DE68918523T2

DE68918523T2 - Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft.

Info

Publication number: DE68918523T2
Application number: DE68918523T
Authority: DE
Inventors: Minoru C O Shinko Electr Maeda; Hiroshi C O Shinko El Nakagawa
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: EP0352189A1; EP0352189B1; US5010262A; DE68918523D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft, der eine relativ große magnetische Schubkraft erzeugt, zur Verwendung bei einem Industrieroboter oder ähnlichem.

Stand der Technik

Herkömmliche Linear-Impulsmotoren weisen ein primäres Element und ein sekundäres Element auf. Im allgemeinen ist das primäre Element ein elektrisch versorgtes Element; anders ausgedrückt ein Element, das elektromagnetisch erregt wird. Demgemäß bewegt sich das primäre Element entlang dem sekundären Element in der linearen Richtung vor und zurück, wenn dem primären Element ein impulsförmiger Strom zugeführt wird. In diesem Fall ist das primäre Element beweglich, während das sekundäre Element stationär ist, aber es kann entweder das primäre oder das sekundäre Element beweglich sein.
Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Linear-Impulsmotor. Ein Bezugszeichen 1 bezeichnet ein sekundäres Element, das eine längliche Platte aus magnetischem Material ist, an deren oberen Seite rechteckige Zähne 1a und Nuten 1b entlang der Längsrichtung mit einem gleichen Abstand ausgebildet sind. Über den Zähnen 1a und den Nuten 1b ist ein primäres Element 2 mit vorbestimmtem Abstand dazwischen positioniert. Dieses primäre Element 2 ist durch ein Halteelement wie einer Rolle, einem Rad oder ähnlichem beweglich gelagert. Das primäre Element 2 weist folgendes auf: einen A-Phasen-Kern 4 und einen B-Phasen-Kern 5, die beide Magnetpole aufweisen, nämlich Magnetpole 4a und 4b für den Kern 4 und Magnetpole 5a und 5b für den Kern 5; Spulen 6a und 6b, die jeweils um die Magnetpole 4a und 4b gewickelt sind; Spulen 7a und 7b, die jeweils um die Magnetpole 5a und 5b gewickelt sind; Permanentmagnete 8 und 9, die jeweils an den Kernen 4 und 5 angeordnet sind, wobei der N-Pol des Permanentmagneten 8 der oberen Oberfläche des Kerns 4 gegenüber angeordnet ist, während der S-Pol des Permanentmagneten 9 gegenüber der oberen Oberfläche des Kerns 5 angeordnet ist; und eine Abdeckplatte 10, die aus einem magnetischen Material gebildet ist und die Permanentmagnete 8 und 9 abdeckt. Die untere Seite des Magnetpols 4a hat Polzähne 14a und Nuten 14c, die jeweils mit gleichem Abstand ausgebildet sind. Die untere Seite der Magnetpole 4b, 5a und 5b hat die gleichen Polzähne 14b, 15a und 15b und auch gleiche Nuten 14d, 15c und 15d.
Unter der Annahme, daß der gleiche Abstand der rechteckigen Zähne 1a der Abstand P ist, ist jeder der Polzähne 14b, 15a und 15b um den Abstand P14 in bezug auf die rechteckigen Zähne 1a verschoben, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, und die untere Oberfläche dieser Zähne ist von der oberen Oberfläche der Zähne 1a mit dem Abstand G positioniert.
Demgemäß erzeugt ein Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den jeweiligen Spulen 6a, 6b, 7a und 7b in Folge einen Magnetfluß. Dieser Magnetfluß und der Magnetfluß von den Permanentmagneten 8 und 9 wirken in Folge auf die jeweiligen Magnetpole 4a, 4b, 5a und 5b, was dazu führt, daß sich das primäre Element 2 entlang dem sekundären Element 1 in der Längsrichtung bewegen kann.
Als nächstes wird gemäß Fig. 2 ein primäres Element 2, das sich entlang dem sekundären Element 1 bewegt, basierend auf dem 2-Phasen-Erregersystem beschrieben, wenn den Spulen 6a und 6b in einer Gruppe und den Spulen 7a und 7b in der anderen Gruppe ein impulsförmiger Strom zugeführt wird. Dieser impulsförmige Strom erregt die Magnetpole 4a, 4b, 5a und 5b.
In Fig. 2(a) wird durch Zuführen des impulsförmigen Stroms von einem Anschluß 6c zu einem Anschluß 6d für die Spulen 6a und 6b, wie es durch den Pfeil gezeigt ist, und auch durch Zuführen dieses impulsförmigen Stroms von einem Anschluß 7d zu einem Anschluß 7c für die Spulen 7a und 7b, wie es durch die Pfeilrichtung gezeigt ist, der von der Spule 6a erzeugte magnetische Fluß zu dem von dem Permanentmagneten 8 an dem A-Phasen-Magnetpol 4a erzeugte magnetische Fluß hinzugefügt, und diese beiden magnetischen Flüsse wirken an dem A- Phasen-Magnetpol 4b jeweils gegeneinander. Andererseits wird der von der Spule 7a erzeugte magnetische Fluß zu dem von dem Permanentmagneten 9 erzeugten magnetischen Fluß an dem B-Phasen-Magnetpol 5a hinzugefügt, und diese beiden magnetischen Flüsse wirken an dem B-Phasen-Magnetpol 5b jeweils gegeneinander. Somit wird ein magnetischer Fluß f&sub1; in der Pfeilrichtung erzeugt, wie es in Fig. 2(a) gezeigt ist. Als Ergebnis wirkt das Magnetfeld auf die Polzähne 14a und 15a, die den rechteckigen Zähnen 1a gegenüberliegen, wodurch eine magnetische Schubkraft erzeugt wird.
In Fig. 2(b) wird durch Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den Spulen 6a und 6b in derselben Richtung, wie es in Fig. 2(a) gezeigt ist, und auch durch Zuführen dieses impulsförmigen Stroms zu den Spulen 7a und 7b in der zu der in Fig. 2(a) gezeigten entgegengesetzten Richtung ein magnetischer Fluß f&sub2; in der Pfeilrichtung erzeugt, wie es in Fig. 2(b) gezeigt ist. Als Ergebnis wirkt das Magnetfeld auf die Polzähne 14a und 15b, die den rechteckigen Zähnen 1a gegenüberliegen, wodurch die magnetische Schubkraft erzeugt wird.
In Fig. 2(c) wird durch Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den Spulen 6a und 6b in der zu der in Fig. 2(b) gezeigten entgegengesetzten Richtung und durch Zuführen dieses impulsförmigen Stroms zu den Spulen 7a und 7b in der der in Fig. 2(b) gezeigten entsprechenden Richtung ein magnetischer Fluß f&sub3; in der Pfeilrichtung erzeugt, wie es in Fig. 2(c) gezeigt ist. Als Ergebnis wirkt das Magnetfeld auf Polzähne 14b und 15b, die den rechteckigen Zähnen 1a gegenüberliegen, wodurch die magnetische Schubkraft erzeugt wird.
Gleichermaßen wird in Fig. 2(d) durch Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den Spulen 6a und 6b in der der in Fig. 2(c) gezeigten entsprechenden Richtung und durch Zuführen dieses impulsförmigen Stroms zu den Spulen 7a und 7b in der zu der in Fig. 2(c) gezeigten entgegengesetzten Richtung ein magnetischer Fluß f&sub4; in der Pfeilrichtung erzeugt, wie es in Fig. 2(d) gezeigt ist. Als Ergebnis wirkt das Magnetfeld auf die Polzähne 14b und 15a, die den rechteckigen Zähnen 1a gegenüberliegen, wodurch die magnetische Schubkraft erzeugt wird.
Demgemäß wird der impulsförmige Strom in Folge den jeweiligen Spulen 6a, 6b, 7a und 7b in der Reihenfolge dieser Fig. 2(a), 2(b), 2(c) und 2(d) zugeführt. Dies führt dazu, daß sich das primäre Element 2 in den Zeichnungen nach rechts bewegen kann, d. h. von dem Magnetpol 4a zu dem Magnetpol 5b. Während der impulsförmige Strom in Folge zu den jeweiligen Spulen in der Reihenfolge der Fig. 2(d), 2(c), 2(b) und 2(a) zugeführt wird, wird das primäre Element 2 dazu veranlaßt, sich in der Zeichnung nach links zu bewegen, d. h. von dem Magnetpol 5b zu dem Magnetpol 4a. Der Motor der Fig. 1 und 2 ist von dem Typ, der in dem Dokument FR-A-2 606 951 offenbart ist.
Allgemein wird ein solcher Linear-Impulsmotor ohne Regelschleife für ein genaues Positionieren eines Objekts an einer bestimmten Position verwendet, was für eine Antriebsvorrichtung für Büroautomatisierungs-Einrichtungen, wie beispielsweise einen Drucker, sinnvoll ist. Jedoch ist es aufgrund der erforderlichen starken magnetischen Schubkraft schwierig, einen derartigen Motor für beispielsweise einen Industrieroboter zu verwenden.
Gemäß dem oben in Verbindung mit der Fig. 2(a) beschriebenen Linear-Impulsmotor wird während eines Erzeugens der magnetischen Schubkraft an den magnetischen Polen 4a und 5a jedem magnetischen Fluß an den Magnetpolen 4b und 5b entgegengewirkt. Somit wird an den Magnetpolen 4b und 5b keine magnetische Schubkraft erzeugt. Gleiche magnetische Schubkräfte werden an den Magnetpolen 4a und 5b in Fig. 2(b), den Magnetpolen 4b und 5b in Fig. 2(c) und den Magnetpolen 4b und 5a in Fig. 2(d) erzeugt. Demzufolge beträgt der Bereich der Magnetpole 4a, 4b, 5a und 5b, der die magnetische Schubkraft erzeugen kann, lediglich 50% ihres Bereiches. Dieser Bereich ist signifikant zum Erzeugen der magnetischen Schubkraft.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft zu schaffen, der den Bereich bzw. die Fläche der Magnetpole zum Erzeugen einer großen magnetischen Schubkraft effektiv nutzen kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft geschaffen, der folgendes aufweist:
ein primäres magnetisches Element, das von einer Trageeinrichtung getragen wird, die sich entlang einer vorbestimmten Richtung bewegt, wobei das primäre magnetische Element durch seine Magnetpole ein Magnetfeld in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung erzeugt; und
ein sekundäres magnetisches Element mit einer Vielzahl von gegenüberliegenden Abschnitten, die dem primären magnetischen Element gegenüberliegen, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte in der vorbestimmten Richtung in gleichen Abständen angeordnet sind, wodurch das primäre magnetische Element relativ zu dem sekundären magnetischen Element bewegt wird, wenn ein Magnetfeld auf die gegenüberliegenden Abschnitte einwirkt, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind,
wobei der Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft dadurch gekennzeichnet ist, daß das primäre magnetische Element weiterhin folgendes aufweist:
Kerne mit einer Vielzahl von Plattenelementen, die um erste gleiche Abstände in der vorbestimmten Richtung beabstandet sind, wobei die Plattenelemente gegenüberliegende Abschnitte haben, die sich in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung erstrecken;
eine Vielzahl von Permanentmagneten, die zwischen Seitenflächen der Plattenelemente in einer Richtung rechtwinklig zu den gegenüberliegenden Abschnitten eingefügt sind, so daß benachbarte Permanentmagnete eine entgegengesetzte Polarität aufweisen; und
einen isolierten Draht, der um die Kerne gewickelt ist, um Magnetpole auszubilden, und wobei
das sekundäre magnetische Element weiterhin folgendes aufweist:
gegenüberliegende Abschnitte, die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit dem primären magnetischen Element ausgebildet sind, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte mit einem zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei der zweite gleiche Abstand des gegenüberliegenden Abschnitts, der mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet ist, etwa zweimal so groß ist wie der erste gleiche Abstand des gegenüberliegenden Abschnitts, der mit dem primären magnetischen Element ausgebildet ist,
wobei dann, wenn der isolierte Draht stromführend ist, die gegenüberliegenden Abschnitte des primären magnetischen Elements, die in Richtung zu den gegenüberliegenden Abschnitten angeordnet sind, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind, dazu beitragen, einen magnetischen Schub zum Bewegen des primären magnetischen Elements relativ zu dem sekundären magnetischen Element zu erzeugen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft vorgesehen, der folgendes aufweist:
ein primäres magnetisches Element, das von einer Trageeinrichtung für eine Bewegung entlang einer vorbestimmten Richtung getragen wird, wobei das primäre magnetische Element durch seine Magnetpole in einer zu der vorbestimmten Richtung transversalen Richtung ein Magnetfeld erzeugt; und ein sekundäres magnetisches Element mit einer Vielzahl von gegenüberliegenden Abschnitten, die dem primären magnetischen Element gegenüberliegen, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte mit einem gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wodurch das primäre magnetische Element relativ zu dem sekundären magnetischen Element bewegt wird, wenn ein Magnetfeld auf die gegenüberliegenden Abschnitte wirkt, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind,
wobei der Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft dadurch gekennzeichnet ist, daß das primäre magnetische Element weiterhin folgendes aufweist:
einen Kern mit gegenüberliegenden Abschnitten, die mit einem ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind und sich in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung erstrecken; und
einen isolierten Draht, der um den Kern gewickelt ist, um Magnetpole auszubilden, und wobei
das sekundäre magnetische Element weiterhin folgendes aufweist:
gegenüberliegende Abschnitte, die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit dem Kern ausgebildet sind, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte um einen zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt sind; und
eine Vielzahl von Permanentmagneten, die zwischen Seitenflächen der gegenüberliegenden Abschnitte in einer rechtwinkligen Richtung in bezug auf eine gegenüberliegende Oberfläche der gegenüberliegenden Abschnitte eingefügt ist, so daß benachbarte Permanentmagnete eine entgegengesetzte Polarität haben, und wobei der erste gleiche Abstand der gegenüberliegenden Abschnitte, die mit dem primären magnetischen Element ausgebildet sind, etwa zweimal so groß ist wie der zweite gleiche Abstand der gegenüberliegenden Abschnitte, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind,
wobei dann, wenn der isolierte Draht stromführend ist, die gegenüberliegenden Abschnitte des primären magnetischen Elements, die in Richtung zu den gegenüberliegenden Abschnitten angeordnet sind, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind, dazu beitragen, einen magnetischen Schub zum Bewegen des magnetischen Elements relativ zu dem sekundären magnetischen Element zu erzeugen.
Demgemäß wirkt, solange gegenüberliegende Abschnitte, die mit dem primären magnetischen Element ausgebildet sind, den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind, das Magnetfeld, das von allen gegenüberliegenden Abschnitten erzeugt wird, auf die gegenüberliegenden Abschnitte des sekundären magnetischen Elements, was eine starke magnetische Schubkraft zum Bewegen des primären magnetischen Elements relativ zu dem sekundären magnetischen Element erzeugt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die einen Linear-Impulsmotor nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die eine Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Linear-Impulsmotor bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht, die die Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors zeigt;
Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das die den Spulen zugeführten Wellenformen zeigt;
Fig. 6 ist ein Schubkraft-Vektordiagramm, das die magnetische Schubkraft zeigt;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht, die die Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors zeigt;
Fig. 8 ist eine Draufsicht, die einen Linear-Impulsmotor bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die den Linear-Impulsmotor zeigt;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Linear-Impulsmotor bei dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 11 ist eine Seitenansicht, die die Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors zeigt;
Fig. 12(a) bis Fig. 12(d) sind Seitenansichten, die die Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors zeigen;
Fig. 13(a) bis Fig. 13(d) sind Seitenansichten, die die Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors zeigen;
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen anderen Typ des primären magnetischen Elements zeigt;
Fig. 15 ist eine kurze Draufsicht, die einen weiteren Typ des sekundären magnetischen Elements zeigt;
Fig. 16 ist eine Seitenansicht, die einen Linear-Impulsmotor bei dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 17(a) bis Fig. 17(d) sind Seitenansichten, die die Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors zeigen;
Fig. 18(a) bis Fig. 18(d) sind Seitenansichten, die eine weitere Arbeitsweise des Linear-Impulsmotors zeigen;
Fig. 19 ist eine Seitenansicht, die einen weiteren Typ des Linear- Impulsmotors zeigt;
Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Linear-Impulsmotor bei dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 21 ist eine Draufsicht, die Zähne jeweiliger Magnetpole zeigt, wie sie in Fig. 20 gezeigt sind;
Fig. 22(a) bis Fig. 22(d) sind Seitenansichten, die die Arbeitsweise des Linear- Impulsmotors zeigen;
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Linear-Impulsmotor bei dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 24 ist eine Schnittansicht, die einen plattenartigen Impulsmotor bei dem siebten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 25 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Motors, die teilweise abgeschnitten ist;
Fig. 26 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Stators, die teilweise abgeschnitten ist;
Fig. 27 ist eine perspektivische Ansicht, die einen weiteren Typ des primären magnetischen Elements zeigt; und
Fig. 28 ist eine Seitenansicht, die einen weiteren Typ des primären magnetischen Elements zeigt.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung als einen Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft. Dieser Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft ist als ein Dreiphasen-Linear-Impulsmotor gezeigt. In dieser Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 21 ein sekundäres magnetisches Element an einer festen Position, und das Bezugszeichen 22 bezeichnet ein primäres magnetisches Element, das von einer Trageeinrichtung wie beispielsweise Rollen, Räder oder ähnlichem beweglich getragen wird. Das primäre magnetische Element 22 bewegt sich somit entlang der Längsrichtung oder der Bewegungsrichtung, die durch einen Pfeil M gezeigt ist. Die Trageeinrichtung ist in Fig. 3 weggelassen.
An der oberen Seite des sekundären magnetischen Elements 23 sind jeweils rechteckige Zähne 21a, 21b und 21c in Dreifachreihen in einer Richtung transversal zu der Längsrichtung des sekundären magnetischen Elements 21 ausgebildet. Jeweilige Reihen der rechteckigen Zähne 21a, 21b und 21c sind mit gleichem Zwischenraum in der Richtung transversal zu der Längsrichtung ausgebildet, wobei jeder Zahn der rechteckigen Zähne 21a, 21b und 21c mit gleichem Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet ist. Zusätzlich ist jede Position der rechteckigen Zähne 21b in bezug auf jene der rechteckigen Zähne 21a um den Abstand P13 verschoben, und jede Position der rechteckigen Zähne 21c ist in bezug auf jene der rechteckigen Zähne 21b um den Abstand P13 verschoben.
Das primäre magnetische Element 22 weist folgendes auf: E-förmige Kerne 24a bis 24h, die in der Längsrichtung oder der Bewegungsrichtung M in acht Abschnitte getrennt sind; Permanentmagnete 25a bis 25g, die zwischen den Kernen 24a bis 24h so eingefügt sind, daß sie ganzflächig aneinander passen, so daß jeder der benachbarten Permanentmagnete 25a bis 25g eine entgegengesetzte Polarität aufweist, wie es in Fig. 4 gezeigt ist; Spulen 30 bis 32, die um die Vorsprungabschnitte gewickelt sind, die damit als Magnetpole 27 bis 29 ausgebildet sind, die jeweils die A-Phase, die B-Phase und die C-Phase darstellen.
Fig. 4 zeigt, daß die Magnetpole 27, 28 und 29 jeweils den rechteckigen Zähnen 21a, 21b und 21c gegenüberliegen und der A-Phase, der B-Phase und der C- Phase entsprechen. Bei der A-Phase ist jeder der Zähne 21a mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P, ausgebildet, während ein Teil der dargestellten Kerne 24a bis 24f mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P12, ausgebildet ist. Weiterhin ist bei der B-Phase jeder der rechteckigen Zähne 21b in bezug auf die rechteckigen A-Phasen-Zähne 21a um den Abstand P13 verschoben, und bei der C-Phase ist jeder der rechteckigen Zähne 21c in bezug auf die rechteckigen Zähne 21b um den Abstand P13 verschoben.
Demgemäß erzeugt dann, wenn den Spulen kein impulsförmiger Strom zugeführt wird, jeder durch die Permanentmagnete 25a bis 25f erzeugte magnetische Fluß eine Magnetfluß-Schleife zwischen jedem der Kerne 24a bis 24f und den rechteckigen Zähnen 21a, wie es durch die unterbrochenen Linien in Fig. 4 gezeigt ist, d. h. das primäre magnetische Element 22 bleibt stationär.
Die Arbeitsweise des dreiphasigen Linear-Impulsmotors wird für den Fall beschrieben, daß der impulsförmige Strom der A-Phasen-Spule 30, der B-Phasen- Spule 31 und der C-Phasen-Spule 32 zugeführt wird, so daß die Polarität aller Magnetpole 27, 28 und 29 zu einem Zeitpunkt umgekehrt wird. Jedes Zeitintervall basiert auf einer Erregerstrom-Folge, die durch die in Fig. 5 gezeigten Referenzimpulse bestimmt wird. Das bedeutet, daß bei allen anderen Referenzimpulsen zwei der drei Phasen positiv werden, was als bipolares Antriebssystem bekannt ist.
Fig. 6 zeigt ein Schubkraft-Vektordiagramm für die magnetische Schubkraft, die zwischen den Magnetpolen 27 bis 29 und den rechteckigen Zähnen 21a bis 21c erzeugt wird. In diesem Diagramm stellt +A einen Schubkraft-Vektor dar, der durch Zuführen eines impulsförmigen Stroms zu der A-Phasen-Spule 30 in der positiven Richtung verursacht wird, und -A stellt einen Schubkraft-Vektor dar, der durch Zuführen des impulsförmigen Stroms zu der A-Phasen-Spule 30 in der negativen Richtung verursacht wird. Gleichermaßen stellen +B und +C jeweils Schubkraft- Vektoren dar, die durch jeweiliges Zuführen des impulsförmigen Stroms zu der B- Phasen-Spule 31 und die C-Phasen-Spule 32 in der positiven Richtung verursacht werden. -B und -C stellen jeweils Schubkraft-Vektoren dar, die durch jeweiliges Zuführen des impulsförmigen Stroms zu der B-Phasen-Spule 31 und zur C- Phasen-Spule 32 in der negativen Richtung verursacht werden.
Während eines Zeitintervalls T1 wird gemäß Fig. 5 der impulsförmige Strom der A- Phasen-Spule 30 in der positiven Richtung zugeführt, und der impulsförmige Strom wird der B-Phasen-Spule 31 in der negativen Richtung zugeführt, und der C-Phasen-Spule 32 in der negativen Richtung. Somit wird eine magnetische Schubkraft aus dem Schubkraft-Vektor +A, dem Schubkraft-Vektor -B und dem Schubkraft- Vektor -C zusammengesetzt und wirkt dann zwischen dem primären magnetischen Element 23 und dem sekundären magnetischen Element 21.
Zu dieser Zeit fließt gemäß Fig. 7 der impulsförmige Strom von einem Punkt X zu einem Punkt Y durch die A-Phasen-Spule 30, die um den magnetischen Pol 27 gewickelt ist. Dies verursacht eine magnetomotorische Kraft an den Kernen 24a bis 24f nach unten, was einen magnetischen Fluß erzeugt, der durch die gestrichelten Linien mit Pfeil gezeigt ist. Der magnetische Fluß fließt jeweils in einen der rechteckigen Zähne 21a, und zwar weg von dem Beobachter in diese hinein. Zur selben Zeit fließt der impulsförmige Strom von einem Punkt X zu einem Punkt Y durch die B-Phasen-Spule 31, die um den Magnetpol 28 gewickelt ist, und durch die C-Phasen-Spule 32, die um den Magnetpol 29 gewickelt ist. Dies verursacht eine magnetomotorische Kraft an den Kernen 24a bis 24f nach oben, was einen magnetischen Fluß erzeugt, der durch die gestrichelten Linien mit Pfeil gezeigt ist. Der magnetische Fluß fließt jeweils in die Kerne 24b, 24d und 24f. Dieser magnetische Fluß fließt somit von den rechteckigen Zähnen 21b und 21c jeweils in die Kerne 24b, 24d und 24f, und fließt durch die Permanentmagnete 25a bis 25f darüber hinaus in die Kerne 24a, 24c und 24e. Als Ergebnis können, solange der impulsförmige Strom in den Spulen fließt, die um die Magnetpole 27, 28 und 29 gewickelt sind, alle Kerne 24a bis 24h dazu beitragen, einen magnetische Schubkraft zu erzeugen.
Gleichermaßen wird gemäß Fig. 5 dann, wenn der impulsförmige Strom seinerseits den Spulen 30 bis 32 in der Reihenfolge T2, T3, T4, T5 und T6 zugeführt wird, eine magnetische Schubkraft zwischen jeweiligen Magnetpolen 27 bis 29 und jeweiligen rechteckigen Zähnen 21a bis 21c erzeugt. Dieser Vektor der magnetischen Schubkraft wird wiederum in der Reihenfolge T2, T3, T4, T5 und T6 geändert, um die magnetische Schubkraft zu der nächsten Stufe zwischen dem primären magnetischen Element 22 und dem sekundären magnetischen Element 21 zu übertragen.
Nachfolgend fließt der impulsförmige Strom gemäß Fig. 7 von einem Punkt X zu einem Punkt Y der Spulen 30, 31 und 32. Der magnetische Fluß fließt von den Kernen 24a, 24c und 24f in die rechteckigen Zähne 21a des sekundären magnetischen Elements 21. Während jeder magnetische Fluß von den rechteckigen Zähnen 21b und 21c des sekundären magnetischen Elements 21 in die Kerne 24b, 24d und 24f fließt, fließt dieser magnetische Fluß durch die Permanentmagnete 25a bis 25f auch in die benachbarten Kerne 24a, 24c und 24e. Als Ergebnis können alle Kerne für die Erzeugung der magnetischen Schubkraft verwendet werden, die viel größer als die herkömmliche ist.
Demgemäß bewegt sich das primäre magnetische Element 22 durch Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den Spulen 30, 31 und 32 in der Reihenfolge T1 bis T6 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 oder nach rechts in Fig. 7, während sich das primäre magnetische Element 22 durch Zuführen des impulsförmigen Stroms in der Reihenfolge T6 bis T1 in der Zeichnung nach links bewegt.
Die Fig. 8 und 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Linear- Impulsmotor ist vom doppelseitigen Typ. In diesen Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 43 einen ersten Block mit E-förmigen Kernen 44a bis 44h und Permanentmagneten 45a bis 45g, die zwischen den Kernen 44a bis 44h eingefügt sind, so daß jeder der benachbarten Permanentmagnete 45a bis 45g eine entgegengesetzte Polarität aufweist. Die Vorsprünge des E-förmigen ersten Blocks 43 sind zur Ausbildung von Magnetpolen jeweils mit der A-Phasen-Spule 46a, der B- Phasen-Spule 46b und der C-Phasen-Spule 46c umwickelt. Ein Bezugszeichen 53 bezeichnet einen zweiten Block mit E-förmigen Kernen 54a bis 54h, die den Kernen 44a bis 44h gleichen, und Permanentmagneten 55a bis 55g, die zwischen den Kernen 54a bis 54h eingefügt sind. Die Vorsprünge des E-förmigen zweiten Blocks 53 sind zur Ausbildung von Magnetpolen jeweils mit der A-Phasen-Spule 56a, der B-Phasen-Spule 56b und der C-Phasen-Spule 56c umwickelt. Der erste Block 43 ist mit dem zweiten Block 53 durch eine Verbindungsplatte 60 verbunden, und die Endoberfläche des ersten Blocks 43, d. h. die Magnetpole, liegt der oberen Seite des sekundären magnetischen Elements 51 gegenüber, während die Magnetpole des zweiten Blocks 53 seiner unteren Seite gegenüberliegen. Daher bewegt sich sowohl der erste als auch der zweite Block 43 und 53 entlang dem sekundären magnetischen Element 51, das durch einen linearen Träger (Kreuzrollen-Träger) beweglich getragen wird, der eine Rolle 61 und ein Halteelement 62 enthält. Zusätzlich weist die obere Seite des sekundären magnetischen Elements 51 Dreifachreihen rechteckiger Zähne 51a, 51b und 51c in seiner Längsrichtung auf. Jede Form der rechteckigen Zähne 51a, 51b und 51c ist gleich jener bei dem ersten Ausführungsbeispiel, d. h. jeder Zahn der rechteckigen Zähne 51a, 51b und 51c ist mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet. Jede Position der Zähne 51b ist in bezug auf jene der Zähne 51a um den Abstand P13 verschoben, und jede Position der Zähne 51b ist in bezug auf jene der Zähne 51b um den Abstand P13 verschoben. Auch an der unteren Seite des sekundären magnetischen Elements 51 sind Zähne vom gleichen Typ ausgebildet. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet ein Element zum Anhalten des ersten Blocks 43 und des zweiten Block 53, wenn sie sich entlang dem sekundären magnetischen Element 51 bewegen, und das Bezugszeichen 64 bezeichnet eine einstellbare Schraube für den ersten Block 43 und den zweiten Block 53, um die Richtung' transversal zu der Längsrichtung des sekundären magnetischen Elements 51 einzustellen. Die Reihenfolge der Polarität der Permanentmagnete 45a bis 45g und 55a bis 55g muß nicht übereinstimmen, weil die Richtung, in der der impulsförmige Strom den Spulen 46a bis 46c für den ersten Block 43 und den Spulen 56a bis 56c für den zweiten Block 53 zugeführt wird, gewählt werden kann.
Bei dem obigen ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Linear- Impulsmotor als Dreiphasen-Motor verwendet. In dem Fall, daß die Anzahl von Reihen der rechteckigen Zähne geändert wird und auch die Anzahl der Magnetpole geändert wird, kann ein Zweiphasen- und ein Vierphasen- und sogar ein Linear-Impulsmotor von mehr als vier Phasen erreicht werden.
Bei den obigen zwei Ausführungsbeispielen ist jede Position der rechteckigen Zähne in bezug auf die rechteckigen Zähne der benachbarten Reihe um den Abstand P13 verschoben. Der Magnetpol kann in bezug auf die benachbarten Magnetpole anstatt in bezug auf die rechteckigen Zähne um den Abstand P13 verschoben sein.
Wenn jeder Spule ein Dreiphasen-Wechselstrom anstatt des impulsförmigen Stroms zugeführt wird, kann der Linear-Impulsmotor ein Synchronmotor sein.
Wenn ein Versatz-Sensor an dem primären magnetischen Element zum Messen eines Versatzes über dem sekundären magnetischen Element in der Längsrichtung angebracht ist, kann ein Servomotor erreicht werden.
Fig. 10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser Linear- Impulsmotor hat einen A-Phasen-Block 23 und einen B-Phasen-Block 33 als primäres magnetisches Element 22. Sowohl der A-Phasen-Block 23 als auch der B-Phasen-Block 33 sind in einen Rahmen 19 eingepaßt, der an dem sekundären magnetischen Element 21 angeordnet ist.
An einer oberen Seite des sekundären magnetischen Elements 21 sind Dreifachreihen rechteckiger Zähne 21a, 21b und 21c jeweils in der Richtung transversal zu der Längsrichtung des sekundären magnetischen Elements 21 ausgebildet. Jeder Zahn der Zähne 21a, 21b und 21c ist mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet, und jede Position der rechteckigen Zähne 21a ist in bezug auf jene der rechteckigen Zähne 21b und auch 21c um den Abstand P12 verschoben.
Der Rahmen 19 umfaßt eine Öffnung 19a zum Aufnehmen des A-Phasen-Blocks 23 und des B-Phasen-Blocks 33; und zwei Paare von Rädern 17 und 18 als Trageeinrichtung 20, die mit der Schiene in Eingriff steht. Dieser Rahmen 19 bewegt sich somit entlang dem sekundären magnetischen Element 21 in der Bewegungsrichtung, die durch den Pfeil M gezeigt ist.
Der A-Phasen-Block 23 umfaßt E-förmige Kerne 24a bis 24d, die in der Längsrichtung oder Bewegungsrichtung M in vier Abschnitte getrennt sind; Permanentmagnete 25a bis 25c, die zwischen den Kernen 24a bis 24d eingefügt sind, um auf seinen gesamten Oberflächenbereich zu passen, so daß jeder der benachbarten Permanentmagnete 25a bis 25c eine entgegengesetzte Polarität aufweist; und eine A-Phasen-Spule 26, die um den zentralen Vorsprungabschnitt der E-förmigen Kerne 24a bis 24d gewickelt ist. Demgemäß ist der zentrale Vorsprungabschnitt des A-Phasen-Blocks 23 mit +A-Phasen-Magnetpolen 27a bis 27d ausgebildet, und seine beiden Vorsprungseiten sind jeweils mit -A-Phasen- Magnetpolen 28a bis 28d und weiteren -A-Phasen-Magnetpolen 29a bis 29d versehen. In diesem Fall liegen dann, wenn die +A-Phasen-Magnetpole 27a bis 27d jeweiligen rechteckigen Zähnen 21a gegenüberliegen, beide Seiten der -A- Phasen-Magnetpole 28a bis 28d und 29a bis 29d den beiden rechteckigen Zähnen 21b und 21c gegenüber, die in bezug auf die rechteckigen Zähne 21a um den Abstand P12 verschoben sind, wie-es in Fig. 11 gezeigt ist.
Andererseits ist der B-Phasen-Block 33 gleich dem A-Phasen-Block 23 aufgebaut. Der B-Phasen-Block 33 umfaßt daher E-förmige Kerne 34a bis 34d; Permanentmagnete 35a bis 35c, die zwischen den Kernen 34a bis 34d eingefügt sind; und eine B-Phasen-Spule 36, die um den zentralen Vorsprungabschnitt der E-förmigen Kerne 34a bis 34d gewickelt ist. Der B-Phasen-Block 33 ist in bezug auf den A- Phasen-Block 23 um den Abstand P14 verschoben, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. In diesem Fall ist der zentrale Vorsprungabschnitt des B-Phasen-Blocks 23 mit +B- Phasen-Magnetpolen 37a bis 37d ausgebildet, und seine beiden Vorsprungseiten sind jeweils mit -B-Phasen-Magnetpolen 38a bis 38d und weiteren -B-Phasen- Magnetpolen 39a bis 39d versehen. Wenn die +B-Phasen-Magnetpole 37a bis 37d jeweiligen rechteckigen Zähnen 21a gegenüberliegen, liegen beide Seiten der -B- Phasen-Magnetpole 38a bis 38d und 39a bis 39d den rechteckigen Zähnen 21b und auch 21c gegenüber, die in bezug auf die rechteckigen Zähne 21a um den Abstand P12 verschoben sind, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Demgemäß bleiben der A-Phasen-Block 23 und der B-Phasen-Block 33 stationär, so daß der Magnetfluß, der durch die Permanentmagnete 25a bis 25c und 35a bis 35c verursacht wird, eine Magnetfluß-Schleife erzeugt, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 11 gezeigt ist.
Die Arbeitsweise des Linear-Impulsmotors wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben, und zwar für den Fall, daß der impulsförmige Strom entweder der A- Phasen-Spule 26 oder der B-Phasen-Spule 36 in einer Richtung derart zugeführt wird, daß das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 bewegt wird, was als Einphasen-Erregersystem bekannt ist.
In Fig. 12(a) fließt der impulsförmige Strom von einem Punkt X zu einem Punkt Y der A-Phasen-Spule 26. Dies verursacht eine magnetomotorische Kraft an dem Kern 24a bis 24d, was einen Magnetfluß von den +A-Phasen-Magnetpolen 27a bis 27d zu den -A-Phasen-Magnetpolen 28a bis 28d und den -A-Phasen-Magnetpolen 29a bis 29d erzeugt. Dieser Magnetfluß wird vom A-Phasen-Block 23 durch das sekundäre magnetische Element 21 zirkuliert. Der Magnetfluß, der von den rechteckigen Zähnen 21a kommt, fließt in die +A-Phasen-Magnetpole 27b und 27d, dann in die Permanentmagnete 25a bis 25c, kommt aus den Permanentmagneten 25a bis 25c heraus, und fließt dann in die +A-Phasen-Magnetpole 27a und 27c und auch in die -A-Phasen-Magnetpole 28a (29a) und 28c (29c), während die A- Phasen-Magnetpole 28a und 27c und die -A-Phasen-Magnetpole 28b (29b) und 28d (29d) nicht gegenüber dem sekundären magnetischen Element 21 wirken. Demgemäß fließt der Magnetfluß von den rechteckigen Zähnen 21a zu den +A- Phasen-Magnetpolen 27b und 27d und fließt durch die Permanentmagnete 25a bis 25c auch in die benachbarten Kerne 24a und 24c. Dies läßt die Magnetfluß- Schleife f&sub1; von den -A-Phasen-Magnetpolen 28a (29a) und 28c (29c) zu den rechteckigen Zähnen 21b (21c) fließen. Als Ergebnis können dann, wenn die +A- Phasen-Magnetpole 27b und 27d den rechteckigen Zähnen 21a richtig gegenüberliegen und die -A-Phasen-Magnetpole 28a (29a) und 28c (29c) den rechteckigen Zähnen 21b (21c) richtig gegenüberliegen, alle Magnetpole dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen.
In Fig. 12(b) fließt der impulsförmige Strom von einem Punkt X zu einem Punkt Y durch die B-Phasen-Spule 36. Dies läßt eine Magnetfluß-Schleife f&sub2; gleich dem Magnetfluß sein, der schon oben beschrieben ist. Als Ergebnis können dann, wenn die +B-Phasen-Magnetpole 37b und 37d den rechteckigen Zähnen 21a richtig gegenüberliegen und die -B-Phasen-Magnetpole 38a (39a) und 38c (39c) den rechteckigen Zähnen 21b (21c) richtig gegenüberliegen, alle Magnetpole dazu beitragen, die magnetische Schubkraft zu erzeugen.
In Fig. 12(c) fließt der impulsförmige Strom in der A-Phasen-Spule 26 in der zu der in Fig. 12(a) gezeigten entgegengesetzten Richtung. Dies erzeugt eine Magnetfluß-Schleife f&sub3;. Als Ergebnis können, wenn die +A-Phasen-Magnetpole 27a und 27c den rechteckigen Zähnen 21a richtig gegenüberliegen und die -A- Phasen-Magnetpole 28b (29b) und 28d (29d) den rechteckigen Zähnen 21b (21c) richtig gegenüberliegen, alle Magnetpole dazu beitragen, die magnetische Schubkraft zu erzeugen.
In Fig. 12(d) fließt der impulsförmige Strom in der B-Phasen-Spule 36 in der zu der in Fig. 12(b) gezeigten entgegengesetzten Richtung. Dies erzeugt eine Magnetfluß-Schleife f&sub4;. Als Ergebnis können dann, wenn die +B-Phasen- Magnetpole 36a und 37c den rechteckigen Zähnen 21a richtig gegenüberliegen und die -B-Phasen-Magnetpole 38b (39b) und 38d (39d) den rechteckigen Zähnen 21b (21c) richtig gegenüberliegen, alle Magnetpole dazu beitragen, die magnetische Schubkraft zu erzeugen.
Demgemäß bewegt sich das primäre magnetische Element 22 durch Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den Spulen in der Reihenfolge der Fig. 12(a), der Fig. 12(b), der Fig. 12(c), der Fig. 12(d) und der Fig. 12(a) entlang dem sekundären magnetischen Element 21 in Fig. 12 um den Abstand P nach rechts. Während des Zuführens des impulsförmigen Stroms in der Reihenfolge von Fig. 12(d), Fig. 12(c), Fig. 12(b) und Fig. 12(a) bewegt sich das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 in Fig. 12 um den Abstand P nach links.
Unter der Annahme, daß sich das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 durch ein Zweiphasen-Erregersystem bewegt, kann der impulsförmige Strom von einem Punkt X zu einem Punkt Y der A- Phasen-Spule 26 und der B-Phasen-Spule 36 in der Reihenfolge von Fig. 13(a), Fig. 13(b), Fig. 13(c) und Fig. 13(d), oder umgekehrt, zugeführt werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel hat das primäre magnetische Element 22 drei Magnetpole, aber zwei Magnetpole können mit gewickelten Spulen 26a und 26b verwendet werden, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, wobei jeder Endabschnitt der zwei Magnetpole ein erweitertes Ende hat, um einem großen Bereich des sekundären magnetischen Elements gegenüberzuliegen. In diesem Fall ist die Position der jeweiligen rechteckigen Zähne an einer Seite in bezug auf jene der jeweiligen rechteckigen Zähne an der anderen Seite um dem Abstand P12 verschoben, wie es in Fig. 15 gezeigt ist.
Fig. 16 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung. In dieser Zeichnung ist das sekundäre magnetische Element 21 von einem Typ mit rechteckigem Rahmen. Die innere und untere Seite des sekundären magnetischen Elements 21 hat rechteckige Zähne 21a, die mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet sind. Während die innere und obere Seite des sekundären magnetischen Elements 21 rechteckige Zähne 21b hat, die mit gleichem Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet sind, ist jeder der rechteckigen Zähne 21b in bezug auf jeden der rechteckigen Zähne 21a um den Abstand P12 verschoben, und die beiden rechteckigen Zähne 21a und 21b liegen einander gegenüber.
Das primäre magnetische Element 22 umfaßt einen A-Phasen-Block 23 und einen B-Phasen-Block 33, die beide durch ein Verbindungselement verbunden sind.
Der A-Phasen-Block 23 umfaßt Kerne 24a bis 24d, die in der Längsrichtung oder der Bewegungsrichtung M in vier Abschnitte getrennt sind; Permanentmagnete 25a bis 25c, die zwischen den Kernen 24a bis 24d eingefügt sind, so daß jeder der benachbarten Permanentmagnete 25a bis 25c eine entgegengesetzte Polarität aufweist; und eine A-Phasen-Spule 26, die um die Kerne 24a bis 24d gewickelt ist. Zusätzlich weist die obere Oberfläche des A-Phasen-Blocks 23 A-Phasen-Magnetpole 27a bis 27d auf, und seine untere Oberfläche weist -A-Phasen-Magnetpole 28a bis 28d auf, und jeder der Magnetpole ist mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P12, positioniert. Demgemäß liegen dann, wenn die A-Phasen- Magnetpole 27a und 27c rechteckigen Zähnen 21a gegenüberliegen, die -A- Phasen-Magnetpole 28b und 28d jeweils den rechteckigen Zähnen 21b gegenüber.
Der B-Phasen-Block 33 hat den gleichen Aufbau wie der A-Phasen-Block 23. Er umfaßt Kerne 34a bis 34d; Permanentmagnete 35a und 35c; und eine B-Phasen- Spule 36. Die untere Oberfläche des B-Phasen-Blocks 33 weist daher B-Phasen- Magnetpole 37a bis 37d auf, und seine obere Oberfläche weist -B-Phasen-Magnetpole 38a bis 38d auf. Zusätzlich ist der B-Phasen-Block 33 in bezug auf den A- Phasen-Block 23 um den Abstand P14 verschoben. Demgemäß bleibt der A-Phasen-Block 23 in bezug auf den B-Phasen-Block 33 stationär, so daß ein Magnetfluß, der durch die Permanentmagnete 25a bis 25c und 35a bis 35c verursacht wird, Magnetfluß-Schleifen erzeugt, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 16 gezeigt ist.
Die Arbeitsweise des Linear-Impulsmotors wird unter Bezugnahme auf Fig. 17 für den Fall eines Einphasen-Erregersystems beschrieben.
In Fig. 17(a) fließt der impulsförmige Strom von einem Punkt X zu einem Punkt Y durch die Spule 26. Dies verursacht eine magnetomotorische Kraft in den Kernen 24a bis 24d, die einen Magnetfluß von den +A-Phasen-Magnetpolen 27a bis 27d zu den -A-Phasen-Magnetpolen 28a bis 28d erzeugt. Dieser Magnetfluß verstärkt sich jeweils an den +A-Phasen-Magnetpolen 27b und 27d und den -A-Phasen- Magnetpolen 28a und 28c, während die -A-Phasen-Magnetpole 28b und 28d nicht wirken. Dieser Magnetfluß fließt von den rechteckigen Zähnen 21a zu den +A- Phasen-Magnetpolen 27b und 27d und durch die Permanentmagnete 25a bis 25c zu den benachbarten Kernen 24a und 24d, und dann von den -A-Phasen- Magnetpolen 28a und 28c zu den rechteckigen Zähnen 21b. Dies erzeugt eine Magnetfluß-Schleife f&sub1; Als Ergebnis können dann, wenn die +A-Phasen- Magnetpole 27b und 27d den rechteckigen Zähnen 21a richtig gegenüberliegen und die -A-Phasen-Magnetpole 28a und 28c den rechteckigen Zähnen 21b richtig gegenüberliegen, alle Magnetpole dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen.
In Fig. 17(b) fließt der impulsförmige Strom von einem Punkt X zu einem Punkt Y durch die Spule 36. Dies erzeugt eine Magnetfluß-Schleife f&sub2;. Als Ergebnis können dann, wenn die +B-Phasen-Magnetpole 37b und 37d den rechteckigen Zähnen 21a richtig gegenüberliegen und die -B-Phasen-Magnetpole 38a und 38c den rechteckigen Zähnen 21b richtig gegenüberliegen, alle Magnetpole dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen.
In den Fig. 17(c) und 17(d) erzeugen Magnetfluß-Schleifen f&sub3; und f&sub4; gleichermaßen eine magnetische Schubkraft. Demgemäß bewegt sich durch Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den Spulen in der Reihenfolge von Fig. 17(a), Fig. 17(b), Fig. 17(c), Fig. 17(d) und Fig. 17(a) das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 um den Abstand P nach links. Beim Zuführen des impulsförmigen Stroms zu den Spulen in der Reihenfolge von Fig. 17(d), Fig. 17(c), Fig. 17(b), Fig. 17(a) und Fig. 17(d) bewegt sich das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 um den Abstand P nach rechts.
Unter der Annahme, daß dieser Linear-Impulsmotor durch ein Zweiphasen- Erregersystem angetrieben wird, d. h. der impulsförmige Strom wird beiden Spulen 26 und 36 von einem Punkt X zu einem Punkt Y zugeführt, werden Magnetfluß- Schleifen zwischen dem primären magnetischen Element 22 und dem sekundären magnetischen Element 21 ausgebildet, wie es in Fig. 18 gezeigt ist. Dies erzeugt auch eine große magnetische Schubkraft.
Fig. 19 zeigt einen anderen Typ des primären magnetischen Elements 22. Dieses primäre magnetische Element 22 besteht aus einem A-Phasen-Block 23 und einem B-Phasen-Block 33. Der A-Phasen-Block 23 umfaßt U-förmige Kerne 24a, 24b, 24c und 24d, von denen jeder in der Reihenfolge der Kerne 24a, 24b, 24c und 24d geschichtet ist, deren beide Endoberflächen den rechteckigen Zähnen 21a des sekundären magnetischen Elements 21 gegenüberliegen; und eine Spule 26, die um den lateralen Abschnitt des A-Phasen-Blocks 23 gewickelt ist. Der B-Phasen- Block 33 ist gleich dem A-Phasen-Block 23 aufgebaut und ist mit dem A-Phasen- Block 23 durch ein Verbindungselement 60 verbunden.
Fig. 20 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Fall hat das sekundäre magnetische Element 21 Permanentmagnete. In dieser Zeichnung umfaßt das primäre magnetische Element 22 einen A-Phasen-Block 23 und einen B-Phasen-Block 33, die beide durch ein Verbindungselement verbunden und über dem sekundären magnetischen Element 21 angeordnet sind, das durch die Trageeinrichtung getragen wird.
Das sekundäre magnetische Element 21 umfaßt eine Vielzahl rechteckiger Stäbe 72a aus magnetischem Material, die in der Bewegungsrichtung M angeordnet sind, so daß ihre Oberflächen in der horizontalen Ebene liegen; und Permanentmagnete 72b, die zwischen den rechteckigen Stäben 72a derart eingefügt sind, daß der größte Teil der Seite seines Oberflächenbereichs bedeckt ist, so daß jedes der benachbarten Permanentmagnete 72b eine entgegengesetzte Polarität aufweist. Zusätzlich beträgt jeder Abstand der rechteckigen Stäbe P12 im Gegensatz zu dem Abstand P für die Zähne, die mit dem primären magnetischen Element 22 ausgebildet sind. Dieser Abstand P wird als nächstes beschrieben.
In dem primären magnetischen Element 22 umfaßt der A-Phasen-Block 23 einen C-förmigen Kern 70 mit einem +A-Phasen-Magnetpol 70A und einem -A-Phasen- Magnetpol 70a, die beide dem sekundären magnetischen Element 21 gegenüberliegen; und eine Spule 71, die um den lateralen Abschnitt des Kerns 70 gewickelt ist. Jeder Pol, nämlich der +A-Phasen-Magnetpol 70A und der -A-Phasen-Magnetpol 70a hat jeweilige Zähne 70Aa, 70Ab, 70Ac und 70Ad bzw. 70aa, 70ab, 70ac und 70ad. Die jeweiligen Zähne 70Aa, 70Ab, 70Ac und 70Ad bzw. 70aa, 70ab, 70ac und 70ad sind mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet, und die Zähne 70aa, 70ab, 70ac und 70ad sind auch in bezug auf die Zähne 70aa, 70ab, 70ac und 70ad um den Abstand P12 in der Längsrichtung verschoben, wie es in Fig. 21 gezeigt ist.
Währenddessen weist der B-Phasen-Block 33 einen ähnlichen Aufbau wie der A- Phasen-Block 23 auf und umfaßt einen Kern 80 mit einem +B-Phasen-Magnetpol 80B und einem -B-Phasen-Magnetpol 80b; und eine Spule 81, die um den lateralen Abschnitt des Kerns 80 gewickelt ist. Jeder der Magnetpole, nämlich der +B-Phasen-Magnetpol 80B und der -B-Phasen-Magnetpol 80b hat auch jeweilige Zähne 80Ba, 80Bb, 80Bc und 80Bd bzw. 80ba, 80bb, 80bc und 80bd. Gleichermaßen sind alle Zähne des +B-Phasen-Magnetpols 80B und des -B- Phasen-Magnetpols 80b mit dem gleichen Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet, und die Zähne 80Ba, 80Bb, 80Bc und 80Bd sind auch in bezug auf die Zähne des -B-Phasen-Magnetpols 80b um den Abstand P12 in der Längsrichtung verschoben, wie es in Fig. 21 gezeigt ist. In diesen Fällen sind alle Nuten zwischen den Zähnen halbkreisförmig ausgebildet.
In Fig. 21 ist jeder Abstand der Zähne der Abstand P in der Längsrichtung und der Abstand zwischen den Zähnen 70aa zu den Zähnen 80ba ist der Abstand mP + P14 (wobei m ganzzahlig ist).
Die Arbeitsweise des Linear-Impulsmotors wird unter Bezugnahme auf Fig. 22 für einen Fall beschrieben, in dem der impulsförmige Strom einer der Spulen 70 oder 80 zugeführt wird, was dem einphasigen Erregungssystem entspricht.
In Fig. 22(a) fließt der impulsförmige Strom in der Spule 71 in der Richtung, wie sie durch den Pfeil gezeigt ist. Dies verursacht eine magnetomotorische Kraft an dem Kern 70 von dem -A-Phasen-Magnetpol 70a zu dem +A-Phasen-Magnetpol 70A, so daß eine Magnetfluß-Schleife f&sub1; erzeugt wird. Das bedeutet, daß dieser Magnetfluß von den Zähnen 70Aa, 70Ab, 70Ac, 70Ad zu der S-Polseite der rechteckigen Stäbe 72a fließt und auch durch die Permanentmagnete 72b in die N-Polseite der benachbarten rechteckigen Stäbe 72a fließt, und darüber hinaus von den rechteckigen Stäben 72a zu den Zähnen 70aa, 70ab, 70ac und 70ad fließt. Als Ergebnis können dann, wenn die Zähne 70Aa, 70Ab, 70Ac, 70Ad der S- Polseite der rechteckigen Stäbe 72a richtig gegenüberliegen und die Zähne 70aa, 70ab, 70ac und 70ad der N-Polseite der rechteckigen Stäbe 72a richtig gegenüberliegen, alle Zähne 70Aa, 70Ab, 70Ac und 70Ad bzw. die Zähne 70aa, 70ab, 70ac und 70ad dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen.
In Fig. 22(b) fließt der impulsförmige Strom in der Spule 81 in der Richtung, wie sie durch den Pfeil gezeigt ist. Dies erzeugt einen Magnetfluß f&sub2;. Als Ergebnis können dann, wenn die Zähne 80Ba, 80Bb, 80Bc und 80Bd der S-Polseite der rechteckigen Stäbe 72a richtig gegenüberliegen und die Zähne 80aa, 80ab, 80ac und 80ad der N-Polseite der rechteckigen Stäbe 72a richtig gegenüberliegen, alle Zähne dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen.
In Fig. 22(c) fließt der impulsförmige Strom in der Spule 71 in der zu der in Fig. 22(a) gezeigten entgegengesetzten Richtung. Dies erzeugt einen Magnetfluß f&sub3;. Als Ergebnis können dann, wenn die Zähne 70Aa, 70Ab, 70Ac und 70Ad der N- Polseite der rechteckigen Seite 72a richtig gegenüberliegen und die Zähne 70aa, 70ab, 70ac und 70ad der S-Polseite der rechteckigen Stäbe 72a richtig gegenüberliegen, alle Zähne dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen.
Gleichermaßen fließt der impulsförmige Strom in Fig. 22(d) in der Spule 81 in der zu der in Fig. 22(b) gezeigten entgegengesetzten Richtung. Dies erzeugt einen Magnetfluß f&sub4;. Als Ergebnis können dann, wenn die Zähne 80Ba, 80Bb, 80Bc und 80Bd der N-Polseite der rechteckigen Stäbe 72a richtig gegenüberliegen und die Zähne 80ba, 80bb, 80bc und 80bd der S-Polseite der rechteckigen Stäbe 72a richtig gegenüberliegen, alle' Zähne dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen. Demgemäß bewegt sich das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21.
Fig. 23 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das sekundäre magnetische Element 21 einen ähnlichen Aufbau, wie es bei dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, und daher wird nur das primäre magnetische Element 22 als das sechste Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieses primäre magnetische Element 22 ist vom Dreiphasentyp. Dieses primäre magnetische Element 22 umfaßt einen A-Phasen- Magnetpol 73A, einen B-Phasen-Magnetpol 73B und einen C-Phasen-Magnetpol 73G, von denen jeder Zähne 73a aufweist, die mit gleichem Abstand, nämlich dem Abstand P, in der Längsrichtung ausgebildet sind, und von denen jeder jeweils mit Spulen 74A, 74B und 74G umwickelt ist. Zusätzlich ist der B-Phasen-Magnetpol 73B in bezug auf den A-Phasen-Magnetpol 73A um den Abstand P13 verschoben, und der C-Phasen-Magnetpol 73G ist in bezug auf den B-Phasen-Magnetpol 73B um den Abstand P13 in der Längsrichtung verschoben. Folglich sind dann, wenn die Zähne 73a des A-Phasen-Magnetpols 73A den rechteckigen Stäben 72a gegenüberliegen, die Zähne 73a des B-Phasen-Magnetpols 73B in bezug auf die rechteckigen Stäben 72a um den Abstand P113 verschoben, und die Zähne 73a des C-Phasen-Magnetpols 73G sind in bezug auf die rechteckigen Stäbe 72a um den Abstand P2/3 verschoben.
Wenn den Spulen 74A, 74B und 74G jeweils ein impulsförmiger Strom zugeführt wird, bewegt sich das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 auf ähnliche Weise, wie es schon unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. In diesem Fall können auch alle Zähne 73a dazu beitragen, eine magnetische Schubkraft zu erzeugen.
Fig. 24 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Impulsmotor ist bei diesem Ausführungsbeispiel vom Scheibenrotortyp, der durch den Scheibenrotor angetrieben wird. In der Zeichnung bezeichnet ein Bezugszeichen 75 ein Gehäuse, und ein Bezugszeichen 76 bezeichnet eine Welle, die das Gehäuse 75 durch Lagerelemente 77 und 78 drehbar lagert. In dem Gehäuse 75 hat die Welle 76 einen scheibenähnlichen Rotor 79. Dieser Rotor 79 ist um die äußere periphere Oberfläche eines ringförmigen Elements 85 ausgebildet, und dieses ringförmige Element 85 ist durch einen Schlüssel 82 an der Welle 76 befestigt. Zusätzlich ist der ringförmige Typ von Statoren 83 und 84 an den inneren Wänden des Gehäuses 75 befestigt, so daß beide lateralen Oberflächen des Rotors 79 den Statoren 83 und 84 gegenüberliegen.
Die Details des Rotors 79 sind in Fig. 25 gezeigt. In der peripheren Oberfläche des ringförmigen Elements 85 erstrecken sich Segmente 87, wie beispielsweise Gebläseflügel bzw. Lüfterflügel, in radialer Richtung und abwechselnd mit einer gleichen Bogenlänge. Diese Segmente 87 sind mit einem äußeren Bogen ausgebildet, der länger als ein innerer Bogen ist. Permanentmagnete 88 sind in Räume zwischen den Segmenten 87 eingefügt, so daß jeder der benachbarten Permanentmagnete 88 eine entgegengesetzte Polarität aufweist. Dann sind die peripheren Oberflächen der Segmente 87 und der Permanentmagnete 88 durch ein äußeres ringförmiges Element 86 abgedeckt.
Fig. 26 zeigt die Details des Stators 83 teilweise. Der Stator 83 umfaßt einen Kern 89 vom ringförmigen Typ mit rechteckigen Zähnen 89X und einer Nut 89Y, die mit diesen abwechselnd in gleichen Intervallen ausgebildet und in radialer Richtung angeordnet sind; und Spulen 90a bis 90d, die um den Kern 89 gewickelt sind, so daß drei rechteckige Zähne 89X von einer Spule 89 umwickelt sind, um Magnetpole 89a bis 89d auszubilden.
In der Fig. 25 und der Fig. 26 ist jeder der rechteckigen Zähne 89X mit einer gleichen Bogenlänge wie dem Abstand P ausgebildet, während jedes der Segmente 87 mit der gleichen Bogenlänge wie dem Abstand P12 ausgebildet ist. Der Magnetpol 89c ist aufgrund der teilweise abgeschnittenen Seitenansicht in Fig. 26 nicht gezeigt. Der Impulsmotor wird durch dasselbe Prinzip gedreht, das schon unter Bezugnahme auf Fig. 22 bei dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Fig. 27 zeigt einen weiteren Typ eines primären magnetischen Elements 22. ln dem Fall, in dem eine ausreichende Magnetkraft erzeugt werden kann, um das primäre magnetische Element 22 entlang dem sekundären magnetischen Element 21 zu bewegen, kann eine kleine laterale Oberfläche von Permanentmagneten 90 zwischen Kerne 91 eingefügt werden. Die Räume zwischen den Kernen 91, außer denen für die Permanentmagnete 90, können beibehalten werden, wie es in Fig. 27 gezeigt ist, und es kann auch nichtmagnetisches Material, wie beispielsweise Stahlplatten aus rostfreiem Stahl, dazwischen eingefügt werden, um einen Magnetfluß davon abzuhalten, in die benachbarten Kerne 91 zu fließen. Dieser rostfreie Stahl kann auch zum Zwecke einer mechanischen Stützung vorgesehen werden.
Fig. 28 zeigt eine weitere andere Form von Permanentmagneten 90, die zwischen den Kernen 91 des primären magnetischen Elements eingefügt sind. Diese Permanentmagnete 90 haben ein erweitertes Ende, um einen guten Durchlaß für einen Magnetfluß zu den Zähnen des sekundären magnetischen Elements bereitzustellen. Dieser Typ von Permanentmagneten 90 kann in das sekundäre magnetische Element eingefügt werden, wobei in diesem Fall die erweiterten Enden dem primären magnetischen Element gegenüberliegen.
Das hierin beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel ist illustrativ; der Schutzumfang der Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche gezeigt, und alle Abänderungen, die unter den Wortlaut der Ansprüche fallen, sollen darin umfaßt sein.

Claims

1. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft, der folgendes aufweist:

ein primäres magnetisches Element (22), das von einer Trageeinrichtung getragen wird, die sich entlang einer vorbestimmten Richtung bewegt, wobei das primäre magnetische Element durch seine Magnetpole ein Magnetfeld in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung erzeugt; und

ein sekundäres magnetisches Element (21) mit einer Vielzahl von gegenüberliegenden Abschnitten, die dem primären magnetischen Element gegenüberliegen, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte in der vorbestimmten Richtung in gleichen Abständen angeordnet sind, wodurch das primäre magnetische Element relativ zu dem sekundären magnetischen Element bewegt wird, wenn ein Magnetfeld auf die gegenüberliegenden Abschnitte einwirkt, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind,

wobei der Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft dadurch gekennzeichnet ist, daß das primäre magnetische Element weiterhin folgendes aufweist:

Kerne (24a, 24h) mit einer Vielzahl von Plattenelementen, die um erste gleiche Abstände in der vorbestimmten Richtung beabstandet sind, wobei die Plattenelemente gegenüberliegende Abschnitte haben, die sich in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung erstrecken;

eine Vielzahl von Permanentmagneten (25a, 25g), die zwischen Seitenflächen der Plattenelemente in einer Richtung rechtwinklig zu den gegenüberliegenden Abschnitten eingefügt sind, so daß benachbarte Permanentmagnete eine entgegengesetzte Polarität aufweisen; und

einen isolierten Draht (30, 32), der um die Kerne (24a, 24h) gewickelt ist, um Magnetpole auszubilden, und wobei

das sekundäre magnetische Element weiterhin aufweist:

gegenüberliegende Abschnitte (21a, 21c), die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit dem primären magnetischen Element ausgebildet sind, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte mit einem zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei der zweite gleiche Abstand des gegenüberliegenden Abschnitts, der mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet ist, etwa zweimal so groß ist wie der erste gleiche Abstand des gegenüberliegenden Abschnitts, der mit dem primären magnetischen Element ausgebildet ist,

wobei dann, wenn der isolierte Draht stromführend ist, die gegenüberliegenden Abschnitte des primären magnetischen Elements, die in Richtung zu den gegenüberliegenden Abschnitten angeordnet sind, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind, dazu beitragen, einen magnetischen Schub zum Bewegen des primären magnetischen Elements relativ zu dem sekundären magnetischen Element zu erzeugen.

2. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei der Permanentmagnet zwischen den Seitenflächen der Plattenelemente eingefügt ist, wobei ein Bereich des Permanentmagneten eine senkrechte Oberfläche nahe den gegenüberliegenden Abschnitten abschnittweise belegt.

3. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 2, wobei in die nicht belegten Teile der senkrechten Oberflächen zwischen den Plattenelementen ein nichtmagnetisches Material eingefügt ist.

4. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit einer Vielzahl von Plattenelementen, die um einen ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt sind, wobei die Plattenelemente drei Vorsprünge in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung haben, und wobei der Vorsprung gegenüberliegende Abschnitte in der vorbestimmten Richtung hat; und

einen isolierten Draht, der um jeweilige Vorsprunge gewickelt ist, um drei Magnetpole auszubilden, wobei

das sekundäre magnetische Element folgendes aufweist:

dreireihige gegenüberliegende Abschnitte, die ,den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit den drei Vorsprüngen ausgebildet sind, entsprechende dreireihige gegenüberliegende Abschnitte, die in einem zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei jeder gegenüberliegende Abschnitt der zweiten Reihe um 1/3 des zweiten gleichen Abstands in bezug auf jeden gegenüberliegenden Abschnitt einer ersten Reihe verschoben ist, und wobei jeder gegenüberliegende Abschnitt der dritten Reihe um 1/3 des zweiten gleichen Abstands in bezug auf jeden gegenüberliegenden Abschnitt der zweiten Reihe in der vorbestimmten Richtung verschoben ist.

5. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei

das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit einer Vielzahl von Plattenelementen, die um einen ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt sind, wobei die Plattenelemente drei Vorsprünge in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung haben, wobei die Vorsprunge gegenüberliegende Abschnitte in der vorbestimmten Richtung haben; und

einen isolierten Draht, der um den mittleren Vorsprung gewickelt ist, um Magnetpole auszubilden, wobei

das sekundäre magnetische Element folgendes aufweist:

dreireihige gegenüberliegende Abschnitte, die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit den drei Vorsprüngen ausgebildet sind, wobei jeweilige dreireihige gegenüberliegende Abschnitte mit dem zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei jeder gegenüberliegende Abschnitt der mittleren Reihe um 1/2 des zweiten gleichen Abstands in bezug auf jeden gegenüberliegenden Abschnitt beider Reihen in der vorbestimmten Richtung verschoben ist.

6. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 5, wobei zwei identische primäre magnetische Elemente durch eine Verbindungseinrichtung mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen in der vorbestimmten Richtung verbunden sind.

7. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei

das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit einer Vielzahl von Plattenelementen, die mit einem ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt sind, wobei die Plattenelemente zwei Vorsprunge in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung haben, wobei die Vorsprünge gegenüberliegende Abschnitte in der vorbestimmten Richtung haben; wobei

das sekundäre magnetische Element folgendes aufweist:

doppelreihige gegenüberliegende Abschnitte, die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit den zwei Vorsprungen ausgebildet sind, wobei jeweilige doppelreihige gegenüberliegende Abschnitte mit dem zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei jeder gegenüberliegende Abschnitt einer zweiten Reihe um 1/2 des zweiten gleichen Abstands in bezug auf jeden gegenüberliegenden Abschnitt der ersten Reihen verschoben ist.

8. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei

das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit einer Vielzahl von U-förmigen Platten, die so laminiert sind, daß sie zwei Vorsprünge ausbilden, von denen jede Endfläche gegenüberliegende Abschnitte hat, die um einen ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt sind,

wobei die zwei identischen primären magnetischen Elemente durch eine Verbindungseinrichtung mit vorbestimmten Abstandsintervallen dazwischen in der vorbestimmten Richtung verbunden sind;

einen Permanentmagneten mit einer U-Form, der zwischen den U- förmigen Platten eingefügt ist, so daß jeder der benachbarten Permanentmagneten eine entgegengesetzte Polarität hat; und

einen isolierten Draht, der um den Kern gewickelt ist, um Magnetpole auszubilden, wobei

das sekundäre magnetische Element folgendes aufweist:

einreihige gegenüberliegende Abschnitte, die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit den zwei Vorsprüngen ausgebildet sind, wobei die einreihigen gegenüberliegenden Abschnitte mit einem zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind.

9. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 8, wobei der isolierte Draht um einen lateralen Abschnitt des Kerns gewickelt ist, um zwei Magnetpole auszubilden.

10. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei

das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit einer Vielzahl von U-förmigen Platten, die um einen ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt sind, wobei die Plattenelemente parallele gegenüberliegende Abschnitte haben, die einander Rücken an Rücken gegenüberliegen; und

einen isolierten Draht, der um die gesamten Plattenelemente parallel zu der vorbestimmten Richtung gewickelt ist, wobei das sekundäre magnetische Element folgendes aufweist:

parallele gegenüberliegende Abschnitte, die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit den Plattenelementen ausgebildet sind, und von denen jeder um 1/2 des zweiten gleichen Abstands in bezug aufeinander verschoben ist.

11. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 10, wobei die zwei identischen primären magnetischen Elemente durch eine Verbindungseinrichtung mit vorbestimmten Abstandsintervallen dazwischen in der vorbestimmten Richtung verbunden sind.

12. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei

das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit zwei Plattenelementen-Gruppen, von denen jede durch eine Verbindungseinrichtung in derselben Ebene verbunden ist, so daß die Gruppen vorbestimmte Abstandsintervalle aufweisen, wobei jedes Plattenelement einer Plattenelementen-Gruppe um einen ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt ist, wobei jede Plattenelementen-Gruppe eine Vielzahl von Vorsprüngen in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung hat, wobei die Vorsprünge gegenüberliegende Abschnitte in der vorbestimmten Richtung haben, weshalb jeder gegenüberliegende Abschnitt der Plattenelementen-Gruppen jedem anderen gegenüberliegt; wobei

das sekundäre magnetische Element folgendes aufweist:

zweiseitige gegenüberliegende Abschnitte, von denen jeder jedem gegenüberliegenden Abschnitt gegenüberliegt, der mit jeder Plattenelementen-Gruppe ausgebildet ist, so daß die zweiseitigen gegenüberliegenden Abschnitte in die vorbestimmten Abstandsintervalle zwischen jeweiligen Plattenelementen-Gruppen eingefügt sind.

13. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 1, wobei das sekundäre magnetische Element eine rechtwinklige Rahmenform hat, so daß das primäre magnetische Element in das sekundäre magnetische Element eingefügt ist, wobei das primäre magnetische Element in Antwort auf den Wechselstrom, der durch den isolierten Draht fließt, in dem sekundären magnetischen Element hin und her bewegt wird.

14. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft, das folgendes aufweist:

ein primäres magnetisches Element (22), das von einer Trageeinrichtung für eine Bewegung entlang einer vorbestimmten Richtung getragen wird, wobei das primäre magnetische Element durch seine Magnetpole in einer zu der vorbestimmten Richtung transversalen Richtung ein Magnetfeld erzeugt; und

ein sekundäres magnetisches Element (21) mit einer Vielzahl von gegenüberliegenden Abschnitten, die dem primären magnetischen Element gegenüberliegen, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte mit einem gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wodurch das primäre magnetische Element relativ zu dem sekundären magnetischen Element bewegt wird, wenn ein Magnetfeld auf die gegenüberliegenden Abschnitte wirkt, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind, wobei der Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft dadurch gekennzeichnet ist, daß das primäre magnetische Element (22) weiterhin aufweist:

einen Kern (70, 80) mit gegenüberliegenden Abschnitten (70Aa, 70Ad, 80Ba, 80Bd), die mit einem ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind und sich in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung erstrecken; und

einen isolierten Draht (71, 81), der um den Kern gewickelt ist, um Magnetpole auszubilden, und wobei

das sekundäre magnetische Element (21) weiterhin aufweist:

gegenüberliegende Abschnitte (72a), die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit dem Kern ausgebildet sind, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte (72a) um einen zweiten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung getrennt sind; und

eine Vielzahl von Permanentmagneten (72b), die zwischen Seitenflächen der gegenüberliegenden Abschnitte (72a) in einer rechtwinkligen Richtung in bezug auf eine gegenüberliegende Oberfläche der gegenüberliegenden Abschnitte eingefügt ist, so daß benachbarte Permanentmagnete eine entgegengesetzte Polarität haben, und wobei der erste gleich Abstand der gegenüberliegenden Abschnitte, die mit dem primären magnetischen Element ausgebildet sind, etwa zweimal so groß ist wie der zweite gleiche Abstand der gegenüberliegenden Abschnitte, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind,

15. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 14, wobei

das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit drei Vorsprüngen in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung, wobei die Vorsprünge gegenüberliegende Abschnitte haben, die mit einem ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, und ein zweiter Vorsprung der drei Vorsprünge um 1/3 des ersten gleichen Abstands in bezug auf einen ersten Vorsprung verschoben ist, und ein dritter Vorsprung der drei Vorsprünge um 1/3 des ersten vorbestimmten Abstands in bezug auf den zweiten Vorsprung in der vorbestimmten Richtung verschoben ist.

16. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 14, wobei

das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen Kern mit zwei Vorsprüngen in einer Richtung transversal zu der vorbestimmten Richtung, wobei die Vorsprünge gegenüberliegende Abschnitte haben, die mit einem ersten gleichen Abstand in der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, und ein zweiter Vorsprung der zwei Vorsprünge um 1/2 des ersten gleichen Abstands in bezug auf einen ersten Vorsprung der zwei Vorsprünge in der vorbestimmten Richtung verschoben ist.

17. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 14, wobei das primäre magnetische Element folgendes aufweist:

einen ringförmigen Kern mit gegenüberliegenden Abschnitten, die in einer ersten gleichen Bogenlänge in einer Drehrichtung angeordnet sind und sich in einer radialen Richtung erstrecken; einen isolierten Draht, der entlang des ringförmigen Kerns gewickelt ist, um Magnetpole auszubilden, wobei

das sekundäre magnetische Element folgendes aufweist:

die gegenüberliegenden Abschnitte, die den gegenüberliegenden Abschnitten gegenüberliegen, die mit dem ringförmigen Kern ausgebildet sind, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte um eine zweite gleiche Bogenlänge in der Drehrichtung getrennt sind; und

einen Permanentmagneten, der zwischen Seitenflächen der gegenüberliegenden Abschnitte in der rechtwinkligen Richtung zu einer gegenüberliegenden Oberfläche der gegenüberliegenden Abschnitte eingefügt ist, so daß jeder der benachbarten Permanentmagnete eine entgegengesetzte Polarität hat, wodurch die erste gleiche Bogenlänge der gegenüberliegenden Abschnitte, die mit dem ringförmigen Kern ausgebildet sind, etwa zweimal so groß wie die zweite gleiche Bogenlänge der gegenüberliegenden Abschnitte ist, die mit dem sekundären magnetischen Element ausgebildet sind.

18. Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft nach Anspruch 17, wobei jeder gegenüberliegende Abschnitt der zwei identischen ringförmigen Kerne jedem Seite an Seite gegenüberliegenden Abschnitt des sekundären magnetischen Elements gegenüberliegt, und eine Achse des sekundären magnetischen Elements drehbar an einer Welle montiert ist.