JP2018105757A - 磁気エンコーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シャフトの電気角を高精度に検出することができ、さらに、シャフトの軸方向にスペースを確保することが困難な場合でも設置可能な磁気エンコーダ装置を提供する。
【解決手段】第1磁気パターン部20及び第2磁気パターン部21は、モータを構成するシャフト100の外周面110を環状に囲む。第2磁気パターン部21は、第1磁気パターン部20よりも少ない極数で構成されている。第1磁気センサ40は、第1磁気パターン部20から受ける磁界の変化を検出することにより、シャフト100の電気角を示す電気角信号を出力する。第2磁気センサ41は、第2磁気パターン部21から受ける磁界の変化を検出することにより、電気角がシャフト100のどの位相における角度であるのかを示す位相信号を出力する。位相信号及び電気角信号によってシャフト100のどの回転位置の電気角であるのかが得られる。
【選択図】図1
【解決手段】第1磁気パターン部20及び第2磁気パターン部21は、モータを構成するシャフト100の外周面110を環状に囲む。第2磁気パターン部21は、第1磁気パターン部20よりも少ない極数で構成されている。第1磁気センサ40は、第1磁気パターン部20から受ける磁界の変化を検出することにより、シャフト100の電気角を示す電気角信号を出力する。第2磁気センサ41は、第2磁気パターン部21から受ける磁界の変化を検出することにより、電気角がシャフト100のどの位相における角度であるのかを示す位相信号を出力する。位相信号及び電気角信号によってシャフト100のどの回転位置の電気角であるのかが得られる。
【選択図】図1
Description
本発明は、シャフトの電気角を検出する磁気エンコーダ装置に関する。
従来より、モータのシャフトの端面に配置された磁石の回転を磁界感応要素によって検出するように構成されたセンサデバイスが、例えば特許文献1で提案されている。具体的は、磁界感応要素はシャフトの中心軸上に配置されていると共に、磁石に対向配置されている。これにより、磁界感応要素はシャフトの回転に伴って0°〜360°の範囲内の磁界の配向角度を検知する。
しかしながら、上記従来の技術では、シャフトの中心軸上に磁界感応要素が配置される構成であるので、モータのシャフトの端部がセンサデバイスの実装領域になる。このため、シャフトの軸方向にモータの体格が大きくなってしまう。また、シャフトの端部にスペースを確保することが困難なモータ等ではセンサデバイスを設置することができないという問題がある。
一方、シャフトの正確な電気角を検出することが望まれている。例えば、モータの制御方法としてベクトル制御駆動が知られている。ベクトル制御とは、モータに流す電流をトルク発生用成分と磁束発生用成分とに分離し、各電流成分を独立に制御する方式である。ベクトル制御を行うためには、シャフトの正確な電気角の検出が必要である。
本発明は上記点に鑑み、シャフトの電気角を高精度に検出することができ、さらに、シャフトの軸方向にスペースを確保することが困難な場合でも設置可能な磁気エンコーダ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、磁気エンコーダ装置は、モータを構成するシャフト(100)の外周面(110)を環状に囲むと共に、N極の磁力を発生させる第1磁極(22)とS極の磁力を発生させる第2磁極(23)とが交互に複数配列された第1磁気パターン部(20)を備えている。
磁気エンコーダ装置は、シャフトの外周面を環状に囲むと共に、第1磁気パターン部よりも少ない極数の第1磁極と第2磁極とが交互に複数配列された第2磁気パターン部(21、24)を備えている。
磁気エンコーダ装置は、第1磁気パターン部及び第2磁気パターン部が固定されていると共に、シャフトの外周面に固定されており、シャフトと共に当該シャフトの中心軸を中心に回転する固定部(10、50、60、61、70、71)を備えている。
磁気エンコーダ装置は、第1磁気パターン部に対向配置されていると共に位置が固定され、シャフトと共に回転する第1磁気パターン部から受ける磁界の変化を検出することにより、シャフトの電気角を示す電気角信号を出力する第1磁気センサ(40)を備えている。
磁気エンコーダ装置は、第2磁気パターン部に対向配置されていると共に位置が固定され、シャフトと共に回転する第2磁気パターン部から受ける磁界の変化を検出することにより、電気角がシャフトのどの位相における角度であるのかを示す位相信号を出力する第2磁気センサ(41、42)を備えている。
これによると、位相信号によってシャフトの回転位置が得られる。一方、第1磁気パターン部は第2磁気パターン部よりも極数が多いので、歪みが小さい電気角信号すなわち高精度な電気角が得られる。このため、位相信号及び電気角信号によってシャフトのどの回転位置の電気角であるのかを正確に得ることができる。したがって、シャフトの電気角を高精度に検出できる構成を提供することができる。
また、各磁気パターン部及び各磁気センサは、シャフトの端面側ではなく外周側に配置される。したがって、シャフトの軸方向にスペースを確保することが困難な場合でも設置可能な構成を提供することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る磁気エンコーダ装置は、例えばモータのベクトル制御駆動に利用されるシャフトの電気角を検出するものである。モータは、例えば自動車に搭載されるものである。
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る磁気エンコーダ装置は、例えばモータのベクトル制御駆動に利用されるシャフトの電気角を検出するものである。モータは、例えば自動車に搭載されるものである。
図1及び図2に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、円板部材10、第1磁気パターン部20、第2磁気パターン部21、保持部材30、第1磁気センサ40、及び第2磁気センサ41を備えている。
円板部材10は、第1磁気パターン部20及び第2磁気パターン部21が固定された部品である。円板部材10は、モータを構成するシャフト100が通される貫通孔11が設けられている。また、円板部材10は、シャフト100の外周面110に固定されている。したがって、円板部材10は、シャフト100と共に当該シャフト100の中心軸を中心に回転するようになっている。円板部材10は、例えば冷間圧延鋼板等の金属板である。
第1磁気パターン部20及び第2磁気パターン部21は、N極の磁力を発生させる第1磁極22とS極の磁力を発生させる第2磁極23とが交互に複数配列された磁気パターンである。つまり、各磁極22、23は、シャフト100の中心軸を中心とした周方向に交互に複数配列されている。
第1磁気パターン部20は、シャフト100の電気角を検出するための部品である。第2磁気パターン部21は、シャフト100の位相を検出するための部品である。位相は、シャフト100の回転位置を示している。具体的には、位相は、シャフト100が回転する際の一つの周期中の位置を意味している。一つの周期は、第2磁気パターン部21を構成する各磁極22、23の一対の範囲に対応している。
図2に示されるように、各磁気パターン部20、21は、円板部材10のうちシャフト100の径方向に平行な端面12に互いに離間して設けられている。これにより、各磁気パターン部20、21の干渉が小さくなる。また、第1磁気パターン部20は、第2磁気パターン部21よりもシャフト100から離れた位置に配置されている。各磁気パターン部20、21は、円板部材10の端面12に設けられた土台としての磁性体が着磁されたものである。
また、図1に示されるように、各磁気パターン部20、21は、シャフト100の外周面110を環状に囲んでいる。そして、第2磁気パターン部21は第1磁気パターン部20よりも少ない極数の第1磁極22と第2磁極23とが交互に複数配列されている。
本実施形態では、第1磁気パターン部20は32極であり、第2磁気パターン部21は8極である。シャフト100が1/4回転することで第2磁気パターン部21の各磁極22、23の一対すなわち1周期に達することから、シャフト100の1/4回転の電気角が360°となる。
保持部材30は、第1磁気センサ40及び第2磁気センサ41が配置されると共に、各磁気センサ40、41の位置を固定する部品である。保持部材30は、モータのケース等に固定されている。保持部材30は、モータのケースやモータ内部の部品の一部として構成されていても良い。
各磁気センサ40、41は、磁界の変化を検出するセンサデバイスである。各磁気センサ40、41は、例えばホール素子、GMR素子、TMR素子、あるいはAMR素子として構成されている。本実施形態では、各磁気センサ40、41としてホール素子が採用されている。なお、AMR素子は他の素子に対して出力波形の周期が2倍になるため各磁気パターン部20、21の極数を1/2に調整する必要があるが、磁気を検出する点については他の素子と同じである。
第1磁気センサ40は、第1磁気パターン部20に所定のギャップを介して対向配置されている。第1磁気センサ40は、シャフト100と共に回転する第1磁気パターン部20から受ける磁界の変化を検出することにより、シャフト100の電気角を示す電気角信号を出力する。
第2磁気センサ41は、第2磁気パターン部21に所定のギャップを介して対向配置されている。第2磁気パターン部21の各磁極22、23の幅が第1磁気パターン部20よりも広いすなわち磁力が影響する範囲が広いので、第1磁気センサ40よりも第2磁気センサ41の検出ギャップを大きく取ることができる。第2磁気センサ41は、シャフト100と共に回転する第2磁気パターン部21から受ける磁界の変化を検出することにより、電気角がシャフト100のどの位相における角度であるのかを示す位相信号を出力する。
さらに、磁気エンコーダ装置1は、各磁気センサ40、41の信号を処理する信号処理ICと、信号処理ICが実装された回路基板と、を備えている。信号処理ICは、電気角信号及び位相信号の増幅処理、電気角信号を電気角に比例する信号に変換する処理、位相信号をHiまたはLoを示す信号に変換する処理等の信号処理を行う。以上が、本実施形態に係る磁気エンコーダ装置1の構成である。
次に、磁気エンコーダ装置1の作動について説明する。モータの動作に伴ってシャフト100が回転すると、各磁気センサ40、41は、各磁気パターン部20、21の各磁極22、23の対毎にsinθ信号及びcosθ信号を出力する。
具体的には、シャフト100が1/4回転した場合、第1磁気パターン部20の各磁極22、23は4対配列されている。したがって、図3に示されるように、第1磁気センサ40は、電気角信号として4周期分のsinθ1信号及びcosθ1信号を出力する。シャフト100は連続して回転するので、第1磁気センサ40は図3に示されたsinθ1信号及びcosθ1信号を連続して出力する。
信号処理ICは、第1磁気センサ40から取得したsinθ1信号及びcosθ1信号からArctanθを演算する。シャフト100の1/4回転は0°〜360°の電気角に対応する。したがって、図4に示されるように、信号処理ICは、90°毎に電気角に比例した信号成分を取得する。すなわち、信号処理ICは、0°〜90°、90°〜180°、180°〜270°、270°〜360°の各範囲で信号成分が0から一定の増加率で増加する信号を取得する。信号成分は電圧成分あるいは電流成分である。電気角である角度θ1は、シャフト100の回転角よりも分解能が高い。
一方、シャフト100が1/4回転した場合、第2磁気パターン部21の各磁極22、23は一対配列されている。したがって、図5に示されるように、第2磁気センサ41は、位相信号として1周期分のsinθ2信号及びcosθ2信号を出力する。第1磁気センサ40と同様に、第2磁気センサ41は図5に示されたsinθ2信号及びcosθ2信号を連続して出力する。
第2磁気パターン部21は第1磁気パターン部20よりも極数が少ないので、シャフト100の周方向における各磁極22、23の幅が第1磁気パターン部20の各磁極22、23よりも広くなっている。このため、sinθ2信号及びcosθ2信号は理想的なsin波形あるいはcos波形にならず、波形が歪んでいることが特徴である。
そして、信号処理ICは、第2磁気センサ41から取得したsinθ2信号及びcosθ2信号と閾値とを比較することにより各信号を2値化する。閾値は、sinθ2信号及びcosθ2信号の信号成分の最大値と最小値との中間値になるように予め設定されている。
各信号が閾値よりも大きい場合、信号処理ICはHi信号を取得する。一方、各信号が閾値よりも小さい場合、信号処理ICはLo信号を取得する。これにより、図6に示されるように、信号処理CIは、90°毎にHi/Loの組み合わせが異なる2値化信号を取得する。
0°〜360°の電気角と2値化されたsinθ2信号とcosθ2信号との組み合わせは、0°〜90°ではHi/Hi、90°〜180°ではHi/Lo、180°〜270°ではLo/Lo、270°〜360°ではLo/Hiとなる。また、信号処ICは、Hi/Loの組み合わせを判定することにより、電気角信号が示す電気角が4分割された角度範囲のうちのどの範囲に属するのかを判定する。
そして、信号処理ICは、算出した電気角と、電気角が属する角度範囲と、を組み合わせることにより、0°〜360°の範囲における電気角を取得する。図4に示されるように4分割された各角度範囲の信号波形は同じになるが、役割が異なる電気角信号と位相信号との組み合わせによって、位相信号から電気角がどの角度範囲に属するのかを把握することができる。
信号処理ICは、取得した電気角を示す信号を外部装置に出力する。外部装置は、磁気エンコーダ装置1から取得した信号に基づいてモータのベクトル制御駆動を行う。
なお、磁気エンコーダ装置1は、図3及び図5に示された電気角信号及び位相信号を外部装置に出力しても良い。この場合、外部装置が電気角信号及び位相信号を図4及び図6に示された信号に処理することになる。あるいは、磁気エンコーダ装置1は、図4及び図6に示された信号を外部装置に出力しても良い。この場合、外部装置は位相信号に基づいて電気角がどの角度範囲に属するのかを判定することになる。
以上説明したように、本実施形態では、位相信号によってシャフト100の回転位置を得ることができる。一方、第1磁気パターン部20は第2磁気パターン部21よりも極数が多いので、歪みが小さい電気角信号すなわち高精度な電気角を得ることができる。これら位相信号及び電気角信号の組み合わせによってシャフト100のどの回転位置の電気角であるのかを正確に得ることができる。したがって、シャフト100の電気角を高精度に検出できる。
また、磁気エンコーダ装置1は、各磁気パターン部20、21及び各磁気センサ40、41は、シャフト100の端面側ではなく外周側に配置される構成になっている。したがって、磁気エンコーダ装置1は、シャフト100の軸方向にスペースを確保する必要がなく、シャフト100の端面側にスペースを確保することが困難な場合でも設置可能な構成を提供することができる。
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、円板部材10が特許請求の範囲の「固定部」に対応する。
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図7に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、シャフト100が通される円筒部材50を備えている。また、第1磁気パターン部20及び第2磁気パターン部21は、円筒部材50の外周面51に互いに離間して設けられている。なお、図7では各磁気センサ40、41を省略している。
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図7に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、シャフト100が通される円筒部材50を備えている。また、第1磁気パターン部20及び第2磁気パターン部21は、円筒部材50の外周面51に互いに離間して設けられている。なお、図7では各磁気センサ40、41を省略している。
これによると、各磁気パターン部20、21は、シャフト100の中心軸を基準とした当該シャフト100の径方向の距離が同じになる。したがって、シャフト100の径方向における磁気エンコーダ装置1のサイズを小さくすることができる。また、各磁気パターン部20、21を離すことができるので、各磁気パターン部20、21が互いに干渉しにくくなるので、高精度な位相信号及び電気角信号の取得が可能になる。
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、円筒部材50が特許請求の範囲の「固定部」に対応する。
(第3実施形態)
本実施形態では、第1、第2実施形態と異なる部分について説明する。図8に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、円筒部材60及び円板部材61を備えている。円筒部材60は、シャフト100が通されると共にシャフト100に固定される部品である。円板部材61は、円筒部材60に一体化されていると共に、シャフト100の径方向に平行な端面62を有している。これにより、円筒部材60及び円板部材61は、断面がL字状に構成されている。円筒部材60及び円板部材61は別部品として構成され、互いに組み合わされていても良い。
本実施形態では、第1、第2実施形態と異なる部分について説明する。図8に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、円筒部材60及び円板部材61を備えている。円筒部材60は、シャフト100が通されると共にシャフト100に固定される部品である。円板部材61は、円筒部材60に一体化されていると共に、シャフト100の径方向に平行な端面62を有している。これにより、円筒部材60及び円板部材61は、断面がL字状に構成されている。円筒部材60及び円板部材61は別部品として構成され、互いに組み合わされていても良い。
本実施形態では、第1磁気パターン部20は、円板部材61の端面62に設けている。また、第2磁気パターン部21は、円筒部材60の外周面63に設けられている。これにより、各磁気パターン部20、21が互いに干渉しにくくなるので、高精度な位相信号及び電気角信号の取得が可能になる。
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、円筒部材60及び円板部材61が特許請求の範囲の「固定部」に対応する。
(第4実施形態)
本実施形態では、第1〜第3実施形態と異なる部分について説明する。図9に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、円筒部材70及び円筒部材71を備えている。
本実施形態では、第1〜第3実施形態と異なる部分について説明する。図9に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、円筒部材70及び円筒部材71を備えている。
円筒部材70は、シャフト100が通されると共に、シャフト100に固定される部品である。円筒部材71は、円筒部材70が通されると共に、シャフト100の中心軸及び円筒部材70の中心軸と同軸になるように円筒部材70から離間して配置された部品である。円筒部材70及び円筒部材71は一体化されている。したがって、円筒部材70及び円筒部材71はシャフト100と共に回転する。
本実施形態では、第1磁気パターン部20は、円筒部材71の内周面72に設けられている。また、第2磁気パターン部21は、円筒部材70の外周面73に設けられている。変形例として、第1磁気パターン部20は、円筒部材71の外周面74に設けられていても良い。これにより、第3実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、円筒部材70が特許請求の範囲の「第1円筒部材」に対応し、円筒部材71が特許請求の範囲の「第2円筒部材」に対応する。また、円筒部材70及び円筒部材71が特許請求の範囲の「固定部」に対応する。
(第5実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図10に示されるように、第1磁気パターン部20がシャフト100側に配置されている。一方、第2磁気パターン部21は、第1磁気パターン部20よりもシャフト100から離れた位置に配置されている。
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図10に示されるように、第1磁気パターン部20がシャフト100側に配置されている。一方、第2磁気パターン部21は、第1磁気パターン部20よりもシャフト100から離れた位置に配置されている。
このような配置により、第1磁気パターン部20の各磁極22、23の幅が第1実施形態の配置よりも小さくなる。このため、第1磁気パターン部20によって得られる電気角信号の歪みが小さくなる。したがって、高精度な電気角の取得が可能になる。
第2〜第4実施形態においても、第2磁気パターン部21が第1磁気パターン部20よりもシャフト100から離れた位置に配置されていても良い。
(第6実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図11に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、第3磁気パターン部24及び第3磁気センサ42を備えている。
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図11に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、第3磁気パターン部24及び第3磁気センサ42を備えている。
第3磁気パターン部24は、第2磁気パターン部21と同様に、シャフト100の位相を検出するための部品である。第3磁気パターン部24は、第2磁気パターン部21よりもシャフト100側に配置されていると共に、シャフト100の外周面110を環状に囲んでいる。
さらに、第3磁気パターン部24は第2磁気パターン部21よりも少ない極数で構成されている。例えば、第1磁気パターン部20は64極、第2磁気パターン部21は16極、第3磁気パターン部24は8極で構成されている。
第3磁気センサ42は、第3磁気パターン部24に所定のギャップを介して対向配置されている。第3磁気センサ42は、シャフト100と共に回転する第3磁気パターン部24から受ける磁界の変化を検出することにより、第2磁気センサ41とは別に、電気角がシャフト100のどの位相における角度であるのかを示す位相信号を出力する。第3磁気センサ42は、第3磁気パターン部24の各磁極22、23の対毎にsinθ3信号及びcosθ3信号を出力する。
上記の構成によると、シャフト100の1/4回転すなわち0°〜360°の角度範囲は、第1磁気パターン部20の各磁極22、23の8対に対応する。したがって、図12に示されるように、0°〜360°の範囲には、信号処理ICによって演算処理された第1磁気センサ40の電気角信号が45°毎に電気角に比例した信号成分が8回発生する。
一方、図13に示されるように、信号処理ICによって2値化された第2磁気センサ41及び第3磁気センサ42の位相信号は、電気角毎に異なるHi/Loの組み合わせを構成する。なお、第3磁気センサ42の位相信号は、sinθ3信号のみが利用される。
0°〜360°の角度範囲は、第2磁気パターン部21の各磁極22、23の2対に対応するので、第2磁気センサ41の位相信号(A)は2周期分である。第3磁気センサ42の位相信号(B)は1周期分であるので、第3磁気センサ42の位相信号のHi信号が0°〜180°の角度範囲に対応する。したがって、信号処理ICは第3磁気センサ42の位相信号のHi信号に対応する第2磁気センサ41の位相信号のHi/Loの組み合わせを判定する。これにより、信号処理ICは、電気角が0°〜45°、45°〜90°、90°〜135°、135°〜180°のどの角度範囲に対応するのかを判定することができる。
同様に、信号処理ICは第3磁気センサ42の位相信号のLo信号に対応する第2磁気センサ41の位相信号のHi/Loの組み合わせを判定する。これにより、信号処理ICは、電気角が180°〜225°、225°〜270°、270°〜315°、315°〜360°のどの角度範囲に対応するのかを判定することができる。
以上のように、シャフト100の回転位置を判定するための第3磁気パターン部24及び第3磁気センサ42を設けることにより、磁気エンコーダ装置1がシャフト100の大径化に対応することができる。すなわち、シャフト100が大径化しても、電気角に関する第1磁気パターン部20の各磁極22、23の幅を小さくすることができるので、電気角信号の歪みを小さくすることができる。各磁極22、23の幅を小さくすることで第1磁気パターン部20の極数が増えるが、2つの磁気センサ41、42によって正確なシャフト100の回転位置を判定することができる。
第2〜第5実施形態においても、第3磁気パターン部24及び第3磁気センサ42を設ける構成を採用しても良い。
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第3磁気パターン部24が特許請求の範囲の「第2磁気パターン部」に対応し、第3磁気センサ42が特許請求の範囲の「第2磁気センサ」に対応する。つまり、シャフト100の位相を検出する構成は磁気エンコーダ装置1に複数設けられていても良い。
(第7実施形態)
本実施形態では、第6実施形態と異なる部分について説明する。図14に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、第2磁気センサ41を4個備えている。各第2磁気センサ41は、0°、45°、90°、135°に対応する位置に配置されている。第1磁気パターン部20は64極、第2磁気パターン部21は8極である。なお、第3磁気センサ42の位相信号は、sinθ3信号のみが利用される。
本実施形態では、第6実施形態と異なる部分について説明する。図14に示されるように、磁気エンコーダ装置1は、第2磁気センサ41を4個備えている。各第2磁気センサ41は、0°、45°、90°、135°に対応する位置に配置されている。第1磁気パターン部20は64極、第2磁気パターン部21は8極である。なお、第3磁気センサ42の位相信号は、sinθ3信号のみが利用される。
信号処理ICによって演算処理された第1磁気センサ40の電気角信号は、図12に示された波形と同じである。一方、図15に示されるように、信号処理ICによって2値化された0°、45°、90°、135°の第2磁気センサ41の位相信号(C、D、E、F)は、Hi/Loの区間が45°毎にずれている。
したがって、信号処理ICは、各第2磁気センサ41の位相信号のHi/Loの組み合わせを判定することにより、電気角がどの角度範囲に対応するのかを判定することができる。本実施形態に係る構成では、第6実施形態で示された第3磁気パターン部24は不要である。また、第2磁気センサ41の数を増やすことにより、シャフト100の大径化に容易に対応することができる。
(他の実施形態)
上記各実施形態で示された磁気エンコーダ装置1の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、モータは、例えば自動車に搭載されるものに限られない。また、各磁気センサ40〜42を固定するための手段は、上記各実施形態で示された構成に限られない。
上記各実施形態で示された磁気エンコーダ装置1の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、モータは、例えば自動車に搭載されるものに限られない。また、各磁気センサ40〜42を固定するための手段は、上記各実施形態で示された構成に限られない。
さらに、各磁気パターン部20、21、24の極数は一例であり、他の極数を採用しても良い。例えば、第1磁気パターン部20の極数がM、第2磁気パターン部21の極数がNの場合、電気角の0°〜360°はM/N分割される。
10、61 円板部材
20、21、24 磁気パターン部
22、23 磁極
40、41、42 磁気センサ
50、60、70、71 円筒部材
100 シャフト
110 外周面
20、21、24 磁気パターン部
22、23 磁極
40、41、42 磁気センサ
50、60、70、71 円筒部材
100 シャフト
110 外周面
Claims (7)
- モータを構成するシャフト(100)の外周面(110)を環状に囲むと共に、N極の磁力を発生させる第1磁極(22)とS極の磁力を発生させる第2磁極(23)とが交互に複数配列された第1磁気パターン部(20)と、
前記シャフトの外周面を環状に囲むと共に、前記第1磁気パターン部よりも少ない極数の前記第1磁極と前記第2磁極とが交互に複数配列された第2磁気パターン部(21、24)と、
前記第1磁気パターン部及び前記第2磁気パターン部が固定されていると共に、前記シャフトの外周面に固定されており、前記シャフトと共に当該シャフトの中心軸を中心に回転する固定部(10、50、60、61、70、71)と、
前記第1磁気パターン部に対向配置されていると共に位置が固定され、前記シャフトと共に回転する前記第1磁気パターン部から受ける磁界の変化を検出することにより、前記シャフトの電気角を示す電気角信号を出力する第1磁気センサ(40)と、
前記第2磁気パターン部に対向配置されていると共に位置が固定され、前記シャフトと共に回転する前記第2磁気パターン部から受ける磁界の変化を検出することにより、前記電気角が前記シャフトのどの位相における角度であるのかを示す位相信号を出力する第2磁気センサ(41、42)と、
を備えている磁気エンコーダ装置。 - 前記固定部は、前記シャフトが通される円筒部材(50)として構成されており、
前記第1磁気パターン部及び前記第2磁気パターン部は、前記円筒部材の外周面(51)に互いに離間して設けられている請求項1に記載の磁気エンコーダ装置。 - 前記固定部は、前記シャフトが通される貫通孔(11)が設けられた円板部材(10)として構成されており、
前記第1磁気パターン部及び前記第2磁気パターン部は、前記円板部材のうち前記シャフトの径方向に平行な端面(12)に互いに離間して設けられている請求項1に記載の磁気エンコーダ装置。 - 前記固定部は、前記シャフトが通されると共に前記シャフトに固定される円筒部材(60)と、前記円筒部材に一体化されていると共に前記シャフトの径方向に平行な端面(62)を有する円板部材(61)と、を有して構成されており、
前記第1磁気パターン部及び前記第2磁気パターン部は、一方が前記円筒部材の外周面(63)に設けられ、他方が前記円板部材の端面に設けられている請求項1に記載の磁気エンコーダ装置。 - 前記固定部は、前記シャフトが通されると共に前記シャフトに固定される第1円筒部材(70)と、前記第1円筒部材が通されると共に前記シャフトの中心軸及び前記第1円筒部材の中心軸と同軸になるように前記第1円筒部材から離間して配置された第2円筒部材(71)と、を有して構成されており、
前記第1磁気パターン部及び前記第2磁気パターン部は、一方が前記第1円筒部材の外周面(73)に設けられおり、他方が前記第2円筒部材の内周面(72)または外周面(74)に設けられている請求項1に記載の磁気エンコーダ装置。 - 前記第1磁気パターン部は、前記第2磁気パターン部よりも前記シャフトから離れた位置に配置されている請求項3ないし5のいずれか1つに記載の磁気エンコーダ装置。
- 前記第2磁気パターン部は、前記第1磁気パターン部よりも前記シャフトから離れた位置に配置されている請求項3ないし5のいずれか1つに記載の磁気エンコーダ装置。
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JP2016253365A Pending JP2018105757A (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 磁気エンコーダ装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020046429A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | 機械の運動を検出するためのポジション検出システム及び方法 |
WO2020240877A1 (ja) | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 三菱電機株式会社 | 角度検出器、交流回転機の制御装置、および電動パワーステアリング装置 |
-
2016
- 2016-12-27 JP JP2016253365A patent/JP2018105757A/ja active Pending
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