JP2020088976A - motor - Google Patents

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Abstract

To provide a motor which can be easily formed and has high sensitivity.SOLUTION: A motor 1 includes: a magnet holder 15 that has a first magnet 161 whose N pole and S pole are magnetized one by one and a second magnet 162 whose N pole and S pole are magnetized in plural, and being rotatable along with both magnets 16 of the first magnet 161 and the second magnet 162; and a substrate 60 on which a first magnetism sensitive element 171 provided opposed to the first magnet 161 in a rotation axis direction L of the magnet holder 15 and a second magnetic sensitive element 172 provided oppositely to the second magnet 162 in a rotation axis direction L are implemented. The second magnetic sensitive element 172 protrudes toward the magnet 16 side rather than the first magnetic sensitive element 171.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、モータに関する。 The present invention relates to a motor.

従来から、様々なモータが使用されている。このうち、例えば、特許文献1には、N極とS極とが1極ずつ着磁された第1マグネットと、該第1マグネットの周囲に設けられ、着磁数の多い(N極とS極とが複数着磁された)第2マグネットと、を有し、第1マグネットおよび第2マグネットの両方の磁石と共に回転可能なマグネットホルダを備え、さらに、第1マグネットと対向する第1感磁素子と、第2マグネットと対向する第2感磁素子と、を有する基板ユニットを備える、モータが開示されている。 Conventionally, various motors have been used. Among them, for example, in Patent Document 1, a first magnet in which an N pole and a S pole are magnetized one by one, and a magnet which is provided around the first magnet and has a large number of magnetizations (N pole and S A second magnet having a plurality of poles) and a magnet holder rotatable together with both the first magnet and the second magnet, and further having a first magnetism facing the first magnet. A motor is disclosed that includes a substrate unit having an element and a second magnetic sensing element that faces the second magnet.

2018−42332号公報2018-42332 publication

しかしながら、特許文献1のモータは、第1感磁素子を基板に、第2感磁素子を基板とは別の異なる部材である基板ホルダに、設けているため、該基板および該基板ホルダからなる基板ユニットの組み立てが面倒な場合がある。また、第2マグネットは着磁数が多く磁束が遠くまで至らないので、第2感磁素子での磁気検出は、第2感磁素子と第2マグネットとの間隔が広い場合には高感度で磁気検出することが困難な場合がある。 However, since the motor of Patent Document 1 is provided with the first magnetic sensing element on the substrate and the second magnetic sensing element on the substrate holder which is a different member different from the substrate, the motor includes the substrate and the substrate holder. Assembly of the board unit may be troublesome. Further, since the second magnet has a large number of magnetizations and the magnetic flux does not reach far, the magnetic detection by the second magnetic sensing element is highly sensitive when the distance between the second magnetic sensing element and the second magnet is wide. It may be difficult to detect magnetism.

そこで、本発明の目的は、簡単に形成でき、且つ、感度の高いモータを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a motor that can be easily formed and has high sensitivity.

本発明のモータは、N極とS極とが1極ずつ着磁された第1磁石と、N極とS極とが複数着磁された第2磁石と、を有し、前記第1磁石および前記第2磁石の両方の磁石と共に回転可能な磁石ホルダと、前記磁石ホルダの回転軸線方向において前記第1磁石と対向して設けられた第1感磁素子と、前記回転軸線方向において前記第2磁石と対向して設けられた第2感磁素子とを実装した基板と、を備え、前記第2感磁素子は、前記第1感磁素子よりも前記磁石側に向けて突出していることを特徴とする。 The motor of the present invention has a first magnet magnetized with one N pole and one S pole, and a second magnet magnetized with a plurality of N and S poles. And a magnet holder that is rotatable with both of the second magnets, a first magnetic sensing element that is provided to face the first magnet in the rotation axis direction of the magnet holder, and the first magnetism element in the rotation axis direction. A substrate on which a second magnetism sensing element provided facing the two magnets is mounted, and the second magnetism sensing element projects toward the magnet side more than the first magnetism sensing element. Is characterized by.

本態様によれば、第1感磁素子と第2感磁素子とが共に基板に実装されているので、基板ユニットの組み立てを簡単にできる。また、第2感磁素子は第1感磁素子よりも磁石側に向けて突出しているので、第2感磁素子と第2磁石との間隔を簡単に狭くすることができる。したがって、簡単に形成でき、且つ、磁気検出感度の高いモータを提供できる。 According to this aspect, the first magnetic sensitive element and the second magnetic sensitive element are both mounted on the substrate, so that the substrate unit can be easily assembled. Further, since the second magnetic sensitive element projects toward the magnet side more than the first magnetic sensitive element, the distance between the second magnetic sensitive element and the second magnet can be easily narrowed. Therefore, a motor that can be easily formed and has high magnetic detection sensitivity can be provided.

本発明のモータは、前記回転軸線方向における前記磁石側において前記基板を覆う基板ホルダを備え、前記基板は、前記第1感磁素子および前記第2感磁素子のグランド端子と接続されるシグナルグランドを有し、前記基板ホルダは、前記回転軸線方向から見た前記第2感磁素子の位置に開口部を有し、前記開口部は、前記回転軸線方向における厚みが前記基板ホルダよりも薄いシールド部材で覆われ、前記基板ホルダおよび前記シールド部材は、共に、導電性部材で形成されており、前記シグナルグランドと接続されていることが好ましい。第2感磁素子を薄いシールド部材でシールドすることで、第2感磁素子と第2磁石との間隔を狭くしたまま、第2感磁素子に磁石側からノイズ(フレームグランドノイズや電源ノイズなど)が侵入して磁気検出結果に影響が出ることを抑制できるためである。 The motor of the present invention includes a substrate holder that covers the substrate on the magnet side in the rotation axis direction, and the substrate is a signal ground connected to the ground terminals of the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element. The substrate holder has an opening at the position of the second magnetic sensing element viewed from the rotation axis direction, and the opening has a thinner shield in the rotation axis direction than the substrate holder. It is preferable that the substrate holder and the shield member are covered with a member, and that both the substrate holder and the shield member are formed of a conductive member and are connected to the signal ground. By shielding the second magnetic sensitive element with a thin shield member, noise (frame ground noise, power source noise, etc.) from the magnet side is applied to the second magnetic sensitive element while keeping the distance between the second magnetic sensitive element and the second magnet narrow. This is because it is possible to suppress the influence of () entering the magnetic detection result.

本発明のモータにおいは、前記第1感磁素子の前記第1磁石と対向する位置は、前記基板ホルダで覆われていることが好ましい。第1感磁素子に磁石側からノイズが侵入して磁気検出結果に影響が出ることを簡易な構成で抑制できるためである。 In the motor of the present invention, it is preferable that a position of the first magnetic sensing element facing the first magnet is covered with the substrate holder. This is because the intrusion of noise from the magnet side into the first magnetic sensing element and the influence on the magnetic detection result can be suppressed with a simple configuration.

本発明のモータにおいては、前記第2感磁素子は、前記基板ホルダを超えて前記第2磁石側に突出していないことが好ましい。第2感磁素子が他の部材などに接触することを抑制できるためである。また、基板ホルダにシールド部材を取り付ける場合において、簡単にシールド部材を変形させることなく取り付けることができる。 In the motor of the present invention, it is preferable that the second magneto-sensitive element does not protrude beyond the substrate holder toward the second magnet. This is because it is possible to prevent the second magnetic sensing element from contacting another member or the like. Further, when the shield member is attached to the substrate holder, the shield member can be easily attached without being deformed.

本発明のモータにおいては、前記第2感磁素子と前記第2磁石との間隔は、前記第1感磁素子と前記第1磁石との間隔よりも狭いことが好ましい。第2磁石は第1磁石よりも着磁数が多く第1磁石に比べて磁束が遠くまで至らないので、第2感磁素子と第2磁石との間隔を第1感磁素子と第1磁石との間隔よりも狭くすることで、第1感磁素子および第2感磁素子の両方において高感度で磁気検出することが可能になるためである。 In the motor of the present invention, the distance between the second magnetic sensing element and the second magnet is preferably narrower than the distance between the first magnetic sensing element and the first magnet. Since the second magnet has a larger number of magnetizations than the first magnet and the magnetic flux does not reach far from the first magnet, the distance between the second magnetic sensing element and the second magnet is set to the first magnetic sensing element and the first magnet. This is because it is possible to detect the magnetism with high sensitivity in both the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element by making the distance narrower than the distance between and.

本発明のモータは、前記第2感磁素子は感磁膜を有し、前記回転軸線方向における前記第2感磁素子での前記感磁膜の位置は、前記回転軸線方向における前記第2感磁素子の中央よりも前記第2磁石側であることが好ましい。感磁膜の位置を磁石に近づけることができ、特に高感度で磁気検出することが可能になるためである。 In the motor of the present invention, the second magnetic sensing element has a magnetic sensing film, and the position of the magnetic sensing film on the second magnetic sensing element in the rotation axis direction is the second sensing element in the rotation axis direction. It is preferable to be closer to the second magnet than the center of the magnetic element. This is because the position of the magnetic sensitive film can be brought close to the magnet, and the magnetic detection can be performed with high sensitivity.

本発明のモータにおいては、前記第2磁石は、前記第1磁石の周囲に亘り配置され、前記第1磁石と前記第2磁石との間には、全周に亘ってシールド壁が設けられており、前記シールド壁は、前記第2磁石を超えて前記基板側に突出していないことが好ましい。第1磁石と第2磁石との間に第2磁石を超えないシールド壁を設けることで、第1磁石から第2磁石に向かう磁束の影響を抑制しつつ、シールド壁が第2磁石を超えている場合と比較すると第2磁石の磁束がシールド壁に向かい、第2感磁素子に向かう磁束が弱くなるということを抑制できる。 In the motor of the present invention, the second magnet is arranged around the first magnet, and a shield wall is provided over the entire circumference between the first magnet and the second magnet. It is preferable that the shield wall does not protrude beyond the second magnet toward the substrate side. By providing a shield wall that does not exceed the second magnet between the first magnet and the second magnet, while suppressing the influence of the magnetic flux from the first magnet to the second magnet, the shield wall exceeds the second magnet. It is possible to suppress the magnetic flux of the second magnet from going to the shield wall and weakening the magnetic flux to the second magneto-sensitive element, as compared with the case where it is present.

本発明のモータにおいては、前記シールド壁は、前記第1磁石を超えて前記基板側に突出していることが好ましい。第1磁石を超えて基板側に突出しているシールド壁により、第1磁石から第2磁石に向かう磁束の影響を抑制できるためである。 In the motor of the present invention, it is preferable that the shield wall projects toward the substrate beyond the first magnet. This is because the shield wall protruding beyond the first magnet toward the substrate can suppress the influence of the magnetic flux traveling from the first magnet to the second magnet.

本発明のモータにおいては、前記第2磁石は、前記磁石ホルダに固定された状態で着磁されていることが好ましい。第2磁石の回転軸に対する中心ずれを抑制できるためである。 In the motor of the present invention, it is preferable that the second magnet is magnetized while being fixed to the magnet holder. This is because center deviation of the second magnet with respect to the rotation axis can be suppressed.

本発明は、簡単に形成でき、且つ、磁気検出感度の高いモータを提供できる。 The present invention can provide a motor that can be easily formed and has high magnetic detection sensitivity.

本発明を適用したモータのエンコーダ側の端部を示す外観斜視図である。It is an appearance perspective view showing an end side by the side of the encoder of a motor to which the present invention is applied. エンコーダおよび軸受ホルダを反出力側から見た分解斜視図である。It is an exploded perspective view which looked at an encoder and a bearing holder from the counter output side. エンコーダおよび軸受ホルダを出力側から見た分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the encoder and the bearing holder as seen from the output side. エンコーダおよび軸受ホルダの断面図(図1のA−A断面図)である。It is sectional drawing (AA sectional drawing of FIG. 1) of an encoder and a bearing holder. エンコーダおよび軸受ホルダの断面図(図1のB−B断面図)である。It is sectional drawing (BB sectional drawing of FIG. 1) of an encoder and a bearing holder. 基板ユニット、磁石、および磁石ホルダを反出力側から見た分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the board unit, the magnet, and the magnet holder as viewed from the opposite output side. 基板ユニット、磁石、および磁石ホルダを出力側から見た分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the substrate unit, the magnet, and the magnet holder as seen from the output side. 本発明を適用したモータのエンコーダの回転磁石および感磁素子センサ部のレイアウトを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a layout of a rotary magnet and a magnetic sensing element sensor section of an encoder of a motor to which the present invention is applied. 本発明を適用したモータのエンコーダの回転磁石および感磁素子センサ部のレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view showing a layout of a rotary magnet and a magnetic sensitive element sensor section of an encoder of a motor to which the present invention is applied. 本発明を適用したエンコーダにおける検出原理を説明するための位相図である。It is a phase diagram for demonstrating the detection principle in the encoder to which this invention is applied. 本発明を適用したエンコーダにおける検出原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection principle in the encoder to which this invention is applied. 本発明を適用したモータのエンコーダの回転磁石および感磁素子センサ部のレイアウトを示す概略図である。It is a schematic diagram showing a layout of a rotary magnet and a magnetic sensing element sensor section of an encoder of a motor to which the present invention is applied.

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータの実施形態を説明する。図1は本発明を適用したモータ1のエンコーダ10側の端部を示す外観斜視図である。また、図2および図3はエンコーダ10および軸受ホルダ42の分解斜視図であり、図2は反出力側から見た分解斜視図、図3は出力側から見た分解斜視図である。図4および図5はエンコーダ10および軸受ホルダ42の断面図であり、図4は図1のA−A断面図、図5は図1のB−B断面図である。 Embodiments of a motor to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view showing an end portion of a motor 1 to which the present invention is applied on the encoder 10 side. 2 and 3 are exploded perspective views of the encoder 10 and the bearing holder 42, FIG. 2 is an exploded perspective view seen from the opposite output side, and FIG. 3 is an exploded perspective view seen from the output side. 4 and 5 are sectional views of the encoder 10 and the bearing holder 42, FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB of FIG.

(全体構成)
モータ1は、回転軸2(図4および図5参照)を備えるモータ本体3と、回転軸2の回転を検出するエンコーダ10を備える。モータ本体3は、ロータおよびステータ(図示省略)を収容するモータケース4を備える。ロータは回転軸2と一体に回転する。回転軸2の一方の端部は、モータケース4から外部へ突出する出力軸(図示省略)となっている。本明細書において、回転軸2の中心軸線(回転軸線)を符号Lで示す。なお、回転軸線Lは、磁石ホルダ15の回転軸線に対応する。また、モータケース4から出力軸が突出する方向を出力側L1とし、出力側の反対側を反出力側L2とする。エンコーダ10は、モータ本体3の反出力側L2の端部に固定される。
(overall structure)
The motor 1 includes a motor body 3 having a rotating shaft 2 (see FIGS. 4 and 5), and an encoder 10 for detecting the rotation of the rotating shaft 2. The motor body 3 includes a motor case 4 that houses a rotor and a stator (not shown). The rotor rotates together with the rotary shaft 2. One end of the rotary shaft 2 serves as an output shaft (not shown) protruding from the motor case 4 to the outside. In the present specification, the central axis (rotation axis) of the rotation shaft 2 is indicated by the symbol L. The rotation axis L corresponds to the rotation axis of the magnet holder 15. The direction in which the output shaft projects from the motor case 4 is the output side L1, and the side opposite to the output side is the counter output side L2. The encoder 10 is fixed to the end of the motor body 3 on the opposite output side L2.

(回転軸)
図4および図5に示すように、回転軸2は、モータ側回転軸21と、モータ側回転軸21の反出力側L2の端部に固定されるエンコーダ側回転軸22を備える。モータ側回転軸21とエンコーダ側回転軸22は一体に回転する。本形態では、モータ側回転軸21は磁性材からなり、エンコーダ側回転軸22は非磁性材からなる。エンコーダ側回転軸22を非磁性材とすれば、エンコーダ側回転軸22を経由してモータ本体3側からエンコーダ10側へ侵入する磁気ノイズを減らすことができる。なお、エンコーダ側回転軸22は磁性材であってもよい。この場合には、エンコーダ側回転軸22とモータ側回転軸21を一体にしてもよい。すなわち、回転軸2を1部材で形成してもよい。
(Axis of rotation)
As shown in FIGS. 4 and 5, the rotary shaft 2 includes a motor-side rotary shaft 21 and an encoder-side rotary shaft 22 fixed to an end of the motor-side rotary shaft 21 on the opposite output side L2. The motor side rotary shaft 21 and the encoder side rotary shaft 22 rotate integrally. In this embodiment, the motor-side rotating shaft 21 is made of a magnetic material and the encoder-side rotating shaft 22 is made of a non-magnetic material. If the encoder-side rotary shaft 22 is made of a non-magnetic material, magnetic noise that enters from the motor body 3 side to the encoder 10 side via the encoder-side rotary shaft 22 can be reduced. The encoder side rotation shaft 22 may be a magnetic material. In this case, the encoder side rotary shaft 22 and the motor side rotary shaft 21 may be integrated. That is, the rotating shaft 2 may be formed of one member.

(モータケース)
図1に示すように、モータケース4は、回転軸線L方向に延びる筒状ケース41と、筒状ケース41の反出力側L2の端部に固定される軸受ホルダ42を備える。筒状ケース41および軸受ホルダ42は、回転軸線L方向に見た場合に略矩形である。図2から図5に示すように、軸受ホルダ42の内周側には軸受43が保持される。軸受43は、エンコーダ側回転軸22の出力側L1の端部を回転可能に支持する。図2に示すように、軸受ホルダ42の反出力側L2の面には出力側L1に凹む円形凹部44が形成され、円形凹部44の外周側にはフランジ45が形成されている。フランジ45の内周縁には、円形凹部44の縁に沿って反出力側L2に突出する環状壁46が形成されている。
(Motor case)
As shown in FIG. 1, the motor case 4 includes a tubular case 41 extending in the direction of the rotation axis L, and a bearing holder 42 fixed to an end of the tubular case 41 on the opposite output side L2. The cylindrical case 41 and the bearing holder 42 are substantially rectangular when viewed in the rotation axis L direction. As shown in FIGS. 2 to 5, the bearing 43 is held on the inner peripheral side of the bearing holder 42. The bearing 43 rotatably supports the end portion on the output side L1 of the encoder-side rotation shaft 22. As shown in FIG. 2, a circular recess 44 that is recessed toward the output side L1 is formed on the surface of the bearing holder 42 opposite to the output side L2, and a flange 45 is formed on the outer peripheral side of the circular recess 44. An annular wall 46 is formed on the inner peripheral edge of the flange 45 along the edge of the circular recess 44 so as to project to the opposite output side L2.

円形凹部44の底部には、軸受43の外周部分を反出力側L2から押さえるように環状のプレート47が取り付けられる。エンコーダ側回転軸22は、プレート47の中心に設けられた貫通孔48を通って反出力側L2に突出する。プレート47は、3本のねじによって円形凹部44の底部に固定される。プレート47の外周縁には、等角度間隔の3箇所に切り欠き49が形成されている。この切り欠き49には、後述するエンコーダホルダ14の脚部143が配置される。 An annular plate 47 is attached to the bottom of the circular recess 44 so as to press the outer peripheral portion of the bearing 43 from the opposite output side L2. The encoder-side rotation shaft 22 projects to the counter output side L2 through a through hole 48 provided at the center of the plate 47. The plate 47 is fixed to the bottom of the circular recess 44 by three screws. Notches 49 are formed on the outer peripheral edge of the plate 47 at three positions at equal angular intervals. A leg portion 143 of the encoder holder 14, which will be described later, is arranged in the cutout 49.

(エンコーダ)
図2から図5に示すように、エンコーダ10は、軸受ホルダ42に固定される外側ケース11と、外側ケース11の内側に配置されるエンコーダカバー12と、エンコーダカバー12の内側に配置される基板ユニット13と、基板ユニット13を支持するエンコーダホルダ14と、エンコーダホルダ14の内周側に配置される磁石ホルダ15と、磁石ホルダ15に保持される磁石16(回転磁石)を備える。磁石ホルダ15は、エンコーダ側回転軸22の反出力側L2の先端に固定される。従って、磁石16はエンコーダ側回転軸22と一体に回転する。基板ユニット13は、磁石16と対向する感磁素子17(感磁素子センサ部)を備える。本形態では、感磁素子17としてMR素子を用いる。
(Encoder)
As shown in FIGS. 2 to 5, the encoder 10 includes an outer case 11 fixed to the bearing holder 42, an encoder cover 12 arranged inside the outer case 11, and a substrate arranged inside the encoder cover 12. The unit 13 includes an encoder holder 14 that supports the substrate unit 13, a magnet holder 15 arranged on the inner peripheral side of the encoder holder 14, and a magnet 16 (rotating magnet) held by the magnet holder 15. The magnet holder 15 is fixed to the tip of the encoder-side rotation shaft 22 on the opposite output side L2. Therefore, the magnet 16 rotates integrally with the encoder side rotation shaft 22. The board unit 13 includes a magnetic sensitive element 17 (magnetic sensitive element sensor portion) that faces the magnet 16. In this embodiment, an MR element is used as the magnetic sensing element 17.

(外側ケース)
図2および図3に示すように、外側ケース11は、回転軸線L方向に見た場合に略矩形の端板部111と、端板部111の外周縁から出力側L1へ立ち上がる側板部112を備える。側板部112には、基板ユニット13に接続する配線を通すための切り欠き113が形成されている。外側ケース11と軸受ホルダ42は、側板部112の出力側L1の端面とフランジ45との間にシール部材114を介在させて、4箇所の角部に図示しないねじ等の固定部材を締め込むことによって固定される。本形態では、外側ケース11およびモータケース4はアルミなどの非磁性材からなる。なお、本形態では、外側ケース11は以下に説明するエンコーダカバー12と別部材であるが、外側ケース11をエンコーダカバー12と同一素材で一体に形成してもよい。
(Outer case)
As shown in FIGS. 2 and 3, the outer case 11 includes an end plate portion 111 having a substantially rectangular shape when viewed in the rotation axis L direction, and a side plate portion 112 that rises from the outer peripheral edge of the end plate portion 111 to the output side L1. Prepare The side plate portion 112 is formed with a notch 113 for passing a wiring connected to the board unit 13. In the outer case 11 and the bearing holder 42, a seal member 114 is interposed between the end surface of the output side L1 of the side plate portion 112 and the flange 45, and fixing members such as screws (not shown) are tightened at four corners. Fixed by. In this embodiment, the outer case 11 and the motor case 4 are made of a non-magnetic material such as aluminum. In this embodiment, the outer case 11 is a separate member from the encoder cover 12 described below, but the outer case 11 may be integrally formed of the same material as the encoder cover 12.

(エンコーダカバー)
図2および図3に示すように、エンコーダカバー12は、回転軸線L方向に見た場合に円形の端板部121と、端板部121の外周縁から出力側L1へ立ち上がる筒状部122を備える。筒状部122には、外側ケース11の切り欠き113と径方向に重なる位置に、基板ユニット13に接続する配線を通すための切り欠き123が形成されている。図4および図5に示すように、エンコーダカバー12は、軸受ホルダ42の円形凹部44の縁に沿って形成された環状壁46の内周側に筒状部122の縁を嵌合させるように軸受ホルダ42に組み付けられる。筒状部122の出力側L1の端面は、切り欠き123が形成された箇所を除き、円形凹部44の底部に配置されたプレート47に当接する。ここで、環状壁46は周方向の一部が切り欠かれているが、環状壁46が切り欠かれた箇所は、プレート47の外周縁に形成された切り欠き49とは異なる角度位置である。従って、エンコーダカバー12と軸受ホルダ42との隙間は、切り欠き123を除いて塞がれている。
(Encoder cover)
As shown in FIGS. 2 and 3, the encoder cover 12 includes a circular end plate portion 121 when viewed in the rotation axis L direction, and a tubular portion 122 that rises from the outer peripheral edge of the end plate portion 121 to the output side L1. Prepare The tubular portion 122 is formed with a notch 123 at a position that radially overlaps with the notch 113 of the outer case 11 and through which a wiring connected to the board unit 13 is inserted. As shown in FIGS. 4 and 5, the encoder cover 12 is configured so that the edge of the tubular portion 122 is fitted to the inner peripheral side of the annular wall 46 formed along the edge of the circular recess 44 of the bearing holder 42. It is assembled to the bearing holder 42. The end face of the tubular portion 122 on the output side L1 contacts the plate 47 arranged at the bottom of the circular recess 44, except for the portion where the notch 123 is formed. Here, although the annular wall 46 is partially cut out in the circumferential direction, the cutout portion of the annular wall 46 is at an angular position different from the notch 49 formed on the outer peripheral edge of the plate 47. .. Therefore, the gap between the encoder cover 12 and the bearing holder 42 is closed except for the notch 123.

エンコーダカバー12は導電性を有する磁性材からなる。例えば、エンコーダカバー12は鉄、パーマロイなどで形成されている。より具体的には、エンコーダカバー12は、SPCCやSPCEなどの磁性金属板をプレス加工して形成されている。このように、磁性材で形成されたエンコーダカバー12によって感磁素子17を保持する基板ユニット13を覆うことにより、感磁素子17およびエンコーダ回路を外乱磁界などの磁気ノイズから遮蔽することができる。また、エンコーダカバー12は、軸受ホルダ42との間に隙間がほとんどできないように取り付けられている。従って、軸受ホルダ42との隙間から基板ユニット13側に電磁波ノイズが侵入することを抑制できる。 The encoder cover 12 is made of a conductive magnetic material. For example, the encoder cover 12 is made of iron, permalloy or the like. More specifically, the encoder cover 12 is formed by pressing a magnetic metal plate such as SPCC or SPCE. Thus, by covering the board unit 13 holding the magnetic sensitive element 17 with the encoder cover 12 formed of a magnetic material, the magnetic sensitive element 17 and the encoder circuit can be shielded from magnetic noise such as a disturbance magnetic field. Further, the encoder cover 12 is attached so that there is almost no gap between the encoder cover 12 and the bearing holder 42. Therefore, it is possible to prevent electromagnetic wave noise from entering the board unit 13 side through the gap with the bearing holder 42.

なお、別の手段としてエンコーダカバー12を基板ユニット13のうち基板ホルダ50に対し隙間が無いように取り付ける形状とし電磁波ノイズの浸入を抑制させてもよい。具体的には、エンコーダカバー12の筒状部122は基板ユニット13の外周側まで延びており、筒状部122の先端は、基板ホルダ50の外周端部より出力側L1に突出させる。つまり、筒状部122は、基板60に搭載された感磁素子17より出力側L1の位置まで延びており、筒状部122は、感磁素子17の外周側を囲むことにより電磁波ノイズの浸入を抑制させることができる。その場合には導電性の固定部材70および基板ホルダ50を介して、基板60上のエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続することが望ましい。 As another means, the encoder cover 12 may be attached to the substrate holder 50 of the substrate unit 13 so that there is no space between the encoder cover 12 and the substrate holder 50 to suppress the intrusion of electromagnetic noise. Specifically, the tubular portion 122 of the encoder cover 12 extends to the outer peripheral side of the substrate unit 13, and the tip of the tubular portion 122 is projected from the outer peripheral end of the substrate holder 50 to the output side L1. That is, the tubular portion 122 extends to the position on the output side L1 from the magnetic sensitive element 17 mounted on the substrate 60, and the tubular portion 122 surrounds the outer peripheral side of the magnetic sensitive element 17 so that electromagnetic wave noise can enter. Can be suppressed. In that case, it is desirable to electrically connect to the signal ground of the encoder circuit on the substrate 60 via the conductive fixing member 70 and the substrate holder 50.

エンコーダカバー12は、軸受ホルダ42と接触するように取り付けられているので、モータ本体3のフレームグランドと電気的に接続されている。すなわち、軸受ホルダ42はアルミ等の導電性金属からなるモータケース4の一部を構成する。従って、軸受ホルダ42に設けられた環状壁46の内側にエンコーダカバー12の筒状部122を嵌合させることにより、エンコーダカバー12は、モータ本体3のフレームグランドと電気的に接続される。このように、エンコーダ10をフレームグランド電位に接続することにより、電磁波ノイズの遮蔽効果を高めることができる。なお、環状壁46の内側にエンコーダカバー12の筒状部122を嵌合させていなくても、エンコーダカバー12の筒状部122の端面を円形凹部44の底部に接触するように固定すれば、エンコーダカバー12とモータ本体3のフレームグランド電位に接続することができる。
または、エンコーダカバー12は基板ユニット13に固定され、導電性の固定部材70および基板ホルダ50を介して、基板60上のエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続されていてもよい。
The encoder cover 12 is attached so as to be in contact with the bearing holder 42, and thus is electrically connected to the frame ground of the motor body 3. That is, the bearing holder 42 constitutes a part of the motor case 4 made of a conductive metal such as aluminum. Therefore, the encoder cover 12 is electrically connected to the frame ground of the motor body 3 by fitting the tubular portion 122 of the encoder cover 12 inside the annular wall 46 provided on the bearing holder 42. In this way, by connecting the encoder 10 to the frame ground potential, the effect of shielding electromagnetic noise can be enhanced. Even if the tubular portion 122 of the encoder cover 12 is not fitted inside the annular wall 46, if the end face of the tubular portion 122 of the encoder cover 12 is fixed so as to contact the bottom of the circular recess 44, The encoder cover 12 and the motor body 3 can be connected to the frame ground potential.
Alternatively, the encoder cover 12 may be fixed to the substrate unit 13 and electrically connected to the signal ground of the encoder circuit on the substrate 60 via the conductive fixing member 70 and the substrate holder 50.

(エンコーダホルダ)
図2および図3に示すように、エンコーダホルダ14は、円形の磁石配置孔141が形成された胴部142と、胴部142の出力側L1の端部から外周側に突出する脚部143を備える。図3に示すように、脚部143の出力側L1の端面は、胴部142の出力側L1の端面よりも出力側L1に突出している。脚部143は、周方向に等角度間隔で3箇所に形成されている。エンコーダホルダ14は、軸受ホルダ42の中央で回転可能に保持されるエンコーダ側回転軸22の回転軸線Lと磁石配置孔141とが同軸に配置されるように位置決めされるとともに、上述したプレート47の外周縁に形成された切り欠き49に脚部143を配置するように位置決めされる。図5に示すように、エンコーダホルダ14は、脚部143を介して軸受ホルダ42と当接する。エンコーダホルダ14は、図示しない固定ねじによって脚部143が円形凹部44の底面にねじ止めされることにより、軸受ホルダ42に固定される。
(Encoder holder)
As shown in FIGS. 2 and 3, the encoder holder 14 includes a body 142 having a circular magnet placement hole 141, and a leg 143 projecting from the end of the body 142 on the output side L1 to the outer peripheral side. Prepare As shown in FIG. 3, the end surface on the output side L1 of the leg portion 143 projects to the output side L1 more than the end surface on the output side L1 of the body portion 142. The leg portions 143 are formed at three positions at equal angular intervals in the circumferential direction. The encoder holder 14 is positioned so that the rotation axis L of the encoder-side rotation shaft 22 rotatably held in the center of the bearing holder 42 and the magnet arrangement hole 141 are arranged coaxially with each other, and the encoder holder 14 has the above-mentioned plate 47. The leg portion 143 is positioned so as to be placed in the notch 49 formed in the outer peripheral edge. As shown in FIG. 5, the encoder holder 14 contacts the bearing holder 42 via the leg portion 143. The encoder holder 14 is fixed to the bearing holder 42 by fixing the leg portion 143 to the bottom surface of the circular recess 44 with a fixing screw (not shown).

エンコーダホルダ14において、胴部142の反出力側L2の端面には、基板ユニット13を固定するための固定孔144が3か所に形成されている。基板ユニット13は、胴部142の反出力側L2の端面に当接するように位置決めされて、図示しないねじ等の固定部材を介してエンコーダホルダ14に固定される。 In the encoder holder 14, fixing holes 144 for fixing the board unit 13 are formed at three positions on the end surface of the body 142 opposite to the output side L2. The board unit 13 is positioned so as to come into contact with the end surface of the body portion 142 on the opposite output side L2, and is fixed to the encoder holder 14 via a fixing member such as a screw (not shown).

(磁石)
図6および図7は基板ユニット13、磁石16および磁石ホルダ15の分解斜視図であり、図6は反出力側L2から見た図、図7は出力側から見た図である。図6および図7に示すように、磁石ホルダ15は、略円板状の磁石保持部151と、磁石保持部151の中心から出力側L1に突出する筒状の固定部152を備える。固定部152には、エンコーダ側回転軸22の先端が圧入もしくは接着剤により固定される。または出力側L1に垂直となる方向からセットビスにより固定される。そして、磁石保持部151と固定部152との間にはシールド壁153が設けられている。磁石16は、磁石保持部151の中央に形成された凹部に嵌合する円形の第1磁石161、および、第1磁石の外周縁に形成された段部に嵌合する環状の第2磁石162を備える。第1磁石161は周方向にN極とS極が1極ずつ着磁されている。一方、第2磁石162はN極とS極が周方向に交互に複数極ずつ着磁されている。なお、エンコーダホルダ14、磁石16および磁石ホルダ15からなる回転体18の構成の詳細については後述する。
(magnet)
6 and 7 are exploded perspective views of the substrate unit 13, the magnet 16 and the magnet holder 15, FIG. 6 is a view seen from the opposite output side L2, and FIG. 7 is a view seen from the output side. As shown in FIGS. 6 and 7, the magnet holder 15 includes a substantially disk-shaped magnet holding portion 151 and a tubular fixing portion 152 protruding from the center of the magnet holding portion 151 to the output side L1. The tip of the encoder-side rotary shaft 22 is fixed to the fixing portion 152 by press fitting or an adhesive. Alternatively, it is fixed by a set screw from a direction perpendicular to the output side L1. A shield wall 153 is provided between the magnet holding portion 151 and the fixed portion 152. The magnet 16 includes a circular first magnet 161 that fits in a recess formed in the center of the magnet holding portion 151 and an annular second magnet 162 that fits in a step formed on the outer peripheral edge of the first magnet. Equipped with. The first magnet 161 is magnetized such that one north pole and one south pole are arranged in the circumferential direction. On the other hand, the second magnet 162 has a plurality of N poles and S poles alternately magnetized in the circumferential direction. The details of the configuration of the rotating body 18 including the encoder holder 14, the magnet 16, and the magnet holder 15 will be described later.

図4および図5に示すように、エンコーダホルダ14が軸受ホルダ42に固定されると、エンコーダホルダ14の磁石配置孔141の中央にエンコーダ側回転軸22の先端が配置される。従って、エンコーダ側回転軸22の先端に固定される磁石ホルダ15は磁石配置孔141の中央に配置される。第1磁石161および第2磁石162は、磁石配置孔141内において反出力側L2を向いて配置されるとともに、エンコーダ側回転軸22の回転軸線Lを中心として同軸に配置される。 As shown in FIGS. 4 and 5, when the encoder holder 14 is fixed to the bearing holder 42, the tip of the encoder-side rotary shaft 22 is arranged in the center of the magnet arrangement hole 141 of the encoder holder 14. Therefore, the magnet holder 15 fixed to the tip of the encoder side rotation shaft 22 is arranged in the center of the magnet arrangement hole 141. The first magnet 161 and the second magnet 162 are arranged in the magnet arrangement hole 141 so as to face the opposite output side L2 and are arranged coaxially with the rotation axis L of the encoder side rotation shaft 22 as the center.

(基板ユニット)
図6および図7に示すように、基板ユニット13は、基板ホルダ50と、基板ホルダ50に取り付けられる基板60と、基板60に搭載される感磁素子17と、基板ホルダ50に基板60を固定する固定部材70と、基板ホルダ50に出力側L1から取り付けられるシールド部材80を備える。基板60は略円形であり、外周縁の2箇所を直線状に切り欠いた切り欠き61を備える。また、基板60には、基板ホルダ50に対する固定用の固定孔62が2箇所に形成されている。2箇所の固定孔62は、基板ホルダ50の中心を挟んで反対側に配置される。また、2箇所の固定孔62のうちの一方は、基板60に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランド5(図12参照)と電気的に接続されたグランドスルーホール621である。なお、2箇所の固定孔62のどちらをグランドスルーホール621にしても良い。また、固定孔62を3か所以上設け、3か所で基板60と基板ホルダ50を固定してもよい。
(Board unit)
As shown in FIGS. 6 and 7, the substrate unit 13 includes a substrate holder 50, a substrate 60 attached to the substrate holder 50, a magnetic sensing element 17 mounted on the substrate 60, and the substrate 60 fixed to the substrate holder 50. And a shield member 80 attached to the substrate holder 50 from the output side L1. The substrate 60 has a substantially circular shape, and is provided with notches 61 that are linearly cut at two locations on the outer peripheral edge. Further, the substrate 60 is formed with two fixing holes 62 for fixing the substrate holder 50. The two fixing holes 62 are arranged on opposite sides of the center of the substrate holder 50. Further, one of the two fixing holes 62 is a ground through hole 621 electrically connected to the signal ground 5 (see FIG. 12) of the encoder circuit mounted on the substrate 60. Either of the two fixing holes 62 may be the ground through hole 621. Further, the fixing holes 62 may be provided at three or more places, and the substrate 60 and the substrate holder 50 may be fixed at the three places.

基板ホルダ50は、基板60と対向する端板部53と、端板部53の外周縁から反出力側L2に立ち上がる側板部54を備える。基板ホルダ50は、基板60の切り欠き61と回転軸線L方向で重なる部位において、端板部53が直線状にカットされた形状になっており、側板部54は直線状に延在する。端板部53には、基板60の固定孔62に対応するボス部51が2箇所に形成されている。固定部材70が固定孔62およびボス部51に挿入されることにより、基板ホルダ50に基板60が固定される。固定部材70はスプリングピンである。固定部材70としてスプリングピンを用いることにより、基板ホルダ50に対する基板60のがたつきが防止される。また、固定部材70は導電性の金属、例えばSUSで形成され、基板ホルダ50は導電性の金属、例えばアルミで形成されている。従って、固定部材70を介して基板ホルダ50に基板60が取り付けられると、固定部材70およびグランドスルーホール621を介して、基板ホルダ50が基板60に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランド5と電気的に接続される。 The substrate holder 50 includes an end plate portion 53 that faces the substrate 60, and a side plate portion 54 that rises from the outer peripheral edge of the end plate portion 53 to the counter output side L2. The substrate holder 50 has a shape in which the end plate portion 53 is linearly cut at a portion overlapping the cutout 61 of the substrate 60 in the rotation axis L direction, and the side plate portion 54 extends linearly. Boss portions 51 corresponding to the fixing holes 62 of the substrate 60 are formed at two positions on the end plate portion 53. The substrate 60 is fixed to the substrate holder 50 by inserting the fixing member 70 into the fixing hole 62 and the boss portion 51. The fixing member 70 is a spring pin. By using the spring pin as the fixing member 70, rattling of the substrate 60 with respect to the substrate holder 50 is prevented. The fixing member 70 is made of a conductive metal such as SUS, and the substrate holder 50 is made of a conductive metal such as aluminum. Therefore, when the substrate 60 is attached to the substrate holder 50 via the fixing member 70, the substrate holder 50 is electrically connected to the signal ground 5 of the encoder circuit mounted on the substrate 60 via the fixing member 70 and the ground through hole 621. Connected to.

基板ホルダ50には、エンコーダホルダ14の固定孔144に対応する3か所に不図示の固定ねじを通すためのボス部52が形成されている。ボス部52は側板部54と繋がっている。本形態では、ボス部52の先端面が、基板60と当接する当接面となっている。また、基板60には、ボス部52および固定孔144に対応する3か所に固定ねじを通すための固定孔63が形成されている。なお、図2では省略されて表されているが、胴部142の反出力側L2の端面からは、基板ユニット13を位置決めするための2本の位置決めピンが突出して設けられている。 The substrate holder 50 is provided with boss portions 52 through which fixing screws (not shown) are inserted at three positions corresponding to the fixing holes 144 of the encoder holder 14. The boss portion 52 is connected to the side plate portion 54. In this embodiment, the tip surface of the boss portion 52 is a contact surface that contacts the substrate 60. Further, the board 60 is formed with fixing holes 63 for passing fixing screws through three places corresponding to the boss portion 52 and the fixing hole 144. Although not shown in FIG. 2, two positioning pins for positioning the board unit 13 are provided so as to project from the end surface of the body portion 142 on the opposite output side L2.

基板ユニット13は、3本の固定ねじをそれぞれ基板60の固定孔63および基板ホルダ50ボス部52に通して、その先端を固定孔144にねじ止めすることにより、エンコーダホルダ14に固定される。また、エンコーダホルダ14は脚部143が軸受ホルダ42に当接して固定されるため、エンコーダホルダ14を介して、基板ユニット13が軸受ホルダ42に固定される。本形態では、エンコーダホルダ14は樹脂などの絶縁材で形成されている。従って、エンコーダホルダ14を介して軸受ホルダ42に基板ユニット13を固定すると、基板ホルダ50は軸受ホルダ42から絶縁される。ただし、基板60にはフレームグランド用の配線パターンが準備されており、図示されない金属部材がフレームグランド用の配線パターンと接続した状態で、エンコーダホルダ14の脚部143のうちの1つと、ネジにより共締めされ軸受けホルダ42と電気的に接続されている。そのため、フレームグランド用の配線パターンは、基板ユニット13に接続されるエンコーダケーブルのシールドと電気的に接続するよう配線するので、ケーブルにかかるノイズが抑制されることになる。 The substrate unit 13 is fixed to the encoder holder 14 by passing three fixing screws through the fixing hole 63 of the substrate 60 and the boss portion 52 of the substrate holder 50 and screwing the tip of the fixing screw into the fixing hole 144. Further, since the leg portion 143 of the encoder holder 14 is fixed by contacting the bearing holder 42, the substrate unit 13 is fixed to the bearing holder 42 via the encoder holder 14. In this embodiment, the encoder holder 14 is made of an insulating material such as resin. Therefore, when the substrate unit 13 is fixed to the bearing holder 42 via the encoder holder 14, the substrate holder 50 is insulated from the bearing holder 42. However, a wiring pattern for the frame ground is prepared on the substrate 60, and in a state where a metal member (not shown) is connected to the wiring pattern for the frame ground, one of the legs 143 of the encoder holder 14 and a screw are used. They are fastened together and electrically connected to the bearing holder 42. Therefore, since the wiring pattern for the frame ground is wired so as to be electrically connected to the shield of the encoder cable connected to the board unit 13, noise applied to the cable is suppressed.

基板60は、反出力側L2を向く反出力側基板面60a、および、出力側L1を向く出力側基板面60bを備える。図6に示すように、反出力側基板面60aには、エンコーダ回路を構成する図示しない回路素子およびエンコーダケーブルを接続するためのコネクタ65などが搭載されている。図7に示すように、感磁素子17は、出力側基板面60bの中央に配置される第1感磁素子171と、第2感磁素子172と、を備える。第1感磁素子171および第2感磁素子172は、それぞれ、基板60上に構成されたエンコーダ回路のシグナルグランド5と接続されるグランド端子6および7(図12参照)を備える。また、出力側基板面60bには、第1感磁素子171の近傍に2つのホール素子175が搭載されている。2つのホール素子175は、90度離れた角度位置に配置されている。なお、第1感磁素子171、第2感磁素子172および2つのホール素子175はいずれも基板60に実装されている。 The substrate 60 includes a non-output side substrate surface 60a facing the non-output side L2 and an output side substrate surface 60b facing the output side L1. As shown in FIG. 6, on the counter-output side substrate surface 60a, a circuit element (not shown) forming an encoder circuit, a connector 65 for connecting an encoder cable, and the like are mounted. As shown in FIG. 7, the magnetic sensing element 17 includes a first magnetic sensing element 171 and a second magnetic sensing element 172 arranged at the center of the output side substrate surface 60b. The first magnetic sensing element 171 and the second magnetic sensing element 172 respectively include ground terminals 6 and 7 (see FIG. 12) connected to the signal ground 5 of the encoder circuit formed on the substrate 60. Two Hall elements 175 are mounted near the first magnetic sensing element 171 on the output side substrate surface 60b. The two Hall elements 175 are arranged at angular positions separated by 90 degrees. The first magnetic sensitive element 171, the second magnetic sensitive element 172, and the two Hall elements 175 are all mounted on the substrate 60.

基板ホルダ50において、端板部53の出力側L1の面には、略矩形の貫通孔(開口部58)が形成されている。基板ホルダ50に基板60を固定したとき、開口部58には第2感磁素子172が配置される。 In the substrate holder 50, a substantially rectangular through hole (opening 58) is formed on the output side L1 surface of the end plate portion 53. When the substrate 60 is fixed to the substrate holder 50, the second magnetic sensing element 172 is arranged in the opening 58.

基板ユニット13をエンコーダホルダ14に対して固定すると、第1感磁素子171と第1磁石161が対向する(図4および図5参照)。また、基板ホルダ50の開口部58に配置される第2感磁素子172と第2磁石162が対向する。エンコーダ10は、第1感磁素子171の出力側L1の表面と第1磁石161との間、および、第2感磁素子172の出力側L1の表面と第2磁石162の間に所定のギャップが形成される。 When the board unit 13 is fixed to the encoder holder 14, the first magnetic sensing element 171 and the first magnet 161 face each other (see FIGS. 4 and 5). The second magnetic sensing element 172 and the second magnet 162 arranged in the opening 58 of the substrate holder 50 face each other. The encoder 10 has a predetermined gap between the surface of the output side L1 of the first magnetic sensing element 171 and the first magnet 161, and between the surface of the output side L1 of the second magnetic sensing element 172 and the second magnet 162. Is formed.

第1感磁素子171およびその近傍に配置される2個のホール素子175と第1磁石161は、1回転で得られる第1感磁素子171の出力の周期を2個のホール素子175により判別することでアブソリュートエンコーダとして機能する。一方、第2感磁素子172と第2磁石162は、1回転で複数周期の出力が得られるため、インクリメンタルエンコーダとして機能する。エンコーダ10は、これらの2組のエンコーダの出力を処理することにより、高分解能で、且つ、高精度な位置検出を行うことができる。 The first magnetic sensitive element 171 and the two Hall elements 175 and the first magnet 161 arranged in the vicinity thereof determine the output cycle of the first magnetic sensitive element 171 obtained by one rotation by the two Hall elements 175. By doing so, it functions as an absolute encoder. On the other hand, the second magnetic sensing element 172 and the second magnet 162 function as an incremental encoder because the output of a plurality of cycles is obtained by one rotation. The encoder 10 can perform high-resolution and highly-accurate position detection by processing the outputs of these two sets of encoders.

(シールド部材)
シールド部材80は、基板ホルダ50のシールド部材取付位置57に出力側L1から取り付けられる。本形態のシールド部材80は可撓性のシート材であり、開口部58を完全に塞ぐ大きさである。本実施形態のシールド部材取付位置57はなっていないが、シールド部材取付位置57にシールド部材80を取り付けるための段差を設けてもよい。シールド部材80は出力側L1を向くシールド取付面59に当接する。シールド部材80は、基板ホルダ50と同様に、導電性の非磁性金属、例えばアルミで形成されている。そして、シールド部材80は、導電性の接着剤を介してシールド取付面59に接着されている。このため、シールド部材80は、基板ホルダ50を介して、基板60に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランド5と電気的に接続される。
(Shield member)
The shield member 80 is attached to the shield member attachment position 57 of the substrate holder 50 from the output side L1. The shield member 80 of this embodiment is a flexible sheet material and has a size that completely closes the opening 58. Although the shield member attachment position 57 of the present embodiment is not provided, a step for attaching the shield member 80 may be provided at the shield member attachment position 57. The shield member 80 contacts the shield mounting surface 59 facing the output side L1. Similar to the substrate holder 50, the shield member 80 is made of a conductive nonmagnetic metal such as aluminum. The shield member 80 is bonded to the shield mounting surface 59 via a conductive adhesive. Therefore, the shield member 80 is electrically connected to the signal ground 5 of the encoder circuit mounted on the substrate 60 via the substrate holder 50.

シールド部材80は、開口部58に配置された第2感磁素子172と、を覆うように基板ホルダ50に取り付けられる。基板ホルダ50にシールド部材80を取り付けたことにより、第1感磁素子171と第2感磁素子172は、シグナルグランド電位の部材(基板ホルダ50およびシールド部材80)によってモータ本体3から遮蔽される。従って、第1磁石161および第2磁石162との隙間から回り込んでくるフレームグランドノイズや電源ノイズを効果的に遮蔽できる。なお、第1感磁素子171と第2感磁素子172は、シールド部材80を介して第1磁石161および第2磁石162と対向するが、シールド部材80および基板ホルダ50は非磁性金属であるため、電磁波ノイズについては良好に遮蔽しつつ、磁気式のエンコーダとしての機能を損なわないようにすることができる。 The shield member 80 is attached to the substrate holder 50 so as to cover the second magnetic sensing element 172 arranged in the opening 58. By attaching the shield member 80 to the substrate holder 50, the first magnetic sensitive element 171 and the second magnetic sensitive element 172 are shielded from the motor body 3 by the members having the signal ground potential (the substrate holder 50 and the shield member 80). .. Therefore, it is possible to effectively shield frame ground noise and power source noise that come around from the gap between the first magnet 161 and the second magnet 162. The first magnetic sensitive element 171 and the second magnetic sensitive element 172 face the first magnet 161 and the second magnet 162 via the shield member 80, but the shield member 80 and the substrate holder 50 are made of non-magnetic metal. Therefore, it is possible to prevent electromagnetic wave noise from being impaired and to prevent the function of the magnetic encoder from being impaired.

(磁石および感磁素子のレイアウト概要)
図8は、本実施形態のエンコーダ10における磁石16(第1磁石161および第2磁石162)および感磁素子17(第1感磁素子171および第2感磁素子172)等のレイアウトを示す説明図であり、磁石16等の平面的なレイアウトを示す平面図である。図9から図11は、本実施形態のエンコーダ10における原理を示す説明図であり、図9は感磁素子17に対する信号処理系の説明図、図10は感磁素子17から出力される信号の説明図、図11はかかる信号と回転体18(磁石ホルダ15および磁石16)の角度位置θ(電気角)との関係を示す説明図である。なお、図8および図9では、磁石16および感磁素子17等の構成を模式的に示してあり、第2磁石162における磁極についてはその数を減らして模式的に示してある。また、第2感磁素子172における磁気抵抗パターンと第2磁石162の磁極との位置関係についても互いの位置をずらして模式的に示してあり、第2感磁素子172の磁気抵抗パターンは、周方向において極めて狭い範囲に形成されている。
(Outline of layout of magnets and magnetic sensitive elements)
FIG. 8 is an explanatory view showing a layout of the magnet 16 (first magnet 161 and second magnet 162) and the magnetic sensitive element 17 (first magnetic sensitive element 171 and second magnetic sensitive element 172) in the encoder 10 of the present embodiment. FIG. 6 is a plan view showing a planar layout of magnets 16 and the like. 9 to 11 are explanatory diagrams showing the principle of the encoder 10 of the present embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram of a signal processing system for the magnetic sensitive element 17, and FIG. 10 shows signals output from the magnetic sensitive element 17. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between such a signal and the angular position θ (electrical angle) of the rotating body 18 (the magnet holder 15 and the magnet 16). 8 and 9, the configurations of the magnet 16 and the magnetic sensitive element 17 are schematically shown, and the magnetic poles of the second magnet 162 are schematically shown with the number thereof reduced. Further, the positional relationship between the magnetoresistive pattern in the second magnetic sensing element 172 and the magnetic pole of the second magnet 162 is also schematically shown by shifting their positions, and the magnetic resistance pattern of the second magnetic sensing element 172 is It is formed in an extremely narrow range in the circumferential direction.

図8および図9に示すように、本実施形態のエンコーダ10において、回転体18の側には、N極とS極とが周方向において1極ずつ着磁された着磁面221を回転軸線方向Lの出力側L1に向ける第1磁石161と、第1磁石161に対して径方向の外側で離間する位置でN極とS極とが周方向において交互に複数着磁された環状の着磁面231を回転軸線方向Lの出力側L1に向ける第2磁石162とが保持されている。かかる第1磁石161および第2磁石162は回転体18と一体に回転軸線周りに回転する。なお、図8および図9では簡略化されて表されているが、本実施形態の第2磁石162は、内側と外側とで1対をなすN極とS極の磁極対が周方向に32対設けられている。 As shown in FIGS. 8 and 9, in the encoder 10 of the present embodiment, a rotating surface is provided with a magnetized surface 221 on the side of the rotating body 18 in which N poles and S poles are magnetized one by one in the circumferential direction. A first magnet 161 directed to the output side L1 in the direction L, and an annular magnetized structure in which a plurality of N poles and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction at positions separated from the first magnet 161 on the outer side in the radial direction. The second magnet 162 that holds the magnetic surface 231 toward the output side L1 in the rotation axis direction L is held. The first magnet 161 and the second magnet 162 rotate together with the rotating body 18 around the rotation axis. 8 and 9, the second magnet 162 of the present embodiment has a pair of N and S poles, which form a pair of inside and outside, in the circumferential direction. It is provided as a pair.

本形態において、第1磁石161は円盤状の永久磁石からなる。第2磁石162は円筒状であり、第1磁石161に対して径方向の外側で離間する位置に配置されている。第1磁石161および第2磁石162はボンド磁石等からなる。本形態では例えばフェライト焼結磁石を用いる。本形態において、第2磁石162の着磁面231には、周方向においてN極とS極とが交互に多極に着磁されたトラック310が径方向で複数、並列している。本形態では、トラック310が2列形成されている。かかる2つのトラック310の間ではN極およびS極の位置が周方向でずれており、本形態では、2つのトラック310の間においてN極およびS極は周方向に1極分ずれている。 In the present embodiment, the first magnet 161 is a disk-shaped permanent magnet. The second magnet 162 has a cylindrical shape and is arranged at a position spaced apart from the first magnet 161 on the outer side in the radial direction. The first magnet 161 and the second magnet 162 are bond magnets or the like. In this embodiment, for example, a ferrite sintered magnet is used. In the present embodiment, on the magnetized surface 231 of the second magnet 162, a plurality of tracks 310 in which N-poles and S-poles are alternately magnetized to have multiple poles in the circumferential direction are arranged in parallel in the radial direction. In this embodiment, two rows of tracks 310 are formed. The positions of the N pole and the S pole are displaced in the circumferential direction between the two tracks 310, and in the present embodiment, the N pole and the S pole are displaced by one pole in the circumferential direction between the two tracks 310.

基板ユニット13には、第1磁石161の着磁面221に対して回転軸線方向Lの出力側L1で対向する第1感磁素子171と、第2磁石162の着磁面231に対して回転軸線方向Lの出力側L1で対向する第2感磁素子172とが設けられている。本形態において、第1感磁素子171および第2感磁素子172は何れも、図7などで表されるように、基板60の回転軸線方向Lの出力側L1の出力側基板面60bに保持されている。 The substrate unit 13 rotates relative to the magnetized surface 221 of the first magnet 161 and the magnetized surface 231 of the second magnet 162, and the first magnetic sensitive element 171 facing the magnetized surface 221 of the first magnet 161 on the output side L1 in the rotation axis direction L. The second magnetic sensing element 172 facing the output side L1 in the axial direction L is provided. In the present embodiment, both the first magnetic sensitive element 171 and the second magnetic sensitive element 172 are held on the output side substrate surface 60b of the output side L1 in the rotation axis direction L of the substrate 60, as shown in FIG. Has been done.

また、基板60には、第1磁石161に対向する位置に、第1ホール素子175aと、第1ホール素子175aに対して周方向において機械角で90°ずれた箇所に位置する第2ホール素子175bとが設けられている。本形態において、第1ホール素子175aおよび第2ホール素子175bは共に、基板60の出力側基板面60bに保持されており、第1磁石161に対して回転軸線方向Lの出力側L1で対向している。 Further, on the substrate 60, the first hall element 175a is located at a position facing the first magnet 161, and the second hall element 175a is located at a position deviated from the first hall element 175a by 90° in mechanical angle in the circumferential direction. 175b are provided. In the present embodiment, both the first Hall element 175a and the second Hall element 175b are held on the output side substrate surface 60b of the substrate 60 and face the first magnet 161 on the output side L1 in the rotation axis direction L. ing.

図8および図9に示すように、第1感磁素子171は、第1磁石161の位相に対して、互いに90°の位相差を有するA相(SIN)の磁気抵抗パターンとB相(COS)の磁気抵抗パターンとを備えた第1磁気抵抗素子である。かかる第1感磁素子171において、A相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体18の移動検出を行う+a相(SIN+)の磁気抵抗パターン243および−a相(SIN−)の磁気抵抗パターン241を備えており、B相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体18の移動検出を行う+b相(COS+)の磁気抵抗パターン244および−b相(COS−)の磁気抵抗パターン242を備えている。 As shown in FIGS. 8 and 9, the first magnetic sensing element 171 has a phase A (SIN) magnetic resistance pattern and a phase B (COS) having a phase difference of 90° with respect to the phase of the first magnet 161. ) Magnetic reluctance pattern of 1). In the first magneto-sensitive element 171, the A-phase magnetic resistance pattern includes a +a-phase (SIN+) magnetic-resistance pattern 243 and a -a phase (SIN-) that detect movement of the rotating body 18 with a phase difference of 180°. The magnetoresistive pattern 241 is provided, and the B-phase magnetoresistive pattern includes a +b-phase (COS+) magnetic-resistive pattern 244 and a −b-phase (COS−) that detect movement of the rotating body 18 with a phase difference of 180°. The magnetoresistive pattern 242 is provided.

ここで、+a相の磁気抵抗パターン243および−a相の磁気抵抗パターン241は、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子(Vcc)に接続され、他方端がグランド端子(GND)に接続されている。また、+a相の磁気抵抗パターン243の中点位置には、+a相が出力される端子(+a)が設けられ、−a相の磁気抵抗パターン241の中点位置には、−a相が出力される端子(−a)が設けられている。また、+b相の磁気抵抗パターン244および−b相の磁気抵抗パターン242も、+a相の磁気抵抗パターン244および−a相の磁気抵抗パターン241と同様、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子(Vcc)に接続され、他方端がグランド端子(GND)に接続されている。また、+b相の磁気抵抗パターン244の中点位置には、+b相が出力される端子(+b)が設けられ、−b相の磁気抵抗パターン242の中点位置には、−b相が出力される端子(−b)が設けられている。 Here, the +a phase magnetic resistance pattern 243 and the −a phase magnetic resistance pattern 241 form a bridge circuit, one end of which is connected to the power supply terminal (Vcc) and the other end of which is connected to the ground terminal (GND). It is connected. Further, a terminal (+a) for outputting the +a phase is provided at the center point of the +a phase magnetic resistance pattern 243, and a −a phase is output at the center point of the −a phase magnetic resistance pattern 241. The terminal (-a) is provided. Further, the +b-phase magnetic resistance pattern 244 and the −b-phase magnetic resistance pattern 242 also form a bridge circuit similarly to the +a-phase magnetic resistance pattern 244 and the −a-phase magnetic resistance pattern 241, and one end thereof is It is connected to the power supply terminal (Vcc) and the other end is connected to the ground terminal (GND). Further, a terminal (+b) for outputting the +b phase is provided at the center point of the +b phase magnetic resistance pattern 244, and a −b phase is output at the center point of the −b phase magnetic resistance pattern 242. The terminal (-b) is provided.

第2感磁素子172は、第2磁石162の位相に対して、互いに90°の位相差を有するA相(SIN)の磁気抵抗パターンとB相(COS)の磁気抵抗パターンとを備えた第2磁気抵抗素子である。かかる第2感磁素子172において、A相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体18の移動検出を行う+a相(SIN+)の磁気抵抗パターン264および−a相(SIN−)の磁気抵抗パターン262を備えており、B相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体18の移動検出を行う+b相(COS+)の磁気抵抗パターン263および−b相(COS−)の磁気抵抗パターン261を備えている。 The second magnetic sensing element 172 includes an A-phase (SIN) magnetic resistance pattern and a B-phase (COS) magnetic resistance pattern having a phase difference of 90° with respect to the phase of the second magnet 162. Two magnetoresistive elements. In the second magneto-sensitive element 172, the A-phase magnetic resistance pattern includes a +a-phase (SIN+) magnetic-resistance pattern 264 and a −a-phase (SIN−) that detect movement of the rotating body 18 with a phase difference of 180°. The magnetoresistive pattern 262 is provided, and the B-phase magnetoresistive pattern includes a +b-phase (COS+) magnetic-resistive pattern 263 and a −b-phase (COS−) that detect movement of the rotating body 18 with a phase difference of 180°. The magnetic resistance pattern 261 is provided.

ここで、+a相の磁気抵抗パターン264および−a相の磁気抵抗パターン262は、第1感磁素子171と同様、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子(Vcc)に接続され、他方端がグランド端子(GND)に接続されている。また、+a相の磁気抵抗パターン264の中点位置には、+a相が出力される端子(+a)が設けられ、−a相の磁気抵抗パターン262の中点位置には、−a相が出力される端子(−a)が設けられている。また、+b相の磁気抵抗パターン263および−b相の磁気抵抗パターン261は、+a相の磁気抵抗パターン264および−a相の磁気抵抗パターン262と同様、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子(Vcc)に接続され、他方端がグランド端子(GND)に接続されている。また、+b相の磁気抵抗パターン263の中点位置には、+b相が出力される端子(+b)が設けられ、−b相の磁気抵抗パターン261の中点位置には、−b相が出力される端子(−b)が設けられている。 Here, the +a-phase magnetic resistance pattern 264 and the −a-phase magnetic resistance pattern 262 form a bridge circuit similarly to the first magnetic sensing element 171, and one end is connected to the power supply terminal (Vcc). The other end is connected to the ground terminal (GND). Further, a terminal (+a) for outputting the +a phase is provided at the center point of the +a phase magnetic resistance pattern 264, and a −a phase is output at the center point of the −a phase magnetic resistance pattern 262. The terminal (-a) is provided. Further, the +b phase magnetic resistance pattern 263 and the −b phase magnetic resistance pattern 261 constitute a bridge circuit, like the +a phase magnetic resistance pattern 264 and the −a phase magnetic resistance pattern 262, and one end thereof is It is connected to the power supply terminal (Vcc) and the other end is connected to the ground terminal (GND). Further, a terminal (+b) for outputting the +b phase is provided at the center point of the +b phase magnetic resistance pattern 263, and a −b phase is output at the center point of the −b phase magnetic resistance pattern 261. The terminal (-b) is provided.

かかる構成の第2感磁素子172は、図8および図9に示すように、第2磁石162において隣接するトラック310の境界部分に回転軸線方向Lで重なる位置に配置されている。このため、第2感磁素子172の磁気抵抗パターン261〜264は、各々の磁気抵抗パターン261〜264の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック310の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。すなわち、第2磁石162は、複数のトラック310を備えているので、隣接するトラック310の境界線部分では、各々の磁気抵抗パターン261〜264の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック310の面内方向の向きが変化する回転磁界が発生する。ここで、飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量kが、磁界強度Hと近似的に「k∝H2」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界(磁気ベクトルの回転)の方向を検出する際の原理は、強磁性金属からなる各々の磁気抵抗パターン261〜264に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、各々の磁気抵抗パターン261〜264の抵抗値Rとの間には、下式
R=R0−k×sin2θ
R0:無磁界中での抵抗値
k:抵抗値変化量(飽和感度領域以上のときは定数)
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Rが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いA相およびB相を得ることができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the second magnetic sensing element 172 having such a configuration is arranged at a position overlapping the boundary portion of the adjacent tracks 310 in the second magnet 162 in the rotation axis direction L. Therefore, the magnetoresistive patterns 261 to 264 of the second magnetic sensitive element 172 rotate so that the direction thereof changes in the in-plane direction of the track 310 at a magnetic field strength equal to or higher than the saturation sensitivity region of the resistance value of each of the magnetoresistive patterns 261 to 264. A magnetic field can be detected. That is, since the second magnet 162 is provided with a plurality of tracks 310, the track 310 has a magnetic field strength equal to or higher than the saturation sensitivity region of the resistance value of each of the magnetoresistive patterns 261 to 264 at the boundary between adjacent tracks 310. A rotating magnetic field whose direction changes in the in-plane direction is generated. Here, the saturation sensitivity region generally refers to a region other than the region in which the resistance value change amount k can be approximately represented by the equation “k∝H2” with the magnetic field strength H. Further, the principle of detecting the direction of the rotating magnetic field (rotation of the magnetic vector) with the magnetic field strength of the saturation sensitivity region or higher is that the resistance value is set in a state where each of the magnetoresistive patterns 261 to 264 made of ferromagnetic metal is energized. When a magnetic field strength that saturates is applied, the following equation R=R0-k×sin2θ is provided between the angle θ formed by the magnetic field and the current direction and the resistance value R of each of the magnetoresistive patterns 261 to 264.
R0: Resistance value without magnetic field
k: Amount of change in resistance value (a constant when the saturation sensitivity range is exceeded)
The fact that there is a relationship indicated by is used. When the rotating magnetic field is detected based on such a principle, when the angle θ changes, the resistance value R changes along the sine wave, so that the A phase and the B phase with high waveform quality can be obtained.

かかる構成のエンコーダ10において、第1感磁素子171、第1ホール素子175a、第2ホール素子175b、および第2感磁素子172には、増幅回路291〜296や、これらの増幅回路291〜296から出力される正弦波信号sin、cosに補間処理や各種演算処理を行うCPU290(演算回路)等が構成されており、第1感磁素子171、第1ホール素子175a、第2ホール素子175b、および第2感磁素子172からの出力に基づいて、基板ユニット13に対する回転体18の回転角度位置が求められる。 In the encoder 10 having such a configuration, the amplifier circuits 291-296 and the amplifier circuits 291-296 are provided in the first magnetic sensing element 171, the first hall element 175a, the second hall element 175b, and the second magnetic sensing element 172. A CPU 290 (arithmetic circuit) that performs interpolation processing and various arithmetic processing on the sine wave signals sin and cos output from the first magnetic sensing element 171, the first hall element 175a, the second hall element 175b, Then, based on the output from the second magnetic sensing element 172, the rotational angle position of the rotating body 18 with respect to the substrate unit 13 is obtained.

より具体的には、エンコーダ10において、回転体18が1回転すると、第1感磁素子171からは、図10に示す正弦波信号sin、cosが2周期分、出力される。従って、正弦波信号sin、cosを増幅回路291および増幅回路292により増幅した後、CPU290において、図11に示すように、正弦波信号sin、cosからθ=tan-1(sin/cos)を求めれば、回転出力軸の角度位置θが分かる。また、本形態では、第1磁石161の中心からみて90°ずれた位置に第1ホール素子175aおよび第2ホール素子175bが配置されている。このため、現在位置が正弦波信号sin、cosのいずれの区間に位置するかが分かる。従って、エンコーダ10は、第1感磁素子171での検出結果、第1ホール素子175aでの検出結果、および第2ホール素子175bでの検出結果に基づいて回転体18の第1絶対角度位置情報を生成することができ、アブソリュート動作を行うことができる。 More specifically, in the encoder 10, when the rotating body 18 makes one rotation, the first magnetic sensitive element 171 outputs the sine wave signals sin and cos shown in FIG. 10 for two cycles. Therefore, after the sine wave signals sin and cos are amplified by the amplifier circuit 291 and the amplifier circuit 292, the CPU 290 can obtain θ=tan−1(sin/cos) from the sine wave signals sin and cos as shown in FIG. Then, the angular position θ of the rotation output shaft can be known. Further, in the present embodiment, the first Hall element 175a and the second Hall element 175b are arranged at positions displaced by 90° from the center of the first magnet 161. Therefore, it is possible to know which of the sine wave signals sin and cos the current position is located. Therefore, the encoder 10 determines the first absolute angular position information of the rotating body 18 based on the detection result of the first magnetic sensing element 171, the detection result of the first hall element 175a, and the detection result of the second hall element 175b. Can be generated and an absolute operation can be performed.

また、本実施形態のエンコーダ10では、N極とS極とが周方向において交互に複数着磁された環状の着磁面231を備えた第2磁石162が用いられており、かかる第2磁石162に対向する第2感磁素子172からは、回転体18が第2磁石162の磁極の1周期分を回転する度に、図10に示すような正弦波信号sin、cosが出力される。従って、第2感磁素子172から出力された正弦波信号sin、cosを増幅回路293および増幅回路294により増幅した後、CPU290において、パルス信号等に変換すれば、第2磁石162の磁極に対応する信号が得られる。従って、CPU290において、第1感磁素子171での検出結果、第1ホール素子175aでの検出結果、および第2ホール素子175bでの検出結果に基づいて得られた回転体18の第1絶対角度位置情報と、第2感磁素子172での検出結果とを用いれば、回転体18の第2絶対角度位置情報を得ることができ、かかる第2絶対角度位置情報は、第1絶対角度位置情報に比して分解能が高い。すなわち、第1感磁素子171での検出結果、第1ホール素子175aでの検出結果、および第2ホール素子175bでの検出結果に基づいて回転体18の第1絶対角度位置情報を検出し、かかる第1絶対角度位置情報、および第2感磁素子172での検出結果を用いて、回転体18のさらに高い精度の絶対角度位置(第2絶対角度位置情報)を得る。 In addition, in the encoder 10 of the present embodiment, the second magnet 162 including the annular magnetized surface 231 in which a plurality of N poles and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction is used. Each time the rotating body 18 rotates one cycle of the magnetic pole of the second magnet 162, the second magnetic sensing element 172 facing the 162 outputs sine wave signals sin and cos as shown in FIG. Therefore, if the sine wave signals sin and cos output from the second magnetic sensing element 172 are amplified by the amplifier circuit 293 and the amplifier circuit 294 and then converted into a pulse signal or the like in the CPU 290, they correspond to the magnetic poles of the second magnet 162. Signal is obtained. Therefore, in the CPU 290, the first absolute angle of the rotating body 18 obtained based on the detection result of the first magnetic sensing element 171, the detection result of the first hall element 175a, and the detection result of the second hall element 175b. By using the position information and the detection result of the second magnetic sensing element 172, the second absolute angular position information of the rotating body 18 can be obtained, and the second absolute angular position information is the first absolute angular position information. The resolution is higher than. That is, the first absolute angular position information of the rotating body 18 is detected based on the detection result of the first magnetic sensing element 171, the detection result of the first hall element 175a, and the detection result of the second hall element 175b. By using the first absolute angular position information and the detection result of the second magnetic sensing element 172, the absolute angular position (second absolute angular position information) of the rotating body 18 with higher accuracy is obtained.

(回転軸線方向における磁石および感磁素子の配置)
次に、図12の本実施形態のエンコーダ10の側面方向からのレイアウトを示す概略図を用いて、回転軸線方向Lにおける磁石16(第1磁石161および第2磁石162)および感磁素子17(第1感磁素子171および第2感磁素子172)の配置について説明する。なお、図12は概略図であり、磁石16および感磁素子17以外の構成部材の多くは省略して表している。
(Arrangement of magnets and magnetic sensitive elements in the direction of the rotation axis)
Next, the magnet 16 (the first magnet 161 and the second magnet 162) and the magnetic sensitive element 17 (in the rotation axis direction L) and the magnetic sensitive element 17 (using the schematic view showing the layout of the encoder 10 of the present embodiment from the side direction in FIG. The arrangement of the first magnetic sensing element 171 and the second magnetic sensing element 172) will be described. It should be noted that FIG. 12 is a schematic diagram, and most of the components other than the magnet 16 and the magnetic sensing element 17 are omitted.

図12で表されるように、第2感磁素子172の出力側基板面60bからの回転軸線方向Lの出力側L1における長さは、第1感磁素子171の出力側基板面60bからの回転軸線方向Lの出力側L1における長さよりも長い。別の表現をすると、第2感磁素子172は、回転軸線方向Lにおいて、第1感磁素子171よりも磁石側である出力側L1に向けて突出している。このため、着磁数が多く磁束が遠くまで至らないことで狭いことが要求される第2感磁素子172と第2磁石162との間隔を簡単に狭くすることができる構成になっている。また、第1感磁素子171と第2感磁素子172とが共に基板60に実装されているので、基板ユニット13の組み立てを簡単にできる構成になっている。したがって、本実施形態のモータ1は、簡単に形成でき、且つ、磁気検出感度が高い。なお、第1感磁素子171および第2感磁素子172は、樹脂モールドにより基板60に実装されたものや基板60にフリップチップ実装されたものであることが好ましい。 As shown in FIG. 12, the length of the second magnetic sensing element 172 on the output side L1 in the rotation axis direction L from the output side substrate surface 60b is measured from the output side substrate surface 60b of the first magnetic sensing element 171. It is longer than the length on the output side L1 in the rotation axis direction L. In other words, the second magnetic sensing element 172 projects in the rotation axis direction L toward the output side L1 which is the magnet side of the first magnetic sensing element 171. Therefore, the gap between the second magnetism sensing element 172 and the second magnet 162, which is required to be narrow because the number of magnetizations is large and the magnetic flux does not reach far, can be easily narrowed. Further, since the first magnetic sensitive element 171 and the second magnetic sensitive element 172 are both mounted on the substrate 60, the substrate unit 13 can be easily assembled. Therefore, the motor 1 of the present embodiment can be easily formed and has high magnetic detection sensitivity. The first magnetic sensitive element 171 and the second magnetic sensitive element 172 are preferably mounted on the substrate 60 by resin molding or flip-chip mounted on the substrate 60.

なお、図12で表されるように、第1感磁素子171と第1磁石161との間隔は第2感磁素子172と第2磁石162との間隔よりも広い。第2磁石162は第1磁石161よりも着磁数が多く第1磁石161に比べて磁束が遠くまで至らないので、本実施形態のモータ1のように、第2感磁素子172と第2磁石162との間隔を第1感磁素子171と第1磁石161との間隔よりも狭くすることで、第1感磁素子171および第2感磁素子172の両方において高感度で磁気検出することが可能になる。 As shown in FIG. 12, the distance between the first magnetic sensing element 171 and the first magnet 161 is wider than the distance between the second magnetic sensing element 172 and the second magnet 162. Since the second magnet 162 has a larger number of magnetizations than the first magnet 161, and the magnetic flux does not reach as far as the first magnet 161, the second magnetic sensing element 172 and the second magnetism detecting element 172 are provided as in the motor 1 of the present embodiment. By making the distance between the magnet 162 and the first magnetism sensing element 171 smaller than the distance between the first magnetism sensing element 171 and the first magnetism sensing element 161, both the first magnetism sensing element 171 and the second magnetism sensing element 172 can detect magnetism with high sensitivity. Will be possible.

また、上記のように、基板60は、第1感磁素子171および第2感磁素子172のグランド端子6および7と接続されるシグナルグランド5を有しており、基板ホルダ50は、回転軸線方向Lから見た第2感磁素子172の位置に開口部58を有している。また、図12で表されるように、開口部58は、回転軸線方向Lにおける厚みが基板ホルダ50よりも薄いシールド部材80で覆われている。そして、上記のように、基板ホルダ50およびシールド部材80は、共に、導電性部材(導電性の金属)で形成されており、シグナルグランド5と接続されている。このように、第2感磁素子172を薄いシールド部材80でシールドすることで、第2感磁素子172と第2磁石162との間隔を狭くしたまま、第2感磁素子172に磁石16側からノイズ(フレームグランドノイズや電源ノイズなど)が侵入して磁気検出結果に影響が出ることを抑制できる。また、シールド部材80を基板ホルダ50と別部材とすることで、シールド効果を簡単に調整できる。 Further, as described above, the substrate 60 has the signal ground 5 connected to the ground terminals 6 and 7 of the first magnetic sensing element 171 and the second magnetic sensing element 172, and the substrate holder 50 has the rotation axis line. The opening 58 is provided at the position of the second magnetic sensing element 172 when viewed from the direction L. Further, as shown in FIG. 12, the opening 58 is covered with a shield member 80 having a thickness in the rotation axis direction L smaller than that of the substrate holder 50. Then, as described above, the substrate holder 50 and the shield member 80 are both formed of a conductive member (conductive metal) and are connected to the signal ground 5. As described above, by shielding the second magnetic sensing element 172 with the thin shield member 80, the second magnetic sensing element 172 is provided on the magnet 16 side while keeping the distance between the second magnetic sensing element 172 and the second magnet 162 narrow. Noise (frame ground noise, power supply noise, etc.) from entering the device can be prevented from affecting the magnetic detection result. Moreover, the shield effect can be easily adjusted by using the shield member 80 as a separate member from the substrate holder 50.

また、図12で表されるように、第1感磁素子171の第1磁石161と対向する位置は、基板ホルダ50で覆われている。このような構成となっていることで、本実施形態のモータ1は、第1感磁素子171に磁石16側からノイズが侵入して磁気検出結果に影響が出ることを抑制している。 As shown in FIG. 12, the position of the first magnetic sensing element 171 facing the first magnet 161 is covered with the substrate holder 50. With such a configuration, the motor 1 of the present embodiment suppresses noise from entering the first magnetic sensing element 171 from the magnet 16 side and affecting the magnetic detection result.

なお、本実施形態においては、第1感磁素子171の位置に開口部が設けられておらず、開口部が無いために第1感磁素子171の位置はシールド部材80で覆われていないが、第1感磁素子171の位置に開口部が設けられ、該開口部を覆うシールド部材80を備えていてもよい。そのような構成とする場合、第1感磁素子171の位置の開口部と第2感磁素子172の位置の開口部58とを1つのシールド部材80で覆う構成としてもよい。 In the present embodiment, the opening is not provided at the position of the first magnetic sensing element 171, and the position of the first magnetic sensing element 171 is not covered with the shield member 80 because there is no opening. An opening may be provided at the position of the first magnetic sensing element 171, and the shield member 80 may be provided to cover the opening. In the case of such a configuration, the opening at the position of the first magnetic sensing element 171 and the opening 58 at the position of the second magnetic sensing element 172 may be covered with one shield member 80.

ここで、第2感磁素子172は、基板ホルダ50を超えて第2磁石162側に突出していないことが好ましい。第2感磁素子172が他の部材などに接触することを抑制できるためである。また、基板ホルダ50にシールド部材80を取り付ける場合において、簡単にシールド部材80を変形させることなく取り付けることができる。本実施形態においては、第2磁石162側における第2感磁素子172の表面は、第2磁石162側における基板ホルダ50の表面(正確にはシールド取付面59)と略面一となっている。 Here, it is preferable that the second magnetic sensing element 172 does not protrude beyond the substrate holder 50 toward the second magnet 162 side. This is because it is possible to prevent the second magnetic sensing element 172 from contacting another member or the like. Further, when the shield member 80 is attached to the substrate holder 50, the shield member 80 can be easily attached without being deformed. In the present embodiment, the surface of the second magnetic sensing element 172 on the second magnet 162 side is substantially flush with the surface of the substrate holder 50 on the second magnet 162 side (to be exact, the shield mounting surface 59). ..

また、図12で表されるように、本実施形態の第2感磁素子172は感磁膜172aを有している。そして、感磁膜172aの回転軸線方向Lにおける第2感磁素子172での配置は、第2磁石162側(出力側L1寄り)である。すなわち、回転軸線方向Lにおける第2感磁素子172での感磁膜172aの位置は、回転軸線方向Lにおける第2感磁素子172の中央よりも第2磁石162側である。このように、感磁膜172aの位置を磁石16に近づけることがで、特に高感度で磁気検出することが可能になる。 Further, as shown in FIG. 12, the second magnetic sensing element 172 of this embodiment has a magnetic sensing film 172a. The arrangement of the magnetic sensitive film 172a on the second magnetic sensitive element 172 in the rotation axis direction L is on the second magnet 162 side (close to the output side L1). That is, the position of the magnetic sensitive film 172a on the second magnetic sensing element 172 in the rotation axis direction L is closer to the second magnet 162 side than the center of the second magnetic sensing element 172 in the rotation axis direction L. In this way, by bringing the position of the magnetic sensitive film 172a close to the magnet 16, it becomes possible to perform magnetic detection with a particularly high sensitivity.

本実施形態のモータ1においては、図6及び図8等で表されるように、第2磁石162は、第1磁石161の周囲に亘り配置され、第1磁石161と第2磁石162との間には、全周に亘ってシールド壁153が設けられている。シールド壁153は、磁石保持部151および固定部152と共に一体成型されており、第1磁石161から第2磁石162に向かう磁束の影響を抑制するものである。ここで、シールド壁153は、図12で表される本実施形態のモータ1のように、第2磁石162を超えて基板60側に突出していないことが好ましい。第1磁石161と第2磁石162との間に第2磁石162を超えないシールド壁153を設けることで、第1磁石161から第2磁石162に向かう磁束の影響を抑制しつつ、第2磁石162の磁束がシールド壁153に向かい、第2感磁素子172に向かう磁束が弱くなるということを抑制できるためである。なお、本実施形態においては、シールド壁153と第2磁石162の反出力側L2の表面が面一となっているが、第2磁石162の反出力側L2の表面がシールド壁153の反出力側L2の表面よりも反出力側L2に突出していてもよい。 In the motor 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 6 and FIG. 8, the second magnet 162 is arranged around the first magnet 161, and the first magnet 161 and the second magnet 162 are separated from each other. In between, a shield wall 153 is provided over the entire circumference. The shield wall 153 is integrally molded with the magnet holding portion 151 and the fixed portion 152, and suppresses the influence of the magnetic flux traveling from the first magnet 161 to the second magnet 162. Here, it is preferable that the shield wall 153 does not project beyond the second magnet 162 toward the substrate 60 side unlike the motor 1 of the present embodiment shown in FIG. By providing the shield wall 153 that does not exceed the second magnet 162 between the first magnet 161 and the second magnet 162, it is possible to suppress the influence of the magnetic flux traveling from the first magnet 161 to the second magnet 162, and This is because it is possible to prevent the magnetic flux of 162 from heading to the shield wall 153 and weakening of the magnetic flux heading to the second magnetic sensing element 172. In the present embodiment, the surface of the shield wall 153 and the surface of the second magnet 162 on the opposite output side L2 are flush with each other, but the surface of the second magnet 162 on the opposite output side L2 is the opposite output of the shield wall 153. It may project to the opposite output side L2 from the surface of the side L2.

また、シールド壁153は、図12で表される本実施形態のモータ1のように、第1磁石161を超えて基板60側である反出力側L2に突出していることが好ましい。第1磁石161を超えて反出力側L2に突出しているシールド壁153により、第1磁石161から第2磁石162に向かう磁束の影響を抑制できるためである。 Further, the shield wall 153 preferably protrudes beyond the first magnet 161 to the opposite output side L2 which is the substrate 60 side, as in the motor 1 of the present embodiment shown in FIG. This is because the shield wall 153 protruding beyond the first magnet 161 to the opposite output side L2 can suppress the influence of the magnetic flux traveling from the first magnet 161 to the second magnet 162.

なお、第2磁石162は、予め着磁されたものを磁石ホルダ15に固定してもよいが、磁石ホルダ15に固定された状態で着磁されている方がより好ましい。第2磁石162の回転軸2(エンコーダ側回転軸22)に対する中心ずれを抑制できるためである。ここで、着磁性を向上するために、本実施形態のように、シールド壁153は回転軸線方向Lにおいて第2磁石162を超えて突出していないことが好ましい。なお、磁石ホルダ15に対する第2磁石162の配置がずれているにもかかわらず、第2磁石162の回転軸2に対する中心ずれがない第2磁石162は、磁石ホルダ15に固定された状態で着磁されたものであると判断できる。 The second magnet 162 may be magnetized in advance and fixed to the magnet holder 15, but it is more preferable that the second magnet 162 is magnetized in a state of being fixed to the magnet holder 15. This is because center deviation of the second magnet 162 with respect to the rotary shaft 2 (encoder-side rotary shaft 22) can be suppressed. Here, in order to improve the magnetizability, it is preferable that the shield wall 153 does not protrude beyond the second magnet 162 in the rotation axis direction L as in the present embodiment. It should be noted that the second magnet 162, which is not displaced from the center of the second magnet 162 with respect to the rotation shaft 2 despite the displacement of the second magnet 162 with respect to the magnet holder 15, is attached to the magnet holder 15 in a fixed state. It can be judged that it is magnetized.

本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。
また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each mode described in the section of the summary of the invention are to solve some or all of the above-mentioned problems, or one of the effects described above. It is possible to appropriately replace or combine in order to achieve a part or all.
If the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

1…モータ、2…回転軸、3…モータ本体、4…モータケース、5…シグナルグランド、6…グランド端子、7…グランド端子、10…エンコーダ、11…外側ケース、12…エンコーダカバー、13…基板ユニット、14…エンコーダホルダ、15…磁石ホルダ、16…磁石、17…感磁素子、18…回転体、21…モータ側回転軸、22…エンコーダ側回転軸、41…筒状ケース、42…軸受ホルダ、43…軸受、44…円形凹部、45…フランジ、46…環状壁、47…プレート、48…貫通孔、49…切り欠き、50…基板ホルダ、51…ボス部、52…ボス部、53…端板部、54…側板部、57…シールド部材取付位置、58…開口部(貫通孔)、59…シールド取付面、60…基板、60a…反出力側基板面、60b…出力側基板面、61…切り欠き、62…固定孔、63…固定孔、65…コネクタ、70…固定部材、80…シールド部材、111…端板部、112…側板部、113…切り欠き、114…シール部材、121…端板部、122…筒状部、123…切り欠き、141…磁石配置孔、142…胴部、143…脚部、144…固定孔、151…磁石保持部、152…固定部、153…シールド壁、161…第1磁石、162…第2磁石、171…第1感磁素子、172…第2感磁素子、172a…感磁膜、175…ホール素子、175a…第1ホール素子、175b…第2ホール素子、221…着磁面、231…着磁面、241…磁気抵抗パターン、242…磁気抵抗パターン、243…磁気抵抗パターン、244…磁気抵抗パターン、261…磁気抵抗パターン、262…磁気抵抗パターン、263…磁気抵抗パターン、264…磁気抵抗パターン、290…CPU、291…増幅回路、292…増幅回路、293…増幅回路、294…増幅回路、295…増幅回路、296…増幅回路、310…トラック、621…グランドスルーホール、L…回転軸線、L1…出力側、L2…反出力側 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Motor, 2... Rotating shaft, 3... Motor main body, 4... Motor case, 5... Signal ground, 6... Ground terminal, 7... Ground terminal, 10... Encoder, 11... Outer case, 12... Encoder cover, 13... Substrate unit, 14... Encoder holder, 15... Magnet holder, 16... Magnet, 17... Magnetism sensitive element, 18... Rotating body, 21... Motor side rotating shaft, 22... Encoder side rotating shaft, 41... Cylindrical case, 42... Bearing holder, 43... Bearing, 44... Circular recess, 45... Flange, 46... Annular wall, 47... Plate, 48... Through hole, 49... Notch, 50... Substrate holder, 51... Boss part, 52... Boss part, 53... End plate portion, 54... Side plate portion, 57... Shield member mounting position, 58... Opening portion (through hole), 59... Shield mounting surface, 60... Board, 60a... Counter-output side board surface, 60b... Output board Surface, 61... Notch, 62... Fixing hole, 63... Fixing hole, 65... Connector, 70... Fixing member, 80... Shield member, 111... End plate part, 112... Side plate part, 113... Notch, 114... Seal Member... 121... End plate part, 122... Cylindrical part, 123... Notch, 141... Magnet arrangement hole, 142... Body part, 143... Leg part, 144... Fixing hole, 151... Magnet holding part, 152... Fixing part , 153... Shield wall, 161... First magnet, 162... Second magnet, 171... First magnetic sensitive element, 172... Second magnetic sensitive element, 172a... Magnetic sensitive film, 175... Hall element, 175a... First hole Element 175b... Second hall element, 221... Magnetized surface, 231... Magnetized surface, 241... Magnetic resistance pattern, 242... Magnetic resistance pattern, 243... Magnetic resistance pattern, 244... Magnetic resistance pattern, 261... Magnetic resistance pattern , 262... Magnetoresistive pattern, 263... Magnetoresistive pattern, 264... Magnetoresistive pattern, 290... CPU, 291... Amplifier circuit, 292... Amplifier circuit, 293... Amplifier circuit, 294... Amplifier circuit, 295... Amplifier circuit, 296... Amplifier circuit, 310... Track, 621... Ground through hole, L... Rotation axis line, L1... Output side, L2... Counter output side

Claims (9)

N極とS極とが1極ずつ着磁された第1磁石と、N極とS極とが複数着磁された第2磁石と、を有し、前記第1磁石および前記第2磁石の両方の磁石と共に回転可能な磁石ホルダと、
前記磁石ホルダの回転軸線方向において前記第1磁石と対向して設けられた第1感磁素子と、前記回転軸線方向において前記第2磁石と対向して設けられた第2感磁素子とを実装した基板と、
を備え、
前記第2感磁素子は、前記第1感磁素子よりも前記磁石側に向けて突出していることを特徴とするモータ。
A first magnet magnetized with one N pole and a second magnet magnetized with one S pole, and a second magnet magnetized with a plurality of N poles and S poles, and each of the first magnet and the second magnet A magnet holder that can rotate with both magnets,
A first magnetic sensing element provided facing the first magnet in the rotation axis direction of the magnet holder, and a second magnetic sensing element provided facing the second magnet in the rotation axis direction are mounted. And the board
Equipped with
The motor according to claim 2, wherein the second magnetic sensing element projects toward the magnet side more than the first magnetic sensing element.
請求項1に記載のモータにおいて、
前記回転軸線方向における前記磁石側において前記基板を覆う基板ホルダを備え、
前記基板は、前記第1感磁素子および前記第2感磁素子のグランド端子と接続されるシグナルグランドを有し、
前記基板ホルダは、前記回転軸線方向から見た前記第2感磁素子の位置に開口部を有し、
前記開口部は、前記回転軸線方向における厚みが前記基板ホルダよりも薄いシールド部材で覆われ、
前記基板ホルダおよび前記シールド部材は、共に、導電性部材で形成されており、前記シグナルグランドと接続されていることを特徴とするモータ。
The motor according to claim 1,
A substrate holder that covers the substrate on the magnet side in the rotation axis direction;
The substrate has a signal ground connected to the ground terminals of the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element,
The substrate holder has an opening at the position of the second magnetic sensing element when viewed from the rotation axis direction,
The opening is covered with a shield member whose thickness in the rotation axis direction is thinner than that of the substrate holder,
The substrate holder and the shield member are both formed of a conductive member and are connected to the signal ground.
請求項2に記載のモータにおいて、
前記第1感磁素子の前記第1磁石と対向する位置は、前記基板ホルダで覆われていることを特徴とするモータ。
The motor according to claim 2,
A motor, wherein a position of the first magnetic sensing element facing the first magnet is covered with the substrate holder.
請求項1から3のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2感磁素子は、前記基板ホルダを超えて前記第2磁石側に突出していないことを特徴とするモータ。
The motor according to any one of claims 1 to 3,
The motor according to claim 2, wherein the second magnetic sensing element does not protrude beyond the substrate holder toward the second magnet.
請求項1から4のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2感磁素子と前記第2磁石との間隔は、前記第1感磁素子と前記第1磁石との間隔よりも狭いことを特徴とするモータ。
The motor according to any one of claims 1 to 4,
A motor characterized in that a distance between the second magnetic sensing element and the second magnet is narrower than a distance between the first magnetic sensing element and the first magnet.
請求項1から5のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2感磁素子は感磁膜を有し、
前記回転軸線方向における前記第2感磁素子での前記感磁膜の位置は、前記回転軸線方向における前記第2感磁素子の中央よりも前記第2磁石側であることを特徴とするモータ。
The motor according to any one of claims 1 to 5,
The second magnetic sensing element has a magnetic sensing film,
The motor, wherein the position of the magneto-sensitive film in the second magneto-sensitive element in the rotation axis direction is closer to the second magnet than the center of the second magneto-sensitive element in the rotation axis direction.
請求項1から6のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2磁石は、前記第1磁石の周囲に亘り配置され、
前記第1磁石と前記第2磁石との間には、全周に亘ってシールド壁が設けられており、
前記シールド壁は、前記第2磁石を超えて前記基板側に突出していないことを特徴とするモータ。
The motor according to any one of claims 1 to 6,
The second magnet is arranged around the first magnet,
A shield wall is provided over the entire circumference between the first magnet and the second magnet,
The motor, wherein the shield wall does not protrude beyond the second magnet toward the substrate.
請求項7に記載のモータにおいて、
前記シールド壁は、前記第1磁石を超えて前記基板側に突出していることを特徴とするモータ。
The motor according to claim 7,
The motor, wherein the shield wall protrudes toward the substrate beyond the first magnet.
請求項1から8のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2磁石は、前記磁石ホルダに固定された状態で着磁されていることを特徴とするモータ。
The motor according to any one of claims 1 to 8,
The motor is characterized in that the second magnet is magnetized while being fixed to the magnet holder.
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