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特開2022-13440角度検出装置、角度検出装置システム、パークロックシステム、ペダルシステム、および磁場発生モジュール
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022013440
(43)【公開日】2022-01-18
(54)【発明の名称】角度検出装置、角度検出装置システム、パークロックシステム、ペダルシステム、および磁場発生モジュール
(51)【国際特許分類】
G01D 5/245 20060101AFI20220111BHJP
【ＦＩ】
G01D5/245 110J
G01D5/245 110L
【審査請求】有
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020116002
(22)【出願日】2020-07-03
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】500393893
【氏名又は名称】新科實業有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＥ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（Ｈ．Ｋ．）Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｒｅ， ６ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ Ｅａｓｔ Ａｖｅｎｕｅ， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｓｈａｔｉｎ， Ｎ．Ｔ．， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】特許業務法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石川原 俊夫
(72)【発明者】
【氏名】守屋 貴裕
(72)【発明者】
【氏名】大山 俊彦
(72)【発明者】
【氏名】福岡 誠二
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA46
2F077JJ01
2F077JJ08
2F077JJ23
2F077UU12
2F077VV02
(57)【要約】
【課題】高い検出精度を発現することのできる角度検出装置を提供する。
【解決手段】角度検出装置は、磁気検知素子と、その磁気検知素子に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、磁場を形成する磁場発生部材と、回転軸に沿った回転軸方向において磁場発生部材と磁気検知素子との間であって磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークとを備える。
【選択図】図１
【解決手段】角度検出装置は、磁気検知素子と、その磁気検知素子に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、磁場を形成する磁場発生部材と、回転軸に沿った回転軸方向において磁場発生部材と磁気検知素子との間であって磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークとを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気検知素子と、
前記磁気検知素子に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、磁場を形成する磁場発生部材と、
前記回転軸に沿った回転軸方向において前記磁場発生部材と前記磁気検知素子との間であって前記磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備えた角度検出装置。
前記磁気検知素子に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、磁場を形成する磁場発生部材と、
前記回転軸に沿った回転軸方向において前記磁場発生部材と前記磁気検知素子との間であって前記磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備えた角度検出装置。
【請求項2】
前記ヨークは、前記回転軸方向において前記磁場発生部材と重なり合う位置にある
請求項１記載の角度検出装置。
請求項１記載の角度検出装置。
【請求項3】
前記ヨークは、前記磁場発生部材と接するように設けられている
請求項１または請求項２記載の角度検出装置。
請求項１または請求項２記載の角度検出装置。
【請求項4】
前記回転軸方向における前記磁場発生部材の高さ寸法は、前記回転軸方向における前記ヨークの高さ寸法よりも大きい
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項5】
前記磁場発生部材は、前記回転軸方向に着磁されている
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項6】
前記磁場発生部材は、略立方体形状または略直方体形状を有する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項7】
前記磁場発生部材として、前記回転軸の周囲において互いに離間して配置された複数の磁場発生部材を有する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項8】
前記複数の磁場発生部材の各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じである
請求項７記載の角度検出装置。
請求項７記載の角度検出装置。
【請求項9】
前記複数の磁場発生部材と前記回転軸との各々の距離は、互いに実質的に等しい
請求項７または請求項８記載の角度検出装置。
請求項７または請求項８記載の角度検出装置。
【請求項10】
前記複数の磁場発生部材は、前記回転軸を挟んで対向するように配置された第１の磁場発生部材および第２の磁場発生部材を有する
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項11】
前記ヨークの前記回転軸に沿った断面は、前記磁場発生部材から遠ざかるほど拡大する幅を有する逆台形形状を含む
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項12】
前記ヨークは、前記回転軸と直交する面において、前記回転軸を中心として回転する方向に沿って円弧状に湾曲した平面形状を有する
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項13】
前記ヨークとして、前記回転軸の周囲において互いに離間して配置された複数のヨークを有する
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項14】
前記複数のヨークの各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じである
請求項１３記載の角度検出装置。
請求項１３記載の角度検出装置。
【請求項15】
前記複数のヨークと前記回転軸との各々の距離は、互いに実質的に等しい
請求項１３または請求項１４記載の角度検出装置。
請求項１３または請求項１４記載の角度検出装置。
【請求項16】
前記複数のヨークとして、前記回転軸を挟んで対向するように配置された第１のヨークおよび第２のヨークを有する
請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項17】
前記磁気検知素子は、前記回転軸方向に沿った感度軸を有する
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項18】
前記磁気検知素子として、複数の磁気検知素子を有する
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項19】
前記複数の磁気検知素子は、前記回転軸方向と直交する面内において互いに異なる位置に設けられている
請求項１８記載の角度検出装置。
請求項１８記載の角度検出装置。
【請求項20】
請求項１から請求項１９のいずれか1項に記載の角度検出装置と、
前記磁場発生部材を支持する支持体をさらに備え、
前記支持体は、取付穴を有しており、
前記ヨークは、前記磁場発生部材または前記支持体に設けられている
角度検出システム。
前記磁場発生部材を支持する支持体をさらに備え、
前記支持体は、取付穴を有しており、
前記ヨークは、前記磁場発生部材または前記支持体に設けられている
角度検出システム。
【請求項21】
請求項２０に記載の前記角度検出システムを有する
パークロックシステム。
パークロックシステム。
【請求項22】
請求項２０に記載の前記角度検出システムを有する
ペダルシステム。
ペダルシステム。
【請求項23】
回転軸を中心として回転可能に設けられた磁場発生部材と、
前記回転軸に沿った回転軸方向において、前記磁場発生部材が設けられた領域と異なる領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備える
磁場発生モジュール。
前記回転軸に沿った回転軸方向において、前記磁場発生部材が設けられた領域と異なる領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備える
磁場発生モジュール。
【請求項24】
前記回転軸方向における前記磁場発生部材の第１の高さ寸法は、前記回転軸方向における前記ヨークの第２の高さ寸法よりも大きい
請求項２３に記載の磁場発生モジュール。
請求項２３に記載の磁場発生モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気検知素子を備えた角度検出装置、角度検出装置システム、パークロックシステム、ペダルシステム、および磁場発生モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
これまでに、例えば内燃機関のスロットルバルブ開度を検知するスロットル開度センサ等に好適な角度検出装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－２０８２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、このような角度検出装置に対しては、角度検出精度の向上が求められている。
【0005】
したがって、高い検出精度を発現することのできる角度検出装置を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施態様としての角度検出装置は、磁気検知素子と、磁気検知素子に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、磁場を形成する磁場発生部材と、回転軸に沿った回転軸方向において磁場発生部材と磁気検知素子との間であって磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークとを備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一実施態様としての角度検出装置によれば、高い検出精度を発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施の形態に係る角度検出システムの全体構成例を表す概略斜視図である。
【図4】実験例１－１の角度検出装置における回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図5A】実験例１－１の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図5B】実験例１－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図5C】実験例１－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図6】実験例１－２の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図7A】実験例１－２の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図7B】実験例１－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図7C】実験例１－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図8】実験例１－３の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図9A】実験例１－３の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図9B】実験例１－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図9C】実験例１－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図10】実験例２－１の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図11A】実験例２－１の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図11B】実験例２－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図11C】実験例２－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図12】実験例２－２の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図13A】実験例２－２の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図13B】実験例２－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図13C】実験例２－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図14】実験例２－３の角度検出装置における回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図15A】実験例２－３の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図15B】実験例２－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図15C】実験例２－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図16】第１の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図17】第２の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図18】第３の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図19】第４の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図20A】本発明の角度検出装置を適用した第１の適用例としてのパークロックシステムの第１の模式図である。
【図20B】本発明の角度検出装置を適用した第１の適用例としてのパークロックシステムの第２の模式図である。
【図21A】本発明の角度検出装置を適用した第２の適用例としてのペダルシステムの第１の模式図である。
【図21B】本発明の角度検出装置を適用した第２の適用例としてのペダルシステムの第２の模式図である。
【図22】第５の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す正面図である。
【図23】第６の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す正面図である。
【図24】第１の参考例としての角度検出システムの外観を表す斜視図である。
【図25】第２の参考例としての角度検出システムの外観を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１． 一実施の形態
２． 実験例
３． 変形例
４． 適用例
５． その他の変形例
１． 一実施の形態
２． 実験例
３． 変形例
４． 適用例
５． その他の変形例
【0010】
【0011】
図１は、角度検出システム１００の全体構成例を表す斜視図である。図２は、角度検出システム１００のうちの磁場発生モジュール２（後述）の、回転軸Ｊ１（後述）と直交する面内における相互の位置関係を説明するための平面模式図である。なお、本出願でいう直交とは、完全な直交である９０°で交わること、という概念に加え、ほぼ直交（例えば９０°±５°程度で交わること）という概念も含むものである。したがって、図１に示した平面模式図は、回転軸Ｊ１に対して９０°から多少ずれた角度の平面を表すものであってもよい。図２では、センサ部１（後述）から磁場発生モジュール２を眺めた様子を表している。ただし、図２では、センサ部１に含まれる磁気検知素子１１～１３（後述）の輪郭、および磁場発生モジュール２を支持する支持体４（後述）の輪郭についてもそれぞれ破線で記載している。図３は、磁場発生モジュール２を正面、すなわち回転軸Ｊ１と直交する方向から眺めた正面図である。ただし、図３には、支持体４についても併せて記載している。角度検出システム１００は、例えば回転動作を行う回転部材の回転角を検出する装置であり、例えば自動車等に搭載される内燃機関のスロットルバルブ開度を検知するスロットル開度センサとして適用可能である。
【0012】
図１に示したように、角度検出システム１００は、例えば角度検出装置１０と支持体３と支持体４とを備えている。角度検出装置１０は、例えば、センサ部１と、磁場発生モジュール２とを備えている。センサ部１は、例えば支持体３により支持されており、磁場発生モジュール２は、例えば支持体４により支持されている。磁場発生モジュール２は、例えば磁場発生部２０とヨーク部３０とを備えている。磁場発生部２０は、センサ部１において検出される検出対象磁場を形成する磁場発生部材を有しており、センサ部１に対して回転軸Ｊ１を中心として例えば回転方向Ｒ１へ回転可能に設けられている。センサ部１は、例えば磁場発生部材の形成する検出対象磁場の強度や検出対象磁場の向きなどを検知する複数の磁気検知素子を有している。ヨーク部３０は、回転軸方向において磁場発生部２０とセンサ部１との間であって検出対象磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、磁場発生部２０と一体に回転可能に設けられている。
【0013】
（センサ部１）
センサ部１は、図２に示したように、複数の磁気検知素子として例えば３つの磁気検知素子１１～１３を有している。磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１の周囲であって、回転軸方向と直交する面内において互いに異なる位置に設けられている。磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰは、例えば回転軸Ｊ１の位置と一致していることが望ましい。すなわち、磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１から互いに等しい距離にあるとよい。磁気検知素子１１～１３は、例えばホール素子などの、磁場の強度や向きを検出可能な素子である。磁気検知素子１１～１３は、いずれも回転軸Ｊ１に沿った感度軸を有している。磁気検知素子１１～１３が例えばホール素子である場合、磁気検知素子１１～１３は、それぞれ、回転軸Ｊ１に沿った磁場強度を検知できる。各々の磁気検知素子１１～１３において検知された回転軸方向の磁場強度に基づき、以下の数１に記載の演算式で演算することにより角度情報が得られる。
センサ部１は、図２に示したように、複数の磁気検知素子として例えば３つの磁気検知素子１１～１３を有している。磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１の周囲であって、回転軸方向と直交する面内において互いに異なる位置に設けられている。磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰは、例えば回転軸Ｊ１の位置と一致していることが望ましい。すなわち、磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１から互いに等しい距離にあるとよい。磁気検知素子１１～１３は、例えばホール素子などの、磁場の強度や向きを検出可能な素子である。磁気検知素子１１～１３は、いずれも回転軸Ｊ１に沿った感度軸を有している。磁気検知素子１１～１３が例えばホール素子である場合、磁気検知素子１１～１３は、それぞれ、回転軸Ｊ１に沿った磁場強度を検知できる。各々の磁気検知素子１１～１３において検知された回転軸方向の磁場強度に基づき、以下の数１に記載の演算式で演算することにより角度情報が得られる。
【0014】
【数1】
【0015】
数１において、φは磁場発生モジュール２の回転角度であり、Ｖ１～Ｖ３は、磁気検知素子１１～１３において検知される回転軸Ｊ１に沿った磁場強度に対応する出力電圧である。なお、複数のホール素子を用いた非接触型の角度検出装置としては、例えば米国特許第９９３３２７９号明細書に記載されているものが挙げられる。
【0016】
（磁場発生部２０）
磁場発生部２０は、例えば磁場発生部材としての磁石２１および磁石２２を有している。磁石２１および磁石２２は、いずれも、略立方体形状または略直方体形状などの、基本的に平面のみを有する形状を有しているとよい。磁石２１および磁石２２は、回転軸Ｊ１の周囲において互いに離間して配置されており、例えば磁石２１と回転軸Ｊ１との距離が磁石２２と回転軸Ｊ１との距離と等しくなっているとよい。ここでいう磁石２１と回転軸Ｊ１との距離、および磁石２２と回転軸Ｊ１との距離とは、例えば図２に示したように、例えば回転軸Ｊ１と直交する面における、磁石２１の幾何学的な中心位置Ｐ２１と回転軸Ｊ１との距離Ｄ２１、および磁石２２の幾何学的な中心位置Ｐ２２と回転軸Ｊ１との距離Ｄ２２である。また、磁石２１および磁石２２における各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じであるとよい。磁石２１および磁石２２は、例えば回転軸Ｊ１を挟んで対向するように、回転軸Ｊ１に対して回転対称の位置に設けられているとよい。また、図３に示したように、磁石２１および磁石２２は、いずれも回転軸方向に着磁されている。磁石２１および磁石２２の各々の構成材料としては、例えばＮｄＦｅＢなどのネオジム系磁石材料のほか、ＳｍＣｏなどの希土類磁石材料が挙げられる。
磁場発生部２０は、例えば磁場発生部材としての磁石２１および磁石２２を有している。磁石２１および磁石２２は、いずれも、略立方体形状または略直方体形状などの、基本的に平面のみを有する形状を有しているとよい。磁石２１および磁石２２は、回転軸Ｊ１の周囲において互いに離間して配置されており、例えば磁石２１と回転軸Ｊ１との距離が磁石２２と回転軸Ｊ１との距離と等しくなっているとよい。ここでいう磁石２１と回転軸Ｊ１との距離、および磁石２２と回転軸Ｊ１との距離とは、例えば図２に示したように、例えば回転軸Ｊ１と直交する面における、磁石２１の幾何学的な中心位置Ｐ２１と回転軸Ｊ１との距離Ｄ２１、および磁石２２の幾何学的な中心位置Ｐ２２と回転軸Ｊ１との距離Ｄ２２である。また、磁石２１および磁石２２における各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じであるとよい。磁石２１および磁石２２は、例えば回転軸Ｊ１を挟んで対向するように、回転軸Ｊ１に対して回転対称の位置に設けられているとよい。また、図３に示したように、磁石２１および磁石２２は、いずれも回転軸方向に着磁されている。磁石２１および磁石２２の各々の構成材料としては、例えばＮｄＦｅＢなどのネオジム系磁石材料のほか、ＳｍＣｏなどの希土類磁石材料が挙げられる。
【0017】
（ヨーク部３０）
ヨーク部３０は、例えば回転軸Ｊ１の周囲において互いに離間して配置されたヨーク３１およびヨーク３２を有している。ヨーク３１およびヨーク３２は、例えば、回転軸Ｊ１と直交する断面において、回転軸Ｊ１を中心として回転する方向、すなわち回転方向Ｒ１に沿って円弧状に湾曲した平面形状をそれぞれ有する。回転軸Ｊ１からみた円弧状のヨーク３１，３２の中心角は、例えば１０６°以上１１０°以下が好ましく、１０７°以上１０９°以下がより好ましい。ただし、回転角度範囲に応じて円弧状のヨーク３１，３２の中心角を設定すればよい。ヨーク３１およびヨーク３２は、例えば回転軸Ｊ１を挟んで対向するように、回転軸Ｊ１に対して回転対称の位置に設けられているとよい。ヨーク３１およびヨーク３２は、それぞれ、回転軸方向において磁石２１および磁石２２と重なり合う位置にある。また、図３に示したように、ヨーク３１およびヨーク３２は、それぞれ、磁石２１および磁石２２と接するように設けられている。また、例えばヨーク３１と回転軸Ｊ１との距離がヨーク３２と回転軸Ｊ１との距離と等しくなっているとよい。ここでいうヨーク３１と回転軸Ｊ１との距離、およびヨーク３２と回転軸Ｊ１との距離とは、例えば図２に示したように、例えば回転軸Ｊ１と直交する面における、ヨーク３１の幾何学的な中心位置Ｐ３１と回転軸Ｊ１との距離Ｄ３１、およびヨーク３２の幾何学的な中心位置Ｐ３２と回転軸Ｊ１との距離Ｄ３２である。なお、本実施の形態の磁場発生モジュール２では、ヨーク３１の中心位置Ｐ３１が磁石２１の中心位置Ｐ２１と一致していると共にヨーク３２の中心位置Ｐ３２が磁石２２の中心位置Ｐ２２と一致しており、すなわち距離Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３１，Ｄ３２が全て一致している場合を例示している。さらに、ヨーク３１およびヨーク３２における各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じであるとよい。ここで、回転軸方向における磁石２１の高さ寸法Ｈ２１は、回転軸方向におけるヨーク３１の高さ寸法Ｈ３１よりも大きい。同様に、回転軸方向における磁石２２の高さ寸法Ｈ２２は、回転軸方向におけるヨーク３２の高さ寸法Ｈ３２よりも大きい。ヨーク３１およびヨーク３２の各々の構成材料としては、例えばＮｉＦｅなどの軟磁性材料が挙げられる。
ヨーク部３０は、例えば回転軸Ｊ１の周囲において互いに離間して配置されたヨーク３１およびヨーク３２を有している。ヨーク３１およびヨーク３２は、例えば、回転軸Ｊ１と直交する断面において、回転軸Ｊ１を中心として回転する方向、すなわち回転方向Ｒ１に沿って円弧状に湾曲した平面形状をそれぞれ有する。回転軸Ｊ１からみた円弧状のヨーク３１，３２の中心角は、例えば１０６°以上１１０°以下が好ましく、１０７°以上１０９°以下がより好ましい。ただし、回転角度範囲に応じて円弧状のヨーク３１，３２の中心角を設定すればよい。ヨーク３１およびヨーク３２は、例えば回転軸Ｊ１を挟んで対向するように、回転軸Ｊ１に対して回転対称の位置に設けられているとよい。ヨーク３１およびヨーク３２は、それぞれ、回転軸方向において磁石２１および磁石２２と重なり合う位置にある。また、図３に示したように、ヨーク３１およびヨーク３２は、それぞれ、磁石２１および磁石２２と接するように設けられている。また、例えばヨーク３１と回転軸Ｊ１との距離がヨーク３２と回転軸Ｊ１との距離と等しくなっているとよい。ここでいうヨーク３１と回転軸Ｊ１との距離、およびヨーク３２と回転軸Ｊ１との距離とは、例えば図２に示したように、例えば回転軸Ｊ１と直交する面における、ヨーク３１の幾何学的な中心位置Ｐ３１と回転軸Ｊ１との距離Ｄ３１、およびヨーク３２の幾何学的な中心位置Ｐ３２と回転軸Ｊ１との距離Ｄ３２である。なお、本実施の形態の磁場発生モジュール２では、ヨーク３１の中心位置Ｐ３１が磁石２１の中心位置Ｐ２１と一致していると共にヨーク３２の中心位置Ｐ３２が磁石２２の中心位置Ｐ２２と一致しており、すなわち距離Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３１，Ｄ３２が全て一致している場合を例示している。さらに、ヨーク３１およびヨーク３２における各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じであるとよい。ここで、回転軸方向における磁石２１の高さ寸法Ｈ２１は、回転軸方向におけるヨーク３１の高さ寸法Ｈ３１よりも大きい。同様に、回転軸方向における磁石２２の高さ寸法Ｈ２２は、回転軸方向におけるヨーク３２の高さ寸法Ｈ３２よりも大きい。ヨーク３１およびヨーク３２の各々の構成材料としては、例えばＮｉＦｅなどの軟磁性材料が挙げられる。
【0018】
（支持体４）
支持体４は、磁石２１および磁石２２を支持するための部材であり、例えば円板状の形状を有している。支持体４は、例えばその中央に取付穴４Ｋを有しており、ねじなどによって回転体に取り付け可能に構成されている。角度検出システム１００が、上述したスロットル開度センサとして適用される場合、支持体４は回転体であるスロットルバルブの回転シャフトに連結され、支持体３は内燃機関のフレーム等に固定されることとなる。ヨーク３１およびヨーク３２は、磁石２１および磁石２２に固定されている。ただし、ヨーク３１およびヨーク３２は、支持体４に直接固定されるようになっていてもよい。いずれにせよ、磁場発生部２０およびヨーク部３０は支持体４と一体となって回転方向Ｒ１に回転可能に設けられている。
支持体４は、磁石２１および磁石２２を支持するための部材であり、例えば円板状の形状を有している。支持体４は、例えばその中央に取付穴４Ｋを有しており、ねじなどによって回転体に取り付け可能に構成されている。角度検出システム１００が、上述したスロットル開度センサとして適用される場合、支持体４は回転体であるスロットルバルブの回転シャフトに連結され、支持体３は内燃機関のフレーム等に固定されることとなる。ヨーク３１およびヨーク３２は、磁石２１および磁石２２に固定されている。ただし、ヨーク３１およびヨーク３２は、支持体４に直接固定されるようになっていてもよい。いずれにせよ、磁場発生部２０およびヨーク部３０は支持体４と一体となって回転方向Ｒ１に回転可能に設けられている。
【0019】
［角度検出システム１００の動作］
角度検出システム１００では、支持体４が取り付けられた回転体（例えばスロットルバルブの回転シャフト）が回転すると、支持体４、磁場発生部２０およびヨーク部３０は一体となって回転方向Ｒ１に回転する。これに伴い、センサ部１を通過する検出対象磁場（磁束）の向きが周期的に変化することとなる。その結果、センサ部１における磁気検知素子１１～１３では、磁場発生モジュール２の回転角度に応じて正弦曲線を描くように変化する強度の磁場（磁束）がそれぞれ検知される。したがって、磁気検知素子１１～１３においてそれぞれ検知される磁場（磁束）の値から磁場発生モジュール２が固定された回転体の回転角度を求めることができる。ただし、磁気検知素子１１～１３は、磁場発生モジュール２の回転中心である回転軸Ｊ１に対し、回転方向Ｒ１に沿って相対的に異なる位置に設けられているので、磁気検知素子１１～１３がそれぞれ描く正弦曲線の位相は互いにずれている。
角度検出システム１００では、支持体４が取り付けられた回転体（例えばスロットルバルブの回転シャフト）が回転すると、支持体４、磁場発生部２０およびヨーク部３０は一体となって回転方向Ｒ１に回転する。これに伴い、センサ部１を通過する検出対象磁場（磁束）の向きが周期的に変化することとなる。その結果、センサ部１における磁気検知素子１１～１３では、磁場発生モジュール２の回転角度に応じて正弦曲線を描くように変化する強度の磁場（磁束）がそれぞれ検知される。したがって、磁気検知素子１１～１３においてそれぞれ検知される磁場（磁束）の値から磁場発生モジュール２が固定された回転体の回転角度を求めることができる。ただし、磁気検知素子１１～１３は、磁場発生モジュール２の回転中心である回転軸Ｊ１に対し、回転方向Ｒ１に沿って相対的に異なる位置に設けられているので、磁気検知素子１１～１３がそれぞれ描く正弦曲線の位相は互いにずれている。
【0020】
［角度検出システム１００の作用効果］
このように、上記実施の形態の角度検出システム１００は、磁気検知素子１１～１３を含むセンサ部１と、センサ部１に対して回転軸Ｊ１を中心として回転可能に設けられ、検出対象磁場を形成する磁石２１，２２と、回転軸方向において磁石２１，２２と磁気検知素子１１～１３との間であって磁場影響領域に配置され、磁石２１，２２と一体に回転可能に設けられたヨーク３１，３２とを備えるようにした。このため、例えば図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１のように、ヨークを設けない場合と比較して、角度検出精度が向上する。なお、図２４の第１の参考例としての角度検出システム１０１は、ヨーク３１，３２を有しないことを除き、他は本実施の形態の角度検出システム１００と同じ構成を備えている。
このように、上記実施の形態の角度検出システム１００は、磁気検知素子１１～１３を含むセンサ部１と、センサ部１に対して回転軸Ｊ１を中心として回転可能に設けられ、検出対象磁場を形成する磁石２１，２２と、回転軸方向において磁石２１，２２と磁気検知素子１１～１３との間であって磁場影響領域に配置され、磁石２１，２２と一体に回転可能に設けられたヨーク３１，３２とを備えるようにした。このため、例えば図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１のように、ヨークを設けない場合と比較して、角度検出精度が向上する。なお、図２４の第１の参考例としての角度検出システム１０１は、ヨーク３１，３２を有しないことを除き、他は本実施の形態の角度検出システム１００と同じ構成を備えている。
【0021】
また、例えば図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２のように、磁場発生部２０が磁石２１および磁石２２の代わりに略円柱型の磁石２３を有するようにした場合には、角度検出システム１０２の円柱型の磁石２３の体積は、分散配置された磁石２１および磁石２２の合計の体積と比べて大きくなる傾向がある。その点、本実施の形態の角度検出システム１００によれば、磁場発生部２０とセンサ部１との間にヨーク部３０を設けるようにしたので、センサ部１における角度検出精度を角度検出システム１０２における角度検出精度と同等に維持しつつ、磁石２１および磁石２２の合計の体積を磁石２３の体積よりも小さくすることができる。そのため、軽量化、小型化に有利となる。
【0022】
また、第２の参考例としての角度検出システム１０２では、センサ部１において磁場発生モジュール２の回転角度を検出するためには、円柱型の磁石２３の着磁方向を回転軸方向と直交する面に沿った方向とする必要がある。しかしながら、外観からは円柱型の磁石２３の着磁方向がどの方向か判別しづらいので、センサ部１と磁石２３との初期の相対位置を正確に合わせる際などに支障を来すことがある。これに対し、本実施の形態の角度検出システム１００によれば、磁石２１および磁石２２の各々の配置位置や各々の形状から、それらの着磁方向が判別しやすく、組み立て時などにおいて取り扱い性に優れる。
【0023】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００のように、ヨーク３１，３２がそれぞれ回転軸方向において磁石２１，２２と重なり合う位置に配置されている場合、ヨーク３１，３２がそれぞれ回転軸方向において磁石２１，２２と重なり合わない位置にある場合と比較して、ヨーク３１，３２の集磁効果が向上し、センサ部１の近傍領域における検出対象磁場の強度分布、すなわち磁束密度の分布のばらつきが低減される。その結果、角度検出精度がより向上する。
【0024】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００のように、ヨーク３１，３２がそれぞれ回転軸方向において磁石２１，２２と接するように配置されている場合、ヨーク３１，３２がそれぞれ磁石２１，２２と離間して配置されている場合と比較して、ヨーク３１，３２の集磁効果が向上し、センサ部１の近傍領域における検出対象磁場の強度分布、すなわち磁束密度の分布のばらつきが低減される。その結果、角度検出精度がより向上する。
【0025】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００のように、回転軸方向における磁石２１，２２の高さ寸法Ｈ２１，Ｈ２２が、それぞれ、回転軸方向におけるヨーク３１，３２の高さ寸法Ｈ３１，Ｈ３２よりも大きくなるようにした場合、磁石２１，２２の体積とヨーク３１，３２の体積とのバランスを良好に保つことができる。このため、より高い強度の検出対象磁場を効果的にセンサ部１へ供給しつつ、全体として特に回転軸方向の寸法を縮小化するのに有利となる。
【0026】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００のように、磁石２１および磁石２２が回転軸方向に着磁されている場合、回転軸方向に沿った感度軸を有する磁気検知素子１１～１３に対して回転軸方向に沿った検出対象磁場を効果的に付与することができる。
【0027】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００によれば、磁石２１および磁石２２は、いずれも略立方体形状または略直方体形状を有するようにしたので、例えば円弧状をなす磁石と比較して、磁石２１および磁石２２を作製する際の加工性に優れ、例えば量産性の面で有利である。
【0028】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００のように、磁場発生部２０が回転軸Ｊ１の周囲において互いに離間して配置された一組の磁石２１および磁石２２を有するようにした場合、磁場発生部２０が１つの磁石のみを有する場合と比較して、角度検出精度を損なわずに磁石２１および磁石２２の合計の体積を低減することができ、軽量化を図ることができる。
【0029】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００において、磁石２１の材料、形状および大きさと磁石２２の材料、形状および大きさとをそれぞれ互いに実質的に同じにすれば、それらが互いに異なる場合と比較して、角度検出精度をより向上させることができる。さらに、距離Ｄ２１と距離Ｄ２２とが一致するようにすれば、距離Ｄ２１と距離Ｄ２２とが異なる場合と比べて、角度検出精度をより向上させることができる。センサ部１に付与される検出対象磁場の、磁場発生モジュール２の回転角度に起因するばらつきが低減されるからである。
【0030】
また、上記実施の形態の角度検出システム１００のように、ヨーク３１，３２が回転軸Ｊ１と直交する面において、回転方向Ｒ１に沿って円弧状に湾曲した平面形状を有するようにした場合、ヨーク３１，３２が例えば直線状に延在する平面形状を有する場合と比較して、角度検出精度をより向上させることができる。センサ部１に付与される検出対象磁場の、磁場発生モジュール２の回転角度に起因するばらつきが低減されるからである。
【0031】
また、ヨーク部３０が、回転軸Ｊ１の周囲において互いに離間して配置されたヨーク３１およびヨーク３２を有するようにした場合、例えばヨーク３１とヨーク３２とが繋がって１つの円環状をなす場合と比較して、軽量化を図ることができる。
【0032】
また、ヨーク３１およびヨーク３２が、回転軸Ｊ１に対して回転対称の位置に設けられるようにすれば、それらが回転対称の位置にない場合と比較して、角度検出精度をより向上させることができる。さらに、距離Ｄ３１と距離Ｄ３２とが一致するようにすれば、距離Ｄ３１と距離Ｄ３２とが異なる場合と比べて、角度検出精度をより向上させることができる。これらはいずれも、センサ部１に付与される検出対象磁場の、磁場発生モジュール２の回転角度に起因するばらつきが低減されるからである。
【0033】
【0034】
（実験例１－１）
上記実施の形態で説明した角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ここでは、回転軸Ｊ１と直交する面において、磁気検知素子１１～１３の各々が本来あるべき位置１１Ａ～１１Ｃから紙面右方向へ１ｍｍずれた場合の、すなわち、磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰが、本来あるべき位置である回転軸Ｊ１と重なる位置から磁気検知素子１１の方向へ１ｍｍずれた場合のセンサ部１の特性をシミュレーションにより求めた。また、磁石２１および磁石２２はネオジム磁石（ ネオジム、鉄、 ホウ素を主成分とする希土類磁石とし、磁石２１および磁石２２の各々の寸法は６．０ｍｍ×２．５ｍｍ×５．０ｍｍとし、距離Ｄ２１および距離Ｄ２２は４．７５ｍｍとした。また、円弧状のヨーク３１，３２の各々の材質はＳＰＣＣ（普通鋼）とし、ヨーク３１，３２の中心角はそれぞれ１０８°とし、ヨーク３１，３２の高さ寸法Ｈ３１，Ｈ３２はそれぞれ０．８５ｍｍとした。さらに、回転軸方向におけるヨーク３１，３２と磁気検知素子１１～１３との距離は１ｍｍとした。
上記実施の形態で説明した角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ここでは、回転軸Ｊ１と直交する面において、磁気検知素子１１～１３の各々が本来あるべき位置１１Ａ～１１Ｃから紙面右方向へ１ｍｍずれた場合の、すなわち、磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰが、本来あるべき位置である回転軸Ｊ１と重なる位置から磁気検知素子１１の方向へ１ｍｍずれた場合のセンサ部１の特性をシミュレーションにより求めた。また、磁石２１および磁石２２はネオジム磁石（ ネオジム、鉄、 ホウ素を主成分とする希土類磁石とし、磁石２１および磁石２２の各々の寸法は６．０ｍｍ×２．５ｍｍ×５．０ｍｍとし、距離Ｄ２１および距離Ｄ２２は４．７５ｍｍとした。また、円弧状のヨーク３１，３２の各々の材質はＳＰＣＣ（普通鋼）とし、ヨーク３１，３２の中心角はそれぞれ１０８°とし、ヨーク３１，３２の高さ寸法Ｈ３１，Ｈ３２はそれぞれ０．８５ｍｍとした。さらに、回転軸方向におけるヨーク３１，３２と磁気検知素子１１～１３との距離は１ｍｍとした。
【0035】
図４は、実験例１－１としての角度検出システム１００における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図４は、回転角度が０°の状態を表している。図４に示したように実験例１－１では、磁束密度を表す等値線が、少なくとも磁気検知素子１１～１３と対応する領域において、一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿って紙面縦方向に延びている。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的均質な強度（磁束密度）の磁場を付与することができることがわかる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の向上に有利であることがわかる。
【0036】
図５Ａは、実験例１－１としての角度検出システム１００において磁気検知素子１１～１３に印加される検出対象磁場の磁束密度［ｍＴ］と、磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］との関係を表す特性図である。図５Ａにおいて、曲線Ｂ１１は、磁気検知素子１１に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表し、曲線Ｂ１２は、磁気検知素子１２に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表し、曲線Ｂ１３は、磁気検知素子１３に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表している。
【0037】
図５Ｂは、図５Ａに示した曲線Ｂ１１～Ｂ１３における相互の差分が磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］によってどのように変化するかを表した特性図である。図５Ｂにおいて、曲線Δ１は、図５Ａにおける曲線Ｂ１１と曲線Ｂ１２との差分であり、曲線Δ２は、図５Ａにおける曲線Ｂ１２と曲線Ｂ１３との差分であり、曲線Δ３は、図５Ａにおける曲線Ｂ１３と曲線Ｂ１１との差分である。
【0038】
【0039】
（実験例１－２）
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図６は、実験例１－２としての角度検出システム１０１における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図６は、回転角度が０°の状態を表している。図６に示したように実験例１－２では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図６は、実験例１－２としての角度検出システム１０１における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図６は、回転角度が０°の状態を表している。図６に示したように実験例１－２では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
【0040】
図７Ａは、実験例１－２としての角度検出システム１０１において磁気検知素子１１～１３に印加される検出対象磁場の磁束密度［ｍＴ］と、磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］との関係を表す特性図である。
【0041】
【0042】
【0043】
（実験例１－３）
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図８は、実験例１－３としての角度検出システム１０２における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図８は、回転角度が０°の状態を表している。図８に示したように実験例１－３では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例１－１と比較すると、実験例１－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図８は、実験例１－３としての角度検出システム１０２における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図８は、回転角度が０°の状態を表している。図８に示したように実験例１－３では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例１－１と比較すると、実験例１－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
【0044】
図９Ａは、実験例１－３としての角度検出システム１０２において磁気検知素子１１～１３に印加される検出対象磁場の磁束密度［ｍＴ］と、磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］との関係を表す特性図である。
【0045】
【0046】
【0047】
（実験例２－１）
次に、上記実施の形態で説明した図１の角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸Ｊ１と直交する方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ノイズ磁場の方向が異なることを除き、他は実験例１－１と同様の条件にて実験例１－１と同様の評価を実施した。図１０は、実験例２－１としての角度検出システム１０１における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１０は、回転角度が０°の状態を表している。図１０に示したように実験例２－１では、図４に示した実験例１－１と同様、磁束密度を表す等値線が、少なくとも磁気検知素子１１～１３と対応する領域において、一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿って紙面縦方向に延びている。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的均質な強度（磁束密度）の磁場を付与することができることがわかる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の向上に有利であることがわかる。
次に、上記実施の形態で説明した図１の角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸Ｊ１と直交する方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ノイズ磁場の方向が異なることを除き、他は実験例１－１と同様の条件にて実験例１－１と同様の評価を実施した。図１０は、実験例２－１としての角度検出システム１０１における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１０は、回転角度が０°の状態を表している。図１０に示したように実験例２－１では、図４に示した実験例１－１と同様、磁束密度を表す等値線が、少なくとも磁気検知素子１１～１３と対応する領域において、一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿って紙面縦方向に延びている。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的均質な強度（磁束密度）の磁場を付与することができることがわかる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の向上に有利であることがわかる。
【0048】
図１１Ａは、実験例２－１としての角度検出システム１００において磁気検知素子１１～１３に印加される検出対象磁場の磁束密度［ｍＴ］と、磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］との関係を表す特性図である。
【0049】
【0050】
【0051】
（実験例２－２）
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１２は、実験例２－２としての角度検出システム１０１における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１２は、回転角度が０°の状態を表している。図１２に示したように実験例２－２では、図１０に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１２は、実験例２－２としての角度検出システム１０１における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１２は、回転角度が０°の状態を表している。図１２に示したように実験例２－２では、図１０に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
【0052】
図１３Ａは、実験例２－２としての角度検出システム１０１において磁気検知素子１１～１３に印加される検出対象磁場の磁束密度［ｍＴ］と、磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］との関係を表す特性図である。
【0053】
【0054】
【0055】
（実験例２－３）
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１４は、実験例２－３としての角度検出システム１０２における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１４は、回転角度が０°の状態を表している。図１４に示したように実験例２－３では、図１０に示した実験例２－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例２－１と比較すると、実験例２－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１４は、実験例２－３としての角度検出システム１０２における、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含むセンシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１４は、回転角度が０°の状態を表している。図１４に示したように実験例２－３では、図１０に示した実験例２－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例２－１と比較すると、実験例２－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
【0056】
図１５Ａは、実験例２－３としての角度検出システム１０２において磁気検知素子１１～１３に印加される検出対象磁場の磁束密度［ｍＴ］と、磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］との関係を表す特性図である。
【0057】
【0058】
【0059】
このように、本実施の形態の角度検出システム１００によれば、高い角度検出精度を確保しつつ、軽量化および小型化を実現できることが確認できた。
【0060】
＜３．変形例＞
（第１の変形例）
図１６は、本発明の第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａの外観を表す斜視図である。上記実施の形態で説明した磁場発生モジュール２のヨーク３１およびヨーク３２は、いずれも円弧状の平面形状を有するようにした。これに対し、第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａは、略三角形状の平面形状を有するヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを有するようにした。ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第１の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第１の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べて、ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａの作製が容易であるうえ、それらヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを磁石２１および磁石２２に取り付ける際、相対位置の決定および固定が容易である。
（第１の変形例）
図１６は、本発明の第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａの外観を表す斜視図である。上記実施の形態で説明した磁場発生モジュール２のヨーク３１およびヨーク３２は、いずれも円弧状の平面形状を有するようにした。これに対し、第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａは、略三角形状の平面形状を有するヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを有するようにした。ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第１の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第１の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べて、ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａの作製が容易であるうえ、それらヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを磁石２１および磁石２２に取り付ける際、相対位置の決定および固定が容易である。
【0061】
（第２の変形例）
図１７は、本発明の第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂの外観を表す斜視図である。第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂは、略半円状の平面形状を有するヨーク３１Ｂおよびヨーク３２Ｂを有するようにした。ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第２の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
図１７は、本発明の第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂの外観を表す斜視図である。第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂは、略半円状の平面形状を有するヨーク３１Ｂおよびヨーク３２Ｂを有するようにした。ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第２の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
【0062】
（第３の変形例）
図１８は、本発明の第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃの外観を表す斜視図である。第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃは、略円環状の平面形状を有する一のヨーク３０Ｃを有するようにした。ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２に対し共通に設けられ、磁石２１および磁石２２の各々に直接的または間接的に設けられている。すなわち、ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２の各々と接していてもよいし、磁石２１および磁石２２の各々との間に他の１以上の部材を介して取り付けられていてもよい。この第３の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第３の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べてヨーク３０Ｃの作製が容易であるうえ、部品点数を減らすことができる。
図１８は、本発明の第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃの外観を表す斜視図である。第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃは、略円環状の平面形状を有する一のヨーク３０Ｃを有するようにした。ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２に対し共通に設けられ、磁石２１および磁石２２の各々に直接的または間接的に設けられている。すなわち、ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２の各々と接していてもよいし、磁石２１および磁石２２の各々との間に他の１以上の部材を介して取り付けられていてもよい。この第３の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第３の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べてヨーク３０Ｃの作製が容易であるうえ、部品点数を減らすことができる。
【0063】
（第４の変形例）
図１９は、本発明の第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄの外観を表す斜視図である。第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄは、磁石２１および磁石２２の代わりに磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄを設けるようにしたことを除き、他は上記実施の形態の磁場発生モジュール２と同じ構成を有する。磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄは、それぞれ、上端部に段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を含むようにしている。段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２には、それぞれ、ヨーク３１およびヨーク３２が取り付けられるようになっている。このように、第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄによれば、段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を設けるようにしたので、ヨーク３１およびヨーク３２を磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄに取り付ける際、ヨーク３１およびヨーク３２と磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄとの相対位置の決定および固定が容易である。また、低背化を図ることができる。さらに、この第４の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
図１９は、本発明の第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄの外観を表す斜視図である。第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄは、磁石２１および磁石２２の代わりに磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄを設けるようにしたことを除き、他は上記実施の形態の磁場発生モジュール２と同じ構成を有する。磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄは、それぞれ、上端部に段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を含むようにしている。段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２には、それぞれ、ヨーク３１およびヨーク３２が取り付けられるようになっている。このように、第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄによれば、段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を設けるようにしたので、ヨーク３１およびヨーク３２を磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄに取り付ける際、ヨーク３１およびヨーク３２と磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄとの相対位置の決定および固定が容易である。また、低背化を図ることができる。さらに、この第４の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
【0064】
＜４．適用例＞
（第１の適用例）
図２０Ａおよび図２０Ｂは、上記実施の形態で説明した角度検出システム１００を有するパークロックシステム２００を表す模式図である。パークロックシステム２００は、例えば自動車等の車両に搭載され、運転者が車両を駐車場などに駐車する際にシフトレバーをパーキングモードにすることで車両の移動を抑止する機構である。図２０Ａはロックされていないロック解除状態を表し、図２０Ｂは、ロック状態を表す。パークロックシステム２００は、例えば筐体２０１の内部に設けられたモータ２０２と、シャフト２０３と、レバー２０４と、ロッド２０５と、係合部２０６と、ギヤ歯２０７を有するパーキングギヤ２０８とを備える。シャフト２０３は例えば紙面に垂直の方向に延在しており、モータ２０２により回転可能に設けられている。シャフト２０３の端部には上記実施の形態の角度検出システム１００が設けられており、シャフト２０３の回転角度を検出するようになっている。紙面に平行に延びるレバー２０４の基端はシャフト２０３に固定され、モータ２０２の駆動により紙面に沿って旋回するようになっている。レバー２０４の先端にはロッド２０５の基端が取り付けられており、レバー２０４の旋回により、紙面左右方向にロッド２０５が移動するようになっている。ロッド２０５の先端に設けられた係合部２０６は、ギヤ歯２０７と係合および離脱可能になっている。このパークロックシステム２００では、図２０Ａに示したロック解除状態から図２０Ｂに示したロック状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転が制限される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において右回転すると、ロッド２０５が紙面右方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７と係合し、パーキングギヤ２０８がロックされる。反対に、図２０Ｂに示したロック状態から図２０Ａに示したロック解除状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転の制限が解除される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において左回転すると、ロッド２０５が紙面左方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７から離間し、パーキングギヤ２０８のロックが解除される。ここで、上記実施の形態の角度検出システム１００によりシャフト２０３の回転角度を検出することで、パーキングギヤ２０８がロック状態にあるか、ロック解除状態にあるかを高い精度で判別することができるようになっている。
（第１の適用例）
図２０Ａおよび図２０Ｂは、上記実施の形態で説明した角度検出システム１００を有するパークロックシステム２００を表す模式図である。パークロックシステム２００は、例えば自動車等の車両に搭載され、運転者が車両を駐車場などに駐車する際にシフトレバーをパーキングモードにすることで車両の移動を抑止する機構である。図２０Ａはロックされていないロック解除状態を表し、図２０Ｂは、ロック状態を表す。パークロックシステム２００は、例えば筐体２０１の内部に設けられたモータ２０２と、シャフト２０３と、レバー２０４と、ロッド２０５と、係合部２０６と、ギヤ歯２０７を有するパーキングギヤ２０８とを備える。シャフト２０３は例えば紙面に垂直の方向に延在しており、モータ２０２により回転可能に設けられている。シャフト２０３の端部には上記実施の形態の角度検出システム１００が設けられており、シャフト２０３の回転角度を検出するようになっている。紙面に平行に延びるレバー２０４の基端はシャフト２０３に固定され、モータ２０２の駆動により紙面に沿って旋回するようになっている。レバー２０４の先端にはロッド２０５の基端が取り付けられており、レバー２０４の旋回により、紙面左右方向にロッド２０５が移動するようになっている。ロッド２０５の先端に設けられた係合部２０６は、ギヤ歯２０７と係合および離脱可能になっている。このパークロックシステム２００では、図２０Ａに示したロック解除状態から図２０Ｂに示したロック状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転が制限される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において右回転すると、ロッド２０５が紙面右方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７と係合し、パーキングギヤ２０８がロックされる。反対に、図２０Ｂに示したロック状態から図２０Ａに示したロック解除状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転の制限が解除される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において左回転すると、ロッド２０５が紙面左方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７から離間し、パーキングギヤ２０８のロックが解除される。ここで、上記実施の形態の角度検出システム１００によりシャフト２０３の回転角度を検出することで、パーキングギヤ２０８がロック状態にあるか、ロック解除状態にあるかを高い精度で判別することができるようになっている。
【0065】
（第２の適用例）
図２１Ａおよび図２１Ｂは、上記実施の形態で説明した角度検出システム１００を有するペダルシステム３００を表す模式図である。図２１Ａはペダル３０３のパッド３０３Ｂ（後述）が操作されていない初期状態を表し、図２１Ｂは、パッド３０３Ｂが操作されている踏み込み状態を表す。
図２１Ａおよび図２１Ｂは、上記実施の形態で説明した角度検出システム１００を有するペダルシステム３００を表す模式図である。図２１Ａはペダル３０３のパッド３０３Ｂ（後述）が操作されていない初期状態を表し、図２１Ｂは、パッド３０３Ｂが操作されている踏み込み状態を表す。
【0066】
ペダルシステム３００は、例えば、筐体３０１と、筐体３０１に固定されたシャフト３０２と、シャフト３０２が挿通される軸受け部３０３Ａを含み、軸受け部３０３Ａにおいてシャフト３０２を中心として回動可能に設けられたペダル３０３と、例えば引張ばねなどの付勢部材３０４とを備えている。
【0067】
ペダル３０３は、例えば運転者の足により操作されるパッド３０３Ｂと、パッド３０３Ｂと軸受け部３０３Ａとをつなぐアーム３０３Ｃと、軸受け部３０３Ａを挟んでアーム３０３Ｃと反対側に設けられたレバー３０３Ｄとを含んでいる。レバー３０３Ｄは付勢部材３０４と接続されており、筐体３０１の壁部３０１Ｗに近づくように付勢部材３０４により付勢されるようになっている。
【0068】
軸受け部３０３Ａの近傍に設けられた角度検出システム１００は、シャフト３０２を回転中心としたアーム３０３Ｃの回転角度を正確に検知し、回転角度に応じた電圧信号（比例信号）を制御装置３０５に送信するようになっている。制御装置３０５はこの電圧信号を解析し、電圧信号に応じたスロットルバルブ開度となるように、スロットルバルブの開閉動作の制御を行うようになっている。
【0069】
このペダルシステム３００では、図２１Ａに示した初期状態においてパッド３０３Ｂが運転者により踏み込まれることにより、ペダル３０３がシャフト３０２を中心として紙面において左回転し、図２１Ｂに示した踏み込み状態へ移行する。その際、スロットルバルブの開度が上昇する。反対に、運転者がパッド３０３Ｂの踏み込み量を下げる、あるいは踏み込みをやめることにより、図２１Ｂに示した踏み込み状態から図２１Ａに示した初期状態に向かうこととなる。その際、スロットルバルブの開度は低下する。
【0070】
このように、ペダルシステム３００では、上記実施の形態の角度検出システム１００によりアーム３０３Ｃの回転角度を正確に検知できるので、スロットルバルブ開度を高い精度で調節することができる。
【0071】
＜５．その他の変形例＞
以上、実施の形態およびいくつかの変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、磁気検知素子として垂直ホール素子を例示して説明したが、本発明の磁気検出素子は、磁場を検知する機能を有する素子であればよく、例えば異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）やスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子等の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）等をも含む概念である。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子などのＭＲ素子を用いる場合、回転軸Ｊ１と直交する面内における磁場の向きや強度の変化を検知することとなる。本発明では、回転軸方向における磁場強度分布（磁束密度分布）のばらつきを低減できるだけでなく、回転軸と直交する面内における磁場強度分布（磁束密度分布）のばらつきをも低減できるので、ＭＲ素子等の、回転軸Ｊ１と直交する面内における磁場の向きや強度の変化を検知する磁気検知素子の適用も可能であると考えられる。また、各構成要素の寸法や各構成要素のレイアウトなどは例示であってこれに限定されるものではない。
以上、実施の形態およびいくつかの変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、磁気検知素子として垂直ホール素子を例示して説明したが、本発明の磁気検出素子は、磁場を検知する機能を有する素子であればよく、例えば異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）やスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子等の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）等をも含む概念である。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子などのＭＲ素子を用いる場合、回転軸Ｊ１と直交する面内における磁場の向きや強度の変化を検知することとなる。本発明では、回転軸方向における磁場強度分布（磁束密度分布）のばらつきを低減できるだけでなく、回転軸と直交する面内における磁場強度分布（磁束密度分布）のばらつきをも低減できるので、ＭＲ素子等の、回転軸Ｊ１と直交する面内における磁場の向きや強度の変化を検知する磁気検知素子の適用も可能であると考えられる。また、各構成要素の寸法や各構成要素のレイアウトなどは例示であってこれに限定されるものではない。
【0072】
また、上記実施の形態等では、角度検出装置１０のセンサ部１が３つの磁気検知素子１１～１３を有する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の角度検出装置は、例えば磁気検知素子を１つのみ有するようにしてもよいし、２つの磁気検知素子を有するようにしてもよいし、４以上の磁気検知素子を有するようにしてもよい。
【0073】
また、上記実施の形態等では、角度検出装置１０の磁場発生部２０が２つの磁石を有する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の角度検出装置は、例えば磁場発生部材を１つのみ有するようにしてもよいし、３以上の磁場発生部材を有するようにしてもよい。
【0074】
また、本発明の角度検出装置では、例えば図２２に示した第５の変形例としての磁場発生モジュール２Ｅのように、回転軸Ｊ１に沿った断面がそれぞれ磁石２１および磁石２２から遠ざかるほど拡大する幅を有する逆台形形状を含むヨーク３１Ｅおよびヨーク３２Ｅを有するようにしてもよい。その場合、磁石２１および磁石２２からの磁束がヨーク３１およびヨーク３２において拡大されてより広い範囲に及ぶこととなる。なお、例えば図２３に示した第６の変形例としての磁場発生モジュール２Ｆのように、円柱状をなす単一の磁石２３を設けた場合にも同様であり、磁石２３から遠ざかるほど拡大する幅を有する逆台形形状を含むヨーク３０Ｆを有するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0075】
１００…角度検出システム、１０…角度検出装置、１…センサ部、２…磁場発生モジュール、３，４…支持体、１１～１３…磁気検知素子、２０…磁場発生部、２１，２２…磁石、３０…ヨーク部、３１，３２…ヨーク。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【手続補正書】
【提出日】2021-04-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気検知素子と、
前記磁気検知素子に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、磁場を形成する磁場発生部材と、
前記回転軸に沿った回転軸方向において前記磁場発生部材と前記磁気検知素子との間であって前記磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備えた角度検出装置。
前記磁気検知素子に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、磁場を形成する磁場発生部材と、
前記回転軸に沿った回転軸方向において前記磁場発生部材と前記磁気検知素子との間であって前記磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備えた角度検出装置。
【請求項2】
前記ヨークは、前記回転軸方向において前記磁場発生部材と重なり合う位置にある
請求項１記載の角度検出装置。
請求項１記載の角度検出装置。
【請求項3】
前記ヨークは、前記磁場発生部材と接するように設けられている
請求項１または請求項２記載の角度検出装置。
請求項１または請求項２記載の角度検出装置。
【請求項4】
前記回転軸方向における前記磁場発生部材の高さ寸法は、前記回転軸方向における前記ヨークの高さ寸法よりも大きい
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項5】
前記磁場発生部材は、前記回転軸方向に着磁されている
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項6】
前記磁場発生部材は、略立方体形状または略直方体形状を有する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項7】
前記磁場発生部材は、前記回転軸の周囲において互いに離間して配置された複数の前記磁場発生部材である
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項8】
前記複数の磁場発生部材の各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じである
請求項７記載の角度検出装置。
請求項７記載の角度検出装置。
【請求項9】
前記複数の磁場発生部材と前記回転軸との各々の距離は、互いに実質的に等しい
請求項７または請求項８記載の角度検出装置。
請求項７または請求項８記載の角度検出装置。
【請求項10】
前記複数の磁場発生部材は、前記回転軸を挟んで対向するように配置された第１の磁場発生部材および第２の磁場発生部材を有する
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項11】
前記ヨークの前記回転軸に沿った断面は、前記磁場発生部材から遠ざかるほど拡大する幅を有する逆台形形状を含む
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項12】
前記ヨークは、前記回転軸と直交する面において、前記回転軸を中心として回転する方向に沿って円弧状に湾曲した平面形状を有する
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項13】
前記ヨークは、前記回転軸の周囲において互いに離間して配置された複数の前記ヨークである
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項14】
前記複数のヨークの各々の材料、形状および大きさは、互いに実質的に同じである
請求項１３記載の角度検出装置。
請求項１３記載の角度検出装置。
【請求項15】
前記複数のヨークと前記回転軸との各々の距離は、互いに実質的に等しい
請求項１３または請求項１４記載の角度検出装置。
請求項１３または請求項１４記載の角度検出装置。
【請求項16】
前記複数のヨークは、前記回転軸を挟んで対向するように配置された第１のヨークおよび第２のヨークを含む
請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項17】
前記磁気検知素子は、前記回転軸方向に沿った感度軸を有する
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項18】
前記磁気検知素子は、複数の前記磁気検知素子である
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の角度検出装置。
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の角度検出装置。
【請求項19】
前記複数の磁気検知素子は、前記回転軸方向と直交する面内において互いに異なる位置に設けられている
請求項１８記載の角度検出装置。
請求項１８記載の角度検出装置。
【請求項20】
請求項１から請求項１９のいずれか1項に記載の角度検出装置と、
前記磁場発生部材を支持する支持体をさらに備え、
前記支持体は、取付穴を有しており、
前記ヨークは、前記磁場発生部材または前記支持体に設けられている
角度検出システム。
前記磁場発生部材を支持する支持体をさらに備え、
前記支持体は、取付穴を有しており、
前記ヨークは、前記磁場発生部材または前記支持体に設けられている
角度検出システム。
【請求項21】
請求項２０に記載の前記角度検出システムを有する
パークロックシステム。
パークロックシステム。
【請求項22】
請求項２０に記載の前記角度検出システムを有する
ペダルシステム。
ペダルシステム。
【請求項23】
回転軸を中心として回転可能に設けられた磁場発生部材と、
前記回転軸に沿った回転軸方向において、前記磁場発生部材が設けられた領域と異なる領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備える
磁場発生モジュール。
前記回転軸に沿った回転軸方向において、前記磁場発生部材が設けられた領域と異なる領域に配置され、前記磁場発生部材と一体に回転可能に設けられたヨークと
を備える
磁場発生モジュール。
【請求項24】
前記回転軸方向における前記磁場発生部材の第１の高さ寸法は、前記回転軸方向における前記ヨークの第２の高さ寸法よりも大きい
請求項２３に記載の磁場発生モジュール。
請求項２３に記載の磁場発生モジュール。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、磁気検知素子を備えた角度検出装置、角度検出システム、パークロックシステム、ペダルシステム、および磁場発生モジュールに関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
【図1】本発明の一実施の形態に係る角度検出システムの全体構成例を表す概略斜視図である。
【図4】実験例１－１の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図5A】実験例１－１の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図5B】実験例１－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図5C】実験例１－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図6】実験例１－２の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図7A】実験例１－２の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図7B】実験例１－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図7C】実験例１－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図8】実験例１－３の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図9A】実験例１－３の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図9B】実験例１－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図9C】実験例１－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図10】実験例２－１の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図11A】実験例２－１の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図11B】実験例２－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図11C】実験例２－１の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図12】実験例２－２の角度検出システムにおける回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図13A】実験例２－２の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図13B】実験例２－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図13C】実験例２－２の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図14】実験例２－３の角度検出装置における回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。
【図15A】実験例２－３の角度検出システムにおいて磁気検知素子に印加される検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表す特性図である。
【図15B】実験例２－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子にそれぞれ印加される検出対象磁場の磁束密度の差分を表す特性図である。
【図15C】実験例２－３の角度検出システムにおいて複数の磁気検知素子によりそれぞれ検知される回転角度の誤差を表す特性図である。
【図16】第１の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図17】第２の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図18】第３の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図19】第４の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す斜視図である。
【図20A】本発明の一実施の形態に係る角度検出装置を適用した第１の適用例としてのパークロックシステムの第１の模式図である。
【図20B】本発明の一実施の形態に係る角度検出装置を適用した第１の適用例としてのパークロックシステムの第２の模式図である。
【図21A】本発明の一実施の形態に係る角度検出装置を適用した第２の適用例としてのペダルシステムの第１の模式図である。
【図21B】本発明の一実施の形態に係る角度検出装置を適用した第２の適用例としてのペダルシステムの第２の模式図である。
【図22】第５の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す正面図である。
【図23】第６の変形例としての磁場発生モジュールの外観を表す正面図である。
【図24】第１の参考例としての角度検出システムの外観を表す斜視図である。
【図25】第２の参考例としての角度検出システムの外観を表す斜視図である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
図１は、角度検出システム１００の全体構成例を表す斜視図である。図２は、角度検出システム１００のうちの磁場発生モジュール２（後述）の構成要素の、回転軸Ｊ１（後述）と直交する面内における相互の位置関係を説明するための平面模式図である。なお、本出願でいう直交とは、完全な直交である９０°で交わること、という概念に加え、ほぼ直交（例えば９０°±５°程度で交わること）という概念も含むものである。したがって、図１に示した平面模式図は、回転軸Ｊ１に対して９０°から多少ずれた角度の平面を表すものであってもよい。図２では、センサ部１（後述）から磁場発生モジュール２を眺めた様子を表している。ただし、図２では、センサ部１に含まれる磁気検知素子１１～１３（後述）の輪郭、および磁場発生モジュール２を支持する支持体４（後述）の輪郭についてもそれぞれ破線で記載している。図３は、磁場発生モジュール２を正面、すなわち回転軸Ｊ１と直交する方向から眺めた正面図である。ただし、図３には、支持体４についても併せて記載している。角度検出システム１００は、例えば回転動作を行う回転部材の回転角を検出する装置であり、例えば自動車等に搭載される内燃機関のスロットルバルブ開度を検知するスロットル開度センサとして適用可能である。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
（センサ部１）
センサ部１は、図２に示したように、複数の磁気検知素子として例えば３つの磁気検知素子１１～１３を有している。磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１の周囲であって、回転軸方向と直交する面内において互いに異なる位置に設けられている。磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰは、例えば回転軸Ｊ１の位置と一致していることが望ましい。すなわち、磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１から互いに等しい距離にあるとよい。磁気検知素子１１～１３は、例えばホール素子などの、磁場の強度や向きを検知可能な素子である。磁気検知素子１１～１３は、いずれも回転軸Ｊ１に沿った感度軸を有している。磁気検知素子１１～１３が例えばホール素子である場合、磁気検知素子１１～１３は、それぞれ、回転軸Ｊ１に沿った磁場強度を検知できる。各々の磁気検知素子１１～１３において検知された回転軸方向の磁場強度に基づき、以下の数１に記載の演算式で演算することにより角度情報が得られる。
センサ部１は、図２に示したように、複数の磁気検知素子として例えば３つの磁気検知素子１１～１３を有している。磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１の周囲であって、回転軸方向と直交する面内において互いに異なる位置に設けられている。磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰは、例えば回転軸Ｊ１の位置と一致していることが望ましい。すなわち、磁気検知素子１１～１３は、回転軸Ｊ１から互いに等しい距離にあるとよい。磁気検知素子１１～１３は、例えばホール素子などの、磁場の強度や向きを検知可能な素子である。磁気検知素子１１～１３は、いずれも回転軸Ｊ１に沿った感度軸を有している。磁気検知素子１１～１３が例えばホール素子である場合、磁気検知素子１１～１３は、それぞれ、回転軸Ｊ１に沿った磁場強度を検知できる。各々の磁気検知素子１１～１３において検知された回転軸方向の磁場強度に基づき、以下の数１に記載の演算式で演算することにより角度情報が得られる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0019】
［角度検出システム１００の動作］
角度検出システム１００では、支持体４が取り付けられた回転体（例えばスロットルバルブの回転シャフト）が回転すると、支持体４、磁場発生部２０およびヨーク部３０は一体となって回転方向Ｒ１に回転する。これに伴い、センサ部１を通過する検出対象磁場（磁束）の向きが周期的に変化することとなる。その結果、センサ部１における磁気検知素子１１～１３では、磁場発生モジュール２の回転角度に応じて正弦曲線を描くように変化する強度の磁場（磁束）がそれぞれ検知される。したがって、磁気検知素子１１～１３においてそれぞれ検知される磁場（磁束）の強度の値から磁場発生モジュール２が固定された回転体の回転角度を求めることができる。ただし、磁気検知素子１１～１３は、磁場発生モジュール２の回転中心である回転軸Ｊ１に対し、回転方向Ｒ１に沿って相対的に異なる位置に設けられているので、磁気検知素子１１～１３がそれぞれ検知する磁場強度が描く正弦曲線の位相は互いにずれている。
角度検出システム１００では、支持体４が取り付けられた回転体（例えばスロットルバルブの回転シャフト）が回転すると、支持体４、磁場発生部２０およびヨーク部３０は一体となって回転方向Ｒ１に回転する。これに伴い、センサ部１を通過する検出対象磁場（磁束）の向きが周期的に変化することとなる。その結果、センサ部１における磁気検知素子１１～１３では、磁場発生モジュール２の回転角度に応じて正弦曲線を描くように変化する強度の磁場（磁束）がそれぞれ検知される。したがって、磁気検知素子１１～１３においてそれぞれ検知される磁場（磁束）の強度の値から磁場発生モジュール２が固定された回転体の回転角度を求めることができる。ただし、磁気検知素子１１～１３は、磁場発生モジュール２の回転中心である回転軸Ｊ１に対し、回転方向Ｒ１に沿って相対的に異なる位置に設けられているので、磁気検知素子１１～１３がそれぞれ検知する磁場強度が描く正弦曲線の位相は互いにずれている。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0020】
［角度検出システム１００の作用効果］
このように、上記実施の形態の角度検出システム１００は、磁気検知素子１１～１３を含むセンサ部１と、センサ部１に対して回転軸Ｊ１を中心として回転可能に設けられ、検出対象磁場を形成する磁石２１，２２と、回転軸方向において磁石２１，２２と磁気検知素子１１～１３との間であって検出対象磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、磁石２１，２２と一体に回転可能に設けられたヨーク３１，３２とを備えるようにした。このため、例えば図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１のように、ヨークを設けない場合と比較して、角度検出精度が向上する。なお、図２４の第１の参考例としての角度検出システム１０１は、ヨーク３１，３２を有しないことを除き、他は本実施の形態の角度検出システム１００と同じ構成を備えている。
このように、上記実施の形態の角度検出システム１００は、磁気検知素子１１～１３を含むセンサ部１と、センサ部１に対して回転軸Ｊ１を中心として回転可能に設けられ、検出対象磁場を形成する磁石２１，２２と、回転軸方向において磁石２１，２２と磁気検知素子１１～１３との間であって検出対象磁場の影響が及ぶ磁場影響領域に配置され、磁石２１，２２と一体に回転可能に設けられたヨーク３１，３２とを備えるようにした。このため、例えば図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１のように、ヨークを設けない場合と比較して、角度検出精度が向上する。なお、図２４の第１の参考例としての角度検出システム１０１は、ヨーク３１，３２を有しないことを除き、他は本実施の形態の角度検出システム１００と同じ構成を備えている。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0034】
（実験例１－１）
上記実施の形態で説明した角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ここでは、回転軸Ｊ１と直交する面において、磁気検知素子１１～１３の各々が本来あるべき位置１１Ａ～１３Ａから紙面右方向へ１ｍｍずれた場合の、すなわち、磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰが、本来あるべき位置である回転軸Ｊ１と重なる位置から磁気検知素子１１の方向へ１ｍｍずれた場合のセンサ部１の特性をシミュレーションにより求めた。また、磁石２１および磁石２２はネオジム磁石（ ネオジム、鉄、 ホウ素を主成分とする希土類磁石とし、磁石２１および磁石２２の各々の寸法は６．０ｍｍ×２．５ｍｍ×５．０ｍｍとし、距離Ｄ２１および距離Ｄ２２は４．７５ｍｍとした。また、円弧状のヨーク３１，３２の各々の材質はＳＰＣＣ（普通鋼）とし、ヨーク３１，３２の中心角はそれぞれ１０８°とし、ヨーク３１，３２の高さ寸法Ｈ３１，Ｈ３２はそれぞれ０．８５ｍｍとした。さらに、回転軸方向におけるヨーク３１，３２と磁気検知素子１１～１３との距離は１ｍｍとした。
上記実施の形態で説明した角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ここでは、回転軸Ｊ１と直交する面において、磁気検知素子１１～１３の各々が本来あるべき位置１１Ａ～１３Ａから紙面右方向へ１ｍｍずれた場合の、すなわち、磁気検知素子１１～１３の各々から等距離にある中心位置ＣＰが、本来あるべき位置である回転軸Ｊ１と重なる位置から磁気検知素子１１の方向へ１ｍｍずれた場合のセンサ部１の特性をシミュレーションにより求めた。また、磁石２１および磁石２２はネオジム磁石（ ネオジム、鉄、 ホウ素を主成分とする希土類磁石とし、磁石２１および磁石２２の各々の寸法は６．０ｍｍ×２．５ｍｍ×５．０ｍｍとし、距離Ｄ２１および距離Ｄ２２は４．７５ｍｍとした。また、円弧状のヨーク３１，３２の各々の材質はＳＰＣＣ（普通鋼）とし、ヨーク３１，３２の中心角はそれぞれ１０８°とし、ヨーク３１，３２の高さ寸法Ｈ３１，Ｈ３２はそれぞれ０．８５ｍｍとした。さらに、回転軸方向におけるヨーク３１，３２と磁気検知素子１１～１３との距離は１ｍｍとした。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0035】
図４は、実験例１－１としての角度検出システム１００における、センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。センシング面とは、回転軸Ｊ１と直交すると共に磁気検知素子１１～１３を含む面である。なお、図４は、回転角度が０°の状態を表している。図４に示したように実験例１－１では、磁束密度を表す等値線が、少なくとも磁気検知素子１１～１３と対応する領域において、一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿って紙面縦方向に延びている。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的均質な強度（磁束密度）の磁場を付与することができることがわかる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の向上に有利であることがわかる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0036】
図５Ａは、実験例１－１としての角度検出システム１００において磁気検知素子１１～１３に印加される検出対象磁場の磁束密度［ｍＴ］と、磁場発生モジュール２の回転角度［ｄｅｇ］との関係を表す特性図である。図５Ａにおいて、曲線Ｂ１１は、磁気検知素子１１が検知する検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表し、曲線Ｂ１２は、磁気検知素子１２が検知する検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表し、曲線Ｂ１３は、磁気検知素子１３が検知する検出対象磁場の磁束密度の回転角度依存性を表している。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0039】
（実験例１－２）
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図６は、実験例１－２としての角度検出システム１０１における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図６は、回転角度が０°の状態を表している。図６に示したように実験例１－２では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図６は、実験例１－２としての角度検出システム１０１における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図６は、回転角度が０°の状態を表している。図６に示したように実験例１－２では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0043】
（実験例１－３）
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図８は、実験例１－３としての角度検出システム１０２における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図８は、回転角度が０°の状態を表している。図８に示したように実験例１－３では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例１－１と比較すると、実験例１－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例１－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図８は、実験例１－３としての角度検出システム１０２における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図８は、回転角度が０°の状態を表している。図８に示したように実験例１－３では、図４に示した実験例１－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例１－１と比較すると、実験例１－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】
（実験例２－１）
次に、上記実施の形態で説明した図１の角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸Ｊ１と直交する方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ノイズ磁場の方向が異なることを除き、他は実験例１－１と同様の条件にて実験例１－１と同様の評価を実施した。図１０は、実験例２－１としての角度検出システム１００における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１０は、回転角度が０°の状態を表している。図１０に示したように実験例２－１では、図４に示した実験例１－１と同様、磁束密度を表す等値線が、少なくとも磁気検知素子１１～１３と対応する領域において、一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿って紙面縦方向に延びている。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的均質な強度（磁束密度）の磁場を付与することができることがわかる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の向上に有利であることがわかる。
次に、上記実施の形態で説明した図１の角度検出システム１００において、５ｍＴの強度を有するノイズ磁場を回転軸Ｊ１と直交する方向に印加しつつ磁場発生モジュール２の回転動作を行った際のセンサ部１において検出される磁束密度の変化を、シミュレーションにより求めた。ノイズ磁場の方向が異なることを除き、他は実験例１－１と同様の条件にて実験例１－１と同様の評価を実施した。図１０は、実験例２－１としての角度検出システム１００における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１０は、回転角度が０°の状態を表している。図１０に示したように実験例２－１では、図４に示した実験例１－１と同様、磁束密度を表す等値線が、少なくとも磁気検知素子１１～１３と対応する領域において、一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿って紙面縦方向に延びている。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的均質な強度（磁束密度）の磁場を付与することができることがわかる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の向上に有利であることがわかる。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0051】
（実験例２－２）
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１２は、実験例２－２としての角度検出システム１０１における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１２は、回転角度が０°の状態を表している。図１２に示したように実験例２－２では、図１０に示した実験例２－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
次に、図２４に示した第１の参考例としての角度検出システム１０１についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１２は、実験例２－２としての角度検出システム１０１における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１２は、回転角度が０°の状態を表している。図１２に示したように実験例２－２では、図１０に示した実験例２－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対して大きく湾曲している。したがって、磁気検知素子１１～１３に対し、比較的ばらつきの大きな強度（磁束密度）の磁場を付与することとなる。よって、磁気検知素子１１～１３による角度検出精度の低下を招くことがわかる。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0055】
（実験例２－３）
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１４は、実験例２－３としての角度検出システム１０２における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１４は、回転角度が０°の状態を表している。図１４に示したように実験例２－３では、図１０に示した実験例２－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例２－１と比較すると、実験例２－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
次に、図２５に示した第２の参考例としての角度検出システム１０２についても、上記実験例２－１と同様の条件下で同様の評価を実施した。図１４は、実験例２－３としての角度検出システム１０２における、上記センシング面での回転軸方向の磁束密度分布を模式的に表すコンター図である。なお、図１４は、回転角度が０°の状態を表している。図１４に示したように実験例２－３では、図１０に示した実験例２－１と比較すると、磁束密度を表す等値線が、回転軸Ｊ１から遠ざかるほど一対の磁石２１，２２の各々の対向面に沿った紙面縦方向に対してやや湾曲している。よって、実験例２－１と比較すると、実験例２－３では磁気検知素子１１～１３による角度検出精度がやや低下することがわかる。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0060】
＜３．変形例＞
（第１の変形例）
図１６は、本発明の上記実施の形態の第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａの外観を表す斜視図である。上記実施の形態で説明した磁場発生モジュール２のヨーク３１およびヨーク３２は、いずれも円弧状の平面形状を有するようにした。これに対し、第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａは、略三角形状の平面形状を有するヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを有するようにした。ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第１の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第１の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べて、ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａの作製が容易であるうえ、それらヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを磁石２１および磁石２２に取り付ける際、相対位置の決定および固定が容易である。
（第１の変形例）
図１６は、本発明の上記実施の形態の第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａの外観を表す斜視図である。上記実施の形態で説明した磁場発生モジュール２のヨーク３１およびヨーク３２は、いずれも円弧状の平面形状を有するようにした。これに対し、第１の変形例としての磁場発生モジュール２Ａは、略三角形状の平面形状を有するヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを有するようにした。ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第１の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第１の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べて、ヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａの作製が容易であるうえ、それらヨーク３１Ａおよびヨーク３２Ａを磁石２１および磁石２２に取り付ける際、相対位置の決定および固定が容易である。
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0061】
（第２の変形例）
図１７は、本発明の上記実施の形態の第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂの外観を表す斜視図である。第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂは、略半円状の平面形状を有するヨーク３１Ｂおよびヨーク３２Ｂを有するようにした。ヨーク３１Ｂおよびヨーク３２Ｂは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第２の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
図１７は、本発明の上記実施の形態の第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂの外観を表す斜視図である。第２の変形例としての磁場発生モジュール２Ｂは、略半円状の平面形状を有するヨーク３１Ｂおよびヨーク３２Ｂを有するようにした。ヨーク３１Ｂおよびヨーク３２Ｂは、特に、対向する端面同士が略平行となるように配置されている。この第２の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
【手続補正19】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0062】
（第３の変形例）
図１８は、本発明の上記実施の形態の第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃの外観を表す斜視図である。第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃは、略円環状の平面形状を有する一のヨーク３０Ｃを有するようにした。ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２に対し共通に設けられ、磁石２１および磁石２２の各々に直接的または間接的に設けられている。すなわち、ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２の各々と接していてもよいし、磁石２１および磁石２２の各々との間に他の１以上の部材を介して取り付けられていてもよい。この第３の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第３の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べてヨーク３０Ｃの作製が容易であるうえ、部品点数を減らすことができる。
図１８は、本発明の上記実施の形態の第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃの外観を表す斜視図である。第３の変形例としての磁場発生モジュール２Ｃは、略円環状の平面形状を有する一のヨーク３０Ｃを有するようにした。ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２に対し共通に設けられ、磁石２１および磁石２２の各々に直接的または間接的に設けられている。すなわち、ヨーク３０Ｃは、磁石２１および磁石２２の各々と接していてもよいし、磁石２１および磁石２２の各々との間に他の１以上の部材を介して取り付けられていてもよい。この第３の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。さらに、この第３の変形例によれば、円弧状の平面形状を有するヨーク３１およびヨーク３２に比べてヨーク３０Ｃの作製が容易であるうえ、部品点数を減らすことができる。
【手続補正20】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0063】
（第４の変形例）
図１９は、本発明の上記実施の形態の第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄの外観を表す斜視図である。第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄは、磁石２１および磁石２２の代わりに磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄを設けるようにしたことを除き、他は上記実施の形態の磁場発生モジュール２と同じ構成を有する。磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄは、それぞれ、上端部に段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を含むようにしている。段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２には、それぞれ、ヨーク３１およびヨーク３２が取り付けられるようになっている。このように、第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄによれば、段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を設けるようにしたので、ヨーク３１およびヨーク３２を磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄに取り付ける際、ヨーク３１およびヨーク３２と磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄとの相対位置の決定および固定が容易である。また、低背化を図ることができる。さらに、この第４の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
図１９は、本発明の上記実施の形態の第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄの外観を表す斜視図である。第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄは、磁石２１および磁石２２の代わりに磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄを設けるようにしたことを除き、他は上記実施の形態の磁場発生モジュール２と同じ構成を有する。磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄは、それぞれ、上端部に段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を含むようにしている。段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２には、それぞれ、ヨーク３１およびヨーク３２が取り付けられるようになっている。このように、第４の変形例としての磁場発生モジュール２Ｄによれば、段差部Ｔ２１および段差部Ｔ２２を設けるようにしたので、ヨーク３１およびヨーク３２を磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄに取り付ける際、ヨーク３１およびヨーク３２と磁石２１Ｄおよび磁石２２Ｄとの相対位置の決定および固定が容易である。また、低背化を図ることができる。さらに、この第４の変形例においても、上記実施の形態と同様の作用効果が期待できる。
【手続補正21】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0064】
＜４．適用例＞
（第１の適用例）
図２０Ａおよび図２０Ｂは、上記実施の形態で説明した角度検出システム１００を有するパークロックシステム２００を表す模式図である。パークロックシステム２００は、例えば自動車等の車両に搭載され、運転者が車両を駐車場などに駐車する際にシフトレバーをパーキングモードにすることで車両の移動を抑止する機構である。図２０Ａはロックされていないロック解除状態を表し、図２０Ｂは、ロック状態を表す。パークロックシステム２００は、例えば筐体２０１の内部に設けられたモータ２０２と、シャフト２０３と、レバー２０４と、ロッド２０５と、係合部２０６と、ギヤ歯２０７を有するパーキングギヤ２０８とを備える。シャフト２０３は例えば紙面に垂直の方向に延在しており、モータ２０２により回転可能に設けられている。シャフト２０３の端部には上記実施の形態の角度検出システム１００が設けられており、シャフト２０３の回転角度を検出するようになっている。紙面に平行に延びるレバー２０４の基端はシャフト２０３に固定され、レバー２０４は、モータ２０２の駆動により紙面に沿って旋回するようになっている。レバー２０４の先端にはロッド２０５の基端が取り付けられており、レバー２０４の旋回により、紙面左右方向にロッド２０５が移動するようになっている。ロッド２０５の先端に設けられた係合部２０６は、ギヤ歯２０７と係合および離脱可能になっている。このパークロックシステム２００では、図２０Ａに示したロック解除状態から図２０Ｂに示したロック状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転が制限される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において右回転すると、ロッド２０５が紙面右方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７と係合し、パーキングギヤ２０８がロックされる。反対に、図２０Ｂに示したロック状態から図２０Ａに示したロック解除状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転の制限が解除される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において左回転すると、ロッド２０５が紙面左方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７から離間し、パーキングギヤ２０８のロックが解除される。ここで、上記実施の形態の角度検出システム１００によりシャフト２０３の回転角度を検出することで、パーキングギヤ２０８がロック状態にあるか、ロック解除状態にあるかを高い精度で判別することができるようになっている。
（第１の適用例）
図２０Ａおよび図２０Ｂは、上記実施の形態で説明した角度検出システム１００を有するパークロックシステム２００を表す模式図である。パークロックシステム２００は、例えば自動車等の車両に搭載され、運転者が車両を駐車場などに駐車する際にシフトレバーをパーキングモードにすることで車両の移動を抑止する機構である。図２０Ａはロックされていないロック解除状態を表し、図２０Ｂは、ロック状態を表す。パークロックシステム２００は、例えば筐体２０１の内部に設けられたモータ２０２と、シャフト２０３と、レバー２０４と、ロッド２０５と、係合部２０６と、ギヤ歯２０７を有するパーキングギヤ２０８とを備える。シャフト２０３は例えば紙面に垂直の方向に延在しており、モータ２０２により回転可能に設けられている。シャフト２０３の端部には上記実施の形態の角度検出システム１００が設けられており、シャフト２０３の回転角度を検出するようになっている。紙面に平行に延びるレバー２０４の基端はシャフト２０３に固定され、レバー２０４は、モータ２０２の駆動により紙面に沿って旋回するようになっている。レバー２０４の先端にはロッド２０５の基端が取り付けられており、レバー２０４の旋回により、紙面左右方向にロッド２０５が移動するようになっている。ロッド２０５の先端に設けられた係合部２０６は、ギヤ歯２０７と係合および離脱可能になっている。このパークロックシステム２００では、図２０Ａに示したロック解除状態から図２０Ｂに示したロック状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転が制限される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において右回転すると、ロッド２０５が紙面右方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７と係合し、パーキングギヤ２０８がロックされる。反対に、図２０Ｂに示したロック状態から図２０Ａに示したロック解除状態に移行することにより、パーキングギヤ２０８の回転の制限が解除される。具体的には、モータ２０２の回転によりシャフト２０３およびレバー２０４が紙面において左回転すると、ロッド２０５が紙面左方向へスライドし、係合部２０６がギヤ歯２０７から離間し、パーキングギヤ２０８のロックが解除される。ここで、上記実施の形態の角度検出システム１００によりシャフト２０３の回転角度を検出することで、パーキングギヤ２０８がロック状態にあるか、ロック解除状態にあるかを高い精度で判別することができるようになっている。
【手続補正22】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0068】
軸受け部３０３Ａの近傍に設けられた角度検出システム１００は、シャフト３０２を回転中心としたアーム３０３Ｃの回転角度を正確に検出し、回転角度に応じた電圧信号（比例信号）を制御装置３０５に送信するようになっている。制御装置３０５はこの電圧信号を解析し、電圧信号に応じたスロットルバルブ開度となるように、スロットルバルブの開閉動作の制御を行うようになっている。
【手続補正23】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0073】
また、上記実施の形態等では、角度検出装置１０の磁場発生部２０が磁場発生部材として２つの磁石を有する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の角度検出装置は、例えば磁場発生部材を１つのみ有するようにしてもよいし、３以上の磁場発生部材を有するようにしてもよい。
【手続補正24】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0074】
また、本発明の角度検出装置では、例えば図２２に示した第５の変形例としての磁場発生モジュール２Ｅのように、回転軸Ｊ１に沿った断面がそれぞれ磁石２１および磁石２２から遠ざかるほど拡大する幅を有する逆台形形状を含むヨーク３１Ｅおよびヨーク３２Ｅを有するようにしてもよい。その場合、磁石２１および磁石２２からの磁束がヨーク３１Ｅおよびヨーク３２Ｅにおいて拡大されてより広い範囲に及ぶこととなる。なお、例えば図２３に示した第６の変形例としての磁場発生モジュール２Ｆのように、円柱状をなす単一の磁石２３を設けた場合にも同様であり、磁石２３から遠ざかるほど拡大する幅を有する逆台形形状を含むヨーク３０Ｆを有するようにしてもよい。