JP2005161105A - グリスガンおよびグリス供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 供給系にグリス固着による詰まり等の不具合があり、正常に供給できていないときは、それを不具合があると正しく判定することができ、さらに検出感度がよく実用的なグリスガンおよびそれを用いたグリス供給方法を提供する。
【解決手段】 グリスガン本体２１の先端側にグリス注挿管１２、１３を備えたグリスガンにおいて、前記グリス注挿管１２、１３の途中にグリス注挿を検出する検出機構部１を設け、該検出機構部１は、一部分が前記グリス注挿管の管内に位置し、管内を通過するグリスにより受ける曲げ変形による歪を電気信号として出力する検出素子を備え、該検出素子から出力される電気信号によりグリスの注挿を検出することを特徴とするグリスガン。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転機械の軸受等において、グリス供給状態を確実に確認しながら供給できる可搬式のグリスガンおよびそれを用いたグリス供給方法に関するものである。

例えば都市ガス用メタルシートボールバルブ等のバルブシート部にグリス注入装置を用いてグリス注入を行う場合には、シート部に適正量のグリスが注入されたか否かを判断するために、グリスガンのハンドルの操作回数をカウントし、そのカウント値をバルブの口径に応じて変更している。しかし、グリスガンのハンドルを操作しても実際にはグリスが圧送注入されない、いわゆる空打ち操作もカウントされるために、シート部へのグリース注入量に不足を生じやすく、適正量のグリス注入によるシール性および動作円滑性の確保が難しかった。

これに対して、ハンドルの操作回数をカウントするという煩わしさを要することなく、いかなる口径のバルブであっても、シート部に常に適正量のグリスを確実容易に注入することができるグリス注入装置について、ハンドル操作によりグリスを圧送するグリスガンとグリスガンの注入口と給脂対象機器とを接続する注入系に連通して装着する圧力調整機能付逆止弁とを有し、圧力調整機能付逆止弁は、本体内に配置した弁体を閉動方向に押圧する弾性体と、本体に螺合して弾性体の伸縮方向に出退する弾性体支持部材とを備えているグリス注入装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、脈動的に液体が流れる流通路の、液体の流れ状況を検出する装置において、流通路に接する状態に圧電素子を設けた流体検出装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１９５４８９号公報 特開平１−１９７６２３号公報

特許文献１では、注入したグリスが規定量に達して注入系内の圧力が圧力調整機能付逆止弁に設定した圧力より高くなると、圧力調整機能付逆止弁の弁体が弾性体の押圧力に抗して開弁し、過剰なグリスが逆止弁の外部に排出される。この過剰なグリスの外部排出が始まった時点を給脂対象機器への規定量のグリス注入が完了したと判断することで、バルブの口径の大小にかかわらず、ハンドルの操作回数をカウントせずとも常に規定量に見合った適正量のグリスを確実かつ容易に注入することができるとしている。

しかしながら、供給系にグリス固着による詰まり等の不具合がある場合には、グリス供給量に不足を生じた場合にも、供給系の圧力上昇により、グリスが逆止弁の外部に排出された時点で、適正量のクリス供給が完了したと誤認してしまうという問題があった。

また、特許文献２では流通路に接する状態で圧電素子を設けており、圧電素子が受圧板に固定されているため圧電素子の変位量が少なく、検出感度が悪くて実用的でなかった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、供給系にグリス固着による詰まり等の不具合があり、正常に供給できていないときは、それを不具合があると正しく判定することができ、さらに検出感度がよく実用的なグリスガンおよびそれを用いたグリス供給方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明のグリスガンおよびグリス供給方法は以下のような特徴を有する。

（１）グリスガン本体の先端側にグリス注挿管を備えたグリスガンにおいて、前記グリス注挿管の途中にグリス注挿を検出する検出機構部を設け、該検出機構部は、一部分が前記グリス注挿管の管内に位置し、管内を通過するグリスにより受ける曲げ変形による歪を電気信号として出力する検出素子を備え、該検出素子から出力される電気信号によりグリスの注挿を検出することを特徴とするグリスガン。

（２）グリスの注挿回数をカウントするカウンタ装置を検出機構部に設置して、検出素子から出力される電気信号によりグリスの注挿を検出することを特徴とする上記（１）に記載のグリスガン。

（３）カウントされたグリスの注挿回数が設定回数に達したら、グリスの注挿を停止させる手段を有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のグリスガン。

（４）ピークホールド処理により電気信号のピーク電圧を測定して表示する装置を検出機構部に設置して、検出素子から出力される電気信号によりグリスの注挿を検出することを特徴とする上記（１）に記載のグリスガン。

（５）検出素子には、圧電素子を用いることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のグリスガン。

（６）検出素子には、被覆材で覆って形成された圧電素子を用いることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のグリスガン。

（７）検出素子には、被覆材で覆って形成された圧電素子とこの圧電素子に当接する当接部材とを用いることを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のグリスガン。

（８）検出素子には、歪ゲージを用いることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のグリスガン。

（９）上記（１）乃至（８）のいずれかに記載のグリスガンを用いたグリス供給方法であって、検出素子から出力される電気信号からピークホールド処理により電気信号のピーク電圧を測定し、このピ−ク電圧があらかじめ設定された範囲外となった際に、グリスの注挿状態が異常であると判定することを特徴とするグリス供給方法。

（１０）ピーク電圧にあらかじめ下限しきい値と上限しきい値とを設定し、ピ−ク電圧が下限しきい値未満となった際に、グリスの注挿量減少または停止と判定し、ピ−ク電圧が上限しきい値を超えた際に、グリスの注挿が必要となる機器内の詰りであると判定することを特徴とする上記（９）に記載のグリス供給方法。

（１１）検出素子として圧電素子を用いる場合には、グリスの注挿を開始した後に検出素子の静電容量を測定し、この検出素子の静電容量があらかじめ設定されたしきい値よりも減少した際に、検出素子が異常であると判定し、該検出素子異常の判定に基づいて、ピーク電圧に基づいてグリスの注挿状態が異常であると判定した場合のうちから、検出素子異常に基づくものを取り除くことを特徴とする上記（９）または（１０）に記載のグリス供給方法。

回転機械の軸受等の潤滑個所に供給されるグリスの注挿状態を各潤滑個所近傍において安価かつ容易にグリス供給不良を発見できてトラブルを未然に防ぐことができる。

図１は、本発明のグリスガンの一実施形態を示す断面図である。

図１に示すグリスガンは、蓄えているグリスを圧送するグリスガン本体２１と、ハンドル操作を行うハンドル２０と、グリス注挿を検出する検出機構部１とからなる。

図１に示す実施形態ではハンドル操作によりグリスをグリスガン本体２１から圧送する方式を示しているが、ハンドル操作ではなく電動式のものであってもよい。また、図１にはグリスガン本体２１の注入口と検出機構部１までのグリス注挿管１２および検出機構部１からグリスの注挿が必要となる機器までのグリス注挿管１３が接続されている。

図２は、図１に示すグリスガンの検出機構部１の構成を示す断面図である。

図２に示す検出機構部１は、グリス注挿管１２、１３に接続するＴ型管継手２の継手にニップル３を接続するとともに、そのニップル３の反対側に、プラグ４を挿入したソケット５を接続し、更にセンシング素子を有する板状の検出素子６をプラグ４に設けた開孔からＴ型管継手２に挿入した構成である。ここで、プラグ４の上部部分は図２に示すように、樹脂７で固めて検出素子６の片端を固定するとともに、Ｔ型管継手２からのグリスの漏れを防止している。

前記ニップル３とソケット５は、検出素子６の長さを調整するために設けたもので、検出機構部１に必ずしも必要とされるものではなく、図３に示すように、直接Ｔ型管継手２上部にプラグ４を挿入し、更にそのプラグ４に設けた開口から検出部６をＴ型管継手２内部に挿入し、プラグ４の上部部分を樹脂７で固めて、検出素子６の片端を固定するとともに、Ｔ型管継手２からのグリスの漏れを防止するように構成してもよいが、検出素子６の感度をよくするためにはある程度の長さが必要となるため、設けることが望ましい。

また、図４に示すように、プラグ４を挿入したニップル３をＴ型管継手２の継手に接続し、そのプラグ４に設けた開口から検出素子６をＴ型管継手２内部に挿入し、プラグ４の上部部分を樹脂７で固めて、検出素子６の片端を固定するとともに、Ｔ型管継手２からのグリスの漏れを防止するように構成してもよい。

上述したように、検出素子６は一部分が前記グリス注挿管に接続するＴ型管継手２の管内に位置し、管内を通過するグリスにより受ける曲げ変形による歪を電気信号として出力する。つまり、検出素子６は一端が固定され、他端がグリス注挿管の管内を通過するグリスにより曲げ変形を受ける構造となっていることによって、検出素子の変位量が大きくなり検出感度がよい。

図５は、検出素子６の構成を示す側面から見た断面図である。

検出素子６は、長方形状を有する角板形圧電材料であるピエゾ素子８を中心に設け、そのピエゾ素子８の表裏両面をピエゾ素子に当接する当接部材である補強板９で挟み、更に全体を弾力性のある被覆材１０で覆った構成である。

そして、ピエゾ素子８の表面と裏面に設けた端部電極には、ピエゾ素子８で発生した電荷を取り出すためのリード線１１がハンダ付けなどで接続されている。このため、図５において、左右方向に曲げ応力が作用して歪が生じた場合、リード線１１の両端には電圧が発生する。

ここで、ピエゾ素子８を補強板９で挟むのは、曲げ応力によるピエゾ素子８の破損を起こしにくくするためである。補強板９としては、所定の曲げ応力に対してピエゾ素子８の破損を防止できる材料であればよく、ピエゾ素子８と絶縁されていれば鉄などの金属あるいはプラスチックなどの高分子材料であってもよい。

さらに、補強板９は、ピエゾ素子８の両面に設けなくとも片面に設けるものであってもよい。

また、被覆材１０で全体を覆うのは、ピエゾ素子８と補強板９とを一体化して保護するとともに、もしピエゾ素子８が破損した場合であっても、グリス中に破損片が混入して設備異常を発生させることのないように配慮したものである。さらに、被覆材１０は、ピエゾ素子８に対する防湿、電気的絶縁を強化する働きも有しているため、検出素子６の構成要素として用いることが望ましい。

なお、上述した補強板９および被覆材１０は、ピエゾ素子８の材質、使用条件などにより、一層で構成してもよく、多層で構成するものであってもよい。

ピエゾ素子８は、圧電セラミックスや高分子圧電フィルム等が適しているが、他の圧電性物質であってもよく、その形状は、グリスの流れによる曲げを受けるようにある程度の長さがあれば、棒状でも、管を半割にした樋形等どのような形状でもよいが、取り扱い易さや製造コストを勘案すると長方形状が望ましい。

またピエゾ素子８は、板状のピエゾ素子を２枚貼合わせて、これを力Ｆによって屈曲させると一方の素子が伸び、他方の素子が縮むことによって両素子が共に電荷を発生するように構成されたバイモルフ型エレメントを用いるものであってもよい。さらに板状のピエゾ素子を複数枚貼合わせて構成するものであってもよい。

なお、図２、図３、図４に示す検出機構部１ではピエゾ素子８と補強板９と被覆材１０とを用いて検出素子６を形成したが、この形態に限定されず、補強板９を用いずに、ピエゾ素子８と被覆材１０とを用いて検出素子６を形成するものであってもよい。

図６は、本発明のグリスガンに用いる検出機構部１の他の構成を示す断面図である。図６に示す検出機構部１は、図２と同様の構成であるが、検出素子６にピエゾ素子８に替えて歪検出素子を用いた点が異なっている。

図７は、検出素子６の構成を示す側面から見た断面図である。

検出素子６は、歪検出素子として歪ゲージ１５を用い、その歪ゲージ１５を補強板９に貼付し、更に全体を弾力性のある被覆材１０で覆った構成である。そして、歪ゲージ１５の端部に設けられた電極にはリード線１１がハンダ付けなどで接続されている。

ここで、補強板９は、歪ゲージが所定の曲げ応力に対して歪を発生できる材料であればよく、鉄などの金属あるいはプラスチックなどの高分子材料であってもよい。

また、歪ゲージ１５の取り付けは、補強板９の片側のみでなく、両側に貼付してもよい。さらに、ダミーゲージを用いて温度変化を補償するように構成してもよく、通常歪測定方法として公知である各種の手法を用いて構成してもよい。

このようにしてグリス注挿管の途中に設けられた検出機構部１にグリスが供給されたときは、図６に示す矢印の方向にグリスの流れが発生する。そうすると、検出素子６は、樹脂７により固定された部分を支点として流れ下流方向に曲げられる。この結果、歪ゲージ１５の素線が変形してその抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を図示していないホイーストンブリッジ回路により電圧の変化として検出することで歪量を測定することができる。

上記、図１に示すグリスガンを使用してグリスを供給する場合には、カウンタ装置やパソコン等のグリスの注挿回数を測定できる装置をグリスガンの検出機構部１に設ける。

図８は、図１に示すグリスガンにカウンタ装置１６を設けた一例を示すもので、検出機構部の検出素子と接続したリード線１１とカウンタ装置１６の入力端子を接続するとともに、ニップル３と結合した一体型として構成したものであり、構成は大変容易である。

本実施形態では、カウントされたグリスの注挿回数が設定回数に達したら、グリスの注挿を停止させる手段を有する。本手段には、例えばグリスの注挿の停止を指示する発光ダイオード等のライト点滅や音声ガイダンスなどの方法があるがこれに限らない。

次に、図１に示すグリスガンを使用してグリスを供給する場合には、グリスガンにピークホールド処理ができる装置をグリスガンの検出機構部１に設けたものを用いる。

図９は、本発明のグリス供給方法の他の実施形態として、ピークホールド処理ができる装置を用いて測定した検出機構部出力のピーク電圧の時間に対する変化の一例を示している。ピークホールド処理機能が付いているオシロスコープやその他の解析装置に検出機構部出力波形を入力すれば、容易に検出機構部出力のピーク電圧を得ることができる。

本実施形態では、検出機構部出力波形からピークホールド処理により検出機構部出力のピーク電圧を測定し、このピ−ク電圧があらかじめ設定された範囲外となった際に、グリスの注挿状態が異常であると判定する。

具体的には、ピーク電圧にあらかじめ下限しきい値と上限しきい値とを設定し、ピ−ク電圧が下限しきい値未満となった際に、グリスの注挿量減少または停止と判定し、ピ−ク電圧が上限しきい値を超えた際に、検出機構部より下流側の詰りであると判定するとよい。

図９の例では、あらかじめ測定された初期電圧をもとに設定されたピーク電圧の下限しきい値は０．１５ボルト（以下Ｖ）であり、上限しきい値は０．４Ｖであった。

ピーク電圧の下限しきい値および上限しきい値の設定の方法は、データのサンプリング周期を低く抑える場合には、ピークホールド処理にはバラツキが多少発生する可能性があると考えて設定することが好ましい。

そこで、図９においては、グリスの注挿状態が０．３時間まではピーク電圧が０．２Ｖの正常な注挿状態であったが、０．４時間にピーク電圧が下限しきい値の０．１５Ｖを下回って０．１Ｖとなったので注挿状態が供給不足と判定した。そして、０．４〜０．６時間までピーク電圧が０．１Ｖの状態が続いた。０．７時間にピーク電圧がさらに下がり、ピーク電圧はゼロとなったので、ここで注挿状態は供給なしと判定した。ところが、０．９時間には、ピーク電圧は急に立ち上がって上限しきい値の０．４Ｖを超え０．５Ｖとなったので、ここで検出機構部より下流側の詰りが発生したと判定した。これは、検出機構部より下流側の詰りが発生すると検出機構部部分の圧力が上昇し、ピエゾ素子または歪ゲージに大きな力が加わるためピーク電圧も高くなるからである。

図９においては、グリスの注挿状態が正常、供給不足、供給なしおよび詰りが発生と連続して起こっている状態を説明しているが、実際の注挿状態はこのように連続して起こるとは限らない。

なお、ピークホールド処理を行わずに、多少の誤差を含むこともあるが、オシロスコープの画面上で目視によりピーク間電圧を測ってピーク電圧を求めることによっても容易にグリスの注挿状態を判定することが可能である。

例えば図１０は、試験的に検出機構部出力波形をそのままオシロスコープにより観察した画面出力を示したもので、図１０の左より右に向かって、正常なグリスの注挿状態と、注挿状態が供給不足、供給なし、検出機構部より下流側に詰りが発生と判定できる。なお、図１０は各状態を５秒間づつ１秒間隔に注挿を行う試験の結果である。

図１１（ｂ）は、図２、図３、図４に示すように検出機構部の検出素子にピエゾ素子を用いたグリスガンの検出素子６のみ取り出して、図１１（ａ）に示すピエゾ素子をその先端であるＡ部から１０ｍｍづつ切断し、検出素子切断長さが０ｍｍ（切断なし）から５０ｍｍに至るまでの静電容量を静電容量測定器を用いて実験的に測定したものである。

図１１（ｂ）によれば、検出素子を全く切断しないとき（初期値）は静電容量が１５３００ｐＦであったのに対して、検出素子をその先端から１０ｍｍ切断すると静電容量が１３２００ｐＦとなり、最終的に先端から５０ｍｍ切断すると２９００ｐＦと大きく減少することが判った。つまり、ピエゾ素子の長さと静電容量の大きさとはほぼ比例していることが判った。

一般にピエゾ素子を用いた検出機構部の検出素子の異常とは、グリスによる曲げ応力によって、検出素子固定部付近が破損することに起因する場合がほとんどであり、その際は検出素子の静電容量を測定すれば大きく減少しているので、検出素子固定部の破損の判定は容易となる。

これより、本発明ではグリスの注挿を開始した後に、上述した図９、１０に示す例により異常が発見されたならば、検出機構部の検出素子の静電容量を測定し、これがあらかじめ設定されたしきい値よりも減少した際に、検出素子が異常であると判定し、ピーク電圧に基づく異常判定のうちから検出素子異常に基づくものを取り除くことが可能である。図１１に示す例では、検出素子がその先端から１０ｍｍ破損する場合を考慮して、しきい値を２０００ｐＦとあらかじめ設定した。

つまり、上述した図９、１０に示すような、本発明のグリス供給方法の実施形態により、グリスの注挿状態が異常であることが判定できるが、図１１に示す実験結果より、検出機構部の検出素子として圧電素子であるピエゾ素子を用いる場合には、検出素子の静電容量を測定することによって、簡単に、みかけ上は注挿状態が異常であっても、ピーク電圧に基づく異常判定を補正する、すなわち、この異常判定のうちから検出素子異常に基づく異常を取り除くことが可能となり好ましい。

一方、図６に示すように、検出機構部の検出素子に歪ゲージを用いた場合は、歪ゲージの絶縁抵抗を測定することにより歪ゲージの断線を確認することが可能である。また、静歪測定により歪ゲージが正常であるか否かを確認することが可能である。

本発明のグリスガンの一実施形態を示す断面図 図１に示すグリスガンの検出機構部の構成を示す断面図 本発明のグリスガンの検出機構部の他の構成を示す断面図 本発明のグリスガンの検出機構部の他の構成を示す断面図 検出機構部の検出素子の構成を示す側面から見た断面図 本発明のグリスガンの検出機構部の他の構成を示す断面図 検出機構部の検出素子の構成を示す側面から見た断面図 グリスガンにカウンタ装置を備えた一例を示す正面図 本発明のグリス供給方法の他の実施形態を示すグラフで、ピークホールド処理ができる装置を用いて測定した検出機構部出力のピーク電圧の時間に対する変化の一例を示すグラフ ピークホールド処理を行わずに、検出機構部出力波形をそのままオシロスコープにより観察した画面出力を示す説明図 検出機構部の検出素子にピエゾ素子を用いたグリスガンの検出機構部の検出素子先端の折損に対する静電容量の変化を示すグラフ

符号の説明

１ 検出機構部
２ Ｔ型管継手
３ ニップル
４ プラグ
６ 検出素子
７ 樹脂
８ ピエゾ素子
９ 補強板
１０ 被覆材
１１ リード線
１２ グリス注挿管
１３ グリス注挿管
１５ 歪ゲージ
１６ カウンタ装置
２０ ハンドル
２１ グリスガン本体

Claims (11)

1. グリスガン本体の先端側にグリス注挿管を備えたグリスガンにおいて、前記グリス注挿管の途中にグリス注挿を検出する検出機構部を設け、該検出機構部は、一部分が前記グリス注挿管の管内に位置し、管内を通過するグリスにより受ける曲げ変形による歪を電気信号として出力する検出素子を備え、該検出素子から出力される電気信号によりグリスの注挿を検出することを特徴とするグリスガン。
2. グリスの注挿回数をカウントするカウンタ装置を検出機構部に設置して、検出素子から出力される電気信号によりグリスの注挿を検出することを特徴とする請求項１に記載のグリスガン。
3. カウントされたグリスの注挿回数が設定回数に達したら、グリスの注挿を停止させる手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のグリスガン。
4. ピークホールド処理により電気信号のピーク電圧を測定して表示する装置を検出機構部に設置して、検出素子から出力される電気信号によりグリスの注挿を検出することを特徴とする請求項１に記載のグリスガン。
5. 検出素子には、圧電素子を用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のグリスガン。
6. 検出素子には、被覆材で覆って形成された圧電素子を用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のグリスガン。
7. 検出素子には、被覆材で覆って形成された圧電素子とこの圧電素子に当接する当接部材とを用いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のグリスガン。
8. 検出素子には、歪ゲージを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のグリスガン。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載のグリスガンを用いたグリス供給方法であって、検出素子から出力される電気信号からピークホールド処理により電気信号のピーク電圧を測定し、このピ−ク電圧があらかじめ設定された範囲外となった際に、グリスの注挿状態が異常であると判定することを特徴とするグリス供給方法。
10. ピーク電圧にあらかじめ下限しきい値と上限しきい値とを設定し、ピ−ク電圧が下限しきい値未満となった際に、グリスの注挿量減少または停止と判定し、ピ−ク電圧が上限しきい値を超えた際に、グリスの注挿が必要となる機器内の詰りであると判定することを特徴とする請求項９に記載のグリス供給方法。
11. 検出素子として圧電素子を用いる場合には、グリスの注挿を開始した後に検出素子の静電容量を測定し、この検出素子の静電容量があらかじめ設定されたしきい値よりも減少した際に、検出素子が異常であると判定し、該検出素子異常の判定に基づいて、ピーク電圧に基づいてグリスの注挿状態が異常であると判定した場合のうちから、検出素子異常に基づくものを取り除くことを特徴とする請求項９または１０に記載のグリス供給方法。

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