(57)【要約】【課題】磁石の回転による回転磁場に基づいて回転を検出する回転検出装置において、回転軸に対して簡潔且つ確実に磁石を固定する技術を提供する。【解決手段】回転部材１の周囲に形成される磁場の変化に基づいて、回転部材１の回転状態を検出する回転検出装置の回転部材１は、Ｎ極領域及びＳ極領域が回転中心の周りに交互に形成される磁石２と、磁石２を保持する樹脂製のハウジング３とを有する。磁石外形形成工程において、磁性体材料を用いて磁石２の外形が形成される。ハウジング成形工程において、ハウジング用金型５０、７０に外形形状が形成された磁石２が配置され、磁石２を含んでハウジング３が樹脂成形される。磁化工程において、ハウジング３に一体化された磁石２が磁化される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材の周囲に形成される磁場の変化に基づいて、当該回転部材の回転角度を含む回転状態を検出する回転検出装置であって、
前記回転部材は、
前記回転部材の径方向外側に向かってＮ極性を示すＮ極領域、及び前記回転部材の径方向外側に向かってＳ極性を示すＳ極領域が、前記回転部材の回転中心の周りに交互に形成される磁石と、
前記磁石を保持して、前記磁石と一体に樹脂成形されるハウジングと、を有する回転検出装置。
【請求項２】
前記磁石は、樹脂材料に磁性体材料を混合して樹脂成形されるプラスチックマグネットである請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記Ｎ極領域及び前記Ｓ極領域が、前記回転部材の回転中心を中心とする扇形の範囲に設けられている請求項１または２に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石の回転による回転磁場に基づいて回転を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに直交する２つの磁束密度に対して感度を有するセンサを用いて、径方向に磁化された磁石の回転による回転磁場に基づいて回転、特に回転角度を検出する回転検出装置が知られている。下記に出典を示す特許文献１には、このような回転検出装置の一例として、ホール素子を有する磁気的位置センサ及び速度センサの技術が開示されている。特許文献１に開示された磁気的位置センサ及び速度センサにおいて、環状の磁石は、接着剤によってシャフトに取り付けられる。あるいは、反対方向に交差磁化された２つの半円形ワッシャーからなる磁石が、固定子を構成する円盤型の部材の一面に接着されて、磁気的位置センサや速度センサが構成される。
【０００３】
下記に出典を示す特許文献２には、回動角検出装置の技術が開示されている。この回動角検出装置の磁石は、長さ方向の両側が磁極となった矩形状、又は小判状（陸上競技のトラック形状）に形成されている。当該磁石の中央部には回動軸の軸方向に延びる貫通孔が設けられている。この貫通孔に回動軸部材の突出端が嵌合され、貫通孔から抜けた当該突出端がかしめ固定されることによって、磁石が回動軸部材に固着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８４２４８２号公報（第８欄、第１０欄等）
【特許文献２】特開平１１−２６４７１１号公報（第３３段落、図１、２等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気的位置センサ及び速度センサや、回動角検出装置などの回転検出装置では、回動軸（回転軸）に対する磁石の固定精度が検出精度に与える影響が大きい。従って、回動軸（回転軸）への磁石の固定方法は、非常に重要な技術課題である。このため、特許文献１及び特許文献２に記載の装置において、磁石は回転軸となるシャフトや回動軸部材に対して、接着材によって接着されたり、かしめられたりすることによって確実に固定される。但し、接着材による接着や、かしめ加工は、量産工程において製作に必要な工数を要することから、大量生産に最適な方法とはいえない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたもので、磁石の回転による回転磁場に基づいて回転を検出する回転検出装置において、回転軸に対して簡潔且つ確実に磁石を固定する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１において講じた技術的手段（以下、第１の技術的手段と称する。）に係る、回転部材の周囲に形成される磁場の変化に基づいて、当該回転部材の回転角度を含む回転状態を検出する回転検出装置の特徴構成は、
前記回転部材の径方向外側に向かってＮ極性を示すＮ極領域、及び前記回転部材の径方向外側に向かってＳ極性を示すＳ極領域が、前記回転部材の回転中心の周りに交互に形成される磁石と、
前記磁石を保持して、前記磁石と一体に樹脂成形されるハウジングと、を前記回転部材が有する点にある。
【０００８】
また、本発明の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技術的手段と称する。）に係る回転検出装置は、前記磁石が、樹脂材料に磁性体材料を混合して樹脂成形されるプラスチックマグネットであるとよい。
【０００９】
また、本発明の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技術的手段と称する。）に係る回転検出装置は、前記Ｎ極領域及び前記Ｓ極領域が、前記回転部材の回転中心を中心とする扇形の範囲に設けられているものであるとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以下の如く効果を有する。
【００１１】
即ち、上記第１の技術的手段によれば、磁石と磁石を設置するハウジングとが一体に樹脂成形された後の回転部材において、ハウジングに対して磁石が強固に固定される。従って、経年変化による磁石の位置ずれなどが発生する可能性が低くなり、信頼性の高い回転検出装置を得ることができる。また、磁石とハウジングとを一体に樹脂成形することによって、磁石をハウジングに固定する工程を簡素化することができ、大量生産に適した構造とすることができる。
【００１２】
磁石とハウジングとを構成する材料組成が異なると、回転部材の使用温度環境が変動した場合に、構成材料がもつ線膨張係数の違いから磁石にストレスが掛かり、磁石に割れが発生する可能性がある。しかし、上記第２の技術的手段によれば、磁石が、樹脂材料に粉体あるいは粒子からなる磁性体材料を混合して樹脂形成されるプラスチックマグネットであると、プラスチックマグネットの製法が樹脂成形の製法と同様な製法となる。このため、樹脂製のハウジングと同様の組成で磁石とハウジングとが一体化される。成形されたプラスチックマグネット中に、磁性体材料が粉体あるいは粒子として分散されているため、温度変化に伴う粉体あるいは粒子の磁性体材料の熱膨張あるいは熱収縮は小さくなる。これによってハウジングの材質と磁石の材質との違いに基づく線膨張係数の違いの影響が少なくなり、使用温度環境の変動に対して強い耐性を有する回転検出装置を得ることができる。
【００１３】
上記第３の技術的手段によれば、回転検出装置に設けられる回転磁場の範囲は、回転検出装置の用途に応じて設定されればよく、必ずしも回転部材の回転中心を中心として全周にＮ極領域及びＳ極領域を設けられる必要はない。このような事例として、例えば、１２０度〜１８０度程度の、３６０度未満の機械的な回転角度を検出する用途に用いられるような場合が相当する。このような場合、Ｎ極領域及びＳ極領域が、回転部材の回転中心を中心とする扇形の範囲に設けられると、全周に亘って設けられる場合と比べて、回転部材における磁石の占める体積を小さくすることができる。従って、磁石を構成する磁性体材料の使用量が少なくなり、磁石を形成するに要するコストを低減することができ、これによって回転検出装置のコストを低減することができる。磁石がプラスチックマグネットにより構成される場合においても、当然ながら磁性体材料の量を減じることができ、コストを低減することができる。特に磁石が希土類磁石である場合には、希土類磁石の材料コストが他の磁石材料に比べて高いために、回転装置としてのコストの低減効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の回転検出装置（角度検出装置）の回転部材の一例を示す斜視図
【図２】回転部材の側面図
【図３】図２のIII-III断面図
【図４】角度検出装置の構成を模式的に示す説明図
【図５】角度検出装置の構成を模式的に示す説明図
【図６】角度検出装置の磁場検出部の構成の一例を示す斜視図
【図７】磁場検出部による磁場成分の検出原理を示す説明図
【図８】磁場検出部による磁場成分の検出原理を示す説明図
【図９】回転部材をインサート成形により成形する手順を模式的に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、回転検出装置として、特に回転角度を検出する角度検出装置を例として説明する。このような角度検出装置は、例えば、自動車の操舵角センサや変速機のシフト位置センサとして用いられるものである。
【００１６】
図１は、本発明の角度検出装置（回転検出装置）の回転部材１の一例を示す斜視図である。図２は、回転部材１の側面図であり、図３は、図２のIII-III断面図である。図４及び図５は、角度検出装置の構成を模式的に示す説明図であり、図６は、角度検出装置の磁場検出部５の構成の一例を示す斜視図である。
【００１７】
図１に示す回転部材１は、図４及び図５に示すように、被検出対象となるステアリングやシフトレバーなどの回転体あるいは回動体の回転軸（回動軸）であるシャフト７に嵌合される。回転部材１は、当該シャフト７と共に回転（回動）する。以下、特に断らない限り、「回転」と「回動」とを区別することなく、「回転」と称して説明する。角度検出装置は、回転部材１の周囲に発生する回転磁場を検出する磁場検出部５と、磁場検出部５の検出情報に基づいて磁場検出部５に対する回転部材１の回転角度を演算する不図示の演算部とを備えて構成される。
【００１８】
磁場検出部５は、一例として図６に示すような集積回路（ホールＩＣ）の形態で実現される。磁場検出部５は、２方向の磁場成分の大きさを検出する。つまり、磁場検出部５は、同一平面上において直交するように配置された二対の検出素子９（９ａ及び９ｂの一対、９ｃ及び９ｄの一対）を有する。図６に示す例では、３次元直交座標系のＸ方向に沿って一対の検出素子９ｃ及び９ｄがそれぞれ離間して備えられるとともに、Ｙ方向に沿った一対の検出素子９ａ及び９ｂがそれぞれ離間して備えられている。磁場検出部５は、軟磁性材料から構成される円形状の磁性プレート８を有する。二対の検出素子９は、磁性プレート８の直下の周辺部、つまり、検出素子９の平面上に磁性プレート８の周面が存在する位置に配置される。本例において、二対の検出素子９はホール素子である。磁場検出部５は、検出素子９の出力を信号処理する信号処理回路を内蔵したホールＩＣとして構成される。このような構成の磁場検出装置は、例えば特開２００２−７１３８１号公報、特開２００３−２９４８１８号公報、国際公開第０３／０８１１８２号パンフレットなどに記載されている。
【００１９】
上述したように、角度検出装置は、不図示の演算部を備えており、磁場検出部５の出力に基づいて回転部材１の回転角度を演算する。演算部は、マイクロコンピュータやＤＳＰ（digital signal processor）などのプロセッサにより構成され、磁場検出部５と同一の基板に実装されると好適である。なお、演算部は、信号処理回路とともに上記ホールＩＣに内蔵されてもよい。
【００２０】
図４は、角度検出装置の一つの構成例を示している。角度検出装置が有する回転部材１は、断面アーチ状をなす磁石２を備えている。磁石２は、周方向に沿って交互に配列されるＮ極領域とＳ極領域とを有し、シャフト７に外嵌される。磁場検出部５は、二対の検出素子９が配置された平面が、回転部材１の径方向と平行になるように、磁石２に対向して配置される。二対の検出素子９は、それぞれ３次元直交座標系のＸ方向及びＹ方向に沿って離間して設けられている。本例では、回転部材１の径方向をＹ方向として、磁場検出部５が回転部材１に対向している。
【００２１】
図５は、角度検出装置の別の構成例を示している。磁場検出部５は、二対の検出素子９が配置された平面が、回転部材１の径方向に対して直交するように、磁石２に対向して配置される。上述したように、二対の検出素子９は、それぞれ３次元直交座標系のＸ方向及びＹ方向に沿って離間して設けられている。本例では、回転部材１の径方向を３次元直交座標のＺ方向として、磁場検出部５が回転部材１に対向する。
【００２２】
以下、角度検出装置の原理について説明する。図７は、図４においてＸ軸の方向から見た磁場検出部５の断面図であり、磁場検出部５に印加される磁石２による漏れ磁束の分布の状態を示している。図７に示すように、Ｙ方向に磁石２から漏れる外部磁場が磁場検出部５に印加されると、軟磁性材料から構成される磁性プレート８の集磁効果により磁束が磁性プレート８の方向に曲げられる。一対の検出素子９ａ及び９ｂに印加される、磁性プレート８に対して垂直なＺ方向の磁場成分の大きさは、外部磁場の大きさに比例したものとなる。また、Ｚ方向の磁場成分の向きは、検出素子９ａと９ｂとで逆方向となる。従って、磁場検出部５の信号処理部あるいは不図示の演算部において、一対の検出素子９ａ及び９ｂのベクトル量の出力の差分を求めることにより、Ｙ方向の外部磁場の大きさに比例したベクトル量が検出される。
【００２３】
一方、Ｘ方向に外部磁場が印加された場合も同様であり、磁性プレート８に対して垂直なＺ方向の磁場成分が発生する。上記と同様に、一対の検出素子９ｃ及び９ｄの出力の差分を求めることにより、Ｘ方向の外部磁場の大きさに比例したベクトル量が検出される。これら、Ｘ方向及びＹ方向の検出結果（磁場の大きさと方向）から、逆三角関数（ｔａｎ- 1 ）を用いて回転部材１の回転角度が求められる。
【００２４】
ここで、角度検出装置の原理についてさらに詳細に説明する。図７を用いて上述したように、Ｙ方向に磁石２から漏れる外部磁場が検出部５に印加されると、軟磁性材料から構成される磁性プレート８の集磁効果により磁束が磁性プレート８の方向に曲げられる。これにより、磁性プレート８の周辺部のＹ方向に沿って離間して配置された一対の検出素子９ａ及び９ｂに印加される磁束密度の大きさは、以下の関係によって変わる。即ち、磁束密度の大きさは、磁石２と磁性プレート８との距離、磁石２と磁性プレート８との相対的な位置関係、及び、検出素子９ａ、９ｂの磁性プレート８に対する位置関係によって変わる。このため、磁石２が検出部５の近傍で回転することにより磁石２と磁性プレート８との相対的な位置関係が変わり、これに応じて、磁石２から漏れた磁束が磁性プレート８の近傍に形成する磁束分布の状態が大きく変わる。
【００２５】
ここで、検出素子９が検出するＸ方向の磁束密度について考える。Ｘ方向とＹ方向とは同一平面上における直交座標であるから、２つの検出素子９ｃ、９ｄが検出するＸ方向の磁束密度の差は、Ｙ方向と同様に変化することが容易に理解できる。即ち、Ｘ方向の磁束密度の差は、ゼロから検出素子９ｃまたは９ｄに加わる磁束密度のＸ方向成分の値の間の数値を正弦波状に連続的に変化する。
【００２６】
以上、検出素子９ａと９ｂとからなる一対の検出素子に加わる磁束密度と各方向成分の減算値あるいは加算値について説明した。検出素子９ｃと９ｄとからなるもう一対の検出素子については、検出素子９ｃと９ｄとの中心線が、検出素子９ａと９ｂとの中心線と９０度をなす。このため、各方向成分の磁束密度の大きさの変化を示す正弦波の位相は異なる。しかし、磁石２の回転によって、Ｘ方向において生じる磁束密度の成分の差は、ゼロから検出素子９ｃまたは９ｄに加わる磁束密度のＸ方向成分の最大値の間を正弦波状に連続的に変化する。同様に、Ｙ方向において生じる磁束密度の成分の差は、ゼロから検出素子９ａまたは９ｂに加わる磁束密度のＹ方向成分の最大値の間を正弦波状に連続的に変化する。
【００２７】
また、同様の考え方により、Ｚ方向の磁束密度の成分の和は、ゼロから検出素子９ｃまたは９ｄに加わるＺ方向成分の２倍の値の間（あるいはゼロから検出素子９ａまたは９ｂに加わるＺ方向成分の２倍の値の間）を正弦波状に連続的に変化する。
【００２８】
次に、上述した検出素子９に印加される磁束ベクトル量に基づき、回転角度を演算する演算部の動作について説明する。上述したように、演算部は、マイクロコンピュータなどのプロセッサを有して構成され、プログラムなどによって演算処理の内容を選択可能である。はじめに、各検出素子９ａ〜９ｄが検出した磁束の大きさに比例する電圧信号が演算部に入力される。演算部は、Ｘ方向およびＹ方向の磁場成分の信号に対しては減算処理を、Ｚ方向成分の信号については加算処理を行う。尚、これら加算処理及び減算処理については、上述したように角度検出装置の構成などに応じて構築されたプログラムにより変更可能である。つまり、角度検出装置の構成などに応じて、加算処理を減算処理に変更したり、減算処理を加算処理に変更したりすることが可能である。
【００２９】
この後、演算部は、減算処理あるいは加算処理後の値を用いて、ｔａｎ- 1 （Ｚ方向成分の加算処理値／Ｘ方向成分の減算処理値）、ｔａｎ- 1 （Ｚ方向成分の加算処理値／Ｙ方向成分の減算処理値）、ｔａｎ- 1 （Ｙ方向成分の減算処理値／Ｘ方向成分の減算処理値）などの逆三角関数演算を行う。上述したように、回転角度に応じて各方向成分の磁束密度の大きさの変化を示す正弦波の位相が異なる。この位相の差を利用することにより、上記逆三角関数の演算から回転角度が求められる。
【００３０】
なお、これらの３種類の演算処理の選択については、上述したように角度検出装置の構成などに応じて構築されたプログラムにより、マイクロコンピュータなどのプロセッサが実施すると好適である。即ち、上述した磁石２と磁性プレート８との距離と相対的な位置関係、および検出素子９の磁性プレート８に対する位置関係によって、上記の３種類の演算処理を選択し、回転角度が求められる。
【００３１】
以下、図４とは異なる構成である図５の角度検出装置に関する原理を簡単に説明する。上述したように、図５に示した角度検出装置は、回転部材１の径方向を３次元直交座標のＺ方向として、磁場検出部５が回転部材１に対向する。
【００３２】
図８は、図５においてＸ軸の方向から見た磁場検出部５の断面図であり、検出部５に印加される磁束の状態を示している。図８に示すように、Ｚ方向に外部磁場が印加されると、Ｙ向に沿って配置された一対の検出素子９ａ及び９ｂには、垂直なＺ方向の磁場が印加される。この時、図７に示した先の例とは異なり、Ｚ方向の磁場成分の向きは、検出素子９ａと９ｂとで同方向である。従って、磁場検出部５の信号処理部あるいは不図示の演算部において、一対の検出素子９ａ及び９ｂのベクトル量の出力を加算することにより、Ｚ方向の外部磁場の大きさに比例したベクトル量が検出される。
【００３３】
一方、Ｘ方向に外部磁場が印加された場合、Ｚ方向の磁場成分は、一対の検出素子９ｃ及び９ｄの間で、基本的に大きさ及び方向の一方又は双方が異なるものとなる。ここで、「基本的に」としているのは、大きさ及び方向が同一となるポイントも存在するからである。そこで、Ｘ方向に関しては、図４に示した角度検出装置と同様に、一対の検出素子９ｃ及び９ｄの出力の差分を求めることにより、外部磁場の大きさに比例したベクトル量が検出される。
【００３４】
Ｘ方向及びＺ方向の検出結果（磁場の大きさと方向）から、上述したように、逆三角関数（ｔａｎ- 1 ）を用いて回転部材１の回転角度が求められる。回転角度の演算は、上記と同様に、マイクロコンピュータなどのプロセッサを有して構成された不図示の演算部で実施される。但し、図４に示す構成と全く同じ演算処理により、回転角度を求めることはできない。この理由は、Ｙ方向に配置された一対の検出素子９ａ及び９ｂに対する信号処理方法が異なるためである。しかし、上述したように、演算部を構成するプロセッサは、プログラムなどによって演算処理の内容を選択可能に構成されている。従って、図４に示した構成の角度検出装置と同様の検出部５を用いることが可能である。
【００３５】
尚、プログラムの変更は、ハードウェア上で機能するソフトウェアの変更のみを指すものではなく、ハードウェア構造の変更を伴うものも含む。再構築可能（reconfigurable）なハードウェア、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）やＰＬＤ（programmable logic device）などを用いて、ハードウェア構造を変更してもよい。また、１つのプロセッサの端子への入力信号をハイレベル又はローレベルに切り換えることにより、あらかじめプロセッサに構築された複数の電子回路を選択する方式も含まれる。また、結果として異なるプロセッサが構築されることとなるが、プロセッサの構造を規定するハードウェア記述言語の変更もプログラムの変更に含まれる。
【００３６】
図４及び図５を用いて、異なる構成の角度検出装置を説明したが、何れの構成においても、同一構成の回転部材１を適用可能であることが、容易に理解できるであろう。これは、種々の角度検出装置（回転検出装置）において、回転部材１を共通化できることを示すものである。そして、量産性に優れ、耐久性や信頼性の高い回転部材１が提供されることは、産業分野において非常に期待されるものである。
【００３７】
ここで、再び、図１〜図３を参照し、本実施形態の回転部材１の詳細について説明する。回転部材１は、磁石２と、磁石２と一体成形される樹脂製のハウジング３とを有して構成されている。磁石２には、回転部材の径方向外側に向かってＮ極性を示すＮ極領域、及び回転部材１の径方向外側に向かってＳ極性を示すＳ極領域が、回転部材１の回転中心の周りに交互に形成されている。本実施形態においては、機械角の１２０度を電気角（磁気角）の３６０度の分解能によって検出する目的で、磁石２には、Ｎ極２３を挟んで機械角４０度のピッチで２つのＳ極２２及び２４が形成されている。
【００３８】
さらに、磁石２には、補助的磁場形成用の補助磁極としてＮ極２１及び２５が、それぞれＳ極２２及び２４に隣接して形成されている。補助磁極２１及び２５は、補助的磁場を形成する目的で形成されているため、他の磁極２２〜２４の約半分の大きさで形成される。補助磁極２１及び２５を設けると、検出範囲の中心磁極であるＮ極２３の中心を基準として±１８０度（電気角）の範囲において、磁場角度と回転部材の回転角度との線形性が向上する。
【００３９】
補助的な磁極２１及び２５が磁石２に形成されない場合には、Ｎ極２３の中心を基準として中央付近（概ね±１２０度（電気角）程度）では良好な線形性を示すが、端部である±１８０度（電気角）近傍では、線形性が損なわれる場合がある。特に高い精度を要求しない場合や、演算部等において線形補正を行う場合には、補助磁極２１及び２５が設けられることなく、磁石２が構成されても構わない。
【００４０】
本実施形態では、回転部材１の１２０度の回転角度、即ち機械角の１２０度を電気角の３６０度に対応させて検出する構成を示している。このため、回転部材１の周囲の一部に、磁石２が形成されている。つまり、Ｎ極領域及びＳ極領域は、回転部材１の回転中心を中心とする扇形（半円及び半円を超える場合を含む。）の範囲に設けられている。もちろん、電気角の３６０度を超える検出を行う場合などには、磁石２が形成される範囲は扇形に限定されることなく、回転部材１の全周に亘っていてもよい。
【００４１】
磁石２は、磁性体材料を焼結させて焼結磁石を作り、この焼結磁石を着磁することによって形成することができる。また、磁石２は、樹脂材料に磁性体材料である磁粉を混合した混合樹脂材料を用いて樹脂成形することによってプラスチックマグネットを作り、このプラスチックマグネットを着磁することによって形成することもできる。
【００４２】
本発明に係る回転部材１のハウジング３は、磁石２を保持して、樹脂材料により磁石２と一体成形される。特許文献１や２に開示されるように、磁石は、従来、回転軸となるシャフトや、回転部材のハウジングに対して、接着材によって接着されたり、かしめられたりすることによって固定されていた。上述したように、接着材による接着や、かしめ加工は、量産工程において工数を要することから、大量生産に最適な方法とはいえない。それに対して、本実施形態における回転部材１は、磁石２とハウジング３とが一体成形されるので、大量生産に適している。
【００４３】
ハウジング３は、樹脂成形により形成されるので、磁石２がプラスチックマグネットの場合には、回転部材１の全体が樹脂成形されることになる。磁石２とハウジング３との樹脂材料は、磁石２を構成するプラスチックマグネットが磁性体材料を含むことからも明らかなように異なる組成である。しかし、共に樹脂材料を主として構成されることから、磁石２が焼結磁石である場合に比べて、磁石２とハウジング３との線膨張係数は近い値となる。これにより、角度検出装置の使用環境温度が変化した場合に、磁石２とハウジング３との線膨張係数の違いに起因して磁石２に印加される応力が低減される。当然ながら、磁石２がプラスチックマグネットの場合には、ハウジング３と同じ樹脂材料に対して磁性体材料が混合されると好適である。
【００４４】
また、磁粉に希土類磁石を用いると、希土類磁石の磁力が他の磁石の磁力より大きいため、樹脂材料に充填する磁粉の量を減じることができる。その結果、磁石２とハウジング３との組成をさらに近づけることができる。但し、希土類磁石は産出地が限られ、高価であるため、角度検出が必要とされる範囲に応じて、磁石２を適切な大きさとすることが好ましい。上述したように、磁石２が全周に亘って形成されることなく、扇形に形成されると、磁粉の使用量が抑制され、材料コスト（生産コスト）が低減される。
【００４５】
ハウジング３と磁石２とは一体成形されるが、磁石２が焼結磁石の場合は勿論のこと、プラスチックマグネットであっても、両者の間には当然ながら界面が存在する。そこで、両者のずれや抜けを防止するために形状における工夫が施される。ハウジング３には、図２に示すように、回転部材１の周方向に亘ってフランジ部３aが形成され、回転部材１の回転軸の延在方向への磁石２の抜けが抑制される。また、図３に示すように、磁石２には、周方向の両端部に切欠部２ｂが形成され、ハウジング３にはこれら切欠部２ｂと係合する突起部３ｂが形成される。磁石２の切欠部２ｂとハウジング３の突起部３ｂとが係合することにより、回転部材１の周方向並びに径方向への磁石２のずれが抑制される。
【００４６】
特に本実施形態のように補助磁極２１、２５を有する磁石２の場合には、切欠部２ｂを補助磁極２１、２５の位置に設けることができて好適である。切欠部２ｂを設けるために、磁石２の体積が減少するが、その部分は補助磁極２１、２５に相当するため、磁石２の機能を損なうことがない。
【００４７】
尚、本実施形態では、磁石２が全周に亘る円環状ではなく、半円環状に形成されているため、切欠部２ｂが周方向の両端部に設けられている。磁石２が円環状に形成されるような場合には、周方向に端部が存在しないため、適宜切欠部が設けられる。また、磁石２が円環状の場合には、径方向へのずれは考慮する必要がなく、周方向へのずれが抑制されればよい。従って、切欠部２ｂは１ヶ所のみに形成されてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、磁石２に切欠部２ｂが設けられ、ハウジング３に突起部３ｂが設けられる例を示したが、逆に磁石２に突起部が設けられ、ハウジング３に切欠部が設けられる構造であってもよい。但し、磁石２の周方向長さが同一の場合には、磁石２に切欠部２ｂが設けられる本実施形態の構造の方が、磁石２の体積が抑制されて好適である。即ち、磁石２を構成する磁性体材料は、特に希土類の場合には非常に高価であるから、磁石２の体積を抑制し、磁性体材料の使用量が抑制されると好適である。
【００４９】
図１に示すように、ハウジング３には、シャフト７を貫通させ、シャフト７を挟み込んで固定するためのシャフト貫通孔３５が形成される。また、図３に示すように、シャフト貫通孔３５の径方向外側には、軸方向に沿って緩衝空間３７が形成される。シャフト貫通孔３５はシャフト７を挟み込んで固定するため、シャフト７の外形寸法に対して小さい寸法となるような公差を有して形成される。また、図１に示すように、シャフト貫通孔３５の内壁の一部には、開口部に向かって突出量が減少するようなテーパーを有した線状突起３３が形成され、シャフト７への当接力を向上させている。従って、シャフト７をハウジング３に貫通させた場合に、ハウジング３の中心部から径方向の外側に向かって機械的な応力が掛かる。この応力は、さらにハウジング３に一体化された磁石２に印加され、これにより、磁石２に歪みやひび、割れなどが生じて、角度検出装置の精度に大きな影響を与える可能性がある。緩衝空間３７が設けられると、シャフト７からハウジング３に加わる機械的な応力が、緩衝空間３７によって吸収され、磁石２へ印加される機械的応力が大きく軽減される。
【００５０】
〔インサート成形〕
ハウジング３に対する磁石２の位置精度に対する要求仕様が、比較的低い場合には、インサート成形によって、磁石２とハウジング３とを一体成形してもよい。以下、図９（ａ）〜（ｅ）を利用して、インサート成形について説明する。
【００５１】
〔磁石外形形成工程〕
便宜的に、図９（ａ）に示す工程を第１工程と称し、これに続いて実施される工程であり、図９（ｂ）に示す工程を第２工程と称する。第１工程及び第２工程は、磁石２の外形を樹脂成形する工程であり、本発明の磁石外形形成工程に相当する。磁石２の形成は、上述したように「成形」に限らず、「焼結」によって実施することも可能なため、工程の名称としては、「磁石外形『形成』工程」と称する。本実施形態においては、磁石が樹脂成形により形成されるので、磁石外形形成工程は「磁石『成形』工程」ということもできる。
【００５２】
第１工程及び第２工程は、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁石用下型４０Ａと磁石用上型６０Ａとを用いて実施される。図９（ａ）に示すように、第１工程において、磁石用下型４０Ａと磁石用上型６０Ａとが組み合わされる。次に、磁石用下型４０Ａと磁石用上型６０Ａとを組み合わせた際に生じる空洞部４４に、磁粉と樹脂材料とを混合した混合樹脂材料であるペレットが注入される。なお、当該樹脂材料は、ハウジング３を成形する際の樹脂材料と同じ組成のものを用いると好適である。上記ペレットが、空洞部４４に充分に充填されると、第２工程において、圧力を掛け、充填されたペレットを冷却させて、磁石２の外形の成形が完了する（図９（ｂ））。成形が完了した磁石２は、磁石用下型４０Ａから取り出される。
【００５３】
インサート成形では、ハウジング３を成形する金型と、磁石２を成形する金型とを完全に独立させることが可能である。つまり、磁石２は、ハウジング３を成形するハウジング用金型（後述する符号５０Ａ、７０Ａ）を全く使用することなく成形される。従って、磁石２を成形する金型を非常に簡潔な構造とすることが可能である。
【００５４】
尚、本実施形態では、磁石２として、プラスチックマグネットを用いる例を示したが、インサート成形においては、焼結磁石を用いることも可能である。磁石２としてプラスチックマグネットではなく焼結磁石を用いるような場合には、界面における接着力はプラスチックマグネットと比べて低いものとなる。しかし、上述したように、ハウジング３には、軸方向、径方向、周方向のそれぞれに対する抜け止め機能が構成されている。従って、使用環境や要求仕様などに応じて、インサート成形によって図１〜図３に示すような回転部材１を生産しても構わない。
【００５５】
〔ハウジング成形工程〕
便宜的に、図９（ｃ）に示す工程を第３工程、これに続き、図９（ｄ）に示す工程を第４工程、これに続き、図９（ｅ）に示す工程を第５工程と称する。第４工程及び第５工程は、ハウジング３を磁石２と一体成形する工程であり、本発明のハウジング成形工程に相当する。第３工程は、第４工程及び第５工程の準備となる工程であるから、ハウジング成形工程に相当する。以下、第３工程〜第５工程をハウジング成形工程として説明する。ハウジング成形工程は、図９（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ハウジング用下型５０Ａとハウジング用上型７０Ａとを用いて実施される。
【００５６】
磁石用下型４０Ａから取り出された磁石２は、第３工程においてハウジング用下型５０Ａに取り付けられる。この際、ハウジング用下型５０Ａと磁石２との間には、若干のクリアランスが設けられている。また、インサート成形においては、磁石成形用の金型（上型６０Ａ及び下型４０Ａ）と、ハウジング成形用の金型（上型７０Ａ及び下型５０Ａ）とは、共通して用いられないので、磁石２とハウジング用下型５０Ａの位置決めが必要である。磁石２には例えば位置決め用の係合切欠部２９が設けられ、ハウジング用下型５０Ａには係合切欠部２９と係合する係合突起部２９Ａが設けられる。
【００５７】
第４工程を説明する図９（ｄ）に示すように、ハウジング用下型５０Ａへハウジング用上型７０Ａがセットされると、シャフト７に対応する突き出しピン５２Ａが、ハウジング用下型５０Ａからハウジング用上型７０Ａに密着するまで延出される。この突き出しピン５２Ａにより、ハウジング３にシャフト貫通孔３５が形成される。尚、突き出しピン５２Ａは可動式のものでなくてもよい。
【００５８】
続いて、ハウジング用下型５０Ａとハウジング用上型７０Ａとが組み合わされた際に形成される空洞５６Ａに、樹脂材料により構成されたペレットが注入される。上記ペレットが、上記空洞部５６Ａに充分に充填されると、圧力を掛け、ペレットを冷却させて、磁石２と一体化されたハウジング３の成形を完了する（図９（ｅ））。これにより、磁石２とハウジング３とが一体化された回転部材１が成形される。
【００５９】
〔磁化工程〕
図1に示すように、回転部材１（ハウジング３）には、磁化の際の基準となる磁化用マーカ３１が形成される。また、シャフト７の取り付け時や、シャフト７に取り付けられた後の基準となる位置マーカ３２も形成される。上記第１工程〜第５工程を経て成形された回転部材１は、磁化用マーカ３１を基準として公知の着磁用治具（不図示）にセットされ、磁石２が着磁される。以上、磁石外形形成工程、ハウジング成形工程、磁化工程を経て、シャフト７に対して簡潔且つ確実に磁石２が固定された回転部材１を得ることができる。
【００６０】
以上、説明したように、本発明によって、磁石の回転による回転磁場に基づいて回転を検出する回転検出装置において、回転軸に対して簡潔且つ確実に磁石を固定する技術を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１：回転部材
２：磁石
３：ハウジング
５０：下型（ハウジング金型）
６０：第１の上型
７０：第２の上型（ハウジング金型）
５０Ａ：ハウジング用下型
７０Ａ：ハウジング用上型
【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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