JPH09308171A - 磁気式エンコーダ付きモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気シールド板を用いずに、モータ本体で発
生する磁気ノイズを効率よく遮蔽可能な磁気式エンコー
ダ付きモータを実現すること。 【解決手段】 磁気式エンコーダ付きモータ１は、モー
タ本体１０の反出力側の端に磁気式エンコーダ２０が同
軸状態に取り付けられている。磁気式エンコーダ２０は
エンコーダカバー３０により覆われている。その内部に
は、ポールマグネット２２が、磁性体からなるバックヨ
ーク２１の表面に取り付けられている。バックヨーク２
１は、その外周縁２１２がホール素子２４よりもエンコ
ーダカバー３０に近い位置となるように、その外径寸法
が設定されている。モータ本体１０から発生した磁気ノ
イズは、バックヨーク２１の外周縁２１２からエンコー
ダカバー３０に向かって飛散する。したがって、磁気シ
ールド板をモータ本体１０とエンコーダ２０との間に配
置しなくてもモータ本体１０で発生した磁気ノイズがホ
ール素子２４に侵入することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータロータの回
転位置等を検出するための磁気式エンコーダが取り付け
られた構成の磁気式エンコーダ付きモータに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図５に模式的に示すように、磁気式エン
コーダ付きモータ１ａは、一般に、モータ本体１０ａの
反出力側の端面に磁気式エンコーダ２０ａが同軸状態に
取り付けられている。磁気式エンコーダ２０ａは、モー
タシャフト１１の反出力側の端に固着した磁性体からな
る円盤状のバックヨーク２１ａと、このバックヨーク２
１ａの表面に取り付けられたモータロータと同一の磁極
数のポールマグネット２２ａとを有している。このポー
ルマグネット２２ａに対向するようにホール素子などの
磁気センサ２４ａが固定した位置に配置されている。ポ
ールマグネット２２ａは、モータが回転すると、それと
一体となって回転する。これにより発生する回転磁界を
磁気センサ２４ａによって検出し、検出信号を回路基板
２３ａ上に構成された信号処理回路で処理することによ
りモータの回転位置などを検出する。

【０００３】このように構成された磁気式エンコーダ付
きモータ１ａでは、図５に矢印Ａ’で示すように、モー
タ本体１０ａ中に構成されているステータや保安機構と
しての電磁ブレーキ等から磁気ノイズが発生する。発生
した磁気ノイズは磁気式エンコーダ２０ａの側に侵入す
る。磁気センサ２４ａがこの磁気ノイズを拾ってしまう
と、検出信号に誤差が発生し、回転位置や回転速度等を
精度良く検出することができなくなる。そこで、従来に
おいては、モータ本体１０ａと磁気式エンコーダ２０ａ
の間を磁気シールド板２によって遮断して、磁気センサ
２４ａの側への磁気ノイズの侵入を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気シ
ールド板２を取り付けると、その分モータの軸長が長く
なってしなう。また、磁気シール板２やこの取付けに必
要なねじ等の部品が増えてしまうので、磁気式エンコー
ダ付きモータ１ａのコストアップも招いてしまう。

【０００５】そこで、本発明の課題は、磁気シールド板
を用いずに、モータ本体で発生する磁気ノイズを効率よ
く遮蔽可能な磁気式エンコーダ付きモータを実現するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、磁気シー
ルド板を省略した場合に、モータ本体で発生する磁気ノ
イズが磁気式エンコーダのバックヨークに侵入して、そ
の外周縁に集中した後、そこから磁気センサの側あるい
は磁性体からなるエンコーダカバーの側に向けて飛散し
ていく傾向にあることに着目し、本発明では、このバッ
クヨークを利用して磁気ノイズを効果的に遮蔽するよう
にしている。

【０００７】すなわち、モータ本体と、このモータ本体
に同軸状態に取り付けられた磁気式エンコーダとを有す
る磁気式エンコーダ付きモータにおいて、前記磁気式エ
ンコーダの構成要素であるポールマグネットが取り付け
られている磁性体からなるバックヨークを、前記モータ
本体の側で発生した磁気ノイズが当該磁気式エンコーダ
の構成要素である磁気センサに侵入することを防止する
ための磁気シールド板として用いることを特徴としてい
る。

【０００８】また、前記バックヨークは円盤形状をして
おり、当該バックヨークの外周縁は、前記磁気センサよ
りも磁性体からなるエンコーダカバーの側に近い位置に
あることが望ましい。

【０００９】このように構成した本発明の磁気式エンコ
ーダ付きモータでは、モータ本体で発生した磁気ノイズ
は、磁気式エンコーダの側における最も近い位置にある
磁性体からなるバックヨークに侵入する。バックヨーク
に侵入した磁気ノイズは、バックヨークの外周縁に集中
した後、そこから飛散していく。この外周縁に最も近い
磁性体の部分は、磁気センサではなくエンコーダカバー
である。したがって、バックヨークに侵入した磁気ノイ
ズは、その外周縁からエンコーダカバーに向かう。この
ため、磁気センサが磁気ノイズを拾うことはほとんどな
い。

【００１０】したがって、本発明によれば、別途磁気シ
ールド板を用いることなく、磁気ノイズが磁気センサに
侵入することを防止できる。この結果、シールド板を必
要としない分だけ、磁気式エンコーダ付きモータを小型
化できる。また、磁気シール板およびその取付けに必要
な部品が不要な分だけ、モータの製造コストを低減でき
る。

【００１１】ここで、磁気センサとポールマグネットの
距離を短くすれば、磁気ノイズの影響を受けずに一層精
度のよい検出を行うことができる。このためには、前記
バックヨークに前記磁気センサの側に向けて突出した環
状突出面を形成して、当該環状突出面に前記ポールマグ
ネットを取り付ければ良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明に
係る磁気式エンコーダ付きモータを説明する。

【００１３】図１に示すように、磁気式エンコーダ付き
モータ１は、モータ本体１０と、モータ本体１０の反出
力側の端面に同軸状態に取り付けられた磁気式エンコー
ダ２０とを有している。

【００１４】モータ本体１０は、円筒状のカバーケース
１４を有し、その内部にモータシャフト１１に固着した
モータロータ１２と、このモータロータ１２の外周を同
心状態で囲んでいるステータ１３が収納されている。モ
ータシャフト１１の先端部は出力軸部１１１としてカバ
ーケース１４の出力側端面１４ａから突出している。モ
ータシャフト１１の基端部１１２は、カバーケース１４
の反出力側の端面１４ｂを貫通して磁気式エンコーダ２
０の側に突出している。

【００１５】磁気式エンコーダ２０は、外部からの磁気
ノイズの侵入を防止するために、磁性体からなるカップ
状のエンコーダカバー３０によって覆われている。エン
コーダカバー３０の内部には、モータシャフト１１の基
端部１１２が突出しており、この外周にアルミニウム製
の円盤状ボス１５が固着されている。この円盤状ボス１
５の表面に、磁性体からなる円盤状のバックヨーク２１
がねじ２により固定されている。バックヨーク２１の表
面にはモータロータ１２と同一の磁極数を有する円盤状
のポールマグネット２２が取り付けられている。ポール
マグネット２２からモータの軸線方向に離れた位置には
回路基板２３がバックヨーク２１と平行にねじ止め固定
されている。回路基板２３には、ポールマグネット２２
と対向した位置に磁気センサとしてのホール素子２４が
固定されている。

【００１６】なお、例えば、回路基板２３に計３コのホ
ール素子２４を取り付けてモータの位置検出する場合も
あり、ホール素子２４の個数に付いては、特に限定され
るものではなく、モータの用途に応じて１コや２コ、ま
たは、３コ以上であっても差し支えない。

【００１７】ここで、バックヨーク２１の外径寸法は、
その外周縁２１２からエンコーダカバー３０の内周面ま
での距離が、当該外周縁２１２からホール素子２４まで
の距離に比べて短くなるように設定されている。

【００１８】ポールマグネット２２は、モータシャフト
１１が回転すると、一体回転する。ポールマグネット２
２の回転により発生した回転磁界は、ホール素子２４に
よって検出される。ホール素子２４からの検出信号は、
回路基板２３上に構成された信号処理回路で処理され
て、モータの回転位置などを表すエンコーダ出力が得ら
れる。

【００１９】磁気式エンコーダ付きモータ１において
は、図５を参照に説明した従来の磁気式エンコーダ付き
モータ１ａと同様に、モータ本体１０に構成されていス
テータ１３や保安機構としての電磁ブレーキなどから磁
気ノイズが発生する。従来の磁気式エンコーダ付きモー
タ１ａでは、磁気シールド板２によってモータ本体１０
ａと磁気式エンコーダ２０ａを遮断して磁気ノイズの侵
入を防いでいた。これに対して、本例の磁気式エンコー
ダ付きモータ１では、磁気シールド板２を用いなくて
も、図２に示すように磁気ノイズの侵入が防止される。

【００２０】図２には、磁気式エンコーダ付きモータ１
における磁気ノイズの進路を模式的に示してある。図２
に矢印Ａで示すように、ステータ１３などから発生した
磁気ノイズは、磁気式エンコーダ２０の側における最も
近い位置にある磁性体であるバックヨーク２１に侵入す
る。バックヨーク２１に侵入した磁気ノイズは、矢印Ｂ
で示すように、バックヨーク２１の外周縁２１２に集中
した後、そこから飛散していく。ここで、バックヨーク
２１の外周縁２１２に最も近い磁性体の部分はエンコー
ダカバー３０である。したがって、外周縁２１２から飛
散した磁気ノイズはエンコーダカバー３０に向かう。こ
のため、ホール素子２４が磁気ノイズを拾うことはほと
んどない。このように、本例の磁気式エンコーダ付きモ
ータ１では、外径寸法が適切に設定された円盤状のバッ
クヨーク２１が、ホール素子２４に磁気ノイズが侵入す
ることを防止するための磁気シールド板として機能す
る。

【００２１】以上のように、本例の磁気式エンコーダ付
きモータ１では、ホール素子２４が磁気ノイズを拾うこ
とはないので、ポールマグネット２２から発せられる磁
界のみを確実に検出できる。したがって、ホール素子２
４から出力される検出信号の低ノイズ化を図ることがで
き、モータの回転位置などを精度良く検出できる。

【００２２】このように、本例の磁気式エンコーダ付き
モータ１では、バックヨーク２１が磁気シールド板とし
て機能するので、別途、磁気シールド板を用いる必要が
ない。この結果、磁気シールド板を必要としない分だ
け、磁気式エンコーダ付きモータ１を小型化できる。ま
た、磁気シールド板およびその取付けに必要な部品が不
要な分だけ、モータの製造コストを低減できる。

【００２３】なお、バックヨーク２１は、図３に示すよ
うに、その外周縁２１２とエンコーダカバー３０の内周
面の間がほんの僅かな隙間となるような大きさにするこ
とが望ましい。このようにバックヨーク２１Ａの外周縁
２１２がエンコーダカバー３０により近くなるととも
に、当該外周縁２１２がホール素子２４から一層離れる
ので、外周縁２１２から飛散した磁気ノイズをホール素
子２４が拾ってしまうことがほとんどなくなる。

【００２４】［その他の実施の形態］図４には、本発明
を適用した磁気式エンコーダ付きモータの別の形態を示
してある。この磁気式エンコーダ付きモータ１Ｂでは、
ポールマグネットとホール素子との間隔が短くなってい
る点が特徴となっている。すなわち、バックヨーク２１
Ｂは、その中央部分に回路基板２３の側に向かって突出
した環状突出面２１３が形成され、この環状突出面２１
３にポールマグネット２２が固定されている。その他の
構成は図１に示す磁気式エンコーダ付きモータ１と同一
構造である。

【００２５】このように構成した磁気式エンコーダ付き
モータ１Ｂでは、円盤状ボス１５Ｂに取り付けたバック
ヨーク２１Ｂの回路基板２３の側に突出する環状突出面
２１３にポールマグネット２２を取り付けてあるので、
ホール素子２４とポールマグネット２２が接近してい
る。このため、ホール素子２４は、ポールマグネット２
２からの回転磁界をより確実に検出できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、モー
タ本体側から発生した磁気ノイズが磁気センサに侵入す
ることを防止するための磁気シールド板としてバックヨ
ークを利用し、磁気ノイズを効果的に遮蔽するようにし
ている。したがって、本発明によれば、磁気シールド板
を必要としない分だけ、磁気式エンコーダ付きモータを
小型化できる。さらに、磁気シールド板やその取付けに
必要な部品が不要となるので、磁気式エンコーダ付きモ
ータの製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る磁気式エンコーダ付きモ
ータの説明図である。

【図２】本発明の実施例に係る磁気式エンコーダ付きモ
ータにおいて、モータ本体から発生する磁気ノイズの進
路を模式的に示す説明図である。

【図３】本発明の別の実施例に係る磁気式エンコーダ付
きモータの磁気式エンコーダを模式的に示す説明図であ
る。

【図４】本発明の更に別の実施例に係る磁気式エンコー
ダ付きモータのバックヨーク周辺を拡大して模式的に示
す説明図である。

【図５】従来の磁気式エンコーダ付きモータを模式的に
示す説明図である。

【符号の説明】

１、１Ｂ 磁気式エンコーダ付きモータ １０ モータ本体 １１ モータシャフト １２ モータロータ １３ ステータ １４ カバーケース １５、１５Ｂ 円盤状ボス ２０ 磁気式エンコーダ ２１、２１Ａ、２１Ｂ バックヨーク ２１２ 外周縁 ２１３ 環状突出面 ２２ ポールマグネット ２３ 回路基板 ２４ ホール素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ本体と、このモータ本体に同軸状
   態に取り付けられた磁気式エンコーダとを有する磁気式
   エンコーダ付きモータにおいて、 前記磁気式エンコーダの構成要素であるポールマグネッ
   トが取り付けられている磁性体からなるバックヨーク
   を、前記モータ本体の側で発生した磁気ノイズが当該磁
   気式エンコーダの構成要素である磁気センサに侵入する
   ことを防止するための磁気シールド板として用いること
   を特徴とする磁気式エンコーダ付きモータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記バックヨークは
   円盤形状をしており、当該バックヨークの外周縁は、前
   記磁気センサよりも磁性体からなるエンコーダカバーの
   側に近い位置にあることを特徴とする磁気式エンコーダ
   付きモータ。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記バックヨーク
   は、前記磁気センサの側に向けて突出した環状突出面を
   備え、当該環状突出面に前記ポールマグネットが取り付
   けられていることを特徴とする磁気式エンコーダ付きモ
   ータ。