(57)【要約】【課題】少なくとも１回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を３６０°よりも小さくすることができる回転検出装置を提供する。【解決手段】回転検出装置１は、回転部材１０と、交番磁場１１０を生成する励磁コイル１１と、励磁コイル１１に囲まれた配置領域１１１内であると共に回転軸１００と基体３との交点１１５を中心とした同心円のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群１６と、回転部材１０の径方向に配置され、検出コイル群１６の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する複数の検出コイルに作用する交番磁場１１０を変化させる第１の交番磁場変化部と、回転部材１０の第１の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、検出コイル群１６の１つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する１つの検出コイルに作用する交番磁場１１０を変化させる第２の交番磁場変化部と、を備える。【選択図】図２
2016011894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回りを回転する回転部材と、
前記回転部材に対向する基体に配置され、供給された交流信号に基づいた交番磁場を生成する励磁コイルと、
前記励磁コイルに囲まれた領域内であると共に前記回転軸と前記基体との交点を中心とした同心円のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群と、
前記回転部材の径方向に配置され、前記検出コイル群の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する前記複数の検出コイルに作用する前記交番磁場を変化させる第１の交番磁場変化部と、
前記回転部材の前記第１の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、前記検出コイル群の１つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する前記１つの検出コイルに作用する前記交番磁場を変化させる第２の交番磁場変化部と、
を備えた回転検出装置。
【請求項２】
前記第１の交番磁場変化部及び前記第２の交番磁場変化部は、前記交番磁場変化部が配置される前記回転部材の配置面と前記回転軸との交点を中心とする円に基づいて形成された予め定められた中心角を有する扇形と、当該交点を中心とすると共に前記円と異なる半径を有する円の外の領域と、に囲まれた形状を有する、
請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記検出コイルと対となる検出コイルが絶縁性を保ちながら積層されて前記基体に設けられる、
請求項１又は２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記検出コイル及び前記対となる検出コイルは、異なる形状を有すると共に、前記交点を通る対称軸に対して線対称な形状を有する、
請求項３に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記検出コイルは、環形状を有する第１の環部を２つ連結した形状を有し、前記第１の環部によって囲まれる領域の面積が互いに実質的に等しい、
請求項３又は４に記載の回転検出装置。
【請求項６】
前記対となる検出コイルは、環形状を有する第２の環部と、前記第２の環部を前記同心円の径方向に切断した２つの半環部と、が、前記第２の環部を中心として連結された形状を有し、前記第２の環部に囲まれる領域の面積、及び前記半環部に囲まれる領域の２つ分の面積は、対応する前記検出コイルの前記第１の環部の２つ分の面積と実質的に等しい、
請求項５に記載の回転検出装置。
【請求項７】
前記検出コイルから取得した第１の検出信号と、前記対となる検出コイルから取得した第２の検出信号と、に基づいて前記回転部材の回転角を判定する判定部を備える、
請求項３乃至６のいずれか１項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、回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、励振磁界を形成するための励振巻線と、励振磁界の存在下において、その中に電圧が誘起される少なくとも一つの二次巻線と、励振磁界の存在下において、その内部に渦電流を発生して、励振磁界と逆の対向磁界を形成する少なくとも一つのスクリーンと、を備えたセンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このセンサは、励振巻線が円板上の二個の環状巻線として構成され、二次巻線が二個の励振巻線の間に半径方向に広がる平面の形で構成され、さらにスクリーンがロータの扇形部分として構成される。このスクリーン及び二次巻線は、励振磁界内で相対的に回転移動できるように構成されている。従ってセンサは、ロータの回転移動に基づいて、二次巻線がスクリーンによって遮蔽され、その結果、二次巻線内に誘起される電圧を変えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１５９１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のセンサは、例えば、ロータの１回転分の回転移動を検出するためには、励振巻線及び二次巻線が、１回転分、すなわち３６０°分必要であり、小型化が困難であった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、少なくとも１回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を３６０°よりも小さくすることができる回転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、回転軸の回りを回転する回転部材と、回転部材に対向する基体に配置され、供給された交流信号に基づいた交番磁場を生成する励磁コイルと、励磁コイルに囲まれた領域内であると共に回転軸と基体との交点を中心とした同心円のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群と、回転部材の径方向に配置され、検出コイル群の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する複数の検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第１の交番磁場変化部と、回転部材の第１の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、検出コイル群の１つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する１つの検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第２の交番磁場変化部と、を備えた回転検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、少なくとも１回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を３６０°よりも小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置が搭載された車両内部の概略図であり、図１（ｂ）は、回転検出装置が配置された周辺の拡大図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の斜視図であり、図２（ｂ）は、金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の励磁コイル及び検出コイルの配置を説明するための概略図であり、図３（ｂ）は、励磁コイルに供給される交流信号のグラフである。
【図４】図４（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置のブロック図であり、図４（ｂ）は、回転検出装置と車両ＬＡＮ（Local Area Network）との接続を説明するための概略図である。
【図５】図５（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第１の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図５（ｂ）は、検出コイルと第２の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図５（ｃ）は、検出コイルと第３の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。
【図６】図６（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第４の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図６（ｂ）は、検出コイルと第５の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図６（ｃ）は、検出コイルと第６の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。
【図７】図７（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第７の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図７（ｂ）は、検出コイルと第８の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図７（ｃ）は、検出コイルと第２の金属部材及び第３の金属部材の位置関係を説明するための上面図である。
【図８】図８（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の第１の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図８（ｂ）は、第２の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図８（ｃ）は、第３の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図８（ｄ）は、第４の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。
【図９】図９は、第２の実施の形態に係る回転検出装置の金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、第２の実施の形態に係る回転検出装置の第１の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図１０（ｂ）は、第２の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図１０（ｃ）は、第３の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図１０（ｄ）は、第４の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る回転検出装置は、回転軸の回りを回転する回転部材と、回転部材に対向する基体に配置され、供給された交流信号に基づいた交番磁場を生成する励磁コイルと、励磁コイルに囲まれた領域内であると共に回転軸と基体との交点を中心とした同心円のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群と、回転部材の径方向に配置され、検出コイル群の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する複数の検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第１の交番磁場変化部と、回転部材の第１の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、検出コイル群の１つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する１つの検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第２の交番磁場変化部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
[第１の実施の形態]
（回転検出装置１の全体構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置が搭載された車両内部の概略図であり、図１（ｂ）は、回転検出装置が配置された周辺の拡大図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の斜視図であり、図２（ｂ）は、金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の励磁コイル及び検出コイルの配置を説明するための概略図であり、図３（ｂ）は、励磁コイルに供給される交流信号のグラフである。図４（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置のブロック図であり、図４（ｂ）は、回転検出装置と車両ＬＡＮとの接続を説明するための概略図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図４（ａ）及び図４（ｂ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
【００１２】
回転検出装置１は、一例として、車両５に搭載された空調装置及びカーナビゲーション装置等の電子機器の操作を行うことが可能となるように構成されている。本実施の形態における回転検出装置１は、例えば、操作対象として空調装置が選ばれている場合について説明する。
【００１３】
この回転検出装置１は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）の紙面において、車両５の運転席と助手席の間の前方に位置するセンターコンソール５０に配置された表示装置６の下側に配置されている。
【００１４】
この表示装置６の表示画面６０には、図１（ｂ）に示すように、空調装置の動作状況が確認できる表示画像６１が表示されている。操作者は、回転検出装置１のノブ１０２を手９で摘まみ、図１（ｂ）の紙面の反時計回り（矢印Ａ方向）及び時計回り（矢印Ｂ方向）に手９を回転させることにより、選択されている機能の設定値等を変更することが可能となる。
【００１５】
回転検出装置１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、回転軸１００の回りを回転する回転部材１０と、回転部材１０に対向する基体３に配置され、供給された交流信号Ｓ１に基づいた交番磁場１１０を生成する励磁コイル１１と、励磁コイル１１に囲まれた領域（配置領域１１１）内であると共に回転軸１００と基体３との交点１１５を中心とした同心円（第１の円１１６〜第４の円１１９）のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群１６と、回転部材１０の径方向に配置され、検出コイル群１６の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する複数の検出コイルに作用する交番磁場１１０を変化させる後述する第１の交番磁場変化部と、回転部材１０の第１の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、検出コイル群１６の１つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する１つの検出コイルに作用する交番磁場１１０を変化させる後述する第２の交番磁場変化部と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
上述の検出コイルとは、一例として、図３（ａ）に実線で示す第１の検出コイル１２ａ、第３の検出コイル１３ａ、第５の検出コイル１４ａ及び第７の検出コイル１５ａである。
【００１７】
また回転検出装置１は、検出コイルと対となる検出コイルが絶縁性を保ちながら積層されて基体３に設けられている。この対となる検出コイルは、一例として、図３（ａ）に点線で示す第２の検出コイル１２ｂ、第４の検出コイル１３ｂ、第６の検出コイル１４ｂ及び第８の検出コイル１５ｂである。
【００１８】
本実施の形態では、第１の検出コイル１２ａと第２の検出コイル１２ｂとを第１の検出コイル対１２、第３の検出コイル１３ａと第４の検出コイル１３ｂとを第２の検出コイル対１３、第５の検出コイル１４ａと第６の検出コイル１４ｂとを第３の検出コイル対１４、及び第７の検出コイル１５ａと第８の検出コイル１５ｂとを第４の検出コイル対１５とする。また、検出コイル群１６は、第１の検出コイル対１２〜第４の検出コイル対１５を含んで構成されている。
【００１９】
第１の交番磁場変化部は、一例として、図２（ｂ）に示すように、第２の金属部材２２、第４の金属部材２４、第６の金属部材２６及び第８の金属部材２８である。
【００２０】
第２の交番磁場変化部は、一例として、図２（ｂ）に示すように、第１の金属部材２１、第３の金属部材２３、第５の金属部材２５及び第７の金属部材２７である。
【００２１】
回転検出装置１は、第１の検出コイル１２ａ、第３の検出コイル１３ａ、第５の検出コイル１４ａ及び第７の検出コイル１５ａから取得した第１の検出信号としての後述する検出信号Ｓ２、検出信号Ｓ４、検出信号Ｓ６、検出信号Ｓ８と、第２の検出コイル１２ｂ、第４の検出コイル１３ｂ、第６の検出コイル１４ｂ及び第８の検出コイル１５ｂから取得した第２の検出信号としての後述する検出信号Ｓ３、検出信号Ｓ５、検出信号Ｓ７、検出信号Ｓ９と、に基づいて回転部材１０の回転角を判定する判定部としての制御部４０を備えている。
【００２２】
（回転部材１０の構成）
回転部材１０は、例えば、樹脂を用いて形成されている。また回転部材１０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、円板形状を有する基部１０１と、円柱形状を有するノブ１０２と、を備えて構成されている。なお回転部材１０は、基部１０１がなく、ノブ１０２に第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８が配置される構成であっても良い。
【００２３】
基部１０１は、センターコンソール５０の内側に位置し、表面１０１ａには、ノブ１０２が設けられ、裏面１０１ｂには、第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８が配置されている。
【００２４】
ノブ１０２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、センターコンソール５０から突出している。回転部材１０は、操作者がノブ１０２を回転操作することができるように構成されている。
【００２５】
（励磁コイル１１の構成）
励磁コイル１１は、導電性を有する金属材料を用いて基体３に形成されている。この励磁コイル１１は、例えば、印刷によって基体３に設けられている。励磁コイル１１は、図３（ａ）に示すように、交点１１５を中心とした中心角θ３の扇形状を有している。
【００２６】
この中心角θ３は、一例として、４５°である。この中心角θ３は、検出範囲と、金属部材が配置されるピッチの数と、に基づいて定められる。本実施の形態では、一例として、検出範囲は、回転部材１０の１回転分の回転操作の範囲、つまり０°〜３６０°であり、金属部材の数は、８つである。従って中心角θ３は、検出範囲を検出コイル対で除算した４５°となる。
【００２７】
なお、変形例として、検出範囲が０°〜３６０°の場合、後述する第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８の幅に基づいて励磁コイル１１の中心角θ３を変更しても良い。例えば、第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８の幅が、この金属部材の形状を決定する扇型の中心角θ２に基づいている場合、４５°から中心角θ２を減算した角度を、励磁コイル１１の中心角θ３としても良い。一例として、扇型の中心角θ２が、１０°である場合、励磁コイル１１の中心角θ３は、３５°となり、さらに小型化が可能となる。
【００２８】
この回転操作の範囲の基準位置（０°）は、例えば、図３（ａ）の紙面において、励磁コイル１１の右側の辺１１２が第１の金属部材２１の中央に位置する操作位置としている。そして、回転操作の範囲は、この基準位置から、図１（ａ）に示す矢印Ａ方向の１回転（３６０°）を範囲としている。
【００２９】
励磁コイル１１の配置領域１１１には、第１の検出コイル対１２〜第４の検出コイル対１５が配置される。なお励磁コイル１１に囲まれた領域とは、例えば、図３（ａ）の上面視において励磁コイル１１に囲まれた領域であると共に、交番磁場１１０が作用する範囲で、励磁コイル１１が形成された層の上下の層を含む領域である。
【００３０】
この励磁コイル１１には、一例として、図３（ｂ）に示すように、周期的に電流Ｉが変化する交流信号Ｓ１が供給される。励磁コイル１１は、この交流信号Ｓ１に基づいて、図２（ａ）に示すように、基体３の表面３０の法線方向、及び裏面３１の法線方向に、交互に大きさと方向が変化する交番磁場１１０を生成する。
【００３１】
この励磁コイル１１は、基体３に配置された制御ＩＣ（Integrated Circuit）４の制御部４０と電気的に接続されている。励磁コイル１１は、この制御部４０から交流信号Ｓ１が供給される。
【００３２】
（第１の検出コイル対１２〜第４の検出コイル対１５の構成）
第１の検出コイル対１２〜第４の検出コイル対１５は、導電性を有する金属材料を用いて基体３に形成されている。この第１の検出コイル対１２〜第４の検出コイル対１５は、例えば、印刷によって基体３に設けられている。
【００３３】
第１の検出コイル対１２は、図３（ａ）に一点鎖線で示すように、交点１１５を中心とする第１の円１１６に沿って配置されている。第２の検出コイル対１３は、図３（ａ）に一点鎖線で示すように、交点１１５を中心とする第２の円１１７に沿って配置されている。第３の検出コイル対１４は、図３（ａ）に一点鎖線で示すように、交点１１５を中心とする第３の円１１８に沿って配置されている。第４の検出コイル対１５は、図３（ａ）に一点鎖線で示すように、交点１１５を中心とする第４の円１１９に沿って配置されている。
【００３４】
第１の検出コイル対１２は、第１の検出コイル１２ａと、第１の検出コイル１２ａと異なる層に設けられて絶縁されている第２の検出コイル１２ｂを備えて構成されている。第２の検出コイル対１３は、第３の検出コイル１３ａと、第３の検出コイル１３ａと異なる層に設けられて絶縁されている第４の検出コイル１３ｂを備えて構成されている。第３の検出コイル対１４は、第５の検出コイル１４ａと、第５の検出コイル１４ａと異なる層に設けられて絶縁されている第６の検出コイル１４ｂを備えて構成されている。第４の検出コイル対１５は、第７の検出コイル１５ａと、第７の検出コイル１５ａと異なる層に設けられて絶縁されている第８の検出コイル１５ｂを備えて構成されている。
【００３５】
図３（ａ）に実線で示す第１の検出コイル１２ａ、第３の検出コイル１３ａ、第５の検出コイル１４ａ及び第７の検出コイル１５ａは、例えば、同じ層に設けられる。図３（ａ）に点線で示す第２の検出コイル１２ｂ、第４の検出コイル１３ｂ、第６の検出コイル１４ｂ及び第８の検出コイル１５ｂは、同じ層に設けられると共に、例えば、第１の検出コイル１２ａ、第３の検出コイル１３ａ、第５の検出コイル１４ａ及び第７の検出コイル１５ａが設けられた層よりも下層に設けられている。
【００３６】
第１の検出コイル１２ａ〜第８の検出コイル１５ｂは、図３（ａ）に示す励磁コイル１１のように、一方端部と他方端部とが制御部４０に電気的に接続されている。また検出コイルは、図３（ａ）において、端部以外で交差する部分は、互いに接触しないように構成されている。
【００３７】
第１の検出コイル１２ａ及び対となる第２の検出コイル１２ｂは、異なる形状を有すると共に、交点１１５を通る対称軸に対して線対称な形状を有している。この対称軸は、励磁コイル１１を重なるように折り返した際の折り目となる直線である。同様に、他の検出コイル及び対となる検出コイルは、異なる形状を有すると共に、交点１１５を通る対称軸に対して線対称な形状を有している。
【００３８】
第１の検出コイル１２ａは、例えば、図３（ａ）に示すように、環形状を有する第１の環部（環部１２０ａ及び環部１２１ａ）を２つ連結したような形状を有し、この第１の環部によって囲まれる領域の面積が互いに実質的に等しくなるように構成されている。
【００３９】
つまり第１の検出コイル１２ａは、例えば、出力される検出信号Ｓ２が、１周期分の正弦波となるような形状とされている（後述する図８（ａ）参照）。また第３の検出コイル１３ａ、第５の検出コイル１４ａ及び第７の検出コイル１５ａは、第１の検出コイル１２ａと同様に、出力される検出信号Ｓ４、検出信号Ｓ６及び検出信号Ｓ８が、１周期分の正弦波となるような形状とされている。
【００４０】
また対となる第２の検出コイル１２ｂは、例えば、図３（ａ）に示すように、環形状を有する第２の環部としての環部１２１ｂと、環部１２１ｂを同心円（第１の円１１６）の径方向に切断したような２つの半環部（半環部１２０ｂ及び半環部１２２ｂ）と、が、環部１２１ｂを中心として連結された形状を有している。また第２の検出コイル１２ｂは、環部１２１ｂに囲まれる領域の面積、及び半環部に囲まれる領域の２つ分の面積は、対応する第１の検出コイル１２ａの環部１２０ａ及び環部１２１ａの面積と実質的に等しくなるように構成されている。
【００４１】
つまり第２に検出コイル１２ｂは、例えば、出力される検出信号Ｓ３が、対となる第１の検出コイル１２ａと位相がずれると共に、半環部１２０ｂ及び半環部１２２ｂにおける振幅が環部１２１ｂの振幅よりも小さくなるような形状とされている。また第４の検出コイル１３ｂ、第６の検出コイル１４ｂ及び第８の検出コイル１５ｂは、第２の検出コイル１２ｂと同様に、出力される検出信号Ｓ５、検出信号Ｓ７及び検出信号Ｓ９が、対となる検出コイルと位相がずれると共に、半環部における振幅が環部の振幅よりも小さくなるような形状とされている。
【００４２】
同様に、第３の検出コイル１３ａは、環部１３０ａ及び環部１３１ａを連結したような形状を有している。第５の検出コイル１４ａは、環部１４０ａ及び環部１４１ａを連結したような形状を有している。第７の検出コイル１５ａは、環部１５０ａ及び環部１５１ａを連結したような形状を有している。
【００４３】
第３の検出コイル１３ａと対となる第４の検出コイル１３ｂは、環部１３１ｂを中心として半環部１３０ｂ及び半環部１３２ｂが連結したような形状を有している。第５の検出コイル１４ａと対となる第６の検出コイル１４ｂは、環部１４１ｂを中心として半環部１４０ｂ及び半環部１４２ｂが連結したような形状を有している。第７の検出コイル１５ａと対となる第８の検出コイル１５ｂは、環部１５１ｂを中心として半環部１５０ｂ及び半環部１５２ｂが連結したような形状を有している。
【００４４】
なお、環部と環部の連結したような部分、及び環部と半環部の連結したような部分は、連結されているのではなく、コイルが絶縁されながら上下に交差している部分である。
【００４５】
第１の検出コイル１２ａは、例えば、図３（ａ）の紙面の法線方向に交番磁場１１０が作用すると、第１の検出コイル１２ａには、この交番磁場１１０を打ち消すような磁場を生成する電流が流れる。従って、環部１２０ａと環部１２１ａとが交差していることから、第１の検出コイル１２ａの環部１２０ａには、時計回りの電流が流れ、環部１２１ａには、反時計回りの電流が流れる。つまり第１の検出コイル１２ａは、環部１２０ａと環部１２１ａとの面積が実質的に等しいことから、環部１２０ａと環部１２１ａにおいて、電磁誘導に基づいて大きさが等しく向きが逆方向となる電流が生成される。従って第１の検出コイル１２ａから出力される検出信号Ｓ２は、ゼロとなる。また検出信号Ｓ２は、交番磁場１１０の方向が逆向きになっても、第１の検出コイル１２ａの対称性からゼロとなる。
【００４６】
第２の検出コイル１２ｂは、例えば、図３（ａ）の紙面の法線方向に交番磁場１１０が作用すると、第２の検出コイル１２ｂには、この交番磁場１１０を打ち消すような磁場を生成する電流が流れる。従って、第２の検出コイル１２ｂの半環部１２０ｂには、時計回りの電流が流れ、環部１２１ｂには、反時計回りの電流が流れ、半環部１２２ｂには、時計回りの電流が流れる。つまり第１の検出コイル１２ａは、半環部１２０ｂの面積と半環部１２２ｂの面積とを足した面積と、環部１２１ｂの面積と、が実質的に等しいことから、出力される検出信号Ｓ３は、ゼロとなる。また検出信号Ｓ３は、交番磁場１１０の方向が逆向きになっても、第２の検出コイル１２ｂの対称性からゼロとなる。
【００４７】
従って、第１の検出コイル対１２は、図３（ａ）の紙面の法線方向、及び法線方向とは逆向きの方向の交番磁場１１０が作用すると、金属部材が対向していない場合、検出信号Ｓ２及び検出信号Ｓ３がゼロとなる。
【００４８】
第２の検出コイル対１３〜第４の検出コイル対１５は、第１の検出コイル対１２と相似な形状を有するので、図３（ａ）の紙面の法線方向、及び法線方向とは逆向きの方向の交番磁場１１０が作用すると、金属部材が対向していない場合、検出信号Ｓ４〜検出信号Ｓ９がゼロとなる。
【００４９】
（第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８の構成）
図５（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第１の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図５（ｂ）は、検出コイルと第２の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図５（ｃ）は、検出コイルと第３の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。
【００５０】
図６（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第４の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図６（ｂ）は、検出コイルと第５の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図６（ｃ）は、検出コイルと第６の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。
【００５１】
図７（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第７の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図７（ｂ）は、検出コイルと第８の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図７（ｃ）は、検出コイルと第２の金属部材及び第３の金属部材の位置関係を説明するための上面図である。
【００５２】
図８（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転検出装置の第１の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図８（ｂ）は、第２の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図８（ｃ）は、第３の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図８（ｄ）は、第４の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。
【００５３】
この図８（ａ）〜図８（ｄ）は、縦軸が検出信号の電圧Ｖ、横軸が回転部材１０の回転角θである。また図８（ａ）は、実線が第１の検出コイル１２ａの検出信号Ｓ２であり、点線が第２の検出コイル１２ｂの検出信号Ｓ３である。図８（ｂ）は、実線が第３の検出コイル１３ａの検出信号Ｓ４であり、点線が第４の検出コイル１３ｂの検出信号Ｓ５である。図８（ｃ）は、実線が第５の検出コイル１４ａの検出信号Ｓ６であり、点線が第６の検出コイル１４ｂの検出信号Ｓ７である。図８（ｄ）は、実線が第７の検出コイル１５ａの検出信号Ｓ８であり、点線が第８の検出コイル１５ｂの検出信号Ｓ９である。
【００５４】
第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８は、銅等の金属材料を用いて板形状に形成されている。この第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８は、回転部材１０の基部１０１の裏面１０１ｂに配置されている。
【００５５】
第１の金属部材２１は、図２（ｂ）に示すように、第１の検出コイル対１２と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２００の内側と内円２０１の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００５６】
第２の金属部材２２は、第２の検出コイル対１３及び第３の検出コイル対１４と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２０２の内側と内円２０５の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００５７】
第３の金属部材２３は、第４の検出コイル対１５と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２０６の内側と内円２０７の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００５８】
第４の金属部材２４は、第１の検出コイル対１２及び第２の検出コイル対１３と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２００の内側と内円２０３の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００５９】
第５の金属部材２５は、第３の検出コイル対１４と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２０４の内側と内円２０５の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００６０】
第６の金属部材２６は、図２（ｂ）に示すように、金属片２６ａ及び金属片２６ｂから構成されている。金属片２６ａは、第１の検出コイル対１２と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２００の内側と内円２０１の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。また、金属片２６ｂは、第４の検出コイル対１５と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２０６の内側と内円２０７の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００６１】
第７の金属部材２７は、第２の検出コイル対１３と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２０２の内側と内円２０３の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００６２】
第８の金属部材２８は、第３の検出コイル対１４及び第４の検出コイル対１５と対向するように、回転中心１０５を中心とする外円２０４の内側と内円２０７の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。
【００６３】
従って、回転部材１０の回転に伴って金属部材が回転移動し、検出コイル対と対向すると、励磁コイル１１の交番磁場１１０の作用により、交番磁場１１０を打ち消す方向の磁場を生成する渦電流が金属部材に発生する。この交番磁場１１０を打ち消す磁場は、金属部材と対向する検出コイル対の面積に比例する。従って検出コイル対から出力される検出信号は、ゼロとならず、金属部材の位置に応じた値となる。
【００６４】
第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８は、図２（ｂ）に示すように、回転部材１０の回転の検出範囲を、金属部材の数で等分して得られる予め定められた角度θ１に基づいて配置されている。
【００６５】
具体的には、第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８は、検出範囲が上述のように、０°〜３６０°であり、金属部材の数が８つであることから、４５°の間隔で配置される。つまり予め定められた角度θ１は、４５°である。つまり、金属部材は、４５°ピッチで配置される。
【００６６】
従って、第１の金属部材２１は、回転中心１０５に対する第２の金属部材２２との角度が４５°となるように配置される。よって、第２の金属部材２２〜第８の金属部材２８は、隣接する金属部材との角度が４５°となるように配置される。
【００６７】
第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８は、例えば、回転中心１０５を中心とする円において、中心角がθ２となる扇形状の一部となる形状を有している。
【００６８】
第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８は、１つの検出コイル対に対向する金属部材、及び２つの検出コイル対に対向する金属部材があるので、その面積が異なっている。図２（ａ）に示す外円と内円との半径の差Ｒ１〜差Ｒ４が等しく、外円の半径が小さい方からｒ、２ｒ、３ｒ及び４ｒと近似する場合、１つの検出コイル対と対向する金属部材である、第３の金属部材２３、第５の金属部材２５、第７の金属部材２７及び第１の金属部材２１の面積の比は、およそ１：４：９：１６となる。この面積を基準とした第１の金属部材２１〜第８の金属部材２８の面積は、例えば、第３の金属部材２３＜第５の金属部材２５＜第８の金属部材２８＜第７の金属部材２７＜第２の金属部材２２＜第１の金属部材２１＜第６の金属部材２６＜第４の金属部材２４となる。
【００６９】
従って、第１の検出コイル対１２〜第４の検出コイル対１５から出力される検出信号Ｓ２〜検出信号Ｓ９の振幅は、上述の面積に比例する。
【００７０】
第１の金属部材２１は、図２（ｂ）に示すように、外円２００に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０１の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２００と内円２０１との半径の差は、Ｒ１であり、第１の金属部材２１の径方向の幅となっている。
【００７１】
この第１の金属部材２１の形状は、例えば、図５（ａ）の上面図において、第１の金属部材２１に隠れる第１の検出コイル１２ａと第２の検出コイル１２ｂの環部及び半環部の面積が、第１の金属部材２１の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。
【００７２】
なお、本実施の形態の差Ｒ１〜差Ｒ４は、等しいので、以下ではＲと記載する。また、内円２０１と外円２０２、内円２０３と外円２０４、及び内円２０５と外円２０６の半径の差は、図２（ｂ）に示すように、△Ｒとして記載する。
【００７３】
第２の金属部材２２は、図２（ｂ）に示すように、外円２０２に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０５の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２０２と内円２０３との半径の差は、２Ｒ＋△Ｒであり、第２の金属部材２２の径方向の幅となっている。
【００７４】
この第２の金属部材２２の形状は、例えば、図５（ｂ）の上面図において、第２の金属部材２２に隠れる第３の検出コイル１３ａ〜第６の検出コイル１４ｂの環部及び半環部の面積が、第２の金属部材２２の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。
【００７５】
第３の金属部材２３は、図２（ｂ）に示すように、外円２０６に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０７の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２０６と内円２０７との半径の差は、Ｒであり、第３の金属部材２３の径方向の幅となっている。
【００７６】
この第３の金属部材２３の形状は、例えば、図５（ｃ）の上面図において、第３の金属部材２３に隠れる第７の検出コイル１５ａと第８の検出コイル１５ｂの環部及び半環部の面積が、第３の金属部材２３の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。
【００７７】
第４の金属部材２４は、図２（ｂ）に示すように、外円２００に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０３の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２００と内円２０３との半径の差は、２Ｒ＋△Ｒであり、第４の金属部材２４の径方向の幅となっている。
【００７８】
この第４の金属部材２４の形状は、例えば、図６（ａ）の上面図において、第４の金属部材２４に隠れる第１の検出コイル１２ａ〜第４の検出コイル１３ｂの環部及び半環部の面積が、第４の金属部材２４の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。
【００７９】
第５の金属部材２５は、図２（ｂ）に示すように、外円２０４に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０５の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２０４と内円２０５との半径の差は、Ｒであり、第５の金属部材２５の径方向の幅となっている。
【００８０】
この第５の金属部材２５の形状は、例えば、図６（ｂ）の上面図において、第５の金属部材２５に隠れる第５の検出コイル１４ａと第６の検出コイル１４ｂの環部及び半環部の面積が、第５の金属部材２５の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。
【００８１】
第６の金属部材２６の金属片２６ａは、図２（ａ）に示すように、外円２００に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０１の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２００と内円２０１との半径の差は、Ｒであり、第１の金属部材２１の径方向の幅となっている。また、金属片２６ｂは、外円２０６に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０７の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２０６と内円２０７との半径の差は、Ｒであり、第３の金属部材２３の径方向の幅となっている。
【００８２】
この第６の金属部材２６の金属片２６ａの形状は、例えば、図６（ｃ）に示すように、第１の金属部材２１と同じである。また、金属片２６ｂの形状は、例えば、図６（ｃ）に示すように、第３の金属部材２３と同じである。
【００８３】
第７の金属部材２７は、図２（ｂ）に示すように、外円２０２に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０３の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２０２と内円２０３との半径の差は、Ｒであり、第７の金属部材２７の径方向の幅となっている。
【００８４】
この第７の金属部材２７の形状は、例えば、図７（ａ）の上面図において、第７の金属部材２７に隠れる第３の検出コイル１３ａと第４の検出コイル１３ｂの環部及び半環部の面積が、第７の金属部材２７の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。
【００８５】
第８の金属部材２８は、図２（ｂ）に示すように、外円２０４に基づいて形成された中心角θ２を有する扇形と、内円２０７の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円２０４と内円２０７との半径の差は、２Ｒ＋△Ｒであり、第８の金属部材２８の径方向の幅となっている。
【００８６】
この第８の金属部材２８の形状は、例えば、図７（ｂ）の上面図において、第８の金属部材２８に隠れる第５の検出コイル１４ａ〜第５の検出コイル１５ｂの環部及び半環部の面積が、第８の金属部材２８の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。
【００８７】
従って、金属部材の形状は、本実施の形態の扇形状に限定されず、図５（ａ）の上面図において、金属部材に隠れる検出コイル対の環部及び半環部の面積が、位置に依らず、実質的に一定となる形状であれば良い。
【００８８】
ここで、図３（ａ）の紙面において、励磁コイル１１の右側の辺１１２と、第１の金属部材２１の側面２１０と、が一致してから、励磁コイル１１の左側の辺１１３と、第１の金属部材２１の側面２１０の反対の側面２１１と、が一致するまでの回転角は、側面１５１と側面１５２とが中心角θ２に基づいた角度であることから、５５°となる。
【００８９】
励磁コイル１１の辺１１２と、第２の金属部材２２の側面２２０と、が一致してから、励磁コイル１１の辺１１３と、第２の金属部材２２の側面２２１と、が一致するまでの回転角は、同様に５５°となる。
【００９０】
励磁コイル１１の辺１１２と、第３の金属部材２３の側面２３０と、が一致してから、励磁コイル１１の辺１１３と、第３の金属部材２３の側面２３１と、が一致するまでの回転角は、５５°となる。
【００９１】
励磁コイル１１の辺１１２と、第４の金属部材２４の側面２４０と、が一致してから、励磁コイル１１の辺１１３と、第４の金属部材２４の側面２４１と、が一致するまでの回転角は、５５°となる。
【００９２】
励磁コイル１１の辺１１２と、第５の金属部材２５の側面２５０と、が一致してから、励磁コイル１１の辺１１３と、第５の金属部材２５の側面２５１と、が一致するまでの回転角は、５５°となる。
【００９３】
励磁コイル１１の辺１１２と、第６の金属部材２６の金属片２６ａの側面２６０ａ、及び金属片２６ｂの側面２６０ｂと、が一致してから、励磁コイル１１の辺１１３と、第６の金属部材２６の金属片２６ａの側面２６１ａ、及び金属片２６ｂの側面２６１ｂと、が一致するまでの回転角は、５５°となる。
【００９４】
励磁コイル１１の辺１１２と、第７の金属部材２７の側面２７０と、が一致してから、励磁コイル１１の辺１１３と、第７の金属部材２７の側面２７１と、が一致するまでの回転角は、側面２７０と側面２７１とが中心角θ２に基づいた角度であることから、５５°となる。
【００９５】
励磁コイル１１の辺１１２と、第８の金属部材２８の側面２８０と、が一致してから、励磁コイル１１の辺１１３と、第８の金属部材２８の側面２８１と、が一致するまでの回転角は、５５°となる。
【００９６】
ここで、回転検出装置１は、図７（ｃ）に示すように、回転部材１０の回転角によっては、２つの金属部材が励磁コイル１１上に位置する場合がある。例えば、隣接するピッチの金属部材が同じ外円と内円とに挟まれる領域に位置すると、隣接するピッチの金属部材が励磁コイル１１上に位置する際に、同じ検出コイル対から検出信号出力されるので、正確な検出精度が得られない。従って、隣接するピッチの金属部材及び金属片は、同じ外円と内円とに挟まれる領域に配置されない。
【００９７】
（制御部４０の構成）
制御部４０は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部４０が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
【００９８】
制御部４０は、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、検出コイル群１６から取得する検出信号Ｓ２〜検出信号Ｓ９に基づいて回転部材１０の回転角を判定するように構成されている。
【００９９】
具体的には、制御部４０は、図８（ａ）に示すように、第１の検出コイル対１２の検出信号Ｓ２及び検出信号Ｓ３に基づいて−５°〜５０°までの回転角を判定する。
【０１００】
制御部４０は、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、第２の検出コイル対１３の検出信号Ｓ４及び検出信号Ｓ５と、第３の検出コイル対１４の検出信号Ｓ６及び検出信号Ｓ７に基づいて４０°〜９５°までの回転角を判定する。
【０１０１】
制御部４０は、図８（ｄ）に示すように、第４の検出コイル対１５の検出信号Ｓ８及び検出信号Ｓ９に基づいて８５°〜１４０°までの回転角を判定する。
【０１０２】
制御部４０は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第１の検出コイル対１２の検出信号Ｓ２及び検出信号Ｓ３と、第２の検出コイル対１３の検出信号Ｓ４及び検出信号Ｓ５に基づいて１３０°〜１８５°までの回転角を判定する。
【０１０３】
制御部４０は、図８（ｃ）に示すように、第３の検出コイル対１４の検出信号Ｓ６及び検出信号Ｓ７に基づいて１７５°〜２３０°までの回転角を判定する。
【０１０４】
制御部４０は、図８（ａ）及び図８（ｄ）に示すように、第１の検出コイル対１２の検出信号Ｓ２及び検出信号Ｓ３と、第４の検出コイル対１５の検出信号Ｓ８及び検出信号Ｓ９に基づいて２２０°〜２７５°までの回転角を判定する。
【０１０５】
制御部４０は、図８（ｂ）に示すように、第２の検出コイル対１３の検出信号Ｓ４及び検出信号Ｓ５に基づいて２６５°〜３２０°までの回転角を判定する。
【０１０６】
制御部４０は、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すように、第３の検出コイル対１４の検出信号Ｓ６及び検出信号Ｓ７と、第４の検出コイル対１５の検出信号Ｓ８及び検出信号Ｓ９に基づいて３１０°〜３６５°までの回転角を判定する。
【０１０７】
上述のように、制御部４０は、例えば、取得した検出信号Ｓ２〜検出信号Ｓ９に基づいて、検出信号を出力する検出コイル対の組み合わせを判定すると共に、得られた検出信号に基づいて回転角θを判定するように構成されている。
【０１０８】
制御部４０は、判定結果に基づいて回転角θの情報を含む操作情報Ｓ１０を生成するように構成されている。ここで以下では、回転部材１０の回転角θの判定について説明する。
【０１０９】
（回転角θの判定について）
第１の金属部材２１は、例えば、図５（ａ）の紙面において、回転部材１０の回転に共なって、側面２１０が励磁コイル１１の右側の辺１１２から左側の辺１１３に移動する。この移動により、図８（ａ）に示すように、側面２１０が辺１１２を超えた後、第１の検出コイル１２ａの検出信号Ｓ２よりも第２の検出コイル１２ｂの検出信号Ｓ３の方が急峻に立ち上がる。本実施の形態では、第１の金属部材２１の側面２１０と辺１１２が一致している状態の回転角θを−５°としている。
【０１１０】
第１の金属部材２１の側面２１０が励磁コイル１１の辺１１２を超えた位置は、第１の検出コイル１２ａの環部１２０ａの端部であることから、第１の金属部材２１により覆われる面積は、殆どゼロとなり検出信号Ｓ２もまた殆どゼロとなる。
【０１１１】
一方、第１の金属部材２１の側面２１０が励磁コイル１１の辺１１２を超えた位置は、第２の検出コイル１２ｂの半環部１２０ｂの端部であることから、第１の金属部材２１によって幅が最大である部分が覆われるので、検出信号Ｓ３は、検出信号Ｓ２よりも立ち上がりが急峻になる。
【０１１２】
しかし、半環部１２０ｂは、環部１２０ａのおよそ半分の面積しかない。従って第２の検出コイル１２ｂの半環部１２０ｂが覆われた際の検出信号Ｓ３は、図８（ａ）に示すように、立ち上がりは急峻であるものの、第１の検出コイル１２ａの環部１２０ａにおける最大電圧Ｖ１の半分程度の大きさである最大電圧Ｖ２となる。
【０１１３】
さらに回転部材１０が回転すると、第１の金属部材２１は、第１の検出コイル１２ａの環部１２０ａを覆う面積が最も大きく、第２の検出コイル１２ｂの半環部１２０ｂと環部１２１ｂの面積を等しく覆う位置に移動する。この位置は、回転角が１１．２５°である。従ってこの回転角では、検出信号Ｓ２は、最大電圧Ｖ１となり、検出信号Ｓ３は、ゼロとなる。
【０１１４】
さらに回転部材１０が回転すると、第１の金属部材２１は、第１の検出コイル１２ａの環部１２０ａと環部１２１ａを等しく覆うと共に、第２の検出コイル１２ｂの環部１２１ｂ覆う面積が最大となる位置に移動する。この位置は、回転角が２２．５°である。従ってこの回転角では、検出信号Ｓ２は、ゼロとなり、検出信号Ｓ３は、絶対値が最大となる電圧（−Ｖ１）となる。
【０１１５】
さらに回転部材１０が回転すると、第１の金属部材２１は、第１の検出コイル１２ａの環部１２１ａを覆う面積が最も大きく、第２の検出コイル１２ｂの環部１２１ｂと半環部１２２ｂの面積を等しく覆う位置に移動する。この位置は、回転角が３３．７５°である。従ってこの回転角では、検出信号Ｓ２は、絶対値が最大となる電圧（−Ｖ１）となり、検出信号Ｓ３は、ゼロとなる。
【０１１６】
またさらに回転部材１０が回転すると、第１の金属部材２１の側面２１０が、励磁コイル１１の辺１１３に一致する。この位置に到達するための回転角は、４０°となる。そして、第１の金属部材２１が、励磁コイル１１の外に出るまで、さらに１０°回転する必要があるので、回転角５０°に到達した際に、検出信号Ｓ２及び検出信号Ｓ３が、共にゼロとなる。
【０１１７】
回転部材１０の回転角θが４０°に達すると、図５（ｂ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、第２の金属部材２２の側面２２０が辺１１２に到達する。第２の金属部材２２は、第２の検出コイル対１３及び第３の検出コイル対１４にわたる大きさを有しているので、検出信号Ｓ４〜検出信号Ｓ７が出力される。
【０１１８】
この検出信号Ｓ４及び検出信号Ｓ６のグラフは、図８（ａ）に示す検出信号Ｓ２のグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号Ｓ４及び検出信号Ｓ６の最大電圧は、電圧Ｖ３及び電圧Ｖ５である。また、検出信号Ｓ５及び検出信号Ｓ７のグラフは、図８（ａ）に示す検出信号Ｓ３のグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号Ｓ５及び検出信号Ｓ７の最大電圧は、電圧Ｖ４及び電圧Ｖ６である。
【０１１９】
第２の金属部材２２の側面２２０が辺１１２に到達してから反対の側面２２１が辺１１３に到達するまでの回転部材１０の回転角θは、４０°〜９５°である。
【０１２０】
回転部材１０の回転角θが８５°に達すると、図５（ｃ）及び図８（ｄ）に示すように、第３の金属部材２３の側面２３０が辺１１２に到達する。第３の金属部材２３は、第４の検出コイル対１５に対向するので、検出信号Ｓ８及び検出信号Ｓ９が出力される。
【０１２１】
この検出信号Ｓ８のグラフは、検出信号Ｓ２のグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号Ｓ２の最大電圧は、電圧Ｖ７である。また、検出信号Ｓ９のグラフは、検出信号Ｓ３のグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号Ｓ３の最大電圧は、電圧Ｖ８である。
【０１２２】
第３の金属部材２３の側面２３０が辺１１２に到達してから反対の側面２３１が辺１１３に到達するまでの回転部材１０の回転角θは、８５°〜１４０°である。
【０１２３】
回転部材１０の回転角θが１３０°に達すると、図６（ａ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第４の金属部材２４の側面２４０が辺１１２に到達する。第４の金属部材２４は、第１の検出コイル対１２及び第２の検出コイル対１３に対向するので、検出信号Ｓ２〜検出信号Ｓ５が出力される。
【０１２４】
第４の金属部材２４の側面２４０が辺１１２に到達してから反対の側面２４１が辺１１３に到達するまでの回転部材１０の回転角θは、１３０°〜１８５°である。
【０１２５】
回転部材１０の回転角θが１７５°に達すると、図６（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、第５の金属部材２５の側面２５０が辺１１２に到達する。第５の金属部材２５は、第３の検出コイル対１４に対向するので、検出信号Ｓ６及び検出信号Ｓ７が出力される。
【０１２６】
第５の金属部材２５の側面２５０が辺１１２に到達してから反対の側面２５１が辺１１３に到達するまでの回転部材１０の回転角θは、１７５°〜２３０°である。
【０１２７】
回転部材１０の回転角θが２２０°に達すると、図６（ｃ）、図８（ａ）及び図８（ｄ）に示すように、第６の金属部材２５（金属片２６ａ及び金属片２６ｂ）の側面（側面２６０ａ及び側面２６０ｂ）が辺１１２に到達する。第６の金属部材２６は、第１の検出コイル対１２及び第４の検出コイル対１５に対向するので、検出信号Ｓ２、検出信号Ｓ３、検出信号Ｓ８及び検出信号Ｓ９が出力される。
【０１２８】
第６の金属部材２６の側面（側面２６０ａ及び側面２６０ｂ）が辺１１２に到達してから反対の側面（側面２６１ａ及び側面２６１ｂ）が辺１１３に到達するまでの回転部材１０の回転角θは、２２０°〜２７５°である。
【０１２９】
回転部材１０の回転角θが２６５°に達すると、図７（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第７の金属部材２７の側面２７０が辺１１２に到達する。第７の金属部材２７は、第２の検出コイル対１３に対向するので、検出信号Ｓ４及び検出信号Ｓ５が出力される。
【０１３０】
第７の金属部材２７の側面２７０が辺１１２に到達してから反対の側面２７１が辺１１３に到達するまでの回転部材１０の回転角θは、２６５°〜３２０°である。
【０１３１】
回転部材１０の回転角θが３１０°に達すると、図７（ｂ）、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すように、第８の金属部材２８の側面２８０が辺１１２に到達する。第８の金属部材２８は、第３の検出コイル対１４及び第４の検出コイル対１５に対向するので、検出信号Ｓ６〜検出信号Ｓ９が出力される。
【０１３２】
第８の金属部材２８の側面２８０が辺１１２に到達してから反対の側面２８１が辺１１３に到達するまでの回転部材１０の回転角θは、３１０°〜３６５°である。
【０１３３】
ここで、図７（ｃ）に示すように、隣接する金属部材（一例として、第２の金属部材２２及び第３の金属部材２３）が、励磁コイル１１の上方に位置するような場合、検出信号Ｓ３〜検出信号Ｓ８は、ゼロではない電圧を有する。しかし、制御部４０は、検出信号Ｓ３〜検出信号Ｓ８が並列的に入力するので、区別可能である。従って、制御部４０は、隣接する金属部材が、励磁コイル１１の上方に位置する場合であっても回転部材１０の回転角を判定することが可能である。
【０１３４】
また、検出コイル対は、環部や半環部の連結のパターンが異なる２つの検出コイルから構成されるので、検出コイルごとの検出信号が異なる。従って制御部４０は、取得した検出信号に基づいた回転角の正確な判定が可能となる。
【０１３５】
なお、回転検出装置１は、図１（ｂ）の紙面における回転部材１０の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向の回転角を検出することが可能である。
【０１３６】
（車両ＬＡＮ５５との接続について）
回転検出装置１は、例えば、図４（ｂ）に示すように、車両ＬＡＮ５５と電磁気的に接続されている。この車両ＬＡＮ５５には、表示装置６、空調装置７及びナビゲーション装置８が電磁気的に接続されている。
【０１３７】
なお上述の電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも１つを用いた接続である。
【０１３８】
以下では、被制御装置としての空調装置７を制御する回転検出装置１の動作について説明する。
【０１３９】
（動作）
車両５の電源が投入されると、回転検出装置１の制御部４０は、交流信号Ｓ１を生成して励磁コイル１１に出力する。
【０１４０】
励磁コイル１１は、供給された交流信号Ｓ１に基づいて交番磁場１１０を発生させる。
【０１４１】
操作者が、回転部材１０のノブ１０２を回転させると、励磁コイル１１の上方に位置する金属部材に応じて、第１の検出コイル対１２〜第４の検出コイル対１５の少なくとも１つの検出コイル対からの検出信号が得られる。
【０１４２】
制御部４０は、得られた検出信号に基づいて回転部材１０の回転角θを判定し、判定した回転角θに基づいて操作情報Ｓ１０を生成して、車両ＬＡＮ５５を介して空調装置７に出力する。
【０１４３】
空調装置７は、取得した操作情報Ｓ１０に基づいた機能を実行する。
【０１４４】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る回転検出装置１は、少なくとも１回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を３６０°よりも小さくすることができる。具体的には、この回転検出装置１は、第１の検出コイル１２ａ〜第８の検出コイル１５ｂが、同心円の周の一部に沿って配置されると共に、第１の検出コイル１２ａ〜第８の検出コイル１５ｂを囲むように、４５°の扇形状の配置領域１１１を形成する励磁コイル１１が配置されている。従って、回転検出装置１は、検出コイルが円周の全体に沿って配置される場合と比べて、励磁コイル１１、第１の検出コイル１２ａ〜第６の検出コイル１４ｂが占有する面積が小さくなり、小型化することができる。
【０１４５】
また回転検出装置１は、検出コイルが円周の一部に沿って配置されるが、その一部に基づく回転角よりも大きい回転角を検出することができる。
【０１４６】
回転検出装置１は、パターンが異なる検出コイルを組み合わせた検出コイル対の２つの異なる検出信号に基づいて回転部材１０の回転角を検出するので、１つのパターンの検出コイルで回転角を検出する場合と比べて、精度が向上する。例えば、検出信号が正弦波形状を有する場合、少なくとも同じ電圧に２つの回転角が対応する。しかし、この回転検出装置１は、異なる２つの検出信号に基づいて判定するので、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、正弦波形状の検出信号の電圧に２つの回転角が対応しても、他の検出信号によりいずれの回転角であるのか判定が可能となり、精度が向上する。
【０１４７】
また、回転検出装置１は、金属部材が複数の検出コイル対を覆うように設けられているので、複数の検出コイル対の組み合わせで回転角θを判定することができる。回転検出装置１は、複数の検出コイル対の組み合わせで回転角θを判定することで、検出コイル対の組み合わせを用いない場合と比べて、検出コイル対の数が少なくなると共に、励磁コイル１１の中心角θ３が小さくなり小型化することができる。
【０１４８】
なお変形例として、制御部４０は、取得した検出信号をそれぞれ記憶し、記憶された検出信号に基づいて、回転部材１０の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向の３６０°以上の回転角を検出するように構成されても良い。
【０１４９】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、金属部材の組み合わせが第１の実施の形態と異なっている。
【０１５０】
図９は、第２の実施の形態に係る回転検出装置の金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。図１０（ａ）は、第２の実施の形態に係る回転検出装置の第１の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図１０（ｂ）は、第２の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図１０（ｃ）は、第３の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図１０（ｄ）は、第４の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【０１５１】
本実施の形態の回転検出装置１は、図９に示すように、第１の金属部材２１ａ〜第８の金属部材２８ａが、回転部材１０の裏面１０１ｂに４５°ピッチで配置されている。
【０１５２】
第１の金属部材２１ａは、図９、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、第１の検出コイル対１２及び第２の検出コイル対１３に対向する位置に配置されると共に、第１の検出コイル対１２及び第２の検出コイル対１３にまたがる形状を有している。
【０１５３】
第２の金属部材２２ａは、図９、図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）に示すように、第３の検出コイル対１４及び第４の検出コイル対１５に対向する位置に配置されると共に、第３の検出コイル対１４及び第４の検出コイル対１５にまたがる形状を有している。
【０１５４】
第３の金属部材２３ａは、図９及び図１０（ａ）に示すように、第１の検出コイル対１２に対向する位置に配置されると共に、第１の検出コイル対１２に対応した形状を有している。
【０１５５】
第４の金属部材２４ａは、図９、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、第２の検出コイル対１３及び第３の検出コイル対１４に対向する位置に配置されると共に、第２の検出コイル対１３及び第３の検出コイル対１４にまたがる形状を有している。
【０１５６】
第５の金属部材２５ａは、図９に示すように、金属片２５ｂ及び金属片２５ｃを備えている。金属片２５ｂは、第１の検出コイル対１２に対向する位置に配置されると共に、第１の検出コイル対１２に対応する形状を有している。また、金属片２５ｃは、第４の検出コイル対１５に対向する位置に配置されると共に、第４の検出コイル対１５に対応した形状を有している。
【０１５７】
第６の金属部材２６ｃは、図９及び図１０（ｂ）に示すように、第２の検出コイル対１３に対向する位置に配置されると共に、第２の検出コイル対１３に対応する形状を有している。
【０１５８】
第７の金属部材２７ａは、図９に示すように、金属片２７ｂ及び金属片２７ｃを備えている。金属片２７ｂは、第１の検出コイル対１２に対向する位置に配置されると共に、第１の検出コイル対１２に対応する形状を有している。また、金属片２７ｃは、第３の検出コイル対１４に対向する位置に配置されると共に、第３の検出コイル対１４に対応する形状を有している。
【０１５９】
第８の金属部材２８ａは、図９及び図１０（ｄ）に示すように、第４の検出コイル対１５に対向する位置に配置されると共に、第４の検出コイル対１５に対応する形状を有している。
【０１６０】
回転検出装置１は、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、隣接する金属部材が同じ検出コイル対に対向すると、検出信号が重なり合って回転角θの判定が困難となるので、隣接する金属部材が同じ検出コイルに対向しないように配置される。
【０１６１】
（効果）
本実施の形態の回転検出装置１は、検出信号の振幅が大きい金属部材を中心に配置しているので、判定が容易となる。
【０１６２】
なお変形例として、上述の検出コイルは、環部及び半環部が曲線形状であったが、矩形状であっても良い。
【０１６３】
他の変形例として、金属部材が基体３に、検出コイル及び励磁コイルが回転部材１０に、配置されても良い。
【０１６４】
上述の実施の形態における回転検出装置１は、操作による回転部材の回転を検出するように構成されたがこれに限定されず、一例として、駆動されたシャフト等の回転を検出するように構成されても良い。
【０１６５】
以上述べた少なくとも１つの実施の形態の回転検出装置１によれば、少なくとも１回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を３６０°よりも小さくすることが可能となる。
【０１６６】
上述の実施の形態及び変形例に係る回転検出装置１は、例えば、制御部４０の機能の一部又は全部が、コンピュータが実行するプログラム、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって実現されても良い。
【０１６７】
なお、ＡＳＩＣとは、特定用途向け集積回路であり、ＦＰＧＡとは、プログラミングすることができるＬＳＩ（大規模集積回路：Large Scale Integration）である。
【０１６８】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１６９】
１…回転検出装置、３…基体、５…車両、６…表示装置、７…空調装置、８…ナビゲーション装置、９…手、１０…回転部材、１１…励磁コイル、１２〜１５…第１の検出コイル対〜第４の検出コイル対、１２ａ…第１の検出コイル、１２ｂ…第２の検出コイル、１３ａ…第３の検出コイル、１３ｂ…第４の検出コイル、１４ａ…第５の検出コイル、１４ｂ…第６の検出コイル、１５ａ…第７の検出コイル、１５ｂ…第８の検出コイル、１６…検出コイル群、２１〜２８…第１の金属部材〜第８の金属部材、２１ａ〜２５ａ…第１の金属部材〜第５の金属部材、２５ｂ…金属片、２５ｃ…金属片、２６ａ…金属片、２６ｂ…金属片、２６ｃ…第６の金属部材、２７ａ…第７の金属部材、２７ｂ…金属片、２７ｃ…金属片、２８ａ…第８の金属部材、３０…表面、３１…裏面、４０…制御部、５０…センターコンソール、５５…車両ＬＡＮ、６０…表示画面、６１…表示画像、１００…回転軸、１０１…基部、１０１ａ…表面、１０１ｂ…裏面、１０２…ノブ、１０５…回転中心、１１０…交番磁場、１１１…配置領域、１１２…辺、１１３…辺、１１５…交点、１１６〜１１９…第１の円〜第４の円、１２０ａ…環部、１２０ｂ…半環部、１２１ａ…環部、１２１ｂ…環部、１２２ｂ…半環部、１３０ａ…環部、１３０ｂ…半環部、１３１ａ…環部、１３１ｂ…環部、１３２ｂ…半環部、１４０ａ…環部、１４０ｂ…半環部、１４１ａ…環部、１４１ｂ…環部、１４２ｂ…半環部、１５０ａ…環部、１５０ｂ…半環部、１５１…側面、１５１ａ…環部、１５１ｂ…環部、１５２…側面、１５２ｂ…半環部、２００…外円、２０１…内円、２０２…外円、２０３…内円、２０４…外円、２０５…内円、２０６…外円、２０７…内円、２１０…側面、２１１…側面、２２０…側面、２２１…側面、２３０…側面、２３１…側面、２４０…側面、２４１…側面、２５０…側面、２５１…側面、２６０ａ…側面、２６０ｂ…側面、２６１ａ…側面、２６１ｂ…側面、２７０…側面、２７１…側面、２８０…側面、２８１…側面
【図１】
2016011894.tif 000003
【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】
2016011894.tif 000009
【図８】
2016011894.tif 000010
【図９】
2016011894.tif 000011
【図１０】
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