JP2003188012A - 往復運動装置用磁石及びそれを用いた往復運動装置 - Google Patents

往復運動装置用磁石及びそれを用いた往復運動装置

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JP2003188012A
JP2003188012A JP2001389054A JP2001389054A JP2003188012A JP 2003188012 A JP2003188012 A JP 2003188012A JP 2001389054 A JP2001389054 A JP 2001389054A JP 2001389054 A JP2001389054 A JP 2001389054A JP 2003188012 A JP2003188012 A JP 2003188012A
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Satoru Nakatsuka
哲 中塚
Itsuro Tanaka
逸郎 田中
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Toda Kogyo Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接合型磁石からなり、従って、磁石同士が
接合部で剥離することがなく、ストロークの繰り返し精
度の良好な、バイブレーター、アクチュエータ等に有用
な往復運動装置用磁石を提供する。 【解決手段】 円柱状磁石11からなり、両端面12
a、12bが同極で側面13の全部又は一部が反対極に
着磁してなることを特徴とする往復運動装置用磁石。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、往復運動装置用磁
石及びこれを用いた往復運動装置に関し、更に詳しく
は、磁石同士が接合部で剥離するという問題がなく、ま
た位置決め繰り返し精度の良好な、バイブレーター、ア
クチュエータ等に有用な往復運動装置用磁石及び該磁石
を用いた往復運動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の往復運動装置用磁石とし
ては、図10に示す如く、2個の円柱状磁石2で鉄板等
の軟磁性板3をサンドイッチ状に挟み、円柱状磁石2と
軟磁性板3とを接着剤(図示せず)で接着した接合型磁
石1が触れ子として使用され、図11に示すように、中
央部に挿通したシャフト4とともに、電磁石5を備えた
ケーシング6内に収容され往復運動装置として使用され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き接合型磁石1は、先ず円柱状磁石2を成形するとと
もに軟磁性板3を準備し、次いで接合するという複数の
工程が不可欠なため製造が容易でなく、また繰り返し使
用しているうちに円柱状磁石2と軟磁性板3とが剥離す
るという問題を含んでいる。
【0004】また、円柱状磁石2として焼結磁石を使用
した場合は、繰り返し使用中に割れや欠けが発生し、破
片が円柱状磁石2の端面とケーシング6の被吸着部6
a、6bとの間に入り込み、その結果、触れ子の位置が
ずれてストロークが短くなり、位置決め繰り返し精度が
低下し、ストロールの繰り返し精度が要求される用途に
は使用できないという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項1は、円柱状磁石からなり、両端面が
同極で側面の全部又は一部が反対極に着磁してなること
を特徴とする往復運動装置用磁石を内容とする。
【0006】本発明の請求項2は、磁性粉の磁化容易軸
が両端面から側面に抜けていることを特徴とする請求項
1記載の往復運動装置用磁石を内容とする。
【0007】本発明の請求項3は、磁石の主成分が合成
樹脂と磁性粉とからなることを特徴とする請求項1又は
2記載の往復運動装置用磁石を内容とする。
【0008】本発明の請求項4は、円柱状磁石の両端面
に緩衝シートを設けたことを特徴とする請求項1〜3の
いずれか1項に記載の往復運動装置用磁石を内容とす
る。
【0009】本発明の請求項5は、請求項1〜4のいず
れか1項に記載の円柱状磁石を組み込んでなることを特
徴とする往復運動装置を内容とする。
【0010】
【作用】本発明の請求項1は、両端面が同極で側面の全
部又は一部が反対極に着磁してなる往復運動装置用の円
柱状磁石であることを特徴とするもので、従来の接合型
磁石のように、使用している間に接合部で剥離するとい
うトラブルは皆無であり、また、製造も容易である。
【0011】また、請求項2の往復運動用磁石は、磁性
粉の磁化容易軸が両端面から側面に抜けている構造とす
ることにより、応答性が改善され動作が高速化されると
ともに、吸着力が改善され大きな推力が得られる。
【0012】また、請求項3の往復運動用磁石は、合成
樹脂と磁性粉とを主成分とするもので、焼結磁石に比べ
て製造が容易であるとともに、割れや欠けが発生し難
く、従って、位置決め繰り返し精度に優れる。
【0013】また、請求項4の往復運動用磁石は、円柱
状磁石の両端面に緩衝シートを設けることにより、割れ
や欠けを一層効果的に防止してストロークの繰り返し精
度に優れるとともに、ケーシングの被吸着部との緩衝音
を吸収する。
【0014】また、請求項5の往復運動装置は、上記円
柱状磁石を組み込んでなり、繰り返し使用していく間に
おける接合部からの剥離といったトラブルが全くなく、
応答性及び吸着力が改善され、割れや欠けが少なく、ケ
ーシングの被吸着部との衝撃音の小さい往復運動装置を
提供することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の往復運動装置用磁石は、
図1及び図2に示すように、円柱状磁石11からなり、
両端面12a、12bが同極(図ではS)で、側面13
の全部又は一部が反対極(図ではN)に着磁しているこ
とを特徴とする。
【0016】本発明の円柱状磁石は、合成樹脂磁石及び
焼結磁石のいずれでもよいが、合成樹脂磁石の方が、焼
結時の割れ、欠け、反りを伴わず、また寸法安定性に優
れている点で好ましい。合成樹脂磁石及び焼結磁石にお
ける磁性粉としては、フエライト系磁扮、アルニコ系磁
性粉及びサマリウム−コバルト系磁性粉やネオジム−鉄
−ボロン系磁性粉、サマリウム−鉄−窒素系磁性粉等の
希土類系磁性粉など、従来公知の異方化磁性粉が挙げら
れ、これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用でき
る。
【0017】バインダーとしての合成樹脂についても、
従来公知のものいずれもが使用できる。その代表例を示
すと、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド66
などのポリアミド系合成樹脂;ポリ塩化ビニル,塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリスチレン、ポリエチレン及びポリプロピレンな
どを単独又は共重合したビニル系合成樹脂;ポリウレタ
ン、シリコーン、ポリカーボネート、PBT、PETな
どのポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、PP
S、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレ
ン(デュポン社の商品名「ハイパロン」)などの合成樹
脂;イソプレン、ネオプレン、スチレン・ブタジエン、
ブタジエン、アクリロニトリル・ブタジエンなどのゴ
ム;エポキシ系樹脂,フエノール系合成樹脂等が使用で
きる。これらは単独で又は必要により2種以上混合して
用いられる。
【0018】磁性粉とバインダーとしての合成樹脂との
配合割合は、磁性粉が40〜70vol%、合成樹脂が60
〜30vol%の範囲が好ましい。磁性粉が40vol%未満で
は磁気特性が不十分で、一方、70vol%を越えると成形
性が悪くなる傾向がある。なお、その他にも、従来から
常用される可塑剤や抗酸化剤、表面処理剤などを目的に
応じて使用できることはいうまでもない。
【0019】本発明の円柱状磁石は、図3に示す如き成
形金型磁気回路装置により容易に製造することができ
る。図3中、14はキャビティ、15は永久磁石、16
は強磁性体材料である。強磁性体材料としては、S55
C、S50C、S45C、S40C等の炭素鋼、SKD
11、SKD61等のダイス鋼、パーメンジュール、純
鉄等が用いられる。
【0020】また、永久磁石としては、ネオジム−鉄−
ボロン系焼結磁石、サマリウム−コバルト系焼結磁石等
の既に知られた希土類系焼結磁石等の高エネルギー積磁
石が好適である。永久磁石は(BH)max で26 MGOe
以上で且つiHcで15000 Oe 以上のものが好適で
ある。
【0021】更に、永久磁石の代わりに電磁石を用いて
もよく、軟磁性部材とコイルによる従来知られた電磁石
が使用できる。軟磁性部材は飽和の磁束密度が1500
0ガウス以上のものが好ましく、20000ガウス以上
のものがより好ましい。
【0022】成形方法は合成樹脂磁石の場合、上記した
射出成形の他、圧縮成形等の既に知られた方法が使用で
き、焼結磁石の場合も既に知られた湿式成形、乾式成形
がグリーン作成方法として使用できる。
【0023】図4は、本発明の他の実施態様を示し、円
柱状磁石11の両端面12a、12bに、それぞれ緩衝
シート17a、17bが設けられている。緩衝シート1
7a、17bは往復運動装置内に組み込まれた際に、円
柱状磁石11のケーシング内の被吸着部との衝突時の衝
撃を緩和して割れや欠けを防止するとともに、衝突音を
吸収するためのものである。このような緩衝シート17
a、17bとしては、円柱状磁石11の緩衝性に富むと
ともに吸着力(推力)を妨げないものが好ましく、例え
ば、ゴムシート、ポリエチレンや軟質塩化ビニル等の軟
質シート等が挙げられる。緩衝シートは、厚くなる程円
柱状磁石11の吸着力(推力)を妨げるので薄いものが
好ましいが、吸着力と緩衝性とを勘案して適宜選択すれ
ばよい。緩衝シート17a、17bは、接着剤(図示せ
ず)等により円柱状磁石11の両端面12a、12bに
設けられる。
【0024】図5は、上記図1、図2に示した円柱状磁
石11を触れ子として組み込んだ往復運動装置の概略断
面図で、18はシャフト、19は凹形状のケーシング、
20は電磁石である。電磁石20のコイルに正逆パルス
電流を投入することにより、ケーシング19の被吸着部
19a、19bが所定のサイクルで交互にN極又はS極
となり、それに応じて円柱状磁石11は被吸着部19a
又は19bに吸着され、その結果、往復運動を繰り返
す。
【0025】図6は、図1及び図2に示した円柱状磁石
を組み込んだ往復運動装置の他の実施態様を示す概略断
面図で、ケーシング19が矩形枠状からなり、該ケーシ
ング19の外周面に電磁石20を配設した他は図5に示
した往復運動装置と同様である。
【0026】図7は、上記図4に示した、両端面12
a、12bに緩衝シート17a、17bを設けた円柱状
磁石11を用いた他は、図6に示した往復運動装置と同
様である。
【0027】図8は、矩形枠状ケーシング19の内側で
被吸着部19a、19bの円柱状磁石11の端面が吸着
・当接する部分に、緩衝シート21a、21bを配設し
た他は、図6に示した往復運動装置と同様である。尚、
緩衝シート21a、21bは上記した緩衝シート17
a、17bと同じ物でよく、接着剤(図示せず)等によ
り設けられる。
【0028】図9は、矩形状ケーシング19の内側で被
吸着部19a、19bの近傍部に、衝突防止手段22を
配設した他は、図6に示した往復運動装置と同様であ
る。衝突防止手段22としては、永久磁石又は軟磁性材
料が用いられ、これらが恰も電磁ブレーキ的に作用し、
円柱状磁石11の被吸着板19a、19bへの衝突が防
止され、円柱状磁石11の割れや欠け及び衝突音の発生
が防止される。
【0029】
【発明の効果】本発明の請求項1は、両端面が同極で側
面の全部又は一部が反対極に着磁してなる非接合型の円
柱状磁石であり、従って、従来の接合型磁石のように、
使用している間に接合部で剥離するというトラブルは皆
無であり、また、射出成形、圧縮成形等により一挙に製
造することができる。
【0030】また、請求項2の往復運動用磁石は、磁性
粉の磁化容易軸が両端面から側面に抜けている構造とす
ることにより、応答性が改善され動作が高速化されると
ともに、吸着力が改善され大きな推力が得られる。
【0031】また、請求項3の往復運動用磁石は、合成
樹脂と磁性粉とを主成分とするもので、焼結磁石に比べ
て製造が容易であるとともに、割れや欠けが発生し難
く、従って、ストロークの繰り返し精度に優れる。
【0032】また、請求項4の往復運動用磁石は、円柱
状磁石の両端面に緩衝シートを設けることにより、割れ
や欠けを一層効果的に防止してストロークの繰り返し精
度に優れるとともに、ケーシングの被吸着部との緩衝音
を吸収する。
【0033】また、請求項5の往復運動装置は、上記し
た非接合型の円柱状磁石を組み込んでなり、従って、従
来の接合型磁石のように、繰り返し使用している間にお
ける接合部からの剥離といったトラブルが全くなく、応
答性及び吸着力が改善され、割れや欠けが少なく、スト
ロークの繰り返し精度に優れ、ケーシングの被吸着部と
の衝撃音の小さい往復運動装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の往復運動装置用磁石の一例を示す斜視
図である。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】図1の往復運動用磁石の成形金型磁気回路図で
ある。
【図4】本発明の往復運動装置用磁石の他の例を示す縦
断面図である。
【図5】図1の往復運動装置用磁石を組み込んだ往復運
動装置の一例を示す概略断面図である。
【図6】図1の往復運動装置用磁石を組み込んだ往復運
動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図7】図4の往復運動装置用磁石を組み込んだ往復運
動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図8】図1の往復運動装置用磁石を組み込んだ往復運
動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図9】図1の往復運動装置用磁石を組み込んだ往復運
動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図10】従来の往復運動装置用の接合型磁石を示す斜
視図である。
【図11】図9の接合型磁石を組み込んだ往復運動装置
を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 接合型磁石 2 円柱状磁石 3 軟磁性板 4 シャフト 5 電磁石 6 ケーシング 6a、6b 被吸着部 11 円柱状磁石 12a、12b 端面 13 側面 14 キャビティ 15 永久磁石 16 強磁性体材料 17a、17b 緩衝シート 18 シャフト 19 ケーシング 19a、19b 被吸着部 20 電磁石 21a、21b 緩衝シート 22 衝突防止手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円柱状磁石からなり、両端面が同極で側
    面の全部又は一部が反対極に着磁してなることを特徴と
    する往復運動装置用磁石。
  2. 【請求項2】 磁性粉の磁化容易軸が両端面から側面に
    抜けていることを特徴とする請求項1記載の往復運動装
    置用磁石。
  3. 【請求項3】 磁石の主成分が合成樹脂と磁性粉とから
    なることを特徴とする請求項1又は2記載の往復運動装
    置用磁石。
  4. 【請求項4】 円柱状磁石の両端面に緩衝シートを設け
    たことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載
    の往復運動装置用磁石。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の円
    柱状磁石を組み込んでなることを特徴とする往復運動装
    置。
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