JPH025121Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 流体圧シリンダー中のピストンに永久磁石を取
付け、該永久磁石で駆動されるスイツチを外部に
配設することで、ピストンの位置を外部で検出す
ることが行なわれている。本考案は、このように
永久磁石を装備して位置検出を行なうピストンに
おける、永久磁石の実装構造に関する。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特公昭47−46840号公報などに
記載されているものと基本的に同じ構成の流体圧
シリンダーを示す断面図である。１は非磁性のシ
リンダチユーブであり、内部に非磁性のピストン
２が内蔵され、該ピストン２には、第６図に示す
ような、リング状の永久磁石３が取付けられてい
る。シリンダチユーブ１の外部には、リードスイ
ツチ４が配設され、ピストン２が、該リードスイ
ツチ４の付近を通過する瞬時に、永久磁石３の磁
界によつて、該リードスイツチ４が動作し、外部
に電気的な検出信号を出力する。即ちピストン２
の位置を、非接触式に検出することができる。

ところで永久磁石３は、第６図のように、一方
の端面がＮ極に、他方の端面がＳ極にそれぞれ着
磁されている。このようなリング状の永久磁石３
をピストン２に装着するには、第７図のようにピ
ストン２を分解できない構造の場合は、永久磁石
３をゴム磁石のように柔軟性のある材料で構成す
ると共に、１個所にスリツト５を入れて、開閉可
能とし、このスリツト部を開いて、ピストン２の
小径部２ａをはめ込むことで組み立てられる。こ
のようにスリツト５を入れると、スリツト５の両
側は同じ極性になるため、互いに反発し合い、矢
印a₃，a₄で示すように常時スリツト５を開く方向
の力が発生して径を拡大する傾向にあり、組み立
てにくく、且つスリツトが発生することにより磁
気特性が劣化するため、好ましくない。しかもス
リツト５を開閉可能にするには、ゴム磁石などに
材料が制限されるので、外部のリードスイツチ４
を駆動するのに充分な磁界を得ることが困難で、
大型の磁石を用いなければならない。

第８図のように、ピストンをフランジ部２ｂと
押さえリング２ｃに分割し、小径部２ａをリング
状永久磁石３中に挿入し、押さえリング２ｃの上
から、ナツト７をピストンロツド内端のオネジ６
ａに螺合させる構成にすれば、第６図のリング状
永久磁石３をそのまま使用できる。ただしこの構
成は、小型のシリンダーには適するが、シリンダ
チユーブ１の口径の大きい大型シリンダーでは、
大径の永久磁石の製作が困難なため、大型シリン
ダーには適しない。即ち永久磁石を製造するに
は、磁性材料とバインダーとからなる合成樹脂を
混合し溶解して金型に充填し、強力な磁場をかけ
た状態で、硬化させ磁束の方向を一方向に揃える
という、特殊な成型機が必要なため、口径の大き
なリング状永久磁石を得ることは困難である。

そのため口径の大きな流体圧シリンダーでは、
第９図のように、ピストンロツド６の外端に、リ
ミツトスイツチ８ａ，８ｂを配設し、ピストンロ
ツド６の先端が、該リミツトスイツチ８ａ，８ｂ
の側方を通過する時点で、該リミツトスイツチ８
ａ，８ｂを駆動するという、機械的な検出機構に
しなければならない。

本考案の技術的課題は、従来の位置検出式ピス
トンにおけるこのような問題を解消し、大口径の
永久磁石をピストンに実装可能とすることで、無
接触式にピストン位置を検出可能な、大口径の流
体圧シリンダーを実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点を解決するために講じた本考案によ
る技術的手段は、流体圧シリンダーのピストンの
外周に、リング状に永久磁石を配設し、シリンダ
チユーブの外側に配設した磁気検出手段で、該永
久磁石の通過を検出するピストン位置検出式の流
体圧シリンダーのピストンにおいて、円弧状の永
久磁石を複数個円周方向に配設することでリング
状永久磁石を構成すると共に、このように複数個
の円弧状永久磁石からなるリング状永久磁石を複
数組用い、それぞれのリング状永久磁石の側面同
士を密着させてピストンの軸心と平行方向に重
ね、かつ重ね合わせ面が互いに異なる磁極となる
ように着磁すると共に、片方の組の１つの円弧状
永久磁石を隣接する他方の組の２つの円弧状永久
磁石に跨つて重ねることで、各円弧状永久磁石の
円周方向の突き合わせ面同士が揃わないように、
ずらして配置した構成を採つている。

〔作用〕

この技術的手段によれば、円弧状の永久磁石を
円周方向に配設することでリング状の永久磁石を
構成するため、シリンダチユーブの口径が大きい
場合は、各円弧状永久磁石の曲率半径を大きくす
ると共に、該円弧状永久磁石の個数を増やすだけ
で、大口径のリング状永久磁石を容易に構成する
ことができ、リング状永久磁石の大きさが制限さ
れない。また互いに側面で重ねられたリング状永
久磁石は、重ね合わせ面の極性が逆になつている
ので、隣接する組の円弧状永久磁石の側面同士が
吸着し合う。しかも、各リング状永久磁石ごと
に、円周方向の突き合わせ面がずらして配置され
ているので、円弧状永久磁石の組み合わせでリン
グ状永久磁石を構成しているにも拘わらず、各円
弧状永久磁石がバラバラになるようなことはな
く、組み立てが容易である。なお永久磁石の組み
立てに際しては、例えばＡ組の円弧状永久磁石と
Ｂ組の円弧状永久磁石とを、１個ずつ互い違い
に、ピストンの外周に配設していくことで、容易
に組み立てることができる。

また特に、互いに重ねられた円弧状永久磁石同
士が前記のように側面で吸着することで、各円弧
状永久磁石の突き合わせ面間での反発力は発生し
なくなり、前記の円弧状永久磁石の側面間の吸着
力として作用する。そのため、同一リング状永久
磁石内での各円弧状永久磁石の組み立てを阻害す
る要因もなく、容易に組み立てることができる。

こうしてリング状に組み立てられた永久磁石の
両端面からは、スリツトが無いため全周にわたり
均一の磁束が発生するので、シリンダチユーブの
外側の磁気検出手段は、ピストンが通過する際
に、前記磁束で駆動され、ピストンの位置検出が
行なわれる。

〔実施例〕

次に本考案による位置検出式ピストンが実際上
どのように具体化されるかを実施例で説明する。
第１図は本考案による組み立て式のリング状永久
磁石を示す斜視図、第２図は該組み立て式リング
状永久磁石の一部拡大斜視図、第３図は該リング
状永久磁石が実装された流体圧シリンダーの断面
図である。図示例では、Ａの組とＢの組の２組の
リング状永久磁石を、ピストン２の軸心と平行方
向に重ねることで、リング状永久磁石が構成され
ている。Ａ組のリング状永久磁石は、円弧状の永
久磁石Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を円周方向に配設
することで構成され、Ｂ組のリング状永久磁石
は、円弧状の永久磁石Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を
円周方向に配設することで構成されている。これ
らの円弧状永久磁石Ａ１，Ａ２…，Ｂ１，Ｂ２…
は総て同じ形状になつている。Ａ組のリング状永
久磁石とＢ組のリング状永久磁石が側面で重ねら
れる。円弧状永久磁石Ａ１…Ａ４，Ｂ１…Ｂ４
は、ロツドカバー９側がＮ極に、ヘツドカバー１
０側がＳ極となるように、着磁されている。その
ため、Ａ組の円弧状永久磁石とＢ組の円弧状永久
磁石とでは、重ね合わせ面１１における極性が逆
になる。即ちＡ組の円弧状永久磁石Ａ１，Ａ２…
はＮ極となつているのに対し、Ｂ組の円弧状永久
磁石Ｂ１，Ｂ２…はＳ極となつている。そのた
め、Ａ組の各円弧状永久磁石Ａ１，Ａ２…とＢ組
の各円弧状永久磁石Ｂ１，Ｂ２…とは、矢印a₁，
a₂方向の吸引力で互いに吸着される。同一組内に
おける隣接円弧状永久磁石例えばＡ１とＡ２との
突き合わせ面１２では、本来第７図で説明したよ
うに矢印a₃，a₄方向の反発力が発生するはずであ
るが、前記の矢印a₁，a₂方向の吸着力が発生する
ことで、この反発力は発生しなくなる。したがつ
て隣接する円弧状永久磁石間の突き合わせ面１２
では、反発力も吸引力も発生しない。

そのため、Ａ組の円弧状永久磁石の突き合わせ
面１２とＢ組の円弧状永久磁石の突き合わせ面１
２とが一致すると、円周方向の結合力が得られ
ず、円弧状永久磁石がバラバラになる。ところが
Ａ組の各円弧状永久磁石Ａ１，Ａ２…の突き合わ
せ面１２とＢ組の各円弧状永久磁石Ｂ１，Ｂ２…
の突き合わせ面１２とは、円周方向にずらして配
置されている。そのため、例えばＢ組の円弧状永
久磁石Ｂ１とＡ組の円弧状永久磁石Ａ１とが重ね
合わせ面１１で吸着され、該円弧状永久磁石Ａ１
とＢ組の次の円弧状永久磁石Ｂ４とが重ね合わせ
面１１で吸着される。以下同様にして、Ｂ４とＡ
２，Ａ２とＢ３というように、１つの円弧状永久
磁石が他の組の隣接する２つの円弧状永久磁石に
跨つて吸着される構成となつている。その結果、
突き合わせ面１２で吸着力が発生しなくても、各
円弧状永久磁石がバラバラになることはない。

なお組み立てに際しては、ピストン２の外周の
円周方向溝１３中において、円弧状永久磁石Ｂ
１，Ａ１，Ｂ４，Ａ２，Ｂ３の順に、互い違いに
配設していくことで、容易に組み立てることがで
きる。必要に応じ、各円弧状永久磁石の隣接面に
接着材を塗布することもできる。また第４図のよ
うに、各円弧状永久磁石の外周にはウエアリング
１４を巻き付けてもよい。第４図では、円弧状永
久磁石が、Ａ，Ｂ，Ｃの３組重ねられている。な
お１５，１５はシール用のパツキングである。

このように円弧状永久磁石を組み合わせること
で、リング状の永久磁石を構成しても、重ね合わ
せ面以外の側面、即ちヘツドカバー１０側の端面
１６はＳ極、ロツドカバー９側の端面１７はＮ極
のため、両磁極から発生する磁束で、シリンダチ
ユーブ外部の磁気検出スイツチ４が駆動される。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、同一形状の円弧
状永久磁石を複数個組み合わせることで、円弧状
の永久磁石をピストン外周に形成することがで
き、シリンダチユーブの口径が大きくなつても、
何等支障なく実現することができる。しかも材料
の制限を受けることもなく、充分な磁力を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による組み立て式のリング状永
久磁石を示す斜視図、第２図は該組み立て式リン
グ状永久磁石の一部拡大斜視図、第３図は該リン
グ状永久磁石が実装された流体圧シリンダーの断
面図、第４図は位置検出式ピストンの他の実施例
を示す断面図である。第５図以下は従来の位置検
出式ピストンを示すもので、第５図は流体圧シリ
ンダー全体を示す断面図、第６図は一体のリング
状永久磁石の斜視図、第７図はゴム磁石からなる
リング状永久磁石を実装する例の分解斜視図、第
８図は一体のリング状永久磁石を実装する例の分
解斜視図、第９図は従来の流体圧シリンダーの使
用状態を示す側面図である。 図において、１はシリンダチユーブ、２はピス
トン、４はリードスイツチ、Ａ１，Ａ２…はＡ組
の円弧状永久磁石、Ｂ１，Ｂ２…はＢ組の円弧状
永久磁石、１１は隣接する組の円弧状永久磁石同
士の重ね合わせ面、１２は同じ組内の円弧状永久
磁石の円周方向の突き合わせ面、１３ピストンの
永久磁石実装溝をそれぞれ示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体圧シリンダーのピストンの外周に、リング
   状に永久磁石を配設し、シリンダチユーブの外側
   に配設した磁気検出手段で、該永久磁石の通過を
   検出するピストン位置検出式の流体圧シリンダー
   のピストンにおいて、円弧状の永久磁石を複数個
   円周方向に配設することでリング状永久磁石を構
   成すると共に、このように複数個の円弧状永久磁
   石からなるリング状永久磁石を複数組用い、それ
   ぞれのリング状永久磁石の側面同士を密着させて
   ピストンの軸心と平行方向に重ね、かつ重ね合わ
   せ面が互いに異なる磁極となるように着磁すると
   共に、片方の組の１つの円弧状永久磁石を隣接す
   る他方の組の２つの円弧状永久磁石に跨つて重ね
   ることで、各円弧状永久磁石の円周方向の突き合
   わせ面同士が揃わないように、ずらして配置した
   ことを特徴とする位置検出式ピストン。