專利名稱：磁編碼器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁傳感器裝置、使用該磁傳感器裝置的磁編碼器裝置、以及磁尺的制 造方法。
背景技術(shù)：
磁編碼器裝置例如如圖21所示，包括在傳感器面具備磁阻元件的磁傳感器裝置 1001、以及對于磁傳感器裝置1001對置移動(dòng)的具備永磁體的磁尺1009，在該磁尺1009中， 形成沿與磁傳感器裝置1001的相對移動(dòng)方向N極和S極交替排列的軌道。另外，在磁傳感 器裝置1001 —側(cè)，在2塊剛性基板中的一個(gè)剛性基板IOlOa上，形成A相磁阻圖形的+a相 磁阻圖形1025 (+a)、以及B相磁阻圖形的+b相磁阻圖形1025 (+b)，另外，在另一個(gè)剛性基 板IOlOb上，形成A相磁阻圖形的-a相磁阻圖形1025 (-a)、以及B相磁阻圖形的_b相磁阻 圖形1025 (_b)，使這2塊剛性基板IOlOa與IOlOb對置。這里，A相磁阻圖形與B相磁阻圖 形以90°的相位差進(jìn)行磁尺1009的移動(dòng)檢測。對此，由于+a相磁阻圖形1025 (+a)與-a 相磁阻圖形1025 (_a)以180°的相位差進(jìn)行磁尺1009的移動(dòng)檢測，因此根據(jù)它們的差動(dòng)輸 出，能夠進(jìn)行磁尺1009的移動(dòng)檢測。另外，由于+b相磁阻圖形1025 (+b)與-b相磁阻圖形 1025 (-b)以180°的相位差進(jìn)行磁尺1009的移動(dòng)檢測，因此根據(jù)它們的差動(dòng)輸出，能夠進(jìn) 行磁尺1009的移動(dòng)檢測(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。專利文獻(xiàn)1 特開2005-249774號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開平6-207834號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是如圖21所示，若使2塊剛性基板IOlOa與IOlOb對置而構(gòu)成磁傳感器裝置 1001，則由于2塊剛性基板IOlOa與IOlOb各自形成的磁阻圖形的靈敏度相差的原因，因此 在間隙尺寸變動(dòng)時(shí)，偏置將變動(dòng)，具有內(nèi)插精度降低的問題。另外，磁編碼器裝置一般具有利用一定方向的磁場的強(qiáng)弱來進(jìn)行位置檢測的類 型、以及以飽和靈敏度區(qū)域(一般是指例如電阻值變化量k與磁場強(qiáng)度H能夠近似用 “k oc H2”的式子表示的區(qū)域以外的區(qū)域)以上的磁場強(qiáng)度來檢測旋轉(zhuǎn)磁場(磁場向量的旋 轉(zhuǎn))的方向的類型，在這些檢測方法中，檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方向時(shí)的原理是，對由強(qiáng)磁性金屬 構(gòu)成的磁阻圖形通電的狀態(tài)下，在施加電阻值飽和的磁場強(qiáng)度時(shí)，利用磁場和電流方向的 夾角θ與磁阻圖形的電阻值R之間用下式表示的關(guān)系。R = R0-kXsin2 θRtl 無磁場中的電阻值
k:電阻值變化量(飽和靈敏度區(qū)域以上時(shí)為常數(shù))S卩，由于若角度θ變化，則電 阻值R變化，因此能夠檢測出磁尺1009與磁傳感器裝置1001的對置移動(dòng)速度和移動(dòng)方向。 另外，在檢測磁場強(qiáng)弱的方式中，若以改善S/N比為目的，而使磁尺1009與磁傳感器裝置 1001的間隙尺寸變窄，則波形失真增大。與此相反，在檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方式中，即隨著磁尺 1009與磁傳感器裝置1001的對置移動(dòng)，在檢測磁場向量的旋轉(zhuǎn)角的方式中，即使磁尺1009 與磁傳感器裝置1001的間隙尺寸變窄，也能夠穩(wěn)定得到正弦波分量。但是，在檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方式中，雖能夠求得大的磁場強(qiáng)度，但如圖21所示，在使 2塊剛性基板IOlOa與IOlOb對置的結(jié)構(gòu)中，由于剛性基板IOlOb介于磁阻圖形與磁尺1009 之間，因此存在不能使磁阻圖形與磁尺1009的間隙尺寸變窄的問題。另外，在檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方式中，與檢測磁場的強(qiáng)弱的方式相同，對于磁尺 1009(永磁體)，即使以磁化曲線中的外部磁場的大小H、與磁通密度B之積求得的能積的最 大值(B · H)maX作為指標(biāo)，來決定磁體原料，也存在不能得到足夠的檢測精度的問題。鑒于以上的問題，本發(fā)明的第1課題在于，提供一種即使磁傳感器裝置與磁尺的 間隙尺寸變化、也能夠得到高檢測精度的磁傳感器裝置及磁編碼器裝置。另外，在于提供一 種適于旋轉(zhuǎn)磁場檢測的磁傳感器裝置及磁編碼器裝置。本發(fā)明的第2課題在于，提供一種即使是采用旋轉(zhuǎn)磁場檢測方式時(shí)、也能夠得到 高檢測精度的磁編碼器裝置、以及適于該磁編碼器裝置中使用的磁尺的制造方法。為了解決上述第1課題，在本發(fā)明中，在具有彼此間有90°的相位差的A相磁阻 圖形與B相磁阻圖形的磁傳感器裝置中，其特征在于，前述A相磁阻圖形具備以180°相位 差進(jìn)行前述磁尺的移動(dòng)檢測的+a相磁阻圖形與_a相磁阻圖形，前述B相磁阻圖形具備以 180°相位差進(jìn)行前述磁尺的移動(dòng)檢測的+b相磁阻圖形與_b相磁阻圖形，前述+a相磁阻 圖形、前述_a相磁阻圖形、前述+b相磁阻圖形、及前述_b相磁阻圖形形成于1塊基板的同 一面上，使前述+a相磁阻圖形與前述相磁阻圖形位于對角的位置，前述+b相磁阻圖形 與前述_b相磁阻圖形位于對角的位置。在本發(fā)明中，由于這樣形成，使得+a相磁阻圖形與_a相磁阻圖形位于對角的位 置，+b相磁阻圖形與-b相磁阻圖形位于對角的位置，因此4相的磁阻圖形能夠在同一面內(nèi) 走線，能夠?qū)?gòu)成A相的磁阻圖形、及構(gòu)成B相的磁阻圖形的全部形成于1塊基板的同一 面上。所以，任何磁阻圖形都具有相同的靈敏度，因此即使傳感器面與磁尺的間隙尺寸變動(dòng) 時(shí)，偏置也不變動(dòng)，能夠得到高的內(nèi)插精度。因而，即使組裝時(shí)傳感器面相對于磁尺傾斜，也 能夠抑制對內(nèi)插精度的影響。另外，由于磁阻圖形容易走線，因此能夠配置多個(gè)高頻消除用 的圖形。在本發(fā)明中，前述+a相磁阻圖形及前述_a相磁阻圖形中的一個(gè)磁阻圖形、和前述 +b相磁阻圖形及前述_b相磁阻圖形中的一個(gè)磁阻圖形，最好與形成于該一個(gè)磁阻圖形的 形成區(qū)域之間的第1公共端子連接，前述+a相磁阻圖形及前述相磁阻圖形中的另一個(gè) 磁阻圖形、和前述+b相磁阻圖形及前述_b相磁阻圖形中的另一個(gè)磁阻圖形，最好與形成于 該另一個(gè)磁阻圖形的形成區(qū)域之間的第2公共端子連接。若由這樣構(gòu)成，則由于在基板上 能夠使不同相的磁阻圖形彼此接近，因此能夠提高檢測精度。本發(fā)明的磁傳感器裝置，能夠與具有沿著相對于該磁傳感器裝置的相對移動(dòng)方 向、N極與S極交替排列的軌道的磁尺一起，用于構(gòu)成磁編碼器裝置。在這種情況下，本發(fā)明的磁編碼器裝置，能夠構(gòu)成作為利用一定方向的磁場的強(qiáng)弱來進(jìn)行位置檢測的類型、或 者用飽和靈敏度區(qū)域以上的磁場強(qiáng)度來檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方向的類型。另外，也可以構(gòu)成作 為用飽和靈敏度區(qū)域以外的區(qū)域的磁場強(qiáng)度來檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方向的類型。本發(fā)明的前述磁傳感器裝置，若適用于利用前述A相磁阻圖形及前述B相磁阻圖 形的與前述磁尺對置的各圖形面所構(gòu)成的傳感器面與前述軌道面對面、檢測在前述磁尺中 的面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場的磁編碼器裝置，則是有效的。在這種情況下，前述傳感 器面在前述軌道的寬度方向上，最好形成為超過前述傳感器面的兩端部分對置的前述軌道 的寬度方向的兩端的邊緣部分的大小。再有，前述磁傳感器裝置的前述傳感器面最好與前 述軌道的寬度方向的邊緣部分面對面，從而能夠檢測在該邊緣部分中的面內(nèi)方向的指向變 化的旋轉(zhuǎn)磁場。本申請的申請人調(diào)查研究了磁尺表面的磁場，結(jié)果得到了新的見解，即，在 N極與S極交替排列的軌道的寬度方向的邊緣部分，形成面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場。 本發(fā)明是基于這樣的新的見解而完成的，如果在軌道的寬度方向的邊緣部分形成面內(nèi)方向 的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場，則即使讓磁傳感器裝置的傳感器面與軌道的寬度方向的邊緣部分 附近面對面，也能夠檢測出旋轉(zhuǎn)磁場，構(gòu)成磁編碼器裝置。另外，若是讓磁傳感器裝置的傳 感器面與磁尺面對面，則與傳感器面垂直面向磁尺的情況不同，由于能夠避免在離開磁尺 的位置磁場沒有達(dá)到飽和靈敏度區(qū)域的情況，因此能夠提高檢測精度。再有，在本發(fā)明中， 由于將構(gòu)成A相的磁阻圖形、及構(gòu)成B相的磁阻圖形的全部形成于1塊基板的同一面上，因 此如果在基板中將形成磁阻圖形一側(cè)的面面對著磁尺一側(cè)，則能夠使磁阻圖形與磁尺的間 隙尺寸變窄。所以，能夠?qū)⒋抛鑸D形配置在可檢測出旋轉(zhuǎn)磁場的磁場內(nèi)。在本發(fā)明中，前述磁尺中可以采用這樣的構(gòu)成，前述軌道在寬度方向并列多條軌 道，在前述多個(gè)軌道中，相鄰的軌道之間的N極與S極的位置在前述相對移動(dòng)方向偏移。例 如可以采用這樣的構(gòu)成，在前述多個(gè)軌道中，相鄰的軌道之間的N極與S極的位置在前述相 對移動(dòng)方向偏移1個(gè)磁極的大小。如果相鄰的軌道之間的N極與S極的位置在相對移動(dòng)方 向偏移，則軌道的寬度方向的邊緣部分中，在軌道的邊界部分會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度大的旋轉(zhuǎn)磁場。因 而，如果使磁傳感器的傳感器面與這樣的軌道的邊界部分面對面，則能夠提高磁編碼器裝 置的靈敏度。在本發(fā)明中，最好前述磁尺的前述軌道在寬度方向并列3列以上，前述傳感器面 與寬度方向上3列以上的軌道對置，而且，在前述傳感器面的兩端部分對置的軌道之間，在 前述相對移動(dòng)方向上，N極、S極位置一致。若由這樣構(gòu)成，則具有以下優(yōu)點(diǎn)，即使磁傳感器 裝置與磁尺的寬度方向的對置位置發(fā)生偏移，檢測靈敏度也不變化。在本發(fā)明中，在前述多個(gè)軌道中，最好相鄰的軌道之間的N極及S極直接接觸。即， 由于在相鄰的軌道之間的N極與S極之間，例如當(dāng)中沒有不存在磁極的無磁化部分或非磁 性部分，因此在相鄰軌道的彼此之間的邊界部分，能夠產(chǎn)生強(qiáng)度更大的旋轉(zhuǎn)磁場。本發(fā)明的磁編碼器裝置，也可以構(gòu)成線性編碼器或旋轉(zhuǎn)編碼器的某一種編碼器。另外，為了解決上述第2課題，在本發(fā)明中，磁編碼器裝置包括具備永磁體的磁 尺、以及具備檢測來自該磁尺的磁場的磁阻元件的磁傳感器裝置，在前述永磁體中形成沿 著與前述磁傳感器的相對移動(dòng)方向N極與S極交替排列的軌道，在前述磁編碼器裝置中，其 特征在于，前述磁傳感器裝置檢測在前述軌道的寬度方向的邊緣部分中面內(nèi)方向的指向變 化的旋轉(zhuǎn)磁場，前述永磁體的厚度為Imm以上，最好為2mm以上。
在本發(fā)明中，由于采用檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方式，因此即使以改善S/N比為目的而使 磁傳感器裝置與磁尺的間隙尺寸變窄，也能夠穩(wěn)定得到正弦波分量。另外，本申請的申請 人根據(jù)各種研究，得到以下見解，在旋轉(zhuǎn)磁場檢測方式的情況下，相比于以能積的最大值 (B · H)max為指標(biāo)，若以永磁體的厚度為指標(biāo)，則能得到足夠的檢測精度，根據(jù)該見解，由于 使永磁體的厚度為Imm以上，最好是2mm以上，因此能夠得到足夠的檢測精度。在本發(fā)明的其它形態(tài)中，磁編碼器裝置包括具備永磁體的磁尺、以及具備檢測來 自該磁尺的磁場的磁阻元件的磁傳感器裝置，在前述永磁體中形成沿著與前述磁傳感器的 相對移動(dòng)方向、N極與S極交替排列的軌道，在前述磁編碼器裝置中，其特征在于，前述磁傳 感器裝置檢測在前述軌道的寬度方向的邊緣部分中面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場，同時(shí) 檢測在前述磁阻元件的磁阻曲線中、表示相對于從無磁場中的電阻值起的最大電阻變化率 為20%以上的電阻變化的區(qū)域的磁場，并進(jìn)行輸出。在本發(fā)明中，由于采用檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方式，因此即使以改善S/N比為目的而使 磁傳感器裝置與磁尺的間隙尺寸變窄，也能夠穩(wěn)定得到正弦波分量。另外，本申請的申請人 根據(jù)各種研究，即使是采用旋轉(zhuǎn)磁場檢測方式的情況，不限于飽和靈敏度區(qū)域，由于利用了 相當(dāng)于在磁阻元件的磁阻曲線中、相對于從無磁場中的電阻值起的最大電阻變化率為20% 以上的下底部分的飽和靈敏度區(qū)域及準(zhǔn)飽和靈敏度區(qū)域的磁場，因此能夠得到足夠的檢測 精度。在本發(fā)明中，也可以將上述2個(gè)形態(tài)進(jìn)行組合。也就是說，可以采用這樣的構(gòu)成， 即，磁編碼器裝置包括具備永磁體的磁尺、以及具備檢測來自該磁尺的磁場的磁阻元件的 磁傳感器裝置，前述永磁體中形成沿著與前述磁傳感器的相對移動(dòng)方向、N極與S極交替排 列的軌道，在前述磁編碼器裝置中，前述磁傳感器裝置檢測在前述軌道的寬度方向的邊緣 部分中面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場，前述永磁體的厚度為Imm以上，檢測在前述磁阻 元件的磁阻曲線中、表示相對于從無磁場中的電阻值起的最大電阻變化率為20%以上的電 阻變化的區(qū)域的磁場，并進(jìn)行輸出。在本發(fā)明中，前述磁尺例如在背面?zhèn)染邆湟r底層，在表面?zhèn)染邆浔Ｗo(hù)層。在本發(fā)明中，構(gòu)成前述永磁體的磁體原料的、用外部磁場的大小H與磁通密度B之 積所求出的能積的最大值(B · H)max最好為1. 2MG0e以上。在本發(fā)明中，最好采用這樣構(gòu)成，S卩，前述永磁體的前述軌道在寬度方向并列多條 軌道，在前述多個(gè)軌道中，相鄰的軌道之間N極與S極的位置在前述相對移動(dòng)方向偏移。在本發(fā)明中，可以采用這樣構(gòu)成，S卩，在前述多個(gè)軌道中，在相鄰的軌道之間N極 與S極的位置在前述相對移動(dòng)方向偏移1個(gè)磁極的大小。在本發(fā)明中，可以采用這樣的構(gòu)成，S卩，前述永磁體的前述軌道在寬度方向并列2 列以上。在本發(fā)明中，也可以采用這樣構(gòu)成，S卩，前述永磁體的前述軌道在寬度方向并列3 列以上，前述磁傳感器裝置與前述3列以上的軌道中的奇數(shù)列部分的軌道對置，而且，在該 磁傳感器裝置的兩端部分對置的軌道之間，前述相對移動(dòng)方向上，N極、S極位置一致。在本發(fā)明中，前述永磁體最好是磁極僅面對著該永磁體的正反方向的各向異性磁 體。若這樣構(gòu)成，則能夠得到強(qiáng)磁場。本發(fā)明的磁編碼器裝置，構(gòu)成作為線性編碼器或旋轉(zhuǎn)編碼器。
7
本發(fā)明中的磁尺制造方法，該磁尺具備N極與S極交替排列的軌道在寬度方向并 列多條軌道、并在相鄰的軌道之間N極與S極的位置在前述軌道的相對移動(dòng)方向偏移的永 磁體，在該磁尺的制造方法中，其特征在于，包括對應(yīng)該構(gòu)成前述永磁體的磁體原料進(jìn)行 磁化，使得在前述軌道的相對移動(dòng)方向N極與S極交替排列的第1磁化工序；以及使相鄰的 軌道之間的N極與S極的位置在前述軌道的相對移動(dòng)方向偏移、將在前述第1磁化工序中 賦予前述磁體原料的磁極的一部分重新磁化的第2磁化工序。本發(fā)明的磁尺制造方法，該磁尺具備N極與S極交替排列的軌道在寬度方向并列 多條軌道、并在相鄰的軌道之間N極與S極的位置在前述軌道的相對移動(dòng)方向偏移的永磁 體，在該磁尺的制造方法中，其特征在于，包括對應(yīng)該構(gòu)成前述永磁體的磁體原料配置磁化 頭進(jìn)行多極磁化的磁化工序，以使在前述永磁體的寬度方向，N極的位置與S極的位置在相 對移動(dòng)方向上偏移。在本發(fā)明中，在對前述磁體原料進(jìn)行磁化時(shí)，最好進(jìn)行使磁極僅面對著該磁體原 料的正反方向的各向異性磁化。若這樣構(gòu)成，則能夠得到強(qiáng)磁場。在本發(fā)明中，在前述磁體原料的背面重疊襯底層之后，最好對該磁體原料進(jìn)行前 述磁化工序，形成前述永磁體，在進(jìn)行了該磁化工序之后，在前述永磁體的表面形成保護(hù)層。在本發(fā)明中，由于這樣形成，使得+a相磁阻圖形與_a相磁阻圖形位于對角的位 置，+b相磁阻圖形與-b相磁阻圖形位于對角的位置，因此4相的磁阻圖形能夠在同一面內(nèi) 走線，能夠?qū)?gòu)成A相的磁阻圖形、及構(gòu)成B相的磁阻圖形的全部形成于1塊基板的同一 面上。所以，任何磁阻圖形都具有相同的靈敏度，因此即使傳感器面與磁尺的間隙尺寸變動(dòng) 時(shí)，偏置也不變動(dòng)，能夠得到高的內(nèi)插精度。因而，即使組裝時(shí)傳感器面相對于磁尺傾斜，也 能夠抑制對內(nèi)插精度的影響。另外，由于磁阻圖形容易走線，因此能夠配置多個(gè)高頻消除用 的圖形。另外，在本發(fā)明的磁編碼器裝置中，由于采用檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方式，因此即使以改 善S/N比為目的而使磁傳感器裝置與磁尺的間隙尺寸變窄，也能夠穩(wěn)定得到正弦波分量。 另外，由于使永磁體的厚度為Imm以上，最好為2mm以上，因此能夠得到足夠的檢測精度。另 外，即使是采用旋轉(zhuǎn)磁場檢測方式的情況，由于利用了相當(dāng)于磁阻變化率為20%以上的下 底部分的飽和靈敏度區(qū)域及準(zhǔn)飽和靈敏度區(qū)域的磁場，因此也能夠得到足夠的檢測精度。


圖1為采用本發(fā)明的磁編碼器裝置的說明圖。圖2(a)、(b)、(C)為表示采用本發(fā)明的磁傳感器裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的簡要剖 面圖、其簡要立體圖、以及簡要平面圖。圖3(a)、(b)、(C)為對于采用本發(fā)明的磁編碼器裝置的磁尺所形成的磁場的指向 在平面上看時(shí)的說明圖、在斜向來看時(shí)的說明圖、以及從側(cè)面來看時(shí)的說明圖。圖4為采用本發(fā)明的磁編碼器裝置的磁傳感器裝置中形成的磁阻圖形的說明圖。圖5為表示圖4所示的磁阻圖形的電路結(jié)構(gòu)的說明圖。圖6(a)、(b)、(C)為表示圖1所示的磁傳感器裝置的底面圖、主要部分的縱向剖面 圖、以及將磁阻元件的周邊放大的剖面圖。
圖7(a)、(b)、(C)分別為表示在采用本發(fā)明的磁傳感器裝置中與剛性基板連接柔 性基板的樣子的平面圖、其縱向剖面圖、以及在剛性基板上形成樹脂保護(hù)層的狀態(tài)的剖面 圖。圖8為采用本發(fā)明的其它磁編碼器裝置的說明圖。圖9(a)、(b)、(c)為對于圖8所示的磁編碼器裝置的磁尺所形成的磁場的指向在 平面上看時(shí)的說明圖、在斜向來看時(shí)的說明圖、以及從側(cè)面來看時(shí)的說明圖。圖10為采用本發(fā)明的其它磁編碼器裝置的說明圖。圖11 (a)、(b)、(c)為對于圖10所示的磁編碼器裝置的磁尺所形成的磁場的指向 在平面上看時(shí)的說明圖、在斜向來看時(shí)的說明圖、以及從側(cè)面來看時(shí)的說明圖。圖12為采用本發(fā)明的其它磁編碼器裝置的說明圖。圖13(a)、(b)為由采用本發(fā)明的磁編碼器裝置構(gòu)成旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí)的說明圖。圖14(A)、(B)分別為表示采用本發(fā)明的磁編碼器裝置的結(jié)構(gòu)的說明圖、以及本發(fā) 明實(shí)施形態(tài)2的實(shí)施例1的磁編碼器裝置中的永磁體與磁阻元件的位置關(guān)系的說明圖。圖15為表示采用本發(fā)明的磁編碼器裝置具有的磁阻元件的MR特性的圖形。圖16(A)、(B)分別為表示采用本發(fā)明的磁尺具有的永磁體的最大能積及厚度與 內(nèi)插精度的關(guān)系的圖形、以及采用本發(fā)明的磁尺具有的永磁體的最大能積及厚度與磁滯的 關(guān)系的圖形。圖17(A) (E)為表示采用本發(fā)明的磁尺的制造方法的說明圖。圖18(A) (D)為表示采用本發(fā)明的磁尺的其它制造方法的說明圖。圖19為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的實(shí)施例4的磁編碼器裝置中的永磁體與磁傳感 器的平面位置關(guān)系的說明圖。圖20(A) (D)為由采用本發(fā)明的磁編碼器裝置構(gòu)成旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí)的說明圖。圖21為以往的磁編碼器裝置的說明圖。標(biāo)號說明1 磁傳感器裝置9 磁尺10 剛性基板25磁阻元件25 (+a) +a相磁阻圖形25 (-a) _a相磁阻圖形25 (+b) +b相磁阻圖形25 (-b) _b相磁阻圖形91 軌道100 磁線性編碼器裝置(磁編碼器裝置)213 (GND) 接地端子(第1公共端子)223 (GND) 接地端子(第2公共端子)250 傳感器面1000磁編碼器裝置2000 磁尺
3000磁傳感器裝置
2600永磁體
2500軌道
2510邊緣部分
7500磁阻元件
具體實(shí)施例方式參照附圖，說明實(shí)施本發(fā)明用的最佳形態(tài)。(第一實(shí)施形態(tài))(整體結(jié)構(gòu))圖1為采用本發(fā)明的磁編碼器裝置的說明圖。圖2(a)、(b)、(c)為表示采用本發(fā) 明的磁傳感器裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的簡要剖面圖、其簡要立體圖、以及簡要平面圖。如圖1所示，本形態(tài)中的磁傳感器裝置1用于磁線性編碼器裝置100(磁編碼器裝 置)，固定于可動(dòng)構(gòu)件(未圖示)上的磁尺9與磁傳感器裝置1的底面對置。在磁尺9中， 如后所述，形成沿長邊方向(磁傳感器裝置1與磁尺9的相對移動(dòng)方向)N極和S極交替排 列的軌道，磁傳感器裝置1通過檢測在磁尺9的表面形成的旋轉(zhuǎn)磁場的方向，檢測可動(dòng)構(gòu)件 及磁尺9沿磁尺9的長邊方向移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)位置。磁傳感器裝置1具備由近似長方體形狀 的鋁模鑄件形成的保持架6、覆蓋該保持架6的開口的矩形蓋板68、以及從保持架6延伸的 纜線7。對保持架6在其側(cè)面形成纜線插通孔69，從該纜線插通孔69引出纜線7。如圖2(a)、(b)、(c)所示，在保持架6上與磁尺9對置的底面上，形成利用臺(tái)階從 保持架6的底面突出的由平坦面形成的基準(zhǔn)面60。在該基準(zhǔn)面60上形成開口部65，在開 口部65配置形成于硅基板或陶瓷光滑基板等剛性基板10上的磁阻元件25，構(gòu)成傳感器面 250。這里，磁阻元件25作為檢測在磁尺9的面內(nèi)方向指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場的磁阻圖 形，包括相互間有90°的相位差的A相磁阻圖形25 (A)與B相磁阻圖形25 (B)，利用A相磁 阻圖形25 (A)與B相磁阻圖形25 (B)的下端面(與磁尺9對置的各圖形面)構(gòu)成傳感器面 250。另夕卜，在圖中，對A相磁阻圖形附加SIN，對B相磁阻圖形附加COS。A相磁阻圖形25 (A)具備以180°相位差進(jìn)行磁尺9的移動(dòng)檢測的+a相磁阻圖形 25 (+a)與-a相磁阻圖形25 (-a)，在圖中，對+a相磁阻圖形25 (+a)附加SIN+，對_a相磁阻 圖形25 (_a)附加SIN-。同樣的，B相磁阻圖形25⑶具備以180°相位差進(jìn)行磁尺9的移 動(dòng)檢測的+b相磁阻圖形25 (+b)與-b相磁阻圖形25 (-b)，在圖中，對+b相磁阻圖形25 (+b) 附加COS+,對-b相磁阻圖形25 (-b)附加COS-。在本形態(tài)中，+a相磁阻圖形25 (+a)、-a相磁阻圖形25 (-a)、+b相磁阻圖形 25 (+b)、及-b相磁阻圖形25 (_b)形成于1塊剛性基板10的同一面上(主面上)。另外，磁 阻圖形25(+幻、25(1)、25(+13)、及25(-13)在剛性基板10上配置成格子狀，+a相磁阻圖形 25 (+a)與-a相磁阻圖形25 (-a)形成于對角位置，+b相磁阻圖形25 (+b)與_b相磁阻圖形 25 (_b)形成于對角位置。另外，在磁尺9中，形成沿移動(dòng)方向N極與S極交替排列的軌道91，在本形態(tài)中，3 列的軌道91 (91A、91B、91C)沿寬度方向并列。這里，在相鄰的軌道91A、91B、91C之間，N極及S極的位置在移動(dòng)方向偏移1個(gè)磁極的大小。因此，在兩側(cè)的軌道91A、91C之間，N極及 S極的位置在移動(dòng)方向一致。再有，相鄰的軌道91A與軌道91B的邊界部分912、以及軌道 91B與軌道91C的邊界部分912，雖然最好是由這樣形成，例如當(dāng)中沒有不存在磁極的無磁 化部分或非磁性部分，相鄰的該邊界部分912的N極與S極直接接觸，但如果能夠產(chǎn)生使得 磁傳感器裝置1能夠檢測出的強(qiáng)度大的旋轉(zhuǎn)磁場，則相鄰的軌道91A與軌道91B的邊界部 分912、以及軌道91B與軌道91C的邊界部分912上，也可以在當(dāng)中有不存在磁極的無磁化 部分或非磁性部分。在這樣構(gòu)成的磁編碼器裝置100中，將磁尺9的磁場的面內(nèi)方向的指向?qū)仃嚑?的每個(gè)微小區(qū)域進(jìn)行了磁場分析，其結(jié)果如圖3(a)、(b)、(c)中用箭頭所示，在軌道91A、 91B、91C的寬度方向的邊緣部分911，如用圓L包圍的區(qū)域，形成面內(nèi)方向的指向變化的旋 轉(zhuǎn)磁場，特別是在軌道91A、91B、91C的邊界部分912，如用圓L2包圍的區(qū)域，形成強(qiáng)度大的 旋轉(zhuǎn)磁場。再有，在本形態(tài)中，相鄰的軌道91A與軌道91B的邊界部分912、以及軌道91B與 軌道91C的邊界部分912是使得該邊界部分912的N極與S極直接接觸而形成的，因此在 軌道91A、91B、91C的邊界部分912產(chǎn)生強(qiáng)度更大的旋轉(zhuǎn)磁場。因而，在本形態(tài)中，如圖2 (c)所示，使磁傳感器裝置1的傳感器面250與軌道91A、 91B、91C的邊界部分912面對面。另外，由于傳感器面250位于磁尺9的寬度方向的中間位 置，因此傳感器面250的寬度方向的一個(gè)端部251位于3個(gè)軌道91A、91B、91C中的軌道91A 的寬度方向的中間位置，另一個(gè)端部252位于軌道91C的寬度方向的中間位置。因而，形成 +a相磁阻圖形25 (+a)的區(qū)域、以及形成+b相磁阻圖形25 (+b)的區(qū)域與軌道91A和91B的 邊界部分912對置，形成-a相磁阻圖形25 (_a)的區(qū)域、以及形成_b相磁阻圖形25 (_b)的 區(qū)域與軌道91B和91C的邊界部分912對置。軌道91B作為形成+a相磁阻圖形25 (+a)及 +b相磁阻圖形25(+b)的區(qū)域、以及形成-a相磁阻圖形25 (_a)及-b相磁阻圖形25 (_b)的 區(qū)域的各區(qū)域?qū)χ玫能壍?、即兼用的公共軌?1B，形成于磁尺9的中間。(磁阻圖形的結(jié)構(gòu))在本形態(tài)的磁傳感器裝置1中，在剛性基板10的主面上，如圖4所示，形成磁阻圖 形 25 (+a)、25 (-a)、25 (+b)、25 (_b)，這些磁阻圖形 25 (+a)、25 (-a)、25 (+b)、25 (_b)構(gòu)成如 圖5 (a)、(b)所示的電橋電路。如圖4所示，磁阻圖形25 (+a)、25 (-a)、25 (+b)、25 (_b)形成于剛性基板10的長邊 方向的中間區(qū)域，設(shè)剛性基板10的一側(cè)端部11為第1端子部21，另一側(cè)端部12為第2端 子部22。這里，+a相磁阻圖形25 (+a)與相磁阻圖形25 (_a)形成于對角位置，+b相磁阻 圖形25(+b)與_b相磁阻圖形25 (_b)形成于對角位置。另外，如圖4及圖5(a)所示，+a相磁阻圖形25 (+a)及相磁阻圖形25 (_a)的 一端與電源端子212 (Vcc) ,222 (Vcc)連接，另一端與作為第1公共端子及第2公共端子的 接地端子213 (GND)、223 (GND)連接。另外，在+a相磁阻圖形25 (+a)的中點(diǎn)位置連接有 輸出SIN+的端子211 (+a)，在-a相磁阻圖形25 (_a)的中點(diǎn)位置連接有輸出SIN-的端子 221 (-a)。因而，如果將輸出SIN+及輸出SIN-輸入減法器，則能夠得到差動(dòng)輸出，并根據(jù)該 差動(dòng)輸出，能夠檢測出磁尺9的移動(dòng)速度。同樣，如圖4及圖5(b)所示，+b相磁阻圖形25 (+b)及_b相磁阻圖形25 (_b)的一端與電源端子224(VCC)、214(VCC)連接。另外，_b相磁阻圖形25 (_b)的另一端與+a 相磁阻圖形25(+a)相同，與作為第1公共端子的接地端子213(GND)連接，+b相磁阻圖形 25 (+b)的另一端與-a相磁阻圖形25 (_a)相同，與作為第2公共端子的接地端子223 (GND) 連接。再有，在+b相磁阻圖形25 (+b)的中點(diǎn)位置連接有輸出COS+的端子225(+b)，在-b 相磁阻圖形25(-b)的中點(diǎn)位置連接有輸出COS-的端子215(-b)。因而，如果將輸出COS+ 及輸出COS-輸入減法器，則能夠得到差動(dòng)輸出，并根據(jù)該差動(dòng)輸出，能夠檢測出磁尺9的移 動(dòng)速度。另外，對于第1端子部21，除上述端子以外，還形成空端子。對于第2端子部22 也同樣，除上述端子以外，還形成空端子。另外，在剛性基板10的長邊方向的中間區(qū)域，在 與上述磁阻圖形相鄰的區(qū)域中，形成檢測原點(diǎn)位置用的Z相磁阻圖形25 (Z)，在第2端子部 22還形成對于Z相磁阻圖形25(Z)的電源端子226(Vcc)、接地端子227(GND)、輸出端子 228 (Z)、229 (Z)。這里，磁阻圖形25 (+a)、25 (-a)、25 (+b)、25 (_b)由在剛性基板10的主面上利用半 導(dǎo)體工藝形成的強(qiáng)磁性體MFe等的磁性體膜構(gòu)成，構(gòu)成惠斯登電橋等。各端子由與磁阻圖 形25 (+a)、25 (-a)、25 (+b)、25 (_b)同時(shí)形成的導(dǎo)電膜等構(gòu)成。這樣構(gòu)成的磁阻圖形25 (+a)、25 (-a)、25 (+b)、25 (_b)如圖4所示，在移動(dòng)方向的 規(guī)定位置具備細(xì)寬度部分，例如，以磁阻圖形25 (_a)為例，如圖5(c)所示，可以看作為4個(gè) 電阻Ra Rd。這4個(gè)電阻Ra Rd的電阻值與圖5(d)所示的相位變化對置應(yīng)而發(fā)生變 化。因而，電阻Ra、Rb為同一相位，而且檢測的磁極相反。另外，電阻Rc、Rd為同一相位，而 且檢測的磁極相反。另外，電阻Ra、Rb，與電阻Rc、Rd的電阻值以180°相位差進(jìn)行變化，能 夠得到差動(dòng)輸出。(保持架上的剛性基板周邊的結(jié)構(gòu))在本形態(tài)中，在將剛性基板10配置在保持架6內(nèi)以構(gòu)成磁傳感器裝置1時(shí)，采用 圖6及圖7所示的結(jié)構(gòu)。圖6 (a)、(b)、(c)為表示圖1所示的磁傳感器裝置的底面圖、主要部分的縱向剖面 圖、以及將磁阻元件的周邊放大的剖面圖。圖7(a)、(b)、(c)分別為表示在采用本發(fā)明的磁 傳感器裝置中與剛性基板連接柔性基板的樣子的平面圖、其縱向剖面圖、以及對剛性基板 形成樹脂保護(hù)層的狀態(tài)的剖面圖。圖6(a)、(b)、(c)及圖7(a)、(b)中，在本形態(tài)的磁傳感器裝置1中，對剛性基板 10，在其一側(cè)端部11連接有第1柔性基板31，在該第1柔性基板31中形成于襯底薄膜36 上的導(dǎo)電圖形37 (信號線)的端部在第1端子部21上與各端子利用焊接、合金接合、各向 異性導(dǎo)電膜等接合等的方法進(jìn)行連接。另外，在剛性基板10中，在其另一側(cè)端部12上連 接有第2柔性基板32，在該第2柔性基板32中形成于襯底薄膜36上的導(dǎo)電圖形37 (信號 線)的端部與第2端子部22的各端子利用焊接、合金接合、各向異性導(dǎo)電膜等接合等的方 法進(jìn)行連接。這里，在第1柔性基板31及第2柔性基板32上，對形成于襯底薄膜36上的 導(dǎo)電圖形37中的與第1端子部21及第2端子部22的各端子接合的部分，實(shí)施Sn-Cu系電 鍍等。在本形態(tài)中，第1柔性基板31與第2柔性基板32如圖7(a)所示，由1片柔性基 板30的一部分構(gòu)成。即，柔性基板30具備與圖1所示的纜線7進(jìn)行連接的矩形部33、以及
12從該矩形部33的下端邊緣向左右兩側(cè)延伸的一對二字形狀的延伸部分34、35，一對延伸部 分34、35中，利用一個(gè)延伸部分34構(gòu)成第1柔性基板31，利用另一個(gè)延伸部分35構(gòu)成第2 柔性基板32。因此，在第1柔性基板31與第2柔性基板32之間，襯底薄膜36的厚度以及 導(dǎo)電圖形37的厚度相同。另外，柔性基板30左右對稱，第1柔性基板31與第2柔性基板 32具有同一平面形狀。另外，在柔性基板30中，在位于一對延伸部分34、35的寬度方向的兩端邊緣，形成 多個(gè)半圓形的小缺口 39，將形成這樣的缺口 39的部分彎折作為凹下彎折部分(用點(diǎn)劃線表 示)及凸起彎折部分(用雙點(diǎn)劃線表示)，在這樣的狀態(tài)下，將柔性基板30及剛性基板10 如圖6(b)、(c)及圖7(b)、(c)所示，使剛性基板10的主面向外側(cè)(向下)而配置在保持架 6的底面。在這樣構(gòu)成的磁傳感器裝置1中，磁阻元件25如圖6(c)所示，例如表面用絕緣樹 脂層40、導(dǎo)電性粘接材料層81、非磁性的金屬層82、及樹脂保護(hù)層83覆蓋，而且，金屬層82 通過導(dǎo)電性粘接材料層81與保持架6粘接固定。因而，金屬層82通過導(dǎo)電性粘接材料層 81與保持架6電連接，這樣的金屬層82起到作為覆蓋磁阻元件25的表面的電波屏蔽用導(dǎo) 電層的功能。這里，樹脂保護(hù)層83、金屬層82、及導(dǎo)電性粘接材料層81，是將在由鋁箔或銅 箔等構(gòu)成的金屬層82的兩面分別層疊樹脂保護(hù)層83及導(dǎo)電性粘接材料層81的薄膜80， 通過導(dǎo)電性粘接材料層81與保持架6粘接固定。另外，樹脂保護(hù)層83、金屬層82、及導(dǎo)電 性粘接材料層81，是將在由PET等薄膜基材構(gòu)成的樹脂保護(hù)層83的表面層疊由鋁膜或銅 膜等構(gòu)成的金屬層82及導(dǎo)電性粘接材料層81的薄膜80，通過導(dǎo)電性粘接材料層81與保 持架6粘接固定。作為導(dǎo)電性粘接材料層81，是在各種粘接材料上使碳粒子、鋁粒子、銀粒 子、銅粒子等分散而成。這樣的薄膜80的厚度約為50 μ m，極薄。因此，能夠使磁阻元件25 與磁尺9的間距變窄到300 μ m以下。另外，樹脂保護(hù)層83從與可動(dòng)構(gòu)件等接觸時(shí)保護(hù)金 屬層82的觀點(diǎn)來看雖然如果有則比較好，但根據(jù)構(gòu)成金屬層82的金屬的種類及使用形態(tài) 的不同，也可以省略樹脂保護(hù)層83。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，磁傳感器裝置1及磁編碼器裝 置100具有的磁阻元件25的磁阻曲線(MR特性)，由于可以使用具有與第2實(shí)施形態(tài)的圖 15所示的磁阻曲線(MR特性)同一特性的磁阻元件25，因此這里省略詳細(xì)說明。以下，一面參照圖6 (a)、(b)、(c)及圖7 (a)、(b)、(c)，說明這樣構(gòu)成的磁傳感器裝 置1的制造方法，一面更詳細(xì)敘述本形態(tài)的磁傳感器裝置1的結(jié)構(gòu)。在本形態(tài)中，首先，利用半導(dǎo)體工藝對剛性基板10的主面形成磁阻元件25、第1端 子部21、及第2端子部22之后，與剛性基板10的一側(cè)端部11連接第1柔性基板31，與剛 性基板10的另一側(cè)端部12連接第2柔性基板32。接著，在剛性基板10的主面與第1柔性基板31之間、以及剛性基板10的主面與 第2柔性基板32之間，由于因柔性基板30中沒有形成導(dǎo)電圖形的部分、以及剛性基板10 中沒有形成端子的部分而引起產(chǎn)生間隙38a、38b，因此對這樣的間隙38a及38b，充填環(huán)氧 樹脂等密封樹脂41。另外，在對剛性基板10使用各向異性導(dǎo)電膜與第1柔性基板31及第 2柔性基板32接合時(shí)，由于能夠用該樹脂部分填埋間隙，因此不需要另外對間隙進(jìn)行樹脂 充填。接著，在將柔性基板30沿圖7(a)中用點(diǎn)劃線所示的凹下彎折部分、及用雙點(diǎn)劃線 表示的凸起彎折部分進(jìn)行彎折后，如圖7(b)所示，使剛性基板10的主面向外側(cè)(向下)，將柔性基板30及剛性基板10配置在保持架6的底部。這時(shí)，在保持架內(nèi)固定剛性基板10、第 1柔性基板31及第2柔性基板32，使得在第1柔性基板31及第2柔性基板32中，與剛性 基板10連接的部分的襯底薄膜36的背面?zhèn)?61與保持架6的基準(zhǔn)面60 —致。接著，如圖7(c)所示，在剛性基板10的主面中，在由第1柔性基板31與第2柔性 基板32夾住的區(qū)域中充填環(huán)氧樹脂等樹脂之后，使其硬化，如圖7 (a)中向右上方的虛線所 示，形成覆蓋磁阻元件25的絕緣樹脂層40。這時(shí)，在保持架6的開口部65中，也可以在第 1柔性基板31及第2柔性基板32與開口部65之間的間隙充填樹脂。利用以上的工序，在 磁傳感器裝置1中，完成剛性基板10對保持架6的固定。接著，如圖6(c)所示，將依次形成了樹脂保護(hù)層83、金屬層82、及導(dǎo)電性粘接材料 層81的薄膜80，使導(dǎo)電性粘接材料層81面向基準(zhǔn)面60進(jìn)行粘貼。這樣在本形態(tài)中，用絕緣樹脂層40、導(dǎo)電性粘接材料層81、金屬層82、及樹脂保護(hù) 層83覆蓋磁阻元件25，而且，金屬層82通過導(dǎo)電性粘接材料層81與保持架6粘接固定。 因而，金屬層82通過導(dǎo)電性粘接材料層81與保持架6電連接。利用以上的工序，在磁傳感 器裝置1中，能夠利用由金屬層82構(gòu)成的電波屏蔽用導(dǎo)電層覆蓋磁阻元件25的表面。(第一實(shí)施形態(tài)的主要效果)如上所述，在本形態(tài)的磁傳感器裝置1中，由于+a相磁阻圖形25 (+a)與_a相磁 阻圖形25-a)位于對角的位置，+b相磁阻圖形25 (+b)與_b相磁阻圖形25 (_b)位于對角 的位置，因此能夠?qū)?相的磁阻圖形25(+幻、25(1)、25(+13)、25(-13)在同一面內(nèi)走線，能夠 將構(gòu)成A相的磁阻圖形25 (+a)、25 (-a)、及構(gòu)成B相的磁阻圖形25 (+b)、25 (_b)全部形成于 1塊剛性基板10的同一面上。所以，由于任何磁阻圖形25(+a)、25(-a)、25(+b)、25(-b)都 能夠以相同的靈敏度構(gòu)成，因此即使傳感器面250與磁尺9的間隙尺寸變動(dòng)時(shí)，偏置也不變 動(dòng)，能夠得到高的內(nèi)插精度。因而，即使組裝時(shí)由A相磁阻圖形25 (A)及B相磁阻圖形(B) 的下端面(與磁尺9對置的各圖形面)形成的傳感器面250相對于磁尺9傾斜時(shí)，也能夠 抑制對內(nèi)插精度的影響。另外，由于磁阻圖形25(+a)、25(-a)、25(+b)、25(-b)容易走線，因 此能夠配置多個(gè)高頻消除用的圖形。另外，本形態(tài)的磁阻元件25，由于使+a相磁阻圖形25(+a)與_a相磁阻圖形 25 (-a)位于對角的位置，使+b相磁阻圖形25 (+b)與-b相磁阻圖形25 (_b)位于對角的位 置，能夠?qū)?gòu)成A相的磁阻圖形25 (+a)、25 (-a)、及構(gòu)成B相的磁阻圖形25 (+b)、25 (_b)全 部形成于1塊剛性基板10的同一面上，因此像以往那樣，例如使用2組將+a相磁阻圖形、-a 相磁阻圖形、+b相磁阻圖形、-b相磁阻圖形的各磁阻圖形沿同一方向而且呈直線狀排列所 形成的磁阻元件，同時(shí)與將這兩組在磁阻元件并聯(lián)的狀態(tài)下使用的磁傳感器裝置相比，也 能夠得到相同程度的高檢測精度，同時(shí)能夠力圖節(jié)省磁傳感器裝置1中的放置磁阻元件25 的空間，進(jìn)而還能夠力圖實(shí)現(xiàn)磁傳感器裝置1的小型化。另外，由于-b相磁阻圖形25 (_b)的另一端與+a相磁阻圖形25 (+a)相同，與作為 第1公共端子的接地端子213 (GND)連接，+b相磁阻圖形25 (+b)的另一端與_a相磁阻圖 形25 (_a)相同，與作為第2公共端子的接地端子223 (GND)連接，因此在剛性基板10上，能 夠使不同相的磁阻元件彼此之間接近，所以能夠提高檢測精度。另外，在本形態(tài)中，由于將構(gòu)成A相的磁阻圖形25 (+a)、25 (-a)、及構(gòu)成B相的磁阻 圖形25 (+b)、25(-b)全部形成于1塊剛性基板10的同一面上，因此如果在剛性基板10中將形成磁阻圖形25 (+a)、25 (-a)、25 (+b)、25 (_b)的一側(cè)的面面對著磁尺9 一側(cè)，則能夠使 磁阻圖形25(+a)、25(-a)、25(+b)、25(-b)與磁尺9的間隙尺寸變窄。因此，在磁線性編碼 器裝置100中，能夠用磁傳感器裝置1檢測出在磁尺9的相鄰的軌道91A、91B、91C彼此之 間的邊界部分912形成的旋轉(zhuǎn)磁場，并根據(jù)該結(jié)果，能夠檢測出與磁尺9的對置移動(dòng)速度和 對置移動(dòng)距離。這時(shí)，從磁傳感器裝置1能夠得到波形質(zhì)量高的正弦波，而且，能夠最大限 度發(fā)揮抗干擾磁場強(qiáng)等旋轉(zhuǎn)磁場檢測型的特征。而且，由于利用了飽和靈敏度區(qū)域，因此不 受到磁阻元件25的制造誤差的影響，能夠得到高的檢測靈敏度。另外，在本形態(tài)中，由于使磁傳感器裝置1的傳感器面250與軌道91A、91B、91C的 邊界部分912面對面，來檢測旋轉(zhuǎn)磁場，因此與使傳感器面250垂直面對著磁尺9的情況不 同，能夠避免在離開磁尺9的位置磁場沒有達(dá)到飽和靈敏度區(qū)域的情況。因此，能夠提高磁 編碼器裝置100的檢測精度。另外，本形態(tài)的磁尺9的相鄰的軌道91A與軌道91B的邊界部分912、以及軌道91B 與軌道91C的邊界部分912，由以下形成，例如當(dāng)中沒有不存在磁極的無磁化部分或非磁性 部分，而使相鄰的該邊界部分912的N極與S極直接接觸。再有，由于相鄰的軌道91A與軌 道91B的邊界部分912、以及軌道91B與軌道91C的邊界部分912是使得該邊界部分912的 N極與S極直接接觸而形成的，因此在軌道91A、91B、91C的邊界部分912，能夠產(chǎn)生強(qiáng)度更 大的旋轉(zhuǎn)磁場。另外，再有，由于軌道91B作為形成+a相磁阻圖形25(+a)及+b相磁阻圖形25(+b) 的區(qū)域、以及形成相磁阻圖形25 (_a)及-b相磁阻圖形25 (_b)的區(qū)域的各區(qū)域?qū)χ玫?軌道、即兼用的公共軌道91B，而形成于磁尺9的中間，因此能夠力圖實(shí)現(xiàn)磁尺9的小型化。 另外，由于還能夠減少對軌道的N極與S極的磁化次數(shù)，因此能夠廉價(jià)、而且簡單地制造磁 尺9。另外，在本形態(tài)中采用的結(jié)構(gòu)是，傳感器面250的寬度方向的端部251、252分別位 于軌道91A、91C的寬度方向的中間，但也可以采用下述的結(jié)構(gòu)，S卩，傳感器面250的寬度尺 寸大于磁尺9的寬度尺寸，傳感器面250的端部251、252露出在磁尺9的寬度方向外側(cè)。[第一實(shí)施形態(tài)的變形例]在上述實(shí)施形態(tài)中，軌道數(shù)是3列，但如圖8所示，即使在具有2列的軌道91 (91A、 91B)時(shí)，也將磁尺9的磁場的面內(nèi)方向的指向?qū)仃嚑畹拿總€(gè)微小區(qū)域進(jìn)行了磁場分析， 其結(jié)果如圖9(a)、(b)、(c)中用箭頭所示，在軌道91A、91B的寬度方向的邊緣部分911中， 如用圓L包圍的區(qū)域，形成面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場，特別是在軌道91A、91B的邊界 部分912，如用圓L2包圍的區(qū)域，產(chǎn)生強(qiáng)度大的旋轉(zhuǎn)磁場。再有，在本形態(tài)中，相鄰的軌道 91A與軌道91B的邊界部分912是使該邊界部分912的N極與S極直接接觸而形成的，因 此在軌道91A與91B的邊界部分912，產(chǎn)生強(qiáng)度更大的旋轉(zhuǎn)磁場。因而，對于使用軌道數(shù)為 2列的磁尺9的磁編碼器裝置，也可以適用本發(fā)明。另外，相鄰的軌道91A與軌道91B的邊 界部分912，由以下形成，例如當(dāng)中沒有不存在磁極的無磁化部分或非磁性部分，而使相鄰 的該邊界部分912的N極與S極直接接觸。再有，如圖10所示，即使是軌道數(shù)為1列，也將磁尺9的磁場的面內(nèi)方向的指向?qū)?矩陣狀的每個(gè)微小區(qū)域進(jìn)行了磁場分析，如圖11(a)、(b)、(c)中用箭頭所示，在軌道91的 寬度方向的邊緣部分911，如用圓L包圍的區(qū)域，形成面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場。因而，對于使用軌道數(shù)為1列的磁尺9的磁編碼器裝置，也可以適用本發(fā)明。再有，如圖12所示，也可以采用以下結(jié)構(gòu)，傳感器面250與5列的軌道91A、91B、 91C、91D、91E對置，而且，在傳感器面250的兩端部分對置的軌道91A、91E之間在移動(dòng)方向 N極與S極的位置一致。另外，對于相鄰的軌道91A與軌道91B的邊界部分、軌道91B與軌 道91C的邊界部分、軌道91C與軌道91D的邊界部分、以及軌道91D與軌道91E的邊界部分 是使該邊界部分的N極與S極直接接觸而形成的，因此在軌道91A、91B、91C、91D、91E的各 邊界部分產(chǎn)生強(qiáng)度更大的旋轉(zhuǎn)磁場。另外，在軌道91A、91B、91C、91D、91E的各邊界部分，最 好由以下形成，例如當(dāng)中沒有不存在磁極的無磁化部分或非磁性部分，而使相鄰的該邊界 部分的N極與S極直接接觸，從而能夠產(chǎn)生強(qiáng)度更大的旋轉(zhuǎn)磁場。[第一實(shí)施形態(tài)的其它磁編碼器裝置的結(jié)構(gòu)]上述形態(tài)都是構(gòu)成磁編碼器裝置作為線性編碼器的例子，但也可以如圖13(a)、 (b)所示，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)編碼器。在這種情況下，如圖13(a)所示，只要在旋轉(zhuǎn)體的端面，構(gòu)成磁 尺9使得軌道91沿圓周方向延伸，使磁傳感器裝置1的傳感器面250與這樣構(gòu)成的軌道91 對置即可。另外，也可以如圖13(b)所示，在旋轉(zhuǎn)體的外周面構(gòu)成磁尺9，使得軌道91沿圓 周方向延伸，使磁傳感器裝置1的傳感器面250與這樣構(gòu)成的軌道91對置。另外，在上述形態(tài)中，是將本發(fā)明的磁傳感器裝置1用于以飽和靈敏度區(qū)域以上 的磁場強(qiáng)度來檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方向的磁編碼器裝置，但也可以用于利用一定方向的磁場的 強(qiáng)弱來進(jìn)行位置檢測的類型的磁編碼器裝置。另外，也可以構(gòu)成作為以飽和靈敏度區(qū)域以 外的區(qū)域的磁場強(qiáng)度來檢測旋轉(zhuǎn)磁場的方向的類型。(第二實(shí)施形態(tài))以下，參照附圖，說明采用本發(fā)明的磁編碼器裝置、磁尺、以及磁尺的制造方法。[第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例1](磁編碼器裝置的整體結(jié)構(gòu))圖14(A)、(B)分別為表示采用本發(fā)明的磁編碼器裝置的結(jié)構(gòu)的說明圖、以及本發(fā) 明實(shí)施形態(tài)2的實(shí)施例1的磁編碼器裝置中的永磁體與磁阻元件的位置關(guān)系的說明圖。固14(A)所示的磁編碼器裝置1000是線性編碼器，使具有呈帶狀延伸的永磁體 2300的磁尺2000與磁傳感器裝置3000的底面(傳感器面)對置。永磁體2300如后所述， 具有沿長邊方向(磁傳感器裝置3000與永磁體2300的相對移動(dòng)方向)N極和S極交替排 列的軌道。磁傳感器裝置3000例如具備由近似長方體形狀的鋁模鑄件形成的保持架3200、 覆蓋該保持架3200的開口的矩形蓋板3100、以及從保持架3200延伸的纜線9000。對保持 架3200在其側(cè)面形成纜線插通孔3900，從該纜線插通孔3900引出纜線9000。另外，在保持 架3200中，在與磁尺2000對置的位置，配置磁阻元件7500。因而，通過磁傳感器裝置3000 與永磁體2300 (磁尺2000)在永磁體2300的長邊方向上對置移動(dòng)，能夠檢測出其對置位置 和對置速度。所以，例如，如果在車床或安裝裝置中，將磁尺2000及磁傳感器裝置3000中 的一方配置在固定體側(cè)，將另一方配置在移動(dòng)體側(cè)，則能夠檢測出移動(dòng)體相對于固定體的 移動(dòng)速度和移動(dòng)距離。另外，在本形態(tài)中，由于磁尺2000或磁傳感器裝置3000在長邊方向 進(jìn)行移動(dòng)，因此將磁尺2000的長邊方向稱為移動(dòng)方向，將磁尺2000的短邊方向稱為寬度方 向。(磁傳感器裝置的結(jié)構(gòu))
圖15為表示采用本發(fā)明的磁編碼器裝置具有的磁阻元件的MR特性的圖形。另 外，本實(shí)施形態(tài)中的磁傳感器裝置3000的結(jié)構(gòu)，由于可以采用與第一實(shí)施形態(tài)的圖2 (a) (C)、圖4、圖5 (a) (d)、圖6(a) (c)、圖7 (a) (c)所述的磁傳感器裝置相同的結(jié)構(gòu)， 因此省略這里的詳細(xì)說明。磁阻元件7500具有如圖15所示的磁阻曲線(MR特性)，根據(jù)施加的磁通密度，磁 阻變化率相應(yīng)變化。本形態(tài)的磁阻元件7500的磁阻變化率(MR比)RO為-2. 5%。因此， 根據(jù)永磁體2300產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，磁阻元件7500的磁阻變化率R從-0. 5% ( = RO X 0. 2) 變?yōu)?2. 5%時(shí)，使用它作為輸出信號。即，磁傳感器裝置3000在磁阻元件7500中檢測出相 對于從無磁場中的電阻值起的最大電阻變化率為20%以上的電阻變化的區(qū)域(圖15申用 箭頭X表示的區(qū)域)的磁場，并進(jìn)行輸出。因而，在本形態(tài)中，即使是采用旋轉(zhuǎn)磁場檢測方 式，也不限于飽和靈敏度區(qū)域，而利用相當(dāng)于在磁阻元件的磁阻曲線中、相對于從無磁場中 的電阻值起的最大電阻變化率的電阻變化率為20%以上的下底部分的飽和靈敏度區(qū)域及 準(zhǔn)飽和靈敏度區(qū)域的磁場。另外，在本形態(tài)中，所謂“準(zhǔn)飽和靈敏度區(qū)域”，是表示在磁阻元 件的磁阻曲線中、相對于從無磁場中的電阻值起的最大電阻變化率的電阻變化率為20 %以 上且直到飽和靈敏度區(qū)域?yàn)橹沟拇艌龅膮^(qū)域。(磁尺的結(jié)構(gòu))如圖14(A)所示，磁尺2000具有沿移動(dòng)方向延伸的帶狀永磁體2300，在永磁體 2300的背面，固定了平板狀的襯底板2100 (襯底層)，在永磁體2300的表面，固定了帶狀的 保護(hù)板2200 (保護(hù)層)。襯底板2100的厚度為0. 5mm，例如由對表面施加了鉻酸鹽處理等 的防銹電鍍處理的拋光特殊帶鋼形成。另外，襯底板2100也可以由非磁性材料構(gòu)成。保護(hù) 板2200是厚50 μ m的薄的SUS板，對表面使用由環(huán)氧樹脂等形成的涂料進(jìn)行消光涂覆成黑 色。這樣，通過對保護(hù)板2200進(jìn)行消光涂覆，能夠防止磁傳感器裝置3000誤操作。另外， 在永磁體2300的側(cè)面、而且在襯底板2100與保護(hù)板2200之間，充填密封劑2400并硬化。 利用該密封劑2400來保護(hù)永磁體2300的側(cè)面。作為密封劑2400，可以舉出有以含有甲硅 烷基的特殊聚合物為主成分的單質(zhì)濕氣固化性粘接劑。如圖14(B)所示，永磁體2300排列多個(gè)沿移動(dòng)方向N極及S極交替排列的軌道 2500，在本形態(tài)中，3列的軌道2500在寬度方向并列。這里，在相鄰的2個(gè)軌道2500A、2500B 之間，N極及S極的位置在移動(dòng)方向偏移1個(gè)磁極的大小，在2個(gè)軌道2500B、2500C之間，N 極及S極的位置在移動(dòng)方向偏移1個(gè)磁極的大小。因此，在2個(gè)軌道2500A、2500C之間，N 極及S極的位置在移動(dòng)方向一致。另外，相鄰的軌道2500A與軌道2500B的邊界部分2520、 以及軌道2500B與軌道2500C的邊界部分2520，雖然最好由以下形成，例如當(dāng)中沒有不存在 磁極的無磁化部分或非磁性部分，而使相鄰的該邊界部分2520的N極與S極直接接觸，但 如果能夠產(chǎn)生使磁傳感器裝置1能夠檢測出的強(qiáng)度大的旋轉(zhuǎn)磁場，則對相鄰的軌道2500A 與軌道2500B的邊界部分2520、以及軌道2500B與軌道2500C的邊界部分2520，當(dāng)中也可 以有不存在磁極的無磁化部分或非磁性部分。在這樣構(gòu)成的磁尺2000中，永磁體2300是磁極僅面對著正反方向的各向異性磁 體，在軌道2500A、2500B、2500C的寬度方向的邊緣部分2510，形成面內(nèi)方向的指向變化的 旋轉(zhuǎn)磁場。特別是，在相鄰的軌道2500A、2500B的邊界部分2520、以及相鄰的軌道2500B、 2500C的邊界部分2520，形成強(qiáng)度大的旋轉(zhuǎn)磁場。再有，在本形態(tài)中，相鄰的軌道2500A與軌道2500B的邊界部分2520、以及軌道2500B與軌道2500C的邊界部分2520，是使該邊界 部分2520的N極與S極直接接觸而形成的，因此在軌道2500A、2500B、2500C的邊界部分 2520，產(chǎn)生強(qiáng)度更大的旋轉(zhuǎn)磁場。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，將永磁體2300的磁場的面內(nèi)方向 的指向?qū)仃嚑畹拿總€(gè)微小區(qū)域進(jìn)行了磁場分析，由于其結(jié)果與第一實(shí)施形態(tài)中所示的圖 3(a) (c)所述的說明圖相同，因此省略這里的詳細(xì)說明。因此，在本形態(tài)中，如圖14(B)所示，使配置在磁傳感器裝置3000的傳感器面5000 的磁阻元件7500與這些軌道2500A、2500B、2500C的邊界部分2520面對面，檢測出在軌道 2500A、2500B、2500C的端部(邊界部分2520)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。這里，1個(gè)軌道2500的寬 度尺寸例如是1mm，磁阻元件7500的寬度尺寸例如是2mm。另外，由于磁阻元件7500位于 永磁體2300的寬度方向的中間位置，因此磁阻元件7500的寬度方向的一個(gè)端部7510位于 軌道2500A的寬度方向的中間位置，另一個(gè)端部7520位于軌道2500C的寬度方向的中間位 置。在本形態(tài)中，永磁體2300的厚度為Imm以上，最好為2mm以上，最大能積(B · H) max 為 1. 2MG0e(10kJ/m3)以上。(永磁體的厚度產(chǎn)生的影響)圖16(A)、(B)分別所示為采用本發(fā)明的磁尺具有的永磁體的最大能積及厚度與 內(nèi)插精度的關(guān)系的圖形、以及采用本發(fā)明的磁尺具有的永磁體的最大能積及厚度與磁滯的 關(guān)系的圖形。在本發(fā)明的實(shí)施例中，作為構(gòu)成磁尺2000的永磁體2300，是采用最大能積(B -H) max為1. 2MG0e或1. 5MG0e、厚度為Imm或2mm的磁體原料，對各種情況，測定了磁尺2000 與磁傳感器裝置3000所具有的磁阻元件7500的間隙(Gap)設(shè)為0. 05mm、0. 10mm、0. 15mm、 0. 20mm時(shí)的內(nèi)插精度及磁滯。如圖16(A)所示，由于永磁體2300的厚度設(shè)為Imm或2mm，因此內(nèi)插精度小。另 外，若將永磁體2300的厚度為2mm的磁尺2000、與永磁體2300的厚度為Imm的磁尺2000 相比，則永磁體2300的厚度為2mm的磁尺2000的內(nèi)插精度小于永磁體2300的厚度為Imm 的磁尺2000。特別是，具有(B -H)max為1. 5MG0e、厚度為2mm的永磁體2300的磁尺2000， 與其它的磁尺2000相比，內(nèi)插精度最小。另外，隨著磁尺2000與磁阻元件7500的間隙加 寬，永磁體2300的厚度為Imm的磁尺2000與永磁體2300的厚度為2mm的磁尺2000相比， 內(nèi)插精度變大。另外，如圖16 (B)所示，永磁體2300的厚度為2mm的磁尺2000的磁滯小于永磁體 2300的厚度為Imm的磁尺2000。特別是，具有(B · H)max為1. 5MG0e、厚度為2mm的永磁 體2300的磁尺2000，與其它的磁尺2000相比，磁滯最小。另外，若將永磁體2300的厚度 為2mm的磁尺2000與永磁體2300的厚度為Imm的磁尺2000相比，則隨著磁尺2000與磁 阻元件7500的間隙加寬，永磁體2300的厚度為Imm的磁尺2000與永磁體2300的厚度為 2mm的磁尺2000相比，磁滯變大。在磁尺2000中，內(nèi)插精度越小，則檢測精度越好，另外，磁滯越小，則檢測精度越 好。因而，可以說，永磁體2300的厚度為2mm的磁尺2000與永磁體2300的厚度為Imm的 磁尺2000相比，檢測精度要好，其影響比(B · H)max的大小的影響要大。(磁尺2000的制造方法)
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以下，參照圖14至圖17，說明磁尺2000的制造方法。圖17㈧ (E)為表示采用 本發(fā)明的磁尺的制造方法的說明示意圖。另外，在進(jìn)行磁化時(shí)，采用在對磁體原料的一個(gè)面 配置磁化頭、而對另一個(gè)面配置磁軛的狀態(tài)下對磁化頭的磁化線圈進(jìn)行通電的方法，或者 對磁體原料的兩個(gè)面配置磁化頭并對磁化線圈進(jìn)行通電的方法，但在圖17中，省略磁化頭 的圖示。為了制造磁尺2000，首先，如圖17(A)所示，在磁體原料2600 (無磁化狀態(tài)的永磁 體2300)的背面，利用雙面膠帶等固定襯底板2100。接著，如圖17(B)所示，在第1磁化工 序中，通過對磁體原料2600使用磁化頭進(jìn)行兩面磁化，沿磁體原料2600的長邊方向(移動(dòng) 方向)形成N極與S極交替排列的1列的軌道2500’。接著，如圖17(C)所示，在第2磁化工序中，對磁體原料2600的一部分使用磁化頭 進(jìn)行兩面磁化。利用該工序，在磁體原料2600的一部分上的磁化圖形重新磁化，完成形成 了 3列的軌道2500的永磁體2300。這里，永磁體2300是磁極僅面對著正反方向的各向異 性磁體。另外，軌道2500是3列的軌道2500(2500A、2500B、2500C)沿寬度方向并列而形成 的，而且，在相鄰的3列軌道2500A、2500B、2500C之間，N極及S極的位置是在長邊方向偏 移1個(gè)磁極的大小而形成。在第1磁化工序及第2磁化工序之后，如圖17(D)所示，在永磁體2300的表面上 固定保護(hù)板2200。然后，通過在永磁體2300的側(cè)面、而且在襯底板2100與保護(hù)板2200之 間，充填密封劑2400并使其硬化，得到圖17(E)所示的磁尺2000。另外，在本制造方法中，相鄰的軌道2500A與軌道2500B的邊界部分、以及軌道 2500B與軌道2500C的邊界部分，雖然是由以下形成的，例如當(dāng)中沒有不存在磁極的無磁化 部分或非磁性部分，而使相鄰的該邊界部分的N極與S極直接接觸，但如果是能夠產(chǎn)生使得 圖14(A)的磁傳感器裝置3000能夠檢測出的強(qiáng)度大的旋轉(zhuǎn)磁場的程度，則該邊界部分當(dāng)中 也可以有不存在磁極的無磁化部分或非磁性部分。(磁尺的其它制造方法)圖18(A) (D)為表示本發(fā)明中使用的磁尺的其它制造方法的說明示意圖，圖18 中也省略磁化頭的圖示。在本形態(tài)中，在制造磁尺2000時(shí)，首先，如圖18(A)所示，在磁體 原料2600 (無磁化狀態(tài)的永磁體2300)的背面，利用雙面膠帶等固定襯底板2100。接著， 如圖18(B)所示，在磁化工序中，通過對磁體原料2600使用磁化頭在兩面進(jìn)行多極磁化，完 成具備3條軌道2500的永磁體2300。這里，永磁體2300是磁極僅面對著正反方向的各向 異性磁體。軌道2500是3列軌道2500 (2500A、2500B、2500C)沿寬度方向并列而形成的，而 且，在相鄰的3列軌道2500A、2500B、2500C之間，N極及S極的位置是在長邊方向偏移1個(gè) 磁極的大小而形成的。在磁化工序后，如圖18(C)所示，在永磁體2300的表面上固定保護(hù)板2200。然后， 通過在永磁體2300的側(cè)面、而且在襯底板2100與保護(hù)板2200之間，充填密封劑2400并使 其硬化，得到圖18(D)所示的磁尺2000。另外，在本制造方法中也同樣，在相鄰的軌道2500A與軌道2500B的邊界部分、以 及軌道2500B與軌道2500C的邊界部分，如果是能夠產(chǎn)生使得圖14(A)的磁傳感器裝置 3000能夠檢測出的強(qiáng)度大的旋轉(zhuǎn)磁場的程度，則該邊界部分當(dāng)中也可以有不存在磁極的無 磁化部分或非磁性部分。
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(第二實(shí)施形態(tài)的主要效果)如上所述，在本形態(tài)的磁編碼器裝置1000中，為了檢測出由磁尺2000形成的旋轉(zhuǎn) 磁場，即使以改善S/N比為目的而使磁傳感器裝置3000與磁尺200的間隙尺寸變窄，也能 夠穩(wěn)定得到正弦波分量。另外，在本發(fā)明中，由于將永磁體2300的厚度設(shè)定為Imm以上，最好為2mm，因此若 使用這樣的永磁體2300，則能夠得到能夠以高精度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)磁場檢測的磁場。由此，由于磁 阻元件7500能夠更確實(shí)檢測來自磁尺2000的信息，因此檢測精度高。另外，在本形態(tài)的磁編碼器裝置1000中，構(gòu)成磁傳感器裝置3000的磁阻元件 7500的磁阻變化率(MR比)RO為-2. 5%，在磁阻元件7500的磁阻變化率R從-0. 5% (= ROX0. 2)變?yōu)?2. 5%時(shí)，使用它作為輸出信號。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于磁阻元件7500能夠更確 實(shí)地檢測來自磁尺2000的信息，因此檢測精度高。而且，在本形態(tài)中，由于使磁阻元件7500與軌道2500A、2500B、2500C的邊界部分 2520面對面，來檢測旋轉(zhuǎn)磁場，因此與使傳感器面垂直面對著永磁體2300的情況不同，能 夠避免在離開永磁體2300的位置磁場沒有達(dá)到準(zhǔn)飽和靈敏度區(qū)域或飽和靈敏度區(qū)域的情 況，因此能夠提高磁編碼器裝置1000的檢測精度。再有另外，在本形態(tài)中，磁阻元件7500在寬度方向與3列軌道2500A、2500B、2500C 對置，而且，在磁阻元件7500的兩端部分對置的軌道2500A、2500C之間，移動(dòng)方向的N極與 S極的位置一致。因此具有的優(yōu)點(diǎn)是，即使永磁體2300與磁阻元件7500的寬度方向的對置 位置產(chǎn)生偏移，檢測靈敏度也不變化。另外，在本形態(tài)中采用的結(jié)構(gòu)是，磁阻元件7500的寬度方向的端部7510、7520分 別位于軌道2500A、2500C的寬度方向的中間的位置，但也可以采用下述結(jié)構(gòu)，S卩，磁阻元件 7500的寬度尺寸大于永磁體2300的寬度尺寸，磁阻元件7500的端部7510、7520露出在永 磁體2300的寬度方向外側(cè)。[第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例2]以下，一面參照附圖，一面說明本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例2。另外，由于本實(shí) 施例有關(guān)的形態(tài)的磁編碼器裝置中的永磁體2300與磁阻元件7500的平面位置關(guān)系、與第 一實(shí)施形態(tài)的圖8所示的磁尺9(永磁體)與磁阻元件25的平面位置關(guān)系相同，因此使用 圖8來說明本實(shí)施例。在第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例1中，軌道數(shù)為3列，但也可以采用以下結(jié)構(gòu)，如圖8所 示，設(shè)軌道數(shù)為2列，在相鄰的2個(gè)軌道91A、91B之間，N極與S極的位置在移動(dòng)方向偏移1 個(gè)磁極的大小從而構(gòu)成磁尺9，使配置在磁傳感器裝置1的傳感器面250的磁阻元件25與 這樣的軌道91A、91B的邊界部分912面對面。這里，由于配置在傳感器面250的磁阻元件 25位于磁尺9(永磁體)的寬度方向的中間位置，因此磁阻元件25的寬度方向的一個(gè)端部 252位于2個(gè)軌道91A、9IB中的一個(gè)軌道9IA的寬度方向的中間位置，另一個(gè)端部251位于 另一個(gè)軌道91B的寬度方向的中間位置。另外，在這樣構(gòu)成的磁編碼器裝置100中，將磁尺9(永磁體)的磁場的面內(nèi)方向 的指向?qū)仃嚑畹拿總€(gè)微小區(qū)域進(jìn)行了磁場分析，由于其結(jié)果與第一實(shí)施形態(tài)所示的圖 9(a) (c)所述的說明圖相同，因此省略這里的詳細(xì)說明，但在這樣構(gòu)成的情況下，也能夠 用與第一實(shí)施形態(tài)所示的磁傳感器裝置1同樣的圖14(A)所示的磁傳感器裝置3000來檢測在相鄰的2個(gè)軌道91A、91B的邊界部分912產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。[第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例3]以下，一面參照附圖，一面說明本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例3。另外，由于本 實(shí)施例的形態(tài)的磁編碼器裝置中的永磁體2300與磁阻元件7500的平面位置關(guān)系、與第一 實(shí)施形態(tài)的圖12所示的磁尺9 (永磁體)與磁阻元件25的平面位置關(guān)系相同，因此使用圖 12來說明本實(shí)施例。在第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例1中，軌道數(shù)為3列，但也可以采用以下結(jié)構(gòu)，如圖12所 示，配置在傳感器面250的磁阻元件25在寬度方向與5列的軌道91A、91B、91C、91D、91E對 置，而且，在配置于傳感器面250的磁阻元件25的兩端部分251、252對置的軌道91A、91E 之間，移動(dòng)方向的N極與S極的位置一致。在這樣構(gòu)成的情況下，也與第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施 例1相同，具有的優(yōu)點(diǎn)是，即使圖14(A)所示的永磁體2300與磁傳感器裝置3000的寬度方 向的對置位置產(chǎn)生偏移，檢測靈敏度也不變化。[第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例4]以下，一面參照附圖，一面說明本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例4。圖19為表示本 發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例4的磁編碼器裝置中永磁體2300與磁傳感器裝置3000的平 面位置關(guān)系的說明圖。在第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例1 3中，在相鄰的2個(gè)軌道之間，N極與S極的位置 在移動(dòng)方向偏移1個(gè)磁極的大小，但也可以是以下結(jié)構(gòu)，如圖19所示，在相鄰的2個(gè)軌道 2500A.2500B之間，N極與S極的位置在移動(dòng)方向僅偏移1/2個(gè)磁極的大小。在這樣構(gòu)成的 情況下，可以用圖14(A)所示的磁傳感器裝置3000來檢測在相鄰的2個(gè)軌道2500A、2500B 的邊界部分2520產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。[第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例5]以下，一面參照附圖，一面說明本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例5。另外，由于本實(shí) 施例有關(guān)的形態(tài)的磁編碼器裝置中的永磁體2300與磁阻元件7500的平面位置關(guān)系、與第 一實(shí)施形態(tài)的圖10所示的磁尺9 (永磁體)與磁阻元件25的平面位置關(guān)系相同，因此使用 圖10來說明本實(shí)施例。在第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例1中，軌道數(shù)為3列，但在本實(shí)施例5中，如圖10所示， 形成1列的軌道91。另外，在磁尺9(永磁體)中，參照第一實(shí)施形態(tài)的圖11如后所述，在 軌道91的寬度方向的邊緣部分911，形成面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場。因此，在本實(shí)施例中，使磁傳感器裝置1的傳感器面250 (磁阻元件25)與該軌道 91的邊緣部分911面對面。這里，軌道91的寬度尺寸例如為1mm，傳感器面250 (磁阻元件 25)寬度尺寸例如為2mm。另外，由于軌道91位于傳感器面250 (磁阻元件25)寬度方向的 中間位置，因此傳感器面250的寬度方向的端部250、251(磁阻元件25的寬度方向的端部) 露出在軌道91的寬度方向外側(cè)。在這樣構(gòu)成的磁編碼器裝置100中，將磁尺9(永磁體)的磁場的面內(nèi)方向的指向 對矩陣狀的每個(gè)微小區(qū)域進(jìn)行了磁場分析，由于其結(jié)果與第一實(shí)施形態(tài)所示的圖11(a) (c)所述的說明圖相同，因此省略這里的詳細(xì)說明，但在這樣構(gòu)成的情況下也同樣，在軌道 91的寬度方向的邊緣部分911，如用圓L包圍的區(qū)域，形成面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁 場。
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因而，在本形態(tài)的磁編碼器裝置100中，能夠用圖14 (A)所示的磁傳感器裝置3000 檢測在軌道91的邊緣部分911形成的旋轉(zhuǎn)磁場，并根據(jù)其結(jié)果，能夠檢測出磁傳感器裝置 3000與永磁體2300的對置移動(dòng)速度和對置移動(dòng)距離。[第二實(shí)施形態(tài)的其它實(shí)施形態(tài)]圖20(A) (D)分別為由采用本發(fā)明的磁編碼器裝置構(gòu)成旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí)的說明 圖。上述第二實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例1 5都是構(gòu)成磁編碼器裝置作為線性編碼器的例 子，但也可以如圖20㈧ ⑶所示，利用磁編碼器裝置1000構(gòu)成旋轉(zhuǎn)編碼器。在這種情況 下，如圖20(A)、(B)所示，只要在旋轉(zhuǎn)體1100的端面1010，使得軌道2500沿圓周方向延伸 而構(gòu)成永磁體2300，使配置在磁傳感器裝置3000的傳感器面的磁阻元件7500與這樣構(gòu)成 的軌道2500對置即可。另外，也可以如圖20 (C)、(D)所示，在旋轉(zhuǎn)體1100的外周面1020， 使得軌道2500沿圓周方向延伸而構(gòu)成永磁體2300，使配置在磁傳感器裝置3000的傳感器 面的磁阻元件7500與這樣構(gòu)成的軌道2500對置。
權(quán)利要求
一種磁編碼器裝置，包括具備永磁體的磁尺、以及具備檢測來自該磁尺的磁場的磁阻元件的磁傳感器裝置，在所述永磁體中，形成沿著與所述磁傳感器裝置的相對移動(dòng)方向、N極與S極交替排列的軌道，其特征在于，所述磁傳感器裝置檢測在所述軌道的寬度方向的邊緣部分中的面內(nèi)方向的指向變化的旋轉(zhuǎn)磁場，所述永磁體的厚度為1mm以上。
2.如權(quán)利要求1所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體的厚度為2mm以上。
3.如權(quán)利要求1所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述磁傳感器裝置檢測在所述磁阻元件的磁阻曲線中、表示相對于從無磁場中的電阻 值算起最大電阻變化率為20%以上的電阻變化的區(qū)域的磁場，并進(jìn)行輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述磁尺在背面?zhèn)染邆湟r底層，在表面?zhèn)染邆浔Ｗo(hù)層。
5.如權(quán)利要求1所述的磁編碼器裝置，其特征在于，構(gòu)成所述永磁體的磁體原料的用外部磁場的大小H與磁通密度B之積所求出的能積的 最大值(B · H)max為1. 2MG0e以上。
6.如權(quán)利要求1所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體的所述軌道在寬度方向并列多條軌道，在所述多個(gè)軌道中，在相鄰的軌道 之間，N極及S極的位置在所述相對移動(dòng)方向偏移。
7.如權(quán)利要求6所述的磁編碼器裝置，其特征在于，在所述多個(gè)軌道中，在相鄰的軌道之間，N極及S極的位置在所述相對移動(dòng)方向偏移1 個(gè)磁極的大小。
8.如權(quán)利要求7所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體的所述軌道在寬度方向并列2列以上。
9.如權(quán)利要求8所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體的所述軌道在寬度方向并列3列以上，所述磁傳感器裝置與所述3列以上 的軌道中的奇數(shù)列部分的軌道對置，而且，在該磁傳感器裝置的兩端部分對置的軌道之間， 在所述相對移動(dòng)方向上，N極位置一致并且S極位置一致。
10.如權(quán)利要求1所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體是磁極僅面對著該永磁體的正反方向的各向異性磁體。
11.如權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)所述的磁編碼器裝置，其特征在于，作為線性編碼器或旋轉(zhuǎn)編碼器而被構(gòu)成。
12.一種磁編碼器裝置，包括具備永磁體的磁尺、以及具備檢測來自該磁尺的磁場的磁 阻元件的磁傳感器裝置，在所述永磁體中，形成沿著與所述磁傳感器裝置的相對移動(dòng)方向、 N極與S極交替排列的軌道，其特征在于，所述磁傳感器裝置檢測在所述軌道的寬度方向的邊緣部分中的面內(nèi)方向的指向變化 的旋轉(zhuǎn)磁場，同時(shí)檢測在所述磁阻元件的磁阻曲線中、表示相對于從無磁場中的電阻值起 的最大電阻變化率為20%以上的電阻變化的區(qū)域的磁場，并進(jìn)行輸出。
13.如權(quán)利要求12所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述磁尺在背面?zhèn)染邆湟r底層，在表面?zhèn)染邆浔Ｗo(hù)層。
14.如權(quán)利要求12所述的磁編碼器裝置，其特征在于，構(gòu)成所述永磁體的磁體原料的用外部磁場的大小H與磁通密度B之積所求出的能積的 最大值(B · H)max為1. 2MG0e以上。
15.如權(quán)利要求12所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體的所述軌道在寬度方向并列多條軌道，在所述多個(gè)軌道中，在相鄰的軌道 之間，N極及S極的位置在所述相對移動(dòng)方向偏移。
16.如權(quán)利要求15所述的磁編碼器裝置，其特征在于，在所述多個(gè)軌道中，在相鄰的軌道之間，N極及S極的位置在所述相對移動(dòng)方向偏移1 個(gè)磁極的大小。
17.如權(quán)利要求16所述的磁編碼器裝置，其特征在于， 所述永磁體的所述軌道在寬度方向并列2列以上。
18.如權(quán)利要求16所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體的所述軌道在寬度方向并列3列以上，所述磁傳感器裝置與所述3列以上 的軌道中的奇數(shù)列部分的軌道對置，而且，在該磁傳感器裝置的兩端部分對置的軌道之間， 在所述相對移動(dòng)方向上，N極位置一致并且S極位置一致。
19.如權(quán)利要求12所述的磁編碼器裝置，其特征在于，所述永磁體是磁極僅面對著該永磁體的正反方向的各向異性磁體。
20.如權(quán)利要求12至19的任一項(xiàng)所述的磁編碼器裝置，其特征在于， 作為線性編碼器或旋轉(zhuǎn)編碼器而被構(gòu)成。
全文摘要
提供一種即使磁傳感器裝置與磁尺的間隙尺寸變化、也能夠得到高的檢測精度的磁編碼器裝置(100)，在該磁編碼器裝置(100)中，磁傳感器裝置(10)以飽和靈敏度區(qū)域以上的磁場強(qiáng)度檢測磁尺(9)表面的旋轉(zhuǎn)磁場，并檢測磁尺(9)的移動(dòng)位置。在磁傳感器裝置(10)中，+a相磁阻圖形25(+a)、-a相磁阻圖形25(-a)、+b相磁阻圖形25(+b)、以及-b相磁阻圖形25(-b)，呈格子狀配置在1塊剛性基板10的同一面上，+a相磁阻圖形25(+a)與-a相磁阻圖形25(-a)形成于對角的位置，+b相磁阻圖形25(+b)與-b相磁阻圖形25(-b)形成于對角的位置。
文檔編號G01D5/12GK101936749SQ20101026090
公開日2011年1月5日 申請日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者有賀英吉, 森山克也, 溝口敏夫, 王瀧輝彥, 野口直之 申請人:日本電產(chǎn)三協(xié)株式會(huì)社