(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータの移動体（７０）の走行面を規定する磁石要素（３０）と、この走行面の平坦なカバー（４０）とを備えたリニアモータの二次側部材において、
カバー（４０）が磁化可能な材料を有し、
カバー（４０）が二次側部材の表面に載置され、二次側部材の磁石要素（３０）の作用だけで二次側部材に吸着し、
二次側部材が走行面に沿って互いに並べられた複数の二次側部材要素（８０）を備え、
カバー（４０）が一体に全ての二次側部材要素（８０）に亘って延びている
ことを特徴とするリニアモータの二次側部材。
【請求項２】
カバー（４０）が一体として磁化可能な材料からなることを特徴とする請求項１記載のリニアモータの二次側部材。
【請求項３】
カバー（４０）が磁化可能な材料から成り走行面に沿って延びる少なくとも１つの条帯を備えていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータの二次側部材。
【請求項４】
磁化可能な材料が最大１．５テスラの飽和磁気誘導を持っていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
【請求項５】
磁化可能な材料が少なくとも０．３テスラの飽和磁気誘導を持っていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
【請求項６】
カバー（４０）が０．５ｍｍ以下の厚さを持っていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
【請求項７】
カバー（４０）が少なくとも０．１ｍｍの厚さを持っていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
【請求項８】
磁化可能な材料が特殊鋼であることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
【請求項９】
カバー（４０）の表面が走行面に沿って延びる長さの寸法基準を備えていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載のリニアモータの二次側部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、リニアモータ、特に二次側部材が覆われているリニアモータの分野に関する。
【０００２】
一般に、リニアモータは、多くの場合固定の二次側部材或いは反作用部材からなり、この二次側部材で、同期リニアモータの場合、複数の磁石要素（永久磁石）が互いに並べられ、これに相対的に可動の移動体の走行面を規定している。この移動体は二次側部材の磁石と相互作用し、この相互作用を直線運動に変換している。
【０００３】
このようなリニアモータは、多くの技術分野において、例えば工作機械、加工機（例えば、中ぐり、フライス、実装或いはボンディング自動機）の駆動装置として、また磁気浮上鉄道における車両駆動装置にまで使用されている。
【０００４】
走行面の全長はリニアモータの使用目的によって左右されるが、少なくとも、必要な移動距離と移動体の長さとの和の長さでなければならない。種々異なる長さのリニアモータを構成する際に柔軟に対応するために、それ故、二次側部材は比較的短い二次側部材要素から構成され、この二次側部材要素が所望の長さに並べられる。
【０００５】
その場合生ずる継ぎ目は、勿論、特に厳しい運転条件においては、そこに塵埃、運転液、攻撃性物質等が堆積することがあるので不都合である。例えば、自動中ぐり機において穿孔工具が破損したとき、固体の構造部品、工具等が走行面に達することもしばしばである。最悪の場合には、これらの固体要素はリニアモータの移動体によって捕捉され、継ぎ目の範囲において二次側部材に追いやられる。
【０００６】
これを回避するために、走行面にカバーを設けることがよく行われる。この場合、カバーは通常プラスチックの箔から形成され、二次側部材の走行面に接着される。しかしながら、その場合、しばしば、継ぎ目を不充分にしか均等に均すことができないので、粗面が生じ、特に上述のような機械的負担がかかる。しかしまた、他の範囲も比較的容易に損傷を受けることがある。それ故、プラスチックの箔は時々交換されねばならないが、その場合走行面が二次側部材に接着されているので、この交換は比較的時間及びコストがかかり、機械停止時間の原因になる。
【０００７】
ドイツ特許出願公開第１９５０１９３８号明細書は、磁石要素を特に磁性材料からなるカバーで囲んでいるリニアモータの二次側部材を示している。勿論ここではリニアモータの移動体が問題であり、長い固定子の場合に生ずる上述の問題はここでは無関係である。さらに、カバーは移動体の全長にわたって固定手段、即ちボルトで結合されているので、簡単な交換は不可能である。
【０００８】
従って、本発明の課題は、カバーにより二次側部材の走行面が確実に保護され、しかもこのカバーが容易に交換可能であるようなリニアモータの二次側部材を提供することにある。
【０００９】
リニアモータの二次側部材に関する課題は、本発明によれば、リニアモータの移動体の走行面を規定する磁石要素と、この走行面の平坦なカバーとを備えたリニアモータの二次側部材において、カバーが磁化可能な材料を有し、カバーが二次側部材の表面に載置され、二次側部材の磁石要素の作用だけで二次側部材に吸着し、二次側部材が走行面に沿って互いに並べられた複数の二次側部材要素を備え、カバーが一体に全ての二次側部材要素に亘って延びていることによって解決される。
リニアモータの二次側部材に関する本発明の実施態様は次の通りである。
・二次側部材要素の端部にカバーを二次側部材要素に固定するための機械的な固定手段が設けられている。
・二次側部材要素の継ぎ目の間隙に機械的な固定手段が設けられていない。
・二次側部材がリニアモータの固定子として形成されている。
・カバーが一体として磁化可能な材料からなる（請求項２）。
・カバーが磁化可能な材料から成り走行面に沿って延びる少なくとも１つの条帯を備えている（請求項３）。
・磁化可能な材料が最大１．５テスラの飽和磁気誘導を持っている（請求項４）。
・磁化可能な材料が少なくとも０．３テスラの飽和磁気誘導を持っている（請求項５）。
・カバーが０．５ｍｍ以下の厚さを持っている（請求項６）。
・カバーが少なくとも０．１ｍｍの厚さを持っている（請求項７）。
・磁化可能な材料が特殊鋼である（請求項８）。
・カバーの表面が走行面に沿って延びる長さの寸法基準（長さ尺度）を備えている（請求項９）。
【００１０】
本発明によれば、二次側部材のカバーは磁化可能な材料を有する。
【００１１】
一般に、リニアモータの空隙に、即ち二次側部材と移動体との間に磁性材料を介在させると、これにより移動体と二次側部材との間の磁束が乱されることになるので、これを介在させてはならないということが前提とされている。これに対して、本発明者は、このそれ自体不都合な作用を積極的にも利用することができる、ということを認識した。即ち、カバーが磁化可能な材料からなることによって、カバーは容易に二次側部材表面に置かれることができ、他の手段を付加することなく二次側部材における磁石要素の作用だけで吸着する。
【００１２】
その場合、二次側部材の両端に付加的な固定要素を設け、これにより二次側部材走行面の両端に越えて出たカバー部分を床底に固定するのが有利である。一方では、二次側部材の両端は特にむき出しの毀損面を形成するので、付加的に固定することが望ましく、他方では、この場合両端は非磁性材料を備えることができる。しかしながら、本発明によれば二次側部材の継ぎ目間隙には付加的な固定手段が介在していないので、二次側部材の両端の間、特に空隙の範囲においてカバーは主として磁石力によってのみ保持される。
【００１３】
この場合、カバーは一体に磁化可能材料からなるか、或いは非磁性材料が部分的に磁性面（例えば、走行面に沿って延び二次側部材表面と接触する条帯）を備えることができる。空隙中における磁性材料による損失は、一方では層厚に、他方では担持力に比例するから、この磁性材料は特に０．５ｍｍ以下の層厚で１．５テスラ以下の飽和磁気誘導を持つものがよい。充分な吸着力を得るためには、０．３テスラの最小飽和磁気誘導が、そしてカバーが機械的な荷重に対する保護として充分な機能を果たすためには、０．１ｍｍの最小層厚が存在するのがよい。このための適当な材料は例えば（３／４）×１．５テスラの飽和磁化をもつ特殊鋼である。
【００１４】
上述のデータのカバーは一方では充分によく二次側部材に吸着し、機械的損傷に対する保護となり、走行面の全長にわたって一体に取り付けられ、例えばロール材として供給される。出力損失は元々の推進力の凡そ５〜６％の範囲である。
【００１５】
この材料は機械的な荷重に対して充分に強く、二次側部材にその位置の安定した一体の列として設定されるので、本発明の１つの好適な実施態様においては長さの寸法基準（長さ尺度）がこの材料に例えば刻印、印刷、接着等により設けられている。このような長さの寸法基準はリニアモータを位置制御のために使用するのに必要であり、従来は二次側部材の側面側に設けられ、移動体側の読み取りヘッドで読み取られていた。このように側面側に取り付けるのでは、当然、移動体が二次側部材、従って寸法基準に対して水平方向に傾いた際に、寸法基準の長さ方向の測定誤差が発生する。これに対して寸法基準が二次側部材のカバーに、特に走行面の真ん中に設けられるときには、移動体が傾いたとしても、ただ読み取りヘッドが側方に変位するだけで、長さ方向の変位とはならないので、本発明による構成によりさらになお位置の測定精度の向上が得られる。
【００１６】
このような寸法基準はよく説明されているように当業者にとっては公知であるので、その構成に関する詳細はここでは説明しない。
【００１７】
本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。
図１は二次側部材要素の平面をカバーを備えていない状態で示す。
図２は二次側部材要素の側断面をカバーを備えた状態で示す。図２ａは図２の一部分の詳細を示す。
図３は二次側部材要素の平面をカバーを備えた状態で示す。
図４はリニアモータの正面を二次側部材の断面とともに示す。
図５はリニアモータの側面を示す。
図６はリニアモータの概略縦断面を磁力線の分布とともに示す。
【００１８】
リニアモータの二次側部材の構成は個々には公知と考えられるので、以下では大まかに説明する。
【００１９】
図１及び２において底板１０に１連の磁石要素３０が互いに間隔をおいて配置されている。これらの磁石要素は、底板を除いて全面を覆っている合成樹脂モールド材２０でモールドされているので、コンパクトな二次側部材要素８０が形成されている。この二次側部材要素は貫通穴５０及びボルト５２を介して適当な位置に取り付けられる。
【００２０】
本発明による二次側部材もしくは二次側部材要素において、例えば特殊鋼のような弱い磁性材料からなるカバー４０が設けられている。このカバーは、特に図２ａから分かるように、モールド材２０の切り欠きに嵌められている。この切り欠きは磁石要素のモールド中に、或いはフライス切削工程によっても形成することができる。この切り欠きの深さは、二次側部材にほぼ平坦な表面が得られるように、鋼板の厚さにほぼ一致するものとされる。
【００２１】
図４はリニアモータを示し、移動体７０は空隙６０を介して二次側部材要素８０と相互作用している。端子７２等を備えた移動体７０の構造は一般に公知であるので、ここでは詳しく説明されない。
【００２２】
図５はリニアモータを側面で示す。この図から分かるように、複数の二次側部材要素８０は、所望の二次側部材長さを得るために、互いに接するように並べられている。
【００２３】
各個々の二次側部材要素に、図３に示されるように、別々のカバー４０を設けることは基本的に可能である。しかし、互いに並べられた二次側部材の間の継ぎ目８２は走行面の表面にまで続いている。
【００２４】
それ故、カバーとしては、例えばロール材として納入され、走行面の一端から他端まで一貫して設けられる帯状体が使用されるのがよい。この場合、このシート材は、移動体側の対応の読み取りヘッドにより検出される寸法基準を備えるのが有利である。この寸法基準は、図３において中心線によって概略的に示されるように、特に帯状体もしくはカバーの中心に配置されるのがよい。
【００２５】
カバーは二次側部材の全ての磁石要素によってその場所に保持されるので、カバーは確実に水平方向の移動から保護されている。他方、カバーを取り外すために、カバーは簡単に持ち上げることができる。ただその場合、磁石要素の作用に打ち勝つ力を加えさへすればよい。
【００２６】
図６はリニアモータに通電している状態における磁力線の分布を概略的に示し、この図において移動体における接極子の歯は７４1，．．．７４4で示されている。
【００２７】
この磁力線の分布は有限要素法を使用して計算されたものであり、磁界に対する磁性カバー４０の影響を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  カバーを備えていない状態での二次側部材要素の平面図
【図２】  カバーを備えた状態での二次側部材要素の側断面図
【図３】  カバーを備えた状態での二次側部材要素の平面図
【図４】  リニアモータの正面図
【図５】  リニアモータの側面図
【図６】  リニアモータの概略縦断面図
【符号の説明】
１０        底板
２０        モールド材
３０        磁石
４０        カバー
５０        貫通穴
５２        ボルト
６０        空隙
７０        移動体
７２        端子
７４1〜７４4      移動体の接極子の歯
８０        二次側部材要素
８２        二次側部材要素の継ぎ目
【図１】
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【図２−ａ】
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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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