JPS62225909A - 磁気式ロ−タリ−エンコ−ダ - 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】 （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、Ｓｌａ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１２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によって汝は止め
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を螺合して搗は止めしており
、この軸受は構造により回転軸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にうにして
いる。

更に、磁気円板］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によるハウジング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
なる六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、
六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
合に六方向となるモータ等からの外部磁界の影響を人き
く受Ｃブ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Ｓ　４５　Ｃ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、六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六方向からの外部磁界がノイズ
となり、ＳＺＮ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六方向から
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一部材と
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、磁気目盛を
備えた磁気円板及び磁気検出素子を覆ってハウジングに
装着したカバ一部材を軟質磁性材料で形成すると共に、
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、磁気円板の磁気目盛形成面と軟′ｆ１磁性材お１
で成るカバ一部材とで覆われた位置に磁気検出素子を配
置し、ハウジング方向からの外部磁界ｔｊ：　磁気円板
の介在により遮蔽して磁気検出素子に影響を与えないよ
うにしたものである。

（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必る。

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は部材３
ａ、３ｂを介して回転軸２が回転自在に設けられてあり
、回転軸２と軸受は部材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、また軸受は部材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、この軸受り部材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１Ｉ１１２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（プ、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
一ヒに円周方向に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、磁気検出索子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は固定されている
。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路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
たカバ一部材１０がハウジング１に対するビス止め等を
もって取り付りられでいる。

このため磁気検出素子７は、磁気円板６と軟質磁性材料
で成るカバ一部＋Ａ’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−〇　− 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一部材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一部材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
り六方向からの外部磁界を受Ｃプだ場合には、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
矢印六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を通過した六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、このため六方向からの外部
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、六方向からの外部
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５４５
Ｃ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、六方向からの外部磁
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、磁気目盛を備
えた磁気円板及び磁気検出素子の周囲を囲ってハウジン
グに装着したカバ一部材を軟質磁性材料で形成すると共
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、磁気円板の磁気目盛形成面と軟質磁性材料で
成るカバ一部材とで囲われた位置に、磁気円板の磁気目
盛に対向して磁気検出素子を配置するようにしたため、
軟質磁性材料で成るカバ一部材の周囲からの外部磁場は
カバ一部材で磁気遮蔽されて磁気検出素子−１２＝ に影響せず、またカバ一部材が開いているハウジング側
から受ける外部磁場については、磁気検出素子の手前に
磁気円板が介在することでハウジング側からの外部磁場
を磁気円板で吸収することによる磁気遮蔽をもって磁気
検出素子がハウジング側からの外部磁場の影響を受ける
ことがなく、このため、あらゆる方向からの外部磁場を
受けても確実に磁気検出素子を磁気遮蔽することができ
、ロータリエンコーダの検出精度を高めると共に、信頼
性を大幅に向上することができる。

【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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   されたカバーとでなる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すると共に、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、該磁気目盛を形成した磁気円板と前記カバ
   ーで囲われた位置に前記磁気検出素子を配置したことを
   特徴とする磁気式ロータリーエンコーダ。