JPH08327394A - Magnetic encoder and its manufacture - Google Patents
Magnetic encoder and its manufactureInfo
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- JPH08327394A JPH08327394A JP13071695A JP13071695A JPH08327394A JP H08327394 A JPH08327394 A JP H08327394A JP 13071695 A JP13071695 A JP 13071695A JP 13071695 A JP13071695 A JP 13071695A JP H08327394 A JPH08327394 A JP H08327394A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の磁極が着磁され
た回転体の変位を磁気センサによって検出する磁気式エ
ンコーダとその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic encoder for detecting displacement of a rotating body having a plurality of magnetic poles magnetized by a magnetic sensor and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】磁気式エンコーダは、複数の磁極が着磁
された回転体と、各磁極に対向する磁気センサとによっ
て概略構成されており、磁極の配列形態によってインク
リメンタルタイプとアブソリュートタイプとに大別され
る。前記回転体は少なくともその表面が磁性層によって
形成されており、この磁性層にＮ極とＳ極とからなる磁
極が回転体の回転方向に沿って複数着磁されている。か
かる磁極の着磁方法としては一般的にリングヘッド（双
極ヘッド）が用いられており、該リングヘッドに巻回さ
れたコイルに印加する電流と、回転体の回転量とをそれ
ぞれ制御することにより、回転体の表面にＮ極、Ｓ極、
Ｎ極、Ｓ極、……、Ｎ極、Ｓ極の如く複数の磁極が着磁
される。2. Description of the Related Art A magnetic encoder is roughly composed of a rotating body having a plurality of magnetic poles magnetized and a magnetic sensor facing each magnetic pole. The magnetic encoder is classified into an incremental type and an absolute type depending on the arrangement of the magnetic poles. Be separated. At least the surface of the rotating body is formed by a magnetic layer, and a plurality of magnetic poles composed of N poles and S poles are magnetized in the magnetic layer along the rotating direction of the rotating body. A ring head (bipolar head) is generally used as a method for magnetizing the magnetic poles. By controlling the current applied to the coil wound around the ring head and the rotation amount of the rotating body, respectively. , N pole, S pole on the surface of the rotating body,
A plurality of magnetic poles such as N pole, S pole, ..., N pole, S pole are magnetized.
【０００３】しかしながら、このようにリングヘッドを
用いて磁極を着磁する場合、制御系を含めて着磁装置が
複雑化し、磁気式エンコーダ全体に占める回転体の製造
コストが高騰するばかりでなく、各磁極の着磁ピッチの
制約上、回転体を小型化することが困難となり、磁気式
エンコーダの低コスト化と小型化を促進し難いという問
題がある。そこで、従来より、磁極を簡単に着磁形成す
るようにしたインクリメンタルタイプの磁気式エンコー
ダが、特開平５−５２５８４号公報において提案されて
いる。However, when the magnetic poles are magnetized by using the ring head as described above, the magnetizing device including the control system becomes complicated, and not only the manufacturing cost of the rotating body occupying the entire magnetic encoder increases, but also Due to the restriction of the magnetization pitch of each magnetic pole, it is difficult to reduce the size of the rotating body, and it is difficult to reduce the cost and size of the magnetic encoder. Therefore, an incremental type magnetic encoder in which magnetic poles are easily magnetized is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 52584/1993.
【０００４】図１１は上記公報に記載された磁気式エン
コーダの斜視図であり、同図において１は回転ディスク
を示し、該回転ディスク１は軸１ａを中心として図示せ
ぬホルダ等に回転自在に支承されている。前記回転ディ
スク１は、円板状のマスク部材２と、このマスク部材２
の裏側に配置された円板状の永久磁石３とを一体化した
構成となっている。この永久磁石３はその軸方向に単極
着磁されたもので、例えば表面がＮ極、裏面がＳ極の如
く極性が異なる一対の磁極を有する。前記マスク部材２
は軟磁性体からなり、その外周縁には複数のスリット２
ａが所定ピッチにて環状に穿設されている。これによ
り、マスク部材２には、磁気抵抗が大なるスリット２ａ
と磁気抵抗が小なる磁気通路部２ｂ（各スリット２ａ間
の部分）とが、回転ディスク１の回転方向に沿った状態
で交互に形成される。したがって、図１２に示すよう
に、磁束は永久磁石３の表面（Ｎ極）からスリット２ａ
を透過して裏面（Ｓ極）に飛ぶが、透磁率が大きい磁気
通路部２ｂでシールドされることになり、これによって
永久磁石３からの磁界が交互に強弱変化し、回転ディス
ク１の外周縁部に複数の磁極４が連続的に形成される。
さらに、各磁極４の回転軌跡に対してその軸方向から近
接対向するように磁気センサ５が配置されており、この
磁気センサ５は所定ピッチの感磁パターンを有する磁気
抵抗素子からなる。FIG. 11 is a perspective view of the magnetic encoder described in the above publication. In FIG. 11, reference numeral 1 denotes a rotary disk, which is rotatable around a shaft 1a in a holder or the like not shown. It is supported. The rotary disc 1 includes a disc-shaped mask member 2 and the mask member 2
The disk-shaped permanent magnet 3 arranged on the back side of the is integrated. The permanent magnet 3 is magnetized in a single pole in the axial direction, and has a pair of magnetic poles having different polarities such as an N pole on the front surface and an S pole on the back surface. The mask member 2
Is made of a soft magnetic material and has a plurality of slits 2 on its outer peripheral edge.
a is formed in a ring shape at a predetermined pitch. As a result, the mask member 2 has a slit 2a having a large magnetic resistance.
And magnetic passage portions 2b having a small magnetic resistance (portions between the slits 2a) are alternately formed in a state along the rotation direction of the rotating disk 1. Therefore, as shown in FIG. 12, the magnetic flux passes from the surface (N pole) of the permanent magnet 3 to the slit 2a.
The magnetic field from the permanent magnet 3 is alternately changed in intensity, and the outer peripheral edge of the rotating disk 1 A plurality of magnetic poles 4 are continuously formed in the portion.
Further, a magnetic sensor 5 is arranged so as to closely face and oppose the rotation locus of each magnetic pole 4 in the axial direction, and this magnetic sensor 5 is composed of a magnetoresistive element having a magnetic sensitive pattern of a predetermined pitch.
【０００５】このように構成されたインクリメンタルタ
イプの磁気式エンコーダにおいて、回転ディスク１が回
転すると、各磁極４から磁気センサ５に作用する磁界が
周期的に変化し、磁気センサ５から磁極４の配列ピッチ
に応じて変化する検知信号が出力されるため、この検知
信号に基づいて回転ディスク１の回転量を検出すること
ができる。In the incremental type magnetic encoder having such a structure, when the rotating disk 1 rotates, the magnetic field acting on the magnetic sensor 5 from each magnetic pole 4 changes periodically, and the magnetic sensor 5 to the magnetic pole 4 are arrayed. Since the detection signal that changes according to the pitch is output, the rotation amount of the rotary disk 1 can be detected based on this detection signal.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のインク
リメンタルタイプの磁気式エンコーダによれば、マスク
部材２に設けたスリット２ａの配列ピッチによって磁極
４の着磁ピッチが設定されるため、単極着磁された永久
磁石３を利用して、回転ディスク１に複数の磁極４を簡
単に着磁することができ、また、かかるスリット２ａは
ホトリゾ技術等を用いて微細に設定可能であるため、各
磁極４間のピッチを微細にでき、回転ディスク１の小型
化に好適である。According to the above-mentioned conventional incremental type magnetic encoder, the magnetic pitch of the magnetic poles 4 is set by the arrangement pitch of the slits 2a provided in the mask member 2, so that the single pole attachment is performed. By using the magnetized permanent magnets 3, it is possible to easily magnetize the plurality of magnetic poles 4 on the rotary disk 1, and since the slits 2a can be finely set by using photolithography technology, The pitch between the magnetic poles 4 can be made fine, which is suitable for downsizing the rotating disk 1.
【０００７】しかしながら、永久磁石３からの磁界に強
弱変化をつけるマスク部材２が、永久磁石３の一方の極
（例えばＮ極）側に設けられているため、磁気通路部２
ｂで遮蔽される磁束は極めて少なく、スリット２ａを透
過する磁束量と磁気通路部２ｂを透過する磁束量とにほ
とんど差が出なくなる。このため、実際の使用レベルで
は、マスク部材２のスリット２ａと磁気通路部２ｂとは
ほぼ同じ磁気抵抗を有すことになり、磁気センサ５によ
って磁極４の磁束変化を正確に検出することは不可能で
あった。However, since the mask member 2 for changing the strength of the magnetic field from the permanent magnet 3 is provided on one pole (for example, N pole) side of the permanent magnet 3, the magnetic passage portion 2 is provided.
The magnetic flux shielded by b is extremely small, and there is almost no difference between the amount of magnetic flux passing through the slit 2a and the amount of magnetic flux passing through the magnetic passage portion 2b. Therefore, at the actual usage level, the slit 2a of the mask member 2 and the magnetic passage portion 2b have substantially the same magnetic resistance, and it is not possible to accurately detect the magnetic flux change of the magnetic pole 4 by the magnetic sensor 5. It was possible.
【０００８】また、単極着磁された永久磁石３の一方の
極側にマスク部材２が設けられているため、各磁極４を
１つのトラック上に配列することは可能であるが、各磁
極を複数のトラック上にそれぞれ複数配列することはで
きず、アブソリュートタイプの磁気式エンコーダには適
用できないという問題もある。Further, since the mask member 2 is provided on one pole side of the single pole magnetized permanent magnet 3, each magnetic pole 4 can be arranged on one track, but each magnetic pole is arranged. Cannot be arranged on each of a plurality of tracks, and this is not applicable to an absolute type magnetic encoder.
【０００９】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、磁気センサによる検
出感度が高く高分解能に好適な磁気式エンコーダを提供
することにある。The present invention has been made in view of the circumstances of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a magnetic encoder which has a high detection sensitivity by a magnetic sensor and is suitable for high resolution.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による磁気式エンコーダは、磁性層を有する
回転体の表面にその回転方向に沿って環状のＮ極とＳ極
とを近接して着磁し、これらＮ極とＳ極とに跨るように
透磁率の大なる磁気遮蔽部を周方向に所定間隔を存して
複数設け、各磁気遮蔽部間のＮ極とＳ極を磁極となすと
共に、この磁極の回転軌跡と対向するように磁気センサ
を配置した。この構成において、前記磁気遮蔽部と磁極
を互いに平行な複数のトラック上にそれぞれ設け、アブ
ソリュートタイプの磁気式エンコーダとした。また、前
記磁気遮蔽部を前記回転体の表面に一体化されたマスク
部材とし、このマスク部材に前記Ｎ極とＳ極を臨む複数
の透孔を設け、これら透孔間を前記磁気遮蔽部とするこ
とにより磁気遮蔽部と磁極を交互に配列した。In order to achieve the above-mentioned object, a magnetic encoder according to the present invention has an annular N pole and an S pole in proximity to the surface of a rotating body having a magnetic layer along its rotation direction. Then, a plurality of magnetic shields having a large magnetic permeability are provided at predetermined intervals in the circumferential direction so as to extend over these N and S poles, and the N and S poles between the magnetic shields are provided. The magnetic sensor was arranged so as to form a magnetic pole and face the rotation locus of the magnetic pole. In this configuration, the magnetic shield portion and the magnetic poles are provided on a plurality of tracks parallel to each other to form an absolute type magnetic encoder. Further, the magnetic shield portion is a mask member integrated with the surface of the rotating body, a plurality of through holes facing the N pole and the S pole are provided in the mask member, and the magnetic shield portion is provided between the through holes. By doing so, the magnetic shield portions and the magnetic poles were arranged alternately.
【００１１】また、上記目的を達成するために、本発明
による磁気式エンコーダの製造方法は、基材の平坦面上
に軟磁性材料からなる磁気遮蔽部を周方向に所定間隔を
存して環状に形成してマスクパターン材を得る工程と、
このマスクパターン材を成形金型に供給して前記磁気遮
蔽部をキャビティと対向させた後、該キャビティ内に磁
性粉を含有した溶融樹脂を射出してディスク状の成形体
を得る工程と、この成形体から前記基材を剥離して該成
形体の平坦面に前記磁気遮蔽部を転写する工程と、前記
成形体に前記磁気遮蔽部を横切るように環状のＮ極とＳ
極とを近接着磁して回転ディスクを得る工程と、を具備
するようにした。In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a magnetic encoder according to the present invention, a magnetic shield made of a soft magnetic material is annularly formed on a flat surface of a base material at a predetermined interval in the circumferential direction. To obtain a mask pattern material,
A step of supplying the mask pattern material to a molding die to face the magnetic shielding part to the cavity, and then injecting a molten resin containing magnetic powder into the cavity to obtain a disk-shaped molded body; A step of peeling the base material from the molded body and transferring the magnetic shield portion to a flat surface of the molded body; and an annular N pole and S so as to cross the magnetic shield portion on the molded body.
And a step of magnetizing the poles by near-adhesion to obtain a rotating disk.
【００１２】さらに、上記目的を達成するために、本発
明による磁気式エンコーダの製造方法は、基材の平坦面
上に軟磁性材料からなる磁気遮蔽部を周方向に所定間隔
を存して環状に形成してマスクパターン材を得る工程
と、このマスクパターン材に磁性粉を含有したペースト
を塗布し、前記磁気遮蔽部を被覆する磁性体層を形成す
る工程と、この磁性体層を基板に接着した後、該磁性体
層から前記基材を剥離してディスク状の回転体を形成す
る工程と、この回転体に前記磁気遮蔽部を横切るように
環状のＮ極とＳ極とを近接して着磁する工程と、を具備
するようにした。Further, in order to achieve the above object, in the method of manufacturing a magnetic encoder according to the present invention, a magnetic shield made of a soft magnetic material is annularly formed on a flat surface of a base material at a predetermined interval in the circumferential direction. To obtain a mask pattern material, a step of applying a paste containing magnetic powder to the mask pattern material to form a magnetic material layer covering the magnetic shield portion, and the magnetic material layer on the substrate. After adhering, a step of peeling the base material from the magnetic layer to form a disk-shaped rotating body, and an annular N pole and S pole are brought close to the rotating body so as to cross the magnetic shield. And a step of magnetizing.
【００１３】[0013]
【作用】環状に着磁されたＮ極とＳ極とに跨るように透
磁率の大なる磁気遮蔽部を周方向に所定間隔を存して複
数設け、これら磁気遮蔽部間に磁極を形成すると、磁気
遮蔽部が存在する部分では閉磁路が形成されるため、Ｎ
極からＳ極に向かう磁束のほとんどは磁気遮蔽部を通過
して空気中に漏れにくくなる。その結果、磁気センサが
感磁する磁束は磁気遮蔽部の有無によって大きく変化
し、出力信号の分解能を高めることができる。When a plurality of magnetic shield portions having a large magnetic permeability are provided at predetermined intervals in the circumferential direction so as to straddle the N-pole and the S-pole magnetized in a ring shape, and magnetic poles are formed between these magnetic shield portions. , A closed magnetic path is formed in the part where the magnetic shield part exists, N
Most of the magnetic flux traveling from the pole to the S pole passes through the magnetic shield and is unlikely to leak into the air. As a result, the magnetic flux sensed by the magnetic sensor greatly changes depending on the presence or absence of the magnetic shield, and the resolution of the output signal can be increased.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の第１実施例に係る磁気式エンコーダ
の斜視図、図２は該磁気式エンコーダに備えられる回転
ディスクの分解斜視図、図３は該回転ディスクの一部を
拡大した平面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a magnetic encoder according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a rotary disk provided in the magnetic encoder, and FIG. 3 is an enlarged plan view of a part of the rotary disk. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【００１５】これらの図において、１０は回転体である
回転ディスクを示し、該回転ディスク１０は中央の孔１
０ａを中心として図示せぬホルダ等に回転自在に支承さ
れている。この回転ディスク１０は、円板状のマスク部
材１１と、このマスク部材１１の裏面に一体化された円
板状の磁性体１２とで構成されている。前記マスク部材
１１はパーマロイ等の軟磁性材料からなる金属板で、そ
の外周縁部にはホトリゾ技術を用いて複数のスリット１
１ａが所定ピッチにて環状に設けられている。一方、前
記磁性体１２は例えばプラスチックマグネットと称せら
れる成形品からなり、その表面にＮ極とＳ極が前記孔１
０ａを中心として互いに近接した状態で同心円状に着磁
されている。In these drawings, reference numeral 10 denotes a rotating disk which is a rotating body, and the rotating disk 10 has a central hole 1
It is rotatably supported by a holder (not shown) around 0a. The rotating disk 10 is composed of a disk-shaped mask member 11 and a disk-shaped magnetic body 12 integrated on the back surface of the mask member 11. The mask member 11 is a metal plate made of a soft magnetic material such as permalloy, and a plurality of slits 1 are formed on the outer peripheral edge thereof by using the photolithography technique.
1a are annularly provided at a predetermined pitch. On the other hand, the magnetic body 12 is made of, for example, a molded product called a plastic magnet, and has N and S poles on the surface thereof.
They are magnetized concentrically in a state of being close to each other with 0a as the center.
【００１６】前記磁性体１２の表面にＮ極とＳ極とを環
状に着磁した後、これらの着磁部分を覆うように前記マ
スク部材１１を磁性体１２の表面に接着剤等を用いて貼
り合わさすことにより、前記回転ディスク１０が製造さ
れる。その際、マスク部材１１の各スリット１１ａは磁
性体１２のＮ極とＳ極を臨むように位置合わせされる
が、各スリット１１ａの径方向の長さｌ1はＮ極とＳ極
のトラック幅ｔよりも幾分大きめに設定されている（図
３参照）。これにより、回転ディスク１０には、スリッ
ト１１ａから露出する磁極１３（Ｎ極とＳ極）と、透磁
率の大なる磁気遮蔽部１４（各スリット１１ａ間の部
分）とが、回転ディスク１０の回転方向に沿った状態で
交互に形成され、各磁気遮蔽部１４はその真下のＮ極と
Ｓ極とを跨いで閉磁路を形成している。また、各磁極１
３の回転軌跡に対してその軸方向から近接対向するよう
に磁気センサ１５が配置されており、この磁気センサ１
５は、所定ピッチの感磁パターンを有する磁気抵抗素子
からなる。After the N pole and the S pole are magnetized in a ring shape on the surface of the magnetic body 12, the mask member 11 is attached to the surface of the magnetic body 12 using an adhesive or the like so as to cover these magnetized portions. The rotary disk 10 is manufactured by sticking together. At that time, the slits 11a of the mask member 11 are aligned so as to face the N pole and the S pole of the magnetic body 12, and the radial length l 1 of each slit 11a is the track width of the N pole and the S pole. It is set somewhat larger than t (see FIG. 3). As a result, the rotating disk 10 has the magnetic poles 13 (N pole and S pole) exposed from the slits 11a, and the magnetic shield portions 14 having high magnetic permeability (portions between the slits 11a). The magnetic shields 14 are alternately formed in a state along the direction, and each magnetic shield 14 forms a closed magnetic path across the N pole and the S pole directly below the magnetic shield 14. Also, each magnetic pole 1
The magnetic sensor 15 is arranged so as to closely face and oppose the rotation locus of No. 3 in the axial direction.
Reference numeral 5 is a magnetoresistive element having a magnetic sensitive pattern with a predetermined pitch.
【００１７】このように構成された磁気式エンコーダに
おいて、図４に示すように、各磁極１３の存在する部分
では、磁束はスリット１１ａを透過してＮ極からＳ極に
飛ぶものの、磁気遮蔽部１４の存在する部分では閉磁路
が形成されるため、磁束のほとんどは磁気遮蔽部１４を
通過して空気中に漏れにくくなっている。したがって、
回転ディスク１０が回転すると、磁気センサ１５に対し
て磁気遮蔽部１４と磁極１３が交互に近接し、磁気セン
サ１５に作用する磁界が周期的に大きく変化するため、
該磁気センサ１５から磁極１３の配列ピッチに応じて変
化する検知信号が出力され、この検知信号に基づいて回
転ディスク１０の回転量が検出される。In the magnetic encoder having such a structure, as shown in FIG. 4, in the portion where each magnetic pole 13 exists, the magnetic flux passes through the slit 11a and flies from the N pole to the S pole. Since a closed magnetic circuit is formed in the portion where 14 exists, most of the magnetic flux passes through the magnetic shield 14 and is unlikely to leak into the air. Therefore,
When the rotating disk 10 rotates, the magnetic shields 14 and the magnetic poles 13 alternately come close to the magnetic sensor 15, and the magnetic field acting on the magnetic sensor 15 changes greatly periodically.
A detection signal that changes according to the arrangement pitch of the magnetic poles 13 is output from the magnetic sensor 15, and the amount of rotation of the rotating disk 10 is detected based on this detection signal.
【００１８】上記した本発明の第１実施例によれば、磁
性体１２の表面に環状に着磁されたＮ極とＳ極とに跨る
ように透磁率の大なる磁気遮蔽部１４が周方向に所定間
隔を存して複数設けられ、これら磁気遮蔽部１４間のス
リット１１ａ内に磁極１３を形成したため、磁気遮蔽部
１４が存在する部分では閉磁路が形成され、Ｎ極からＳ
極に向かう磁束のほとんどは磁気遮蔽部１４を通過して
空気中に漏れにくくなる。その結果、磁気センサ１５が
感磁する磁束は磁気遮蔽部１４の有無、すなわち、磁気
遮蔽部１４と磁極１３とによって大きく変化し、出力信
号の分解能を高めることができる。また、マスク部材１
１に設けたスリット１１ａの配列ピッチによって磁極１
３の着磁ピッチが設定され、磁性体１２にはＮ極とＳ極
とを環状に着磁すれば良いため、着磁装置が簡略化さ
れ、製造コストを低減することができる。さらに、マス
ク部材１１のスリット１１ａはホトリゾ技術等を用いて
微細に設定可能であるため、各磁極１３間のピッチを微
細にでき、回転ディスク１０の小型化に好適となる。According to the first embodiment of the present invention described above, the magnetic shield portion 14 having a large magnetic permeability extends in the circumferential direction so as to straddle the N pole and the S pole which are annularly magnetized on the surface of the magnetic body 12. Since a plurality of magnetic poles 13 are provided at predetermined intervals in the slit 11a between the magnetic shields 14, a closed magnetic path is formed in the portion where the magnetic shields 14 exist, and the magnetic poles from the N pole to the S
Most of the magnetic flux directed to the pole passes through the magnetic shield 14 and is unlikely to leak into the air. As a result, the magnetic flux sensed by the magnetic sensor 15 greatly changes depending on the presence or absence of the magnetic shield 14, that is, the magnetic shield 14 and the magnetic pole 13, and the resolution of the output signal can be improved. Also, the mask member 1
The magnetic pole 1 is formed by the arrangement pitch of the slits 11a provided in
Since the magnetizing pitch of 3 is set and the N pole and the S pole are magnetized in a ring shape in the magnetic body 12, the magnetizing device can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the slits 11a of the mask member 11 can be finely set by using the photolithography technique or the like, the pitch between the magnetic poles 13 can be made fine, which is suitable for downsizing the rotating disk 10.
【００１９】図５は本発明の第２実施例に係る回転ディ
スクの部分平面図、図６と図７は該回転ディスクの製造
工程を示す説明図であり、図１〜図４に対応する部分に
は同一符号を付してある。FIG. 5 is a partial plan view of a rotary disk according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are explanatory views showing a manufacturing process of the rotary disk, corresponding to FIGS. Are given the same reference numerals.
【００２０】本実施例による回転ディスク１６が前述し
た第１実施例と相違する点は、前記マスク部材を省略
し、その代わりに各磁気遮蔽部１４を磁性体１２に直接
設けたことにあり、それ以外の構成は第１実施例の磁気
式エンコーダと基本的に同じである。これら磁気遮蔽部
１４は磁極１３と同一のトラック上に位置しているが、
互いに独立した状態で磁性体１２の表面に設けられてお
り、各磁気遮蔽部１４の表面と磁性体１２の表面は同一
面にある。また、磁気遮蔽部１４の径方向の長さｌ2は
磁性体１２のトラック幅ｔよりも幾分大きめに設定され
ており、各磁気遮蔽部１４はその真下のＮ極とＳ極とを
跨いで閉磁路を形成している。The rotating disk 16 according to the present embodiment is different from the first embodiment described above in that the mask member is omitted and each magnetic shield portion 14 is directly provided on the magnetic body 12 instead. The other structure is basically the same as that of the magnetic encoder of the first embodiment. These magnetic shields 14 are located on the same track as the magnetic pole 13,
They are provided on the surface of the magnetic body 12 independently of each other, and the surface of each magnetic shield 14 and the surface of the magnetic body 12 are flush with each other. Further, the radial length l 2 of the magnetic shield portion 14 is set to be slightly larger than the track width t of the magnetic body 12, and each magnetic shield portion 14 straddles the N pole and the S pole directly below it. To form a closed magnetic circuit.
【００２１】前記回転ディスク１６を製造するのに際し
ては、まず、図６（ａ）に示すように平板状の基材１７
上に感光性塗膜１８を形成し、該感光性塗膜１８を露光
用マスク１９を用いて露光する。次いで、図６（ｂ）に
示すように、これを現像して感光性塗膜１８に凹部１８
ａを形成した後、図６（ｃ）に示すように、凹部１８ａ
内に軟磁性粉を含有したインク２０を擦り込む。しかる
後、図６（ｄ）に示すように、感光性塗膜１８を除去す
ると、図７（ａ）に示すように、基材１７の片面上に複
数の磁気遮蔽部１４（インク２０が固化したもの）を突
出形成したマスクパターン材２１が得られる。In manufacturing the rotary disk 16, first, as shown in FIG. 6 (a), a flat base material 17 is formed.
A photosensitive coating film 18 is formed thereon, and the photosensitive coating film 18 is exposed using an exposure mask 19. Then, as shown in FIG. 6B, this is developed to form recesses 18 in the photosensitive coating film 18.
After forming a, as shown in FIG. 6 (c), the recess 18a is formed.
The ink 20 containing the soft magnetic powder is rubbed inside. After that, when the photosensitive coating film 18 is removed as shown in FIG. 6D, as shown in FIG. 7A, a plurality of magnetic shielding portions 14 (the ink 20 is solidified on one surface of the substrate 17 is solidified. Then, the mask pattern material 21 is obtained by projecting the same.
【００２２】次に、前記マスクパターン材２１を図７
（ａ）の破線で示すように円形に外形抜きした後、図７
（ｂ）に示すように、この外形抜きしたマスクパターン
材２１を成形金型２２に供給し、該成形金型２２のキャ
ビティ内に磁性粉を含有した溶融樹脂２３を射出する。
そして、この溶融樹脂２３を冷却・固化後に型開きし、
片面にマスクパターン材２１を有するディスク状の磁性
体１２を成形した後、図７（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、このマスクパターン材２１の基材１７を磁性体１２
から剥離し、前記磁気遮蔽部１４を磁性体１２の表面に
転写する。最後に、図７（ｅ）に示すように、磁性体１
２の表面に各磁気遮蔽部１４を横切るように環状のＮ極
とＳ極とを近接して着磁すると、前述の如く構成された
回転ディスク１６が得られる。Next, the mask pattern material 21 is formed as shown in FIG.
After the circular outline is punched out as shown by the broken line in FIG.
As shown in (b), the mask pattern material 21 whose outline has been removed is supplied to a molding die 22, and a molten resin 23 containing magnetic powder is injected into the cavity of the molding die 22.
Then, after the molten resin 23 is cooled and solidified, the mold is opened,
After the disk-shaped magnetic body 12 having the mask pattern material 21 on one surface is molded, as shown in FIGS. 7C and 7D, the base material 17 of the mask pattern material 21 is used as the magnetic body 12.
Then, the magnetic shield 14 is transferred onto the surface of the magnetic body 12. Finally, as shown in FIG.
When the annular N and S poles are magnetized close to each other so as to traverse each magnetic shield 14 on the surface of 2, the rotary disk 16 configured as described above is obtained.
【００２３】上記した本発明の第２実施例によれば、磁
性体１２の表面に環状に着磁されたＮ極とＳ極とに跨る
ように透磁率の大なる磁気遮蔽部１４が周方向に所定間
隔を存して複数設けられるため、前述した第１実施例と
同様に、磁気センサ１５が感磁する磁束は磁気遮蔽部１
４の有無によって大きく変化し、出力信号の分解能を高
めることができる。また、磁性体１２の成形時に磁気遮
蔽部１４を磁性体１２に転写して設けたため、マスク部
材を磁性体１２に位置合わせしながら貼着するという面
倒な作業が不要となり、組立作業が簡単になる。さら
に、磁極１３と磁気遮蔽部１４とが磁性体１２の同一面
上に配列されるため、磁極１３と磁気センサ間のギャッ
プを小さく設定することができる。According to the second embodiment of the present invention described above, the magnetic shield portion 14 having a large magnetic permeability extends in the circumferential direction so as to straddle the N pole and the S pole which are annularly magnetized on the surface of the magnetic body 12. Since a plurality of magnetic fluxes are provided at predetermined intervals, the magnetic flux sensed by the magnetic sensor 15 is the same as in the first embodiment described above.
4 can be greatly changed depending on the presence or absence of 4, and the resolution of the output signal can be improved. Further, since the magnetic shield portion 14 is provided by being transferred to the magnetic body 12 when the magnetic body 12 is molded, the troublesome work of adhering the mask member to the magnetic body 12 while aligning it is not necessary, and the assembling work is simplified. Become. Further, since the magnetic pole 13 and the magnetic shield portion 14 are arranged on the same surface of the magnetic body 12, the gap between the magnetic pole 13 and the magnetic sensor can be set small.
【００２４】図８は本発明の第３実施例に係る回転ディ
スクの製造工程を示す説明図であり、図５〜図７に対応
する部分には同一符号を付してある。FIG. 8 is an explanatory view showing a manufacturing process of a rotary disk according to a third embodiment of the present invention, and the portions corresponding to FIGS. 5 to 7 are designated by the same reference numerals.
【００２５】本実施例と前述した第３実施例とは、マス
クパターン材２１上の磁気遮蔽部１４を転写する工程の
一部が相違するだけで、同様の効果を奏する。すなわ
ち、既に説明した図６に示す工程によって前記マスクパ
ターン材２１を形成した後、図８（ａ）に示すように、
このマスクパターン材２１上に磁性粉を含有したペース
トを塗布して、前記磁気遮蔽部１４を被覆する磁性体層
２４を形成する。次いで、図８（ｂ）に示すように、こ
の磁性体層２４を剛性の高い金属板や合成樹脂板等から
なる基板２５に接着し、磁性体層２４を介してマスクパ
ターン材２１と基板２５とを一体化する。しかる後、図
８（ｃ）に示すように、マスクパターン材２１の基材１
７を磁性体層２４から剥離して、前記磁気遮蔽部１４を
磁性体層２４の表面に転写し、その後、図８（ｄ），
（ｅ）に示すように、これを円形に外形抜きする。最後
に、磁性体層２４の表面に各磁気遮蔽部１４を横切るよ
うに環状のＮ極とＳ極とを近接して着磁すると、図５に
示したものと同様の回転ディスク１６が得られる。The present embodiment and the above-mentioned third embodiment have the same effect except that only a part of the step of transferring the magnetic shield portion 14 on the mask pattern material 21 is different. That is, after the mask pattern material 21 is formed by the process shown in FIG. 6 already described, as shown in FIG.
A paste containing magnetic powder is applied on the mask pattern material 21 to form a magnetic layer 24 that covers the magnetic shield portion 14. Next, as shown in FIG. 8B, the magnetic layer 24 is adhered to a substrate 25 made of a metal plate or a synthetic resin plate having high rigidity, and the mask pattern material 21 and the substrate 25 are interposed via the magnetic layer 24. Integrate with. Then, as shown in FIG. 8C, the base material 1 of the mask pattern material 21.
7 is peeled off from the magnetic layer 24, the magnetic shield 14 is transferred onto the surface of the magnetic layer 24, and then, as shown in FIG.
As shown in (e), this is cut out into a circular shape. Finally, when a ring-shaped N-pole and S-pole are magnetized close to each other on the surface of the magnetic layer 24 so as to traverse the magnetic shields 14, a rotary disk 16 similar to that shown in FIG. 5 is obtained. .
【００２６】なお、上記の第１〜３実施例では、本発明
をインクリメンタルタイプの磁気式エンコーダに適用し
た場合について説明したが、本発明はアブソリュートタ
イプの磁気式エンコーダにも適用することができる。例
えば、第１実施例をアブソリュートタイプの磁気式エン
コーダに適用する場合は、図９（ａ）に示すように、磁
性体１２の表面に環状のＮ極とＳ極を複数のトラック上
に着磁し、一方、マスク部材１１にも環状に配置された
スリット１１ａ群を複数のトラック上に設け、図９
（ｂ）に示すように、このマスク部材１１を磁性体１２
の表面に貼着すれば良い。In the above first to third embodiments, the case where the present invention is applied to the incremental type magnetic encoder has been described, but the present invention can also be applied to the absolute type magnetic encoder. For example, when the first embodiment is applied to an absolute type magnetic encoder, as shown in FIG. 9A, the surface of the magnetic body 12 is magnetized with annular N poles and S poles on a plurality of tracks. On the other hand, the mask member 11 is also provided with a group of slits 11a arranged annularly on a plurality of tracks.
As shown in (b), the mask member 11 is attached to the magnetic body 12
It can be attached to the surface of.
【００２７】また、第２，３実施例をアブソリュートタ
イプの磁気式エンコーダに適用する場合は、図６（ａ）
に示した露光用マスク１９を変更して、予めマスクパタ
ーン材２１の磁気遮蔽部１４群を複数のトラック上に形
成し、これら磁気遮蔽部１４を磁性体１２や磁性体層２
４に転写すれば良い。When the second and third embodiments are applied to the absolute type magnetic encoder, FIG.
The exposure mask 19 shown in FIG. 2 is changed to previously form the magnetic shield portions 14 of the mask pattern material 21 on a plurality of tracks, and the magnetic shield portions 14 are formed on the magnetic body 12 and the magnetic body layer 2.
Transfer to No.4.
【００２８】また、上記の第１〜３実施例では、回転デ
ィスク１６の同一表面にＮ極とＳ極を環状に着磁した場
合について説明したが、図１０に示すように、例えば表
面をＮ極、裏面をＳ極の如く磁性体１２の軸方向に単極
着磁し、この磁性体１２に同図のハッチングで示す形状
のマスク部材１１を被着しても良い。この場合、磁極１
３と磁気遮蔽部１４は磁性体１２の周面に形成される
が、磁気遮蔽部１４はＮ極とＳ極とに跨るため、磁気遮
蔽部１４が存在する部分では閉磁路が形成され、出力信
号の分解能を高めることができる。なお、図１０に示す
磁性体１２を軸方向に長くし、この磁性体１２の周面に
おける複数のトラック上に磁極１３と磁気遮蔽部１４の
群を形成すれば、回転ドラムを用いたアブソリュートタ
イプの磁気式エンコーダを提供することができる。In the above first to third embodiments, the case where the N pole and the S pole are magnetized in a ring shape on the same surface of the rotary disk 16 has been described. However, as shown in FIG. The poles and the back surface may be magnetized in a single pole in the axial direction of the magnetic body 12 like the S pole, and the magnetic body 12 may be covered with the mask member 11 having the shape shown by hatching in the figure. In this case, the magnetic pole 1
3 and the magnetic shield portion 14 are formed on the peripheral surface of the magnetic body 12, but since the magnetic shield portion 14 extends over the N pole and the S pole, a closed magnetic path is formed in the portion where the magnetic shield portion 14 exists, and the output is generated. The signal resolution can be increased. If the magnetic body 12 shown in FIG. 10 is lengthened in the axial direction and a group of magnetic poles 13 and magnetic shields 14 is formed on a plurality of tracks on the circumferential surface of the magnetic body 12, an absolute type using a rotating drum is formed. The magnetic encoder can be provided.
【００２９】さらに、上記の第２，３実施例では、軟磁
性粉を含有したインク２０によってマスクパターン材２
１上に磁気遮蔽部１４を形成した場合について説明した
が、これに代えて、軟磁性体をメッキして磁気遮蔽部１
４を形成することも可能である。Further, in the above-mentioned second and third embodiments, the mask pattern material 2 is formed by the ink 20 containing the soft magnetic powder.
Although the case where the magnetic shield portion 14 is formed on the magnetic shield portion 1 has been described, the magnetic shield portion 1 may be plated with a soft magnetic material instead.
It is also possible to form 4.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
環状に着磁されたＮ極とＳ極とに跨るように透磁率の大
なる磁気遮蔽部を周方向に所定間隔を存して複数設け、
これら磁気遮蔽部間に磁極を形成したため、磁気遮蔽部
が存在する部分ではＮ極からＳ極に向かう磁束のほとん
どは磁気遮蔽部を通過して空気中に漏れにくくなり、そ
の結果、磁気センサが感磁する磁束は磁気遮蔽部の有無
によって大きく変化し、分解能が高い磁気式エンコーダ
を提供することができる。また、磁気遮蔽部の配列ピッ
チによって磁極の着磁ピッチが設定されるため、磁極の
着磁ピッチを制御するための複雑な着磁装置が不要とな
り、その分、コストダウンを図ることができる。さら
に、磁気遮蔽部を転写する方法を採用した場合、組立作
業を簡略化できるという効果を奏する。As described above, according to the present invention,
A plurality of magnetic shields having a large magnetic permeability are provided at predetermined intervals in the circumferential direction so as to straddle the N-pole and the S-pole magnetized in a ring shape.
Since the magnetic poles are formed between these magnetic shields, most of the magnetic flux from the N pole to the S pole passes through the magnetic shields and is unlikely to leak into the air in the portion where the magnetic shields are present. The magnetic flux to be sensed greatly changes depending on the presence or absence of the magnetic shield, and it is possible to provide a magnetic encoder with high resolution. Further, since the magnetizing pitch of the magnetic poles is set by the arrangement pitch of the magnetic shielding portions, a complicated magnetizing device for controlling the magnetizing pitch of the magnetic poles is not required, and the cost can be reduced accordingly. Further, when the method of transferring the magnetic shield portion is adopted, there is an effect that the assembling work can be simplified.
【図１】本発明の第１実施例に係る磁気式エンコーダの
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a magnetic encoder according to a first embodiment of the present invention.
【図２】該磁気式エンコーダに備えられる回転ディスク
の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a rotary disk provided in the magnetic encoder.
【図３】該回転ディスクの一部を拡大した平面図であ
る。FIG. 3 is an enlarged plan view of a part of the rotating disk.
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。4 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図５】図５は本発明の第２実施例に係る回転ディスク
の部分平面図である。FIG. 5 is a partial plan view of a rotary disk according to a second embodiment of the present invention.
【図６】該回転ディスクの製造工程の一部を示す説明図
である。FIG. 6 is an explanatory view showing a part of the manufacturing process of the rotary disk.
【図７】該回転ディスクの製造工程の他部を示す説明図
である。FIG. 7 is an explanatory view showing another part of the manufacturing process of the rotary disk.
【図８】本発明の第３実施例に係る回転ディスクの製造
工程を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a rotating disk according to a third embodiment of the invention.
【図９】本発明をアブソリュートタイプの磁気式エンコ
ーダに適用した場合の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram when the present invention is applied to an absolute type magnetic encoder.
【図１０】本発明の他の実施例に係る回転ドラムの斜視
図である。FIG. 10 is a perspective view of a rotary drum according to another embodiment of the present invention.
【図１１】従来例に係る磁気式エンコーダの斜視図であ
る。FIG. 11 is a perspective view of a magnetic encoder according to a conventional example.
【図１２】該磁気式エンコーダに備えられる回転ディス
クの断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a rotary disk provided in the magnetic encoder.
１０ 回転体 １１ マスク部材 １１ａ スリット １２ 磁性体 １３ 磁極 １４ 磁気遮蔽部 １５ 磁気センサ １６ 回転ディスク １７ 基材 １８ 感光性塗膜 １９ 露光用マスク ２０ インク ２１ マスクパターン材 ２２ 成形金型 ２３ 溶融樹脂 ２４ 磁性体層 ２５ 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating body 11 Mask member 11a Slit 12 Magnetic material 13 Magnetic pole 14 Magnetic shielding part 15 Magnetic sensor 16 Rotating disk 17 Base material 18 Photosensitive coating film 19 Exposure mask 20 Ink 21 Mask pattern material 22 Molding die 23 Melt resin 24 Magnetic Body layer 25 substrate
フロントページの続き (72)発明者 徳永 一郎 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 斉藤 敬二 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Ichiro Tokunaga 1-7 Yukiya Otsukacho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. (72) Keiji Saito 1-7 Yukiya Otsuka-cho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. In the company
Claims (5)
方向に沿って環状のＮ極とＳ極とが近接して着磁され、
これらＮ極とＳ極とに跨るように透磁率の大なる磁気遮
蔽部が周方向に所定間隔を存して複数設けられ、各磁気
遮蔽部間のＮ極とＳ極を磁極となし、この磁極の回転軌
跡と対向するように磁気センサが配置されたことを特徴
とする磁気式エンコーダ。1. A surface of a rotating body having a magnetic layer is magnetized so that annular N poles and S poles are closely arranged along the rotation direction thereof.
A plurality of magnetic shield portions having a large magnetic permeability are provided at a predetermined interval in the circumferential direction so as to extend over the N pole and the S pole, and the N pole and the S pole between the magnetic shield portions are magnetic poles. A magnetic encoder, in which a magnetic sensor is arranged so as to face a rotation locus of a magnetic pole.
部と磁極が互いに平行な複数のトラック上にそれぞれ設
けられていることを特徴とする磁気式エンコーダ。2. The magnetic encoder according to claim 1, wherein the magnetic shield portion and the magnetic pole are provided on a plurality of tracks that are parallel to each other.
磁気遮蔽部は前記回転体の表面に一体化されたマスク部
材であり、このマスク部材に前記Ｎ極とＳ極を臨む複数
の透孔が設けられ、これら透孔間を前記磁気遮蔽部とし
たことを特徴とする磁気式エンコーダ。3. The magnetic shield according to claim 1, wherein the magnetic shield is a mask member integrated with the surface of the rotating body, and the mask member has a plurality of through holes facing the N pole and the S pole. Is provided, and the magnetic shield is provided between the through holes.
気遮蔽部を周方向に所定間隔を存して環状に形成してマ
スクパターン材を得る工程と、このマスクパターン材を
成形金型に供給して前記磁気遮蔽部をキャビティと対向
させた後、該キャビティ内に磁性粉を含有した溶融樹脂
を射出してディスク状の成形体を得る工程と、この成形
体から前記基材を剥離して該成形体の平坦面に前記磁気
遮蔽部を転写する工程と、前記成形体に前記磁気遮蔽部
を横切るように環状のＮ極とＳ極とを近接着磁して回転
ディスクを得る工程とを具備してなる磁気式エンコーダ
の製造方法。4. A step of obtaining a mask pattern material by annularly forming a magnetic shield portion made of a soft magnetic material on a flat surface of a base material at a predetermined interval in a circumferential direction, and forming the mask pattern material with a molding die. A step of supplying a mold to face the magnetic shielding part to the cavity and then injecting a molten resin containing magnetic powder into the cavity to obtain a disk-shaped molded body, and the base material from the molded body. A step of peeling and transferring the magnetic shield portion to the flat surface of the molded body, and a magnetic disk are obtained by near-bonding an annular N pole and an S pole so as to cross the magnetic shield portion on the molded body to obtain a rotating disk. A method of manufacturing a magnetic encoder, which comprises:
気遮蔽部を周方向に所定間隔を存して環状に形成してマ
スクパターン材を得る工程と、このマスクパターン材に
磁性粉を含有したペーストを塗布し、前記磁気遮蔽部を
被覆する磁性体層を形成する工程と、この磁性体層を基
板に接着した後、該磁性体層から前記基材を剥離してデ
ィスク状の回転体を形成する工程と、この回転体に前記
磁気遮蔽部を横切るように環状のＮ極とＳ極とを近接し
て着磁する工程とを具備してなる磁気式エンコーダの製
造方法。5. A step of obtaining a mask pattern material by annularly forming magnetic shielding portions made of a soft magnetic material on a flat surface of a base material at predetermined intervals in the circumferential direction, and magnetic powder on the mask pattern material. A step of applying a paste containing a magnetic substance layer to cover the magnetic shield part, and after adhering the magnetic substance layer to a substrate, peeling the base material from the magnetic substance layer to form a disc shape. A method of manufacturing a magnetic encoder, comprising: a step of forming a rotating body; and a step of magnetizing an annular N pole and an S pole in close proximity to the rotating body so as to cross the magnetic shield portion.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07130716A JP3122712B2 (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Magnetic encoder and method of manufacturing the same |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327394A true JPH08327394A (en) | 1996-12-13 |
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| JP (1) | JP3122712B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214862A (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | Position detection device |
| KR100648038B1 (en) * | 2005-07-11 | 2006-11-27 | 경기도 | Steering Angle Detection Device |
| CN102297081A (en) * | 2011-09-09 | 2011-12-28 | 广东明阳风电产业集团有限公司 | Wind turbine generator system variable pitch encoder |
| CN102853854A (en) * | 2012-09-11 | 2013-01-02 | 广东明阳风电产业集团有限公司 | Variable-pitch magnetic encoder for wind generating set |
| JP2017015658A (en) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 株式会社ジェイテクト | Rotation angle detection device |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP07130716A patent/JP3122712B2/en not_active Expired - Fee Related
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