CN111801551A - 编码器装置及其制造方法、驱动装置、工作台装置及机械手装置 - Google Patents

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Abstract

编码器装置具备：位置检测部，其检测移动部的位置信息；磁铁，其沿所述移动部的移动方向具有多个极性；电信号产生部，其具有根据伴随所述移动部的移动所产生的磁场变化而磁特性发生变化的磁性感应部、和用于将所述磁铁的磁感线向所述磁性感应部引导的第1磁性体，所述电信号产生部基于所述磁性感应部的磁特性而产生电信号；和第2磁性体，其配置于所述磁铁与所述磁性感应部之间，用于将所述磁铁的一个极性部分的磁感线向所述磁铁的其他极性部分引导。能够减少磁铁因不必要的磁场而产生的噪音，从而产生稳定的电信号，能够实现检测结果的可靠性的提高。

Description

编码器装置及其制造方法、驱动装置、工作台装置及机械手 装置
技术领域
本发明涉及编码器装置、编码器装置的制造方法、驱动装置、工作台装置、及机械手装置。
背景技术
检测被检测物的旋转角或旋转速度等位置信息的编码器装置搭载于机械手装置等各种装置上。作为以往的编码器装置，已知有如下装置：其使用韦根金属丝那样的磁性线材，将旋转的磁铁的磁场变化转换为电信号，并使用该电信号来求出旋转速度(例如，参照专利文献1)。
上述那样的使用磁性线材的编码器装置中，期望减少因磁铁的不必要的磁场而产生的噪音，产生稳定的电信号，从而实现检测结果的可靠性的提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-136558号公报
发明内容
根据第1方式，提供一种编码器装置，该编码器装置具备：位置检测部，其检测移动部的位置信息；磁铁，沿该移动部的移动方向具有多个极性；电信号产生部，其具有根据伴随该移动部的移动所产生的磁场变化而磁特性发生变化的磁性感应部、和用于将该磁铁的磁感线向该磁性感应部引导的第1磁性体，所述电信号产生部基于该磁性感应部的磁特性而产生电信号；和第2磁性体，其配置于该磁铁与该磁性感应部之间，用于将该磁铁的一个极性部分的磁感线向该磁铁的其他极性部分引导。
根据第2方式，提供一种驱动装置，该驱动装置具备第1方式的编码器装置、和向该移动部供给动力的动力供给部。
根据第3方式，提供一种工作台装置，该工作台装置具备移动物体、和使该移动物体移动的第2方式的驱动装置。
根据第4方式，提供一种机械手装置，该机械手装置具备第2方式的驱动装置、和利用该驱动装置而相对移动的臂。
根据第5方式，提供一种编码器装置的制造方法，编码器装置具备：位置检测部，其检测移动部的位置信息；磁铁，其沿该移动部的移动方向具有多个极性；电信号产生部，其具有根据伴随该移动部的移动所产生的磁场变化而磁特性发生变化的磁性感应部、基于该磁性感应部的磁特性而产生电信号的发电部、和用于将该磁铁的磁感线向该磁性感应部引导的第1磁性体；和第2磁性体，其配置于该磁铁与该磁性感应部之间，用于将该磁铁的一个极性部分的磁感线向该磁铁的其他极性部分引导，所述编码器装置的制造方法包括：准备该磁性感应部、该发电部、及该第1磁性体；将该发电部插入组装夹具的第1孔部，通过该发电部将该磁性感应部插入设于该第1孔部内的第2孔部；将该发电部和该磁性感应部固定；和将从该组装夹具取出的该发电部固定于壳体上，该壳体配置在该第2磁性体的侧面。
根据第6方式，提供一种编码器装置的制造方法，所述编码器装置具备：位置检测部，其检测移动部的位置信息；磁铁，其沿该移动部的移动方向具有多个极性；电信号产生部，其具有根据伴随该移动部的移动所产生的磁场变化而磁特性发生变化的磁性感应部、基于该磁性感应部的磁特性而产生电信号的发电部、和用于将该磁铁的磁感线向该磁性感应部引导的第1磁性体；和第2磁性体，其配置于该磁铁与该磁性感应部之间，用于将该磁铁的一个极性部分的磁感线向该磁铁的其他极性部分引导，所述编码器装置的制造方法包括：准备该磁性感应部、该发电部、及该第1磁性体；将该发电部固定在壳体，该壳体配置于该第2磁性体的侧面；将该磁性感应部通过设于该壳体的开口插入该发电部内；和将该磁性感应部固定于该壳体。
附图说明
图1是表示第1实施方式的编码器装置的图。
图2的(A)是表示图1中的磁铁及电信号产生单元的立体图，图2的(B)是表示图1中的磁铁、电信号产生单元、及磁传感器的俯视图，图2的(C)是以剖面示出图2的(A)的磁铁等的侧视图，图2的(D)是表示图2的(B)的磁传感器的电路图。
图3的(A)是表示图2的(A)的磁铁及电信号产生单元的立体图，图3的(B)是图3的(A)的俯视图。
图4是表示图1的编码器装置的电力供给系统及多旋转信息检测部的构成的图。
图5是表示图1的编码器装置的正转时的动作的图。
图6的(A)是表示编码器装置的制造方法的一例的流程图，图6的(B)是表示制造方法的变形例的一部分的流程图。
图7的(A)是表示发电部、磁性感应部、磁性体、及壳体的立体图，图7的(B)是表示对壳体组装了磁性体的状态的立体图。
图8的(A)是表示组装夹具的立体图，图8的(B)是表示组装夹具的剖视图，图8的(C)是表示将磁性感应部插入发电部的状态的立体图，图8的(D)是表示对壳体组装了电信号产生单元的状态的立体图。
图9的(A)是表示基板、屏蔽板、及壳体的立体图，图9的(B)是表示组装好的编码器装置的剖视图。
图10是表示编码器装置的制造方法的变形例的一部分的流程图。
图11的(A)是表示第2实施方式的磁铁及电信号产生单元的立体图，图11的(B)是图11的(A)的俯视图，图11的(C)是图11的(B)的侧视图。
图12的(A)是表示磁铁从图11的(A)的状态旋转了45°的状态的立体图，图12的(B)是图12的(A)的俯视图，图12的(C)是图12的(B)的侧视图。
图13的(A)是表示第3实施方式的磁铁及电信号产生单元的俯视图，图13的(B)是表示磁铁从图13的(A)的状态旋转了45°的状态的俯视图。
图14是表示第4实施方式的编码器装置的制造方法的流程图。
图15的(A)是表示第4实施方式的壳体的立体图，图15的(B)是表示基板、屏蔽板、及壳体的立体图。
图16是表示驱动装置的一例的图。
图17是表示工作台装置的一例的图。
图18是表示机械手装置的一例的图。
具体实施方式
[第1实施方式]
参照图1至图9对第1实施方式进行说明。图1表示本实施方式的编码器装置EC。在图1中，编码器装置EC检测马达M(动力供给部)的旋转轴SF(移动部)的旋转位置信息。旋转轴SF例如是马达M的转轴(转子)，但也可以是经由变速器等动力传递部与马达M的转轴连接并且与负荷连接的作用轴(输出轴)。编码器装置EC检测到的旋转位置信息被向马达控制部MC供给。马达控制部MC使用从编码器装置EC供给的旋转位置信息来控制马达M的旋转。马达控制部MC控制旋转轴SF的旋转。
编码器装置EC具备位置检测系统(位置检测单元)1及电力供给系统(电力供给单元)2。位置检测系统1检测旋转轴SF的旋转位置信息。编码器装置EC是所谓多旋转绝对编码器，对包括表示旋转轴SF的旋转数的多旋转信息及表示旋转不满一周的角度位置(旋转角)的角度位置信息在内的旋转位置信息进行检测。编码器装置EC具备检测旋转轴SF的多旋转信息的多旋转信息检测部3及检测旋转轴SF的角度位置的角度检测部4。
在例如搭载有编码器装置EC的装置(例如驱动装置、工作台装置、机械手装置)的电源被打开的状态(例如通常状态)下，位置检测系统1的至少一部分(例如角度检测部4)从该装置接收电力的供给而进行动作。此外，在例如搭载有编码器装置EC的装置的电源未被打开的状态(例如非正常状态、备用状态)下，位置检测系统1的至少一部分(例如多旋转信息检测部3)从电力供给系统2接收电力的供给而进行动作。例如，在来自搭载有编码器装置EC的装置的电力的供给断开的状态下，电力供给系统2对于位置检测系统1的至少一部分(例如多旋转信息检测部3)断续地(间歇地)供给电力，位置检测系统1在被从电力供给系统2供给了电力时，检测旋转轴SF的旋转位置信息的至少一部分(例如多旋转信息)。
多旋转信息检测部3例如通过磁力来检测多旋转信息。多旋转信息检测部3例如具备磁铁11、磁力检测部12、检测部13、及存储部14。磁铁11是块状的分割磁铁或环状的磁铁，设于具有短圆筒状的侧面和环带状的底面的磁轭部件18(后文详述)的底面上(侧面的内侧)。作为一例，磁轭部件18经由圆板状的支承部件15固定于旋转轴SF。在磁轭部件18的上表面，以覆盖磁铁11的方式设有环带的平板状的盘5。盘5及磁轭部件18与旋转轴SF一同旋转，因此，磁铁11与旋转轴SF连动地旋转。磁铁11及磁力检测部12因旋转轴SF的旋转而彼此的相对位置变化。磁铁11所形成的磁力检测部12上的磁场的强度及方向因旋转轴SF的旋转而变化。磁力检测部12检测磁铁11所形成的磁场，检测部13基于磁力检测部12检测到的磁铁所形成的磁场的结果，检测旋转轴SF的位置信息。存储部14存储检测部13检测到的位置信息。另外，磁铁11也可以构成为与旋转轴SF相对地旋转。
角度检测部4是光学式或磁力式的编码器，检测盘5的旋转一周以内的位置信息(角度位置信息)。角度检测部4为例如光学式编码器时，例如通过由受光元件读取盘5的图案信息，来检测旋转轴SF的旋转一周以内的角度位置。盘5的图案信息是例如盘5上的明暗的狭缝状的图案。角度检测部4检测与多旋转信息检测部3的检测对象相同的旋转轴SF的角度位置信息。角度检测部4具备发光元件21、盘5、受光传感器22、及检测部23。
盘5与旋转轴SF连动地旋转。在盘5的上表面(与发光元件21及受光传感器22相对的面)形成有增量标尺及绝对标尺S。标尺S即可以设置在固定于旋转轴SF的其他圆板状部件(未图示)上，也可以是与该部件一体化了的部件。例如，盘5也可以设于磁铁11和马达M之间。标尺S也可以设于磁铁11的内侧和外侧的至少一者。
发光元件21(照射部、发光部)对盘5的标尺S照射光。受光传感器22(光检测部)检测从发光元件21照射并经由标尺S的光。图1中，角度检测部4为反射型，受光传感器22检测由标尺S反射的光。另外，角度检测部4也可以为透过型。并且，受光传感器22向检测部23供给表示检测结果的信号。检测部23使用受光传感器22的检测结果，检测旋转轴SF的角度位置。例如，检测部23使用检测来自绝对标尺的光的结果来检测第1分辨率的角度位置。此外，检测部23使用检测来自增量标尺的光的结果，而对第1分辨率的角度位置进行插值运算，从而检测比第1分辨率高的第2分辨率的角度位置。
在本实施方式中，编码器装置EC具备信号处理部25。信号处理部25运算并处理通过位置检测系统1得到的检测结果。信号处理部25具备合成部26及外部通信部27。合成部26取得检测部23检测到的第2分辨率的角度位置信息。此外，合成部26从多旋转信息检测部3的存储部14取得旋转轴SF的多旋转信息。合成部26对来自检测部23的角度位置信息及来自多旋转信息检测部3的多旋转信息进行合成，计算出旋转位置信息。例如，检测部23的检测结果为θ(rad)，在多旋转信息检测部3的检测结果为n周的情况下，合成部26计算(2π×n+θ)(rad)作为旋转位置信息。旋转位置信息也可以是将多旋转信息和不满一周的角度位置信息成组的信息。
合成部26向外部通信部27供给旋转位置信息。外部通信部27通过有线或无线以可通信的方式与马达控制部MC的通信部MCC连接。外部通信部27向马达控制部MC的通信部MCC供给数字形式的旋转位置信息。马达控制部MC将来自角度检测部4的外部通信部27的旋转位置信息适当地解码。马达控制部MC使用旋转位置信息来控制向马达M供给的电力(驱动电力)，从而控制马达M的旋转。
电力供给系统2具备第1电信号产生单元31A及第2电信号产生单元31B、电池(battery)32、及切换部33。电信号产生单元31A、31B分别通过旋转轴SF的旋转而产生电信号。该电信号例如包括电力(电流、电压)随时间变化的波形。电信号产生单元31A、31B例如分别通过基于旋转轴SF的旋转而变化的磁场来产生电力作为电信号。例如，电信号产生单元31A、31B通过多旋转信息检测部3用于检测旋转轴SF的多旋转位置的磁铁11所形成的磁场的变化，而产生电力。电信号产生单元31A、31B分别配置为与磁铁11相对的角度位置因旋转轴SF的旋转而变化。电信号产生单元31A、31B例如在电信号产生单元31A、31B与磁铁11的相对位置分别成为规定位置时，产生正脉冲状的电信号或负脉冲状的电信号。通过利用整流器等对该电信号进行全波整流，可得到能够在电路等中容易地进行使用的直流的电信号。
电池32基于由电信号产生单元31A、31B产生的电信号，供给由位置检测系统1消耗的电力的至少一部分。电池32例如包括纽扣型电池、干电池等一次电池36及能够充电的二次电池37(参照图4)。电池32的二次电池能够利用例如由电信号产生单元31A、31B产生的电信号(例如电流)来充电。电池32保持于保持部35。保持部35是例如设有位置检测系统1的至少一部分的电路基板等。保持部35例如保持检测部13、切换部33、及存储部14。在保持部35例如设有能够收容电池32的多个电池盒、及与电池32连接的电极、配线等。
切换部33基于由电信号产生单元31A、31B产生的电信号，切换从电池32向位置检测系统1的电力供给的有无。例如，切换部33通过使由电信号产生单元31A、31B产生的电信号的全波整流后的电平成为阈值以上，而使从电池32向位置检测系统1的电力供给开始。此外，例如，切换部33通过使由电信号产生单元31A、31B产生的电信号的全波整流后的电平变得小于阈值，而使从电池32向位置检测系统1的电力供给停止。例如，切换部33通过使由电信号产生单元31A、31B产生的电力变得小于阈值，而使从电池32向位置检测系统1的电力供给停止。例如，在电信号产生单元31A、31B产生脉冲状的电信号的情况下，在该电信号的全波整流后的电平(电力)从低电平上升至高电平时，切换部33使从电池32向位置检测系统1的电力供给开始，在从该电平(电力)向低电平变化起经过规定时间后，使从电池32向位置检测系统1的电力供给停止。
图2的(B)是表示图1中的磁铁11、电信号产生单元31A、31B，及作为磁力检测部12的2个磁传感器51、52的俯视图，图2的(C)是以剖面示出图2的(B)的磁轭部件18的侧视图。此外，图2的(A)是表示磁铁11及1个电信号产生单元31A的立体图，图2的(D)是磁传感器51的电路图。另外，在图2的(A)等中，用直线表示图1的旋转轴SF。
在图2的(A)至(C)中，磁铁11以与通过旋转轴SF的中心的直线(对称轴)平行的方向即轴向(或者也称为轴方向)AD1上的磁场的方向及强度因旋转而变化的方式载置于磁轭部件18。磁铁11由以下磁铁构成：以对称地夹着旋转轴SF的方式配置的1对长方形的N极16A及16C的磁铁、位于相对于N极16A及16C绕旋转轴SF旋转90°的位置的S极16B及16D的磁铁、和分别配置于N极16A、16C及S极16B、16D的背面(与马达M相同侧的面)的形状相同的S极17A、17C及N极17B、17D的磁铁。磁铁11是磁化为沿着绕旋转轴SF的圆周方向(或者也称为θ方向、周向、旋转方向)具有4对极性的多个(在图2的(A)中为4个)永磁铁的组合。另外，磁铁11也可以由1个例如环带状(环状)的磁铁构成，并将该磁铁磁化为N极16A～S极16D等。此外，例如由N极16A及S极17A构成的部件能够被视为是被磁化为2个磁极(N极及S极)的一个磁铁要素。由N极16A及S极17A构成的部件例如能够通过将N极16A及S极17A合起来大小的一个强磁性体磁化来制造。
磁铁11的主面即表面(与图1的马达M相反侧的面)及背面分别与旋转轴SF大致垂直。在磁铁11中，表面侧的N极16A～S极16D与背面侧的S极17A～N极17D的角度(例如，彼此的N极和S极的位置)错开90°(相位而言为180°)。
此处为便于说明，将从旋转轴SF的前端侧(与图1的马达M相反侧)观察的情况下的逆时针旋转称为正转，将顺时针旋转称为反转。此外，正转的角度用正值表示，反转的角度用负值表示。另外，也可以将从旋转轴SF的后端侧(图1的马达M侧)观察的情况下的逆时针的旋转定义为正转，将顺时针的旋转定义为反转。
此处，在固定于磁铁11的坐标系中，将周向上的S极16D与N极16A的中间的角度位置作为第1位置11a，分别用第2位置11b、第3位置11c、及第4位置11d来表示从第1位置11a依次旋转90°的角度位置(N极与S极的中间)。
在从第1位置11a逆时针旋转90°的第1区间，在磁铁11的表面侧配置有N极16A，在磁铁11的背面侧配置有S极17A。在该第1区间，磁铁11的磁场的轴向的方向大致与从磁铁11的表面侧朝向背面侧的轴向AD1(参照图2的(C))平行。在第1区间，磁场的强度在N极16A的中央的位置最大，在第1位置11a及第4位置11d附近最小。
在从第2位置11b逆时针旋转90°的第2区间(在磁铁11的表面侧配置有S极，在磁铁11的背面侧配置有N极的区间)，磁铁11的磁场的轴向的方向大致为从磁铁11的背面侧朝向表面侧的方向(相对于图2的(C)的轴向AD1的方向为反方向)。在第2区间，磁场的强度在S极16D的中央最大，在第1位置11a及第2位置11b附近最小。同样地，在从第3位置11c逆时针旋转90°的第3区间及从第4位置11d逆时针旋转90°的第4区间，磁铁11的磁场的轴向方向分别大致为从磁铁11的表面侧朝向背面侧的方向、及从背面侧朝向表面侧的方向。
像这样，磁铁11所形成的磁场的轴向的方向在其第1位置11a至第4位置11d依次反转。但是，在本实施方式中，N极16A～S极16D(S极17A～N极17D)的磁铁彼此在周向上隔开间隔，因此，在其第1位置至第4位置及其附近的区域磁场变得较小。磁铁11形成相对于固定于磁铁11的外部的坐标系，伴随磁铁11的旋转而轴向的磁场的方向反转的交流磁场。在从磁铁11的主面的法线方向观察时，电信号产生单元31A、31B配置于磁铁11的上表面及外侧面(例如旋转轴SF的侧面附近、磁轭部件18(侧磁轭18S)的侧面附近)。
在本实施方式中，电信号产生单元31A、31B的主体部(包含后述磁性感应部41A、41B及发电部42A、42B的部分)分别设置为在与旋转轴SF正交的半径方向(例如，径向或径方向)上或与该半径方向平行的方向上距磁铁11隔开间隔，从而与磁铁11非接触。第1电信号产生单元31A具备磁性感应部41A、发电部42A、第1磁性体45A、及第3磁性体46A。第1磁性体45A、第3磁性体46A为形状大致轴对称的部件。另外，能够省略第1磁性体45A及第3磁性体46A中的一者。
此外，在本实施方式中，磁轭部件18(例如磁感线或磁场的导向部件)由铁等强磁性材料形成，将载置有磁铁11并具有开口18a的底面称为后磁轭18B，将包围后磁轭18B的短圆筒状的侧面部称为侧磁轭18S。后磁轭18B以将载置于其上表面的磁铁11的规定极性(例如S极17A)的部分的磁感线(或磁力线)向其他极性(例如N极17B、17D)的部分引导的方式发挥作用。侧磁轭18S以将距侧磁轭18S近的规定极性(例如N极16A)的部分的磁感线向该部分的背面的其他极性(例如S极17A)的部分、及与该部分在周向上相邻的其他极性(例如S极16B、16D)的部分引导的方式发挥作用。磁轭部件18(侧磁轭18S)是第1磁性体45A、第3磁性体46A之外的其他部件(与第1磁性体45A、第3磁性体46A不同的部件)。在本实施方式中，侧磁轭18S也能被称为第2磁性体，因此，将电信号产生单元31A的磁性体46A称为第3磁性体。像这样，本实施方式中的电信号产生单元31A中，利用磁轭部件18，磁铁11的磁感线不会受到磁铁11的直接影响，能够产生稳定的高效的信号。
电信号产生单元31A的磁性感应部41A及发电部42A固定于沿移动部的移动方向(例如旋转轴SF的旋转方向)连续地包围磁铁11的侧磁轭18S的外侧面(或外径侧)附近或其侧面附近的上方，与磁铁11上的各位置的相对位置伴随磁铁11的旋转而变化。例如，在图2的(B)中，在第1电信号产生单元31A的中央配置有磁铁11的第1位置11a，在磁铁11从该状态沿正向(逆时针)旋转1周时，上述第1位置11a～第4位置11d依次通过电信号产生单元31A的附近。另外，电信号产生单元31A的磁性感应部41A及发电部42A也可以固定于侧磁轭18S的内侧面(或内径侧)附近或其侧面附近的上方。
磁性感应部41A为韦根金属丝等磁性感应金属丝。在磁性感应部41A，通过伴随磁铁11的旋转的磁场变化而产生大巴克豪森跳变(韦根效应)。磁性感应部41A为细长的圆柱状的部件，作为一例，其轴向被设定为旋转轴SF的周向。在下文中，也将磁性感应部41A的轴向，即与磁性感应部41A的圆形(或者也可以为多边形状等)的剖面垂直的方向称为磁性感应部41A的长度方向LD1。磁性感应部41A中，在其轴向(长度方向)上施加有交流磁场，在该交流磁场反转时，产生从轴向的一端朝向另一端的磁畴壁。如图2的(B)所示，将磁性感应部41A的长度方向LD1设定为旋转轴SF的周向，由此，能够使电信号产生单元31A小型化。另外，在本实施方式中，利用侧磁轭18S，磁铁11的侧面的磁感线不向磁性感应部41A侧泄漏(后文详述)，因此，磁性感应部41A的长度方向LD1可以是任意方向。例如，其长度方向LD1既可以与轴向AD1平行，也可以与相对于旋转轴SF的半径方向平行，还可以是与轴向AD1或半径方向等斜向交叉的方向等。
第1磁性体45A、第3磁性体46A例如由铁、钴、镍等强磁性材料形成。第1磁性体45A以在磁铁11的表面与磁性感应部41A的一端之间跨过侧磁轭18S的方式设置，第3磁性体46A以在磁铁11的表面与磁性感应部41A的另一端之间跨过侧磁轭18S的方式设置。在与第1磁性体45A、第3磁性体46A的磁性感应部41A相邻的大致长方形的平板状的部分，在从上表面至中心部的范围形成有在组装调整电信号产生单元31A时用于收容磁性感应部41A的细长的缺口部45Aa、46Aa。第1磁性体45A、第3磁性体46A的磁铁11侧的前端部45Ab、46Ab在第1位置11a，在周向上与互不相同的2个极性(N极16A及S极17A)的部分的1个边处于大致相同的位置，且以呈大致平行的方式对称地向内侧(以倒“八”字形)倾斜。换句话说，第1磁性体45A的前端部45Ab和第3磁性体46A的前端部46Ab为一对(轴对称)，前端部45Ab、46Ab沿着相对于轴对称的基准线彼此靠近的方向(朝内的方向)形成。
此外，如图2的(A)所示，在电信号产生单元31A位于磁铁11的旋转1周内的至少一个角度位置(例如从电信号产生单元31A、31B产生上述电信号的角度位置)的情况下，以在从旋转轴SF的轴向观察时，第1磁性体45A的前端部45Ab的中心线CL1a及第3磁性体46A的前端部46Ab的中心线CL1b与磁铁11的相邻的2个极性的部分(在图2的(A)中为N极16A及S极16D)的电信号产生单元31A侧的两边(两侧面)平行的方式配置前端部45Ab、46Ab(确定前端部45Ab、46Ab的倾斜角)。此外，在磁铁11旋转1周内的至少一个角度位置，第1磁性体45A在旋转轴SF的轴向或与之平行的方向上配置在与磁铁11的规定极性的部分(N极16A～S极16D)相对的位置。此外，在从旋转轴SF的轴向观察时，第1磁性体45A、第3磁性体46A的至少一部分配置在磁铁11的规定极性的部分(N极16A～S极16D)与侧磁轭18S分别重叠的位置。
在第1位置11a～第4位置11d及其附近的位置，第1磁性体45A、第3磁性体46A的前端部45Ab、46Ab中的磁铁11的极性总是彼此相反，在第1磁性体45A的前端部45Ab位于N极16A(或S极16B)附近时，第3磁性体46A的前端部46Ab位于S极16D(或N极16A)附近。因此，在位置11a～11d及其附近的位置，第1磁性体45A、第3磁性体46A将来自在磁铁11的周向上处于彼此不同的位置的磁铁11的彼此不同的极性的2个部分(例如N极16A及S极16D)的磁感线向磁性感应部41A的长度方向引导。
发电部42A是卷绕在磁性感应部41A上而配置的高密度线圈等。另外，在本实施方式中，作为一例，相互独立地制造或准备发电部42A及磁性感应部41A，在组装编码器装置EC时，磁性感应部41A插通发电部42A的中心的贯通孔42Ac(参照图7的(A))。并且，从发电部42A的两端突出的磁性感应部41A的2个端部收容于第1磁性体45A、第3磁性体46A的缺口部45Aa、46Aa。此时，作为一例，磁性感应部41A的2个端部略微向缺口部45Aa、46Aa的外侧突出。在发电部42A，伴随磁性感应部41A中的磁畴壁的产生而产生电磁感应，感应电流流动。在上述磁铁11的第1位置至第4位置通过电信号产生单元31A的中心(磁性体45A、46A的前端部的中央)附近时，在发电部42A产生脉冲状的电流(电信号、电力)。
在发电部42A产生的电流的方向根据磁场反转前后的方向而变化。例如，在从朝向磁铁11的表面侧的磁场向朝向背面侧的磁场反转时，产生的电流的方向与从朝向磁铁11的背面侧的磁场向朝向表面侧的磁场反转时产生的电流的方向相反。发电部42A处产生的电力(感应电流)能够根据例如高密度线圈的匝数来设定。
磁性感应部41A、发电部42A、及第1磁性体45A、第3磁性体46A收容于壳体6(参照图8的(D))。壳体6也能够称为外壳。在壳体6设置有端子42Aa、42Ab。发电部42A的高密度线圈的一端及另一端分别与端子42Aa、42Ab电连接。由发电部42A产生的电力能够经由端子42Aa、42Ab向第1电信号产生单元31A的外部取出。此外，壳体6配置为与固定有磁轭部件18(例如，侧磁轭18S)的旋转轴SF非接触。
第2电信号产生单元31B配置在从配置有第1电信号产生单元31A的角度位置构成比0°大且比180°小的角度的角度位置。电信号产生单元31A、31B之间的角度从例如112.5°以上157.5°以下的范围选择，在图2的(B)中为约135°。第2电信号产生单元31B采用与第1电信号产生单元31A同样的构成。第2电信号产生单元31B具备磁性感应部41B、发电部42B、第1磁性体45B、及第3磁性体46B。磁性感应部41B、发电部42B、及第1磁性体45B、第3磁性体46B分别与电信号产生单元31A的磁性感应部41A、发电部42A、及第1磁性体45A、第3磁性体46A相同，省略其说明。第2磁性感应部41B、第2发电部42B、及第1磁性体45B、第3磁性体46B的第2磁性感应部41B侧的部分收容于壳体6。在壳体6设有端子42Ba、42Bb。由第2发电部42B产生的电力能够经由端子42Ba、42Bb向第2电信号产生单元31B的外部取出。
磁力检测部12包括磁传感器51、52。磁传感器51在旋转轴SF的旋转方向上配置在相对于第2磁性感应部41B(第2电信号产生单元31B)比0°大且不足180°的角度位置。磁传感器52在旋转轴SF的旋转方向上配置于相对于磁传感器51比22.5°大且不足67.5°的角度位置(在图2的(B)中为约45°)。
如图2的(D)所示，磁传感器51具备磁阻元件56、对磁阻元件56赋予一定强度的磁场的偏置磁铁(未图示)、和对来自磁阻元件56的波形进行整形的波形整形电路(未图示)。磁阻元件56是将元件56a、56b、56c、及56d串联地接线的全桥接形状。元件56a、56c之间的信号线与电源端子51p连接，元件56b、56d之间的信号线与接地端子51g连接。元件56a、56b之间的信号线与第1输出端子51a连接，元件56c、56d之间的信号线与第2输出端子51b连接。磁传感器52采用与磁传感器51同样的构成，省略其说明。
接下来，对本实施方式的第1电信号产生单元31A的动作进行说明。在下文中，将图2的(B)的第1电信号产生单元31A的磁性感应部41A及发电部42A一体地作为磁性感应部件47进行说明。磁性感应部件47的长度方向与磁性感应部41A的长度方向相同，磁性感应部件47的长度方向的中心与磁性感应部41A的长度方向的中心相同。另外，第2电信号产生单元31B的动作与第1电信号产生单元31A同样，因此省略其说明。
在电信号产生单元31A的中心位于图2的(B)的第1位置11a～第4位置11d或其附近的位置的情况下，第1磁性体45A、第3磁性体46A的前端部45Ab、46Ab的磁铁11的极性总是彼此相反，在第1磁性体45A的前端部45Ab处于N极16A(或S极16B)附近时，第3磁性体46A的前端部46Ab处于S极16D(或N极16A)附近。并且，由磁铁11、第1磁性体45A、磁性感应部41A、及第3磁性体46A形成包含朝向磁性感应部41A的长度方向的磁感线的磁路MC1。进一步，例如在第1位置11a或其附近的位置，从与磁性感应部件47相对的N极16A朝向旋转轴SF的半径方向的磁感线沿着形成于磁轭部件18的侧磁轭18S的磁路MC2，朝向相邻的S极16D及N极16A的背面的S极17A(参照图2的(C))。因此，从N极16A朝向旋转轴SF的半径方向的磁感线不会朝向磁性感应部41A的长度方向，在磁性感应部41A的长度方向上抵消原本的磁感线那样的反方向的磁感线不发挥作用。同样地，在磁铁11的旋转方向的位置处于任意的位置的情况下，从磁铁11的规定极性的部分朝向旋转轴SF的半径方向的磁感线经由侧磁轭18S被引导至其他极性的部分，因此，在磁性感应部41A的长度方向上，不会对除经由磁性体45A、46A而被引导来的磁感线以外的不必要的磁感线进行引导。其结果是，编码器装置EC总能从磁性感应部件47得到高输出的脉冲。
此外，图3的(B)表示将磁铁11及磁轭部件18从图2的(B)状态顺时针旋转45°的状态，图3的(A)表示该状态的立体图。在图3的(B)中，N极16A的中心(第1位置11a与第4位置11d的中间)或其附近位于电信号产生单元31A的中心，电信号产生单元31A的第1磁性体45A、第3磁性体46A的前端部位于同一N极16A的上方。即，在从旋转轴SF的轴向观察时，第1磁性体45A的前端部的中心线CL1a及第3磁性体46A的前端部的中心线CL1b在磁铁11的同一极性的部分(在图3的(A)中为N极16A)的上方，以随着朝向旋转轴SF的中心而逐渐靠近的方式倾斜。因此，从N极16A朝向第1磁性体45A(旋转轴SF的半径方向)的磁感线不会朝向磁性感应部件47，而是经由第1磁性体45A的前端部的磁路MC3及侧磁轭18S的磁路MC4被导入相邻的S极16B。同样地，从N极16A朝向第3磁性体46A(旋转轴SF的半径方向)的磁感线不会朝向磁性感应部件47，而是经由第3磁性体46A的前端部的磁路MC3及侧磁轭18S的磁路MC4被导入相邻的S极16D。同样地，在S极16B、N极16C、S极16D的中心或其附近位于电信号产生单元31A的中心的情况下也是，从S极16B、N极16C、S极16D朝向旋转轴SF的半径方向的磁感线经由侧磁轭18S被引导至其他极性的部分，因此，该磁感线不会被向磁性感应部件47的长度方向引导。因此，在磁性感应部件47不会产生感应电流。
像这样，在本实施方式的电信号产生单元31A中，在旋转轴SF旋转1周期间，存在来自磁铁11的磁感线经由第1磁性体45A、第3磁性体46A通过磁性感应部41A的第1时间(以图2的(B)的时间点为中心的期间)、和来自磁铁11的磁感线通过侧磁轭18S(第2磁性体)而不通过磁性感应部41A(难以通过)的第2时间(以图3的(B)的时间点为中心的期间)，在该第1时间时，在电信号产生单元31A产生电信号。也能够将该第2时间时的磁铁11的区间(旋转1周中的规定角度的区间)称为在磁性感应部41A中磁场实质上成为0的中立区间(第2时间时)。
因此，根据本实施方式的电信号产生单元31A，通过利用磁铁11及磁轭部件18的旋转从第2时间切换至第1时间，磁性感应部41A的长度方向上的磁感线的变化剧烈，能够从发电部42A产生更高输出的脉冲，其中，所述第2时间是图3的(B)所示的来自磁铁11的磁感线不通过磁性感应部件47的长度方向的区间，所述第1时间是如图2的(B)所示，来自磁铁11的磁感线经由磁性体、即第1磁性体45A、第3磁性体46A通过磁性感应部件47的长度方向的区间。
此外，以覆盖磁铁11的侧面的方式配置侧磁轭18S，在侧磁轭18S的外侧面的外侧，磁铁11的磁感线不漏出，因此，将磁性感应部件47与侧磁轭18S的外侧面接近地配置，即使缩窄磁性感应部件47与磁铁11的间隔，也能够从磁性感应部件47得到高输出的电信号。因此，编码器装置EC能够在得到高输出的脉冲的同时，使电信号产生单元31A小型化。
图4表示本实施方式的电力供给系统2及多旋转信息检测部3的电路构成。图4中，电力供给系统2具备第1电信号产生单元31A、整流组件(rectifier stack)61、第2电信号产生单元31B、整流组件62、及电池32。此外，电力供给系统2作为图1示出的切换部33，而包括调节器(regulator)63。
整流组件61是对从第1电信号产生单元31A流动的电流(正脉冲或负脉冲)进行全波整流的整流器。整流组件61的第1输入端子61a与第1电信号产生单元31A的端子42Aa连接。整流组件61的第2输入端子61b与第1电信号产生单元31A的端子42Ab连接。整流组件61的接地端子61g与接地线GL连接，该接地线GL被供给与信号地线SG相同的电位。在多旋转信息检测部3动作时，接地线GL的电位成为电路的基准电位。整流组件61的输出端子61c与调节器63的控制端子63a连接。
整流组件62是对从第2电信号产生单元31B流动的电流(正脉冲或负脉冲)进行全波整流的整流器。整流组件62的第1输入端子62a与第2电信号产生单元31B的端子42Ba连接。整流组件62的第2输入端子62b与第2电信号产生单元31B的端子42Bb连接。整流组件62的接地端子62g与接地线GL连接。整流组件62的输出端子62c与调节器63的控制端子63a连接。
调节器63对从电池32向位置检测系统1供给的电力进行调节。调节器63也可以包含开关64，其设置于电池32与位置检测系统1之间的电力的供给路径上。调节器63基于由电信号产生单元31A、31B产生的电信号，控制开关64的动作。
调节器63的输入端子63b与电池32连接。调节器63的输出端子63c与电源线PL连接。调节器63的接地端子63g与接地线GL连接。调节器63的控制端子63a为使能端子，调节器63在对控制端子63a施加了阈值以上的电压的状态下，将输出端子63c的电位维持为规定电压。在计数器67由CMOS等构成的情况下，调节器63的输出电压(上述规定电压)为例如3V。存储部14的非易失性存储器68的动作电压例如被设定为与规定电压相同的电压。另外，规定电压是供给电力所需的电压，不仅可以是固定的电压值，也可以是呈阶段性地变化的电压。
开关64的第1端子64a与输入端子63b连接，第2端子64b与输出端子63c连接。调节器63将从电信号产生单元31A、31B向控制端子63a供给的电信号用于控制信号(使能信号)，对开关64的第1端子64a和第2端子64b之间的导通状态和绝缘状态进行切换。例如，开关64包含MOS、TFT等开关元件，第1端子64a和第2端子64b为源电极和漏电极，栅电极与控制端子63a连接。开关64通过由电信号产生单元31A、31B产生的电信号(电力)对栅电极充电，若栅电极的电位为阈值以上，则源电极与漏电极之间成为能够导通的状态(接通状态)。另外，开关64也可以设置于调节器63的外部，例如也可以是继电器等外加部件。
此外，例如在搭载有编码器装置EC的装置的电源未被打开的状态(例如非正常时状态、备用状态)下，位置检测系统1的至少一部分(例如多旋转信息检测部3)也可以使用对由电信号产生单元31A、31B产生的电信号进行整流后的电力而动作。
多旋转信息检测部3作为磁力检测部12，包括磁传感器51、52、及模拟比较器65、66。磁力检测部12使用从电池32供给的电力来检测磁铁11所形成的磁场。此外，多旋转信息检测部3作为图1所示的检测部13而包括计数器67，作为存储部14而包括非易失性存储器68。
磁传感器51的电源端子51p与电源线PL连接。磁传感器51的接地端子51g与接地线GL连接。磁传感器51的输出端子51c与模拟比较器65的输入端子65a连接。在本实施方式中，磁传感器51的输出端子51c输出与图2的(D)所示的第2输出端子51b的电位与基准电位之差相当的电压。模拟比较器65是对从磁传感器51输出的电压和规定电压进行比较的比较器。模拟比较器65的电源端子65p与电源线PL连接。模拟比较器65的接地端子65g与接地线GL连接。模拟比较器65的输出端子65b与计数器67的第1输入端子67a连接。模拟比较器65在磁传感器51的输出电压为阈值以上的情况下从输出端子输出H电平的信号，在小于阈值的情况下从输出端子输出L电平的信号。
磁传感器52及模拟比较器66采用与磁传感器51及模拟比较器65同样的构成。磁传感器52的电源端子52p与电源线PL连接。磁传感器52的接地端子52g与接地线GL连接。磁传感器52的输出端子52c与模拟比较器66的输入端子66a连接。模拟比较器66的电源端子66p与电源线PL连接。模拟比较器66的接地端子66g与接地线GL连接。模拟比较器66的输出端子58b与计数器67的第2输入端子67b连接。模拟比较器66在磁传感器52的输出电压为阈值以上的情况下从输出端子输出H电平的信号，在不足阈值的情况下从输出端子66b输出L电平的信号。
计数器67使用从电池32供给的电力对旋转轴SF的多旋转信息进行计数。计数器67包含例如CMOS逻辑电路等。计数器67使用经由电源端子67p及接地端子67g供给的电力而动作。计数器67的电源端子67p与电源线PL连接。计数器67的接地端子67g与接地线GL连接。计数器67将经由第1输入端子67a供给的电压、及经由第2输入端子67b供给的电压作为控制信号，来进行计数处理。
非易失性存储器68使用从电池32供给的电力来存储检测部13检测到的旋转位置信息的至少一部分(例如多旋转信息)(进行写入动作)。非易失性存储器68存储计数器67计数的结果(多旋转信息)作为检测部13检测到的旋转位置信息。非易失性存储器68的电源端子68p与电源线PL连接。存储部14的接地端子68g与接地线GL连接。图1的存储部14包括非易失性存储器68，即使在没有电力供给的状态下也能够保持在电力供给期间写入的信息。
在本实施方式中，在整流组件61、62与调节器63之间设置有电容器69。电容器69的第1电极69a与连接整流组件61、62和调节器63的控制端子63a的信号线连接。电容器69的第2电极69b与接地线GL连接。电容器69是所谓的平滑电容器，降低脉动，降低调节器的负荷。电容器69的常数例如被设定为在截至由检测部13检测到旋转位置信息并将旋转位置信息写入存储部14为止的期间，维持从电池32向检测部13及存储部14的电力供给。
此外，电池32具备例如纽扣型电池等一次电池36及能够充电的二次电池37。二次电池37与马达控制部MC的电源部MCE电连接。在马达控制部MC的电源部MCE能够供给电力的期间(例如主电源接通状态)的至少一部分，从电源部MCE向二次电池37供给电力，二次电池37利用该电力来充电。在马达控制部MC的电源部MCE无法供给电力的期间(例如主电源断开状态)，从电源部MCE向二次电池37的电力供给停止。
此外，二次电池37也可以还与来自电信号产生单元31A、31B的电信号的传递路径电连接。该情况下，二次电池37能够利用来自电信号产生单元31A、31B的电信号的电力进行充电。例如，二次电池37电连接于整流组件61与调节器63之间的电路。在来自电源部MCE的电力供给停止的状态下，二次电池37能够利用通过旋转轴SF的旋转而由电信号产生单元31A、31B产生的电信号的电力来充电。另外，二次电池37也可以利用旋转轴SF被马达M驱动而旋转由此电信号产生单元31A、31B产生的电信号的电力来充电。
在本实施方式的编码器装置EC中，在来自外部的电力供给停止的状态下，选择从一次电池36和二次电池37的哪个对位置检测系统1供给电力。电力供给系统2具备电源切换器(电源选择部、选择部)38，电源切换器38切换(选择)从一次电池36和二次电池37的哪个对位置检测系统1供给电力。电源切换器38的第1输入端子与一次电池36的正极电连接，电源切换器38的第2输入端子与二次电池37电连接。电源切换器38的输出端子与调节器63的输入端子63b电连接。
电源切换器38例如基于二次电池37的剩余电量，选择一次电池36或二次电池37作为对位置检测系统1供给电力的电池。例如，在二次电池37的剩余电量为阈值以上的情况下，电源切换器38切换为从二次电池37供给电力而不从一次电池36供给电力。该阈值基于由位置检测系统1消耗的电力来设定，例如设定为应对位置检测系统1供给的电力以上。例如，在由位置检测系统1消耗的电力能够由来自二次电池37的电力提供的情况下，电源切换器38切换为从二次电池37供给电力，而不从一次电池36供给电力。此外，在二次电池37的剩余电量小于阈值的情况下，电源切换器38切换为不从二次电池37供给电力，而从一次电池36供给电力。电源切换器38例如也可以兼作控制二次电池37的充电的充电器，可以使用用于充电控制的二次电池37的剩余电量的信息，来判断二次电池37的剩余电量是否为阈值以上。
通过像这样兼用二次电池37，能够延迟一次电池36的消耗。因而，编码器装置EC中，无需电池32的维护(例如更换)，或者维护的频率低。
另外，电池32具备一次电池36和二次电池37的至少一者即可。此外，在上述实施方式中，以择一的方式从一次电池36或二次电池37供给电力，但也可以从一次电池36及二次电池37并行地供给电力。例如可以根据位置检测系统1的各处理部(例如磁传感器51、计数器67、非易失性存储器68)的消耗电力，规定一次电池36供给电力的处理部和二次电池37供给电力的处理部。另外，二次电池37使用从电源部EC2供给的电力和由电信号产生单元31A、31B产生的电信号的电力的至少一者来充电即可。
接下来，对电力供给系统2及多旋转信息检测部3的动作进行说明。图5是表示旋转轴SF逆时针旋转(正转)时的多旋转信息检测部3的动作的时序图。表示旋转轴SF逆时针旋转(反转)时的多旋转信息检测部3的动作的时序图是将图4的图表沿时间反转的图，因此省略其说明。
在图5的“磁场”中，实线表示第1电信号产生单元31A的位置处的磁场，虚线表示第2电信号产生单元31B的位置处的磁场。“第1电信号产生单元”、“第2电信号产生单元”分别表示第1电信号产生单元31A的输出、第2电信号产生单元31B的输出，将沿一个方向流动的电流的输出作为正(+)，将沿其反方向流动的电流的输出作为负(-)。“使能信号”表示通过由电信号产生单元31A、31B产生的电信号而对调节器63的控制端子63a施加的电位，用“H”表示高电平，用“L”表示低电平。“调节器”表示调节器63的输出，用“H”表示高电平，用“L”表示低电平。
图5的“第1磁传感器上的磁场”、“第2磁传感器上的磁场”是形成于磁传感器51及52上的磁场。用长虚线表示磁铁11所形成的磁场，用短虚线表示偏置磁铁所形成的磁场，用实线表示它们的合成磁场。“第1磁传感器”、“第2磁传感器”分别表示始终驱动磁传感器51及52时的输出，用虚线表示来自第1输出端子的输出，用实线表示来自第2输出端子的输出。“第1模拟比较器”、“第2模拟比较器”分别表示来自模拟比较器65及66的输出。将始终驱动磁传感器及模拟比较器的情况下的输出示于“始终驱动”，将间歇驱动磁传感器及模拟比较器的情况下的输出示于“间歇驱动”。
在旋转轴SF逆时针旋转的情况下，在角度位置180°及0°(360°)处，第1电信号产生单元31A输出沿正向流动的电流脉冲(“第1电信号产生单元”的+)。此外，在角度位置90°及270°处，第1电信号产生单元31A输出沿反方向流动的电流脉冲(“第1电信号产生单元”的-)。在角度位置135°及315°处，第2电信号产生单元31B输出沿反方向流动的电流脉冲(“第2电信号产生单元”的-)。此外，在角度位置45°及225°处，第2电信号产生单元31B输出沿正向流动的电流脉冲(“第2电信号产生单元”的+)。因此，使能信号分别在角度位置45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、及0°，切换为高电平。此外，调节器63与使能信号维持为高电平的状态对应地，分别在角度位置45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、及0°处向电源线PL供给规定电压。
在本实施方式中，磁传感器51的输出和磁传感器52的输出具有90°的相位差，检测部13利用该相位差来检测旋转位置信息。在从角度位置22.5°至角度位置112.5°的范围，磁传感器51的输出为正弦波状。在该角度范围，调节器63在角度位置45°、90°处输出电力。磁传感器51及模拟比较器65利用分别在角度位置45°、90°供给的电力而被驱动。从模拟比较器65输出的信号(以下，称为A相信号)在没有接受电力供给的状态下维持为L电平，分别在角度位置45°、90°处成为H电平。
此外，磁传感器52的输出在角度位置157.5°至247.5°的范围内，为正弦波状。在该角度范围内，调节器63在角度位置180°、225°输出电力。磁传感器52及模拟比较器66利用分别在角度位置180°、225°供给的电力而被驱动。从模拟比较器66输出的信号(以下，称为B相信号)在没有接受电力供给的状态下维持为L电平，分别在角度位置180°、225°成为H电平。
此处，在向计数器67供给的A相信号为H电平(H)，向计数器67供给的B相信号为L电平的情况下，以(H，L)的形式来表示这些信号电平的组。图5中，在角度位置180°处，信号电平的组为(L，H)，在角度位置225°处，信号电平的组为(H，H)，在角度位置270°处，信号电平的组为(H，L)。
在检测到的A相信号和B相信号的一者或两者为H电平的情况下，计数器67使存储部14存储信号电平的组。在接下来检测到的A相信号和B相信号的一者或两者为H电平的情况下，计数器67从存储部14读取上次的电平的组，比较上次的电平的组和本次的电平的组来判断旋转方向。
例如，在上次的信号电平的组为(H，H)，本次的信号电平为(H，L)的情况下，在上次的检测中角度位置为225°，在本次的检测中角度位置为270°，因此，可知为逆时针(正转)。在本次的电平的组为(H，L)，且上次的电平的组为(H，H)的情况下，计数器67向存储部14供给表示计数增加的增量信号。在检测到来自计数器67的增量信号的情况下，存储部14将存储的多旋转信息更新为增加1的值。在反转的情况下，上次的信号电平为(H，H)而本次的信号电平为(L，H)，因此，存储部14从多旋转信息减去1。本实施方式的多旋转信息检测部3能够像这样在判断旋转轴SF的旋转方向的同时，检测多旋转信息。此外，仅在产生脉冲信号期间从电信号产生单元31A、31B对磁传感器51、52间歇地供给电流，因此，与对磁传感器51、52始终供给电流相比，能够大幅抑制电池32的消耗电力。
接下来，参照图6的(A)的流程图对本实施方式的编码器装置EC的制造方法的一例进行说明。在下文中，将编码器装置EC作为仅具备1个电信号产生单元31A的编码器装置进行说明。在具备多个电信号产生单元的情况下也能够以同样的方式制造。首先，在图6的(A)的步骤120中，准备(例如制造)安装有图7的(A)所示的发电部42A、磁性感应部41A、第1磁性体45A、第3磁性体46A、及电信号产生单元31A的壳体6等(包括磁铁11及磁轭部件18等)。壳体6呈在中央部设有开口6a的短圆筒状，在壳体6的一部分形成有用于收容第1磁性体45A、第3磁性体46A及发电部42A的槽部6b，在槽部6b的周向的侧面形成有用于收容磁性感应部41A的两端部的避让槽6c。
在接下来的步骤122中，对未图示的检查工具安装磁性感应部41A，检查能否从发电部42A得到例如规定规格以上的电信号。检查工具是例如能够取放磁性感应部41A的、包括作为基准的电信号产生单元31A的编码器装置EC的成品。检查合格的磁性感应部41A在步骤126中使用。接下来，在步骤124中，使用图8的(A)及(B)所示的组装夹具44。组装夹具44呈长方体状，在其一个面形成有直径略大于发电部42A、深度稍短于发电部42A的圆柱状的2个孔部44a、44d。在孔部44a、44d的中心，形成有直径略大于磁性感应部41A、比磁性体45A、46A的发电部42A侧的部分的厚度略深的孔部44b、44e。此外，在从孔部44a、44d的侧面至组装夹具44的侧面的范围，形成有用于供发电部42A的线圈的两端部通过的避让槽44c、44f。并且，将发电部42A装配到(插入)组装夹具44的孔部44d中。在另一个孔部44a也装配有其他发电部42A。
在接下来的步骤126中，将磁性感应部41A插入图8的(B)的组装夹具44的孔部44d内的发电部42A的贯通孔42Ac中。磁性感应部41A的前端部被插入孔部44d内的孔部44e。在该状态下，通过粘接等将磁性感应部41A固定于发电部42A的贯通孔42Ac的端部(口部)的1处或2处。由此，如图8的(C)所示，发电部42A和磁性感应部41A被一体化。
与这些动作并行地或在这些动作之前，在步骤128中，如图7的(B)所示，将设有磁铁11的磁轭部件18(侧磁轭18S)配置于壳体6的内侧。另外，作为一例，如图9的(B)所示，旋转轴SF经由旋转轴承(未图示)被可旋转地支承于基座部件7(其支承图1的马达M)的中央。而且，在旋转轴SF的前端部通过螺栓10固定盘5的圆筒状的端部，在盘5的底面连结磁轭部件18(侧磁轭18S)，在磁轭部件18内配置磁铁11。换句话说，在该例子中，盘5兼用作支承部件。并且，在基座部件7的上表面，以包围盘5及磁铁11的方式在例如3处用螺栓(未图示)固定壳体6。因此，壳体6(外壳)以包围侧磁轭18S(第2磁性体)的方式配置为能够与侧磁轭18S相对旋转。进一步，如图7的(B)所示，在壳体6的槽部6b安装有第1磁性体45A、第3磁性体46A。第1磁性体45A、第3磁性体46A设于壳体6的上部(槽部6b)。另外，也能够采用不使磁轭部件18旋转的构成(该情况下，磁铁11经由未图示的支承部件固定于旋转轴SF等)。该情况下，也能够将磁轭部件18固定于壳体6侧。
接下来，在步骤130中，将一体化的发电部42A及磁性感应部41A收纳于壳体6的槽部6b。此时，从发电部42A的两端突出的磁性感应部41A的2个端部被收容于第1磁性体45A、第3磁性体46A的缺口部45Aa、46Aa及壳体6的避让槽6c。在接下来的步骤132中，通过粘接等将发电部42A固定于壳体6，通过焊接等将发电部42A的线圈的两端部与端子42Aa、42Ab连接。由此完成电信号产生单元31A。
进一步，在步骤134中，如图9的(A)及(B)所示，通过在组入有电信号产生单元31A的壳体6的上部安装圆板状的磁力用的屏蔽板8、及安装有图1的角度检测部4及磁力检测部12的传感器基板9，完成编码器装置EC。在屏蔽板8上形成有收容电信号产生单元31A的缺口部8a、及用于供来自传感器基板9的发光部的光及磁力检测部12用的磁感线通过的长方形的开口8b。此外，在传感器基板9上设有用于收容电池32(例如一次电池)的收容部9a及收容处理电路的收容部9b。进一步，在步骤136中进行编码器装置EC的成品的检查。作为一例，使旋转轴SF以规定旋转速度旋转，检测能否从电信号产生单元31A得到规定规格以上的电信号。在能够从电信号产生单元31A得到规定规格以上的电信号时，编码器装置EC为合格品，该制造工序结束。在无法从电信号产生单元31A得到规定规格以上的电信号时，也可以例如返回步骤130，进行一体化的发电部42A及磁性感应部41A的更换等。根据该制造方法，能够使用组装夹具44高效且正确地进行发电部42A与磁性感应部41A的相对定位，因此能够高效地制造电信号产生单元31A及编码器装置EC。
像这样，本实施方式的编码器装置EC具备：位置检测系统1(位置检测部)，其检测马达M(动力供给部)的旋转轴SF(移动部)的旋转位置信息；磁铁11，其与旋转轴SF连动地旋转，并且沿旋转轴SF的旋转方向(θ方向)具有多个极性；电信号产生单元31A(电信号产生部)，其具有磁特性根据伴随磁铁11(旋转轴SF)的移动所产生的磁场变化而变化的磁性感应部41A(磁性感应部件47)、和用于将磁铁11的磁感线向磁性感应部41A引导的第1磁性体45A，并基于磁性感应部41A的磁特性产生电信号；和侧磁轭18S(第2磁性体)，其配置于磁铁11与磁性感应部41A之间，将磁铁11的一个极性部分的磁感线向磁铁11的其他极性部分引导。
根据本实施方式，包含在磁铁11的侧面产生的磁感线在内的电信号产生单元31A中的对脉冲生成而言不必要的磁场分量(抵消所需磁场分量的分量(噪音分量))经由侧磁轭18S返回磁铁11，因此，该不必要的磁场分量不会对因磁铁11的旋转而引起的交流磁场的反转所产生的、从磁性感应部41A的长度方向的一端朝向另一端的磁畴壁的产生造成不利影响。因此，即使将磁性感应部41A配置于侧磁轭18S(磁铁11)附近，使电信号产生单元31A小型化，也能够不受该不必要的磁场分量影响地，通过由磁铁11的旋转而产生的轴向交流磁场的反转，使用电信号产生单元31A高效且高可靠性(稳定的输出)地产生高输出的脉冲(电信号)。此外，在编码器装置EC具备电池32的情况下，通过使用由电信号产生单元31A高效地产生的电信号，能够省去电池32的维护(例如更换)或者降低电池32的维护的频率。
此外，本发明人实际检测了使用本实施方式的电信号产生单元31A产生的脉冲，结果发现在磁铁11旋转时，可得到振幅变动较小的稳定的脉冲。这可认为也是因为在电信号产生单元31A设置有磁性感应部41A中磁场实质为0的中立区间(第2时间)而带来的效果。
此外，编码器装置EC中，从在电信号产生单元31A产生电信号后的短时间内，从电池32向多旋转信息检测部3供给电力，多旋转信息检测部3进行动态驱动(间歇驱动)。在多旋转信息的检测及写入结束后，向多旋转信息检测部3的电源供给被断开，但因为计数值被储存在存储部14中，所以得以保持。即使在从外部的电力供给被断开的状态下，这样的顺序也在磁铁11上的规定位置每次通过电信号产生单元31A附近时反复。此外，在下一次马达M启动时对马达控制部MC等读出存储在存储部14中的多旋转信息，用于旋转轴SF的初始位置等的计算。这样的编码器装置EC中，由于电池32根据由电信号产生单元31A产生的电信号，供给由位置检测系统1消耗的电力的至少一部分，所以能够使电池32长寿化。因此，能够省去电池32的维护(例如更换)，或减小维护的频率。例如，在电池32的寿命比编码器装置EC的其他部分的寿命长的情况下，能够无需进行电池32的更换。
而且，在利用韦根金属丝等磁性感应金属丝时，即使磁铁11的旋转为极低速，也能够从电信号产生单元31A得到脉冲电流(电信号)的输出。因此，例如即使在没有对马达M进行电力供给的状态等下，在旋转轴SF(磁铁11)的旋转为极低速的情况下，也能够将电信号产生单元31A的输出用作电信号。另外，作为磁性感应金属丝(磁性感应部41A)，也能够使用非晶磁致伸缩线等。
此外，本实施方式的编码器装置EC的制造方法包括：准备磁性感应部41A、发电部42A、及第1磁性体45A的步骤120；对组装夹具44的第1孔部44d插入发电部42A，通过发电部42A对设于第1孔部44d内的第2孔部44e插入磁性感应部41A的步骤124、126；将发电部42A和磁性感应部41A固定的步骤126；和将从组装夹具44取出的发电部42A固定于壳体6的步骤132，该壳体6配置在侧磁轭18S(第2磁性体)的侧面。根据该制造方法，能够易于在组装夹具44以正确的位置关系固定发电部42A和磁性感应部41A，因此，能够高效地制造电信号产生单元31A及编码器装置EC。
此外，对本实施方式的编码器装置EC用的壳体6(外壳)组入磁性感应部41A及发电部42A的方法是对编码器装置EC的壳体6组入磁性感应部41A及发电部42A的方法，所述编码器装置EC具备：位置检测系统1(位置检测部)，其检测旋转轴SF(移动部)的旋转位置信息；磁铁11，其与旋转轴SF连动地旋转，并且沿旋转轴SF的旋转方向(θ方向)具有多个极性；电信号产生单元31A(电信号产生部)，其具有磁特性根据伴随磁铁11的移动所产生的磁场变化而变化的磁性感应部41A、基于磁性感应部41A的磁特性而产生电信号的发电部42A、和用于将磁铁11的磁感线向磁性感应部41A引导的第1磁性体45A；和侧磁轭18S(第2磁性体)，其配置于磁铁11与磁性感应部41A之间，用于将磁铁11的一个极性部分的磁感线向磁铁11的其他极性部分引导。该方法包括：对组装夹具44的第1孔部44d插入发电部42A，通过发电部42A对设于第1孔部44d内的第2孔部44e插入磁性感应部31A的步骤124、126；固定发电部42A和磁性感应部41A的步骤126；和将从组装夹具44取出的发电部42A固定于壳体6的步骤132，该壳体6配置在侧磁轭18S(第2磁性体)的侧面。根据该组入方法，能够易于在组装夹具44以正确的位置关系固定发电部42A和磁性感应部41A，因此，能够高效地制造电信号产生单元31A。
另外，本实施方式能够以如下方式变形。
在上述实施方式中，设有2个电信号产生单元31A、31B，但编码器装置EC也可以仅具备1个电信号产生单元31A。进一步，编码器装置EC也可以具备3个以上的电信号产生单元。此外，在下文说明的其他实施方式及其变形例中，对1个电信号产生单元进行说明，但也可以具备多个电信号产生单元。
此外，在上述编码器装置EC的制造方法或对壳体6组入磁性感应部41A及发电部42A的方法中，如图6的(B)的变形例所示，继步骤120(准备工序)之后，在步骤140中，也可以将发电部42A装配于上述未图示的检查工具。进一步，在步骤142中，也可以对发电部42A的贯通孔42Ac插入预先检查用的磁性感应部41A(未图示)(主磁性感应部)，来检查能否从发电部42A得到例如规定规格以上的电信号，所述磁性感应部41A成为在插入发电部42A(未图示)时确认从发电部42A产生适当的电信号的基准。通过该检查来进行发电部42A的检查。将检查合格的发电部42A在图6的(A)的步骤124中装配于组装夹具44。之后的制造工序与图6的(A)的动作相同。根据该变形例，发电部42A的检查完毕，因此，步骤136的成品的检查中的成品率提高。
此外，如图10的变形例所示，继步骤120(准备工序)之后，也可以在步骤124对组装夹具44的孔部44d装配发电部42A，在步骤144中，对发电部42A内插入磁性感应部41A，在步骤146中，将在组装夹具44内一体化了的发电部42A及磁性感应部41A装配于未图示的检查工具。在该例子中，也可以在步骤148中将发电部42A的线圈的2个端子与检查工具的电极(未图示)接线，检查能否从发电部42A得到例如规定规格以上的电信号。将该检查合格的发电部42A和磁性感应部41A通过粘接等固定于贯通孔42Ac的孔口(例如前端)。然后，去掉该接线，进至图6的(A)的步骤132，将一体化了的发电部42A及磁性感应部41A安装于壳体6。之后的动作与图6的(A)的动作同样。根据该变形例，一体地完成了发电部42A及磁性感应部41A的检查，因此，能够提高步骤136的成品检查中的成品率。
[第2实施方式]
参照图11的(A)至图12的(C)对第2实施方式进行说明。另外，在图11的(A)至图12的(C)中，对与图2的(A)至(C)对应的部分标注相同的附图标记并省略其详细说明。
图11的(A)是表示本实施方式的编码器装置的磁铁11A、磁轭部件18A、及电信号产生单元31C的立体图，图11的(B)是表示该编码器装置的俯视图，图11的(C)是图11的(B)的侧视图。在图11的(A)、(B)中，磁铁11A构成为相对于旋转轴SF的半径方向(或径向、径方向、或者放射方向)AD2上的磁场的方向及强度根据旋转而变化。磁铁11A由例如配置为与旋转轴SF同轴的圆环状的多个磁铁构成。磁铁11A的主面(表面)及背面分别与旋转轴SF大致垂直。
磁铁11A具备外周侧的第1组磁铁、和第2组磁铁，所述第1组磁铁通过分别呈相同形状的长方体状的N极16E、S极16F、N极16G及S极16H这4个磁铁在旋转轴SF的旋转方向或周向(θ方向)上以90°间隔配置为圆环状而构成；所述第2组磁铁是以与第1组磁铁的内侧面紧贴的方式配置为圆环状的由相同形状的S极17E、N极17F、S极17G、及N极17H的磁铁构成的。外周侧的第1组磁铁与内周侧的第2组磁铁的相位错开180°。像这样，磁铁11A沿θ方向具有多个(在本例中为4个)极性(N极16E、S极16F等)。此外，将在磁铁11A中与旋转方向(移动方向)正交的方向、即在本实施方式中相对于旋转轴SF的半径方向(径方向)AD2视为磁铁11A的宽度方向。此时，磁铁11A在表面或背面，在与θ方向正交的宽度方向(半径方向AD2)上也具有互不相同的极性(N极16E、S极17E等)。作为磁铁11A，也可以使用磁化成在θ方向上具有多对(例如4对)极性的例如环带状的永磁铁。此外，例如能够将由N极16E及S极17E构成的部件视为磁化为2个磁极的一个磁铁要素。本实施方式的磁铁11A的磁化方向(取向方向)为半径方向(径方向)AD2。
此外，由强磁性材料构成的磁轭部件18A具有后磁轭18AB和侧磁轭18AS，所述后磁轭18AB呈环带状，具有开口18Aa且载置磁铁11A，所述侧磁轭18AS呈圆筒状，且设置为包围后磁轭18AB上的磁铁11A。但是，本实施方式的侧磁轭18AS中，在与磁铁11A的圆周方向上的具有彼此不同的极性(N极16E及S极16F等)部分相同的位置，以与该具有彼此不同的极性的部分的角度间隔θT相同的角度间隔，设有多个(在本例中为4个)开口18Ab、18Ac、18Ad、18Ae。开口18Ab～18Ae的宽度与N极16E～S极16H的磁铁的宽度大致相同，所述N极16E～S极16H的磁铁与和旋转轴SF正交的方向(径方向)上的磁铁11的侧面相对。
在本实施方式中，电信号产生单元31C的磁性感应部件47在侧磁轭18AS的外侧面附近配置为长度方向LD1与旋转轴SF的周向平行。因此，能够使电信号产生单元31C小型化。但是，在本实施方式中，也能够利用侧磁轭18AS使磁铁11A的磁感线不向磁性感应部件47侧漏出，因此，磁性感应部件47的长度方向LD1的方向是任意的。
此外，磁性感应部件47的一端侧的第1磁性体45C的前端部45Cb在侧磁轭18AS的外侧面附近配置为与该外侧面大致平行。此外，磁性感应部件47的另一端侧的第3磁性体46C的前端部46Cb在侧磁轭18AS的外侧面附近与该外侧面大致平行地配置。第1磁性体45C的前端部45Cb和第3磁性体46C的前端部46Cb以呈“八”字型扩开的方式轴对称地形成，前端部45Cb和前端部46Cb的角度间隔与侧磁轭18AS的开口18Ab～18Ae的角度间隔θT(即磁铁11A的互不相同的极性部分的角度间隔)大致相同。换句话说，第1磁性体45C的前端部45Cb和第3磁性体46C的前端部46Cb为一对，前端部45Cb、46Cb朝向相对于轴对称的基准线彼此远离的方向(朝外)形成。除此之外的构成与第1实施方式相同。
在本实施方式中，如图11的(B)所示，在电信号产生单元31C的中心位于磁铁11A的彼此不同的极性部分(例如N极16E和S极16F)的中间位置或其附近位置的情况下，第1磁性体45C、第3磁性体46C的前端部45Cb、46Cb通过侧磁轭18AS的开口(例如开口18Ac、18Ab)，与磁铁11A的彼此不同的极性部分相对。并且，由磁铁11A、第1磁性体45C、磁性感应部件47(磁性感应部41A)、及第3磁性体46C形成包含朝向磁性感应部41A的长度方向的磁感线的磁路MC5。进一步，从位于靠近磁性感应部件47的位置的例如N极16E朝向相对于旋转轴SF的半径方向倾斜的方向(磁性感应部件47的方向)的不必要的磁感线沿着形成于侧磁轭18AS的磁路MC6，朝向相邻的S极16F。因此，从N极16E等沿倾斜方向产生的磁感线不会朝向磁性感应部41A的长度方向，在磁性感应部41A的长度方向上抵消原本的磁感线那样的反方向的磁感线不发挥作用。
此外，图12的(B)表示将磁铁11A及磁轭部件18A从图11的(B)的状态逆时针旋转45°后的状态，图12的(A)表示该状态的立体图，图12的(C)是图12的(B)的侧视图。在图12的(B)中，N极16E的中心或其附近隔着侧磁轭18AS的开口18Ab位于电信号产生单元31C的中心，电信号产生单元31C的第1磁性体45C、第3磁性体46C的前端部45Cb、46Cb位于侧磁轭18AS的外侧面附近。因此，从N极16E朝向第1磁性体45C、第3磁性体46C(旋转轴SF的半径方向)的磁感线经由侧磁轭18AS的磁路MC6被引导至相邻的S极16F、16H，而不朝向磁性感应部件47。同样地，在S极16F、N极16G、S极16H的中心或其附近位于电信号产生单元31C的中心的情况下，从S极16F、N极16G、S极16H朝向旋转轴SF的半径方向的磁感线也经由侧磁轭18AS被引导至其他极性的部分，因此，该磁感线不会被向磁性感应部件47的长度方向引导。因此，在磁性感应部件47不产生感应电流。
此外，如图11的(B)及图12的(B)所示，在位于磁铁11的旋转1周内的至少一个角度位置(例如从电信号产生单元31A、31B产生上述电信号的角度位置)的情况下，以在从旋转轴SF的轴向观察时，第1磁性体45C的前端部45Cb的中心线CL2a及第3磁性体46C的前端部46Cb的中心线CL2b与磁铁11的规定极性部分(在图12的(B)中为N极16E)或规定开口(在图12的(B)中为开口18Ab)的两侧的侧磁轭18AS大致平行的方式，配置有前端部45Cb、46Cb(确定前端部45Cb、46Cb的倾斜角)。此外，在磁铁11A的旋转1周内的至少一个角度位置，第1磁性体45C的前端部45Cb在旋转轴SF的半径方向(径方向)上配置在与磁铁11A的规定极性部分(N极16E～S极16H)相对的位置。此外，第1磁性体45C、第3磁性体46C的至少一部分在旋转轴SF的半径方向配置于与侧磁轭18AS重叠的位置。
像这样在本实施方式的电信号产生单元31C中，在旋转轴SF旋转1周期间也具有第1时间和第2时间，所述第1时间是来自磁铁11A的磁感线经由侧磁轭18AS的开口及第1磁性体45C、第3磁性体46C通过磁性感应部41A的时间(以图11的(B)的时间点为中心的期间)，所述第2时间是来自磁铁11A的磁感线通过侧磁轭18AS(第2磁性体)且不通过磁性感应部41A的时间(以图12的(B)的时间点为中心的期间)，在该第1时间时由电信号产生单元31A产生电信号。该第2时间时的磁铁11A的区间(旋转1周中的规定角度的区间)为在磁性感应部41A中磁场实质上为0的中立区间(第2时间时)。
因此，根据本实施方式的电信号产生单元31C，利用磁铁11A及磁轭部件18A的旋转而从第2时间切换至第1时间，由此磁性感应部41A的长度方向上的磁感线的变化剧烈，能够从发电部42A产生更高输出的脉冲，所述第2时间是图12的(B)所示的来自磁铁11A的磁感线不通过磁性感应部件47的长度方向的区间，所述第1时间是如图11的(B)所示，来自磁铁11A的磁感线经由侧磁轭18AS的开口及磁性体的第1磁性体45C、第3磁性体46C在磁性感应部件47的长度方向上通过的区间。
此外，在以该第2时间时为中心的期间，磁铁11A的磁感线不向侧磁轭18AS的外侧面的外侧漏出，因此，即使将磁性感应部件47与侧磁轭18AS的外侧面接近地配置，磁性感应部件47与磁铁11A的间隔变窄，也能够从磁性感应部件47得到高输出的电信号。因此，能够在得到高输出的脉冲的同时，使电信号产生单元31C小型化。
[第3实施方式]
参照图13的(A)、(B)对第3实施方式进行说明。另外，在图13的(A)、(B)中，对与图2的(A)至(C)对应的部分标注相同的附图标记并省略其详细的说明。
图13的(A)是表示本实施方式的编码器装置的磁铁11B、磁轭部件18、及电信号产生单元31D的俯视图，图13的(B)是表示将磁铁11B从图13(A)的状态逆时针旋转45°后的状态的俯视图。在图13的(A)中，磁铁11B以通过旋转在与通过旋转轴SF的中心的直线平行的方向即轴向(Axial direction)上的磁场的方向及强度发生变化的方式，载置于磁轭部件18的后磁轭18B。此外，磁铁11B由侧磁轭18S包围。磁铁11B由如下部件构成：以对称地夹着旋转轴SF的方式配置的1对等腰三角形的平板状的N极16I及16K的磁铁；位于将N极16I及16K绕旋转轴SF旋转90°的位置的相同形状的S极16J及16L的磁铁；和分别配置于N极16I、16K及S极16J、16L的背面的相同形状的S极17I、17K及N极17J、17L的磁铁(未图示)。
磁铁11B是磁化为沿绕旋转轴SF的圆周方向(θ方向)具有4对极性的多个(在图13的(A)中为4个)永磁铁的组合。另外，也可以使磁铁11B由1个环带状的磁铁构成，对该磁铁磁化N极16I～S极16L等。磁铁11B的主面即表面(图1的马达M相反侧的面)及背面分别与旋转轴SF大致垂直。伴随磁铁11B的旋转，形成轴向的磁场的方向反转的交流磁场。电信号产生单元31D在从磁铁11B的主面的法线方向观察时配置于磁铁11B的上表面及外侧面。
在本实施方式中，电信号产生单元31D的主体部(包含磁性感应部件47的部分)设置为分别在与旋转轴SF正交的半径方向(径方向)或与该半径方向平行的方向上从磁铁11B离开，且与磁铁11B非接触。电信号产生单元31D具备磁性感应部件47、第1磁性体45A、及第3磁性体46A。第1磁性体45A、第3磁性体46A设置为在磁铁11B的表面与磁性感应部41A的两端之间横跨侧磁轭18S。磁性感应部件47的长度方向例如与旋转轴SF的周向大致平行，因此，能够使电信号产生单元31D小型化，但其长度方向是任意的。
此外，如图13的(B)所示，在位于磁铁11的旋转1周内的至少一个角度位置(例如从电信号产生单元31A、31B产生上述电信号的角度位置)的情况下，在从旋转轴SF的轴向观察时，以第1磁性体45A的前端部45Ab的中心线CL1a及第3磁性体46A的前端部46Ab的中心线CL1b与磁铁11B的相邻的2个极性部分(在图13的(B)中为N极16I及S极16L)的电信号产生单元31D侧的两边(两侧面)大致平行的方式，配置有前端部45Ab、46Ab(确定前端部45Ab，46Ab的倾斜角)。此外，在磁铁11B的旋转1周内的至少1个角度位置，第1磁性体45A配置于在旋转轴SF的轴向或与其平行的方向上与磁铁11B的规定极性部分(N极16I～S极16L)相对的位置。此外，第1磁性体45A、第3磁性体46A的至少一部分在从旋转轴SF的轴向观察时，配置在分别与磁铁11B的规定极性部分(N极16I～S极16L)和侧磁轭18S重叠的位置。
如图13的(A)所示，在磁铁11B的N极16I(或S极16J、N极16K、S极16L)的中心或其附近位于与电信号产生单元31D的中心相同的角度位置时，第1磁性体45A、第3磁性体46A的磁铁11B侧的前端部45Ab、46Ab以与该N极16I的磁铁的对称的2个边大致平行，且从这2个边向外侧远离的方式对称地向内侧倾斜。在该状态下，N极16N的磁感线经由侧磁轭18AS朝向其他极性(S极16J、16L、17I)部分，而不经由前端部45Ab、46Ab朝向磁性感应部件47。因此，可在比图3的(B)的情况下更广的角度范围内设定磁性感应部41A的长度方向的磁场分量几乎为0的中立区间(第2时间)。
此外，如图13的(B)所示，在将磁铁11B从图13的(A)的状态旋转45°后的状态下，磁铁11的N极16I与S极16L的中心(或S极16L与N极16K的中心，N极16K与S极16J的中心，或S极16J与N极16I的中心)或其附近位于与电信号产生单元31D的中心相同的角度位置。在该状态下，第1磁性体45A、第3磁性体46A的磁铁11B侧的前端部45Ab、46Ab与N极16I及S极16L的磁铁的相对的2个边大致平行，且位于该边的上方。因此，N极16I的磁感线经由第1磁性体45A、磁性感应部41A、及第3磁性体46A被引导至S极16L，在磁性感应部41A的长度方向上形成磁畴壁(第1时间)。此外，在磁铁11B旋转90°时，磁性感应部41A内的磁畴壁的方向反转。此时，在本实施方式中，中立区间较广，因此，基于磁铁11B的旋转产生的磁性感应部41A内的磁场的反转急剧，能够从磁性感应部件47更稳定地产生更高输出的脉冲。
[第4实施方式]
参照图14的流程图、及图15的(A)、(B)对第4实施方式进行说明。另外，在图14、图15的(A)、(B)中，对与图6的(A)及图9的(A)对应的部分标注相同的附图标记并省略详细的说明。本实施方式的编码器装置的构成与第1实施方式的编码器装置EC大致相同。但是，如图15的(A)所示，在壳体6的侧面的收容第1磁性体45A、第3磁性体46A的部分附近设有缺口部6d，在该缺口部6d的侧壁形成有用于插入磁性感应部41A的贯通孔即横孔6e这点不同。
以下，对本实施方式的编码器装置的制造方法、及对编码器装置用的壳体6(外壳)组装磁性感应部41A及发电部42A的方法的一例进行说明。首先，在继图14的步骤120(准备工序)之后的步骤128中，如图15的(A)所示，将设有磁铁11的磁轭部件18(侧磁轭18S)配置在壳体6的内侧。在接下来的步骤150中，对壳体6的槽部6b(参照图7的(A))安装第1磁性体45A、第3磁性体46A。进一步，在步骤152中，对壳体6的槽部6b(第1磁性体45A、第3磁性体46A之间)装配发电部42A，通过粘接等将发电部42A固定于壳体6。此外，将发电部42A的线圈的两端部与端子42Aa、42Ab连接。
在接下来的步骤154中，如图15的(A)所示，经由壳体6的缺口部6d及横孔6e，对发电部42A的贯通孔42Ac(参照图7的(A))插入磁性感应部41A。另外，在本实施方式中，磁性感应部41A能够从侧面方向插入发电部42A，因此，也可以在第1磁性体45A、第3磁性体46A的发电部42A侧的部分设置圆形的开口来代替细长的缺口部45Aa、46Aa(参照图2的(A))。在该状态下，在步骤156中，检查发电部42A及磁性感应部41A能否使旋转轴SF(磁铁11)旋转而从发电部42A得到规定规格以上大小的脉冲。在能够得到规定规格以上的脉冲时，在步骤158中，通过粘接等将磁性感应部41A的两端固定于壳体6。由此，完成电信号产生单元31A。
接下来，在步骤160中，如图15的(B)所示，在壳体6安装屏蔽板8。进一步，进至图6的(A)的步骤134，安装传感器基板9，进行成品的检查(步骤136)，由此，完成编码器装置EC。根据本实施方式，具有：步骤152，将发电部42A固定于壳体6，该壳体6配置于侧磁轭18S(第2磁性体)的侧面；步骤154，通过设于壳体6的横孔6e(开口)将磁性感应部41A插入发电部42A内；和步骤158，将磁性感应部41A固定于壳体6。通过像这样将磁性感应部41A插入固定于壳体6的发电部42A，与使用组装夹具44的情况相比，能够高效地进行发电部42A和磁性感应部41A的组装，能够高效地制造电信号产生单元31A及编码器装置。
另外，在如上述实施方式那样设有多个电信号产生单元的情况下，从电信号产生单元31A输出的电力既可以作为用于检测多旋转信息的检测信号来使用，也可以用于向检测系统等供给。
另外，在上述第1实施方式中，磁铁11是在周向上具有4极和在厚度方向上具有2极的8极的磁铁，但不限定于这样的构成，能够适当地变更。例如，磁铁11的周向的极数也可以为2极或4极以上。
另外，在上述实施方式中，位置检测系统1检测旋转轴SF(移动部)的旋转位置信息作为位置信息，但也可以检测规定方向的位置、速度、加速度的至少一者来作为位置信息。编码器装置EC既可以含有旋转编码器，也可以含有线性编码器。此外，编码器装置EC也可以是通过发电部及检测部设于旋转轴SF，磁铁11设于移动体(例如旋转轴SF)的外部，而磁铁与检测部的相对位置伴随移动部的移动而变化的编码器装置。此外，位置检测系统1也可以不检测旋转轴SF的多旋转信息，也可以利用位置检测系统1的外部的处理部来检测多旋转信息。
在上述实施方式中，电信号产生单元31A、31B在与磁铁11成为规定位置关系时产生电力(电信号)。位置检测系统1也可以将电信号产生单元31A、31B中产生的电力(信号)的变化用于检测信号，来检测移动部(例如旋转轴SF)的位置信息。例如，也可以将电信号产生单元31A、31B用作传感器，位置检测系统1也可以通过电信号产生单元31A，31B及1个以上的传感器(例如磁传感器、受光传感器)来检测移动部的位置信息。此外，在电信号产生单元的个数为2个以上的情况下，位置检测系统1也可以将2个以上的电信号产生单元用作传感器来检测位置信息。例如，位置检测系统1既可以将2个以上的电信号产生单元用作传感器，而不使用磁传感器地检测移动部的位置信息，也可以不使用受光传感器地检测移动部的位置信息。
此外，电信号产生单元31A、31B也可以供给由位置检测系统1消耗的电力的至少一部分。例如，电信号产生单元31A、31B也可以对位置检测系统1中消耗电力相对较小的处理部供给电力。此外，电供给系统2也可以不对位置检测系统1的一部分供给电力。例如，电力供给系统2也可以间歇地向检测部13供给电力，而不向存储部14供给电力。该情况下，也可以从设于电力供给系统2的外部的电源、电池等对存储部14间歇地或连续地供给电力。发电部也可以是利用大巴克豪森跳变以外的现象产生电力的发电部，例如可以不对移动部(例如旋转轴SF)及位置检测系统1的一部分供给电力。例如，电力供给系统2也可以对检测部13间歇地供给电力，而不对存储部14供给电力。该情况下，也可以从设于电力供给系统2的外部的电源、电池等对存储部14间歇地或连续地供给电力。发电部也可以是利用大巴克豪森跳变以外的现象来产生电力的发电部，例如可以是通过伴随随着移动部(例如旋转轴SF)的移动的磁场变化而产生的电磁感应而产生电力的发电部。存储检测部的检测结果的存储部也可以设于位置检测系统1的外部，还可以设于编码器装置EC的外部。
[驱动装置]
对驱动装置的一例进行说明。图16是表示驱动装置MTR的一例的图。在以下的说明中，对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。该驱动装置MTR是含有电动马达的马达装置。驱动装置MTR具有旋转轴SF、旋转驱动旋转轴SF的主体部(驱动部)BD、和检测旋转轴SF的旋转位置信息的编码器装置EC。
旋转轴SF具有负荷侧端部SFa和反负荷侧端部SFb。负荷侧端部SFa与减速器等其他动力传递机构连接。在反负荷侧端部SFb，经由固定部固定有标尺S。与该标尺S的固定一同安装有编码器装置EC。编码器装置EC是上述实施方式、变形例、或其组合的编码器装置。作为一例，编码器装置具备光学式检测部，其用来自发光元件21Aa的照明光对标尺S进行照明，用受光传感器21Ab、21Ac检测来自标尺S的光从而检测角度信息。
该驱动装置MTR中，图1所示的马达控制部MC使用编码器装置EC的检测结果控制主体部BD。驱动装置MTR中，无需更换编码器装置EC的电池、或电池更换的必要性较低，因此，能够减少维护成本。另外，驱动装置MTR不限于马达装置，也可以具有利用液压或气压而旋转的轴部的其他驱动装置。
[工作台装置]
对工作台装置的一例进行说明。图17表示工作台装置STG。该工作台装置STG采用在图16所示的驱动装置MTR的旋转轴SF中的负荷侧端部SFa安装有旋转台(移动物体)ST的构成。在下文的说明中，对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
工作台装置STG中，在对驱动装置MTR进行驱动而使旋转轴SF旋转时，该旋转被传递至旋转台ST。此时，编码器装置EC检测旋转轴SF的角度位置等。因而，能够通过使用来自编码器装置EC的输出来检测旋转台ST的角度位置。另外，也可以在驱动装置MTR的负荷侧端部SFa与旋转台ST之间配置减速器等。
工作台装置STG中，编码器装置EC的电池更换的必要性较低或无需更换电池，因此，能够降低维护成本。另外，工作台装置STG例如能够适用于具备转盘等工作机械的旋转台等。
[机械手装置]
对机械手装置的一例进行说明。图18是表示机械手装置RBT的立体图。另外，图18中示意性地示出了机械手装置RBT的一部分(关节部分)。在下文的说明中，对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。该机械手装置RBT具有第1臂AR1、第2臂AR2、和关节部JT。第1臂AR1经由关节部JT与第2臂AR2连接。
第1臂AR1具备腕部101、轴承101a、及轴承101b。第2臂AR2具有腕部102及连接部102a。连接部102a在关节部JT配置于轴承101a与轴承101b之间。连接部102a与旋转轴SF2一体地设置。旋转轴SF2在关节部JT插入轴承101a和轴承101b这两者。旋转轴SF2中插入轴承101b这一侧的端部贯通轴承101b而与减速器RG连接。
减速器RG与驱动装置MTR连接，将驱动装置MTR的旋转例如减速至百分之一等并向旋转轴SF2传递。在图18中未表示，但驱动装置MTR的旋转轴SF中的负荷侧端部SFa与减速器RG连接。此外，在驱动装置MTR的旋转轴SF中的反负荷侧端部SF安装有编码器装置EC的标尺S。
机械手装置RBT中，在对驱动装置MTR进行驱动而使旋转轴SF旋转时，该旋转经由减速器RG被传递至旋转轴SF2。通过旋转轴SF2的旋转而连接部102a一体地旋转，由此，第2臂AR2相对于第1臂AR1旋转。此时，编码器装置EC检测旋转轴SF的角度位置等。因而，能够根据来自编码器装置EC的输出，检测第2臂AR2的角度位置。
机械手装置RBT中，没有更换编码器装置EC的电池的必要性或必要性较低，因此，能够降低维护成本。另外，机械手装置RBT不限于上述构成，驱动装置MTR能够适用于具备关节的各种机械手装置。
附图标记说明
1…位置检测系统，3…多旋转信息检测部，4…角度检测部，5…盘，11、11A…磁铁，12…磁力检测部，13…检测部，14…存储部，18S、18AS…侧磁轭，21…发光元件(照射部)，22…受光传感器(光检测部)，31A、31B…电信号产生单元，32…电池，33…切换部，36…一次电池，37…二次电池，41A…磁性感应部，42A…发电部，43A、43B…箱体，45A…第1磁性体，46A…第3磁性体，47…磁性感应部件，51、52…磁传感器，63…调节器，64…开关，67…计数器，EC…编码器装置，SF…旋转轴，AR1…第1臂，AR2…第2臂，MTR…驱动装置，RBT…机械手装置，STG…工作台装置。

Claims (26)

1.一种编码器装置，具备：
位置检测部，其检测移动部的位置信息；
磁铁，其沿所述移动部的移动方向具有多个极性；
电信号产生部，其具有根据伴随所述移动部的移动所产生的磁场变化而磁特性发生变化的磁性感应部、和用于将所述磁铁的磁感线向所述磁性感应部引导的第1磁性体，所述电信号产生部基于所述磁性感应部的磁特性而产生电信号；和
第2磁性体，其配置于所述磁铁与所述磁性感应部之间，用于将所述磁铁的一个极性部分的磁感线向所述磁铁的其他极性部分引导。
2.如权利要求1所述的编码器装置，其特征在于，
所述磁铁沿所述移动方向呈平板状，且在与所述移动方向正交的厚度方向上也具有彼此不同的极性，
所述第2磁性体沿所述移动方向连续地设置，
所述第1磁性体以从所述磁性感应部跨越所述第2磁性体的方式直至设置到能够与所述磁铁相对的位置。
3.如权利要求1或2所述的编码器装置，其特征在于，
所述磁铁沿所述移动方向呈平板状，且在与所述移动方向正交的宽度方向上也具有彼此不同的极性，
在所述第2磁性体，以与所述磁铁沿所述移动方向的彼此不同极性间的间隔相同的间隔设有多个开口，
所述第1磁性体设于所述第2磁性体与所述磁性感应部之间，并且所述第1磁性体通过所述第2磁性体的所述开口将所述磁铁的磁感线向所述磁性感应部引导。
4.如权利要求1至3中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述电信号产生部具有第3磁性体，所述第3磁性体用于将通过所述磁性感应部的磁感线向所述磁铁引导。
5.如权利要求4所述的编码器装置，其特征在于，
所述第1磁性体及第3磁性体将来自在所述移动方向上位于彼此不同位置的所述磁铁的彼此不同极性的2个部分的磁感线向所述磁性感应部的长度方向引导。
6.如权利要求4或5所述的编码器装置，其特征在于，
所述移动部包含旋转轴，
在所述电信号产生部，在所述旋转轴旋转1周期间具有第1时间和第2时间，在所述第1时间，来自所述磁铁的磁感线经由所述第1磁性体及所述第3磁性体通过所述磁性感应部，在所述第2时间，来自所述磁铁的磁感线通过所述第2磁性体而不通过所述磁性感应部，
在所述第1时间工作台时，由所述电信号产生部产生电信号。
7.如权利要求4至6中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述磁铁的沿所述移动方向的多个极性部分的、在所述移动方向上的宽度分别设定为比所述第1磁性体的前端部与所述第3磁性体的前端部之间的间隔窄，
在所述移动方向上设有来自所述磁铁的磁感线不通过所述磁性感应部的区间。
8.如权利要求1至7中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
沿所述移动部的所述移动方向设有来自所述磁铁的磁感线不被引导至所述磁性感应部的中立区间。
9.如权利要求1至8中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述磁铁分别具有磁化为2个磁极的多个磁铁要素，
所述磁铁要素分别沿所述移动方向呈平板状，且呈至少具有3个边的多边形。
10.如权利要求1至9中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述磁性感应部根据伴随所述磁铁的移动所产生的磁场变化而产生大巴克豪森跳变。
11.如权利要求1至10中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述电信号产生部通过所述移动部的移动而产生脉冲状的电力。
12.如权利要求1至11中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
具备电池，所述电池基于由所述电信号产生部产生的电信号，供给由所述位置检测部消耗的电力的至少一部分。
13.如权利要求12所述的编码器装置，其特征在于，
具备切换部，所述切换部基于由所述电信号产生部产生的电信号，切换从所述电池向所述位置检测部的电力供给的有无。
14.如权利要求12或13所述的编码器装置，其特征在于，
所述电池包括一次电池或二次电池。
15.如权利要求12至14中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述位置检测部包括因所述移动部的移动而彼此的相对位置发生变化的位置检测用磁铁及磁力检测部，所述位置检测部基于该位置检测用磁铁所形成的磁场来检测所述位置信息，
所述磁力检测部使用从所述电池供给的电力来检测该位置检测用磁铁所形成的磁场。
16.如权利要求1至15中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述位置检测部包括：
标尺，其与所述移动部连动地移动；
照射部，其对所述标尺照射光；和
光检测部，其检测来自所述标尺的光。
17.如权利要求1至16中任一项所述的编码器装置，其特征在于，
所述移动部包括旋转轴，
所述磁铁及所述第2磁性体分别为环带状，
所述磁性感应部配置于所述第2磁性体的外侧面的外侧。
18.如权利要求17所述的编码器装置，其特征在于，
所述位置检测部包括：
角度检测部，其检测所述旋转轴的旋转1周以内的角度位置信息；和
多旋转信息检测部，其检测所述旋转轴的多旋转信息来作为所述位置信息。
19.一种驱动装置，其特征在于，具备：
权利要求1至18中任一项所述的编码器装置；和
动力供给部，其向所述移动部供给动力。
20.一种工作台装置，其特征在于，具备：
移动物体；和
使所述移动物体移动的权利要求19所述的驱动装置。
21.一种机械手装置，其特征在于，具备：
权利要求19所述的驱动装置；和
臂，其在所述驱动装置的驱动下相对移动。
22.一种编码器装置的制造方法，所述编码器装置具备：
位置检测部，其检测移动部的位置信息；
磁铁，其沿所述移动部的移动方向具有多个极性；
电信号产生部，其具有根据伴随所述移动部的移动所产生的磁场变化而磁特性发生变化的磁性感应部、基于所述磁性感应部的磁特性而产生电信号的发电部、和用于将所述磁铁的磁感线向所述磁性感应部引导的第1磁性体；和
第2磁性体，其配置于所述磁铁与所述磁性感应部之间，用于将所述磁铁的一个极性部分的磁感线向所述磁铁的其他极性部分引导，
所述编码器装置的制造方法包括：
准备所述磁性感应部、所述发电部、及所述第1磁性体；
将所述发电部插入组装夹具的第1孔部，通过所述发电部将所述磁性感应部插入设于所述第1孔部内的第2孔部；
固定所述发电部和所述磁性感应部；和
将从所述组装夹具取出的所述发电部固定于壳体，所述壳体配置在所述第2磁性体的侧面。
23.如权利要求22所述的编码器装置的制造方法，其特征在于，包括：
在将所述发电部及所述磁性感应部安装于所述组装夹具前，检查所述磁性感应部及所述发电部的至少一者。
24.如权利要求22所述的编码器装置的制造方法，其特征在于，包括：
在将所述发电部及所述磁性感应部安装于所述组装夹具的状态下，检查所述磁性感应部及所述发电部。
25.一种编码器装置的制造方法，所述编码器装置具备：
位置检测部，其检测移动部的位置信息；
磁铁，其沿所述移动部的移动方向具有多个极性；
电信号产生部，其具有根据伴随所述移动部的移动所产生的磁场变化而磁特性发生变化的磁性感应部、基于所述磁性感应部的磁特性而产生电信号的发电部、和用于将所述磁铁的磁感线向所述磁性感应部引导的第1磁性体；和
第2磁性体，其配置于所述磁铁与所述磁性感应部之间，用于将所述磁铁的一个极性部分的磁感线向所述磁铁的其他极性部分引导，
所述编码器装置的制造方法包括：
准备所述磁性感应部、所述发电部、及所述第1磁性体；
将所述发电部固定于壳体，其中所述壳体配置于所述第2磁性体的侧面；
通过设于所述壳体的开口将所述磁性感应部插入所述发电部内；和
将所述磁性感应部固定于所述壳体。
26.如权利要求25所述的编码器装置的制造方法，其特征在于，包括：
在将所述发电部及所述磁性感应部安装于所述壳体的状态下，检查所述磁性感应部及所述发电部。
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