(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化で精度の高い磁気式エンコーダを安価に製造する。【解決手段】磁気式エンコーダ用基板の線形磁区と相対して設けられた磁気検出素子を有する磁気式エンコーダ用基板において、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に磁性材が塗布または充填されて形成された線形磁区が一方向に着磁されて製造された磁気式エンコーダ用基板材を複数個貼り合わせて磁気式エンコーダ用基板を構成する。また、磁気式エンコーダ用基板の製造方法として、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に磁性粉を含有する樹脂バインダー組成物を塗布もしくは充填する工程、その後、硬化もしくは固化する工程、さらに磁場中で一方向に着磁処理する工程、その後、同様に一方向に着磁された複数個の磁気式エンコーダ用基板材を接着もしくは接合する工程を含む。【選択図】図１
2005091183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気式エンコーダ用基板の線形磁区と相対して設けられた磁気検出素子を有する磁気式エンコーダに用いられる磁気式エンコーダ用基板において、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に磁性材が塗布または充填されて形成された線形磁区が一方向に着磁されて製造された磁気式エンコーダ用基板材を複数個貼り合わせて磁気式エンコーダ用基板が構成されることを特徴とする磁気式エンコーダ用基板。
【請求項２】
磁気式エンコーダ用基板が、磁気検出素子側と反対側に配置する少なくとも１個の線形磁区を備えた磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）が貼り合わされ、該基板材Ｂの線形磁区の着磁方向が基板材Ａの線形磁区の着磁方向とは概反対であり、線形磁区の数は同数であり、該線形磁区の基板面における面積が概同じであり、線形磁区の厚みが基板材Ａの線形磁区厚さよりも薄く、基板材Ａの線形磁区と基板材Ｂの線形磁区が重ならないように貼り合わせてあることを特徴とする請求項１記載の磁気式エンコーダ用基板。
【請求項３】
磁気式エンコーダ用基板が、磁気検出素子側と反対側に配置する少なくとも１個の線形磁区を備えた磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）が貼り合わされ、該基板材Ｂの線形磁区の着磁方向が基板材Ａの線形磁区の着磁方向とは概反対であり、線形磁区の数は同数であり、該線形磁区の厚さが概同じであり、該線形磁区の基板面における面積が基板材Ａの線形磁区面積よりも小さく、基板材Ａの線形磁区と基板材Ｂの線形磁区が重ならないように貼り合わせてあることを特徴とする請求項１記載の磁気式エンコーダ用基板。
【請求項４】
磁気式エンコーダ用基板ベース材が強磁性体で構成されることを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気式エンコーダ用基板。
【請求項５】
磁気式エンコーダ用基板材の線形磁区がＳｍＣｏ５系磁性粉、Ｓｍ２Ｃｏ１７系磁性粉、ＳｍＦｅＮ系磁性粉およびＮｄＦｅＢ系磁性粉からなる群から選ばれる少なくとも１種の磁性粉を含有する組成物からなることを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気式エンコーダ用基板。
【請求項６】
磁気式エンコーダ用基板材の線形磁区が基板材平面に対し概垂直方向に着磁されていることを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気式エンコーダ用基板。
【請求項７】
線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に磁性粉を含有する樹脂バインダー組成物を塗布もしくは充填する工程、その後、塗布もしくは充填した組成物を硬化もしくは固化する工程、さらに磁場中で前記の硬化もしくは固化した組成物を有する磁気式エンコーダ用基板材に一方向に着磁処理する工程、その後、同様に一方向に着磁された複数個の磁気式エンコーダ用基板材を接着もしくは接合する工程を含む磁気式エンコーダ用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気式エンコーダに用いる磁気式エンコーダ用基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダは回転モータ、リニアモータ等の回転あるいは直線運動量を検出するセンサの一種である。エンコーダには、センサ部の検出方法による違いから、光学式と磁気式とがある。磁気式エンコーダは、光学式エンコーダに比べてセンサ部にごみ、汚れ等が付着しても感度に影響を及ぼさない、発光のための電力を消費しない、比較的堅牢である、発光素子を必要としないためコンパクトである、などの利点を有しており、広く利用されている。
【０００３】
この磁気式エンコーダには、ロータリーエンコーダとリニアエンコーダがある。ロータリーエンコーダは別名シャフトエンコーダとも呼ばれ、回転軸の回転変位をディジタル量に変換するものである。したがって、ロータリーエンコーダは各種回転モータ、自動車タイヤ、アクチュエータ、フロッピーディスクドライブ、マウス等の回転機構を有する装置の回転数や回転角度の検出に用いられている。一方、リニアエンコーダは、直線上の変位位置をディジタル量に変換するものである。したがって、リニアステッピングモータ等のリニア駆動装置の位置検出センサとして用いられている。
【０００４】
従来、磁気式ロータリーエンコーダとしては、例えば、回転モータの回転軸を包囲するように取付けられた円筒状の多極磁石と、該多極磁石が回転することにより交番する磁気を検出するホール素子やＭＲ素子とで構成されるエンコーダが知られている。また、磁気式リニアエンコーダとしては、リニア駆動部に取付けられたテープ状や棒状の多極磁石と、リニア駆動部が直線運動することにより交番する磁気を検出するホール素子やＭＲ素子とで構成されるエンコーダが知られている。上記エンコーダに使用される多極磁石は、磁性材料の表面にＮ極およびＳ極が交互に連続して現れるように着磁したものが用いられている。また、特開昭５９−７２０１７号公報、特開平４−３５５３１９号公報および特開平９−２１６５２号公報などには、磁気検出素子を配置する側でＮ極もしくはＳ極のいずれか一方の磁極しか現れない構成の磁石が示されている。
【特許文献１】特開昭５９−７２０１７号公報
【特許文献２】特開平４−３５５３１９号公報
【特許文献３】特開平９−２１６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記Ｎ極およびＳ極が交互に連続して現れるように着磁した多極着磁磁石では、磁石の極数が多くかつ細かくなると着磁に時間を要し、コストアップとなる。加えて磁力の大きな希土類系磁石材料を用いる場合は、より細かな位置検出を行うために磁極数を増やそうとすると、より細かな磁極を形成するための着磁が難かしくなってくるという問題がある。一方、特開昭５９−７２０１７号公報、特開平４−３５５３１９号公報および特開平９−２１６５２号公報などには磁気検出素子を配置する側でＮ極もしくはＳ極のいずれかしか現れない構成が示されている。特に特開平９−２１６５２号公報では、前記希土類系磁石材料を用いた場合でも細かな着磁が行えることが示されている。
【０００６】
しかしながら、いずれの場合も磁気検出素子を配置する側の磁場の変化は、特開平９−２１６５２号公報の第１４図の如く、ゼロを横切らない変化となる。磁気検出素子には磁気抵抗素子、ホール素子、ホールＩＣなどが用いられる。スイッチング動作するホールＩＣを用いた場合は、片側動作タイプのホールＩＣが選択されるが、基板と素子のギャップ変動や線形磁区の幅に因ってはホールＩＣの信号反転のための磁場強度が得られない可能性があるという問題がある。一方、ホール素子、磁気抵抗素子を用いた場合は、得られたアナログ信号をディジタル信号に変換するための電気回路が別途必要となり、エンコーダの大型化、コストアップ、ＳＮ比の低下を引き起こすという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、磁気式エンコーダ用基板の線形磁区と相対して設けられた磁気検出素子を有する磁気式エンコーダに用いられる磁気式エンコーダ用基板において、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に磁性材が塗布または充填されて形成された線形磁区が一方向に着磁されて製造された磁気式エンコーダ用基板材を複数個貼り合わせて磁気式エンコーダ用基板が構成されることを特徴とする磁気式エンコーダにより前記課題を解決することができることを見出し、本発明に至った。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の発明は、磁気式エンコーダ用基板の線形磁区と相対して設けられた磁気検出素子を有する磁気式エンコーダに用いられる磁気式エンコーダ用基板において、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に磁性材が塗布または充填されて形成された線形磁区が一方向に着磁されて製造された磁気式エンコーダ用基板材を複数個貼り合わせて磁気式エンコーダ用基板が構成されることを特徴とする磁気式エンコーダを提供する。
【０００９】
上記磁気式エンコーダ用基板を用いることにより、両側動作タイプのホールＩＣを用いることができ、基板と素子とのギャップ変動に因らない安定したディジタル信号を安価に得ることができる。
【００１０】
本発明の第２の発明は、磁気式エンコーダ用基板が、磁気検出素子側と反対側に配置する少なくとも１個の線形磁区を備えた磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）が貼り合わされ、該基板材Ｂの線形磁区の着磁方向が基板材Ａの線形磁区の着磁方向とは概反対であり、線形磁区の数は同数であり、該線形磁区の基板面における面積が概同じであり、線形磁区の厚みが基板材Ａの線形磁区厚さよりも薄く、基板材Ａの線形磁区と基板材Ｂの線形磁区が重ならないように貼り合わせてあることを特徴とする第１の発明記載の磁気式エンコーダ用基板を提供する。
【００１１】
また、本発明の第３の発明は、磁気式エンコーダ用基板が、磁気検出素子側と反対側に配置する少なくとも１個の線形磁区を備えた磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）が貼り合わされ、該基板材Ｂの線形磁区の着磁方向が基板材Ａの線形磁区の着磁方向とは概反対であり、線形磁区の数は同数であり、該線形磁区の厚さが概同じであり、該線形磁区の基板面における面積が基板材Ａの線形磁区面積よりも小さく、基板材Ａの線形磁区と基板材Ｂの線形磁区が重ならないように貼り合わせてあることを特徴とする第１の発明記載の磁気式エンコーダ用基板を提供する。
【００１２】
本発明の第４の発明は、磁気式エンコーダ用基板ベース材が強磁性体で構成されることを特徴とする第１〜３の発明に記載の磁気式エンコーダ用基板を提供する。
【００１３】
上記磁気式エンコーダ用基板とすることで基板から放出される磁力が増し、信号の安定化が図れる。
【００１４】
本発明の第５の発明は、磁気式エンコーダ用基板材の線形磁区がＳｍＣｏ５系磁性粉、Ｓｍ２Ｃｏ１７系磁性粉、ＳｍＦｅＮ系磁性粉およびＮｄＦｅＢ系磁性粉からなる群から選ばれる少なくとも１種の磁性粉を含有する組成物からなることを特徴とする第１〜３の発明に記載の磁気式エンコーダ用基板を提供する。
【００１５】
上記磁気式エンコーダ用基板とすると磁力は一層強くなり、より広いギャップでも安定したディジタル信号が得られる。
本発明の第６の発明は、磁気式エンコーダ用基板材の線形磁区が、基板材平面に対し概垂直方向に着磁されていることを特徴とする第１〜３の発明に記載の磁気式エンコーダ用基板を提供する。
本発明の第７の発明は、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に、磁性粉を含有する樹脂バインダー組成物を塗布もしくは充填する工程、その後、塗布もしくは充填した組成物を硬化もしくは固化する工程、さらに磁場中で前記の硬化もしくは固化した組成物を有する磁気式エンコーダ用基板材に一方向に着磁処理する工程、その後、同様に一方向に着磁された複数個の磁気式エンコーダ用基板材を接着もしくは接合する工程を含む磁気式エンコーダ用基板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の磁気式エンコーダ用基板は、微細な着磁パターンを有する磁性部材を備えた小型で軽量の磁気式エンコーダ用基板であり、加えて該エンコーダ用基板の製造は、量産性に優れ、かつ磁気検出素子に、安価でギャップに対する信号変化の少ない素子を用いることが可能となるため、本発明の磁気式エンコーダ用基板を用いることにより微細な着磁パターンを有する磁気式エンコーダを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（１）基板ベース材
本発明の磁気式エンコーダ用基板では、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材を用いる。基板ベース材としては、アルミニウム板、シリコンウエハ非磁性体のみならず、常磁性体、強磁性体などを用いることができる。特に、ＳＵＳ４３０、鉄、ニッケルなどの強磁性体は、磁気式エンコーダ用基板ベース材が強磁性体で構成されることにより、磁気回路を構成してパーミアンスを高くできることから、基板から放出される磁力が増し、信号の安定化を図ることができるので、好ましい。
（２）磁性材
本発明の磁気式エンコーダ用基板では、線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に、磁性粉を含有する樹脂バインダー組成物を塗布もしくは充填し、塗布もしくは充填した組成物を硬化もしくは固化して線形磁区を形成する。
【００１８】
線形磁区を形成するために磁性粉を含有する樹脂バインダー組成物が用いられる。磁性粉には、従来用いられている磁石材料粉が、特に制限無く用いられる。好ましくは、ＳｍＣｏ５系磁性粉、Ｓｍ２Ｃｏ１７系磁性粉、ＳｍＦｅＮ系磁性粉およびＮｄＦｅＢ系磁性粉からなる群から選ばれる少なくとも１種の磁性粉が用いられる。上記磁性粉を用いれば、残留磁束密度が大きいことから、磁気検出素子で検出される磁束は一層強くなり、エンコーダ用基板と磁気検出素子とのギャップがより広くなっても安定したディジタル信号が得られる。
（３）樹脂バインダー、磁性組成物
上記磁性材を含有する樹脂バインダー組成物を得るには、樹脂バインダーとして、例えばエポキシ樹脂で代表される熱硬化性樹脂が使用される。例えば、分子量約４００のエポキシ樹脂５０〜２００重量部、磁性粉（ＮｄＦｅＢ系）６００〜９００重量部およびエポキシ樹脂硬化剤５０〜２００重量部を回転型ミキサー、万能攪拌器等で均一に攪拌混合した組成物を作製する。
【００１９】
上記範囲をはずれて磁性材重量が少ないと磁力不足が生じて良好な検出が困難であり、多いと樹脂バインダーの流動性が悪くなり、塗布、充填が困難となるという問題がある。
（４）エンコーダ用基板材とシート基板材
磁気式エンコーダ用基板は、磁気検出素子を配置した位置で、該磁気式エンコーダ用基板の回転に伴い交番する磁場が得られるように複数の磁気式エンコーダ用基板材を配置し、接着、貼り合わせして作製することができる。また、小型の磁気式エンコーダ用基板は、例えば図３に示すように、スリット１２を有するエンコーダ用基板材１０が多数個形成されたシート基板材（図４に示す）を磁気検出素子側と反対側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）の２種を作製し、各基板材のスリット部に上記磁性材を含有する樹脂バインダー組成物を充填し、シート基板材を貼りあわせ、接着することで、一度に多数個を作製でき、好ましい。
【００２０】
また、他の場合として、磁気検出素子を配置した位置で、直線運動などの磁気検出素子と該磁気式エンコーダ用基板の相対的変位に伴い交番する磁場が得られるように複数の磁気式エンコーダ用基板材を配置し、接着、貼り合わせして作製することもできる。
【００２１】
磁気式エンコーダ基板材の配置は、図１に示すように、磁気式エンコーダ用基板が、磁気検出素子側と反対側に配置する少なくとも１個の線形磁区１４を備えた磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）が貼り合わされ、該基板材Ｂの線形磁区の着磁方向が基板材Ａの線形磁区の着磁方向とは概反対であり、線形磁区の数（実施例では１６個）は同数であり、該線形磁区の基板面における面積が概同じであり、線形磁区の厚みが基板材Ａの線形磁区厚さよりも薄く、基板材Ａの線形磁区と基板材Ｂの線形磁区が重ならないように貼り合わせる。
【００２２】
また、磁気式エンコーダ用基板が、磁気検出素子側と反対側に配置する少なくとも１個の線形磁区を備えた磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）が貼り合わされ、該基板材Ｂの線形磁区の着磁方向が基板材Ａの線形磁区の着磁方向とは概反対であり、線形磁区の数は同数であり、該線形磁区の厚さが概同じであり、該線形磁区の基板面における面積が基板材Ａの線形磁区面積よりも小さく、基板材Ａの線形磁区と基板材Ｂの線形磁区が重ならないように貼り合わせる。
【００２３】
上記配置をとることによって、磁気式エンコーダ用基板は、磁気検出素子を配置した位置で、該磁気式エンコーダ用基板の回転、直線運動などの磁気検出素子と該磁気式エンコーダ用基板の相対的変位に伴い交番する磁場が得られる。
（５）充填と硬化
線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に、磁性粉を含有する樹脂バインダー組成物を塗布もしくは充填し、塗布もしくは充填した組成物を硬化もしくは固化して線形磁区を形成する。例えば、予め基板に形成した所定形状の凹部に、あるいは貫通孔の場合は基板ベース材の下にシートを敷き、磁石組成物を充填するか、または基板ベース材に磁石組成物を所定のパターンで印刷した後、加熱固化させることもできる。
【００２４】
前記で、樹脂バインダー組成物を塗布もしくは充填する方法としては、例えばスクリーン印刷などの印刷方法、ディスペンサを用いる方法、射出成形方法などがある。塗布もしくは充填した組成物を硬化もしくは固化する方法は、加熱、紫外線照射、加圧冷却などがある。上記塗布もしくは充填する方法および硬化もしくは固化する方法はいずれも樹脂バインダー組成物の構成により適時選択する。
（６）着磁
線形磁区用の貫通孔あるいは凹状パターンが予め形成された磁気式エンコーダ用基板ベース材に充填、硬化した、磁性粉を含有する樹脂バインダー組成物を線形磁区とし、該線形磁区を一方向に着磁して使用する。
【００２５】
本発明では、磁気検出素子側と反対側に配置する少なくとも１個の線形磁区を備えた磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ａ）と、磁気検出素子側に配置する磁気式エンコーダ用基板材（基板材Ｂ）が貼り合わせ、該基板材Ｂの線形磁区の着磁方向が基板材Ａの線形磁区の着磁方向とは概反対とすることが、磁気検出素子を配置した位置で、該磁気式エンコーダ用基板の回転、直線運動などの磁気検出素子と該磁気式エンコーダ用基板の相対的変位に伴い交番する磁場が得られるようにするために必要である。例えば、一方の基板材Ａは、磁気検出素子と対向する基板材表面側がＮ極及びその反対側（基板材裏面側）がＳ極となるように配向させ、他方の基板材Ｂを、基板表面側がＮ極及びその反対側（基板Ａと接着させる側）がＳ極となるように配向させて着磁する。つまり、各基板材の線形磁区が、互いに反対となる方向に、かつ基板面に概ね垂直な方向にそれぞれ着磁されている。
【００２６】
磁場中で、硬化もしくは固化した組成物を有する基板に一方向に行う着磁方法としては、例えば空芯コイルとパルス着磁器との組み合わせがある。２０ｋＧ（２Ｔ）以上の着磁磁場で、線形磁区に対して一方向に着磁する。
【００２７】
着磁は基板を１枚ずつ着磁しても良いが、本発明の特徴でもある単極着磁では複数の基板を重ねて一度で着磁する、あるいは硬化もしくは固化した複数個の基板を有するシート状基板を着磁することで着磁工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
（７）シート基板の接着
着磁後の２枚のエンコーダ用基板材、シート基板材を、前記エンコーダ基板２枚のＮ極Ｓ極が、前述の着磁（６）に記載の配置となるよう、例えば図１に示すように線形磁区の配置が交互になるよう構成されて、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、アクリル樹脂嫌気性接着剤等を用いて接着される。その後多数個のエンコーダ用基板をシート基板材から取り外し、磁気式エンコーダ用基板を作製した。前記シート状基板のまま接着もしくは接合し、その後１枚ずつに基板を分離することで接着工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
（８）磁気式エンコーダ
上記作製方法で得られた磁気式エンコーダ用基板の着磁方向、例えば、基板平面に対して概垂直に着磁した場合は、基板平面よりより０．１ｍｍ〜１ｍｍ上面に磁気検出素子を配置し、磁気式エンコーダ用基板の回転、直線運動などの磁気検出素子と該磁気式エンコーダ用基板の相対的変位に伴って該磁気検出素子で得られる信号を使用する。上記基板平面と磁気検出素子の間隔は基板に設けた線形磁区の間隔により適時選択する。安定した信号を得るためには、好ましくは、線形磁区の間隔の５０％以下にすると良い。
【００２８】
０．１ｍｍより狭いと磁気検出素子の配置精度、エンコーダ寸法精度の向上等が必要となりコストアップにつながり、１ｍｍより広いと、得られる信号が小さくなり検出精度が悪化したり、またエンコーダが大型化してしまい好ましくない。
【００２９】
磁気検出素子には、磁気抵抗素子、ホール素子、ホールＩＣなどが用いられる。スイッチング動作するホールＩＣを用いた場合は、片側動作タイプのホールＩＣが選択されるが、基板と素子のギャップ変動や線形磁区の幅に因ってはホールＩＣの信号反転のための磁場強度が得られない可能性があったが、本発明の磁気式エンコ−ダにおいては、両側動作タイプのホールＩＣの選択が可能となり、ギャップ変動に対して信号反転のバラツキが少なく良好である。また、ホール素子、磁気抵抗素子を用いた場合は、得られたアナログ信号をディジタル信号に変換するための電気回路が別途必要となるが、Ｓ／Ｎ比が十分確保できる場合にはこれら素子を用いることも可能である。
【００３０】
本発明の磁気式エンコーダ用基板を用いれば、基板の回転や直線運動などの磁気検出素子と該磁気式エンコーダ用基板の相対的変位に伴い交番する磁場が得られ、それに対応してゼロクロスする交番電圧信号が得られる。更に後述の実施例１の場合の構成では、該エンコーダ基板とホール素子の間隔を０．６ｍｍまで離してもゼロクロスする交番電圧信号が得られる。磁気式エンコーダ基板材を１枚用いて、磁気式エンコーダを構成することもでき、図７に示すように交番する磁場が得られ、それに対応してゼロクロスする交番電圧信号が得られるが、前記間隔を離していくと本発明の構成に比べてゼロクロスしなくなる前記間隔が狭く、前記間隔の変動に対する信号の安定性という点で劣っており、好ましくない。モータ等の回転機器にエンコーダを取り付けて使用する場合、負荷の変動によりモータの軸方向に僅かながら位置の変化が生じる。本磁気式エンコーダの構成では、前記軸方向の位置の変化はエンコーダ基板とホール素子の間隔の変化につながる。磁気式エンコーダ基板材を１枚用い、かつ検出素子にホールＩＣを用いて磁気式エンコーダを構成した場合、前記のようにゼロクロスしなくなる前記間隔が狭いため、それ以上の軸方向の位置の変化が生じた場合にはホールＩＣはスイッチング動作をしなくなり、パルス抜けが生じる。パルス抜けが生じない場合でも、スイッチング動作により得られたＯＮ−ＯＦＦの信号の間隔、すなわちデューティ比は交番磁場のＮ極側とＳ極側の対称性が大きくずれて、スイッチングするタイミングが変わり、５０：５０から離れたバラツキの大きい信号となる。
【実施例１】
【００３１】
分子量約４００のエポキシ樹脂１００重量部、磁性粉（ＮｄＦｅＢ系）８００重量部およびエポキシ樹脂硬化剤１００重量部を回転型ミキサーで均一に攪拌混合した組成物を作製し、図３に示すような、φ９×φ１．２で１６個のスリットを有するエンコーダ基板が１９３個形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板（図４に示す）のスリット部に充填した。充填後のシート基板に１２０°Ｃ、８時間の熱処理を行って組成物の硬化を行った。該シート基板をパルス着磁器を用いて２０ｋＧ（２Ｔ）以上の着磁磁場でアキシャル方向に一様な着磁を施した。
【００３２】
同様に、前記１６個のスリットを有するエンコーダ基板と半ピッチずれたエンコーダ基板１９３個が形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板に、前記組成物の充填、硬化、着磁処理を行った。
【００３３】
着磁後の２枚のシート基板を、前記エンコーダ基板２枚のＮＳが図１に示す構成になるようにエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着し、その後１９３個のエンコーダ基板をシート基板から取り外し、図１に示す磁気式エンコーダ基板を作製した。
【００３４】
上記磁気式エンコーダ基板のアキシャル方向、基板より０．１ｍｍ上面にホール素子を配置し、該ホール素子により生じる信号を観察したところ、交番する磁場に対応して、ゼロクロスする図２に示す交番電圧信号を得た。更に該エンコーダ基板とホール素子の間隔を０．６ｍｍまで離してもゼロクロスする交番電圧信号を得た。次いで検出素子を旭化成電子製交番磁界動作型ホールＩＣ、ＥＷ−４１０を用いた。この素子では、エンコーダ基板とホール素子の間隔が０．５ｍｍ以内でＯＮ−ＯＦＦのディジタル信号が得られた。
【実施例２】
【００３５】
分子量約４００のエポキシ樹脂１００重量部、磁性粉（ＳｍＦｅＮ系）８００重量部および不飽和ポリエステル樹脂と該硬化剤１００重量部を回転型ミキサーで均一に攪拌混合した組成物を作製し、図３に示すような、φ９×φ２．５で１６個のスリットを有するエンコーダ基板が１９３個形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板（図４に示す）のスリット部に充填した。充填後の基板に１５０°Ｃ、１０分間の磁場中熱処理を行って組成物の硬化を行った。該シート基板をパルス着磁器を用いて２０ｋＧ（２Ｔ）以上の着磁磁場でアキシャル方向に一様な着磁を施した。
【００３６】
同様に、前記１６個のスリットを有するエンコーダ基板と半ピッチずれたエンコーダ基板が１９３個形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板に前記組成物の充填、硬化、着磁処理を行った。
【００３７】
着磁後の２枚のシート基板を、前記エンコーダ基板２枚のＮＳが図１に示す構成になるようにエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着し、その後１９３個のエンコーダ基板をシート基板から取り外し、図１に示す磁気式エンコーダ基板を作製した。
【００３８】
上記磁気式エンコーダ基板のアキシャル方向、基板より０．２ｍｍ上面に交番磁場でコンパレートする機能を有するアレグロ社製ホールＩＣを配置し、該ホールＩＣにより生じる信号を観察したところ、交番する磁場に対応して、ＯＮ―ＯＦＦの図５に示すディジタル電圧信号が得られた。更に該ホールＩＣにより生じるディジタル信号は前記エンコーダ基板とホールＩＣの間隔を０．２ｍｍ〜０．６ｍｍと変えてもパルス抜け、デューティ比の変化は殆ど生じない信号であった。
【実施例３】
【００３９】
分子量約４００のエポキシ樹脂１００重量部、磁性粉（ＳｍＣｏ５系）８００重量部およびエポキシ系樹脂と該硬化剤１００重量部を回転型ミキサーで均一に攪拌混合した組成物を作製し、図３に示すような、φ９×φ２．５で１６個のスリットを有するエンコーダ基板が１９３個形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板（図４に示す）のスリット部に充填した。充填後の基板に１２０℃、６時間の磁場中熱処理を行って組成物の硬化を行った。該シート基板をパルス着磁器を用いて２０ｋＧ（２Ｔ）以上の着磁磁場でアキシャル方向に一様な着磁を施した。
【００４０】
同様に、前記１６個のスリットを有するエンコーダ基板と半ピッチずれたエンコーダ基板１９３個が形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板に前記組成物の充填、硬化、着磁処理を行った。
【００４１】
着磁後の２枚のシート基板を、前記エンコーダ基板２枚のＮＳが図１に示す構成になるようにエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着し、その後１９３個のエンコーダ基板をシート基板から取り外し、図１に示す磁気式エンコーダ基板を作製した。
【００４２】
上記磁気式エンコーダ基板のアキシャル方向、基板より０．２ｍｍ上面に交番磁場でコンパレートする機能を有するアレグロ社製ホールＩＣを配置し、該ホールＩＣにより生じる信号を観察したところ、交番する磁場に対応して、ＯＮ―ＯＦＦの図５に示すディジタル電圧信号と同等の信号が得られた。更に該ホールＩＣにより生じるディジタル信号は前記エンコーダ基板とホールＩＣの間隔を０．２ｍｍ〜０．４ｍｍと変えてもパルス抜け、デューティ比の変化は生じない信号であった。
【実施例４】
【００４３】
分子量約４００のエポキシ樹脂１００重量部、磁性粉（Ｓｍ２Ｃｏ１７系）８００重量部およびエポキシ系樹脂と該硬化剤１００重量部を回転型ミキサーで均一に攪拌混合した組成物を作製し、図３に示すような、φ９×φ２．５で１６個のスリットを有するエンコーダ基板が１９３個形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板（図４に示す）のスリット部に充填した。充填後の基板に１２０°Ｃ、６時間の磁場中熱処理を行って組成物の硬化を行った。該シート基板をパルス着磁器を用いて２０ｋＧ（２Ｔ）以上の着磁磁場でアキシャル方向に一様な着磁を施した。
【００４４】
同様に、前記１６個のスリットを有するエンコーダ基板と半ピッチずれたエンコーダ基板１９３個が形成された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板に前記組成物の充填、硬化、着磁処理を行った。
【００４５】
着磁後の２枚のシート基板を、前記エンコーダ基板２枚のＮＳが図１に示す構成になるようにエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着し、その後１９３個のエンコーダ基板をシート基板から取り外し、図１に示す磁気式エンコーダ基板を作製した。
【００４６】
上記磁気式エンコーダ基板のアキシャル方向、基板より０．２ｍｍ上面に交番磁場でコンパレートする機能を有するアレグロ社製ホールＩＣを配置し、該ホールＩＣにより生じる信号を観察したところ、交番する磁場に対応して、ＯＮ―ＯＦＦの図５に示すディジタル電圧信号と同等の信号が得られた。更に該ホールＩＣにより生じるディジタル信号は前記エンコーダ基板とホールＩＣの間隔を０．２ｍｍ〜０．５ｍｍと変えてもパルス抜け、デューティ比の変化は生じない信号であった。
【実施例５】
【００４７】
分子量４００のエポキシ樹脂１００重量部、磁性粉（ＮｄＦｅＢ系）８００重量部およびエポキシ樹脂硬化剤１００重量部を回転型ミキサーで均一に攪拌混合した組成物を作製し、図８に示すような、１００×３０ｍｍで４種類のスリットを有するエンコーダ基板が形成された厚さ０．２ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板のスリット部に充填した。充填後のシート基板に１２０°Ｃ、８時間の熱処理を行って組成物の硬化を行った。該シート基板をパルス着磁器を用いて２０ＫＧ（２Ｔ）以上の着磁磁場でアキシャル方向に一様な着磁を施した。
【００４８】
同様に、前記複数個のスリットを有するエンコーダ基板と半ピッチずれたエンコーダ基板が形成された厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板に、前記組成物の充填、硬化、着磁処理を行った。
【００４９】
着磁後の２枚のシート基板を、前記エンコーダ基板２枚の線形磁区が重ならないように、かつ、該線形磁区の着磁方向が概反対となるように図１に示す構成になるようにエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着し、その後エンコーダ基板をシート基板から取り外し、図８に示す磁気式エンコーダ基板を作製した。
【００５０】
上記磁気式エンコーダ基板のアキシャル方向、基板より０．１ｍｍ上面にホール素子を配置し，該ホール素子により生じる信号を観察したところ、交番する磁場に対応した、ゼロクロスする交番電圧信号を得た。これは前記４種類のスリットのいずれにおいても得られた。
【比較例】
【００５１】
分子量約４００のエポキシ樹脂１００重量部、磁性粉（ＮｄＦｅＢ系）８００重量部およびエポキシ樹脂硬化剤１００重量部を回転型ミキサーで均一に攪拌混合した組成物を作製し、図３に示すような、φ９×φ１．２で１６個のスリットを有するエンコーダ基板が１９３個形成された厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ４３０製シート基板（図４に示す）のスリット部に充填した。充填後の基板に１２０℃、８時間の熱処理を行って組成物の硬化を行った。該シート基板をパルス着磁器を用いて２０ｋＧ（２Ｔ）以上の着磁磁場でアキシャル方向に一様な着磁を施した後、１９３個のエンコーダ基板をシート基板から取り外し、加えて信号検出面の対面に厚さ０．３ｍｍの電磁鋼板を貼り付けて図６に示す磁気式エンコーダ基板を得た。
【００５２】
上記磁気式エンコーダ基板のアキシャル方向、基板より０．１ｍｍ上面にホール素子を配置し、該ホール素子により生じる信号を観察したところ、図７に示す交番する磁場に対応して、ゼロクロスする交番電圧信号を得たが、エンコーダ基板とホール素子の間隔が０．４ｍｍよりも大きくなると交番電圧信号とはならなかった。次いで検出素子を旭化成電子製交番磁界動作型ホールＩＣ、ＥＷ−４１０を用いた。この素子では、エンコーダ基板とホール素子の間隔が０．３ｍｍ以内でＯＮ−ＯＦＦのディジタル信号が得られたが、それ以上離すとパルス抜けが生じて良好な信号が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の構成をとることにより、磁気式エンコーダ用基板と磁気検出素子の間隔を広くとっても、交番する磁場に対応して、ゼロクロスする交番電圧信号が得られ、スイッチング動作するホールＩＣ、片側動作タイプのホールＩＣが選択されるが、基板と素子のギャップ変動や線形磁区の幅に因らず安定して検出することができる。また、磁気式エンコーダ用基板と磁気検出素子の間隔を広くとっても、検出精度を低下させること無く検出できるので、より安価で信頼性の高い磁気式エンコ−ダを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の磁気式エンコーダ基板を例示する実施例１〜４の構成図である。
【図２】本発明の磁気式エンコーダ基板を用いて得られる実施例１の磁場信号の例である。
【図３】本発明の磁気式エンコーダ基板の片側基板の実施例１〜４の構成図である。
【図４】本発明の磁気式エンコーダ基板を有する基板シートの実施例１〜４の構成図例である。
【図５】本発明の実施例２〜４で得られるホールＩＣ出力信号例である。
【図６】本発明の比較例で用いた磁気式エンコーダ基板を例示する構成図である。
【図７】本発明の比較例で用いた磁気式エンコーダ基板の磁場信号の例である。
【図８】本発明の磁気式エンコーダ基板を片側基板の実施例５の構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    磁気式エンコーダ基板材
１２    スリット
１４    磁性材
【図１】
2005091183.tif 000003
【図２】
2005091183.tif 000004
【図３】
2005091183.tif 000005
【図４】
2005091183.tif 000006
【図５】
2005091183.tif 000007
【図６】
2005091183.tif 000008
【図７】
2005091183.tif 000009
【図８】
2005091183.tif 000010