KR102558334B1

KR102558334B1 - 자기 인코더 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102558334B1
Application number: KR1020197025009A
Authority: KR
Inventors: 다카시 고이케; 야스유키 후쿠시마; 유야 야마구치
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2023-07-20
Also published as: DE112018000654T5; KR20190112752A; CN110234964A; JP6937128B2; WO2018143142A1; US20190346291A1; US11099037B2; JP2018124190A

Abstract

복렬의 자기 트랙을 가지고 절대각을 검출 가능한 자기 인코더를, 보다 고정밀도로, 또한 간단하고 용이하게 제조 가능하게 한다. 트랙 형성면부(2Aa)의 에지로부터 절곡되어 연장되는 절곡 판부(2B)를 가지는 환형의 심금(2)과, 상기 트랙 형성면부(2Aa)에 설치된 자성 부재(3)에 각각 N극과 S극이 교호적으로 착자된 2열 이상의 인접하여 배열되는 자기 트랙(4)을 구비한다. 이 자기 트랙(4)으로서, 착자 극수가 가장 많이 각도 산출에 사용되는 메인 트랙(5)과, 이들의 위상차를 산출하기 위한 서브 트랙(6)이 있다. 메인 트랙(5)이 서브 트랙(6)보다 절곡 판부(2B)에 가까운 쪽에 위치한다.

Description

자기 인코더 및 그 제조 방법

본 출원은, 2017년 2월 2일자 일본 특허출원 제2017-017322의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

본 발명은, 회전 속도 또는 회전 위치의 검출에 사용하는 자기 인코더(magnetic encoder) 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히 절대각 검출에서 사용하는 복렬(複列)의 자기 트랙(magnetic track)을 가지는 자기 인코더 및 그 제조 방법에 적용되는 기술에 관한 것이다.

특허문헌 1에서는, 복렬의 자기 인코더 트랙을 착자(着磁)할 때, 자기(磁氣) 차폐를 사용하여, 착자 대상 이외의 자기 인코더 트랙열에의 자속(磁束)의 흐름을 차폐하는 자기 인코더가 제안되어 있다.

일본 특허 제5973278호 공보

특허문헌 1에 기재된 자기 인코더에서는, 각각의 자기 트랙 사이에서 1극쌍(極對)의 차이를 설정함으로써, 절대각을 검출하는 용도로 사용하는 것이 가능하지만, 각도 검출의 기준으로 되는 측의 자기 트랙[메인 트랙(main track)]의 착자 정밀도의 요구는 높다. 예를 들면, 32극쌍과 31극쌍으로 착자한 2열의 자기 트랙을 사용하여 절대 각도를 검출하는 경우, 32극쌍 측의 1극쌍당의 각도는 11.25°(360/32)로 된다. 어느 위상 위치에 있는지를 판별하기 위해서는 0.35°(11.25/32) 이하의 착자 정밀도, 예를 들면, 안전을 볼 때 ±0.1°이하의 착자 정밀도가 요구된다. 착자 극수가 64극쌍과 63극쌍과 같이 극수가 증가하면, 요구 정밀도는 더욱 높아지고, 예를 들면, ±0.04° 이하의 착자 정밀도가 요구된다. 그러므로, 요구 정밀도를 만족시키는 자기 인코더를 제조하는 것이 어렵다.

따라서, 본 발명은, 복렬의 자기 트랙을 가지고 절대각을 검출 가능한 자기 인코더를, 보다 고정밀도로, 또한 간단하고 용이하게 제조할 수 있는 자기 인코더 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 자기 인코더는, 트랙 형성면부의 에지로부터 절곡되어 연장되는 절곡 판부((bending plate))를 가지는 환형(環形)의 심금(芯金; core member)과, 이 심금의 상기 트랙 형성면부에 설치된 자성 부재(magnetic member)에 각각 N극과 S극이 교호적(交互的)으로 착자된 2열 이상의 인접하여 배열되는 자기 트랙을 구비하고, 상기 2열 이상의 자기 트랙으로서, 착자 극수가 가장 많이 각도 산출에 사용되는 메인 트랙과, 이들의 위상차를 산출하기 위한 서브 트랙(sub track)이 있고, 상기 메인 트랙이 상기 서브 트랙보다 상기 절곡 판부에 가까운 쪽에 위치한다. 상기 자성 부재는, 상기 메인 트랙과 서브 트랙에 공통으로 사용되는 일체의 것이라도, 또한 자기 트랙마다 별개로 설치된 것이라도 된다.

상기 심금의 트랙 형성면부에서의, 상기 절곡 판부에 가까운 부분은, 심금의 절곡에 의하여, 강성(剛性)이 높고 회전 진동이 작은 부분으로 되어 있다. 이 회전 진동이 작은 부분에, 고정밀도가 요구되고, 또한 자극수(磁極數)가 많은 자기 트랙인 메인 트랙이 배치되어 있으므로, 검출 각도의 정밀도의 향상과 안정화가 기대된다. 또한, 제조에 대해서도, 메인 트랙과 서브 트랙과의 배치의 연구만으로 되므로, 정밀도 향상을 도모하면서 간단하고 용이하게 제조할 수 있다.

본 발명의 자기 인코더에 있어서, 상기 심금은, 외주면(外周面)이 상기 트랙 형성면부로 되는 원통형부와, 이 원통형부로부터 내경측(內徑側)으로 절곡된 상기 절곡 판부와, 이 절곡 판부의 내경측 에지로부터 상기 원통형부와는 반대측으로 동심(同心)으로 연장되는 원통형의 장착부를 가지도록 해도 된다. 즉, 래디얼형으로 해도 된다. 이와 같이, 래디얼형으로 한 경우에도, 정밀도 향상을 도모하면서 간단하고 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 상기 절곡 판부가, 상기 트랙 형성면부와 장착부를 연결하는 부분이며, 강성 향상의 목적으로 설치되는 부분은 아니므로, 강성 향상을 위해 심금의 구성이 복잡해 지지는 않는다.

본 발명의 자기 인코더에 있어서, 상기 심금은, 평판(flat plate)의 환형으로 한쪽 면이 상기 트랙 형성면부로 되는 평판부와, 이 평판부의 내경측 에지로부터 상기 트랙 형성면부와는 반대측으로 절곡되어 연장되어 원통형의 장착부로 되는 상기 절곡 판부를 가지도록 해도 된다. 즉, 축 방향형으로 해도 된다. 이와 같이, 축 방향형으로 한 경우에도, 정밀도 향상을 도모하면서 간단하고 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 상기 절곡 판부가, 축 등에의 장착부를 연결하는 부분이며, 강성 향상의 목적으로 설치되는 부분은 아니므로, 강성 향상을 위해 심금의 구성이 복잡해지지 않는다.

본 발명의 자기 인코더에 있어서, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극(磁極)의 피치의 정밀도가 높은 것이라도 된다. 여기서 말하는 정밀도는, 실제의 피치와 이론 피치와의 차이이다. 일례로서, 32극쌍으로 착자된 자기 트랙을 생각하면, 1극쌍당의 각도는, 이론적으로는, 11.25°로 된다. 그리고, 실제로는, 어떤 1극쌍의 각도가, 11.3°로 되어 있었을 경우에는, 이론 피치는, 11.25°, 실제의 피치는, 11.3°로 된다. 자기 인코더는, 일반적으로 미착자(未着磁)의 자기 인코더를 제조하여 두고, 후에 착자가 이루어진다. 이 경우에, 각각의 자기 트랙은 순차적으로 착자가 행해지지만, 먼저 착자한 자기 트랙은 다음에 착자하는 자기 트랙의 착자를 행할 때, 그 자속 누출에 의한 정밀도 저하의 영향이 상정(想定)된다. 그러므로, 인접하여 배열되는 모든 자기 인코더를 고정밀도로 착자하는 것이 어렵다.

따라서, 본 발명의 자기 인코더는, 자극 피치의 정밀도가 낮아지는 것이 상정되는 자기 트랙을 서브 트랙으로 하고 있다. 서브 트랙은 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 자기 트랙이므로, 예를 들면, 상기 착자순(着磁順)에 의하여, 착자 피치의 정밀도의 영향이 비교적 적고, 자극수가 많이 각도 산출에 사용되는 메인 트랙의 피치의 정밀도를 서브 트랙보다 높게 함으로써, 한정된 제조 상의 정밀도의 범위 내에서, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있는 자기 인코더로 된다. 바람직하게는, 상기 메인 트랙의 자극수가 상기 서브 트랙의 자극수보다 1개 많다. 그리고, 이 자기 인코더는, 자기 트랙마다 착자순이 전후하는 자기 인코더에 한정되지 않고, 자기 트랙 사이에서 정밀도에 차이가 생기는 자기 인코더에 일반적으로 적용할 수 있다.

본 발명의 자기 인코더의 제조 방법은, 본 발명의 상기 어느 하나의 구성의 자기 인코더를 제조하는 방법으로서, 상기 심금의 외주(外周)에 상기 자성 부재가 설치된 미착자의 자기 인코더를 제조한 후, 각각의 열의 자기 트랙을 순차적으로 착자하고, 이 착자의 과정에서, 현재 착자를 행하지 않는 자기 트랙 또는 자기 트랙으로 되는 부분을 자기 차폐 부재(magnetic shield member)로 차폐하면서, N극과 S극을 1극씩 교호적으로 착자한다.

이와 같이, 1극씩 교호적으로 착자하고, 또한 현재 착자하지 않는 측의 자기 트랙으로 되는 부분을 자기 차폐로 차폐하면서 착자함으로써, 자속 누출에 의한 영향을 가능한 한 작게 하여, 비교적 고정밀도의 착자가 행해진다. 그러므로, 본 발명에서의 심금의 강성이 높은 부분에 메인 트랙이 형성되어 절대각을 고정밀도로 검출 가능한 자기 인코더를, 보다 고정밀도로 제조할 수 있다. 또한, 상기 자기 인코더는, 본 발명과 같은 구성에 의한 간단한 개량의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 자기 인코더의 제조 방법에 있어서, 상기 서브 트랙을 착자한 후, 상기 메인 트랙을 착자해도 된다. 상기한 바와 같이, 자기 트랙의 착자 작업에 있어서 자속 누출에 의한 정밀도 열화(劣化)가 생기지만, 각도 정밀도에 영향을 주는 착자극쌍수가 많은 메인 트랙을 착자순에 있어서 마지막으로 함으로써, 메인 트랙의 정밀도 열화를 억제하여, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다.

특허청구범위 및/또는 명세서 및/또는 도면에 개시된 2개 이상의 구성의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다. 특히, 청구의 범위의 각 청구항의 2개 이상의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다.

본 발명은, 첨부한 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시형태의 설명으로부터, 보다 명료하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 정하기 위해 이용되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해 정해진다. 첨부 도면에 있어서, 복수의 도면에서의 동일한 부호는, 동일 또는 상당하는 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 자기 인코더의 단면도(斷面圖)이다.
도 2의 (a)는 동 자기 인코더의 자극의 배열을 나타내는 전개도(展開圖), (b), (c)는 동 자기 인코더의 각 트랙로부터 얻어지는 2개의 신호, 및 (d)는 양 신호의 위상차의 파형도이다.
도 3은 동 자기 인코더를 제조하는 제조 장치의 일례의 단면도이다.
도 4는 위쪽으로부터 본 도 3의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 동 제조 장치에 의한 자기 인코더의 각각의 착자 과정(a)이 전이며, (b)가 후를 나타낸 단면도이다.
도 6은 동 자기 인코더의 각각의 열의 자극의 배열을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 자기 인코더의 단면도이다.
도 8은 동 자기 인코더의 자극의 배열을 나타낸 정면도이다.
도 9는 동 자기 인코더의 자기 차폐를 행하여 착자하는 과정의 설명도이다.

본 발명의 제1 실시형태를 도 1 내지 도 6과 함께 설명한다. 이 실시형태는, 래디얼형의 자기 인코더에 적용한 예이다. 도 1에 자기 인코더의 단면도를 나타낸다. 도 2의 (a)에 자기 트랙의 착자 패턴을 원주 방향으로 전개한 도면을 나타낸다. 도 2의 (b), (c)는, 이들 자기 패턴의 각각의 착자 극쌍에 대한 검출 신호를 나타내고, 도 2의 (d)는 이들의 위상차를 나타낸다

자기 인코더(1)는, 자성분(magnetic power)을 혼련한 고무 재료를 금속환(metal ring)로 이루어지는 심금(2)과 함께 금형에 넣어 상기 심금(2)의 외주면에 가류(加硫) 접착하거나, 또는 상기 외주면에 플라스틱 재료와 자성분을 섞은 것과 심금(2)을 일체로 성형하여, 원환형(圓環狀)의 자성 부재(3)를 형성한 후, 미착자의 자성 부재(3)의 표면에 착자극쌍수(numbers of magnetic pole pairs)가 상이한 자기 트랙(4)을 복렬 형성한 것이다(본 실시형태에서는 2열).

심금(2)은, 철계(鐵系)의 압연(壓延) 강판(鋼板)을 프레스 성형한 것이며, 외주면이 트랙 형성면부(2Aa)로 되는 원통형부(2A)와, 이 원통형부(2A)로부터 내경측으로 절곡된 절곡 판부(2B)와, 이 절곡 판부(2B)의 내경측 에지로부터 상기 원통형부(2A)는 반대측으로 동심으로 계속되는 원통형의 장착부(2C)를 구비한다. 장착부(2C)에, 도시하지 않은 회전축을 압입(壓入; press-fitting) 등에 의해 고정시킨다.

절곡 판부(2B)에 가까운 측의 자기 트랙(4)을 메인 트랙(5)으로서 상기 자성 부재(3)에 예를 들면, 32극쌍으로 착자하고, 절곡 판부(2B)로부터 먼 쪽의 자기 트랙(4)을 서브 트랙(6)으로서 상기 자성 부재(3)에 예를 들면, 31극쌍으로 착자한다. 이 자기 인코더(1)에서는, 1회전으로 1극쌍의 차이가 발생하는 것을 이용하여 회전축의 절대각의 검출에 사용된다.

예를 들면, 자기 인코더(1)에, 절대각 검출용의 자기 센서로서, 메인 트랙(5) 및 서브 트랙(6)에 대향하는 자기 센서(31, 32)를 대향 배치하고, 자기 인코더(1)를 그 원환(圓環) 중심 O 주위로 회전시킨 경우, 메인 트랙(5) 측의 자기 센서(31)로부터는 도 2의 (b)에 나타낸 검출 신호가 출력되고, 서브 트랙(6) 측의 자기 센서(32)로부터는 도 2의 (c)에 나타낸 검출 신호가 출력된다. 각각의 검출 신호는, N극 S극의 1극쌍으로 0°로부터 360°의 위상 신호이며, 이들 검출 신호의 차이를 취하면, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 자기 인코더(1)의 회전에 따라 직선적으로 변화하는 위상차 신호가 얻어진다. 이 경우, 자기 인코더(1)의 0°로부터 360°의 1회전으로 위상차 신호는 1주기분(周期分)의 파형(波形)을 나타낸다.

이 자기 인코더(1)에 의한 절대각의 검출에서는, 메인 트랙(5)을 기초로 하여 각도를 고정밀도로 산출하고, 메인 트랙(5)과 서브 트랙(6)과의 위상차로부터, 메인 트랙의 위치를 파악하여 절대각을 검출할 수 있다. 그리고, 상기 자기 인코더(1)와, 상기 자기 센서(31, 32)와, 이 자기 센서(31, 32)의 검출 신호로부터 상기 절대각의 산출을 행하는 전자 회로 등의 연산 수단(도시하지 않음)에 의해, 절대각의 검출 장치가 구성된다.

착자 방법으로서, 예를 들면, N극, S극을 1극씩 교호적으로 착자하는 인덱스 착자 장치를 사용하여, 자기 인코더(1)를 회전시키면서, 각각의 자기 트랙(4)[5, 6]을 소정의 순차로 착자하는 방법과, 양쪽의 자기 트랙(4)[5, 6]의 착자를 동시에 행하는 1발(one-shot) 착자가 있고, 어느 것을 사용해도 된다. 그러나, 1발 착자는 착자 요크(magnetizing yoke) 구조가 복잡하게 되어, 착자 시에 양쪽의 자기 트랙(4)[5, 6]의 자기 간섭이 있어, 양호한 정밀도로 착자하는 것이 어렵다. 그러므로, 복렬의 자기 트랙(4)을 가지는 경우에는 인덱스 착자 장치를 사용한 쪽이 더욱 바람직하다.

예를 들면, 32극쌍과 31극쌍으로 착자한 2열의 자기 트랙(4)[5, 6]을 사용하여 절대 각도를 검출하는 경우[이 경우, 메인 트랙(5)의 자극수가 서브 트랙(6)의 자극수보다 1개 많다], 32극쌍 측[메인 트랙(5)]의 1극쌍당의 각도는 11.25°(360/32)로 된다. 어느 위상 위치에 있는지를 판별하기 위해서는 그 32분의 1에 상당하는 0.35°(11.25/32) 이하의 착자 정밀도, 예를 들면, 안전을 볼 때 ±0.1°이하의 착자 정밀도가 요구된다. 자극수가 64극쌍과 63극쌍과 같이 극수가 증가하면, 요구 정밀도는 더욱 엄격하게 되어, 예를 들면, ±0.04° 이하가 요구된다.

각도 정밀도에 영향을 주는 메인 트랙(5)의 정밀도를 향상시키는 데는, 자기 인코더(1)의 회전 진동을 억제하고, 또한 강성을 높게 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 이 실시형태에서는, 심금(2)의 자기 트랙 형성면부(2Aa) 중, 심금(2)을 절곡한 절곡 판부(2B)에 연장됨으로써 강성이 높아져 있는 절곡 판부(2B)에 가까운 측의 자기 트랙(4)을 메인 트랙(5)이라고 하고 있고, 이로써, 각도 정밀도의 향상이 기대된다.

또한, 각도 산출에 사용하는 착자극쌍수가 많은 메인 트랙(5)을 최초로 착자한 경우, 그 후 서브 트랙(6)을 착자했을 때, 그 자속 누출에 의한 메인 트랙(5)의 정밀도, 예를 들면, 자극의 피치 오차(피치 정밀도)나 누적 피치 오차(누적 피치 정밀도)에 대한 영향이 상정되고, 이 경우, 각도 정밀도가 저하된다.

여기서, 피치 오차 및 누적 피치 오차란, 어느 쪽도 착자된 트랙의 정밀도를 나타낸 지표이다. 일례로서, 32극쌍으로 착자된 자기 트랙을 생각하면, 1극쌍당의 각도는, 이론적으로는, 11.25°로 된다. 여기서, 실제로는, 어떤 1극쌍의 각도가, 11.3°로 되어 있었을 경우에는, 상기 극쌍의 피치 오차는, ＋0.05°로 된다. 또한, 누적 피치 오차란, 피치 오차를, 모든 극쌍에 대하여 적산하고, 그 최대값(진폭)을 사용하여 나타낸 것이다.

그러므로, 각도 정밀도에 영향을 주는 착자극쌍수가 많은 메인 트랙(5)을 마지막으로 착자하고 있고, 이로써, 메인 트랙(5)의 정밀도 열화를 억제하고, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다. 즉, 상기 착자순으로 함으로써, 상기 정밀도 열화이 억제되는분만큼, 메인 트랙(5) 쪽이 서브 트랙(6)보다 자극의 피치 정밀도 및 누적 피치 정밀도가 높게 형성되어 있다. 이 경우, 메인 트랙(5)을 착자했을 때, 처음에 착자한 서브 트랙(6)의 정밀도에 영향을 주는 것도 상정되지만, 서브 트랙(6)은 메인 트랙(5)과의 위상 관계를 파악하기 위해 사용하는 것이며, 정밀도는 그만큼 고려하지 않아도 된다.

도 3에 착자 장치를 나타낸다. 도 4에, 도 3의 IV-IV선 단면에서 본 도면을 나타낸다. 이 자기 인코더의 착자 장치(7)는, 착자 대상이 되는 미착자의 자기 인코더(1)를 유지하는 척(chuck)(8)을, 상기 원환 중심 O을 회전 축심 RO와 일치시켜 회전시키는 스핀들(9)과, 이것을 회전시키는 모터(10)와, 착자 요크(11)와, 착자 요크(11)를 3축 방향으로 위치결정하는 위치 결정 수단(12)과, 착자 전원(13)과, 제어 수단(14)을 구비한다. 모터(10)는, 회전 각도를 검출하는 검출 장치인 고정밀도의 인코더(encoder) 장치(24)를 구비한다. 또한, 척(8)에 유지된 자기 인코더(1)의 착자가 종료된 단계에서 착자 정밀도를 측정하기 위한 자기 센서(15)가 설치되어, 3축 방향에 위치 결정 가능한 위치 결정 수단(16)에 고정되어 있다. 상기 모터(10)와, 착자 요크(11)의 상기 위치 결정 수단(12)과, 상기 미착자의 상기 자기 인코더(1)에 대하여 상기 착자 요크(11)의 선단부(19)를 상대적으로 위치결정하는 위치 결정 장치(29)가 구성된다.

상기 제어 수단(14)은, 컴퓨터 등으로 이루어지고, 상기 미착자의 자기 인코더(1)에, 개개의 자기 트랙(4)마다 순차적으로 착자를 행하고, 이 착자의 순서로서, 상기 메인 트랙(5)을 상기 서브 트랙(6)보다 후에 착자하도록, 또한 NS의 자극이 교호적으로 배열되도록, 상기 위치 결정 장치(29)의 위치 결정 수단(12)과 모터(10)와 착자 전원(13)을 수치 제어 등에 의해 제어한다.

착자 요크(11)는, 자기 갭을 통하여 자기적(磁氣的)으로 대향하는 한 쌍의 대향 단부(端部)(선단부라고도 함)(19, 20)를 가지고 이들 대향 단부(19, 20)에 대하여 정해진 위치, 자세로 배치되는 미착자의 상기 자기 인코더(1)의 상기 자기 트랙(4)을 착자한다. 착자 요크(11)는, 구체적으로는, U자형의 착자 요크 본체(17)와 여자(勵磁) 코일(18)과, 상기 착자 요크 본체(17)의 일단(一端) 및 타단에 각각에 설치된 제1 선단부(19) 및 제2 선단부(20)로 이루어진다. 여자 코일(18)은 착자 요크 본체(17)의 외주에 권취되어 있다. 착자 요크(11)는, 착자를 위한 자속 a(도 4 참조)를 자기 인코더(1)에 관통시키는 것이며, 착자 요크(11)의 제1 선단부(19)는 선단이 뾰족한 구조로 되고, 착자 시에는 자기 인코더(1)[즉 자기 트랙(4)]의 표면과 대향시킨다. 제2 선단부(20)는 척(8)에 간극을 두고 대향하고, 제1 선단부(19)로부터 자기 인코더(1), 척(8)을 경유하여 제2 선단부(20)를 건너는 자기 루프가 형성된다. 그리고, 제2 선단부(20)는 생략해도 된다.

자기 차폐 부재(21)에는 축심(軸心; axis) RO 방향의 종단면 테이퍼형의 각형상(角形狀)의 구멍(22)이 형성되고, 구멍(22)의 상하 각각에 간극을 두고 제1 선단부(19)가 배치된다. 자기 인코더(1)와 대향하는 자기 차폐 부재(21) 및 제1 선단부(19)는, 미착자의 자기 트랙(4)과 일정한 간극, 예를 들면, 0.1㎜ 정도를 유지하여 위치 결정된다.

자기 차폐 부재(21)는, 착자 요크 본체(17)의 제2 선단부(20) 가까이의 위치에서 고정되는 지지대(23)의 단부에 고정된다. 제1 선단부(19)로부터 발생하는 자속 중, 착자하지 않는 다른 쪽의 자기 트랙(4)에 영향을 주는 자속을 자기 차폐 부재(21)에 유도하고, 자기 인코더(1)에 대향하는 제1 선단부(19)는 반대측의 제2 선단부(20) 측으로 피하는 구성으로 이루어진다. 자기 차폐 부재(21)와 지지대(23)에는, 자성체(磁性體), 예를 들면, 저탄소의 철강재를 사용한다. 복렬의 자기 트랙을 가지는 자기 인코더(1)의 착자에 있어서, 자기 차폐 부재(21)를, 착자 대상 이외의 자기 트랙으로의 자속의 흐름을 차폐하도록 자기 트랙(4)과 대치시키는 것이 가능하게 된다.

도 5는, 미착자의 자기 인코더(1)의 자성 부재(3)에 2열의 자기 트랙(4)[5, 6]을 착자하는 경우의 착자 요크(11)의 제1 선단부(19)의 배치 위치를 나타낸다. 또한, 도 6에는, 2열로 착자한 자기 인코더(1)의 착자 패턴의 예를 나타낸다

도 5의 (a)는, 자기 인코더(1)의 자성 부재(3)의 상반분을 서브 트랙(6)으로 되는 자기 트랙(4)으로서 착자하는 경우의 착자 요크(11)의 제1 선단부(19)와 자기 차폐 부재(21)의 배치를 나타낸다. 이 때, 다른 쪽의 자기 트랙(4)[메인 트랙(5)]이 형성되는 자성 부재(3)의 표면은, 자기 차폐 부재(21)로 덮고, 제1 선단부(19)로부터 흐르는 자속이 다른 쪽의 자기 트랙(4)[메인 트랙(5)]에 흐르는 것을 방지한다.

도 5의 (b)는, 자기 인코더(1)의 자성 부재(3)의 하반분을 메인 트랙(5)으로 되는 자기 트랙(4)으로서 착자하는 경우의 착자 요크(11)의 제1 선단부(19)와 자기 차폐 부재(21)의 배치를 나타낸다. 이 때, 처음에 착자한 서브 트랙(6)으로 되는 자기 트랙(4)이 형성된 자성 부재(3)의 표면은, 자기 차폐 부재(21)로 덮고, 제1 선단부(19)로부터 흐르는 자속이 자기 트랙(4)[서브 트랙(6)]으로 흐르는 것을 방지한다.

도 5의 (a)에 나타낸 공정에서 서브 트랙(6)[자기 트랙(4)]을 형성하고, 마지막으로 도 5의 (b)에 나타낸 공정에서 메인 트랙(5)[자기 트랙(4)]을 형성하는 순서로 착자를 행하면, 메인 트랙(5)의 정밀도 열화를 억제하여, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다.

이 실시형태에 의하면, 상기한 바와 같이, 심금(2)을 절곡하여 강성이 높고 회전 진동이 작은 절곡 판부(2B)에 가까운 측의 자기 트랙(4)을, 고정밀도가 요구되고, 또한 착자극쌍수가 많은 메인 트랙(5)으로 하였으므로, 각도 정밀도의 향상, 안정화에 기여한다.

또한, 복렬의 자기 인코더(1)를 착자하는 경우, 각도를 산출하는 자기 트랙(4)인 메인 트랙(5)을 마지막으로 착자함으로써, 메인 트랙(5)의 정밀도 열화를 억제하여, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다.

도 7 내지 도 9는, 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태는, 축 방향형의 자기 인코더(1)에 적용한 예이다. 이 실시형태에 있어서, 특히 설명한 사항 외에는, 도 1 내지 도 6과 함께 설명한 제1 실시형태와 마찬가지이다. 이 예에서는, 심금(2)은, 평판의 원환형으로 한쪽 면이 트랙 형성면부(2Da)로 되는 평판부(2D)와, 이 평판부(2D)의 내경측 에지로부터 상기 트랙 형성면부(2Da)와는 반대측으로 절곡되어 연장되어 원통형의 장착부로 되는 절곡 판부(2E)를 구비한다.

상기 트랙 형성면부(2Da)에 자성 부재(3)가 설치되고, 이 자성 부재(3)에 복렬로 자기 트랙(4)이 설치된다. 이 경우에, 절곡 판부(2E)에 가까운 최내주 측의 자기 트랙(4)이 메인 트랙(5)으로 되고, 다른 자기 트랙(4)이 서브 트랙(6)으로 된다. 또한, 메인 트랙(5) 및 서브 트랙(6)은, 미착자의 자기 인코더(1)에 순차적으로 착자되지만, 서브 트랙(6)이 먼저 착자되고, 메인 트랙(5)이 마지막으로 착자된다.

상기 착자에 사용되는 장치는, 도 3의 착자 장치와 기본적으로는 마찬가지이지만, 자기 인코더(1)에서의 자기 트랙(4)의 향하는 방향이 축 방향이거나 래디얼 방향이거나로 변하기 때문에, 이 상위에 따라 도 9와 같이, 착자 요크(11)의 선단부(19) 및 자기 차폐 부재(21)가 향하는 방향이, 자기 인코더(1)의 원환 중심 O(도 7), 즉 회전 축심 RO[도 9의 (a), (b)]의 방향으로 되어 있다. 또한, 착자하는 자기 트랙(4)을 전환하기 위한 착자 요크(11) 및 자기 차폐 부재(21)와 자기 인코더(1)가 상대(相對) 이동하는 방향이, 동 도면(a), (b)에 각 위치 결정 상태를 나타낸 바와 같이, 자기 인코더(1)의 반경 방향으로 된다.

이 구성의 경우에도, 심금(2)을 절곡하여 강성이 높고 회전 진동이 작은 절곡 판부(2E)에 가까운 측의 자기 트랙(4)을, 고정밀도가 요구되고, 또한 착자극쌍수가 많은 메인 트랙(5)으로 하였으므로, 각도 정밀도의 향상, 안정화에 기여한다. 또한, 복렬의 자기 인코더(1)를 착자하는 경우, 각도를 산출하는 자기 트랙(4)인 메인 트랙(5)을 마지막으로 착자함으로써, 메인 트랙(5)의 정밀도 열화를 억제하ㅇ여, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다.

전술한 바와 같이, 도면을 참조하면서 바람직한 실시형태를 설명하였으나, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 각종 추가, 변경, 삭제가 가능하다. 따라서, 그와 같은 것도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

1: 자기 인코더
2: 심금
2A: 원통형부
2Aa: 트랙 형성면부
2B: 절곡 판부
2C: 장착부
2D: 평판부
2Da: 트랙 형성면부
2E: 절곡 판부
3: 자성 부재
4: 자기 트랙
5: 메인 트랙
6: 서브 트랙
7: 자기 인코더의 착자 장치
8: 척
10: 모터
11: 착자 요크
12: 위치 결정 수단
13: 착자 전원
14: 제어 수단
19: 선단부
21: 차폐 부재
29: 위치 결정 장치

Claims

트랙 형성면부의 에지로부터 절곡되어 연장되는 절곡 판부(bending plate)를 구비하는 환형(環形)의 심금(芯金; core member); 및
상기 심금의 상기 트랙 형성면부에 설치된 자성 부재(magnetic member)에 각각 N극과 S극이 교호적(交互的)으로 착자(着磁)된 2열 이상의 인접하여 배열되는 자기 트랙(magnetic track);
을 포함하고,
상기 2열 이상의 자기 트랙으로서, 착자 극수가 가장 많이 각도 산출에 사용되는 메인 트랙(main track)과, 이들의 위상차를 산출하기 위한 서브 트랙(sub track)이 있고,
상기 메인 트랙이 상기 서브 트랙보다 상기 절곡 판부에 가까운 쪽에 위치함으로써 정밀도가 향상된,
자기 인코더(magnetic encoder).
제1항에 있어서,
상기 심금은, 외주면(外周面)이 상기 트랙 형성면부로 되는 원통형부와, 상기 원통형부로부터 내경측(內徑側)으로 절곡된 상기 절곡 판부와, 상기 절곡 판부의 내경측 에지로부터 상기 원통형부와는 반대측으로 동심(同心)으로 계속되는 원통형의 장착부를 구비하는, 자기 인코더.
제1항에 있어서,
상기 심금은, 평판(flat plate)의 환형이며 한쪽 면이 상기 트랙 형성면부로 되는 평판부와, 상기 평판부의 내경측 에지로부터 상기 트랙 형성면부와는 반대측으로 절곡되어 연장되어 원통형의 장착부로 되는 상기 절곡 판부를 구비하는, 자기 인코더.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극(磁極) 피치의 정밀도가 높은, 자기 인코더.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 자기 인코더를 제조하는 방법으로서, 상기 심금의 외주(外周)에 상기 자성 부재가 설치된 미착자(未着磁)의 자기 인코더를 제조한 후, 각각의 열의 자기 트랙을 순차적으로 착자하고, 상기 착자의 과정에서, 현재 착자를 행하지 않는 자기 트랙 또는 자기 트랙으로 되는 부분을 자기 차폐 부재(magnetic shield member)로 차폐하면서, N극과 S극을 1극씩 교호적으로 착자하는, 자기 인코더의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 서브 트랙을 착자한 후, 상기 메인 트랙을 착자하는, 자기 인코더의 제조 방법.