(57)【要約】【課題】  第１の電磁駆動装置と、第２の電磁駆動装置と、前記駆動装置によって軸方向に移動可能な駆動ピストンを有する、特にピストンポンプのための、リニアドライブ装置を改良して、従来技術の欠点を取り除く。【解決手段】  前記第１の駆動装置８と第２の駆動装置９がそれぞれリラクタンス駆動装置として形成されており、前記リラクタンス駆動装置８、９のそれぞれが、コイル巻線１２、１３とコア２３、２４とを有する固定子１０、１１を有しており、前記コアは、駆動ピストン３と作用結合し強磁性材料、特に軟磁性材料からなる可動子１８、１９のための、エアギャップとして形成された可動子収容部１６、１７を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電磁駆動装置（８）と、第２の電磁駆動装置（９）と、前記駆動装置（８、９）によって軸方向に移動可能な駆動ピストン（３）を有する、特にピストンポンプのための、リニアドライブ装置（１）において、
前記第１の駆動装置（８）と第２の駆動装置（９）はそれぞれリラクタンス駆動装置として形成されており、前記リラクタンス駆動装置（８、９）のそれぞれが、コイル巻線（１２，１３）とコア（２３、２４）とを有する固定子（１０、１１）を有しており、前記コアは、駆動ピストン（３）と作用結合し強磁性材料、特に軟磁性材料からなる可動子（１８、１９）のための、エアギャップとして形成された可動子収容部（１６、１７）を有することを特徴とする、リニアドライブ装置。
【請求項２】
前記可動子収容部（１６、１７）が環状スリットとして存在するか、あるいは複数のセグメント、特に環状スリットセグメントから組み立てられていることを特徴とする、請求項１に記載のリニアドライブ装置。
【請求項３】
前記可動子収容部（１６、１７）が、前記駆動ピストン（３）を周方向に少なくとも部分的に包囲しているか、あるいはこれにより包囲されていることを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置。
【請求項４】
前記コア（２３、２４）内に形成されたコイル巻線（１２、１３）用コイル収容部（１４、１５）が、縦断面で見て、前記可動子収容部（１６、１７）よりも大きな半径方向長さを有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置。
【請求項５】
前記第１のリラクタンス駆動装置（８）と第２のリラクタンス駆動装置（９）の可動子（１８、１９）が、その可動子（１８、１９）の１つが対応するコア（２３、２４）に対して重畳位置にある場合にそれぞれ他の可動子（１９、１８）がその重畳位置から押し出されているように、相対的に配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置。
【請求項６】
前記可動子（１８、１９）が、前記駆動ピストン（３）に取り付けられた、非磁性材料からなる可動子支持体（２０）に配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置。
【請求項７】
前記可動子支持体（２０）が滑り面（３０）を有しており、この滑り面が、前記第１のリラクタンス駆動装置（８）および／または第２のリラクタンス駆動装置（９）に対して前記駆動ピストン（３）を支承するために、前記コア（２３、２４）の少なくとも１つに形成されたガイド面（３１）と協働することを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置。
【請求項８】
前記可動子収容部（１６、１７）が、前記第１のリラクタンス駆動装置（８）および第２のリラクタンス駆動装置（９）の互いに反対の側または互いに向かい合った側に配置されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置。
【請求項９】
前記第１のリラクタンス駆動装置（８）および第２のリラクタンス駆動装置（９）の固定子（１０、１１）が、相対して弾性的に移動可能であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置。
【請求項１０】
プランジャを有するピストンポンプと、前記プランジャを作動させるリニアドライブ装置（１）、特に請求項１から９のいずれか１項に記載のリニアドライブ装置（１）とを有し、前記リニアドライブ装置（１）が、第１の電磁駆動装置（８）と、第２の電磁駆動装置（９）と、前記駆動装置（８、９）によって軸方向に移動可能な、プランジャと作用結合している駆動ピストン（３）を有している、ピストンポンプ装置において、
前記第１の駆動装置（８）と第２の駆動装置（９）はそれぞれリラクタンス駆動装置として形成されており、前記リラクタンス駆動装置（８、９）のそれぞれが、コイル巻線（１２、１３）とコア（２３、２４）とを有する固定子（１０、１１）を有しており、前記コアは、駆動ピストン（３）と作用結合し強磁性材料、特に軟磁性材料からなる可動子（１８、１９）のための、エアギャップとして形成された可動子収容部（１６、１７）を有することを特徴とする、ピストンポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の電磁駆動装置と、第２の電磁駆動装置と、これらの駆動装置によって軸方向に移動可能な駆動ピストンを有する、特にピストンポンプのための、リニアドライブ装置に関する。さらに、本発明はピストンポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記リニアドライブ装置は、両方の電磁駆動装置と、これらの駆動装置によって軸方向に移動可能な駆動ピストンを有する。このとき、それぞれの駆動装置が磁界を形成することにより、駆動ピストンが、第１の電磁駆動装置によって第１の方向に移動し、第２の電磁駆動装置によって第１の方向と反対の第２の方向に移動することができる。このリニアドライブ装置はピストンポンプの駆動装置として特に好適に使用できる。
【０００３】
背景技術では、例えば、電磁駆動装置を有するピストンポンプが記載された特許文献１が公知である。ここでは、ピストンポンプのピストンは、高い残磁性と保磁力を有する強磁性材料からなる貫通穿孔されたシリンダとして構成されており、永久に軸方向に磁化されている。このシリンダは、非磁性材料からなるシリンダライナ内で、同軸形成された２つの電磁石の磁極間を励磁電流の影響により往復運動する。磁気回路はそれぞれ、ピストンの中心に対して放射状の共通の磁力線ガイド部材によって閉じられており、このとき好ましくは、ピストンの軸方向縦孔にあるバルブにより一方向に向かう流れが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０３３６８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような電磁リニアドライブ装置の使用は、しばしば、大きな出費を伴うことによってのみ可能である。なぜならば、一方では、リニアドライブ装置の能力および／または達成可能な最大ストローク数が不十分であり、他方では、プランジャを偏心的に作動させる回転電動機と比較して、リニアドライブ装置での消費電流が高いからである。これは、特に、車両制御システム、特に運転者支援システムにおけるピストンポンプ用リニアドライブ装置を使用する際に問題となる。したがって、これらのシステムにおいては、偏心器を使ってプランジャを偏心的に作動させる前記の回転電動機を有するピストンポンプがしばしば使用される。しかし、これは、ピストンポンプによって送り出される流体の体積流量が、単に電動機の回転数によってのみ、つまり偏心動作の振動数によってのみ調節可能であることを意味している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これに対して、請求項１の特徴部を有するリニアドライブ装置は、駆動ピストンの移動頻度も移動ストロークも選択可能である、という利点を有している。その上、このリニアドライブ装置は、公知のリニアドライブ装置と比較してエネルギ需要は少ないが、それにもかかわらず、ピストンポンプを作動させるため十分大きな力を発する。これは、本発明において、第１の駆動装置と第２の駆動装置がそれぞれリラクタンス駆動装置として形成されており、このリラクタンス駆動装置がそれぞれ、コイル巻線とコアとを有する固定子を有しており、このコアが、駆動ピストンと作用結合し強磁性材料、特に軟磁性材料からなる可動子のための、エアギャップとして形成された可動子収容部を有することで達成される。すでに前記で説明したように、両方の駆動装置は、駆動ピストンを好ましくは対向する方向に移動させるために形成されている。それに応じて、第１の駆動装置は第１の方向に、第２の駆動装置は第２の方向に、それぞれ駆動ピストンに作用するように、力を発することができる。駆動装置は、リラクタンス駆動装置として形成されている。
【０００７】
リラクタンス駆動装置は、固定子だけが通電され、回転子は通電されない駆動装置として理解される。それに応じて、固定子は、コイル巻線もしくは少なくとも１つのコイル巻線を有する。コイル巻線は、コアに付設されているか、もしくはコアを少なくとも部分的に収容しているので、コイル巻線に通電するとコア内に磁束が生じる。全てのコアは、それぞれ、コア内のエアギャップとして存在する可動子収容部を有している。これは、例えばコアの脚およびそれゆえコアが、この場所で完全に遮断されていることを意味する。可動子収容部は、それぞれに付設されている可動子が該可動子収容部内に嵌合できるように形成されている。このとき、可動子は駆動ピストンと作用結合している。
【０００８】
コイル巻線に通電すると、コア内に磁界およびそれにより磁束が存在し、コアは可動子を最小のリラクタンスを有する位置へ押しやろうとする。こうした位置は、例えば、横断面で見て可動子が可動子収容部の中央に配置されているときに、特に可動子の（幾何学的な）重心が可動子収容部の（幾何学的な）重心と一致するときに、存在する。リラクタンス駆動装置の原理に従えば、可動子は強磁性材料からなり、永久に磁化されているわけではない。好ましくは、可動子は、軟磁性材料から、つまり磁界で磁化されやすい強磁性材料からなる。この軟磁性材料は、例えばせいぜい１，０００Ａ／ｍの保磁力を有する。例えば、この強磁性もしくは軟磁性材料は、鉄もしくは鉄合金の形で存在する。
【０００９】
特にピストンポンプの駆動のためにこのリニアドライブ装置を使用する場合に、多くの利点が生じる。まず、ピストンポンプのプランジャが、例えば摩擦結合、形状結合および／または素材結合により、駆動ピストンに固く結合することができる。その上、ピストンポンプの体積流量は、単に駆動ピストンの移動頻度によってだけではなく、さらにそのストロークによっても調整することができる。これにより、体積流量のばらつきと、それにより引き起こされる騒音が減少する。２つの自由度、つまり駆動ピストンの振動数と振幅、による制御が可能なので、リニアドライブ装置を対応させて制御することにより（例えば、快適さの変化および／または出力変化に対して）有利な運転範囲をさらに良好に達成することができる。
【００１０】
電動機の回転をプランジャの往復運動に変える偏心子は省いてもよい。特に、例えば軸受、偏心子および／または整流子のような機械的な騒音源を排除することにより、さらに騒音が減少する。その上、特に、通常は炭素ブラシを含んでいる整流子を省くことにより、明らかに寿命が延びる。他の利点としては、使用した材料に応じて、組立てスペースおよび重量の減少と、それにより出力密度の上昇が達成できることが挙げられる。例えば、軸受、ブラシおよび／またはブラシ支持体のような必要な部材の数は、明らかに減少する。その上、製造が簡素化される。このことは、特に固定子巻線と可動子に当てはまる。整流子機で必要とされるような、費用のかかる可動子接触は省略される。これによって、製造中の診断もより良くおこなうことができる。
【００１１】
駆動装置をリラクタンス駆動装置として形成することにより、しばしば希土類を含み、それゆえに高価な永久磁石が省かれる。対応してリニアドライブ装置を構成すれば、さらに、機械的なストッパが省略できるか、もしくは機械的なストッパを電磁的なストッパに置き換えることができる。それに応じて、ピストンポンプもしくはリニアドライブ装置の制御と運転診断が簡素化される。さらに、本発明のリニアドライブ装置のコイル巻線を極めて良好な充填率で製造可能である。これにより、特に、それぞれのコアへコイルが良好に熱結合できるので、コイル巻線を効果的に冷却もしくは脱熱することができる。
【００１２】
リニアドライブ装置によって駆動されるピストンポンプは、その上、非常に頑丈である。例えば、流体の漏れがピストンポンプの機能の故障につながることはない。通常は大きく磨耗し、それに応じてピストンポンプの寿命を制限しているラジアル軸受および／または炭素ブラシも存在しない。
【００１３】
当然、リニアドライブ装置によって、１つより多いピストンポンプ、特に２つのピストンポンプ、を駆動することもできる。リニアドライブ装置は、有利には、その動作点が安定しているので、駆動ピストンの動きを機械的なストッパによって制限する必要がないように構成されている。リニアドライブ装置は、一方ではストロークの頻度に対して、またストロークの大きさによっても、調節することができる。前者は、駆動装置の通電を切り替える振動数を相応して選択することによりおこなわれる。後者は、通電期間を変動させることにより望み通りに調節することができる。
【００１４】
本発明の有利な実施様態では、可動子収容部が環状スリットとして存在するか、あるいは複数のセグメント、特に環状スリットセグメントから組み立てられている。駆動ピストンの縦方向中心軸に対して、横断面で見て可動子収容部は丸いか、もしくは円形である。このとき可動子収容部は連続して形成されていてもよく、つまり、再び縦方向中心軸に対して、全周に亘って存在していてもよく、もしくはコア内に形成されていてもよい。または当然、可動子収容部は、例えば環状スリットセグメントとして形成されている複数のセグメントから組み立てられていてもよい。
【００１５】
これは、可動子収容部が全周に亘ってコア内に存在することではなく、例えばコアが、周方向に分散して、特に均等に分散して配置されている複数の部分からなっていることを意味する。有利には、当然、可動子は、可動子収容部に相似して、もしくは形を合わせて形成されている。つまり、可動子は周方向に連続して形成され、それゆえに環として存在するか、あるいは複数のセグメントから組み立てられていてもよい。このようにして、駆動装置を、主磁束がそれぞれ最も少ない磁気抵抗を受けるように形成することができる。複数のセグメントが設けられているときは、これらは周方向に例えば１８０°、１２０°、９０°、６０°、４５°、３０°あるいは２０°で互いにずれて存在し、その上、周方向に互いに間隔を空けている。有利には、組み立てられた可動子収容部の場合にも、コイル巻線が周方向に連続して形成されている。
【００１６】
本発明の別の形態では、可動子収容部が駆動ピストンを周方向に少なくとも部分的に包囲しているか、あるいはこれにより包囲されている。原則的には、リニアドライブ装置の２つの異なる実施様態は相違してもよい。有利な実施様態では、コアは、駆動ピストンを周方向に少なくとも部分的に、特に完全に、包囲するように形成されている。相応して、このことはコア内に形成されている可動子収容部にも当てはまる。この実施様態では、駆動ピストンは固定子内もしくはコア内に縦方向に可動にガイドされている。第２の実施様態では、それに対し、駆動ピストンは可動子収容部もしくはコアを包囲している。しかし、この場合、固定子の懸架をおこなうことがより難しくなるので、通常、第１の実施様態が優先される。
【００１７】
本発明の別の形態では、コア内に形成されたコイル巻線用コイル収容部が、縦断面で見て、可動子収容部よりも大きな半径方向長さを有している。この縦断面は、再び、駆動ピストンの縦方向中心軸に対するものである。コイル巻線は、縦断面で見ると、可動子収容部に少なくとも一時的に少なくとも部分的に嵌合する可動子よりも、通常少なくとも半径方向で明らかに大きい。これは、半径方向でさらに内側にあるコイル収容部内面と半径方向でさらに外側にあるコイル収容部外面との間隔が、可動子収容部の内面と外面との間隔よりも大きいことを意味する。
【００１８】
通常は、このために、可動子収容部の内面は、コイル収容部の内面よりも、縦方向中心軸から遠く離れており、一方、可動子収容部の外面は、コイル収容部の外面よりも半径方向でさらに内側に設けられている。要するに、これは、コイル収容部と可動子収容部とから組み立てられたコアの切欠部が、例えば、開放端の間にエアギャップもしくは可動子収容部を含む少なくとも１つの半径方向突起部、有利には２つの半径方向突起部によって、可動子収容部の範囲内で半径方向に狭くなっていることを意味している。
【００１９】
好適には、第１のリラクタンス駆動装置と第２のリラクタンス駆動装置の可動子は、その可動子の１つが対応するコアに対して重畳位置にある場合にそれぞれ他の可動子がその重畳位置から押し出されているように、相対的に配置されている。この重畳位置は、コアおよび可動子からなる配置が最も少ないリラクタンスを有するような、可動子の位置として理解される。別の表現をすれば、エアギャップの最小位置の範囲でオーバーラップ長さが最大であるということである。リラクタンス駆動装置の一方が通電されれば、そのそれぞれの可動子は重畳位置の方向に押しやられる。それに応じて、それぞれ他のリラクタンス駆動装置の可動子をその重畳位置から押し出す力が生じる。リラクタンス駆動装置に交互に通電することにより、駆動ピストンの周期運動を実現することができる。
【００２０】
本発明の別の形態では、可動子が、駆動ピストンに取り付けられた、非磁性材料からなる可動子支持体に配置されている。可動子は、互いに間接的に、あるいは磁性材料もしくは磁化可能な材料を介して互いに結合している。特に、駆動ピストンが磁性材料あるいは磁化可能な材料からなる場合には、駆動ピストンに取り付けられているか、少なくともこれと作用結合している可動子支持体が設けられている。可動子支持体は、非強磁性材料もしくは少なくとも十分に磁気的不活性な材料からなる。後者は、非磁性材料とも呼ぶことができる。例えば、材料としては、プラスチック、アルミニウムまたはアルミニウム合金が意図されている。
【００２１】
本発明の別の形態では、可動子支持体が滑り面を有しており、この滑り面は、第１のリラクタンス駆動装置および／または第２のリラクタンス駆動装置に対して駆動ピストンを支承するために、コアの少なくとも１つに形成されたガイド面と協働する。有利には、可動子支持体が、軸方向で見て、両方のリラクタンス駆動装置のコアを把持しており、つまり両者を超えて突出している。特に、このような形態では、例えばリニアドライブ装置の運転中の傾倒を回避するように駆動ピストンを確実にガイドできるように、滑り面は大きく定められる。滑り面は、コアのうちの少なくとも１つに、有利には全てのコアに形成されているガイド面と協働する。それにより、コアの軸方向の全長に亘って、駆動ピストンが確実にガイドされる。例えば、このために可動子支持体は、適切な材料、特に良好な滑り特性を有する材料、特にプラスチックからなる。それに加えて、あるいはその代わりに、可動子支持体は滑り特性を（さらに）改善する被膜を備えていてもよい。
【００２２】
本発明の有利な形態では、可動子収容部は、第１のリラクタンス駆動装置および第２のリラクタンス駆動装置の互いに反対の側または互いに向かい合った側に配置されている。原則的には、可動子支持体の配置は任意に選択することができる。このとき重要なのは、リラクタンス駆動装置によって生成可能な力がそれぞれ他のリラクタンス駆動装置の可動子をそれぞれの重畳位置から押し出すように、その力を形成することだけである。これは通常、リラクタンス駆動装置の可動子収容部が、同じ側に配置されていてはならず、それぞれリラクタンス駆動装置の反対の側か向かい合った側に存在することを意味する。
【００２３】
最後に、第１のリラクタンス駆動装置および第２のリラクタンス駆動装置の固定子が、相対して弾性的に移動可能であってもよい。例えば、リラクタンス駆動装置同士が直接弾性的に取り付けられている。その代わりに、あるいはそれに加えて、例えばリニアドライブ装置のハウジングに間接的に取り付けてもよい。この目的で、ハウジングと、リラクタンス駆動装置の少なくとも１つ、有利には両方のリラクタンス駆動装置との間に、弾性材料からなる緩衝部材が存在する。このような方法で、リニアドライブ装置の運転騒音は減少し、その上、許容差を調整することができる。
【００２４】
さらに、本発明は、プランジャを有するピストンポンプと、前記プランジャを作動させるリニアドライブ装置、特に前記の実施様態によるリニアドライブ装置を有するピストンポンプ装置に関し、前記リニアドライブ装置は、第１の電磁駆動装置と、第２の電磁駆動装置と、前記駆動装置によって軸方向に移動可能な、プランジャと作用結合している駆動ピストンを有している。第１の駆動装置と第２の駆動装置はそれぞれリラクタンス駆動装置として形成されており、リラクタンス駆動装置のそれぞれが、コイル巻線とコアとを有する固定子を有しており、このコアが、駆動ピストンと作用結合し強磁性材料、特に軟磁性材料からなる可動子のための、エアギャップとして形成された可動子収容部を有する。このような実施様態の利点についてはすでに検討した。ピストンポンプ装置およびリニアドライブ装置は前記の実施様態により別の形態で構成してもよく、その点でこれらの実施様態を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】例えばピストンポンプの駆動に使用する、リニアドライブ装置の第１の実施例である。
【図２】リニアドライブ装置の第２の実施例である。
【図３】リニアドライブ装置のリラクタンス駆動装置の固定子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を、以下、図面に示されている実施例に基づいて詳しく説明するが、本発明は限定されない。
【００２７】
図１は、軸方向に移動可能な駆動ピストン３の縦方向中心軸２に沿ったリニアドライブ装置１の縦断面図を示す。駆動ピストン３は、ここで部分的に図示されているリニアドライブ装置１のハウジング４に支承されている。この目的で、例えば、ガイドリングの形をしたラジアル軸受５が設けられている。さらに、ハウジング４および駆動ピストン３と協働して流体の漏れを防ぐシールリング６を設けてもよい。シールリング６とラジアル軸受５との間に、さらに、ギャップへの押出を防止する支持リング７を設けてもよい。さらに、リニアドライブ装置１は、第１の電磁駆動装置８と第２の電磁駆動装置９を有する。これらはそれぞれリラクタンス駆動装置として形成されており、コイル巻線１２または１３を有する固定子１０または１１をそれぞれ有している。
【００２８】
コイル巻線１２または１３は、固定子１０または１１のコイル収容部１４または１５に配置されている。コイル収容部１４および１５のそれぞれと、エアギャップとして形成された可動子収容部１６または１７が軸方向で接続している。それぞれの可動子収容部１６および１７には可動子１８または１９が付設されており、可動子１８または１９は少なくとも一時的に、少なくとも部分的に、それぞれの可動子収容部１６または１７に嵌合する。可動子１８および１９は強磁性材料からなる。これらは駆動ピストン３と作用結合している。これは、ここで図示されている実施例では可動子支持体２０を介しておこなわれており、可動子支持体２０は有利には非磁性材料もしくは磁気的に不活性な材料からなる。可動子支持体２０は、駆動ピストン３に直接取り付けられており、軸方向で見ると、固定子１０および１１の中央の切欠部２１を貫通して延びている。可動子支持体は両端に、半径方向で外側に向いたアーム２２を有する。アーム２２に可動子１８および１９が取り付けられている。
【００２９】
コイル収容部１４と可動子収容部１６は固定子１０のコア２３内に形成され、ならびにコイル収容部１５と可動子収容部１７は固定子１１のコア２４内に形成されている。可動子収容部１６および１７は、有利には環状スリットとして存在し、つまり、縦方向中心軸２に対して、全周に亘り連続して間断なく形成されている。または、当然、複数のセグメント、特に環状スリットセグメントからなる構成を設けてもよい。
【００３０】
ここに図示している実施例では、可動子収容部１６および１７が周方向で完全に、少なくとも部分的に、駆動ピストン３を包囲している。しかし、別の実施様態では、可動子収容部１６および１７が駆動ピストン３によって包囲されていてもよく、この場合駆動ピストンは中空ピストンとして形成されている。しかし、有利なのは、ここに図示した実施例である。
【００３１】
コア２３および２４が、可動子収容部１６および１７の範囲内にそれぞれ半径方向突起部２５および２６、もしくは２７および２８を有しているので、可動子収容部１６および１７は、それにそれぞれ接続しているコイル収容部１４および１５よりも半径方向の長さが小さい、ということは明らかである。当然、それぞれのコイル収容部１４に、たった１つの半径方向突起部２５または２６、もしくは２７または２８だけが付設されていてもよい。可動子収容部１６および１７は、ここに図示されている実施例では、コア２３および２４の互いに反対の側に存在する。
【００３２】
可動子１８および１９のうちの１つが重畳位置にある場合にそれぞれ他の可動子１８または１９がその重畳位置から押し出されているように、可動子１８および１９は対応する可動子支持体２０の構成によって軸方向に相対的に配置されている。重畳位置は、リラクタンスが最大である位置を表わす。これは、例えば、可動子１８または１９が軸方向でコイル収容部１４または１５の中央に存在する位置のことである。ここに示されている実施例では、可動子１８の重畳位置が存在し、一方、可動子１９は軸方向で重畳位置から押し出されている。
【００３３】
可動子１８および１９のうちの１つがその重畳位置にあり、それに付設されたコイル巻線１２または１３の通電が停止され、その代わりに他のコイル巻線１３または１２に通電されると、それぞれ他の可動地１９または１８がそのエネルギ最適状態に、つまりその重畳位置に押しやられる。そのとき、最初の可動子１８または１９はその重畳位置から押し出される。両方のコイル巻線１２および１３に交互に通電することにより、駆動ピストン３の往復運動を生じることができる。この往復運動は作用結合により、例えばここに図示していないピストンポンプ装置のピストンポンプのプランジャに伝達される。
【００３４】
可動子支持体２０が磁気的に不活性な材料からなっているので、その重量は、磁性材料もしくは磁化可能な材料をやはり考慮に入れている慣用のリニアドライブ装置１の実施様態に比べ、明らかに減少させることができる。例えば、可動子支持体２０は、軽金属合金あるいはプラスチック、特に繊維強化プラスチック、例えば炭素繊維強化プラスチックからなる。このように、可動部分の重量と質量慣性が減少されるので、リニアドライブ装置１は、公知の実施様態の場合よりも、明らかに高い運転周波数で運転することができる。
【００３５】
すでに説明したように、リニアドライブ装置１は、例えばピストンポンプを駆動するために使用される。ピストンポンプは、ピストンの他に、流体入口または出口に接続された特に自動逆止弁の形をした少なくとも１つの吸気弁および１つの排気弁ごとに、圧縮室、シールリング、支持リングおよびガイドリングを含んでいる。または、ピストンポンプは、差動ピストンポンプとして構成してもよい。任意には、ここに記載されているリニアドライブ装置１はさらに、少なくとも１つの戻し部材を含んでいてもよく、この戻し部材は駆動ピストン３と作用結合しており、コイル巻線１２および１３が通電されていないときに駆動ピストン３を決められた出口位置に移動させる。それに加えて、またはその代わりに、この戻し部材は、固有周波数を調節するために、または運動エネルギの一時記憶装置として、機能してもよい。
【００３６】
図２は、リニアドライブ装置１の第２の実施例の縦断面図を示している。原則的には、第１の実施例についての前記説明を参照されたい。以下、相違点だけを検討する。主な相違点は、可動子収容部１６および１７が、固定子１０および１１の互いに反対の側に存在しているのではなく、むしろ、互いに向き合った側に存在していることである。それに応じて、可動子支持体２０のアーム２２は１つだけ必要であり、これに両方の可動子１８および１９が取り付けられている。その上、固定子１０と１１の間に結合部材２９が軸方向に存在する。これは、剛性的に、あるいは有利には弾性的に、形成されていてもよいので、振動が緩衝され、同時に許容差調整がおこなわれる。
【００３７】
ここで、可動子収容部１６および１７の半径方向の寸法を制限するために、それぞれのコア２３および２４に半径方向突起部２５または２７が１つだけ付設されていることが明らかである。その上、半径方向突起部２５および２７はそれぞれ追加の磁性ヨークとして構成されており、対応するコア２３または２４に後から装着することができる。このように、コイル巻線１２および１３の組立てを明らかに簡素化することができる。
【００３８】
また、可動子支持体２０が滑り面３０を有しており、この滑り面３０は、駆動ピストン３を支承するために、ガイド面３１と協働する。このガイド面３１は両方のコア２３および２４に、例えば切欠部２１を区画する面に、存在する。このような実施様態では、例えば滑り軸受として構成されているラジアル軸受５を省くことができる。しかし、当然、ハウジング４内の駆動ピストン３のガイドを改善するためにラジアル軸受を追加で設けてもよい。
【００３９】
さらに振動を緩衝するために、固定子１０もしくはコア２３と、ハウジング４との間に緩衝部材３２を設けている。特に、コア２３はこの緩衝部材３２を介してハウジング４に取り付けられている。それに加えて、あるいはその代わりに、当然、固定子１１もしくはそれに対応するコア２４のために同様に緩衝部材が存在してもよい。この緩衝部材３２によっても、許容差調整をおこなうことができる。これは特に積層した固定子１０および１１の場合に必要である。なぜならば、これらの場合の製造精度は特に高くないからである。それに応じて、緩衝部材３２によって可動子収容部１６および１７の位置が比較的正確に調節できる。効率が高くなるほど、エアギャップは小さくなるので、このようにしてリニアドライブ装置１の総効率を改善することができる。
【００４０】
当然、第２の実施例に基づいて記載された特徴部を、同様の方法で第１の実施例に転用してもよい。
【００４１】
第１あるいは第２の実施例によりリニアドライブ装置１を運転するために、それぞれ、コイル巻線１２および１３のうちの１つだけに電流を負荷して、それに付属する磁気回路がそれぞれの可動子１８または１９に力を及ぼすようにする。これは、電圧パルスで両方のコイル巻線１２および１３を交代に負荷することによりおこなわれる。Ｔが駆動ピストン３の振動周期期間である場合、Ｔ／２の期間を持つ活動中の半周期におけるそれぞれのコイル巻線１２および１３に対して、正の電圧パルスと負の電圧パルスが設けられている。正のパルスで電流が発生し、負のパルスで電流が消滅する。正のパルスと負のパルスの間には、停止相が設けられており、そこでは電流は略一定である。負のパルスの振幅は正のパルスの振幅に依存して選択されるので、負のパルスの最後には電流は０に等しい。
【００４２】
図３は、前記の実施例に容易に転用可能な代替実施形態に存在する固定子１０の範囲内のリニアドライブ装置１の横断面図である。ここで、可動子収容部１６は環状スリットとして存在するのではなく、複数のセグメント、特に環状スリットセグメントから組み立てられている。これらは、コア２３のセグメント３３により形成されているか、あるいはそれらの中に設けられている。セグメント３３は、ここでは、部分的にのみ示されている。これらは、縦方向中心軸２に対して円周上に均等に分散して配置されており、その間には、それぞれ分散角αが存在する。これは、例えば、２０°、３０°、４５°、６０°、９０°、１２０°または１８０°である。しかし、全ての異なる場合で、コイル巻線１２および１３は同心で形成されており、特に環状で存在する。これにより、コイル巻線１２および１３の抵抗が少なく、同時に熱特性が良好な、合理的で迅速な製造が可能となる。特に、このような方法で、コイル巻線１２および１３内で温度が調整され、コア２３または２４への熱接続が良好におこなわれる。セグメント３３および／またはコア２３および２４は、例えば成層鉄芯の形で存在する。これらは、多数の単一薄板を有し、単一薄板同士が公知の方法で積層されて結合している。
【００４３】
前記のリニアドライブ装置１は、特に、特別に静音の運転を想定した用途で、同時に少ない組立てスペースで使用することができる。特に、例えば、高い圧力が必要とされるときのピストンポンプの駆動に使用することができる。真空ポンプもリニアドライブ装置１によって駆動することができる。特に、リニアドライブ装置１あるいはこれにより駆動されるピストンポンプは、例えばＡＢＳ−、ＥＳＰ−および／またはＥＨＢ−ブレーキ制御システムのようなブレーキ制御システム中で、例えばガソリンを直接噴射させるときのような燃料供給の分野で、例えばスプレーガンの場合のような高圧を発生させることが必要な場合の工具の分野で、および／または家庭用器具の分野で使用される。
【符号の説明】
【００４４】
１  リニアドライブ装置
３  駆動ピストン
４  ハウジング
５  ラジアル軸受
６  シールリング
７  支持リング
８、９  電磁駆動装置
１０、１１  固定子
１２、１３  コイル巻線
１４、１５  コイル収容部
１６、１７  可動子収容部
１８、１９  可動子
２０  可動子支持体
２１  切欠部
２２  アーム
２３、２４  コア
２５、２６、２７、２８  半径方向突起部
２９  結合部材
３０  滑り面
３１  ガイド面
３２  緩衝部材
３３  セグメント
【図１】
2014117149.tif 000003
【図２】
2014117149.tif 000004
【図３】
2014117149.tif 000005