(57)【要約】  電動モータ、特にリニアモータは基礎成層鉄板（４，６）から形成されたセグメント化された部分（２）を備えている。各基礎成層鉄板は、隣接した基礎成層鉄板に対する渡り部の側において部分歯状部（２０）を有しており、その際二つの隣接した基礎成層鉄板の二つの歯状部は渡りコイル（２４）により巻き付けられた渡り歯状部（２２）を形成している。渡りコイル（２４）は、渡り歯状部を取囲む両方の溝の底部に対して、両渡り歯状部が互いに接して押圧され、従ってセグメント化された部分の硬い連結を配慮するように圧着されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯状部（８）と溝（１０）を備えたセグメント化された部分（２）を有しており、この溝内に設けられ、かつ歯状部を取囲むコイルを担持する電動モータを製造するための方法であって、セグメント化された部分が多数の成層鉄板（４，６）に接合された鉄板から形成されており、この方法が以下の工程、すなわち
−セグメント化された部分（２）を形成するために基礎成層鉄板（４，６）を製造し、この場合、隣接した成層鉄板は、各々二つの成層鉄板間の渡り位置にある端部（１２，１４）において部分歯状部（２０）を有する工程、
−基礎成層鉄板を配設し、従って二つの隣接した成層鉄板は渡り位置において二つの部分歯状部（２０）から成る渡り歯状部（２２）を形成している工程、
−渡りコイル（２４）により各渡り歯状部（２２）を取囲む工程、
−各渡りコイル（２４）の導線を取囲む外側の熱可塑性樹脂被膜を付着性にするために、各渡りコイルにおいて熱を供給し、各渡り歯状部（２２）を取囲む両方の溝の底部の方向で各渡りコイル（２４）へ圧力を加え、従って、各々渡り歯状部を形成する両方の個別歯状部は互いに接して押圧される工程、及び
−導線の外側被膜を形成する材料を硬化させる工程から構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
部分歯状部がその外側横方向面において位置決め手段（３０，３２）を備えており、これらの位置決め手段が、渡り歯状部（２２）を形成する両部分歯状部（２０）の相対的位置を保証するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
渡りコイルが外側の熱可塑性樹脂被膜により取囲まれたエナメル塗装された銅線から形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
セグメント化された部分（２）と溝内に設けられたコイル（２４）が、請求項１に挙げた工程に従って樹脂で被覆されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
セグメント化された部分（２）を備えており、このセグメント化された部分が歯状部（８）と、溝（１０）と、これらの溝内で歯状部を取囲むコイルとを有している電動モータであって、セグメント化された部分（２）が多数の成層鉄板（４，６）に接合された基礎鉄板から形成されている電動モータにおいて、
基礎成層鉄板（４，６）が、隣接した基礎成層鉄板と向かい合った端部（１２，１４）において、各々部分歯状部（２０）を備えており、その際、二つの隣接した部分歯状部（２０）が、二つの隣接した基礎成層鉄板間の渡り部において渡り歯状部（２２）を形成し、この渡り歯状部が渡り歯状部の両側にある溝（１０）の底部に抗して押圧された、両部分歯状部（２０）を互いに接して押圧された状態で保持する渡りコイル（２４）により取囲まれていることを特徴とする電動モータ。
【請求項６】
渡りコイル（２４）が各々、導線を取り巻くようにして、外側の熱可塑性樹脂の、コンパクトな塊状物を形成する焼成層を備えていることを特徴とする請求項５記載の電動モータ。
【請求項７】
セグメント化された部分（２）とセグメント化された部分の溝内に設けられたコイル（２４）が、補強樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項５または６に記載の電動モータ。
【請求項８】
渡りコイル（２４）の銅充填率が渡り歯状部を取囲む溝内において８５％以上であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の電動モータ。
【請求項９】
電動モータがリニアモータとして形成されており、このリニアモータのセグメント化された部分（２）が、二つのタイプの基礎成層鉄板（４，６Ｏからのみ形成されており、その際第一のタイプ（６）が同じ長さの中間部分から形成され、第二のタイプ（６）が特殊な端部歯状部（３４）を有する端部部分により形成されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータ、特に多数の基礎成層鉄板から形成されたセグメント化された部分を備えたリニアモータに関する。従来技術によれば、セグメント化された部分は、機台により突出している歯状部を備えており、その際これらの歯状部は互いに溝を形成しており、この溝内において歯状部を取囲むコイルが設けられている。
【背景技術】
【０００２】
モータのセグメント化された部分を形成するための基礎成層鉄板の使用は、様々な公知の長所を備えている。特にリニアモータを製造することが可能であり、コイルを担持する電機子は様々な長さを有しているが、同じ基礎成層鉄板から製造されている。しかしながら、多数の基礎部分から、コイルを担持するモータ部分を製造することは、この基礎部分にとっての堅い固定手段を前提とする。特にモータが機能どおりに働くことに対しては、これらの基礎部分間のエアギャップ形成を回避するために、基礎部分はその渡り位置において一体にしなければならない。さらにモータ内に生じる熱の良好な導出を保証するために、モータに対する接続部面の平面度を気にしなければならない。以下に、電機子を可動な部分としてのみ取扱うが、本発明は当然のことであるが不動な電機子にも関係する。
【０００３】
特許文献１から、リニアモータが公知であり、このリニアモータのコイルを担持する可動な部分は、セグメント化された部分から成る。セグメント化された部分は基礎部分を形成する多数の基礎成層鉄板から形成されている。この場合個々の基礎部分を接合するために、基礎部分の歯状部に相対している側の縦方向面で、両端部の付近に溝を設けること行われる。各渡り歯状部の領域内には、二つの隣接した溝内に接続部分が嵌めこまれる。引用文献１に記載された基本部分の接合体は、様々な短所を有する。第一にこの接合体は特殊な固定手段を使用しなければならない。さらに固定が歯状部に相対するセグメント化された部分の上側でのみ行われるので、渡り歯状部を形成する両方の部分歯状部は結合されない。特にセグメント化された部分の要求が機械的である場合、歯状部が互いに間を空けることが容易に生じる。それにより可動部の安定性は損なわれ、加えてモータの磁気抵抗は高くなる。さらにこの継ぎ合わせ方法には機械的な構成部品の場合に極めて狭い寸法公差が必要とされ、かつそれによりこの方法は費用がかかる。
【特許文献１】米国特許第４６６５３２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、先に説明した従来技術のこれらの短所を回避することにある。
【０００５】
さらに本発明の課題は、少ない製造コストで高い効率と良好な動的特性が得られる電動モータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明は、電動モータ、特に歯状部と溝を特定するセグメント化された、溝内に設けられ、かつ歯状部を取囲むコイルを担持する部分を備えたリニアモータを製造するための方法を開示しており、この場合、セグメント化された部分は、接合された多数の成層鉄板あるいは薄板積層体から形成されている。この方法は以下の工程から構成されている。
【０００７】
−セグメント化された部分を形成するために基礎成層鉄板を製造し、この場合、隣接した成層鉄板は、各々二つの成層鉄板間の渡り位置にある端部において部分歯状部を有する工程。
−基礎成層鉄板を配設し、従って二つの隣接した成層鉄板は渡り位置において二つの部分歯状部から成る渡り歯状部を形成している工程。
−渡りコイルにより各渡り歯状部を取囲む工程。
−各渡りコイルの導線を取囲む外側の熱可塑性樹脂被膜を付着性にするために、各渡りコイルにおいて熱を供給し、各渡り歯状部を取囲む両方の溝の底部の方向で各渡りコイルへ圧力を加え、従って、各々渡り歯状部を形成する両方の個別歯状部が互いに接して押圧される工程。
−導線の外側被膜を形成する材料を硬化させる工程。
【０００８】
セグメント化されたモータの部分から形成されたユニットとコイルは樹脂で被覆されているのが好ましい。樹脂でもって、基礎成層鉄板とコイルの位置を固定することができ、基礎成層鉄板の連結は尚さらに補強される。
【０００９】
本発明による方法を用いて、セグメント化されたモータの部分を、基礎成層鉄板の接合にとって特有でかつ付加的な部材も使用せず、かつ特に精密な渡り部分の加工もせずに保持することが可能である。
【００１０】
従って本発明による方法によりセグメント化されたモータ部分、特にリニアモータの可動部は、これに対して費用のかかる加工設備を必要とせずに形成することができる。さらにセグメント化された部分を形成する基礎部分の接合は比較的容易に実施される。
【００１１】
さらに本発明は先に説明した製造方法から結果として得られる電動モータに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明を図を基に詳しく説明するが、ただし図はただ実例として役立つものであり、全く限定できるものではない。
【実施例】
【００１３】
本発明によるリニアモータの製造方法を図１に基づいて記載する。後の図でも同じように図１では、コイルを担持している部分しか示していない。従って、電動モータは多数の
基礎成層鉄板４および６から形成され、かつ分割された部分２を備えている。分割された部分２を形成する基礎成層鉄板は歯状部８と溝１０を規定する。二つの隣接して設けられた基礎成層鉄板は、これらの両基礎成層鉄板間の渡り部の側にある各々の端部１２と１４において、各々部分歯状部を備えている。図１Ａに示したように、基礎成層鉄板４と６は連続して設けられており、従って二つの連続した基礎成層鉄板は、その渡りの際、その測定で歯状部８に似ている渡り歯状部を備えている。この場合、これらの渡り歯状部状部は図１Ｂに示したように二つの部分歯状部２０から成る。引き続き、歯状部８はコイルにより、特に渡り歯状部２２は渡りコイル２４により巻付けられる。渡りコイルを含めたコイルは全て、組立前は機械的に同一であるのが好ましい。
【００１４】
コイルは予め巻付けられているのが好ましく、かつ取付け後各々、分割された可動部分の唯一の歯状部を取囲む。製造誤差は、コイルと特に渡りコイル２４が簡単な方法で溝１０内に埋め込まれるようにして生じる。コイルの巻付けを形成する電気的ワイヤは外側に熱可塑性被膜を備えたエナメル塗装された銅線であるのが好ましい。エナメル被膜により、導線の電気的絶縁と湿気及び化学剤に対する安定性が保証される。外側の熱可塑性樹脂層は、熱の影響により付着性になり、従ってコイルの焼結が可能になる特性を有する。渡りコイル２４が図１Ｃに示したように渡り歯状部２２の周囲に巻付けられるかあるいは挿入された後、少なくとも各渡りコイルには熱が供給され、従って外側層の材質は固着される。これに関しては、コイルをコイルに供給される電流で加熱するのが好ましい。この電流はコイルを加熱し、かつ外側の熱可塑性樹脂層の焼成を達するために十分である。熱供給と同時および／または熱供給後間もなく、この渡りコイルにより巻付けられた渡り歯状部の両側に設けられた両溝の底部の方向で、圧力が渡りコイル上に加えられる。この過程の間に、基礎成層鉄板は互いに接して押圧され、下側の渡り面は完全に平坦に保持される。予加熱されたコイルに作用した圧力により、エナメルを塗布された銅と、両方の渡り歯状部側面を覆い隠す外側の焼成層から成る隙間無く詰まった混合物が生じる。
【００１５】
外側の熱可塑性被膜の材質は冷却の際に生じ、従って渡り歯状部２２を形成している両部分歯状部２０を堅く一体にする。保持される構造は安定しており、かつ機械的応力に抗して、特に延性と機械的応力に基づき耐久性がある。上記の方法に従って製造されたモータの可動部は、断片的に図２に示してある。
【００１６】
本発明による方法により、効果的な焼成は、ただ可動部の歯状部の周囲に巻付けられたコイルによってのみ達せられる。加熱された渡りコイルが、渡りコイルを収容する溝の底部の方向へ押圧されることにより、溝の銅充填率は８５％以上にまで上昇し、かつ熱導出を行うための熱抵抗はセグメント化された可動部を介して減少し、それによりリニアモータの出力は上昇する。
【００１７】
溝充填率を一定に上昇させるために、セグメント化された可動部の歯状部の周囲に巻付けられたコイルは、コイルを収容する溝内に熱間で押圧されるのが好ましい。コイルの出力測定は、圧入後のコイルの溝内への高さがモータにとって最適であるように設計されている。
【００１８】
実験から、前記の本発明による方法に従い、セグメント化された可動部を形成するための基礎成層鉄板を組立てることにより十分な剛性が得られ、この場合、この剛性はセグメント化された可動部とコイルを樹脂コーティングすることによりさらに高めることができることがわかった。この剛性によりコイルはその位置で保持される。樹脂は良好な熱導出が電動モータの作動時に保証されているように選定される。
【００１９】
図１に示したように、リニアモータの可動部は基礎成層鉄板４および６から形成されているセグメント化された部分２から成り、歯状部８と渡り歯状部２２は形成する部分歯状部２０を有する。特に渡りコイル２４は各渡り歯状部２２の周囲に巻付けられている。渡りコイルは高温である。すなわち外側の被膜の材料次第でこびりつき、溝の底方向に押圧される。その際、様々な長さのリニアモータの可動部は、二つの異なる基礎成層鉄板４及び６により得られる。基礎成層鉄板４が端部要素あるいは端部を特定する一方で、基礎成層鉄板６は中央要素あるいは内部の言い換えれば二つの基礎成層鉄板４間にある部分を特定する。中央要素は各々同じ長さを有しており、端部は特殊な輪郭を有する端部歯状部３４を有しているのが好ましい。セグメント化された部分とコイルは、補強するために、かつモータ作動時のコイルから生じる熱を導出するために、好ましくは樹脂で被覆されている。
【００２０】
図３には、断片的に本発明による電動モータの実施変形が示してある。この実施変形は、渡り歯状部２２を形成する両部分歯状部２０がセグメント化された部分の長手方向Ｘに対して横方向に延びている方向Ｙに対応した位置決め手段３０，３２を備えている。この変形の場合、位置決め手段は、両方の部分歯状部の一方の外側横面に設けられた溝３０と、それに対応する他方の部分歯状部の外側横面に設けられた突出部３２から形成される。これに伴って基礎成層鉄板の調節が保証され、渡り歯状部を形成する部分歯状部の外側横面は、横方向Ｙでは相互に外れることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明による電動モータ、特にリニアモータの分割された可動部分の基礎成層鉄板の組立体の製造方法の概略図である。
【図１Ｂ】本発明による電動モータ、特にリニアモータの分割された可動部分の基礎成層鉄板の組立体の製造方法の概略図である。
【図１Ｃ】本発明による電動モータ、特にリニアモータの分割された可動部分の基礎成層鉄板の組立体の製造方法の概略図である。
【図２】図１に基づき記載された方法に従って製造されたモータの概略図である。
【図３】図２のモータの変形を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
２        セグメント化された部分
４        成層鉄板
６        成層鉄板
８        歯状部
１０      溝
１２      端部
１４      端部
２０      部分歯状部
２２      渡り歯状部
２４      渡りコイル
３０      位置決め手段
３２      位置決め手段
３４      端部歯状部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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