JP2019070372A - 給油装置 - Google Patents
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Abstract
Description
蓄積部が設けられることによって、圧電素子から駆動回路部に出力され、駆動回路部から出力された電力が蓄積部に蓄積される。蓄積された電力を、たとえば、駆動回路部に電力を供給する電源に回生することによって、当該電力を有効活用することができる。
第2のスイッチング回路の出力端子側に蓄積部が設けられることによって、圧電素子に印加された駆動電圧が解放されたときに圧電素子から駆動回路部に出力され、駆動回路部から出力された電力が蓄積部に蓄積される。そのため、当該電力を有効活用することができる。
これにより、蓄積された電力は、駆動回路部への供給に再利用される。そのため、当該給油装置の省電力化を実現できる。
圧電素子から駆動回路部を通じて蓄電部に電力を蓄積させるために、蓄積部は、圧電素子における電圧よりも低く設定されている。しかしながら、低電圧では回生が難しい。そこで、回生回路に変換部が含まれることによって、蓄積部が蓄積した電力が回生されやすくなる。
図1は、本実施の形態にかかる軸受装置(回転装置)100を、軸の中心線を含む平面によって切断した断面図である。図1を参照して、軸受装置100は、軸受本体20と、給油装置の一例である給油ユニット40と、を備えている。さらに、軸受装置100は、円筒状である内輪間座17、および円筒状である外輪間座18を備えている。図2は、給油ユニット40を軸方向から見た断面図である。本実施の形態にかかる軸受装置100は、工作機械の主軸(軸7)を回転可能に支持するために、軸受ハウジング8内に収容された状態にある。
軸受本体20は、内輪21、外輪22、複数の転動体23、および環状の保持器24を有している。保持器24は複数の転動体23を保持する。内輪21は、軸7に外嵌する円筒状の部材である。内輪21の外周に、軌道溝(以下、内輪軌道溝25という。)が形成されている。本実施形態では、内輪21と内輪間座17とは別体であるが、図示しないが、これらは一体(一体不可分)であってもよい。
電源回路60は電源を含み、制御部80などに電力を供給する。電源は、以降の説明ではバッテリであるものとする。
給油ユニット40は、軸受本体20の環状空間28の軸方向一方側の隣に設けられている。給油ユニット40は、環状空間28に対して潤滑油を供給する。
駆動回路部70は、圧電素子65に電圧を印加することによって、ポンプ61を駆動する。
図5は、駆動回路部70を含む給油ユニット40の構成の一例を表した概略図である。図5を参照して、給油ユニット40は、圧電素子65に接続された駆動回路部70と、制御部80と、電源回路60と、を含む。
トランジスタTr2はNPN型トランジスタであって、入力端子(コレクタ)が圧電素子65に接続され、出力端子(エミッタ)が接地された外部回路に接続されている。
制御部80は、たとえば、マイコンなどとも呼ばれる単一のLSI(Large Scale Integration)などであって、駆動回路部70との通信を行うためのインタフェース(図示せず)を含む。
制御部80は、上記インタフェースを介して駆動回路部70に制御信号を出力する。制御信号は、トランジスタTr1,Tr2それぞれを個別にON/OFFさせる指示を含む。
トランジスタTr2の出力端子(エミッタ)側には、蓄電部72が接続されている。蓄電部72は、たとえば、接地されたコンデンサC1である。圧電素子65が電圧Eから解放されることによってトランジスタTr2に供給された電力は、トランジスタTr2からコンデンサC1に出力される。出力された電力は、コンデンサC1に電気エネルギーとして蓄積(充電)される。
蓄電部72には、蓄積された電気エネルギーを活用するための回路が接続されている。一例として、本実施の形態では蓄電部72には回生回路73が接続されている。コンデンサC1に蓄積された電力は、回生回路73に供給される。回生回路73は、コンデンサC1から供給された電気エネルギーを電源回路60に回生する。
制御部80は、トランジスタTr1とトランジスタTr2とを個別にON/OFF制御することによって、給油ユニット40に給油動作を実行させる。そのため、制御部80は、トランジスタTr1とトランジスタTr2とを、一方をON、他方をOFFとする第1の制御信号、および、ON/OFFを逆とする第2の制御信号を駆動回路部70に出力する。
図6は、比較例にかかる制御装置に含まれる駆動回路部70の回路構成の概略図であって、ダイヤフラム式ポンプの一般的な駆動回路の一例を示した図である。図6を参照して、比較例にかかる駆動回路部70では、トランジスタTr2の出力端子(エミッタ)は接地されている。比較例にかかる駆動回路部70では、圧電素子65に印加された電圧が解放されると、圧電素子65からトランジスタTr2に電力が出力され、その電力はたとえば熱などにエネルギー変換されて消費される。
なお、以上の実施の形態においては、給油ユニット40がケース41外部からの電力供給を不要とするタイプの給油装置であったが、電源回路60および蓄電部72が給油ユニット40のケース41外に設けられ、ケース41外部からの電力供給を受ける給油装置であってもよい。
なお、上記の例では、圧電素子65の変形に伴うダイヤフラム64の弾性変形に従ってポンプ61の貯留部63の容積が拡大して補充動作が行われ、その後に貯留部63の容積が復帰して吐出動作が行われるものとしている。しかしながら、かかる貯留部63の容積の変化は一例であって、この例に限定されない。他の例として、貯留部63の容積が収縮して吐出動作が行われ、その後に貯留部63の容積が復帰して補充動作が行われてもよい。この場合、ダイヤフラム64は、圧電素子65の変形にしたがって、貯留部63の容積を収縮するように、内側に凹となるように湾曲した状態(第3の状態)に弾性変形する。
Claims (4)
- 回転装置に設けられ、前記回転装置に潤滑油を供給する給油装置であって、
駆動電圧の印加によって変形する圧電素子、および、潤滑油を溜めるとともに、前記圧電素子の変形に伴って少なくとも一部が弾性変形することによって容積が変化する貯留部を有し、当該貯留部の容積の収縮による前記潤滑油の吐出を行うポンプと、
前記圧電素子に駆動電圧を印加する印加状態と、前記圧電素子に印加された前記駆動電圧を解放する解除状態と、に切り替わる駆動回路部と、
前記駆動回路部を、前記印加状態と前記解除状態とに切り替える制御を行う制御部と、
前記圧電素子に印加された前記駆動電圧が解放されることによって、前記圧電素子から出力される電力を蓄積する蓄積部と、を備える給油装置。 - 前記駆動回路部は、ON状態で前記圧電素子に駆動電圧を印加する第1のスイッチング回路と、ON状態で前記圧電素子に印加された前記駆動電圧を解放する第2のスイッチング回路と、を含み、
前記制御部は、前記第1のスイッチング回路と前記第2のスイッチング回路とのON/OFFを個別に切り替えることによって、前記駆動回路部を前記印加状態と前記解除状態とに切り替え、
前記蓄積部は、前記第2のスイッチング回路の出力端子側であって、前記第1のスイッチング回路がOFF、前記第2のスイッチング回路がONであるときに前記圧電素子から前記第2のスイッチング回路に出力された電力を出力する端子側に設けられる、請求項1に記載の給油装置。 - 前記蓄積部に接続され、前記蓄積部が蓄積した電力を、前記駆動回路部に電力を供給する電源に回生する回生回路をさらに含む、請求項2に記載の給油装置。
- 前記回生回路は、前記蓄積部が蓄積した電力の電圧を昇圧するための変換部を含む、請求項3に記載の給油装置。
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