【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置検出可能な産業モータ用エンコーダ、その他精度を要求する機器用の多極着磁性に優れた永久磁石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種機器の小型化に伴って、永久磁石型モータや磁気式エンコーダ等についても益々小型化、高特性化、低価格化の要求が高まっている。そのため、永久磁石型モータや磁気式エンコーダ等に用いる永久磁石についても、小型で高特性であり、加工が容易で生産性の高い永久磁石が求められている。しかし、このような小型化の要求により、一般的には、例えば特許文献１にあるようなフェライトの焼結体が用いられている。しかし、焼結磁石は益々加工が困難になり、ボンド磁石は小型化するほど高い特性を維持することが難しくなる。
【０００３】
一方、モータや産業機器において、位置や角度を制御する際、エンコーダが幅広く使用されている。図３は、一般的な多極着磁したリング状の磁気エンコーダの概略図である。この図に示すように、磁気エンコーダ１はピッチで磁気パターンが形成されたエンコーダ板２と磁電変換素子３から構成される。この中でも磁気式には永久磁石が使用されているが、加工において磁気を帯びその残留磁気の影響で多極着磁を行なった場合のピッチ幅の精度が悪く、制御機器の性能を低下させる。
【０００４】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平１０−３２５７３８号公報）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにモータや産業機器において位置や角度を制御する磁気式エンコーダの中で、その絶対位置を検出できるものは、何相にも着磁した永久磁石が使用されているが、加工において磁気を帯びその残留磁気の影響で多極着磁を行なった場合のピッチ幅の精度が悪く、制御機器の性能を低下させ、かつ、コストが高く、また、小型化が出来ないという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、キューリー点以上の温度で熱処理を行い、残留磁気を着磁ピーク値の５％以下に低減することでピッチ幅の精度を向上する安価な永久磁石を提供するものである。その発明の要旨とするところは、
（１）２０極以上の多極着磁を施すに当たり、キューリー点以上の温度での熱処理で残留磁気を着磁ピーク値の５％以下に低減し、ピッチ幅精度を向上させたことを特徴とする多極着磁性に優れた永久磁石。
【０００７】
（２）ピッチ値幅５００μｍ以下の微細着磁を施すに当たり、キューリー点以上の温度での熱処理で残留磁気を着磁ピーク値の５％以下に低減し、ピッチ幅精度を向上させたことを特徴とする多極着磁性に優れた永久磁石。
（３）２０極以上の多極着磁を施し、かつ、ピッチ値幅５００μｍ以下の微細着磁を施すに当たり、キューリー点以上の温度での熱処理で残留磁気を着磁ピーク値の５％以下に低減し、ピッチ幅精度を向上させたことを特徴とする多極着磁性に優れた永久磁石。
（４）前記（１）〜（３）に記載の磁石材料がＭｎＡｌＣ磁石であることを特徴とする多極着磁性に優れた永久磁石である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、円筒形の側面に２層着磁した場合のエンコーダ用磁石の着磁形態を示す図である。この図に示すように、磁石１の着磁高さ４、各層間のギャップ５を持つ多層着磁したものである。図２は、本発明に係るエンコーダ用磁石の着磁形態を示す図である。この図に示すように、着磁ヘッド６を用いて磁石１を回転しながら、１極づつ順次着磁をする回転方式（ヘッド着磁）によって、ピッチ幅５００μｍ以下の微細着磁磁気スケール７を形成した。同様にしてレーザ８を照射しキューリー点以上に加熱して残留磁気を着磁ピーク値の５％以下に抑え、ピッチ幅精度を向上させるものである。
【０００９】
磁性体をキューリー点以上に加熱する方法としては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２ レーザ、エキシマレーザ、半導体レーザ、または電子レーザ等を使用することができる。残留磁気が着磁ピーク値の５％を超えると、残留磁気の上に着磁され、各極のピーク値がばらつきピッチ幅の精度が悪くなるため、ピーク値の５％以下とした。特に、ピッチ値幅５００μｍ以下の微細着磁を施す場合に、ピッチ幅の精度が向上し、さらには、２０極以上の多極着磁の場合に顕著な効果を有する。
【００１０】
磁石材料としては、ＭｎＡｌＣ磁石を用いることにより良好な加工性を有し、しかも、表面粗度がＲａ＝０．２μｍ程度であり、良好な表面粗度を有し、かつ寸法精度の高い磁気スケールを作製することが可能となる。また、この磁石材料としてのＭｎＡｌＣ磁石はガスアトマイズ法によって製造された粉末を用いた熱間押出し工法によって製造するため、長尺磁石についても問題なく作製することができるエンコーダ用磁石を提供することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
供試材として、ガスアトマイズ法によりＭｎＡｌＣ粉末を作製し、カプセルに充填した後、７００℃に加熱し温間押出し法により固化成形し、所定形状に加工し、寸法φ１０×Ｌ１０ｍｍのものを用い、着磁方法として着磁ヘッドを用いて磁石を回転しながら、１極づつ順次着磁をする回転方式によって、レーザ照射による加熱を行い、表１に示すピッチ幅、極数の微細着磁磁気スケールを形成した。磁気測定方法としては、感磁素子としてホール素子を用いて表面磁束密度を測定し、波形をＸ−Ｙ記録した。また、評価方法としては、３次元磁場解析により、各着磁部の波形を調査した。その結果を表１に示す。
【００１２】
表１に示すように、Ｎｏ．５〜６およびＮｏ．１１〜１２はフェライトおよびＭｎＡｌＣ材質での本発明例であり、Ｎｏ．１〜４およびＮｏ．７〜１０は比較例である。比較例Ｎｏ．１は熱処理がない場合であり、比較例Ｎｏ．２〜４はフェライトでのキューリー点４５０℃未満の場合であり、いずれも残留磁気が高く、ピッチ幅にばらつきがある。また、比較例Ｎｏ．７〜１０はＭｎＡｌＣでのキューリー点３００℃未満の場合であり、これらも残留磁気が高く、ピッチ幅にばらつきがある。これに対し、本発明例は、いずれも残留磁気が低減され、ピッチ幅にばらつきの小さいことが判る。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による熱処理という簡便な方法により、高精度な着磁のできる安価な永久磁石を製造できる極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】円筒形の側面に２層着磁した場合のエンコーダ用磁石の着磁形態を示す図である。
【図２】本発明に係るエンコーダ用磁石の着磁形態を示す図である。
【図３】一般的な多極着磁したリング状の磁気エンコーダの概略図である。
【符号の説明】
１ 磁気エンコーダ
２ エンコーダ板
３ 磁電変換素子
４ 着磁高さ
５ ギャップ
６ 着磁ヘッド
７ 磁気スケール
８ レーザ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an encoder for an industrial motor capable of detecting a position, and a permanent magnet excellent in multipolar magnetism for other devices requiring accuracy.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with miniaturization of various devices, demands for miniaturization, high performance, and low price of permanent magnet type motors and magnetic encoders have been increasing. For this reason, permanent magnets that are small, have high characteristics, are easy to process, and have high productivity are also required for permanent magnets used in permanent magnet motors, magnetic encoders, and the like. However, due to such a demand for miniaturization, a ferrite sintered body as disclosed in Patent Document 1, for example, is generally used. However, it becomes more difficult to process sintered magnets, and it becomes more difficult to maintain high characteristics as the size of bonded magnets is reduced.
[0003]
On the other hand, encoders are widely used for controlling positions and angles in motors and industrial equipment. FIG. 3 is a schematic view of a general multi-pole magnetized ring-shaped magnetic encoder. As shown in FIG. 1, the magnetic encoder 1 includes an encoder plate 2 on which a magnetic pattern is formed at a pitch and a magnetoelectric conversion element 3. Among them, a permanent magnet is used in the magnetic method. However, the precision of the pitch width when performing multi-polar magnetization due to the influence of the residual magnetism during processing is poor, and the performance of the control device is deteriorated.
[0004]
[References]
(1) Patent Document 1 (JP-A-10-325738)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, among the magnetic encoders that control the position and angle of motors and industrial equipment, those that can detect the absolute position use permanent magnets that are magnetized in any phase. However, there is a problem that the accuracy of the pitch width when multipolar magnetization is performed due to the influence of the residual magnetism is poor, the performance of the control device is reduced, the cost is high, and the size cannot be reduced.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors have made intensive developments. As a result, heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the Curie point, and the residual magnetism is reduced to 5% or less of the magnetization peak value. The present invention provides an inexpensive permanent magnet that improves the precision of the magnet. The gist of the invention is that
(1) When performing multi-pole magnetization of 20 poles or more, the remnant magnetism is reduced to 5% or less of the magnetization peak value by heat treatment at a temperature higher than the Curie point, and the pitch width accuracy is improved. Permanent magnet with excellent multipolar magnetism.
[0007]
(2) When performing fine magnetization with a pitch value width of 500 μm or less, the residual magnetism is reduced to 5% or less of the magnetization peak value by heat treatment at a temperature equal to or higher than the Curie point, and the pitch width accuracy is improved. Permanent magnet with excellent multipolar magnetism.
(3) When performing multi-pole magnetization of 20 poles or more and performing fine magnetization with a pitch value width of 500 μm or less, heat treatment at a temperature above the Curie point reduces the residual magnetism to 5% or less of the magnetization peak value. A permanent magnet with improved multi-pole magnetism characterized by improved pitch width accuracy.
(4) A permanent magnet excellent in multipolar magnetization, wherein the magnet material described in (1) to (3) is a MnAlC magnet.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a magnetized form of an encoder magnet when two layers are magnetized on a cylindrical side surface. As shown in this figure, the magnet 1 is multilayer-magnetized with a magnetization height 4 and a gap 5 between each layer. FIG. 2 is a diagram showing a magnetized form of the encoder magnet according to the present invention. As shown in this figure, a minute magnetized magnetic scale 7 having a pitch width of 500 μm or less is formed by a rotation method (head magnetization) that sequentially magnetizes one pole at a time while rotating the magnet 1 using the magnetized head 6. Formed. Similarly, the laser 8 is irradiated and heated above the Curie point to suppress the residual magnetism to 5% or less of the magnetization peak value, thereby improving the pitch width accuracy.
[0009]
As a method for heating the magnetic material to a temperature higher than the Curie point, a YAG laser, a CO 2 laser, an excimer laser, a semiconductor laser, an electron laser, or the like can be used. If the residual magnetism exceeds 5% of the peak value of the magnetization, it is magnetized on the residual magnetism, and the peak value of each pole varies and the accuracy of the pitch width deteriorates. In particular, when performing fine magnetization with a pitch value width of 500 μm or less, the accuracy of the pitch width is improved, and further, there is a remarkable effect in the case of multipolar magnetization with 20 or more poles.
[0010]
As a magnet material, a magnetic scale having good workability by using a MnAlC magnet, having a surface roughness of about 0.2 μm, having good surface roughness, and having high dimensional accuracy. Can be manufactured. In addition, since the MnAlC magnet as the magnet material is manufactured by a hot extrusion method using a powder manufactured by a gas atomization method, it is possible to provide an encoder magnet that can manufacture a long magnet without any problem. .
[0011]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.
As a test material, a MnAlC powder was prepared by a gas atomizing method, filled into a capsule, heated to 700 ° C., solidified and formed by a warm extrusion method, processed into a predetermined shape, and used in a size of φ10 × L10 mm. As a magnetizing method, heating by laser irradiation is performed by a rotation method of sequentially magnetizing one pole at a time while rotating the magnet using a magnetizing head, and a fine magnetized magnetic scale having a pitch width and the number of poles shown in Table 1 is used. Formed. As a magnetism measuring method, a surface magnetic flux density was measured using a Hall element as a magnetic sensing element, and the waveform was recorded in XY. In addition, as an evaluation method, a waveform of each magnetized portion was examined by three-dimensional magnetic field analysis. Table 1 shows the results.
[0012]
As shown in Table 1, 5-6 and No. 5 Nos. 11 to 12 are examples of the present invention using ferrite and MnAlC materials. Nos. 1 to 4 and Nos. 7 to 10 are comparative examples. Comparative Example No. Comparative example No. 1 is a case without heat treatment. Nos. 2 to 4 are the cases where the Curie point of ferrite is lower than 450 ° C., all of which have high remanence and vary in pitch width. In Comparative Example No. Nos. 7 to 10 are cases where the Curie point of MnAlC is lower than 300 ° C., and these also have high remanence and a variation in pitch width. On the other hand, in each of the examples of the present invention, it can be seen that the remanence is reduced and the pitch width has a small variation.
[0013]
[Table 1]
[0014]
【The invention's effect】
As described above, by the simple method of heat treatment according to the present invention, an extremely excellent effect of manufacturing an inexpensive permanent magnet capable of high-accuracy magnetization can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a magnetized form of an encoder magnet when two layers are magnetized on a cylindrical side surface.
FIG. 2 is a diagram showing a magnetized form of an encoder magnet according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of a general multi-pole magnetized ring-shaped magnetic encoder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic encoder 2 Encoder board 3 Magnetoelectric conversion element 4 Magnetization height 5 Gap 6 Magnetization head 7 Magnetic scale 8 Laser
