JP2002531042A - リニアモータ及びリニアモータの二次側部材 - Google Patents

リニアモータ及びリニアモータの二次側部材

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Abstract

(57)【要約】 移動体（７０）と二次側部材要素（８０）とを備え、この二次側部材要素（８０）が機械的損傷、他の攻撃性液体等から保護するためのカバー（４０）を備えたリニアモータにおいて、このカバー（４０）は弱磁性材料からなり、二次側部材の磁石（３０）によりその場に保持され、それ故接着等により付加的に固定される必要がなく、容易に交換される。特にこのカバーは、複数の二次側部材要素からなる二次側部材に一体として載置され、リニアモータの位置制御のための寸法基準を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、リニアモータ、特に二次側部材が覆われているリニアモータの分野
に関する。
【０００２】 一般に、リニアモータは、多くの場合固定の二次側部材或いは反作用部材から
なり、この二次側部材で、同期リニアモータの場合、複数の磁石要素（永久磁石
）が互いに並べられ、これに相対的に可動の移動体の走行面を規定している。こ
の移動体は二次側部材の磁石と相互作用し、この相互作用を直線運動に変換して
いる。
【０００３】 このようなリニアモータは、多くの技術分野において、例えば工作機械、加工
機（例えば、中ぐり、フライス、実装或いはボンディング自動機）の駆動装置と
して、また磁気浮上鉄道における車両駆動装置にまで使用されている。
【０００４】 走行面の全長はリニアモータの使用目的によって左右されるが、少なくとも、
必要な移動距離と移動体の長さとの和の長さでなければならない。種々異なる長
さのリニアモータを構成する際に柔軟に対応するために、それ故、二次側部材は
比較的短い二次側部材要素から構成され、この二次側部材要素が所望の長さに並
べられる。
【０００５】 その場合生ずる継ぎ目は、勿論、特に厳しい運転条件においては、そこに塵埃
、運転液、攻撃性物質等が堆積することがあるので不都合である。例えば、自動
中ぐり機において穿孔工具が破損したとき、固体の構造部品、工具等が走行面に
達することもしばしばである。最悪の場合には、これらの固体要素はリニアモー
タの移動体によって捕捉され、継ぎ目の範囲において二次側部材に追いやられる
。
【０００６】 これを回避するために、走行面にカバーを設けることがよく行われる。この場
合、カバーは通常プラスチックの箔から形成され、二次側部材の走行面に接着さ
れる。しかしながら、その場合、しばしば、継ぎ目を不充分にしか均等に均すこ
とができないので、粗面が生じ、特に上述のような機械的負担がかかる。しかし
また、他の範囲も比較的容易に損傷を受けることがある。それ故、プラスチック
の箔は時々交換されねばならないが、その場合走行面が二次側部材に接着されて
いるので、この交換は比較的時間及びコストがかかり、機械停止時間の原因にな
る。
【０００７】 ドイツ特許出願公開第１９５０１９３８号明細書は、磁石要素を特に磁性材料
からなるカバーで囲んでいるリニアモータの二次側部材を示している。勿論ここ
ではリニアモータの移動体が問題であり、長い固定子の場合に生ずる上述の問題
はここでは無関係である。さらに、カバーは移動体の全長にわたって固定手段、
即ちボルトで結合されているので、簡単な交換は不可能である。
【０００８】 従って、本発明の課題は、カバーにより二次側部材の走行面が確実に保護され
、しかもこのカバーが容易に交換可能であるようなリニアモータの二次側部材並
びにリニアモータを提供することにある。
【０００９】 この課題は、請求項１に記載の特徴により、並びに請求項１１のリニアモータ
により解決される。なお、これらの従属請求項は本発明の有利な実施態様に係わ
るものである。
【００１０】 本発明によれば、二次側部材のカバーは磁化可能な材料を有する。
【００１１】 一般に、リニアモータの空隙に、即ち二次側部材と移動体との間に磁性材料を
介在させると、これにより移動体と二次側部材との間の磁束が乱されることにな
るので、これを介在させてはならないということが前提とされている。これに対
して、本発明者は、このそれ自体不都合な作用を積極的にも利用することができ
る、ということを認識した。即ち、カバーが磁化可能な材料からなることによっ
て、カバーは容易に二次側部材表面に置かれることができ、他の手段を付加する
ことなく二次側部材における磁石要素の作用だけで吸着する。
【００１２】 その場合、二次側部材の両端に付加的な固定要素を設け、これにより二次側部
材走行面の両端に越えて出たカバー部分を床底に固定するのが有利である。一方
では、二次側部材の両端は特にむき出しの毀損面を形成するので、付加的に固定
することが望ましく、他方では、この場合両端は非磁性材料を備えることができ
る。しかしながら、本発明によれば二次側部材の継ぎ目間隙には付加的な固定手
段が介在していないので、二次側部材の両端の間、特に空隙の範囲においてカバ
ーは主として磁石力によってのみ保持される。
【００１３】 この場合、カバーは一体に磁化可能材料からなるか、或いは非磁性材料が部分
的に磁性面（例えば、走行面に沿って延び二次側部材表面と接触する条帯）を備
えることができる。空隙中における磁性材料による損失は、一方では層厚に、他
方では担持力に比例するから、この磁性材料は特に０．５ｍｍ以下の層厚で１．
５テスラ以下の飽和磁気誘導を持つものがよい。充分な吸着力を得るためには、
０．３テスラの最小飽和磁気誘導が、そしてカバーが機械的な荷重に対する保護
として充分な機能を果たすためには、０．１ｍｍの最小層厚が存在するのがよい
。このための適当な材料は例えば（３／４）×１．５テスラの飽和磁化をもつ特
殊鋼である。
【００１４】 上述のデータのカバーは一方では充分によく二次側部材に吸着し、機械的損傷
に対する保護となり、走行面の全長にわたって一体に取り付けられ、例えばロー
ル材として供給される。出力損失は元々の推進力の凡そ５〜６％の範囲である。
【００１５】 この材料は機械的な荷重に対して充分に強く、二次側部材にその位置の安定し
た一体の列として設定されるので、本発明の１つの好適な実施態様においては長
さの寸法基準がこの材料に例えば刻印、印刷、接着等により設けられている。こ
のような長さの寸法基準はリニアモータを位置制御のために使用するのに必要で
あり、従来は二次側部材の側面側に設けられ、移動体側の読み取りヘッドで読み
取られていた。このように側面側に取り付けるのでは、当然、移動体が二次側部
材、従って寸法基準に対して水平方向に傾いた際に、寸法基準の長さ方向の測定
誤差が発生する。これに対して寸法基準が二次側部材のカバーに、特に走行面の
真ん中に設けられるときには、移動体が傾いたとしても、ただ読み取りヘッドが
側方に変位するだけで、長さ方向の変位とはならないので、本発明による構成に
よりさらになお位置の測定精度の向上が得られる。
【００１６】 このような寸法基準はよく説明されているように当業者にとっては公知である
ので、その構成に関する詳細はここでは説明しない。
【００１７】 本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。 図１は二次側部材要素の平面をカバーを備えていない状態で示す。 図２は二次側部材要素の側断面をカバーを備えた状態で示す。図２ａは図２の
一部分の詳細を示す。 図３は二次側部材要素の平面をカバーを備えた状態で示す。 図４はリニアモータの正面を二次側部材の断面とともに示す。 図５はリニアモータの側面を示す。 図６はリニアモータの概略縦断面を磁力線の分布とともに示す。
【００１８】 リニアモータの二次側部材の構成は個々には公知と考えられるので、以下では
大まかに説明する。
【００１９】 図１及び２において底板１０に１連の磁石要素３０が互いに間隔をおいて配置
されている。これらの磁石要素は、底板を除いて全面を覆っている合成樹脂モー
ルド材２０でモールドされているので、コンパクトな二次側部材要素８０が形成
されている。この二次側部材要素は貫通穴５０及びボルト５２を介して適当な位
置に取り付けられる。
【００２０】 本発明による二次側部材もしくは二次側部材要素において、例えば特殊鋼のよ
うな弱い磁性材料からなるカバー４０が設けられている。このカバーは、特に図
２ａから分かるように、モールド材２０の切り欠きに嵌められている。この切り
欠きは磁石要素のモールド中に、或いはフライス切削工程によっても形成するこ
とができる。この切り欠きの深さは、二次側部材にほぼ平坦な表面が得られるよ
うに、鋼板の厚さにほぼ一致するものとされる。
【００２１】 図４はリニアモータを示し、移動体７０は空隙６０を介して二次側部材要素８
０と相互作用している。端子７２等を備えた移動体７０の構造は一般に公知であ
るので、ここでは詳しく説明されない。
【００２２】 図５はリニアモータを側面で示す。この図から分かるように、複数の二次側部
材要素８０は、所望の二次側部材長さを得るために、互いに接するように並べら
れている。
【００２３】 各個々の二次側部材要素に、図３に示されるように、別々のカバー４０を設け
ることは基本的に可能である。しかし、互いに並べられた二次側部材の間の継ぎ
目８２は走行面の表面にまで続いている。
【００２４】 それ故、カバーとしては、例えばロール材として納入され、走行面の一端から
他端まで一貫して設けられる帯状体が使用されるのがよい。この場合、このシー
ト材は、移動体側の対応の読み取りヘッドにより検出される寸法基準を備えるの
が有利である。この寸法基準は、図３において中心線によって概略的に示される
ように、特に帯状体もしくはカバーの中心に配置されるのがよい。
【００２５】 カバーは二次側部材の全ての磁石要素によってその場所に保持されるので、カ
バーは確実に水平方向の移動から保護されている。他方、カバーを取り外すため
に、カバーは簡単に持ち上げることができる。ただその場合、磁石要素の作用に
打ち勝つ力を加えさへすればよい。
【００２６】 図６はリニアモータに通電している状態における磁力線の分布を概略的に示し
、この図において移動体における接極子の歯は７４1，．．．７４4で示されてい
る。
【００２７】 この磁力線の分布は有限要素法を使用して計算されたものであり、磁界に対す
る磁性カバー４０の影響を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カバーを備えていない状態での二次側部材要素の平面図
【図２】 カバーを備えた状態での二次側部材要素の側断面図
【図３】 カバーを備えた状態での二次側部材要素の平面図
【図４】 リニアモータの正面図
【図５】 リニアモータの側面図
【図６】 リニアモータの概略縦断面図
【符号の説明】
１０ 底板 ２０ モールド材 ３０ 磁石 ４０ カバー ５０ 貫通穴 ５２ ボルト ６０ 空隙 ７０ 移動体 ７２ 端子 ７４1〜７４4 移動体の接極子の歯 ８０ 二次側部材要素 ８２ 二次側部材要素の継ぎ目

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リニアモータの移動体（７０）の走行面を規定する磁石要素（
    ３０）と、この走行面の平坦なカバー（４０）とを備え、このカバー（４０）が
    磁化可能な材料を有することを特徴とするリニアモータの二次側部材。
  2. 【請求項２】カバーが二次側部材表面に載置され、他の手段を付加すること
    なしに磁石要素の作用だけで二次側部材に吸着していることを特徴とする請求項
    １に記載のリニアモータの二次側部材。
  3. 【請求項３】二次側部材の端部にカバーを二次側部材に固定するための機械
    的な固定手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニア
    モータの二次側部材。
  4. 【請求項４】二次側部材の継ぎ目間隙の間に機械的な固定手段が設けられて
    いないことを特徴とする請求項１から３の１つに記載のリニアモータの二次側部
    材。
  5. 【請求項５】二次側部材がリニアモータの固定子として形成されていること
    を特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  6. 【請求項６】カバーが一体として磁化可能な材料からなることを特徴とする
    請求項１乃至５の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  7. 【請求項７】カバーが磁化可能な材料から成り走行面に沿って延びる少なく
    とも１つの条帯を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のリ
    ニアモータの二次側部材。
  8. 【請求項８】磁化可能な材料が最大１．５テスラの飽和磁気誘導を持ってい
    ることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  9. 【請求項９】磁化可能な材料が少なくとも０．３テスラの飽和磁気誘導を持
    っていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載のリニアモータの二次側
    部材。
  10. 【請求項１０】カバーが０．５ｍｍ以下の厚さを持っていることを特徴とす
    る請求項１乃至９の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  11. 【請求項１１】カバーが少なくとも０．１ｍｍの厚さを持っていることを特
    徴とする請求項１乃至１０の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  12. 【請求項１２】磁化可能な材料が特殊鋼であることを特徴とする請求項１乃
    至１１の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  13. 【請求項１３】カバーの表面が走行面に沿って延びる寸法基準を備えている
    ことを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  14. 【請求項１４】走行面に沿って互いに並べられた複数の二次側部材要素（８
    ０）を備え、カバーが一体に全ての二次側部材要素に亘って延びていることを特
    徴とする請求項１乃至１３の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  15. 【請求項１５】走行面に沿って互いに並べられた複数の二次側部材要素（８
    ０）を備え、各二次側部材要素がそれぞれ１つの固有のカバーを備えていること
    を特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
  16. 【請求項１６】移動体と二次側部材を備え、この二次側部材が請求項１乃至
    １５の１つに従って構成されていることを特徴とするリニアモータ。
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