軸を通る平面で複数の部分に分割され、複数の部分が回転軸方向に平行であって互いに逆方向に着磁される磁石を用いることができる。
請求項１０に係る発明によれば、中心軸を中心に一部の角度のみ形成される磁石を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係るステアリングシステムの構成例を示す概略図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態の回転角検出装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、ホールＩＣ及び磁石の位置関係を説明するための斜視図、平面図及び正面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、ホールＩＣの構成を示す斜視図、平面図及び断面図である。
【図５】図５は、ホールＩＣの信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、ホールＩＣの磁束検出動作を説明するための概略断面図である。
【図７】図７（ａ１）〜（ａ５）及び（ｂ１）〜（ｂ５）は、磁石の回転角度とホールＩＣが検出する磁束との関係を示した概略図であり、図７（ａ１）〜（ａ５）は正面図、図７（ｂ１）〜（ｂ５）は平面図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ磁石の回転角度に対するホールＩＣの出力ΔＢｚ及びΔＢｘを示すグラフ図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態の回転角検出装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、磁石の着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）及び（ｂ）は、磁石の形状及び着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）及び（ｂ）は、磁石の形状及び着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、ホールＩＣの配置の変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、検出角度と磁石の着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施の形態に係るホールＩＣの構成を示す斜視図、平面図及び断面図である。
【図１６】図１６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ磁石の回転角度に対するホールＩＣの出力ΔＢｙ及びΔＢｘを示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
（回転角検出装置の構成）
図１は、第１の実施の形態に係るステアリングシステムの構成例を示す概略図である。
【００１１】
ステアリングシステム８は、ステアリングシャフト２０の舵角を検出して検出信号を出力する回転角検出装置１と、ステアリングシャフト２０の一端に接続されるステアリングホイール２と、ステアリングホイール２の操舵を自動化するために減速ギア３０を介してコラムシャフト２１を回転させるモーター３と、回転角検出装置１の出力に応じてモーター３の動作を制御する又は／及びＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）７に舵角の情報を出力するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４と、コラムシャフト２１の回転運動をラック軸５０の直線運動に変換するピニオンギア５と、ラック軸５０と図示しないタイロッド等を介して連結される車輪６と、車両の旋回時における姿勢を安定させて横滑りを防止するＥＳＣ７とを有する。
【００１２】
上記構成において、運転者がステアリングホイール２を回転させるとステアリングホイール２に接続されたステアリングシャフト２０が回転する。ステアリングシャフト２０が回転するとコラムシャフト２１が伴に回転する。コラムシャフト２１が回転するとピニオンギア５を介してラック軸５０が変位し、ラック軸５０の変位量に応じて一対の車輪６の角度が変わる。
【００１３】
回転角検出装置１はステアリングシャフト２０の舵角を検出し、検出した舵角に応じた検出信号を出力する。ＥＣＵ４は、回転角検出装置１から検出信号が入力されると、検出信号に応じてステアリングシャフト２０の舵角を算出し、舵角の情報をＥＳＣ７に出力する。
【００１４】
ＥＳＣ７は、入力された舵角の情報に応じてブレーキやエンジン出力を制御して車両の旋回時における姿勢を安定させる。
【００１５】
また、車両の操舵を自動化する際は、ＥＣＵ４は回転角検出装置１の検出信号が入力されると検出信号に応じてモーター３を制御する。モーター３の回転は減速ギア３０で減速されてコラムシャフト２１に回転を加えてステアリングホイール２を操作する。なお、コラムシャフト２１を介さずに、モーター３の出力をラック軸５０に直接伝達する構成としてもよい。
【００１６】
図２は、第１の実施の形態の回転角検出装置１の構成例を示す分解斜視図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、ホールＩＣ１００及び磁石１１０の位置関係を説明するための斜視図、平面図及び正面図である。
【００１７】
回転角検出装置１は、基板１０１上にホールＩＣ１００を実装した磁気検出部１０と、ステアリングシャフト２０とギア部１２を介して接続されてステアリングシャフト２０のＲ方向への回転に伴いｒ方向に回転する円柱状の磁石１１０とを有する。
【００１８】
磁気検出部１０は、基板１０１の実装面が磁石１１０の底面に対向するように配置され、基板１０１上の点１０１ｃは磁石１１０の回転軸と一致する点である。ホールＩＣ１００は、その磁気検出の中心を基板１０１上の点１０１ｃとは一致させず、点１０１ｃからオフセットした位置に配置される。
【００１９】
磁石１１０は、円柱の底面（上面）と平行に着磁され、円柱の中心軸を回転軸として回転することで着磁方向Ｄｍをｒ方向の回転と共に回転させる。磁石１１０の回転により、ホールＩＣ１００の磁気検出点における磁場が変化する。具体的な磁場の変化は図７において後述する。
【００２０】
ギア部１２は、磁石１１０と共に軸１２０ａを中心に回転するギア１２０と、軸１２１ａを中心に回転するギア１２１と、ステアリングシャフト２０と共に回転するギア１２２とを有する。ギア部１２は、図示しないケース内に収容され、軸１２０ａ及び１２１ａは、当該ケース内壁に設けられた穴に保持される。磁気検出部１０は、当該ケース内に収容されてもよいし、当該ケースが非磁性体であればケース外に配置されるものであってもよい。
【００２１】
ホールＩＣ１００は、一例として、磁石１１０の底面と５ｍｍだけ離れた位置に、点１０１ｃから径方向に２ｍｍだけ離れた位置に配置される。
【００２２】
磁石１１０は、フェライト、サマリウムコバルト、ネオジウム等の材料を用いて形成された永久磁石である。なお、磁石の大きさは、一例として、外径１０ｍｍ、高さ５ｍｍである。
【００２３】
図４（ａ）〜（ｃ）は、ホールＩＣ１００の構成を示す斜視図、平面図及び断面図である。
【００２４】
ホールＩＣ１００は、基板１００ｂと、基板１００ｂ上に設けられて基板１００ｂの表面と平行な検出面を有し、磁気検出素子として検出方向を基板１００ｂ表面の法線方向とするホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２（総じて「ホールプレート１００ｈｌ」と呼ぶ場合がある。）（第１の一対の磁気検出素子）及びホールプレート１００ｈｒ１、１００ｈｒ２（総じて「ホールプレート１００ｈｒ」と呼ぶ場合がある。）（第２の一対の磁気検出素子）と、ホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２上にそれぞれの一部が重なるように基板１００ｂ上に設けられて法線方向と直交する方向の磁束を法線方向に変換してホールプレートホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２に検出させる磁気コンセントレータ１００ｓｌと、ホールプレート１００ｈｒ１、１００ｈｒ２上にそれぞれの一部が重なるように基板１００ｂ上に設けられて法線方向と直交する方向の磁束を法線方向に変換してホールプレートホールプレート１００ｈｒ１、１００ｈｒ２に検出させる磁気コンセントレータ１００ｓｒと、ホールプレート１００ｈｌ、１００ｈｒの出力する信号を処理する信号処理部（１００ｓｐ、図５）を有し、次に説明する信号処理によって法線方向及び法線方向と直交する方向の磁束密度を検出する。
【００２５】
なお、ホールＩＣ１００は、例えば、メレキシス製ＭＬＸ９０３７１等を用い、ホールプレート１００ｈｌ１と１００ｈｌ２との間隔は、０．２ｍｍであり、厚みが０．５ｍｍ、ｙ方向の幅が２ｍｍ、ｘ方向の幅が３ｍｍである。磁気コンセントレータ１００ｓｌは、パーマロイを用いることができる。また、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒとは２ｍｍ離されて配置される。なお、上記ホールＩＣ１００のｘ方向及びｙ方向の幅は信号処理部等の配置を考慮した場合のサイズであり、ホールプレートｈｌとホールプレート１００ｈｒのみの配置であればｙ方向０．２ｍｍ、ｘ方向２．４ｍｍに収まるサイズとなる。
【００２６】
図５は、ホールＩＣ１００の信号処理部の構成を示すブロック図である。
【００２７】
ホールＩＣ１００の信号処理部１００ｓｐは、ホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２、１００ｈｒ１、１００ｈｒ２からの出力を後段へ順に出力するマルチプレクサ１００ｍｕｘと、マルチプレクサ１００ｍｕｘの出力を増幅する増幅器１００ｇと、増幅器１００ｇから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１００ａｄと、Ａ／Ｄ変換器１００ａｄから入力されたデジタル信号を処理するデジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐと、デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐから出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１００ｄａと、Ｄ／Ａ変換器１００ｄａで変換されたアナログ信号をＥＣＵ４に対して出力するための出力１００ｏｕｔとを有する。
【００２８】
デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐは、ホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２、１００ｈｒ１、１００ｈｒ２からの出力について演算をし、必要な情報については記憶する。デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐは、ホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２の出力の加算、減算、ホールプレート１００ｈｒ１、１００ｈｒ２の出力の加算、減算をした後、その計算結果を用いて磁石１１０の回転角度を求めるが、詳細な算出方法は後述する。
【００２９】
（第１の実施の形態の動作）
図６は、ホールＩＣ１００の磁束検出動作を説明するための概略断面図である。
【００３０】
ホールＩＣ１００のホールプレートのうち、ホールプレート１００ｈｌ１及び１００ｈｌ２は、図面垂直方向において磁束密度を検出するが、磁束ｆの図面水平方向成分をＢ‖（Ｂｘ）とし、図面垂直方向成分をＢｚとしたとき、図面水平方向成分Ｂ‖が磁気コンセントレータ１００ｓｌによって誘導されてＢ⊥として検出されるため、ホールプレート１００ｈｌ１は“Ｂ⊥‐Ｂｚ”を検出し、ホールプレート１００ｈｌ２は“‐Ｂ⊥‐Ｂｚ”を検出する。
【００３１】
そのため、信号処理部１００ｓｐによって、ホールプレート１００ｈｌ１と１００ｈｌ２との出力の差分をとれば、磁束密度２Ｂ⊥に比例した信号（以下、「Ｂｘｌ」と言う。）が得られ、ホールプレート１００ｈｌ１と１００ｈｌ２との出力の和をとれば、‐２Ｂｚの磁束密度に比例した信号（以下、「Ｂｚｌ」と言う。）が得られる。
【００３２】
なお、上記したホールプレート１００ｈｌ１及び１００ｈｌ２についての動作は、ホールプレート１００ｈｒ１及び１００ｈｒ２についても同様に説明でき、信号処理部１００ｓｐによって、ホールプレート１００ｈｒ１と１００ｈｒ２との出力の差分をとれば、磁束密度２Ｂ⊥に比例した信号（以下、「Ｂｘｒ」と言う。）が得られ、ホールプレート１００ｈｒ１と１００ｈｒ２との出力の和をとれば、‐２Ｂｚの磁束密度に比例した信号（以下、「Ｂｚｒ」と言う。）が得られる。
【００３３】
なお、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒとは２ｍｍ離されて配置されているため、それぞれは位置的に異なる磁場を検出する。従って、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒの出力の差分は、ΔＢｘ＝Ｂｘｌ‐Ｂｘｒ（第２の磁束密度差）、ΔＢｚ＝Ｂｚｌ‐Ｂｚｒ（第１の磁束密度差）として算出される。ΔＢｘ及びΔＢｚは、磁石１１０の回転角度に伴い変化するものであり、その対応関係は図７及び図８を用いて説明される。
【００３４】
図７（ａ１）〜（ａ５）及び（ｂ１）〜（ｂ５）は、磁石１１０の回転角度とホールＩＣ１００が検出する磁束との関係を示した概略図であり、図７（ａ１）〜（ａ５）は正面図、図７（ｂ１）〜（ｂ５）は平面図である。
【００３５】
また、図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ磁石１１０の回転角度に対するホールＩＣ１００の出力ΔＢｚ及びΔＢｘを示すグラフ図である。
【００３６】
磁石１１０の回転角度がθ＝０°において（図７（ａ１）及び（ｂ１））、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒがそれぞれ検出する磁場Ｂｚｌ及びＢｚｒは同等の数値となる。従って、ΔＢｚ＝０となる。また、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒがそれぞれ検出する磁場Ｂｘｌ及びＢｘｒは符号が反対で同等の数値となる。従って、ΔＢｘは負の最大値となる。
【００３７】
次に、磁石１１０の回転角度がθ＝９０°において（図７（ａ３）及び（ｂ３））、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒがそれぞれ検出する磁場Ｂｚｌ及びＢｚｒは符号が反対で同等の数値となる。従って、ΔＢｚは正の最大値となる。また、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒがそれぞれ検出する磁場Ｂｘｌ及びＢｘｒは同等の数値となる。従って、ΔＢｘ＝０となる。
【００３８】
次に、磁石１１０の回転角度がθ＝１８０°において（図７（ａ５）及び（ｂ５））、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒがそれぞれ検出する磁場Ｂｚｌ及びＢｚｒは同等の数値となる。従って、ΔＢｚ＝０となる。また、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒがそれぞれ検出する磁場Ｂｘｌ及びＢｘｒは符号が反対で同等の数値となる（θ＝０°の場合と逆向き）。従って、ΔＢｘは正の最大値となる。
【００３９】
以上のΔＢｚ及びΔＢｘの振る舞いと、遷移状態であるθ＝４５°（図７（ａ２）及び（ｂ２））、θ＝１３５°（図７（ａ４）及び（ｂ４））及びθ＝１８０°〜３６０°を勘案すると、ΔＢｚ及びΔＢｘと磁石１１０の回転角度θとの関係は、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ΔＢｚがｓｉｎθに比例し、ΔＢｘがｃｏｓθに比例したものとなる。
【００４０】
つまり、ΔＢｚ／ΔＢｘ＝ｋ・ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｋ・ｔａｎθとなるから、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｋ・ΔＢｚ／ΔＢｘ）となる。なお、ｋはΔＢｚとΔＢｘとの振幅の大きさを正規化するための定数であり、Ｋはｋの逆数である。
【００４１】
信号処理部１００ｓｐのデジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐは、ホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２、１００ｈｒ１、１００ｈｒ２からの出力をマルチプレクサ１００ｍｕｘ、増幅器１００ｇ及びＡ／Ｄ変換器１００ａｄを介してデジタル信号として取得し、上記した演算方法に基づいて取得した出力からθを算出する。
【００４２】
デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐで算出されたθは、Ｄ／Ａ変換器１００ｄａによってデジタル信号からアナログ信号に変換され、Ｄ／Ａ変換器１００ｄａで変換されたアナログ信号は出力１００ｏｕｔからＥＣＵ４に対して出力される。
【００４３】
なお、θの算出にはｋ（又はＫ）を決定する必要があるため、デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐは、ｋ（又はＫ）を決定するためのキャリブレーションモードを有する。キャリブレーションモードにおいて磁石１１０を３６０°回転させると、デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐはΔＢｚ及びΔＢｘを記録する。次に、デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐは、それぞれの最大値であるΔＢｚｍａｘ及びΔＢｘｍａｘからｋ（又はＫ）を算出する。
【００４４】
また、デジタルシグナルプロセッサ１００ｄｓｐは、最大値であるΔＢｚｍａｘ及びΔＢｘｍａｘの決定方法の他の例として、ΔＢｚ及びΔＢｘの（θ又は時間についての）微分、つまり傾きが０となる角度又はタイミングのΔＢｚ及びΔＢｘからΔＢｚｍａｘ及びΔＢｘｍａｘを決定してもよい。
【００４５】
（第１の実施の形態の効果）
上記した実施の形態によれば、ホールＩＣ１００は、２点間におけるｘ方向及びｚ方向の磁場の差分を利用して磁石１１０の回転を検出するため、回転する磁場について単一方向にホールプレートを配置すれば済み、複数方向に配置する必要がないため、従来に比べてＩＣを小型化することができる。
【００４６】
また、磁石１１０の回転中心の直下にホールＩＣ１００を配置する必要がなく、回転中心からオフセットさせた位置に配置でき、従来に比べて配置についての制限を低減することができる。また、ホールＩＣ１００を回転中心からオフセットさせた位置に配置できるため、ステアリングシャフト２０に円筒形状の磁石を設けて、当該磁石に対してホールＩＣ１００を配置することでギア部１２を省略することができる。なお、円筒形状の磁石については後述する（図１１（ａ）及び（ｂ））。
【００４７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、磁石１１０を半円の円筒形状とし、検出する回転角度を１８０°とした点で第１の実施の形態と異なり、バイクやスクーター等のスロットル装置に応用したものである。なお、第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付している。
【００４８】
図９は、第２の実施の形態の回転角検出装置の構成例を示す分解斜視図である。
【００４９】
スロットル装置８Ａは、一例として、電動バイクのモーターの回転を制御するためのものであって、電動バイクの運転者によって把持されるスロットルグリップ２Ａと、スロットルグリップ２Ａの内壁と外壁が固定されてハンドルバー２１Ａの外壁と内壁が摺動して回転する円筒状のスリーブ２００Ａと、スリーブ２００Ａの一端に設けられて磁石１１０Ａを固定するマウント２０１Ａと、バイクを操舵するためのハンドルバー２１Ａと、図示しないスイッチやハーネス等を収容するとともにスリーブ２００Ａを回転可能に保持するケース上部２２０Ａ及びケース下部２２１Ａとからなるスイッチボックス２２とを有する。
【００５０】
第２の実施の形態の回転角検出装置１Ａは、基板（図示せず）上にホールＩＣ１００Ａを実装した磁気検出部と、スロットルグリップ２Ａと一体回転する半円の円筒形状の磁石１１０Ａとを有する。なお、着磁方向を含む磁石１１０Ａの構成は、後述する図１１（ａ）又は（ｂ）に示す。
【００５１】
上記構成において、電動バイクの運転者がスロットルグリップ２Ａを回転させるとスリーブ２００Ａ及びマウント２０１Ａに固定された磁石１１０Ａが回転する。回転角検出装置１Ａはスロットルグリップ２Ａの回転角を検出し、検出した回転角に応じた検出信号を出力する。図示しないＥＣＵ又はモーター制御装置は、回転角検出装置１Ａから検出信号が入力されると、検出信号に応じて回転角度を算出し、電動バイクのモーターの回転を制御する。なお、スロットルグリップ２Ａ及びスリーブ２００Ａは、ハンドルバー２１Ａを中心に１８０°未満で回転するものとし、図９は運転者がスロットルグリップ２Ａを９０°回転させた状態を示すものである。
【００５２】
（第２の実施の形態の効果）
上記した実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を電動バイクのスロットルに応用することができる。つまり、従来に比べてＩＣを小型化した回転角検出装置１Ａを電動バイクのスロットル装置８Ａに適用することができる。また、回転中心からオフセットさせた位置に配置でき、従来に比べて配置についての制限を低減することができるため、ハンドルバー２１Ａが回転中心の空間を占める場合であっても回転角検出装置１Ａを適用できる。
【００５３】
また、磁石１１０Ａが円筒形状を二分割したものであるため、円筒形状の磁石（例えば、磁石１１０ｂ（図１１（ａ））又は磁石１１０ｃ（図１１（ｂ）））に比べてハンドルバー２１Ａに対して取り付けることが容易であり、スロットル装置の設計変更を必要とせずに、又は従来のスロットル装置を構成する部品の代替部品として回転角検出装置１Ａを導入することができる。
【００５４】
［変形例］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。例えば、磁石１１０及び磁石１１０Ａを以下に示すものに置き換えてもよい。
【００５５】
図１０（ａ）及び（ｂ）は、磁石の着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【００５６】
図１０（ａ）に示す磁石１１０は、第１の実施の形態の磁石１１０と同様であり、他の磁石の変形例との比較のために示したものである。磁石１１０は、円柱形状の円柱の軸と直交する方向に着磁方向Ｄｍを有する。
【００５７】
図１０（ｂ）に示す磁石１１０ａは、円柱形状を円柱の軸を通る平面で二つの部分に分割したものであり、それぞれの部分の着磁方向Ｄｍは円柱の軸方向に平行であって互いに逆方向とする。この構成によって、ホールＩＣ１００の磁気検出位置において、磁石１１０と同等の外部磁場が形成されるため、磁石１１０をそのまま磁石１１０ａで置き換えてもよい。
【００５８】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、磁石の形状及び着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【００５９】
図１１（ａ）に示す磁石１１０ｂは、円筒形状を有し、円筒形状の軸と直交する方向に着磁方向Ｄｍを有する。この構成によって、ホールＩＣ１００の磁気検出位置において、磁石１１０と同等の外部磁場が形成されるため、磁石１１０をそのまま磁石１１０ｂで置き換えてもよい。
【００６０】
図１１（ｂ）に示す磁石１１０ｃは、円筒形状を有し、円筒形状を円筒の軸を通る平面で二つの部分に分割したものであり、それぞれの部分の着磁方向Ｄｍは円筒の軸方向に平行であって互いに逆方向とする。この構成によって、ホールＩＣ１００の磁気検出位置において、磁石１１０と同等の外部磁場が形成されるため、磁石１１０をそのまま磁石１１０ｃで置き換えてもよい。
【００６１】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、磁石の形状及び着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【００６２】
図１２（ａ）に示す磁石１１０ｄは、円筒形状を円筒の軸を通る平面で分割したものの一方であり、円筒形状の軸と直交する方向に着磁方向Ｄｍを有する。この構成よって、円筒の軸を法線とする平面視において磁石１１０ｄとホールＩＣ１００が重なる回転角１８０°の範囲内で、磁石１１０と同等の外部磁場が形成されるため、磁石１１０ｄを上記回転角度の範囲内で用いる場合、磁石１１０ｄで置き換えてもよい。また、磁石１１０ｄは、第２の実施の形態の磁石１１０Ａとして用いることができる。なお、磁石１１０ｄは半円だけでなく、任意の角度で形成してよく、円筒の軸を法線とする平面視において磁石１１０ｄとホールＩＣ１００が重なる回転角で回転角を検出できる。
【００６３】
図１２（ｂ）に示す磁石１１０ｅは、円筒形状を円筒の軸を通る平面で分割したものの一方であり、当該形状を円筒の軸を通る平面で３つの部分に分割したものであり、それぞれの部分の着磁方向Ｄｍは円筒の軸方向に平行であって互いに逆方向とする。この構成よって、円筒の軸を法線とする平面視において磁石１１０ｅとホールＩＣ１００が重なる回転角の範囲内で、磁石１１０と同等の外部磁場が形成されるため、磁石１１０ｅを上記回転角度の範囲内で用いる場合、磁石１１０ｅで置き換えてもよい。また、磁石１１０ｅは、第２の実施の形態の磁石１１０Ａとして用いることができる。なお、磁石１１０ｅは半円だけでなく、任意の角度で形成してよく、円筒の軸を法線とする平面視において磁石１１０ｅとホールＩＣ１００が重なる回転角で回転角を検出できる。
【００６４】
なお、磁石１１０、１１０ａ〜１１０ｅ、１１０ａ１、１１０ａ２は、円柱形又は円筒形のものを示したが、任意の多角形柱形状でもよいし、回転角検出装置１又は１Ａが検出する磁束密度が周期的に変化し、回転角を一意に定めることができるような変化であれば磁石の形状は問わない。
【００６５】
また、ホールＩＣ１００及びホールＩＣ１００Ａを以下に示す配置としてもよい。
【００６６】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、ホールＩＣ１００の配置の変形例を示す斜視図である。
【００６７】
図１３（ａ）に示す磁石１１０に対するホールＩＣ１００の配置は、第１の実施の形態と同様であり、他のホールＩＣ１００の配置の変形例との比較のために示したものである。当該配置において、磁石１１０は、磁石１１０ａ（図１０（ｂ））、磁石１１０ｂ（図１１（ａ））、磁石１１０ｃ（図１１（ｂ））、磁石１１０ｄ（図１２（ａ））又は磁石１１０ｅ（図１２（ｂ））であってもよい。
【００６８】
図１３（ｂ）に示す磁石１１０に対するホールＩＣ１００の配置は、磁石１１０の円柱の軸からオフセットされている点では第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様であるが、オフセット量が円柱の半径より大きく、円柱の軸を法線とする平面視において磁石１１０を回転させても磁石１１０とホールＩＣ１００が重ならない点で異なる。当該配置において、磁石１１０は、磁石１１０ｂ（図１１（ａ））又は磁石１１０ｄ（図１２（ａ））であってもよい。
【００６９】
図１３（ｃ）に示す磁石１１０に対するホールＩＣ１００の配置は、磁石１１０の円柱の軸からオフセットされている点では第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様であるが、オフセット量が円柱の半径より大きく、円柱の軸を法線とする平面視において磁石１１０を回転させても磁石１１０とホールＩＣ１００が重ならならず、ホールＩＣ１００の磁気検出方向が磁石１１０の円周方向であって、ｚ方向の配置が磁石１１０の円柱の上面と底面との間である点で異なる。当該配置において、磁石１１０は、磁石１１０ｂ（図１０（ｂ））又は磁石１１０ｄ（図１２（ａ））であってもよい。
【００７０】
また、回転角検出装置１及び回転角検出装置１Ａの検出する回転角度に応じて磁石１１０及び磁石１１０Ａを以下に示すものに置き換えてもよい。
【００７１】
図１４（ａ）〜（ｃ）は、検出角度と磁石の着磁方向の変形例を示す斜視図である。
【００７２】
図１４（ａ）に示す磁石１１０ａは、図１０（ｂ）に示す磁石１１０ａと同様であり、他の磁石の変形例との比較のために示したものである。磁石１１０ａは、円柱形状を円柱の軸を通る平面で二つの部分に分割したものであり（分割：１／２）、それぞれの部分の着磁方向Ｄｍは円柱の軸方向に平行であって互いに逆方向とする。第１の実施の形態に示したとおり、この磁石１１０ａを用いることで検出可能な回転角検出装置１の回転角は３６０°である。
【００７３】
図１４（ｂ）に示す磁石１１０ａ１は、円柱形状を円柱の軸を通る平面で４つの部分に分割したものであり（分割：１／４）、それぞれの部分の着磁方向Ｄｍは円柱の軸方向に平行であって互いに逆方向とする。ホールＩＣ１００の磁気検出位置において磁石１１０ａ１が形成する磁場は１８０°周期となるため、この磁石１１０ａ１を用いることで検出可能な回転角検出装置１の回転角は１８０°である。
【００７４】
図１４（ｃ）に示す磁石１１０ａ２は、円柱形状を円柱の軸を通る平面で８つの部分に分割したものであり（分割：１／８）、それぞれの部分の着磁方向Ｄｍは円柱の軸方向に平行であって互いに逆方向とする。ホールＩＣ１００の磁気検出位置において磁石１１０ａ２が形成する磁場は９０°周期となるため、この磁石１１０ａ２を用いることで検出可能な回転角検出装置１の回転角は９０°である。
【００７５】
なお、上記した図１４（ａ）〜（ｃ）に示した分割数と検出角との関係は、磁石１１０（図１０（ａ））、磁石１１０ｂ（図１１（ａ））及び磁石１１０ｃ（図１１（ｂ））についても同様である。また、磁石１１０ｄ（図１２（ａ））又は磁石１１０ｅ（図１２（ｂ））の場合は検出角がさらに１／２となる。
【００７６】
また、上記した磁石１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ａ１、１１０ａ２は磁石の各部を異なる着磁方向としたものであるが、複数の磁石を用意し、隣り合う磁石の着磁方向が異なるように配置して全体を樹脂等でモールドして同様の磁界を生じるように構成してもよい。
【００７７】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ｙ方向の磁束密度を検出するホールプレートの対を追加し、ｙ方向の磁束密度の差及びｘ方向の磁束密度の差に基いて磁石の回転角を検出するように構成した点で第１の実施の形態と異なり、第３の実施の形態のホールＩＣを第１の実施の形態の回転角検出装置１に適用する。なお、第３の実施の形態のホールＩＣを第２の実施の形態の回転角検出装置１Ａに適用してもよい。
【００７８】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施の形態に係るホールＩＣの構成を示す斜視図、平面図及び断面図である。
【００７９】
ホールＩＣ１００Ｂは、基板１００ｂと、基板１００ｂ上に設けられて基板１００ｂの表面と平行な検出面を有し、磁気検出素子として検出方向を基板１００ｂ表面の法線方向とするホールプレート１００ｈｌ１、１００ｈｌ２（総じて「ホールプレート１００ｈｌｘ」と呼ぶ場合がある。）とホールプレート１００ｈｌ３、１００ｈｌ４（総じて「ホールプレート１００ｈｌｙ」と呼ぶ場合がある。）とからなる２対の磁気検出素子（第１の２対の磁気検出素子）及びホールプレート１００ｈｒ１、１００ｈｒ２（総じて「ホールプレート１００ｈｒｘ」と呼ぶ場合がある。）とホールプレート１００ｈｒ３、１００ｈｒ４（総じて「ホールプレート１００ｈｒｙ」と呼ぶ場合がある。）とからなる２対の磁気検出素子（第２の２対の磁気検出素子）と、ホールプレート１００ｈｌｘ、１００ｈｌｙ上にそれぞれの一部が重なるように基板１００ｂ上に設けられて法線方向と直交する方向の磁束を法線方向に変換してホールプレートホールプレート１００ｈｌｘ、１００ｈｌｙに検出させる磁気コンセントレータ１００ｓｌと、ホールプレート１００ｈｒｘ、１００ｈｒｙ上にそれぞれの一部が重なるように基板１００ｂ上に設けられて法線方向と直交する方向の磁束を法線方向に変換してホールプレートホールプレート１００ｈｒｘ、１００ｈｒｙに検出させる磁気コンセントレータ１００ｓｒと、ホールプレート１００ｈｌｘ、１００ｈｌｙ、１００ｈｒｘ、１００ｈｒｙの出力する信号を処理する信号処理部を有し、次に説明する信号処理によってｙ方向及びｘ方向の磁束密度を検出する。
【００８０】
なお、ｙ方向の磁束密度の検出動作は、図６で説明したｘ方向の磁束密度の検出動作と同様であり、磁束ｆの図面水平方向成分Ｂ‖をＢｙとすることで説明される。
【００８１】
図１６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ磁石の回転角度に対するホールＩＣの出力ΔＢｙ及びΔＢｘを示すグラフ図である。なお、磁石の回転角度と形成される磁場との関係は、第１の実施の形態と同様であるため、図７を参照して説明する。
【００８２】
磁石１１０の回転角度がθ＝０°において（図７（ａ１）及び（ｂ１））、ホールプレート１００ｈｌｙとホールプレート１００ｈｒｙがそれぞれ検出する磁場Ｂｙｌ及びＢｙｒは同等の数値となる。従って、ΔＢｙ＝０となる。また、ホールプレート１００ｈｌｘとホールプレート１００ｈｒｘがそれぞれ検出する磁場Ｂｘｌ及びＢｘｒは符号が反対で同等の数値となる。従って、ΔＢｘは負の最大値となる。
【００８３】
次に、磁石１１０の回転角度がθ＝９０°において（図７（ａ３）及び（ｂ３））、ホールプレート１００ｈｌｙとホールプレート１００ｈｒｙがそれぞれ検出する磁場Ｂｙｌ及びＢｙｒは符号が反対で同等の数値となる。従って、ΔＢｙは正の最大値となる。また、ホールプレート１００ｈｌｘとホールプレート１００ｈｒｘがそれぞれ検出する磁場Ｂｘｌ及びＢｘｒは同等の数値となる。従って、ΔＢｘ＝０となる。
【００８４】
次に、磁石１１０の回転角度がθ＝１８０°において（図７（ａ５）及び（ｂ５））、ホールプレート１００ｈｌとホールプレート１００ｈｒがそれぞれ検出する磁場Ｂｙｌ及びＢｙｒは同等の数値となる。従って、ΔＢｙ＝０となる。また、ホールプレート１００ｈｌｘとホールプレート１００ｈｒｘがそれぞれ検出する磁場Ｂｘｌ及びＢｘｒは符号が反対で同等の数値となる（θ＝０°の場合と逆向き）。従って、ΔＢｘは正の最大値となる。
【００８５】
以上のΔＢｙ及びΔＢｘの振る舞いと、遷移状態であるθ＝４５°（図７（ａ２）及び（ｂ２））、θ＝１３５°（図７（ａ４）及び（ｂ４））及びθ＝１８０°〜３６０°を勘案すると、ΔＢｙ及びΔＢｘと磁石１１０の回転角度θとの関係は、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ΔＢｙがｓｉｎθに比例し、ΔＢｘがｃｏｓθに比例したものとなる。
【００８６】
つまり、ΔＢｙ／ΔＢｘ＝ｋ’・ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｋ’・ｔａｎθとなるから、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｋ’・ΔＢｙ／ΔＢｘ）となる。なお、ｋ’はΔＢｙとΔＢｘとの振幅の大きさを正規化するための定数であり、Ｋ’はｋ’の逆数である。
【００８７】
（第３の実施の形態の効果）
上記した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を、ｘ方向及びｙ方向の磁束密度を検出することで達成することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１、１Ａ      ：回転角検出装置
２            ：ステアリングホイール
２Ａ          ：スロットルグリップ
３            ：モーター
４            ：ＥＣＵ
５            ：ピニオンギア
６            ：車輪
８            ：ステアリングシステム
８Ａ          ：スロットル装置
１０          ：磁気検出部
１２          ：ギア部
２０          ：ステアリングシャフト
２１          ：コラムシャフト
２１Ａ        ：ハンドルバー
２２          ：スイッチボックス
３０          ：減速ギア
５０          ：ラック軸
１００、１００Ａ、１００Ｂ：ホールＩＣ
１００ａｄ    ：Ａ／Ｄ変換器
１００ｂ      ：基板
１００ｄａ    ：Ｄ／Ａ変換器
１００ｄｓｐ  ：デジタルシグナルプロセッサ
１００ｇ      ：増幅器
１００ｈｌ、１００ｈｒ：ホールプレート
１００ｍｕｘ  ：マルチプレクサ
１００ｏｕｔ  ：出力
１００ｓｌ    ：磁気コンセントレータ
１００ｓｐ    ：信号処理部
１０１        ：基板
１００ｓｌ、１００ｓｒ：磁気コンセントレータ
１１０、１１０Ａ：磁石
１１０ａ〜１１０ｅ：磁石
１１０ａ１    ：磁石
１１０ａ２    ：磁石
１２０        ：ギア
１２０ａ      ：軸
１２１        ：ギア
１２１ａ      ：軸
１２２        ：ギア
２００Ａ      ：スリーブ
２０１Ａ      ：マウント
２２０Ａ      ：ケース上部
２２１Ａ      ：ケース下部
【図１】
2019007846.tif 000003
【図２】
2019007846.tif 000004
【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】
2019007846.tif 000009
【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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