JP2008530973A - リニア直接駆動装置を備えた木工機械 - Google Patents

リニア直接駆動装置を備えた木工機械 Download PDF

Info

Publication number
JP2008530973A
JP2008530973A JP2007555575A JP2007555575A JP2008530973A JP 2008530973 A JP2008530973 A JP 2008530973A JP 2007555575 A JP2007555575 A JP 2007555575A JP 2007555575 A JP2007555575 A JP 2007555575A JP 2008530973 A JP2008530973 A JP 2008530973A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
primary
magnetic
magnetic flux
woodworking machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007555575A
Other languages
English (en)
Inventor
アルマイト、ハンス‐ウルリッヒ
ブルクシュターラー、ラルフ
ヤイティック、ツェリコ
クノル、マルクス
ルスト、アンドレアス
シーレ、シュテファン
シルデヴァーン、ハルトムート
シュルトハイス、ローラント
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2008530973A publication Critical patent/JP2008530973A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D47/00Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D47/04Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts of devices for feeding, positioning, clamping, or rotating work
    • B23D47/042Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts of devices for feeding, positioning, clamping, or rotating work for conveying work to, or discharging work from, the machine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D47/00Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D47/04Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts of devices for feeding, positioning, clamping, or rotating work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D47/00Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D47/08Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts of devices for bringing the circular saw blade to the workpiece or removing same therefrom
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H02K41/033Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type with armature and magnets on one member, the other member being a flux distributor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/223Rotor cores with windings and permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

頑強で簡単な木工機械を提供するために、木工機械が、1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)と2次側部分(5,6,6a,6b)とを有する少なくとも1つのリニア直接駆動装置を備えさせられ、1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)は第1の磁界を発生するための第1の手段(9,10,12,14)と他の磁界を発生するための少なくとも1つの他の手段(17,18,20,27,28,29,30)とを有し、特に第1の磁界を発生するための第1の手段(9)は、他の磁界を発生するための他の手段(17,18,20,27,28,29,30)に対して、第1の磁界と他の磁界との重ね合わせが可能にされるように配置されていて、2次側部分(5,6,6a,6b)は磁気帰路のための手段を有しかつ磁気源を含まず、1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)および/または2次側部分(5,6,6a,6b)は、少なくとも1つの工作物の案内または送りのためおよび/または工作物を加工する少なくとも1つの工具の案内または送りのために適している。

Description

本発明は、1次側部分および2次側部分を有する少なくとも1つのリニア直接駆動装置を備えた木工機械に関する。
木工機械は多数の直線移動を有する。例えば工作物搬送および工作物加工は、工具搬送および補助材料供給としても行なうことができる。これらは、従来、通常の駆動技術およびギヤ、ラック・ピニオンおよびボールローリングスピンドルの如き機械的伝達要素によって行なわれた。これらの機械的伝達要素は磨耗に対して抵抗力がないので、強化されたメンテナンスが実施されなければならず、場合によっては修理または交換さえも行なわれなければならない。
同様に、例えば木屑または塵埃の如き加工残留物による汚れや、例えば潤滑剤の残りかす、膠またはシーリング材の如き攻撃的なプロセス環境によって、達成可能な精度および得ようと努められるプロセス速度が著しく低下させられる。
公知のリニアモータでは、そのために必要な外部の測定システムの障害に対する弱さのためや、経済的に不都合なリニア駆動装置特性、例えば従来の通常の駆動技術に比べて高価な磁石のために、影が薄い存在になっている。主たる妨げは、とりわけ木工機械の長い移動距離と、それにつながるそのために必要なリニア駆動システムのコストにあった。
それにしたがって本発明の課題は、従来技術に比べて、到達可能な精度およびプロセス速度を満たすと同時に、障害に対する弱さおよびメンテナンス強化の必要性を減少させる木工機械を提供することにある。
設定された課題の解決は、電気的および磁気的な励起手段を有する1次側部分と、磁気帰路手段を有しかつ磁気源のない2次側部分とを持った少なくとも1つのリニア直接駆動装置を備えた木工機械であって、1次側部分および/または2次側部分が、工作物の案内または送りおよび/または工作物を加工するための工具の案内または送りに適している木工機械によって達成される。
1次側部分および2次側部分を有する本発明による電機においては、1次側部分が2つの磁界発生手段を有するように構成されている。2次側部分は磁界発生手段を持たない。したがって、1次側部分は第1の磁界発生手段と他の磁界発生手段とを有し、第1の磁界発生手段は交流電圧もしくは交流電流により作動させられる。第1の磁界を発生する第1の磁界発生手段は、例えば巻線である。励磁磁界である磁界を発生するための他の手段は、他の磁界すなわち少なくとも1つの第2の磁界の発生を可能にする手段である。
他の磁界を発生する磁界励起は、有利なやり方では、運転中に無変化であり、つまり一定である。他の磁界を発生するためのこの種の他の手段は、例えば永久磁石もしくは一定の電流で作動させられる、または電流で作動可能である巻線である。他の磁界を発生するための他の手段は、交番磁極式の磁界励起を発生するための多数の他の手段を有することが好ましい。
第1の磁界を発生するための第1の手段は、例えばコイル巻線であり、コイルからもしくはコイルへ出入りする第1の磁界は、他の磁界を発生するための他の手段(つまり、第2の手段、第3の手段等)へ次のように導かれる。すなわち、他の磁界を発生するための少なくとも2つの他の手段が第1の磁界の範囲内にあって、それにより両磁界の交互作用が実現するように導かれる。他の磁界を発生するための他の手段は多数の互いにそれぞれ逆の磁化方向を有することが好ましく、それにより交番磁極磁化を有する装置が実現する。
したがって、1次側部分および2次側部分を有するリニア直接駆動装置であって、1次側部分が第1の磁界を発生するための第1の手段を有しかつ2次側部分が磁界案内のための手段を有するリニア直接駆動装置は、1次側部分が少なくとも2つの他の磁界を発生するための少なくとも2つの他の手段を有するように構成されている。しかも、第1の磁界を発生するための第1の手段は、他の磁界を発生するための他の手段に対して、第1の磁界と第2の磁界との重ね合わせが可能にされるように配置されている。
リニア直接駆動装置のこの種の構成は、電機の2次側部分が磁界発生のための能動的な手段を持たないという利点を有する。この種の電機の2次側部分は磁界案内のための手段だけを持ち、したがって簡単で低コストにて製作することができる。2次側部分はうず電流回避のために積層構成されている。
1次側部分および2次側部分の構造的な構成に関しては有利に軟鉄部材が使用可能である。これらの部材の積層はうず電流を低減する。他の実施形態において、軟鉄部材は塊状部材および/またはいわゆる粉末圧縮部材として構成されていてもよい。
リニア直接駆動装置は同期機であることが好ましい。この場合に1次側部分は第1の磁界を発生するための第1の手段を有し、更に他の磁界を発生するための他の手段を有する。第1の手段は巻線であり、他の手段は少なくとも1つの永久磁石である。他の手段は、特に多数の手段、すなわち多数の永久磁石である。本発明による電機のこのような構成では、磁界発生のための全ての手段が1次側部分に存在する。2次側部分は磁界案内のための手段だけを有し、例えば1次側部分に向けられた表面に歯を有するように構成されている。この手段は、特に、例えば積層鋼板の如き鉄含有手段である。
2次側部分および/または1次側部分は、例えば、これらが歯を有するように構成されている。2次側部分の歯ピッチおよび1次側部分の歯ピッチもしくは磁石ピッチは等しくてもよいし、異なっていてもよい。例えば等しいピッチの場合には直接駆動装置のモータ相のコイルがグループ化され、異なったモータ相の他のコイルグループに対して360°/mのずれでもって配置される。mは相数を表す。2次側部分の歯ピッチ(Tau-Sek)は機械の磁極ピッチ(Tau-p)を与え、Tau-zahn,sek=2*Tau-pが当てはまる。
本発明による木工機械の実施形態においては、2次側部分の歯ピッチが、例えば1次側部分の磁石ピッチの整数倍である。しかし、それは、2次側部分の歯ピッチが1次側部分の磁石ピッチの整数倍でないように構成することも可能である。
リニアモータとして構成されているリニア直接駆動装置においては、例えば永久磁石がリニアモータのコイルを担持する1次側部分に組み込まれる。この構造は、特に長い移動距離の場合にコスト利点をもたらす。リニアモータの2次側部分は、例えば、木工機械の一部でもある鉄製リアクションレールのみからなる。
この種のリニアモータのコスト利点は、例えば、今までは同期リニアモータであるリニアモータが永久磁石を備えた2次側部分と相対している電気励起可能な1次側部分を有していたことからもたらされる。この場合に長い固定子構造様式も短い固定子構造様式も可能である。一事例においては非常に多くの銅が必要とされ、他の事例では非常に多くの磁石材料が必要とされる。両方とも高コストをもたらす。既に公知のリニアモータにおける2次側部分に装備される永久磁石は覆いのない区間をなす。磁石(永久磁石)は、全長において、木屑、油またはその他の汚れの如き環境影響から保護されるべきであり、これは高価である。更に、永久磁石の強力な吸引力のゆえに、2次側部分の長さにわたって人的保護に留意すべきである。これらの保護措置もコストおよび技術的費用をもたらす。本発明による木工機械のリニア直接駆動装置の2次側部分により費用が著しく低減される。
本発明によれば、永久磁石が1次側部分に組み込み可能であるので、コイル(巻線)および磁石(永久磁石)がリニア直接駆動装置の同一部分(1次側部分)に収納されている。短い固定子構造様式については、公知のモータ原理に比べて著しく少ない磁石材料が必要である。1次側部分はそうでなくてもこれまでも既に環境影響に対して保護され、そこでは既に人的保護が考慮されていることから、1次側部分に磁石を組み込む際に2次側部分における追加の保護装置を省略することができる。2次側部分は、危険を生じさせることのない鉄製リアクションレールだけからなることが好ましい。
木工機械のリニア直接駆動装置は同期機であることが好ましい。同期機は、精密に調節可能であり、移動精度および位置精度に対する高い要求を満たすことができる。同期機の本発明による簡単もしくはコンパクトな構成によって始めに既に説明した極めて多様な利点がもたらされる。
発生するコギングトルクは既に公知の方法に基づいて低減することができる。この種の方法は、例えば永久磁石の傾斜、歯の傾斜、1次側部分の端面における歯の成形である。
他の有利な構成では、軟磁性磁気回路中に埋め込まれた他の磁界発生手段(例えば永久磁石)が磁束を集中させるように配置されている。磁束を集中させる装置は、電機における磁気的性能の高度の利用を可能にする。埋め込みとは、磁界が出る永久磁石面に完全にまたは部分的に軟磁性材料が隣接するという軟磁性材料中への永久磁石のこのような配置であると理解すべきである。
リニア直接駆動装置の他の形態においては、2次側部分が磁気帰路のための少なくとも1つの手段を有する。この手段は、例えば積層鋼板である。更に、2次側部分は、これが磁気源を持たないように構成することが好ましい。磁気源は、例えば永久磁石または通流(通電)される巻線である。
有利な実施形態では1次側部分がモジュール構造を有する。歯数もしくは相応の巻線によってリニア直接駆動装置の長さを変え、木工機械の要件に合わせることができる。これによりモータの定格出力の調整可能性がもたらされる。
他の形態では、2次側部分において異なる磁化可能性の範囲が交互に現われる。異なる磁化可能性は、例えば鉄から製作可能な軟磁性材料と空気もしくは合成樹脂との間において存在する。交互に現われる範囲により磁界が2次側部分内部に案内される。
他の実施形態において、2次側部分は、これが1次側部分に向けられた歯を有するように構成されている。それゆえ主磁束は、2次側部分内部において歯を介して、そして場合によって存在する磁気帰路を介して案内される。歯を介する磁束案内では、磁束が例えばそれぞれ1つの歯のみを介してまたは少なくとも2つの歯を介して案内可能である。
他の有利な形態では、例えばクロスバーとも呼ばれ得る歯の間の間隙が詰められている。詰め物は例えば合成樹脂からなる。詰め物によって、例えば歯間には汚れが蓄積しない。それにより光学的に一様な平面が生じる。磁気的には相変わらず差異が存在する。
第1の磁界を発生するための第1の手段は通流可能な巻線が好ましい。機械もしくはリニア直接駆動装置の通流可能な巻線は1相または多相(例えばU,V,W)からなる。各相は1つまたは多数のコイルからなる。コイルの有利な構成は1つの歯ごとに巻回されている集中コイル(歯巻コイル)であり、歯は1つまたは多数の磁極もしくは永久磁石を担持することができる。歯巻コイルは巻線の少なくとも1つのコイルである。コイルは単一コイルとしても分割コイルとしても実施可能である。巻線の利点は、巻線により非常に簡単なやり方で変化する磁界が、例えば交流電流により作り出し得ることにある。電機は、例えば、電機が多数の巻線もしくはコイルを持ち、これらの巻線が3相電源の異なる相により通流可能であるように実施することもできる。
電機は、2次側部分が互いに区分間隔Tau-Sekにて配置された歯を有するように実施することもできる。電機の1次側部分は励磁磁界を発生するための第2の手段を含み、第2の手段は互いに区分間隔Tau-Primにて配置された多数の手段(例えば、多数の永久磁石)により実現される。
電機の構成は、Tau-SekとTau-Primとの間の関係が、
Tau-Sek=n*Tau-Prim
ただし、n=1,2,3,…
なる式にて表され得ることによって特徴付けられる。つまり、Tau-Sekは、Tau-Primの整数倍によって表すことができる。
電機の他の構成では、Tau-SekとTau-Primとの間の関係が、
Tau-Sek≠n*Tau-Prim
ただし、n=1,2,3,…
なる式にて示される。つまり、区分間隔Tau-Sekは、区分間隔Tau-Primの整数倍ではない。
他の有利な形態では、本発明による電機が電力変換器に接続されている。電力変換器は、特に、第1の磁界を発生するための第1の手段の通流のためのインバータである。リニア直接駆動装置および電力変換器は1つの駆動装置を構成する。したがって電機は、1次側部分が多数の巻線を有し、異なる巻線が異なる位相を有する交流電圧もしくは交流電流が通流可能であるように実施することもできる。異なる位相の使用によって電機の1次側部分および/または2次側部分の移動時に一様な力経過を生じさせることができる。この種の一様な力経過は、電機の1次側部分の異なる巻線の位置が2次側部分に対して次のように位相的にずらされているように、すなわちそれによって一様な力発生が可能になるように構成することもできる。例えば3相電機(m=3)の場合には電気的に120°の位相ずれが選ばれることが好ましい。
既に上述したように、電機の他の構成は少なくとも1つの第2の磁界を発生するための他の手段として永久磁石を有する。永久磁石は、これが磁界をそれぞれ異なる方向に発生するように、1次側部分に配置されていることが好ましい。
永久磁石の配置の一形態では、永久磁石の磁化方向が平行ではあるが、しかし交互に反対向きにされる。
他の構成では、永久磁石の磁化方向は、歯を設けられた2次側部分の移動によって、1次側部分のコイルを担持する磁気回路部分において交流磁束が発生させられ、それによってコイルの交流磁束鎖交が実現されるように整えられている(交流磁束配置)。
他の構成では、永久磁石の磁化方向は、歯を設けられた2次側部分の移動によって、1次側部分のコイルを担持する磁気回路部分において脈動する直流磁束が発生させられ、それによってコイルの直流磁束鎖交が実現されるように整えられている(直流磁束配置)。
有利な形態は、磁界が案内される平面に関しても生じる。磁界は、例えば移動方向に対して横方向に向けられた平面において案内される(横磁束磁気回路)。これは、1次側部分の積層パケットが縦方向広がりにおける積み重ねモータ鋼板の個数によって可変であるという利点を有する。
他の実施形態では、磁界が移動方向に平行に向けられた平面内で案内される(縦磁束磁気回路)。これは、積層パケット幅が積み重ね鋼板の個数によって可変であるという利点を有する。
横磁束整列、すなわち横磁束磁気回路が縦磁束整列、すなわち縦磁束磁気回路と組み合わされることも好ましいことである。これは、リニア直接駆動装置が木工機械用リニアモータにおいて等しくない0°もしくは180°の角度にある異なる移動方向のために設けられているという利点を有する。
他の有利な形態では、リニア直接駆動装置の1次側部分により1つの2次側部分のみならず、少なくとも2つ以上の2次側部分が移動可能である。これは、とりわけ1つの1次側部分により種々の2次側部分が移動可能である木工機械における工作物送りに役立つ。この場合に、1次側部分は、例えば2次側部分の位置決め、2次側部分の加速、2次側部分の制動なる使命のうちの1つまたは複数のために用いられる。
電機は、1次側部分および/または2次側部分が移動可能であるように柔軟に構成可能である。
木工機械の他の形態では、木工機械が1つの1次側部分と2つの2次側部分とを有する。1次側部分は両2次側部分の間に配置されている。この配置は、実効磁束によって形成される磁気回路が1次側部分と両2次側部分とを介して閉じるように構成されている。
電機の他の形態では、電機が2つの1次側部分と1つの2次側部分とを有する。2次側部分は両1次側部分の間に配置されている。1次側部分および2次側部分は、実効磁束によって形成される磁気回路が両1次側部分と2次側部分とを介して閉じるように構成可能である。
しかしながら、1次側部分および2次側部分は、実効磁束によって形成される磁気回路がそれぞれ1つの1次側部分と共通な2次側部分とを介して閉じるように構成することも可能である。
リニア直接駆動装置の1次側部分における全ての電気的および機械的な構成要素の移動によって、1次側部分のカプセル収納が実施可能にされ、2次側部分は従来に比べて技術的に著しく簡単に、頑丈にかつそれにともない低コストにて構成されている。
2次側部分は磁気伝導性の積層材料または塊状材料として実施されている。2次側部分の歯形の顕著性、すなわち移動方向における少なくとも2つの異なった空隙幅が、従来の磁気的な2次側部分に比べて高い精度でもって作製される。したがって、例えば1次側部分に取り付けられたセンサによる速度実際値および位置実際値の直接的な検出が、付加的な磁気的および光学的なスケールを加工区間に沿って設けることなしに可能にされる。したがって、2次側部分自体が速度実際値および位置実際値の検出のための測定具をなす。したがって、それは頑丈で汚れに敏感でない組み込み式測定システムをなす。
2次側部分の簡単な構成によって、2次側部分は貯蔵安定性があり、木工機械の簡単で低コストの拡張可能性を実現することができる。2次側部分の覆いのない範囲における磁気的または電気的な保護措置は必要でない。
調節への動的な要求なしの同じままの速度を有する工作物の長い移動経路において、2次側部分のジオメトリは、場合によっては木工機械の機械本体の成形された構成部分、特に切削加工された構成部分であってよい。
木工機械が多数の1次側部分を有する場合には、これらの1次側部分は、例えば互いに独立して多数の個別のリニアモータとして制御されてもよいし、あるいは1つのモータとして共通に制御されてもよい。例えばX軸およびY軸が広げる1つの平面における多数の1次側部分の配置の場合には、1次側部分の総数が2つのグループに分けられている2次元移動が実現可能である。第1のグループはX軸における移動のために設けられ、第2のグループはY軸における移動のために設けられている。これに応じて方位が生じる。これらの2つのグループは、例えばチェス盤パターンに応じてX,Y平面に配分される。2次側部分の活性面は、対応する2つの範囲においてX移動方向もしくはY移動方向のために区分されている。
本発明ならびに本発明の他の有利な構成は概略的に示された実施例から引き出すことができる。その際に、図1はリニアモータの原理図を示し、図2は1次側部分に永久磁石を有するリニアモータを示し、図3はリニアモータにおける磁界の第1の経過を示し、図4はリニアモータにおける磁界の第2の経過を示し、図5は磁束、誘起電圧および出力の時間的経過を示し、図6は力発生の具体例を示し、図7は横磁束配置を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図を示し、図8は縦磁束配置を有するリニアモータの斜視図を示し、図9は磁極片を持つ1次側部分を有するリニアモータを示し、図10は縦磁束配置を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図を示し、図11は異なる相ごとに異なる巻線相を有するリニアモータを示し、図12は磁束集中の場合における歯形磁石を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図を示し、図13は磁束集中の場合における継鉄磁石を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図を示し、図14は横磁束磁気回路を有する1次側部分および縦磁束磁気回路を有する1次側部分の対比を示し、図15は交流磁束装置を有する電機と直流磁束装置を有する電機との対比を示し、図16は両側に配置された2次側部分を有する電機を示し、図17は両側に配置された1次側部分を有する電機を示し、図18は電流によって生じさせられた横磁束磁気回路配置の磁界経過図を示し、図19は永久磁石によって生じさせられた横磁束磁気回路配置の磁界経過図を示し、図20は電流および永久磁石によって生じさせられた横磁束磁気回路配置の磁界経過図を示し、図21ないし図24は木工機械におけるリニア直接駆動装置の原理的配置を示し、図25は上部切削盤の原理図を示し、図26はエッジ加工機械における原理図を示し、図27はダボ穴ボール盤の原理図を示し、図28は板分割鋸盤における原理図を示し、図29は1次側部分における位置センサの原理図を示す。
リニア直接駆動装置を有する木工機械を詳しく説明する前に、以下において電機またはリニアモータとも呼ぶリニア駆動装置を、木工機械に関連のある動作態様および可能な実施形態に関して説明する。
図1による表示は電機1を示す。電機1は1次側部分3および2次側部分5を有する。1次側部分3は巻線9および永久磁石17を有する。1次側部分3の移動方向は、長手方向11に走っている2重矢印により特徴付けられている。他の2重矢印は横方向13を指し示す。第3の2重矢印により垂線15が定められていて、垂線は空隙平面19に関係するが、空隙平面19は図1に示されていない。空隙平面19は図2に示されている矢印により、図3および図4による表示に関係する側面7が示されている。電機1は、接続ケーブル16を介して接続されている電力変換器14により制御可能なリニアモータである。
図2による表示は電機1を示す。1次側部分3は積層鋼板として構成されていて、1次側部分3は巻線9を有する。巻線9は相巻線であり、これには交流電流を通流させることができる。図2にはある瞬間における電流方向が示されている。この場合に方向は点23により、もしくは×印25により示されている。積層構成された1次側部分3は2次側部分5に向けられた側に永久磁石17を有する。永久磁石17は、1次側部分に、それの磁化が垂線15の方向に交互に現れるように取り付けられている。
したがって、磁石(永久磁石)は、上(1次側部分3の方)および下(2次側部分5の方)を交互に指し示す磁束を発生する。したがって、磁化方向が2次側部分の方を指し示すN−S永久磁石27と、磁化方向が1次側部分の方を指し示すS−N永久磁石29とが交互に現れる。
1次側部分3と2次側部分5との間には空隙21が形成される。空隙21は空隙平面19を設定する。リニア直接駆動装置の移動は縦方向11の方向において行なわれる。この場合に、1次側部分3が固定していて2次側部分5が移動することも、2次側部分5が固定していて1次側部分3が2次側部分5の上を移動することも、いずれも可能である。
巻線9は第1の磁界を発生するための第1の手段であり、永久磁石17は他の磁界を発生するための他の手段である。図2による表示は電機1の横磁束構成を示す。横磁束構成においては、2次側部分5は、例えば、これが支持体31およびクロスバー33を有するように構成されている。
少なくともバー33は積層構成されている。積層は縦方向11に鋼板同士が隣接するように行なわれる。バー33は、支持体31上に、例えば接着またはロウ付けまたは溶接されているか、もしくは固定方法の組み合わせで結合されている。積層は、うず電流を回避するために有利である。不都合なうず電流効果があまり顕著でない場合(例えば、十分に低い電気的な基本周波数を持った用途の場合)には、低コストの塊状部材を使用してもよい。
図3による表示は部分図にて1次側部分3および2次側部分5を示す。図3によるこの部分図は、1次側部分3においてどのように磁界が分布可能であるかを概略的に再現し、この場合に図1による側面7に対応する側面の形が選ばれている。図3には巻線10の1つの巻層が示されている。更に、1次側部分3ならびに2次側部分5はセクションに区分可能である。1次側部分は1次側セクション47,49,51および53を有し、これらの1次側セクション47,49,51および53は永久磁石27,29に関連する。
セクションは、永久磁石27および29の磁化方向に応じて磁束が2次側部分5から去ってゆくか、もしくは2次側部分5へ向かってゆく範囲である。この経過が矢印41,43にて示されている。巻線10と鎖交させられる全ての磁束の和が鎖交磁束Ψをなす。鎖交磁束は、主として、2次側部分5を介して磁気帰路を形成することができる磁石によって発生させられる。異なる長さの磁束矢印は各磁石について巻層(コイル)と鎖交させられる磁束を示す
2次側部分5は、存在するクロスバー33に応じてセクションも有する。したがって、これらの2次側セクション55,57,59および61は、クロスバー33が存在する区間もしくはクロスバー33が存在しない区間に対応するクロスバー33により磁束が案内可能である。磁束案内は、本例では、図示されたX軸63に対して垂直に行なわれる。したがって、磁束は、図が表示されている紙面に対して垂直に経過し、これはY軸に相当する。X軸およびY軸に対してZ軸は垂直であるので、全ての軸が互いに垂直である。
例えばNS永久磁石27によって生じさせられる励磁磁束は、クロスバー33および1次側部分3を介してセクション55と一緒にセクション47内において閉じる。この場合に1次側部分3は、例えばNS永久磁石27の背後に逆方向に磁化された別の永久磁石を有し、したがってこれはSN永久磁石29である。
しかしながら、この種の永久磁石29は、図3においてはこれが背後に存在するようになることから図示されていない。クロスバー33が永久磁石27,29に対面する位置では、狭い空隙35が生じる。クロスバー33のない隣の位置では広い空隙37が生じる。空隙35および37が等しくないことによって、セクション47,51および49,53において永久磁石27および29により異なる強さの磁束41および43が生じさせられる。結果として生じる磁束39は全ての磁束41および43の和としてもたらされる。
図3による表示は、時間的には巻線10における電流が零通過をする時点で、かつ1次側部分3および2次側部分5の位置について、励磁磁束41,43を示す。励磁磁束もしくは巻線中における誘起電圧および通電モータのその際の変換出力の位置に依存した経過が図5に示されている。図3に示されている2次側部分の位置X=0については負の鎖交磁束Ψが生じ、図4に示されている位置についてはX=τMについては正の鎖交磁束Ψが生じる。したがって、図4による表示は2次側部分5を位置X=τMにおいて示す。したがって、2次側部分5が磁極区分だけ移動する場合に、それによってコイル(巻線10)の磁束鎖交39が徐々に負の値から正の値に変化する。変化がどのように経過するかは、磁石幅、空隙、歯幅(クロスバーの幅)などのジオメトリパラメータによって影響を及ぼされ得る。有利な構成においては、できるだけ正弦波状の変化が得られるように努められる。
図5による表示は、3つのグラフにて、鎖交磁束Ψ、それから結果として生じる誘起電圧Uiおよび1つの相(1つの巻線)の電気出力Pel,strを時間経過にて示す。時間経過は電圧の位相位置の指示によって表されている。磁束Ψの経過は、例えば永久磁石によって発生可能である磁界90の経過を再現する。1つの相の最適な力発生のためには、電流が誘起電圧と同相で印加されなければならない。更に、位置X=0およびX=τMが示されていて、これらの位置は他の表示された磁束Ψ、電圧Uiおよび電気出力Pel,strと共に、図3および図4による記号表示に関連する。電気出力が描かれている第3のグラフから、一定の電気出力(一定の力)のためには、モータ相数が2以上でなければならないことが明らかである。有利なやり方では3相が選ばれる。3相の電力変換装置が2相または多相の電力変換装置よりも少ない半導体弁を必要とするからである。
図6による表示は技術的原理の具体的説明に役立ち、力Fの発生を具体例で示す。リニアモータの縦方向における力発生を分かり易いものにするために補助モデルを紹介する。永久磁石27はこれに属する外側面における電流によって置き換えられる。したがって、永久磁石27は理論上、例えば直方体によって代表させることができ、この場合に直方体の側面に図示のように電流が流れる。したがって、モデル71においては永久磁石27が巻線によって代表され、この場合にモデルにしたがって巻線中の電流方向が点23もしくは×印25によって示されている。表示2Dにおいては磁石が横断面において等価な電流に還元される。1次側部分の側面図において磁石を置き換えるならば、次の装置が生じる。巻線9によって生じさせられた磁界は空隙21において磁束案内片として役立つクロスバー33の個所に集中する。なぜならば、ここでは磁気抵抗が最小であるからである。したがって、想定された導体は相コイルも磁界内にあって、一方の側では強められ、他方の側では弱められる。導体は、より僅かな磁界強度の範囲へそれる。これが1次側部分に作用する力Fの方向にて図6に示されている。この関係は、電流、磁界および力Fが直角の状態にある「右手の法則」によっても説明される。1次側部分3および2次側部分5の相互の図6に示された位置X=τM/2において、相電流、すなわち巻線9を通る電流が最大値に達する。
図7による表示は、概略的に横磁束リニアモータのジオメトリおよび永久磁石17によって生じさせられる励磁磁界88を示す。実効磁束は、移動方向11に対して横方向に向けられた平面106において案内される。実効磁束はコイル9と結合もしくは鎖交させられている磁束である。このような向きにされたこの実効磁束は横磁束磁気回路を形成する。
図7における励磁磁界88は、他の1つの磁界もしくは他の複数の磁界である。リニアモータ1は、積層された1次側部分3および積層された2次側部分5を有する。永久磁石17の磁化方向94は、矢印により具体的に示されている。1次側部分の可能な移動方向は縦方向である。
図8による表示は、1次側部分4および2次側部分6を示す。1次側部分4および2次側部分6は電機2を構成し、電機2は縦磁束配置を有する。縦磁束配置では、特に、磁界が1次側部分もしくは2次側部分の移動方向に対して横方向に閉じるのではなくて、1次側部分の移動方向に沿ってもしくは2次側部分の移動方向に沿って閉じることが特徴的である。移動方向11に対して平行に向けられている平面108において案内されている磁束が実効磁束である。実効磁束はコイル9に結合されている磁束である。このような向きにされたこの実効磁束は縦磁束磁気回路を形成する。
2次側部分6は、図8によれば、支持体32の範囲においても、クロスバー34の範囲においても積層構成されている。空隙面における磁石配置は、横磁束配置と違ってチェス盤状ではなくて縞状である。磁石は縦磁束型の場合にはクロスバー(磁束案内片)に対してほとんど平行に整列させられている。しかしながら、力の脈動を低減するために、狙いを定めて一種の傾斜状態に位置決めしてもよい。
他の有利な構成では、2次側部分6がモータ幅にわたって積み重ねられた鋼板から作られる。このような薄板の場合には支持体32および歯75が一部材からなる。鋼板の相互の積み重ねによってクロスバー34を有する2次側部分の歯形構造が生じる。積層様式は図8に示されている。2次側部分は、例えば縦方向において多数部分にて構成することができるので、2次側部分6は次の2次側部分と境を接している。しかしながら、移動方向において境を接しているこの種の他の2次側部分は図8による表示には示されていない。図8による表示は更に永久磁石を示す。永久磁石はNS永久磁石28またはSN永久磁石30である。これらの永久磁石は、例えば1次側部分4の全体の積層鋼板幅77にわたっている。
図9による表示は図8による電機2の発展形態を示す。1次側部分4は、これが極片79を有するように構成されている。極片79は永久磁石28,30のための載置面に広がっている。これによって電機2の力効率が高められる。永久磁石を配置するための面の拡張によって、1次側部分において巻線9が挿入可能である範囲が狭くなることから、1次側部分4が巻胴81を有するように構成されていることが好ましい。巻胴81は極片79も巻首84も有する。巻首84の周りに巻線9が巻回可能であり、後で1次側部分4に挿入可能である。巻胴81は突出部83により1次側部分に保持されることが好ましい。図9においては、巻線9がモータ相Uとして示されている。他のモータ相(例えば、VおよびW)は同様に構成された1次側部分4によって実現可能であるが、しかし図示されていない。図示の位置においては永久磁石28および30が励磁磁束86を発生し、励磁磁束の和がコイル9の鎖交磁束Ψを形成する。図9における表示から明らかのように、実効磁束である励磁磁束86が縦磁束磁気回路を成している。
図10による表示は縦磁束磁気回路を有するリニアモータ2を示す。これは図9による表示に相当する。図10には、図において下方にずらされた表示にて、付加的に他の磁界92の分布が示されている。他の磁界92は永久磁石17によって生じさせられた励磁磁界である。
図11による表示は電機2についての他の実施例を示し、電機2は今や3つの相U,VおよびWにて構成可能である。各相は3相交流系統の1つの相のために設けられている。必要な位相シフトは相の互いの幾何学的なずれによって達成される。幾何学的なずれΔxは、図示の3相機について電気的に120°に相当する。図11は、図10に対して次のことによっても異なっている。すなわち、各相U,VおよびWに1つの歯コイル9が付設されているのではなくて、それぞれ1つの相U,VおよびWについて2つの歯コイル12および14が付設されている。
図12による表示はリニア直接駆動装置を示し、永久磁石として歯磁石18が使用されている。まさしく永久磁石である歯磁石18によって発生させられた他の磁界86が矢印付きの線によって特徴付けられている。永久磁石18の磁化方向94は同様に矢印によって具体的に示されている。歯磁石18は、歯98のほぼ中心に配置されていて、歯コイル9のコイル軸に対してほぼ平行に走っている。歯98は歯コイル9によって包囲されている。図12は上部の画像半分において幾何学的構成を示し、下部の画像半分において励磁磁界88の経過を示す。励磁磁界88は歯磁石18によって発生させられた他の磁界である。この場合に励磁磁界88の表示は磁束集中102の作用を分かり易く示している。磁束集中は磁気回路ジオメトリによって決まる。この場合に影響量は、例えば磁石寸法および薄板断面寸法である。歯磁石18(歯磁石は永久磁石である。)の磁化方向94は、とりわけ空隙105の空隙面に対して平行である。
図12による電機2の2次側部分6の歯区分は1次側部分4の磁石区分の整数倍ではない。これは、特に、歯区分または磁石区分が一定でない場合に、平均値について当てはまる。
コイル9は1つの相および/または複数の相に通流可能である。個々のモータ相へのコイルの割り当ては1次側部分4と2次側部分6との間における選択された歯区分比に依存する。図12による表示は、1次側部分4の歯98において、2次側部分6の歯99におけるとは異なった歯区分示す。多相電機は1次側部分および2次側部分において等しい歯区分についても、等しくない歯区分についても実現可能である。等しい歯区分は、例えば図7および図11に示されている。
図13による表示が図12による表示と相違する点は、主として、歯磁石の代わりに今や継鉄磁石20が他の磁界を発生するための他の手段として使用されていることにある。継鉄磁石20は永久磁石でもあり、継鉄104の範囲に配置されている。継鉄104は歯98の接続のためにも役立つ。図12と対比した磁石配置から、図13においては異なった励磁磁界88が生じる。
図14による表示は、横磁束磁気回路115を有する1次側部分3と、縦磁束磁気回路117を有する1次側部分4との対比を概略的に示す。1次側部分3,4は、特に、永久磁石を1次側部分に有するこの図には示されていない永久磁石励磁式同期電動機の1次側部分3,4であり、永久磁石も同様に図示されていない。磁束Φはそれぞれにおいて象徴的に示されている。例えば通流可能な巻線の如き磁束Φの発生のための他の手段も、図を分かり易くするために図示されていない。可能な移動方向11は矢印によって示されている。それぞれの1次側部分3および4に付設されている2次側部分は図14に示されていない。この表示においては、1次側部分3および4の積層時に積層構成がそれぞれの磁気回路115および117の向きに依存することも示されている。横磁束磁気回路115の場合には励磁磁束Φが主として移動方向11に対して横に向けられた面内において閉じる。1次側部分3,4の積層のために使用されるモータ薄板は磁束面に従い、例えば1次側部分3の縦の広がり方向に積み重ねられ、縦の広がりは移動方向11における1次側部分3の広がりである。
図15による表示は、リニアモータである電機2aおよび2bの対比を示す。電機2aは歯98を備えた1次側部分4aを有し、それぞれ1つの歯には異なる磁化方向94を有する永久磁石17が取り付けられている。永久磁石17は、1次側部分における空隙105に向けられた側に取り付けられている。永久磁石17の磁化方向94は、主として空隙面に対して垂直である。
図15によれば、歯98の周りにそれぞれ歯コイル9が巻回されている。歯98のそれぞれが、反対向きの磁化方向94を持った永久磁石17を有することから、2次側部分6に対する相対的な1次側部分4aの移動時に交流磁束が生じる。したがって、電機2aは交流磁束配置を有する。1次側部分4aに対する2次側部分6の相対移動時に励磁磁界の形成のために用いられる永久磁石17により、磁気回路に交流磁束が発生する。したがって、永久磁石17の磁化方向94は、歯を設けられた2次側部分6の移動によって、1次側部分4aにおけるコイルを担持する磁気回路部分において交流磁束が発生させられる。
図15における電機2bも歯98を備えた1次側部分4bを有する。電機2aと違って、電機2bにおける歯98は、各歯98につき1つのみの永久磁石17を有する。永久磁石17は磁化方向94を有することから、各歯98には1つのみの磁化方向94が割り当てられている。電機2bも、歯98が複数の永久磁石を有するように構成可能であるが、しかし1つの歯98に関しては永久磁石が同じ磁化方向を有するべきである。この変形実施例は、図15に明確に示されていない。
電機2bの場合には1次側部分4bにおける歯98により磁化方向94が交替する。したがって各歯は交互に異なった磁化方向94を有する。今や歯98が反対の磁化方向94を持った永久磁石17を有することから、2次側部分6に対する相対的な1次側部分4bの移動時に直流磁束が生じる。したがって電機2bは直流磁束配置を有する。励磁磁界の形成のために用いられる永久磁石17により、1次側部分4bに対する2次側部分6の相対移動時に、磁気回路に直流磁束が発生する。個々の永久磁石17の磁化方向94は、図15における電機2bの場合には、歯を設けられた2次側部分6の移動によって1次側部分4bにおけるコイルを担持する磁気回路部分に直流磁束が発生させられるように向きを合わされていて、直流磁束はそれの方向を変えず、最大値と最小値との間で周期的に振動する。
図15による表示においては、あるいは図12の表示においても、1次側部分と2次側部分との間で力作用が発生可能である配置が選ばれている。図16による表示は、1つの1次側部分4と2つの2次側部分6aおよび6bとを有する電機の配置を示す。したがって、力作用は1つのみの1次側部分4と2つの2次側部分6aおよび6bとの間において生じる。これにより発生可能な力のほぼ倍増がもたらされる。図16によるリニアモータの1次側部分4の歯98は、それぞれ2つの極片79を有し、各極片79には2次側部分6aまたは6bが向けられている。図16による電機2のこの実施形態は図12による電機2の発展形態の一種である。
この場合に2次側部分の両側配置は、永久磁石17が軟磁性材料119中に埋め込まれている図16に示された1次側部分4の実施形態に限定されない。極片上に永久磁石を有する1次側部分も実施可能である。
図17による表示は、2つの1次側部分4aおよび4bと1つのみの2次側部分6とを有する電機2の配置を示す。したがって、力作用は1つのみの2次側部分6と2つの1次側部分4aおよび4bとの間において発生する。図16によるリニアモータ2の2次側部分6の歯3は、1次側部分4aおよび4bのそれぞれに対して両側の向きを有する。したがって、各1次側部分4aおよび4bには1つの2次側部分6の歯33が割り当てられている。図17による電機2のこの実施形態は、図12による電機2の発展形態の一種である。1次側部分4aおよび4bの両側配置は、永久磁石17が軟磁性材料119中に埋め込まれている図17に示された1次側部分4aの実施形態に限定されない。例えば図10におけるように極片上に永久磁石を有する1次側部分も実施可能である。
図18による表示は、2つの1次側部分3aおよび3bと1つの2次側部分5とを有する電機1における磁界経過を模範的に示す。1次側部分3aおよび3bは永久磁石17および巻線9を有する。図18による表示においては1次側部分の破線で示された巻線9を通る電流によって生じる磁束86が示されている。図18に示された磁束86の場合には、永久磁石によって生じさせられた磁束が考慮されていない。
図19による表示は、図18と同様に、2つの1次側部分3aおよび3bと1つの2次側部分5とを有する電機1における磁界経過を模範的に示し、ただし図19に示された磁界経過は永久磁石17のみに由来する。図19に示された磁束86の場合には、1次側部分の通流される巻線9によって生じさせられる磁束は考慮されていない。
図20による表示は、図18および図19と同様に、電機1における磁界経過を模範的に示し、今や永久磁石17の磁界と通流される巻線9の磁界とが重畳されている。したがって、図20においては、図18および図19に個別に示された磁界の重ね合わせが示されている。更に、図20は、2次側部分5が2つの1次側部分3aおよび3bの間に配置されていて、この配置が両1次側部分3a,3bおよび2次側部分5に関係する共通な磁気回路の形成のために役立つことを示す。
図21ないし図24は木工機械におけるリニア直接駆動装置の配置の原理を示す。
図21は、歯付き鉄構造としての2次側部分6が固定されている支持構造200を示す。支持構造200のU字形構成によって、上部脚および下部脚にはそれぞれ1つの2次側部分6があるので、その中間においては、詳しくは図示されていない巻線および磁石を有する1次側部分3が、矢印211によって示された直線移動を行なうことができる。
同様に、図22によれば、支持構造200は、中間に配置された二重櫛状に形成された2次側部分6の周りに配置されている2つの1次側部分3を有する。支持構造200は脚部に配置された1次側部分3と一緒に直線移動211を実行する。
対称構造を有するこれらの両配置の利点は、磁気吸引力の省略、特に横方向案内力の省略による直線案内の負担軽減にある。機械的案内要素が負担を軽減される。
同様に、1次側部分支持体が可動配置されている、例えば板分割鋸のための2軌道式または多軌道式のモータ構造が実現され、この場合に1次側部分はそれぞれ2次側部分の上方にあり、したがって直線移動を行なうことができる。1次側部分支持体には工具があってよい。
工具として木工機械、とりわけフライス盤、研削盤、エッジ成形機、ボール盤、鋸盤および輪郭研削盤が用いられる。工作物は、とりわけ木板、チップボード、未加工木材、梁材、桟材である。これらの工作物の搬送は、とりわけ、挟持具、吸引具またはその他の公知の装置によって行なわれる。工具も工作物もリニア直接駆動装置によって位置決めされ、搬送され、そして加工される。
図23は1次側部分3がT字形支持構造200に配置されている配置を示す。この原理の変化形では多軌道式配置も実現することができる。少なくとも1つのリニア直接駆動装置が支持構造を先へ移動させ、この支持構造には多数の工具が配置されている。自立の加工を可能にするためには、各軌道に直接駆動装置を設けるべきである。
図24は原理図にて2軌道配置を示し、1次側部分および2次側部分がそれぞれ1つのリニアモータを構成し、1次側部分は機械的に接続されていない。1次側部分のそれぞれは自動的な移動を行なう。もちろん、両1次側部分の電気的な連結は実現可能である。
この種の配置またはそれぞれの要求に適切に合わせたそれの変形が次に示す木工機械の基礎をなしている。リニア直接駆動装置によってそれぞれ行なわれる移動は、動作矢印311によって示されている。木工機械からのおよびそれへの工作物搬送も、木工機械内部における工作物搬送も、リニア直接駆動装置によってそれの単純さに基づいて行なわれる。1次側部分は主として木工機械の工具を支持する。
1次側部分が図29にしたがってセンサ300を有することが特に好ましい。それにより簡単なやり方で2次側部分と協力して速度実際値および位置実際値が周囲条件に関係なく正確に検出される。2次側部分は高い精密さで製作することができるので、直接的な検出が可能である。
それにより、とりわけ、障害に起因した故障の低減によって木工機械の有用性が高まる。測定システムのより容易な集積化がもたらされる。特別な歯付き2次側部分の頑丈な構成に基づいて、発信器の高価なカプセル化が省略される。更に、測定器具と2次側部分との間の調整が省略できることから、簡単な運転開始がもたらされる。
リニア直接駆動装置は、例えば図25に原理的に示されているような上部切削盤の加工中心部において、特に適している。なぜならば工具ホルダが十字形キャリッジとして構成されているからである。この場合に案内は2次側部分によって実現され、工具ホルダは1次側部分によって実現されている。これは特に有利である。なぜならば、この場合にドラムケーブル16の節約が達成されるので木工機械全体が低コストで製作可能であるからである。
同様に、図26によるエッジ加工機械において、例えばチップボードの如き工作物サイズへの適合化のための木工機械の幅調整は、1つ以上のリニア直接駆動装置によって可能である。案内は2次側部分によって行なわれ、機械支持体は1次側部分に固定されている。機械の構造上の構成に応じて機械支持体が2次側部分を成し、案内が1次側部分によって引き受けられてもよい。1次側部分を有する機械支持体の場合には、大きな機械長における多軸のガントリ同期が達成される。
図27によるダボ穴ボール盤の場合にも、縦方向における中ぐり台の位置決めも垂直穴あけおよび水平穴あけのための中ぐりヘッドの横方向位置決めも1つ以上の1次側部分に配置されている。案内はそれぞれ2次側部分によって行なわれる。この場合に共通または個別の2次側部分が存在する。
図28による板分割鋸の場合には好ましくは案内を2次側部分が引き受け、これに対して締付け挟持ホルダの機能も工作物ホルダの機能も1次側部分によって引き受けられる。鋸車の切断案内および復帰搬送は、同様に2次側部分によって案内され、これに対して鋸車は1次側部分に位置決めされている。
なおも、リニア直接駆動装置が使用可能である、例えば分割鋸およびブリッジ鋸、輪郭成形機、エッジ接着機およびエッジ加工機のような他の木工機械が存在する。若干のまたは多数の特別な木工機械は加工中心部に統合することもできる。この場合に、1つの平面および/または多数の平面において、工作物の加工が順次および/または同時に行なわれる多数のリニア直接駆動装置が使用可能である。
リニアモータの原理図 1次側部分に永久磁石を有するリニアモータの概略図 リニアモータにおける磁界の第1の経過を示す側面図 リニアモータにおける磁界の第2の経過を示す側面図 磁束、誘起電圧および出力の時間的経過を示すダイアグラム 力発生の具体例を示す説明図 横磁束整列を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図 縦磁束整列を有するリニアモータの斜視図 磁極片を持つ1次側部分を有するリニアモータを示す斜視図 縦磁束整列を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図 異なる相ごとに異なる巻線相を有するリニアモータを示す斜視図 磁束集中における歯形磁石を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図 磁束集中における継鉄磁石を有するリニアモータのジオメトリおよび磁界図 横磁束磁気回路を有する1次側部分および縦磁束磁気回路を有する1次側部分の対比を示す説明図 交流磁束装置を有する電機と直流磁束装置を有する電機との対比を示す説明図 両側に配置された2次側部分を有する電機を示す概略図 両側に配置された1次側部分を有する電機を示す概略図 電流によって生じさせられた横磁束磁気回路装置の磁界経過図 永久磁石によって生じさせられた横磁束磁気回路装置の磁界経過図 電流および永久磁石によって生じさせられた横磁束磁気回路装置の磁界経過図 木工機械におけるリニア直接駆動装置の第1の原理的配置を示す概略図 木工機械におけるリニア直接駆動装置の第2の原理的配置を示す概略図 木工機械におけるリニア直接駆動装置の第3の原理的配置を示す概略図 木工機械におけるリニア直接駆動装置の第4の原理的配置を示す概略図 上部切削盤の原理図 エッジ加工機における原理図 ダボ穴ボール盤の原理図 板分割鋸における原理図 1次側部分における位置センサの原理図
符号の説明
1 電機
2 電機
3 1次側部分
4 1次側部分
5 2次側部分
6 2次側部分
7 側面
9 巻線(歯コイル)
10 巻線
11 縦方向
12 歯コイル
13 横方向
14 電力変換器
15 垂線
16 接続ケーブル
17 永久磁石
18 永久磁石(歯磁石)
19 空隙平面
20 継鉄磁石
21 空隙
23 点
25 ×印
27 NS永久磁石
28 NS永久磁石
29 SN永久磁石
30 SN永久磁石
31 支持体
32 支持体
33 クロスバー
34 クロスバー
35 空隙
37 空隙
39 磁束鎖交
41 励磁磁束
43 励磁磁束
45 磁化方向
47 1次側セクション
49 1次側セクション
51 1次側セクション
53 1次側セクション
55 2次側セクション
57 2次側セクション
59 2次側セクション
61 2次側セクション
63 X軸
65 Y軸
75 歯
77 積層鋼板幅
79 極片
81 巻胴
83 突出部
84 巻首
86 励磁磁束
88 励磁磁界
90 磁界
92 磁界
94 磁化方向
96 軟鉄材料
98 1次側部分の歯
99 2次側部分の歯
100 コイル軸
102 磁束集中
104 継鉄
105 空隙
108 平面
115 横磁束磁気回路
117 縦磁束磁気回路
119 軟磁性材料
200 支持構造
211 直線移動
300 センサ
311 動作矢印
Φ 磁束
Ψ 鎖交磁束
F 力
el,str 電気出力
i 誘起電圧
U,V,W モータ相

Claims (10)

  1. 1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)と2次側部分(5,6,6a,6b)とを有する少なくとも1つのリニア直接駆動装置を備えた木工機械であって、1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)は第1の磁界を発生するための第1の手段(9,10,12,14)と他の磁界を発生するための少なくとも1つの他の手段(17,18,20,27,28,29,30)とを有し、特に第1の磁界を発生するための第1の手段(9)は、他の磁界を発生するための他の手段(17,18,20,27,28,29,30)に対して、第1の磁界と他の磁界との重ね合わせが可能であるように配置されていて、2次側部分(5,6,6a,6b)は磁気帰路のための手段を有しかつ磁気源を含まず、1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)および/または2次側部分(5,6,6a,6b)は、少なくとも1つの工作物の案内または送りのためおよび/または工作物を加工する少なくとも1つの工具の案内または送りのために適していることを特徴とする木工機械。
  2. 1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)は、汚れに敏感でない測定システムがもたらされるように2次側部分(5,6,6a,6b)と共に相互作用をする少なくとも1つの位置センサ(300)を有することを特徴とする請求項1記載の木工機械。
  3. 1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)はカプセルに格納されていることを特徴とする請求項1又は2記載の木工機械。
  4. 2次側部分(5,6,6a,6b)は積層構成または塊状構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の1つに記載の木工機械。
  5. 1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)と2次側部分(5,6,6a,6b)との間に空隙が形成されていて、空隙(21)は少なくとも2つの異なる距離を有することを特徴とする請求項1乃至4の1つに記載の木工機械。
  6. 2次側部分(5,6,6a,6b)の歯ピッチが付設の1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)の磁石ピッチの整数倍であることを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載の木工機械。
  7. 2次側部分(5,6,6a,6b)の歯ピッチが付設の1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)の磁石ピッチの整数倍とは異なることを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の木工機械。
  8. 1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)が2つの2次側部分(5,6,6a,6b)の間に配置されていて、この配置は、両2次側部分(5,6,6a,6b)および1次側部分(3,3a,3b,4,4a,4b)に関係する共通な磁気回路の形成に用いられることを特徴とする請求項1乃至7の1つに記載の木工機械。
  9. リニア直接駆動装置によって工作物が木工機械の1つ以上の平面において加工可能であることを特徴とする請求項1乃至8の1つに記載の木工機械。
  10. リニア直接駆動装置は自立動作をするか、または機械的または電気的に連結可能であることを特徴とする請求項1乃至9の1つに記載の木工機械。
JP2007555575A 2005-02-17 2006-02-07 リニア直接駆動装置を備えた木工機械 Pending JP2008530973A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005007489A DE102005007489A1 (de) 2005-02-17 2005-02-17 Holzbearbeitungsmaschine mit linearem Direktantrieb
PCT/EP2006/050711 WO2006087274A2 (de) 2005-02-17 2006-02-07 Holzbearbeitungsmaschine mit linearem direktantrieb

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008530973A true JP2008530973A (ja) 2008-08-07

Family

ID=36283074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007555575A Pending JP2008530973A (ja) 2005-02-17 2006-02-07 リニア直接駆動装置を備えた木工機械

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7859142B2 (ja)
JP (1) JP2008530973A (ja)
CN (1) CN101120500A (ja)
DE (1) DE102005007489A1 (ja)
WO (1) WO2006087274A2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013046502A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Sinfonia Technology Co Ltd リニアモータ
JP2016073005A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 日立金属株式会社 リニアモータ用固定子
JP2016082623A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 日立金属株式会社 リニアモータ用固定子
JP2018183045A (ja) * 2017-04-05 2018-11-15 コネ コーポレイションKone Corporation 磁束スイッチング永久磁石リニアモータ

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005007489A1 (de) * 2005-02-17 2006-08-24 Siemens Ag Holzbearbeitungsmaschine mit linearem Direktantrieb
DE102006005046A1 (de) * 2006-02-03 2007-08-09 Siemens Ag Elektrische Maschine mit ungleichmäßigen Polzähnen
DE102006012736A1 (de) * 2006-03-17 2007-09-20 Siemens Ag Elektrische Maschine
EP1878674B1 (de) 2006-07-12 2009-10-28 Homag Holzbearbeitungssysteme AG Kettenglied für eine umlaufende Transportkette einer Werkzeugmaschine, sowie Doppelendprofiler mit aus solchen Kettengliedern gebildeten Führungsketten
DE102006038162A1 (de) * 2006-08-16 2008-02-21 Siemens Ag Elektromotor mit Messsystem für Position oder Bewegung
DE102009014497A1 (de) 2009-03-23 2010-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Linearmotorantrieb für Produktionsmaschinen
US9252650B2 (en) * 2009-08-31 2016-02-02 Yaskawa Europe Technology Ltd. Transverse flux electrical motor
JP5909714B2 (ja) 2009-11-13 2016-04-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 車両用充給電システム
DE102009054390B3 (de) 2009-11-24 2011-06-30 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Lagerkonzept für einen Segmentmotor
IT1403547B1 (it) 2011-02-03 2013-10-31 Giben Int Spa Macchina sezionatrice.
NL2008379A (en) 2011-03-30 2012-10-02 Asml Netherlands Bv Planar motor and lithographic apparatus comprising such planar motor.
DE102011077241A1 (de) * 2011-06-09 2012-12-13 Hilti Aktiengesellschaft Linearmotor, Handwerkzeugmaschine
DE102011079843A1 (de) 2011-07-26 2013-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit massenarmer Bauart in magnetisch aktiven Teilen
JP5418556B2 (ja) * 2011-08-23 2014-02-19 株式会社安川電機 リニアモータの可動子およびリニアモータ
JP6156716B2 (ja) * 2012-08-21 2017-07-05 シンフォニアテクノロジー株式会社 搬送装置
EP2704293B1 (de) 2012-09-03 2017-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit einem Grundelement
JP5870973B2 (ja) * 2013-07-29 2016-03-01 株式会社安川電機 リニアモータ
JP6048338B2 (ja) * 2013-07-29 2016-12-21 株式会社安川電機 リニアモータ
DE102016117055A1 (de) 2016-09-12 2018-03-15 Homag Plattenaufteiltechnik Gmbh Plattenaufteilanlage
EP3703231B1 (en) 2016-10-28 2021-09-22 Danfoss Editron Oy A power electronic converter for controlling a linear electric machine
AT520088B1 (de) * 2017-06-29 2019-01-15 B & R Ind Automation Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Transporteinrichtung in Form eines Langstatorlinearmotors
DE102019000724A1 (de) * 2019-01-30 2020-07-30 Edna Evangelista Marques da Silva Konstruktion, Aufbau, Applikationen und Steuerungsverfahren von elektrischen Maschinen, Verwendung von elektrisch erregten Sekundärteilen in Linearmotoren, Levitation, magnetische Lagerung und Aufbau von elektrischen Direktmaschinen
ES2767343B2 (es) * 2019-11-20 2020-10-16 Centro De Investig Energeticas Medioambientales Y Tecnologicas Maquina lineal de reluctancia conmutada de flujo de retorno reducido
CN111564950A (zh) * 2020-05-28 2020-08-21 歌尔股份有限公司 直线电机
CN111585417B (zh) * 2020-05-28 2021-07-30 歌尔股份有限公司 直线电机
CN111884476B (zh) * 2020-07-17 2021-08-10 华中科技大学 一种直线同极电机及控制方法
CN113037048B (zh) * 2021-03-18 2022-06-17 北京华能新锐控制技术有限公司 直线电机
CN114172342B (zh) * 2021-12-10 2023-03-24 山东科技大学 一种模块化的初级永磁直线电机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5986469A (ja) * 1982-11-09 1984-05-18 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd リニヤステツピングモ−タ
JPH04127891A (ja) * 1990-09-18 1992-04-28 Yokogawa Electric Corp モータ・ドライブ・システム
JP2000152599A (ja) * 1998-11-16 2000-05-30 Shinko Electric Co Ltd パルスモータ
JP2001054274A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 直進電機
JP2003158866A (ja) * 2001-07-05 2003-05-30 Anorad Corp フォーサ及び三相リニアモータシステム

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2344374A1 (fr) 1976-03-19 1977-10-14 Guilliet Ets Perfectionnements aux machines-outils comprenant un organe porte-outil ou porte-piece a deplacement rectiligne manuel
US4514674A (en) * 1983-12-22 1985-04-30 International Business Machines Corporation Electromagnetic X-Y-Theta precision positioner
WO1985005741A1 (en) * 1984-06-05 1985-12-19 Mitsubishi Mining & Cement Co., Ltd. Stepping motor
JPS61161952A (ja) * 1985-01-09 1986-07-22 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 3相リニア誘導子形モ−タ
US4678971A (en) * 1985-01-14 1987-07-07 Hitachi, Ltd. Linear motor and control method thereof
US4794286A (en) * 1986-04-03 1988-12-27 Adept Technology, Inc. Variable reluctance stepper motor
IT1226124B (it) * 1988-07-01 1990-12-12 Marco Venturini Motore lineare ibrido a riluttanza ad alta spinta specifica.
US5010262A (en) * 1988-07-20 1991-04-23 Shinko Electric Company Ltd. Strong magnetic thrust force type actuator
JPH0393501A (ja) 1989-09-07 1991-04-18 Ishita:Kk 送材装置
JP3119922B2 (ja) * 1991-12-24 2000-12-25 日本トムソン株式会社 リニアパルスモータ及びこれを具備した直動ユニット
JPH07107732A (ja) * 1993-09-29 1995-04-21 Oriental Motor Co Ltd リニアモータ
DE19531520A1 (de) * 1995-07-20 1997-01-23 Heisel Uwe Prof Dr Ing Dr H C Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von Körpern
IT1292894B1 (it) 1997-04-30 1999-02-11 Biesse Spa Macchina operatrice per la lavorazione di pannelli.
FR2765745B1 (fr) * 1997-07-03 1999-07-30 Parvex Sa Moteur lineaire
US6078114A (en) * 1998-04-08 2000-06-20 Universal Instruments Corporation Method and apparatus for vibration reduction/control in a variable reluctance linear motor
DE10211892A1 (de) * 2001-03-19 2002-12-05 Canon Kk Linearer Schrittmotor, Objektträgervorrichtung und Belichtungsvorrichtung
US6844651B1 (en) * 2001-05-30 2005-01-18 Anorad Corporation Encapsulated armature assembly and method of encapsulating an armature assembly
TW521473B (en) * 2001-06-05 2003-02-21 Hiwin Mikrosystem Corp Secondary structure of linear stepping motor and the manufacturing method thereof
DE50111043D1 (de) * 2001-08-18 2006-11-02 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh Werkzeugmaschine mit einer mittels Linearmotoren angetriebenen Funktionseinheit
CH695648A5 (de) * 2001-08-29 2006-07-14 Etel Sa Elektromotor mit Kühlung.
DE10203011B4 (de) 2002-01-26 2005-04-28 Fip Forschungsinstitut Fuer Pr Werkzeugmaschine mit einer Werkzeug-Parallelkinematik
JP4102708B2 (ja) * 2003-05-27 2008-06-18 オークマ株式会社 永久磁石を利用したモータ
JP3872055B2 (ja) * 2003-06-20 2007-01-24 三菱電機株式会社 リニアモータの電機子
US7148590B1 (en) * 2004-07-23 2006-12-12 Lampson Clark E Polyphase sawyer motor forcer
JP4473088B2 (ja) * 2004-10-07 2010-06-02 オークマ株式会社 リニアモータ
DE102005007489A1 (de) * 2005-02-17 2006-08-24 Siemens Ag Holzbearbeitungsmaschine mit linearem Direktantrieb

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5986469A (ja) * 1982-11-09 1984-05-18 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd リニヤステツピングモ−タ
JPH04127891A (ja) * 1990-09-18 1992-04-28 Yokogawa Electric Corp モータ・ドライブ・システム
JP2000152599A (ja) * 1998-11-16 2000-05-30 Shinko Electric Co Ltd パルスモータ
JP2001054274A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 直進電機
JP2003158866A (ja) * 2001-07-05 2003-05-30 Anorad Corp フォーサ及び三相リニアモータシステム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013046502A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Sinfonia Technology Co Ltd リニアモータ
JP2016073005A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 日立金属株式会社 リニアモータ用固定子
JP2016082623A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 日立金属株式会社 リニアモータ用固定子
JP2018183045A (ja) * 2017-04-05 2018-11-15 コネ コーポレイションKone Corporation 磁束スイッチング永久磁石リニアモータ
JP7081963B2 (ja) 2017-04-05 2022-06-07 コネ コーポレイション 磁束スイッチング永久磁石リニアモータ

Also Published As

Publication number Publication date
US7859142B2 (en) 2010-12-28
WO2006087274A3 (de) 2006-11-30
WO2006087274A2 (de) 2006-08-24
CN101120500A (zh) 2008-02-06
DE102005007489A1 (de) 2006-08-24
US20080265689A1 (en) 2008-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008530973A (ja) リニア直接駆動装置を備えた木工機械
JP2008514175A (ja) 電気機械
US8283815B2 (en) Electrical machine
KR101647189B1 (ko) 리니어 모터
JP4938355B2 (ja) リニアモータ
US4908533A (en) Transporting apparatus
JP4473088B2 (ja) リニアモータ
US7944095B2 (en) Linear motor with integrally formed stator
WO2010067837A1 (ja) 推力発生機構、駆動装置,xyステージ及びxyzステージ
JP2009149446A (ja) 特に乗客搬送用のエレベータ
JP2002064968A (ja) 可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置
JP2006034017A (ja) 工作機械用リニアモータ
JP2005137140A (ja) リニアモータ
JPH118263A (ja) 積荷を高度に精密かつ動的に移動させるためのx−yテーブル
KR102593127B1 (ko) 리니어 모터 및 생산장치
JP2001119919A (ja) リニアモータ
JP2001112119A (ja) リニアモータ式搬送装置
JP4610125B2 (ja) 電子部品装着装置
JP2006054974A (ja) リニアモータ
Mitsui et al. Detent force reduction by positional shifting of permanent magnets for a pmlsm without compromising thrust
RU2133184C1 (ru) Координатный стол, портал координатного стола и способ изготовления индуктора многофазного линейного электродвигателя
JP2006034016A (ja) 工作機械用リニアモータ
JP2526819B2 (ja) リニアモ―タ
JP5616717B2 (ja) リニアモータ
WO2023229051A1 (ja) 電磁装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100914

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20100914

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101228