CN104065199A - 马达系列及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种马达系列及其制作方法，在具有第1系列及效率高于第1系列的第2系列的马达系列中，将部件在第1系列马达及第2系列马达中通用化。马达系列具有：第1系列，包括多种容量的马达；及第2系列，效率高于第1系列。第2系列的特定容量的马达（200）的马达外壳（130）及负载相反侧罩（115）与容量大于特定容量的第1系列马达（100）通用化。在第1系列马达（100）及第2系列马达（200）的负载相反侧罩（115）的内周侧安装内径不同的衬套（140、240），第1系列马达（100）中，用外径比在第2系列马达（200）中所使用的轴承（217）大的轴承（117）支承马达轴（112）。

Description

马达系列及其制作方法

本申请主张基于2013年3月18日申请的日本专利申请第2013-055395号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种马达系列。

背景技术

近年来，关于以恒定速度进行旋转的马达，于2007年发行了规定效率的计算方法的IEC（国际电工委员会）60034-2-1，于2008年10月发行了利用该计算方法来规定效率等级的IEC60034-30。其中，效率等级是指用等级对效率基准值进行分类的等级，从最高的效率起，规定有IE4（超-超高效率）、IE3（超高效率）、IE2（高效率）及IE1（标准效率）。

随着节能的趋势，各国均示出限制使用标准效率的马达（IE1）的计划表。然而，在实际执行限制前还可以销售以往的IE1型马达，这种马达因廉价而故存在顾客的需求。并且存在如下情况，即存在不受限制的机种和用途，实际执行限制后，也能够继续将IE1型马达使用在这些机种和用途上。因此，当前制造商需要制造及销售容量相同但效率不同的多种马达。

专利文献1中记载有如下内容，一种齿轮马达系列，其具有根据容许转矩或容量而设定的型号不同的多种齿轮、及根据发生转矩或容量而设定的型号不同的多种马达，并且连结从中选择出的特定的型号的齿轮与马达而构成这种齿轮马达系列。在这种齿轮马达系列中，与第1基本系列的特定的型号的齿轮连结的马达，与型号比马达的效率高于第1基本系列的第2基本系列的特定的型号小的齿轮连结。综上，通过将效率不同的各基本系列的马达共用化，能够抑制整个系列中的齿轮马达的种类。

专利文献1：日本特开2012-244775号公报

为进一步减轻制造商的制造负担和库存负担，优选在效率不同的多个系列马达之间，尽可能地将构成马达的部件通用化。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种在具有第1系列及效率高于第1系列的第2系列的马达系列中，将部件在第1系列马达及第2系列马达中通用化的技术。

本发明的一方式为具有包括多种容量的马达的第1系列、及效率高于该第1系列的第2系列的马达系列。第2系列的特定容量的马达的马达外壳及负载相反侧罩，与容量大于特定容量的第1系列马达通用化。在第1系列马达及第2系列马达的负载相反侧罩的内周侧分别安装内径不同的衬套，在第1系列马达中用外径比第2系列马达的轴承大的轴承支承马达轴。

根据该方式，仅通过变更嵌入于负载相反侧罩的轴承安装部的衬套，就能够在第1系列中作为负载相反侧的轴承使用外径大于第2系列马达的轴承。由此，在第1系列马达及第2系列马达中，至少能够将马达外壳及负载相反侧罩通用化。

以上构成要件的任意组合和对本发明的构成要件及表现在方法、装置及系统等之间彼此替换的技术也作为本发明的方式仍然有效。

发明效果

根据本发明，能够在具有第1系列及效率高于第1系列的第2系列的马达系列中实现第1及第2系列中的部件的通用化。

附图说明

图1（a）、图1（b）是分别以包括马达的中心轴的铅直面切断第1系列马达及第2系列马达时的纵剖视图。

图2（a）、图2（b）是分别从风扇侧观察第1系列马达及第2系列马达时的端面视图。

图中：100-第1系列马达，112-马达轴，114-负载侧罩，114a-轴承安装部，115-负载相反侧罩，115a-轴承安装部，117、217-负载相反侧轴承、118、218-风扇，130-马达外壳，134-定子芯，136-转子芯，138-线圈，140、240-衬套，200-第2系列马达。

具体实施方式

图1（a）、图1（b）及图2（a）、图2（b）是比较本发明的一实施方式所涉及的马达系列的第1系列马达100及第2系列马达200的图。在第1系列及第2系列中分别包括多种容量的马达。第1系列由例如IE1马达构成，第2系列由效率高于第1系列的例如IE3马达构成。

图1（a）、图1（b）是分别以包括马达的中心轴的铅直面切断第1系列马达100及第2系列马达200时的纵剖视图。图2（a）、图2（b）是分别从风扇侧观察第1系列马达100及第2系列马达200时的端面视图。

马达100、200为例如笼型感应电动机。对第1系列马达100及第2系列马达200中通用的（或能够通用化的）部件附上相同的参考符号。

定子芯134通过将被起模为相同形状的多个薄板状（例如，厚度0.5mm）的电磁钢板层叠来形成。定子芯134通过例如热压配合来嵌合于马达外壳130的内周。在形成于定子芯134的多个狭槽（未图示）中，仅卷绕有预定次数的铜线线圈138。

转子芯136与定子相同地也通过将被起模为相同的圆形的多个薄板状的电磁钢板层叠来形成。在转子芯136上形成用于向中央插通马达轴112的圆形孔，并且在其外周侧等间隔地形成有沿径向延伸的多个相同形状的狭槽（未图示）。转子芯136的圆形孔通过过盈配合来固定于马达轴112。

在形成于转子芯136的狭槽内，通过压铸铸造来铸造有铝或铜等导体。在转子芯136的两端面，形成有与狭槽内的导体成为一体结构的短路环137。

马达外壳130为例如压铸铝制、铸铁制或钢板制，具有支承转子及定子的重量且将在转子及定子等中产生的热量向马达外部散热的作用。

在马达轴112的负载侧的前端112a，利用键槽112b等来连结以齿轮装置（减速机）为代表的作为马达的驱动对象的任意的机械。

马达轴112的负载侧经由轴承116被支承为相对于定子芯134旋转自如。轴承116嵌合于在从马达外壳130的外周向内径侧延出的负载侧罩114的内周形成的轴承安装部114a。负载侧罩114与马达轴112之间被旋转密封件113密封。

马达轴112的负载相反侧经由轴承117、217被支承为相对于定子芯134旋转自如。轴承117、217分别经由衬套140、240嵌合于在从马达外壳130的外周向内径侧延出的负载相反侧罩115的内周形成的轴承安装部115a。

另外，负载侧罩114及负载相反侧罩115为了轻质化而优选例如铝制。此时，通过以热膨胀率小于铝而强度高于铝的例如铁来制作衬套140、240，能够防止马达发热时的轴承的蠕变、及轴承安装部115a的磨损和变形。

负载侧罩114、负载相反侧罩115及马达外壳130通过沿马达轴方向延伸的贯穿螺栓135来相互紧固。另外，也可一体形成负载侧罩、负载相反侧罩及马达外壳。

在马达100及马达200的马达轴112的后端侧分别配置有风扇118、218。在风扇的更靠外侧配置有风扇罩132。风扇罩132通过螺栓121固定于负载相反侧罩115。

接着，对第1系列马达100及第2系列马达200的不同点进行说明。

第2系列马达200的效率高于第1系列马达100，但马达外壳130、定子芯134、转子芯136等在马达100及马达200中通用。各马达的效率的差异通过改变卷绕于定子芯134的铜线线圈的圈数、铜线的直径、结线、流过线圈的电流来实现。

在此，考虑将第2系列的特定容量的马达200直接用作容量大于特定容量的第1系列马达100。例如，本实施方式中，马达100用作第1系列中的1.5kW的马达，马达200用作第2系列中的0.75kW的马达。此时，支承马达轴112的负载相反侧的轴承的负载变大，因此存在该轴承的寿命缩短且马达的运转时间缩短等问题。

因此，本实施方式中，在第1系列马达100及第2系列马达200中，马达外壳130和负载相反侧罩115等使用通用的部件，并且在负载相反侧罩115的轴承安装部115a分别安装外径相同而内径不同的衬套140、240。并且，将马达外壳等用作第1系列马达100时，将外径比在第2系列马达200中所使用的负载相反侧的轴承217（外径D2）大的（D1＞D2）轴承117（外径D1）嵌合于衬套140。这样一来，在第1系列马达100中的轴承的耐久性得以提高，因此能够使第1系列马达的运转时间长期化。

关于衬套140、240，可从最初开始就准备不同尺寸的衬套，并在制造马达100、200时安装于负载相反侧罩115的轴承安装部115a。或者，也可在负载相反侧罩115成型时将内径小于D2的铁制衬套浇铸于轴承安装部115a，并在第1系列马达100及第2系列马达200中改变衬套的内周侧的加工余量。具体而言，为第1系列马达100时，将衬套的内周切削至内径D1，为第2系列马达200时，将衬套的内周切削至内径D2。这样一来，无需准备衬套140、240之类的其他部件，准备浇铸有衬套的1种负载相反侧罩115即可。

例如能够防止蠕变，且轴承安装部115a没有产生磨损和变形时，也可将负载相反侧罩115的轴承安装部115a的内径制作成用于第1系列马达100的轴承117恰好被嵌合的尺寸。因此，第1系列马达100中，无需在负载相反侧罩115安装衬套，仅在制造第2系列马达200时在负载相反侧罩115的轴承安装部115a安装衬套240即可。综上，不再需要准备衬套140。即，本发明中，所谓“安装内径不同的衬套”还包括在第1系列中没有安装衬套的情况（此时，理解为衬套的内径与负载相反侧罩的内径相等）。

并且，例如，在采用铸铁制的负载相反侧罩时，也可构成为将使轴承安装部115a的内径适合于第1系列马达100所用的轴承117的外径的负载相反侧罩及使轴承安装部115a的内径适合于第2系列马达200所用的轴承217的外径的负载相反侧罩作为不同的部件。此时，也可预先制作在第1系列马达100及第2系列马达200中通用的负载相反侧罩的中间体。该中间体中，轴承安装部115a的内径小于第2系列马达200用轴承217的外径D2。并且，也可在第1系列马达100及第2系列马达200中改变轴承安装部115a的内周侧的加工余量。这样一来，不再需要作为与负载相反侧罩不同的部件准备衬套。

在第1系列马达100及第2系列马达200中单独使用的负载相反侧轴承117、217优选外径不同而内径相同的部件。由此，能够将通过轴承117、217旋转支承的马达轴112也通用化。

第1系列马达100变得负载高于第2系列马达200，因此发热也增大。因此，在第1系列马达100中，优选将外径比在第2系列马达200中所使用的风扇218（外径F2）大的（F1＞F2）风扇118（外径F1）安装于马达轴112的后端侧。由此，还能够应对第1系列马达100的发热。

配置于负载相反侧的轴承的尺寸主要根据马达的容量来决定，相对于此，配置于负载侧的轴承的尺寸根据连结于马达轴的装置来决定。例如，将齿轮装置连结于马达轴时，根据其齿轮比来确定负载侧的轴承尺寸。由此，在第1系列马达100及第2系列马达200中相同的装置连结于马达轴时，能够将负载侧罩114及与其嵌合的负载侧轴承116通用化。由此，能够进一步增加在第1系列及第2系列马达中的通用部件数。

如以上说明，根据本实施方式，能够在第1系列马达及效率高于第1系列马达的第2系列中将负载相反侧罩、负载侧罩、负载侧的轴承、马达轴、马达外壳、定子芯及转子芯等部件通用化。在第1系列马达中，只要变更安装于负载相反侧罩的轴承安装部的衬套，就能够在第1系列马达中使用外径比在第2系列马达中所使用的轴承大且耐久性高的轴承。

由此，通过在分别包括多种容量的马达而效率不同的马达系列之间将构成马达的部件通用化，能够实现马达制造的低成本化，缩短加工期，减小部件的库存。

另外，上述能够通用的部件的一部分并不妨碍在第1系列马达及第2系列马达中使用不同的部件。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。本领域技术人员当然可以理解，这些实施方式为例示，这些各构成要件的组合可以有各种变形例，并且这种变形例也属于本发明的范围内。

实施方式中，陈述了定子芯134及转子芯136在第1系列马达100及高效率的第2系列马达200中通用的情况。然而，若定子芯的外径相同，则定子芯及转子芯不在第1系列及第2系列中通用时，也包含在本发明的范围内。例如，构成定子芯或转子芯的电磁钢板的种类可以不同，或狭槽形状也可以不同。

本发明的第1系列、第2系列之类的用语中，存在3个以上系列时，在特定容量中着眼于其中的任意2个系列而适用即可。例如，也可在IE2与IE3系列之间适用。此时，IE2成为第1系列，IE3成为效率更高的第2系列。即，本发明未必需要涉及所有的系列而详尽地适用。并且，例如在IE1与IE2之间适用本发明时，也并不要求本发明的关系在所有容量中都成立。例如，在特定容量以外的马达中，采用上述能够通用化的部件的一部分或全部不同的部件的情况也属于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种马达系列，其特征在于，

所述马达系列具有：第1系列，包括多种容量的马达；及第2系列，效率高于该第1系列，

将第2系列的特定容量的马达的马达外壳及负载相反侧罩与容量大于所述特定容量的第1系列的马达通用化，

在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达的负载相反侧罩的内周侧分别安装内径不同的衬套，所述第1系列的马达中，用外径比在所述第2系列的马达中所使用的轴承大的轴承支承马达轴。

2.根据权利要求1所述的马达系列，其特征在于，

利用内径相同而外径不同的轴承来支承所述马达轴，从而将所述马达轴在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达中通用化。

3.根据权利要求1或2所述的马达系列，其特征在于，

在所述第2系列的马达中使用有外径比在所述第1系列的马达中所使用的风扇小的风扇。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的马达系列，其特征在于，

在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达的马达轴上分别连结有齿轮装置，负载侧罩及配置于该负载侧罩的内周侧的轴承在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达中被通用化。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的马达系列，其特征在于，

在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达中，转子及定子被通用化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的马达系列，其特征在于，

在所述第1系列的马达中，不在所述负载相反侧罩的内周侧安装衬套。

7.一种马达系列，其特征在于，

所述马达系列具有：第1系列，包括多种容量的马达；及第2系列，效率高于该第1系列，

将第2系列的特定容量的马达的马达外壳与容量大于所述特定容量的第1系列的马达通用化，

在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达中分别使用轴承安装部的内径不同的负载相反侧罩，在所述第1系列的马达中，将外径比在所述第2系列马达中所使用的轴承大的轴承安装于负载相反侧罩来支承马达轴。

8.一种马达系列的制作方法，所述马达系列具有：第1系列，包括多种容量的马达；及第2系列，效率高于该第1系列，所述方法的特征在于，

将第2系列的特定容量的马达的马达外壳与容量大于所述特定容量的第1系列的马达通用化，

负载相反侧罩成型时，在该负载相反侧罩的轴承安装部浇铸衬套，在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达中改变所述衬套的内周侧的加工余量，在所述第1系列的马达中，安装外径比在所述第2系列的马达中所使用的轴承大的轴承。

9.一种马达系列的制作方法，所述马达系列具有：第1系列，包括多种容量的马达；及第2系列，效率高于该第1系列，所述方法的特征在于，

将第2系列的特定容量的马达的马达外壳与容量大于所述特定容量的第1系列的马达通用化，

制造在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达中通用的负载相反侧罩的中间体，在所述第1系列的马达及所述第2系列的马达中改变所述中间体的轴承安装部的内周的加工余量，在所述第1系列的马达中安装外径比在所述第2系列的马达中所使用的轴承大的轴承。