(57)【要約】【課題】単一のホール素子等を用いても検出精度を高められる回転角度センサ及びその製造方法を提供する。【解決手段】磁界をつくるリング磁石３と、この磁界の中で相対回転するホール素子（磁束密度検出部）７とを備える回転角度センサ１の製造方法において、リング磁石３が相対回転するのに伴ってホール素子７から出力される波形が略三角波になるように、リング磁石３に与える着磁エネルギを円周方向について変化させる。【選択図】　　図１
2004125679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界をつくる環状のリング磁石と、この磁界の中で相対回転する磁束密度検出部とを備える回転角度センサの製造方法において、リング磁石が相対回転するのに伴って磁束密度検出部から出力される波形が略三角波になるように、リング磁石に与える着磁エネルギを円周方向について変化させることを特徴とする回転角度センサの製造方法。
【請求項２】
磁界をつくる環状のリング磁石と、この磁界の中で相対回転する磁束密度検出部とを備える回転角度センサにおいて、リング磁石が相対回転するのに伴って磁束密度検出部から出力される波形が略三角波になるようにリング磁石の着磁密度を円周方向に異なって形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転角度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転角度センサ及びその製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の回転角度センサとして、シャフトの一端にリング状の磁石を固定し、この磁石の内側または外側に複数のホール素子が設けられ、このホール素子が磁石が相対回転するのに伴って変化する磁束密度に応じた電圧を信号として出力するものがある（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３５６０２４号公報
【特許文献２】
特願２００１−３５２６８３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の回転角度センサにあっては、径方向に平行着磁されたリング状の磁石を用いていたため、シャフト等の回転体に取り付けられたリング状の磁石が回転するのに伴ってその出力波形がサイン波状になり、この波形を計測することで回転角度の検出が可能となる。
【０００５】
しかしながら、回転角度を検出する場合、出力波形がサイン波状ゆえに、そのピーク部では回転角度に対する出力変化が小さくなってしまい、これが角度検出の誤差要因となり得る。そこで、この誤差要因を取り除くため、２つのホール素子を互いに回転中心線上に配置した場合、各ホール素子の出力のうち出力勾配の大きい方を選択する方法がある。この場合、図３に示すように、第一、第二ホール素子の出力Ａ，Ｂは、位相が９０度異なる正弦波となる。回転角度を検出する信号として、第一、第二ホール素子の出力Ａ，Ｂのうち回転角度に対する電圧変化が大きい方が用いられる。
【０００６】
しかしながら、このように複数のホール素子を用いると、各ホール素子間の位置関係のバラツキ等に起因して検出誤差が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、単一のホール素子等を用いても検出精度を高められる回転角度センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、磁界をつくる環状のリング磁石と、この磁界の中で相対回転する磁束密度検出部とを備える回転角度センサの製造方法に適用する。
【０００９】
そして、リング磁石が相対回転するのに伴って磁束密度検出部から出力される波形が略三角波になるように、リング磁石に与える着磁エネルギを円周方向について変化させることを特徴とするものとした。
【００１０】
第２の発明は、磁界をつくる環状のリング磁石と、この磁界の中で相対回転する磁束密度検出部とを備える回転角度センサに適用する。
【００１１】
そして、リング磁石が相対回転するのに伴って磁束密度検出部から出力される波形が略三角波になるようにリング磁石の着磁密度を円周方向に異なって形成したことを特徴とするものとした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
第１、第２の発明によると、磁束密度検出部の出力波形が略三角波となることにより、磁束密度検出部の出力は従来装置のようにピーク部分での出力変化が小さくなることが解消され、どの領域でも略一定の出力変化が得られる。このため、単一の磁束密度検出部を設けても、センサ出力分解能を高めて検出誤差を小さくできる。また、複数の磁束密度検出部を設ける場合も、それぞれの位置関係にバラツキ等が生じても検出誤差が大きくならないで済む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１の（ａ）に示すように、回転角度センサ１は、シャフト２に固定される永久磁石からなるリング磁石３と、磁束密度検出部として設けられる単一のホール素子７を主体として構成される。
【００１５】
ホール素子７は、リング磁石３が相対回転するのに伴って変化する磁束密度に応じた電圧を信号として出力する。
【００１６】
ホール素子７はリング磁石３の回転経路より外側に配置され、ケース４に固定される。
【００１７】
そして本発明の要旨とするところであるが、リング磁石３が相対回転するのに伴ってホール素子７から出力される波形が図１の（ｂ）に示すように略三角波になるように、リング磁石３に与える着磁エネルギを円周方向について変化させる構成とする。
【００１８】
リング磁石３は、図示しない着磁ヨークによって放射状に着磁され、かつその着磁エネルギを円周方向について変化させ、すなわち、着磁密度が均一でなく、円周方向に変化し、磁界をリング磁石３の回転中心軸と直交する回転中心線について対称的に分布させる。
【００１９】
このように、ホール素子７の出力波形が略三角波となるように着磁することで、ホール素子７の出力は従来装置のようにピーク部分での出力変化が小さくなることが解消され、どの領域でも略一定の出力変化が得られ、センサ出力分解能を高めて検出誤差を小さくできる。
【００２０】
また、ホール素子７をリング磁石３の回転経路より外側に配置することにより、回転角度センサ１の配置自由度を高められる。すなわち、ホール素子をセンサ磁石の回転経路より内側に配置する構成の場合、回転角度センサ１をロータシャフト２の端部にしか配置できないが、ホール素子をセンサ磁石の回転経路より外側に配置する構成により、回転角度センサ１をシャフト２の途中に配置できる。
【００２１】
ところで、回転方向の検出も行おうとした場合は、さらにホール素子追加する必要があるが、一つのホール素子を回転方向の検出のみに利用し、あくまでも一つのホール素子からの信号をセンサ出力とすることにより、各ホール素子間の位置関係のバラツキ等に起因して検出誤差が大きくなるという問題点を解消できる。従って、他の実施の形態として、図２の（ａ）に示すように、第一、第二ホール素子７，８を設けても良い。第一、第二ホール素子７，８は、所定角度で交差する回転中心線上に配置される。
【００２２】
第一、第二ホール素子７，８はリング磁石３の回転経路より外側に配置され、ケース４に固定される。
【００２３】
そして、リング磁石３が相対回転するのに伴って第一、第二ホール素子７，８からの出力波形が略三角波になるように、リング磁石３に与える着磁エネルギを円周方向について変化させる構成とする。図２の（ｂ）は、第一、第二ホール素子７，８からそれぞれ出力される電圧が回転角度に応じて変化する様子を示している。第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂは、位相が所定角度だけ異なる略三角波となる。
【００２４】
このように、第一、第二ホール素子７，８の出力波形が略三角波となることにより、第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂは従来装置のようにピーク部分での出力変化が小さくなることが解消され、どの領域でも略一定の出力変化が得られ、検出誤差を小さくできる。
【００２５】
第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂのうち一方を回転角度を検出する信号として用い、他方をどの回転角度領域にあるかを判定する信号として用いる構成とする。例えば第二ホール素子８が１回転する間に、出力Ｂによって例えば２点で同一出力が得られるが、出力Ａをモニターすることで回転角度を特定する構成とする。
【００２６】
第一、第二ホール素子７，８の出力波形が略三角波となることにより、第一、第二ホール素子７，８の位置関係にバラツキ等が生じても検出誤差が大きくならないで済む。
【００２７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、（ａ）は回転角度センサの構成図、（ｂ）は回転角度センサの出力特性を示す線図。
【図２】他の実施の形態を示し、（ａ）は回転角度センサの構成図、（ｂ）は回転角度センサの出力特性を示す線図。
【図３】従来例を示す回転角度センサの出力特性を示す線図。
【符号の説明】
１　回転角度センサ
２　シャフト
３　リング磁石
４　ケース
７，８　第一、第二ホール素子（磁束密度検出部）
【図１】
2004125679.tif 000003
【図２】
2004125679.tif 000004
【図３】
2004125679.tif 000005