JPH0658767A - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 省スペースおよび組み立てコストの低減化を
図る。 【構成】 回転子軸１３に磁石１４を嵌着する。モータ
フレーム１１には磁性材製のプリント配線基板１５を磁
石１４の外周面と対向状態に取り付け、このプリント配
線基板１５に複数個の磁気センサ１７を取り付ける。磁
石１４の磁束は磁性材製のプリント配線基板１５に略直
交する状態になるので、磁気センサ１７を磁石１４の外
周面と平行となるように円筒状配置せずとも、磁束は磁
気センサ１７を直交するように通る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転体の角度位置、角速
度、角加速度等を検出するためロータリエンコーダに係
わり、特に磁気式のロータリエンコーダに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】モータにおける磁気式のロータリエンコ
ーダは、従来、図５に示すように、外周部に複数極着磁
された磁石１を回転子軸２に取り付け、モータフレーム
３に固定された環状のプリント配線基板４に複数個の磁
気センサ５を磁石１の外周面と対向するように取り付け
て構成されている。

【０００３】この場合、磁気センサ５は、図６にも示す
ように、そのリード脚５ａをプリント配線基板４に半田
付けすることによって、プリント配線基板４の板面から
立ち上がった状態に取り付けられる。そして、磁石１の
磁束が磁気センサ５を垂直に通るようにするために、磁
気センサ５は磁石１の外周面と平行となるように回転子
軸２と同心の円筒面上に配列される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、プリント配線基板４に対し、磁気センサ５を立
ち上がり状態に固定するため、全体的にかさ張り、大き
な配置スペースを必要とする。

【０００５】また、磁気センサ５はそのリード脚５ａを
プリント配線基板４に形成されたスルーホール穴４ａに
差し込んで半田付けせねばならず、面倒であり、しかも
半田付けの後、磁気センサ５を磁石１の外周面と平行に
なるように位置調整せねばならない等、作業性が悪く、
この結果、量産性に劣り、組み立てコストが高くなると
いう問題があった。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、狭いスペースに配置でき、しかも磁気
センサ取付後の位置調整などの面倒な作業を行わずとも
済み、組み立てコストの低減化を図ることができるロー
タリエンコーダを提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の磁気検出センサは、外周部に複数極着磁され
た磁石を回転軸に取り付け、この磁石の外周面と対向す
るように平板状の磁性材製の取付板を配設し、この取付
板の板面に複数個の磁気センサを取り付けて構成したも
のである。

【０００８】

【作用】取付板が磁性材製であるから、該取付板を平板
状のものとしても磁石の磁束は磁気センサを直交状態に
通るようになる。このことと、取付板が磁石の外周面と
対向していることから、磁気センサはリード脚を介さず
とも、取付板に直接取り付けることができ、且つ取付後
の調整作業も不要となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明をモータに適用した一実施例に
つき図１ないし図４を参照しながら説明する。図１に示
すように、モータフレーム１１の端部には軸受１２が取
り付けられており、この軸受１２に回転体としての回転
子軸１３が支持されている。モータフレーム１１の端部
から外方に突出する回転子軸１３の端部は、段付き状に
形成され、先端部の細径部１３ａに円形の磁石１４が嵌
着されている。この磁石１４は、図２に示すように円周
方向に例えば８極に着磁されている。

【００１０】一方、モータフレーム１１の端部外周の一
箇所には、平面部１１ａが形成されており、この平面部
１１ａに取付板としてのプリント配線基板１５が磁石１
４の外周面と対向する状態にしてねじ１６により固定さ
れている。このプリント配線基板１５は、いわゆる磁性
基板と称されるもので、磁性材例えば鉄板の板面に絶縁
層を設け、この絶縁層上に周知のプリント配線手段によ
って所定パターンの導電路を形成してなるものである。

【００１１】かかるプリント配線基板１５の板面である
磁石１４側の面には、例えば磁気抵抗素子からなる複数
個、この実施例では２個の磁気センサ１７が配設されて
いる。この磁気センサ１７は、プリント配線基板１５側
の面に端子部（図示せず）を有し、この端子部をプリン
ト配線基板１５に形成された所定の導電路に半田付けす
ることによって取り付けられている。

【００１２】ここで、２個の磁気センサ１７の配置関係
について図３により説明する。まず、本実施例のロータ
リエンコーダは、２個の磁気センサ１７によって、電気
角９０度の位相差をもった２相の信号を得て、各相の信
号から回転子軸１３の一回転当たり４パルスの信号を得
る構成のものとしている。そして、磁石１４は８極に着
磁されているから、磁極ピッチは機械角で４５度となっ
ており、従って理論的には、２個の磁気センサ１７を機
械角で２２．５度の間隔をもって配置すると、２個の磁
気センサ１７により９０度の位相差をもった２相の信号
を得ることができるようになる。

【００１３】しかしながら、本実施例では、プリント配
線基板１５が磁性基板であることに鑑み、図３に示すよ
うに、回転子軸１３の中心Ｏを通ってプリント配線基板
１５と直交する直線をＨとした場合、２個の磁気センサ
１７は、２２．５度よりも小さな角度、本実施例では例
えば１５度の間隔をもって直線Ｈに関し対称位置となる
ように取り付けられている。２個の磁気センサ１７を２
２．５度よりも小さな角度間隔で配置しても、９０度の
位相差をもった２相信号が得られることは、後述の説明
から明らかとなるであろう。

【００１４】上記のように構成した本実施例によれば、
回転子軸１３に嵌着した磁石１４の外周面に対向するよ
うにプリント配線基板１５を配設したので、磁気センサ
１７をリード脚を介さずに直接プリント配線基板１５に
半田付けにより取り付けることができる。このため、従
来の環状のプリント配線基板４に磁気センサ５をリード
脚５ａを介して取り付ける構成のものに比べ、小形に構
成でき、配置スペースを小さくすることができる。

【００１５】また、磁気センサ１７をプリント配線基板
１５の所定位置に半田付けしておくことにより、該プリ
ント配線基板１５をモータフレーム１１に取り付けれ
ば、磁気センサ１７は磁石１４の外周面と所定の位置関
係をもって対向配置された状態になるので、従来の磁気
センサ５をリード脚５ａを介してプリント配線基板１５
に半田付けした後、円筒面上配列となるように位置調整
する作業が不要となり、総じて磁気センサ１７の取り付
け作業性に優れ、組み立てコストの低減化を図ることが
できる。

【００１６】ところで、図４はプリント配線基板１５近
傍の直線Ｈに関し片側半分の磁力線の状態を示す。な
お、同図は磁石１４の磁極境界部が直線Ｈに一致した場
合のものである。磁力線は、極中央に対し対称形になる
筈であるが、本実施例では、磁性基板により構成されて
いるプリント配線基板１５の比透磁率が高いため、同図
から明らかなように磁力線はプリント配線基板１５側に
寄せられ、且つ直線Ｈ側に片寄った状態に歪むようにな
る。

【００１７】そして、磁石１４から出た磁力線はプリン
ト配線基板１５に対し、磁気センサ１７を取り付けた面
に垂直に近い状態で入るようになる。従って、磁気セン
サ１７をプリント配線基板１５の平面上に直接取り付け
て直線配列状態にしても、磁石１４の磁束が磁気センサ
１７を垂直に通るようになので、磁気センサ１７を磁石
１４の外周面と平行となるように円筒状に配列せずとも
済むものである。

【００１８】また、磁力線が直線Ｈ側に片寄った状態に
歪むことから、磁石１４の磁極ピッチはプリント配線基
板１５に関して４５度よりも小さなピッチで着磁された
と同等の状態になる。このため、２個の磁気センサ１７
を理論値の２２．５度の角度間隔に配置せずとも、それ
よりも小さな角度間隔で配置することによって、９０度
の位相差をもった２相の信号を得ることができる。従っ
て、２個の磁気センサ１７の間隔寸法を短くすることが
でき、ロータリエンコーダ全体としてより一層小形化す
ることができる。

【００１９】その上、磁力線がプリント配線基板１５側
に寄せられることから、磁石１４とプリント配線基板１
５との間の空間の磁束密度が増大する。このため、磁石
１４をそれ程磁束密度の大きなものとして構成する必要
がなくなり、その製造コストの低減化を図ることができ
る。

【００２０】なお、上記実施例では、磁気センサを２個
用いて、９０度位相の異なる２相の信号を得るようにし
たが、本発明はこれに限られず、逆相の信号を得るよう
に構成したり、１２０度の位相差をもつた３相の信号を
得るために磁気センサを３個用いても良い。

【００２１】その他、本発明は上記し且つ図面に示す実
施例に限定されるものではなく、例えば磁石としては、
界磁用磁石を有するモータの場合、その界磁用磁石を利
用する構成としても良く、更にはモータに限らず、発電
機、工作機械、ロボットなどに適用しても良い等、要旨
を逸脱しない範囲で種々変形の変形が可能である

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転軸に取り付けられた磁石の外周面と対向するように平
板状の磁性材製の取付板を配設し、この取付板に複数個
の磁気センサを取り付けるようにしたことにより、小形
化に構成できると共に組み立てコストを低くすることが
でき、しかも磁気センサを平板状の取付板に配設しても
磁束を磁気センサに直交状態に通すことができ従来と同
等の検出特性を得ることができる、という優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の縦断側面図

【図２】平面図

【図３】２個の磁気センサの配置関係を示す平面図

【図４】磁力線図

【図５】従来の構成例を示す図１相当図

【図６】プリント配線基板への磁気センサの取付状態を
示す斜視図

【符号の説明】

１１はモータフレーム、１３は回転子軸（回転体）、１
４は磁石、１５はプリント配線基板（取付板）、１７は
磁気センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体に取り付けられ外周部に複数極着
   磁された磁石と、この磁石の外周面と対向するように配
   設された平板状をなす磁性材製の取付板と、この取付板
   の板面に取り付けられ前記磁石の磁気検出により互いに
   位相の異なる信号を出力する複数個の磁気センサとを具
   備してなるロータリエンコーダ。