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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024168666
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】エンコーダ
(51)【国際特許分類】
G01D 5/245 20060101AFI20241128BHJP
G01D 5/244 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
G01D5/245 110L
G01D5/244 E
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023085539
(22)【出願日】2023-05-24
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-04-16
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】森田 晃
(72)【発明者】
【氏名】山内 芳准
(72)【発明者】
【氏名】栗原 晋
(72)【発明者】
【氏名】木村 藤一郎
(72)【発明者】
【氏名】増永 靖行
(72)【発明者】
【氏名】小泉 和裕
(72)【発明者】
【氏名】古市 卓也
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA24
2F077CC02
2F077NN04
2F077PP12
2F077PP13
2F077PP14
2F077QQ05
2F077QQ13
2F077QQ15
2F077QQ17
(57)【要約】
【課題】本開示は、発電電力の発生効率を改善するエンコーダを提供する。
【解決手段】回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、前記回転軸における周方向に並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備えるエンコーダ。
【選択図】図６
【解決手段】回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、前記回転軸における周方向に並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備えるエンコーダ。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、
前記回転軸における周方向に並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備える、
エンコーダ。
前記回転軸における周方向に並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備える、
エンコーダ。
【請求項2】
８個の前記第２磁石を備える、
請求項１に記載のエンコーダ。
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項3】
複数の前記第２磁石のそれぞれは、前記周方向に磁化方向を有する、
請求項１に記載のエンコーダ。
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項4】
複数の前記第２磁石のそれぞれは、前記回転軸に対する径方向に磁化方向を有する、
請求項１に記載のエンコーダ。
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項5】
複数の前記第２磁石のそれぞれは、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する、
請求項１に記載のエンコーダ。
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項6】
複数の前記第２磁石は、前記周方向に磁化方向を有する第１単位磁石、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石及び前記回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石の少なくともいずれか二つを含む、
請求項１に記載のエンコーダ。
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項7】
複数の前記第２磁石は、前記周方向に磁化方向を有する第１単位磁石と、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、を含み、
前記第１単位磁石と、前記第２単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
前記第１単位磁石と、前記第２単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項8】
複数の前記第２磁石は、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、前記回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石と、を含み、
前記第２単位磁石と、前記第３単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
前記第２単位磁石と、前記第３単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項9】
前記第１磁石が有する前記回転軸に沿う第１側の第１端面は、前記第２磁石が有する前記第１側の第２端面と、前記回転軸に沿う方向における位置が異なる、
請求項１に記載のエンコーダ。
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項10】
前記第１端面は、前記第２端面より回路基板に近い、
請求項９に記載のエンコーダ。
請求項９に記載のエンコーダ。
【請求項11】
回路基板を備え、
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に磁気検出素子を備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に発電素子を備える、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に磁気検出素子を備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に発電素子を備える、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項12】
回路基板を備え、
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に磁気検出素子を備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置より外周に発電素子を備える、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に磁気検出素子を備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置より外周に発電素子を備える、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エンコーダに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、１つのパルスワイヤ（ウィーガンドワイヤ）センサを有するセグメントカウンタと精密位置センサとを同期させるための方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５７３０８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
バッテリレスエンコーダとして、バルクハウゼン特性を利用して発電する発電素子を利用する場合がある。発電素子において、磁界変化を大きくして、発電電力を大きくすることが望まれている。
【0005】
本開示は、発電電力の発生効率を改善するエンコーダを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一の態様によれば、回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、前記回転軸における周方向に並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備えるエンコーダを提供する。
【発明の効果】
【0007】
本開示のエンコーダによれば、発電電力の発生効率を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
【0010】
≪第１実施形態≫
第１実施形態に係るエンコーダについて説明する。第１実施形態に係るエンコーダは、回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、回転軸における周方向に並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備える。
第１実施形態に係るエンコーダについて説明する。第１実施形態に係るエンコーダは、回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、回転軸における周方向に並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備える。
【0011】
＜サーボモータシステム＞
最初に、本実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータシステムについて説明する。図１は、本実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２を用いるサーボモータシステム１を説明する図である。
最初に、本実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータシステムについて説明する。図１は、本実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２を用いるサーボモータシステム１を説明する図である。
【0012】
サーボモータシステム１は、サーボモータ１０と、サーボコントローラ２０と、を備える。サーボコントローラ２０は、サーボモータ１０から回転軸１１ａの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を取得する。サーボコントローラ２０は、取得した位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を用いて、サーボモータ１０を制御する。
【0013】
サーボモータ１０は、モータ１１と、エンコーダ１２と、を備える。モータ１１は、配線Ｌ１を介してサーボコントローラ２０と接続する。エンコーダ１２は、配線Ｌ２を介してサーボコントローラ２０と接続する。
【0014】
モータ１１は、サーボコントローラ２０からの指令に基づいて矢印ＡＲの方向に回転軸１１ａを回転する。具体的には、モータ１１は、サーボコントローラ２０から供給される電力に基づいて、矢印ＡＲの方向に回転軸１１ａを回転する。サーボコントローラ２０は、配線Ｌ１から制御した電力を供給することにより、モータ１１を制御する。モータ１１は、例えば、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータ、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータ等である。
【0015】
エンコーダ１２は、磁場の変動を検出して、モータ１１の回転軸１１ａ等の対象の位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を検出する。また、エンコーダ１２は、検出した位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を、配線Ｌ２を介してサーボコントローラ２０に出力する。なお、回転軸１１ａの位置情報とは、例えば、回転軸１１ａの回転方向の角度である。回転軸１１ａの回転情報とは、例えば、回転軸１１ａの回転速度又は回転軸１１ａが所定の時点から何回転したかを示す回転回数である。
【0016】
＜サーボモータ１０＞
次に、本実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２を用いるサーボモータ１０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２を用いるサーボモータ１０の構成を説明する図である。なお、矢印付き線は、電力又は電流の供給の流れを示す。
次に、本実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２を用いるサーボモータ１０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２を用いるサーボモータ１０の構成を説明する図である。なお、矢印付き線は、電力又は電流の供給の流れを示す。
【0017】
［モータ１１］
モータ１１は、回転軸１１ａを回転させる。モータ１１は、回転軸１１ａを支持する軸受、回転軸１１ａを回転させるためのステータを構成する巻線、鉄芯及びロータを構成する永久磁石等の周知の要素を備えるが、ここでは説明を省略する。モータ１１は、回転軸１１ａのエンコーダ１２側に設けられるディスク１１ｄを備える。後述するように、回転軸１１ａに対称に設けられる磁石１２ｍ１と、回転軸１１ａにおける周方向に並んで設けられる複数の磁石１２ｍ２と、がディスク１１ｄの上に取り付けられる。
モータ１１は、回転軸１１ａを回転させる。モータ１１は、回転軸１１ａを支持する軸受、回転軸１１ａを回転させるためのステータを構成する巻線、鉄芯及びロータを構成する永久磁石等の周知の要素を備えるが、ここでは説明を省略する。モータ１１は、回転軸１１ａのエンコーダ１２側に設けられるディスク１１ｄを備える。後述するように、回転軸１１ａに対称に設けられる磁石１２ｍ１と、回転軸１１ａにおける周方向に並んで設けられる複数の磁石１２ｍ２と、がディスク１１ｄの上に取り付けられる。
【0018】
ディスク１１ｄは、回転軸１１ａに固定される。ディスク１１ｄは、回転軸１１ａの矢印ＡＲの方向への回転に伴って、回転軸１１ａと一緒に回転する。ディスク１１ｄのエンコーダ１２側の面に、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２が固定される。
【0019】
磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２のそれぞれは、ネオジム等により形成される永久磁石である。磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２のそれぞれがディスク１１ｄとともに回転すると、エンコーダ１２側の磁場が変化する。
【0020】
磁石１２ｍ１は、ディスク１１ｄの面に平行な方向に、Ｎ極とＳ極を有するように設けられる。磁石１２ｍ１は、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれにより検出される磁場を発生させる。
【0021】
複数の磁石１２ｍ２は、発電素子１２ｇに発電させる磁場を発生させる。複数の磁石１２ｍ２は、回転軸１１ａにおける周方向に沿って、ハルバッハ配列で並んでいる。複数の磁石１２ｍ２の詳細は後述する。
【0022】
［エンコーダ１２］
エンコーダ１２について説明する。エンコーダ１２は、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２の回転によって変化する磁場によって、回転軸１１ａの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を検出する。エンコーダ１２は、アブソリュートエンコーダである。エンコーダ１２は、少なくともマルチターンエンコーダとして動作する。すなわち、エンコーダ１２は、回転軸１１ａが何回転したかを計数する。また、エンコーダ１２は、複数の磁石１２ｍ２の回転によって変化する磁場によって、エンコーダ１２を動作させるために必要な電力を生成する。
エンコーダ１２について説明する。エンコーダ１２は、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２の回転によって変化する磁場によって、回転軸１１ａの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を検出する。エンコーダ１２は、アブソリュートエンコーダである。エンコーダ１２は、少なくともマルチターンエンコーダとして動作する。すなわち、エンコーダ１２は、回転軸１１ａが何回転したかを計数する。また、エンコーダ１２は、複数の磁石１２ｍ２の回転によって変化する磁場によって、エンコーダ１２を動作させるために必要な電力を生成する。
【0023】
エンコーダ１２は、発電素子１２ｇと、整流回路１２ａと、安定化電源回路１２ｂと、極性検知回路１２ｄと、を備える。また、エンコーダ１２は、駆動回路１２ｅ１及び駆動回路１２ｅ２と、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２と、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２と、制御回路１２ｐと、記憶部１２ｒと、を備える。さらに、エンコーダ１２は、磁石１２ｍ１と、複数の磁石１２ｍ２と、を備える。なお、整流回路１２ａ及び安定化電源回路１２ｂをまとめて電源回路１２ｎという。また、極性検知回路１２ｄ、駆動回路１２ｅ１、駆動回路１２ｅ２、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２をまとめて回転検知回路１２ｋと呼ぶ。
【0024】
エンコーダ１２は、移動による磁束の変化により発電する発電素子１２ｇと、磁場を計測する第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２と、を備える。発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２により生じる磁場の影響を受けやすいように、エンコーダ１２のモータ１１側に設けられる。
【0025】
［発電素子１２ｇ］
発電素子１２ｇは、磁気エネルギーを電気パルスに変換して発電する素子である。発電素子１２ｇは、バルクハウゼン特性を利用して発電する発電素子である。発電素子１２ｇは、例えば、環境発電機（ＥＨＧ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｈａｒｖｅｓｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）であるウィーガントワイヤ（Ｗｉｅｇａｎｄ ｗｉｒｅ）である。
発電素子１２ｇは、磁気エネルギーを電気パルスに変換して発電する素子である。発電素子１２ｇは、バルクハウゼン特性を利用して発電する発電素子である。発電素子１２ｇは、例えば、環境発電機（ＥＨＧ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｈａｒｖｅｓｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）であるウィーガントワイヤ（Ｗｉｅｇａｎｄ ｗｉｒｅ）である。
【0026】
発電素子１２ｇは、ハードコアと、ハードコアの周りに巻き付けられたソフトレイヤと、を備える。ハードコアは、保磁力の大きな素材により形成される。ソフトレイヤは、保磁力の小さい素材により形成される。発電素子１２ｇは、外部磁場の向きが反転する際に、発電パルスが発生する。
【0027】
例えば、ウィーガントワイヤは、外部磁界が反転する零点近傍で、外部磁束の変化速度に依存せずに電気パルスを発生する。したがって、ウィーガントワイヤは、回転軸１１ａの回転速度によらずに一定の電力を発生する。ウィーガントワイヤは、低速の回転（移動）による緩やかな磁束変化でも安定した電気パルス（電圧パルス）を発生する。ウィーガントワイヤは、磁場が反転するタイミングで電気パルスが発生する。
【0028】
発電素子１２ｇにおいて、環境発電機を利用することにより、エンコーダ１２は、電池又は外部電源が不要である。すなわち、エンコーダ１２は、バッテリーレスのエンコーダである。ウィーガントワイヤは、回転軸１１ａの回転速度によらずに一定の電力を発生すること、特に低速回転でも安定した発電波形が得られることから、バッテリーレスのエンコーダであるエンコーダ１２の発電素子１２ｇとして使用するのに適している。
【0029】
なお、発電素子１２ｇは、ウィーガントワイヤに限らず、バルクハウゼン特性を利用して発電する発電素子であればよい。
【0030】
発電素子１２ｇは、磁石１２ｍ２による磁場により発電する。
【0031】
［第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２］
第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、磁場を検出する。より具体的には、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、後述する磁石１２ｍ１による磁場を検出する。
第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、磁場を検出する。より具体的には、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、後述する磁石１２ｍ１による磁場を検出する。
【0032】
第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、例えば、ホール素子である。ホール素子は、駆動電流が流れる半導体素子を横切る磁場を検出する。エンコーダ１２では、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、磁石１２ｍ１により生じる磁場を主に検出する。第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれを構成するホール素子は、例えば、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）等の半導体素子により構成される。ホール素子は、駆動電流及び駆動電流を横切る磁束密度に比例した電圧を出力する。
【0033】
第１磁気センサ１２ｈ１は、磁場の検出信号を信号処理回路１２ｆ１に出力する。第１磁気センサ１２ｈ１は、駆動回路１２ｅ１から定電流Ｉｄｒが供給される。また、第２磁気センサ１２ｈ２は、磁場の検出信号を信号処理回路１２ｆ２に出力する。第２磁気センサ１２ｈ２は、駆動回路１２ｅ２から定電流Ｉｄｒが供給される。
【0034】
第１磁気センサ１２ｈ１には、発電素子１２ｇで生成された電力を、整流回路１２ａで整流し、更に駆動回路１２ｅ１で定電流化された電流（定電流Ｉｄｒ）が供給される。また、第２磁気センサ１２ｈ２には、発電素子１２ｇで生成された電力を、整流回路１２ａで整流し、更に駆動回路１２ｅ２で定電流化された電流（定電流Ｉｄｒ）が供給される。
【0035】
なお、エンコーダ１２は、２個の磁気センサを備えているが、磁気センサの個数に関しては、２個に限らない。エンコーダ１２は、磁気センサを３個以上備えてもよい。また、磁場の測定は磁気を検出可能な素子（磁気検出素子）であれば、ホール素子に限らない。例えば、磁気センサとして、磁気抵抗効果素子等を用いてもよい。
【0036】
【0037】
［整流回路１２ａ］
整流回路１２ａは、発電素子１２ｇが生成した電力を整流して、正の電圧を生成する。整流回路１２ａは、全波整流回路１２ａ１と、コンデンサ１２ａ２と、を備える。
整流回路１２ａは、発電素子１２ｇが生成した電力を整流して、正の電圧を生成する。整流回路１２ａは、全波整流回路１２ａ１と、コンデンサ１２ａ２と、を備える。
【0038】
全波整流回路１２ａ１は、発電素子１２ｇが生成した電圧Ｖｇｎの正負のパルスを正のパルスに整流する。全波整流回路１２ａ１は、いわゆる、ダイオードブリッジ回路である。例えば、発電素子１２ｇがウィーガントワイヤである場合に、発電素子１２ｇは、正負のパルスを生成する。全波整流回路１２ａ１は、発電素子１２ｇが生成した正負のパルスを、正のパルスに変換する。
【0039】
コンデンサ１２ａ２は、発電素子１２ｇが発電した電力を蓄電する。また、コンデンサ１２ａ２は、全波整流回路１２ａ１が生成した正のパルスを平滑化する。コンデンサ１２ａ２は、全波整流回路１２ａ１の出力端子と、共通電位との間に設けられる。コンデンサ１２ａ２によって正のパルスが平滑化されることにより、整流回路１２ａから、平滑化された電圧Ｖｒｃが出力される。
【0040】
［安定化電源回路１２ｂ］
安定化電源回路１２ｂは、整流回路１２ａから出力された電圧を略一定の電圧にして出力する。安定化電源回路１２ｂは、レギュレータ１２ｂ１を備える。レギュレータ１２ｂ１は、例えば、ＬＤＯ（Ｌｏｗ Ｄｒｏｐｏｕｔ）レギュレータである。
安定化電源回路１２ｂは、整流回路１２ａから出力された電圧を略一定の電圧にして出力する。安定化電源回路１２ｂは、レギュレータ１２ｂ１を備える。レギュレータ１２ｂ１は、例えば、ＬＤＯ（Ｌｏｗ Ｄｒｏｐｏｕｔ）レギュレータである。
【0041】
安定化電源回路１２ｂは、所定の大きさの電圧が入力されると、略一定の電圧Ｖｄｄを出力する。
【0042】
［極性検知回路１２ｄ］
極性検知回路１２ｄは、発電素子１２ｇが生成した電力の極性を検知する。図４は、エンコーダ１２における極性検知回路１２ｄの回路構成を説明する図である。極性検知回路１２ｄは、比較器１２ｄ１と、フィルタ回路１２ｄ２と、ダイオード１２ｄ３と、を備える。ダイオード１２ｄ３は、極性検知回路１２ｄから発電素子１２ｇに電流が流れることを防止する。フィルタ回路１２ｄ２は、抵抗１２ｄ２ａと、コンデンサ１２ｄ２ｂと、を備えるローパスフィルタである。
極性検知回路１２ｄは、発電素子１２ｇが生成した電力の極性を検知する。図４は、エンコーダ１２における極性検知回路１２ｄの回路構成を説明する図である。極性検知回路１２ｄは、比較器１２ｄ１と、フィルタ回路１２ｄ２と、ダイオード１２ｄ３と、を備える。ダイオード１２ｄ３は、極性検知回路１２ｄから発電素子１２ｇに電流が流れることを防止する。フィルタ回路１２ｄ２は、抵抗１２ｄ２ａと、コンデンサ１２ｄ２ｂと、を備えるローパスフィルタである。
【0043】
比較器１２ｄ１は、電圧Ｖｇｎｓと基準となる電位（基準電位Ｖｒｅｆ２）とを比較して、比較結果を制御回路１２ｐに出力する。比較器１２ｄ１は、いわゆるコンパレータである。比較器１２ｄ１は、差動増幅器１２ｄ１ａと、抵抗１２ｄ１ｂ、抵抗１２ｄ１ｃ及び抵抗１２ｄ１ｄと、を備える。差動増幅器１２ｄ１ａには、安定化電源回路１２ｂから電圧Ｖｄｄの電力が供給される。差動増幅器１２ｄ１ａは、発電素子１２ｇの出力の電圧Ｖｇｎをフィルタ回路１２ｄ２により平滑化した電圧Ｖｇｎｓと、電圧Ｖｄｄを抵抗１２ｄ１ｃ及び抵抗１２ｄ１ｄとで分圧して生成した基準電位Ｖｒｅｆ２とを比較する。そして、差動増幅器１２ｄ１ａは、比較結果を電圧信号である極性信号Ｓｐｌとして制御回路１２ｐに出力する。抵抗１２ｄ１ｂは帰還抵抗である。
【0044】
［駆動回路１２ｅ１及び駆動回路１２ｅ２］
駆動回路１２ｅ１、駆動回路１２ｅ２は、それぞれ第１磁気センサ１２ｈ１、第２磁気センサ１２ｈ２に定電流Ｉｄｒを供給するいわゆる定電流回路である。駆動回路１２ｅ１及び駆動回路１２ｅ２のそれぞれは、定電流源として動作する。エンコーダ１２は、ホール素子である第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれを定電流Ｉｄｒで駆動する。
駆動回路１２ｅ１、駆動回路１２ｅ２は、それぞれ第１磁気センサ１２ｈ１、第２磁気センサ１２ｈ２に定電流Ｉｄｒを供給するいわゆる定電流回路である。駆動回路１２ｅ１及び駆動回路１２ｅ２のそれぞれは、定電流源として動作する。エンコーダ１２は、ホール素子である第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれを定電流Ｉｄｒで駆動する。
【0045】
駆動回路１２ｅ１は、駆動電流として定電流がホール素子である第１磁気センサ１２ｈ１に流れるように、第１磁気センサ１２ｈ１に駆動電力を供給する。また、駆動回路１２ｅ２は、駆動電流として定電流がホール素子である第２磁気センサ１２ｈ２に流れるように、第２磁気センサ１２ｈ２に駆動電力を供給する。
【0046】
図５は、本実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２における駆動回路及び磁気センサの回路構成を説明する図である。なお、駆動回路１２ｅ１及び駆動回路１２ｅ２は、同じ回路構成を有することから、図５においては、駆動回路１２ｅ１及び駆動回路１２ｅ２のそれぞれを駆動回路１２ｅとして説明する。また、図５においては、ホール素子である第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれを、抵抗１２ｈａ、抵抗１２ｈｂ、抵抗１２ｈｃ及び抵抗１２ｈｄを備えるブリッジ回路を用いて、磁気センサ１２ｈとして等価的に示す。
【0047】
駆動回路１２ｅは、トランジスタ１２ｅａと、電流検出用抵抗１２ｅｂと、差動増幅器１２ｅｃと、を備える。また、駆動回路１２ｅは、抵抗１２ｅｄと、ツェナーダイオード１２ｅｅと、コンデンサ１２ｅｆと、を備える。
【0048】
トランジスタ１２ｅａは、磁気センサ１２ｈに定電流が流れるように制御される。トランジスタ１２ｅａのゲート端子には、差動増幅器１２ｅｃの出力端子が接続される。差動増幅器１２ｅｃは、＋端子と－端子との間の電位差に基づく電圧を、出力端子から出力する。駆動回路１２ｅは、＋端子に入力される電圧と、電流検出用抵抗１２ｅｂの抵抗値に基づく一定の電流（定電流Ｉｄｒ）が、トランジスタ１２ｅａのドレインとソースの間に流れるように制御される。
【0049】
磁気センサ１２ｈは、定電流Ｉｄｒにより駆動され、定電流Ｉｄｒ及び磁気センサ１２ｈを横切る磁束密度に比例する電圧Ｖｈ＋及び電圧Ｖｈ－を出力する。
【0050】
なお、駆動回路１２ｅは、安定化電源回路１２ｂから供給される電圧Ｖｄｄにより駆動される。
【0051】
［信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２］
信号処理回路１２ｆ１、信号処理回路１２ｆ２は、それぞれ第１磁気センサ１２ｈ１、第２磁気センサ１２ｈ２からの検出信号を処理して、磁石１２ｍ１の磁場の方向を検出する。また、信号処理回路１２ｆ１、信号処理回路１２ｆ２は、それぞれ第１磁気センサ１２ｈ１、第２磁気センサ１２ｈ２からの検出信号に基づいて、磁石１２ｍ１の磁場の強度を制御回路１２ｐに出力する。図３を用いて、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２について説明する。なお、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２は、同じ回路構成を有することから、図３においては、信号処理回路１２ｆ１を用いて説明する。
信号処理回路１２ｆ１、信号処理回路１２ｆ２は、それぞれ第１磁気センサ１２ｈ１、第２磁気センサ１２ｈ２からの検出信号を処理して、磁石１２ｍ１の磁場の方向を検出する。また、信号処理回路１２ｆ１、信号処理回路１２ｆ２は、それぞれ第１磁気センサ１２ｈ１、第２磁気センサ１２ｈ２からの検出信号に基づいて、磁石１２ｍ１の磁場の強度を制御回路１２ｐに出力する。図３を用いて、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２について説明する。なお、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２は、同じ回路構成を有することから、図３においては、信号処理回路１２ｆ１を用いて説明する。
【0052】
信号処理回路１２ｆ１は、差動増幅器１２ｆａと、比較器１２ｆｂと、量子化器１２ｆｃと、を備える。
【0053】
（差動増幅器１２ｆａ）
差動増幅器１２ｆａは、磁気センサ１２ｈから出力された電圧Ｖｈ＋及び電圧Ｖｈ－の電位差を増幅した電圧Ｖｄを、比較器１２ｆｂに出力する。差動増幅器１２ｆａには、安定化電源回路１２ｂから電圧Ｖｄｄの電力が供給される。
差動増幅器１２ｆａは、磁気センサ１２ｈから出力された電圧Ｖｈ＋及び電圧Ｖｈ－の電位差を増幅した電圧Ｖｄを、比較器１２ｆｂに出力する。差動増幅器１２ｆａには、安定化電源回路１２ｂから電圧Ｖｄｄの電力が供給される。
【0054】
（比較器１２ｆｂ）
比較器１２ｆｂは、差動増幅器１２ｆａから出力された電圧Ｖｄと基準となる電位（基準電位Ｖｒｅｆ）とを比較して、比較結果を制御回路１２ｐに出力する。比較器１２ｆｂは、いわゆるコンパレータである。比較器１２ｆｂは、差動増幅器１２ｆｂ１と、抵抗１２ｆｂ２、抵抗１２ｆｂ３及び抵抗１２ｆｂ４と、を備える。差動増幅器１２ｆｂ１には、安定化電源回路１２ｂから電圧Ｖｄｄの電力が供給される。差動増幅器１２ｆｂ１は、差動増幅器１２ｆａの出力の電圧Ｖｄと、電圧Ｖｄｄを抵抗１２ｆｂ３及び抵抗１２ｆｂ４とで分圧して生成した基準電位Ｖｒｅｆとを比較して、比較結果を電圧信号である磁極信号Ｓｍｇ１として制御回路１２ｐに出力する。抵抗１２ｆｂ２は帰還抵抗である。
比較器１２ｆｂは、差動増幅器１２ｆａから出力された電圧Ｖｄと基準となる電位（基準電位Ｖｒｅｆ）とを比較して、比較結果を制御回路１２ｐに出力する。比較器１２ｆｂは、いわゆるコンパレータである。比較器１２ｆｂは、差動増幅器１２ｆｂ１と、抵抗１２ｆｂ２、抵抗１２ｆｂ３及び抵抗１２ｆｂ４と、を備える。差動増幅器１２ｆｂ１には、安定化電源回路１２ｂから電圧Ｖｄｄの電力が供給される。差動増幅器１２ｆｂ１は、差動増幅器１２ｆａの出力の電圧Ｖｄと、電圧Ｖｄｄを抵抗１２ｆｂ３及び抵抗１２ｆｂ４とで分圧して生成した基準電位Ｖｒｅｆとを比較して、比較結果を電圧信号である磁極信号Ｓｍｇ１として制御回路１２ｐに出力する。抵抗１２ｆｂ２は帰還抵抗である。
【0055】
（量子化器１２ｆｃ）
量子化器１２ｆｃは、差動増幅器１２ｆａから出力された電圧Ｖｄを量子化して、量子化した結果を制御回路１２ｐに出力する。量子化器１２ｆｃは、いわゆるアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）である。量子化器１２ｆｃは、差動増幅器１２ｆａから出力された電圧Ｖｄを量子化して、例えば、８ビットのデジタル値を磁場強度信号Ｄｍｇ１として制御回路１２ｐに出力する。
量子化器１２ｆｃは、差動増幅器１２ｆａから出力された電圧Ｖｄを量子化して、量子化した結果を制御回路１２ｐに出力する。量子化器１２ｆｃは、いわゆるアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）である。量子化器１２ｆｃは、差動増幅器１２ｆａから出力された電圧Ｖｄを量子化して、例えば、８ビットのデジタル値を磁場強度信号Ｄｍｇ１として制御回路１２ｐに出力する。
【0056】
［制御回路１２ｐ］
制御回路１２ｐは、極性検知回路１２ｄ、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２のそれぞれからの入力に基づいて、モータ１１の回転軸１１ａの回転位置、回転数等の位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を算出する。また、制御回路１２ｐは、検出したモータ１１の回転軸１１ａの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を記録したり、外部の制御システム、例えば、サーボコントローラ２０、に伝送したりする。
制御回路１２ｐは、極性検知回路１２ｄ、信号処理回路１２ｆ１及び信号処理回路１２ｆ２のそれぞれからの入力に基づいて、モータ１１の回転軸１１ａの回転位置、回転数等の位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を算出する。また、制御回路１２ｐは、検出したモータ１１の回転軸１１ａの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を記録したり、外部の制御システム、例えば、サーボコントローラ２０、に伝送したりする。
【0057】
制御回路１２ｐは、例えば、マイコン、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）等である。また、制御回路１２ｐは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）等でもよい。
【0058】
制御回路１２ｐは、外部に設けられた記憶部１２ｒに接続する。なお、制御回路１２ｐは、外部の記憶部１２ｒに換えて、強誘電体メモリ等の不揮発性のメモリを内部に備えてもよい。
【0059】
制御回路１２ｐは、端子ＰＷＲ、端子ＳＩＧ１、端子列ＳＩＧ１ｄ、端子ＳＩＧ２、端子列ＳＩＧ２ｄ及び端子ＳＩＧ３を少なくとも備える。
【0060】
制御回路１２ｐの端子ＰＷＲはプラス側の電源が供給される端子である。端子ＰＷＲには、安定化電源回路１２ｂから電圧Ｖｄｄの電力が供給される。制御回路１２ｐは、端子ＰＷＲに電力が供給されることにより動作する。
【0061】
制御回路１２ｐの端子ＳＩＧ１、端子ＳＩＧ２及び端子ＳＩＧ３のそれぞれは、外部から信号が入力される端子である。制御回路１２ｐの端子列ＳＩＧ１ｄ及び端子列ＳＩＧ２ｄは、外部から複数ビットの信号が入力される端子列である。
【0062】
端子ＳＩＧ１は、信号処理回路１２ｆ１に接続される。端子ＳＩＧ１から、信号処理回路１２ｆ１で検出された検出結果である磁極信号Ｓｍｇ１が入力される。磁極信号Ｓｍｇ１は、第１磁気センサ１２ｈ１で検出された磁場の方向を示す信号である。端子ＳＩＧ２は、信号処理回路１２ｆ２に接続される。端子ＳＩＧ２から、信号処理回路１２ｆ２で検出された検出結果である磁極信号Ｓｍｇ２が入力される。磁極信号Ｓｍｇ２は、第２磁気センサ１２ｈ２で検出された磁場の方向を示す信号である。
【0063】
端子列ＳＩＧ１ｄは、信号処理回路１２ｆ１に接続される。端子列ＳＩＧ１ｄから、信号処理回路１２ｆ１で検出された検出結果である磁場強度信号Ｄｍｇ１が入力される。磁場強度信号Ｄｍｇ１は、第１磁気センサ１２ｈ１で検出された磁場の強度を示す信号である。端子列ＳＩＧ２ｄは、信号処理回路１２ｆ２に接続される。端子列ＳＩＧ２ｄから、信号処理回路１２ｆ２で検出された検出結果である磁場強度信号Ｄｍｇ２が入力される。磁場強度信号Ｄｍｇ２は、第２磁気センサ１２ｈ２で検出された磁場の強度を示す信号である。
【0064】
端子ＳＩＧ３は、極性検知回路１２ｄに接続される。端子ＳＩＧ３から、極性検知回路１２ｄで検出された検出結果である極性信号Ｓｐｌが入力される。極性信号Ｓｐｌは、発電素子１２ｇの発電極性を示す信号である。
【0065】
エンコーダ１２は、回転軸１１ａが何回転したかを計数する。制御回路１２ｐは、磁極信号Ｓｍｇ１及び極性信号Ｓｐｌを用いて、回転軸１１ａが何回転したかを計数する。また、制御回路１２ｐは、磁極信号Ｓｍｇ１及び極性信号Ｓｐｌを用いて、回転軸１１ａが一周を９０度ごとに分けた領域のどの領域にあるかを検出する。そして、制御回路１２ｐは、回転軸１１ａが何回転したか計数した結果と回転軸がどの領域にあるかを検出した結果を、記憶部１２ｒに保存する。また、制御回路１２ｐは、最後に検出した磁極信号Ｓｍｇ１、磁極信号Ｓｍｇ２及び極性信号Ｓｐｌを記憶部１２ｒに保存する。
【0066】
また、制御回路１２ｐは、磁場強度信号Ｄｍｇ１及び磁場強度信号Ｄｍｇ２を用いて、回転軸１１ａの回転角度を求める。例えば、制御回路１２ｐは、磁場強度信号Ｄｍｇ１と、磁場強度信号Ｄｍｇ２の比から、逆正接関数を用いて回転軸１１ａの回転角度を算出する。
【0067】
［記憶部１２ｒ］
記憶部１２ｒは、例えば、回転カウント等を保存する。記憶部１２ｒは、例えば、強誘電体メモリである。制御回路１２ｐは、記憶部１２ｒに、回転軸１１ａが何回転したか示す計数値と、回転軸の位置と、最後に検出した磁極信号Ｓｍｇ１、磁極信号Ｓｍｇ２及び極性信号Ｓｐｌと、を少なくとも保存する。
記憶部１２ｒは、例えば、回転カウント等を保存する。記憶部１２ｒは、例えば、強誘電体メモリである。制御回路１２ｐは、記憶部１２ｒに、回転軸１１ａが何回転したか示す計数値と、回転軸の位置と、最後に検出した磁極信号Ｓｍｇ１、磁極信号Ｓｍｇ２及び極性信号Ｓｐｌと、を少なくとも保存する。
【0068】
＜エンコーダの構成＞
エンコーダ１２の構成について説明する。図６から図９のそれぞれは、第１実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２の構成について説明する図である。図６は、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２について詳細を説明する斜視図である。図７は、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２について詳細を説明する平面図である。図８は、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する平面図である。図９は、磁石１２ｍ１、複数の磁石１２ｍ２、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する側面図である。
エンコーダ１２の構成について説明する。図６から図９のそれぞれは、第１実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２の構成について説明する図である。図６は、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２について詳細を説明する斜視図である。図７は、磁石１２ｍ１及び複数の磁石１２ｍ２について詳細を説明する平面図である。図８は、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する平面図である。図９は、磁石１２ｍ１、複数の磁石１２ｍ２、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する側面図である。
【0069】
【0070】
なお、図面には、説明の便宜のために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸（ＸＹＺ軸）からなる仮想三次元座標系（ＸＹＺ直交座標系）が設定される。例えば、図面の紙面に対して垂直な座標軸について、座標軸の丸の中に黒丸印を示す場合、当該座標軸が紙面に対して手前側に向いていることを表している。また、座標軸の丸の中にバツ印を示す場合、当該座標軸が紙面に対して手前側とは反対向きに向いていることを表している。
【0071】
ただし、当該座標系は、説明のために定めるものであって、本実施形態に係るエンコーダ等の姿勢について限定するものではない。
【0072】
なお、以下の図面では、Ｚ軸方向は回転軸１１ａが延びる方向とする。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれはＺ軸方向に垂直な方向とする。
【0073】
また、Ｚ軸方向に沿って、対象を＋Ｚ側からＺ軸の反対向きに見る図を平面図という。Ｙ軸方向に沿って、対象を－Ｙ側からＹ軸の向きに見る図を側面図という。
【0074】
エンコーダ１２は、回転軸１１ａに対称に設けられる磁石１２ｍ１と、回転軸１１ａにおける周方向に並んで設けられる磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｈと、を備える。なお、磁石１２ｍ１が第１磁石の一例、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｈのそれぞれが第２磁石の一例である。エンコーダ１２は、８個の第２磁石を備える例である。
【0075】
（磁石１２ｍ１）
磁石１２ｍ１は、円柱形の形状を有する。磁石１２ｍ１は、ディスク１１ｄにおけるエンコーダ１２側の表面１１ｄＳに平行な方向に磁化された磁石である。磁石１２ｍ１は、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｈのそれぞれの高さＨ１より高い高さＨ２を有する。言い換えると、磁石１２ｍ１が有する回転軸に沿う第１側の第１端面は、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｈのそれぞれが有する第１側の第２端面と、回転軸１１ａに沿う方向における位置が異なる。磁石１２ｍ１は、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれに接近するように設けられる。
磁石１２ｍ１は、円柱形の形状を有する。磁石１２ｍ１は、ディスク１１ｄにおけるエンコーダ１２側の表面１１ｄＳに平行な方向に磁化された磁石である。磁石１２ｍ１は、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｈのそれぞれの高さＨ１より高い高さＨ２を有する。言い換えると、磁石１２ｍ１が有する回転軸に沿う第１側の第１端面は、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｈのそれぞれが有する第１側の第２端面と、回転軸１１ａに沿う方向における位置が異なる。磁石１２ｍ１は、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれに接近するように設けられる。
【0076】
なお、磁石１２ｍ１は、円柱形のすべてにおいて、磁化されていなくてもよい。例えば、磁石１２ｍ１は、磁石１２ｍ１における第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれの近い側が少なくとも磁化していればよい。
【0077】
（磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｈ）
磁石１２ｍ２ａ、磁石１２ｍ２ｃ、磁石１２ｍ２ｅ及び磁石１２ｍ２ｇのそれぞれは、直方体状の形状を有する。磁石１２ｍ２ａ、磁石１２ｍ２ｃ、磁石１２ｍ２ｅ及び磁石１２ｍ２ｇのそれぞれは、ディスク１１ｄにおける表面１１ｄＳに平行な方向に磁化され磁石である。磁石１２ｍ２ａは、図６において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｃは、図６において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｅは、図６において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸と反対の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｇは、図６において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸と反対の向きに磁化される。
磁石１２ｍ２ａ、磁石１２ｍ２ｃ、磁石１２ｍ２ｅ及び磁石１２ｍ２ｇのそれぞれは、直方体状の形状を有する。磁石１２ｍ２ａ、磁石１２ｍ２ｃ、磁石１２ｍ２ｅ及び磁石１２ｍ２ｇのそれぞれは、ディスク１１ｄにおける表面１１ｄＳに平行な方向に磁化され磁石である。磁石１２ｍ２ａは、図６において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｃは、図６において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｅは、図６において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸と反対の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｇは、図６において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸と反対の向きに磁化される。
【0078】
なお、磁石１２ｍ２ａ、磁石１２ｍ２ｃ、磁石１２ｍ２ｅ及び磁石１２ｍ２ｇのそれぞれは、周方向に磁化方向を有する第１単位磁石の一例である。
【0079】
磁石１２ｍ２ｂ、磁石１２ｍ２ｄ、磁石１２ｍ２ｆ及び磁石１２ｍ２ｈのそれぞれは、円柱状の形状を有する。磁石１２ｍ２ｂ、磁石１２ｍ２ｄ、磁石１２ｍ２ｆ及び磁石１２ｍ２ｈのそれぞれは、ディスク１１ｄにおける表面１１ｄＳに垂直な方向に磁化される磁石である。磁石１２ｍ２ｂは、図６において、Ｚ軸方向に沿って、Ｚ軸の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｄは、図６において、Ｚ軸方向に沿って、Ｚ軸と反対の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｆは、図６において、Ｚ軸方向に沿って、Ｚ軸の向きに磁化される。磁石１２ｍ２ｈは、図６において、Ｚ軸方向に沿って、Ｚ軸と反対の向きに磁化される。
【0080】
なお、磁石１２ｍ２ｂ、磁石１２ｍ２ｄ、磁石１２ｍ２ｆ及び磁石１２ｍ２ｈのそれぞれは、回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石の一例である。
【0081】
磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇは、回転軸１１ａ（軸Ａｘ）に対して周方向に、いわゆる、ハルバッハ配列により並ぶ。言い換えると、周方向に磁化方向を有する第１単位磁石と、回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石とが、周方向に交互に並んで設けられる。
【0082】
（第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２）
第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２は、回路基板１２ｊにおけるディスク１１ｄ側の面における中心付近に配置される。第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、回路基板１２ｊにおける磁石１２ｍ１に対向する領域付近に設けられる。
第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２は、回路基板１２ｊにおけるディスク１１ｄ側の面における中心付近に配置される。第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれは、回路基板１２ｊにおける磁石１２ｍ１に対向する領域付近に設けられる。
【0083】
第１磁気センサ１２ｈ１は、図８に示すように、Ｘ軸方向の軸における右側を角度０度としたときに、角度１８０度の位置に設けられる。第２磁気センサ１２ｈ２は、図８に示すように、Ｘ軸方向の軸における右側を角度０度としたときに、角度９０度の位置に設けられる。
【0084】
第１磁気センサ１２ｈ１と第２磁気センサ１２ｈ２とが、角度９０度ずれた位置に設けられることにより、磁石１２ｍ１による磁場を第１磁気センサ１２ｈ１と第２磁気センサ１２ｈ２により位相をずらして測定できる。磁石１２ｍ１による磁場を第１磁気センサ１２ｈ１と第２磁気センサ１２ｈ２により位相をずらして測定することにより、回転軸１１ａの回転方向の位置を測定できる。
【0085】
第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれの高さを高さｈ１とすると、磁石１２ｍ１の高さＨ２は、磁石１２ｍ１が第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれに接触しない程度に接近するように設定される。
【0086】
（発電素子１２ｇ）
発電素子１２ｇは、回路基板１２ｊにおけるディスク１１ｄ側の面における外側に配置される。発電素子１２ｇは、回路基板１２ｊにおける磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇに対向する領域（位置）の外側に設けられる。なお、発電素子１２ｇは、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇに対向する領域（位置）に設けられてもよい。
発電素子１２ｇは、回路基板１２ｊにおけるディスク１１ｄ側の面における外側に配置される。発電素子１２ｇは、回路基板１２ｊにおける磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇに対向する領域（位置）の外側に設けられる。なお、発電素子１２ｇは、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇに対向する領域（位置）に設けられてもよい。
【0087】
発電素子１２ｇは、図８に示すように、Ｘ軸方向の軸における右側を角度０度としたときに、角度０度の位置に設けられる。
【0088】
発電素子１２ｇの高さｈ２とすると、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれの高さＨ１は、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれが発電素子１２ｇに接触しない程度に接近するように設定される。
【0089】
また、回転軸１１ａ（軸Ａｘ）から発電素子１２ｇの半径Ｒ２は、回転軸１１ａ（軸Ａｘ）から磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれの半径Ｒ１より大きくする。言い換えると、回路基板１２ｊは、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれに対向する位置より外周に発電素子１２ｇを備える。図１０は、第１実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２における発電電力について説明する図である。
【0090】
図１０の横軸は、回転軸１１ａの中心から発電素子１２ｇまでの半径（半径Ｒ２）を、回転軸１１ａの中心から磁石１２ｍ２ａまでの半径（半径Ｒ１）で規格化した半径（Ｒ２／Ｒ１）を百分率により示す。図１０の縦軸は、発電素子１２ｇを横軸で示す半径の位置に配置したときの発電電力を、磁石１２ｍ２ａに対向する位置に配置したときの発電電力で規格化した発電電力を百分率により示す。
【0091】
図１０に示すように、発電素子１２ｇは、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇより外側に配置した場合、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれに対向する位置に配置するより発電電力が増加する。一方、１．４倍以上になると、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれにより発生される磁場が小さくなり発電電力が減少する。
【0092】
したがって、例えば、発電素子１２ｇは、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれの回転軸１１ａからの半径に対して、１倍（１００％）以上１．３５倍（１３５％）以下にするとよい。また、発電素子１２ｇは、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇのそれぞれの回転軸１１ａからの半径に対して、１．２倍（１２０％）以上１．３５倍（１３５％）以下にするとよりよい。
【0093】
磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇが、ハルバッハ配列により並ぶことによって、磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇにより発生する磁場を、発電素子１２ｇ側に集中して発生させることができる。磁石１２ｍ２ａから磁石１２ｍ２ｇにより発生する磁場を、発電素子１２ｇ側に集中して発生させることにより、発電素子１２ｇにおける発電電力の発生効率を向上できる。
【0094】
≪第２実施形態≫
第２実施形態に係るエンコーダについて説明する。第２実施形態に係るエンコーダは、第１実施形態に係るエンコーダに対して、複数の第２磁石の配置が異なる。
第２実施形態に係るエンコーダについて説明する。第２実施形態に係るエンコーダは、第１実施形態に係るエンコーダに対して、複数の第２磁石の配置が異なる。
【0095】
＜エンコーダの構成＞
第２実施形態に係るエンコーダの構成について説明する。図１１から図１４のそれぞれは、第２実施形態に係るエンコーダの構成について説明する図である。図１１は、磁石１２ｍ１並びに磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇについて詳細を説明する斜視図である。図１２は、磁石１２ｍ１並びに磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇについて詳細を説明する平面図である。図１３は、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する平面図である。図１４は、磁石１２ｍ１、磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ、磁石３２ｍ２ｇ、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する側面図である。
第２実施形態に係るエンコーダの構成について説明する。図１１から図１４のそれぞれは、第２実施形態に係るエンコーダの構成について説明する図である。図１１は、磁石１２ｍ１並びに磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇについて詳細を説明する斜視図である。図１２は、磁石１２ｍ１並びに磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇについて詳細を説明する平面図である。図１３は、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する平面図である。図１４は、磁石１２ｍ１、磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ、磁石３２ｍ２ｇ、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する側面図である。
【0096】
【0097】
第２実施形態に係るエンコーダは、回転軸１１ａに対称に設けられる磁石１２ｍ１と、回転軸１１ａにおける周方向に並んで設けられる磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇと、を備える。なお、磁石１２ｍ１が第１磁石の一例、磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇのそれぞれが第２磁石の一例である。
【0098】
磁石１２ｍ１は、第１実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２における磁石１２ｍ１と同じ構成となることから、第１実施形態の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。また、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２についても、第１実施形態の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。発電素子１２ｇについて、第１実施形態と方向が異なるだけであることから、第１実施形態の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。
【0099】
（磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇ）
磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇのそれぞれは、直方体状の形状を有する。磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇのそれぞれは、ディスク１１ｄにおける表面１１ｄＳに平行な方向に磁化される磁石である。磁石３２ｍ２ａは、図１１において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きに磁化される。磁石３２ｍ２ｃは、図１１において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸と反対の向きに磁化される。磁石３２ｍ２ｅは、図１１において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸と反対の向きに磁化される。磁石３２ｍ２ｇは、図１１において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸の向きに磁化される。
磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇのそれぞれは、直方体状の形状を有する。磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇのそれぞれは、ディスク１１ｄにおける表面１１ｄＳに平行な方向に磁化される磁石である。磁石３２ｍ２ａは、図１１において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きに磁化される。磁石３２ｍ２ｃは、図１１において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸と反対の向きに磁化される。磁石３２ｍ２ｅは、図１１において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸と反対の向きに磁化される。磁石３２ｍ２ｇは、図１１において、Ｙ軸方向に沿って、Ｙ軸の向きに磁化される。
【0100】
なお、磁石３２ｍ２ａ、磁石３２ｍ２ｃ、磁石３２ｍ２ｅ及び磁石３２ｍ２ｇのそれぞれは、回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石の一例である。
【0101】
≪第３実施形態≫
第３実施形態に係るエンコーダについて説明する。第３実施形態に係るエンコーダは、第１実施形態及び第２実施形態のそれぞれに係るエンコーダに対して、複数の第２磁石の配置が異なる。
第３実施形態に係るエンコーダについて説明する。第３実施形態に係るエンコーダは、第１実施形態及び第２実施形態のそれぞれに係るエンコーダに対して、複数の第２磁石の配置が異なる。
【0102】
＜エンコーダの構成＞
第３実施形態に係るエンコーダの構成について説明する。図１５から図１７のそれぞれは、第３実施形態に係るエンコーダの構成について説明する図である。図１５は、磁石１２ｍ１並びに磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇについて詳細を説明する斜視図である。図１６は、磁石１２ｍ１並びに磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇについて詳細を説明する平面図である。図１７は、磁石１２ｍ１、磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ、磁石４２ｍ２ｇ、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する側面図である。なお、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２は、第２実施形態に係るエンコーダと同じ構成を有することから、詳細については図１３を参照することとする。
第３実施形態に係るエンコーダの構成について説明する。図１５から図１７のそれぞれは、第３実施形態に係るエンコーダの構成について説明する図である。図１５は、磁石１２ｍ１並びに磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇについて詳細を説明する斜視図である。図１６は、磁石１２ｍ１並びに磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇについて詳細を説明する平面図である。図１７は、磁石１２ｍ１、磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ、磁石４２ｍ２ｇ、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２のそれぞれについて詳細を説明する側面図である。なお、発電素子１２ｇ、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２は、第２実施形態に係るエンコーダと同じ構成を有することから、詳細については図１３を参照することとする。
【0103】
【0104】
第３実施形態に係るエンコーダは、回転軸１１ａに対称に設けられる磁石１２ｍ１と、回転軸１１ａにおける周方向に並んで設けられる磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇと、を備える。なお、磁石１２ｍ１が第１磁石の一例、磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇのそれぞれが第２磁石の一例である。
【0105】
磁石１２ｍ１は、第１実施形態に係るエンコーダの一例であるエンコーダ１２における磁石１２ｍ１と同じ構成となることから、第１実施形態の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。また、第１磁気センサ１２ｈ１及び第２磁気センサ１２ｈ２についても、第１実施形態の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。発電素子１２ｇについて、第１実施形態と方向が異なるだけであることから、第１実施形態の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。
【0106】
（磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇ）
磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇのそれぞれは、直方体状の形状を有する。磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇのそれぞれは、ディスク１１ｄにおける表面１１ｄＳに平行な方向に磁化される磁石である。磁石４２ｍ２ａは、図１５において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きに磁化される。磁石４２ｍ２ｅは、図１５において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きと反対向きに磁化される。
磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇのそれぞれは、直方体状の形状を有する。磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇのそれぞれは、ディスク１１ｄにおける表面１１ｄＳに平行な方向に磁化される磁石である。磁石４２ｍ２ａは、図１５において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きに磁化される。磁石４２ｍ２ｅは、図１５において、Ｘ軸方向に沿って、Ｘ軸の向きと反対向きに磁化される。
【0107】
磁石４２ｍ２ｂは、図１６において、角度６０度の方向に磁化される。磁石４２ｍ２ｂは、Ｎ極が磁石１２ｍ１側に設けられる。磁石４２ｍ２ｃは、図１６において、角度１２０度の方向に磁化される。磁石４２ｍ２ｃは、Ｓ極が磁石１２ｍ１側に設けられる。磁石４２ｍ２ｆは、図１６において、角度２４０度の方向に磁化される。磁石４２ｍ２ｆは、Ｓ極が磁石１２ｍ１側に設けられる。磁石４２ｍ２ｇは、図１６において、角度３００度の方向に磁化される。磁石４２ｍ２ｇは、Ｎ極が磁石１２ｍ１側に設けられる。
【0108】
なお、磁石４２ｍ２ａ、磁石４２ｍ２ｂ、磁石４２ｍ２ｃ、磁石４２ｍ２ｅ、磁石４２ｍ２ｆ及び磁石４２ｍ２ｇのそれぞれは、回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石の一例である。
【0109】
なお、第２実施形態に係るエンコーダ及び第３実施形態に係るエンコーダのそれぞれは、複数の第２磁石のそれぞれが、回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石であるエンコーダの一例である。第２磁石は、上記の例に限らず、複数の第２磁石のそれぞれは、回転軸に対する周方向に磁化方向を有する第１単位磁石であってもよい（例えば、図６において、磁石１２ｍ２ａ、磁石１２ｍ２ｃ、磁石１２ｍ２ｅ及び磁石１２ｍ２ｇのみによる構成）。また、複数の第２磁石のそれぞれは回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石であってもよい（例えば、図６において、磁石１２ｍ２ｂ、磁石１２ｍ２ｄ、磁石１２ｍ２ｆ及び磁石１２ｍ２ｈのみによる構成）。言い換えると、複数の第２磁石のそれぞれは、周方向に磁化方向を有する第１単位磁石、回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石及び回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石のいずれかであってもよい。
【0110】
また、第２磁石の組み合わせについては、第１実施形態に係るエンコーダの例に限らない。第２磁石は、周方向に磁化方向を有する第１単位磁石、回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石及び回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石の少なくともいずれか二つを含んでいればよい。例えば、第２磁石について、周方向に磁化方向を有する第１単位磁石と、回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石とが、周方向に交互に並んで設けられていてもよい。さらに、回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石とが、周方向に交互に並んで設けられていてもよい。
【0111】
さらに、複数の第２磁石の個数については、上記の例に限らず、２個以上であればよい。また、複数の第２磁石の個数は、偶数個であってもよい。隣り合う二つ第２磁石は、互い異なる向きに磁化しているようにしてもよい。
【0112】
また、本実施形態に係るエンコーダに、シングルターンエンコーダを更に備えてもよい。ディスク１１ｄに、例えば、Ｍ系列のパターンとなるようなスリットを備え、本実施形態に係るエンコーダは、スリットに例えば光を照射することにより、円周方向に対して２０から２４ビット程度の分解能を有する位置検出部を備えてもよい。
【0113】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【0114】
１ サーボモータシステム
１０ サーボモータ
１１ モータ
１１ａ 回転軸
１１ｄ ディスク
１２ エンコーダ
１２ｇ 発電素子
１２ｈ１ 第１磁気センサ
１２ｈ２ 第２磁気センサ
１２ｊ 回路基板
１２ｍ１、１２ｍ２ 磁石
１２ｍ２ａ、１２ｍ２ｂ、１２ｍ２ｃ、１２ｍ２ｄ、１２ｍ２ｅ、１２ｍ２ｆ、１２ｍ２ｇ、１２ｍ２ｈ 磁石
３２ｍ２ａ、３２ｍ２ｃ、３２ｍ２ｅ、３２ｍ２ｇ 磁石
４２ｍ２ａ、４２ｍ２ｂ、４２ｍ２ｃ、４２ｍ２ｅ、４２ｍ２ｆ、４２ｍ２ｇ 磁石
２０ サーボコントローラ
１０ サーボモータ
１１ モータ
１１ａ 回転軸
１１ｄ ディスク
１２ エンコーダ
１２ｇ 発電素子
１２ｈ１ 第１磁気センサ
１２ｈ２ 第２磁気センサ
１２ｊ 回路基板
１２ｍ１、１２ｍ２ 磁石
１２ｍ２ａ、１２ｍ２ｂ、１２ｍ２ｃ、１２ｍ２ｄ、１２ｍ２ｅ、１２ｍ２ｆ、１２ｍ２ｇ、１２ｍ２ｈ 磁石
３２ｍ２ａ、３２ｍ２ｃ、３２ｍ２ｅ、３２ｍ２ｇ 磁石
４２ｍ２ａ、４２ｍ２ｂ、４２ｍ２ｃ、４２ｍ２ｅ、４２ｍ２ｆ、４２ｍ２ｇ 磁石
２０ サーボコントローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、
前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備える、
エンコーダ。
前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備える、
エンコーダ。
【請求項2】
複数の前記第２磁石は、前記周方向に磁化方向を有する第１単位磁石と、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、を含み、
前記第１単位磁石と、前記第２単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
前記第１単位磁石と、前記第２単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項3】
複数の前記第２磁石は、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、前記回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石と、を含み、
前記第２単位磁石と、前記第３単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
前記第２単位磁石と、前記第３単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項4】
前記第１磁石が有する前記回転軸に沿う第１側の第１端面は、前記第２磁石が有する前記第１側の第２端面と、前記回転軸に沿う方向における位置が異なる、
請求項１に記載のエンコーダ。
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項5】
回路基板を備え、
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に前記発電素子を備え、
前記第１端面は、前記第２端面より前記回路基板に近い、
請求項４に記載のエンコーダ。
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に前記発電素子を備え、
前記第１端面は、前記第２端面より前記回路基板に近い、
請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項6】
回路基板を備え、
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に前記発電素子を備える、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ。
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に前記発電素子を備える、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項7】
回路基板を備え、
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置より外周に前記発電素子を備える、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ。
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置より外周に前記発電素子を備える、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本開示の一の態様によれば、回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備えるエンコーダを提供する。
【手続補正書】
【提出日】2024-02-06
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、
前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備え、
複数の前記第２磁石は、前記周方向に磁化方向を有する第１単位磁石と、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、を含み、
前記第１単位磁石と、前記第２単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
エンコーダ。
前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備え、
複数の前記第２磁石は、前記周方向に磁化方向を有する第１単位磁石と、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、を含み、
前記第１単位磁石と、前記第２単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
エンコーダ。
【請求項2】
回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、
前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備え、
複数の前記第２磁石は、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、前記回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石と、を含み、
前記第２単位磁石と、前記第３単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
エンコーダ。
前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備え、
複数の前記第２磁石は、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、前記回転軸に対する径方向に磁化方向を有する第３単位磁石と、を含み、
前記第２単位磁石と、前記第３単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられる、
エンコーダ。
【請求項3】
回路基板を備え、
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に前記発電素子を備える、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエンコーダ。
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置に前記発電素子を備える、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエンコーダ。
【請求項4】
回路基板を備え、
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置より外周に前記発電素子を備える、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエンコーダ。
前記回路基板は、前記第１磁石に対向する位置に前記磁気センサを備え、
前記回路基板は、前記第２磁石に対向する位置より外周に前記発電素子を備える、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエンコーダ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本開示の一の態様によれば、回転軸に対称に設けられ、磁気センサにより検出される第１磁場を発生させる第１磁石と、前記回転軸における周方向にハルバッハ配列により並んで設けられ、発電素子に発電させる第２磁場を発生させる複数の第２磁石と、を備え、複数の前記第２磁石は、前記周方向に磁化方向を有する第１単位磁石と、前記回転軸に沿う方向に磁化方向を有する第２単位磁石と、を含み、前記第１単位磁石と、前記第２単位磁石とが、前記周方向に交互に並んで設けられるエンコーダを提供する。