CN101874335A - 电气线性驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气线性驱动装置(1)，该线性驱动装置(1)带有具有可通流绕组(15)的复合电路板(3)，该复合电路板(3)具有下面的层结构：位于外部的第一屏蔽排列(12)具有绝缘体层(10)，在该绝缘体层(10)的两侧上覆加由导体材料制成的屏蔽层(9、11)；绕组排列(14)和由绝缘材料制成的中间层(13)交替地邻接位于外部的第一屏蔽排列(12)，其中，每个绕组排列(14)具有由绝缘体材料(10)制成的载体层，在该载体层的两侧上覆加绕组(15)形式的导体材料；位于外部的第二屏蔽排列(16)以与中间层(13)交界且具有与位于外部的第一屏蔽排列(12)相对应的结构的方式布置在复合电路板(3)的与该第一屏蔽排列(12)对置的侧上。

Description

电气线性驱动装置

技术领域

本发明涉及一种电气线性驱动装置，该线性驱动装置具有作为印刷电路构建的能通以电流的导体绕组。

背景技术

由EP 0 710 408 B1公知一种电气线性驱动装置，该线性驱动装置具有矩形螺旋线形式的定子绕组，该螺旋线由导电材料制成并被覆加到基板上。公知的线性驱动装置的多个定子绕组以典型的方式串联。应该同样能够实现如下的布置，即，在这些布置中，不同数量级的电流在不同的绕组中流动。

发明内容

本发明的目的在于，指出一种电气驱动装置，该驱动装置由制造成本、结构空间需求与能实现的功率之间的特别有利的关系而著称。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1特征的线性驱动装置以及通过用于使线性驱动装置运行的具有权利要求9特征的方法得以解决。本发明的下面结合装置所阐述的构造方式和优点也按意义地适用于本方法，反过来也适用。

线性驱动装置具有构成为印刷电路的绕组，该绕组可以是线性驱动装置的定子的部分或者转子的部分。在每种情况中，印刷电路均构成为复合电路板(就是说以多层技术构成)，该复合电路板具有下面的层结构：

处在复合电路板的两个外侧上的是各一个由导电材料制成的屏蔽层，该屏蔽层被覆加到绝缘体层上。处在绝缘体层的与位于外部的屏蔽层对置的侧上的是各一个另外的屏蔽层。每种由绝缘体层和在该绝缘体层的两侧上覆加的屏蔽层组成的布置被概括地称作屏蔽排列。与两个屏蔽排列的内侧交界的是各一个由绝缘材料制成的中间层。处在两个与屏蔽排列相接触的中间层之间的是多个绕组排列，这些绕组排列又通过由绝缘材料制成的中间层互相分隔开。同样像屏蔽排列那样，每个绕组排列也分三层地构建，其中，在绕组排列的情况中，覆加到由绝缘材料制成的载体层的两侧上的是绕组形式的导体材料。复合电路板在优选的构造方式中总共具有至少16个由导体材料制成的层，其中有4层为屏蔽层。

可以使屏蔽排列的至少一个屏蔽层具有呈梳齿状的结构；优选的是，使屏蔽排列的两个屏蔽层在交叠的布置中梳齿式地成型。对此能够实现用于直至600VDC的中间电路电压的实施方式。屏蔽层可以在其边缘上具有导体结构，该导体结构能够实现给用于监测电气驱动装置的温度传感器和热开关接线。

复合电路板的每个导体层优选具有至少70μm的厚度。在优选的构造方式中，单位面积的导体覆盖度(也就是说，就相应的层的总面积而言，导体材料的份额)至少为75％。这至少适用于绕组层，优选也适用于屏蔽层。单位体积的导体填充度(也就是说，就复合电路板的总体积而言，导体材料的体积份额)优选为至少30％。复合电路板中的导体材料优选具有复合电路板的总质量的至少2/3的质量。

附图说明

下面借助附图对本发明的实施例进行详细阐述。在这里：

图1以粗略地进行图解说明的横截面示出电气驱动装置，

图2示出根据图1的线性驱动装置的复合电路板的层结构，该复合电路板具有能通以电流的绕组。

具体实施方式

在图1中以极其简化的方式示出的电气驱动装置1由定子2和相对于该定子2能移动的转子3组成。用于支承转子3的机构未在图1中示出。转子3能够垂直于绘图平面移动。在本实施例中，定子2具有底板4，在该底板4上布置有两个定子板5、6，在这些定子板5、6上分别固定有一定数量的永磁铁7(尤其是稀土磁铁)。接头构件8与转子3固定地连接。

对称地布置在定子板5、6之间的转子3被构造为具有在图2中示出的层结构的复合电路板。转子3作为复合电路板的构造形式(也就是说以多层技术的构造形式)能够实现的是，使电气线性驱动装置1的结构不带有外部的线圈保持架。

复合电路板3的作为最外部的、面向定子板5的层的屏蔽层9由铜箔制成。屏蔽层9被由预浸材料(Prepreg-Material)制成的绝缘体层10承载。处在绝缘体层10的与位于外部的屏蔽层9对置的侧上的是另一屏蔽层11。屏蔽层9、11以彼此交叠的方式呈梳齿状地构造。由两个屏蔽层9、11和承载这些屏蔽层9、11的绝缘体层10组成的布置被称作屏蔽排列12。在复合电路板3的内部，由绝缘材料(例如FR4印制线路板材料)制成的中间层13邻接到屏蔽排列12上。在本实施例中，中间层13具有像绝缘体层10那样相同的厚度，即100μm。在中间层13的与屏蔽排列12对置的侧上，与该中间层13交界的是绕组排列14，该绕组排列14在示出的横截面中具有与屏蔽排列12的结构相对应的结构。同样像屏蔽排列12那样，绕组排列14具有绝缘体层10，但是该绝缘体层10承载形成绕组15的导体材料。单个的、布置在绕组排列14的绝缘体层10的两侧上的绕组15基本上具有在图2中不可见的矩形形状。

以分别通过进行绝缘的中间层13互相分隔开的方式处在复合电路板3中的是总共8个绕组排列14和因此16个具有绕组15的导体层。在复合电路板3的面向定子板6的侧上，该复合电路板3(同样像面向定子板5的侧那样)通过屏蔽排列16来隔离，该屏蔽排列16的结构与在图1和2中左边所布置的屏蔽排列12的结构相对应。整个复合电路板3(也被称作多层电路板)因此具有20个由导体材料(即铜)制成的厚度为70μm的层9、11、15。绕组15被制成为加厚的厚铜(Dickkupfer)，该厚铜覆盖各个绕组排列14的总面积的至少75％。就复合电路板3的总体积而言，以绕组15和屏蔽层9、11的形式存在的导体材料具有至少30％的体积份额。该数值也被称作单位体积的导体填充度。就复合电路板3的总质量而言，导体材料的质量份额至少为2/3。因此，电气线性驱动装置1的转子3具有与能实现的功率相比非常低的惯性。与复合电路板3的体积联系起来，利用线性发动机1能够产生至少4N/cm³的力。

附图标记

1线性驱动装置

2定子

3转子

4底板

5定子板

6定子板

7永磁铁

8接头构件

9屏蔽层

10绝缘体层

11屏蔽层

12屏蔽排列

13中间层

14绕组排列

15绕组

16屏蔽排列

Claims (9)

1.电气线性驱动装置(1)，其带有具有能通以电流的绕组(15)的复合电路板(3)，所述复合电路板(3)具有下面的层结构：

·位于外部的第一屏蔽排列(12)具有绝缘体层(10)，在所述绝缘体层(10)的两侧上覆加由导体材料制成的屏蔽层(9、11)，

·绕组排列(14)和由绝缘材料制成的中间层(13)交替地邻接所述位于外部的第一屏蔽排列(12)，其中，每个绕组排列(14)具有由绝缘体材料(10)制成的载体层，在所述载体层的两侧上覆加绕组(15)形式的导体材料，

·位于外部的第二屏蔽排列(16)以与一个中间层(13)交界且具有与所述位于外部的第一屏蔽排列(12)相对应的结构的方式布置在所述复合电路板(3)的与所述第一屏蔽排列(12)对置的一侧上。

2.根据权利要求1所述的线性驱动装置(1)，其特征在于，所述复合电路板(3)具有至少16个由导体材料制成的层(9、11、15)。

3.根据权利要求1或2所述的线性驱动装置(1)，其特征在于，所述屏蔽排列(12、16)具有由导体材料制成的呈梳齿状的第一屏蔽层(9)。

4.根据权利要求3所述的线性驱动装置(1)，其特征在于，所述屏蔽排列(12、16)具有与所述呈梳齿状的第一屏蔽层(9)交叠的呈梳齿状的第二屏蔽层(11)。

5.根据权利要求1至4之一所述的线性驱动装置(1)，其特征在于，由导体材料制成的每一层(9、11、15)的厚度至少为70μm。

6.根据权利要求1至5之一所述的线性驱动装置(1)，其特征在于，具有导体材料的层(9、11、15)具有至少75％的导体覆盖度。

7.根据权利要求1至6之一所述的线性驱动装置(1)，其特征在于，在体积方面，所述复合电路板(3)具有至少30％的导体填充度。

8.根据权利要求1至7之一所述的线性驱动装置(1)，其特征在于，所述导体材料在所述复合电路板(3)中的质量份额至少为2/3。

9.用于操作带有具有能通以电流的绕组的复合电路板(3)的电气线性驱动装置(1)的方法，所述复合电路板(3)具有至少16个由导体材料制成的层(9、11、15)，其中，产生与所述复合电路板(3)的体积相关联的至少4N/cm³的力。

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