JPH0452964Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案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ヤフトの位置
決めを磁気検出手段を用いて行う為に、シリンダ
ーシヤ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、アクチユエーターとしてエ
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ヤ
フト（以下、単にシヤフトと称す）の位置決め手
段としては、第７図に示す如く、円筒状のシリン
ダーａ内に挿通されたシヤフト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、シヤフトｂの移動に伴つて移動するリ
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ヤフト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８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９図イ
に示すようにリング状に一体成形されたプラスチ
ツク磁石ｃ１や、第９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。

〔考案が解決しようとする課題〕

プラスチツク磁石は（BH）max≒2.0であつて
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ツ
ク磁石ｃ１をシヤフトｂに固定するには、第１１
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でプラスチツク
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
ツク磁石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つていた。

又、ゴム磁石ｃ２は可撓性を有する為、第１１
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
のシヤ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
あつた。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によつて切断され
た断面の相対する端面ｈ，ｈは磁気的に同極であ
る為、反発することとなり、ゴム磁石は可撓性を
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
題があつた。

本考案はかかる現況に鑑みてなされたものであ
り、充分な磁力が得られるとともに、簡易なホル
ダーでシヤフトへの取付けが可能であり、ホルダ
ーの製造コスト及び取付けコストの低減がはかれ
るリング状磁石を提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

かかる課題を解決した本考案の要旨は、磁性材
を合成樹脂に分散混合してなるプラスチツク磁石
を用いて、組み合わせたときにリング状となる複
数個の円弧状プラスチツク磁石を成形し、連結す
る各円弧状プラスチツク磁石の相対する接合端面
を互いに磁気的に反発するように同極となすとと
もに当該接合端面には隣接する円弧状プラスチツ
ク磁石を連結する為の凹凸関係による無理嵌合構
造の係合部を設けてなり、これら円弧状プラスチ
ツク磁石を磁気反発力に抗して当該プラスチツク
磁石の弾性変形を利用して前記無理嵌合構造の係
合部で連結したことを特徴としている。

〔作用〕 このような構成のリング状磁石をシヤフトに取
付けるには、シヤ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
弧状プラスチツク磁石を嵌め込むとともに、各円
弧状プラスチツク磁石をそれぞれの接合端面に形
成された係合部に連結する。このように本願考案
のリング状磁石ではリング状磁石のシヤフトへの
取付けに際し、リング状磁石を分割されたホルダ
ーで両側から挟み込む必要がないので、ホルダー
の構造が簡略化できるとともに、ホルダーを予め
シヤフトに固定しておくことができ、しかも取付
けも円弧状プラスチツク磁石を係合部に連結する
だけであるから、従来のプラスチツク磁石のよう
にシヤフトの一端から磁石を挿通する必要もな
く、取付けに要する手間も大幅に簡略化できるの
である。

又、各円弧状プラスチツク磁石を連結する係合
部は凹凸関係による無理嵌め構造であり、円弧状
プラスチツク磁石を所定方向に押圧するだけで円
弧状プラスチツク磁石をプラスチツク磁石の弾性
変形を利用して強固に連結することができる。連
結する各円弧状プラスチツク磁石の相対する接合
端面は互いに同極に着磁されているから、磁石の
連結は反発磁力に抗して行われるが、無理嵌め構
造により連結された後は分離困難となり、リング
形状が維持される。そして接合部は同極同士が接
合していることから、接合部における磁界強度の
低下はほとんどなく、優れた特性のリング状磁石
を得ることができる。

〔実施例〕

次に本考案の詳細を図示した実施例に基づいて
説明する。第１図は本考案のリング状磁石の一実
施例を示す説明図である。リング状磁石１は直径
を通過する線分で二等分された円弧状プラスチツ
ク磁石１ａ，１ｂから構成されている。円弧状プ
ラスチツク磁石１ａの接合端面２ａ，３ａの一方
には係合用の凸部４ａが形成され、他方には凹部
５ａが形成されている。そして円弧状プラスチツ
ク磁石１ａに対面するもう一方の円弧状プラスチ
ツク磁石１ｂの接合端面２ｂには前記凸部４ａを
受け入れる為の凹部５ｂが、又、接合端面３ｂに
は前記凹部５ａに嵌入可能な凸部４ｂが形成され
ている。凸部４ａ，４ｂは共に先端側に膨出部が
形成された形状であり、それぞれ凹部５ａ，５ｂ
にプラスチツク磁石の弾性変形を利用して無理嵌
めする構造となつており、嵌合後は分離しにくい
構成となつている。そして、相対する接合端面２
ａと３ｂ並びに接合端面２ｂと３ａとはそれぞれ
同極に着磁され、反発磁力に抗して接合連結され
る。図例のものでは円弧状プラスチツク磁石１ａ
の接合端面２ａ，３ａの一方に凸部を形成し、他
方に凹部を形成したが、接合端面２ａ，３ａの両
方に凸部を形成し、該円弧状プラスチツク磁石１
ａに対面する円弧状プラスチツク磁石１ｂの接合
端面２ｂ，３ｂの両方に前記凸部を受け入れる為
の凹部を形成することも任意である。

円弧状プラスチツク磁石としては第２図に示す
如く三分割とすることや、四分割以上とすること
もできる。但し、プラスチツク磁石の硬度が高く
可撓性に乏しいときには、係合部の変形が少ない
為、三分割以上となした円弧状プラスチツク磁石
の連結はやや困難となることが予想される。しか
しながらこのような場合であつても、分割数が偶
数個数である場合には、ホルダーへの取付け作業
に際し、予め各円弧状プラスチツク磁石を組み合
わせて、２個の半円状の円弧状プラスチツク磁石
を作成しておくものとすれば、以後の組立作業は
二つ割りのリング状磁石を組み立てる際と全く同
一とすることができる。

又、図例のものでは各円弧状プラスチツク磁石
は等分割としているが、大円弧と小円弧の組み合
わせとすることもできる。

第３図イ，ロ及び第４図イ，ロとして示すもの
は係合部の他の態様を示すもので、第３図イは先
端に膨出部を有する水滴状凸部６を形成した場
合、ロは円弧状プラスチツク磁石の相対する端面
に互いに係合するテーパー状の切欠部を有する係
合部を形成した場合、第４図イ，ロは接合端面
に、先端に係止用膨出部を形成した棒状突起８を
設け、他方の接合端面には前記棒状突起８を受け
入れることができる孔部９を形成し、これら両者
で係合部を形成した場合である。これらの各態様
のうちいずれを採用するかは任意であるが、一般
的にプラスチツク磁石は可撓性が低いことから、
第３図ロとして示したものが有利である。図例の
ものは円弧状プラスチツク磁石の接合端面を対面
させた状態で押圧することで無理嵌めする構造と
しているが、他の凹凸関係よりなる無理嵌め構造
を用いることも除外するものではない。

リング状磁石を構成する各円弧状プラスチツク
磁石の素材は、磁極の配向及び磁界強度に応じて
適宜選択されるが、例えばプラスチツク磁石に配
合される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エライト又はストロンチ
ウムフエ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
リブテン若しくはポリフエニレンサルフアイドの
内から選んだ１種又は２種以上の混合物に配合し
たもの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、経年変化の少ないメンテナンス不要の
リング状磁石が提供できる。

リング状磁石の製造は、前記磁性材を分散混合
した合成樹脂を金型内に注入してリング状部材を
一体成形し、該リング状部材を取り出した後、別
装置を用いて着磁させることや、リング状部材を
成形する金型内に焼結磁石や電磁石からなる磁化
用磁石を配して金型内に磁界を形成し、リング状
部材の成形と同時に着磁させることも可能であ
る。そして、磁極の配向の態様も種々のものが考
慮され、例えば極異方性配向やラジアル異方性配
向、更にはアクシアル異方性配向等が採用でき
る。

本願考案のリング状磁石の製法としては様々な
方法があるが、第５図イで示されるような着磁態
様のリング状磁石を作る方法としては、例えば第
５図ロに示す如く、切断端部に凹凸関係による無
理嵌め構造の係合部が形成されるように、複数個
の円弧状プラスチツク磁石１ａ，１ｂに分割切断
する方法があるが、このような方法により作製さ
れた円弧状プラスチツク磁石の相対する端面同士
は、同極となつて反発することとなる。しかしな
がら本考案は接合端面に形成した係合部は凹凸関
係による無理嵌め構造であるから、反発磁力に抗
して連結したのちは、接合端面同士は互いに反発
していてもリング形状を堅固に維持することがで
き、しかも係合部における磁力の低下もなく接合
部においても強力な磁界を発揮できる。

このような構成のリング状磁石は第６図で示す
如く、シヤフト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を有する側面視Ｈ形の環状部材であり、
鉄やニツケル等の磁性材料により一体成形されて
いる。

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、円弧状プラスチツク磁石１ａ，１ｂ
を、その接合端面が対面するようにしてホルダー
ｄを挟んで対設し、次いで両円弧状プラスチツク
磁石を反発磁力に抗して両側から押して凸部４
ａ，４ｂを凹部５ａ，５ｂに無理嵌めし、その内
周縁１１を環状溝部ｆの底部に接触させて取付け
を終了する。

このようにしてリング状磁石が取りつけられた
シヤフトｂは第７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に内挿され、且つ前記
シリンダーａの外表面には磁気共鳴素子等の磁気
センサーｅが近接配置される。そして、シヤフト
の移動に伴つてシリンダー内を移動するリング状
磁石の位置検出をリング状磁石による磁界を磁気
センサーによつて検出することにより行うもので
ある。

磁気センサーとしては、前記した半導体磁気セ
ンサー以外のものを用いることも可能であり、例
えばリング状磁石の磁気吸引力に反応して上下動
する鉄片を設け、該鉄片の上下に接点を設けるこ
とで、リング状磁石が近接したときには鉄片が下
方の接点と接触する等して、リング状磁石の近接
状態を検知する無接点リレーの如き構成のものを
作成し、これを磁気センサーとして使用すること
も採用される。

以上のように本考案にかかるリング状磁石は、
連結する各円弧状プラスチツク磁石の相対する接
合端面を同極に着磁するとともに、接合端面に凹
凸関係よりなる無理嵌め構造の係合部を形成し、
互いに反発する端面同士を対設させるとともに、
係合部をプラスチツク磁石の弾性変形を利用して
無理嵌めすることによつてリング状磁石を構成し
たから、従来のリング状磁石のようにシヤフトへ
の取付けに際して、２部材構成の分離型ホルダー
は必要とせず、簡易な構造の一体型ホルダーを使
用でき、しかもホルダーへの取付けも極めて容易
であるという基本的効果を有するうえに、無理嵌
め構造であることから組付け強度が高く、連結後
の形状を堅固に維持することができる。しかも各
円弧状プラスチツク磁石の接合部は同極同士を接
合させていることから、接合部の磁界強度が低下
することもなく、優れた特性のリング状磁石を得
ることができる。しかも本リング状磁石はプラス
チツク磁石をその素材としているから磁界も強く
磁気センサーによる検知も容易である。

更に、プラスチツク磁石に配合される磁性材と
して異方化に適するよう構造設計されたバリウム
フエライト又はストロンチウムフエライトを選択
したときには、磁極の配向を自由になすことがで
きるとともに強い磁界を得ることができる。又、
バインダーに用いる合成樹脂として、６ナイロ
ン、12ナイロン、ポリプロピレン、ポリブデン若
しくはポリフエニレンサルフアイドの内から選ん
だ１種又は２種以上の混合物を用いた場合は、こ
れら合成樹脂は前記磁性材を分散させるのに適す
る上に、耐蝕性にも優れているから、品質が均一
であるとともに耐久性に優れたリング状磁石が得
られるのである。

〔考案の効果〕

本考案にかかるリング状磁石は、組み合わした
ときにリング状磁石となる複数個の円弧状プラス
チツク磁石を成形し、連結する各円弧状プラスチ
ツク磁石の相対する接合端面を同極に着磁すると
ともに、接合端面に凹凸関係よりなる無理嵌め構
造の係合部を形成し、互いに反発する端面同士を
対設させるとともに、係合部をプラスチツク磁石
の弾性変形を利用して無理嵌めすることによつて
リング状磁石を構成したから、従来のリング状磁
石のようにシヤフトへの取付けに際して、２部材
構成の分離型ホルダーを必要とせず、簡易な構造
の一体型ホルダーが使用でき、しかもホルダーへ
の取付けも極めて容易であるという基本的効果を
有するうえに、無理嵌め構造であることから、連
結後は抜け止め効果が発揮されてリング形状を堅
固に維持することができる。しかも各円弧状プラ
スチツク磁石の接合部は同極同士を接合させてい
ることから、接合部の磁界強度が低下することも
なく、プラスチツク磁石自身が持つ優れた磁気特
性を最大限生かすことができる。このように、強
い磁界を発生することができるリング状磁石が得
られるから、シリンダー外部に配置された磁気セ
ンサーによる検知も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは本考案にかかるリング状磁石の
一実施例を示す説明図、第２図は本考案にかかる
リング状磁石の他の実施例、第３図イ，ロ、第４
図イ，ロは係合部の各種態様を示す説明図、第５
図イ，ロは円弧状プラスチツク磁石を接合する際
の磁極の向きを示す説明図、第６図イ，ロは円弧
状プラスチツク磁石のホルダーへの取付け方法を
示す説明図、第７図はリング状磁石をシヤフトに
取り付けてシリンダーに内挿した状態を示す説明
図、第８図イはホルダーの正面図、第８図ロは同
側面図、第９図イ，ロは従来のリング状磁石、第
１０図イ，ロ及び第１１図は従来のリング状磁石
の取付け方法を示す説明図である。 ａ……シリンダー、ｂ……シヤフト、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
プラスチツク磁石、２ａ，２ｂ……接合端面、３
ａ，３ｂ……接合端面、４ａ，４ｂ……凸部、５
ａ，５ｂ……凹部、６……水滴状凸部、７……係
合部、８……棒状突起、９……孔部、１１……内
周縁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エアーシリンダー又はオイルシリンダー等にお
   けるシリンダーシヤフトに、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
   ツク磁石を用いて、組み合わせたときにリング状
   となる複数個の円弧状プラスチツク磁石を成形
   し、連結する各円弧状プラスチツク磁石の相対す
   る接合端面を互いに磁気的に反発するように同極
   となすとともに当該接合端面には隣接する円弧状
   プラスチツク磁石を連結する為の凹凸関係による
   無理嵌合構造の係合部を設けてなり、これら円弧
   状プラスチツク磁石を磁気反発力に抗して当該プ
   ラスチツク磁石の弾性変形を利用して前記無理嵌
   合構造の係合部で連結して構成したリング状磁
   石。