(57)【要約】【課題】従来の回転角度検出装置は、飛来する油や金属粉から磁束変化検出手段Ｊ３　を保護するためにポッティングＪ６　を設けていたため、磁束検出エリアＪ７　と磁石Ｊ２　との距離ｘ’が長くなってしまう。【解決手段】磁石５１の反対側の基板５３面に磁束変化検出手段５２を配置した構成を採用することにより、飛来する油や金属粉が基板５３によってガードされ、磁束変化検出手段５２が保護され、ポッティングＪ６　を廃止でき、磁束検出エリアαと磁石５１との距離ｘを短縮できる。この距離ｘの短縮により、回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。また、距離ｘの短縮により、磁石５１の磁力が強力でなくても良く、安価なフェライト系のプラスチックマグネットを使用できる。さらに、高価なポッティングＪ６　を廃止して安価な保護層５５の被覆で結露水や油から磁束変化検出手段５２等を保護でき、コストを抑えることができる。【選択図】　　　　図１
2004020494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転軸と同芯上に配置され、前記回転体の回転方向に多極着磁された磁石と、
この磁石の放出する磁束の変化量を検出する磁束変化検出手段と、
この磁束変化検出手段を前記磁石の磁束を受ける位置に配置する基板と、
前記磁束変化検出手段が搭載された前記基板を前記磁石の反対側から覆うハウジングと、
を備える回転角度検出装置であって、
前記磁束変化検出手段は、前記基板の前記磁石の反対側に配置されることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角度検出装置において、
前記回転体は、電動機あるいは発電機等の回転機におけるロータであることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転角度検出装置において、
前記磁石は、前記ロータを構成するロータコアに接合して設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束変化検出手段が搭載された前記基板の前記磁石の反対側の面には、前記磁束変化検出手段および回路パターンを被覆する保護層が形成されたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記基板は、非磁性体の金属板と、この金属板の前記磁石の反対側の面に設けられた絶縁性のフィルム基板とからなり、
前記フィルム基板における前記金属板に触れない面に回路パターンがプリントされていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の回転角度検出装置において、
前記基板の前記磁石の反対側に対向する前記ハウジングには、前記基板側に突出する基板接続用のターミナル端子が設けられるとともに、
前記回路パターンがプリントされた前記フィルム基板は、前記金属板から一部はみ出して設けられ、
このはみ出した部分の前記フィルム基板が１８０度反転して前記ターミナル端子に接続されることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束変化検出手段と、この磁束変化検出手段に付随するリファレンス電源やノイズフィルタ用のコンデンサ等の周辺回路とを一体化したモジュールを設け、
このモジュールを前記基板における前記磁石の反対側の面に配置したことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項８】
請求項３に記載の回転角度検出装置において、
前記磁石は、非磁性体の膜部材を介して前記ロータコアに接合することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項９】
請求項３に記載の回転角度検出装置において、
前記磁石は、前記ロータコアに直接接合することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁石は、前記回転体側の面に接合用の着磁がなされ、その前記回転体側の面に着磁された磁力によって前記回転体に接合することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記回転体に穴を設けるとともに、前記磁石に突起を設け、
前記磁石の突起を前記回転体の穴に挿入することで前記回転体に対する前記磁石の位置決めを行うことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記回転体に突起を設けるとともに、前記磁石に穴を設け、
前記回転体の突起に前記磁石の穴を嵌め合わせることで前記回転体に対する前記磁石の位置決めを行うことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記回転体に前記磁石を組付けた後に、前記磁石に対して回転位置検出用の着磁を行うことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１４】
請求項３に記載の回転角度検出装置において、
前記回転軸は、前記ロータコアの軸方向位置を決定するための位置決め突起を備え、前記ロータコアにおける前記位置決め突起がある側の軸方向端面に前記磁石が接合されたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁石に近い側の前記回転軸の端部は、転がり軸受を介して前記ハウジングに支持されるものであり、
前記転がり軸受の内輪は前記回転軸に圧入固着され、且つ前記転がり軸受の外輪は前記ハウジングに圧入固着されることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記磁束変化検出手段の近傍には、前記磁石から放出される磁束が前記磁束変化検出手段を通過して前記磁石に戻る磁束のループを形成するための磁性体部品が設けられたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１７】
請求項３に記載の回転角度検出装置において、
前記磁束変化検出手段が、前記磁石側から磁束が流れ込むと信号を発生するタイプである場合、
ステータティースにコイルの通電によって磁力を発生させた際に、前記ロータコア側から前記ステータティース側に向けて磁束を発生するステータティースの略中心となる回転角度上に前記磁束変化検出手段を配置したことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項１８】
請求項３に記載の回転角度検出装置において、
前記磁束変化検出手段が、その磁束変化検出手段から前記磁石側に向かう磁束が流れると信号を発生するタイプである場合、
ステータティースにコイルの通電によって磁力を発生させた際に、前記ステータティース側から前記ロータコア側に向けて磁束を発生するステータティースの略中心となる回転角度上に前記磁束変化検出手段を配置したことを特徴とする回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機あるいは発電機等の回転電気機械機（以下、回転機と称す）の回転角度を磁力変化を利用して検出する回転角度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転角度検出装置の従来技術を、図１（Ｂ）を参照して説明する。
この回転角度検出装置は、回転機のケース内において回転体Ｊ１　の回転角度を検出するものであり、回転体Ｊ１　の回転軸と同芯上に配置され、回転体Ｊ１　の回転方向に多極着磁された磁石Ｊ２　と、この磁石Ｊ２　の放出する磁束の変化量を検出する磁束変化検出手段Ｊ３　（ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲＩＣ等）と、この磁束変化検出手段Ｊ３　を磁石Ｊ２　の磁束を受ける位置に配置する基板Ｊ４　と、基板Ｊ４　を磁石Ｊ２　の反対側から覆うハウジングＪ５　とを備えるものであり、基板Ｊ４　はハウジングＪ５　に固定されている。
なお、従来の基板Ｊ４　は、例えば絶縁性のガラス入りエポキシ樹脂を基材にしたものであり、その基板Ｊ４　の磁石Ｊ２　側の面に磁束変化検出手段Ｊ３　が搭載される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
回転機のケース内は、ロータに付着した防錆油等の油分や、減速機に塗布されたグリース等の油分、減速機の摩耗粉（金属粉）が飛来する。このため、基板Ｊ４　に支持される磁束変化検出手段Ｊ３　を飛来する油や金属粉から保護する目的で、磁束変化検出手段Ｊ３　はシリコン等のポッティング剤によってポッティングされており、磁束変化検出手段Ｊ３　の表面にはポッティングＪ６　による所定厚みｙの保護層が形成されている。
このため、磁束変化検出手段Ｊ３　における磁束検出エリアＪ７　と磁石Ｊ２　との距離ｘ’が長くなってしまう。磁石Ｊ２　の放出する磁力は距離の２乗に反比例して小さくなるため、この距離ｘ’が長くなると、磁束検出エリアＪ７　に到達する磁束が弱まってしまう。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、油や金属粉が飛来するような環境下であっても、磁束変化検出手段における磁束検出エリアと磁石との距離を短縮することのできる回転角度検出装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する回転角度検出装置は、基板の磁石の反対側に磁束変化検出手段を配置したことにより、磁石側から飛来する油や金属粉が基板によってガードされ、磁束変化検出手段が保護される。
この結果、磁束変化検出手段の磁束検出エリアと磁石との距離を短縮できるとともに、従来採用していた磁束変化検出手段を保護するポッティングを廃止することができる。
【０００６】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用し、回転体が、電動機あるいは発電機等の回転機におけるロータであっても良い。
これによって、磁束検出エリアと磁石との距離を短縮した状態で、ロータの回転角度を検出できる。
【０００７】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用し、磁石をロータコアに接合しても良い。
これによって、回転角度検出装置を搭載した回転機を薄型化できる。
【０００８】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用し、磁束変化検出手段が搭載された基板の磁石の反対側の面に保護層を被覆することにより、結露水や油から基板表面の磁束変化検出手段や回路パターン等を保護することができる。
【０００９】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用し、基板を、非磁性体の金属板と、この金属板の磁石の反対側の面に設けられた絶縁性のフィルム基板とから構成し、フィルム基板における金属板に触れない面に回路パターンが設けられるものであっても良い。
このように基板に金属板を用いることにより、基板の波うちを防ぐことができ、基板の波うちによる磁束変化検出手段と磁石との距離変化を防ぐことができる。
また、基板に金属板を用いることにより、基板の剛性を保ったまま基板を薄くでき、磁石と磁束変化検出手段の距離をより短くできる。
さらに、フィルム基板における金属板に触れない面に回路パターンを設けているため、回路パターンが金属板に触れてショートする不具合がない。
【００１０】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用し、基板の磁石の反対側に対向するハウジングに基板接続用のターミナル端子を設けておくとともに、フィルム基板の一部を金属板からはみ出して設け、このはみ出した部分のフィルム基板が１８０度反転してターミナル端子に接続するように設けても良い。
このように設けることにより、ターミナル端子に半田付けされる半田付けランドを、回路パターンと同一面のフィルム基板に形成できる。つまり、片面基板で済むため、基板のコストを抑えることができる。
【００１１】
〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用し、磁束変化検出手段や周辺回路をモジュール化して、基板の磁石の反対側の面に配置しても良い。
このように設けることにより、磁束変化検出手段や周辺回路の組付けが容易になる。
【００１２】
〔請求項８の手段〕
請求項８の手段を採用し、磁石とロータコアの間に非磁性体の膜部材を介在して設けても良い。
このように設けることにより、ロータコアから磁石に与えられる磁力の影響を遮断することができ、回転角度検出装置の誤検出を防ぐことができる。
【００１３】
〔請求項９の手段〕
請求項９の手段を採用し、磁石をロータコアに直接接合しても良い。
ロータコアから磁石に向かう磁力の影響が少ない場合は、このように設けることにより、部品点数を削減でき、コストを抑えることができる。
【００１４】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０の手段を採用し、磁石の回転体側の面に接合用の着磁をし、その回転体側の面に着磁された磁力によって磁石を回転体に接合しても良い。
このように設けることにより、接着剤を塗布する作業等が不要になり、組付け作業が容易になる。
【００１５】
〔請求項１１の手段〕
請求項１１の手段を採用し、回転体に穴を設けるとともに、磁石に突起を設け、磁石の突起を回転体の穴に挿入することで回転体に対する磁石の位置決めを行うように設けても良い。
このように設けることにより、回転体に対する磁石の位置決めが容易になる。
【００１６】
〔請求項１２の手段〕
請求項１２の手段を採用し、回転体に突起を設けるとともに、磁石に穴を設け、回転体の突起に磁石の穴を嵌め合わせることで回転体に対する磁石の位置決めを行うように設けても良い。
このように設けることにより、回転体に対する磁石の位置決めが容易になる。
【００１７】
〔請求項１３の手段〕
請求項１３の手段を採用し、回転体に磁石を組付けた後に、磁石に対して回転位置検出用の着磁を行うように設けても良い。
このように設けることにより、回転体に対する磁石の磁極位置の精度が高まり、回転体の回転角度検出精度を高めることができる。
【００１８】
〔請求項１４の手段〕
請求項１４の手段を採用し、回転軸にロータコアの軸方向位置を決定するための位置決め突起を設け、ロータコアにおける位置決め突起がある側の軸方向端面に磁石を接合しても良い。
このように設けることにより、回転軸の軸方向に対する磁石の組付け精度が高まり、磁石と磁束変化検出手段の軸方向誤差を小さくすることができる。
【００１９】
〔請求項１５の手段〕
請求項１５の手段を採用し、磁石に近い側の回転軸の端部を支持する転がり軸受の内輪を回転軸に圧入固着し、転がり軸受の外輪をハウジングに圧入固着しても良い。
このように設けることにより、回転軸の軸方向に対する磁石の組付け精度が高まり、磁石と磁束変化検出手段の軸方向誤差を小さくすることができる。
【００２０】
〔請求項１６の手段〕
請求項１６の手段を採用し、磁束変化検出手段の近傍に、磁石から放出される磁束が磁束変化検出手段を通過して磁石に戻る磁束のループを形成するための磁性体部品を設けても良い。
このように設けることにより、磁石から放出される磁束が効率良く磁束変化検出手段を通過するため、磁石の磁力が弱くても磁束変化検出手段で磁束変化を検出することができる。
【００２１】
〔請求項１７の手段〕
磁石側から磁束変化検出手段に磁束が流れると信号を発生するタイプの場合、ステータティース側からロータコア側に向けて磁束を発生するステータティースの回転角度上に磁束変化検出手段を配置すると、ロータコアに発生する磁束によって磁束変化検出手段が誤検出する可能性がある。
そこで、請求項１７の手段を採用し、ステータティースにコイルの通電によって磁力を発生させた際に、ロータコア側からステータティース側に向けて磁束を発生するステータティースの略中心となる回転角度上に磁束変化検出手段を配置するように設ける。
このように設けることにより、ロータコアに発生する磁力によって磁束変化検出手段が誤検出する不具合がない。
【００２２】
〔請求項１８の手段〕
この請求項１８は、上記請求項１７とは逆タイプの磁束変化検出手段を用いる場合であり、磁束変化検出手段から磁石側に磁束が流れると信号を発生するタイプの場合、ロータコア側からステータティース側に向けて磁束を発生するステータティースの回転角度上に磁束変化検出手段を配置すると、ロータコアに発生する磁束によって磁束変化検出手段が誤検出する可能性がある。
そこで、請求項１８の手段を採用し、ステータティースにコイルの通電によって磁力を発生させた際に、ステータティース側からロータコア側に向けて磁束を発生するステータティースの略中心となる回転角度上に磁束変化検出手段を配置するように設ける。
このように設けることにより、ロータコアに発生する磁力によって磁束変化検出手段が誤検出する不具合がない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、実施例および変形例を用いて説明する。
〔実施例〕
この実施例は、自動変速機のシフトレンジ切替装置（パーキング切替機構の切替装置を含む）において切り替えのための動力を発生する電動機の回転角度検出装置に本発明を適用したものであり、まずシフトレンジ切替装置の概略を説明する。
【００２４】
シフトレンジ切替装置は、図２に示すように、回転機１、減速機２、制御対象となる負荷（以下、シフトレンジ切替機構３）、回転角度検出装置４および制御回路５から構成される。この制御回路５は、回転角度検出装置４を用いて回転機１の回転出力角度を検出することで、減速機２を介して駆動されるシフトレンジ切替機構３を切替制御するものである。
【００２５】
（回転機１の説明）
回転機１は、切り替えのための動力を発生する同期電動機であり、図３、図４を参照して詳細に説明する。なお、図４の右側をフロント（あるいは前）、左側をリヤ（あるいは後）としてこの実施例を説明する。
回転機１は、回転自在に支持されるロータ６と、このロータ６の回転中心と同軸上に配置されたステータ７とで構成される。
【００２６】
ロータ６は、回転軸８およびロータコア９から構成されるものであり、回転軸８は前端と後端に配置された転がり軸受（フロント転がり軸受１０およびリヤ転がり軸受１１）によって回転自在に支持される。
なお、フロント転がり軸受１０は、減速機２の出力軸１２の内周に配置されたものであり、減速機２の出力軸１２はフロントハウジング１３の内周に配置されたメタルベアリング１４によって回転自在に支持されている。つまり、回転軸８の前端は、フロントハウジング１３に設けられたメタルベアリング１４→出力軸１２→フロント転がり軸受１０を介して回転自在に支持される。
一方、リヤ転がり軸受１１は、回転角度検出装置４に近い側の回転軸８の端部を回転自在に支持するものであり、このリヤ転がり軸受１１の詳細については後述する。
【００２７】
ステータ７は、ステータコア１６およびコイル１７（具体的には、コイル１７Ａ〜１７Ｌ）から構成される。ステータコア１６には、ロータ６に向けて３０度毎に突設されたステータティース１８が設けられ、各ステータティース１８（具体的には、ステータティース１８Ａ〜１８Ｌ）のそれぞれにコイル１７Ａ〜１７Ｌが巻回されている。ここで、コイル１７Ａ、１７Ｄ、１７Ｇ、１７ＪがＵ相であり、コイル１７Ｂ、１７Ｅ、１７Ｈ、１７ＫがＶ相であり、コイル１７Ｃ、１７Ｆ、１７Ｉ、１７ＬがＷ相である。
【００２８】
一方、ロータコア９には、ステータ７に向けて４５度毎に突設された突極１９Ａ〜１９Ｈが設けられている。そして、図３の状態からＷ相→Ｖ相→Ｕ相の順番に通電を切り替えるとロータ６が時計回り方向に回転し、逆にＶ相→Ｗ相→Ｕ相の順番に通電を切り替えるとロータ６が反時計回り方向に回転するものであり、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の通電が一巡する毎にロータ６が４５度回転する構成になっている。
【００２９】
（減速機２の説明）
本実施例の減速機２はサイクロイド減速機を採用したものであり、図４に示すように、内歯歯車２１、外歯歯車２２および出力軸１２によって構成される。
内歯歯車２１はフロントハウジング１３に固定されている。
外歯歯車２２は、内歯歯車２１よりも歯数が少なく設けられている。また、外歯歯車２２は、回転軸８の偏心部２３に軸受２４を介して回転自在に支持され、回転軸８が回転することによって外歯歯車２２が偏心回転する。回転軸８が回転して外歯歯車２２が偏心回転することにより、外歯歯車２２が回転軸８に対して減速回転し、その減速回転が出力軸１２に伝えられる。なお、出力軸１２は、シフトレンジ切替機構３のコントロールロッド２５（後述する）に連結されるものである。
【００３０】
（シフトレンジ切替機構３の説明）
シフトレンジ切替機構３（パーキング切替機構３０を含む）は、上述した減速機２の出力軸１２によって切り替え駆動されるものであり、このシフトレンジ切替機構３を図５を参照して説明する。
自動変速機における各シフトレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）の切り替えは、マニュアルスプール弁３１を切り替えに応じた適切な位置にスライド変位させることによって行われる。
【００３１】
一方、パーキング切替機構３０のロックとアンロックの切り替えは、パークギヤ３２の凹部３２ａとパークポール３３の凸部３３ａの係脱によって行われる。なお、パークギヤ３２は、図示しないディファレンシャルギヤを介して図示しない自動変速機の出力軸に連結されたものであり、パークギヤ３２の回転を規制することで車両の駆動輪がロックされて、パーキングのロック状態が達成される。
【００３２】
コントロールロッド２５には、略扇形状を呈したディテントプレート３４が図示しないスプリングピン等を打ち込むことで取り付けられている。
ディテントプレート３４は、半径方向の先端（略扇形状の円弧部）に複数の凹部３４ａが設けられており、油圧コントロールボックス３５に固定された板バネ３６が凹部３４ａに嵌まり合うことで、切り替えられたシフトレンジが保持されるようになっている。
【００３３】
ディテントプレート３４には、マニュアルスプール弁３１を駆動するためのピン３７が取り付けられている。
ピン３７は、マニュアルスプール弁３１の端部に設けられた溝３８に係合しており、ディテントプレート３４がコントロールロッド２５によって回動操作されると、ピン３７が円弧駆動されて、ピン３７に係合するマニュアルスプール弁３１が油圧コントロールボックス３５の内部で直線運動を行う。
【００３４】
コントロールロッド２５を図５中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート３４を介してピン３７がマニュアルスプール弁３１を油圧コントロールボックス３５の内部に押し込み、油圧コントロールボックス３５内の油路がＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。つまり、自動変速機のレンジがＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。
逆方向にコントロールロッド２５を回転させると、ピン３７がマニュアルスプール弁３１を油圧コントロールボックス３５から引き出し、油圧コントロールボックス３５内の油路がＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。つまり、自動変速機のレンジがＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。
【００３５】
一方、ディテントプレート３４には、パークポール３３を駆動するためのパークロッド３９が取り付けられている。パークロッド３９の先端には円錐部４０が設けられている。
この円錐部４０は、変速機ハウジングの突出部４１とパークポール３３の間に介在されるものであり、コントロールロッド２５を図５中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると（具体的には、Ｒ→Ｐレンジ）、ディテントプレート３４を介してパークロッド３９が図５中矢印Ｂ方向へ変位して円錐部４０がパークポール３３を押し上げる。すると、パークポール３３が軸４２を中心に図５中矢印Ｃ方向に回転し、パークポール３３の凸部３３ａがパークギヤ３２の凹部３２ａに係合し、パーキング切替機構３０のロック状態が達成される。
【００３６】
逆方向へコントロールロッド２５を回転させると（具体的には、Ｐ→Ｒレンジ）、パークロッド３９が図５中矢印Ｂ方向と反対方向に引き戻され、パークポール３３を押し上げる力が無くなる。パークポール３３は、図示しないねじりコイルバネにより、図５中矢印Ｃ方向とは反対方向に常に付勢されているため、パークポール３３の凸部３３ａがパークギヤ３２の凹部３２ａから外れ、パークギヤ３２がフリーになり、パーキング切替機構３０がアンロック状態になる。
【００３７】
（回転角度検出装置４の説明）
回転角度検出装置４は、インクリメンタル型エンコーダであり、図４に示すように、ロータ６と一体に回転する磁石５１と、リヤハウジング１５に固定された磁束変化検出手段５２（具体的には、第１〜第３磁束変化検出手段５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｚ）とを備える。
磁石５１は、略リング形状を呈するものであり、図６に示すように、ロータ６の回転軸８と同芯上に配置されるものである。
また、磁石５１は、図７に示すように、ロータ６の回転方向にＮ極とＳ極とが多極繰り返して着磁されており、Ｎ極から回転軸８と略平行方向に放射された磁束がＳ極に戻るようになっている。
【００３８】
具体的な着磁について説明する。
図７に示されるように、磁石５１には、７．５度ピッチでＮ極とＳ極とが繰り返して着磁されており、磁石５１の外周側に着磁されたＮ極とＳ極の繰り返しによって、ロータ６の精密な回転角度を検出するためのＡ相出力およびＢ相出力が得られる。
【００３９】
磁石５１の内周側には、４５度間隔の内周突起５１ａが設けられており、内周突起５１ａの中心にＳ極が着磁され、その回転方向の両脇にＮ極が着磁された構成になっている。この内周突起５１ａによる磁極変化によって、回転機１の同期信号を得るためのＺ相出力が得られる。
【００４０】
第１〜第３磁束変化検出手段５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｚは、磁石５１から放出される磁束を検出するものであり、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲＩＣ等の磁束変化を検出する素子によって構成され、基板５３を介してリヤハウジング１５に取り付けられている。基板５３の取り付け方法については後述する。
また、第１〜第３磁束変化検出手段５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｚは、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相（図８参照）をそれぞれ検出するために、図９に示すように基板５３に取り付けられている。
【００４１】
第１、第２磁束変化検出手段５２Ａ、５２Ｂは、Ａ相、Ｂ相をそれぞれ検出するものであり、磁石５１の外周部に対向する円周上に配置されて、磁石５１の外周部の磁束変化によってＡ相出力およびＢ相出力を得るものである。
第３磁束変化検出手段５２Ｚは、Ｚ相を検出するものであり、磁石５１の内周突起５１ａに対向する円周上に配置されて、内周突起５１ａから受ける磁束変化によってＺ相出力を得るものである。
【００４２】
次に、図８（Ａ）、（Ｂ）を用いて回転角度検出装置４によるＡ相、Ｂ相、Ｚ相の出力波形について説明する。
Ａ相およびＢ相は、電気角で９０度の位相差を持った出力信号であり、本実施例ではロータ６が１５度回転する毎にＡ相とＢ相がそれぞれ１周期出力されるように構成されている。
Ｚ相は、ロータ６が４５度回転する毎に１回ずつ出力するインデックスパルスであり、このＺ相によって回転機１の通電相と、Ａ相、Ｂ相の相対位置関係を定義できる。
【００４３】
次に、回転角度検出装置４をさらに詳細に説明する。
図１（Ａ）に示されるように、各磁束変化検出手段５２は、リヤハウジング１５によって覆われる基板５３の磁石５１の反対側の面（図１中、基板５３の左側）に配置されるものであり、その磁束変化検出手段５２が搭載された基板５３における磁石５１の反対側の面には、磁束変化検出手段５２および回路パターン５４（符号図９参照）を被覆する保護層５５が形成されている。なお、保護層５５は、シーラー塗装等によって成される。
【００４４】
基板５３は、非磁性体の金属板５６（例えば、アルミニウム、ステンレス等）と、この金属板５６の磁石５１の反対側の面に被着して設けられた絶縁性の樹脂材料（例えば、ポリイミド等）よりなるフィルム基板５７とからなり、フィルム基板５７における金属板５６に触れない面に回路パターン５４がプリント技術によって形成されている。
【００４５】
基板５３における磁石５１の反対側に対向配置されたリヤハウジング１５には、図１０に示されるように、基板５３側に突出する基板接続用のターミナル端子５８が設けられる。
一方、回路パターン５４がプリントされたフィルム基板５７は、図９（Ａ）に示す直線Ａより下の部分には金属板５６が無く、フィルム基板５７のみとなっている。この部分のフィルム基板５７を、以下ではリードフィルム５７ａと称す。
【００４６】
リードフィルム５７ａは、図９（Ａ）のＸ−Ｘ部分で１８０度反転され、図１０に示されるように、リードフィルム５７ａの先端部分がターミナル端子５８に接続される。
このように設けることにより、ターミナル端子５８に半田付けされる半田付けランド５７ｂを、回路パターン５４と同一面（図９中のＡ面）に形成できる。つまり、フィルム基板５７は片面基板で済むため、基板５３の製造コストを抑えることができる。
【００４７】
ここで、リードフィルム５７ａを１８０度反転しない例を、図１１を参照して説明する。なお、図１１（Ａ）に示す破線内の部分がリードフィルム５７ａである。
この図１１のように設けると、リードフィルム５７ａを反転することなくリードフィルム５７ａに形成されたスルーホール５７ｃをターミナル端子５８に接続できる。
しかし、フィルム基板５７における回路パターン５４とは異なった面（図１１中のＢ面）に半田付けランド５７ｂを形成した両面基板にする必要がある。
【００４８】
なお、この実施例では、図９および図１１に示されるように、磁束変化検出手段５２と、この磁束変化検出手段５２に付随する周辺回路（ノイズフィルタ用のコンデンサ５９等）を基板５３上に配置した例を示すが、周辺回路を一体化したモジュールとして設け、そのモジュールを基板５３における磁石５１の反対側の面に配置するように設けても良い。
【００４９】
基板５３の外周部分には、複数の取付穴５３ａが形成されており、この取付穴５３ａをリヤハウジング１５の樹脂製の突起１５ａ（符号図４参照）に嵌め合わせた後、突起１５ａを熱かしめすることで、基板５３がリヤハウジング１５に固定される。
【００５０】
磁石５１は、図６に示されるように、ロータコア９の軸方向の端面に接合されるものであるため、ロータコア９から磁石５１に対する磁力の影響が大きい時は、非磁性体の膜部材（図示しない）を介して磁石５１をロータコア９に接合する。
また、ロータコア９から磁石５１に対する磁力の影響が小さい時は、磁石５１をロータコア９に直接接合する。これによって部品点数を低減でき、コストを抑えることができる。
【００５１】
この実施例の磁石５１は、例えば安価なフェライト系のプラスチックマグネット製であり、軸方向に所定の厚みを有している。この磁石５１は、ロータコア９の接合面に接合用の着磁がなされ、そのロータコア９側の面に着磁された磁力によってロータコア９に接合するものである。
このように設けることにより、磁石５１をロータコア９に接合する際の接着剤を塗布する作業等が不要になり、組付け作業が容易になる。
【００５２】
次に、磁石５１の組付けについて説明する。
図１２に示されるように、ロータコア９の軸方向の端面には、回転中心から放射状に伸びる４５度間隔の磁石位置決め用の穴９ａが設けられている。一方、磁石５１の接合面にも、９０度間隔の突起５１ｄが設けられている。そして、磁石５１の突起５１ｄをロータコア９の穴９ａに挿入して組付けを行っている。
このような組付けを行うことにより、ロータコア９の回転中心と同芯上に磁石５１を容易に組付けることができる。
なお、上記とは逆に、ロータコア９に突起を設けるとともに、磁石５１に穴を設け、両者を嵌め合わせることでロータコア９に対して磁石５１の位置決めを行うようにしても同様の効果が得られる。
【００５３】
磁石５１は、図１３に示されるように、ロータコア９に接合された後、ロータコア９とは異なった面に回転位置検出用の着磁が行われる。
このように設けることにより、ロータコア９に対する磁石５１の磁極位置の精度が高まり、回転角度検出装置４による回転角度検出精度を高めることができる。
【００５４】
次に、回転軸８に対するロータコア９の組付けについて説明する。
ロータコア９は、薄板を多数積層して形成されるものであり、図１４（Ａ）に示されるように、回転軸８に圧入固定されるものである。
ここで、回転軸８の後側、つまり磁石５１が接合される側には、図１４（Ｂ）に示されるように、ロータコア９の軸方向位置を決定するための位置決め突起８ａが設けられ、この位置決め突起８ａにロータコア９の軸方向の端面が一致するように設けられている。
このように設けることにより、図１３に示されるように、ロータコア９の積層厚Ｌが変化した場合であっても、回転軸９の軸方向に対する磁石５１の組付け位置に変化が発生しない。このため、磁石５１の組付け精度が高まり、磁石５１と磁束変化検出手段５２の軸方向誤差を小さくすることができる。
【００５５】
また、回転軸８の後側、つまり磁石５１が接合される側は、リヤ転がり軸受１１を介してリヤハウジング１５に支持されている。このため、リヤ転がり軸受１１が軸方向にスライドしてしまうと磁石５１と磁束変化検出手段５２の軸方向距離が変化してしまう。
そこで、図１３に示されるリヤ転がり軸受１１の内輪１１ａを回転軸８に圧入固着するとともに、転がり軸受１１の外輪１１ｂもリヤハウジング１５（符号図４参照）に圧入固着する。
このように設けられることにより、磁石５１と磁束変化検出手段５２の軸方向距離の管理精度が高まり、回転角度検出装置４の検出精度の劣化を防ぐことができる。
【００５６】
ここで、この実施例に用いられる磁束変化検出手段５２は、図１８に示されるように、磁束変化検出手段５２から磁石５１側に向かう磁束が流れると信号を発生するタイプである。
このようなタイプの磁束変化検出手段５２を用いる場合、ロータコア９側からステータティース１８側に向けて磁束を発生するステータティース１８の回転角度上に磁束変化検出手段５２を配置すると、ロータコア９に発生する磁束によって磁束変化検出手段５２が誤検出する可能性がある。
【００５７】
そこで、この実施例では、図１５に示すように、ステータティース１８にコイル１７の通電によって磁力を発生させた際に、ロータコア９側に向けて磁束を発生するステータティース１８Ｈの略中心となる回転角度上に第３磁束変化検出手段５２Ｚを配置し、ロータコア９側に向けて磁束を発生するステータティース１８Ｊの略中心となる回転角度上に第１磁束変化検出手段５２Ａを配置し、ロータコア９側に向けて磁束を発生するステータティース１８Ｌの略中心となる回転角度上に第２磁束変化検出手段５２Ｂを配置するように設けている。
このように設けることにより、ロータコア９に発生する磁力によって第１〜第３磁束変化検出手段５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｚが誤検出する不具合がない。
【００５８】
上記のことを図１６および図１７を参照して説明する。
第３磁束変化検出手段５２Ｚは、図１６に示されるように、ロータコア９側に向けて磁束を発生するステータティース１８Ｈの略中心となる回転角度上に配置されるものであり、図中矢印に示されるようにステータティース１８Ｈからロータコア９に与えられた磁束が第３磁束変化検出手段５２Ｚを通っても、第３磁束変化検出手段５２Ｚは逆方向の磁束変化を検出するものであるため、誤動作しない。
そして、図１７に示されるように、第３磁束変化検出手段５２Ｚの対向位置を磁石５１の内周突起５１ａが通過する際は、内周突起５１ａから放出される第３磁束変化検出手段５２Ｚから内周突起５１ａに向かう磁束によってＺ相を検出する。
なお、図１６、図１７中の符号６０はボビンケースであり、このボビンケース６０にコイル１７を巻回した後に、ステータティース１８に装着されるものである。
【００５９】
なお、この実施例では、磁束変化検出手段５２から磁石５１側に向かう磁束が流れると信号を発生するタイプの磁束変化検出手段５２を用いる場合を示した。これに対し、磁石５１側から磁束変化検出手段５２に向かう磁束が流れると信号を発生するタイプの磁束変化検出手段５２を用いる場合は、ステータティース１８にコイル１７の通電によって磁力を発生させた際に、ロータコア９側からステータティース１８に向けて磁束を発生するステータティース１８の略中心となる回転角度上に磁束変化検出手段５２を配置する。
このように設けることで、磁束変化検出手段５２の誤検出を防ぐことができる。
【００６０】
また、この実施例では、図１８に示されるように、磁束変化検出手段５２の近傍に、磁石５１から放出される磁束が磁束変化検出手段５２を通過して磁石５１に戻る磁束のループを形成するための磁性体部品６１（例えば、鉄製の芯金）を設けている。なお、図１８中に示す符号６２は、リヤハウジング１５にモールドされた金属部品である。
この磁性体部品６１を設けることにより、磁石５１から放出される磁束が効率良く磁束変化検出手段５２を通過するため、磁石５１の磁力が弱くても磁束変化検出手段５２で磁束変化を検出できる。
【００６１】
（実施例の効果）
この実施例に搭載される回転角度検出装置４は、回転機のケース内に配置されるものであるが、基板５３における磁石５１の反対側に磁束変化検出手段５２を配置した構成を採用することにより、図１（Ａ）に示されるように、磁石５１側から飛来する油や金属粉が基板５３によってガードされ、磁束変化検出手段５２が保護される。
この結果、磁束変化検出手段５２における磁束検出エリアαと磁石５１との距離ｘを短縮できるとともに、従来採用していた磁束変化検出手段５２を保護するためのポッティングＪ６　を廃止することができる。
【００６２】
このように、磁束検出エリアαと磁石５１との距離ｘを短縮できることにより、検出精度に対する温度の影響等を低減することが可能になり、結果として回転角度検出装置４の検出精度を高めることができる。
また、磁束検出エリアαと磁石５１との距離ｘを短縮できることにより、磁石５１の磁力が強力でなくても、磁束検出エリアαで磁束変化を検出することが可能になり、磁石５１の材質を高価な希土類ではなく、安価なフェライト系のプラスチックマグネットを使用でき、コストを抑えることが可能になる。
さらに、従来採用していた高価なポッティングＪ６　を廃止し、基板５３における磁石５１の反対側の面に安価な保護層５５（例えばシーラー）を被覆することにより、結露水や油から基板５３に搭載された磁束変化検出手段５２や回路パターン５４等を保護することができ、コストを抑えることが可能になる。
【００６３】
〔変形例〕
上記の実施例では、本発明をシフトレンジ切替機構３（パーキング切替機構３０を含む）の切替装置に適用した例を示したが、本発明は回転体の回転角度を検出する装置に適用可能なものであり、他の用途の回転体の回転角度を検出するように設けても良い。
上記の実施例では、ロータコア９に磁石５１を接合する例を示したが、磁石５１を接合する相手は回転するものであれば良く、ロータコア９以外の回転物に磁石５１を接合して回転角度を検出するように設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転角度検出装置の要部断面図である。
【図２】シフトレンジ切替装置の概略構成図である。
【図３】回転機の概略構成図である。
【図４】回転機、減速機、回転角度検出装置を組み合わせたユニットの断面図である。
【図５】パーキング切替機構を含むシフトレンジ切替機構の斜視図である。
【図６】磁石が組付けられたロータの斜視図である。
【図７】着磁状態を示す磁石の平面図である。
【図８】ロータが回転した際におけるＡ、Ｂ、Ｚ相の出力波形図である。
【図９】基板の平面および側面図である。
【図１０】基板とターミナルの接続部分を示す要部断面図である。
【図１１】基板の平面および側面図である。
【図１２】磁石の組付図である。
【図１３】ロータの断面図である。
【図１４】回転軸とロータコアの組付図である。
【図１５】磁束変化検出手段の実装位置を示す説明図である。
【図１６】図１５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１７】磁石の内周突起が磁束変化検出手段に接近した状態の断面図である。
【図１８】図１５のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１　　回転機
４　　回転角度検出装置
６　　ロータ
８　　ロータの回転軸
８ａ　位置決め突起
９　　ロータコア
９ａ　ロータコアの穴
１１　　転がり軸受
１１ａ　内輪
１１ｂ　外輪
１５　　リヤハウジング
１７　　コイル
１８　　ステータティース
５１　　磁石
５１ｄ　磁石の突起
５２　　磁束変化検出手段
５３　　基板
５４　　回路パターン
５５　　保護層
５６　　金属板
５７　　フィルム基板
５７ａ　リードフィルム（金属板からはみ出した部分のフィルム基板）
５７ｂ　半田付けランド
５８　　ターミナル端子
５９　　コンデンサ
６１　　磁性体部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004020494.tif 000008
【図７】
2004020494.tif 000009
【図８】
2004020494.tif 000010
【図９】
2004020494.tif 000011
【図１０】
2004020494.tif 000012
【図１１】
2004020494.tif 000013
【図１２】
2004020494.tif 000014
【図１３】
2004020494.tif 000015
【図１４】
2004020494.tif 000016
【図１５】
2004020494.tif 000017
【図１６】
2004020494.tif 000018
【図１７】
2004020494.tif 000019
【図１８】
2004020494.tif 000020