JP2006263502A - 潤滑剤噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出弁から大きく離れた箇所に流量計を配置しても、流量計による測定結果と噴射ノズルからの実際の吐出量との間の誤差を大幅に低減できるようにする。
【解決手段】潤滑剤供給源としての加圧タンク１から噴射ノズル２へ潤滑剤を圧送する管路３の途中であって、噴射ノズル２に近接する箇所に吐出弁４と気液混合部５とを一体的に配設し、吐出弁４の開閉に応じて所定量の潤滑剤を噴射ノズル２からエアと一緒に間欠的に噴射する潤滑剤噴射装置において、前記吐出弁４より上流側へ大きく離れた管路部分に流量計１２とチャッキ弁１３とを相隣接して配設し、前記吐出弁４の開閉に応じてチャッキ弁１３を作動させて、流量計１２を配置した管路部分に余分な液流動が生じないようにし、流量計１２による測定誤差を小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱間鍛造、温間鍛造、鋳造等に用いる金型に対して潤滑剤を噴射するための潤滑剤噴射装置に関する。

例えば、熱間鍛造や温間鍛造においては、摩擦低減、焼付き防止、冷却等の目的で１ショットごと金型表面に潤滑剤を塗布することを行っている。そして従来、この潤滑剤の塗布を行うための潤滑剤噴射装置は、一般に、潤滑剤供給源から噴射ノズルへ潤滑剤を圧送する管路の途中に吐出弁（開閉弁）を配設すると共に、該管路の、前記吐出弁より下流側にエア源から圧送されたエアを潤滑剤に混入する気液混合部を配設し、前記吐出弁の開閉に応じて所定量の潤滑剤を前記噴射ノズルからエアと一緒に霧状に噴射する構造となっていた（例えば、特許文献１参照）。

ところで、熱間鍛造型や温間鍛造型に対する潤滑剤の噴射は、型表面に潤滑剤の乾燥皮膜を形成させて摩擦係数の低減を図るため、噴射された潤滑剤の乾燥時間を確保する必要性があることから、噴射ノズルから所定のサイクルで間欠的に潤滑剤を噴射させるようにしている。この場合、噴射ノズルからタイミングよく所定量の潤滑剤を噴射させる必要があるため、従来は、図３に示されるように潤滑剤供給源としての加圧タンク１と噴射ノズル２とを接続する管路（ホース）３の途中に、前記噴射ノズル２に近接して（噴射のノズル２の２〜３ｍ手前）吐出弁４と気液混合部５とを連続に配置し、吐出弁４の開閉に応じて応答性よく噴射ノズル２から潤滑剤を噴射させるようにしていた。なお、同図中、６は、エア源７から前記気液混合部５へ混入用エアを圧送するエア配管、８は、エア源９から前記吐出弁４へパイロット操作用のエアを圧送するエア配管で、各エア配管６、８には開閉弁（電磁弁）１０、１１が介装されている。

一方、製品の品質向上、型寿命の延長、潤滑剤の使用量削減等々を考慮すると、金型表面に形成する潤滑皮膜の厚さが重要となっており、したがって、前記した目的を達成するには、噴射ノズル２から噴射させる潤滑剤の吐出量（噴射量）を厳密に制御する必要がある。このため、従来は、同じく図３に示すように加圧タンク１と噴射ノズル２とを接続する管路３の途中（吐出弁４より上流側）に潤滑剤の流量を測定する流量計１２を配設し、その測定結果を潤滑剤の吐出量（噴射量）の適正化に反映させるようにしていた。
実開昭６１−１６３０６２号公報

しかるに、鍛造型はもとより鋳造型の周辺は、高温でしかも振動が大きい環境となっており、吐出弁４の近傍に流量計１２を設置した場合は、流量計１２に故障が生じ易くなる。このため、従来は、吐出弁４から大きく離れた管路部分（１５〜２５ｍ上流側）に前記流量計１２を配置し、流量計１２に及ぼす熱や振動の影響を排除するようにしていた。

しかしながら、吐出弁４から大きく離れた管路部分に流量計１２を配置した場合は、管路３内の圧損、管路３の膨張、液の圧縮等の影響で、吐出弁４を閉弁した以降も管路３内に余分な液流動が生じ、これに起因して流量計１２による測定結果と噴射ノズル２からの実際の吐出量との間にかなり大きな誤差が生じる、という問題があった。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、吐出弁から大きく離れた管路部分に流量計を配置しても、流量計による測定結果と噴射ノズルからの実際の吐出量との間の誤差を大幅に低減できるようにし、もって信頼性の向上に大きく寄与する潤滑剤噴射装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、潤滑剤供給源から噴射ノズルへ潤滑剤を圧送する管路の途中に吐出弁を配設すると共に、該管路の、前記吐出弁より下流側にエア源から圧送されたエアを潤滑剤に混入する気液混合部を配設し、前記吐出弁の開閉に応じて所定量の潤滑剤を前記噴射ノズルからエアと一緒に噴射する潤滑剤噴射装置において、前記吐出弁を前記噴射ノズルの近傍に設置し、該吐出弁より上流側へ離れた管路部分に、該管路内を流れる潤滑剤の流量を測定する流量計と前記吐出弁の開閉に応じて該管路を開閉する弁手段とを、該弁手段が該流量計の下流側となる並びで相隣接して配設したことを特徴とする。

このように構成した潤滑剤噴射装置においては、流量計の直後に設けた弁手段が吐出弁の開閉に応じて管路を開閉するので、流量計を配置した管路部分に生じる余分な液流動が抑えられ、したがって、流量計による測定結果と噴射ノズルからの実際の吐出量との間の誤差が大幅に低減される。

本発明に係る潤滑剤噴射装置によれば、吐出弁から大きく離れた箇所に流量計を設置しているにもかかわらず、流量計による測定結果と噴射ノズルからの実際の吐出量との間の誤差を大幅に低減することができるので、熱や振動に起因する流量計の故障防止に寄与することはもちろん、潤滑剤の吐出量の適正化に大きく寄与し、装置に対する信頼性が著しく向上する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る潤滑剤噴射装置の全体的構成を示したものである。なお、本潤滑剤噴射装置の基本構成は、前記図３に示したものと同じであるので、ここでは、同一部分に同一符号を付し、重複する説明は省略することとする。本実施形態において、潤滑剤供給源としての加圧タンク１と噴射ノズル２とを接続する管路３の途中に介装される吐出弁（開閉弁）４は、従来と同様に噴射ノズル２の近傍に気液混合部５と共に配置され、また、管路３内の潤滑剤の流量を測定する流量計１２も、従来と同様に吐出弁４から上流側へ大きく離れた管路部分に配置されている。しかして、前記管路３の、流量計１２よりもわずか下流側となる箇所には、チャッキ弁（弁手段）１３が配設されている。このチャッキ弁１３は、常時はばね１４により閉弁方向へ付勢された弁体１５を備えており、吐出弁４側から加圧タンク１側への潤滑剤の逆流を規制する向きで配置されている。

本実施形態において、上記吐出弁４と気液混合部５とは、１つの気液混合ブロック２０内に配設されている。この気液混合ブロック２０は、図２によく示されるように、直方体をなすブロック本体２１内に、前記管路３に連通する液通路２２と、前記エア混入用のエア配管（以下、第１エア配管という）６に連通するエア通路２３と、前記パイロット操作用のエア配管（以下、第２エア配管という）８に連通するパイロット通路２４とを形成している。

吐出弁４は、ここではスプール弁からなっており、軸２５上に所定の間隔で配置された一対の弁体２６を備えている。一対の弁体２６は、前記液通路２２と直交する配置でブロック本体２１の一端部に形成したボア穴２７に摺動可能に納められている。前記軸２５の一端部は、ブロック本体２１の一側面に外付けしたハウジング２８内まで延ばされており、その一端部には、前記弁体２６を常時はボア穴２７の内底側へ付勢するばね（付勢手段）２９が巻装されている。また、前記ボア穴２７の内底には前記パイロット通路２４が連通しており、第２エア配管８を通して圧送されたエアが前記弁体２６の一端に作用するようになっている。吐出弁４を構成する弁体２６は、常時は前記ばね２９の付勢力で液通路２２を遮断する位置を維持し、一方、この状態からパイロット通路２４に対して加圧エアが供給されると、該弁体２６がばね２９の付勢力に抗してハウジング２８側へ移動し、液通路２２が開放される。

上記吐出弁４を通過した液通路２２は、ブロック本体２１の他端部に形成した流出ポート３０まで延ばされている。この流出ポート３０には、前記エア通路２３が開通しており、第１エア配管６を経て圧送されたエアは、この流出ポート３０内で前記液通路２２内を流れる潤滑剤に混入される。一方、この流出ポート３０には、管路３の延長部３´が接続されており、エアと混合された潤滑剤が、この延長部３´を経由して前記噴射ノズル２へと圧送される。

以下、上記のように構成された潤滑剤噴射装置の作用を説明する。
潤滑剤の塗布作業の開始に際しては、予め加圧タンク１内を圧気して潤滑剤（潤滑剤の水溶液）を管路３内に押上げ、チャッキ弁１３を経て気液混合ブロック２０内の吐出弁４の位置まで圧送する。一方、第１エア配管６中の開閉弁１０を開き、エア源７で発生したエア（加圧エア）を第１エア配管６を経て気液混合ブロック２０へ圧送する。この時、吐出弁５が閉弁しているので、前記加圧エアは、気液混合ブロック２０内のエア通路２３から流出ポート３０を経て管路３の延長部３´へ流出し、噴射ノズル２から空吹きされる。

上記した準備完了後、第２エア配管８中の開閉弁１１を開弁させる。すると、エア源９内で発生した加圧エアが気液混合ブロック２０内のパイロット通路２４へ圧送され、そのエア圧を受けてスプール弁としての弁体２６がばね２９の付勢力に抗して液通路２２を開放する位置へ移動する。これにより潤滑剤が液通路２２を流通して気液混合ブロック２０の他端側の流出ポート３０へ流動し、そこで、第１エア配管6を経て圧送されているエアと混合される。そして、このエアと混合された潤滑剤は、管路３の延長部３´を経て噴射ノズル２へ圧送され、該噴射ノズル２から金型表面に向けて霧状に噴射される。この潤滑剤の噴射は、第２エア配管８中の開閉弁１１が閉弁することで停止する。すなわち、開閉弁１１が閉弁すると、パイロット通路２４内への加圧エアの供給が停止され、これによりスプール弁としての弁体２６がばね２９の付勢力で液通路２２を遮断する位置に移動する。

本実施形態において、上記吐出弁４は、鍛造のショットに合せて所定のタイミングで開閉動作し、これに応じて噴射ノズル２から潤滑剤が間欠的に噴射される。しかして、この噴射ノズル２からの潤滑剤の間欠噴射の間、管路３内を流れる潤滑剤の量が流量計１２によって監視されている。この場合、流量計１２の直後にチャッキ弁１３が存在するので、吐出弁４が開閉すると同時にチャッキ弁１３が開閉し、これにより流量計１２を配置した管路部分に生じる余分な液流動が抑えられる。したがって、流量計１２による測定結果と噴射ノズル２からの実際の吐出量との間に生じる誤差は大幅に低減され、吐出弁４から大きく離れた管路部分に流量計１２を設置しても、該流量計１２による正確な流量測定が可能になる。このことは、熱や振動の影響を受けない箇所に流量計１２を設置できることを意味し、これにより熱や振動に起因する流量計の故障が未然に防止される。また、流量計１２による正確な流量測定が可能になることから、その測定結果を鍛造品の品質向上、型寿命の延長、潤滑剤の使用量削減等に適正に反映させることができ、装置に対する信頼性も向上する。

本実施形態においては特に、流量計１２の直後に設置する弁手段としてチャッキ弁１３を用いたので、気液混合ブロック２０内の吐出弁４の開閉に応じて該弁手段を開閉させる特別の操作が不要になり、その分、弁手段に要する費用は低減する。また、吐出弁４と気液混合部５とを１つの気液混合ブロック２０内に配設したので、配管系は簡単かつコンパクトとなり、金型の周辺に配置しても他の設備の障害となることは少なく、その分、設置の自由度が向上する。

なお、上記実施形態においては、流量計１２の直後に配置する弁手段としてチャッキ弁１３を用いたが、この弁手段は、電磁操作またはパイロット操作可能な他の開閉弁に代えてもよいことはもちろんである。
また、上記実施形態においては、吐出弁４と気液混合部５とを１つの気液混合ブロック２０内に配設したが、これらは、個別に配設してもよいものである。
さらに、上記実施形態においては、潤滑剤供給源として加圧タンク１を用いたが、この潤滑剤供給源は、加圧タンクに代えてポンプを含む構成としてもよいことはもちろんである。

図１に示した本発明に係る潤滑剤噴射装置において、その管路３を内径８ｍｍのスチールブレードホースにより構成すると共に、エア混入用の第１エア配管６として内径８ｍｍの樹脂製ホースを用い、流量計１２と気液混合ブロック２０との距離を２０ｍ、気液混合ブロック２０と噴射ノズル２との距離を３ｍにそれぞれ設定し、噴射実験を行った。実験は、潤滑剤として白色潤滑剤を選択し、加圧タンク１から圧送する潤滑剤の液圧を０.３５ＭＰａに、エア源７から圧送するエアの圧力を０.６ＭＰａにそれぞれ設定し、吐出時間１.０秒の条件で３回（Ｎ＝３）行い、各回ごとに流量計１２で測定した潤滑剤の流量と噴射ノズル２から吐出された潤滑剤の流量との誤差（測定誤差）を求めた。また、比較のため、流量計１２の直後にチャッキ弁が存在しない従来の潤滑剤噴射装置（図３）により前記と同じ条件で噴射実験を行い、前記同様の誤差を求めた。

上記した噴射実験の結果、流量計１２による測定誤差は、本潤滑剤噴射装置による場合、約±２％の範囲内に入っているに対し、従来の潤滑剤噴射装置による場合、約±１５％であり、本潤滑剤噴射装置による場合に大幅に測定誤差が低減することを確認できた。

本発明に係る潤滑剤噴射装置の全体的構成を示す回路図である。 本液体処理装置で用いる気液混合ブロックの構造を示す断面図である。 従来の潤滑剤噴射装置の全体的構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 加圧タンク（潤滑剤供給源）
２ 噴射ノズル
３ 管路
４ 吐出弁
５ 気液混合部
６ 空気混合用エア配管
８ パイロット操作用エア配管
１２ 流量計
１３ チャッキ弁（弁装置）

Claims (3)

1. 潤滑剤供給源から噴射ノズルへ潤滑剤を圧送する管路の途中に吐出弁を配設すると共に、該管路の、前記吐出弁より下流側にエア源から圧送されたエアを潤滑剤に混入する気液混合部を配設し、前記吐出弁の開閉に応じて所定量の潤滑剤を前記噴射ノズルからエアと一緒に噴射する潤滑剤噴射装置において、前記吐出弁を前記噴射ノズルの近傍に設置し、該吐出弁より上流側へ離れた管路部分に、該管路内を流れる潤滑剤の流量を測定する流量計と前記吐出弁の開閉に応じて該管路を開閉する弁手段とを、該弁手段が該流量計の下流側となる並びで相隣接して配設したことを特徴とする潤滑剤噴射装置。
2. 弁手段が、チャッキ弁からなることを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤噴射装置。
3. 吐出弁と気液混合部とを１つの気液混合ブロック内に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤噴射装置。
   
   

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