JP2004340360A - グリース補給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配管の影響を受けることなく微量かつ定量のグリースを間欠的に吐出する定量補給を行うことにより、軸受内部へ微量かつ定量のグリースを定期的に補給して、グリース潤滑の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができるグリース補給装置を提供する。
【解決手段】 本発明のグリース補給装置１０は、グリースタンク１１に貯留されたグリース４０をスピンドルの軸受４１に供給する。そして、グリースタンク１１から送給されたグリース４０を予め定められた量だけ収容するシリンダ２０と、シリンダ２０内に収容された定量のグリース４０をグリース補給用配管１３に吐出する定量吐出ピストン２３と、シリンダ２０の端部に配された逆流防止弁２５とを有する機械式定量型ピストンポンプ１２を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高速回転する工作機械もしくはモータ用の主軸用スピンドル等を支持する軸受装置にグリースを補給するのに用いられるグリース補給装置に関する。

一般産業用として、グリース補給は日常的に採用されている。しかし、従来の工作機械もしくはモータ用高速主軸スピンドルはグリースの補給を行なってはいない。

工作機械主軸に用いられているグリース潤滑の転がり軸受は、発熱しないようにするため、初期に封入したグリースのみで潤滑されるのが通常である。グリースを封入した初期段階でグリースの慣らし運転を行なわずに高速回転させると、グリースの噛み込みや攪拌抵抗により異常発熱を起こすため、数時間かけて慣らし運転を行なってグリースを最適な状況にしている。

従来、工作機械主軸用スピンドルを支持するために、アンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受等の複数の転がり軸受をハウジング内に組み込んだ軸受装置が用いられている。

近年、工作機械主軸の高速化が進み、主軸を支持する軸受はｄｍＮ（＝（軸受内径＋軸受外径）÷２×回転速度（ｒｐｍ））１００万以上という環境で使用されることが珍しくなくなっている。オイルエアやオイルミスト等の油潤滑のものと比較すると、グリース潤滑の転がり軸受は高速回転における寿命が短い傾向がある。グリース潤滑の場合、軸受の転がり疲れ寿命よりも前に、グリース劣化により軸受が焼付いてしまう。回転数が著しく高い場合、短時間でグリースが劣化または油膜形成不足により、早期に焼付きが発生する。

このような問題点を解決するために、一回の補給量が軸受空間容積の０．１〜４％となるようにグリースを補給する転がり軸受を出願人は提案している（特願２００２−２００１７２）。

更に、補給した際に温度脈動を生じさせない方法として１回の補給量が０．００４〜０．１ｃｃとなるようにグリースを補給する転がり軸受を出願人は提案している（特願２００３−０７０３３８）。

従来の一般産業用のグリース補給装置では、微量コントロールが不可能であり、そのため、０．２ｃｃ以上の補給量が一般的である。

上記のグリース補給装置として、図１１に示すグリース補給装置１５０は、外部のエア供給源から与えられた外力エネルギーを使用してグリースの補給を行う抵抗式の空気駆動ポンプ式である。

グリース補給装置１５０は、グリースタンク１５１の一端部にエア供給源が連通接続されているとともに、グリースタンク１５１の他端部にグリース補給用配管１５２が連通接続されている。グリース補給用配管１５２は、基端部がグリースタンク１５１の吐出口１５３に連通され、先端部にノズル１５４が設けられている。ノズル１５４は、玉軸受や円筒ころ軸受等を備えた軸受装置１５５の側部に配される。

このようなグリース補給装置１５０では、グリースタンク１５１内のピストン１５６に一定時間だけ圧力が与えられることにより、グリースタンク１５１内に貯留されているグリース１５７が、吐出口１５３、グリース補給用配管１５２を通ってノズル１５４に送給され、ノズル１５４から軸受装置１５５の軸受空間内に吐出される（例えば、非特許文献１参照）。

上記のグリース補給装置の他の構成として、図１２に示すグリース補給装置１６０は、図１１に示したグリース補給装置１５０と同様の構成を有しており、外部のエア供給源から与えられた外力エネルギーを使用してグリースの補給を行う抵抗式の空気駆動ポンプ式である。

グリース補給装置１６０は、グリースタンク１６１の一端部にエア供給源が連通接続されているとともに、グリースタンク１６１の他端部にグリース補給用配管１６２が連通接続されている。グリース補給用配管１６２は、基端部がグリースタンク１６１の吐出口１６３に連通され、先端部が玉軸受や円筒ころ軸受等を備えた軸受装置１６５において外輪１６６の径方向に形成されたグリース補給孔１６７に連通接続される。

このようなグリース補給装置１６０では、グリースタンク１６１内のピストン１６８に一定時間だけ圧力が与えられることにより、グリースタンク１６１内に貯留されているグリース１６９が、吐出口１６３、グリース補給用配管１６２、グリース補給孔１６７を通って送給され、グリース補給孔１６７を通って外輪外径部から軸受装置１６５の軸受空間内に吐出される（例えば、非特許文献１参照）。

上記のグリース補給装置の他の構成として、図１３に示すグリース補給装置１７０は、モータ等の原動機により発生する外力エネルギーを使用してグリースの補給を行う機械駆動ポンプ式である。

グリース補給装置１７０は、グリースタンク１７１内にモータ１７２が内装されており、モータ１７２の出力軸に雄ねじ１７３が設けられている。そして、出力軸の雄ねじ１７３にピストン１７４の雌ねじ１７５が螺合されている。

グリースタンク１７１の端部には、グリース補給用配管１７６が連通接続されており、グリース補給用配管１７６は、基端部がグリースタンク１７１の吐出口１７７に連通され、先端部にノズル１７８が設けられている。ノズル１７８は、玉軸受や円筒ころ軸受等を備えた軸受装置１７９の側部に配される。

このようなグリース補給装置１７０では、モータ１７２に電流が供給されることにより出力軸が回転し、出力軸の回転により、ピストン１７４がグリースタンク１７１内を進行することによって、グリースタンク１７１内のグリース１８０が加圧され、グリース１８０が、吐出口１７７、グリース補給用配管１７６を通ってノズル１７８に送給され、ノズル１７８から軸受装置１７９の軸受空間内に吐出される。グリース補給用配管１７６は、図１２と同様にして、軸受装置１７９において外輪の径方向に形成されたグリース補給孔に連通接続されることによって、外輪外径部から軸受空間内にグリース１８０を吐出する場合もある（例えば、非特許文献２参照）。
ＥＦＤ 液剤吐出システムカタログ（第４頁〜第１７頁）株式会社サンエイテック ドイツ製 自動連続給油器 ｐｅｒｍａ（第２頁〜第４頁）ＩＮＧ商事株式会社

通常、高速回転する軸受にグリースを補給する場合、補給量が多いと攪拌熱が発生し、軸受が損傷するため、適量のグリースを供給する必要がある。

ところが、上記非特許文献１，２に記載されたグリース補給装置１５０，１６０，１７０においては、グリースを加圧する部分から軸受までの配管における内径や長さ、ノズルの形状及び、温度等の条件によってグリースの吐出量に大きな変動が生じるため、それらの条件が変わる毎にグリースに対する加圧時間を制御調整しなければならず、安定したグリースの吐出を行うことが難しいという問題があった。

また、上記非特許文献２に示したグリース補給装置１７０においては、グリースを加圧する部分から軸受までの配管内にあるグリースには、長時間残圧が発生しており、微量であるが流動しようとする。そのため、配管内で配管内径付近と配管中心付近とでグリースの流れに変動が生じる。そして、このような状態で長時間放置されると、グリースが離油を起こし、配管内にちょう度の異なるグリースが存在することとなり、定量の吐出を行うことができないという問題があった。

また、上記非特許文献２に示したグリース補給装置１７０では、吐出口１７７の後段におけるグリース補給用配管１７６の形状によっては、ピストン１７４が駆動しても管内抵抗によってグリース１８０が吐出されず、グリースタンク１７１がその圧力で膨張する心配がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、配管の影響を受けることなく微量かつ定量のグリースを間欠的に吐出する定量補給を行うことにより、軸受内部へ微量かつ定量のグリースを定期的に補給して、グリース潤滑の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができるグリース補給装置を提供することを目的とする。

１）本発明のグリース補給装置は、グリースタンクに貯留されたグリースを軸受に供給するグリース補給装置であって、前記グリースタンクから送給されたグリースを予め定められた量だけ収容するシリンダと、該シリンダ内に収容された定量のグリースをグリース補給用配管に吐出する定量吐出ピストンと、シリンダの端部に配された逆流防止弁と、を有する機械式定量型ピストンポンプを備えたことを特徴とする。

前記構成のグリース補給装置によれば、シリンダにグリースタンクから送給されたグリースが予め定められた量だけ収容され、逆流防止弁を介して、定量吐出ピストンにより、シリンダ内に収容された定量のグリースがグリース補給用配管に吐出される。

したがって、グリース補給用配管には、定量のグリースが供給されるため、配管における内径や長さ、ノズルの形状及び温度等の条件による影響は小さく、安定したグリースの吐出を行うことができる。

また、グリースを加圧する部分から軸受までの配管内にあるグリースに残圧が発生することがないので、グリースが離油を起こすことがなく、配管内にちょう度の異なるグリースが存在することがなくなり、グリースの定量吐出を行うことができる。よって、配管の影響を受けることなく微量かつ定量のグリースを間欠的に吐出する定量補給を行うことにより、軸受内部へ微量かつ定量のグリースを定期的に補給して、グリース潤滑の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。

２）本発明のグリース補給装置は、前記機械式定量型ピストンポンプは、前記定量吐出ピストンが、前記シリンダ内を往復移動可能に配されていることを特徴とする１）記載のグリース補給装置である。

前記構成のグリース補給装置によれば、機械式定量型ピストンポンプの定量吐出ピストンがシリンダ内を往復移動可能に配されるので、定量吐出ピストンの往復動を利用して、定量吐出ピストンが往動するときにシリンダ内の定量のグリースを吐出するようにできる。定量のグリースが吐出されると、逆流防止弁が閉じる。そして、定量吐出ピストンが復動したときに、新しいグリースがグリースタンクより補給されるので、配管内に残圧が発生するのを低減させることができる。

３）本発明のグリース補給装置は、前記機械式定量型ピストンポンプは、前記シリンダ内に媒体を供給するバルブを有し、前記定量吐出ピストンは、前記バルブより供給された前記媒体により駆動されることを特徴とする１）または２）に記載のグリース補給装置である。

前記構成のグリース補給装置によれば、バルブを介してシリンダ内に供給された媒体によって定量吐出ピストンを駆動するようにすれば、複雑な機構を用いることなく、機械式定量型ピストンポンプを構成することができる。媒体として空気を用いれば、加圧する機構が簡素化され、漏れ等への対処も油脂等を採用した場合と比べて遥かに簡単に行うことができる。

４）本発明のグリース補給装置は、前記グリースタンク内の前記グリースが前記シリンダに向けて加圧されていることを特徴とする１）〜３）のいずれかに記載のグリース補給装置である。

前記構成のグリース補給装置によれば、前記定量吐出ピストンが復動する時にグリースタンク内のグリースがシリンダに向けて加圧されていると、シリンダ内で発生する負圧を低減することができ、グリース内に気泡が発生することを防止することができる。

５）本発明のグリース補給装置は、定量吐出ピストンの吐出量が、０．００３〜０．１２ｃｃに設定されていることを特徴とする１）〜４）のいずれかに記載のグリース補給装置である。

前記構成のグリース補給装置によれば、定量吐出ピストンにより、０．００３〜０．１２ｃｃの範囲内に設定されたグリースがグリース補給用配管に吐出されるので、吐出量の微量コントロールを行うことができる。

６）本発明のグリース補給装置は、グリース補給用配管がテフロンチューブであることを特徴とする１）〜５）のいずれかに記載のグリース補給装置である。

前記構成のグリース補給装置によれば、テフロンチューブを使用することで、管路の膨張による損失が少なく、グリースの吐出量を良好に維持することができる。

７）本発明のグリース補給装置は、軸受装置に用いられることを特徴とする１）〜６）のいずれかに記載のグリース補給装置である。

前記構成のグリース補給装置によれば、安定したグリース補給を行なうことにより、軸受装置の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。

８）本発明のグリース補給装置は、工作機械もしくはモータ用高速主軸スピンドルに用いられることを特徴とする１）〜７）のいずれかに記載のグリース補給装置である。

前記構成のグリース補給装置によれば、安定したグリース補給を行なうことにより、工作機械やモータ用高速主軸スピンドルの長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。

以上説明したように、本発明のグリース補給装置によれば、シリンダにグリースタンクから送給されたグリースが予め定められた量だけ収容され、逆流防止弁を介し、定量吐出ピストンによりシリンダ内に収容された定量のグリースがグリース補給用配管に吐出される。

したがって、グリース補給用配管には、常に定量のグリースが供給されるため、配管における内径や長さ、ノズルの形状及び温度等の条件によってグリースの吐出量に変動が減少し、安定したグリースの吐出を行うことができる。

また、グリースを加圧する部分から軸受までの配管内にあるグリースに残圧が長時間発生することがないので、グリースが離油を起こすことが少なく、配管内にちょう度の異なるグリースが存在することが減少し、グリースの定量吐出を行うことができる。よって、配管の影響を小さくでき、微量かつ定量のグリースを間欠的に吐出する定量補給を行うことにより、軸受内部へ微量かつ定量のグリースを定期的に補給して、グリース潤滑の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。

以下、本発明のグリース補給装置の実施の形態例を図１乃至図１０に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明のグリース補給装置の第１実施形態を示す断面図、図２は図１におけるグリース補給装置要部の断面図、図３は図１におけるグリース補給装置のグリース吐出前状態を説明する断面図、図４は図１におけるグリース補給装置のグリース吐出状態を説明する断面図、図５は本発明のグリース補給装置の第２実施形態を示す断面図、図６（ａ）は本発明のグリース補給装置の第３実施形態の要部におけるグリース吐出状態を説明する断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のグリース吐出前状態を説明する断面図、図７（ａ）は本発明のグリース補給装置の第４実施形態の要部におけるグリース吐出状態を説明する断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のグリース吐出前状態を説明する断面図、図８は本発明のグリース補給装置の第５実施形態を示す断面図、図９は本発明のグリース補給装置の第６実施形態を示す断面図、図１０は本発明のグリース補給装置の第７実施形態を示す断面図である。なお、第２実施形態以下の各実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号または相当符号を付することにより、説明を簡略化或いは省略する。

図１に示すように、第１実施形態のグリース補給装置１０は、グリースタンク１１、機械式定量型ピストンポンプであるグリース定量吐出機構１２、グリース補給用配管１３、ノズル１４、から構成されており、軸受装置や工作機械あるいはモータ用高速主軸スピンドルに適用される。

グリースタンク１１は、筒形状のタンク本体１５の内部にタンクピストン１６が収容されており、基端部が圧力導入管１７に連通接続され、先端部に吐出口１８が配されている。また、グリースタンク１１は、タンクピストン１６と吐出口１８との間の空間内にグリース２００が封入されている。グリースタンク１１には、圧力導入管１７から所定の圧力が、常時もしくは定量吐出ピストン２３が戻るときに数秒から数分間与えられる。

吐出口１８は、送給管１９を通じてグリース定量吐出機構１２に備えたシリンダ２０内の定量グリース室２１に連通接続されている。

グリース定量吐出機構１２は、シリンダ２０、定量吐出ピストン２３、戻しばね２４、逆流防止弁２５を備えている。

シリンダ２０は、有底の筒形状であり、先端部に吐出部２６が形成されている。また、シリンダ２０は、吐出部２６側が定量グリース室２１になっており、反吐出部２６側である底板２７側が空気室２８になっている。定量グリース室２１には、グリースタンク１１からグリース２００が送給される。

エアバルブ２２は、脱圧機能付きエアバルブであり、内部にはエア供給バルブ２２ａと脱圧バルブ２２ｂを備えている。一端部が空気導入管２９を通じて図示しない圧縮空気発生源に連通接続され、他端部が空気送給管３０を通じてシリンダ２０内の空気室２８に連通接続されている。

また、エアバルブ２２は、外部の制御回路から所定の電流が供給されることによってエア供給バルブ２２ａ開かつ脱圧バルブ２２ｂ閉となり、加圧された圧縮空気をシリンダ２０内の空気室２８に導入し、電流が遮断されるとエア供給バルブ２２ａ閉かつ脱圧バルブ２２ｂ開となって、脱圧バルブ２２ｂにより脱圧することにより、空気室２８及び空気送給管３０内は加圧状態でなくなる。

なお、脱圧バルブ２２ｂはエアバルブ２２に搭載されていなくてもよく、空気室２８もしくは空気送給管３０に配置されていてもよい。

定量吐出ピストン２３は、定量グリース室２１と空気室２８との間において、シリンダ２０内を筒方向に往復移動可能に配されている。定量吐出ピストン２３は、端部がシリンダ２０の底板２７に係止された戻しばね２４を介してシリンダ２０内に組み込まれている。定量吐出ピストン２３の吐出量は、０．００３〜０．１２ｃｃに設定されている。

戻しばね２４は、自然長で定量吐出ピストン２３に組み付けられており、定量吐出ピストン２３が前進移動する際に伸び、定量吐出ピストン２３の前進移動が終了してから自然長に復帰することによって定量吐出ピストン２３を後退移動させる。

逆流防止弁２５は、シリンダ２０の吐出部２６に連通接続されている。逆流防止弁２５は、定量吐出ピストン２３がシリンダ２０内を前進移動することによって定量グリース室２１に送給されたグリース２００が圧送されたときに弁体３１が吐出部２６を開放する。逆流防止弁２５は、グリース補給用配管１３の一端部に連通接続されている。

グリース補給用配管１３は、他端部がノズル１４に連通されている。ノズル１４は、玉軸受や円筒ころ軸受等を備えた軸受装置３５の側部に配されている。

図２に示すように、シリンダ２０の内壁には、予め定められた距離を置いて２個のピストンストッパ３２，３３が形成されている。２個のピストンストッパ３２，３３のうちの底板２７側に配された一方のピストンストッパ３２は、空気室２８内の圧縮空気がなくなることにより、戻しばね２４により定量吐出ピストン２３が復動側に後退移動した際の後端位置ａ１を設定する機能を有している。

吐出部２６側に配された他方のピストンストッパ３３は、空気室２８内に圧縮空気が導入されることによって、定量吐出ピストン２３が往動側に前進移動した際の前端位置ａ２を設定する機能を有する。

次に、図３及び図４を用いて第１実施形態のグリース補給装置１０の動作を説明する。図３に示すように、グリース吐出前状態では、エアバルブ２２がバルブ閉であるため、定量吐出ピストン２３は後端位置ａ１にあり、逆流防止弁２５は、弁体３１が吐出部２６を閉塞している。

図４に示すように、通電によってエアバルブ２２がバルブ開となる。すると、空気室２８内に圧縮空気が導入されるため、定量吐出ピストン２３が、後端位置ａ１から前端位置ａ２まで前進移動し、定量グリース室２１内に貯留されている所定量のグリース２００が逆流防止弁２５に送られる。

そのため、逆流防止弁２５の弁体３１が吐出部２６を開放し、グリース補給用配管１３を通じてノズル１４からグリース２００が吐出され、軸受装置３５の軸受空間内に所定量のグリース２００が供給される。吐出が終わると、逆流防止弁２５の弁体３１が再び吐出部２６を閉塞する。エアバルブ２２は、バルブ開となった後に通電が遮断されて再びバルブ閉となる。

そして、エアバルブ２２がバルブ閉となり、脱圧することにより、定量グリース室２１内及び空気室２８内の圧力が下がり、定量吐出ピストン２３が前端位置ａ２から後端位置ａ１まで後退移動する。そのとき、圧力導入管１７から所定の圧力によって、グリースタンク１１内のグリース２００が、シリンダ２０内の定量グリース室２１に送給され、図３に示す状態に復帰して、以後上記動作を繰り返し行う。

上述したように、第１実施形態のグリース補給装置１０では、エアバルブ２２に対する通電時間とは無関係に、定量グリース室２１に一旦貯留された所定量のグリース２００のみが、グリース補給用配管１３を通じてノズル１４に送給され、エアバルブ２２への通電の遮断し、空気室２８及び空気送給管３０内を脱圧バルブ２２ｂで脱圧することにより、定量グリース室２１内の圧力が一旦下げられてから、新たなグリース２００を定量グリース室２１へ送給する動作が繰り返し行われる。

これにより、グリース補給用配管１３のグリース２００が圧力を常に受けないので、離油の防止が図られるとともに、常に微量の定量のグリース２００を軸受空間に供給することができる。

第１実施形態のグリース補給装置１０によれば、シリンダ２０の定量グリース室２１にグリースタンク１１から送給されたグリース２００が予め定められた量だけ収容され、逆流防止弁２５を介し、定量吐出ピストン２３により、定量グリース室２１に収容された定量のグリース２００がグリース補給用配管１３に吐出される。

したがって、グリース補給用配管１３には、常に定量のグリース２００が供給されるため、配管における内径や長さ、ノズルの形状及び温度等の条件によって、グリースの吐出量に変動がなくなり、安定したグリース２００の吐出を行うことができる。

また、グリース２００を加圧する部分から軸受装置３５までの配管内にあるグリース２００に長時間残圧が発生することを減少させるので、グリース２００が離油を起こすことを低減させ、配管内にちょう度の異なるグリース２００が存在することが少なく、グリース２００の定量吐出を行うことができる。

これにより、配管の影響を受けることなく微量かつ定量のグリースを間欠的に吐出する定量補給を行うことにより、軸受内部へ微量かつ定量のグリースを定期的に補給して、グリース潤滑の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。

また、第１実施形態のグリース補給装置１０によれば、グリース定量吐出機構１２の定量吐出ピストン２３がシリンダ２０内を往復移動可能に配されているので、定量吐出ピストン２３の往動を利用して、定量吐出ピストン２３が往動するときに定量グリース室２１内のグリース２００を吐出すようにできる。吐出が終わると逆流防止弁２５が閉じる。そして、定量吐出ピストン２３が復動したときに、新しいグリース２００がグリースタンク１１より補給されるので、配管内に残圧が発生するのを低減させることができる。

更に、第１実施形態のグリース補給装置１０によれば、エアバルブ２２を介してシリンダ２０内に供給された空気によって定量吐出ピストン２３を駆動するようにしているので、複雑な機構を用いることなく、グリース定量吐出機構１２を構成することができる。また、空気を用いているので、加圧する機構が簡素化され、漏れ等への対処も油脂等を採用した場合と比べて遥かに簡単に行うことができる。

また、第１実施形態のグリース補給装置１０によれば、定量吐出ピストン２３により、０．００３〜０．１２ｃｃの範囲内に設定されたグリース２００がグリース補給用配管１３に吐出されるので、吐出量の微量コントロールを行うことができる。

また、第１実施形態のグリース補給装置１０によれば、安定したグリース補給を行なうことにより、軸受装置に用いられた場合に、その軸受装置の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。

また、第１実施形態のグリース補給装置１０によれば、安定したグリース補給を行なうことにより、工作機械やモータ用高速主軸スピンドルに用いられた場合に、工作機械やモータ用高速主軸スピンドルの長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。

次に、図５を用いて本発明に係る第２実施形態を説明する。

図５に示すように、第２実施形態に係るグリース補給装置４０は、図１に示したグリース補給装置１０と同様の構成を有するが、グリース補給用配管４１の先端部が、玉軸受や円筒ころ軸受等を備えた軸受装置４２において外輪４３の径方向に形成されたグリース補給孔４４に連通接続されている。グリース２００は、吐出口１８、グリース補給用配管４１、グリース補給孔４４を通って送給され、グリース補給孔４４を通って外輪外径部から軸受装置４２の軸受空間内に吐出される。

次に、図６（ａ），（ｂ）を用いて本発明に係る第３実施形態を説明する。

図６（ａ）に示すように、第３実施形態に係るグリース補給装置５０は、定量吐出ピストン５１が、ロッド５２を介して弁部材５３に結合されており、シリンダ５４内において定量吐出ピストン５１と弁部材５３との間に形成されたピストンストッパ５５と、弁部材５３とに戻しばね５６が組み付けられている。

このようなグリース補給装置５０は、エアバルブ２２のエア供給バルブ２２ａが開かつ脱圧バルブ２２ｂが閉となり、空気室２８内に圧縮空気が導入されると、戻しばね５６に抗して、弁部材５３，ロッド５２，定量吐出ピストン５１が、前端位置まで前進移動し、定量グリース室２１内に貯留されている所定量のグリース２００が逆流防止弁２５に送られ、逆流防止弁２５の弁体３１が吐出部２６を開放し、グリース補給用配管１３を通じてグリース２００が吐出される。ピストン５３のストロークが終わると、逆流防止弁２５の弁体３１が再び吐出部２６を閉塞し、グリースが吐出されなくなる。

そして、図６（ｂ）に示すように、エアバルブ２２のエア供給バルブ２２ａが閉となると脱圧バルブ２２ｂが開となり、空気室２８及び空気送給管３０内の加圧部が脱圧し、戻しばね５６により、弁部材５３，ロッド５２，定量吐出ピストン５１が、後端位置まで後進移動し、定量グリース室２１内及び空気室２８内の圧力が下がる。このとき、グリースタンク内のグリース２００は、圧力導入管から所定の圧力が与えられているため、シリンダ５４内の定量グリース室２１に送給されて一旦貯留される。

次に、図７（ａ），（ｂ）を用いて本発明に係る第４実施形態を説明する。

図７（ａ）に示すように、第４実施形態に係るグリース補給装置６０は、容量の小さい定量グリース室６１を有する場合に用いられ、弁部材６２に定量吐出ピストンの機能をもつロッド６３が結合されており、シリンダ６４内に形成された隔板６５と、弁部材６２とに戻しばね６６が組み付けられている。

このようなグリース補給装置６０は、エアバルブ２２のエア供給バルブ２２ａが開かつ脱圧バルブ２２ｂが開となり、空気室２８内に圧縮空気が導入されると、戻しばね６６に抗して、弁部材６２，ロッド６３が、前端位置まで前進移動し、定量グリース室６１内に貯留されている所定量のグリース２００が逆流防止弁２５に送られ、逆流防止弁２５の弁体３１が吐出部２６を開放し、グリース補給用配管１３を通じてグリース２００が吐出される。この場合、定量グリース室６１内に貯留されているグリース２００は増圧されて吐出し、吐出されなくなると、逆流防止弁２５の弁体３１が再び吐出部２６を閉塞する。

そして、図７（ｂ）に示すように、エアバルブ２２のエア供給バルブ２２ａが閉となると、脱圧バルブ２２ｂが開となり、空気室２８及び空気送給管３０内の加圧部を脱圧し、戻しばね６６により、弁部材６２，ロッド６３が、後端位置まで後進移動し、定量グリース室６１内及び空気室２８内の圧力が下がる。

次に、図８を用いて本発明に係る第５実施形態を説明する。

図８に示すように、第５実施形態に係るグリース補給装置７０は、図７（ａ）に示したグリース定量吐出機構１２を用い、グリースタンク１１とシリンダ６４内の定量グリース室６１とを連通させる送給管１９内に逆流防止機構７１を配している。逆流防止機構７１は、定量吐出ピストンの機能をもつロッド６３が作動する際に、グリースが吐出部２６から吐出されずに、グリースタンク１１内に逆流するのを防止する機能をもつ。

次に、図９を用いて本発明に係る第６実施形態を説明する。

図９に示すように、第６実施形態に係るグリース補給装置８０は、図７（ａ）に示したグリース定量吐出機構１２を用い、グリースタンク１１の圧力導入管１７との接続部分に、チェック弁やスピードコントローラ，スロットルバルブまたは焼結材・グラファイト等の抵抗体により成形された弁機構８１を配し、圧力導入管１７と空気供給管３０とを一括してエアバルブ２２に連通接続している。

第６実施形態のグリース補給装置８０では、エアバルブ２２のエア供給バルブ２２ａが閉かつ脱圧バルブ２２ｂが開となり、グリースタンク１１内のピストン１６を押圧する力が、時間とともに減少し、数分から数十分後には、グリース２００を加圧しない状態とし、それによって、グリース２００の性状変化を低減することができる。

次に、図１０を用いて本発明に係る第７実施形態を説明する。

図１０に示すように、第７実施形態に係るグリース補給装置９０は、図７（ａ）に示したグリース定量吐出機構１２を用い、シリンダ６４内の空気室２８に連通接続された空気送給管３０に脱圧機能付きエアバルブ９１を設置し、グリースタンク１１に連通接続された圧力導入管１７にエアバルブ９２を設置している。

第７実施形態のグリース補給装置９０では、エアバルブ９１のエア供給バルブ９１ａが開となることにより、空気室２８内に空気を導入して弁部材６２を介しグリース２００を吐出し、その後にエアバルブ９２を開成する。エアバルブ９１のエア供給バルブ９１ａが閉かつ脱圧バルブ９１ｂが開となり、空気送給管３０内を脱圧することにより、弁部材６２とロッド６３が元に戻る。このとき、グリースタンク１１内のピストン１６が加圧され、定量グリース室６１内にグリース２００が補充される。そして、エアバルブ９１のエア供給バルブ９１ａが閉成されて空気送給管３０内を脱圧してから数秒から数分後にエアバルブ９２を閉成し、圧力導入管１７内を脱圧する。

以下、本発明に係るグリース補給装置の実施例について説明する。

本発明の効果を確認するために、グリースの吐出部から軸受装置までのグリース補給用配管の長さを変えた３種類のグリース補給装置を用いて、グリースの吐出量を観察した。３種類のグリース補給装置とは、吐出装置１が図１３に示した機械駆動ポンプ式であり、吐出装置２が図１１に示した空気駆動ポンプ式であり、吐出装置３が本発明の各実施形態の定量吐出タイプである。

グリース補給用配管の仕様は表１に示す通りである。

３種類のグリース補給装置の仕様は表２に示す通りである。ここで、各グリース補給装置の可動時間は一定とした。

３種類のグリース補給装置の試験結果は表３に示す通りである。ここで、各グリース補給装置において、グリース補給用配管及びノズル内には、予めグリースを封入し、ノズルから吐出されるグリース量を測定した。

表３より明らかなように、吐出装置１及び吐出装置２では、グリース補給用配管の長さが長くなるのに伴って、１回目、２回目、３回目のグリース吐出量に大きな変動が生じた。特に、吐出装置２において、回数の増加に反比例してグリース吐出量が減少する場合、焼付き等の軸受寿命の致命的な損傷の原因に成り得る。

これに対して、本発明の各実施形態に相当する吐出装置３では、グリース補給用配管の長さに無関係にして、１回目、２回目、３回目のグリース吐出量に著しい変動がなかった。

３種類のグリース補給装置におけるグリース吐出量の測定結果は表４に示す通りである。

上記試験の結果、本発明の各実施形態に相当する吐出装置３では、グリース補給用配管の長さの影響を受けることなく、常に一定量のグリースを吐出できることが確認された。

次に、グリースの吐出部から軸受装置までのグリース補給用配管の長さを変えた３種類のグリース補給装置を用いて、グリースの吐出量を観察した。３種類のグリース補給装置とは、吐出装置１が図１に示したタイプであり、吐出装置２が図６（ａ）に示したタイプであり、吐出装置３が図７（ａ）に示したタイプである。

グリース補給用配管の仕様は表５に示す通りである。

試験条件は表６に示す通りである。

３種類のグリース補給装置の試験結果は表７に示す通りである。ここで、各グリース補給装置において、グリース補給用配管及びノズル内には、予めグリースを封入し、ノズルから吐出されるグリース量を測定した。

表７より明らかなように、吐出装置１及び吐出装置２では、吐出量に大きな差は現れない。また、吐出装置３では、増圧吐出機構であるため、配管長さが４ｍと長くなっても吐出量の変動は少なく、安定して定量のグリースを吐出することができることが確認された。

続いて、グリースの吐出部から軸受装置までのグリース補給用配管の長さを変えた９種類のグリース補給装置を用いて、グリースの吐出量を観察した。

グリース補給用配管の仕様は表５と同一である。

試験条件は表８に示す通りである。

９種類の吐出装置のうち、吐出装置４〜９は表９〜１０に示す通りである。

すなわち、吐出装置４が図９に示したタイプに焼結材の抵抗体により成形した弁機構８１を用いたものであり、吐出装置５が図９に示したタイプにグラファイトの抵抗体により成形した弁機構８１を用いたものであり、吐出装置６が図９に示したタイプにチェック弁機構８１を用いたものであり、吐出装置７が図９に示したタイプにスピードコントローラの弁機構８１を用いたものであり、吐出装置８が図１０に示したタイプであり、吐出装置９が図９に示したタイプに弁機構８１を設置していないものである。吐出装置８では、空気弁９１をバルブＡと称し、圧力弁９２をバルブＢと称する。

９種類のグリース補給装置の試験結果は表９，表１０に示す通りである。ここで、各グリース補給装置において、グリース補給用配管及びノズル内には、予めグリースを封入し、ノズルから吐出されるグリース量を測定した。

表９及び表１０より明らかなように、吐出装置４〜７では、弁が閉成された後も、グリースタンク内のグリースに圧力が発生しているため、新しいグリースがグリースタンクからグリース定量吐出機構にグリースが補充される。そして、定量のグリースがノズルから吐出される。しかし、吐出装置９では、弁が閉成したと同時にグリースタンク内の圧力が抜けてしまうため、グリースタンク内のピストンがグリースを加圧しなくなり、グリース定量吐出機構へグリースを補充しなくなる。それにより、吐出回数を重ねるにつれ、グリースが吐出されなくなる。これに反し、吐出装置８では、グリース定量吐出機構の定量吐出ピストンが戻った後も、グリースタンク内に圧力がかかっているため、定量のグリースを吐出することができる。

吐出装置４を使用して、グリース補給用配管１３をテフロンチューブとポリウレタンチューブを使用して比較試験を行った。試験条件は表１１に示す通りである。

試験結果は表１２に示す通りである。なお、グリース補給用配管及びノズル内には、予めグリースを封入し、ノズルから吐出されるグリース量を測定した。

表１２より明らかなように、ポリウレタンチューブのグリース補給用配管に対して、テフロンチューブのグリース補給用配管は、管路の膨張が少なく、配管が長くなっても安定して定量のグリースを吐出ことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。例えば、ノズルを軸受装置の側部に設けずに、軸受の外輪側やスピンドルのハウジング側から軸受空間に連通させて配しても良い。

また、エアバルブ２２，９１に送給する媒体として、空気に限らず、水や環境に優しい無害ガスなどを用いても良く、エアバルブ２２，９１の駆動に当っては、電気によりバルブを開閉しても良いし、機械式によってバルブを開閉しても良い。或いは、媒体を用いずに、モータ等の原動機にコンロッド及びクランクシャフト等の回転力変換機構を結合させることにより、外力を用いて定量吐出ピストンを往復駆動するようにしても良い。

本発明のグリース補給装置の第１実施形態を示す断面図である。 図１におけるグリース補給装置要部の断面図である。 図１におけるグリース補給装置のグリース吐出前状態を説明する断面図である。 図１におけるグリース補給装置のグリース吐出状態を説明する断面図である。 本発明のグリース補給装置の第２実施形態を示す断面図である。 （ａ）は本発明のグリース補給装置の第３実施形態の要部におけるグリース吐出状態を説明する断面図、（ｂ）は（ａ）のグリース吐出前状態を説明する断面図である。 （ａ）は本発明のグリース補給装置の第４実施形態の要部におけるグリース吐出状態を説明する断面図、（ｂ）は（ａ）のグリース吐出前状態を説明する断面図である。 本発明のグリース補給装置の第５実施形態を示す断面図である。 本発明のグリース補給装置の第６実施形態を示す断面図である。 本発明のグリース補給装置の第７実施形態を示す断面図である。 従来のグリース補給装置を示す断面図である。 従来の別のグリース補給装置を示す断面図である。 従来のさらに別のグリース補給装置を示す断面図である。

符号の説明

１０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ グリース補給装置
１１ グリースタンク
１２ グリース定量吐出機構（機械式定量型ピストンポンプ）
１３，４１ グリース補給用配管
２０，５４，６４ シリンダ
２２，９１ エアバルブ
２３ 定量吐出ピストン
２５ 逆流防止弁
３５，４２ 軸受装置
６３ ロッド（定量吐出ピストン）
２００ グリース

Claims (8)

1. グリースタンクに貯留されたグリースを軸受に供給するグリース補給装置であって、
   前記グリースタンクから送給されたグリースを予め定められた量だけ収容するシリンダと、該シリンダ内に収容された定量のグリースをグリース補給用配管に吐出する定量吐出ピストンと、前記シリンダの端部に配された逆流防止弁と、を有する機械式定量型ピストンポンプを備えたことを特徴とするグリース補給装置。
2. 前記機械式定量型ピストンポンプは、前記定量吐出ピストンが前記シリンダ内を往復移動可能に配されていることを特徴とする請求項１に記載のグリース補給装置。
3. 前記機械式定量型ピストンポンプは、前記シリンダ内に媒体を供給するバルブを有し、前記定量吐出ピストンは、前記バルブより供給された前記媒体により駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載のグリース補給装置。
4. 前記グリースタンク内の前記グリースは、前記シリンダに向けて加圧されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のグリース補給装置。
5. 前記定量吐出ピストンの吐出量は、０．００３〜０．１２ｃｃに設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のグリース補給装置。
6. 前記グリース補給用配管は、テフロンチューブとしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のグリース補給装置。
7. 軸受装置に用いられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のグリース補給装置。
8. 工作機械もしくはモータ用高速主軸スピンドルに用いられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のグリース補給装置。

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