(57)【要約】【課題】従来、磁石はロータコアを介して回転軸によって支持され、磁気検出素子は基板を介してハウジングに支持され、ハウジングとロータコアの間は軸受が介在される。磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの精度は、磁石と磁気検出素子を支持する多数の部品の寸法公差等が加算されるため、軸方向ギャップの公差が大きくなる。【解決手段】基板６３を軸方向に変位可能で、且つ回転方向と径方向に変位不能に支持する基板支持手段６７と、基板６３を磁石６１に向けて付勢する付勢手段６８と、基板６３と磁石６１との間に挟まれて軸方向ギャップＢを決定するストッパ６９とを具備する。軸方向ギャップＡは、ストッパ６９の軸方向の公差と、基板６３上における磁気検出素子６２の取付公差とによって決定されるため、軸方向ギャップＡの公差を決定する部品の数を少なくでき、軸方向ギャップＡの公差を小さくでき、検出精度を高めることができる。【選択図】        図１
2004301685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と一体に回転し、回転方向に磁極が変化する磁石と、
磁気を検出する磁気検出素子と、
この磁気検出素子を支持する基板とを備え、
前記磁石から放出される磁気を前記磁気検出素子で検出することによって前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置において、
前記基板を軸方向に変位可能で、且つ回転方向および径方向に変位不能に支持する基板支持手段と、
前記基板を前記磁石に向けて付勢する付勢手段と、
前記基板と前記磁石との間に挟まれて配置され、前記基板と前記磁石との間に所定の軸方向ギャップを形成するストッパと、
を具備す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、
前記ストッパは、前記基板が取り付けられているハウジング、前記磁石または前記基板のいずれかと一体に設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転角度検出装置において、
前記ストッパと回転摺動する部分には、摺動抵抗を小さくする手段が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〜請求項３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、前記磁気検出素子を実装する部位に貫通した窓部を有し、この窓部内に前記磁気検出素子が取り付けられることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記基板支持手段は、
前記基板に形成された２つの位置決め用の貫通穴と、
前記基板を前記磁石の反対側から覆うハウジングに設けられ、前記貫通穴に微小クリアランスを介して嵌め合わされる軸方向に伸びた２つの位置決めピンと、を備えることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５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り、
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転角度を磁気変化を利用して検出する回転角度検出装置に関するものであり、特に磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップ（対向距離）の精度を高める技術に関する。
【０００２】
【発明の背景】
回転体に取り付けられた磁石の軸方向に磁気検出素子を配置し、磁石の磁気変化を磁気検出素子で検出することによって回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている。
磁石の放出する磁力は距離の２乗に反比例して小さくなる特性を有しているため、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの精度は、検出精度を高めるためにとても重要になる。
【０００３】
そこで、磁石に近い側の回転軸の端部を、転がり軸受を介してハウジングで支持する。その転がり軸受の内輪を回転軸に圧入固定し、転がり軸受の外輪をハウジングに圧入固定する。そして、ハウジングに磁気検出素子を支持する基板を取り付ける。このような構成を採用することによって、ハウジングに対する回転軸の軸方向精度を高め、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差を小さくする技術が提案されている（公知技術ではない：特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−１７８８９７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献の如くに磁気検出素子を支持するように設けても、磁石は回転体（ロータコア等）を介して回転軸によって支持されるものであり、また、磁気検出素子は基板を介してハウジングによって支持されるものであり、さらに、ハウジングと回転軸の間には軸受などが介在される。
即ち、磁石と磁気検出素子の支持構造間には、磁石→回転体（ロータコア）→回転軸→ハウジング→基板の支持部材→基板→磁気検出素子というように、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの精度を乱す部品が多数介在される。
【０００６】
磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの精度は、磁石と磁気検出素子を支持する多数の部品の寸法公差等が加算されるため、従来の構造では軸方向ギャップの公差が大きくなってしまい、検出精度の悪化の要因になる。
検出精度を高めるためには、磁石と磁気検出素子を支持する多数の部品の寸法公差を極めて小さくする必要があるが、コスト上昇の大きな要因になってしまう。また、さらに検出精度を高めようとする場合は、公差的に成立できなくなる。即ち、磁石と磁気検出素子との支持部材に多数の部品が介在されることによって検出精度の上限が抑えられてしまう。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、従来の構造では磁石と磁気検出素子を支持する多数の部品の寸法公差の加算によって磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差が大きくなって検出精度の悪化を招くという点に着目して成されたものであり、その目的は、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップを決定する部品の数を減らすことで磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差を減らして検出精度を高めることのできる回転角度検出装置の提供にある。
【０００８】
【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、基板を軸方向に変位可能で、且つ回転方向および径方向に変位不能に支持する基板支持手段と、基板を磁石に向けて付勢する付勢手段と、基板と磁石との間に挟まれて配置され、基板と磁石との間に所定の軸方向ギャップを形成するストッパとを具備するものである。
即ち、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップは、ストッパの軸方向の公差と、基板上における磁気検出素子の取付公差とによって決定されるものであり、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差を決定する部品の数を従来に比較して格段に少なくできる。
【０００９】
このように、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差を決定する部品の数を少なくできることにより、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差を小さくでき、回転角度検出装置の検出精度を高めることができる。
即ち、安価なコストで磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差を小さくできる。さらに、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの公差を決定する部品の数を少なくできることにより、検出精度の上限を引き上げることも可能になる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する回転角度検出装置は、ストッパを基板が取り付けられているハウジング、磁石または基板のいずれかと一体に設けるものである。
このように設けることにより、部品点数を少なくでき、部品の管理や組付けが容易になり、製造コストを削減できる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する回転角度検出装置は、ストッパと回転摺動する部分に摺動抵抗を小さくする手段を設けるものである。
なお、摺動抵抗を小さくする手段は、限定されるものではない。
例えば、高摺動材（例えば、四弗化エチレン樹脂等）を、ストッパまたはストッパと摺接する部材（基板または磁石）の少なくても一方の表面にコーティングしても良い。
また、高摺動材（例えば、四弗化エチレン樹脂等）によってストッパを形成しても良い。
あるいは、ストッパと、このストッパと摺接する部材（基板または磁石）の間に、高摺動材（例えば、グリース等の潤滑油や、四弗化エチレン樹脂等のフィルム）を介在させても良い。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する回転角度検出装置は、基板において磁気検出素子を実装する部位に貫通した窓部を有し、この窓部内に磁気検出素子が取り付けられるものである。
このように設けることにより、基板の厚みと磁気検出素子の厚みが軸方向で重なるため、回転角度検出装置を薄型化できる。
【００１３】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する回転角度検出装置の基板支持手段は、基板に形成された２つの位置決め用の貫通穴と、基板を磁石の反対側から覆うハウジングに設けられ、貫通穴に微小クリアランスを介して嵌め合わされる軸方向に伸びた２つの位置決めピンとを備える。
このように設けられることにより、ハウジングに設けられた２つの位置決めピンに、基板の２つの貫通穴を差し込むだけで、ハウジングに対する基板の位置決めが高い精度でなされる。
【００１４】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する回転角度検出装置の回転体は、電動機あるいは発電機等の回転機におけるロータであり、磁石は、ロータを構成するロータコアに接合して設けられるものである。
このように、回転角度検出装置は、回転機の内部に搭載されるものであるため、回転角度検出装置を搭載した回転機を薄型化できる。
【００１５】
【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を説明する。
【００１６】
（シフトレンジ切替装置の説明）
シフトレンジ切替装置は、回転式アクチュエータ１（図２参照）によって、車両用自動変速機２（図３参照）に搭載されたシフトレンジ切替装置３（パーキング切替装置４を含む：図４参照）を切り替えるものである。
回転式アクチュエータ１は、シフトレンジ切替装置３を駆動するサーボ機構として用いられるものであり、同期電動機５（以下、電動機と称す）と内接噛合遊星歯車減速機６（以下、減速機と称す）によって構成される。なお、図２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。
【００１７】
（電動機５の説明）
電動機５を図２、図５を参照して説明する。
この実施例の電動機５は、永久磁石を用いないＳＲモータ（スイッチド・リラクタンス・モータ）であり、回転自在に支持されるロータ１１と、このロータ１１の回転中心と同軸上に配置されたステータ１２とで構成される。
【００１８】
ロータ１１は、ロータ軸１３とロータコア１４で構成されるものであり、ロータ軸１３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１５、リヤ転がり軸受１６）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１５は、減速機６の出力軸１７の内周に配置されたものであり、減速機６の出力軸１７はフロントハウジング１８の内周に配置されたメタルベアリング１９によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸１３の前端は、フロントハウジング１８に設けられたメタルベアリング１９→出力軸１７→フロント転がり軸受１５を介して回転自在に支持される。
【００１９】
ここで、メタルベアリング１９の軸方向の支持区間は、フロント転がり軸受１５の軸方向の支持区間にオーバーラップするように設けられている。このように設けることによって、減速機６の反力（具体的には、後述する外歯歯車２６と内歯歯車２７の噛合にかかる負荷の反力）に起因するロータ軸１３の傾斜を回避することができる。
一方、リヤ転がり軸受１６は、リヤハウジング２０によって支持されるものである。
【００２０】
ステータ１２は、ステータコア２１およびコイル２２（具体的には、コイル２２Ａ〜２２Ｌ：図５参照）から構成される。
ステータコア２１は、薄板を多数積層して形成されたものであり、リヤハウジング２０に固定されている。このステータコア２１には、内側のロータコア１４に向けて３０度毎に突設されたステータティースが設けられており、各ステータティース２３のそれぞれにはコイル２２Ａ〜２２Ｌが巻回されている。ここで、コイル２２Ａ、２２Ｄ、２２Ｇ、２２ＪがＵ相であり、コイル２２Ｂ、２２Ｅ、２２Ｈ、２２ＫがＶ相であり、コイル２２Ｃ、２２Ｆ、２２Ｉ、２２ＬがＷ相である。
【００２１】
一方、ロータコア１４は、薄板を多数積層して形成されたものであり、ロータ軸１３に圧入固定されている。このロータコア１４には、外周のステータコア２１に向けて４５度毎に突設された突極２４が設けられている。そして、図５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１１が反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１１が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１１が４５度回転する構成になっている。
【００２２】
（減速機６の説明）
減速機６を図２、図６〜図８を参照して説明する。
減速機６は、ロータ軸１３に設けられた偏心部２５を介してロータ軸１３に対して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯歯車２６（インナーギヤ：サンギヤ）と、この外歯歯車２６が内接噛合する内歯歯車２７（アウターギヤ：リングギヤ）と、外歯歯車２６の自転成分のみを出力軸１７に伝達する伝達手段２８とを備える。
【００２３】
偏心部２５は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心回転して外歯歯車２６を揺動回転させる軸であり、偏心部２５の外周に配置された中間転がり軸受３１を介して外歯歯車２６を回転自在に支持するものである。
外歯歯車２６は、上述したように、中間転がり軸受３１を介してロータ軸１３の偏心部２５に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部２５の回転によって内歯歯車２７に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
内歯歯車２７は、固定用の打出部３２によってフロントハウジング１８に固定されるものである。
【００２４】
伝達手段２８は、出力軸１７と一体に回転するフランジ３３の同一円周上に形成れた複数の内ピン穴３４と、外歯歯車２６に形成され、内ピン穴３４にそれぞれ遊嵌する複数の内ピン３５とによって構成される。
複数の内ピン３５は、外歯歯車２６のフロント面に突出する形で設けられている。
複数の内ピン穴３４は、出力軸１７の後端に設けられたフランジ３３に設けられており、内ピン３５と内ピン穴３４の嵌まり合いによって、外歯歯車２６の自転運動が出力軸１７に伝えられるように構成されている。
このように設けられることにより、ロータ軸１３が回転して外歯歯車２６が偏心回転することにより、外歯歯車２６がロータ軸１３に対して減速回転し、その減速回転が出力軸１７に伝えられる。なお、出力軸１７は、シフトレンジ切替装置３のコントロールロッド４５（後述する）に連結される。
なお、この実施例とは異なり、複数の内ピン穴３４を外歯歯車２６に形成し、複数の内ピン３５をフランジ３３に設けて構成しても良い。
【００２５】
（シフトレンジ切替装置３の説明）
シフトレンジ切替装置３を図４を参照して説明する。
シフトレンジ切替装置３（パーキング切替装置４を含む）は、上述した減速機６の出力軸１７によって切り替え駆動されるものである。
自動変速機２における各シフトレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）の切り替えは、油圧コントロールボックス４１に設けられたマニュアルスプール弁４２を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。
【００２６】
一方、パーキング切替装置４のロックとアンロックの切り替えは、パークギヤ４３の凹部４３ａとパークポール４４の凸部４４ａの係脱によって行われる。なお、パークギヤ４３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２の出力軸に連結されたものであり、パークギヤ４３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。
【００２７】
減速機６によって駆動されるコントロールロッド４５には、略扇形状を呈したディテントプレート４６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４６は、半径方向の先端（略扇形状の円弧部）に複数の凹部４６ａが設けられており、油圧コントロールボックス４１に固定された板バネ４７が凹部４６ａ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。
【００２８】
ディテントプレート４６には、マニュアルスプール弁４２を駆動するためのピン４８が取り付けられている。
ピン４８は、マニュアルスプール弁４２の端部に設けられた溝４９に係合しており、ディテントプレート４６がコントロールロッド４５によって回動操作されると、ピン４８が円弧駆動されて、ピン４８に係合するマニュアルスプール弁４２が油圧コントロールボックス４１の内部で直線運動を行う。
【００２９】
コントロールロッド４５を図４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４６を介してピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧コントロールボックス４１の内部に押し込み、油圧コントロールボックス４１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２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４５を回転させると、ピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧コントロールボックス４１から引き出し、油圧コントロールボックス４１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２のレンジがＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。
【００３０】
一方、ディテントプレート４６には、パークポール４４を駆動するためのパークロッド５１が取り付けられている。パークロッド５１の先端には円錐部５２が設けられている。
この円錐部５２は、自動変速機２のハウジングの突出部５３とパークポール４４の間に介在されるものであり、コントロールロッド４５を図４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４６を介してパークロッド５１が図４中矢印Ｂ方向へ変位して円錐部５２がパークポール４４を押し上げる。すると、パークポール４４が軸４４ｂを中心に図４中矢印Ｃ方向に回転し、パークポール４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａに係合し、パーキング切替装置４のロック状態が達成される。
【００３１】
逆方向へコントロールロッド４５を回転させると（具体的には、Ｐ→Ｒレンジ）、パークロッド５１が図４中矢印Ｂ方向と反対方向に引き戻され、パークポール４４を押し上げる力が無くなる。パークポール４４は、図示しないねじりコイルバネにより、図４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４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａから外れ、パークギヤ４３がフリーになり、パーキング切替装置４がアンロック状態になる。
【００３２】
（回転角度検出装置６０の説明）
回転角度検出装置６０を図１、図２、図５、図９〜図１３を参照して説明する。
上述した回転式アクチュエータ１には、そのハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）内に、ロータ１１（回転体に相当する）の回転角度を検出する回転角度検出装置６０が搭載されている。この回転角度検出装置６０によってロータ１１の回転角度を検出することにより、電動機５を脱調させることなく高速運転することが可能になる。
【００３３】
この回転角度検出装置６０は、インクリメンタル型エンコーダであり、ロータ１１と一体に回転する磁石６１と、リヤハウジング２０に配置される磁気検出用の磁気検出素子６２（具体的には、第１〜第３磁気検出素子６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｚ）と、この磁気検出素子６２をリヤハウジング２０内において支持する基板６３とを備える。
【００３４】
磁石６１は、略リング円板形状を呈するものであり、ロータ軸１３と同芯上に配置されるように、ロータコア１４の軸方向の端面に接合されるものである。ロータコア１４から磁石６１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６１をロータコア１４に接合する。
また、ロータコア１４から磁石６１に対する磁力の影響が小さい時は、磁石６１をロータコア１４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。
【００３５】
この実施例の磁石６１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６１は、ロータコア１４の接合面に接合用の着磁がなされ、そのロータコア１４側の面に着磁された磁力によってロータコア１４に接合するものである。もちろん、磁力で接合するのではなく、接着剤等によって接合しても良い。
【００３６】
ロータコア１４の後面には、図９に示されるように、磁石位置決め用の穴１４ａが複数設けられている。一方、磁石６１の接合面にも、複数の突起６１ａが設けられている。そして、磁石６１の突起６１ａをロータコア１４の穴１４ａに挿入して組付けを行うことにより、ロータコア１４の回転中心と同芯上に磁石６１が組付けられる。
【００３７】
磁石６１は、ロータコア１４に接合された後、図９に示されるように、磁気検出素子６２と対向する面（後面）に回転位置検出用の着磁が施される。
この着磁は、磁石６１の軸方向に磁力が発生するように着磁されるものであり、この着磁によって、図１０に示すように、回転方向にＮ極とＳ極とが多極繰り返すようになる。
【００３８】
具体的な着磁について説明する。
図１０に示されるように、磁石６１の後面外周側には、７．５度ピッチでＮ極とＳ極とが繰り返して着磁された外周着磁部６１ｂが設けられており、この外周着磁部６１ｂにおける回転方向のＮ極とＳ極との繰り返しによって、第１、第２磁気検出素子６２Ａ、６２Ｂからロータ１１の精密な回転角度を検出するためのＡ相、Ｂ相出力（図１１参照）が得られる。
【００３９】
磁石６１の後面内周側には、４５度間隔にＳ極が着磁され、その回転方向の両脇にＮ極が着磁された内周着磁部６１ｃが設けられており、この内周着磁部６１ｃにおける４５度間隔の磁極変化によって、第３磁気検出素子６２Ｚから電動機５の同期信号を得るためのＺ相出力（図１１参照）が得られる。
【００４０】
第１〜第３磁気検出素子６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｚは、通過する磁束量に応じた出力を発生するホール素子と、そのホール素子の出力を増幅する増幅回路とからなるホールＩＣである。なお、この実施例では、磁気検出素子６２の一例としてホールＩＣを用いる例を示すが、ホールＩＣに代えてホール素子、ＭＲＩＣ等の磁束変化を検出する素子を用いても良い。
【００４１】
第１、第２磁気検出素子６２Ａ、６２Ｂは、Ａ相、Ｂ相をそれぞれ検出するものであり、磁石６１の外周着磁部６１ｂに対向する円周上に配置されて、外周着磁部６１ｂ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磁気検出素子６２Ｚは、Ｚ相を検出するものであり、磁石６１の内周着磁部６１ｃに対向する円周上に配置されて、内周着磁部６１ｃの磁束変化によってＺ相出力を得るものである。
【００４２】
次に、図１１（Ａ）、（Ｂ）を用いて回転角度検出装置６０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１１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１１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相によって電動機５の通電相と、Ａ相、Ｂ相の相対位置関係を定義できる。
【００４３】
基板６３は、第１〜第３磁気検出素子６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｚを磁石６１に対向した状態で、図５に示す位置に支持するものであり、図１、図１２に示すように、非磁性体の金属板６４（例えば、アルミニウム、ステンレス等）と、この金属板６４の磁石６１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６５とから構成される。
【００４４】
フィルム基板６５には、金属板６４に触れない面に複数の回路パターン６５ａがプリント技術によって形成されている。基板６３の上には、第１〜第３磁気検出素子６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｚの他に、ノイズフィルタ用のコンデンサ６６等が実装されるものであり、各電気部品は各回路パターン６５ａと電気的に接続される。一方、各回路パターン６５ａの端は、リヤハウジング２０内に設けられたターミナル端子（図示しない）と電気的に接続される。なお、ターミナル端子は、外部接続用コネクタに接続されるものである。
【００４５】
なお、基板６３は、リヤハウジング２０の内部において、磁石６１の回転軸方向に変位可能で、且つ磁石６１の回転方向および回転の径方向に変位不能に支持されるものであり、その支持構造の詳細は後述する。
【００４６】
（ＥＣＵ７０の説明）
ＥＣＵ７０を図３を参照して説明する。
ＥＣＵ７０は、乗員によって操作されるレンジ操作手段（図示しない）、回転角度検出装置６０によって検出されるロータ１１の回転角度等に基づいて電動機５の回転を制御し、減速機６を介して駆動されるシフトレンジ切替装置３を切替制御するものである。
【００４７】
ここで、図３中に示す符号７１は車載バッテリ、符号７２はシフトレンジおよび回転式アクチュエータ１の状態を示す表示装置類（通常運転時の視覚表示手段、警告灯、警告ブザー等）、符号７３は電動機５の給電回路、符号７４は車速センサ、符号７５はレンジ操作手段、ブレーキスイッチ、その他の車両状態を検出するセンサ類を示す。なお、センサ類の一例として、出力軸１７の回転角度を検出するセンサを搭載しても良い。
【００４８】
〔実施例の特徴〕
磁石６１の放出する磁力は距離の２乗に反比例して小さくなる特性を有しているため、磁石６１と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡ（符号、図１参照）の精度は、検出精度を高めるためにとても重要になる。
しかし、磁気検出素子６２の支持構造として従来の構造（磁気検出素子６２を支持する基板６３をリヤハウジング２０で支持する構造）を採用した場合、磁石６１と磁気検出素子６２の支持構造間には、磁石６１→ロータコア１４→ロータ軸１３→リヤ転がり軸受１６→リヤハウジング２０→基板６３の支持部材→基板６３→磁気検出素子６２というように、磁石６１と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡの精度を乱す部品が多数介在するため、軸方向ギャップＡの公差が大きくなり、検出精度の悪化の要因となる。
【００４９】
そこで、この実施例の回転角度検出装置６０は、図１に示すように、磁石６１（磁束の放出面）と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡの精度を高めるために、（１）第１〜第３磁気検出素子６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｚを支持する基板６３を、磁石６１の回転軸方向に変位可能で、且つ磁石６１の回転方向および回転の径方向に変位不能に支持する基板支持手段６７と、（２）基板６３を磁石６１に向けて付勢する付勢手段６８と、（３）基板６３と磁石６１との間に挟まれて配置され、基板６３と磁石６１との間に所定の軸方向ギャップＢを形成するストッパ６９と、からなるギャップ決定構造を採用している。なお、図１は図２の円内の拡大図である。
【００５０】
次に、上記（１）〜（３）を順次説明する。
（１）基板支持手段６７は、基板６３に形成された２つの位置決め用の貫通穴６７ａ（図１２参照）と、基板６３を磁石６１の反対側から覆うリヤハウジング２０に設けられ、貫通穴６７ａに微小クリアランスを介して嵌め合わされる回転軸方向に伸びた２つの位置決めピン６７ｂ（図１、図２参照）とを備える。
このため、リヤハウジング２０に設けられた２つの位置決めピン６７ｂに、基板６３の２つの貫通穴６７ａを差し込むだけで、基板６３が軸方向に変位可能で、且つ回転方向および径方向には変位不能に支持されるとともに、リヤハウジング２０に対して基板６３が高い精度で位置決めされる。
【００５１】
なお、基板６３には、２つの貫通穴６７ａの他に、２つの切欠６７ｃが形成されている。それぞれの切欠６７ｃは、リヤハウジング２０内において軸方向に伸びたピンに対して大きなクリアランスを介して遊嵌されるものであり、基板６３の位置決めに関与しないものである。
【００５２】
（２）付勢手段６８は、基板６３を磁石６１に向けて付勢するものであればバネ、ゴム等なんでも良く、この実施例ではリング状のウェービングワッシャを用いている。この付勢手段６８（ウェービングワッシャ）は、リヤハウジング２０と基板６３との間に介在されて、軸方向へ変位可能に支持される基板６３を磁石６１に向けて付勢する。
【００５３】
（３）ストッパ６９は、磁石６１に向けて付勢される基板６３と、回転する磁石６１の間に挟まれて、基板６３と磁石６１の間に所定の軸方向ギャップＢを形成するものであり、これによって基板６３に実装された磁石６１と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡが決定される。
この実施例のストッパ６９は、リング状を呈するものであり、磁石６１と一体に設けられている。これによって、部品点数を少なくでき、部品の管理や組付けが容易になり、製造コストを削減できる。
【００５４】
ここで、ストッパ６９と基板６３の間で回転摺動する部分には、摺動抵抗を小さくする手段が設けられている。
この摺動抵抗を小さくする手段として、この実施例では高摺動材（例えば、四弗化エチレン樹脂等）を、ストッパ６９またはストッパ６９と摺接する基板６３の少なくても一方の表面にコーティングしたものである。なお、高摺動材（例えば、四弗化エチレン樹脂等）によってストッパ６９を形成しても良いし、回転方向のスラストベアリングでストッパ６９を構成しても良い。あるいは、ストッパ６９と基板６３の間に、高摺動材（例えば、グリース等の潤滑油や、四弗化エチレン樹脂等のフィルム）を介在させても良い。
なお、ストッパ６９と基板６３の間の摺動抵抗を小さくすることにより、回転摺動部の摩耗が防がれて耐久性を高めることができるとともに、ロータの回転ロスが減るために電動機５の出力ロスを抑えることが可能になる。
【００５５】
一方、この実施例の回転角度検出装置６０は、図１に示すように、基板６３において磁気検出素子６２を実装する部位に貫通した窓部６３ａを設け、その窓部６３ａ内に磁気検出素子６２を取り付ける構造を採用している。
ここで、図１３（ａ）に示すように、磁気検出素子６２を基板６３の反磁石側（後面）に実装する場合、磁気検出素子６２と磁石６１との間に基板６３が介在されるため、検出精度が低下する不具合が発生する。また、軸方向寸法は、基板６３の厚みと磁気検出素子６２の厚みが加算されるため、回転角度検出装置６０が軸方向に大型化する不具合がある。
【００５６】
それに対し、図１３（ｂ）に示すように、基板６３に形成した窓部６３ａの内部に磁気検出素子６２を取り付けた構造を採用することにより、磁気検出素子６２と磁石６１の間には基板６３が介在されなくなるため、磁石６１と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡを小さくでき、検出精度を高めることができる。
また、軸方向寸法は、基板６３の厚みと磁気検出素子６２の厚みが軸方向で重なるため、回転角度検出装置６０を薄型化できる。
この結果、回転角度検出装置６０を搭載した回転式アクチュエータ１を薄型化できる。
【００５７】
〔実施例の効果〕
回転式アクチュエータ１の内部に搭載された回転角度検出装置６０は、上述したように、基板６３を軸方向に変位可能で、且つ回転方向および径方向に変位不能に支持する基板支持手段６７と、基板６３を磁石６１に向けて付勢する付勢手段６８と、基板６３と磁石６１との間に挟まれて基板６３と磁石６１との間に所定の軸方向ギャップＢを形成するストッパ６９とを具備するものである。
即ち、磁石６１と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡは、ストッパ６９の軸方向の公差と、基板６３上における磁気検出素子６２の取付公差とによって決定される。このように、軸方向ギャップＡの公差を決定する部品の数を従来に比較して格段に少なくできる。
【００５８】
磁石６１と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡの公差を決定する部品の数を少なくできることにより、軸方向ギャップＡの公差を小さくでき、回転角度検出装置６０の検出精度を高めることができる。
即ち、安価なコストで磁石６１と磁気検出素子６２の軸方向ギャップＡの公差を小さくできる。また、軸方向ギャップＡの公差を決定する部品の数を少なくできることにより、検出精度の上限を引き上げることも可能になる。
このように、回転式アクチュエータ１の内部に搭載されたロータ１１の回転角度の検出精度を高めることができ、シフトレンジ切替装置３の信頼性を高めることができる。
【００５９】
〔変形例〕
上記の実施例では、本発明をシフトレンジ切替装置３の回転式アクチュエータ１の内部においてロータ１１の回転角度を検出する回転角度検出装置６０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１４に磁石６１を接合する例を示したが、磁石６１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１４以外の回転物に磁石６１を接合して回転角度を検出するように設けても良い。
【００６０】
上記の実施例では、基板６３に窓部６３ａを形成して、その内部に磁気検出素子６２を配置した例を示したが、窓部６３ａを設けずに、磁気検出素子６２を基板６３の反磁石側もしくは磁石側に実装しても良い。
上記の実施例では、基板６３を非磁性体の金属板６４とフィルム基板６５とで構成した例を示したが、樹脂製やガラス製など他の基板６３を用いても良い。
上記の実施例では、ストッパ６９を磁石６１と一体に設けた例を示したが、ストッパ６９を磁石６１や基板６３とは別体に設けても良いし、ストッパ６９を基板６３と一体に設けても良い。
【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】回転式アクチュエータの断面図である。
【図３】シフトレンジ切替装置のシステム構成図である。
【図４】パーキング切替装置を含むシフトレンジ切替装置の斜視図である。
【図５】電動機の正面図である。
【図６】減速機をリヤ側から見た斜視図である。
【図７】減速機をフロント側から見た斜視図である。
【図８】減速機をフロント側から見た分解斜視図である。
【図９】磁石が組付けられたロータの断面図である。
【図１０】着磁状態を示す磁石の平面図である。
【図１１】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１２】基板をリヤ側から見た平面図である。
【図１３】磁気検出素子の取り付け状態を示す基板の要部断面図である。
【符号の説明】
５    電動機
１１    ロータ（回転体）
１４    ロータコア
２０    リヤハウジング（基板を磁石の反対側から覆うハウジング）
６０    回転角度検出装置
６１    磁石
６２    磁気検出素子
６３    基板
６３ａ  窓部
６７    基板支持手段
６７ａ  位置決め用の貫通穴
６７ｂ  位置決めピン
６８    付勢手段
６９    ストッパ
Ａ    軸方向ギャップ（磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップ）
Ｂ    軸方向ギャップ（磁石と基板の軸方向ギャップ）
【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】
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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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