(57)【要約】【課題】温度変化の激しい環境下で使用されても検出特性に影響を与えることのない回転センサを提供する。【解決手段】被測定回転体Ｓｈの回転と一体に回転するように当該被測定回転体Ｓｈに取り付け可能となっており、被測定回転体Ｓｈの回転に応じて当該被測定回転体周囲の磁束密度が変化する磁石１１０と、磁石１１０の磁束密度の変化を検出する検出素子１５０（１５１〜１５４）を備えた回転センサであって、検出素子１５０が特性の等しい一対の検出素子からなり、一対の検出素子１５０を被測定回転体Ｓｈの回転中心に対する周方向異なる位置で当該回転中心からの距離が等しくなるように配置することで、温度変化の激しい環境下で使用されても検出特性に影響を与えることのないようにする。【選択図】図１
2008111749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定回転体の回転と一体に回転するように当該被測定回転体に取り付け可能となっており、前記被測定回転体の回転に応じて当該被測定回転体周囲の磁束密度が変化する磁石と、
前記磁石の磁束密度の変化を検出する検出素子を備えた回転センサであって、
前記検出素子が特性の等しい一対の検出素子からなり、前記一対の検出素子を前記被測定回転体の回転中心に対する周方向異なる位置で当該回転中心からの距離が等しくなるように配置したことを特徴とする回転センサ。
【請求項２】
前記被測定回転体の回転中心に対する周方向所定位置であって、前記一対の検出素子の出力が１／２周期ずれるような位置に当該一対の検出素子を配置したことを特徴とする、請求項１に記載の回転センサ。
【請求項３】
前記一対の検出素子を前記被測定回転体の回転中心に対する周方向異なる位置に少なくとも二組以上配置したことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の回転センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体に取り付けてこの回転体の回転角度を検出するのに使用する回転センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のステアリングシャフトなどの回転するシャフトに取り付けて当該シャフトと一体になったハンドルの回転角度を検出する際にいわゆる回転センサが使用される（例えば、特許文献１参照）。ここで、従来の回転センサ５の構成について図面に基づいて具体的に説明する。
【０００３】
従来の回転センサ５は図２０及び図２１に示すように回転角センサ５Ａと回転数センサ５Ｂを備えている。回転角センサ５Ａは、図２０に示すようにロータ１０とステータ２０とを有し、ロータ１０はステアリングシャフトＳｈと一体に回転する一方、ステータ２０はケース３０を介して図示しないコンビネーションスイッチブラケットに固定されている。なお、ケース３０は交流磁界の遮蔽性を有するアルミニウム、銅等の金属でできている。
【０００４】
ロータ１０は図２１に示すようにリング状のロータセンシング部１１と段付き円柱状のロータ固定部１２とからなる。ロータ固定部１２は樹脂でできており、その縮径部がステアリングシャフトＳｈのセレーション（図２１では図示せず）に嵌合して当該シャフトＳｈの回転と一体に回転するようになっている。また、ロータセンシング部１１は導電性の部材でできた周方向に幅が可変のリング部材からなっている。なお、ロータセンシング部１１は、アルミニウム、銅、銀、真鍮等の導電性を有する金属をプレス加工して製造されている。
【０００５】
一方、ステータ２０の内壁面側には図２０及び図２１に示すように４つの固定コア２１〜２４（図２０には固定コア２１のみ図示）がロータセンシング部１１の周方向に等間隔で固定されている。４つの固定コア２１〜２４はそれぞれ絶縁磁性材からなるコア本体（図２０にはコア本体２１ａのみ図示）と各コア本体内に保持される励磁コイル（図２０には励磁コイル２１ｂのみ図示）とからなる。
【０００６】
また、ケース３０の内壁面側にもステータ側の固定コア２１〜２４と対向する位置に固定コア３１〜３４（図２０には固定コア３１のみ図示）がロータセンシング部１１を所定間隔隔てて挟むようにしてそれぞれ取り付けられている。ケース側の固定コア３１〜３４もステータ側の固定コア２１〜２４と同様に絶縁磁性材からなるコア本体（図２０にはコア本体３１ａのみ図示）と各コア本体内に保持される励磁コイル（図２０には励磁コイル３１ｂのみ図示）とからなる。なお、ケース側の固定コア３１〜３４とステータ側の固定コア２１〜２４はそれぞれの対がここでは図示しないコイルコアホルダで保持されると共に、コイルコアホルダはケース内のプリント基板に固定されている。これによって、各固定コアの対がロータセンシング部１１を所定間隔隔てて対向した状態で挟み込むようになっている。
【０００７】
なお、所定間隔隔てて互いに対向し合う各固定コア２１〜２４，３１〜３４は、回転センサ用の特注品として製作され、コア本体は、プラスチックマグネット（例えばＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）にＭｎ−Ｚｎ系軟磁性フェライトを混入した混合軟磁性材等）などの絶縁性の軟磁性材でできており、コア本体内に収容される対向する励磁コイル同士は、それぞれ直列に接続され、ケース３０内で回転角度検出部の備わったプリント基板と電気的に接続され、交流励磁電流が流されることで周囲に交流磁界を形成し、それぞれ対となっている固定コア間で磁気回路を形成している。
【０００８】
そして、ロータ１０と一体となったロータセンシング部１１を回転させることで、これら励磁コイルの交流磁界によって発生した渦電流の発生度合いを測定装置を介してコイルインダクタンスの変動に変換してこれを検知し、ロータ１０即ちシャフトＳｈの回転角度に換算するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２２６３８２号公報（第４−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような構成を有する回転センサ５の場合、回転センサ用の特注品である励磁コイルとコア本体を同じく回転センサ用の特注品であるコイルコアホルダに固定した状態で各対の励磁コイルとコア本体がロータセンシング部１１を互いに等間隔だけ隔てるようにプリント基板に配置させなければならないので、これらによって構成される検出素子の特性に関して温度依存性が高くなる。即ち、特注品として組み込まれるコイルコアの材質やコイルの巻き方、コイル自体の収縮の仕方等の様々な要因によって所定の温度に対する各コイルのインダクタンス出力がコイル毎に異なってくる。そのため、このようなコイルコアをそれぞれ実際に回転センサに組み付けた時に各コイルコアに関して温度サイクル下での温度変化に対するキャリブレーション（温度補正）を行わなければならず、回転センサの組み付け作業性を低下させる。
【００１０】
また、複数備わったコイルコアの各々に関して一品一様の温度補正を必要とすると、この温度補正の為の測定設備費が高額になると共に、温度補正に伴う工数を特別に必要とする結果、コイルコアの加工費が高くついて回転センサのコスト高を招いていた。
【００１１】
また、特注のコイルとコイルコア及びこれらを保持するコイルコアホルダで検出素子が構成されているので、検出素子自体の大きさが大きくなり、回転センサ内での検出素子の配置の自由度が制限され、各検出素子の温度変化に依存するインダクタンス出力のずれを相殺する位置に検出素子同士を配置すると回転センサ自体の小型化を図ることが難しくなっていた。
【００１２】
本発明の目的は、温度変化の激しい環境下で使用されても検出特性に影響を与えることのない回転センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するために、本発明にかかる回転センサは、
被測定回転体の回転と一体に回転するように当該被測定回転体に取り付け可能となっており、前記被測定回転体の回転に応じて当該被測定回転体周囲の磁束密度が変化する磁石と、
前記磁石の磁束密度の変化を検出する検出素子を備えた回転センサであって、
前記検出素子が特性の等しい一対の検出素子からなり、前記一対の検出素子を前記被測定回転体の回転中心に対する周方向異なる位置で当該回転中心からの距離が等しくなるように配置したことを特徴としている。
【００１４】
被測定回転体の回転と一体に回転しかつ被測定回転体の回転に応じて磁束密度が変化する磁石の磁束密度の変化を検出素子が検出する構成をとることで、例えば特注のコイルとコイルコア及びこれらを保持するコイルコアホルダから構成され、従来型の回転センサ内での配置の自由度がかなり制約されていた従来の検出素子を回転センサに備える必要がない。
【００１５】
その結果、被測定回転体と共に回転するロータに備わりかつ周方向に幅が変化する導電性のセンシング部と、このセンシング部を横切る磁束の変化によって生じる渦電流の変化に伴うインダクタンス変化をセンシング部に対向配置した検出素子により検出することで被測定回転体の回転角度を検出している従来型の回転センサに比べて構成の簡略化を図ることができると共に、回転センサ内での検出素子の磁石周りの配置の自由度が向上する。
【００１６】
また、いわゆるチップインダクタと呼ばれる市販された小型の検出素子を被測定回転体の回転中心に対する周方向異なる位置でこの中心からの距離が等しい位置に配置できるようになり、このような検出素子の配置によって各検出素子の有する温度依存性のインダクタンス出力のばらつきを相殺することができる。
【００１７】
また、温度変化に対する検出特性上のばらつきがかなり小さくなっている市販の検出素子を用いることにより、従来の回転センサのように回転センサ自体を組み付けるに際して温度依存性の高い検出素子の出力特性のキャリブレーションを行う必要がない。その結果、コストを抑えかつ、温度変化に対する安定した検出特性を十分に備えた回転センサとすることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項２にかかる回転センサは、請求項１に記載の回転センサにおいて、
前記被測定回転体の回転中心に対する周方向所定位置であって、前記一対の検出素子の出力が１／２周期ずれるような位置に当該一対の検出素子を配置したことを特徴としている。
【００１９】
一対の検出素子をこのように配置することで、温度変化に対する検出素子の変化のばらつきをより確実に相殺することができるようになる。
【００２０】
また、本発明の請求項３にかかる回転センサは、請求項１又は請求項２に記載の回転センサにおいて、
前記一対の検出素子を前記被測定回転体の回転中心に対する周方向異なる位置に少なくとも二組以上配置したことを特徴としている。
【００２１】
回転センサ自体のガタに対する出力特性の安定化を図る一対の検出素子をこのように二組設けることで、回転センサのガタの影響を受けることなく被測定回転体の回転角度を３６０°に亘って測定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、温度変化の激しい環境下で使用されても検出特性に影響を与えることのない回転センサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の第１の実施形態にかかる回転センサ１について図面に基いて説明する。なお、この説明においては自動車のステアリング装置においてこの回転センサを被測定回転体であるステアリングシャフト（以下、「シャフトＳｈ」とする）に取り付けてハンドルの回転角度を検出する場合について説明する。
【００２４】
本発明の第１の実施形態にかかる回転センサ１は、回転角度を測定するシャフト（被測定回転体）Ｓｈと共に回転するようにシャフトＳｈに取り付けられ、シャフトＳｈの回転角度に応じてシャフト周囲の磁束密度を変化させる磁石１１０を備えたロータ１２０と、シャフトＳｈの回転とは独立して固定されたプリント基板（ステータ）１３０と、プリント基板１３０に固定されシャフトＳｈと一体に回転するロータ１２０の回転に応じた磁束密度の変化を検出するインダクタ（検出素子）１５０（１５１〜１５４）と、ロータ周囲に備わった大歯車１２１と噛合して回転しかつ内側に磁石１４５を備えた小歯車１４０と、プリント基板１３０に固定され小歯車１４０の回転に応じた磁束密度の変化を検出するインダクタ１６０（１６１〜１６４）と、ロータ１２０、小歯車１４０、及びインダクタ１５０，１６０、回転角度検出用のワンチップマイコン１３５やその他の電気部品、電子部品を実装したプリント基板１３０を収容しかつステータの一部をなすケース１７０を備えている。
【００２５】
ケース１７０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などのプラスチックからなり、そのケース内にプリント基板１３０が固定された状態で収容されると共に、ロータ１２０がシャフトＳｈと共に回転可能に収容されている。ケース１７０は、図示しないブラケットでシャフトＳｈの回転とは独立してシャフト周囲の例えばステアリングコラムやコンビネーションスイッチ等に取り付けられている。
【００２６】
プリント基板１３０には、同一の検出特性を有する一方の対のインダクタ１５１，１５２と他方の対のインダクタ１５３，１５４がシャフトＳｈの中心軸線ＣＬ１（図２参照）周りであってロータ１２０の磁石１１０と同一平面上に位置するように取り付けられている。そして、一方の対のインダクタ１５１，１５２は、シャフトＳｈの回転中心ＣＬ１に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板上に配置され、他方の対のインダクタ１５３，１５４もシャフトＳｈの回転中心ＣＬ１に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板上に配置されている。また、各対のインダクタ１５１（１５２）とインダクタ１５３（１５４）はシャフトＳｈの中心軸線周りにおいて４５°の角度を隔ててプリント基板１３０に配置されている（図２参照）。また、一方の対のインダクタ１５１，１５２は並列接続され、他方の対のインダクタ１５３，１５４も並列接続されている。
【００２７】
なお、各インダクタ１５０はフェライトコアに銅線からなるコイルが巻かれた構成を有し、市販され容易に入手可能でプリント基板１３０への表面実装が可能ないわゆるチップインダクタが用いられている。
【００２８】
また、プリント基板１３０には、シャフトＳｈと一体に回転するロータ１２０が貫通する貫通孔（図１では図示せず）が設けられ、ロータ１２０が回転する際にプリント基板１３０がロータ１２０に干渉しないようになっている。
【００２９】
ロータ１２０は、略円筒形状を有し、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）でできており、内周面が図示しないセレーション等でシャフトＳｈに嵌合してシャフトＳｈと一体に回転可能であると共に、外周面の一部に全周に亘ってギア１２１ａが備わり、ロータ外周部に大歯車１２１を形成している。また、この大歯車１２１とはロータ軸線方向にずれた位置であってプリント基板１３０の各インダクタ１５０と同一平面上になる位置にロータ１２０の大歯車１２１よりさらに大径の円環状の磁石１１０がロータ１２０の回転と一体に回転するように取り付けられている。
【００３０】
ロータ１２０に取り付けられた円環状の磁石１１０は、シャフトＳｈの周囲を同心をなして囲むと共に、上述の通りロータ１２０の回転と一体となって回転するようになっている。そして、この円環状をなす磁石１１０の周方向一方の半部（図１では右側半部）がＮ極で周方向他方の半部（図１では左側半部）がＳ極となり、磁石１１０の内側ではＳ極からＮ極へ、磁石１１０の外側ではＮ極からＳ極へ、パラレル異方性をもって互いに平行な磁束を発生するようになっている（図３乃至図７の磁束の向きを示す矢印参照）。
【００３１】
プリント基板１３０にはロータ外周の大歯車１２１と噛合してロータ１２０の回転に伴って同時に回転する小歯車１４０が備わっている。小歯車１４０は例えばＰＯＭ（ポリアセタール）でできている。そして、小歯車１４０の内側には平面視で一方の半部（図１では右側半部）が半円状のＮ極をなし他方の半部（図１では左側半部）が半円状のＳ極をなす円板状の小磁石１４５が備わっている。また、プリント基板上には一方の対のインダクタ１６１，１６２と他方の対のインダクタ１６３，１６４が小歯車１４０の周囲に配置されている。なお、この各インダクタ１６０は、図１０に示すように、一方の対のインダクタ１６１，１６２が小歯車１４０の回転中心ＣＬ２に対して互いに９０°の角度をなし、他方の対のインダクタ１６３，１６４も小歯車１４０の回転中心ＣＬ２に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板上に配置されると共に、一方の対のインダクタ１６１（１６２）と他方の対のインダクタ１６３（１６４）が小歯車１４０の回転中心ＣＬ２に対して互いに４５°の角度をなすようにプリント基板上に配置されている。また、一方の対のインダクタ１６１，１６２は並列接続され、他方の対のインダクタ１６３，１６４も並列接続されている。
【００３２】
なお、各インダクタ１６０は、上述したロータ１２０と一体に回転する磁石１１０の周囲に配置された各インダクタ１５０と同様に市販され容易に入手できプリント基板上への表面実装が可能ないわゆるチップインダクタが利用されている。
【００３３】
続いて、このような構成を有する回転センサ１を用いたシャフトＳｈの回転角度の検出方法について説明する。なお、図３乃至図７は、シャフトＳｈの回転に伴ってロータ１２０及び磁石１１０が回転した際における磁石周囲の磁束の変化を矢印で模式的に示している。
【００３４】
図３は、Ｎ極とＳ極の境目が図中水平方向に位置した状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ１２０）の回転角度では、磁束の向きが図中垂直方向を向いており、一方の対のインダクタ１５１と他方の対のインダクタ１５４を磁束が６０°程度をなして横切るが、一方の対のインダクタ１５２と他方の対のインダクタ１５３を磁束が３０°程度をなして横切っていることが分かる。そして、一方の対のインダクタ１５１と他方の対のインダクタ１５４を横切る磁束の磁束密度は最大値より若干小さくなっており、一方の対のインダクタ１５２と他方の対のインダクタ１５３を横切る磁束の磁束密度は最小値より若干大きくなっている。
【００３５】
図４は、図３の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ１２０）が図中反時計周りに若干回転し、Ｎ極とＳ極の境目が図中水平方向より約３０°程度をなした状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ１２０）の回転角度では、磁束の向きが図中垂直に近い左斜め上方を向いており、他方の対のインダクタ１５３，１５４を磁束が４５°程度をなして横切ると共に、一方の対のインダクタ１５１を磁束が垂直に横切り、一方の対のインダクタ１５２を磁束が全く横切らなくなっている。そして、一方の対のインダクタ１５１を横切る磁束の磁束密度が最大値となっており、一方の対のインダクタ１５２を横切る磁束の磁束密度が最小値となっている。
【００３６】
図５は、図４の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ１２０）が図中反時計周りに更に若干回転し、磁石１１０のＮ極とＳ極の境目が図中水平方向から４５°をなした状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ１２０）の回転角度では、磁束の向きが図中左斜め上方を向いており、一方の対のインダクタ１５１と他方の対のインダクタ１５３を磁束が約６０°をなして横切ると共に、一方の対のインダクタ１５２と他方の対のインダクタ１５４を磁束が３０°程度をなして横切っていることが分かる。そして、一方の対のインダクタ１５１と他方の対のインダクタ１５３を横切る磁束の磁束密度が比較的大きくなっており、一方の対のインダクタ１５２と他方の対のインダクタ１５４を横切る磁束の磁束密度が比較的小さくなっている。
【００３７】
図６は、図５の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ１２０）が図中反時計周りに更に若干回転し、磁石１１０のＮ極とＳ極の境目が図中水平方向から６０°をなした状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ１２０）の回転角度では、磁束の向きが図中水平に近い左斜め上方を向いており、他方の対のインダクタ１５３を磁束が垂直をなして横切ると共に、他方の対のインダクタ１５４を磁束が全く横切らず、一方の対のインダクタ１５１，１５２を磁束が３０°程度をなして横切っていることが分かる。そして、他方の対のインダクタ１５３を横切る磁束の磁束密度が最大値となっており、他方の対のインダクタ１５４を横切る磁束の磁束密度が最小値となっている。
【００３８】
図７は、図６の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ１２０）が図中反時計周りに更に若干回転し、磁石１１０のＮ極とＳ極の境目が図中垂直をなした状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ１２０）の回転角度では、磁束の向きが図中水平方向左側を向いており、一方の対のインダクタ１５１と他方の対のインダクタ１５４を磁束が３０°程度をなして横切ると共に、一方の対のインダクタ１５２と他方の対のインダクタ１５３を磁束が４５°程度をなして横切っていることが分かる。そして、他方の対のインダクタ１５３，１５４を横切る磁束の磁束密度が比較的大きく、一方の対のインダクタ１５１，１５２を横切る磁束の磁束密度が比較的小さくなっている。
【００３９】
以上の説明から明らかなように、一方の対のインダクタ１５１，１５２と他方の対のインダクタ１５３，１５４を横切る磁束の方向と磁束密度の大きさがシャフトＳｈ（ロータ１２０）の回転に伴い１８０°周期で変化する。この磁束密度の変化を一方の対のインダクタ１５１，１５２と他方の対のインダクタ１５３，１５４を介して接続されたプリント基板上のワンチップマイコン１３５で信号処理する。この信号処理に際しては、一方の対のインダクタ１５１，１５２は並列接続され、他方の対のインダクタ１５３，１５４も並列接続されているので、一方の対のインダクタ１５１，１５２についての各インダクタンスの出力差Ａを得ると共に、他方の対のインダクタ１５３，１５４についての各インダクタンスの出力差Ｂを得る。
【００４０】
なお、一方の対のインダクタ１５１，１５２は、シャフトＳｈの回転中心ＣＬ１に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板１３０上に配置され、他方の対のインダクタ１５３，１５４もシャフトＳｈの回転中心ＣＬ１に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板１３０上に配置されているので、１８０°位相のずれた一方の対のインダクタ１５１，１５２のインダクタンス出力を減算すると共に、同じく１８０°位相のずれた他方のインダクタ１５３，１５４のインダクタンス出力を減算することで、一方の対のインダクタ１５１，１５２の温度変化によるインダクタンス出力のずれを相殺して吸収すると共に、他方の対のインダクタ１５３，１５４の温度変化によるインダクタンス出力のずれを相殺して吸収することができる。
【００４１】
これらの各対のインダクタ１５０のインダクタンスの出力信号を表したのが図８の出力特性図である。図８は、回転センサ１の各対のインダクタ１５０の出力特性を表わした図であり、横軸をロータ１２０の回転角度とし、縦軸を各対のインダクタ１５０のインダクタンス出力として示している。
【００４２】
そして、一方の対のインダクタ１５１，１５２のインダクタンス出力の差Ａと他方の対のインダクタ１５３，１５４のインダクタンス出力の差Ｂを示したものが図９である。即ち、図９は、図８の出力特性図に基づき、一方の対のインダクタ間のインダクタンス出力差Ａと他方の対のインダクタ間のインダクタンス出力差Ｂを求めて示すと共に、ｔａｎ−１（Ａ／Ｂ）の演算処理を施した出力を重畳させ、横軸をロータの回転角度として示している。
【００４３】
図９から分かるように、一方の対のインダクタ１５１，１５２の各インダクタンスの出力差Ａは各インダクタ１５１，１５２のインダクタンスの差としてｓｉｎ曲線を描くと共に、他方の対のインダクタ１５３，１５４のインダクタンスの出力差Ｂもこれと４５°の周期だけずれたｓｉｎ曲線を描くようになる。
【００４４】
このようにして得られた各対のインダクタンスの出力差Ａ，Ｂのｔａｎ−１（Ａ／Ｂ）をとることで、図９に示すような鋸波状の出力を得る。これによって、本実施形態の場合、シャフトＳｈ即ちロータ１２０の回転角度に対応した９０°周期のインダクタ１５０のインダクタンス出力を得ることができる。
【００４５】
一方、図１に示す小歯車１４０に備わった磁石１４５と小歯車１４０の周囲に配置されたインダクタ１６０も大歯車１２１に対応して回転する小歯車１４０の回転角度を測定している。即ち、各インダクタ１６０は、上述と同様の原理で小歯車１４０の回転に応じた各インダクタンスを検出する。なお、この場合、上述のロータ周囲に備わったインダクタ１５０と同様に、図１０に示すように一方の対のインダクタ１６１，１６２が小歯車１４０の回転中心ＣＬ２から周方向で９０°隔てている。
【００４６】
ここで、図１１は、図１０に示した各インダクタのインダクタンスを、横軸を小歯車の回転角度とし、縦軸を各対のインダクタのインダクタンス出力として示す出力特性図である。図１１に示すように一方の対のインダクタ１６１，１６２におけるインダクタンス出力は位相が９０°ずれ、他方の対のインダクタ１６３，１６４も小歯車１４０の回転中心ＣＬ２から周方向で９０°隔てているので、図１１に示すように他方の対のインダクタ１６３，１６４のインダクタンス出力も位相が９０°ずれている。また、一方の対のインダクタ１６１，１６２と他方の対のインダクタ１６３，１６４が互いに小歯車１４０の回転中心ＣＬ２に対して周方向に４５°隔てて配置されているので、一方の対のインダクタ１６１，１６２のインダクタンス出力と他方の対のインダクタ１６３，１６４のインダクタンス出力は位相が互いに４５°ずれている。
【００４７】
ここで、図１２は、図１１の出力特性図に一方の対のインダクタのインダクタンス出力の差Ｃと他方の対のインダクタのインダクタンス出力の差Ｄとからｔａｎ−１（Ｃ／Ｄ）の演算処理を示した出力を重畳させ、横軸を小歯車の回転角度として示す出力特性図である。一方の対のインダクタ１６１，１６２は並列接続され、他方の対のインダクタ１６３，１６４も並列接続されているので、図１２に示すように一方の対のインダクタ１６１，１６２のインダクタンス出力の差Ｃを得ると共に、他方の対のインダクタ１６３，１６４のインダクタンス出力の差Ｄを得ることができ、ｔａｎ−１（Ｃ／Ｄ）を算出すると、図１２に示す鋸波の出力が得られる。そして、図９に示す鋸波状の出力と図１２に示す鋸波状の出力の組合せから、シャフトＳｈ即ちロータ１２０が例えば−９００°〜＋９００°の大角度のうち、何回転目であるかをマイコン内のメモリテーブルで一義的に求めると共に、図８のｓｉｎ曲線からその回転数内の０°〜３６０°のどの回転角度に当たるかを判断し、最終的に−９００°〜＋９００°の範囲内における絶対回転角度をマイコン内で求める。なお、この絶対回転角度の算出にあたっては、実際には上述の実施形態の大歯車１２１と小歯車１４０の歯車比を角度算出に適した歯車比に適宜変更して算出する。
【００４８】
以上説明したように、センシング部とコイルとの組み合わせからなる従来型の回転センサによると、この構成部品にコイルやコイルコア、コイルコアホルダ、ローターシールドが含まれ、これらの構成部品が特注品であることと、部品点数が多く複雑なコイル配線処理が必要となることから温度変化に伴う検出特性上のばらつきが生じていた。また、これらの部品を特注品として製作しなければならず、かつ温度補正をこのような特注品に対して一品一様で行わなければならなかった。また、検出素子がこのように多数の部品からなると検出素子自体が大型化するため、回転センサ内での配置スペースに制約を受け、一対の検出素子をそれらの温度依存性に起因するインダクタンス出力のずれを相殺する相対的な位置に配置することが難しかった。
【００４９】
しかしながら、本発明に係る回転センサ１によると、検出素子がロータ１２０と共に回転する磁石１１０の磁束密度の変化を検出するようになっているので、この磁束密度の検出にいわゆるチップインダクタと呼ばれる市販の小さなコイルからなる検出素子を使用することができ、温度依存性が低く、温度変化が激しい環境下においても各々が一義的で安定したインダクタンス出力特性を有することで、温度変化の影響を受けにくい回転センサを実現できる。
【００５０】
また、温度変化に対する検出特性上のばらつきがかなり小さくなっている市販の検出素子を用いることにより、従来の回転センサのように回転センサ自体を組み付ける際に際して温度依存性の高い検出素子の出力特性のキャリブレーションを行う必要がない。その結果、コストを抑えかつ、温度変化に対する耐性を十分に備えた回転センサとすることができる。
【００５１】
また、いわゆるチップインダクタと呼ばれる市販された小型の検出素子を被測定回転体の回転中心に対する周方向異なる位置でこの中心からの距離が等しい位置に配置できるようになり、このような検出素子の配置によって各検出素子の有する温度依存性の出力のばらつきを相殺することができる。
【００５２】
続いて、本発明の第２の実施形態に係る回転センサについて図面に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施形態にかかる回転センサと同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
本発明の第２の実施形態に係る回転センサ２は、図１３及び図１４に示すように、回転角度を測定するシャフト（被測定回転体）Ｓｈと共に回転するようにシャフトＳｈに取り付けられ、シャフトＳｈの回転角度に応じてシャフト周囲の磁束密度を変化させる磁石２１０を備えたロータ２２０と、シャフトＳｈの回転とは独立して固定されたプリント基板（ステータ）２３０と、プリント基板２３０に固定されシャフトＳｈと一体に回転するロータ２２０の回転に応じた磁束密度の変化を検出するインダクタ（検出素子）２５０（２５１〜２５４）と、ロータ周囲の大歯車２２１と噛合して回転しかつ内側に磁石２４５を備えた小歯車２４０と、プリント基板２３０に固定され小歯車２４０の回転に応じた磁束密度の変化を検出するインダクタ２６０（２６１〜２６４）と、ロータ２２０、小歯車２４０、及びインダクタ２５０，２６０、回転角度検出用のワンチップマイコン２３５やその他の電気部品、電子部品を実装したプリント基板２３０を収容しかつステータの一部をなすケース２７０を備えている。
【００５４】
ケース２７０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などのプラスチックからなり、そのケース内にプリント基板２３０が固定された状態で収容されると共に、ロータ２２０がシャフトＳｈと共に回転可能に収容されている。ケース２７０は、図示しないブラケットでシャフトＳｈの回転とは独立してシャフト周囲の例えばステアリングコラムやコンビネーションスイッチ等に取り付けられている。
【００５５】
プリント基板２３０には、同一の検出特性を有する一方の対のインダクタ２５１，２５２と、同じく同一の検出特性を有する他方の対のインダクタ２５３，２５４が取り付けられている。一方の対のインダクタ２５１，２５２は、シャフトＳｈの中心軸線ＣＬ３に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板１３０上に配置され、他方の対のインダクタ２５３，１５４もシャフトＳｈの中心軸線ＣＬ３に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板１３０に固定されている。また、一方の対のインダクタ２５１（２５２）と他方の対のインダクタ２５３（２５４）とはシャフトＳｈの中心軸線ＣＬ３に対して互いに４５°の角度だけずれて配置されている。また、各インダクタ２５０は、ロータ２２０の磁石２１０と同一平面上に位置するようにプリント基板２３０に取り付けられている。また、一方の対のインダクタ２５１，２５２は並列接続され、他方の対のインダクタ２５３，２５４についても並列接続されている。
【００５６】
なお、インダクタ２５１，２５２（２５３，２５４）はフェライトコアに銅線が巻かれたコイルを備えた構成を有し、市販され容易に入手できプリント基板２３０への表面実装が可能ないわゆるチップインダクタが用いられている。
【００５７】
また、プリント基板２３０には、シャフトＳｈと一体に回転するロータ２２０が貫通する貫通孔（図１３では図示せず）が設けられ、ロータ２２０が回転する際にプリント基板２３０がロータ２２０に干渉しないようになっている。
【００５８】
ロータ２２０は、略円筒形状を有し、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）でできており、内周面が図示しないセレーション等でシャフトＳｈに嵌合してシャフトＳｈと一体に回転すると共に、ロータ外周面の一部に全周に亘ってギア２２１ａが備わり、ロータ外周部に大歯車２２１を形成している。また、この大歯車２２１とはロータ軸線方向にずれた位置であってプリント基板２３０のインダクタ２６０と同一平面上になる位置にロータ２２０の大歯車２２１より更に大径の楕円の環状をなす磁石２１０がロータ２２０の回転と一体に回転するように取り付けられている。
【００５９】
ロータ２２０に取り付けられた楕円の環状をなす磁石２１０は、シャフトＳｈの周囲を同心をなして囲むと共に、上述の通りロータ２２０の回転と一体となって回転するようになっている。そして、この楕円の環状をなす磁石２１０の幅方向外側半分がＮ極で幅方向内側の半分がＳ極となり、磁石２１０の外周面全体から放射方向にラジアル異方性をもって磁束を発生するようになっている（図１５乃至図１９参照）。
【００６０】
プリント基板２３０には上述の通りロータ外周の大歯車２２１と噛合してロータ２２０の回転に伴って同時に回転する小歯車２４０が備わっている。そして、小歯車２４０の内側には平面視で一方の半部が半円状のＮ極をなし他方の半部が半円状のＳ極をなす円板状の小磁石２４５が備わっている。また、プリント基板上には各インダクタ２６０が小歯車２４０の周囲に配置されている。具体的には、各インダクタ２６０は、図１０に示す配置構成を有しており、一方の対のインダクタ２６１，２６２がそれぞれ小歯車２４０の回転中心ＣＬ２に対して周方向に９０°の角度をなすと共に、他方の対のインダクタ２６３，２６４もそれぞれ小歯車２４０の回転中心ＣＬ２に対して周方向に９０°の角度をなすようにプリント基板上に配置されている。また、一方の対のインダクタ２６１（２６２）と他方の対のインダクタ２６３（２６４）とは小歯車２４０の回転中心ＣＬ２に対して４５°の角度をなすようにプリント基板上に配置されている。また、一方の対のインダクタ１６１，１６２は並列接続され、他方の対のインダクタ１６３，１６４も並列接続されている。
【００６１】
なお、インダクタ２６０は、上述したロータ２２０と一体に回転する磁石２１０の周囲に配置されたインダクタ２５０と同様に市販され容易に入手できかつプリント基板２３０への表面実装が可能ないわゆるチップインダクタが利用されている。
【００６２】
続いて、このような構成を有する回転センサ２を用いたシャフトＳｈの回転角度の検出方法について説明する。図１５乃至図１９は、シャフトＳｈの回転に伴ってロータ２２０及び磁石２１０が回転した際における磁石周囲の磁束の変化を矢印で模式的に示している。なお、図１５乃至図１９では磁石２１０の平面視で半部のみの磁束の変化を部分的に示している。
【００６３】
図１５は、磁石２１０の長軸が図中垂直方向を向いてこの長軸が一方の対のインダクタ２５１と他方の対のインダクタ２５４との中間に位置した状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ２２０）の回転角度では、一方の対のインダクタ２５１と他方の対のインダクタ２５４を磁束が最大値よりも若干小さい磁束密度で横切り、一方の対のインダクタ２５２と他方の対のインダクタ２５３を磁束が最大値よりも若干大きい磁束密度で横切っているのが分かる。
【００６４】
図１６は、図１５の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ２２０）が図中反時計周りに３０°程度回転し、磁石２１０の長軸が一方の対のインダクタ２５１に一致した状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ２２０）の回転角度では、一方の対のインダクタ２５１を磁束が垂直に横切ってここでの磁束密度が最大となっていると共に、他方の対のインダクタ２５３，２５４を横切る磁束の磁束密度が最大値よりも若干小さく、一方の対のインダクタ２５２を横切る磁束の磁束密度は最小値となっていることが分かる。
【００６５】
図１７は、図１６の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ２２０）が図中反時計周りに更に３０°程度回転し、磁石２１０の長軸が一方の対のインダクタ２５１と他方の対のインダクタ２５３の中間に位置した状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ２２０）の回転角度では、一方の対のインダクタ２５１と他方の対のインダクタ２５３を横切る磁束の磁束密度が最大値よりも若干小さくなっていると共に、一方の対のインダクタ２５２と他方の対のインダクタ２５４を横切る磁束の磁束密度が最小値よりも若干大きくなっていることが分かる（一方の対のインダクタ２５２を横切る磁束は図示せず）。
【００６６】
図１８は、図１７の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ２２０）が図中反時計周りに更に３０°程度回転し、他方の対のインダクタ２５３に磁石２１０の長軸が一致した状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ２２０）の回転角度では、磁束が他方の対のインダクタ２５３を垂直に横切ってその磁束密度が最大になると共に、一方の対のインダクタ２５１，２５２を横切る磁束の磁束密度が最大値よりも若干小さくなっており、他方の対のインダクタ２５４を横切る磁束の磁束密度が最小値となっていることが分かる（一方の対のインダクタ２５２を横切る磁束は図示せず）。
【００６７】
図１９は、図１８の状態よりもシャフトＳｈ（ロータ２２０）が図中反時計周りに更に３０°程度回転し、磁石２１０の長軸が図中水平方向を向いた状態を示している。このシャフトＳｈ（ロータ２２０）の回転角度では、一方の対のインダクタ２５２と他方の対のインダクタ２５３を横切る磁束の磁束密度が最大値から若干小さくなっていると共に、一方の対のインダクタ２５１と他方の対のインダクタ２５４を横切る磁束の磁束密度が最小値より若干大きくなっていることが分かる（一方の対のインダクタ２５２と他方の対のインダクタ２５４を横切る磁束は図示せず）。
【００６８】
以上の説明から明らかなように、一方の対のインダクタ２５１，２５２と他方の対のインダクタ２５３，２５４を横切る磁束の磁束密度がシャフトＳｈ（ロータ２２０）の回転角度で３６０°周期で変化するので、この磁束密度の変化を一方の対のインダクタ２５１，２５２及び他方の対のインダクタ２５３，２５４に接続された回路基板上のワンチップマイコン２３５で信号処理する。この信号処理に際しては、一方の対のインダクタ２５１，２５２についての各インダクタンスに対応する出力信号を得ると共に、他方の対のインダクタ２５３，２５４についての各インダクタンスに対応する出力信号を得る。
【００６９】
ここで、図８は、回転センサ２の各対のインダクタ２５０の出力特性を表わした図であり、横軸をロータ２２０の回転角度とし、縦軸を各対のインダクタ２５０のインダクタンス出力として示す出力特性図である。一方の対のインダクタ２５１，２５２は、シャフトＳｈの中心軸線ＣＬ３に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板１３０上に配置され、他方の対のインダクタ２５３，１５４もシャフトＳｈの中心軸線ＣＬ３に対して互いに９０°の角度をなすようにプリント基板１３０に固定されているので、一方の対のインダクタ２５１，２５２のインダクタンス出力は１８０°位相がずれ、かつ他方の対のインダクタ２５３，２５４のインダクタンス出力も１８０°位相がずれる（図８参照）。そして、一方の対のインダクタ２５１，２５２は並列接続され、他方の対のインダクタ２５３，２５４についても並列接続されているので、このように１８０°位相のずれた一方の対のインダクタ２５１，２５２のインダクタンス出力を減算すると共に、他方の対のインダクタ２５３，２５４のインダクタンス出力を減算することで、一方の対のインダクタ２５１，２５２の温度変化によるインダクタンス出力のずれを相殺して吸収すると共に、他方の対のインダクタ２５３，２５４の温度変化によるインダクタンス出力のずれを相殺して吸収する。
【００７０】
また、一方の対のインダクタ２５１（２５２）と他方の対のインダクタ２５３（２５４）とはシャフトＳｈの中心軸線廻りに互いに４５°の角度だけずれて配置されている。
【００７１】
ここで、図９は、図８の出力特性図に基づき、一方の対のインダクタ間のインダクタンス出力差Ａと他方の対のインダクタ間のインダクタンス出力差Ｂを求めて示すと共に、ｔａｎ−１（Ａ／Ｂ）の演算処理を施した出力を重畳させ、横軸をロータ２２０の回転角度として示す出力特性図である。
【００７２】
その結果、一方の対のインダクタ２５１，２５２のインダクタンス出力の差Ａが各インダクタ２５１，２５２のインダクタンスの差として図９に示すようにｓｉｎ曲線を描くと共に、他方の対のインダクタ２５３，２５４のインダクタンス出力の差Ｂもこれと４５°の周期だけずれたｓｉｎ曲線を描くようになる。
【００７３】
このようにして得られた各対のインダクタンス出力のｔａｎ−１（Ａ／Ｂ）をとることで、図９に示すような鋸波状の出力を得ることができる。これによって、本実施形態の場合、シャフトＳｈ即ちロータ２２０の回転角度に対応した９０°周期のインダクタのインダクタンス出力を得ることができる。
【００７４】
一方、図１３に示す小歯車２４０に備わった磁石２４５と小歯車２４０の周囲に配置されたインダクタ２６０も、大歯車２２１に対応して回転する小歯車２４０の回転角度を測定する。即ち、各インダクタ２６０は、第１の実施形態の小歯車１４０と磁石１４５、小歯車１４０の周囲に配置されたインダクタ１６０と同様の原理で小歯車２４０の回転に応じた一方の対のインダクタ２６１，２６２のインダクタンス出力の差Ｃと他方の対のインダクタ２６３，２６４のインダクタンス出力の差Ｄを求める。なお、この場合も図１０に示すように一方の対のインダクタ２６１，２６２は、小歯車２４０の回転中心ＣＬ２から周方向で９０°隔てており、他方の対のインダクタ２６３，２６４も小歯車２４０の回転中心ＣＬ２から周方向で９０°隔てている。
【００７５】
ここで、図１１は、図１０に示した各インダクタのインダクタンスを、横軸を小歯車の回転角度とし、縦軸を各対のインダクタのインダクタンス出力として示す出力特性図である。図１１に示すように、一方の対のインダクタ２６１，２６２の各インダクタの出力は位相が９０°ずれ、他方の対のインダクタ２６３，２６４のインダクタンス出力も位相が９０°ずれる。また、一方の対のインダクタ２６１（２６２）と他方の対のインダクタ２６３（２６４）とが互いに小歯車２４０の回転中心ＣＬ２に対して周方向４５°隔てて配置されているので、一方の対のインダクタ２６１，２６２と他方の対のインダクタ２６３，２６４は互いに４５°位相がずれる。
【００７６】
ここで、図１２は、図１１の出力特性図に一方の対のインダクタのインダクタンス出力の差Ｃと他方の対のインダクタのインダクタンス出力の差Ｄとからｔａｎ−１（Ｃ／Ｄ）の演算処理を示した出力を重畳させ、横軸を小歯車の回転角度として示す出力特性図である。図１２に示すように、一方の対のインダクタ２６１，２６２のインダクタンス出力差Ｃをとると共に、他方の対のインダクタ２６３，２６４のインダクタンス出力差Ｄをとり、ｔａｎ−１（Ｃ／Ｄ）を算出すると同図に示す鋸波の出力が得られる。そして、図９に示す鋸波状の出力と図１２に示す鋸波状の出力の組合せから、シャフトＳｈ即ちロータが例えば−９００°〜＋９００°の大角度のうち、何回転目であるかをワンチップマイコン内のメモリテーブルで一義的に求めると共に、図８のｓｉｎ曲線からその回転数内の０°〜３６０°のどの回転角度に当たるかを判断し、最終的に−９００°〜＋９００°の範囲内における絶対回転角度をワンチップマイコン内で求める。なお、この絶対回転角度の算出にあたっては、実際には上述の実施形態の大歯車２２１と小歯車２４０の歯車比を角度算出に適した歯車比に適宜変更して算出する。
【００７７】
以上説明したように、被測定回転体の回転と一体に回転しかつ被測定回転体の回転に応じて磁束密度が変化する磁石の磁束密度の変化を検出素子が検出する構成をとることで、例えば特注のコイルとコイルコア及びこれらを保持するコイルコアホルダから構成され、従来型の回転センサ内での配置の自由度がかなり制約されていた従来の検出素子を回転センサに備える必要がない。
【００７８】
その結果、被測定回転体と共に回転するロータに備わりかつ周方向に幅が変化する導電性のセンシング部と、このセンシング部を横切る磁束の変化によって生じる渦電流の変化に伴うインダクタンス変化をセンシング部に対向配置した検出素子により検出することで被測定回転体の回転角度を検出している従来型の回転センサに比べて構成の簡略化を図ることができると共に、回転センサ内での検出素子の磁石周りの配置の自由度が向上する。
【００７９】
また、いわゆるチップインダクタと呼ばれる市販された小型の検出素子を被測定回転体の回転中心に対する周方向異なる位置でこの中心からの距離が等しい位置に配置できるようになり、このような検出素子の配置によって各検出素子の有する温度依存性のインダクタンス出力のばらつきを相殺することができる。
【００８０】
また、温度変化に対する検出特性上のばらつきがかなり小さくなっている市販の検出素子を用いることにより、従来の回転センサのように回転センサ自体を組み付けるに際して温度依存性の高い検出素子の出力特性のキャリブレーションを行う必要がない。その結果、コストを抑えかつ、温度変化に対する安定した検出特性を十分に備えた回転センサとすることができる。
【００８１】
なお、以上の説明に加えて、本発明にかかる回転センサは、従来型の回転センサに比べて特有の効果を発揮することができる。以上説明した各実施形態にかかる回転センサ１，２の組み付けに当たっては、上述したようにその部品点数が少ないことに起因して回転センサ全体を簡単に組み付けることができる。即ち、従来の回転センサのように、センシング部を挟んでコイルコアホルダを用いてセンシング部と等距離だけ対向するようにコイル及びコイルコアをプリント基板に配置する必要がない。
【００８２】
これによって、コイルとコイルコアをこのようにプリント基板に取り付けるためのコイルコアホルダを必要としなくなり、回転センサ自体の厚さを薄くでき、回転センサの小型化を達成する。また、コイルとコイルコアをセンシング部との関係でこのような複雑な位置関係で取り付ける必要がない。即ち、プリント基板に実装可能かつ容易に入手できる市販のチップインダクタをプリント基板上に実装するだけで済む。そのため、従来のようにプリント基板の回路パターンとコイルとの面倒な配線作業を必要とせず、組み付け工数の低減を図り、回転センサの製造コストを抑えることができる。
【００８３】
なお、第２の実施形態にかかる回転センサにおいて、楕円の環形状を有する磁石は、磁石の内側がＳ極で外側がＮ極となっていたが、これとは逆に磁石の内側がＮ極で外側がＳ極となっていても良いことは言うまでもない。
【００８４】
また、上述の第２の実施形態の変形例として、磁石が楕円の環形状を有し、かつ磁石の厚み方向で一方の半分がＮ極で他方の半分がＳ極となった磁石を用いても、上述の第２の実施形態と同様の作用効果を発揮し得る。
【００８５】
また、上述した各実施形態では、一対のインダクタを二組用意し、これでロータと一体に取り付けられた磁石の周囲に位置するようにプリント基板上に配置していたが、必ずしもこの組数に限定されず、一対のインダクタを一組だけ配置しても良く、三組以上配置しても良い。
【００８６】
また、上述の実施形態では、各インダクタを磁石と同一面上になるようにプリント基板上に配置したが、回転する磁石の磁束密度の変化を各インダクタが正確に検出できれば、必ずしも磁石と同一面上にインダクタを配置する必要はない。
【００８７】
また、シャフトＳｈの回転数には本実施形態では磁石とインダクタとの組合せを用いたが、必ずしもこれに限定されず、磁石とホール素子、磁石とＭＲ素子、その他磁石とゼネバ歯車などの組み合わせも考えられる。
【００８８】
また、上述の各実施形態で紹介した各部材の材質名はそれらに限定されるものではなく、本発明の作用を発揮するものであればどのような材質を用いても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明にかかる回転センサは、高い回転角度検出精度を要求されると共に、温度変化が激しい環境下で使用されることの多い車両用ステアリング装置の回転角度検出に特に適している。しかしながら、本発明にかかる回転センサは、例えば、ロボットアームのように振動しながら回転する回転軸間の相対回転角度や回転トルクを求めるものであれば、どのようなものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる回転センサの内部構造を示す平面図である。
【図２】図１に示した回転センサの一部の基本的構造をより分かり易く示す概略平面図である。
【図３】図１に示した回転センサにおいて磁石のN極とＳ極の境目が図中水平方向を向いた状態の磁束を示す説明図である。
【図４】図３に示した状態からロータを反時計方向に僅かに（約３０°）回転させたときの磁束の状態を示す説明図である。
【図５】図４より更にロータを反時計方向に僅かに回転させ、磁石のＮ極とＳ極の継ぎ目が図中水平方向に対して約４５°の角度をなした状態の磁束を示す説明図である。
【図６】図５より更にロータを反時計方向に回転させ磁石のＮ極とＳ極の継ぎ目が図中水平方向に対して約６０°の角度をなした状態の磁束を示す説明図である。
【図７】図６より更にロータを反時計方向に回転させ磁石のＮ極とＳ極の継ぎ目が図中垂直方向を向いた状態の磁束を示す説明図である。
【図８】図１及び図１３に示す回転センサの各対のインダクタの出力特性を表わした図であり、横軸をロータの回転角度とし、縦軸を各対のインダクタのインダクタンス出力として示す出力特性図である。
【図９】図８の出力特性図に基づき、一方の対のインダクタ間のインダクタンス出力差Ａと他方の対のインダクタ間のインダクタンス出力差Ｂを求めて示すと共に、ｔａｎ−１（Ａ／Ｂ）の演算処理を施した出力を重畳させ、横軸をロータの回転角度として示す出力特性図である。
【図１０】小歯車に設けられた磁石とその周囲に配置されたインダクタの位置を概略的に示した説明図である。
【図１１】図１０に示した各インダクタのインダクタンスを、横軸を小歯車の回転角度とし、縦軸を各対のインダクタのインダクタンス出力として示す出力特性図である。
【図１２】図１１の出力特性図に一方の対のインダクタのインダクタンス出力の差Ｃと他方の対のインダクタのインダクタンス出力の差Ｄとからｔａｎ−１（Ｃ／Ｄ）の演算処理を示した出力を重畳させ、横軸を小歯車の回転角度として示す出力特性図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態にかかる回転センサの内部構造を示す平面図である。
【図１４】図１３に示した回転センサの一部の基本的構造をより分かり易く示す概略平面図である。
【図１５】図１３に示した回転センサの磁石の磁束密度を示す図であり、磁石の長軸が図中垂直方向に位置した状態の磁束を示す説明図である。
【図１６】図１５の状態からロータを約３０°反時計方向に回転させた状態の磁束を各インダクタと共に示す説明図である。
【図１７】図１５の状態からロータを約４５°反時計方向に回転させた状態の磁束を各インダクタと共に示す説明図である。
【図１８】図１５の状態からロータを約６０°反時計方向に回転させた状態の磁束を各インダクタと共に示す説明図である。
【図１９】図１５の状態からロータを約９０°反時計方向に回転させた状態の磁束を各インダクタと共に示す説明図である。
【図２０】従来の回転センサの内部構造を示す断面図である。
【図２１】図２０に備わったセンシング部をコイルコアの配置と共に示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１，２，５    回転センサ
５Ａ    回転角センサ
５Ｂ    回転数センサ
１０    ロータ
１１    ロータセンシング部
１２    ロータ固定部
２０    ステータ
２１〜２４    固定コア
２１ａ    コア本体
２１ｂ    励磁コイル
３０    ケース
３１〜３４    固定コア
３１ａ    コア本体
３１ｂ    励磁コイル
１１０    磁石
１２０    ロータ
１２１    大歯車
１２１ａ    ギア
１３０    プリント基板
１３５    ワンチップマイコン
１４０    小歯車
１４５    磁石
１５０（１５１〜１５４）    インダクタ
１６０（１６１〜１６４）    インダクタ
１７０    ケース
２１０    磁石
２２０    ロータ
２２１    大歯車
２２１ａ    ギア
２３０    プリント基板
２３５    ワンチップマイコン
２４０    小歯車
２４５    磁石
２５０（２５１〜２５４）    インダクタ
２６０（２６１〜２６４）    インダクタ
２７０    ケース
Ａ    一方の対のインダクタのインダクタンス出力差
Ｂ    他方の対のインダクタのインダクタンス出力差
Ｃ    一方の対のインダクタのインダクタンス出力差
Ｄ    他方の対のインダクタのインダクタンス出力差
Ｓｈ    シャフト
ＣＬ１，ＣＬ３    中心軸線
ＣＬ２    回転中心
【図１】
2008111749.tif 000003
【図２】
2008111749.tif 000004
【図３】
2008111749.tif 000005
【図４】
2008111749.tif 000006
【図５】
2008111749.tif 000007
【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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【図２０】
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【図２１】
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