(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、
前記移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、前記磁石の磁束線を前記感磁性部に導くための第１磁性体とを有し、前記感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する電気信号発生部と、
前記磁石と前記感磁性部との間に配置され、前記磁石の一つの極性の部分の磁束線を前記磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、
を備え、
前記電気信号発生部は、前記感磁性部を通過する磁束線を前記磁石に導くための第３磁性体を有し、
前記第１磁性体及び前記第３磁性体は、前記移動方向において互いに異なる位置にある前記磁石の互いに異なる極性の部分からの磁束線を前記感磁性部に導く、エンコーダ装置。
【請求項２】
移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、
前記移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、前記磁石の磁束線を前記感磁性部に導くための第１磁性体とを有し、前記感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する電気信号発生部と、
前記磁石と前記感磁性部との間に配置され、前記磁石の一つの極性の部分の磁束線を前記磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、
を備え、
前記電気信号発生部は、前記感磁性部を通過する磁束線を前記磁石に導くための第３磁性体を有し、
前記磁石の前記移動方向に沿った複数の極性の部分の前記移動方向の幅は、それぞれ前記第１磁性体の先端部と前記第３磁性体の先端部との間隔よりも狭く設定され、
前記移動方向において、前記感磁性部を前記磁石からの磁束線が通過しない区間が設けられる、エンコーダ装置。
【請求項３】
前記移動部は回転軸を含み、
前記電気信号発生部には、前記回転軸が１回転する間に、前記磁石からの磁束線が前記第１磁性体及び前記第３磁性体を介して前記感磁性部を通過する第１タイミングと、前記磁石からの磁束線が前記第２磁性体を通過して前記感磁性部を通過しない第２タイミングとがあり、
前記第１タイミング時に前記電気信号発生部で電気信号が発生する請求項１又は２に記載のエンコーダ装置。
【請求項４】
前記移動部の前記移動方向に沿って、前記磁石からの磁束線が前記感磁性部に導かれないニュートラル区間が設けられた請求項１から３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】
前記磁石はそれぞれ２つの磁極が着磁された複数の磁石要素を有し、
前記磁石要素は、それぞれ前記移動方向に沿って平板状で、少なくとも３つの辺を持つ多角形である請求項１から４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、
前記移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、前記磁石の磁束線を前記感磁性部に導くための第１磁性体とを有し、前記感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する電気信号発生部と、
前記磁石と前記感磁性部との間に配置され、前記磁石の一つの極性の部分の磁束線を前記磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、
を備え、
前記磁石はそれぞれ２つの磁極が着磁された複数の磁石要素を有し、
前記磁石要素は、それぞれ前記移動方向に沿って平板状で、少なくとも３つの辺を持つ多角形である、エンコーダ装置。
【請求項７】
前記磁石は、前記移動方向に沿って平板状で、前記移動方向に直交する厚さ方向にも互いに異なる極性を有し、
前記第２磁性体は、前記移動方向に沿って連続して設けられ、
前記第１磁性体は、前記感磁性部から前記第２磁性体を乗り越えるように前記磁石に対向可能な位置まで設けられる請求項１から６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項８】
前記磁石は、前記移動方向に沿って平板状で、前記移動方向に直交する幅方向にも互いに異なる極性を有し、
前記第２磁性体には、前記移動方向に沿って前記磁石の互いに異なる極性の間隔と同じ間隔で複数の開口が設けられ、
前記第１磁性体は、前記第２磁性体と前記感磁性部との間に設けられるとともに、前記第１磁性体は、前記第２磁性体の前記開口を通して前記磁石の磁束線を前記感磁性部に導く請求項１から７のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項９】
前記感磁性部は、前記磁石の移動に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプを生じる、請求項１から８のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１０】
前記電気信号発生部は、前記移動部の移動によってパルス状の電力を発生する、請求項１から９のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１１】
前記電気信号発生部で発生する電気信号に基づいて、前記位置検出部で消費される電力の少なくとも一部を供給するバッテリーを備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１２】
前記電気信号発生部で発生する電気信号に基づいて、前記バッテリーから前記位置検出部への電力の供給の有無を切り替える切替部を備える、請求項１１に記載のエンコーダ装置。
【請求項１３】
前記バッテリーは、一次電池又は二次電池を含む、請求項１１又は１２に記載のエンコーダ装置。
【請求項１４】
前記位置検出部は、前記移動部の移動によって互いの相対位置が変化する位置検出用磁石及び磁気検出部を含み、該位置検出用磁石が形成する磁界に基づいて前記位置情報を検出し、
前記磁気検出部は、該位置検出用磁石が形成する磁界を前記バッテリーから供給される電力を用いて検出する、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１５】
前記位置検出部は、
前記移動部と連動して移動するスケールと、
前記スケールに光を照射する照射部と、
前記スケールからの光を検出する光検出部と、を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１６】
前記移動部は回転軸を含み、
前記磁石及び前記第２磁性体はそれぞれ輪帯状であり、
前記感磁性部は、前記第２磁性体の外側面の外側に配置される請求項１から１５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１７】
前記位置検出部は、前記回転軸の１回転以内の角度位置情報を検出する角度検出部と、
前記位置情報として前記回転軸の多回転情報を検出する多回転情報検出部と、を備える請求項１６に記載のエンコーダ装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
前記移動部に動力を供給する動力供給部と、
を備える駆動装置。
【請求項１９】
移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項１８に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置。
【請求項２１】
移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、
前記移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、前記感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する発電部と、前記磁石の磁束線を前記感磁性部に導くための第１磁性体とを有する電気信号発生部と、
前記磁石と前記感磁性部との間に配置され、前記磁石の一つの極性の部分の磁束線を前記磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、を備えるエンコーダ装置の製造方法であって、
前記感磁性部、前記発電部、及び前記第１磁性体を準備することと、
組立治具の第１の穴部に前記発電部を挿入し、前記第１の穴部内に設けられた第２の穴部に、前記発電部を通して前記感磁性部を挿入することと、
前記発電部と前記感磁性部とを固定することと、
前記組立治具から取り出した前記発電部を前記第２磁性体の側面に配置されるハウジングに固定することと、
を含むエンコーダ装置の製造方法。
【請求項２２】
前記発電部及び前記感磁性部を前記組立治具に装着する前に、前記感磁性部及び前記発電部の少なくとも一方を検査することを含む請求項２１に記載のエンコーダ装置の製造方法。
【請求項２３】
前記発電部及び前記感磁性部を前記組立治具に装着した状態で、前記感磁性部及び前記発電部を検査することを含む請求項２１に記載のエンコーダ装置の製造方法。
【請求項２４】
移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、
前記移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、前記感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する発電部と、前記磁石の磁束線を前記感磁性部に導くための第１磁性体とを有する電気信号発生部と、
前記磁石と前記感磁性部との間に配置され、前記磁石の一つの極性の部分の磁束線を前記磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、を備えるエンコーダ装置の製造方法であって、
前記感磁性部、前記発電部、及び前記第１磁性体を準備することと、
前記発電部を前記第２磁性体の側面に配置されるハウジングに固定することと、
前記ハウジングに設けられた開口を通して前記発電部内に前記感磁性部を挿入することと、
前記感磁性部を前記ハウジングに固定することと、
を含むエンコーダ装置の製造方法。
【請求項２５】
前記発電部及び前記感磁性部を前記ハウジングに装着した状態で、前記感磁性部及び前記発電部を検査することを含む請求項２４に記載のエンコーダ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ装置、エンコーダ装置の製造方法、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検物の回転角又は回転速度等の位置情報を検出するエンコーダ装置は、ロボット装置などの各種装置に搭載されている。従来のエンコーダ装置として、ウィーガントワイヤのような磁性線材を使用して、回転する磁石の磁界の変化を電気信号に変換し、その電気信号を用いて回転速度を求める装置が知られている(例えば、特許文献１参照)。
上述のような磁性線材を使用したエンコーダ装置は、磁石の不要な磁界に起因するノイズを少なくして安定した電気信号を発生させて、検出結果の信頼性の向上を図ることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３６５５８号公報
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様によれば、移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、その移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、その磁石の磁束線をその感磁性部に導くための第１磁性体とを有し、その感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する電気信号発生部と、その磁石とその感磁性部との間に配置され、その磁石の一つの極性の部分の磁束線をその磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、を備えるエンコーダ装置が提供される。
第１の態様において、その電気信号発生部は、その感磁性部を通過する磁束線をその磁石に導くための第３磁性体を有し、その第１磁性体及びその第３磁性体は、その移動方向において互いに異なる位置にあるその磁石の互いに異なる極性の部分からの磁束線をその感磁性部に導くようにしてもよい。
また、第１の態様において、その電気信号発生部は、その感磁性部を通過する磁束線をその磁石に導くための第３磁性体を有し、その磁石のその移動方向に沿った複数の極性の部分のその移動方向の幅は、それぞれその第１磁性体の先端部とその第３磁性体の先端部との間隔よりも狭く設定され、その移動方向において、その感磁性部をその磁石からの磁束線が通過しない区間が設けられてもよい。
また、第１の態様において、その磁石はそれぞれ２つの磁極が着磁された複数の磁石要素を有し、その磁石要素は、それぞれその移動方向に沿って平板状で、少なくとも３つの辺を持つ多角形であってもよい。
【０００５】
第２の態様によれば、第１の態様のエンコーダ装置と、その移動部に動力を供給する動力供給部と、を備える駆動装置が提供される。
第３の態様によれば、移動物体と、その移動物体を移動させる第２の態様の駆動装置と、を備えるステージ装置が提供される。
第４の態様によれば、第２の態様の駆動装置と、その駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置が提供される。
【０００６】
第５の態様によれば、移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、その移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、その感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する発電部と、その磁石の磁束線をその感磁性部に導くための第１磁性体とを有する電気信号発生部と、その磁石とその感磁性部との間に配置され、その磁石の一つの極性の部分の磁束線をその磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、を備えるエンコーダ装置の製造方法であって、その感磁性部、その発電部、及びその第１磁性体を準備することと、組立治具の第１の穴部にその発電部を挿入し、その第１の穴部内に設けられた第２の穴部に、その発電部を通してその感磁性部を挿入することと、その発電部とその感磁性部とを固定することと、その組立治具から取り出したその発電部をその第２磁性体の側面に配置されるハウジングに固定することと、を含むエンコーダ装置の製造方法が提供される。
【０００７】
第６の態様によれば、移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動方向に沿って複数の極性を持つ磁石と、その移動部の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部と、その感磁性部の磁気特性に基づいて電気信号を発生する発電部と、その磁石の磁束線をその感磁性部に導くための第１磁性体とを有する電気信号発生部と、その磁石とその感磁性部との間に配置され、その磁石の一つの極性の部分の磁束線をその磁石の他の極性の部分に導くための第２磁性体と、を備えるエンコーダ装置の製造方法であって、その感磁性部、その発電部、及びその第１磁性体を準備することと、その発電部をその第２磁性体の側面に配置されるハウジングに固定することと、そのハウジングに設けられた開口を通してその発電部内にその感磁性部を挿入することと、その感磁性部をそのハウジングに固定することと、を含むエンコーダ装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。
【図２】（Ａ）は図１中の磁石及び電気信号発生ユニットを示す斜視図、（Ｂ）は図１中の磁石、電気信号発生ユニット、及び磁気センサを示す平面図、（Ｃ）は図２（Ａ）の磁石等を断面で表した側面図、（Ｄ）は図２（Ｂ）の磁気センサを示す回路図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）の磁石及び電気信号発生ユニットを示す斜視図、（Ｂ）は図３（Ａ）の平面図である。
【図４】図１のエンコーダ装置の電力供給系及び多回転情報検出部の構成を示す図である。
【図５】図１のエンコーダ装置の順回転時の動作を示す図である。
【図６】（Ａ）はエンコーダ装置の製造方法の一例を示すフローチャート、（Ｂ）は製造方法の変形例の一部を示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は発電部、感磁性部、磁性体、及びハウジングを示す斜視図、（Ｂ）はハウジングに磁性体を組み込んだ状態を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）は組立治具を示す斜視図、（Ｂ）は組立治具を示す断面図、（Ｃ）は発電部に感磁性部を挿入した状態を示す斜視図、（Ｄ）はハウジングに電気信号発生ユニットを組み込んだ状態を示す斜視図である。
【図９】（Ａ）は基板、シールド板、及びハウジングを示す斜視図、（Ｂ）は組み立てられたエンコーダ装置を示す断面図である。
【図１０】エンコーダ装置の製造方法の変形例の一部を示すフローチャートである。
【図１１】（Ａ）は第２の実施形態に係る磁石及び電気信号発生ユニットを示す斜視図、（Ｂ）は図１１（Ａ）の平面図、（Ｃ）は図１１（Ｂ）の側面図である。
【図１２】（Ａ）は図１１（Ａ）の状態から磁石が４５°回転した状態を示す斜視図、（Ｂ）は図１２（Ａ）の平面図、（Ｃ）は図１２（Ｂ）の側面図である。
【図１３】（Ａ）は第３の実施形態に係る磁石及び電気信号発生ユニットを示す平面図、（Ｂ）は図１３（Ａ）の状態から磁石が４５°回転した状態を示す平面図である。
【図１４】第４の実施形態のエンコーダ装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図１５】（Ａ）は第４の実施形態に係るハウジングを示す斜視図、（Ｂ）は基板、シールド板、及びハウジングを示す斜視図である。
【図１６】駆動装置の一例を示す図である。
【図１７】ステージ装置の一例を示す図である。
【図１８】ロボット装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態］
第１の実施形態につき図１から図９を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣを示す。図１において、エンコーダ装置ＥＣは、モータＭ（動力供給部）の回転軸ＳＦ（移動部）の回転位置情報を検出する。回転軸ＳＦは、例えばモータＭのシャフト（回転子）であるが、モータＭのシャフトに変速機などの動力伝達部を介して接続されるとともに負荷に接続される作用軸（出力軸）であってもよい。エンコーダ装置ＥＣが検出した回転位置情報は、モータ制御部ＭＣに供給される。モータ制御部ＭＣは、エンコーダ装置ＥＣから供給された回転位置情報を使って、モータＭの回転を制御する。モータ制御部ＭＣは、回転軸ＳＦの回転を制御する。
【００１０】
エンコーダ装置ＥＣは、位置検出系（位置検出ユニット）１及び電力供給系（電力供給ユニット）２を備える。位置検出系１は、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する。エンコーダ装置ＥＣは、いわゆる多回転アブソリュートエンコーダであり、回転軸ＳＦの回転の数を示す多回転情報、及び１回転未満の角度位置（回転角）を示す角度位置情報を含む回転位置情報を検出する。エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの多回転情報を検出する多回転情報検出部３、及び回転軸ＳＦの角度位置を検出する角度検出部４を備える。
【００１１】
位置検出系１の少なくとも一部（例えば角度検出部４）は、例えば、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置（例えば駆動装置、ステージ装置、ロボット装置）の電源が投入されている状態（例、通常状態）で、この装置から電力の供給を受けて動作する。また、位置検出系１の少なくとも一部（例えば多回転情報検出部３）は、例えば、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置の電源が投入されていない状態（例、非常時状態、バックアップ状態）で、電力供給系２から電力の供給を受けて動作する。例えば、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置からの電力の供給が断たれた状態において電力供給系２は、位置検出系１の少なくとも一部（例えば多回転情報検出部３）に対して断続的（間欠的）に電力を供給し、位置検出系１は、電力供給系２から電力が供給された際に回転軸ＳＦの回転位置情報の少なくとも一部（例えば多回転情報）を検出する。
【００１２】
多回転情報検出部３は、例えば、磁気によって多回転情報を検出する。多回転情報検出部３は、例えば、磁石１１、磁気検出部１２、検出部１３、及び記憶部１４を備える。磁石１１は、ブロック状の分割磁石又はリング状の磁石であり、短い円筒状の側面と輪帯状の底面とを有するヨーク部材１８（詳細後述）の底面上（側面の内側）に設けられている。ヨーク部材１８は、一例として円板状の支持部材１５を介して回転軸ＳＦに固定されている。ヨーク部材１８の上面には、磁石１１を覆うように輪帯の平板状のディスク５が設けられている。ディスク５及びヨーク部材１８は回転軸ＳＦとともに回転するため、磁石１１は回転軸ＳＦと連動して回転する。磁石１１及び磁気検出部１２は、回転軸ＳＦの回転によって互いの相対位置が変化する。磁石１１が形成する磁気検出部１２上の磁界の強さ及び向きは、回転軸ＳＦの回転によって変化する。磁気検出部１２は、磁石１１が形成する磁界を検出し、検出部１３は、磁石が形成する磁界を磁気検出部１２が検出した結果に基づいて、回転軸ＳＦの位置情報を検出する。記憶部１４は、検出部１３が検出した位置情報を記憶する。なお、磁石１１は回転軸ＳＦと相対的に回転するように構成されてもよい。
【００１３】
角度検出部４は、光学式または磁気式のエンコーダであり、ディスク５の一回転内の位置情報（角度位置情報）を検出する。角度検出部４が例えば光学式エンコーダであるとき、例えばディスク５のパターンニング情報を受光素子で読み取ることにより、回転軸ＳＦの１回転以内の角度位置を検出する。ディスク５のパターンニング情報とは、例えばディスク５上の明暗のスリット状のパターンである。角度検出部４は、多回転情報検出部３の検出対象と同じ回転軸ＳＦの角度位置情報を検出する。角度検出部４は、発光素子２１、ディスク５、受光センサ２２、及び検出部２３を備える。
【００１４】
ディスク５は、回転軸ＳＦと連動して回転する。ディスク５の上面（発光素子２１及び受光センサ２２に対向する面）には、インクリメンタル及びアブソリュートのスケールＳが形成されている。スケールＳは、回転軸ＳＦに固定された別の円板状の部材（不図示）に設けられていてもよいし、その部材と一体化された部材であってもよい。例えば、ディスク５は、磁石１１とモータＭとの間に設けられていてもよい。スケールＳは、磁石１１の内側と外側の少なくとも一方に設けられていてもよい。
【００１５】
発光素子２１（照射部、発光部）は、ディスク５のスケールＳに光を照射する。受光センサ２２（光検出部）は、発光素子２１から照射されスケールＳを経由した光を検出する。図１において、角度検出部４は反射型であり、受光センサ２２は、スケールＳで反射された光を検出する。なお、角度検出部４は透過型であってもよい。そして、受光センサ２２は、検出結果を示す信号を検出部２３へ供給する。検出部２３は、受光センサ２２の検出結果を使って、回転軸ＳＦの角度位置を検出する。例えば、検出部２３は、アブソリュートスケールからの光を検出した結果を使って第１分解能の角度位置を検出する。また、検出部２３は、インクリメンタルスケールからの光を検出した結果を使って、第１分解能の角度位置に内挿演算を行うことにより、第１分解能よりも高い第２分解能の角度位置を検出する。
【００１６】
本実施形態において、エンコーダ装置ＥＣは、信号処理部２５を備える。信号処理部２５は、位置検出系１による検出結果を演算して処理する。信号処理部２５は、合成部２６及び外部通信部２７を備える。合成部２６は、検出部２３が検出した第２分解能の角度位置情報を取得する。また、合成部２６は、多回転情報検出部３の記憶部１４から回転軸ＳＦの多回転情報を取得する。合成部２６は、検出部２３からの角度位置情報、及び多回転情報検出部３からの多回転情報を合成し、回転位置情報を算出する。例えば、検出部２３の検出結果がθ（ｒａｄ）であり、多回転情報検出部３の検出結果がｎ回転である場合に、合成部２６は、回転位置情報として（２π×ｎ＋θ）（ｒａｄ）を算出する。回転位置情報は、多回転情報と、１回転未満の角度位置情報とを組にした情報でもよい。
【００１７】
合成部２６は、回転位置情報を外部通信部２７に供給する。外部通信部２７は、有線または無線によって、モータ制御部ＭＣの通信部ＭＣＣと通信可能に接続されている。外部通信部２７は、デジタル形式の回転位置情報を、モータ制御部ＭＣの通信部ＭＣＣに供給する。モータ制御部ＭＣは、角度検出部４の外部通信部２７からの回転位置情報を適宜復号する。モータ制御部ＭＣは、回転位置情報を使ってモータＭへ供給される電力（駆動電力）を制御することにより、モータＭの回転を制御する。
【００１８】
電力供給系２は、第１及び第２の電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂ、バッテリー（電池）３２、及び切替部３３を備える。電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ回転軸ＳＦの回転によって電気信号を発生する。この電気信号は、例えば、電力（電流、電圧）が時間変化する波形を含む。電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ例えば、回転軸ＳＦの回転に基づいて変化する磁界によって、電気信号として電力を発生する。例えば、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、多回転情報検出部３が回転軸ＳＦの多回転位置の検出に用いる磁石１１が形成する磁界の変化によって、電力を発生する。電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ回転軸ＳＦの回転によって、磁石１１との相対的な角度位置が変化するように配置される。電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、例えば、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂと磁石１１との相対位置がそれぞれ所定の位置になった際に、正又は負のパルス状の電気信号を発生する。この電気信号を整流器などによって全波整流することによって、電気回路等で容易に使用可能な直流の電気信号が得られる。
【００１９】
バッテリー３２は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号に基づいて、位置検出系１で消費される電力の少なくとも一部を供給する。バッテリー３２は、例えばボタン型電池、乾電池などの一次電池３６及び充電可能な二次電池３７（図４参照）を含む。バッテリー３２の二次電池は、例えば電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号（例えば電流）によって充電可能である。バッテリー３２は、保持部３５に保持される。保持部３５は、例えば、位置検出系１の少なくとも一部が設けられる回路基板などである。保持部３５は、例えば、検出部１３、切替部３３、及び記憶部１４を保持する。保持部３５には、例えば、バッテリー３２を収容可能な複数の電池ケース、及びバッテリー３２と接続される電極、配線などが設けられる。
【００２０】
切替部３３は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号に基づいて、バッテリー３２から位置検出系１への電力の供給の有無を切り替える。例えば、切替部３３は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号の全波整流後のレベルが閾値以上になることでバッテリー３２から位置検出系１への電力の供給を開始させる。また、例えば、切替部３３は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号の全波整流後のレベルが閾値未満になることでバッテリー３２から位置検出系１への電力の供給を停止させる。例えば、切替部３３は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電力が閾値未満になることでバッテリー３２から位置検出系１への電力の供給を停止させる。例えば、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂにパルス状の電気信号が発生する場合、切替部３３は、この電気信号の全波整流後のレベル（電力）がローレベルからハイレベルに立ち上がった際に、バッテリー３２から位置検出系１への電力の供給を開始させ、そのレベル（電力）がローレベルヘ変化してから所定の時間経過後に、バッテリー３２から位置検出系１への電力の供給を停止させる。
【００２１】
図２（Ｂ）は、図１中の磁石１１、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂ、及び磁気検出部１２である２つの磁気センサ５１，５２を示す平面図、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）のヨーク部材１８を断面で表した側面図である。また、図２（Ａ）は磁石１１及び１つの電気信号発生ユニット３１Ａを示す斜視図、図２（Ｄ）は磁気センサ５１の回路図である。なお、図２（Ａ）等において、図１の回転軸ＳＦを直線で表している。
【００２２】
図２（Ａ）から（Ｃ）において、磁石１１は、回転によって、回転軸ＳＦの中心を通る直線（対称軸）に平行な方向である軸方向（又はアキシャル方向ともいう。）ＡＤ１における磁界の向き及び強さが変化するようにヨーク部材１８に載置されている。磁石１１は、回転軸ＳＦを対称に挟むように配置された１対の直方形のＮ極１６Ａ及び１６Ｃの磁石と、回転軸ＳＦの回りにＮ極１６Ａ及び１６Ｃを９０°回転した位置にあるＳ極１６Ｂ及び１６Ｄの磁石と、Ｎ極１６Ａ，１６Ｃ及びＳ極１６Ｂ，１６Ｄの裏面（モータＭと同じ側の面）にそれぞれ配置された同じ形状のＳ極１７Ａ，１７Ｃ、及びＮ極１７Ｂ，１７Ｄの磁石とから構成されている。磁石１１は、回転軸ＳＦの回りの円周方向（又はθ方向、周方向、回転方向ともいう。）に沿って４対の極性を持つように着磁された複数（図２（Ａ）では４個）の永久磁石の組み合わせである。なお、磁石１１を１つの例えば輪帯状（リング状）の磁石から構成し、この磁石にＮ極１６Ａ〜Ｓ極１６Ｄ等を着磁してもよい。また、例えばＮ極１６Ａ及びＳ極１７Ａからなる部材は、２つの磁極（Ｎ極及びＳ極）が着磁された一つの磁石要素とみなすことができる。Ｎ極１６Ａ及びＳ極１７Ａからなる部材は、例えばＮ極１６Ａ及びＳ極１７Ａを合わせた大きさの一つの強磁性体を磁化することによって製造できる。
【００２３】
磁石１１の主面である表面（図１のモータＭと反対側の面）及び裏面は、それぞれ、回転軸ＳＦとほぼ垂直である。磁石１１において、表面側のＮ極１６Ａ〜Ｓ極１６Ｄと、裏面側のＳ極１７Ａ〜Ｎ極１７Ｄとは角度（例、互いのＮ極とＳ極との位置）が９０°（位相で１８０°）ずれている。
ここでは説明の便宜上、回転軸ＳＦの先端側（図１のモータＭと反対側）から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転という。また、順回転の角度を正の値で表し、逆回転の角度を負の値で表す。なお、回転軸ＳＦの後端側（図１のモータＭ側）から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転と定義してもよい。
【００２４】
ここで、磁石１１に固定した座標系において、周方向におけるＳ極１６ＤとＮ極１６Ａとの中間の角度位置を第１の位置１１ａとして、第１の位置１１ａから順次９０°回転した角度位置（Ｎ極とＳ極との中間）をそれぞれ第２、第３、及び第４の位置１１ｂ，１１ｃ，１１ｄで表す。
第１の位置１１ａから反時計回りに９０°の第１区間において、磁石１１の表面側にＮ極１６Ａが配置され、磁石１１の裏面側にＳ極１７Ａが配置されている。この第１区間において、磁石１１の磁界の軸方向の向きは、概ね磁石１１の表面側から裏面側へ向かう軸方向ＡＤ１（図２（Ｃ）参照）に平行である。第１区間において、磁界の強さは、Ｎ極１６Ａの中央の位置において最大となり、第１の位置１１ａ及び第４の位置１１ｄの近傍で最小となる。
【００２５】
第２の位置１１ｂから反時計回りに９０°の第２区間（磁石１１の表面側にＳ極が、磁石１１の裏面側にＮ極が配置されている区間）において、磁石１１の磁界の軸方向の向きは、概ね磁石１１の裏面側から表面側へ向かう向き（図２（Ｃ）の軸方向ＡＤ１の向きに対して逆向き）である。第２区間において、磁界の強さは、Ｓ極１６Ｄの中央において最大となり、第１の位置１１ａ及び第２の位置１１ｂの近傍で最小となる。同様に、第３の位置１１ｃから反時計回りに９０°の第３区間、及び第４の位置１１ｄから反時計回りに９０°の第４区間において、磁石１１の磁界の軸方向の向きは、それぞれ概ね磁石１１の表面側から裏面側へ向かう向き、及び裏面側から表面側へ向かう向きである。
【００２６】
このように、磁石１１が形成する磁界の軸方向の向きは、その第１から第４の位置１１ａ〜１１ｄにおいて順次反転する。ただし、本実施形態では、Ｎ極１６Ａ〜Ｓ極１６Ｄ（Ｓ極１７Ａ〜Ｎ極１７Ｄ）の磁石は互いに周方向に離れているため、その第１から第４の位置及びこの近傍の領域では磁界は比較的小さくなっている。磁石１１は、磁石１１の外部に固定された座標系に対し、磁石１１の回転に伴って軸方向の磁界の向きが反転する交流磁界を形成する。電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、磁石１１の主面の法線方向から見て磁石１１の上面及び外側面（例、回転軸ＳＦの側面近傍、ヨーク部材１８（サイドヨーク１８Ｓ）の側面近傍）に配置されている。
【００２７】
本実施形態において、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂの本体部（後述の感磁性部４１Ａ，４１Ｂ及び発電部４２Ａ，４２Ｂを含む部分）は、それぞれ、回転軸ＳＦに直交する半径方向（例、径方向又はラジアル方向）又は該半径方向に平行な方向に磁石１１から離れて、磁石１１と非接触に設けられている。第１の電気信号発生ユニット３１Ａは、感磁性部４１Ａ、発電部４２Ａ、第１磁性体４５Ａ、及び第３磁性体４６Ａを備える。第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａは形状がほぼ線対称の部材である。なお、第１磁性体４５Ａ及び第３磁性体４６Ａのうちの一方は省略可能である。
【００２８】
また、本実施形態において、ヨーク部材１８（例、磁束線又は磁界のガイド部材）は鉄等の強磁性材料から形成されており、磁石１１が載置されるとともに開口１８ａを有する底面をバックヨーク１８Ｂと称し、バックヨーク１８Ｂを囲む短い円筒状の側面部をサイドヨーク１８Ｓと称する。バックヨーク１８Ｂは、その上面に載置されている磁石１１の所定の極性（例えばＳ極１７Ａ）の部分の磁束線（又は磁力線）を他の極性（例えばＮ極１７Ｂ，１７Ｄ）の部分に導くように作用する。サイドヨーク１８Ｓは、サイドヨーク１８Ｓに近い所定の極性（例えばＮ極１６Ａ）の部分の磁束線をその部分の裏面の他の極性（例えばＳ極１７Ａ）の部分、及びその部分に周方向で隣接している他の極性（例えばＳ極１６Ｂ，１６Ｄ）の部分に導くように作用する。ヨーク部材１８（サイドヨーク１８Ｓ）は第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａとは別の部材（第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａとは異なる部材）である。本実施形態では、サイドヨーク１８Ｓは第２磁性体とも称することができるため、電気信号発生ユニット３１Ａの磁性体４６Ａを第３磁性体と呼んでいる。このように、本実施形態における電気信号発生ユニット３１Ａは、ヨーク部材１８によって磁石１１の磁束線が磁石１１から直接的に影響することがなく、安定した効率的な信号を発生することができる。
【００２９】
電気信号発生ユニット３１Ａの感磁性部４１Ａ及び発電部４２Ａは、磁石１１を移動部の移動方向（例、回転軸ＳＦの回転方向）に沿って連続して囲むサイドヨーク１８Ｓの外側面（又は外径側）の近傍、又はその側面の近傍の上方に固定されており、磁石１１の回転に伴って磁石１１上の各位置との相対位置が変化する。例えば、図２（Ｂ）では、第１電気信号発生ユニット３１Ａの中央に磁石１１の第１の位置１１ａが配置されており、この状態から磁石１１が順方向（反時計回り）に１回転すると、電気信号発生ユニット３１Ａの近傍を上述の第１から第４の位置１１ａ〜１１ｄがこの順に通過する。なお、電気信号発生ユニット３１Ａの感磁性部４１Ａ及び発電部４２Ａは、サイドヨーク１８Ｓの内側面（又は内径側）の近傍、又はその側面の近傍の上方に固定されていてもよい。
【００３０】
感磁性部４１Ａは、ウィーガントワイヤなどの感磁性ワイヤである。感磁性部４１Ａには、磁石１１の回転に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプ（ウィーガント効果）が生じる。感磁性部４１Ａは、細長い円柱状の部材であり、一例としてその軸方向が回転軸ＳＦの周方向に設定されている。以下では、感磁性部４１Ａの軸方向、すなわち感磁性部４１Ａの円形（又は多角形状等でもよい）の断面に垂直な方向を感磁性部４１Ａの長さ方向ＬＤ１ともいう。感磁性部４１Ａは、その軸方向（長さ方向）に交流磁界が印加され、その交流磁界が反転する際に、軸方向の一端から他端に向かう磁壁が発生する。図２（Ｂ）に示すように、感磁性部４１Ａの長さ方向ＬＤ１を回転軸ＳＦの周方向に設定することで、電気信号発生ユニット３１Ａを小型化できる。なお、本実施形態においては、サイドヨーク１８Ｓによって磁石１１の側面の磁束線が感磁性部４１Ａ側には漏れでないため（詳細後述）、感磁性部４１Ａの長さ方向ＬＤ１は任意の方向でよい。例えば、その長さ方向ＬＤ１は、軸方向ＡＤ１に平行でもよく、回転軸ＳＦに対する半径方向に平行でもよく、軸方向ＡＤ１又は半径方向等に斜めに交差する方向等でもよい。
【００３１】
第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａは例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性材料から形成されている。第１磁性体４５Ａは、磁石１１の表面と感磁性部４１Ａの一端との間にサイドヨーク１８Ｓを乗り越えるように設けられ、第３磁性体４６Ａは、磁石１１の表面と感磁性部４１Ａの他端との間にサイドヨーク１８Ｓを乗り越えるように設けられている。第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの感磁性部４１Ａと隣接するほぼ長方形の平板状の部分には、上面から中心部にかけて、電気信号発生ユニット３１Ａの組立調整時に感磁性部４１Ａを収容するための細長い切り欠き部４５Ａａ，４６Ａａが形成されている。第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの磁石１１側の先端部４５Ａｂ，４６Ａｂは、第１の位置１１ａにおいて、互いに異なる２つの極性（Ｎ極１６Ａ及びＳ極１７Ａ）の部分の１つの辺と周方向でほぼ同じ位置で、かつほぼ平行になるように対称に内側に（逆ハの字形に）傾斜している。言い替えると、第１磁性体４５Ａの先端部４５Ａｂと第３磁性体４６Ａの先端部４６Ａｂとが一対（線対称）であり、先端部４５Ａｂ,４６Ａｂは、線対称の基準線に対して互いに近づく方向（内向き方向）に形成されている。
また、図２（Ａ）に示すように、磁石１１の１回転内の少なくとも一つの角度位置（例、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂから上記の電気信号が発生する角度位置）に電気信号発生ユニット３１Ａが位置している場合、回転軸ＳＦの軸方向視において、第１磁性体４５Ａの先端部４５Ａｂの中心線ＣＬ１ａ及び第３磁性体４６Ａの先端部４６Ａｂの中心線ＣＬ１ｂが、磁石１１の隣接する２つの極性の部分（図２（Ａ）ではＮ極１６Ａ及びＳ極１６Ｄ）の電気信号発生ユニット３１Ａ側の両辺（両側面）と平行になるように、先端部４５Ａｂ，４６Ａｂが配置されている（先端部４５Ａｂ，４６Ａｂの傾斜角が決められている）。また、磁石１１の１回転内の少なくとも一つの角度位置において、第１磁性体４５Ａが回転軸ＳＦの軸方向又はそれに平行な方向において磁石１１の所定の極性の部分（Ｎ極１６Ａ〜Ｓ極１６Ｄ）と対向する位置に配置される。また、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの少なくとも一部は、回転軸ＳＦの軸方向視において、磁石１１の所定の極性の部分（Ｎ極１６Ａ〜Ｓ極１６Ｄ）とサイドヨーク１８Ｓとのそれぞれに重なる位置に配置される。
【００３２】
第１から第４の位置１１ａ〜１１ｄ及びこの近傍の位置において、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの先端部４５Ａｂ，４６Ａｂにおける磁石１１の極性は互いに常に逆であり、第１磁性体４５Ａの先端部４５ＡｂがＮ極１６Ａ（又はＳ極１６Ｂ）の近傍にあるときは、第３磁性体４６Ａの先端部４６ＡｂはＳ極１６Ｄ（又はＮ極１６Ａ）の近傍にある。このため、位置１１ａ〜１１ｄ及びこの近傍の位置において、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａは、磁石１１の周方向において互いに異なる位置にある磁石１１の互いに異なる極性の２つの部分（例えばＮ極１６Ａ及びＳ極１６Ｄ）からの磁束線を感磁性部４１Ａの長さ方向に導いている。
【００３３】
発電部４２Ａは、感磁性部４１Ａに巻き付けられて配置される高密度コイルなどである。なお、本実施形態では、一例として発電部４２Ａ及び感磁性部４１Ａは互いに独立に製造又は準備され、エンコーダ装置ＥＣの組立時に、発電部４２Ａの中心の貫通穴４２Ａｃ（図７（Ａ）参照）に感磁性部４１Ａが挿通される。そして、発電部４２Ａの両端から突き出た感磁性部４１Ａの２つの端部が第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの切り欠き部４５Ａａ，４６Ａａに収容される。この際に、一例として、感磁性部４１Ａの２つの端部は、わずかに切り欠き部４５Ａａ，４６Ａａの外側に突き出ている。発電部４２Ａには、感磁性部４１Ａにおける磁壁の発生に伴って電磁誘導が生じ、誘導電流が流れる。上述の磁石１１の第１から第４の位置が電気信号発生ユニット３１Ａの中心（磁性体４５Ａ，４６Ａの先端部の中央）の近傍を通過する際に、発電部４２Ａにパルス状の電流（電気信号、電力）が発生する。
【００３４】
発電部４２Ａに発生する電流の向きは、磁界の反転前後の向きに応じて変化する。例えば、磁石１１の表面側を向く磁界から裏面側を向く磁界への反転時に発生する電流の向きは、磁石１１の裏面側を向く磁界から表面側を向く磁界への反転時に発生する電流の向きの反対になる。発電部４２Ａに発生する電力（誘導電流）は、例えば高密度コイルの巻き数により設定できる。
【００３５】
感磁性部４１Ａ、発電部４２Ａ、及び第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａは、ハウジング６（図８（Ｄ）参照）に収容される。ハウジング６はモールドとも呼ぶことができる。ハウジング６には端子４２Ａａ，４２Ａｂが設けられている。発電部４２Ａの高密度コイルは、その一端及び他端がそれぞれ端子４２Ａａ，４２Ａｂと電気的に接続されている。発電部４２Ａで発生した電力は、端子４２Ａａ，４２Ａｂを介して、第１電気信号発生ユニット３１Ａの外部へ取り出し可能である。また、ハウジング６は、ヨーク部材１８（例、サイドヨーク１８Ｓ）が固定された回転軸ＳＦと非接触に配置されている。
【００３６】
第２電気信号発生ユニット３１Ｂは、第１電気信号発生ユニット３１Ａが配置される角度位置から０゜より大きく１８０°よりも小さい角度をなす角度位置に配置される。電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂの間の角度は、例えば１１２．５°以上１５７．５°以下の範囲から選択され、図２（Ｂ）では約１３５°である。第２電気信号発生ユニット３１Ｂは、第１電気信号発生ユニット３１Ａと同様の構成である。第２電気信号発生ユニット３１Ｂは、感磁性部４１Ｂ、発電部４２Ｂ、第１磁性体４５Ｂ、及び第３磁性体４６Ｂを備える。感磁性部４１Ｂ、発電部４２Ｂ、及び第１、第３磁性体４５Ｂ，４６Ｂは、それぞれ電気信号発生ユニット３１Ａの感磁性部４１Ａ、発電部４２Ａ、及び第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａと同様であり、その説明を省略する。第２感磁性部４１Ｂ、第２発電部４２Ｂ、及び第１、第３磁性体４５Ｂ，４６Ｂの第２感磁性部４１Ｂ側の部分は、ハウジング６に収容される。ハウジング６には端子４２Ｂａ，４２Ｂｂが設けられている。第２発電部４２Ｂで発生した電力は、端子４２Ｂａ，４２Ｂｂを介して、第２電気信号発生ユニット３１Ｂの外部へ取り出し可能である。
【００３７】
磁気検出部１２は、磁気センサ５１，５２を含む。磁気センサ５１は、回転軸ＳＦの回転方向において、第２感磁性部４１Ｂ（第２電気信号発生ユニット３１Ｂ）に対して０°より大きく１８０°未満の角度位置で配置される。磁気センサ５２は、回転軸ＳＦの回転方向において、磁気センサ５１に対して２２．５°より大きく６７．５°未満の角度位置（図２（Ｂ）では約４５°）に配置される。
【００３８】
図２（Ｄ）に示すように、磁気センサ５１は、磁気抵抗素子５６と、磁気抵抗素子５６に一定の強さの磁界を与えるバイアス磁石（図示せず）と、磁気抵抗素子５６からの波形を整形する波形整形回路（図示せず）とを備える。磁気抵抗素子５６は、エレメント５６ａ，５６ｂ，５６ｃ、及び５６ｄを直列に結線したフルブリッジ形状である。エレメント５６ａ，５６ｃの間の信号線は、電源端子５１ｐに接続され、エレメント５６ｂ，５６ｄの間の信号線は、接地端子５１ｇに接続されている。エレメント５６ａ，５６ｂの間の信号線は、第１出力端子５１ａに接続され、エレメント５６ｃ，５６ｄの間の信号線は、第２出力端子５１ｂに接続されている。磁気センサ５２は、磁気センサ５１と同様の構成であり、その説明を省略する。
【００３９】
次に、本実施形態の第１電気信号発生ユニット３１Ａの動作につき説明する。以下では、図２（Ｂ）の第１電気信号発生ユニット３１Ａの感磁性部４１Ａ及び発電部４２Ａを一体的に感磁性部材４７としても説明する。感磁性部材４７の長さ方向は感磁性部４１Ａの長さ方向と同じであり、感磁性部材４７の長さ方向の中心は感磁性部４１Ａの長さ方向の中心と同じである。なお、第２電気信号発生ユニット３１Ｂの動作は第１電気信号発生ユニット３１Ａと同様であるため、その説明を省略する。
【００４０】
図２（Ｂ）の第１から第４の位置１１ａ〜１１ｄ又はこの近傍の位置に電気信号発生ユニット３１Ａの中心が位置している場合、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの先端部４５Ａｂ，４６Ａｂにおける磁石１１の極性は互いに常に逆であり、第１磁性体４５Ａの先端部４５ＡｂがＮ極１６Ａ（又はＳ極１６Ｂ）の近傍にあるときは、第３磁性体４６Ａの先端部４６ＡｂはＳ極１６Ｄ（又はＮ極１６Ａ）の近傍にある。そして、磁石１１、第１磁性体４５Ａ、感磁性部４１Ａ、及び第３磁性体４６Ａによって、感磁性部４１Ａの長さ方向に向かう磁束線を含む磁気回路ＭＣ１が形成される。さらに、例えば第１の位置１１ａ又はこの近傍の位置において、感磁性部材４７に対向しているＮ極１６Ａから回転軸ＳＦの半径方向に向かう磁束線は、ヨーク部材１８のサイドヨーク１８Ｓに形成される磁気回路ＭＣ２に沿って、隣接するＳ極１６Ｄ及びＮ極１６Ａの裏面のＳ極１７Ａ（図２（Ｃ）参照）に向かう。このため、Ｎ極１６Ａから回転軸ＳＦの半径方向に向かう磁束線は、感磁性部４１Ａの長さ方向に向かうことはなく、感磁性部４１Ａの長さ方向に本来の磁束線を相殺するような逆向きの磁束線が作用することはない。同様に、磁石１１の回転方向の位置が任意の位置にある場合に、磁石１１の所定の極性の部分から回転軸ＳＦの半径方向に向かう磁束線はサイドヨーク１８Ｓを介して他の極性の部分に導かれるため、感磁性部４１Ａの長さ方向には、磁性体４５Ａ，４６Ａを介して導かれる磁束線以外の不要な磁束線が導かれることはない。この結果、エンコーダ装置ＥＣは、感磁性部材４７から常に高出力のパルスが得られる。
【００４１】
また、図３（Ｂ）は、図２（Ｂ）の状態から磁石１１及びヨーク部材１８を時計回りに４５°回転した状態を示し、図３（Ａ）はその状態の斜視図を示す。図３（Ｂ）において、電気信号発生ユニット３１Ａの中心にはＮ極１６Ａの中心（第１の位置１１ａと第４の位置１１ｄとの中間）又はこの近傍が位置しており、電気信号発生ユニット３１Ａの第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの先端部は同一のＮ極１６Ａの上方に位置している。すなわち、回転軸ＳＦの軸方向視において、第１磁性体４５Ａの先端部の中心線ＣＬ１ａ及び第３磁性体４６Ａの先端部の中心線ＣＬ１ｂが、磁石１１の同一の極性の部分（図３（Ａ）ではＮ極１６Ａ）の上方で、回転軸ＳＦの中心に向かって次第に近づくように傾斜している。このため、Ｎ極１６Ａから第１磁性体４５Ａ（回転軸ＳＦの半径方向）に向かう磁束線は、感磁性部材４７に向かうことはなく、第１磁性体４５Ａの先端部の磁気回路ＭＣ３及びサイドヨーク１８Ｓの磁気回路ＭＣ４を介して隣接するＳ極１６Ｂに導かれる。同様に、Ｎ極１６Ａから第３磁性体４６Ａ（回転軸ＳＦの半径方向）に向かう磁束線は、感磁性部材４７に向かうことはなく、第３磁性体４６Ａの先端部の磁気回路ＭＣ３及びサイドヨーク１８Ｓの磁気回路ＭＣ４を介して隣接するＳ極１６Ｄに導かれる。同様に、電気信号発生ユニット３１Ａの中心に、Ｓ極１６Ｂ、Ｎ極１６Ｃ、Ｓ極１６Ｄの中心又はこの近傍が位置している場合にも、Ｓ極１６Ｂ、Ｎ極１６Ｃ、Ｓ極１６Ｄから回転軸ＳＦの半径方向に向かう磁束線は、サイドヨーク１８Ｓを介して他の極性の部分に導かれるため、その磁束線が感磁性部材４７の長さ方向に導かれることはない。このため、感磁性部材４７では誘導電流は発生しない。
【００４２】
このように本実施形態の電気信号発生ユニット３１Ａにおいては、回転軸ＳＦが１回転する間に、磁石１１からの磁束線が第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａを介して感磁性部４１Ａを通過する第１タイミング（図２（Ｂ）の時点を中心とする期間）と、磁石１１からの磁束線がサイドヨーク１８Ｓ（第２磁性体）を通過して感磁性部４１Ａを通過しない（通過しにくい）第２タイミング（図３（Ｂ）の時点を中心とする期間）とがあり、その第１タイミング時に電気信号発生ユニット３１Ａで電気信号が発生する。その第２タイミング時の磁石１１の区間（１回転中の所定角度の区間）を感磁性部４１Ａ中で磁場が実質的に０となるニュートラル区間（第２タイミング時）と称することもできる。
【００４３】
このため、本実施形態の電気信号発生ユニット３１Ａによれば、図３（Ｂ）に示す感磁性部材４７の長さ方向に磁石１１からの磁束線が通過しない区間（第２タイミング）から、磁石１１及びヨーク部材１８の回転によって、図２（Ｂ）に示すように、磁石１１からの磁束線が磁性体第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａを介して感磁性部材４７の長さ方向に通過する区間（第１タイミング）に切り替わることによって、感磁性部４１Ａの長さ方向における磁束線の変化が急峻となり、発電部４２Ａからより高出力のパルスを発生することができる。
【００４４】
また、磁石１１の側面を覆うようにサイドヨーク１８Ｓが配置されており、サイドヨーク１８Ｓの外側面の外側には磁石１１の磁束線が漏れ出ないため、感磁性部材４７をサイドヨーク１８Ｓの外側面に近接して配置して、感磁性部材４７と磁石１１との間隔を狭くしても、感磁性部材４７から高出力の電気信号を得ることができる。このため、エンコーダ装置ＥＣは、高出力のパルスを得ながら、電気信号発生ユニット３１Ａを小型化することができる。
【００４５】
図４は、本実施形態に係る電力供給系２及び多回転情報検出部３の回路構成を示す。図４において、電力供給系２は、第１電気信号発生ユニット３１Ａ、整流スタック６１、第２電気信号発生ユニット３１Ｂ、整流スタック６２、及びバッテリー３２を備える。また、電力供給系２は、図１に示した切替部３３として、レギュレータ６３を備える。
整流スタック６１は、第１電気信号発生ユニット３１Ａから流れる電流（正又は負のパルス）を全波整流する整流器である。整流スタック６１の第１入力端子６１ａは、第１電気信号発生ユニット３１Ａの端子４２Ａａと接続されている。整流スタック６１の第２入力端子６１ｂは、第１電気信号発生ユニット３１Ａの端子４２Ａｂと接続されている。整流スタック６１の接地端子６１ｇは、シグナルグランドＳＧと同電位が供給される接地線ＧＬに接続されている。多回転情報検出部３の動作時に、接地線ＧＬの電位は、回路の基準電位になる。整流スタック６１の出力端子６１ｃは、レギュレータ６３の制御端子６３ａに接続されている。
【００４６】
整流スタック６２は、第２電気信号発生ユニット３１Ｂから流れる電流（正又は負のパルス）を全波整流する整流器である。整流スタック６２の第１入力端子６２ａは、第２電気信号発生ユニット３１Ｂの端子４２Ｂａと接続されている。整流スタック６２の第２入力端子６２ｂは、第２電気信号発生ユニット３１Ｂの端子４２Ｂｂと接続されている。整流スタック６２の接地端子６２ｇは、接地線ＧＬに接続されている。整流スタック６２の出力端子６２ｃは、レギュレータ６３の制御端子６３ａに接続されている。
【００４７】
レギュレータ６３は、バッテリー３２から位置検出系１へ供給される電力を調整する。レギュレータ６３は、バッテリー３２と位置検出系１との間の電力の供給経路に設けられるスイッチ６４を含んでもよい。レギュレータ６３は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号をもとにスイッチ６４の動作を制御する。
レギュレータ６３の入力端子６３ｂは、バッテリー３２に接続されている。レギュレータ６３の出力端子６３ｃは、電源線ＰＬに接続されている。レギュレータ６３の接地端子６３ｇは、接地線ＧＬに接続されている。レギュレータ６３の制御端子６３ａはイネーブル端子であり、レギュレータ６３は、制御端子６３ａに閾値以上の電圧が印加された状態で、出力端子６３ｃの電位を所定電圧に維持する。レギュレータ６３の出力電圧（上記の所定電圧）は、計数器６７がＣＭＯＳなどで構成される場合に例えば３Ｖである。記憶部１４の不揮発性メモリ６８の動作電圧は、例えば、所定電圧と同じ電圧に設定される。なお、所定電圧は、電力供給に必要な電圧であり、一定の電圧値のことだけでなく、段階的に変化する電圧であってもよい。
【００４８】
スイッチ６４は、第１端子６４ａが入力端子６３ｂと接続され、第２端子６４ｂが出力端子６３ｃと接続される。レギュレータ６３は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂから制御端子６３ａに供給される電気信号を制御信号（イネーブル信号）に用いて、スイッチ６４の第１端子６４ａと第２端子６４ｂとの間の導通状態と絶縁状態とを切り替える。例えば、スイッチ６４は、ＭＯＳ、ＴＦＴなどのスイッチング素子を含み、第１端子６４ａと第２端子６４ｂとはソース電極とドレイン電極であり、ゲート電極が制御端子６３ａと接続される。スイッチ６４は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号（電力）によってゲート電極が充電され、ゲート電極の電位が閾値以上になると、ソース電極とドレイン電極との間が導通可能な状態（オン状態）になる。なお、スイッチ６４はレギュレータ６３の外部に設けられてもよく、例えばリレー等の外付けであってもよい。
【００４９】
また、例えば、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置の電源が投入されていない状態（例、非常時状態、バックアップ状態）で、位置検出系１の少なくとも一部（例えば多回転情報検出部３）は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号を整流した電力を用いて動作するようにしてもよい。
多回転情報検出部３は、磁気検出部１２として、磁気センサ５１，５２、及びアナログコンパレータ６５，６６を含む。磁気検出部１２は、磁石１１が形成する磁界を、バッテリー３２から供給される電力を用いて検出する。また、多回転情報検出部３は、図１に示した検出部１３として計数器６７を含み、記憶部１４として不揮発性メモリ６８を含む。
【００５０】
磁気センサ５１の電源端子５１ｐは、電源線ＰＬに接続されている。磁気センサ５１の接地端子５１ｇは、接地線ＧＬに接続されている。磁気センサ５１の出力端子５１ｃは、アナログコンパレータ６５の入力端子６５ａに接続されている。本実施形態において、磁気センサ５１の出力端子５１ｃは、図２（Ｄ）に示した第２出力端子５１ｂの電位と基準電位との差に相当する電圧を出力する。アナログコンパレータ６５は、磁気センサ５１から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。アナログコンパレータ６５の電源端子６５ｐは、電源線ＰＬに接続されている。アナログコンパレータ６５の接地端子６５ｇは、接地線ＧＬに接続されている。アナログコンパレータ６５の出力端子６５ｂは、計数器６７の第１入力端子６７ａに接続されている。アナログコンパレータ６５は、磁気センサ５１の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からＨレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子からＬレベルの信号を出力する。
【００５１】
磁気センサ５２及びアナログコンパレータ６６は、磁気センサ５１及びアナログコンパレータ６５と同様の構成である。磁気センサ５２の電源端子５２ｐは、電源線ＰＬに接続されている。磁気センサ５２の接地端子５２ｇは、接地線ＧＬに接続されている。磁気センサ５２の出力端子５２ｃは、アナログコンパレータ６６の入力端子６６ａに接続されている。アナログコンパレータ６６の電源端子６６ｐは、電源線ＰＬに接続されている。アナログコンパレータ６６の接地端子６６ｇは、接地線ＧＬに接続されている。アナログコンパレータ６６の出力端子５８ｂは、計数器６７の第２入力端子６７ｂに接続されている。アナログコンパレータ６６は、磁気センサ５２の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からＨレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子６６ｂからＬレベルの信号を出力する。
【００５２】
計数器６７は、回転軸ＳＦの多回転情報を、バッテリー３２から供給される電力を用いて計数する。計数器６７は、例えばＣＭＯＳ論理回路などを含む。計数器６７は、電源端子６７ｐ及び接地端子６７ｇを介して供給される電力を用いて動作する。計数器６７の電源端子６７ｐは、電源線ＰＬに接続されている。計数器６７の接地端子６７ｇは、接地線ＧＬに接続されている。計数器６７は、第１入力端子６７ａを介して供給される電圧、及び第２入力端子６７ｂを介して供給される電圧を制御信号として、計数処理を行う。
【００５３】
不揮発性メモリ６８は、検出部１３が検出した回転位置情報の少なくとも一部（例えば多回転情報）を、バッテリー３２から供給される電力を用いて記憶する（書き込み動作を行う）。不揮発性メモリ６８は、検出部１３が検出した回転位置情報として、計数器６７による計数の結果（多回転情報）を記憶する。不揮発性メモリ６８の電源端子６８ｐは、電源線ＰＬに接続されている。記憶部１４の接地端子６８ｇは、接地線ＧＬに接続されている。図１の記憶部１４は、不揮発性メモリ６８を含み、電力が供給されている間に書き込まれた情報を、電力が供給されない状態においても保持可能である。
【００５４】
本実施形態において、整流スタック６１，６２とレギュレータ６３との間には、コンデンサ６９が設けられている。コンデンサ６９の第１電極６９ａは、整流スタック６１，６２とレギュレータ６３の制御端子６３ａとを接続する信号線に接続されている。コンデンサ６９の第２電極６９ｂは、接地線ＧＬに接続されている。コンデンサ６９は、いわゆる平滑コンデンサであり、脈動を低減してレギュレータの負荷を低減する。コンデンサ６９の定数は、例えば、検出部１３により回転位置情報を検出して記憶部１４に回転位置情報を書き込むまでの期間に、バッテリー３２から検出部１３及び記憶部１４への電力供給が維持されるように設定される。
【００５５】
また、バッテリー３２は例えばボタン型電池等の一次電池３６及び充電可能な二次電池３７を備える。二次電池３７は、モータ制御部ＭＣの電源部ＭＣＥと電気的に接続されている。モー夕制御部ＭＣの電源部ＭＣＥが電力を供給可能な期間（例えば主電源のオン状態）の少なくとも一部において、電源部ＭＣＥから二次電池３７へ電力が供給され、この電力によって二次電池３７が充電される。モータ制御部ＭＣの電源部ＭＣＥが電力を供給不能な期間（例えば主電源のオフ状態）において、電源部ＭＣＥから二次電池３７への電力の供給は絶たれる。
【００５６】
また、二次電池３７は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂからの電気信号の伝達経路にも電気的に接続されてもよい。この場合、二次電池３７は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂからの電気信号の電力により充電可能である。例えば、二次電池３７は、整流スタック６１とレギュレータ６３との間の回路と電気的に接続される。二次電池３７は、電源部ＭＣＥからの電力の供給が絶たれた状態において、回転軸ＳＦの回転により電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号の電力によって、充電することが可能となる。なお、二次電池３７は、モータＭに駆動されて回転軸ＳＦが回転することにより電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号の電力によって、充電されてもよい。
【００５７】
本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、外部からの電力の供給が絶たれた状態において、一次電池３６と二次電池３７とのいずれから位置検出系１へ電力を供給するかを選択する。電力供給系２は、電源切替器（電源選択部、選択部）３８を備え、電源切替器３８は、位置検出系１に対して一次電池３６と二次電池３７とのいずれから電力を供給するかを切り替える（選択する）。電源切替器３８の第１入力端子は、一次電池３６の正極と電気的に接続され、電源切替器３８の第２入力端子は、二次電池３７と電気的に接続される。電源切替器３８の出力端子は、レギュレータ６３の入力端子６３ｂと電気的に接続される。
【００５８】
電源切替器３８は、例えば、二次電池３７の残量に基づいて、位置検出系１に対して電力を供給する電池を、一次電池３６または二次電池３７に選択する。例えば、二次電池３７の残量が閾値以上である場合、電源切替器３８は、二次電池３７から電力を供給させ、一次電池３６から電力を供給させない。この閾値は、位置検出系１で消費される電力に基づいて設定され、例えば位置検出系１へ対して供給すべき電力以上に設定される。例えば、電源切替器３８は、位置検出系１で消費される電力を二次電池３７からの電力でまかなうことが可能な場合、二次電池３７から電力を供給させ、一次電池３６から電力を供給させない。また、二次電池３７の残量が閾値未満である場合、電源切替器３８は、二次電池３７から電力を供給させず、一次電池３６から電力を供給させる。電源切替器３８は、例えば、二次電池３７の充電を制御する充電器を兼ねていてもよく、充電の制御に使われる二次電池３７の残量の情報を用いて、二次電池３７の残量が閾値以上であるか否かを判定してもよい。
【００５９】
このように二次電池３７を併用することで、一次電池３６の消耗を遅らせることができる。したがって、エンコーダ装置ＥＣは、バッテリー３２のメンテナンス（例、交換）がない、あるいはメンテナンスの頻度が低い。
なお、バッテリー３２は、一次電池３６と二次電池３７の少なくとも一方を備えればよい。また、上述の実施形態においては、一次電池３６または二次電池３７から択一的に電力を供給するが、一次電池３６及び二次電池３７から並行して電力を供給してもよい。例えば、位置検出系１の各処理部（例えば磁気センサ５１、計数器６７、不揮発性メモリ６８）の消費電力に応じて、一次電池３６が電力を供給する処理部と、二次電池３７が電力を供給する処理部とが定められてもよい。なお、二次電池３７は、電源部ＥＣ２から供給される電力と、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号の電力との少なくとも一方を用いて、充電されればよい。
【００６０】
次に、電力供給系２及び多回転情報検出部３の動作について説明する。図５は、回転軸ＳＦが反時計回りに回転（順回転）するときの多回転情報検出部３の動作を示すタイミングチャートである。回転軸ＳＦが反時計回りに回転（逆回転）するときの多回転情報検出部３の動作を示すタイミングチャートは、図４のチャートを時間に沿って反転したものとなるため、その説明を省略する。
【００６１】
図５の「磁界」において、実線は第１電気信号発生ユニット３１Ａの位置での磁界を示し、破線は第２電気信号発生ユニット３１Ｂの位置での磁界を示す。「第１電気信号発生ユニット」、「第２電気信号発生ユニット」は、それぞれ、第１電気信号発生ユニット３１Ａの出力、第２電気信号発生ユニット３１Ｂの出力を示し、一方向に流れる電流の出力を正（＋）とし、その逆方向に流れる電流の出力を負（−）とした。「イネーブル信号」は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂで発生する電気信号によりレギュレータ６３の制御端子６３ａに印加される電位を示し、ハイレベルを「Ｈ」で表し、ローレベルを「Ｌ」で表した。「レギュレータ」は、レギュレータ６３の出力を示し、ハイレベルを「Ｈ」で表し、ローレベルを「Ｌ」で表した。
【００６２】
図５の「第１磁気センサ上の磁界」、「第２磁気センサ上の磁界」は、磁気センサ５１及び５２上に形成される磁界である。磁石１１が形成する磁界を長破線で示し、バイアス磁石が形成する磁界を短破線で示し、これらの合成磁界を実線で示した。「第１磁気センサ」、「第２磁気センサ」は、それぞれ、磁気センサ５１及び５２を常時駆動したときの出力を示し、第１出力端子からの出力を破線で表し、第２出力端子からの出力を実線で表した。「第１アナログコンパレータ」、「第２アナログコンパレータ」は、それぞれ、アナログコンパレータ６５及び６６からの出力を示す。磁気センサ及びアナログコンパレータが常時駆動された場合の出力を「常時駆動」に示し、磁気センサ及びアナログコンパレータが間欠駆動された場合の出力を「間欠駆動」に示した。
【００６３】
回転軸ＳＦが反時計回りに回転する場合、第１電気信号発生ユニット３１Ａは、角度位置１８０°及び０°（３６０°）において、順方向に流れる電流パルス（「第１電気信号発生ユニット」の＋）を出力する。また、第１電気信号発生ユニット３１Ａは、角度位置９０°及び２７０°において、逆方向に流れる電流パルス（「第１電気信号発生ユニット」の−）を出力する。第２電気信号発生ユニット３１Ｂは、角度位置１３５°及び３１５°において、逆方向に流れる電流パルス（「第２電気信号発生ユニット」の−）を出力する。また、第２電気信号発生ユニット３１Ｂは、角度位置４５°及び２２５°において、順方向に流れる電流パルス（「第２電気信号発生ユニット」の＋）を出力する。そのため、イネーブル信号は、角度位置４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°、及び０°のそれぞれにおいて、ハイレベルに切り替わる。また、レギュレータ６３は、イネーブル信号がハイレベルに維持された状態に対応して、角度位置４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°、及び０°のそれぞれにおいて、電源線ＰＬに所定電圧を供給する。
【００６４】
本実施形態において、磁気センサ５１の出力と磁気センサ５２の出力は、９０°の位相差を有しており、検出部１３は、この位相差を利用して回転位置情報を検出する。磁気センサ５１の出力は、角度位置２２．５°から角度位置１１２．５°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、レギュレータ６３は角度位置４５°、９０°において電力を出力する。磁気センサ５１及びアナログコンパレータ６５は、角度位置４５°，９０°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ６５から出力される信号（以下、Ａ相信号という）は、電力供給を受けていない状態でＬレベルに維持されており、角度位置４５°，９０°のそれぞれにおいてＨレベルになる。
【００６５】
また、磁気センサ５２の出力は、角度位置１５７．５°から２４７．５°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、レギュレータ６３は、角度位置１８０°，２２５°において電力を出力する。磁気センサ５２及びアナログコンパレータ６６は、角度位置１８０°，２２５°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ６６から出力される信号（以下、Ｂ相信号という）は、電力供給を受けていない状態でＬレベルに維持されており、角度位置１８０°，２２５°のそれぞれにおいてＨレベルになる。
【００６６】
ここで、計数器６７に供給されるＡ相信号がＨレベル（Ｈ）であり、計数器６７に供給されるＢ相信号がＬレベルである場合に、これら信号レベルの組を（Ｈ、Ｌ）のように表す。図５では、角度位置１８０°において信号レベルの組が（Ｌ、Ｈ）であり、角度位置２２５°において信号レベルの組が（Ｈ、Ｈ）、角度位置２７０°において信号レベルの組が（Ｈ、Ｌ）である。
【００６７】
計数器６７は、検出したＡ相信号とＢ相信号の一方または双方がＨレベルである場合に、記憶部１４に信号レベルの組を記憶させる。計数器６７は、次に検出したＡ相信号とＢ相信号の一方または双方がＨレベルである場合に、前回のレベルの組を記憶部１４から読み出し、前回のレベルの組と今回のレベルの組と比較して回転方向を判定する。
例えば、前回の信号レベルの組が（Ｈ、Ｈ）であって、今回の信号レベルが（Ｈ、Ｌ）である場合には、前回の検出において角度位置２２５°であり、今回の検出において角度位置２７０°であるので、反時計回り（順回転）であることがわかる。計数器６７は、今回のレベルの組が（Ｈ、Ｌ）であって、かつ前回のレベルの組が（Ｈ、Ｈ）である場合、カウンタをアップすることを示すアップ信号を記憶部１４に供給する。記憶部１４は、計数器６７からのアップ信号を検出した場合に、記憶している多回転情報を１増加した値に更新する。逆回転の場合は、前回の信号レベルが（Ｈ、Ｈ）で今回の信号レベルが（Ｌ、Ｈ）となるので、記憶部１４は多回転情報から１を減算する。このように、本実施形態に係る多回転情報検出部３は、回転軸ＳＦの回転方向を判定しながら、多回転情報を検出できる。また、磁気センサ５１，５２には、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂからパルス信号が発生される期間のみに電流を間欠的に供給しているため、磁気センサ５１，５２に常時電流を供給する場合に比べてバッテリー３２の消費電力を大幅に抑制できる。
【００６８】
次に、本実施形態のエンコーダ装置ＥＣの製造方法の一例につき図６（Ａ）のフローチャートを参照して説明する。以下ではエンコーダ装置ＥＣは１つの電気信号発生ユニット３１Ａのみを備えるものとして説明する。複数の電気信号発生ユニットを備える場合にも同様に製造できる。まず、図６（Ａ）のステップ１２０において、図７（Ａ）に示す発電部４２Ａ、感磁性部４１Ａ、第１磁性体４５Ａ、第３磁性体４６Ａ、及び電気信号発生ユニット３１Ａが装着されるハウジング６等（磁石１１及びヨーク部材１８等を含む）を準備（例えば製造）する。ハウジング６は中央部に開口６ａが設けられた短い円筒状であり、ハウジング６の一部に第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａ及び発電部４２Ａを収容するための溝部６ｂが形成され、溝部６ｂの周方向の側面に感磁性部４１Ａの両端部を収容するためのニゲ溝６ｃが形成されている。
【００６９】
次のステップ１２２において、不図示の検査工具に感磁性部４１Ａを装着して、発電部４２Ａから例えば所定の規格以上の電気信号が得られるかどうかを検査する。検査工具は、例えば感磁性部４１Ａの出し入れが可能な基準となる電気信号発生ユニット３１Ａを含むエンコーダ装置ＥＣの完成品である。検査に合格した感磁性部４１Ａはステップ１２６で使用される。そして、ステップ１２４において、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す組立治具４４を使用する。組立治具４４は直方体状で、その一面に発電部４２Ａよりわずかに大きい直径で、発電部４２Ａよりもわずかに短い深さの円柱状の２つの穴部４４ａ，４４ｄが形成されている。穴部４４ａ，４４ｄの中心には、感磁性部４１Ａよりもわずかに大きい直径で、磁性体４５Ａ，４６Ａの発電部４２Ａ側の部分の厚さよりもわずかに深い穴部４４ｂ，４４ｅが形成されている。また、穴部４４ａ，４４ｄの側面から組立治具４４の側面にかけて、発電部４２Ａのコイルの両端部を通すためのニゲ溝４４ｃ，４４ｆが形成されている。そして、発電部４２Ａを組立治具４４の穴部４４ｄにセット（挿入）する。他方の穴部４４ａにも別の発電部４２Ａがセットされている。
【００７０】
次のステップ１２６において、図８（Ｂ）の組立治具４４の穴部４４ｄ内の発電部４２Ａの貫通穴４２Ａｃに感磁性部４１Ａを挿入する。感磁性部４１Ａの先端部は穴部４４ｄ内の穴部４４ｅに差し込まれる。この状態で、発電部４２Ａの貫通穴４２Ａｃの端部（口元）の１箇所又は２箇所で感磁性部４１Ａを接着等で固定する。これによって、図８（Ｃ）に示すように、発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとが一体化される。
【００７１】
これらの動作と並行に又は先行してステップ１２８において、図７（Ｂ）に示すように、磁石１１を設けたヨーク部材１８（サイドヨーク１８Ｓ）をハウジング６の内側に配置する。なお、一例として、図９（Ｂ）に示すように、図１のモータＭを支持するベース部材７の中央に回転軸ＳＦが回転軸受け（不図示）を介して回転可能に支持されている。さらに、回転軸ＳＦの先端部に、ディスク５の円筒状の端部がボルト１０によって固定され、ディスク５の底面にヨーク部材１８（サイドヨーク１８Ｓ）が連結され、ヨーク部材１８内に磁石１１が配置されている。言い替えると、この例では、ディスク５が支持部材を兼用している。そして、ベース部材７の上面に、ディスク５及び磁石１１を囲むようにハウジング６が例えば３箇所でボルト（不図示）によって固定される。このため、ハウジング６（モールド）はサイドヨーク１８Ｓ（第２磁性体）を囲むように、サイドヨーク１８Ｓと相対回転可能に配置されている。さらに、図７（Ｂ）に示すように、ハウジング６の溝部６ｂに第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａが取り付けられる。第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａは、ハウジング６の上部（溝部６ｂ）に設けられている。なお、ヨーク部材１８を回転させない構成とすることも可能である（この場合、磁石１１は不図示の支持部材を介して回転軸ＳＦなどに固定される）。この場合には、ヨーク部材１８をハウジング６側に固定することも可能である。
【００７２】
そして、ステップ１３０において、一体化した発電部４２Ａ及び感磁性部４１Ａをハウジング６の溝部６ｂに収納する。この際に、発電部４２Ａの両端から突き出た感磁性部４１Ａの２つの端部は第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの切り欠き部４５Ａａ，４６Ａａ及びハウジング６のニゲ溝６ｃに収容される。次のステップ１３２において、ハウジング６に接着等によって発電部４２Ａを固定し、発電部４２Ａのコイルの両端部を端子４２Ａａ，４２Ａｂにハンダ付け等で接続する。これによって電気信号発生ユニット３１Ａが完成する。
【００７３】
さらに、ステップ１３４において、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電気信号発生ユニット３１Ａが組み込まれたハウジング６の上部に、円板状の磁気用のシールド板８、及び図１の角度検出部４及び磁気検出部１２が装着されたセンサ基板９を取り付けることで、エンコーダ装置ＥＣが完成する。シールド板８には、電気信号発生ユニット３１Ａが収容される切り欠き部８ａ、及びセンサ基板９の発光部からの光、及び磁気検出部１２用の磁束線を通すための長方形の開口８ｂが形成されている。また、センサ基板９には、バッテリー３２（例えば一次電池）を収容するための収容部９ａ及び処理回路を収容する収容部９ｂが設けられている。さらに、ステップ１３６において、エンコーダ装置ＥＣの完成品の検査を行う。一例として、回転軸ＳＦを所定の回転速度で回転させて、電気信号発生ユニット３１Ａから所定の規格以上の電気信号が得られるかどうかを検査する。電気信号発生ユニット３１Ａから所定の規格以上の電気信号が得られるときにエンコーダ装置ＥＣは合格品となり、この製造工程が終了する。電気信号発生ユニット３１Ａから所定の規格以上の電気信号が得られないときには、例えばステップ１３０に戻り、一体化された発電部４２Ａ及び感磁性部４１Ａの交換等を行うようにしてもよい。この製造方法によれば、組立治具４４を用いて発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとの相対的な位置決めを効率的に正確に行うことができるため、電気信号発生ユニット３１Ａ及びエンコーダ装置ＥＣを効率的に製造できる。
【００７４】
このように、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、モータＭ（動力供給部）の回転軸ＳＦ（移動部）の回転位置情報を検出する位置検出系１（位置検出部）と、回転軸ＳＦと連動して回転するとともに、回転軸ＳＦの回転方向（θ方向）に沿って複数の極性を持つ磁石１１と、磁石１１（回転軸ＳＦ）の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部４１Ａ（感磁性部材４７）と、磁石１１の磁束線を感磁性部４１Ａに導くための第１磁性体４５Ａとを有し、感磁性部４１Ａの磁気特性に基づいて電気信号を発生する電気信号発生ユニット３１Ａ（電気信号発生部）と、磁石１１と感磁性部４１Ａとの間に配置され、磁石１１の一つの極性の部分の磁束線を磁石１１の他の極性の部分に導くためのサイドヨーク１８Ｓ（第２磁性体）とを備えている。
【００７５】
本実施形態によれば、磁石１１の側面に発生する磁束線を含む電気信号発生ユニット３１Ａにおけるパルス生成に不要な磁場成分（必要な磁場成分を相殺する成分（ノイズ成分））は、サイドヨーク１８Ｓを介して磁石１１に戻されるため、その不要な磁場成分は、磁石１１の回転による交流磁界の反転による感磁性部４１Ａの長さ方向の一端から他端に向かう磁壁の発生には悪影響を与えない。このため、感磁性部４１Ａをサイドヨーク１８Ｓ（磁石１１）の近傍に配置して、電気信号発生ユニット３１Ａを小型化しても、その不要な磁場成分に影響されることなく、磁石１１の回転による軸方向の交流磁界の反転によって、電気信号発生ユニット３１Ａを用いて効率的に高い信頼性（安定した出力）で高出力のパルス（電気信号）を発生することができる。また、エンコーダ装置ＥＣがバッテリー３２を備える場合に、電気信号発生ユニット３１Ａで効率的に発生される電気信号を用いることによって、バッテリー３２のメンテナンス（例えば交換）をなくすか、あるいはバッテリー３２のメンテナンスの頻度を低くできる。
【００７６】
また、本発明者が本実施形態の電気信号発生ユニット３１Ａを用いて発生されるパルスを実測した結果、磁石１１の回転時に、振幅変動の小さい安定したパルスが得られることが分かった。これは、電気信号発生ユニット３１Ａには、感磁性部４１Ａ中で磁場が実質的に０となるニュートラル区間（第２タイミング）が設けられていることにもよると考えられる。
【００７７】
また、エンコーダ装置ＥＣは、電気信号発生ユニット３１Ａに電気信号が発生してから短時間のうちに、バッテリー３２から多回転情報検出部３に電力が供給され、多回転情報検出部３がダイナミック駆動（間欠駆動）する。多回転情報の検出及び書き込みの終了後は、多回転情報検出部３への電源供給は絶たれるが、計数値は、記憶部１４に格納されているので保持される。このようなシーケンスは、外部からの電力供給が絶たれた状態においても、磁石１１上の所定位置が電気信号発生ユニット３１Ａの近傍を通過するたびに繰り返される。また、記憶部１４に記憶されている多回転情報は、次にモータＭが起動される際にモータ制御部ＭＣなどに読み出され、回転軸ＳＦの初期位置などの算出に利用される。このようなエンコーダ装置ＥＣは、電気信号発生ユニット３１Ａで発生する電気信号に応じて、位置検出系１で消費される電力の少なくとも一部をバッテリー３２が供給するので、バッテリー３２を長寿命にすることができる。このため、バッテリー３２のメンテナンス（例えば交換）をなくしたり、メンテナンスの頻度を減らしたりすることができる。例えば、バッテリー３２の寿命がエンコーダ装置ＥＣの他の部分の寿命よりも長い場合、バッテリー３２の交換を不要にすることもできる。
【００７８】
ところで、ウィーガントワイヤ等の感磁性ワイヤを利用すると、磁石１１の回転が極めて低速であっても、電気信号発生ユニット３１Ａからパルス電流（電気信号）の出力が得られる。そのため、例えばモータＭへ電力供給がなされていない状態などにおいて、回転軸ＳＦ（磁石１１）の回転が極めて低速な場合にも、電気信号発生ユニット３１Ａの出力を電気信号として利用できる。なお、感磁性ワイヤ（感磁性部４１Ａ）としては、アモルファス磁歪線なども使用可能である。
【００７９】
また、本実施形態のエンコーダ装置ＥＣの製造方法は、感磁性部４１Ａ、発電部４２Ａ、及び第１磁性体４５Ａを準備するステップ１２０と、組立治具４４の第１の穴部４４ｄに発電部４２Ａを挿入し、第１の穴部４４ｄ内に設けられた第２の穴部４４ｅに、発電部４２Ａを通して感磁性部４１Ａを挿入するステップ１２４，１２６と、発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとを固定するステップ１２６と、組立治具４４から取り出した発電部４２Ａを、サイドヨーク１８Ｓ（第２磁性体）の側面に配置されるハウジング６に固定するステップ１３２と、を含む。この製造方法によれば、組立治具４４において、発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとを容易に正確な位置関係で固定できるため、電気信号発生ユニット３１Ａ及びエンコーダ装置ＥＣを効率的に製造できる。
【００８０】
また、本実施形態のエンコーダ装置ＥＣ用のハウジング６（モールド）に、感磁性部４１Ａ及び発電部４２Ａを組み込む方法は、回転軸ＳＦ（移動部）の回転位置情報を検出する位置検出系１（位置検出部）と、回転軸ＳＦと連動して回転するとともに、回転軸ＳＦの回転方向（θ方向）に沿って複数の極性を持つ磁石１１と、磁石１１の移動に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部４１Ａと、感磁性部４１Ａの磁気特性に基づいて電気信号を発生する発電部４２Ａと、磁石１１の磁束線を感磁性部４１Ａに導くための第１磁性体４５Ａとを有する電気信号発生ユニット３１Ａ（電気信号発生部）と、磁石１１と感磁性部４１Ａとの間に配置され、磁石１１の一つの極性の部分の磁束線を磁石１１の他の極性の部分に導くためのサイドヨーク１８Ｓ（第２磁性体）とを備えるエンコーダ装置ＥＣのハウジング６に感磁性部４１Ａ及び発電部４２Ａを組み込む方法である。この方法は、組立治具４４の第１の穴部４４ｄに発電部４２Ａを挿入し、第１の穴部４４ｄ内に設けられた第２の穴部４４ｅに、発電部４２Ａを通して感磁性部３１Ａを挿入するステップ１２４，１２６と、発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとを固定するステップ１２６と、組立治具４４から取り出した発電部４２Ａを、サイドヨーク１８Ｓ（第２磁性体）の側面に配置されるハウジング６に固定するステップ１３２と、を含む。この組み込み方法によれば、組立治具４４において、発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとを容易に正確な位置関係で固定できるため、電気信号発生ユニット３１Ａを効率的に製造できる。
【００８１】
なお、本実施形態では以下のような変形が可能である。
上述の実施形態では２つの電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂが設けられているが、エンコーダ装置ＥＣは１つの電気信号発生ユニット３１Ａを備えるのみでもよい。さらに、エンコーダ装置ＥＣは、３つ以上の電気信号発生ユニットを備えてもよい。また、以下で説明する他の実施形態及びその変形例においては、１つの電気信号発生ユニットについて説明するが、複数の電気信号発生ユニットを備えていてもよい。
【００８２】
また、上述のエンコーダ装置ＥＣの製造方法又はハウジング６に感磁性部４１Ａ及び発電部４２Ａを組み込む方法では、図６（Ｂ）の変形例で示すように、ステップ１２０（準備工程）に続いて、ステップ１４０において、発電部４２Ａを上述の不図示の検査工具にセットしてもよい。さらに、ステップ１４２において、発電部４２Ａの貫通穴４２Ａｃに、予め検査用の発電部４２Ａ（不図示）に挿入した際に発電部４２Ａから適正な電気信号が発生することが確認されている基準となる感磁性部４１Ａ（不図示）（マスター感磁性部）を挿入し、発電部４２Ａから例えば所定の規格以上の電気信号が得られるかどうかを検査してもよい。この検査によって発電部４２Ａの検査が行われる。検査に合格した発電部４２Ａを図６（Ａ）のステップ１２４で組立治具４４にセットする。後の製造工程は図６（Ａ）の動作と同様である。この変形例によれば、発電部４２Ａの検査が済んでいるため、ステップ１３６の完成品の検査での歩留まりが向上する。
【００８３】
また、図１０の変形例で示すように、ステップ１２０（準備工程）に続いて、ステップ１２４において、組立治具４４の穴部４４ｄに発電部４２Ａをセットし、ステップ１４４において、発電部４２Ａ内に感磁性部４１Ａを挿入し、ステップ１４６において、組立治具４４内で一体化した発電部４２Ａ及び感磁性部４１Ａを不図示の検査工具にセットしてもよい。この例では、ステップ１４８において、発電部４２Ａのコイルの２つの端子を検査工具の電極（不図示）と結線し、発電部４２Ａから例えば所定の規格以上の電気信号が得られるかどうかを検査してもよい。この検査に合格した発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとを貫通穴４２Ａｃの口元（例、先端）において接着等で固定する。その後、その結線を外し、図６（Ａ）のステップ１３２に移行して、一体化した発電部４２Ａ及び感磁性部４１Ａをハウジング６に装着する。この後の動作は図６（Ａ）の動作と同様である。この変形例によれば、発電部４２Ａ及び感磁性部４１Ａの検査が一体として済んでいるため、ステップ１３６の完成品の検査での歩留まりが向上する。
【００８４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態につき図１１（Ａ）から図１２（Ｃ）を参照して説明する。なお、図１１（Ａ）から図１２（Ｃ）において図２（Ａ）から（Ｃ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図１１（Ａ）は本実施形態に係るエンコーダ装置の磁石１１Ａ、ヨーク部材１８Ａ、及び電気信号発生ユニット３１Ｃを示す斜視図、図１１（Ｂ）はそのエンコーダ装置を示す平面図、図１１（Ｃ）は図１１（Ｂ）の側面図である。図１１（Ａ）、（Ｂ）において、磁石１１Ａは、回転によって回転軸ＳＦに対する半径方向（又は径方向、ラジアル方向、若しくは放射方向）ＡＤ２における磁界の向きおよび強さが変化するように構成される。磁石１１Ａは、例えば回転軸ＳＦと同軸の円環状に配置された複数の磁石から構成されている。磁石１１Ａの主面（表面）及び裏面は、それぞれ、回転軸ＳＦとほぼ垂直である。
【００８５】
磁石１１Ａは、それぞれ同一形状の直方体状のＮ極１６Ｅ、Ｓ極１６Ｆ、Ｎ極１６Ｇ、及びＳ極１６Ｈの４つの磁石が回転軸ＳＦの回転方向又は周方向（θ方向）に９０°間隔で円環状に配置された外周側の第１組の磁石と、第１組の磁石の内側面に密着するように円環状に配置された同じ形状のＳ極１７Ｅ、Ｎ極１７Ｆ、Ｓ極１７Ｇ、及びＮ極１７Ｈの磁石よりなる第２組の磁石とを備える。外周側の第１組の磁石と内周側の第２組の磁石とは、位相が１８０°ずれている。このように磁石１１Ａは、θ方向に沿って複数（この例では４つ）の極性（Ｎ極１６Ｅ、Ｓ極１６Ｆ等）を持つ。また、磁石１１Ａにおいて回転方向（移動方向）に直交する方向、すなわち本実施形態では回転軸ＳＦに対する半径方向（ラジアル方向）ＡＤ２を磁石１１Ａの幅方向とみなす。このとき、磁石１１Ａは、表面又は裏面においてθ方向に直交する幅方向（半径方向ＡＤ２）にも互いに異なる極性（Ｎ極１６Ｅ、Ｓ極１７Ｅ等）を有する。磁石１１Ａとしてはθ方向に複数対（例えば４対）の極性を持つように着磁された例えば輪帯状の永久磁石を使用してもよい。また、例えばＮ極１６Ｅ及びＳ極１７Ｅよりなる部材を、２つの磁極が着磁された一つの磁石要素とみなすことができる。本実施形態の磁石１１Ａの着磁方向（配向方向）は半径方向（ラジアル方向）ＡＤ２である。
【００８６】
また、強磁性材料よりなるヨーク部材１８Ａは、開口１８Ａａを有し磁石１１Ａが載置される輪帯状のバックヨーク１８ＡＢと、バックヨーク１８ＡＢ上の磁石１１Ａを囲むように設けられた円筒状のサイドヨーク１８ＡＳとを有する。ただし、本実施形態のサイドヨーク１８ＡＳには、磁石１１Ａの円周方向の互いに異なる極性（Ｎ極１６Ｅ及びＳ極１６Ｆ等）の部分と同じ位置に、その互いに異なる極性の部分の角度間隔θＴと同じ角度間隔で、複数（この例では４つ）の開口１８Ａｂ，１８Ａｃ，１８Ａｄ，１８Ａｅが設けられている。開口１８Ａｂ〜１８Ａｅの幅は、回転軸ＳＦと直交する方向（ラジアル方向）の磁石１１の側面に対向するＮ極１６Ｅ〜Ｓ極１６Ｈの磁石の幅とほぼ同じである。
【００８７】
本実施形態において、電気信号発生ユニット３１Ｃの感磁性部材４７は、サイドヨーク１８ＡＳの外側面の近傍において、長さ方向ＬＤ１が回転軸ＳＦの周方向に平行に配置されている。このため、電気信号発生ユニット３１Ｃを小型化できる。ただし、本実施形態においても、サイドヨーク１８ＡＳによって磁石１１Ａの磁束線が感磁性部材４７側に漏れ出ないため、感磁性部材４７の長さ方向ＬＤ１の方向は任意である。
【００８８】
また、感磁性部材４７の一端側の第１磁性体４５Ｃの先端部４５Ｃｂは、サイドヨーク１８ＡＳの外側面の近傍に、その外側面にほぼ平行に配置されている。また、感磁性部材４７の他端側の第３磁性体４６Ｃの先端部４６Ｃｂは、サイドヨーク１８ＡＳの外側面の近傍に、その外側面にほぼ平行に配置されている。第１磁性体４５Ｃの先端部４５Ｃｂと、第３磁性体４６Ｃの先端部４６Ｃｂとは、ハの字型に広がるように線対称に形成され、先端部４５Ｃｂと先端部４６Ｃｂとの角度間隔は、サイドヨーク１８ＡＳの開口１８Ａｂ〜１８Ａｅの角度間隔θＴ（すなわち磁石１１Ａの互いに異なる極性の部分の角度間隔）とほぼ同じである。言い替えると、第１磁性体４５Ｃの先端部４５Ｃｂと第３磁性体４６Ｃの先端部４６Ｃｂとが一対であり、先端部４５Ｃｂ,４６Ｃｂは線対称の基準線に対して互いに離れる方向（外向き方向）に形成される。これ以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００８９】
本実施形態において、図１１（Ｂ）に示すように、磁石１１Ａの互いに異なる極性の部分（例えばＮ極１６ＥとＳ極１６Ｆ）の中間の位置又はこの近傍の位置に電気信号発生ユニット３１Ｃの中心が位置している場合、第１、第３磁性体４５Ｃ，４６Ｃの先端部４５Ｃｂ，４６Ｃｂは、サイドヨーク１８ＡＳの開口（例えば開口１８Ａｃ，１８Ａｂ）を通して、磁石１１Ａの互いに異なる極性の部分に対向している。そして、磁石１１Ａ、第１磁性体４５Ｃ、感磁性部材４７（感磁性部４１Ａ）、及び第３磁性体４６Ｃによって、感磁性部４１Ａの長さ方向に向かう磁束線を含む磁気回路ＭＣ５が形成される。さらに、感磁性部材４７に近い位置にある例えばＮ極１６Ｅから回転軸ＳＦの半径方向に対して斜めの方向（感磁性部材４７の方向）に向かう不要な磁束線は、サイドヨーク１８ＡＳに形成される磁気回路ＭＣ６に沿って、隣接するＳ極１６Ｆに向かう。このため、Ｎ極１６Ｅ等から斜め方向に発生する磁束線は、感磁性部４１Ａの長さ方向に向かうことはなく、感磁性部４１Ａの長さ方向に本来の磁束線を相殺するような逆向きの磁束線が作用することはない。
【００９０】
また、図１２（Ｂ）は、図１１（Ｂ）の状態から磁石１１Ａ及びヨーク部材１８Ａを反時計回りに４５°回転した状態を示し、図１２（Ａ）はその状態の斜視図を示し、図１２（Ｃ）は図１２（Ｂ）の側面図である。図１２（Ｂ）において、電気信号発生ユニット３１Ｃの中心にはＮ極１６Ｅの中心又はこの近傍がサイドヨーク１８ＡＳの開口１８Ａｂを介して位置しており、電気信号発生ユニット３１Ｃの第１、第３磁性体４５Ｃ，４６Ｃの先端部４５Ｃｂ，４６Ｃｂはサイドヨーク１８ＡＳの外側面の近傍に位置している。このため、Ｎ極１６Ｅから第１、第３磁性体４５Ｃ，４６Ｃ（回転軸ＳＦの半径方向）に向かう磁束線は、感磁性部材４７に向かうことはなく、サイドヨーク１８ＡＳの磁気回路ＭＣ６を介して隣接するＳ極１６Ｆ，１６Ｈに導かれる。同様に、電気信号発生ユニット３１Ｃの中心に、Ｓ極１６Ｆ、Ｎ極１６Ｇ、Ｓ極１６Ｈの中心又はこの近傍が位置している場合にも、Ｓ極１６Ｆ、Ｎ極１６Ｇ、Ｓ極１６Ｈから回転軸ＳＦの半径方向に向かう磁束線は、サイドヨーク１８ＡＳを介して他の極性の部分に導かれるため、その磁束線が感磁性部材４７の長さ方向に導かれることはない。このため、感磁性部材４７では誘導電流は発生しない。
また、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示すように、磁石１１の１回転内の少なくとも一つの角度位置（例、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂから上記の電気信号が発生する角度位置）に位置している場合、回転軸ＳＦの軸方向視において、第１磁性体４５Ｃの先端部４５Ｃｂの中心線ＣＬ２ａ及び第３磁性体４６Ｃの先端部４６Ｃｂの中心線ＣＬ２ｂが、磁石１１の所定の極性の部分（図１２（Ｂ）ではＮ極１６Ｅ）又は所定の開口（図１２（Ｂ）では開口１８Ａｂ）の両側のサイドヨーク１８ＡＳとほぼ平行になるように、先端部４５Ｃｂ，４６Ｃｂが配置される（先端部４５Ｃｂ，４６Ｃｂの傾斜角が決められる）。また、磁石１１Ａの１回転内の少なくとも一つの角度位置において、第１磁性体４５Ｃの先端部４５Ｃｂが回転軸ＳＦの半径方向（ラジアル方向）において磁石１１Ａの所定の極性の部分（Ｎ極１６Ｅ〜Ｓ極１６Ｈ）と対向する位置に配置される。また、第１、第３磁性体４５Ｃ，４６Ｃの少なくとも一部は、回転軸ＳＦの半径方向において、サイドヨーク１８ＡＳに重なる位置に配置される。
【００９１】
このように本実施形態の電気信号発生ユニット３１Ｃにおいても、回転軸ＳＦが１回転する間に、磁石１１Ａからの磁束線がサイドヨーク１８ＡＳの開口及び第１、第３磁性体４５Ｃ，４６Ｃを介して感磁性部４１Ａを通過する第１タイミング（図１１（Ｂ）の時点を中心とする期間）と、磁石１１Ａからの磁束線がサイドヨーク１８ＡＳ（第２磁性体）を通過して感磁性部４１Ａを通過しない第２タイミング（図１２（Ｂ）の時点を中心とする期間）とがあり、その第１タイミング時に電気信号発生ユニット３１Ａで電気信号が発生する。その第２タイミング時の磁石１１Ａの区間（１回転中の所定角度の区間）は感磁性部４１Ａ中で磁場が実質的に０となるニュートラル区間（第２タイミング時）である。
【００９２】
このため、本実施形態の電気信号発生ユニット３１Ｃによれば、図１２（Ｂ）に示す感磁性部材４７の長さ方向に磁石１１Ａからの磁束線が通過しない区間（第２タイミング）から、磁石１１Ａ及びヨーク部材１８Ａの回転によって、図１１（Ｂ）に示すように、磁石１１Ａからの磁束線がサイドヨーク１８ＡＳの開口及び磁性体第１、第３磁性体４５Ｃ，４６Ｃを介して感磁性部材４７の長さ方向に通過する区間（第１タイミング）に切り替わることによって、感磁性部４１Ａの長さ方向における磁束線の変化が急峻となり、発電部４２Ａからより高出力のパルスを発生することができる。
【００９３】
また、その第２タイミング時を中心とする期間では、サイドヨーク１８ＡＳの外側面の外側には磁石１１Ａの磁束線が漏れ出ないため、感磁性部材４７をサイドヨーク１８ＡＳの外側面に近接して配置して、感磁性部材４７と磁石１１Ａとの間隔を狭くしても、感磁性部材４７から高出力の電気信号を得ることができる。このため、高出力のパルスを得ながら、電気信号発生ユニット３１Ｃを小型化することができる。
【００９４】
［第３の実施形態］
第３の実施形態につき図１３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。なお、図１３（Ａ）、（Ｂ）において図２（Ａ）から（Ｃ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図１３（Ａ）は本実施形態に係るエンコーダ装置の磁石１１Ｂ、ヨーク部材１８、及び電気信号発生ユニット３１Ｄを示す平面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の状態から磁石１１Ｂを反時計回りに４５°回転した状態を示す平面図である。図１３（Ａ）において、磁石１１Ｂは、回転によって、回転軸ＳＦの中心を通る直線に平行な方向である軸方向（アキシャル方向）における磁界の向き及び強さが変化するようにヨーク部材１８のバックヨーク１８Ｂに載置されている。また、磁石１１Ｂはサイドヨーク１８Ｓによって囲まれている。磁石１１Ｂは、回転軸ＳＦを対称に挟むように配置された１対の２等辺三角形の平板状のＮ極１６Ｉ及び１６Ｋの磁石と、回転軸ＳＦの回りにＮ極１６Ｉ及び１６Ｋを９０°回転した位置にある同じ形状のＳ極１６Ｊ及び１６Ｌの磁石と、Ｎ極１６Ｉ，１６Ｋ及びＳ極１６Ｊ，１６Ｌの裏面にそれぞれ配置された同じ形状のＳ極１７Ｉ，１７Ｋ、及びＮ極１７Ｊ，１７Ｌの磁石（不図示）とから構成されている。
【００９５】
磁石１１Ｂは、回転軸ＳＦの回りの円周方向（θ方向）に沿って４対の極性を持つように着磁された複数（図１３（Ａ）では４個）の永久磁石の組み合わせである。なお、磁石１１Ｂを１つの輪帯状の磁石から構成し、この磁石にＮ極１６Ｉ〜Ｓ極１６Ｌ等を着磁してもよい。磁石１１Ｂの主面である表面（図１のモータＭと反対側の面）及び裏面は、それぞれ、回転軸ＳＦとほぼ垂直である。磁石１１Ｂの回転に伴って軸方向の磁界の向きが反転する交流磁界が形成される。電気信号発生ユニット３１Ｄは、磁石１１Ｂの主面の法線方向から見て磁石１１Ｂの上面及び外側面に配置されている。
【００９６】
本実施形態において、電気信号発生ユニット３１Ｄの本体部（感磁性部材４７を含む部分）は、それぞれ、回転軸ＳＦに直交する半径方向（ラジアル方向）又は該半径方向に平行な方向に磁石１１Ｂから離れて、磁石１１Ｂと非接触に設けられている。電気信号発生ユニット３１Ｄは、感磁性部材４７、第１磁性体４５Ａ、及び第３磁性体４６Ａを備える。第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａは、磁石１１Ｂの表面と感磁性部４１Ａの両端との間にサイドヨーク１８Ｓを乗りこえるように設けられている。感磁性部材４７の長さ方向は例えば回転軸ＳＦの周方向にほぼ平行であるため、電気信号発生ユニット３１Ｄを小型化できるが、その長さ方向は任意である。
また、図１３（Ｂ）に示すように、磁石１１の１回転内の少なくとも一つの角度位置（例、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂから上記の電気信号が発生する角度位置）に位置している場合、回転軸ＳＦの軸方向視において、第１磁性体４５Ａの先端部４５Ａｂの中心線ＣＬ１ａ及び第３磁性体４６Ａの先端部４６Ａｂの中心線ＣＬ１ｂが、磁石１１Ｂの隣接する２つの極性の部分（図１３（Ｂ）ではＮ極１６Ｉ及びＳ極１６Ｌ）の電気信号発生ユニット３１Ｄ側の両辺（両側面）とほぼ平行になるように、先端部４５Ａｂ，４６Ａｂが配置される（先端部４５Ａｂ，４６Ａｂの傾斜角が決められる）。また、磁石１１Ｂの１回転内の少なくとも一つの角度位置において、第１磁性体４５Ａが回転軸ＳＦの軸方向又はそれに平行な方向において磁石１１Ｂの所定の極性の部分（Ｎ極１６Ｉ〜Ｓ極１６Ｌ）と対向する位置に配置される。また、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの少なくとも一部は、回転軸ＳＦの軸方向視において、磁石１１Ｂの所定の極性の部分（Ｎ極１６I〜Ｓ極１６Ｌ）とサイドヨーク１８Ｓとのそれぞれに重なる位置に配置される。
【００９７】
図１３（Ａ）に示すように、磁石１１ＢのＮ極１６Ｉ（又はＳ極１６Ｊ、Ｎ極１６Ｋ、Ｓ極１６Ｌ）の中心又はその近傍が電気信号発生ユニット３１Ｄの中心と同じ角度位置にあるときに、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの磁石１１Ｂ側の先端部４５Ａｂ，４６Ａｂは、そのＮ極１６Ｉの磁石の対称な２つの辺とほぼ平行で、かつその２つの辺から外側に離れるように対称に内側に傾斜している。この状態では、Ｎ極１６Ｎの磁束線は先端部４５Ａｂ，４６Ａｂを介して感磁性部材４７に向かうことはなく、サイドヨーク１８ＡＳを介して他の極性（Ｓ極１６Ｊ，１６Ｌ，１７Ｉ）の部分に向かう。このため、感磁性部４１Ａの長さ方向の磁場成分がほぼ０となるニュートラル区間（第２タイミング）が図３（Ｂ）の場合よりも広い角度範囲で設定される。
【００９８】
また、図１３（Ｂ）に示すように、図１３（Ａ）の状態から磁石１１Ｂを４５°回転した状態では、磁石１１のＮ極１６ＩとＳ極１６Ｌとの中心（又はＳ極１６ＬとＮ極１６Ｋとの中心、Ｎ極１６ＫとＳ極１６Ｊとの中心、若しくはＳ極１６ＪとＮ極１６Ｉとの中心）又はこの近傍が電気信号発生ユニット３１Ｄの中心と同じ角度位置になる。この状態において、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの磁石１１Ｂ側の先端部４５Ａｂ，４６Ａｂは、Ｎ極１６Ｉ及びＳ極１６Ｌの磁石の対向する２つの辺とほぼ平行で、かつその辺の上方に位置している。このため、Ｎ極１６Ｉの磁束線は、第１磁性体４５Ａ、感磁性部４１Ａ、及び第３磁性体４６Ａを介してＳ極１６Ｌに導かれ、感磁性部４１Ａの長さ方向に磁壁が形成される（第１タイミング）。また、磁石１１Ｂが９０°回転すると、感磁性部４１Ａ内の磁壁の方向は反転する。この際に、本実施形態では、ニュートラル区間が広いため、磁石１１Ｂの回転による感磁性部４１Ａ内の磁場の反転が急峻となり、感磁性部材４７からより安定により高い出力のパルスを発生できる。
【００９９】
［第４の実施形態］
第４の実施形態につき図１４のフローチャート、及び図１５（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。なお、図１４、図１５（Ａ）、（Ｂ）において、図６（Ａ）及び図９（Ａ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。本実施形態のエンコーダ装置の構成は第１の実施形態のエンコーダ装置ＥＣとほぼ同じである。ただし、図１５（Ａ）に示すように、ハウジング６の側面の第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａが収容される部分の近傍に切り欠き部６ｄが設けられ、その切り欠き部６ｄの側壁に感磁性部４１Ａを差し込むための貫通穴である横穴６ｅが形成されている点が異なっている。
【０１００】
以下、本実施形態のエンコーダ装置の製造方法、及びエンコーダ装置用のハウジング６（モールド）に、感磁性部４１Ａ及び発電部４２Ａを組み込む方法の一例につき説明する。まず、図１４のステップ１２０（準備工程）に続くステップ１２８において、図１５（Ａ）に示すように、磁石１１を設けたヨーク部材１８（サイドヨーク１８Ｓ）をハウジング６の内側に配置する。次のステップ１５０において、ハウジング６の溝部６ｂ（図７（Ａ）参照）に第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａを取り付ける。さらに、ステップ１５２において、ハウジング６の溝部６ｂ（第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの間）に発電部４２Ａをセットし、発電部４２Ａをハウジング６に接着等で固定する。また、発電部４２Ａのコイルの両端部を端子４２Ａａ，４２Ａｂに接続する。
【０１０１】
次のステップ１５４において、図１５（Ａ）に示すように、ハウジング６の切り欠き部６ｄ及び横穴６ｅを介して、発電部４２Ａの貫通穴４２Ａｃ（図７（Ａ）参照）に感磁性部４１Ａを差し込む。なお、本実施形態では、感磁性部４１Ａは発電部４２Ａに側面方向から差し込むことができるため、第１、第３磁性体４５Ａ，４６Ａの発電部４２Ａ側の部分には、細長い切り欠き部４５Ａａ，４６Ａａ（図２（Ａ）参照）の代わりに円形の開口を設けておいてもよい。この状態で、ステップ１５６において、回転軸ＳＦ（磁石１１）を回転させて発電部４２Ａから所定の規格以上の大きさのパルスが得られるかどうか、発電部４２Ａ及び感磁性部４１Ａを検査する。所定の規格以上のパルスが得られるときには、ステップ１５８において、感磁性部４１Ａの両端をハウジング６に接着等で固定する。これによって電気信号発生ユニット３１Ａが完成する。
【０１０２】
次に、ステップ１６０において、図１５（Ｂ）に示すように、ハウジング６にシールド板８を取り付ける。さらに、図６（Ａ）のステップ１３４に移行して、センサ基板９を取り付け、完成品の検査（ステップ１３６）を行うことで、エンコーダ装置ＥＣが完成する。本実施形態によれば、発電部４２Ａをサイドヨーク１８Ｓ（第２磁性体）の側面に配置されるハウジング６に固定するステップ１５２と、ハウジング６に設けられた横穴６ｅ（開口）を通して発電部４２Ａ内に感磁性部４１Ａを挿入するステップ１５４と、感磁性部４１Ａをハウジング６に固定するステップ１５８と、を有する。このようにハウジング６に固定した発電部４２Ａに感磁性部４１Ａを挿入することによって、組立治具４４を用いる場合に比べて効率的に発電部４２Ａと感磁性部４１Ａとの組立を行うことができ、効率的に電気信号発生ユニット３１Ａ及びエンコーダ装置を製造できる。
【０１０３】
なお、上述の実施形態のように、複数の電気信号発生ユニットが設けられる場合に、電気信号発生ユニット３１Ａから出力される電力は、多回転情報を検出するための検出信号として利用されてもよいし、検出系などへの供給に利用されてもよい。
なお、上述の第１実施形態において、磁石１１は、周方向に４極と厚さ方向に２極とを有する８極の磁石であるが、このような構成に限定されず適宜変更できる。例えば、磁石１１は、周方向の極数が２極又は４極以上であってもよい。
【０１０４】
なお、上述の実施形態において、位置検出系１は、位置情報として回転軸ＳＦ（移動部）の回転位置情報を検出するが、位置情報として所定方向の位置、速度、加速度の少なくとも一つを検出してもよい。エンコーダ装置ＥＣは、ロータリーエンコーダを含んでもよいし、リニアエンコーダを含んでもよい。また、エンコーダ装置ＥＣは、発電部及び検出部が回転軸ＳＦに設けられ、磁石１１が移動体（例、回転軸ＳＦ）の外部に設けられることで、磁石と検出部との相対位置が移動部の移動に伴って変化するものでもよい。また、位置検出系１は回転軸ＳＦの多回転情報を検出しなくてもよく位置検出系１の外部の処理部により多回転情報を検出してもよい。
【０１０５】
上述の実施形態において、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、磁石１１と所定の位置関係となった際に電力（電気信号）を発生する。位置検出系１は電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂに発生する電力（信号）の変化を検出信号に用いて、移動部（例、回転軸ＳＦ）の位置情報を検出してもよい。例えば、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂをセンサとして用いてもよく、位置検出系１は、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂ及び１つ以上のセンサ（例、磁気センサ、受光センサ）により、移動部の位置情報を検出してもよい。また、電気信号発生ユニットの数が２つ以上である場合、位置検出系１は、２つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用いて位置情報を検出してもよい。例えば、位置検出系１は、２つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用い、磁気センサを用いないで移動部の位置情報を検出してもよいし、受光センサを用いないで移動部の位置情報を検出してもよい。
【０１０６】
また、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、位置検出系１で消費される電力の少なくとも一部を供給してもよい。例えば、電気信号発生ユニット３１Ａ，３１Ｂは、位置検出系１のうち消費電力が相対的に小さい処理部に対して、電力を供給してもよい。また、電気供給系２は、位置検出系１の一部に対して電力を供給しなくてもよい。例えば、電力供給系２は、検出部１３に間欠的に電力を供給し、記憶部１４へ電力を供給しなくてもよい。この場合、電力供給系２の外部に設けられる電源、バッテリーなどから記憶部１４に対して、間欠的または連続的に電力が供給されてもよい。発電部は、大バルクハウゼンジャンプ以外の現象により電力が発生するものでもよく、例えば移動部（例えば回転軸ＳＦ）及び位置検出系１の一部に対して電力を供給しなくてもよい。例えば、電力供給系２は、検出部１３に間欠的に電力を供給し、記憶部１４へ電力を供給しなくてもよい。この場合、電力供給系２の外部に設けられる電源、バッテリーなどから記憶部１４に対して、間欠的または連続的に電力が供給されてもよい。発電部は、大バルクハウゼンジャンプ以外の現象により電力が発生するものでもよく、例えば移動部（例えば回転軸ＳＦ）の移動に伴う磁界の変化に伴う電磁誘導により、電力を発生するものでもよい。検出部の検出結果を記憶する記憶部は、位置検出系１の外部に設けられてもよく、エンコーダ装置ＥＣの外部に設けられてもよい。
【０１０７】
［駆動装置］
駆動装置の一例について説明する。図１６は、駆動装置ＭＴＲの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。この駆動装置ＭＴＲは、電動モータを含むモータ装置である。駆動装置ＭＴＲは、回転軸ＳＦと、回転軸ＳＦを回転駆動する本体部（駆動部）ＢＤと、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出するエンコーダ装置ＥＣとを有している。
【０１０８】
回転軸ＳＦは、負荷側端部ＳＦａと、反負荷側端部ＳＦｂとを有している。負荷側端部ＳＦａは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部ＳＦｂには、固定部を介してスケールＳが固定される。このスケールＳの固定とともに、エンコーダ装置ＥＣが取り付けられている。エンコーダ装置ＥＣは、上述した実施形態、変形例、あるいはその組み合わせに係るエンコーダ装置である。一例として、エンコーダ装置は、発光素子２１Ａａからの照明光でスケールＳを照明し、スケールＳからの光を受光センサ２１Ａｂ，２１Ａｃで検出して角度情報を検出する光学式検出部を備えている。
【０１０９】
この駆動装置ＭＴＲは、エンコーダ装置ＥＣの検出結果を使って、図１に示したモータ制御部ＭＣが本体部ＢＤを制御する。駆動装置ＭＴＲは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、駆動装置ＭＴＲは、モータ装置に限定されず、油圧や空圧を利用して回転する軸部を有する他の駆動装置であってもよい。
【０１１０】
［ステージ装置］
ステージ装置の一例について説明する。図１７は、ステージ装置ＳＴＧを示す。このステージ装置ＳＴＧは、図１６に示した駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａに、回転テーブル（移動物体）ＳＴを取り付けた構成である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
【０１１１】
ステージ装置ＳＴＧは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させると、この回転が回転テーブルＳＴに伝達される。その際、エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ＥＣからの出力を用いることにより、回転テーブルＳＴの角度位置を検出することができる。なお、駆動装置ＭＴＲの負荷側端部ＳＦａと回転テーブルＳＴとの間に減速機等が配置されてもよい。
【０１１２】
ステージ装置ＳＴＧは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリー交換の必要性が低い又は無いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ステージ装置ＳＴＧは、例えば、旋盤等の工作機械が備える回転テーブル等に適用できる。
［ロボット装置］
ロボット装置の一例について説明する。図１８は、ロボット装置ＲＢＴを示す斜視図である。なお、図１８には、ロボット装置ＲＢＴの一部（関節部分）を模式的に示した。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。このロボット装置ＲＢＴは、第１アームＡＲ１と、第２アームＡＲ２と、関節部ＪＴとを有している。第１アームＡＲ１は、関節部ＪＴを介して、第２アームＡＲ２と接続されている。
【０１１３】
第１アームＡＲ１は、腕部１０１、軸受１０１ａ、及び軸受１０１ｂを備えている。第２アームＡＲ２は、腕部１０２及び接続部１０２ａを有する。接続部１０２ａは、関節部ＪＴにおいて、軸受１０１ａと軸受１０１ｂの間に配置されている。接続部１０２ａは、回転軸ＳＦ２と一体的に設けられている。回転軸ＳＦ２は、関節部ＪＴにおいて軸受１０１ａと軸受１０１ｂの両方に挿入されている。回転軸ＳＦ２のうち軸受１０１ｂに挿入される側の端部は、軸受１０１ｂを貫通して減速機ＲＧに接続されている。
【０１１４】
減速機ＲＧは、駆動装置ＭＴＲに接続されており、駆動装置ＭＴＲの回転を例えば１００分の１等に減速して回転軸ＳＦ２に伝達する。図１８に図示しないが、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａは、減速機ＲＧに接続されている。また、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち反負荷側端部ＳＦｂには、エンコーダ装置ＥＣのスケールＳが取り付けられている。
【０１１５】
ロボット装置ＲＢＴは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させると、この回転が減速機ＲＧを介して回転軸ＳＦ２に伝達される。回転軸ＳＦ２の回転により接続部１０２ａが一体的に回転し、これにより第２アームＡＲ２が、第１アームＡＲ１に対して回転する。その際、エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ＥＣからの出力により、第２アームＡＲ２の角度位置を検出することができる。
【０１１６】
ロボット装置ＲＢＴは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ロボット装置ＲＢＴは、上記の構成に限定されず、駆動装置ＭＴＲは、関節を備える各種ロボット装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１…位置検出系、３…多回転情報検出部、４…角度検出部、５…ディスク、１１，１１Ａ…磁石、１２…磁気検出部、１３…検出部、１４…記憶部、１８Ｓ，１８ＡＳ…サイドヨーク、２１…発光素子（照射部）、２２…受光センサ（光検出部）、３１Ａ，３１Ｂ…電気信号発生ユニット、３２…バッテリー、３３…切替部、３６…一次電池、３７…二次電池、４１Ａ…感磁性部、４２Ａ…発電部、４３Ａ，４３Ｂ…ケース、４５Ａ…第１磁性体、４６Ａ…第３磁性体、４７…感磁性部材、５１，５２…磁気センサ、６３…レギュレータ、６４…スイッチ、６７…計数器、ＥＣ…エンコーダ装置、ＳＦ…回転軸、ＡＲ１…第１アーム、ＡＲ２…第２アーム、ＭＴＲ…駆動装置、ＲＢＴ…ロボット装置、ＳＴＧ…ステージ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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