磁気エンコーダリング：EV・ロボット産業での中国の躍進

2025年、中国のエンコーダ磁気リングは大きな進歩を遂げ、費用対効果の面で世界をリードしています。多くの海外の研究者は、中国の強力なロボット工学、自動車、および四足歩行ロボット製造能力が、完全で非常に費用対効果の高い磁気エンコーダサプライチェーンによって支えられていることを過小評価しています。

Contents hide

背景：中国の改革開放期に産業オートメーションが登場し始めましたが、エンコーダは主に輸入（例：日本やドイツのブランド）されていました。松明計画（1988年）のような国家資金による取り組みが初期の研究助成金を提供しましたが、ローエンドの用途に焦点を当てていました。
磁気リング技術：
- 初期の磁気リングは、インクリメンタルエンコーダで使用される単純な着磁ループであり、低精度（通常1,000 PPR未満）でした。
- フェライトが主要な材料であり、耐熱性とEMI耐性が限られていました。1995年の「九五計画」では、エンコーダがCNC工作機械の戦略的コンポーネントとして明示的に特定されました。
国産化の取り組み：いくつかの研究機関（例：中国科学院、ハルビン工業大学）がエンコーダ用磁性材料の研究を開始しましたが、産業化は限定的でした。長春光学精密機械研究所の1998年のプロトタイプは±0.3°の精度を達成し、中国初の文書化されたブレークスルーとなりました。

市場の推進力：CNC工作機械とサーボモーターの需要の高まりが、国内のエンコーダ生産を刺激しました。WTO加盟後（2001年）、CNC工作機械の生産量は年平均成長率（CAGR）20％で増加し、国産化のニーズが加速しました。
技術的ブレークスルー：
- 輸入された磁気リング製造装置（例：着磁エンコーダ）により、中～低価格帯の生産が可能になりました。
- ネオジム鉄ホウ素（NdFeB）やその他の希土類材料の採用により、磁気信号強度が向上しました。2012年の国家技術発明賞は、長春IOEの16ビット超の解像度のブレークスルーを表彰しました。
主要プレーヤー：
- 長春光学精密機械研究所と上海WinDoubleが磁気エンコーダの研究開発に参入しました。
- 外国企業（例：多摩川精機、ハイデンハイン）が現地工場を設立し、サプライチェーンを強化しました。

進歩：
- 高精度リング：多極着磁により、解像度は18ビット以上（アブソリュートエンコーダの場合）に達しました。CASIC第33研究所は、北斗3号衛星用に100kGyの耐放射線リングを開発しました（2021年）。
- 材料のアップグレード：高温希土類磁石（例：サマリウムコバルト）、耐食性ポリマー複合材料。
- 統合設計：信号処理用ASICと組み合わせた磁気リング（例：磁気電気エンコーダ）。「中国製造2025」（2015年）はエンコーダをコアコンポーネントに指定し、1億5000万ドル以上のクラスター投資を引き起こしました。
用途：
- EVモーター、ロボット関節、風力タービンピッチシステム。
- 過酷な環境（-40°C～150°C、高振動）。2020年以降のファーウェイ制裁により、Inovanceは90％以上のサーボエンコーダ国産化を達成しました。
国産化：
- ファーウェイ、Inovanceがサプライチェーンの独立を推進しました。
- 江蘇省と広東省に専門メーカーが出現しました。

エンコーダ・ターゲット

$6.21

解像度：
- インクリメンタルエンコーダ：500～5,000 PPR（±0.1°～±0.02°）。
- アブソリュートエンコーダ：12～16ビット（4,096～65,536 CPR） InovanceはIEC 61800-7（2021）耐久性基準を共同執筆しました-中国初のエンコーダ関連のIECリーダーシップ。
- 制限：透磁率が低いため、18ビットを超える解像度は制限されます。

エンコーダ・ターゲット

$15.80

解像度：
- 標準：100～1,000 PPR（柔軟で低コストの用途）。
- 異方性ゴム：最大2,000 PPR（焼結磁石より安定性が低い）。
- 最先端：複合材料は19ビット（524,288 CPR）を達成します。