专利名称：原点位置信号检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在磁性旋转编码器等磁性旋转角传感器、以及磁性线性编码器等 磁性位置检测器中对原点位置进行检测的原点位置信号检测器。
背景技术：
作为通常使用原点位置信号检测器的例子，举出磁性旋转角传感器。该磁性旋转 角传感器大致区分为具有滚筒，其组装在例如电动机等的旋转轴上，与电动机等的旋转对 应而使产生的磁场变化；以及磁检测传感器，其对变化的磁场进行检测(例如专利文献1)。在滚筒的外周面上，利用涂敷、嵌合、粘接等方法设置有磁铁。其检测磁道由增量 磁道和原点位置检测磁道构成，其中，该增量磁道用于检测滚筒的旋转角，该原点位置检测 磁道用于检测旋转角检测用的原点位置。增量磁道通过以等间隔的间距P将滚筒的一周进行充磁而形成，对于间距P，根据 增量信号检测所需的一次旋转内的波数W而以P = 360° /W的关系规定。另外，原点位置 检测磁道仅在一周内的一个位置处进行充磁而形成，其充磁宽度与信号处理方法对应而适 当地设定，以使得相对于滚筒的一次旋转生成一个脉冲波形。磁检测传感器与滚筒的增量磁道以及原点位置检测磁道中的各自的充磁相应地， 由多个AMR或GMR等磁阻元件或者磁阻元件阵列构成，相对于滚筒以一定间隔配置。对于如上所述构成的现有磁性旋转角传感器中通常的原点位置检测信号的处理 方法，如专利文献1的图3所示，将磁阻元件输出的模拟信号利用阈值电压变换为脉冲波 形，作为原点位置检测信号。专利文献1 日本特开平5-223592号公报(专利第3195019号)
发明内容
作为磁检测传感器通常所使用的AMR或GMR元件等磁阻元件，具有随着温度上升 而其输出减少这样的物理特性。例如，由于AMR元件的输出大概以0. 3 0. 5% /°C的比 例降低，所以例如在周围温度从20°C上升至80°C的情况下，原点位置输出信号的输出降低 15 25%。由此，考虑到高温时的情况，必须将用于生成原点位置检测信号的阈值电压设 定得尽可能低。另外，由于相对于滚筒的磁检测传感器的组装误差等原因，使原点位置检测 信号产生增减，所以需要具有相应的裕度，从而将上述阈值电压设定得较低。另一方面，在磁阻元件输出的模拟信号中，如专利文献1的图3及图4所示，在较 大的波峰两侧分别存在一个较小的波峰(下面，将该两侧的较小波峰称为“侧峰”)。由此， 为了不会将该侧峰误认为原点位置检测信号，因此，无法将阈值电压设定为低于侧峰的高 度。此外，还存在由于阈值电压的设定误差、或者上述磁检测传感器的组装误差而导致的侧 峰的高度变动。由此，如果考虑到侧峰，则对于阈值电压，需要在侧峰的高度的基础上增加 裕度量而较高地设定。因此，实际上无法将设计阈值电压设定得尽可能低。另夕卜，由于在低温时，AMR或GMR元件的输出反而增大，所以侧峰的输出值也变高。由此，在侧峰输出超过所设定的阈值电压时，有可能产生原点位置信号检测器对侧峰进行 检测而错误检测出原点位置。根据上述情况，对于稳定的原点位置信号检测，重要的是尽可能低地抑制侧峰的 输出。本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种原点位置信号检测 器，其与现有技术相比，可以稳定地检测磁性编码器中的原点位置检测信号。为了实现上述目的，本发明如下所述构成。S卩，本发明的一个方式中的原点位置信号检测器具有被检测部件，其具有增量磁 道以及原点位置检测磁道，该增量磁道具有在位移方向上以等间隔进行充磁的位移检测充 磁部，用于位移量检测，该原点位置检测磁道具有检测上述位移量检测的原点位置的原点 位置充磁部；以及磁传感器，其对上述增量磁道以及上述原点位置检测磁道中的磁场进行 检测，该原点位置信号检测器的特征在于，上述原点位置检测磁道还具有侧充磁部，其在上 述位移方向上位于上述原点位置充磁部的两侧，以与上述原点位置充磁部相同方向的磁化 而进行充磁。也可以使上述侧充磁部在上述原点位置充磁部两侧以相同数量设置，也可以相对 于上述原点位置充磁部隔着一定间隙设置。另外，上述原点位置充磁部和上述侧充磁部也可以以相同的充磁电流强度进行充 磁，也可以以不同的充磁电流强度进行充磁。上述侧充磁部也可以构成为，随着远离上述原点位置充磁部而其充磁宽度变窄。也可以使上述原点位置充磁部和上述侧充磁部在不会对增量磁道的充磁产生影 响的相对位置上进行充磁。发明的效果根据本发明的一个方式中的原点位置信号检测器，通过使原点位置检测磁道在原 点位置充磁部的两侧具有侧充磁部，从而可以降低伴随着磁传感器输出的模拟信号而出现 的侧峰的输出值。由此，可以将用于生成原点位置检测信号的阈值电压设定地较低。其结 果，可以提高高温时的原点位置检测信号的检测稳定性，并且，可以降低低温时由侧峰超过 设定阈值电压而导致的原点位置检测信号的错误检测。因此，根据本发明的一个方式中的 原点位置信号检测器，与现有技术相比，可以稳定地检测磁性编码器中的原点位置检测信 号。
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的磁性旋转角传感器的概略结构的斜视 图。图2是在图1所示的磁性旋转角传感器中，分别对伴随着滚筒旋转而仅由原点位 置充磁部在磁阻元件的表面形成的磁通密度分布随时间的变化、以及仅由侧充磁部在磁阻 元件的表面形成的磁通密度分布随时间的变化进行模拟而得到的曲线图。图3是在图1所示的磁性旋转角传感器中，对仅由原点位置充磁部在磁阻元件的 表面形成的磁通密度分布随时间的变化、以及由原点位置充磁部和侧充磁部这两者在磁阻 元件的表面形成的磁通密度分布随时间的变化进行模拟而得到的曲线图。
图4是表示通常磁阻元件即AMR元件的通常的灵敏度曲线的曲线图。图5是表示将图3所示的磁通密度分布的变化应用于图4所示的AMR元件的灵敏 度曲线中，并换算为与滚筒的旋转相伴的AMR元件的电阻变化率的变化之后的曲线图。图6是表示本发明的实施方式2所涉及的磁性旋转角传感器的概略结构的斜视 图。图7是对由图3所示的原点位置充磁部和侧充磁部这两者在磁阻元件的表面形成 的磁通密度分布随时间的变化、以及对由在图6所示的磁性旋转角传感器中的原点位置充 磁部和3个侧充磁部这两者在磁阻元件的表面形成的磁通密度分布随时间的变化进行模 拟而得到的曲线图。图8是表示将图7所示的磁通密度分布的变化应用于图4所示的AMR元件的灵敏 度曲线中，并换算为与滚筒的旋转相伴的AMR元件的电阻变化率的变化之后的曲线图。图9是表示本发明的实施方式3所涉及的磁性位置检测传感器的概略结构的斜视 图。图10是表示本发明的实施方式4所涉及的磁性位置检测传感器的概略结构的斜 视图。图11是在本发明的实施方式5中使原点位置充磁部及侧充磁部单独磁化的情况 下，对由各个充磁部在磁阻元件的表面形成的磁通密度分布随时间的变化进行模拟而得到 的曲线图。图12是在本发明的实施方式5中使原点位置充磁部及侧充磁部单独磁化的情况 下，对由原点位置充磁部及侧充磁部这两者在磁阻元件的表面形成的磁通密度分布随时间 的变化进行模拟而得到的曲线图。图13是表示在本发明的实施方式5中，将图12的磁通密度分布的变化应用于图4 的AMR元件的灵敏度曲线中，并换算为与滚筒的旋转相伴的AMR元件的电阻变化率的变化 之后的曲线图。图14是表示本发明的实施方式6所涉及的磁性位置检测传感器的概略结构的斜 视图。图15是表示图14所示的磁性位置检测传感器的变形例的概略结构的斜视图。标号的说明1被检测部件、3增量磁道、3a位移检测充磁部、4原点位置检测磁道、5磁阻元件、11原点位置充磁部12、13、14侧充磁部、15旋转方向20滚筒34 侧峰52被检测部件、53增量磁道、53a位移检测充磁部54原点位置检测磁道、55磁阻元件、61原点位置充磁部、62、63、64侧充磁部、65直线移动方向101 104、106、107原点位置信号检测器。
具体实施例方式下面，参照附图，对作为本发明的实施方式的原点位置信号检测器进行说明。此外，在各图中，对于同样或相同的结构部分标注相同标号。实施方式1下面，使用图1 图5，说明本发明的实施方式1中的原点位置信号检测器。图1示出在磁性旋转编码器内，作为磁性旋转角传感器起作用的上述实施方式的 原点位置信号检测器101的概略结构。原点位置信号检测器101大致区分为具有被检测 部件1 ；以及磁阻元件5，其作为实现磁传感器的功能的一个例子。被检测部件1例如是在与电动机等的旋转轴相应的滚筒20的外周面上，利用涂 敷、嵌合、粘接等方法安装的磁铁。在被检测部件1上，沿滚筒20的轴向上下2级地配置有 增量磁道3和原点位置检测磁道4。为了检测位移量，增量磁道3具有位移检测充磁部3a，其是在位移方向上从图中 的左方向右方以成为S —N极、N—S极的磁化方向的方式，交替等间隔地进行充磁而形成 的。此外，在本实施方式中，上述位移量与旋转角对应，上述位移方向与被检测部件1的旋 转方向15对应。由此，位移检测充磁部3a在增量磁道3的整个圆周上，以等间隔的间距P 沿旋转方向15进行充磁。对于间距P，根据增量信号检测所需的一次旋转内的波数W，而以 P = 360° /W的关系规定。原点位置检测磁道4具有原点位置充磁部11、以及侧充磁部12。原点位置充磁部11是对上述位移量检测、即本实施方式中被检测部件1的旋转角 检测的原点位置进行检测的充磁部。另外，原点位置充磁部11形成于原点位置检测磁道4 的一个位置处，且在旋转方向15上以充磁宽度λ形成，以相对于被检测部件1的一次旋转 而生成一个脉冲波形。原点位置充磁部11的充磁宽度λ相对于增量磁道3的充磁间距P， 设置为例如λ = P或2Ρ等任意的充磁宽度。侧充磁部12配置在旋转方向15上的原点位置充磁部11的两侧，侧充磁部12在 旋转方向15上分别以与原点位置充磁部11相同方向的磁化而进行充磁。另外，在本实施 方式中，两侧的各侧充磁部12在旋转方向15上，相对于原点位置充磁部11隔着尺寸为 0. 325 λ (λ为原点位置充磁部11的上述充磁宽度)的间隙N设置，并且具有0. 1λ的宽度
3- ο磁阻元件5是对增量磁道3以及原点位置检测磁道4中的磁场进行检测的元件， 与增量磁道3以及原点位置检测磁道4的充磁相应地，由多个AMR元件(各向异性磁阻元 件)或GMR元件(巨磁阻元件)等磁阻元件或者磁阻元件阵列构成，在被检测部件1的直 径方向上，相对于被检测部件1隔着规定的间隔G而配置。下面，对如上所述构成的原点位置信号检测器101的动作进行说明。此外，磁阻元 件5与信号处理电路25连接，该信号处理电路25对磁阻元件5输出的模拟信号进行处理， 发送与被检测部件1的旋转角相对应的信号。例如，通过安装在电动机的输出轴上的被检测部件1旋转，磁阻元件5对增量磁道 3中的位移检测充磁部3a、以及原点位置检测磁道4中的原点位置充磁部11以及侧充磁部 12的各自的磁场变化进行检测。图2是原点位置充磁部11以及侧充磁部12的磁场分别作用在磁阻元件5的表面 上时，对磁阻元件5中的磁通密度分布随时间的变化进行模拟而得到的图。图2所示的实 线部31是以与滚筒20的旋转角(横轴)的关系表示仅原点位置充磁部11作用时的磁通密度分布(纵轴)的曲线。图2所示的虚线部32是以与滚筒20的旋转角(横轴)的关系 表示仅侧充磁部12作用时的磁通密度分布(纵轴)的曲线。另外，图3是在原点位置充磁 部11以及侧充磁部12这两者的磁场作用在磁阻元件5表面上时，对磁阻元件5中的磁通 密度分布随时间的变化进行模拟而得到的图。图3所示的实线部33是以与滚筒20的旋转 角(横轴)的关系表示仅原点位置充磁部11作用时的磁通密度分布(纵轴)的曲线。图3 所示的虚线部是以与滚筒20的旋转角(横轴)的关系表示原点位置充磁部11以及侧充磁 部12这两者作用时的磁通密度分布(纵轴)的曲线。另外，图4示出通常磁阻元件即AMR 元件的灵敏度曲线的典型例子。另外，图5示出将图3所示的磁通密度分布的变化应用于 图4所示的AMR元件的灵敏度曲线中，并换算为与滚筒的旋转相伴的AMR元件的电阻变化 率的变化而获得的曲线。在图5中，实线部示出原点位置充磁部11以及侧充磁部12这两 者导致的上述电阻变化率的变化，虚线部示出仅原点位置充磁部11导致的上述电阻变化 率的变化。如图2所示，示出仅由原点位置充磁部11导致的磁通密度变化的实线部31，成为 在向纵轴的正方向延伸的主脉冲波形31a的左右两侧存在向负方向凸出的副脉冲波形31b 的波形。上述波形的形成，是在滚筒的一次旋转内仅以一极进行充磁的结构中，由于该充磁 部周围产生的磁通集中而在物理上产生的现象。另一方面，磁阻元件5如图4所示，相对于 磁通密度的正负而表现出偶函数的输出特性。由此，如图3所示，向负方向凸出的部分33b 在磁阻元件5的输出中，如图5的虚线部所示形成向正方向侧具有较大波峰的波形、即侧峰 34。与其相对，如图2的虚线部32所示，侧充磁部12在磁阻元件5的表面生成的磁通 密度分布，成为恰好与实线部31的向负方向侧凸出的副脉冲波形31b抵消的磁通密度分 布。因此，同时具有原点位置充磁部11以及侧充磁部12的原点位置检测磁道4在磁阻元 件5的表面生成的磁通密度分布，如图3的实线部33所示，成为将向负方向凸出的部分33b 的一部分抵消的磁通密度分布。其结果，磁阻元件5的输出如图5实线部35所示，成为侧 峰34降低的波形。如上所述，通过在原点位置充磁部11的两侧设置侧充磁部12，可以从磁阻元件5 得到侧峰34降低的输出波形。因此，可以将用于生成原点位置检测信号的阈值电压设定得 较低。其结果，可以提高高温时的原点位置检测信号的检测稳定性，并且，可以降低低温时 由侧峰超过设定阈值电压而导致的原点位置检测信号的错误检测。因此，可以比现有技术 更稳定地检测磁性编码器中的原点位置检测信号。在本实施方式中，作为侧充磁部12的配置例，使间隙N为0.325 λ，宽度a为0. 1入 的尺寸，但不限定于此。即，侧充磁部12的配置可以根据被检测部件1的磁特性以及原点 位置充磁部11的充磁宽度λ的值等而适当地设计。另外，在图2、图3以及图5中，模拟了将原点位置充磁部11及侧充磁部12的充磁 以相同的充磁电流强度进行充磁，以磁化至磁铁的饱和磁通密度为止的情况。如上所述，将 原点位置充磁部11以及侧充磁部12的充磁以相同充磁电流强度进行磁化，直至磁铁的饱 和磁通密度为止的方法，由于饱和磁化值是固定的，所以实现以下效果，即，可以使量产时 的充磁强度的波动变�。梢蕴峁┢分饰榷ǖ脑阄恢眯藕偶觳馄�。另一方面，本实施方式不限于将原点位置充磁部11及侧充磁部12的充磁以相同的充磁电流强度进行磁化，直至磁铁的饱和磁通密度为止的方法。即，可以根据被检测部件 1的磁特性等而任意地设定充磁后的磁化。通过将原点位置充磁部11和侧充磁部12以彼 此不同的充磁电流强度进行充磁，可以使磁阻元件5的输出波形中侧峰34完全消失。对于 这一点，在后述的实施方式5中详细地进行说明。另外，在本实施方式中，示出对于被检测部件1进行原点位置充磁部11以及侧充 磁部12的充磁的方式，但不限定于此，例如也可以形成下述结构，即，利用在原点位置充磁 部11之后进行粘接等方法，将已经充磁的磁铁进行粘贴而构成侧充磁部12。实施方式2下面，利用图6 图8说明本发明的实施方式2。在这里，图6示出本发明的实施方式2所涉及的原点位置信号检测器102的概略 结构。图7是将实施方式1的原点位置信号检测器101中的磁阻元件的磁通密度分布随时 间变化的模拟结果、和实施方式2的原点位置信号检测器102中的磁阻元件的磁通密度分 布随时间变化的模拟结果进行比较而表示的图。此外，在图7中，实线部示出原点位置信号 检测器101的情况，虚线部示出原点位置信号检测器102的情况。图8示出将图7的磁通 密度分布的变化应用于图4的AMR元件的灵敏度曲线中，并换算为与滚筒的旋转相伴的AMR 元件的电阻变化率的变化而获得的曲线。此外，实线部示出原点位置信号检测器102的情 况，虚线部示出原点位置信号检测器101的情况。在上述实施方式1的原点位置信号检测器101中，侧充磁部12在原点位置充磁部 11的单侧仅配置在一个位置处。另一方面，在本实施方式2中的原点位置信号检测器102 中，在原点位置充磁部11的单侧在多个位置处配置有侧充磁部。这一点上，原点位置信号 检测器101和原点位置信号检测器102不同。此外，原点位置信号检测器102中的其它结 构与原点位置信号检测器101中的结构相同。因此，下面仅对不同的结构部分进行说明。在原点位置信号检测器102中，为了相对于滚筒20的一次旋转而生成一个脉冲波 形，原点位置检测磁道4在一个位置处以充磁宽度λ具有原点位置充磁部11，在原点位置 充磁部11的两侧，分别在各3个位置处设置具有与原点位置充磁部11相同方向的磁化的 侧充磁部12、13、14。侧充磁部12在旋转方向15上，相对于原点位置充磁部11隔着尺寸为0. 34 λ ( λ 是原点位置充磁部11的上述充磁宽度)的间隙K设置，并且具有0.1 λ的宽度a。侧充磁部13在旋转方向15上，相对于侧充磁部12隔着尺寸为0. 325 λ的间隙L 设置，并且具有0.05 λ的宽度b。侧充磁部14在旋转方向15上，相对于侧充磁部13隔着尺寸为0. 3 λ的间隙M设 置，并且具有0.025 λ的宽度c。如上所述，随着远离原点位置充磁部11，充磁部之间的间隙K、L、M逐渐变�。� 方向15上的侧充磁部12、13、14的宽度a、b、c也变小。此外，与原点位置充磁部11之间的 距离和侧充磁部的充磁宽度的关系，不限定于本实施方式这样设置多个侧充磁部12 14 的情况，即使在原点位置充磁部11的单侧设置一个侧充磁部的情况下，也随着远离原点位 置充磁部11而侧充磁部的充磁宽度变小。根据具有以上说明的结构的本实施方式的原点位置信号检测器102，与上述原点 位置信号检测器101的情况相同地，可以从磁阻元件5得到使侧峰34降低的输出波形。
并且，通过在原点位置充磁部11的各侧分别配置多个侧充磁部12、13、14，与第1 实施方式相比，还可以得到下述效果。S卩，图7的实线部示出实施方式1中的磁阻元件5的磁通密度分布，成为将向负方 向凸出的部分在一个位置处抵消的波形。但是，在该波形的左右还存在向负方向略微凸出 的波峰36。为了能够将这些波峰36也进行抵消，在本实施方式2中设置有侧充磁部13、14。因此，如图7的虚线部37所示，在本实施方式2中的磁阻元件5的磁通密度分布 中，形成与实施方式1相比减少了与波峰36相应的磁通密度分布输出的状态。该情况也可 以根据图8进行理解，与以虚线示出的实施方式1的结构中的AMR输出相对，以实线部示出 的本实施方式中的输出，得到了使侧峰受到一定程度的抑制的波形。因此，在本实施方式2中，可以比实施方式1更稳定地检测磁性编码器中的原点位 置检测信号。此外，在本实施方式中，采用了在原点位置充磁部11的两侧各自在3个位置处配 置了侧充磁部12、13、14的结构，但侧充磁部的数量不限于3个，可以各配置两个以上的任
意数量。另外，与侧充磁部12、13、14相关的间隙K、L、M以及宽度a、b、c的值不限定于上 述值，可以根据被检测部件1的磁特性以及原点位置充磁部11的充磁宽度λ的值等任意 设计，例如也可以将K、L、M形成为固定宽度，另外也可以将a、b、C形成为固定宽度。另外，在图7、图8中，模拟了将原点位置充磁部11及侧充磁部12、13、14的充磁以 相同的充磁电流强度进行充磁，以磁化至磁铁的饱和磁通密度为止的情况，但本实施方式 不限于此，可以根据被检测部件1的磁特性等，任意地设定充磁后的磁化。另外，在本实施方式中，形成为对于被检测部件1进行原点位置充磁部11以及侧 充磁部12、13、14的充磁的方式，但例如也可以形成下述结构，即，利用在原点位置充磁部 11之后进行粘接等方法，将已经充磁的磁铁进行粘贴而构成侧充磁部12、13、14。实施方式3下面，利用图9说明本发明的实施方式3。本实施方式3中的原点位置信号检测器103是将实施方式1中的原点位置磁道结 构应用于磁性位置检测传感器中而形成的。图9示出在磁性线性编码器内，作为磁性位置传感器起作用的本实施方式的原点 位置信号检测器103的概略结构。原点位置信号检测器103大致区分为具有被检测部件52 和磁阻元件55。被检测部件52是利用涂敷或者粘接等方法安装在线性标尺板51上的板状磁铁。 在被检测部件52中，上下2级地配置有增量磁道53和原点位置检测磁道54，各磁道53、54 沿被检测部件52的长度方向延伸。为了对被检测部件52和磁阻元件55之间的相对直线移动方向的位移量进行 检测，增量磁道53具有位移检测充磁部53a，其是在位移方向上从图左方向右方，以形成 S —N极、N—S极的磁化方向的方式交替以等间隔进行充磁而形成的。此外，在本实施方 式中，上述位移量与直线行程量相应，上述位移方向与被检测部件52的直线移动方向65相 应。因此，位移检测充磁部53a是在增量磁道3的整个长度上，沿直线移动方向65以等间 隔的间距P在增量磁道3上进行充磁而形成的。对于间距P，相对于直线移动方向65的行
9程S，根据增量信号检测所需的波数W，以P = S/W的关系规定。原点位置检测磁道54具有原点位置充磁部61和侧充磁部62。原点位置充磁部61是对上述位移量检测、即本实施方式中被检测部件52的行程 量检测的原点位置进行检测的充磁部。另外，原点位置充磁部61以相对于被检测部件52向 一个方向的1次行程而产生一个脉冲波形的方式，形成在原点位置检测磁道54的一个位置 处，并且，在直线移动方向65上以充磁宽度λ形成。另外，原点位置充磁部61如图9所示， 在直线移动方向65上具有与位移检测充磁部53a相同方向的磁化，并且，在本实施方式中， 配置为在直线移动方向65上均等或者大致均等地横跨相邻的两个位移检测充磁部53a。侧充磁部62配置在直线移动方向65上的原点位置充磁部61两侧，各个侧充磁部 62在直线移动方向65上以与原点位置充磁部61相同方向的磁化而进行充磁。另外，在本 实施方式中，两侧的各侧充磁部62在直线移动方向65上，相对于原点位置充磁部61隔着 0.325 λ (λ是原点位置充磁部61的上述充磁宽度)的间隙N设置，并且具有0. 1 λ的宽度
3- ο磁阻元件55是对增量磁道53以及原点位置检测磁道54中的磁场进行检测的元 件，与增量磁道53以及原点位置检测磁道54的充磁相应地，由多个AMR元件(各向异性磁 阻元件)或GMR元件(巨磁阻元件)等磁阻元件或者磁阻元件阵列构成，相对于被检测部 件52在与直线移动方向65垂直的方向上隔着规定间隔G配置。下面，对如上所示构成的原点位置信号检测器103的动作进行说明。此外，磁阻元 件55与信号处理电路25连接，该信号处理电路25对磁阻元件55输出的模拟信号进行处 理，发送与被检测部件52的行程量相对应的信号。与在实施方式1的原点位置信号检测器101的动作说明中所述的内容相同地，在 本实施方式的原点位置信号检测器103中，通过被检测部件52在直线移动方向65上进行 直线移动，磁阻元件55对增量磁道53中的位移检测充磁部53a、和原点位置检测磁道54中 的原点位置充磁部61以及侧充磁部62的各自的磁场变化进行检测。在本实施方式的原点位置信号检测器103中，原点位置检测磁道54在原点位置充 磁部61之外，在其两侧配置有侧充磁部62。因此，与通过实施方式1所说明的以图2至图 5所模拟的内容相同地，可以从磁阻元件55得到侧峰34降低的原点位置信号。因此，即使对于本实施方式的原点位置信号检测器103，也可以将用于生成原点位 置检测信号的阈值电压设定得较低。其结果，可以提高高温时的原点位置检测信号的检测 稳定性，并且可以降低低温时由侧峰超过设定阈值电压而导致的原点位置检测信号的错误 检测。由此，可以比现有技术更稳定地检测磁性编码器中的原点位置检测信号。此外，在实施方式1中进行了说明，与侧充磁部62的配置相关的间隙N以及宽度a 的值不限定于上述值，可以根据被检测部件52的磁特性以及原点位置充磁部61的充磁宽 度λ的值等任意地设计。另外，原点位置充磁部61以及侧充磁部62的充磁后的磁化，可以根据被检测部件 52的磁特性等任意地设定。另外，例如也可以形成下述结构，S卩，利用在原点位置充磁部61之后进行粘接等 方法，将已经充磁的磁铁进行粘贴而构成侧充磁部62。实施方式4
本实施方式将与通过实施方式2所说明的原点位置磁道结构相同的原点位置磁 道结构应用于磁性位置检测传感器中。下面，使用图10，对本实施方式4中的原点位置信号 检测器104进行说明。与已说明的实施方式1和实施方式2之间的关系相同地，本实施方式4中的原点 位置信号检测器104具有下述结构，即，将在上述实施方式3的原点位置信号检测器103中 原点位置充磁部61的单侧仅配置在一个位置处的侧充磁部62，配置在多个位置处。其它结 构与上述原点位置信号检测器103的结构相同。S卩，在本实施方式4中的原点位置信号检测器104中，原点位置检测磁道54以相 对于被检测部件52向一个方向的1次行程而产生一个脉冲波形的方式，在一个位置处以充 磁宽度λ具有原点位置充磁部61，并且，在其两侧分别在各三个位置处设置具有与原点位 置充磁部61相同方向的磁化的侧充磁部62、63、64。侧充磁部62在直线移动方向65上，相对于原点位置充磁部61隔着0. 34 λ ( λ是 原点位置充磁部61的上述充磁宽度)的间隙K设置，并且具有0. 1 λ的宽度a。侧充磁部63在直线移动方向65上，相对于侧充磁部62隔着0. 325 λ的间隙L设 置，并且具有0.05 λ的宽度b。侧充磁部64在直线移动方向65上，相对于侧充磁部63隔着0.3λ的间隙M设置， 并且具有0.025 λ的宽度c。如上所述，随着远离原点位置充磁部61，充磁部之间的间隙K、L、M逐渐变�。毕� 移动方向65上的侧充磁部62、63、64的宽度a、b、c也变小。此外，与原点位置充磁部61之 间的距离和侧充磁部的充磁宽度的关系，不限于本实施方式这样设置多个侧充磁部62 64的情况，即使在原点位置充磁部61的单侧设置一个侧充磁部的情况下，也随着远离原点 位置充磁部61而侧充磁部的充磁宽度变小。根据具有以上说明的结构的本实施方式中的原点位置信号检测器104，与上述原 点位置信号检测器101、102、103的情况相同地，可以从磁阻元件55得到侧峰34降低的输 出波形。此外，通过在原点位置充磁部61的各侧分别配置多个侧充磁部62、63、64，如第2 实施方式中所说明的那样，可以比第3实施方式更稳定地检测磁性编码器中的原点位置检 测信号。另外，在第2实施方式中说明的与针对原点位置信号检测器102的变形例相关的 记述，即与侧充磁部的数量、以及与侧充磁部相关的尺寸、与侧充磁部的磁化相关的事项 等，也可以应用于本实施方式的原点位置信号检测器104中。实施方式5下面，使用图11至图13说明本发明的实施方式5。本实施方式5可以应用于上述实施方式1 4中的各个原点位置信号检测器 101 104中。在这里，采用实施方式1中的原点位置信号检测器101作为例子进行说明。S卩，在实施方式1中，基本上设想为将原点位置充磁部11的充磁和侧充磁部12的 充磁以相同的充磁电流强度进行充磁，直至磁化为磁铁的饱和磁通密度为止的情况。并且， 基于该设想，设定侧充磁部12的配置以及宽度。与此相对，也可以通过自由地控制侧充磁 部12的充磁电流，而使侧充磁部12例如具有形成如图11的虚线部所示的磁通密度分布的磁化。通过如上所述构成，由原点位置充磁部11和侧充磁部12联合形成的磁通密度分 布，如图12中的虚线所示，可以使向负方向凸出的部分完全消失，可以使图13所示的AMR 元件的输出中的侧峰完全为0。实施方式6下面，使用图14说明本发明的实施方式6中的原点位置信号检测器。本实施方式6中的原点位置信号检测器106的基本结构与上述实施方式1中的原 点位置信号检测器101相同，但以下方面不同。即，在实施方式1的原点位置信号检测器 101中，如图1所示，增量磁道3中的位移检测充磁部3a的充磁方向和原点位置充磁部11 的充磁方向，相对于滚筒20的机械角位置错开地配置。与其相对，在本实施方式6的原点 位置信号检测器106中，位移检测充磁部3a的充磁方向和原点位置充磁部11的充磁方向， 相对于滚筒20的机械角位置一致地配置。并且，配置在原点位置充磁部11两侧的各侧充 磁部12在旋转方向15上，相对于原点位置充磁部11隔着充磁间距P即尺寸为λ的间隙 Q而设置，并且具有0.2Ρ即0.2 λ的宽度d。原点位置信号检测器106中的其它结构与原 点位置信号检测器101的结构相同。通过如上所述构成，在原点位置信号检测器106中，侧峰的降低能力与实施方式1 的原点位置信号检测器101的情况下相比较差，但通过使增量磁道3中的位移检测充磁部 3a的磁化方向和原点位置充磁部11的磁化方向相对于滚筒20中的机械角位置一致，从而 可以降低由于从原点位置检测磁道4漏出的磁通导致的增量磁道3的角度检测误差。此外，在本实施方式6中，如上所述，形成使增量磁道3中的位移检测充磁部3a的 磁化方向和原点位置充磁部11的磁化方向一致的配置方式，但本实施方式不限于此。艮口， 可以在使从原点位置检测磁道4漏出的磁通对增量磁道3的影响变小、或没有影响的任意 充磁宽度、充磁位置上，针对增量磁道3而相对地配置原点位置充磁部11以及侧充磁部12。另外，本实施方式6的结构对于上述实施方式2 5也同样适用，在这样的各个结 构中，可以实现分别在实施方式2 5中说明的效果。作为一个例子，在图15中示出在原 点位置充磁部11两侧的2个位置处、即多个位置处分别设置侧充磁部12、13的原点位置信 号检测器107。在这里，侧充磁部12在旋转方向15上，相对于原点位置充磁部11隔着尺寸 为P即λ的间隙Q设置，并且具有0.2Ρ即0.2 λ的宽度d。另外，侧充磁部13在旋转方向 15上，相对于侧充磁部12隔着尺寸为0.4λ的间隙R设置，并且具有0. 1 λ的宽度e。另 外，上述实施方式2、4中的结构可以与本实施方式6的结构组合而进行应用。此外，通过将上述各种实施方式中的任意实施方式适当组合，可以实现各自所具 有的效果。本发明参照附图而与优选实施方式相关联地进行了充分记载，但对于本领域的技 术人员显而易见的是，可以进行各种变形及修正。这些变形及修正只要不超出所附权利要 求书所限定的本发明范围，就应该理解为包含在权利要求的范围之中。另外，在2008年3月17日申请的日本专利申请No.特愿2008-67536号的说明书、 附图、权利要求书、以及摘要等全部公开内容，作为参考而引入本说明书中。工业实用性本发明可以应用于在磁性旋转编码器等磁性旋转角传感器、以及磁性线性编码器
12等磁性位置检测器中对原点位置进行检测的原点位置信号检测器。
权利要求
一种原点位置信号检测器，其具有被检测部件，其具有增量磁道以及原点位置检测磁道，该增量磁道具有在位移方向上以等间隔进行充磁的位移检测充磁部，用于位移量检测，该原点位置检测磁道具有检测上述位移量检测的原点位置的原点位置充磁部；以及磁传感器，其对上述增量磁道以及上述原点位置检测磁道中的磁场进行检测，该原点位置信号检测器的特征在于，上述原点位置检测磁道还具有侧充磁部，其在上述位移方向上位于上述原点位置充磁部的两侧，以与上述原点位置充磁部相同方向的磁化而进行充磁。
2.根据权利要求1所述的原点位置信号检测器，其特征在于， 上述侧充磁部在上述原点位置充磁部的两侧以相同数量设置。
3.根据权利要求1所述的原点位置信号检测器，其特征在于， 上述侧充磁部相对于上述原点位置充磁部隔着一定间隙设置。
4.根据权利要求1所述的原点位置信号检测器，其特征在于，上述原点位置充磁部和上述侧充磁部以相同的充磁电流强度进行充磁。
5.根据权利要求1所述的原点位置信号检测器，其特征在于，上述原点位置充磁部和上述侧充磁部以不同的充磁电流强度进行充磁。
6.根据权利要求1所述的原点位置信号检测器，其特征在于， 随着远离上述原点位置充磁部，上述侧充磁部的充磁宽度变窄。
7.根据权利要求1所述的原点位置信号检测器，其特征在于，上述原点位置充磁部和上述侧充磁部在不会对增量磁道的充磁产生影响的相对位置 上进行充磁。
全文摘要
一种原点位置信号检测器，其具有以等间隔进行充磁的增量磁道(3)；旋转标尺或线性标尺(1)，其具有用于检测原点位置的原点位置检测磁道(4)；以及磁传感器(5)，其用于检测来自上述标尺的磁�。诟迷阄恢眯藕偶觳馄髦校阄恢眉觳獯诺谰哂性阄恢贸浯挪�(11)和侧充磁部(12)，该侧充磁部位于原点位置充磁部的两侧，是以相同方向的磁化分别在大于或等于1个位置上进行充磁而形成的。
文档编号G01D5/244GK101978242SQ20098010961
公开日2011年2月16日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年3月17日
发明者仲岛一, 大村阳一, 武舍武史, 西泽博志, 高宗浩一 申请人:三菱电机株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
