(57)【要約】相前後して配置された、極性が交互に配向された複数の永久磁石（４）又は励磁巻線を備えた二次部材（１）がリニアモータに設けられている。前記永久磁石（４）又は励磁巻線は螺旋状に回転軸を巡って巻き付けられている。更に、一次部材（２）が設けられており、この一次部材の電流通流巻線（３）は、前記永久磁石（４）又は励磁巻線に対して平行に回転軸を巡って、移動磁界が螺旋状に回転軸を巡って移動するように配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相前後して配置された、極性が交互に配向された複数の永久磁石（４）又は励磁巻線を有する二次部材を備えており、前記永久磁石（４）又は励磁巻線が、螺旋状に回転軸を巡って巻き付けられており、一次部材（２）が設けられており、該一次部材の電流通流巻線（３）が、前記永久磁石（４）又は励磁巻線に対して平行に前記回転軸を巡って、移動磁界が螺旋状に回転軸を巡って移動するように配置されている、リニアモータ。
【請求項２】
ステータがねじ山付きスピンドル（１）を有しており、ロータがスピンドルナット（２）を有している、請求項１記載のリニアモータ。
【請求項３】
ロータがねじ山付きスピンドル（１）を有しており、ステータがスピンドルナット（２）を有している、請求項１記載のリニアモータ。
【請求項４】
一次部材（２）の巻線が、相前後して配置された多数の部分巻線（３）から形成されている、請求項１記載のリニアモータ。
【請求項５】
二次部材（１）の永久磁石（４）又は励磁巻線のピッチが、一次部材の部分巻線（３）のピッチに等しい、請求項４記載のリニアモータ。
【請求項６】
永久磁石（４）が複数の巻線に沿って回転軸を巡って設けられており、この場合、それぞれ極性の配向が同じ永久磁石（４）が回転軸に対して平行に一直線上で整合するように相前後して配置されている、請求項１記載のリニアモータ。
【請求項７】
スピンドルナット（２）が、ラジアル軸受け、特に転がり軸受け又は滑り軸受けを介してねじ山付きスピンドル（１）に回転可能に支承されている、請求項２又は３記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、例えば同期モータ又は非同期モータとして構成されていてよいリニアモータに関する。このようなリニアモータは、工作機械製造における使用頻度が一層高まっている。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５４７６８６号明細書に基づき、例えば電動リニア同期モータが公知になっている。二次部材は、互いに同一の複数の個別二次部材から構成されており且つ２本のガイドレール間の機械フレームに固定されている。前記ガイドレールに沿って、リニアモータの二次部材に面した下面で一次部材を支持するブリッジ状の機械キャリッジがガイドされている。一次部材は、電気的なコイルと導線とが収納されたブロックを有している。既存の全ての個別二次部材は、磁極の配置に関して互いに同一に構成されており且つ各４つの永久磁石を有している。二次部材の長手方向で進むように、Ｎ極がＳ極に且つＳ極がＮ極にそれぞれ続いている。極パターンのステップ幅、即ち２つの同極間の間隔は、１個別二次部材の半分の長さに等しい。
【０００３】
このようなリニアモータは、最高１００ｍ／ｍｉｎの移動速度を達成することができる。但し、移動方向で伝達可能な力は制限されている。
【０００４】
発明の課題
従って、本発明の課題は前記欠点を回避するリニアモータを提供することである。
【０００５】
この課題は本発明に基づき、相前後して配置された、極性が交互に配向された複数の永久磁石又は励磁巻線を有する二次部材を備えており、前記永久磁石又は励磁巻線が、螺旋状に回転軸を巡って巻き付けられており、一次部材が設けられており、該一次部材の電流通流巻線が、前記永久磁石又は励磁巻線に対して平行に前記回転軸を巡って、移動磁界が螺旋状に前記回転軸を巡って移動するように配置されているリニアモータによって解決される。
【０００６】
移動磁界の力は螺旋に沿って作用し且つ軸方向と周方向とで作用する成分に分割される。軸方向で作用する成分は、一次部材が軸方向で二次部材に無接触式で支持されるということを生ぜしめる。周方向で作用する成分は、回転軸を巡る二次部材と一次部材との間の相対回動を生ぜしめる。巻き付けられた永久磁石若しくは励磁巻線のリードを介して、即ち回転軸を巡る配置形式を介して、例えば一次部材と二次部材とが互いに軸方向で運動する速度に影響を及ぼすことができる。
【０００７】
更に、前記リードを介して、一次部材と二次部材との間に作用する、周方向で働くトルクに影響を及ぼすことができる。小さなリードは高いトルク延いては著しく増大された、軸方向で伝達可能な力を意味する。
【０００８】
本発明により、公知のリニアモータの有利な特性が、自体公知のボールねじの有利な特性と組み合わされる。
【０００９】
大抵の用途では一次部材が運動して、ロータと呼ばれる。この場合、二次部材はフレームに固定されており、ステータと呼ばれる。択一的に、一次部材はステータであってよく、二次部材はロータであってよい。
【００１０】
本発明による改良では、ステータがねじ山付きスピンドルを有しており且つロータがスピンドルナットを有しているか、若しくはロータがねじ山付きスピンドルを有しており且つステータがスピンドルナットを有していてよい。
【００１１】
有利には、一次部材の巻線は相前後して配置された多数の部分巻線から形成されている。二次部材の永久磁石又は励磁巻線のピッチは、有利には一次部材の部分巻線のピッチに等しい。
【００１２】
永久磁石は複数の巻線に沿って回転軸を巡って設けられていてよく、この場合、同極の永久磁石が回転軸に対して平行に一直線上で整合するように相前後して配置されている。
【００１３】
スピンドルナットは、有利にはラジアル軸受け、特に転がり軸受け又は滑り軸受けを介してねじ山付きスピンドルに回転可能に支承されている。このようにして、ねじ山付きスピンドルにおけるスピンドルナットの申し分のない位置決めが保証されている。
【００１４】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１５】
本発明によるリニアモータはねじ山付きスピンドル１と、該ねじ山付きスピンドル１に沿って回転可能に配置されたスピンドルナット２とを有している。これらのねじ山付きスピンドル１とスピンドルナット２とは同じリードを有している。
【００１６】
図２に明示したスピンドルナット２は、その内周面に相前後して配置された多数のコイル３を有しており、この場合、隣接し合うコイル３の同極は互いに離されている。この実施例では、相前後して配置されたコイル３がねじ山ピッチを形成している。
【００１７】
ねじ山付きスピンドル１は、その外周面に相前後して配置された多数の永久磁石４を有しており、これらの永久磁石４はねじ山付きスピンドル１におけるねじ山ピッチを形成している。隣接し合う永久磁石４の同極は互いに離反している。スピンドルナット２のコイル３は、ねじ山付きスピンドル１の永久磁石４の巻条間に係合する。
【００１８】
スピンドルナット２をねじ山付きスピンドル１において半径方向で申し分なく支承するためには、スピンドルナット２とねじ山付きスピンドル１との間にラジアル軸受けが設けられていると有利である（図示せず）。これにより、リニアモータを申し分なく機能可能にする申し分ないセンタリングが保証されている。
【００１９】
以下に、本発明によるリニアモータの作用形式を詳しく説明する。このためには、スピンドルナット２が静止した一次部材、即ちステータを形成し、ねじ山付きスピンドル１が回転する二次部材、即ちロータを形成するということが想定されている。
【００２０】
電流が通流するコイル３は、所与のリードに沿って回転軸を巡って作用する移動磁界を発生させる。この移動磁界の力は、軸方向及び周方向で作用する成分に分割され得る。軸方向成分は、一次部材が軸方向で二次部材に無接触式で支持されている状態を生ぜしめる。周方向で作用する成分は、一次部材が二次部材に対して回転軸を巡って回転するということを生ぜしめる。巻き付けられた永久磁石４のリードを介して直接に、所与の磁界の強さにおける、一次部材と二次部材との間に作用するトルクが規定される。
【００２１】
ねじ山付きスピンドル１とスピンドルナット２との間の回転速度が一定であり且つリードが大きな場合は、ねじ山付きスピンドル１とスピンドルナット２との間に比較的高速の軸方向移動速度が得られるのに対して、リードが小さな場合は、スピンドルナット２とねじ山付きスピンドル１との間に比較的低速の移動速度が得られる。但しこの場合、ねじ山付きスピンドル１とスピンドルナット２との間の軸方向で伝達可能な力は、トルクの増大に基づき拡大されている。
【００２２】
本発明によるリニアモータは、工作機械において、また搬送技術においても使用可能である。特に好適なのは極めて高速で回転するリニアモータであり、これにより、小さなリードにおいても高い移動速度が得られる。
【００２３】
本発明によるリニアモータは、作用磁界に基づき軸方向で無接触式に、つまり摩耗無しで支持されており且つ伝動装置を形成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるリニアモータの概略図である。
【図２】
図１に示した本発明によるリニアモータのスピンドルナットを示した図である。
【符号の説明】
１　ねじ山付きスピンドル、　２　スピンドルナット、　３　コイル、　４　永久磁石
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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