JP2022164765A - 磁気エンコーダおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
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、要求精度は更に高くなり、たとえば、±0.04度以下が要求される。
、芯金が変形して磁気トラックの精度が低下することがある。しかし、前記圧入固定部から離れた側に、高精度を要求されかつ着磁極対数の多い磁気トラックである主トラックが配置されているため、芯金の変形による主トラックのピッチ精度の低下が比較的に少なく、検出角度の精度の向上と安定化が期待される。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い。そのため、主トラックと副トラックとの配置の工夫だけで、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。
このようにラジアル型とした場合も、精度向上を図りながら、簡易に製造することができる。
このようにアキシアル型とした場合も、精度向上を図りながら、簡易に製造することができる。
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ことが想定される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。
なお、この磁気エンコーダは、磁気トラック毎の着磁順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。そのため、この発明における芯金圧入時に変形が想定される圧入固定部から離れた側に主トラックが形成された、絶対角を高精度に検出可能な磁気エンコーダを、より高精度に製造することができる。
上記のように、磁気トラックの着磁作業において磁束漏れによる精度劣化が生じるが、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。
ぜたものと芯金2と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。
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。
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装置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およびスピンドル9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。
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。
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。
また、角度精度に影響する着磁極対数の多い主トラック5を最後に着磁するため、主トラック5の着磁作業時の磁束漏れによる精度劣化が抑制され、主トラック5は副トラック6よりもピッチ精度の低下が比較的に少なく、これによっても、限られた製造技術下で検出角度の精度の向上が期待される。この磁気エンコーダ1は、このように高精度で絶対角を検出することができる。
また、複列の磁気エンコーダ1を着磁する場合、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。
2…芯金
2Aa…トラック形成面部
2A…円筒状部
2B…圧入固定部
2Ba…段付部
2Bb…内径圧入部
2D…平板部
2Da…トラック形成面部
2E…圧入固定部
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
31…回転軸
Claims (6)
- 回転軸を圧入により固定する圧入固定部がトラック形成面部の縁から折れ曲がって続く環状の芯金と、この芯金の前記トラック形成面部に設けられた磁性部材にそれぞれN極とS極が交互に着磁された2列以上の隣合って並ぶ磁気トラックとを備え、前記2列以上の磁気トラックとして、着磁極数が最も多く角度算出に使用される主トラックと、それらの位相差を算出するための副トラックとがあり、前記主トラックが前記副トラックよりも前記圧入固定部から離れた側に位置する磁気エンコーダ。
- 請求項1に記載の磁気エンコーダにおいて、前記芯金は、外周面が前記トラック形成面部となる円筒状部と、前記圧入固定部とを有し、この圧入固定部は、前記円筒状部から内径側に折れ曲がった段付部と、この段付部の内径側縁から前記円筒状部と反対側に同心で続き回転軸が圧入固定される内径圧入部とからなる磁気エンコーダ。
- 請求項1に記載の磁気エンコーダにおいて、前記芯金は、平板の環状で片面が前記トラック形成面部となる平板部と、前記圧入固定部とを有し、この圧入固定部は、前記平板部の内径側縁から前記トラック形成面部と反対側に折れ曲がって続く磁気エンコーダ。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の磁気エンコーダにおいて、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磁気エンコーダ。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の磁気エンコーダを製造する方法であって、前記芯金の外周に前記磁性部材が設けられた未着磁の磁気エンコーダを製造した後、各列の磁気トラックを順次着磁し、この着磁の過程で、現在着磁を行わない磁気トラックまたは磁気トラックとなる部分を磁気シールド部材で遮蔽しながら、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の製造方法。
- 請求項5に記載の磁気エンコーダの製造方法において、前記副トラックを着磁した後、前記主トラックを着磁する磁気エンコーダの製造方法。
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