JP2021507664A5

JP2021507664A5 -

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Publication number: JP2021507664A5
Application number: JP2020534178A
Authority: JP
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2038-12-06

Description

本発明の実施形態では、アレイ磁石素子を含む磁気トラックおよびコイルアセンブリのフラットコイルが、フラットコイルの交差領域が少なくとも主に磁石素子のコイルアセンブリへの投影の外側にあるように、相互に協調して寸法決めされる。交差領域内のコイルによって誘起される磁場の不均一性はこのように、磁石との相互作用領域の外側にほとんど残留し、それによって、力定数の擾乱は、ほとんど回避される。

本発明のさらなる実施において、フラットコイルの各々は、それぞれのフラットコイルの外側に直接配置された小さな接続部およびビア領域を有する。この接続部およびビア領域には、外部端子だけでなく、重畳された直列接続された導体トラックを接続するためのビア、およびフラットコイルの外部接続のためのビアが配置される。接続部およびビア領域の寸法、特に、細長いフラットコイルの長手方向の長さは、前記フラットコイルの対応する寸法の１０％未満、特に、５％未満である。フラットコイルの外縁部における上述の接続部およびビア領域は、典型的にはコイルアセンブリのビアの全てを含むのではなく、一部のみを含むことに留意されたい。上述した本発明の特徴によれば、交差領域にさらなるビアが必要とされる。一実施形態では、小さな接続領域が実質的に長方形のフラットコイル構成の角にそれぞれ近接して配置され、フック形状の導体部分を備える。

Claims

長手方向に一列に、または、リング状に接続された複数の磁石素子を有する少なくとも１つの磁気トラックと、
少なくとも１つのコイルアセンブリであって、前記磁気トラックに対して実質的に電気的および磁気的に非導電性である支持体を含み、前記コイルアセンブリおよび前記磁気トラックが互いに対して案内された移動を実行することができるように構成され、３つの導電性フラットコイルの少なくとも１つのグループを含む、前記コイルアセンブリと、を含み、３つの前記フラットコイルの各々は、三相電源の１つの相に接続され、前記グループまたは各グループの３つの前記フラットコイルの導体トラックは、第１および第２の支持導体面において互いに入れ子になるように、または互いに重なり合うように配置され、前記第１および第２の支持導体面は絶縁中間層によって互いに電気的に絶縁され、前記導体トラックは３つの前記フラットコイルのうちの最大２つが交差するように設計され、３つの前記フラットコイルの全てが任意の点で交差するわけではなく、
３つの重なり合う前記フラットコイルのうちの２つはそれぞれ、第１のフラットコイルの前記導体トラックが前記第１の支持導体面内でのみ走行し、第２のフラットコイルの前記導体トラックが第２の支持導体面内でのみ走行する交差領域を有する、電気モータ。
前記磁石素子を有する前記磁気トラック及び前記コイルアセンブリの前記フラットコイルは、前記フラットコイルの前記交差領域が少なくとも主に前記磁石素子の前記コイルアセンブリへの投影の外側にあるように、相互に協調して寸法決めされる、請求項１に記載の電気モータ。
前記磁気トラックは、ハルバッハアレイ構成の複数の磁石素子を有する、請求項１または２に記載の電気モータ。
前記磁気トラックがステータに割り当てられ、前記コイルアセンブリがリニアモータのロータに割り当てられ、特に、前記ステータが実質的に、細長い又はリング形状に閉じたＵ字形又は長方形の形状を有し、前記ステータの形状に適合して、前記ロータが、前記Ｕ字形又は長方形の内側で長手方向に移動できるように、プレート形状又はバンド形状に実現される、請求項１又は２に記載の電気モータ。
前記コイルアセンブリは、前記三相電源の１つの相にそれぞれ接続された３つのフラットコイルの２つ以上のグループを備え、これらのフラットコイルは支持体上又は支持体内に長手方向又はリング状に一緒に配列されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気モータ。
前記支持体が多平面プリント回路基板として設計されており、各々の場合、前記多平面プリント回路基板のちょうど隣接する２つの導体面が、互いに重なり合う３つの前記フラットコイルを形成するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気モータ。
前記支持体は、２ｍ（ｍ≧２）の導体面を有する多面プリント回路基板として設計され、１つのグループに属する３つの重なり合う前記フラットコイルそれぞれが２〜ｍの直列に接続された、実質的に同一の導体トラックから構成され、前記多面プリント回路基板を通じた垂直ビアの手段によって、直列に接続された前記導体トラック間の電気接続が実現される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気モータ。
前記フラットコイルの各々はそれぞれのフラットコイルの外縁部に直接配置された小さな接続部およびビア領域を有し、重ね合わされ直列接続された前記導体トラックの接続、および前記フラットコイルの外部接続のためのビアが配置され、前記接続部およびビア領域の寸法、特に、細長いフラットコイルの長手方向の長さは、前記フラットコイルの対応する寸法の１０％未満、特に、５％未満であり、
前記小さな接続部およびビア領域は、それぞれの場合において、多角形フラットコイル構成の角部に近接して配置され、略フック状の導体部分を備え、
前記多面プリント回路基板の２つの導体面をそれぞれ構造化することによって共に形成される３つの前記フラットコイルは、実質的に長方形であるように構成され、入れ子にされるか、または重なり合うように配置され、前記第１の導体面および前記第２の導体面内の３つの前記フラットコイルの長辺がそれぞれ互いに平行に延び、３つの前記フラットコイルのうちの１つの長方形内で、それぞれの場合において、前記導体路の主要部分が他の２つの前記フラットコイルのそれぞれの対応する側に延びるように配置される、請求項６または７に記載の電気モータ。
前記フラットコイルの各々はそれぞれのフラットコイルの外縁部に直接配置された小さな接続部およびビア領域を有し、重ね合わされ直列接続された前記導体トラックの接続、および前記フラットコイルの外部接続のためのビアが配置され、前記接続部およびビア領域の寸法、特に、細長いフラットコイルの長手方向の長さは、前記フラットコイルの対応する寸法の１０％未満、特に、５％未満であり、
前記小さな接続部およびビア領域は、それぞれの場合において、多角形フラットコイル構成の角部に近接して配置され、略フック状の導体部分を備え、
前記多面プリント回路基板の２つの導体面をそれぞれ構造化することによって共に形成される３つの前記フラットコイルは、実質的に台形であるように構成され、入れ子にされるか、または重なり合うように配置され、前記第１の導体面および前記第２の導体面内の３つの前記フラットコイルの前記台形形状の非平行側がそれぞれ互いに平行に延び、３つの前記フラットコイルのうちの１つの前記台形内で、それぞれの場合において、前記導体路の主要部分が他の２つの前記フラットコイルのそれぞれの対応する側に延びるように配置される、請求項６または７に記載の電気モータ。
前記台形導体構成の長辺または前記台形導体構成の非平行辺における３つの前記フラットコイルのすべての導体はそれぞれ、互いに同じ距離を有し、共に属する前記３つのフラットコイル内には、より大きな距離範囲が存在しない、請求項８または９に記載の電気モータ。
隣接する前記導体トラック間の距離はそれらの幅よりも小さく、特に、それらの幅の半分よりも小さい、請求項１０に記載の電気モータ。
前記フラットコイルの前記略長方形または台形の導体路において、前記長方形または台形の仮想角が、前記隣接する辺に対して斜めに延びる導体部分に置き換えられている、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の電気モータ。
少なくとも一部の前記導体路が、少なくとも一部の前記交差領域に拡大され、拡大による電流負荷の低減により、各々の前記フラットコイルのヒートシンクとして作用する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電気モータ。