CN102933940A - 磁性编码器 - Google Patents

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CN102933940A CN2011800271953A CN201180027195A CN102933940A CN 102933940 A CN102933940 A CN 102933940A CN 2011800271953 A CN2011800271953 A CN 2011800271953A CN 201180027195 A CN201180027195 A CN 201180027195A CN 102933940 A CN102933940 A CN 102933940A
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Abstract

本发明的课题在于提供磁性编码器及其磁化装置，其中，在具有多排的磁性编码器磁道的同时，即使在磁道之间产生磁干涉的情况下，仍可通过传感器，以良好的精度检测旋转检测用的等间距信号，另外，可形成所需的空隙，并且谋求紧凑化，使结构简化。在磁性编码器磁道(1)中，形成用于产生旋转检测用的等间距信号的N极和S极交替并列的磁化磁性图(Pa)，在相对读取各磁性编码器磁道(1、2)的磁信号的传感器、以空隙间隔开的方式使用的磁性编码器(ME)中，磁性编码器磁道(1)按照下述方式形成：两排磁性编码器磁道(1、2)的磁性相互干涉，作用于传感器的位置的被检测磁性图(Psa)为等间距。

Description

磁性编码器
相关申请
本申请要求申请日为2010年6月3日、申请号为2010-127768号日本申请的优先权，通过参照其整体作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
技术领域
本发明涉及用于各种设备的旋转检测、旋转角度检测与直线移动检测的磁性编码器。
背景技术
关于轴承元件的技术领域，公开有采用呈线状并列的磁性传感器，获得内插的脉冲信号的技术(专利文献1、2)。公开有采用每圈的磁极对的数量不同的磁鼓与多个磁性传感器，对绝对角度进行运算的技术(专利文献3)。公开有采用上述专利文献1、2的磁性传感器，根据不同的两个磁性编码器的相位差检测绝对角度的角度检测装置(专利文献4)。公开有属于上述专利文献4所采用的磁性编码器，在多排的邻接的磁道之间设置间隙的技术(专利文献5)。公开有属于上述专利文献4所采用的磁性编码器，在多排的邻接的磁道之间设置磁性体的技术(专利文献6)。公开有制造形成多磁极的磁性编码器的技术(专利文献7)。公开有属于用于上述专利文献1、2的磁性传感器，具有不同的相位的多排磁道的技术(专利文献8)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2001-518608号公报
专利文献2：日本特表2002-541485号公报
专利文献3：日本特开平6-58766号公报
专利文献4：日本特开2008-233069号公报
专利文献5：日本特开2008-267867号公报
专利文献6：日本特开2008-267868号公报
专利文献7：日本特许第4024472号公报
专利文献8：日本特表2002-512687号公报
发明内容
在要采用多排磁性编码器以实现旋转设备的控制用的旋转传感器或角度传感器的场合，如果多个磁道的间隔变窄，则具有磁道之间的磁性干涉变大，检测精度恶化的课题。特别是，在多排的磁道接近地设置的场合，以及在接近于多排的磁道的边界线而设置磁性传感器的场合，磁干涉的影响变大。另外，在将这样的传感器装载于设备上的场合，在作为旋转检测的磁性编码器和作为固定部件的传感器之间必须确保安全的空隙，防止接触等造成的故障。
可通过在多排磁道之间设置由磁性体构成的分离带降低磁性干涉。但是，由于磁性编码器的结构复杂，故具有制造成本增加的课题。另外，如果存在上述磁性体，由于从磁性编码器发出的磁场的一部分因磁性体而短路，故还具有到达传感器的磁力弱的课题。另一方面，如果增加磁道之间的距离，则磁干涉减少，但是，由于必须要求大的实际安装空间，故无法使检测装置的尺寸紧凑。
在实际的组装设计中，为了对设备进行紧凑处理，最好尽可能地减小传感器的配置空间，必须要求在2～10mm的较窄幅度内形成多排磁道的磁性编码器。但是，由于具有机械公差、使用环境条件的制约，故难以使磁性编码器表面和传感器的间隙变窄，必须要求确保0.3～4mm的空隙而组装。另外，由于对于传感器所检测的磁场强度，相对各磁道的旋转方向的宽度的中间附近的磁力最强，故最好将传感器设置于各磁道的中间附近。即使在这样的状况下，仍必须要求下述的多排的磁性编码器，其中，可在确保充分的磁场强度的位置设置传感器，可正确地读取精度高的磁信号。为此，形成于多排的磁道上的磁性图不相互受到影响，以尽可能清楚的边界而形成，即使在传感器的检测位置，仍必须要求可实现正确的磁场信号。
图21(A)为过去的径向型的磁性编码器50的纵向剖视图，图21(B)为过去的轴向型的磁性编码器50的纵向剖视图。图22(A)表示在磁性编码器50中按照所需的磁性图磁化时的磁道表面的磁化状态。在相对该磁性编码器50，在空隙1mm的位置设置传感器的场合，传感器读取的被检测磁性图像图22(B)那样。像该图所示的那样，上述被检测磁性图中的相应的磁道51、52的边界附近的磁化状态平稳地变化。由此，读取了相应的磁道51、52的信号的磁性传感器的信息的精度恶化。即使在可实现图22(A)的磁道表面的理想的磁化状态的情况下，如果磁性传感器的空隙变大，仍容易受到另一磁道的信号的影响，在实际的磁性传感器的位置读取了各磁道的信号的磁性传感器的信息精度恶化。如果采用防止该精度的恶化的方法，则其课题如下所述。
·使设置于各磁道上的传感器的位置远离另一磁道的方式是有效的，但是，在该场合，无法谋求空间的节省。另外，多排的磁性编码器磁道的形成宽度W也变大，磁性编码器本身的紧凑化困难。
·减小空隙、相对地减小相对另一磁道的影响也是有效的，可实现的空隙具有限制，可能的结构受到限制。
·如果构成在两排的磁性编码器磁道之间夹设磁性体、槽、无磁化区域的磁性编码器，则另一磁道的信号的影响变小，但是由于磁性编码器的结构复杂，故制造成本增加。
图23(A)为过去的径向型的磁性编码器53的纵向剖视图，图23(B)为过去的轴向型的磁性编码器53的纵向剖视图。图24(A)、图24(B)、图25表示在上述专利文献4中记载的多排的磁性编码器53和误差的概念。为了便于理解而说明，形成Ch1、Ch2磁道的磁极对数分别为8、7，在理想的状态即没有误差的状态磁化的磁性编码器。将空隙设为1mm。图24(A)、图24(B)表示Ch1、Ch2磁道的磁性图，由于处于理想的状态，故没有误差。
像图25所示的那样，如果各磁道接近，则作用于实际的传感器的位置的被检测磁性图为伴随不同的极对数形成因相互的磁道的磁性干涉而包含误差的误差特性曲线。该误差特性曲线指相对理想的磁化磁性图的位置的偏差。
即，如果在角度0度时，相互的磁道在N极对齐，则受到Ch1磁道和Ch2磁道的磁性图的磁干涉的影响。在该场合，由于Ch2磁道的磁性图的各磁极对大于Ch1磁道的磁性图的各磁极对，故Ch1磁道的表观上的(作用于实际的传感器的位置)磁极对的长度变大，误差为+方向。直至到90度附近，该误差变大，但是在90～180度的场合，则相反，误差变小，在180度附近误差为零。其原因在于：因Ch1、Ch2磁道的磁性图慢慢地发生偏移而反转，Ch1磁道的磁极对的长度在表观上变小。一圈的误差特性曲线为正弦波状，Ch2磁道的误差特性曲线具有将Ch1磁道侧的误差特性曲线反转的特性。
另外，磁性传感器的磁极对数越多其误差特性曲线越近似于正弦波。该误差因下述的参数而大大地改变。
·如果减小空隙，则误差减少，但是，必须要求部件的组装精度，无法自由地调整与磁性传感器的空隙，使组装方法受到限制。
·通过使多排磁道之间远离，或在邻接的磁道之间插入磁性体，以减小误差。但是，如果使多排磁道之间远离，则无法谋求磁性编码器的紧凑化。在邻接的磁道之间设置磁性体的磁性编码器的制造困难，使制造成本增加。
·还考虑使读取多排磁道的信号的磁性传感器之间的间隔扩大，但是无法谋求检测装置的紧凑化。
本发明的目的在于提供磁性编码器及其磁化装置，其中，在具有多排的磁性编码器磁道的同时，即使在产生磁道之间的磁干涉的情况下，仍可通过传感器，以良好的精度检测旋转检测用的等间距信号，另外，可形成所需的空隙，并且谋求紧凑化，使结构简化。
解决课题用的技术方案
本发明的第1方案的磁性编码器成一体地具有多排的邻接而并列的环状的磁性编码器磁道，在至少一个磁性编码器磁道上形成用于产生旋转检测用的等间距信号的N极和S极交替地并列的磁化磁性图，对于读取各磁性编码器磁道的磁信号的传感器，以间隔开空隙而使用，上述至少一个磁性编码器磁道按照下述方式形成：两排的磁性编码器磁道的磁性相互干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距。
在各排的磁性编码器磁道的表面上形成所需的磁化磁性图的场合，对于该磁性编码器，在所需的空隙的位置，传感器读取的被检测磁性图相对理想的状态产生偏移。其原因在于因两排的磁性编码器磁道成一体地接近，相互的排的磁性图产生磁干涉。
按照该方案，至少一个磁性编码器磁道按照下述方式形成，该方式为：两排的磁性编码器磁道的磁性相互干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距。由此，不仅形成所需的空隙，而且利用两排的磁性编码器磁道的磁性干涉，不使磁性编码器的结构复杂，可使传感器的实际的检测位置的被检测磁性图为等间距。于是，可在具有多排的磁性编码器磁道的同时，通过传感器以良好的精度检测旋转检测用的等间距信号。另外，由于不必使多排的磁性编码器磁道之间远离，或不必在磁道之间夹设磁性体等，故可简化磁性编码器的结构，谋求制造成本的降低，并且可谋求磁性编码器的紧凑化。
也可在上述多排的磁性编码器磁道中，在与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它的磁性编码器磁道上，形成表示旋转基准位置的磁化磁性图，上述其它的磁性编码器磁道的磁化磁性图的磁极数与旋转检测用的上述一个磁性编码器磁道相同，并且相对上述一个磁性编码器磁道的磁化磁性图具有相位的偏差，上述其它的磁性编码器磁道采用相对上述一个磁性编码器磁道的磁化磁性图的相位的偏差表示旋转基准位置。
还可在上述多排的磁性编码器磁道中，在与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它的磁性编码器磁道中，在指定的圆周方向位置形成N极或S极的磁极，对其它的圆周方向进行无磁化，形成表示旋转基准位置的磁化磁性图。也可在上述多排的磁性编码器磁道中，在与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它的磁性编码器磁道中，在指定的圆周方向位置形成N极或S极的磁极，在其它的圆周方向位置形成与上述指定的圆周方向位置的磁极相反的磁极，形成表示旋转基准位置的磁化磁性图。
上述各磁性编码器磁道也可按照磁性编码器磁道的并列方向的各磁道宽度在1～5mm的范围内的方式形成。上述“并列方向”指与磁性编码器的旋转轴心平行的方向，或与磁性编码器的旋转轴心相垂直的方向。通过空隙的设定，传感器检测的磁场强度变化，但是，按照该方案，可通过使磁性编码器磁道的并列方向的各磁道宽度在1～5mm的范围内，分别检测各磁性编码器磁道的磁信号。
也可在距上述多排的邻接的磁性编码器磁道的边界线0.5～3mm的与各自的磁性编码器磁道侧离开的各磁性编码器磁道上，设置上述传感器的检测部，相对上述传感器间隔大于0.3mm不足4mm的空隙而使用。在距上述边界线0.5～3mm的各磁性编码器磁道上设置传感器的检测部，而且，在空隙0.3mm以下的场合，具有比如与由橡胶或树脂形成的磁性编码器磁道接触、磁性编码器磁道的表面损伤的危险。另外，在上述磁性编码器磁道和传感器之间异物容易啮入、有磁性编码器磁道的表面损伤的危险。此外，在上述空隙为4mm以上的场合，无法避免磁化强度的降低，另外，难以适当地控制两排的磁性编码器磁道的磁性发生干涉，难以在传感器的检测位置形成正确的磁场信号。
上述磁性编码器磁道也可由稀土类磁铁的烧结磁铁、稀土类磁铁的粉末混合于橡胶或树脂中而形成的磁铁、铁氧体烧结磁铁、在橡胶或树脂中混合铁氧体粉末而形成的磁铁中的任意一者构成，该磁性编码器磁道的厚度在大于0.5mm不足4mm的范围内。在磁性编码器磁道的厚度为0.5mm以下的场合，已形成的磁性编码器磁道的反磁场变大。由此，在高温使用时，容易产生不可逆减磁，作为磁铁的可靠性降低。在磁性编码器磁道的厚度为4mm以上的场合，由于磁化头间距大，故难以使充分的磁通量流过打算磁化的磁性编码器磁道。按照该方案，由于磁性编码器磁道的厚度大于0.5mm，故减小已形成的磁性编码器磁道内部的反磁场，在高温使用时，难以产生不可逆减磁，可提高作为磁铁的可靠性。
上述一个磁性编码器磁道中的磁化磁性图的圆周方向的各磁极的长度L也可在0.3～5mm的范围内，对于各磁性编码器磁道的并列方向的各磁道宽度W，W＞L的关系成立。另外，通过形成W＞L的关系，可减小作用于多排的磁性编码器磁道之间的磁干涉的误差的影响。另外，如果各磁极的长度L在0.3～5mm的范围内，则必要充分地检测各磁性编码器磁道的磁信号。
也可在上述多排的邻接的磁性编码器磁道中，形成磁极数相互不同的磁化磁性图，在上述至少一个磁性编码器磁道中按照下述的方式而形成：两排的磁性编码器磁道的磁性相互干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距，磁化磁性图为非等间距。
如果多排的磁性编码器磁道接近，则作用于实际的传感器的位置的被检测磁性图为通过不同的磁极数，因相互的磁道的磁干涉而包含误差的误差特性曲线。按照该方案，对于至少一个磁性编码器磁道，磁化磁性图按照下述方式按照非等间距而形成，该方式为：两排的磁性编码器磁道的磁性相互干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距。如果使多排磁性编码器磁道接近而成一体地设置，则相互的磁性编码器磁道的磁干涉抵消误差特性曲线，会降低误差。可使作用于实际的传感器的位置的被检测磁性图接近没有误差的理想的特性曲线。于是，可在具有多排的磁性编码器磁道的同时，通过传感器以良好的精度检测旋转检测用的等间距信号。
还可在上述多排的邻接的磁性编码器磁道之间夹设有磁性体。也可将上述多排的磁性编码器磁道设置于芯铁上，在上述多排的邻接的磁性编码器磁道之间夹设间隙，设置这些磁性编码器磁道。在这些场合，可进一步提高相互的磁性编码器磁道的磁干涉抵消误差特性曲线的效果。
也可使上述一个磁性编码器磁道中的磁性编码器磁道的并列方向的磁道宽度不同于与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它的磁性编码器磁道的磁道宽度。在该场合，由于传感器的配置是自由的，容易将磁性编码器组装于设备上。上述多排的邻接的磁性编码器磁道的两个检测面不为同一平面。
本发明的第2方案的磁性编码器成一体地具有多排的邻接而并列的直线状的磁性编码器磁道，在至少一个磁性编码器磁道上形成用于产生速度检测用的等间距信号的N极和S极交替地并列的磁化磁性图，对于读取各磁性编码器磁道的磁信号的传感器，以间隔开空隙而使用，上述至少一个磁性编码器磁道按照下述方式形成：两排的磁性编码器磁道的磁性互相干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距。
即使在将多排的磁性编码器用于直线运动编码器的情况下，至少一个磁性编码器磁道按照下述方式构成，该方式为：两排的磁性编码器磁道的磁性互相干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距。由此，不但形成所需的空隙，而且利用两排的磁性编码器磁道的磁干涉，不使磁性编码器的结构复杂，可使传感器的实际的检测位置的被检测磁性图为等间距。于是，可在具有多排的磁性编码器磁道的同时，通过传感器以良好的精度检测等间距信号。按照该方案，由于不必使多排的磁性编码器磁道之间离开，或不必在磁道之间夹设磁性体等，故可简化磁性编码器的结构，并且可谋求制造成本的降低，谋求紧凑化。
权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的两个以上的任意的组合也包含在本发明中。
附图说明
根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相当的部分。
图1(A)为本发明的第1实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图1(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图2(A)为表示该磁性编码器中的磁道表面的磁化磁性图的图，图2(B)表示该磁性编码器中的所需的空隙的被检测磁性图的图；
图3(A)为本发明的第2实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图3(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图4(A)为本发明的第3实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图4(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图5为表示该磁性编码器的磁化磁性图的图；
图6(A)～图6(C)为表示本发明的第4实施方式的磁性编码器的磁化磁性图的图的各种例子的图；
图7为表示本发明的第5实施方式的磁性编码器的磁化磁性图的例子的图；
图8为表示本发明的第6实施方式的磁性编码器的磁化磁性图的例子的图；
图9(A)为本发明的第7实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图9(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图10为表示接近地设置该磁性编码器的两个磁性编码器磁道的磁化磁性图的例子的图；
图11(A)为表示该磁性编码器中的一个磁性编码器磁道的磁化磁性图和其误差特性曲线的图，图11(B)为表示该磁性编码器中的另一磁性编码器磁道的磁化磁性图和其误差特性曲线的图；
图12(A)为本发明的第8实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图12(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图13(A)为本发明的第9实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图13(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图14(A)为本发明的第10实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图14(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图15(A)为本发明的第11实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图15(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图16(A)为本发明的第12实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图16(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图17(A)为本发明的第13实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图17(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图18(A)为本发明的第14实施方式的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图18(B)为轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图19为表示本发明的第15实施方式的磁性编码器的磁化磁性图的例子的图；
图20为表示本发明的第16实施方式的磁性编码器的磁化磁性图的例子的图；
图21(A)为过去的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图21(B)为过去的轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图22(A)为表示在磁性编码器中按照所需的磁性图磁化时的磁道表面的磁化状态的例子的图，图22(B)为表示传感器在所需的空隙的位置进行读取的磁性状态的例子的图；
图23(A)为过去的径向型的磁性编码器的纵向剖视图，图23(B)为过去的轴向型的磁性编码器的纵向剖视图；
图24为表示该磁性编码器中的一个磁性编码器磁道的磁化磁性图的图，图24(B)为表示该磁性编码器中的另一磁性编码器磁道的磁化磁性图的图；
图25为表示该磁性编码器的磁化磁性图和其误差特性曲线的图。
具体实施方式
根据图1(A)、图1(B)和图2(A)、图2(B)，对本发明的第1实施方式进行说明。本实施方式的磁性编码器适用于用于比如，各种设备的旋转检测、旋转角度检测与直线移动检测的磁性编码器。
像图1(A)、图1(B)所示的那样，磁性编码器ME成一体地具有多个邻接而并列的环状的磁性编码器磁道1、2。这些磁性编码器磁道1、2在圆盘状(图1(B))或圆筒状的芯铁3的表面上邻接而呈同心状(图1(A))并列而设置。比如，像图1(B)所示的那样，对轴向型的环状磁性体磁化而获得的磁性编码器ME按照将上述芯铁3的圆筒部压配合而嵌合于轴承旋转圈等的外周面Da上的方式安装。磁性编码器磁道1、2为比如，包括磁性粉的橡胶、塑料、烧结体等，分别通过磁化形成橡胶磁铁、塑料磁铁、烧结磁铁等。另外，上述环状磁性体并不限于轴向型，比如，也可为图1(A)所述的那样的径向型。
磁性编码器磁道1、2由通过铁氧体烧结而成形的磁铁(所谓的铁氧体烧结磁铁)、在橡胶或树脂中混入铁氧体磁性粉末而成形的磁铁中的任意者构成。磁铁材料也可由稀土类磁铁构成，但是，由于磁化容易、价格低，故最好针对通常的使用条件采用铁氧体。在本实施方式中，像图2(A)所示的那样，各磁性编码器磁道1、2沿周向交替地对N磁极和S磁极磁化。像图1(A)、图1(B)所示的那样，该磁性编码器ME按照下述方式使用，该方式为：其检测面相对读取各磁性编码器磁道1、2的磁信号的传感器S a、Sb以大于0.3mm不足4mm的空隙Gp而间隔开地设置。另外，像图2(A)、图2(B)所示的那样，在距多排的邻接的磁性编码器磁道1、2的边界线Lk距离为0.5～3mm的各自的磁性编码器磁道1、2侧间隔开的各磁性编码器磁道1、2上，设置传感器Sa、Sb的检测部。在由图2(A)、图2(B)的虚线表示的传感器读取位置P1、P2设置传感器Sa、Sb的检测部。
各磁性编码器磁道1、2的各磁道宽度W在1～5mm的范围内，各磁极的长度L在0.3～5mm的范围内。上述各磁道宽度W为与该磁性编码器ME的旋转方向相垂直的磁道并列方向的各磁道宽度。上述各磁极的长度L为沿磁性编码器ME的旋转方向的磁性图中的各磁极的长度。最好，各磁道宽度W和各磁极的长度L满足W＞L的关系。另外，像图1(A)、图1(B)所示的那样，磁性编码器磁道1、2的厚度在大于0.5mm不足4mm的范围内。
以按照图22(A)所示的磁性图作为所需图而由传感器检测的方式构成的场合为例，对实际的磁化磁性图的形成方法进行说明。图2(A)表示磁性编码器表面中的磁化磁性图，图2(B)表示在设置实际的传感器Sa、Sb的检测部的位置所检测的被检测磁性图的例子。
像图2(A)、图2(B)所示的那样，磁性编码器ME成一体地具有多排(在本例子中为2排)的邻接而并列的环状的磁性编码器磁道1、2，在这些磁性编码器磁道1、2上形成N极和S极交替地并列的磁性图Pa、Pb。采用它们中的作为一个磁性编码器磁道1的AB磁道，以便产生旋转检测用的等间距信号，采用作为另一磁性编码器磁道2的Z磁道，以便产生原点信号。Z磁道的磁化磁性图Pb为与AB磁道相同的磁极数，并且相对AB磁道的磁化磁性图Pa具有相位的偏差。
在由从磁性编码器以空隙Gp间隔开而面对的实际的传感器检测部Sa、Sb所检测的被检测磁性图中，像图2(B)所示的那样，AB磁道侧的磁极宽度L21、L、L22相等，形成用于产生旋转检测用的等间距信号的等间距磁性图。为了形成该状态，两排的磁性编码器磁道1、2的磁干涉的结果，必须按照处于图2(B)的图的方式形成磁性编码器磁道。即，像图2(A)所示的那样，在磁性编码器表面上形成对磁干涉造成的影响进行补偿的磁化磁性图。具体来说，在AB磁道中，按照L12＜L＜L11的不等间距的关系形成磁化磁性图，按照被检测磁性图Psa为等间距的方式，调制磁化磁性图Pa的磁化间距。另一方面，在Z磁道中，按照L11’＜L21’＜L、L＜L22’＜L12’的方式形成磁化磁性图，按照在沿各磁极的圆周方向的磁极宽度窄的部分较窄，在宽度大的部分较宽的方式调制磁化磁性图Pb。
在AB磁道中以空隙Gp间隔开而面对的传感器Sa(图1(A)、图1(B))相对该磁性传感元件检测的磁场信号，输出相互有90°相位差的A相和B相的脉冲信号。在Z磁道中以空隙Gp间隔开而面对的传感器Sb(图1(A)、图1(B))相对该磁性传感元件检测的磁场信号输出表示原点位置的Z相的脉冲信号。该A相和B相和Z相的脉冲信号(ABZ信号)为相互有90°相位差的信号。
按照以上说明的磁性编码器ME的结构，AB磁道按照下述方式构成，该方式为：两排的AB磁道、Z磁道的磁干涉，作用于传感器Sa的位置的被检测磁性图Psa为等间距。为此，在形成所需的空隙Gp后，利用两排的磁性编码器磁道1、2的磁干涉，磁性编码器ME的结构不复杂，可使传感器Sa的实际的检测位置的被检测磁性图Psa为等间距。可在具有多排的磁性编码器磁道1、2的同时，通过传感器Sa以良好的精度检测旋转检测用的等间距信号。按照该方案，由于不必使多排的磁性编码器磁道1、2相互离开，或在磁道1、2之间夹设有磁性体等，故可简化磁性编码器ME的结构，谋求制造成本的降低，谋求磁性编码器ME的紧凑化。
通过空隙Gp的设定，检测传感器Sa、Sb的磁场强度变化，但是，按照该方案，可通过使磁性编码器磁道1、2的各磁道宽度W在1～5mm的范围内，分别检测各磁性编码器磁道1、2的磁信号。
另外，在磁性编码器磁道1、2的厚度t1，即磁铁部分的厚度小于0.5mm的场合，已形成的磁性编码器磁道内部的反磁场变大。由此，在高温使用时，不容易产生不可逆减磁，磁铁的可靠性降低。在磁性编码器磁道1、2的厚度t1大于4mm的场合，在从编码器外面到内面使磁通量贯通而磁化时，难以使充分的磁通量在打算磁化的磁性编码器磁道中流动。
按照该方案，由于磁性编码器磁道1、2的厚度t1大于0.5mm，则减小已形成的磁性编码器磁道内部的反磁场，在高温使用时，难以产生不可逆减磁，可提高作为磁铁的可靠性。另外，由于磁性编码器磁道1、2的厚度t1小于4mm，故可使充分的磁通量在打算磁化的磁性编码器磁道1、2中流动。最好，各磁极的长度L在0.3～5mm的范围内，各磁道宽度W和各磁极的长度L满足W＞L的关系，可减小作用于多排的磁性编码器磁道1、2之间的磁性干涉的误差的影响。另外，如果各磁极的长度L在0.3～5mm的范围内，则可必要充分地检测各磁性编码器磁道1、2的磁信号。
下面对本发明的第2～16实施方式进行了说明。在下述的说明中，对于与通过于各方式中在先的方式描述的事项相对应的部分采用同一标号，省略重复的说明。在仅仅对结构的一部分进行说明的场合，结构的其它的部分与在先说明的方式相同。不仅可进行在实施的各方式中具体地描述的部分的组合，而且如果组合没有特别的障碍，还可部分地将实施的方式之间组合。
图3(A)、图3(B)表示第2实施方式，像该图所示的那样，在该磁性编码器中，多排(在本例子中为两排)的邻接而并列的磁性编码器磁道1、2中的一个磁性编码器磁道1的磁道宽度W不同于另一磁性编码器磁道2的磁道宽度W。在该场合，由于与各磁性编码器磁道1、2相对应的传感器的设置是自由的，故容易将磁性编码器ME和传感器组装于各种设备上。
也可像图4(A)、图4(B)、图5所示的那样的第3实施方式的那样，形成成一体地具有三排以上的邻接的磁性编码器磁道的磁性编码器ME。比如，也可按照多排而具有Z磁道。在该场合，利用已获得的信号，进行更加复杂的旋转检测。
通过图6(A)～图6(C)，对第4实施方式进行说明。像图6(A)、图6(B)所示的那样，在具有多排(在本例子中为两排)的磁性编码器磁道1、2的磁性编码器ME中，仅仅在Z磁道上的指定的圆周方向位置形成作为其中一个磁极的比如N个极。也可对Z磁道上的其它的圆周方向位置进行无磁化处理。还可像图6(C)所示的那样，仅仅在Z磁道上的指定的圆周方向位置形成作为其中一个磁极的比如N个极，在其它的圆周方向位置，形成与上述指定的圆周方向位置的磁极相反的磁极。
还可像图7所示的第5实施方式那样，每次按磁性编码器ME的一定角度(在本例子中为180度)，磁极的长度L不同，位置检测用的信号的间隔不同。在本实施方式中，基准信号每次针对180度而为至少一次。按照该磁性编码器ME，由于每当位置检测用的信号的间隔改变而获得基准信号，故可容易获得复杂的位置检测。
也可像图8所示的第6所示的实施方式那样，磁化分布的边界线Lm，即各磁极的边界线Lm不与磁性编码器ME的旋转方向相垂直，相对由箭头A表示的旋转方向，具有一定的倾斜角度α1。
在图9(A)、图9(B)和图10所示的第7实施方式中，磁性编码器Mea成一体地具有多个邻接而并列的环状的磁性编码器磁道1、2，由磁极数相互不同的磁化磁性图形成。该磁性编码器MEa比如以1mm的空隙Gp而间隔开地使用。为了便于理解而说明，多排的磁性编码器磁道1、2中的Ch1磁道的磁极对数为8，Ch2磁道的磁极对数为7。
在多排磁性编码器磁道1、2中的Ch1磁道中的图11(A)将图25的ch1磁道的误差特性曲线反转，在图11(B)的ch2磁道中，将图25的ch2磁道的误差特性曲线反转。在图11(A)、图11(B)的ch1、ch2磁道分别单独地存在的场合，各误差特性曲线是周期性的。如果这些ch1、ch2磁道像图10所示的那样接近，则相互的ch1、ch2磁道的磁干涉，将误差特性曲线抵消，没有相应的误差。作为出现于制品中的特征，在作为所需的空隙Gp的1mm的传感器Sa、Sb的位置测量的被检测磁性图为等间距。在不使所需的空隙Gp以外的比如磁性编码器MEa的表面等处，误差类型是周期性的。
由于像上述那样，两排的磁道1、2的磁性相互干涉，将误差特性曲线抵消，没有误差，故不使磁性编码器MEa的结构复杂，谋求磁性编码器MEa的紧凑化，此外可形成精度良好的磁性编码器MEa。
在该第7实施方式中，空隙Gp为1mm，ch1、ch2磁道的磁极对数分别为8、7，但是，并不一定限定于这些数值。即，可按照抵消选择所需的空隙Gp、所需的磁极对数时的磁性干涉的误差的尺寸、误差特性曲线的方式对磁性编码器磁道1、2进行磁化。比如，在ch1、ch2磁道的磁极对数分别为32、28的场合，每次针对90°，磁极对数分别为8、7。在该场合，由于上述误差特性曲线每圈反复4次，故还可将调制的磁性图设定在4次。即，也可不必一定一起地调制两排的磁性编码器磁道1、2，而按照仅仅调制特别是必须要求精度的其中一个磁性编码器磁道1或2的方式构成。
在空隙Gp为1mm以外的空隙的场合，空隙Gp越大，可越增加调制的磁性图的尺寸。在该场合，由于可通过所需的空隙Gp实现磁性编码器MEa，故设计的自由度提高。于是，可缓和磁性编码器MEa和传感器Sa、Sb的对像设备等的组装的限制，可提高磁性编码器MEa的通用性。由于不必要求多排的磁性编码器磁道1、2之间远离，或在磁道1、2之间插入磁性体等，故使磁性编码器MEa的结构简化、谋求制造成本的降低。由于不必要求读取多排的磁性编码器磁道1、2的信号的传感器Sa、Sb之间的间隔远离，故谋求包括磁性编码器MEa和传感器Sa、Sb的设备整体的紧凑化。
也可像图12(A)、图12(B)所示的第8实施方式那样，形成下述的结构，其中，在多排的磁性编码器磁道1、2之间设置磁性体的间隔件12。由于由磁性体形成的间隔件12使来自相互的磁性编码器磁道1、2的泄漏磁场缩短，故可降低相互的磁干涉，可实现更高精度的多排的磁性编码器MEa。
还可像图13(A)、图13(B)所示的第9实施方式那样，形成在多排的磁性编码器磁道1、2之间设置槽V的结构。上述槽V呈伴随朝向槽底的进行，宽度变窄的截面V字状。由于通过该槽V，磁化步骤的相互的影响以及传感器Sa、Sb(图9(A)、图9(B))的检测的磁干涉进一步降低，故可实现更高精度的多排的磁性编码器MEa。另外，由于上述槽V呈伴随朝向槽底的进行使宽度变窄的截面V字状，故可相互确实地使邻接的磁性编码器磁道1、2的表面离开。由此，与图9(A)、图9(B)的场合相比较，可实现高精度的多排的磁性编码器MEa。上述槽V的形状不限于截面V字形，也可为截面U字形。
也可像图14(A)、图14(B)所示的实施方式的那样，在多排的磁性编码器磁道1、2之间设置由无磁化区域形成的环状部件13。可通过该环状部件13，相互确实地将邻接的磁性编码器磁道1、2的表面离开。由此，与图9(A)、图9(B)的场合相比较，可实现高精度的多排的磁性编码器MEa。
还可像图15(A)、图15(B)所示的实施方式的那样，其中一个磁性编码器磁道1的磁道宽度W不同于另一磁性编码器磁道2的磁道宽度W。在该场合，由于与各磁性编码器磁道1、2相对应的传感器的配置是自由的，故容易将磁性编码器MEa和传感器组装于各种设备上。
也像图16(A)、图16(B)所示的第12所示的实施方式的那样，其中一个磁性编码器磁道1的磁道表面相对另一磁性编码器磁道2的磁道表面，不在同一平面上。在图16(A)所示的场合，轴向前端侧的磁性编码器磁道1的磁道表面1a按照形成伴随朝向轴向前端的进行，磁道厚度t1变薄的倾斜面的方式形成。在图16(B)所示的场合，外径侧的磁性编码器磁道1的磁道表面1a按照形成伴随朝向外径侧的进行，磁道厚度t1变薄的倾斜面的方式形成。
在图17(A)、图17(B)所示的第13实施方式中，轴向基端侧的磁性编码器磁道2的磁道整体的厚度小于轴向前端侧的磁性编码器磁道1。在图17(B)所示的场合，内径侧的磁性编码器磁道2的磁道整体的厚度小于外径侧的磁性编码器磁道1。按照该图16(A)、图16(B)、图17(A)、图17(B)所示的磁性编码器MEa，两排的磁性编码器磁道1、2的检测面也可不为同一平面，可使磁化强度具有差别，可容易控制两排的磁性编码器磁道1、2的磁干涉。
还可像图18(A)、图18(B)所示的第14实施方式或图19所示的第15所示的那样，成一体地形成具有3排以上的邻接的磁性编码器磁道1、2、14的磁性编码器MEa。在本例子中，像图19所示的那样，形成由8极对形成的ch1磁道，与由7极对形成的ch2磁道，由6极对形成的ch3磁道依次并列的磁性编码器MEa。在该场合，可利用已获得的信号，进行更加复杂的旋转检测。
也可像图20所示的第16实施方式那样，磁化分布的边界线Lm，即，各磁极的边界线Lm不与磁性编码器MEa的旋转方向相垂直，相对由箭头A表示的旋转方向，具有一定的倾斜角度α1。
在上述各实施方式中，给出具有环状的磁性编码器磁道的旋转型的磁性编码器，并不仅仅限于旋转型。比如，即使移动台等的直线运动机构中的移动件的位置检测等所采用的线性(直线运动)编码器采用具有上述各实施方式的磁性图(图2(A)，图2(B)，图5等)的多排磁性编码器，仍实现与上述各实施方式相同的作用效果。
如上所述，参照附图，对优选的实施形式进行了说明，但是，如果是本领域的技术人员，观看本申请说明书，会在显然的范围内，容易想到各种变更和修改方式。于是，对于这样的变更和修改方式，解释在根据权利要求书而确定的发明的范围内。
标号的说明：
标号1、2表示磁性编码器磁道；
标号Gp表示空隙；
标号ME、MEa表示磁性编码器；
标号Pa、Pb表示磁化磁性图；
标号Psa、Psb表示被检测磁性图；
标号Sa、Sb表示传感器；
标号W表示磁道宽度。

Claims (14)

1.一种磁性编码器，其成一体地具有多排的邻接而并列的环状的磁性编码器磁道，在至少一个磁性编码器磁道上形成用于产生旋转检测用的等间距信号的N极和S极交替地并列的磁化磁性图，对于读取各磁性编码器磁道的磁信号的传感器，以间隔开空隙而使用，
上述至少一个磁性编码器磁道按照下述方式形成：两排的磁性编码器磁道的磁性相互干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距。
2.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，在上述多排的磁性编码器磁道中，在与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它的磁性编码器磁道上，形成表示旋转基准位置的磁化磁性图；
上述其它的磁性编码器磁道的磁化磁性图的磁极数与旋转检测用的上述一个磁性编码器磁道相同，并且相对上述一个磁性编码器磁道的磁化磁性图具有相位的偏差，上述其它的磁性编码器磁道采用相对上述一个磁性编码器磁道的磁化磁性图的相位的偏差表示旋转基准位置。
3.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，在上述多排的磁性编码器磁道中，在与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它的磁性编码器磁道中，在指定的圆周方向位置形成N极或S极的磁极，对其它的圆周方向进行无磁化，形成表示旋转基准位置的磁化磁性图。
4.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，在上述多排的磁性编码器磁道中，在与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它的磁性编码器磁道中，在指定的圆周方向位置形成N极或S极的磁极，在其它的圆周方向位置形成与上述指定的圆周方向位置的磁极相反的磁极，形成表示旋转基准位置的磁化磁性图。
5.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，上述各磁性编码器磁道按照磁性编码器磁道的并列方向的各磁道宽度在1～5mm范围内的方式形成。
6.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，在距上述多排的邻接的磁性编码器磁道的边界线0.5～3mm的与各自的磁性编码器磁道侧离开的各磁性编码器磁道上，设置上述传感器的检测部，相对上述传感器间隔大于0.3mm不足4mm的空隙而使用。
7.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，上述磁性编码器磁道由铁氧体烧结磁铁、在橡胶或树脂中混入铁氧体磁性粉末而成形的磁铁中的任意一者构成，该磁性编码器磁道的厚度在大于0.5mm不足4mm的范围内。
8.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，上述一个磁性编码器磁道中的磁化磁性图的圆周方向的各磁极的长度L在0.3～5mm的范围内，对于各磁性编码器磁道的并列方向的各磁道宽度W，W＞L的关系成立。
9.根据权利要求1所述的磁性编码器，其中，在上述多排的邻接的磁性编码器磁道中，形成磁极数相互不同的磁化磁性图，在上述至少一个磁性编码器磁道中，按照两排的磁性编码器磁道的磁性相互干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距的方式，磁化磁性图按照非等间距而形成。
10.根据权利要求9所述的磁性编码器，其中，在上述多排的邻接的磁性编码器磁道之间夹设有磁性体。
11.根据权利要求9所述的磁性编码器，其中，上述多排的邻接的磁性编码器磁道设置于芯铁上，在上述多排的邻接的磁性编码器磁道之间夹设间隙，设置这些磁性编码器磁道。
12.根据权利要求9所述的磁性编码器，其中，上述一个磁性编码器磁道中的磁性编码器磁道的并列方向的磁道宽度不同于与上述一个磁性编码器磁道邻接的其它磁性编码器磁道的磁道宽度。
13.根据权利要求9所述的磁性编码器，其中，上述多排的邻接的磁性编码器磁道的两个检测面不在同一平面上。
14.一种磁性编码器，其中，成一体地具有多排的邻接而并列的直线状的磁性编码器磁道，在至少一个磁性编码器磁道上形成用于产生等间距信号的N极和S极交替地并列的磁化磁性图，对于读取各磁性编码器磁道的磁信号的传感器，以间隔开空隙而使用，
上述至少1个磁性编码器磁道按照下述方式形成：两排的磁性编码器磁道的磁性相互干涉，作用于上述传感器的位置的被检测磁性图为等间距。
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