(57)【要約】【課題】磁気センサのバイアス磁石から発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようにし、バイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることができる磁気式エンコーダ装置を提供する。【解決手段】環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラック４によって磁気通路部１１と磁気遮蔽部１２を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスク２と、回転ディスク２と空隙を介して所定の位置に対向配置されると共にバイアス磁石６及び磁気検知素子７によって構成される磁気センサ３と、磁気センサ３からの信号を処理する信号処理回路１５を備えた磁気式エンコーダ装置１において、磁気センサ３の周囲にｎ個の補助磁石８を配置し、補助磁石８はバイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し且つバイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるな磁化ベクトルを有するものとした。【選択図】　　　図１
2004117101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラックによって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、
前記磁気センサは、前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、
前記磁気センサの近傍にｎ個（ｎは１以上の整数）の補助磁石を配置すると共に、前記補助磁石は、前記バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し、且つ、前記バイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有することを特徴とする磁気式エンコーダ装置。
【請求項２】
環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラックによって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、
前記磁気センサは、前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、
前記回転ディスクは前記位置検出用のスリットを有する位置検出用のスリットトラックと、モータ磁極検出用のスリットを有するモータ磁極検出用のスリットトラックと、原点位置検出用のスリットを有する原点位置検出用のスリットトラックとより構成されると共に、前記夫々のスリットトラックは径方向に沿って設けられ、
前記夫々のスリットトラックの位置に前記磁気センサを対向して設けると共に、前記磁極検出用のスリットトラックの位置に設けた磁気センサは互いに近接して複数設けられ、かつ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、
前記位置検出用のスリットトラックと前記原点位置検出用のスリットトラックの夫々の位置に設けた磁気センサは互いに近接して設けられ、該磁気センサのバイアス磁石の磁化ベクトルが互いに逆向きであることを特徴とする磁気式エンコーダ装置。
【請求項３】
環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部と溝部を所定ピッチで形成してなる歯車によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、
前記磁気センサは、前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、
前記磁気センサの近傍にｎ個（ｎは１以上の整数）の補助磁石を配置すると共に、前記補助磁石は、前記バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し、且つ、前記バイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有することを特徴とする磁気式エンコーダ装置。
【請求項４】
環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部と溝部を所定ピッチで形成してなる歯車によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、
前記磁気センサは前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子とによって構成される磁気式エンコーダ装置において、
前記回転ディスクは位置検出用の歯部と溝部を有する位置検出用の歯車と、モータ磁極検出用の歯部と溝部を有するモータ磁極検出用の歯車と、原点位置検出用の歯部と溝部を有する原点位置検出用の歯車とより構成されると共に、前記夫々の歯車は軸方向に沿って設けられ、
前記夫々の歯車の位置に前記磁気センサを設けると共に、前記磁極検出用の歯車の位置に設けた磁気センサは互いに近接して複数設けられ、かつ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、
前記位置検出用の歯車と前記原点位置検出用の歯車の夫々の位置に設けた磁気センサは互いに近接して設けられ、該磁気センサのバイアス磁石の磁化ベクトルが互いに逆向きであることを特徴とする磁気式エンコーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気式エンコーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気式エンコーダ装置は図６のようになっている。図６は第１従来技術を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
図６において、１は磁気式エンコーダ装置、２は回転ディスク、３は磁気センサ、４はスリットトラック、６はバイアス磁石、７は磁気検知素子、９はモータ、１０はシャフト、１１は磁気通路部、１２は磁気遮蔽部、１５は信号処理回路、矢印は磁石の磁化ベクトルの向きを示している。
図６に示す磁気式エンコーダ装置１は、回転ディスク２と磁気センサ３によって構成されている。回転ディスク２はモータ９のシャフト１０に取り付けられており、シャフト１０の回転と共にその軸心を中心に回転するようになっている。また、回転ディスク２上には環状の軟磁性体板が設けられており、軟磁性体板の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成したスリットトラック４によって磁気抵抗が小なる磁気通路部１１と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部１２とを回転ディスク２の回転方向に沿うように交互に形成している。磁気センサ３は、スリットトラック４と空隙を介して所定の位置に対向配置されており、スリットトラック４と対向するように配置されたバイアス磁石６と、スリットトラック４とバイアス磁石６の間に配置されると共にバイアス磁石６の磁束の変化を検出する磁気検知素子７とによって構成されている。
以下にこの磁気式エンコーダ装置の動作について説明する。
回転ディスク２が回転して磁気通路部１１が磁気センサ３に近づくと磁気抵抗が小さくなるので、バイアス磁石６からの磁束が増え磁気センサ３に加わる磁束が増加する。更に回転ディスク２が回転して磁気遮蔽部１２が磁気センサ３に近づくと、磁気抵抗が大きくなりバイアス磁石６からの磁束が減るので磁気センサ３に加わる磁束が減少する。このように、回転ディスク２が回転すると磁気センサ３に作用する磁束が周期的に変化することになり、この磁束の変化を磁気検知素子７で検出し、信号処理回路１５を介して回転ディスク２に施されたスリットトラック４のピッチに応じた検出信号が出力されるようになっている。
【０００３】
また、第２従来技術として、回転ディスク上に第１従来技術のようなスリットトラックを径方向に複数段設け、夫々のスリットトラックのスリットピッチを所定の異なるピッチとすると共に夫々のスリットトラックに対して磁気センサを対向配置することにより、複数の信号が検出できるようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０‐２９３０４２号公報（第３頁、第４頁、第１図、第４図）
【０００５】
更に、第３従来技術として図７のようなものがある。図７は第３従来例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
図７において、１は磁気式エンコーダ装置、２は回転ディスク、３は磁気センサ、５は歯車、６はバイアス磁石、７は磁気検知素子、９はモータ、１０はシャフト、１３は歯車の歯部、１４は歯車の溝部、１５は信号処理回路、矢印は磁石の磁化ベクトルの向きを示している。
図７に示す磁気式エンコーダ装置は、第１従来技術においてスリットトラックによって形成されていた磁気通路部１１と磁気遮蔽部１２を、歯車５によって形成したものである。歯車５は軟磁性体よりなると共に回転ディスク２の外周に全周にわたり所定ピッチで形成されたものであり、磁気センサ３が歯車５と空隙を介して所定の位置に対向配置されている。磁気センサ３は、歯車５と対向するように配置されたバイアス磁石６と、歯車５とバイアス磁石６の間に配置されると共にバイアス磁石６の磁束の変化を検出する磁気検知素子７とによって構成されている。
この磁気式エンコーダ装置の動作は、第１従来技術と同様に、回転ディスク２が回転することにより磁気通路部に相当する歯車５の歯部１３と磁気遮蔽部に相当する歯車５の溝部１４とが交互に磁気センサ３に近づくことで、磁気センサ３に作用するバイアス磁石６からの磁束が周期的に変化するので、この磁束の変化を磁気検知素子７で検出し、信号処理回路１５を介して歯車５のピッチに応じた検出信号が出力されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示す第１従来技術、図７に示す第３従来技術のような磁気式エンコーダ装置では、磁気センサを単独で用いる場合、バイアス磁石も１個となるためバイアス磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じにくくなり、その結果、モータ外部への漏洩磁場が大きくなり、周囲の機器に影響を及ぼすという問題があった。
また、第２従来技術のようなスリットトラックを回転ディスクの径方向に複数段設け、夫々のスリットトラックに対して磁気センサを用いる場合でも、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルがすべて同じであるため、磁束が狭い範囲で閉じにくくなり、第１および第３従来技術と同様の問題を生じていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、磁気センサのバイアス磁石から発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようにし、バイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることができる磁気式エンコーダ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１の本発明は、環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラックによって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、前記磁気センサは、前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、前記磁気センサの近傍にｎ個（ｎは１以上の整数）の補助磁石を配置すると共に、前記補助磁石は、前記バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し、且つ、前記バイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有したものである。
【０００９】
請求項２の本発明は、環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラックによって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、前記磁気センサは、前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、前記回転ディスクは前記位置検出用のスリットを有する位置検出用のスリットトラックと、モータ磁極検出用のスリットを有するモータ磁極検出用のスリットトラックと、原点位置検出用のスリットを有する原点位置検出用のスリットトラックとより構成されると共に、前記夫々のスリットトラックは径方向に沿って設けられ、前記夫々のスリットトラックの位置に前記磁気センサを対向して設けると共に、前記磁極検出用のスリットトラックの位置に設けた磁気センサは互いに近接して複数設けられ、かつ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、前記位置検出用のスリットトラックと前記原点位置検出用のスリットトラックの夫々の位置に設けた磁気センサは互いに近接して設けられ、該磁気センサのバイアス磁石の磁化ベクトルを互いに逆向きとしたものである。
【００１０】
請求項３の本発明は、環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部と溝部を所定ピッチで形成してなる歯車によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、前記磁気センサは、前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、前記磁気センサの近傍にｎ個（ｎは１以上の整数）の補助磁石を配置すると共に、前記補助磁石は、前記バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し、且つ、前記バイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有したものである。
【００１１】
請求項４の本発明は、環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部と溝部を所定ピッチで形成してなる歯車によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、前記回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、前記磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、前記磁気センサは前記磁気通路部及び前記磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、前記回転ディスクと前記バイアス磁石の間に配置された磁気検知素子とによって構成される磁気式エンコーダ装置において、前記回転ディスクは位置検出用の歯部と溝部を有する位置検出用の歯車と、モータ磁極検出用の歯部と溝部を有するモータ磁極検出用の歯車と、原点位置検出用の歯部と溝部を有する原点位置検出用の歯車とより構成されると共に、前記夫々の歯車は軸方向に沿って設けられ、前記夫々の歯車の位置に前記磁気センサを設けると共に、前記磁極検出用の歯車の位置に設けた磁気センサは互いに近接して複数設けられ、かつ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、前記位置検出用の歯車と前記原点位置検出用の歯車の夫々の位置に設けた磁気センサは互いに近接して設けられ、該磁気センサのバイアス磁石の磁化ベクトルを互いに逆向きとしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものについては同一符号を付してその説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図１において、８は補助磁石を示している。
第１実施例が第１従来技術と異なる点は以下のとおりである、
すなわち、磁気センサ３の周囲にｎ個（ｎは１以上の整数）の補助磁石を配置すると共に、補助磁石８は、バイアス磁石６の１／ｎの起磁力を有し、且つ、バイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有した点である。
【００１３】
本発明の第１実施例は、環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラック４によって磁気抵抗が小なる磁気通路部１１と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部１２を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスク２と、回転ディスク２と空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサ３と、磁気センサ３からの信号を処理する信号処理回路１５を備え、磁気センサ３は、磁気通路部１１及び磁気遮蔽部１２と対向するように配置されたバイアス磁石６と、回転ディスク２とバイアス磁石６の間に配置された磁気検知素子７によって構成される磁気式エンコーダ装置１において、磁気センサ３の周囲にｎ個の補助磁石８を配置し、バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し且つバイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有する補助磁石８としたので、バイアス用磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、磁気センサのバイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００１４】
［第２実施例］
図２は本発明の第２実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
図２において、３ａ〜３ｈは磁気センサ、４ａ〜４ｃはスリットトラック、６ａ〜６ｈはバイアス磁石、７ａ〜７ｈは磁気検知素子、１１ａ〜１１ｃは磁気通路部、１２ａ〜１２ｃは磁気遮蔽部を示している。なお、信号処理回路の図示は省略している。
第２実施例が第１実施例と異なる点は以下のとおりである、
すなわち、回転ディスク２に設けられた環状の軟磁性体板上には、最外周に６０°毎に磁気通路部１１ａと磁気遮蔽部１２ａが交互に形成されたモータ磁極検出用のスリットを有する磁極検出用のスリットトラック４ａと、スリットトラック４ａの内周側に所定のピッチで磁気通路部１１ｂと磁気遮蔽部１２ｂが交互に形成された位置検出用のスリットを有する位置検出用のスリットトラック４ｂと、更にスリットトラック４ｂの内周側に１箇所だけ磁気遮蔽部１２ｃとなるスリットを形成して残りの部分を磁気通路１１ｃとした源点位置検出用のスリットを有する原点位置検出用のスリットトラック４ｃとより構成されると共に、夫々のスリットトラックは径方向に沿って設けられている。
また、夫々のスリットトラックの位置に磁気センサを設けると共に、磁極検出用のスリットトラック４ａの位置に設けた磁気センサは、磁気検知素子近傍の磁束線が他方の磁気センサのバイアス磁石の影響で変位することによって回転ディスクの磁気通路部と磁気遮蔽部の判断に支障が生じることがない程度に互いに近接して複数個（３ａ〜３ｆ）設けられ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置している。具体的には、磁気センサ３ａ、３ｂ、３ｃ内のバイアス磁石６ａ、６ｂ、６ｃの磁化ベクトルと磁気センサ３ｄ、３ｅ、３ｆ内のバイアス磁石６ｄ、６ｅ、６ｆの磁化ベクトルとが互いに逆向きとなっている。それから、当該磁気センサ３ａ〜３ｆのは位置については、磁極検出用のスリットトラック４ａと空隙を介して、夫々Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相に対応した６つの磁極検出用の磁気センサ３ａ〜３ｆがＵ相、Ｖ相、Ｗ相信号間の位相差が電気的に夫々１２０°異なる信号となるように配置されている。該磁気センサ３ａ〜３ｆは、Ｕ相磁気センサ３ａを基準として、Ｖ相磁気センサ３ｂは＋４０°の位置に、Ｗ相磁気センサ３ｃは−４０°の位置に、−Ｕ相磁気センサ３ｄは−６０°の位置に、−Ｖ相磁気センサ３ｅは−２０°の位置に、−Ｗ相磁気センサ３ｆは＋２０°の位置に対向配置されている。
また、位置検出用のスリットトラック４ｂ及び原点位置検出用のスリットトラック４ｃは空隙を介して、夫々位置検出用の磁気センサ３ｇ、原点位置検出用の磁気センサ３ｈが所定の位置に対向配置されている。このとき、位置検出用の磁気センサ３ｇと原点位置検出用の磁気センサ３ｈは、互いの精度に影響を及ぼさない程度に近接して設けられ、磁気センサ３ｇ、３ｈ内のバイアス磁石６ｇ、６ｈの磁化ベクトルは互いに逆向きとする。
【００１５】
本発明の第２実施例は、環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラック４によって磁気抵抗が小なる磁気通路部１１と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部１２を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスク２と、回転ディスク２と空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、磁気センサからの信号を処理する信号処理回路１５を備え、磁気センサは、磁気通路部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び磁気遮蔽部１２ａ、１２ｂ、１２ｃと対向するように配置されたバイアス磁石６ａと、回転ディスク２とバイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、回転ディスク２上にスリットトラック４ａ〜４ｃを径方向に複数段設け、夫々のスリットトラック４ａ〜４ｃのスリットピッチを所定の異なるピッチとすると共に夫々のスリットトラック４ａ〜４ｃに対して磁気センサ３ａ〜３ｈを対向配置し、磁極検出用のスリットトラック４ａの位置に設けた磁気センサは互いに近接して複数個（３ａ〜３ｆ）設けられ、かつ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石６ａ〜６ｆ同士の磁化ベクトルを互いに逆向きになるように配置し、位置検出用のスリットトラック４ｂと原点位置検出用のスリットトラック４ｃの夫々の位置に設けた磁気センサ３ｇ、３ｈを互いに近接して設け、該磁気センサ３ｇ、３ｈのバイアス磁石６ｇ、６ｈの磁化ベクトルを互いに逆向きとしたので、バイアス磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、バイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場が抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００１６】
［第３実施例］
図３は本発明の第３実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
図３において、８は補助磁石を示している。
第３実施例が第２従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、磁気センサの近傍にｎ個（ｎは１以上の整数）の補助磁石を配置すると共に、補助磁石８は、バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し、且つ、バイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有したものである。
【００１７】
本発明の第３実施例は、環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部１３と溝部１４を所定ピッチで形成してなる歯車５によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスク２と、回転ディスク２と空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサ３と、磁気センサ３からの信号を処理する信号処理回路１５を備え、磁気センサ３は、磁気通路部及び磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石６と、回転ディスク２とバイアス磁石６の間に配置された磁気検知素子７によって構成される磁気式エンコーダ装置において、磁気センサ３の周囲にｎ個の補助磁石８を配置し、バイアス磁石６の１／ｎの起磁力を有し且つバイアス磁石６の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有する補助磁石８としたので、バイアス用磁石６より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、磁気センサ３のバイアス磁石６によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００１８】
図４は本発明の第４実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
図４において、５は位置検出用の歯車で、１３、１４は夫々歯車５の歯部、溝部を示している。また、１８はモータ磁極検出用の歯車で、１６、１７は夫々歯車１８の歯部と溝部を示すと共に、２１は原点位置検出用の歯車で、１９、２０は夫々歯車２１の歯部と溝部を示し、２２ａ〜２２ｆは磁気センサを示している。なお、信号処理回路の図示は省略している。
第４実施例が第３実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、回転ディスク２に位置検出用の歯部１３と溝部１４を有する位置検出用の歯車５と、モータ磁極検出用の歯部１６と溝部１７を有するモータ磁極検出用の歯車１８と、原点位置検出用の歯部１９と溝部２０を有する原点位置検出用の歯車２１とより構成されると共に、該夫々の歯車は軸方向に沿って設けられ、夫々の歯車の位置に磁気センサ２２ａ〜２２ｈを設けると共に、磁極検出用の歯車１８の位置に設けた磁気センサ２２ａ〜２２ｆは、磁気検知素子近傍の磁束線が他方の磁気センサのバイアス磁石の影響で変位することによって回転ディスクの磁気通路部と磁気遮蔽部の判断に支障が生じることがない程度に近接して設けられ、かつ、隣り合う磁気センサ２２ａ〜２２ｆのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置した点である。
また、夫々の歯車の位置に磁気センサを設けると共に、磁極検出用の歯車１８の位置に設けた磁気センサは近接して複数個（２２ａ〜２２ｆ）設けられ、隣り合う磁気センサ２２ａ〜２２ｆのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、位置検出用の歯車５と原点位置検出用の歯車２１の夫々の位置に設けた磁気センサ２２ｇ、２２ｈは近接して設けられ、該磁気センサのバイアス磁石の磁化ベクトルを互いに逆向きとした点である。
【００１９】
本発明の第４実施例は、環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部と溝部を所定ピッチで形成してなる歯車によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスク２と、回転ディスク２と空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、磁気センサからの信号を処理する信号処理回路１５を備え、磁気センサは、磁気通路部及び磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、回転ディスクとバイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、回転ディスク２に位置検出用の歯部１３と溝部１４を有する位置検出用の歯車５と、モータ磁極検出用の歯部１６と溝部１７を有するモータ磁極検出用の歯車１８と、原点位置検出用の歯部１９と溝部２０を有する原点位置検出用の歯車２１とより構成されると共に、該夫々の歯車は軸方向に沿って設けられ、夫々の歯車の位置に磁気センサ２２ａ〜２２ｈを設けると共に、磁極検出用の歯車の位置に設けた磁気センサは近接して複数個（２２ａ〜２２ｆ）設けられ、かつ、隣り合う磁気センサ２２ａ〜２２ｆのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、位置検出用の歯車５と原点位置検出用の歯車２１の夫々の位置に設けた磁気センサ２２ｇ、２２ｈは近接して設けられ、該磁気センサ２２ｇ、２２ｈのバイアス磁石の磁化ベクトルを互いに逆向きとしたので、バイアス用磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、磁気センサのバイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００２０】
図５は本発明の磁気式エンコーダ装置における漏洩磁場低減の効果を示すグラフである。
図５は代表例として、第１実施例の磁気式エンコーダ装置における漏洩磁場低減の効果の確認を実施したものである。縦軸は漏洩磁場の比率を示したもので、磁石が磁気センサのバイアス磁石と補助磁石の２個ある場合（Ａ）、補助磁石の磁化ベクトルを磁気センサ内のバイアス磁石の磁化ベクトルとを互いに逆向きとすることでバイアス磁石の磁化ベクトルが共に同じ向きのとき（Ｂ）に対して約６０％漏洩磁束が減少する。また、補助磁石がない場合（Ｃ）に対しても約３０％漏洩磁束が減少する。
【００２１】
なお、本実施例では回転形のモータに適用されるロータリ形の磁気式エンコーダ装置について述べたが、リニアモータに適用されるリニア磁気式エンコーダ装置にも適用できることは明らかである。
【００２２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば以下の効果がある。
本発明の第１実施例は、環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラックによって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、磁気センサは、磁気通路部及び磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、回転ディスクとバイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、磁気センサの周囲にｎ個の補助磁石８を配置し、バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し且つバイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有する補助磁石８としたため、バイアス用磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、磁気センサのバイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００２３】
本発明の第２実施例は、環状の軟磁性体の全周にわたって放射状にスリットを所定ピッチで形成してなるスリットトラックによって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、磁気センサは、磁気通路部及び磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、回転ディスクとバイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、回転ディスクは位置検出用のスリットを有する位置検出用のスリットトラックと、モータ磁極検出用のスリットを有するモータ磁極検出用のスリットトラックと、原点位置検出用のスリットを有する原点位置検出用のスリットトラックとより構成されると共に、前記夫々のスリットトラックは径方向に沿って設けられ、前記夫々のスリットトラックの位置に前記磁気センサを対向して設けると共に、前記磁極検出用のスリットトラックの位置に設けた磁気センサは近接して複数設けられ、かつ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、位置検出用のスリットトラックと原点位置検出用のスリットトラックの夫々の位置に設けた磁気センサは近接して設けられ、該磁気センサのバイアス磁石の磁化ベクトルを互いに逆向きとしたため、バイアス磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、バイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場が抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００２４】
本発明の第３実施例は、環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部と溝部を所定ピッチで形成してなる歯車によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、磁気センサは、磁気通路部及び磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、回転ディスクとバイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、磁気センサの周囲にｎ個の補助磁石８を配置し、バイアス磁石の１／ｎの起磁力を有し且つバイアス磁石の磁化ベクトルと逆向きになるような磁化ベクトルを有する補助磁石８としたため、バイアス用磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、磁気センサのバイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００２５】
本発明の第４実施例は、環状の軟磁性体の外周にわたって放射状に歯部と溝部を所定ピッチで形成してなる歯車によって磁気抵抗が小なる磁気通路部と磁気抵抗が大なる磁気遮蔽部を交互に形成した位置の検出を行う回転ディスクと、回転ディスクと空隙を介して所定の位置に対向配置される磁気センサと、磁気センサからの信号を処理する信号処理回路を備え、磁気センサは、磁気通路部及び磁気遮蔽部と対向するように配置されたバイアス磁石と、回転ディスクとバイアス磁石の間に配置された磁気検知素子によって構成される磁気式エンコーダ装置において、回転ディスクに位置検出用の歯部と溝部を有する位置検出用の歯車と、モータ磁極検出用の歯部と溝部を有するモータ磁極検出用の歯車と、原点位置検出用の歯部と溝部を有する原点位置検出用の歯車とより構成されると共に、該夫々の歯車は軸方向に沿って設けられ、夫々の歯車の位置に磁気センサを設けると共に、磁極検出用の歯車の位置に設けた磁気センサは近接して複数設けられ、かつ、隣り合う磁気センサのバイアス磁石同士の磁化ベクトルが互いに逆向きになるように配置してあり、位置検出用の歯車と原点位置検出用の歯車の夫々の位置に設けた磁気センサは互いに近接して設けられ、該磁気センサのバイアス磁石の磁化ベクトルを互いに逆向きとしたため、第３実施例と同様にバイアス用磁石より発せられる磁束が狭い範囲で閉じるようになり、磁気センサのバイアス磁石によるモータ外部への漏洩磁場を抑えることが可能な磁気式エンコーダ装置を提供することができる。その結果、周囲機器に及ぶ磁場の影響が小さくなるため、周囲機器への漏洩磁場対策が不要となり、システムの小形・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
【図５】本発明の磁気式エンコーダ装置における漏洩磁場低減の効果を示すグラフである。
【図６】第１従来技術を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
【図７】第３従来技術を示す磁気式エンコーダ装置の斜視図である。
【符号の説明】
１：磁気式エンコーダ装置
２：回転ディスク
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ：磁気センサ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ：スリットトラック
５：歯車（位置検出用）
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈ：バイアス磁石
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ：磁気検知素子
８、８ａ、８ｂ：補助磁石
９　：モータ
１０：シャフト
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：磁気通路部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：磁気遮蔽部
１３：歯部
１４：溝部
１５：信号処理回路
１６：歯部
１７：溝部
１８：歯車（モータ磁極検出用）
１９：歯部
２０：溝部
２１：歯車（原点位置検出用）
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ：磁気センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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