JP2018124189A - 磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置 - Google Patents

磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2018124189A
JP2018124189A JP2017017303A JP2017017303A JP2018124189A JP 2018124189 A JP2018124189 A JP 2018124189A JP 2017017303 A JP2017017303 A JP 2017017303A JP 2017017303 A JP2017017303 A JP 2017017303A JP 2018124189 A JP2018124189 A JP 2018124189A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
track
magnetized
poles
magnetic encoder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017017303A
Other languages
English (en)
Inventor
小池 孝誌
Takashi Koike
孝誌 小池
靖之 福島
Yasuyuki Fukushima
靖之 福島
裕也 山口
Yuya Yamaguchi
裕也 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2017017303A priority Critical patent/JP2018124189A/ja
Priority to DE112018000646.8T priority patent/DE112018000646T5/de
Priority to KR1020197025003A priority patent/KR20190112750A/ko
Priority to PCT/JP2018/002827 priority patent/WO2018143141A1/ja
Priority to CN201880009665.5A priority patent/CN110249209A/zh
Publication of JP2018124189A publication Critical patent/JP2018124189A/ja
Priority to US16/521,116 priority patent/US20190346292A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451Incremental encoders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451Incremental encoders
    • G01D5/2452Incremental encoders incorporating two or more tracks having an (n, n+1, ...) relationship
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24428Error prevention
    • G01D5/24433Error prevention by mechanical means
    • G01D5/24438Special design of the sensing element or scale
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/003Methods and devices for magnetising permanent magnets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

【課題】簡易な製造方法の改良で製造できて、高精度に絶対角を検出することができる磁気エンコーダ、並びにその磁気エンコーダの製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】磁気エンコーダ1は、N極とS極が交互に並ぶ磁気トラック4が複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラック4として、角度算出に使用される主トラック5と、前記主トラック4との位相差の算出に使用される副トラック6とがある。主トラック5は副トラック6よりも磁極数が多い。主トラック5を副トラック6よりも後に着磁する。これにより、主トラック5の方が副トラック6よりも磁極ピッチの精度が高く着磁される。【選択図】図1

Description

この発明は、回転速度あるいは回転位置の検出に使用する磁気エンコーダ、並びにその製造方法および製造装置に関し、特に絶対角検出で使用する複列の磁気エンコーダトラックを有する磁気エンコーダ、その製造方法、製造装置に適用される技術に関する。
特許文献1に開示されている磁気エンコーダ装置は、ベース部を焼結金属で形成し、ベース部をインサートして成形部を熱可塑性樹脂および磁性粉を主成分とする樹脂材料で射出成形し、成形部に円周方向に配列した複数の磁極を有する磁気エンコーダトラックを形成する。磁気エンコーダトラックを複列に配置し、異なるトラックで検出した磁気信号の位相差に基づき、回転軸の絶対角度を検出するのに利用される。
特許文献2では、複列の磁気エンコーダトラックを着磁する際に、磁気シールドを使って、着磁対象以外のトラック列への磁束の流れを遮蔽するものが提案されている。
特開2015−075466号公報 特許第5973278号公報
特許文献1では、磁気エンコーダトラックを複列に配置し、それぞれに1極対の差を設けて着磁した磁気エンコーダを形成する。たとえば、一方の磁気エンコーダトラックを32極対、他方の磁気エンコーダトラックを31極対で着磁した磁気エンコーダでは、1回転で1極対の差が発生することを利用して回転軸の絶対角を検出する。
しかしながら、1回転で1極対の差を利用して絶対角を検出する磁気エンコーダは、より高い着磁精度を要求される。例えば、32極対と31極対で着磁した2列の磁気エンコーダトラックを用いて絶対角度を検出する場合、32極対側の1極対当たりの角度は11.25度(360/32)となる。どの位相位置にあるかを判別するには0.35度(11.25/32)以下の着磁精度、例えば安全を見て±0.1度以下の着磁精度が要求される。着磁極数が64極対と63極対のように極数が増えると、要求精度は更に厳しくなり、たとえば、±0.04度以下が要求される。
特許文献2では、複列の磁気エンコーダを着磁する際に、隣の磁気エンコーダトラックに影響を与えないように、着磁しない側の磁気エンコーダトラックを磁気シールド部材で遮蔽できる着磁ヨークを用いた着磁装置が開示されているが、どのような順番で着磁がされるか、またいずれの磁気トラックの精度を高くするかまでは開示されていない。
そこで、この発明は、簡易な製造方法の改良で製造できて、高精度に絶対角を検出することができる磁気エンコーダ、並びにその磁気エンコーダの製造方法および製造装置を提供することを課題とする。
この発明の磁気エンコーダは、N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの磁極数が副トラックの磁極が数よりも多い磁気エンコーダであって、
前記主トラックの方が前記副トラックよりも磁極のピッチの精度が高いことを特徴とする。
磁気エンコーダは、一般的に未着磁の磁気エンコーダを製造しておいて、後に着磁が成される。この場合に、各磁気トラックは順次着磁が行われるが、先に着磁した磁気トラックは後で着磁する磁気トラックの着磁を行う際に、その磁束漏れによる精度低下の影響が想定される。そのため、隣合って並ぶ全ての磁気エンコーダを高精度に着磁することが難しい。
そこで、この発明の磁気エンコーダは、磁極ピッチの精度が低くなる方の磁気トラックを副トラックとしている。副トラックは主トラックとの位相差の算出に使用される磁気トラックであるため、着磁ピッチの精度の影響が比較的に少なく、磁極数が多く角度算出に使用される主トラックのピッチの精度を副トラックよりも高くすることで、限られた製造上の精度の範囲内で、高精度で絶対角を検出することができる磁気エンコーダとなる。
また、この発明の磁気エンコーダは、上記のように各磁気トラックへの着磁順の工夫を行うだけの簡易な製造方法の改良で製造できる。
なお、この発明の磁気エンコーダは、磁気トラック毎の着磁が前後する磁気エンコーダに限らず、磁気トラック間で精度に差が生じる磁気エンコーダ一般に適用できる。
この発明の磁気エンコーダは、前記複数列の磁気トラックが、円環状に並ぶものであっても良い。前記各列の磁気トラックは、磁極が前記円環の外周側または内周側を向くものであっても、また軸方向を向くものであっても良い。このような磁気エンコーダに、この発明は効果的に適用される。
なお、この発明の磁気エンコーダは、磁気トラックが直線状に延びるものであっても良い。
この発明の磁気エンコーダの製造方法は、N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの方が前記副トラックよりも磁極数が多い磁気エンコーダを製造する方法であって、未着磁の磁気エンコーダを製造した後、この未着磁の磁気エンコーダに、個々の磁気トラック毎に順次着磁を行い、この着磁の順として、前記主トラックを前記副トラックよりも後に着磁することを特徴とする。
この製造方法によると、未着磁の磁気エンコーダを着磁極対数の異なる複列(たとえば2列)に着磁した磁気エンコーダを製造するときに、初めに着磁極対数の少ない位相位置を検出する側の磁気トラック(副トラック)を着磁し、最後に着磁極対数の多い角度を算出する側の磁気トラック(主トラック)を着磁する。
角度精度に影響する着磁極対数の多い磁気トラック(主トラック) を最初に着磁した場合、前述のように、その後で他方の磁気トラック(副トラック)を着磁した際に、その磁束漏れによる主トラックへの精度低下の影響が想定されるが、角度精度に影響する着磁極対数の多い主トラックを最後に着磁することで、主トラックの精度劣化を抑制し、高精度で絶対角を検出することができる。
この発明の磁気エンコーダの製造方法であって、前記各磁気トラックを着磁するときに、現在着磁しない側の磁気トラックとなる部分を磁気シールドで遮蔽しながら、N極とS極とを1極ずつ交互に着磁するようにしても良い。
このように1極ずつ交互に着磁し、かつ現在着磁しない側の磁気トラックとなる部分を磁気シールドで遮蔽しながら着磁することで、磁束漏れによる影響をできるだけ小さくし、比較的に高精度な着磁が行える。この場合にも、先に着磁した磁気トラックへの精度低下の影響が避けられないが、この発明は主トラックを後で着磁するため、主トラックの精度劣化を抑制し、高精度で絶対角を検出することができる。
この発明の磁気エンコーダの製造装置は、N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの方が前記副トラックよりも磁極数が多い磁気エンコーダを製造する装置であって、未着磁の前記磁気エンコーダの前記磁気トラックに端部が対向しこの磁気トラックを着磁する着磁ヨークと、
この着磁ヨークに巻回される励磁コイルと、
この励磁コイルに着磁電流を供給して前記対向端部間に磁束を通す着磁電源と、
前記未着磁の前記磁気エンコーダに対して前記着磁ヨークを相対的に位置決めする位置決め装置と、
前記着磁電源および前記位置決め装置を制御する制御手段とを備え、
この制御手段は、前記未着磁の磁気エンコーダに、個々の磁気トラック毎に順次着磁を行い、この着磁の順として、前記主トラックを前記副トラックよりも後に着磁するように前記着磁電源および前記位置決め装置を制御することを特徴とする、
この構成の磁気エンコーダの製造装置によると、この発明の製造方法を実施することができ、主トラックの精度劣化を抑制し、高精度で絶対角を検出することができる。
この発明の磁気エンコーダの製造装置において、前記着磁ヨークに設けられて着磁対象以外の列の磁気エンコーダトラックへの磁束の流れを遮蔽する磁気シールドを備えていても良い。
磁気シールドを備えることで、より高精度な着磁が行える。磁気シールドを有していても、前述のように、先に着磁した磁気トラックへの精度低下の影響が避けられないが、この発明は主トラックを後で着磁するため、主トラックの精度劣化を抑制し、高精度で絶対角を検出することができる。
この発明の磁気エンコーダは、N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの磁極数が副トラックの磁極数よりも多い磁気エンコーダであって、前記主トラックの方が前記副トラックよりも磁極のピッチの精度が高いため、簡易な製造方法の改良で製造できて、高精度に絶対角を検出することができる。
この発明の磁気エンコーダの製造方法は、N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの磁極数が副トラックの磁極が数よりも多い磁気エンコーダを製造する方法であって、未着磁の磁気エンコーダを製造した後、この未着磁の磁気エンコーダに、個々の磁気トラック毎に順次着磁を行い、この着磁の順として、前記主トラックを前記副トラックよりも後に着磁するため、高精度に絶対角を検出することができる磁気エンコーダを、簡易な製造方法の改良で製造することができる。
この発明の磁気エンコーダの製造装置は、N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの磁極数が副トラックの磁極数よりも多い磁気エンコーダを製造する装置であって、未着磁の前記磁気エンコーダの前記磁気トラックに端部が対向しこの磁気トラックを着磁する着磁ヨークと、この着磁ヨークに巻回される励磁コイルと、この励磁コイルに着磁電流を供給して前記対向端部間に磁束を通す着磁電源と、前記未着磁の前記磁気エンコーダに対して前記着磁ヨークを相対的に位置決めする位置決め装置と、前記着磁電源および前記位置決め装置を手段する制御手段とを備え、この制御装置は、前記未着磁の磁気エンコーダに、個々の磁気トラック毎に順次着磁を行い、この着磁の順として、前記主トラックを前記副トラックよりも後に着磁するように前記着磁電源および前記位置決め装置を制御するため、高精度に絶対角を検出することができる磁気エンコーダを、簡易な製造方法の改良で製造することができる。
この発明の一実施形態に係る磁気エンコーダの断面図である。 (a)同磁気エンコーダの磁極の並びを示す展開図、(b),(c)および(d)は同磁気エンコーダから得られる2つの信号、および両信号の位相差の波形図である。 同磁気エンコーダを製造する製造装置の一例の断面図である。 図3のIV-IV 線断面図である。 同製造装置による磁気エンコーダの各着磁過程を示す断面図である 同磁気エンコーダの各列の磁極の並びを示す説明図である。
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図1に磁気エンコーダの断面図を示す。図2(a)に磁気トラックの着磁パターンを円周方向に展開した図を示す。図2(b)、(c)は、これら磁気パターンの着磁極対に対する検出信号を表し、図2(d)はそれらの位相差を示す。
磁気エンコーダ1は、金属環からなる芯金2の外周面に磁性粉を混練したゴム材料を、芯金2とともに金型に入れて加硫接着したもの、あるいはプラスチック材料と磁性粉をまぜたものと芯金2を一体成形して円環状の磁性部材3を形成した後、未着磁の磁性部材3の表面に着磁極対数の異なる複列の磁気トラック4が形成される。この複列の磁気トラック4は、たとえば、一方の列が主トラック5として32極対、他方の磁気トラックが副トラック6として31極対で着磁される。この磁気エンコーダ1は、後述のように、主トラック5を副トラック6よりも後で着磁することで、主トラック5の方が副トラック6よりも磁極のピッチの精度が高く形成されている。磁気エンコーダ1は、回転軸や軸受の回転輪等の回転部材(図示せず)に取付けて絶対角検出に用いられる。
この磁気エンコーダでは、1回転で1極対の差が発生することを利用して回転軸の絶対角の検出に用いられる。
たとえば、磁気エンコーダ1に、絶対角検出用の磁気センサとして、主トラック5および副トラック6に対向する磁気センサ31,32を対向配置し、磁気エンコーダ1をその円環中心O回りに回転させた場合、主トラック5側の磁気センサ31からは図2(b)に示す検出信号が出力され、副トラック6側の磁気センサ32 からは図2(c)に示す検出信号が出力される。それぞれの検出信号は、N極S極の1極対で0から360度の位相信号であり、それら検出信号の差を取ると、図2(c)に示すように、磁気エンコーダ1の回転に伴い、直線的に変化する位相差信号が得られる。この場合、磁気エンコーダ1が1回転で位相差信号は0から360度で変化する。
絶対角の検出では、主トラック5を元にして角度を算出し、主トラック5と副トラック6との位相差から、主トラックの位置を把握して絶対角を検出することができる。この場合に、主トラック5が副トラック6よりも高精度に着磁されているため、副トラック6の方が主トラック5よりも高精度に着磁されている場合に比べて、高精度に絶対角の検出が行える。なお、前記磁気エンコーダ1と、前記磁気センサ31,32と、この磁気センサ31,32の検出信号から前記絶対角の算出を行う電子回路等の手段とで、絶対角の検出装置が構成される。
着磁方法として、たとえばN極、S極を1極ずつ交互に着磁するインデックス着磁装置を用いて、磁気エンコーダ1を回転させながら、各磁気トラック4(5、6)を順に着磁する方法と、両方の磁気トラック4(5、6)の着磁を同時に行う一発着磁とがあり、いずれを用いてもよい。しかし、一発着磁は着磁ヨーク構造が複雑になり、着磁時に双方の磁気トラック4(5、6)の磁気干渉があって、精度良く着磁するのが難しい。そのため、複列の磁気トラック4を有する場合にはインデックス着磁の方がより好ましい。
たとえば、32極対と31極対で着磁した2列の磁気トラック4(5,6)を用いて絶対角度を検出する場合、32極対側(主トラック5)の1極対当たりの角度は11.25度(360/32)となる。どの位相位置にあるかを判別するにはその32分の一に相当する0.35度(11.25/32)以下の着磁精度、例えば安全を見て±0.1度以下の着磁精度が要求される。着磁極数が64極対と63極対のように極数が増えると、要求精度は更に厳しくなり、たとえば、±0.04度以下が要求される。
角度算出に使用する着磁極対数の多い主トラック5を最初に着磁した場合、その後で副トラック6を着磁した際に、その磁束漏れによる主トラック5の精度、たとえばピッチ誤差(ピッチ精度)や累積ピッチ誤差(累積ピッチ精度)への影響が想定され、この場合、角度精度が低下する。
ここで、ピッチ誤差および累積ピッチ誤差とは、何れも着磁されたトラックの精度を示す指標である。一例として、32極対で着磁された磁気トラックを考えると、1極対当たりの角度は、理論的には、11.25度となる。ここで、実際には、ある1極対の角度が、11.3度となっていた場合には、当該極対のピッチ誤差は、+0.05度となる。また、累積ピッチ誤差とは、ピッチ誤差を、全ての極対に対して積算し、その最大値(振幅)を用いて表される。
そのため、角度精度に影響する着磁極対数の多い主トラック5を最後に着磁することが好ましく、これにより主トラック5の精度劣化を抑制し、高精度で絶対角を検出することができる。
この場合、主トラック5を着磁した際に、初めに着磁した副トラック6の精度に影響することも想定されるが、副トラック6は主トラック5との位相関係を把握するために用いるものであり、精度はそれほど考慮しなくてもよい。
図3に着磁装置を示す。図4に、図3のIV−IV断面矢視図を示す。
この磁気エンコーダの着磁装置7は、着磁対象となる未着磁の磁気エンコーダ1を保持するチャック8を回転させるスピンドル9と、これを回転させるモータ10と、着磁ヨーク11と、着磁ヨーク11を3軸方向に位置決めする位置決め手段12と、着磁電源13と、制御手段14とを備える。モータ10は、回転角度を検出する検出装置である高精度のエンコーダ24を有する。また、チャック8に保持された磁気エンコーダ1の着磁が終了した段階で着磁精度を測定するための磁気センサ15が設けられ、3軸方向に位置決め可能な位置決め手段16に固定されている。
前記モータ10と、着磁ヨーク11の前記位置決め手段12とで、前記未着磁の前記磁気エンコーダ1に対して前記着磁ヨーク11の先端部19を相対的に位置決めする位置決め装置29が構成される。
前記制御手段14は、コンピュータ等からなり、前記未着磁の磁気エンコーダ1に、個々の磁気トラック4毎に順次着磁を行い、この着磁の順として、前記主トラック5を前記副トラック6よりも後に着磁するように、かつNSの磁極が交互に並ぶように、前記位置決め装置29の位置決め手段12とモータ10と着磁電源13とを数値制御等により制御する。
着磁ヨーク11は、磁気ギャップを介して磁気的に対向する一対の対向端部19,20を有しこれら対向端部19,20に対して定められた位置,姿勢に配置される未着磁の前記磁気エンコーダ1の前記磁気トラック4を着磁する。着磁ヨーク11は、具体的には、U字状の着磁ヨーク本体17と励磁コイル18と、前記着磁ヨーク本体17の一端および他端にそれぞれに設けられた第1の先端部19および第2の先端部20からなる。励磁コイル18は着磁ヨーク本体17の外周に巻かれている。着磁ヨーク11は、着磁のための磁束a(図4参照)を磁気エンコーダ1に貫通させるものであり、着磁ヨーク11の第1の先端部19は先端が尖った構造とされ、着磁時には磁気エンコーダ1の表面と対向させる。第2の先端部20はチャック8に隙間を持って対向し、第1の先端部19から磁気エンコーダ1、チャック8を経由して第2の先端部20に渡る磁気ループが形成される。なお、第2の先端部20は省略してあっても良い。
磁気シールド部材21には断面テーパ状の角形状の孔22が形成され、孔22の上下それぞれに隙間を開けて第1の先端部19が配置される。磁気エンコーダ1と対向する磁気シールド部材21と第1の先端部19は、未着磁の磁気トラック4と一定の隙間、たとえば0.1mm程度を保持して位置決めされる。
磁気シールド部材21は、着磁ヨーク本体17の第2の先端部20寄りの位置で固定される支持台23の端部に固定される。第1の先端部19から発生する磁束の内、着磁しない他方の磁気トラック4に影響を与える磁束を磁気シールド部材21に誘導し、磁気エンコーダ1に対向する第1の先端部19とは反対側の第2の先端部20側に逃がす構成とされる。磁気シールド部材21と支持台23には、磁性体、たとえば低炭素の鉄鋼材を用いる。
複列の磁気エンコーダ1の着磁において、磁気シールド部材21を、着磁対象以外の磁気トラック列への磁束の流れを遮蔽するように磁気トラック4と対峙させて着磁することが可能になる。
複列の磁気エンコーダ1の着磁において、磁気シールド部材21を着磁対象以外の磁気トラック4の磁束の流れを遮蔽するように磁気トラック4と対峙させて着磁することが可能になる。
図5は、未着磁の磁気エンコーダ1の磁性部材3に2列の磁気トラック4(5,6)着磁する場合の着磁ヨーク11の第1の先端部19の配置位置を示す。また、図6には、2列に着磁した磁気エンコーダ1の着磁パターンの例を示す。
図5(a)は、磁気エンコーダ1の磁性部材3の下半分を副トラック6となる磁気トラックとして着磁する場合の着磁ヨーク11の第1の先端部19と磁気シールド部材21の配置を示す。このとき、他方の磁気トラック4(主トラック5)が形成される磁性部材3の表面は、磁気シールド部材21で覆って、第1の先端部19から流れる磁束が他方の磁気トラック4(主トラック5)に流れるのを防止する。
図5(b)は、磁気エンコーダ1の磁性部材3の上半分を主トラック5となる磁気トラック4として着磁する場合の着磁ヨーク11の第1の先端部19と磁気シールド部材21の配置を示す。このとき、初めに着磁した副トラック6となる磁気トラック4が形成された磁性部材3の表面は、磁気シールド部材21で覆って、第1の先端部19から流れる磁束が磁気トラック4(副トラック6)に流れるのを防止する。
図5(a)に示す工程で副トラック6(磁気トラック4)を形成し、最後に図5(b)に示す工程で主トラック5(磁気トラック4)を形成する順番で着磁を行うと、主トラック5の精度劣化を抑制し、高精度で絶対角を検出することができる。
この実施形態によると、上記のように、複列の磁気トラック4を着磁する場合に、角度を算出する磁気トラック4である主トラック5を最後に着磁することで、主トラック5の着磁ピッチ等の精度劣化を抑制した磁気エンコーダ1が得られ、高精度で絶対角を検出することができる。
なお、上記実施形態は、ラジアル型の磁気エンコーダ1に適用した場合につき説明したが、この発明は、アキシアル型の磁気エンコーダや直線型の磁気エンコーダにも適用することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1…磁気エンコーダ
2…芯金
3…磁性部材
4…磁気トラック
5…主トラック
6…副トラック
7…磁気エンコーダの着磁装置
8…チャック
10…モータ
11…着磁ヨーク
12…位置決め手段
13…着磁電源
14…制御手段
19…先端部
21…シールド部材
29…位置決め装置

Claims (5)

  1. N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの磁極数が副トラックの磁極が数よりも多い磁気エンコーダであって、
    前記主トラックの方が前記副トラックよりも磁極のピッチの精度が高いことを特徴とする磁気エンコーダ。
  2. 請求項1に記載の磁気エンコーダにおいて、前記複数列の磁気トラックが、円環状に並ぶ磁気エンコーダ。
  3. N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの磁極数が副トラックの磁極が数よりも多い磁気エンコーダを製造する方法であって、
    未着磁の磁気エンコーダを製造した後、この未着磁の磁気エンコーダに、個々の磁気トラック毎に順次着磁を行い、この着磁の順として、前記主トラックを前記副トラックよりも後に着磁することを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
  4. 請求項3に記載の磁気エンコーダの製造方法であって、前記各磁気トラックを着磁するときに、現在着磁しない側の磁気トラックとなる部分を磁気シールドで遮蔽しながら、N極とS極とを1極ずつ交互に着磁する磁気エンコーダ製造方法。
  5. N極とS極が交互に並ぶ磁気トラックが複数列隣合って設けられ、これら複数列の磁気トラックとして、角度算出に使用される主トラックと、前記主トラックとの位相差の算出に使用される副トラックとがあり、前記主トラックの磁極数が副トラックの磁極が数よりも多い磁気エンコーダを製造する装置であって、
    未着磁の前記磁気エンコーダの前記磁気トラックに端部が対向しこの磁気トラックを着磁する着磁ヨークと、
    この着磁ヨークに巻回される励磁コイルと、
    この励磁コイルに着磁電流を供給して前記対向端部間に磁束を通す着磁電源と、
    前記未着磁の前記磁気エンコーダに対して前記着磁ヨークを相対的に位置決めする位置決め装置と、
    前記着磁電源および前記位置決め装置を制御する制御手段とを備え、
    この制御手段は、前記未着磁の磁気エンコーダに、個々の磁気トラック毎に順次着磁を行い、この着磁の順として、前記主トラックを前記副トラックよりも後に着磁するように前記着磁電源および前記位置決め装置を制御することを特徴とする、
    磁気エンコーダの製造装置。
JP2017017303A 2017-02-02 2017-02-02 磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置 Pending JP2018124189A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017017303A JP2018124189A (ja) 2017-02-02 2017-02-02 磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置
DE112018000646.8T DE112018000646T5 (de) 2017-02-02 2018-01-30 Magnetkodierer und Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
KR1020197025003A KR20190112750A (ko) 2017-02-02 2018-01-30 자기 인코더 및 그 제조 방법 및 제조 장치
PCT/JP2018/002827 WO2018143141A1 (ja) 2017-02-02 2018-01-30 磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置
CN201880009665.5A CN110249209A (zh) 2017-02-02 2018-01-30 磁性编码器及其制造方法与制造装置
US16/521,116 US20190346292A1 (en) 2017-02-02 2019-07-24 Magnetic encoder, and method and device for producing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017017303A JP2018124189A (ja) 2017-02-02 2017-02-02 磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018124189A true JP2018124189A (ja) 2018-08-09

Family

ID=63040608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017017303A Pending JP2018124189A (ja) 2017-02-02 2017-02-02 磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190346292A1 (ja)
JP (1) JP2018124189A (ja)
KR (1) KR20190112750A (ja)
CN (1) CN110249209A (ja)
DE (1) DE112018000646T5 (ja)
WO (1) WO2018143141A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6937128B2 (ja) 2017-02-02 2021-09-22 Ntn株式会社 磁気エンコーダおよびその製造方法
JP7203485B2 (ja) 2017-02-02 2023-01-13 Ntn株式会社 検出装置およびその製造方法
DE102020206479A1 (de) * 2020-05-25 2021-11-25 Aktiebolaget Skf Verfahren zum Herstellen einer Sensorlagereinheit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09311053A (ja) * 1996-03-19 1997-12-02 Yazaki Corp 回転センサ
JP2007232589A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Ntn Corp 回転センサ付軸受
JP2011252826A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Ntn Corp 磁気エンコーダ
JP2014038939A (ja) * 2012-08-16 2014-02-27 Ntn Corp 磁気エンコーダの着磁装置
JP2015021741A (ja) * 2013-07-16 2015-02-02 Ntn株式会社 磁気エンコーダ装置および回転検出装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5973278A (ja) 1982-10-20 1984-04-25 Oyo Jiki Kenkyusho:Kk 砥石充填用の導電性ペ−スト
US7095575B2 (en) * 2003-09-04 2006-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic disk apparatus, method for determining data track pitch, and self-servo write method
JP5671255B2 (ja) * 2009-06-30 2015-02-18 Ntn株式会社 自動車駆動用モータの回転角度検出装置および回転角度検出装置付き軸受
JP6333538B2 (ja) 2013-10-11 2018-05-30 Ntn株式会社 磁気エンコーダ装置および回転検出装置
TWI571994B (zh) 2015-06-30 2017-02-21 旭德科技股份有限公司 封裝基板及其製作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09311053A (ja) * 1996-03-19 1997-12-02 Yazaki Corp 回転センサ
JP2007232589A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Ntn Corp 回転センサ付軸受
JP2011252826A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Ntn Corp 磁気エンコーダ
JP2014038939A (ja) * 2012-08-16 2014-02-27 Ntn Corp 磁気エンコーダの着磁装置
JP2015021741A (ja) * 2013-07-16 2015-02-02 Ntn株式会社 磁気エンコーダ装置および回転検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110249209A (zh) 2019-09-17
US20190346292A1 (en) 2019-11-14
KR20190112750A (ko) 2019-10-07
DE112018000646T5 (de) 2019-10-24
WO2018143141A1 (ja) 2018-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1130362B1 (en) Method of manufacturing a magnetic encoder
WO2010092799A1 (ja) 磁気エンコーダの着磁方法および着磁装置
US9970783B2 (en) Magnetic rotation angle sensor that corrects for magnetic pole misalignment
WO2018143141A1 (ja) 磁気エンコーダ並びにその製造方法および製造装置
JP2022164765A (ja) 磁気エンコーダおよびその製造方法
JP6449090B2 (ja) 磁気エンコーダの着磁装置
KR102558334B1 (ko) 자기 인코더 및 그 제조 방법
JP2008045881A (ja) 回転角度位置検出装置
JP2007271443A (ja) 角度検出装置
JP2019020402A (ja) 磁気位置検知システム、磁気位置検知システムの作製方法、および回転体の位置の推定方法
US9574906B2 (en) Magnetic medium for magnetic encoder, magnetic encoder and method for manufacturing magnetic medium
CN105890833A (zh) 轴向通量聚焦型小直径低成本转矩传感器
JP2014211434A (ja) 回転角センサ用磁石および回転角センサ
US11598826B2 (en) Magnetic detection device
JP2008261800A (ja) 磁気検出装置及び磁気検出方法
JP2020136285A (ja) 被着磁体の製造方法
JP2006170805A (ja) 回転検出装置
JP2006126024A (ja) エンコーダーの製造方法
JP2017075827A (ja) 磁気検出装置
JP2011080777A (ja) 磁気エンコーダおよびその製造方法、回転検出装置
JP2011209195A (ja) インデックスセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200708

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201127

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210105

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210106

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20210201