JP2002343638A - エンコーダー用磁石材料 - Google Patents
エンコーダー用磁石材料Info
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- JP2002343638A JP2002343638A JP2001151422A JP2001151422A JP2002343638A JP 2002343638 A JP2002343638 A JP 2002343638A JP 2001151422 A JP2001151422 A JP 2001151422A JP 2001151422 A JP2001151422 A JP 2001151422A JP 2002343638 A JP2002343638 A JP 2002343638A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 端面２層型着磁において、着磁層が干渉する
ことなく、正常な着磁波形を得ることができる共に、位
置検出精度の高い磁気スケール材を作製することができ
るエンコーダー用の磁石材料を提供する。 【解決手段】 永久磁石の１端面に２層以上の着磁を施
すに際し、各層間を外周部着磁幅（ｄ）の１／５ｄ〜１
ｄのギャップを設けることを特徴とするエンコーダー用
磁石材料。または、ＭｎＡｌ磁石を用いた円筒形の磁気
スケール材料において、着磁高さ：３ｍｍ以上、各層間
のギャップ：１〜５ｍｍで２チャンネル以上の多層着磁
したことを特徴とするエンコーダー用磁石材料。
ことなく、正常な着磁波形を得ることができる共に、位
置検出精度の高い磁気スケール材を作製することができ
るエンコーダー用の磁石材料を提供する。 【解決手段】 永久磁石の１端面に２層以上の着磁を施
すに際し、各層間を外周部着磁幅（ｄ）の１／５ｄ〜１
ｄのギャップを設けることを特徴とするエンコーダー用
磁石材料。または、ＭｎＡｌ磁石を用いた円筒形の磁気
スケール材料において、着磁高さ：３ｍｍ以上、各層間
のギャップ：１〜５ｍｍで２チャンネル以上の多層着磁
したことを特徴とするエンコーダー用磁石材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンコーダー用の
磁石材料に関するものである。
磁石材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気スケール用の磁石材料は、ホ
ールＩＣなどの感磁素子との組合せで磁気エンコーダー
を構成する部品である。これに用いる磁石材料として
は、一般的には、例えば特開平１０−３２５７３８号公
報にあるようなフェライトの焼結体が用いられている。
このような位置制御に用いる磁石材料は高精度の着磁波
形を有している必要があり、磁力、１／２λのばらつき
が小さいことが望まれる。
ールＩＣなどの感磁素子との組合せで磁気エンコーダー
を構成する部品である。これに用いる磁石材料として
は、一般的には、例えば特開平１０−３２５７３８号公
報にあるようなフェライトの焼結体が用いられている。
このような位置制御に用いる磁石材料は高精度の着磁波
形を有している必要があり、磁力、１／２λのばらつき
が小さいことが望まれる。
【０００３】さらに、最近ではより位置制御を高精度に
したり、絶対位置を補足することを目的として２層以上
の着磁を施したエンコーダーについても検討が進められ
ている。例えば、側面に２層以上の着磁を施す場合、必
然的に試料の高さがある程度必要になるが、従来のフェ
ライト焼結体の場合などはその製法上、実質的に試料長
さに限界があり健全な多層着磁試料を得ることが困難で
ある。
したり、絶対位置を補足することを目的として２層以上
の着磁を施したエンコーダーについても検討が進められ
ている。例えば、側面に２層以上の着磁を施す場合、必
然的に試料の高さがある程度必要になるが、従来のフェ
ライト焼結体の場合などはその製法上、実質的に試料長
さに限界があり健全な多層着磁試料を得ることが困難で
ある。
【０００４】一方、位置検出用の磁石には、位置検出部
と回転角度検出部の２チャンネルの着磁層を有する磁石
が知られており、一般的なものとしては、図５に示す通
りの構造からなる。すなわち、図５は従来の位置検出用
の磁石を示す断面図である。この図に示すように、感磁
素子１は垂直に磁石端面２と磁石側面３に２個配列させ
る必要がある。この場合、精度良く磁気検出をするに
は、端面だけでなく側面の表面粗度、同軸度が必要にな
るし、製品サイズも大きくなる。さらに、図６は従来の
他の位置検出用の磁石を示す断面図である。この図に示
すように、感磁素子１を磁石端面２に２層着磁を施した
場合であって、設計上はシンプルな構造となるが、互い
の磁場が影響しあって、正常な着磁波形が得られないと
いう問題がある。
と回転角度検出部の２チャンネルの着磁層を有する磁石
が知られており、一般的なものとしては、図５に示す通
りの構造からなる。すなわち、図５は従来の位置検出用
の磁石を示す断面図である。この図に示すように、感磁
素子１は垂直に磁石端面２と磁石側面３に２個配列させ
る必要がある。この場合、精度良く磁気検出をするに
は、端面だけでなく側面の表面粗度、同軸度が必要にな
るし、製品サイズも大きくなる。さらに、図６は従来の
他の位置検出用の磁石を示す断面図である。この図に示
すように、感磁素子１を磁石端面２に２層着磁を施した
場合であって、設計上はシンプルな構造となるが、互い
の磁場が影響しあって、正常な着磁波形が得られないと
いう問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した、従来の位置
検出用の磁石の場合は、制御モーターとして、位置決め
と回転速度を同時に検出できるタイプの２チャンネル型
の磁気スケールは端面と側面の２面に着磁されている
が、感磁素子を垂直に２個配置しなければならず、複雑
な設計を取らざるを得ず、また、端面に２層で着磁した
場合、互いの着磁層同士が干渉し合って、正常な着磁波
形が得られないという問題がある。一方、側面に着磁さ
せる場合、精度を向上させるためには、層の数を増やす
必要があり、従来での焼結フェライト、ボンド磁石材で
は、その長さに限界があり、十分な精度を得るための多
層着磁を施すことが困難であった。
検出用の磁石の場合は、制御モーターとして、位置決め
と回転速度を同時に検出できるタイプの２チャンネル型
の磁気スケールは端面と側面の２面に着磁されている
が、感磁素子を垂直に２個配置しなければならず、複雑
な設計を取らざるを得ず、また、端面に２層で着磁した
場合、互いの着磁層同士が干渉し合って、正常な着磁波
形が得られないという問題がある。一方、側面に着磁さ
せる場合、精度を向上させるためには、層の数を増やす
必要があり、従来での焼結フェライト、ボンド磁石材で
は、その長さに限界があり、十分な精度を得るための多
層着磁を施すことが困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するために、発明者らは、鋭意開発を進めた結果、端
面２層型着磁において、各着磁層の間に非着磁部の干渉
部を設置することにより、正常な着磁波形を得る。しか
も、その磁石材料としてＭｎ−Ａｌ磁石は粉末を用いた
熱間押出し工法によって製造するため、長尺磁石につい
ても問題なく作製することができるエンコーダー用の磁
石を提供することにある。その発明の要旨とするところ
は、 （１）永久磁石の１端面に２層以上の着磁を施すに際
し、各層間を外周部着磁幅（ｄ）の１／５ｄ〜１ｄのギ
ャップを設けることを特徴とするエンコーダー用磁石材
料。 （２）ＭｎＡｌ磁石を用いた円筒形の磁気スケール材料
において、着磁高さ：３ｍｍ以上、各層間のギャップ：
１〜５ｍｍで２チャンネル以上の多層着磁したことを特
徴とするエンコーダー用磁石材料にある。
消するために、発明者らは、鋭意開発を進めた結果、端
面２層型着磁において、各着磁層の間に非着磁部の干渉
部を設置することにより、正常な着磁波形を得る。しか
も、その磁石材料としてＭｎ−Ａｌ磁石は粉末を用いた
熱間押出し工法によって製造するため、長尺磁石につい
ても問題なく作製することができるエンコーダー用の磁
石を提供することにある。その発明の要旨とするところ
は、 （１）永久磁石の１端面に２層以上の着磁を施すに際
し、各層間を外周部着磁幅（ｄ）の１／５ｄ〜１ｄのギ
ャップを設けることを特徴とするエンコーダー用磁石材
料。 （２）ＭｎＡｌ磁石を用いた円筒形の磁気スケール材料
において、着磁高さ：３ｍｍ以上、各層間のギャップ：
１〜５ｍｍで２チャンネル以上の多層着磁したことを特
徴とするエンコーダー用磁石材料にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面に従っ
て詳細に説明する。図１は、本発明に係るエンコーダー
用磁石の着磁形態を示す図である。この図に示すよう
に、一例として外周部を１６極、内周部を４極で着磁し
た場合である。端面に２層以上の着磁を施すことによ
り、感磁素子を同一の基板上に配列させることができ設
計上シンプルになる。また、着磁幅の１／５ｄ以上のギ
ャップを設けることにより、互いの磁場干渉を避けられ
ることを見出した。
て詳細に説明する。図１は、本発明に係るエンコーダー
用磁石の着磁形態を示す図である。この図に示すよう
に、一例として外周部を１６極、内周部を４極で着磁し
た場合である。端面に２層以上の着磁を施すことによ
り、感磁素子を同一の基板上に配列させることができ設
計上シンプルになる。また、着磁幅の１／５ｄ以上のギ
ャップを設けることにより、互いの磁場干渉を避けられ
ることを見出した。
【０００８】しかし、１／５ｄ未満では着磁層間が近過
ぎて互いの磁場が干渉し合うため正常な波形が得られな
い。また、１を超えるギャップを大きくしても製品サイ
ズが大きくなるだけで特性は変わらない。従って、その
範囲を１／５ｄ〜１ｄとした。さらに、磁石材料として
は、ＭｎＡｌ磁石を用いることにより良好な加工性を有
し、しかも、表面粗度がＲａ＝０．２程度であり、良好
な表面粗度を有し、かつ寸法精度の高い磁気スケールを
作製することが可能となる。
ぎて互いの磁場が干渉し合うため正常な波形が得られな
い。また、１を超えるギャップを大きくしても製品サイ
ズが大きくなるだけで特性は変わらない。従って、その
範囲を１／５ｄ〜１ｄとした。さらに、磁石材料として
は、ＭｎＡｌ磁石を用いることにより良好な加工性を有
し、しかも、表面粗度がＲａ＝０．２程度であり、良好
な表面粗度を有し、かつ寸法精度の高い磁気スケールを
作製することが可能となる。
【０００９】図２は円筒形の側面に２層着磁した場合の
エンコーダー用磁石の着磁形態を示す図である。この図
に示すように、着磁高さ４を３ｍｍ以上、各層間のギャ
ップ５を１〜５ｍｍでの２チャンネル以上の多層着磁に
したことにある。着磁高さを３ｍｍ以上としたのは、一
般的にエンコーダーとして用いる場合の１／２λは通常
数１００μｍから数ｍｍであるが、その場合十分な磁力
を得るためには３ｍｍ以上の着磁高さが必要である。ま
た、各層間の磁気的な干渉を避けるためには、ギャップ
は３ｍｍ以上必要であるが、１０ｍｍ以上では試料が高
くなるだけで特性は改善しないので効率が悪い。フェラ
イト焼結体ではこのような十分な試料高さとギャップを
持つ磁石を作製することは工法上困難であるからであ
る。
エンコーダー用磁石の着磁形態を示す図である。この図
に示すように、着磁高さ４を３ｍｍ以上、各層間のギャ
ップ５を１〜５ｍｍでの２チャンネル以上の多層着磁に
したことにある。着磁高さを３ｍｍ以上としたのは、一
般的にエンコーダーとして用いる場合の１／２λは通常
数１００μｍから数ｍｍであるが、その場合十分な磁力
を得るためには３ｍｍ以上の着磁高さが必要である。ま
た、各層間の磁気的な干渉を避けるためには、ギャップ
は３ｍｍ以上必要であるが、１０ｍｍ以上では試料が高
くなるだけで特性は改善しないので効率が悪い。フェラ
イト焼結体ではこのような十分な試料高さとギャップを
持つ磁石を作製することは工法上困難であるからであ
る。
【００１０】
【実施例】（実施例１）以下、本発明について実施例を
もって具体的に説明する。供試材として、ガスアトマイ
ズ法によりＭｎＡｌＣ粉末を作製し、カプセルに充填し
た後、７００℃に加熱し押出し法により固化成形し、所
定形状に加工し、寸法φ３０×５ｍｍのものを用い、着
磁方法として、端面外周部に４８極、内周部に４極着
磁、着磁コイルの位置を変更することにより非着磁部を
設定した。評価方法としては、３次元磁場解析により、
各着磁部の波形を調査した。感磁素子として測定ギャッ
プ８０μｍのホール素子を用いた。
もって具体的に説明する。供試材として、ガスアトマイ
ズ法によりＭｎＡｌＣ粉末を作製し、カプセルに充填し
た後、７００℃に加熱し押出し法により固化成形し、所
定形状に加工し、寸法φ３０×５ｍｍのものを用い、着
磁方法として、端面外周部に４８極、内周部に４極着
磁、着磁コイルの位置を変更することにより非着磁部を
設定した。評価方法としては、３次元磁場解析により、
各着磁部の波形を調査した。感磁素子として測定ギャッ
プ８０μｍのホール素子を用いた。
【００１１】図３はギャップ２ｍｍの場合の角度とＢ／
Ｔとの関係を示す図である。この図３は外周４８極、内
周４極での２層間のギャップ２ｍｍで着磁した場合の着
磁波形を示す図であり、図３（ａ）は４極着磁部の波形
であり、図３（ｂ）は４８極着磁部の波形である。この
図に示すように、各層を円周方向にスキャンした場合の
磁力変化を表しており、着磁幅は１０ｍｍであるので、
ギャップは着磁幅の１／５となる。
Ｔとの関係を示す図である。この図３は外周４８極、内
周４極での２層間のギャップ２ｍｍで着磁した場合の着
磁波形を示す図であり、図３（ａ）は４極着磁部の波形
であり、図３（ｂ）は４８極着磁部の波形である。この
図に示すように、各層を円周方向にスキャンした場合の
磁力変化を表しており、着磁幅は１０ｍｍであるので、
ギャップは着磁幅の１／５となる。
【００１２】また、図３（ａ）中０．１〜３ｍｍと言う
のは、試料の表面から測定面までの距離で距離が離れる
ほど磁力は小さくなる。このグラフの縦軸であるＢは磁
力（磁束密度）で、Ｔはその単位：テラスを意味する。
これからもギャップを設けることにより、お互いの磁場
が干渉し合わない正常な着磁波形が得られることを示し
ている。同様に、図３（ｂ）は試料の表面から測定面ま
での距離を２ｍｍおよび３ｍｍの場合についての各角度
での着磁波形で、それぞれの着磁層での干渉することの
ない着磁波形を示している。
のは、試料の表面から測定面までの距離で距離が離れる
ほど磁力は小さくなる。このグラフの縦軸であるＢは磁
力（磁束密度）で、Ｔはその単位：テラスを意味する。
これからもギャップを設けることにより、お互いの磁場
が干渉し合わない正常な着磁波形が得られることを示し
ている。同様に、図３（ｂ）は試料の表面から測定面ま
での距離を２ｍｍおよび３ｍｍの場合についての各角度
での着磁波形で、それぞれの着磁層での干渉することの
ない着磁波形を示している。
【００１３】図４も同様に、外周４８極、内周４極での
２層間のギャップ１０ｍｍで着磁した場合の着磁波形を
示す図であり、図４（ａ）は４極着磁部の波形であり、
図４（ｂ）は４８極着磁部の波形である。この図４
（ａ）に示すように、試料の表面から測定面までの距離
で０．１ｍｍ、２ｍｍおよび３ｍｍの場合についての各
角度での着磁波形であり、図３（ａ）と同様に、距離が
離れるほど磁力は小さくなり、それぞれの着磁層での干
渉することのない正常な着磁波形を示している。また、
図４（ｂ）は試料の表面から測定面までの距離を２ｍｍ
および３ｍｍの場合についての各角度での着磁波形で、
図３（ｂ）と同様に、それぞれの着磁層での干渉するこ
とのない正常な着磁波形が得られることを示している。
２層間のギャップ１０ｍｍで着磁した場合の着磁波形を
示す図であり、図４（ａ）は４極着磁部の波形であり、
図４（ｂ）は４８極着磁部の波形である。この図４
（ａ）に示すように、試料の表面から測定面までの距離
で０．１ｍｍ、２ｍｍおよび３ｍｍの場合についての各
角度での着磁波形であり、図３（ａ）と同様に、距離が
離れるほど磁力は小さくなり、それぞれの着磁層での干
渉することのない正常な着磁波形を示している。また、
図４（ｂ）は試料の表面から測定面までの距離を２ｍｍ
および３ｍｍの場合についての各角度での着磁波形で、
図３（ｂ）と同様に、それぞれの着磁層での干渉するこ
とのない正常な着磁波形が得られることを示している。
【００１４】これに対し、図７は、従来のギャップ１ｍ
ｍの場合の着磁波形を示す図である。すなわち、図３お
よび図４と同様に外周４８極、内周４極での２層間のギ
ャップ１ｍｍで着磁した場合の着磁波形を示す図であ
り、図７（ａ）は４極着磁部の場合であり、図７（ｂ）
は４８極着磁部の場合である。この図に示すように、４
８極着磁部の波形に４極の波形が乗っかってしまい、正
常な着磁波形が得られないことが判る。
ｍの場合の着磁波形を示す図である。すなわち、図３お
よび図４と同様に外周４８極、内周４極での２層間のギ
ャップ１ｍｍで着磁した場合の着磁波形を示す図であ
り、図７（ａ）は４極着磁部の場合であり、図７（ｂ）
は４８極着磁部の場合である。この図に示すように、４
８極着磁部の波形に４極の波形が乗っかってしまい、正
常な着磁波形が得られないことが判る。
【００１５】（実施例２）供試材として、ガスアトマイ
ズ法によりＭｎＡｌＣ粉末を作製し、カプセルに充填し
た後、７００℃に加熱し押出し法により固化成形し、所
定形状に加工（寸法φ９．５５×長さ１０〜１００ｍ
ｍ）し、ヘッド着磁法により側面に多層着磁（１／２λ
＝３００μｍ、層数：２〜、ギャップ３ｍｍ〜）のもの
を用い磁石、着磁波形：３次元磁場解析装置によりギャ
ップ８０μｍでの着磁波形を測定し、そのピッチ幅、ピ
ーク磁力のばらつきを評価した。その結果、位置検出精
度の高いエンコーダー用磁気スケール材を得ることが出
来た。
ズ法によりＭｎＡｌＣ粉末を作製し、カプセルに充填し
た後、７００℃に加熱し押出し法により固化成形し、所
定形状に加工（寸法φ９．５５×長さ１０〜１００ｍ
ｍ）し、ヘッド着磁法により側面に多層着磁（１／２λ
＝３００μｍ、層数：２〜、ギャップ３ｍｍ〜）のもの
を用い磁石、着磁波形：３次元磁場解析装置によりギャ
ップ８０μｍでの着磁波形を測定し、そのピッチ幅、ピ
ーク磁力のばらつきを評価した。その結果、位置検出精
度の高いエンコーダー用磁気スケール材を得ることが出
来た。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、それ
ぞれの着磁層が干渉することなく、正常な着磁波形を得
ることができる共に、位置検出精度の高い磁気スケール
材を作製することができる極めて優れた効果を奏するも
のである。
ぞれの着磁層が干渉することなく、正常な着磁波形を得
ることができる共に、位置検出精度の高い磁気スケール
材を作製することができる極めて優れた効果を奏するも
のである。
【図１】本発明に係るエンコーダー用磁石の着磁形態を
示す図である。
示す図である。
【図２】円筒形の側面に２層着磁した場合のエンコーダ
ー用磁石の着磁形態を示す図である。
ー用磁石の着磁形態を示す図である。
【図３】外周４８極、内周４極での２層間のギャップ２
ｍｍで着磁した場合の着磁波形を示す図である。
ｍｍで着磁した場合の着磁波形を示す図である。
【図４】外周４８極、内周４極での２層間のギャップ１
０ｍｍで着磁した場合の着磁波形を示す図である。
０ｍｍで着磁した場合の着磁波形を示す図である。
【図５】従来の位置検出用の磁石を示す断面図である。
【図６】従来の他の位置検出用の磁石を示す断面図であ
る。
る。
【図７】従来のギャップ１ｍｍの場合の着磁波形を示す
図である。
図である。
１ 感磁素子 ２ 磁石端面 ３ 磁石側面 ４ 着磁高さ ５ ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉井 博文 大阪府大阪市淀川区木川東２丁目５番35号 マッスル株式会社内 Ｆターム(参考） 2F077 NN02 NN04 NN08 NN24 PP12 VV33
Claims (2)
- 【請求項１】 永久磁石の１端面に２層以上の着磁を施
すに際し、各層間を外周部着磁幅（ｄ）の１／５ｄ〜１
ｄのギャップを設けることを特徴とするエンコーダー用
磁石材料。 - 【請求項２】 ＭｎＡｌ磁石を用いた円筒形の磁気スケ
ール材料において、着磁高さ：３ｍｍ以上、各層間のギ
ャップ：１〜５ｍｍで２チャンネル以上の多層着磁した
ことを特徴とするエンコーダー用磁石材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001151422A JP2002343638A (ja) | 2001-05-21 | 2001-05-21 | エンコーダー用磁石材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001151422A JP2002343638A (ja) | 2001-05-21 | 2001-05-21 | エンコーダー用磁石材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002343638A true JP2002343638A (ja) | 2002-11-29 |
Family
ID=18996267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001151422A Withdrawn JP2002343638A (ja) | 2001-05-21 | 2001-05-21 | エンコーダー用磁石材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002343638A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005249791A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Carl Freudenberg Kg | 角度測定装置 |
| JP2010190632A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | トルクセンサ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置 |
| JP2015094615A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 浜松光電株式会社 | 回転検出装置 |
-
2001
- 2001-05-21 JP JP2001151422A patent/JP2002343638A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005249791A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Carl Freudenberg Kg | 角度測定装置 |
| JP2010190632A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | トルクセンサ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置 |
| JP2015094615A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 浜松光電株式会社 | 回転検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080805 |