JPH03274413A - 磁気エンコーダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１、電子機器などに使われるモータやアクチュ
エータ等に利用される磁気エンコーダーに関する。

「従来の技術］ 磁気エンコーダーは、回転磁気ドラムと磁気センサから
構成され、回転磁気ドラムには円筒状樹脂結合形磁石で
射出成形法、圧縮成形法あるいは押出成形法により製造
された樹脂結合形磁石を使用し、上記回転磁気ドラムと
対向配置された磁気センサにはホールセンサやＭＲセン
サが使用されている。このように磁気エンコーダーは、
光学式エンコーダーに比べ構造が簡易であり耐環境性、
振動、衝撃に強く比較的小型、低価格で出来るので○Ａ
、ＡＶ用エンコーダーとして多く用いられている。

回転磁気ドラムに使用される円筒状樹脂結合形磁石の製
造方法として射出成形法は、磁石粉末と熱可塑性樹脂か
らなる磁石組成物を十分な流動性が得られる温度まで過
熱した状態で金型中に充填し、所定の形状に成形するも
のである。圧縮成形法は、磁石粉末と熱硬化性樹脂から
なる磁石組成物をプレス装置の金型中に充填し圧縮して
成形する方法である。押出成形法は、流動状態の磁石組
酸物をスクリューまたはプランジャーを使って金型中に
送り込み、この金型中を通過させることで成形する方法
である。このうち射出成形法と圧縮成形法は、成形時金
型内に磁場を加え異方性を有する磁石を成形することが
できる。このようにして製造された磁石は、径方向の厚
みは最小１ｍｍ程度のものが得られ所望の着磁を施した
後、エンコーダーに組み込まれる。射出成形法によるも
のはさらに径゛方向の厚みを薄くすることが可能である
が磁石成形体の表面にスキン層と呼ばれる磁石粉末の少
ない部分が形成されることや、金型内に充填された磁石
組成物が急速に冷やされ十分な流動性が得られなくなり
極端に成形性が悪くなるのでほぼ上記の寸法が限界であ
る。

磁気エンコーダーの分解能はエンコーダー磁石の１周当
りの着磁パターンのパルス数によって決まる。例えば、
回転磁気ドラムの外径が同一で着磁パルス数が２００パ
ルスと４００パルスのものを比較すると後者は基本的に
２倍の分解能が得られる。

しかし、同時に着磁パルス巾が半分となり高密度な着磁
をする必要がある０着磁パルス巾を狭くして行くと磁石
厚みが問題となり弱いパルスとなったり不均一なパルス
となる。従って、強く均一なパルスを得ながら分解能を
上げるためには、磁石を回転磁気ドラムに組み込んだ後
、外径を切削して磁石厚みを薄くして着磁を施すように
したり、外径を大としていた。

［発明が解決しようとする課題及び目的コしかしながら
、上記の成形方法により製造された円筒状樹脂結合形磁
石は、以下に示すような課題を有している。

■これら比較的厚肉の磁石を使用して高性能、高分解能
の磁気エンコーダーを得るためには、使用する磁石の外
径を太きくしなければならず、機器の小型化、軽量化の
要求を満足することができない。

■外径を大きくせずに高性能、高分解能の磁気エンコー
ダーを得るためには、磁石外径の切削が必要であり高価
なものとなる。

■射出成形法によってさらに磁石の径方向厚みを薄くし
小型、軽量化を図ろうとすると性能の確保ができない。

■従来の押出成形法は成形時に磁場を加えない方法が主
である。しかし、この方法では等方性の磁石しか得るこ
とができず薄肉で高性能の磁石は得られない。

本発明は、これらの課題を解決するものであり、その目
的とするところは、放射状に異方性を有する円筒状樹脂
結合形磁石を薄肉に成形し、これを回転磁気ドラムに使
用することによって高性能で、かつ高密度着磁による高
分解能で、小型、軽量な磁気エンコーダーを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の磁気エンコーダーは、樹脂結合形磁石で、磁石
粉末、有機物樹脂及び必要ならば添加剤を加えた組成か
らなる成形用原料を金型中を硬化させながら通過させて
押出成形することにより円筒状で薄肉、かつ径方向に放
射状に異方性を有するように製造された円筒状磁石を回
転ドラムに使用したことを特徴とする。

［実施例コ 本発明に利用できる磁石粉末としては、フェライト系磁
石粉末、希土類金属とコバルト、鉄を主体とする遷移金
属からなる組成とする希土類磁石粉末、あるいは基本組
成を希土類金属と鉄を主体とする遷移金属及びホウ素か
ら成る組成とする希土類磁石粉末等がある。

これら磁石粉末と有機物樹脂を必要ならば添加剤を加え
て充分に混合する。次にこの混合物を、混練機にて有機
物樹脂が溶融する温度以上に加熱して、充分混練した後
造粒する。造粒した磁石組成物を押し出し成形機に投入
しシリンダーで加熱、流動状態としてスクリューにて金
型内に送り込む。

金型内に注入された磁石組成物は、磁場を印加された金
型中を通過することで、原料中の磁石粉末の磁化容易軸
が磁場の方向に揃えられて（配向されて）成形される。

成形品は、磁石組成物が金型内に形成された磁場中にあ
るときに冷却硬化されて押し出される。この後磁石成形
体は、適当な長さで切断する。次に、軸方向必要な長さ
に切断することによって磁気エンコーダー用磁石が得ら
れる。

第１図に本発明の磁気エンコーダーに使用される磁石の
製造装置を示す。押出成形機は、材料投入部であるホッ
パー１０１、シリンダ１０２、スクリュー１０３３、シ
リンダ部に金型を取り付けるためのアダプターブＩ／−
ト１０４、金型１０５、およびスクリュー駆動用モータ
（区示せず）から成っており、さらに金型内に磁場を印
加するための電磁コイル１０９が金型の外側に配置され
た構成に成っている。

この押出成形機に原料コンパウンド１１０を投入する。

この原料コンパウンドを、シリンダ１０２内にて２６０
°Ｃに加熱し流動状態として金型１０５内を通過させる
。

金型の構造については第２図に示す。金型は、外ダイ２
０１とマントＩ／ル２０２で構成されている。

外ダイは非磁性材で作られているが、先端部に磁束を誘
導するためのリング状の磁性材２０１ａが取り付けられ
ている。また、マンドレルも非磁性材からできており、
やはりその先端には磁性材２０２ａが取り付けられてい
る。金型の外側に設置された電磁コイル１０９に電液を
涼すと発生する磁束は透磁率の高い磁性材中を通り易い
ため図中の矢印Ｈのように流れる。このため、マンドレ
ルの先端部２０２ａと外ダイに取り付けられた磁性材の
リング２０１ａとの空間（以下配向部と呼ぶ）に、放射
状の磁場が発生する。そして、磁石組成物が配向部を通
過する時に、磁石粉末が配向されながら成形されるわけ
である。

本実施例において、成形磁場は１５ｋＯｅ、成形時の金
型温度は２５０℃であり、冷却は金型出口の部分で強制
空冷することで行なった。これにより、配向した磁石組
成物は金型出口で冷却硬化されて押出成形された。この
方法により製造される磁石の径方向厚みは、最小０．４
〜０．５ｍｍまで可能である。

第３図に本発明の磁気エンコーダ・−の構成を示す。上
記により製造された磁気エンコーダー用磁石３０１は磁
石保持ドラム３０２に接着等により固定され、前記磁気
エンコーダー用磁石３０１外周部に所望の着磁パターン
で着磁を施す。前記磁石保持ドラム３０２は回転軸３０
３の指定位置に圧入等により固定され、これら回転磁気
ドラム３０４はハウジング３０６内の所定の位置に回転
自在なように配設される。また、磁気エンコーダー用磁
石３０１と所定の空隙を持って対向するように磁気セン
サ３０５が前記ハウジング３０６内に配設固定される。

以上の構成により回転軸３０３の回転による物理的変化
が電気的なデジタル変化あるいはアナログ変化量に変換
される。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の磁気エンコーダーは、その磁
石が樹脂結合形磁石を押出成形法により製造されるので
、従来になく薄肉円筒状で径方向に放射状に異方性を有
する磁石が得られ、磁気性能が高く強い着磁パルスを得
ることができ、高分解能、高精度で小型、軽量の磁気エ
ンコーダーを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１ズは本発明の磁気エンコーダー用磁石の製造装置の
説明図。 第２図は製造装置に使われる金型の構造を示す図。 第３図は本発明の磁気エンコーダーの構成説明図。 １０１・・・ホッパー、１ｏ２・・・シリン死１０３・
・・スクリュー、１ｏ４・・・アダプタープ１ノート、
　　１０５−・・金型、　　１０６，１０７，１０８−
１ｊ−夕。 １０９・・・電磁コイル、１１ｏ・・・原料コンパウン
ド１１１・・・磁石成形体２２ｏ１・・・外ダイ、　　
２０１ａ・・・外ダイ部磁性材、２ｏ２・・・マンドレ
ル、　　２０２ａ・・・マンドレル部磁性材、Ｈ・・・
磁束の流れ３０１・・・磁気エンコーダー用磁石、３ｏ
２・・・磁石保持ドラム。 ３０３ ・・・回転軸。 ０４ ・・・回転磁気 ドラム。 ０５ ・・・磁気センサ。 ０６ ・・・ハウジン グ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 樹脂結合形磁石で、磁石粉末、有機物樹脂及び必要なら
   ば添加剤を加えた組成からなる成形用原料を金型中を硬
   化させながら通過させて押出成形することにより円筒状
   で薄肉、かつ径方向に放射状に異方性を有するように製
   造された円筒状磁石を回転ドラムに用いることを特徴と
   する磁気エンコーダー。