[發明專利]磁性編碼器

有效

• 申請號: 200680024211.2
• 申請日: 2006-07-04
• 公開（公告）號: CN101213424A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 有賀英吉;森山克也;野口直之
• 申請（專利權）人: 日本電產三協株式會社
• 主分類號: G01D5/245
• 分類號: G01D5/245;G01D5/244
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張鑫

技術領域

本發明涉及一種包括：在傳感器面上具有磁阻元件的磁性傳感器、以及相對該磁性傳感器進行相對移動的永磁體的磁性編碼器。

背景技術

磁性編碼器包括：在傳感器面上具有磁阻元件的磁性傳感器、以及相對磁性傳感器進行相對移動的永磁體，在該永磁體上沿著移動方向形成N極與S極交替排列的磁道(例如，參照專利文獻1、2、3)。

這樣的磁性編碼器一般有兩種類型，一種是根據一定方向的磁場強弱來檢測位置的類型，另一種是以飽和靈敏度區域以上的磁場強度來檢測出旋轉磁場的方向的類型，后者是磁性編碼器的代表類型，是如圖11(a)中所示的旋轉式編碼器。在該旋轉式編碼器101中，形成在旋轉體105的上端面151上具有2個磁極的永磁體120，且利用旋轉體105的旋轉，通過檢測出磁性傳感器125所檢測出的旋轉磁場的方向，從而檢測出旋轉體105的轉速。

這里，檢測出旋轉磁場方向時的原理如下所述。首先，如圖12(a)所示，由強磁性金屬構成的磁阻圖形301中流過如箭頭A所示的電流，而且如圖12(b)所示，當施加電阻值飽和的磁場強度H時，磁場與電流方向所夾的角度θ與磁阻圖形的電阻值R之間的關系如下式所示：

R＝R₀-k×sin²θ

R₀：無磁場中的電阻值

k：飽和靈敏度區域以上時為常數

因此，如果角度θ發生變化，則因為電阻值R如圖12(c)所示發生變化，所以利用磁性傳感器能夠檢測出旋轉體的轉速。另外，在專利文獻3中所揭示的結構中，如果以改善S/N比為目的而減小間隔尺寸，則波形失真變大，但是如果采用旋轉磁場檢測型的編碼器，則即使減小間隔尺寸，也能夠得到穩定的正弦波分量。

另外，如圖11(b)所示，當在永磁體220上沿著移動方向形成N極與S極交替排列的磁道221時，在各磁極之間，因為在與永磁體220垂直的面內磁場方向連續地變化，從而形成旋轉磁場，所以如果配置磁性傳感器215，且使傳感器面216面向與永磁體220垂直的方向，則也能夠構成直線編碼器201。

專利文獻1：特開平5-172921號公報

專利文獻2：特開平5-264701號公報

專利文獻3：特開平6-207834號公報

但是，如圖11(b)所示，在使傳感器面216面向與永磁體220垂直的方向來構成直線編碼器201的情況下，在離開永磁體220的位置上會有磁場無法達到飽和靈敏度區域的情況，在這種情況下，存在著利用旋轉磁場進行的檢測精度明顯地下降的問題。

鑒于上述問題，提供一種結構，它能夠提高旋轉磁場檢測型的磁性編碼器的檢測精度。

發明內容

為了解決上述問題，在本發明中，其特征在于，磁性編碼器包括：在傳感器面上具有磁阻元件的磁性傳感器、以及相對該磁性傳感器進行相對移動的永磁體，在該永磁體上，沿著移動方向形成N極與S極交替排列的磁道，在該磁性編碼器中，上述磁性傳感器的上述傳感器面與上述磁道寬度方向的邊緣部分面相對，在該邊緣部分上檢測出面內方向的指向變化的旋轉磁場。

本申請的申請人在調查、研究永磁體的磁場之后，得到了新的見解，即在N極與S極交替排列的磁道的寬度方向的邊緣部分上，形成面內方向的指向變化的旋轉磁場。本發明是根據這樣的新見解而形成的，如果在磁道寬度方向的邊緣部分上形成面內方向的指向變化的旋轉磁場，則即使使磁性傳感器的傳感器面與磁道寬度方向的邊緣部分面相對，也能夠檢測出旋轉磁場，能夠構成磁性編碼器。另外，在本發明中，因為使磁性傳感器的傳感器面與磁道寬度方向的邊緣部分面相對，因此這和傳感器面與永磁體垂直的情況不同，因為能夠避免在離開永磁體的位置上磁場無法達到飽和靈敏度區域的情況，所以能夠提高檢測精度。

在本發明中，最好上述永磁體的上述磁道在寬度方向上并排多個，且在上述多個磁道中，在相鄰的磁道之間N極與S極的位置在上述移動方向上錯開。如果在相鄰的磁道之間N極與S極的位置在移動方向上錯開，則在磁道寬度方向上的邊緣部分之中，在磁道的邊界部分上產生強度大的旋轉磁場。因此，如果使磁場傳感器的傳感器面與這樣的磁道邊界部分面相對，則能夠提高磁場編碼器的靈敏度。

在本發明中，最好在上述相鄰的磁道之間，N極與S極的位置在上述移動方向上錯開1個磁極的大小。

在本發明中，最好上述永磁體的上述磁道在寬度方向上并排2排。