JPH0262407A

JPH0262407A - 磁石式シリンダ装置

Info

Publication number: JPH0262407A
Application number: JP21207588A
Authority: JP
Inventors: Naoto Izumo; 直人出雲
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁石式シリンダ装置に関し、特に、外部への
磁束漏れを防ぎ、かつ機械効率に優れ、ピストン部とス
ライダ部とがシリンダチューブを介して磁気的に結合さ
れ、互いが同伴して変位される磁石式ロッドレスシリン
ダ装置に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

従来の磁石式シリンダ装置としては、たとえば、実開昭
６２−１７２８０６号公報に記載されているロッドレス
シリンダがある。

このロッドレスシリンダの構成は、シリンダチューブと
、その両端にエンドカバーが結合され、シリンダチュー
ブの内部に軸方向に変位自在にピストン部が設けられ、
このピストン部の変位に同伴して、変位するスライダ部
がシリンダチューブの外周面に設けられている。

前記ピストン部は、ピストンタイロッドの外周面に、軸
（アキシャル）方向に着磁された永久磁石と、永久磁石
の軸方向の両端面に配設されたヨークとの磁気回路が備
えられている。

一方、スライダ部も同様に、スライダハウジングの内周
面に、軸方向に着磁された永久磁石と、永久磁石の軸方
向の両端面に配設されたヨークとの磁気回路が備えられ
ている。

また、前記実開昭６２−１７２８０６号公報には、ピス
トン部およびスライダ部の磁気回路として、径（ラジア
ル）方向に着磁された永久磁石と、永久磁石の軸方向の
両端面に配設された非磁性スペーサとで構成されている
構造も開示されている。

これらのロッドレスシリンダによれば、ピストン部の磁
気回路とスライダ部の磁気回路との間に生じる磁気的吸
引力により、ピストン部の変位に同伴してスライダ部も
同時にシリンダチューブの外周面を変位するというもの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記のような従来技術では、軸方向に着磁さ
れた永久磁石と、この永久磁石の軸方向の両端面に配設
されたヨークとの磁気回路において、ピストン部の永久
磁石によるピストンタイロッド側への磁束漏れと、スラ
イダ部の永久磁石によるスライダ部外側への磁束漏れと
が生じるために、ピストンタイロッドとスライダハウジ
ングに非磁性材料しか使用できないという欠点がある。

また、前記実開昭６２−１７２８０６号公報における径
方向に着磁された永久磁石と、永久磁石の軸方向の両端
面に配設された非磁性スペーサとで構成された磁気回路
においては、ピストン部とスライダ部の永久磁石の径方
向の相互間にヨークが設けられていないため、永久磁石
間の磁気的吸引力が弱いという欠点もある。

このように、磁束の漏れおよび弱い磁気的吸引力におい
ては、磁気効率の低下を招き、充分な機械効率を得るこ
とができないという問題がある。

また、スライダ部外側への磁束漏れは、特に磁気的吸引
力の強い永久磁石を使用しているために、近傍に配設さ
れる他機器への磁気的外乱、ロッドレスシリング自身の
磁気的位置センシングのｌａ［、および外部磁性ゴミの
摺動部への付着によるシリンダ機能の損失などの問題が
ある。

そこで、本発明の目的は、外部への磁束漏れを防ぎ、機
械効率に優れた磁石式シリンダ装置を提供することにあ
る。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の磁石式シリンダ装置は、シリンダチ
ューブ内に軸方向に沿って変位自在に配設されたピスト
ン部と、該ピストン部とシリンダチューブを介して磁気
的に結合され、前記ピストン部の変位に同伴されてシリ
ンダチューブの外周面を変位するスライダ部とを備えた
磁石式シリンダ装置であって、前記ピストン部またはス
ライダ部の少なくとも一方が、径方向に着磁された永久
磁石と、該永久磁石の径方向のシリンダチューブ側端面
に配設されたヨークとを備え、それらが軸方向に互いに
非磁性材料で磁気的に遮断されているものである。

〔作用〕

前記した磁石式シリンダ装置によれば、ピストン部また
はスライダ部の少なくとも一方が、径方向に着磁された
永久磁石と、この永久磁石の径方向のシリンダチューブ
側端面に配設されたヨークとを備え、それらが軸方向に
互いに非磁性材料で磁気的に遮断されていることにより
、ピストン部の永久磁石によるピストンタイロッド側へ
の磁束漏れと、スライダ部の永久磁石によるスライダ部
外側への磁束漏れとを防ぐことができる。

〔実施例１〕第１図（ａ）は本発明の一実施例である磁石式シリンダ
装置を示す断面図、第１図（ｂ）は本実施例の磁石式シ
リンダ装置の磁束分布を示す部分拡大半断面図である。

まず、第１図（ａ）により磁石式ンリンダ装置の構成を
説明する。

本実施例の磁石式シリンダ装置１は、複動形のロッドレ
スシリンダ装置とされ、円筒状に形成されたシリンダチ
ューブ２と、シリンダチューブ２の両端に結合されたエ
ンドカバー３，４と、シリンダチューブ２内を軸方向に
変位自在に設けられたピストン部５と、ピストン部５の
変位に同伴して同時にシリンダチューブ２の外周面を変
位するスライダ部６とで構成されている。

前記シリンダチューブ２は、半径方向の断面がリング状
とされ、またエンドカバー３．４は半径方向の断面が真
円形状とされている。

また、シリンダチューブ２とエンドカッ＜−３゜４とは
、かしめ構造などの方法で密閉結合されている。

さらに、シリンダチューブ２の内部には、ピストン部５
が軸方向に沿って変位自在に収容され、シリンダチュー
ブ２の内部を２つのシリンダ室７゜８に仕切っている。

マタ、シリンダ室７．８は、エンドカッイー３゜４に開
設されている給排ポー）９．１０にそれぞれ連通され、
給排ポー）９．１０からシリンダ室に供給される流体圧
により、ピストン部５がシリンダチューブ２の内部を軸
方向に沿って摺動されるようになっている。

ピストン部５は、一対の内側ウェアリング１１と、この
内側ウェアリング１１の間に介在されている複数の内側
永久磁石１２と、この内側永久磁石１２の径方向のシリ
ンダチューブ２側端面に配設されている内側ヨーク１３
と、これらの内側永久磁石１２および内側ヨーク１３を
軸方向に互いに磁気的に遮断する非磁性材料で形成され
た内側磁石間スペーサ１４と、内側ウェアリング１１の
外端面側にそれぞれ配設されているバンパ１５とを備え
、これらの各部材の軸芯上の貫通孔に磁性材料で形成さ
れたピストンタイロッド１６が貫通され、両端ネジ部に
ナツト１７がそれぞれ締結されてピストン部５が構成さ
れている。

一方、スライダ部６も同様に、一対の外側ウェアリング
１８と、この外側ウェアリング１８の間に介在されてい
る複数の外側永久磁石１９と、この外側永久磁石１９の
径方向のシリンダチューブ２側端面に配設されている外
側ヨーク２０と、これらの外側永久磁石１９および外側
ヨーク２０を遮断する非磁性材料で形成された外側磁石
間スペーサ２１と、これらの外周面に磁性材料で形成さ
れたスライダハウジング２２とを備え、これらの各部材
が嵌合用部材２３により嵌合されてスライダ部６が構成
されている。

また、スライダ部６は、シリンダチューブ２を介してピ
ストン部５と磁気的に結合され、ピストン部５の変位に
同伴されて同時に変位する。

ここで、ピストン部５とスライダ部６との間で生じる磁
束分布を第１図ら）により説明する。

たとえば、径方向に着磁されたピストン部５の内側永久
磁石１２ａ、１２ｂは、それぞれシリンダチューブ２側
がＳ極、Ｎ極に着磁され、一方、スライダ部６の外側永
久磁石１９ａ、１９ｂは、それぞれシリンダチューブ２
側がＮ極、Ｓ極に着磁されている。

また、ピストンタイロッド１６およびスライダハウジン
グ２２は、磁性材料で形成されているために、磁化され
磁束が生じるようになっている。

さらに、内側永久磁石１２ａと１２ｂ１外側永久磁石１
９ａと１９ｂとの間に配設された内側磁石間スペーサ１
４ａおよび外側磁石間スペーサ２１ａは、非磁性材料で
形成されているので、ピストン部５の内側永久磁石１２
ａと１２ｂおよびスライダ部６の外側永久磁石１９ａと
１９ｂとの間で磁束が生じることがない。

この時、内側永久磁石１２ａのＮ極からピストンタイロ
ッド１６を通り内側永久磁石１２ｂのＳ極へ、内側永久
磁石１２ｂのＮ極から外側永久磁石１９ｂのＳ極へ、さ
らに、外側永久磁石１９ｂのＮ極からスライダハウジン
グ２２を通り外側永久磁石１９ａのＳ極へ、外側永久磁
石１９ａのＮ極から内側永久磁石１２ａのＳ極への磁束
によるループが形成される。

従って、ピストン部５の内側永久磁石１２によるピスト
ンタイロッド１６側への磁束漏れ、およびスライダ部６
の外側永久磁石１９によるスライダ部６外側への磁束漏
れを生じることがない。

次に、本実施例の作用について説明する。

たとえば、第１図（ａ）の状態において図示しない流体
圧源より給排ポート９に流体が供給されると、ピストン
部５により仕切られたシリンダチューブ２内のシリンダ
室７が高圧となり、ピストン部５は同図において右方向
に変位する。

この時、ピストン部５の内側永久磁石１２とスライダ部
６の外側永久磁石１９との間に生じる磁気的吸引力によ
り、ピストン部５の変位に同伴してスライダ部６も同時
に右方向に変位する。

また、シリンダチューブ２内のシリンダ室８の流体は、
給排ポート１０より外部に排出され、ビストーン部５が
シリンダ室８の右側限度まで変位する。

さらに、給排ポート１０より流体が供給されると、シリ
ンダ室８が高圧となり、シリンダ室８の右側限度まで変
位されたピストン部５が同図において左方向に変位し、
スライダ部６も同時に左方向に変位する。

このようにして、スライダ部６は、ピストン部５の変位
に同伴して同時に変位する。

〔実施例２〕第２図（ａ）は本発明の他の実施例である磁石式シリン
ダ装置を示す断面図、第２図（ｂ）は本実施例の磁石式
シリンダ装置の磁束分布を示す部分拡大半断面図である
。

本実施例の磁石式シリンダ装置１は、実施例Ｉと同様に
構成され、ピストン部５は、一対の内側ウェアリング１
１と、この内側ウェアリング１１０間に介在されている
複数の内側永久磁石２４と、この内側永久磁石２４の軸
方向の両端面に配設されている内側ヨーク２５と、内側
ウェアリング１１の外端面側にそれぞれ配設されている
バンバ１５とを備え、これらの各部材の軸芯上の貫通孔
に非磁性材料で形成されたピストンタイロッド２６が貫
通され、両端ネジ部にナツト１７がそれぞれ締結されて
ピストン部５が構成されている。

一方、スライダ部６は実施例１と同様に、一対の外側ウ
ェアリング１８と、この外側ウェアリング１８の間に介
在されている複数の外側永久磁石１９と、この外側永久
磁石１９の径方向のシリンダチューブ２側端面に配設さ
れている外側ヨーク２０と、これらの外側永久磁石１９
および外側ヨ〜り２０を磁気的に遮断する非磁性材料で
形成された外側磁石間スペーサ２１と、これらの外周面
に磁性材料で形成されたスライダハウジング２２とを備
え、これらの各部材が嵌合用部材２３により嵌合されて
スライダ部６が構成されている。

次に、ピストン部５とスライダ部６との間で生じる磁束
分布を第２図（ｂ）により説明する。

たとえば、軸方向に着磁されたピストン部５の内側永久
磁石２４ａは、同図において軸方向右側がＮ極に着磁さ
れ、一方、スライダ部６の外側永久磁石１９ｃ、１９ｄ
は、それぞれシリンダチューブ２側がＮ極、Ｓ極に着磁
されている。

また、ピストン部５の内側永久磁石２４ａの両端面の内
側ヨーク２５ａ、２５ｂおよびスライダハウジング２２
は、磁性材料で形成されているために、磁化され磁束が
生じるようになっている。

さらに、外側永久磁石１９ｃと１９ｄとの間に配設され
た外側磁石間スペーサ２１ｂは、非磁性材料で形成され
ているので、スライダ部６の外側永久磁石１９ｃと１９
ｄとの間で磁束が生じることかない。

この時、一方は、内側永久磁石２４ａのＮ極から外側永
久磁石１９ｄのＳ極へ、外側永久磁石１９ｄのＮ極から
スライダハウジング２２を通り外側永久磁石１９ＣのＳ
極へ、さらに、外側永久磁石１９Ｇ（７）Ｎ極から内側
永久磁石２４ａのＳ極への磁束によるループが形成され
る。

また、他方は、内側永久磁石２４ａのＮ極からＳ極への
磁束が生じ、この磁束がピストンタイロッド２６側への
磁束漏れとなる。

従って、ピストン部５の内側永久磁石２４によるピスト
ンタイロッド２６側への磁束漏れは生じるものの、スラ
イダ部６の外側永久磁石１９によるスライダ部６外側へ
の磁束漏れを生じることがない。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、永久磁石の数量、着磁方向および配設につい
ては、前記実施例のシリンダ装置に限定されるものでは
なく、シリンダチューブを介してピストン部とスライダ
部との間で、配設された永久磁石によって生じる磁束が
ループを形成するように決定すればよい。

また、前記実施例の磁石式シリンダ装置は、複動形のシ
リンダ装置とされているが、本発明のシリンダ装置は複
動形のシリンダ装置に限定されるものではなく、たとえ
ば、単動形のシリンダ装置でもよい。

〔発明の効果〕

水頭において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

（１）、ピストン部またはスライダ部の少なくとも一方
が、径方向に着磁された永久磁石と、この永久磁石の径
方向のシリンダチューブ側端面に配設されたヨークとを
備え、それらが軸方向に互いに非磁性材料で磁気的に遮
断されていることにより、ピストン部の永久磁石による
ピストンタイロッド側への磁束漏れと、スライダ部の永
久磁石による、スライダ部外側への磁束漏れとを防ぐこ
とができるので、機械効率を高めることができる。

（２）、前記（１）により、スライダ部の永久磁石によ
るスライダ部外側への磁束漏れを防ぐことができるので
、近傍に配設された機器への磁気的外乱を防ぐことがで
きる。

（３）、前記（２）により、磁石式シリンダ装置自身の
磁気的位置センシングが容易になる。

（４）、前記（２）により、外部磁性ゴミの付着がなく
なるので、磁石式シリンダ装置自身の機能の損失などの
トラブルを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例である磁石式シリンダ
装置を示す断面図、第１図（ｂ）は本実施例の磁石式シ
リンダ装置の磁束分布を示す部分拡大半断面図、第２図
（ａ）は本発明の他の実施例である磁石式シリンダ装置
を示す断面図、第２図（ハ）は本発明の他の実施例の磁
石式シリンダ装置の磁束分布を示す部分拡大半断面図で
ある。１・・・・・・磁石式シリンダ装置、２・・・・・・シリンダチューブ、３．４・・・・エンドカバー５・・・・・・ピストン部、６・・・・・・スライダ部、７．８・・・・シリンダ室、９．１０・・・給排ポート、１１・・・・・・内側ウェアリング、１２．１２ａ、１２ｂ・・・内側永久磁石、１３・・・
・・・内側ヨーク（磁性）、１４．１４ａ・・内側磁石
間スペーサ（非磁性材料）、１５　・１６　・１７　・１８　・１９゜２０　・２１゜ｅ会・バンパ、・・・ピストンタイロッド（磁性）、・・・ナツト、・・・外側ウェアリング、ａ〜１９ｄ・・・外側永久磁石、・・・外側ヨーク（磁性）、ａ、２１ｂ・・・外側磁石間スペーサ（非磁性材料）、２２・・・・・・スライダノ＼ウジング（磁性）、２３
・・・・・・嵌合用部材、２４．２４１・・内側永久磁石、２５．２５ａ、２５ｂ・・・内側ヨーク　（磁性）、２
６・・・・・・ピストンタイロッド（非磁性）。

Claims

【特許請求の範囲】

１、シリンダチューブ内に軸方向に沿って変位自在に配
設されたピストン部と、該ピストン部とシリンダチュー
ブを介して磁気的に結合され、前記ピストン部の変位に
同伴されてシリンダチューブの外周面を変位するスライ
ダ部とを備えた磁石式シリンダ装置であって、前記ピス
トン部またはスライダ部の少なくとも一方が、径方向に
着磁された永久磁石と、該永久磁石の径方向のシリンダ
チューブ側端面に配設されたヨークとを備え、前記永久
磁石および前記ヨークが軸方向に互いに非磁性材料で磁
気的に遮断されていることを特徴とする磁石式シリンダ
装置。