(57)【要約】【課題】円板磁石の中心から外れた位置にも磁電変換素子を配置可能とし、磁電変換素子と円板磁石との相対位置ずれによる角度誤差を抑えるようにすること。【解決手段】動径方向に着磁された円板磁石３を回転させ、この円板磁石３により発生する水平磁場を互いに９０度に配置されたＸ，Ｙホール素子１、２で感磁し、このＸ，Ｙホール素子１，２による出力値から回転角度を求める。円板磁石３の水平面方向がＸ軸、円板磁石３の表面の垂直方向がＺ軸となっており、Ｘホール素子１の円板磁石３の中心からの距離がＸ値、円板磁石３の磁石面から感磁面の中心までの高さがＺ値である。Ｘ，Ｙホール素子１，２を配置する動径方向のＸ位置と、円板磁石３の磁石面に垂直方向のＺ位置との関係を規定することにより、円板磁石３の回転軸ずれによる角度誤差の発生を抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動径方向に着磁された円板磁石を回転させ、該円板磁石により発生する水平磁場を互いに９０度に配置されたＸ，Ｙ磁電変換素子で感磁し、該Ｘ，Ｙ磁電変換素子による出力値から回転角度を求める回転角度センサにおいて、
前記Ｘ，Ｙ磁電変換素子を配置する動径方向のＸ位置と、前記円板磁石の磁石面に垂直方向のＺ位置との関係を、それぞれ前記円板磁石の半径で正規化した位置を正規化Ｘ位置Ｘｎとし、正規化Ｚ位置Ｚｎとするとき、
０．２０≦Ｘｎ≦０．９５
０．０２５≦Ｚｎ≦０．４０
Ｚｎ≧−０．３３×Ｘｎ＋０．２９
Ｚｎ≦−０．７５×Ｘｎ＋０．７４
とすることにより、前記円板磁石の回転軸ずれによる角度誤差の発生を抑えるようにしたことを特徴とする回転角度センサ。
【請求項２】
前記Ｘ，Ｙ磁電変換素子の出力比と基準回転角度とが対応づけられた角度補正用テーブルを有し、該角度補正用テーブルを用いて回転角度出力を得るように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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度センサに関し、より詳細には、円板磁石と磁電変換素子との相対位置ずれなどに起因する角度誤差の発生を抑えた回転角度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の磁電変換素子を用いて３６０度と広い角度範囲の検出を行う方法として、ＮＳ極を有する回転体円板の円板上方又は動径方向にホール素子を配置し、その正弦、余弦波形状の電圧出力から回転角度をアークタンジェントなどの計算で算出する方式が知られている。
【０００３】
しかしながら、実用上は、センサ組み立て時の磁石の中心の位置ずれ、磁電変換素子と磁石との位置ずれが発生し、磁電変換出力が理想的な正弦、余弦波形、もしくは期待される波形から乖離し、角度誤差が大きくなっている。
【０００４】
従来技術として、円板磁石と磁電変換素子の配置関係を有し、回転軸ずれに関して、複数のホール素子ペアを用いてその回転軸ずれに対応したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１３（ａ），（ｂ）は、従来の回転角度センサにおける回転軸ずれが発生した場合の構成図で、図１３（ａ）は底面図、図１３（ｂ）は側面図で、上述した特許文献１に記載されている図５（ａ），（ｂ）に相当するものである。また、図１４は、図１３（ａ），（ｂ）に示した従来の回転角度センサにおける磁石の生成する磁界分布をグラフに示した図で、上述した特許文献１に記載されている図６に相当するものである。なお、図中符号１０は磁石、１１，１２は直線、１３は回転軸を示している。
【０００６】
図１３（ａ），（ｂ）において、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２はホール素子で、磁石の回転により、ホール素子Ａ１とＢ１は９０度の位相差をもち、それぞれコサイン、サイン的な波形出力となる。また、ホール素子Ａ２，Ｂ２はそれぞれホール素子Ａ１，Ｂ１に対して１８０度位相がずれており、ホール素子Ａ１とＡ２の電圧差値（Ｖ（Ａ１）−Ｖ（Ａ２））、ホール素子Ｂ１とＢ２の電圧差値（Ｖ（Ｂ１）−Ｖ（Ｂ２））は、それぞれ概略、ホール素子Ａ１，Ｂ１の電圧の倍の値となり、磁石の回転角度に対して、それぞれコサイン、サイン的に変化する。そこで、２つの出力の商を求め、アークタンジェントを計算することで回転角度が求められる。
【０００７】
また、図１４によると、円板磁石のエッジより内側の磁束密度が中心からの距離に対して線形的に変化している部分にホール素子を設置すると、回転軸ずれがあってもホール素子Ａ１とＡ２の電圧差値（Ｖ（Ａ１）−Ｖ（Ａ２））、ホール素子Ｂ１とＢ２の電圧差値（Ｖ（Ｂ１）−Ｖ（Ｂ２））は、回転軸ずれがない場合とほぼ同じになり、回転軸ずれの影響を抑えることが可能となる。
【０００８】
また、他の従来技術として、磁石の円周上に設けられＺ軸方向に感磁面をもつ磁電変換素子を、その上下を感磁面に平行な磁性体板で挟むようにし、磁石に対する位置ずれが発生しても均一な磁束密度を検知して角度誤差を抑制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
図１５は、従来の回転角度センサにおける磁電変換素子モジュールと取り付け基板、回転系との配置を示す図で、上述した特許文献２に記載されている図３に相当するものである。図中符号２１は回転軸、２２は磁石、２３，２５は磁性体板、２４はホール素子、２６は取付固定部、２７は回転シャフト、２８は留めつけ具、２９は磁性体モジュール、３０は回転体支持部、３１はセンサ支持部を示している。ホール素子２４を磁性体板２３，２５で挟んで、シャフト挿入による回転軸ずれによる磁場変化を押さえ込み、角度誤差の発生を抑えている。
【００１０】
さらに、円板磁石の中心付近の水平磁場が空間的に広い範囲で一様であることから、この円板磁石の中心に感磁素子を設置したタイプの回転角度センサも知られている。この回転角度センサは、互いに直交する感磁面をもつ２つの感磁素子を１つにパッケージ化したものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２４０６０２号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の回転角度センサは、複数の磁電変換素子を用いているためコストアップになり、かつ構造が複雑化しているといった問題がある。
【００１３】
また、上述した特許文献２に記載の回転角度センサは、回転軸ずれによる磁場変化を抑えるために磁性体板を用いているため、コストアップとなり、かつ構造が複雑化しているといった問題がある。
【００１４】
さらに、円板磁石の中心付近の一様な水平磁場分布を利用する場合には、互いに直交する感磁面をもつ２つの感磁素子が必要で、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）や、シリコン上に磁気収束板を用いたシリコン・モノリシックホールＩＣが必要となる。従来のホール素子チップを２個用いる感磁部の配置では、パッケージサイズの問題があり、中心部付近からはずれ、回転軸ずれの影響が大きな配置となるといった問題がある。
【００１５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、少ない磁電変換素子で低コスト化、構造の単純化が図れ、また、円板磁石の中心から外れた位置にも磁電変換素子が配置可能であり、磁電変換素子と円板磁石との相対位置ずれによる角度誤差を抑えることのできる回転角度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】
【００１６】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、動径方向に着磁された円板磁石を回転させ、該円板磁石により発生する水平磁場を互いに９０度に配置されたＸ，Ｙ磁電変換素子で感磁し、該Ｘ，Ｙ磁電変換素子による出力値から回転角度を求める回転角度センサにおいて、前記Ｘ，Ｙ磁電変換素子を配置する動径方向のＸ位置と、前記円板磁石の磁石面に垂直方向のＺ位置との関係を、それぞれ前記円板磁石の半径で正規化した位置を正規化Ｘ位置Ｘｎとし、正規化Ｚ位置Ｚｎとするとき、０．２０≦Ｘｎ≦０．９５、０．０２５≦Ｚｎ≦０．４０、Ｚｎ≧−０．３３×Ｘｎ＋０．２９、Ｚｎ≦−０．７５×Ｘｎ＋０．７４とすることにより、前記円板磁石の回転軸ずれによる角度誤差の発生を抑えるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記Ｘ，Ｙ磁電変換素子の出力比と基準回転角度とが対応づけられた角度補正用テーブルを有し、該角度補正用テーブルを用いて回転角度出力を得るようにしたことを特徴とする。
【００１８】
このように、本発明の回転角度センサは、円板磁石の水平磁場を感磁する２個の磁電変換素子をＸ軸上、Ｙ軸上に円板中心から等距離に設置し、更に、その中心からの距離Ｘと円板磁石の磁石面からの距離Ｚを最適関係とすることにより、回転軸ずれによる角度誤差を抑制したものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、組み立て軸ずれによる角度誤差の発生を抑えるために、１つの素子で直交する２水平磁場を感磁する特殊な磁電変換素子を用いる必要はなく、また、円板磁石の中心付近に限定されることなく回転角度センサが構成可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
図１は、本発明の回転角度センサの一実施形態を説明するための構成図で、図中符号１はＸホール素子、２はＹホール素子、３は円板磁石、４は基板、５は回転部、５ａは回転軸、５ｂは保持部、６は角度センサモジュール、７は角度センサ固定部、８は止め具を示している。なお、この実施形態においては、磁電変換素子としてホール素子を用いている。
【００２１】
本発明の回転角度センサは、動径方向に着磁された円板磁石３を回転させ、この円板磁石３により発生する水平磁場を互いに９０度に配置されたＸ，Ｙホール素子１、２で感磁し、このＸ，Ｙホール素子１，２による出力値から回転角度を求めるようにしたものである。
【００２２】
つまり、Ｘホール素子１とＹホール素子２は、その感磁面が円板磁石３の磁石面と平行で、水平磁場を感磁する。また、Ｘホール素子１とＹホール素子２は、基板４上に固定されており、さらに、この基板４は、角度センサモジュール６で支持されている。この角度センサモジュール６は、角度センサ固定部７に止め具８により固定されて使用される。
【００２３】
回転部５は、回転軸５ａと、動径方向に着磁された円板磁石３を保持する保持部５ｂとから構成されている。角度センサモジュール６を角度センサ固定部７に固着し、その後に回転軸５ａを挿入する。
【００２４】
図１では、円板磁石３の水平面方向がＸ軸、円板磁石３の磁石面の垂直方向がＺ軸となっている。Ｘホール素子１の円板磁石３の中心からの距離がＸ値、円板磁石３の磁石面から感磁面の中心までの高さがＺ値である。
【００２５】
このような構成において、Ｘ，Ｙホール素子１，２を配置する動径方向のＸ位置と、円板磁石３の磁石面に垂直方向のＺ位置は、以下のような関係が成り立っている。つまり、Ｘ位置とＺ位置を、それぞれ円板磁石３の半径で正規化した位置を正規化Ｘ位置Ｘｎとし、正規化Ｚ位置Ｚｎとするとき、０．２０≦Ｘｎ≦０．９５、０．０２５≦Ｚｎ≦０．４０、Ｚｎ≧−０．３３×Ｘｎ＋０．２９、Ｚｎ≦−０．７５×Ｘｎ＋０．７４とすることにより、円板磁石３の回転軸ずれによる角度誤差の発生を抑えることができるように構成されている。この関係は、後述する図１２に基づいて導かれるものである。
【００２６】
図２は、図１に用いられる円板磁石とホール素子の配置関係を示す図である。Ｘホール素子１が水平磁束密度Ｂｘ、Ｙホール素子２が水平磁束密度Ｂｘを感磁する。ＸＹ軸の間の角度はほぼ９０度になっている。また、Ｘ，Ｙホール素子１，２の円板磁石３の円板中心からの距離（Ｘ値）は同じである。
【００２７】
次に、本実施形態の信号処理方式について以下に説明する。  
本発明の回転角度センサの信号処理方式は、以下のような角度補正方式を用いている。つまり、基準回転系に回転角度センサを設置し、回転角度毎に、ホール素子ＨＸ，ＨＹからの２出力の比を計算し、基準角度に対応させた角度−素子出力比のテーブルデータを有している。実際の角度測定時には、ホール素子ＨＸ，ＨＹからの２出力の比を計算し、テーブルデータより、角度を補正計算によって求める。この角度補正方式によりホール素子の組み付け時の設計位置からずれ、ホール素子と円板磁石の相対位置の設計値からのずれなどの組み付け時の誤差がテーブルデータの中に吸収され、高精度の回転角度センサの実現が可能となる。
【００２８】
しかしながら、テーブルデータを作成後、回転軸の再挿入を行う場合に、ホール素子ＨＸ，ＨＹと円板磁石の空間的相対位置が回転軸ずれにより変化すると、回転軸ずれ量に応じた角度誤差が発生する。
【００２９】
図３は、ホール素子と円板磁石との相対位置ずれを、ホール素子が規定位置からずれるとして説明した場合の図である。この相対位置ずれは、回転軸５ａを挿入する際に角度センサモジュール６に加わる力の不均一さから発生し、Ｘ，Ｙホール素子１，２がともにＸＹ平面で同じずれベクトル分移動する。そのずれの方向をａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈとしている。Ｚ軸方向は、角度センサモジュールの構成法により小さく抑えることが可能である。
【００３０】
Ｘ，Ｙホール素子１，２は、テーブルデータ作成時には、それぞれの軸方向のｍ点に設定されている。例えば、ａ点にホール素子がずれたとすると、この場所でのホール素子の出力値の比を、先のテーブルデータをもとに補間計算したときの角度と、ｍ点にあるときの角度との差が角度誤差となる。このずれ量の大きさは、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に１００μｍである。
【００３１】
本発明の回転角度センサでは、ホール素子のＸ値と円板磁石３の磁石面からの距離Ｚ値を最適関係配置に設置することにより回転軸ずれによる角度誤差が小さくなるようにしてある。
【００３２】
次に、このＸ値とＺ値の関係について説明する。  
図４は、特定のホール素子配置での回転軸ずれ角度誤差を説明するための図である。これは、直径１０ｍｍ、厚み２．０ｍｍのサマリウムコバルト円板磁石３で、ホール素子配置が中心位置：Ｘ値＝３．５ｍｍ、Ｚ値＝０．４ｍｍのときに、回転軸ずれ１００μｍが生じた場合の角度誤差である。回転軸ずれの方向がａ，ｂ，ｃなどで示されている。
【００３３】
横軸は、円板磁石３の磁気モーメントの回転角度で、角度ゼロ度は磁気モーメントが＋Ｘ軸方向に一致した場合である。最初に円板磁石３を特定角度ステップで回転させ、その角度に対するＸ，Ｙホール素子１，２の出力値の比を求め、角度−比のテーブルデータを作成した。
【００３４】
Ｘ，Ｙホール素子１，２が中心位置ｍ点にあるときは、角度誤差は全回転角度領域でゼロであるが、ホール素子位置が回転軸ずれ位置に移動すると、その場所でのＸ，Ｙホール素子１，２の出力値から角度テーブルを利用して角度計算すると、本来の角度から角度誤差を生じる。また、その角度誤差は回転角度位置に依存する。その角度誤差値が図４の縦軸値となっている。回転角度１８０度から３６０度までは、０度から１８０度までの角度誤差波形を繰り返した格好になっている。
【００３５】
図５は、角度誤差のＸ値依存性を説明するための図で、図４で、各回転軸ずれ配置での最大角度誤差値を（Ｘ値、Ｚ値）での角度誤差とし、Ｘ値を変えていった場合の角度誤差の変化を示す図である。
【００３６】
図５では、Ｘ値＝０、円板磁石３の中心付近とＸ＝３．８ｍｍ付近、円板磁石３のエッジ（Ｘ＝５．０）付近で角度誤差が小さくなっている。円板磁石３の中心付近は、角度誤差が小さく、配置として理想的であるが、専用のホール素子を内蔵したセンサパッケージが必要となる。Ｘ＝３．８ｍｍ付近は、回転軸ずれによる角度誤差が０．５度以下となり、かつ、数ｍｍ角のサイズの単独ホール素子パッケージが設置可能な位置である。
【００３７】
本発明の回転角度センサは、この（Ｘ，Ｚ）位置にホール素子を配置することで回転軸ずれによる角度誤差が小さい回転角度センサとしている。
【００３８】
図６は、回転軸ずれ角度誤差極小値を与えるＸ−Ｚ関係を説明するための図で、円板磁石のエッジ付近で、回転軸ずれ角度誤差を極小値とする（Ｘ，Ｚ）値を調べた図である。図６では、最大の回転軸ずれ角度誤差を与える回転軸ずれ位置のｃ点、ｆ点の（Ｘ，Ｚ）値を示している。円板磁石３のエッジ付近からＸ値の小さい円板磁石３の内部にホール素子を配置するときは、円板磁石３の磁石面からの距離Ｚ値を大きくしたところが回転軸ずれ角度誤差が小さい配置となっていることが分かる。
【００３９】
図７は、回転軸ずれ角度誤差とＸ値との関係を説明するための図である。角度誤差極小値を与えるＸ値を横軸にとっているが、このときのＺ値は角度誤差極小を与えるＺ値となっている。１つのＸ値付近に複数の角度誤差極小値があるのは、複数の回転軸ずれ配置に対応している。図７に示されているように、Ｘ値が円板磁石３の内側に入ると角度誤差は小さくなることが分かる。
【００４０】
図８は、（Ｘ，Ｚ）位置による回転軸ずれ角度誤差分布を説明するための図で、Ｘ値、Ｚ値の関係で回転軸ずれ角度誤差がどのようになるかを３次元的に示したものである。直径１０ｍｍ、厚み２ｍｍのサマリウムコバルト円板磁石の場合で、縦軸が軸ずれ角度誤差で、単位は度である。回転軸ずれ方向は、一番角度誤差が大きくなるｃ点である。
【００４１】
図８に示したように、回転軸ずれ角度誤差が小さいところで、Ｘ−Ｚ平面に角度誤差極小を与える谷の部分があることが分かる。
【００４２】
図９は、回転軸ずれ角度誤差分布の等高線表示を説明するための図で、図８における角度誤差について等高線表示した図である。これまでの図５乃至図７は、図８及び図９で示された角度誤差極小の谷間の位置を説明している。
【００４３】
以上のように、円板磁石３のエッジの内側で、最適なＸ値、Ｚ値の組み合わせで回転軸ずれ角度誤差が極小となるところがあることを示した。
【００４４】
次に、磁石直径を変えた場合の最適（Ｘ，Ｚ）値の組み合わせ、角度誤差値の変化について説明する。  
図１０は、円板磁石の直径と回転軸ずれ角度誤差極小値をとる（Ｘ，Ｚ）値を説明するための図で、サマリウムコバルト円板磁石で、この円板磁石の直径を１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍとしたときの回転軸ずれ角度誤差極小値を与えるＸ値、Ｚ値の関係を示した図である。
【００４５】
円板磁石３の厚みは２ｍｍである。横軸は、円板磁石３の半径値に対応している。円板磁石３のエッジから内側に入るほど、Ｚ値が大きくなっていく傾向は、上述した場合と同様である。
【００４６】
図１１は、円板磁石の半径で正規化した（Ｘ，Ｚ）値を説明するための図で、図１０に示した横軸、縦軸を、円板磁石の半径で正規化した図である。円板磁石３の半径でＸ値、Ｚ値を正規化すると、回転軸ずれ極小値を与える（Ｘ、Ｚ）値の関係が、一定の範囲に入ることが分かる。
【００４７】
図１２は、各種の円板磁石での回転軸ずれ角度極小値を与える（Ｘ，Ｚ）配置を説明するための図で、磁石の種類、円板直径（直系１０ｍｍから２５ｍｍ）、厚み（１．５ｍｍから３．０ｍｍ）を変えて、軸ずれ角度誤差の極小値を与える正規化座標値Ｘ，Ｚを示したものである。なお、破線で表示した領域の内側が最適位置となっている。ｐ１０ｔ２０は、磁石直径１０ｍｍ、磁石厚み２．０ｍｍを示している。
【００４８】
磁石種類は、フェライト磁石（Ｆｅｒｒｉｔｅ）、ネオジウム磁石（Ｎｄ）、サマリウムコバルト磁石（ＳｍＣｏ）である。なお、複雑化するためにサマリウムコバルトのボンド磁石の例は省いたが、この場合も破線の領域内部に入る。
【００４９】
図中の破線のコーナー座標位置は、Ａ＝（０．２，０．４）、Ｂ＝（０．２，０．２２５）、Ｃ＝（０．８，０．０２５）、Ｄ＝（０．９５，０．０２５）、Ｅ＝（０．４５，０．４）となっている。
【００５０】
また、破線ＢＣは、Ｚ＝−０．３３Ｘ＋０．２９、破線ＥＤは、Ｚ＝−０．７５Ｘ＋０．７４と表現できる。破線ＡＢは、Ｘ＝０．２の直線で、センサパッケージのサイズ、Ｘ位置、Ｙ位置のホール素子を分離して設置できる距離から決まってくる。また、破線ＢＣは、直径１０ｍｍ、厚み３ｍｍの磁石の最適条件より決まっている。磁石厚みが３ｍｍより小さくなると、この最適値曲線はＺ値上方にシフトする。また、破線ＥＤは、直径２５ｍｍ、厚み１．５ｍｍの磁石の最適位値より決まっている。また、破線ＣＤは、磁石表面からセンサ感磁面までのＺ軸距離で、直径２５ｍｍの大きな磁石に対する表面からの距離で決まっている。また、破線ＡＥはＺ＝０．４で、センサの磁石表面からＺ軸上方の高さを決めており、直径２５ｍｍの磁石の最適位置より決まっている。
【００５１】
図１２から分かるように、Ｘ，Ｙホール素子を配置する動径方向のＸ位置と、円板磁石の磁石面に垂直方向のＺ位置との関係を、以下の関係式の範囲内とする。つまり、Ｘ位置とＺ位置を、それぞれ円板磁石の半径で正規化した位置を正規化Ｘ位置Ｘｎとし、正規化Ｚ位置Ｚｎとするとき、０．２０≦Ｘｎ≦０．９５、０．０２５≦Ｚｎ≦０．４０とする。これは、図１２における黒線で囲まれた領域、つまり、Ｘｎが０．２０（左端のＡ点とＢ点）から０．９５（右端のＤ点）までと、Ｚｎが０．０２５（下端のＣ点とＤ点）から０．４０（上端のＡ点とＥ点）までの領域に相当している。そこで、例えば、Ｘｎを上述した範囲内の０．５とした場合、以下の関係式、つまり、Ｚｎ≧−０．３３×Ｘｎ＋０．２９、Ｚｎ≦−０．７５×Ｘｎ＋０．７４を用いて計算すると、Ｚｎ≧−０．３３×０．５＋０．２９＝０．１２５、Ｚｎ≦−０．７５×０．５＋０．７４＝０．３６５が得られ、上述したＺｎの範囲を満たしていることが分かる。このような関係式を満たすように、Ｘ位置とＺ位置の関係を保つことにより、円板磁石の回転軸ずれによる角度誤差の発生を抑えることができる。
【００５２】
次に、実際にＸ値、Ｚ値を決定する方法について説明する。  
まず最初に、回転角度センサの角度センサモジュール６としての外見サイズが決められると、それに対応した円板磁石３の材質、直径、厚みなどが決定される。水平磁場を感磁するホール素子位置のＸ値は、各ホール素子パッケージサイズを考慮して、できるだけ円板の中心付近とする。Ｚ値は、上述した回転軸ずれ角度誤差極小値を与える（Ｘ，Ｚ）値の図を参考に決める。実際には、円板磁石３のサイズ精度、取り付け位置精度などの誤差があるため、この（Ｘ０，Ｚ０）位置を中心に、Ｚ値の修正を行い、回転軸ずれ角度誤差が最小となる（Ｘ，Ｚ）位置を求める。
【００５３】
円板磁石３を基準回転ステージに設置し、Ｘ，Ｙホール素子１，２を設置した基板４を対向させる。この設定された（Ｘ，Ｚ）位置で、基準回転ステージを、例えば、２度毎に回転させ、磁束密度比と対応する角度との角度テーブルを作成する。次に、回転基準系をＸ軸、Ｙ軸に対して±０．１０ｍｍずらして、回転軸ずれが発生した状況を作成する。このとき、ホール素子が固定されている基板４は、固定されたままである。若しくは、ホール素子の載っているボードを同じずれ量シフトしてもよい。
【００５４】
この軸ずれが発生した状況で、基準回転系を何点か一定角度、回転させ、その回転角度でのホール素子出力値をもとに角度を計算し、回転軸ずれによる角度誤差を求める。Ｚ値を、Ｚ０位置を中心に変化させていくと、この回転軸ずれ角度誤差が最小になるＺ値があるので、ここを最終的なＺ値とする。これで（Ｘ，Ｚ）値が決定された。角度センサモジュール６としては、この決定された（Ｘ、Ｚ）位置にホール素子を組み立て配置する。
【００５５】
上述した実施形態は、角度補正方式を用いて高角度精度としているが、本発明は、磁束密度の空間分布の特徴を利用しているため、角度補正方式を用いないで、従来のホール素子ＨＸ，ＨＹの出力比からアークタンジェントの計算で角度を求める回転角度センサにおいても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の回転角度センサの一実施形態を説明するための構成図である。
【図２】図１に用いられる円板磁石とホール素子の配置関係を示す図である。
【図３】ホール素子と円板磁石との相対位置ずれを、ホール素子が規定位置からずれるとして説明した場合の図である。
【図４】特定のホール素子配置での回転軸ずれ角度誤差を説明するための図である。
【図５】角度誤差のＸ値依存性を説明するための図である。
【図６】回転軸ずれ角度誤差極小値を与えるＸ−Ｚ関係を説明するための図である。
【図７】回転軸ずれ角度誤差とＸ値との関係を説明するための図である。
【図８】（Ｘ，Ｚ）位置による回転軸ずれ角度誤差分布を説明するための図である。
【図９】回転軸ずれ角度誤差分布の等高線表示を説明するための図である。
【図１０】円板磁石の直径と回転軸ずれ角度誤差極小値をとる（Ｘ，Ｚ）値を説明するための図である。
【図１１】円板磁石の半径で正規化した（Ｘ，Ｚ）値を説明するための図である。
【図１２】各種の円板磁石での回転軸ずれ角度極小値を与える（Ｘ，Ｚ）配置を説明するための図である。
【図１３】従来の回転角度センサにおける回転軸ずれが発生した場合の構成図で、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】図１３（ａ），（ｂ）に示した従来の回転角度センサにおける磁石の生成する磁界分布をグラフに示した図である。
【図１５】従来の回転角度センサにおける磁電変換素子モジュールと取り付け基板、回転系との配置を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  Ｘホール素子
２  Ｙホール素子
３  円板磁石
４  基板
５  回転部
５ａ  回転軸
５ｂ  保持部
６  角度センサモジュール
７  角度センサ固定部
８  止め具
１０  磁石
１１，１２  直線
１３  回転軸
２１  回転軸
２２  磁石
２３，２５  磁性体板
２４  ホール素子
２６  取付固定部
２７  回転シャフト
２８  留めつけ具
２９  磁性体モジュール
３０  回転体支持部
３１  センサ支持部
【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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【図１４】
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【図１５】
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