專利名稱：磁編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁編碼器。
背景技術(shù)：
具有由磁體與磁檢測(cè)元件構(gòu)成的磁編碼器。然而，僅使用磁體的話，由于磁體的誤差被原封不動(dòng)地檢測(cè)，因此誤差變大。因此，提出為了減小誤差而設(shè)置校正機(jī)構(gòu)的磁編碼器的方案，但校正機(jī)構(gòu)和校正電路變得復(fù)雜。例如，在專利文獻(xiàn)I (日本專利第4258376號(hào)公報(bào))所示的多旋轉(zhuǎn)式編碼器中，雖然利用磁連接器，但磁耦合的面積的比例小，允許傳遞轉(zhuǎn)矩小。因此具有在急劇地旋轉(zhuǎn)時(shí)失調(diào)的問題。并且，由于一個(gè)磁體的誤差被原封不動(dòng)地檢測(cè)，因此誤差有時(shí)變大。另外，在專利文獻(xiàn)2(日本特表2008-514906號(hào)公報(bào))所示的永久勵(lì)磁型電氣同步機(jī)中的用于速度測(cè)定的編碼器中，不能得到良好(t )的正弦波，而精度不能提高。并且，漏磁通多，傳遞到磁傳感器部的磁通量弱。因此存在SN比未提高、精度低的問題。在專利文獻(xiàn)3 (日本特開2002-62162號(hào)公報(bào))所示的磁極位置檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)中，漏磁通多，傳遞到磁傳感器部的磁通量弱。因此存在SN比未提高、精度低的問題。在專利文獻(xiàn)4(日本特開2008-151774號(hào)公報(bào))所示的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置中，雖然在使用多個(gè)霍爾傳感器來提高精度方面下了功夫，盡管如此還是殘留變形而不能得到正確的正弦波。

在專利文獻(xiàn)5 (日本特開2008-64537號(hào)公報(bào))所示的線性分解器中，由于在長(zhǎng)沖程的情況下難以校正、不能將間距形成得較細(xì)，因此不能提高精度。在專利文獻(xiàn)6 (日本特開2008-289345號(hào)公報(bào))所示的線性馬達(dá)的原點(diǎn)設(shè)定方法中，不能將間距形成得較細(xì)，難以得到正弦波狀的磁通量，不能提高精度。在專利文獻(xiàn)7 (日本特開2009-247105號(hào)公報(bào))所示的傳動(dòng)軸馬達(dá)的位置檢測(cè)技術(shù)中，不能將間距形成得較細(xì)，難以得到正弦波狀的磁通量，不能提高精度。在專利文獻(xiàn)8 (日本特開2006-105757號(hào)公報(bào))所示的磁檢測(cè)裝置、專利文獻(xiàn)9 (日本特開2006-58256號(hào)公報(bào))所示的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置中，也難以得到正弦波狀的磁通量，不能提聞精度。專利文獻(xiàn)10 (日本特開2010-71901號(hào)公報(bào))所示的位置檢測(cè)裝置用于檢測(cè)取決于磁體的定位精度的位置檢測(cè)精度，考慮磁體的特性偏差的話，量產(chǎn)性低?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利第4258376號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特表2008-514906號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-62162號(hào)(日本專利第3395147號(hào))公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開2008-151774號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開2008-64537號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)6:日本特開2008-289345號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7:日本特開2009-247105號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8:日本特開2006-105757號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)9:日本特開2006-58256號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)10:日本特開2010-71901號(hào)公報(bào)發(fā)明要解決的問題現(xiàn)有的磁編碼器輸出的正弦波狀信號(hào)不是完全的正弦波，因高次諧波成分等變形成分重疊而變形。此類波形變形導(dǎo)致精度的降低。并且，當(dāng)為了避免波形變形所導(dǎo)致的精度降低而使用多個(gè)磁傳感器、或構(gòu)建利用ROM表等進(jìn)行校正的系統(tǒng)時(shí)，雖然各廠商下了功夫，但在成本方面、響應(yīng)性上都存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廉價(jià)的磁編碼器，其能夠簡(jiǎn)單地產(chǎn)生正弦波狀的磁通量，并能夠?qū)崿F(xiàn)分辨率與內(nèi)插精度的提高。本發(fā)明的其他目的在于提供一種能夠產(chǎn)生波形變形少的正弦波狀的磁通量的磁編碼器。用于解決問題的方法本發(fā)明的磁編碼器具備:永磁體列，其由多個(gè)永磁體構(gòu)成，多個(gè)永磁體以相同極性的磁極對(duì)置(対向)的方式排列、或者以不同極性的磁極隔著非磁性材料而對(duì)置的方式排列；磁性片列，其具有以沿著永磁體列而隔開間隔排列的方式配置的多個(gè)磁性片；以及磁檢測(cè)器，其檢測(cè)在永磁體列與磁性片列之間產(chǎn)生相對(duì)性的位置的位移時(shí)產(chǎn)生的漏磁通。而且，多個(gè)永磁體的間距和多個(gè)磁性片的間距以如下的方式被確定:當(dāng)在永磁體列與磁性片列之間連續(xù)地產(chǎn)生相對(duì)性的位置的位移時(shí),形成從永磁體列中的一個(gè)永磁體發(fā)出的磁通量通過與該一個(gè)永磁體的相鄰的永磁體或者非磁性材料對(duì)置的一個(gè)磁性片而返回永磁體列中的磁路。在本發(fā)明中，通過在永磁體列與磁性片列之間產(chǎn)生相對(duì)位移，能得到從磁路所包含的永磁體發(fā)出的磁通量的合成磁通量。其結(jié)果是，如果增加永磁體的數(shù)量，則能夠減少一個(gè)永磁體的影響，從而能夠產(chǎn)生變形少的正弦波狀的磁通量。而且，通過利用磁檢測(cè)器所檢測(cè)該磁通量的漏磁通，無需特別的校正電路而能夠得到正弦波狀信號(hào)。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)分辨率與內(nèi)插精度的提高。永磁體列以至少成為兩極以上的磁極的方式由兩個(gè)以上的永磁體(可以是物理性分離、也可以形成為一體化)構(gòu)成。與磁性片列對(duì)置的永磁體列的永磁體的極數(shù)越是增加，檢測(cè)磁通量越是接近正確的正弦波，從而形成為高精度。在永磁體形成為兩極而較少的情況下，能夠提供廉價(jià)的磁傳感器。當(dāng)將磁性片的間距設(shè)為P = 360° (電角)時(shí)，永磁體的間距τ P (電角)優(yōu)選為Ρ/4 < τ P < P的范圍內(nèi)的值。如此，能夠得到更正確的正弦波狀的輸出，從而能夠提供高精度且高分辨率的磁編碼器。永磁體列也可以具有在多個(gè)永磁體各自的兩側(cè)配置有磁軛的結(jié)構(gòu)。這樣一來，能夠高效地提高磁通量的流，并且，當(dāng)使永磁體的同極相對(duì)時(shí)，能夠減小產(chǎn)生的反作用力，從而能夠使永磁體列的制造操作變得容易。當(dāng)然，永磁體列也可以構(gòu)成為多個(gè)永磁體被直接接合。這樣一來，能夠增加永磁體的量。也可以設(shè)置連結(jié)軛，該連結(jié)軛將位于永磁體列的兩端的磁軛彼此磁連結(jié)并集中來自永磁體列的漏磁通。在該情況下，磁檢測(cè)器以檢測(cè)通過連結(jié)軛的漏磁通的方式配置。如果使用連結(jié)軛，則由磁檢測(cè)器所檢測(cè)的磁通量的強(qiáng)度變強(qiáng)，因此形成為更高靈敏度，從而能夠提高精度和分辨率。磁檢測(cè)器的配置位置只要是能夠檢測(cè)漏磁通的位置即可。例如，也可以將磁檢測(cè)器配置于將磁性片列隔在中間而與永磁體列對(duì)置的位置。并且，也可以將磁檢測(cè)器配置于與磁性片列和永磁體列兩者對(duì)置的位置。還可以將磁檢測(cè)器配置于永磁體列的延長(zhǎng)線上且與磁軛鄰接的位置。如果在上述位置，則能夠可靠地檢測(cè)磁通量。永磁體列的長(zhǎng)度與磁性片列的長(zhǎng)度中哪一個(gè)較長(zhǎng)都是可以的。構(gòu)成磁性片列的多個(gè)磁性片也可以具有被磁阻比磁性片大的連結(jié)部連結(jié)的一體結(jié)構(gòu)。如果具有此類一體結(jié)構(gòu)，則磁性片列的制造和安裝變得容易。構(gòu)成磁性片列的多個(gè)磁性片只要能得到正弦波磁通量即可，例如從永磁體側(cè)觀察的其輪廓形狀可以是矩形、圓形或者長(zhǎng)方形的輪廓形狀。并且，構(gòu)成磁性片列的多個(gè)磁性片可以具有從與磁性片列延伸的方向和永磁體列朝向的方向正交的方向觀察的輪廓形狀為圓形的圓柱形狀。進(jìn)而，構(gòu)成磁性片列的多個(gè)磁性片也可以具有從磁性片列延伸的方向觀察的輪廓形狀為圓形的圓柱形狀 。另外，永磁體和磁軛也可以具有以包圍磁性片列的周圍的方式形成的環(huán)狀形狀。另外，在該情況下，作為磁性片列，也可以具有從永磁體列延伸的方向觀察的輪廓形狀為圓形的圓柱形狀。而且，在該情況下，如果永磁體和磁軛也具有圓環(huán)狀形狀，則永磁體列與磁性片列之間的間隔形成為恒定，因此在正弦波磁通量產(chǎn)生的變形變小。更具體地說，磁性片列能夠以沿著利用旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而直接或者間接地旋轉(zhuǎn)的圓板的外周面而成為圓環(huán)狀的列的方式固定于該圓板。在該情況下，將以與磁性片列對(duì)置的方式延伸為圓弧狀的兩個(gè)以上的永磁體列配置為與磁性片列對(duì)置。當(dāng)以上述方式構(gòu)成磁編碼器時(shí)，能夠得到相位不同的至少兩個(gè)正弦波狀信號(hào)，并簡(jiǎn)單地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置。在該情況下，當(dāng)將磁性片的間距設(shè)為P = 360° (電角)時(shí)，永磁體的間距優(yōu)選為P/4
<τ P ^ P/2的值。并且，優(yōu)選永磁體列具有在多個(gè)永磁體各自的兩側(cè)配置有磁軛的結(jié)構(gòu)。另外，優(yōu)選設(shè)置連結(jié)軛，該連結(jié)軛將位于永磁體列的兩端的磁軛彼此磁連結(jié)并集中來自永磁體列的漏磁通，并將磁檢測(cè)器以檢測(cè)通過連結(jié)軛的漏磁通的方式配置。如此，能夠產(chǎn)生相位不同的兩個(gè)以上的正弦波磁通量，從而能夠提供高精度的磁編碼器。另外，當(dāng)將磁性片的間距設(shè)為P = 360° (電角)時(shí)，除了將永磁體的間距設(shè)為Ρ/4 < τ P < P的值之外，還將兩個(gè)磁性片列配置為機(jī)械地錯(cuò)開180°的位置。而且，將以與兩個(gè)磁性片列對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置的兩個(gè)磁檢測(cè)器的一方的位置設(shè)為相對(duì)于連結(jié)兩個(gè)磁性片列的假想線而朝旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)開Ρ/4的位置，并將兩個(gè)磁檢測(cè)器的另一方的位置設(shè)為相對(duì)于該假想線而朝旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向錯(cuò)開Ρ/4的位置。當(dāng)采用上述配置結(jié)構(gòu)時(shí)，與各自的磁檢測(cè)器交鏈(鎖交)磁通的方向反轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，能夠提供應(yīng)對(duì)外部磁場(chǎng)的干擾的能力強(qiáng)、更高精度的磁編碼器，其通過以差動(dòng)連接兩個(gè)磁檢測(cè)器的輸出而形成為較大的SN比，并且能夠取消來自外部的磁場(chǎng)的影響。也可以將永磁體列構(gòu)成為形成以旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓環(huán)狀的永磁體列，將磁性片列構(gòu)成為形成以旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓環(huán)狀的磁性片列，并在以旋轉(zhuǎn)軸的軸線為中心的區(qū)域配置磁檢測(cè)器。如此，在將永磁體列構(gòu)成為以相同極性的磁極對(duì)置的方式排列的情況下，當(dāng)磁性片列旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，內(nèi)側(cè)的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁性片的數(shù)量的量，當(dāng)永磁體列旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，內(nèi)側(cè)的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)永磁體的數(shù)量的一半的量。因此，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成高分辨率的磁傳感器。并且，由于檢測(cè)合成多個(gè)永磁體的磁的磁通(磁束)密度，因此一個(gè)磁體的誤差的影響是微不足道的，從而能得到高精度。另外，圓環(huán)狀的永磁體列與圓環(huán)狀的磁性片列也可以配置為在旋轉(zhuǎn)軸的徑向上排列。并且，圓環(huán)狀的永磁體列與圓環(huán)狀的磁性片列也可以配置為在旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上排列。而且，在該情況下，在以一對(duì)磁檢測(cè)器能夠檢測(cè)的磁通的方向成為機(jī)械地錯(cuò)開180°的狀態(tài)的方式配置一對(duì)磁檢測(cè)器的情況下，能夠提供應(yīng)對(duì)外部磁場(chǎng)的干擾的能力強(qiáng)、更高精度的磁編碼器，其通過以一對(duì)磁檢測(cè)裝置的輸出形成為差動(dòng)的方式連接一對(duì)磁檢測(cè)器的輸出部而形成為較大的SN比，并且能夠取消來自外部的磁場(chǎng)的影響。在由以呈現(xiàn)單向地相同的極性的磁極的方式隔著非磁性材料而排列的多個(gè)永磁體構(gòu)成永磁體列的情況下，非磁性材料能夠由空氣構(gòu)成。這意味著在鄰接的兩個(gè)永磁體之間隔開間隔并以該間隔為非磁性材料。


圖1是為了對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于線性磁編碼器的實(shí)施例的動(dòng)作進(jìn)行說明而使用的圖。圖2中，(A)是圖1的磁檢測(cè)器所檢測(cè)的磁通密度，(B)是磁檢測(cè)器的輸出電壓波形。圖3中，㈧示出P/2 < τ P < P的情況下的永磁體的間距τ ρ與磁性片的間距P之間的關(guān)系，⑶示出Ρ/4 < τ ρ < Ρ/2的情況下的永磁體的間距τ ρ與磁性片的間距P之間的關(guān)系。圖4㈧ ⑶是示出磁檢測(cè)器的設(shè)置位置的圖。圖5是示出其他線性磁編碼器的實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖6是示出其他線性磁編碼器的實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖7是示出其他線性磁編碼器的實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖8㈧和⑶是示出其他線性磁編碼器的實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)與動(dòng)作的圖。圖9(A) (H)是示出磁性片列的變形例的圖。圖10是示出不使用磁軛的其他線性磁編碼器的實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖1UA)和⑶是示出圖10的線性磁編碼器的磁檢測(cè)器所檢測(cè)的磁通密度與輸出電壓波形的圖。圖12(A)和(B)是示出將本發(fā)明應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型的磁編碼器的實(shí)施例的概要主視圖和側(cè)視圖。圖13㈧和⑶是示出圖12的磁編碼器的磁檢測(cè)器所檢測(cè)的磁通密度與輸出電壓波形的圖。圖14(A)和(B)是示出將本發(fā)明應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型的磁編碼器的其他實(shí)施例的概要主視圖和側(cè)視圖。圖15 (A)和⑶是示出圖14的磁編碼器的磁檢測(cè)器所檢測(cè)的磁通密度與輸出電壓波形的圖。圖16是示出將本發(fā)明應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型的磁編碼器的其他實(shí)施例的概要主視圖。圖17 (A)和⑶是示出圖16的磁編碼器的磁檢測(cè)器所檢測(cè)的磁通密度與輸出電壓波形的圖。圖18是示出將本發(fā)明應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型的磁編碼器的其他實(shí)施例的概要主視圖。圖19(A)和(B)是示出將本發(fā)明應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型的磁編碼器的其他實(shí)施例的概要主視圖和側(cè)視圖。圖20是示出將本發(fā)明應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型的磁編碼器的其他實(shí)施例的概要主視圖。圖21 (A)和⑶是示出圖20的磁編碼器的磁檢測(cè)器所檢測(cè)的磁通密度與輸出電壓波形的圖。圖中:I線性磁編碼器3可動(dòng)件5固定件7、107、207、307、407、507 磁性片9、109、209、309、409、509 磁性片列

11支撐體13、113、213、313、413、513 永磁體14、114、214、314、414、514 磁軛15、16、17、116、216、316、416、516 永磁體列19、20、21 磁檢測(cè)器
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的磁編碼器的多個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。另外，為了明確圖示，不在以下的說明參照的附圖中標(biāo)記表示除去一部而成為剖面的剖面線。圖1是為了對(duì)將本發(fā)明的磁編碼器應(yīng)用于線性磁編碼器的實(shí)施例的動(dòng)作進(jìn)行說明而使用的圖。在圖1中，將本實(shí)施方式的線性磁編碼器的動(dòng)作狀態(tài)由上向下而以時(shí)間序列表示。如圖1所示，線性磁編碼器I具有可動(dòng)件3和固定件5，并產(chǎn)生表示可動(dòng)件3相對(duì)于固定件5的位置的信號(hào)。可動(dòng)件3具有由多個(gè)磁性片7構(gòu)成的一個(gè)磁性片列9被由非磁性體構(gòu)成的支撐體11支撐的一體結(jié)構(gòu)。磁性片7具有縱向截面形狀為近似于梯形(臺(tái)形)的形狀，其露出表面部是平坦的且從支撐體11的一方的面露出。磁性片7由例如硅鋼等磁性材料形成。支撐體11由磁阻(磁気抵抗)比磁性片7大的材料(例如鋁等)形成。如果具有此類一體結(jié)構(gòu)，則磁性片列9的制造和安裝變得容易。在本實(shí)施例中，磁性片7的間距P是指，磁性片7的磁性片列9方向的長(zhǎng)度加上了構(gòu)成鄰接的兩個(gè)磁性片7之間的支撐體11的部分長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。在本實(shí)施例中，將該磁性片7的間距P以電角定義為360°。另夕卜，在本實(shí)施方式中，將多個(gè)磁性片7作為插入物(4 >寸一卜)而利用插入成形(^ >寸一卜成形)來形成一體物的磁性片列9。雖未圖示，可動(dòng)件3的兩端由雖然允許可動(dòng)件3的直線運(yùn)動(dòng)但不允許旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸承等支撐成可滑動(dòng)。固定件5具備:第一永磁體列15和第二永磁體列17,其具備多個(gè)永磁體13 ;以及第一磁檢測(cè)器19和第二磁檢測(cè)器21,其以與第一永磁體列15和第二永磁體列17對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置。在本實(shí)施例中，第一永磁體列15和第二永磁體列17構(gòu)成為，以相同極性的磁極對(duì)置(対向t 3 )的方式排列的六個(gè)永磁體13與配置于上述六個(gè)永磁體13的側(cè)面的七個(gè)磁軛14以規(guī)定的間距τ ρ在可動(dòng)件3的移動(dòng)方向上排列。在本實(shí)施例中，永磁體13的軸線方向的厚度尺寸加上了一個(gè)磁軛14的軸線方向的厚度尺寸的尺寸，成為永磁體列15和17中的永磁體的間距τρ。磁軛14由鐵等磁性材料形成。例如，也可以將由硅鋼構(gòu)成的多個(gè)磁性鋼板在軸線方向上層疊而形成磁軛14。作為磁軛14的材料，也能夠使用碳素鋼、鐵氧體(7 - 5 4卜)系不銹鋼、以及壓粉磁芯(壓粉磁心)等。與第一永磁體列15和第二永磁體列17對(duì)應(yīng)的第一磁檢測(cè)器19和第二磁檢測(cè)器21具有如下的位置關(guān)系:能夠檢測(cè)在永磁體列15和17與磁性片列9之間產(chǎn)生相對(duì)的位置位移時(shí)產(chǎn)生·的漏磁通，并分別被未圖示的樹脂模型( 力一 K )部形成為一體化。作為磁檢測(cè)器19和21，能夠使用霍爾傳感器(能夠形成N極S極的區(qū)別)，并且也可以使用磁阻元件(不能夠形成N極S極的區(qū)別)。如本實(shí)施例那樣，當(dāng)將永磁體列15和17構(gòu)造為在多個(gè)永磁體13各自的兩側(cè)配置有磁軛14時(shí)，能夠高效地提高磁通的流量(流Λ )，并且在將永磁體13的同極相對(duì)時(shí)，能夠減小產(chǎn)生的反作用力，從而能夠使永磁體列的制造操作變得容易。編碼器的可動(dòng)件3與固定件5的永磁體13與磁性片7能夠以隔開規(guī)定的間隔地對(duì)置的方式分別設(shè)置于例如線性馬達(dá)的可動(dòng)件和固定件。在圖1中，永磁體13中的箭頭表示勵(lì)磁方向。并且，細(xì)線的箭頭表示可動(dòng)件3相對(duì)于固定件5移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磁通的流(磁路)。在本實(shí)施例中，將多個(gè)永磁體13的間距τ ρ和多個(gè)磁性片7的間距P以如下方式確定:當(dāng)在永磁體列15和17與磁性片列9之間連續(xù)地產(chǎn)生相對(duì)性的位置的位移時(shí)，從永磁體列15和17中的一個(gè)永磁體13產(chǎn)生的磁通通過與該一個(gè)永磁體13的相鄰的永磁體13相對(duì)置(対向+ ^ )的一個(gè)磁性片7而返回到永磁體列15和17中的磁路。具體而言，如果以數(shù)值進(jìn)行限定，在本實(shí)施例中，當(dāng)將磁性片7的間距設(shè)為P = 360° (電角)時(shí)，以形成為τ P = Ρ/2的方式確定間距τ ρ。而且，第一永磁體列15與第二永磁體列17以磁性地錯(cuò)開Ρ/4間距的方式配置。即，如圖2(A)所示，第一磁檢測(cè)器19檢測(cè)的漏磁通的磁通密度B1、與第二磁檢測(cè)器21檢測(cè)的漏磁通的磁通密度Β2，以電角(電気角)錯(cuò)開90°相位的方式，確定第一永磁體列15和第一磁檢測(cè)器19、以及第二永磁體列17和第二磁檢測(cè)器21的位置關(guān)系。其結(jié)果是，根據(jù)本實(shí)施例，得到兩相正弦波輸出的磁編碼器。圖1示出磁性片列9每Ρ/4移動(dòng)時(shí)的磁通的產(chǎn)生狀態(tài)。在圖1中，在第一段的狀態(tài)下，第一永磁體列15中的鄰接的兩個(gè)永磁體13與一個(gè)磁性片7均等地對(duì)置，產(chǎn)生的磁通φ形成通過一個(gè)永磁體13與一個(gè)磁性片7之間的小的磁路。此時(shí),在第二永磁體列17中，一個(gè)磁性片7與一個(gè)永磁體13完全地對(duì)置,產(chǎn)生的合成磁通φ形成從一個(gè)永磁體13發(fā)出的磁通通過與該一個(gè)永磁體13的相鄰的永磁體13對(duì)置的一個(gè)磁性片7而返回到永磁體列17中的磁路。當(dāng)可動(dòng)件3移動(dòng)Ρ/4間距時(shí)，形成為圖1的第二段的狀態(tài)，在第一永磁體列15中，一個(gè)磁性片7與一個(gè)永磁體13完全地對(duì)置,產(chǎn)生的合成磁通φ形成從一個(gè)永磁體13發(fā)出的磁通通過與該一個(gè)永磁體13的相鄰的永磁體13對(duì)置的一個(gè)磁性片7而返回到永磁體列15中的磁路。而且，第二永磁體列17中的鄰接的兩個(gè)永磁體13與一個(gè)磁性片7均等地對(duì)置,產(chǎn)生的磁通φ形成通過一個(gè)永磁體13與一個(gè)磁性片7之間的小的磁路。另外，當(dāng)可動(dòng)件3移動(dòng)P/4間距時(shí)，形成為圖1的第三段的狀態(tài)，通過第二永磁體列17的合成磁通φ形成朝與第一段的狀態(tài)的相反方向流通的磁路。另外，當(dāng)可動(dòng)件3移動(dòng)Ρ/4間距時(shí)，形成為圖1的第四段的狀態(tài)，通過第一永磁體列15的合成磁通φ形成朝與第二段的狀態(tài)相反的方向流通的磁路。另外，當(dāng)可動(dòng)件3移動(dòng)Ρ/4間距時(shí)，形成為圖1的第五段的狀態(tài)，通過返回到第一段的狀態(tài)的第一永磁體列15的合成磁通φ形成朝與第二段的狀態(tài)相反的方向流通的磁路。在圖2 (A)中，磁通密度BI和Β2為O時(shí)，是一個(gè)磁性片與一個(gè)永磁體13完全地對(duì)置的時(shí)刻。而且，在磁通密度BI和Β2朝向峰值且從峰值朝向O的過程中，從一個(gè)永磁體13發(fā)出的磁通通過與該一個(gè)永磁體13的相鄰的永磁體13對(duì)置的一個(gè)磁性片7而返回到永磁體列15中，是合成多個(gè)永磁體的磁通而形成磁路的時(shí)刻。圖2(B)示出當(dāng)產(chǎn)生圖2(A)的磁通時(shí)從第一磁檢測(cè)器19和第二磁檢測(cè)器21輸出的電壓波形。另外，如果增加永磁體13的數(shù)量，則能夠減小一個(gè)永磁體13的影響，從而能夠產(chǎn)生變形(歪 )少的正弦波狀的磁通。而且，利用磁檢測(cè)器19和21檢測(cè)該磁通的漏磁通，由此無需特別的校正電路而能夠得到正弦波狀信號(hào)。利用眾所周知的技術(shù)對(duì)該正弦波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，由此能夠得到表示可動(dòng)件3相對(duì)于固定件5的位置的信號(hào)。其結(jié)果是，根據(jù)本實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)線性磁編碼器的分辨率與內(nèi)插(內(nèi)揷)精度的提高。永磁體列以至少含有兩極以上的磁極的方式由兩個(gè)以上的永磁體13 (可以是物理地分離，也可以形成為一體化)構(gòu)成。與磁性片列9對(duì)置的永磁體列15和17的永磁體13的極數(shù)越是增加，檢測(cè)磁通越是接近正確的正弦波，從而形成為高精度。并且，即使對(duì)于永磁體13、磁軛14、以及磁性片7存在位置、特性的偏差(。務(wù))，也能夠得到平滑化的輸出。另外，永磁體13的間距τ ρ (電角)優(yōu)選為Ρ/4 < τ ρ < P的值。圖3 (A)示出Ρ/2
<τ ρ < P的情況下的永磁體13的間距τ ρ與磁性片7'的間距P之間的關(guān)系，圖3 (B)示出Ρ/4 < τ ρ < Ρ/2的情況下的永磁體13的間距τ ρ與磁性片T的間距P之間的關(guān)系。在圖3中，永磁體列16僅不出一個(gè)，磁檢測(cè)器20也僅不出一個(gè)。并且,在圖3中，磁性片
7,的截面形狀呈矩形狀。磁檢測(cè)器20的配置位置只要是能夠檢測(cè)漏磁通的位置即可。例如，如圖4(A)所示，也可以在將磁性片列9'隔在中間而與永磁體列16對(duì)置的位置配置磁檢測(cè)器20并檢測(cè)漏磁通φ。并且，如圖4(B)和(C)所示，也可以將磁檢測(cè)器20配置于與磁性片列9'和永磁體列16兩者對(duì)置的位置并檢測(cè)漏磁通φ。還可以將磁檢測(cè)器20配置于永磁體列16的延長(zhǎng)線上且與磁軛14鄰接的位置并檢測(cè)漏磁通φ。在上述位置都能夠可靠地檢測(cè)磁通φ。構(gòu)成永磁體列的永磁體的數(shù)量在兩個(gè)以上即可。圖5示出永磁體列16由兩個(gè)永磁體13構(gòu)成的實(shí)施例。該永磁體列16的兩個(gè)永磁體13以相同極性的磁極對(duì)置的方式排列，在各永磁體13的兩端配置有磁軛14。如本實(shí)施例那樣，在永磁體13為兩極的情況下，能夠提供廉價(jià)的磁編碼器。如圖6所示，也可以設(shè)置連結(jié)軛23和24，其將位于永磁體列16的兩端的兩個(gè)磁軛14彼此磁連結(jié)并集中來自永磁體列16的漏磁通。連結(jié)軛23和24的一端與磁軛14連結(jié)，連結(jié)軛23和24的另一端以隔著間隙25的方式對(duì)置。而且，在間隙25內(nèi)配置磁檢測(cè)器
20。當(dāng)使用此類結(jié)構(gòu)時(shí)，磁檢測(cè)器20檢測(cè)通過連結(jié)軛23和24的漏磁通φ。如果使用連結(jié)軛23和24，則由磁檢測(cè)器20檢測(cè)的磁通的強(qiáng)度變強(qiáng)，因此能夠形成為更高靈敏度，從而提高精度和分辨率。
如圖7所不，永磁體列16'僅由永磁體13構(gòu)成。S卩，即使不使用磁軛14,由于產(chǎn)生磁阻的變化，也能夠作為磁編碼器充分地發(fā)揮功能。另外，也可以如圖8⑷和⑶所示將永磁體列116的長(zhǎng)度設(shè)為比磁性片列109的長(zhǎng)度長(zhǎng)。在該實(shí)施例中，永磁體列116構(gòu)成可動(dòng)件103，磁性片列109與磁檢測(cè)器20構(gòu)成固定件。在該情況下，磁性片列109所包含的磁性片107的數(shù)量可以如圖8(A)所示是偶數(shù)、或者也可以如圖8(B)所示是奇數(shù)。并且，在本實(shí)施例中，當(dāng)然也可以將永磁體列116作為固定件，將磁性片列109與磁檢測(cè)器20作為可動(dòng)件。從構(gòu)成 磁性片列的多個(gè)磁性片的永磁體側(cè)觀察的輪廓形狀，只要能得到正弦波磁通即可，可以是任意的形狀。并且，構(gòu)成永磁體列的永磁體的形狀也是只要能得到正弦波磁通即可，可以是任意的形狀。圖9⑷ (H)示出磁性片的變形例和永磁體的變形例。圖9⑷示出與圖3和圖4所示的磁性片列V相同的磁性片列。在該磁性片列V中,磁性片W的從永磁體列16側(cè)觀察的輪廓形狀和縱向截面(雜 斷面)形狀都呈矩形狀。如果是此類平板狀的磁性片V，則如在圖1的實(shí)施例中使用的磁性片7那樣，無需在角部進(jìn)行倒角，因此磁性片列的生廣性提聞。圖9⑶的磁性片列29具有多個(gè)磁性片27被連結(jié)片28連結(jié)的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的磁性片列29能夠通過鑄造、沖壓(7 )成形等而將磁性片27與連結(jié)片28 —體成形，因此生產(chǎn)性提高。圖9(C)的(a)和(b)所示的磁性片37的從永磁體列16側(cè)觀察的輪廓形狀呈圓形。多個(gè)圓形的磁性片37粘接(接著)于長(zhǎng)條狀的支撐體11'之上而構(gòu)成磁性片列39。圖9(D)的(a)和(b)所示的磁性片47呈從永磁體列16側(cè)觀察的輪廓形狀為矩形、但從橫方向觀察的形狀為圓形的圓柱狀。而且，在多個(gè)圓柱狀的磁性片47埋設(shè)于支撐體IP的狀態(tài)下被支撐，從而構(gòu)成磁性片列49。圖9(E)所示的磁性片57呈球狀。而且，在多個(gè)球狀的磁性片57埋設(shè)于支撐體Ili的狀態(tài)下被支撐，從而構(gòu)成磁性片列59。圖9(F)的(a)和(b)所示的磁性片67呈從永磁體列16側(cè)觀察的輪廓形狀為矩形、但從磁性片列69的長(zhǎng)邊(長(zhǎng)手)方向觀察的形狀為圓形的圓柱狀。而且，多個(gè)圓柱狀的磁性片67在長(zhǎng)邊方向上排列并被支撐于支撐體11'，從而構(gòu)成磁性片列69。圖9(G)的(a)和(b)所示的永磁體13^和磁軛If分別呈圓環(huán)狀，多個(gè)永磁體13'和多個(gè)磁軛14'交替接合，從而構(gòu)成圓筒狀的永磁體列16'。磁性片67呈從永磁體列16'側(cè)觀察的輪廓形狀為矩形、但從磁性片列69的長(zhǎng)邊方向觀察的形狀為圓形的圓柱狀。而且，多個(gè)圓柱狀的磁性片67在長(zhǎng)邊方向上排列并被支撐于支撐體11'，從而構(gòu)成磁性片列69。圖9(H)的(a)和(b)所示的永磁體13"和磁軛14"分別呈圓柱狀，多個(gè)永磁體13"和多個(gè)磁軛14"交替接合，從而構(gòu)成圓柱狀的永磁體列16"。磁性片列9'與圖9(A)的磁性片列相同。圖10 (A)和(B)示出使用由以不同極性的磁極隔著非磁性材料而相面對(duì)的方式隔著非磁性材料12排列的多個(gè)永磁體13與配置于永磁體的兩側(cè)的磁軛14構(gòu)成的永磁體列30的實(shí)施例的磁編碼器在使磁性片列9移動(dòng)P/2間距之前和之后的狀態(tài)。作為非磁性材料12，能夠使用例如鋁。永磁體列30能夠?qū)⒍鄠€(gè)永磁體13作為插入物而進(jìn)行插入成形。另外，非磁性材料12也可以是空氣。在本實(shí)施例中，使用的磁檢測(cè)器20可以是霍爾傳感器(* 一 > ★ >寸)、MR傳感器(磁阻元件)中的其中之一。由于被檢測(cè)的磁通的極性僅有一個(gè)方向，因此特別是在利用MR元件的情況下，能夠提高精度。圖1l(A)示出由磁檢測(cè)器20檢測(cè)的漏磁通φ的磁通密度，圖1l(B)示出MR元件的輸出(被檢測(cè)的電阻)的變化。磁通密度與電阻以相同相位發(fā)生變化。另外，在本實(shí)施例中，也可以不使用磁軛而由永磁體13與非磁性材料12構(gòu)成永磁體列30。圖12㈧和⑶示出將本發(fā)明應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型的磁編碼器的實(shí)施例的概要主視圖和側(cè)視圖。在本實(shí)施例中，由多個(gè)圓柱狀的磁性片207構(gòu)成的磁性片列209以沿著利用旋轉(zhuǎn)軸S的旋轉(zhuǎn)直接或者間接地旋轉(zhuǎn)的圓板211的外周面而形成圓環(huán)狀的列的方式固定于圓板211。圓板211由鋁等非磁性材料形成。在本實(shí)施例中，將從旋轉(zhuǎn)軸S的中心線向鄰接的兩個(gè)磁性片207的中心延伸的假想線LI和L2之間的角度稱作磁極片的間距P。在本實(shí)施例中，將延伸為圓弧狀的兩個(gè)永磁體列215和217以與磁性片列209對(duì)置的方式配置。當(dāng)以永磁體列217為例而進(jìn)行說明時(shí)，將從旋轉(zhuǎn)軸S的中心線向永磁體213的中心延伸的假想線L3、與從旋轉(zhuǎn)軸S的中心線向位于鄰接的兩個(gè)永磁體213之間的磁軛214的中心延伸的假想線L4之間的角度稱作永磁體的間距τ ρ。在本實(shí)施例中，確定磁性片的間距P與永磁體的間距τ ρ，以使得在磁性片的間距P與永磁體的間距τρ之間使τρ=ρ/4的關(guān)系成立。在由磁性材料構(gòu)成的軛構(gòu)成體222將多個(gè)永磁體213插入成形。軛構(gòu)成體222包括連結(jié)軛223和224，該連結(jié)軛223和224 —體設(shè)置于保持永磁體213的永磁體保持部222Α與永磁體保持部222Α的兩端。連結(jié)軛223和224與圖6所示的連結(jié)軛23和24相同地，具有將來自永磁體列215和217的漏磁通φ集中于磁檢測(cè)器219和221的功能。在本實(shí)施例中，確定磁檢測(cè)器219和221的位置、磁性片的間距P、以及永磁體的間距τ ρ,以便使，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸S旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖13㈧所示，磁檢測(cè)器219檢測(cè)的磁通的磁通密度BI與磁檢測(cè)器221檢測(cè)的磁通的磁通密度Β2，以形成由電角表示錯(cuò)開90°相位的正弦波。其結(jié)果是，從磁檢測(cè)器219和221輸出由電角表示錯(cuò)開90°相位的正弦波電壓Vl和V2。根據(jù)眾所周知的信號(hào)技術(shù)對(duì)上述正弦波`電壓Vl和V2進(jìn)行信號(hào)處理，從而能夠得到表示旋轉(zhuǎn)軸S的旋轉(zhuǎn)位置的信號(hào)。另外，在本實(shí)施例中，雖然由厚壁構(gòu)成軛構(gòu)成體222的永磁體保持部222Α，但也可以由薄壁形成永磁體保持部222Α。圖14(A)和(B)除了設(shè)置一對(duì)永磁體列215和217之外,還設(shè)置另一對(duì)永磁體列215/和217'。而且，將對(duì)應(yīng)于一對(duì)永磁體列215和217而設(shè)置的一對(duì)磁檢測(cè)器219和221、與對(duì)應(yīng)于一對(duì)永磁體列215'和217'而設(shè)置的一對(duì)磁檢測(cè)器219'和221'以機(jī)械角錯(cuò)開180°的方式配置。作為上述磁檢測(cè)器219和221、以及21V和22Γ而使用霍爾傳感器。在此，將一對(duì)磁檢測(cè)器(霍爾傳感器)的一方配置為所檢測(cè)的磁通的方向反轉(zhuǎn)。在該狀態(tài)下，磁檢測(cè)器219和221、以及219'和221'檢測(cè)的磁通的磁通密度Β1、Β2、Β' I和B' 2如圖15(A)那樣形成。在上述狀態(tài)下，當(dāng)采用磁檢測(cè)器219與磁檢測(cè)器221的輸出的差(V1-V2)、以及磁檢測(cè)器219'與磁檢測(cè)器221'的輸出的差(V' 1-V' 2)時(shí)，如圖15(B)那樣形成。因此，能夠得到對(duì)外部磁場(chǎng)的干擾的應(yīng)對(duì)能力強(qiáng)、更高精度的磁編碼器，其以采用一對(duì)磁檢測(cè)器的輸出的差的方式連接一對(duì)磁檢測(cè)器的輸出部，從而得到的電壓信號(hào)具有較大的SN比，并且能夠消除來自外部的磁場(chǎng)的影響。在該情況下，當(dāng)將磁性片的間距設(shè)為P = 360° (電角)時(shí)，永磁體的間距優(yōu)選為Ρ/4 < τ P < P的值。并且，永磁體列優(yōu)選具有在多個(gè)永磁體各自的兩側(cè)配置有磁軛的結(jié)構(gòu)。圖16示出本發(fā)明的另一其他實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。在該例中，2Χη個(gè)(在本實(shí)施例中η = 25)的永磁體313與2Χη個(gè)的磁軛314以相同極性的磁極對(duì)置的方式交替排列，從而構(gòu)成圓環(huán)狀的永磁體列316。并且，n±m(xù)(m為小于η的自然數(shù):在本實(shí)施例中m = I)個(gè)磁性片307以間距P排列，從而構(gòu)成圓環(huán)狀的磁性片列309。具體地說，永磁體313的數(shù)量為50個(gè),磁性片307的數(shù)量為26個(gè)。永磁體列316與磁性片列309以磁性片列309位于外側(cè)的方式同心地配置。雖未圖不，但永磁體列316和磁性片列309被支撐于支撐構(gòu)件而分別形成為一體化。而且，永磁體列316和磁性片列309的一方直接或者間接地固定于成為旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的對(duì)象的旋轉(zhuǎn)軸。在本實(shí)施例中，磁性片列309進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在永磁體列316的中心區(qū)域即以未圖示的旋轉(zhuǎn)軸的軸線為中心的區(qū)域配置磁檢測(cè)器320A和320B。磁檢測(cè)器320A和320B以在輸出產(chǎn)生90°的相位差的位置關(guān)系配置。在該例中，永磁體列316與磁檢測(cè)器320A和320B被支撐于相同的支撐構(gòu)件。如本實(shí)施例那樣，在將多個(gè)永磁體313以相同極性的磁極對(duì)置的方式排列而構(gòu)成圓環(huán)狀的永磁體列316的情況下，當(dāng)磁性片列309旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，內(nèi)側(cè)的磁場(chǎng)(漏磁通φ)以磁性片307的數(shù)量的量旋轉(zhuǎn)。由此，在本實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)的兩個(gè)磁場(chǎng)(漏磁通φ)以未圖示的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心為中心旋轉(zhuǎn)26圈。另外，申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)亦即專利申請(qǐng)2010-220070號(hào)對(duì)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的原理進(jìn)行了詳細(xì)地記載。磁檢測(cè)器320Α和320Β分別檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的上述兩個(gè)磁場(chǎng)(漏磁通φ)并輸出信號(hào)。圖17(A)示出當(dāng)磁性片列309旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁檢測(cè)器320Α檢測(cè)的磁通密度和磁檢測(cè)器320Α的輸出電壓、以及磁檢測(cè)器320Β檢測(cè)的磁通密度和磁檢測(cè)器320Β的輸出電壓。另外，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，在使永磁體列316旋轉(zhuǎn)而固定磁性片列309的情況下，當(dāng)永磁體列316旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，內(nèi)側(cè)的磁場(chǎng)以永磁體的數(shù)量的一半的量旋轉(zhuǎn)(即旋轉(zhuǎn)25圈)。圖17(B)示出當(dāng)永磁體列316旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁檢測(cè)器320Α檢測(cè)的磁通密度和磁檢測(cè)器320Α的輸出電壓、以及磁檢測(cè)器320Β檢測(cè)的磁通密度和磁檢測(cè)器320Β的輸出電壓。根據(jù)本實(shí)施例，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成高分辨率的磁傳感器。并且，由于利用磁檢測(cè)器320Α和320Β對(duì)將多個(gè)永磁體313的磁合成后的磁通密度進(jìn)行檢測(cè)，因此一個(gè)磁體的誤差的影響是微不足道的，從而得到高位置檢測(cè)精度。另外，如圖18所示，即使將磁性片列309配置于永磁體列316的內(nèi)側(cè)，也能夠得到與圖16的實(shí)施例相同地進(jìn)行動(dòng)作的磁編碼器。圖19⑷和⑶是將圓環(huán)狀的永磁體列416與圓環(huán)狀的磁性片列409在旋轉(zhuǎn)軸S的軸線方向上排列的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，磁性片列409固定于在旋轉(zhuǎn)軸S固定的圓板411上而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，在永磁體列416的中心區(qū)域即以旋轉(zhuǎn)軸S的軸線為中心的區(qū)域配置磁檢測(cè)器420Α 420D。磁檢測(cè)器420Α 420Β以在各自的輸出產(chǎn)生90°的相位差的位置關(guān)系配置。在該例中，永磁體列416與磁檢測(cè)器420Α 420D被支撐于相同的支撐構(gòu)件。在該例中，將磁性片列409的磁性片的數(shù)量(n±m(xù))的η設(shè)為25，將m設(shè)為+1而將磁性片407的數(shù)量設(shè)為26。在該實(shí)施例中，由于將多個(gè)永磁體413以相同極性的磁極對(duì)置的方式排列而構(gòu)成圓環(huán)狀的永磁體列416，因此當(dāng)磁性片列409旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，內(nèi)側(cè)的兩個(gè)磁場(chǎng)(漏磁通φ)以磁性片407的數(shù)量的量旋轉(zhuǎn)。由此，在本實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)的兩個(gè)磁場(chǎng)(漏磁通φ)以旋轉(zhuǎn)軸S的旋轉(zhuǎn)中心為中心而旋轉(zhuǎn)26圈。磁檢測(cè)器420Α 420D分別檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的上述兩個(gè)磁場(chǎng)(漏磁通φ)而輸出相位錯(cuò)開90°的正弦波信號(hào)。圖20與圖19的實(shí)施例相同地，是將圓環(huán)狀的永磁體列516與圓環(huán)狀的磁性片列509在旋轉(zhuǎn)軸S的軸線方向上排列的實(shí)施例。在該例中，將磁性片列509的磁性片的數(shù)量(n±m(xù))的η設(shè)為25，將m設(shè)為+2而將磁性片507的數(shù)量設(shè)為27。在該實(shí)施例中，當(dāng)磁性片列509旋轉(zhuǎn)一圈時(shí),在內(nèi)側(cè)產(chǎn)生四個(gè)磁場(chǎng)(漏磁通φ)，四個(gè)磁場(chǎng)(漏磁通φ)以磁性片507的數(shù)量的量旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，一對(duì)磁檢測(cè)器520Α和ο20Β配置于由機(jī)械角表不錯(cuò)開180°的位置，一對(duì)磁檢測(cè)器520C和520D也配置于由機(jī)械角表示錯(cuò)開180°的位置。而且一對(duì)磁檢測(cè)器520Α和520Β與一對(duì)磁檢測(cè)器520C和520D也配置于由機(jī)械角表示錯(cuò)開45°的位置。當(dāng)以上述方式配置時(shí)，如圖21(A)所示，一對(duì)磁檢測(cè)器520Α和520Β檢測(cè)的磁通密度BI和Β2成為錯(cuò)開90°相位的正弦波。并且，如圖21 (A)所示，一對(duì)磁檢測(cè)器520C和520D檢測(cè)的磁通密度B' I和B' 2也成為錯(cuò)開90°相位的正弦波。因此，當(dāng)采用一對(duì)磁檢測(cè)器520Α和520Β的輸出的差(V1-V2)時(shí)，得到圖21⑶所示的正弦波電壓信號(hào)。并且，當(dāng)采用一對(duì)磁檢測(cè)器520C和520D的輸出的差(Τ 1-Ψ 2)時(shí)，得到圖21 (B)所示的正弦波電壓信號(hào)。根據(jù)本實(shí)施例，能夠得到應(yīng)對(duì)外部磁場(chǎng)的干擾的能力強(qiáng)、更高精度的磁編碼器，其能夠使得所得到的正弦波狀信號(hào)(V1-V2)和(V 1-V' 2)形成為較大的SN比，并且消除來自外部的磁場(chǎng)的影響。工業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種廉價(jià)的磁編碼器，其能夠簡(jiǎn)單地產(chǎn)生正弦波狀的磁通，并能夠?qū)崿F(xiàn)分辨率與內(nèi)插精度的提高。
權(quán)利要求
1.一種磁編碼器，其特征在于， 所述磁編碼器具備: 永磁體列，其由多個(gè)永磁體構(gòu)成，所述多個(gè)永磁體以相同極性的磁極對(duì)置的方式排列、或者以不同極性的磁極隔著非磁性材料而對(duì)置的方式排列； 磁性片列，其具有以沿著所述永磁體列而隔開間隔排列的方式配置的多個(gè)磁性片；以及 磁檢測(cè)器，其檢測(cè)在所述永磁體列與所述磁性片列之間產(chǎn)生相對(duì)性的位置的位移時(shí)產(chǎn)生的漏磁通， 所述多個(gè)永磁體的間距和所述多個(gè)磁性片的間距以如下的方式被確定:當(dāng)在所述永磁體列與所述磁性片列之間連續(xù)地產(chǎn)生相對(duì)性的位置的位移時(shí)，形成從所述永磁體列中的一個(gè)所述永磁體發(fā)出的磁通量通過與該一個(gè)永磁體的相鄰的所述永磁體或者所述非磁性材料對(duì)置的一個(gè)所述磁性片而返回所述永磁體列中的磁路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁編碼器，其特征在于， 當(dāng)將所述磁性片的間距以電角計(jì)設(shè)為P = 360 °時(shí)，所述永磁體的間距為P/4<τ P ≤P/2 的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁編碼器，其特征在于， 所述永磁體列具有在所述多個(gè)永磁體各自的兩側(cè)配置有磁軛的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁編碼器，其特征在于， 所述磁編碼器設(shè)置連結(jié)軛，該連結(jié)軛將位于所述永磁體列的兩端的所述磁軛彼此磁連結(jié)而集中來自所述永磁體列的漏磁通， 所述磁檢測(cè)器以檢測(cè)通過所述連結(jié)軛的漏磁通的方式配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁編碼器，其特征在于， 所述磁檢測(cè)器配置于將所述磁性片列隔在中間而與所述永磁體列對(duì)置的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁編碼器，其特征在于， 所述磁檢測(cè)器配置于與所述磁性片列和所述永磁體列兩者對(duì)置的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁編碼器，其特征在于， 所述磁檢測(cè)器配置于在所述永磁體列的延長(zhǎng)線上且與所述磁軛鄰接的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁編碼器，其特征在于， 所述永磁體列比所述磁性片列長(zhǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁編碼器，其特征在于， 構(gòu)成所述磁性片列的多個(gè)磁性片具有被磁阻比所述磁性片大的連結(jié)部連結(jié)的一體結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁編碼器，其特征在于， 構(gòu)成所述磁性片列的多個(gè)磁性片的從所述永磁體側(cè)觀察的輪廓形狀為矩形、圓形或者長(zhǎng)方形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁編碼器，其特征在于， 構(gòu)成所述磁性片列的多個(gè)磁性片具有從與所述磁性片列延伸的方向和朝向所述永磁體列的方向正交的方向觀察的輪廓形狀為圓形的圓柱形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁編碼器，其特征在于，構(gòu)成所述磁性片列的多個(gè)磁性片具有從所述磁性片列延伸的方向觀察的輪廓形狀為圓形的圓柱形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁編碼器，其特征在于， 所述永磁體和所述磁軛具有以包圍所述磁性片列的周圍的方式形成的環(huán)狀形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁編碼器，其特征在于， 所述永磁體和所述磁軛具有以包圍磁性片列的周圍的方式形成的環(huán)狀形狀，所述磁性片列具有從所述永磁體列延伸的方向觀察的輪廓形狀為圓形的圓柱形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁編碼器，其特征在于， 所述磁性片列以沿著利用旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而直接或者間接地旋轉(zhuǎn)的圓板的外周面而成為圓環(huán)狀的列的方式固定于所述圓板，以與所述磁性片列對(duì)置的方式延伸為圓弧狀的兩個(gè)以上的所述永磁體列配置為與所述磁性片列對(duì)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁編碼器，其特征在于， 當(dāng)將所述磁性片的間距以電角計(jì)設(shè)為P = 360°時(shí)，所述永磁體的間距為Ρ/4< τρ<P的值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁編碼器，其特征在于， 所述永磁體列具有在所 述多個(gè)永磁體各自的兩側(cè)配置有磁軛的結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁編碼器，其特征在于， 所述磁編碼器設(shè)置連結(jié)軛，該連結(jié)軛將位于所述永磁體列的兩端的所述磁軛彼此磁連結(jié)而集中來自所述永磁體列的漏磁通， 所述磁檢測(cè)器以檢測(cè)通過所述連結(jié)軛的漏磁通的方式配置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的磁編碼器，其特征在于， 當(dāng)將所述磁性片的間距以電角計(jì)設(shè)為P = 360°時(shí)，所述永磁體的間距為Ρ/4< τρ<P的值， 兩個(gè)所述磁性片列配置于機(jī)械地錯(cuò)開180°的位置， 以與兩個(gè)所述磁性片列對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置的兩個(gè)所述磁檢測(cè)器的一方的位置，是相對(duì)于連結(jié)兩個(gè)所述磁性片列的假想線而朝所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)開Ρ/4的位置，兩個(gè)所述磁檢測(cè)器的另一方的位置，是相對(duì)于所述假想線朝所述旋轉(zhuǎn)軸的所述旋轉(zhuǎn)方向的相反方向錯(cuò)開Ρ/4的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁編碼器，其特征在于， 當(dāng)所述永磁體列構(gòu)成為以相同極性的磁極對(duì)置的方式排列時(shí)，所述永磁體列構(gòu)成為形成以旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓環(huán)狀的永磁體列，所述磁性片列構(gòu)成為形成以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓環(huán)狀的磁性片列， 在以所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線為中心的區(qū)域配置有所述磁檢測(cè)器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的磁編碼器，其特征在于， 所述圓環(huán)狀的永磁體列與所述圓環(huán)狀的磁性片列在所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向上排列而配置。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的磁編碼器，其特征在于， 所述圓環(huán)狀的永磁體列與所述圓環(huán)狀的磁性片列在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上排列而配置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的磁編碼器，其特征在于，所述磁編碼器配置有一對(duì)的所述磁檢測(cè)器，該一對(duì)的所述磁檢測(cè)器能夠檢測(cè)的磁通量的方向成為機(jī)械地錯(cuò)開180°的狀態(tài)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁編碼器，其特征在于， 所述非磁性材料為空 氣。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能夠簡(jiǎn)單地產(chǎn)生正弦波狀的磁通量且廉價(jià)的磁編碼器，其中第一永磁體列(15)和第二永磁體列(17)構(gòu)成為，以相同極性的磁極對(duì)置的方式排列的多個(gè)永磁體(13)、與配置于多個(gè)永磁體(13)的側(cè)面的磁軛(14)以規(guī)定的間距在磁性片列(9)的移動(dòng)方向上排列。與第一永磁體列(15)和第二永磁體列(17)對(duì)應(yīng)的第一磁檢測(cè)器(19)和第二磁檢測(cè)器(21)配置為，具有能夠檢測(cè)在永磁體列(15)和(17)與磁性片列(9)之間產(chǎn)生相對(duì)性的位置的位移時(shí)產(chǎn)生的漏磁通的位置關(guān)系。
文檔編號(hào)G01D5/12GK103090889SQ201210418139
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者杉田聰, 唐玉棋, 三澤康司 申請(qǐng)人:山洋電氣株式會(huì)社