DE60214114T2

DE60214114T2 - Linearmotor

Info

Publication number: DE60214114T2
Application number: DE60214114T
Authority: DE
Inventors: Naoomi Miyagawa; Toshihiko Komaki-shi Inoue
Original assignee: Individual
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP2003189587A; US6770989B2; DE60214114D1; US20030111914A1; EP1320179B1; EP1320179A1; JP3470293B2; CN1285163C; CN1427534A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearmotor.
Die WO 02/082619, die eine Schrift nach Artikel 54(3) EPÜ ist, betrifft einen Stator eines bürstenlosen Linearmotors und lehrt einen Linearmotor in Anspruch 25.
Üblicherweise haben Linearmotoren einen stabförmigen Stator mit Permanentmagneten und einen dem Stator gegenüber liegenden Läufer mit Ankern. Durch Umschalten der am Anker anliegenden Spannung werden in einem derartigen Linearmotor zwischen dem Anker und dem Permanentmagneten nacheinander eine Anziehungskraft und eine Abstoßung erzeugt, um den Läufer entlang des Stators zu bewegen.
In einem derart aufgebauten Linearmotor muss der Anker in einer normalen Position gehalten und zwischen dem Anker und dem Permanentmagneten ein sehr kleiner Spalt ständig aufrechterhalten werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Linearmotor anzugeben, in dem alle Spalte zwischen den Ankern und den Magneten korrekt aufrechterhalten werden können und der Anker in einer normalen Position gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Linearmotor mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Dementsprechend wird der Spalt zwischen dem Anker und dem Magneten richtig aufrechterhalten, da der seitlich mehrere Ankern überspannende tragende Teil von dem seitlichen Basisteil des Läufers abgestützt wird, obwohl eine Kraft zwischen dem Anker und dem Magneten erzeugt wird.
Der Läufer ist zylinderförmig und mit Spiel am Stator angebracht, mehrere Magneten sind symmetrisch mit Bezug auf eine zentrale Achse des Stators angeordnet, die Anker sind derart symmetrisch zur zentralen Achse angeordnet, dass sie den jeweiligen Magneten gegenüber liegen, der seitliche Basisteil des Läufers ist ein ringförmiges Glied, dessen Zentrum die zentrale Achse ist, und der seitliche Basisteil des Läufers bewegt sich in einem derartigen Zustand entlang des Stators, dass ein Abstand zwischen dem seitlichen Basisteil des Läufers und dem Stator fast ständig durch Ausgleich einer Kraft, die von mehreren symmetrisch zur Achse angeordneten Ankern hinzugefügt wird, aufrechterhalten wird, wobei der Spalt zwischen dem Anker und dem Magneten auch dann korrekt aufrechterhalten wird, wenn der Linearmotor einen derartigen Aufbau aufweist. Selbst, wenn die Magnetkraft des Permanentmagneten hoch ist oder wenn in diesem Falle zahlreiche Anker vorgesehen sind, kann die Kraft in dem seitlichen Basisteil des Läufers ausgeglichen und alle Spalte zwischen dem Anker und den Magneten korrekt aufrechterhalten werden.
Gemäß Anspruch 2 wird die Spule so gehalten, dass sie nicht durch den Vorsprung aus dem Eisenkernteil herausgezogen wird. Im Gegensatz zu dem Fall, in dem ein Klebstoff verwendet wird, um das Anbringen zu erleichtern und die Gefahr eines Fehlers beim Zusammenfügen zu verringern, wird dann der Schritt, beispielsweise der Schritt des Trocknens, überflüssig.
Gemäß Anspruch 3 kann die Position des seitlichen Basisteils des Läufers in Umfangsrichtung betreffend den tragenden Teil richtig bestimmt werden. Im Gegensatz zu dem Fall, in dem ein Klebstoff verwendet wird, um das Anbringen zu erleichtern und die Gefahr eines Fehlers beim Zusammenfügen zu verringern, wird dann der Schritt, beispielsweise der Schritt des Trocknens, überflüssig.
Gemäß Anspruch 4 bildet der tragende Teil mit dem seitlichen Basisteil des Läufers eine durchgehende Fläche, indem er in die Ausnehmung eingelegt wird. Daher kann eine gegenseitige Behinderung der äußeren Umfangsfläche des tragenden Teils oder des seitlichen Basisteils des Läufers und dem Gehäuse auch dann extrem reduziert werden, wenn zum Zusammenbauen des Läufers der tragende Teil und der seitliche Basisteil des Läufers in dem Gehäuse untergebracht sind. So kann das Zusammenfügen vereinfacht werden.
1 ist ein Längsschnitt und zeigt den gesamten Aufbau eines efindungsgemäßen Linearmotors;
2 ist ein seitlicher Schnitt und zeigt einen Aufbau des erfindungsgemäßen Linearmotors;
3 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt Erscheinungsformen eines Stators;
4 ist eine perspektivische Ansicht und zweigt Erscheinungsformen eines seitlichen Basisteils des Stators;
5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung und verdeutlicht einen Zustand, in dem ein Befestigungsstab angebracht wird;
6 ist eine typische Ansicht und verdeutlicht Anordnungspositionen von Permanentmagneten;
7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung und zeigt einen Aufbau eines Läufers;
8 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt den Aufbau des Läufers.
9 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt die detaillierte Form eines Ankers; und
10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung und zeigt den Anker im zusammengebauten Zustand.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform anhand der Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird anhand der 1 und 2 der gesamte Aufbau eines erfindungsgemäßen Linearmotors erläutert. 1 ist ein länglicher Schnitt und zeigt den gesamten Aufbau eines erfindungsgemäßen Linearmotors und 2 ist ein seitlicher Schnitt und zeigt einen Aufbau des erfindungsgemäßen Linearmotors.
Wie in 1 zu sehen ist, hat ein erfindungsgemäßer Linearmotor 1 einen eine dünne, lange (nahezu stabförmige) Form aufweisenden Stator 2 und einen zylindrichen Läufer 3, der mit Spiel frei beweglich am Stator 2 angebracht ist. Mehrere Permanentmagnete 20 sind am Stator 2 entlang dessen axialer Richtung x (das heißt in der Bewegungsrichtung des Läufers 3) angeordnet und mehrere Anker 30 sind derart am Läufer 3 angeordnet, dass sie mit extrem geringem Abstand den jeweiligen Permanentmagneten 20 gegenüberliegen. Dann kann der Läufer 3 dadurch entlang des Stators 2 bewegt werden, dass die am Anker 30 anliegende Spannung umgeschaltet wird.
Nun wird im Folgenden der Aufbau des Stators 2 anhand der 3 bis 6 im Einzelnen erläutert. 3 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt Erscheinungsformen des Stators, 4 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt Erscheinungsformen eines seitlichen Basisteils des Stators, 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung und verdeutlicht einen Zustand, in dem ein Befestigungsstab angebracht wird und 6 ist eine typische Ansicht zur Erläuterung der Anordnungspositionen von Permanentmagneten.
Der Stator 2 hat einen schmalen seitlichen Basisteil 21, der zylinderförmig ist, wie dies in den 3 und 4 zu sehen ist. Der seitliche Basisteil 21 des Stators hat eine nahezu sechseckige Form, in der die äußere Umfangsfläche sechs flache Abschnitte 210a, 210b, ... (mehrere Abschnitte sind entlang der axialen Richtung X angeordnet und in 3 mit A₁₁, A₁₂, A₁₃, ... bezeichnet, aber der Abschnitt „A₁" wird überall dort stellvertretend für die anderen erläutert werden, wo diese nicht einzeln dargestellt werden müssen. Dabei dient der Abschnitt der Lagerung des Magneten 20, wie dies als nächstes beschrieben wird, wobei der Abschnitt im Folgenden mit „Magnetlagerungsabschnitt" bezeichnet wird) und ein nahezu zylinderförmiger Abschnitt A₂ (im Folgenden „ringförmiger Abschnitt A₂" genannt) werden abwechselnd angeordnet.
Die Permanentmagnete 20 werden jeweils auf den ebenen Abschnitten 210a, 210b, ... angeordnet. (Ist es notwendig, die verschiedenen Magneten, die auf die ebenen Abschnitte 210a, 210b montiert werden sollen, voneinander zu unterscheiden, so werden die Bezugszeichen 20a, 20b, ... zur Kennzeichnung verwendet, wobei, wenn eine solche Unterscheidung nicht angesagt ist, hierfür lediglich das Bezugszeichen 20 verwendet wird. Im Ergebnis sind sechs Permanentmagnete 20 symmetrisch zur zentralen Achse CL des Stators 2 in einem Magnetlagerungsabschnitt A₁ (siehe 2) radial angeordnet, und die Permanentmagnete 20 werden mit einem konstanten Abstand in Axialrichtung x des Stators 2 angeordnet (siehe 3).
Ein derartiger Magnet 20 ist derart beschaffen, dass die Seite des flachen Abschnitts 210a, 210b ..., auf dem der Magnet 20 montiert ist, eine flache Fläche ist (siehe Bezugszeichen 200 in 4. im Folgenden wird diese Fläche als „montierte Fläche" bezeichnet werden), die nahezu die gleiche Größe wie der flache Abschnitt 210a, 210b ... aufweist, und die gegenüberliegende Seite (siehe Bezugszeichen 201. Diese wird im Folgenden als „äußere Umfangsfläche" bezeichnet werden) bildet einen Teil der zylindrischen äußeren Umfangsfläche. Dabei ist jeder Magnet 20 derart magnetisiert, dass die Magnetpole der montierten Fläche 200 und der äußeren Umfangsfläche 201 verschieden sind. Bei sechs Permanentmagneten 20a, 20b, ..., die an einem Magnetlagerungsabschnitt A₁ angeordnet sind, sind die Magnetpole der äußeren Umfangsfläche 201 alle die gleichen. Und die Magnetpole der äußeren Umfangsfläche 201 werden abwechselnd umgeschaltet, beispielsweise S-N-S-N-S-N in axialer Richtung X. Das heißt, in dem in 3 gezeigten Stator 2 sind die Magnetpole der äußeren Umfangsfläche 201 alle S Pole in dem mit A₁₁ bezeichneten Magnetlagerungsabschnitt, die Magnetpole der äußeren Umfangfläche 201 sind alles N Pole in dem mit A₁₂ bezeichneten Magnetlagerungsabschnitt, die Magnetpole der äußeren Umfangfläche 201 sind alles S Pole in dem mit A₁₃ bezeichneten Magnetlagerungsabschnitt und die Magnetpole der äußeren Umfangfläche 201 sind alles N Pole in dem mit A₁₄ bezeichneten Magnetlagerungsabschnitt. Die Permanentmagnete 20 sind derart angeordnet, dass zwei in axialer Richtung X aneinander angrenzende Magnete einander anziehen. Dann ist es einfach, den Magneten 20 am seitlichen Basisteil 21 des Stators anzubringen und der Stator 2 ist leicht zusammenzufügen.
Die drei flachen Abschnitte 210a, 210b, 210c (und die Magnete 20a, 20b bzw. 20c, die jeweils auf den flachen Abschnitten 210a, 210b, 210c montiert sind), die in Umfangsrichtung in einem Magnetlagerungsabschnitt A₁ aneinander angrenzen sie derart angeordnet, dass sie sich mit einem konstanten Abstand p₁ in axialer Richtung x verschieben, wie dies in 6 näher dargestellt wird, und die restlichen drei flachen Abschnitte 210d, 210e, 210f (und die Magnete 20d, 20e bzw. 20f, die jeweils auf den flachen Abschnitten 210d, 210e, 210f montiert sind) sind auch derart angeordnet, dass sie sich mit einem konstanten Abstand p₁ in axialer Richtung x verschieben. Ferner sind beide flache Abschnitte (die flachen Abschnitte 210a und 210d, die flachen Abschnitte 210b und 210e und die flachen Abschnitte 210c und 210f) in einem Winkel von 180°, wobei das Zentrum von der zentralen Achse CL des Stators 2 gebildet wird, derart angeordnet, dass sie in axialer Richtung x nicht verschoben werden (und den Positionen der axialen Richtung x entsprechen).
Am ringförmigen Abschnitt A₂ ist ein Abstandshalter 22 angeordnet, um den Spalt zwischen den in axialer Richtung X angeordneten Magneten 20, 20, wie in den 3, 5 und 6 gezeigt, auszufüllen (ein derartiger Abstandshalter ist zwischen den Magneten 20a und 20a, zwischen den Magneten 20b und 20b, zwischen den Magneten 20c und 20c, zwischen den Magneten 20d und 20d, zwischen den Magneten 20e und 20e, zwischen den Magneten 20f und 20f angeordnet. Wenn diese Abstandshalter voneinander unterschieden werden müssen, werden die Bezugszeichen 22a, 22b ... dem Abstandshalter hinzugefügt, und wenn diese nicht unterschieden werden müssen, so wird dieser Abstandshalter lediglich mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet.)
Das heißt, der Permanentmagnet 20 und der Abstandshalter 22 werden abwechselnd in der axialen Richtung x des Stators 2, wie in den 3 und 5 gezeigt, angeordnet. Die Stirnseite des Permanentmagneten 20 bzw. des Abstandshalters 22 (die Stirnseite in Umfangsrichtung) bildet einen nahezu ebe nen Abschnitt, der in axialer Richtung x dünn und lang ist, und eine Ausnehmung (siehe Bezugszeichen 23 in 5) ist zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten gebildet (die Stirnseite in Umfangsrichtung des Permanentmagneten 20a bzw. des Abstandshalters 22a und die Stirnseite in Umfangsrichtung des Permanentmagneten 20b bzw. des Abstandshalters 22b zum Beispiel). Eine derartige Ausnehmung 23 hat im Querschnitt eine Form, in der die innere Umfangsfläche schmal und die äußere Umfangsfläche breit ist, und sechs Ausnehmungen sind radial an der äußeren Umfangsfläche des seitlichen Basisteils 21 des Stators ausgebildet. Ein Befestigungsstab 24, der einen keilförmigen Querschnitt mit schmaler inneren Umfangsfläche und breiter äußerer Umfangsfläche aufweist, ist mit Schrauben in dieser Ausnehmung 23 angebracht. Da die Ausnehmung 23 und der Befestigungsstab 24 die oben erwähnte Querschnittsform aufweisen, übernimmt der in der Ausnehmung 23 montierte Befestigungsstab 24 die Aufgabe, beide Stirnseiten des Permanentmagneten 20 bzw. des Abstandshalters 22 (beide Stirnseiten in Umfangsrichtung) auf den seitlichen Basisteil 21 des Stators zu drücken und diese zu befestigen.
Hierbei sind die äußeren Umfangsflächen des Abstandshalters 22 und des Befestigungsstabs 24 gekrümmt, wobei die Krümmung die gleiche ist wie die Krümmung der äußeren Umfangsfläche 21 des Permanentmagneten 20, so dass eine zylindrische äußere Umfangsfläche gebildet wird (siehe 3).
Im Folgenden wird nun der Aufbau der Läufers 3 anhand der 7 bis 10 erläutert. 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung und zeigt den Aufbau des Läufers. 8 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt den Aufbau des Läufers, 9 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt die detaillierte Form des Ankers und 10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung und verdeutlicht einen Zustand, in dem der Anker zusammengebaut ist.
Wie in 2 zu sehen ist, hat der Läufer 3 sechs Eisenkernglieder 31, und diese sechs Eisenkernglieder 31 sind derart angeordnet, dass sie sechs Magnetreihen 20a, ..., 20b, ..., 20c, ..., 20d, ..., 20e, ..., 20f, ..., auf der Statorseite gegenüberliegen. Jedes Eisenkernglied 31 weist die Form eines Kammes auf, besteht aus einem tragenden Teil 311, der entlang der axialen Richtung X angeord net ist und im Folgenden als „hinterer Teil" bezeichnet wird, und aus mehreren Eisenkernteilen 310, die sich, ausgehend von dem hinteren Teil 311, bis zur zentralen Achse CL erstrecken, wie dies in den 1 und 7 zu sehen ist. An jedem Eisenkernteil 310 ist eine Spule 32 derart angeordnet, dass der Anker 30 aus dem Eisenkernteil 310 und der Spule 32 bestehen kann, wie dies in 8 zu sehen ist. Das heißt, der den tragenden Teil bildende hintere Teil 311 ist derart angeordnet, dass er seitlich mehrere Anker 30 überspannt, wie dies in den 7 und 8 zu sehen ist. In den 7 und 8 wird lediglich einer der sechs Eisenkernglieder 31 gezeigt. In 7 ist lediglich eine Spule 32 zu sehen und in 8 sind lediglich zwei Anker 30 zu sehen.
Wie in den 9 und 10 im Detail zu sehen ist, weist die Spule 32 eine Kastenform mit einem hohlen Teil 32a auf und umfasst den Anker 30, der auf den Eisenkernteil 310 aufgesetzt wird. Am oberen Ende des Eisenkernteils 310 ist ein Vorsprung 310a derart geformt, dass die Spule 32 nicht leicht herausgezogen werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Spule 32 an dem Eisenkernteil 310 angebracht, wobei der Vorsprung 310a wie oben erwähnt verwendet wird. Im Gegensatz zu dem Fall, in dem ein Klebstoff verwendet wird, um das Anbringen zu erleichtern und die Gefahr eines Fehlers beim Zusammenfügen zu verringern, wird dann der Schritt, beispielsweise der Schritt des Trocknens, überflüssig.
Der erfindungsgemäße Läufer 3 hat mehrere ringförmige Glieder (die seitlichen Basisteile des Läufers) 33, mit als Zentrum die zentrale Achse CL, wie in 1 zu sehen ist und in 7 detailliert gezeigt wird. An der äußeren Umfangsfläche eines derartigen ringförmigen Gliedes 33 (das heißt, an der Fläche der Seite, die der Seite, an der der Permanentmagnet 20 angeordnet ist, gegenüberliegt) sind sechs Ausnehmungen (im Folgenden „äußere Ausnehmungen") 330 in gleichen Abständen zueinander ausgebildet, und der hintere Teil 311 des Eisenkerngliedes 31 ist von außen (von außerhalb des ringförmigen Gliedes 33) in einer jeweiligen äußeren Ausnehmung 330 eingebracht, wie dies in den 7 bis 10 zu sehen ist. Und die äußere Fläche des hinteren Teils 311 und eine Außenfläche 33a des ringförmigen Gliedes 33 haben eine zylindrische Fläche mit nahezu gleicher Krümmung, wie dies in 8 zu sehen ist (das heißt, der hintere Teil 311 wird durch das ringförmige Glied 33 in dem Zustand getragen, dass es in der äußeren Ausnehmung 330 einliegt ist und mit dem ringförmigen Glied 33 eine durchgehende Fläche bildet). Wie in 1 zu sehen ist, ist das ringförmige Glied 33 stets zwischen den Eisenkernteilen 310, 310, angeordnet, wobei in den 7 und 8 zum besseren Verständnis lediglich ein ringförmiges Glied 33 gezeigt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden mehrere Anker 30 von einem ringförmigen Glied 33 in gleichmäßigen Abständen zueinander getragen (das heißt, sie sind symmetrisch zur zentralen Achse CL angeordnet), obwohl der Eisenkernteil 310 des Ankers 30 von dem Permanentmagneten 20 durch eine große Kraft angezogen wird, so dass der Permanentmagnet 20 auf der Statorseite gelängt wird. Aus diesem Grund wird die Kraft aus dem Anker 30 im ringförmigen Glied 33 ausgeglichen. Im Ergebnis bewegt sich das ringförmige Glied 33 entlang der zentralen Achse CL des Stators 2 in einem derartigen Zustand, dass der Abstand zwischen dem ringförmigen Glied 33 und dem Stator 2 nahezu ständig aufrechterhalten wird, wenn sich der Läufer 3 bewegt (das heißt, zusammen mit der Bewegung des Läufers 3). Da, wie oben erwähnt, der hintere Teil 311 durch ein derartiges ringförmiges Glied 33 getragen wird, kann der Spalt zwischen dem Eisenkernteil 310 und dem Permanentmagneten 20 (der Raum zwischen dem Anker 30 und dem Magneten 20) richtig aufrechterhalten werden. Auch dann, wenn die Magnetkraft des Permanentmagneten 20 groß ist oder wenn viele Anker 30 vorgesehen sind, kann die Kraft im ringförmigen Glied 33 kompensiert werden und alle Spalte zwischen dem Eisenkernteil 310 und dem Permanentmagneten 20 können richtig aufrechterhalten werden. Da das Eisenkernglied 31 anhand der oben erwähnten äußeren Ausnehmung 330 am ringförmigen Glied 33 angebracht ist, wird die Verschiebung der Positionierung in Umfangsrichtung (der Umfangsrichtung des ringförmigen Glieds 33) minimiert, und die Eisenkernglieder 31 werden radial genau angeordnet (symmetrisch zur zentralen Achse CL), wie dies in 2 zu sehen ist. Da ferner zum Anbringen des Eisenkernglieds 31 am ringförmigen Glied 33 kein Klebstoff verwendet wird, ist dann der Schritt, beispielsweise der Schritt des Trocknens, nicht mehr erforderlich, um das Anbringen zu erleichtern und die Gefahr eines Fehlers beim Zusammenfügen zu verringern. Zudem hat der erfindungsgemäße Läufer 3 ein Gehäuse 34, wie in den 1 und 2 zu sehen ist, und das Eisenkernglied 31, das ringförmige Glied 33 und dgl. werden in dem Gehäuse 34 untergebracht. So ist das Anbringen dann beendet, wenn das Eisenkernglied 31, das ringförmige Glied 33 und dgl. zusammengebaut und in dem Gehäuse eingelegt worden sind, dann ist das Zusammenfügen einfach, da die Kontur all dieser Glieder 31, 33 in einem beliebigen Querschnitt die gleiche ist.
Ferner ist, wie in 7 zu sehen ist, an der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Gliedes 33 eine (im Folgenden „innere Ausnehmung" genannte) Ausnehmung 331 an der Position ausgebildet, die der äußeren Ausnehmung 330 entspricht, und, wie in den 9 und 10 im Detail zu sehen ist, ist die Spule 32 in eine derartige innere Ausnehmung 331 eingebracht, wodurch die Spule 32 positioniert werden kann. Da zwischen der Spule 32 und dem ringförmigen Glied 33 kein Klebstoff verwendet wird, ist der Schritt, beispielsweise der Schritt des Trocknens, nicht mehr erforderlich, um das Anbringen zu erleichtern und die Gefahr eines Fehlers beim Zusammenfügen zu verringern. Da die Spule 32 am ringförmigen Glied 33 anliegt und über den Vorsprung 310a am Eisenkernteil 310 anliegt, kann verhindert werden, dass das ringförmige Glied 33 aus dem Eisenkernglied 31 herausgezogen wird. So kann das Zusammenfügen des Läufers 3 erleichtert werden.
In dem erfindungsgemäßen Linearmotor 1 sind sechs Anker(30)reihen radial um die zentrale Achse CL axialsymmetrisch angeordnet, wobei jede Reihe in der Axialrichtung x angeordnet ist, und ein in 2 durch den Buchstaben „S" bezeichneter Raum ist zwischen den jeweiligen Ankerreihen ausgebildet. Ein derartiger Raum S ist entlang der axialen Richtung x ausgebildet und beide Endabschnitte sind offen, so dass bei Bewegung des Läufers 3 in Richtung x Luft in und aus dem Raum S strömt, um den Anker 30 zu kühlen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind sechs Magnete 20 mit Bezug auf den Querschnitt des Stators 2 angeordnet, wobei diese auch acht oder zehn an der Zahl sein können; die Zahl muss nur eine gerade Zahl sein. Trotz der Anzahl an Magneten, wie in 6 zu sehen ist, ist es vorzuziehen, die beiden Magnete (die Permanentmagnete 20a und 20d, die Permanentmagnete 20b und 20e und die Permanentmagnete 20c und 20f im Falle der vorliegenden Ausführungsform) um 180° zueinander versetzt in der axialen Richtung x zu positionie ren und die Position des einen Magneten in der axialen Richtung x mit Bezug auf den Magneten, der an einen Magneten in der Umfangsrichtung angrenzt (die Permanentmagneten 20a und 20b und die Permanentmagneten 20b und 20c im Falle der vorliegenden Ausführungsform), um einen konstanten Abstand p₁ zu verlagern.
Da in der vorliegenden Ausführungsform jede Magnetreihe aus mehreren Permanentmagneten 20 besteht, ist es einfach, die Richtung des Magnetflusses eines jeden Permanentmagneten 20 senkrecht zu einer Montagefläche auszurichten, so dass eine gleichmäßige Magnetreihe ohne Störung in der Magnetflussrichtung gebildet werden kann.
In der oben erwähnten Ausführungsform wird der seitliche Basisteil 21 des Stators von einem Bauteil gebildet, wobei er aber auch in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung geteilt ausgebildet sein kann. Zudem können lediglich Permanentmagnete zylindrisch angeordnet werden, ohne den seitlichen Basisteil 21 des Stators zu verwenden.
Zudem ist in der oben genannten Ausführungsform der Stator 2, der seitliche Basisteil 21 des Stators oder der Magnet 20 zylindrisch, wobei diese Form aber nicht einschränkend zu verstehen ist. Sie kann auch ein Vieleck sein. Ferner ist der Stator 2 (konkreter ausgedrückt, der seitliche Basisteil 21 des Stators) ein Hohlzylinder, kann aber auch ein massiver Stab sein.
In der oben erwähnten Ausführungsform ist der zylinderförmige Läufer mit Spiel am Stator 2 angebracht, der seitliche Basisteil 33 des Läufers ist das ringförmige Glied, und der Abstand zwischen dem seitlichen Basisteil des Läufers und dem Stator 2 wird nahezu ständig aufrechterhalten, indem die Anker 30 an den axialsymmetrischen Positionen angeordnet werden, um die Kraft auszugleichen, die auf das seitliche Basisteil 33 des Läufers aufgebracht wird. Der erfindungsgemäße Aufbau ist aber nicht auf diese Anordnung beschränkt, der Abstand zwischen dem seitlichen Basisteil des Läufers und dem Stator 2 kann auch anhand eines anderen Verfahrens als durch den oben erwähnten Kraftausgleich nahezu ständig aufrechterhalten werden, (eines Verfahrens, bei welchem zwischen dem seitlichen Basisteil des Läufers und dem Stator 2 beispielsweise ein Lager zur Hin- und Herbewegung, eine LM-Führung zum Beispiel, angeordnet ist), wobei dies auch dann gilt, wenn der Läufer 3 nicht zylindrisch oder der seitliche Basisteil des Läufers nicht ringförmig ist.
Im Folgenden wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
Wird eine Spannung allmählich mit einer vorbestimmten Taktung auf die Spule 32 aufgebracht, um den Anker 30 anzuregen, so wirkt eine Anziehungskraft oder eine Abstoßung zwischen einem jeweiligen Anker 30 und einem jeweiligen Permanentmagneten 20, so dass der Läufer 3 in axialer Richtung X des Stators 2 bewegt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand der oben erwähnten Ausführungsform erläutert. Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen sind rein beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Der Umfang der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und beschränkt sich nicht auf die Beschreibungen der spezifischen Ausführungsformen. Entsprechend liegen alle unter den Schutz der Ansprüche fallenden Umwandlungen und Änderungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims

Linearmotor umfassend einen länglichen zylindrischen Stator (2) mit einer zentralen Achse (CL) und einen diesen umgebenden Läufer (3), der durch einen ringförmigen Spalt vom Stator (2) getrennt ist; der Stator (2) umfasst mehrere radial polarisierte Magneten (20), die in gleichen Abständen entlang mehrerer Mantellinien des Zylinders (2) symmetrisch um die zentrale Achse (CL) desselben angeordnet sind; wobei der Läufer (3) umfasst: mehrere in axialer Richtung sich erstreckende Kernglieder (31), die symmetrisch um die zentrale Achse (CL) angeordnet sind; mehrere Kernteile (310), die sich, ausgehend von jedem Kernglied (31), radial nach innen erstrecken und entlang desselben gleichmäßig beabstandet sind, wobei benachbarte Kernteile (310) durch einen tragenden Teil (311) des Kernglieds (31) voneinander getrennt sind; mehrere ringförmige Glieder (33), die jeweils in einer senkrecht zur zentralen Achse (CL) stehenden Ebene angeordnet sind, wobei der tragende Teil (311) durch eine äußere Umfangsfläche eines jeweiligen ringförmigen Gliedes (33) aufnehmbar ist, so dass die ringförmigen Glieder (33) zwischen den jeweiligen Kernteilen (310) formschlüssig aufgenommen werden; wobei auf jeden Kernteil (310) eine Spule (32) aufgesteckt ist, wobei die Spule (32) und der Kernteil (310) zusammen einen einem jeweiligen Magneten (20) gegenüberliegenden Anker (30) bilden, der den Läufer (3) entlang des Stators (2) dadurch bewegt, dass die an den Spulen (32) anliegende Spannung umgeschaltet wird.
Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem entfernt liegenden Endteil des Kernteils (310) ein Vorsprung (310a) ausgebildet ist und dass die Spule (32) derart am Kernteil (310) gehalten wird, dass sie nicht abgerissen wird.
Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Gliedes (33) eine Ausnehmung (330) ausgebildet ist, und dass der tragende Teil (311) dadurch von dem ringförmigen Glied (33) getragen wird, dass er in diese Ausnehmung (330) einliegt.
Linearmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Teil (311), indem er in der Ausnehmung (330) einliegt, mit dem ringförmigen Glied (33) eine durchgehende Fläche bildet.