特許 7270395 磁石組立体の製造方法、ならびにエンコーダおよびエンコーダ付きモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-27

(45)【発行日】2023-05-10

(54)【発明の名称】磁石組立体の製造方法、ならびにエンコーダおよびエンコーダ付きモータ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20230428BHJP

   H01F 13/00 20060101ALI20230428BHJP

   G01D 5/244 20060101ALI20230428BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110M

H01F13/00 350

G01D5/244 F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019011200

(22)【出願日】2019-01-25

(65)【公開番号】P2020118594

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-12-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 豊

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１１２７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１４２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０２２９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４２３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００９８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３２３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１０８９６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／００－５／２５２，５／３９－５／６２，

Ｈ０１Ｆ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸と一体に回転する磁石ホルダと、前記磁石ホルダに固定される第１磁石および第２磁石と、を備える磁石組立体と、
前記第１磁石に対向する第１感磁素子および前記第２磁石に対向する第２感磁素子、ならびに、前記第１感磁素子および前記第２感磁素子の信号が入力されるエンコーダ回路が設けられた基板を備える回路基板組と、
前記回路基板組が載る基準面、および、前記磁石組立体が配置される磁石配置孔を備えたエンコーダホルダと、を有し、
前記第１磁石は、周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁され、
前記第２磁石は、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に複数着磁され、
前記第１磁石と前記第２磁石は、径方向に離間し、
前記磁石ホルダは、前記第１磁石と前記第２磁石の間に位置するシールド部を備えた磁性材からなり、
前記第１磁石の着磁面は、前記シールド部の先端面よりも凹んだ位置にあり、
前記基準面と前記第２磁石の着磁面とが同一面上に位置し、
前記回路基板組は、前記基板に対して前記磁石と同じ側に配置される基板ホルダを備え、前記基板ホルダが前記基準面に当接する当接面を備え、
前記第２感磁素子は、前記磁石と対向するセンサ面を備え、前記センサ面と前記基板ホルダに設けられたセンサ基準面とが同一面上に位置することを特徴とするエンコーダ。

【請求項2】

前記第２磁石の着磁面は、前記シールド部の先端面と同一面上、もしくは、前記先端面よりも突出した位置にあることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。

【請求項3】

前記磁石ホルダは、前記第２磁石に対して前記第２感磁素子とは反対側に位置するヨーク部を備えることを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。

【請求項4】

前記シールド部は、前記回転軸の軸線方向の高さが径方向の幅より小さいことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のエンコーダ。

【請求項5】

前記シールド部は、前記第１磁石および前記第２磁石と径方向に接していることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。

【請求項6】

前記磁石ホルダは、前記回転軸が配置される軸孔と、前記軸孔を囲む部分を貫通する孔を備え、
前記エンコーダホルダは、前記磁石配置孔を囲む部分を径方向に貫通する貫通部を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。

【請求項7】

前記エンコーダホルダは、前記磁石配置孔を囲む胴部と、前記胴部の端面から前記回路基板組の側に突出するボス部を備え、前記回路基板組は、前記ボス部にねじ止めされ、
前記基準面は、前記ボス部の先端面であることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。

【請求項8】

前記基板ホルダは、前記第２感磁素子が配置される貫通孔を備え、
前記貫通孔は、前記センサ基準面に開口しており、
前記当接面は、前記センサ基準面よりも前記エンコーダホルダの側に突出した位置にあることを特徴とする請求項７に記載のエンコーダ。

【請求項9】

請求項１から８の何れか一項に記載のエンコーダと、
前記回転軸を備えたモータと、を有することを特徴とするエンコーダ付きモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、感磁素子によってロータの回転を検出するエンコーダおよびエンコーダ付きモータ、ならびに、エンコーダに用いられる磁石組立体および磁石組立体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、エンコーダが開示される。特許文献１のエンコーダは、基板に搭載される感磁素子と、回転体（例えば、モータの回転軸）と一体に回転する磁石を備える。磁石は、周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁された第１磁石、および、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に複数着磁された第２磁石を備える。第２磁石は環状であり、第１磁石の外周側に配置される。感磁素子が搭載される基板は、支持部材を介してモータのフレームに固定される。

【0003】

特許文献１のエンコーダは、第１磁石と第２磁石の間に環状のシールド部材を配置することによって第１磁石と第２磁石との磁気干渉を抑制する。特許文献１には、磁石を保持する磁性材を備えており、磁性材にシールド部材および磁石を固定した構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５６６６８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、磁石を保持する磁性材とシールド部材が別体であるため、磁石に対するシールド壁の位置精度が低い。従って、シールド壁が第１磁石および第２磁石より突出した構造では、磁石と感磁素子とのギャップを小さくすることができず、エンコーダの分解能を高めることができない。一方、シールド壁を第１磁石および第２磁石より低くすれば、磁石と感磁素子とのギャップを小さくすることができるが、第１磁石と第２磁石の磁気干渉抑制効果が低下する。

【0006】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、第１磁石と第２磁石の磁気干渉を抑制し、且つ、磁石と感磁素子とのギャップを小さくして角度検出の精度を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明のエンコーダは、回転軸と一体に回転する磁石ホルダと、前記磁石ホルダに固定される第１磁石および第２磁石と、を備える磁石組立体と、前記第１磁石に対向する第１感磁素子および前記第２磁石に対向する第２感磁素子、ならびに、前記第１感磁素子および前記第２感磁素子の信号が入力されるエンコーダ回路が設けられた基板を備える回路基板組と、前記回路基板組が載る基準面、および、前記磁石組立体が配置される磁石配置孔を備えたエンコーダホルダと、を有し、前記第１磁石は、周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁され、前記第２磁石は、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に複数着磁され、前記第１磁石と前記第２磁石は、径方向に離間し、前記磁石ホルダは、前記第１磁石と前記第２磁石の間に位置するシールド部を備えた磁性材からなり、前記第１磁石の着磁面は、前記シールド部の先端面よりも凹んだ位置にあり、前記基準面と前記第２磁石の着磁面とが同一面上に位置し、前記回路基板組は、前記基板に対して前記磁石と同じ側に配置される基板ホルダを備え、前記基板ホルダが前記基準面に当接する当接面を備え、前記第２感磁素子は、前記磁石と対向するセンサ面を備え、前記センサ面と前記基板ホルダに設けられたセンサ基準面とが同一面上に位置することを特徴とする。

【0008】

本発明では、このように、第１磁石および第２磁石が固定される磁石ホルダにシールド部が設けられている。従って、シールド部と磁石との位置精度を高めることができ、感磁素子と第１磁石および第２磁石とのギャップを精度良く管理できる。従って、検出精度を高めることができる。また、第１磁石の着磁面をシールド部の先端面より低くしているので、第１磁石と第２磁石との磁気干渉を効果的に抑制できる。従って、磁気干渉による検出精度の低下を抑制できる。また、このようにすると、平板状の治具を用いて、磁石組立体とエンコーダホルダとを位置決めしてエンコーダを組み立てることができる。従って、エンコーダホルダと磁石ホルダの寸法精度が低くても、基準面に対して着磁面を精度良く位置決めできるため、磁石と感磁素子のギャップを精度良く管理することができる。また、治具を単純な形状にすることができるため、安価な治具を使用してエンコーダを組み立てることができる。さらに、感磁素子と磁石の位置決めの基準となる基準面に対する感磁素子の位置精度を高めることができる。従って、磁石と感磁素子のギャップを精度良く管理することができる。

【0009】

本発明において、前記第２磁石の着磁面は、前記シールド部の先端面と同一面上、もしくは、前記先端面よりも突出した位置にあることが好ましい。このようにすると、第２磁石の着磁面が最も突出した位置にあるので、第２磁石の着磁面を基準にして、磁石組立体の位置決めを行うことができる。従って、第２磁石と第２感磁素子とのギャップを精度良く管理できるため、角度検出の精度を高めることができる。また、第２磁石を磁石ホルダに固定後に着磁することもできる。

【0010】

本発明において、前記磁石ホルダは、前記第２磁石に対して前記第２感磁素子とは反対側に位置するヨーク部を備えることが好ましい。第２磁石の背面側にヨーク部を配置することにより、第２磁石を磁石ホルダに固定した状態で第２磁石に着磁する際、着磁用の磁束を第２磁石の背面側へ飛ばすことができる。従って、第２磁石を磁石ホルダに固定した状態で着磁できるため、第２磁石の磁極位置が第２磁石の取付時にずれることを回避できる。すなわち、着磁前の第２磁石を固定した状態で第２磁石の位置がずれたとしても、固定後に着磁することで、第２磁石の着磁中心と磁石ホルダ中心を合わせることができ、着磁の偏芯を抑制することができる。

【0011】

本発明において、前記シールド部は、前記回転軸の軸線方向の高さが径方向の幅より小さいことが好ましい。このようにすると、第１磁石と第２磁石の間に必要な隙間を確保できる。

【0012】

本発明において、前記シールド部は、前記第１磁石および前記第２磁石と径方向に接していることが好ましい。このようにすると、第１磁石と第２磁石との間にシールド部を隙間なく配置することができ、第１磁石と第２磁石の間に必要な隙間を確保できる。また、第１磁石および第２磁石とシールド部とを接触させて位置決めできるため、第１磁石および第２磁石の位置決めが容易である。

【0016】

本発明において、前記磁石ホルダは、前記回転軸が配置される軸孔と、前記軸孔を囲む部分を貫通する孔を備え、前記エンコーダホルダは、前記磁石配置孔を囲む部分を径方向に貫通する貫通部を備えることが好ましい。このようにすると、エンコーダホルダの高さの範囲内での作業によってエンコーダホルダの内周側へドライバなどの固定用工具を用いてアクセスできるため、エンコーダホルダの高さの範囲内で磁石ホルダの固定作業を行うことができる。従って、固定作業を行うスペースを確保するために、エンコーダが大型化することを抑制できる。

【0018】

次に、本発明のエンコーダ付きモータは、上記のエンコーダと、前記回転軸を備えたモータと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、第１磁石および第２磁石が固定される磁石ホルダにシールド部が設けられている。従って、シールド部と磁石との位置精度を高めることができ、感磁素子と第１磁石および第２磁石とのギャップを精度良く管理できる。従って、検出精度を高めることができる。また、第１磁石の着磁面をシールド部の先端面より低くしているので、第１磁石と第２磁石との磁気干渉を効果的に抑制できる。従って、磁気干渉による検出精度の低下を抑制できる。また、平板状の治具を用いて、磁石組立体とエンコーダホルダとを位置決めしてエンコーダを組み立てることができる。従って、エンコーダホルダと磁石ホルダの寸法精度が低くても、基準面に対して着磁面を精度良く位置決めできるため、磁石と感磁素子のギャップを精度良く管理することができる。加えて、治具を単純な形状にすることができるため、安価な治具を使用してエンコーダを組み立てることができる。さらに、感磁素子と磁石の位置決めの基準となる基準面に対する感磁素子の位置精度を高めることができる。従って、磁石と感磁素子のギャップを精度良く管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明を適用したエンコーダを備えたエンコーダ付きモータの外観斜視図である。

【図2】エンコーダ、第１軸受ホルダ、および回転軸の断面図（図１のＡ－Ａ断面図）およびその部分拡大図である。

【図3】エンコーダ、第１軸受ホルダ、および回転軸の断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。

【図4】エンコーダ、第１軸受ホルダ、および回転軸を反出力側から見た分解斜視図である。

【図5】エンコーダ、第１軸受ホルダ、および回転軸を出力側から見た分解斜視図である。

【図6】エンコーダケースを取り外したエンコーダおよび第１軸受ホルダの斜視図である。

【図7】エンコーダケースを取り外したエンコーダおよび第１軸受ホルダの分解斜視図である。

【図8】回路基板組を反出力側から見た分解斜視図である。

【図9】回路基板組を出力側から見た分解斜視図である。

【図10】磁石組立体の分解斜視図である。

【図11】第１磁石と第２磁石の着磁分極線の位置を示す説明図である。

【図12】磁石組立体の製造方法のフローチャートである。

【図13】磁石組立体および回路基板組の位置決め構造を示す部分分解断面図である。

【図14】磁石組立体および回路基板組の組立方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、図面を参照して、本発明を適用したエンコーダおよびエンコーダ付きモータの実施形態を説明する。図１は本発明を適用したエンコーダ１０を備えたエンコーダ付きモータ１の外観斜視図である。図２はエンコーダ１０、第１軸受ホルダ４２Ａ、および回転軸２の断面図（図１のＡ－Ａ断面図）およびその部分拡大図であり、図３はエンコーダ１０、第１軸受ホルダ４２Ａ、および回転軸２の断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。また、図４、図５はエンコーダ１０、第１軸受ホルダ４２Ａ、および回転軸２の分解斜視図であり、図２は反出力側Ｌ２から見た分解斜視図、図３は出力側Ｌ１から見た分解斜視図である。

【0022】

エンコーダ付きモータ１は、回転軸２を備えるモータ３と、回転軸２の回転を検出するエンコーダ１０を備える。本明細書において、ＸＹＺの３方向は互いに直交する方向であり、これら３方向の一方側をそれぞれＸ１、Ｙ１、Ｚ１とし、他方側をそれぞれＸ２、Ｙ２、Ｚ２とする。Ｚ方向は回転軸２の中心軸線Ｌと平行であり、Ｘ方向およびＹ方向は中心軸線Ｌと直交する。

【0023】

（モータ）
モータ３は、ロータおよびステータ（図示省略）を収容するモータケース４を備える。ロータは回転軸２と一体に回転し、ステータはモータケース４に固定される。モータケース４から外部へ突出する回転軸２の端部には、被駆動部材が連結される。本明細書において、モータケース４から回転軸２が突出する方向を出力側Ｌ１とし、出力側Ｌ１の反対側を反出力側Ｌ２とする。エンコーダ１０は、モータ３の反出力側Ｌ２の端部に固定される。

【0024】

図１に示すように、モータケース４は、中心軸線Ｌ方向に延びる筒状ケース４１と、筒状ケース４１の反出力側Ｌ２の端部に固定される第１軸受ホルダ４２Ａと、筒状ケース４１の出力側Ｌ１の端部に固定される第２軸受ホルダ（図示省略）を備える。エンコーダ１０は、第１軸受ホルダ４２Ａに対して反出力側Ｌ２から固定される。図４に示すように、第１軸受ホルダ４２Ａは、出力側Ｌ１に凹む円形凹部４４と、円形凹部４４の外周側に拡がるフランジ４５と、円形凹部４４の縁に沿って反出力側Ｌ２に突出する環状壁４６を備える。

【0025】

図２～図４に示すように、円形凹部４４の底部中央には軸受４３が保持される。軸受４３は、回転軸２の反出力側Ｌ２の端部を回転可能に支持する。また、円形凹部４４の底部には、軸受４３の外周部分を反出力側Ｌ２から押さえるように環状のプレート４７が取り付けられる。回転軸２は、プレート４７の中心に設けられた貫通孔４８に通され、軸受４３に支持される。プレート４７は、３本のねじによって円形凹部４４の底部に固定される。

【0026】

本形態では、プレート４７は磁性材からなり、モータ３側からエンコーダ１０側へ侵入する磁気ノイズを遮蔽する。プレート４７の外周縁には、等角度間隔の３箇所に切り欠き４７１が形成されている。切り欠き４７１には、後述するエンコーダホルダ１４の脚部１５０が配置される。

【0027】

（エンコーダ）
図２～図５に示すように、エンコーダ１０は、第１軸受ホルダ４２Ａに固定されるエンコーダケース１１と、エンコーダケース１１の内側に配置されるエンコーダカバー１２と、エンコーダカバー１２の内側に配置される回路基板組１３と、回路基板組１３が固定さ
れるエンコーダホルダ１４と、エンコーダホルダ１４の内周側に配置される磁石組立体１５と、エンコーダケース１１とエンコーダカバー１２の間に配置されるケーブル案内部材２０を備える。

【0028】

磁石組立体１５は、反出力側Ｌ２の面に配置される磁石１６を備えており、回転軸２の反出力側Ｌ２の先端に固定される。従って、磁石１６は回転軸２と一体に回転する。回路基板組１３は、基板ホルダ５０と、基板ホルダ５０に固定される基板６０とを備える。回路基板組１３は、回転軸２に固定された磁石１６と対向する感磁素子１７を備えており、感磁素子１７の信号は、基板６０上のエンコーダ回路に入力される。本形態では、感磁素子１７としてＭＲ素子を用いる。

【0029】

（エンコーダケース）
エンコーダケース１１は、中心軸線Ｌ方向に見た場合に略矩形の端板部１１１と、端板部１１１の外周縁から出力側Ｌ１へ延びる筒状の側板部１１２を備える。図１に示すように、側板部１１２のＸ１側を向く側面には、エンコーダケーブル５を通すための配線取り出し部１１３が設けられている。図４、図５に示すように、配線取り出し部１１３は、側板部１１２に形成された切り欠き部１１７と、切り欠き部１１７に取り付けられる保持部材１１８と、保持部材１１８および切り欠き部１１７を覆うエンコーダケーブルホルダ１１９を備える。

【0030】

エンコーダケース１１と第１軸受ホルダ４２Ａは、側板部１１２の出力側Ｌ１の端面とフランジ４５との間にシール部材１１４を介在させて、４箇所の角部に固定ねじを締め込むことによって固定される。本形態では、エンコーダケース１１およびモータケース４はアルミなどの非磁性材からなる。

【0031】

（エンコーダホルダ）
図４、図５に示すように、エンコーダホルダ１４は、円形の磁石配置孔１４１が形成された胴部１４０と、胴部１４０から外周側に突出する３本の脚部１５０を備える。図５に示すように、脚部１５０の出力側Ｌ１の端面は、胴部１４０の出力側Ｌ１の端面よりも出力側Ｌ１に突出している。脚部１５０は、第１軸受ホルダ４２Ａの円形凹部４４の内側に配置され、プレート４７の外周縁に形成された切り欠き４７１に配置されて、円形凹部４４の底面に当接する。脚部１５０には、ホルダ固定ねじ１４５を通す固定孔１４７が設けられている。エンコーダホルダ１４は、３本のホルダ固定ねじ１４５によって脚部１５０が円形凹部４４の底面にねじ止めされることにより、第１軸受ホルダ４２Ａに固定される。エンコーダホルダ１４を第１軸受ホルダ４２Ａに固定すると、磁石配置孔１４１の中央に、回転軸２および磁石組立体１５が配置される。

【0032】

エンコーダホルダ１４には、回路基板組１３が固定される。図４に示すように、エンコーダホルダ１４は、胴部１４０の反出力側Ｌ２の端面である環状面１４３を備えており、環状面１４３から突出するボス部１４４を３箇所に備えている。回路基板組１３は、３本の基板固定ねじ６５によってボス部１４４にねじ止めされる。回路基板組１３は、ボス部１４４の先端面である基準面Ｐに反出力側Ｌ２から当たることにより、中心軸線Ｌ方向に位置決めされる。エンコーダホルダ１４に回路基板組１３を固定することにより、回路基板組１３に搭載された感磁素子１７と、磁石組立体１５の磁石１６とが所定のギャップで対向する。

【0033】

エンコーダホルダ１４は、磁石配置孔１４１を囲む胴部１４０を径方向に貫通する貫通部１４８を備える。貫通部１４８は、周方向に離間した２箇所に設けられている。本形態では、貫通部１４８は、胴部１４０を出力側Ｌ１の端部から反出力側Ｌ２に切り欠いた切り欠き部である。貫通部１４８を備えていれば、回転軸２の反出力側Ｌ２の端部に磁石組
立体１５を固定する際、第１軸受ホルダ４２Ａに固定されたエンコーダホルダ１４の外周側から、磁石配置孔１４１にドライバなどの固定用工具を用いてアクセスすることができる。

【0034】

エンコーダホルダ１４に回路基板組１３を固定する際、回路基板組１３の周方向の位置決めは、位置決めピン６６を用いて行われる。図５に示すように、回路基板組１３は、位置決めピン６６の端部が嵌まる２箇所の位置決め孔１３１を備える。位置決め孔１３１は、基板ホルダ５０に設けられている。一方、図４に示すように、エンコーダホルダ１４は、環状面１４３よりも反出力側Ｌ２に突出する凸部を２箇所に備えており、各凸部は、位置決めピン６６の端部が嵌まる位置決め孔１４６を備える。エンコーダホルダ１４と回路基板組１３は、周方向に離間した２箇所において、２本の位置決めピン６６の一端および他端をそれぞれエンコーダホルダ１４の位置決め孔１４６と回路基板組１３の位置決め孔１３１に嵌め込むことにより、周方向に位置決めされる。位置決めピン６６はスプリングピンであるため、回路基板組１３の周方向のがたつきを防止して位置決めを行うことができる。

【0035】

（エンコーダカバー）
図６は、エンコーダケース１１を取り外したエンコーダ１０および第１軸受ホルダ４２Ａの斜視図である。図７は、エンコーダケース１１を取り外したエンコーダ１０および第１軸受ホルダ４２Ａの分解斜視図である。図２～図７に示すように、エンコーダカバー１２は、回路基板組１３に対して磁石１６とは反対側（反出力側Ｌ２）から対向する端板部１２１と、端板部１２１の外周縁から出力側Ｌ１へ延びる側板部１２２を備える。図２、図３に示すように、エンコーダカバー１２は、回路基板組１３を磁石１６とは反対側（反出力側Ｌ２）から覆っている。側板部１２２は回路基板組１３の外周側を囲んでおり、回路基板組１３に搭載された感磁素子１７の外周側を囲んでいる。側板部１２２の先端は、回路基板組１３よりも出力側Ｌ１まで延びている。図３、図６に示すように、エンコーダカバー１２は、側板部１２２の先端がエンコーダホルダ１４の環状面１４３に当接することにより、中心軸線Ｌ方向に位置決めされる。

【0036】

エンコーダカバー１２は、配線取り出し部１１３とは反対側（Ｘ２側）を向く開口部１２３を備える。開口部１２３は、端板部１２１および側板部１２２の周方向の一部を径方向と直交する平面で直線状に切り欠いた切り欠き部である。回路基板組１３は、Ｘ２側の端部がエンコーダカバー１２の外部に配置される。従って、基板６０は、開口部１２３の外側に配置される露出部分６１Ａと、エンコーダカバー１２に収容される収容部分６１Ｂを備える。回路基板組１３は、基板６０の露出部分６１Ａに配置されたコネクタ１８を備える。コネクタ１８をエンコーダカバー１２の外側に配置することにより、エンコーダカバー１２の高さを小さくすることができ、エンコーダ１０の全体高さを小さくすることができる。

【0037】

図６に示すように、エンコーダカバー１２の開口部１２３は、反出力側Ｌ２から見て回路基板組１３と重なる直線部１２７を備える。直線部１２７は、端板部１２１の端部であり、Ｙ方向に延びている。コネクタ１８は、長手方向をＹ方向に向けて、直線部１２７の中央部分に沿って配置される。直線部１２７の中央には、端板部１２１のエッジをＸ１側へ折り曲げた折り曲げ部１２８が設けられている。後述するように、エンコーダカバー１２とエンコーダケース１１の間には、コネクタ１８に接続されるエンコーダケーブル５が通るケーブル通路２３が設けられている。ケーブル通路２３はＸ方向に延びており、反出力側Ｌ２から見て直線部１２７の中央部分と重なっている。折り曲げ部１２８は、ケーブル通路２３に面した範囲に設けられている。

【0038】

エンコーダカバー１２は、導電性の固定部材１２５により、回路基板組１３に固定され
る。図４に示すように、エンコーダカバー１２には、端板部１２１を貫通する固定孔１２４が２箇所に設けられている。また、回路基板組１３には、エンコーダカバー１２の固定孔１２４と対向する２箇所に、固定孔１３２が設けられている。２本の固定部材１２５の一端を固定孔１３２に嵌め込み、他端をエンコーダカバー１２の固定孔１２４に嵌め込むことにより、エンコーダカバー１２が回路基板組１３に対して固定される。固定孔１２４、１３２は、周方向に離間した２箇所に設けられている。固定部材１２５はスプリングピンであり、固定部材１２５の端部は、固定孔１２４、１３２に圧入される。固定部材１２５としてスプリングピンを用いることにより、エンコーダカバー１２の周方向のがたつきが防止される。従って、固定部材１２５により、エンコーダカバー１２の周方向の位置決めを行うことができる。

【0039】

固定部材１２５は導電性の金属（例えば、ＳＵＳ）からなる導通部材である。固定孔１３２は基板６０に設けられており、２箇所のうちの１箇所は、基板６０上のエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続されるランドが設けられたグランドスルーホール１３３である。従って、２箇所の固定孔１３２に固定部材１２５を嵌め込むことにより、２本の固定部材１２５のうちの１本は、基板６０上のエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続される。

【0040】

エンコーダカバー１２は、導電性を有する磁性材からなり、シールド部材（第１シールド部材）として機能する。例えば、エンコーダカバー１２は鉄、パーマロイなどで形成されている。本形態では、エンコーダカバー１２は、ＳＰＣＣやＳＰＣＥなどの磁性金属板をプレス加工して形成されている。このように、磁性材で形成されたエンコーダカバー１２によって感磁素子１７を備えた回路基板組１３を覆うことにより、磁性材によって外乱磁界などの磁気ノイズおよび電磁波ノイズを吸収し、感磁素子１７およびエンコーダ回路を磁気ノイズおよび電磁波ノイズから遮蔽することができる。また、エンコーダカバー１２は、２本の固定部材１２５のうちの１本を介して、エンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続される。このように、シグナルグランド電位の部材によって回路基板組１３を覆うことにより、感磁素子１７およびエンコーダ回路をモータケース４からのフレームグランドノイズなどの電気的ノイズから遮蔽することができる。

【0041】

また、後述するように、回路基板組１３は、基板６０を出力側Ｌ１から覆う基板ホルダ５０を備えており、基板ホルダ５０には、感磁素子１７を覆うようにシールド部材８０（第２シールド部材）が取り付けられている。基板ホルダ５０およびシールド部材８０は、導電性の金属、例えばアルミからなり、エンコーダ回路のシグナルグランドと接続されている。従って、感磁素子１７およびエンコーダ回路は、磁石１６側からも電気的ノイズから遮蔽されているため、開口部１２３を除く全方位で電気的ノイズから遮蔽されている。

【0042】

（防塵部材）
図２に示すように、エンコーダカバー１２と基板６０との間には、開口部１２３を塞ぐ防塵部材１２６が配置される。防塵部材１２６は弾性部材からなり、回路基板組１３に対してエンコーダカバー１２を固定した状態では、エンコーダカバー１２の端板部１２１と基板６０との間で圧縮されている。図５～図７に示すように、防塵部材１２６は直線状の部材であり、開口部１２３の縁に沿って直線状に延びている。開口部１２３に防塵部材１２６を配置することにより、導電性の異物が基板６０上へ侵入することを抑制することができる。

【0043】

図６に示すように、防塵部材１２６は、開口部１２３の直線部１２７に沿ってＹ方向に延びている。図５に示すように、防塵部材１２６は、Ｘ方向の幅およびＺ方向の高さが一定の直方体状の部材である。防塵部材１２６の配置領域Ｃ（図２参照）は、基板６０の中心よりも開口部１２３側（Ｘ２側）である。後述するように、感磁素子１７は、基板６０
の中心に搭載された第１感磁素子１７１と、基板ホルダ５０のＸ１側の縁に配置された第２感磁素子１７２を備える。２つの感磁素子のうち、最もコネクタ１８側に配置される感磁素子は第１感磁素子１７１であり、防塵部材１２６は、第１感磁素子１７１の中心に対して開口部１２３側（Ｘ２側）に位置する。第２感磁素子１７２は、基板６０の中心に対して防塵部材１２６が配置される側とは反対側の端部に配置され、反出力側Ｌ２から見て防塵部材１２６と全く重ならない位置に配置されている。

【0044】

防塵部材１２６は絶縁性の多孔体である。例えば、防塵部材１２６は、ゴムやウレタン等の絶縁材料からなる発泡体である。本形態では、防塵部材１２６は半独立半連続気泡体であり、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）からなる。このように、防塵部材１２６はスポンジ状の柔らかい弾性部材であるため、基板６０とエンコーダカバー１２との間で両部材に密着する形状に変形して、開口部１２３を塞いでいる。防塵部材１２６は、組立前の形状はエンコーダカバー１２と基板６０との隙間より大きく、組み立てることによって圧縮されている。

【0045】

なお、防塵部材１２６として多孔体を用いる代わりに、絶縁性の充填剤をエンコーダカバー１２と基板６０との隙間に注入して隙間を塞いでもよい。例えば、充填剤として、常温で硬化するシリコーンゴム系の弾性接着剤を用いることができる。

【0046】

（ケーブル案内部材）
図２～図５に示すように、エンコーダケース１１とエンコーダカバー１２の間には、同一形状の２個のケーブル案内部材２０が配置される。ケーブル案内部材２０は、ＸＺ面と平行な案内面２１と、案内面２１とは反対側を向く円弧面２２を備える。２個のケーブル案内部材２０は、円弧面２２が同一円上に位置し、且つ、案内面２１がＹ方向に対向するように位置決めされて、エンコーダケース１１に固定される。エンコーダケース１１の端板部１１１には、２個のケーブル案内部材２０を図２、図３に示す配置で位置決めするための位置決め部が設けられている。

【0047】

図３に示すように、エンコーダケース１１は、端板部１１１から出力側Ｌ１へ突出する円弧状のリブ１１５と、リブ１１５の内周側に設けられた凸部１１６を備える。リブ１１５および凸部１１６は、ケーブル案内部材２０を位置決めするための位置決め部である。リブ１１５は、ケーブル案内部材２０の円弧面２２と接触し、凸部１１６は、ケーブル案内部材２０を貫通する位置決め孔２４に配置される。ケーブル案内部材２０は、例えば、接着剤によって端板部１１１に固定される。

【0048】

ケーブル案内部材２０は、弾性部材からなり、エンコーダカバー１２の端板部１２１とエンコーダケース１１の端板部１１１との間で圧縮される。ケーブル案内部材２０は、防塵部材１２６と同様に、絶縁性の多孔体である。本形態では、防塵部材１２６は独立気泡体であり、マイクロセルポリマーシートからなる。エンコーダカバー１２は、ケーブル案内部材２０の弾性復帰力により、エンコーダホルダ１４に押し付けられる。従って、振動等によってエンコーダカバー１２が回路基板組１３から外れるおそれを少なくすることができる。

【0049】

２個のケーブル案内部材２０の間の空間は、Ｘ方向に延びるケーブル通路２３となる。図２に示すように、回路基板組１３は、基板６０の中心を挟んで配線取り出し部１１３とは反対側の端部（Ｘ２側の端部）にコネクタ１８が配置され、コネクタ１８の差し込み口１８１は、配線取り出し部１１３とは反対側（Ｘ２側）を向いている。図２、図６に示すように、エンコーダケーブル５の先端に設けられたケーブル側コネクタ６は、配線取り出し部１１３とは反対側からコネクタ１８の差し込み口１８１に接続される。エンコーダケーブル５は、コネクタ１８からＸ２側へ引き出され、コネクタ１８のＸ２側でＸ１側へ折
り返す形状に屈曲させられ、ケーブル通路２３を通って配線取り出し部１１３へ引き回される。従って、エンコーダケーブル５は、コネクタ１８から配線取り出し部１１３とは反対側へ引き出されて配線取り出し部１１３の側へ折り返される第１部分５Ａと、ケーブル案内部材２０に沿って配線取り出し部１１３の側へ直線状に延びる第２部分５Ｂを備える。

【0050】

上記のように、エンコーダカバー１２の開口部１２３は、ケーブル通路２３に面した範囲に折り曲げ部１２８が設けられている。従って、エンコーダケーブル５は端板部１２１のエッジに接触することはなく、折り曲げ部１２８に接触するので、エンコーダケーブル５が損傷するおそれが少ない。

【0051】

（回路基板組）
図８は回路基板組１３を反出力側Ｌ２から見た分解斜視図であり、図９は回路基板組１３を出力側Ｌ１から見た分解斜視図である。図８、図９に示すように、回路基板組１３は、基板ホルダ５０と、基板ホルダ５０に対して反出力側Ｌ２から当接する基板６０と、基板ホルダ５０に対して基板６０を固定する導電性の固定部材７０と、基板ホルダ５０に出力側Ｌ１から固定されるシールド部材８０を備える。基板６０は、中心軸線Ｌ方向に見て略円形であり、Ｘ２側の縁にコネクタ１８が搭載されている。コネクタ１８は、基板６０の縁を直線状に切り欠いた直線部６１に沿って配置されている。基板ホルダ５０は、中心軸線Ｌ方向に見て基板６０と略同一形状であり、基板６０と基板ホルダ５０は、中心軸線Ｌ方向に当接する。

【0052】

基板６０には、基板ホルダ５０に対する固定用の固定孔６２が２箇所に形成されている。２箇所の固定孔６２は、基板ホルダ５０の中心を挟んで反対側に配置されている。また、２箇所の固定孔６２のうちの一方は、基板６０に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続されたグランドスルーホール６２１である。なお、２箇所の固定孔６２のどちらをグランドスルーホール６２１にしても良い。また、固定孔６２を３か所以上設け、３か所で基板６０と基板ホルダ５０を固定してもよい。

【0053】

基板ホルダ５０は、基板６０と対向する平面部５３と、平面部５３の外周縁から反出力側Ｌ２に立ち上がる縁部５４を備える。平面部５３には、基板６０の固定孔６２と対向する２箇所に固定孔５１が形成されている。固定部材７０の一端および他端を、それぞれ、基板６０の固定孔６２と基板ホルダ５０の固定孔５１に嵌め込むことにより、基板ホルダ５０に基板６０が固定される。固定部材７０はスプリングピンである。固定部材７０としてスプリングピンを用いることにより、基板ホルダ５０に対する基板６０のがたつきが防止される。また、上記のように、固定部材７０は導電性の金属、例えばＳＵＳで形成された導通部材であり、固定孔６２のうちの１つはグランドスルーホール６２１であるため、固定部材７０を介して基板ホルダ５０に基板６０が取り付けられると、固定部材７０およびグランドスルーホール６２１を介して、基板ホルダ５０が基板６０に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続される。なお、固定部材７０を半田接合により固定孔６２に固定してもよい。

【0054】

基板ホルダ５０には、エンコーダホルダ１４のボス部１４４に対応する３か所に基板固定ねじ６５を通すためのボス部５２が形成されている。本形態では、ボス部５２の反出力側Ｌ２の先端面が、基板６０と当接する当接面となっている。また、ボス部５２の出力側Ｌ１の端面は、エンコーダホルダ１４と当接する当接面となっている。

【0055】

基板６０には、ボス部５２と対向する３か所に固定孔６３が形成されている。回路基板組１３は、３本の基板固定ねじ６５をそれぞれ基板６０の固定孔６３および基板ホルダ５０のボス部５２に通して、その先端をエンコーダホルダ１４のボス部１４４にねじ止めす
ることにより、エンコーダホルダ１４に固定される。エンコーダホルダ１４は樹脂などの絶縁材からなる。従って、エンコーダホルダ１４を介して第１軸受ホルダ４２Ａに回路基板組１３を固定すると、基板ホルダ５０は第１軸受ホルダ４２Ａから絶縁される。

【0056】

基板６０は、反出力側Ｌ２を向く反出力側基板面６０ａ、および、出力側Ｌ１を向く出力側基板面６０ｂを備える。反出力側基板面６０ａには、エンコーダ回路を構成する回路素子、エンコーダケーブル５を接続するためのコネクタ１８、および、接続端子１７３などが搭載されている。接続端子１７３は、基板６０の外周縁に配置され、基板６０の中心を挟んでコネクタ１８とは反対側に配置されている。基板６０の外周縁には、接続端子１７３の径方向外側に切り欠き部６４が形成されている。図９に示すように、感磁素子１７は、出力側基板面６０ｂの中央に配置される第１感磁素子１７１、および、フレキシブル配線基板１７４を介して接続端子１７３と接続される第２感磁素子１７２を備える。フレキシブル配線基板１７４は、基板６０の切り欠き部６４を通り、基板６０の出力側Ｌ１に引き回されている。第１感磁素子１７１および第２感磁素子１７２は、それぞれ、基板６０上に構成されたエンコーダ回路のシグナルグランドと接続されるグランド端子（図示省略）を備える。また、出力側基板面６０ｂには、第１感磁素子１７１の近傍に２つのホール素子１７５が搭載されている。２つのホール素子１７５は、感磁素子１７の位置を基準として９０度離れた角度位置に配置されている。

【0057】

基板ホルダ５０の平面部５３の中央には、円形の貫通孔５６が形成されている。また、平面部５３の出力側Ｌ１の面には、出力側Ｌ１に突出する段差部５７が形成されている。段差部５７は、貫通孔５６を囲む領域から平面部５３の外周縁に向かって帯状に延びている。段差部５７には、略矩形の貫通孔５８が形成されている。基板ホルダ５０に基板６０を固定したとき、貫通孔５６に第１感磁素子１７１およびホール素子１７５が配置される。また、貫通孔５８には、フレキシブル配線基板１７４を介して基板６０上の接続端子１７３と接続された第２感磁素子１７２が配置される。第２感磁素子１７２は、貫通孔５８の縁に固定され、基板ホルダ５０に搭載されている。

【0058】

後述するように、磁石組立体１５の反出力側Ｌ２の先端には、円形の第１磁石１６１、および、第１磁石１６１と同軸に配置される環状の第２磁石１６２が配置される。回路基板組１３をエンコーダホルダ１４に対して固定すると、図２、図３に示すように、第１感磁素子１７１と第１磁石１６１が対向し、第２感磁素子１７２と第２磁石１６２が対向する。エンコーダ１０は、第１感磁素子１７１の出力側Ｌ１の表面と第１磁石１６１との間、および、第２感磁素子１７２の出力側Ｌ１の表面と第２磁石１６２の間に所定のギャップが形成されるように組み立てられている。後述するように、本形態では、エンコーダホルダ１４の基準面Ｐを基準として磁石組立体１５および回路基板組１３を位置決めすることにより、感磁素子１７と磁石１６とのギャップを精度良く管理する。

【0059】

第１感磁素子１７１およびその近傍に配置される２個のホール素子１７５と第１磁石１６１は、１回転で得られる第１感磁素子１７１の出力の周期を２個のホール素子１７５により判別することでアブソリュートエンコーダとして機能する。一方、第２感磁素子１７２と第２磁石１６２は、１回転で複数周期の出力が得られるため、インクリメンタルエンコーダとして機能する。エンコーダ１０は、これらの２組のエンコーダの出力を処理することにより、高分解能で、且つ、高精度な位置検出を行うことができる。

【0060】

（シールド部材）
シールド部材８０は、基板ホルダ５０の段差部５７に出力側Ｌ１から取り付けられている。シールド部材８０は可撓性のシート材であり、段差部５７に形成された貫通孔５６および貫通孔５８を完全に塞ぐ大きさである。段差部５７は出力側Ｌ１を向くシールド取付面５９を備えており、シールド部材８０は、導電性接着剤を介してシールド取付面５９に
固定される。上記のように、シールド部材８０は、基板ホルダ５０と同様に、導電性の非磁性金属、例えばアルミで形成されている。このため、シールド部材８０は、基板ホルダ５０を介して、基板６０に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続される。

【0061】

シールド部材８０は、貫通孔５６に配置された第１感磁素子１７１、および、貫通孔５８に配置された第２感磁素子１７２を覆っている。従って、第１感磁素子１７１および第２感磁素子１７２は、シールド部材８０を介して第１磁石１６１および第２磁石１６２と対向する。基板ホルダ５０にシールド部材８０を取り付けたことにより、第１感磁素子１７１と第２感磁素子１７２は、シグナルグランド電位の部材（基板ホルダ５０およびシールド部材８０）によってモータ３から遮蔽される。従って、第１磁石１６１および第２磁石１６２との隙間から回り込んでくるフレームグランドノイズや電源ノイズなどを効果的に遮蔽できる。なお、第１感磁素子１７１と第２感磁素子１７２は、シールド部材８０を介して第１磁石１６１および第２磁石１６２と対向するが、シールド部材８０は非磁性金属であるため、電磁波ノイズについては良好に遮蔽しつつ、磁気式のエンコーダとしての機能が損なわれることはない。

【0062】

（磁石組立体）
図１０は、磁石組立体の分解斜視図である。磁石組立体１５は、磁石ホルダ１９と、磁石ホルダ１９に保持される磁石１６を備える。図１０に示すように、磁石ホルダ１９は、略円板状の磁石保持部１９１と、磁石保持部１９１の中心から出力側Ｌ１へ突出する筒状の軸部１９２を備える。軸部１９２には、回転軸２の先端が圧入、接着剤、および止めねじの何れか、あるいは、これらを併用して固定される。図２、図３に示すように、本形態では、軸部１９２を径方向に貫通するねじ孔１９５に止めねじ１９６が締め込まれ、軸部１９２の中心を通る軸孔１９７に配置される回転軸２を側面から固定する。図１０に示すように、磁石１６は、磁石保持部１９１の中央に形成された凹部に嵌合する円形の第１磁石１６１、および、磁石保持部１９１の外周縁に形成された段部に嵌合する環状の第２磁石１６２を備える。

【0063】

磁石ホルダ１９は鉄などの磁性材からなる。磁石保持部１９１は、第１磁石１６１と第２磁石１６２の磁気干渉を抑制するためのシールド部１９３と、第２磁石１６２の出力側Ｌ１に位置するヨーク部１９４を備える。磁石組立体１５において、第１磁石１６１と第２磁石１６２は径方向に離間しており、シールド部１９３は、第１磁石１６１と第２磁石１６２の間に配置される。シールド部１９３は、反出力側Ｌ２に突出する環状凸部であり、ヨーク部１９４は、第２磁石１６２の出力側Ｌ１において径方向外側へ環状に延びている。

【0064】

第１磁石１６１は、反出力側Ｌ２を向く着磁面１６１ａを備えており、着磁面１６１ａは、シールド部１９３の先端面１９３ａより出力側Ｌ１に凹んだ位置に位置する（図１３参照）。また、第２磁石１６２は、反出力側Ｌ２を向く着磁面１６２ａを備えており、着磁面１６２ａは、シールド部１９３の先端面１９３ａより反出力側Ｌ２（第２感磁素子１７２側）へ突出した位置に位置する（図１３参照）。第１磁石１６１と第２磁石１６２は、シールド部１９３と径方向に接している。また、シールド部１９３は、中心軸線Ｌ方向（すなわち、回転軸２の軸線方向）の高さが径方向の幅より小さい幅広の凸部である。

【0065】

図１１は、第１磁石１６１と第２磁石の着磁分極線の位置を示す説明図であり、磁石組立体１５を反出力側Ｌ２から見た平面図である。第１磁石１６１は周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁されている。一方、第２磁石１６２はＮ極とＳ極が周方向に交互に複数極ずつ着磁されている。図１１に示す例では、第２磁石１６２には、６４の磁極対が設けられている。なお、磁極対の数は６４に限定されない。また、第２磁石１６２の磁極は、Ｎ極
とＳ極が周方向に交互に並ぶと共に、Ｎ極とＳ極が径方向に交互に並んでいる。すなわち、第２磁石１６２は、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に並ぶ第１磁極群と、第１磁極群の内周側でＮ極とＳ極が周方向に交互に並ぶ第２磁極群を備えており、第１磁極群におけるＮ極の角度位置は、第２磁極群におけるＳ極の角度位置と一致し、第１磁極群におけるＳ極の角度位置は、第２磁極群におけるＮ極の角度位置と一致する。言い換えれば、第２磁石１６２は、Ｎ極とＳ極が千鳥状に並ぶように着磁されている。

【0066】

磁石組立体１５は、第１磁石１６１と第２磁石１６２の着磁分極線の位置が一致していない。図１１に示すように、第１磁石１６１の着磁分極線Ｍ１は、第２磁石１６２のＮ極領域もしくはＳ極領域の周方向の中央（すなわち、周方向で隣り合う着磁分極線Ｍ２の中間点）と同一の角度位置に位置する。磁石ホルダ１９は、着磁分極線Ｍ１、Ｍ２の位置を目標位置に合わせるための位置基準を備える。本形態では、位置基準となる目印を備えており、目印は、シールド部１９３の先端面１９３ａに設けられたケガキ線１９８である。ケガキ線１９８は径方向に延びており、径方向で反対側の２箇所に設けられている。ケガキ線１９８の角度位置は、第１磁石１６１の着磁分極線Ｍ１の目標位置と一致する。

【0067】

なお、着磁分極線Ｍ１、Ｍ２の位置を合わせるために磁石ホルダ１９に設ける位置基準は、ケガキ線１９８とは異なるものでもよい。例えば、凹部や凸部、あるいは切り欠きを位置基準とすることができる。また、第１磁石１６１の側に位置基準と嵌合する形状を設けることにより、機械的な嵌め合いによって位置決めを行うことができる。

【0068】

（磁石組立体の製造方法）
図１２は、磁石組立体１５の製造方法のフローチャートである。磁石組立体１５は、着磁分極線Ｍ１、Ｍ２の角度位置が一致しない位置関係となるように第１磁石１６１と第２磁石１６２の磁極の目標位置を設定して製造される。図１１に示すように、第１磁石１６１の目標位置は、着磁分極線Ｍ１とケガキ線１９８（位置基準となる目印）の角度位置が一致する位置である。また、第２磁石１６２の目標位置は、Ｎ極領域もしくはＳ極領域の周方向の中央（周方向で隣り合う着磁分極線Ｍ２の中間点）とケガキ線１９８の角度位置とが一致する位置である。

【0069】

図１２に示すように、ステップＳＴ１１では、磁石ホルダ１９に対して着磁済みの第１磁石１６１を位置決めして固定する。このとき、ケガキ線１９８を基準として、第１磁石１６１の着磁分極線Ｍ１とケガキ線１９８の角度位置とを一致させることにより第１磁石１６１の周方向の位置決めを行うと共に、第１磁石１６１の着磁面１６１ａが、シールド部１９３の先端面１９３ａよりも出力側Ｌ１に凹んだ位置に配置されるように、中心軸線Ｌ方向の位置決めを行う。磁石保持部１９１に対する第１磁石１６１の固定は、圧入、接着剤等の方法で行う。

【0070】

次に、第２ステップＳＴ１２では、着磁前の第２磁石１６２を磁石保持部１９１の外周縁の段部に固定する。このとき、第２磁石１６２は着磁前であるため周方向の位置決めは行わないが、反出力側Ｌ２の表面（着磁面１６２ａとなる面）が、シールド部１９３の先端面１９３ａよりも反出力側Ｌ２へ突出した位置に配置されるように、第２磁石１６２の中心軸線Ｌ方向の位置決めを行って固定する。磁石保持部１９１に対する第２磁石１６２の固定は、圧入、接着剤等の方法で行う。

【0071】

続いて、第３ステップＳＴ１３では、磁石保持部１９１に固定された第２磁石１６２を着磁機にセットし、ケガキ線１９８を基準として、着磁分極線Ｍ２の位置が図１１に示す配置となるように、第２磁石１６２を着磁する。すなわち、周方向で隣り合う着磁分極線Ｍ２の中間点が着磁分極線Ｍ１の角度位置と一致するように、第２磁石１６２を着磁する。このように、位置基準となるケガキ線１９８を設けておくことにより、着磁分極線Ｍ１
、Ｍ２の位置精度を高めることができる。

【0072】

（感磁素子と磁石とのギャップ管理）
図１３は、磁石組立体１５および回路基板組１３の位置決め構造を示す部分分解断面図であり、図６のＤ－Ｄ位置で切断した部分分解断面図である。エンコーダ１０は、感磁素子１７と磁石１６とのギャップを精度良く管理するため、エンコーダホルダ１４に設けられた基準面Ｐを基準として、磁石組立体１５と回路基板組１３が組み立てられている。上記のように、基準面Ｐは、回路基板組１３が当接するボス部１４４の先端面である。図７に示すように、基準面Ｐは、周方向に離間した３箇所に設けられている。

【0073】

図１３に示すように、磁石組立体１５は、第１磁石１６１の着磁面１６１ａの位置Ｈ１と、シールド部１９３の先端面１９３ａの位置Ｈ２と、第２磁石１６２の着磁面１６２ａの位置Ｈ３とが中心軸線Ｌ方向で異なる。磁石組立体１５において、最も反出力側Ｌ２に位置する面は、第２磁石１６２の着磁面１６２ａである。磁石組立体１５は、基準面Ｐと第２磁石１６２の着磁面１６２ａとが中心軸線Ｌ方向で所定の位置関係となる位置に位置決めされて、回転軸２に固定される。本形態では、基準面Ｐと着磁面１６２ａとが同一面上に位置する位置関係となる位置に磁石組立体１５が位置決めされて回転軸２に固定される。

【0074】

このように、基準面Ｐと着磁面１６２ａとを同一面上に配置した後、基準面Ｐに回路基板組１３のボス部５２を当接させて固定する場合には、第２感磁素子１７２のセンサ面１７２ａと着磁面１６２ａとのギャップＧは、図１３に示すように、回路基板組１３におけるボス部５２の先端面とセンサ面１７２ａとの高低差と一致する。第２感磁素子１７２は、基板ホルダ５０のシールド取付面５９とセンサ面１７２ａとを同一面上に位置決めして取り付けられている。つまり、回路基板組１３において、シールド取付面５９は、基板ホルダ５０に設けられたセンサ基準面である。従って、センサ面１７２ａと着磁面１６２ａとのギャップＧは、基板ホルダ５０におけるシールド取付面５９（センサ基準面）とボス部５２の先端面との高低差であるため、ギャップＧの管理は、基板ホルダ５０の寸法精度を管理することにより行うことができる。本形態では、基板ホルダ５０はアルミ製であるため、容易に加工精度を高めることができる。従って、ギャップＧを精度良く管理することができる。

【0075】

図１４は、磁石組立体１５および回路基板組１３の組立方法のフローチャートである。図１４に示すように、ステップＳＴ２２では、エンコーダホルダ１４をモータケース４（第１軸受ホルダ４２Ａ）に対して固定する。次に、ステップＳＴ１２では、エンコーダホルダ１４に設けられた基準面Ｐと第２磁石１６２の着磁面１６２ａとが所定の位置関係となる位置に磁石組立体１５を位置決めする。本形態では、平板状の治具１００を用いてこの位置決めを行う。例えば、治具１００に設けられた位置決め面１０１を基準面Ｐに当接させると共に、第２磁石１６２の着磁面１６２ａを位置決め面１０１に当接させる。

【0076】

続いて、ステップＳＴ２３では、磁石組立体１５を回転軸２に固定する。本形態では、エンコーダホルダ１４の貫通部１４８から、ドライバなどの固定用工具を用いて磁石ホルダ１９の軸部１９２に設けられたねじ孔１９５にアクセスして、止めねじ１９６をねじ孔１９５に締め込む。これにより、止めねじ１９６の先端によって回転軸２が磁石ホルダ１９の軸孔１９７の内周面に押し付けられ、磁石ホルダ１９が回転軸２に固定される。ねじ孔１９５は、周方向に離間した２か所に設けられ、各ねじ孔１９５に止めねじ１９６がねじ止めされる。そのため、エンコーダホルダ１４には、磁石ホルダ１９に設けられた２か所のねじ孔１９５の角度間隔と同一の角度間隔で、２か所に貫通部１４８が設けられている。

【0077】

次に、ステップＳＴ２４では、回路基板組１３をエンコーダホルダ１４に固定する。このとき、エンコーダホルダ１４に設けられた３箇所の基準面Ｐに対して回路基板組１３のボス部５２を当接させて中心軸線Ｌ方向の位置決めを行う。また、周方向の位置決めは、上記の位置決めピン６６によって行う。位置決め後、基板固定ねじ６５（図４参照）によって、回路基板組１３をエンコーダホルダ１４に固定する。これにより、第２磁石１６２の着磁面１６２ａと、第２感磁素子１７２のセンサ面１７２ａとが所定のギャップＧで対向するとともに、第２磁石１６２の着磁面１６２ａと、第２感磁素子１７２のセンサ面１７１ａとが所定のギャップで対向する。

【0078】

（ターミナル部材）
エンコーダケーブル５は、複数の信号線を金属製の網状のシールドで覆ったシールドケーブルである。エンコーダケーブル５の端部には、信号線から絶縁されて信号線を覆うシールドと接続されたフレームグランド線が複数の信号線と並んで引き出されている。フレームグランド線は、基板６０上にエンコーダ回路と絶縁されて設けられたパターンおよびターミナル部材９を介して、モータ３のフレームグランド電位と電気的に接続される。

【0079】

図６、図７に示すように、エンコーダホルダ１４を第１軸受ホルダ４２Ａに固定する３本のホルダ固定ねじ１４５のうちの１本は、エンコーダホルダ１４の脚部１５０とターミナル部材９とを重ねて固定するターミナル固定ねじ１４５Ａとなっている。エンコーダホルダ１４の胴部１４０のＸ２側の部分には、出力側Ｌ１へ凹んだ形状の切り欠き部１４９が設けられている。切り欠き部１４９の外周側には３箇所の脚部１５０のうちの１つが配置され、ターミナル部材９は切り欠き部１４９および脚部１５０と重なっている。

【0080】

ターミナル部材９は導電性の板金部材であり、本形態では、銅製である。ターミナル部材９は、エンコーダホルダ１４の切り欠き部１４９から脚部１５０の上へ延びる固定部９１と、固定部９１から回路基板組１３の側へ延びる腕部９２を備える。固定部９１には、脚部１５０に設けられた固定孔１４７（図５参照）と重なる長孔９３が設けられている。固定部９１は、導電性の固定部材であるターミナル固定ねじ１４５Ａの頭部と脚部１５０との間に挟まれ、ターミナル固定ねじ１４５Ａによって脚部１５０と共に第１軸受ホルダ４２Ａにねじ止めされる。従って、ターミナル部材９は、ターミナル固定ねじ１４５Ａを介してモータケース４のフレームグランドと電気的に接続される。

【0081】

基板６０には、コネクタ１８と周方向で並ぶ位置に第１貫通孔７が形成されている。また、基板ホルダ５０には、基板６０の第１貫通孔７と中心軸線Ｌ方向で重なる位置に第２貫通孔８が形成されている。ターミナル部材９の腕部９２は、固定部９１から周方向に延びる第１部分９４と、第１部分９４に対して略直角に屈曲して反出力側Ｌ２へ延びる第２部分９５を備える。回路基板組１３をエンコーダホルダ１４に固定すると、第２部分９５の先端部９６が第１貫通孔７および第２貫通孔８に配置される。第２部分９５の先端部９６を第１貫通孔７に半田付けすると、ターミナル部材９は、第１貫通孔７の縁に設けられたランド７ａと電気的に接続される。

【0082】

図２、図６に示すように、エンコーダケーブル５の端部には、基板６０上のコネクタ１８に接続されるケーブル側コネクタ６が設けられている。ケーブル側コネクタ６は、複数の信号線およびフレームグランド線のそれぞれに対応する端子を備える。

【0083】

図８に示すように、基板６０上のコネクタ１８には、複数の端子接続部１８２がコネクタ１８の幅方向に一列に並んで設けられている。複数の端子接続部１８２のうちの１箇所の端子接続部１８２ｂは、基板６０に設けられたパターンを介して、第１貫通孔７の縁に設けられたランド７ａと電気的に接続されている。また、他の端子接続部１８２ａの一部あるいは全部が、基板６０上に設けられたエンコーダ回路と接続されている。ここで、ラ
ンド７ａと端子接続部１８２ｂとを接続するパターンは、エンコーダ回路および他の端子接続部１８２ａからは絶縁され、エンコーダ回路のシグナルグランドとは絶縁されている。なお、第１貫通孔７は、パターンと電気的に接続されたスルーホールであってもよい。

【0084】

ケーブル側コネクタ６を基板６０上のコネクタ１８に接続すると、エンコーダケーブル５のフレームグランド線に対応する端子は、ランド７ａと電気的に接続されている端子接続部１８２ｂと接続される。従って、エンコーダケーブル５のフレームグランド線は、ランド７ａおよび基板６０上のパターンを介して、第１貫通孔７に半田付けされたターミナル部材９と電気的に接続され、ターミナル部材９を介して、モータケース４のフレームグランドと接続される。一方、基板ホルダ５０に形成された第２貫通孔８は基板６０の第１貫通孔７より一回り大きく、ターミナル部材９は第２貫通孔８の縁とは接触しない。従って、基板ホルダ５０は、ターミナル部材９を介してモータケース４のフレームグランドと電気的に接続されることはない。

【0085】

このように、本形態では、エンコーダケーブル５を基板６０に接続する際に、ケーブル側コネクタ６を基板６０上のコネクタ１８に差し込むだけで、エンコーダケーブル５がモータケース４のフレームグランドと電気的に接続される。エンコーダケーブル５をモータケース４のフレームグランドと電気的に接続することにより、エンコーダケーブル５の外部から侵入する電気的ノイズの遮蔽効果を高めることができる。従って、エンコーダ１０のノイズ耐性を高めることができる。

【0086】

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態のエンコーダ１０は、磁石組立体１５と、第１感磁素子１７１および第２感磁素子１７２を備える回路基板組１３と、エンコーダホルダ１４を有する。磁石組立体１５は、回転軸２と一体に回転する磁石ホルダ１９と、磁石ホルダ１９に固定される第１磁石１６１および第２磁石１６２と、を有し、第１磁石１６１は、周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁され、且つ、第１感磁素子１７１に対向し、第２磁石１６２は、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に複数着磁され、且つ、第２感磁素子１７２に対向する。磁石ホルダ１９は、径方向に離間した第１磁石１６１と第２磁石１６２の間に位置するシールド部１９３を備えた磁性材からなり、第１磁石１６１の着磁面１６１ａは、シールド部１９３の先端面１９３ａよりも凹んだ位置にある。

【0087】

本形態では、このように、シールド部１９３が磁石ホルダ１９と一体の磁性材であるため、シールド部１９３と第１磁石１６１および第２磁石１６２との位置精度を高めることができる。従って、第１感磁素子１７１および第２感磁素子１７２と第１磁石１６１および第２磁石１６２とのギャップを精度良く管理できる。従って、角度検出の精度を高めることができる。また、第１磁石１６１の着磁面１６１ａをシールド部１９３の先端面１９３ａより低くしているので、第１磁石１６１と第２磁石１６２との磁気干渉を効果的に抑制できる。従って、磁気干渉による角度検出の精度低下を抑制できる。

【0088】

本形態では、第２磁石１６２の着磁面１６２ａは、シールド部１９３の先端面１９３ａよりも突出した位置にある。従って、第２磁石１６２の着磁面１６２ａが磁石組立体１５の中で最も反出力側Ｌ２に突出した位置にあるので、第２磁石１６２の着磁面１６２ａを基準にして、磁石組立体１５の位置決めを行うことができる。これにより、第２磁石１６２と第２感磁素子１７２とのギャップを精度良く管理できるため、角度検出の精度を高めることができる。また、第２磁石を磁石ホルダに固定後に着磁することもできる。

【0089】

なお、着磁面１６２ａは、シールド部１９３の先端面１９３ａと同一面上であってもよい。着磁面１６２ａと先端面１９３ａが同一面上であっても、着磁面１６２ａが最も反出力側Ｌ２に突出した位置にあることに変わりはない。従って、着磁面１６２ａを基準にし
て、磁石組立体１５の位置決めを行うことができる。よって、第２磁石１６２と第２感磁素子１７２とのギャップを精度良く管理できるため、角度検出の精度を高めることができる。

【0090】

本形態では、磁石ホルダ１９は、第２磁石１６２に対して第２感磁素子１７２とは反対側に位置するヨーク部１９４を備える。第２磁石１６２の背面側にヨーク部１９４を配置することにより、第２磁石１６２を磁石ホルダ１９に固定した状態で第２磁石１６２に着磁する際、着磁用の磁束を第２磁石１６２の背面側へ飛ばすことができる。従って、第２磁石１６２を磁石ホルダ１９に固定した状態で着磁できるため、第２磁石１６２の磁極位置が第２磁石１６２の取付時にずれることを回避できる。すなわち、着磁前の第２磁石を固定した状態で第２磁石の位置がずれたとしても、固定後に着磁することで、第２磁石の着磁中心と磁石ホルダ中心を合わせることができ、着磁の偏芯を抑制することができる。

【0091】

本形態では、シールド部１９３は、中心軸線Ｌ方向の高さが径方向の幅より小さい幅広の形状であるため、第１磁石１６１と第２磁石１６２の間に必要な間隔を確保できる。また、シールド部１９３は、第１磁石１６１と第２磁石１６２との間に隙間なく配置でき、第１磁石１６１および第２磁石１６２と径方向に接している。従って、第１磁石１６１および第２磁石１６２とシールド部１９３とを接触させて位置決めできるため、第１磁石１６１および第２磁石１６２の位置決めが容易である。

【0092】

本形態では、磁石組立体１５を製造する際、着磁前の第２磁石１６２を磁石ホルダ１９に固定した後、第２磁石１６２の着磁面１６２ａにＮ極とＳ極を周方向に交互に複数着磁する。このように、磁石ホルダ１９への取付後に着磁することにより、第２磁石１６２の磁極位置が第２磁石１６２の取付時にずれることを回避できる。

【0093】

本形態では、エンコーダホルダ１４に設けられた基準面Ｐと第２磁石１６２の着磁面１６２ａとが所定の位置関係（例えば、同一面上）に位置するように磁石組立体１５が位置決めされて回転軸２に固定される。また、回路基板組１３は、エンコーダホルダ１４の基準面Ｐに当接して固定される。従って、エンコーダホルダと磁石ホルダ１９の寸法精度が低くても、基準面に対して着磁面１６２ａを精度良く位置決めできるため、磁石１６と感磁素子１７のギャップを精度良く管理することができる。また治具を単純な形状にすることができるため、安価な治具を使用してエンコーダを組み立てることができる。

【0094】

本形態では、磁石ホルダ１９は、回転軸２が配置される軸孔１９７と、軸孔１９７を囲む部分を貫通するねじ孔１９５を備える。また、エンコーダホルダ１４は、磁石ホルダ１９が配置される磁石配置孔１４１を囲む胴部１４０を径方向に貫通する貫通部１４８を備える。従って、エンコーダホルダ１４の高さの範囲内での作業によってエンコーダホルダ１４の内周側へアクセスできるため、エンコーダホルダ１４の高さの範囲内で磁石ホルダ１９の固定作業を行うことができる。従って、固定作業を行うスペースを確保するために、エンコーダ１０が大型化することを抑制できる。

【0095】

本形態では、回路基板組１３は、基板６０に対して磁石１６と同じ側に配置される基板ホルダ５０を備えており、基板ホルダ５０を基準面Ｐに当接させて、回路基板組１３をエンコーダホルダ１４に固定する。また、基板ホルダ５０に設けられたセンサ基準面であるシールド取付面５９に対して第２感磁素子１７２のセンサ面１７２ａが位置決めされる。例えば、本形態では、センサ面１７２ａとシールド取付面５９とが同一面上に配置されるように回路基板組１３が組み立てられている。従って、基板ホルダ５０に対する第２感磁素子１７２の位置精度が高いため、基板ホルダ５０が当接する基準面Ｐに対する第２感磁素子１７２の位置精度が高い。よって、第２磁石１６２と第２感磁素子１７２とのギャップＧを精度良く管理することができる。

【0096】

（変形例）
（１）上記形態では、回路基板組１３が基板６０と基板ホルダ５０を備えており、第１感磁素子１７１は基板６０に搭載され、第２感磁素子１７２は基板ホルダ５０に固定されてフレキシブル配線基板１７４によって基板６０に接続されているが、回路基板組１３は、基板ホルダ５０を備えていない構成であってもよい。例えば、第１感磁素子１７１および第２感磁素子１７２を基板６０に搭載し、エンコーダホルダ１４に基板６０を当接させて固定する構造を採用してもよい。

【0097】

（２）第２磁石１６２の着磁を磁石ホルダ１９に固定する前に行い、ケガキ線１９８と着磁分極線Ｍ２の周方向の位置が一致しないように第２磁石１６２の周方向の位置決めを行い、第２磁石１６２を磁石ホルダ１９に固定する製造方法を採用してもよい。

【符号の説明】

【0098】

１…エンコーダ付きモータ、２…回転軸、３…モータ、４…モータケース、５…エンコーダケーブル、５Ａ…第１部分、５Ｂ…第２部分、６…ケーブル側コネクタ、７ａ…ランド、７…第１貫通孔、８…第２貫通孔、９…ターミナル部材、１０…エンコーダ、１１…エンコーダケース、１２…エンコーダカバー、１３…回路基板組、１４…エンコーダホルダ、１５…磁石組立体、１６…磁石、１７…感磁素子、１８…コネクタ、１９…磁石ホルダ、２０…ケーブル案内部材、２１…案内面、２２…円弧面、２３…ケーブル通路、２４…位置決め孔、４１…筒状ケース、４２Ａ…第１軸受ホルダ、４３…軸受、４４…円形凹部、４５…フランジ、４６…環状壁、４７…プレート、４８…貫通孔、５０…基板ホルダ、５１…固定孔、５２…ボス部、５３…平面部、５４…縁部、５６…貫通孔、５７…段差部、５８…貫通孔、５９…シールド取付面、６０…基板、６０ａ…反出力側基板面、６０ｂ…出力側基板面、６１…直線部、６１Ａ…露出部分、６１Ｂ…収容部分、６２、６３…固定孔、６４…切り欠き部、６５…基板固定ねじ、６６…位置決めピン、７０…固定部材、８０…シールド部材、９０…折り曲げ位置、９１…固定部、９２…腕部、９３…長孔、９４…第１部分、９５…第２部分、９６…先端部、１００…治具、１０１…位置決め面、１１１…端板部、１１２…側板部、１１３…配線取り出し部、１１４…シール部材、１１５…リブ、１１６…凸部、１１７…切り欠き部、１１８…保持部材、１１９…エンコーダケーブルホルダ、１２１…端板部、１２２…側板部、１２３…開口部、１２４…固定孔、１２５…固定部材、１２６…防塵部材、１２７…直線部、１２８…折り曲げ部、１３１…位置決め孔、１３２…固定孔、１３３…グランドスルーホール、１４０…胴部、１４１…磁石配置孔、１４３…環状面、１４４…ボス部、１４５…ホルダ固定ねじ、１４５Ａ…ターミナル固定ねじ、１４６…位置決め孔、１４７…固定孔、１４８…貫通部、１４９…切り欠き部、１５０…脚部、１６１…第１磁石、１６１ａ…着磁面、１６２…第２磁石、１６２ａ…着磁面、１７１…第１感磁素子、１７１ａ…センサ面、１７２…第２感磁素子、１７２ａ…センサ面、１７３…接続端子、１７４…フレキシブル配線基板、１７５…ホール素子、１８１…差し込み口、１８２、１８２ａ、１８２ｂ…端子接続部、１９１…磁石保持部、１９２…軸部、１９３…シールド部、１９３ａ…先端面、１９４…ヨーク部、１９５…ねじ孔、１９６…止めねじ、１９７…軸孔、１９８…ケガキ線、４７１…切り欠き、６２１…グランドスルーホール、Ｃ…防塵部材の配置領域、Ｇ…ギャップ、Ｌ…中心軸線、Ｌ１…出力側、Ｌ２…反出力側、Ｍ１…第１磁石の着磁分極線、Ｍ２…第２磁石の着磁分極線、Ｐ…基準面

【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】