JP7085917B2 - 電動機用のコイル装置およびコイル装置のためのケーシングモジュールセット - Google Patents

Description

本明細書は、所定数の個別コイルおよび所定数のケーシングモジュールを備える電動機用のコイル装置に関する。さらに本明細書は、電動機用のコイル装置のためのケーシングモジュールセットに関する。本明細書では特に無鉄心のリニアモータの形式の電動機用のコイル装置のためにモジュール状に構成されるケーシングモジュールセットが対象となる。

無鉄心のリニアモータ（特にコアレスリニアモータのことである）の例がドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１５２２２２６５号明細書および欧州特許第２８８４６３８号明細書により既知である。

例えばリニアモータは、物体、例えば工作機械の機械部品を高精度に、必要に応じて素早く位置決めすることが問題となる場合に使用される。この場合、リニアモータの一次部品は、適切なインターフェイスを介して、移動したい機械部品またはその他の物体に直接に結合されていてもよい。すなわち従来の回転式モータとは異なり、リニアモータと、駆動される物体との間に接続されることが不可欠な伝動装置はない。

特に正確な位置決めが必要な用途では、一次部材に設けられた少なくとも１つのコイルに鉄芯などのコアが配置されてない、いわゆる「無鉄心の」リニアモータが適している。これにより、不都合な係止力を防止することができる。しかしながら、コアなしでも十分に大きい動力をリニアモータの一次部材で生成できるようにするためには、対応してより大きいコイル電流が不可欠である。これに伴いコイル（以下には一般的に「コイル装置」とも呼ぶ）を十分に冷却することが必要になる。

このようなコイル装置は、例えばあらかじめ形成された個別コイルとして提供される。すなわち、コイル装置を形成するために使用される、例えば絶縁層を備えるワイヤは直接にコアに巻き付けられるのではなく、例えばコアなしに巻かれ、電動機を構成するために組み込まれる。この場合、電動機に組み込まれた鉄芯にコアレスの個別コイルを載置することができる；しかしながら、個別コイルはいわゆる「空心のコイル」として付属のコアなしに電動機で作動するように構成されている場合もある。

特に、物体、例えば工作機械の機械部品を高精度に、また必要に応じて素早く位置決めするために、例えばリニアモータの形式の電動機を使用することが望ましい場合には、使用されるコイル装置の重量は小さい方が有利である。このために、鉄芯が不要であることは極めて重要である。上述のように、鉄芯なしでも十分に大きい動力をモータで生成できるようにするためには、相応に大きいコイル電流が必要となる。これにより、コイル装置を特に十分に冷却することが必要になる。欧州特許第２８０８９８６号明細書には、このような冷却に関して、冷却のために面積の大きい冷却体に配置された複数の個別コイルが記載されている。

個別コイルとは、本明細書では、絶縁層を備えるワイヤが巻かれた少なくとも１つのコイルとして理解される。

さらに電動機は、複数の相を備えるモータとして構成されていてもよく、モータは多数の個別コイルを有し、個別コイルの数は相数の整数倍に対応していてもよい。したがって、３相を備える電動機は、例えば３，６，９または１２個など、すなわちＮ^＊３個の個別コイルを含んでいてもよい。個別コイルを幾つ設けるべきかは電動機の出力クラスに依存している場合もある。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１５２２２２６５号 欧州特許第２８８４６３８号 欧州特許第２８０８９８６号

このような従来技術から出発した本発明の基礎をなす課題は、異なる出力クラスの電動機を安価に製造する可能性を提案することである。

この課題を解決するためには、独立請求項に記載の電動機用のコイル装置ならびに電動機用のコイル装置のためのケーシングモジュールセットが提案される。幾つかの実施例の特徴が従属請求項に記載されている。従属請求項の特徴は、他に明示されていない限りにおいて、さらなる実施形態を構成するために組み合わせることができる。

第１態様によれば、電動機用のコイル装置は所定数の個別コイルおよび所定数のケーシングモジュールを含み、それぞれのケーシングモジュールは同じ所定数の個別コイルを包囲するように構成されており、それぞれのケーシングモジュールは、コイル装置とは別にプラスチック部品として製造されている。

第２の態様によれば、電動機用のコイル装置のためのケーシングモジュールセットが形成される。このケーシングモジュールセットは所定数のケーシングモジュールを含み、それぞれのケーシングモジュールはコイル装置の同じ所定数の個別コイルを包囲するように構成されており、それぞれのケーシングモジュールは、コイル装置とは別にプラスチック部品として製造されている。

次に、上記２つの態様について説明する。

電動機は、例えばリニアモータ、例えば無鉄心のリニアモータである。電気機械的な機能に関しては、電動機は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１５２２２２６５号明細書および欧州特許第２８８４６３８号明細書のように構成されていてもよい。

所定数の個別コイルを備えるコイル装置は、電動機の一次部材、例えば固定子を構成することができる。個別コイルは、それぞれ無鉄心の個別コイルであってもよく、したがって、例えば空心のコイルとして形成されていてもよい。例えば、それぞれの個別コイルは、絶縁層を備えるワイヤから巻かれたコイルを含む。

一実施形態によれば、電動機は多相電動機として形成されており、例えば三相を備える無鉄心の電動機として構成されている。例えばコイル装置は電動機のそれぞれの相について少なくとも１つの個別コイルを含む。さらに、異なるクラスの電動機を提供することができる。例えば、クラス１の電動機ではそれぞれの相について１つの個別コイルしか設けられておらず、クラス２の電動機ではそれぞれの相につき２つの個別コイル１０が設けられており、クラス３の電動機ではそれぞれの相につき３つの個別コイルが設けられており、クラス４の電動機ではそれぞれの相につき４つの個別コイル１０が設けられている。

例えば、それぞれのケーシングモジュールは、電動機の相数に相当する数の個別コイルを包囲するように構成されている。すなわち三相電動機の場合には、それぞれのケーシングモジュールは３つの個別コイルを包囲するように構成されている。

一実施形態では、電動機は多相電動機であってもよく、個別コイルの数は、相数に整数の係数をかけた数に相当し、ケーシングモジュールの数は整数の係数と同一である。例えば、上述のクラス１の電動機では１つのケーシングモジュールしか設けられておらず、クラス２の電動機では２つのケーシングモジュールが設けられており、クラス３の電動機では３つのケーシングモジュールが設けられており、クラス４の電動機では４つのケーシングモジュールが設けられている。したがって、係数は電動機の出力クラスを表すこともできる。

ここで説明するケーシングモジュールは、それぞれ少なくとも２つの個別コイルを完全に包囲し、環境に対して絶縁するように構成されていてもよい。さらにケーシングモジュールは、それぞれ絶縁性の充填材、例えば注入材を充填されるように構成されていてもよい。

例えばケーシングモジュールは、それぞれプラスチック部品、例えば射出成形部品として、コイル装置の製造とは別に製造されている。したがってコイル装置の形成は、ケーシングモジュールに個別コイルを組み込むことを含む。

複数のケーシングモジュールが第２態様のケーシングモジュールセットを形成してもよい。例えば、全てのケーシングモジュールは、射出成形プロセスによって同じキャビティで製造可能である程度に多くの同一の寸法を備える。このことは、ケーシングモジュールセットの安価な製造を促進する。

ケーシングモジュールセットはモジュール式に構成されていてもよい。このような目的で、全てのケーシングモジュールが同一の寸法を備えることが適切な場合もある。ケーシングモジュールセットのモジュール特性に基づいて、例えば異なる出力クラスの電動機を同じケーシングモジュールによって形成することができ、ひいては比較的安価に形成することができる。

さらに、全てのケーシングモジュールは、２つのケーシングモジュールを互いに結合するように構成されたそれぞれ少なくとも１つの結合要素を備えていてもよい。例えば、これらの結合要素はそれぞれ少なくとも部分的に係止ロックを形成することができる。所定の出力クラスの電動機を形成するために、例えば２つ以上のケーシングモジュールを結合要素によって互いに「嵌合」することができる。

この場合、少なくとも１つの結合要素が切欠きを備え、この切欠きが、少なくとも１つの結合要素によって互いに結合された両方のケーシングモジュールの内部スペースの間に絶縁性の充填材が流れることを可能にするように構成されていることが適切な場合もある。したがって、所定の出力クラスの電動機用のコイル装置の形成は次のように進行する：まず、個別コイルとケーシングモジュールとが互いに別々に製造される。次いで個別コイルがケーシングモジュールに組み込まれ、続いてケーシングモジュールを閉じ、上記結合要素によって互いに結合することができる。続いて、ケーシングモジュールに絶縁性の充填材（例えば樹脂などの注入材）を充填することができ、この場合、結合要素は、充填材が１つのケーシングモジュールから別のケーシングモジュールへ流れることを可能にするので、例えばいずれか１つのケーシングモジュールのみで充填を開始すればよい。充填材は結合要素の切欠きにも充填され、そこで硬化することによって、ケーシングモジュールセットの安定性を実質的に高めるためにも貢献することができる。

それぞれのケーシングモジュールは、それぞれに包囲された所定数の個別コイルをカバーする下部および上部を備えていてもよい。下部は、例えばそれぞれのケーシングモジュールの下側を形成し、上部は上側を構成する。下部および上部の少なくともいずれかは、例えば下側または上側よりも面積が実質的に小さい側壁を含んでいてもよい。ケーシングモジュールは、例えば平行六面体の形状を備えていてもよい。例えば下部および上部は、上部と下部とを組み合わせた場合に二重壁構造を備える側壁が生じるように互いに適合された外壁構造を備えていてもよく、これにより、ケーシングモジュールのロバスト性を高めることができる。

別の実施形態では、下部および上部は一体的なプラスチック部品として形成されており、柔軟な側壁によって互いに結合されている。ケーシングモジュールの完成後には、上部と下部とは互いに同一平面上に配置されていてもよく、柔軟な側壁は、個別コイルが下部または上部に位置決めされた後にケーシングモジュールを「閉鎖」することを可能にする。

一実施形態では、下部および上部は同様に形成されており、例えば互いに同一に形成されている。これにより、電動機の種々異なる出力クラスのためのケーシングモジュールをさらに安価に製造することが可能になる。例えば、下部および上部は縦軸線に関して対称的に位置決めすることができ、個別コイルを挿入した後に組み合わせることができる。

別の実施形態によれば、下部および上部の少なくともいずれか一方は、それぞれの個別コイルを正確な位置に挿入することを可能にする位置決め手段を含む。例えばそれぞれの個別コイルは内側の中空スペースを備え（例えば、鉄芯のあるコイルの場合にコアが設けられている場所）、位置決め手段は寸法に関して個別コイルのこの内側の中空スペースに適合されている。個別コイルはいわば「位置決め手段に被せる」ことができ、ケーシングモジュールの内部に配置した後に位置決め手段を包囲してもよい。

本発明の範囲では、さらに下部および上部は、少なくとも１つの電気絶縁性の中間壁が生じるように構成され、互いに係合する。中間壁は、例えば隣接する２つの個別コイルを互いに分離することができる。

さらにそれぞれのケーシングモジュールは、多重補強要素を有する側壁構造を備え、少なくとも１つの多重補強要素は、ケーシングモジュールの外壁と同じ高さまたは半分の高さを有する。これにより、例えば下側または上側が押し込まれることが防止され、外壁への力作用を良好に補正することができるので、ケーシングモジュールの安定性を改善することができる。例えば下部または上部のみが、ケーシングモジュールの外壁と同じ高さであることが望ましい上記多重補強要素を備える。別の実施形態では、上部および下部の両方が、例えばそれぞれ外壁のほぼ半分の高さであってもよい上記多重補強要素を備え、上部と下部とを互いに結合した場合に互いに突き合わされ、合計で外壁の高さを備える。

さらにケーシングモジュールの固定用切欠きは多重補強要素に組み込まれていてもよく、固定用切欠きは、ケーシングモジュールとは別の材料、特に硬い金属から製造されていてもよい１部分または複数部分からなるスリーブを収容するように構成されている。これにより、ケーシングモジュールもしくは多数のケーシングモジュールを備えるケーシングモジュールセットを適切に機械部品に固定することができる。

同時に、多重補強要素はケーシングモジュールの内部で電流ラインのためのガイドを形成することができる。多重補強要素は、例えば互いにずらして配置されていてもよく、これにより、電流ラインを不動に配置することができる軌道を形成する。

別の実施形態によれば、ケーシングモジュールとは別に製造された安定化要素が設けられており、それぞれのケーシングモジュールは、安定化要素を完全または部分的に収容するように構成された収容部を備えていてもよい。例えば安定化要素は、少なくとも２つのケーシングモジュールの収容部に係合するロッドの形式で構成されていてもよい。さらに、ケーシングモジュールは絶縁性の充填材がケーシングモジュール充填される場合に安定化要素も充填材によって包囲され、充填材が硬化されるように構成されていてもよい。したがって安定化要素はケーシングモジュールセットの剛性のためにも貢献することができる。

さらに少なくとも１つのケーシングモジュールには少なくとも１つの上記固定用切欠きが設けられており、少なくとも１つの固定用切欠きは、一部分または複数部分からなるスリーブを収容するように構成されていてもよい。

本発明のさらなる詳細および利点を図面に基づいた次の幾つかの実施例の説明により明らかにする。

１つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールに包囲された３つの個別コイルを備えるコイル装置の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、コイル装置のための３つのケーシングモジュールを備えるケーシングモジュールセットの一部を例示する概略的である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの下部の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの下部の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの下部および上部の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの側壁構造の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、互いに結合したい２つのケーシングモジュールの一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの断面の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの下部および上部の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの下部および上部の組合せを例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの一部およびケーシングモジュールの上部および下部を保持するための結合箇所の一可能性を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの多重補強要素の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの多重補強要素の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの多重補強要素の一部を例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの下部と上部との組合せを例示する概略図である。 １つ以上の実施形態にしたがって、ケーシングモジュールの下部と上部との組合せを例示する概略図である。

図１は、電動機用のコイル装置を概略的に例示している。電動機は、リニアモータ、例えば無鉄心のリニアモータ（「コアレスリニアモータ」とも呼ばれる）、例えば無鉄心の三相電動機であってもよい。

コイル装置は、所定数の個別コイル１０を含んでいてもよい。例えば、電動機のそれぞれの相について少なくとも１つの個別コイル１０が設けられていてもよい。個別コイル１０は、例えばコアを含んでおらず、内側に中空スペース１０１を備える。個別コイル１０は、それぞれ無鉄心の個別コイルであってもよく、したがって、例えば空心のコイルとして構成されていてもよい。例えば、それぞれの個別コイルは、絶縁層を備えるワイヤから巻かれたコイルを含む。

個別コイル１０はケーシングモジュール１に配置されている。換言すれば、ケーシングモジュール１は個別コイル１０を包囲するように構成されている。ケーシングモジュール１は、コイル装置とは別個にプラスチック部品、例えば射出成形部品として製造されていてもよい。

ケーシングモジュール１の材料は、ケーシングモジュール１に課される機械的および電気技術的な要求に依存して選択することができる。高性能材料または技術的な材料が考慮され、選択される材料は非結晶または半結晶構造を備えていてもよい。ケーシングモジュール１のためには、例えば次の材料群の材料を用いることができる：ポリフェニレン・スルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレン・テレフタレート（ＰＢＴ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）。

ケーシングモジュール１は、下部１１および上部１２を備えていてもよい。下部１１および上部１２は、個別コイル１０を包囲するために、形状に基づいた嵌合によって組み合わされるように構成されていてもよい。

さらにケーシングモジュール１は、ケーシングモジュール１を機械部品に固定することを可能にする１つ以上の固定用切欠き１９を備えていてもよい。固定用切欠き１９は、それぞれ貫通するように構成されていてもよい。例えば、固定用切欠き１９は１部分または複数部分からなるスリーブ３を少なくとも部分的に収容するように（例えば固定用孔の形式で）構成されている。さらに詳述するように、例えば、スリーブ３によって上部１２と下部１１とを互いに固定することもできる。さらに後述のように、スリーブ３を介してケーシングモジュール１を機械部分に固定することもできる。

下部１１は第１の外壁構造１１１を備え、上部１２は第２の外壁構造１２１を備えていてもよい。上部１２と下部１１とを組み合わせた場合には、外壁構造１１１と外壁構造１２１とが係合し、ケーシングモジュール１の外壁を形成する。外壁によって形成されるケーシングモジュール１の高さは、例示的な実施形態では、例えば５ｍｍ～１０ｍｍの範囲であり、下部１１によって形成されるケーシングモジュール１の下側は、例えば５０ｍｍ～１５０ｍｍの長さならびに２５ｍｍ～８０ｍｍの幅を備える；上部１２によって形成されるケーシングモジュール１の上側は、下側と同じ長さおよび幅を備えていてもよい。

上部１２と下部１１との間の係合を支援するために、下部１１は第１結合要素１１２を含み、上部１２は第２結合要素１２２を含む。これらの結合要素１１２および１２２は外壁構造１１１／１２１に設けられているだけでなく、図１に示すように、例えば下部１１の底部および／または上部１２の底部に設けられていてもよい。下部１１および上部１２を組み合わせる場合には、これらは、例えば係止ロックまたは差込みロックの形式で結合要素１１２および１２２に互いに係合する。

図１８は、下部１１の第１の外壁構造１１１が、例えば互いにずらして配置された第１面取り部１１３を備える構造化された終端部を備えていてもよいことを示す。同様に、上部１２の第２の外壁構造１２１は、例えば互いにずらして配置された第２面取り部１２３を備える構造化された終端部を備えていてもよい。図１８の上部に示すように、上部１２と下部１１とを組み合わせた場合には第１面取り部１１３と第２面取り部１２３とは互いに相補的に位置していてもよい。上部１２と下部１１とを組み合わせた後には第１面取り部１１３の面は第２面取り部１２３の面に接触する（図１８の下部参照）。このようにして、例えば、図１８に実線矢印によって示すように上部１２と下部１１との間の縦方向ずれを防止することができる。

さらに上部１２と下部１１との間の係合を支援するためには、図１９に示すように、下部１１は第１ガイド要素１１４を含み、上部１２は第２ガイド要素１２４を含んでいてもよい。第１ガイド要素１１４および第２ガイド要素１２４は、例えばガイドピン（参照符号１２４を参照）と、これに対して相補的に形成され、ガイドピンを挿入することができるガイド溝（参照符号１１４を参照）とを含んでいてもよい。例えば、上部１２および下部１１は、組み合わせる前に互いに整列され（図１９の上部を参照）、次いで、第１ガイド要素１１４と第２ガイド要素１２４とが互いに係合し、例えばガイドピンがガイド溝に挿入されるように組み合わされる（図１９の下部を参照）。当然ながら、図１９はケーシングモジュール１の一部しか示しておらず、例えば上部１２は、図示されていない部分に、下部１１のガイドピンの形状のガイド要素を挿入することができるガイド溝の形態の第２ガイド要素１２４を備えている。

上部１２および下部１１は、同様に、例えば互いに同一に形成されていてもよい。下部１１および上部１２のいずれか一方を１８０°だけ回動した場合にも下部１１および上部１２を形状に基づいた嵌合によって組み合わせることができる。

一実施形態では、ケーシングモジュール１は実質的に、互いに同一に構成された両方のベース部分すなわち下部１１および上部１２のみからなっていてもよい。

再び図１に関して、外壁構造１１１／１２１と個別コイル１０との間には、多重補強要素１６を備える側壁構造が形成されていてもよく、少なくとも１つの多重補強要素１６は、ケーシングモジュール１の外壁と同じ高さを備えていてもよい。例えば、下部１１のみ、または上部１２のみが、ケーシングモジュール１の外壁と同じ高さの上記多重補強要素１６を備える。別の実施形態では（例えば上部１２および下部１が互いに同一に構成されている場合）、上部および下部の両方が上記多重補強要素１６を備え、この場合にはこれらの多重補強要素１６は、例えばそれぞれ外壁の半分の高さを備えていてもよく、上部１２と下部１１とが互いに結合される場合に互いに突き合わせあれ、合計で外壁の高さを備える。

同時に、多重補強要素１６は、例えば電力供給ライン４および／または信号供給ライン５を延ばす場合の電流ライン（図１に示さない）のためのガイドを形成してもよい。

さらにケーシングモジュール１は、接地端子６を少なくとも部分的に収容するように構成されていてもよく、接地端子６は、例えばアースブロックとして形成されていてもよい。

ケーシング１の内部に個別コイル１０を挿入した後に、場合によって残っている中空室には、絶縁性の充填材、例えば樹脂などの注入材を充填することができる。

冒頭で述べたように、種々異なるクラスの電動機を提供することができる。例えば、クラス１の電動機ではそれぞれの相につき唯一の個別コイル１０しか設けられておらず、クラス２の電動機ではそれぞれの相につき２つの個別コイル１０が設けられており、クラス３の電動機ではそれぞれの相につき３つの個別コイルが設けられており、クラス４の電動機ではそれぞれの相につき４つの個別コイル１０が設けられている。所定のクラスの電動機を形成するためには、例えば適切な数のケーシングモジュール１が提供される。例えば、それぞれのケーシングモジュール１は、電動機の相数に対応する数の個別コイル１０を包囲するように構成されている。したがって、例えば三相電動機の場合には、図１に例として示すようにそれぞれのケーシングモジュール１が３つの個別コイル１０を包囲するように構成されている。一実施形態では、電動機は複数相の電動機であってもよく、個別コイル１０の数は、相数に整数の係数をかけた数に相当し、ケーシングモジュール１の数は整数の係数と同一である。例えば、上述のクラス１の電動機では１つのケーシングモジュール１しか設けられておらず、クラス２の電動機では２つのケーシングモジュール１が設けられており、クラス３の電動機では３つのケーシングモジュール１が設けられており、クラス４の電動機では４つのケーシングモジュール１が設けられている。したがって、係数は電動機の出力クラスを表してもよい。

複数のケーシングモジュール１を互いに結合することができるように、それぞれのケーシングモジュール１は、２つのケーシングモジュール１を互いに結合するために構成された少なくとも１つの結合要素１３を備えていてもよい。さらにケーシングモジュール１とは別に製造された安定化要素１８が設けられていてもよく、それぞれのケーシングモジュールは、安定化要素１８を完全または部分的に収容するように構成された収容部１８１を備える。安定化要素１８は、ロッドの形式で形成され、例えばケーシングモジュール１の長さの整数倍に対応する長さを備えていてもよい。

結合要素１３は、例えば外壁構造１１１／１２１に設けられており、ケーシングモジュール１の相互結合は、例えばケーシングモジュール１の下側または上側ではなく、図１および図２に示すように外壁で行われる。

上記態様に関して、ケーシングモジュール１の相互結合が図２に概略的に例示されている。複数のケーシングモジュール１をケーシングモジュールセット２として形成してもよい。

例えば、全てのケーシングモジュール１は、射出成形プロセスによって同じキャビティで製造可能な程度に多くの同一の寸法を備える。このことは、ケーシングモジュールセット２の安価な製造を促進する。

全てのケーシングモジュール１は同一の寸法を備えていてもよい。図２に示す実施例では、例えばそれぞれのケーシングモジュール１は３つの個別コイル１０を包囲している。結合要素１３によってケーシングモジュール１が互いに結合されており、安定化要素１８（図２ではみることができない）はケーシングモジュールセット２の機械的なロバスト性および剛性のために貢献することができる。

ケーシングモジュールセット２のこのようなモジュール特性に基づいて、異なる出力クラスの電動機を安価に製造することができる。

図３～図１９に関して、ケーシングモジュール１の他の随意の特徴を説明する。当然ながら、図面において同じ符号は同じ要素を示し、それぞれの図面のためにこの要素について再び説明を行わない。

ケーシングモジュール１の下部１１の一部を示す図３の実施例によれば、それぞれの個別コイル１０のためのケーシングモジュール１（図３には示されていない）は、それぞれの個別コイル１０を正確な位置に挿入することを可能にする位置決め手段１５を含む。図３に示す実施例では、それぞれの個別コイル１０のために２つの位置決め手段１５が設けられており、これらの位置決め手段１５は、ケーシングモジュール１の内部の場所に関して、例えば上記中空スペース１０１の寸法に適合されており、このことは、個別コイル１０について図４に幾分はっきりと示されている。

個別コイル１０を外側で制限するためには別の位置決め補助１５１が設けられていてもよく、これらの位置決め補助１５１の一部を外壁構造１１１によって形成してもよい。位置決め補助１５１は、図１に示すような絶縁性の中間壁の形式で提供することもできる。図１では、左側の個別コイル１０は右側の個別コイル１０から縦方向に互いに分離されている。換言すれば、下部１１および上部１２は、少なくとも１つの電気絶縁性の中間壁が生じるように互いに係合する構成にしてもよい。

外壁構造１１１には、さらに電力供給ライン４のための収容部４４、信号供給ライン５のための収容部５５、接地端子６のための収容部６６、および安定化要素１８のための収容部１８１が設けられていてもよい。

結合要素１３は、結合要素１３によって互いに結合された両方のケーシングモジュール１の内部スペースの間に絶縁性の充填材（例えば樹脂）が流れることを可能にするように構成された切欠き１３１を備えていてもよい。したがって、例えばケーシングモジュールセット２のケーシングモジュール１を充填する場合には、いずれか１つのケーシングモジュール１のみで充填を開始し、切欠き１３１によって全てのケーシングモジュール１に充填材が充填されることを確保することができる。同時にケーシングモジュール１の結合は、結合要素１３の箇所における充填材の硬化時にも補強される。

図５は、互いに同一に構成されていてもよい下部１１および上部１２をどのようにして向かい合う２つの矢印によって示される方向に沿って組み合わせることができるかを示す。この図では、互いに同一に構成された下部１１および上部１２は互いに１８０°ずらされており、形状に基づいた嵌合によって互いに係合することができる。この実施例では、下部１１および上部１２は個別部材として製造されている。別の実施例では、図１２および図１３に例として概略的に示すように、下部１１および上部は一体的なプラスチック部品として形成されており、柔軟な側壁１４によって互いに結合されている。側壁１４は、例えば互いに向かい合った２つの矢印によって示す方向に沿って、例えば「閉鎖」することによって上部１２と下部１１とを組み合わせることが可能となるように構成されている。しかしながら、この実施例においても、下部１１および上部１２は互いに同一に形成されていてもよい；下部１１および上部１２の構成要素は、縦軸線に沿ってのみ互いに対称的に構成されている。

図６は、ケーシングモジュール１が、収容部１８１によって安定化要素１８を収容するように構成されていてもよいことを幾分明確に示している。この安定化要素１８は、少なくとも２つのケーシングモジュール１内に突入し、安定化要素１８によって互いに結合される複数のケーシングモジュール１のほぼ縦方向長さ全体に相当する縦方向長さを備えていてもよい。ケーシングモジュール１に絶縁性の充填材を充填する場合には、安定化要素１８を覆うこともでき、特に充填材の硬化後には安定化要素１８によってケーシングモジュールセット２のより高い剛性を得ることができる。

図７の実施例に関して、下部１１の第１の外壁構造１１１および上部１２の第の２外壁構造１２１は、下部１１と上部１２とを組み合わせた後に、下部１１と上部１２が少なくとも部分的にケーシングモジュール１の二重壁構造１２５を形成するように互いに係合することができることは自明である。ケーシングモジュール１の別の実施形態では、この二重壁構造１２５は、完全に、または少なくとも主に外壁に構成してもよいし、別の実施形態では、図７に示すように外壁の一部のみに構成してもよい。例えば、二重壁構造１２５は、０．３ｍｍ～２ｍｍの範囲の厚さを備え、厚さは、絶縁技術的な基準値およびケーシングモジュール１の材料に依存して決定してもよい。このような二重壁構造１２５は、好ましくは、例えば確保すべき電気絶縁の特徴である「沿面距離」などの関連する技術的基準を満たすことを可能にする。例えば、沿面距離は、（高い電位をもたらす場合がある）少なくともいずれいか１つの個別コイル１０と周辺（すなわち、ケーシングモジュール１の外部の領域）との間で二重壁構造１２５に基づいて増大する場合がある。

図８は、互いに結合される２つのケーシングモジュール１を概略的に例示する。ケーシングモジュール１の結合要素１３は互いに相補的に形成されていてもよく、互いに結合されるケーシングモジュール１の外壁構造１１１／１２１が互いに接触するように、例えば係止ロックとして互いに係合する。例えば、ケーシングモジュール１の半数の結合要素１３は外壁構造１１１／１２１から突出していてもよく（左側のケーシングモジュール１を参照）、残りの半数は一種の切欠き構造によって形成されている（右側のケーシングモジュール１を参照）。当然ながら、ケーシングモジュールセット２を形成するためにケーシングモジュール１が互いに結合された後には少なくとも１つのケーシングモジュール１において「使用されない」結合要素１３が突出していてもよい。図１７に概略的に例示すように、一実施形態によれば、結合要素１３は、ケーシングモジュールの外部の機器、例えばセンサ７を収容するように構成されていてもよい。センサ７は、例えばホールセンサであってもよい。例えば、センサ７はセンサ測定信号を出力し、および／またはセンサ制御信号を受信するセンサ信号ライン７１を含む。

一実施形態によれば、図９にも示すように、電力供給ライン４を収容するための収容部４４と少なくとも１つの結合要素１３とは隣接して配置されている。さらにケーシングモジュール１からは、例えば接地ケーブル（図示しない）を接続するために用いられる切欠き６１を備える接地端子６が突出していてもよい。

図１０に示す実施例に関連して、冒頭で既に述べたケーシングモジュールの固定用切欠き１９についてより詳細に説明する。上述のように、固定用切欠き１９はケーシングモジュール１を最終的に機械部品に固定するための役割を果たすことができる。このような目的で、固定用切欠き１９は一部分または複数部分からなるスリーブ３をそれぞれ収容するように構成されている。このために、固定用切欠き１９はそれぞれねじ山構造１９１を備えていてもよい。ケーシングモジュール１は複数の固定用切欠き１９、例えば少なくとも２つの固定用切欠き１９を備えていてもよい。さらにそれぞれの固定用切欠き１９は、（例えばねじ山構造１９１によって）両側からスリーブ３を収容するように構成されていてもよい。ねじ山構造１９１は、例えば所定数の溝および対向溝によって形成されていてもよい。さらに固定用切欠き１９は多重補強要素１６によって支援されていてもよく、このことは、付加的にケーシングモジュール１の安定性を増大するために貢献することができる。冒頭で述べたように、スリーブ３によって下部１１および上部１２を固定することもできる。このことは図１１にも示されている。

一実施形態では、スリーブ３は貫通する切欠き３１を備える。図１１に例示されているように、この切欠きにおいて、例えば、ねじの形式の結合部材８によってケーシングモジュール１と機械部品（図示しない）との間に結合をもたらすことができる。機械部品（図示しない）にケーシングモジュールを固定することによって、不都合に作用する力が加えられることはなく、スリーブ３に作用し、固定用切欠き１９に加えられ、上部１２と下部１１とを一体に保持する力のみが加えられる。したがって、ねじ８をスリーブ３に差し込んだ場合には、プラスチックから製造されていてもよいケーシングモジュール１を押しつぶすことなしに、このねじ８によってケーシングモジュール１を機械部品に固定することができる。ねじ８の力は両方のスリーブ３を互いに押し付け、この場合に両方のケーシング部分、すなわち（既に上記係止結合部によって保持された）下部１１および上部１２を互いに固定し、特にケーシングモジュール１を機械部品に固定する。

このような構造に基づいて一貫してより大きい力が固定用切欠き１９、ひいてはケーシングモジュール１に作用することができる。したがって、例えば金属などの硬い材料から製造されていてもよい、一部分または複数部分からなる上述のスリーブ３によってそれぞれ固定用切欠き１９が補強されることが適切な場合もある。

図１４には、上記結合要素１１２および１２２によって上部１２と下部１１とが互いに係合する箇所が十字マークによって示されている。この図は、幾つかの実施形態では、位置決め手段１５および／または結合要素１３がこのような結合要素１１２／１２２を形成していてもよいことを示している。一実施形態によれば、位置決め手段１５および／または結合要素１３は、下部１１と上部１２との係止部を形成するように構成されていてもよい。

ここでは、一つ以上の実施形態にしたがって結合要素１３の特性を強調しておく：それぞれの結合要素１３は、（ａ）同時に、（ｉ）２つのケーシングモジュール１を互いに結合し、（ｉｉ）ケーシングモジュール１の上部１２と下部１１とを係止部するために構成されていてもよく、（ｂ）ケーシングモジュール１の内部スペースに絶縁性の充填材を充填する場合に、結合要素１３によって互いに結合された両方のケーシングモジュール１の内部スペースの間に絶縁性の充填材が流れることを可能にする上記切欠き１３１を備えていてもよい。

図１５は、多重補強要素１６の幾つかの例示的な態様を示す。多重補強要素１６は、例えば縦方向および横方向に互いにずらされ多数の壁要素を含み、これらの壁要素は、上述のようにそれぞれ外壁構造１１１／１２１の高さを備えていてもよい。これらの壁要素は、さらにケーシングモジュール１の外壁構造１１１／１２１に対して平行に配置されていてもよい。互いにずらされていることにより、例えば上記壁要素の形式の多重補強要素１６は、電流ライン１７のためのガイドを備えることができ、電流ライン１７は、例えば電力供給ライン４および信号供給ライン５の少なくともいずれかに接続されている。図１５には１つの電流ライン１７しか示されていないが、しかしながら、多数の多重補強要素１６によって形成された隣接するガイド内にも電流ラインを配置できることは自明である。

一実施形態によれば、多重補強要素１６は、ケーシングモジュール１の内部で電流ラインおよび／または信号ラインをガイドするために不可欠であるガイドシステム全体を実質的に形成するように構成されている。

図１５に示すように、ガイドを形成するために、多重補強要素１６が局所的な拡大部を備え、拡大部に対応してガイドに局所的な狭隘部をもたらすことができることが適切な場合もある。このようにして、ケーシングモジュール１の内部における電流ラインの固定を支援することができる。例えば電流ライン１７は、それぞれの局所的な拡大部１６１によって、局所的な拡大部１６１に向かい合った壁要素に押し付けられる。これにより、電流ライン１７が滑ってずれることを防止できる。

ケーシングモジュールの内部スペースに絶縁性の充填材を充填する場合には、多重補強要素１６によって形成されたガイドに配置された電流ライン１７も充填材によって包囲することができることをここで指摘しておく。

図１６に示す実施例に関して、多重補強要素１６は、例えば多重補強要素の高さに沿って、互いにずらして配置された複数の局所的な拡大部１６１をそれぞれ備えていてもよい。このようにして、例えば複数のライン１７１，１７４もしくは１７２，１７３が互いに上下に重なり合うガイドを構成することができる。

上記１つ以上の実施形態は、無鉄心のリニアモータのコイル装置のためのケーシングモジュールセットに関し、この場合、ケーシングモジュールセットは、実質的に互いに同一に形成された２つの部分、すなわち上述の上部および下部からなっていてもよい複数のケーシングモジュールを含む。上部および下部は射出成形部品として安価に製造することができ、互いに別個の部品、または一体的な部品として形成することができる。このような安価に製造可能なケーシングモジュールによって、好ましくは、異なる出力クラスの無鉄心のリニアモータを形成することができる。これらのケーシングモジュールは、機械的にロバストな構造を全体として射出成形法により達成できるによって優れている。

１ ケーシングモジュール
２ ケーシングモジュールセット
３ スリーブ
４ 電力供給ライン
５ 信号供給ライン
６ 接地端子
７ センサ
８ 結合部材
１０ 個別コイル
１１ 下部
１２ 上部
１３ 結合要素
１４ 側壁
１５ 手段
１６ 多重補強要素
１７ 電流ライン
１８ 安定化要素
２５ 二重壁構造
４４ 収容部
５５ 収容部
６６ 収容部
７１ センサ信号ライン
１０１ 中空スペース
１１１ 外壁構造
１１２ 結合要素
１１３ 面取り部
１１４ 第１ガイド要素
１２１ 外壁構造
１２２ 結合要素
１２３ 面取り部
１２４ 第２ガイド要素
１２５ 二重壁構造
１５１ 補助
１６１ 拡大部
１７１ ライン
１８１ 収容部
１９１ ねじ山構造

Claims (14)

1. 電動機用のコイル装置において、
   所定数の個別コイル（１０）、および
   所定数のケーシングモジュール（１）を含み、それぞれのケーシングモジュール（１）が同じ所定数の個別コイル（１０）を包囲するように構成されており、それぞれのケーシングモジュール（１）が、前記個別コイル（１０）とは別にプラスチック部品として製造され、
   全ての前記ケーシングモジュール（１）がそれぞれ少なくとも１つの結合要素（１３）を備え、該結合要素が、２つのケーシングモジュール（１）を互いに結合するように構成されると共に少なくとも部分的に係止ロックを形成しており、
   少なくとも１つの前記結合要素（１３）が貫通孔（１３１）を備え、該貫通孔が、少なくとも１つの結合要素（１３）によって互いに結合された両方の前記ケーシングモジュール（１）の内部スペースの間に絶縁性の充填材が流れることを可能にするように構成されていることを特徴とする、コイル装置。
2. 請求項１に記載のコイル装置において、
   前記電動機が多相電動機であり、前記個別コイル（１０）の数が、相数に整数の係数をかけた数に相当し、前記ケーシングモジュール（１）の数が整数の係数と同一であるコイル装置。
3. 請求項１または２に記載のコイル装置において、
   全ての前記ケーシングモジュール（１）が、射出成形プロセスによって同じキャビティで製造可能な程度に多くの同一の寸法を備えるコイル装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載のコイル装置において、
   それぞれの前記ケーシングモジュール（１）が、それぞれに包囲された所定数の前記個別コイル（１０）をカバーする下部（１１）および上部（１２）を備えるコイル装置。
5. 請求項４に記載のコイル装置において、
   前記下部（１１）および前記上部（１２）が一体的なプラスチック部品として製造されており、柔軟な側壁（１４）によって互いに結合されているコイル装置。
6. 請求項４または５に記載のコイル装置において、
   前記下部（１１）および前記上部（１２）が同一に形成されているコイル装置。
7. 請求項４から６までのいずれか一項に記載のコイル装置において、
   前記下部（１１）および前記上部（１２）の少なくともいずれか一方が、それぞれの前記個別コイル（１０）を正確な位置に挿入することを可能にする位置決め手段（１５）を含むコイル装置。
8. 請求項４から７までのいずれか一項に記載のコイル装置において、
   前記下部（１１）および前記上部（１２）が、少なくとも１つの電気絶縁性の中間壁（１５１）が生じるように構成され、互いに係合するコイル装置。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載のコイル装置において、
   それぞれの前記ケーシングモジュール（１）が、多重補強要素（１６）を有する側壁構造を備え、少なくとも１つの多重補強要素（１６）が、ケーシングモジュール（１）の外壁構造（１１１，１２１）と同じ高さまたは半分の高さを有するコイル装置。
10. 請求項９に記載のコイル装置において、
    前記多重補強要素（１６）が、電流ライン（１７）のためのガイドを形成するコイル装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか一項に記載のコイル装置において、
    該コイル装置が、所定数の前記ケーシングモジュール（１）とは別に製造された安定化要素（１８）をさらに含み、それぞれのケーシングモジュール（１）が、前記安定化要素（１８）を完全または部分的に収容するように構成された収容部（１８１）を備えるコイル装置。
12. 請求項１から１１までのいずれか一項に記載のコイル装置において、
    前記電動機が無鉄心のリニアモータであるコイル装置。
13. 請求項１から１２までのいずれか一項に記載のコイル装置において、
    該コイル装置が、少なくとも１つの前記ケーシングモジュール（１）内に少なくとも１つの固定用切欠き（１９）をさらに備え、少なくとも１つの該固定用切欠き（１９）が、一部分または複数部分からなるスリーブ（３）を収容するように構成されているコイル装置。
14. 電動機用のコイル装置のためのケーシングモジュールセット（２）において、
    該ケーシングモジュールセット（２）が所定数のケーシングモジュール（１）を含み、それぞれのケーシングモジュール（１）がコイル装置の同じ所定数の個別コイル（１０）を包囲するように構成されており、それぞれのケーシングモジュール（１）が、前記個別コイル（１０）とは別に射出成形部品として製造され、
    全ての前記ケーシングモジュール（１）がそれぞれ少なくとも１つの結合要素（１３）を備え、該結合要素が、２つのケーシングモジュール（１）を互いに結合するように構成されると共に少なくとも部分的に係止ロックを形成しており、
    少なくとも１つの前記結合要素（１３）が貫通孔（１３１）を備え、該貫通孔が、少なくとも１つの結合要素（１３）によって互いに結合された両方の前記ケーシングモジュール（１）の内部スペースの間に絶縁性の充填材が流れることを可能にするように構成されていることを特徴とする、ケーシングモジュールセット（２）
    
    

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