KR20190112750A

KR20190112750A - 자기 인코더 및 그 제조 방법 및 제조 장치

Info

Publication number: KR20190112750A
Application number: KR1020197025003A
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: 2019-10-07
Also published as: JP2018124189A; US20190346292A1; CN110249209A; DE112018000646T5; WO2018143141A1

Abstract

간단한 제조 방법의 개량으로 제조할 수 있고, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있는 자기 인코더, 및 그 자기 인코더의 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다. 자기 인코더(1)는, N극과 S극이 교호적으로 배열되는 자기 트랙(4)이 복수 열 인접하여 설치되고, 이들 복수 열의 자기 트랙(4)으로서, 각도 산출에 사용되는 메인 트랙(5)과, 상기 메인 트랙(5)과의 위상차의 산출에 사용되는 서브 트랙(6)이 있다. 메인 트랙(5)은 서브 트랙(6)보다 자극수가 많다. 메인 트랙(5)을 서브 트랙(6)보다 후에 착자한다. 이로써, 메인 트랙(5) 쪽이 서브 트랙(6)보다 자극 피치의 정밀도가 높게 착자된다.

Description

자기 인코더 및 그 제조 방법 및 제조 장치

본 출원은, 2017년 2월 2일자 일본 특허출원 제2017-017303의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다. 본 발명은, 회전 속도 또는 회전 위치의 검출에 사용되는 자기 인코더, 및 그 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이며, 특히 절대 각도 검출에서 사용하는 복렬(複列)의 자기 인코더 트랙(단지 자기 트랙이라고도 함)을 가지는 자기 인코더(magnetic encoder), 그 제조 방법, 제조 장치에 적용되는 기술에 관한 것이다.

특허문헌 1에 개시되어 있는 자기 인코더 장치는, 베이스부를 소결(燒結) 금속으로 형성하여, 상기 베이스부를 금형에 인서트하여 성형부를 열가소성 수지 및 자성분(滋性粉)을 주성분으로 하는 수지 재료로 사출 성형하고, 성형부에 원주 방향으로 배열한 복수의 자극(磁極)을 가지는 자기 인코더 트랙을 형성한다. 자기 인코더 트랙을 복렬로 배치하고, 상이한 트랙에 의해 검출한 자기 신호의 위상차에 기초하여, 회전축의 절대 각도를 검출하는 데 사용된다.

특허문헌 2에서는, 복렬의 자기 인코더 트랙을 착자(着磁)할 때, 자기 차폐(magnetic shield)를 이용하여, 착자 대상 이외의 트랙열로의 자속(磁束)의 흐름을 차폐하는 것이 제안되어 있다.

일본 공개특허 제2015-075466호 공보 일본 특허 제5973278호 공보

특허문헌 1에서는, 자기 인코더 트랙을 복렬로 배치하고, 각각에, 1극쌍(極對; pole pair)의 차이를 형성하여 소정 극쌍만큼 착자한 자기 인코더를 형성한다. 예를 들면, 한쪽의 자기 인코더 트랙을 32극쌍, 다른 쪽의 자기 인코더 트랙을 31극쌍으로 착자한 자기 인코더에서는, 1회전에서 1극쌍의 차이가 발생하는 것을 이용하여 회전축의 절대각을 검출한다.

그러나, 1회전에서 1극쌍의 차이를 이용하여 절대각을 검출하는 자기 인코더는, 더욱 높은 착자 정밀도를 요구된다. 예를 들면, 32극쌍과 31극쌍으로 착자한 2열의 자기 인코더 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. 자극수가 64극쌍과 63극쌍과 같이 극수가 증가하면, 요구 정밀도는 더욱 엄격하게 되어, 예를 들면, ±0.04° 이하의 착자 정밀도가 요구된다.

특허문헌 2에서는, 복렬의 자기 인코더 트랙을 착자할 때, 인접한 자기 인코더 트랙에 영향을 주지 않도록, 착자하지 않는 측의 자기 인코더 트랙을 자기 차폐 부재로 차폐할 수 있는 착자 요크를 사용한 착자 장치가 개시되어 있지만, 어떠한 순서로 착자가 되거나, 또한 어느 자기 트랙의 정밀도를 높게 할 것인지까지는 개시되어 있지 않다.

따라서, 본 발명은, 간단한 제조 방법의 개량으로 제조할 수 있고, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있는 자기 인코더, 및 그 자기 인코더의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 자기 인코더는, N극과 S극이 교호적(交互的)으로 배열되는 자기 트랙이 복수 열 인접하여 설치되고, 이들 복수 열의 자기 트랙으로서, 각도 산출에 사용되는 메인 트랙(main track)과, 상기 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 서브 트랙(sub track)이 있고, 상기 메인 트랙의 자극수(磁極數)가 서브 트랙의 자극수보다 많은 자기 인코더로서, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극 피치의 정밀도가 높다. 예를 들면, 상기 메인 트랙의 자극수가 상기 서브 트랙의 자극수보다 1개 많다.

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 트랙을 고정밀도로 착자하는 것이 어렵다. 따라서, 본 발명의 자기 인코더는, 자극 피치의 정밀도가 낮아지는 쪽의 자기 트랙을 서브 트랙으로 하고 있다. 서브 트랙은 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 자기 트랙이므로, 착자 피치의 정밀도의 영향이 비교적 적고, 자극수가 많이 각도 산출에 사용되는 메인 트랙의 피치 정밀도를 서브 트랙보다 높게 함으로써, 한정된 제조 상의 정밀도의 범위 내에서, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있는 자기 인코더로 된다.

또한, 본 발명의 자기 인코더는, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극 피치의 정밀도가 높아지도록, 예를 들면, 상기와 같은 각각의 자기 트랙에 대한 착자순(着磁順)에 있어서 연구를 행할뿐인 간단한 제조 방법의 개량으로 제조할 수 있다. 그리고, 본 발명의 자기 인코더는, 자기 트랙마다 착자가 전후하는 자기 인코더에 한정되지 않고, 자기 트랙 사이에서 정밀도에 차이가 생기는 자기 인코더에 일반적으로 적용할 수 있다.

본 발명의 자기 인코더는, 상기 복수 열의 자기 트랙이, 원환형(圓環狀)으로 정렬되는 것이라도 된다. 각각의 상기열의 자기 트랙은, 자극이 상기 원환의 외주측 또는 내주측을 향하는 것이라도, 또한 축 방향을 향하는 것이라도 된다. 이와 같은 자기 인코더에, 본 발명은 효과적으로 적용된다. 그리고, 본 발명의 자기 인코더는, 자기 트랙이 직선형으로 연장되는 것이라도 된다.

본 발명의 자기 인코더의 제조 방법은, N극과 S극이 교호적으로 배열되는 자기 트랙이 복수 열 인접하여 설치되고, 이들 복수 열의 자기 트랙으로서, 각도 산출에 사용되는 메인 트랙과, 상기 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 서브 트랙이 있고, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극수가 많은 자기 인코더를 제조하는 방법으로서, 미착자의 자기 인코더를 제조한 후, 이 미착자의 자기 인코더에, 개개의 자기 트랙마다 순차적으로 착자를 행하고, 이 착자의 순서로서, 상기 메인 트랙을 상기 서브 트랙보다 후에 착자함으로써, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극 피치의 정밀도를 높게 한다.

이 제조 방법에 의하면, 미착자의 자기 인코더를 착자극쌍수(numbers of magnetic pole pairs)가 상이한 복렬(예를 들면, 2열)로 착자한 자기 인코더를 제조할 때, 처음에 착자극쌍수가 적은, 위상 위치를 검출하는 측의 자기 트랙(서브 트랙)을 착자하고, 마지막으로 착자극쌍수가 많은, 각도를 산출하는 측의 자기 트랙(메인 트랙)을 착자한다.

각도 정밀도에 영향을 주는 착자극쌍수가 많은 자기 트랙(메인 트랙)을 최초로 착자한 경우, 전술한 바와 같이, 그 후 다른 쪽의 자기 트랙(서브 트랙)을 착자했을 때, 그 자속 누출에 의한 메인 트랙에 대한 정밀도 저하의 영향이 상정되지만, 각도 정밀도에 영향을 주는 착자극쌍수가 많은 메인 트랙을 마지막으로 착자함으로써, 메인 트랙의 정밀도 열화(劣化)를 억제하고, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다. 또한, 상기 자기 인코더는, 본 발명과 같은, 상기한 바와 같이 각각의 자기 트랙에 대한 착자순의 연구를 행할뿐인 간단한 개량의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 자기 인코더의 제조 방법으로서, 각각의 상기 자기 트랙을 착자할 때, 현재 착자하지 않는 측의 자기 트랙으로 되는 부분을 자기 차폐로 차폐하면서, N극과 S극을 1극씩 교호적으로 착자하도록 해도 된다. 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. 이 경우에도, 먼저 착자한 자기 트랙에 대한 정밀도 저하의 영향을 피할 수 없는 경우에도 엄밀하게는 일어날 수 있지만, 본 발명은 메인 트랙을 다음에 착자하기 위하여, 메인 트랙의 정밀도 열화를 억제하고, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다.

본 발명의 자기 인코더의 제조 장치는, N극과 S극이 교호적으로 배열되는 자기 트랙이 복수 열 인접하여 설치되고, 이들 복수 열의 자기 트랙으로서, 각도 산출에 사용되는 메인 트랙과, 상기 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 서브 트랙이 있고, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극수가 많은 자기 인코더를 제조하는 장치로서, 미착자의 상기 자기 인코더의 상기 자기 트랙에 단부(端部)가 대향하고 이 자기 트랙을 착자하는 착자 요크와,

이 착자 요크에 권취되는 여자(勵磁) 코일과,

이 여자 코일에 착자 전류를 공급하여 상기 대향 단부 사이에 자속을 통과시키는 착자 전원과,

상기 미착자의 상기 자기 인코더에 대하여 상기 착자 요크를 상대적으로 위치결정하는 위치 결정 장치와,

상기 착자 전원 및 상기 위치 결정 장치를 제어하는 제어 수단을 포함하고,

이 제어 수단은, 상기 미착자의 자기 인코더에, 개개의 자기 트랙마다 순차적으로 착자를 행하고, 이 착자의 순서로서, 상기 메인 트랙을 상기 서브 트랙보다 후에 착자하도록 상기 착자 전원 및 상기 위치 결정 장치를 제어함으로써, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극 피치의 정밀도를 높게 한다.

이 구성의 자기 인코더의 제조 장치에 의하면, 본 발명의 제조 방법을 행할 수 있고, 메인 트랙의 정밀도 열화를 억제하여, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있고, 상기한 자기 인코더는, 본 발명의 제조 장치를 사용하여, 상기한 제조 방법과 마찬가지로, 각각의 자기 트랙에 대한 착자순의 연구를 행할뿐인 간단한 제조 방법의 개량으로 제조할 수 있다.

본 발명의 자기 인코더의 제조 장치에 있어서, 상기 착자 요크에 설치되어 착자 대상 이외의 열의 자기 인코더 트랙에 대한 자속의 흐름을 차폐하는 자기 차폐를 구비하고 있어도 된다. 자기 차폐를 구비함으로써, 보다 고정밀도의 착자가 행해진다. 자기 차폐를 가지고 있어도, 전술한 바와 같이, 먼저 착자한 자기 트랙에 대한 정밀도 저하의 영향을 피할 수 없는 경우에도 엄밀하게는 일어날 수 있지만, 본 발명은 메인 트랙을 다음에 착자하기 위하여, 메인 트랙의 정밀도 열화를 억제하여, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다. 또한, 상기한 자기 인코더는, 본 발명의 제조 장치를 사용하여, 전술한 바와 같이 각각의 자기 트랙에 대한 착자순의 연구를 행할뿐인 간단한 제조 방법의 개량으로 제조할 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 한 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 일 실시형태에 관한 자기 인코더의 단면도(斷面圖)이다.
도 2의 (a)는 동 자기 인코더의 자극의 및을 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)가 선(先)이며, (b)가 후(後)]를 나타낸 단면도이다.
도 6은 동 자기 인코더의 각각의 열의 자극의 배열(arrangement)을 나타낸 설명도이다.

본 발명의 일 실시형태를 도면과 함께 설명한다. 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, 자성분을 혼련한 고무 재료를 금속환으로 이루어지는 심금(芯金; core member)(2)과 함께 금형에 넣어 상기 심금(2)의 외주면(外周面)에 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 착자극쌍수가 상이한 자기 트랙(4)을 복렬 형성한 것이다(본 실시형태에서는 2열). 이 복렬 있는 자기 트랙(4)은, 예를 들면, 한쪽의 열이 메인 트랙(5)으로서 32 극쌍, 다른 쪽의 자기 트랙이 서브 트랙(6)으로서 31 극쌍으로 착자된다. 이 자기 인코더(1)는, 후술하는 바와 같이, 메인 트랙(5)을 서브 트랙(6)보다 후에 착자함으로써, 메인 트랙(5) 쪽이 서브 트랙(6)보다 자극 피치의 정밀도가 높게 형성되어 있다. 자기 인코더(1)는, 회전축이나 베어링의 회전륜 등의 회전 부재(도시하지 않음)에 장착시켜 절대각 검출에 사용된다.

이 자기 인코더에서는, 1회전에서 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 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.

절대각의 검출에서는, 메인 트랙(5)을 기초로 하여 각도를 산출하고, 메인 트랙(5)과 서브 트랙(6)과의 위상차로부터, 메인 트랙의 위치를 파악하여 절대각을 검출할 수 있다. 이 경우에, 메인 트랙(5)이 서브 트랙(6)보다 고정밀도로 착자되어 있으므로, 서브 트랙(6) 쪽이 메인 트랙(5)보다 고정밀도로 착자되어 있는 경우와 비교하여, 고정밀도로 절대각의 검출이 행해진다. 그리고, 상기 자기 인코더(1)와, 상기 자기 센서(31, 32)와, 이 자기 센서(31, 32)의 검출 신호로부터 상기 절대각의 산출을 행하는 도시하지 않은 전자 회로 등의 수단에 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 순서로 착자하는 방법과, 양쪽의 자기 트랙(4)[5, 6]의 착자를 동시에 행하는 1발 착자(one-shot magnetization)가 있고, 어느 것을 사용해도 된다. 그러나, 1발 착자는 착자 요크 구조가 복잡하게 되어, 착자 시에 양쪽의 자기 트랙(4)[5, 6]의 자기 간섭(magnetic interference)이 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 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, 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 착자하는 것이 바람직하고, 이로써, 메인 트랙(5)의 정밀도 열화를 억제하고, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 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(24)를 구비한다. 또한, 척(8)에 유지된 자기 인코더(1)의 착자가 종료된 단계에서 착자 정밀도를 측정하기 위한 자기 센서(15)가 설치되고, 3축 방향으로 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(선단부이라고도 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 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 외주(外周)에 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 트랙에 대한 자속의 흐름을 차폐(遮蔽)하도록 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]이 착자하는 경우의 착자 요크(11)의 제1 선단부(19)의 배치 위치를 나타낸다. 또한, 도 6에는, 2열에 착자한 자기 인코더(1)의 착자 패턴의 예를 나타낸다

도 5의 (a)는, 자기 인코더(1)의 자성 부재(3)의 하반분을 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)]으로 흐르는 것을 방지한다.

도 5의 (b)는, 자기 인코더(1)의 자성 부재(3)의 상반분을 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, 복렬의 자기 트랙(4)을 착자하는 경우에, 각도를 산출하는 자기 트랙(4)인 메인 트랙(5)을 마지막으로 착자함으로써, 메인 트랙(5)의 착자 피치 등의 정밀도 열화를 억제한 자기 인코더(1)가 얻어지고, 고정밀도로 절대각을 검출할 수 있다.

그리고, 상기 실시형태는, 래디얼형의 자기 인코더(1)에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은, 축 방향형(axial type)의 자기 인코더나 직선형의 자기 인코더에도 적용할 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
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

N극과 S극이 교호적(交互的)으로 배열되는 자기 트랙(magnetic track)이 복수 열 인접하여 설치되고, 상기 복수 열의 자기 트랙으로서, 각도 산출에 사용되는 메인 트랙(main track)과, 상기 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 서브 트랙(sub track)이 있고, 상기 메인 트랙의 자극수(磁極數)가 서브 트랙의 자극수보다 많은 자기 인코더(magnetic encoder)로서,
상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극 피치의 정밀도가 높은, 자기 인코더.
제1항에 있어서,
상기 메인 트랙의 자극수가 상기 서브 트랙의 자극수보다 1개 많은, 자기 인코더.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수 열의 자기 트랙이, 원환형(圓環狀)으로 배열되는, 자기 인코더.
N극과 S극이 교호적으로 배열되는 자기 트랙이 복수 열 인접하여 설치되고, 상기 복수 열의 자기 트랙으로서, 각도 산출에 사용되는 메인 트랙과, 상기 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 서브 트랙이 있고, 상기 메인 트랙의 자극수가 서브 트랙의 자극수보다 많은 자기 인코더를 제조하는 방법으로서,
미착자(未着磁)의 자기 인코더를 제조한 후, 상기 미착자의 자기 인코더에, 개개의 자기 트랙마다 순차적으로 착자를 행하고, 상기 착자의 순서로서, 상기 메인 트랙을 상기 서브 트랙보다 후에 착자함으로써, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극 피치의 정밀도를 높게 하는, 자기 인코더의 제조 방법.
제4항에 있어서,
각각의 상기 자기 트랙을 착자할 때, 현재 착자하지 않는 측의 자기 트랙으로 되는 부분을 자기 차폐로 차폐하면서, N극과 S극을 1극씩 교호적으로 착자하는, 자기 인코더 제조 방법.
N극과 S극이 교호적으로 배열되는 자기 트랙이 복수 열 인접하여 설치되고, 상기 복수 열의 자기 트랙으로서, 각도 산출에 사용되는 메인 트랙과, 상기 메인 트랙과의 위상차의 산출에 사용되는 서브 트랙이 있고, 상기 메인 트랙의 자극수가 서브 트랙의 자극수보다 많은 자기 인코더를 제조하는 장치로서,
미착자의 상기 자기 인코더의 상기 자기 트랙에 단부(端部)가 대향하고 상기 자기 트랙을 착자하는 착자 요크;
상기 착자 요크에 권취되는 여자(勵磁) 코일;
상기 여자 코일에 착자 전류를 공급하여 상기 대향 단부 사이에 자속(磁束)을 통과시키는 착자 전원;
상기 미착자의 상기 자기 인코더에 대하여 상기 착자 요크를 상대적으로 위치결정하는 위치 결정 장치; 및
상기 착자 전원 및 상기 위치 결정 장치를 제어하는 제어 수단;
을 포함하고,
상기 제어 수단은, 상기 미착자의 자기 인코더에, 개개의 자기 트랙마다 순차적으로 착자를 행하고, 상기 착자의 순서로서, 상기 메인 트랙을 상기 서브 트랙보다 후에 착자하도록 상기 착자 전원 및 상기 위치 결정 장치를 제어함으로써, 상기 메인 트랙 쪽이 상기 서브 트랙보다 자극 피치의 정밀도를 높게 하는,
자기 인코더의 제조 장치.