(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石用磁性材料からなる棒状部材の両端が磁極になるように着磁した後、この着磁された棒状部材を長さ方向に２分割して第１と第２の部材とした上で、これら第１と第２の各部材の前記磁極になっていた方の端部を相互に接合させ、分割された方の端部で新たな磁極が形成されていることを特徴とする棒状磁石。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記第１と第２の部材が、前記着磁された棒状部材の長手方向の中央で２分割されていることを特徴とする棒状磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界形成用の棒状磁石に係り、特に、変位計測用に好適な磁界形成用の棒状磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変位計測方法の一種に、両端を磁極とする棒状磁石とホール素子などの磁気検出素子を用い、棒状磁石による磁界の強度測定により、棒状磁石と磁気検出素子の相互位置変位を計測する方法があり、例えば特開平６−１８０２４２号公報では、流量計測装置に適用した例について開示している。
【０００３】
ところで、近年、吸気弁と排気弁を電磁的に開閉制御する方式のエンジン、すなわち電子制御吸排気弁システムが実用化されているが、図３は、このようなシステムに使用される電磁式吸排気弁（吸気弁又は排気弁）駆動システムの一例で、この例は、図示のように、磁性材料で作られている可動子（アマチュア）１と、２個の電磁石２、３、それにスプリング４からなる電磁アクチュエータを用い、可動子１の駆動軸５に吸排気弁６を取付けてある。
【０００４】
そして、吸排気弁６を図の上方に動かすとき、つまり閉弁させるときは電磁石２に通電して可動子１を吸引し、下方に動かすとき、つまり開弁させるときは電磁石３に通電して可動子１を吸引するのであり、このとき、スプリング４は、図示されていない他のスプリングと共に、電磁石２、３に通電されていないとき、可動子１を中立位置に保持する働きをするものである。
【０００５】
この場合、運転中での開弁タイミングと閉弁タイミングの独立した制御と、さらにはリフト量の制御が可能になる点が特徴的であるが、このためには、可動子１の駆動位置を正確に制御する必要があり、このためには、変位した位置を正しく検出する必要がある。
そこで、この図３の例では、図示のように、棒状の永久磁石、つまり棒状磁石７とホール素子８からなる位置検出手段を設けてある。
【０００６】
ここで棒状磁石７は、駆動軸５の吸排気弁６が取付けてある方とは反対側の、図では上側の端部に取付けられており、ホール素子８は、棒状磁石７に対峙するようにして本体に取付けてあり、従って、駆動軸５の変位に応じてホール素子８に対する棒状磁石７の位置が変化し、この結果、ホール素子８に検知される磁界の強さが変化するので、この磁界の強さに応じて棒状磁石７の位置、すなわち吸排気弁６の位置が検出でき、変位量を知ることができる。
【０００７】
このとき、ホール素子８は可動子１の移動方向と平行に設置されると共に、可動子１が中立位置にあるとき、上下端を磁極とする棒状磁石７の長さ方向の中心とホール素子８の中心が一致するように、位置が調整されており、これにより、ホール素子８は棒状磁石７から半径方向に発生する磁界強度が測定でき、可動子１の位置が計測され、変位量を求めることができ。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、位置検出のための棒状磁石に存在する磁界の非対称性について配慮がされておらず、駆動軸の回動に伴って発生する位置検出誤差に問題があった。
電磁式吸排気弁駆動システムでは、上記したように、エンジンの様々な運転状況下において最適な吸排気タイミングに制御するためには、高速で往復移動する可動子１の位置を検出する必要がある。
【０００９】
また、可動子１が上下の電磁石２、３と衝突する際に発生する騒音やショックを低減するためには衝突速度を遅くする速度制御、すなわちストローク中での速度可変制御も必要であり、可動子１が衝突直前になるストロークの上・下死点近傍での高精度な位置計測が不可欠な要素となる。
更に、衝突時の加速度は数千Ｇにまで及ぶため、高寿命化のためにも可動子１の速度制御が必要である。
【００１０】
ところで、上記した電磁式吸排気弁駆動システムでは、動作中、可動子１は往復運動と同時に回転運動してしまうことがある。
この場合、棒状磁石７の磁軸が、この棒状磁石７の長さ方向の中心軸に正しく一致しているときは問題が無いが、磁軸に曲りがあり、磁界強度分布が棒状磁石７の長さ方向の中心軸に対して円対称になっていないときには、この棒状磁石７が回転運動することにより磁石周囲の磁界強度に変動が生じ、正確な変位量計測が行なえなくなる。
【００１１】
つまり、棒状磁石の磁軸に曲りがあると、長さ方向の中心軸に対する磁界の対称性が崩れ、回転しただけで、長さ方向の位置が変わらなくても磁界が変化してしまうため、測定誤差が増大してしまうのである。
しかるに、従来技術では、その磁軸が曲りなく、長さ方向の中心軸に正確に一致している棒状磁石を得るのが困難であり、従って、検出精度の保持に問題が生じてしまうのである。
【００１２】
本発明の目的は、磁軸の曲りによる中心軸とのずれが少なく、位置検出用に使用して充分な検出精度が容易に得られるようにした棒状磁石を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、永久磁石用磁性材料からなる棒状部材の両端が磁極になるように着磁した後、この着磁された棒状部材を長さ方向に２分割して第１と第２の部材とした上で、これら第１と第２の各部材の前記磁極になっていた方の端部を相互に接合させ、分割された方の端部で新たな磁極が形成されるようにして達成される。
【００１４】
なお、本発明では、上記手段に想到する過程で、図２に示した棒状磁石についても検討がされており、これによっても、一応は目的が達成されることが確認されているので、ここで本発明の実施形態について説明する前に、参考例として、この図２の棒状磁石について説明する。
【００１５】
この図２の参考例は、永久磁石材料からなる棒状部材の両端が磁極になるように着磁した後、前記棒状部材の一方と他方の端部を取り除いて現われた両端で新たな磁極が形成されるようにしたものであり、まず、図２（ａ）に示すように、永久磁石用磁性材料の棒材７Ａを用意する。
【００１６】
ここで、この永久磁石用磁性材料（永久磁石材）としては、タングステン鋼などで代表される各種の合金鋼や、バリウム系、ネオジウム系などの焼結材が使用され、最終的に必要とする長さＬ（後述）よりも所定の寸法だけ長い寸法Ｌ１  を有する棒材７Ａとして成形されたものが用意される。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、この棒材７Ａに、その長手方向の磁界を掛けて着磁し、棒状磁石７Ｂとする。
しかし、このとき、たとえ棒材７Ａの軸方向に正しく着磁したとしても、着磁により形成された磁軸Ｍには曲りが現れ、この結果、図示のように、着磁された棒状磁石７Ｂでは、その端面で中心軸Ｃからずれてしまうのが避けられない。
なお、これが従来技術での問題点であることは、上記した通りである。
【００１８】
そこで、次に、図２（ｃ）に示すように、この棒状磁石７Ｂの両方の端部７Ｂ１、７Ｂ２をそれぞれ切り離してやると、これらの端部７Ｂ１、７Ｂ２が切り離されて新たに端面になった部分がそれぞれ新たに磁極を形成し、図２（ｄ）に示すように、長さＬの棒状磁石７になる。なお、このときな長さＬは、最終的に棒状磁石７に必要な寸法であることは、上記した通りである。
【００１９】
ここで、磁軸Ｍについて見ると、図２（ｂ）から明らかなように、これは曲ってはいるが、中心点Ｏでは中心軸Ｃに一致していて、端部に向かうにつれ離れてゆき、端部で一番離れている。
【００２０】
そこで、図２（ｃ）に示すように、この棒状磁石７Ｂの両方の端部７Ｂ１、７Ｂ２をそれぞれ切り離してやれば、図２（ｄ）に示すように、棒状磁石７として新たに形成された端面による磁極Ｎ、Ｓでは、磁軸Ｍが中心軸Ｃから離れている割合は充分に小さくなる。
【００２１】
従って、この参考例による棒状磁石７によっても、磁極Ｎ、Ｓでの磁軸の曲りを小さく抑えることができ、例えば図３で説明した電磁式吸排気弁駆動システムに適用して、高い精度での位置検出が可能な棒状磁石を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による棒状磁石について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明による棒状磁石の一実施形態で、まず、図１（ａ）に示すように、永久磁石の母材となる磁性材料の棒材７Ａを用意し、次いで、図１（ｂ）に示すように、この棒材７Ａに、その長さ方向に向かう磁界Ｈをかけて着磁し、棒状磁石７Ｂとする。
【００２３】
ここで、この棒材７Ａとなる磁性材料（永久磁石材）としては、例えば熱安定性や耐腐食性、それに高保磁力特性などの見地からサマリウム−コバルト系の永久磁石材が使用されるが、参考例で説明した各種の合金鋼や焼結材でも実施可能である。
【００２４】
次に、図１（ｃ）に示すように、棒状磁石７Ｂを、その長さ方向の中心で切り離し、長さＬ／２づづの２個の棒状磁石７Ｌ、７Ｒにする。
ここで、これらの棒状磁石７Ｌ、７Ｒにおいて、元の端面を夫々ＥＬ、ＥＲとし、切断面を夫々ＣＬ、ＣＲとする。
【００２５】
次に、図１（ｄ）に示すように、各棒状磁石７Ｌ、７Ｒを図において左右に入替え、元の端面ＥＬ、ＥＲ同士が向かい合うようにして、これらの端面ＥＬ、ＥＲで接合する。
そうすると、各棒状磁石７Ｌ、７Ｒの切断面ＣＬ、ＣＲが新たな磁極Ｎ、Ｓを形成し、長さＬの棒状磁石７が得られる。
【００２６】
このときの接合には、例えばエポキシ系の接着材やシアノアクリレート系の接着材を用いてやれば良い。但し、これら棒状磁石７Ｌ、７Ｒの元の端面ＥＬ、ＥＲ同士は、一方はＮ極で他方はＳ極になって相互に磁気的に吸引し合うので、適当な保持方法を採ってやれば、特に接着させる必要はない。
【００２７】
この実施形態によれば、図１（ｄ）から明らかなように、磁軸Ｍが中心線Ｃに一致している棒状磁石７Ｂの切断面ＣＬ、ＣＲが新たな磁極Ｎ、Ｓになっているので、この磁極Ｎ、Ｓでは、磁軸Ｃはほとんど曲りがない状態になっている。
【００２８】
従って、この実施形態によれば、磁極となっている端面での磁軸の曲りが極めて小さく、ほどんどゼロに近くでき、この結果、例えば図３で説明した電磁式吸排気弁駆動システムに適用して、充分に高い精度で位置検出が可能な棒状磁石７を容易に得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、磁軸の曲りが小さくて、ほとんどゼロに近い棒状磁石による高精度の位置検出が容易に得られるので、電磁式吸排気弁駆動システムなどに適用して、エンジンを高精度で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による棒状磁石の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の参考例となる棒状磁石の説明図である。
【図３】本発明による棒状磁石が適用対象とする電磁式吸排気弁駆動システムの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  可動子
２、３  電磁石
４  スプリング
５  駆動軸
６  吸排気弁
７  棒状磁石
７Ａ  永久磁石用磁性材料の棒状部材
７Ｂ  着磁された棒状磁石７Ｂ
７Ｌ、７Ｒ  切断された棒状磁石
８  ホール素子
【図１】
0003572396.tif 000002
【図２】
0003572396.tif 000003
【図３】
0003572396.tif 000004