[发明专利]绝对编码装置及电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝对编码装置及一种电动机。

背景技术

作为用于控制电动机旋转的装置，已知一种绝对编码装置。所述绝对编码装置可用于例如检测电动机的旋转方向、旋转频率或旋转位置。作为此种绝对编码装置，存在磁铁型及光学型。磁铁型比光学型便宜且抗环境性更优。

在磁铁型绝对编码装置中，例如，将磁传感器设置成与被固定至转轴的双极永久磁铁相对。作为磁传感器，已知一种使用自旋阀巨磁阻(spin-valve giant magnetoresistive；SV-GMR)元件作为磁阻元件的传感器(例如参见专利文献1)。SV-GMR型磁传感器包括钉扎层(pinned layer)及自由层。钉扎层的磁化方向是固定的，而自由层的磁化方向则根据外部磁场方向而变化。当转轴旋转一圈时，自由层及钉扎层中的磁阻变化产生具有不同相位的正弦波信号的输出。然而，当SV-GMR型磁传感器用于检测旋转时，自由层的磁化方向会根据外部磁场而旋转。因此，在不影响用作参考方向的钉扎层的磁化方向或各层的耦合(静磁耦合等)的情况下，不能使自由层的磁场完全饱和。因此，在饱和磁场下的外部磁场中执行操作，从而限制磁阻的变化率。

此外，作为另一磁传感器，已知一种将各向异性磁阻(anisotropic magnetoresistive；AMR)元件作为磁阻元件的包括偏磁(bias magnet)的传感器(例如参见专利文献2)。此种AMR型磁传感器使用稳定的永久磁铁的磁场作为参考方向中的磁化方向并具有单层，因此不影响各层的耦合。然而，存在以下问题：磁阻的变化率低于SV-GMR型磁传感器的磁阻的变化率。因此，在仅使用双极永久磁铁的绝对编码装置中，无论磁传感器的类型如何，都难以获得高分辨率及高精确度。

考虑到此技术背景，还已知一种旨在通过永久磁铁等的构造而非传感器的类型来使编码装置获得更高分辨率及更高精确度的装置(例如参见专利文献3及专利文献4)。在专利文献3的编码装置中，将旋转位置检测磁铁(PG磁铁)设置于形成为圆盘形的旋转基板的外周边表面上，且磁极位置检测磁铁(磁极磁铁)设置于旋转基板的顶面上。此外，在专利文献4的编码装置中，磁化有多个磁极的第一磁道形成于圆盘形转子的外周边表面上，且磁化有单极的第二磁道形成于圆盘形转子的下表面上。这样，在专利文献3及专利文献4的装置中，将两种磁性图(magnetic pattern)结合，从而与仅使用双极永久磁铁的绝对编码装置相比，可获得更高的分辨率及更高的精确度。

然而，在专利文献3的装置中，包括支撑用于检测来自于磁极位置检测磁铁的磁场的磁极位置检测元件(霍尔元件)的基板在内，还需要用来支撑用于检测来自于旋转位置磁铁的磁场的位置检测元件(MR元件)的基板或支撑构件。此外，因为产生强磁场的磁极位置检测磁铁被设置于旋转基板的顶面上，所以来自于磁极位置检测磁铁的磁场影响旋转位置磁铁的磁场及用于检测来自于此磁铁的磁场的位置检测元件。作为此种问题的解决办法，在专利文献3中，将磁屏蔽板作为单独的构件设置于磁极位置检测磁铁与旋转位置磁铁之间。

同样在专利文献4的编码装置中，因为产生强磁场的第二磁道被设置于圆盘形转子的下表面上，所以第二磁道的磁场影响第一磁道的磁场以及用于检测第一磁道磁场的磁检测元件。此外，包括支撑用于检测第二磁道磁场的磁检测元件的基板在内，还需要用来支撑用于检测第一磁道磁场的磁检测元件的支撑构件。

这样，在专利文献3与专利文献4中的每一装置中，均需要单独的构件来支撑所述两个磁传感器，且在组装这些单独的构件时需要将距磁铁的距离及传感器之间的距离考虑在内。因此，需要在组装时进行调整，且成本增加。此外，因为磁性图之一形成于圆盘形旋转器的外周边表面上，而另一个磁性图形成于圆盘形转子的顶面或下表面上，所以因磁性图之间的漏磁场而存在干扰问题。为解决此种问题，如果设置磁屏蔽板，则组件数目会进一步增加，因此组装的难度及成本增大。