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Dokumentenidentifikation DE102004028926A1 20.01.2005
Titel Anker eines Linearmotors
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Hashimoto, Akira, Tokyo/Tokio, JP;
Kimura, Yasuki, Tokyo/Tokio, JP;
Yamashiro, Satoshi, Tokyo/Tokio, JP;
Nakahara, Yuji, Tokyo/Tokio, JP;
Watarai, Akira, Tokyo/Tokio, JP;
Nakamoto, Michio, Tokyo/Tokio, JP
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Anmeldedatum 15.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004028926
Offenlegungstag 20.01.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.01.2005
IPC-Hauptklasse H02K 41/02
Zusammenfassung Ein Anker (1) eines Linearmotors umfasst mehrere erste Magnetzähne (6) und mehrere zweite Magnetzähne (7), wobei jeder der Magnetzähne dadurch ausgebildet wird, dass mehrere aus Stahlplatten aus Elektroblech bestehende Zahnelemente schichtweise angeordnet werden. Die ersten Magnetzähne (6) sind Seite an Seite in einer linearen Form angeordnet, während sich die zweiten Magnetzähne (7) jeweils einzeln zwischen den aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähnen (6) befinden. Jeder der zweiten Magnetzähne (7) verbindet die beiden benachbarten ersten Magnetzähne (6) miteinander, die sich auf beiden Seiten befinden.

Beschreibung[de]
1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Anker eines Linearmotors und im Spezielleren auf einen Anker eines Linearmotors, der mit verbesserter Produktionsleistung hergestellt werden kann, wobei der Anker ein reduziertes Gewicht aufweist und eine höhere Schubwirkung pro Gewicht erzeugt.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Ein Linearmotor umfasst als Hauptbestandteile einen Anker (bewegliches Teil) und einen Stator, die einander zugewandt angeordnet sind, wobei ein einheitlicher Magnetspalt dazwischen ausgebildet ist. Der Anker umfasst mehrere Seite an Seite in linearer Form angeordnete Magnetzähne, wobei Spulen um die einzelnen Magnetzähne gewickelt sind, jeder der Magnetzähne einen schichtweise aufgebauten Ankerkernblock aufweist, der dadurch gebildet ist, dass mehrere aus Stahlplatten aus Elektroblech bestehende Zahnelemente schichtweise aufgebaut sind. Der Stator umfasst ein Joch und mehrere Magnete, die den Magnetzähnen des Ankers zugewandt angeordnet und voneinander durch den zuvor erwähnten Magnetspalt getrennt sind.

Um die Spulen mit hoher Dichte zu wickeln, ist ein ganzer Ankerkern in mehrere Kernblöcke, welche die Magnetzähne darstellen, aufgeteilt, und die Spulen sind um die einzelnen Magnetzähne gewickelt. Der Anker wird dadurch ausgebildet, dass die Magnetzähne mittels einer Montageplatte zu einem einzelnen Aufbau zusammengebaut werden.

Die Magnetzähne besitzen jeweils eine schwalbenschwanzförmige Nut in einer Fläche, die einer dem Stator zugewandten Fläche entgegengesetzt ist. Andererseits weist die Montageplatte vorspringende, passende Abschnitte auf, welche sich in die schwalbenschwanzförmigen Nuten einpassen, die in den einzelnen Magnetzähnen ausgebildet sind. Die Magnetzähne werden zusammengebaut, indem die vorspringenden passenden Abschnitte der Montageplatte in die schwalbenschwanzförmigen Nuten eingepasst werden, wie beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Offenlegungsnr. 2000-217334 offenbart ist.

Die vorgenannte Konstruktion des herkömmlichen Ankers, der dadurch ausgebildet wird, dass mehrere Magnetzähne zu einem einzelnen Aufbau zusammengebaut werden, wirft insofern ein Problem auf, als die passenden Abschnitte der Montageplatte nacheinander einzeln in die schwalbenschwanzförmigen Nuten der einzelnen Magnetzähne eingepasst werden müssen, und dies führt zu niedriger Produktivität.

Ein weiteres Problem des herkömmlichen Ankers besteht darin, dass die vorgenannte Konstruktion die speziell dafür vorgesehene Montageplatte benötigt, um die einzelnen Magnetzähne zusammenzubauen, wobei das Vorsehen der Montageplatte zu einem Anstieg des Gewichts und einer Abnahme der Schubwirkung pro Gewichtbemessungswerten des Ankers führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Anker eines Linearmotors bereitzustellen, der einen Aufbau benutzt, der es möglich macht, die Produktivität bei einem Prozess des Zusammenbaus und der Befestigung mehrerer Magnetzähne in einem einzelnen Aufbau zu verbessern und eine Abnahme des Gewichts des Ankers zu erzielen.

Erfindungsgemäß umfasst ein Anker eines Linearmotors mehrere Seite an Seite in einer linearen Form angeordnete erste Magnetzähne, wobei die ersten Magnetzähne jeweils einen Jochabschnitt und einen Zahnabschnitt aufweisen, der sich vom Jochabschnitt zum Stator des Linearmotors erstreckt, und mehrere zweite Magnetzähne, die jeweils zwischen den Zahnabschnitten jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne angeordnet sind, wobei die zweiten Magnetzähne auf die beiden benachbarten ersten Magnetzähne folgen, die auf beiden Seiten angeordnet sind.

Der Anker der Erfindung lässt sich auf einen Linearmotor anwenden, der beispielsweise in einem linearen Positionierungssystem für eine Werkzeugmaschine verwendet wird.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A ist eine Draufsicht eines Linearmotors nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und 1B ist eine Seitenschnittansicht entlang der Linien A-A von 1A;

die 2A, 2B, 2C und 2D sind Schnittansichten, die erste bis dritte Magnetzähne eines Ankers der ersten Ausführungsform zeigen;

die 3A, 3B, 3C, 3D, 3E und 3F sind schematische Darstellungen, die die ersten bis dritten Magnetzähne zeigen, wobei die 3A, 3C und 3E Vorderansichten und die 3B, 3D und 3F Draufsichten sind;

die 4A und 4B sind Schnittansichten, die einen Vorgang zum Zusammenbau des Ankers der ersten Ausführungsform zeigen;

die 5A und 5B sind Schnittansichten, die auch den Vorgang zum Zusammenbau des Ankers der ersten Ausführungsform zeigen;

die 6A und 6B sind Schnittansichten, die auch den Vorgang zum Zusammenbau des Ankers der ersten Ausführungsform zeigen;

7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die ersten und zweiten Magnetzähne der ersten Ausführungsform zeigen;

8 ist eine Schnittansicht eines Linearmotors nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

9 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Teil eines Ankers des Linearmotors von 8 zeigt;

10 ist eine Schnittansicht, die einen Vorgang zum Zusammenbau des Ankers der zweiten Ausführungsform zeigt;

11A ist eine Draufsicht eines Linearmotors nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und 11B ist eine Schnittansicht entlang der Linien A-A von 11A;

die 12A und 12B sind vergrößerte Schnittansichten der ersten Magnetzähne eines Ankers der dritten Ausführungsform;

die 13A, 13B, 13C, 13D, 13E und 13F sind schematische Darstellungen, die die ersten bis dritten Magnetzähne zeigen, wobei die 13A, 13C und 13E Vorderansichten und die 13B, 13D und 13F Draufsichten sind;

14 ist eine Schnittansicht, die einen Vorgang zum Zusammenbau des Ankers der dritten Ausführungsform zeigt;

15 ist eine Schnittansicht eines Ankers eines Linearmotors nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

16 ist eine Schnittansicht, die einen Vorgang zum Zusammenbau des Ankers der vierten Ausführungsform zeigt;

17 ist eine Schnittansicht, die auch einen Vorgang zum Zusammenbau des Ankers der vierten Ausführungsform zeigt;

die 18A und 18B sind schematische Darstellungen, die eine Situation zeigen, bei der Spalte zwischen vorspringenden Anschlussteilen eines Paars benachbarter erster Magnetzähne und einen schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteil eines dritten Magnetzahns hergestellt werden;

19 ist eine schematische Darstellung, die ein Problem veranschaulicht, das auftreten kann, wenn das schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteil eines dritten Magnetzahns auf die vorspringenden Anschlussteile des benachbarten ersten Magnetzahns aufgesteckt wird;

20 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Problem veranschaulicht, das auftreten kann, wenn das schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteil des dritten Magnetzahns auf die vorspringenden Anschlussteile der benachbarten ersten Magnetzähne aufgesteckt wird;

die 21A und 21B sind Schnittansichten, die einen Hauptabschnitt eines Ankers eines Linearmotors nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigen;

die 22A, 22B, 22C, 22D und 22E sind Schnittansichten, die zeigen, wie ein Anschlussteilpositionierer funktioniert;

23 ist eine Schnittansicht, die eine Variante der fünften Ausführungsform zeigt;

24 ist eine Schnittansicht, die eine weitere Variante der fünften Ausführungsform zeigt;

25 ist eine Schnittansicht, die noch eine weitere Variante der fünften Ausführungsform zeigt;

26 ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts eines Ankers eines Linearmotors nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;

27 ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts eines Ankers eines Linearmotors nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung; und

28 ist eine Schnittansicht, die eine Variante der siebten Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf ihre speziellen Ausführungsformen, welche in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, ausführlich beschrieben.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

1A ist eine Draufsicht eines Linearmotors nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 1B ist eine Seitenschnittansicht des Linearmotors entlang der Linien A-A von 1A, und die 2A2D sind Schnittansichten, die Magnetzähne zeigen.

Der Linearmotor der vorliegenden Erfindung umfasst einen Anker (bewegliches Teil) 1 und einen Stator 3, welche einander zugewandt angeordnet sind, wobei ein einheitlicher Magnetspalt 2 dazwischen ausgebildet ist, wie in 1B gezeigt ist.

Der Stator 3 umfasst ein Joch 4 und mehrere Magnete 5, die Seite an Seite angeordnet und am Joch 4 in abwechselnd umgekehrten Richtungen befestigt sind, um abwechselnde Polaritäten zu erzeugen. Der Anker 1 umfasst mehrere erste Magnetzähne 6, mehrere zweite Magnetzähne 7, einen dritten Magnetzahn 8 und Treiberspulen 9, die um die einzelnen Magnetzähne 6, 7, 8 gewickelt sind.

Jeder der ersten Magnetzähne 6 wird dadurch ausgebildet, dass mehrere Zahnelemente schichtweise angeordnet sind, wobei jedes einen Jochabschnitt 61 und einen Zahnabschnitt 62 aufweist, der vom Jochabschnitt 61 zum Stator 3 hin vorspringt, wie in den 2A und 2B gezeigt ist. Die Zahnelemente werden dadurch hergestellt, dass eine Stahlplatte aus Elektroblech ausgeschnitten wird. Die ausgeschnittenen Zahnelemente werden gestapelt und aneinander befestigt, indem Befestigungslöcher 61d, 62a so durch die gestapelten Stahlblechplatten gestanzt werden, dass vorspringende Ränder, die sich um die Befestigungslöcher 61d, 62a in den aufeinanderfolgenden Stahlblechplatten herum erheben, ineinander eingreifend befestigt werden. Der erste Magnetzahn 6 hat eine vertikale Endfläche 61a, ein Anschlussteil 61b, das sich von der vertikalen Endfläche 61a nach unten erstreckt, und ein Schweißteil 61c, das sich auf jeder Seite des Jochabschnitts 61 von der vertikalen Endfläche 61a nach oben erstreckt. Die vertikalen Endflächen 61a der aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne 6 sind, wie in den 1A und 1B gezeigt, miteinander Fläche an Fläche in Kontakt. Die Treiberspule 9 ist um jeden Zahnabschnitt 62 gewickelt, wobei ein Isolator 10 dazwischen eingesetzt ist.

Der erste Magnetzahn 6 weist darüber hinaus ein Befestigungsstangenhalteteil 61e auf, das auf einer oberen Fläche des Jochabschnitts 61 ausgebildet ist. Das Befestigungsstangenhalteteil 61e jedes Paars von benachbarten ersten Magnetzähnen 6 (2A und 2B) sind im Hinblick auf ihre zugewandten vertikalen Endflächen 61a symmetrisch angeordnet. Eine Befestigungsstange 12 ist an den Befestigungsstangenteilen 61e jedes Paars benachbarter erster Magnetzähne 6 angebracht, wie in den 1A und 1B gezeigt ist. Die Befestigungsstange 12 ist ein längliches stabartiges Teil mit Schraubenlochblöcken, worin Schraubenlöcher 12a ausgebildet sind, die beispielsweise zum Befestigen des Ankers 1 an einer Werkzeugmaschine verwendet werden.

Jeder der zweiten Magnetzähne 7 wird dadurch ausgebildet, dass mehrere Zahnelemente schichtweise angeordnet sind, die zusammen einen wie in 2C gezeigten Zahnabschnitt 71 darstellen. Wie im Falle der ersten Magnetzähne 6, werden die Zahnelemente jedes der zweiten Magnetzähne 7 dadurch hergestellt, dass eine Stahlplatte aus Elektroblech pressgeschnitten wird. Die pressgeschnittenen Zahnelemente werden gestapelt und aneinander befestigt, indem Befestigungslöcher 71b so durch die gestapelten Stahlblechplatten gestanzt werden, dass vorspringende Ränder, die sich um die Befestigungslöcher 71b in den aufeinanderfolgenden Stahlblechplatten herum erheben, ineinander eingreifend befestigt werden. Ein schwalbenschwanz- und nutförmiges Anschlussteil 71a ist in einer Endfläche des Zahnabschnitts 71 jedes zweiten Magnetzahns 7 einer Endfläche entgegengesetzt ausgebildet, die dem Stator 3 zugewandt ist. Die Anschlussteile 61b jedes aufeinanderfolgenden Paars erster Magnetzähne 6 sind in das in jedem zweiten Magnetzahn 7 ausgebildete schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteil 71a eingepasst. Die Treiberspule 9 ist um jeden Zahnabschnitt 71 gewickelt, wobei ein Isolator 10 dazwischen eingesetzt ist.

Der dritte Magnetzahn 8 befindet sich an einem Ende des Ankers 1. Der dritte Magnetzahn 8 ist dadurch ausgebildet, dass mehrere Zahnelemente schichtweise angeordnet sind, die zusammen einen wie in 2D gezeigten Zahnabschnitt 81 darstellen. Wie im Falle der ersten Magnetzähne 6, werden die Zahnelemente des dritten Magnetzahns 8 dadurch hergestellt, dass eine Stahlplatte aus Elektroblech pressgeschnitten wird. Die pressgeschnittenen Zahnelemente werden gestapelt und aneinander befestigt, indem Befestigungslöcher 81d so durch die gestapelten Stahlblechplatten gestanzt werden, dass vorspringende Ränder, die sich um die Befestigungslöcher 81d in den aufeinanderfolgenden Stahlblechplatten herum erheben, ineinander eingreifend befestigt werden. Der dritte Magnetzahn 8 hat an einem Ende, das einem dem Stator 3 entgegengesetzten Ende zugewandt ist, einen Ausschnitt, wobei der Ausschnitt eine vertikale Endfläche 81a aufweist, wobei sich ein nutförmiges Anschlussteil 81b von der vertikalen Endfläche 81a nach unten erstreckt, und ein Schweißteil 81c, das sich von der vertikalen Endfläche 81a nach oben erstreckt. Die vertikale Endfläche 81a wird Fläche an Fläche mit der vertikalen Endfläche 61a des benachbarten ersten Magnetzahns 6 gehalten. Die Treiberspule 9 ist um einen Zahnabschnitt 81 gewickelt, wobei ein Isolator 10 dazwischen eingesetzt ist.

Die 3A3F sind schematische Darstellungen, welche die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 zeigen, wobei die 3A, 3C und 3E Vorderansichten und die 3B, 3D und 3F Draufsichten sind. Wie in diesen Figuren dargestellt ist, besteht jeder erste Magnetzahn 6 aus zwei Zahn-Kernabschnitten 6a, 6b, wovon jeder eine Länge L1 in einer Richtung hat, in der die Zahnelemente gestapelt sind, jeder zweite Magnetzahn 7 besteht aus drei Zahn-Kernabschnitten 7a, 7b, 7c, wovon jeder eine Länge L2 in einer Richtung hat, in der die Zahnelemente gestapelt sind, und ein dritter Magnetzahn 8 besteht aus drei Zahn-Kernabschnitten 8a, 8b, 8c, wovon jeder in einer Richtung, in der die Zahnelemente gestapelt sind, dieselbe Länge L2 hat wie die Zahn-Kernabschnitte 7a, 7b, 7c. Die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 werden dadurch ausgebildet, dass die Zahn-Kernabschnitte 6a, 6b, die Zahn-Kernabschnitte 7a, 7b, 7c und die Zahn-Kernabschnitte 8a, 8b, 8c jeweils in ihrer Längsrichtung (Zahnelementstapelrichtung) zusammengefügt werden, wie in 1A gezeigt ist.

Ein Vorgang zum Zusammenbau des Ankers 1 wird nun insbesondere mit Bezug auf die 4A, 4B, 5A, 5B, 6A und 6B beschrieben, welche schematische Schnittdarstellungen sind, die den Zusammenbauvorgang zeigen.

Jeder der ersten Magnetzähne 6 wird dadurch ausgebildet, dass die beiden Zahn-Kernabschnitte 6a, 6b zusammengefügt werden, wovon jeder die Länge L1 in seiner Längsrichtung (Zahnelementstapelrichtung) hat. Entsprechend wird jeder der zweiten Magnetzähne 7 dadurch ausgebildet, dass die drei Zahn-Kernabschnitte 7a, 7b, 7c zusammengefügt werden, wovon jeder die Länge L2 in seiner Längsrichtung hat, und der dritte Magnetzahn 8 wird dadurch ausgebildet, dass die drei Zahn-Kernabschnitte 8a, 8b, 8c zusammengefügt werden, wovon jeder die Länge L2 in seiner Längsrichtung hat. Dann werden die Treiberspulen 9 auf die Zahnabschnitte 62, 71, 81 der einzelnen ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 gewickelt, wobei die Isolatoren 10 zwischen den Treiberspulen 9 und den Zahnabschnitten 62, 71, 81 eingesetzt werden.

Die ersten Magnetzähne 6, auf welche die Treiberspulen 9 gewikkelt wurden, werden in einer Linie mit ihren vertikalen Endflächen 61a angeordnet, die Fläche an Fläche in Kontakt mit einander eingesetzt sind, wie in 4A gezeigt ist.

Die zweiten Magnetzähne 7, auf welche die Treiberspulen 9 gewickelt wurden, werden dann zwischen die Zahnabschnitte 62 des darauffolgenden ersten Magnetzahns 6 gesetzt, und die schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteile 71a der zweiten Magnetzähne 7 werden in die Anschlussteile 61b eingepasst, die von unteren Enden der vertikalen Endflächen 61a der ersten Magnetzähne 6 vorspringen, wie in 4B dargestellt ist. Wenn die Anschlussteile 71a der zweiten Magnetzähne 7 auf diese Weise in die Anschlussteile 61b der darauffolgenden ersten Magnetzähne 6 eingepasst sind, sind die in einer linearen Gruppierung angeordneten ersten Magnetzähne 6 fest miteinander verbunden. Der dritte Magnetzahn 8 wird auch an einem Ende der linearen Gruppierung der ersten Magnetzähne 6 eingepasst, wenn gleichzeitig die nutförmigen Anschlussteile 81b des dritten Magnetzahns 8 in den nach unten vorspringenden Anschlussteilen 61b des ersten Magnetzahns 6 an einem Ende der linearen Gruppierung eingepasst werden.

Um als Nächstes die nachfolgenden ersten Magnetzähne 6 miteinander und die ersten Magnetzähne 6 an einem Ende mit dem dritten Magnetzahn 8 noch fester zu verbinden, werden die nach oben vorspringenden Schweißteile 61c jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne 6 und die nach oben vorspringenden Schweißteile 61c, 81c der benachbarten ersten und dritten Magnetzähne 6, 8 verschweißt, indem beispielsweise ein Wolfram-Inertgas-Schweißgerät (WIG-Schweißgerät) 11 verwendet wird, wie in den 5A und 5B gezeigt ist. Während dieser Schweißvorgang dazu dient, die ersten und dritten Magnetzähne 6 und 8 noch fester zu verbinden, ist dieser Vorgang aber nicht unbedingt notwendig, um den Anker 1 zusammenzubauen.

Als Nächstes wird mit Bezug auf die 6A und 6B jede Befestigungsstange 12, in welcher die Schraubenlöcher 12a zur Befestigung des wie zuvor beschrieben zusammengebauten Ankers 1 an einer Ausrüstung wie einer Werkzeugmaschine ausgebildet sind, zwischen den Befestigungsstangenhalteteilen 61e der benachbarten ersten Magnetzähne 6 eingesteckt und beispielsweise durch WIG-Schweißen am Anker 1 befestigt.

Wie in der vorstehenden Erörterung dargestellt ist, werden die einzelnen zweiten Magnetzähne 7 zwischen den Zahnabschnitten 62 der benachbarten ersten Magnetzähne 6 eingepasst, und die darauffolgenden ersten Magnetzähne 6 werden in der vorliegenden Ausführungsform durch die zweiten Magnetzähne 7 miteinander verbunden. Dieser Aufbau der Ausführungsform trägt im Vergleich zu dem früher erwähnten herkömmlichen Aufbau zur Verbesserung der Produktionsleistung bei, da die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 mit einer geringeren Anzahl von Verbindungsstellen miteinander verbunden werden, d.h. eine Verbindungsstelle kommt auf zwei Magnetzähne.

Der zuvor erwähnte Aufbau der vorliegenden Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als der Anker 1 dadurch leicht zusammengebaut werden kann, dass die nutförmigen Anschlussteile 71a der zweiten Magnetzähne 7 und die nutförmigen Anschlussteile 81b des dritten Magnetzahns 8 in die nach unten vorspringenden Anschlussteile 61b der ersten Magnetzähne 6 eingepasst werden.

Wie bereits erwähnt, werden die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 einzeln dadurch ausgebildet, dass die mehreren Zahn-Kernabschnitte verbunden werden. Dieser Aufbau der Ausführungsform bietet den weiteren Vorteil, dass die Ausgangsleistung des Linearmotors nach Bedarf problemlos abgeändert werden kann, indem die Anzahl von Zahn-Kernabschnitten, die miteinander verbunden werden, um jeweils die Magnetzähne 6, 7, 8 zu bilden, abgeändert wird.

Wird ein Zahn-Kernabschnitt durch Stapeln einer großen Anzahl von Zahnelementen ausgebildet, könnten Fehler in den Dicken der einzelnen Zahnelemente sich in der Stapelrichtung akkumulieren, wodurch der schichtweise aufgebaute Zahn-Kernabschnitt, wenn er fertig ist, schief oder verzogen wird. Es ist möglich, eine solche Schiefstellung oder ein solches Verziehen der ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 in dieser Ausführungsform zu verhindern, weil die einzelnen Magnetzähne 6, 7, 8 dadurch ausgebildet werden, dass die mehreren Zahn-Kernabschnitte verbunden werden.

Um einen Magnetzahn mit einer großen Zahnelementstapeldicke herzustellen, muss allgemein eine groß bemessene untere Form zum Stapeln einer großen Anzahl von Zahnelementen vorbereitet werden. In dieser Ausführungsform werden die einzelnen Magnetzähne 6, 7, 8 dadurch ausgebildet, dass die mehreren Zahn-Kernabschnitte, wovon jeder eine bestimmte Stapeldicke (L1 oder L2) hat, verbunden werden. Es ist deshalb möglich, Magnetzähne mit einer großen Zahnelementstapeldicke herzustellen, indem nach der Ausführungsform der Erfindung eine relativ klein bemessene untere Form verwendet wird.

Wie aus 1A ersichtlich ist, sind eine Verbindungsstelle zwischen den Zahn-Kernabschnitten 6a, 6b des ersten Magnetzahns 6, Verbindungsstellen zwischen den Zahn-Kernabschnitten 7a, 7b und 7c des zweiten Magnetzahns 7 und Verbindungsstellen zwischen den Zahn-Kernabschnitten 8a, 8b und 8c des jeweils dritten Magnetzahns 8 in der Draufsicht in einem versetzten Muster (und nicht in einer Linie) angeordnet. Diese versetzte Anordnung der Verbindungsstellen dient dazu, eine Abnahme der strukturellen Festigkeit jedes ersten Magnetzahns 6 an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Zahn-Kernabschnitten 6a und 6b zu minimieren.

Die Befestigungsstangen 12, in welchen die Schraubenlöcher 12a ausgebildet sind, werden so am Anker 1 angebracht, dass der Anker 1 an einer Werkzeugmaschine oder dergleichen befestigt werden kann. Diese Anordnung der Ausführungsform dient dazu, das Gewicht des Ankers 1 zu senken und sein Verhältnis Schubwirkung zu Gewicht zu erhöhen.

Während die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 dadurch einzeln ausgebildet werden, dass in der ersten, vorstehend beschriebenen Ausführungsform die mehreren Zahn-Kernabschnitte verbunden werden, erübrigt es sich, zu erwähnen, dass die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 dann nicht unbedingt in mehrere Zahn-Kernabschnitte unterteilt werden müssen, wenn die einzelnen Magnetzähne 6, 7, 8 eine geringe Zahnelementstapeldicke haben oder der Ausgangsleistungsnennwert des Linearmotors begrenzt ist.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

In der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform wird der zweite Magnetzahn 7 jeweils zwischen den benachbarten ersten Magnetzähnen 6 eingesetzt, wobei die schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteile 71a des zweiten Magnetzahns 7 jeweils in die vorspringenden Anschlussteile 61b der ersten Magnetzähne 6 eingepasst werden. Wenn jeder zweite Magnetzahn 7 auf diese Weise zwischen den benachbarten ersten Magnetzähnen 6 eingefügt ist, können sich die ersten Magnetzähne 6 in Richtungen neigen, die in 7 durch Pfeile A gezeigt sind, was möglicherweise die Einfachheit des Zusammenbaus in Frage stellt. Eine nachstehend beschriebene zweite Ausführungsform der Erfindung soll insbesondere eine Neigung der ersten Magnetzähne 6 in den Richtungen des Pfeils A verhindern.

8 ist eine Schnittansicht eines Linearmotors nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung, 9 ist eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung, die einen Teil eines Ankers 1 des Linearmotors von 8 zeigt, und 10 ist eine schematische Schnittdarstellung, die einen Vorgang zum Zusammenbau des Ankers 1 der zweiten Ausführungsform zeigt, worin Elemente, die gleich oder ähnlich denjenigen der ersten Ausführungsform sind, mit denselben Bezugszahlen versehen sind.

In dieser Ausführungsform hat jeder der ersten Magnetzähne 6 Ausschnitte 61f an beiden Seiten des Jochabschnitts 61, wie in den 8 und 9 gezeigt ist. Die Breite jedes Ausschnitts 61f ist dergestalt, dass die Breite W1 eines nutförmigen Kanals, der durch die Ausschnitte 61f zwischen zwei benachbarten ersten Magnetzähnen 6 gebildet wird, wenn die zugewandten vertikalen Endflächen 61a der beiden benachbarten ersten Magnetzähne 6 in gegenseitigen Kontakt gebracht werden, in etwa gleich der Breite W2 des zweiten Magnetzahns 7 ist, der, wie in 10 gezeigt, in den nutförmigen Kanal eingesetzt ist.

Obwohl die beiden benachbarten ersten Magnetzähne 6 zwangsläufig, wie in 9 gezeigt, in die Richtungen des Pfeils A schwenken, wenn der zweite Magnetzahn 7 zwischen den ersten Magnetzähnen 6 eingepasst wird, verhindert ein oberer Abschnitt des zweiten Magnetzahns 7, der in den zwischen den benachbarten ersten Magnetzähnen 6 entstandenen nutförmigen Kanal eingesetzt ist, dass die ersten Magnetzähne 6 in die Richtungen des Pfeils A schwenken. Deshalb dient der vorstehend erwähnte Aufbau der zweiten Ausführungsform dazu, zu verhindern, dass sich die ersten Magnetzähne 6 zur Seite neigen, wodurch ein einfacher Zusammenbau sichergestellt wird.

Darüber hinaus dient der Aufbau dieser Ausführungsform, bei dem die zweiten Magnetzähne 7 in die jeweiligen nutförmigen Kanäle eingesetzt sind, dazu, die Kontaktbereiche zwischen den ersten und zweiten Magnetzähnen 6, 7 zu vergrößern, und dies macht es möglich, eine Zunahme des Magnetverlusts (der Reluktanz) zu unterdrücken, der (die) zwischen den ersten und zweiten Magnetzähnen 6, 7 auftreten kann.

DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM

11A ist eine Draufsicht eines Linearmotors nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, 11B ist eine Seitenschnittansicht des Linearmotors entlang der Linien A-A von 11A, die 12A und 12B sind vergrößerte Schnittansichten von ersten Magnetzähnen 6 eines Ankers 1, der im Linearmotor der dritten Ausführungsform Verwendung findet, und die 13A13F sind schematische Darstellungen, welche die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 zeigen, worin Elemente, die gleich oder ähnlich denjenigen der vorstehenden Ausführungsformen sind, mit denselben Bezugszahlen versehen sind.

In dieser Ausführungsform sind, wie in den 11A und 11B gezeigt, die Treiberspulen 9 nur um die Zahnabschnitte 62 der ersten Magnetzähne 6 gewickelt, und nicht um die zweiten Magnetzähne 7 oder die dritten Magnetzähne 8.

In diesem Aufbau fungieren die ersten Magnetzähne 6, auf welche die Treiberspulen 9 gewickelt sind, als Hauptmagnetzähne, während die zweiten Magnetzähne 7, auf welche keine Spulen gewickelt sind, als Hilfsmagnetzähne fungieren, um Verkämmungskraft und Kraftwelligkeiten zu unterdrücken. Die dritten Magnetzähne 8, die sich an beiden Enden des Ankers 1 befinden, fungieren als Hilfszähne zum Unterdrücken von als im Endeffekt wirkender Verkämmungskraft.

Wie in den 11B, 12A und 12B gezeigt ist, wird jeder der ersten Magnetzähne 6 dadurch ausgebildet, dass mehrere Zahnelemente schichtweise angeordnet werden, wovon jedes einen Jochabschnitt 61 und einen Zahnabschnitt 62 hat, der vom Jochabschnitt 61 zum Stator 3 hin vorspringt. Wie bei der ersten Ausführungsform werden die Zahnelemente gestapelt und miteinander verbunden, indem Befestigungslöcher 61d, 62a so durch die gestapelten Zahnelemente gestanzt werden, dass vorspringende Ränder, die sich um die Befestigungslöcher 61d, 62a in den aufeinanderfolgenden Zahnelementen herum erheben, ineinander eingreifend befestigt werden. Der erste Magnetzahn 6 hat eine vertikale Endfläche 61a, ein Anschlussteil 61b, das von der vertikalen Endfläche 61a nach unten vorspringt, und ein Schweißteil 61c, das auf jeder Seite von der vertikalen Endfläche 61a nach oben vorspringt. Die vertikalen Endflächen 61a der benachbarten ersten Magnetzähne 6 werden Fläche an Fläche in Kontakt miteinander gehalten, wie in den 11A und 11B gezeigt ist. Die Treiberspule 9 ist um jeden Zahnabschnitt 62 gewickelt, wobei ein Isolator 10 dazwischen eingesetzt ist.

Der erste Magnetzahn 6 besitzt darüber hinaus ein Befestigungsstangenhalteteil 61e, das auf einer oberen Fläche des Jochabschnitts 61 ausgebildet ist. Die Befestigungsstangenhalteteile 61e jedes Paars benachbarter erster Magnetzähne 6 (12A und 12B) sind im Hinblick auf ihre zugewandten vertikalen Endflächen 61a symmetrisch angeordnet. Eine Befestigungsstange 12 ist an dem Befestigungsstangenhalteteil 61e jedes Paars benachbarter erster Magnetzähne 6 befestigt, wie in den 11A und 11B gezeigt ist. Die Befestigungsstange 12 ist ein längliches stabartiges Teil mit Schraubenlochblöcken, worin Schraubenlöcher 12a ausgebildet sind, die beispielsweise zum Befestigen des Ankers 1 an einer Werkzeugmaschine verwendet werden.

Die 13A13F sind schematische Darstellungen, welche die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 zeigen, worin die 13A, 13C und 13E Vorderansichten und die 13B, 13D und 13F Draufsichten sind. Wie in diesen Figuren dargestellt ist, besteht jeder erste Magnetzahn 6 aus zwei Zahn-Kernabschnitten 6a, 6b, wovon jeder eine Länge L3 in einer Richtung hat, in der die Zahnelemente gestapelt sind, jeder zweite Magnetzahn 7 besteht aus drei Zahn-Kernabschnitten 7a, 7b, 7c, wovon jeder eine Länge L4 in einer Richtung hat, in der die Zahnelemente gestapelt sind, und jeder dritte Magnetzahn 8 besteht aus drei Zahn-Kernabschnitten 8a, 8b, 8c, wovon jeder dieselbe Länge L4 wie die Zahn-Kernabschnitte 7a, 7b, 7c in einer Richtung hat, in der die Zahnelemente gestapelt sind. Die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 werden dadurch ausgebildet, dass die Zahn-Kernabschnitte 6a, 6b, die Zahn-Kernabschnitte 7a, 7b, 7c und die Zahn-Kernabschnitte 8a, 8b, 8c jeweils in ihrer Längsrichtung (Zahnelementstapelrichtung) verbunden sind, wie in 11A gezeigt ist.

Nun wird insbesondere mit Bezug auf 14, welche eine schematische Schnittdarstellung ist, die den Montagevorgang zeigt, ein Vorgang zum Zusammenbau des Ankers 1 erklärt.

Jeder der ersten Magnetzähne 6 wird dadurch ausgebildet, dass die beiden Zahn-Kernabschnitte 6a, 6b verbunden werden, wovon jeder die Länge L1 in seiner Längsrichtung (Zahnelementstapelrichtung) hat, und die Treiberspulen 9 werden auf die Zahnabschnitte 62 der einzelnen ersten Magnetzähne 6 gewickelt, wobei die Isolatoren 10 zwischen den Treiberspulen 9 und den Zahnabschnitten 62 eingesetzt werden.

Die ersten Magnetzähne 6, auf welche die Treiberspulen 9 gewickelt wurden, sind in einer Linie angeordnet, wobei ihre vertikalen Endflächen 61a Fläche an Fläche in Kontakt miteinander angeordnet sind, wie in 14 gezeigt ist.

Die nutförmigen Anschlussteile 71a, die in den drei Zahn-Kernabschnitten 7a, 7b, 7c ausgebildet sind, die jeweils die zweiten Magnetzähne 7 darstellen, sind in die nach unten vorspringenden Anschlussteile 61b aufeinanderfolgender Paare von benachbarten ersten Magnetzähnen 6 eingepasst, wobei die zweiten Magnetzähne 7 die Hilfsmagnetzähne darstellen. Wenn die Anschlussteile 71a der zweiten Magnetzähne 7 auf diese Weise in die Anschlussteile 61b der darauffolgenden ersten Magnetzähne 6 eingepasst sind, sind die in einer linearen Gruppierung angeordneten ersten Magnetzähne 6 fest miteinander verbunden. Die nutförmigen Anschlussteile 81b, die in den drei Zahn-Kernabschnitten 8a, 8b, 8c ausgebildet sind, welche jeweils die dritten Magnetzähne 8 darstellen, sind gleichzeitig auch in die nach unten vorspringenden Anschlussteile 61b der beiden ersten Magnetzähne 6 an beiden Enden der linearen Gruppierung eingepasst, wobei die dritten Magnetzähne 8 die Hilfszähne bilden.

Um als Nächstes die nachfolgenden ersten Magnetzähne 6 miteinander und die ersten Magnetzähne 6 an beiden Enden mit dem dritten Magnetzahn 8 noch fester zu verbinden, werden die nach oben vorspringenden Schweißteile 61c jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne 6 und die nach oben vorspringenden Schweißteile 61c, 81c der benachbarten ersten und dritten Magnetzähne 6, 8 verschweißt, indem beispielsweise ein (nicht gezeigtes) Wolfram-Inertgas-Schweißgerät (WIG-Schweißgerät) verwendet wird. Während dieser Schweißvorgang dazu dient, die ersten und dritten Magnetzähne 6 und 8 noch fester zu verbinden, ist dieser Vorgang aber nicht unbedingt notwendig, um den Anker 1 zusammenzubauen.

Jede Befestigungsstange 12, in welcher die Schraubenlöcher 12a zur Befestigung des wie zuvor beschrieben zusammengebauten Ankers 1 an einer Ausrüstung wie einer Werkzeugmaschine ausgebildet sind, wird zwischen den Befestigungsstangenhalteteilen 61e der benachbarten ersten Magnetzähne 6 eingesteckt und beispielsweise durch WIG-Schweißen am Anker 1 befestigt.

Wie in der vorstehenden Erörterung dargestellt ist, werden die einzelnen zweiten Magnetzähne 7 zwischen den Zahnabschnitten 62 der benachbarten ersten Magnetzähne 6 eingepasst, und die darauffolgenden ersten Magnetzähne 6 werden in der vorliegenden Ausführungsform durch die zweiten Magnetzähne 7 miteinander verbunden. Dieser Aufbau der Ausführungsform trägt im Vergleich zu dem früher erwähnten herkömmlichen Aufbau zur Verbesserung der Produktionsleistung bei, da die ersten bis dritten Magnetzähne mit einer geringeren Anzahl von Verbindungsstellen miteinander verbunden werden, d.h. eine Verbindungsstelle kommt auf zwei Magnetzähne.

Der zuvor erwähnte Aufbau der vorliegenden Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als der Anker 1 dadurch leicht zusammengebaut werden kann, dass die nutförmigen Anschlussteile 71a der zweiten Magnetzähne 7 und die nutförmigen Anschlussteile 81b des dritten Magnetzahns 8 in die nach unten vorspringenden Anschlussteile 61b der ersten Magnetzähne 6 eingepasst werden.

Die Zahn-Kernabschnitte 7a, 7b, 7c, die jeweils den zweiten Magnetzahn 7 darstellen, und die Zahn-Kernabschnitte 8a, 8b, 8c, die jeweils den dritten Magnetzahn 8 darstellen, sind kurze mechanische Teile, die in der Zahnelementstapelrichtung verteilt sind, wie in den 13A13F gezeigt ist. Da die zweiten und dritten Magnetzähne 7, 8 mit den ersten Magnetzähnen 6 dadurch verbunden werden, dass die Anschlussteile 71a, 81b dieser kurzen mechanischen Teile in die Anschlussteile 61b der ersten Magnetzähne 6 eingepasst werden, kann der Anker 1 leicht zusammengebaut werden, ohne dass dabei eine große Kraft angewandt werden müsste.

Da darüber hinaus die Treiberspulen 9 nur um die ersten Magnetzähne 6 gewickelt sind, ist in dieser Ausführungsform die Zeit zum Aufwickeln der Spulen reduziert.

Während in dieser Ausführungsform die Treiberspulen 9 nur um die ersten Magnetzähne 6 gewickelt sind, wird dieselbe vorteilhafte Wirkung wie vorstehend beschrieben auch dann erzielt, wenn die Treiberspulen 9 nur um die zweiten und dritten Magnetzähne 7, 8 und nicht um die ersten Magnetzähne 6 gewickelt sind.

VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM

15 ist eine Schnittansicht eines Ankers 1 eines Linearmotors nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die 16 und 17 sind schematische Schnittdarstellungen, die einen Vorgang zum Zusammenbau des Ankers 1 der vierten Ausführungsform zeigen, worin Elemente, die gleich oder ähnlich denjenigen der vorstehenden Ausführungsformen sind, mit denselben Bezugszahlen versehen sind.

In dieser Ausführungsform sind Zahnelemente, die aufeinanderfolgende erste Magnetzähne 6 darstellen, durch flexible Verbindungen 61g nacheinander wie eine Kette aufgereiht, wie in 15 zu sehen ist. Die Kette der ersten Magnetzähne 6 kann an den Verbindungen 61g gebogen werden, um einen wie in 16 gezeigten Bogen zu bilden, so dass der Abstand zwischen den Zahnabschnitten 62 der aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne 6 größer wird.

Die Treiberspulen 9 sind um die Zahnabschnitte 62 der einzelnen ersten Magnetzähne 6 gewickelt, wobei der Abstand zwischen den Zahnabschnitten 62 der aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne 6 größer ist, wie in 16 gezeigt ist.

Nachdem die Treiberspulen 9 um die Zahnabschnitte 62 der einzelnen ersten Magnetzähne 6 gewickelt wurden, wird die Kette der ersten Magnetzähne 6 zu einer geraden Form gestreckt, indem die Kette an den Verbindungen 61g gebogen wird, wie in 17 gezeigt ist. Dann werden die nutförmigen Anschlussteile 71a der zweiten Magnetzähne 7 und die nutförmigen Anschlussteile 81b der dritten Magnetzähne 8 in die nach unten vorspringenden Anschlussteile 61b der ersten Magnetzähne 6 eingepasst, wodurch die aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne 6 fest miteinander verbunden und die zweiten und dritten Magnetzähne 7, 8 sicher mit den ersten Magnetzähnen 6 zusammengebaut sind, wie in 15 gezeigt ist.

Diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als der vorstehend erwähnte Aufbau eine einfachere Handhabung der ersten Magnetzähne 6 bietet, weil die aufeinanderfolgenden Magnetzähne 6 durch die flexiblen Verbindungen in biegsamer Form miteinander verbunden sind.

Da die aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne 6 an den Verbindungen 61g gebogen sind, um, wie in 16 gezeigt, den Abstand zwischen den Zahnabschnitten zu vergrößern, können die Treiberspulen 9 einfach um die Zahnabschnitte 62 der einzelnen ersten Magnetzähne 6 gewickelt werden. Darüber hinaus macht es dieser Aufbau der Ausführungsform möglich, die Treiberspulen 9 automatisch mit einer hohen Dichte zu wickeln.

Während die ersten bis dritten Magnetzähne 6, 7, 8 dadurch ausgebildet werden, dass in den vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen Stahlplatten aus Elektroblech schichtweise zu einzelnen Strukturen angeordnet werden, ist die Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Als Alternative kann die Erfindung erste bis dritte Magnetzähne verwenden, die beispielsweise durch Sintern oder Spritzgießen eines Magnetpulvermaterials hergestellt wurden.

FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM

In den vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen werden die schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteile 71a in die nach unten vorspringenden Anschlussteile 61b eingepasst, wenn jeder der zweiten Magnetzähne 7 zwischen den aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähnen 6 eingesetzt wird. Bei diesem Zahnverbindungsprozess können sich die vorspringenden Anschlussteile 61b jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne 6 plastisch verformen, wodurch Spalte zwischen den vorspringenden Anschlussteilen 61b und den schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteilen 71a des zweiten Magnetzahns 7 entstehen, wie in den 18A und 18B gezeigt ist.

Wenn solche Spalte entstehen, kann der zweite Magnetzahn 7, wie in 19 gezeigt, aufgrund einer von außen auf den Anker 1 angelegten Kraft in einer vertikalen Richtung im Hinblick auf die benachbarten ersten Magnetzähne 6 verschoben werden. Darüber hinaus kann einer der benachbarten ersten Magnetzähne 6 zusammen mit dem zweiten Magnetzahn 7 in der vertikalen Richtung im Hinblick auf den anderen ersten Magnetzahn verschoben werden, wie in 20 gezeigt ist.

Falls die Verbindung irgendeines der ersten und zweiten Magnetzähne 6, 7 aufgrund von Spalten, die zwischen den vorspringenden Anschlussteilen 61b und den schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteilen 71a irgendeines zweiten Magnetzahns 7 entstehen, lose wird, würden sich die ersten und/oder zweiten Magnetzähne 6, 7 während des Zusammenbauvorgangs einfach bewegen und eine Verschlechterung der Montageleistung hervorrufen.

Geht der Zusammenbauvorgang des Ankers 100 unter Bedingungen zu Ende, bei denen der zweite Magnetzahn 7 und/oder der erste Magnetzahn 6 in der vertikalen Richtung im Hinblick auf den angrenzenden ersten Magnetzahn 6 verschoben ist, wie in den 19 und 20 gezeigt ist, tritt wahrscheinlich eine Verschlechterung der Eigenschaften auf, wie etwa Schubwelligkeit.

Eine nachstehend beschriebene fünfte Ausführungsform der Erfindung soll einen Aufbau bereitstellen, welcher keine Verschlechterung bei der Montageleistung oder den Eigenschaften eines Linearmotors verursacht, indem sichergestellt wird, dass keine Spalte zwischen den vorspringenden Anschlussteilen 61b und den schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteilen 71a entstehen.

21A ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts eines Ankers 1 eines Linearmotors nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung, 21B ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die einen Teil des Hauptabschnitts von 21A zeigt, die 22A22E sind Schnittansichten, die zeigen, wie ein Anschlussteilpositionierer 72 funktioniert, und die 2325 sind Schnittansichten, die alternative Aufbauformen des Ankers 1 der fünften Ausführungsform ziegen, worin Elemente, die gleich oder ähnlich denjenigen der ersten Ausführungsform sind, mit denselben Bezugszahlen versehen sind.

In dieser Ausführungsform ist der vorstehend erwähnte Anschlussteilpositionierer 72 mit einem rechteckigen Querschnitt von einem zentralen Teil des Bodens des schwalbenschwanz- und nutförmigen, in jedem zweiten Magnetzahn 7 ausgebildeten Anschlussteils 71a vorspringend ausgebildet, wie in den 21A und 21B gezeigt ist.

Wenn die nach unten vorspringenden Anschlussteile 61b jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne 6 in das schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteil 71a, das in jedem zweiten Magnetzahn 7 ausgebildet ist, eingepasst wird, drückt der Anschlussteilpositionierer 72 die Anschlussteile 61b zu den inneren Seitenwänden des Anschlussteils 71a. Somit ist der Anschlussteilpositionierer 72 derart angeordnet, dass sich die vorspringenden Anschlussteile 61b der benachbarten ersten Magnetzähne 6 wie dargestellt auf jeder Seite des Anschlussteilpositionierers 72 niederlassen.

Der Anschlussteilpositionierer 72 funktioniert wie folgt, wenn jeder zweite Magnetzahn 7 zwischen zwei benachbarten ersten Magnetzähnen 6 eingesetzt wird, wie in den 22A22E dargestellt ist. Als Erstes wird der zweite Magnetzahn 7 in den nutförmigen Kanal eingesetzt, der, wie in 22A gezeigt, von einem Paar von Ausschnitten 61f zwischen den beiden benachbarten ersten Magnetzähnen 6 gebildet wird. Wenn der zweite Magnetzahn 7 weiter zwischen die beiden benachbarten ersten Magnetzähne 6 hineingeschoben wird, gelangen die vorspringenden Anschlussteile 61b mit den oberen Rändern der inneren Seitenwände des Anschlussteils 71a in Kontakt und werden dazu veranlasst, sich auf eine Weise zu verformen, dass ein Spalt zwischen den beiden vorspringenden Anschlussteilen 61b schmäler wird, wie in 22B gezeigt ist. Wird der zweite Magnetzahn 7 noch weiter hineingeschoben, so dass die vorspringenden Anschlussteile 61b in das schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteil 71a eintreten, wie in 22C gezeigt ist, wird der Spalt zwischen den vorspringenden Anschlussteilen 61b aufgrund ihrer Restelastizität etwas größer. Dennoch bleiben die vorspringenden Anschlussteile 61b aufgrund plastischer Verformung noch näher aneinander. Wird der zweite Magnetzahn 7 von dieser Position aus weiter hineingeschoben, gelangen die vorspringenden Anschlussteile 61b in Kontakt mit dem am Boden des schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteils 71a ausgebildeten Anschlussteilpositionierers 72, wobei die vorspringenden Anschlussteile 61b auf dem Anschlussteilpositionierer 72 aufsitzen, wie in 22D gezeigt ist. Wird der zweite Magnetzahn 7 weiter zwischen die beiden benachbarten ersten Magnetzähne 6 hineingeschoben, werden die plastisch verformten Anschlussteile 61b vom Anschlussteilpositionierer 72 so nach außen gedrückt, dass sie, wie in 22E gezeigt, zu einer ursprünglichen Form zurückkehren, die sie vor dem Eintritt der plastischen Verformung hatten. In der Folge werden die beiden vorspringenden Anschlussteile 61b gegen die inneren Seitenwände des Anschlussteils 71a gedrückt, und wobei die vorspringenden Anschlussteile 61b auf diese Weise mit dem Anschlussteil 71a in Eingriff sind, wird der zweite Magnetzahn 7 fest mit den benachbarten ersten Magnetzähnen 6 verbunden, und die ersten Magnetzähne 6 werden sicher miteinander verbunden.

Da der vorspringende schienenartige Anschlussteilpositionierer 72 am Boden des schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteils 71a jedes zweiten Magnetzahns 7 ausgebildet ist, lassen sich die beiden vorspringenden Anschlussteile 61b, wenn sie sich in das Anschlussteil 71a einpassen, wie zuvor erläutert, rittlings auf dem Anschlussteilpositionierer 72 nieder. Das Vorsehen des Anschlussteilpositionierers 72 dient dazu, das Entstehen von Spalten zwischen den vorspringenden Anschlussteilen 61b und den Seitenwänden des schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteils 71a jedes zweiten Magnetzahns 7, und die Bewegung der ersten und zweiten Magnetzähne 6, 7 in der vertikalen Richtung aufgrund einer von außen wirkenden Kraft zu verhindern, so dass sich keiner der ersten und zweiten Magnetzähne 6, 7 im Hinblick auf den benachbarten ersten Magnetzahn 6 verschiebt. Insgesamt dienen die Anschlussteilpositionierer 72 dazu, eine Verschlechterung bei der Montageleistung und den Eigenschaften zu verhindern, wie etwa Schubwelligkeit.

Während der Anschlussteilpositionierer 72 in der vorstehend erläuterten fünften Ausführungsform eine rechteckige, vorspringende Form hat, kann er auch im Querschnitt eine Trapezform besitzen, wie in 23 in einer Variante der Ausführungsform gezeigt ist. Diese Variante bietet dieselben vorteilhaften Wirkungen wie die fünfte Ausführungsform.

Während der Anschlussteilpositionierer 72 in der fünften Ausführungsform mit einer vorspringenden Form am Boden des schwalbenschwanz- und nutförmigen Teils 71a ausgebildet ist, kann dort auch ein gerades Stabelement 90 angeordnet sein, welches mit Innenflächen der beiden vorspringenden Anschlussteile 61b und dem Boden des nutförmigen Anschlussteils 71a in Kontakt gelangt, anstatt den wie in 24 in einer anderen Variante der Ausführungsform gezeigten Anschlussteilpositionierer 72 auszubilden. Diese Variante bietet dieselben vorteilhaften Wirkungen wie die fünfte Ausführungsform.

Darüber hinaus ist es auch möglich, die ersten und zweiten Magnetzähne 6, 7 an einer Verschiebung aufgrund einer von außen wirkenden Kraft in der vertikalen Richtung im Hinblick auf den benachbarten Magnetzahn 6 zu hindern, indem ein Harzmaterial 91 wie ein synthetischer Klebstoff eingespritzt oder aufgetragen wird, um einen Spalt im schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteil 71a aufzufüllen, der entstand, als die vorspringenden Anschlussteile 61b darin eingepasst wurden, wie in 25 gezeigt ist.

SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM

26 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Ankers 1 eines Linearmotors nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, worin Elemente, die gleich oder ähnlich denjenigen der vorstehenden Ausführungsformen sind, mit denselben Bezugszahlen versehen sind.

Werden die beiden Anschlussteile 61b der benachbarten ersten Magnetzähne 6 vom Anschlussteilpositionierer 72 wie in der vorstehend erörterten fünften Ausführungsform nach außen geschoben, kann der zweite Magnetzahn 7, der zwischen den ersten Magnetzähnen 6 eingesetzt ist, zurückgedrückt werden, wodurch eine Endfläche des dem Stator 3 zugewandten zweiten Magnetzahns 7 über Endflächen der benachbarten ersten dem Stator zugewandte Magnetzähne 6 hinaus vorspringt.

In dieser Ausführungsform sind die zweiten Magnetzähne 7 kürzer ausgelegt als die ersten Magnetzähne 6, so dass die Endfläche jedes zweiten dem Stator zugewandten Magnetzahns 7 von den Endflächen der benachbarten ersten dem Stator 3 zugewandten Magnetzähnen 6 um einen bestimmten Betrag Hd nach hinten versetzt ist (und nicht darüber hinaus vorspringt), wie in 26 dargestellt ist.

Dieser Aufbau der sechsten Ausführungsform, bei dem die Endfläche jedes zweiten Magnetzahns 7 von den Endflächen des benachbarten ersten Magnetzahns 6 um den bestimmten Betrag Hd nach hinten versetzt ist, dient dazu, eine Verschlechterung bei der Montageleistung und den Eigenschaften zu verhindern, wie etwa Schubwelligkeit.

SIEBTE AUSFÜHRUNGSFORM

27 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Ankers 1 eines Linearmotors nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und 28 ist eine Schnittansicht, die eine Variante der siebten Ausführungsform zeigt, worin Elemente, die gleich oder ähnlich denjenigen der vorstehenden Ausführungsformen sind, mit denselben Bezugszahlen versehen sind.

Die vorstehenden fünften und sechsten Ausführungsformen verwenden den vorspringenden schienenartigen Anschlussteilpositionierer 72, der an einem zentralen Teil des Bodens des schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteils 71a jedes zweiten Magnetzahns 7 ausgebildet ist, um die ersten und zweiten Magnetzähne 6, 7 daran zu hindern, sich aufgrund einer von außen wirkenden Kraft in der vertikalen Richtung im Hinblick auf den benachbarten ersten Magnetzahn 6 zu verschieben. Hingegen sind in der siebten Ausführungsform von 27 eine Auskehlung 61h und ein Vorsprung 61j an entgegengesetzten vertikalen Endflächen 61a des Jochabschnitts 61 jedes ersten Magnetzahns 6 so ausgebildet, dass sich der Vorsprung 61j, die auf der vertikalen Endfläche 61a eines ersten Magnetzahns 7 ausgebildet ist, in die Auskehlung 61h einpasst, die in der vertikalen Endfläche 61a des benachbarten ersten Magnetzahns 6 ausgebildet ist, um zu verhindern, dass sich die beiden benachbarten ersten Magnetzähne 6 im Hinblick aufeinander verschieben.

In der in 28 gezeigten Variante der siebten Ausführungsform besitzt jeder zweite Magnetzahn 7 einen Anschlussteilpositionierer 72, der an einem zentralen Teil des Bodens des schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteils 71a ausgebildet ist. Die Auskehlung 61h und der Vorsprung 61j zur Verbindung der benachbarten ersten Magnetzähne 6 in Kombination mit dem Anschlussteilpositionierer 72 zum Zurückhalten der vorspringenden Anschlussteile 61b der benachbarten ersten Magnetzähne 6 im schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteil 71a jedes zweiten Magnetzahns 7 dienen dazu, eine gegenseitige Verschiebung aufgrund einer von außen wirkenden Kraft zwischen den benachbarten ersten Magnetzähnen 6 und zwischen den ersten und zweiten Magnetzähnen 6, 7 noch sicherer zu verhindern.

Während in den dargestellten Beispielen der zuvor erwähnten fünften bis siebten Ausführungsformen ein Paar von Ausschnitten 61f in jedem ersten Magnetzahn 6 ausgebildet und die Treiberspulen 9 nicht auf die zweiten Magnetzähne 7 gewickelt sind, lassen sich die Aufbauformen der fünften bis siebten Ausführungsformen auch dann anwenden, wenn keine Ausschnitte 61f in den ersten Magnetzähnen 6 ausgebildet bzw. Treiberspulen 9 sowohl auf die ersten als auch zweiten Magnetzähne 6, 7 gewickelt sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

Anspruch[de]
  1. Anker (1) eines Linearmotors mit mehreren Magnetzähnen, die mit Treiberspulen (9) umwickelt sind, wobei die Magnetzähne umfassen:

    mehrere erste Magnetzähne (6), die Seite an Seite in einer linearen Form angeordnet sind, wobei die ersten Magnetzähne (6) jeweils einen Jochabschnitt (61) und einen Zahnabschnitt (62) aufweisen, der sich vom Jochabschnitt (61) zu einem Stator (3) des Linearmotors hin erstreckt; und

    mehrere zweite Magnetzähne (7), die jeweils zwischen den Zahnabschnitten (62) jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne (6) angeordnet sind, wobei die zweiten Magnetzähne (7) jeweils auf die beiden benachbarten ersten Magnetzähne (6) folgen, die auf beiden Seiten angeordnet sind.
  2. Anker (1) des Linearmotors nach Anspruch 1, bei dem jeder der ersten Magnetzähne (6) eine vertikale Endfläche (61a) und ein Anschlussteil (61b) aufweist, das von der vertikalen Endfläche (61a) auf beiden Seiten des Jochabschnitts (61) nach unten vorspringt, während jeder der zweiten Magnetzähne (7) ein schwalbenschwanz- und nutförmiges Anschlussteil (71a) aufweist, und bei dem die vertikalen Endflächen (61a) der aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne (6) Fläche an Fläche in Kontakt gehalten sind, und die aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne (6) miteinander verbunden werden, wenn die vorspringenden Anschlussteile (61b) jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne (6) in das schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteil (71a) eingepasst werden, das im zweiten Magnetzahn (7) ausgebildet ist, der zwischen den benachbarten ersten Magnetzähnen (6) angeordnet ist.
  3. Anker (1) des Linearmotors nach Anspruch 2, bei dem jeder der ersten Magnetzähne (6) einen Ausschnitt (61f) aufweist, der auf jeder Seite des Jochabschnitts (61) ausgebildet ist, und bei dem ein Ende jedes der zweiten Magnetzähne (7), in welchem das schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteil (71a) ausgebildet ist, in den Ausschnitt (61f) eingesetzt ist.
  4. Anker (1) des Linearmotors nach Anspruch 2, bei dem ein Anschlussteilpositionierer (72) mit einer vorspringenden Form am Boden des in jedem der zweiten Magnetzähne (7) ausgebildeten schwalbenschwanz- und nutförmige Anschlussteils (71a) so ausgebildet ist, dass der Anschlussteilpositionierer (72) die vorspringenden Anschlussteile (61b) jedes aufeinanderfolgenden Paars benachbarter erster Magnetzähne (6) nach außen zu inneren Seitenwänden des schwalbenschwanz- und nutförmigen Anschlussteils (71a) drückt.
  5. Anker (1) des Linearmotors nach Anspruch 4, bei dem ein Ende jedes dem Stator (3) zugewandten zweiten Magnetzahns (7) von Enden des benachbarten dem Stator (3) zugewandten ersten Magnetzahns (6) nach hinten versetzt ist.
  6. Anker (1) des Linearmotors nach Anspruch 2, bei dem eine Auskehlung (61h) in einer vertikalen Endfläche (61a) des Jochabschnitts (61) jedes ersten Magnetzahns (6) ausgebildet ist, und ein Vorsprung (61j) auf der entgegengesetzten vertikalen Endfläche des Jochabschnitts (61) ausgebildet ist, und bei dem der Vorsprung (61j), der auf dem Jochabschnitt (61) jedes ersten Magnetzahns (6) ausgebildet ist, sich in die Auskehlung (61h) einpasst, die im Jochabschnitt (61) des benachbarten ersten Magnetzahns (6) ausgebildet ist.
  7. Anker (1) des Linearmotors nach Anspruch 1, bei dem Treiberspulen (9) auf eine der Gruppen der ersten Magnetzähne (6) und der zweiten Magnetzähne (7) gewickelt sind.
  8. Anker (1) des Linearmotors nach Anspruch 1, bei dem die aufeinanderfolgenden ersten Magnetzähne (6) durch flexible Verbindungen (61g) biegsam in einer kettenartigen Form verbunden sind.
Es folgen 23 Blatt Zeichnungen






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