(57)【要約】【課題】簡易な構造、かつ小型の回転角度検出装置を得ることを目的とする。【解決手段】回転軸１４と一体に回転する第１の永久磁石５、及び第１の永久磁石５の回転角度を検出し、第１の永久磁石５の回転角度に応じた第１の検出信号を出力する第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂを有する微小角度検出部３Ａと、回転軸１４の軸まわりの回転力を回転軸１４の軸方向の推力に変換する変換機構（９ａ，１０ａ，１１）、回転軸１４の軸方向の推力によって回転軸の軸まわりの回転に連動して回転軸１４の軸方向に移動するヨーク１０Ａ、及びヨーク１０Ａの回転軸１４の軸方向の移動量に応じた第２の検出信号を出力する第３のホール素子１３を有する多回転角度範囲検出部８Ａと、第１の検出信号と第２の検出信号とから回転軸１４の軸まわりの回転角度の絶対値を算出する演算処理部と、を備えている。【選択図】図１
2009002827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸まわりに該回転軸と一体に回転する第１の回転体、及び該第１の回転体の回転角度を検出し、該第１の回転体の回転角度に応じた第１の検出信号を出力する第１の検出部材を有する微小角度検出部と、
上記回転軸の軸まわりの回転力を上記回転軸の軸方向の推力に変換する変換機構、上記推力によって上記回転軸の軸まわりの回転に連動して上記回転軸の軸方向に移動する軸方向移動体、及び上記軸方向移動体の上記回転軸の軸方向の移動量に応じた第２の検出信号を出力する第２の検出部材を有する多回転角度範囲検出部と、
上記第１の出力信号と上記第２の検出信号とから上記回転軸の軸まわりの回転角度の絶対値を算出する演算処理部と、
を備えることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
上記微小角度検出部及び上記多回転角度範囲検出部は、上記回転軸の軸方向に位置をずらして上記回転軸の軸心まわりに配設されていることを特徴とする請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
上記第１の回転体は上記回転軸に同軸に固定された第１の磁場発生手段であり、上記第１の検出部材は、固定部に固定され、上記回転軸の軸まわりの回転に連動して回転する上記第１の磁場発生手段の発する磁束の鎖交量に応じて上記第１の検出信号を出力する第１の磁場検出手段であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
上記多回転角度範囲検出部は、上記軸方向移動体に固定された第２の磁場発生手段を有し、
上記第２の検出部材は、固定部に固定され、上記回転軸の軸まわりの回転に連動して上記回転軸の軸方向に移動する上記第２の磁場発生手段の発する磁束の鎖交量に応じて上記第２の検出信号を出力する第２の磁場検出手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
上記第１の磁場発生手段は、周方向に等ピッチで極性が交互に入れ替わるように着磁された環状の第１の永久磁石であり、
上記第１の磁場検出手段は、上記第１の永久磁石に着磁された極対数をｐ、Ｎを整数としたときに、上記第１の永久磁石の周方向に（３６０／４ｐ）＋（３６０／２ｐ）Ｎ［°］を満足する角度をあけて上記第１の永久磁石の外周面と対峙してそれぞれ配置された第１の磁気センサ及び第２の磁気センサであることを特徴とする請求項３記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
上記第２の磁場発生手段は、一面側がＮ極及びＳ極の一方が着磁され、他面側がＮ極及びＳ極の他方が着磁され、上記一面を上記回転軸の径方向外方にむけて上記軸方向移動体に固定された第２の永久磁石であり、
上記第２の磁場検出手段は、上記第２の永久磁石の上記一面と径方向外方で対峙して配設された第３の磁気センサであることを特徴とする請求項４記載の回転角度検出装置。
【請求項７】
上記軸方向移動体は、上記回転軸に同軸に固定された円筒体に外嵌状態に螺合され、
上記変換機構は、上記軸方向移動体と上記円筒体との螺合部、及び上記軸方向移動体の上記回転軸の軸まわりの回転を規制する移動体回転規制部材で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の回転角度検出装置。
【請求項８】
上記多回転角度範囲検出部は、弾性力を上記軸方向移動体に上記回転軸の軸方向の一側または他側に付与するように配設された与圧機構を備えていることを特徴とする請求項７記載の回転角度検出装置。
【請求項９】
上記与圧機構が上記移動体回転規制部材を兼ねることを特徴とする請求項８記載の回転角度検出装置。
【請求項１０】
上記多回転角検出手段は、一端側が上記軸方向移動体に同軸に固定され、他端側が上記第１の回転体側に延出された円筒状の与圧発生用ヨークを備え、上記軸方向移動体からの上記与圧発生用ヨークの延出端が、上記第１の回転体の配置位置の上記軸方向の一側に位置をずらして配置されていることを特徴とする請求項７記載の回転角度検出装置。
【請求項１１】
上記微小角度検出部は、モータ、該モータの回転角を検出するモータ回転角度検出手段、及び所定の減速比で上記モータの回転力を上記回転軸に伝達する減速機構を備え、
上記モータ回転角度検出手段は、上記モータの回転角を上記第１の検出信号として出力することを特徴とする請求項１記載の回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車のステアリング装置のステアリングシャフト軸の回転角度を検出するための回転角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転角度検出装置は、回転体と、当該回転体と噛合して回転する第１検出用回転体と、回転体と同心状に配置され、第１検出用回転体と噛合する内歯部を含み、回転体の回転が第１検出用回転体を介して減速して伝達される第２検出用回転体と、第１検出用回転体の絶対角を検出する第１の検出部と、第２検出用回転体の絶対角を検出する第２検出部と、第１検出部及び第２検出部の出力から回転体の絶対角を求める手段と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、第１検出用回転体は、回転体の外周面に設けられた歯車部と噛合し、直径が回転体より小径の大歯車部と、大歯車部に同軸に配設され、前記した第２検出用回転体の内歯部と噛合し、大歯車より小径の小歯車部と、で構成されている。
【０００４】
このとき、第２検出用回転体の回転角度範囲は、多回転する回転体の回転角度範囲に対して１回転以内になるように設定されている。そして、多回転する回転体の絶対角が所定角度から所定の回転角度範囲内にあることが、第２検出用回転体の回転角度の絶対角を第２検出部で検出することにより検出可能となっている。また、第１検出用回転体は、回転体に対して増速されて回転され、上記した所定角度からの回転体の回転角度が、第１検出用回転体の絶対角を第１検出部で検出することにより検出可能となっている。そして、回転体の回転角度の絶対角が、第１検出部および第２検出部でそれぞれ検出された第１検出用回転体および第２検出用回転体の回転角度の絶対角から高精度に得られていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９３５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の回転角度検出装置では、第１検出用回転体および第２検出用回転体を回転体に対して増速または減速して回転させるために、第１検出用回転体の大歯車部と回転体の外周面に設けられた歯車部とからなる歯車機構、及び第２検出用回転体の内歯部と第１検出用回転体の小歯車部とからなる歯車機構の２つの歯車機構を備えている。従って、従来の回転角度検出装置は、その構成が複雑になるばかりでなく、装置全体の大きさが大きくなるという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、簡易な構造、かつ小型な回転角度検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による回転角度検出装置は、回転軸の軸まわりに回転軸と一体に回転する第１の回転体、及び第１の回転体の回転角度を検出し、第１の回転体の回転角度に応じた第１の検出信号を出力する第１の検出部材を有する微小角度検出部と、回転軸の軸まわりの回転力を回転軸の軸方向の推力に変換する変換機構、推力によって回転軸の軸まわりの回転に連動して回転軸の軸方向に移動する軸方向移動体、及び軸方向移動体の回転軸の軸方向の移動量に応じた第２の検出信号を出力する第２の検出部材を有する多回転角度範囲検出部と、第１の出力信号と第２の検出信号とから回転軸の軸まわりの回転角度の絶対値を算出する演算処理部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、微小角度検出部では、回転軸の軸まわりに回転する第１の回転体の回転量を直接検出し、また、多回転角度範囲検出部では、軸方向移動体の移動量を回転軸の回転角度に応じて検出している。多回転角度範囲検出部と微小角度検出部は、従来のように大小２つの歯車機構を設けることなく構成されているので、簡易な構造でより小型化した回転角度検出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置のシステム構成図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置において、電気角と第１のホール素子及び第２のホール素子の出力電圧値との関係を示す図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置の第２の永久磁石が初期位置から回転軸方向の一側に移動したときの第３のホール素子の部位に鎖交する磁力線の密度を説明する図であり、図６の（ａ）は第２の永久磁石が初期位置にあるときの磁力線と第３のホール素子の関係を示し、図６の（ｂ）〜図６の（ｄ）は第２の永久磁石が初期位置から軸方向の一側に徐々に移動したときの磁力線と第３のホール素子の関係をそれぞれ示している。図７はこの発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置において、機械角と第３のホール素子の出力電圧値との関係を示す図、図８は図１のＡ部拡大図、図９は図３のＢ部拡大図である。
【００１１】
図１〜図３において、回転角度検出装置１Ａは、自動車のステアリング装置のステアリングシャフト軸（以降、回転軸１４と記載する）まわりに取り付けられて、舵角検出用に用いられる。
回転軸１４は、軸まわりに１回転以上回転する条件で使用され、この実施の形態１では軸まわりに約±２回転（４回転）の範囲で回転される。
そして、回転角度検出装置１Ａは、回転軸１４まわりに配設された角度検出部２と、後述の演算処理部１５と、を備えている。そして、角度検出部２は、微小角度検出部３Ａ、及び多回転角度範囲検出部８Ａにより構成されている。
【００１２】
微小角度検出部３Ａは、磁場発生手段設置治具４、第１の回転体及び第１の磁場発生手段としての第１の永久磁石５、及び第１の磁気センサとしての第１のホール素子６ａと第２の磁気センサとしての第２のホール素子６ｂとで構成される第１の検出部材としての第１の磁場検出手段を有している。
磁場発生手段設置治具４は円筒形状に形成され、回転軸１４が圧入されている。また、第１の永久磁石５は円環状に形成され、図２に示されるように、周方向に等ピッチで極性が交互に入れ替わるように着磁されている。このとき、第１の永久磁石５に着磁されたＮ極及びＳ極の極対数ｐは５である。そして、第１の永久磁石５が、磁場発生手段設置治具４に外嵌状態に回転軸１４と同軸に固定されている。
【００１３】
また、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂは、第１の永久磁石５の外周面の近傍で当該外周面と対峙するように回転軸１４が設置された自動車のボディ（図示せず）などの固定部（図示せず）に固定されている。このとき、第２のホール素子６ｂは、第１のホール素子６ａに対して、回転軸１４の軸まわりの回転方向に９０°ずらした位置に配設されている。
【００１４】
ここで、第１の永久磁石５の外周面から発せられる磁束は径方向の成分が主である。そして、第１の永久磁石５から発せられる磁束が、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれに鎖交しており、第１の永久磁石５から発せられる磁束を第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれで検出することが可能になっている。このとき、鎖交磁束量にほぼ比例した電圧値が、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれからバイポーラ出力で出力されるようになっている。即ち、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂは、回転軸１４に連動して回転する第１の永久磁石５からの磁束の鎖交量に応じた電圧信号を出力する。なお、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂから出力される電圧信号のそれぞれを第１の検出信号とする。
【００１５】
そして、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれを鎖交する磁束の向きが、第１の永久磁石５から第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれに向かっている場合には正電圧が、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれから第１の永久磁石５に向かっている場合には負電圧が第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれから出力されるようになっている。
【００１６】
多回転角度範囲検出部８Ａは、円筒体９、軸方向移動体としてのヨーク１０Ａ、移動体回転規制部材としてのガイド１１、第２の磁場発生手段としての第２の永久磁石１２、及び第２の検出部材及び第２の磁場検出手段としての第３の磁気センサを備えている。そして、第３の磁気センサには、第３のホール素子１３が用いられている。
円筒体９は円筒型に形成され、外周面に螺旋状の凹凸形状を有する雄ねじ部９ａが形成されている。そして、回転軸１４が円筒体９に圧入されている。このとき、円筒体９は、磁場発生手段設置治具４の配置位置より回転軸方向（回転軸１４の軸方向）の一側に配置されている。
【００１７】
また、ヨーク１０Ａは、鉄などの磁性材料を用いて、直方体状に形成され、長手方向に垂直な断面が概略正方形となっている。さらに、貫通孔（図示せず）が、孔方向を長手方向に合わせて形成されている。また、ヨーク１０Ａの貫通孔の内壁面には、円筒体９の雄ねじ部９ａに螺合可能な凹凸形状を有する雌ねじ部１０ａが形成されており、ヨーク１０Ａは円筒体９に外嵌状態に螺合されている。即ち、ヨーク１０Ａは、回転軸方向に垂直な断面が概略正方形となるように配設されている。
【００１８】
また、ガイド１１が、図３に示されるように、断面正方形のヨーク１０Ａにおいて、断面正方形の四辺うちの三辺のそれぞれを略隙間無しに囲むように、自動車のボディなどの固定部に固定されている。なお、上記した雄ねじ部９ａ及び雌ねじ部１０ａとの螺合部、及びガイド１１が変換機構を構成している。後述するように、変換機構は回転軸１４の軸まわりの回転力を回転軸１４の軸方向の推力に変換するものであり、ヨーク１０Ａが、変換された推力によって回転軸１４の軸まわりの回転に連動して回転軸１４の軸方向に移動するようになっている。
【００１９】
そして、第２の永久磁石１２が直方体に形成され、ガイド１１から露出されるヨーク１０Ａの断面正方形の一辺に固定されている。なお、第２の永久磁石１２が固定されたヨーク１０Ａの一辺で構成されるヨーク１０Ａの壁面を磁石取付面１０ｂとする。このとき、第２の永久磁石１２は、長手方向を回転軸方向に合わせ、かつ、一面を回転軸１４の径方向外方に向け、他面をヨーク１０Ａの磁石取付面１０ｂに合わせて固定されている。また、ヨーク１０Ａの回転軸方向の長さは、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さより長く、さらに、第２の永久磁石１２の回転軸方向の両端が、ヨーク１０Ａの回転軸方向の両端の範囲内に配置されている。また、第２の永久磁石１２は、径方向外方に向けられた一面側がＮ極に着磁され、磁石取付面１０ｂに合わせられた他面側がＳ極に着磁されている。
【００２０】
そして、第３のホール素子１３が第２の永久磁石１２の一面から径方向に所定の距離をあけて配設されている。このとき、第３のホール素子１３を鎖交する磁束の回転軸方向の成分の大きさに比例した電圧値、言い換えれば、第３のホール素子１３を鎖交する磁力線の回転軸方向成分の密度に比例した電圧値が、第３のホール素子１３からバイポーラ出力で出力されるようになっている。第３のホール素子１３のそれぞれを鎖交する磁束の向きが、回転軸方向の一側から他側に向かっている場合には正電圧が、回転軸方向の他側から一側に向かっている場合には負電圧が第３のホール素子１３から出力されるようになっている。なお、第３のホール素子１３から出力される電圧信号を第２の検出信号とする。
【００２１】
図４において、演算処理部１５は演算手段としてのＣＰＵ１５ａ、ＲＡＭ１５ｂ、及びＲＯＭ１５ｃなどを有している。そして、演算処理部１５は、微小角度検出部３Ａの第１のホール素子６ａ、第２のホール素子６ｂ、及び多回転角度範囲検出部８Ａの第３のホール素子１３と電気的に接続されている。また、演算処理部１５は図示しないＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器を有し、第１のホール素子６ａ、第２のホール素子６ｂ、及び第３のホール素子１３から出力されるアナログ電圧がＡ／Ｄ変換器でデジタル電圧に変換されてＲＡＭ１５ｂにリアルタイムに逐次格納されるようになっている。さらに、ＲＡＭ１５ｂは、ＣＰＵ１５ａが演算を行う際のワーキングスペースとしても利用される。
【００２２】
また、ＲＯＭ１５ｃには、ＲＡＭ１５ｂに格納された第１のホール素子６ａ、第２のホール素子６ｂ、及び第３のホール素子１３が出力した電圧値をもとにＣＰＵ１５ａに所定の演算をさせるためのプログラムが格納されている。
【００２３】
次いで、回転軸１４の機械角の検出原理について説明する。なお、これ以降、回転軸１４の軸まわりの回転を単に回転軸１４の回転と記載する。
まず、微小角度検出部３Ａと演算処理部１５による回転軸１４の回転角度の算出について説明する。
上述したように、第１の永久磁石５には、ｐ（＝５）極ずつのＮ極とＳ極が周方向に対して相互に入れ替わるように等ピッチで着磁されている。即ち、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれから第１の永久磁石５を見たときに、Ｎ極とＳ極の配置位置が、第１の永久磁石が１／ｐ（＝１／５）回転、即ち、７２°回転する毎に一致する。
【００２４】
従って、同じ条件の磁束が、回転軸１４が一方向に７２°回転する毎に、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれを鎖交する。つまり、回転軸１４を１回転（＝３６０°回転）させたときの第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれから出力された電圧値を観測した場合、７２°を周期とする波形が繰り返し５回観測される。
【００２５】
次いで、以下に説明する電気角に対する第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧特性について図５を参照しつつ説明する。
ここで、回転軸１４の回転中心（初期位置）からの回転角度を機械角として定義し、また、機械角で７２°を、３６０°のスケールに置き換えたものを電気角と定義する。そして、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧特性を、横軸を電気角とし、縦軸を第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧として図５に示す。図５中、第１のホール素子６ａの出力電圧特性を実線で示し、第２のホール素子６ｂの出力電圧特性を点線で示している。
【００２６】
なお、Ｎを整数として、７２×Ｎ°≦機械角＜７２×（Ｎ＋１）°で表される機械角の各範囲のそれぞれに対し、０°≦電気角＜３６０°で表される電気角の範囲を対応させている。即ち、電気角が、例えば、Ｎ＝０のときの機械角がとる範囲に対応して０°〜３６０°変動した場合には、図５中の横軸は、機械角では、０°〜７２°に対応し、Ｎ＝１のときの機械角のとる範囲に対して電気角が０°〜３６０°まで変動した場合には図５中の横軸は機械角では７２°〜１４４°に対応する。なお、３６０°を極対数ｐで割った値を微小角度検出部３Ａの機械角の検出角度範囲とする。また、機械角のスケールは、電気角のスケールの１／（極対数ｐ）であるので、例えば、電気角の分解能を０．４°とすれば、機械角の分解能は、（電気角の分解能）×１／（ｐ＝５）＝０．０８°となる。
【００２７】
図５に示されるように、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧値のそれぞれは、電気角の変動に対し、３６０°を１周期とするほぼ正弦波状に変動している。このとき、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧値の間の位相差は、電気角で９０°となっている。なお、第１のホール素子６ａと第２のホール素子６ｂの出力電圧の間の位相差を電気角で９０°とするためには、第１のホール素子６ａと第２のホール素子６ｂとの間の第１の永久磁石５の周方向（回転軸１４の回転方向）の角度差が、以下の式で示されるＧ°の条件を満足していれば良い。
Ｇ＝（３６０／４ｐ）＋（３６０／２ｐ）×Ｎ・・・（１）
但し、Ｎは整数である。前述したように、第２のホール素子６ｂは、第１のホール素子６ａに対して、回転軸１４の回転方向に９０°ずらした位置に配設されているので、第１のホール素子６ａと第２のホール素子６ｂのとの間の回転軸１４の回転方向の角度差は上記の式（１）で表される条件を満足している。
【００２８】
次いで、回転軸１４が回転されたときに、演算処理部１５が第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧値から電気角を一義的に判定する方法について説明する。
【００２９】
演算処理部１５のＲＯＭ１５ｃには、予め第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの電気角に対する出力電圧特性がそれぞれ記憶されている。
そして、ＣＰＵ１５ａは、ＲＡＭ１５ｂに格納されたリアルタイムの第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧値を読み取る。このとき、例えば、第１のホール素子６ａの出力電圧は、正弦波状であるので第１のホール素子６ａの出力電圧値に対応する電気角の値は２つ存在する。即ち、図５にも示したように、例えば、第１のホール素子６ａの出力電圧値がＰ（＞０）である場合、出力電圧値Ｐに対応する電気角の値は、θ１及びθ２の２つが存在している。このため、第１のホール素子６ａから出力される電圧値だけでは、ＣＰＵ１５ａは電圧値Ｐに対応する電気角の値を一義的に判定することができない。
【００３０】
そこで、第１のホール素子６ａの出力電圧値だけでなく、第２のホール素子６ｂの出力電圧値も参照する以下の方法により、ＣＰＵ１５ａが、電気角を一義的に判別できるようにしている。
【００３１】
図５に示されるように、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂのそれぞれの出力電圧値の符号の組み合わせは、電気角が９０度ずれるごとに変動する。
即ち、電気角が０°以上９０°未満では、第１のホール素子６ａの出力電圧は正の値をとり、第２のホール素子６ｂの出力電圧は０か正の値をとる。また、電気角が９０°以上１８０°未満では、第１のホール素子６ａの出力電圧は０か負の値をとり、第２のホール素子６ｂの出力電圧は正の値をとる。また、電気角が１８０°以上２７０°未満の場合には、第１のホール素子６ａの出力電圧は負の値をとり、第２のホール素子６ｂの出力電圧の値は０か負の値をとる。また、電気角が２７０°以上３６０°未満である場合には、第１のホール素子６ａの出力電圧は０か正の値をとり、第２のホール素子６ｂの出力電圧は負の値をとる。
【００３２】
これにより、ＣＰＵ１５ａが、ＲＡＭ１５ｂに格納された第１のホール素子６ａの出力電圧値がＰであると認識した場合、さらに、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧値の符号を認識することにより、電気角がθ１であるかθ２であるのかを判定することができる。即ち、ＣＰＵ１５ａは、第１のホール素子６ａの電圧値Ｐの電圧を読み取り電圧の正負を判断する。次いで、第２のホール素子６ｂの出力電圧値を読み取り、第２のホール素子６ｂの出力電圧値の正負を判定する。そして、電圧値Ｐは正であるので、ＣＰＵ１５ａは、第２のホール素子６ｂの出力電圧が正の値であると認識すれば、電気角は０°以上９０°未満の範囲にあるθ１であると判別することができ、第２のホール素子６ｂの出力電圧値が負の値であると判断すれば電気角は２７０°以上３６０°未満の範囲にあるθ２であると判別することができる。
このように、演算処理部１５では、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧値から、電気角を一義的に算出することができる。
【００３３】
前述したように、機械角のスケールは電気角の１／５であり、また、機械角が、７２°だけ一方向または他方向に増減するたびに、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂからは同じ出力値が出力され、同じ値の電気角Ａが、演算処理部１５で算出される。
【００３４】
従って、演算処理部１５のＣＰＵ１５ａが、電気角をＡ°として算出した場合、多回転する回転軸１４の実際の機械角Ｈ°は、以下の式（２）により表すことができる。
Ｈ＝Ａ／５＋７２×Ｎ・・・（２）
但し、Ｎは整数である。即ち、演算処理部１５では、７２×Ｎ°≦機械角＜７２×（Ｎ＋１）°で表される機械角の各範囲のそれぞれに対し、回転軸１４が７２×Ｎ°からどれだけ回転されたかを算出することができる。言い換えれば、演算処理部１５では、回転軸１４が７２×Ｎ°から前述の微小角度検出部３Ａの機械角の検出角度範囲内でどれだけ回転されたかを、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂが出力した電圧値から算出することができる。なお、第１の永久磁石５は、回転軸１４に安定して固定されている。従って、回転軸１４が回転されたときには、機械角が７２°変動するたびに略同じ密度の磁束が、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂを鎖交するので、演算処理部１５では、電気角に対応する機械角Ｈ°の候補を精度よく算出することができる。
【００３５】
次いで、多回転角度範囲検出部８Ａの第３のホール素子１３の出力電圧値に対応させて演算処理部１５で算出される機械角について説明する。
まず、回転軸１４が回転されると、回転軸１４が圧入された円筒体９も連動して回転する。このとき、円筒体９に螺合されたヨーク１０Ａも回転軸１４の回転に連動して回転しようとする。しかしながら、ガイド１１によって、ヨーク１０Ａの回転が規制されているので、回転軸１４の軸まわりの回転力が、円筒体９とヨーク１０Ａとの螺合部、及びガイド１１により構成される変換機構によって、回転軸１４の軸方向の推力に変換され、ヨーク１０Ａは変換された推力によって回転軸方向に移動される。また、回転軸１４が回転されると、ヨーク１０Ａに固定された第２の永久磁石１２も回転軸方向に移動される。
【００３６】
このとき、回転軸１４の回転方向によって、ヨーク１０Ａが回転軸方向のいずれかに移動されるかが決定されるが、ここでは、回転軸１４が、回転中心から一方向に回転されてヨーク１０Ａが回転軸方向の一方に移動する場合について図６の（ａ）〜図６の（ｄ）を参照しつつ説明する。
【００３７】
まず、第２の永久磁石１２が発する磁力線のうち、第３のホール素子１３が検出する磁束に対応するものについて説明する。
図６の（ａ）〜図６の（ｄ）において、一面を回転軸１４の径方向外方に向け、他面をヨーク１０Ａの磁石取付面１０ｂに合わせて固定された第２の永久磁石１２から発せられる磁力線は、第２の永久磁石１２における回転軸方向の長さ中心を含み、かつ回転軸方向に垂直な面に対称となっている。
【００３８】
第２の永久磁石１２において、その回転軸方向の長さ中心の軸方向の一側のＮ極の部位から発する主な磁力線１２ａは、Ｎ極に着磁された第２の永久磁石１２の一面から該一面に略垂直に第２の永久磁石１２の外方に向かう。そして、磁力線１２ａは、第２の永久磁石１２の一側の部位の他面側に回りこむように、徐々にその向きを軸方向の一側からヨーク１０Ａに向かうように変え、ヨーク１０Ａを介して、第２の永久磁石１２の他面に垂直な方向からＳ極に入るようになっている。
【００３９】
第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さ中心より軸方向の他側のＮ極の部位から発する主な磁力線１２ｂは、Ｎ極に着磁された第２の永久磁石１２の一面から該一面に略垂直に第２の永久磁石１２の外方に向かう。そして、磁力線１２ｂは、第２の永久磁石１２の他側の部位の他面側に回りこむように徐々にその向きを回転軸方向の他側からヨーク１０Ａに向かうように変え、ヨーク１０Ａを介して、第２の永久磁石１２の他面に垂直な方向からＳ極に入るようになっている。
【００４０】
ここで、回転軸１４が回転中心から回転されたときの第２の永久磁石１２の移動と、第３のホール素子１３による磁束の検出について説明する。なお、磁束の方向は磁力線の向きに一致し、また、磁束の大きさは磁力線の密度に比例する。即ち、第３のホール素子１３の配置場所において、磁力線の回転軸方向成分の密度が大きい程、鎖交磁束量が大きいことを意味し、第３のホール素子１３から出力される出力電圧値が大きくなる。
【００４１】
図６の（ａ）において、第３のホール素子１３は、回転軸方向における位置が、回転軸１４が回転中心にあるときの第２の永久磁石１２の回転軸方向の中心の部位と対峙するように配設されている。このときのヨーク１０Ａ及び第２の永久磁石１２の位置を初期位置とする。この場合、第２の永久磁石１２から発せられた磁束は、第３のホール素子１３を通らない、または、第３のホール素子１３を通る磁束の回転軸方向成分の総和が０になるので、第３のホール素子１３から出力される電圧値は０になる。
【００４２】
また、図６（ｂ）〜図６の（ｃ）に示されるように、機械角が大きくなるのに連動してヨーク１０Ａに固定された第２の永久磁石１２が回転軸方向の一側に徐々に移動したときには、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さ中心より軸方向の他側から発する主な磁束が第３のホール素子１３を鎖交する。このとき、第３のホール素子１３を鎖交する磁束の回転軸方向成分は、第２の永久磁石１２が初期位置から回転軸方向の一側へ徐々に移動するにつれて徐々に増大する。そして、第３のホール素子１３の配置位置は、第３のホール素子１３を鎖交する磁束の回転軸方向成分が第２の永久磁石１２の初期位置からの移動量に比例して大きくなるように決定されている。
【００４３】
なお、第２の永久磁石１２が回転軸方向の他側へ徐々に移動したときには、同様に、第３のホール素子１３を鎖交する磁束の回転軸方向成分は、第２の永久磁石１２の初期位置からの移動量に比例して増大するが、第２の永久磁石１２が回転軸方向の一側に徐々に移動したときとは反対の向きの磁束が第３のホール素子１３を鎖交する。
【００４４】
機械角に対する第３のホール素子１３の出力電圧特性を図７に示す。
図７において、第３のホール素子１３から出力される電圧は、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂと同様にバイポーラ出力であり、第３のホール素子１３の出力電圧値は、回転軸１４が回転中心にあるとき、即ち、機械角が０°であるときに０となっている。そして、第３のホール素子１３は、ヨーク１０Ａが回転軸方向の一側に移動されているときは正電圧を出力し、ヨーク１０Ａが回転軸方向の他側に移動するときは負電圧を出力している。また、前述したように、第３のホール素子１３を鎖交する磁束は、第２の永久磁石１２の初期位置からの移動量に比例するので、機械角に対する電圧特性は、回転軸１４における±２回転の回転範囲、即ち、機械角で±７２０°の範囲に対し線形性を有している。
【００４５】
そして、演算処理部１５では、ＲＡＭ１５ｂに格納された第３のホール素子１３の出力電圧値に対応する機械角を以下のように検出することが可能になっている。
即ち、演算処理部１５のＲＯＭ１５ｃには、機械角に対する第３のホール素子１３の出力電圧特性が予め記憶されている。そして、ＣＰＵ１５ａは、第３のホール素子１３からのリアルタイムの出力電圧値を、ＲＡＭ１５ｂを参照して読み取り、ＲＯＭ１５ｃに予め格納された第３のホール素子１３の出力電圧特性と対比させることにより、第３のホール素子１３の出力電圧値から機械角を算出するようになっている。
【００４６】
ここで、第３のホール素子１３の出力電圧特性は、第３のホール素子１３が出力する電圧値から算出される機械角の精度に直接影響する。そして、第３のホール素子１３の出力電圧特性は、ヨーク１０Ａ及び第２の永久磁石１２の寸法とそれらの配置位置の関係、円筒体９の雄ねじ部９ａのピッチ、機械角のとる角度範囲、及び第３のホール素子１３と第２の永久磁石１２との間の距離に影響される。以下、第３のホール素子１３の出力電圧特性に影響を及ぼす上記要因について説明する。
【００４７】
まず、ヨーク１０Ａ及び第２の永久磁石１２の寸法及びそれらの配設位置関係が第３のホール素子１３の出力電圧特性に与える影響について述べる。
前述したように、ヨーク１０Ａの回転軸方向の長さは、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さより長く、また、ヨーク１０Ａと第２の永久磁石１２とは、第２の永久磁石１２の回転軸方向の両端が、ヨーク１０Ａの回転軸方向の両端の範囲内に配設されている。この条件であれば、第２の永久磁石１２がヨーク１０Ａに対して安定して固定できるため、第３のホール素子１３の出力電圧値が安定する。
【００４８】
さらに、第２の永久磁石１２が発する磁束が効果的にヨーク１０Ａの中を流れるようになる。即ち、第２の永久磁石１２の回転軸方向の両端から、ヨーク１０Ａが回転軸方向にさらに延在していれば、第２の永久磁石のＮ極から発せられた磁力線が、Ｓ極側にまわり込む際、磁性体のヨーク１０Ａを介すため安定してＳ極に入り込む。このため、第２の永久磁石１２から発せられて第３のホール素子１３を鎖交する磁束密度が密になる。これにより、第３のホール素子１３が出力する電圧の絶対値を大きくとることができるので、出力電圧値に対する各種ノイズの影響を少なくすることができる。
従って、ヨーク１０Ａと第２の永久磁石１２の長さ及びそれらの配置関係が上述の条件を満たすとき、第３のホール素子１３が出力する電圧値から算出される機械角の精度を向上させることができる。
【００４９】
次いで、円筒体９の雄ねじ部９ａのピッチ、及び機械角のとる角度範囲が第３のホール素子１３の出力電圧特性に与える影響について述べる。
第２の永久磁石１２の回転軸方向の移動距離は、円筒体９の雄ねじ部９ａのピッチと回転軸１４の回転数の積で求められる。即ち、第２の永久磁石１２の回転軸方向の最大の移動距離は、回転軸１４がとる最大の回転数と、雄ねじ部９ａのピッチとの積で決定される。
【００５０】
そして、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さは、ヨーク１０Ａの回転軸方向の最大の移動距離より長くすることにより、第３のホール素子１３が出力する電圧特性は、機械角の変動に対して線形性にすぐれた特性となる。これにより、第３のホール素子１３が出力する電圧値から算出される機械角の精度を向上させることができる。仮に、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さが、回転軸方向の可動範囲未満であると、第３のホール素子１３を鎖交する磁束は、第２の永久磁石１２の移動距離が所定距離までは徐々に密になるが、所定距離移動した後は徐々に疎になり、第３のホール素子１３の出力電圧特性の機械角の変動に対する優れた線形性が保たれなくなる。
【００５１】
次いで、第３のホール素子１３と第２の永久磁石１２との間の距離が、第３のホール素子１３の出力電圧特性に及ぼす影響について述べる。
第３のホール素子１３と第２の永久磁石１２との間の距離が遠すぎる場合には、第２の永久磁石が発する磁束が届かなくなって、第３のホール素子１３では第２の永久磁石１２が発する磁束を検出できなくなる。従って、第２の永久磁石１２まわりの磁束密度を考慮し、第２の永久磁石１２から適度な距離に第３のホール素子１３を配置することにより、第３のホール素子１３が出力する電圧値に応じて算出される機械角の精度を向上させることができる。
【００５２】
次いで、ヨーク１０Ａの円筒体９に対するがたつきに起因する多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角の検出誤差について説明する。
なお、第３のホール素子１３の出力電圧値に対応させて演算処理部１５で算出される機械角を単に多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角とした。
ここで、図８に示されるように、螺合された円筒体９の雄ねじ部９ａ及びヨーク１０Ａの雌ねじ部１０ａの間の回転軸方向の隙間をａとする。即ち、隙間ａのためにヨーク１０Ａは、回転軸方向に移動する際、円筒体９に対してがたつく。また、雄ねじ部９ａ及び雌ねじ部１０ａのピッチをαとすると、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角には、以下の式（３）で表される検出誤差ｄθａ°が含まれる。
ｄθａ＝ａ／α×３６０・・・（３）
【００５３】
また、断面正方形のヨーク１０Ａにおいて、断面正方形の四辺うちの三辺のそれぞれを略隙間無しに囲んでいるとしたが、実際には、図９に示されるように、ヨーク１０Ａとガイド１１との間には、わずかに隙間が形成されている。そして、当該隙間における回転軸１４の回転方向の隙間長をｂとする。隙間長ｂのためにヨーク１０Ａは、回転軸方向に移動する際にがたつきを生じる。また、ヨーク１０Ａとガイド１１とが接触したときに、回転軸１４の軸心と、当該接触部位との間の距離をβとすると、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角は、以下の式（４）で表される検出誤差ｄθｂ°が含まれる。
ｄθｂ＝ｂ／β×５７・・・（４）
【００５４】
そして、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角の検出誤差ｄθ°は、以下の式（５）で表される
ｄθ＝ｄθａ＋ｄθｂ・・・（５）
実際には、ヨーク１０Ａやガイド１１など各構成部に力が加わることによる変形の影響や、第２の永久磁石１２や第３のホール素子１３の設置位置の誤差があるため、これらに起因する検出誤差を含めた全体の検出誤差は、ｄθ°の値より大きくなるが、ｄθａ＋ｄθｂ°が支配的な要素となる。式（３）〜式（５）からもわかるように、機械角の検出誤差を小さくするためには、ピッチα、及び距離βを大きくとるとよい。
【００５５】
以上のように、演算処理部１５では、多回転角度範囲検出部８Ａの第３のホール素子１３の出力電圧値をもとに、回転軸１４が±２回転したときの角度範囲に対して機械角を算出することができる。しかし、ピッチα、隙間ａ、距離β、隙間ｂに起因する検出誤差を抑制するこが難しく、また、第３のホール素子１３の出力電圧値も機械角の変動に対して完全には線形でないため、多回転角度範囲検出部８Ａのホール素子１３の出力電圧値だけでは、高精度に機械角を検出することはできない。
【００５６】
そこで、演算処理部１５が第３のホール素子１３の出力電圧値から算出した大きな誤差を含む機械角と、第１のホール素子６ａと第２のホール素子６ｂの出力電圧値から算出した電気角から精度よく得られる機械角の候補とから、実際の機械角を精度よく導きだす方法について説明する。
【００５７】
多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角において必要とされる検出精度（検出誤差範囲）は、微小角度検出部３Ａの機械角の検出角度範囲により決定される。上述したように、微小角度検出部３Ａの機械角の検出角度範囲は、第１の永久磁石５に着磁された磁極対の数をｐとすると３６０／ｐで表され、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角の検出精度は、３６０／ｐより小さい値が必要とされる。本実施の形態１においては、極対数は５であるので、検出精度は７２°である。即ち、多回転角度範囲検出部８Ａの第３のホール素子１３の出力電圧値から機械角Ｂが導き出されたとき、誤差を含まない実際の機械角Ｈ°は、機械角Ｂに対し、以下の不等号式（６）を満足することが必要とされる。
Ｂ−３６≦Ｈ＜Ｂ＋３６・・・（６）
この程度の機械角Ｂの検出誤差範囲であれば、ヨーク１０Ａや第２の永久磁石１２の寸法やそれらの配置位置の関係、円筒体９の雄ねじ部９ａのピッチα、及び第３のホール素子１３と第２の永久磁石１２との間の距離を調整することにより、余裕を持って実現できる。
【００５８】
また、微小角度検出部３Ａの第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂの出力電圧値から検出される電気角Ａ°に対し、実際の機械角Ｈ°は、複数の機械角の候補を有する前述の式（２）により表されるので、式（２）のＨ°を不等号式（６）に代入すると、Ｂ−３６≦Ａ／５＋７２×Ｎ＜Ｂ＋３６の関係を満たす。
このとき、上記の関係を満たす整数Ｎの値は一義的に決まるので、ＣＰＵ１５ａは機械角Ｈ°をＡ°，Ｂ°から一義的に決定することができる。
即ち、演算処理部１５のＣＰＵ１５ａは、（Ｂ−３６−Ａ／５）／７２≦Ｎ＜（Ｂ＋３６−Ａ／５）／７２を満たす整数Ｎを演算により導き、さらに、導き出されたＮを、式（２）に代入することにより、実際の機械角Ｈを高精度に得ることができる。
【００５９】
この実施の形態１では、微小角度検出部３Ａ、及び多回転角度範囲検出部８Ａが、回転軸１４周りに軸方向に位置をずらしてそれぞれ配設されている。
微小角度検出部３Ａは、磁場発生手段設置治具４を介して回転軸１４に外嵌状態に固定した第１の永久磁石５、第１の永久磁石５が発する磁束を検出可能に配設された第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂで構成され、多回転角度範囲検出部８Ａは、回転軸１４に外嵌状態に固定された円筒体９、円筒体９に螺合させたヨーク１０Ａ、ヨーク１０Ａの回転を規制するガイド１１、ヨーク１０Ａに取り付けられた第２の永久磁石１２、第２の永久磁石１２の磁束を検出する第３のホール素子１３で構成されている。
【００６０】
そして、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂは、第１の永久磁石５の回転角度に応じた電圧値（第１の検出信号）を出力し、演算処理部１５では、第１の検出信号から機械角の候補を精度よく算出している。
また、多回転角度範囲検出部８Ａは、軸まわりの回転力を軸方向の推力に変換する変換機構を備えており、該回転力を変換して得られた軸方向の推力により、ヨーク１０Ａを回転軸１４の軸まわりの回転に連動させて軸方向に移動させている。そして、ヨーク１０Ａの回転軸方向の移動量に応じた電圧値（第２の検出信号）が第３のホール素子１３から出力されるようになっている。そして、演算処理部１５では、第２の検出信号から多回転する回転軸１４の誤差を含む機械角を算出することが可能になっている。
そして、演算処理部１５は、第１の検出信号から得られた機械角の候補と、第２の検出信号から得られた誤差を含む機械角とを組み合わせて高精度に機械角を算出することができる。
【００６１】
このように、回転角度検出装置１Ａは、微小角度検出部３Ａでは、回転軸１４の軸まわりに回転する第１の永久磁石５の回転量を直接検出し、また、多回転角度範囲検出部８Ａでは、ヨーク１０Ａに固定された第２の永久磁石１２の回転軸方向の移動量を回転軸１４の機械角に応じて検出することにより、回転軸１４の機械角を導きだしている。従って、回転角度検出装置１Ａは、従来のように大小２つの歯車機構を設けることなく構成されているので、微小角度検出部３Ａ及び多回転角度範囲検出部８Ａからなる角度検出部２を回転軸１４周りにコンパクトに配設することが可能であり、回転角度検出装置１Ａは、簡易な構造でより小型化して製造することができる。しかも、微小角度検出部３Ａと多回転角度範囲検出部８Ａは回転軸方向に位置をずらして回転軸１４の軸心まわりに配設可能であるので、回転角度検出装置１Ａは、特に回転軸１４の径方向に関して小型化することができる。
【００６２】
また、第１の検出信号は、回転軸１４の回転に連動して回転する第１の永久磁石５と、第１の永久磁石５が発する磁束の鎖交量を検出する第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂとからなる簡易な構成から得られ、また、第２の検出信号は、第２の永久磁石１２と第２の永久磁石１２が発する磁束の鎖交量を検出する第３のホール素子１３とからなる簡易な構成から得られる。さらに、変換機構は、雄ねじ部９ａ及び雌ねじ部１０ａとの螺合部、及びガイド１１からなる簡易な構造である。従って、回転角度検出装置１Ａの製造コストの増大を抑制することができる。
【００６３】
また、従来の回転角度検出装置では、大小２つの歯車機構が用いられていたが、各歯車機構は耐久力に劣るため、装置に振動が加わる条件下で使用されると、振動による慣性力が各歯車機構に付加されて各歯車機構が破損しやすくなるという問題があった。回転角度検出装置１Ａは、歯車機構を用いずに構成されているので、耐久力が向上され、装置に振動が加わるような条件下で使用されても、装置の故障が発生しにくくなるとうい効果も得られる。
【００６４】
また、第３のホール素子１３から出力される電圧は、バイポーラ出力であり、回転軸１４が回転中心にあるときの電圧値を０として設定することができる。第３のホール素子１３の周辺の温度変化などにより変化した場合、機械角に対する第３のホール素子１３の出力電圧特性の傾きが変化する。しかし、機械角が０°付近では、第３のホール素子１３の出力電圧値は、第３のホール素子１３の出力電圧特性の傾きが変わったとしても、傾きが変わる前の出力電圧値の大きさに比べて変動が小さい。
【００６５】
回転軸１４の機械角を検出して、それを制御信号として利用するシステムでは、機械角が０°（回転中心）であるときに制御系から出される指令値が０のもの（何もしないもの）が多く、機械角が０°の状態を正しく検出することは重要となる。即ち、第３のホール素子１３の感度が第３のホール素子１３の周辺の温度変化などにより大きく変化してしまうと、実際の機械角が０°であり制御系の指令値を０とすべきものに対し、０と異なる指令値が制御系に与えられることになる。指令値を０とすべきところに、０以外の指令値をだしてシステムを自動的に作動させることは好ましくない。この実施の形態１では、第３のホール素子１３の機械角に対する出力電圧特性をバイポーラ出力としたことにより、仮に第３のホール素子１３の感度が、第３のホール素子１３の周辺の温度変化などにより変化した場合でも、回転中心付近での機械角の検出誤差を最小限に抑えることができる。
【００６６】
なお、この実施の形態１では、軸方向移動体として磁性材料の鉄で形成されたヨーク１０Ａを用いるものとして説明したが、軸方向移動体は非磁性材料で形成されているものでもよい。但し、前述したように第２の永久磁石１２の磁束は、Ｎ極からヨーク１０Ａを介してＳ極に入るので、軸方向移動体が磁性材料で形成されている場合には、非磁性材料で形成されているものに比べ、磁束密度を密に保つことができる。即ち、第３のホール素子１３で検出された磁束の検出精度を高めることができる。
また、ヨーク１０Ａの内周面に予め雌ねじ部１０ａを形成するものとして説明したが、内周面に雌ねじ部１０ａを有する円筒状の別部品を用意し、雌ねじ部を有さない他の貫通孔が形成されたヨークに対し、後から該円筒状の別部品を他の貫通孔に圧入などで取り付けるなどしてもよい。
【００６７】
また、ヨーク１０Ａの形状は、回転軸方向に垂直な断面が概略正方形に形成され、第２の永久磁石１２は直方体に形成されるものとして説明したが、ヨーク１０Ａ及び第２の永久磁石１２のそれぞれの形状は、断面正方形のもの及び直方体のそれぞれに限定されない。ヨーク１０Ａの回転軸方向に垂直な断面形状は他の多角形や円や楕円状のものでもよい。第２の永久磁石１２は、ヨーク１０Ａに取り付けやすいように、ヨーク１０Ａの回転軸方向に垂直な断面形状に合わせて形成すればよい。例えば、ヨーク１０Ａの回転軸方向に垂直な断面形状が円形である場合には、第２の永久磁石１２は、ヨーク１０Ａへの取付面をヨークの外周面に合わせた曲面に形成すればよい。
また、第２の永久磁石１２は、第３のホール素子１３と対向する面が、回転軸方向に垂直な断面において円弧を描くように形成されていてもよい。
【００６８】
また、微小角度検出部３Ａの第１の磁場発生手段には周方向に所定のピッチで交互にＮ極とＳ極が着磁された円環状の第１の永久磁石５を用い、演算制御部１５が、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂから出力された第１の検出信号から電気角を算出するものとして説明したが、第１の磁場発生手段は、第１の永久磁石５の形状、及び着磁形式に限定されない。第１の磁場発生手段には、円環状の他の永久磁石において、外周面側がＮ極に、内周面側がＳ極に着磁され、かつ、Ｎ極に着磁された外周面が周方向に関して所定のピッチで凹凸形状を有しているものを用いてもよい。
【００６９】
この場合、他の永久磁石が回転される際、その凸部が第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂと対峙するときと、凹部が第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂと対峙するときとで、第１のホール素子６ａと第２のホール素子６ｂのそれぞれと他の永久磁石との間の距離が接離する。従って、他の永久磁石の凸部が第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂと対峙するときと、凹部が第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂと対峙するときとで鎖交する磁束量が変位する。第１の磁場発生手段が回転されたときに、第１のホール素子６ａ及び第２のホール素子６ｂに鎖交する磁束量の変位を利用して、演算処理部１５では電気角を検出することができる。
【００７０】
第２の永久磁石１２に着磁したＮ極及びＳ極の極対数は５であるものとして説明したが、極対数は５であるものに限定されず、第２の永久磁石１２に着磁する極対数は、回転角度検出装置１Ａで必要とされる機械角の検出範囲などの仕様に応じて適宜決定すればよい。
【００７１】
また、第２の永久磁石１２はＮ極を回転軸１４の径方向外方に向けて配設するものとして説明したが、第２の永久磁石１２は、Ｓ極を回転軸１４の径方向外方に向けて配設するものでもよい。
また、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さは、ヨーク１０Ａの回転軸方向の最大の移動距離より長くするものとして説明したが、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さは、このものに限定されない。第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さが、回転軸方向の移動距離より短く、第３のホール素子１３の出力電圧特性の機械角の変動に対する優れた線形性が保たれなくなった場合でも、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角が、必要とされる検出精度を満足するものであれば、第２の永久磁石１２の回転軸方向の長さは、ヨーク１０Ａの回転軸方向の最大の移動距離より短くてもよい。
【００７２】
また、ガイド１１が、断面正方形のヨーク１０Ａにおいて、断面正方形の四辺うちの三辺のそれぞれを略隙間無しに囲むように、自動車のボディなどの固定部に固定されるものとして説明したが、ガイド１１は、ヨーク１０Ａの回転軸１４の軸まわりの回転を規制するものであれば、形状、及び配設位置は限定されない。ガイド１１は、例えば、ヨーク１０Ａの断面正方形の四辺のうち一辺のみと略隙間無しに対向する壁面を有するものや、ヨーク１０Ａの断面正方形の角部を形成する部位と略隙間なしに対向する壁面を有するものなどでも、ヨーク１０Ａの回転軸１４の軸まわりの回転を規制することができる。
【００７３】
回転角度検出装置１Ａは、自動車のステアリング装置のステアリングシャフト軸（回転軸１４）まわりに取り付けられて、舵角検出用に用いられるものとして説明したが、自動車のステアリング装置のステアリングシャフト軸まわりに取り付けて舵角検出用に用いるものに限定されず、軸まわりに多回転する円柱状の軸全般の回転角度検出用に適用できる。
また、第１の磁気センサ〜第３の磁気センサにそれぞれ、第１のホール素子６ａ、第２のホール素子６ｂ、及び第３のホール素子１３を用いるものとして説明したが、第１の磁気センサ〜第３の磁気センサは、それぞれ第１のホール素子６ａ、第２のホール素子６ｂ、及び第３のホール素子１３を用いるものに限定されない。第１の磁気センサ〜第３の磁気センサとして、ＭＲセンサ（強磁性体磁気抵抗素子）など他の磁気センサを用いても良い。
【００７４】
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図である。
図１０において、回転角度検出装置１Ｂの多回転角度範囲検出部８Ｂは、与圧機構としてのコイルばね１６を備えている。
コイルばね１６は、その両端が、ヨーク１０Ａにおける回転軸方向と直交する両面のうち回転軸方向の一側の面と、該一側の面と対峙する例えば自動車のボディなどの固定部２０ａの壁面とにそれぞれ固定されている。このとき、コイルばね１６はヨーク１０Ａを回転軸方向の他側に常に押圧するように縮設されている。また、コイルばね１６は、回転軸１４の回転方向に１８０°のピッチで２つ配設されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００７５】
上記のように構成された回転角度検出装置１Ｂにおいて、機械角は実施の形態１と同様に検出される。
上述したように、円筒体９の雄ねじ部９ａとヨーク１０Ａの雌ねじ部１０ａとの間の回転軸方向の隙間が小さいほど多回転角度範囲検出部８Ｂによる機械角の検出誤差が抑制される。つまり、ヨーク１０Ａの円筒体９に対するがたつきが小さいほど機械角の検出誤差が小さくなる。
この実施の形態２では、コイルばね１６が、常にヨーク１０Ａを回転軸方向の他側に押圧するので、ヨーク１０Ａの円筒体９に対するがたつきが小さくなり、雄ねじ部９ａと雌ねじ部１０ａとの間に隙間がないのと同等に見なせる。また、コイルばね１６は簡易な構造であり、固定部２０ａとヨーク１０Ａとの間への配設も容易に行える。
従って、この実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、コストの増大を抑制しつつも多回転角度範囲検出部８Ｂで検出される機械角の検出誤差を小さくする効果が得られる。
【００７６】
なお、この実施の形態２では、与圧機構としてコイルばね１６を用いるものとして説明したが、与圧機構はコイルばね１６に限定されるものではなく、与圧機構として、ゴムをヨーク１０Ａと固定部２０ａとの間に、ヨーク１０Ａを回転軸方向の他側に常に押圧するように配設するものなどでもよい。
【００７７】
また、コイルばね１６が、回転軸１４の回転方向に１８０°のピッチでヨーク１０Ａと固定部２０ａとの間に固定されるものとして説明したが、さらに複数のコイルばね１６をヨーク１０Ａと固定部との間に配設してもよいし、ばね力の大きな１つのコイルばねや、板ばねをヨーク１０Ａと固定部２０ａとの間に配設してもよい。
また、コイルばね１６は、ヨーク１０Ａを回転軸方向の一側（固定部２０ａと反対側）に押圧するように縮設されるものとして説明したが、コイルばね１６は、ヨーク１０Ａを回転軸方向の他側（固定部２０ａ側）に引っ張る方向にばね力が働くように配設してもよい。
【００７８】
また、コイルばね１６を配設したことにより、回転軸１４が回転されたときに、雄ねじ部９ａと雌ねじ部１０ａとが接触する部分の摩擦力が大きくなるが、回転軸１４の回転力に対してコイルばね１６のばね力は小さいものでよく、回転軸１４のスムーズな回転を損なうようなばね力を有するコイルばね１６は必要としない。また、ヨーク１０Ａが回転軸方向に移動するにつれ、コイルばね１６のばね力が変化するため、雄ねじ部９ａと雌ねじ部１０ａが接触する部分の摩擦力が変動するが、この摩擦力の変化も大きなものでなく、回転軸１４のスムーズな回転を損なうものではない。仮に、摩擦力の変化が問題になる場合には、コイルばね１６の長さを長くするなどすれば、コイルばね１６がヨーク１０Ａを押圧する力の変動量を小さくできる。
【００７９】
また、自動車の電動パワーステアリング装置のように、図示しないモータが、回転角度検出装置１Ｂによる機械角の検出結果に応じたトルクをハンドルの操舵（回転軸１４の操舵）を手助けするように、回転軸１４に付与可能に設けられている場合、モータのトルクは、与圧機構を配設したことによる円筒体９の雄ねじ部９ａとヨーク１０Ａの雌ねじ部１０ａが接触する部分の摩擦力やその変化を考慮して制御するとよい。
【００８０】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である。
図１１及び図１２において、回転角度検出装置１Ｃの多回転角度範囲検出部８Ｃは、与圧機構及び移動体回転規制部材としての板ばね１７と、軸方向移動体としてのヨーク１０Ｂと、固定治具１８ａ，１８ｂとを備えている。ヨーク１０Ｂは円柱状に形成され、貫通孔（図示せず）が同軸に形成されている。また、ヨーク１０Ａと同様に、ヨーク１０Ｂの貫通孔の内周面には、円筒体９の雄ねじ部９ａに対応する雌ねじ部１０ａが形成されており、ヨーク１０Ｂは円筒体９に外嵌状態に螺合されている。
【００８１】
板ばね１７は円環状に形成され、回転軸方向の一側から見たときに、回転軸１４の軸心と同心に、かつ、円筒体９を囲繞するように配設されている。このとき、板ばね１７の外輪側が、固定治具１８ａで、例えば自動車のボディに固定された固定部２０ｂに間接的に固定され、板ばね１７の内輪側が、固定治具１８ｂで、ヨーク１０Ｂの回転軸方向と垂直な一端面に固定されている。そして、板ばね１７は、その外輪側と内輪側の回転軸方向の高さ位置が異なるように配置され、また、板ばね１７の内輪と外輪との間は撓みを有している。そして、板ばね１７の弾性力は、常にヨーク１０Ｂを回転軸方向の他側に押圧するように働いている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００８２】
ヨーク１０Ｂが回転軸方向に移動された時には、ヨーク１０Ｂの回転軸方向の移動分だけ回転軸方向に撓みが伸縮されるようになっている。即ち、ヨーク１０Ｂの回転軸方向の移動は阻害されないようになっている。また、板ばね１７は、その外輪と内輪とがそれぞれ固定治具１８ａ，１８ｂにより固定部２０ｂとヨーク１０Ｂとに固定されており、さらに、回転軸１４の回転方向には撓まないだけの剛性を有している。従って、回転軸１４の軸まわりに回転させようとする力がヨーク１０Ｂに付加されても、ヨーク１０Ｂの回転が規制される。従って、実施の形態１と同様に、ヨーク１０Ｂは円筒体９の回転に連動し回転軸方向に移動される。
【００８３】
上記のように構成された回転角度検出装置１Ｃにおいて、機械角は実施の形態１と同様に検出される。
上述したように、円筒体９の雄ねじ部９ａとヨーク１０Ｂの雌ねじ部１０ａとの間の回転軸方向の隙間は小さいほど機械角の検出誤差が抑制される。つまり、ヨーク１０Ｂの円筒体９に対するがたつきが小さいほど機械角の検出誤差が小さくなる。
板ばね１７の弾性力は、常にヨーク１０Ｂを回転軸方向の他側に押圧するように働いているので、ヨーク１０Ｂの円筒体９に対するがたつきが小さくなり、雄ねじ部９ａと雌ねじ部１０ａとの間の隙間がないのと同等に見なせる。また、板ばね１７は簡易な構造であり、固定部２０ｂとヨーク１０Ｂとの間に容易に配設することができる。
この実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、コストの増大を抑制しつつも多回転角度範囲検出部８Ｃで検出される機械角の検出誤差を小さくする効果が得られる。
【００８４】
実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図である。
図１３において、回転角度検出装置１Ｄの多回転角度範囲検出部８Ｄは、軸方向移動体としてのヨーク１０Ｃ、及び与圧機構としての与圧発生用ヨーク１９を備えている。
ヨーク１０Ｃは円柱状に形成され、貫通孔（図示せず）が同軸に形成されている。また、ヨーク１０Ａと同様に、ヨーク１０Ｃの貫通孔の内周面には、円筒体９の雄ねじ部９ａに対応する雌ねじ部１０ａが形成されており、ヨーク１０Ｃは円筒体９に外嵌状態に螺合されている。
【００８５】
与圧発生用ヨーク１９は磁性体の鉄を材料に用いて円筒に形成されて、回転軸１４と同軸に一端面をヨーク１０Ｃに固定して配設されている。このとき、与圧発生用ヨーク１９の他端面は、言い換えれば、ヨーク１０Ｃからの与圧発生ヨーク１９の延出端は、第１の永久磁石５の一端面の外輪側と対向するように、かつ、第１の永久磁石５の一端面の近傍に配置されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００８６】
第１の永久磁石５から発せられる磁束は、径方向の成分が主であるが、軸方向の成分も存在する。
磁性体の鉄で形成された与圧発生用ヨーク１９の他端面は、第１の永久磁石５の一端面の近傍で該一端面と対向しているので、第１の永久磁石５から発せられた磁束の軸方向成分は、与圧発生用ヨーク１９内に流れ込む。これにより、電磁力が、与圧発生用ヨーク１９と第１の永久磁石５とを互いに引き寄せるように発生する。従って、与圧発生用ヨーク１９が固定されたヨーク１０Ｃが第１の永久磁石５側に引き寄せられる。
【００８７】
この実施の形態４によれば、ヨーク１０Ｃに簡単な構造の与圧発生用ヨーク１９を配設したことにより、ヨーク１０Ｃが常に第１の永久磁石５側に引き寄せられるので、ヨーク１０Ｃの円筒体９に対するがたつきが小さくなる。即ち、雄ねじ部９ａと雌ねじ部１０ａとの間の隙間がないのと同等に見なせる。また、与圧発生用ヨーク１９は簡易な構造であり、ヨーク１０Ｃへの取付けも容易である。従って、実施の形態１の効果に加え、コストの増大を抑制しつつも多回転角度範囲検出部８Ｄによる機械角の検出誤差を小さく抑えることができるという効果が得られる。
【００８８】
なお、円筒体９の材料は特に限定されるものではなく、円筒体９は磁性材料で形成されていても非磁性材料で形成されていてもよい。
円筒体９が磁性材料で形成されている場合、第１の永久磁石５から発せられる磁束の軸方向の成分が円筒体９にも流れ込む。しかしながら、円筒体９は、第１の永久磁石５に対し、与圧発生用ヨーク１９より離れた位置にあるため、第１の永久磁石５から発せられる磁束の軸方向の成分は与圧発生用ヨーク１９に主に流れ、円筒体９への流れ込み量は少ない。従って、円筒体９が磁性材料で形成された場合でも、与圧発生用ヨーク１９が第１の永久磁石５側に引き寄せられる力は大きく減少することはない。円筒体９を形成する磁性材料には、安価な鉄を使用するものが一般的であり、この場合、円筒体９にかかるコストの増大を抑制することができる。
また、円筒体９が非磁性材料で形成されている場合、第１の永久磁石５から発せられる磁束の軸方向成分は、ほとんど与圧発生用ヨーク１９に流れ、円筒体９には流れない。従って、与圧発生用ヨーク１９が第１の永久磁石５側に引き寄せられる力が一層大きくなる。
【００８９】
また、与圧発生用ヨーク１９の他端面は、第１の永久磁石５の一端面の外輪側と対向するように配設するものとして説明したが、与圧発生用ヨーク１９の他端面は第１の永久磁石５の一端面の外輪側と対向させるものに限定されず、与圧発生用ヨーク１９の外径は、所定の範囲内のものであれば、与圧発生用ヨーク１９と第１の永久磁石５とを互いに引き寄せるように発生する電磁力が得られる。
ただし、第１の永久磁石５から発せられる磁束の回転軸方向成分は、第１の永久磁石５の外径と同じか、それよりもやや径の大きい個所の近傍で最も大きくなる。従って、与圧発生用ヨーク１９の外径は、第１の永久磁石５の外径と同等あるいはそれよりやや大きい外径を有するものが望ましい。
【００９０】
また、与圧発生用ヨーク１９はヨーク１０Ｃと別体であるものとして説明したが、与圧発生用ヨーク１９はヨーク１０Ｃと一体に形成してもよい。
【００９１】
実施の形態５．
図１４はこの発明の実施の形態５に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ矢視断面図である。
図１４及び図１５において、回転角度検出装置１Ｅは、微小角度検出部３Ｂを備えている。微小角度検出部３Ｂは、例えば、自動車の電動パワーステアリング装置のように、運転手によるハンドルの操舵（回転軸の操舵）を手助けするためのトルクを発生させるモータ２１の回転角度を検出する回転角度検出手段としてのエンコーダ２２を利用するものである。
【００９２】
そして、微小角度検出部３Ｂは、上述のエンコーダ２２の他、減速機構２３を備えている。減速機構２３は、ウォーム２４及びウォームホイール２５で構成されている。
ウォームホイール２５は円筒状に形成され、回転軸１４が圧入されている。ウォーム２４の一端面からはウォーム軸２４ａが突出され、ウォーム軸２４ａとモータ２１の回転軸（図示せず）とが連結されている。また、ウォーム２４の外周面には凹凸部２４ｂが形成され、凹凸部２４ｂは、ウォームホイール２５の外周面に形成された歯部２５ａに噛合されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００９３】
モータ２１が駆動されると、ウォーム２４もウォーム軸２４ａの軸まわりに回転する。このとき、ウォーム２４の回転に対し、ウォームホイール２５は減速して回転されている。
エンコーダ２２は、自動車の電動パワーステアリング装置などに用いられるモータ２１の回転角度検出用センサとして一般的に設けられているものである。エンコーダ２２によるモータ２１の機械的な回転角度の検出角度範囲は３６０°のものが多い。エンコーダ２２は前述の演算処理部１５に接続されて、演算処理部１５のＣＰＵ１５ａはエンコーダ２２が検出する角度値を認識可能になっている。また、モータ２１の回転中心からのモータ２１の回転角度をモータ２１の機械角とする。また、上記説明では、機械角は回転軸１４の回転中心からの回転軸１４の回転角度として定義したが、モータ２１の機械角との差を明確にするため、以降、機械角を回転軸１４の機械角と記載する。
【００９４】
モータ２１の機械角スケールにおけるエンコーダ２２の検出角度範囲をθｍ（＝３６０°）、ウォーム２４、及びウォームホイール２５からなる減速機構の減速比をγとする。このとき、ウォーム軸２４ａが１回転されると、回転軸１４は１／γ回転されることになる。例えば、検出角度範囲θｍが３６０°であり、減速比γは５である場合、回転軸１４の機械角が一方向に７２°変動するたびに、エンコーダ２２では同じ値の角度を検出する。従って、エンコーダ２２により検出される角度をエンコーダ検出角と定義すると、エンコーダ検出角が前述の電気角に相当する。また、θｍ／γを微小角度検出部３Ｂの機械角の検出角度範囲とする。
即ち、回転軸１４の機械角のスケールはエンコーダ検出角スケールの１／５であり、また、回転軸１４の機械角が、７２°だけ一方向に増減するたびに、エンコーダ検出角は同じ値になるように周期的に変動する。
【００９５】
そして、実施の形態１と同様に、Ｎを整数として、７２×Ｎ°≦回転軸１４の機械角＜７２×（Ｎ＋１）°で表される機械角の各範囲のそれぞれに対し、０°≦エンコーダ検出角＜３６０°で表されるエンコーダ検出角の範囲が対応している。
即ち、エンコーダ検出角が、例えば、Ｎ＝０のときの回転軸１４の機械角がとる範囲に対応して０°〜３６０°変動した場合には、回転軸１４の機械角は、０°〜７２°の間を変動したことになり、エンコーダ検出角がＮ＝１のときの回転軸１４の機械角のとる範囲に対応して０°〜３６０°変動した場合には、回転軸１４の機械角は７２°〜１４４°の間を変動したことになる。
【００９６】
従って、エンコーダ検出角の値がＣ°として演算処理部１５で認識された場合、多回転する回転軸１４の実際の機械角Ｈ°の候補は、以下の式（７）により表すことができる。
Ｈ＝Ｃ／５＋７２×Ｎ・・・（７）
即ち、微小角度検出部３Ｂでは、回転軸１４の機械角が７２×Ｎ°のいずれの値からの回転軸１４の回転角度を検出することができる。
【００９７】
また、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角において必要とされる検出精度（検出誤差範囲）は、微小角度検出部３Ｂの機械角の検出角度範囲により決定される。即ち、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角の検出精度は、検出角度範囲θｍを減速比γで割った値であり、ここでは、θｍは３６０°、γは５であるので、検出精度は７２°である。
そして、実施の形態１の電気角の値Ａ°をエンコーダ検出角の値Ｃ°と置き換えれば、多回転角度範囲検出部８Ａによる機械角の値と、エンコーダ２２が出力するエンコーダ検出角の値Ｃ°とから、実施の形態１と同様に回転軸１４の機械角を精度よく検出することができる。
【００９８】
この実施の形態５によれば、多回転角度範囲検出部８Ａが、上記実施の形態１と同様に配設され、また、微小角度検出部３Ｂが、ウォーム２４、ウォームホイール２５、及び自動車の電動パワーステアリング装置に付随する操舵補助用のモータ２１の回転角度検出用のエンコーダ２２とからなる簡易な構成で構成されている。そして、回転角度検出装置１Ｅの演算処理部１５では、多回転角度範囲検出部８Ａにより算出された誤差を含む回転軸１４の機械角と、微小角度検出部３Ｂのエンコーダ２２で検出されるエンコーダ検出角とから、回転軸１４の機械角を精度よく算出することが可能になっている。
【００９９】
前述したように、多回転角度範囲検出部８Ａは、ヨーク１０Ａに固定された第２の永久磁石１２の回転軸方向の移動量を回転軸１４の機械角に応じて検出して回転軸１４の機械角を導きだすものであり、回転軸１４まわりにコンパクトに配設可能である。また、微小角度検出部３Ｂも簡易な構成であるので回転軸１４周辺にコンパクトに配設可能である。従って、回転角度検出装置１Ｅは、簡易な構造でより小型化して製造することができる。
【０１００】
なお、この実施の形態５ではモータ回転角度検出手段は、エンコーダ２２であるものとして説明したが、モータ回転角度検出手段はエンコーダ２２に限定されるものではなくレゾルバなどの回転角度センサでもよい。モータ２１の機械角の検出角度範囲は、３６０°をレゾルバの極対数で割った数値となる。極対数が２つのレゾルバであれば、モータ２１の機械角の検出角度範囲は、機械的な回転角で１８０°となる。
【０１０１】
また、ウォーム２４とウォームホイール２５の間の噛合部に隙間があり、ウォーム２４がウォームホイール２５に対してがたつくことに起因して検出誤差ｄθｃ°が発生する場合には、多回転角度範囲検出部８Ａによる回転軸１４の機械角の検出誤差をθ／γ−ｄθｃ°以内とすることで、回転軸１４の機械角を精度よく測定できる。
【０１０２】
なお、各実施の形態では、回転軸１４の回転中心からの回転角（機械角）を算出するものとして説明したが、回転軸１４の回転角は、回転角中心からの角度を算出するものに限定する必要はない。本発明は、所定位置にあるときの回転軸１４を基準とし、所定位置からの回転軸１４の回転角度を検出するもの全般に適用できる。このとき、所定位置からの回転軸１４の回転角度を絶対値と定義する。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置のシステム構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置において、電気角と第１のホール素子及び第２のホール素子の出力電圧値との関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置の第２の永久磁石が初期位置から回転軸方向の一側に移動したときの第３のホール素子の部位に鎖交する磁力線の密度を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転角度検出装置において、機械角と第３のホール素子の出力電圧値との関係を示す図である。
【図８】図１のＡ部拡大図である。
【図９】図３のＢ部拡大図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係る回転角度検出装置の角度検出部の回転軸の軸心を含む断面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ矢視断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１Ａ〜１Ｅ  回転角度検出装置、３Ａ，３Ｂ  微小角度検出部、８Ａ〜８Ｄ  多回転角度範囲検出部、５  第１の永久磁石（第１の回転体、第１の磁場発生手段）、６ａ  第１のホール素子（第１の検出部材、第１の磁場検出手段、第１の磁気センサ）、６ｂ  第２のホール素子（第１の検出部材、第１の磁場検出手段、第２の磁気センサ）、９ａ  雄ねじ部（変換機構）、１０ａ  雌ねじ部（変換機構）、１０Ａ〜１０Ｄ  ヨーク（軸方向移動体）、１１  ガイド（移動体回転規制部材、変換機構）、１２  第２の永久磁石（第２の磁場発生手段）、１３  第３のホール素子（第２の検出部材、第２の磁場検出手段、第３の磁気センサ）、１４  回転軸、１５  演算処理部、１６  コイルばね（与圧機構）、１７  板ばね（与圧機構、移動体回転規制部材）、１９  与圧発生用ヨーク、２１  モータ、２２  エンコーダ（モータ回転角度検出手段）、２３  減速機構。
【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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