(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸と一体的に回転するとともに磁束を通す回転体と、
前記回転軸と同軸的に配されて前記回転体の軸方向一方側に固定され、前記回転体との間で第１の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第１固定体と、
前記回転体の軸方向他方側に固定され、前記回転体との間で第２の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第２固定体と、
前記回転体を介して前記第１固定体と前記第２固定体との間で受け渡される磁束を検出する磁束検出手段とを備え、
前記回転体は、
前記第１固定体よりも外周側で軸方向一方側に膨出して前記第１固定体と径方向に対向する軸方向膨出部を有し、
この軸方向膨出部と前記第１固定体との間で径方向エアギャップを形成することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記軸方向膨出部は、前記第１固定体に向かって内周側に伸びるとともに前記第１固定体と径方向に対向する径方向伸長部を有し、
前記径方向エアギャップは、前記径方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転角検出装置において、
前記径方向伸長部の軸方向他端は、前記第１固定体の軸方向他端よりも軸方向一方側にあり、
前記径方向伸長部の軸方向他端と前記第１固定体の軸方向他端との軸方向距離は、前記回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記第１固定体は、前記軸方向膨出部に向かって外周側に伸びるとともに前記軸方向膨出部と径方向に対向する径方向伸長部を有し、
前記径方向エアギャップは、前記径方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転角検出装置において、
前記径方向伸長部の軸方向一端は、前記軸方向膨出部の軸方向一端よりも軸方向他方側にあり、
前記径方向伸長部の軸方向一端と前記軸方向膨出部の軸方向一端との軸方向距離は、前記回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５に記載の回転角検出装置において、
前記回転体は、前記第１固定体に向かって軸方向一方側に伸びるとともに前記第１固定体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、
前記第１の軸方向エアギャップは、前記軸方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。  
【請求項７】
請求項６に記載の回転角検出装置において、
前記軸方向伸長部の外周端は、前記第１固定体の外周端よりも内周側にあり、
前記軸方向伸長部の外周端と前記第１固定体の外周端との径方向距離は、前記回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項５に記載の回転角検出装置において、
前記第１固定体は、前記回転体に向かって軸方向他方側に伸びるとともに前記回転体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、
前記第１の軸方向エアギャップは、前記軸方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。  
【請求項９】
請求項８に記載の回転角検出装置において、
前記軸方向伸長部の内周端は、前記回転体の内周端よりも外周側にあり、
前記軸方向伸長部の内周端と前記回転体の内周端との径方向距離は、前記回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁軸等の回転軸の回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転角検出装置では、回転軸と一体的に回転する回転体により磁気回路の一部を構成するとともに、回転軸の回転角に応じて変化する磁束をホール素子等の磁束検出手段により検出することで、回転角を検出するものが公知となっており、例えば、スロットル弁等の各種弁体の回転角の検出に利用されている。すなわち、この回転角検出装置によれば、回転体と軸方向に対向して磁束を通す固定体が備えられ、回転角に応じて、固定体と回転体との間で受け渡される磁束が変化する。そして、回転角検出装置は、この磁束を検出することで回転角を検出する。
【０００３】
例えば、特許文献１の回転角検出装置１００Ａによれば、図５に示すように、磁石１０１が円板状に設けられており、磁石１０１自身が回転体１０２をなす。また、磁石１０１は、軸方向一方側と軸方向他方側とで異なる磁性に着磁され、固定体１０３は、磁石１０１を軸方向に挟み込んで軸方向両側で磁石１０１と対向するように配されている。
【０００４】
これにより、回転体１０２の回転角に応じて、回転体１０２（磁石１０１）と固定体１０３との軸方向における対向面積が変化するので、磁石１０１と固定体１０３との間で受け渡される磁束も回転角に応じて変化する。このため、回転角検出装置１００Ａは、この磁束を磁束検出手段１０４により検出することで回転角を検出することができる。
【０００５】
また、特許文献２の回転角検出装置１００Ｂによれば、図６に示すように、半円弧状の固定体１０３の両端に異なる磁性が現れるように磁石１０１が配され、さらに２つの磁石１０１の間に突起１０５が設けられ、突起１０５上に磁束検出手段１０４が配されている。また、回転体１０２は、板状扇形に設けられ、磁石１０１および磁束検出手段１０４との間に軸方向に所定の距離を維持して回転できるように配されている。
【０００６】
これにより、回転体１０２の回転角に応じて、磁石１０１と回転体１０２との周方向距離が変化するので、回転体１０２を介して磁石１０１と突起１０５との間で受け渡される磁束も回転角に応じて変化する。このため、回転角検出装置１００Ｂは、この磁束を検出することで回転角を検出することができる。
【０００７】
しかし、回転角検出装置１００Ａ、１００Ｂは、いずれも回転体１０２の位置ずれが検出精度に大きな影響を及ぼすものであり、ロバスト性が低いものとなっている。なお、回転体１０２の位置ずれは、各部品の寸法公差や回転軸のガタツキ等により不可避的に発生するものであり、不可避的な回転体１０２の位置ずれによって、回転角検出装置１００Ａ、１００Ｂの検出精度は必然的に影響を受ける。
【０００８】
すなわち、回転角検出装置１００Ａによれば、回転体１０２（磁石１０１）が径方向に位置ずれした場合、回転体１０２と固定体１０３との軸方向における対向面積が変動する。このため、回転体１０２と固定体１０３との間で受け渡される磁束も変動してしまい、回転角の検出値は、位置ずれに伴う誤差を含んだものになってしまう。
【０００９】
なお、回転角検出装置１００Ａによれば、回転体１０２が軸方向に位置ずれしても、軸方向一方側における回転体１０２と固定体１０３との軸方向エアギャップと、軸方向他方側における回転体１０２と固定体１０３との軸方向エアギャップとの和は不変である。このため、回転体１０２が軸方向に位置ずれしても、回転体１０２と固定体１０３との間で受け渡される磁束は変動せず、回転角の検出値には誤差が含まれない。
【００１０】
また、回転角検出装置１００Ｂによれば、回転体１０２が径方向に位置ずれした場合、磁石１０１と回転体１０２との周方向距離が変動する。このため、回転体１０２を介して磁石１０１と突起１０５との間で受け渡される磁束も変動してしまい、回転角の検出値は、位置ずれに伴う誤差を含んだものになってしまう。
【００１１】
さらに、回転角検出装置１００Ｂによれば、回転体１０２が軸方向に位置ずれした場合、磁石１０１と回転体１０２との軸方向距離、および磁束検出手段１０４と回転体１０２との軸方向距離が変動する。このため、回転体１０２が軸方向に位置ずれした場合でも、回転角の検出値は、位置ずれに伴う誤差を含んだものになってしまう。
【特許文献１】特開２００６−３８８７２号公報
【特許文献２】特開平９−２３６６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、回転軸と一体的に回転する回転体により磁気回路の一部を構成するとともに、回転軸の回転角に応じて変化する磁束を検出する回転角検出装置において、回転体の位置ずれに伴う検出精度の低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転角検出装置は、所定の回転軸と一体的に回転するとともに磁束を通す回転体と、回転軸と同軸的に配されて回転体の軸方向一方側に固定され、回転体との間で第１の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第１固定体と、回転体の軸方向他方側に固定され、回転体との間で第２の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第２固定体と、回転体を介して第１固定体と第２固定体との間で受け渡される磁束を検出する磁束検出手段とを備える。
【００１４】
そして、回転体は、第１固定体よりも外周側で軸方向一方側に膨出して第１固定体と径方向に対向する軸方向膨出部を有し、軸方向膨出部と第１固定体との間で径方向エアギャップを形成する。
【００１５】
これにより、回転体が軸方向に位置ずれして第１、第２の軸方向エアギャップがそれぞれ変動しても、第１、第２の軸方向エアギャップの和は不変である。このため、回転体が軸方向に位置ずれしても、回転体を介して第１、第２固定体間で受け渡される磁束は変動しないので、回転体の軸方向の位置ずれが検出精度に影響を及ぼすことはない。
【００１６】
また、回転体が径方向に位置ずれした場合、回転体と第１、第２固定体との軸方向における対向面積が変動するものの、軸方向膨出部と第１固定体との径方向エアギャップも増減する（以下、回転体と第１固定体との軸方向における対向面積を第１軸方向対向面積と呼び、回転体と第２固定体との軸方向における対向面積を第２軸方向対向面積と呼ぶ）。
【００１７】
このため、第１、第２軸方向対向面積の変動に伴う磁束の変動を、径方向エアギャップの増減により抑制することができる。この結果、回転体が径方向に位置ずれしても、第１、第２固定体間で受け渡される磁束の変動が抑制され、検出精度に及ぼす影響が低減される。
以上により、回転体が軸方向または径方向のいずれの方向に位置ずれしても、回転角の検出精度に大きな変動が発生しなくなり、検出精度の低下が抑制される。
【００１８】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転角検出装置によれば、軸方向膨出部は、第１固定体に向かって内周側に伸びるとともに第１固定体と径方向に対向する径方向伸長部を有し、径方向エアギャップは、径方向伸長部により縮小されている。
これにより、回転体と第１固定体との径方向における対向面積（以下、第１径方向対向面積と呼ぶ）を、径方向伸長部と第１固定体との径方向の対向により形成することができる。このため、回転体が軸方向に位置ずれしても第１径方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第１固定体との間で径方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００１９】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転角検出装置によれば、径方向伸長部の軸方向他端は、第１固定体の軸方向他端よりも軸方向一方側にあり、径方向伸長部の軸方向他端と第１固定体の軸方向他端との軸方向距離は、回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が軸方向に位置ずれしても、径方向伸長部と第１固定体とが、確実に径方向に対向し、同一の第１径方向対向面積を維持することができる。なお、各方向に対する位置ずれ量の最大値は、各部品の寸法公差や回転軸のガタツキ等により事前に想定しておくことができる。
【００２０】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転角検出装置によれば、第１固定体は、軸方向膨出部に向かって外周側に伸びるとともに軸方向膨出部と径方向に対向する径方向伸長部を有し、径方向エアギャップは、径方向伸長部により縮小されている。
これにより、第１径方向対向面積を径方向伸長部と軸方向膨出部との径方向の対向により形成することができる。このため、回転体が軸方向に位置ずれしても第１径方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第１固定体との間で径方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００２１】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の回転角検出装置によれば、径方向伸長部の軸方向一端は、軸方向膨出部の軸方向一端よりも軸方向他方側にあり、径方向伸長部の軸方向一端と軸方向膨出部の軸方向一端との軸方向距離は、回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が軸方向に位置ずれしても、径方向伸長部と軸方向膨出部とが、確実に径方向に対向し、同一の第１径方向対向面積を維持することができる。
【００２２】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の回転角検出装置によれば、回転体は、第１固定体に向かって軸方向一方側に伸びるとともに第１固定体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、第１の軸方向エアギャップは、軸方向伸長部により縮小されている。
これにより、第１軸方向対向面積を軸方向伸長部と第１固定体との軸方向の対向により形成することができる。このため、回転体が径方向に位置ずれしても第１軸方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第１固定体との間で軸方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００２３】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の回転角検出装置によれば、軸方向伸長部の外周端は、第１固定体の外周端よりも内周側にあり、軸方向伸長部の外周端と第１固定体の外周端との径方向距離は、回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が径方向に位置ずれしても、軸方向伸長部と第１固定体とが、確実に軸方向に対向し、同一の第１軸方向対向面積を維持することができる。
【００２４】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の回転角検出装置によれば、第１固定体は、回転体に向かって軸方向他方側に伸びるとともに回転体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、第１の軸方向エアギャップは、軸方向伸長部により縮小されている。  
これにより、第１軸方向対向面積を軸方向伸長部と回転体との軸方向の対向により形成することができる。このため、回転体が径方向に位置ずれしても第１軸方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第１固定体との間で軸方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００２５】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載の回転角検出装置によれば、軸方向伸長部の内周端は、回転体の内周端よりも外周側にあり、軸方向伸長部の内周端と回転体の内周端との径方向距離は、回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が径方向に位置ずれしても、軸方向伸長部と回転体とが、確実に軸方向に対向し、同一の第１軸方向対向面積を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
最良の形態１の回転角検出装置は、所定の回転軸と一体的に回転するとともに磁束を通す回転体と、回転軸と同軸的に配されて回転体の軸方向一方側に固定され、回転体との間で第１の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第１固定体と、回転体の軸方向他方側に固定され、回転体との間で第２の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第２固定体と、回転体を介して第１固定体と第２固定体との間で受け渡される磁束を検出する磁束検出手段とを備える。
【００２７】
そして、回転体は、第１固定体よりも外周側で軸方向一方側に膨出して第１固定体と径方向に対向する軸方向膨出部を有し、軸方向膨出部と第１固定体との間で径方向エアギャップを形成する。
【００２８】
最良の形態２の回転角検出装置によれば、軸方向膨出部は、第１固定体に向かって内周側に伸びるとともに第１固定体と径方向に対向する径方向伸長部を有し、径方向エアギャップは、径方向伸長部により縮小されている。そして、径方向伸長部の軸方向他端は、第１固定体の軸方向他端よりも軸方向一方側にあり、径方向伸長部の軸方向他端と第１固定体の軸方向他端との軸方向距離は、回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
【００２９】
また、回転体は、第１固定体に向かって軸方向一方側に伸びるとともに第１固定体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、第１の軸方向エアギャップは、軸方向伸長部により縮小されている。そして、軸方向伸長部の外周端は、第１固定体の外周端よりも内周側にあり、軸方向伸長部の外周端と第１固定体の外周端との径方向距離は、回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
【００３０】
最良の形態３の回転角検出装置によれば、第１固定体は、軸方向膨出部に向かって外周側に伸びるとともに軸方向膨出部と径方向に対向する径方向伸長部を有し、径方向エアギャップは、径方向伸長部により縮小されている。そして、径方向伸長部の軸方向一端は、軸方向膨出部の軸方向一端よりも軸方向他方側にあり、径方向伸長部の軸方向一端と軸方向膨出部の軸方向一端との軸方向距離は、回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
【００３１】
また、第１固定体は、回転体に向かって軸方向他方側に伸びるとともに回転体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、第１の軸方向エアギャップは、軸方向伸長部により縮小されている。そして、軸方向伸長部の内周端は、回転体の内周端よりも外周側にあり、軸方向伸長部の内周端と回転体の内周端との径方向距離は、回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
【実施例１】
【００３２】
〔実施例１の構成〕
実施例１の回転角検出装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
回転角検出装置１は、回転軸２と一体的に回転する回転体３により磁気回路の一部を構成するとともに、回転軸２の回転角に応じて変化する磁束をホール素子等の磁束検出手段４により検出することで、回転角を検出するものであり、例えば、スロットル弁の回転角の検出に利用されている。そして、回転角検出装置１から出力される電気信号は、例えば、エンジンを制御する電子制御装置（図示せず）に入力されて各種の制御処理に用いられる。
【００３３】
この回転角検出装置１は、回転軸２と一体的に回転する回転体３と、回転軸２と同軸的に配されて回転体３の軸方向一方側に固定される第１固定体５と、回転体３の軸方向他方側に固定される第２固定体６と、回転体３を介して第１固定体５と第２固定体６との間で受け渡される磁束を検出する磁束検出手段４と、２つの磁石７、８とを備える。
【００３４】
回転体３は、磁束を通す磁性材を素材として半円板形状に設けられている。そして、回転体３は、半円の中心が回転軸２の軸心上に配されるように、例えば、回転軸２の一端に装着されている。また、回転体３の一端面１２には、外周縁に沿って円弧状に軸方向一方側に膨出する軸方向膨出部１３が設けられている。
【００３５】
第１固定体５は、磁束を通す磁性材を素材として、回転体３よりも径小の円柱形状に設けられ、回転軸２と同軸的に配されている。また、第１固定体５の他端面１４は回転体３の一端面１２と軸方向に対向しており、一端面１２と他端面１４との対向により、第１固定体５と回転体３との間に第１の軸方向エアギャップａ１が形成されている。
【００３６】
また、軸方向膨出部１３は、第１固定体５と径方向に対向できるように、第１固定体５よりも外周側で軸方向一方側に膨出しており、軸方向膨出部１３の内周面１５と第１固定体５の外周面１６とが径方向に対向している。そして、内周面１５と外周面１６との対向により、第１固定体５と回転体３との間に径方向エアギャップｂが形成されている。
なお、磁束検出手段４は、第１固定体５の軸方向一端に固定されている。
【００３７】
第２固定体６は、磁束を通す磁性材を素材とする２つの板状体１９、２０からなる。そして、板状体１９、２０は、回転体３よりも径大の半円板形状に設けられている。また、板状体１９、２０には、外周縁と同心の半円状の内周縁が設けられており、内周縁同士が向かい合って略円筒状の中空が形成され、回転軸２は、この中空を貫通するように配されている。
【００３８】
また、板状体１９、２０の一端面２１は回転体３の他端面２２と軸方向に対向可能となるように配されており、一端面２１と他端面２２との対向により、第２固定体６と回転体３との間に第２の軸方向エアギャップａ２が形成されている。
【００３９】
また、第２固定体６は、軸方向一方側で架橋構造を有しており、この架橋構造によって、第１固定体５、回転体３、第２固定体６および磁石７、８による磁気回路が形成され、磁束は、回転体３を介して第１固定体５と第２固定体６との間で受け渡される。
【００４０】
すなわち、第２固定体６には、板状体１９、２０の外周縁中央から軸方向一方側に伸びる磁性体２５、２６が一体的に設けられ、磁性体２５、２６は、各々、軸方向一端で直角に折れ曲がって内周側に延びている。また、磁性体２５、２６の内周側への延長部２７、２８と軸方向同位置に、第１固定体５および回転軸２と同軸的に磁性体２９が配され、磁石７、８は延長部２７、２８と磁性体２９とにより径方向に挟持されて固定されている。
【００４１】
なお、磁石７、８は、柱状に設けられており、磁石７は、外周側がＮ極に着磁され、内周側がＳ極に着磁されている。また、磁石８は、外周側がＳ極に着磁され、内周側がＮ極に着磁されている。また、磁束検出手段４は、磁性体２９と第１固定体５とにより軸方向に挟まれている。
【００４２】
〔実施例１の作用〕
実施例１の回転角検出装置１の作用を、図１および図２を用いて説明する。
回転角検出装置１の回転体３には、各部品の寸法公差や回転軸２のガタツキ等により、不可避的に軸方向や径方向の位置ずれが発生している。そして、回転角検出装置１は、回転体３を介して第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束が回転体３の位置ずれにより変動するのを抑えるように作用する（以下、回転体３の径方向への位置ずれ量を径方向ずれ量、回転体３の軸方向への位置ずれ量を軸方向ずれ量と呼ぶ）。
【００４３】
まず、回転体３が軸方向に位置ずれした場合、第１、第２の軸方向エアギャップａ１、ａ２は、各々、変動するものの、第１、第２の軸方向エアギャップａ１、ａ２の和は不変である（図１（ｃ）参照）。このため、回転体３が軸方向に位置ずれしても、第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束は変動しない。
【００４４】
また、回転体３が径方向に位置ずれした場合、回転体３と第１、第２固定体５、６との軸方向における対向面積が変動する。例えば、回転体３が図示左側に位置ずれした場合（図２（ｂ）参照）、回転体３と第１固定体５との軸方向における対向面積（第１軸方向対向面積）が減少し、回転体３と第２固定体６との軸方向における対向面積（第２軸方向対向面積）が増加する。また、回転体３が図示右側に位置ずれした場合（図２（ｃ）参照）、第１軸方向対向面積が増加し、第２軸方向対向面積が減少する。
【００４５】
ここで、第１、第２軸方向対向面積の径方向ずれ量に対する変化率の絶対値は、第２軸方向対向面積の方が第１軸方向対向面積よりも大きい。このため、回転体３が図示左側に位置ずれした場合、第１、第２軸方向対向面積の合計が増加し、第１、第２固定体５、６間で軸方向に受け渡される磁束が増加する。また、図示右側に位置ずれした場合、第１、第２軸方向対向面積の合計が減少し、第１、第２固定体５、６間で軸方向に受け渡される磁束が減少する。このように、回転体３が径方向に位置ずれする場合、第１、第２固定体５、６間で軸方向に受け渡される磁束は変動してしまう。
【００４６】
このような軸方向の磁束変動に対し、回転角検出装置１では、回転体３が図示左側に位置ずれすると径方向エアギャップｂが増加するので、第１、第２固定体５、６間で径方向に受け渡される磁束は減少する（図２（ｂ）参照）。また、回転体３が図示右側に位置ずれすると径方向エアギャップｂが減少するので、第１、第２固定体５、６間で径方向に受け渡される磁束は増加する（図２（ｃ）参照）。
【００４７】
このため、回転体３が図示左側に位置ずれして第１、第２固定体５、６間で軸方向に受け渡される磁束が増加しても、径方向に受け渡される磁束は減少する（図２（ｂ）参照）。また、回転体３が図示右側に位置ずれして第１、第２固定体５、６間で軸方向に受け渡される磁束が減少しても、径方向に受け渡される磁束は増加する（図２（ｃ）参照）。この結果、回転体３が径方向に位置ずれしても、第１、第２固定体５、６間で軸方向および径方向の両方で受け渡される磁束全体の変動が抑制される。
【００４８】
〔実施例１の効果〕
実施例１の回転角検出装置１によれば、回転軸２と一体的に回転する回転体３の軸方向両側に第１、第２固定体５、６が固定され、回転体３と第１、第２固定体５、６との間に第１、第２の軸方向エアギャップａ１、ａ２が形成されている。また、回転体３は、第１固定体５の外周側で軸方向一方側に膨出して第１固定体５と径方向に対向する軸方向膨出部１３を有し、軸方向膨出部１３と第１固定体５との間で径方向エアギャップｂを形成する。
【００４９】
これにより、回転体３が軸方向に位置ずれして第１、第２の軸方向エアギャップａ１、ａ２がそれぞれ変動しても、第１、第２の軸方向エアギャップａ１、ａ２の和は不変である。このため、回転体３が軸方向に位置ずれしても、回転体３を介して第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束は変動しないので、回転体３の軸方向の位置ずれが検出精度に影響を及ぼすことはない。
【００５０】
また、回転体３が径方向に位置ずれした場合、第１、第２軸方向対向面積が変動するものの、径方向エアギャップｂは、第１、第２軸方向対向面積の変動による磁束の変動を打ち消すように増減する。このため、回転体３が径方向に位置ずれしても、第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束の変動が抑制され、検出精度に及ぼす影響が低減される。
以上により、回転体３が軸方向または径方向のいずれの方向に位置ずれしても、回転角の検出精度に大きな変動が発生しなくなり、検出精度の低下が抑制される。
【実施例２】
【００５１】
実施例２の回転角検出装置１によれば、図３に示すように、軸方向膨出部１３は、第１固定体５に向かって内周側に伸びる円弧状の径方向伸長部３２を有する。そして、径方向伸長部３２の内周端３３は、第１固定体５の外周面１６と径方向に対向しており、径方向エアギャップｂは、径方向伸長部３２により縮小されている。
【００５２】
これにより、回転体３と第１固定体５との径方向における対向面積（第１径方向対向面積）を、径方向伸長部３２と第１固定体５との径方向の対向により形成することができる。このため、回転体３が軸方向に位置ずれしても第１径方向対向面積が変動しにくくなり、回転体３と第１固定体５との間で径方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００５３】
また、径方向伸長部３２の軸方向他端３４は、第１固定体５の他端面１４よりも軸方向一方側にあり、軸方向他端３４と他端面１４との軸方向距離Ａ１は、軸方向ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体３が軸方向に位置ずれしても、径方向伸長部３２と第１固定体５とが、確実に径方向に対向し、同一の第１径方向対向面積を維持することができる。なお、軸方向ずれ量および径方向ずれ量の最大値は、各部品の寸法公差や回転軸２のガタツキ等により事前に想定しておくことができる。
【００５４】
また、回転体３は、第１固定体５に向かって軸方向一方側に伸びる扇形状の軸方向伸長部３６を有する。そして、軸方向伸長部３６の軸方向一端３７は、第１固定体５の他端面１４と軸方向に対向しており、第１の軸方向エアギャップａ１は、軸方向伸長部３６により縮小されている。
【００５５】
これにより、第１軸方向対向面積を、軸方向伸長部３６と第１固定体５との軸方向の対向により形成することができる。このため、回転体３が径方向に位置ずれしても第１軸方向対向面積が変動しにくくなり、回転体３と第１固定体５との間で軸方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００５６】
また、軸方向伸長部３６の外周面３８は、第１固定体５の外周面１６よりも内周側にあり、外周面３８と外周面１６との径方向距離Ｂ１は径方向ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体３が径方向に位置ずれしても、軸方向伸長部３６と第１固定体５とが、確実に軸方向に対向し、同一の第１軸方向対向面積を維持することができる。
【実施例３】
【００５７】
実施例３の回転角検出装置１によれば、図４に示すように、第１固定体５は、軸方向膨出部１３に向かって外周側に伸びるとともに回転体３に向かって軸方向他方側に伸びる円環状の伸長部４０を有する。そして、伸長部４０の外周面４１は、軸方向膨出部１３の内周面１５と径方向に対向しており、径方向エアギャップｂは伸長部４０により縮小されている。つまり、伸長部４０は、実施例２の径方向伸長部３２と同様の機能を有している。
【００５８】
これにより、第１径方向対向面積を伸長部４０と軸方向膨出部１３との径方向の対向により形成することができる。このため、回転体３が軸方向に位置ずれしても第１径方向対向面積が変動しにくくなり、回転体３と第１固定体５との間で径方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００５９】
また、伸長部４０の軸方向一端４２は、軸方向膨出部１３の軸方向一端４３よりも軸方向他方側にあり、軸方向一端４２と軸方向一端４３との軸方向距離Ａ２は、軸方向ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体３が軸方向に位置ずれしても、伸長部４０と軸方向膨出部１３とが、確実に径方向に対向し、同一の第１径方向対向面積を維持することができる。
【００６０】
また、伸長部４０の軸方向他端４４は、回転体３の一端面１２と軸方向に対向しており、第１の軸方向エアギャップａ１は伸長部４０により縮小されている。つまり、伸長部４０は、実施例２の軸方向伸長部３６と同様の機能を有している。
【００６１】
これにより、第１軸方向対向面積を伸長部４０と回転体３との軸方向の対向により形成することができる。このため、回転体３が径方向に位置ずれしても第１軸方向対向面積が変動しにくくなり、結果的に、回転体３と第１固定体５との間で軸方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第１、第２固定体５、６間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
【００６２】
また、伸長部４０の内周面４５は、回転体３の内周端４６よりも外周側にあり、内周面４５と内周端４６との径方向距離Ｂ２は、径方向ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体３が径方向に位置ずれしても、伸長部４０と回転体３とは、確実に軸方向に対向し、同一の第１軸方向対向面積を維持することができる。
【００６３】
〔変形例〕
実施例２の回転角検出装置１によれば、径方向伸長部３２および軸方向伸長部３６の機能が両方とも回転体３に具備され、実施例３の回転角検出装置１によれば、径方向伸長部３２および軸方向伸長部３６の機能が両方とも第１固定体５に具備されていたが、例えば、回転体３および第１固定体５のいずれか一方に径方向伸長部３２の機能を具備させ、他方に軸方向伸長部３６の機能を具備させてもよく、回転体３および第１固定体５の両方に径方向伸長部３２の機能を具備させてもよく、回転体３および第１固定体５の両方に軸方向伸長部３６の機能を具備させてもよい。
【００６４】
また、実施例３の回転角検出装置１によれば、１つの伸長部４０が径方向伸長部３２および軸方向伸長部３６の機能を担っていたが、径方向伸長部３２および軸方向伸長部３６を個別に設けてもよい。
また、径方向伸長部３２および軸方向伸長部３６のいずれか一方を設定することなく、回転角検出装置１を構成してもよい。
【００６５】
また、実施例１〜３の回転角検出装置１によれば、軸方向膨出部１３は、回転体３の一端面１２から外周縁に沿って円弧状に軸方向一方側に膨出するように設けられていたが、このような形態に限定されず、例えば、軸方向膨出部１３を、軸方向一方側に柱状に膨出するように設けてもよい。
【００６６】
また、実施例２、３の回転角検出装置１によれば、径方向伸長部３２は円弧状または円環状に設けられ、軸方向伸長部３６は扇形状または円環状に設けられていたが、このような形態に限定されず、例えば、径方向伸長部３２を柱状に設けてもよく、軸方向伸長部３６を柱状に設けてもよい。
【００６７】
また、実施例１〜３の回転角検出装置１によれば、磁束検出手段４は第１固定体５の軸方向一端に固定され、磁石７、８は延長部２７、２８と磁性体２９とにより径方向に挟持されて固定されていたが、磁束検出手段４および磁石７、８の位置や形状等はこのような態様に限定されるものではない。例えば、第１、第２固定体５、６の一部を磁石７、８により設けてもよく、磁性体２５、２６内や第１、第２固定体５、６内に磁束検出手段４を配してもよい。
【００６８】
さらに、実施例１〜３の回転角検出装置１は、スロットル弁の回転角検出に利用されていたが、ＥＧＲ弁等の他の吸気系統に用いられる弁体の回転角検出に利用してもよく、吸気系統に用いられる弁体以外の他の弁体の回転角検出に利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）は回転角検出装置を示す正面構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は回転角検出装置の要部拡大図である（実施例１）。
【図２】回転体の径方向への位置ずれによる配置関係の変動を示す説明図である（実施例１）。
【図３】回転角検出装置の要部拡大図である（実施例２）。
【図４】回転角検出装置の要部拡大図である（実施例３）。
【図５】（ａ）は回転角検出装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（従来例）。
【図６】（ａ）は回転角検出装置の平面図であり、（ｂ）は回転角検出装置の正面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００７０】
１  回転角検出装置
２  回転軸
３  回転体
４  磁束検出手段
５  第１固定体
６  第２固定体
１３  軸方向膨出部
１４  他端面（第１固定体の軸方向他端）
１６  外周面（第１固定体の外周端）
３２  径方向伸長部
３４  軸方向他端（径方向伸長部の軸方向他端）
３６  軸方向伸長部
３８  外周面（軸方向伸長部の外周端）
４０  伸長部（径方向伸長部、軸方向伸長部）
４２  軸方向一端（径方向伸長部の軸方向一端）
４３  軸方向一端（軸方向膨出部の軸方向一端）
４５  内周面（軸方向伸長部の内周端）
４６  内周端（回転体の内周端）
ａ１  第１の軸方向エアギャップ
ａ２  第２の軸方向エアギャップ
ｂ  径方向エアギャップ
Ａ１  軸方向距離（径方向伸長部の軸方向他端と第１固定体の軸方向他端との軸方向距離）
Ａ２  軸方向距離（径方向伸長部の軸方向一端と軸方向膨出部の軸方向一端との軸方向距離）
Ｂ１  径方向距離（軸方向伸長部の外周端と第１固定体の外周端との径方向距離）
Ｂ２  径方向距離（軸方向伸長部の内周端と回転体の内周端との径方向距離）
【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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