| 【発明の名称】 |
ミキシングバルブおよびこれを用いたオイルエア潤滑装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】下司 安雄
【氏名】川上 善久
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| 【要約】 |
【課題】圧縮エアとミキシングされて搬送される１回分のオイル量を、定量吐出バルブで吐出される１回分のオイル量以下に減らすこと。
【解決手段】定量吐出バルブ２２ａから間欠的に吐出するオイルを、複数のオイル分流通路２２ｃに分流し、この分流したオイルを、圧縮エアとミキシングされるオイルとして、吐出オイル量を減らし、この分流オイルを、圧縮エアの作用で、それぞれ、オイルエア通路２２ｇ内で連続的な流れに変えて、対応する各オイルエア出口それぞれに搬送する構成。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】単一の定量吐出バルブと、前記定量吐出バルブから吐出するオイルを分流する複数のオイル分流通路と、を少なくとも有し、前記オイル分流通路それぞれから間欠的に流れてくる分流オイルを、圧縮エアの作用で、それぞれ連続的な流れに変えて、対応する各オイルエア出口それぞれに搬送する構成を備えた、ことを特徴とするミキシングバルブ。
【請求項２】単一の定量吐出バルブと、前記定量吐出バルブから吐出するオイルを分流する複数のオイル分流通路と、供給される圧縮エアを分流する複数の圧縮エア分流通路と、前記複数のオイル分流通路それぞれと複数のオイルエア出口それぞれとの間に個別に対応して接続された複数のオイルエア通路と、を有し、前記複数のオイル分流通路それぞれから間欠的に流れてくる分流オイルを、前記各圧縮エア分流通路それぞれからの圧縮エアの作用により、それぞれ、対応する前記各オイルエア通路内で連続的な流れに変えて、対応する各オイルエア出口それぞれに搬送する構成を備えた、ことを特徴とするミキシングバルブ。
【請求項３】請求項２に記載のミキシングバルブにおいて、前記各圧縮エア分流通路それぞれに個別に対応して配備されて該圧縮エア分流通路内の圧縮エアの流量を調整する複数の流量調整バルブを有する、ことを特徴とするミキシングバルブ。
【請求項４】請求項１ないし３いずれかに記載のミキシングバルブにおいて、定量吐出バルブからのオイルを溜めるとともに前記各オイル分流通路それぞれの分流起点となるオイル溜まりを有する、ことを特徴とするミキシングバルブ。
【請求項５】請求項１ないし４いずれかに記載のミキシングバルブにおいて、オイルの分流時は、前記オイル分流通路それぞれが、共に、同一の水平面内に位置付けられる、ことを特徴とするミキシングバルブ。
【請求項６】請求項１ないし５いずれかに記載のミキシングバルブにおいて、前記複数のオイル分流通路それぞれは、前記吐出オイルを放射状に分流させる配置形態を有している、ことを特徴とするミキシングバルブ。
【請求項７】間欠的に供給される所要量のオイルを圧縮エアで潤滑対象に搬送するオイルエア潤滑装置において、請求項１ないし６いずれかに記載のミキシングバルブに、前記所要量のオイルを間欠的に供給し、前記ミキシングバルブにおいては、間欠的に供給されてくるオイルを、定量吐出バルブで定量で吐出し、この吐出されたオイルを前記複数のオイル分流通路で複数のオイルに分流し、複数の分流オイルそれぞれを圧縮エアにより、対応する複数のオイルエア出口それぞれに搬送する、ことを特徴とするオイルエア潤滑装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オイルとエアとをミキシングしてオイルエアにするミキシングバルブおよびこれを用いたもので間欠的に供給される所要量のオイルを圧縮エアで軸受等の潤滑対象に搬送するオイルエア潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の潤滑対象を潤滑するためのミキシングバルブには、図５で示すようなものがある。図５は、ミキシングバルブの内部回路を回路的に示した図である。なお、ミキシングバルブの外観構成、これを用いたオイルエア潤滑装置の全体構成および潤滑対象である軸受については、その図示を省略している。
【０００３】このミキシングバルブ１００は、オイル入口の共通オイル配管１０２、各分岐オイル配管１０４ａ〜１０４ｄ、各定量吐出バルブ１０６ａ〜１０６ｄ、各逆止弁１０８ａ〜１０８ｄ、共通エア配管１１０、各分岐エア配管１１２ａ〜１１２ｄ、各流量調整バルブ１１４ａ〜１１４ｄ、および各オイルエア配管１１６ａ〜１１６ｄを備える。このようなミキシングバルブ１００を用いたオイルエア潤滑装置においては、軸受の潤滑状態に対応して、オイルをミキシングバルブのオイル入口に、また、圧縮エアをミキシングバルブのエア入口に、それぞれ、供給制御するようになっている。
【０００４】ミキシングバルブ１００において、オイル入口から供給されたオイルは、共通オイル配管１０２から各分岐オイル配管１０４ａ〜１０４ｄそれぞれを介して各定量吐出バルブ１０６ａ〜１０６ｄそれぞれに導入される。各定量吐出バルブ１０６ａ〜１０６ｄそれぞれからは、オイルが定量でかつ少量でもって間欠的にオイルエア配管１１６ａ〜１１６ｄ内に吐出される。
【０００５】一方、圧縮エア入口から供給された圧縮エアは、共通エア配管１１０を介して各分岐エア配管１１２ａ〜１１２ｄそれぞれに分岐される。分岐された圧縮エアは、各分岐エア配管１１２ａ〜１１２ｄそれぞれの流量調整バルブ１１４ａ〜１１４ｄで流量調整されて各オイルエア配管１１６ａ〜１１６ｄそれぞれに供給される。
【０００６】そして、各オイルエア配管１１６ａ〜１１６ｄそれぞれ内に間欠的に吐出されたオイルは、圧縮エアとミキシングされつつ、圧縮エアの作用でオイルエア配管１１６ａ〜１１６ｄ内壁に沿って連続的な流れに変えられたうえで各オイルエア出口それぞれからオイルエアとなって搬送され、潤滑対象である軸受それぞれに供給される。こうして各軸受はそれぞれのオイルエアにより潤滑される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、軸受をより高速回転させる場合の潤滑では、軸受へのオイルの供給のわずかな途切れも、即座に軸受温度を高低変動（脈動）させてしまうことになる。軸受へのオイルの供給のわずかな途切れをなくすには、定量吐出バルブからのオイルの吐出間隔の短縮および１回のオイルの吐出量の増大を図ることにより、オイルの供給量を増大することが良いと考えられる。しかし、このような単純な方策では、軸受の撹拌抵抗が増大する他、オイルの消費量がいたずらに増大して装置のランニングコストがたいへん高くつくものとなる。
【０００８】そのため、本発明者らは、軸受潤滑のためのオイルの消費量を必要以上に増大させることなく、軸受へのオイルの供給のわずかな途切れをなくすための課題に取り組んだ。この課題の解決で困難となったのは、軸受が高速回転になれば、それだけ定量吐出バルブよりのオイルの吐出間隔を短縮する必要があるが、そうすれば、その定量吐出バルブからの１回のオイル吐出量をさらに減らす必要があるのに、従来のミキシングバルブでの定量吐出バルブでは、構造上、１回のオイル吐出量に下限があり、どうしても、オイル吐出量を減らすことができなかったことである。
【０００９】したがって、本発明は、ミキシングバルブにおいて、圧縮エアとミキシングされて搬送される１回分のオイル量を、定量吐出バルブで吐出される１回分のオイル量以下に減らすことができるようにすることを解決すべき課題とする。
【００１０】本発明はまた、このようなミキシングバルブを用いて、ランニングコストの増大なく高速回転する軸受を最適にオイルエア潤滑できるようにすることを解決すべき課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明第１のミキシングバルブは、単一の定量吐出バルブと、前記定量吐出バルブから吐出するオイルを分流する複数のオイル分流通路とを少なくとも有し、前記オイル分流通路それぞれから間欠的に流れてくる分流オイルを、圧縮エアの作用で、それぞれ連続的な流れに変えて、対応する各オイルエア出口それぞれに搬送する構成を備えたことにより、圧縮エアとミキシングされて搬送される１回分のオイル量を、定量吐出バルブで吐出される１回分のオイル量以下に減らすことができることを特徴としている。
【００１２】本発明第２のミキシングバルブは、単一の定量吐出バルブと、前記定量吐出バルブから吐出するオイルを分流する複数のオイル分流通路と、供給される圧縮エアを分流する複数の圧縮エア分流通路と、前記複数のオイル分流通路それぞれと複数のオイルエア出口それぞれとの間に個別に対応して接続された複数のオイルエア通路とを有し、前記複数のオイル分流通路それぞれから間欠的に流れてくる分流オイルを、前記各圧縮エア分流通路それぞれからの圧縮エアの作用により、それぞれ、対応する前記各オイルエア通路内で連続的な流れに変えて、対応する各オイルエア出口それぞれに搬送する構成を備えたことにより、圧縮エアとミキシングされてオイルエア通路内を搬送される１回分のオイル量を、定量吐出バルブで吐出される１回分のオイル量以下に減らすことができることを特徴としている。
【００１３】好ましくは、本発明第２のミキシングバルブは、前記各圧縮エア分流通路それぞれに個別に対応して配備されて該圧縮エア分流通路内の圧縮エアの流量を調整する複数の流量調整バルブを有する。
【００１４】好ましくは、本発明第１および第２のミキシングバルブにおいては、定量吐出バルブからのオイルを溜めるとともに前記各オイル分流通路それぞれの分流起点となるオイル溜まりを有する。
【００１５】好ましくは、本発明第１および第２のミキシングバルブにおいては、オイルの分流時は、前記オイル分流通路それぞれが、共に、同一の水平面内に位置付けられる。
【００１６】好ましくは、本発明第１および第２のミキシングバルブにおいては、前記複数のオイル分流通路それぞれは、前記吐出オイルを放射状に分流させる配置形態を有している。
【００１７】本発明第３のオイルエア潤滑装置は、間欠的に供給される所要量のオイルを圧縮エアで潤滑対象に搬送するもので、前記いずれかのミキシングバルブに、前記所要量のオイルを間欠的に供給し、前記ミキシングバルブにおいては、間欠的に供給されてくるオイルを、定量吐出バルブで定量で吐出し、この吐出されたオイルを前記複数の分流通路で複数のオイルに分流し、複数の分流オイルそれぞれを圧縮エアにより、対応する複数のオイルエア出口に搬送するオイルを定量吐出する定量吐出バルブと、前記定量吐出バルブから吐出されるオイルを分流させる複数の分流通路とを有し、前記各分流通路それぞれで分流されたオイルを、圧縮エアの作用で、連続的な流れに変えて各オイルエア出口それぞれに搬送する構成を備えたことにより、ランニングコストの増大なく高速回転する軸受を最適にオイルエア潤滑できることを特徴としている。
【００１８】なお、単一の定量吐出バルブにおける単一とは、ミキシングバルブに数量的に１つだけの定量吐出バルブを有する場合を含むのみならず、ミキシングバルブ内に数量的に複数の定量吐出バルブがあったとしても、１つの定量吐出バルブに対して複数のオイル分流通路の関係を有するものであれば、それら複数のオイル分流通路に対しては単一の定量吐出バルブとなり、これも含むものである。
【００１９】なお、上記通路は、ミキシングバルブのハウジングで形成された穴を通路としたものも、管路で構成された通路も含む。
【００２０】なお、上記放射状とは、分流起点を中心としてその周囲方向であればそのすべてを含む。また、分流通路へのオイルの分流量を均等にするに当たり、その均等条件は、オイル分流通路の内径、長さ、流路抵抗、等に依存して決定されるので、必ずしも、各オイル分流通路それぞれが同一の形状である必要はない。
【００２１】なお、オイル分流通路とオイルエア通路とは、これらが別々の構成のものも、一体構成のものも含む。
【００２２】なお、上記分流は、分配等も含む広い概念である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係るオイルエア潤滑装置の詳細について図面を参照して説明する。この実施の形態では、潤滑対象の転がり軸受として玉軸受が例示されている。図１において、Ａは玉軸受であり、Ｂは玉軸受Ａにオイルエアを供給するオイルエア供給装置である。玉軸受Ａは、外輪１、内輪２、玉３および保持器４を備える。５は、オイルエア供給ノズルであり、玉軸受Ａの側面に隣接して設けられている。５ａは供給ノズル５の噴出口であり、外輪１と内輪２との間の玉３および保持器４に向かっている。６は、静電容量式非接触変位センサであり、外輪１の外周面から半径方向に埋め込まれている。センサ６の検知先端は、例えば軌道面を外れた位置で外輪１の内周面に露出し、保持器４の表面に対向している。センサ６は、増幅器７を介して制御部（制御手段）８に検出信号を入力するよう接続されている。実施の形態ではオイルエア潤滑装置は、玉軸受Ａを除く部分で構成されているが、オイルエア供給装置Ｂをオイルエア潤滑装置としてもよい。なお、制御部８は、このセンサ６の検出信号による検出値と標準値との比較により玉軸受Ａの潤滑異常を検知し、適切なオイルエアの供給を制御するようになっている。詳しくは、特開平６−２４１２３４号公報参照。
【００２４】オイルエア供給装置Ｂについて説明をする。
【００２５】２１は、第１電磁開閉弁、２２は、ミキシングバルブ、２３は、オイル供給手段である。また、２４は圧縮エア供給源、２５は、圧力計、２６は、圧力スイッチである。第１電磁開閉弁２１は、制御部８よりの第１制御信号ＣＳ１に応答して開いて圧縮エア供給源２４からの圧縮エアを、ミキシングバルブ２２と、オイル供給手段２３とに出力する。第１電磁開閉弁２１より供給される圧縮エアの圧力は、圧力計２５で計測され、圧力スイッチ２６で検知される。圧力スイッチ２６からの検知信号は、エア圧信号Ｓ１として制御部８に与えられる。
【００２６】オイル供給手段２３は、第２電磁開閉弁２３ａ、オイル供給ポンプ２３ｂ、オイル槽２３ｃ、オイルレベルスイッチ２３ｄ、脱圧バルブ２３ｅ、圧力スイッチ２３ｆを備える。第２電磁開閉弁２３ａは、制御部８よりの第２制御信号ＣＳ２に応答して、開閉動作し、開状態では圧縮エアをオイル供給ポンプ２３ｂに出力することでこのオイル供給ポンプ２３ｂを駆動する。オイルレベルスイッチ２３ｄは、オイル槽２３ｃ内のオイルのレベルを検知し、この検知信号を、オイルレベル信号Ｓ２として制御部８に入力する。圧力スイッチ２３ｆは、管路内のオイルの圧力を検知し、この検知信号をオイル圧信号Ｓ３として制御部８に入力する。そして、オイル供給手段２３は、第２電磁開閉弁２３ａが制御部８よりの第２制御信号ＣＳ２に応答して開閉することで、管路Ｌ３を介して、ミキシングバルブ２２に間欠的にオイルを供給するようになっている。
【００２７】ミキシングバルブ２２は、オイルを定量吐出する単一の定量吐出バルブ２２ａと、この定量吐出バルブ２２ａから吐出されるオイルを溜めるとともに、オイルを複数に分流させる起点となるオイル分流起点２２ｂと、この分流起点２２ｂに共通に接続されてオイル分流起点２２ｂからのオイルを複数この例では４つに分流させる第１ないし第４のオイル分流通路２２ｃと、圧縮エア共通流路２２ｄと、圧縮エア共通流路２２ｄ内の圧縮エアを複数この例では４つに分流する第１ないし第４の圧縮エア分流通路２２ｅと、各圧縮エア分流通路２２ｅそれぞれ内に接続された第１ないし第４の流量調整バルブ２２ｆと、複数のオイル分流通路２２ｃそれぞれと複数のオイルエア出口それぞれとの間に個別に対応して接続された第１ないし第４のオイルエア通路２２ｇとを有している。
【００２８】このようなミキシングバルブ２２においては、オイル供給手段２３から間欠的に供給されてくるオイルを定量吐出バルブ２２ａで定量に吐出し、オイル分流起点２２ｂを介し各オイル分流通路２２ｃそれぞれに分流させる。このとき、各流量調整バルブ２２ｆで流量調整した、圧縮エア分流通路２２ｆ内の圧縮エアの作用で、各オイル分流通路２２ｃ内のオイルを、連続的な流れに変えて各オイルエア出口それぞれに搬送し、不図示のオイルエア配管を介し、供給ノズル５に供給して潤滑対象である軸受を潤滑する。
【００２９】なお、このミキシングバルブ２２においては、オイル分流起点２２ｂで一旦、オイルを溜め、また、各オイル分流通路２２ｃそれぞれが、同一の水平面内に位置し、かつ、互いに対して、定量吐出バルブ２２ａからのオイルを分流起点２２ｂを起点にして放射方向に分流させるような配置形態を有していることにより、オイル分流起点２２ｂから各オイル分流通路２２ｃそれぞれにオイルが均等ないしはほぼ均等に分流されるようになっている。これにより、定量吐出バルブ２２ａからの最小オイル吐出量としては例えば１／１００ｍｌであっても、各オイル分流通路２２ｃに分流されるオイル量は、それの１／４となり、１回のオイル吐出量を十分に減らすことができるものとなる。そして、このようなミキシングバルブ２２を備えた実施の形態のオイルエア潤滑装置の場合、より高速回転する軸受を最適にオイルエア潤滑できる。
【００３０】なお、図１で示されるミキシングバルブ２２は、機能的な回路構成で示されているが、図２ないし図４を参照して、機構的な構成を説明する。なお、図２は、ミキシングバルブ２２の断面図であり、図３は、ミキシングバルブ２２のチェックバルブハウジングの外観斜視図であり、図４は、ミキシングバルブ２２の外観斜視図である。このミキシングバルブ２２は、単一の定量吐出バルブ２２ａと、４つの流量調整バルブ２２ｆ（そのうち、図２では２つのみあらわれている。）とが、それぞれ、配備されている。
【００３１】これらの図において、図１と対応させると、２２ａは、２点鎖線で囲まれた定量吐出バルブ、２２ｂは、分流起点、２２ｃは、オイル分流通路、２２ｄは、圧縮エア共通流路、２２ｅは、圧縮エア分流通路、２２ｆは、流量調整バルブ、２２ｇは、オイルエア通路２２ｇである。そして、図１には符号で示されていないが、２２ｈは、チェックバルブハウジング、２２ｍは、オイル分配口である。
【００３２】ここで、定量吐出バルブ２２ａは、チェックバルブハウジング２２ｈの一部分をその構成の一部として用いている。チェックバルブハウジング２２ｈは、周溝ｈ１を有し、この周溝ｈ１にオイルの分流数に合わせた数のオイル穴ｈ２を有し、内部のバネｈ３でチェックボールｈ４を下方に押圧してバルブｈ５の開口を閉塞した構造を有している。定量吐出バルブ２２ａは、このチェックバルブハウジング２２ｈのバネｈ３と、チェックボールｈ４と、バルブｈ５とをその構成の一部として有している。
【００３３】オイル分配口２２ｍは、チェックバルブハウジング２２ｈの各オイル穴ｈ２それぞれに合わせてその周囲に配設されている。実施の形態の場合、オイルの分流数は、４つであるから、前記オイル穴ｈ２は４つであり、したがって、オイル分配口２２ｍも、４つである。オイル分配口２２ｍはまた、スロートｍ１を有しており、このスロートｍ１の長さを調整することによりオイル流量を調整可能にしている。オイルエア出口２２ｇに接続される不図示のオイルエア配管の長さは、必ずしも、同一とはならない。オイルエア配管長が長いとオイルの軸受までの到達に時間が長くかかり、オイルエア配管長が短いとオイルの軸受までの到達の時間が短くなる。そこで、オイルエア配管長に合わせてスロートｍ１の長さが異なるオイル分配口２２ｍを用意し、オイルの到達時間が長くかかるときは、スロートｍ１の長さを短くしてオイル流量を少しおおめにし、オイルの到達時間が短くなるときは、スロートｍ１の長さを長くしてオイル流量を少なめにする。このようにしてオイル分配口２２ｍのスロートｍ１でもってオイル流量を調整する。
【００３４】この場合、各オイル分配口２２ｍそれぞれは、チェックバルブハウジング２２ｈの各オイル穴ｈ２それぞれと位相が合う必要があるので、オイルが均等にオイル穴ｈ２からオイル分配口２２ｍに入るよう、チェックバルブハウジング２２ｈの外周面に周溝ｈ１が形成されている。チェックバルブハウジング２２ｈにおいては、この周溝ｈ１を含め、オイルが入る空間がオイル溜まりとされ、このオイル溜まり内に前記分流起点２２ｂが有る。
【００３５】こうして、バネｈ３でチェックボールｈ４を軸方向下方に付勢していることで、このチェックボールｈ４でバルブｈ５の上端側開口を閉じている。そして、チェックボールｈ４でバルブｈ５の開口が閉じられている状態では、オイルは供給されない。また、バルブｈ５下端側からオイルが供給されると、そのオイル圧によりチェックボールｈ４がバネｈ３に抗して軸方向上方に押し上げられる。これによって、バルブｈ５の開口が開けられ、オイルがオイル分配口２２ｍに供給されて吐出される。
【００３６】
【発明の効果】本発明第１および第２においては、定量吐出バルブから間欠的に吐出するオイルを複数のオイル分流通路に分流し、各オイル分流通路内のオイルを、圧縮エアの作用で、それぞれ連続的な流れに変えて各オイルエア出口それぞれに搬送するので、圧縮エアとミキシングされて搬送される１回分のオイル量を、定量吐出バルブから、直接、吐出される１回分のオイル量以下に減らすことができる。その結果、本発明によれば、定量吐出バルブからの１回のオイル吐出量以下のオイルを圧縮エアで搬送して連続的な流れに変えられるから、高速回転する軸受にあわせてオイルの吐出間隔を短縮しても、その軸受へのオイルの供給のわずかな途切れもないようにでき、これにより軸受温度の脈動のない軸受潤滑が可能となる。この場合、定量吐出バルブから間欠的に吐出するオイルを、一旦、オイル溜まりに溜めたうえで、各オイル分流通路それぞれに分流すると、オイルは均等に分流されやすくなり、結果として分流が円滑に進み、より最適にオイルエア潤滑が可能となる。
【００３７】この場合、オイルの分流時は、前記オイル分流通路それぞれが、共に、同一の水平面内に位置付けられると、オイルは均等に分流されやすくなり、結果として分流が円滑に進み、より最適にオイルエア潤滑が可能となる。
【００３８】この場合、各オイル分流通路それぞれを、互いに対して、吐出オイルを放射状に分流させる配置形態を有している場合では、オイルをほぼ均等に分流できるので、いずれかの分流通路にオイルが偏在することがなくなり、より最適なオイルエア潤滑が可能となる。
【００３９】また、これを用いた本発明第３のオイルエア潤滑装置においては、ランニングコストの増大なく高速回転する軸受を最適に潤滑できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２４７
【氏名又は名称】光洋精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月２３日（１９９９．７．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６７３７
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 和秀
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３２９９５（Ｐ２００１−３２９９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月６日（２００１．２．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２０８５８６ |
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