專利名稱：磁性角度檢測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用磁性檢測旋轉軸等的旋轉部件的旋轉角度、旋轉位置的磁性角度檢測器。
背景技術：
作為利用磁性檢測旋轉部件的旋轉角度的磁性角度檢測器，眾所周知的是用于檢測馬達的輸出軸或被馬達驅動的旋轉軸等的旋轉部件的旋轉角度、旋轉位置的磁性編碼器等。
圖1A～1C利用磁性來檢測旋轉角度的角度檢測器的動作原理的說明圖。被安裝在旋轉軸等上的角度檢測器的旋轉體(以下，稱為檢測環)1由純鐵等的磁性體構成，并沿周向等間隔地相互交替地形成凸部2及凹部3。在圖1A～1C中，該圓形形狀的檢測環1以直線形狀表示。與檢測環1的外周面的凹凸相對配置磁鐵4，并且，在該磁鐵4與檢測環1的凹凸形狀的外周面之間配置磁性檢測裝置。磁性檢測裝置具有根據通過的磁通密度而改變電阻的兩個磁阻元件5a、5b，將兩個該磁阻元件5a、5b串聯，當在該串聯電路上施加電壓Vcc時，兩個磁阻元件5a、5b之間的電壓作為輸出電壓進行檢測。
在圖1A的狀態下，磁阻元件5a與檢測環1的凹部3相對，磁阻元件5b與凸部2相對。其結果是由于磁阻元件5b與凸部2相對，所以來自磁鐵4的磁通通過的多，由于磁阻元件5a與凹部3相對，所以通過的磁通少。結果為磁阻元件5a與磁阻元件5b之間的電壓的輸出電壓變高。
另一方面，如圖1B所示，當檢測環1移動，并處于磁阻元件5a和5b的中間位置與檢測環1的凹部3的中心部一致的狀態下，在兩個磁阻元件5a、5b上均等地通過來自磁鐵4的磁通，并且阻值相同，輸出電壓為施加電壓Vcc的1/2。
如圖1C所示，檢測環1再移動，并處于磁阻元件5a與凸部2相對、磁阻元件5b與凹部3相對的狀態下，這時磁阻元件5a的阻值最大，而磁阻元件5b的阻值最小。因此輸出電壓輸出最小值。
因此，輸出電壓隨著檢測環的移動輸出正弦波狀的電壓。通過對該輸出信號的處理便能檢測出檢測環1的旋轉位置，即檢測出安裝有該檢測環1的旋轉軸的旋轉角度。
此外，為了確定成為旋轉角度的基準的位置(原點位置)，在檢測環1旋轉1轉的期間內只產生一次一個脈沖的原點信號(1轉信號)。
圖2是該角度檢測信號和原點信號(1轉信號)的說明圖，角度檢測信號由在檢測環的1轉(安裝有該檢測環的旋轉部件的1轉)期間等間隔地產生的多個脈沖構成，利用該脈沖數檢測出旋轉角度。另一方面，原點信號(1轉信號)由每1轉只輸出1次的脈沖構成，以該脈沖的發生位置作為基準，確定檢測環(安裝有該檢測環的旋轉部件)1的旋轉基準位置。
以往，如圖5所示，分別做成在上述周向交替且等間隔地形成凸部2和凹部3的角度信號生成用檢測環20a、以及1轉信號生成用檢測環20b，并安裝在要檢測旋轉角度的旋轉軸等的旋轉部件上。此外，圖5所示的1轉信號生成用檢測環20b在該圓環的周面上只在1處形成凹部3’，用磁阻元件如上所述地檢測該凹部3’，從而生成1轉信號。
此外，特開平11-153451號公報公開的是1轉信號生成部與角度信號生成部使用成為一體的環的磁性編碼器。在該磁性編碼器所使用的檢測環中，在周向以等間隔交替、齒輪狀地形成凸部和凹部，其中的一個凸部在軸向變短只有一半左右的長度。環的軸向的上半部(或下半部)等間隔、交替地形成凹部和凸部，在該部分上生成旋轉角度檢測用信號。另一方面，另外半部成為只在1處沒凸部的狀態，在該部分上生成1轉信號。于是，使用兩個磁阻元件，由兩個磁阻元件的輸出的差生成1轉信號。
分別做成如圖5所示的角度信號生成用檢測環20a及1轉信號生成用檢測環20b并將其安裝在要檢測旋轉角度的旋轉軸上從而構成角度檢測器，在這種傳統方法中，用齒輪加工的方法來加工角度信號生成用檢測環20a，而用與該齒輪加工不同的方法來制造1轉信號生成用檢測環20b，用兩種不同的方法進行制作。因此有增加了制造成本的缺點。并且，還需要分別將兩個檢測環20a、20b安裝在馬達等的旋轉軸上，安裝工序為兩個工序，從而有增加了制造工序的缺點。
此外，專利文獻1所記載的1轉信號生成部和角度信號生成部是成為一體的檢測環中，雖然沒有上述缺點，但為了生成1轉信號必須要有兩個磁阻元件，從而由于這部分的成本而使成本提高。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種制造、組裝簡單且能以低成本制造的角度檢測器。
本發明是一種磁性角度檢測器，由旋轉體和與旋轉體相對配置且檢測隨著旋轉體的旋轉的磁場的變化的磁性檢測裝置構成，所述旋轉體具有在周面上沿周向以等間隔交替地設有多個凹部及凸部的第一被檢測部；以及在周面上只在一處設有凸部的第二被檢測部，并且用同一部件一體地形成該第一被檢測部和該第二被檢測部。
在磁性角度檢測器中，上述第一被檢測部最好是齒輪形狀。并且，上述第二被檢測部最好是在與第一被檢測部同時地形成齒輪形狀后除去除一處以外的凸部而制成。
此外，上述旋轉體最好用磁性材料的燒結金屬構成。
由于是利用將構成角度信號生成部的第一被檢測部和構成1轉信號生成部的第二被檢測部一體地形成于一個部件的周面上的方法制成旋轉體，所以在應檢測旋轉角度的旋轉軸上的安裝工序只需一次，從而容易組裝。此外，由于用于生成1轉信號的磁阻元件只需一個即可，所以能以低成本制成檢測器。
以下，參照附圖并基于本發明的最佳實施例詳細說明本發明的上述及其他目的、特征、優點。附圖中圖1A～圖1C是磁性角度檢測器的原理說明圖。
圖2是磁性角度檢測器的原點信號(1轉信號)與角度檢測信號的說明圖。
圖3A～圖3C是本發明的一實施例的磁性角度檢測器的角度檢測用旋轉體的制造工序的說明圖。
圖4是圖3A～圖3C的實施例的角度檢測用旋轉體的立體圖。
圖5是傳統的磁性角度檢測器的角度檢測用旋轉體的立體圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發明的一實施例。
圖3A～圖3C是本發明的一實施例的磁性角度檢測器的角度檢測的旋轉體的制造工序的說明圖。首先，如圖3A所示，用磁性材料做成成為旋轉體的環10’。該環10’的厚度(環10’的軸向長度)是超過構成第一被檢測部的角度信號生成部的厚度(環10’的軸向長度)和構成第二被檢測部的1轉信號生成部的厚度之和的厚度，并在外周面上以等間隔交替、以齒輪形狀地形成凹部及凸部。該齒輪形狀也可以在環10’的外周面上用齒輪加工的方法形成，此外也可以使用具有磁性的燒結金屬粉末作為環10’的材料，并使用具有凹部及凸部的模具燒結成齒輪形狀來形成。在前者的情況下，能夠使用碳鋼等的鐵系磁性材料作為環10’的材料。
以下，如圖3B所示，在形成角度信號生成部10a以及1轉信號生成部10b的交界位置(圖3的例中是環10’的軸向的中央部)切入槽11。該槽11的深度與用齒輪加工形成的凸部高度相同，或者也可以比凸部的高度稍大。
然后，除了1個凸部21以外，將形成1轉信號生成部10b側的凸部全部除掉。
由此，如圖3C所示，形成了具有齒輪形狀的凹部及凸部的角度信號生成部10a以及只具有一個凸部21且其他的周面被形成光滑面的1轉信號生成部10b，從而形成成為角度檢測器用旋轉體10的環。
圖4是如此形成的角度檢測用的旋轉體(環)10的立體圖。在形成旋轉體(環)10的角度信號生成部10a的周面上以等間隔交替、齒輪形狀地形成了凸部21和凹部22，形成1轉信號生成部10b的周面上只在1處形成了凸部21。
如此做成的旋轉體(檢測環)10由于用同一個部件一體地形成了1轉信號生成部10b和角度信號生成部10a，所以在將其安裝于要檢測角度的馬達的軸上或其他的旋轉軸等上時，能以一個工序進行安裝，角度檢測器向旋轉軸等的旋轉部件是的安裝作業變得簡單。此外，由于為了生成1轉信號，只要在1轉信號生成部10b的全周只檢測出一個凸部21即可，所以只須一個磁阻元件。即，只要檢測磁阻元件的輸出(磁阻元件的兩端的電位差)變化并輸出1轉信號即可。
以上，用附圖所示的實施例說明了本發明，但這些實施例僅用于說明，并不意味著限制。因此，本發明的范圍由權利要求范圍所限定，只要不脫離權利要求范圍，可以修正及變更本發明的最佳實施例。
權利要求
1.一種磁性角度檢測器，由旋轉體(10)和與旋轉體(10)相對配置且檢測隨著旋轉體(10)的旋轉的磁場的變化的磁性檢測裝置(5a、5b)構成，其特征在于所述旋轉體(10)具有在周面上沿周向以等間隔交替地設有多個凹部(22)和凸部(21)的第一被檢測部(10a)以及在周面上只在一處設有凸部(21)的第二被檢測部(10b)，并且用同一部件一體地形成該第一被檢測部(10a)和該第二被檢測部(10b)。
2.根據權利要求1所述的磁性角度檢測器，其特征在于所述第一被檢測部(10a)呈齒輪形狀。
3.根據權利要求2所述的磁性角度檢測器，其特征在于所述第二被檢測部(10b)通過在與第一被檢測部(10a)同時地形成齒輪形狀后除去除1處以外的凸部而制成。
4.根據權利要求1～3中任何一項所述的磁性角度檢測器，其特征在于所述旋轉體(10)由磁性材料的燒結金屬構成。
全文摘要
一種磁性角度檢測器具有旋轉體，該旋轉體具備在周面上沿周向以等間隔交替地設置多個凹部及凸部的第一被檢測部和在周面上只在一處設置凸部的第二被檢測部；以及磁性檢測裝置，檢測隨著旋轉體的旋轉的磁場的變化。旋轉體通過如下加工而做成在對周面用齒輪加工以齒輪形狀地加工多個凸部及凹部后，在軸向中央部加工槽(11)，并只保留一個凸部地將軸向的一半的凸部切掉。
文檔編號G01D5/245GK1712901SQ20051007963
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月23日 優先權日2004年6月24日
發明者谷口滿幸, 今井圭介, 長友一郎 申請人:發那科株式會社
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