NL8720376A - Aandrijfapparaat en motoreenheid voorzien van een dergelijk apparaat. - Google Patents

Description

1 87 20 37 6 N996/JR/cv JGC CORPORATION Tokyo, Japan

Aandrijfapparaat en motoreenheid voorzien van een derge-5 lijk apparaat

Technisch terrein

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een aandrijfapparaat en in het bijzonder op een aandrijfappa-10 raat waarbij de verplaatsing van een aantal bedieningsele-menten onder verschillende hoeken plaatsvindt voor het realiseren van een plaatsinstelling van de grootte orde van submicrons en op een motoreenheid voorzien van een derge-lijk aandrijfapparaat.

15 Stand van de techniek

Figuur 20 toont een aandrijfapparaat voor plaatsinstelling zoals beschreven in USP nr. 3,902,084 en 3,902,085 en bekend onder de naam "inchworm". Het aandri jfapparaat getoond in figuur 20 heeft drie buisvormige 20 piezo-elektrische elementen 1, 2, en 3 en een as 4.

Wanneer een stuurspanning wordt aangelegd worden de piezo-elektrische elementen 1 en 3 vervormd om op de as 4 geklemd te worden en het piezo-elektrische element 2 wordt vervormd zodat het zich strekt in de lengterichting 25 van de as 4. Door deze opstelling kan de as 4 verplaatst worden ten opzichte van de piezo-elektrische elementen 1, 2 en 3 wanneer de fasen van de wisselspanningen die toegevoerd worden aan de piezo-elektrische elementen 1, 2 en 3 geschikt verschoven zijn ten opzichte van elkaar-. Bij het 30 gebruik van een dergelijk apparaat kan een plaatsinstelling van de orde van grootte van submicrons gerealiseerd worden.

De grootte van de verplaatsing kan gewijzigd worden afhankelijk van de spanningen die aangelegd worden:en de bewe-gingssnelheid kan een waarde bereiken van 0.2 mm/sec.

35 Met de inrichting van figuur 20 echter kan schu ren, slip en speling ontstaan ten gevolge van het gebruik .8720376 N996/JR/cv - 2 - van wrijving. Daardoor is het moeilijk een nauwkeurige plaatsinstelling te verkrijgen en betrouwbaarheid te waarborgen.

Ook een ander apparaat is bekend waarin het 5 klemmen gerealiseerd wordt met behulp van elektromagneten in plaats van met piezo-elektrische elementen 1 en 3 zoals in figuur 20 aangegeven. In dat geval echter vermindert de warmte die opgewekt wordt door de spoelen van de elektromagneten de nauwkeurigheid van de plaatsinstelling.

10 Voorts wordt vaak gebruik gemaakt van een stappenmotor voor een dergelijke precieze plaatsinstelling. In dat geval echter vermindert de warmte die door de spoel van de stappenmotor opgewekt wordt de nauwkeurige plaatsinstelling. Indien een overbrenging gebruikt wordt om de 15 stappen te verkleinen treedt dode gang op.

Door dezelfde aanvrager is reeds eerder een zogenaamd relais-type piezo-elektrische motor voorgesteld in de Japanse, niet vooronderzochte, octrooipublicaties nr. 61-185078 en 61-185079. Bij dit relais-type piezo-elek-20 trische motor wordt een aantal piezo-elektrische bedie-ningselementen in trilling gebracht door spanningen met meerdere fasen en de trilling wordt overgebracht aan een bewegend deel (of een rotor) door middel van magnetische koppelingen. De opstelling van de bedieningselementen en 25 het bewegende deel en de fasen van het aandrijfsignaal zijn zodanig gekozen dat de koppeling van het bedieningselement en het bewegende deel maximaal is in een fase waarbij de trillingsrichting van het bedieningselement samenvalt met de bewegingsrichting van het bewegende deel. De bedie-30 ningselementen worden achtereenvolgens gekoppeld met het bewegende deel met maximale koppelingsgraad en verplaatsen het bewegende deel in een van te voren vastgestelde richting. Indien echter bimorphe bedieningselementen gebruikt worden voor de piezo-elektrische bedieningselementen, 35 zoals in dit geval, is de aandrijfkracht gering en derhalve o 8 7 2 0 3 7 6 N996/JR/CV - 3 - de toepassingsmogelijkheid beperkt.

Wanneer twee- of drie-dimensionale plaatsinstel-ling uitgevoerd wordt met het apparaat zoals in figuur 20 weergegeven, en in het bijzonder wanneer een verlangde 5 plaats gerealiseerd moet worden door een trial-and-error methode, vergt het instellen in het algemeen tijd. Bovendien moeten aandrijfapparaten gebruikt worden voor de richtingen X, Y en Z met als resultaat een ingewikkeld en duur stuursysteem.

10 De onderhavige uitvinding is gedaan gebaseerd op de bovengeschetste situatie en heeft tot doel. een aandrij f apparaat te verschaffen dat de nauwkeurige aandrijving volgens een bepaalde kromme kan realiseren met een eenvoudige inrichting.

15 Een ander doel van de onderhavige uitvinding is een aandrijfapparaat te verschaffen dat een nauwkeurige aandrijving kan geven met een eenvoudige opstelling en welke aangedreven kan worden zowel met een synchroonmotor als met een inductiemotor en welke een ruime toepassings-20 mogelijkheid heeft.

Nog een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een motoreenheid met een hoge nauwkeurigheid en een grote betrouwbaarheid die een precieze plaatsing kan uitvoeren door het gebruik van een dergelijk 25 aandrij fapparaat.

Nog een ander doel van de onderhavige uitvinding is om de aandrijfkracht van een motoreenheid van dit type te vergroten.

Beschrijving van de uitvinding 30 Het aandrijfapparaat volgens de onderhavige uit vinding gebruikt een veelvoud van piëzo-elektrische be-dieningselementen met meerdere lagen en een mechanisme voor het samenstellen van een verschuiving door de verplaatsingen van deze bedieningselementen samen te voegen onder ver-35 schillende hoeken en door de samengevoegde verplaatsingen naar if 87 2 0 3 76 N996/JR/cv - 4 - buiten uit te voeren of voor het verschaffen van een koppelmechanisme voor de verplaatsing door het koppelen van de verplaatsingen van deze bedieningselementen onder verschillende hoeken en met een variabele koppelgraad. De 5 verschillende bedieningselementen worden aangedreven door wisselspanningssignalen die synchroon zijn met elkaar of met wisselspanningssignalen die faseverschillen vertonen van een bepaalde grootte.

De onderhavige uitvinding verschaft een motor-10 eenheid waarin een magneetkop met een paar of een veelvoud van paren van magneetpolen aanwezig is aan het bewegings-uitgangseinde van een dergelijk aandrijfapparaat en waarin een bewegend deel tegenover de magneetkop is aangebracht dat een veelvoud van magneetpolen heeft. Wanneer de bewe-15 ging van de magneetkop van het aandrij fapparaat magnetisch overgebracht wordt op de magneetpolen van het bewegende deel zonder daarmee contact te maken, kan het bewegende deel een onbeperkt gewenste beweging uitvoeren.

Wanneer de bedieningselementen in het boven beschreven 20 aandrijfapparaat aangedreven worden bijvoorbeeld door wisselspanningssignalen met van te voren vastgestelde faseverschillen, worden de verplaatsingen van de bedieningselementen onder verschillende hoeken samengesteld en de samengestelde verschuiving is de output. Daardoor kan, 25 wanneer de fasen van de aandrijfsignalen die aan de respectievelijke bedieningselementen toegevoerd worden geschikt gekozen zijn, het einde van de outputbeweging langs een van te voren vastgestelde kromme bewegen. Indien de beweging van het aandrijfapparaat magnetisch overgebracht 30 wordt op het bewegende deel kan het bewegende deel een onbeperkte beweging uitvoeren.

Wanneer bij dit aandrijfapparaat de respectievelijke bedieningselementen aangedreven worden door wisselspanningssignalen met verschillende faseverschillen worden 35 de verschuivingen van de bedieningselementen samengevoegd c 872 0376 ✓ N996/JR/cv - 5 - onder verschillende hoeken en de samengestelde verschuiving is de output. Wanneer derhalve de golfvormen en de fasen van de aandrijfsignalen toegevoerd worden aan de respectievelijke bedieningselementen en geschikt gekozen 5 zijn, kan de magneetpool van het einde van de outputbewe-ging volgens een gewenste gesloten curve bewegen. Wanneer een dergelijke beweging van de magneetpool magnetisch overgebracht wordt op het bewegende deel, kan dit bewegende deel een onbeperkte beweging uitvoeren.

10 In het aandrijfapparaat volgens de onderhavige uitvinding kan tenminste een van een veelvoud van bedieningselementen aangebracht zijn aan de kant van het aangedreven element en tenminste een ander kan aangebracht zijn aan de kant van het aandrijvende element teneinde te kunnen 15 bewegen in een richting welke verschillend is van die van het bedieningselement aangebracht aan de kant van het aangedreven element. Wanneer de verschuivingen van deze bedieningselementen magnetisch gekoppeld zijn zonder contact te maken en de koppelingsgraad veranderd wordt ten opzichte 20 van de bewegingsrichting van het bedieningselemènt, tenminste van de aandrijving of het aandrijvende element, bewegen het aandrijvende en het aangedreven element ten opzichte van elkaar. Wanneer een veelvoud van dergelijke aandrijfapparaten gebruikt wordt kan een motoreenheid ver-25 kregen worden waarvan het bewegende deel een onbeperkte beweging kan uitvoeren.

Korte beschrijving van de tekening

Figuur 1 geeft een schematisch beeld voor de uitleg van een aandrijfapparaat volgens een uitvoeringsvorm 30 van de onderhavige uitvinding;

Figuur 2 toont krommen van de werking van het apparaat weergegeven in figuur 1;

Figuur 3 geeft een schematisch beeld voor de uitleg van een motoreenheid waarin het apparaat volgens 35 figuur 1 gebruikt wordt; .8720376 N996/JR/cv ,-6-

Figuren 4(a) en 4(b) geven een beeld 'in perspectief van een praktisch voorbeeld van een deel van een magneetpool, gebruikt in een motoreenheid volgens figuur 3; 5 Figuur 5 geeft een doorsnede voor de uitleg van een motoreenheid volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Figuur 6 geeft een schakelschema van een circuit voor het opwekken van signaalspanningen die aan de ver-10 schillende delen van figuur 5 toegevoerd worden;

Figuur 7 geeft een perspectivisch aanzicht respectievelijk een ander praktisch voorbeeld van een mag-neetpooldeel gebruikt in het aandrijfapparaat en van de motoreenheid volgens de onderhavige uitvinding; 15 Figuur 8 geeft een doorsnede voor de uitleg van een motoreenheid volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Figuur 9 geeft een zijaanzicht van nog een ander voorbeeld van een magneetpool gebruikt in het aandrijf-20 apparaat en van de motoreenheid volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 10 geeft een aantal beelden voor de uitleg van een werkwijze voor het monteren van een versterkings-plaat of draad voor een piezo-elektrisch bedieningsele-25 ment met meerdere lagen voor het gebruik in het aandrijf-apparaat en de motoreenheid volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 11 geeft een doorsnede voor de uitleg van een motoreenheid volgens nog een andere uitvoeringsvorm van 30 de onderhavige uitvinding welke verkregen.wordt door een versterkingsplaat aan te brengen aan de motoreenheid volgens figuur 5;

Figuur 12 geeft beelden voor de uitleg van de respectievelijke typen van aandrijfmethoden onder gebruik-35 making van het apparaat volgens figuur 1; .8720376 • s N996/JR/CV - 7 -

Figuur 13 geeft een doorsnede voor de uitleg van een motoreenheid volgens nog een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Figuur 14 geeft een schakelschema van een circuit 5 voor het opwekken van signaalspanningen welke toegevoerd kunnen worden aan de respectievelijke delen van figuur 13;

Figuur 15 geeft een doorsnede voor de uitleg van een aandrijfapparaat volgens weer een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding welke verkregen wordt 10 door versterkingsplaten aan te brengen aan de motoreenheid welke getoond is in figuur 13;

Figuur 16 geeft een doorsnede voor de uitleg van een aandrijfapparaat volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 15 Figuur 17 geeft een beeld van golfvormen voor de uitleg van het aandrijfsignaal toegevoerd aan de motoreenheid weergegeven in figuur 16 en de verplaatsingen van de verschillende bedieningselementen;

Figuur 18 geeft een doorsnede voor de uitleg van 20 een motoreenheid volgens weer een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding waarin een aandrijfapparaat gebaseerd op het principe weergegeven in figuur 16;

Figuur 19 geeft een doorsnede voor de uitleg van een motoreenheid volgens weer een andere uitvoeringsvorm 25 van de onderhavige uitvinding welke verkregen wordt door het aanbrengen van een versterkingsplaat in de motoreenheid weergegeven in figuur 18 en

Figuur 20 geeft een beeld voor de uitleg van een aandrijfapparaat volgens de stand van de techniek.

30 Voorkeursuitvoering van de uitvinding

Figuur 1 is een schematische weergave van een aandrijfapparaat volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In dit apparaat is een bedieningselement 14 van een meerlaags piezo-elektrisch type bevestigd aan 35 een bewegingseinde P van een bedieningselement -12 met een « 8 7 2 017 6 N996/JR/cv - 8 - meerlaags piêzo-elektrisch element dat verschillend is van het bedieningsorgaan 14; de verbinding vindt plaats door een verbindingselement 12 zodanig dat de bewegingsrichtingen van de bedieningselementen 12 en 14 van elkaar 5 verschillen. In figuur 1 zijn de bedieningselementen 10 en 14 zodanig opgesteld dat hun bewegingsrichtingen loodrecht op elkaar staan. Het andere einde van het bedieningselement 10 is bevestigd aan een vaste basis 16.

In deze inrichting worden wisselspanningen VP en «I q VQ met bepaalde fasen en verschillende frequenties en synchroon met elkaar toegevoerd aan de bedieningselementen 10 respectievelijk 14. Resultaat daarvan is dat een bewe-gingseinde Q van het bedieningselement 14 zich'volgens een bepaald traject beweegt.

Veronderstel bijvoorbeeld dat een· driehoeks-golf toegevoerd wordt als de spanning VP en dat een drie-hoeksgolf met een periode die twee. maal zo groot is als van de spanning VP toegevoerd wordt als sparinning VQ, zoals weergegeven in figuur 2. In dat geval trilt het bewegings-2Q einde P van het bedieningselement 10 in vertikale richting volgens een driehoeksgolfbeweging afhankelijk van het tijdsverloop zoals in figuur 2(a) is aangegeven. Het bedieningselement 14 trilt in horizontale richting d.w.z. in de X-richting volgens een driehoekig golfpatroon afhanke-25 lijk van het tijdsverloop, zoals weergegeven in figuur 2(b). De beweging van het uitgangseinde Q van het apparaat weergegeven in figuur 1 is de samenvoeging van de bewegingen van de bedieningselementen 10 en 14 in vertikale richting zoals weergegeven in figuur 2(c).

2Q Indien de spanningsgolfvorm toegevoerd aan het bedieningselement 10 veranderd wordt zodanig dat het bewe-gingseinde P beweegt zoals aangegeven met de stippellijn in figuur 2(a) geeft de samengestelde beweging van het bewe-gingsuitgangseinde Q van het apparaat volgens figuur 1 een 35 traject dat matig is in de Y-richting in de buurt van een • 872 0376 N996/JR/cv - 9 - punt X = O en een component heeft in de X-richting zoals aangegeven door de stippellijn in figuur 2(c). Wanneer de beweging van het uitgangsbewegingseinde van het aandrijf-apparaat een zodanige curve heeft, bijvoorbeeld in de buurt 5 van een punt X = 0 en magnetisch overgebracht wordt op een bewegend deel kan een motoreenheid gerealiseerd worden die een onbeperkte beweging kan uitvoeren.

Figuur 3 geeft een voorbeeld van een dergelijke motoreenheid. De motor weergegeven in figuur 3 heeft een 10 bewegend deel L en aandrij fapparaten A1, A2 en A3 die elk uitgevoerd zijn als weergegeven in figuur 1. Magneetkoppen Q1, Q2 en Q3 zijn aangebracht op de bewegingsuitgangseinden van de aandrijfapparaten A1, A2 respectievelijk A3 en mag- neetpolen m1, m2,...... en mn zijn aangebracht op het be- 15 wegende deel L op gelijke afstanden. De referentiesymbolen C1, C2 en C3 geven omzetters aan voor het verdubbelen van frequenties van de ingangssignaalspanningen en zijn aan de aandrijfapparaten A1, A2 respectievelijk A3 verbonden. De afstand tussen de magneetpolen ml, m2,......, en mn van het 20 bewegende deel L is verschillend van de afstand tussen de magneetkoppen Q1, Q2 en Q3 van de aandrijfapparaten.

Indien bij de eenheid weergegeven in figuur 3 ingangsspanningen VQ1, VQ2 en VQ3 die toegevoerd worden aan de aandrijfapparaten A1, A2 respectievelijk A3 wissel-25 spanningen zijn met faseverschillen van 2Γ(73 radiaal kan het bewegende deel L in de X-richting onbeperkt bewegen.

Merk op dat het bewegende deel L slechts in X-richting lineair kan bewegen. In dit geval bewegen de magneetkoppen Q1, Q2 en Q3 van de bewegende uitgangseinden van de aan-30 drijfapparaten A1, A2 en A3 zoals aangegeven in figuur 2(c) en brengen de aandrijvende kracht contactloos over op het deel L via de magnetische koppeling met de polen ml, m2,...., en mn van het bewegende deel L.

Figuur 4 toont enige praktische voorbeelden van 35 een deel van een magneetpool voor het verkrijgen van een .8720376 N996/JR/cv - 10 - magnetische koppeling tussen het bewegende deel L en de respectievelijke aandrijfapparaten A1, A2 en A3 van de motoreenheid zoals die getoond is in figuur 3. In figuur 4(a) wordt een magneetkop Qr, gemonteerd op het 5 bewegingsuiteinde van het aandrijfapparaat, gebruikt die een U-vorm heeft en bestaat uit een permanente magneet 20 en jukken 22 en 24 uit zacht magnetisch materiaal. Het vrije einde van elk van de jukken 22 en 24 bevindt zich dicht bij de corresponderende magneetpool ms van het bewe-' 10 gende deel L.

In figuur 4(b) wordt als magneetkop Qr, gemonteerd op het bewegende uitgangseinde van het aandrijfapparaat, een spleet-type magnetische pool gebruikt bestaande uit een permanente magneet 26 en jukken 28 en 30 gemaakt uit zacht 15 magnetisch materiaal. De jukken 28 en 30 hebben een spleet op een plaats tegenover de magneetpool ms van het bewegende deel L en de jukken 28 en 30 en de magneetpool ms tegenover de spleet vormen een magnetisch circuit.

In de boven beschreven motoreenheid kan een 20 elektromagnetisch aandrijfapparaat of dergelijke gebruikt worden voor het bedienen van het aandrijfapparaat in plaats van het piëzo-elektrische bedieningsëlement van het meerlaags-type, en sommige bedieningselementen óf delen van het aandrijfapparaat kunnen vervangen worden doof bedie-25 ningselementen van een soort die verschilt van die die boven beschreven zijn. Wanneer een rotor gebruikt wordt in plaats van een lineair bewegend deel kan een motoreenheid gevormd worden die een rotatie geeft. Wanneer een bewegend deel gebruikt wordt dat beweeglijk is langs een gekromd 30 oppervlak, kan een plaatsinstelling verkregen worden volgens een gekromd oppervlak. In dat geval kan een aandrijf-apparaat gebruikt worden bestaande uit drie bedieningselementen.

'Permanente magneten kunnen gebruikt worden voor 35 de magnetische polen m1, m2,...., en mn.

.8720376 N996/JR/CV - 11 -

Figuur 5 toont een motoreenheid volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. De motoreenheid weergegeven in figuur 5 heeft een buitenste frame 32, een bewegend deel 34, stators 36, 38, 40 en 42, hulpstators 44, 5 46, 48 en 50, meerlaags piëzo-elektrische bedieningsele- menten 52a en 52b, 54a en 54b, 56a en 56b, 58a en 58b, 60a en 60b, 62a en 62b, 64a en 64b, en 66a en 66b, en lagers 68a en 68b. De bedieningselementen 52a en 52b zijn aangebracht tussen het buitenste frame 32 en de hulpstator 44.

10 De bedieningselementen 54a en 54b zijn aangebracht tussen de hulpstator 44 en de stator 36. De bedieningselementen 56a en 56b zijn aangebracht tussen het buitenste frame 32 en de hulpstator 46. De bedieningselementen 58a en 58b zijn aangebracht tussen de hulpstator 46 en de stator 38. De 15 bedieningselementen 60a en 60b zijn aangebracht tussen het buitenste frame 32 en de hulpstator 48. De bedieningsor-ganen 62a en 62b zijn aangebracht tussen de hulpstator 48 en de stator 40. De bedieningselementen 64a en 64b zijn aangebracht tussen het buitenste frame 32 en de hulpstator 20 50. De bedieningselementen 66a en 66b zijn aangebracht tussen de hulpstator 50 en de stator 42. De'lagers 68a en 68b bevinden zich tussen het bewegende deel 34 èn het buitenste frame 32. Het bewegende deel 34 heeft magneet-polen m11, m12,...., en mln; m21, m22,...., en m2n; m31, 25 m32,...., en m3n; en m41, m42,...., en m4n. Magneetkoppen Q11, Q12,...., en Q1m; Q21, Q22,...., en Q2m;' Q31, Q32,...., en Q3m; en Q41, Q42,...., en Q4m bevinden zich bij delen van de stators 36, 38, 40 respectievelijk 42 welke liggen tegenover de magneetpolen van het bewegende 30 deel 34 op afstanden die een geheel veelvoud zijn van de afstanden tussen de respectievelijke magneetpolen van het bewegende deel 34. De afstanden tussen de magneetpolen van het bewegende deel 34 en die van de respectievelijke magneetkoppen van de stators 36, 38, 40 en 42 kunnen gelijk 35 zijn.

c 872 0376 N996/JR/cv - 12 -

In de motoreenheid volgens figuur 5 worden spanningen met dezelfde fasen toegevoerd aan de bedieningsele-menten 52a en 52b; 56a en 56b; 60a en 60b; en 64a en 64b, zoals weergegeven in figuur 6 en spanningen.met tegenge-5 stelde fasen worden toegevoerd aan de bedieningselementen 54a en 54b; 58a en 58b; 62a en 62b; en 66a en 66b. De periode van de wisselspanningen toegevoerd aan de bedieningselementen 54a en 54b; 58a en 58b; 62a en 62b; en 66a en 66b is het dubbele van de spanningen toegevoerd aan de « 10 bedieningselementen 52a en 52b; 56a en 56b; 60a en 60b; en 64a en 64b. De spanningen toegevoerd aan de bedieningselementen 54a en 54b; en 52a en 52b zijn synchroon met elkaar en de spanningen toegevoerd aan de bedieningselementen 58a en 58b; en 56a en 56b zijn synchroon met elkaar. Hetzelfde 15 geldt voor de bedieningselementen 62a en 62b; en 60a en 60b en voor de bedieningselementen 66a en 66b; en 64a en 64b.

De spanningen toegevoerd aan de bedieningselementen 62a en 54a hebben een tegengestelde fase ten opzichte van elkaar en de spanningen toegevoerd aan de bedieningselementen 66a 20 en 58a hebben een tegengestelde fase ten opzichte van elkaar. Een faseverschil φ is aanwezig tussen de spanningen toegevoerd aan de bedieningselementen 54a en 54b en die toegevoerd aan de bedieningselementen 58a en 58b zodat het bewegende deel 34 een onbeperkte beweging kan uitvoeren. De 25 aandrijvende wisselspanningen zoals boven beschreven worden verkregen door de freguentieverdubbeling van ingangs-spanningen A en B weergegeven in figuur 6 door diodebruggen 70 respectievelijk 72.

Figuur 7 toont een ander voorbeeld van een mag-30 neetpoolgedeelte gebruikt in de motoreenheid volgens de onderhavige uitvinding, dat verschilt van dat in figuur 4.

Een magneetkop Qr met een meerlaagsspleet zoals weergegeven in figuur 7(a) is een U-vormig lichaam met een permanente magneet 26 en jukken 28 en 30 uit zacht magne-35 tisch materiaal, op dezelfde wijze zoals in figuur 4(b).

.8720376 N996/JR/cv - 13 -

Een open gedeelte van het U-vormige element wordt gesloten door een I-vormig element met meerdere lagen 80, waardoor een vierkant element ontstaat. Het meerlaags element 80 wordt verkregen door achtereenvolgens niet-magnetische af-5 standsstukken 82 te stapelen welke stukken elk een dikte hebben van g en magnetisch elementen 84 elk met een dikte d in de lengterichting van een I-vorm. De niet-magnetische afstandsstukken 82 vormen een veelvoud van spleten elk met een dikte g. Een paar magneetpolen sluit elke spleet in.

10 Figuur 7(b) toont een meerlaags element 90 dat een aantal paren magnetische polen vormt. Het meerlaags element 90 wordt verkregen door het afwisselend stapelen van niet-magnetische afstandselementen 86 die elk een dikte hebben van G en magnetische elementen 88 elk met een dikte 15 van D om een I-vorm te vormen gelijk aan het meerlaags-element 80. De niet-magnetische afstandsstukken 86 vormen een veelvoud van spleten elk met een dikte G. Een paar magneetpolen sluit de spleet in.

ÏJzer (Fe) kan gebruikt worden als magnetisch 20 materiaal en koper (Cu) kan gebruikt worden als niet-magnetisch materiaal. De dikten van de afstandselementen voldoen bij voorkeur aan de voorwaarden G = d en D = g.

Figuur 8 toont een fase van een motoreenheid die 25 gebruik maakt van het magneetpooldeel, dat wil zeggen de magneetkop Qr en de magneetpool Mn die in figuur 7 weergegeven zijn, als aandrijfapparaat. De motoreenheid die in figuur 8 is weergegeven heeft een stationair frame 32, een bewegend deel 34, een permanente magneet 26 en een meer-30 laags element 80 dat een magneetkop vormt en eveneens dient als een stator 36, een hulpstator 44 en piëzo-elektri-sche bedieningselementen met meerdere lagen 52a en 52b; en 54a en 54b. De bedieningselementen 52a en 52b zijn aangebracht tussen het vaste frame 32 en de hulpstator‘44, en de 35bedieningselementen 54a en 54b zijn aangebracht tussen de ¢8720376 N996/JR/cv - 14 - hulpstator 44 en de stator 36. Een meerlaags element 90 is vast bevestigd aan het bewegende deel 34 zodat de langs-richting van het meerlaags element 90 samenvalt met de bewegingsrichting van het bewegende deel 34. Hét bewegende 5 deel 34 heeft magneetpoolparen en elk paar (twee magneet-polen) komt overeen met een afstandselement 86 van het meerlaags element 90. Het meerlaags element 80 van de mag-neetkop bevindt zich tegenover het meerlaags element 90 van het bewegende deel 34.

10 Het meerlaags element 90 wordt verkregen door 200 koperfolies, elk met een dikte van 45pm als afstandsele-menten 86 en 199 ijzerplaten, elk met een dikte van 5pm als elementen 88, op elkaar te stapelen. Het meerlaags element 80 wordt verkregen door 99 koperfolies, elk met een 15 dikte van 5pm als afstandselementen 82 en 100 ijzerplaten, elk met een dikte van 45jim, als elementen 84, op elkaar te stapelen.

Neem aan dat het aandrijfapparaat getoond in figuur 8 op vier plaatsen aangebracht is langs de as van het 20 bewegende deel 34 op dezelfde manier als in de motoreenheid die in figuur 5 getoond is. Wanneer het open einde van elke magneetkop Qr in trilling gebracht wordt volgens een gekromd traject en wanneer de fasen van de trillingen van de respectievelijke aandrijfapparaten 90° ten opzichte van 25 elkaar verschoven zijn, zal het bewegende, deel 34 in figuur 8 lineair naar rechts of naar links bewegen. In de piêzo-elektrische motor die geopenbaard is in de Japanse niet-onderzochte octrooipublicatie nr. 61-185078 en de piezo-elektrische lineaire motor beschreven in de Japanse 30 niet-onderzochte octrooipublicatie nr. 61-185079, hierboven vermeld, zal, wanneer trillingen met meerdere fasen overgebracht worden op een bewegend deel.(of een rotor) door magnetische koppeling, een enkele magneetpool aangedreven worden door een enkel piezo-elektrisch bedieningselement 35 voor elke fasetrilling, en de trilling wordt overgebracht

^ 872 037P

N996/JR/cv - 15 - op magneetpolen die aangebracht zijn bij het bedienings-element van het bewegende deel en wel op een van te voren vastgestelde afstand. Bij een meerlaags piezo-elektrisch bedieningselement is de trilling, wanneer het direct aan-5 gedreven wordt zonder een versterker voor de verschuiving, zeer klein zijn en wel niet meer dan enkele tienden pm of minder.

Daarom moeten de magneetpolen voor'het overbrengen van de verplaatsing ook klein zijn en derhalve is 1 0 ook het aantal magnetische fluxen van een enkele' magneet-pool gering, hetgeen tot resultaat heeft dat.de over-brengingskracht gering is.'Dientengevolge is het. toepassingsgebied van deze piezo-elektrische bedienings-elementen of de motoreenheid waarin de aandrijfapparaten 15 van de onderhavige uitvinding gebruikt worden op bekende wijze beperkt. Indien echter een aantal magneetpolen aanwezig is welke aangedreven worden op een onderling afhankelijke wijze, zoals weergegeven in de figuren 7 en 8, kan de aandrijvende kracht van de motoreenheid vergroot 20 worden afhankelijk van het aantal polen dat op onderling afhankelijke wijze aangedreven wordt. Op deze wijze wordt, wanneer de aandrijvende kracht van de motoreenheid vergroot wordt, het toepassingsgebied van de fijne aandrijving, waarbij gebruik gemaakt wordt van een piezo-elektrisch 25 element, vergroot. De magneetkop en de magneetpolen volgens dit type hebben een eenvoudige opbouw en zijn geschikt voor massaproduktie. Daar de aandrijfkracht vergroot wordt, wordt de traagheid tijdens het instellen verkleind waardoor een fijne positionering verkregen wordt.

30 Figuur 9 toont nog een ander voorbeeld van een deel van een magneetpool gebruikt in de motoreenheid volgens de onderhavige uitvinding. Bij de opstelling welke getoond wordt in figuur 9 zijn magneetkoppen 92a en 92b, die dezelfde opbouw hebben als de magneetkop weergegeven in fi-35 guur 7(a) aangebracht op de stator respectievelijk het be- '. 872 0376 N996/JR/CV - 16 - wegende deel, zodanig dat de meerlaags elementen 80a en 80b tegenover elkaar liggen. In dit geval heeft 'de magneetkop aangebracht op de stator en die aangebracht op het bewegende deel, dezelfde spleetstructuur. In het bijzonder 5 zijn de dikten van de afstandselementen 100a en.100b van de meerlaags elementen 80a en 80b van de twee magneetkoppen dezelfde evenals die van de magneetelementen 98a en 98b. De polariteiten van de permanente magneten 94a en 94b zijn echter zodanig gesteld dat de polariteiten van de magneet-10 polen die de respectievelijke afstandselementen 100a en 100b insluiten, dat wil zeggen de spleten, tegengesteld zijn in de magneetkop aan de statorkant en in de magneetkop aan de kant van het bewegende deel. Met deze opstelling wordt de overbrengingskracht vergroot, omdat de permanente 15 magneten gebruikt worden in beide magneetkoppen en een veelvoud van magneetpolen aangebracht is in elke magneetkop, en de aandrijfkracht van de motoreenheid kan daardoor verder vergroot worden. De opbouw van de magneetkoppen zowel aan de kant van stator als aan de kant van het 20 bewegende deel wordt gelijk, hetgeen een besparing oplevert.

De meeste meerlaags piezo-elektrische bedie-ningselementen, als een soort bedieningselement gebruikt in een motoreenheid met de boven beschreven opstelling, hebben 25 een relatief geringe weerstand tegen belasting in de dwarsrichting dat wil zeggen in een richting loodrecht op de bewegingsrichting. Teneinde die weerstand te vergroten kan een versterkingsplaat of draad, uit metaal bestaande of uit met fiberglas versterkt plastic (FRP) aangebracht wor-30 den in een vlak loodrecht op de bewegingsrichting van het bedieningselement, zoals weergegeven in de figuren 10(a), 10(b) en 10(c). Wanneer in het bijzonder de versterkingsplaat of draad geplakt of vast bevestigd wordt tussen een meerlaags piezo-elektrisch bedieningselement 102 of een 35 verbindingslichaam 104 en een ondersteuningsbasis 106, kan .8720376 N996/JR/cv - 17 - de betrouwbaarheid van de motoreenheid vergroot worden omdat beweging van het meerlaags piezo-elektrisch bedie-ningselement 102 in een richting anders dan de gewenste richting, beperkt wordt en de gewenste beweging van een 5 aandrijfeinde 108 mogelijk is.

Figuur 11 toont een opbouw van een motoreenheid verkregen door het gebruik maken van versterkingsplaten 69a,' 69b,...., en 69n zoals hierboven beschreven en wel voor elk bedieningselement van de motoreenheid welke weer-10 gegeven is in figuur 5.

De piezo-elektrische motor hierboven beschreven heeft de volgende beperkingen. (1) Hij vergt een veelvoud van aandrijfapparaten, aangeduid door de term "relais". (2) Wanneer de stapgrootte van een bewegend deel verkleind moet 15 worden, moeten de opstellingen van de respectievelijke aandrijfapparaten en de fasen van de aandrijfsignalen nauwkeurig afgesteld worden. (3) Het is een synchroonmotor. Derhalve is de boven beschreven piezo-elektrische motor niet geschikt om te remmen of dergelijke.

20 Een aandrijfapparaat volgens nog een andere uit voeringsvorm van de onderhavige,uitvinding, waarin de boven beschreven beperkingen’niet aanwezig zijn, zal hier beschreven worden aan de hand van figuur 1.

Bij deze uitvoeringsvorm worden in het bijzonder 25 wisselspanningen VP en VQ, met vastgestelde fasen of met een verschillende frequentie en welke synchroon zijn met elkaar, toegevoerd aan de bedieningselementen 10 respectievelijk 14 van de opstelling volgens figuur 1 zodat het bewegingseinde Q van het bedieningselement 14 een 30 periodieke beweging uitvoert volgens een specifiek gesloten traject.

Indien bijvoorbeeld de richtingen van de verplaatsingen van de piezo-elektrische bedieningselementen 10 en 14 met dezelfde grootte en karakteristieken 35 loodrecht op elkaar staan en twee sinusgolven .8720376 N996/JR/cv - 18 -

Vx = Asincjt

Vy = Bsin (gt + T£/2) met fasen die 90° ten opzichte van elkaar verschoven zijn, toegevoerd worden als de spanningen VQ en VP, zal het be-5 wegingsuiteinde van de output Q een cyclische beweging uitvoeren volgens een ellips (X/A)2 + (Y/B) = 1

Daardoor kan, wanneer een magneet is aangebracht aan het bewegende uitgangseinde Q en het bewegende deel 10 tegenover de magneet geplaatst is, zoals weergegeven in figuur 12, het bewegende deel aangedreven worden zonder contact te maken.

Figuur 12 toont verschillende.typen opstellingen voor het omzetten van de roterende beweging van de magneet 15 in de lineaire beweging van het bewegende deel, waarbij figuren 12(a) en 12(b) een opstelling tonen van een lineaire inductiemotor en de figuren 12(c) en 12(d) een opstelling tonen van een lineaire synchroonmotor. In figuur 12 is het referentiesymbool Qr een magneetpool van een 20 magneet aangebracht op een bewegend uitgangseinde. Refe- rentiecijfer 110 geeft een geleidend bewegend deel aan; 112 is een niet-magnetisch bewegend deel. Referentiesymbool ms geeft een magneetpool aan aangebracht op de magneetpoolkant Qr van het bewegende deel 112.

25 Stel dat de magneetpool Qr langs een traject van een kleine cirkel beweegt, zoals aangegeven door de stippellijn in figuur 12. Wanneer de magneetpool' Qr naar rechts beweegt is het bewegende deel 110 of 112 elektromagnetisch gekoppeld met de magneetpool Qr. Indien echter-de 30 magneetpool Qr naar links beweegt, is het bewegende deel 110 of 112 praktisch niet gekoppeld met de magneetpool Qr. Met andere woorden: een in wezen naar rechts bewegend magnetisch veld wordt opgewekt in het bewegend deel 110 of 112 door de beweging van de magneetpool Qr, waardoor een 35 motoreenheid gerealiseerd wordt waarin het bewegende ele- .8720376 N996/JR/cv - 19 - ment dat wil zeggen het bewegende deel een onbeperkte beweging kan uitvoeren.

In het bijzonder kan in de motoreenheid/ weergegeven in bijvoorbeeld figuur 8, wanneer het vrije einde van 5 de magneetkop Qr beweegt volgens een kleine cirkel in een vlak waarin elke centrale lijn van het meerlaags element 90 van het bewegende deel 34 ligt, zoals weergegeven in figuur 12, het bewegende deel 34 lineair naar rechts of naar links bewegen in figuur 12.

10 Figuur 13 toont een uitvoeringsvorm van een motoreenheid van dit type. De motoreenheid weergegeven in figuur 13 is een tweefasen motoreenheid met twee aandrijf-apparaten A1 en A2 en heeft een buitenframe 132, een bewegend deel 134, stators 136 en 138, hulpstators 144 en 15 146, meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen 152a en 152b; 154a en 154b; 156a en 156b; en 158a en 158b, lagers 168a en 168b, en dergelijke. De bedieningselementen 152a en 152b zijn aangebracht tussen het buitenframe 132 en de hulpstator 144. De bedieningselementen 154a en 154b be-20 vinden zich tussen de hulpstator 144 en de stator 136. De bedieningselementen 156a en 156b zijn aangebracht tussen het buitenframe 132 en de hulpstator 146. De bedieningselementen 158a en 158b zijn aangebracht tussen de hulpstator 146 en de stator 138. De lagers 168a en 168b zijn 25 aangebracht tussen het bewegende deel 134 en het buitenframe 132. Het bewegende deel 134 heeft magneetpolen m11, m12,...., en mln; en m21, m22,...., en m2n. Magneetkoppen Q11, Q12,...., en Q1m; Q21, Q22,...., en Q2m zijn aangebracht op delen van de stators 136 en 138 op afstanden 30 die een geheel veelvoud zijn van de afstanden van de respectievelijke magneetpolen van het bewegende deel 134 en liggen tegenover de magneetpolen van het bewegende deel 134. De afstanden van respectievelijke'magneetpolen van het bewegende deel 134 eh van de respectievelijke magneet-35 koppen van de stators 136 en 138 kunnen gelijk zijn.

c 872 0376 N996/JR/CV - 20 -

De stator 136, de hulpstator 144, de meerlaags piêzo-elektrische bedieningselementen 152a en 152b; en 154a en 154b en de magneetkoppen Q11, Q12,...., en Q1m vormen het aandrijfapparaat A1 als karakteristiek kenmerk 5 van de onderhavige uitvinding en de stator 138, de hulpstator 146 en de meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen 156a en 156b; en 158a en 158b vormen het aandrij f apparaat A2.

In de motoreenheid weergegeven in figuur 13 wor-10 den spanningen met dezelfde fasen toegevoerd aan de bedieningselementen 152a en 152b; en 156a en 156b zoals weergegeven in figuur 14. Spanningen met tegengestelde fasen worden toegevoerd aan de bedieningselementen 154a en 154b; en 158a en 158b. De frequenties van de spanningen 15 toegevoerd aan de bedieningselementen 152a en 152b; 154a en 154b; 156a en 156b; en 158a en 158b zijn gelijk. De spanningen toegevoerd aan de bedieningselementen 154a (154b) en de bedieningselementen 152a en 152b en de spanningen toegevoerd aan het bedieningselement 158a (158b);eh de bedie-20 ningselementen 156a en 156b hebben een faseverschuiving ten opzichte van elkaar van 9Ó°. Een faseverschil φ· (φ = 180° in dit geval) is aanwezig tussen de spanningen die toegevoerd worden aan de bedieningselementen 152a en 152b; en 156a en 156b en tussen de bedieningselementen 154a en 154b; 25 en 158a en 158b.

Een dergelijke aandrijfwisselspanning wordt verkregen door directe omkering of door faseverschuiving en daarop volgende omkering van een sinus-vormige ingangs-spanning Vin weergegeven in figuur 14. In figuur 14 is 30 referentienummer 171 een faseverschuiver voor het verschuiven van een ingangsspanning over 90° en daarna uitvoeren van de faseverschoven spanning; 172 en 173 zijn om-keerinrichtingen voor het omkeren (faseverschuiving over 180°) van de ingangsspanning en uitvoeren van de omge-35 keerde spanningen.

'. 8720376 N996/JR/CV - 21 -

In de motoreenheid weergegeven in figuur 13’kan het bewegende deel 134 alleen in de X-richting lineair bewegen. De magneetkoppen Qll, Q12,...., en Q1m; en Q21, Q22,...., en Q2m van de bewegende 5 uitgangseinden van de respectievelijke aandrijfapparaten A1 en A2 bewegen op de zelfde wijze als de magneetpolen Qr weergegeven in figuur 12(d). De aandrijfkracht wordt overgebracht op het bewegende deel 134 door magnetische koppeling met de magneetpolen m11, ml2,...., en mln; en m21, 10 m22,...., en m2n zonder contact te maken.- In elk van de aandrijfelementen A1 en A2 wordt het bewegende deel 134 alleen aangedreven in voorwaartse richting en niet aangedreven in achterwaartse richting. Daardoor is, indien slechts een enkel aandrijf apparaat gebruikt . wordt, de 15 variatie in de aandrijfkracht groot. Indienechter twee aandrijfapparaten A1 en A2 gebruikt worden met faseverschil ten opzichte van elkaar van 180°, zal de aandrijfkracht afgevlakt worden.

Als bewegend deel 134 kan ook gebruikt worden een 20 deel dat geen magneetpolen m11, m12,...., en mln; en m21, m22,...., en m2n heeft. In dat geval is de motoreenheid een inductiemotor. In een inductiemotor is de kracht toegevoerd aan een bewegend deel vanaf een aandrijfapparaat ongeveer evenredig met de relatieve snelheid van het bewegende deel 25 en de magneetpool van het aandrijfapparaat. Zodoende kan de inductiemotor een bewegend deel aandrijven en remmen. Het resultaat is dat de inductiemotor gebruikt kan worden als een stuurmotor met een hoge precisie voor verplaatsing of snelheid.

30 Het bewegende deel weergegeven in figuur 13 of 8 correspondeert met een rotor van een normale wissel-spanningsmotor. Rotors met een verschillende opbouw gebruikt in de verschillende typen wisselspanningsmotoren voor verschillende doeleinden kunnen gebruikt worden als 35 bewegende delen voor een soortgelijke toepassing. Zo kan .8720376 N996/JR/cv - 22 - bijvoorbeeld het meerlaags element 90 verwijderd worden uit het bewegende deel in de motoreenheid van figuur 8 zodat een inductiemotor ontstaat. Slechts het meerlaags element 90 of een deel van het bewegende deel aan de kant van de 5 magneetkop kan een meerlaags-structuur hebben bestaande uit magnetisch en niet magnetische delen, zoals een kooiankermotor; daardoor worden de respectievelijke niet magnetische afstandselementen aan twee zijden van het bewegende deel kortgesloten en de respectievelijke 10 magnetische elementen aan een kant van het bewegende deel tegenover de magneetkop verbonden met als resultaat een verhoogd overbrengingskoppel. Als variant kan op de wijze van een zogenaamde hysteresismotor, een materiaal gebruikt worden met een hoge hysteresis als magnetisch materiaal in 15 de kooiankermotor zodat de motor die dan ontstaat zowel een karakteristiek heeft met constante stappen zoals een synchroonmotor en een rem- of aandrijfkarakteristiek zoals een inductiemotor.

Figuur 15 toont.een uitvoering van een motoreen-20 heid verkregen door het aanbrengen van versterkingsplaten 169a, 169b,.é.., en 169¾ zoals beschreven aan de hand van de figuren 10(a) tot 10(c), aan de respectievelijke meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen van de motoreenheid weergegeven in figuur 13.

25 Figuur 16 toont schematisch de opstelling van een aandrijfapparaat volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In het aandrijfapparaat weergegeven in figuur 16 zijn meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen (A en B) 180 en 182 aangebracht op bijvoor-30 beeld het aandrijfelement zoals een stator 184 en een aangedreven element zoals een bewegend deel 186 van' een motoreenheid, zodanig dat hun bewegingsrichtingen verschillend zijn ten opzichte van elkaar bijvoorbeeld loodrecht ten opzichte van elkaar. Een magneetpool Am is 35 aangebracht op het vrije einde van het bedieningselement .8720376 N996/jR/cv - 23 - 180 via een verbindingselement 188 en een andere magneet-pool Bm is aangebracht op het vrije einde van het andere bedieningselement 182. Door deze opstelling staan de mag-neetpolen Am en Bm tegenover elkaar en maken geen contact.

5 Het bewegende deel 186 kan slechts in bijvoorbeeld een X (-X)-richting bewegen.

De bedieningselementen 180 en 182 van het aandrijf apparaat weergegeven in figuur 16 worden aangedreven door wisselspanningssignalen die synchroon zijn. Figuur 17 10 toont voorbeelden van een signaalgolfvorm voor het aandrijven van de respectievelijke bedieningselementen dat wil zeggen verschoven golfvormen van de respectievelijke bedieningselementen. Volgens figuur 17, wanneer de tijd t = 0 is de verschuiving ΔΥ van het bedieningselement B, dat is 15 het bedieningselement 182, gelijk b. Op dit moment is de magneetpool Bm van het bedieningselement B het dichtst bij de magneetpool Am van het bedieningselement A, dat wil zeggen het bedieningselement 180, en de magneetpolen Ara en Bm trekken elkaar aan. Daar het bedieningselement A zich 20 verplaatst over 2a vanuit deze positie tot aan de tijd t1, zal het bewegende deel 186 in de X-richtihg bewegen over 2a. VerplaatsingΔΥ van het bedieningselement B is -b vanaf het tijdstip t1 tot t2. Daar de spleet tussen de magneetpolen Am en Bm vergroot wordt, zijn de magnetische krachten 25 daartussen verwaarloosbaar klein en de beweging van het bedieningselement A wordt niet overgebracht 'op het bewegende deel 186. Gedurende dit tijdsverloop is het bedieningselement A verplaatst over -2a, dat wil zeggen krimpt over 2a. De magneetpool Bm. nadert de magneetpool Am op het 30 tijdstip t2 en het bedieningselement A verplaatst zich over een afstand 2a tot het tijdstip t3. Daardoor beweegt de magneetpool Bm in de X-richting over een afstand 2a.

Wanneer deze bewerking periodiek herhaald wordt, kan de trilling van elk van de bedieningselementen A en B omgezet 35 worden in een lineaire beweging van het bewegende deel.

.8720376 N996/JR/cv - 24 -

In de bovenbeschreven opstelling kan een ander element zoals een magnetostrictief element gebruikt worden in plaats van elk van de meerlaags piezo-elektrische be-dieningselementen 180 en 182. Het bewegende deel 186 kan 5 vervangen worden door een stator en de stator 184 kan vervangen worden door een bewegend deel. De aandrijvende en aangedreven elementen kunnen onderling verwisseld worden. Het verbindingselement 188 voor het koppelen van het be-dieningselement 180 en de magneetpool Am is niet steeds ^ noodzakelijk; ook kunnen twee verbindingselementen gebruikt worden voor het verbinden van de bedieningselementen 180 en 182 met de polen. Voorts kunnen drie bedieningselementen aangebracht worden bij een enkel aandrijfapparaat en de verplaatsingen van de respectievelijke bedieningselementen ^ 5 kunnen op een drie-dimensionale manier gekoppeld worden. De aandrijfspanningen van de respectievelijke bedieningselementen A en B zijn wisselspanningen die synchroon zijn. Het verdient de voorkeur dat deze wisselspanningen fasen hebben zodanig dat wanneer het bedieningselement A bewogen wordt 20 in de bewegingsrichting van het bewegende deel, de koppeling van de magneetpolen Am en Bm van het bedieningselement B een maximum wordt.

Figuur 18 toont een motoreenheid volgens weer een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding met 25 twee aandrijfapparaten welke hetzelfde basisprincipe hebben als beschreven voor figuur 16. De motoreenheid van figuur 18 heeft een stator 190 die ook als buitenframe dient, een bewegend deel 182, beweegbaar in de X-richting, lagers 194a en 194b en meerlaags piezo-elektrische bedieningsele-30 menten 196, 198a, 198b, 200, 202a en 202b of dergelijke. Magneetkoppen 204a en 212a hebben dezelfde opbouw als die van de magneetkop 92a weergegeven in figuur 9 en zij zijn aangebracht op de vrije einden van de bedieningselementen 196 respectievelijk 200 die zich op de stator 190 bevinden. 35 De magneetkop 204a bestaat uit een permanente magneet 206a, c 872 0376 N996/JR/cv - 25 - jukken 208a en 208b en een magneetpool 210a. De raagneetkop 212a bestaat uit een permanente magneet 214a, jukken 216a en 216b en een magneetpool 218a. De vrije einden van de bedieningselementen 198a en 198b die zich bevinden op het 5 bewegende deel 192, zijn door een extra bewegend deel 220a met elkaar gekoppeld en een magneetkop 204b met dezelfde opbouw als de magneetkop 92b van figuur 9, bevindt zich op het extra bewegende deel 220a. De magneetkop 204b bestaat uit een permanente magneet 206a, jukken 208c en 208d en een 10 magneetpool 210b. De vrije einden van de bedieningselementen 202a en 202b zijn via een extra bewegend deel 220b met elkaar gekoppeld en een magneetkop 212b, bestaande uit een permanente magneet 214b, jukken 216c en 216d en een magneetpool 218b is aangebracht op het extra bewegende deel 15 220b. De magneetkoppen 204a en 212a op de statorzijde staan respectievelijk tegenover de magneetkoppen 204b en 212b aan de kant van het bewegende deel bij de respectievelijke magneetpooldelen.

In de motoreenheid getoond in figuur 18 vervult 20 elk aandrijfapparaat het aandrijven op de manier zoals hierboven beschreven. Wanneer de aandrijffasen van de respectievelijke aandrijfapparaten ten opzichte van elkaar verschoven zijn, kan de verplaatsing van ten minste een aandrijfapparaat continu overgebracht worden op het bewe-25 gende deel. Het resultaat daarvan is, dat de aandrijfkracht en de bewegingssnelheid van het bewegende deel in de tijd constant gehouden kan worden.

Figuur 19 toont een motoreenheid verkregen door het aanbrengen van versterkingsplaten 222a, 222b,...., en 30 222f gelijk aan die beschreven aan de hand van figuur 10(a), 10(b) en 10(c) op de respectievelijke meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen van de motoreenheid getoond in figuur 18.

Zoals boven beschreven, wordt volgens de onder-35 havige uitvinding een aandrijfapparaat verkregen waarin de .8720376 N996/JR/cv - 26 - verplaatsingen van een veelvoud van bedieningselementen samengevoegd worden onder verschillende hoeken. Daar de werking over een klein bereik van een bepaald vlak of lijn gestuurd kan worden kan een nauwkeurige plaatsbepaling 5 uitgevoerd worden bijvoorbeeld voor hét herhalen, van bewerkingen of het testen van een klein onderdeel. Wanneer het bewegende deel bewogen wordt naar een bepaalde positie volgens een trial-and-error methode kan de vooraf bepaalde positie opgezocht worden door het uitvoeren van een drie-10 dimensionale bewerking bij hoge snelheid. Daardoor kan een plaatsbepaling uitgevoerd worden met een zeer hoge snelheid. Wanneer de spanningen en fasen van de bedieningselementen van de respectievelijke aandrijfapparaten ingesteld worden, kunnen de plaatsing van de aftastlijn en veranderingen 15 van de plaats en de bewegingsafstand zeer gemakkelijk uitgevoerd worden. Wanneer de beweging van een dergelijk aandrijfapparaat overgebracht wordt op een bewegend deel zonder contact te maken, om een kleine beweging om te zetten in een onbeperkte beweging, kan gemakkelijk een 20 motoreenheid verschaft worden waarin de verschillende problemen van bedieningselementen volgens de stand van de techniek zoals schuren, vorming van stof, warmte-opwekking, incorrecte plaatsing ten gevolge van slip en dode gang en beschadigingen ten gevolge van overbelasting, tot een 25 minimum worden teruggebracht. Een dergelijke motoreenheid heeft een scheidingsvermogen van de orde van submicrons.

Wanneer de nauwkeurig periodieke beweging volgens een gesloten kromme van een magneetpool aangebracht op het bewegingsuitgangseinde van het aandrijfapparaat overge-30 bracht wordt zonder daarmee contact te maken, om omgezet te worden in een onbeperkte beweging, en speciaal wanneer een bewegend deel met een meervoud van magneetpolen aangebracht in de bewegingsrichting aan de kant van het aandrijfapparaat aangedreven wordt, worden problemen zoals schuren, 35 stofopwekking, warmte-ontwikkeling, slip en dode gang en .8720376 N996/JR/cv - 27 - schade ten gevolge van overbelasting, tot een minimum teruggebracht waardoor aandrijving met een scheidingsver-mogen van de orde van submicrons mogelijk wordt. Bovendien kan een bewegend deel zelfs wanneer het bestaat uit een 5 niet magnetisch geleidend materiaal aangedreven worden. In dat geval kan het aandrijfapparaat gebruikt worden voor het remmen van het bewegende deel omdat de kracht toegevoerd aan het bewegende deel door het aandrijfapparaat praktisch evenredig is met de snelheid van de periodieke beweging in 10 tangentiele richting; daardoor kan een zeer nauwkeurige plaatsbepaling en snelheidscontrole uitgevoerd worden. Industriële toepassing

Een aandrijfapparaat volgens de onderhavige uitvinding en een motoreenheid daarmede kan gebruikt worden 15 wanneer een nauwkeurige plaatsbepaling van de orde van grootte van submicrons nodig is zoals bijvoorbeeld het geval is wanneer een besturing van de plaats van een "wafer" uitgevoerd wordt in een bedekapparaat voor de vervaardiging van halfgeleiderinrichtingen.

.8720376

Claims (76)

1. Aandrijfapparaat bevattende een veelvoud van bedieningselementen en verplaatsingskoppelings/uitgangs- 5 middelen voor het koppelen van verplaatsingen van het genoemde veelvoud van bedieningselementen onder verschillende hoeken en het uitvoeren van een aldus verkregen verplaatsing, waarbij het genoemde veelvoud van bedieningselementen aangedreven wordt door wisselspanningssignalen 10 die met elkaar synchroon zijn.

2. Apparaat volgens conclusie 1, waarin de genoemde verplaatsingskoppelings/uitgangsmiddelen een ver-plaatsingssamenstellend mechanisme hebben voor het samenstellen van de verplaatsingen van het genoemde veelvoud van 15 bedieningselementen onder verschillende hoeken en contactloze krachtoverbrengingsmiddelen die zich bevinden op een bewegingsuitgangseinde van het genoemde verplaatsings-samenvoegend mechanisme.

3. Apparaat volgens conclusie 2, waarin het ge- 20 noemde bewegingsuitgangseinde van het genoemde ver- plaatsings-samenvoegend mechanisme aangedreven wordt volgens een van te voren bepaalde kromme.

4. Apparaat volgens conclusie 2 of 3, waarin het genoemde contactloze krachtoverbrengingsmiddel· aandrijvende 25 magneetpolen heeft.

5. Apparaat volgens conclusie 4, waarin de genoemde magneetpolen gevormd worden door een magneetkop.

6. Apparaat volgens conclusie 5, waarin de genoemde aandrijvende magneetkop een meerlaags spleetopbouw 30 heeft, verkregen door het afwisselend op elkaar plaatsen van magnetische en niet-magnetische materialen.

7. Apparaat volgens conclusie 2 of 3, waarin het verplaatsings-samenvoegende mechanisme de verplaatsingen samenvoegt van het genoemde veelvoud van bedieningselemen- 35 ten in loodrecht op elkaar staande richtingen. .8720376 N996/JR/CV - 29 -

8. Apparaat volgens een van de conclusies 2-7, waarin de genoemde bedieningselementen meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen zijn.

9. Apparaat volgens conclusie 8, waarbij een 5 versterkingsplaat of draad is aangebracht bij elk van de meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen zodat het genoemde meerlaags piezo-elektrische bedieningselement praktisch alleen in een vooraf bepaalde richting kan bewegen.

10. Apparaat volgens conclusie 2, waarin het be- wegingsuiteinde van het genoemde verplaatsings-samenvoe-gende mechanisme een aangedreven element aandrijft op contactloze wijze in samenwerking met de beweging van het genoemde bewegingsuitgangseinde en waarbij het genoemde aan- 15 gedreven element aangedreven wordt volgens een van te voren bepaalde gesloten kromme en zich bevindt tegenover het bovengenoemde contactloze krachtoverbrengingsmiddel.

11. Apparaat volgens conclusie 10, waarin het contactloze krachtoverbrengingsmiddel aandrijvendé mag- 20 neetpolen heeft.

12. Apparaat volgens conclusie 10 of 11, waarin de genoemde bedieningselementen meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen zijn.

13. Apparaat volgens conclusie 10 of 11, waarin 25 het verplaatsings-samenvoegende mechanisme de verplaatsingen samenvoegt van het veelvoud van bedieningselementen in loodrecht op elkaar staande richtingen.

14. Apparaat volgens conclusie 11, waarin de genoemde magneetpolen gevormd zijn aan twee einden van een 30 spleet van.een magneetkop aangebracht op het bewegingsuitgangseinde van het genoemde verplaatsings-samenvoegende mechanisme.

15. Apparaat volgens conclusie 14, waarin het genoemde aandrijvende element een geleider is.

16. Apparaat volgens conclusie 14, waarin het .8720376 N996/JR/cv - 30 - genoemde aangedreven element een veelvoud heeft van mag-neetpolen aan een kant tegenover een spleet van de genoemde magneetkop.

17. Apparaat volgens conclusie 16, waarin de ge- 5 noemde magneetkop een eerste meerlaags spleet heeft verkregen door het achtereenvolgens op elkaar stapelen van een niet-magnetisch materiaal met een dikte g ên een magnetisch materiaal met een dikte d. zodat twee of meer spleten gevormd worden en de genoemde magneetpolen van het genoemde bewe- 10 gende deel gevormd worden door een tweede meerlaags spleet-geheel verkregen door achtereenvolgens stapelen van een magnetisch materiaal met een dikte D en een niet-magnetisch materiaal met een dikte G zodat twee of meer spleten ontstaan.

18. Apparaat volgens conclusie 17/ waarin de ge noemde magneetkop een permanente magneet heeft in een magnetisch circuit dat het eerste meerlaags spleetgeheel bevat.

19. Apparaat volgens conclusie 17, waarbij de 20 afmetingen van het eerste en tweede meerlaags spleetgeheel voldoen aan d^Geng^D.

20. Apparaat volgens conclusie 10, waarbij het contactloos krachtsoverbrengingsmiddel en het aangedreven element twee magneetkoppen hebben elk met een meervoud van 25 spleten en de genoemde magneetkoppen zodanig geplaatst zijn dat de spleten daarvan tegenover elkaar liggen.

21. Apparaat volgens conclusie 20, waarin de genoemde magneetkoppen dezelfde spleetopbouw hebben.

22. Apparaat volgens conclusie 20, waarin de ge- 30 noemde magneetkop een meerlaags spleetopbouw heeft bevattende een meervoud van spleten gevormd door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal en een magnetisch materiaal, en een magnetisch circuit, waarin zich het geheel met de meerlaags spleet bevindt, een permanente 35 magneet heeft. * 872 0376 N996/JR/CV - 31 -

23. Apparaat volgens conclusie 11, waarin mag-neetpolen van het genoemde verplaatsings-samenvoegende mechanisme bewegen volgens een kleine cirkel in een vlak loodrecht op een vlak van het genoemde aangedreven element 5 tegenover de magneetpolen en parallel aan een bewegingsrichting van het genoemde aangedreven element.

24. Apparaat volgens conclusie 1, Waarin tenminste een van het genoemde veelvoud van bedieningsele-menten zich bevindt aan de zijde van het genoemde aangedreven 10 element en tenminste een ander daarvan aangebracht is aan de kant van het aandrijfelement zodanig dat het beweegt in een richting die verschillend is van die van het bedie-ningselement dat zich bevindt aan de kant van het genoemde aangedreven element en waarbij de verschuivingskoppel/uit-15 gangsmiddelen een contactloos krachtoverbrengingsmechanisme bevatten dat de verplaatsingen verbindt van de genoemde bedieningselementen aangebracht aan de zijden van het genoemde aandrijvende en aangedreven element op contactloze wijze en waarbij een koppelgraad van het genoemde ver-20 schuivingskopppel/uitgangsmiddel variabel is zodat het genoemde aangedreven element bewogen wordt in samenwerking met de verplaatsingen van de genoemde bedieningselementen.

25. Apparaat volgens conclusie 24 waarin elk van de genoemde bedieningselementen aangedreven wordt zodanig 25 dat de koppeling van het contactloze krachtsover- brengingsmechanisme een maximum is wanneer een richting van beweging van een bedieningselement, aangebracht aan de zijde van elk van genoemd aandrijvend of aangedreven element, praktisch samenvalt met die van een van de beide 30 aangedreven of aandrijvende elementen.

26. Apparaat volgens conclusie 24 waarin de bewegingsrichtingen van het genoemde veelvoud van bedieningselementen loodrecht pp elkaar staan.

27. Apparaat volgens conclusie 24 waarin tenmin-35 ste een van de bedieningselementen een meerlaags piizo- .8720376 N996/JR/cv - 32 - elektrisch bedieningselement is.

28. Apparaat volgens conclusie 27, waarin een versterkingsplaat of draad is aangebracht bij het genoemde meerlaags piezo-elektrische bedieningselement om zodoende 5 te waarborgen dat het genoemde piezo-elektrische meerlaags bedieningselement praktisch alleen kan bewegen in een van te voren vastgestelde richting.

29. Apparaat volgens conclusie 24, waarin tenminste een van de genoemde bedieningselementen een magne- 10 tostrictief bedieningselement is.

30. Apparaat volgens conclusie 24, waarin het genoemde contactloze krachtsoverbrengingsmechanisme een magnetisch krachtsoverbrengingsmechanisme en voor magnetische koppelingsverplaatsingen van de genoemde, bedienings- 15 elementen dient.

31. Apparaat volgens conclusie 30, waarin het genoemde magnetische krachtsoverbrengingsmechanisme tenminste een magneetkop heeft en de genoemde magneetpolen gevormd zijn aan twee einden van een spleet van de genoemde 20 magneetkop.

32. Apparaat volgens conclusie 31, waarin het genoemde magnetische krachtsoverbrengingsmechanisme twee magneetkoppen heeft, elk met een veelvoud van spleten, en de genoemde magneetkoppen aangebracht zijn zodanig dat spleten 25 daarvan tegenover elkaar staan.

33. Apparaat volgens conclusie 32, waarin de genoemde magneetkoppen dezelfde spleetopbouw hebben.

34. Apparaat volgens conclusie 31, waarin de genoemde magneetkop een meerlaags spleetstructuur heeft 30 waaronder een meervoud van spleten· gevormd door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal en een magnetisch materiaal, en een permanente magneet is aangebracht in een magnetisch circuit dat het geheel van de meerlaags spleet bevat.

35. Apparaat volgens conclusie 31, waarin het .8720376 N996/JR/cv - 33 - genoemde magnetische krachtsoverbrengingsmechanisme een veelvoud van magneetpolen heeft aan een zijde tegenover de genoemde spleten van de genoemde magneetkop.

36. Apparaat volgens conclusie 35, waarin de ge-5 noemde magneetkop een eerste meerlaags spleetstructuur heeft, verkregen door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal met een dikte g en een magnetisch materiaal met een dikte d om twee of meer spleten te vormen en de genoemde magneetpolen van het genoemd bewegende deel 10 gevormd worden door een tweede meerlaags spleetgeheel verkregen door het achtereenvolgens stapelen van een magnetisch materiaal met een dikte D en een niet magnetisch materiaal met een dikte G om twee of meer spleten te vormen.

37. Apparaat volgens conclusie 36, waarin de af-15 metingen van de genoemde eerste en tweede meerlaags spleetsamenstellingen voldoen aan d = G en g = D.

38. Motoreenheid welke bevat een bewegend deel met een veelvoud van magneetpolen, aangebracht op van te voren vastgestelde afstanden in een bewegingsrichting en 20 een stator tegenover het genoemde bewegende deel, geplaatst op een van te voren vastgestelde afstand en met een veelvoud van aandrijfapparaten, waarbij deze aandrijfapparaten magneetkoppen hebben, aangebracht aan een bewègingszijde van de genoemde stator om het genoemde bewegende deel aan 25 te drijven en waarbij de genoemde aandrijfapparaten aangedreven worden door een meerfasige wisselstroom:krachtbron om de magneetkoppen praktisch in een bewegingsrichting van het genoemde bewegende deel in trilling te brengen en zodoende te bewerkstelligen, dat het genoemde bewegende deel 30 volgens een kromme of lineair beweegt en waarin de genoemde aandrijfapparaten een veelvoud van bedieningselementen hebben aangedreven door wisselspanningssignalén die met elkaar synchroon zijn en voorzien van een samenvoegend mechanisme voor de verplaatsing voor het samenvoegen van 35 verplaatsingen van het genoemde veelvoud van bedienings- * 872 0376 N996/JR/cv - 34 - elementen onder verschillende hoeken en voor het uitvoeren van een dergelijke verkregen verplaatsing als een beweging van de genoemde magneetkoppen.

39. Motoreenheid volgens conclusie 38, waarin de 5 genoemde magneetkop een eerste samenstel van een meerlaags spleet heeft, verkregen door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal met een dikte g en een magnetisch materiaal met een dikte d om twee of meer spleten te vormen en waarbij de genoemde magneetpolen van 10 het genoemde bewegende deel gevormd worden door een tweede samenstel van meervoudige spleten verkregen door het achtereenvolgens stapelen van een magnetisch materiaal met een dikte D en een niet-magnetisch materiaal met een dikte G om twee of meer spleten te vormen.

40. Motoreenheid volgens conclusie 39, waarin de genoemde magneetkop een permanente magneet heeft in een magnetisch circuit waarin zich het eerste meerlaags spleet-geheel bevindt.

41. Motoreenheid volgens conclusie 39, waarin de 20 afmetingen van het genoemde eerste en tweede meerlaags spleet-geheel voldoen aan d = G en g ^ D,

42. Motoreenheid volgens een van de conclusies 38 tot 41, waarin de genoemde piezo-elektrische bedienings-elementen meerlaags piezo-elektrische bedieningselementen 25 zijn.

43. Motoreenheid volgens conclusie 42, waarin een versterkingsplaat of draad aangebracht is bij het genoemde meerlaags piezo-elektrische bedieningselement om te waarborgen dat het genoemde piezo-elektrische bedie- 30 ningselement zich praktisch alleen in een van te voren vastgestelde richting beweegt.

44. Motoreenheid volgens conclusie 38, waarin de genoemde magneetpolen van de genoemde bewegende-deel-kant en de genoemde magneetkoppen van de genoemde stator-kant 35 magneetkoppen hebben met een veelvoud van spleten en de 872 0376 N996/JR/CV - 35 - genoemde magneetkoppen aangebracht zijn zodanig'dat de spleten daarvan tegenover elkaar staan.

45. Motoreenheid volgens conclusie 44, waarin de genoemde magneetkoppen dezelfde spleetstructuur hebben.

46. Motoreenheid volgens conclusie 44, waarin de genoemde magneetkop een meerlaags spleetstructuur heeft met een veelvoud van spleten gevormd door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal en een magnetisch materiaal en een permanente magneet is aangebracht in 10 een magnetisch circuit dat het genoemde meerlaags spleet-geheel bevat.

47. Motoreenheid met een stator, een bewegend deel en tenminste een aandrijfapparaat waarbij elk aandrijf apparaat een veelvoud van bedieningselementen heeft en 15 een mechanisme dat de verplaatsingen samenvoegt, met mag-neetpolen voor het samenvoegen van de verschuivingen van de genoemde veelheid van bedieningselementen onder verschillende hoeken en het uitvoeren van een dergelijke verkregen verplaatsing als beweging van de genoemde magneetpolen en 20 waarbij de genoemde bedieningselementen aangedreven worden door wisselstroomsignalen die met elkaar synchroon zijn teneinde de genoemde magneetpolen te bewegen volgens een verlangde gesloten kromme zodanig dat het genoemde bewegende deel, geplaatst tegenover de genoemde magneetpolen, 25 aangedreven wordt op een contactloze wijze in samenwerking met de beweging van de genoemde magneetpolen.

48. Motoreenheid volgens conclusie 47, waarin de wisselstroomsignalen meerfasige· wisselstroomsignalen zijn.

49. Motoreenheid volgens conclusie 47, waarin de 30 genoemde bedieningselementen meerlaags piezo-elektrische elementen zijn.

50. Motoreenheid volgens conclusie 47, waarin het samenvoegingsmechanisme voor de verplaatsing, verplaatsingen samenvoegt van het genoemde veelvoud van bedieningselemen- 35 ten in richtingen welke loodrecht op elkaar staan. .8720376 N996/JR/CV - 36 -

51. Motoreenheid volgens conclusie'47, waarin de genoemde magneetpolen gevormd zijn aan twee einden van een spleet van een magneetkop aangebracht op een bewegingsuit-gangseinde van het genoemde mechanisme voor het samen- 5 voegen van de verplaatsingen.

52. Motoreenheid volgens conclusie 51, waarin het genoemde bewegende deel een geleidend deel heeft tegenover de genoemde magneetpolen.

53. Motoreenheid volgens conclusie 51, waarin het 10 genoemde bewegende deel een veelvoud heeft van magneetpolen aan een zijde die ligt tegenover de spleet van de genoemde magneetkop.

54. Motoreenheid volgens conclusie 53, waarin de genoemde magneetkop een eerste meerlaags spleet bevat ver- 15 kregen door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal met een dikte g en een magnetisch materiaal met een dikte d om twee of meer spleten te vormen en de genoemde magneetpolen van het bewegende deel gevormd worden door een tweede meerlaags spleetgeheel verkregen 20 door het achtereenvolgens stapelen van een magnetisch materiaal met een dikte D en een niet-magnetisch materiaal met een dikte G om twee of meer spleten te vormen.

55. Motoreenheid volgens conclusie 54, waarin de genoemde magneetkop een permanente magneet heeft in een 25 magnetisch circuit waarin zich ook de eerste meerlaags spleet bevindt.

56. Motoreenheid volgens conclusie 54, waarin de afmetingen van de genoemde eerste en tweede meerlaags spleet voldoen aan d ^ G en g = D.

57. Motoreenheid volgens conclusie 49, waarin een versterkingsplaat of draad is aangebracht aan het genoemde meerlaags piezo-elektrische bedieningselement om te waarborgen dat het genoemde meerlaags piezo-elektrische bedieningselement zich praktisch alleen in een van te voren 35 vastgestelde richting beweegt, .8720378 N996/JR/CV - 37 -

58. Motoreenheid volgens conclusie 53, waarin magneetpolen aan de zijde van het bewegende deel en mag-neetpolen aan de zijde van het aandrijfapparaat gevormd worden door magneetkoppen die elk een veelvoud van spleten 5 hebben en de genoemde magneetkoppen geplaatst.zijn zodanig dat hun spleten tegenover elkaar liggen.

59. Motoreenheid volgens conclusie 58, waarin de genoemde magneetkoppen dezelfde spleetstructuur hebben.

60. Motoreenheid volgens conclusie 58, waarin de 10 genoemde magneetkop een meerlaags spleetgeheel heeft met een veelvoud van spleten gevormd door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal en een magnetisch materiaal en een permanente magneet is aangebracht in een magnetisch circuit dat het genoemde meerlaags spleet-15 geheel bevat.

61. Motoreenheid volgens conclusie 47, waarin de genoemde magneetpolen van het genoemde mechanisme voor het samenvoegen van de verplaatsing bewegen volgens een kleine cirkel in een vlak dat loodrecht staat op een vlak van het 20 bewegende deel tegenover de genoemde magneetpolen en parallel aan een bewegingsrichting van het genoemde bewegende deel.

62. Motoreenheid bevattende een stator, een bewegend deel en een veelvoud van aandrijfapparaten waarbij 25 elk van de genoemde aandrijfapparaten een veelvoud van be-dieningselementen en magnetische polen heeft welk veelvoud van bedieningselementen verdeeld is over de stator en de zijden van het bewegende deel zodanig dat bewegingsrichtingen daarvan verschillend zijn ten opzichte van elkaar en 30 aangedreven worden door wisselstroomsignalen die synchroon zijn met elkaar en waarbij de genoemde magneetpolen zich bevinden op die bedieningselementen die zich bevinden aan de statorzijde en die bedieningselementen die zich bevinden aan de zijde van het bewegende deel tegenover elkaar liggen 35 zonder contact te maken, waarbij de genoemde magneetpolen „8720376 N996/JR/cv - 38 - aan een zijde aangedreven worden tesamen met de beweging van de genoemde magneetpolen aan de andere zijde, waardoor het bewegende deel aangedreven wordt.

63. Motoreenheid volgens conclusie 62, waarin 5 bedieningselementen van genoemde aandrijfapparaten aangedreven worden door meerfasige wisselstroomsignalen zodanig dat de koppeling met magneetpolen geplaatst op de genoemde bedieningselementen van de stator of het bewegende deel en die aangebracht op de genoemde bedieningselementen van het ^ q genoemde bewegende deel of de genoemde stator, een maximum is wanneer de bewegingsrichting van de genoemde bedieningselementen op de genoemde stator of het genoemde bewegende deel praktisch samenvallen met die van het genoemde bewegende deel of de genoemde stator. 1.5

64. Motoreenheid volgens conclusie 62, waarin de bewegingsrichtingen van het genoemde veelvoud van bedieningselementen loodrecht op elkaar staan.

65. Motoreenheid volgens conclusie 62, waarin tenminste een van de genoemde bedieningselementen een 20 meerlaags piëzo-elektrisch bedieningselement is.

66. Motoreenheid volgens conclusie 65, waarin een versterkingsplaat of draad aangebracht is op het meerlaags piëzo-elektrische bedieningselement om zodoende te waarborgen dat het genoemde piëzo-elektrische bedienings- 25 element praktisch alleen in een bepaalde richting kan bewegen.

67. Motoreenheid volgens conclusie 62, waarin tenminste een van de genoemde bedieningselementen een mag-netostrictief bedieningselement is. 3q

68. Motoreenheid volgens conclusie 62, waarin het contactloze krachtsoverbrengingsmechanisme een magnetisch krachtsoverbrengingsmechanisme is met magneetpolen en voor het magnetisch koppelen van de verplaatsingen van de genoemde bedieningselementen.

69. Motoreenheid volgens conclusie 68, waarin het .8720376 N996/JR/cv - 39 - magnetische mechanisme voor het overdragen van de kracht tenminste een magneetkop heeft en de genoemde magneetpolen gevormd zijn aan twee einden van een spleet van de genoemde magneetkop.

70. Motoreenheid volgens conclusie 69, waarin het mechanisme voor het overdragen van de magnetische kracht twee magneetkoppen heeft elk voorzien van een veelvoud van spleten en de genoemde magneetkoppen zodanig geplaatst zijn dat de spleten daarvan tegenover elkaar liggen.

71. Motoreenheid volgens conclusie 70, waarin de genoemde magneetkoppen dezelfde spleetstructuur hebben.

72. Motoreenheid volgens conclusie 69, waarin de genoemde magneetkop een meerlaags spleetstructuur heeft bevattende een veelvoud van spleten gevormd door het achter- 15 eenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal en een magnetisch materiaal en een permanente magneet is aangebracht in een magnetisch circuit dat de genoemde meerlaags spleetstructuur bevat.

73. Motoreenheid volgens conclusie 69, waarin het 20 mechanisme voor het overdragen van de magnetisch kracht een veelvoud heeft van magneetpolen aan een zijde gelegen tegenover de spleten van de genoemde magneetkop.

74. Motoreenheid volgens conclusie 73, waarin de genoemde magneetkop een eerste meerlaags spleetstructuur 25 bevat, verkregen door het achtereenvolgens stapelen van een niet-magnetisch materiaal met een dikte g en een magnetisch materiaal met een dikte d om twee of meer spleten te vormen en dat genoemde magneetpolen van het genoemde bewegende deel gevormd worden door een tweede meerlaags spleetstruc- 30 tuur verkregen door het achtereenvolgens stapelen van een magnetisch materiaal met een dikte D en een niet-magnetisch materiaal met een dikte G om twee of meer spleten te vormen.

75. Motoreenheid volgens conclusie 74,.waarin de 35 genoemde magneetkop een permanente magneet heeft_ in een „ 872 0376 N996/jR/cv - 40 - magnetisch circuit waarin zich de genoemde eerste meerlaags spleetstructuur bevindt.

76. Motoreenheid volgens conclusie 74 waarin de afmetingen van de genoemde eerste en tweede meerlaags 5 spleetstructuren voldoen aan d ? G en g = D. Eindhoven, 27 juli 1988 c 87 2 0376