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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerstruktur mit einem zwischen zwei in einer Achsrichtung angeordneten Lagern angeordneten Abstandhalter.
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Verwandte Technik
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Bei einer herkömmlicherweise bekannten Lagerstruktur sind zur Aufnahme einer auf eine Drehwelle aufgebrachten hohen Last zwei Lager in einer Achsrichtung nebeneinander angeordnet (siehe beispielsweise Patentschrift 1). Bei einer derartigen Lagerstruktur sollten zum Austausch eines Lagers die beiden nebeneinander angeordneten Lager durch gleichzeitiges Abziehen von der Drehwelle abgenommen werden.
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Patentschrift 1: ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2006-105370 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Lager ist durch Presspassen auf die Drehwelle aufgesetzt und kann in Jahren der Verwendung fest an der Drehwelle angebracht sein. Dadurch wurde es unmöglich, die beiden nebeneinander angeordneten Lager gleichzeitig abzunehmen.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des vorstehenden Problems entwickelt und soll eine Lagerstruktur bereitstellen, die ein leichtes aufeinanderfolgendes Abnehmen mehrerer Lager von einer Drehwelle ermöglicht.
- (1) Die vorliegende Erfindung ist für eine Lagerstruktur (beispielsweise eine später beschriebene Lagerstruktur 10, 20, 30, 40) bestimmt, die umfasst: zwei Lager (beispielsweise später beschriebene Lager 11, 12), die in einer Achsrichtung (beispielsweise einer später beschriebenen Achsrichtung AD) angeordnet sind und jeweilige äußere Ringe (beispielsweise später beschriebene äußere Ringe 110, 120) und jeweilige innere Ringe (beispielsweise später beschriebene innere Ringe 111, 121) aufweisen, die sich in Bezug auf die äußeren Ringe drehen; und einen Abstandhalter (beispielsweise einen später beschriebenen Abstandhalter 13, 23, 33, 43), der zwischen den Lagern angeordnet ist. Der Abstandhalter umfasst: einen ringartigen äußeren Ringabstandhalter (beispielsweise einen später beschriebenen äußeren Ringabstandhalter 130, 330), der zwischen den jeweiligen äußeren Ringen der beiden in der Achsrichtung angeordneten Lager angeordnet ist und eine Einsetzöffnung (beispielsweise eine später beschriebene Einsetzöffnung 130a, 330a, 330b) aufweist, die in einer radialen Richtung (beispielsweise einer später beschriebenen radialen Richtung RD) durch den äußeren Ringabstandhalter verläuft und in die eine Vorrichtung (beispielsweise eine später beschriebene Vorrichtung J, J1) einzusetzen ist; und einen ringartigen inneren Ringabstandhalter (beispielsweise einen später beschriebenen inneren Ringabstandhalter 131, 231, 331, 431), der zwischen den jeweiligen inneren Ringen der beiden in der Achsrichtung angeordneten Lager angeordnet ist und ein Eingriffselement (beispielsweise einen Vorsprung 131a und eine Ausnehmung 231a, 331a, die später beschrieben werden) zur Herstellung eines Eingriffs mit der in die Einsetzöffnung eingesetzten Vorrichtung aufweist. Ein Lager unter den beiden Lagern kann durch Ziehen der in die Einsetzöffnung eingesetzten und mit dem Eingriffselement in Eingriff stehenden Vorrichtung in die Achsrichtung zusammen mit dem Abstandhalter von einer von den inneren Ringen gehaltenen Drehwelle (beispielsweise einer später beschriebenen Drehwelle 2) abgezogen werden.
- (2) Bei der unter (1) beschriebenen Lagerstruktur kann der innere Ringabstandhalter einen konischen Teil (beispielsweise einen später beschriebenen konischen Teil 431a) aufweisen, an dem der Innendurchmesser des inneren Ringabstandhalters in der Achsrichtung (beispielsweise einer später beschriebenen ersten Achsrichtung AD1) zu dem einen Lager (beispielsweise dem später beschriebenen Lager 11) hin zu einem Endabschnitt des inneren Ringabstandhalters zunimmt.
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Die vorliegende Erfindung ist zur Bereitstellung einer Lagerstruktur geeignet, die ein leichtes aufeinanderfolgendes Abnehmen mehrerer Lager von einer Drehwelle ermöglicht.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Rotor mit einer Lagerstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen in der Lagerstruktur vorgesehenen Abstandhalter zeigt;
- 3A ist eine schematische Ansicht, die den Rotor in einem Zustand zeigt, in dem eine Vorrichtung an dem Abstandhalter angeordnet ist;
- 3B ist eine schematische Ansicht, die den Rotor in einem Zustand zeigt, in dem ein Lager abgenommen wurde;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen in einer Lagerstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Abstandhalter zeigt;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen in einer Lagerstruktur gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Abstandhalter zeigt;
- 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter gemäß der dritten Ausführungsform in einem Zustand zeigt, in dem Vorrichtungen an dem Abstandhalter angeordnet sind;
- 7 ist eine schematische Ansicht, die den Rotor in einem Zustand zeigt, in dem die Vorrichtungen an dem Abstandhalter gemäß der dritten Ausführungsform angeordnet sind;
- 8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen in einer Lagerstruktur gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Abstandhalter zeigt; und 9 ist eine Schnittansicht, die den Abstandhalter gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Lagerstrukturen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hinsichtlich einer zweiten Ausführungsform und nachfolgender Ausführungsformen sind Komponenten, die mit denen gemäß einer ersten Ausführungsform übereinstimmen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und Komponenten, die denen gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen, sind durch Bezugszeichen bezeichnet, bei denen der gleichen Gesetzmäßigkeit gefolgt wird (beispielsweise mit der gleichen letzten Stelle oder den gleichen zwei letzten Stellen). Wo es zweckmäßig erscheint, wird auf die Beschreibung derartiger Komponenten verzichtet. Ferner wird auf Beschreibungen von Funktionsweisen und Ergebnissen der zweiten Ausführungsform und der nachfolgenden Ausführungsformen, die mit denen gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, gegebenenfalls verzichtet.
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[Erste Ausführungsform]
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Zunächst wird unter Verwendung der 1 und 2 eine Lagerstruktur 10 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Rotor 1 mit der Lagerstruktur 10 zeigt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen in der Lagerstruktur 10 vorgesehenen Abstandhalter 13 zeigt.
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Der Rotor 1 arbeitet mit einem Stator, etc. zusammen, wodurch ein Motor gebildet wird. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Rotor 1 eine Drehwelle 2 und die Lagerstruktur 10. Die Lagerstruktur 10 umfasst zwei in einer Achsrichtung AD angeordnete Lager 11 und 12 und einen Abstandhalter 13. Die Konfiguration der Lagerstruktur 10 ist dergestalt, dass der Abstandhalter 13 zwischen den beiden durch Presspassen an der Drehwelle 2 befestigten Lagern 11 und 12 angeordnet ist.
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Das eine Lager 11 umfasst einen äußeren Ring 110, einen inneren Ring 111 und mehrere Kugeln 112. Der äußere Ring 110 ist an einem (nicht dargestellten) Gehäuse befestigt. Der innere Ring 111 ist durch Presspassen an der Drehwelle 2 befestigt und dreht sich in Bezug auf den äußeren Ring 110. Die mehreren Kugeln 112 sind in einem ringartigen Muster senkrecht zur Achsrichtung AD und zwischen dem äußeren Ring 110 und dem inneren Ring 111 angeordnet, wodurch eine Rotation des inneren Rings 111 in Bezug auf den äußeren Ring 110 ermöglicht wird. Das Lager 11 mit der vorstehenden Konfiguration hält die Drehwelle 2 an dem Gehäuse und ermöglicht eine Rotation der Drehwelle 2 in Bezug auf das Gehäuse.
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Das andere Lager 12 weist eine Konfiguration auf, die grundlegend mit der des Lagers 11 übereinstimmt. Das Lager 12 umfasst einen äußeren Ring 120, einen inneren Ring 121 und mehrere Kugeln 122. Der äußere Ring 120 ist an dem (nicht dargestellten) Gehäuse befestigt. Der innere Ring 121 ist durch Presspassen an der Drehwelle 2 befestigt und dreht sich in Bezug auf den äußeren Ring 120. Die mehreren Kugeln 122 sind in einem ringartigen Muster senkrecht zur Achsrichtung AD und zwischen dem äußeren Ring 120 und dem inneren Ring 121 angeordnet, wodurch eine Rotation des inneren Rings 121 in Bezug auf den äußeren Ring 120 ermöglicht wird. Das Lager 12 mit der vorstehenden Konfiguration hält die Drehwelle 2 an dem Gehäuse und ermöglicht eine Rotation der Drehwelle 2 in Bezug auf das Gehäuse. Die Achsrichtung AD umfasst eine Richtung, die an dem anderen Lager 12 beginnt und zu dem einen Lager 11 hin ausgerichtet ist, und diese Richtung wird auch als „erste Achsrichtung AD1“ bezeichnet.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst der Abstandhalter 13 einen äußeren Ringabstandhalter 130 und einen inneren Ringabstandhalter 131. Der äußere Ringabstandhalter 130 weist eine ringartige Form auf und ist zwischen den jeweiligen äußeren Ringen 110 und 120 der beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 angeordnet. Der äußere Ringabstandhalter 130 weist mehrere Einsetzöffnungen 130a auf, die in einer Umfangsrichtung CD in gleichmäßig voneinander beabstandeten Positionen ausgebildet sind und in einer radialen Richtung RD durch den äußeren Ringabstandhalter 130 verlaufen. Die Einsetzöffnungen 130a sind Öffnungen, in die eine Vorrichtung J wie ein Abzieher einzusetzen ist (siehe 3A und 3B). Bei dieser Ausführungsform sind zwei Einsetzöffnungen 130a in einem Winkelabstand von 180 Grad angeordnet.
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Der innere Ringabstandhalter 131 weist eine ringartige Form auf und ist zwischen den jeweiligen inneren Ringen 111 und 121 der beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 angeordnet. Der innere Ringabstandhalter 131 weist mehrere Vorsprünge (Eingriffselemente) 131a auf, die in der Umfangsrichtung CD in gleichmäßig voneinander beabstandeten Positionen ausgebildet sind und den Positionen der Einsetzöffnungen 130a entsprechen. Die Vorsprünge 131a dienen der Herstellung eines Eingriffs mit der in die Einsetzöffnungen 130a eingesetzten Vorrichtung J. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Vorsprünge (Eingriffselemente) 131a in einem Winkelabstand von 180 Grad angeordnet.
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Als nächstes wird unter Verwendung der 3A und 3B die Demontage des Lagers 11 beschrieben. 3A ist eine schematische Ansicht, die den Rotor 1 in einem Zustand zeigt, in dem die Vorrichtung J an dem Abstandhalter 13 angeordnet ist. 3B ist eine schematische Ansicht, die den Rotor 1 in einem Zustand zeigt, in dem das Lager 11 abgenommen wurde.
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Wie in 3A gezeigt, wird zum Trennen des einen Lagers 11 von der Drehwelle 2 die Vorrichtung J in jede der mehreren Einsetzöffnungen 130a des äußeren Ringabstandhalters 130 eingesetzt. Dann wird die Vorrichtung J mit jedem der mehreren Vorsprünge 131a des inneren Ringabstandhalters 131 in Eingriff gebracht.
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Als nächstes wird die in die Einsetzöffnungen 130a eingesetzte und mit den Vorsprüngen 131a in Eingriff stehende Vorrichtung J in die erste Achsrichtung AD1 der Achsrichtung AD gezogen. Dadurch werden, wie in 3B gezeigt, das eine Lager 11 und der Abstandhalter 13 gemeinsam von der Drehwelle 2 abgezogen. Das Fehlen des einen Lagers 11 ermöglicht ein leichtes Abziehen des anderen Lagers 12.
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Durch die Lagerstruktur 10 gemäß dieser Ausführungsform wird beispielsweise das folgende Ergebnis erzielt. Die Lagerstruktur 10 gemäß dieser Ausführungsform umfasst: die beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 mit den jeweiligen äußeren Ringen 110 und 120 und den jeweiligen inneren Ringen 111 und 121, die sich in Bezug auf die äußeren Ringe 110 und 120 drehen; und den zwischen den Lagern 11 und 12 angeordneten Abstandhalter 13. Der Abstandhalter 13 umfasst: den zwischen den jeweiligen äußeren Ringen 110 und 120 der beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 angeordneten ringartigen äußeren Ringabstandhalter 130, der die Einsetzöffnungen 130a aufweist, die in der radialen Richtung RD durch den äußeren Ringabstandhalter 130 verlaufen und in die die Vorrichtung J einzusetzen ist; und den zwischen den jeweiligen inneren Ringen 111 und 121 der beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 angeordneten ringartigen inneren Ringabstandhalter 131, der die Vorsprünge 131a als Eingriffselemente zur Herstellung eines Eingriffs mit der in die Einsetzöffnungen 130a eingesetzten Vorrichtung J aufweist. Das eine Lager 11 der beiden Lager 11 und 12 kann durch Ziehen der in die Einsetzöffnungen 130a eingesetzten und mit den Vorsprüngen 131a in Eingriff stehenden Vorrichtung J in die Achsrichtung AD zusammen mit dem Abstandhalter 13 von der von den inneren Ringen 111 und 121 gehaltenen Drehwelle 2 abgezogen werden.
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Dadurch können bei der Lagerstruktur 10 gemäß dieser Ausführungsform die mehreren Lager 11 und 12 leicht nacheinander von der Drehwelle 2 abgenommen werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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Als nächstes wird unter Verwendung von 4 ein in einer Lagerstruktur 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform vorgesehener Abstandhalter 23 beschrieben. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die den in der Lagerstruktur 20 vorgesehenen Abstandhalter 23 zeigt. Die Lagerstruktur 20 gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der Lagerstruktur 10 gemäß der ersten Ausführungsform, dass die Lagerstruktur 20 anstelle des Abstandhalters 13 den Abstandhalter 23 umfasst.
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Wie in 4 gezeigt, umfasst der Abstandhalter 23 den äußeren Ringabstandhalter 130 und einen inneren Ringabstandhalter 231. Der innere Ringabstandhalter 231 weist eine ringartige Form auf und ist zwischen den jeweiligen inneren Ringen 111 und 121 der beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 angeordnet (siehe 1). Der innere Ringabstandhalter 231 weist mehrere Ausnehmungen (Eingriffselemente) 231a auf, die in der Umfangsrichtung CD in gleichmäßig voneinander beabstandeten Positionen ausgebildet sind und den Positionen der Einsetzöffnungen 130a entsprechen. Die Ausnehmungen 231a dienen der Herstellung eines Eingriffs mit der in die Einsetzöffnungen 130a eingesetzten Vorrichtung J. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Ausnehmungen (Eingriffselemente) 231a in einem Winkelabstand von 180 Grad angeordnet.
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[Dritte Ausführungsform]
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Als nächstes wird unter Verwendung von 5 ein in einer Lagerstruktur 30 gemäß einer dritten Ausführungsform vorgesehener Abstandhalter 33 beschrieben. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den in der Lagerstruktur 30 vorgesehenen Abstandhalter 33 zeigt. Die Lagerstruktur 30 gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der Lagerstruktur 10 gemäß der ersten Ausführungsform, dass die Lagerstruktur 30 anstelle des Abstandhalters 13 den Abstandhalter 33 umfasst.
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Wie in 5 gezeigt, umfasst der Abstandhalter 33 einen äußeren Ringabstandhalter 330 und einen inneren Ringabstandhalter 331. Der äußere Ringabstandhalter 330 weist eine ringartige Form auf und ist zwischen den jeweiligen äußeren Ringen 110 und 120 der beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 angeordnet (siehe 1). Der äußere Ringabstandhalter 330 weist zwei Paare auf, die jeweils eine Einsetzöffnung 330a und eine Einsetzöffnung 330b umfassen, die an Positionen ausgebildet sind, die in der Umfangsrichtung CD um einen vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet sind und in der radialen Richtung RD durch den äußeren Ringabstandhalter 330 verlaufen. Die Einsetzöffnungen 330a und 330b sind Öffnungen, in die eine Vorrichtung J1 einzusetzen ist (siehe 6 und 7). Der innere Ringabstandhalter 331 weist zwei Ausnehmungen (Eingriffselemente) 331a auf, die in der Umfangsrichtung CD in gleichmäßig voneinander beabstandeten Positionen ausgebildet sind und den Positionen der Einsetzöffnungen 330a und der Einsetzöffnungen 330b entsprechen. Jede der Ausnehmungen 331a dient der Herstellung eines Eingriffs mit der als Paar in die Einsetzöffnungen 330a und 330b eingesetzten Vorrichtung J1. Das Eingriffselement ist nicht auf die Ausnehmung beschränkt, sondern kann auch ein Vorsprung sein.
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Als nächstes wird unter Verwendung der 6 und 7 die Demontage des Lagers 11 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter 33 in einem Zustand zeigt, in dem die Vorrichtungen J1 an dem Abstandhalter 33 angeordnet sind. 7 ist eine schematische Ansicht, die den Rotor 1 in einem Zustand zeigt, in dem die Vorrichtungen J1 an dem Abstandhalter 33 angeordnet sind.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, werden zum Trennen des Lagers 11 von der Drehwelle 2 die Vorrichtungen J1 in sämtliche als zwei Paare in dem äußeren Ringabstandhalter 330 ausgebildete Einsetzöffnungen 330a und Einsetzöffnungen 330b eingesetzt. Anschließend werden die Vorrichtungen J1 mit entsprechenden der beiden Ausnehmungen 331a an dem inneren Ringabstandhalter 331 in Eingriff gebracht.
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Als nächstes werden die in die Einsetzöffnungen 330a und die Einsetzöffnungen 330b eingesetzten und mit den Ausnehmungen 331a in Eingriff stehenden Vorrichtungen J1 mit einer anderen Vorrichtung J2 wie einem Abzieher in Eingriff gebracht und in die Achsrichtung AD gezogen. Dadurch werden das Lager 11 und der Abstandhalter 33 gemeinsam von der Drehwelle 2 abgezogen.
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[Vierte Ausführungsform]
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Als nächstes wird unter Verwendung 8 und 9 ein in einer Lagerstruktur 40 gemäß einer vierten Ausführungsform vorgesehener Abstandhalter 43 beschrieben. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den in der Lagerstruktur 40 vorgesehenen Abstandhalter 43 zeigt. 9 ist eine Schnittansicht, die den Abstandhalter 43 zeigt. Die Lagerstruktur 40 gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der Lagerstruktur 10 gemäß der ersten Ausführungsform, dass die Lagerstruktur 40 anstelle des Abstandhalters 13 den Abstandhalter 43 umfasst.
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Wie in den 8 und 9 gezeigt, umfasst der Abstandhalter 43 den äußeren Ringabstandhalter 130 und einen inneren Ringabstandhalter 431. Der innere Ringabstandhalter 431 weist eine ringartige Form auf und ist zwischen den jeweiligen inneren Ringen 111 und 121 der beiden in der Achsrichtung AD angeordneten Lager 11 und 12 angeordnet (siehe 1). Der innere Ringabstandhalter 431 weist mehrere (bei dieser Ausführungsform zwei) Vorsprünge 131a auf. Der innere Ringabstandhalter 431 weist einen konischen Teil 431a auf, an dem der Innendurchmesser des inneren Ringabstandhalters 431 in der Achsrichtung AD (der ersten Achsrichtung AD1) zu dem einen Lager 11 hin zu einem Endabschnitt des inneren Ringabstandhalters 431 zunimmt.
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Durch die Lagerstruktur 40 gemäß dieser Ausführungsform wird beispielsweise das folgende Ergebnis erzielt. Der innere Ringabstandhalter 431 der Lagerstruktur 40 gemäß dieser Ausführungsform weist den konischen Teil 431a auf, an dem der Innendurchmesser des inneren Ringabstandhalters 431 in der Achsrichtung AD (der ersten Achsrichtung AD1) zu dem einen Lager 11 hin zu einem Endabschnitt des inneren Ringabstandhalters 431 zunimmt. Wenn die in die Einsetzöffnungen 130a eingesetzte und dann mit den Vorsprüngen 131a in Eingriff gebrachte Vorrichtung J in die erste Achsrichtung AD1 der Achsrichtung AD gezogen wird, kann daher die Wahrscheinlichkeit eines Sich-Festziehens der Drehwelle 2 aufgrund einer Verformung des inneren Ringabstandhalters 431 verringert werden. Dadurch wird es möglich, die Schwierigkeiten beim Abziehen des Lagers 11 von der Drehwelle 2 zu vermindern.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die jeweiligen vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern es können verschiedene Abänderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung entwickelt werden. Die Komponenten der einzelnen Ausführungsformen können kombiniert werden. Die Lagerstruktur kann drei oder mehr Lager oder zwei oder mehr Abstandhalter umfassen. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die Lagerstrukturen 10, 20, 30 und 40 auf die Drehwelle 2 des Rotors 1 angewendet. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel der Anwendung. Die Lagerstrukturen 10, 20, 30 und 40 sind auf verschiedene Typen von Drehwellen wie eine Spindel einer Werkzeugmaschine und eine Drehwelle einer elektrischen Spritzgießmaschine anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotor
- 2
- Drehwelle
- 10, 20, 30, 40
- Lagerstruktur
- 11, 12
- Lager
- 110, 120
- äußerer Ring
- 111, 121
- innerer Ring
- 112, 122
- Kugel
- 13, 23, 33, 43
- Abstandhalter
- 130, 330
- äußerer Ringabstandhalter
- 130a, 330a, 330b
- Einsetzöffnung
- 131, 231, 331, 431
- innerer Ringabstandhalter
- 131a
- Vorsprung (Eingriffselement)
- 231a, 331a
- Ausnehmung (Eingriffselement)
- 431a
- konischer Teil
- J, J1
- Vorrichtung
- CD
- Umfangsrichtung
- RD
- radiale Richtung
- AD
- Achsrichtung
