JP4456163B2 - Rotation angle detector - Google Patents

Description

本発明は、回転軸の回転による磁界ベクトルの回転を検出することにより、回転軸の回転角を検出する回転角検出装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotation shaft by detecting rotation of a magnetic field vector due to rotation of the rotation shaft.

磁石（着磁体を含む）の回転角変化を磁気検出素子により検出する回転角検出装置を用いた操舵角検出装置が知られている。この回転角検出装置において、被検出回転軸の３６０度を超える回転角を検出する装置（以下、３６０度超回転角検出装置とも言う）が特許文献１、２に知られている。   A steering angle detection device using a rotation angle detection device that detects a change in rotation angle of a magnet (including a magnetized body) by a magnetic detection element is known. In this rotation angle detection device, devices that detect a rotation angle exceeding 360 degrees of a rotation axis to be detected (hereinafter also referred to as a 360-degree super rotation angle detection device) are known in Patent Documents 1 and 2.

特許文献２は、磁石を回転するとともに軸方向に移動させる構造を採用し、磁気センサを磁石に対して軸方向に近接配置し、磁束密度の方向により回転角を、その磁束密度の大きさにより何回転目かを判定する３６０度超回転角検出装置を提案している。   Patent Document 2 adopts a structure in which a magnet is rotated and moved in the axial direction, a magnetic sensor is disposed close to the magnet in the axial direction, and the rotation angle is determined by the direction of the magnetic flux density, depending on the magnitude of the magnetic flux density. A 360-degree super-rotation angle detection device for determining how many rotations has been proposed.

また、本出願人の出願になる特許文献３は、内周面が円錐テーパ面（単に円錐面とも言う）となる筒状磁石の円錐テーパ面を着磁することによりこの円錐テーパ面に互いに１８０度離れてN極とS極とを形成し、この円錐テーパ面を磁気検出素子の周囲を回転させる同時に軸方向に変位させることにより、磁束密度の方向により回転角を、その磁束密度の大きさにより何回転目かを判定する３６０度超回転角検出装置を提案している。
特開２００５−３６２５号公報 米国特許第６８９４４８７号明細書 特開２００７−２５６２５０号公報 Further, in Patent Document 3 filed by the present applicant, the cone taper surface of a cylindrical magnet whose inner peripheral surface is a conical taper surface (also simply referred to as a conical surface) is magnetized so that the conical taper surfaces are 180 degrees apart. The N pole and S pole are formed apart from each other, and this conical taper surface is rotated around the magnetic sensing element and simultaneously displaced in the axial direction, so that the rotation angle depends on the direction of the magnetic flux density and the magnitude of the magnetic flux density. Has proposed a 360-degree super-rotation angle detection device that determines how many rotations there is.
JP 2005-3625 A US Pat. No. 6,894,487 JP 2007-256250 A

特許文献１の３６０度超回転角検出装置は、回転角を検出すべき一つの被検出回転軸にそれぞれ独立に噛合する二つの磁石軸の回転角をそれぞれ磁気検出素子により検出し、これら二つの磁気検出素子から互いに位相角が異なる出力を発生させ、信号処理部によりこれら二つの出力の位相角の差から３６０度超の回転角を演算することを提案している。上記した特許文献１の回転角検出装置は、３６０度超の回転角を検出できるものの、歯車機構と磁石と磁気検出素子とのセットを２組、被検出回転軸の周囲に配置せねばならず、部品点数及び装置体格が増大し、製造コストも増大するという問題があった。このような２軸型の３６０度超回転角検出装置の問題点は、次に説明する１軸型の３６０度超回転角検出装置により軽減される。   The 360-degree super-rotation angle detection device of Patent Document 1 detects the rotation angles of two magnet shafts that are respectively meshed independently with one detected rotation shaft whose rotation angle is to be detected, and detects each of these two magnetic detection elements. It has been proposed to generate outputs with different phase angles from the magnetic detection element and to calculate a rotation angle of more than 360 degrees from the difference between the phase angles of these two outputs by the signal processing unit. Although the rotation angle detection device of Patent Document 1 described above can detect a rotation angle exceeding 360 degrees, two sets of a gear mechanism, a magnet, and a magnetic detection element must be arranged around the detected rotation shaft. However, there are problems that the number of parts and the size of the apparatus increase and the manufacturing cost also increases. Such problems of the biaxial 360-degree super-rotation angle detection device are alleviated by the single-axis 360-degree super-rotation angle detection device described below.

特許文献２は、磁気検出素子に作用する磁石磁界と外部ノイズ磁界との分別が簡単ではなく、SN比が悪いという問題点があった。   Patent Document 2 has a problem that the magnetic field acting on the magnetic detection element and the external noise magnetic field are not easily separated and the SN ratio is poor.

特許文献３は、磁気検出素子の周囲が磁石やヨークにより囲まれているため外部ノイズ磁界の影響を低減して検出精度を向上可能なものの、磁石の内周面が円錐テーパ面となっているので磁石の製造、着磁工程が複雑であり、磁石材料も多く消費する必要があった。また、磁石各部の径方向厚さが異なるため、磁石に割れが生じやすいという問題もあった。   In Patent Document 3, although the magnetic detection element is surrounded by a magnet or a yoke, the influence of an external noise magnetic field can be reduced to improve detection accuracy, but the inner peripheral surface of the magnet is a conical taper surface. Therefore, the manufacture of the magnet and the magnetizing process are complicated, and it is necessary to consume much magnet material. Moreover, since the radial thickness of each part of the magnet is different, there is a problem that the magnet is easily cracked.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、磁石材料使用量を低減しつつ磁気検出素子に作用する磁界強度を向上可能な１軸型の３６０度超回転角検出装置を提供することをその目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a uniaxial 360-degree super rotation angle detection device capable of improving the magnetic field strength acting on the magnetic detection element while reducing the amount of magnet material used. That is the purpose.

上記課題を解決する本発明の回転角度検出装置は、請求項１、４、６に記載したように、回転体の回転に連動して磁石回転軸心の周囲を回転するとともに軸方向に移動するギャップ付き磁気回路と、前記磁石回転軸心に配置されて前記ギャップ付き磁気回路が前記磁石回転軸心上の磁界を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の方向により前記磁石の回転角を、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の大きさにより前記磁石の回転回数が何回目かを検出する信号処理部とを備え、前記ギャップ付き磁気回路は、前記磁界を形成する磁石と、前記磁石回転軸心上の前記磁界を強化するためのヨークとを有する回転角度検出装置において、前記磁石は、部分円筒状に形成されるとともに前記磁気検出素子を挟んで対面配置される一対の部分円筒磁石を有し、前記一対の部分円筒磁石の内周面部は、前記磁気検出素子に向けて配置されて互いに逆極性の磁極面をなし、前記ヨークは、前記一対の部分円筒磁石を囲んで前記磁石回転軸心の全周に配置される筒形の磁性部材からなるとともに前記一対の部分円筒磁石の外周面部と磁束を授受することをその特徴としている。なお、ここで言う部分円筒磁石とは、内径及び外径がそれぞれ一定である円筒磁石をその軸心を中心とし所定角度２αだけ切断した形状を有する。円筒磁石の２αは３６０度である。好適には、２αは、６０〜１５０度とされる。 The rotation angle detection device of the present invention that solves the above problems rotates around the magnet rotation axis and moves in the axial direction in conjunction with the rotation of the rotating body, as described in claims 1, 4, and 6. A magnetic circuit with a gap, a magnetic detection element that is arranged on the magnet rotation axis and detects a magnetic field on the magnet rotation axis, and the magnetic field detected based on a signal of the magnetic detection element A rotation angle of the magnet according to the direction of the magnetic field, and a signal processing unit that detects the number of rotations of the magnet based on the magnitude of the magnetic field detected based on the signal of the magnetic detection element, The circuit includes a magnet for forming the magnetic field and a yoke for reinforcing the magnetic field on the rotation axis of the magnet. Having a pair of partial cylindrical magnets facing each other with the magnetic detection element interposed therebetween, and the inner peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets are arranged toward the magnetic detection element to form magnetic pole surfaces with opposite polarities, The yoke is formed of a cylindrical magnetic member that surrounds the pair of partial cylindrical magnets and is disposed on the entire circumference of the magnet rotation axis, and transmits and receives magnetic flux to and from the outer peripheral surface of the pair of partial cylindrical magnets. It is a feature. The partial cylindrical magnet referred to here has a shape obtained by cutting a cylindrical magnet having a constant inner diameter and outer diameter by a predetermined angle 2α with its axis as the center. 2α of the cylindrical magnet is 360 degrees. Preferably, 2α is 60 to 150 degrees.

すなわち、本発明は、筒状のヨークの内側に互いに１８０度離れて一対の部分円筒磁石を配置した点をその特徴としている。これにより、次の効果を奏することができる。   That is, the present invention is characterized in that a pair of partial cylindrical magnets are arranged 180 degrees apart from each other inside the cylindrical yoke. Thereby, the following effects can be produced.

まず、磁石厚さが一定であるため、圧縮、焼結時の割れなどが生じにくく、かつ磁石材料の使用量も少なくでき、磁石コストを低減することができる。   First, since the magnet thickness is constant, cracks during compression and sintering are less likely to occur, the amount of magnet material used can be reduced, and the magnet cost can be reduced.

次に、本発明の一対の部分円筒磁石を用いた場合、円筒状乃至円錐テーパ筒状の磁石に比べて、回転軸心に配置された磁気検出素子に与える磁界強度を増大できることがわかった。本発明者は、その理由として、円筒磁石から一部の部分円筒磁石に変更した際に切断し除いた部分が、前記磁石回転軸心上の磁界を低下させるためであると推測している。本発明では、円筒磁石から磁界を低下させる部分をなくした一対の部分円筒磁石は、磁石回転軸心上の磁気検出素子に強い磁界を形成することができる。この点については後述するものとする。   Next, it has been found that when the pair of partial cylindrical magnets of the present invention is used, the magnetic field strength applied to the magnetic detection element disposed on the rotation axis can be increased as compared with a cylindrical or conical tapered cylindrical magnet. The present inventor speculates that the reason is that the portion removed by cutting when changing from a cylindrical magnet to a partial cylindrical magnet is to reduce the magnetic field on the magnet rotation axis. In the present invention, the pair of partial cylindrical magnets that eliminate the portion that reduces the magnetic field from the cylindrical magnet can form a strong magnetic field in the magnetic detection element on the magnet rotation axis. This point will be described later.

請求項１に記載の第１発明の回転角度検出装置において、前記一対の部分円筒磁石は、前記一対の部分円筒磁石の軸方向一端が前記一対の部分円筒磁石の軸方向他端よりも前記磁石回転軸心にそれぞれ近接配置される傾斜姿勢を有する。すなわち、この第１発明の回転角度検出装置では、部分円筒磁石は、磁石回転軸心に対して傾斜配置されている。これにより、部分円筒磁石の回転とともに、磁気検出素子から部分円筒磁石の内周面部までの径方向距離が変化するため、磁気検出素子の磁石磁界の強度を良好に連続変化させることができ、部分円筒磁石を用いて１回転超の磁石回転を良好に検出することができる。 2. The rotation angle detection device according to claim 1 , wherein the pair of partial cylindrical magnets has one end in the axial direction of the pair of partial cylindrical magnets than the other end in the axial direction of the pair of partial cylindrical magnets. Inclined postures are arranged close to the rotation axis. That is, in the rotation angle detection device according to the first aspect of the present invention , the partial cylindrical magnet is inclined with respect to the magnet rotation axis. As a result, the radial distance from the magnetic detection element to the inner peripheral surface portion of the partial cylindrical magnet changes with the rotation of the partial cylindrical magnet, so that the strength of the magnetic field of the magnetic detection element can be changed continuously continuously. It is possible to satisfactorily detect a magnet rotation of more than one rotation using a cylindrical magnet.

好適な態様において、軟磁性材料により形成されるとともに、前記ヨークの内周面から一対の部分円筒磁石の間の隙間に向けて径内向きへ個別に突出する一対のヨーク突部を有する。ヨーク突部はヨークと一体に形成されるのが好ましい。このようにすれば、回転対称に配置された一対のヨーク突部がその近傍の磁束を吸収するため、軸心近傍の磁束がヨーク突部側に引っ張られることになり、その結果として軸心近傍の磁界を平行化し、その磁束分布を均一化することができる。これにより、磁気検出素子の位置が軸心からずれても誤差が生じにくくなる。 In a preferred embodiment, the yoke has a pair of yoke protrusions that are formed of a soft magnetic material and individually protrude radially inward from the inner peripheral surface of the yoke toward a gap between the pair of partial cylindrical magnets. The yoke protrusion is preferably formed integrally with the yoke. In this way, the pair of yoke protrusions arranged symmetrically absorbs the magnetic flux in the vicinity thereof, so that the magnetic flux in the vicinity of the shaft center is pulled toward the yoke protrusion, and as a result, in the vicinity of the shaft center. The magnetic field distribution can be made parallel and the magnetic flux distribution can be made uniform. Thereby, even if the position of the magnetic detection element deviates from the axis, an error is less likely to occur .

好適な態様において、一対のヨーク突部は、ヨークを切り曲げて形成されている。このようにすれば、容易にヨーク突部の製造、取り付けを行うことができる。 In a preferred embodiment, the pair of yoke protrusions are formed by cutting and bending the yoke. In this way, the yoke protrusion can be easily manufactured and attached .

請求項４に記載の第２発明の回転角度検出装置において、前記一対の部分円筒磁石の外周面部と前記ヨークとの間に設けられたギャップの磁気抵抗により、前記磁石回転軸心上の磁界強度は、前記磁石回転軸心の軸方向に連続的に変更される。すなわち、この第２発明の回転角度検出装置では、一対の部分円筒磁石の外周面部と、それを囲むヨークとの間の空隙（ギャップ）の形状を軸方向において変更することにより、磁石回転軸心上の磁石磁界強度を変更する。これにより、簡素な構造により磁石回転軸心の軸方向各部の磁界強度を変更することが可能となる。 5. The rotation angle detection device according to claim 4 , wherein a magnetic field intensity on the rotation axis of the magnet is determined by a magnetic resistance of a gap provided between an outer peripheral surface portion of the pair of partial cylindrical magnets and the yoke. Is continuously changed in the axial direction of the magnet rotation axis. That is, in the rotation angle detection device according to the second aspect of the present invention, by changing the shape of the gap (gap) between the outer peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets and the yoke surrounding them in the axial direction, Change the upper magnetic field strength. Thereby, it becomes possible to change the magnetic field intensity of each part in the axial direction of the magnet rotation axis with a simple structure.

好適な態様において、前記一対の部分円筒磁石の外周面部と前記ヨークとの間に設けられたギャップの大きさは、前記磁石回転軸心と平行な方向へ連続的に変更される。これにより、簡素な構造により磁石回転軸心の軸方向各部の磁界強度の変化の直線性を向上することができ、信号処理が容易となり、回転回数の判別精度を向上することができる。 In a preferred aspect, the size of the gap provided between the outer peripheral surface portion of the pair of partial cylindrical magnets and the yoke is continuously changed in a direction parallel to the magnet rotation axis. Thereby, the linearity of the change of the magnetic field strength of each part in the axial direction of the magnet rotation axis can be improved with a simple structure, signal processing is facilitated, and the determination accuracy of the number of rotations can be improved .

請求項６に記載の第３発明の回転角度検出装置において、前記一対の部分円筒磁石の間に位置して前記ヨークの内周面から径方向内側へ突出する軟磁性の突部を有し、前記突部は、前記磁石回転軸心上の各部の磁石磁界の大きさを連続的に変化させる形状を有する。このようにすれば、簡素な構造により磁石回転軸心の軸方向各部の磁界強度を変更することが可能となる。 The rotation angle detection device according to a third aspect of the present invention has a soft magnetic protrusion located between the pair of partial cylindrical magnets and protruding radially inward from the inner peripheral surface of the yoke, The protrusion has a shape that continuously changes the magnitude of the magnet magnetic field of each part on the magnet rotation axis. If it does in this way, it will become possible to change the magnetic field intensity of each part of the direction of an axis of a magnet rotation axis by simple structure .

好適な態様において、互いに直交配置される２つの磁気検出素子が用いられ、これら２つの磁気検出素子が検出する信号の割合により磁気検出素子に対する部分円筒磁石の回転角が検出される。更に説明すると、部分円筒磁石の回動とともに、静止状態の上記２つの磁気検出素子に作用する磁界は正弦波状に変化する。結局、検出した部分円筒磁石の角度のａｒｃｔａｎ値から部分円筒磁石の３６０度以下の回転角θを求め、更にこれに回転回数×３６０度を加算して最終的な部分円筒磁石の回転角を算出し、これを回転体の回転角（回動角とも言う）に置換すればよい。これらの信号処理については、本出願人の出願になる特開２００７−２５６２５０、２６３５８５、３０９６８１を参照されたい。 In a preferred embodiment, two magnetic detection elements arranged orthogonal to each other are used, and the rotation angle of the partial cylindrical magnet with respect to the magnetic detection element is detected based on the ratio of signals detected by the two magnetic detection elements. More specifically, as the partial cylindrical magnet rotates, the magnetic field acting on the two magnetic detection elements in a stationary state changes in a sine wave shape. Eventually, the rotation angle θ of 360 degrees or less of the partial cylindrical magnet is obtained from the arctan value of the detected angle of the partial cylindrical magnet, and the rotation angle x 360 degrees is further added to this to calculate the final rotation angle of the partial cylindrical magnet. Then, this may be replaced with a rotation angle (also referred to as a rotation angle) of the rotating body. Regarding these signal processing, refer to Japanese Patent Application Laid-Open Nos . 2007-256250, 263585, and 309681 filed by the present applicant .

本発明の回転角検出装置を用いた操舵角検出装置の好適実施形態を以下に説明する。ただし、本発明は、下記の実施形態に限定解釈されるものではなく、他の技術を組み合わせて本発明の技術思想を実現してもよい。   A preferred embodiment of a steering angle detection device using the rotation angle detection device of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the technical idea of the present invention may be realized by combining other techniques.

（実施形態１）
（装置構成）
実施形態１の操舵角検出装置を、図１、図２を参照して説明する。図１は装置の軸方向模式断面図、図２は上方から磁石回転軸心ｍの向きにみたヨーク８及び一対の部分円筒磁石９の平面図である。 (Embodiment 1)
(Device configuration)
The steering angle detection apparatus of Embodiment 1 is demonstrated with reference to FIG. 1, FIG. FIG. 1 is a schematic sectional view in the axial direction of the apparatus, and FIG. 2 is a plan view of the yoke 8 and the pair of partial cylindrical magnets 9 as viewed from above in the direction of the magnet rotation axis m.

この操舵角検出装置は、操舵軸をなす回転体１の回転角を検出するための装置であって、回転体１には、シザーズギアからなる駆動歯車２が固定されている。３は回転体１が貫通するハウジングであって、ハウジング３の内周面の一部の領域にはねじ受け４が固定されている。５は駆動歯車２及びねじ受け４と噛合する従動歯車であり、６はハウジングから従動歯車５の軸心（本発明で言う磁石回転軸心）ｍ上に垂下する磁気検出素子である。７はプリント基板であり、このプリント基板７上には本発明で言う信号処理部をなす電子回路１００が搭載されている。   This steering angle detection device is a device for detecting the rotation angle of a rotating body 1 that forms a steering axis, and a driving gear 2 composed of a scissor gear is fixed to the rotating body 1. Reference numeral 3 denotes a housing through which the rotating body 1 passes, and a screw receiver 4 is fixed to a partial region of the inner peripheral surface of the housing 3. Reference numeral 5 denotes a driven gear that meshes with the drive gear 2 and the screw receiver 4, and reference numeral 6 denotes a magnetic detection element that hangs down from the housing onto the axis (magnetorotation axis in the present invention) m of the driven gear 5. Reference numeral 7 denotes a printed circuit board. On the printed circuit board 7, an electronic circuit 100 constituting a signal processing unit referred to in the present invention is mounted.

駆動歯車２は、いわゆるノンバックラッシギヤであるシザーズギアにより構成されている。駆動歯車２の詳細については後述する。   The drive gear 2 is constituted by a scissors gear that is a so-called non-backlash gear. Details of the drive gear 2 will be described later.

ねじ受け４は、内周面に螺旋ねじ面が形成された円筒をその所定角度幅だけ軸方向に切り取った部分円筒形状を有している。したがって、ねじ受け４の内周面部には部分的な螺旋ねじ面が形成されている。   The screw receiver 4 has a partial cylindrical shape in which a cylinder having a spiral screw surface formed on the inner peripheral surface is cut in the axial direction by a predetermined angular width. Therefore, a partial helical thread surface is formed on the inner peripheral surface portion of the screw receiver 4.

従動歯車５は、回転体１とねじ受け４との間に介設されており、従動歯車５の軸心ｍは、回転体１の軸心とねじ受け４の周方向中心とを結ぶ仮想直線上に配置されている。従動歯車５は、シザーズギアである駆動歯車２と噛合している。かつ、従動歯車５の歯先には、ねじ受け４の部分的な螺旋ねじ面に噛合するねじ溝が形成されている。従動歯車５は、ハウジング３の底部上面に回動自在に配置されている。   The driven gear 5 is interposed between the rotating body 1 and the screw receiver 4, and the axis m of the driven gear 5 is an imaginary straight line that connects the axis of the rotating body 1 and the circumferential center of the screw receiver 4. Is placed on top. The driven gear 5 meshes with the drive gear 2 that is a scissors gear. In addition, a thread groove that meshes with a partial helical thread surface of the screw receiver 4 is formed at the tooth tip of the driven gear 5. The driven gear 5 is rotatably disposed on the upper surface of the bottom of the housing 3.

円筒状の従動歯車５の内周面には筒状のヨーク８が固定され、軟鉄製のヨーク８の内周面には一対の部分円筒磁石９が互いに１８０度離れて嵌入、固定されている。ヨーク８の内周面のうち、一対の部分円筒磁石９の外周面部に密着する部分は部分円筒面形状となっている。この実施形態では、筒状のヨーク８の内周面は図２に示す形状となっているが、一対の部分円筒磁石９の外周面部間を磁気短絡しつつ磁気検出素子６の全周を囲む筒形状であれば、その内周面は他の種々の形状をもつことができる。   A cylindrical yoke 8 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical driven gear 5, and a pair of partial cylindrical magnets 9 are fitted and fixed to the inner peripheral surface of the soft iron yoke 8 180 degrees apart from each other. . Of the inner peripheral surface of the yoke 8, the portion that is in close contact with the outer peripheral surface portion of the pair of partial cylindrical magnets 9 has a partial cylindrical surface shape. In this embodiment, the inner peripheral surface of the cylindrical yoke 8 has the shape shown in FIG. 2, but surrounds the entire circumference of the magnetic detection element 6 while magnetically short-circuiting the outer peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets 9. If it is a cylindrical shape, the inner peripheral surface can have other various shapes.

一対の部分円筒磁石９は、その軸方向下端が軸方向上端よりも磁石回転軸心ｍに近接する傾斜姿勢にてヨーク８に固定されている。また、一対の部分円筒磁石９の径方向の厚さは一定とされている。更に説明すると、一対の部分円筒磁石９は、円筒磁石をその軸心と平行にその軸心から占有角２αだけ切り取った形状を有している。なお、ヨーク８と従動歯車５とを一体に形成してもよい。   The pair of partial cylindrical magnets 9 are fixed to the yoke 8 in an inclined posture in which the lower end in the axial direction is closer to the magnet rotation axis m than the upper end in the axial direction. The radial thickness of the pair of partial cylindrical magnets 9 is constant. More specifically, the pair of partial cylindrical magnets 9 have a shape obtained by cutting the cylindrical magnet from the axis by an occupation angle 2α in parallel with the axis. Note that the yoke 8 and the driven gear 5 may be integrally formed.

一対の部分円筒磁石９は、図２に示すようにその径方向断面の所定の一方向（図２に示すA-A方向）へ着磁され、その結果として、一対の部分円筒磁石９の内周面部は、反対極性の磁極面となる。具体的には、図２における上側の部分円筒磁石９の内周面部はS極面となり、図２における下側の部分円筒磁石９の内周面部はN極面となっている。これにより、軸心ｍにはA-A方向の磁界Bが軸心ｍと直角方向（径方向）に形成される。筒状のヨーク８は、一対の部分円筒磁石９の外周面部同士を磁気的に短絡するとともに、外部ノイズ磁界を遮蔽している。   The pair of partial cylindrical magnets 9 are magnetized in a predetermined direction (AA direction shown in FIG. 2) in the radial cross section as shown in FIG. 2, and as a result, the inner peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets 9 Is a pole surface of opposite polarity. Specifically, the inner peripheral surface portion of the upper partial cylindrical magnet 9 in FIG. 2 is an S pole surface, and the inner peripheral surface portion of the lower partial cylindrical magnet 9 in FIG. 2 is an N pole surface. As a result, a magnetic field B in the AA direction is formed in the axis m in a direction perpendicular to the axis m (radial direction). The cylindrical yoke 8 magnetically short-circuits the outer peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets 9 and shields an external noise magnetic field.

軸心ｍには磁気検出素子６が配置されている。磁気検出素子６は、軸心ｍと直角な方向（径方向）かつ互いに直交するＸ、Y方向の磁界成分を検出する一対のホール素子からなる。すなわち、第１のホール素子は上記X方向磁界成分Bxに応じた信号電圧を出力し、第２のホール素子は上記Y方向磁界成分Byに応じた信号電圧を出力する。   A magnetic detection element 6 is disposed on the axis m. The magnetic detection element 6 includes a pair of Hall elements that detect magnetic field components in the X and Y directions that are perpendicular to the axis m (radial direction) and orthogonal to each other. That is, the first Hall element outputs a signal voltage corresponding to the X-direction magnetic field component Bx, and the second Hall element outputs a signal voltage corresponding to the Y-direction magnetic field component By.

一対の部分円筒磁石９が軸心に形成する磁界（磁石磁界とも言う）は、X方向磁界成分BxとY方向磁界成分Byとのベクトル和となる。磁気検出素子６は、これら２つのホール素子の出力信号を増幅する周辺回路を有し、Ｘ方向磁束密度成分Ｂｘに比例する信号電圧Ｖｘと、Ｙ方向磁束密度成分Ｂｙに比例する信号電圧Ｖｙを出力する。   The magnetic field (also referred to as a magnet magnetic field) formed by the pair of partial cylindrical magnets 9 is the vector sum of the X-direction magnetic field component Bx and the Y-direction magnetic field component By. The magnetic detection element 6 has a peripheral circuit that amplifies the output signals of these two Hall elements, and generates a signal voltage Vx proportional to the X-direction magnetic flux density component Bx and a signal voltage Vy proportional to the Y-direction magnetic flux density component By. Output.

（動作）
上記説明した装置の回転角検出動作を以下に説明する。 (Operation)
The rotation angle detection operation of the apparatus described above will be described below.

回転体１とともに駆動歯車２が回動すると、駆動歯車２と噛合する従動歯車５が回動する。従動歯車５はねじ受け４と噛合しているため、従動歯車５は回動するとともに軸方向に変位する。回転体１が回動すると、上記一対の磁極面すなわちN極面及びS極面が回転するとともに、上記一対の磁極面と磁気検出素子６との間の径方向距離が連続的に変化する。その結果、回転体１が回転すると、磁気検出素子６を径方向に貫通する磁界（磁束密度と考えてもよい）の方向と大きさとがそれぞれ連続的に変化する。   When the drive gear 2 rotates together with the rotating body 1, the driven gear 5 that meshes with the drive gear 2 rotates. Since the driven gear 5 meshes with the screw receiver 4, the driven gear 5 rotates and is displaced in the axial direction. When the rotating body 1 rotates, the pair of magnetic pole surfaces, that is, the N pole surface and the S pole surface rotate, and the radial distance between the pair of magnetic pole surfaces and the magnetic detection element 6 changes continuously. As a result, when the rotating body 1 rotates, the direction and magnitude of the magnetic field (which may be considered as magnetic flux density) penetrating the magnetic detection element 6 in the radial direction continuously change.

A-A方向に対する永久磁石９の回転角度をθとする時、一対の部分円筒磁石９が磁気検出素子６に与えるＸ方向磁束密度成分ＢｘとＹ方向磁束密度成分Ｂｙとは、次のようになる。
Ｂｘ ＝ ｆ (θ)・ｃｏｓθ
Ｂｙ ＝ ｆ (θ)・ｓｉｎθ When the rotation angle of the permanent magnet 9 with respect to the AA direction is θ, the X-direction magnetic flux density component Bx and the Y-direction magnetic flux density component By given to the magnetic detection element 6 by the pair of partial cylindrical magnets 9 are as follows.
Bx = f (θ) · cos θ
By = f (θ) · sinθ

なお、f (θ)は、永久磁石９の軸方向変位により磁気検出素子６の位置における磁束密度Ｂのベクトル長の変化を示す関数値である。 f (θ ) は磁石やヨークの形状、材質等で決まる値である。信号処理部１００は、磁束密度Ｂのベクトル長を示す関数値f (θ)と磁石回転軸の回転回数との関係を記憶している。   Note that f (θ) is a function value indicating a change in the vector length of the magnetic flux density B at the position of the magnetic detection element 6 due to the axial displacement of the permanent magnet 9. f (θ) is a value determined by the shape and material of the magnet and yoke. The signal processing unit 100 stores the relationship between the function value f (θ) indicating the vector length of the magnetic flux density B and the number of rotations of the magnet rotation shaft.

信号処理部１００は、磁気検出素子６から入力されるＸ方向磁束密度成分ＢｘとＹ方向磁束密度成分Ｂｙとを逆正接演算する機能をもつ。この逆正接演算により、
θ ＝ ａｒｃｔａｎ (Ｂｙ／Ｂｘ)
が算出され、回転角θにより永久磁石９の３６０度内の角度情報を得ることができる。更に、信号処理部は、Ｘ方向磁束密度成分ＢｘとＹ方向磁束密度成分Ｂｙとの二乗和の平方根を演算する機能をもつ。この演算により、磁束密度Ｂのベクトル長が算出され、この磁束密度Ｂのベクトル長を示す関数値 f (θ)と、記憶する上記関係とから、磁石回転軸の回転回数が算出される。すなわち、この実施形態では、f (θ)の大きさから所定の軸方向基準位置からの何回転目の回転かを演算し、ａｒｃｔａｎ(Ｂｙ／Ｂｘ)から現在の磁石９の回転角θを演算し、これらから３６０度以上の回転角θ'を算出する。たとえば現在２回目の回転であり、θが５５度であれば、最終回転角θ'は４１５度が算出されて出力される。 The signal processing unit 100 has a function of performing an arctangent calculation on the X-direction magnetic flux density component Bx and the Y-direction magnetic flux density component By input from the magnetic detection element 6. By this arc tangent calculation,
θ = arctan (By / Bx)
And angle information within 360 degrees of the permanent magnet 9 can be obtained from the rotation angle θ. Further, the signal processing unit has a function of calculating the square root of the square sum of the X-direction magnetic flux density component Bx and the Y-direction magnetic flux density component By. By this calculation, the vector length of the magnetic flux density B is calculated, and the number of rotations of the magnet rotation shaft is calculated from the function value f (θ) indicating the vector length of the magnetic flux density B and the stored relationship. That is, in this embodiment, the rotation number θ of rotation from a predetermined axial reference position is calculated from the magnitude of f (θ), and the current rotation angle θ of the magnet 9 is calculated from arctan (By / Bx). Then, a rotation angle θ ′ of 360 degrees or more is calculated from these. For example, if the current rotation is the second rotation and θ is 55 degrees, the final rotation angle θ ′ is calculated and output as 415 degrees.

回転体１の回転角φ、一対の部分円筒磁石９の回転角θ'と、磁気検出素子６の位置でのＸ方向磁束密度成分Ｂｘ及びＹ方向磁束密度成分Ｂｙとの関係を図３に示す。すなわち、この実施形態によれば、一対の部分円筒磁石９を回転させるとともに軸方向へ変位させることにより、１セットの回転磁石アセンブリを用いてだけで３６０度以上の回転角を検出することができる。   FIG. 3 shows the relationship between the rotation angle φ of the rotating body 1, the rotation angle θ ′ of the pair of partial cylindrical magnets 9, and the X-direction magnetic flux density component Bx and the Y-direction magnetic flux density component By at the position of the magnetic detection element 6. . In other words, according to this embodiment, by rotating the pair of partial cylindrical magnets 9 and displacing them in the axial direction, a rotation angle of 360 degrees or more can be detected using only one set of rotating magnet assemblies. .

（駆動歯車２の説明）
次に、駆動歯車２を図１を参照して更に説明する。 (Description of drive gear 2)
Next, the drive gear 2 will be further described with reference to FIG.

駆動歯車２は、回転体１に嵌着、固定された第１歯車２１と、第１歯車２１に対して軸方向に隣接する第２歯車２２と、コイルスプリング２３とからなる。第２歯車２２は、回転体１又は第２歯車２２に遊嵌されており、コイルスプリング２３により第１歯車２１に対して周方向一方側に弾性付勢されている。第１歯車２１及び第２歯車２２は等歯数でほぼ同一形状の歯を有し、第１歯車２１の歯と第２歯車２２の歯は、従動歯車５の歯を挟んでいる。このため、コイルスプリング２３が第２歯車２２を駆動歯車２のトルク方向（回転方向）と逆方向へ弾性付勢するため、従動歯車５の歯には径方向内側への合力が加えられる。この合力は、径方向面内にて変位可能な従動歯車５を通じてねじ受け４に伝達され、その結果として、従動歯車５の歯先のねじ面とねじ受け４のねじ面との間の遊びが解消される。   The drive gear 2 includes a first gear 21 fitted and fixed to the rotating body 1, a second gear 22 adjacent to the first gear 21 in the axial direction, and a coil spring 23. The second gear 22 is loosely fitted to the rotating body 1 or the second gear 22, and is elastically biased toward the one side in the circumferential direction with respect to the first gear 21 by the coil spring 23. The first gear 21 and the second gear 22 have substantially the same number of teeth with the same number of teeth, and the teeth of the first gear 21 and the teeth of the second gear 22 sandwich the teeth of the driven gear 5. For this reason, the coil spring 23 elastically biases the second gear 22 in the direction opposite to the torque direction (rotation direction) of the drive gear 2, so that a resultant force radially inward is applied to the teeth of the driven gear 5. This resultant force is transmitted to the screw receiver 4 through the driven gear 5 that is displaceable in the radial plane, and as a result, play between the thread surface of the tooth tip of the driven gear 5 and the screw surface of the screw receiver 4 is generated. It will be resolved.

一対の部分円筒磁石９は、その軸方向下端が軸方向上端よりも磁石回転軸心ｍに近接する傾斜姿勢にてヨーク８に固定されている。また、一対の部分円筒磁石９の径方向の厚さは一定とされている。更に説明すると、一対の部分円筒磁石９は、円筒磁石をその軸心と平行にその軸心から占有角２αだけ切り取った形状を有している。なお、ヨーク８と従動歯車５とを一体に形成してもよい。   The pair of partial cylindrical magnets 9 are fixed to the yoke 8 in an inclined posture in which the lower end in the axial direction is closer to the magnet rotation axis m than the upper end in the axial direction. The radial thickness of the pair of partial cylindrical magnets 9 is constant. More specifically, the pair of partial cylindrical magnets 9 have a shape obtained by cutting the cylindrical magnet from the axis by an occupation angle 2α in parallel with the axis. Note that the yoke 8 and the driven gear 5 may be integrally formed.

一対の部分円筒磁石９は、図２に示すようにその径方向断面の所定の一方向（図２に示すA-A方向）へ着磁され、その結果として、一対の部分円筒磁石９の内周面部は、反対極性の磁極面となる。具体的には、図２における上側の部分円筒磁石９の内周面部はS極面となり、図２における下側の部分円筒磁石９の内周面部はN極面となっている。   The pair of partial cylindrical magnets 9 are magnetized in a predetermined direction (AA direction shown in FIG. 2) in the radial cross section as shown in FIG. 2, and as a result, the inner peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets 9 Is a pole surface of opposite polarity. Specifically, the inner peripheral surface portion of the upper partial cylindrical magnet 9 in FIG. 2 is an S pole surface, and the inner peripheral surface portion of the lower partial cylindrical magnet 9 in FIG. 2 is an N pole surface.

実験及びシミュレーションにより調べた部分円筒磁石９の既述の占有角αと軸心ｍ上の磁束密度Bとの関係を図４に示す。αが６０°を超えると磁束密度Bが低下することがわかる。αが９０°であるということは、一対の部分円筒磁石９が密着して完全な円筒となっている状態を意味する。このことから、たとえばαを４０〜６０°とすることにより、完全円筒型の磁石よりも軸心ｍ上の磁束密度を向上できることがわかった。したがって、この実施形態の一対の部分円筒磁石９を用いることにより、検出精度を向上させることができる。   FIG. 4 shows the relationship between the aforementioned occupying angle α of the partial cylindrical magnet 9 and the magnetic flux density B on the axis m, examined by experiments and simulations. It can be seen that the magnetic flux density B decreases when α exceeds 60 °. That α is 90 ° means that the pair of partial cylindrical magnets 9 are in close contact with each other to form a complete cylinder. From this, it was found that, for example, by setting α to 40 to 60 °, the magnetic flux density on the axis m can be improved as compared with the complete cylindrical magnet. Therefore, detection accuracy can be improved by using the pair of partial cylindrical magnets 9 of this embodiment.

実験及びシミュレーションにより調べた部分円筒磁石９の傾斜角βと軸心ｍ上の磁束密度Bとの関係を図５に示す。傾斜角βが０°の場合に比較して傾斜角βが２０°の場合には軸心ｍ上の各部における磁束密度Bの変化を直線的とすることができるため、磁気検出素子６の出力のリニアリティを向上できることがわかった。   FIG. 5 shows the relationship between the inclination angle β of the partial cylindrical magnet 9 and the magnetic flux density B on the axis m that was examined by experiments and simulations. Since the change of the magnetic flux density B at each part on the axis m can be made linear when the inclination angle β is 20 ° compared to when the inclination angle β is 0 °, the output of the magnetic detection element 6 It was found that the linearity of can be improved.

つまり、一対の部分円筒磁石９を傾斜配置することにより、磁気検出素子６を一対の部分円筒磁石９に対して軸心ｍの方向へ相対変位させた場合の磁束密度を直線的に変化させることができるため、完全円筒形磁石の内周面を円錐テーパ面としたと同様の効果を得ることができる。一対の部分円筒磁石９は、成型しやすい形状であるためその割れの心配もない。ヨークは軟磁性体、例えば鉄を用いるため、割れの問題はなく、高い寸法精度で加工できるため、磁石を配置するガイドとしても利用すれば、磁石を位置精度よく配置させることができる。   That is, by arranging the pair of partial cylindrical magnets 9 to be inclined, the magnetic flux density when the magnetic detection element 6 is relatively displaced in the direction of the axis m with respect to the pair of partial cylindrical magnets 9 is linearly changed. Therefore, the same effect can be obtained when the inner peripheral surface of the complete cylindrical magnet is a conical tapered surface. Since the pair of partial cylindrical magnets 9 has a shape that is easy to mold, there is no fear of cracking. Since the yoke uses a soft magnetic material, such as iron, there is no problem of cracking and processing can be performed with high dimensional accuracy. Therefore, if the yoke is also used as a guide for arranging magnets, the magnets can be arranged with high positional accuracy.

（効果）
上記説明したこの実施形態によれば、回転角検出感度及びリニアリティの両方を改善できるため、回転角検出精度を向上できることがわかった。 (effect)
According to this embodiment described above, it was found that both the rotation angle detection sensitivity and the linearity can be improved, so that the rotation angle detection accuracy can be improved.

（変形態様）
上記実施形態では、一対の部分円筒磁石９の磁化方向をA-A方向としたが、軸心ｍに向かう径方向としてもよい。 (Modification)
In the above embodiment, the magnetization direction of the pair of partial cylindrical magnets 9 is the AA direction, but it may be a radial direction toward the axis m.

（実施形態２）
実施形態２を図７を参照して説明する。この実施形態は、上述した実施形態１の一対の部分円筒磁石９に相当する一対の部分円筒磁石１１a、１１bを傾斜させずに軸心ｍと平行方向に配置し、かつ、ヨーク１２の内周面８０を円錐テーパ面としたものである。xは磁石底面から距離である。一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂはその径方向に磁化されているものとする。この実施形態の特徴は、ヨーク１２の内周面と一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂの外周面部との間に空隙（ギャップ）１３が設けられ、この空隙１３の径方向幅はｘの増大に比例して増大する点にある。 (Embodiment 2)
A second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b corresponding to the pair of partial cylindrical magnets 9 of the first embodiment described above are arranged in a direction parallel to the axis m without being inclined, and the inner periphery of the yoke 12 is provided. The surface 80 is a conical tapered surface. x is the distance from the bottom of the magnet. It is assumed that the pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b are magnetized in the radial direction. A feature of this embodiment is that a gap (gap) 13 is provided between the inner peripheral surface of the yoke 12 and the outer peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b, and the radial width of the gap 13 increases x. The point is to increase proportionally.

このようにすると、図８に示すように、軸心ｍの上方（ｘが大）部分を通過する磁束（図８に点線にて示す）が流れる磁路中の磁気抵抗は、軸心ｍの下方（ｘが小）部分を通過する磁束が流れる磁路中の磁気抵抗より大きくなるため、軸心ｍ上の磁束密度Bは、ｘの増大につれて減少する。これにより、磁気検出素子６に対する一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂの相対回転につれて磁束密度Bの大きさを変更することができ、回転回数を精度良く検出することができる。なお、空隙１３に非磁性体を配置してもよいことはもちろんである。   In this way, as shown in FIG. 8, the magnetic resistance in the magnetic path through which the magnetic flux (shown by the dotted line in FIG. 8) passing through the upper part (x is large) of the axis m is Since the magnetic resistance in the magnetic path through which the magnetic flux passing through the lower part (x is small) flows becomes larger, the magnetic flux density B on the axis m decreases as x increases. Thereby, the magnitude | size of magnetic flux density B can be changed with relative rotation of a pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b with respect to the magnetic detection element 6, and the frequency | count of rotation can be detected accurately. Of course, a non-magnetic material may be disposed in the gap 13.

（変形態様）
上記実施形態では、一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂの磁化方向をその径方向としたが、軸心ｍと直角平面における平行方向としてもよい。しかし、径方向に着磁することにより軸心ｍ上の磁束密度を一層向上することができる。 (Modification)
In the above embodiment, the magnetization direction of the pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b is the radial direction, but it may be a parallel direction in a plane perpendicular to the axis m. However, the magnetic flux density on the axis m can be further improved by magnetizing in the radial direction.

（変形態様）
その他の変形態様を図９〜図１２に示す。これらの変形態様は、空隙１３の形状を種々変更したものである。このようにしても、一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂの内周面部である磁極面が軸心ｍ上の各部に与える磁気的影響は軸心ｍの各部の距離ｘに応じて変化するため、上記と同様の効果を得ることができる。 (Modification)
Other modifications are shown in FIGS. These deformation modes are obtained by variously changing the shape of the gap 13. Even in this case, the magnetic influence that the magnetic pole surface, which is the inner peripheral surface portion of the pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b, has on each part on the axis m changes according to the distance x of each part of the axis m. The same effect as described above can be obtained.

（実施形態３）
実施形態３を図１３を参照して説明する。実施形態２と同様に一対の部分円筒磁石１１a、１１bを傾斜させずに軸心ｍと平行方向に配置し、かつ、実施形態１と同様にヨーク１２の内周面を一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂの外周面部に密着させ、更に、一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂの間に軟磁性の突部２３a、２３ｂを円筒状のヨーク８の内周面から径方向内側に突出した点にその特徴がある。したがって、突部２３ａ、２３ｂは、互いに１８０度離れて配置されている。突部２３ａ、２３ｂはヨーク１２と一体に形成されてもよく、別々に形成して一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂとともにヨーク１２の内周面に接着してもよい。 (Embodiment 3)
Embodiment 3 will be described with reference to FIG. As in the second embodiment, the pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b are arranged in a direction parallel to the axis m without being inclined, and the inner peripheral surface of the yoke 12 is paired with the pair of partial cylindrical magnets 11a as in the first embodiment. 11b, and a soft magnetic projection 23a, 23b between the pair of partial cylindrical magnets 11a, 11b at a point protruding radially inward from the inner circumferential surface of the cylindrical yoke 8. There are features. Therefore, the protrusions 23a and 23b are arranged 180 degrees apart from each other. The protrusions 23a and 23b may be formed integrally with the yoke 12, or may be formed separately and bonded to the inner peripheral surface of the yoke 12 together with the pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b.

このようにすれば、図１４に示すように、一対の部分円筒磁石１１ａ、１１ｂ間を流れる磁束（図１４に点線にて示す）は、突部２３ａ、２３ｂに吸引されるため、軸心ｍ上の磁束密度が低下する。この磁束密度の低下は、一対の突部２３ａ、２３ｂと軸心ｍとの距離が小さいほど言い換えればｘが小さいほど大きい。したがって、この実施形態３においても、既述した他の実施形態と同様に、距離ｘの大きさに応じて軸心ｍ上の磁束密度Bを変更することができることがわかる。   In this way, as shown in FIG. 14, the magnetic flux (indicated by the dotted line in FIG. 14) flowing between the pair of partial cylindrical magnets 11a and 11b is attracted to the protrusions 23a and 23b. The upper magnetic flux density decreases. The decrease in the magnetic flux density is greater as the distance between the pair of protrusions 23a and 23b and the axis m is smaller, in other words, as x is smaller. Therefore, also in this third embodiment, it is understood that the magnetic flux density B on the axis m can be changed according to the size of the distance x, as in the other embodiments described above.

（変形態様）
変形態様を図１５〜図１７に示す。 (Modification)
Deformation modes are shown in FIGS.

これらの変形態様は、突部２３ａ、２３ｂをヨーク１２と一体に形成するとともに、突部２３ａ、２３ｂの形状を種々変更した点にその特徴がある。このような形状の突部２３ａ、２３ｂを用いても、軸心ｍ上の各部の磁界の大きさを変更することができる。すなわち、これらの形状の一対の突部２３ａ、２３ｂが軸心ｍ上の各部に与える磁気的影響は軸心ｍの各部の距離ｘに応じて変化するため、上記と同様の効果を得ることができる。   These modifications are characterized in that the protrusions 23a and 23b are formed integrally with the yoke 12 and the shapes of the protrusions 23a and 23b are variously changed. Even if the protrusions 23a and 23b having such a shape are used, the magnitude of the magnetic field of each part on the axis m can be changed. That is, the magnetic effect that the pair of protrusions 23a, 23b having these shapes gives to each part on the axis m changes according to the distance x of each part of the axis m, so that the same effect as described above can be obtained. it can.

（実施形態４）
実施形態４の操舵角検出装置を、図１８〜図２３を参照して説明する。ただし、この実施形態４の各構成要素には、実施形態１〜３の各構成要素の符号に対して独立に付されている。 (Embodiment 4)
A steering angle detection device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. However, the constituent elements of the fourth embodiment are independently assigned to the reference numerals of the constituent elements of the first to third embodiments.

（装置構成）
図１８はこの操舵角検出装置の軸方向断面図である。 (Device configuration)
FIG. 18 is an axial sectional view of the steering angle detection device.

１１は回転体、１２は図１に示す駆動歯車２に相当する第一の歯車、１３は図１に示す従動歯車に相当する第二の歯車、１４は図１に示す部分円筒磁石９に相当する永久磁石であり、ヨーク１６を通じて第二の歯車１３に固定されている。永久磁石１４は既述したように一対配置されているが、図１８ではその一つが図示されている。１５は磁気検出素子、１６は円筒状のヨークであり、第二の歯車１３の内周面に固定されている。ただし、図１８において、ヨーク１６の断面にはハッチングが省略されている。１６a、１６ｂはヨーク１６に設けられて径方向内側に突出するヨーク突部である。１７は、基板２０から軸方向に垂下する支柱であり、支柱１７の下端には磁気検出素子１５が固定されている。１８はねじ受け、１９はハウジングである。ハウジング１９は、上端開口のハウジング１９ａと下端開口のハウジング１９ｂとからなる。ハウジング１９ａと下端開口のハウジング１９ｂとは密閉ケースを構成している。２１は本発明で言う信号処理部をなす処理装置であり、基板２０に実装されている。処理装置２１は図１に示す電子回路１００に相当する。回転体１１はハウジング１９ａ、１９ｂを貫通しており、部分円筒状のねじ受け１８の部分内周面には螺旋ねじ面が形成され、ねじ受け１８のねじ面は、第二の歯車１３に螺合している。同じく、第二の歯車１３は、第一の歯車１２に螺合している。   11 is a rotating body, 12 is a first gear corresponding to the drive gear 2 shown in FIG. 1, 13 is a second gear corresponding to the driven gear shown in FIG. 1, and 14 is equivalent to the partial cylindrical magnet 9 shown in FIG. The permanent magnet is fixed to the second gear 13 through the yoke 16. A pair of permanent magnets 14 is arranged as described above, and one of them is shown in FIG. Reference numeral 15 denotes a magnetic detection element, and reference numeral 16 denotes a cylindrical yoke, which is fixed to the inner peripheral surface of the second gear 13. However, in FIG. 18, hatching is omitted from the cross section of the yoke 16. Reference numerals 16a and 16b denote yoke protrusions provided on the yoke 16 and protruding radially inward. Reference numeral 17 denotes a column that hangs down in the axial direction from the substrate 20, and the magnetic detection element 15 is fixed to the lower end of the column 17. Reference numeral 18 denotes a screw receiver, and 19 denotes a housing. The housing 19 includes a housing 19a having an upper end opening and a housing 19b having a lower end opening. The housing 19a and the housing 19b at the lower end opening constitute a sealed case. Reference numeral 21 denotes a processing apparatus which forms a signal processing unit referred to in the present invention, and is mounted on the substrate 20. The processing device 21 corresponds to the electronic circuit 100 shown in FIG. The rotating body 11 passes through the housings 19 a and 19 b, and a helical thread surface is formed on a partial inner circumferential surface of the partially cylindrical screw receiver 18, and the thread surface of the screw receiver 18 is screwed onto the second gear 13. Match. Similarly, the second gear 13 is screwed into the first gear 12.

これにより、回転体１１及び第一の歯車１２が第二の歯車１３を回転させると、第二の歯車１３はねじ受け１８によりガイドされて軸方向に進退する。その結果、回転体１１の回転により第二の歯車１３が回転するとともに軸方向に進退すると、一対の永久磁石１４及びヨーク１６が回転するととともに軸方向に進退する。実施形態１で既述した一対の永久磁石１４及びヨーク１６の独特の形状及び配置により、それらの径方向内側の空間に形成される磁界は、軸方向上方よりも下方に向けて連続的に強化されている。このため、第二の歯車１３の軸心Mの位置に設けられた磁気検出素子１５は、３６０度を超える第二の歯車１３の回転角を検出することができる。図１９は、磁気検出素子１５を構成する一対のホール素子の出力と回転体１１の回転角との関係を示す波形図である。   Thus, when the rotating body 11 and the first gear 12 rotate the second gear 13, the second gear 13 is guided by the screw receiver 18 and advances and retreats in the axial direction. As a result, when the second gear 13 is rotated by the rotation of the rotating body 11 and advanced and retracted in the axial direction, the pair of permanent magnets 14 and the yoke 16 rotate and advance and retract in the axial direction. Due to the unique shape and arrangement of the pair of permanent magnets 14 and the yoke 16 described in the first embodiment, the magnetic field formed in the radially inner space is continuously enhanced downward from the upper side in the axial direction. Has been. For this reason, the magnetic detection element 15 provided at the position of the axis M of the second gear 13 can detect the rotation angle of the second gear 13 exceeding 360 degrees. FIG. 19 is a waveform diagram showing the relationship between the output of the pair of Hall elements constituting the magnetic detection element 15 and the rotation angle of the rotating body 11.

上記説明したこの実施形態の装置構成及びその動作は、ヨーク突部１６ａ、１６ｂを除いて実施形態１と同じであるため、これ以上の説明は省略する。   Since the apparatus configuration and operation of this embodiment described above are the same as those of the first embodiment except for the yoke protrusions 16a and 16b, further description is omitted.

この回転角度検出装置の要部をなすヨーク１６の内部構造を図２０を参照して更に詳しく説明する。円筒状のヨーク１６の内部の径方向断面を図２０（ａ）に、その軸方向断面を図２０（ｂ）、図２０（ｃ）に示す。図２０（ｂ）はヨーク突部１６ａ、１６ｂの周方向中央位置を結ぶ直線に沿った断面を示し、図２０（ｃ）は永久磁石１４ａ、１４ｂの周方向中央位置を結ぶ直線に沿った断面を示す。軸心Mには、互いに直交し、かつ、それぞれ径方向の磁界強度に応答して出力信号を発生する一対のホール素子を内蔵する磁気検出素子１５が配置されている。ただし、磁気検出素子１５は図２０では図示を省略されている。なお、それぞれ１つの磁気検出手段を内蔵する２つの磁気検出素子を軸心Mに配置してもよいことはもちろんである。   The internal structure of the yoke 16 that forms the main part of the rotation angle detection device will be described in more detail with reference to FIG. A radial cross section inside the cylindrical yoke 16 is shown in FIG. 20 (a), and an axial cross section thereof is shown in FIGS. 20 (b) and 20 (c). 20B shows a cross section along a straight line connecting the circumferential center positions of the yoke protrusions 16a and 16b, and FIG. 20C shows a cross section along a straight line connecting the circumferential center positions of the permanent magnets 14a and 14b. Indicates. Arranged on the axis M is a magnetic detection element 15 including a pair of Hall elements that are orthogonal to each other and generate an output signal in response to the magnetic field strength in the radial direction. However, the magnetic detection element 15 is not shown in FIG. Of course, two magnetic detection elements each containing one magnetic detection means may be arranged at the axis M.

それぞれ部分円筒状に形成された一対のの径方向断面は、円筒磁石をその軸心と平行に切断した円弧断面をなす。永久磁石１４ａ、１４ｂの軸方向下端は、その軸方向上端よりも軸心Mに近接する傾斜姿勢にてヨーク１６の内周面に回転対称に固定されている。永久磁石１４ａ、１４ｂの厚さは一定とされている。略円筒状のヨーク１６の内周面は、図２０（ｃ）に示すように永久磁石１４ａ、１４ｂの外表面に密着するテーパ面となっている。ただし、ヨーク１６の内周面は、永久磁石１４ａ、１４ｂに接しない部位にて、図２０（ｂ）に示すように円筒状となっている。永久磁石１４ａ、１４ｂは、図２０に示すXーX方向へ着磁されている。その結果、一対の永久磁石１４ａ、１４ｂの内周面部は反対極性の磁極面となる。具体的には、永久磁石１６ａの内周面部はN極面となり、永久磁石１６ｂの内周面部はS極面となっている。ヨーク１６は、一対の永久磁石１４ａ、１４ｂの外周面部同士を磁気的に短絡するとともに外部ノイズ磁界を遮蔽している。これにより、軸心M近傍には、X-X方向の磁界が形成される（図２１（ｂ）参照）。永久磁石１４ａ、１４ｂ間のX-X方向の距離が異なるため、軸心MにおけるX-X方向の磁界強度は、上方へ向かうにつれて連続的に低下する。   A pair of radial cross sections each formed in a partial cylindrical shape forms an arc cross section obtained by cutting a cylindrical magnet in parallel with its axis. The lower ends in the axial direction of the permanent magnets 14a and 14b are fixed rotationally symmetrically on the inner peripheral surface of the yoke 16 in an inclined posture closer to the axis M than the upper end in the axial direction. The thickness of the permanent magnets 14a and 14b is constant. The inner peripheral surface of the substantially cylindrical yoke 16 is a tapered surface that is in close contact with the outer surfaces of the permanent magnets 14a and 14b, as shown in FIG. However, the inner peripheral surface of the yoke 16 has a cylindrical shape as shown in FIG. 20B at a portion not in contact with the permanent magnets 14a and 14b. The permanent magnets 14a and 14b are magnetized in the XX direction shown in FIG. As a result, the inner peripheral surface portions of the pair of permanent magnets 14a and 14b become magnetic pole surfaces having opposite polarities. Specifically, the inner peripheral surface portion of the permanent magnet 16a is an N pole surface, and the inner peripheral surface portion of the permanent magnet 16b is an S pole surface. The yoke 16 magnetically shorts the outer peripheral surface portions of the pair of permanent magnets 14a and 14b and shields an external noise magnetic field. As a result, a magnetic field in the XX direction is formed in the vicinity of the axis M (see FIG. 21B). Since the distance in the XX direction between the permanent magnets 14a and 14b is different, the magnetic field strength in the XX direction at the axis M is continuously reduced as it goes upward.

（ヨーク突部１６ａ、１６ｂ）
この実施形態の特徴をなすヨーク突部１６ａ、１６ｂについて、説明する。 (Yoke protrusions 16a and 16b)
The yoke protrusions 16a and 16b that characterize this embodiment will be described.

ヨーク突部１６ａ、１６ｂは、一対の永久磁石１ｆ４ａ、１４ｂの間に位置してヨーク１６の内周面から軸心Mに向けて求心方向であるY-Y方向へ突設されている。ヨーク突部１６ａ、１６ｂは、互いに１８０度離れて回転対称に設けられ、ヨーク突部１６ａ、１６ｂの先端は、図２０（ｂ）に示すように、隣接する永久磁石１４ａ、１４ｂの内周面部よりも軸心Mに近い位置にまで達している。   The yoke projections 16a and 16b are located between the pair of permanent magnets 1f4a and 14b and project from the inner peripheral surface of the yoke 16 toward the axis M in the YY direction, which is the centripetal direction. The yoke protrusions 16a and 16b are provided 180 degrees apart from each other in rotational symmetry, and the tip ends of the yoke protrusions 16a and 16b are inner peripheral surface portions of adjacent permanent magnets 14a and 14b, as shown in FIG. It has reached a position closer to the axis M than.

このようにすると、図２１（ｂ）に示すように、永久磁石１４ａ、１４ｂが磁束を吸収するため軸心Ｍ近傍の磁界がヨーク突部１６ａ、１６ｂに向けて引っ張られることになり、その結果として、ヨーク突部１６ａ、１６ｂが無い場合の軸心Ｍ近傍の磁界方向に比べて、軸心Ｍ近傍の磁界方向がXーX方向へ直線化する。なお、図２１（ａ）はヨーク突部１６ａ、１６ｂが無い場合の磁束の流れを示し、図２１（ｂ）はヨーク突部１６ａ、１６ｂを設けた場合の磁束の流れを示す。結局、この実施形態によれば、磁束を一部吸収するヨーク突部１６ａ、１６ｂの追加により、軸心Ｍ近傍の磁界方向をX-X方向へ直線化し、軸心Ｍ近傍の磁化強度のばらつきを低減することができる。   If it does in this way, as shown in FIG.21 (b), since the permanent magnets 14a and 14b absorb magnetic flux, the magnetic field of the axial center M vicinity will be pulled toward the yoke protrusions 16a and 16b, As a result, As compared with the magnetic field direction near the axis M in the absence of the yoke protrusions 16a and 16b, the magnetic field direction near the axis M is linearized in the XX direction. 21A shows the flow of magnetic flux when there is no yoke protrusions 16a and 16b, and FIG. 21B shows the flow of magnetic flux when the yoke protrusions 16a and 16b are provided. Ultimately, according to this embodiment, by adding the yoke protrusions 16a and 16b that partially absorb the magnetic flux, the magnetic field direction in the vicinity of the axis M is linearized in the XX direction, and variation in the magnetization intensity in the vicinity of the axis M is reduced. can do.

（変形態様）
この実施形態のヨーク突部１６ａ、１６ｂの先端面は、X-X方向及び軸心Ｍと平行にに延在する平面としたが、ヨーク突部１６ａ、１６ｂの先端面に適宜、テーパを設けたり、丸めるなどの形状変化を与えても良い。また、この実施形態のヨーク突部１６ａ、１６ｂは、ヨーク１６から角棒状に突出しているが、たとえば先端に向けて先細形状としてもよい。その他、図２０（ｂ）に示すヨーク突部１６ａ、１６ｂの軸方向幅は比較的狭いが、更に軸方向幅を増大してもよい。 (Modification)
The tip surfaces of the yoke protrusions 16a and 16b in this embodiment are flat surfaces extending in parallel with the XX direction and the axis M, but the tip surfaces of the yoke protrusions 16a and 16b may be appropriately tapered, A shape change such as rounding may be given. Further, the yoke protrusions 16a and 16b of this embodiment protrude from the yoke 16 in a square bar shape, but may be tapered toward the tip, for example. In addition, although the axial width of the yoke protrusions 16a and 16b shown in FIG. 20B is relatively narrow, the axial width may be further increased.

また、図２２に示すように、ヨーク１６の一部を切り曲げてヨーク突部１６ａ、１６ｂを形成しても良い。更に、図２３に示すように、ヨーク突部１６ａ、１６ｂを基準として、永久磁石１４ａ、１４ｂをヨーク１６の内周面に固定しても良い。つまり、位置決め部材として利用しても良い。   Further, as shown in FIG. 22, a part of the yoke 16 may be cut and bent to form the yoke protrusions 16a and 16b. Further, as shown in FIG. 23, the permanent magnets 14 a and 14 b may be fixed to the inner peripheral surface of the yoke 16 with reference to the yoke protrusions 16 a and 16 b. That is, it may be used as a positioning member.

（実施例効果）
この実施形態によれば、製造公差のばらつきにより、磁気検出素子１５が軸心位置から径方向にずれてもそれにより磁気検出素子１５に作用する磁界強度の変化を減らすことができるため、検出精度の低下を抑止することができる。 (Example effect)
According to this embodiment, even if the magnetic detection element 15 is displaced in the radial direction from the axial center position due to variations in manufacturing tolerances, it is possible to reduce the change in the magnetic field strength acting on the magnetic detection element 15. Can be prevented.

実施形態１の操舵角検出装置示す模式軸方向断面図である。1 is a schematic axial sectional view showing a steering angle detection device of Embodiment 1. FIG. 図１のヨーク及び一対の部分円筒磁石の平面図である。It is a top view of a yoke and a pair of partial cylindrical magnets of FIG. 回転体の回転角φ、一対の部分円筒磁石の回転角θ'と、軸心上のＸ方向磁束密度成分Ｂｘ及びＹ方向磁束密度成分Ｂｙとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between rotation angle (phi) of a rotary body, rotation angle (theta) 'of a pair of partial cylindrical magnet, and the X direction magnetic flux density component Bx and Y direction magnetic flux density component By on an axial center. 部分円筒磁石の既述の占有角αと軸心上の磁束密度Bとの関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the aforementioned occupation angle α of the partial cylindrical magnet and the magnetic flux density B on the axis. 部分円筒磁石の傾斜角βを示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows inclination | tilt angle (beta) of a partial cylindrical magnet. 図５における傾斜角βと軸心ｍ上の磁束密度Bとの関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the inclination angle β in FIG. 5 and the magnetic flux density B on the axis m. 実施形態２のヨーク及び一対の部分円筒磁石の構造を示す図であり、（A）はその模式平面図、（B）はその模式軸方向断面図である。It is a figure which shows the structure of the yoke of Embodiment 2, and a pair of partial cylindrical magnet, (A) is the schematic plan view, (B) is the schematic axial sectional drawing. 図７における磁束分布を示す説明図であり、（A）はその模式平面図、（B）はその模式軸方向断面図である。It is explanatory drawing which shows magnetic flux distribution in FIG. 7, (A) is the model top view, (B) is the model axial direction sectional drawing. 実施形態２の変形態様を示す模式軸方向断面図である。6 is a schematic axial cross-sectional view showing a modified embodiment of Embodiment 2. FIG. 実施形態２の変形態様を示す模式軸方向断面図である。6 is a schematic axial cross-sectional view showing a modified embodiment of Embodiment 2. FIG. 実施形態２の変形態様を示す模式軸方向断面図である。6 is a schematic axial cross-sectional view showing a modified embodiment of Embodiment 2. FIG. 実施形態２の変形態様を示す模式軸方向断面図である。6 is a schematic axial cross-sectional view showing a modified embodiment of Embodiment 2. FIG. 実施形態３のヨーク及び一対の部分円筒磁石の構造を示す図であり、（A）はその模式平面図、（B）はその模式軸方向断面図、（C）は一対の突部の模式軸方向断面図である。It is a figure which shows the structure of the yoke of Embodiment 3, and a pair of partial cylindrical magnet, (A) is the model top view, (B) is the model axial direction sectional drawing, (C) is the model axis | shaft of a pair of protrusion part FIG. 図１３における磁束分布を示す説明図であり、（A）はその模式平面図、（B）はその模式軸方向断面図である。It is explanatory drawing which shows magnetic flux distribution in FIG. 13, (A) is the model top view, (B) is the model axial direction sectional drawing. 実施形態２の変形態様を示す図であり、（A）はヨーク及び一対の部分円筒磁石の構造を示す模式平面図、（B）はそのヨーク及び一対の突部の軸方向断面図である。It is a figure which shows the deformation | transformation aspect of Embodiment 2, (A) is a schematic plan view which shows the structure of a yoke and a pair of partial cylindrical magnet, (B) is an axial sectional view of the yoke and a pair of protrusion part. 実施形態２の変形態様を示す図であり、特にそのヨーク及び一対の突部の軸方向断面図である。It is a figure which shows the deformation | transformation aspect of Embodiment 2, and is an axial sectional view especially of the yoke and a pair of protrusion part. 実施形態２の変形態様を示す図であり、特にそのヨーク及び一対の突部の軸方向断面図である。It is a figure which shows the deformation | transformation aspect of Embodiment 2, and is an axial sectional view especially of the yoke and a pair of protrusion part. 実施形態４の操舵角検出装置の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the steering angle detection device of the fourth embodiment. 図１８の装置の出力と回転角度との関係を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the relationship between the output of the apparatus of FIG. 18, and a rotation angle. 図１８の装置のヨーク内部を示す図であり、図２０（ａ）はその径方向断面図、図２０（ｂ）はその軸方向断面図（Y-Y方向）、図２０（ｃ）はその軸方向断面図（X-X方向）である。FIG. 20A is a diagram illustrating the inside of the yoke of FIG. 18, FIG. 20A is a radial cross-sectional view thereof, FIG. 20B is an axial cross-sectional view thereof (YY direction), and FIG. It is sectional drawing (XX direction). ヨーク突部の磁束分布変更効果を示す径方向断面図であり、図２１（ａ）はヨーク突部を設けない場合、図２１（ｂ）はヨーク突部を設けた場合を示す。It is radial direction sectional drawing which shows the magnetic flux distribution change effect of a yoke protrusion, FIG. 21 (a) shows the case where a yoke protrusion is not provided, FIG.21 (b) shows the case where a yoke protrusion is provided. 変形例を示すヨークの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a yoke showing a modification. ヨーク突部を永久磁石の位置決めに用いる態様を示すための模式径方向断面図である。It is a model radial direction sectional view for showing the mode which uses a yoke projection for positioning of a permanent magnet.

符号の説明Explanation of symbols

（実施形態１〜３）
１ 回転体
２ 駆動歯車
３ ハウジング
５ 従動歯車
６ 磁気検出素子
７ プリント基板
８ ヨーク
９ 永久磁石（部分円筒磁石）
１１a、１１ｂ 部分円筒磁石
１３ 空隙（ギャップ）
２３a、２３ｂ 突部
２３ コイルスプリング
８０ 内周面
１００ 信号処理部（電子回路）
（実施形態４）
１１ 回転体
１２ 第一の歯車
１３ 第二の歯車
１４、１４ａ、１４ｂ 永久磁石
１５ 磁気検出素子
１６ ヨーク
１６ａ、１６ｂ ヨーク突部
１７ 支柱
１８ ねじ受け
１９ 下ハウジング（ハウジング）
２０ 上ハウジング（ハウジング）
２１ 処理装置（信号処理部） (Embodiments 1 to 3)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating body 2 Drive gear 3 Housing 5 Driven gear 6 Magnetic detection element 7 Printed circuit board 8 Yoke 9 Permanent magnet (partial cylindrical magnet)
11a, 11b Partial cylindrical magnet 13 Air gap (gap)
23a, 23b Projection part 23 Coil spring 80 Inner peripheral surface 100 Signal processing part (electronic circuit)
(Embodiment 4)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Rotating body 12 1st gear wheel 13 2nd gear wheel 14, 14a, 14b Permanent magnet 15 Magnetic detection element 16 Yoke 16a, 16b Yoke protrusion 17 Support | pillar 18 Screw receiving 19 Lower housing (housing)
20 Upper housing (housing)
21 Processing device (signal processing unit)

Claims (6)

回転体の回転に連動して磁石回転軸心の周囲を回転するとともに軸方向に移動するギャップ付き磁気回路と、前記磁石回転軸心に配置されて前記ギャップ付き磁気回路が前記磁石回転軸心上の磁界を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の方向により前記磁石の回転角を、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の大きさにより前記磁石の回転回数が何回目かを検出する信号処理部とを備え、前記ギャップ付き磁気回路は、前記磁界を形成する磁石と、前記磁石回転軸心上の前記磁界を強化するためのヨークとを有する回転角度検出装置において、
前記磁石は、部分円筒状に形成されるとともに前記磁気検出素子を挟んで対面配置される一対の部分円筒磁石を有し、
前記一対の部分円筒磁石は、前記一対の部分円筒磁石の軸方向一端が前記一対の部分円筒磁石の軸方向他端よりも前記磁石回転軸心にそれぞれ近接配置される傾斜姿勢を有し、
前記一対の部分円筒磁石の内周面部は、前記磁気検出素子に向けて配置されて互いに逆極性の磁極面をなし、
前記ヨークは、前記一対の部分円筒磁石を囲んで前記磁石回転軸心の全周に配置される筒形の軟磁性部材からなるとともに前記一対の部分円筒磁石の外周面部と磁束を授受することを特徴とする回転角度検出装置。 A magnetic circuit with a gap that rotates around the rotation axis of the magnet in conjunction with the rotation of the rotating body and moves in the axial direction, and the magnetic circuit with a gap that is disposed on the rotation axis of the magnet and is on the rotation axis of the magnet A magnetic detection element that detects the magnetic field of the magnet, and a rotation angle of the magnet according to a direction of the magnetic field detected based on the signal of the magnetic detection element, according to a magnitude of the magnetic field detected based on the signal of the magnetic detection element A signal processing unit for detecting how many times the magnet has been rotated, and the magnetic circuit with gap includes a magnet for forming the magnetic field, and a yoke for strengthening the magnetic field on the magnet rotation axis. In the rotation angle detection device having
The magnet has a pair of partial cylindrical magnets that are formed in a partial cylindrical shape and are arranged facing each other with the magnetic detection element interposed therebetween,
The pair of partial cylindrical magnets has an inclined posture in which one axial end of the pair of partial cylindrical magnets is disposed closer to the magnet rotation axis than the other axial end of the pair of partial cylindrical magnets,
The inner peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets are arranged toward the magnetic detection element to form magnetic pole surfaces having opposite polarities to each other,
The yoke is formed of a cylindrical soft magnetic member disposed around the pair of partial cylindrical magnets and disposed around the entire circumference of the magnet rotation axis, and exchanges magnetic flux with the outer peripheral surface of the pair of partial cylindrical magnets. A rotation angle detecting device. 軟磁性材料により形成されるとともに、前記ヨークの内周面から前記一対の部分円筒磁石の間の隙間に向けて径内向きへ個別に突出する一対のヨーク突部を有する請求項１記載の回転角度検出装置。 Together they are formed of a soft magnetic material, 請 Motomeko 1 that have a pair of yokes projections projecting individually into radially inward direction toward the inner circumference of the yoke in the gap between the pair of partial cylindrical magnet The rotation angle detection device described. 前記一対のヨーク突部は、前記ヨークを切り曲げて形成されている請求項２記載の回転角度検出装置。 The rotation angle detection device according to claim 2 , wherein the pair of yoke protrusions are formed by cutting and bending the yoke . 回転体の回転に連動して磁石回転軸心の周囲を回転するとともに軸方向に移動するギャップ付き磁気回路と、前記磁石回転軸心に配置されて前記ギャップ付き磁気回路が前記磁石回転軸心上の磁界を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の方向により前記磁石の回転角を、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の大きさにより前記磁石の回転回数が何回目かを検出する信号処理部とを備え、前記ギャップ付き磁気回路は、前記磁界を形成する磁石と、前記磁石回転軸心上の前記磁界を強化するためのヨークとを有する回転角度検出装置において、
前記磁石は、部分円筒状に形成されるとともに前記磁気検出素子を挟んで対面配置される一対の部分円筒磁石を有し、
前記一対の部分円筒磁石の内周面部は、前記磁気検出素子に向けて配置されて互いに逆極性の磁極面をなし、
前記ヨークは、前記一対の部分円筒磁石を囲んで前記磁石回転軸心の全周に配置される筒形の軟磁性部材からなるとともに前記一対の部分円筒磁石の外周面部と磁束を授受し、
前記一対の部分円筒磁石の外周面部と前記ヨークとの間に設けられたギャップの磁気抵抗により、前記磁石回転軸心上の磁界強度は、前記磁石回転軸心の軸方向に連続的に変更されることを特徴とする回転角度検出装置。 A magnetic circuit with a gap that rotates around the rotation axis of the magnet in conjunction with the rotation of the rotating body and moves in the axial direction, and the magnetic circuit with a gap that is disposed on the rotation axis of the magnet and is on the rotation axis of the magnet A magnetic detection element that detects the magnetic field of the magnet, and a rotation angle of the magnet according to a direction of the magnetic field detected based on the signal of the magnetic detection element, according to a magnitude of the magnetic field detected based on the signal of the magnetic detection element A signal processing unit for detecting how many times the magnet has been rotated, and the magnetic circuit with gap includes a magnet for forming the magnetic field, and a yoke for strengthening the magnetic field on the magnet rotation axis. In the rotation angle detection device having
The magnet has a pair of partial cylindrical magnets that are formed in a partial cylindrical shape and are arranged facing each other with the magnetic detection element interposed therebetween,
The inner peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets are arranged toward the magnetic detection element to form magnetic pole surfaces having opposite polarities to each other,
The yoke is formed of a cylindrical soft magnetic member that surrounds the pair of partial cylindrical magnets and is disposed on the entire circumference of the magnet rotation axis, and exchanges magnetic flux with the outer peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets.
The magnetic field strength on the magnet rotation axis is continuously changed in the axial direction of the magnet rotation axis due to the magnetic resistance of the gap provided between the outer peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets and the yoke. A rotation angle detection device characterized by that . 前記一対の部分円筒磁石の外周面部と前記ヨークとの間に設けられたギャップの大きさは、前記磁石回転軸心と平行な方向へ連続的に変更される請求項４記載の回転角度検出装置。 The rotation angle detection device according to claim 4 , wherein a size of a gap provided between an outer peripheral surface portion of the pair of partial cylindrical magnets and the yoke is continuously changed in a direction parallel to the magnet rotation axis. . 回転体の回転に連動して磁石回転軸心の周囲を回転するとともに軸方向に移動するギャップ付き磁気回路と、前記磁石回転軸心に配置されて前記ギャップ付き磁気回路が前記磁石回転軸心上の磁界を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の方向により前記磁石の回転角を、前記磁気検出素子の信号に基づいて検出した前記磁界の大きさにより前記磁石の回転回数が何回目かを検出する信号処理部とを備え、前記ギャップ付き磁気回路は、前記磁界を形成する磁石と、前記磁石回転軸心上の前記磁界を強化するためのヨークとを有する回転角度検出装置において、
前記磁石は、部分円筒状に形成されるとともに前記磁気検出素子を挟んで対面配置される一対の部分円筒磁石を有し、
前記一対の部分円筒磁石の内周面部は、前記磁気検出素子に向けて配置されて互いに逆極性の磁極面をなし、
前記ヨークは、前記一対の部分円筒磁石を囲んで前記磁石回転軸心の全周に配置される筒形の軟磁性部材からなるとともに前記一対の部分円筒磁石の外周面部と磁束を授受し、
前記一対の部分円筒磁石の間に位置して前記ヨークの内周面から径方向内側へ突出する軟磁性の突部は、前記磁石回転軸心上の各部の磁石磁界の大きさを連続的に変化させる形状を有することを特徴とする回転角度検出装置。 A magnetic circuit with a gap that rotates around the rotation axis of the magnet in conjunction with the rotation of the rotating body and moves in the axial direction, and the magnetic circuit with a gap that is disposed on the rotation axis of the magnet and is on the rotation axis of the magnet A magnetic detection element that detects the magnetic field of the magnet, and a rotation angle of the magnet according to a direction of the magnetic field detected based on the signal of the magnetic detection element, according to a magnitude of the magnetic field detected based on the signal of the magnetic detection element A signal processing unit for detecting how many times the magnet has been rotated, and the magnetic circuit with gap includes a magnet for forming the magnetic field, and a yoke for strengthening the magnetic field on the magnet rotation axis. In the rotation angle detection device having
The magnet has a pair of partial cylindrical magnets that are formed in a partial cylindrical shape and are arranged facing each other with the magnetic detection element interposed therebetween,
The inner peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets are arranged toward the magnetic detection element to form magnetic pole surfaces having opposite polarities to each other,
The yoke is formed of a cylindrical soft magnetic member that surrounds the pair of partial cylindrical magnets and is disposed on the entire circumference of the magnet rotation axis, and exchanges magnetic flux with the outer peripheral surface portions of the pair of partial cylindrical magnets.
The soft magnetic protrusions located between the pair of partial cylindrical magnets and protruding radially inward from the inner peripheral surface of the yoke continuously increase the magnitude of the magnetic field of each part on the magnet rotation axis. A rotation angle detecting device having a shape to be changed .

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