(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心線に沿って回転可能な磁束発生体と、磁界方向に応じた信号を出力する磁気センサとを有する回転角計測装置であって、
前記磁束発生体は、前記回転中心線の方向に沿ってＮ極とＳ極に着磁された磁石と、前記磁石のＮ極側に設けられたＮ極側ヨーク、およびＳ極側に設けられたＳ極側ヨークとを有し、
前記Ｎ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＮ極ヨーク突起を有し、
前記Ｓ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＳ極ヨーク突起を有し、前記Ｎ極ヨーク突起と前記Ｓ極ヨーク突起とは交互に噛み合うように配置されており、
前記回転角計測装置は、前記Ｎ極側ヨークと前記Ｓ極側ヨークに対向して配置された、磁性体よりなるバイパス磁路形成体を有し、
前記磁気センサは、前記バイパス磁路形成体によって形成されるバイパス磁路作用空間に配置されており、
前記磁気センサは、磁界角を計測する磁界方向計測センサであり、
前記磁気センサの磁界感受面は、前記回転中心線を法線とする平面と平行になるように配置されおり、
前記バイパス磁路形成体は、前記磁石の前記Ｎ極から前記Ｓ極に向かう磁力線をバイパスして流すことで前記磁力線が前記磁気センサに与える影響を低減する
回転角計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体は、前記Ｎ極側ヨークと対向する第１面と、前記Ｓ極側ヨークと対向する第２面と、前記磁束発生体に対向する開口部とを有し、
前記第１面と前記第２面とは直接または磁性体を介して接続されており、
前記磁気センサは、前記バイパス磁路形成体のバイパス磁路内包空間、及び前記開口部と前記磁束発生体との間の空間とを結合した空間の中に配置されていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体を複数個有し、前記複数のバイパス磁路形成体の間に前記磁気センサを配置したことを特徴とする回転角計測装置。
【請求項４】
回転中心線に沿って回転可能な磁束発生体と、磁界方向に応じた信号を出力する磁気センサとを有する回転角計測装置であって、
前記磁束発生体は、前記回転中心線の方向に沿ってＮ極とＳ極に着磁された磁石と、前記磁石のＮ極側に設けられたＮ極側ヨーク、およびＳ極側に設けられたＳ極側ヨークとを有し、
前記Ｎ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＮ極ヨーク突起を有し、
前記Ｓ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＳ極ヨーク突起を有し、前記Ｎ極ヨーク突起と前記Ｓ極ヨーク突起とは交互に噛み合うように配置されており、
前記回転角計測装置は、前記Ｎ極側ヨークと前記Ｓ極側ヨークに対向して配置された、磁性体よりなるバイパス磁路形成体を有し、
前記磁気センサは、前記バイパス磁路形成体によって形成されるバイパス磁路囲繞空間に配置されており、
前記磁気センサは、磁界角を計測する磁界方向計測センサであり、
前記磁気センサの磁界感受面は、前記回転中心線を法線とする平面と平行になるように配置されており、
前記バイパス磁路形成体は、前記磁石の前記Ｎ極から前記Ｓ極に向かう磁力線をバイパスして流すことで前記磁力線が前記磁気センサに与える影響を低減する
回転角計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体は、前記Ｎ極側ヨークと対向する第１面と、前記Ｓ極側ヨークと対向する第２面と、前記前記磁束発生体に対向する開口部とを有し、
前記第１面と前記第２面とは直接または磁性体を介して接続されており、
前記磁気センサは、前記バイパス磁路形成体のバイパス磁路内包空間、及び前記開口部と前記磁束発生体との間の空間とを結合した空間の中に配置されていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体は磁性体から形成され、その磁化率が１００以上であることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項７】
請求項６に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体は鉄、珪素鋼、パーマロイ、ミューメタルのいずれか一つからなることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項８】
請求項２、または請求項５に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体の前記Ｎ極側ヨークと対向する第１面、及び前記Ｓ極側ヨークと対向する第２面の先端部側の辺は直線状に形成されていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項９】
請求項２、または請求項５に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体の前記Ｎ極側ヨークと対向する第１面、及び前記Ｓ極側ヨークと対向する第２面の先端部側の辺は凹状に形成されていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１０】
請求項１または請求項４に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体は、前記Ｎ極側ヨークと前記回転中心線の方向に隙間を有して重なるように対向する第１面と、前記Ｓ極側ヨークと前記回転中心線の方向に隙間を有して重なるように対向する第２面とを有し、前記第１面と前記第２面とは直接または磁性体を介して接続されており、前記磁気センサは前記バイパス磁路形成体のバイパス磁路内包空間の中に配置されていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１１】
請求項１または請求項４に記載の回転角計測装置において、
前記Ｎ極側ヨーク突起及び前記Ｓ極側ヨーク突起の形状は矩形状であることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１２】
請求項１または請求項４に記載の回転角計測装置において、
前記Ｎ極側ヨーク突起及び前記Ｓ極側ヨーク突起の形状は３角形状、或いは円弧形状のいずれか一つであるであることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１３】
請求項１、または請求項４に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体によって形成される磁路囲繞空間の中に、前記磁気センサが前記回転中心線の方向に間隔をおいて複数個配置されていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１４】
請求項２、または請求項５に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体には、前記第１面、前記第２面、および前記第１面と前記第２面とを接続する磁性体とで形成される両側面が開放された開口が形成されていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１５】
請求項２または請求項５に記載の回転角計測装置において、
前記バイパス磁路形成体は、前記第１面、前記第２面、または前記第１面と前記第２面とを接続する磁性体の少なくともいずれか一つの面に開口を備えていることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１６】
請求項１、または請求項４に記載の回転角計測装置において、
前記磁気センサは磁気抵抗素子、またはホール素子のいずれか一つよりなることを特徴とする回転角計測装置。
【請求項１７】
少なくとも、回転軸に固定された回転磁極を備えたロータと、前記ロータを囲む固定磁極と、前記回転磁極と前記固定磁極を収納するフレームと、前記フレームの両端に固定され前記フレームと協働して前記回転磁極と前記固定磁極を収納するブラケットよりなる回転機械であって、
前記回転機械は、前記回転軸の回転に連動して、回転中心線に沿って回転可能な磁束発生体と、磁界方向に応じた信号を出力する磁気センサとを有する回転角計測装置を備え、
前記磁束発生体は、前記回転中心線の方向に沿ってＮ極とＳ極に着磁された磁石と、前記磁石のＮ極側に設けられたＮ極側ヨーク、およびＳ極側に設けられたＳ極側ヨークとを有し、
前記Ｎ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＮ極ヨーク突起を有し、
前記Ｓ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＳ極ヨーク突起を有し、前記Ｎ極ヨーク突起と前記Ｓ極ヨーク突起とは交互に噛み合うように配置されており、
前記回転角計測装置は、前記Ｎ極側ヨークと前記Ｓ極側ヨークに対向して配置された、磁性体よりなるバイパス磁路形成体を有し、
前記磁気センサは、前記バイパス磁路形成体によって形成されるバイパス磁路囲繞空間に配置されており、
前記磁気センサは、磁界角を計測する磁界方向計測センサであり、
前記磁気センサの磁界感受面は、前記回転中心線を法線とする平面と平行になるように配置されており、
前記バイパス磁路形成体は、前記磁石の前記Ｎ極から前記Ｓ極に向かう磁力線をバイパスして流すことで前記磁力線が前記磁気センサに与える影響を低減する
回転機械。
【請求項１８】
請求項１７に記載の回転機械において、
前記ブラケットを前記バイパス磁路形成体の一部として供用することを特徴とする回転機械。
【請求項１９】
請求項１７に記載の回転機械において、
前記回転機械の極数を（２×ｐ）とし、前記ヨークのヨーク突起の個数をＮpとしたとき、ｐとＮpとが等しいことを特徴とする回転機械。
【請求項２０】
請求項１７に記載の回転機械において、
前記回転機械は自動車に使用される車両駆動装置に用いられる電動機または発電機として使用されることを特徴とする回転機械。
【請求項２１】
入力軸と出力軸とがトーションバーにより接続され、前記入力軸と前記出力軸との回転角によってトルクを測定するトルク計測のための回転機械であって、
前記回転機械は、前記入力軸または前記出力軸の回転中心線に沿って回転可能な磁束発生体と、磁界方向に応じた信号を出力する磁気センサとを有する回転角計測装置を備え、
前記磁束発生体は、前記回転中心線の方向に沿ってＮ極とＳ極に着磁された磁石と、前記磁石のＮ極側に設けられたＮ極側ヨーク、およびＳ極側に設けられたＳ極側ヨークとを有し、
前記Ｎ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＮ極ヨーク突起を有し、
前記Ｓ極側ヨークは前記磁石の側面に延びる櫛歯状のＳ極ヨーク突起を有し、前記Ｎ極ヨーク突起と前記Ｓ極ヨーク突起とは交互に噛み合うように配置されており、
前記回転角計測装置は、前記Ｎ極側ヨークと前記Ｓ極側ヨークに対向して配置された、磁性体よりなるバイパス磁路形成体を有し、
前記磁気センサは、前記バイパス磁路形成体によって形成されるバイパス磁路囲繞空間に配置されており、
前記磁気センサは、磁界角を計測する磁界方向計測センサであり、
前記磁気センサの磁界感受面は、前記回転中心線を法線とする平面と平行になるように配置されており、
前記バイパス磁路形成体は、前記磁石の前記Ｎ極から前記Ｓ極に向かう磁力線をバイパスして流すことで前記磁力線が前記磁気センサに与える影響を低減する
回転機械。
【請求項２２】
請求項２１に記載の回転機械において、
前記Ｎ極側ヨーク突起、及び前記Ｓ極側ヨーク突起の個数は１０以上であることを特徴する回転機械。
【請求項２３】
請求項２１に記載の回転機械において、
前記回転機械は電動パワーステアリング装置に設けられているトルクセンサに使用されることを特徴とする回転機械。
【請求項２４】
請求項１７に記載の回転機械を電動機として用いた車両駆動装置。
【請求項２５】
請求項２１に記載の回転機械を用いた電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気センサを用いた回転角計測装置及びこの回転角計測装置を備えた回転機械に係り、特に磁気センサの取り付け誤差を吸収して正確な回転角を得ることができる回転角計測装置及びこの回転角計測装置を備えた回転機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転体に磁石等で代表されるような磁束発生体を設置し、その磁束発生体が生成する磁束が届く範囲の位置に磁気センサを設置することで回転体の回転位置（回転角）が計測できることが知られている。具体的には、回転体が回転すると磁束発生体が生成する磁束の方向も回転するので、その磁束の方向を磁気センサで検出することで回転体の回転位置（回転角）が計測できるもので、これは回転角計測装置として多くの産業分野で使用されている。
【０００３】
ここで、磁気センサを大別すると、磁界の強度に応じた信号を出力する磁界強度計測センサと、磁界の方向に応じた信号を出力する磁界方向計測センサとに分けられる。磁界方向計測センサは、ベクトルとしての磁界方向を計測することから、ベクトル型磁気センサとも呼ばれる。
【０００４】
磁界方向計測センサには、磁界感応素子として（１）ホール効果素子(Hall-effect element)を用いたものや、（２）磁気抵抗効果素子（Magneto-resistance element)を用いたものがある。以下その詳細を説明する。
【０００５】
まず、ホール効果素子自体は磁界強度に応じた信号を出力する素子である。しかし、複数個のホール効果素子を用いて、磁界強度の空間的な差分を測定し、磁界方向の余弦成分（COS成分）と正弦成分（SIN成分)とを検出することで磁界の方向に応じた信号が出力できる。このように磁界方向に応じた信号を出力するので、これは磁界方向計測センサであるといえる。
【０００６】
また、適切な形状の磁性体と複数個のホール効果素子を用いることで、磁界方向を計測するセンサもある。この型の磁気センサは、磁性体により磁界を集束させることにより磁界方向を磁界強度差に変換し、それを複数個のホール効果素子で計測する。これも磁界方向に応じた信号を出力するので、磁界方向計測センサであるといえる。
【０００７】
このように、ホール効果素子で構成された、磁界方向に応じた信号を出力する磁界方向計測センサ型の磁気センサが各種知られている。
【０００８】
次に、磁気抵抗素子は磁界の強度や磁界の方向に応じて電気抵抗が変化する素子である。磁気抵抗素子には、異方性磁気抵抗素子（Anisotropic Magneto-resistance、 以下「AMR素子」という)、巨大磁気抵抗素子（Giant Magneto-resistance、 以下「GMR素子」という）、トンネル磁気抵抗効果素子(Tunneling Magneto-resistance、 以下「TMR素子」という）などがある。
【０００９】
AMR素子は磁界の方向と電流の方向とがなす角度に応じて電気抵抗が変化する。電流方向を変えた素子を適切に組み合わせることで、磁界角度に応じた信号を出力する。GMR素子は固定磁化層と自由磁化層とをスペーサ層を介して積層した構成である。固定磁化層のスピン方向（磁化方向）を変えた素子を適切に組み合わせることで、磁界角度に応じた信号を出力する。なお、固定磁化層を有するGMR素子は、スピン・バルブ(Spin-valve)型GMR素子とも呼ばれる。
【００１０】
磁気センサを用いた回転角センサの利点のひとつは、非接触型であることである。非接触型とは、回転位置を検出する検出器であるセンサと回転体とが機械的に接触していないことを指しており、機械的に接触していないので回転体が高速回転しても、長期間にわたって使用しても機械的摩耗が発生せず信頼性が高いセンサが得られる。
【００１１】
磁束発生体として多極着磁した磁石を用いた回転角センサが知られている。（２×ｐ）極着磁磁石を用いると、磁石が１回転すると磁石の回転面内の磁界の方向はｐ回だけ回転する。例えばｐ＝４の場合、すなわち８極磁石を用いた場合を考える。磁石が９０°回転すると磁界方向は１回転する。したがって、磁界方向を計測して回転角を求めると、４倍の精度で回転角を計測できる。このように、多極着磁磁石を用いると、高精度の回転角計測装置が実現できる可能性があるという利点がある。
【００１２】
しかしながら、多極磁石を用いた回転角計測装置では磁石の着磁誤差の影響を受けるという課題があった。磁石の着磁工程では、着磁した特性、すなわち磁石が生成する磁界分布に誤差が発生しやすい。
【００１３】
ここで誤差には系統誤差と個体誤差とがある。系統誤差とは使用した着磁装置に固有の誤差で、理想的な磁界分布からのずれである。これは、同一の着磁工程（着磁ロット）では再現性のある誤差である。これに対し、個体誤差とは同一の着磁工程（着磁ロット）で製作しても個体ごとにばらつく誤差である。一般に、磁石の着磁誤差には系統誤差と個体誤差の両方が含まれる。
【００１４】
磁気センサを用いた回転角計測装置では、磁束発生体の回転角と磁界角との間の関係に基づき、測定された磁界角を回転角に変換する。したがって、着磁誤差があると、回転角に計測誤差が生じるという問題がある。
【００１５】
この問題を除くため、着磁誤差を補正する回転角計測装置が特開２０１１−００２３１１号公報（特許文献１）に開示されている。しかしながら、多極磁石の場合ではこの補正方法の適用に課題があった。この点を以下に説明する。
【００１６】
（２×ｐ）極磁石では、磁石の１回転の間に磁界方向はｐ回だけ回転する。尚、以下では磁石の回転角を「機械角」と称し、また、磁界の方向の角度を「磁界角」と称する。今、磁界角の１周期を「セクタ」と呼ぶことにする。すなわち、（２×ｐ）極磁石が１回転した際の磁界角分布（プロファイル、磁界角と機械角との相互関係）は、ｐ個のセクタがあり、理想的に着磁された磁石では各々のセクタ内の磁界角分布（磁界角と機械角との相互関係）は同一である。したがって、理想的に着磁された磁石の場合には、測定された磁界角から回転角を求めることができる。
【００１７】
しかしながら、着磁誤差があるとセクタ毎に磁界角分布が変化する。そのため、着磁誤差の補正関数はセクタ毎に変化する。このため、ｐ個のセクタのうち、どのセクタに位置するかの情報がないと正しい補正関数が適用できないので、着磁誤差を正確に補正することができない。セクタ位置を判別するために別途、ホールセンサなどのセンサを設けることで正確な補正関数を選択することも可能である。しかし、別途センサを設けるとコストが増加するなどの問題がある。
【００１８】
これに対して、回転軸の方向に着磁された２極磁石と、一対の櫛歯状の磁性体ヨークとを組み合わせて多極磁石と同様の磁界分布を発生させる方法が特開平７−１０３７９０号公報（特許文献２）に述べられている。この方法では、一方の櫛歯ヨークがＮ極に帯磁し、他方の櫛歯がＳ極に帯磁するため、その２極磁石の側面では、Ｎ極とＳ極とが相互に入れ替わる磁界分布となり、多極着磁した磁石と似た磁界プロファイルとなる。この方式では、セクタの間隔およびセクタ内の磁界プロファイルは、櫛歯ヨークの機械的加工精度で決まるため、高精度な磁界プロファイルを実現できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２０１１−００２３１１号公報
【特許文献２】特開平７−１０３７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、回転軸の方向に着磁された２極磁石と、一対の櫛歯状の磁性体ヨークとを組み合わせて多極磁石と同様の磁界分布を発生させる回転角計測装置を構成する方式では、後述するように、磁気センサの位置が軸方向に少しずれると計測される回転角の精度が大幅に劣化するという現象が新たに判明した。
【００２１】
本発明の目的は、特許文献２に記載のような構成の回転角計測装置を対象に、磁気センサの設置位置の取り付け誤差による回転角の計測精度の劣化を吸収することができる回転角計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の特徴は、Ｎ極側ヨークとＳ極側ヨークに対向し、磁石によって生じているＮ極からＳ極に向かう磁力線をバイパスして流すバイパス磁路形成体を設け、このバイパス磁路形成体の働きによって磁気センサに不要な磁界が影響するのを抑制するようにした、ところにある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、バイパス磁路形成体によって回転軸方向の磁界成分をバイパスさせることで回転角情報を含む磁界成分を選択的に磁気センサで検知できるようになり、磁気センサの設置位置の取り付け誤差による回転角の計測精度の劣化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一般の回転角計測装置の構成と磁石による磁界の発生状況を説明するための構成図である。
【図２】図１に示す磁界の水平方向成分と垂直方向成分を説明するための説明図である。
【図３】本発明の一実施例になる回転角計測装置の構成と磁界の流れを説明するための構成図である。
【図４】図３に示す回転角計測装置で、（a）はＺ軸(軸線)方向から見た上面図であり、（ｂ）はその断面を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例になる回転角計測装置による磁界角と回転角の相互関係を示す特性図である。
【図６】本発明の一実施例になる回転角計測装置と従来の回転角計測装置での磁界歪み誤差と設置位置のずれ量との関係を示す特性図である。
【図７】本発明の一実施例になる回転角計測装置と従来の回転角計測装置での磁界強度と設置位置のずれ量との関係を示す特性図である。
【図８】本発明の他の実施例（第２の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図９】本発明の他の実施例（第３の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１０】本発明の他の実施例（第４の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１１】本発明の他の実施例（第５の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１２】本発明の他の実施例（第６の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１３】本発明の他の実施例（第６の実施形態の変形例）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１４】本発明の他の実施例（第７の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１５】図１４に示す実施例におけるバイパス磁路形成体と磁気センサの配置位置による磁界の関係を測定する地点を説明するための説明図である。
【図１６】図１５に示すバイパス磁路形成体と磁気センサの配置位置による磁界の関係を示す特性図である。
【図１７】本発明の他の実施例（第８の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１８】本発明の他の実施例（第９の実施形態）になる回転角計測装置の構成を説明するための構成図である。
【図１９】本発明になる回転角計測装置を電動機に組み付けた構成を説明するための構成図である。
【図２０】図１９に示す電動機に組み付けた回転角計測装置の変形例を説明するための構成図である。
【図２１】本発明になる回転角計測装置をトルク計測装置に組み付けた構成を説明するための構成図である。
【図２２】本発明になる回転角計測装置を自動車の電動パワーステアリング装置に適用した構成を示す構成図である。
【図２３】本発明になる回転角計測装置を電動車両駆動装置に組み付けた構成を説明するための構成図である。
【図２４】一般に知られた回転角計測装置の構成を示し、(ａ)は全体構成図、及び(ｂ)はその分解図である。
【図２５】図２４に示す回転角計測装置を構成する磁束発生体のヨーク突起の磁化状態を示す説明図である。
【図２６】図２４に示す回転角計測装置の磁気センサの取り付け位置の違いによる磁界角と回転角の相互関係を示す特性図である。
【図２７】バイパス磁路形成体の構成例の断面形状を示す図である。
【図２８】バイパス磁路形成体と磁束発生体との配置関係の例を示す図である。
【図２９】バイパス磁路形成体のバイパス磁路内包空間を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明では複数の実施例を提案している。したがって、参照番号が同一のものは同一の構成要素、或いは同様の機能を有する構成要素を表しているものである。
【００２６】
先ず、発明者らが見出した、センサ位置がずれると計測誤差が増大するという問題を図面にしたがい説明する。その後、発明者らが見出した、誤差が増大するメカニズムを図面にしたがい説明する。
【００２７】
図２４は回転角計測装置８０の構成を示している。図２４の（ａ）において磁束発生体２０２は円環状の磁石２１１とこれも円環状の２個のヨーク２１５Ａ、２１５Ｂとを有する。磁束発生体２０２は回転軸１２１に固定されている。尚、回転軸１２１の回転中心線２２６をＺ軸とする。また、磁石２１１の厚み方向の中点位置をＺ＝０ｍｍ（基準点）と定義する。
【００２８】
磁石２１１は図２４（ｂ）にあるように回転軸１２１に沿った方向に着磁された２極着磁磁石である。ヨーク２１５Ａ及びヨーク２１５Ｂは櫛歯状に形成された形状の磁性体である。図２４の（ｂ）のように、磁石２１１の上下からそれぞれヨーク２１５Ａ、２１５Ｂをかぶせて磁束発生体２０２を構成する。磁石２１１の着磁の向きを上側をＮ極、下側をＳ極とすると、上側のヨーク２１５ＡはＮ極に磁化し、下側のヨーク２１５ｂはＳ極に磁化される。したがって、磁束発生体２０２の側面からみると、Ｎ極に磁化したヨーク突起２１６ＡとＳ極に磁化したヨーク突起２１６Ｂとが交互に配置される。このため、磁束発生体２０２の側面位置での磁界の水平方向成分（Ｚ方向に直交するＸＹ面内成分）は、多極着磁磁石と同様な磁界分布になる。
【００２９】
具体的には、一方のヨーク２１５Ａに形成されたヨーク突起２１６Ａの個数をＮpとすると、磁束発生体２０２が１回転すると磁界の水平成分はＮp回だけ回転する。すなわち、Ｎp個のセクタを有する。これは、（Ｎp×２）極に着磁した多極磁石に対応することになる。
【００３０】
図２５に、Ｎp＝８の場合について、各ヨーク突起２１６Ａ、２１６ｂの磁化の様子を図示した。図２５はＺ軸線（回転中心線２２６）の方向からヨーク突起２１６を見た断面図である。ヨーク２１５Ａの円環部分や磁石２１１などは図示を省略した。図２５においてＸ軸線上に磁気センサを配置し、磁束発生体２０２を１回転させると磁気センサ７０の配置位置で磁界の水平方向成分が８回だけ回転することがわかる。
【００３１】
有限要素法による磁界計算を行い、磁束発生体２０２が回転した時の磁気センサ７０の場所での水平方向（ＸＹ面内）磁界の方向を定量的に求めた。その結果を図２６に示しており、実線は磁気センサ位置が磁石の厚み方向の中点位置であるＺ＝０ｍｍ（基準点）としての計算結果を示している。
【００３２】
図２６では横軸が磁束発生体２０２の回転角（機械角）で、縦軸が磁気センサ位置での磁界の角度（磁界角）である。磁束発生体２０２を０〜１８０°の範囲で回転させると、磁界角は回転角（機械角）４５°の周期で０〜３６０°の範囲を４回だけ回転する。すなわち、１セクタは４５°周期であり、０〜１８０°の回転範囲で４セクタある。１８０〜３６０°の範囲も同じ形なので、磁束発生体２０２の１回転で８セクタの磁界角回転があることがわかる。
【００３３】
回転角（機械角）０〜４５°の１セクタ内での磁界角分布を考える。ここで、「磁界角分布」とは、磁束発生体の回転角（機械角）と、磁気センサ位置での磁界角度（磁界角）との相互関係を示している。
【００３４】
理想的な磁界角分布は、１セクタ内では磁界角が０〜３６０°の範囲で直線的に変化するものである。つまり、図２６の破線で示したように回転角０°から回転角４５°の間で磁界角０°と磁界角３６０°を結んだ直線が理想直線である。回転角４５°乃至回転角１８０°までも同様である。
【００３５】
図２６を見るとＺ＝０ｍｍの場合は実線で表しているが理想直線から少しずれていることが分かる。この理想直線からのずれが磁界分布の誤差である。ここで、この理想直線からのずれを「磁界歪み誤差」と定義する。先に述べたように磁界歪み誤差には系統誤差と個体誤差とが含まれ、図２６では磁界歪み誤差は±２０°の範囲にある。±２０°のずれは多極着磁磁石での磁界歪み誤差と同程度の大きさであり、適切な補正方法により補正することが可能である。
【００３６】
次に、磁気センサ７０をＺ軸線上でＺ＝−０．５ｍｍの位置に配置した場合の磁界角を調べた。その結果を図２６に●印の点線で示した。磁界角は１８０°を中心に約±６０°の範囲で変化しており、理想直線から大きくずれている。理想直線からのずれ（磁界歪み誤差）は最大１８０°に達する場合があり補正が困難な誤差量である。
【００３７】
すなわち、磁気センサ７０の設置位置が基準点（Ｚ＝０ｍｍ）から軸方向に０．５ｍｍずれただけで磁界角の測定値から磁束発生体２０２の回転角を正確に計測することが出来ないようになる。
【００３８】
このように、櫛歯状のヨークと磁石とを組み合わせた磁束発生体を用いた回転角計測装置では、磁気センサの設置位置がわずかにずれると回転角の計測精度が大幅に劣化するという現象が生じるようになる。実際の回転機械等に用いる応用では設置誤差、つまり取り付け誤差が必ず生じるので、高精度の回転角計測が困難であるという課題が新たに生じるようになった。
【００３９】
上述したように、櫛歯状のヨークと磁石とを組み合わせた磁束発生体を用いた回転角計測装置では、磁気センサの設置位置が軸方向にわずかにずれると回転角の計測精度が大幅に劣化するという現象が生じるようになる。
【００４０】
発明者等は磁気センサの設置位置が軸方向にわずかにずれると回転角の計測精度が大幅に劣化する原因を鋭意検討、調査した。その結果、以下の原因で設置位置によって回転角の検出精度が低下することを解明した。
【００４１】
図１は回転角計測装置８０のＸＺ断面での磁界方向の空間分布を模式的に示したものである。磁石２１１はＺ軸方向（回転軸の中心軸線２２６の方向）に着磁した２極磁石なので、Ｎ極からＳ極に向かう磁力線２５０を放出している。図で示す矢印はその磁力線２５０の向きを示している。磁石２１１の対称性から、Ｚ＝０ｍｍの位置ではこの磁力線２５０の方向は紙面において垂直方向、つまりＺ軸方向とほぼ平行である。
【００４２】
磁石２１１はＺ軸方向に関して回転対称形なので、この磁力線２５０の空間分布は大局的に見るとどの方位角(azimuth)でも概ね等方的(Ｚ軸方向から見て放射状にＮ極からＳ極に向かって)に出ていると考えて良い(以下この磁界を大局的な磁界、或いは大局的な磁力線という)。これに対して、ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂによる磁界のＸＹ面内成分は、回転角を検出するために利用される局所的な変調磁界としてこの大局的な磁界に重畳されている。この局所的な変調磁界のＸＹ面内成分が回転角を検出するのに必要な情報であり、このＸＹ面内成分の変化を磁気センサ７０によって検出することで回転角を計測するものである。
【００４３】
図２は、磁気センサの設置位置での磁界ベクトルを図示したものである。磁界Ｂを、ＸＹ面内成分(in-plane成分) Ｂｉｐ と、Ｚ方向成分Ｂｚとに分けて考える。後でデータを示すように、図２６の条件では、Ｚ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜は、面内成分｜Ｂｉｐ｜の６倍以上である。但し、磁気センサが面内成分のみ感受するセンサであれば、Ｚ方向成分｜Ｂz｜の影響は受けずに、面内成分Ｂｉｐの方向を検出する。Ｚ＝０では、磁石から直接発生する磁力線（大局的な磁界）はＺ＝０では垂直方向を向いているので、面内成分Ｂｉｐはヨーク突起による局所的な変調磁界のみである。しがたって、図２６の実線のように磁界角は回転角（機械角）に対応した形になる。
【００４４】
一方、磁気センサ７０の軸方向位置がＺ＝−０．５ｍｍだけずれていた場合を考える。図１からわかるように、Ｚ＝０ｍｍ（基準点）でない場所においては、磁石２１１から放出する大局的な磁力線２５０は上述したように水平方向成分Ｂｉｐを持つ。このため、磁気センサ７０は水平方向成分Ｂｉｐを持つ大局的な磁力線の成分も検出する。前述の通り、磁石から出る大局的な磁力線は概ね等方的なので、その水平成分は回転角によらず１８０°である。図２６の点線に示したように磁界角が１８０°を中心に変化するのはこのためである。
【００４５】
以上のように、磁石から発生する大局的な磁力線が存在するために磁気センサの設置位置による検出精度の低下が生じることが解明された。
【００４６】
本発明ではこのような知見に基づいて、磁石２１１が発生する大局的な磁力線が磁気センサ７０の設置位置よって生じる悪影響をできるだけ抑える技術を提供するものである。
【００４７】
以下に説明する実施例では、磁気センサ７０として磁気抵抗素子のひとつであるＧＭＲ素子で構成された磁界方向計測センサ（ＧＭＲセンサ）を用いた例である。しかしながら本発明が対象とする磁気センサはＧＭＲセンサに限られるものではなく、磁界方向計測センサであれば他の形式のものであっても良い。
【００４８】
磁界方向計測センサとは、磁界の方向に応じた信号を出力するセンサである。磁界方向計測センサには、ＧＭＲセンサの他に、異方性磁気抵抗素子を用いたAMRセンサ（Anisotropic Magneto-Resistance sensor）や、複数のホール素子を用いて磁界方向に対応した信号を出力するように構成したセンサなどがある。以下、本発明の実施例を図面にしたがい詳細に説明する。
【実施例１】
【００４９】
本発明の第１の実施形態を図３乃至図７を参照しながら説明する。図３は本発明の一実施例になる回転角計測装置８０の全体構成を示す。回転角計測装置８０は、磁束発生体２０２、磁気センサ７０及びバイパス磁路形成体２４０とより構成されている。磁束発生体２０２は、回転中心線２２６に沿って回転する回転軸１２１に固定されており、回転軸１２１の回転と連動して回転する。また、回転中心線２２６をＺ軸とする。
【００５０】
磁束発生体２０２は、磁石２１１と、２つのヨーク２１５Ａ、２１５Ｂとで構成される。磁石２１１は、図２４（ｂ）に示したものと同様に、回転中心線２２６の方向に沿ってＮ極とＳ極との２極に着磁されている。磁石２１１は円環状（リング状）の形状で回転軸１２１の回転と連動して回転する。
【００５１】
２つのヨーク２１５Ａと２１５Ｂは、それぞれヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂを有する。ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂも磁性体で構成される。ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂは、磁石２１１の側面に延びた櫛歯状の形状である。
【００５２】
２つのヨークの区別をわかりやすくする目的で、磁石２１１のＮ極側に設けられたヨーク２１５ＡをＮ極側ヨーク、Ｓ極側に設けられたヨーク２１５ＢをＳ極側ヨークと呼ぶ場合もある。同様にして、Ｎ極側ヨーク２１５Ａのヨーク突起２１６ＡをＮ極ヨーク突起、Ｓ極側ヨーク２１５Ｂのヨーク突起２１６ＢをＳ極ヨーク突起と呼ぶ場合もある。
【００５３】
Ｎ極ヨーク突起２１６ＡとＳ極ヨーク突起２１６Ｂとは、図３に示したように、交互に噛み合うように配置されている。
【００５４】
ヨーク２１５Ａとヨーク２１５Ｂは、磁性体から作られている。本明細書において、磁性体とは磁化率が１０以上の材料である。磁化率が高い材料は、磁束を通しやすい性質を持つ。ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂも、磁性体から作られている。
【００５５】
ヨーク２１５Ａは、磁石２１１の上面の一部を覆っていればよく、上面全体を覆う必要はない。また、磁石２１１とヨーク２１５Ａとは接触している部分を有することが好ましいが、必ずしも必須ではない。接触していることが好ましい理由は、接触させることで磁気リラクタンスが低くなるので、磁石２１１からヨーク２１５Ａに効果的に磁束が供給されるためである。ヨーク２１５Ｂについても同様である。
【００５６】
尚、ここで「櫛歯状」とは図面にあるような矩形状の突起に限定されるものではなく、三角形や半円状の突起なども含むものである。Ｎ極に磁化したヨーク突起２１６ＡとＳ極に磁化したヨーク突起２１６Ｂとが交互に配置されていれば良く、その突起の形状は問わないものである。
【００５７】
磁気センサ７０は、回転中心線２２６を法線とする平面と、磁気センサ７０の磁気感受面とが平行になるように配置する。すなわち、磁気センサ７０の磁気感受面は、ＸＹ平面と平行に配置する。このように配置することで、磁気センサ７０は、ＸＹ面に平行な磁界成分（面内磁界成分）の磁界方向を計測することが出来る。
【００５８】
本発明の特徴的な構成であるバイパス磁路形成体２４０は、ヨーク２１５Ａ（Ｎ極側ヨーク）およびヨーク２１５Ｂ（Ｓ極側ヨーク）と対向するように所定隙間ｇの間隔をおいて配置されている。より細かく記述すると、バイパス磁路形成体２４０は、磁石２１１の側面、およびヨーク突起２１６Ａとヨーク突起２１６Ｂの面に対向するように、所定の間隔ｇをおいて配置されている。
【００５９】
バイパス磁路形成体２４０は、磁束通路を形成するようになっている。このバイパス磁路形成体２４０も磁束を通す材料から構成され、例えば鋼板（鉄）やパーマロイ、ミューメタルなどの磁性体で構成されている。バイパス磁路形成体２４０は、磁石２１１のＮ極からＳ極に向かう大局的な磁力線２５０が磁気センサ７０に与える影響を無くす、あるいは低減するためのバイパス磁路の働きを有している。
【００６０】
図３にあるように、磁石２１１のＮ極から出た大局的な磁力線２５０は磁石２１１のＳ極に向かって流れるが、バイパス磁路形成体２４０の付近ではバイパス磁路形成体２４０を通って磁石２１１のＳ極に向かって流れるように振る舞う。したがって、バイパス磁路形成体２４０の内部空間には大局的な磁力線２５０は影響を与えない、もしくはその影響は大きく抑制されるようになっている。
【００６１】
バイパス磁路形成体２４０は図３にあるように、ヨーク（Ｎ極側ヨーク）２１５Ａと対向して外側に延びる第１面２４０Ａと、ヨーク（Ｓ極側ヨーク）２１５Ｂと対向して外側に延びる第２面２４０Ｂとを有する。図３に示した構成の場合は、第１面２４０Ａと第２面２４０Ｂとを接続する磁性体の第３面２４０Ｃを有する。なお、後述する通り、本発明のバイパス磁路形成体２４０は、第１面２４０Ａと第２面２４０Ｂとを直接接続した構成であってもよく、その場合は第３面を有しない。
【００６２】
そして、図３にあるようにバイパス磁路形成体２４０の断面は磁束発生体２０２に向けて開口した開口部２４０Ｄを有した形状を持ち、例えばカタカナ文字の「コ状」を呈している。この開口部２４０Ｄはヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂによって生成される局所的な変調磁界を導入して磁気センサ７０が変調磁界を検出するための役割を有している。また、バイパス磁路形成体２４０の両側面も開口されており、バイパス磁路形成体２４０は第１面２４０Ａを上面、第２面２４０Ｂを下面、及び第３面２４０Ｃを外周側面とした３方で構成され、他の３方が開放した構成とされている。
【００６３】
尚、このバイパス磁路形成体２４０は必ずしも「コ状」でなくても良く、後で述べるがＺ軸線方向及びＺ軸線方向の磁束に含まれるＺ方向に直交する、或いは所定の角度をもって交差する磁束成分を流す機能を有していれば良いものである。
【００６４】
例えば、図２７の(a)に示したように、第１面２４０Ａと第２面２４０Ｂとを直接つないだ構成でもよい。ギリシャ文字のラムダ（Λ）を横向きにしたような断面形状である。また、図２７の(b)に示したように、第１面２４０Ａと第２面２４０Ｂとを曲面形の磁性体（第３面）で接続した構成でもよい。また、図示はしないが、第１面２４０Ａと第２面２４０Ｂが曲面形の構成でもあってもよい。
【００６５】
いずれの場合でも、第１面２４０Ａはヨーク（Ｎ極側ヨーク）２１５Ａに対向し、第２面２４０Ｂはヨーク（Ｓ極側ヨーク）２１５Ｂに対向して配置されている。
【００６６】
ここで、「対向して配置」とは、その１辺が向かい合って配置、あるいはその１辺が近接して配置されるという広義の意味で用いている。
【００６７】
「対向して配置」された構成の例をいくつか挙げると、図２８(a)、(b)、(c)の構成が挙げられる。まず、図２８の(a)に示したように、磁束発生体２０２の厚さＤmを１対のヨーク２１５Ａ、２１５Ｂの端から端までの長さと定義する。また、バイパス磁路形成体２４０の高さＨbを、バイパス磁路形成体２４０の、磁束発生体側の高さ（図２８(a)に図示の通り）と定義する。図２８の(a)の構成では、磁束発生体202の（Z方向）厚さＤmとバイパス磁路形成体２４０の高さＨbとが概ね等しい。図２８の(b)の構成ではＤm＞Ｈbである。図２８の(c)の構成ではＤm＜Ｈbである。
【００６８】
図２７の構成や図２８の構成、あるいは、図２７と図２８に図示した各々の構成の組み合わせにおいては、磁石２１１のＮ極から出た大局的な磁力線２５０は、バイパス磁路形成体２４０の付近ではバイパス磁路形成体２４０を通って、磁石２１１のＳ極に向かう。このため、バイパス磁路形成体２４０の内部空間（磁路内包空間）には大局的な磁力２５０は影響を与えない、もしくはその影響が大きく抑制される。
【００６９】
次に、このバイパス磁路形成体２４０と磁気センサ７０の配置関係について説明する。図３に模式的に示したように、Ｎ極から出た磁力線２５０はバイパス磁路形成体２４０を経由してＳ極に向かう。このため、バイパス磁路形成体２４０で囲まれた空間、及びその周辺（以下「バイパス磁路作用空間」と呼ぶ）では大局的な磁力線２５０の影響が小さくなる。そのため、ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂによって生成される局所的な変調磁界が磁気センサ７０により検出されるものである。
【００７０】
尚、本明細書において「バイパス磁路作用空間」とは、バイパス磁路形成体２４０の磁界バイパス効果によりＺ方向の大局的な磁力線２５０の強度が十分弱まった空間と定義される。したがって、この空間の全ての面をバイパス磁路形成体２４０で覆われている必要はない。バイパス磁路形成体２４０がない場合に比べてバイパス磁路形成体２４０を設置したことで大局的な磁力線２５０の影響が弱まっていれば良く、実際としては５０％に強度が弱まれば実用に供する。
【００７１】
本明細書において、「バイパス磁路内包空間」とは、バイパス磁路形成体２４０で囲まれた空間と定義され、バイパス磁路形成体の「内部空間」とも呼ぶ。バイパス磁路内包空間は全ての面をバイパス磁路形成体２４０で覆われている必要はない。例えば、図３に示されるようにコの字型のバイパス磁路形成体２４０に対しては、バイパス磁路内包空間は次のように定義される。
【００７２】
図２９を用いてバイパス磁路内包空間を詳しく説明する。図２９の（ａ）は、図３のバイパス磁路形成体２４０の斜視図であり、図２９の（ｂ）はその上面図である。図２９のバイパス磁路形成体２４０は、３つの面、すなわち第１面２４０Ａ、第２面２４０Ｂ、第３面２４０Ｃが磁性体で構成されている。また、前述のとおり、バイパス磁路形成体は、磁束発生体２０２に対向して、開口部２４０Ｄを有する。ここで、第１面側部２４２Ａと第２面側部２４２Ｂとをつないだ仮想的な面を側面開口面２４０Ｅと呼ぶ。側面開口面２４０Ｅの反対側には側面開口面２４０Ｆがある。図２９（ａ）では、側面開口面２４０Ｅを規定する仮想的な１辺を点線で示した。このバイパス磁路形成体２４０の場合、バイパス磁路内包空間は、次の６個の面で囲まれた空間と定義される：すなわち、第１面２４０Ａ、第２面２４０Ｂ、第３面２４０Ｃ、および、開口部２４０Ｄ、側面開口面２４０Ｅ、２４０Ｆの６個の面である。
【００７３】
前述した図２７（ａ）のように、第３面を有しないバイパス磁路形成体２４０に対しては、第３面を除いた５つの面によりバイパス磁路内包空間が定義される。この他の形状のバイパス磁路形成体２４０に対しても、同様にしてバイパス磁路内包空間が定義されることは明らかである。
【００７４】
また、本明細書において「バイパス磁路囲繞空間」とは、バイパス磁路内包空間と、バイパス磁路内包空間と磁束発生体２０２との間の空間との和空間（union space）と定義する。言い換えれば、バイパス磁路囲繞空間とは、バイパス磁路形成体２４０の内部空間と、その内部空間と磁束発生体２０２との間の空間との和空間（union space）である。
【００７５】
ここで、２つの空間ＡとＢの「空間の和(union)」、あるいは「和空間(union space)」とは、集合の和(union set)と同じ意味であり、いずれかの空間または両方の空間に属する空間を意味する。言い換えれば、空間Ａと空間Ｂの和空間とは、空間Ａと空間Ｂとを結合した空間である。
【００７６】
後述するが、「バイパス磁路囲繞空間」の周辺部の空間にもバイパス磁路形成体２４０によるＺ方向の磁界低減効果は作用する。したがって、「バイパス磁路作用空間」は「バイパス磁路囲繞空間」とその周辺部とを含むことになる。
【００７７】
以上に説明した各定義を図４にしたがい更に詳細に説明する。図４の（ａ）は磁束発生体２０２とバイパス磁路形成体２４０とを上面から見た図であり、図４の（ｂ）はＸＺ面での断面を示した図である。この実施例ではバイパス磁路形成体２４０は上述したように断面形状がコの字型であり、バイパス磁路形成体２４０のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂとの対向する側面には磁性体を設けていない構成となっている。
【００７８】
また、バイパス磁路形成体２４０は上方から見ると図４の（ａ）からわかるように、円環を所定の角度で切り取った形状をしており、この内部空間に磁気センサ７０が配置されている。
【００７９】
図４において、領域Ａはバイパス磁路形成体２４０で空間的に囲まれた領域である。領域Ａを「バイパス磁路内包空間」と呼ぶ。領域Ａは、バイパス磁路形成体の内部空間とも呼ぶ。
【００８０】
領域Ｂは磁束発生体２０２と領域Ａとの間の領域である。ここで注意すべきことは、図４の（ｂ）の断面図に示したように、バイパス磁路形成体２４０の第１面２４０Ａと第２面２４０Ｂの板厚と磁束発生体２０２の外周側面との間の空間領域Ｄ１と空間領域Ｄ２は領域Ｂには含まれないことである。「バイパス磁路囲繞空間」は領域Ａと領域Ｂとの和の空間(union space)と定義される。言い換えれば、バイパス磁路囲繞空間は、領域Ａ（バイパス磁路内包空間）と領域Ｂとを結合した空間である。
【００８１】
換言すれば、「バイパス磁路囲繞空間」とは、バイパス磁路内包空間（領域Ａ）と、これにつながりバイパス磁路形成体の開口部２４０Ｄと磁束発生体２４０との間の空間（領域Ｂ）とを結合した空間である。あるいは、言い換えれば、バイパス磁路囲繞空間とは、バイパス磁路内包空間（領域Ａ）と領域Ｂとの和空間である。
【００８２】
「バイパス磁路囲繞空間」が領域Ｂを含む理由は、領域Ｂの磁界方向を磁界解析で調べると、バイパス磁路形成体２４０の存在により磁界のＺ方向成分が減少しているからである。一方、領域Ｄ１及びＤ２には、各ヨーク２１５Ａ、２１５Ｂから第１面及び第２面を通って磁石２１１のＮ極からＳ極に至る強い磁力線が通っており、領域Ｄ１またはＤ２に磁気センサ７０を配置してもヨーク突起２１６Ａ，２１６Ｂが形成する局所的な変調磁界を検出すること出来ない。そのため、領域Ｄ１およびＤ２は「バイパス磁路囲繞空間」には含まれないわけである。
【００８３】
また、バイパス磁路形成体２４０の両側面側の開口面に隣接する領域Ｃ１及びＣ２では、後述の通りバイパス磁路形成体２４０の存在により磁界のＺ方向成分が低減するので、これらの領域は「バイパス磁路作用空間」に含まれる。
【００８４】
すなわち、「バイパス磁路作用空間」は、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ１、及び領域Ｃ２の各領域を結合した空間と定義される。尚、この実施例ではバイパス磁路形成体２４０の両側面が開放されているが、これらの両側面を磁性体で閉じられた構成にすれば、領域Ｃ１、及び領域Ｃ２にはＺ方向磁界低減効果が作用しないので、「バイパス磁路作用空間」は領域Ａと領域Ｂとを加えた空間になる。
【００８５】
これらの定義からわかるように、「バイパス磁路作用空間」内に磁気センサ７０を配置すると、大局的な磁力線２５０による磁界のＺ方向成分が低減されるため、回転角計測精度が向上するという効果が得られるようになる。
【００８６】
図３及び図４に示す構成の回転角計測装置８０において、磁気センサ７０の配置位置での磁界角を磁界計算により計算した結果を図５に示した。図５は図２６に対応するもので、有限要素法による磁界計算を行い、磁束発生体２０２が回転した時の磁気センサ７０の場所での水平方向（ＸＹ面内）磁界の方向を定量的に求めた。
【００８７】
磁気センサをＺ＝０ｍｍ（基準点）の位置に設置した場合の磁界角を図５に実線で示した。Ｚ＝０ｍｍの基準点に磁気センサ７０を設置した場合は、図２６の実線とほぼ同じ磁界角分布になっている。理想的な理想直線からのずれ（磁界歪み誤差）は±３０°程度であり、図２６の場合（バイパス磁路形成体２４０が無い構成）とほぼ同じ特性である。
【００８８】
一方、図５において、●印の点線で示したのは、Ｚ＝−０．５ｍｍの位置に磁気センサ７０を設置した場合を示している。図５（バイパス磁路形成体２４０を設置した構成）の場合には、Ｚ＝０ｍｍの基準点に置いた場合とほぼ同じ磁界角分布が得られており、誤差は±３０°程度である。
【００８９】
このように、磁気センサ７０の設置位置が軸方向に０．５ｍｍずれてもほぼ同じ特性が得られており、バイパス磁路形成体２４０がない構成と比べて設置位置の許容度が大幅に改善されたことがわかる。
【００９０】
なお、前述の通り、±３０°の誤差は、多極着磁磁石の磁界歪みと同程度の誤差であり、適切な補正方法により補正が可能である。このため、高精度に回転角を計測することが可能である。
【００９１】
図６は磁気センサ７０の設置位置と磁界歪み誤差との関係をプロットしたものである。磁界歪み誤差の大きさは回転角により異なるが、図６の縦軸には磁界歪み誤差の最大値をプロットしている。横軸は磁気センサ設置位置のＺ=０ｍｍ（基準点）からのずれ量（ｍｍ）である。
【００９２】
図６において、○印で示したのはバイパス磁路形成体２４０がない従来の構成での磁界歪み誤差である。磁気センサ７０の設置位置がＺ＝０ｍｍ（基準点）から軸方向に０．４ｍｍずれると、誤差は９０°に達し、軸方向に０．５ｍｍずれると誤差は１８０°にまで達する。このように軸方向へのずれが大きくなるほど磁界歪み誤差は飛躍的に大きくなる。
【００９３】
一方、●印で示したのはバイパス磁路形成体２４０を設けた本実施例での磁界歪み誤差である。この場合、磁気センサ７０の設置位置が軸方向で０．５ｍｍずれても磁界歪み誤差は殆ど増加しないことがわかる。このように、本実施例のようにバイパス磁路形成体２４０を設けることにより、磁気センサ７０の設置位置の許容度を大幅に改善できることがわかる。
【００９４】
次に、バイパス磁路形成体２４０を設けることにより磁界のＺ方向成分が低減することを説明する。図７は、磁気センサ７０の設置位置での磁界強度を示すグラフである。図７では図２のように磁界ＢをＸＹ面内成分の磁界強度の絶対値｜Ｂｉｐ｜とＺ方向成分の磁界強度の絶対値｜Ｂｚ｜とに分解してそれぞれの強度を示した。尚、ＸＹ面内成分｜Ｂｉｐ｜は磁束発生体２０２の回転角により異なるので、最小の磁界強度をプロットした。図７の横軸は磁気センサ７０の設置位置を示し、Ｚ=０ｍｍ（基準点）からのずれ量（ｍｍ）である。
【００９５】
まず、バイパス磁路形成体２４０を設けない場合の結果を見ると、Ｚ=０ｍｍ（基準点）において、ＸＹ面内成分｜Ｂｉｐ｜（○印でプロット）が２０ｍＴであるのに対し、Ｚ方向成分｜Ｂｚ｜（△印でプロット）は約１２０ｍＴであり、Ｚ方向成分の方が６倍強いことが判る。これが比較の基になる基準点での磁界ＢのＸＹ面内成分とＺ方向成分の強度である。
【００９６】
一方、磁気センサ７０の設置位置が軸方向に０．４ｍｍずれると、ＸＹ面内成分（○印でプロット）は３ｍＴに減少し、Z方向成分（△印でプロット）は１１３ｍＴとなってＺ方向成分が３８倍も強くなっている。
【００９７】
前述の通り、Ｚ方向成分は磁石２１１が発生する大局的な分布の磁力線２５０によるものであり、回転角に対応した磁界変化成分をほとんど持たない。このように、回転角の情報を有するＸＹ面内成分の磁界が小さいために回転角度の計測誤差が大きくなってしまう。更に、もう一つの課題は、軸方向のずれ量Ｚ=０．４ｍｍがになると、ＸＹ面内成分（○印でプロット）がＺ=０ｍｍ（基準点）の時よりも小さくなることである。磁気センサ７０の計測精度は通常１０ｍＴ以下になると、その計測精度が劣化するのでこの点でも、従来構成では回転角の計測精度が劣化することが理解できる。
【００９８】
次に、本実施例になるバイパス磁路形成体２４０を設けた場合の結果を見ると、Ｚ=０ｍｍ（基準点）においては、ＸＹ面内成分（●印でプロット）が１７ｍＴであり、バイパス磁路形成体２４０を設けていない従来の場合と概ね同じＸＹ面内成分（磁界強度）を持つことがわかる。このことはバイパス磁路形成体２４０が基準状態では実質的に悪影響を与えていないことが理解できる。
【００９９】
更に、磁界のＺ方向成分（▲印でプロット）は８ｍＴであり、バイパス磁路形成体２４０を有しない場合に比べて大幅にＺ方向成分が減少し、加えてＸＹ面内成分の磁界強度よりも小さくなっている。このように、回転角情報を含むＸＹ面内成分｜Ｂｉｐ｜がＺ方向成分｜Ｂｚ｜よりも大きくなっているので回転角の計測精度が向上する。
【０１００】
また、軸方向のずれ量Ｚ=０．４ｍｍの場合を見ると、ＸＹ面内成分（●印でプロット）は１５ｍＴであり、Ｚ方向成分（▲印でプロット）は６．３ｍＴである。このように、磁気センサの設置位置が多少ずれても、磁界のＸＹ面内成分強度｜Ｂｉｐ｜がほとんど低下しないので、高精度に回転角を計測できることが理解できる。
【０１０１】
磁気センサ７０に用いるセンサの種類によっては、磁界のＺ方向成分が強いと計測精度に悪影響を及ぼす場合がある。本実施例では磁気センサ７０として磁界方向計測センサを用い、磁界感受面をＺ方向と垂直に配置している。したがって、磁界のＺ方向成分の影響は受けにくいが、センサの種類によっては影響を受けるものがある。
【０１０２】
磁界方向計測センサには、磁界感応素子としてホール効果素子や磁気抵抗効果素子を用いたものがあるが、特にホール効果素子を用いたものでは磁界のＺ方向成分の影響を受け易い。例えば、複数個のホール効果素子を用いて、磁界強度の空間的差分を測定して磁界方向を検出するタイプの磁界方向計測センサでは、センサ感受面に垂直な磁界成分が強い場合には、計測精度に悪影響を受けやすい。
【０１０３】
上述したように、本実施例ではバイパス磁路形成体２４０を用いて大局的な磁界、或いは磁力線２５０の影響を弱めるので、複数のホール素子を用いた磁界方向計測センサを用いた場合に特にその効果が大きいものである。
【０１０４】
ここで、バイパス磁路形成体２４０の材料としては基本的には磁力線を流すことができる磁性体（磁化率が１０以上）であれば良いが、実際的には磁化率が１００以上の材料を用いるのが望ましく、具体的には鉄、珪素鋼、パーマロイ、ミューメタルなどがある。本実施例では板状の鉄を図３及び図４に示した形状に加工してバイパス磁路形成体２４０を製作した。
【０１０５】
前述の通り、本実施例になるバイパス磁路形成体２４０はＺ方向の磁界、或いはＺ方向と水平方向のベクトル成分を持つ大局的な磁界を磁気センサ７０に流すのを少なく、或いは流さないように、バイパス磁路形成体２４０を介してバイパスして流す働きをするので、磁化率χが高いほどその効果が高い。磁化率χが高い材料としては、例えば鉄（χ=５０００）、珪素鋼（χ＝７０００）、パーマロイ（χ＝４００００〜１０００００）、ミューメタル（χ＝１０００００）等がある。本実施例では、厚さが１ｍｍの鉄板を用いて十分な効果が得られたので、価格が安く製作が容易な鉄を用いた。
【０１０６】
このように、本実施例においては磁化率χが１００以上の磁性体材料を用いると特に好ましい。その理由は、磁化率χが１００以上の材料でバイパス磁路形成体２４０を構成すると、磁束の通りやすさが、空気の（χ＋１）倍＝１０１倍以上になるため、Ｚ方向の磁界、或いはＺ方向と水平方向のベクトル成分を持つ磁界が効果的にバイパスされるからである。
【０１０７】
具体的には、磁性体材料として鉄や珪素鋼を用いると特に好ましく、パーマロイ、ミューメタル等の磁化率χが７０００を超える材料を用いると、バイパス磁路形成体２４０の板厚を薄くしても同等の効果が得られるので更に好ましいものである。
【０１０８】
また、本実施例の副次的な効果として、外乱磁界の影響を受けにくいことがあげられる。つまり、磁気センサ７０の位置に外部からの磁界が入りこむと回転角の計測精度が劣化することが考えられるが、本実施例のように磁気センサ７０をバイパス磁路形成体２４０で覆っているために、外部からの外乱磁界がバイパス磁路形成体で遮蔽されて回転角の計測精度が劣化することを抑制できることが期待できる。
【実施例２】
【０１０９】
次に本発明の第２の実施形態について図８を参照しながら説明する。本実施例２においては磁束発生体２０２のヨーク突起２１６Ａ及び２１６Ｂの形状が３角形の形状に構成されている点で実施例１と異なっている。
【０１１０】
実施例１ではヨーク突起２１６Ａ及び２１６Ｂの形状を矩形状にしていたが、本実施例２のようにヨーク突起２１６Ａ及び２１６Ｂを３角形にすると、磁気センサ７０の位置に形成されるＸＹ面内成分（磁界）の強度が大きくなるという効果がある。
【０１１１】
面内成分の磁界強度が大きくなる理由は、ヨーク２１５Ａとヨーク２１５Ｂの間隔を同じとした場合において、矩形状のヨーク突起２１６Ａ及び２１６Ｂの対向する長さに対して、三角形のヨーク突起２１６Ａ及び２１６Ｂの対向する長さが長くなるので、ＸＹ面内成分（磁界）の強度が大きくなると考えられる。
【０１１２】
すなわち、同一の強さの磁石２１１を用いたとすると、三角形のヨーク突起２１６Ａ及び２１６Ｂを使用すると磁気センサ７０の設置位置に形成されるＸＹ面内成分の磁界強度が強くなるという作用があり、この三角形状のヨーク突起２１６Ａ及び２１６Ｂを用いると計測精度が向上する効果がある。
【０１１３】
尚、実施例１及び実施例２においては、ヨーク突起２１６Ａの及び２１６Ｂの形状として、矩形状のものと３角形状のものを開示したが、本発明においてはこれら２つの形状に限定されるものではない。
【０１１４】
本発明が対象とする磁束発生体２０２は、図２５に模式的に示したようにＮ極に磁化したヨーク突起２１６ＡとＳ極に磁化したヨーク突起２１６Ｂとが隣接して配置された構成にある。このような構成を用いると、磁束発生体２０２が回転することにより磁気センサ７０の配置位置の磁界のＸＹ面内成分｜Ｂｉｐ｜の方向が変化する。したがって、磁界角を計測することにより磁束発生体２０２の回転角を計測することができる。
【０１１５】
このように、本発明が対象とする磁束発生体２０２は隣接するヨーク突起２１６Ａ、２１６ＢがＮ極とＳ極とに交互に磁化される構成であれば、ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの形状は問わないものである。いずれの形状であっても、磁石２１１が形成する大局的な磁力線２５０がＺ方向に形成されるので、バイパス磁路形成体２４０を設ける構成によってその大局的な磁力線２５０の影響を大幅に低減することが出来るものである。
【実施例３】
【０１１６】
次に本発明の第３の実施形態について図９を参照しながら説明する。本実施例３においてはバイパス磁路形成体２４０が実施例１のように円環を所定角度で切り取った形状ではなく、上面から見た形状が矩形である点で実施例１と異なっている。
【０１１７】
図９は回転角計測装置８０をＺ軸上から見た図であり、本実施例３では、バイパス磁路形成体２４０が四角形の矩形となっており、磁束発生体２０２に対向、近接する対向側面２４０Ｅが直線的な形状になっている。
このように構成すると、実施例１及び実施例２に示すものと同様に磁石２１１が形成する大局的な磁力線２５０がＺ方向に形成されるが、バイパス磁路形成体２４０を設ける構成によってその大局的な磁力線２５０の影響を大幅に低減することができるものである。この実施例３によればバイパス磁路形成体２４０を製作する場合、全体が四角形の矩形となっており、バイパス磁路形成体２４０の加工や製作が容易になるという効果がある。
【実施例４】
【０１１８】
次に本発明の第４の実施形態について図１０を参照しながら説明する。本実施例４においてはバイパス磁路形成体２４０が実施例１のように円環を所定角度で切り取った形状ではなく、上面から見た形状が略矩形であり、磁束発生体２０２に対向、近接する対向側面が凹状に形成されている点で実施例１と異なっている。
【０１１９】
図１０の（ａ）及び（ｂ)は回転角計測装置８０をＺ軸上から見た図であり、本実施例４では、バイパス磁路形成体２４０が略四角形の矩形となっており、磁束発生体２０２に対向、近接する対向側面が凹状の輪郭を有する形状になっている。図１０の（ａ）は磁束発生体２０２に対向、近接する対向側面２４０Ｆが磁束発生体２０２の側面形状に合わせた円弧上の輪郭を有している。
【０１２０】
また、図１０の（ｂ）は磁束発生体２０２に対向、近接する対向側面２４０Ｇが磁束発生体２０２の側面形状に合わせた多角形上の輪郭を有している。このようにすると、磁束発生体２０２とバイパス磁路形成体２４０との距離（Air Gap長さ)が短くなるので、磁束発生体２０２の磁石２１１が発生する大局的な磁力線をより効果的にバイパス磁路形成体２４０に流すことが出来るという効果がある。
【実施例５】
【０１２１】
次に本発明の第５の実施形態について図１１を参照しながら説明する。本実施例５においてはバイパス磁路形成体２４０の一部と磁束発生体２０２の一部が回転軸の軸線方向に隙間を有して夫々重なる(オーバーラップ)ように配置した点で実施例１と異なっている。尚、バイパス磁路形成体２４０は図９に示す実施例３のバイパス磁路形成体２４０を使用している。
【０１２２】
図１１の（ａ）は回転角計測装置８０をＺ軸上から見た図であり、図１１の（ｂ)はＸＺ断面を示した図である。本実施例５では、バイパス磁路形成体２４０の「バイパス磁路囲繞空間」の磁束発生体２０２に面する部分の空間厚みを磁束発生体２０２の厚みよりも大きくしている点に特徴がある。
【０１２３】
つまり、図１１（ｂ）の断面図からわかるように、バイパス磁路形成体２４０の第１面２４０Ａが回転軸の軸線方向で磁束発生体２０２のヨーク２１５Ａの上方に位置するように、また第２面２４０Ｂが回転軸の軸線方向でヨーク２１５Ｂの下面に位置するように構成することで、磁束発生体２０２とバイパス磁路形成体２４０とを互いに重なる形で配置したものである。
【０１２４】
これにより、バイパス磁路形成体２４０の形状は加工が容易な形状に保ちつつ、磁束発生体２０２からの大局的な磁力線を効果的にバイパス磁路形成体２４０にバイパスすることが可能となる。また、磁束発生体２０２とバイパス磁路形成体２４０とを互いに重なる形で配置されているため、大局的な磁力線２０５がＺ軸方向から侵入する度合いが実施例１に比べて少なくなり、より計測精度を向上できる構成となっている。
【０１２５】
ここで、バイパス磁路形成体２４０とヨーク２１５Ａ、２１５Ｂの重なり度合いであるが、少なくともバイパス磁路形成体２４０の両先端角部がヨーク２１５Ａ、２１５Ｂの外周縁と重なる位置まで延びるようにすることが望ましく、本実施例５ではバイパス磁路形成体２４０の両先端角部がヨーク２１５Ａ、２１５Ｂの外周縁を超えて延びるように構成されている。
【実施例６】
【０１２６】
次に本発明の第６の実施形態について図１２を参照しながら説明する。本実施例６においてはバイパス磁路形成体２４０の構成を提案している。本実施例６では、バイパス磁路形成体２４０は図９に示す実施例３のバイパス磁路形成体２４０を使用している。そして、バイパス磁路形成体２４０はその第３面２４０Ｃに開口部２４６を形成することが特徴となっている。このような構成にすることで、磁気センサ７０の設置が容易になるという効果がある。
【０１２７】
具体的には、開口部２４６を通して磁気センサ７０をバイパス磁路形成体２４０の「バイパス磁路囲繞空間」に導入したり、逆に開口部２４６の反対側の開口部２４０Ｄから磁気センサ７０を「バイパス磁路囲繞空間」に導入したりすることができる。この場合、開口部２４６が磁気センサ７０の信号配線の引き出し口となる。このように、開口部２４６を設けたことにより磁気センサ７０の導入が容易になる、或いは磁気センサ７０の信号配線の引き出し口として用いることができる。
【０１２８】
ここで、バイパス磁路形成体２４０は磁性体なのでリラクタンス（磁気リラクタンス）が小さく、空気中と比べて磁束が通りやすい。そのため、バイパス磁路形成体２４０の一部が開口部２４６となっていると、バイパス磁路形成体２４０内の磁束は開口部２４６を避けて流れるようになる。したがって、バイパス磁路形成体２４０の一部に開口部が設けられていても磁束をバイパスする効果が得られる。
【０１２９】
図１２ではバイパス磁路形成体２４０の構成面のひとつ、ここでは第３面２４０Ｃに開口部２４６を設けた例を示したが、複数の構成面に開口部２４６を設けてももちろん良い。
【０１３０】
実施例６の変形例を図１３に示しており、この変形例ではバイパス磁路形成体２４０の第２面２４０Ｂ（下面）に開口部２４６を形成している。この変形例では磁気センサ７０はバイパス磁路形成体２４０の開口部２４０Ｄから挿入されて「バイパス磁路囲繞空間」、或いは「バイパス磁路内包空間」に設置されるが、信号配線２０８は引き出し口となる開口部２４６から引き出されるようになっている。
【０１３１】
このように信号線２０８をバイパス磁路形成体２４０の第２面２４０Ｂ（下面）に設けると、例えばバイパス磁路形成体２４０の第３面２４０Ｃに引き出し開口を設けられない場合とか、この回転角計測装置を取り付ける場所が制約され、例えば図１９にあるような電動機に設ける場合に軸方向に引き出し線を出す必要がある場合に有効な構成である。
【０１３２】
尚、上記した種々のバイパス磁路形成体２４０は磁性体がむき出しであるが、インサート成型のような手法を用いて合成樹脂で全体を覆うようにするのとさらに望ましい。この場合は磁気センサ７０も合成樹脂によって液密に囲繞してバイパス磁路形成体の「バイパス磁路内包空間」或いは「バイパス磁路内包空間」と図４に示す領域Ｂの接続部分等に設置するが、バイパス磁路形成体２４０に強固に固定することが必要である。また、この磁気センサ７０とバイパス磁路形成体２４０は一体的に制作して寸法関係を正確に出すことが重要である。このために、両者を一体として管理するとさらに望ましい構成となる。
【実施例７】
【０１３３】
次に本発明の第７の実施形態について図１４を参照しながら説明する。本実施例７においてはバイパス磁路形成体２４０が磁気センサ７０の設置位置を境に分割されているという点が実施例１と異なっている。
【０１３４】
分割された２つのバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２の間の空間を「磁路分離空間」と定義し、２つのバイパス磁路の間の距離を「磁路分離長さ」と定義する。更に、磁路分離長さを回転中心線226から見た見込角を「磁路分離角」と定義する。言い換えれば、「磁路分離角」は、回転中心線２２６と「磁路分離空間」の両端とを結んでできる２本の直線のなす角度である。
【０１３５】
本実施例７において、磁路分離空間は概ねＺ方向（軸線方向）に沿って形成されるもので、分割されたそれぞれのバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２は磁石２１１のＮ極からＳ極へつながる磁路を形成するように分割されている。
【０１３６】
尚、本実施例７とは逆にＮ極からＳ極へつながる磁路を分割してしまうと、磁路のリラクタンス（磁気抵抗）、すなわち磁束の通りにくさが増大してしまうため、Ｎ極からＳ極に向かう不要な磁束をバイパスするという機能を果たさなくなってしまうようになる。本実施例７ではＮ極からＳ極に至る磁路は維持されているので、磁束をバイパスする効果は保持されるものである。
【０１３７】
以上のように、「磁路分離空間」は概ねＺ方向（軸方向）に沿っていればよく、Ｚ方向に対して少し斜めの方向に形成されていても良いが、あまリ大きく傾斜されていると好ましくなく、傾斜の度合いはそのシステムが組まれる仕様に合わせて許容できる範囲を策定すればよいものである。
【０１３８】
この本実施例７で定義した「磁路分離空間」は、上述した「バイパス磁路作用空間」の定義に含まれるものであり、その理由は、後述の通り「磁路分離空間」内ではバイパス磁路磁路形成体２４０-１、２４０-２の作用により、磁界のＺ方向成分が充分低減しているからである。そのため、「磁路分離空間」に磁気センサ７０を配置すると、本発明の効果である、磁気センサ７０の設置位置の許容度が大きくとれると共に、計測精度が向上できるという効果が期待できる。
【０１３９】
次に、本実施例７にある「磁路分離空間」によって磁路が分離されている場合の磁束のバイパス効果について説明する。前述の通り、本発明の課題は回転角の情報を含まないＺ方向の磁界成分を低減させることである。したがって、磁気センサ７０を設置する位置での磁界のＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜を調べれば効果の度合いを知ることができる。すなわち、磁気センサ７０を設置する位置での磁界のＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜が小さいほど効果が得られていることがわかる。
【０１４０】
そこで、図１５にあるようにバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２を配置した構成において点線上の測定位置Ｐ（α）でのＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜を磁界計算により求めた。測定位置Ｐ（α）はＸ軸から角度αだけ離れた場所であり、今回はこの角度αをＸ軸基準に−３０°から＋３０°まで振った時のＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜について磁界計算した。また、２個のバイパス磁路形成体２４０−１、２４０−２を磁路分離角βだけ離して配置してあるので、この磁路分離角βを５°、１０°、２０°、３０°とした場合のそれぞれについて磁界計算を行った。
【０１４１】
図１６に各測定位置測定位置Ｐ（α）におけるＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜の値を示した。図１６からわかるように、磁路分離角βを５°、１０°、２０°、３０°とした場合であってもバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２で囲まれた空間内ではＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜は１０ｍＴ程度である。
【０１４２】
そして、磁路分離角β＝５°の構成ではＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜はバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２の内部空間内とほぼ同じ程度の低いレベルである。また、磁路分離角β＝１０°でもＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜は十分に小さいことが判る。一方、この磁路分離角βが大きくなるにつれてＺ方向成分の大きさ｜Ｂｚ｜が大きくなっていき、磁路分離角β＝３０°だと、測定位置Ｐ（α）＝０（Ｘ軸上）においては８０ｍＴであり、バイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２（２４０）が無い場合の強度である約１００ｍＴと同等レベルになリ、その効果が著しく低減していることが判る。
【０１４３】
このように、図１６の結果からわかる通りバイパス磁路形成体２４０をバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２のように２個に分割して配置した場合でも、「磁路分離空間」にはバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２による磁束の低減効果があることが理解できる。また、図１６からわかるように、磁路分離角βを１０度以下に設定するとより高い効果が得られるのでさらに好ましい結果が得られるようになる。
【０１４４】
本実施例７の構成による効果は、磁気センサ７０の設置許容度が向上すると共に、回転角の計測精度が向上するという共通の効果に加えて、磁気センサ７０を設置しやすいという効果がある。
【０１４５】
この効果は、磁気センサ７０の設置位置が磁路分離空間で良いため、磁気センサ７０をバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２の内部に設置したり、磁気センサ７０の信号配線の引き出しが容易になるということに起因している。
【実施例８】
【０１４６】
次に本発明の第８の実施形態について図１７を参照しながら説明する。本実施例８においては磁気センサ７０を複数個、ここでは２個設置した点で実施例１と異なっている。本実施例８においては２個の磁気センサ７０−１、７０−２による冗長系の構成にすることで、回転角計測装置８０の信頼性を向上させることが出来る。この信頼性とは磁気センサ７０自身が有する計測精度に関する信頼性ではなく、故障や異常に対する信頼性を意味している。
【０１４７】
従来のような設置方法では磁気センサ７０の設置位置の許容度が狭かったため、基本的には磁気センサ７０はＺ＝０ｍｍ（基準位置）の位置にしか設置することが許されていなかった。このため、２個の磁気センサ７０を用いる等の冗長系を考慮した構成は採用できず、また採用しても例えばプリント基板の厚さ等の影響によって軸方向の設置位置のずれが生じて計測精度が悪くなっていた。この計測精度が悪くなる理由は既に説明した通りである。
【０１４８】
これに対して、今まで説明してきたようにバイパス磁路形成体２４０を設ける構成によって、磁気センサ７０の設置位置の許容度が大幅に増大したので図１７に示す構成を採用することが可能になった。図１７において、磁気センサ７０−１、７０−２はプリント基板１６１の両側に間隔をおいて設置されており、この実施例では磁気センサ７０−１、７０−２はプリント基板１６１に接着等の手法によって固定されている。図６の特性図に示してあるように、バイパス磁路形成体２４０を設けることによってＺ＝０．５ｍｍでも精度よく回転角を計測できる。よって、例えば、厚さ１ｍｍのプリント基板１６１の両面側に磁気センサ７０−１、７０−２を設置したとしても、夫々の磁気センサ７０−１、７０−２はＺ＝０ｍｍ（基準点）に対してＺ＝±０．５ｍｍのずれを伴って位置するので、十分な計測精度が得られるようになる。
【０１４９】
このように、磁気センサ７０を複数個（ここでは２個）用いた冗長系の構成を用いることにより、磁気センサ７０の異常（fault）や故障（failure）を検出することができる。また、どちらかの磁気センサ７０で異常や故障が発生した場合に、正常動作している磁気センサの信号を用いたバックアップ動作に切り替えることで正しい回転角情報を出力し続けることが可能になるといった効果が期待できる。
【実施例９】
【０１５０】
次に本発明の第９の実施形態について図１８を参照しながら説明する。本実施例９においては３角形のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂを有する磁束発生体２０２と、２個の磁気センサ７０−１、７０−２とを用いた点で実施例１と異なっている。
【０１５１】
この実施例９では実施例８に示す冗長系の構成を採用できることはもちろんであるが、本実施例９では三角形のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの特性を利用して以下に述べるような別の作用効果を得ることができる。
【０１５２】
図１８にあるような３角形のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂを用いると、磁束が効率的に取り出せるという利点がある。しかしながら、磁気センサ７０の設置位置である磁界計測位置がＺ＝０ｍｍ（基準点）からずれると図２６で説明したように磁界角分布が変化するという現象がある。
【０１５３】
本実施例９では、第１磁気センサ７０-１、及び第２磁気センサ７０-２の設置位置をそれぞれＺ＝０ｍｍ（基準点）から所定長さ＋Ｚ1、−Ｚ1とすると、プリント基板１６１の設置位置がＺ＝０ｍｍ（基準点）から＋Ｚ1側にΔdにずれた場合、第１磁気センサ７０-１、及び第２磁気センサ７０-２の位置はＺ＝０ｍｍ（基準点）からそれぞれ（Ｚ1＋Δd）、（−Ｚ＋Δｄ）に変化する。
【０１５４】
したがって、第１磁気センサ７０-１はＺ＝０ｍｍ（基準点）から離れる方向に位置が変化し、第２磁気センサ７０-２はＺ＝０ｍｍ（基準点）に近づく方向に位置が変化することになる。よって、第１磁気センサ７０-１の磁界角の発生位相と第２磁気センサ７０-２の磁界角の発生位相の両者の平均値を求めると、プリント基板１６１の設置位置の変動Δｄの影響を相殺できるようになる。この場合、各磁気センサ７０-１、７０-２から出力される磁界角は別に設けた演算機能を備えた制御装置で求めることができる。
【０１５５】
このように、３角形のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂを有する磁束発生体２０２と、２個の磁気センサ７０-１、７０-２とを組み合わせることにより、プリント基板１６１の位置変動の影響を受けにくい回転角計測装置８０を得ることができる。
【実施例１０】
【０１５６】
次に本発明の更なる実施形態として、上述した回転角計測装置８０を利用した回転機械について図面に基づいて説明する。尚、ここでいう回転機械とは、電動機や発電機はいうに及ばず、要は回転軸等の回転要素を含む機械を含む概念である。
【０１５７】
図１９は本実施例１０になる回転機械の断面を示すもので、本実施例１０は電動機であり電動機部１００と回転角検出部２００とで構成される。
【０１５８】
電動機部１００は、複数の固定磁極と複数の回転磁極との磁気的作用により複数の回転磁極が回転することにより回転トルクを発生するものであって、複数の固定磁極を構成するステータ１１０及び複数の回転磁極を構成するロータ１２０から構成されている。ステータ１１０はステータコア１１１と、ステータコア１１１に装着されたステータコイル１１２から構成されている。ロータ１２０はステータ１１０の内周側に空隙を介して対向配置され、回転可能に支持されている。本実施例１０では電動機として三相交流式の永久磁石型同期電動機を用いている。
【０１５９】
電動機本体を囲む筐体は円筒状のフレーム１０１と、フレーム１０１の軸方向両端部に設けられた第１ブラケット１０２および第２ブラケット１０３から構成されている。第１ブラケット１０１の中央部には軸受１０６が、第２ブラケット１０３の中央部には軸受１０７がそれぞれ設けられており、これらの軸受１０６，１０７は回転軸１２１を回転可能なように支持している。
【０１６０】
フレーム１０１と第１ブラケット１０２との間にはシール部材（図示せず）が設けられており、このシール部材は環状に設けられたＯリングでフレーム１０１と第１ブラケット１０２によって軸方向及び径方向から挟み込まれて圧縮されている。これにより、フレーム１０１と第１ブラケット１０２との間を液密的に封止できてフロント側を防水できる。また、フレーム１０１と第２ブラケット１０３との間も同様にシール部材（図示せず）により防水されている。
【０１６１】
ステータ１１０はステータコア１１１と、ステータコア１１１に装着されたステータコイル１１２から構成され、フレーム１０１の内周面に設置されている。ステータコア１１１は複数の珪素鋼板を軸方向に積層して形成した磁性体（磁路形成体）であり、円環状のバックコアと、バックコアの内周部から径方向内側に突出して、周方向に等間隔に配置された複数のティースから構成されている。
【０１６２】
複数のティースの夫々にはステータコイル１１２を構成する巻線導体が集中的に巻回されている。複数の巻線導体はステータコイル１１２の一方のコイルエンド部（第２ブラケット１０３側）の軸方向端部に並置された結線部材によって相毎に電気的に接続され、さらには３相巻線として電気的に接続されている。３相巻線の結線方式にはΔ（デルタ）結線方式とＹ（スター）結線方式がある。本実施例では、Δ（デルタ）結線方式を採用している。
【０１６３】
ロータ１２０は、回転軸１２１の外周面上に固定されたロータコアと、マグネットとで構成される（ロータコアとマグネットは図示せず）。表面磁石型永久磁石モータでは、複数のマグネットをロータコアの表面に配置する。埋込磁石型永久磁石モータではマグネットをロータコアの内部に埋め込む。
【０１６４】
次に、回転角検出部２００の構成を説明する。回転角検出部２００は磁気センサ７０と磁束発生体２０２、およびバイパス磁路形成体２４０とで構成されている。
【０１６５】
磁束発生体２０２は、回転機械の回転軸１２１の回転に連動して、回転中心線２２６に沿って回転する。図１９の構成では、回転機械の回転軸１２１に磁束発生体２０２を取り付けている。但し、本発明はこの構成に限定されるものではなく、回転機械の回転軸１２１と磁束発生体２０２を設置する回転軸とを別の軸とし、両者の軸をギアなどで接続して連動して回転するようにしてもよい。同様にして、ギアなどによる回転方向変換により、回転機械の回転軸１２１の回転中心線と磁束発生体の回転中心線とを別物にしてもよい。
【０１６６】
磁束発生体２０２の構成は図１に示したものと同様の構成である。すなわち、回転中心線２２６の方向に着磁された２極磁石２１１と２つのヨーク２１５Ａ、２１５Ｂとで構成される。ヨーク２１５Ａ、２１５Ｂは、それぞれ櫛歯状のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂを有する。尚、図１９では、磁束発生体２０２を構成するヨーク２１５Ａ、２１５Ｂとヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの図示は省略してある。
【０１６７】
バイパス磁路形成体２４０は磁化率が１０以上の磁性体材料を用いることにし、本実施例では板厚１ｍｍの珪素鋼板を用いた。バイパス磁路形成体２４０の構造は図４に示したものと同様である。バイパス磁路形成体２４０は固定具１３２を用いて第２ブラケット１０３に固定した。
【０１６８】
磁気センサ７０はバイパス磁路形成体２４０の「バイパス磁路作用空間」内に設置したが、更に詳しくいえば特に「バイパス磁路囲繞空間」内に磁気センサ７０を設置した。磁気センサ７０には磁界方向計測センサを用い、磁界感受面が回転中心線２２６を法線とする平面と平行になるように配置した。
【０１６９】
図３に示したものと同様に、回転中心線２２６をZ軸と定義し、Z軸の原点は磁束発生体２０２の厚み方向の中点に設定する。つまり、上述したＺ＝０ｍｍｍ（基準点）を表しており、この基準点に合わせて磁気センサ７０が設置されるように構成されている。これによって、設計上は最も計測精度が良い位置で磁気センサ７０がヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂによる変調磁界を検出するようになっている。ただ、繰り返して述べるが実際には設計通りに磁気センサ７０をＺ＝０ｍｍｍ（基準点）に設置することが難しく、わずか軸方向に０．５ｍｍｍずれただけでも計測精度が大きく低下するようになる。このため本発明になるバイパス磁路形成体２４０によってこのずれによる計測精度の低下を抑制するようにしたものである。
【０１７０】
このような構成にすることで、磁束発生体２０２のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂが生成する局所的な変調磁界を検出して、回転軸１２１の回転角に連動した磁界角を磁気センサ７０で計測できるようになる。
【０１７１】
そして、磁界角分布（磁界角プロファイル）のセクタ間の再現性は、ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの機械的精度で支配されるのでセクタ間の再現性が高い。そのため、測定された磁界角から回転軸121の回転角を精度良く計測することが可能となる。
【０１７２】
このようにして計測した回転角の信号は、制御装置（電子制御装置、Electronic Control Unit）に入力される。制御装置は回転角の情報を用いて電動機の駆動電圧波形を出力し、電動機を適切に制御することができる。
【０１７３】
尚、電動機の極数(number of poles)と磁束発生体２０２の極数（Ｎp×２）とを一致させると、電動機の制御が容易になるので特に好ましい構成といえる。すなわち、電動機の極数が（ｐ×２）極の場合、（ｐ×２）＝（Ｎp×２）となるように、磁束発生体２０２のヨーク突起の個数を定めると良い。電動機の極数は、回転磁極の極数に等しい。
【実施例１１】
【０１７４】
次に本発明の第１１の実施形態について図２０を参照しながら説明する。本実施例１１においては電動機を構成するブラケットの一部をバイパス磁路形成体２４０の構成要素の一部に利用した点で実施例１０と異なっている。
【０１７５】
本実施例１１では、電動機の構成要素の一部をバイパス磁路形成体２４０の構成要素として共用することを特徴としている。具体的には、電動機の第２ブラケット１０３にバイパス磁路形成体２４０を設置しているが、図３にあるバイパス磁路形成体２４０の第２面２４０Ｂを第２ブラケット１０３で共用するようにしている。このように構成すると、バイパス磁路形成体２４０の構成が簡素化され、磁気センサ７０の組み込み易さ等から製作が容易となる効果がある。尚、第２ブラケット１０３は通常は鉄系材料が使用されているため、磁性体としては十分な磁化率を備えているので問題はないものである。
【０１７６】
なお、「第２面２４０Ｂを第２ブラケット１０３と共用する」と記載したが、この記載は、磁束発生体２０２の磁石の着磁の向きを規定するものではない。第１面２４０Ａまたは第２面２４０Ｂのうちのいずれか一方の面を回転機械の筐体の構成要素と共用する、という意味に解釈されるべきである。
【０１７７】
このように、本実施例１１ではバイパス磁路形成体２４０の第２面２４０Ｂを第２ブラケット１０３での表面を利用して構成しているものである。この構成では、Ｚ方向の磁力線は一方のヨークからバイパス磁路形成体２４０、第２ブラケット１０３を通って他方のヨークに流れるようになるので、磁気センサ７０にＺ方向の磁力線が悪影響を及ぼすのを抑制できる。尚、バイパス磁路形成体２４０と第２ブラケット１０３の間の接触面に隙間があると、磁気リラクタンスが増加してＺ方向の磁力線のバイパス低減効果が減少する恐れがあるので、バイパス磁路形成体２４０と第２ブラケット１０３とは十分に密着するように構成することが必要である。本実施例においては両者をぴったり密着させて固定したが、この他に磁束を通す軟質樹脂等を介して両者を密着することで磁気リラクタンスの増加を対策することができる。
【実施例１２】
【０１７８】
次に本発明の第１２の実施形態を図２１に基づき説明する。本実施例１２はトルク計測装置（トルクセンサ）の構成を示している。
【０１７９】
本実施例１２のトルク計測装置は、トーションバー１３５により接続された入力軸１３１と出力軸１３２、およびその入力軸１３１と出力軸１３２のそれぞれに設置された回転角計測装置８０とを有する構成である。
【０１８０】
本実施例１２のトルク計測装置は、入力軸１３１と出力軸１３２とがトーションバー１３５により接続されている。入力軸１３１の回転角θ1と出力軸１３２の回転角θ2を計測し、両者の差Δθ＝θ2−θ1から、軸に加わっているトルクＭを計測する。トルクＭが角度差Δθに比例することを利用して、ΔθからトルクＭを計測するわけである。このようなトルク計測装置は自動車のハンドルの動きを車輪に伝える操舵装置等に用いられている。
【０１８１】
そして、入力軸１３１には第１の磁束発生体２０２-１が設けられており、出力軸１３２に第２の磁束発生体２０２-２が設けられている。２つの磁束発生体２０２-１、２０２-２は、それぞれ磁石２１１と２つのヨーク２１５Ａ、２１５Ｂとで構成されている。
【０１８２】
また、磁束発生体２０２-１、２０２-２のそれぞれの側面にはバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２と磁気センサ７０-１、７０-２が配置されている。磁気センサ７０-１、７０-２は、それぞれバイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２の「バイパス磁路作用空間」中に配置されており、更に詳しくいえば特に対応するバイパス磁路形成体２４０の「バイパス磁路囲繞空間」中に磁気センサ７０-１、７０-２が配置されている。バイパス磁路形成体２４０-１、２４０-２は図示していない取り付けハウジングに固定されている。この取り付けハウジングはバイパス磁路形成体２４０を専用に取り付けるものでもよく、また他の操舵装置を構成する構成部品にバイパス磁路形成体２４０を取り付けるようにしても良い。
【０１８３】
本実施例１２では、磁気センサ７０-１、７０-２がバイパス磁路形成体２４０の「バイパス磁路作用空間」中に配置されているので、磁束発生体２０２-１、２０２-２で生じるＺ方向の磁界成分がバイパス磁路形成体２４０によってバイパスされるため、それぞれでの回転角θ1、θ2を高精度に計測できる。この理由は先に述べた通りである。
【０１８４】
トルク計測装置では角度差Δθは、最大トルク時に４°程度になるように設計されるので、回転角度が−４°〜＋４°の角度差を高精度に計測する必要がある。
【０１８５】
そこで、本実施例１２では磁束発生体２０２-１のヨーク突起数Ｎｐ１と、磁束発生体２０２-２のヨーク突起数Ｎｐ２の数を多くすることで、微小な回転角変化でも大きな磁界角変化になるように設計した。具体的には、Ｎｐ１とＮｐ２をそれぞれ１０以上に設定すると回転角度が−４°〜＋４°の角度差を高精度に計測することができるようになる。
【０１８６】
また、好ましくは、２つの磁束発生体２０２-１、２０２-２のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの個数を等しくする、すなわち、Ｎｐ１=Ｎｐ２になるように設計すると角度差の計算がし易くなる。つまり、図５にあるような磁界角の変化と機械角の変化との対応関係が２つの回転角計測装置８０で等しくなるので、回転角の差Δθ＝θ2−θ1の計算が単純になるという効果がある。
【０１８７】
本実施例１２においては、Ｎp1＝Ｎp2＝１８に設定すると磁界角１回転に対応する回転角変化量は、３６０°／Ｎp＝２０°になるので、±４°の回転角変化が概ね（±４×Ｎp）＝±８０°の磁界角変化として計測される。このようにして回転角差Δθを高精度に計測することが可能になる。そして、回転角差Δθに適切な比例係数を乗ずることでトルクＭが計測できるようになる。尚、このような計算は別に設けた演算機能を備える制御装置によって実行される。
【０１８８】
トルク計測装置には必要に応じて回転角計測部を設けても良い。例えば、電動パワーステアリング装置に用いる場合に、トルク計測に加えて、入力軸１３１の回転角も計測したい場合がある。電動パワーステアリング装置の場合、入力軸１３１の回転角はハンドルの角度に対応した操舵角に相当する。
【０１８９】
これは図２１に示すようなセンサ磁石１４３と磁気センサ１４２とが回転角計測部を構成することになる。尚、この回転角計測部はトルク計測装置において必須の構成物ではないが、電動パワーステアリング装置においては必要となる。
【０１９０】
センサ磁石１４３は入力軸１３１に設置されており、センサ磁石１４３は径方向に着磁された２極磁石である。センサ磁石１４３の側面には磁気センサ１４２が配置されている。磁気センサ１４２は磁界方向計測センサであり、ハウジング（図示せず）に対して固定されている。センサ磁石１４３は２極磁石なので入力軸の１回転に対応して磁気センサ１４２が計測する磁界角も１回転する。磁気センサ１４２で計測した磁界角に適切な補正を施すことで、入力軸１３１の回転角を計測することができる。
【実施例１３】
【０１９１】
次に本発明の第１３の実施形態を図２２に基づき説明するが、本実施例１３は電動パワーステアリングシステム（Electric Power-Assisted Steering system）の構成を示している。
【０１９２】
図２２において、ハンドル５０１に機械的に連結したステアリングシャフト５０３はトルクセンサ５０２を経由して連結部５０４に接続されている。減速ギアなどで構成された連結部５０４には電動機１００の回転軸１２１が接続され、更に連結部５０４には連結シャフト５０５が接続されている。
【０１９３】
連結シャフト５０５はギアボックス５０６に接続され、ギアボックス５０６にはタイロッド５０７が接続される。ギヤボックス５０６は、連結シャフト５０５の回転運動をタイロッド５０７の直線運動に変換するもので、タイロッド５０７の両端にはタイヤ（図示せず）が配置されており、タイロッドの直線運動に応じてタイヤの向きが変更されるようになる。このような電動式のステリングシステムは良く知られた構造である。
【０１９４】
回転体１２１は電動機１００の回転軸であり、一方の端に磁束発生体２０２が設置されている。磁束発生体２０２の近傍には磁気センサ７０とバイパス磁路形成体２４０が設置されており、回転体１２１の回転角を計測してＥＣＵ４１１に回転角情報を送信するようになっている。そして、磁束発生体２０２、磁気センサ７０、およびバイパス磁路形成体２４０とで回転角計測装置８０を構成している。この回転角計測装置８０の構成と作用は既に述べた通りである。
【０１９５】
磁束発生体２０２の構成は図３、図４に示した磁束発生体２０２と同様であり、ヨーク突起２１６Ａ、２１６ｂを有するヨーク２１５Ａ、２１５ｂと、磁石２１１とで構成されている。また、バイパス磁路形成体２４０も図３、図４に示した構成としている。
【０１９６】
運転者がハンドル５０１を回すと、その回転動作はトルクセンサ５０２で検出されてＥＣＵ４１１に電気信号として伝達される。ＥＣＵ４１１はトルクセンサ５０２からの信号と、回転角計測装置８０からの回転角信号θ、及び車速信号などから適切な電動機駆動量を算出し、電動機駆動部４１２に信号を送信する。これにより電動機１００は回転体１２１を回転駆動し、連結シャフト５０５の回転を補助（アシスト）する。このようにしてタイヤの向きを変更する運動をアシストする。
【０１９７】
本実施例１３において、回転角計測装置８０内の磁気センサ７０はバイパス磁路形成体２４０の「バイパス磁路作用空間」内に配置されているため、Ｚ方向の磁界がバイパスされて高精度に回転角を計測できるようになる。
【実施例１４】
【０１９８】
次に本発明の第１４の実施形態を図２３に基づき説明するが、本実施例１４は電動車両駆動装置の構成を示している。
【０１９９】
図２３においては、自動車の動力として内燃機関と電動機とを組み合わせたハイブリッド自動車用の電動車両駆動装置を示している。
【０２００】
内燃機関５５３の出力回転軸と発電機５５２、駆動用電動機５５１とは同軸線上に配置されており、それぞれは動力分配機構５５４の働きで適切に動力が伝達される。動力分配の仕方は、車両の走行状態、加速状態、バッテリーの充電状態などの情報に基づいて適切に設定される。また、動力分配機構５５４から動力シャフト５５８に動力を伝達する動力結合機構５５７が設けられている。
【０２０１】
駆動用電動機５５１には図１９で説明した電動機を用いており、この駆動用電動機５５１は図１９に記載したように、電動機部１００と回転角検出部２００とで構成されている。回転角計測部２００は磁束発生体２０２−１と磁気センサ７０−１、およびバイパス磁路形成体２４０-１とで構成される。
【０２０２】
磁束発生体２０２−１の構成は、図３、図４に示した磁束発生体と同様であり、ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂを有するヨーク２１５Ａ、２１５Ｂと、磁石２１１とで構成されている。また、バイパス磁路形成体２４０も図３、図４に示した構成としている。
【０２０３】
発電機５５２にも回転角検出部が設けられており、この回転角計測部は、磁束発生体２０２−２と磁気センサ７０−２、およびバイパス磁路形成体２４０‐２とで構成されており、その構成は磁束発生体２０２‐１と同様の構成とされている。
【０２０４】
このような構成の電動車両駆動装置においては、駆動用電動機５５１や発電機５５２の回転角計測装置８０８０内の磁気センサ７０はバイパス磁路形成体２４０の「バイパス磁路作用空間」内に配置されているため、Ｚ方向の磁界がバイパスされて高精度に回転角を計測できるようになる。
【０２０５】
尚、磁束発生体の２０２−１のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの磁極の個数Ｎｐ１は、駆動電動機５５１の磁極数（ｐ×２）と対応させると好ましく、例えば駆動電動機の磁極数を（ｐ×２）とすると、ヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの磁極の個数Ｎｐ＝ｐとすると良い。このようにすると、磁気センサ７０−１、７０−２が出力する磁界角信号が、駆動電動機５５１の電気角と対応した周期になるので、駆動電動機の制御が容易になるという効果がある。当然のことながら、磁束発生体の２０２−２のヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの磁極の個数Ｎｐと発電機５５２の磁極数との関係も同様である。
【０２０６】
このような電動車両駆動装置では、高い出力トルクを得るために電動機の極数を多くする場合があり、本発明で説明した回転計測装置に使用する磁束発生体２０２によればヨーク突起２１６Ａ、２１６Ｂの個数を増やすことで磁束発生体の極数を容易に増やすことが可能となり、このような電動車両駆動装置に用いることことに適している。
【符号の説明】
【０２０７】
７０…磁気センサ、８０…回転角計測装置、１００…モータ部、１１０…ステータ、１１１…ステータコア、１１２…ステータコイル、１２０…ロータ、１２１…回転軸、１３１…入力軸、１３２…出力軸、１３５…トーションバー、１４２…磁気センサ、１４３…センサ磁石、２００…回転角検出部、２０２…磁束発生体、２１１…磁石、２１５…ヨーク、２１６…ヨーク突起、２２６…回転中心線、２４０…バイパス磁路形成体、２４０Ａ…バイパス磁路形成体の第１面、２４０Ｂ…バイパス磁路形成体の第２面、２４０Ｃ…バイパス磁路形成体の第３面、２４０Ｄ…バイパス磁路形成体の開口部、２４６…開口部、２５０…磁力線、４１１…電子制御コントロールユニット、４１２…駆動部、５０１…ハンドル、５０２…トルクセンサ、５０３…ステアリングシャフト、５０４…連結部、５０５…連結シャフト、５０６…ギアボックス、５０７…タイロッド、５５１…駆動モータ、５５２…発電機、５５３…内燃機関、５５４…動力分配機構、５５７…動力結合機構、５５８…動力シャフト。
【図１】
0005656900.tif 000002
【図２】
0005656900.tif 000003
【図３】
0005656900.tif 000004
【図４】
0005656900.tif 000005
【図５】
0005656900.tif 000006
【図６】
0005656900.tif 000007
【図７】
0005656900.tif 000008
【図８】
0005656900.tif 000009
【図９】
0005656900.tif 000010
【図１０】
0005656900.tif 000011
【図１１】
0005656900.tif 000012
【図１２】
0005656900.tif 000013
【図１３】
0005656900.tif 000014
【図１４】
0005656900.tif 000015
【図１５】
0005656900.tif 000016
【図１６】
0005656900.tif 000017
【図１７】
0005656900.tif 000018
【図１８】
0005656900.tif 000019
【図１９】
0005656900.tif 000020
【図２０】
0005656900.tif 000021
【図２１】
0005656900.tif 000022
【図２２】
0005656900.tif 000023
【図２３】
0005656900.tif 000024
【図２４】
0005656900.tif 000025
【図２５】
0005656900.tif 000026
【図２６】
0005656900.tif 000027
【図２７】
0005656900.tif 000028
【図２８】
0005656900.tif 000029
【図２９】
0005656900.tif 000030