WO2005040729A1

WO2005040729A1 - 磁気式エンコーダ装置およびアクチュエータ

Info

Publication number: WO2005040729A1
Application number: PCT/JP2004/015592
Authority: WO
Inventors: Takefumi Kabashima; Ryuichiro Tominaga; Kazutoshi Imai; Yuji Arinaga; Motomichi Ohto; Hirotoshi Hayakawa
Original assignee: Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2005-05-06
Also published as: CN100510641C; CN1871500A; US7586283B2; TW200519356A; JPWO2005040729A1; US20070164733A1; JP4621987B2; KR20060107516A; DE112004002011T5; DE112004002011B4

Abstract

　中空構造のアクチュエータの回転角度を検出することができる磁気式エンコーダ装置を得る。　リング状の回転体（１１）と、リング状の回転体（１１）の内周側に内接して固定され、回転体（１１）の中心軸と垂直方向の一方向に磁化されたリング状の永久磁石（１２）と、永久磁石（１２）の内周側に空隙を介して配置され、外周が円状で中空部を有する固定体（１３）と、固定体（１３）の外周部に永久磁石（１２）と空隙を介して配置された磁界検出素子（１４）とを備える。

Description

明細書

磁気式エンコーダ装置およびァクチユエータ

技術分野

[0001] 本発明は、回転体の回転位置を検出する磁気式エンコーダおよび磁気式ェンコ一ダを装備したァクチユエータに関し、特に中空部を有する磁気式エンコーダ装置およびァクチユエータに関する。

背景技術

[0002] 従来、モータ軸などの回転体の回転角度を検出するため、 2極着磁した円板状の永久磁石を回転体に固定し、この円板状の永久磁石からの磁界を固定体に固定した磁界検出素子で検出し、回転体の絶対位置を検出するようにした磁気式ェンコ一ダ装置が開示されている (例えば、特許文献 1参照)。

図 17は従来の磁気式エンコーダ装置の斜視図である。

図 17において、 11は回転体 (シャフト)、 12は回転体 11に回転軸を同一になるように固定された円板状の永久磁石で、回転体 11の軸に垂直方向の一方向に平行に磁ィ匕されている。 13は永久磁石 12の外周側に設けられたリング状の固定体、 14は固定体 13に互いに周方向に 90度間隔で取り付けられた 4個の磁界検出素子で、永久磁石 12の外周面に対して空隙を介して対向し、かつ互いに機械角で 90度位相をずらして A1相検出素子 141と B1相検出素子 142を設け、さらに A1相検出素子 14 1に対して機械角で 180度位相をずらして A2相検出素子 143を、 B1相検出素子 1 42に対して機械角で 180度位相をずらして B2相検出素子 144を設けてある。特許文献 1 :特 WO99Z013296号公報 (第 4頁- 5頁、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ロボットなどに用いられるァクチユエータは、パワー線や信号線を通すために、中空構造が必要となり、アウターロータタイプのァクチユエータが用いられる。このため、回転体の回転角度を検出する磁気式エンコーダ装置も中空構造が要求される。しかし、従来の磁気式エンコーダ装置は、シャフトに固定された永久磁石が回転し、空隙を介して対向した固定体に取り付けられた磁界検出素子で信号を検出する構成であるため、磁気式エンコーダ装置の中心部を中空にすることができないため、中空構造を有するァクチユエータへの適用が困難であった。

また、電磁ブレーキを内蔵する中空ァクチユエータに磁気式エンコーダを装備する場合、ァクチユエ一タの軸方向が長くなり、小形ィ匕が困難であった。また部品点数が多くなり加工、糸且立てコストが高くなつていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、中空構造のァクチユエータに適用できる磁気式エンコーダ装置および磁気式エンコーダを備えた小型で部品点数の少な、中空構造の電磁ブレーキ付ァクチユエータを提供することを目的とする。課題を解決するための手段

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。

請求項 1に記載の発明は、回転体に固定された永久磁石と前記永久磁石に空隙を介して対向し固定体に取り付けられた磁界検出素子とを備えた磁気式エンコーダと、前記磁界検出素子からの信号を処理する信号処理回路とを備えた磁気式ェンコ一ダ装置において、前記回転体はリング状の形状とし、前記永久磁石はリング状に形成されたものを前記回転体の内周側に内接させて固定し、かつ前記回転体の中心軸と垂直方向の一方向に平行に磁化されたものとし、前記固定体は外周が円状で中空部を有したものを前記永久磁石の内周側に空隙を介して配置し、前記磁界検出素子は、前記固定体の外周部に前記永久磁石と空隙を介して配置されていることを特徴としている。

また、請求項 2に記載の発明は、前記永久磁石が平行異方性を有し 2極に磁化されたことを特徴としている。

また、請求項 3に記載の発明は、前記回転体が磁性体力もなることを特徴としている。

また、請求項 4に記載の発明は、前記固定体が磁性体カゝらなることを特徴としている。

また、請求項 5に記載の発明は、前記磁性体が軟磁性粉末の燒結材から構成されていることを特徴としている。また、請求項 6に記載の発明は、前記磁性体が軟磁性体を積層して構成されていることを特徴としている。

また、請求項 7に記載の発明は、電磁モータと電磁ブレーキとを備えた中空部を有するァクチユエータが請求項 1記載の磁気式エンコーダを備えたことを特徴としている。

また、請求項 8に記載の発明は、前記磁気式エンコーダの固定体が前記電磁ブレーキの磁気ヨークの一部を兼用したものであることを特徴としている。

また、請求項 9に記載の発明は、前記磁気式エンコーダの固定体が前記電磁ブレーキの磁気ヨークと嵌合構造を有することを特徴として、る。

また、請求項 10に記載の発明は、前記電磁モータおよび前記電磁ブレーキと前記磁気式エンコーダ間に磁気シールドを配置したことを特徴として、る。

また、請求項 11に記載の発明は、前記電磁ブレーキの電源リードを通すリード穴が前記磁気式エンコーダの固定体に設けられたことを特徴としている。

また、請求項 12に記載の発明は、前記電磁ブレーキの電源リードを通す切り欠き部が前記磁気式エンコーダの固定体の内周側に設けられたことを特徴としている。また、請求項 13に記載の発明は、前記リード穴および前記切り欠き部が前記固定体の中心と前記固定体に取り付けられた磁界検出素子とを結ぶ線上に配置されたことを特徴としている。

また、請求項 14に記載の発明は、前記リード穴が前記固定体の内周側に配置されたことを特徴としている。

発明の効果

請求項 1に記載の発明によると、回転体はリング状の形状を有し、永久磁石はリング状に形成され、かつ回転体の中心軸と垂直方向の一方向に平行に磁ィ匕されるとともに回転体の内周側に固定され、固定体は中空部および円状の外周を有し、磁界検出素子は永久磁石の内周側に空隙を介して配置され、かつ前記固定体の外周側に固定されている構成としているので、構造が簡単で低コスト、小型、薄型、絶対値タイブの高精度な中空構造の磁気式エンコーダ装置が実現でき、中空構造のァクチュエータの回転角度を検出することができるという効果がある。また、平行異方性の磁石を用いれば、簡便な着磁装置を用いて容易に、極めて精度良ぐ一方向に着磁することができる。

また、回転体に磁性体を用いれば、磁石の使用パーミアンスが大きぐ発生磁界が強くなり、磁界検出素子力大きな出力信号を得ることが出来る。また外部磁界をシ一ルドする効果も有するため、外部からの磁気ノイズを低減し、 SZN比を高めることが出来る。

また、固定体に磁性体を用いれば、磁石の使用パーミアンスが大きぐ発生磁界が強くなり、磁界検出素子力大きな出力信号を得ることが出来る。

また、固定体を、軟磁性の燒結材で構成すれば、固定体に発生する渦電流が抑制され、低速力高速回転まで、高精度に回転角度を検出できる磁気式エンコーダ装置が実現できる。また燒結材は、型を用いたバッチ成形加工ができるので、加工、組立コストを安くでき、低コストのエンコーダ装置を実現できる。また破砕が容易であるのでリサイクルが可能である。従って環境負荷の小さ!、磁気式エンコーダ装置を実現できる。

また、固定体を、絶縁体の表面皮膜をコーティングした軟磁性体の薄板を積層して構成すれば、固定体には渦電流が発生せず、回転速度にかかわらず、高精度に回転角度を検出することが可能な磁気式エンコーダ装置が実現できる。

また、請求項 7記載の発明によると、中空部を有する磁気式エンコーダを、中空部を有する電磁ブレーキ付のァクチユエータに適用したので、中空構造の電磁ブレーキ付のァクチユエータが実現できる。

また、固定体として、電磁ブレーキの磁気ヨークを磁気式エンコーダの固定体として兼用すれば、軸方向長さが短くなり、ァクチユエータがコンパクトとなる。また部品点数が少なくなるので、加工、組立てコストが低減するとともに、信頼性が向上する。また、磁気エンコーダの固定体が、電磁ブレーキの磁気ヨークと嵌合構造を有すれば、組み立てが容易になる。また固定体へ磁気検出素子を精度良く容易に取りつけることがでさる。

また、電磁モータおよび電磁ブレーキと磁気式エンコーダ間に磁気シールドを配置すれば、モータ、電磁ブレーキや外部力ゝらの磁界ノイズを遮断することができ、磁気式エンコーダの耐ノイズ性が向上する。

また、電磁ブレーキの電源リードを通すリード穴を固定体に設ければ、電源リード線をリード穴を通してァクチユエータ外部へ取り出すことができる。そのためリード線を引き回すスペースが不要となり、ァクチユエ一タを軸方向に小形ィ匕できるとともに、組み立てが容易になる。またリード線が屈曲しないので、リード線の信頼性が向上する。また、磁気式エンコーダの固定体の内周側に切り欠きを設ければ、簡単な加工で、磁気式エンコーダの精度を劣化させることなく電磁ブレーキのリード線を通すことが可能となる。

また、リード穴および切り欠き部は、固定体の中心と磁界検出素子とを結ぶ線上に配置すれば、リード穴あるいは切り欠き部を設けることによる磁気式エンコーダの精度劣化を小さくすることができる。

また、リード穴を固定体の内周側に配置すれば、リード穴を設けることによる磁気式エンコーダの精度劣化をさらに小さくすることができる。図面の簡単な説明

[図 1]本発明の磁気式エンコーダ装置の構造を示す断面図である。

[図 2]信号処理回路のブロック図である。

[図 3]磁界検出素子の出力を示す説明図である。

[図 4]信号処理回路の出力を示す説明図である。

[図 5]検出角度誤差を示す説明図である。

[図 6]渦電流の発生を説明する模式図である。

[図 7]本発明の第 3実施例の磁気式エンコーダ装置の構造を示す断面図である。

[図 8]本発明の第 4実施例を示す中空ァクチユエータの構造を示す断面図である。

[図 9]本発明の第 5実施例を示す中空ァクチユエータの構造を示す断面図である。

[図 10]本発明の第 6実施例を示す中空ァクチユエータの構造を示す断面図である。

[図 11]図 10の B— B'断面図である。

[図 12]本発明の第 7実施例を示す中空ァクチユエータの構造を示す断面図である。

[図 13]図 12の C C'断面図である。

[図 14]リード穴の位置による磁束分布への影響を示す磁束線図である。圆 15]リード穴の位置と角度誤差の関係を示すグラフである。

圆 16]本発明の第 8実施例を示す磁気式エンコーダの断面図である。

[図 17]従来の磁気式ェンコーダ装置の斜視図である。

符号の説明

[0007] 10 磁気式エンコーダ 211 ステータヨーク

11 回転体 212 電機子卷線

12 永久磁石 22 ロータ

13 固定体 221 モータ界磁永久磁石

131 リード穴 222 ロータヨーク

132 切り欠き部 30 電磁ブレーキ

14 磁界検出素子 31 フィーノレド、

141 A1相検出素子 311 ブレーキヨーク

142 B1相検出素子 312 ブレーキコイル

143 A2相検出素子 313 電源リード

144 B2相検出素子 32 アマチュア

15 信号処理回路 33 パネ

151、 152 差動アンプ 34 ブレーキ摩擦板

153 角度演算回路 35 ブレーキディスク

16 磁気シーノレド 50 ァクチユエータ固定体

20 モータ 60 結合部材

21 ステータ

発明を実施するための最良の形態

[0008] 以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

実施例 1

[0009] 図 1は本発明の磁気式エンコーダ装置の構造を示す断面図である。

図 1において、 11は磁性体力もなるリング状の回転体、 12は回転体 11の内周側に内接させて固定したリング状に形成された永久磁石で、回転体 11の中心軸と垂直方向の一方向に平行に磁ィ匕されている。 13は中空部を有する磁性体力もなり、円状の外周を有する固定体である。また 14は磁界検出素子で永久磁石 12の内周側と空隙部を介して対向するように固定体 13の外周側に固定されている。この構成により固定体 13の中心部、すなわち磁気式エンコーダ装置の中心部を中空にすることができる具体的な構成の一例を挙げると次のようになる。

回転体 11は外径 50mm、中空径 20mmの磁性体（SS41)。永久磁石 12は外径 4 Ommの平行異方性を有する SmCo系のリング状磁石。固定体 13の材質は S45C。磁界検出素子 14はホール素子。

[0010] 次に本発明の磁気式エンコーダ装置の動作について述べる。

回転体 11が回転すると、永久磁石 12も回転し、永久磁石 12の磁界の変化により、磁界検出素子 14から回転体 11の 1回転に対し 1サイクルの正弦波状の信号が出力される。

図 2は信号処理回路のブロック図であり、磁界検出素子 14力の信号を処理して角度信号 0に変換する。図 2において、 151、 152は差動アンプ、 153は角度演算回路である。互いに 180度対向位置に配置された A 1相検出素子 141および A2相検出素子 143からのそれぞれの検出信号 Valおよび Va2が差動アンプ 151に入力され、両信号の差動信号である A相信号 Vaが得られる。同様に、互いに 180度対向位置に配置された B1相検出素子 142および B2相検出素子 144からのそれぞれの検出信号 Vblおよび Vb2が差動アンプ 152に入力され、両信号の差動信号である B 相信号 Vbが得られる。

図 3は磁界検出素子の出力を示す説明図であり、 A相信号 Vaと B相信号 Vbの波形図を示す。 A相信号 Vaと B相信号 Vbはそれぞれに対応した検出素子の配置から 90度位相の異なる信号となる。

A相信号 Vaと B相信号 Vbは角度演算回路 153に入力され、 arctan (VaZVb)の演算処理により角度信号 Θが得られる。

[0011] 次に本発明の磁気式エンコーダ装置の特性について述べる。

本発明の磁気式エンコーダ装置と基準エンコーダ装置 (分解能 105万 PPR)を結合し、外部から回転させ、本発明の磁気式エンコーダ装置の検出角度と基準ェンコ一ダの検出角度を測定し比較評価した。

図 4は本発明の信号処理回路の出力を示す説明図であり、回転体 11が回転したときの、信号処理回路 15の角度出力を示している。また図 5は本発明の検出角度誤差を示す説明図であり、基準エンコーダとの角度誤差を示している。図 5から角度誤差 0. 08度、精度 12bitの高精度な性能を有することがわ力つた。

[0012] なお、本実施例において、永久磁石 12は SmCo系磁石で説明した力本発明は、磁石の材質によらず、 NeFeB系磁石、ボンド磁石ゃフヱライト磁石においても同様な効果がある。また、回転体 11、固定体 13の材質はそれぞれ磁性体 SS41 S45Cで説明したが、他の磁性体でも良い。また、固定体 13の中空部の形状は円状でなくとも良い。また、磁界検出素子 14はホール素子で説明したが、磁気抵抗素子を使用しても同様の効果を得られる。

実施例 2

[0013] 本実施例では固定体 13を第 1実施例で用いた機械構造材 (S45C)等による磁性ブロック材カも焼結軟磁性体に代えた。

焼結軟磁性体は直径数 10 μ mの微細な鉄粉を数百の厚みをもつ絶縁皮膜でコ一ティングし、バインダーで固め成形カ卩ェしたものである。そのため粉末間は電気的に絶縁されている。

[0014] ここで、渦電流が発生する現象と渦電流が精度に与える影響について説明する。

図 6は渦電流の発生を説明する模式図である。

図 6に示すように永久磁石 12による回転磁界は磁気回路を構成する固定体 13を通過する。回転体 11に固着された永久磁石 12が回転すると、固定体 13内の磁束変化を打ち消す方向に、固定体表面近傍内側に渦電流が発生する。渦電流の大きさは、固定体に流入する磁束、固定体の半径、回転速度、および固定体の電気伝導度の積に比例する。また正逆どちらに回転しても、渦電流は回転磁界より位相が遅れ、固定体に流入する磁束を減少させ、エンコーダ精度を劣化させる。

すなわち、固定体 13に機械構造材 (S45C)等による磁性ブロック材を用いると、回転磁界が渦電流の影響を受け、検出信号の位相が変化すると共に出力電圧を低下させる。また、その影響が回転数とともに増加することが分かる。本実施例では固定体 13に焼結軟磁性体を用いており、焼結軟磁性体の軟磁性粉末間は電気的に絶縁されているので、エンコーダ精度に影響を及ぼす渦電流は発生しない。

回転速度をパラメータにして、 5000min— ¹まで渦電流に起因する角度誤差を測定したが、測定誤差以下であった。

実施例 3

[0015] 図 7 (a)は本発明の第 3実施例である磁気式エンコーダ装置の構造を示す断面図、図 7 (b)は図 7 (a)の A— A'断面図である。

本実施例が第 1実施例と異なる点は、第 1実施例では固定体 13に S45Cを用いた力本実施例では固定体 13を絶縁体で表面コーティングした薄板の軟磁性体である珪素鋼板を積層して構成した点であり、その他の構成は第 1実施例と同じである。実施例 4

[0016] 図 8は本発明の第 4実施例を示す中空のァクチユエータの構造を示す断面図である。

図 8において 10は磁気式エンコーダ、 20はモータ、 30は電磁ブレーキである。モータ 20は、ステータヨーク 211および電機子卷線 212から成るステータ 21と、モータ界磁永久磁石 221およびロータヨーク 222から成るロータ 22から構成されている。また、電磁ブレーキ 30はフィールド 31、アマチュア 32、パネ 33、ブレーキ摩擦板 34およびブレーキディスク 35から構成され、フィールド 31はブレーキヨーク 311およびブレーキコイル 312から構成されている。なお、アマチュア 32は軸方向へ可動な構成になっている。

また、磁気式エンコーダ 10の回転体 11はモータ 20のロータ 22に非磁性の結合部材 60で結合されており、ロータ 22の回転位置を検出する。また、磁気式エンコーダ 1 0の固定体 13は電磁ブレーキ 30のブレーキヨーク 311の一部を兼用している。磁気式エンコーダ 10の構成については、電磁ブレーキ 30のブレーキヨーク 311の一部が磁気式エンコーダ 10の固定体 13を兼ねていることを除けば第 1実施例と同じであるここで電磁ブレーキの動作にっ、て説明する。電磁ブレーキ 30が通電されていないときは、パネ 33はアマチュア 32を押し、ブレーキ摩擦板 34を介して、スプラインによって軸方向に移動可能なブレーキディスク 3 5をァクチユエータ部固定体 50に押し付けるためロータ 22は回転できない。しかし、電磁ブレーキ 30に通電するとフィールド 31とアマチュア 32間に電磁力が働き、アマチユア 32はブレーキヨーク 311側に吸引される。これによつて、ブレーキ摩擦板 34はフリーになり、モータ 20のロータ 22は自由に回転できる。

このように本実施例では電磁ブレーキのブレーキヨークの一部を磁気式エンコーダの固定体として利用し、一体形成している。

実施例 5

[0017] 図 9は本発明の第 5実施例を示す中空のァクチユエータの構造を示す断面図である。

図にお、て 13は固定体で、ブレーキヨーク 311に嵌合するように形成されて!、る。本実施例が第 4実施例と異なる点は第 4実施例では磁気式エンコーダの固定体 13 はブレーキヨーク 311と一体形成されているのに対し、本実施例ではブレーキヨーク 311に嵌合するように形成されている点である。一例として、固定体 13の材質には軟磁性の焼結材が、また磁気ヨーク 311の材質には S10Cが利用できる。

実施例 6

[0018] 図 10は本発明の第 6実施例を示す中空のァクチユエータの構造を示す断面図、図 11は図 10の B— B'断面図である。

図において 16は磁気シールドである。

本実施例が第 4実施例と異なる点は磁気シールド 16を設けた点である。磁気シールドの材質としては、例えば SS材が利用できる。

磁気シールドを設ければ、電機子卷線 212およびブレーキコイル 312からの磁界ノィズを遮断でき、磁気式エンコーダとモータおよび電磁ブレーキ間の距離を短く出来るという効果もある。

実施例 7

[0019] 図 12は本発明の第 7実施例を示す中空のァクチユエータの構造を示す断面図、図 13は図 12の C C'断面図である。図にお、て 131は磁気式エンコーダの固定体 13に形成したリード穴で、 313は電磁ブレーキの電源リードである。このリード穴 131に電磁ブレーキのブレーキ電源のリード 313が通されている。リード穴は円形状とし、リード穴 131の位置は固定体 13の中心と磁界検出素子 14とを結ぶ線上で、固定体 13の内周側に配置されている。なお、リード穴は 1個所でも良いし、各磁界検出素子の磁束分布がノランスするよう複数個所に設けても良い。ただし、リード穴を複数個所に設けた場合でも 1個所のリード穴に往復の 2本の電源リードを通した方が良い。リード穴内の 2本の電源リードの電流方向はお互いに逆向きになるため磁界の発生が抑えられ、ブレーキコイルに流れる電流が磁界検出素子に影響するのを防ぐことができる。

本実施例が第 4実施例と異なる点は磁気式エンコーダ装置 10の固定体 13に電磁ブレーキ 30の電源リード 313を通すリード穴 131を設けた点である。

ここで、リード穴が角度検出信号に及ぼす影響について説明する。

固定体 13にリード穴を設けることにより、リード穴近傍の磁気抵抗が高くなり、固定体内部の磁気抵抗が均一で無くなる。このため、磁界検出素子 14で検出する磁束密度および磁界検出波形が影響を受け、エンコーダの精度が劣化する。リード穴を設けても、磁気抵抗の不均一性を無視できる程度に固定体の断面を大きくできればェンコーダの精度は劣化しないが、固定体の中空部はできるだけ大きくする必要があり

、また電磁ブレーキの電磁吸引力を大きくするにはコイル線径も大きくする必要があるためリード穴も大きくせざるを得ない。このため現実的にはリード穴を設けることによる磁気抵抗の不均一性は避けられない。そこで有限要素法を用いた磁界解析によりエンコーダ精度を劣化させないリード穴の設置位置を検討した。

図 14はリード穴の位置による磁束分布への影響を示す磁束線図である。固定体 1 3と磁界検出素子 14を結ぶ線の角度を 0度とし、リード穴がない場合、リード穴の位置角度が 0度および 45度のときの磁束分布を示す。また、図 15はリード穴の位置と角度誤差の関係を示すグラフである。リード穴がない場合に比べ、リード穴位置力 ^度、 45度のときの角度誤差はそれぞれ 1.5倍、 4.0倍となった。すなわちリード穴は固定体 13の中心と磁界検出素子とを結ぶ線上に配置すると精度の劣化が小さくなることが分力つた。さらに穴径が小さい程、また固定体の内周側に配置するほど精度劣化はさらに小さくなることが分力つた。また、リード穴の形状は断面積が同じなら、円周方向に細長、方が精度劣化は小さくなることが分力つた。

実施例 8

[0021] 図 16は本発明の第 8実施例を示す磁気式エンコーダの断面図である。

図 16にお!/、て 133は固定体 13に設けられた電磁ブレーキのブレーキ電源のリード線 313を通すための切り欠き部である。切り欠きは固定体 13の中心と磁界検出素子

14とを結ぶ線上に配置している。切り欠きの形状は長方形とした。本実施例が第 8実施例と異なる点は、リード穴を固定体内に設けるかわりに、固定体 13の内周部に切り欠き部 132を設けたことである。

[0022] 次にリード穴の検出精度への影響の測定結果につ!、て述べる。

リード穴を設けたことによる精度劣化は実施例 7では 0. 12度、実施例 8では 0. 09 度になり、小さいことが分力つた。

産業上の利用可能性

[0023] 本発明の磁気式エンコーダ装置は、小型、薄型、低コストで中空構造のエンコーダ装置を実現できるので、ロボットなどに用いられる中空ァクチユエータの回転角度を検出する磁気式エンコーダ装置として適用できる。また、本発明の磁気式エンコーダ装置を装備したァクチユエータは半導体製造装置に用いるァクチユエータとして適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 回転体に固定された永久磁石と前記永久磁石に空隙を介して対向し固定体に取り付けられた磁界検出素子とを備えた磁気式エンコーダと、前記磁界検出素子からの信号を処理する信号処理回路とを備えた磁気式エンコーダ装置において、

前記回転体はリング状の形状とし、

前記永久磁石はリング状に形成されたものを前記回転体の内周側に内接させて固定し、

かつ前記回転体の中心軸と垂直方向の一方向に平行に磁ィ匕されたものとし、前記固定体は外周が円状で中空部を有したものを前記永久磁石の内周側に空隙を介して

配置し、

前記磁界検出素子は、前記固定体の外周部に前記永久磁石と空隙を介して配置されて、ることを特徴とする磁気式エンコーダ装置。

[2] 前記永久磁石は平行異方性を有し 2極に磁化されたことを特徴とする請求項 1記載の磁気式ェンコーダ装置。

[3] 前記回転体は磁性体力なることを特徴とする請求項 1または 2記載の磁気式ェンコーダ装置。

[4] 前記固定体は磁性体力なることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の磁気式ェンコーダ装置。

[5] 前記磁性体は、軟磁性粉末の燒結材から構成されて!、ることを特徴とする請求項 4 記載の磁気式ェンコーダ装置。

[6] 前記磁性体は、軟磁性体を積層して構成されてヽることを特徴とする請求項 4記載の磁気式ェンコーダ装置。

[7] 電磁モータと電磁ブレーキとを備えた中空部を有するァクチユエータにお、て、請求項 1記載の磁気式エンコーダを備えたことを特徴とするァクチユエータ。

[8] 前記磁気式エンコーダの固定体は、前記電磁ブレーキの磁気ヨークの一部を兼用したものであることを特徴とする請求項 7記載のァクチユエータ。

[9] 前記磁気式エンコーダの固定体は、前記電磁ブレーキの磁気ヨークと嵌合構造を有することを特徴とする請求項 7記載のァクチユエータ。

[10] 前記電磁モータおよび前記電磁ブレーキと、前記磁気式エンコーダ間に磁気シールドを配置したことを特徴とする請求項 7記載のァクチユエータ。

[11] 前記電磁ブレーキの電源リードを通すリード穴を前記磁気式エンコーダの固定体に設けたことを特徴とする請求項 7記載のァクチユエータ。

[12] 前期電磁ブレーキの電源リードを通す切り欠き部を前記磁気式エンコーダの固定体の内周側に設けたことを特徴とする請求項 7記載のァクチユエータ。

[13] 前記リード穴および前記切り欠き部は、前記固定体の中心と前記固定体に取り付けられた磁界検出素子とを結ぶ線上に配置されたことを特徴とする請求項 11または

12記載のァクチユエータ。

[14] 前記リード穴は、前記固定体の内周側に配置されたことを特徴とする請求項 11記載のァクチユエータ。