磁编码装置

1、一种磁编码装置包括：
移动盘，所述移动盘由磁性材料形成，并具有在其圆周方向上排 列的用于检测其位置的狭缝；
磁传感器，所述磁传感器与所述移动盘留有空隙；
偏置磁铁，每个所述偏置磁铁配置在各自的磁传感器的背面并且 分别位于与各自的狭缝磁道对应的位置；和
信号处理电路，所述信号处理电路用于处理从上述磁传感器来的 信号，
其特征在于上述移动盘包括：
磁极检测用的狭缝磁道，所述磁极检测用的狭缝磁道配置了用于 检测电机磁极的狭缝，且位于其外缘部分，所述磁极检测用的狭缝具 有突出到其外径的突出部分和凹槽部分，所述狭缝以等距离排列；
位置检测用的狭缝磁道，所述位置检测用的狭缝磁道配置了用于 检测其位置的狭缝，且位于所述磁极检测用的狭缝磁道的内侧；以及
原点检测用的狭缝磁道，所述原点检测用的狭缝磁道配置了用于 检测其原点位置的狭缝，且位于所述位置检测用的狭缝磁道的内侧，
且其中在每个上述磁传感器和提供给所述磁极检测用的狭缝磁道 的偏置磁铁之间配置了非磁性材料。

技术领域\n本发明涉及磁编码装置。\n背景技术\n作为使用齿轮方式的磁编码装置，过去有图6所示的方式的磁编码 装置。在图6中，与磁性齿轮81面对面地配置安装有偏置磁铁2的磁传 感器1。磁性齿轮81安装在电机8的旋转轴上。下面，说明其工作。当 磁性齿轮81旋转而且齿部靠近传感器1时，因从偏置磁铁2来的磁通容 易通过齿轮，故加到磁传感器1上的磁通增加。当磁性齿轮旋转而且齿 部远离传感器1时，磁阻增加，加到磁传感器1上的磁通减少。这样， 利用由磁阻元件构成的磁传感器1检测因磁阻变化引起的磁通变化并将 其变换成电信号。进而，使用比较器73对该变化的电信号进行整形， 得到方波信号。因该方式使用了齿轮并利用了磁路磁阻的变化，故将 该方式称之为磁阻方式。\n作为下一个现有例，示出图7所示的构成的装置(特开平5- 52584)。这是使作为移动体的转盘10与圆盘状的屏蔽部件10d以及圆 盘状的永久磁铁9成为一体而构成的。永久磁铁9在其轴向进行单极磁 化，具有在表面背面极性不同的一对磁极。屏蔽部件10d由软磁材料形 成，在其外边缘部以规定的间距呈圆环状形成多个狭缝。由此，在屏 蔽部件10d上沿旋转盘10的旋转方向交替地形成磁阻大的作为磁屏蔽部 10c的狭缝和磁阻小的磁通路部10b。因此，在旋转盘10的外边缘部上 形成使从永久磁铁9来的磁通沿旋转盘10旋转的方向交替地变化的磁极 10a。在上述结构中，当旋转盘10旋转时，从磁极10a来的作用于磁传 感器1的磁通发生周期性的变化，能够从磁传感器1输出随磁极10a的排 列间距变化的检测信号。\n但是，象现有例那样，对齿轮方式来说，存在必须在与齿轮相对 的位置上配置磁传感器从而使径向尺寸变大的问题，此外，从磁传感 器得到的信号只是一种信号，当要从磁传感器得到例如原点信号、极 (pole)传感信号等信号时，必须使用另外的齿轮，或使齿轮变厚来 形成另外的信号的齿轮，存在制造成本高的问题。此外，象现有例2那 样，在使排列磁屏蔽部狭缝的屏蔽部件与永久磁铁成为一体来形成旋 转盘的方式中，从永久磁铁的磁极面积与厚度的关系方面考虑，存在 难以使旋转盘变薄的问题。\n发明内容\n本发明的目的在于提供一种高性能的薄型磁传感装置，其中，移 动盘作成不使用磁铁的磁性薄板，在一张旋转盘上形成多个狭缝磁道， 与各狭缝磁道对应地配置磁传感器，因此，制造成本低，而且可以检 测多种信号。\n磁编码装置包括：移动盘，所述移动盘由磁性材料形成，并具有 在其圆周方向上排列的用于检测其位置的狭缝；磁传感器，所述磁传 感器与所述移动盘留有空隙；偏置磁铁，每个所述偏置磁铁配置在各 自的磁传感器的背面并且分别位于与各自的狭缝磁道对应的位置；和 信号处理电路，所述信号处理电路用于处理从上述磁传感器来的信号，\n其特征在于上述移动盘包括：磁极检测用的狭缝磁道，所述磁极 检测用的狭缝磁道配置了用于检测电机磁极的狭缝，且位于其外缘部 分，所述磁极检测用的狭缝具有突出到其外径的突出部分和凹槽部分， 所述狭缝以等距排列；位置检测用的狭缝磁道，所述位置检测用的狭 缝磁道配置了用于检测其位置的狭缝，且位于所述磁极检测用的狭缝 磁道的内侧；以及原点检测用的狭缝磁道，所述原点检测用的狭缝磁 道配置了用于检测其原点位置的狭缝，且位于所述位置检测用的狭缝 磁道的内侧，其中在每个上述磁传感器和提供给所述磁极检测用的狭 缝磁道的偏置磁铁之间配置了非磁性材料。此外，可以配置3组6个检 测3相电机的极性的相信号用和倒相信号用的上述磁极检测用磁传感 器，上述信号处理电路可以在磁极检测用信号处理电路中设置差分放 大电路，对上述3组信号进行差分放大。\n附图说明\n图1是表示本发明的磁编码装置的外观的斜视图。\n图2是表示本发明的磁编码装置的磁极检测部的图，图2(a)是表 示磁传感器的侧视截面图，图2(b)是表示磁极检测用的狭缝磁道的 局部平面图。\n图3是本发明的磁编码装置的的输出波形图。\n图4是表示本发明的磁编码装置的另一形态的斜视图。\n图5是表示本发明的磁极检测用信号处理电路的电路图。\n图6是表示现有例的主要部分的构成的斜视图。\n图7是表示另一个现有例的主要部分的构成的斜视图。\n具体实施方式\n下面，根据附图说明本发明的实施例。\n图1是表示本发明的磁阻型磁旋转编码器的外观的斜视图。在图1 中，11是位置检测用传感器，13a～13c是检测电机的磁极位置的磁极 位置检测用传感器，12是原点检测用磁传感器，21是偏置磁铁，用来 对是原点检测用磁传感器12加上磁通，23a～23c是偏置磁铁，用来对 是磁传感器13a～13c加上磁通，5是安装在移动体上由磁性材料形成的 移动盘，6是取出磁传感器的信号并输出方波的信号处理电路。利用刻 蚀等方法在移动盘5上形成位置检测用的狭缝磁道31、原点检测用的狭 缝磁道32和磁极检测用的狭缝磁道33。当移动盘5旋转时，磁传感器的 电阻值因有无狭缝引起的磁通的变化而变化，将该变化转换成电信号。 进而，利用信号处理电路8对该电信号进行波形整形从而得到方波。这 里，各狭缝磁道的配置也可以不用图1的配置，可以任意选择。\n图2是表示本发明的磁编码装置的磁极检测部的图，图2(a)是表 示磁传感器13的侧视截面图，图2(b)是表示磁极检测用的狭缝磁道33 的局部平面图。图2中，23a是偏置磁铁，4是非磁性材料。狭缝磁道33 由向外径方向突出的突出部331和空间部332形成。磁极检测用磁传感 器13a在偏置磁铁23a的磁通的影响下，象图3所示的信号输出例那样输 出直流偏置电压，检测信号受到该直流偏置电压的偏置而被检测出来。 为使该直流偏置电压为某一值，配置非磁性材料4并设定其厚度。这里， 非磁性材料4也可以是电路基板等中使用的环氧树脂。\n图4是表示本发明的磁极检测用磁传感器13的构成的斜视图。在本 实施形态中，作为3相6极电机之用狭缝旋转1圈被分割成每60度一份的 6等份。在图4中，b1～b6是偏置磁铁，s1～s6是磁传感器，分别是U相、 U*相、V相、V*相、W相、W*相。以U相磁传感器为基准，U*相磁传感器 在-60度的位置，U*相磁传感器在-60度的位置，V*相磁传感器在+60 度的位置，V*相磁传感器在-20度的位置，W*相磁传感器在-40度 的位置，W*相磁传感器在+20度的位置，从而能够得到U*相信号是U相 信号的倒相信号、V*相信号是V相信号的倒相信号、W*相信号是W相信 号的倒相信号，而且U相、V相、W相信号间的相位差分别是120度。U相～ W*相信号经磁极检测用的信号处理电路7进行差分放大后输入比较器， 输出方波。\n下面，说明输出方波的磁极检测用信号处理电路7。图5是磁极检 测用信号处理电路7的电路图。在图5中，71是放大电路，72是差分放 大电路，73是比较器。U相～W*相信号由放大电路711～716放大，该各 信号在差分放大器721～723中，使U*相、V*相、W*相信号倒相后与U相、 V相、W相相加，其输出信号由比较器73整形成方波，分别输出U相、V 相、W相信号。这样，通过在1张移动盘上形成多个狭缝磁道，可以形 成制造成本低、1张盘能得到多种信号的薄型磁编码器。此外，因与移 动狭缝面内的狭缝磁道面对面地配置磁传感器，故可以使其径向尺寸 减小。此外，与磁极的检测相关连地在磁传感器和偏置磁铁之间设置 非磁性材料，通过调节非磁性材料的厚度可以得到适当的直流偏置， 所以，能够得到信号振幅大了直流偏置这部分的检测信号，进而，利 用差分放大能够得到抗温度变化能力强、抗噪声能力强的高性能的磁 编码器。\n(工业上利用的可能性)\n如上所述，本发明的磁编码装置的制造成本低、体积小，适合于 能得到的信号振幅大了直流偏置这部分的检测信号、进而利用差分放 大能够对温度变化和噪声都有很强的抵抗能力的高性能的磁编码器。