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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung betrifft einen Turbolader bzw. eine sich drehende Maschine, in der eine sich drehende Welle durch ein Lager gestützt ist.
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Stand der Technik
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Als solch eine Technologie, wie in
JP 2012-102700 A beschrieben ist, ist ein elektrischer Turbolader bekannt, in dem ein Kompressorrad an eine sich drehende Welle angebracht ist, und ein Motorrotor, der an der sich drehenden Welle fixiert ist, wird durch einen Motor gedreht. In dem elektrischen Turbolader sind ein Ringabschnitt, der die sich drehende Welle umgibt, und ein Dämpfer und ein Wälzlager, die innerhalb des Ringabschnitts vorgesehen sind, vorgesehen. Das Wälzlager ist an einen Endabschnitt der sich drehenden Welle angebracht. Das Wälzlager ist ein schmierfettgefülltes Lager, das mit einem Schmierfett gefüllt ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Es kann Fälle geben, in denen das Lager an der sich drehenden Welle durch eine Presspassung angebracht ist. Wenn das Lager an der sich drehenden Welle bzw. Drehwelle pressgepasst ist, ist es schwierig, das Lager von der sich drehenden Welle zu einer Zeit eines Ersetzens der sich drehenden Welle zu lösen bzw. abzunehmen. Zum Beispiel, selbst wenn eine äußere Kraft direkt auf das Lager aufgebracht wird, das an der sich drehenden Welle fixiert ist, kann das Lager nicht leicht bzw. einfach gelöst werden. Eine Aufgabe dieser Offenbarung ist es, eine Drehmaschine bzw. eine sich drehende Maschine zu bieten, die in der Lage ist, ein Lager leicht von einer sich drehenden Welle zu lösen.
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Lösung des Problems
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch einen Turbolader gemäß Anspruch 1 und Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Turbolader weist Folgendes auf: eine sich drehende Welle bzw. Drehwelle, die drehbar in einem Gehäuse gestützt ist; ein Lager, das an der sich drehenden Welle pressgepasst ist und drehbar die sich drehende Welle an dem Gehäuse stützt; und ein Flanschbauteil, das an der sich drehenden Welle angebracht ist und benachbart zu dem Lager in einer Achse in einer Richtung der sich drehenden Welle ist, in der das Flanschbauteil einen Nabenabschnitt, durch den die sich drehende Welle hindurch dringt und der benachbart zu dem Lager ist, und einen flanschartigen Abschnitt aufweist, der mit dem Nabenabschnitt verbunden ist und sich in einer radialen Richtung der sich drehenden Welle erstreckt.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß dem Aspekt dieser Offenbarung kann das Lager leicht bzw. einfach von der sich drehenden Welle gelöst werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht einer Drehmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung.
- 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Teils A in 1.
- 3(a) ist eine Schnittansicht, die ein Flanschbauteil in 2 darstellt und 3(b) ist eine Schnittansicht, die ein Flanschbauteil in 5 darstellt.
- 4(a) und 4(b) sind Schnittansichten, die einen Prozess bzw. einen Vorgang eines Ablösens eines Lagers darstellen.
- 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Lagerabschnitt einer Drehmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung darstellt, und ist eine Ansicht, die 2 entspricht.
- 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Lagerabschnitt einer Drehmaschine gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung weist eine Drehmaschine Folgendes auf: eine sich drehende Welle bzw. Drehwelle, die in einem Gehäuse drehbar gestützt ist; ein Lager, das an der Drehwelle pressgepasst ist und drehbar die Drehwelle an dem Gehäuse stützt; und ein Flanschbauteil, das an der Drehwelle angebracht ist bzw. befestigt ist und benachbart zu dem Lager in einer Achse in einer Richtung der Drehwelle ist, in der der Flanschabschnitt einen Nabenabschnitt, durch den die Drehwelle hindurch dringt und der benachbart zu dem Lager ist, und einen flanschartigen Abschnitt aufweist, der mit dem Nabenabschnitt verbunden ist und sich in einer radialen Richtung der Drehwelle erstreckt.
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In der sich drehenden Maschine bzw. Drehmaschine ist der Flanschabschnitt, der an der Drehwelle angebracht ist, benachbart zu dem Lager in der axialen Richtung. Der Nabenabschnitt des Flanschabschnitts ist benachbart zu dem Lager und der flanschartige Abschnitt erstreckt sich in der radialen Richtung. Deshalb kann durch ein Aufbringen einer externen Kraft in der axialen Richtung auf den flanschartigen Abschnitt der Nabenabschnitt gegen das Lager gedrückt werden und dementsprechend kann das Lager, das auf der Drehwelle pressgepasst ist, leicht abgenommen bzw. abgelöst werden.
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In einigen Aspekten ist das Lager ein Schmierfettkugellager, ist der zylindrische Abschnitt, der das Lager von einer Außenumfangsseite aus umgibt, in dem Gehäuse gehalten und ist der flanschartige Abschnitt des Flanschbauteils innerhalb des zylindrischen Abschnitts angeordnet. In diesem Fall, da der flanschartige Abschnitt innerhalb des zylindrischen Abschnitts angeordnet ist, kann der Abstand zwischen dem flanschartigen Abschnitt und dem Innenumfang des zylindrischen Abschnitts eingestellt sein, um klein zu sein. Deshalb wird die Strömung eines Fluids, wie zum Beispiel Luft, die durch das Kugellager hindurchtreten kann, effektiv verhindert. Als ein Ergebnis wird ein Entfernen von Schmierfett verhindert und ein Anstieg in der Lebensdauer und eine Verbesserung der Dauerfestigkeit werden erreicht.
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In einigen Aspekten ist die Drehwelle mit einem sich drehenden Körper bzw. Drehkörper versehen, der in der radialen Richtung über den flanschartigen Abschnitt hinaus vorragt, und ein Intervall bzw. Abstand in der axialen Richtung ist zwischen dem flanschartigen Abschnitt und dem sich drehenden Körper bzw. Drehkörper vorgesehen. Wenn der Drehkörper, der in der radialen Richtung auswärts vorragt, an der Drehwelle in einem Fall vorgesehen ist, in dem eine externe Kraft auf den flanschartigen Abschnitt aufzubringen ist, kann der Drehkörper ein Hindernis werden. In der vorangehend beschriebenen Konfiguration kann eine Haltevorrichtung bzw. ein Hilfsmittel auch (Jig) oder dergleichen in den Abstand, der zwischen dem flanschartigen Abschnitt und dem Drehkörper vorgesehen ist, angeordnet sein und eine externe Kraft in der axialen Richtung wird leicht über die Haltevorrichtung bzw. das Hilfsmittel oder dergleichen auf das Lager aufgebracht. Deshalb kann selbst in einem Fall, in dem der Drehkörper, der in der radialen Richtung auswärts vorragt, an der Drehwelle vorgesehen ist, das Lager leicht von der Drehwelle gelöst werden.
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In einigen Aspekten ist das Lager ein Radialkugellager mit einer inneren Lauffläche bzw. Innenlauffläche, die an der Drehwelle pressgepasst ist, und einer äußeren Lauffläche bzw. einer Außenlauffläche, die relativ zu der inneren Lauffläche über eine Vielzahl von Kugeln relativ drehbar ist, ragt der Nabenabschnitt zu dem Lager über dem flanschartigen Abschnitt hin vor und liegt an der inneren Lauffläche an und ist ein Spalt in der axialen Richtung zwischen dem flanschartigen Abschnitt und der äußeren Lauffläche vorgesehen. In diesem Fall, da der Nabenabschnitt an der inneren Lauffläche des Lagers anliegt, kann durch ein Aufbringen einer externen Kraft in der axialen Richtung auf den flanschartigen Abschnitt die innere Lauffläche, die auf die Drehwelle pressgepasst ist, leicht relativ zu der Drehwelle bewegt werden. Ferner, da der Spalt zwischen dem flanschartigen Abschnitt und der äußeren Lauffläche des Lagers selbst in einem Fall vorgesehen ist, in dem das Flanschbauteil sich mit der Drehung der Drehwelle dreht, wird der flanschartige Abschnitt daran gehindert, die äußere Lauffläche zu beeinträchtigen.
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Gemäß einem anderen Aspekt dieser Offenbarung weist die Drehmaschine bzw. die sich drehenden Maschine Folgendes auf: ein Gehäuse; eine sich drehende Welle bzw. Drehwelle, die in dem Gehäuse beherbergt ist; ein Lager, das eine Seite in einer axialen Richtung der Drehwelle stützt; und ein Flanschbauteil auf, das benachbart zu der anderen Seite in der axialen Richtung des Lagers ist, in der das Flanschbauteil einen Nabenabschnitt, durch den die Drehwelle hindurch vorragt und der benachbart zu dem Lager ist, und einen flanschartigen Abschnitt aufweist, der mit dem Nabenabschnitt verbunden ist und sich in einer radialen Richtung der Drehwelle erstreckt.
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Hiernach wird eine Ausführungsform dieser Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der Beschreibung der Zeichnungen werden gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
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Ein elektrischer Turbolader (Drehmaschine bzw. sich drehende Maschine) 1 gemäß einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, wird der elektrische Turbolader 1 zum Beispiel auf eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs oder eines Schiffs angewendet. Der elektrische Turbolader 1 weist einen Kompressor 7 auf. In dem elektrischen Turbolader 1 wird ein Kompressorlaufrad 8 durch die Interaktion zwischen einem Rotorabschnitt 13 und einem Statorabschnitt 14 gedreht, um ein Fluid, wie zum Beispiel Luft, zu komprimieren und komprimierte Luft zu erzeugen.
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Der elektrische Turbolader 1 weist eine sich drehende Welle bzw. Drehwelle 12 auf, die in einem Gehäuse 2 drehbar gestützt ist, und das Kompressorlaufrad 8 auf, das an einem Spitzenendabschnitt (ein Endabschnitt) 12a der Drehwelle 12 fixiert ist. Das Gehäuse 2 weist ein Motorgehäuse 3, in dem der Rotorabschnitt 13 und der Statorabschnitt 14 gelagert bzw. untergebracht sind, und eine Endwand 4 auf, die eine Öffnung auf der anderen Endseite (der rechten Seite in der Figur) des Motorgehäuses 3 schließt. Ein Kompressorgehäuse 6, in dem das Kompressorlaufrad 8 untergebracht ist, ist auf einer Endseite (der linken Seite in der Figur) des Motorgehäuses 3 vorgesehen. Das Kompressorgehäuse 6 weist einen Einlassanschluss 9, einen Schneckenabschnitt 10 und einen Abgabeanschluss 11 auf.
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Das Kompressorlaufrad 8 ist aus zum Beispiel einem Harz oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bzw. Harz (hiernach als „CFRP“, CFRP: kohlenstofffaserverstärktes Plastik) hergestellt und dementsprechend wird eine Gewichtsreduktion erreicht.
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Der Rotorabschnitt 13 ist an dem Mittenabschnitt in einer axialen Richtung D1 der Drehwelle 12 fixiert und weist einen oder eine Vielzahl von Permanentmagneten (nicht dargestellt) auf, die an der Drehwelle 12 angebracht sind. Der Statorabschnitt 14 ist an der Innenfläche des Motorgehäuses 3 fixiert, um den Rotorabschnitt 13 zu umgeben, und weist einen Spulenabschnitt (nicht dargestellt) mit einem Leitungsdraht 14a auf, der daran gewickelt ist. Wenn ein Wechselstrom auf den Spulenabschnitt des Statorabschnitts 14 durch den Leitungsdraht 14a zugeführt wird, drehen sich die Drehwelle 12 und das Kompressorlaufrad 8 einstückig aufgrund der Interaktion zwischen dem Rotorabschnitt 13 und dem Statorabschnitt 14. Wenn das Kompressorlaufrad 8 sich dreht, zieht das Kompressorlaufrad 8 außen Luft durch den Einlassanschluss 9 an, komprimiert die Luft durch den Schneckenabschnitt 10 und gibt die Luft von dem Abgabeanschluss 11 ab. Die komprimierte Luft, die von dem Abgabeanschluss 11 abgegeben wird, wird zu der Brennkraftmaschine zugeführt, die vorangehend genannt ist.
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Der elektrische Turbolader 1 weist zwei Kugellager (Lager) 20 auf, die an der Drehwelle 12 pressgepasst sind und die Drehwelle 12 drehbar an dem Gehäuse 2 stützen. Die Kugellager 20 sind jeweils nahe dem Spitzenendabschnitt 12a und einem Basisendabschnitt 12b der Drehwelle 12 vorgesehen und stützen die Drehwelle 12 an beiden Seiten. Das Kugellager 20 ist zum Beispiel ein Schmierfettradialkugellager. Genauer gesagt kann das Kugellager 20 ein Kugellager mit einer tiefen Nut oder ein Kugellager mit Winkelkontakt sein. Wie in 2 dargestellt ist, weist das Kugellager 20 eine innere Lauffläche 20a, die an der Drehwelle 12 pressgepasst ist, und eine äußere Lauffläche 20b auf, die relativ zu der Innenlauffläche 20a über eine Vielzahl von Kugeln 20c drehbar ist.
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Ein Kugellager 20 ist an der Rückflächenseite (der rechten Seite in der Figur) des Kompressorlaufrads 8 angebracht. Eine zylindrische Lagerhülse (zylindrischer Abschnitt) 21 ist an der Außenumfangsseite von einem Kugellager 20 angebracht. Wie in 1 dargestellt ist, sind das Kugellager 20 und die Lagerhülse 21 an der Drehwelle 12 durch eine Wellenendmutter 16 fixiert, die an dem Spitzenendabschnitt 12a der Drehwelle 12 vorgesehen ist. Die zylindrische Lagerhülse 21 ist an der Außenumfangsseite von einem Kugellager 20 angeordnet. Die Lagerhülse 21 ist in einem lagerumgebenden Abschnitt 23 pressgepasst, der an einer Endseite in der axialen Richtung D1 des Motorgehäuses 3 ausgebildet ist.
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Das andere Kugellager 20 ist zwischen der Drehwelle 12 und der Endwand 4 angebracht. Eine zylindrische Lagerhülse (zylindrischer Abschnitt) 22 ist an der Außenumfangsseite von dem anderen Kugellager 20 angebracht. Die Lagerhülse 22 ist an einem zylindrischen Abschnitt (Innenumfangsfläche) pressgepasst, der ausgebildet ist, um von der Mitte der Endwand 4 in dem Motorgehäuse 3 einwärts vorzuragen. Ein ringförmiger Federaufnehmer 26 ist zwischen dem anderen Kugellager 20 und der Endwand 4 vorgesehen. Der Federaufnehmer 26 ist zu einer Seite in der axialen Richtung D1 durch eine Feder 27 vorgespannt, die in dem zylindrischen Abschnitt an der Mitte der Endwand 4 angeordnet ist.
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Das Motorgehäuse 3 ist zum Beispiel aus Aluminium hergestellt. Andererseits sind die innere Lauffläche 20a und die äußere Lauffläche 20b des Kugellagers 20 aus Eisen hergestellt. Deshalb sind die Lagerhülsen 21 und 22, welche aus Eisen, wie zum Beispiel Kohlenstoffstahl bzw. unlegiertem Stahl, hergestellt sind und den gleichen Härtegrad wie die Kugellager 20 haben, zwischen den Kugellagern 20 und dem Motorgehäuse 3 vorgesehen. Die Lagerhülsen 21 und 22 umgeben die Kugellager 20 von der Außenumfangsseite aus. Entsprechend ist das Motorgehäuse 3, das aus einem relativ weichen Material hergestellt ist, vor Abrieb bzw. Verschleiß geschützt.
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Die Drehwelle 12 und das Kompressorlaufrad 8, der Rotorabschnitt 13, die Kugellager 20 und der Federaufnehmer 26, der an der Drehwelle 12 fixiert ist, bilden ganzheitlich bzw. einstückig einen Drehabschnitt bzw. einen sich drehenden Abschnitt in dem Gehäuse 2 und werden zu einer Seite in der axialen Richtung D1 hin vorgespannt. Ein ringförmiger Abschnitt 23a, der ein Teil des lagerumgebenden Abschnitts 23 ist, ist einer Endseite des Kugellagers 20 derart zugewandt, dass der sich drehende Abschnitt bzw. Drehabschnitt in der axialen Richtung D1 positioniert ist.
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Nachfolgend wird der Lageraufbau des elektrischen Turboladers 1 im Detail mit Bezug auf 2 und 3(a) beschrieben. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Rotorabschnitt 13 ein sich drehender Körper bzw. Drehkörper, der in der radialen Richtung D2 von der Drehwelle 12 auswärts vorragt. Der Außendurchmesser des Rotorabschnitts 13 ist zum Beispiel größer als der Außendurchmesser der äußeren Lauffläche 20b des Kugellagers 20. Der Außendurchmesser des Rotorabschnitts 13 ist zum Beispiel größer als der Innendurchmesser der Lagerhülse 21 und kleiner als der Außendurchmesser der Lagerhülse 21. Der Außendurchmesser des Rotorabschnitts 13 kann größer sein als der Außendurchmesser der Lagerhülse 21. Ein ringförmiger gestufter Abschnitt 12c, der geringfügig im Durchmesser größer als die Drehwelle 12 ist, ist an einer Position der Drehwelle 12 ausgebildet, die einer Endfläche in der axialen Richtung D1 von dem Rotorabschnitt 13 entspricht. Das heißt, der gestufte Abschnitt 12c der Drehwelle 12 ist innerhalb einer Endfläche in der axialen Richtung D1 des Rotorabschnitts 13 angeordnet.
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In dem elektrischen Turbolader 1 dieser Ausführungsform ist ein Abstandshalter (Flanschbauteil) 30 zwischen dem Kugellager 20 und dem gestuften Abschnitt 12c angeordnet. Der Abstandshalter (Spacer) 30 ist an der Drehwelle 12 fixiert und ist benachbart zu dem Kugellager 20 in der axialen Richtung D1. Der Abstandshalter 30 ist aus Eisen, wie zum Beispiel Kohlenstoffstahl bzw. unlegiertem Stahl, hergestellt.
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Wie in 3(a) dargestellt ist, weist der Abstandshalter 30 einen zylindrischen Nabenabschnitt 31, der an der inneren Lauffläche 20a des Kugellagers 20 anliegt, und einen flanschartigen Abschnitt 32 auf, der mit dem Nabenabschnitt 31 verbunden ist. Ein Durchgangsloch 30a, durch das die Drehwelle 12 hindurchtritt, ist in dem mittleren bzw. zentralen Abschnitt des Nabenabschnitts 31 vorgesehen. Der flanschartige Abschnitt 32 hat eine ringförmige Form und erstreckt sich in der radialen Richtung D2.
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Der Nabenabschnitt 31 hat eine erste Endfläche 31a des ringförmigen Nabenabschnitts an einer Endseite in der axialen Richtung D1 und eine zweite Endfläche 31b des ringförmigen Nabenabschnitts an der anderen Endseite in der axialen Richtung D1. Der flanschartige Abschnitt 32 hat eine erste Endfläche 32a des flanschartigen Abschnitts auf einer Endseite in der axialen Richtung D1 und eine zweite Endfläche 32b des ringförmigen flanschartigen Abschnitts an der anderen Endseite in der axialen Richtung D1. Die Dicke in der axialen Richtung D1 des Nabenabschnitts 31, das heißt, der Abstand zwischen der ersten Endfläche 31a des Nabenabschnitts und der zweiten Endfläche 31b des Nabenabschnitts ist eingestellt, um größer als die Dicke des flanschartigen Abschnitts 32 zu sein, das heißt, der Abstand zwischen der ersten Endfläche 32a des flanschartigen Abschnitts und der zweiten Endfläche 32b des flanschartigen Abschnitts. Mit anderen Worten ragt der Nabenabschnitt 31 zu dem Kugellager 20 über den flanschartigen Abschnitt 32 hinaus vor. Ferner ragt der Nabenabschnitt 31 zu dem gestuften Abschnitt 12c über den flanschartigen Abschnitt 32 hinaus vor. Die Dicke des Nabenabschnitts 31 kann zum Beispiel durch die Länge (Breite) in der axialen Richtung D1 des Kugellagers 20 bestimmt werden. Die Dicke des flanschartigen Abschnitts 32 kann basierend auf der Stärke bzw. Festigkeit bestimmt werden, die benötigt wird, wenn das Kugellager 20, das später beschrieben wird, gelöst wird.
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Wie in 2 dargestellt ist, liegt der Nabenabschnitt 31 des Abstandshalters 30 an der inneren Lauffläche 20a des Kugellagers 20 an. Da die erste Endfläche 31a des Nabenabschnitts von der ersten Innenfläche 32a des flanschartigen Abschnitts vorragt, ist ein Spalt zwischen der ersten Endfläche 32a des flanschartigen Abschnitts und der äußeren Lauffläche 20b des Kugellagers 20 vorgesehen.
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Der äußere Durchmesser des flanschartigen Abschnitts 32 ist kleiner als der Innendurchmesser der Lagerhülse 21. Die Lagerhülse 21 ragt zu der anderen Seite in der axialen Richtung D1 über das Kugellager 20 hinaus vor. Der flanschartige Abschnitt 32 ist innerhalb des vorragenden Abschnitts der Lagerhülse 21 angeordnet. Ein schmaler ringförmiger Spalt g ist zwischen der Innenumfangsfläche der Lagerhülse 21 und der Außenumfangsfläche des flanschartigen Abschnitts 32 vorgesehen. Wie vorangehend beschrieben ist, da der Abstandshalter 30 innerhalb der Lagerhülse 21 angeordnet ist und der Spalt g als ein geringfügiger Spielraum bzw. Abstand ausgebildet ist, wird der Durchgang von Luft in das Kugellager 20 unterdrückt.
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Der vorangehend beschriebene Rotorabschnitt 13 ragt in der radialen Richtung D2 über den flanschartigen Abschnitt 32 hinaus auswärts vor. Da die zweite Endfläche 32b des flanschartigen Abschnitts von der zweiten Endfläche 32b des flanschartigen Abschnitts vorragt, ist ein Intervall bzw. Abstand S zwischen der zweiten Endfläche 32b des flanschartigen Abschnitts und dem Rotorabschnitt 13 vorgesehen.
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In der gleichen Art und Weise ist der Abstandshalter 30 zwischen dem anderen Kugellager 20 und dem Rotorabschnitt 13 vorgesehen. Die Konfiguration des anderen Kugellagers 20, der Lagerhülse 22 und des Abstandshalters 30 ist die gleiche wie jene, die vorangehend beschrieben ist, und dementsprechend wird deren Beschreibung weggelassen.
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Als nächstes wird ein Prozess bzw. ein Ablauf eines Herausziehens des Kugellagers 20 von der Drehwelle 12 mit Bezug auf 4 beschrieben. Wie in 4(a) dargestellt ist, wird ein Lagerlösewerkzeug 40 bzw. ein Lagerentfernwerkzeug 40 bereitgestellt. Das Lagerlösewerkzeug 40 ist aus einem zylindrischen Körper 41, der durch ein Verbinden von zwei getrennten halbzylindrischen Gehäusen ausgebildet ist, und einer Haltevorrichtung bzw. einem Hilfsmittel (Jig) 42 zusammengesetzt, das an dem oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers 41 vorgesehen ist und durch ein Verbinden von halbkreisförmigen Plattenbauteilen ausgebildet ist. Die Drehwelle 12 wird durch den oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers 41 und den Mittenabschnitt der Haltevorrichtung 42 in einem Zustand eingesetzt, in dem das Kugellager 20 und der Abstandshalter 30 an der Drehwelle 12 pressgepasst sind. Im vorliegenden Fall ist der Randabschnitt der Öffnung, die in dem mittleren Abschnitt bzw. zentralen Abschnitt der Haltevorrichtung 42 vorgesehen ist, in dem vorangehend genannten Intervall bzw. Abstand S angeordnet. Entsprechend kann die Haltevorrichtung 42 in Druckkontakt mit dem flanschartigen Abschnitt 32 des Abstandshalters 30 in der axialen Richtung D1 gebracht werden.
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Wenn der Spitzenendabschnitt 12a der Drehwelle 12 nach unten hin in dem Zustand gedrückt wird, der in 4(a) dargestellt ist, wird die Drehwelle 12 aus dem Kugellager 20 über den Abstandshalter 30 (genauer gesagt aufgrund des Druckkontakts zwischen dem Nabenabschnitt 31 und der inneren Lauffläche 20a) herausgezogen, wie in 4(b) dargestellt ist. Entsprechend wird das Kugellager 20 leicht abgelöst bzw. entfernt. Das andere Kugellager 20 kann ebenfalls in der gleichen Prozedur, wie vorangehend beschrieben ist, abgelöst bzw. entfernt werden.
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In dem elektrischen Turbolader 1 ist der Abstandshalter 30, der an der Drehwelle 12 angebracht bzw. befestigt ist, benachbart zu dem Kugellager 20 in der axialen Richtung D1. Der Nabenabschnitt 31 des Abstandshalters 30 ist benachbart zu dem Kugellager 20 und der flanschartige Abschnitt 32 erstreckt sich in der radialen Richtung D2. Deshalb wird durch ein Aufbringen einer externen Kraft in der axialen Richtung D1 auf den flanschartigen Abschnitt 32 der Nabenabschnitt 31 gegen das Kugellager 20 gedrückt und das Kugellager 20, das auf der Drehwelle 12 pressgepasst ist, kann leicht abgelöst bzw. entfernt werden.
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Außerdem, da der flanschartige Abschnitt 32 sich in der radialen Richtung D2 erstreckt, wird der Abstand bzw. Spielraum eingeengt und die Luftströmung, die durch das Kugellager 20 hindurchtreten kann, wird verhindert. Als ein zweiter Effekt bzw. ein Sekundäreffekt wird das Schmierfett, das in dem Kugellager 20 enthalten ist, daran gehindert, entfernt zu werden, und ein Anstieg in der Lebensdauer des Kugellagers 20 wird erreicht. Dieser Effekt ist signifikant in dem Kugellager 20, das auf der Rückflächenseite des Kompressorlaufrads 8 vorgesehen ist.
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Wie in 6 dargestellt ist, neigt in einer Konfiguration, in der eine Lagerbuchse 50, die nicht über das Kugellager 20 hinaus vorragt, verwendet wird und der Abstandshalter 30 nicht vorgesehen ist, die Strömung F von Luft dazu, mit der Drehung des Kompressorlaufrads 8 aufzutreten. Deshalb neigt das Schmierfett, das in dem Kugellager 20 enthalten ist, dazu, weggenommen zu werden bzw. abzugehen, was ein Faktor eines Reduzierens der Dauerfestigkeit des Kugellagers 20 ist. In dem elektrischen Turbolader 1, der mit dem Abstandshalter 30 versehen ist, wird das Schmierfett, das in dem Kugellager 20 enthalten ist, daran gehindert, entfernt zu werden.
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In dem elektrischen Turbolader 1, da der flanschartige Abschnitt 32 innerhalb der Lagerhülse 21 angeordnet ist, ist der Spalt g zwischen dem flanschartigen Abschnitt 32 und dem Innenumfang der Lagerhülse 21 klein. Deshalb wird die Luftströmung verhindert, die durch das Kugellager 20 hindurchtreten kann. Als ein Ergebnis wird das Schmierfett, das in dem Kugellager 20 enthalten ist, weiter daran gehindert, entfernt zu werden.
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In dem elektrischen Turbolader 1 kann die Haltevorrichtung 42 in dem Abstand bzw. Intervall S angeordnet sein, der zwischen dem flanschartigen Abschnitt 32 und dem Rotorabschnitt 13 vorgesehen ist, und eine externe Kraft in der axialen Richtung kann leicht auf das Kugellager 20 über die Haltevorrichtung 42 aufgebracht werden. Deshalb kann selbst in einem Fall, in dem der Rotorabschnitt 13, der in der radialen Richtung D2 auswärts vorragt, an der Drehwelle 12 vorgesehen ist, das Kugellager 20 leicht von der Drehwelle 12 gelöst bzw. entfernt werden.
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In dem elektrischen Turbolader 1, da der Nabenabschnitt 31 gegen die innere Lauffläche 20a des Kugellagers 20 anliegt, kann die innere Lauffläche 20a, die an die Drehwelle 12 pressgepasst ist, durch ein Aufbringen einer externen Kraft in der axialen Richtung D1 auf den flanschartigen Abschnitt 32 leicht relativ zu der Drehwelle bewegt werden. Ferner, da der Spalt zwischen dem flanschartigen Abschnitt 32 und der äußeren Lauffläche 20b des Kugellagers 20 vorgesehen ist selbst in einem Fall, in dem sich der Abstandshalter 30 mit der Drehung der Drehwelle 12 dreht, wird der flanschartige Abschnitt 12 daran gehindert, die äußere Lauffläche 20b zu beeinträchtigen.
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Der elektrische Turbolader 1 einer zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 5 und 3(b) beschrieben. In dem elektrischen Turbolader 1 wird ein Abstandshalter 30 A verwendet, dessen andere Endfläche in der axialen Richtung D1 flach ist. Dem ist so, da in einem Fall, in dem ein Kugellager 20A (zum Beispiel ein Winkelkontaktlager) einer unterschiedlichen Art von dem Kugellager 20 verwendet wird, das Kugellager 20A unterschiedliche Abmessungen von dem Kugellager 20 hat und dementsprechend wird die Form des Abstandshalters geändert. Ein Nabenabschnitt 31A und ein flanschartiger Abschnitt 32A des Abstandshalters 30 sind in der axialen Richtung D1 dünner als der Nabenabschnitt 31 und der flanschartige Abschnitt 32 des Abstandshalters 30. Von dem Gesichtspunkt eines Gewährleistens der Festigkeit kann das Material des Abstandshalters 30A von dem Material des Abstandshalters 30 aus geändert werden. Ferner kann der Abstandshalter 30A aus Chrom-Molybdän-Stahl hergestellt sein. In dem dünnen Abstandshalter 30A sind die zweite Endfläche 32b des flanschartigen Abschnitts und die zweite Endfläche 32b des flanschartigen Abschnitts eben bzw. bündig zueinander und bilden eine flache Fläche. Selbst in diesem Fall ist ein Abstand bzw. Intervall S ähnlich zu dem Vorangehenden zwischen dem Nabenabschnitt 31A und dem Rotorabschnitt 13 vorgesehen.
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Selbst mit dem Aufbau, der den Abstandshalter 30A verwendet, können die gleichen Wirkungsweisen und Effekte wie jene der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform dargelegt werden.
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Während die Ausführungsformen dieser Offenbarung vorangehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel ist die Anordnungsbeziehung zwischen der Lagerhülse 21 und dem Abstandshalter 30 nicht auf den vorangehend beschriebenen Aspekt begrenzt. Der Abstandshalter 30 muss nicht innerhalb der Lagerhülse 21 angeordnet sein und kann außerhalb der Lagerhülse 21 angeordnet sein. Der flanschartige Abschnitt 32 kann benachbart zu der Lagerhülse 21 in der axialen Richtung D1 angeordnet sein.
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Die Lagerhülse 21 muss nicht vorgesehen sein und das Gehäuse kann einen Abschnitt mit der gleichen Form wie die Lagerhülse aufweisen. Das heißt, solange der Unterschied in einem Material zwischen dem Gehäuse und dem Lager gelöst ist, kann das Gehäuse und das Lager, auf (die äußere Lauffläche des Lagers) in Kontakt miteinander gebracht werden, ohne eine Lagerbuchse dazwischen anzuordnen.
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Das Lager ist nicht auf das Schmierfettkugellager begrenzt. Zum Beispiel kann ebenfalls ein Kugellager verwendet werden, das eine andere Schmierungsart (Ölschmierung oder dergleichen) einsetzt. Das Lager ist nicht auf das Radiallager begrenzt und kann ebenfalls ein Axiallager sein.
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Der Aufbau der vorliegenden Erfindung kann an irgendeine Drehmaschine bzw. sich drehende Maschine angewendet werden, in der ein Lager auf eine Drehwelle pressgepasst ist. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf eine Art von elektrischen Turbolader angewendet werden, in dem eine Rotation durch einen Motor unterstützt wird, der mit einer Turbine versehen ist, oder kann auf einen allgemeinen Turbolader verschieden zu dem elektrischen Turbolader angewendet werden. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Drehmaschine begrenzt, die mit einem Kompressor versehen ist, und kann außerdem auf einen Generator angewendet werden, der elektrische Leistung unter Verwendung einer Turbine erzeugt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Gemäß einigen Aspekten dieser Offenbarung kann ein Lager leicht von einer Drehwelle abgenommen bzw. entfernt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrischer Turbolader (Drehmaschine bzw. sich drehende Maschine)
- 2
- Gehäuse
- 7
- Kompressor
- 8
- Kompressorlaufrad (Laufrad)
- 12
- sich drehende Welle bzw. Drehwelle
- 13
- Rotorabschnitt (sich drehender Körper bzw. Drehkörper)
- 14
- Statorabschnitt
- 20
- Kugellager (Lager)
- 20A
- Kugellager (Lager)
- 20a
- innere Lauffläche
- 20b
- äußere Lauffläche
- 20c
- Kugel
- 21
- Lagerhülse (zylindrischer Abschnitt)
- 22
- Lagerhülse (zylindrischer Abschnitt)
- 23
- lagerumgebender Abschnitt
- 23a
- ringförmiger Abschnitt
- 30
- Abstandshalter (Flanschbauteil)
- 30A
- Abstandshalter (Flanschbauteil)
- 31
- Nabenabschnitt
- 31A
- Nabenabschnitt
- 32
- flanschartiger Abschnitt
- 32A
- flanschartiger Abschnitt
- D1
- axiale Richtung
- D2
- radiale Richtung
- S
- Intervall bzw. Abstand
