JPH071175B2 - 磁気式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、磁気目盛を備えた磁気円板と磁気検出素子で
構成される磁気式ロータリエンコーダに関する。

（発明の背景） 従来、この種の磁気式ロータリーエンコーダにあって
は、磁性材料で作られた回転円板に着磁することによっ
てN,S磁極を所定ピッチで交互に周方向に配列して磁気
目盛を形成して磁気円板とし、この磁気円板の磁気目盛
による信号磁気を所定ギャップを介して対向配置した磁
気検出素子で読取り、回転角を検出するようにしてい
る。

第２図は磁気式ロータリーエンコーダの従来構造の一例
を示したもので、１はハウジングであり、ハウジング１
は例えばアルミニウム等の加工性の良い非磁性材料で作
られている。このハウジング１にはベアリング等の軸受
部材3a,3bを介して回転軸２が装着される。即ち、回転
軸２は一方の軸端に鍔部2aを備え、ハウジング１の軸穴
に形成した２か所の軸受部材収納部の一方に軸受部材3a
を組み込んだ状態で鍔部2aによって抜け止めし、更に軸
受部材収納部の他方に軸受部材3bを組込んだ状態で回転
軸に押え環４を螺合して抜け止めしており、この軸受け
構造により回転軸２はハウジング１に対しスムースに回
転できるようにしている。

更に、ハウジング１に回転自在に装着した回転軸２の鍔
部2a側の軸端には磁気円板６がその中心軸を回転軸２の
軸端に嵌め入れて中心軸が一致するようにビス止め等の
方法で固定し、回転軸２と一体に磁気円板６が回転でき
るようにしている。

この磁気円板６は、例えば硬質磁性材料で作られてお
り、第２図にあっては磁気円板６の周側面に所定ピッチ
間隔でS,N磁極を交互に着磁することで磁気目盛５を形
成している。

磁気円板６の周側面に形成された磁気目盛５に対向した
位置には所定ギャップを介して磁気検出素子７が保持具
８によるハウジング１への取付けで配置され、磁気円板
１に形成した磁気目盛５の信号磁気を読取るようにして
いる。

更に、磁気円板１および磁気検出素子７を覆ってカバー
９がハウジング１に装着されており、磁気円板１及び磁
気検出素子７を保護すると同時に塵や湿気を受けないよ
うにしている。

また第３図は従来構造の他の例を示したもので、このロ
ータリーエンコーダにあっては、磁気円板６のハウジン
グ１に相対した面上に磁気目盛を形成しており、この磁
気目盛に所定ギャップを介して磁気検出素子７を保持具
８によるハヴシング１への取付けで配置している。尚、
他の構造は第２図と同じである。

ところで、このような磁気式ロータリーエンコーダに使
用した磁気検出素子７にあっては、磁場に対し感応する
素子を使用していることから、磁気円板１の磁気目盛５
による信号磁界以外の外部磁界を受けると誤動作を起こ
してエンコーダとして致命的な影響を受けるので、磁気
円板１及び磁気検出素子７を覆って設けたカバー９を軟
質磁性材料、例えば純鉄等で作り、この軟質磁性材料で
作られたカバー９によって磁気検出素子７を外部磁界か
ら遮蔽することが考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、カバー９を軟質磁性材料として外部磁界
を遮蔽するようにした場合、第2,3図のいずれについて
も、例えば矢印B,C方向からの外部磁界に対しては遮蔽
効果を発揮することができるが、ハウジング１側となる
Ａ方向からの外部磁界に対しては、ハウジング１がアル
ミニウムなどの非磁性材料で作られている場合は、Ａ方
向からの外部磁界はハウジング１を通過し、磁気検出素
子７は直接外部磁界の影響を受けてしまう。

特にロータリエンコーダにあっては、回転軸２をモータ
の出力軸に直結して使用することが多く、このような場
合にＡ方向となるモータ等からの外部磁界の影響を大き
く受けてしまうという問題があった。

またハウジング１が構造用鋼、例えばS45C材のような磁
性材料でつくられている場合は、外部よりの磁場により
これらが磁化し、外部磁場がなくなっても磁場発生源と
なってしまい、磁気検出素子７に影響を与えてしまう。

従来、Ａ方向からの外部磁界については特に対策を立て
ていなかったが、最近、磁気目盛５が細かくなるにつれ
て磁気目盛５の磁気信号が必然的に弱くなり、そのため
磁気検出素子７の感度を高める必要があり、そうする
と、これまで無視していたＡ方向からの外部磁界がノイ
ズとなり、S/N比が低下するという問題が起きてきた。

勿論、ハウジング１を軟質磁性材料で作ってＡ方向から
の外部磁界を遮蔽することも考えられるが、純鉄等の軟
質磁性材料は加工性が悪いために回転軸２の軸受構造を
得るための加工精度が出難くく、軸受部材3a,3bによる
回転軸２のスムースな回転を保証することができないと
いう別の問題があり、実用化は困難であった。

（発明の目的） 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
ハウジング側からの外部磁界を受けても磁気検出素子に
対する外部磁界を遮蔽し、軟質材料で成るカバー部材と
の組合わせによってあらゆる方向からの外部磁界に対し
磁気検出素子を確実に磁気遮蔽できる構造をもった磁気
式ロータリーエンコーダを提供することを目的とする。

（発明の概要） この目的を達成するため本発明にあっては、カバーを軟
質磁性材料で形成し、硬質磁性体の磁気円板のハウジン
グ相対面に軟質磁性材料を裏打ちすると共に、さらに磁
気円板のハウジング相対面と反対の面に磁気目盛を形成
したことを特徴とする。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した断面説明図である。

まず構成を説明すると１はハウジングであり、例えばア
ルミニウム合金等の加工性の良い非磁性材料で作られて
いる。ハウジング１にはベアリングで成る軸受け部材3
a,3bを介して回転軸２が回転自在に設けられており、回
転軸２と軸受け部材3aはハウジング１側の突起と回転軸
の一方の軸端に一体に形成した鍔部2aとの間に挟持さ
れ、また軸受け部材3bはハウジング１の軸穴の突起と回
転軸２の他の軸端側に螺合した押え環４により挟持され
ており、この軸受け部材3a,3bによるハウジング１に対
する軸受指示構造をもって回転軸２はハウジング１に対
しスムースに回転できるようにしている。

鍔部2aが形成された回転軸２の軸端側には、磁気目盛を
形成した硬質磁性体でなる磁気円板６が装着され、磁気
円板６の中心軸を回転軸２の軸中心と一致するように鍔
部2aにビス止め等の方法で取付け、回転軸２と一体に回
転するようにしている。

回転軸２に装着された磁気円板６の磁気目盛は、磁気円
板６のハウジング１に相対した面と反対側の面6aの面上
に円周方向にS,N極を所定ピッチで交互に着磁すること
で刻まれている。磁気円板６における面6a上に刻まれた
磁気目盛に対向した位置には磁気検出素子７が配置さ
れ、磁気検出素子７はハウジング１に支柱11をもって磁
気円板６に平行に支持された平板12の磁気円板６に相対
した面に接着剤等で貼り付け固定されている。尚、磁気
検出素子７を接着固定する平板12としては、プリント基
板等の回転基板を用いることができ、平板12として回路
基板を用いた場合には、磁気検出素子７を装着している
面と反対側の面にロータリエンコーダに用いられる電気
回路が組込まれるようになる。

更に、回転軸２に装着された磁気円板６並びに支柱11及
び平板12をもって磁気円板６の磁気目盛に対向する位置
に配置された磁気検出素子７を覆って純鉄等の外部磁場
に対し磁気遮蔽機能を有する軟質磁性材料で作られたカ
バー部材10がハウジング１に対するビス止め等をもって
取り付けられている。

このため磁気検出素子７は、磁気円板６と軟質磁性材料
で成るカバー部材10で囲まれた位置に配置された構造と
なる。

次に第１図の実施例の作用を説明する。まず磁気検出素
子７が矢印Ｂ、あるいは矢印Ｃ方向からの外部磁場を受
けた場合には、矢印B,C方向からの外部磁場に対し軟質
磁性材料で作られたカバー部材10が介在することから、
磁気検出素子７に対する矢印B,C方向からの外部磁場を
軟質磁性材料で作られたカバー部材10により磁気遮蔽し
て磁気検出素子７への影響を除くことができる。

一方、回転軸２をモータの出力軸に直結すること等によ
りＡ方向からの外部磁界を受けた場合には、ハウジング
１はアルミニウム合金等の非磁性材料であることから矢
印Ａ方向からの外部磁界はハウジング１を通過するが、
本発明にあっては、ハウジング１に続いて硬質磁性材料
で作られた磁気円板６が磁気検出素子７の手前に存在す
るためハウジング１を通過したＡ方向からの外部磁界は
硬質磁性材料で作られた磁気円板６に吸収され、磁気検
出素子に届くことがなく、このためＡ方向からの外部磁
界に対しても確実に磁気検出素子７の磁気遮蔽効果を得
ることができる。

また、磁気円板６に形成される磁気目盛は磁気検出素子
７に対向した面6aに刻まれており、Ａ方向からの外部磁
場が加わった場合にも磁気目盛が形成された面6aとは反
対の面で外部磁場を吸収しているため、磁気円板６の面
6a上に精度よく刻まれた磁気目盛の発生磁界が外部磁界
によって乱されることも確実に防ぐことができる。

尚、第１図の実施例にあっては、ハウジング１としてア
ルミニウム合金等の非磁性材料を使用した場合を例にと
るものであったが、本発明はこれに限定されずハウジン
グ１としては加工性の高い通常の構造鋼、例えばS45C等
の磁性材料を使用しても良い。このようにハウジング１
が磁性材料であった場合には、Ａ方向からの外部磁場Ａ
を受けると、磁性材料でなるハウジング１自体が磁化さ
れるようになるが、ハウジング１の磁化で生じた磁界は
磁気検出素子７の手前に存在する硬質磁性材料６で作ら
れた磁気円板６で吸収され、ハウジング１が磁化されて
も磁気円板６によるハウジング１からの磁場の吸収で同
様に磁気検出素子７に磁化されたハウジングの磁場が届
くことを確実に防止できる。

また、第１図の実施例にあっては、磁気円板６として硬
質磁性体に磁気目盛を刻んだ場合を例にとるものであっ
たが、本発明はこれに限定されず、磁気検出素子７と相
対する面6aと反対の面に磁気遮蔽効果を有する軟質磁性
体を裏うちした構造の硬質磁性体で成る磁気円板、ある
いは磁気目盛を形成する面6a側に硬質磁性体を塗布した
非磁性体材料で成る磁気円板等を用いても良い。

（発明の効果） 以上説明したきたように本発明によれば、カバーを軟質
磁性材料で形成し、硬質磁性体の磁気円板のハウジング
相対面に軟質磁性材料を裏打ちすると共に、さらに磁気
円板のハウジング相対面と反対の面に磁気目盛を形成し
たので、硬質磁性体でなる磁気円板のハウジング相対面
に軟質磁性材料を裏打ちすることにより磁気遮蔽効果が
大きくなり、ハウジング側からの外部磁場の影響を確実
に阻止でき、また、軟質磁性材料の裏打ちにより磁気目
盛からの磁気信号が大きくなり、磁気検出素子と磁気目
盛とのギャップを広げることが可能になり、したがっ
て、ギャップの調整を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した断面図、第2,3図は
従来構造を示した断面図である。 1:ハウジング 2:回転軸 2a:鍔部 3a,3b:支持部材 4:押え環 6:磁気円板 6a:磁気円板の磁気検出素子と向かい合う面 7:磁気検出素子 10:カバー（軟質磁性材料） 11:支持部材 12:平板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 康 東京都品川区西大井１−６−３ 日本光学 工業株式会社大井製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−86414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−90213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−60262（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硬質磁性体から構成され、磁気目盛を備え
   た磁気円板と、 該磁気円板を固定した回転軸と、 該回転軸を軸受部材により回転自在に装着したハウジン
   グと、 前記磁気円板に形成した磁気目盛に対向配置されて磁気
   信号を感知する磁気検出素子と、 前記磁気円板及び磁気検出素子を覆って前記ハウジング
   に装着されたカバーとを備えた磁気式ロータリーエンコ
   ーダに於いて、 前記カバーを軟質磁性材料で形成し、前記磁気円板のハ
   ウジング相対面に軟質磁性材料を裏打ちすると共に、さ
   らに前記磁気円板のハウジング相対面と反対の面に前記
   磁気目盛を形成したことを特徴とする磁気式ロータリー
   エンコーダ。