JPH0821500B2 - リング状磁石 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエアーシリンダーやオイルシリンダー等にお
いて、伸縮するシリンダーシャフトの位置決めを磁気検
出手段を用いて行う為に、シリンダーシャフトに取りつ
けられるリング状磁石の改良に関する。

〔従来の技術〕

各種産業機械には、アクチュエーターとして使用され
るエアーシリンダーやオイルシリンダーが多用されてい
る。これらシリンダーにおけるシリンダーシャフト（以
下、単にシャフトと称す）の位置決め手段としては、第
６図に示す如く、円筒状のシリンダーａ内に挿通された
シャフトｂにリング状磁石ｃを磁性体製のホルダーｄを
介して外嵌し、シリンダーａの外側面に磁気センサーｅ
を近接配置することで、シャフトｂの移動に伴って移動
するリング状磁石ｃの存在位置を磁気センサーｅで検出
し、該データに基づいてシャフトｂの伸縮距離を制御す
るものが知られている。

リング状磁石ｃは第７図で示される如く、側面視Ｈ形
のホルダーｄの環状溝部ｆに外嵌されるが、従来、この
リング状磁石ｃとしては第８図（イ）に示すようにリン
グ状に一体成形されたプラスチック磁石c1や、第８図
（ロ）に示すような径方向に拡開用の切り込みｇを入れ
たゴム磁石c2が用いられている。

プラスチック磁石は（BH）max≒2.0であって磁力が強
いので、磁気検知が容易であるという利点があるが、リ
ング状に一体成形したプラスチック磁石c1をシャフトｂ
に固定するには、第９図（イ），（ロ）に示す如く、二
つ割り等の２部材構成のホルダーｄを用い、該ホルダー
ｄでプラスチック磁石c1を挟み込んで二つ割りのホルダ
ーｄを連結することでホルダーｄの環状溝部ｆにプラス
チック磁石c1を位置づける必要があり、この為、ホルダ
ーｄが２部材構成となる上に二つ割りホルダーを連結す
る構造も必要となり、ホルダーが複雑となるばかりか取
付け作業にも手間がかかり、コスト高の原因となってい
た。

又、ゴム磁石c2の場合は可撓性を有する為、第10図に
示す如く切り口を拡開することで、ゴム磁石c2をホルダ
ーの環状溝部に取付けることが可能であり、この為、ホ
ルダーを２部材構成にする必要がないので、ホルダーの
製造コストやゴム磁石のシャフトへの取付けコストが低
減できる利点はあるものの、ゴム磁石は（BH）max≦1.6
程度と磁力が弱く、磁気検知が困難であるという問題が
あった。又、ゴム磁石c2は拡開用の切り込みｇを入れて
いるが、該切り込みｇによって切断された断面の相対す
る端面h,hは磁気的に同極である為、反撥することとな
り、ゴム磁石c2は可撓性を有するが故に接合すべき端面
h,hが磁力により離間する結果、取付けが緊密にできな
いという問題もあった。

このような公知のリング状磁石の欠点を解消すべく、
本出願人は実願平１−79007号を既に出願している。こ
の出願において開示されたリング状磁石は第11図に示さ
れる如く、磁性材を合成樹脂に分散混合してなるプラス
チック磁石を用いて、組み合わせたときにリング状とな
る複数個の円弧状磁石j1,j2を成形し、相対する円弧状
磁石j1,j2の相対する接合端面k1,kdを同極に着磁すると
ともに、相対する接合端面k1,k2の一方に係合凸部ｌを
設け、他方の接合端面に前記係合凸部ｌを内嵌し得る係
合凹部ｍを設けた構成となしたものであり、シャフトへ
の取付けに際しては、シャフトに予め固定された側面視
Ｈ形のホルダーｄの環状溝部ｆに、各円弧状磁石j1,j2
を嵌め込んだ上、係合凹部ｍに係合凸部ｌを無理嵌め等
の手段によって嵌合させることによって行うものであ
る。尚、円弧状磁石j1,j2の相対する接合端面k1,k2を同
極にしているのはリング状磁石を構成したときに接合部
の磁界強度が低下することを防止する為である。

そして、このリング状磁石が開発されたことによっ
て、シャフトへの取付けに際して分割されたホルダーが
不要となり、ホルダー形状の簡略化がはかれるようにな
るとともに、加えてホルダーを予めシャフトに一体化し
ておくこともできるようになった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなリング状磁石は、組立に際
しては磁力による反撥力に抗して係合凸部ｌを係合凹部
ｍに嵌め込む必要があることから、作業性にやや難点が
あり、更に、係合凹部ｍに係合凸部ｌを無理嵌めをする
ことから素材に一定の柔軟性が必要となり、この結果使
用可能な合成樹脂が限定されてしまうという問題が残さ
れていた。

本発明はかかる現況に鑑みてなされたものであり、前
記出願において開示されたリング状磁石において使用可
能となった簡易なホルダーを踏襲しつつ、各円弧状磁石
の接合作業が更に容易となり、しかも使用可能な合成樹
脂の選択範囲も大幅に拡張できるリング状磁石を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明者は、上記課題を解決する為に種々検討を行な
い、その結果、円弧状磁石の接触端部に形成される接続
片の構造及び着磁の方向を特定のものとすれば、上記課
題は解決されることを見出したものである。即ち、従
来、相対する円弧状磁石の向かい合う接合端部は、同極
でなければ接合後の磁力が低下するとの理由から、同極
にする必要があると信じられており、その結果、磁気的
に反撥しあう接合端面は強固な係合機構によって連結す
る必要があると考えられていたが、本発明者は、円弧状
磁石の接続箇所に形成される接続片の形状を組立後のリ
ング状磁石の一部を周方向に沿って割切り状に二分した
形状となし、且つ円弧状磁石を厚み方向に着磁させるこ
ととすれば、相対する円弧状磁石の向かい合う接合端面
を互いに異極となしながらも、リング状に組立たときに
磁界強度が低下することのないリング状磁石が提供でき
ることを見出して本発明を完成させたものである。

かかる課題を解決した本発明のリング状磁石は、磁性
材を合成樹脂に分散混合してなるプラスチック磁石を用
いて、組み合わせたときにリング状となり、且つそれぞ
れの組み合わせ部には対応する接続片が形成された複数
個の円弧状磁石を成形し、各接続片は組合わせ後のリン
グ状磁石の一部を周方向に沿って輪切り状に二分した形
状となすことともに、各円弧状磁石を厚み方向に着磁さ
せることで接続片相互の接触面の磁極を互いに異極とし
たことを特徴としている。

〔作用〕

このような構成となした本発明のリング状磁石をシャ
フトに取付けるには、シャフトにビス等の手段で予め固
定された側面視Ｈ形のホルダーの環状溝部に、各円弧状
磁石を嵌め込む。各円弧状磁石に形成された接続片の向
かい合う面は互いに異極となしているので、接合端面は
互いに吸引し合い、各円弧状磁石は吸引し合って自動的
にリング状磁石を構成することとなる。各円弧状磁石の
結合は磁力によって誘導されるからその結合は容易であ
り、従来のように磁気的反撥力に抗しながら嵌合位置の
位置決めを行うという作業は全く不要となる。

〔実施例〕

次に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明す
る。第１図は本発明のリング状磁石の１実施例であり、
（イ）は分解状態を示し、（ハ）は組立た状態を示して
いる。リング状磁石１は同一形状に成形された円弧状磁
石1a、1bを組合わして構成され、円弧状磁石1a、1bの組
み合わせは接続片2a,2bを接合させることにより行われ
る。図例の実施例では２個の円弧状磁石を組合わしてリ
ング状磁石を構成しているが、３個以上の円弧状磁石を
組合わすことも勿論可能である。円弧状磁石1a、1bは磁
性材を合成樹脂に分散混合して作成されるプラスチック
磁石を素材とし、磁性材及び合成樹脂は磁界強度及び磁
極の配向に応じて適宜選択されるが、例えば磁性材とし
ては異方化に適したように構造設計されたバリウムフェ
ライト又はストロンチウムフェライトの粉末を使用する
ことが好ましく、又、バインダーとして用いる合成樹脂
としては６ナイロン、12ナイロン、ポリプロピレン、ポ
リブデン若しくはポリフェニレンサルファイドのうちか
ら選んだ１種又は２種以上の混合物を用いることが好ま
しい。これらの合成樹脂は磁性材の分散性に優れるとと
もに耐蝕性にも優れる為、これらを用いたときに経年変
化の少ないメンテナンスフリーのリング状磁石を提供す
ることができる。

円弧状磁石1a、1bのそれぞれに形成される接続片2a,2
bはリング状磁石１の一部を周方向に沿って輪切り状に
二分した形状とされ、その厚さはリング状磁石の厚さの
半分に設定されている。円弧状磁石1a、1bは第１図
（ロ）に示す如く厚み方向に磁化されており、接続片2
a,2bも他の部分と同様、厚み方向に磁化され、この結
果、接続片1a、1bの向かい合う接合端面3a,3bは異極と
なっている。磁極の配向の態様としては、向かい合う接
合端面3a,3bが異極となるものであれば他のものも採用
可能であり、例えば多極着磁となすことも可能である。
尚、接続片2a,2bは磁力により吸引させるものであるか
ら、抜け止め等の係止機構は不要であり、それよりも磁
力による結合力を高める理由から接合端面3a,3bの面積
を大きく設定することが好ましい。

第２図〜第４図として示すものは本発明の他の実施例
であり、いずれも接続片の形状を変化させたものであ
る。第２図は円弧状磁石1aに形成される接続片4a,4aと
円弧状磁石1bに形成される接続片4b,4bの向きをそれぞ
れ揃えた場合、第３図はその幅を円弧状磁石1bの幅より
も狭く設定した接続片5bを円弧状磁石1bから突設し、他
方、円弧状磁石1aには前記接続片5bを受容し得る嵌合孔
5aを設けた場合である。又、第４図として示すものは、
第１図で開示した実施例と同様、円弧状磁石1a、1bにそ
れぞれ接続片6a,6bを形成したものであるが、磁力によ
る接続片相互の結合力を強化する目的で接合端面7a,7b
の面積を特に大きくした場合である。このような構成の
リング状磁石は第５図に示す如く、シャフトｂにビス等
の手段により予め固定されたホルダーｄに外嵌される。
ホルダーｄは環状溝部ｆを有する側面シャフトＨ形の環
状部材であり、黄銅やアルミニウムやステンレス等の非
磁性体により一体加工されている。

例えば第１図で説明したリング状磁石をホルダーｄの
環状溝部ｆに外嵌するには、円弧状磁石1a、1bのうちの
一方を先ず環状溝部ｆに位置づけたのち、他方の円弧状
磁石を環状溝部ｆ内に位置づける。円弧状磁石1aの接合
端面3aと円弧状磁石1bの接合端面3bは互いに異極に着磁
されているので、円弧状磁石1a、1bは互いに吸引しあっ
て自動的に接合する。したがって、両円弧状磁石1a、1b
の組立は極めて容易であり、従来のように磁気的反撥力
に逆らいながら円弧状磁石を組立る必要はなく、作業性
が大幅に向上する。又、組立後も両円弧状磁石1a、1bは
吸引し続けているから振動や衝撃が作用したときでも円
弧状磁石1a、1bは分離することはない。

このようにしてリング状磁石が取りつけられたシャフ
トｂは第６図に示す如く、ステンレス等の非磁性体製の
シリンダーａに内装され、且つ前記シリンダーａの外表
面には磁気抵抗素子等の磁気センサーｅが近接配置され
る。そして、シャフトｂの移動に伴ってシリンダーａ内
を移動するリング状磁石による磁界を磁気センサーｅに
よって検出することによりシャフトｂの移動量を計測す
るものである。

〔発明の効果〕

本発明にかかるリング状磁石は、組み合わせたときに
リング状となり、且つそれぞれの組み合わせ箇所には対
応する接続片が形成された複数個の円弧状磁石を成形す
るとともに各接続片は組み合わせ後のリング状磁石の一
部を周方向に沿って輪切り状に二分した形状となし、且
つ各円弧状磁石を厚み方向に着磁させて向かい合う接合
端面の磁極は互いに異極となるように構成したので、円
弧状磁石相互の吸引力によって両円弧状磁石を自動的に
組み合わせることが可能となって、ホルダーの環状溝部
内における円弧状磁石の組立が容易となる。しかも、組
立後も両円弧状磁石は吸引し続けているから、衝撃や振
動が作用した場合でも円弧状磁石が分離することはな
い。又、本リング状磁石は無理嵌め等の強制的な係合手
段を設ける必要がないことから、円弧状磁石を形成する
素材に柔軟性が要求されることもなくなり、バインダー
としての合成樹脂の選択範囲が広がる。

そして、本発明のリング状磁石は一体型ホルダーを用
いることができるから、複雑な構造を有する分離型ホル
ダーを用いる必要がなく、ホルダーコストの低減もはか
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本発明のリング状磁石１の実施例の斜視
図、第１図（ロ）は同実施例の正面説明図、第１図
（ハ）は同実施例のリング状磁石を組立てた状態を示す
斜視図、第１図（ニ）は同状態のリング状磁石の正面説
明図、第２図、第３図及び第４図は本発明の他の実施
例、第５図（イ），（ロ）は円弧状磁石のホルダーへの
取付け方法を示す説明図、第６図はリング状磁石をシャ
フトに取付けてシリンダー内に内挿した状態を示す説明
図、第７図（イ）はホルダーの正面図、第７図（ロ）は
同側面図、第８図（イ），（ロ）は従来のリング状磁
石、第９図（イ），（ロ）及び第10図は従来のリング状
磁石の取付け方法を示す説明図、第11図（イ），（ロ）
は従来のリング状磁石である。 a:シリンダー、b:シャフト、 c:リング状磁石、d:ホルダー、 e:磁気センサー、f:環状溝部、 g:切り込み、h:端面、 1:リング状磁石、1a,1b:円弧状磁石、 2a,2b:接続片、3a,3b:接合端面、 4a,4b:接続片、5a:嵌合孔、 5b:接続片、6a,6b:接続片、 7a,7b::接合端面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアーシリンダー及びオイルシリンダー等
   におけるシリンダーシャフトに、ホルダーを間に介在さ
   せて外嵌固定してなる位置検出用のリング状磁石におい
   て、 磁性材を合成樹脂に分散混合してなるプラスチック磁石
   を用いて、組み合わせたときにリング状となり、且つそ
   れぞれの組み合わせ箇所には対応する接続片が形成され
   た複数個の円弧状磁石を成形し、各接続片は組合わせ後
   のリング状磁石の一部を周方向に沿って輪切り状に二分
   した形状となすとともに、各円弧状磁石を厚み方向に着
   磁させることで接続片相互の接触面の磁極を互いに異極
   としたことを特徴とするリング状磁石。