CN1904394A - 环形磁铁 - Google Patents

Abstract

一种环形磁铁，其通过环形连接多块呈弧形的分割磁铁而形成，且在轴线方向的两个端面被磁化为N、S的磁极，上述各分割磁铁其两端具有用于相互连接的连接部的同时，该连接部上还具有用于使相邻的分割磁铁的连接部彼此在轴线方向上重迭的连接面，该连接面通过被磁化为与连接对方的连接面不同的磁极，利用不同磁极间的磁吸附使上述分割磁铁彼此连接。

Description

环形磁铁

技术领域

本发明涉及通过结合多块呈弧形的分割磁铁而构成的环形磁铁。

背景技术

在配置了缸筒和可在该缸筒内驱动的活塞的流体压力缸之中，为了检出上述活塞的驱动位置，多年来一直在该活塞周围形成的环形槽内安装环形磁铁，并在上述缸筒上安装了探测上述磁铁磁力的传感器。

此种环形磁铁往活塞上的安装采用下述方法：可通过将该环形磁铁嵌入在轴向将活塞一分为二后形成的槽中进行，或将环形磁铁分割两个半圆形，从活塞的外圆的环形槽的两侧嵌入半圆形的两块磁铁，将其端部连接等。

然而，前一种方法存在下述问题：由于需要二分割活塞，因而制造烦杂，成本高，后一种方法存在下述问题：由于在连接的端部产生基于同性相斥的反作用力，因而连接作业困难(专利文献1)。

此外，当作为上述磁铁，采用软性材料的情况下，虽然可通过切断环形磁铁的一处，边使环形磁铁变形边嵌入整体结构的活塞外圆上的环形槽中之后，连接切断部的两个端面进行安装，但该端面之间同样存在与上述磁铁相同的问题——产生同性相斥的反作用力，连接困难。因此，希望能够简化上述环形磁铁往活塞上的安装。

专利文献1：特许第3084074号公报

发明内容

本发明的技术性课题是解决上述问题，提供一种可既容易又简单地安装到活塞等处形成的环形槽中的环形磁铁。

为了解决上述技术性课题，本发明是一种环形磁铁，其通过环形连接多块呈弧形的分割磁铁而形成，且在轴线方向的两个端面上被磁化为N、S的磁极，上述各分割磁铁其两端具有用于相互连接的连接部的同时，该连接部上还具有用于使分割磁铁的各连接部在轴线方向上重迭的连接面，该连接面通过被磁化为与连接对方的连接面不同的磁极，利用不同磁极间的磁吸附使上述分割磁铁彼此连接。

在本发明之中，最好具有下述构成：上述各分割磁铁的连接部的宽度比磁铁宽度窄，同时相邻的分割磁铁的连接部相互连接时的合计宽度与上述磁铁宽度相等。

在本发明的一种具体实施方式之中，上述各分割磁铁具有下述构成：使一侧的连接部偏靠N极面一侧的同时，使另一侧的连接部偏靠S极面一侧；偏靠N极面一侧的连接部的连接面被磁化为S极，偏靠S极面一侧的连接部的连接面被磁化为N极。

此外，在另一种实施方式之中，上述多块分割磁铁使两端的连接部均偏靠N极面一侧的磁铁和两端的连接部均偏靠S极面一侧的磁铁构成，在偏靠N极面一侧的连接部的连接面被磁化为S极，在偏靠S极面一侧的连接部的连接面被磁化为N极。

在本发明之中，上述连接部也可以具有沿环形磁铁的外圆延伸的圆弧形的外圆轮廓部、以及沿环形磁铁的内圆延伸的圆弧形的内圆轮廓部，连接部整体呈圆弧形，同时该连接部的厚度与磁铁的厚度相同。

或者，该环形磁铁也可以由两块分割磁铁构成，由于各分割磁铁两端的连接部具有沿上述环形磁铁的外圆延伸的圆弧形的外圆轮廓部、以及沿与该环形磁铁的内圆抵接的直线延伸的内圆轮廓部、因而整体呈弦月形。

在本发明之中，最好在相邻的分割磁铁的相互连接的连接部上形成可彼此结合的突起和凹部。

在本发明之中，上述各分割磁铁也可由呈圆弧形的两块磁铁片构成，使这些磁铁片在圆周方向上错位后重合的同时使之相互磁吸，利用该两个磁片的端部形成上述连接部。

如上所述，若采用本发明，由于是通过磁性连接环形磁铁的分割磁铁形成的，可将环形磁铁容易而又简单地安装到活塞上，此外，通过使用该环形磁铁，可容易而又廉价地制作出能够探测活塞位置的流体压力汽缸。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施例的环形磁铁的斜视图。

图2是该第1的实施例的环形磁铁的分解斜视图。

图3是表示图1的X-X位置上的剖面的剖面图。

图4是表示本发明的第2实施例的环形磁铁的斜视图。

图5是表示本发明的第3实施例的环形磁铁的斜视图。

图6是表示本发明的第4实施例的环形磁铁的斜视图。

图7A是表示本发明的第5实施例的环形磁铁的正面图。

图7B是分解表示图7A的环形磁铁的分解斜视图。

图8是表示本发明的第6实施例的环形磁铁的分解斜视图。

图9是将图8的一部分放大显示的局部正面图。

图10是表示本发明的第7实施例的环形磁铁的斜视图。

图11是分解表示图10的环形磁铁的分解斜视图。

图12是安装了本发明的环形磁铁的流体压力缸的局部半剖面图。

图13是该流体压力缸的关键部位分解斜视图。

图14是表示安装了本发明的环形磁铁的流体压力缸的其它构成例的局部剖面图。

具体实施方式

下面根据图中所示的实施例详细说明本发明的环形磁铁以及使用了该磁铁的流体压力缸。

图1及图2表示本发明涉及的环形磁铁的第1实施例。该环形磁铁1是其中心轴线L方向的一侧端面被磁化为N极面，相反一侧的端面被磁化为S极面，由将该环形磁铁1在圆周方向上等分为三部分获得的呈圆弧形的三块分割磁铁11构成。

而此处所说的“等分“并非单纯在圆周方向上等长度分割环形磁铁的意思，而是指分割为两端配置了下文所述的连接部。将这些分割磁铁分割为在其连接部上相互连接时正好构成环形状。

正如图2所示，上述三块分割磁铁11具有相同的构成，具有宽度及厚度与上述环形磁铁的磁铁宽度W及磁铁厚度T相同的主体部11a、以及为了与其它分割磁铁11相互连接在该主体部11a的两端形成的第1连接部12第2连接部13。这些连接部12、13在将呈圆弧形的分割磁铁11的两端保持在与上述磁铁厚度T相等厚度的状态下，通过将其宽度切除磁铁宽度W的约1/2而形成，其中一侧的第1连接部12通过切除N极面一侧的一半宽度，形成偏靠S极面一侧的状态，另一侧的第2连接部13，通过切除S极面一侧的一半宽度，形成偏靠N极面一侧的状态。而上述各连接部12、13中的宽度方向上下洼一侧的侧面、即形成阶梯端面12b、13b一侧的侧面形成用来与其它分割磁铁11的连接部13、12结合的连接面12a、13a。在此情况下，第1连接部12的连接面12a上显示出N极，第2连接部13的连接面13a上显示出S极。

因此，上述第1连接部12和第2连接部13在上述分割磁铁11的两端沿上述中心轴线L彼此反向配置，呈圆弧形，其内圆一侧轮廓部12i以及外圆一侧轮廓部12o分别与环形磁铁1的内圆面及外圆面一致。而上述连接部12、13的端部面12d、13d与阶梯端面12b、13b均为相对于环形磁铁1的圆周以直角相交的平面。

并通过使上述三块分割磁铁11重合为巴形，将相邻的分割磁铁11、11的第1连接部12的连接面12a和第2连接部13的连接面13a在轴线L方向上连接，利用作用于上述连接面12a、13a间的磁吸力，将两块分割磁铁11、11连接为一体。其结果是可在整个圆周上形成具有均匀剖面的上述环形磁铁1。

而上述第1连接部12和第2连接部13的宽度并不一定相等，也可以彼此不同。总而言之，只要使之重迭后的合计宽度与环形磁铁1的宽度W相等即可。此外，上述连接面12a、13a在朝着相对于环形磁铁1的中心轴线L垂直的方向上呈平面，但只要是能够重迭于该轴线L方向的面，既可以是倾斜于该轴线L的平面，也可以是曲面。

在上述环形磁铁1之中，正如图3所示，在相互连接的连接面12a和连接面13a之中，一侧设置在圆周方向上延伸的突起12c，另一侧设置可供该突起嵌合的圆周方向上的凹部13c。其结果是，通过该突起12c和凹部13c的嵌合，可防止上述连接部12、13在环形磁铁的径向上错位，使分割磁铁11彼此间的连接变得非常牢固。

但，上述突起12c和凹部13c可根据需要进行设置，而不是必须具有的。

具有上述构成的环形磁铁1由于在其圆周方向上等分为三部分，因此正如图12及图13中所例示，当安装在流体压力缸的活塞外圆上的环形槽中，用于检测活塞位置的情况下，可简单而又牢固地安装到该环形槽中。而且由于分割磁铁11的相互连接是通过作用于其连接面12a、13a的磁吸力进行的，因而在连接分割磁铁时不需要粘合剂，很容易就能使之连接。

而在连接上述分割磁铁11时，虽然在阶梯端面12b、13b和与之抵接的连接部12、13的端部面12d、13d之间存在磁性斥力，但由于作用于上述连接面12a、13a间的磁性吸力更大，因而可牢固连接两块分割磁铁，绝不会使之分离。

上述分割磁铁11并不局限于将环形磁铁等分为三块，也可以分割为两块或四块以上。

图4所示的第2实施例的环形磁铁2即是由将该环形磁铁2等分为两块的具有同一构成的分割磁铁21形成的，各分割磁铁21的主体部21a的两端形成的第1及第2连接部22、23的构成与上述第1实施例的分割磁铁11中的第1及第2连接部12、13的构成相同。但在一侧的分割磁铁21之中，可将两端的连接部22、23均设在N极面一侧，在另一块分割磁铁21之中可将两端的连接部22、23均设在S极面一侧。

上述环形磁铁2在像第1实施例的环形磁铁1那样，安装到活塞等处的环形槽中时，由于分割磁铁21的开口宽度的原因，有时无法直接嵌入上述环形槽。在此情况下，可通过去除环形槽的槽底的一部分或去除连接部22、23的一部分，使之即使在上述开口宽度下也能嵌入环形槽；或者缩短环形磁铁2的连接部22、23上的连接面22a、23a；或付与分割磁铁21的材料一定的弹性，即可安装到该环形槽中。而第2实施例的构成，在零件数量少这一点上更为有利。

在上述第1及第2实施例中，各分割磁铁11、21的连接部12、13、22、23的端部面12d、13d、22d、23d和阶梯端面12b、13b、22b、23b呈与环形磁铁1、2的圆周垂直的平面，但也可以如图5所示的第3实施例的环形磁铁3，通过倾斜于环形磁铁3的圆周的平面或曲面，形成分割磁铁31两端的两个连接部32、33中的端部面32d、33d和阶梯端面32b、33b。这样即可抑制连接后的连接部32、33彼此间的错位。而上述连接部32、33中的连接面32a、33a也可与前述第1实施例相同，形成相对于环形磁铁的中心轴线L垂直的平面。

图6表示本发明的第4实施例的环形磁铁4。该环形磁铁4与第2实施例相同，是由两块分割磁铁41构成的，但连接部的形状不同于第2实施例的分割磁铁21。即，在该环形磁铁4之中，分割磁铁41中的第1及第2连接部42、43通过使其连接面42a、43a相对于磁铁4的中心轴线彼此反向倾斜，呈越靠近端部厚度逐渐变薄的形状。通过使两块分割磁铁41组合，上述倾斜的第1及第2连接面42a、43a重合，与第2实施例相同，利用磁性吸力连接。该环形磁铁4的其它构成与第2实施例相同。

而在图4～图6所示的环形磁铁的连接面上也可设置与第1实施相同的突起与凹部，使之彼此嵌合。

图7A图7B表示环形磁铁的第5实施例。该环形磁铁5由第1及第2两块分割磁铁51A及51B构成，其连接部的形状不同于图4的第2实施例的分割磁铁21。

即，上述分割磁铁51A及51B由呈圆弧形的主体部51a、51b，以及在该主体部的两端形成的连接部52A、53A以及52B、52B构成。上述主体部51a、51b的宽度及厚度与环形磁铁5的宽度W及厚度T(参照图1)相同。此外，上述连接部52A、53A以及52B、53B呈沿与内圆抵接的相互平行的直线L1区分环形磁铁5的一部分的形状，其形状为被沿该直线L1直线延伸的内圆轮廓部51i和沿环形磁铁5的外圆延伸的圆弧形的外圆轮廓部51o所包围的弦月形，该连接部52A、53A以及52B、53B的宽度大体是环形磁铁5的宽度W的1/2。

而在第1分割磁铁51A之中，两端的上述连接部52A、53A均呈偏靠N极面一侧的状态，此外，在第2分割磁51B之中，两端的上述连接部52B、53B均呈偏靠S极面一侧的状态，这些连接部52A、53A以及52B、53B下洼一侧的侧面构成用于与另一方的分割磁铁的连接部连接的弦月形的连接面52a、53a，以及52b、53b。此外，在上述各连接部52A、53A以及52B、53B宽度方向上下洼的一侧与该连接部的中间点(P点)相比，更加靠近基端部一侧的一半，沿上述内轮廓部51i形成垂直于上述各连接面的阶梯端面54a、55a、以及54b、55b。

上述第1分割磁铁51A和第2分割磁铁51B，正如图7B所示，通过使连接部52A、53A和52B、53B从彼此相向连接的状态，到使这些连接部在环形磁铁5的轴线L方向上重合，使连接面52a、52b以及53a、53b彼此连接，利用作用于上述连接面间的磁性吸力结合为一体，即可形成图7A所示的剖面形状大体固定的上述环形磁铁5。

这时，上述两块分割磁铁51A、51B两端的连接部52A、53A以及52B、53B其端部一侧的一半，越过环形磁铁5的中央区域向前延伸，以便与对方的连接部重合，内侧轮廓部51i的端部与上述阶梯端面54a、55a以及54b、55b抵接。

图8是第6实施例的环形磁铁6的分解表示图，图9是其局部放大表示图。

该环形磁铁6中的分割磁铁61A、61B的基本构成与上述图7的第5实施例相同，只是在连接部62A、63A以及62B、63B彼此抵接的内侧轮廓部61i和阶梯端面64a、65a以及64b、65b的一方上设置突起68，在另一方上设置可供该突起嵌合的凹部69这一点上不同。该突起68和凹部69是用来防止通过连接第1分割磁铁61A和第2分割磁铁61B形成了环形磁铁6时，防止该分割磁铁朝彼此分离的方向错位。

而在上述第5及第6实施例的环形磁铁5及6之中，由于第1分割磁铁51A以及61A两端的连接部52A、53A及62A、63A均呈偏靠N极面一侧的状态，第2分割磁铁51B及61B两端的连接部52B、53B以及62B、63B均呈偏靠S极面一侧的状态，因此，这两块分割磁铁51A和51B以及61A、61B虽然外表形状彼此相同，但磁化方向彼此相反。

但也可使上述第1分割磁铁51A、61A和第2分割磁铁51B、61B两端的连接部52A、53A，和62A、63A中的一方的连接部偏靠N极面一侧，使另一侧的连接部偏靠S极面一侧，这样即可使两块分割磁铁51A、61A和51B、61B在外表形状及磁化方向均相同。

图10～11表示本发明的环形磁铁的第7实施例。第7实施例的环形磁铁7由两组分割磁铁71、71构成，各分割磁铁71由呈半圆形的两块磁铁片71A、71B构成，使这些磁铁片71A、71B在圆周方向上错位，宽度方向上重合的同时，通过使之彼此靠磁性吸力吸附而形成。而上述两块磁铁片71A、71B的端部从彼此的另一方的磁铁片突出的部分形成连接部72、73，这些连接部72、73的侧面构成连接面72a、73a。

上述分割磁铁71的上述构成本质上与使图4所示的第2实施例的分割磁铁21与连接部22、23的宽度一致，二分割的构成相同。因此，就其结果而言，上述环形磁铁7可通过在轴线方向上层迭两层四块磁铁片71A、71B来形成。

上述分割磁铁71中的连接部72、73的长度，可通过改变两块磁铁片71A、71B彼此错位的量来调节，当把这些磁铁错位到磁铁片71A、71B长度的正好一半的情况下，在上述环形磁铁7之中，两层磁铁片71A、71B能够以彼此错位90°的中心角定位。

此种环形磁块7由于可用具有相同构成的四块磁铁片制作，因而不仅生产本低，制作也更为容易，此外，当把此种环形磁铁7安装到活塞的环形槽等处时，通过边使各磁铁片在圆周方向上相位错位边层迭边依次安装，可利用磁性吸力使之连接来进行安装。

而在该环形磁铁7之中，也可在表里的接合面72a、73a上设置与第1实施例的环形磁铁1相同的突起22c和凹部23c。

图12及图13表示安装了本发明的环形磁铁的流体压力缸的实施例，在该例之中，使用了图7所示的第5实施例的环形磁铁5。

该实施例的流体压力缸正如图12所示，具有缸筒81、以滑动状态收容在缸筒81中的活塞82，该活塞82上固定着使其中心轴一致的活塞杆83。在上述活塞82的周围，形成嵌入磁铁的环形槽84，在该环形槽84内嵌入安装了上述环形磁铁5。

在上述缸筒81的外部安装了磁传感器85，可用该磁传感器85检测出上述活塞82的动作位置。作为附设在筒81上的上述磁传感器85的安装方法，可采用任意方法。

上述环形磁铁5，正如图13所示，将第1分割磁铁51A和第2分割磁铁51B从两侧沿箭头方向嵌入活塞82的环形槽84中，利用磁性吸力将此安装在该环形槽内。

上述环形槽84嵌入上述环形磁铁5时，在其外圆上形成很小的间隙，可将覆盖环形磁铁5的磨损环86安装到该间隙之中。该磨损环86通过此种设置保护环形磁铁5的同时，还可稳定地保持其安装状态。

图14表示安装了本发明的环形磁铁5的流体压力缸的变形例，在上述活塞82中的环形槽84的外圆部分上形成槽宽被扩张了的磨损环安装部84a，该磨损环安装部84a安装着比上述环形磁铁5的宽度还要宽的磨损环86A。因此，该磨损环86A由于可比其厚度更宽地覆盖环形磁铁5，因而可使活塞82更稳定地滑动。

而在上述图12及图14的实施例中，示出使用了图7的环形磁铁5为代表的示例，但是显然可使用任一实施例中的环形磁铁。此外，也可用活塞衬垫取代上述磨损环86、86A。

上述的各实施例的环形磁铁尽管均是由多个部件构成的，但可通过磁力一体化，因而不需要粘接等固定作业，此外，在安装到活塞等处时，可对使用状态下的振动及冲击保持机械性的稳定。

还有，在安装于活塞上的情况下，由于可轻松地安装到难以机械性取得活塞的分割结构的小型缸，活塞和活塞杆为整体结构的流体压力缸等处，因而可廉价提供安装了环形磁铁的装置。

本发明并不局限于上述实施例，在不超出专利申请范围精神的范围内可取得种种构成。

Claims (8)

1、一种环形磁铁，其特征在于：通过环形结合多块呈弧形的分割磁铁而形成，且在轴线方向的两个端面被磁化为N、S的磁极，上述各分割磁铁其两端具有用于相互连接的连接部，同时该连接部上还具有用于使分割磁铁的连接部彼此在轴线方向上重迭的连接面，该连接面通过被磁化为与连接对方的连接面不同的磁极，利用不同磁极间的磁吸附力使上述分割磁铁彼此相互连接。

2、根据权利要求1所述的环形磁铁，其特征在于构成为：上述各分割磁铁的连接部的宽度比磁铁宽度窄，同时相邻的分割磁铁的连接部彼此相互连接时的合计宽度与上述磁铁宽度相等。

3、根据权利要求2所述的环形磁铁，其特征在于，上述各分割磁铁具有下述构成：使一侧的连接部偏靠N极面一侧的同时，使另一侧的连接部偏靠S极面一侧；偏靠N极面一侧的连接部的连接面被磁化为S极，偏靠S极面一侧的连接部的连接面被磁化为N极。

4、根据权利要求2所述的环形磁铁，其特征在于，上述多块分割磁铁由两端的连接部均偏靠N极面一侧的磁铁和两端的连接部均偏靠S极面一侧的磁铁构成，在偏靠N极面一侧的连接部的连接面被磁化为S极，在偏靠S极面一侧的连接部的连接面被磁化为N极。

5、根据权利要求3或4所述的环形磁铁，其特征在于：上述连接部具有沿环形磁铁的外圆周延伸的圆弧形的外圆轮廓部、以及沿环形磁铁的内圆周延伸的圆弧形的内圆轮廓部，连接部整体呈圆弧形，同时该连接部的厚度与磁铁的厚度相同。

6、根据权利要求3或4所述的环形磁铁，其特征在于：该环形磁铁由两块分割磁铁构成，通过各分割磁铁两端的连接部具有沿上述环形磁铁的外圆周延伸的圆弧形的外圆轮廓部、以及沿与该环形磁铁的内圆周抵接的直线延伸的内圆轮廓部、整体呈弦月形。

7、根据权利要求1至4中任一项所述的环形磁铁，其特征在于：在相邻的分割磁铁的相互连接的连接部上形成可彼此结合的突起和凹部。

8、根据从属于权利要求3的权利要求5所述的环形磁铁，其特征在于形成为：上述各分割磁铁由呈圆弧形的两块磁铁片构成，使这些磁铁片在圆周方向上错位后重合的同时使之相互磁吸，利用该两个磁片的端部形成上述连接部。

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