(57)【要約】  センサは、簡単かつ安定に組込式モータに取り付け可能で、かつ位置合わせが可能であるべきでる。このために、第１のモータ構成要素（２）を第１の機械部分（４）に固定するための少なくとも１つのモータ取り付けエレメント（２１）を有する第１のモータ構成要素（２）と、第１のモータ構成要素（２）と相関的な移動のために協働する第２のモータ構成要素（１）とを備えた直接駆動組込式モータが設けられる。更に、センサ装置（５，６）が第１のモータ構成要素（２）に固定可能である。このために、センサ装置が少なくとも１つの予め定められた方法で配置されたセンサ取り付け孔（６１）を有し、センサ取り付け孔（６１）を通してモータ取り付け要素（２１）が第１の機械部分に接続可能である。それにより、センサ装置（５，６）が、第１の機械部分（４）に取り付けられた状態において、位置および／又は向きを予め定められる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモータ構成要素（２）を第１の機械部分（４）に固定するための少なくとも１つのモータ取り付け要素（２１）を有する第１のモータ構成要素（２）と、
第１のモータ構成要素（２）と相関的な移動のために協働する第２のモータ構成要素（１）と、
第１のモータ構成要素（２）に固定可能であるセンサ装置（５）と、
を備えた直接駆動組込式モータであって、
センサ装置（５）が第１の機械部分（４）に取り付けられた状態において予め定められた位置および／又は向きを有するように、センサ装置（５）が少なくとも１つの予め定められた方法で配置されたセンサ取り付け孔（６１）を有し、センサ取り付け孔（６１）を通してモータ取り付け要素（２１）が第１の機械部分に接続可能である直接駆動組込式モータ。
【請求項２】
第１のモータ構成要素（２）がリニアモータの１次側部分又はトルクモータのステータである請求項１記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項３】
センサ装置（５）が、センサ取り付け孔（６１）を備えた取り付け用板を有する請求項１又は２記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項４】
センサ装置（５）に、第１の機械部分（４）へのセンサ装置のより正確な位置合わせのための少なくとも１つの位置合わせ要素が設けられている請求項１乃至３の１つに記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項５】
センサ装置（５）が冷却ユニットを有する請求項１乃至４の１つに記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項６】
冷却ユニットが、センサ取り付け孔（６１）を備えた冷却カバーを有することを特徴とする請求項５記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項７】
少なくとも１つの予め定められた方法で配置された尺度取り付け孔（１６１）を備えた度量装置（１７１）を有し、尺度取り付け孔（１６１）を通して第２のモータ構成要素（１１０）が第２の機械部分に次のように固定可能である、即ち第２の機械部分への第２のモータ構成要素（１１０）の取り付け状態において度量装置（１７１）が第２の機械部分に対して予め定められたかつ随意的に位置合わせ要素によって変化可能である位置および／又は向きを有するように固定可能である請求項１から６の１つに記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項８】
度量装置（１７１）が冷却ユニット（１６０）を有することを特徴とする請求項７記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項９】
度量装置（１７１）が、センサ装置（５）内に含まれているフェラリスセンサのための導電板（１７０）を有することを特徴とする請求項７又は８記載の直接駆動組込式モータ。
【請求項１０】
センサ装置（５）および／又は度量装置（１７１）が第１の機械部分への直接固定のためのねじ孔（１５３）を有する請求項１乃至９の１つに記載の直接駆動組込式モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の機械部分に第１のモータ構成要素を固定するための少なくとも１つのモータ取り付け要素を有する第１のモータ構成要素と、第１のモータ構成要素と相関的な移動のために協働する第２のモータ構成要素と、第１のモータ構成要素に固定可能であるセンサ装置とを備えた直接駆動組込式モータに関する。
【０００２】
モータにおいて、例えば位置、速度又は加速度のような移動の運動学的変量を検出することがしばしば必要である。この検出は、一般に上記変量の調節および／又は永久磁石励磁同期モータの変換器運転時における磁極位置又は転流角の決定のために用いられる。運動学的変量の検出のために、一般にセンサがモータに組み込まれる。
【０００３】
直接駆動組込式モータの場合、使用者が個々のモータ構成要素を自分自身で適切な機械部分に取り付けることが必要である。従って、調節用の運動学的センサの付加的に必要な組み込みは、設計および取り付け時にレイアウト問題が生じる。例えば転流のための絶対的な位置情報を供給する位置測定システムに不適当な位置センサを装備させたり、取り付け時に誤って取り付けたりすることがある。これは、運転の遅滞や、不十分なモータ出力の結果を伴う運転の誤りをもたらし、或いは損傷さえも招く。更なる問題が不十分な位置合わせや、センサの誤った位置合わせによって生じ得る。
【０００４】
従来、軸受およびガイドが設けられていない組込式モータのこれらの問題は、費用を要する立ち上げ手順によってのみ回避される。この手順のためには専門家が必要であり、専門家は点検時にも待機せねばならない。これが、特に低コスト範囲では、組込式直接駆動装置の使用を妨げる。
【０００５】
本発明の課題は、相応の機械部分への組込式直接駆動装置の取り付けを簡単化することにある。
【０００６】
本発明によれば、この課題は、第１のモータ構成要素を第１の機械部分に固定するための少なくとも１つのモータ取り付け要素を有する第１のモータ構成要素と、第１のモータ構成要素と相関的な移動のために協働する第２のモータ構成要素と、第１のモータ構成要素に固定可能であるセンサ装置とを備えた直接駆動組込式モータであって、センサ装置が第１の機械部分に取り付けられた状態において予め定められた位置および／又は向きを有するように、センサ装置が少なくとも１つの予め定められた方法で配置されたセンサ取り付け孔を有し、センサ取り付け孔を通してモータ取り付け要素が第１の機械部分に接続可能である直接駆動組込式モータによって解決される。
【０００７】
従って、使用者は、大きな費用なしにモータ構成要素とセンサ構成要素を各機械部分に正確に位置決めして固定できる利点がある。従って、使用者は個別的に所望のセンサ装置を自分で選別し、機械製造者は、多数の固定的なモータセンサシステムの準備又は共通使用可能なモータセンサシステムのみの準備を回避できる。使用者は、位置合わせの精密性を犠牲にすることなく、所望のシステムをモジュール構成により自分で構成できる。
【０００８】
第１のモータ構成要素はリニアモータの１次側部分であるとよい。この場合、本発明による利点を、組込式の同期リニアモータのためにも利用できる。
【０００９】
固定のため、センサ装置が、センサ取り付け孔を持つ取り付け板を有するとよい。この種の板は、一般に安定性を損ねることなくモータ構成要素と対応する機械部分との間に挿入できる。センサヘッドを固定したこの板の固定により、自動的にセンサヘッドの位置又は向きを予め与えられる。
【００１０】
更に、センサ装置に、第１の機械部分へのセンサ装置のより正確な位置合わせのための少なくとも１つの付加的な位置合わせ要素を設けるとよい。この方法で、位置合わせ公差を改善できる。
【００１１】
本発明の有利な実施形態では、センサ装置に冷却ユニットが組み込まれている。特に、冷却ユニットがセンサ取り付け孔を配置した冷却カバーを有するとよい。こうすると、センサ装置又は冷却ユニットは二重の機能性を得る。
【００１２】
他の実施形態によれば、直接駆動組込式モータが少なくとも１つの予め定められた方法で配置された尺度取り付け孔を備えた度量装置を有し、尺度取り付け孔を通して第２のモータ構成要素が第２の機械構成部分に次のように固定可能である。即ち、第２の機械部分への第２のモータ構成要素の取り付け状態において度量装置が第２の機械部分に対して予め定められた、かつ位置合わせ要素によって任意に変化可能である位置および／又は向きを有するように固定できる。これは、多数のセンサ構成要素を、異なる機械部分に、同じ有利な位置合わせ技術により整列させて取り付け可能であることを意味する。
【００１３】
度量装置が冷却ユニットを有し、同様にセンサ装置内に度量装置含むフェラリスセンサのための導電板を有するとよい。この結果、更に度量装置の多重機能性を保証できる。
【００１４】
更に、センサ装置が第１の機械部分への直接固定のためのねじ孔を有するとよい。この方法で、障害となるセンサヘッドの振動を回避できる。
【００１５】
本発明を添付図面に基づいて更に詳細に説明する。
【００１６】
以下において詳細に説明する実施例は、本発明の好ましい実施形態である。
【００１７】
本発明の第１の実施形態を図1に横断面図にて示す。これは直接駆動のための組込式リニアモータである。個々の構成要素は概略的に示している。２次側部分１の上方に１次側部分２が配置されている。この１次側部分２は、ボルト３で機械移動台４に固定されている。センサ５、例えば加速度測定のためのフェラリスセンサが、板６により１次側部分２又は機械移動台４に固定されている。固定のために板６は１次側部分の孔２１（モータ取り付け要素）と機械移動台の孔４１と共に一直線に並んだ孔６１を有する。板６は、機械移動台４への１次側部分２の固定時に、これら両構成要素の間に、各孔が同軸にて重なり合うように置かれる。個別部材はボルト３でねじ止めされる。この際、個別部材２，４，６は接触し合うか、又はスペーサを介して互いに隔てられている。見易さのため、図1における個別部材は、図1においてはスペーサなしに互いに隔てられている。
【００１８】
機械移動台４への板６の間挿のもとでの１次側部分２の固定は、ボルト３の代わりに異なったピン又はボルトによっても行なえる。この種のピン又はボルトは、モータ取り付けエレメントとして１次側に固定して接続されている。
【００１９】
図２は、図１のリニアモータを側面図で示す。ここでは、矢印７で、１次側部分２が機械移動台４とセンサ５を含めて２次側部分に対し直線的に移動可能なことを示している。
【００２０】
図１および図２に示すリニアモータは組込式駆動装置であることから、センサ５は、例えば絶対位置測定用に使用される場合、正確に１次側部分２又は機械移動台４に位置合わせせねばならない。機械移動台とセンサ構成要素およびモータ構成要素に等しいねじ孔２１，４１，４６を使用することで、この問題を解決できる。１次側２へのセンサ５の固定の代わりに、センサ装置の板６の同軸の孔と共に２次側部分１のねじ孔を固定および位置合わせのために使用することで、センサ５を２次側部分１に固定できる。
【００２１】
組込式リニアモータのみならず、組込式トルクモータも、この位置合わせ技術の恩恵を受け得る。この場合、ロータ又はステータのねじ孔をセンサの固定用に利用できる。
【００２２】
本発明の技術により、転流のための絶対的位置測定のための十分に正確な位置合わせを達成できる。何故ならば、特にモータ構成部材も、それら取り付け孔の公差の範囲内で取り付け得るからである。特に、センサ構成要素も付加的なねじ孔なしにモータ内に取り付けることができ、或いはモータ構成要素のためと同じ又はより大きい位置合わせ公差が必要である機械に取り付け得る。
【００２３】
センサ機能に基づき、センサ構成要素のためにモータ構成要素よりも微細な位置合わせ公差が要求される場合に、機械台とセンサ構成要素の間の少ない個数の位置合わせピン、ストップスイッチ又は心合わせフランジにより、測定システム構成要素のための微細な取り付け公差を達成できる。これらの場合、取り付けボルト直径に対して十分な遊びを有するセンサ構成要素の取り付け孔６１が許容されるべきである。図１は、この種の位置合わせピン８が概略的に示す。位置合わせピン８は、ここでは１次側部分２に固定され、板６における孔６２を貫通して機械移動台４における孔４２の中に達している。勿論、位置合わせピン８は、機械移動台４２に固定し、１次側部分２の対応する孔の中へ突出させてもよい。位置合わせピン８に対する孔６２の公差が位置および向きに関してセンサ５の遊びを決定する。遊びは、他の位置合わせピンによって制限し得る。
【００２４】
基本的にこの方法で任意のセンサをモータに取り付け得る。これには、位置、速度および加速度の検出のための運動学的なセンサのみならず、例えば温度センサも含まれる。フェラリス加速度センサの他に誘導的又は磁気的に測定する位置システムも好適である。
【００２５】
センサエレメント５と取り付け孔６１との間の、外側に遠方まで突出する接続エレメント、即ち板６の長い部分により、センサエレメント５のこの種の取り付けが、センサエレメントの低い共振周波数を有する望ましくない固有振動をもたらし、これは、例えば調節技術的に不利な結果になる。この場合、一般に非常に質量の小さいセンサエレメント５を1つ以上の小さいボルトで、例えば機械移動台に固定する（図３参照）。固定ボルト直径とセンサエレメントの固定孔との間には、適切な方法で遊びを設けるべきである。
【００２６】
図３は、本発明による直接駆動組込式モータの具体的実施例を示し、個々の構成要素を分解図にて描写している。２次側部分１１０の上にカバーシート１２０がある。その上方に組込式リニアモータの１次側部分１３０がある。この１次側部分は冷却ジャケット１４０により冷却される。このために相応の冷却端子１４１が設けられている。冷却ジャケット１４０は孔１４２により１次側部分１３０に固定可能である。従って、１次側部分１３０も対応する孔１３１を有する。
【００２７】
冷却ジャケット１４０にはセンサユニット又はセンサ１５０が固定されている。それによって冷却ジャケット１４０が１次側部分１３０の冷却のみならず、センサ１５０の固定のためにも役立つ。更に、センサ１５０のハウジング内にねじ孔１５３を示している。ねじ孔１５３により機械台への振動に対して安定な固定が可能である。
【００２８】
ここでは、センサ１５０が複合式のフェラリスセンサおよび位置センサとして形成されている。更に、センサ１５０は、接続線１５１を介してコンバータ又は制御ユニットに接続可能なインターフェース電子装置を有する。インターフェース電子装置に、他の線１５２を介して、１次側部分１３０に組み込まれた温度センサ１３２が接続されているので、温度センサと制御ユニットとの間の通信がセンサ１５０を介して行なわれる。
【００２９】
センサユニット１５０のインターフェース電子装置を介して１次側部分１３０への電力供給も行なわれる。このため、電力がケーブル１５１又は付加的なケーブルを介してセンサエレメント１５０へ、そしてそこからケーブル１５２を介して１次側部分１３０へ伝送可能である。従って、ケーブル１５１と１５２をデータのためにも電力供給のためにも使用できる。
【００３０】
冷却ジャケット１４０へのセンサユニット１５０の取り付けは、その中に含まれる電子装置又はセンサ装置が温度安定化され、特に冷却可能である。このようにして、例えばフェラリスセンサ等の測定エレメントを適切な方法で冷却できる。
【００３１】
リニアモータの２次側部分１１０にも冷却装置を設けるとよい。図３の例では、これが冷却管１６０により実現されている。冷却管１６０は、孔１６１を用いて２次側の孔１１１に固定できる。冷却管１６０に同時にセンサ構成要素が固定される場合には、センサ構成要素をねじ孔１６１を介して２次側部分１１０に位置合わせする本発明による考えが同様に実現される。
【００３２】
図４は冷却管１６０を横断面図で示す。この冷却構造では、孔１６１を認識することができる。この冷却構造には、付加的にＬ字形横断面のアルミニウム板１７０が固定されている。このアルミニウム板は、センサユニット内のフェラリスセンサのための渦電流帯として用いられる。更に、アルミニウム板１７０には、センサユニット１５０における位置センサの助けによる位置測定のために利用される度量装置１７１が取り付けられている。
【００３３】
従って、冷却構造の板又はその孔１６１を介して、他のセンサ構成要素の正確な位置合わせ、この場合には渦電流と度量装置１７１の正確な位置合わせが行なえる。従って、受動的なセンサ構成要素も、組込式モータの取り付け孔を使用することで、組込式モータに対して位置合わせできる。
【００３４】
従って、機械製造者にとって、センサ又は測定システムを固定的にモータに取り付ける必要がないので誤った位置合わせを回避するという利点が生ずる。むしろ、使用者が位置合わせ自体を実施でき、結果として使用者にとって適切なセンサ又は測定システム自体を選別できる。他の利点が次のことによっても生ずる。即ち、組込式モータが引渡し前に完全に調節回路において試験可能であること、機械製造者のためのモータセンサ技術における取り付け誤りの低減簡単化された取り付けが可能であること、そして簡単化されかつ安全な運転が機械製造者におけるプラグアンドプレイ技術によって可能であることである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるリニアモータの横断面図
【図２】図１のリニアモータの側面図
【図３】本発明によるリニアモータの分解図
【図４】度量装置を有する冷却構造の横断面図
【符号の説明】
【００３６】
１、１１０  ２次側部分、２、１３０  １次側部分、３  ボルト、４  機械移動台、５、１５０  センサ、６  板、７  矢印、８  位置合わせピン、２１、４１、４２、６１、６２  孔、１２０  カバーシート、１３１  孔、１３２  温度センサ、１４０  冷却ジャケット、１５１、１５２  ケーブル、１５３  ねじ孔、１６０  冷却管、１６１  孔、１７０  アルミニウム板、１７１  度量装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2009529309.tif 000008
2009529309.tif 000009
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