(57)【要約】本発明は、印刷機又は印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械（１、２、２１０）に関するものであり、電気機械は一次部品（３、４、２２２、２１２、２１３）と二次部品（５、６、２２４）を有している。電気機械（１、２、２１０）は円板状の空隙を形成するために円板状の一次部品（３、４、２２２、２１２、２１３）と円板状の二次部品（５、６、２２４）を有し、又は円筒状の空隙を形成するために円筒状の一次部品（３、４、２１２、２１３）と円筒状の二次部品（５、６、２２４）を有し、リニアモータ用として利用可能な一次部品が、円筒状の一次部品（３、４、２２２、２１２、２１３）を構成するためにも用いられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための、一次部品（３、４、２２２、２１２、２１３）と二次部品（５、６、２２４）を有している電気機械（１、２、２１０）において、
電気機械（１、２、２１０）は、円板状の空隙を形成するために円板状の一次部品（３、４、２２２、２１２、２１３）と円板状の二次部品（５、６、２２４）を有し、又は
電気機械（１、２、２１０）は、円筒状の空隙を形成するために円筒状の一次部品（３、４、２２２、２１２、２１３）と円筒状の二次部品（５、６、２２４）を有し、
リニアモータ用として利用可能な一次部品が、円筒状の一次部品（３、４、２２２、２１２、２１３）を形成するためにも使用されることを特徴とする電気機械。
【請求項２】
一次部品（３、４、２１２、２１３）は一次部品セグメント（２１２、２１３）および／又は二次部品（５、６、２２４）は二次部品セグメント（５、６、２２４）を有し、特に一次部品セグメント（２１２、２１３）は巻線を有し、リニアモータ用として利用可能な一次部品が、特に円板状の一次部品（２２２）を形成するためにも使用されることを特徴とする請求項１記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項３】
一次部品セグメント（２１２、２１３）は独自の電気接続部（２２０）を有し、電気接続部は特に取外し可能な電気接触部を構成する装置を有していることを特徴とする請求項２記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項４】
一次部品セグメント（２１２、２１３）又は二次部品セグメント（５、６、２２４）は支持装置（２１４）に取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項５】
一次部品セグメント（２１２、２１３）および／又は二次部品セグメント（５、６、２２４）は多角形状に配置され、多角形状の配置によって特に円形の輪郭が形成されていることを特徴とする請求項２から４の１つに記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項６】
二次部品（５、６、２２４）および／又は一次部品（３、４、２１２、２１３）は円形の輪郭を有していることを特徴とする、請求項１から５の１つに記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項７】
二次部品（５、６、２２４）の円形の輪郭は一次部品（３、４、２１２、２１３）の円形の輪郭よりも円形に近いことを特徴とする請求項１又は６記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項８】
一次部品セグメント（２１２、２１３）は積層薄板を有し、該積層薄板は巻線を収容するための溝を有し、該溝は特に互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項２から７の１つに記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項９】
二次部品（５、６、２２４）は角度オフセットをなすように相並んで位置決めされた永久磁石（１７、２２６）を有していることを特徴とする請求項１から１０の１つに記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項１０】
電気機械は特に同期機であり、一次部品（３、４、１３０）は第１の磁界を生成するための第１の手段（９、１０、１２、１４）として巻線を有し、二次部品（５、６、１２０）は磁界を案内するための手段（３１、３２、３３、３４、９９）を有し、一次部品（３、４、１３０）は別の磁界を生成するための少なくとも１つの別の手段（１７、１８、２０、２７、２８、２９、３０）を有し、特に第１の磁界を生成するための第１の手段（９）は、第１の磁界と別の磁界との重ね合わせが可能であるように、別の磁界を生成するための別の手段（１７、１８、２０、２７、２８、２９、３０）に対して配置されていることを特徴とする請求項１から９の１つに記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項１１】
磁界を案内するための二次部品側の手段は歯構造を有していることを特徴とする、請求項１０に記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項１２】
一次部品セグメント（２１２、２１３）を案内するための案内装置（２１４）が設けられていることを特徴とする、請求項２から１１の１つに記載の印刷機（２００）の胴（２０１）を駆動するための電気機械。
【請求項１３】
特にフレキソ印刷機（２００）である印刷機（２００）において、
前記印刷機（２００）は請求項１から１２の１つに記載の電気機械（１、２、２１０）を有していることを特徴とする印刷機。
【請求項１４】
電気機械（１、２、２１０）は胴（２０１）を駆動するために、特に印刷胴を駆動するために設けられ、支持部材（２０７）に対して支承されたシャフト（２０６）が設けられ、支持部材（２０７）は特に電気機械（１、２、２１０）の一次部品（２２２）又は二次部品（２２４）のモーメント支柱であることを特徴とする請求項１３記載の印刷機。
【請求項１５】
電気機械（１、２、２１０）は支持部材（２０７）と胴（２０１）の間で位置決めされていることを特徴とする請求項１３又は１４記載の印刷機。
【請求項１６】
胴（２０１）は２つの支持部材（２０７）によって支承され、支持部材（２０７）と胴（２０１）の間に各々少なくとも１つの電気機械（１、２、２１０）が位置決めされていることを特徴とする請求項１３から１５の１つに記載の印刷機。
【請求項１７】
電気機械（１、２、２１０）は胴（２０１）と反対を向いているほうの支持部材（２０７）の側に位置決めされていることを特徴とする請求項１３から１６の１つに記載の印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷機又は特に印刷機における駆動装置のための電気機械に関する。電気機械は一次部品と二次部品を有し、両部品はいずれも円形の輪郭を有している。印刷機の例えば胴やローラ（以下においては胴とも呼ぶ）を駆動する電気機械として、従来、特にダイレクトドライブが用いられている。かかるダイレクトドライブは、一次部品と二次部品の間に円筒状の空隙を有している。この種の電気機械の半径が大きくなればなる程、そのことは前記電気機械により生成すべきモーメント力にとって一層有利になる。特に印刷機の場合、大きなモーメントを印加することができる電気機械を使用すると好ましい。更に特別にコンパクトな設計形態を有する電気機械を使用するとよい。従来、電気機械に関するこれら両方の要求事項はしばしば相反するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の課題は、コンパクトな構造を有するだけでなく、高いモーメント力の生成のためにも利用可能である電気機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この課題は、請求項１に記載の構成要件を備える電気機械によって解決される。電気機械のその他の好適な実施形態は、従属請求項２から１２に記載の構成要件から明らかである。課せられた課題の更に別の解決は、請求項１３に記載の構成要件を備える印刷機において得られる。印刷機のその他の好適な実施形態は、従属請求項１４と１７に記載の構成要件から明らかである。
【０００４】
印刷機における駆動装置のために利用可能である電気機械は、一次部品と二次部品を有している。印刷機は、例えば輪転印刷機、フレキソ印刷機又はこれに類するものである。電気機械は、円板状の一次部品と円板状の二次部品を有するように構成されている。円板状の一次部品と円板状の二次部品は、それによって円板状の空隙を一次部品と二次部品の間に形成するように相互に配置されている。電気機械の円板状の構造が、電気機械の円筒状の構造と異なっているのは、依然として回転運動を電気機械によって実行可能であるが、磁界は空隙を介して回転軸へと向かう半径方向の方向づけを受けるのではなく、電気機械の回転軸と平行に方向づけを受けることによる。このように構成された円板状の電気機械は、円軌道上に拘束されるリニアモータに比肩することが可能である。一次部品は通電可能な巻線を有し、この巻線は、円板形状に関して円板の外側領域をなしている一次部品の領域に配置されるとよい。このようにして大きなモーメントを実現可能である。同様のことは、二次部品を構成する各部分についても当てはまる。二次部品は、例えば一次部品の巻線と同じ半径領域で二次部品に位置決めされた永久磁石を有している。二次部品が、永久磁石に代えて、磁界を案内するための手段だけを有し、この手段が歯構造を有しているときには、この歯構造も、電磁場を生成するために設けられた一次部品の部分に歯構造が向かい合うように、二次部品で位置決めされる。
【０００５】
別の実施形態では、電気機械は一次部品がセグメントを有するように形成される。セグメントは、電流を通電させる巻線を有する。セグメントの１つの好適な実施形態では、これらセグメントはリニアモータの一次部品である。このような種類の一次部品は、長方形の輪郭を有しているのが通常である。
【０００６】
電気機械の別の実施形態では、セグメントは多角形状に配置され、多角形状の配置によって特に円形の輪郭が形成される。このような構成により、電気機械の空隙の円板状の構成を形成することが可能である。
【０００７】
電気機械は、円板状の空隙を形成すべく、円板状の一次部品と円板状の二次部品を有する円板形状のような形式ばかりでなく、円筒状の空隙を形成するために円筒状の一次部品と円筒状の二次部品を有し、リニアモータ用として利用可能な一次部品が、円筒状の一次部品を構成するために用いられる電気機械としても具体化可能である。
【０００８】
電気機械が円板状の一次部品と円板状の二次部品を有しているとき、円板状の一次部品と円板状の二次部品は、それによって円板状の空隙が一次部品と二次部品の間に形成されるように相互に配置される。電気機械の円板状の構造が、電気機械の円筒状の構造と異なっているのは、依然として回転運動を電気機械によって実行可能であるが、磁界は空隙を介して回転軸へと向かう半径方向の方向づけを受けるのではなく、電気機械の回転軸と平行に方向づけを受けることによる。このように構成された円板状の電気機械は、円軌道上に拘束されるリニアモータに比肩することが可能である。
【０００９】
電気機械は特に同期機の型式をもつものである。
【００１０】
１つの実施形態では、
ａ）電気機械の一次部品は一次部品セグメントを有し、および／又は
ｂ）電気機械の二次部品は二次部品セグメントを有し、
特に、一次部品セグメントは巻線を有し、リニアモータ用として利用可能な一次部品が、特に円板状の一次部品を構成するためにも用いられる。
【００１１】
即ち一次部品は通電可能な巻線を有し、該巻線は、円板形状に関して円板の外側領域をなす、一次部品の領域に配置されているとよい。このようにして大きなモーメントを実現できる。同様のことは、二次部品を構成する各部分にも当てはまる。二次部品は、例えば一次部品の巻線と同じ半径領域で二次部品に位置決めされた永久磁石を有している。二次部品が、永久磁石に代えて、磁界を案内するための手段だけを有し、この手段が歯構造を有しているときには、この歯構造も、電磁場を生成するために設けられている一次部品の部分に歯構造が向かい合うように、二次部品で位置決めされる。
【００１２】
円板状の設計形態は極めてコンパクトな構造を可能にする。このようなコンパクトな構造は、胴と、胴を支持する側壁との間で電気機械を位置決め可能にする。側壁は、胴又はそのシャフトのための支持部材としての役目を果たす。
【００１３】
更に、リニアモータで利用するために設けることが可能な一次部品を使用することは、電気機械のフレキシブルな構造を可能にする。このことは、特に電気リニアモータのこの種の一次部品が個別組立又は個別接続のために設けられているという理由によって実現されるものである。
【００１４】
電気機械の円板状の構成、又はその結果として生じる一次部品又は二次部品の円形の輪郭および多角形状の位置決めによる相応のセグメントの円形の配置は、電気機械の空隙の領域に関わる事柄である。例えばハウジングを備える電気機械は、該ハウジングに関し円形、長方形或いはそれ以外の形状を有する、様々な輪郭と構成形態を有し得る。
【００１５】
電気機械の一次部品を構成するための１つ又は複数の一次部品セグメントは、特に、独自の電気接続部を有している。更に個々の一次部品セグメントは、例えばネジ結合、クランプ結合等の取外し可能な連結部を介して、容易に組み立てたり解体したりできる。そのために一次部品セグメントは、特にネジを挿通するための穴を有している。一次部品セグメントの別の実施形態では、一次部品セグメントは独自の埋込部を有している。即ち、一次部品セグメントの積層薄板に敷設される巻線が埋め込まれる。これはリニアモータの一次部品に典型的である。
【００１６】
ステータとロータが各々１つの構成部品である古典的な電気機械とは異なり、この電気機械は複数のリニアモータの部品から構成された一次部品を有するという利点がある。このとき一次部品又は二次部品のセグメントをなすリニアモータコンポーネントは、例えば好ましくは任意の、好ましくは小さすぎない胴の直径部に取り付けることができる。二次部品は例えば可動部品に取り付けられ、この可動部品は回転可能な構成部品である。その場合、一次部品はこれに対して定置の構成部品へ相応に取り付けられる。
【００１７】
それにより、電気機械を複数の個別セグメントから構成可能であるという利点がある。このとき電気機械の空隙は、円板状又は円筒状の何れかに構成されていてよい。
【００１８】
一次部品のセグメント、即ち一次部品セグメントは電気機械の能動部品であり、上に説明したように、従来式のリニアモータのものに匹敵していると望ましい。このような従来式のリニアモータは、例えば直線状或いは直方体として構成されていてよい。電気機械の出力を高めるために、交差指型式が意図されていてもよい。
【００１９】
電気機械が大きい直径を有し、それが＞１ｍ或いは＞２ｍおよびそれ以上のメートルの直径であるとき、特に円筒形に構成されたモータでは、損失を増やしすぎることなく、従来式のリニアモータ二次部品（直線状、直方体）も使用できる。その理由は、弦の形成に基づく空隙変化が、電気機械の出力に有意な影響を及ぼさないからである。
【００２０】
出力収量を最適化すべく、従来式のリニアモータの一次部品の１つの好適な変形例では、湾曲した形状を備えるように一次部品セグメントを形成することが可能である。湾曲した形状は、特に、空隙のほうを向いている一次部品セグメントの側に当てはまる。湾曲した形状により、電気機械の円筒状の構造が簡単な方法で可能となる。湾曲した形状は、特に一次部品セグメントの積層薄板が湾曲した形状を有していることによって実現される。複数の一次部品セグメントを湾曲した形状に並置することで、円形状が生ずる。
【００２１】
電気機械の二次部品は受動部品として形成可能であり、二次部品も直径の大きさと構造形態（円筒状又は円板状）に依存して、一次部品に準じて湾曲している。
【００２２】
電気機械の出力を高めおよび／又は一次部品と二次部品の間で外方に向かって作用する吸引力を中性化すべく、円板状の空隙を備える電気機械は所謂交差指として構成できる。
【００２３】
更に、電気機械の放出可能な出力を高めおよび／又は「始動」、「高速運転」等の機能を区分するために、異なる直径部又は半径部に取り付けられた、異なる一次部品セグメントから構成できる。その結果として、一次部品セグメントとその付属の二次部品の互いに入れ子状になった配置が得られる。
【００２４】
電気機械の二次部品は一体的に構成されていてよく、或いは多部分で、即ちセグメント化された状態で構成されていてよい。
【００２５】
電気機械のモジュール形式のセグメント化された構造は、フレキシブルで低コストな計画作成だけでなく、フレキシブルで低コストな製造、組立および解体も可能にする。電気機械の出力を後から高め或いは下げることができるのも好ましい。このことは、少なくとも１つの追加の一次部品セグメントを追加的に組立および接続することによって達成される。一次部品セグメントを１つ取り外すことで、出力を低減できる。一次部品セグメントは各々別々に支持体に取り付けることができ、一次部品セグメントは独自の電気接続部を有し得るので、交換部品を使う際も簡単かつ安価な補修が可能である。
【００２６】
特にフレキソ印刷機である印刷機は、上述の電気機械の使用によりコンパクトになる。更に、多くの一次部品セグメント又は少ない一次部品セグメントを使用することで、様々な印刷機の必要性に合わせて電気機械の出力を簡単に適合化することができる。
【００２７】
電気機械は、胴、特に印刷胴を駆動するために設けられ、支持部材に対して支承されたシャフトが設けられ、支持部材は特に電気機械の一次部品又は二次部品のモーメント支柱である。支持部材は側壁として形成可能であり、支持部材は胴のシャフトを支承するための軸受を有しているとよい。
【００２８】
電気機械は、支持部材と胴の間で位置決めるとよい。胴が２つの支持部材により支承されている場合には、支持部材と胴の間に各々少なくとも１つの電気機械を設けることができる。２つの支持部材がある場合、１つの電気機械だけを使用することも可能である。
【００２９】
別の実施形態では、電気機械は、胴と反対を向いているほうの支持部材の側で位置決めされている。
【００３０】
以下において、本発明による電気機械の上記以外のさまざまな実施形態について説明するが、これらの実施形態には部分的に既に上で触れたものもある。
【００３１】
電気機械は、一次部品が一次部品セグメントを有しおよび／又は二次部品が二次部品セグメントを有しているように構成可能であり、特に一次部品セグメントは巻線を有し、リニアモータ用として利用可能な一次部品が、特に円板状の一次部品を構成するためにも用いられる。リニアモータ用として利用可能な一次部品は、一次部品セグメントである。一般に、一次部品セグメントは独自の電気接続部、埋込部および一次部品セグメントを取り付けるための手段のうち少なくとも１つを有しているとよい。
【００３２】
１つ又は複数の一次部品セグメントが、電気機械の一次部品を構成する。
【００３３】
独自の電気接続部は、取外し可能な電気接触部を構成する装置を有しているとよい。このような種類の接触部は、例えばクランプ接触部、ねじ込み接触部等である。
【００３４】
容易な組立のために、１つ又は複数の一次部品セグメントは支持装置としての支持体に取り付け可能である。二次部品セグメントも別の支持装置へ取外し可能に、或いは取外し不能に取り付け可能である。
【００３５】
１つの好適な実施形態では、支持装置は、電気機械の可動部品を案内するための案内装置としても使用される。可動部品は一次部品と二次部品の何れかである。一次部品に関しては、一次部品セグメントは各々単独で又は群として、案内装置により案内され得る。
【００３６】
上記のように、セグメントの配置、特に一次部品セグメントの配置によって、円形の輪郭が生じる。従って一次部品セグメントおよび／又は二次部品セグメントは、例えば多角形状に配置され、多角形状の配置により円形の輪郭が生じている。
【００３７】
１つの好適な実施形態では、電気機械の一次部品は多角状の円形に構成され、二次部品は一次部品に比べ改善された円形を示す。その結果電気機械の高調波特性を不要に劣化させることなく、リニアモータの一次部品を一次部品セグメントとして利用可能となる。
【００３８】
別の実施形態では、一次部品セグメントは積層薄板を有し、積層薄板は巻線を収容するための溝を有し、これらの溝は特に互いに平行に配置される。
【００３９】
二次部品は、特に円形の構成につながるように角度オフセットをもって相並んで位置決めされた永久磁石を有するように構成されていてよい。
【００４０】
安価な二次部品を製造可能とすべく、電気機械は特に同期機として構成することも可能であり、一次部品は第１の磁界を生成するための第１の手段を有すると共に二次部品は磁界を案内するための手段を有し、一次部品は別の磁界を生成するための少なくとも１つの別の手段を有し、特に第１の磁界を生成するための第１の手段は、第１の磁界と別の磁界との重ね合わせが可能であるように、別の磁界を生成するための別の手段に対して配置される。そのため、磁界を案内する二次部品側の手段は歯構造を有している。
【００４１】
円周へ全面的に一次部品セグメントを装備しなくてもよい電気機械については、二次部品が永久磁石を有しておらず、或いは電気巻線を有していない電気機械の型式が好適である。但し二次部品は、磁界を案内するための手段を有している。この型式は安価であるという利点があり、又は、永久磁石を装備している従来式の同期リニアモータ二次部品のしばしば望ましくない磁界を回避できるという利点がある。それによって組立を簡素化できる。以下においては、全周にわたって全面的に一次部品セグメントを装備している一次部品の場合にも適用可能なこの型式について説明する。
【００４２】
この型式の電気機械では、一次部品は、磁界を生成する２つの手段を有するように形成されている。二次部品には、磁界を生成する手段はない。即ち一次部品は、磁界を生成する第１の手段と、磁界を生成する別の手段とを有し、磁界を生成する第１の手段には交流電圧又は交流を供給可能である。第１の磁界である磁界を生成する第１の手段は、例えば巻線である。励起磁界である磁界を生成する別の手段は、別の磁界即ち少なくとも１つの第２の磁界を生成可能な手段である。別の磁界を生成する磁界励起は、作動時に変化しない、即ち一定であるのが好ましい。このような別の磁界を生成する別の手段は、例えば一定の電流が供給される、又は供給可能である永久磁石又は巻線である。別の磁界を生成する別の手段は、交番磁界励起を生成する多数の別の手段を有しているとよい。
【００４３】
第１の磁界を生成するための第１の手段は例えばコイル巻線であり、コイルから出ていく、又はコイルへと入っていく第１の磁界は、別の磁界を生成するための少なくとも２つの別の手段が第１の磁界の磁界領域に位置し、それによって両方の磁界の相互作用が成立するように、別の磁界を生成する別の手段（第２の手段および／又は第３の手段等）に対し誘導される。別の磁界を生成する別の手段は、各々互いに反対向きの多数の磁化方向を有しているのが好ましく、それによって交番磁化が行われる構造が成立する。
【００４４】
即ち、一次部品と二次部品を有し、一次部品は第１の磁界を生成する第１の手段を有すると共に、二次部品は磁界を案内する手段を有している電気機械は、一次部品が少なくとも２つの別の磁界を生成する少なくとも２つの別の手段を有するように構成され、第１の磁界を生成する第１の手段は、第１の磁界と別の磁界との重ね合わせが可能となるよう、別の磁界を生成する別の手段に対し配置される。
【００４５】
電気機械のこの種の構造は、電気機械の二次部品が磁界を生成する能動的な手段を有していないという利点を有している。このような種類の電気機械の二次部品は、磁界を案内する手段を有しているにすぎず、従って簡単かつ安価に製作できる。二次部品は、渦電流を回避すべく、例えば積層化された状態で形成される。
【００４６】
一次部品と二次部品の設計的な構造に関し、軟鉄部品を利用可能であると望ましい。このような部品の積層化は渦電流を低減する。別の実施形態では、軟鉄部品は中実に、および／又は所謂粉末プレス部品として形成されていてもよい。
【００４７】
この機械型式は、電気機械が一次部品および二次部品を有し、一次部品は第１の磁界を生成するための第１の手段を有するとともに、更に、別の磁界を生成する別の手段を有しているようにも形成可能である。第１の手段は巻線であり、別の手段は少なくとも１つの永久磁石である。別の手段は特に多数の手段、即ち多数の永久磁石である。本発明による電気機械のこのような構成では、磁界を生成する全ての手段が一次部品にある。二次部品は磁界を案内する手段を有しているにすぎず、例えば一次部品に対して方向づけされた表面に好ましくは歯付き構造を有するように形成されている。この手段は、特に、例えば積層薄板のような鉄を含有する手段である。
【００４８】
二次部品および／又は一次部品は、例えばこれらが歯を有するように形成される。二次部品の歯ピッチと、一次部品の歯ピッチ又は磁石ピッチは等しくても、異なっていてもよい。例えば等ピッチの場合、モータ位相巻線が群分けされ、他のモータ位相巻線の別のコイル群に対し３６０°／ｍのオフセットで配置される。記号「ｍ」は位相又は位相巻線の数を表す。二次部品の歯のピッチ（Ｔａｕ＿Ｓｅｋ）は機械の磁極ピッチ（Ｔａｕ＿ｐ）を規定するものであり、Ｔａｕ＿ｚａｈｎ、ｓｅｋ＝２*Ｔａｕ＿ｐの式が成り立つ。
【００４９】
電気機械の１つの実施形態では、二次部品の歯ピッチは、例えば一次部品の磁極ピッチの整数倍である。或いは電気機械は、二次部品の歯ピッチが一次部品の磁極ピッチの整数倍ではないように構成することも可能である。
【００５０】
永久磁石は一次部品へ統合可能であり、それにより、コイル（巻線）と磁石（永久磁石）が電気機械の同一の部品（一次部品）に格納されることになる。ショートステータ型式については、公知のモータ原理と比べたとき、はるかに少ない磁性材料しか必要ない。二次部品は唯一の鉄製リアクションレールで構成すると好ましい。
【００５１】
電気機械の更に別の好適な実施形態では、軟磁性の磁気回路区域に埋設され、磁界を生成するための別の手段（例えば永久磁石）は、磁束を集中させるように配置される。磁束集中型の配置は、電気機械の高い磁気的な有効能力を可能にする。埋設とは、磁界が出ていくほうの永久磁石の側に軟磁性材料が全面的又は部分的に後続しているような、軟磁性材料における永久磁石の位置決めを意味している。
【００５２】
電気機械の更に別の実施形態では、その二次部品は磁気的な保磁をするための少なくとも１つの手段を有している。この手段は、例えば積層薄板を有する。更に二次部品は、二次部品に磁気の発生源がないように構成されているとよい。磁気の発生源は、例えば永久磁石或いは通電される（電気が通電される）巻線等である。
【００５３】
別の実施形態では、二次部品は、一次部品のほうを向いた歯を有するように形成されている。従って主磁束は二次部品の内部で歯を介して、および場合により存在している保磁子を介して、案内される。歯を介して磁束が案内される場合、磁束は例えば各１本の歯だけを介して、又は少なくとも２本の歯を介して案内可能である。
【００５４】
第１の磁界を生成する第１の手段は、上記のように、通電可能な巻線であるとよい。機械の通電可能な巻線は、１つ又は複数の位相巻線（例えばＵ、Ｖ、Ｗ）で構成されている。各々の位相巻線は１つ又は複数のコイルで成り立っている。コイルの好適な実施形態は、各々１本の歯に巻き付けられた集中巻のコイルであることを特徴とし（歯巻きコイル）、歯は１つ又は複数の極又は永久磁石を支持する。このとき歯巻きコイルは巻線の少なくとも１つの部分である。コイルは、個別のコイル又は分割されたコイルとして形成されてもよい。巻線の利点は、例えば交流によって変化する磁界を、巻線を用いて簡単な方法で生成可能なことである。電気機械は、例えば複数の巻線又はコイルを有するように形成することも可能であり、これらの巻線に三相電力源の各々異なる相を通電可能である。
【００５５】
電気機械は、二次部品が、相互にピッチ間隔Ｔａｕ＿Ｓｅｋをおいて配置された歯を有するように形成することもできる。電気機械の一次部品は、相互にピッチ間隔Ｔａｕ＿Ｐｒｉｍをおいて配置された多数の手段で具体化された（例えば多数の永久磁石）、励起磁界を生成する第２の手段を含んでいる。
【００５６】
電気機械の１つの実施形態は、Ｔａｕ＿ＳｅｋとＴａｕ＿Ｐｒｉｍの間の関係を次式によって表現できることを特徴としている。
Ｔａｕ＿Ｓｅｋ＝ｎ*Ｔａｕ＿Ｐｒｉｍ    ここでｎ＝１、２、３、・・・
即ち、Ｔａｕ＿Ｓｅｋは、Ｔａｕ＿Ｐｒｉｍの整数倍によって表現できる。
【００５７】
電気機械の別の実施形態では、Ｔａｕ＿ＳｅｋとＴａｕ＿Ｐｒｉｍの間の関係を次式、
Ｔａｕ＿Ｓｅｋ≠ｎ*Ｔａｕ＿Ｐｒｉｍ    ここでｎ＝１、２、３、・・・
によって表せる。即ち、Ｔａｕ＿Ｓｅｋは、Ｔａｕ＿Ｐｒｉｍの整数倍ではない。
【００５８】
上記の如く、電気機械の別の実施形態は、少なくとも１つの第２の磁界を生成するための別の手段として永久磁石を有している。これら永久磁石は、各々異なる方向へ励起磁界を生成するように一次部品に配置されると好ましい。
【００５９】
永久磁石の配置に関する１つの実施形態では、各々の永久磁石の磁化方向が平行ではあるが交互に反対を向いている。
【００６０】
電気機械の別の実施形態では、電気機械は１つの一次部品と２つの二次部品を有する。一次部品は、両二次部品間に配置されている。この構造は、有効磁束によって形成される磁気回路が、一次部品と両方の二次部品を介して閉じるように構成されている。
【００６１】
電気機械の別の実施形態では、電気機械は２つの一次部品と１つの二次部品を備える。二次部品は、両一次部品間に配置されている。これら一次部品と二次部品は、有効磁束により形成される磁気回路が両方の一次部品と二次部品を介して閉じるように構成できる。
【００６２】
但しこれらの一次部品と二次部品は、有効磁束によって形成される磁気回路が各々１つの一次部品と共通の二次部品を介して閉じるようにようにも構成可能である。
【００６３】
以下、本発明による電気機械の実施形態の例と、印刷機での利用法を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
図１は、バスシステム２０５と、印刷胴２０１と、印刷胴２０１を駆動する電気機械２０２と、別の胴を駆動する別の電気機械２０３と、電気機械２０２、２０３用の電流コンバータ２０４とを有する、従来技術に基づく印刷機２００、特にフレキソ印刷機を示す。
【００６５】
図２は、円板状の空隙を備える円板状の電気機械２１０を示す。この機械は一次部品セグメント２１２を備える。一次部品セグメント２１２は支持装置２１４によって案内される。支持装置２１４は、ガイドレール２１６と、その上で案内されるキャリッジ２１８とを有する。キャリッジ２１８は、一次部品セグメント２１２と機械的に結合されている。図示しないスペーサを介して、一次部品セグメント２１２は各々互いに間隔をおき得る。各一次部品セグメント２１２は独自の電気接続部２２０を有する。一次部品セグメント２１２は、一次部品２２２を構成する役目を果たす。一次部品には二次部品２２４が付属している。二次部品２２４は回転対称な鉄製リアクション部品として構成可能であり、二次部品２２４は１部分で構成可能であり、又は多部分、即ちセグメント化された状態で構成可能である。一次部品セグメント２１２は直線状のリニアモータステータから構成され、円形に配置されるのが好ましい。その結果として電気機械の円周が生じる。図２は、直線状のステータ部材と回転対称な二次部品からなる環状のトルクモータを示している。
【００６６】
図３は、図２の電気機械に類似する電気機械を部分図で示し、電気機械（２１０）は少ない一次部品セグメント２１２を有し、二次部品２２４は永久磁石２２６も有している。図２では、永久磁石は一次部品セグメント２１２に統合されている。図３では破線２３２によって、別の円板状の電気機械についての位置も示している。この図示しない別の円板状の電気機械は、図示している円板状の電気機械２１０よりも大きい円周を有している。図示しない円板状の電気機械の内側円周は、図示する電気機械２１０の外側円周よりも小さく選択でき、その結果両者をほぼ同じ平面で位置決め可能となし得る。
【００６７】
図４は、円筒状の基本形状をもつ電気機械の部分図を断面図として示す。二次部品２２４は永久磁石２２６を有している。一次部品２２２は直線状の一次部品セグメント２１２を有し、該一次部品セグメントは連結部材２３０によって相互に連結されている。一次部品セグメント２１２の直線状の形成形態によって、異なる空隙厚み２２８、２２９が生じている。一次部品セグメント２１２の中心部では、空隙２２９は、広い空隙２２８が生じている直線状の一次部品セグメント２１２の外側領域よりも狭くなっている。
【００６８】
図５は、図４と異なり、湾曲した一次部品２１３を示す。円弧状の湾曲により、一次部品２２２と二次部品２２４の間の空隙２２９は、一次部品セグメント２１３に関わりなく等しい。
【００６９】
駆動すべき構成部品が比較的大きい直径を持つ場合、セグメント化された一次部品セグメントを有する電気機械は、例えば次のような利点を提供する。
モジュール形式の構造による機械出力のスケーリング可能性。１つ又は複数の電流コンバータへ一次部品を直列接続、並列接続、又は個別接続を変更することによるフレキシブルな計画作成が可能。
大型の電気機械に比べたときの電気機械の低い製造コスト。簡単な（および既存の）生産手段で大量の個数を製造可能な「標準コンポーネント」を使用可能であるため。
設備製造者の下での、又は現場での、簡単かつ低コストな機械の組立。
【００７０】
図６と図７は印刷機２００を簡略化して示す。印刷機２００は、シャフト２０６によって回転可能に支承された印刷胴２０１を備える。この支承は支持部材２０７により行われる。支持部材２０７は、シャフト２０６のための軸受を有する側壁である。本発明による電気モータは、支持部材２０７と印刷胴２０１の間に位置決め可能であるように、狭い幅で構成できる。このような図示した位置２４２の他、電気機械のシャフト端部２０８の領域にある別の位置２４０又は２４１および２４３も可能であるが、図示していない。
【００７１】
図６は、円板状の実施形態における電気機械２１０を示し、二次部品２２４、即ち受動部品が印刷胴２０１と機械的に結合されている。一次部品２２２、即ち能動部品は、支持部材２０７と機械的に結合されている。このことは、電気接続部を支持している一次部品が定置であるという利点がある。
【００７２】
図７は円筒状の実施形態における電気機械２１０を示し、二次部品２２４、即ち受動部品が印刷胴２０１と機械的に結合されている。一次部品２２２、即ち能動部品は、支持部材２０７と機械的に結合されている。このことは、電気接続部を支持している一次部品２２２が定置であるという利点がある。この円筒状に構成された電気機械は、アウターロータ型として構成されている。図４と図５に示す電気機械では、一次部品セグメントが外側円周に設けられている。図７では、一次部品セグメントは空隙に関して電気機械の内側円周にある。従って、電気機械を多種多様なバリエーションで構成可能である。
【００７３】
図８は電気機械１を示す。電気機械１は、一次部品３と円弧状の二次部品５を有する。二次部品は円をなすように閉じ、その様子は図示していない。一次部品３は巻線９と永久磁石１７を有している。第１の二重矢印１１は長手方向を表し、別の二重矢印は横方向１３を表している。第３の二重矢印によって法線１５が規定され、この法線は空隙平面１９を基準とするものであり、空隙平面１９は図８には示していない。一方、空隙平面１９は図９に示してある。矢印によって、図１０および図９が対象とする側面図７を示唆している。電気機械１は、接続ケーブル１６を介して接続された電流コンバータ１４によって作動可能なリニアモータである。
【００７４】
以下においては、二次部品も一次部品も図面の表示を簡略化するために常に直線状に形成されている。本発明による電気機械では、一次部品又は二次部品は常に円形又は円板形又は円筒形に形成されている。
【００７５】
このとき、一次部品又は二次部品のセグメントは直線状に形成されるか、或いは湾曲して形成されていてよい。
【００７６】
図９は電気機械１を示す。一次部品３は積層薄板として形成され、一次部品３は巻線９を備える。巻線９は位相巻線であり、交流を通電可能である。図９は１つの時点の電流の方向を示している。このときの方向を、・２３又は×２５により表している。積層されて形成された一次部品３は、二次部品５の方を向いている側に永久磁石１７を有している。永久磁石１７は、その磁化が法線１５の方向で交代するように、一次部品に取り付けられている。即ち磁石（永久磁石）は、上方（一次部品３のほうに向かう）と下方（二次部品５のほうに向かう）のほうを向く磁界を交互に生成する。即ちＮＳ永久磁石（Ｎ−Ｓ）２７（磁化方向が二次部品のほうを向く）が、ＳＮ永久磁石（Ｓ−Ｎ）２９（磁化方向が一次部品のほうを向く）と交互に配されている。一次部品３と二次部品５の間には、作用空隙２１が存在する。この作用空隙２１は、空隙平面１９を通って広がっている。本例ではリニアマシンである電気機械１の運動は、長手方向１１の方向へ行われる。このとき、一次部品３が定置で二次部品５が動くか、又は、二次部品５が定置で一次部品３が二次部品５の上を通って動くことができる。巻線９は第１の磁界を生成する第１の手段であり、永久磁石１７は別の磁界を生成する別の手段である。図９は、電気機械１の横方向磁束の形成形態を示す。横方向磁束の形成形態では、二次部品５は例えば支持体３１と横梁３３を有するように形成されている。少なくとも横梁３３は積層されて形成されている。この積層化は、湾曲した長手方向１１に薄板が連続して接するように行われている。横梁３３は支持体３１の上に例えば接着、ろう付け又は溶接され、或いはこれらの取り付け方法の相互の組み合わせで結合されている。積層化は渦電流を回避するために有効である。不都合な渦電流現象がさほど強く発生しない場合（例えば電気的な基本周波数が十分に低い用途のとき）には、積層化を省略して低コストな中実部品を用いることができる。
【００７７】
図１０は一次部品３と二次部品５を部分図で示す。この図１０は、一次部品３内で磁界がどのように分布するかを模式的に示す。ここでは、図８の側面７に対応する側面図の形を選択している。図１０は、巻線１０の１つの巻回を示す。更に、一次部品３と二次部品５が各セクションに分割可能である様子を示している。一次部品は一次セクション４７、４９、５１および５３を有し、これら一次セクション４７、４９、５１および５３は永久磁石２７、２９に関わるものである。このとき各セクションは、永久磁石２７と２９の磁化方向に応じて磁束が二次部品５から離れるように延びているか、又は二次部品５へ近づくように延びている領域である。この推移を矢印４１、４３で示している。巻線１０と鎖交する全ての磁束の総計が鎖交磁束Ψを形成する。鎖交磁束は、二次部品５を介して磁気的な保磁子を構成できる磁石によって主として生成される。異なる長さの磁束矢印は、各磁石について巻線（コイル）と鎖交する磁束を示している。二次部品５も、存在している横梁３３に応じてセクションを有している。即ちこれらの二次セクション５５、５７、５９および６１は、横梁３３が存在している区域、又は存在していない区域に対応している。横梁３３にて磁束を案内可能である。磁束の案内は、本例では、図示するＸ軸６３に対し鉛直に行われる。即ち、磁束は図面が示す紙面に対し垂直に延び、これはＹ軸６５に相当している。Ｘ軸とＹ軸に対し垂直にＺ軸が延び、その結果全ての軸は互いに垂直に延びている。例えばＮＳ永久磁石２７によって惹起される励起磁束は、横梁３３と一次部品３を介して、セクション５５との関連で、セクション４７で閉じる。この際一次部品３は、例えば第１のＮＳ永久磁石２７（Ｎ−Ｓ永久磁石）の後側に、反対方向に磁化されることでＳＮ永久磁石２９となっている別の永久磁石を有している。但しこの永久磁石２９は、背後に位置しているので図１０には示していない。横梁３３が永久磁石２７、２９と向かい合う位置に、細い空隙３５ができている。横梁３３のない隣接する位置には、更に別の空隙３７ができている。空隙３５と３７が等しくないことにより、セクション４７、５１と４９、５３では、永久磁石２７と２９によって異なる強さの磁束４１と４３が生成される。結果的に生じる磁束３９は、全ての磁束４１と４３の総和として生じる。
【００７８】
図１１は、時間的に巻線１０の電流がゼロ通過を有している時点で、および一次部品３と二次部品５の位置について、励起磁束４１、４３を示している。励起磁束又は巻線で誘導される電圧およびその際に具体化される通電されたモータの出力の、位置依存的な推移を図１０に示す。図１０に示す二次部品の位置Ｘ＝０では負の鎖交磁束Ψが生じ、図１１に示す位置Ｘ＝τMでは正の磁束Ψが生じている。即ち図１１は、二次部品５を位置Ｘ＝τMで示している。即ち二次部品５が磁極ピッチ１つ分だけ動くと、コイル（巻線１０）の磁束鎖交３９が負の値から正の値へ次第に変化する。変化がどのように推移するかは、磁石の幅、空隙、歯の幅（横梁３３の幅）等の幾何学パラメータによって影響を及ぼすことができる。１つの好適な実施形態では、できるだけ正弦波形の変化を追求する。
【００７９】
図１２は、鎖交磁束Ψ、その結果として生じる誘導電圧Ｕiおよび位相巻線／巻線の電気出力Ｐel、strを、時間的な推移で３つのグラフとして示す。時間的推移は、電圧の位相位置の表示により表している。磁束Ψの推移は、例えば永久磁石により生成可能な磁界９０の推移も反映している。位相巻線の最善の力形成のためには、電圧が誘導される位相で電流が流れていなくてはならない。更に位置Ｘ＝０とＸ＝τMが示され、これらの位置は、図示した別の磁束Ψの推移、電圧Ｕiおよび電気出力Ｐel、strと共に、図１０と図１１の記号表記に関わるものである。電気出力をプロットする第３のグラフを見ると、一定の出力（〜力）のために、モータ位相巻線の数ｍが２を超えおよび／又は２つと等しくなければならないことが明らかである。３つの位相巻線を選択するとよい。３相のコンバータは、２相や多相のものよりも少ない半導体素子しか必要としないからである。
【００８０】
図１３は技術的な原理を示し、力Ｆの生成を図示している。リニアモータの長手方向における力形成を若干解り易くすべく、補助モデルを用いる。永久磁石２７は、これに付属する外套面の電流で置換している。即ち永久磁石２７は、例えば直方体によって仮想的に表すことができ、この直方体６９の側面に、図示の如く電流が流れる。つまりモデル７１では、永久磁石２７は巻線によって表示でき、このモデルでは、巻線内部の電流の方向を・２３と×２５によって示している。図面２Ｄでは、磁石を等価電流の導体断面にまで簡略化している。そして、一次部品の側面図で磁石をこのように代用すると、次に続くような構造が得られる。巻線９により生成される磁界は、磁束誘導片としての役目をする横梁３３の個所で、空隙２１に集中する。この個所の磁気抵抗が最低だからである。即ち仮想的な導体が位相巻線コイルの磁界に位置し、一方では磁界を強め、他方では磁界を弱める。この導体は磁界の強さが低い領域へと「逸れて」いき、このことは、一次部品に作用する力Ｆの方向により図１３に示している。このような関係は、電流、磁界および力Ｆが直角をなすという「右手の法則」で説明される。図１３に示す一次部品３と二次部品５の相互の位置Ｘ＝τM/2の際、位相巻線電流、即ち巻線９を通る電流が最大値に達する。
【００８１】
図１４は、横方向磁束リニアモータ１の幾何学形態と、永久磁石１７により生成される励起磁束８８を模式的に示す。有効磁束は、運動方向（１１）に対して横向きに方向づけられた平面（１０６）で案内される。有効磁束は、コイル９と結合又は鎖交している磁束である。このように方向づけられた有効磁束が、横方向磁束の磁気回路を形成する。
【００８２】
図１４の励起磁界８８は１つの別の磁界であり、又は複数の別の磁界である。リニアモータ１は積層化された一次部品３と積層化された二次部品５を備える。積層薄板の積み重ね方向が原理的に示している。永久磁石１７の磁化方向９４は矢印で図示している。一次部品の可能な運動方向は長手方向１１である。
【００８３】
図１５は、一次部品４と二次部品６を示す。一次部品４と二次部品６が電気機械２を構成し、電気機械２は長手方向磁束の構造を有している。長手方向磁束の構造は、特に磁界が一次部品又は二次部品の運動方向に対して横向きに閉じるのではなく、一次部品の運動方向、又は二次部品の運動方向に沿って閉じることを特徴としている。平面１０８で案内される磁束が有効磁束であり、平面１０８は運動方向１１と平行に向いている。有効磁束は、コイル９と結合されている磁束である。このように方向づけられた有効磁束が、長手方向磁束の磁気回路を形成する。
【００８４】
二次部品６は、図１５では支持体３２の領域でも横梁３４の領域でも積層されて形成されている。空隙平面における磁石の構造は、横方向磁束の構造とは異なり、市松模様にではなく帯状に形成されている。磁石は、長手方向磁束の態様では、横梁（磁束誘導片）と実質的に平行に方向づけられている。但し力の波打ちを低減するために、磁石は一種の斜め姿勢で適確に位置決めされていてよい。
【００８５】
別の好適な実施形態では、二次部品６は、モータ幅全体にわたり相前後して積層された薄板から製作される。この薄板では、支持体３２と歯７５は１つの部分で成っている。薄板を相前後して積層することで、横梁３４を備える二次部品の歯付き構造が生じる。積層の仕方を図１３に示す。二次部品は、例えば長手方向で多部分から構成されていてよく、それにより、１つの二次部品６が後続する二次部品に接するようになっている。但し、運動方向で接するこの別の二次部品は、図１５には図示していない。更に図１５は永久磁石を示している。永久磁石はＮ−Ｓ永久磁石２８又はＳ−Ｎ永久磁石３０である。これらの永久磁石は、例えば一次部品４の積層薄板幅７７の全体にわたって延びている。
【００８６】
図１６は、図１５の電気機械２の発展例を示す。ここで一次部品４は、磁極片７９を備えている。磁極片７９は、永久磁石２８、３０のための載置面を拡張している。この結果電気機械２の力の収量を増大できる。永久磁石を位置決めするための面積を拡大することで、巻線９を一次部品に挿入可能な領域が狭められるので、一次部品４が巻付体８１を有するように形成すると好ましい。巻付体８１は磁極片７９だけでなく巻付ネック８４を有している。巻付ネック８４の周りに巻線９を巻付け、引き続き一次部品４内へ差込可能である。巻付体８１はラグ８３により一次部品で保持するのが好ましい。図１６は、巻線９をモータの位相巻線Ｕとして示す。他のモータ位相巻線（例えばＶとＷ）も、同様に構成された一次部品４により構成できるが、図示はしていない。図示の位置の際、永久磁石２８と３０は励起磁束８６を生成し、その総体がコイル９の磁束鎖交Ψを形成する。図１６から明らかな如く、有効磁束をなす励起磁束８６は長手方向磁束の磁気回路を形成する。
【００８７】
図１７は、長手方向磁束の磁気回路を備えるリニアモータ２を示す。これは図１６に対応する。これに加えて、図１７では別の磁界９２の分布を、図面中で下方にずらした図に示している。この別の磁界９２は、永久磁石１７によって惹起される励起磁界である。
【００８８】
図１８は電気機械２の別の実施例を示し、この電気機械は３つの位相巻線Ｕ、ＶおよびＷを備えるように構成可能である。各位相巻線は、３相電源の１つの位相について設けられている。必要な位相ずれは、位相巻線相互の幾何学的なオフセットにより実現される。ここでは幾何学的なオフセットΔｘは、図示する３相機械では電気的に１２０°に相当している。図１８が図１７に対して異なっているのは、例えば各々の位相巻線Ｕ、ＶおよびＷに巻線の１つの歯巻きコイル９が付属しているだけでなく、その２つの歯巻きコイル１２および１４も、各位相巻線Ｕ、ＶおよびＷに付属していることによる。
【００８９】
図１９はリニアモータの形態の電気機械２を示し、ここでは永久磁石として歯内磁石１８を使用している。同じく永久磁石でもある歯内磁石１８は、例えば積層された軟鉄材料９６の間にある。歯内磁石１８により生成される別の磁界８６は、矢印付きの線で表示している。永久磁石１８の磁化方向９４も同じく矢印で図示している。歯内磁石１８は歯９８の実質的に中央に位置決めされ、歯巻きコイル９のコイル軸１００と実質的に平行に延びている。歯９８は歯巻きコイル９で取り囲まれている。図１９は、上半分では幾何学的な構造を示し、下半分では励起磁界８８の推移を示している。励起磁界８８は、歯内磁石１８により生成される別の磁界である。このとき励起磁界８８は、磁束集中部１０２の作用を明らかに示している。磁束集中部は磁気回路の幾何学形態により規定される。このときの影響量は、例えば磁石の寸法や薄板断面の寸法等である。歯内磁石１８の磁化方向９４（歯内磁石は永久磁石である）は、主として空隙１０５の空隙平面と平行である。
【００９０】
図１９に示す電気機械２の二次部品６の歯ピッチは、一次部品４の磁石ピッチの整数倍にはなっていない。このことは、歯ピッチ又は磁石ピッチが一定でない場合には、特に平均値について当てはまる。
【００９１】
コイル９は１つおよび／又は複数の位相で通電可能である。個々のモータ位相へのコイルの割当は、一次部品４と二次部品６の間の選択された歯ピッチ比率に応じて決まる。図１９は、一次部品４の歯９８に関し、二次部品６の歯９９とは異なる歯ピッチを示す。この場合、一次部品と二次部品の等しい歯ピッチ用としても、等しくない歯ピッチ用としても多相電気機械を具体化できる。等しい歯ピッチは、例えば図１４や図１８に示す。
【００９２】
図２０が図１９と異なっているのは、基本的に、歯内磁石に代えて、ヨーク形磁石２０が別の磁界を生成するための別の手段として使用していることによる。ヨーク形磁石２０は永久磁石でもあり、ヨーク１０４の領域に位置決めされている。ヨーク１０４は各々の歯９８を結合する役目をする。図１９と比較したときの磁石の位置決めに基づいて、図２０では別の励起磁界８８が生じる。
【００９３】
図２１は、横方向磁束の磁気回路１１５を備える一次部品３と、長手方向磁束の磁気回路１１７を備える一次部品４との対比を模式的に示している。一次部品３、４は、特に、永久磁石を一次部品に有する、本図には示さない永久励磁式の同期モータの一次部品３、４であり、永久磁石は同じく本図には示していない。磁束Φは各々記号でのみ図示している。例えば通電可能な巻線のように磁束Φを生成するための別の手段も、図面を見やすくするため図示していない。可能な運動方向１１は矢印で表している。各一次部品３と４に付属する二次部品は、図２１には図示していない。ここでは、一次部品３と４が積層化されている場合、その形成形態は、各々の磁気回路１１５と１１７の方向づけに依存して決まることも示している。横方向磁束の磁気回路１１５では、励起磁束Φは、主として運動方向１１に対して横向きに方向づけられた平面で閉じている。一次部品３、４の積層化のために使用されるモータ薄板は磁束平面に準じ、例えば一次部品３の長手方向に積み重ねられ、このとき長手方向とは運動方向１１における一次部品３の方向である。
【００９４】
図２２は電気機械２ａおよび２ｂの対比を示し、両方の電気機械２ａ、２ｂはリニアモータである。電気機械２ａは歯９８を有する一次部品４ａを有し、各々１つの歯９８に、各々異なる磁化方向９４を有する永久磁石１７が取り付けられている。永久磁石１７は、空隙１０５のほうを向いている一次部品の側に取り付けられている。永久磁石１７の磁化方向９４は主として空隙平面に対して垂直である。
【００９５】
図２２では、歯９８の回りに各々歯巻きコイル９が巻き付けられている。そして各歯９８が反対向きの磁化方向９４をもつ永久磁石１７を有しているので、二次部品６に対し相対的に一次部品４ａが動くときに交番磁束が生じる。即ち電気機械２ａは交番磁束構造を有している。（磁気的な）励起磁界を生起する役目をする永久磁石１７により、一次部品４ａに対する二次部品６の相対運動時に、磁気回路で交番磁界が生成される。つまり個々の永久磁石１７の磁化方向９４は、歯の付いた二次部品６の運動により、コイルを支持している一次部品４ａの磁気回路区域で交番磁束が生成されるように方向づけられている。
【００９６】
図２２の電気機械２ｂも、歯９８を有する一次部品４ｂを有している。電気機械２ａとは異なり、電気機械２ｂでは、歯９８はただ１つの永久磁石１７しか各々の歯９８について有していない。永久磁石１７は磁化方向９４を有しているので、各々の歯９８に１つの磁化方向９４しか付属していない。電気機械２ｂは、歯９８が複数の永久磁石を有するようにも構成可能であるが、これらの永久磁石は歯９８に関して同じ磁化方向を有している。この変形例は図２２では明示的には示していない。電気機械２ｂでは、歯９８とともに一次部品４ｂで磁化方向９４も交代する。即ち、各々の歯は交互に異なる磁化方向９４を有している。そして歯９８が反対向きの磁化方向９４をもつ永久磁石１７を有しているので、二次部品６に対して相対的に一次部品４ｂが動くときに定常磁束が生じる。即ち電気機械２ｂは定常磁束構造を有している。（磁気的な）励起磁界を生起する役目をする永久磁石１７により、一次部品４ｂに対する二次部品６の相対運動時に、磁気回路で定常磁界が生成される。個々の永久磁石１７の磁化方向９４は、図２２の電気機械２ｂでは、歯の付いた二次部品６の運動により、コイルを支持している一次部品４ｂの磁気回路区域で定常磁束が生成されるように方向づけられ、定常磁束はその方向を変化させず、最大値と最小値の間で周期的に振動する。
【００９７】
図２２或いは図１９では、一次部品および二次部品の間で力作用を実現可能である構造が選択されている。図２３は、一次部品４と２つの二次部品６ａおよび６ｂとを有する電気機械の構造を示している。即ち力作用は、ただ１つの一次部品４と２つの二次部品６ａおよび６ｂとの間で生じる。その結果、生成可能な力はほぼ２倍になる。図２３のリニアモータの一次部品３の歯９８は各々２つの磁極片７９を有し、各々の磁極片７９に１つの二次部品６ａ又は６ｂが向き合っている。このような図２３に示す電気機械２の実施形態は、図１９の電気機械２の一種の発展形である。このとき二次部品の両側への配置は、永久磁石１７が軟磁性材料１１９に埋設されている、図２３に示すような一次部品４の実施形態に限定されるものではない。磁極片に永久磁石を有している一次部品も形成可能である。但し、このような種類の実施形態は図２３には示していない。
【００９８】
図２４は、２つの一次部品４ａおよび４ｂと、ただ１つの付属の二次部品６とを有する電気機械２の構造を示している。即ち力作用は、ただ１つの二次部品６と２つの一次部品４ａおよび４ｂとの間で生じる。その結果、生成可能な力はほぼ２倍になる。図２３のリニアモータ２の二次部品の歯３は、各々一次部品４ａおよび４ｂへと向かう両側での方向づけを有している。即ち各々の一次部品４ａおよび４ｂに、一方の二次部品５の歯３３が付属している。このような図２４に示す電気機械２の実施形態は、図１９の電気機械２の一種の発展形である。このとき一次部品４ａおよび４ｂの両側への配置は、永久磁石１７が軟磁性材料１１９に埋設されている、図２３に示すような一次部品４ａの実施形態に限定されるものではない。例えば図１７のように、磁極片に永久磁石を有している一次部品も形成可能である。但し、このような種類の実施形態は図２４には示していない。
【００９９】
図２５は、２つの一次部品３ａおよび３ｂと１つの二次部品５とを有する電気機械１における磁界の推移を一例として示している。一次部品３ａおよび３ｂは、永久磁石１７と巻線９を有している。図２５では、一次部品の破線で示す巻線９を通る電流によって生じる磁束８６が図示されている。図２５に示す磁束８６では、永久磁石によって惹起される磁束は考慮していない。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】印刷機である。
【図２】円板状の電気機械である。
【図３】円板状の電気機械を示す部分図である。
【図４】直線状の一次部品セグメントを備える円筒状の電気機械を横断面で示す部分図である。
【図５】湾曲した一次部品セグメントを備える円筒状の電気機械を横断面で示す部分図である。
【図６】印刷胴を駆動するための円板状の電気機械の位置である。
【図７】印刷胴を駆動するための円筒状の電気機械の位置である。
【図８】リニアモータの原理図である。
【図９】一次部品に永久磁石を備えているリニアモータである。
【図１０】リニアモータにおける磁界の第１の推移である。
【図１１】リニアモータにおける磁界の第２の推移である。
【図１２】磁束、誘導される電圧および出力の時間的推移である。
【図１３】力の推移を示す図である。
【図１４】横方向磁束の方向づけを有するリニアモータの幾何学形態と磁界図である。
【図１５】長手方向磁束の方向づけを有するリニアモータの斜視図である。
【図１６】磁極片を有する一次部品を備えたリニアモータである。
【図１７】長手方向磁束の方向づけを有するリニアモータの幾何学形態と磁界図である。
【図１８】異なる位相の異なる位相巻線を備えるリニアモータである。
【図１９】磁束集中型の歯形磁石を備えるリニアモータの幾何学形態と磁界図である。
【図２０】磁束集中型のヨーク形磁石を備えるリニアモータの幾何学形態と磁界図である。
【図２１】横方向磁束の磁気回路を備える一次部品と、長手方向磁束の磁気回路を備える一次部品とを対比した図である。
【図２２】交番磁束構造を備える電気機械と、定常磁束構造を備える電気機械を対比した図である。
【図２３】二次部品が両側に配置されている電気機械である。
【図２４】一次部品が両側に配置されている電気機械である。
【図２５】電流によって惹起される横方向磁束の磁気回路構造の磁界の推移である。
【符号の説明】
【０１０１】
１、２、２１０  電気機械、３、４、１３０、２１２、２１３、２２２  一次部品、５、６、２２４  二次部品、１、１０、１２、１４、１７、１８、２０、２７〜３０  磁界生成手段、１７、２２６  永久磁石、３１〜３４、９９  磁界案内手段、２１２、２１３  一次部品セグメント、２２２、２００  印刷機、２０１  胴、２０６  シャフト、２０７  支持部材、２１４  支持装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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