專利名稱：齒輪馬達(dá)系列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪馬達(dá)系列。
背景技術(shù)：
在很多工業(yè)用機(jī)械等中廣泛使用將產(chǎn)生驅(qū)動力的馬達(dá)和將該馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換成更低速且更強(qiáng)輸出轉(zhuǎn)矩的減速機(jī)(齒輪)等組合而成的齒輪馬達(dá)(齒輪馬達(dá))。通常，考慮用戶的方便性，這種齒輪馬達(dá)被系列化成能夠選定各種容許轉(zhuǎn)矩(也可作為容量或大小的概念掌握)及各種減速比(例如參考專利文獻(xiàn)I)。圖2中示出以往的代表性齒輪馬達(dá)系列的結(jié)構(gòu)。
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圖2的齒輪馬達(dá)系列具有依可容許的轉(zhuǎn)矩(或者容量)而設(shè)定的型號不同的多種(圖不例中為I 5的5種)齒輪Gl G5和依可產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩而設(shè)定的型號不同的多種馬達(dá)(標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá))Ml M5，連結(jié)選自其中的特定型號(例如型號3)的齒輪G3與馬達(dá)M3來構(gòu)成齒輪馬達(dá)GM3。齒輪Gl G5中分別準(zhǔn)備有Rl R6的6種減速比。結(jié)果，通過按5種型號的馬達(dá)連結(jié)具有6種減速比的5X6 = 30種齒輪，使合計30種的齒輪馬達(dá)系列化。用戶從這樣準(zhǔn)備的多種齒輪馬達(dá)中選定任意容許轉(zhuǎn)矩(或者容量)的任意減速比的齒輪馬達(dá)來單獨使用或者用作其他機(jī)器(例如物流機(jī)械)的一個組件。專利文獻(xiàn)I :日本特開平10-110793號公報(圖21)近年來，關(guān)于以恒定速度旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)，在2007年發(fā)行了規(guī)定效率的計算方法的IEC (國際電工委員會)60034-2-1，并在2008年10月發(fā)行了使用該計算方法規(guī)定效率等級的IEC60034-30。其中效率等級為以等級將效率基準(zhǔn)值分類而成，從最高的效率起規(guī)定有IE4 (超超高效)、IE3 (超高效)、IE2 (高效)及IEl (標(biāo)準(zhǔn)效率)。隨著節(jié)能的趨勢各國均示有限制標(biāo)準(zhǔn)效率馬達(dá)(IEl)使用的時間表。但是，在實際執(zhí)行限制前還可以銷售以往的IEl型馬達(dá)，因價格低廉所以還有顧客的需求。另外，對于在限制前作為被驅(qū)動裝置的驅(qū)動組件來設(shè)置的IEl型馬達(dá)，即使在限制后也需要庫存來作為更換組件。這意味著馬達(dá)制造商在今后的一段時間內(nèi)相對相同產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或容量的馬達(dá)需要準(zhǔn)備效率不同的多種馬達(dá)。若也想對IE2 IE4型馬達(dá)構(gòu)筑與以往相同的基本系列時，必須按各自的效率“重新”構(gòu)筑如圖2所示的3種基本系列。即，與僅以以往的IEl型馬達(dá)構(gòu)筑整個系列時相比，必須準(zhǔn)備的馬達(dá)種類增大至4倍，制造商不得不背負(fù)極其重的制造負(fù)擔(dān)或者庫存負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這種問題而完成的，其目的在于通過對效率不同的各基本系列的馬達(dá)進(jìn)行合理的共用化來總體上抑制整個系列中的馬達(dá)種類，作為結(jié)果在各基本系列中提供低成本的齒輪馬達(dá)。
本發(fā)明是通過將齒輪馬達(dá)系列設(shè)為如下結(jié)構(gòu)來解決上述問題，所述齒輪馬達(dá)系列具有依容許轉(zhuǎn)矩或容量而設(shè)定的型號不同的多種齒輪及依產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或容量而設(shè)定的型號不同的多種馬達(dá)，連結(jié)選自其中的特定型號的齒輪與馬達(dá)來構(gòu)成齒輪馬達(dá)系列，其中，包括馬達(dá)效率低的第I基本系列及馬達(dá)效率高于該第I基本系列的第2基本系列，與所述第I基本系列的所述特定型號的齒輪連結(jié)的馬達(dá)與第2基本系列的型號小于所述特定型號的齒輪連結(jié)。提高馬達(dá)效率的各種方法已知有如下例如，(I)設(shè)為使用如IPM或SPM的磁鐵的馬達(dá)；(2)改變磁芯或卷線等構(gòu)成部件的素材(材料)；(3)改變線圈卷線的粗細(xì)或卷繞方法(槽的形狀)等；(4)將流動的電流抑制為較小等。本發(fā)明中，主要著眼于手法(4)，以與涉及轉(zhuǎn)矩或容量的型號的概念的關(guān)系相對地掌握其內(nèi)容。S卩，本發(fā)明不是單獨掌握效率不同的馬達(dá)的基本系列，而是以連結(jié)該馬達(dá)與齒輪的而成的齒輪馬達(dá)系列的形式進(jìn)行處理，設(shè)為與第I基本系列的特定型號的齒輪連結(jié)的馬達(dá)與型號小于第2基本系列的該特定型號的齒輪連結(jié)的結(jié)構(gòu)。·根據(jù)本發(fā)明所涉及的齒輪馬達(dá)系列，能夠在低效率的基本系列以及還能夠在更高效率的基本系列中共用完全相同的馬達(dá)，因此能夠大幅度抑制整個系列中的馬達(dá)種類的增大，且能夠大大減少整個系列的馬達(dá)的制造成本及庫存成本。通過對效率不同的各基本系列的馬達(dá)進(jìn)行合理的共用化來總體上抑制整個系列中的馬達(dá)種類，作為結(jié)果能夠在各基本系列中提供低成本的齒輪馬達(dá)。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的齒輪馬達(dá)系列的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖2是表示以往的齒輪馬達(dá)系列的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖中IE1-標(biāo)準(zhǔn)效率的基本系列，IE2-高效率的基本系列，IE3-更高效率的基本系列，Mal Mcl-基本系列IEl的馬達(dá)，Mb2 Md2_基本系列IE2的馬達(dá)，Mc3 Me3_基本系列IE3的馬達(dá)，Kal Kcl、Ka2 Kc2、Ka3 Kc3_連接罩。
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式所涉及的齒輪馬達(dá)系列的一例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖I是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的齒輪馬達(dá)系列的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖I中，最左列的基本系列IEl相當(dāng)于以往(圖2)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪馬達(dá)系列。并且，中央列的基本系列IE2相當(dāng)于采用效率比IEl的馬達(dá)更高的馬達(dá)的基本系列，最右列的基本系列IE3相當(dāng)于采用更高效率的馬達(dá)的基本系列。另外，在此齒輪Gl G3分別僅示出了 I種，但與以往(圖2)相同，各齒輪Gl G3分別以多個減速比展開。標(biāo)準(zhǔn)效率的基本系列IEl具有依容許轉(zhuǎn)矩(包括容量的概念)而設(shè)定的型號不同的多種(該例中為I 3的3種)齒輪Gl G3及依產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(包括容量的概念)而設(shè)定的型號不同的多種(該例中為I 3的3種)馬達(dá)Mal Mcl。而且，連結(jié)選自其中的特定型號(例如型號I)的齒輪Gl與(相同型號I的)馬達(dá)(此時馬達(dá)為Mal)來構(gòu)成齒輪馬達(dá)Gl · Mai。該基本系列的體系與以往相同。
關(guān)于高效率的基本系列IE2，該基本系列IE2中的齒輪Gl G3與馬達(dá)Mb2、Mc2、Md2的關(guān)系也和基本系列IEl的情況相同，作為結(jié)果齒輪馬達(dá)Gl *Mb2、G2 *Mc2及G3 ·Μ(12被系列化。并且，關(guān)于更高效率的基本系列ΙΕ3，該基本系列ΙΕ3中的齒輪Gl G3與馬達(dá)Mc3、Md3、Me3的關(guān)系也和基本系列IEl的情況相同，作為結(jié)果齒輪馬達(dá)Gl · Mc3、G2 · Md3及G3 · Me3被系列化。齒輪Gl G3在基本系列IEl IE3中是通用的。在本實施方式中，齒輪的型號規(guī)定傳遞轉(zhuǎn)矩(容量)的大小，該例子中各基本系列均準(zhǔn)備I 3的3個型號，傳遞轉(zhuǎn)矩(容量)按此順序依次增大。各齒輪Gl G3中容許轉(zhuǎn)矩隨著型號的上升而增大(Gl < G2<G3)。即，型號I的傳遞轉(zhuǎn)矩(容量)最小且型號3的傳遞轉(zhuǎn)矩(容量)最大。因此，齒輪Gl G3的容許轉(zhuǎn)矩的大小為Gl < G2 < G3。

在此，在各馬達(dá)上附加的符號中，中央的小寫字母表示馬達(dá)種類，最后的數(shù)字表示效率類型。即，例如分別存在于各基本系列中的Mcl、Mc2、Mc3是指馬達(dá)為Mc這一相同(后述相同的詳細(xì)定義)的馬達(dá)，且馬達(dá)Mcl滿足IEl的規(guī)格條件、馬達(dá)Mc2滿足IE2的規(guī)格條件、馬達(dá)Mc3滿足IE3的規(guī)格條件。各馬達(dá)中，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(或者容量)也隨著型號的上升而增大。即，在本實施方式中，馬達(dá)的型號規(guī)定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(或容量)的大小。因此，各馬達(dá)的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的大小在各基本系列中和型號一樣，即為 Mal < Mbl < McUMb2 < Mc2 < Md2、Mc3 < Md3 < Me3。另外，為了連結(jié)大小不同的齒輪Gl G3與各馬達(dá)，在齒輪Gl G3與各馬達(dá)之間配置有連接罩Kal Kcl、Ka2 Kc2、Ka3 Kc3。該連接罩Kal Kcl、Ka2 Kc2、Ka3 Kc3，設(shè)為與齒輪Gl G3及與馬達(dá)獨立的部件時在作為連接罩的功能上優(yōu)異，但未必一定要設(shè)為獨立的部件，也可以使馬達(dá)的負(fù)載側(cè)罩或齒輪Gl G3的反負(fù)載側(cè)罩具有作為該連接罩的功能。從圖I明確可知，在該齒輪馬達(dá)系列中與基本系列IEl的特定型號的齒輪連結(jié)的馬達(dá)與基本系列IE2的型號小于該特定型號的齒輪連結(jié)。例如，與基本系列IEl的特定型號2的齒輪G2連結(jié)的馬達(dá)Mbl與基本系列IE2的(型號小于該特定型號2即)型號I的齒輪Gl連結(jié)來作為基本系列IE2的馬達(dá)Mb2使用。并且，與基本系列IEl的特定型號3的齒輪G3連結(jié)的馬達(dá)Mcl與基本系列IE2的(型號小于該特定型號3即)型號2的齒輪G2連結(jié)來作為基本系列IE2的馬達(dá)Mc2使用。而且，該基本系列IE2的馬達(dá)Mc2進(jìn)一步與基本系列IE3的(型號小于該特定型號2即)型號I的齒輪Gl連結(jié)來作為該基本系列IE3的馬達(dá)Mc3使用。若從基本系列IE3的馬達(dá)Mc3與基本系列IEl的馬達(dá)Mcl的關(guān)系來看，這種情況也可看做是，與基本系列IEl的特定型號3的齒輪G3連結(jié)的馬達(dá)Mcl與基本系列IE3的(型號小于該特定型號3即)型號I的齒輪Gl連結(jié)來作為基本系列IE3的馬達(dá)Mc3使用。與基本系列IEl的特定型號例如型號2的齒輪G2連結(jié)的馬達(dá)Mbl在與基本系列IE2的比該特定型號2小的型號I的齒輪Gl連結(jié)時，作為基本系列IE2的馬達(dá)Mb2使用，因此作為(額定)容量比作為基本系列IEl的馬達(dá)Mbl使用時的(額定)容量小的馬達(dá)使用。因此，將應(yīng)作為該基本系列IE2的馬達(dá)Mb2使用的(額定)容量顯示于該馬達(dá)Mb2的銘板上。
例如，在作為基本系列IEl的馬達(dá)Mbl使用時，由于以I. 5kw的額定容量使用，因此在銘板上顯示I. 5kw，作為基本系列IE2的馬達(dá)Mb2使用時，由于以O(shè). 75kw的額定容量使用，因此在銘板上顯示O. 75kw。并且，此時，除額定容量之外還可顯示IE1、IE2之類的效率。另外，額定容量的顯示位置不限定于銘板，在馬達(dá)的任意部位顯示即可。顯示方法也不限定于直接顯示額定容量，只要可識別額定容量，則可以為例如預(yù)先與各額定容量做對應(yīng)關(guān)聯(lián)的顏色或記號。總而言之，在本實施方式中馬達(dá)被共用化(所謂馬達(dá)相同)只是硬件系統(tǒng)構(gòu)成要件，例如為外殼(更準(zhǔn)確地說，如果使外殼的負(fù)載側(cè)罩具有作為連接罩的功能時為連接罩以外的外殼)、轉(zhuǎn)子、定子、馬達(dá)軸、軸承、油封等部件。這些硬件系統(tǒng)構(gòu)成要件包括材料在內(nèi)完全被共用化。然而，電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中在將各馬達(dá)連接于電源時，分別調(diào)整例如馬達(dá)Mbl和馬達(dá)Mb2中流過的電流等，以便確保基本系列IEl的型號2的馬達(dá)所需的轉(zhuǎn)矩特性和確?；鞠盗蠭E2的型號I的馬達(dá)所需的轉(zhuǎn)矩特性。具體而言，作為基本系列IEl的馬達(dá)Mbl使用時，流出(與以往相同的)較大的電流，以便產(chǎn)生型號2所要求的轉(zhuǎn)矩，另一方面，·作為基本系列IE2的馬達(dá)Mb2使用時，只要能夠產(chǎn)生型號I所要求的轉(zhuǎn)矩就足夠，因此以抑制為更低的電流流動的方式設(shè)計。反過來說，該“可抑制流動的電流”成為能夠?qū)ⅠR達(dá)Mbl作為馬達(dá)Mb2使用的較大主要原因。如上所述，“型號”本以“轉(zhuǎn)矩(或者容量)”的概念為基礎(chǔ)來劃分等級，并未與效率的等級劃分對應(yīng)。因此，例如即使將與型號2的齒輪G2組合的馬達(dá)Mbl簡單地與小一個等級的型號I的齒輪Gl相組合，也不會立即作為IE2的馬達(dá)發(fā)揮功能。因此，本實施方式中必須進(jìn)行如使各馬達(dá)Ma Me的效率與實際使用的IE2 IE3的規(guī)格匹配的工作。但是該工作具體而言，與如已敘述的方法(I)設(shè)為使用如IPM或SPM的磁鐵的馬達(dá)；(2)改變磁芯或卷線等構(gòu)成部件的素材(材料)；(3)改變線圈卷線的粗細(xì)或卷繞方法(槽的形狀)等；(4)將流動的電流抑制為較小等方法不離其二，在該意義上并不是開發(fā)步驟另外增加之類的性質(zhì)的工作。當(dāng)然，應(yīng)該在盡可能抑制成本上升的基礎(chǔ)上進(jìn)行滿足各基本系列IE2 IE3所需求的規(guī)格之類的開發(fā)，但本實施方式中，方法(4)已“采用完畢”，因此基于方法(I) (3)的開發(fā)壓力呈較小的傾向，各基本系列IE2 IE3的規(guī)格的實現(xiàn)反而更輕松。根據(jù)本實施方式所涉及的齒輪馬達(dá)系列，若以圖I的結(jié)構(gòu)例說明，則能夠以5個來滿足需要9個的馬達(dá)的系列。實際上，各基本系列的型號數(shù)大多為10個左右，所以能夠在效率不同的基本系列之間共同使用硬件結(jié)構(gòu)完全相同的馬達(dá)，從而能夠大大減少整個系列的馬達(dá)的制造成本及庫存成本。另外，在發(fā)明人的試驗中，若欲以使用該馬達(dá)Ma Me的某個基本系列的某個型號滿足該基本系列所需求的規(guī)格，則有時在其他的基本系列的某個型號中變成過剩品質(zhì)(遠(yuǎn)高于所需求效率的效率)。但是，過剩品質(zhì)只會提高制造商的信賴度而基本上不會成問題，由于具有能夠在不同的基本系列之間移用相同的硬件結(jié)構(gòu)的馬達(dá)的效果，因而優(yōu)點較大。另外，在上述實施方式中，示出了基本系列IEl IE3為止的系列構(gòu)成例，但當(dāng)然能夠?qū)⒈炯夹g(shù)思想發(fā)展至基本系列IE4來加以應(yīng)用。另外，在上述實施方式中，當(dāng)為效率相差一個級別的基本系列時，將相同硬件結(jié)構(gòu)的馬達(dá)與型號僅小一個級別量的齒輪進(jìn)行組合，且為效率相差兩個級別的基本系列時，將相同的硬件結(jié)構(gòu)的馬達(dá)與型號小兩個級別量的齒輪進(jìn)行組合。但是，本發(fā)明中，未必一定要像這樣對基本系列的級別與型號級別的變化建立關(guān)聯(lián)，例如如基本系列IEl與IE2或者IE2與IE3之間，即使基本系列的級別僅相差一個級別，也可以與型號小兩個級別或小三個級別以上的齒輪進(jìn)行組合。當(dāng)型號數(shù)較多且各型號之間的差較小時，與這種型號相差兩個級別以上的齒輪進(jìn)行組合的方法有可能有效。相反，當(dāng)為如馬達(dá)Mc那樣在3個以上的基本系列中使用的馬達(dá)時，例如在I個基本系列中成為過剩品質(zhì)時，即使基本系列相差兩個級別，也可以將型號僅錯開一個級別。此時，在僅相差一個級別的基本系列中必然面臨對相同型號的齒輪直接使用相同的馬達(dá)這樣的選擇，但本發(fā)明中不禁止這些(該例子中，本發(fā)明只不過僅僅應(yīng)用于相差兩個級別的基本系列之間)。這樣，本發(fā)明在整個系列之中，只要在部分區(qū)域中實施即可，未必一定要以統(tǒng)一的單一變化關(guān)系構(gòu)筑齒輪馬達(dá)系列整體。

本申請主張基于2011年05月19日申請的日本專利申請第2011-112581號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種齒輪馬達(dá)系列，其具有當(dāng)以型號形式來規(guī)定容許轉(zhuǎn)矩或容量的大小時型號不同的多種齒輪及以型號形式來規(guī)定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或容量的大小時型號不同的多種馬達(dá)，連結(jié)選自其中的特定型號的齒輪與馬達(dá)來構(gòu)成齒輪馬達(dá)，所述齒輪馬達(dá)系列的特征在于， 所述齒輪馬達(dá)系列包括馬達(dá)效率低的第I基本系列及馬達(dá)效率高于該第I基本系列的第2基本系列， 與所述第I基本系列的所述特定型號的齒輪連結(jié)的馬達(dá)與第2基本系列的型號小于所述特定型號的齒輪連結(jié)。
2.如權(quán)利要求I所述的齒輪馬達(dá)系列，其特征在于， 當(dāng)所述第I基本系列的所述特定型號的馬達(dá)與第2基本系列的型號小于所述特定型號的齒輪連結(jié)時，該馬達(dá)作為額定容量比在所述第I基本系列中使用時的額定容量小的馬達(dá)來使用。
3.如權(quán)利要求2所述的齒輪馬達(dá)系列，其特征在于， 當(dāng)所述第I基本系列的所述特定型號的馬達(dá)與第2基本系列的型號小于所述特定型號的齒輪連結(jié)時， 在該馬達(dá)上能夠識別地顯示應(yīng)作為該第2基本系列的馬達(dá)使用的額定容量。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的齒輪馬達(dá)系列，其特征在于， 所述齒輪馬達(dá)系列進(jìn)一步包括馬達(dá)效率高于第2基本系列的第3基本系列， 所述第2基本系列的所述特定型號的馬達(dá)與第3基本系列的型號小于該特定型號的齒輪連結(jié)。
5.如權(quán)利要求4所述的齒輪馬達(dá)系列，其特征在于， 第I基本系列的所述特定型號的馬達(dá)與第3基本系列的型號小于該特定型號的齒輪連結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種齒輪馬達(dá)系列，其通過對效率不同的各基本系列的馬達(dá)進(jìn)行共用化來抑制整個系列中的馬達(dá)種類且以低成本構(gòu)成各基本系列。本發(fā)明的齒輪馬達(dá)系列具有型號不同的多種齒輪(G1～G3)和型號不同的多種馬達(dá)(Ma～Me)，連結(jié)特定型號的齒輪(G1～G3)中的任一個和馬達(dá)(Ma～Me)中的任一個來構(gòu)成齒輪馬達(dá)，所述齒輪馬達(dá)系列包括馬達(dá)(Ma1～Mc1)的效率低的基本系列(IE1)、及馬達(dá)(Mb2～Md2)的效率高于該基本系列(IE1)的基本系列(IE2)，例如與所述基本系列(IE1)的特定型號2的齒輪(G2)連結(jié)的馬達(dá)(Mb1)與基本系列(IE2)的型號小于所述特定型號2的齒輪(G1)連結(jié)來作為基本系列(IE2)的高效率馬達(dá)(Mb2)使用。
文檔編號H02K57/00GK102790512SQ20121011314
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者水谷清信, 池上雅人, 荻原勇男, 藤野泰充 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社