JP2001032995A - 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 - Google Patents

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

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JP2001032995A JP11208586A JP20858699A JP2001032995A JP 2001032995 A JP2001032995 A JP 2001032995A JP 11208586 A JP11208586 A JP 11208586A JP 20858699 A JP20858699 A JP 20858699A JP 2001032995 A JP2001032995 A JP 2001032995A
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Abstract

(57)【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。

Description

【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11
4a〜114d、および各オイルエア配管116a〜1
16d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11
2a〜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〜11
6d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。5
a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、2
4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2
4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2
3a、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22
b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22
e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22
a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2
2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、2
2b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2
2m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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るオイルエア潤滑装置と
これで潤滑される玉軸受とを示す図
【図2】図1のミキシングバルブの断面図
【図3】図2のミキシングバルブ内のチェックバルブハ
ウジングの外観斜視図
【図4】図1のミキシングバルブの外観斜視図
【図5】従来のオイルエア潤滑装置を示す図
【符号の説明】
A 玉軸受 B オイルエア供給装置 1 外輪 2 内輪 5 オイルエア供給ノズル 8 制御部 21 第1電磁開閉弁 22 ミキシングバルブ 22a 定量吐出バルブ 22b 分流起点 22c オイル分流通路 22d 圧縮エア共通流路 22e 圧縮エア分流通路 22f 流量調整バルブ 22g オイルエア通路 23 オイル供給手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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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