JP6442253B2 - 磁気エンコーダの着磁装置 - Google Patents

Description

この発明は、各種機器の回転検出、回転角度検出に使用する磁気エンコーダの着磁装置に関し、特に、各種モータの回転制御に用いられる回転検出装置に適用される技術に関する。

特許文献１に、多磁極着磁した磁気エンコーダを製造する技術が開示されている。また、特許文献２に、前記特許文献１の技術を発展させ、近接した複列の磁気エンコーダトラックを精度良く着磁する技術が開示されている。特許文献２の技術は、具体的には、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設けることで、着磁時における隣の磁気エンコーダトラックへの影響を排除し、着磁精度の向上を図っている。

特許第４０２４４７２号 特開２０１４−３８９３９号公報

特許文献２には、図１０に示すように、近接した複列の磁気エンコーダトラック１２，１３を持つ磁気エンコーダＡＥ，ＲＥの例が示されている。同図（Ａ）は、磁気エンコーダトラック１２，１３がこれら磁気エンコーダトラック１２，１３の中心軸Ｌ１と直交する平面上に並ぶアキシアルタイプの磁気エンコーダＡＥの例であり、同図（Ｂ）は、磁気エンコーダトラック１２，１３がこれら磁気エンコーダトラック１２，１３の中心軸Ｌ２を中心とする円筒面上に並ぶラジアルタイプの磁気エンコーダＲＥの例である。これらの磁気エンコーダＡＥ，ＲＥは、例えば軸受回転輪等の回転検出部材２１の外周面２１ａに芯金１１の円筒部を圧入嵌合して取り付けられる。

このような複列の磁気エンコーダトラック１２，１３を持つ磁気エンコーダＡＥ，ＲＥを形成するには、着磁ヨークの形状を含めた磁気回路を構成することが必要となる。例えば、図１１、図１２に示すように、着磁ヨーク２が有する一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂのうちの一方の着磁ヘッド２ａを着磁対象の磁気エンコーダトラック１２に対向させ、他方の着磁ヘッド２ｂをチャック５に対向させる。図１１のようにアキシアルタイプの磁気エンコーダＡＥを着磁する場合、他方の着磁ヘッド２ｂをチャック５の外周面に対向させる。また、図１２のようにラジアルタイプの磁気エンコーダＲＥを着磁する場合、他方の着磁ヘッド２ｂをチャック５の上端面に対向させる。いずれの場合も、チャック５に対向させる他方の着磁ヘッド２ｂは、チャック５を覆うような構造、つまりチャック５の周方向に拡がった形状とすることで、広い面でチャック５と対向させて磁気抵抗を下げることが有効である。

しかし、図１１に示すアキシアルタイプの磁気エンコーダＡＥの場合、着磁ヨーク２をチャック５の径方向（図の左右方向）に動かして、着磁対象の磁気エンコーダトラック１２，１３を切り替えることができない。つまり、着磁ヨーク２をチャック５の径方向に動かすと、他方の着磁ヘッド２ｂがチャック５に当たるか、または着磁ヘッド２ｂとチャック５との距離が離れ過ぎてしまうからである。同様の理由から、図１２に示すラジアルタイプの磁気エンコーダＲＥの場合は、着磁ヨーク２をチャック５の軸方向（図の上下方向）に動かして、着磁対象の磁気エンコーダトラック１２，１３を切り替えることができない。

着磁ヨーク２を複数の部位に分割し、磁気エンコーダトラック１２，１３に対向する着磁ヘッド２ａのみを動かす構成（図示せず）とすることは可能であるが、それは着磁ヨーク２が複雑になると共に、着磁対象の磁気エンコーダトラック１２，１３の切替動作に手間がかかり、効率良く着磁を行えない。

この発明の目的は、一体型の着磁ヨークを用いながら、一対の着磁ヘッドの位置を適正に切り替えられて、環状磁性体の複列の磁気エンコーダトラックに対して効率良く着磁を行うことができる磁気エンコーダの着磁装置を提供することである。

この発明の磁気エンコーダの着磁装置は、複列の隣り合って並ぶ環状の未着磁の磁気エンコーダトラックを一体に有する環状磁性体を回転させつつ円周方向の一部ずつ着磁して、それぞれの前記磁気エンコーダトラックに互いに異なる磁気パターンが形成された磁気エンコーダを得る着磁装置である。この着磁装置において、前記環状磁性体を周面で把持して前記磁気エンコーダトラックの中心軸と一致する回転軸回りに回転するチャックと、磁気ギャップを介して磁気的に対向する一対の着磁ヘッドを有し、前記チャックに把持された前記磁気エンコーダの前記未着磁の磁気エンコーダ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た励磁コイルと、この励磁コイルに着磁電流を供給して前記一対の着磁ヘッド間に磁束を通す着磁電源と、前記着磁ヨークを前記一対の着磁ヘッドの並び方向にスライドさせて着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替える切替手段とを備え、前記一対の着磁ヘッドは、それぞれの先端面が互いに同一方向を向き、一方の着磁ヘッドの先端面は前記磁気エンコーダトラックに対向し、かつ他方の着磁ヘッドの先端面は前記チャックに設けられた磁性体からなる磁路に対向し、この磁性体からなる磁路は、前記チャックにおける前記環状磁性体に接する接触部分と前記他方の着磁ヘッドの先端面に対向する対向部分とに渡って設けられたものであることを特徴とする。なお、この明細書において、「対向」とある記載につき、特に「磁気的」との説明がない場合には、位置的な対向を言う。

この構成によると、環状磁性体を把持したチャックを磁気エンコーダトラックの中心軸と一致する回転軸回りに回転させつつ、着磁電源により着磁電流を励磁コイルに供給する。これにより、一方の着磁ヘッド→着磁対象の磁気エンコーダトラック→チャックに設けられた磁性体からなる磁路→他方の着磁ヘッドの順の磁束の流れと、この逆の順の磁束の流れとを繰り返す交番磁束が発生する。磁束が磁気エンコーダトラックを通過する際に、着磁対象の磁気エンコーダトラックに含有されている磁性粉が励磁されて、この磁気エンコーダトラックが着磁される。このとき、磁気エンコーダトラックが中心軸回りに回転しているため、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶ状態に着磁される。

切替手段により着磁ヨークを一対の着磁ヘッドの並び方向にスライドさせることで、磁気エンコーダトラックに対して一方の着磁ヘッドを位置決めして、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替える。着磁ヨークの一対の着磁ヘッドは、それぞれの先端面が互いに同一方向を向き、一方の着磁ヘッドの先端面は磁気エンコーダトラックに対向し、かつ他方の着磁ヘッドの先端面はチャックに設けられた磁性体からなる磁路に対向しているため、着磁ヨークを複列の磁気エンコーダトラックの並び方向にスライドさせても、一方の着磁ヘッドの先端面と磁気エンコーダトラックとの対向距離、および他方の着磁ヘッドの先端面とチャックに設けられた磁性体からなる磁路との対向距離は変わらない。よって、一対の着磁ヘッドが一体に形成された一体型の着磁ヨークを複列の磁気エンコーダトラックの並び方向にスライドさせるだけで、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替えることができ、効率の良い着磁を行える。

着磁対象の磁気エンコーダトラックの切替えは以下のように行う。
前記環状磁性体が、前記複列の磁気エンコーダトラックがこれら磁気エンコーダトラックの中心軸と直交する平面上に並ぶアキシアルタイプの磁気エンコーダ用である場合、前記着磁ヨークを前記チャックの径方向に進退させて、前記複列の磁気エンコーダトラックに対する前記一方の着磁ヘッドの相対位置を切り替える。
また、前記環状磁性体が、前記複列の磁気エンコーダトラックがこれら磁気エンコーダトラックの中心軸から円筒面上に並ぶラジアルタイプの磁気エンコーダ用である場合、前記着磁ヨークを前記チャックの前記回転軸方向に移動させて、前記複列の磁気エンコーダトラックに対する前記一方の着磁ヘッドの相対位置を切り替える。

この発明において、前記磁性体からなる磁路は、前記チャック自体に形成されていてもよく、あるいは、前記チャックとは別体の磁路形成部材に形成されていてもよい。
いずれの場合も、交番磁束が流れるための閉回路からなる磁気回路が構成される。

この発明において、前記磁気エンコーダトラックに対向する前記一方の着磁ヘッドの先端面よりも、前記チャックに対向する前記他方の着磁ヘッドの先端面の方が、前記一対の着磁ヘッドの並び方向の幅が広いのが良い。
磁気エンコーダトラックと対向する着磁ヘッドである一方の着磁ヘッドと磁気エンコーダトラックの対向部は、磁気エンコーダトラックに狭いピッチで着磁するために、両者の対向面積を狭くするのが良い。これに対し、チャックの磁路と対向する着磁ヘッドである他方の着磁ヘッドとチャックの磁路の対向部は、磁気飽和が起きるのを防ぐために、両者の対向面積を広くするのが良い。他方の着磁ヘッドの一対の着磁ヘッドの並び方向の幅を広くして、他方の着磁ヘッドとチャックの磁路との対向面積を広くすると、両者間の磁気抵抗を小さくなるので、磁気飽和を防げる。磁気抵抗が小さくなることで、他方の着磁ヘッドとチャックの磁路間での漏れ磁束が減り、着磁強度が向上する。また、磁気飽和が起こり難いので、励磁コイルにかける電圧を上げることができ、より一層着磁強度を高めることができる。さらに、磁気飽和防止のために印加電圧の調整に注意を払わなくて済むため、効率良く着磁を行うことができる。

この発明において、前記環状磁性体は、隣り合って並ぶ２列磁気エンコーダトラックを有し、前記着磁ヨークを前記２列の磁気エンコーダトラックの並び方向に進退させて、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替えるものである場合、前記チャックにおける前記並び方向の前記他方の着磁ヘッド側端から、前記他方の着磁ヘッドから遠い側の磁気エンコーダトラックに着磁するときの前記他方の着磁ヘッドにおける前記一方の着磁ヘッド側端までの前記並び方向の距離値を、前記一方の着磁ヘッドの前記並び方向の幅と前記他方の着磁ヘッドの前記並び方向の幅とを加算した値よりも大きくすると良い。
磁気エンコーダトラックと対向する一方の着磁ヘッドの幅は各列の磁気エンコーダトラックの幅とほぼ同等であるから、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替える際には、着磁ヨークを着磁ヘッドの幅とほぼ同じ距離だけスライドさせる。このため、上記寸法関係とすることにより、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替えるために着磁ヨークをスライドさせても、常に他方の着磁ヘッドの先端面が全面でチャックの磁路と対向することとなり、磁気飽和が起きるのを防ぐことができる。

この発明の磁気エンコーダの着磁装置は、複列の隣り合って並ぶ環状の未着磁の磁気エンコーダトラックを一体に有する環状磁性体を回転させつつ円周方向の一部ずつ着磁して、それぞれの前記磁気エンコーダトラックに互いに異なる磁気パターンが形成された磁気エンコーダを得る着磁装置であって、前記環状磁性体を周面で把持して前記磁気エンコーダトラックの中心軸と一致する回転軸回りに回転するチャックと、磁気ギャップを介して磁気的に対向する一対の着磁ヘッドを有し、前記チャックに把持された前記磁気エンコーダの前記未着磁の磁気エンコーダ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た励磁コイルと、この励磁コイルに着磁電流を供給して前記一対の着磁ヘッド間に磁束を通す着磁電源と、前記着磁ヨークを前記一対の着磁ヘッドの並び方向にスライドさせて着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替える切替手段とを備え、前記一対の着磁ヘッドは、それぞれの先端面が互いに同一方向を向き、一方の着磁ヘッドの先端面は前記磁気エンコーダトラックに対向し、かつ他方の着磁ヘッドの先端面は前記チャックに設けられた磁性体からなる磁路に対向し、この磁性体からなる磁路は、前記チャックにおける前記環状磁性体に接する接触部分と前記他方の着磁ヘッドの先端面に対向する対向部分とに渡って設けられたものであるため、一体型の着磁ヨークを用いながら、一対の着磁ヘッドの位置を適正に切り替えられて、環状磁性体の複列の磁気エンコーダトラックに対して効率良く着磁を行うことができる。

（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる着磁装置の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す正面図、（Ｃ）はその側面図である。 同着磁装置の一方の着磁ヘッドと磁気エンコーダトラックの対向部を示す側面図である。 （Ａ）は図１に示す着磁装置の変形例の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す正面図である。 （Ａ）はこの発明の他の実施形態にかかる着磁装置の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す正面図、（Ｃ）はその底面図である。 同着磁装置の一方の着磁ヘッドと磁気エンコーダトラックの対向部を示す平面図である。 （Ａ）この発明のさらに他の実施形態にかかる着磁装置の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す正面図である。 （Ａ）この発明のさらに他の実施形態にかかる着磁装置の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す正面図、（Ｃ）はその側面図である。 （Ａ）この発明のさらに他の実施形態にかかる着磁装置の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す正面図である。 （Ａ）この発明のさらに他の実施形態にかかる着磁装置の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその異なる状態を示す正面図である。 （Ａ）はラジアルタイプの磁気エンコーダを回転検出部材に組み込んだ状態の断面図、（Ｂ）はアキシアルタイプの磁気エンコーダを回転検出部材に組み込んだ状態の断面図である。 従来のラジアルタイプの磁気エンコーダ用の着磁装置の概略構成を示す図である。 従来のアキシアルタイプの磁気エンコーダ用の着磁装置の概略構成を示す図である。

この発明の一実施形態を図１と共に説明する。
この着磁装置１は、例えば、各種機器の回転検出、回転角度検出に使用する磁気エンコーダの着磁装置に適用される。この着磁装置１により得られる磁気エンコーダは、図１０（Ａ）に示すようなアキシアルタイプの磁気エンコーダＡＥである。この磁気エンコーダ用の環状磁性体１０は、断面Ｌ形の芯金１１のつば状部１１ａの表面に未着磁の磁気エンコーダトラック１２，１３を設けたものである。磁気エンコーダトラック１２，１３を着磁することで、磁気エンコーダトラック１２，１３がＮ極とＳ極が円周方向に交互に並ぶ磁気パターンの磁石となる。

芯金１１は、厚さ１ｍｍ以上のプレス金属板、焼結金属板等の磁性体からなる。溶製材や鋼材の加工品であってもよい。なお、芯金１１の肉厚が１ｍｍ以下の場合、非磁性体であっても磁気回路に及ぼす影響が小さいため、芯金１１に非磁性体を用いても良いが磁性体が好ましい。磁気エンコーダトラック１２は、例えば、磁性粉を含むゴム、プラスチック、焼結体等であり、着磁によって磁石となる。磁石の種類としては、フェライト磁石、ネオジム磁石、ボンド磁石等である。

図１において、この着磁装置１は、環状磁性体１０を回転軸Ｌ回りに回転させつつ着磁して磁気エンコーダを得るものであり、着磁ヨーク２と、励磁コイル３と、着磁電源４と、チャック５と、切替手段６とを備える。着磁ヨーク２は、環状磁性体１０の未着磁の磁気エンコーダトラック１２，１３に着磁するためのもので、外周に励磁コイル３が巻かれている。着磁電源４は、励磁コイル３に着磁電流を供給する。チャック５は、環状磁性体１０を把持して前記回転軸Ｌの回りに回転する。切替手段６は、着磁対象の磁気エンコーダトラック１２，１３を切り替える。

前記着磁ヨーク２は、図では上下逆向き姿勢となる概略Ｕ字形状であって、その両端に磁気ギャップを介して磁気的に対向する一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂを有する。着磁ヨーク２は一体形成品である。両着磁ヘッド２ａ，２ｂの先端面は互いに同一方向（図の下側）を向いている。励磁コイル３に電流が流れると、一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂにＮ極およびＳ極に対応する磁力が発生する。一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂは、例えばチャック５の円周方向における同位相に配置されている。

一方の着磁ヘッド２ａは、環状磁性体１０の磁気エンコーダトラック１２，１３のいずれかにアキシアル隙間１４を介して対向する。図２に示すように、磁気エンコーダトラック１２，１３と対向する着磁ヘッドである一方の着磁ヘッド２ａは、側面視において先端側に行くほどに幅が狭まる尖塔形状をしている。

図１に示すように、他方の着磁ヘッド２ｂは、チャック５の上端面にアキシアル隙間１５を介して対向する。チャック５の上端面は、回転軸Ｌと直交する平面である。アキシアル隙間１５は十分に狭くしてある。チャック５と対向する着磁ヘッドである他方の着磁ヘッド２ｂは、一方の着磁ヘッド２ａよりも一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂの並び方向の幅が広い。また、着磁ヘッド２ｂの先端部分はチャック５の上端面に沿って円周方向に広がった形状としてある。つまり、アキシアル隙間１５を狭くし、かつ他方の着磁ヘッド２ｂとチャック５の対向面積が十分広くすることで、着磁ヘッド２ｂとチャック５間の磁気抵抗を低く抑えている。
因みに、他方の着磁ヘッド２ｂとチャック５間の磁気抵抗Ｒｍは、Ｒｍ＝ｄ／μＳで表される。ここで、μは透磁率、ｄは磁路の長さ（アキシアル隙間１５の寸法）、Ｓは断面積（対向面積）である。

前記着磁電源４は、磁気エンコーダトラック１２，１３をＮ極に着磁する電流を励磁コイル３に与えるＮ極電源４ａと、Ｓ極に着磁する電流を励磁コイル３に与えるＳ極電源４ｂとが個別に設けられ、切替器４ｃにより両電源４ａ，４ｂと励磁コイル３との接続の切替えを行う。この切替えのタイミング、電流の強さ等の制御は、図示しない制御装置により行う。

前記チャック５は、例えば、円周方向に並ぶ複数個（例えば３個）の爪５ａの内径端部５ａａを環状磁性体１０の芯金１１の内径面に押し当てて、環状磁性体１０を把持する構成である。コレット方式等の開閉機構（図示せず）により各爪５ａを径方向に進退させることで、環状磁性体１０の把持および解放を行う。また、チャック５は、図示しない回転機構により、回転軸Ｌすなわち磁気エンコーダトラック１２，１３の中心軸回りに回転する。この例では、チャック５は全体が磁性体からなり、着磁ヨーク２、磁気エンコーダトラック１２（１３）、および芯金１１と共に、磁気回路となる閉回路を構成する。つまり、チャック５自体が磁性体からなる磁路となっている。

前記切替手段６は、着磁ヨーク２を一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂの並び方向にスライドさせて着磁対象の磁気エンコーダトラック１２，１３を切り替える手段である。切替手段６は、着磁ヨーク２を前記並び方向、すなわちチャック５の径方向に案内する案内手段（図示せず）と、着磁ヨーク２を案内手段に沿ってスライドさせるモータ、シリンダ等との駆動源（図示せず）とで構成される。

この着磁装置１による磁気エンコーダの着磁方法を説明する。
２列の磁気エンコーダトラック１２，１３のうちの外径側の磁気エンコーダトラック１２に着磁する場合、図１（Ａ）のように、着磁ヨーク２の一方の着磁ヘッド２ａを外径側の磁気エンコーダトラック１２に対向させる。このとき、他方の着磁ヘッド２ｂの先端面の全面がチャック５の上端面に対向している。

この状態で、環状磁性体１０を把持したチャック５を回転軸Ｌの回りに回転させつつ、着磁電源４により励磁コイル３に着磁電流を供給する。着磁電流は、制御装置（図示せず）の制御により、短い周期で流れ方向が正逆交互に切り替わる。これにより、一方の着磁ヘッド２ａ→磁気エンコーダトラック１２→芯金１１→チャック５→他方の着磁ヘッド２ｂの順の磁束の流れと、この逆の順の磁束の流れとを繰り返す交番磁束が発生する。磁束が磁気エンコーダトラック１２を通過する際に、磁気エンコーダトラック１２に含有されている磁性粉が励磁されて磁気エンコーダトラック１２が着磁される。このとき、磁気エンコーダトラック１２が回転軸Ｌ回りに回転しているため、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶ状態に着磁される。

着磁ヨーク２の一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂが円周方向の同位相に配置されているため、磁気回路の円周方向の振れ幅が少なく、磁気回路を短くできる。そのため、磁気抵抗が小さくて磁束密度が高くなり、着磁に好ましいものとなっている。また、磁気エンコーダトラック１２，１３における磁束の通過方向が円周方向に対して直角方向となるため、狭いピッチで着磁することができる。さらに、着磁ヨーク２の一方の着磁ヘッド２ａが図２に示すような尖塔形状であると、磁束を集中させることができるため、より一層狭いピッチで着磁することができる。

他方の着磁ヘッド２ｂとチャック５のアキシアル隙間１５を狭く、かつし他方の着磁ヘッド２ｂとチャック５の対向面積を十分広くしたことにより、着磁ヘッド２ｂとチャック５間の磁気抵抗を下げて、着磁強度を高くすることができる。また、励磁コイル３に大電流を流しても、他方の着磁ヘッド２ｂとチャック５との間で磁気飽和が起きにくいため、磁気エンコーダトラック１２を通過する磁束を増やすことができ、着磁強度を上げられる。磁気飽和が起こりにくいと、励磁コイル３にかける電圧を上げて、より一層着磁強度を高めることもできる。なお、磁気抵抗が大きいと、着磁ヘッド２ｂとチャック５間で漏れ磁束が増えるため、一方の着磁ヘッド２ａから他方の着磁ヘッド２ｂへ流れる磁束が減り、着磁強度が低下する。

内径側の磁気エンコーダトラック１３に着磁する場合には、図１（Ａ）の状態から、切替手段６により着磁ヨーク２をチャック５の内径側へスライドさせて、一方の着磁ヘッド２ａが内径側の磁気エンコーダトラック１３と対向する図１（Ｂ）の状態とする。そして、前記同様に、環状磁性体１０を把持したチャック５を回転軸Ｌの回りに回転させつつ、着磁電源４により励磁コイル３に着磁電流を供給することで、内径側の磁気エンコーダトラック１３に着磁する。

着磁ヨーク２の一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂは、それぞれの先端面が互いに同一方向を向き、一方の着磁ヘッド２ａの先端面は磁気エンコーダトラック１２，１３に対向し、かつ他方の着磁ヘッド２ｂの先端面はチャック５自体である磁性体からなる磁路に対向しているため、着磁ヨーク２を複列の磁気エンコーダトラック１２，１３の並び方向にスライドさせても、一方の着磁ヘッド２ａの先端面と磁気エンコーダトラック１２，１３との対向距離、および他方の着磁ヘッド２ｂの先端面とチャック５との対向距離は共に変わらない。よって、一体型の着磁ヨーク２を複列の磁気エンコーダトラック１２，１３の並び方向にスライドさせるだけで、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替えることができ、効率の良い着磁が可能である。

外径側の磁気エンコーダトラック１２に着磁するとき（図１（Ａ））、および内径側の磁気エンコーダトラック１３に着磁するとき（図１（Ｂ））のいずれについても、他方の着磁ヘッド２ｂの先端面が全面でチャック５の上端面と対向するように、着磁ヨーク２とチャック５の寸法および位置関係が定められている。このため、いずれの磁気エンコーダトラック１２，１３に着磁する場合も、着磁強度を高く保つことができる。

具体的には、チャック５における磁気エンコーダトラック１２，１３の並び方向の他方の着磁ヘッド側２ｂの端から、他方の着磁ヘッド２ｂから遠い側の磁気エンコーダトラック１３に着磁するときの他方の着磁ヘッド２ｂにおける一方の着磁ヘッド２ａ側の端までの前記並び方向の距離をＤ、一方の着磁ヘッド２ａの前記並び方向の幅をＷ１、他方の着磁ヘッド２ｂの前記並び方向の幅をＷ２とした場合、Ｄ≧Ｗ１＋Ｗ２となるように設計してある（図１（Ｂ）参照）。
磁気エンコーダトラック１２，１３と対向する一方の着磁ヘッド２ａの幅Ｗ１は各列の磁気エンコーダトラック１２，１３の幅とほぼ同等であるから、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替える際には、着磁ヨーク２を着磁ヘッド２ａ，２ｂの幅とほぼ同じ距離だけスライドさせる。このため、上記寸法関係とすることにより、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替えるために着磁ヨーク２をスライドさせても、常に他方の着磁ヘッド２ｂの先端面が全面でチャック５の磁路と対向することとなり、磁気飽和が起きるのを防ぐことができる。

着磁ヨーク２がＵ字形状であると、励磁コイル３の磁気エンコーダトラック並び方向の幅が広い等の理由により、一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂの間隔がチャック５の半径と比較して大きくなってしまうことがある。そのような場合は、図３に示すように、着磁ヨーク２に屈曲部１６を設けることで、内径側の磁気エンコーダトラック１３に着磁するときも他方の着磁ヘッド２ｂの先端面の全面がチャック５の上端面と対向するようにできる。

図４および図５は他の実施形態を示す。この着磁装置１により得られる磁気エンコーダは、図１０（Ｂ）に示すようなラジアルタイプの磁気エンコーダＲＥである。この磁気エンコーダＲＥ用の環状磁性体１０は、段付き円筒状の芯金１１の大径部１１ｂの外周面に未着磁の磁気エンコーダトラック１２，１３を設けたものである。磁気エンコーダトラック１２，１３を着磁することで、磁気エンコーダトラック１２，１３がＮ極とＳ極が円周方向に交互に並ぶ磁気パターンの磁石となる。

図４において、このラジアルタイプの磁気エンコーダ用の着磁装置１も、アキシアルタイプの磁気エンコーダ用の着磁装置１である前記実施形態と同様に、着磁ヨーク２と、励磁コイル３と、着磁電源４と、チャック５と、切替手段６を備える。これらは、前記実施形態のものと同様の機能を有するが、着磁する環状磁性体１０の違いによって、以下の各部の構成が前記実施形態と異なっている。構成が同じ箇所については、説明を省略する。

着磁ヨーク２は、図では横向き姿勢となる概略Ｕ字形状であって、その両端に磁気ギャップを介して磁気的に対向する一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂを有する。着磁ヨーク２は一体形成品である。両着磁ヘッド２ａ，２ｂの先端面は互いに同一方向（図の右側）を向いている。一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂは、例えばチャック５の円周方向における同位相に配置されている。

一方の着磁ヘッド２ａは、環状磁性体１０の磁気エンコーダトラック１２，１３のいずれかにラジアル隙間１７を介して対向する。図５に示すように、磁気エンコーダトラック１２，１３と対向する着磁ヘッドである一方の着磁ヘッド２ａは、平面視において先端側に行くほどに幅が狭まる尖塔形状をしている。

図４に示すように、他方の着磁ヘッド２ｂは、チャック５の外周面にラジアル隙間１８を介して対向する。チャック５の外周面は、回転軸Ｌを中心とする円筒面である。ラジアル隙間１８は十分に狭くしてある。チャック５と対向する着磁ヘッドである他方の着磁ヘッド２ｂは、一方の着磁ヘッド２ａよりも一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂの並び方向の幅が広い。また、着磁ヘッド２ｂの先端部分はチャック５の外周面に沿って円周方向に広がった形状としてある。つまり、ラジアル隙間１８を狭くし、かつ他方の着磁ヘッド２ｂとチャック５の対向面積が十分広くすることで、着磁ヘッド２ｂとチャック５間の磁気抵抗を低く抑えている。

チャック５は、例えば、円周方向に並ぶ複数個（例えば３個）の爪５ａの円筒面からなる外周面を環状磁性体１０の芯金１１の内径面に押し当てて、環状磁性体１０を把持する構成である。開閉機構（図示せず）により、各爪５ａを径方向に進退可能である。また、回転機構（図示せず）により、チャック５を回転軸Ｌ回りに回転可能である。この実施形態でも、チャック５それ自体が磁性体からなる磁路となっており、チャック５、着磁ヨーク２、磁気エンコーダトラック１２（１３）、および芯金１１で、磁気回路となる閉回路を構成している。

切替手段６は、着磁ヨーク２を一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂの並び方向、すなわちチャック５の軸方向に案内する案内手段（図示せず）と、着磁ヨーク２を案内手段に沿ってスライドさせるモータ、シリンダ等との駆動源（図示せず）とで構成される。

この着磁装置１の場合、図３（Ａ），（Ｂ）のように、切替手段６により着磁ヨーク２をチャック５の軸方向にスライドさせて、着磁対象の磁気エンコーダトラック１２，１３を切り替える。その際、着磁ヨーク２をスライドさせても、一方の着磁ヘッド２ａの先端面と磁気エンコーダトラック１２，１３との対向距離、および他方の着磁ヘッド２ｂの先端面とチャック５との対向距離は変わらない。よって、着磁ヨーク２をスライドさせるという簡単な動作で着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替えることができ、効率の良い着磁が可能である。
この着磁装置１も、前記実施形態と同様に、Ｄ≧Ｗ１＋Ｗ２の関係とすることで、着磁対象の磁気エンコーダトラック１２，１３を切り替えるために着磁ヨーク２を移動させても、常に他方の着磁ヘッド２ｂの先端面が全面でチャック５の磁路と対向するようになっている。

図６の着磁装置１は、図４の着磁装置１の変形例であって、形状が異なる環状磁性体１０に対応させたものである。図６の着磁装置１に適用される環状磁性体１０は、芯金１１を円筒部１１ｃとフランジ部１１ｄとからなる断面Ｌ字形とし、この芯金１１の円筒部１１ｃの外径面からフランジ部１１ｄの端面にかけて磁気エンコーダトラック１２，１３が設けられている。磁気エンコーダトラック１２は外径側を向く面と軸方向を向く面とを有し、磁気エンコーダトラック１３は外径側を向く面だけを有する。チャック５は、環状磁性体１０の円筒部１１ｃの内径面を把持する。この構成であると、チャック５に対して磁気エンコーダトラック１２，１３が軸方向に近づくため、図４の構成に比べて、磁気回路が短くなる。それにより、漏れ磁束が減り、着磁の効率を向上させることができる。

上記各実施形態は、チャック５自体が磁性体からなる磁路となり、チャック５が磁気回路の一部を構成している。これに対し、以下の実施形態に示すように、チャック５にチャック５とは別体の磁路形成部材を設け、この磁路形成部材が磁気回路の一部を構成するようにしても良い。

図７は、図１に示す着磁装置１のチャック５の上端面に磁路形成部材２０を設けた例である。つまり、チャック５の上端面における、一方の着磁ヘッド２ａと環状磁性体１０を挟んでアキシアル方向に対向する部分から他方の着磁ヘッド２ｂとアキシアル方向に対向する部分にかけて、磁性体からなる磁路形成部材２０が設けられている。磁路形成部材２０は、磁気回路の一部を構成する磁路としての役割と、チャック５に環状磁性体１０を固定する治具としての役割を兼ねている。
これにより、図７（Ａ）に示すように、一方の着磁ヘッド２ａ→磁気エンコーダトラック１２（１３）→芯金１１→磁気形成部材２０→他方の着磁ヘッド２ｂの順の磁束の流れと、この逆の順の磁束の流れとを繰り返す交番磁束が発生する。チャック５は、磁気回路に対して一切関与しておらず、磁性体である必要はない。

なお、図１に示す着磁装置１のチャック５の上端面に、図７の磁路形成部材２０に代えて、チャック５に環状磁性体１０を固定する機能だけを有する治具（図示せず）を設けても良い。その場合、芯金１１または治具の厚みが薄ければ、治具が磁気回路に及ぼす影響が小さいため、治具を非磁性体で構成しても良い。

図８は、図１に示す着磁装置１のチャック５の外周面に磁路形成部材２０を設けた例である。チャック５は磁性体からなり、磁路形成部材２０の上端面に他方の着磁ヘッド２ｂが対向している。これにより、図８（Ａ）に示すように、一方の着磁ヘッド２ａ→磁気エンコーダトラック１２（１３）→芯金１１→チャック５→磁気形成部材２０→他方の着磁ヘッド２ｂの順の磁束の流れと、この逆の順の磁束の流れとを繰り返す交番磁束が発生する。すなわち、チャック５および磁路形成部材２０が共に、磁気回路の一部を構成している。なお、この図８、および後で説明する図９では、着磁電源４および切替手段６の図示が省略されている。
図８と図１を比較して分かるように、図８のチャック５は図１のチャック５よりも直径が小さく、かつ図８の着磁ヨーク２は図１の着磁ヨーク２よりも一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂの間隔が広い。言い換えると、図８の構成は、チャック５の直径が小さく、着磁ヨーク２の一対の着磁ヘッド２ａ，２ｂの間隔が広い場合に適用するのが有効である。

図９は、図６に示す着磁装置１のチャック５の下端面に磁路形成部材２０を設けた例である。チャック５は磁性体からなり、磁路形部材２０の外周面に他方の着磁ヘッド２ｂが対向している。これにより、図８（Ａ）に示すように、一方の着磁ヘッド２ａ→磁気エンコーダトラック１２（１３）→芯金１１→チャック５→磁気形成部材２０→他方の着磁ヘッド２ｂの順の磁束の流れと、この逆の順の磁束の流れとを繰り返す交番磁束が発生する。すなわち、チャック５および磁路形成部材２０が共に、磁気回路の一部を構成している。
図９のチャック５は図６のものよりも軸方向寸法が短い。言い換えると、この構成は、チャック５の軸方向寸法が短い場合に適用するのが有効である。

１…着磁装置
２…着磁ヨーク
２ａ…一方の着磁ヘッド
２ｂ…他方の着磁ヘッド
３…励磁コイル
４…着磁電源
５…チャック（磁路）
６…切替手段
１０…環状磁性体
１２，１３…磁気エンコーダトラック
２０…磁路形成部材（磁路）
ＡＥ…アキシアルタイプの磁気エンコーダ
Ｌ…回転軸
ＲＥ…ラジアルタイプの磁気エンコーダ

Claims (7)

1. 複列の隣り合って並ぶ環状の未着磁の磁気エンコーダトラックを一体に有する環状磁性体を回転させつつ円周方向の一部ずつ着磁して、それぞれの前記磁気エンコーダトラックに互いに異なる磁気パターンが形成された磁気エンコーダを得る着磁装置であって、
   前記環状磁性体を周面で把持して前記磁気エンコーダトラックの中心軸と一致する回転軸回りに回転するチャックと、磁気ギャップを介して磁気的に対向する一対の着磁ヘッドを有し、前記チャックに把持された前記磁気エンコーダの前記未着磁の磁気エンコーダ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た励磁コイルと、この励磁コイルに着磁電流を供給して前記一対の着磁ヘッド間に磁束を通す着磁電源と、前記着磁ヨークを前記一対の着磁ヘッドの並び方向にスライドさせて着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替える切替手段とを備え、
   前記一対の着磁ヘッドは、それぞれの先端面が互いに同一方向を向き、一方の着磁ヘッドの先端面は前記磁気エンコーダトラックに対向し、かつ他方の着磁ヘッドの先端面は前記チャックに設けられた磁性体からなる磁路に対向し、この磁性体からなる磁路は、前記チャックにおける前記環状磁性体に接する接触部分と前記他方の着磁ヘッドの先端面に対向する対向部分とに渡って設けられたものであることを特徴とする磁気エンコーダの着磁装置。
2. 請求項１に記載の磁気エンコーダの着磁装置において、前記磁性体からなる磁路は、前記チャック自体に形成されている磁気エンコーダの着磁装置。
3. 請求項１に記載の磁気エンコーダの着磁装置において、前記磁性体からなる磁路は、前記チャックとは別体の磁路形成部材に形成されている磁気エンコーダの着磁装置。
4. 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の着磁装置において、前記磁気エンコーダトラックに対向する前記一方の着磁ヘッドの先端面よりも、前記チャックに対向する前記他方の着磁ヘッドの先端面の方が、前記一対の着磁ヘッドの並び方向の幅が広い磁気エンコーダの着磁装置。
5. 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の着磁装置において、前記環状磁性体は、前記複列の磁気エンコーダトラックがこれら磁気エンコーダトラックの中心軸と直交する平面上に並ぶアキシアルタイプの磁気エンコーダ用であり、前記着磁ヨークを前記チャックの径方向に進退させて、前記複列の磁気エンコーダトラックに対する前記一方の着磁ヘッドの相対位置を切り替える磁気エンコーダの着磁装置。
6. 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の着磁装置において、前記環状磁性体は、前記複列の磁気エンコーダトラックがこれら磁気エンコーダトラックの中心軸と中心とする円筒面上に並ぶラジアルタイプの磁気エンコーダ用であり、前記着磁ヨークを前記チャックの前記回転軸方向に進退させて、前記複列の磁気エンコーダトラックに対する前記一方の着磁ヘッドの相対位置を切り替える磁気エンコーダの着磁装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の磁気エンコーダの着磁装置において、前記環状磁性体は、隣り合って並ぶ２列磁気エンコーダトラックを有し、前記着磁ヨークを前記２列の磁気エンコーダトラックの並び方向に進退させて、着磁対象の磁気エンコーダトラックを切り替えるものであり、
   前記チャックにおける前記並び方向の前記他方の着磁ヘッド側端から、前記他方の着磁ヘッドから遠い側の磁気エンコーダトラックに着磁するときの前記他方の着磁ヘッドにおける前記一方の着磁ヘッド側端までの前記並び方向の距離値は、前記一方の着磁ヘッドの前記並び方向の幅と前記他方の着磁ヘッドの前記並び方向の幅とを加算した値よりも大きい磁気エンコーダの着磁装置。

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