JP2002181284A - 噴霧潤滑装置 - Google Patents
噴霧潤滑装置Info
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Abstract
るノズルの小径化に対応することができない。 【解決手段】エアーバイパス路14の一方の分岐路14
aに、バイパスエア用二方弁15、エアバイパス調整ね
じ16、マニホールド用圧力計17及び圧力スイッチ1
8を設置すると共に、エアーバイパス路14の他方の分
岐路14bに、ルブリケータ1を設置する。また、フィ
ルタ11aと減圧弁11bとの間から分流する分岐路7
には、小型の3ポート電磁弁8とインジェクションポン
プ9とを設置し、吐出ライン(OUT)9aを介してル
ブリケータ1に連通する。これにより、3ポート電磁弁
8から出力される間欠パルスに同期してインジェクショ
ンポンプ9が作動し、必要に応じたタイミングでオイル
(液剤)を油槽20から吸い上げて吐出ライン(OU
T)9a側からルブリケータ1に供給する。
Description
ル等の小形の工作機械に潤滑油を供給する噴霧潤滑装置
の改良に関し、更に詳しくは、MQL(最小油量潤滑)
セミドライ加工に最適な微量オイルの潤滑が行えるな
ど、省圧縮空気量に伴うノズルの小径化に対応できる有
用な噴霧潤滑装置に存する。
液を垂れ流す方法で、加工時の発生熱、切粉の除去を行
って来た。近年、切削廃液の処理、切粉のリサイクルの
ための脱脂等の環境問題が浮上し、工作機械においても
MQL(最小油量潤滑)化が急速に進んでいる。
滑装置としては、例えば、油を霧化させるために圧縮空
気の流れを利用した所謂ベンチュリ機構を使用したもの
が従来例として周知である。この従来の噴霧潤滑装置
は、図8に示すように、上から滴下する油に対して、径
方向に形成された空気入口23からの圧縮空気を狭いベ
ンチュリ管路22を通過させることにより、更に流速を
強めて生じる負圧を利用し、油と圧縮空気の混合を促進
させてフォグを生成させるものであるが、圧縮空気の流
れが速いほど油を霧化させる能力が大きくなる。
た従来の噴霧潤滑装置にあっては、ベンチュリ管路22
で良好な噴霧を達成するために必要最低限な圧縮空気量
を保持することが必要であり、省圧縮空気量を目的とし
て被給油対象に設置するノズルの小径化ができないとい
った問題が出てきている。
は、OUT側に小形の工作機械、例えば、小径のドリル
を使用することがあるが、非常に小径であるため、従来
の噴霧潤滑装置でフォグを供給することは困難になって
いる。
のフォグの生成は、連続的なフォグ発生のための差圧を
必要とし、加工点への噴霧するためのノズル径の合計
は、差圧を維持するための大きさが必要とされている。
本的に多くはなく、ドリル加工などでは、最近の穴付き
ドリルの貫通穴が頗る小径であるため、通過空気量が極
めて少なく、フォグ発生に必要な差圧を維持することは
極めて困難な状況にあり、また、必要以上の通過空気量
を消費させてフォグ発生のために必要な差圧を作らざる
を得ない状況にあることが、省エネルギーの観点から問
題があり、強いては対環境負荷を大きくしている。
ことで、圧縮空気を少なくする方法が考えられるが、圧
縮空気量を絞ると、フォグの霧化量を減少させ、正規
のフォグ量が確保できないこと、圧縮空気の通路を絞
ることになり、圧縮空気内に含まれる不純物によって空
気通路が詰まる可能性が大きくなる等の問題を生じてし
まう。
の正確な制御のために前記のようなプランジャポンプを
内蔵しているが、油供給が間欠的であるため、換言すれ
ば、油が霧化されていない時でも、圧縮空気だけが流れ
ている時があるため、効率が悪いといった問題があり、
省エネ化が望まれている。
はベンチュリ管の一次側と二次側の差圧に比例するもの
であり、空気流量は、二次側の圧力が同じであるとする
と、亜音速の場合で差圧の1/2乗[(差圧)1/2 ]に
比例する。
下、単にパターンAという)と、間欠的に圧縮空気を供
給する場合(以下、単にパターンBという)とを図9を
参照しながら以下、簡単に比較説明する。
方弁でON、OFFの時間が同じであると仮定すると、
空気流量は1/2となる。逆に、パターンBとパターン
Aが同じ空気量になるためには、パターンBでは差圧の
1/2乗[(差圧)1/2 ]を2倍、すなわち、差圧を4
倍とすることになる。
るため、フォグ量は4倍になるが、フォグが連続して吐
出しているとすれば、吐出している時間が1/2である
ことから、実質差は2倍である。
気流量であったとしても、パターンBの方がフォグ量は
多くなる。換言すれば、同じフォグ量を出すために必要
な空気量は、パターンAに対してパターンBは1/2で
済むことになり、結果として間欠的に圧縮空気を供給す
る方が最小油量潤滑に適するのである。
時間の場合で説明したが、ポンプを使用した間欠式の霧
化装置では、ポンプを作動した時だけONさせれば良い
ため、ONの時間をより短く、OFFの時間をより長く
することで、より空気量を少なさせることが可能である
ことは云うまでもない。
化特性に鑑みてなされたもので、MQL(最小油量潤
滑)セミドライ加工に最適な微量オイルの潤滑が行える
など、省圧縮空気量に伴うノズルの小径化に対応できる
有用な噴霧潤滑装置の提供を目的としたものである。
を解決し、所期の目的を達成するため本発明の要旨とす
る構成は、ルブリケータの一次側に二方弁を二次側に圧
力スイッチを設置し、二次側の圧力が所望の設定圧にな
ると前記二方弁をOFFし、設定圧以下になると同二方
弁をONすることを繰り返す空気回路及び/又は制御回
路を備えてなること噴霧潤滑装置に存する。
て三方電磁弁とそれにより駆動されるポンプとを設け、
該ポンプによりルブリケータに間欠的に潤滑油を送り込
ませても良い。
て三方電磁弁とそれにより駆動されるポンプとを設け、
該ポンプによりルブリケータに間欠的に潤滑油を送り込
ませても良い。
て圧力スイッチを設け、該圧力スイッチの設定圧以上で
ポンプを駆動させ、ルブリケータに間欠的に潤滑油を送
り込ませても良い。
て三方電磁弁とそれにより駆動されるポンプとを設ける
と共に、前記二方弁の二次側に圧力スイッチを設け、該
圧力スイッチの設定圧以上で前記ポンプを駆動させ、ル
ブリケータに間欠的に潤滑油を送り込ませて良い。
可能なボリュウムを有する回路を備えても良いものであ
り、また、前記ルブリケータとしては、全量式若しくは
選択式の噴霧給油器が挙げられる。
置は、一次側の二方弁をONすると、圧縮空気が流れて
ルブリケータ(噴霧給油器)を通過するが、初期の段階
ではルブリケータの二次側が大気圧であるため、ルブリ
ケータの前後の差圧は供給圧力に近似することになり、
次いで、調圧空気が二次側に流れ込み、更に小径ノズル
より大気に放出されることで、二次側の圧力は徐々に昇
圧し、最終的には供給圧力に近似した値まで昇圧するこ
ととなる(ルブリケータの通路面積>ノズル通路面
積)。
ルブリケータ前後の差圧が、時間が経つと無くなり、ル
ブリケータでは差圧が一定値以上でフォグを生成し、そ
れ以下の差圧ではフォグの生成は不可能となる。
るためには、その瞬間のみ、ベンチュリ機構で差圧が生
じていれば良く、極端に言えば、フォグが生成する瞬間
だけ差圧を作り、それ以外は、別回路で低圧のエアーを
供給するか、空気供給を停止してしまうため、MQL
(最小油量潤滑)化が可能になる。
イッチの圧力が低下したら二方弁をONさせてフォグを
生成し、マニホールド圧が上昇し圧力スイッチがONし
たら二方弁をOFFさせ、マニホールド圧が低下し圧力
スイッチがOFFしたら二方弁をONさせるといった間
欠動作を繰り返すことになる。
ォグ生成のための差圧が生じ、オイルの自給或いは後述
するポンプによる供給により、フォグを生成するが、こ
のフォグを含んだ空気で、ルブリケータの後の配管或い
はボリュウムの二次圧力は徐々に昇圧して行くため、二
次圧力が圧力スイッチの設定圧になった時点で二方弁を
OFFし(このOFFの時点で差圧が小さくなりフォグ
の生成が停止しても良い)、空気供給を停止するのであ
る。
を介して潤滑点(切削点)に放出され、徐々に圧力を減
じ、圧力スイッチが設定圧以下になり、この時点で再び
二方弁がONされる。ここからは初期の供給圧力程の差
圧でのフォグ生成ではなく、供給圧力と圧力スイッチの
設定圧以下との差圧からのフォグ生成になり、以後、こ
れらの動作を、順次、繰り返すのである。
に必要な差圧が維持されている時だけで間欠的な生成に
なり、フォグ自体は二次側配管或いは調整可能なボリュ
ウムの中で長時間浮遊しており、ノズルからの潤滑点へ
は連続的に供給される。
の第1実施例を図1を参照しながら説明する。図中A
は、本発明に係る噴霧潤滑装置であり、この噴霧潤滑装
置Aは、ルブリケータ1の一次側(ON側)に二方弁2
を、ルブリケータ1の二次側(OFF側)に圧力スイッ
チ3を設置している。
若しくは選択式の噴霧給油器が挙げられ、加圧油槽部
(図示せず)の上位に取り付けられる油滴下監視用のサ
イトドーム(図示せず)と、該サイトドームの下位に連
設されるベンチュリ機構(図示せず)とを備えている。
油排出弁機構(図示せず)を付設すれば、潤滑油の溜ま
り具合を容易に検出することができるため、ベンチュリ
機構の能力低下を感知することができる。
する2ポート電磁弁からなり、エアラインL1 を介して
ルブリケータ1にエアを送給する。
ーフ弁付き減圧弁(圧力調整弁)4が設置されている
が、斯かる減圧弁4の代わりに常套のフィルタ/レギュ
レータを付設しても良い(図5参照)。
ダイヤフラム式、プランジャ式、ベローズ式等が挙げら
れるが、予め設定した圧力(設定圧)以上になった時或
いはそれ以下になった時に、電気接点を開閉してその制
御回路へ電気信号を送る役目をなすものである。
ものを使用することによって、比較的簡単に遠隔操作で
マニホールド圧を変えることができ、更に、圧力がない
状態でも、マニホールド圧を調整することが可能にな
る。
装置は、ルブリケータ1の二次側の圧力が所望の設定圧
になると前記二方弁2をOFFし、設定圧以下になると
同二方弁2をONすることを繰り返すため、最小の油霧
を無駄なく被給油対象に噴霧できるなど、省エネ化が図
られ、MQL(最小油量潤滑)セミドライ加工に最適な
微量オイルの潤滑が行えるなど、省圧縮空気量に伴うノ
ズルの小径化に対応できるのである。
施例を図2を参照しながら説明する。尚、理解を容易に
するため、前述した第1実施例と同一部分は同一符号で
示し、構成の異なる処のみを新たな番号を付して以下に
説明する。
て三方電磁弁8とそれにより駆動されるポンプ9とを設
けている。
が開いてエアがルブリケータ1に向かうエアラインL1
と、後述するインジェクションポンプに向かう分岐路
(ポンプ駆動用のエアライン)7とに連続して流れる。
ポンプからなり、ルブリケータ1に間欠的に潤滑油を送
り込むものである。換言すれば、このポンプ9は、油槽
(図示せず)と連通されたインジェクションポンプから
なり、また、図外の信号検出手段からの信号処理により
同インジェクションポンプの作動頻度を増減させること
で、フォグの生成量を増減させることもできる。
/オフ操作による圧縮空気で同ポンプを作動させ、油槽
(図示せず)から油用フィルタ(図示せず)を介して清
浄された定量の油を吸い上げ、定量油供給ライン10を
介して前記ルブリケータ1のサイトドーム(図示せず)
に一定量の油を供給せしめても良い。
から潤滑状態の信号を検出、処理することで、ルブリケ
ータ1のフォグ生成量を制御し、常時、機械要素に良好
な油の潤滑状態を維持せしめるようにしても良い。
施例を図3を参照しながら説明する。尚、理解を容易に
するため、前述した第1及び第2実施例と同一部分は同
一符号で示し、構成の異なる処のみを新たな番号を付し
て以下に説明する。
て三方電磁弁8と、それにより駆動されるポンプ9とを
設け、該ポンプ9によりルブリケータ1に間欠的に潤滑
油を送り込む空気圧回路を備えている。
施例を図4を参照しながら説明する。尚、理解を容易に
するため、前述した第1乃至第3実施例と同一部分は同
一符号で示し、構成の異なる処のみを新たな番号を付し
て以下に説明する。
て三方電磁弁8とそれにより駆動されるポンプ9とを設
けると共に、前記2ポート電磁弁(二方弁)2の二次側
に圧力スイッチ3を設け、該圧力スイッチ3の設定圧以
上で前記ポンプ9を駆動させ、ルブリケータ1に間欠的
に潤滑油を送り込む制御回路を備えている。
施例を図5を参照しながら説明する。尚、理解を容易に
するため、前述した第1乃至第4実施例と同一部分は同
一符号で示し、構成の異なる処のみを新たな番号を付し
て以下に説明する。
エアを調質・調圧するフィルタ/レギュレータ11と、
該フィルタ/レギュレータ11の下流側に作動用圧力計
12を介して接続された2ポート電磁弁2と、該2ポー
ト電磁弁2の下流側に設置された圧力スイッチ3及び圧
力計13と、該圧力計13の下流側で二方に分岐するエ
アーバイパス路14とを備えている。
供給と調圧をなすもので、インポートから供給される清
浄な圧力エア(max0.7MPa)を、例えば、0.
25〜0.5MPaの範囲で調圧するものである。
路14aには、バイパスエア用二方弁15、エアバイパ
ス調整ねじ16、マニホールド用圧力計17及び圧力ス
イッチ(作動圧力用)18が設置されている。
路14bには、ルブリケータ1が設置してある。このル
ブリケータ1は、油路19を介して油槽20に連通され
ると共に、インジェクションポンプ9の吐出ライン(O
UT)9aより定量の油が供給されるものである。
間から分流する分岐路7には、小型の3ポート電磁弁8
とインジェクションポンプ9とが設置されており、吐出
ライン(OUT)9aを介してルブリケータ1に連通さ
れている。
れる間欠パルス(電気パルス)に同期してインジェクシ
ョンポンプ9が作動し、必要に応じたタイミングでオイ
ル(液剤)を油槽20から吸い上げて吐出ライン(OU
T)9a側からルブリケータ1に供給するものである。
ト電磁弁8を間欠パルス発生器(PI:pulse initiato
r )として使用しているが、これに限定されることな
く、例えば、エアパルス制御のエアパルスジェネレータ
(PG)を用い、エアパルスの間欠出力でインジェクシ
ョンポンプ9を必要に応じたタイミングで作動せしめて
オイルを間欠的に送り込ませるようにしても良い。因
に、図中、21はレベルスイッチである。
装置は、間欠式でフォグの生成をさせるためには、その
瞬間のみ、ベンチュリ機構で差圧が生じていれば良く、
極端に言えば、フォグを生成する瞬間だけ差圧を作り、
それ以外は別回路で低圧のエアーを供給するか、空気供
給を停止すれば良いことになる。
UT側)の圧力スイッチ3の設定圧力が低下したら前記
二方弁2をONさせてフォグを生成し、マニホールド圧
が上昇し圧力スイッチ3がONになったら二方弁をOF
Fさせ、マニホールド圧が低下し圧力スイッチ3がOF
Fになったら二方弁2をONさせるといった間欠動作を
繰り返えし、小径のノズルでも最小油量のフォグを被給
油対象に供給できるのである。
図7に示す。従来ではOUT側のノズル径がφ0.7m
mで設置されている場合、油を霧化させることは困難
で、特別な工夫が必要であったが、本実施例の条件で霧
化させたところ、吐出油量1.2g/h程度のフォグが
供給されていることが確認でき、更に、ノズル径φ0.
3mmの場合でも、吐出油量0.21g/h程度のフォ
グの供給が確認できた。
の空間を漂うため、フォグが供給されなくても、空気が
流れている限り、フォグが供給されることになる。ま
た、滴下のタイミングであるが、二方弁2の通路容量
と、同二方弁2とベンチュリ機構との間の容積にもよる
が、瞬間的に圧が上がり、これに遅れてマニホールド圧
が上がることにより図れるものである(図6参照)。
側)の容積とノズルの特徴にもよるが、ノズルが小さい
と圧力の下がり方が遅くてフォグ量も減少し、逆に、ノ
ズルが大きいとポンプの頻度が多くなり、フォグ量が増
加するのである。
限定されることなく、本発明の目的の範囲内で自由に設
計変更し得るものであり、本発明はそれらの全てを包摂
するものである。
ては、二次側(OUT側)のオリフィスが大きいものに
交換された場合、ベンチュリ経由では空気流量が不足す
るので、バックアップ用として使用するが、圧縮空気の
供給源を別ライン(低圧ライン)から供給することで、
フォグを作り出す時にのみ、ベンチュリに高圧の空気を
供給し、それ以外は、比較的コストの安い低圧の空気を
供給するためにも使用できるのである。更に、同じ別ラ
インでも高圧を供給することで、切り屑の加工穴からの
吹き飛ばし効果なども期待できる。
で、システムとして安定していれば、圧力スイッチ3が
ない状態で、二方弁2を一定の周期でON/OFFさせ
ても良い。換言すれば、ノズルサイズが安定していれ
ば、圧力スイッチ3を使用せずに、二方弁のON/OF
Fのタイミングを設定することで、圧力スイッチ3を使
用した場合と同様の安定したフォグの生成が可能とな
る。
は、圧力スイッチ3がONした後、数秒すなわち滴下が
終わりベンチュリに油が流入しはじめる瞬間に、二方弁
2がONする必要があるため、圧力スイッチ3がOFF
した後、三方電磁弁(滴下用ポンプ作動三方弁)8を作
動させた後、遅延タイマーを経て二方弁2を作動させる
必要がある。
した場合、例えば、ノズルの詰まりや二次側(OUT
側)配管の詰まり、漏れ、ベンチュリの詰まりなどが起
こった場合に、頻度が変化するため、カウンタ等を設置
すれば、容易に異常を検出することが可能となることは
云うまでもない。
ケータの一次側に二方弁を二次側に圧力スイッチを設置
し、二次側の圧力が所望の設定圧になると前記二方弁を
OFFし、設定圧以下になると同二方弁をONすること
を繰り返す空気回路及び/又は制御回路を備えてなるこ
とによって、省エネ化が図られ、機械の寿命が伸び、小
型化も可能になるといった優れた効果を奏するものであ
り、MQL(最小油量潤滑)セミドライ加工に最適な微
量オイルの潤滑が行えるなど、省圧縮空気量に伴うノズ
ルの小径化に対応できる。
0.7mm設置されている場合、油を霧化させることは
困難であったが、本発明の噴霧潤滑装置では、吐出油量
1.2g/h程度のフォグが供給されていることが確認
でき、更に、ノズル径φ0.3mmの場合でも、吐出油
量0.21g/h程度のフォグの供給が確認できるな
ど、優れた効果を奏するものである。
油対象に設置するノズルの小径化に対応すべく必要最低
限の圧縮空気を供給できるため、常時、ドリル、ベアリ
ングや歯車といった小形の機械要素に良好な油の潤滑状
態を維持することができ、また、構成が単純であるため
大量生産に適し、価格も低廉なものとして需要者に提供
できるなど、本発明を実施することはその実益的価値が
甚だ大である。
空気圧回路図である。
空気圧回路図である。
空気圧回路図である。
空気圧回路図である。
空気圧回路図である。
である。
る。
A)と間欠的に供給する場合(パターンB)とを比較す
る説明図である。
Claims (7)
- 【請求項1】ルブリケータの一次側に二方弁を二次側に
圧力スイッチを設置し、二次側の圧力が所望の設定圧に
なると前記二方弁をOFFし、設定圧以下になると同二
方弁をONすることを繰り返す空気回路及び/又は制御
回路を備えてなること特徴とする噴霧潤滑装置。 - 【請求項2】前記二方弁の二次側に分岐路を介して三方
電磁弁とそれにより駆動されるポンプとを設け、該ポン
プによりルブリケータに間欠的に潤滑油を送り込むこと
特徴とする請求項1に記載の噴霧潤滑装置。 - 【請求項3】前記二方弁の一次側に分岐路を介して三方
電磁弁とそれにより駆動されるポンプとを設け、該ポン
プによりルブリケータに間欠的に潤滑油を送り込むこと
特徴とする請求項1に記載の噴霧潤滑装置。 - 【請求項4】前記二方弁の二次側に分岐路を介して圧力
スイッチを設け、該圧力スイッチの設定圧以上でポンプ
を駆動させ、ルブリケータに間欠的に潤滑油を送り込む
こと特徴とする請求項1に記載の噴霧潤滑装置。 - 【請求項5】前記二方弁の一次側に分岐路を介して三方
電磁弁とそれにより駆動されるポンプとを設けると共
に、前記二方弁の二次側に圧力スイッチを設け、該圧力
スイッチの設定圧以上で前記ポンプを駆動させ、ルブリ
ケータに間欠的に潤滑油を送り込むこと特徴とする請求
項1に記載の噴霧潤滑装置。 - 【請求項6】ルブリケータとノズルとの間に調整可能な
ボリュウムを有する回路を備えてなることを特徴とする
請求項1,2,3、4又は5に記載の噴霧潤滑装置。 - 【請求項7】前記ルブリケータは、全量式若しくは選択
式の噴霧給油器であることを特徴とする請求項1、2、
3、4、5又は6に記載の噴霧潤滑装置。
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