(57)【要約】      （修正有）【課題】ポンプ用のリニア駆動装置において可動子の両方向への偏位を容易に可能にする単純な構造を実現させる。【解決手段】リニア駆動装置１０１は、第１の作動可能な電磁式駆動装置１０２ａと、第２の作動可能な電磁式駆動装置１０２ｂと、これらの駆動装置により軸方向に駆動し得る駆動ピストン１１０を駆使し、それぞれ作動された駆動装置が、作動されていない駆動装置から作動されている駆動装置に向かう方向に駆動ピストンを駆動できるように、構成部材が互いに調整され、配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニア駆動装置（１０１，１０２）であって、
第１の作動可能な電磁式の駆動装置（１０２ａ）と、
第２の作動可能な電磁式の駆動装置（１０２ｂ）と、
前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）によって軸方向に駆動可能な駆動ピストン（１１０）と、
を有している形式のものにおいて、
それぞれ作動された前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）が前記駆動ピストン（１１０）を、作動されていない駆動装置から作動されている駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）に向かう方向（１１３）に駆動することを特徴とする、リニア駆動装置（１０１，１０２）。
【請求項２】
前記電磁式の駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）が、それぞれ磁気抵抗式駆動装置として構成されていて、固定子コア（１０４ａ，１０４ｂ）とコイル収容部（１２８）と固定子コイル巻線（１０５ａ，１０５ｂ）とから成る固定子（１０３ａ，１０３ｂ）、並びにパッシブ部分（１０９）特に可動子支持体と強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）特に可動子とから成る可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）を有していることを特徴とする、請求項１に記載のリニア駆動装置（１０１，１０２）。
【請求項３】
各固定子（１０３ａ，１０３ｂ）に、唯一の可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）が対応配設されていることを特徴とする、請求項１に記載のリニア駆動装置（１０１，１０２）。
【請求項４】
前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の２つの前記強磁性のアクティブ部分（可動子）（１１１ａ，１１１ｂ）が、前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記パッシブ部分（可動子支持体）（１０９）を介して互いに接続されていることを特徴とする、請求項３に記載のリニア駆動装置。
【請求項５】
前記固定子コア（１０４ａ，１０４ｂ）が、前記駆動ピストン（１１０）に対して半径方向に開放する、前記固定子コイル巻線（１０５ａ，１０５ｂ）のためのコイル収容部（１２８）を有しており、
それぞれ前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）によって生ぜしめられた実効磁束線（１０７ａ，１０７ｂ）の作用中心面である、前記駆動ピストン（１１０）に対して半径方向に位置する２つの第１の面（１２１）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（１２２）が、前記駆動ピストン（１１０）に対して半径方向に位置し、かつ前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）に関連してそれぞれ中央に位置する２つの第２の面（１２３）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（１２４）よりも大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載のリニア駆動装置（１０１）。
【請求項６】
前記固定子コア（１０４ａ，１０４ｂ）が、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向に開放する、前記固定子コイル巻線（１０５ａ，１０５ｂ）のためのコイル収容部（１２８）を有していて、これらのコイル収容部（１２８）が互いに逆向き開放しており、
前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）の作動時に前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）が、対応配設された前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）の内室（２０８）に向かって移動する際に、前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）によって生ぜしめられた実効磁束線（１０７ａ，１０７ｂ）と、開放した前記コイル収容部（１２８）内に侵入する、前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）とのそれぞれの交差面である２つの第１の面（２０６）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（２０７）が、前記駆動ピストン（１１０）に対して半径方向に位置し、かつ前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）に関連してそれぞれ中央に位置する２つの前記第２の面（１２３）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（１２４）よりも小さいか、または、
前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）の作動時に前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）が、対応配設された前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）の内室（２０８）から出る方向に移動する際に、前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）によって生ぜしめられた実効磁束線（１０７ａ，１０７ｂ）と、開放した前記コイル収容部（１２８）内に侵入する、前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）とのそれぞれの交差面である２つの第１の面（２０６）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（２０７）が、前記駆動ピストン（１１０）に対して半径方向に位置し、かつ前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）に関連してそれぞれ中央に位置する２つの前記第２の面（１２３）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（１２４）よりも大きい、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のリニア駆動装置（２０１）。
【請求項７】
前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）が、前記駆動ピストンの軸方向に開放する、前記固定子コイル巻線（１０５ａ，１０５ｂ）のためのコイル収容部（１２８）を有していて、これらのコイル収容部（１２８）が互いに向き合って開放しており、
前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）の作動時に前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）が、対応配設された前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）の内室（２０８）に向かって移動する際に、前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）によって生ぜしめられた実効磁束線（１０７ａ，１０７ｂ）と、開放した前記コイル収容部（１２８）内に侵入する、前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）とのそれぞれの交差面である２つの前記第１の面（２０６）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（２０７）が、前記駆動ピストン（１１０）に対して半径方向に位置し、かつ前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）に関連してそれぞれ中央に位置する２つの前記第２の面（１２３）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（１２４）よりも大きいか、または、
前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）の作動時に前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）が、対応配設された前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）の内室（２０８）から出る方向に移動する際に、前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）によって生ぜしめられた実効磁束線（１０７ａ，１０７ｂ）と、開放した前記コイル収容部（１２８）内に侵入する、前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）とのそれぞれの交差面である２つの第１の面（２０６）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（２０７）が、前記駆動ピストン（１１０）に対して半径方向に位置し、かつ前記各可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記強磁性のアクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）に関連してそれぞれ中央に位置する２つの前記第２の面（１２３）間の、前記駆動ピストン（１１０）の軸方向の間隔（１２４）よりも小さい、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のリニア駆動装置（２０１）。
【請求項８】
前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）が、少なくとも１つのスペーサエレメント（１２５）によって互いに間隔を保って位置決めされていて、および／または、
前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）が、少なくとも１つのスペーサエレメント（１２６）によって互いに間隔を保って位置決めされている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【請求項９】
特に、
エネルギ蓄積およびリセットのために、および／または、
反力を生ぜしめるために、および／または変位を減衰するために、および／または、
変位を補助するために、および／または、
その他の目的のために、
作動された前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）によって変位された少なくとも１つの前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）のための少なくとも１つのばねエレメント（６０１）が設けられている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のリニア駆動装置（１０１，１０２）。
【請求項１０】
軸方向に移動せしめられる少なくとも１つの駆動ピストン（１１０）が、前記各駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）の変位方向（１１３）に応じてポンプエレメントに作用し、特に前記ポンプエレメント内において、圧縮室（１１７）内で媒体を圧縮し、および／または媒体を圧送するように作用することを特徴とする、請求項１に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【請求項１１】
軸方向に移動する少なくとも１つの駆動ピストン（１１０）が、前記各駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）の前記変位方向（１１３）に応じて、前記ポンプエレメント内、特に作動された前記駆動装置（１０２ａ，１０２ｂ）に対して、より短い空間的な間隔を保って位置する前記圧縮室（１１７）内に作用することを特徴とする、請求項１または１０に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【請求項１２】
１つの駆動ピストン（１１０）を備えたピストンポンプと、前記駆動ピストン（１１０）を操作するためのリニア駆動装置（１０１，２０１）、特に請求項１から１１のいずれか１項に記載のリニア駆動装置（１０１，１０２）とを有することを特徴とする、ピストンポンプ装置。
【請求項１３】
前記ばねエレメント（６０１）が、
前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記アクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）または前記パッシブ部分（１０９）または、このアクティブ部分またはパッシブ部分に接続されたエレメントと、ハウジング（１１６，１１４）または接続エレメント（１１５）またはハウジング固定された支承部またはこの支承部に接続されたエレメントとの間に、および／または、
前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記アクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）または前記パッシブ部分（１０９）または前記可動子スペーサエレメント（１２６）またはこのスペーサエレメント（１２６）に接続されたエレメントと、前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）または前記固定子スペーサエレメント（１２５）またはこの固定子スペーサエレメント（１２５）に接続されたエレメントとの間に、および／または、
前記可動子群（１２９ａ，１２９ｂ）の前記アクティブ部分（１１１ａ，１１１ｂ）または前記パッシブ部分（１０９）と、前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）、特に前記固定子（１０３ａ，１０３ｂ）の前記コイル収容部（１２８）内に組み込まれた巻線支持体（８０１）との間に、
配置されていることを特徴とする、請求項９に記載のリニア駆動装置（１０１，１０２）。
【請求項１４】
前記ばねエレメント（６０１）が、非強磁性の材料より構成されていることを特徴とする、請求項９に記載のリニア駆動装置（１０１，１０２）。
【請求項１５】
前記ばねエレメント（６０１）が、皿ばね、板ばね、圧縮コイルばね、自由に成形されたばねとして、またはその他の、ばね弾性作用および／または減衰作用を有する構成要素として、並びにこれらの構成を組み合わせた形状でおよび／または複数のエレメントより構成されていることを特徴とする、請求項９に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【請求項１６】
前記固定子スペーサエレメント（１２５）および／または前記可動子スペーサエレメント（１２６）が、少なくとも１つの前記ばねエレメント（６０１）を収容および／または支持するために適した形状に構成されていることを特徴とする、請求項８または９に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【請求項１７】
前記固定子スペーサエレメント（１２５）が、拡大されたアクティブ冷却面を備えており、前記拡大されたアクティブ冷却面が前記スペーサエレメントの凹部（９０１）によって形成されていることを特徴とする、請求項８に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【請求項１８】
前記リニア駆動装置のためにアクチュエータハウジング（１１４）並びにポンプハウジング（１１６）が設けられており、
前記アクチュエータハウジング（１１４）並びにポンプハウジング（１１６）が、音響的な減衰作用を有する、特に反磁性材料より構成されており、および／または、
前記アクチュエータハウジング（１１４）並びにポンプハウジング（１１６）が、特に金属粒子を添加することによって、良好な熱伝導率を有する材料より構成されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【請求項１９】
前記固定子コア（１０４ａ，１０４ｂ）、特にコイル収容部（１２８）の開口のギャップ間隔が、強磁性のエレメントを組み込むことによって、減少されることを特徴とする、請求項１または２に記載のリニア駆動装置（１０１，２０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般的に、従来技術によるＡＢＳ／ＥＳＰブレーキ制御システムにおいて、たいていは直線的に作業する、半径方向に配置された液圧ポンプエレメントを駆動するために、回転式の電動モータ、並びに被駆動軸に設けられた偏心体が使用される。これらの要素は、弁を介して運転媒体をホイールブレーキからまたはホイールブレーキに圧送する。部分的に既に別の領域に使用されているリニア駆動装置は、このために、好適な変化実施例にもなり得る。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によれば、例えば特許文献１が公知である。この特許文献１には、特に磁気抵抗原理による発振器モータを備えたスイング式圧縮機が記載されている。この場合、作業コイルが定置の固定子に配置されていて、可動子は高透磁性材料より成っているので、可動部分への電流供給は省かれる。作業コイルは、固定子の磁極に設けられた交流励磁コイルとして構成されていてよい。固定子の２つのヨークの巻線は、可動子の変位に関連して共通に一方向に作用する。変位は両方向に可能である。さらに、固定子および回転子の略回転対称的な構成について記載されている。好適な実施態様によれば、２つの出力部を有する駆動モジュールが記載されている。これらの出力部内で２つの往復動ピストンが作動し、これらの往復動ピストンは、駆動モジュールによって駆動され、冷媒を圧縮するために用いられる。
【０００３】
従来技術によれば、さらに特許文献２が公知であり、この特許文献２には、交番磁界を生ぜしめるための、電流により負荷可能な少なくとも１つの励磁コイルと、第１のリターンポイントと第２のリターンポイントとの間の交番磁界内で可動な磁気可動子とを有する可逆的なリニア駆動装置について開示されている。このリニア駆動装置は、一対形式で互いに向き合うそれぞれ３つのアームを備えたＥ字形の２つのヨークを有している。中央のアームを取り囲むそれぞれ１つの励磁コイルが取り付けられている。２つの励磁コイルは制御回路によって電流で負荷されており、この際に、電流方向は、中央のアームが異なる磁極の磁極片を形成するように、規定されている。巻線を電流で負荷することによって、可動子はそれぞれの電流方向に応じて左方向または右方向に変位せしめられる。実質的に棒状の可動子はその中央領域に、４つの極を有する永久磁石を有している。可動子は、圧縮室内で可逆的に可動なピストンに接続されている。
【０００４】
さらに、特許文献３が公知であり、この特許文献３にはリニアコンプレッサが記載されている。リニア駆動装置はそれぞれ個別の駆動装置を有している。それにも拘わらず、ピストンの変位は、逆向きの２つの方向で行うことができる。ピストンは、圧縮室内に両方向で作用する。さらに、リセットを補助するばねエレメントが設けられている。このリニアコンプレッサは、円筒形に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９４２９４５号明細書
【特許文献２】国際公開第２００８／０４６８４９号明細書
【特許文献３】特開２００２−０３１０５４号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明によるリニア駆動装置は、第１の作動可能な電磁式の駆動装置と、第２の作動可能な電磁式の駆動装置と、前記駆動装置によって軸方向に駆動可能な駆動ピストンとを有している。本発明の核心は、それぞれ作動された前記駆動装置が前記駆動ピストンを、作動されていない駆動装置から作動されている駆動装置に向かう方向に駆動するように、前記構成部材が互いに調整され、かつ配置され得る、という点にある。
【０００７】
本発明の好適な実施態様によれば、リニア駆動装置が、それぞれ磁気抵抗式駆動装置として構成される電磁式の駆動装置を有している。この場合、電磁式の駆動装置はそれぞれ、固定子コアとコイル巻線とから成る固定子と、パッシブ部分と強磁性のアクティブ部分とから成る可動子とを有している。磁気抵抗式駆動装置は、例えば永久磁石等の費用のかかる材料を省くことができる、という利点を有している。固定子側の磁界は、例えばコイル巻線を使用することによって可能である。これに対して、可動子側における可動子の強磁性のアクティブ部分の磁化は、固定子の磁界によって形成される。しかも、磁気抵抗式駆動装置は、構造および制御が比較的簡単である。
【０００８】
固定子コイル巻線は、ステータのコイル収容部内に収納されている。このために固定子コアの開口が必要とされる。この開口は、固定子コイル巻線のための収容部として用いられる。固定子コアの開口は、例えば固定子コアの脚、およびひいては固定子コアがこの個所において完全に中断されていることを意味する。これを可能にするために、固定子コアは好適な形式でＵ字形に構成されていてよい。勿論、その他の形状、例えばＯ字形、Ｖ字形、オメガ形も可能である。固定子コアの開口は同様に、最小の磁気抵抗位置を調節できるようにするために、可動子が開口内に押し込まれるのを可能にする。固定子コアの形状及びその開口は、可動子のそれぞれの位置のために、所定の起磁力において最大の磁束が得られるように構成されている。固定子コアの開口は、好適には、その他のエレメントを組み込むことによって縮小され得る。コイル収容部が完全に固定子コイル巻線によって満たされていなければ、その個所には固定子コアの内室が残存する。固定子コアの内室はさらに、好適には、この内室内への可動子の変位を可能にする。
【０００９】
好適な形式で、各固定子に固有の可動子群が対応配設されている。これによって、１つの可動子群だけによる解決策と比較して、２つの駆動装置の間の改善された空間的な分離が得られる。これによって、駆動装置を設計する際の制限が緩和されるか、または別のシステムの同一部分を使用することもできる。電磁式の駆動装置のそれぞれの作用領域をより良好に構成し、かつ拡張することができる。可動子群は、パッシブ部分いわゆる可動子支持体と、アクティブ部分いわゆる可動子とから成っている。
【００１０】
さらに、必要な構成部材を減らすことに関連して好適には、リニア駆動装置の２つの可動子が、可動子の共通のパッシブ部分いわゆる可動子支持体を介して接続されている。リニア駆動装置の可動子は、好適には、駆動ピストンと組み合わせた２つの可動子群によって構成されていてよい。
【００１１】
可動子は、その機能に関連してシステム全体で最適な作用を及ぼすことができるように、位置決めされる。さらに、可動子群のアクティブ部分は、第２の可動子がそのオーバーラップ位置に押しやられると、可動子を変位させることができるように、共通の可動子支持体に互いに位置決めされる。対応配設された駆動装置の作動時に可動子が押しやられる、最小の磁気抵抗位置が、可動子のオーバーラップ位置と称呼される。この場合、各可動子は、対応配設された駆動装置が作動されることによって、所定の変位方向に変位せしめられる。この場合、可動子のアクティブ部分に接続された、可動子群のパッシブ部分、つまり前述の可動子支持体にも力が加えられ、この可動子支持体は、可動子の振動軸線に沿ってそれぞれの変位方向で相応の位置に変位せしめられる。可動子支持体を介して接続された第２の可動子も、同様に変位せしめられる。従って、簡単で故障しないシステムによって、並びに既存の構成部材によって、可動子をそのオーバーラップ位置から出る方向に変位させることができる。さらに、可動子を変位させるための簡単かつ安価な解決策を可能にするために、２つの可動子の直接的またはその他の形式で構成された間接的な接続も好都合である。
【００１２】
本発明によるリニア駆動装置の固定子のコイル収容部、並びにこのために必要な固定子コアの開口は、好適な形式で駆動ピストンに対して半径方向に開放している。択一的な実施態様によれば、コイル収容部、つまり固定子コアの開口は、駆動ピストンに対して軸方向に開放している。さらに、駆動ピストンは、リニア駆動装置の両側で圧縮室内に作用する単数または複数部分より成るポンプピストンとして構成されていてよい。
【００１３】
駆動ピストンに対して半径方向に開放する、コイル巻線を収容するための開口を有する固定子コアが設けられている場合、それぞれ駆動装置によって生ぜしめられた実効磁束線の作用中心面である、駆動ピストンに対して半径方向に位置する２つの第１の面間の、駆動ピストンの軸方向の間隔は、好適には、駆動ピストンに対して半径方向に位置し、かつそれぞれの可動子の強磁性のアクティブ部分に関連してそれぞれ中央に位置する２つの第２の面間の、駆動ピストンの軸方向の間隔よりも大きい。これによって、好適な形式で、アクチュエータは圧縮室に向かう方向に変位せしめられ、この場合、作動された駆動装置に対応配設された可動子と圧縮室内に作用する駆動ピストンの面との間に、短いスラスト作用間隔が得られることが保証される。
【００１４】
駆動ピストンの軸方向に開放する、コイル巻線を収容するための開口を有する固定子コアが設けられている場合、２つの実施態様が提供されている。第１の実施態様によれば、固定子コアの開口は互いに逆向きに開放しており、これに対して択一的な配置によれば、固定子コアの開口は互いに向き合って開放するように構成されている。
【００１５】
駆動ピストンの軸方向に開放する、コイル巻線を収容するための開口を有する固定子コアが設けられていて、これらの開口が互いに逆向きに開放している場合、本発明によるリニア駆動装置の実施態様によれば、好適には、駆動装置の作動時に可動子が、対応配設された固定子の内室に向かって（若しくは内室から出る方向に）移動する際に、駆動装置によって生ぜしめられた実効磁束線と、開放したコイル収容部内に侵入する、各可動子の強磁性のアクティブ部分とのそれぞれの交差面である２つの第１の面間の、駆動ピストンの軸方向の間隔が、駆動ピストンに対して半径方向に位置し、かつ各可動子の強磁性のアクティブ部分に関連してそれぞれ中央に位置する２つの第２の面間の、駆動ピストンの軸方向の間隔よりも小さい（若しくは大きい）。
【００１６】
駆動ピストンの軸方向に開放する、コイル巻線を収容するための開口を有する固定子コアが設けられていて、これらの開口が互いに向き合って開放している場合、本発明によるリニア駆動装置の実施態様によれば、好適には、駆動装置の作動時に可動子が、対応配設された固定子の内室に向かって（若しくは内室から出る方向に）移動する際に、駆動装置によって生ぜしめられた実効磁束線と、開放したコイル収容部内に侵入する、各可動子の強磁性のアクティブ部分とのそれぞれの交差面である２つの第１の面間の、駆動ピストンの軸方向の間隔が、駆動ピストンに対して半径方向に位置し、かつ各可動子の強磁性のアクティブ部分に関連してそれぞれ中央に位置する２つの第２の面間の、駆動ピストンの軸方向の間隔よりも大きい（若しくは小さい）。
【００１７】
軸方向に整列されたコイル収容部を有する、本発明によるリニア駆動装置の前記好適な４つの実施態様によれば、前記構成において、アクチュエータがそれぞれ圧縮室に向かう方向に変位せしめられ、この際に、作動された駆動装置に対応配設された可動子と、圧縮室内に作用する駆動ピストンの面との間に、より短いスラスト作用間隔を得ることが可能である。従って、駆動ピストン若しくはそれぞれの実施例に応じて可動子支持体にかかる負荷は減少され、ひいては駆動ピストン若しくは可動子支持体の座屈の危険性は減少される。前記実施例によって、エレメントを構造的に頑丈に構成するための費用は削減され、ひいてはシステム全体の動作信頼性が高められる。
【００１８】
本発明によるリニア駆動装置の好適な実施態様によれば、固定子コアの互いの間隔および位置決め、可動子群の構成部材の互いの間隔および位置決め、また固定子コアおよび可動子群の構成部材相互の間隔および位置決めが、スペーサエレメントを用いることによって可能である。これによって、正確な整列と同時に、簡単かつ安価な組立が可能である。同様に、製品使用中に不都合な変化が生じることはない。従って、高い動作信頼性が保証されている。
【００１９】
択一的で好適な実施態様によれば、固定子コアおよび可動子エレメントがそれぞれ対応配設された構成部材例えばポンプハウジングまたは可動子支持体と接続されることによって、追加的なスペーサエレメントの使用を省くことができる。このために、ねじ固定および接着およびその他の接続形式以外に、特にエレメントの圧着固定が適している。
【００２０】
本発明によるリニア駆動装置の１実施例によれば、好適には少なくとも１つのばねエレメントが使用されている。このばねエレメントは、作動された駆動装置によって変位せしめられる。つまり、駆動装置は、ばねを圧縮または変位させるために必要な力を提供することもできる。好適には、ばねエレメントは、エネルギ蓄積のために、および作動された駆動装置によって変位せしめられたアクチュエータまたは可動子群の個別の構成部材をリセットするために使用され、その他のリセットシステムの必要性は避けられる。しかも、ばねは、可動子の調和のとれた運動を安定化させるので、機械的な共振の近傍において最大の効率が得られる。同様に、これによって好適には前記変位のための反力および／または変位の減衰が生ぜしめられる。さらに好適には、プリロードがかけられたばねによっても、一方向での変位が促進される。この場合、リニア駆動装置にばねエレメントを使用することは、これに限定されるものではないが、特に前記機能に関連して好適である。ばねエレメントは、単数または複数のばねエレメントによって構成されていてよい。
【００２１】
さらに、様々な形式のばねを、駆動装置のために好適に使用することができ、また様々な形式のばねを組み合わせることができる。この場合、ばねは、例えば皿ばね、板ばね、圧縮コイルばね、自由に成形されたばねとして、またはその他の、ばね弾性作用および／または減衰作用を有する構成要素として、並びにこれらの構成を組み合わせた形状でおよび／または複数のエレメントより構成されていてよい。
【００２２】
ばねエレメントの配置は、リニア駆動装置の複数の位置において可能である。好適な形式で、ばねエレメントは、一方側では可動子または可動子支持体またはこれに接続されたエレメントと、他方側ではハウジングまたはハウジング固定された支承部またはこれに接続されたエレメントとの間に配置されていてよい。択一的で好適な配置は、一方側では可動子のアクティブ部分またはパッシブ部分または可動子スペーサエレメントまたはこれに接続されたエレメントと、他方側では固定子または固定子スペーサエレメントまたはこれに接続されたエレメントとの間である。これによって、既存の構成部材を少し変えるだけで、非常に簡単かつ安価な解決策が得られる。取り付けスペースに関連して有利である択一的な実施例によれば、ばねエレメントは、一方側では、可動子、特にコイル収容部に対面する、可動子の自由空間例えば可動子溝と、他方側では、固定子、特にコイル収容部とコイル巻線との間に組み込まれる突き出した補助エレメント、例えば固定子内に組み込まれたコイル支持体の突起部との間に配置されている。
【００２３】
さらに、ばねエレメントが非強磁性の材料より構成されていれば、好適であることが分かった。これは、ばねエレメントが駆動装置の磁界内にまたは磁界の周辺領域内に位置決めされていれば、特に好適である。
【００２４】
非磁性材料または所定の構成部材の特別な配置を用いることによって、好適な形式で、リニア駆動装置内の電磁的な短絡ループは避けられる。このような電磁的な短絡ループは駆動装置における力の発生に不都合に作用することがある。このために、例えば、被覆部、中間カバーおよび場合によってはその他の構成部材を駆動装置に対して絶縁するための非磁性のスペーサリングが設けられている。非磁性の可動子収容部も、可動子を駆動ピストンに対して遮断する。
【００２５】
少なくとも１つのばねエレメントを収容および／または支持するために、好適には、リニア駆動装置の構成部材、特に固定子スペーサエレメント並びに可動子スペーサエレメントは、ばね部材を収容および／または支持するために適した形状に構成されている。
【００２６】
リニア駆動装置はさらに、好適には少なくとも１つの軸方向に可動な駆動ピストンを有しており、該駆動ピストンは、この駆動ピストンに接続された、リニア駆動装置の可動子群のパッシブ部分によって変位せしめられ得る。可動子群のパッシブ部分はさらに、単数または複数の駆動ピストン若しくはポンプピストンに接続されていてよい。もちろん、このような機能は、可動子群のパッシブ部分の他に、可動子を介して直接的に得ることもできる。
【００２７】
それぞれの駆動装置による変位方向に応じて、駆動ピストンはポンプピストンとしてポンプエレメント内に作用する。このような作用によって、駆動ピストンは媒体を圧縮し、および／または媒体をポンプエレメント内で圧送する。駆動ピストンは、逆方向でも、様々なポンプエレメント内に作用することができる。
【００２８】
好適な実施例によれば、駆動ピストンはそれぞれ、ポンプエレメントを変位方向に変位させる、作動された駆動装置に対して、より短い空間的な間隔を保って位置するポンプエレメント内に作用する。これによって、駆動ピストンのスラスト作用間隔は好適な形式で短く維持される。
【００２９】
本発明によるリニア駆動装置は、好適にはピストンポンプ装置として構成されていて、駆動ピストンを備えたピストンポンプ、若しくはポンプピストン、並びに駆動ピストン若しくはポンプピストンを操作するためのリニア駆動装置を有していてよい。
【００３０】
固定子スペーサエレメントはさらに、冷却機能を改善するために、拡大されたアクティブ冷却面を備えていてよい。この拡大されたアクティブ冷却面は、スペーサエレメントの凹部によって置き換えることができる。
【００３１】
リニア駆動装置のために、好適にはハウジングが設けられており、このハウジングは、音響的な減衰作用を有する、特に反磁性材料より構成されていてよい。さらに、ハウジングは、良好な熱伝導率を有する材料より構成されていてよい。この特性は、金属粒子またはその他の、良好な熱伝導率を有する材料を添加することによって改善され得る。
【００３２】
例えば中間領域内における磁界の構成を改善するために、固定子コアの開口は、好適には縮小される。このために、単数または複数の強磁性のエレメントが、残存するギャップ間隔を要求に応じて適合させるために、開口内に組み込まれ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】可動子に対して半径方向に開放するコイル収容部、並びに長いスラスト作用間隔を伴う構成部材配置を有するリニア駆動装置の縦断面図である。
【図２】可動子に対して軸方向に開放するコイル収容部、並びに長いスラスト作用間隔を伴う構成部材配置を有するリニア駆動装置の縦断面図である。
【図３】可動子に対して半径方向に開放するコイル収容部、並びに短いスラスト作用間隔を伴う構成部材配置を有するリニア駆動装置の縦断面図である。
【図４】可動子に対して軸方向に開放する、互いに向き合うコイル収容部、並びに短縮されたスラスト作用間隔を伴う構成部材配置を有するリニア駆動装置の縦断面図である。
【図５】可動子に対して軸方向に開放し、かつ互いに逆向きのコイル収容部、並びに短縮されたスラスト作用間隔を伴う構成部材配置を有するリニア駆動装置の縦断面図である。
【図６】固定子スペーサエレメントと可動子スペーサエレメントとの間にばね装置を備えたリニア駆動装置の一部の縦断面図である。
【図７】固定子スペーサエレメントと可動子スペーサエレメントとの間に別のばね装置を備えたリニア駆動装置の一部の縦断面図である。
【図８】巻線支持体のばね支持部と可動子環状溝との間にばね装置を備えたリニア駆動装置の一部の縦断面図である。
【図９】可動子ハウジングと可動子との間にばね装置を備えたリニア駆動装置の一部の縦断面図である。
【図１０】別の配置および実施態様による可動子エレメントおよび固定子エレメントを備えたリニア駆動装置の一部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に図面に示した実施例を用いて本発明を詳しく説明するが、本発明は図示の実施例に限定されるものではない。
【００３５】
図１は、長いスラスト作用間隔１２７を有する構成部材配置における、アクチュエータ１０８に対して半径方向に開放する、固定子コア１０４ａおよび１０４ｂのコイル収容部１２８を備えたリニア駆動装置１０１の縦断面図を示す。
【００３６】
リニア駆動装置１０１は、電磁式の駆動装置として構成された第１の駆動装置１０２ａ並びに第２の駆動装置１０２ｂを有している。これらの第１および第２の駆動装置は、それぞれ磁気抵抗式駆動装置として構成されている。このために、各駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂは、固定子１０３ａ若しくは１０３ｂ、並びにそれぞれの固定子に対応配設された可動子群１２９ａ若しくは１２９ｂを有している。可動子群１２９ａ若しくは１２９ｂは、アクティブ部分（可動子）１１１ａ若しくは１１１ｂとパッシブ部分（可動子支持体）１０９ａ若しくは１０９ｂとから成っている。
【００３７】
アクチュエータ１０８は、可動子群１２９ａおよび１２９ｂのアクティブ部分１１１ａ，１１１ｂの他に、さらに可動子群１２９ａ，１２９ｂのパッシブ部分１０９より成っている。パッシブ部分１０９は、２つのアクティブ部分１１１ａおよび１１１ｂを支持し、かつ接続する。パッシブ部分１０９は、一体的に構成されていて、さらに駆動ピストン１１０に接続されている。これによって、駆動ピストン１１０は、それぞれ作動された駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂによるそれぞれの変位方向１１３の変位に応じて、２つの圧縮室１１７のうちの一方の中に変位せしめられる。
【００３８】
駆動装置１０２ａおよび１０２ｂは、円柱形に構成されている。固定子１０３ａ若しくは１０３ｂは、それぞれ固定子コア１０４若しくは１０４ｂより成っており、これらの固定子コアは、アクチュエータ１０８を円形に包囲している。固定子コア１０４ａおよび１０４ｂはコイル収容部１２８として構成されている。固定子コア１０４ａおよび１０４ｂは、図示の実施例ではそれぞれアクチュエータ１０８に対して半径方向に開放している。
【００３９】
この場合、特に、各固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂは２つの自由端部を有していて、Ｕ字形に構成されている。固定子コア１０４ａ，１０４ｂの自由端部は、固定子コイル巻線１０５ａ若しくは１０５ｂのコイル収容部１２８を軸方向で仕切っている。Ｕ字形の固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂの溝内に、固定子巻線１０５ａ若しくは１０５ｂが収容されており、これらの固定子巻線１０５ａ若しくは１０５ｂは、アクチュエータ１０８、特に可動子のアクティブ部分を一時的に少なくとも部分的に包囲する。各固定子１０３ａ若しくは１０３ｂに、可動子群１２９ａ若しくは１２９ｂが対応配設されている。可動子１１１ａ，１１１ｂは、アクチュエータ１０８のアクティブエレメントとして構成されていて、強磁性材料より成っている。可動子１１１ａ，１１１ｂは、可動子支持体１０９と、および該可動子支持体１０９を介して駆動ピストン１１０と連動可能に接続されている。この場合、可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、それぞれ対応配設された固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂと同じ軸方向長さを有している。
【００４０】
固定子巻線１０５ａ若しくは１０５ｂは、それぞれ１つの電気接点１０６を有している。これによって、コイルに周期的に交互に電流供給することができる。固定子巻線１０５ａ若しくは１０５ｂの電気接点によって、それぞれの固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂを介して磁界が生ぜしめられ、電流供給時に実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂが形成される。磁界に関連して、各駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂのための、固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂの半径方向に延在する作用中心面１２１が規定され得る。駆動装置１０２ａ，１０２ｂの構成並びにこれらの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの互いの位置決めの構成に基づいて、２つの駆動装置１０２ａおよび１０２ｂの作用中心面１２１の間隔が規定される。
【００４１】
実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂの周囲の磁界は、同様に、対応配設された可動子１１ａ若しくは１１１ｂの強磁性材料に作用し、ここで、それぞれ磁界および実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂをさらに形成する。可動子１１１ａ若しくは１１１ｂの強磁性領域に関連して、可動子１１１ａ若しくは１１１ｂのための、アクチュエータ１０８に対して半径方向に延在する中心面１２３が規定され得る。可動子１１１ａ，１１１ｂの構成並びにこれらの可動子１１１ａ，１１１ｂの互いの位置決めの構成に基づいて、２つの可動子１１１ａ，１１１ｂのアクティブ領域の中心面１２３の間隔１２４が規定される。
【００４２】
それぞれの駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂに対応配設された可動子１１１ａ若しくは１１１ｂはそれぞれ、磁界および実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂの構成において、それぞれ作動せしめられた駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂと対応配設された可動子１１１ａ若しくは１１１ｂとの間の最小磁気抵抗の位置へ押しやられる。この位置は、それぞれの可動子１１１ａ若しくは１１１ｂのオーバーラップ位置と称呼される。この場合、各可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、対応配設された駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂが作動せしめられることによって、所定の変位方向１１３へ変位せしめられる。この際に、可動子１１１ａ若しくは１１１ｂに接続されたアクチュエータ１０８にも力が作用し、アクチュエータ１０８はそれぞれの変位方向１１３におけるアクチュエータ１０８の振動軸線１１２に沿って相応の位置へ変位する。
【００４３】
図１は、一方の変位された終端位置における、作動された駆動装置１０２ａを示す。図示の変位方向１１３は、駆動装置１０２ａによって既に実行された右方向への変位を示す。図１ではさらに、駆動装置１０２ａへの電流供給が中断されて、駆動装置１０２ｂが作動される。これによって実効磁束線１０７ｂが形成され、この実効磁束線１０７ｂは次のステップで、アクチュエータ１０８を逆の変位方向つまり左方向に変位させる。同様に別の図面のために、作動された駆動装置１０２ａのための既に実行された終端位置への運動のための変位方向が示される。
【００４４】
２つの可動子１１１ａおよび１１１ｂは、一方の可動子、図１では可動子１１１ａのオーバーラップ位置が存在するときに、他方の可動子、図１では可動子１１１ｂがそのオーバーラップ位置から出る方向に押しやられるように、互いに対応配設されている。このために、可動子１１１ａと１１１ｂとの間にスペーサエレメント１２６が設けられており、このスペーサエレメント１２６は、２つの可動子１１１ａと１１１ｂとを互いに軸方向でずらすことができる。固定子コア１０４ａと１０４ｂとの間にもスペーサエレメント１２５が設けられているが、このスペーサエレメント１２５によるずれは、図示の実施例では僅かである。
【００４５】
一方の可動子、図１では可動子１１１ａがオーバーラップ位置にあり、この可動子１１１ａに対応配設された固定子のコイル巻線、図１ではコイル巻線１０５ａへの電流供給が中止され、その代わりに、他方の固定子のコイル巻線、図１ではコイル巻線１０５ｂに電流供給されると、それぞれ他方の可動子、図１では可動子１１１ｂがそのエネルギ的に最適な状態、つまりそのオーバーラップ位置へ、図２では右方向へ押しやられる。このステップは図１には示されていない。
【００４６】
従って、２つのコイル巻線１０５ａおよび１０５ｂに交互に電流供給することによって、アクチュエータ１０８の振動運動が生ぜしめられ得る。この振動運動は、連動接続によって例えば駆動ピストン１１０およびひいてはポンプハウジング１１６の圧縮室１１７内に伝達される。
【００４７】
駆動装置１０２ａおよび１０２ｂは、実質的に回転対称的に円柱形に構成されている。同様に、アクチュエータハウジング１１４は円柱形の形状を有している。図示の実施例では、接続エレメント１１５が、駆動装置１０２ａおよび１０２ｂの閉鎖、位置決めおよびセンタリング、並びにポンプハウジング１１６へのリニア駆動装置１０１の接続を可能にする。ポンプハウジング１１６は、圧縮室１１７を有しており、この圧縮室１１７内に駆動ピストン１１０が作用する。接続エレメント１１５はさらに、ガイドリング１１８、支持リング１１９並びにシールリング１２０を保持するために用いられる。
【００４８】
スラスト作用間隔とは、作動された駆動装置に対応配設された可動子と、変位方向で圧縮室内へ変位せしめられる、駆動ピストンの端面との間に存在する間隔のことである。図１に示した実施例においてスラスト作用間隔１２７とは、作動された駆動装置１０２ａに対応配設された可動子１１１ａと、変位方向１１３で圧縮室１１７内へ変位せしめられる、駆動ピストン１１０の端面との間の間隔のことである。スペーサエレメント１２５および１２６の構成、並びに固定子１０３ａおよび１０３ｂの位置決め、並びに可動子１１１ａおよび１１１ｂの位置決めによって、図示の実施例では、左側の駆動装置が作動されると、アクチュエータが左から右へ移動せしめられる。それに伴って、駆動ピストンは左側の駆動装置によって、右側に配置された圧縮室内へ押しやられる。これによって、左側の可動子１１１ａの始端部から、スペーサエレメント１２６、右側の可動子１１１ｂ、並びに残りの部分つまり可動子支持体１０９および駆動ピストン１１０に亘って、スラストロッドの長いスラスト作用間隔が得られる。
【００４９】
図２は、アクチュエータ１０８に対して軸方向に開放する、固定子コア１０４ａ，１０４ｂのコイル収容部１２８、並びに長いスラスト作用間隔１２７を伴う構成部材配置を有する、別の実施例によるリニア駆動装置２０１の縦断面図を示す。この配置において好適には、強磁性のアクティブなエレメントの質量は小さく、エレメント１１１ａ若しくは１１１ｂだけが強磁性であって、残りのエレメントは例えば軽金属より製作されている。
【００５０】
基本的に、図１に示した実施例における前記構成が参照される。根本的な相違点は、固定子コア１０４ａおよび１０４ｂが、アクチュエータ１０８に対して軸方向に開放するコイル収容部１２８を有している点にある。図２はさらに、２つの固定子コア１０４ａ，１０４ｂを備えた２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂが設けられている実施例を示し、この実施例において、固定子コア１０４ａのコイル収容部１２８と、固定子コア１０４ｂのコイル収容部１２８とは、互いに逆向きであって、可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、それぞれの駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂが作動されると、対応配設された固定子１０３ａ若しくは１０３ｂの内室２０８内に押しやられる。
【００５１】
アクチュエータ１０８に対して軸方向の、固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂのコイル収容部１２８とは、例えば固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂの脚およびひいては固定子コアが、アクチュエータ１０８に対して軸方向の個所において完全に中断されている、という意味である。この中断による開口は、この実施例では、それぞれ対応配設された可動子１１１ａ若しくは１１１ｂのための収容部として用いられる。このために、コイル収容部１２８の形状および寸法は、侵入された可動子に適合されている。
【００５２】
可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、可動子支持体１０９を介して駆動ピストン１１０に接続されている。図示の実施例では、可動子支持体１０９は、異形成形された終端部材を備えた中空軸として構成されている。駆動ピストン１１０は一体的に構成されていて、部分的に可動子支持体１０９によって包囲されている。駆動ピストン１１０の両端部はピストンとして、両側に存在する図示されていない２つの圧縮室のうちのそれぞれ一方に交互に作用する。
【００５３】
固定子コア１０４ａおよび１０４ｂ内に、固定子コイル巻線１０５ａおよび１０５ｂが組み込まれている。これらの固定子コイル巻線１０５ａおよび１０５ｂは、それぞれの固定子１０３ａ若しくは１０３ｂの内室２０８を十分に満たしている。それぞれの電気接点１０６を介してコイル巻線１０５ａ若しくは１０５ｂに電流供給することによって、固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂに磁界が形成され、この磁界は、それぞれの固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂのコイル収容部１２８内にも存在しており、ここでは所属の可動子１１１ａ若しくは１１１ｂに作用する。形成された実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂと所属の可動子１１１ａ若しくは１１１ｂとは、交点を有しており、この交点を通って、実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂと可動子１１１ａ若しくは１１１ｂとのそれぞれ１つの交差面２０６が規定されている。
【００５４】
可動子支持体１０９の両側に取り付けられた可動子１１１ａおよび１１１ｂは、強磁性材料より成っている。これらの可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、それぞれ所属の磁気抵抗式の駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂの磁界によって同様に磁化される。この場合、各可動子１１１ａ若しくは１１１ｂのために、可動子群１２９ａ若しくは１２９ｂの強磁性のアクティブ部分の中心面１２３が規定され得る。さらに、２つの可動子中心面１２３の間隔１２４が規定され得る。
【００５５】
それぞれ固定子コア１０４ａ，１０４ｂおよび固定子コイル巻線１０５ａ，１０５ｂ、並びに場合によっては図１に示されたような固定子駆動装置間のスペーサエレメント１２５を備えた、２つの固定子１０３ａ，１０３ｂより形成された固定子群２０２のために、固定子群２０２の基準位置２０３が規定でき、この基準位置２０３は、固定子群２０２の円柱形の成形部に対して半径方向の幾何学的な中心面によって示される。可動子１１１ａ若しくは１１１ｂと可動子支持体１０９とから形成されたアクチュエータ１０８のためにも、アクチュエータのための基準位置２０４が規定でき、この基準位置２０４は、アクチュエータ１０８の円柱形の成形部に対して半径方向の幾何学的な中心面によって示される。
【００５６】
各固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂ内のコイル巻線１０５ａ若しくは１０５ｂに電流が供給されると、実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂに沿って磁束が形成され、それに伴って、各固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂおよびそのコイル収容部１２８内に磁界が形成される。この磁界は、可動子１１１ａ若しくは１１１ｂを最小の磁気抵抗を有する位置に押しやる。この位置は、横断面で見て、可動子１１１ａ若しくは１１１ｂが、固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂのそれぞれのコイル収容部１２８つまり可動子収容部内に配置されていて、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、得られる。
【００５７】
最小の磁気抵抗の位置は、図２に示した実施例では、可動子１１１ａ並びに所属の固定子コア１０４ａおよび固定子コイル巻線１０５ａによって示されている。この場合、作動された駆動装置１０２ａの可動子１１１ａの強磁性のアクティブ部分の中心面１２３は、可動子と実効磁束線との交差面２０６と一致する。従って可動子１１１ａは符号２０５で示したように変位方向１１３で右方向に変位する。
【００５８】
可動子支持体１０９の長さ並びに可動子１１１ａ，１１１ｂの位置決めは、２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの幅並びにそのそれぞれのコイル収容部１２８の幅、およびこれらのコイル収容部１２８内に形成された実効磁束線１０７ａ，１０７ｂに合わせられている。図２に示した実施例では、駆動装置１０２ａおよび１０２ｂのコイル収容部１２８が軸方向で互いに逆向きに配置されており、この場合、可動子支持体１０９の長さ、および可動子支持体１０９に対する可動子１１１ａおよび１１１ｂの位置決めは、２つの駆動装置１０２ａおよび１０２ｂの幅に対して次のような形式で調整されている、つまり、各駆動装置に対応配設された可動子１１１ａ若しくは１１１ｂが、各駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂの作動時に、対応配設された固定子１０３ａ若しくは１０３ｂの内室２０８に向かって押しやられるように、２つの駆動装置１０２ａおよび１０２ｂの幅に対して調整されている。
【００５９】
この場合、２つの可動子エレメント１１１ａ，１１１ｂの間隔１２４は、２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの可動子と実効磁束線との２つ交差面２０６の間隔２０７よりも大きい。これによって、より長いスラスト作用間隔１２７が得られ、この長いスラスト作用間隔１２７において、例えば図２では、作動された駆動装置１０２ａによって所属のコイル収容部１２８内に押し込まれた可動子１１１ａが、この可動子１１１ａに作用する力を、可動子支持体１０９の全長およびこれに接続された駆動ピストン１１０を介して、例えば図１に示された向かい合う圧縮室１１７内に向かって右方向に伝達する。
【００６０】
図３は、短いスラスト作用間隔１２７を有する本発明による構成部材配置における、アクチュエータ１０８に対して半径方向に開放する、固定子１０３ａおよび１０３ｂのコイル収容部１２８を有するリニア駆動装置１０１の縦断面図を示す。基本的に、図１の実施例に関する前記構成が参照される。根本的な相違点は、リニア駆動装置の構成部材の本発明による配置、寸法設定および調整によって、より短いスラスト作用間隔が実現されている、という点にある。
【００６１】
さらに、各固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂは、Ｕ字形に構成された２つの自由端部を有している。各固定子１０３ａ若しくは１０３ｂに、それぞれ可動子１１１ａ若しくは１１１ｂが対応配設されている。可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、それぞれ対応配設された固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂと同じ軸方向長さを有している。可動子１１１ａ，１１１ｂは、可動子群１２９ａ，１２９ｂのアクティブエレメントとして構成されていて、強磁性の材料より成っている。可動子１１１ａ，１１１ｂは、可動子群１２９ａ，１２９ｂのパッシブ部分としての可動子支持体１０９を介して互いに接続されている。図３の、一方の可動子例えば１１１ａのオーバーラップ位置において、図３のそれぞれ他方の可動子例えば１１１ｂはそのオーバーラップ位置から出る方向に押しやられる。
【００６２】
図３に示した実施例では、固定子１０３ａと１０３ｂとの間にスペーサエレメントが設けられている。同様に、可動子１１１ａと１１１ｂとの間にスペーサエレメントが設けられている。これらのスペーサエレメントは、可動子中心面の間隔が駆動装置の作用中心面の間隔よりも小さくなるように、寸法設計され、互いに調整され、かつ配置されている。これによって、より短いスラスト作用間隔が得られる。
【００６３】
スラスト作用間隔とは、それぞれ作動された駆動装置に対応配設された可動子と、変位方向で圧縮室内に変位せしめられる、駆動ピストンの端面との間の間隔のことである。
【００６４】
スペーサエレメント１２５および１２６の構成、並びに固定子１０３ａおよび１０３ｂの位置決め、並びに可動子１１１ａおよび１１１ｂの位置決めによって、図３に示した実施例では、左側の駆動装置の作動時においてアクチュエータの右から左への運動が得られる。これによって、駆動ピストンは、左側の駆動装置によって、左側に配置された圧縮室内に押しやられている。これによって、左側の可動子１１１ａの始端部から直接、残りの部分つまり可動子支持体１０９および駆動ピストン１１０に亘って、スラストロッドの短いスラスト作用間隔が得られる。
【００６５】
図４は、短縮されたスラスト作用間隔１２７を有する本発明による構成部材配置における、アクチュエータ１０８に対して軸方向に開放する、固定子１０３ａおよび１０３ｂのコイル収容部１２８を有するリニア駆動装置２０１の縦断面図を示す。基本的に、図２の実施例に関する前記構成が参照される。根本的な相違点は、リニア駆動装置の構成部材の本発明による構成、配置および調整によって、短縮されたスラスト作用間隔が実現される、という点にある。この場合、図４の実施例において移動された質量は僅かである。これによって、高い周波数を得ることができ、またこれによってポンプの、大きい体積流量を得ることができる。
【００６６】
図４は、２つの固定子コア１０４ａ，１０４ｂを有する２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂが設けられている実施例を示す。これらの固定子コア１０４ａ，１０４ｂにおいて、固定子１０３ａのコイル収容部１２８と固定子１０３ｂのコイル収容部１２８とは互いに向き合っていて、可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、それぞれの駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂが作動されることによって、対応配設された固定子１０３ａ若しくは１０３ｂの内室２０８に向かって押しやられる。
【００６７】
コイル収容部１２８によって形成された、固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂの開口のギャップ間隔は、図示の実施例では、強磁性のリングエレメント４０３を組み込むことによって減少され、形状および寸法に関連して、開口内に押し込まれた可動子１１１ａ若しくは１１１ｂに適合される。
【００６８】
可動子支持体１０９は、スリーブ状の形状に構成されていて、一体的な駆動ピストン１１０に取り付けられている。可動子支持体１０９は、面取りされた端部と、中央部にフランジとを有している。このフランジに、別のエレメントとしての別の可動子支持体４０２が取り付けられていて、この別の可動子支持体４０２は同時に、２つの可動子１１１ａおよび１１１ｂのスペーサエレメントとして構成されていて、これによって可動子中心面１２３の間隔１２４を規定している。
【００６９】
駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂ内に形成された実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂと所属の可動子１１１ａ若しくは１１１ｂとは、交点を有しており、この交点を通って、実効磁束線１０７ａ若しくは１０７ｂのそれぞれ１つの交差面２０６が可動子１１１ａ若しくは１１１ｂにより規定され得る。
【００７０】
さらに、駆動装置１０２ａ，１０２ｂの間にスペーサエレメント１２５が設けられており、このスペーサエレメント１２５は同時に、ストッパエレメント、センタリングおよびハウジング部分として構成されている。このスペーサエレメント１２５は、可動子と実効磁束線との交差面２０６間の間隔２０７を規定する。
【００７１】
さらに、図４は、磁界内の磁束のための短絡ループを避けるための可能性を示す。磁束の短絡ループは、互いに直に密着する導磁性の構成部分によって発生する。従って、構成部材を分離するために、および場合によっては固定子１０３ａ，１０３ｂのマグネットコアとポンプハウジング１１６との間にエアギャップを形成するために、非磁性のスペーサエレメントまたはスリーブ４０１が使用される。さらに、駆動装置１０２ａ，１０２ｂ間のスペーサエレメント１２５並びに可動子支持体１０９は、駆動ピストン１１０を非磁性材料より成る可動子１１１ａ，１１１ｂから分離するために製作されてよい。
【００７２】
駆動装置１０２ａ，１０２ｂの、軸方向で互いに向き合うコイル収容部１２８を有する、図４に示した実施例では、可動子支持体４０２の長さ、および可動子支持体４０２における可動子１１１ａ，１１１ｂの位置決めは、それぞれ１つの駆動装置に対応配設された可動子１１１ａ若しくは１１１ｂが、この駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂの作動時に対応配設された固定子１０３ａ若しくは１０３ｂの内室２０８に向かって押しやられるように、スペーサエレメント１２５を介在した２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの配置に合わせられている。この場合、２つの可動子１１１ａ，１１１ｂの間隔１２４は、２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの可動子１１１ａ，１１１ｂと実効磁束線との２つの交差面２０６間の間隔２０７よりも小さい。
【００７３】
これによって、図４の実施例では短縮されたスラスト作用間隔１２７が得られ、この短縮されたスラスト作用間隔１２７において、例えば作動された駆動装置１０２ｂによって固定子コア１０４ｂの所属の開口内に押し込まれた可動子１１１ｂが、この可動子に作用する力を、可動子支持体１０９の全長の一部およびそれに続く駆動ピストン１１０を介して、例えば図１では右側に示された、隣接する圧縮室１１７内に伝達する。
【００７４】
図５は、短いスラスト作用間隔１２７を有する本発明による構成部材配置における、アクチュエータ１０８に対して軸方向に開放する、固定子１０３ａ，１０３ｂのコイル収容部１２８を備えたリニア駆動装置２０１の縦断面図を示す。基本的に、図２および図４の実施例に関する構成が参照される。根本的な相違点は、リニア駆動装置の構成部材の本発明による構成、配置および調整によって、より短いスラスト作用間隔が実現される、という点にある。
【００７５】
可動子支持体１０９の長さ並びに可動子１１１ａ，１１１ｂの位置決めは、２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの幅、並びに固定子１０３ａ，１０３ｂのコイル収容部１２８のそれぞれの開口、および固定子内に形成された実効磁束線１０７ａ，１０７ｂに合わせられている。固定子１０３ａ，１０３ｂの互いに逆向きの軸方向のコイル収容部１２８を有する、図５に示した実施例では、各駆動装置に対応配設された可動子１１１ａ若しくは１１１ｂが、駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂの作動時にそれぞれの固定子１０３ａ若しくは１０３ｂの内室２０８から固定子１０３ａ，１０３ｂのコイル収容部１２８のそれぞれの開口内に押しやられるように、可動子支持体１０９の長さ並びに、可動子支持体１０９における可動子１１１ａ，１１１ｂの位置決めが、２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの幅に合わせられている。
【００７６】
図５は、２つの固定子コア１０４ａ，１０４ｂを備えた２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂが設けられている実施例を示す。この実施例において、固定子１０３ａのコイル収容部１２８と固定子１０３ｂのコイル収容部１２８とが逆向きであって、可動子１１１ａが、駆動装置１０２ａの作動によって固定子１０３ａの内室２０８から固定子１０３ａのコイル収容部１２８の開口内に向かって左方向に押しやられている。
【００７７】
この場合、２つの可動子エレメント１１１ａ，１１１ｂ間の間隔１２４は、２つの駆動装置１０２ａ，１０２ｂの可動子１１１ａ，１１１ｂと実効磁束線との２つの交差面２０６の間隔２０７よりも小さい。これによって、より短いスラスト作用間隔１２７が得られ、このスラスト作用間隔１２７において、それぞれ作動された駆動装置１０２ａによってコイル収容部１２８の所属の開口内に押し込まれた可動子１１１ａが、この可動子に作用する力を、可動子支持体１０９の端部および接続された駆動ピストン１１０だけを介して、例えば図１で左側に示された、近傍に位置する圧縮室１１７内に伝達する。
【００７８】
図６は、固定子スペーサエレメント６０３と可動子スペーサエレメント６０２ａ若しくは６０２ｂとの間にばねエレメント６０１が配置されているリニア駆動装置１０１の一部の縦断面図を示す。単数または複数のばねエレメント６０１は、固定子スペーサエレメント６０３によって支持および支承される。反対側においてばねエレメント６０１は可動子スペーサエレメント６０２ａ若しくは６０２ｂに支えられる。
【００７９】
ばねエレメント６０１は、作動された駆動装置１０２の変位方向１１３に変位されたアクチュエータ１０８をリセットするために用いられる。リセットのために必要なエネルギは、アクチュエータ１０８の変位の際にばねエレメント６０１に一時的に蓄えられる。この際に、ばねエレメント６０１は、固定子スペーサエレメント６０３に支えられる。図示した実施例において、ばねエレメント６０１は皿ばねとして形成されている。また、コイルばね、板ばねその他としての実施例、並びに簡単な形の実施例または例えばセットとして組み合わせた実施例が可能である。
【００８０】
図６はさらに、磁界の磁束のための短絡ループを避けるためのその他の可能性を示す。このために、駆動装置１０２ａ若しくは１０２ｂと、例えば図示していないポンプハウジング１１６に接続するための接続エレメント１１５との間で側方に、非磁性のスペーサリング６０４が嵌め込まれている。この接続エレメントは、駆動装置１０２ａ，１０２ｂを位置決めするためにも構成されている。
【００８１】
図７は、固定子スペーサエレメント６０３と可動子スペーサエレメント６０２との間に、別の配置によるばねエレメント６０１を有するリニア駆動装置１０１の一部の縦断面図を示す。基本的に、前記実施例が参照される。根本的な相違点は、可動子スペーサエレメント６０２に、中間フランジとして構成されたばね支持部が一体的に組み込まれているという点にある。さらに、可動子１１１ａ，１１１ｂ並びに可動子スペーサエレメント６０２を支持しかつ間隔を保つためのその他のエレメント７０１ａおよび７０１ｂが設けられている。
【００８２】
図８は、巻線支持体８０１のばね支持部８０２と可動子１１１ａ若しくは１１１ｂの環状溝８０３との間に、別の配置によるばねエレメント６０１を有するリニア駆動装置１０１の一部の縦断面図を示す。基本的に、前記実施例が参照される。根本的な相違点は、ばねエレメント６０１が可動子環状溝８０３の中空室内に位置決めされる、という点にある。
【００８３】
この場合、可動子環状溝８０３は、ばねエレメント６０１のための一方側の支持エレメントとして用いられる。ばねエレメント６０１の他方の端部は、巻線支持体８０１に支えられており、この巻線支持体８０１は、コイル巻線１０５ａ若しくは１０５ｂと固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂとの間に位置決めされている。さらに、固定子コア１０４ａおよび１０４ｂは、固定子スペーサエレメント８０４によって互いに位置決めされる。この固定子スペーサエレメント８０４は中間フランジを有しており、この中間フランジは、可動子１１１ａおよび１１１ｂのためのストッパ８０５として構成されている。
【００８４】
図９は、可動子ハウジング１１４若しくは接続エレメント１１５と可動子１１１ａ若しくは１１１ｂとの間に、別の配置によるばねエレメント６０１を備えたリニア駆動装置１０１の一部の縦断面図を示す。基本的に、前記実施例が参照される。
【００８５】
さらに、図１による固定子スペーサエレメント１２５の変化実施例、若しくは図９に示された固定子支持およびスペーサエレメント８０４が示されている。この場合、スペーサエレメント８０４は凹部９０１を有している。凹部９０１は、アクティブな冷却面を増大する。この凹部９０１は、熱損失を改善するための図示していない冷却構造部を有している。
【００８６】
図１０は、アクチュエータ１０８および駆動装置１０２ａ，１０２ｂのエレメントの別の配置および構成を有するリニア駆動装置の一部の縦断面図を示す。
【００８７】
各固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂはさらに、２つの自由端部を有している。これらの自由端部は、実質的にＵ字形に形成されている。この場合、もちろん、材料切欠および形状合致は、実効磁束線の最適な構成に従って形成されている。可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、各固定子１０３ａ若しくは１０３ｂに対応配設している。可動子１１１ａ若しくは１１１ｂは、それぞれ対応配設された固定子コア１０４ａ若しくは１０４ｂに関連して短縮された軸方向長さを有している。可動子１１１ａ，１１１ｂは、アクチュエータ１０８のアクティブエレメントとして構成されていて、強磁性の材料より成っている。これらの可動子１１１ａ，１１１ｂは、可動子支持体１０９を介して互いに接続されている。図３の可動子例えば１１１ａのオーバーラップ位置において、図３のそれぞれ別の可動子例えば１１１ｂは、そのオーバーラップ位置から出る方向に押しやられる。
【００８８】
このような、可動子１１１ａおよび１１１ｂ並びに固定子１０３ａおよび１０３ｂの構成によって、可動子間のスペーサエレメント、並びに固定子間のスペーサエレメントを省くことができる。図示の実施例では、固定子スペーサエレメント１２５および可動子スペーサエレメント１２６は、もちろん、さらに薄い非磁性の構成要素として構成されていて、磁気的な短絡ループを避けるために使用される。
【符号の説明】
【００８９】
１０１  リニア駆動装置
１０２ａ  第１の駆動装置
１０２ｂ  第２の駆動装置
１０３ａ，１０３ｂ  固定子
１０４ａ，１０４ｂ  固定子コア
１０５ａ，１０５ｂ  固定子（コイル）巻線
１０６  電気接点
１０７ａ，１０７ｂ  実効磁束線
１０８  アクチュエータ
１０９，１０９ａ，１０９ｂ  パッシブ部分（可動子支持体）
１１０  駆動ピストン
１１１ａ，１１１ｂ  アクティブ部分（可動子）
１１２  振動軸線
１１３  変位方向
１１４  ハウジング
１１５  接続エレメント
１１６  ハウジング
１１７  圧縮室
１１８  ガイドリング
１１９  支持リング
１２０  シールリング
１２１  作用中心面
１２２  間隔
１２３  中心面
１２４  間隔
１２５  固定子スペーサエレメント
１２６  可動子スペーサエレメント
１２７  スラスト作用間隔
１２８  コイル収容部
１２９ａ，１２９ｂ  可動子群
２０１  リニア駆動装置
２０２  固定子群
２０３，２０４  基準位置
２０５  変位
２０６  交差面
２０７  間隔
２０８  内室
４０２  可動子支持体
４０３  リングエレメント
６０１  ばねエレメント
６０２ａ，６０２ｂ  可動子スペーサエレメント
６０３  固定子スペーサエレメト
６０４  スペーサリング
７０１ａ，７０１ｂ  エレメント
８０１  巻線支持体
８０２  支持部
８０３  環状溝
８０４  スペーサエレメント
９０１  凹部
【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】
2015119631.tif 000008
【図７】
2015119631.tif 000009
【図８】
2015119631.tif 000010
【図９】
2015119631.tif 000011
【図１０】
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