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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung bezieht sich auf einen Turbolader (eine Drehmaschine), bei dem eine Drehwelle durch ein Lager gestützt ist.
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Stand der Technik
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Als eine solche Technologie ist, wie in Patentdokument 1 beschrieben ist, ein elektrischer Lader bekannt, bei dem ein Verdichterrad an einer Drehwelle angebracht ist und ein Motorrotor, der an der Drehwelle fixiert ist, durch einen Motor gedreht wird. Bei dem elektrischen Lader sind ein Ringabschnitt, der die Drehwelle umgibt, sowie ein Dämpfer und ein in dem Ringabschnitt vorgesehenes Wälzlager vorgesehen. Der Ringabschnitt ist an der Innenseite eines Gehäuses angebracht. Der Dämpfer hat eine Dichtung, wie etwa einen O-Ring, der an der Außenumfangsfläche des Wälzlagers vorgesehen ist, wobei die Außenumfangsfläche der Dichtung mit der Innenumfangsfläche des Ringabschnitts in Kontakt ist. Der Ringabschnitt stützt den Dämpfer in der Radialrichtung der Drehwelle.
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Weitere herkömmliche Drehmaschinen sind aus den Patentdokumenten 2 - 5 bekannt.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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- Patentdokument 1: JP 2012 - 102 700 A
- Patentdokument 2: JP H04 - 161 033 A
- Patentdokument 3: US 5 073 039 A
- Patentdokument 4: DE 10 2012 218 085 A1
- Patentdokument 5: US 2014 / 0 219 598 A1
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Bei der vorstehend beschriebenen aus Patentdokument 1 bekannten Struktur im Stand der Technik ist der Dämpfer an einer Außenumfangsseite des Wälzlagers vorgesehen, und der Ringabschnitt ist an der weiteren Außenumfangsseite des Dämpfers vorgesehen. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es schwierig, einen Raum auf der Außenseite in der Radialrichtung sicherzustellen, weil eine Vielzahl von Elementen auf der Außenseite des Lagers in der Radialrichtung der Drehwelle angeordnet ist.
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Zusätzlich wird beispielsweise eine Struktur, wie sie in 4 dargestellt ist, berücksichtigt. In einer Lagerstruktur 100, die in 4 gezeigt ist, ist ein Innenring 120a eines Kugellagers 120 an einem Basisendabschnitt 12b einer Drehwelle 12 eingepresst. Ein Außenring 120b des Kugellagers 120 ist typischerweise aus einem Stahl, wie etwa SUJ, gemacht. Andererseits, ist ein Lagerflansch 104 an einem Ende in der Axialrichtung des Gehäuses vorgesehen, und wobei der Lagerflansch 104 mit einem zylindrischen Abschnitt 105 versehen ist, der nach innen vorsteht. Der Lagerflansch 104 und der zylindrische Abschnitt 105 sind beispielsweise zum Reduzieren eines Gewichts aus Aluminium gemacht. In einem Fall, in dem es eine Differenz zwischen der Härte des Außenrings 120b des Kugellagers 120 und der Härte des zylindrischen Abschnitts 105 gibt, wenn der Außenring 120b in den zylindrischen Abschnitt 105 mit einer Spielpassung eingesetzt ist, verschleißt der zylindrische Abschnitt 105 leicht. Hier wird eine Lagerhülse 122, die denselben Härtegrad hat wie der Außenring 120b in den zylindrischen Abschnitt 105 eingesetzt, und der Außenring 120b wird an der Innenumfangsseite des zylindrischen Abschnitts 105 mit einer Spielpassung eingesetzt.
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Bei der Lagerstruktur 100 der 4 umgibt der zylindrische Abschnitt 105 die Lagerhülse 122 und das Kugellager 120. Daher ist auf der Außenseite des Kugellagers 120 ein Raum in der Radialrichtung, der der Summe der Dicke der Lagerhülse 122 und der Dicke des zylindrischen Abschnitts 105 entspricht, belegt. Auf der Außenumfangsseite des zylindrischen Abschnitts 105 kann beispielsweise ein Motorstator angeordnet sein. Allerdings gibt es dort lediglich einen begrenzten Raum. Entsprechend ist es nachteilig hinsichtlich einer Gestaltung. Diese Offenbarung beschreibt einen Turbolader (eine Drehmaschine), der imstande ist, einen Raum auf der Außenseite eines Lagers in der Radialrichtung einer Drehwelle sicherzustellen. Dies wird durch einen Turbolader mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Lösung der Aufgabe
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Erfindungsgemäß umfasst ein Turbolader: eine Drehwelle, die bezüglich einer Endwand eines Gehäuses gestützt ist; ein Lager, das an der Drehwelle angebracht ist und die Drehwelle an dem Gehäuse drehbar stützt; einen zylindrischen Halterabschnitt, der in der Endwand des Gehäuses vorgesehen ist und sich in der Axialrichtung der Drehwelle erstreckt; eine Ringnut, die in der Endwand des Gehäuses radial außerhalb oder innerhalb von dem zylindrischen Halterabschnitt vorgesehen ist; und eine zylindrische Lagerhülse, die an dem Halterabschnitt fixiert ist und das Lager umgibt, bei dem die Lagerhülse einen Umgebungsabschnitt, der das Lager umgibt, und einen Vorsprungsabschnitt umfasst, der aus dem Umgebungsabschnitt in Richtung der Endwand vorspringt, und wobei der Vorsprungsabschnitt und der Halterabschnitt einander in einer Radialrichtung der Drehwelle überlappen, wobei ein Ende des Vorsprungsabschnitts in der Ringnut angeordnet ist, und die Lagerhülse an der Endwand fixiert ist, indem der Vorsprungsabschnitt in den Halterabschnitt eingesetzt ist.
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Wirkungen der Erfindung
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Erfindungsgemäß kann ein Raum auf der Außenseite des Lagers in der Radialrichtung der Drehwelle sichergestellt 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 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Lagerabschnitt einer Drehmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt, und ist eine Ansicht, die der 2 entspricht.
- 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Lagerabschnitt einer Drehmaschine gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Erfindungsgemäß umfasst einTurbolader: eine Drehwelle, die bezüglich einer Endwand eines Gehäuses gestützt ist, ein Lager, das an der Drehwelle angebracht ist und die Drehwelle an dem Gehäuse drehbar stützt; einen zylindrischen Halterabschnitt, der in der Endwand des Gehäuses vorgesehen ist, und sich in einer Axialrichtung der Drehwelle erstreckt; eine Ringnut, die in der Endwand des Gehäuses radial außerhalb oder innerhalb von dem zylindrischen Halterabschnitt vorgesehen ist; und eine zylindrische Lagerhülse, die an dem Halterabschnitt fixiert ist und das Lager umgibt, in dem die Lagerhülse einen Umgebungsabschnitt, der das Lager umgibt, und einen Vorsprungsabschnitt umfasst, der aus dem Umgebungsabschnitt in Richtung der Endwand vorspringt, und wobei der Vorsprungsabschnitt und der Halterabschnitt einander in einer Radialrichtung der Drehwelle überlappen, wobei ein Ende des Vorsprungsabschnitts in der Ringnut angeordnet ist, und die Lagerhülse an der Endwand fixiert wird, indem der Vorsprungsabschnitt in den Halterabschnitt eingesetzt wird.
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Bei dem Turbolader (der Drehmaschine) umfasst die Lagerhülse den Vorsprungsabschnitt, der in Richtung der Endwand des Gehäuses vorspringt, und wobei die Lagerhülse durch Einsetzen des Vorsprungsabschnitts in den Halterabschnitt fixiert wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist der Vorsprungsabschnitt, der in Richtung der Endwand vorspringt, separat von dem Umgebungsabschnitt vorgesehen, der das Lager umgibt, und der Vorsprungsabschnitt ist in den Halterabschnitt eingesetzt. Daher überlappen die Lagerhülse und der Halterabschnitt einander auf der Außenseite in der Radialrichtung des Lagers nicht und ein Raum auf der Außenseite des Lagers ist sichergestellt.
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Vorzugsweise ist der Längenausdehnungskoeffizient der Lagerhülse von dem Längenausdehnungskoeffizienten des Halterabschnitts verschieden, und einer von dem Vorsprungsabschnitt und dem Halterabschnitt, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, ist auf der Innenseite in der Radialrichtung angeordnet. Mit dieser Konfiguration wird während eines Betriebs der Drehmaschine, auch wenn sich der Vorsprungsabschnitt und der Halterabschnitt aufgrund eines Anstiegs der Innentemperatur wärmedehnen (thermisch expandieren) der Festsitz (Übermaßpassung) zwischen dem Vorsprungsabschnitt und dem Halterabschnitt erhöht, weil der eine, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, auf der Innenseite in der Radialrichtung angeordnet ist. Daher wird die Lagerhülse daran gehindert, sich zu lösen.
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Vorzugsweise hat die Lagerhülse denselben Härtegrad wie der Außenumfangsabschnitt des Lagers. Mit dieser Konfiguration kann das Verschleißausmaß der Innenumfangsseite der Lagerhülse, die mit dem Lager in Kontakt kommt, reduziert werden.
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Nachstehend wird eine Ausführungsform dieser Offenbarung unter Bezugnahme 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 Lader (Drehmaschine) 1 gemäß einer ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, wird der elektrische Lader 1 beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs oder eines Schiffs verwendet. Der elektrische Lader 1 umfasst einen Verdichter 7. In dem elektrischen Lader 1 wird ein Verdichterlaufrad 8 durch das Zusammenwirken zwischen einem Rotorabschnitt 13 und einem Statorabschnitt 14 gedreht, um ein Fluid, wie etwa Luft, zu komprimieren und eine komprimierte Luft zu erzeugen.
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Der elektrische Lader 1 umfasst eine Drehwelle 12, die durch ein Gehäuse 2 drehbar gestützt ist, und wobei das Verdichterlaufrad 8 an einem Spitzenendenabschnitt (einem Endabschnitt) 12a der Drehwelle 12 fixiert ist. Das Gehäuse 2 umfasst ein Motorgehäuse 3, in dem der Rotorabschnitt 13 und der Statorabschnitt 14 untergebracht sind, sowie eine Endwand 4, die eine Öffnung auf der anderen Endseite (der rechten Seite in der Figur) des Motorgehäuses 3 verschließt. Ein Verdichtergehäuse 6, in dem das Verdichterlaufrad 8 untergebracht ist, ist auf der einen Endseite (der linken Seite in der Figur) des Motorgehäuses 3 vorgesehen. Das Verdichtergehäuse 6 umfasst eine Einlassöffnung 9, einen Spiralabschnitt 10 und eine Auslassöffnung 11.
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Das Verdichterlaufrad 8 ist beispielsweise aus einem Harz oder einem kohlefaserverstärkten Harz (nachstehend als „CFRP“, CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic; kohlefaserverstärkter Kunststoff) gemacht, und somit wird eine Gewichtsreduzierung erreicht.
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Der Rotorabschnitt 13 ist an dem Mittelabschnitt in einer Axialrichtung D1 der Drehwelle 12 fixiert und umfasst einen oder eine Vielzahl von Permanentmagneten (nicht gezeigt), die an der Drehwelle 12 angebracht sind. Der Statorabschnitt 14 ist an der Innenseite des Motorgehäuses 3 fixiert, um den Rotorabschnitt 13 zu umgeben, und umfasst einen Spulenabschnitt (nicht gezeigt), auf dem ein Leitungsdraht 14a gewickelt ist. Wenn dem Spulenabschnitt des Statorabschnitts 14 durch den Leitungsdraht 14a ein Wechselstrom zugeführt wird, drehen die Drehwelle 12 und das Verdichterlaufrad 8 einstückig aufgrund des Zusammenwirkens zwischen dem Rotorabschnitt 13 und dem Statorabschnitt 14. Wenn das Verdichterlaufrad 8 dreht, saugt das Verdichterlaufrad 8 Außenluft durch die Einlassöffnung 9 ein, verdichtet die Luft durch den Spiralabschnitt 10 und stößt die Luft aus der Auslassöffnung 11 aus. Die aus der Auslassöffnung 11 ausgestoßene verdichtete Luft wird der vorstehend genannten Brennkraftmaschine zugeführt.
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Der elektrische Lader 1 umfasst zwei Kugellager (Lager) 20, die an der Drehwelle 12 eingepresst sind und die Drehwelle 12 an dem Gehäuse 2 drehbar stützen. Die Kugellager 20 sind jeweils neben dem Spitzenendenabschnitt 12a und dem Basisendabschnitt 12b der Drehwelle 12 vorgesehen und stützen die Drehwelle 12 an beiden Seiten. Das Kugellager 20 ist beispielsweise ein Radialkugellager von der Fettschmierungsart. Genauer gesagt, das Kugellager 20 kann ein Rillenkugellager oder ein Schrägkugellager sein. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das Kugellager 20 einen Innenring 20a, der an der Drehwelle 12 eingepresst ist, und einen Außenring 20b, der relativ zu dem Innenring 20a über eine Vielzahl von Kugeln 20c drehbar ist.
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Ein Kugellager 20 ist auf der Seite der Rückfläche (der rechten Seite in der Figur) des Verdichterlaufrads 8 angebracht. Eine zylindrische Lagerhülse 21 ist auf der Außenumfangsseite eines Kugellagers 20 angebracht. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Kugellager 20 an der Drehwelle 12 durch eine Wellenendmutter 16 fixiert, die an dem Spitzenendenabschnitt 12a der Drehwelle 12 vorgesehen ist. Die Lagerhülse 21 ist in einen Lagerumgebungsabschnitt 23 eingepresst, der auf einer Endseite in der Axialrichtung D1 des Motorgehäuses 3 ausgebildet ist.
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Das andere Kugellager 20 ist zwischen der Drehwelle 12 und der Endwand 4 angebracht. Die Endwand 4 ist ein sogenannter Lagerflansch. Eine zylindrische Lagerhülse 22 ist auf der Außenumfangsseite des anderen Kugellagers 20 angebracht. Die Lagerhülse 22 ist an einem zylindrischen Halterabschnitt 33 (siehe 2) fixiert, der ausgebildet ist, um aus der Mitte der Endwand 4 in das Motorgehäuse 3 nach innen vorzustehen. Eine ringförmige Federaufnahme 26 ist zwischen dem anderen Kugellager 20 und der Endwand 4 vorgesehen. Die Federaufnahme 26 ist in Richtung einer Endseite in der Axialrichtung D1 durch eine Feder 27 vorgespannt, die in dem Halterabschnitt 33 an der Mitte der Endwand 4 angeordnet ist. Ein kreisförmiges flanschartiges Distanzstück 30 (siehe 2) ist auf einer Seite (der linken Seite in der Zeichnung) des anderen Kugellagers 20 in der Axialrichtung D1 vorgesehen.
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Die Drehwelle 12 und das Verdichterlaufrad 8, der Rotorabschnitt 13, die Kugellager 20, das Distanzstück 30 sowie die Federaufnahme 26, die an der Drehwelle 12 fixiert sind, stellen einstückig einen Drehabschnitt in dem Gehäuse 2 dar und sind in Richtung einer Seite in der Axialrichtung D1 vorgespannt. Ein Ringabschnitt des Lagerumgebungsabschnitts 23 liegt einer Endseite des Kugellagers 20 so gegenüber, dass der Drehabschnitt in der Axialrichtung D1 positioniert wird.
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Bei dem elektrischen Lader 1 ist das Motorgehäuse 3 beispielsweise aus Aluminium gemacht. Andererseits sind der Innenring 20a und der Außenring 20b des Kugellagers 20 aus Eisen gemacht (beispielsweise SUJ). Daher sind die Lagerhülsen 21 und 22, die aus Eisen gemacht sind, wie etwa Kohlenstoffstahl (beispielsweise S45C) und denselben Härtegrad haben wie die Kugellager 20, zwischen den Kugellagern 20 und dem Motorgehäuse 3 vorgesehen. Die Lagerhülsen 21 und 22 umgeben die Kugellager 20 von der Außenumfangsseite. Entsprechend ist das aus einem relativ weichen Material gemachte Motorgehäuse 3 vor einem Verschleiß geschützt. Die Härte des Innenrings 20a und des Außenrings 20b des Kugellagers 20 und der Lagerhülsen 21 und 22 können mit irgendeiner Kennzahl gemessen werden, die eine Härte darstellt. Beispiele einer Härtekennzahl umfassen Rockwellhärte (HRC) und Vickershärte (Hv).
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Als Nächstes wird die Lagerstruktur an dem Basisendabschnitt 12b der Drehwelle 12 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, stützt die Lagerstruktur 50 des elektrischen Laders 1 die Drehwelle 12 bezüglich der Endwand 4 in der Axialrichtung D1 des Gehäuses 2. Die Lagerstruktur 50 umfasst das Kugellager 20 auf der Seite des Basisendabschnitts 12b, die zylindrische Lagerhülse 22, die den Außenring 20b des Kugellagers 20 hält, sowie den Halterabschnitt 33, der in der Endwand 4 vorgesehen ist, um die Lagerhülse 22 zu halten.
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Die Lagerhülse 22 umfasst einen zylindrischen Umgebungsabschnitt 22a, der das Kugellager 20 umgibt, und einen zylindrischen Vorsprungsabschnitt 22b, der aus dem Umgebungsabschnitt 22a in Richtung der Endwand 4 vorspringt. Der Umgebungsabschnitt 22a und der Vorsprungsabschnitt 22b sind nahtlos zusammenhängend und in einer zylindrischen Form einstückig ausgebildet. Der Außenring 20b des Kugellagers 20 ist in dem Umgebungsabschnitt 22a mit einer Spielpassung eingesetzt. Eine Innenumfangsfläche 22c des Umgebungsabschnitts 22a liegt an einer Außenumfangsfläche 20d des Außenrings 20b des Kugellagers 20 an. Der Umgebungsabschnitt 22a steht in Richtung einer Endseite in der Axialrichtung D1 aus dem Kugellager 20 vor. Das Distanzstück 30 ist in dem Vorsprungsabschnitt des Umgebungsabschnitts 22a angeordnet.
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Der zylindrische Halterabschnitt 33 ist um eine Drehachse H der Drehwelle 12 als der Mitte ausgebildet und steht in der Axialrichtung D1 der Drehwelle 12 vor. Anders gesagt, der Halterabschnitt 33 steht in Richtung des Kugellagers 20 vor. Eine Außenumfangsfläche 33a des Halterabschnitts 33 erstreckt sich in der Axialrichtung D1. Die Feder 27 ist in dem Halterabschnitt 33 aufgenommen. Die Federaufnahme 26 ist zwischen dem Halterabschnitt 33 und dem Kugellager 20 angeordnet.
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Eine Ringnut 35, deren Mitte die Drehachse H ist, ist auf der Außenumfangsseite des Halterabschnitts 33 vorgesehen. Der Endabschnitt des Vorsprungsabschnitts 22b ist in der Nut 35 vorgesehen. Der Vorsprungsabschnitt 22b und der Halterabschnitt 33, der in der Endwand 4 vorgesehen ist, überlappen einander in einer Radialrichtung D2 der Drehwelle 12. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt 22b ist auf der Außenseite in der Radialrichtung D2 angeordnet und der Halterabschnitt 33 ist auf der Innenseite in der Radialrichtung D2 angeordnet. Die Lagerhülse 22 ist an der Endwand 4 fixiert, indem der Vorsprungsabschnitt 22b in den Halterabschnitt 33 eingesetzt wird. Eine Innenumfangsfläche 22d des Vorsprungsabschnitts 22b kommt in Presskontakt mit der Außenumfangsfläche 33a des Halterabschnitts 33. Die Lagerhülse 22 ist in den Halterabschnitt 33 eingepresst und an diesem fixiert, beispielsweise durch eine Schrumpfpassung. Der Halterabschnitt 33 hat eine Dicke und Festigkeit, die zum Halten der Lagerhülse 22 erforderlich ist.
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Bei dem elektrischen Lader 1 steigt während eines Drehbetriebs der Drehwelle 12 die Innentemperatur aufgrund von Wärme, die durch den Motor, eine Drehreibung der Lagerabschnitte, oder dergleichen, erzeugt wird. Der Längenausdehnungskoeffizient der Lagerhülse 22 ist von dem Längenausdehnungskoeffizienten des Halterabschnitts 33 (der Endwand 4) verschieden. Genauer gesagt, der Längenausdehnungskoeffizient der Lagerhülse 22 ist kleiner als der Längenausdehnungskoeffizient des Halterabschnitts 33. Der Halterabschnitt 33, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, ist auf der Innenseite des Vorsprungsabschnitts 22b in der Radialrichtung D2 angeordnet. Wie vorstehend beschrieben wurde, sind der Vorsprungsabschnitt 22b und der Halterabschnitt 33 in einer Anordnungsbeziehung (der Beziehung zwischen der Innenseite und der Außenseite) angeordnet, sodass der Festsitz zwischen ihnen in der Radialrichtung D2 durch eine solche Temperaturänderung erhöht wird.
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Wie oben beschrieben wurde, wird, weil der eine, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, auf der Innenseite in der Radialrichtung D2 angeordnet ist, während eines Betriebs des elektrischen Laders 1, auch wenn sich der Vorsprungsabschnitt 22b und der Halterabschnitt 33 aufgrund des Anstiegs der Innentemperatur wärmedehnen, der Festsitz durch die Differenz der Wärmedehnung zwischen dem Vorsprungsabschnitts 22b und dem Halterabschnitt 33 erhöht. Dies verhindert, dass sich die Lagerhülse 22 löst.
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Außerdem ist, wie vorstehend beschrieben wurde, weil die Härte der Lagerhülse 22 in etwa dieselbe wie die Härte des Außenrings 20b des Kugellagers 20 ist, auch in einem Fall, in dem die Innenumfangsfläche 22c des Umgebungsabschnitts 22a mit dem Außenring 20b in Kontakt gebracht wird, beispielsweise aufgrund von Vibration, und wobei ein Verschleiß auftritt, das Verschleißausmaß der Innenumfangsfläche 22c klein.
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Wie vorstehend beschrieben ist, umgibt bei der Lagerstruktur 50 der Umgebungsabschnitt 22a, der ein Abschnitt der Lagerhülse 22 ist, das Kugellager 20, und wobei der Vorsprungsabschnitt 22b, der ein anderer Abschnitt der Lagerhülse 22 ist, überlappt den Halterabschnitt 33 und ist an diesem fixiert. Daher liegt die Außenumfangsfläche des Umgebungsabschnitts 22a bezüglich eines Innenraums des Motorgehäuses 3 frei. Dieser Punkt ist vorteilhaft, beispielsweise aus Sicht einer Wärmedissipation (Wärmeabfuhr).
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Bei dem elektrischen Lader 1 dieser Ausführungsform ist der in Richtung der Endwand 4 vorspringende Vorsprungsabschnitt 22b separat von dem Umgebungsabschnitt 22a vorgesehen, der das Kugellager 20 umgibt, und der Vorsprungsabschnitt 22b ist in den Halterabschnitt 33 eingesetzt. Daher überlappen die Lagerhülse 22 und der Halterabschnitt 33 einander auf der Außenseite in der Radialrichtung D2 des Kugellagers 20 nicht, und wobei beispielsweise der zylindrische Abschnitt 105 des in 4 gezeigten Vergleichsbeispiels nicht vorgesehen werden kann, sodass ein Raum S auf der Außenseite des Kugellagers 20 sichergestellt ist. Infolgedessen kann ein Raum in der Radialrichtung zwischen dem Motorstator und dem Kugellager 20 sichergestellt werden, was hinsichtlich einer Gestaltung vorteilhaft ist. Daher kann beispielsweise der Außendurchmesser des Motorstators reduziert werden. Außerdem ist es möglich, den Außendurchmesser des Kugellagers zu erhöhen, ohne die Größe des Motorstators zu ändern.
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In Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen den Längenausdehnungskoeffizienten des Kugellagers 20 und der Lagerhülse 22 kann auch ein anderer Aspekt verwendet werden, der von der Lagerstruktur 50 verschieden ist. Eine Lagerstruktur 50A des elektrischen Laders 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wie in 3 gezeigt ist, ist bei der Lagerstruktur 50A die Endwand 4 mit einem zylindrischen Abschnitt 36, dessen Mitte die Drehachse H ist, sowie einer Feder 27 versehen, die in dem zylindrischen Abschnitt 36 aufgenommen ist. Die Federaufnahme 26 ist zwischen dem zylindrischen Abschnitt 36 und dem Kugellager 20 angeordnet.
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Ein zylindrischer Halterabschnitt 34, der die Drehachse H der Drehwelle 20 als die Mitte hat, ist auf der Außenumfangsseite des zylindrischen Abschnitts 36 vorgesehen. Der Halterabschnitt 34 bildet einen Abschnitt auf der Endwand 4 aus. Eine Innenumfangsfläche 34a des Halterabschnitts 34 erstreckt sich in der Axialrichtung D1.
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Die Ringnut 35, deren Mitte die Drehachse H ist, ist auf der Innenumfangsseite (der Seite der Drehachse H) des Halterabschnitts 34 vorgesehen. Der Endabschnitt des Vorsprungsabschnitts 22b ist in der Nut 35 angeordnet, und der vorstehend genannte zylindrische Abschnitt 36 ist in dem Endabschnitt vorgesehen. Der Vorsprungsabschnitt 22b und der Halterabschnitt 34, der in der Endwand 4 vorgesehen ist, überlappen einander in der Radialrichtung D2 der Drehwelle 12. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt 22b ist auf der Innenseite in der Radialrichtung D2 angeordnet, und der Halterabschnitt 34 ist auf der Außenseite in der Radialrichtung D2 angeordnet. Die Lagerhülse 22 ist an der Endwand 4 fixiert, indem der Vorsprungsabschnitt 22b in den Halterabschnitt 34 eingesetzt wird. Eine Innenumfangsfläche 22e des Vorsprungsabschnitts 22b kommt in Presskontakt mit der Innenumfangsfläche 34a des Halterabschnitts 34 (der Außenumfangsfläche der Nut 35). Die Lagerhülse 22 ist in dem Halterabschnitt 34 eingepresst und in diesem fixiert, beispielsweise durch eine Kaltpassung (Schrumpfpassung).
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Bei der Lagerstruktur 50A ist der Längenausdehnungskoeffizient der Lagerhülse 22 größer als der Längenausdehnungskoeffizient des Halterabschnitts 34. Der Vorsprungsabschnitt 22b der Lagerhülse 22, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, ist auf der Innenseite des Halterabschnitts 34 in der Radialrichtung D2 angeordnet. Wie vorstehend beschrieben wurde, sind der Vorsprungsabschnitt 22b und der Halterabschnitt 34 in einer Anordnungsbeziehung (der Beziehung zwischen der Innenseite und der Außenseite) angeordnet, sodass der Festsitz zwischen ihnen in der Radialrichtung D2 durch eine solche Temperaturänderung erhöht wird.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, weil der eine, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, auf der Innenseite in der Radialrichtung D2 angeordnet ist, wird während des Betriebs des elektrischen Laders 1, auch wenn sich der Vorsprungsabschnitt 22b und der Halterabschnitt 34 aufgrund des Anstiegs der Innentemperatur längsdehnen, der Festsitz zwischen dem Vorsprungsabschnitt 22b und dem Halterabschnitt 34 erhöht. Dies verhindert, dass sich die Lagerhülse 22 löst.
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Auch in dem elektrischen Lader 1A ist der Vorsprungsabschnitt 22b, der in Richtung der Endwand 4 vorspringt, separat von dem Umgebungsabschnitt 22a vorgesehen, der das Kugellager 20 umgibt, und der Vorsprungsabschnitt 22b ist in dem Halterabschnitt 34 eingesetzt. Daher überlappen die Lagerhülse 22 und der Halterabschnitt 34 einander nicht auf der Außenseite in der Radialrichtung D2 des Kugellagers 20, und der Raum S auf der Außenseite des Kugellagers 20 wird sichergestellt. Infolgedessen kann ein Raum in der Radialrichtung zwischen dem Motorstator und dem Kugellager 20 sichergestellt werden, was hinsichtlich einer Gestaltung vorteilhaft ist.
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Während die Ausführungsform dieser Offenbarung vorstehend beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt. In der vorstehenden Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem die Drehmaschine von einem Typ ist, bei dem die Temperatur der Lagerhülse 22 und der Endwand 4 während des Drehbetriebs der Drehwelle 12 steigt, aber die Ausführungsform ist nicht auf einen solchen Fall beschränkt. In einem Fall, in dem die Drehmaschine von einer Art ist, bei der die Temperatur der Lagerhülse 22 und der Endwand 4 während des Drehbetriebs der Drehwelle 12 fällt (beispielsweise, in dem Fall, in dem eine Drehmaschine in einer Tieftemperaturkühleinrichtung verwendet wird) ist einer von dem Vorsprungsabschnitt 22b und dem Halterabschnitt, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, auf der Außenseite der Radialrichtung D2 angeordnet. In diesem Fall wird, während des Betriebs der Drehmaschine, auch wenn der Vorsprungsabschnitt 22b und der Halterabschnitt aufgrund des Abfalls der Innentemperatur thermisch zusammengezogen werden, weil der eine, der einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten hat, auf der Außenseite in der Radialrichtung angeordnet ist, der Festsitz zwischen dem Vorsprungsabschnitt 22b und dem Halterabschnitt erhöht. Daher wird die Lagerhülse 22 davon abgehalten, sich zu lösen.
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In der Ausführungsform wurden die Lagerstrukturen 50 und 50A an dem Basisendabschnitt 12b der Drehwelle 12 beschrieben. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auch auf den Spitzenendenabschnitt 12a der Drehwelle 12 angewandt werden, an dem das Verdichterlaufrad 8 angebracht ist. Das heißt, die Lagerhülse 21, die das Kugellager 20 umgibt, kann mit einem Vorsprungsabschnitt versehen sein, der in Richtung des Verdichterlaufrads 8 vorsteht, und der Vorsprungsabschnitt kann in den zylindrischen Abschnitt des Lagerumgebungsabschnitts 23 (Endwand) eingesetzt sein.
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Das Lager ist nicht auf das Kugellager der Fettschmierungsart beschränkt. Beispielsweise kann ein Kugellager verwendet werden, das eine andere Schmierungsart verwendet (Ölschmierung oder dergleichen). Das Lager ist nicht auf das Radiallager beschränkt und kann auch ein Axiallager sein.
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Die Struktur der vorliegenden Erfindung kann auf irgendeine Drehmaschine angewandt werden, in der ein Lager an einer Drehwelle eingepresst ist. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf eine Art eines elektrischen Laders angewandt werden, bei dem eine Drehung durch einen Motor unterstützt wird, der mit einer Turbine versehen ist, oder kann auf einen allgemeinen Lader angewandt werden, der ein anderer als ein elektrischer Lader ist. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Drehmaschine beschränkt, die mit einem Verdichter versehen ist und kann auch bei einem Generator angewandt werden, der unter Verwendung einer Turbine elektrische Leistung erzeugt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Gemäß einiger Aspekte dieser Offenbarung kann ein Raum auf der Außenseite eines Lagers in der Radialrichtung einer Drehwelle sichergestellt werden.
