(57)【要約】  本発明は、ステータと少なくとも１つのロータとを有するリニアモータに関する。ステータは少なくとも２つのステータモジュールを有し、各ステータモジュールはコイル装置を有し、ステータモジュールの長手延在方向に見て、少なくとも一方の端部に距離センサを有し、ステータモジュールはロータの移動経路に沿って移動経路の領域内に配置されており、距離センサは、少なくとも１つのロータの一部がそれぞれの検出領域内に存在する限りロータが検出される検出領域を有し、コイル装置は、電流が流れている際に、ロータの一部が相互作用領域内に存在する限りロータと相互作用し、ロータを駆動方向へと押し出す相互作用領域を有し、少なくとも２つのステータモジュールおよびロータは、いかなる時点においてもロータの一部分が距離センサの検出領域内に存在し、且つこのロータの別の部分がコイル装置の相互作用領域内に存在するように配置されている。
2010537611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのステータ（１０）と少なくとも１つのロータ（２）とを有するリニアモータ（１）において、
前記ステータ（１０）は少なくとも２つのステータモジュール（１１，１１）を有し、
各ステータモジュール（１１）は１つのコイル装置（１３）を有し、且つ、それぞれのステータモジュール（１１）の長手延在方向に見て、少なくとも一方の端部に距離センサ（１２）を有し、
各ステータモジュール（１１）は前記ロータ（２）の移動経路に沿って該移動経路の領域内に配置されており、
各距離センサ（１２）はそれぞれ検出領域を有し、該検出領域内では前記距離センサ（１２）は少なくとも１つの前記ロータ（２）の一部がそれぞれの検出領域内に存在する限りにおいて前記ロータ（２）を検出し、
各コイル装置（１３，１３）はそれぞれ相互作用領域を有し、該相互作用領域内では前記コイル装置（１３）は電流が流れている際に、少なくとも１つの前記ロータ（２）の一部がそれぞれの相互作用領域内に存在する限りにおいて前記ロータ（２）と相互作用し、該ロータ（２）を駆動方向へと押し出し、
少なくとも２つの前記ステータモジュール（１１，１１）および少なくとも１つの前記ロータ（２）は、いかなる時点においても、少なくとも１つの前記ロータ（２）の一部分が少なくとも距離センサ（１２）の前記検出領域内に存在し、且つこの少なくとも１つの該ロータ（２）の別の部分が少なくともコイル装置（１３）の前記相互作用領域内に存在するように配置および構成されていることを特徴とする、リニアモータ（１）。
【請求項２】
少なくとも２つのステータモジュール（１１，１１）の直接的に隣り合って配置されている２つのステータモジュール（１１，１１）は、該ステータモジュール（１１，１１）の距離センサ（１２）相互の配向について、直接的に隣り合って配置されている他方のステータモジュール（１１）に関して、少なくとも１つの前記ロータ（２）の長さに応じて、少なくとも１つの前記ロータ（２）の移動経路に応じて、また前記ロータ（２）の移動経路に依存するリニアモータ（１）の駆動力（Ｆ）の所定の経過に応じて配置されている、請求項１記載のリニアモータ（１）。
【請求項３】
直接的に隣り合って配置されている２つの前記ステータモジュール（１１，１１）は距離センサ（１２）が相互に対向するように配置されている、請求項１２記載のリニアモータ（１）。
【請求項４】
少なくとも２つのステータモジュール（１１，１１）の直接的に隣り合って配置されている２つのステータモジュール（１１，１１）は相互に、少なくとも１つの前記ロータ（２）の長さに応じた距離、少なくとも１つの前記ロータ（２）の移動経路に応じた距離、また少なくとも１つの前記ロータ（２）の移動区間（ｓ）に依存するリニアモータ（１）の駆動力（Ｆ）の所定の経過に応じた距離を有する、請求項２または３記載のリニアモータ（１）。
【請求項５】
前記距離センサ（１２，１２）はホールセンサによって形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のリニアモータ（１）。
【請求項６】
さらに駆動制御回路を有し、該駆動制御回路は少なくとも２つの前記ステータモジュール（１１，１１）と接続されており、且つ、前記距離センサ（１２，１２）の検出信号を受信ないし読み取り、前記ステータ（１０）に関連する少なくとも１つの前記ロータ（２）の位置を求め、少なくとも２つの前記ステータモジュール（１１，１１）の前記コイル装置（１３，１３）を少なくとも１つの前記ロータ（２）の求められた位置に応じて駆動制御するように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のリニアモータ（１）。
【請求項７】
前記駆動制御回路はさらに、少なくとも１つのロータ（２）の前記求められた位置が１つのコイル装置（１３）の前記相互作用領域の所定の部分への該少なくとも１つのロータ（２）の所定の第１の進入基準を下回っていることを前記駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つの前記ステータモジュール（１１，１１）のうちの１つの少なくとも１つのコイル装置（１３）をスイッチオフするように構成されている、請求項６記載のリニアモータ（１）。
【請求項８】
前記駆動制御回路はさらに、ロータ（２）の前記求められた位置が少なくとも１つのロータ（２）の所定の停止位置に対応することを前記駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つの前記ステータモジュール（１１，１１）のうちの１つの少なくとも１つのコイル装置（１３）をスイッチオフするように構成されている、請求項６または７記載のリニアモータ（１）。
【請求項９】
前記駆動制御回路はさらに、少なくとも１つのロータ（２）の前記求められた位置が１つのコイル装置（１３）の前記相互作用領域への該少なくとも１つのロータ（２）の所定の第２の進入基準に相当するか、該第２の進入基準を上回っていることを前記駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つの前記ステータモジュール（１１，１１）のうちの１つの少なくとも１つのコイル装置（１３）をスイッチオンするように構成されている、請求項６から８までのいずれか１項記載のリニアモータ（１）。
【請求項１０】
前記第１の進入基準と前記第２の進入基準は等しい、請求項９記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータにおけるステータモジュール装置に関する。
【０００２】
リニアモータはそれ自体公知である。ロータの位置を求めることができるようにするために、リニアモータのステータは通常、ホールセンサの形態の距離センサないし変位センサを有する。通常、ホールセンサはリニアモータのステータに組み込まれており、その種のステータのコイル間に配置されている。このことは、ホールセンサを磁気的な影響から遮蔽しなければならないという欠点を有している。それらの磁気的な影響は、ステータ内の電流を流すコイル巻線に起因して、また場合によっては存在するステータの地鉄体に起因して生じる。距離センサがさらにリニアモータのロータを検出できるということを保証しなければならないことに問題がある。これによってその種のステータの構造は比較的費用のかかるものとなる。
【０００３】
本発明の課題は、前述の欠点を低減もしくは解消することである。
【０００４】
この課題は請求項１に記載されているリニアモータによって解決される。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００５】
１つのステータと少なくとも１つのロータとを有する本発明によるリニアモータにおいては、ステータが少なくとも２つのステータモジュールを有する。各ステータモジュールは１つのコイル装置を有し、またそれぞれのステータモジュールの長手延在方向に見て、少なくとも一方の端部に距離センサを有している。すなわち、距離センサはそれぞれのコイル装置とは別個に構成されている。このことは、コイル装置と距離センサを相互に独立して製造および検査することができるという製造についての利点を有する。さらには、距離センサをコイル装置内に設ける必要が無いので、距離センサをより簡単に磁気的に遮蔽することができる。距離センサおよびコイル装置を１つのケーシングに設置することができ、このケーシングはそれ自体で前述の遮蔽を提供し、しかもコイル装置の磁気的な影響、または場合によっては考えられる他のステータモジュールのコイル装置の影響に対する遮蔽を提供する。各ステータモジュールはそれぞれのロータの移動経路に沿ってそれぞれのステータモジュールの領域内の配置されている。各距離センサは１つの検出領域を有し、この検出領域内では距離センサはロータが少なくとも部分的に検出領域内に存在する限りにおいてロータを検出することができる。各コイル装置は１つの相互作用領域を有し、この相互作用領域内ではコイル装置は電流が流れている際に、ロータが少なくとも部分的に相互作用領域内に存在する限りにおいてロータと相互作用し、このロータを駆動方向へと押し出す。少なくとも２つのステータモジュールおよび少なくとも１つのロータは、いかなる時点においても、少なくとも１つのロータの一部分が少なくとも距離センサの検出領域内に存在し、且つこのロータの別の部分が少なくとも２つのステータモジュールのコイル装置の相互作用領域内に少なくとも存在するように配置されている。これによって、少なくとも１つのロータの位置をいかなる時点においても求めることができ、且つロータをステータによっていかなる時点においても駆動方向に移動できることが保証されている。
【０００６】
有利には、少なくとも２つのステータモジュールの直接的に隣り合って配置されている２つのステータモジュールは、それらの距離センサ相互の配向について、直接的に隣り合って配置されている他方のステータモジュールに関して、少なくとも１つのロータの長さに応じて、少なくとも１つのロータの移動経路に応じて、またロータの移動経路に依存するリニアモータの駆動力の所定の経過に応じて配置されている。さらに有利には、直接的に隣り合って配置されている２つのステータモジュールは距離センサが相互に対向するように配置されている。
【０００７】
有利には、少なくとも２つのステータモジュールの直接的に隣り合って配置されている２つのステータモジュールは相互に、少なくとも１つのロータの長さに応じた距離、少なくとも１つのロータの移動経路に応じた距離、また少なくとも１つのロータの移動経路に依存するリニアモータの駆動力の所定の経過に応じた距離を有している。
【０００８】
有利には距離センサがホールセンサによって形成されている。
【０００９】
さらにリニアモータは有利には駆動制御回路を有し、この駆動制御回路は少なくとも２つのステータモジュールと接続されており、また距離センサの検出信号を受信ないし読み取り、距離センサの検出信号に基づきステータに関連する少なくとも１つのロータの位置を求め、少なくとも２つのステータモジュールを少なくとも１つのロータの求められた位置に応じて駆動制御するように構成されている。これによって例えば、ロータの停止位置への到達を求め、必要に応じてステータをスイッチオフすることができる。
【００１０】
さらに駆動制御回路は、有利には、それぞれのロータの求められた位置が１つのコイル装置の相互作用領域の所定の部分へのこのロータの所定の第１の進入基準を下回っていることを駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つのステータモジュールのうちの１つの少なくとも１つのコイル装置をスイッチオフするように構成されている。したがって、それぞれのコイル装置の相互作用領域のどの部分にロータが進入しているかが検査される。このことは、ロータが停止位置から来て、それぞれのコイル装置の相互作用領域に進入し、相互作用領域を通過する場合に、それらのそれぞれのコイル装置がスイッチオフされることを阻止できるようにするために必要である。コイル装置のスイッチオフは最小限のエネルギしか消費されないという利点を有する。
【００１１】
さらに駆動制御回路は、ロータの求められた位置が少なくとも１つのロータの所定の停止位置に対応することを駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つのステータモジュールのうちの１つの少なくとも１つのコイル装置をスイッチオフするように構成することができる。このことは、少なくとも１つのロータの停止位置の位置決めを保証し、それぞれのコイル装置が少なくとも１つのロータをスイッチオン後に、例えば逆方向にさらに駆動ないし移動させるために必要である。
【００１２】
さらに付加的または択一的に、それぞれのロータの求められた位置が１つのコイル装置の相互作用領域への少なくとも１つのロータの所定の第２の進入基準に相当するか、この第２の進入基準を上回ることを駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つのステータモジュールのうちの１つの少なくとも１つのコイル装置をスイッチオンする、すなわち少なくとも１つのコイル装置に電流を流すように駆動制御回路を構成することができる。このことは、少なくとも１つのロータが別のステータモジュールから来て、１つのコイル装置の相互作用領域に進入し、この１つのコイル装置の即座のスイッチオンが所望される場合には殊に有効である。この措置は、ステータが無駄にアイドリング運転せず、したがってエネルギが浪費されないために利用される。
【００１３】
本発明によれば、第１の進入基準と第２の進入基準は等しくてよい。したがって、それぞれのコイル装置に関連する少なくとも１つのロータの実質的に同一の位置においてそれぞれのコイル装置をスイッチオンないしスイッチオフすることができる。
【００１４】
本発明の別の特徴および利点は有利な実施形態の以下の説明より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるステータモジュール装置を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態によるステータモジュール装置を示す。
【図３】本発明の第３の実施形態によるステータモジュール装置を示す。
【図４】本発明の第４の実施形態によるステータモジュール装置を示す。
【００１６】
リニアモータ１はロータ２およびステータ１０を有する。
【００１７】
ロータ２は有利には一連の永久磁石から構成されている。永久磁石はこれらの永久磁石によって移動される部分３の移動経路に沿って延在している。有利には、直接的に隣り合っている永久磁石において、一方がＮ極を有し、他方がＳ極を有し、リニアモータ１のステータ１０に対向して配置されている。択一的に、ロータ２を磁化可能な部材によって形成することができる。ロータ２は有利には、移動経路に沿って移動される部分３の上ないしその上方に、もしくは部分３の懸架部の上ないしその上方に位置固定して取り付けられている。１つまたは複数のガイドレールに案内されている台車により移動される部分３が懸架されている場合には、それぞれの台車のステータ１０に対向している面の上、または台車と接続されているプロファイルのステータ１０に対向している面の上方にロータ２を位置固定して取り付けることができる。
【００１８】
ステータは位置固定されて、例えばキャリアプロファイルに取り付けられているか、このキャリアプロファイル内に収容されている。ステータ１０は少なくとも２つのステータモジュール１１を有し、これらのステータモジュール１１は少なくとも１つの距離センサ１２を有する。距離センサ１２は所属するステータモジュール１１の長手延在方向に見て、そのステータモジュール１１の一方の端部に形成ないし配置されている。各ステータモジュール１１はさらにコイル装置１３を有し、このコイル装置１３はそれぞれのステータモジュール１１の長手延在方向に見て、それぞれの少なくとも１つの距離センサ１２の隣に配置されている。コイル装置１３，１３は、それぞれのステータモジュール１１の長手延在方向において、連続的に配置されている一連のコイルからそれぞれ形成されており、これらのコイルはワイヤリングスキーマに従い巻線ワイヤによって巻かれ、相互に結線されている。距離センサ１２はそれぞれ有利にはホールセンサによって形成されている。
【００１９】
相互作用領域とは磁気的な交番磁界の空間的な拡張部を意味し、この空間的な拡張部においては、ロータ２が少なくとも部分的にこの空間的な拡張部に進入するやいなや、磁気的な交番磁界がロータを駆動させるようにロータと相互作用する。相互作用領域をステータモジュール１１の単一のコイルに関連付けることができるか、コイル装置１３全体に関連付けることができる。磁気的な交番磁界はステータモジュール１１、すなわちそのコイル装置１３、したがって個々のコイルに電流が流されることによって形成される。
【００２０】
検出領域とは、ロータ２が少なくとも部分的に存在する限りにおいて距離センサ１２がロータ２を検出することができる領域の空間的な拡張部を意味する。
【００２１】
図面においては本発明にとって重要な部分のみが示されている。ロータ２ないし移動する部分３は図面においてロータ２の考えられる最大の第１の停止位置に示されている。参照番号２’および３’は、ロータ２の考えられる最大の第２の停止位置におけるロータ２および移動する部分３を表す。停止位置の間隔はそれぞれのロータ２に関して考えられる最大の移動区間を定義する。ロータ２は以下の条件を満たしていなければならない：
−ロータ２の長さ＞それぞれ直接的に隣り合って配置されている２つのステータモジュール１１のコイル装置１３の相互作用領域間の距離の最大値
−ロータ２の長さ＞それぞれ直接的に隣り合って配置されている２つの距離センサ１２の検出領域間の距離の最大値
ロータ２の考えられる最大の停止位置を、ロータ２の移動経路が循環的に構成されていない限りにおいて規定することができる。この場合、ロータ２のそれぞれの考えられる最大の停止位置は、他方のステータモジュール１１とのみ直接的に隣接して配置されている、それぞれのステータモジュール１１に関連付けられている。したがって、このそれぞれのステータモジュール１１はステータ１０に関連して終端ステータモジュール１１を表す。ステータ１０の端部も同時に形成しているその種の終端ステータモジュール１１の一方の端部に終端コイル装置１３が配置されている場合、ロータ２はこの終端ステータモジュール１１に関連して、ロータ２が終端コイル装置１３に直接的に隣接している終端距離センサ１２から終端コイル装置１３の方向に延在して配置されており、且つこの終端距離センサ１２の検出領域内に存在しているように所属の考えられる最大の停止位置に位置決めされている。その種の終端ステータモジュール１１の前述の端部に終端距離センサ１２が配置されている場合、ロータ２は終端ステータモジュール１１に関連して、ロータ２が終端距離センサ１２に直接的に隣接している終端コイル装置１３から終端距離センサ１２の方向に延在して配置されており、且つこの終端コイル装置１３の相互作用領域内に存在しているように所属の考えられる最大の停止位置に位置決めされている。
【００２２】
したがって考えられる最大の停止位置間の距離は考えられる最大の移動区間を表し、この移動区間内ではロータ２が距離センサの検出領域から、および／または、ステータ１０の駆動相互作用領域から離れることなく、ロータ２、したがって移動する部分３は移動することができる。
【００２３】
循環的な移動経路の場合、例えば円形スライドドアの場合には、最大の停止位置は考えられない。この場合には別の解決手段が予定される。例えば、停止位置を終端ストッパスイッチによって、または、例えば距離センサ１２を用いて求められるロータ２ないし移動する部分３の位置の評価と、それに続いて行われるリニアモータ１の相応の駆動制御によって決定することができる。
【００２４】
図面において、それぞれ示されているロータ２の駆動、したがって移動は左から右へと行われている。
【００２５】
図１Ａに示されている本発明の第１の実施形態によれば、ステータモジュール１１，１１はそれぞれ有利には１つのコイル装置１３および１つの距離センサ１２を有し、また見やすくするために同一の構造を有している。距離センサ１２，１２はステータモジュール１１，１１の相互に対向する端部に形成されている。ステータモジュール１１，１１は、移動する部分３の例示的な線形の移動経路の領域に沿って、それぞれのステータモジュール１１の領域においてそれぞれ延在している。図示されている装置において、ステータモジュール１１，１１は相互に突き合わされている。すなわちこれらのステータモジュール１１，１１の相互の距離は非常に短い、もしくは存在しない。有利には、それぞれのステータモジュール１１の形状は、長手延在方向に見て、それぞれのステータモジュール１１の領域において移動する部分３の移動経路の経過に従う。
【００２６】
図１Ａの下方に示されているグラフは、リニアモータ１の駆動力Ｆとロータ２の移動区間ｓとの関係を概略的に示している。
【００２７】
図１Ａの下方に示されているグラフは、リニアモータ１の駆動力Ｆと移動区間ｓとの関係を概略的に示している。ロータ２の移動開始時、すなわち図示されている第１の停止位置において、ロータ２は左側コイル装置１３の全てのコイルと相互作用している。
【００２８】
複数のコイル装置１３，１３または差し当たり左側のコイル装置１３のみに電流が流されるという前提のもとで、図１Ａにおいて右側へとロータ２が移動している間にリニアモータ１の駆動力Ｆは差し当たり、ロータ２が左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在する限りにおいて、これらの全てのコイルがロータ２に作用を及ぼすことができる力へと上昇する。
【００２９】
続いて、ロータ２は左側のステータモジュール１１の長さと右側の距離センサ１２の長さの和以上の長さを有しているので、リニアモータ１の駆動力Ｆは右側のコイル装置１３がロータ２と相互作用する直前のロータ２の位置まで一定に維持される。
【００３０】
ロータ２が右側のコイル装置１３の相互作用領域に進入すると、ロータ２がまだ左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在している限りにおいて、ロータ２と相互作用している右側のコイル装置１３のコイルにおける磁気的な交番磁界は左側のコイル装置１３の駆動力Ｆを強める。すなわち、リニアモータの駆動力Ｆはロータ２が移動し続ける限り上昇する。
【００３１】
ロータ２が左側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域から、すなわち図１Ａにおける一番左のコイルから離れ始める直前にリニアモータ１は最大駆動力Ｆに達している。図１Ａに示されているロータ２の長さに基づき、ロータ２は既に右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在している。ロータ２が移動し続けて左側のコイル装置１３のより多くのコイルの相互作用領域から離れると、これによりリニアモータ１の駆動力Ｆは低下する。ロータ２が左側のコイル装置１３の相互作用領域から離れると、ロータ２は既に右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在するので、リニアモータ１の駆動力Ｆは一定に維持される。
【００３２】
したがって図１Ａに示されている装置においては、考えられる最大の移動経路にわたり対称的な駆動力経過が生じる。リニアモータ１の駆動力Ｆ、したがってロータ２の速度は移動経路のほぼ半分まで上昇し、その後低下する。
【００３３】
図１Ｂの装置においては図１Ａの装置とは異なり、ロータ２の長さが左側のステータモジュール１１の長さと右側のステータモジュールの距離センサ１２の長さの和に等しい。このことは、ロータ２が左側のコイル装置のコイルの相互作用領域から離れた直後には、その離れた分だけ右側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域に達していることを意味する。したがって、コイル装置１３間の移行領域においてリニアモータ１のほぼ一定に経過する駆動力Ｆを達成することができ、これによりロータ２の移動経路全体にわたりリニアモータ１の駆動力Ｆのほぼ一定の経過が生じる。考えられる最大の移動経路は図１Ａの装置に比べて短くなっている。
【００３４】
図１Ｃの装置においては図１Ａの装置とは異なり、ステータモジュール１１，１１が相互に距離を置いて配置されている。ステータモジュール１１，１１間の最大距離は、ロータ２がいかなる時点においてもコイル装置１３，１３のうちの少なくとも１つの相互作用領域内に存在し、且つ距離センサ１２，１２のうちの少なくとも１つの検出領域内に存在していなければならないという必要条件によって決定される。ロータ２の移動時、ロータ２は差し当たり左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在している。ロータ２が所定の移動区間を過ぎると、ロータ２は次第に左側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域からは離れるが、右側のコイル装置１３の相互作用領域内にも存在していない。ロータ２が移動し続けると、これによりリニアモータ１の駆動力Ｆの低下がもたらされる。ロータ２が左側のコイル装置１３の相互作用領域を離れる直前に、ロータ２は右側のコイル装置１３の相互作用領域に到達する。移動のこの段階において駆動力Ｆはほぼ一定に維持される。さらに移動を続けると、ロータ２は左側のコイル装置１３の相互作用領域を離れ、右側のコイル装置１３のより多くのコイルの相互作用領域に到達し、これによりリニアモータ１の駆動力Ｆは上昇する。ロータ２が右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在する場合、リニアモータ１の駆動力Ｆはロータ２が移動を続けても一定に維持される。
【００３５】
したがって、図１Ｃに示されている装置においては、考えられる最大の移動経路にわたり対称的な駆動力経過が生じる。リニアモータ１の駆動力Ｆ、したがってロータ２の速度は移動経路のほぼ半分まで差し当たり実質的に一定であり、その後低下するが、再び上昇し、移動経路の最後の領域においては再び一定になる。その種の装置により比較的長い移動経路を実現することができる。
【００３６】
図１Ｄにおける装置は、図１Ｂおよび図１Ｃに示した装置の組み合わせである。すなわち、ステータモジュール１１，１１は相互に一定の距離を有している。ロータ２の長さは、左側のステータモジュール１１の長さと、ステータモジュール１１，１１の相互間の距離と、右側のステータモジュール１１の距離センサ１２の長さの和に等しい。これによって、図１Ｂによる装置と同様に、リニアモータ１の駆動力Ｆのほぼ一定の経過を達成することができる。もっとも、考えられる最大の移動経路は図１Ｂの配置構成に比べて長くなっている。
【００３７】
図１Ｅの装置においては図１Ａの装置とは異なり、ロータ２は左側のコイル装置１３の相互作用領域および左側の距離センサ１２の検出領域に完全に収まる長さを有している。このことは、ロータ２が移動の開始時には、まだ右側のコイル装置１３の相互作用領域内には存在していないもかかわらず、既に左側のコイル装置１１のコイルの相互作用領域から離れ始めていることを意味している。したがってロータ２が右側のコイル装置１３の相互作用領域内にまだ達していない限りは、リニアモータ１の駆動力Ｆは低下する。ロータ２が右側のコイル装置１３の相互作用領域に到達すると、ロータ２が左側のコイル装置１３の相互作用領域に依然として存在している限りにおいて、リニアモータ１の駆動力Ｆは一定に維持される。ロータ２が左側のコイル装置１３の相互作用領域から離れ終えると、これによりリニアモータ１の駆動力Ｆは上昇する。これによって、考えられる最大の移動経路に関連したリニアモータ１の駆動力Ｆ、したがってロータ２の速度は最初と最後に最大値になり、移動経路のその間の領域においてはその最大値からは低下し、所定の移動区間にわたりほぼ一定になる。
【００３８】
図１Ｆの装置においては図１Ｅの装置とは異なり、ステータモジュール１１，１１が相互に距離を置いて配置されている。リニアモータ１の駆動力Ｆは、図１Ｅに示した装置における駆動力よりも低い最小駆動力まで低下する。もっともリニアモータ１の駆動力Ｆは、図１Ｅに示した装置に比べて短い移動区間にわたり一定に維持され、その後再び上昇する。すなわち、ステータモジュール１１，１１間の距離はリニアモータ１の最小駆動力Ｆ、ならびにロータ２の考えられる最大の移動経路に関連する駆動力Ｆの持続性を決定する。
【００３９】
図２Ａに示されている本発明の第２の実施形態の装置は、図１Ａに示されている実施形態の装置とは異なり、距離センサ１２，１２がステータモジュール１１，１１の相互に対向していない側に形成されている。ステータモジュール１１，１１は実質的に相互に距離を有していないので、ステータモジュール１１，１１は仮想的に単一のステータモジュール１１を形成し、その両端部にそれぞれ１つの距離センサ１２を有し、それらの距離センサ１２間にコイル装置１３が配置されている。
【００４０】
ロータ２が移動を開始するとロータ２は次第に左側のコイル装置１３のより多くのコイルの相互作用領域に到達し、続いて右側のコイル装置１３のより多くのコイルの相互作用領域へと到達し、これによりリニアモータ１の駆動力Ｆ、したがってロータ２の速度も上昇する。これによりロータ２が左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内にも右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内にも存在する限り、リニアモータ１の駆動力Ｆはほぼ一定である。所定の移動区間を過ぎると、ロータ２は先ず左側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域を離れ、続いて右側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域を離れる。これによりリニアモータ１の駆動力Ｆは低下する。
【００４１】
図２Ａに示されている装置においては、ロータ２の移動区間ｓに関連する初期駆動力Ｆと終了駆動力Ｆは、ただ１つのコイルとこのコイルと相互作用するロータ２の必ず必要な部分との相互作用に基づき生じる駆動力Ｆに相当する。ロータ２の長さは移動区間ｓに関連するリニアモータ１の最大限に達成可能な駆動力Ｆの持続時間に影響を及ぼす。したがって図２Ａに示されている装置においては、考えられる最大の移動経路にわたってみると、対称的な駆動力経過が得られる。
【００４２】
図２Ｂの装置においては図２Ａの装置とは異なり、ステータモジュール１１，１１が相互に距離を置いて配置されている。ステータモジュール１１，１１間の距離は、ロータ２の移動区間ｓに依存して、ロータ２が左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在するが、右側のコイル装置１３の相互作用領域内にはまだ存在していない限り、リニアモータ１の駆動力Ｆが一定であるようにリニアモータ１の駆動力Ｆの経過に影響を及ぼす。同じことは、ロータ２がその移動の経過において左側のコイル装置１３の相互作用領域内にはもはや存在しないが、右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在する場合にも当てはまる。すなわち、ロータ２の移動区間ｓに依存するリニアモータ１の駆動力Ｆの上昇ないし下降する曲線区間は、図２Ｂにおけるグラフによれば、移動区間ｓの所定の区間Δｓ１ないしΔｓ２にわたりそれぞれ駆動力Ｆが一定である区間を有する。区間Δｓ１，Δｓ２はステータモジュール１１，１１の相互の距離によって決定される。すなわち、ステータモジュール間の距離が大きくなるにつれ、区間Δｓ１，Δｓ２は長くなる。
【００４３】
駆動力経過は考えられる最大の移動経路に関してやはり対称的である。
【００４４】
図３Ａに示されている本発明の第３の実施形態の装置は、図１Ａに示されている実施形態の装置とは異なり、右側のステータモジュール１１が１８０°回転されて配置されており、左側のステータモジュール１１の距離センサ側の端部が右側のコイル装置１３のコイル側の端部と対向して配置されている。
【００４５】
ロータ２の移動時に、左側のコイル装置１３の全てのコイルはロータ２と相互作用しており、これにより図３Ａのグラフに示されているようにリニアモータ１の駆動力Ｆが上昇する。ロータ２が右側のコイル装置１３の相互作用領域内にまだ達していない限り、駆動力Ｆは実質的に一定のままである。ロータ２が右側のコイル装置１３の相互作用領域に到達すると、ロータ２が左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域に依然として存在している限りにおいて、駆動力Ｆは次第に最大値へと上昇していく。その間に、ロータ２は次第に右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域に到達する。ロータ２が左側のコイル装置１３および右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在する限り、リニアモータ１の駆動力Ｆは一定である。ロータ２が移動を続けて左側のコイル装置１３のより多くのコイルの相互作用領域から離れると、リニアモータ１の駆動力Ｆは低下する。ロータ２が左側のコイル装置の相互作用領域から離れているが、依然として右側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在する場合、リニアモータ１の駆動力Ｆは実質的に一定に維持される。さらに移動し続けると、ロータ２は右側のコイル装置１３のより多くのコイルの相互作用領域から離れ、これにより駆動力Ｆは低下する。
【００４６】
図３Ａに示されているグラフから見て取れるように、ロータ２の移動区間ｓに関連する駆動力Ｆの曲線は非対称的な形状を有する。曲線が上昇している領域においては、駆動力Ｆが同じ長さの移動区間ｓの部分に関して、曲線の降下する領域における駆動力Ｆよりも大きく変化する。
【００４７】
図３Ｂの装置においては図３Ａの装置とは異なり、ステータモジュール１１，１１が相互に距離を置いて配置されている。ロータ２の長さは有利には、左側および右側のコイル装置１３，１３の長さと、左側のステータモジュール１１の距離センサ１２の長さと、ステータモジュール１１，１１の相互間の距離の和に等しい。ロータ２の移動時、ロータ２は既に左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内に存在している。差し当たり、ロータ２は左側のコイル装置１３の全てのコイルの相互作用領域内にとどまり、これによりリニアモータ１の駆動力Ｆは一定となる。ロータ２が右側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域に到達し始めると、ロータ２はその到達した分だけ左側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域から離れるので、リニアモータ１の駆動力Ｆはほぼ一定にさらに維持される。ロータ２がさらに移動し続け、右側のコイル装置１３のコイルの相互作用領域から次第に離れると、リニアモータ１の駆動力Ｆは低下する。
【００４８】
したがってこの装置においては、考えられる最大の移動経路が比較的長い場合、移動経路の大部分にわたりリニアモータ１のほぼ一定の駆動力Ｆを実現することができる。
【００４９】
図４に示されている実施形態は図３に示されている実施形態とは異なり、コイル装置が垂直方向において鏡写しに反転されて配置されている。すなわち距離センサ１２，１２は図４Ａおよび図４Ｂにおいて、それぞれのステータモジュール１１のそれぞれの右側の端部に配置されずに左側の端部に配置されている。リニアモータ１の駆動力Ｆの経過は図３Ａおよび図３Ｂによる実施形態に関してそれぞれ鏡写しに反転されている。
【００５０】
したがってステータモジュール１１の上述の装置により種々の駆動力経過を実現することができる。
【００５１】
図面においては、ロータ２の考えられる最大の停止位置間でのリニアモータ１のそれぞれの駆動力Ｆの経過をそれぞれ表しているステータモジュール１１，１１の装置を示した。もちろんリニアモータ１のために制御回路を設けることもでき、この制御回路によって実際の停止位置はずらされており、これにより図中のグラフにおけるｓ座標軸における所定の位置でのリニアモータ１の駆動力Ｆの曲線の遮断が生じる。
【００５２】
もちろん、１種類のステータモジュール１１，１１の代わりに種々の種類のステータモジュール１１，１１を設けることもできる。すなわち、異なるコイル装置１３，１３を有するステータモジュール１１を設けることもできる。個々のステータモジュール１１，１１のコイル装置１３，１３の長さを異なることができる。すなわち、個々のステータモジュール１１，１１が異なる数のコイルを有していてもよい。
【００５３】
さらにはコイルの巻線部を異なるようにすることもできる。例えば巻線が設けられていない、もしくは巻線が完全に省略されているコイルを設けることができ、その結果、それぞれのコイル装置１３はギャップを有する。
【００５４】
付加的に、少なくとも１つのステータモジュール１１は両端部にそれぞれ１つの距離センサ１２を有することができ、これによりこのステータモジュール１１に関しては図２Ａによる駆動力経過が生じる。
【００５５】
リニアモータ１が２つより多くのステータモジュール１１，１１を有する場合には、図示したそれぞれ２つのステータモジュール相互の装置の考えられる全ての組み合わせが可能である。選択されたそれぞれの組み合わせはリニアモータ１の駆動力Ｆの所望の経過にのみ依存する。
【００５６】
上記においては、少なくとも２つのステータモジュール１１のコイル装置１３，１３に常に電流が流されているという前提のもとでリニアモータ１を説明した。もっとも、コイル装置１３がアイドリング動作している場合、すなわちロータ２がそれぞれのコイル装置１３の相互作用領域内にある程度存在しない場合には単にエネルギの浪費を意味する。それぞれのコイル装置におけるアイドリング運転、またそれに基づき上昇する電流に基づき、このコイル装置においては例えば熱の発生により障害が惹起される虞がある。さらには高い電流要求に基づき比較的大きい電源部が必要となり、これによりエネルギが消費されることは言うまでもない。
【００５７】
したがって有利な実施形態によれば、リニアモータ１はさらに駆動制御回路を有し、この駆動制御回路は少なくとも２つのステータモジュールと接続されており、また距離センサ１２，１２の検出信号を受信ないし読み取るように構成されている。検出信号に基づき、駆動制御回路はステータ１０に関連する少なくとも１つのロータ２の位置を求め、少なくとも２つのステータモジュール１１，１１のコイル装置１３，１３をロータ２の求められた位置に応じて駆動制御する。
【００５８】
駆動制御回路は有利には、ロータ２がこのロータ２の求められた位置においてそれぞれのコイル装置１３の相互作用領域の所定の部分への所定の第１の進入基準を下回っていることを駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つのステータモジュール１１，１１の各コイル装置１３を別個にスイッチオフするように構成されている。これによって、それぞれのステータモジュール１１の不所望なアイドリング運転が阻止され、障害が回避される。さらにはこれによって比較的小さい電源部を使用することができ、このことはコスト削減の助けとなる。さらには、リニアモータ１の駆動力Ｆの曲線を所定の要求に適合させるためにスイッチオフを利用することができる。例えば自動スイッチオフシステムによって、図１Ａに示されている装置における駆動力Ｆがグラフにおける中央の最大値にまで上昇することを阻止することができる、および／または、最大値を低減することができる。
【００５９】
さらに駆動制御回路を、ロータ２の求められた位置が少なくとも１つのロータ２の停止位置に対応することを駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つのステータモジュール１１，１１のうちの１つの少なくとも１つのコイル装置１３をスイッチオフするように構成することができる。このことは殊に、ステータモジュール１１，１１によっては停止位置を確定することができない循環的な移動経路の場合には有用である。第２の適用事例は、実際の停止位置が考えられる最大の停止位置に対応しない場合である。例えば図２Ａに示されている装置において、駆動力Ｆはロータ２の移動の開始時に過度に低い。これを変えるためには、図２Ａにおける停止位置が相互に移動されることになる。このことは対応するグラフに示されているリニアモータ１の駆動力Ｆの曲線によると、より大きい初期駆動力および／または終了駆動力を意味する。
【００６０】
さらには、駆動制御回路は有利には、ロータ２がこのロータ２の求められた位置においてそれぞれのコイル装置１３の相互作用領域の所定の部分への所定の第２の進入基準に達しているか、この第２の進入基準を上回っていることを駆動制御回路が検出すると、少なくとも２つのステータモジュール１１，１１のうちの１つの少なくとも１つのコイル装置１３をスイッチオンするように構成されている。このことは、スイッチオフされたコイル装置１３に電流を供給し、それぞれのロータ２のさらなる移動を保証するために使用される。
【００６１】
有利には第１の進入基準と第２の進入基準は等しい。
【００６２】
図示された装置はそれぞれ極端な状況、すなわち相互に距離を有していないか、最大限の距離を有しているステータモジュール１１，１１を示している。もちろん、ステータモジュール１１間の他のあらゆる距離も考えられる。
【００６３】
そのような比較的短い距離の場合には、駆動制御回路を用いる前述の自動的なスイッチオン・オフシステムは殊に有利である。例えば、ステータモジュール相互間の距離が比較的短い図１Ｄによる装置においては、リニアモータ１の駆動力Ｆのほぼ一定の曲線を達成することができる。ステータモジュール相互間の距離が比較的短いということは、それぞれのロータ２をより短く実施することができ、これにより材料が節約され、殊に高性能磁石が使用される場合にはコストを削減できることを意味している。それぞれのロータ２は移動する部分３の幅全体にわたり形成されている必要はない。
【００６４】
さらには、直接的に隣り合っている２つのステータモジュール１１，１１間の距離は付加的な装置、例えば煙検出センサのための空間を提供する。
【００６５】
また本明細書において説明したロータ２を、永久磁石を有している限りにおいて、ロータ２が永久磁石の列においてギャップを有し、このギャップを磁化可能な材料からなる中間部材で充填できるように構成することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  リニアモータ、  ２，２’  ロータ、  ３，３’  スライドドア、  １０  ステータ、  １１  ステータモジュール、  １２  距離センサ、  １３  コイル装置、  Ｆ  駆動力、  ｓ  移動区間、  Δｓ１，Δｓ２  移動区間ｓの部分区間
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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