DE112005003153T5 - Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten und Magnetcodierer - Google Patents

Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten und Magnetcodierer Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
einen Einsatzelement-Anbringschritt zum Anbringen eines Einsatzelements in einem Ring, der aus einem magnetischen Material gebildet ist, zur Schaffung eines Zustands, in dem eine Innenumfangsfläche des Rings bedeckt ist, wobei die magnetische Permeabilität des Einsatzelement im Wesentlichen die gleiche ist wie die des Rings; und
einen Magnetisierungsschritt, in dem der Ring innerhalb eines parallelen Magnetfeldes positioniert wird und der Ring in einem Zustand, in dem das Einsatzelement angebracht ist, bipolar magnetisiert wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zum Magnetisieren eines bipolar magnetisierten Ringmagneten zur Verwendung bei einem Magnetcodierer oder dergleichen und betrifft ferner einen Magnetcodierer, dessen Detektionsgenauigkeit unter Verwendung eines Ringmagneten, der unter Verwendung des verbesserten Verfahrens bipolar magnetisiert worden ist, verbessert ist.
  • EINSCHLÄGIGER STAND DER TECHNIK
  • Allgemein bekannte Magnetcodierer zum Detektieren des Drehwinkels sowie anderer Größen eines rotierenden Körpers beinhalten Vorrichtungen, die mit einem bipolar magnetisierten Ringmagneten versehen sind, wie dies in 6(a) gezeigt ist. Bei einem derartigen Magnetcodierer 1 ist ein bipolar magnetisierter Ringmagnet 2 derart angebracht, dass er sich in integraler Weise mit dem zu erfassenden Drehkörper (nicht gezeigt) dreht. Zwei Magnetsensoren 3X, 3Y sind in einer winkelmäßigen Beabstandung von 90° in der Umfangsrichtung der äußeren Umfangsfläche 2a des Ringmagneten 2 über einen vorgegebenen Spalt hinweg zugewandt gegenüberliegend angeordnet.
  • Wenn sich der Ringmagnet 2 zusammen mit dem Drehkörper dreht, werden sinusförmige Detektionssignale, die um 90° phasenverschoben sind, von den Magnetsensoren 3x, 3Y abgegeben. Beispielsweise wird das X-Phasendetektionssignal, das in 6(b) durch die dicke Linie dargestellt ist, von dem Magnetsensor 3X abgegeben, und das durch die dünne Linie dargestellte Y-Phasendetektionssignal wird von dem Magnetsensor 3Y abgegeben.
  • Diese Detektionssignale, deren Phasen um 90° voneinander verschoben sind, werden einer Recheneinheit 4 zugeführt. Die Recheneinheit 4 berechnet den Drehwinkel des Ringmagneten 2 auf der Basis der Wellenformen der Detektionssignale und erzeugt Codierer-Impulssignale, die den Drehwinkel, die Drehrichtung und andere Eigenschaften wiedergeben. Die Codierer-Impulssignale werden einer Antriebssteuerschaltung (nicht gezeigt) oder einer anderen Komponente des Drehkörpers zugeführt.
  • Der Ringmagnet 2 des bipolaren Magnetcodierers 1 mit der vorstehend beschriebenen Ausbildung wird dadurch magnetisiert, dass ein magnetischer Ring 12 innerhalb des parallelen Magnetfeldes angeordnet wird, das in 7(a) durch einen Pfeil dargestellt ist. Die magnetische Permeabilität der Luft ist geringer als die magnetische Permeabilität des magnetischen Rings 12. Die magnetische Permeabilität des üblicherweise verwendeten magnetischen Rings 12 beträgt 1,1 bis 1,3, während die magnetische Permeabilität von Luft 1,0 beträgt. Wie in 7(b) gezeigt ist, wird bei Anordnung des magnetischen Rings 12 in einem parallelen Magnetfeld die Richtung des Magnetflusses an der Innenumfangsfläche A und der Außenumfangsfläche B des magnetischen Rings 12 gekrümmt, und die Richtung des in dem magnetischen Ring 12 fließenden Magnetflusses ist relativ zu dem parallelen Magnetfeld geneigt.
  • Wenn das rotierende Magnetfeld des bipolar magnetisierten Ringmagneten 2 in diesem Zustand von einem Magnetsensor detektiert wird, werden harmonische Teilschwingungen ungerader Ordnung als Resultat der geringfügigen Neigung des Magnetflusses während der Magnetisierung in Form von Rauschen in den detektierten Wellenformen erzeugt. Als Ergebnis hiervon kommt es zu dem nachteiligen Effekt, dass die Rauschkomponenten die Wirkung haben, die Detektionsgenauigkeit des Drehwinkels zu beeinträchtigen, wenn dieser Ringmagnet 2 bei der Herstellung des in 6(a) gezeigten Magnetcodierers verwendet wird.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • In Anbetracht der geschilderten Probleme besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Magnetisierungsverfahrens, das eine bipolare Magnetisierung eines Ringmagneten in einer angemessenen Weise ermöglicht.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Magnetcodierers, bei dem ein Ringmagnet, der in angemessener Weise bipolar magnetisiert ist, zum Ermöglichen der exakten Detektion des Drehwinkels und dergleichen verwendet wird.
  • Zum Erreichen der vorstehend genannten Zielsetzungen ist das Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung durch folgende Schritte gekennzeichnet: einen Einsatzelement-Anbringschritt zum Anbringen eines Einsatzelements in einem Ring, der aus einem magnetischen Material gebildet ist, zum Schaffen eines Zustands, in dem eine Innenumfangsfläche des Rings bedeckt ist, wobei die magnetische Permeabilität des Einsatzelements im Wesentlichen die gleiche ist wie die des Rings; und einen Magnetisierungsschritt, in dem der Ring innerhalb eines parallelen Magnetfeldes positioniert wird und der Ring in diesem Zustand bipolar magnetisiert wird.
  • Ein Rohr oder ein Zylinder mit einem Außendurchmesser, der zum Einpassen in den Ring geeignet ist, kann als Einsatzelement verwendet werden.
  • Bei dem Magnetisierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt eine bipolare Magnetisierung in einem Zustand, in dem die Innenumfangsfläche eines magnetischen Rings von einem Einsatzelement bedeckt ist, das im Wesentlichen die gleiche magnetische Permeabilität wie der magnetische Ring aufweist. Ein Biegen der Richtung des Magnetflusses in der Innenumfangsfläche des magnetischen Rings kann somit vermieden werden, und zwar im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Innenumfangsfläche des Magnetrings eine Grenzfläche mit der Luft bildet, die eine andere magnetische Permeabilität hat. Das Ausmaß, in dem der in dem magnetischen Ring gebildete Magnetfluss relativ zu dem parallelen Magnetfeld geneigt wird, kann somit minimiert werden.
  • Das harmonische Rauschen, das in dem Detektionsausgangssignal des Rotations-Magnetfeldes eines in dieser Weise bipolar magnetisierten Ringmagneten enthalten ist, kann somit bei Magnetsensoren, bei denen dieser Magnet Verwendung findet, minimiert werden. Dadurch kann eine Verminderung der Detektionsgenauigkeit eines Magnetcodierers aufgrund des Magnetisierungszustands des Ringmagneten minimiert werden, indem ein gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bipolar magnetisierter Ringmagnet verwendet wird.
  • Das Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte aufweist: einen Umschließungselement-Anbringschritt zum Anbringen eines Umschließungselements an einem Ring, der aus einem magnetischen Material gebildet ist, zur Schaffung eines Zustands, in dem eine Außenumfangsfläche des Rings bedeckt ist, wobei die magnetische Permeabilität des Umschließungselements im Wesentlichen die gleiche ist wie die des Rings; und einen Magnetisierungsschritt, in dem der Ring in einem parallelen Magnetfeld positioniert wird und der Ring in einem Zustand, in dem das Umschließungselement angebracht ist, bipolar magnetisiert wird.
  • Als Umschließungselement kann ein Rohr verwendet werden, das mit einem kreisförmigen Hohlraum versehen ist, der einen Innendurchmesser aufweist, der sich auf den Ring passen lässt.
  • Bei dem Magnetisierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die bipolare Magnetisierung in einem Zustand, in dem die Außenumfangsfläche eines magnetischen Rings von einem Umschließungselement bedeckt ist, das im Wesentlichen die gleiche magnetische Permeabilität wie der magnetische Ring aufweist. Ein Biegen der Richtung des Magnetflusses an der Außenumfangsfläche des magnetischen Rings kann dadurch vermieden werden, und zwar im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Außenumfangsfläche des magnetischen Rings eine Grenzfläche mit der Luft bildet, die eine andere magnetische Permeabilität hat. Das Ausmaß, in dem der in dem magnetischen Ring erzeugte Magnetfluss relativ zu dem parallelen Magnetfeld geneigt wird, kann somit minimiert werden.
  • Das harmonische Rauschen, das in dem Detektionsausgangssignal des Rotations-Magnetfeldes eines in dieser Weise bipolar magnetisierten Ringmagneten enthalten ist, lässt sich somit bei Magnetsensoren, bei denen dieser Magnet verwendet wird, minimieren. Eine Verringerung der Detektionsgenauigkeit eines Magnetcodierers aufgrund des Magnetisierungszustands des Ringmagneten kann somit unter Verwendung eines gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bipolaren magnetisierten Ringmagneten minimiert werden.
  • Das Magnetisierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass es den Einsatzelement-Anbringschritt, den Umschließungselement-Anbringschritt sowie den Magnetisierungsschritt aufweist. Der Einsatzelement-Anbringschritt und der Umschließungselement-Anbringschritt können gleichzeitig oder nacheinander ausgeführt werden.
  • Bei dem Magnetisierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt eine bipolare Magnetisierung in einem Zustand, in dem die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche eines magnetischen Rings von einem Einsatzelement und einem Umschließungselement bedeckt sind, die im Wesentlichen die gleiche magnetische Permeabilität wie der magnetische Ring aufweisen. Daher kommt es zu keiner Neigung sowie anderen Anomalien bei dem Magnetfluss an der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche des magnetischen Rings, und zwar im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche des magnetischen Rings eine Grenzfläche mit der Luft bilden, die eine andere magnetische Permeabilität hat, und somit kann der in dem magnetischen Ring gebildete Magnetfluss dazu gebracht werden, dass er im Wesentlichen die gleiche Richtung hat wie das parallele Magnetfeld.
  • Das harmonische Rauschen, das in dem Detektionsausgangssignal des Rotations-Magnetfeldes des Ringmagneten aufgrund des Magnetisierungszustands des Ringmagneten auftritt, ist somit bei Magnetsensoren, die einen in dieser Weise bipolar magnetisierten Ringmagneten verwenden, im Wesentlichen nicht vorhanden. Somit kann ein Magnetcodierer mit hoher Detektionsgenauigkeit unter Verwendung eines gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bipolar magnetisierten Ringmagneten geschaffen werden.
  • Der Magnetcodierer gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er Folgendes aufweist: einen bipolar magnetisierten Ringmagneten, der an einem Drehkörper koaxial angebracht ist; ein Paar Magnetsensoren, die einer Außenumfangsfläche des Ringmagneten über einen vorbestimmten Spalt hinweg zugewandt gegenüberliegen und die entlang der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche in einer winkelmäßigen Beabstandung von 90° positioniert sind; und eine Recheneinheit zum Erzeugen eines Codierersignals auf der Basis eines Ausgangssignals von den Magnetsensoren, wobei der Ringmagnet unter Verwendung des Magnetisierungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung magnetisiert ist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1(a) eine erläuternde Darstellung des Verfahrens zum Magnetisieren eines Ringmagneten gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung und 1(b) eine erläuternde Darstellung des Zustands des Magnetflusses, der durch den magnetischen Ring fließt;
  • 2(a) eine erläuternde Darstellung eines weiteren Beispiels des Einsatzelements, das bei dem Magnetisierungsverfahren der 1 verwendet wird, und 2(b) eine erläuternde Darstellung des Zustands des Magnetflusses, der durch den magnetischen Ring fließt;
  • 3(a) eine erläuternde Darstellung des Verfahrens zum Magnetisieren eines Ringmagneten gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung und 3(b) eine erläuternde Darstellung des Zustands des Magnetflusses, der durch den magnetischen Ring fließt;
  • 4(a) eine erläuternde Darstellung eines weiteren Beispiels des Umschließungselements, das bei dem Magnetisierungsverfahren der 3 verwendet wird, und 4(b) eine erläuternde Darstellung des Zustands des Magnetflusses, der durch den magnetischen Ring fließt;
  • 5(a) eine erläuternde Darstellung eines weiteren Beispiels des Umschließungselements, das bei dem Magnetisierungsverfahren der 3 verwendet wird, und 5(b) eine erläuternde Darstellung des Zustands des Magnetflusses, der durch den magnetischen Ring fließt;
  • 6(a) eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Magnetcodierers, der mit einem bipolar magnetisierten Ringmagneten versehen ist, und 6(b) eine Wellenformdarstellung, die die Detektionswellenformen des Paares der Magnetsensoren der 6(a) zeigt; und
  • 7 eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung der Probleme von herkömmlichen Magnetisierungsverfahren.
  • BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHRDEN DER ERFINDUNG
  • Ein Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten zur Verwendung bei einem Magnetcodierer, bei dem die vorliegende Erfindung Anwendung findet, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Ausführungsbeispiel 1)
  • 1 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Beispiels des Verfahrens zum Magnetisieren eines Ringmagneten. Ein magnetischer Ring 21 mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung 21a wird in der in 1(a) dargestellten Weise gebildet. Ein zylindrisches Einsatzelement 22 ist aus einem Material gebildet, das im Wesentlichen die gleiche magnetische Permeabilität wie der magnetische Ring 21 aufweist. Der Außendurchmesser der Einsatzelements 22 gestattet ein lösbares Einpassen des Einsatzelements 22 in das Innere der zentralen kreisförmigen Öffnung 21a. Ein zylindrisches Einsatzelement 22 mit der gleichen magnetischen Permeabilität wie der magnetische Ring 21 kann z.B. aus dem gleichen Material wie der magnetische Ring 21 gefertigt sein. Die Dicke (die Länge in Axialrichtung) des zylindrischen Einsatzelements 22 ist vorzugsweise gleich oder größer als die Dicke des magnetischen Rings 21.
  • Das zylindrische Einsatzelement 22 wird dann in die zentrale kreisförmige Öffnung 21a des magnetischen Rings 21 eingepasst (Einsatzelement- Anbringschritt). Als Ergebnis hiervon ist die kreisförmige Innenumfangsfläche 21b des magnetischen Rings 21 von dem Einsatzelement 22 bedeckt.
  • Der magnetische Ring 21, in dem das Einsatzelement 22 angebracht worden ist, wird dann in ein paralleles Magnetfeld verbracht, das in 1(a) durch den Pfeil dargestellt ist. Der Magnetfluss fließt in diesem Zustand durch die Innenumfangsfläche 21b des magnetischen Rings 21 ohne Krümmung hindurch und lässt sich somit in einer im Wesentlichen geraden Linie ausbilden, bei der die Neigung relativ zu der Richtung des parallelen Magnetfelds geringer ist als in einem Fall, in dem lediglich der magnetische Ring 21 in dem parallelen Magnetfeld angeordnet wird, wie dies bei herkömmlichen Verfahren üblich ist. Der magnetische Ring 21 wird in diesem Zustand bipolar magnetisiert, so dass sich ein Ringmagnet 20 erzielen lässt (Magnetisierungsschritt).
  • Wenn der auf diese Weise magnetisierte Ringmagnet 20 als Ringmagnet 2 des in 6 gezeigten Magnetcodierers 1 verwendet wird, sind harmonische Teilschwingungen ungerader Ordnung nur in minimaler Weise in den Detektionswellenformen der beiden Magnetsensoren 3X, 3Y vorhanden. Somit kann eine Verringerung der Detektionsgenauigkeit des Magnetcodierers 1 aufgrund dieser Rauschkomponenten minimiert werden.
  • Wie in 2(a) gezeigt ist, kann anstatt des zylindrischen Einsatzelements 22 auch ein rohrförmiges Einsatzelement 32 verwendet werden, das mit einer zentralen Öffnung 32a versehen ist. Das rohrförmige Einsatzelement 32 in diesem Fall ist ebenfalls aus einem Material mit im Wesentlichen der gleichen magnetischen Permeabilität wie der magnetische Ring 21 gebildet oder ist aus dem gleichen Material wie der magnetische Ring 21 gebildet. Die zentrale Öffnung 32a des rohrförmigen Einsatzelements 32 muss ausreichend klein sein, damit die magnetischen Flusslinien, die den magnetischen Ring 21 durchsetzen, nicht geneigt bzw. gekrümmt werden. Eine Neigung relativ zu der Richtung des parallelen Magnetfeldes kann auch bei den den magnetischen Ring 21 durchsetzenden Magnetflusslinien minimiert werden, wenn dieses Einsatzelement 32 verwendet wird, wie dies in 2(b) gezeigt ist. Eine Verminderung der Detektionsgenauigkeit des Magnetcodierers kann somit bei Verwendung eines Ringmagneten 30, der unter Verwendung des rohrförmigen Einsatzelements 32 magnetisiert worden ist, ebenfalls minimiert werden.
  • (Ausführungsbeispiel 2)
  • 3 zeigt eine erläuternde Darstellung eines weiteren Beispiels des Verfahrens zum Magnetisieren eines Ringmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dem Verfahren des vorliegenden Beispiels ist ein magnetischer Ring 41 derart ausgebildet, dass er eine zentrale kreisförmige Öffnung 41a bildet, wie dies in 3(a) gezeigt ist. Ein zylindrisches Einsatzelement 42 ist aus einem Material mit im Wesentlichen der gleichen magnetischen Permeabilität wie der magnetische Ring 41 gebildet. Der Außendurchmesser des Einsatzelements 42 gestattet ein lösbares Einpassen des Einsatzelements 42 in das Innere der zentralen kreisförmigen Öffnung 41a. Ein zylindrisches Einsatzelement 42 mit der gleichen magnetischen Permeabilität wie der magnetische Ring 41 kann z.B. aus dem gleichen Material wie der magnetische Ring 41 gefertigt sein. Die Dicke (die Länge in Axialrichtung) des zylindrischen Einsatzelements 42 ist vorzugsweise gleich oder größer als die Dicke des magnetischen Rings 41.
  • Ein rechteckiges Umschließungselement 43, das mit einem kreisförmigen Hohlraum 43a mit einem das lösbare Einpassen des magnetischen Rings 41 zulassenden Innendurchmessers versehen ist, ist aus einem Material mit im Wesentlichen der gleichen magnetischen Permeabilität wie der magnetische Ring 41 gebildet. Ein Umschließungselement 43 mit der gleichen magnetischen Permeabilität wie der magnetische Ring 41 kann z.B. aus dem gleichen Material wie der magnetische Ring 41 gefertigt sein. Die Dicke (die Länge in Axialrichtung) des Umschließungselements 43 ist vorzugsweise gleich oder größer als die Dicke des magnetischen Rings 41.
  • Das zylindrische Einsatzelement 42 wird dann in die zentrale kreisförmige Öffnung 41a des magnetischen Rings 41 eingepasst (Einsatzelement-Anbringschritt). Als Ergebnis hiervon ist die kreisförmige Umfangsfläche 41b des magnetischen Rings 41 von dem Einsatzelement 42 bedeckt. Ferner wird der magnetische Ring 41 in den kreisförmigen Hohlraum 43a des Umschließungselements 43 eingepasst, und die kreisförmige Außenumfangsfläche 41c des magnetischen Rings 41 wird von dem Umschließungselement 43 bedeckt (Umschließungselement-Anbringschritt). Das Anbringen des Einsatzelements 42 und des Umschließungselements 43 kann gleichzeitig erfolgen, oder das Umschließungselement 42 kann zuerst angebracht werden.
  • Der magnetische Ring 41, an dem das Einsatzelement 42 und das Umschließungselement 43 angebracht worden sind, wird dann in einem parallelen Magnetfeld platziert, wie dies durch den Pfeil in 3(a) dargestellt ist. Der Magnetfluss fließt in diesem Zustand ohne Biegen durch die Innenumfangsfläche 41b und die Außenumfangsfläche 41c des magnetischen Rings 41, wie dies durch die Pfeil in 3(b) dargestellt ist. Der in dem magnetischen Ring 41 fließende Magnetfluss kann somit in Form einer geraden Linie ausgebildet werden, die im Wesentlichen parallel zu der Richtung des parallelen Magnetfeldes ist. Der magnetische Ring 41 wird in diesem Zustand bipolar magnetisiert, so dass sich ein Ringmagnet 40 erzielen lässt (Magnetisierungsschritt).
  • Wenn der auf diese Weise magnetisierte Ringmagnet 40 als Ringmagnet 2 des in 6 dargestellten Magnetcodierers 1 verwendet wird, sind harmonische Teilschwingungen ungerader Ordnung nur in minimaler Weise in den Detektionswellenformen der beiden Magnetsensoren 3X, 3Y vorhanden. Eine Verminderung der Detektionsgenauigkeit des Magnetcodierers 1 aufgrund dieser Rauschkomponenten kann somit in verifizierbarer Weise vermieden werden.
  • Ein quasi-rechteckiges Umschließungselement 53, dessen vier rechtwinklige Ecken bogenförmig zugerichtet worden sind, kann ebenfalls als Umschließungselement 43 verwendet werden, wie dies in 4(a) gezeigt ist. Auch kann ein rohrförmiges Umschließungselement 63 verwendet werden, wie dies in 5(a) gezeigt ist. Ein Magnetfluss, der im Wesentlichen parallel zu der Richtung des parallelen Magnetfeldes ist, kann in beiden Fällen in dem magnetischen Ring 41 gebildet werden, wie dies in den 4(b) bzw. 5(b) gezeigt ist.
  • Das Einsatzelement 32 mit der zentralen Öffnung 32a, wie es in 2 gezeigt ist, kann ebenfalls als Einsatzelement 42 verwendet werden.
  • Das Magnetisierungsverfahren des vorliegenden Beispiels beinhaltet das Anbringen des Einsatzelements 42 und des Umschließungselements 43, die im Wesentlichen die gleiche magnetische Permeabilität wie der magnetische Ring 41 aufweisen, an der Innenseite bzw. der Außenseite des magnetischen Rings 41; das Platzieren des magnetischen Rings 41 in diesem Zustand in einem parallelen Magnetfeld; sowie die Ausführung einer bipolaren Magnetisierung. Als Ergebnis hiervon wird in dem magnetischen Ring 41 ein Magnetfluss erzeugt, der im Wesentlichen parallel zu der Richtung des parallelen Magnetfeldes ist. In den Detektions-Ausgangswellenformen eines Magnetcodierers, der den gemäß dem vorstehenden Beispiel hergestellten Ringmagneten 40 verwendet, ist somit im Wesentlichen kein harmonisches Rauschen ungerader Ordnung vorhanden. Auf diese Weise lässt sich ein Magnetcodierer mit ausgezeichneter Detektionsgenauigkeit erzielen.
  • (Weitere Ausführungsbeispiele)
  • Eine bipolare Magnetisierung kann auch erfolgen, wenn nur ein Umschließungselement an dem magnetischen Ring angebracht wird. An dem magnetischen Ring 41 kann jedes beliebige der Umschließungselemente 43, 53, 63 angebracht werden, wie diese z.B. in den 3, 4, 5 dargestellt sind, und die bipolare Magnetisierung kann in diesem Zustand erfolgen. Selbst wenn ein in dieser Weise magnetisierter Magnet verwendet wird, kann die Detektionsgenauigkeit des Magnetcodierers im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, in dem ein Magnet verwendet wird, der durch Platzieren des magnetischen Rings alleine in einem parallelen Magnetfeld bipolar magnetisiert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Einsatzelement (42) mit identischer Permeabilität wie ein magnetischer Ring (41) wird in die kreisförmige zentrale Öffnung (41a) des magnetischen Rings (41) eingepasst, der dann in den kreisförmigen Hohlraum (43a) eines darüber passenden Elements bzw. Umschließungselements (43) mit identischer Permeabilität gepasst wird. In diesem Zustand wird der magnetische Ring (41) in einem parallelen Magnetfeld angeordnet. Magnetflusslinien, die durch den zwischen dem Einsatzelement (42) und dem Umschließungselement (43) gehaltenen magnetischen Ring (41) hindurch gehen, werden im Wesentlichen ohne Neigung relativ zu dem parallelen Magnetfeld linear. In diesem Zustand kommt es in dem Ausgangssignal eines Magnetsensors zum Detektieren des rotierenden Magnetfeldes eines Ringmagneten (40), der durch Ausführen einer zweipoligen Magnetisierung an dem magnetischen Ring (41) gebildet ist, kaum zum Auftreten von harmonischem Rauschen, das zu einer Beeinträchtigung der Detektionsgenauigkeit führt. Bei Verwendung des Ringmagneten (40) kann eine Beeinträchtigung der Detektionsgenauigkeit eines Magnetcodierers (1) aufgrund eines Magnetisierungszustands des Ringmagneten (40) vermieden werden, indem die Beeinträchtigung der Detektionsgenauigkeit unterdrückt werden kann.
  • ZEICHENERKLÄRUNG
  • 1
    Magnetcodierer
    2
    Ringmagnet
    3X, 3Y
    Magnetsensor
    4
    Recheneinheit
    20, 30, 40
    bipolar magnetisierter Ringmagnet
    21, 41
    magnetischer Ring
    21a, 41a
    kreisförmige zentrale Öffnung des magnetischen Rings
    21b, 41b
    Innenumfangsfläche des magnetischen Rings
    41c
    Außenumfangsfläche des magnetischen Rings
    22, 32, 42
    Einsatzelement
    32a
    zentrale Öffnung
    43, 53, 63
    Umschließungselement
    43a
    kreisförmiger Hohlraum

Claims (8)

  1. Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten, gekennzeichnet durch folgende Schritte: einen Einsatzelement-Anbringschritt zum Anbringen eines Einsatzelements in einem Ring, der aus einem magnetischen Material gebildet ist, zur Schaffung eines Zustands, in dem eine Innenumfangsfläche des Rings bedeckt ist, wobei die magnetische Permeabilität des Einsatzelement im Wesentlichen die gleiche ist wie die des Rings; und einen Magnetisierungsschritt, in dem der Ring innerhalb eines parallelen Magnetfeldes positioniert wird und der Ring in einem Zustand, in dem das Einsatzelement angebracht ist, bipolar magnetisiert wird.
  2. Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement eine rohrförmige oder eine zylindrische Formgebung aufweist und einen Außendurchmesser hat, der das Einpassen des Einsatzelements in den Ring zulässt.
  3. Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten, gekennzeichnet durch folgende Schritte: einen Umschließungselement-Anbringschritt zum Anbringen eines Umschließungselements an einem Ring, der aus einem magnetischen Material gebildet ist, zum Schaffen eines Zustands, in dem eine Außenumfangsfläche des Rings bedeckt ist, wobei die magnetische Permeabilität des Umschließungselements im Wesentlichen die gleiche ist wie die des Rings; und einen Magnetisierungsschritt, in dem der Ring in einem parallelen Magnetfeld positioniert wird und der Ring in einem Zustand, in dem das Umschließungselement angebracht ist, bipolar magnetisiert wird.
  4. Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschließungselement eine zylindrische Formgebung aufweist und mit einem kreisförmigen Hohlraum mit einem Innendurchmesser versehen ist, der das Passen des Umschließungselements über den Ring zulässt.
  5. Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten, gekennzeichnet durch folgende Schritte: einen Einsatzelement-Anbringschritt zum Anbringen eines Einsatzelements in einem Ring, der aus einem magnetischen Material gebildet ist, zum Schaffen eines Zustands, in dem eine Innenumfangsfläche des Rings bedeckt ist, wobei die magnetische Permeabilität des Einsatzelements im Wesentlichen die gleiche ist wie die des Rings; einen Umschließungselement-Anbringschritt zum Anbringen eines Umschließungselements an dem Ring zur Schaffung eines Zustands, in dem eine Außenumfangsfläche des Rings bedeckt ist, wobei die magnetische Permeabilität des Umschließungselements im Wesentlichen die gleiche ist wie die des Rings; und einen Magnetisierungsschritt, in dem der Ring innerhalb eines parallelen Magnetfeldes positioniert wird und der Ring in einem Zustand, in dem das Einsatzelement und das Umschließungselement angebracht sind, bipolar magnetisiert wird.
  6. Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement eine rohrförmige oder eine zylindrische Formgebung aufweist und einen Außendurchmesser hat, der das Einpassen des Einsatzelements in den Ring zulässt.
  7. Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschließungselement eine zylindrische Formgebung aufweist und mit einem kreisförmigen Hohlraum versehen ist, dessen Innendurchmesser das Passen des Umschließungselements über den Ring zulässt.
  8. Magnetcodierer, dadurch gekennzeichnet, dass er Folgendes aufweist: einen bipolar magnetisierten Ringmagneten, der an einem Drehkörper koaxial angebracht ist; ein Paar Magnetsensoren, die einer Außenumfangsfläche des Ringmagneten über einen vorbestimmten Spalt hinweg zugewandt gegenüberliegen und die entlang der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche in einer winkelmäßigen Beabstandung von 90° angeordnet sind; und eine Recheneinheit zum Erzeugen eines Codierersignals auf der Basis eines Ausgangssignals von den Magnetsensoren, wobei der Ringmagnet durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bipolar magnetisiert ist.
DE112005003153T 2004-12-20 2005-05-30 Verfahren zum Magnetisieren eines Ringmagneten und Magnetcodierer Ceased DE112005003153T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

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