(57)【要約】  駆動キャリッジ（１１）を線状にガイドするための２つのガイドレール（１２、１３）を有する固定子（１０）を備える、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置が提案されている。該電気駆動装置には、電気駆動を提供する永久磁石構造（１８）と、駆動コイル構造（１９）とが備えられている。駆動コイル構造（１９）は、永久磁石構造（１８）と連関して移動可能である。ガイドレール（１２、１３）は、固定子（１０）の側面のうちそれぞれ異なる方向を向いている側面（１４、１５）に配置されている。キャリッジ（１１）は、これらの側面（１４、１５）のそれぞれを少なくとも部分的に覆って延在する。ガイドレール（１２、１３）のためのガイド通路を有するガイド要素は、キャリッジ（１１）に配置されている。
2010539878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動キャリッジ（１１、３０、５０）を線状にガイドするための２つのガイドレール（１２、１３）を有する固定子（１０）を備える、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置であって、電磁駆動を提供する永久磁石構造（１８）と、前記永久磁石構造（１８）と連関して移動可能な駆動コイル構造（１９）とが設けられているダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置において、
前記ガイドレール（１２、１３）は、前記固定子（１０）の側面であって互いに異なる方向を向いている側面（１４、１５）に配置され、
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、前記２つの側面（１４、１５）をそれぞれ少なくとも部分的に覆って延在し、
前記ガイドレール（１２、１３）用のガイド通路（３７）を有するガイド要素（３６）が、前記キャリッジ（１１、３０、５０）とともに設けられていることを特徴とする、
ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項２】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、実質的にはＬ字型の形状を有しており、具体的には、互いに直角をなして配置された２つの板状キャリッジ部（１６及び１７、３２及び３３、並びに５１及び５３）を有することを特徴とする、請求項１に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項３】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、前記固定子（１０）の前記永久磁石構造（１８）に対向する側において、前記駆動コイル構造（１９）を支持することを特徴とする、請求項２に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項４】
前記固定子（１０）は、具体的には、押出成型または鋳造成型にて構成されており、前記固定子（１０）は、前記ガイドレール（１２、１３）を調整可能に固定する手段を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項５】
前記ガイドレール（１２、１３）は、調整可能なスライディングブロック（２８）により、前記固定子（１０）の長手方向の溝（２５、２６）における所定の場所に固定可能に構成されることを特徴とする、請求項４に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置であって、
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、２つの、好ましくは３つまたは４つのガイド要素（３６）により、前記ガイドレール（１２、１３）において案内され、前記ガイド要素（３６）は、前記ガイドレール（１２、１３）の線状の移動方向に沿った移動のみが可能となるように、前記ガイドレール（１２、１３）と確実に接続されて連携することを特徴とする、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項７】
前記ガイド要素は、回転するボールガイド要素として構成されていることを特徴とする、請求項６に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項８】
前記ガイド要素（３６）が、湾曲した角度補償要素または角度補償部（６１）によって、その湾曲に対応するように湾曲した補償表面または補償凹み部（５７〜６０）の所定の位置に固定されることが可能なように、前記ガイド要素（３６）が構成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置であって、
前記キャリッジ（３０、５０）は、キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）を備えており、該キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）は、前記ガイドレール（１２、１３）と平行に延在する枢動軸（３１、５２）を介して互いに接続されており、前記ガイド要素（３６）自体は該キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）にヒンジで取付けられていることを特徴とする、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１０】
前記キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）は板状に構成されていることを特徴とする、請求項９に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１１】
前記ガイド要素（３６）は、ヒンジで前記キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）に取付けられた保持要素または保持プレート（４３〜４６）における所定の位置に固定されていることを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１２】
前記キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）は、互いに、実質的に直角をなして配置されていることを特徴とする、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置であって、
駆動力を受けて作動する第１キャリッジ部（３２、５１）は、板状の取付け部（４７、５６）と固定接続され、該板状の取付け部（４７、５６）は、該第１キャリッジ部（３２、５１）に対して直角をなして配置され、第２キャリッジ部（３３、５３）を覆って延在し、該第２キャリッジ部（３３、５３）は、１つまたは２つの部材で構成され、該板状の取付け部（４７、５６）と実質的に同じ平面に配置され得ることを特徴とする、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１４】
前記固定子（１０）に沿って配置された位置マーキングを認識するための位置測定装置（６２）もまた、前記キャリッジ（１１、３０、５０）に配設されていることを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１５】
前記固定子（１０）を貫通する線状の通路（４０）に、前記キャリッジ（１１、３０、５０）と機械的または磁気的に接続されているピストンを有することを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１６】
前記ピストンは、駆動ピストンまたは重力補償を行う装置として構成されていることを特徴とする、請求項１５に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１７】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、鋼、合金鋼、および／または、炭素強化繊維で構成されていることを特徴とする、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分（プリアンブル）に記載の特徴を有する、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置に関する。
【０００２】
独国実用新案第２９８０７４３８Ｕ１号から周知のダイレクト駆動のリニア駆動装置では、２つのガイドレールが、実質的に同一の平面において、固定子の一方の側面に配置される。２つガイドレールのうちの１つは、公差と熱膨張とを補正するための支持部としてのみに用いられる。また、関連するキャリッジのガイド要素は、線状のガイド方向に対して横方向で自由に配置可能である。そのために、動作時に過熱するキャリッジが熱により膨張しても大きく影響することはないが、このような配置は、ガイドレールにキャリッジを水平に配置させる限りにおいて好適である。リニア駆動装置の他の位置では、いかなる位置でもキャリッジが十分にガイドされることは確実ではない。
【０００３】
本発明の目的の１つは、ダイレクトリニア駆動装置における空間的な位置に関して大きな影響を受けないガイド装置であって２つのレールを有するガイド装置を提供することであって、２つのレールを有することにより、公差と熱膨張とを十分に制御することを可能とするものである。
【０００４】
本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴を有するダイレクトリニア駆動装置によって達成される。
実質的に９０°の角度をなして互いに配置されるガイドレールの構成によって、公差と熱膨張とに関してより有利な構成が得られる。その構成でダイレクトリニア駆動装置は空間的に場所の多くを取りうる。キャリッジは、固定子の２つの側面を少なくとも部分的に覆って延在する。それゆえ、このように構成されたキャリッジの２つの取付け面を用いて、例えば、ドラッグチェーンまたは冷却体のような、可変軸構造や可変装置の実現が可能である。また、この構成によって、複数の軸を有するシステムも実現可能である。
【０００５】
請求項１に記載されたダイレクトリニア駆動装置は、請求項１に記載された手段によって、さらに有利に開発及び改良され得る。
有利な例としては、キャリッジは、実質的にＬ字型の形状であって、具体的には、互いに直角をなして配置された２つの板状キャリッジ部を有する。２つの板状キャリッジ部の外側表面は、付属部材を配置するための取付け面、または、キャリッジをベース部に可変に取付けるための取付け面として用いられ得る。２つめのケースにおいては、固定子は移動する要素として構成される。
【０００６】
本発明の１つの実施形態では、キャリッジは、その側面であって固定子の永久磁石構造に対向する側において駆動コイル構造を支持するが、また、その逆の構成も可能である。すなわち、逆の構成の場合は、キャリッジが永久磁石構造を支持し、固定子が駆動コイル構造を支持する。
【０００７】
有利な例としては、固定子は、具体的には押出形状または連続鋳造成型の形状で実施されており、該固定子は、ガイドレールを調整可能な固定手段を備える。ガイドレールは、好ましくは、調整可能なスライディングブロックを用いて、固定子にある長手方向の溝で、所定の場所に固定され得る。これにより、ガイド要素を、２つの平面に整列させることができ、二次元で配置することが可能となる。このように処理することで、製造公差を補償することが可能となる。
【０００８】
キャリッジは、２つのガイド要素、好ましくは３つまたは４つのガイド要素、によって、ガイドレールにおいてガイドされる。ガイド要素は、ガイドレールの線状の移動方向において相互の移動のみが可能となるように、ガイドレールと確実に接続されて連動する。これによって、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置は、所望のどのような空間的配向でも取付け可能であり、また、操作可能である。この場合、ガイド要素は、回転するボールガイド要素として構成されることが好ましい。
【０００９】
ガイドレール、またはガイド要素それぞれの角度配置に関する公差変動について、それは有利に補償されることができる。湾曲した角度補償要素または角度補償部によって、その湾曲に対応して湾曲した補償表面または補償凹み部の所定の位置にガイド要素が固定可能なように、そのガイド要素は構成される。
【００１０】
ヒンジで連結されたキャリッジを用いることで、公差及び熱膨張を完全に補償することができる。このために、キャリッジは、有意的にキャリッジ部を備える。該キャリッジ部は、ガイドレールと平行に延在する枢動軸を介して互いに接続されており、ガイド要素自体は、該キャリッジ部にヒンジで取付けられる。これにより、ストローク全長にわたって、移動中であっても公差を補償することが可能である。この場合、キャリッジ部は、キャリッジが固定されている実施形態と同様に、取付け部を形成するため板状のキャリッジ部として構成されている。ガイド要素をヒンジによって取り付けるために、ヒンジでキャリッジ部に取付けられた保持要素または保持プレートにおける所定の位置に、ガイド要素を固定するのが好ましい。
【００１１】
２つの取付け面の間の角度は、キャリッジの熱膨張とは関係なく維持されるべきであって、固定の角度、好ましくは９０°、とするために、駆動力を受けて作動するキャリッジの第１キャリッジ部は、板状キャリッジ部と固定接続される。板状キャリッジ部は、第１キャリッジ部に対して直角をなして配置され、第２キャリッジ部を覆って延在する。第２キャリッジ部は、１つまたは２つの部材で構成され、板状キャリッジ部と実質的には同じ平面に配置される。この場合、板状キャリッジ部は取付け部を構成し、この取付け部の、同様に取付け部を構成する第１キャリッジ部に対する角度は、常に維持される。その一方で、第１キャリッジ部と第２キャリッジ部との間の角度が変わっても、取付け面はなんら影響を受けない。
【００１２】
有利な例としては、固定子に沿って配置された位置マーキングを認識するための位置測定装置もまた、キャリッジに配置される。位置測定装置は、例えば、磁力に反応するセンサ装置を備えていてもよい。また、位置マーキングは、磁気マーキングとして実施される。
【００１３】
本発明のさらに有利な発展例では、固定子を貫通する線状の通路に、ピストンが備えられる。ピストンは、機械的にまたは磁気的にキャリッジと接続され、駆動ピストンまたは重力補償を行う装置として構成されてもよい。
【００１４】
熱膨張を可能な限り低く抑えるために、とりわけキャリッジが固定されている実施形態の場合において、キャリッジは、熱膨張係数の低い材料で構成される。そのような材料は、例えば、鋼、合金鋼、および／または、炭素強化繊維および／または複合材料である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の例示的な実施形態は、図面において示され、また、以下の記述によって詳細に説明される。
【図１】本発明の例示的な実施形態として示された、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置の斜視図である。
【図２】ヒンジで連結された構成のキャリッジの概略を含む、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置の断面図である。
【図３】ヒンジで連結されたキャリッジを示す斜視平面図である。
【図４】ヒンジで連結されたキャリッジにおいて、固定取付けプレートがキャリッジ部を越えて延在している概略を含む断面図である。
【図５】４つの角度調整用切欠き部が設けられている、固定キャリッジの斜視図である。
【図６】固定子の所定の位置に取付けられたガイドレールを示す拡大断面図であって、該固定子を囲んでガイド要素が延在している図である。
【図７】図６に対応する図であって、ガイド要素が、湾曲した角度調整要素を有する回転するボールガイド要素として構成されている図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示されているダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置は、縦長の固定子１０を有し、該固定子１０に沿って、キャリッジ１１が移動可能にガイドされる。２つのガイドレール１２及び１３は、固定子における異なる方向を向く側面に接して配置され、キャリッジ１１をガイドするために固定子１０に取付けられている。すなわち、一方のガイドレール１２は、固定子１０の上部１４に配置され、他方のガイドレール１３は、隣接する幅狭の側面の１つに、つまり幅狭の側面１５に、配置されている。この場合、ガイドレール１２は、幅狭の側面１５から離れた、上部１４の端部に取付けられる。つまり、２つのガイドレール１２及び１３は、可能な限り互いに離間して位置決めされる。上部１４は、実質的には、幅狭の側面１５に対して９０°の角度をなすと想定されるので、それに伴って、ガイドレール１２及び１３は相対的に互いに９０°の角度をなす。従って、キャリッジ１１は、Ｌ字型の断面を有する。断面が大きいほうの板状の脚部は、第１キャリッジ部１６を構成し、上部１４を覆って延在する。一方、断面が小さいほうの板状の脚部は、第２キャリッジ部１７を構成し、幅狭の側面１５を覆って延在する。２つのキャリッジ部１６及び１７は、例えば、１つの部材として互いに固定接続される。また、キャリッジ部１６及び１７は、互いに直角をなして配置される。
【００１７】
キャリッジ１１は、図１に示されていないガイド要素によって、ガイドレール１２及び１３で案内される。ガイド要素は、キャリッジ１１の内部に配置されており、詳細についてはこれ以降の図に関連して説明される。
【００１８】
周知の方法においては、永久磁石構造１８は、相互に整列して配置された複数の永久磁石から構成され、また、固定子１０の全長にわたって延在しており、該永久磁石構造１８は、キャリッジ１１を電気で駆動させるために用いられる。また、他方で、駆動コイル構造１９は、永久磁石構造１８と連動する。駆動コイル構造１９は、第１キャリッジ部の内部に配置されているが、図１は外観斜視図であるがゆえに、図１では示されていない。駆動コイル構造１９は、これ以降の図において示される。このような駆動構造は、例えば、本明細書の冒頭部に引用された従来技術から周知である。
【００１９】
駆動コイル構造１９を励磁するために、キャリッジ１１は、第２キャリッジ部１７に電気接続構造２０を備える。電気接続構造２０は、供給ライン２１を介して、図示されない電気制御装置と接続されている。電気制御装置による動作中はキャリッジ１１が移動しているので、供給ライン２１は、例えばドラッグチェーンを用いて、キャリッジ１１の移動に伴って適切に運ばれなければならない。これに代わる方法として、接続構造２０が、異なる位置に、例えば第１キャリッジ部１６に、設けられてもよい。
【００２０】
原則として、その逆の構成も可能である。つまり、長尺の駆動コイル構造が、固定子１０に配置されており、永久磁石構造がキャリッジ１１に支持されてもよい。
固定子１０の２つの遠隔端部において、固定子１０は、カバープレート２２及び２３を備える。カバープレート２２及び２３は、キャリッジ１１のエンドストップ部材２４を支持する。エンドストップ部材２４は、エンド・ストップ・ダンパーとして構成されていてもよい。
【００２１】
図１に示されるキャリッジ部１６及び１７の平坦な外側部は、それぞれ、荷重を受けるための取付け面、或いは、設置するための取付け面として用いられ、キャリッジ１１によって移動される。その一方で、キャリッジ部１６及び１７の平坦な外側部には、他の付属の装置、例えば、冷却体、電気接続構造２０、ドラッグチェーンなど、が取付けられ得る。さらに、キャリッジ部１６及び１７は、特に第１キャリッジ部１６は、キャリッジ１１を締付け位置に取り付けるために用いられてもよい。この場合、固定子１０は、キャリッジ１１との関連で相対的に移動し、該固定子１０は、固定子１０の一方のまたは両方の端部において、例えば、荷重或いは関連対象物を有する。
【００２２】
固定子１０は図２の断面に示される。固定子１０は、長方形の形状を有する構造体として示されており、例えば、押出形状の部材、あるいは、鋳造成型された部材である。固定子１０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成される。２つのガイドレール１２及び１３を所定の位置に固定するために、固定子１０は、上部１４に長手方向の溝２５を有し、幅狭の側面１５に長手方向の溝２６を有する。図６の詳細図によれば、保持ネジ２７が、長手方向の溝２５及び２６内に挿入されたスライディングブロック２８と螺合し、この保持ネジ２７によって、ガイドレール１２及び１３は、所定の位置に固定される。このため、ガイドレール１２及び１３の長さに応じて、用いられる保持ネジ２７及びスライディングブロック２８の数が増減する。
【００２３】
スライディングブロック２８は、長手方向の溝２５及び２６よりも幅狭の形状をしている。そして、スライディングブロック２８と長手方向の溝２５及び２６との間に遊びがあることによって製造公差及び他の公差を補うためにガイドレール１２及び１３をある程度調整することが可能である。これは、図１に示されるような固定型のキャリッジ１１の場合において、特に重要である。調整が可能であるため、ガイドレール１２及び１３を支持する面を再度加工する必要はない。
【００２４】
図２から図４に示されるような、連結式のキャリッジにおいては、ガイドレール１２及び１３を配列すること及び調整することは、必ずしも必要ではない、あるいは全く必要ではない。それゆえ、例えば、固定子に固定接続されるガイドレールを用いることも可能である。固定子との接続は、例えば、ガイドレールにて、回転、溶接、はんだ付け、押圧、または、接着、の方法によってなされる。
【００２５】
図２に示されるキャリッジ３０は、２つのキャリッジ部３２及び３３を有する。キャリッジ部３２及び３３は、ヒンジ３１を介して互いに接続されている。また、キャリッジ部３２及び３３は、それぞれ、ヒンジ３４及び３５を介して、ガイド要素３６に接続されている。例示的な実施例においては、ガイド要素３６は、例えば、独国特許第３５３７７２８Ａ１号から周知のように、回転するボールガイド要素として実施されている。ガイド要素３６は、実質的にはＵ字型の形状であって、ガイド要素３６の脚部は、ガイドレール１２及び１３を囲むように延在している。ガイドレール１２及び１３は、それら２つの反対の位置にある外側部の中央部分において、それぞれ、溝状の凹み部３７を有する。溝状の凹み部３７は、ガイド要素３６の脚部における自由端部と係合される。そのため、ガイド要素３６は、ガイドレール１２及び１３の背面において、所定の形状で延在する。これによって、ガイド要素３６を、ガイドレール１２及び１３の長手方向においてのみ移動可能とする一方で、他の方向における全ての移動について確実にガイドされる。ガイド要素の実施形態は、必ずしも回転するボールガイド要素として構成される必要は無く、代わりに、他の種類のガイド装置、例えばスライディング式ガイド装置、であってもよい。
【００２６】
キャリッジ部３２及び３３もまた、この２つで実質的にＬ字形状を形成するように構成されている。Ｌ字形状の角度は、装置の動作中に、キャリッジ１１が約１００℃以上まで加熱されて、熱膨張することによって、わずかに変動し得る。
【００２７】
熱膨張を可能な限り低く抑えておくために、キャリッジ３０（特に、キャリッジ１１）の材料としては、熱膨張係数の低い材料が選択される。そのような材料は、例えば、鋼または合金鋼、或いは、炭素強化繊維または複合材料のようなプラスチック材料である。キャリッジ３０の場合において、キャリッジ部３２及び３３のうちの一方は、鋼、または、合金鋼で構成されていてもよく、他方のキャリッジ部は、炭素強化繊維で構成されていてもよい。
【００２８】
固定子１０の上部１４は、永久磁石構造１８を受容するための平坦な凹み部を有する。永久磁石構造１８は、予め組立てられて帯状の形状を有する。固定子１０の所定の位置に固定されるために、永久磁石構造１８における長手方向側部の１つは、帯状の保持突出部３８の下へと押されており、また、該長手方向側部とは反対の位置にある長手方向側部は、詳細は図示されていないスライディングブロックと螺合される。スライディングブロックは、適正に配置された長手方向の溝部３９に挿入可能である。
【００２９】
駆動コイル構造１９は、第１キャリッジ部３２の下側、或いは、図１において対応する第１キャリッジ部１６の下側、に取付けられ、かつ、保持されている。駆動コイル構造１９は、永久磁石構造１８とわずかに距離を空けてその永久磁石構造１８に直面するように配置されている。
【００３０】
円筒状の連絡管４０は、固定子１０の構造を長手方向に貫通して延在している。円筒状の連絡管４０は、図示されていないピストンを受容するために用いられる。ピストンは、例えば、ピストンロッドを備えないピストンである。連絡管４０は、キャリッジ３０、或いは対応するキャリッジ１１を駆動するための流体式補助駆動装置として機能する。リニア電磁駆動装置のそのような流体式補助駆動装置は、例えば、欧州特許出願公開公報第１４０４０１１Ａ１号から公知である。本実施形態において、ピストンは、磁気的にまたは機械的に、キャリッジ３０或いは対応するキャリッジ１１に連結されている。ピストンが機械的に連結されるために、連絡管４０は、上部に向かって開口するスリット４１を有する。スリット４１を通って、キャリッジと接続するための、図示されていない機械的接続部材が、キャリッジを貫通している。一方、それ以外は封止ストリップによって封止されている。そのような封止ストリップの例は、先に引用した従来技術において図示及び説明されている。ピストンが磁気的に連結される場合は、スリット４１は省略される。
【００３１】
連絡管４０にあるピストンは、重力補償を行うためにも用いられ得る。この場合、連絡管４０は、カバープレート２２及び２３のうちの１つを介して、流体容積室４２と接続している。また、流体容積室４２は、固定子１０の構造内で、線状の通路の形状で延在している。連絡管４０の容積は、ピストンが移動することで変動するが、流体容積室４２と連絡していることにより、それぞれに生じる圧力差は僅少である。本構成により全体として空気バネが構成される。
【００３２】
流体式補助駆動装置或いは流体還流装置は、任意の装置であって、本発明に基づく構成において必須の要素ではない。
キャリッジ３０は、図３において詳細に示される。第１キャリッジ部３２は、第１キャリッジ部３２の２つの角部であって、第２キャリッジ部３３から離れた位置にある２つの角部において、保持プレート４３及び４４を有する。保持プレート４３及び４４は、２つのガイド要素３６とヒンジで取り付けを行うためのものである。保持プレート４３及び４４は、適宜設けられた切欠き部に、ヒンジ３４によって枢動可能に配設されている。
【００３３】
第２キャリッジ部３３は、ヒンジ３１を介して第１キャリッジ部３２と接続されており、２つの部材から構成される。部分領域３３ａ及び３３ｂのそれぞれは、各自由端において、枢動可能な保持プレート４５及び４６を有する。保持プレート４５及び４６は、ガイド要素３６を接続するためのものである。保持プレート４５及び４６は、ここでは、ヒンジ３５を介して部分領域３３ａ及び３３ｂと枢動可能に接続されており、それゆえ２つの部材を有する構成となっている。固定された取付けプレート４７は、第１キャリッジ部３２と直角に接続されており、部分領域３３ａと３３ｂとの間に配置されている。また、固定された取付けプレート４７は、第１キャリッジ部３２と一体的に形成されて接続されてもよい。
【００３４】
図３によれば、４つのガイド要素３６を、４つの保持プレート４３〜４６により、キャリッジ３０に取付可能である。原則として、４つのガイド要素３６は、３つのガイド要素３６であってもよい。この場合、２つの保持プレート４３及び４４の代わりに、１つの保持プレートが第１キャリッジ部３２の中心に配置される。或いは、保持プレート４５及び４６の代わりに、一体的に形成される１つの保持プレートが第２キャリッジ部３３の中心に配置され配置される。保持プレートは、横幅全体にわたって延在する、または、同一平面にて２つの固定された取付けプレートによって構成される。
【００３５】
図４は、別の実施例であるキャリッジ５０を示す。本実施例においても、駆動コイル構造１９を支持する第１キャリッジ部５１は、ヒンジ５２を介して第２キャリッジ部５３に接続されている。図２に示されているように、キャリッジ部５１及び５３の端部であって、ヒンジ５２から離れた位置にある端部は、それぞれ、ヒンジ５４及び５５を介して、枢動可能にガイド要素３６と接続される。ヒンジによる接続は、例えば、図３に示されるように実施されてもよい。図２と比べて、第１キャリッジ部５１がわずかに長く延在する一方で、取付けプレート５６は、その長く延在する部分の自由端部において、直角にかつ固定して取付けられる。それゆえ、取付けプレート５６は、第２キャリッジ部５３と、第２キャリッジ部５３が取付けられるガイド要素３６と、を覆って延在する。
【００３６】
本実施形態では、第１キャリッジ部５１は、取付けプレート５６と共に、互いに直角をなして配置される２つの取付け面を形成する。また、この角度は、熱膨張に影響されることなく、常に維持される。移動方向において、取付けプレート５６は、第１キャリッジ部５１と、つまりはキャリッジ５０自体と、常に同じように延在している。図２と同様に、第２キャリッジ部５３は、２つの部材で構成されてもよく、または、１つの部材として構成されてもよい。１つの部材として構成される実施形態では、第２キャリッジ部５３は、移動方向において、第１キャリッジ部５１の移動方向における長さに対応する長さを有し、１つまたは２つの枢動可能な保持プレートを有する。或いは、第２キャリッジ部５３は、単に、幅狭のプレートまたは細長の板状に形成され、中心に配置される。原則として、図３のように、２つの部分領域３３ａ及び３３ｂは、幅狭の細長い板または棒の形状で実施されてもよい。
【００３７】
図１に示されている固定されたキャリッジ１１を、図５において、さらに詳細に示す。４つの湾曲した補償凹み部５７〜６０は、図７に示されるようにガイド要素を受容するためのものであって、固定子１０に面している２つのキャリッジ部１６及び１７の内側に設けられている。キャリッジに面している側面において、ガイド要素３６は、補償凹み部に対応するように湾曲して角度付けられた補償要素６１を有する。この補償要素６１があることによって、ガイド要素３６は、補償凹み部５７〜６０に、例えば螺着または糊着によって、取付けられる。これによって、遊びを有して設けられているスライディングブロック２８に加えての補償として、ガイドレール１２及び１３の、ひいては固定子１０、の角度の誤差を補償することが可能である。補償凹み部５７及び５８は、第１キャリッジ部１６の角部であって、第２キャリッジ部１７から離れた位置にある角部に設けられている。一方で、第２キャリッジ部１７の補償凹み部５９及び６０もまた、反対側の端部に設けられているが、これらは、第２キャリッジ部１７の実質的には中央に設けられている。
11-12
基本的には、反対の配置もまた可能である。つまり、ガイド要素３６に補償凹み部を設け、その補償凹み部に対応する湾曲した補償要素が、キャリッジ部１６及び１７に取付けてられていてもよい。
【００３８】
位置測定装置を受容するための保持受容部６２が、第１キャリッジ部１６の補償凹み部５７と５８との間に設けられている。これは、例えば、ホールセンサ装置のような磁力の影響を受ける装置として、公知の方法で実施されてもよく、この装置は、細長い板の形状で磁力を帯びた固定子１０において、テープまたはラス構造と連動する。磁気マーキングの代わりに、適切に光学的に認識された光学マーキングを用いることも可能である。
【００３９】
遊びがあるがゆえの構成による、位置測定の制御技術について生じる問題を避けるために、第１キャリッジ部１６は、或いはそれに伴う第１キャリッジ部１６の保持受容部６２は、測定システムと駆動コイル構造１９とに、位置測定装置を介して固定接続される。これによって、ヒンジの軸方向における遊びが問題となることはない。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動キャリッジ（１１、３０、５０）を線状にガイドするための２つのガイドレール（１２、１３）を有する固定子（１０）を備える、ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置であって、電磁駆動を提供する永久磁石構造（１８）と、前記永久磁石構造（１８）と連関して移動可能な駆動コイル構造（１９）とが設けられているダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置において、
前記ガイドレール（１２、１３）は、前記固定子（１０）の側面であって互いに異なる方向を向いている側面（１４、１５）に配置され、
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、前記２つの側面（１４、１５）をそれぞれ少なくとも部分的に覆って延在し、
前記ガイドレール（１２、１３）用のガイド通路（３７）を有するガイド要素（３６）が、前記キャリッジ（１１、３０、５０）とともに設けられていることを特徴とする、
ダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項２】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、Ｌ字型の形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項３】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、互いに直角をなして配置された２つの板状キャリッジ部（１６及び１７、３２及び３３、並びに５１及び５３）を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項４】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、前記固定子（１０）の前記永久磁石構造（１８）に対向する側において、前記駆動コイル構造（１９）を支持することを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項５】
前記固定子（１０）は、具体的には、押出成型または鋳造成型にて構成されており、前記固定子（１０）は、前記ガイドレール（１２、１３）を調整可能に固定する手段を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項６】
前記ガイドレール（１２、１３）は、調整可能なスライディングブロック（２８）により、前記固定子（１０）の長手方向の溝（２５、２６）における所定の場所に固定可能に構成されることを特徴とする、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項７】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、２つの、若しくは３つまたは４つのガイド要素（３６）により、前記ガイドレール（１２、１３）において案内され、前記ガイド要素（３６）は、前記ガイドレール（１２、１３）の線状の移動方向に沿った移動のみが可能となるように、前記ガイドレール（１２、１３）と接続されて連携することを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項８】
前記ガイド要素は、回転するボールガイド要素として構成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項９】
前記ガイド要素（３６）が、湾曲した角度補償要素または角度補償部（６１）を有し、前記キャリッジ（１１、３０、５０）がその角度補償要素または角度補償部（６１）の湾曲に対応するように湾曲した補償表面または補償凹み部（５７〜６０）を有し、前記角度補償要素または角度補償部（６１）と前記補償表面または補償凹み部（５７〜６０）とが互いに係合して、前記ガイド要素（３６）と前記キャリッジ（１１、３０、５０）とが互いに固定されることが可能なように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１０】
前記キャリッジ（３０、５０）は、キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）を備えており、該キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）は、前記ガイドレール（１２、１３）と平行に延在する枢動軸（３１、５２）を介して互いに接続されており、前記ガイド要素（３６）自体は該キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）にヒンジで取付けられていることを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１１】
前記キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）は板状に構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１２】
前記ガイド要素（３６）は、ヒンジで前記キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）に取付けられた保持要素または保持プレート（４３〜４６）における所定の位置に固定されていることを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１３】
前記キャリッジ部（３２及び３３、並びに５１及び５３）は、互いに直角をなして配置されていることを特徴とする、請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１４】
駆動力を受けて作動する第１キャリッジ部（３２、５１）は、板状の取付け部（４７、５６）と固定接続され、該板状の取付け部（４７、５６）は、該第１キャリッジ部（３２、５１）に対して直角をなして配置され、第２キャリッジ部（３３、５３）を覆って延在し、該第２キャリッジ部（３３、５３）は、１つまたは２つの部材で構成され、該板状の取付け部（４７、５６）と同じ平面に配置され得ることを特徴とする、請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１５】
前記固定子（１０）に沿って配置された位置マーキングを認識するための位置測定装置（６２）を備え、位置測定装置（６２）もまた、前記キャリッジ（１１、３０、５０）に配設されていることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１６】
前記固定子（１０）を貫通する線状の通路（４０）に、前記キャリッジ（１１、３０、５０）と機械的または磁気的に接続されているピストンを有することを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１７】
前記ピストンは、駆動ピストンまたは重力補償を行う装置として構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１８】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、鋼、合金鋼、および炭素強化繊維で構成されていることを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【請求項１９】
前記キャリッジ（１１、３０、５０）は、鋼、合金鋼、または炭素強化繊維で構成されていることを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のダイレクト駆動のリニア電磁駆動装置。
【国際調査報告】
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