DE102006032820A1

DE102006032820A1 - Ringmagnet

Info

Publication number: DE102006032820A1
Application number: DE102006032820A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Tsukubamirai Terasaki
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2007-02-08
Also published as: US7423506B2; TW200719363A; JP2007040316A; TWI314332B; CN100422570C; KR20070015078A; KR100768872B1; US20070024405A1; CN1904394A

Abstract

Ein Ringmagnet wird durch Koppeln einer Mehrzahl von bogenförmigen Teilmagneten zu einer Ringform gebildet, wobei seine Endflächen in axialer Richtung mit N- und S-Polen magnetisiert sind. Jeder der Teilmagnete hat Verbindungsbereiche an seinen beiden Enden, so dass die Teilmagneten miteinander verbunden werden, wobei jeder der Verbindungsbereiche eine Verbindungsfläche aufweist, die den Verbindungsbereich eines benachbarten Teilmagneten in axialer Richtung überlappt. Die Verbindungsfläche ist mit einem Magnetpol magnetisiert, der sich von dem der mit ihre verbundenen Verbindungsfläche unterscheidet. Die Teilmagneten werden miteinander durch die magnetische Anziehungskraft unterschiedlicher Magnetpole gekoppelt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ringmagneten, der durch Kopplung einer Mehrzahl von bogenförmigen Teilmagneten gebildet wird.
Bspw. bei einem Fluiddruckzylinder mit einem Zylinderrohr und einem in dem Zylinderrohr angetriebenen Kolben ist herkömmlicherweise ein Ringmagnet in einer Ringnut angebracht, die um den Kolben ausgebildet ist, um eine Antriebsposition des Kolbens zu erfassen. Außerdem ist ein Sensor zur Erfassung der Magnetkraft des Magneten an dem Zylinderrohr angebracht.
Diese Art Ringmagnet wird an dem Kolben angebracht, indem der Kolben in axialer Richtung in zwei Abschnitte unterteilt und der Ringmagnet in eine Nut eingesetzt wird, die zwischen den beiden Abschnitten ausgebildet ist. Es ist auch bekannt, den Ringmagneten in zwei halbkreisförmige Magneten zu unterteilen, die beiden Halbkreismagneten in eine Ringnut einzusetzen, die um den Außenumfang des Kolbens ausgebildet ist, und dann die Enden der Magneten miteinander zu verkleben oder dgl.

Das erstere Verfahren hat den Nachteil, dass der Kolben in zwei Abschnitte unterteilt werden muss, so dass die Herstellung kompliziert wird und die Kosten steigen. In dem letzteren Verfahren besteht der Nachteil, dass von den verbundenen Enden, an denen die gleichen Pole einander gegenüberliegen, eine Abstoßungskraft erzeugt wird, so dass die Verbindung schwierig ist (vgl. das japanische Patent 3084074).

Wenn ein weicher Magnet als Ringmagnet verwendet wird, kann der Ringmagnet an dem integral angeordneten Kolben angebracht werden, indem der Ring magnet an einer Position aufgeschnitten wird, in eine Ringnut, die um den Außenumfang des Kolbens ausgebildet ist, eingesetzt wird, wobei er deformiert wird, und dann die Endflächen der aufgeschnittenen Bereiche miteinander verbunden werden. Wie bei dem oben beschriebenen Magneten wird aber auch hierbei eine Abstoßungskraft zwischen den gleichen Polen an den Endflächen erzeugt, so dass die Verbindung erschwert wird.

Daher wird angestrebt, den Ringmagneten einfach an einem Kolben oder dgl. anzubringen.

Beschreibung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der oben beschriebenen Probleme und die Schaffung eines Ringmagneten, der einfach in einer an einem Kolben oder dgl. ausgebildeten Ringnut angebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Ringmagnet vorgeschlagen, der durch Kopplung einer Mehrzahl von bogenförmigen, unterteilten Magneten in einer Ringform gebildet wird und der mit N und S magnetischen Polen an seinen beiden Endflächen in axialer Richtung magnetisiert ist, wobei der Ringmagnet dadurch gekennzeichnet ist, dass jeder der Teilmagneten Verbindungsbereiche an seinen beiden Enden aufweist, über die die Teilmagneten miteinander verbunden werden, und dass jeder der Verbindungsbereiche eine Verbindungsfläche aufweist, die die Verbindungsbereiche benach barter Teilmagneten in axialer Richtung überlappt, wobei die Verbindungsfläche mit einem magnetischen Pol magnetisiert ist, der sich von einer Verbindungsfläche, mit welcher sie verbunden wird, unterscheidet, und dass die Teilmagneten miteinander durch die magnetische Anziehungskraft unterschiedlicher Magnetpole gekoppelt werden.

Erfindungsgemäß sind die jeweiligen Teilmagneten so angeordnet, dass ihre Verbindungsbereiche schmaler sind als eine Magnetbreite und dass eine Gesamtbreite gleich der Magnetbreite ist, wenn die Verbindungsbereiche benachbarter Teilmagneten miteinander verbunden sind.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung hat jeder der Teilmagnete eine solche Anordnung, dass einer der Verbindungsbereiche zu der Seite einer N-Polfläche zurückgesetzt ist und dass der andere Verbindungsbereich zu der Seite einer S-Polfläche zurückgesetzt ist, dass ein S-Pol auf die Verbindungsfläche des Verbindungsbereiches, der zu der Seite der Nordpolfläche zurückgesetzt ist, und ein N-Pol auf die Verbindungsfläche des Verbindungsbereiches, der zu der Seite der S-Polfläche zurückgesetzt ist, magnetisiert ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Magnet Teilmagneten aufweisen, bei denen die Verbindungsbereiche jedes dieser Magneten an seinen beiden Enden zu der Seite einer S-Pol-fläche zurückgesetzt ist, und Teilmagneten, bei denen die Verbindungsbereiche an ihren beiden Enden jeweils zu der Seite der N-Polfläche zurückgesetzt sind. Ein S-Pol kann auf die Verbindungsflächen der zu der Seite der N-Polfläche zurückgesetzten Verbindungsbereiche und ein N-Pol kann auf die Verbindungsflächen der zu der Seite der S-Polfläche zurückgesetzten Verbindungsbereiche magnetisiert sein.

Vorzugsweise kann jeder der Verbindungsbereiche einen bogenförmigen äußeren Umfangsbereich haben, der sich entlang der äußeren Umfangsfläche des Ringmagneten erstreckt, und einen bogenförmigen inneren Umfangsbereich, der sich entlang des Innenumfangs des Ringmagneten erstreckt, und der Verbindungsbereich kann in seiner Gesamtheit bogenförmig ausgebildet sein und die gleiche Dicke aufweisen wie die Magnetdicke.

Andererseits kann der Ringmagnet auch zwei Teilmagneten aufweisen, wobei die Verbindungsbereiche an ihren beiden Enden einen bogenförmigen äußeren Umfangsbereich aufweisen, der sich entlang des Außenumfangs des Ringmagneten erstreckt, und einen inneren Umfangsbereich, der sich entlang einer geraden Linie in Kontakt mit dem Innenumfang des Ringmagneten erstreckt, wodurch jeder der Verbindungsbereiche insgesamt halbmondförmig geformt ist.

Erfindungsgemäß sind ein Vorsprung und eine Aussparung, die miteinander in Eingriff stehen, an den miteinander verbundenen Verbindungsbereichen benachbarter Teilmagneten ausgebildet.

In Weiterbildung der Erfindung kann jeder der Teilmagneten zwei bogenförmige Magnetteile aufweisen, wobei der Teilmagnet durch Überlappen der Magnetteile gebildet wird, wobei ihre Positionen in Umfangsrichtung verschoben sind, und die Verbindungsbereiche können durch die Enden beider Magnetteile gebildet werden.

Da bei der vorliegenden Erfindung der Ringmagnet aus Teilmagneten gebildet wird, die magnetisch miteinander verbunden sind, kann der Ringmagnet einfach an einem Kolben oder dgl. angebracht werden. Außerdem kann ein Fluiddruckzylinder mit Erfassung der Kolbenposition durch Verwendung des Ringmagneten einfach und preiswert hergestellt werden.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ringmagneten gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Ringmagneten der ersten Ausführungsform,
3 ist ein Schnitt entlang der Linie X-X in 1,
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Ringmagneten gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Ringmagneten gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Ringmagneten gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7A ist eine Vorderansicht eines Ringmagneten gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7B ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Ringmagneten gemäß 7A,
8 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ringmagneten gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
9 ist eine Teilvorderansicht, die ein Teil von 8 vergrößert darstellt,
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Ringmagneten gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung,
11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Ringmagneten gemäß 10,
12 ist eine geschnittene Teilansicht eines Fluiddruckzylinders mit einem Ringmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung,
13 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Hauptbereiches des Fluiddruckzylinders,
14 ist eine geschnittene Teildarstellung eines Beispiels einer anderen Anordnung des Fluiddruckzylinders, an dem ein Ringmagnet gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein Ringmagnet gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Fluiddruckzylinder mit dem Ringmagneten werden nachfolgend im Detail anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen erläutert.
Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform eines Ringmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Ringmagnet 1 ist so magnetisiert, dass seine eine Endfläche in Richtung einer Mittelachse L zu einer N-Polfläche wird und dass die gegenüberliegende Endfläche zu einer S-Polfläche wird. Der Ringmagnet 1 ist aus drei bogenförmigen Teilmagneten 11 gebildet, die erhalten werden, indem der Ringmagnet 1 in Umfangsrichtung gleichmäßig in drei Abschnitte unterteilt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass "gleichmäßige Unterteilung" nicht nur bedeutet, den Ringmagneten mit gleicher Länge in Umfangsrichtung zu unterteilen, sondern meint, den Ringmagneten in Teilmagneten zu unterteilen, die jeweils Verbindungsbereiche an ihren beiden Enden aufweisen und eine solche Form haben, dass sie bei einer Verbindung der Teilmagneten über die Verbindungsbereiche exakt eine Ringform bilden.
Wie in 2 gezeigt, weist jeder der drei Teilmagneten 11 die gleiche Anordnung auf mit einem Hauptabschnitt 11a mit der gleichen Breite wie die Magnetbreite W des Ringmagneten und der gleichen Dicke wie die Magnetdicke T sowie einem ersten Verbindungsbereich 12 und einem zweiten Verbindungsbereich 13, die an den beiden Enden des Hauptabschnittes 11a ausgebildet sind, um den Teilmagneten 11 mit einem anderen Teilmagneten 11 zu koppeln. Diese Verbindungsbereiche 12, 13 werden hergestellt, indem die Breite beider Enden des bogenförmigen Teilmagneten 11 zu etwa der Hälfte der Magnetbreite W geformt wird, wobei die Dicke an beiden Enden gleich der Magnetdicke T bleibt. Bei diesen Verbindungsbereichen 12, 13 wird der erste Verbindungsbereich 12 an der einen Seite so geformt, dass er zu der Seite einer S-Polfläche zurückgesetzt oder gerichtet ist, indem eine Hälfte seiner Breite an der Seite einer N-Polfläche weggeschnitten wird. Der zweite Verbindungsbereich 13 an der anderen Seite wird so geformt, dass er zu der Seite einer N-Polfläche zurückgesetzt oder gerichtet ist, indem eine Hälfte der Breite an der Seite der S-Polfläche weggeschnitten wird. Dann wirken die Seitenflächen der Verbindungsbereiche 12, 13, die in einer Breitenrichtung zurückgesetzt werden, d. h. ihre Seitenflächen, an welchen abgestufte Endflächen 12b, 13b ausgebildet sind, dienen als Verbindungsflächen 12a, 13a zur Verbindung mit den Verbindungsbereichen 12, 13 eines anderen Teilmagneten. In diesem Fall liegt an der Verbindungsfläche 12a des ersten Verbindungsbereiches 12 ein N-Pol vor, während an der Verbindungsfläche 13a des zweiten Verbindungsbereiches 13 ein S-Pol vorliegt.
Dementsprechend werden die ersten und zweiten Verbindungsbereiche 12, 13 an beiden Enden des Teilmagneten 11 bogenförmig in entgegengesetzten Richtungen entlang der Mittelachse L ausgebildet. Die Innenumfangsbereiche 12i und die Außenumfangsbereiche 12o der Verbindungsbereiche stimmen jeweils mit der inneren Umfangsfläche und der äußeren Umfangsfläche des Ringmagneten 1 überein. Die extremen (freien) Endflächen 12d, 13d und die gestuften Endflächen 12b, 13b der Verbindungsbereiche 12, 13 sind flache Oberflächen, die den Umfang des Ringmagneten 1 in rechten Winkeln schneiden.
Wenn die drei Teilmagneten 11 sich kreisförmig überlappen und die Verbindungsfläche 12a des ersten Verbindungsbereiches 12 eines von benachbarten Teilmagneten 11, 11 mit der Verbindungsfläche 13a des zweiten Verbindungsbereiches 13 des anderen Teilmagneten 11 verbunden wird, werden die beiden Teilmagneten 11, 11 durch die magnetische Anziehungskraft zwischen den beiden Verbindungsflächen 12a, 13a integral miteinander gekoppelt. Dadurch wird ein Ringmagnet 1 mit gleichmäßigem Querschnitt über seinen gesamten Umfang gebildet.
Die ersten und zweiten Verbindungsbereiche 12, 13 müssen nicht immer die gleiche Breite aufweisen, sondern können auch unterschiedliche Breiten haben. Es reicht somit aus, dass die Gesamtbreite der Verbindungsbereiche 12, 13 in überlapptem Zustand gleich der Breite W des Ringmagneten 1 ist. Obwohl die Verbindungsflächen 12a, 13a als flache Flächen ausgebildet sind, die in einer Richtung senkrecht zu der Mittelachse L des Ringmagneten 1 gerichtet sind, können auch flache oder gekrümmte Flächen vorgesehen sein, die relativ zu der Mittelachse L verdreht sind, so lange sie sich in Richtung der Achse L überlappen.
Wie in 3 gezeigt ist, ist bei dem Ringmagneten 1 ein Vorsprung 12c, der sich in einer Umfangsrichtung erstreckt, an einer der miteinander verbundenen Verbindungsflächen 12a, 13a ausgebildet. Eine Aussparung 13c, in welche der Vorsprung 12c eingreift, ist an der anderen Verbindungsfläche in Umfangsrichtung ausgebildet. Durch den Eingriff des Vorsprungs 12c in die Aussparung 13c kann eine Verschiebung der Verbindungsbereiche 12, 13 in Umfangsrichtung des Ringmagneten verhindert werden, so dass die Teilmagneten 11 sehr fest miteinander gekoppelt werden können. Der Vorsprung 12c und die Aussparung 13c werden bei Bedarf vorgesehen, sind aber nicht immer notwendig.
Da der wie oben beschrieben aufgebaute Ringmagnet 1 gleichmäßig in die drei Abschnitte in Umfangsrichtung unterteilt ist, kann er einfach und fest an der Ringnut angebracht werden, wenn er zur Erfassung einer Kolbenposition in einer Ringnut des Fluiddruckzylinders angebracht wird, wie es bspw. in den 12 und 13 gezeigt ist. Da die Teilmagneten 11 miteinander durch die magnetische Anziehungskraft, die auf die Verbindungsflächen 12a, 13a wirkt, gekoppelt werden, können sie ohne dass es eines zusätzlichen Klebstoffes oder dgl. zur Kopplung der Teilmagneten bedürfte, einfach miteinander verbunden werden.
Wenn die Teilmagneten 11 miteinander verbunden werden, wirkt eine magnetische Abstoßungskraft zwischen den abgestuften Endflächen 12b, 13b und den freien Endflächen 12d, 13d der gegen diese anliegenden Verbindungsbereiche 12, 13. Da die zwischen den Verbindungsflächen 12a, 13a wirkende magnetische Anziehungskraft aber größer ist als die magnetische Abstoßungskraft, werden die beiden Teilmagneten fest miteinander gekoppelt und nicht voneinander getrennt.
Die Teilmagneten 11 sind nicht darauf beschränkt, dass der Ringmagnet 1 in drei Abschnitte unterteilt sind. Vielmehr ist es auch möglich, den Ringmagneten in zwei, vier oder mehr als vier Abschnitte zu unterteilen.
Ein Ringmagnet 2 gemäß einer in 4 gezeigten zweiten Ausführungsform wird durch Teilmagneten 21 gebildet, die durch gleichmäßige Unterteilung des Ringmagneten 2 in zwei Abschnitte erhalten werden und die gleiche Gestaltung aufweisen. Die Anordnung von ersten und zweiten Verbindungsbereichen 22, 23, die an den beiden Seiten eines Hauptabschnittes 21a jedes Teilmagneten 21 ausgebildet sind, ist die gleiche wie die Anordnung der ersten und zweiten Verbindungsbereiche 12, 13 des Teilmagneten 11 der ersten Ausführungsform. Bei dem einen Teilmagneten 21 können aber die Verbindungsbereiche 22, 23 an beiden Enden auf der Seite einer N-Polfläche vorgesehen sein, während bei dem anderen Teilmagneten 21 die Verbindungsbereiche 22, 23 an beiden Enden an der Seite einer S-Polfläche angeordnet sein können.
Wenn der Ringmagnet 2 ähnlich dem Ringmagneten 1 der ersten Ausführungsform in einer Ringnut eines Kolbens oder dgl. angebracht wird, kann er aufgrund der Größe der Öffnung der Teilmagneten 21 nicht so wie er ist in die Ringnut eingesetzt werden. Wird der Ringmagnet 2 auch bei der obigen Öffnungsbreite in die Ringnut eingesetzt, so wird der Boden der Ringnut oder der Verbindungsbereiche 22, 23 teilweise abgekratzt. Andernfalls kann der Ringmagnet 2 durch Verkleinerung der Verbindungsflächen 22a, 23a der Verbindungsbereiche 22, 23 des Ringmagneten 2 in der Ringnut angebracht werden oder indem das Material der Teilmagneten 21 mit einer gewissen Elastizität versehen wird. Die Anordnung gemäß der zweiten Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Zahl der Teile reduziert wird.
Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen sind die freien Endflächen 12d, 13d, 22d, 23d und die gestuften Endflächen 12b, 13b, 22b, 23b der Verbindungsbereiche 12, 13, 22, 23 der jeweiligen Teilmagnete 11, 21 als flache Flächen ausgebildet, die senkrecht zu dem Umfang der Ringmagnete 1, 2 stehen. Wie bei einem Ringmagnet 3 einer in 5 gezeigten dritten Ausführungsform können die freien Endflächen 32d, 33d und die gestuften Endflächen 32b, 33b von zwei Verbindungsbereichen 32, 33 an den beiden Enden eines Teilmagneten 31 auch als flache Flächen oder gekrümmte Flächen geformt sein, die zu dem Umfang des Ringmagneten 3 verschwenkt sind. Bei dieser Anordnung kann eine Verschiebung der miteinander gekoppelten Verbindungsbereiche 32, 33 verhindert werden. Die Verbindungsflächen 32a, 33a der Verbindungsbereiche 32, 33 sind wie bei der ersten Ausführungsform als flache Flächen senkrecht zu der Mittelachse L des Ringmagneten ausgebildet.
6 zeigt einen Ringmagneten 4 einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Obwohl der Ringmagnet 4 wie bei der zweiten Ausführungsform aus zwei Teilmagneten 41 besteht, haben die Verbindungsbereiche der Teilmagneten 41 eine Form, die sich von der der Teilmagneten 21 der zweiten Ausführungsform unterscheidet. Bei dem Ringmagneten 4 sind die Verbindungsflächen 42a, 43a der ersten und zweiten Verbindungsbereiche des Teilmagneten 41 in einander entgegengesetzten Richtungen relativ zu der Mittelachse des Ringmagneten 4 geneigt, so dass sich ihre Dicke allmählich zu ihrem freien Ende verringert. Wenn die beiden Teilmagneten 41 miteinander kombiniert werden, überlappen sich die ersten und zweiten geneigten Verbindungsflächen 42a, 43a und werden durch magnetische Anziehungskraft wie bei der zweiten Ausführungsform miteinander gekoppelt. Der übrige Aufbau und die Funktionsweise des Ringmagneten 4 ist die gleiche wie bei der zweiten Ausführungsform. Ein Vorsprung und eine Aussparung ähnlich der der ersten Ausführungsform kann auch an den Verbindungsflächen der in den 4 bis 6 gezeigten Ringmagnete vorgesehen sein und miteinander in Eingriff gebracht werden.
Die 7A und 7B zeigen eine fünfte Ausführungsform eines Ringmagneten. Der Ringmagnet 5 besteht aus ersten und zweiten Teilmagneten 51A und 51B und weist Verbindungsbereiche auf, deren Form sich von den Teilmagneten 21, 21 der zweiten Ausführungsform gemäß 4 unterscheidet.
Die Teilmagneten 51A und 51B bestehen aus bogenförmigen Hauptabschnitten 51a, 51b und Verbindungsbereichen 52A, 53A und 52B, 53B, die an beiden Seiten der Hauptabschnitte ausgebildet sind. Die Breite und die Dicke der Hauptabschnitte 51a, 51b sind die gleichen wie die Breite W und die Dicke T des Ringmagneten 5 (vgl. 1). Außerdem erhalten die Verbindungsbereiche 52A, 53A und 52B, 53B ihre Form durch Abteilen eines Teils des Ringmagneten 5 entlang gerader Linien L1, die den inneren Umfangskreis des Ringmagneten 5 tangieren und parallel zueinander verlaufen. Dementsprechend ergibt sich eine Halbmondform, die von einem inneren Umfangsbereich 51i, der sich gerade entlang der geraden Linie L1 erstreckt, und einem bogenförmigen äußeren Umfangsbereich 51o, der sich entlang des Außenumfangs des Ringmagnetes 5 erstreckt, umgeben wird. Die Breite der Verbindungsbereiche 52A, 53A und 52B, 53B ist etwa die Hälfte der Breite W des Ringmagneten 5.
In dem ersten Teilmagnet 51A ist einer der Verbindungsbereiche 52A, 53A an den beiden Enden so geformt, dass er zu der Seite einer N-Polfläche zurückgesetzt ist. Bei dem zweiten Teilmagneten 51B ist einer der Verbindungsbereiche 52B, 53B an den beiden Enden so geformt, dass er zu einer Seite einer S-Polfläche zurückgesetzt ist. Die Seitenflächen der Verbindungsbereiche 52A, 53A und 52B, 53B an ihren ausgesparten Seiten bilden die Verbindungsflächen 52a, 53a und 52b, 53b, die mit den Verbindungsbereichen des anderen Teilmagneten verbunden sind. Außerdem sind abgestufte Endflächen 54a, 55a und 54b, 55b, die die jeweiligen Verbindungsflächen im rechten Winkel schneiden, zu den Seiten der jeweiligen Verbindungsbereiche 52A, 53A und 52B, 53B in Breitenrichtung in ihren Halbbereichen, die dem Basisende näher liegen als ihre Zwischenpunkte (P-Punkte) zurückgesetzt.
Wenn die Verbindungsbereiche 52A, 53A und die Verbindungsbereiche 52B, 53B, die einander gegenüberliegen, einander in Richtung der Achse L des Ringmagneten 5 aus dem in 7B gezeigten Zustand überlappen, so dass die Verbindungsflächen 52A und 52B und 53A und 53B miteinander verbunden werden, werden die ersten und zweiten Teilmagneten 51A und 51B durch die magnetische Anziehungskraft, die zwischen den Verbindungsflächen wirkt, integral miteinander gekoppelt, wodurch der Ringmagnet 5 mit etwa der Querschnittsform, wie in 7A gezeigt ist, gebildet wird.
Hierbei erstrecken sich die endseitigen Halbbereiche der Verbindungsbereiche 52A, 53A und 52B, 53B an beiden Enden der beiden Teilmagnete 51A, 51B über den zentralen Bereich des Ringmagneten 5, so dass sie die Verbindungsbereiche ihrer Gegenstücke überlappen, wodurch die freien Enden der inneren Umfangsbereiche 51i an den gestuften Endflächen 54a, 55a und 54b, 55b anliegen.
8 zeigt einen Ringmagneten 6 einer sechsten Ausführungsform in Explosionsdarstellung, und 9 zeigt vergrößert einen Teil des Ringmagneten 6.
Die grundsätzliche Anordnung der Teilmagnete 61A, 61B des Ringmagneten 6 ist die gleiche wie bei der fünften Ausführungsform gemäß 7 bis auf die Tatsache, dass Vorsprünge 68 an inneren Umfangsbereichen 61i oder gestuften Endflächen 64a, 65a und 64b, 65b, die an den Bereichen 61i der Verbindungsbereiche 62A, 63A und 62B, 63B anliegen, ausgebildet sind. An den jeweiligen Gegenstücken sind Aussparungen 69 ausgebildet, in welche die Vorsprünge 68 eingreifen. Wenn der Ringmagnet 6 durch Verbinden des ersten Teilmagnets 61A mit dem zweiten Teilmagnet 61B gebildet wird, verhindern die Vorsprünge 68 und die Aussparungen 69 eine Verschiebung in einer Richtung, in der sie voneinander getrennt werden.
Bei den Ringmagneten 5 und 6 der fünften und sechsten Ausführungsformen sind die Verbindungsbereiche 52A, 53A und 62A, 63A an beiden Enden der ersten Teilmagneten 51A und 61A zu der Seite der N-Polfläche zurückgesetzt, und die Verbindungsbereiche 52B, 53B und 62B, 63B an beiden Enden der zweiten Teilmagneten 51B und 61B sind zu der Seite der S-Polfläche zurückgesetzt. Dementsprechend sind die beiden Teilmagneten 51A, 51B und 61A, 61B in gegenüberliegender Richtung magnetisiert, obwohl sie dieselbe äußere Gestalt haben.
Einer der Verbindungsbereiche 52A, 53A und 62A, 63A der ersten oder zweiten Teilmagneten 51A, 61A und 51B, 61B kann zu der Seite des N-Pols und die jeweils anderen zu der Seite des S-Pols zurückgesetzt sein. Bei dieser Gestaltung können beide Teilmagneten 51A, 61A und 51B, 61B die gleiche Gestaltung mit der gleichen äußeren Form und den gleichen Magnetisierungsrichtungen aufweisen.
Die 10 und 11 zeigen eine siebte Ausführungsform eines Ringmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Ringmagnet 7 der siebten Ausführungsform besteht aus zwei Teilmagneten 71, 71, wobei jeder Teilmagnet 71 aus zwei halbkreisförmigen Magnetelementen 71A, 71B besteht. Der Teilmagnet 71 wird gebildet, indem die halbkreisförmigen Magnetelemente 71A, 71B in einer Umfangsrichtung gegeneinander verschoben werden, indem sie in einer Breitenrichtung überlappt werden und indem sie einander magnetisch anziehen. Jede der Verbindungsbereiche 72, 73 wird durch das Ende der beiden Magnetelemente 71A, 71B, die von dem anderen Magnetelement vorstehen, gebildet. Die Seitenflächen der Verbindungsbereiche 72, 73 dienen als Verbindungsflächen 72A, 73A.
Die oben genannte Anordnung des Teilmagneten 71 ist im Wesentlichen die gleiche wie die, die durch Unterteilen des Teilmagneten 21 der zweiten Ausführungsform gemäß 4 entsprechend der Breite der Verbindungsbereiche 22, 23 erhalten wird. Dementsprechend wird der Ringmagnet 7 durch Laminieren der vier Magnetelemente 71A, 71B zu zwei Schichten in axialer Richtung gebildet.
Die Länge der Verbindungsbereiche 72, 73 in den Teilmagneten 71 kann durch Änderung der Größe der Verschiebung der beiden Magnetelemente 71A, 71B eingestellt werden. Wenn die Magnetelemente 71A, 71B um eine Hälfte ihrer Länge verschoben werden, werden die zweilagigen Magnetelemente 71A, 71B an Positionen angeordnet, an denen ihre Zentrumswinkel um 90° voneinander abweichen.
Da der Ringmagnet 7 aus vier Magnetelementen hergestellt werden kann, die die gleiche Gestaltung haben, kann er zu geringen Preisen einfach produziert werden. Wenn der Ringmagnet 7 an einer Ringnut oder dgl. eines Kolbens angebracht wird, können außerdem die jeweiligen Magnetelemente nacheinander angebracht werden, wobei ihre Phasen in Umfangsrichtung verschoben werden, so dass sie miteinander durch magnetische Anziehungskraft gekoppelt werden.
Ein Vorsprung 22c und eine Aussparung 23c ähnlich der des Ringmagneten 1 der ersten Ausführungsform können an vorderen und hinteren Verbindungsflächen 72a, 73a des Ringmagneten 7 vorgesehen werden.
Die 12 und 13 zeigen eine Ausführungsform eines Fluiddruckzylinders, an dem ein Ringmagnet gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist. Bei der Ausführungsform wird ein Ringmagnet 5, wie er in 7 gezeigt ist, verwendet.
Wie in 12 gezeigt ist, weist der Fluiddruckzylinder ein Zylinderrohr 81 und einen gleitend in dem Zylinderrohr 81 aufgenommenen Kolben 82 auf. Mit dem Kolben 82 ist koaxial eine Kolbenstange 83 verbunden. Eine Ringnut 84 ist um den Kolben 82 ausgebildet, so dass ein Magnet eingesetzt werden kann. Der Ringmagnet 5 ist in die Ringnut 84 eingesetzt.
Ein Magnetsensor 85 ist an der Außenseite des Zylinderrohres 81 angebracht und erfasst die Betriebsposition des Kolbens 82. Zur Befestigung des Magnetsensors 85 an dem Zylinderrohr 81 kann jedes beliebige Verfahren eingesetzt werden.
Wie in 13 dargestellt ist, wird der Ringmagnet 5 durch Einsetzen der ersten und zweiten Teilmagnete 51A, 51B in die Ringnut 84 des Kolbens 82 von seinen beiden Seiten in Richtung der Pfeile angebracht. Die Teilmagnete ziehen sich in der Ringnut magnetisch an.
Wenn der Ringmagnet 5 eingesetzt ist, ist an dem Außenumfang der Ringnut 84 ein kleiner Spalt ausgebildet, in dem ein Verschleißring 86 zur Abdeckung des Ringmagneten 5 angebracht wird. Der Ringmagnet 5 wird durch den Verschleißring 86 geschützt. Gleichzeitig wird hierdurch der Befestigungszustand des Ringmagneten 5 stabil gehalten.
14 zeigt eine Modifikation des Fluiddruckzylinders, an dem der Ringmagnet 5 gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist. Ein Verschleißringbefestigungsbereich 84a mit einer vergrößerten Nutenbreite ist an dem äußeren Um fangsbereich der Ringnut 84 des Kolbens 82 ausgebildet. Ein Verschleißring 86A mit einer Breite, die größer ist als die Breite des Ringmagneten 5 ist in dem Verschleißringanbringungsbereich 84a angebracht. Da der Verschleißring 86A den Ringmagneten 5 in einem Bereich abdeckt, der breiter ist als dessen Dicke, kann der Kolben 82 stabiler gleiten.
Obwohl die Ausführungsformen gemäß den 12 und 14 typische Beispiele einer Verwendung des Ringmagneten 5 gemäß 7 zeigen, bedarf es keiner näheren Erläuterung, dass auch die Ringmagneten gemäß den anderen Ausführungsformen eingesetzt werden können. Auch kann anstelle der Verschleißringe 86, 86A eine Kolbendichtung verwendet werden.
Obwohl die oben beschriebenen Ringmagneten der verschiedenen Ausführungsformen jeweils aus einer Mehrzahl von Teilen bestehen, werden die Teile durch Magnetkraft miteinander verbunden. Dementsprechend muss ein Befestigungsvorgang mit Hilfe eines Klebstoffes oder dgl. durchgeführt werden. Wenn die Ringmagnete an einem Kolben oder dgl. angebracht sind, sind sie gegenüber Vibrationen und Stößen bei der Verwendung mechanisch stabil.
Da der Ringmagnet auch einfach an einem kleinen Zylinder angebracht werden kann, bei dem es mechanisch schwierig ist, einen unterteilten Kolben zu verwenden, kann der Fluiddruckzylinder auch einen Kolben aufweisen, der integral mit einer Kolbenstange verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der der Ringmagnet preiswerter angebracht werden kann.

Claims

Ringmagnet, der durch Kopplung einer Mehrzahl von bogenförmigen Teilmagneten zu einer ringförmigen Gestalt gebildet wird und mit N- und S-Polen an seinen Endflächen in axialer Richtung magnetisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Teilmagneten Verbindungsbereiche an seinen beiden Enden aufweist, so dass die Teilmagneten miteinander verbindbar sind, dass jeder der Verbindungsbereiche eine Verbindungsfläche aufweist, die die Verbindungsbereiche benachbarter Teilmagnete in axialer Richtung überlappt, dass die Verbindungsfläche zu einem Magnetpol magnetisiert ist, die sich von der der Verbindungsfläche, mit welcher er verbunden wird, unterscheidet, und dass die Teilmagneten miteinander durch die magnetische Anziehungskraft unterschiedlicher Magnetpole gekoppelt werden.
Ringmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Teilmagnete so angeordnet sind, dass ihre Verbindungsbereiche schmaler sind als eine Magnetbreite und dass eine Gesamtbreite gleich der Magnetbreite ist, wenn die Verbindungsbereiche benachbarter Teilmagnete miteinander verbunden sind.
Ringmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem der Teilmagneten einer der Verbindungsbereiche zu der Seite einer N-Polfläche und der andere Verbindungsbereich zu der Seite einer S-Polfläche zurückgesetzt ist, dass an der zu der Seite der N-Polfläche zurückgesetzten Verbindungsfläche des Verbindungsbereiches ein S-Pol magnetisiert ist und dass an der zu der Seite der S-Polfläche zurückgesetzten Verbindungsfläche des Verbindungsbereiches ein N-Pol magnetisiert ist.
Ringmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Teilmagneten Teilmagnete aufweist, bei denen die Verbindungsbereiche an beiden Enden zu der Seite einer S-Polfläche zurückgesetzt sind, und Teilmagnete, bei denen die Verbindungsbereiche an beiden Enden zu der Seite einer N-Polfläche zurückgesetzt sind, dass an den zu der Seite der N-Polfläche zurückgesetzten Verbindungsflächen der Verbindungsbereiche ein S-Pol magnetisiert ist und dass an den zu der Seite der S-Polfläche zurückgesetzten Verbindungsflächen der Verbindungsbereiche ein N-Pol magnetisiert ist.
Ringmagnet nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Verbindungsbereiche einen bogenförmigen äußeren Umfangsbereich aufweist, der sich entlang des Außenumfangs des Ringmagneten erstreckt, und einen bogenförmigen inneren Umfangsbereich, der sich entlang des Innenumfangs des Ringmagneten erstreckt, und dass der Verbindungsbereich insgesamt bogenförmig geformt ist und die gleiche Dicke aufweist wie die Magnetdicke.
Ringmagnet nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringmagnet zwei Teilmagnete aufweist, wobei die Verbindungsbereiche an deren beiden Enden einen bogenförmigen äußeren Umfangsbereich aufweisen, der sich entlang des Außenumfangs des Ringmagneten erstreckt, und einen inneren Umfangsbereich, der sich entlang einer geraden Linie erstreckt, die den Innenumfang des Ringmagneten tangiert, wodurch die Verbindungsbereiche jeweils insgesamt halbmondförmig geformt sind.
Ringmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsprung und eine Aussparung, die in Eingriff miteinander stehen, an den miteinander verbundenen Verbindungsbereichen benachbarter Teilmagnete ausgebildet sind.
Ringmagnet nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Teilmagneten zwei bogenförmige Magnetelemente aufweist, dass der Teilmagnet durch Überlappen der Magnetelemente gebildet wird, wobei ihre Positionen in einer Umfangsrichtung verschoben sind, und dass die Verbindungsbereiche durch die Enden beider Magnetelemente gebildet werden.