ロータリエンコーダ
【課題】磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることのできるロータリエンコーダを提供すること。
【解決手段】ロータリエンコーダ１では、センサユニット５のホルダ８は、センサユニット５の中心Ｏ5およびホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円周部分（内周部分８２ａおよび外周部分８１）を備え、磁気スケール２は、磁気トラック３１と同心状の円周部分（ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２）を備えている。このため、磁気スケール２を回転体に取り付け、センサユニット５を固定体に取り付ける際、ホルダ８の円周部分と磁気スケール２の円周部分とを位置合わせすれば、ホルダ８およびセンサユニット５と磁気トラック３１とを同心状に配置することができる。
【解決手段】ロータリエンコーダ１では、センサユニット５のホルダ８は、センサユニット５の中心Ｏ5およびホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円周部分（内周部分８２ａおよび外周部分８１）を備え、磁気スケール２は、磁気トラック３１と同心状の円周部分（ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２）を備えている。このため、磁気スケール２を回転体に取り付け、センサユニット５を固定体に取り付ける際、ホルダ８の円周部分と磁気スケール２の円周部分とを位置合わせすれば、ホルダ８およびセンサユニット５と磁気トラック３１とを同心状に配置することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットと感磁素子とを用いた磁気式のロータリエンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダは、一般に、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールに対して磁気抵抗素子等の感磁素子を対向させた構成を有している（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１６０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１３８４号公報
【特許文献３】特許３２００３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかるロータリエンコーダのうち、磁気スケールと感磁素子とが回転体の回転中心軸線方向で対向する構成のロータリエンコーダでは、磁気スケールと感磁素子との径方向の位置精度が低いと、検出感度が低下する。しかしながら、感磁素子は、ホルダ等に搭載されているため、磁気スケールと感磁素子とを直接、位置合わせすることが困難であるという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることのできるロータリエンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置され、感磁素子がホルダに保持されたセンサユニットと、を有し、前記ホルダは、該ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、前記磁気スケールは、前記磁気トラックと同心状の円周部分を備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明では、ロータリエンコーダを各種機器に搭載した状態で、前記回転体の回転中心軸線上に、前記ホルダの中心および前記磁気トラックの中心が位置していることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、感磁素子が保持されたホルダには、ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、磁気スケールは、磁気トラックと同心状の円周部分を備えている。このため、例えば、磁気スケールを回転体に取り付け、センサユニットを固定体に取り付ける際、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、ホルダと磁気トラックとを同心状に配置することができる。また、ロータリエンコーダを各種機器に搭載した状態で、回転体の回転中心軸線上に、ホルダの中心および磁気トラックの中心が位置する状態とすることができる。ここで、感磁素子は、ホルダに保持されているので、ホルダの中心に対する感磁素子の位置精度は高い。従って、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【０００９】
本発明において、前記センサユニットは、前記感磁素子が取り付けられた可撓性基板を備え、前記ホルダは、前記感磁素子の径方向の位置を規定する度当たり部を備え、前記可撓性基板は、前記感磁素子を前記度当たり部に当接させる付勢力を発生する形状に湾曲していることが好ましい。かかる構成によれば、センサユニットを組み立てる際、ホルダ上の所定位置に感磁素子を確実に配置することができる。従って、ホルダと磁気スケールとを正確に位置合わせすれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【００１０】
本発明において、前記センサユニットは、第１基板面および第２基板面のうち、電子部品が実装された第１基板面を前記ホルダに向けた状態で当該ホルダにおいて前記磁気スケールが位置する表面側とは反対側の裏面側に重ねて配置された剛性の回路基板を備え、前記ホルダは、前記回路基板に対向する板状部と、該板状部の前記裏面側で前記第１基板面を部分的に受けて当該板状部と前記第１基板面との間に隙間を確保する基板支持用段部と、前記板状部に形成されて前記感磁素子が内側に配置される開口部と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、センサユニットの薄型化を図ることができる。
【００１１】
本発明において、前記回路基板は両面基板であり、前記第２基板面において少なくとも配線パターンが形成されている領域には、レジスト層の表面にさらに絶縁性の印刷層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、例えば、センサユニットを金属製の固定体に取り付ける際、金属製の固定体と回路基板の第２基板面とが対向するような場合でも、回路基板と固定体との間に高い絶縁耐圧を確保することができる。
【００１２】
本発明は、前記感磁素子が、前記ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に磁気抵抗パターンを備えた磁気抵抗素子である場合に適用すると特に効果的である。磁気抵抗素子（感磁素子）の磁気抵抗パターンが、ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に配置されている場合、磁気抵抗パターンは、磁気トラックの着磁パターンと好適に対応する向きとなるので、感度を向上することができる。その代わり、かかる構成を採用した場合、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置がずれると、感度が著しく低下することになる。しかるに本発明によれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実に合わせることができるので、磁気抵抗パターンを、ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に配置した場合の効果を十分発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、感磁素子が保持されたホルダには、ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、磁気スケールは、磁気トラックと同心状の円周部分を備えている。このため、例えば、磁気スケールを回転体に取り付け、センサユニットを固定体に取り付ける際、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、ホルダと磁気トラックとを同心状に配置することができる。また、ロータリエンコーダを各種機器に搭載した状態で、回転体の回転中心軸線上に、ホルダの中心および磁気トラックの中心が位置する状態とすることができる。ここで、感磁素子は、ホルダに保持されているので、ホルダの中心に対する感磁素子の位置精度は高い。従って、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るロータリエンコーダの基本構成等を示す説明図である。
【図２】本発明に係るロータリエンコーダの具体的構成例を示す説明図である。
【図３】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットの説明図である。
【図４】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットの分解斜視図である。
【図５】本発明に係るロータリエンコーダの感磁素子の説明図である。
【図６】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットに用いたホルダの説明図である。
【図７】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットに用いた可撓性基板等の説明図である。
【図８】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットにおいて感磁素子をホルダに固定した様子を示す説明図である。
【図９】本発明に係るロータリエンコーダの磁気スケールの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したロータリエンコーダの実施の形態を説明する。なお、ロータリエンコーダにおいて、固定体に対する回転体の回転を検出するにあたっては、固定体に磁気スケールを設け、回転体に感磁素子（センサユニット）を設けた構成、および固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成のいずれの構成を採用してもよいが、以下の説明では、固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成を中心に説明する。また、以下に参照する図面において、マグネットおよび感磁素子等の構成について模式的に示してある。
【００１６】
（ロータリエンコーダの基本構成）
図１は、本発明に係るロータリエンコーダ１の基本構成等を示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁気スケールと感磁素子との位置関係等を模式的に示す説明図、感磁素子からの出力信号の説明図、および感磁素子からの出力信号と回転体の角度位置θ（電気角）との関係を示す説明図である。
【００１７】
図１に示すように、本形態のロータリエンコーダ１において、回転体の側には、磁気スケール２が設けられ、固定体の側には、センサユニット５が設けられている。磁気スケール２は、Ｎ極とＳ極とが周方向において交互に着磁された磁気トラック３１を回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に向けており、センサユニット５は、磁気トラック３１に対して回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で対向する感磁素子６（センサ素子）を備えている。本形態では、磁気トラック３１には、トラック３１１、３１２が２列、同心状に並列して形成されている。かかる磁気トラック３１において、２つのトラック３１１、３１２の間ではＮ極およびＳ極の位置が周方向でずれており、本形態では、２つのトラック３１１、３１２の間においてＮ極およびＳ極が周方向に１極分ずれている。
【００１８】
本形態において、感磁素子６は、磁気抵抗素子であり、磁気トラック３１の位相に対して、互いに９０°の位相差を有するＡ相（SIN）の磁気抵抗パターンとＢ相（COS）の磁気抵抗パターンとを備えている。かかる感磁素子（磁気抵抗素子）において、Ａ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ａ相（SIN+）の磁気抵抗パターン６４および−ａ相（SIN-）の磁気抵抗パターン６２を備えており、Ｂ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ｂ相（COS+）の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相（COS-）の磁気抵抗パターン６１を備えている。＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２は、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４の中点位置には、＋ａ相が出力される端子（＋ａ）が設けられ、−ａ相の磁気抵抗パターン６２の中点位置には、−ａ相が出力される端子（−ａ）が設けられている。また、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２と同様、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３の中点位置には、＋ｂ相が出力される端子（＋ｂ）が設けられ、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１の中点位置には、−ｂ相が出力される端子（−ｂ）が設けられている。
【００１９】
かかる構成の感磁素子６は、磁気トラック３１において隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３に回転軸線方向Ｌで重なる位置に配置されている。このため、感磁素子６の磁気抵抗パターン６１〜６４は、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で磁気トラック３１の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。すなわち、隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３においては、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック３１１、３１２の面内方向の向きが周方向で漸次に変化する回転磁界が発生する。飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量ｋが、磁界強度Ｈと近似的に「ｋ∝Ｈ２」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界（磁気ベクトルの回転）の方向を検出する際の原理は、強磁性金属からなる磁気抵抗パターン６１〜６４に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値Ｒとの間には、下式
Ｒ＝Ｒ０−ｋ×ｓｉｎ２θ
Ｒ０：無磁界中での抵抗値
ｋ：抵抗値変化量（飽和感度領域以上のときは定数）
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Ｒが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いＡ相およびＢ相を得ることができる。
【００２０】
かかる構成のロータリエンコーダ１において、感磁素子６には、増幅回路１３、１４や、これらの増幅回路１３、１４から出力される正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓに補間処理や各種演算処理を行うＣＰＵ１０（演算回路）等が設けられており、感磁素子６からの出力に基づいて、固定体に対する回転体の回転速度、回転方向、角度位置が検出される。より具体的には、ロータリエンコーダ１において、回転体が磁極の１周期分回転すると、感磁素子６からは、図１（ｂ）に示す正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓが２周期分、出力される。従って、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓを増幅回路１３、１４により増幅した後、ＣＰＵ１０において、図１（ｃ）に示すように、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓからθ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求めれば、回転体の角度位置θが分かる。
【００２１】
（ロータリエンコーダ１の具体的構成）
図２は、本発明に係るロータリエンコーダ１の具体的構成例を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ロータリエンコーダ１の側面図、磁気スケール２をセンサユニット５の側から見た斜視図、磁気スケール２の磁気トラック３１の説明図、およびセンサユニット５の斜視図である。なお、図２（ｄ）には感磁素子６の表面からシールドテープを剥がした様子を示してある。図３は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、センサユニット５を感磁素子６のセンサ面側からみた平面図、センサユニット５の側面図、センサユニット５をセンサ面とは反対側からみた底面図、および感磁素子６の表面からシールドテープを剥がした様子を示す説明図である。図４は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５の分解斜視図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、センサユニット５においてホルダから回路基板等を外した状態の斜視図、回路基板から可撓性基板等を外した状態の斜視図、可撓性基板を展開した状態の斜視図、および回路基板を裏面側（センサ面とは反対側）からみた様子を示す斜視図である。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、本形態のロータリエンコーダ１において、磁気スケール２およびセンサユニット５はいずれも円環状であり、回転体の回転軸線方向Ｌで対向し、かつ、磁気スケール２の中心Ｏ2、およびセンサユニット５の中心Ｏ5が回転体の回転軸線方向Ｌ上に位置するように配置されている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、磁気スケール２は、ＳＰＰＣ（冷間圧延鋼板）等の金属製の円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定された円環状のセンサマグネット３０とを備えており、図２（ｃ）に示すように、センサマグネット３０の表面（着磁されている面３３）には周方向に延びる円環状の磁気トラック３１が設けられている。磁気トラック３１は半径方向に並列して周方向に延びる内側のトラック３１１と外側のトラック３１２とからなる。これらトラック３１１、３１２は着磁ヘッドによってセンサマグネット３０に対する着磁を行うことにより設けられる。
【００２４】
図２（ｂ）に点線で示すように、センサマグネット３０の着磁表面には、ステンレス等の非磁性材料からなる円環状の保護シート４０が取り付けられている。本例では、磁気トラック３１は周方向に９０分割されてＮ極とＳ極が交互に着磁されており、各磁極が着磁されている角度範囲は４°である。また、各Ｓ極および各Ｎ極の平面形状は外周から内周側に向けて幅が狭くなる扇形となっている。なお、磁気スケール２から保護カバー４を省略することも可能である。
【００２５】
図２（ａ）、（ｄ）、図３および図４に示すように、センサユニット５は、亜鉛ダイカスト品やアルミニウムダイカスト品からなる円環状のホルダ８と、このホルダ８の裏面側（磁気スケール２が位置する側とは反対側）に取り付けられた剛性の回路基板７と、回路基板７に電気的に接続された可撓性基板９と、可撓性基板９に電気的に接続された感磁素子６とを備えており、感磁素子６において磁気スケール２が位置する側の面がセンサ面６ａである。回路基板７には、回路基板７からの出力を、図１（ａ）に示すＣＰＵ１０に出力するコネクタ１５が実装されている。感磁素子６のセンサ面６ａには、電気ノイズ対策として金属製のシールドテープ６６（図３（ａ）参照）が貼り付けられており、センサ面６ａはシールドテープ６６によって覆われている。
【００２６】
（感磁素子８の具体的構成例）
図５は、本発明に係るロータリエンコーダ１の感磁素子６の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、感磁素子６の平面図、および感磁素子６における磁気抵抗パターンの積層状態を模式的に示す説明図である。なお、図５（ａ）では、各磁気抵抗パターンと重ねて各磁気抵抗パターンと対向配置されるトラック３１１、３１２を表してある。
【００２７】
図５において、本形態で用いた感磁素子６は、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、層間絶縁膜を介して積層された第１積層磁気抵抗パターン６０１として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されており、素子基板６０の主面６０ａ側がセンサ面６ａである。＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が検出する＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が形成され、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）の上下関係は逆でもよい。
【００２８】
−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と同様、層間絶縁膜を介して積層された第２積層磁気抵抗パターン６０２として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されている。−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）が検出する−ｂ相とが最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が形成され、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）の積層関係は逆でもよい。
【００２９】
次に、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、周方向で重ならない位置に配置されている。より詳細には、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる位置であり、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる位置に配置されている。さらに、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２が電気的或いは磁気的に干渉しない最小距離だけ離れた角度位置に配置されている。本例では、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）は周方向に２２°ずれた位置に配置されている。第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、同様に、周方向に２２°ずれた位置に配置されている。
【００３０】
ここで、各磁気抵抗パターン６１〜６４は互いに平行ではなく、図３等に示すホルダ８の中心Ｏ8（センサユニット５の中心Ｏ5）から径方向に延在する複数の仮想線上に位置しており、ホルダ８およびセンサユニット５の半径方向に延在している。かかる磁気抵抗パターン６１〜６４は、ガラスあるいはシリコンからなる素子基板６０上に、半導体プロセスによって強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成されている。素子基板６０は長方形をしており、各磁気抵抗パターン６１〜６４は素子基板６０の中央領域に形成されている。素子基板６０の端部には、一方の長辺に沿って複数の端子６８が形成されており、かかる端子６８は、図４等に示す可撓性基板９との電気的な接続に用いられている。また、各磁気抵抗パターン６１〜６４は、端子６８を避けるように形成されたエポキシ樹脂等の保護層（図示せず）によって覆われており、かかる保護層は、例えば、スクリーン印刷によって形成されている。
【００３１】
（回路基板７の詳細構成）
図４に示すように、回路基板７は、概ねホルダ８の外周形状に沿った形状を有する円環状であり、中央に丸穴７８が形成されている。かかる回路基板７は、ガラス−エポキシ基板等の剛性基板であり、ホルダ８の裏面側に重ねて配置され、ネジによってホルダ８に固定されている。このため、回路基板７の外周側にはネジを止める複数の穴７７が形成されている。
【００３２】
回路基板７において、ホルダ８の側に位置する第１基板面７１には、図１（ａ）に示す増幅回路１３、１４等を構成する電子部品７９やコネクタ１５が実装されている。また、回路基板７の第１基板面７１には、丸穴７８の近傍位置に可撓性基板９との電気的な接続に用いられる複数の端子７３が形成されている。かかる端子７３を用いての可撓性基板９との接続は、図７等を参照して後述する。本形態では、端子７３として計８つが形成されており、かかる端子７３のうち、両側の端子７３２を除く計６つの端子７３１が可撓性基板９との電気的な接続に用いられる。これに対して、両側の端子７３２は、ハンダにより可撓性基板９に接続されるが、電気的な接続に利用されないダミー端子である。かかるダミーの端子７３２は、他の端子７３１に比して幅寸法が大であり、他の端子７３１よりも径方向のやや外側に配置されている。
【００３３】
回路基板７は両面基板であり、ホルダ８が位置する側とは反対側の第２基板面７２には各種の配線パターンが形成されているが、配線パターンが形成されている領域を含む広い領域には、配線パターンを覆うレジスト層の表面に、さらに絶縁性の印刷層７６（図３（ｃ）および図４（ｄ）にグレーで表示した領域）が形成されている。
【００３４】
（ホルダ８の詳細構成）
図６は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５に用いたホルダ８の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、ホルダ８をセンサ面６ａ側からみた平面図、ホルダ８の側面図、ホルダ８をセンサ面６ａと反対側からみた底面図、感磁素子６が配置される開口部周辺を拡大して示す平面図、およびＥ−Ｅ′断面図である。
【００３５】
図２、図３、図４および図６に示すように、ホルダ８は、全体として円環形状を有するトレイ（tray）状であり、その本体部分は円環状の板状部８０からなる。板状部８０には、円形の中央穴８２が形成されており、板状部８０の外周部分８１は、中央穴８２と同心状の円形である。従って、ホルダ８は、ホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円弧状の外周部分８１（円周部分）と、ホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円形の内周部分８２ａ（円周部分）を備えている。
【００３６】
また、ホルダ８は、板状部８０の裏面側で回路基板７の第１基板面７１を部分的に受ける基板支持用段部８５を備えており、図６（ｃ）には、基板支持用段部８５に相当する部分をグレーの領域として表してある。かかる基板支持用段部８５は、板状部８０の裏面側の他の領域よりわずかに高い位置にあり、板状部８０の裏面側において、基板支持用段部８５が形成されていない領域は、基板支持用段部８５から見ると、浅い凹部になっている。このため、ホルダ８の裏面側に回路基板７を重ねて固定すると、板状部８０の裏面側と回路基板７の第１基板面７１との間には狭い隙間が確保されることになる。
【００３７】
ホルダ８において、板状部８０には、感磁素子６が内側に配置される略矩形の開口部８６が形成されており、開口部８６に対して中心Ｏ8を挟む反対側位置の外周部分８１は、コネクタ１５が内側に配置される切り欠き８７が形成されている。
【００３８】
かかるホルダ８において、開口部８６の内周部分のうち、中心Ｏ8が位置する側の辺部分は、感磁素子６の径方向の位置決めを行うための度当たり部８９になっている。また、ホルダ８には、開口部８６の内側に向けて互いに対向するように突き出た２つの突部８８１、８８２が形成されている。突部８８１、８８２は、板状部８０の厚さ方向の途中位置に板状部８０より薄い寸法をもって形成されており、突部８８１、８８２の上面は、ホルダ８の表面側からみて低い位置にある。かかる突部８８１、８８２は、図８を参照して後述するように、感磁素子６を厚さ方向で位置決めするとともに、感磁素子６が接着剤で固定される部分である。
【００３９】
（可撓性基板９の詳細構成）
図７は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５に用いた可撓性基板９等の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、可撓性基板９の平面図、可撓性基板９に感磁素子６と回路基板７を接続する際の互いの位置関係を示す平面図、ハンダ付け後の断面図、および可撓性基板９をＵ字状に曲げた様子を示す断面図である。
【００４０】
図７に示すように、可撓性基板９は、長方形の平面形状を有しており、長手方向に直線的に延在する複数本の導電パターン９６が形成されている。また、可撓性基板９において、長手方向の一方側の基板端部９ｓには回路基板７に接続される複数の端子９８が可撓性基板９の幅方向に沿って設けられ、長手方向の他方側の基板端部９ｔには感磁素子６が接続される複数の端子９９が可撓性基板９の幅方向に沿って設けられている。
【００４１】
本形態において、導電パターン９６は計６本形成されているのに対して、端子９９は、計８つ形成されている。すなわち、８つの端子９９のうち、両側の端子９９２を除く計６つの端子９９１は、感磁素子６との電気的な接続に用いられるのに対して、両側の端子９９２は、ハンダにより感磁素子６に接続されるが、電気的な接続に利用されないダミー端子である。従って、端子９９１は、導電パターン９６の端部として形成されているが、端子９９２は、導電パターン９６に接続していない。
【００４２】
また、端子９８も、端子９９と同様、計８つ形成されており、８つの端子９８のうち、両側の端子９８２を除く計６つの端子９８１は、回路基板７の端子７３１に接続されて回路基板７との電気的な接続に用いられるのに対して、両側の端子９８２は、ハンダにより回路基板７のダミーの端子７３２に接続されるダミー端子である。従って、端子９８１は、導電パターン９６の端部として形成されているが、端子９８２は、導電パターン９６に接続していない。
【００４３】
かかる構成の可撓性基板９は、絶縁性の基材フィルム９５と、基材フィルム９５の一方面に形成された複数本の導電パターン９６と、複数本の導電パターン９６の表面を覆う絶縁保護層９７とを有する片面基板であり、第１基板面９１および第２基板面９２のうち、第１基板面９１の側のみに導電パターン９６や端子９８、９９が形成されている。ここで、絶縁保護層９７は、可撓性基板９の長手方向の両方の基板端部９ｓ、９ｔを避けて形成されている。すなわち、絶縁保護層９７は、一方側の基板端部９ｓでは、可撓性基板９の辺部分から所定の寸法を隔てた位置に形成されており、絶縁保護層９７の端縁９７０は、辺部分に平行に直線的に延在している。従って、端子９８１は、導電パターン９６のうち、絶縁保護層９７から露出している部分からなる。また、絶縁保護層９７は、他方側の基板端部９ｔでも、可撓性基板９の辺部分から所定の寸法を隔てた位置に形成されており、端子９８２は、導電パターン９６のうち、絶縁保護層９７から露出している部分からなる。なお、導電パターン９６は銅箔パターンからなり、端子９８、９９に相当する部分には、銅箔パターンの表面にスズ−銅等のメッキが施されている。
【００４４】
このような構成の可撓性基板９に感磁素子６を電気的に接続するにあたっては、可撓性基板９の基板端部９ｔにおいて、第１基板面９１と感磁素子６に用いた素子基板６０の主面６０ａ側（センサ面６ａ側）とを対向させた状態で、可撓性基板９の端子９９と感磁素子６の端子６８とをハンダ６７により接続する。
【００４５】
また、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続するにあたっては、可撓性基板９の基板端部９ｓにおいて、可撓性基板９の端子９８と回路基板７の端子７３とをハンダ９０により接続する。その際、可撓性基板９は片面基板であり、しかも、可撓性基板９をＵ字状に曲げて感磁素子６のセンサ面６ａをホルダ８の表面側に向かせる必要がある。
【００４６】
そこで、本形態では、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続するにあたっては、まず、可撓性基板９の一方の基板端部９ｓは、端子９８が露出している第１基板面９１側を回路基板７が位置する側と反対側に向けて回路基板７に重ねられる。この状態で、可撓性基板９の基板端部９ｓから回路基板７の端子７３が露出した状態となり、かつ、可撓性基板９の端子９９と回路基板７の端子７３とは１対１の関係をもって直線的に並ぶ。この状態で、ハンダ９０を端子７３、９９に跨るように設け、端子７３と端子９９とをハンダ９０により接続する。
【００４７】
このようにして可撓性基板９と回路基板７とを接続して複合基板５０を構成する。従って、感磁素子６から出力された信号は、可撓性基板９を介して回路基板７に出力され、回路基板７上に形成した増幅回路１２、１３によって増幅された後、コネクタ１５を介してＣＰＵ１０に出力されることになる。それ故、感磁素子６から出力された微弱なアナログ信号を、コネクタ１５を介して出力する必要がないので、信号の劣化が発生しない。また、感磁素子６は、可撓性基板９に接続されているため、可撓性基板９を曲げることによって、ホルダ８の表面側に向かせることができる等の利点がある。
【００４８】
（可撓性基板９に対する補強）
図７等を参照して説明したセンサユニット５および複合基板５０において、可撓性基板９の一方側の基板端部９ｓでは、絶縁保護層９７が可撓性基板９の辺部分から所定の寸法を隔てた位置に形成されており、絶縁保護層９７の端縁９７０は、辺部分に平行に直線的に延在している。また、可撓性基板９は、基板端部９ｓ、９ｔの間でＵ字状に曲げられている。このため、可撓性基板９に加わった応力が絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って集中し、導電パターン９６が端縁９７０で断線するという不具合や、可撓性基板９が端縁９７０で断線するという不具合が発生するおそれがある。
【００４９】
そこで、本形態では、図７を参照して以下に説明するように、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、端縁９７０への曲げ応力の集中を緩和して、端縁９７０での不具合の発生を防止する応力緩和部が設けられている。
【００５０】
まず、本形態では、絶縁保護層９７の端縁９７０への曲げ応力の集中を緩和する応力緩和部として、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１（絶縁保護層９７の非形成部分／応力緩和部）が設けられている。ここで、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１は、湾曲した形状をもって凹むように切り欠かれている。このため、可撓性基板９に応力が加わった際、かかる応力は、幅方向の両端部に設けられた絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１で吸収され、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って直線的に強く伝わることを緩和することができる。しかも、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１は、湾曲した形状をもって凹むように切り欠かれているため、可撓性基板９に応力が加わった際、かかる応力は、切り欠き部分９７１の湾曲した形状に沿って吸収され、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って直線的に強く伝わることを効果的に緩和することができる。それ故、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができる。
【００５１】
また、本形態では、絶縁保護層９７の端縁９７０への曲げ応力の集中を緩和する応力緩和部として、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、回路基板７との電気的な接続に寄与しないダミーの端子９８２（応力緩和部）が設けられている。しかも、可撓性基板９のダミーの端子９８２はハンダ９０によって回路基板７のダミーの端子７３２と固定されている。このため、可撓性基板９に応力が加わった際、かかる応力は、ダミーの端子９８２や回路基板７のダミーの端子７３２によって分散されるため、応力が絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って直線的に強く伝わることを効果的に緩和することができる。それ故、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができる。
【００５２】
（感磁素子６の位置決め構造）
図８は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５において感磁素子６をホルダ８に固定した様子を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、感磁素子６を固定した状態を表面側からみた平面図、および裏面側からみた説明図である。
【００５３】
本形態では、図７を参照して説明した可撓性基板９をＵ字形状に曲げて感磁素子６のセンサ面６ａをホルダ８の表面に向け、この状態で感磁素子６をホルダ８に固定する。具体的には、図７（ｄ）に示すように可撓性基板９をＵ字形状に曲げて、図８に示すように、感磁素子６をホルダ８の開口部８６内に配置する。その際、感磁素子６をホルダ８の突部８８１、８８２の上面に重ねる。この状態で、感磁素子６には可撓性基板９の弾性力が作用し、感磁素子６は、ホルダ８の中心Ｏ8に向けて付勢される。その結果、感磁素子６は、ホルダ８の度当たり部８９に当接し、感磁素子６の位置決めが行われる。従って、感磁素子６がホルダ８の度当たり部８９に当接して位置決めされた状態で、突部８８１、８８２と感磁素子６とに跨るように接着剤２８を塗布、固化させれば、感磁素子６はホルダ８上の径方向の所定の位置に固定される。従って、図５を参照して説明した各磁気抵抗パターン６１〜６４は、ホルダ８の中心Ｏ8（センサユニット５の中心Ｏ5）から径方向に延在する複数の仮想線上に位置することになる。
【００５４】
（磁気スケール２の詳細構成）
図９は、本発明に係るロータリエンコーダ１の磁気スケールの説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、磁気スケールの平面図、断面図、センサマグネットの平面図、ヨーク板の平面図、および成形直後（研磨前）のセンサマグネットの説明図である。図２（ｂ）を参照して説明したように、本形態のロータリエンコーダ１において、磁気スケール２は、円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定した円環状のセンサマグネット３０とを備えている。図９に示すように、ヨーク板２０は、センサマグネット３０より幅寸法が大であり、ヨーク板２０の内周部分２１は、センサマグネット３０の内周縁３５より内側に位置し、ヨーク板２０の外周部分２２は、センサマグネット３０の外周縁３２より外側に位置している。従って、磁気スケール２の円形の外周縁および円形の内周縁は、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２に相当する。
【００５５】
かかる構成の磁気スケール２において、センサマグネット３０は、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。より具体的には、センサマグネット３０は、円環状に成形した磁性体をヨーク板２０に接着剤により固定した後、磁性体の表面を研磨し、しかる後に着磁を行って、磁気トラック３１を形成することにより、形成されている。かかる着磁の際、本形態では、センサマグネット３０（磁性体）の円形状ではなく、ヨーク板２０の内周部分２１や外周部分２２等、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。このため、磁気スケール２では、磁気トラック３１と、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２とは、同心状である。
【００５６】
ここで、センサマグネット３０は、フェライトなどの磁性粉（マグネット原料）とＰＰＳ（polyphenylene sulfide）等の熱可塑性樹脂材料（プラスチック材料）とを混合して成形したプラスチックマグネットである。本形態において、センサマグネット３０は、各種のプラスチックマグネットのうち、フィルムゲート（フラッシュゲート）により成形されたプラスチックマグネットである。かかるフィルムゲートによる成形では、フィルム状（膜状）のゲートを使用し、かつ、このフィルム状のゲートを円環状のセンサマグネット３０の内周面となる部分の全周に設けて成形する。従って、本形態のセンサマグネット３０には、パーティングラインが存在しない。また、フィルムゲートを用いると、図９（ｅ）にゲートの位置を矢印Ｇで示すように、成形直後のセンサマグネット３０の内周面の端縁には、ゲートが位置していた全周にわたってゲート痕３９が発生する。そこで、本形態において、センサマグネット３０は、フィルムゲートにより成形された後、ゲートが位置していた面側全体が研磨され、ゲート痕が除去されている。このため、センサマグネット３０は、プラスチックマグネットであるにもかかわらず、ゲート痕が存在しない。また、センサマグネット３０は、両面のうち、着磁されている側の面３３が反対側の面３４に比して平面度が高い。但し、センサマグネット３０については、少なくとも、着磁されている面３３が研磨されていればよく、センサマグネット３０の両面を研磨してもよい。
【００５７】
なお、ゲート痕を除去するにあたっては、センサマグネット３０の内周面に治具等を挿入して除去する方法もある。但し、この場合、ゲート痕の除去と同時にセンサマグネット３０の端面にも欠け（破損）が生じる可能性があるので、その点では、センサマグネット３０においてゲートが位置していた面側全体を研磨する方が好ましい。また、センサマグネット３０においてゲートが位置していた面側全体を研磨すれば、平面度が高い平滑面が得られるので、かかる平滑面を着磁面として利用することができるという利点がある。
【００５８】
ここで、センサマグネット３０は、ゲートが位置する側が研磨され、研磨された面に着磁が施されている。このため、フィルムゲートにより成形した際、気泡が混入した場合でも、ゲートが位置する側では残留気泡密度が低く、ゲートが位置する側とは反対側では残留気泡密度が高いことから、本形態のセンサマグネット３０は、センサマグネット３０の両面のうち、残留気泡密度が低い側の面が着磁されたプラスチックマグネットである。また、センサマグネット３０はゲートが位置する側が研磨され、研磨された面に着磁が施されているため、センサマグネット３０の内側面および外側面には、センサマグネット３０の両面のうち、着磁された面３３を反対側の面３４より幅広とする抜きテーパが形成されている。なお、フィルムゲートは、センサマグネット３０の外周縁に設けられることもある。
【００５９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロータリエンコーダ１において、センサユニット５のホルダ８は、センサユニット５の中心Ｏ5およびホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円周部分（内周部分８２ａおよび外周部分８１）を備え、磁気スケール２は、磁気トラック３１と同心状の円周部分（ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２）を備えている。このため、磁気スケール２を回転体に取り付け、センサユニット５を固定体に取り付ける際、ホルダ８の円周部分と磁気スケール２の円周部分とを治具を用いて位置合わせすれば、ホルダ８およびセンサユニット５と磁気トラック３１とを同心状に配置することができる。また、ロータリエンコーダ１を各種機器に搭載した状態で、回転体の回転中心軸線Ｌ上に、ホルダ８の中心Ｏ8および磁気トラック３１の中心が位置する状態とするのも容易である。ここで、感磁素子６は、ホルダ８に保持されているので、ホルダ８の中心Ｏ8に対する感磁素子６の位置精度は高い。従って、ホルダ８の円周部分と磁気スケール２の円周部分とを位置合わせすれば、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【００６０】
また、ホルダ８は、感磁素子６の径方向の位置を規定する度当たり部８９を備え、可撓性基板９は、感磁素子６を度当たり部８９に当接させる付勢力を発生する形状に湾曲している。このため、センサユニット５を組み立てる際、ホルダ８上の径方向の所定位置に感磁素子６を確実に配置することができる。従って、ホルダ８と磁気スケール２とを正確に位置合わせすれば、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。特に本形態では、感磁素子６が、ホルダ８の中心Ｏ8から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に磁気抵抗パターン６１〜６４を備えた磁気抵抗素子である。このため、磁気抵抗パターン６１〜６４は、磁気トラック３１の着磁パターンと好適に対応する向きとなるので、感度を向上することができる代わりに、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置がずれると、感度が著しく低下することになる。しかるに本形態によれば、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置を確実に合わせることができるので、磁気抵抗パターン６１〜６４を、ホルダ８の中心Ｏ8から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に配置した場合の効果を十分発揮させることができる。
【００６１】
また、センサユニット５において、ホルダ８は、回路基板７の第１基板面７１を部分的に受けてホルダ８の板状部８０と第１基板面７１との間に隙間を確保する基板支持用段部８５と、感磁素子６が内側に配置される開口部８６とを備えている。このため、ホルダ８の裏面側に回路基板７を重ねても、電子部品７９とホルダ８との干渉が発生しないとともに、感磁素子６とホルダ８とが重なることもない。それ故、センサユニット５の薄型化を図ることができる。
【００６２】
また、回路基板７は両面基板であるが、第２基板面７２には、レジスト層の表面にさらに絶縁性の印刷層７６が設けられているため、例えば、センサユニット５を金属製の固定体に取り付ける際、金属製の固定体と回路基板７の第２基板面７２とが対向するような場合でも、回路基板７と固定体との間に高い絶縁耐圧を確保することができる。
【００６３】
また、本形態のロータリエンコーダ１では、磁気スケール２は、磁気トラック３１を構成する円環状のセンサマグネット３０と、センサマグネット３０の一方面側に固定された円環状のヨーク板２０とを有している。このため、センサマグネット３０が回転した際の磁界変化を感磁素子６で感度よく検出することができる。また、ヨーク板２０は、円環状であるため、かかるヨーク板２０の外周部分２２や内周部分２１を基準にセンサマグネット３０に対する着磁を行い、その後、ヨーク板２０の外周部分２２や内周部分２１を基準に回転体への取り付けや、センサユニット５との位置合わせ等を行えば、たとえ、センサマグネット３０の形状精度や寸法精度が低くても、磁気トラック３１と感磁素子６とを高い精度で位置合わせすることができる。それ故、磁気トラック３１を構成するセンサマグネット３０にプラスチックマグネット等を用いた場合でも、検出感度や検出精度が高い。しかも、ヨーク板２０は、センサマグネット３０より幅寸法が大であり、ヨーク板２０の内周部分２１は、センサマグネット３０の内周縁３５より内側に位置し、ヨーク板２０の外周部分２２は、センサマグネット３０の外周縁３２より外側に位置している。従って、磁気スケール２の円形の外周縁および円形の内周縁は、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２に相当するので、磁気スケール２の取り扱いや、ヨーク板２０の外周部分２２や内周部分２１を基準にして回転体に磁気スケール２を取り付ける作業等が容易である。
【００６４】
また、センサマグネット３０は、フィルムゲートにより成形されたプラスチックマグネットであるため、センサマグネット３０には、パーティングラインが存在しない。それ故、パーティングラインに起因する着磁精度の低下等が発生しない。また、センサマグネット３０は、ゲートが位置する側が研磨され、研磨された面が着磁されている。このため、センサマグネット３０では、ゲート痕や残留気泡に起因する着磁精度の低下等が発生しにくい。
【００６５】
また、本形態のロータリエンコーダ１では、可撓性基板９と回路基板７とが接続された複合基板５０が用いられており、かかる複合基板５０において、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１やダミーの端子９８２等の応力緩和部が設けられている。このため、可撓性基板９に応力が加わった際、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って曲げ応力が集中しようとするが、かかる応力は、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１やダミーの端子９８２等の応力緩和部によって緩和され、絶縁保護層９７の端縁９７０に曲げ応力が集中することを回避することができる。従って、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができる。
【００６６】
特に、本形態では、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１は、湾曲した形状をもって凹むように切り欠かれているため、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って応力が直線的に強く伝わることをより確実に緩和することができる。それ故、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等をより確実に防止することができる。
【００６７】
また、本形態では、可撓性基板９がＵ字状に曲げられているため、その際の捩じり等により、可撓性基板９に大きな応力が加わりやすいが、本形態では、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１やダミーの端子９８２等の応力緩和部が設けられているため、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
【００６８】
また、本形態のセンサユニット５および複合基板５０では、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続するにあたっては、可撓性基板９の一方の基板端部９ｓを、端子９８が露出している第１基板面９１側を回路基板７が位置する側と反対側に向けて回路基板７に重ね、この状態で、ハンダ９０を端子７３、９９に跨るように設け、端子７３と端子９９とをハンダにより接続している。このため、可撓性基板９が片面基板である等が理由で可撓性基板９の向きに制約があっても、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続することができる。
【００６９】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、感磁素子として磁気抵抗素子が実装されている例を説明したが、感磁素子として、ホール素子、あるいは磁気抵抗素子とホール素子の双方が実装されている場合に適用してもよい。
【００７０】
上記実施の形態では、センサマグネット３０としてプラスチックマグネットを用いたが、センサマグネット３０については、プラスチックマグネットに代えて、焼結マグネットやゴムマグネットを用いてもよい。焼結マグネットとは、磁性粉を焼き固め成形したものであり、ゴムマグネットは、ゴム材料と磁性粉とを混合して成形したものである。なお、上記実施の形態では、磁性粉としてフェライトを用いたが、ネオジウムやサマリウム等を用いてもよい。
【００７１】
上記の実施の形態では、電気的な接続にハンダを用いた場合を例示したが、異方性導電膜や金属接合等を利用してもよい。
【００７２】
上記実施の形態では、センサマグネット３０からゲート痕を除去したが、ゲート痕を残す一方、ゲート痕が発生する側とは反対側を着磁面としてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ ロータリエンコーダ
２ 磁気スケール
５ センサユニット
６ 磁気抵抗素子
７ 回路基板
８ ホルダ
９ 可撓性基板
２０ ヨーク板
３０ センサマグネット
３１ 磁気トラック
５０ 複合基板
７６ 印刷層
８５ 基板支持用段部
８６ 開口部
８９ 度当たり部
９６ 導電パターン
９７ 絶縁保護層
９７０ 絶縁保護層の端縁
９７１ 絶縁保護層の切り欠き部分（応力緩和部）
９８２ ダミーの端子（応力緩和部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットと感磁素子とを用いた磁気式のロータリエンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダは、一般に、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールに対して磁気抵抗素子等の感磁素子を対向させた構成を有している（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１６０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１３８４号公報
【特許文献３】特許３２００３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかるロータリエンコーダのうち、磁気スケールと感磁素子とが回転体の回転中心軸線方向で対向する構成のロータリエンコーダでは、磁気スケールと感磁素子との径方向の位置精度が低いと、検出感度が低下する。しかしながら、感磁素子は、ホルダ等に搭載されているため、磁気スケールと感磁素子とを直接、位置合わせすることが困難であるという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることのできるロータリエンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置され、感磁素子がホルダに保持されたセンサユニットと、を有し、前記ホルダは、該ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、前記磁気スケールは、前記磁気トラックと同心状の円周部分を備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明では、ロータリエンコーダを各種機器に搭載した状態で、前記回転体の回転中心軸線上に、前記ホルダの中心および前記磁気トラックの中心が位置していることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、感磁素子が保持されたホルダには、ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、磁気スケールは、磁気トラックと同心状の円周部分を備えている。このため、例えば、磁気スケールを回転体に取り付け、センサユニットを固定体に取り付ける際、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、ホルダと磁気トラックとを同心状に配置することができる。また、ロータリエンコーダを各種機器に搭載した状態で、回転体の回転中心軸線上に、ホルダの中心および磁気トラックの中心が位置する状態とすることができる。ここで、感磁素子は、ホルダに保持されているので、ホルダの中心に対する感磁素子の位置精度は高い。従って、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【０００９】
本発明において、前記センサユニットは、前記感磁素子が取り付けられた可撓性基板を備え、前記ホルダは、前記感磁素子の径方向の位置を規定する度当たり部を備え、前記可撓性基板は、前記感磁素子を前記度当たり部に当接させる付勢力を発生する形状に湾曲していることが好ましい。かかる構成によれば、センサユニットを組み立てる際、ホルダ上の所定位置に感磁素子を確実に配置することができる。従って、ホルダと磁気スケールとを正確に位置合わせすれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【００１０】
本発明において、前記センサユニットは、第１基板面および第２基板面のうち、電子部品が実装された第１基板面を前記ホルダに向けた状態で当該ホルダにおいて前記磁気スケールが位置する表面側とは反対側の裏面側に重ねて配置された剛性の回路基板を備え、前記ホルダは、前記回路基板に対向する板状部と、該板状部の前記裏面側で前記第１基板面を部分的に受けて当該板状部と前記第１基板面との間に隙間を確保する基板支持用段部と、前記板状部に形成されて前記感磁素子が内側に配置される開口部と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、センサユニットの薄型化を図ることができる。
【００１１】
本発明において、前記回路基板は両面基板であり、前記第２基板面において少なくとも配線パターンが形成されている領域には、レジスト層の表面にさらに絶縁性の印刷層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、例えば、センサユニットを金属製の固定体に取り付ける際、金属製の固定体と回路基板の第２基板面とが対向するような場合でも、回路基板と固定体との間に高い絶縁耐圧を確保することができる。
【００１２】
本発明は、前記感磁素子が、前記ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に磁気抵抗パターンを備えた磁気抵抗素子である場合に適用すると特に効果的である。磁気抵抗素子（感磁素子）の磁気抵抗パターンが、ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に配置されている場合、磁気抵抗パターンは、磁気トラックの着磁パターンと好適に対応する向きとなるので、感度を向上することができる。その代わり、かかる構成を採用した場合、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置がずれると、感度が著しく低下することになる。しかるに本発明によれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実に合わせることができるので、磁気抵抗パターンを、ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に配置した場合の効果を十分発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、感磁素子が保持されたホルダには、ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、磁気スケールは、磁気トラックと同心状の円周部分を備えている。このため、例えば、磁気スケールを回転体に取り付け、センサユニットを固定体に取り付ける際、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、ホルダと磁気トラックとを同心状に配置することができる。また、ロータリエンコーダを各種機器に搭載した状態で、回転体の回転中心軸線上に、ホルダの中心および磁気トラックの中心が位置する状態とすることができる。ここで、感磁素子は、ホルダに保持されているので、ホルダの中心に対する感磁素子の位置精度は高い。従って、ホルダの円周部分と磁気スケールの円周部分とを位置合わせすれば、磁気スケールと磁気抵抗素子との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るロータリエンコーダの基本構成等を示す説明図である。
【図２】本発明に係るロータリエンコーダの具体的構成例を示す説明図である。
【図３】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットの説明図である。
【図４】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットの分解斜視図である。
【図５】本発明に係るロータリエンコーダの感磁素子の説明図である。
【図６】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットに用いたホルダの説明図である。
【図７】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットに用いた可撓性基板等の説明図である。
【図８】本発明に係るロータリエンコーダのセンサユニットにおいて感磁素子をホルダに固定した様子を示す説明図である。
【図９】本発明に係るロータリエンコーダの磁気スケールの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したロータリエンコーダの実施の形態を説明する。なお、ロータリエンコーダにおいて、固定体に対する回転体の回転を検出するにあたっては、固定体に磁気スケールを設け、回転体に感磁素子（センサユニット）を設けた構成、および固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成のいずれの構成を採用してもよいが、以下の説明では、固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成を中心に説明する。また、以下に参照する図面において、マグネットおよび感磁素子等の構成について模式的に示してある。
【００１６】
（ロータリエンコーダの基本構成）
図１は、本発明に係るロータリエンコーダ１の基本構成等を示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁気スケールと感磁素子との位置関係等を模式的に示す説明図、感磁素子からの出力信号の説明図、および感磁素子からの出力信号と回転体の角度位置θ（電気角）との関係を示す説明図である。
【００１７】
図１に示すように、本形態のロータリエンコーダ１において、回転体の側には、磁気スケール２が設けられ、固定体の側には、センサユニット５が設けられている。磁気スケール２は、Ｎ極とＳ極とが周方向において交互に着磁された磁気トラック３１を回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に向けており、センサユニット５は、磁気トラック３１に対して回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で対向する感磁素子６（センサ素子）を備えている。本形態では、磁気トラック３１には、トラック３１１、３１２が２列、同心状に並列して形成されている。かかる磁気トラック３１において、２つのトラック３１１、３１２の間ではＮ極およびＳ極の位置が周方向でずれており、本形態では、２つのトラック３１１、３１２の間においてＮ極およびＳ極が周方向に１極分ずれている。
【００１８】
本形態において、感磁素子６は、磁気抵抗素子であり、磁気トラック３１の位相に対して、互いに９０°の位相差を有するＡ相（SIN）の磁気抵抗パターンとＢ相（COS）の磁気抵抗パターンとを備えている。かかる感磁素子（磁気抵抗素子）において、Ａ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ａ相（SIN+）の磁気抵抗パターン６４および−ａ相（SIN-）の磁気抵抗パターン６２を備えており、Ｂ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ｂ相（COS+）の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相（COS-）の磁気抵抗パターン６１を備えている。＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２は、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４の中点位置には、＋ａ相が出力される端子（＋ａ）が設けられ、−ａ相の磁気抵抗パターン６２の中点位置には、−ａ相が出力される端子（−ａ）が設けられている。また、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２と同様、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３の中点位置には、＋ｂ相が出力される端子（＋ｂ）が設けられ、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１の中点位置には、−ｂ相が出力される端子（−ｂ）が設けられている。
【００１９】
かかる構成の感磁素子６は、磁気トラック３１において隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３に回転軸線方向Ｌで重なる位置に配置されている。このため、感磁素子６の磁気抵抗パターン６１〜６４は、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で磁気トラック３１の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。すなわち、隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３においては、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック３１１、３１２の面内方向の向きが周方向で漸次に変化する回転磁界が発生する。飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量ｋが、磁界強度Ｈと近似的に「ｋ∝Ｈ２」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界（磁気ベクトルの回転）の方向を検出する際の原理は、強磁性金属からなる磁気抵抗パターン６１〜６４に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値Ｒとの間には、下式
Ｒ＝Ｒ０−ｋ×ｓｉｎ２θ
Ｒ０：無磁界中での抵抗値
ｋ：抵抗値変化量（飽和感度領域以上のときは定数）
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Ｒが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いＡ相およびＢ相を得ることができる。
【００２０】
かかる構成のロータリエンコーダ１において、感磁素子６には、増幅回路１３、１４や、これらの増幅回路１３、１４から出力される正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓに補間処理や各種演算処理を行うＣＰＵ１０（演算回路）等が設けられており、感磁素子６からの出力に基づいて、固定体に対する回転体の回転速度、回転方向、角度位置が検出される。より具体的には、ロータリエンコーダ１において、回転体が磁極の１周期分回転すると、感磁素子６からは、図１（ｂ）に示す正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓが２周期分、出力される。従って、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓを増幅回路１３、１４により増幅した後、ＣＰＵ１０において、図１（ｃ）に示すように、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓからθ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求めれば、回転体の角度位置θが分かる。
【００２１】
（ロータリエンコーダ１の具体的構成）
図２は、本発明に係るロータリエンコーダ１の具体的構成例を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ロータリエンコーダ１の側面図、磁気スケール２をセンサユニット５の側から見た斜視図、磁気スケール２の磁気トラック３１の説明図、およびセンサユニット５の斜視図である。なお、図２（ｄ）には感磁素子６の表面からシールドテープを剥がした様子を示してある。図３は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、センサユニット５を感磁素子６のセンサ面側からみた平面図、センサユニット５の側面図、センサユニット５をセンサ面とは反対側からみた底面図、および感磁素子６の表面からシールドテープを剥がした様子を示す説明図である。図４は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５の分解斜視図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、センサユニット５においてホルダから回路基板等を外した状態の斜視図、回路基板から可撓性基板等を外した状態の斜視図、可撓性基板を展開した状態の斜視図、および回路基板を裏面側（センサ面とは反対側）からみた様子を示す斜視図である。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、本形態のロータリエンコーダ１において、磁気スケール２およびセンサユニット５はいずれも円環状であり、回転体の回転軸線方向Ｌで対向し、かつ、磁気スケール２の中心Ｏ2、およびセンサユニット５の中心Ｏ5が回転体の回転軸線方向Ｌ上に位置するように配置されている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、磁気スケール２は、ＳＰＰＣ（冷間圧延鋼板）等の金属製の円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定された円環状のセンサマグネット３０とを備えており、図２（ｃ）に示すように、センサマグネット３０の表面（着磁されている面３３）には周方向に延びる円環状の磁気トラック３１が設けられている。磁気トラック３１は半径方向に並列して周方向に延びる内側のトラック３１１と外側のトラック３１２とからなる。これらトラック３１１、３１２は着磁ヘッドによってセンサマグネット３０に対する着磁を行うことにより設けられる。
【００２４】
図２（ｂ）に点線で示すように、センサマグネット３０の着磁表面には、ステンレス等の非磁性材料からなる円環状の保護シート４０が取り付けられている。本例では、磁気トラック３１は周方向に９０分割されてＮ極とＳ極が交互に着磁されており、各磁極が着磁されている角度範囲は４°である。また、各Ｓ極および各Ｎ極の平面形状は外周から内周側に向けて幅が狭くなる扇形となっている。なお、磁気スケール２から保護カバー４を省略することも可能である。
【００２５】
図２（ａ）、（ｄ）、図３および図４に示すように、センサユニット５は、亜鉛ダイカスト品やアルミニウムダイカスト品からなる円環状のホルダ８と、このホルダ８の裏面側（磁気スケール２が位置する側とは反対側）に取り付けられた剛性の回路基板７と、回路基板７に電気的に接続された可撓性基板９と、可撓性基板９に電気的に接続された感磁素子６とを備えており、感磁素子６において磁気スケール２が位置する側の面がセンサ面６ａである。回路基板７には、回路基板７からの出力を、図１（ａ）に示すＣＰＵ１０に出力するコネクタ１５が実装されている。感磁素子６のセンサ面６ａには、電気ノイズ対策として金属製のシールドテープ６６（図３（ａ）参照）が貼り付けられており、センサ面６ａはシールドテープ６６によって覆われている。
【００２６】
（感磁素子８の具体的構成例）
図５は、本発明に係るロータリエンコーダ１の感磁素子６の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、感磁素子６の平面図、および感磁素子６における磁気抵抗パターンの積層状態を模式的に示す説明図である。なお、図５（ａ）では、各磁気抵抗パターンと重ねて各磁気抵抗パターンと対向配置されるトラック３１１、３１２を表してある。
【００２７】
図５において、本形態で用いた感磁素子６は、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、層間絶縁膜を介して積層された第１積層磁気抵抗パターン６０１として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されており、素子基板６０の主面６０ａ側がセンサ面６ａである。＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が検出する＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が形成され、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）の上下関係は逆でもよい。
【００２８】
−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と同様、層間絶縁膜を介して積層された第２積層磁気抵抗パターン６０２として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されている。−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）が検出する−ｂ相とが最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が形成され、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）の積層関係は逆でもよい。
【００２９】
次に、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、周方向で重ならない位置に配置されている。より詳細には、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる位置であり、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる位置に配置されている。さらに、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２が電気的或いは磁気的に干渉しない最小距離だけ離れた角度位置に配置されている。本例では、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）は周方向に２２°ずれた位置に配置されている。第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、同様に、周方向に２２°ずれた位置に配置されている。
【００３０】
ここで、各磁気抵抗パターン６１〜６４は互いに平行ではなく、図３等に示すホルダ８の中心Ｏ8（センサユニット５の中心Ｏ5）から径方向に延在する複数の仮想線上に位置しており、ホルダ８およびセンサユニット５の半径方向に延在している。かかる磁気抵抗パターン６１〜６４は、ガラスあるいはシリコンからなる素子基板６０上に、半導体プロセスによって強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成されている。素子基板６０は長方形をしており、各磁気抵抗パターン６１〜６４は素子基板６０の中央領域に形成されている。素子基板６０の端部には、一方の長辺に沿って複数の端子６８が形成されており、かかる端子６８は、図４等に示す可撓性基板９との電気的な接続に用いられている。また、各磁気抵抗パターン６１〜６４は、端子６８を避けるように形成されたエポキシ樹脂等の保護層（図示せず）によって覆われており、かかる保護層は、例えば、スクリーン印刷によって形成されている。
【００３１】
（回路基板７の詳細構成）
図４に示すように、回路基板７は、概ねホルダ８の外周形状に沿った形状を有する円環状であり、中央に丸穴７８が形成されている。かかる回路基板７は、ガラス−エポキシ基板等の剛性基板であり、ホルダ８の裏面側に重ねて配置され、ネジによってホルダ８に固定されている。このため、回路基板７の外周側にはネジを止める複数の穴７７が形成されている。
【００３２】
回路基板７において、ホルダ８の側に位置する第１基板面７１には、図１（ａ）に示す増幅回路１３、１４等を構成する電子部品７９やコネクタ１５が実装されている。また、回路基板７の第１基板面７１には、丸穴７８の近傍位置に可撓性基板９との電気的な接続に用いられる複数の端子７３が形成されている。かかる端子７３を用いての可撓性基板９との接続は、図７等を参照して後述する。本形態では、端子７３として計８つが形成されており、かかる端子７３のうち、両側の端子７３２を除く計６つの端子７３１が可撓性基板９との電気的な接続に用いられる。これに対して、両側の端子７３２は、ハンダにより可撓性基板９に接続されるが、電気的な接続に利用されないダミー端子である。かかるダミーの端子７３２は、他の端子７３１に比して幅寸法が大であり、他の端子７３１よりも径方向のやや外側に配置されている。
【００３３】
回路基板７は両面基板であり、ホルダ８が位置する側とは反対側の第２基板面７２には各種の配線パターンが形成されているが、配線パターンが形成されている領域を含む広い領域には、配線パターンを覆うレジスト層の表面に、さらに絶縁性の印刷層７６（図３（ｃ）および図４（ｄ）にグレーで表示した領域）が形成されている。
【００３４】
（ホルダ８の詳細構成）
図６は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５に用いたホルダ８の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、ホルダ８をセンサ面６ａ側からみた平面図、ホルダ８の側面図、ホルダ８をセンサ面６ａと反対側からみた底面図、感磁素子６が配置される開口部周辺を拡大して示す平面図、およびＥ−Ｅ′断面図である。
【００３５】
図２、図３、図４および図６に示すように、ホルダ８は、全体として円環形状を有するトレイ（tray）状であり、その本体部分は円環状の板状部８０からなる。板状部８０には、円形の中央穴８２が形成されており、板状部８０の外周部分８１は、中央穴８２と同心状の円形である。従って、ホルダ８は、ホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円弧状の外周部分８１（円周部分）と、ホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円形の内周部分８２ａ（円周部分）を備えている。
【００３６】
また、ホルダ８は、板状部８０の裏面側で回路基板７の第１基板面７１を部分的に受ける基板支持用段部８５を備えており、図６（ｃ）には、基板支持用段部８５に相当する部分をグレーの領域として表してある。かかる基板支持用段部８５は、板状部８０の裏面側の他の領域よりわずかに高い位置にあり、板状部８０の裏面側において、基板支持用段部８５が形成されていない領域は、基板支持用段部８５から見ると、浅い凹部になっている。このため、ホルダ８の裏面側に回路基板７を重ねて固定すると、板状部８０の裏面側と回路基板７の第１基板面７１との間には狭い隙間が確保されることになる。
【００３７】
ホルダ８において、板状部８０には、感磁素子６が内側に配置される略矩形の開口部８６が形成されており、開口部８６に対して中心Ｏ8を挟む反対側位置の外周部分８１は、コネクタ１５が内側に配置される切り欠き８７が形成されている。
【００３８】
かかるホルダ８において、開口部８６の内周部分のうち、中心Ｏ8が位置する側の辺部分は、感磁素子６の径方向の位置決めを行うための度当たり部８９になっている。また、ホルダ８には、開口部８６の内側に向けて互いに対向するように突き出た２つの突部８８１、８８２が形成されている。突部８８１、８８２は、板状部８０の厚さ方向の途中位置に板状部８０より薄い寸法をもって形成されており、突部８８１、８８２の上面は、ホルダ８の表面側からみて低い位置にある。かかる突部８８１、８８２は、図８を参照して後述するように、感磁素子６を厚さ方向で位置決めするとともに、感磁素子６が接着剤で固定される部分である。
【００３９】
（可撓性基板９の詳細構成）
図７は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５に用いた可撓性基板９等の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、可撓性基板９の平面図、可撓性基板９に感磁素子６と回路基板７を接続する際の互いの位置関係を示す平面図、ハンダ付け後の断面図、および可撓性基板９をＵ字状に曲げた様子を示す断面図である。
【００４０】
図７に示すように、可撓性基板９は、長方形の平面形状を有しており、長手方向に直線的に延在する複数本の導電パターン９６が形成されている。また、可撓性基板９において、長手方向の一方側の基板端部９ｓには回路基板７に接続される複数の端子９８が可撓性基板９の幅方向に沿って設けられ、長手方向の他方側の基板端部９ｔには感磁素子６が接続される複数の端子９９が可撓性基板９の幅方向に沿って設けられている。
【００４１】
本形態において、導電パターン９６は計６本形成されているのに対して、端子９９は、計８つ形成されている。すなわち、８つの端子９９のうち、両側の端子９９２を除く計６つの端子９９１は、感磁素子６との電気的な接続に用いられるのに対して、両側の端子９９２は、ハンダにより感磁素子６に接続されるが、電気的な接続に利用されないダミー端子である。従って、端子９９１は、導電パターン９６の端部として形成されているが、端子９９２は、導電パターン９６に接続していない。
【００４２】
また、端子９８も、端子９９と同様、計８つ形成されており、８つの端子９８のうち、両側の端子９８２を除く計６つの端子９８１は、回路基板７の端子７３１に接続されて回路基板７との電気的な接続に用いられるのに対して、両側の端子９８２は、ハンダにより回路基板７のダミーの端子７３２に接続されるダミー端子である。従って、端子９８１は、導電パターン９６の端部として形成されているが、端子９８２は、導電パターン９６に接続していない。
【００４３】
かかる構成の可撓性基板９は、絶縁性の基材フィルム９５と、基材フィルム９５の一方面に形成された複数本の導電パターン９６と、複数本の導電パターン９６の表面を覆う絶縁保護層９７とを有する片面基板であり、第１基板面９１および第２基板面９２のうち、第１基板面９１の側のみに導電パターン９６や端子９８、９９が形成されている。ここで、絶縁保護層９７は、可撓性基板９の長手方向の両方の基板端部９ｓ、９ｔを避けて形成されている。すなわち、絶縁保護層９７は、一方側の基板端部９ｓでは、可撓性基板９の辺部分から所定の寸法を隔てた位置に形成されており、絶縁保護層９７の端縁９７０は、辺部分に平行に直線的に延在している。従って、端子９８１は、導電パターン９６のうち、絶縁保護層９７から露出している部分からなる。また、絶縁保護層９７は、他方側の基板端部９ｔでも、可撓性基板９の辺部分から所定の寸法を隔てた位置に形成されており、端子９８２は、導電パターン９６のうち、絶縁保護層９７から露出している部分からなる。なお、導電パターン９６は銅箔パターンからなり、端子９８、９９に相当する部分には、銅箔パターンの表面にスズ−銅等のメッキが施されている。
【００４４】
このような構成の可撓性基板９に感磁素子６を電気的に接続するにあたっては、可撓性基板９の基板端部９ｔにおいて、第１基板面９１と感磁素子６に用いた素子基板６０の主面６０ａ側（センサ面６ａ側）とを対向させた状態で、可撓性基板９の端子９９と感磁素子６の端子６８とをハンダ６７により接続する。
【００４５】
また、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続するにあたっては、可撓性基板９の基板端部９ｓにおいて、可撓性基板９の端子９８と回路基板７の端子７３とをハンダ９０により接続する。その際、可撓性基板９は片面基板であり、しかも、可撓性基板９をＵ字状に曲げて感磁素子６のセンサ面６ａをホルダ８の表面側に向かせる必要がある。
【００４６】
そこで、本形態では、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続するにあたっては、まず、可撓性基板９の一方の基板端部９ｓは、端子９８が露出している第１基板面９１側を回路基板７が位置する側と反対側に向けて回路基板７に重ねられる。この状態で、可撓性基板９の基板端部９ｓから回路基板７の端子７３が露出した状態となり、かつ、可撓性基板９の端子９９と回路基板７の端子７３とは１対１の関係をもって直線的に並ぶ。この状態で、ハンダ９０を端子７３、９９に跨るように設け、端子７３と端子９９とをハンダ９０により接続する。
【００４７】
このようにして可撓性基板９と回路基板７とを接続して複合基板５０を構成する。従って、感磁素子６から出力された信号は、可撓性基板９を介して回路基板７に出力され、回路基板７上に形成した増幅回路１２、１３によって増幅された後、コネクタ１５を介してＣＰＵ１０に出力されることになる。それ故、感磁素子６から出力された微弱なアナログ信号を、コネクタ１５を介して出力する必要がないので、信号の劣化が発生しない。また、感磁素子６は、可撓性基板９に接続されているため、可撓性基板９を曲げることによって、ホルダ８の表面側に向かせることができる等の利点がある。
【００４８】
（可撓性基板９に対する補強）
図７等を参照して説明したセンサユニット５および複合基板５０において、可撓性基板９の一方側の基板端部９ｓでは、絶縁保護層９７が可撓性基板９の辺部分から所定の寸法を隔てた位置に形成されており、絶縁保護層９７の端縁９７０は、辺部分に平行に直線的に延在している。また、可撓性基板９は、基板端部９ｓ、９ｔの間でＵ字状に曲げられている。このため、可撓性基板９に加わった応力が絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って集中し、導電パターン９６が端縁９７０で断線するという不具合や、可撓性基板９が端縁９７０で断線するという不具合が発生するおそれがある。
【００４９】
そこで、本形態では、図７を参照して以下に説明するように、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、端縁９７０への曲げ応力の集中を緩和して、端縁９７０での不具合の発生を防止する応力緩和部が設けられている。
【００５０】
まず、本形態では、絶縁保護層９７の端縁９７０への曲げ応力の集中を緩和する応力緩和部として、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１（絶縁保護層９７の非形成部分／応力緩和部）が設けられている。ここで、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１は、湾曲した形状をもって凹むように切り欠かれている。このため、可撓性基板９に応力が加わった際、かかる応力は、幅方向の両端部に設けられた絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１で吸収され、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って直線的に強く伝わることを緩和することができる。しかも、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１は、湾曲した形状をもって凹むように切り欠かれているため、可撓性基板９に応力が加わった際、かかる応力は、切り欠き部分９７１の湾曲した形状に沿って吸収され、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って直線的に強く伝わることを効果的に緩和することができる。それ故、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができる。
【００５１】
また、本形態では、絶縁保護層９７の端縁９７０への曲げ応力の集中を緩和する応力緩和部として、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、回路基板７との電気的な接続に寄与しないダミーの端子９８２（応力緩和部）が設けられている。しかも、可撓性基板９のダミーの端子９８２はハンダ９０によって回路基板７のダミーの端子７３２と固定されている。このため、可撓性基板９に応力が加わった際、かかる応力は、ダミーの端子９８２や回路基板７のダミーの端子７３２によって分散されるため、応力が絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って直線的に強く伝わることを効果的に緩和することができる。それ故、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができる。
【００５２】
（感磁素子６の位置決め構造）
図８は、本発明に係るロータリエンコーダ１のセンサユニット５において感磁素子６をホルダ８に固定した様子を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、感磁素子６を固定した状態を表面側からみた平面図、および裏面側からみた説明図である。
【００５３】
本形態では、図７を参照して説明した可撓性基板９をＵ字形状に曲げて感磁素子６のセンサ面６ａをホルダ８の表面に向け、この状態で感磁素子６をホルダ８に固定する。具体的には、図７（ｄ）に示すように可撓性基板９をＵ字形状に曲げて、図８に示すように、感磁素子６をホルダ８の開口部８６内に配置する。その際、感磁素子６をホルダ８の突部８８１、８８２の上面に重ねる。この状態で、感磁素子６には可撓性基板９の弾性力が作用し、感磁素子６は、ホルダ８の中心Ｏ8に向けて付勢される。その結果、感磁素子６は、ホルダ８の度当たり部８９に当接し、感磁素子６の位置決めが行われる。従って、感磁素子６がホルダ８の度当たり部８９に当接して位置決めされた状態で、突部８８１、８８２と感磁素子６とに跨るように接着剤２８を塗布、固化させれば、感磁素子６はホルダ８上の径方向の所定の位置に固定される。従って、図５を参照して説明した各磁気抵抗パターン６１〜６４は、ホルダ８の中心Ｏ8（センサユニット５の中心Ｏ5）から径方向に延在する複数の仮想線上に位置することになる。
【００５４】
（磁気スケール２の詳細構成）
図９は、本発明に係るロータリエンコーダ１の磁気スケールの説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、磁気スケールの平面図、断面図、センサマグネットの平面図、ヨーク板の平面図、および成形直後（研磨前）のセンサマグネットの説明図である。図２（ｂ）を参照して説明したように、本形態のロータリエンコーダ１において、磁気スケール２は、円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定した円環状のセンサマグネット３０とを備えている。図９に示すように、ヨーク板２０は、センサマグネット３０より幅寸法が大であり、ヨーク板２０の内周部分２１は、センサマグネット３０の内周縁３５より内側に位置し、ヨーク板２０の外周部分２２は、センサマグネット３０の外周縁３２より外側に位置している。従って、磁気スケール２の円形の外周縁および円形の内周縁は、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２に相当する。
【００５５】
かかる構成の磁気スケール２において、センサマグネット３０は、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。より具体的には、センサマグネット３０は、円環状に成形した磁性体をヨーク板２０に接着剤により固定した後、磁性体の表面を研磨し、しかる後に着磁を行って、磁気トラック３１を形成することにより、形成されている。かかる着磁の際、本形態では、センサマグネット３０（磁性体）の円形状ではなく、ヨーク板２０の内周部分２１や外周部分２２等、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。このため、磁気スケール２では、磁気トラック３１と、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２とは、同心状である。
【００５６】
ここで、センサマグネット３０は、フェライトなどの磁性粉（マグネット原料）とＰＰＳ（polyphenylene sulfide）等の熱可塑性樹脂材料（プラスチック材料）とを混合して成形したプラスチックマグネットである。本形態において、センサマグネット３０は、各種のプラスチックマグネットのうち、フィルムゲート（フラッシュゲート）により成形されたプラスチックマグネットである。かかるフィルムゲートによる成形では、フィルム状（膜状）のゲートを使用し、かつ、このフィルム状のゲートを円環状のセンサマグネット３０の内周面となる部分の全周に設けて成形する。従って、本形態のセンサマグネット３０には、パーティングラインが存在しない。また、フィルムゲートを用いると、図９（ｅ）にゲートの位置を矢印Ｇで示すように、成形直後のセンサマグネット３０の内周面の端縁には、ゲートが位置していた全周にわたってゲート痕３９が発生する。そこで、本形態において、センサマグネット３０は、フィルムゲートにより成形された後、ゲートが位置していた面側全体が研磨され、ゲート痕が除去されている。このため、センサマグネット３０は、プラスチックマグネットであるにもかかわらず、ゲート痕が存在しない。また、センサマグネット３０は、両面のうち、着磁されている側の面３３が反対側の面３４に比して平面度が高い。但し、センサマグネット３０については、少なくとも、着磁されている面３３が研磨されていればよく、センサマグネット３０の両面を研磨してもよい。
【００５７】
なお、ゲート痕を除去するにあたっては、センサマグネット３０の内周面に治具等を挿入して除去する方法もある。但し、この場合、ゲート痕の除去と同時にセンサマグネット３０の端面にも欠け（破損）が生じる可能性があるので、その点では、センサマグネット３０においてゲートが位置していた面側全体を研磨する方が好ましい。また、センサマグネット３０においてゲートが位置していた面側全体を研磨すれば、平面度が高い平滑面が得られるので、かかる平滑面を着磁面として利用することができるという利点がある。
【００５８】
ここで、センサマグネット３０は、ゲートが位置する側が研磨され、研磨された面に着磁が施されている。このため、フィルムゲートにより成形した際、気泡が混入した場合でも、ゲートが位置する側では残留気泡密度が低く、ゲートが位置する側とは反対側では残留気泡密度が高いことから、本形態のセンサマグネット３０は、センサマグネット３０の両面のうち、残留気泡密度が低い側の面が着磁されたプラスチックマグネットである。また、センサマグネット３０はゲートが位置する側が研磨され、研磨された面に着磁が施されているため、センサマグネット３０の内側面および外側面には、センサマグネット３０の両面のうち、着磁された面３３を反対側の面３４より幅広とする抜きテーパが形成されている。なお、フィルムゲートは、センサマグネット３０の外周縁に設けられることもある。
【００５９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロータリエンコーダ１において、センサユニット５のホルダ８は、センサユニット５の中心Ｏ5およびホルダ８の中心Ｏ8を円中心とする円周部分（内周部分８２ａおよび外周部分８１）を備え、磁気スケール２は、磁気トラック３１と同心状の円周部分（ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２）を備えている。このため、磁気スケール２を回転体に取り付け、センサユニット５を固定体に取り付ける際、ホルダ８の円周部分と磁気スケール２の円周部分とを治具を用いて位置合わせすれば、ホルダ８およびセンサユニット５と磁気トラック３１とを同心状に配置することができる。また、ロータリエンコーダ１を各種機器に搭載した状態で、回転体の回転中心軸線Ｌ上に、ホルダ８の中心Ｏ8および磁気トラック３１の中心が位置する状態とするのも容易である。ここで、感磁素子６は、ホルダ８に保持されているので、ホルダ８の中心Ｏ8に対する感磁素子６の位置精度は高い。従って、ホルダ８の円周部分と磁気スケール２の円周部分とを位置合わせすれば、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。
【００６０】
また、ホルダ８は、感磁素子６の径方向の位置を規定する度当たり部８９を備え、可撓性基板９は、感磁素子６を度当たり部８９に当接させる付勢力を発生する形状に湾曲している。このため、センサユニット５を組み立てる際、ホルダ８上の径方向の所定位置に感磁素子６を確実に配置することができる。従って、ホルダ８と磁気スケール２とを正確に位置合わせすれば、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置を確実かつ容易に合わせることができる。特に本形態では、感磁素子６が、ホルダ８の中心Ｏ8から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に磁気抵抗パターン６１〜６４を備えた磁気抵抗素子である。このため、磁気抵抗パターン６１〜６４は、磁気トラック３１の着磁パターンと好適に対応する向きとなるので、感度を向上することができる代わりに、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置がずれると、感度が著しく低下することになる。しかるに本形態によれば、磁気スケール２と感磁素子６との径方向の位置を確実に合わせることができるので、磁気抵抗パターン６１〜６４を、ホルダ８の中心Ｏ8から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に配置した場合の効果を十分発揮させることができる。
【００６１】
また、センサユニット５において、ホルダ８は、回路基板７の第１基板面７１を部分的に受けてホルダ８の板状部８０と第１基板面７１との間に隙間を確保する基板支持用段部８５と、感磁素子６が内側に配置される開口部８６とを備えている。このため、ホルダ８の裏面側に回路基板７を重ねても、電子部品７９とホルダ８との干渉が発生しないとともに、感磁素子６とホルダ８とが重なることもない。それ故、センサユニット５の薄型化を図ることができる。
【００６２】
また、回路基板７は両面基板であるが、第２基板面７２には、レジスト層の表面にさらに絶縁性の印刷層７６が設けられているため、例えば、センサユニット５を金属製の固定体に取り付ける際、金属製の固定体と回路基板７の第２基板面７２とが対向するような場合でも、回路基板７と固定体との間に高い絶縁耐圧を確保することができる。
【００６３】
また、本形態のロータリエンコーダ１では、磁気スケール２は、磁気トラック３１を構成する円環状のセンサマグネット３０と、センサマグネット３０の一方面側に固定された円環状のヨーク板２０とを有している。このため、センサマグネット３０が回転した際の磁界変化を感磁素子６で感度よく検出することができる。また、ヨーク板２０は、円環状であるため、かかるヨーク板２０の外周部分２２や内周部分２１を基準にセンサマグネット３０に対する着磁を行い、その後、ヨーク板２０の外周部分２２や内周部分２１を基準に回転体への取り付けや、センサユニット５との位置合わせ等を行えば、たとえ、センサマグネット３０の形状精度や寸法精度が低くても、磁気トラック３１と感磁素子６とを高い精度で位置合わせすることができる。それ故、磁気トラック３１を構成するセンサマグネット３０にプラスチックマグネット等を用いた場合でも、検出感度や検出精度が高い。しかも、ヨーク板２０は、センサマグネット３０より幅寸法が大であり、ヨーク板２０の内周部分２１は、センサマグネット３０の内周縁３５より内側に位置し、ヨーク板２０の外周部分２２は、センサマグネット３０の外周縁３２より外側に位置している。従って、磁気スケール２の円形の外周縁および円形の内周縁は、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２に相当するので、磁気スケール２の取り扱いや、ヨーク板２０の外周部分２２や内周部分２１を基準にして回転体に磁気スケール２を取り付ける作業等が容易である。
【００６４】
また、センサマグネット３０は、フィルムゲートにより成形されたプラスチックマグネットであるため、センサマグネット３０には、パーティングラインが存在しない。それ故、パーティングラインに起因する着磁精度の低下等が発生しない。また、センサマグネット３０は、ゲートが位置する側が研磨され、研磨された面が着磁されている。このため、センサマグネット３０では、ゲート痕や残留気泡に起因する着磁精度の低下等が発生しにくい。
【００６５】
また、本形態のロータリエンコーダ１では、可撓性基板９と回路基板７とが接続された複合基板５０が用いられており、かかる複合基板５０において、可撓性基板９の幅方向の両端部には、絶縁保護層９７の端縁９７０の延長線上に、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１やダミーの端子９８２等の応力緩和部が設けられている。このため、可撓性基板９に応力が加わった際、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って曲げ応力が集中しようとするが、かかる応力は、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１やダミーの端子９８２等の応力緩和部によって緩和され、絶縁保護層９７の端縁９７０に曲げ応力が集中することを回避することができる。従って、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができる。
【００６６】
特に、本形態では、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１は、湾曲した形状をもって凹むように切り欠かれているため、絶縁保護層９７の端縁９７０に沿って応力が直線的に強く伝わることをより確実に緩和することができる。それ故、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等をより確実に防止することができる。
【００６７】
また、本形態では、可撓性基板９がＵ字状に曲げられているため、その際の捩じり等により、可撓性基板９に大きな応力が加わりやすいが、本形態では、絶縁保護層９７の切り欠き部分９７１やダミーの端子９８２等の応力緩和部が設けられているため、絶縁保護層９７の端縁９７０で導電パターン９６が切断すること等を防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
【００６８】
また、本形態のセンサユニット５および複合基板５０では、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続するにあたっては、可撓性基板９の一方の基板端部９ｓを、端子９８が露出している第１基板面９１側を回路基板７が位置する側と反対側に向けて回路基板７に重ね、この状態で、ハンダ９０を端子７３、９９に跨るように設け、端子７３と端子９９とをハンダにより接続している。このため、可撓性基板９が片面基板である等が理由で可撓性基板９の向きに制約があっても、可撓性基板９と回路基板７とを電気的に接続することができる。
【００６９】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、感磁素子として磁気抵抗素子が実装されている例を説明したが、感磁素子として、ホール素子、あるいは磁気抵抗素子とホール素子の双方が実装されている場合に適用してもよい。
【００７０】
上記実施の形態では、センサマグネット３０としてプラスチックマグネットを用いたが、センサマグネット３０については、プラスチックマグネットに代えて、焼結マグネットやゴムマグネットを用いてもよい。焼結マグネットとは、磁性粉を焼き固め成形したものであり、ゴムマグネットは、ゴム材料と磁性粉とを混合して成形したものである。なお、上記実施の形態では、磁性粉としてフェライトを用いたが、ネオジウムやサマリウム等を用いてもよい。
【００７１】
上記の実施の形態では、電気的な接続にハンダを用いた場合を例示したが、異方性導電膜や金属接合等を利用してもよい。
【００７２】
上記実施の形態では、センサマグネット３０からゲート痕を除去したが、ゲート痕を残す一方、ゲート痕が発生する側とは反対側を着磁面としてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ ロータリエンコーダ
２ 磁気スケール
５ センサユニット
６ 磁気抵抗素子
７ 回路基板
８ ホルダ
９ 可撓性基板
２０ ヨーク板
３０ センサマグネット
３１ 磁気トラック
５０ 複合基板
７６ 印刷層
８５ 基板支持用段部
８６ 開口部
８９ 度当たり部
９６ 導電パターン
９７ 絶縁保護層
９７０ 絶縁保護層の端縁
９７１ 絶縁保護層の切り欠き部分（応力緩和部）
９８２ ダミーの端子（応力緩和部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、
周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置され、感磁素子がホルダに保持されたセンサユニットと、を有し、
前記ホルダは、前記ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、
前記磁気スケールは、前記磁気トラックと同心状の円周部分を備えていることを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項２】
前記回転体の回転中心軸線上に、前記ホルダの中心および前記磁気トラックの中心が位置していることを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ。
【請求項３】
前記センサユニットは、前記感磁素子が取り付けられた可撓性基板を備え、
前記ホルダは、前記感磁素子の径方向の位置を規定する度当たり部を備え、
前記可撓性基板は、前記感磁素子を前記度当たり部に当接させる付勢力を発生する形状に湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリエンコーダ。
【請求項４】
前記センサユニットは、第１基板面および第２基板面のうち、電子部品が実装された第１基板面を前記ホルダに向けた状態で当該ホルダにおいて前記磁気スケールが位置する表面側とは反対側の裏面側に重ねて配置された剛性の回路基板を備え、
前記ホルダは、前記回路基板に対向する板状部と、該板状部の前記裏面側で前記第１基板面を部分的に受けて当該板状部と前記第１基板面との間に隙間を確保する基板支持用段部と、前記板状部に形成されて前記感磁素子が内側に配置される開口部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のロータリエンコーダ。
【請求項５】
前記回路基板は両面基板であり、
前記第２基板面において少なくとも配線パターンが形成されている領域には、レジスト層の表面にさらに絶縁性の印刷層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のロータリエンコーダ。
【請求項６】
前記感磁素子は、前記ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に磁気抵抗パターンを備えた磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のロータリエンコーダ。
【請求項１】
固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、
周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置され、感磁素子がホルダに保持されたセンサユニットと、を有し、
前記ホルダは、前記ホルダの中心を円中心とする円周部分を備え、
前記磁気スケールは、前記磁気トラックと同心状の円周部分を備えていることを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項２】
前記回転体の回転中心軸線上に、前記ホルダの中心および前記磁気トラックの中心が位置していることを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ。
【請求項３】
前記センサユニットは、前記感磁素子が取り付けられた可撓性基板を備え、
前記ホルダは、前記感磁素子の径方向の位置を規定する度当たり部を備え、
前記可撓性基板は、前記感磁素子を前記度当たり部に当接させる付勢力を発生する形状に湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリエンコーダ。
【請求項４】
前記センサユニットは、第１基板面および第２基板面のうち、電子部品が実装された第１基板面を前記ホルダに向けた状態で当該ホルダにおいて前記磁気スケールが位置する表面側とは反対側の裏面側に重ねて配置された剛性の回路基板を備え、
前記ホルダは、前記回路基板に対向する板状部と、該板状部の前記裏面側で前記第１基板面を部分的に受けて当該板状部と前記第１基板面との間に隙間を確保する基板支持用段部と、前記板状部に形成されて前記感磁素子が内側に配置される開口部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のロータリエンコーダ。
【請求項５】
前記回路基板は両面基板であり、
前記第２基板面において少なくとも配線パターンが形成されている領域には、レジスト層の表面にさらに絶縁性の印刷層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のロータリエンコーダ。
【請求項６】
前記感磁素子は、前記ホルダの中心から径方向に延在する複数本の仮想線上の各々に磁気抵抗パターンを備えた磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のロータリエンコーダ。
【図１】
【図２】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図６】
【図２】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７３１７７（Ｐ２０１２−１７３１７７Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６３５４（Ｐ２０１１−３６３５４）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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