JP2000110711A - Lubricating device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、極微量(0.00
01〜0.003cc程度)の潤滑剤を、正確な量で潤滑
面に付着させることが要求される潤滑装置に関する。[0001] The present invention relates to a method for producing a trace amount of (0.00
The present invention relates to a lubricating device which is required to adhere a lubricant (approximately 01 to 0.003 cc) to a lubricating surface in an accurate amount.
【0002】[0002]
【従来の技術】高速回転体に潤滑剤を供給する従来の潤
滑装置としては、オイルエア潤滑装置、オイルミスト潤
滑装置、強制潤滑装置等がある。オイルエア潤滑装置
は、タンク、ポンプ、分配器、圧縮空気源、プランジ
ャ、ノズルで構成され、プランジャの機械的機構により
一定量に調整された潤滑剤滴(0.01〜0.03cc)
を空気配管中に吐出し、空気によりノズルまで運び、潤
滑面に噴射する。オイルミスト潤滑装置は、油溜まり、
プランジャ、分配器、圧縮空気源、電磁バルブ、ノズル
で構成され、潤滑剤を微細な霧状にし、圧縮空気により
空気配管中を搬送し、潤滑面に吹き付ける。強制潤滑
(ジェット潤滑)装置は、潤滑面の超高速な空気の壁を
貫通させるため、ポンプで油を高圧にし、ノズル径を細
くして噴出速度を速くする。2. Description of the Related Art Conventional lubricating devices for supplying a lubricant to a high-speed rotating body include an oil-air lubricating device, an oil mist lubricating device, and a forced lubricating device. The oil-air lubricating device is composed of a tank, a pump, a distributor, a compressed air source, a plunger, and a nozzle, and a lubricant droplet (0.01 to 0.03 cc) adjusted to a fixed amount by a mechanical mechanism of the plunger.
Is discharged into an air pipe, carried to a nozzle by air, and jetted to a lubricating surface. Oil mist lubrication system
It is composed of a plunger, distributor, compressed air source, electromagnetic valve, and nozzle. The lubricant is made into fine mist, conveyed through the air pipe by compressed air, and sprayed on the lubricated surface. In a forced lubrication (jet lubrication) device, oil is made high in pressure by a pump and a nozzle diameter is reduced to increase a jetting speed in order to penetrate an ultrahigh-speed air wall on a lubrication surface.
【0003】ところが、上述のオイルエア潤滑装置は、
微量の潤滑剤を連続して安定供給することが困難なた
め、間欠給油せざるを得ず、給油した直後に軸受温度が
上昇するという欠点がある。また、オイルミスト潤滑装
置は、ミストが大気中に飛散するため潤滑面に付着する
潤滑剤の量が不確定なうえ、作業環境を悪化させるとい
う欠点がある。そして、これらの潤滑装置は、高圧空気
により配管を通して潤滑剤が運ばれるため、潤滑面に付
着する油量が不安定であり、騒音の点でも問題がある。
さらに、ジェット潤滑装置は、高圧ポンプを必要とする
うえ、油量が多いことによる攪拌抵抗の増大を防ぐため
に排油機構を必要とする。[0003] However, the above oil-air lubrication system is
Since it is difficult to continuously and stably supply a small amount of lubricant, it has to be intermittently lubricated, and the bearing temperature rises immediately after lubrication. Further, the oil mist lubricating device has a disadvantage that the amount of the lubricant adhering to the lubricating surface is uncertain because the mist is scattered into the atmosphere, and the working environment is deteriorated. In these lubricating devices, since the lubricant is carried through the pipe by high-pressure air, the amount of oil adhering to the lubricating surface is unstable, and there is also a problem in terms of noise.
Further, the jet lubrication device requires a high-pressure pump, and also requires an oil drainage mechanism to prevent an increase in stirring resistance due to a large amount of oil.
【0004】このような潤滑剤の微量調整の困難さを解
決したものに、以下の公報に開示されるものがある。特
公平2一15003号公報に開示される液体の微定量供
給装置は、電歪素子を使用して微量調整を可能にし、圧
縮空気により潤滑剤をノズルまで運ぶ。特公平7−65
695号公報に開示される流体制御バルブは、磁歪素子
の一端にダイヤフラムを設け、磁歪素子の伸縮によりオ
リフィスを調整して、流量、圧力を調整する。特開平3
−222877号公報に開示される超磁歪ポンプは、超
磁歪材科の変位をレバーで拡大し、このレバーによりダ
イアフラムを駆動してポンプ室内の圧力を負圧、正圧に
し、流体を吸入、吐出させる。米国特許4, 795,3
18、4,804,314号公報に開示される磁気精密
ポンプ(Magnetostrictive Pump)は、シリンダ内に磁
歪材料からなるピストンを内設し、ピストンを包囲して
設けたコイルに電圧を印加することによりピストンを伸
縮させ、シリンダ内の流体を吐出させる。特開平4−8
1565号公報に開示される超磁歪型燃料噴射ポンプ
は、超磁歪材料でニードルバルブを開閉し、高圧の液体
を一定量噴射する。[0004] As a solution to the difficulty of such a minute adjustment of the lubricant, there is one disclosed in the following gazettes. The device for finely dispensing liquid disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 21-15003 enables fine adjustment using an electrostrictive element, and conveys a lubricant to a nozzle by compressed air. Tokuhei 7-65
In the fluid control valve disclosed in Japanese Patent No. 695, a diaphragm is provided at one end of a magnetostrictive element, and an orifice is adjusted by expansion and contraction of the magnetostrictive element to adjust a flow rate and a pressure. JP Hei 3
In the giant magnetostrictive pump disclosed in JP-A-222877, the displacement of the giant magnetostrictive material family is enlarged by a lever, and the diaphragm is driven by the lever to make the pressure in the pump chamber negative and positive, thereby sucking and discharging the fluid. Let it. US Patent 4,795,3
Japanese Patent Publication No. 18,4,804,314 discloses a magnetic precision pump (Magnetostrictive Pump) in which a piston made of a magnetostrictive material is provided in a cylinder, and a voltage is applied to a coil provided around the piston. The piston is expanded and contracted to discharge the fluid in the cylinder. JP-A-4-8
The giant magnetostrictive fuel injection pump disclosed in Japanese Patent No. 1565 opens and closes a needle valve with a giant magnetostrictive material, and injects a fixed amount of high-pressure liquid.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た超磁歪材料を使ったポンプ或いは流体制御バルブに
は、以下に述べる問題があった。特公平2一15003
号公報に開示の微定量供給装置は、高圧エアーにより潤
滑剤をノズルまで運ぶことによる欠点が解決されていな
い。特公平7−65695号公報に開示の流体制御バル
ブは、超磁歪材料の断面積より液体圧力の加わるダイヤ
フラム面積が大きくなり、液体の圧力が超磁歪材料の圧
力より小さくなる。特開平3−222877号公報に開
示の超磁歪ポンプは、変位をレバーにより拡大している
ので、液体圧力が超磁歪材料の圧力より小さくなる。超
磁歪材料は、コイルによる磁界を強くすればそれに応じ
て出力が大きくなるが、コイル磁界を強くすれば、これ
に伴ってコイルの所要体積も大きくなる。この結果、そ
れを用いた装置が大きくなるという新たな問題が生じ
る。米国特許4, 795,318、4,804,314
号公報に開示の磁気精密ポンプは、ピストン自体が駆動
素子から成っているため、潤滑剤の圧力を超磁歪材料の
圧力より大きくできない。特開平4−81565号公報
に開示の超磁歪型燃料噴射ポンプは、液体を高圧化する
機能を有していない。However, the pump or fluid control valve using the above-described giant magnetostrictive material has the following problems. Tokuhei 215003
The fine metering device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2000-214,199 does not solve the drawback caused by transporting the lubricant to the nozzle by high-pressure air. In the fluid control valve disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-65695, the diaphragm area to which the liquid pressure is applied becomes larger than the cross-sectional area of the giant magnetostrictive material, and the pressure of the liquid becomes smaller than the pressure of the giant magnetostrictive material. In the giant magnetostrictive pump disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-222877, the displacement is expanded by the lever, so that the liquid pressure becomes smaller than the pressure of the giant magnetostrictive material. The output of the giant magnetostrictive material increases with an increase in the magnetic field generated by the coil, but the required volume of the coil also increases with an increase in the coil magnetic field. As a result, a new problem arises in that the size of the device using the same increases. U.S. Pat. Nos. 4,795,318, 4,804,314
In the magnetic precision pump disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. H11-107, the pressure of the lubricant cannot be higher than the pressure of the giant magnetostrictive material because the piston itself is composed of the drive element. The giant magnetostrictive fuel injection pump disclosed in JP-A-4-81565 does not have a function of increasing the pressure of a liquid.
【0006】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、高精度に設定された一定微量の潤滑剤を高速噴射し
て回転体の潤滑面に直接付着させることができると共
に、噴射量の調整を容易にし、温度上昇が小さな高速回
転軸を実現するための小型の潤滑装置を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to spray a fixed amount of lubricant set at high precision at a high speed and directly adhere to a lubricating surface of a rotating body, and to adjust a spray amount. And to provide a small lubricating device for realizing a high-speed rotating shaft with small temperature rise.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項1記載の潤滑装置は、磁歪材料か
らなる棒体に磁界を印加・除去することで該棒体を伸縮
動作させ、この伸縮動作により潤滑剤を加圧するポンプ
室を有する磁歪ポンプを用いて、加圧された潤滑剤を吐
出する潤滑装置において、前記磁歪ポンプに潤滑剤を供
給する流路の途中に配設され、前記磁歪ポンプからの潤
滑剤の流出を阻止する逆止バルブと、前記磁歪ポンプの
潤滑剤吐出側に配設され、前記逆止バルブの潤滑剤流路
断面積より小さい流路断面積を有するノズルと、を備え
て構成したことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a lubricating apparatus for expanding and contracting a rod made of a magnetostrictive material by applying and removing a magnetic field to the rod. A lubricating device that discharges pressurized lubricant using a magnetostrictive pump having a pump chamber that pressurizes the lubricant by the expansion and contraction operation is provided in the middle of a flow path that supplies the lubricant to the magnetostrictive pump. A check valve for preventing the lubricant from flowing out of the magnetostrictive pump, and a check valve disposed on the lubricant discharge side of the magnetostrictive pump, and having a flow passage cross-sectional area smaller than a lubricant flow passage cross-sectional area of the check valve. And a nozzle having the same.
【0008】この潤滑装置では、磁界印加により棒体が
伸長し、ポンプ内の潤滑剤が圧縮される。これにより、
潤滑剤を供給する流路の圧力が昇圧され、逆止バルブが
閉じ、ノズルから潤滑剤が外部に高速で噴射される。磁
界印加をオフにすると、棒体が収縮し、ポンプ内の内容
積が増し、潤滑剤が逆止バルブを通してポンプ内に補充
される。この際、ノズル先端から空気も流入するが、潤
滑剤と空気の流入量比は、逆止バルブとノズルとの流路
断面積比からその二乗に比例するので、潤滑剤の流入量
が空気より多くなり、次の作動時においても同様の潤滑
剤の吐出が可能になる。[0008] In this lubricating device, the rod is elongated by applying a magnetic field, and the lubricant in the pump is compressed. This allows
The pressure in the flow path for supplying the lubricant is increased, the check valve is closed, and the lubricant is injected from the nozzle to the outside at a high speed. When the application of the magnetic field is turned off, the rod body contracts, the internal volume in the pump increases, and the lubricant is refilled into the pump through the check valve. At this time, air also flows in from the tip of the nozzle, but since the ratio of the flow rate of the lubricant to the air is proportional to the square of the flow path cross-sectional area ratio of the check valve and the nozzle, the flow rate of the lubricant is larger than that of the air. As a result, the same lubricant can be discharged during the next operation.
【0009】請求項2記載の潤滑装置は、前記棒体の一
端側を固定すると共に他端側にピストンを接続し、該ピ
ストンをシリンダ内で摺動自在に内設することで構成し
たポンプ室を備え、前記シリンダの内面の横断面積が前
記棒体の横断面積より小さいことを特徴とする。A lubricating apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that one end of the rod is fixed, a piston is connected to the other end, and the piston is slidably provided in the cylinder. Wherein the cross-sectional area of the inner surface of the cylinder is smaller than the cross-sectional area of the rod.
【0010】この潤滑装置では、棒体の伸縮によりシリ
ンダ内のピストンが移動して、これによりポンプが形成
される。そして、シリンダ内の潤滑剤の圧力が棒体の発
生圧力より高くなり、潤滑剤の高速な吐出が可能とな
る。In this lubricating device, the piston in the cylinder moves due to the expansion and contraction of the rod, thereby forming a pump. Then, the pressure of the lubricant in the cylinder becomes higher than the pressure generated by the rod, so that the lubricant can be discharged at a high speed.
【0011】請求項3記載の潤滑装置は、前記棒体の伸
長による前記ポンプ室の減容積を、前記棒体の収縮時に
前記ノズルから流入した空気量と、前記逆止バルブと前
記ノズル出口との間の内容積内の潤滑剤の圧縮による減
体積と、前記内容積を構成する部品の圧力変形による内
容積の増容積と、潤滑剤の必要吐出量との和に等しくす
ることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the lubricating apparatus, the reduced volume of the pump chamber due to the extension of the rod is reduced by the amount of air flowing from the nozzle when the rod is contracted, the check valve, and the nozzle outlet. A volume decrease due to compression of the lubricant in the internal volume, a volume increase of the internal volume due to pressure deformation of components constituting the internal volume, and a required discharge amount of the lubricant. I do.
【0012】この潤滑装置では、棒体へ印加する磁界の
制御を、ノズルから流入する空気量、潤滑剤の圧縮によ
る減体積、内容積を構成する部品の圧力変形による内容
積の増容積に係わる変動要素を加味した値で補正して行
うため、これら変動要素による吐出量誤差が排除され
て、所望の吐出量が高精度に得られる。In this lubricating device, the control of the magnetic field applied to the rod is related to the amount of air flowing from the nozzle, the reduction in volume due to the compression of the lubricant, and the increase in the internal volume due to the pressure deformation of the components constituting the internal volume. Since the correction is performed with a value that takes into account the variable elements, the ejection amount error due to these variable elements is eliminated, and a desired discharge amount can be obtained with high accuracy.
【0013】請求項4記載の潤滑装置は、前記磁歪ポン
プは磁界印加用のコイルと、該コイルに供給する電流を
制御することにより前記棒体を伸縮制御する制御装置と
を備え、該制御装置は、前記コイルの初期励磁時に前記
磁歪ポンプにより所望の吐出速度が得られる前記ポンプ
室内の潤滑剤の圧力となるまで電流を供給し、該圧力に
達した後、潤滑剤の吐出量に応して潤滑剤の圧力を一定
に保持するための電流を供給し、さらに所望の潤滑剤吐
出量が得られた後、供給電流をオフにすることを特徴と
する。According to a fourth aspect of the present invention, in the lubricating apparatus, the magnetostrictive pump includes a coil for applying a magnetic field, and a control device for controlling expansion and contraction of the rod by controlling a current supplied to the coil. Supplies an electric current until the pressure of the lubricant in the pump chamber at which a desired discharge speed is obtained by the magnetostrictive pump at the time of initial excitation of the coil, and after reaching the pressure, responds to the discharge amount of the lubricant. And supplying a current for keeping the pressure of the lubricant constant, and turning off the supply current after a desired lubricant discharge amount is obtained.
【0014】この潤滑装置では、制御装置からコイルに
電流を流すと、棒体が伸長し、ピストンがポンプ室内の
潤滑剤を圧縮する。これにより、シリンダ内の圧力が昇
圧され、吸入バルブが閉じ、ノズルから潤滑剤が外部に
高速で噴射される。このとき制御装置は、例えばコイル
の初期励磁時において磁歪ポンプにより所望の吐出速度
が得られる電流値となるまで電流を供給し、いち早くそ
の電流値まで立ち上げる。この間、コイルに高電圧を印
加し、コイルの時定数に抗しすばやく電流を立ち上げ
る。そして所望の吐出速度が得られる電流値に達した
後、潤滑剤の吐出量に応して減少する潤滑剤の圧力を一
定に保持するため、吐出量に等しい容積だけシリンダ容
積が減ずるように電流を供給する。この間は、コイルの
時定数により所望の電流上昇速度が得られる電圧に切り
替わる。次いで所望の潤滑剤吐出量が得られた後、コイ
ルへの供給電流をオフにする。これにより、潤滑剤の吐
出初期時から所要の潤滑剤圧力を得ることができ、潤滑
剤の吐出開始後に一定の吐出速度を保持でき、正確且つ
安定した潤滑剤の吐出が行える。また、電流をオフする
と、棒体が収縮し、ポンプ室の内容積が増し、潤滑剤が
吸入バルブを通してポンプ室に補充される。In this lubricating device, when an electric current is passed from the control device to the coil, the rod body extends, and the piston compresses the lubricant in the pump chamber. Thereby, the pressure in the cylinder is increased, the suction valve is closed, and the lubricant is injected from the nozzle to the outside at a high speed. At this time, for example, at the time of initial excitation of the coil, the control device supplies a current until a desired discharge speed is obtained by the magnetostrictive pump, and quickly starts up to the current value. During this time, a high voltage is applied to the coil, and the current rises quickly against the time constant of the coil. Then, after reaching a current value at which a desired discharge speed is obtained, in order to maintain a constant lubricant pressure which decreases in accordance with the discharge amount of the lubricant, the current is reduced so that the cylinder volume is reduced by a volume equal to the discharge amount. Supply. During this time, the voltage is switched to a voltage at which a desired current rising speed is obtained by the time constant of the coil. Next, after a desired lubricant discharge amount is obtained, the supply current to the coil is turned off. As a result, a required lubricant pressure can be obtained from the beginning of the discharge of the lubricant, a constant discharge speed can be maintained after the start of the discharge of the lubricant, and accurate and stable discharge of the lubricant can be performed. When the current is turned off, the rod contracts, the internal volume of the pump chamber increases, and the lubricant is supplied to the pump chamber through the suction valve.
【0015】請求項5記載の潤滑装置は、前記潤滑剤の
供給対象となる回転体の回転数を検知する回転数検知手
段と、該回転数検知手段により検知した回転数に応じ
て、前記コイルへの供給電流の電流値と動作周波数を設
定する潤滑剤吐出量調整手段とを備えたことを特徴とす
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a lubricating device, wherein: the rotational speed detecting means for detecting a rotational speed of the rotating body to which the lubricant is supplied; and the coil according to the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. And a lubricant discharge amount adjusting means for setting a current value of a supply current to the fuel cell and an operation frequency.
【0016】この潤滑装置では、回転体に潤滑剤を供給
する場合に、回転数に伴って変化する回転体への最適な
潤滑剤量の供給が可能となり、潤滑剤の過剰供給や供給
不足が防止される。In this lubricating device, when supplying the lubricant to the rotating body, it is possible to supply the optimum amount of the lubricant to the rotating body which changes according to the number of rotations, so that excessive supply or insufficient supply of the lubricant is prevented. Is prevented.
【0017】請求項6記載の潤滑装置は、前記コイルに
供給される電流値、該電流に比例した電圧値、該電流に
より生ずる磁束値のいずれかを測定する測定手段と、前
記測定手段により測定された経過時間に対する測定値
を、平常時の測定値と比較することにより異常が発生し
たかどうかを判断する異常判断手段とを備え、前記異常
判断手段により異常と判断されたときに異常信号を発生
することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the lubricating apparatus, wherein the measuring means measures one of a current value supplied to the coil, a voltage value proportional to the current, and a magnetic flux value generated by the current. Abnormality determination means for determining whether an abnormality has occurred by comparing the measured value for the elapsed time with the measured value in normal times, and when the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred, an abnormality signal is generated. Characterized in that it occurs.
【0018】この潤滑装置では、例えば被測定対象を電
流値とした場合、電流供給開始から有る時間経過したと
きに測定された電流値が平常時の電流値(設計値)より
大きい場合、即ち、ある電流値まで上昇するのに要した
時間が設計値よりも短い場合は、ノズルの目詰まり等の
異常が発生したと判断できる。逆に、電流供給開始時か
らある時間経過時に測定された電流値が設計値よりも小
さい場合、即ち、ある電流値まで上昇するのに要した時
間が設計値より長い場合は、潤滑剤漏れ等の異常が生じ
たと判断できる。また、電圧値、磁束値を被測定対象と
しても同様に異常を判断できる。そして、異常発生時に
異常信号を発生させることで、潤滑剤の供給対象の動作
を停止させる等のフィードバック制御を行うことができ
る。In this lubricating device, for example, when the object to be measured is a current value, the current value measured when a certain time has elapsed from the start of the current supply is larger than the normal current value (design value), that is, If the time required to increase to a certain current value is shorter than the design value, it can be determined that an abnormality such as nozzle clogging has occurred. Conversely, if the current value measured at a certain time after the start of the current supply is smaller than the design value, that is, if the time required to increase to a certain current value is longer than the design value, lubricant leakage etc. Can be determined to have occurred. Further, the abnormality can be determined in the same manner by using the voltage value and the magnetic flux value as the measurement target. By generating an abnormal signal when an abnormality occurs, feedback control such as stopping the operation of the lubricant supply target can be performed.
【0019】請求項7記載の潤滑装置は、前記コイルに
供給される電流値、該電流に比例した電圧値、該電流に
より生ずる磁束値のいずれかを測定する測定手段と、前
記測定手段により測定された経過時間に対する測定値
を、空気非混入時における測定値と比較することにより
空気混入の有無を判断する空気混入判断手段とを備え、
前記空気混入判断手段により潤滑装置の運転開始時に空
気混入が無いと判断されるまで前記コイルに供給する電
流を大きく、又は電流の供給周波数を高くすることを特
徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the lubricating device, wherein the measuring means measures one of a current value supplied to the coil, a voltage value proportional to the current, and a magnetic flux value generated by the current. An air entrapment determining means for judging the presence or absence of air entrapment by comparing the measured value for the elapsed time with the measured value at the time of no air entrapment,
The current supplied to the coil is increased or the current supply frequency is increased until the air mixing determining means determines that there is no air mixing at the start of the operation of the lubricating device.
【0020】この潤滑装置では、例えば被測定対象を電
流とした場合、潤滑剤中に空気が混入すると測定される
電流の立ち上がり時間が長くなることから、空気混入の
有無を判断できる。また、電圧値、磁束値を被測定対象
としても同様に異常を判断できる。そして、潤滑装置の
運転開始時には、空気混入が無いと判断されるまで、前
記コイルに供給する電流を大きく、又は電流の供給周波
数を高く、或いはその両方を行うことにより、磁歪ポン
プの吐出量や吐出サイクルを高め、速やかに潤滑剤をタ
ンクからポンプ内に吸入し、空気抜きを短時間に完了す
ることができる。In this lubricating apparatus, for example, when the object to be measured is a current, if air is mixed into the lubricant, the rise time of the measured current becomes longer, so that the presence or absence of air mixing can be determined. Further, the abnormality can be determined in the same manner by using the voltage value and the magnetic flux value as the measurement target. At the start of the operation of the lubricating device, the current supplied to the coil is increased, or the supply frequency of the current is increased, or both are performed until it is determined that there is no air mixing. The discharge cycle can be increased, the lubricant can be quickly sucked into the pump from the tank, and the air bleeding can be completed in a short time.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る潤滑装置の好
適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1
は本発明に係る潤滑装置の断面図である。図1によれ
ば、正特性の超磁歪材料からなる棒体1の軸線方向一端
部1aは、予圧調整機構3を介してケース5に固定され
ている。棒体1の超磁歪材料としては、例えばEdge
Technologies(ETREMA事業部)社
製の商品名Terfenol−Dや、TDK社製の磁歪
材料が好適に使用できる。この棒体1は、同軸に設けた
後述のコイルにより磁界が印加されると、磁気歪現象
(ジュール効果)によって軸線方向へ伸長する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a lubricating device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG.
1 is a sectional view of a lubrication device according to the present invention. According to FIG. 1, one end 1 a in the axial direction of a rod 1 made of a positive magnetostrictive material is fixed to a case 5 via a preload adjusting mechanism 3. The giant magnetostrictive material of the rod 1 is, for example, Edge
Technologies (trade name: Terfenol-D, manufactured by Technologies (ETREMA Division)) and magnetostrictive materials, manufactured by TDK, can be suitably used. When a magnetic field is applied by a later-described coil provided coaxially, the rod 1 extends in the axial direction due to a magnetostriction phenomenon (Joule effect).
【0022】予圧調整機構3は、例えば、回転により棒
体1の軸線方向に突出し、棒体1の一端部1aを押圧可
能にしたネジ機構とすることができる。棒体1の軸線方
向他端部1bには、皿バネ2aにより棒体1を予圧調整
機構3側に付勢して棒体1の軸方向に対する隙間(遊
び)を生じさせずに圧力伝達する圧力伝達部材2を介し
てピストン7が固着されている。このピストン7は、シ
リンダ9の内部に摺動自在に内設される。シリンダ9
は、ピストン摺動空間の軸線直交方向の横断面積Sが、
棒体1の軸線直交方向の横断面積Aより小さく形成され
ており、その内部にはポンプ室11が形成されている。
シリンダ9には配管を介してノズル13が取り付けら
れ、ノズル13の吐出開口部13aはポンプ室11に連
通している。ここで、ポンプ室11とノズル13との間
には、逆止バルブは設けていない。The preload adjusting mechanism 3 can be, for example, a screw mechanism which protrudes in the axial direction of the rod 1 by rotation, and which can press one end 1a of the rod 1. Pressure is transmitted to the other end 1b in the axial direction of the rod 1 by urging the rod 1 toward the preload adjusting mechanism 3 by a disc spring 2a without generating a gap (play) in the axial direction of the rod 1. The piston 7 is fixed via the pressure transmitting member 2. The piston 7 is slidably provided inside the cylinder 9. Cylinder 9
Is the cross-sectional area S of the piston sliding space in the direction orthogonal to the axis,
The rod body 1 is formed to be smaller than the cross-sectional area A in the direction orthogonal to the axis, and a pump chamber 11 is formed therein.
A nozzle 13 is attached to the cylinder 9 via a pipe, and a discharge opening 13 a of the nozzle 13 communicates with the pump chamber 11. Here, no check valve is provided between the pump chamber 11 and the nozzle 13.
【0023】また、シリンダ9には、ポンプ室11に潤
滑剤を吸入するための吸入口15が設けられる。吸入口
15には吸入バルブ17が設けられ、吸入バルブ17は
ポンプ室11の外への潤滑剤の流出を阻止する逆止バル
ブとなっている。また、吸入バルブ17の流路断面積
は、ノズル13の吐出開口部13aの断面積より大きく
形成されており、吸入口15は、潤滑剤搬送管19を介
して潤滑剤タンク21に配管接続されている。従って、
潤滑剤は、タンク21から潤滑剤搬送管19を介してポ
ンプ室11へ供給されるが、ポンプ室11からタンク2
1へは逆流しない構造となっている。なお、タンク21
の形状は図示した形状に限らず、他の如何なる形状であ
ってもよい。The cylinder 9 is provided with a suction port 15 for sucking lubricant into the pump chamber 11. A suction valve 17 is provided at the suction port 15, and the suction valve 17 is a check valve that prevents the lubricant from flowing out of the pump chamber 11. The flow passage cross-sectional area of the suction valve 17 is formed larger than the cross-sectional area of the discharge opening 13 a of the nozzle 13, and the suction port 15 is connected to a lubricant tank 21 via a lubricant transport pipe 19. ing. Therefore,
The lubricant is supplied from the tank 21 to the pump chamber 11 via the lubricant transfer pipe 19, and the lubricant is supplied from the pump chamber 11 to the tank 2.
The structure does not flow backward to 1. The tank 21
Is not limited to the illustrated shape, and may be any other shape.
【0024】棒体1の外周には、同軸状にコイル23が
設けられている。さらにコイル23の外周には、棒体1
とで磁気回路を形成する磁性材料からなるヨーク25が
設けられている。ヨーク25、シリンダ9の棒体1側の
基端、潤滑剤搬送管19の一部は、ケース5の内方に収
容されている。A coil 23 is provided coaxially on the outer periphery of the rod 1. Further, on the outer periphery of the coil 23, a rod 1
A yoke 25 made of a magnetic material for forming a magnetic circuit is provided. The yoke 25, the base end of the cylinder 9 on the side of the rod 1, and a part of the lubricant conveying pipe 19 are accommodated inside the case 5.
【0025】コイル23には、制御装置(駆動回路)2
7が電気的に接続されている。制御装置27は、コイル
23へ磁界発生のための電流を出力する。この電流がコ
イル23に印加されることによりコイル23から磁界が
発生し、棒体1が伸長してポンプ室11内の潤滑剤をノ
ズル13から吐出させる。なお、ノズル13の形状は、
図1に示すようにシリンダ9の軸線に沿って段階的に縮
径した略直管状の流路が形成されたものであるが、例え
ば、図2に示す流路先端の吐出開口部22が斜めに形成
されたものであってもよい。この場合、潤滑装置100
の設置自由度を低下させることなく潤滑剤を目的とする
位置に供給することができる。このノズル13は容易に
脱着可能であり、潤滑装置100の適用対象に応じて適
切な種類のノズルが装着される。The coil 23 has a control device (drive circuit) 2
7 are electrically connected. Control device 27 outputs a current for generating a magnetic field to coil 23. When this current is applied to the coil 23, a magnetic field is generated from the coil 23, and the rod 1 is extended to discharge the lubricant in the pump chamber 11 from the nozzle 13. The shape of the nozzle 13 is
As shown in FIG. 1, a substantially straight tubular flow path whose diameter is reduced stepwise along the axis of the cylinder 9 is formed. For example, the discharge opening 22 at the front end of the flow path shown in FIG. May be formed. In this case, the lubricating device 100
The lubricant can be supplied to the target position without lowering the degree of freedom of installation. The nozzle 13 is easily detachable, and an appropriate type of nozzle is mounted according to an application target of the lubricating device 100.
【0026】次に、このように構成される潤滑装置10
0の作用を説明する。図3にコイルに印加される電流と
潤滑剤吐出との時間的関係を表すタイムチャートを、図
4に定量吐出量を得るために制御装置が演算する吐出量
補正の手順を示すブロック図を示した。図3(a)に示す
パターン(31)で制御装置27からコイル23へ電流
を出力すると、コイル23は磁界 を発生し、超磁歪材
料からなる棒体1が伸長する。棒体1は、一端部1a側
が固定されているので他端部1b側で軸線方向に伸び、
ピストン7は、この伸長動作に従動して図3(b)に示す
電流と同様なパターン(3 2)で移動する。ピストン
7が移動するとポンプ室11内の潤滑剤が圧縮され、図
3(c)に示すようにシリンダ9内の圧力 が昇圧する(3
3)。これにより、吸入口15の吸入バルブ17は閉
じ、ノズル13先端部に前回吐出時に溜まった空気がノ
ズル13から吐出された(34)後、ノズル13から潤
滑剤が外部に向けて高速度で噴射される(35)。そし
てコイルへの電流が定常になると、棒体1の伸長が止ま
り、ポンプ室11の圧力は潤滑剤の吐出により低下す
る。Next, the lubricating device 10 constructed as described above will be described.
The operation of 0 will be described. FIG. 3 is a time chart showing a temporal relationship between the current applied to the coil and the lubricant discharge, and FIG. 4 is a block diagram showing a discharge amount correction procedure calculated by the control device to obtain a constant discharge amount. Was. When a current is output from the control device 27 to the coil 23 in the pattern (31) shown in FIG. 3A, the coil 23 generates a magnetic field, and the rod 1 made of a giant magnetostrictive material is elongated. Since the rod 1 has one end 1a fixed, the rod 1 extends in the axial direction on the other end 1b,
Following the extension operation, the piston 7 moves in a pattern (32) similar to the current shown in FIG. When the piston 7 moves, the lubricant in the pump chamber 11 is compressed, and the pressure in the cylinder 9 increases as shown in FIG.
3). As a result, the suction valve 17 of the suction port 15 is closed, and after the air accumulated at the previous discharge at the tip of the nozzle 13 is discharged from the nozzle 13 (34), the lubricant is injected from the nozzle 13 to the outside at a high speed. (35). When the current to the coil becomes steady, the extension of the rod 1 stops, and the pressure in the pump chamber 11 decreases due to the discharge of the lubricant.
【0027】その後、制御装置27からのコイル23へ
の電流出力を停止すると、伸長した棒体1は元の状態に
戻ろうと収縮し、ポンプ室11の内容積が増加する。こ
のとき、図3(c)に示すようにポンプ室11が負圧にな
り (36)、これにより図3(e)に示すように潤滑剤が
吸入バルブ17を通してポンプ室11に補充される(3
7)。この際、図3(d)に示すように同時にノズル先端
から若干の空気も流入する(38)。この空気の流入量
は、潤滑剤の補充量と比較すると十分に少ないものとな
る。これはつまり、潤滑剤の流入量と空気の流入量は、
ノズル13流路軸線直交方向の断面積が、吸入バルブ1
7の流路軸線直交方向の断面積より十分小さいため、ま
た、吸入バルブ17はノズル13よりピストン7の近く
にあるため、負圧の伝達時間が短くなり、吸入バルブ1
7からの潤滑剤流入量の方が空気流入量より多くなる。
このため、次回の吐出の作動時においても同様にして潤
滑剤吐出が可能になる。好ましくは、ノズル13のノズ
ル穴の体積は、前記吸入工程においてノズル穴から流入
する空気の体積異常であることが望ましい。これは、ノ
ズル穴を空気が通過する際の抵抗は、潤滑剤が通過する
際の抵抗より小さいため、ノズル穴内がすべて空気にな
ってしまうと、吸入側逆止バルブよりもノズル穴の流体
抵抗が小さくなり、吸入側逆止バルブから潤滑剤が吸入
されにくくなる虞れがあるためである。また、ポンプ室
と吐出側の配管の間にも逆止バルブを設けてもよい。な
お、この場合でも、吐出側逆止バルブの応答遅れやバル
ブの閉じる動作により若干の空気がノズル穴から流入
し、ノズル先端からの潤滑剤の液ダレは回避できるもの
と考えられるが、液ダレ防止効果は低下する。Thereafter, when the current output from the control device 27 to the coil 23 is stopped, the elongated rod 1 contracts to return to the original state, and the internal volume of the pump chamber 11 increases. At this time, the pressure in the pump chamber 11 becomes negative as shown in FIG. 3 (c) (36), whereby the lubricant is refilled into the pump chamber 11 through the suction valve 17 as shown in FIG. 3 (e) ( 3
7). At this time, as shown in FIG. 3D, a small amount of air simultaneously flows in from the nozzle tip (38). This inflow of air is sufficiently small as compared with the replenishment amount of the lubricant. This means that the inflow of lubricant and the inflow of air are
The cross-sectional area of the nozzle 13 in the direction perpendicular to the flow path axis is the suction valve 1
7 is sufficiently smaller than the cross-sectional area of the suction valve 17 in the direction orthogonal to the flow axis, and the suction valve 17 is closer to the piston 7 than the nozzle 13, so that the transmission time of the negative pressure is shortened.
The lubricant inflow from 7 is greater than the air inflow.
Therefore, the lubricant can be discharged in the same manner at the time of the next discharge operation. Preferably, the volume of the nozzle hole of the nozzle 13 is desirably a volume abnormality of the air flowing from the nozzle hole in the suction step. This is because the resistance when air passes through the nozzle hole is smaller than the resistance when lubricant passes, so if all of the inside of the nozzle hole becomes air, the fluid resistance of the nozzle hole is higher than that of the suction check valve. Is reduced, and the lubricant may not be easily sucked from the suction-side check valve. Further, a check valve may be provided between the pump chamber and the pipe on the discharge side. In this case as well, it is considered that some air flows in from the nozzle hole due to the response delay of the discharge-side check valve and the closing operation of the valve, and it is possible to avoid liquid dripping of the lubricant from the nozzle tip. The prevention effect is reduced.
【0028】さて、棒体圧縮時におけるノズル13から
の空気流入量、吸入バルブ17とノズル出口との間の内
容積内の潤滑剤の圧縮による体積減少量、及び、シリン
ダや配管等の内容積を構成する部品が圧力変形すること
による内容積の増容積等は、微量ながらも存在するた
め、ノズル13から所望量の潤滑剤を正確に吐出させる
には、これらの変動要素を加味して吐出量を設定する必
要がある。Now, the amount of air inflow from the nozzle 13 during the compression of the rod, the amount of volume reduction due to the compression of the lubricant in the inner volume between the suction valve 17 and the nozzle outlet, and the inner volume of the cylinder, piping, etc. Since the internal volume increase due to the pressure deformation of the components constituting the nozzle is present in a small amount, in order to accurately discharge the desired amount of the lubricant from the nozzle 13, the discharge in consideration of these variable factors is required. You need to set the amount.
【0029】このため、本実施形態の潤滑装置において
は、制御装置27からの電流をこれらの変動要素を加味
して、コイル23に電流を印加することを特徴としてい
る。即ち、本実施形態においては図4に示すように、
「圧縮時の潤滑剤の体積減少量」、「内容積の増容
積」、「棒体収縮時の空気吸入量」を主要な変動要素と
して、これらを加味して電流を設定している。この変動
要素としては、他に、潤滑剤の温度や粘性抵抗等の要素
が加えられるものであってもよい。For this reason, the lubricating device of this embodiment is characterized in that the current from the control device 27 is applied to the coil 23 in consideration of these variable factors. That is, in the present embodiment, as shown in FIG.
The current is set in consideration of “the amount of decrease in the volume of the lubricant during compression”, “increase in the internal volume”, and “the amount of air suctioned when the rod is contracted” as main variable factors. As the variable element, other elements such as the temperature and the viscous resistance of the lubricant may be added.
【0030】棒体1の伸長によるポンプ室11の減容積
は、(1)式に示すように、棒体圧縮時にノズル13か
ら流入した空気量と、吸入バルブ17とノズル出口との
間の内容積内の潤滑剤の圧縮による減容積と、内容積を
構成する部品の圧力変形による内容積の増容積と、ノズ
ル13から吐出される潤滑剤の必要吐出量との和に等し
くなる。The volume reduction of the pump chamber 11 due to the extension of the rod 1 is, as shown in equation (1), the amount of air flowing from the nozzle 13 during compression of the rod and the content between the suction valve 17 and the nozzle outlet. It is equal to the sum of the volume reduction due to the compression of the lubricant in the product, the volume increase of the internal volume due to the pressure deformation of the components constituting the internal volume, and the required discharge amount of the lubricant discharged from the nozzle 13.
【0031】 ポンプ室11の減容積(ピストン横断面積×ピストン移動長さ) = (棒体収縮時にノズルから流入する空気量) +(高圧による潤滑剤の体積減少量) +(高圧による内容積の増容積) +(所要吐出量Qrf) …(1)Volume reduction of pump chamber 11 (cross-sectional area of piston × movement length of piston) = (amount of air flowing from nozzle when rod is contracted) + (volume reduction of lubricant due to high pressure) + (internal volume due to high pressure) Volume increase) + (required discharge amount Qrf) (1)
【0032】コイル23に印加される電流を(1)式を
満足するように制御することで、0.0001〜0.0
03cc程度の極微量の潤滑剤を、約50m/s〜音速
程度の高速度で間欠的に噴出することが可能となる。な
お、(1)式の各項目の値は、使用する潤滑装置に応じ
てそれぞれ測定、設定されたものを使用することができ
る。By controlling the current applied to the coil 23 so as to satisfy the expression (1), 0.0001 to 0.0
It becomes possible to intermittently eject a very small amount of lubricant of about 03 cc at a high speed of about 50 m / s to about the speed of sound. The value of each item of the formula (1) can be measured and set according to the lubricating device to be used.
【0033】潤滑剤の吐出量は、(2)式により求める
ことができる。 Qr=Δ・f …(2) ここで、Qr〔cc/秒〕は所要吐出量(設定吐出量)
であり、Δ〔cc/ショット〕は定格電流を供給したと
きの一動作での吐出量であり、f〔ショット/秒〕はコ
イルに印加される動作周波数(供給周波数)である。The discharge amount of the lubricant can be obtained by the equation (2). Qr = Δ · f (2) Here, Qr [cc / sec] is a required discharge amount (set discharge amount).
Where Δ [cc / shot] is the discharge rate in one operation when the rated current is supplied, and f [shot / sec] is the operating frequency (supply frequency) applied to the coil.
【0034】算出された設定吐出量Qrは、その値に応
じて図5に示す3つの条件に分類されて制御される。ま
ず、設定吐出量Qrが最少量ショットを最高動作周波数
で行った吐出量以下である場合、即ち、Qr≦Δmin ・
fmax である場合(51)は、一動作での吐出量Δ、動
作周波数fを、 Δ=Δmin 、f=Qr/Δmin に設定する。The calculated set discharge amount Qr is controlled by being classified into three conditions shown in FIG. 5 according to the value. First, when the set discharge amount Qr is equal to or smaller than the discharge amount obtained by performing the minimum shot at the highest operation frequency, that is, Qr ≦ Δmin ·
In the case of fmax (51), the discharge amount Δ and the operating frequency f in one operation are set to Δ = Δmin and f = Qr / Δmin.
【0035】ここで、Δmin〔cc/ショット〕は、制
御可能な最小電流による一動作での最少吐出量で、本実
施形態 の場合は0.0001〔cc/ショット〕とす
る。また、fmax〔ショット/秒〕は本装置で出力でき
る最 高動作周波数である。従って、この場合の最終的
な設定吐出量Qrfは(3)式により設定することにな
る。 Qrf=Δmin ×(Qr/Δmin ) …(3)Here, Δmin [cc / shot] is the minimum discharge amount per operation with the minimum controllable current, and is set to 0.0001 [cc / shot] in the present embodiment. Fmax [shot / sec] is the maximum operating frequency that can be output by this device. Therefore, the final set discharge amount Qrf in this case is set by the equation (3). Qrf = Δmin × (Qr / Δmin) (3)
【0036】また、設定吐出量Qrが、Δmin ・fmax
<Qr≦Δmax ・fmax である場合(52)(ここで、
Δmax 〔CC/ショット〕は制御可能な最大電流による一
動作での最大吐出量である)は、位置動作での吐出量
Δ、動作周波数fを次のように設定する。Δ=Qr/f
max 、f=fmax従って、この場合の最終的な設定吐出
量Qrfは(4)式により設定することになる。 Qrf=(Qr/fmax )×fmax …(4)The set discharge amount Qr is Δmin · fmax
<Qr ≦ Δmax · fmax (52) (where,
Δmax [CC / shot] is the maximum discharge amount in one operation by the controllable maximum current), and sets the discharge amount Δ in the position operation and the operating frequency f as follows. Δ = Qr / f
max, f = fmax Accordingly, the final set discharge amount Qrf in this case is set by the equation (4). Qrf = (Qr / fmax) × fmax (4)
【0037】そして、設定吐出量QrがΔmax ・fmax
<Qrである場合(53)は、本装置の吐出能力を越え
ているので、制御装置27により吐出不可の信号(図4
参照)を出力する。Then, the set discharge amount Qr is Δmax · fmax
In the case of <Qr (53), since the discharge capacity of the apparatus is exceeded, the control unit 27 causes the discharge disable signal (FIG. 4).
Output).
【0038】以上の結果、上述の潤滑装置100によれ
ば、以下に示す効果を奏することができる。棒体1の収
縮時には、ノズル13から空気が流入して潤滑剤液面先
端がノズル内部に移るため、休止時に潤滑剤が垂れ落ち
ることを防止できる。また、棒体1の伸長時には、ノズ
ル先端の空気が押し出される間に、シリンダ9内の潤滑
剤の圧力が上昇する。このため、潤滑剤がノズル端から
吐出されるまでの時間に若干の遅れが生ずるが、この遅
れ時間が潤滑剤を所定圧力に上昇させる時間と相殺され
る。その結果、潤滑剤の吐出時に所定速度に近い高速な
噴出速度が得られ、必要となる所定速度未満で潤滑剤が
吐出されることを低減できる。さらに、シリンダ9の軸
線直交方向の横断面積Sを棒体1の横断面積Aより小さ
くしたので、シリンダ内の潤滑剤の圧力を棒体1自体の
発生圧力より高くすることができ、潤滑剤をより高圧で
吐出することができる。As a result, according to the lubricating device 100 described above, the following effects can be obtained. When the rod body 1 contracts, air flows in from the nozzle 13 and the front end of the lubricant liquid moves into the nozzle, so that the lubricant can be prevented from dripping at the time of rest. When the rod 1 is extended, the pressure of the lubricant in the cylinder 9 increases while the air at the nozzle tip is pushed out. For this reason, a slight delay occurs in the time until the lubricant is discharged from the nozzle end, and this delay time is offset by the time required to raise the lubricant to a predetermined pressure. As a result, a high ejection speed close to the predetermined speed can be obtained at the time of discharging the lubricant, and the discharge of the lubricant at a speed lower than the required predetermined speed can be reduced. Further, since the cross-sectional area S of the cylinder 9 in the direction orthogonal to the axis is smaller than the cross-sectional area A of the rod 1, the pressure of the lubricant in the cylinder can be made higher than the pressure generated by the rod 1 itself. Discharge can be performed at a higher pressure.
【0039】そして、潤滑剤を直接的に被潤滑面に付着
させることにより、潤滑剤を搬送するための空気ポンプ
が不要になる。また、シリンダ内の潤滑剤を高圧にする
とき、潤滑剤の圧縮、シリンダ9等のポンプ室の膨張が
無視できなくなるが、コイル23への電流を、それらの
変動要素で補正するため、所望の吐出量を高精度に得る
ことができる。さらに、コイル電流を制御することによ
り潤滑剤の潤滑面付着量を容易に調整できるので、定量
バルブを必要としない。この結果、構造が簡単で小型の
潤滑装置を実現することができる。By directly attaching the lubricant to the surface to be lubricated, an air pump for transporting the lubricant becomes unnecessary. Further, when the pressure of the lubricant in the cylinder is set to a high pressure, the compression of the lubricant and the expansion of the pump chamber of the cylinder 9 and the like cannot be ignored. The discharge amount can be obtained with high accuracy. Furthermore, since the amount of lubricant attached to the lubricating surface can be easily adjusted by controlling the coil current, a fixed quantity valve is not required. As a result, a compact lubricating device having a simple structure can be realized.
【0040】また、制御装置27は、潤滑剤供給対象と
なる回転体の回転数を検知し、この検知信号に応じた電
流値、又は検知信号に応じた電流の供給周波数、或いは
その両方の条件でコイル23に電流を供給して、潤滑剤
吐出量を調整するものであってもよい。この場合、回転
数に伴って変化する最適な潤滑剤の供給が可能となり、
潤滑剤の過剰供給を防止し、且つ常に最適な潤滑効果を
得ることができる。例えば、潤滑剤供給対象となる軸受
のシャフト(回転体)回転数をエンコーダ等により検知
し、得られた回転速度を制御装置27に入力する。制御
装置27は、回転速度が速い場合には多く、遅い場合に
は少なく潤滑剤が供給されるようにコイル23への駆動
電流の電流値、動作周波数を調整してコイル電流を出力
する。この場合、制御装置27が潤滑剤吐出量調整手段
に相当する。The control device 27 detects the number of rotations of the rotating body to which the lubricant is to be supplied, and determines a current value corresponding to the detection signal, a current supply frequency corresponding to the detection signal, or both. In such a case, the current may be supplied to the coil 23 to adjust the lubricant discharge amount. In this case, it becomes possible to supply an optimal lubricant that changes with the rotation speed,
It is possible to prevent the excessive supply of the lubricant and always obtain the optimal lubrication effect. For example, the rotational speed of the shaft (rotating body) of the bearing to which the lubricant is to be supplied is detected by an encoder or the like, and the obtained rotational speed is input to the control device 27. The control device 27 adjusts the current value of the driving current to the coil 23 and the operating frequency so that the lubricant is supplied more when the rotation speed is high and less when the rotation speed is low, and outputs the coil current. In this case, the control device 27 corresponds to a lubricant discharge amount adjusting unit.
【0041】次に、本発明に係る潤滑装置の第2実施形
態を説明する。図6は本実施形態の潤滑装置におけるコ
イルの制御装置の回路構成を示す図である。本実施形態
における潤滑装置は、制御装置を除いて第1実施形態の
潤滑装置の構成と同様であり、重複する説明は省略す
る。Next, a second embodiment of the lubricating device according to the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a coil control device in the lubrication device of the present embodiment. The lubricating device according to this embodiment has the same configuration as that of the lubricating device according to the first embodiment except for the control device, and redundant description will be omitted.
【0042】本実施形態の制御装置28は、図1に示す
超磁歪素子からなる棒体1を伸長させるコイル23に接
続され、コイル23への電流印加を制御する。図6に示
すように、制御装置28は、印加電流を急峻に立ち上げ
るための高電圧電源61と、印加電流の立ち上げ後に所
要の潤滑剤吐出量を得るための低電圧電源62と、これ
らの電源61,62を比較器63、64からの出力に応
じて切り換えるトランジスタ(FET)Tr1、Tr2
とを有している。制御装置28の動作を説明すると、最
初にTr1とTr2とを共にオンにすると、コイルには
高電圧電源61及び低電圧電源62によって電流が供給
される。このとき、図7に示す電流波形に示すように、
コイル電流は急峻に初期圧力設定レベル(第1の電流
値)まで立ち上がる。このコイル電流の立ち上がり特性
は、(5)式で表される。The control device 28 of the present embodiment is connected to the coil 23 for extending the rod 1 made of the giant magnetostrictive element shown in FIG. 1, and controls the application of current to the coil 23. As shown in FIG. 6, the control device 28 includes a high-voltage power supply 61 for steeply increasing the applied current, a low-voltage power supply 62 for obtaining a required amount of lubricant discharged after the rising of the applied current, (FETs) Tr1 and Tr2 for switching the power supplies 61 and 62 of the transistors according to the outputs from the comparators 63 and 64
And The operation of the control device 28 will be described. When both Tr1 and Tr2 are first turned on, current is supplied to the coil by the high voltage power supply 61 and the low voltage power supply 62. At this time, as shown in the current waveform in FIG.
The coil current sharply rises to the initial pressure setting level (first current value). The rising characteristic of the coil current is expressed by equation (5).
【0043】 I(t)=E/r・[1−exp{−rt/L}] …(5) ここで、 I:電流 E:電圧 r:抵抗 L:インダクタンス である。例えば、コイルの抵抗rが1.7[Ω]、イン
ダクタンスLが5[mH]で、電圧が200[V]であ
るとすると、電流I(t)は、上式より経過時間tが1
28[μs]で5[A]に達する。I (t) = E / r · [1−exp {−rt / L}] (5) where I: current E: voltage r: resistance L: inductance. For example, assuming that the resistance r of the coil is 1.7 [Ω], the inductance L is 5 [mH], and the voltage is 200 [V], the current I (t) is calculated by the above equation.
It reaches 5 [A] in 28 [μs].
【0044】図7に示すように、初期圧力設定レベルと
して5[A]が設定されていたとすると、電流が5
[A]に達したことを検知してTr1をオフにする。す
ると、コイルには低電圧電源側だけから電流が供給され
る。このときの低電圧電源の電圧Eは次のように求めら
れる。ノズルの断面積をSn[mm2]、シリンダ内容
積の横断面積をSc[mm2]、超磁歪素子の伸長をΔ
L[mm/A]とすると、所要の吐出速度をv[mm/
s]を得るために必要な超磁歪素子の伸長速度vm[m
m/s]は、(6)式で表される。As shown in FIG. 7, if 5 [A] is set as the initial pressure setting level, the current becomes 5
Upon detecting that [A] has been reached, Tr1 is turned off. Then, current is supplied to the coil only from the low-voltage power supply side. The voltage E of the low-voltage power supply at this time is obtained as follows. The cross-sectional area of the nozzle is Sn [mm 2 ], the cross-sectional area of the cylinder internal volume is Sc [mm 2 ], and the elongation of the giant magnetostrictive element is Δ
Assuming that L [mm / A], the required discharge speed is v [mm / A].
s], the elongation speed vm [m of the giant magnetostrictive element required to obtain
m / s] is expressed by equation (6).
【0045】vm=v・Sn/Sc …(6) また、電流の所要の増加速度I'[A/s]は、(7)
式で表される。 I'=vm/ΔL …(7)Vm = v · Sn / Sc (6) The required current increase rate I ′ [A / s] is given by (7)
It is expressed by an equation. I ′ = vm / ΔL (7)
【0046】例えば、ノズルの断面積Snを0.008
[mm2]、所要の吐出速度vを50000[mm/
s]、シ リンダ内容積の横断面積Scを30[mm2]
とすると、超磁歪素子の所要の伸長速度vmは、13.
3[ mm/s]となる。このとき、超磁歪素子の伸長
ΔLを0.01[mm/A]とすると、電流の所要増加
速度ΔIは1330[A/s]となる。また、吐出量を
1[mm3]とすると、必要となる電流の増加ΔIは、 ΔI=1/(Sc・ΔL) =3.3[A] となり、この電流値に達する所要時間Tは、 T=3.3/1330 =2.48×10-3[s] となる。上記各パラメータを(5)式に代入すると、電
圧Eは18.3[V]となる。従って、上記条件下にお
いては、この電圧Eを低電圧電源62の電圧値とすれば
よい。For example, if the sectional area Sn of the nozzle is 0.008
[Mm 2 ] and the required discharge speed v is 50,000 [mm /
s] and the cross-sectional area Sc of the cylinder inner volume is 30 [mm 2 ].
Then, the required elongation speed vm of the giant magnetostrictive element is 13.
3 [mm / s]. At this time, assuming that the extension ΔL of the giant magnetostrictive element is 0.01 [mm / A], the required current increase rate ΔI is 1330 [A / s]. If the discharge amount is 1 [mm 3 ], the required increase in current ΔI is ΔI = 1 / (Sc · ΔL) = 3.3 [A], and the time T required to reach this current value is T = 3.3 / 1330 = 2.48 × 10 −3 [s] By substituting the above parameters into the equation (5), the voltage E becomes 18.3 [V]. Therefore, under the above conditions, the voltage E may be set to the voltage value of the low-voltage power supply 62.
【0047】このように低電圧電源の電圧を、吐出速度
に応じて決定される電圧値に設定することにより、与え
られたポンプにおいて所望の吐出速度を得ることができ
る。そして、初期応力設定レベルの電流値に達して時間
Tが経過したとき、即ち、所要の吐出量が得られたとき
にTr2もオフにしてコイル電流をカットする。このT
r1,Tr2のオンオフ動作によるコイル電流の生成を
所定の動作周波数で行うことで、間欠的に潤滑装置から
潤滑剤を吐出させることができる。本方式によれば、電
流帰還により電流制御するドロッパ方式や、パルス幅制
御方式よりも、省電力に且つ安価に構成することができ
る。なお、本実施形態の回路は、コイルの電流値によっ
て自動的に電圧値の切替え・オフができるものである
が、タイマーによって電圧値の切替え・オフをするなど
しても構わない。また、図7では、電流値が所要吐出量
レベルに達した後、電流をオフしているが、その際、好
ましくは、ポンプ室内にキャビテーションが発生しない
ように徐々に電流値を低下させることが望ましい。By setting the voltage of the low-voltage power supply to a voltage value determined according to the discharge speed, a desired discharge speed can be obtained with a given pump. Then, when the time T has elapsed after reaching the current value of the initial stress setting level, that is, when a required discharge amount is obtained, Tr2 is also turned off to cut the coil current. This T
By generating the coil current by the on / off operation of r1 and Tr2 at a predetermined operation frequency, the lubricant can be intermittently discharged from the lubrication device. According to this method, it is possible to configure the power saving and the cost at a lower cost than the dropper method in which the current is controlled by the current feedback and the pulse width control method. Although the circuit of the present embodiment can automatically switch and turn off the voltage value according to the current value of the coil, the circuit may switch and turn off the voltage value using a timer. Further, in FIG. 7, the current is turned off after the current value reaches the required discharge amount level. At this time, preferably, the current value is gradually reduced so that cavitation does not occur in the pump chamber. desirable.
【0048】図8は、経過時間に対するコイル電流の変
化の一例を示したグラフである。なお、この場合もコイ
ルのインダクタンスLは5[mH]で、抵抗rは1.7
[Ω]である。図9に示すように、制御装置28のTr
1,Tr2を共にオンにして高電圧を印加することで、
コイル電流を急峻に立ち上げる。次に、Tr1をオフに
して低電圧電源だけで所定の吐出速度で潤滑剤を吐出す
る。図8には、低電圧電源の電圧値を、24[V]、1
8[V]、12[V]の3種類で表示しており、前述の
計算例における電圧Eが18.3[V]の場合は、上記
18[V]の計算例に略等しくなる。FIG. 8 is a graph showing an example of a change in the coil current with respect to the elapsed time. In this case, the inductance L of the coil is 5 [mH] and the resistance r is 1.7.
[Ω]. As shown in FIG.
By turning on both 1 and Tr2 and applying a high voltage,
Start the coil current steeply. Next, Tr1 is turned off, and the lubricant is discharged at a predetermined discharge speed using only the low-voltage power supply. FIG. 8 shows that the voltage value of the low-voltage power supply is 24 [V], 1
The voltage is displayed in three types of 8 [V] and 12 [V]. When the voltage E in the above-described calculation example is 18.3 [V], it is substantially equal to the above calculation example of 18 [V].
【0049】次に、本発明に係る潤滑装置の第3実施形
態を説明する。本実施形態の潤滑装置は、潤滑剤漏れや
目詰まり等の異常を検知してポンプの運転状況を監視で
きるようにしたものである。Next, a third embodiment of the lubricating device according to the present invention will be described. The lubricating device according to the present embodiment is capable of monitoring an operation state of the pump by detecting an abnormality such as lubricant leakage or clogging.
【0050】まず最初に、磁歪素子の性質について説明
する。磁歪素子の性質の代表的なものとして、次の2つ
の性質が挙げられる。一つはジュール効果と呼ばれるも
ので、磁歪素子はこれに作用する磁界によって歪を生ず
るという性質である。前述したように、この性質を利用
して磁歪素子に磁界をかけることにより、磁歪素子を伸
長させ、これによりピストンを駆動するものが磁歪ポン
プである。First, the properties of the magnetostrictive element will be described. Representative properties of the magnetostrictive element include the following two properties. One is a so-called Joule effect, in which a magnetostrictive element is distorted by a magnetic field acting thereon. As described above, a magnetostrictive pump that expands the magnetostrictive element by applying a magnetic field to the magnetostrictive element utilizing this property and thereby drives the piston is a magnetostrictive pump.
【0051】他の一つはビラーリ効果と呼ばれるもので
ある。ビラーリ効果とは、磁歪素子が受ける応力に応じ
て磁歪素子の透磁率が変化する効果であり、これによ
り、磁歪素子に駆動用のコイルを設けた場合に、そのコ
イルのインダクタンスが変化する。一般に超磁歪材料
は、応力がゼロのときのインダクタンスに対し、応力が
約1[MPa]になると、インダクタンスが約30%小
さくなる。The other one is called the Villarri effect. The Vilarli effect is an effect in which the magnetic permeability of a magnetostrictive element changes according to the stress applied to the magnetostrictive element. When the magnetostrictive element is provided with a driving coil, the inductance of the coil changes. Generally, in a giant magnetostrictive material, when the stress becomes about 1 [MPa], the inductance becomes about 30% smaller than the inductance when the stress is zero.
【0052】このビラーリ効果を次のように利用して、
異常検知を行うことができる。即ち、潤滑装置が正常に
運転されているときは、シリンダ内の圧力は例えば4
[MPa]程度であり、ピストンの横断面積が超磁歪素
子の横断面積の1/4とすると、超磁歪素子の応力は1
[MPa]程度となる。この場合、超磁歪素子を含めた
コイルのインダクタンスの減少率は、この応力に相応す
る減少率、即ち、約30%となる。By utilizing this Birrari effect as follows,
Anomaly detection can be performed. That is, when the lubrication device is operating normally, the pressure in the cylinder is, for example, 4
[MPa], and if the cross-sectional area of the piston is 1/4 of the cross-sectional area of the giant magnetostrictive element, the stress of the giant magnetostrictive element is 1
[MPa]. In this case, the reduction rate of the inductance of the coil including the giant magnetostrictive element is a reduction rate corresponding to this stress, that is, about 30%.
【0053】ここで、潤滑装置に異常が発生してノズル
に目詰りが生じたときは、シリンダ内の圧力は30〜4
0[MPa]の高圧となり、超磁歪素子の応力もこれに
対応して大きくなり、その結果、コイルのインダクタン
ス減少率は約40%になる。逆に、超磁歪ポンプ内部で
潤滑剤漏れが生じた場合には、シリンダ内の圧力及び超
磁歪素子の応力は略ゼロとなり、コイルのインダクタン
スの減少率も略ゼロとなる。このように、潤滑装置の超
磁歪ポンプの運転状態に異常が発生すると、コイルのイ
ンダクタンス減少率は0%から40%まで大きく変化す
る。Here, when an abnormality occurs in the lubrication device and the nozzle is clogged, the pressure in the cylinder is increased to 30 to 4
At a high pressure of 0 [MPa], the stress of the giant magnetostrictive element increases correspondingly, and as a result, the inductance reduction rate of the coil becomes about 40%. Conversely, when a lubricant leaks inside the giant magnetostrictive pump, the pressure in the cylinder and the stress of the giant magnetostrictive element become substantially zero, and the reduction rate of the inductance of the coil also becomes substantially zero. Thus, when an abnormality occurs in the operation state of the giant magnetostrictive pump of the lubricating device, the inductance reduction rate of the coil greatly changes from 0% to 40%.
【0054】ところで、コイルに流れる電流の立ち上が
り特性は前述したように(5)式で表わされる。(5)
式によれば、図9に示すように、コイルのインダクタン
スLの減少が小さい場合には、コイルを流れる電流Iは
設計値よりも遅く立ち上がり、逆にコイルのインダクタ
ンスLの減少が大きい場合には、電流Iは設計値よりも
早く立ち上がることになる。このように、コイルを流れ
る電流の立ち上がり時間を検知することにより、コイル
のインダクタンスの減少率、即ち、超磁歪素子の応力を
検知することができる。By the way, the rising characteristic of the current flowing through the coil is expressed by the equation (5) as described above. (5)
According to the formula, as shown in FIG. 9, when the decrease in the inductance L of the coil is small, the current I flowing through the coil rises later than the design value, and conversely, when the decrease in the inductance L of the coil is large, , The current I rises earlier than the design value. Thus, by detecting the rise time of the current flowing through the coil, the rate of decrease of the inductance of the coil, that is, the stress of the giant magnetostrictive element can be detected.
【0055】この電流の立ち上がり特性を、図10に示
すように、検知用抵抗67及び電流判定装置68によっ
てコイル23に流れる電流を監視することにより、超磁
歪ポンプの運転状態の良否を判定する。上記検知用抵抗
67及び電流判定装置68が電流測定手段及び異常判定
手段に相当する。即ち、コイル23に流れる電流の立ち
上がり時間が設計値と同程度であれば、超磁歪ポンプは
良好に動作していることが分かり、もし電流の立ち上が
り時間が設計値より早ければ、ノズル13の目詰り等の
原因によりシリンダ9内の圧力が上昇し、超磁歪素子1
に大きな応力が発生していることが分かる。また、もし
電流の立ち上がりが設計値より遅ければ、潤滑剤流路か
ら潤滑剤が漏れ出す等の不具合が発生する等して、超磁
歪素子1に低い応力しか発生していないことが分かる。As shown in FIG. 10, the current flowing through the coil 23 is monitored by the detecting resistor 67 and the current judging device 68 to judge whether the operating state of the giant magnetostrictive pump is good or not. The detection resistor 67 and the current determination device 68 correspond to a current measurement unit and an abnormality determination unit. That is, if the rise time of the current flowing through the coil 23 is approximately equal to the design value, it can be understood that the giant magnetostrictive pump is operating well. If the rise time of the current is earlier than the design value, the The pressure in the cylinder 9 increases due to clogging or the like, and the giant magnetostrictive element 1
It can be seen that a large stress is generated at the point. Also, if the rise of the current is later than the design value, it can be seen that a low stress is generated in the giant magnetostrictive element 1 due to a problem such as leakage of the lubricant from the lubricant flow path.
【0056】前述のように、シリンダ9内の圧力とノズ
ル13からの潤滑剤の吐出との間には密接な関係がある
ので、コイル23の電流の立ち上がりが設計の目標値か
らずれている場合には、ノズル13からの潤滑剤の吐出
も異常になっていると推定される。ここで、高速スピン
ドルの転がり軸受への潤滑剤を供給する装置として、本
発明の潤滑装置を使用する場合を例に取ると、コイル電
流の立ち上がり特性に目標値とのずれが検知された際
に、電流判定装置68から異常信号を発信させ、高速ス
ピンドルの回転を緊急に停止させる等のフィードバック
制御を施すことができる。As described above, since there is a close relationship between the pressure in the cylinder 9 and the discharge of the lubricant from the nozzle 13, the rise of the current in the coil 23 deviates from the designed target value. It is estimated that the ejection of the lubricant from the nozzle 13 is abnormal. Here, taking as an example the case where the lubricating device of the present invention is used as a device for supplying a lubricant to a rolling bearing of a high-speed spindle, when a deviation from a target value is detected in a rising characteristic of a coil current, In addition, a feedback control such as transmitting an abnormal signal from the current determination device 68 and urgently stopping the rotation of the high-speed spindle can be performed.
【0057】次に、本発明に係る潤滑装置の第4実施形
態を説明する。本実施形態においては、ノズルからの空
気抜きの完了を検知可能としたものである。前述したよ
うに、磁歪素子の主な性質の一つであるビラーリ効果に
より、超磁歪素子が受ける応力がゼロの場合のインダク
タンスに対し、応力が1[MPa]の場合のインダクタ
ンスは約30%減少する。Next, a fourth embodiment of the lubricating device according to the present invention will be described. In the present embodiment, the completion of air removal from the nozzle can be detected. As described above, the inductance when the stress is 1 [MPa] is reduced by about 30% from the inductance when the stress applied to the giant magnetostrictive element is zero due to the Villari effect, which is one of the main properties of the magnetostrictive element. I do.
【0058】このような関係から、図11に示すコイル
を流れる電流の立ち上がりの早さは、超磁歪素子が受け
る応力、つまり、シリンダ内の圧力に関係するので、図
11に示す検知用抵抗67及び電流判定装置68(電流
測定手段及び空気混入判定手段に相当)により、図12
に示すようにコイルに流れる電流を検知することで、超
磁歪ポンプの空気抜き完了を判定することができる。From this relationship, the rising speed of the current flowing through the coil shown in FIG. 11 is related to the stress applied to the giant magnetostrictive element, that is, the pressure in the cylinder. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the current measuring device 68 and the current measuring device 68 and the air mixing determining device.
By detecting the current flowing through the coil as shown in (2), it is possible to determine the completion of air release of the giant magnetostrictive pump.
【0059】つまり、潤滑装置の始動時に空気抜き完了
を検知する場合、電流の立ち上がり特性を正常の場合の
特性と比較して、立ち上がり時間が所定の定常値より長
い場合には、シリンダ9内や潤滑剤流路内に空気が残っ
ているものと判断する。空気が残っているときは、短時
間に空気抜きを行うため、図1に示す制御装置27によ
り定常状態より速いサイクルで、しかも大きなストロー
クでピストン7を駆動するように超磁歪ポンプを運転す
る。その後、空気抜きが完了したときに定常状態の超磁
歪ポンプの運転に戻す。これにより、例えば、潤滑装置
の初回運転時や朝の始業時等に、短時間で自動的に空気
抜きを完了させることができる。That is, when detecting the completion of air bleeding at the time of starting the lubricating apparatus, the rising characteristic of the current is compared with the characteristic in the normal state. It is determined that air remains in the agent flow path. When air remains, the control device 27 shown in FIG. 1 operates the giant magnetostrictive pump so as to drive the piston 7 in a cycle faster than the steady state and with a large stroke in order to bleed air in a short time. Thereafter, when the air bleeding is completed, the operation of the giant magnetostrictive pump is returned to the steady state. Thereby, for example, at the time of the first operation of the lubrication device or the start of the morning, air bleeding can be automatically completed in a short time.
【0060】なお、以上説明した各実施形態の潤滑装置
は、例えば高精度、高速度回転が要求されるマシニング
センタのカートリッジスピンドル等に対しても好適に適
用することができる。また、棒体を形成する磁歪材料と
しては、上記正特性の超磁歪材料の他にも、双方向特性
の磁歪材料であっても同様にして伸縮作用を利用したポ
ンプを形成することができる。そして、上記電流値の代
わりに、電流値に比例する電圧値を図10に示す検知用
抵抗の電圧降下を電圧計で測定し、得られた電圧値に基
づいて異常判定や空気抜き完了の判定を行ってもよい。
この場合、簡便にして測定や判定を行うことができる。
また、上記電流値の代わりに、電流値に比例する磁界の
強さをホール素子等を用いて測定し、得られた磁界値に
基づいて異常判定や空気抜き完了の判定を行ってもよ
い。この場合、ホール素子は棒体1の近傍に配設するこ
とが好ましく、これにより、棒体の伸縮動作をより直接
的に検知でき、測定精度が向上して判断の正確性を向上
できる。なお、本装置の他の用途としては、例えば、セ
ミドライ加工での切削油剤の供給等が考えられる。The lubricating apparatus according to each of the embodiments described above can be suitably applied to, for example, a cartridge spindle of a machining center that requires high precision and high speed rotation. Further, as the magnetostrictive material forming the rod body, a pump utilizing the expansion and contraction action can be formed in the same manner by using a magnetostrictive material having bidirectional characteristics in addition to the above-described giant magnetostrictive material having positive characteristics. Then, instead of the above current value, a voltage value proportional to the current value is measured with a voltmeter to measure the voltage drop of the detection resistor shown in FIG. 10, and based on the obtained voltage value, an abnormality determination or a determination of completion of air release is made. May go.
In this case, measurement and determination can be performed simply.
Further, instead of the current value, the strength of the magnetic field proportional to the current value may be measured using a Hall element or the like, and the abnormality determination or the completion of air bleeding may be determined based on the obtained magnetic field value. In this case, it is preferable to dispose the Hall element in the vicinity of the rod 1, whereby the expansion and contraction operation of the rod can be more directly detected, the measurement accuracy can be improved, and the judgment accuracy can be improved. In addition, as another application of the present apparatus, for example, supply of a cutting oil in semi-dry processing or the like can be considered.
【0061】[0061]
【発明の効果】本発明に係る潤滑装置は、棒体収縮時、
ノズルから空気が流入し潤滑剤先端がノズル内部に移る
ため、休止時に潤滑剤が垂れ落ちることを防止できる。
そして、ノズル先端の空気が押し出される間にシリンダ
内の潤滑剤圧力を上昇させるため、高速な噴出速度を吐
出初期段階から安定して得ることができる。また、シリ
ンダ内部の軸線直交方向の横断面積を棒体の横断面積よ
り小さく形成しているので、シリンダ内の潤滑剤の圧力
を棒体の発生圧力より高くすることができ、潤滑剤を高
速に吐出することができる。このため、潤滑剤を高圧化
するためのポンプが不要になり、装置を小型化すること
ができる。さらに、コイルへの印加電流値を、潤滑剤の
圧縮やシリンダの膨張、空気の吸入等の吐出量変動要素
に基づいて補正するため、所望の吐出量を高精度に得る
ことができる。The lubricating apparatus according to the present invention has a
Since air flows in from the nozzle and the tip of the lubricant moves into the inside of the nozzle, it is possible to prevent the lubricant from dripping at the time of rest.
Since the lubricant pressure in the cylinder is increased while the air at the nozzle tip is extruded, a high ejection speed can be stably obtained from the initial stage of ejection. In addition, since the cross-sectional area of the cylinder in the direction perpendicular to the axis is smaller than the cross-sectional area of the rod, the pressure of the lubricant in the cylinder can be higher than the pressure generated by the rod, and the lubricant can be supplied at high speed. Can be ejected. Therefore, a pump for increasing the pressure of the lubricant is not required, and the apparatus can be downsized. Furthermore, since the value of the current applied to the coil is corrected based on a discharge amount variation element such as compression of the lubricant, expansion of the cylinder, and suction of air, a desired discharge amount can be obtained with high accuracy.
【0062】そして、潤滑装置の運転状態を検知するこ
とで、潤滑剤の供給が正しく行われているか否かを監視
でき、高い信頼性が要求される高速スピンドル用等の潤
滑装置を得ることができる。また、ポンプ内の空気抜き
完了を検知することにより、短時間で空気抜きを完了さ
せて通常の運転状態に戻すことができ、作業性の良い潤
滑装置を得ることができる。By detecting the operating state of the lubricating device, it is possible to monitor whether or not the supply of the lubricant is performed correctly, and to obtain a lubricating device for a high-speed spindle or the like which requires high reliability. it can. Further, by detecting the completion of the air bleeding in the pump, the air bleeding can be completed in a short time to return to a normal operation state, and a lubricating device with good workability can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明に係る潤滑装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a lubrication device according to the present invention.
【図2】他のノズル形状を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another nozzle shape.
【図3】定量吐出量を得るために制御装置が行う、コイ
ルへの印加電流に対する補正量の演算を説明するブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating calculation of a correction amount for a current applied to a coil, which is performed by a control device to obtain a constant discharge amount.
【図4】コイルに印加される電流と潤滑剤吐出との時間
的関係を表すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing a temporal relationship between a current applied to a coil and a lubricant discharge.
【図5】吐出量別の電流制御機能の一例を表すブロック
図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a current control function for each discharge amount.
【図6】第2実施形態の潤滑装置におけるコイルの制御
装置の回路構成を示す図であるFIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a coil control device in a lubrication device according to a second embodiment.
【図7】トランジスタの動作に伴うコイル電流波形を示
す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a coil current waveform accompanying the operation of a transistor.
【図8】経過時間に対するコイル電流の変化の一例を示
したグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of a change in a coil current with respect to an elapsed time.
【図9】異常時と正常時におけるコイル電流の立ち上が
り特性を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing rising characteristics of a coil current in an abnormal state and a normal state.
【図10】コイル電流を検知する構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration for detecting a coil current.
【図11】空気混入状態と空気抜き完了後のコイル電流
の立ち上がり特性を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing rising characteristics of a coil current after air is mixed and after air is completely removed.
【図12】空気混入状態から空気抜き完了へのコイル電
流検知状況を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a coil current detection state from the state of air mixing to the completion of air bleeding.
1 棒体(超磁歪材料) 1a 一端部 1b 他端部 7 ピストン 9 シリンダ 11 ポンプ室 13 ノズル 15 吸入口 17 吸入バルブ 23 コイル 27、28 制御装置 67 検知用抵抗 68 電流判定装置 100 潤滑装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rod (giant magnetostrictive material) 1a One end 1b The other end 7 Piston 9 Cylinder 11 Pump chamber 13 Nozzle 15 Inlet 17 Suction valve 23 Coil 27, 28 Control device 67 Detecting resistance 68 Current judging device 100 Lubricating device
Claims (7)
去することで該棒体を伸縮動作させ、この伸縮動作によ
り潤滑剤を加圧するポンプ室を有する磁歪ポンプを用い
て、加圧された潤滑剤を吐出する潤滑装置において、 前記磁歪ポンプに潤滑剤を供給する流路の途中に配設さ
れ、前記磁歪ポンプからの潤滑剤の流出を阻止する逆止
バルブと、 前記磁歪ポンプの潤滑剤吐出側に配設され、前記逆止バ
ルブの潤滑剤流路断面積より小さい流路断面積を有する
ノズルと、を備えて構成したことを特徴とする潤滑装
置。A magnetic field is applied to and removed from a rod made of a magnetostrictive material to expand and contract the rod, and the rod is pressurized using a magnetostrictive pump having a pump chamber for pressurizing a lubricant by the expansion and contraction. A check valve disposed in the middle of a flow path for supplying a lubricant to the magnetostrictive pump, for preventing the lubricant from flowing out of the magnetostrictive pump; A nozzle having a flow path cross-sectional area smaller than a lubricant flow path cross-sectional area of the check valve, the lubricating apparatus being provided on the agent discharge side.
側にピストンを接続し、該ピストンをシリンダ内で摺動
自在に内設することで構成したポンプ室を備え、 前記シリンダの内面の横断面積が前記棒体の横断面積よ
り小さいことを特徴とする請求項1記載の潤滑装置。2. A pump chamber comprising one end fixed to the rod body, a piston connected to the other end, and a piston slidably provided inside the cylinder, and an inner surface of the cylinder. The lubricating apparatus according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the lubricating body is smaller than a cross-sectional area of the rod.
容積を、前記棒体の収縮時に前記ノズルから流入した空
気量と、前記逆止バルブと前記ノズル出口との間の内容
積内の潤滑剤の圧縮による減体積と、前記内容積を構成
する部品の圧力変形による内容積の増容積と、潤滑剤の
必要吐出量との和に等しくすることを特徴とする請求項
1又は請求項2記載の潤滑装置。3. The reduced volume of the pump chamber due to the extension of the rod is determined by the amount of air flowing in from the nozzle when the rod is contracted and the volume of the internal space between the check valve and the nozzle outlet. The volume reduction due to the compression of the lubricant, the increase in the internal volume due to the pressure deformation of the components constituting the internal volume, and the required amount of the lubricant to be discharged are equal to the sum of the required amount. 2. The lubricating device according to 2.
と、該コイルに供給する電流を制御することにより前記
棒体を伸縮制御する制御装置とを備え、 該制御装置は、前記コイルの初期励磁時に前記磁歪ポン
プにより所望の吐出速度が得られる前記ポンプ室内の潤
滑剤の圧力となるまで電流を供給し、該圧力に達した
後、潤滑剤の吐出量に応して潤滑剤の圧力を一定に保持
するための電流を供給し、さらに所望の潤滑剤吐出量が
得られた後、供給電流をオフにすることを特徴とする請
求項1〜請求項3のいずれか1項記載の潤滑装置。4. The magnetostrictive pump includes a coil for applying a magnetic field, and a control device that controls expansion and contraction of the rod by controlling a current supplied to the coil. The control device includes an initial excitation of the coil. Sometimes, a current is supplied until the pressure of the lubricant in the pump chamber at which a desired discharge speed is obtained by the magnetostrictive pump is reached, and after reaching the pressure, the pressure of the lubricant is kept constant according to the discharge amount of the lubricant. The lubricating device according to any one of claims 1 to 3, wherein a current for holding the lubricating oil is supplied, and the supplied current is turned off after a desired lubricant discharge amount is obtained. .
転数を検知する回転数検知手段と、 該回転数検知手段により検知した回転数に応じて、前記
コイルへの供給電流の電流値と動作周波数を設定する潤
滑剤吐出量調整手段とを備えたことを特徴とする請求項
1〜請求項4のいずれか1項記載の潤滑装置。5. A rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of a rotating body to which the lubricant is supplied, and a current value of a current supplied to the coil according to the rotation speed detected by the rotation speed detecting device. The lubricating device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a lubricant discharge amount adjusting means for setting an operating frequency.
に比例した電圧値、該電流により生ずる磁束値のいずれ
かを測定する測定手段と、 前記測定手段により測定された経過時間に対する測定値
を、平常時の測定値と比較することにより異常が発生し
たかどうかを判断する異常判断手段とを備え、 前記異常判断手段により異常と判断されたときに異常信
号を発生することを特徴とする請求項1〜請求項5のい
ずれか1項記載の潤滑装置。6. A measuring means for measuring one of a current value supplied to the coil, a voltage value proportional to the current, and a magnetic flux value generated by the current, and a measured value for an elapsed time measured by the measuring means. Is provided with abnormality determining means for determining whether an abnormality has occurred by comparing the measured value with a normal measurement value, and generating an abnormality signal when the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred. The lubricating device according to any one of claims 1 to 5.
に比例した電圧値、該電流により生ずる磁束値のいずれ
かを測定する測定手段と、 前記測定手段により測定された経過時間に対する測定値
を、空気非混入時における測定値と比較することにより
空気混入の有無を判断する空気混入判断手段とを備え、 前記空気混入判断手段により潤滑装置の運転開始時に空
気混入が無いと判断されるまで前記コイルに供給する電
流を大きく、又は電流の供給周波数を高くすることを特
徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の潤滑
装置。7. A measuring means for measuring one of a current value supplied to the coil, a voltage value proportional to the current, and a magnetic flux value generated by the current, and a measured value for an elapsed time measured by the measuring means. Is provided with air mixing determining means for determining the presence or absence of air mixing by comparing with a measured value at the time of non-air mixing, until the air mixing determining means determines that there is no air mixing at the start of operation of the lubrication device. The lubricating device according to any one of claims 1 to 5, wherein a current supplied to the coil is increased or a current supply frequency is increased.
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