JP4662682B2 - 潤滑液体分配方法および潤滑液体供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑流体を分配する計測銃または計測ノズルに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
車両サービスの分野においては、オイルのような潤滑流体の量を前もって決めて分配するための、手持ち式の計測銃や計測ノズルが使用されている。この装置は作動開始のためのハンドルに抗して握り込むレバーを備えている。この装置の計測部分は装置内を通過する流体の量を計り、流体が予め設定した量を分配し終えるとバルブを閉じるようになっている。このような装置は、オイルや他の潤滑流体を大量に扱う車両サービスにおいて利便性がある。また、この装置は他の産業にも用いられるものである。
【０００３】
従来の技術においてこのような装置は、機械式の計測装置が使用されて来た。機械式の計測装置には消耗する多くの部品がある。
【０００４】
電子制御はより低い製造コストを提供するが、低い製造コストによる利益を得るためには、電気式の装置へ換えるためのある問題を克服しなければならない。
【０００５】
使い易く、かつ持ち運びのし易い電気式の装置は、自身で電力供給をしなければならず、通常はバッテリにより供給される。バッテリを備える電気式の装置には、バッテリの寿命の問題とバルブが開位置にある時に故障をしてはいけないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、機械式の装置よりも低コストの生産性で簡単に維持ができる電子制御計測装置を供給することにある。付け加えると、バッテリが低くなり過ぎた時に、バッテリサイクルの開始を防止するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の潤滑流体分配方法は、請求項１の通り、液体の流れを制御するために開閉するバルブを、液体が流れない閉位置から液体が流れる開位置へ手動により動かして液体の流れを開始し、第１の時間の間、電気作動ラッチング装置に一時的な電圧を加え、前記電気作動ラッチング装置により前記バルブを前記開位置に保持し、液体の流れの全体流量を計測し、前記液体の流れの全体流量が予め設定した量に等しくなると、第２の時間の間、前記電気作動ラッチング装置に一時的な電圧を加え、前記保持を解除して、前記バルブを前記閉位置に戻し、液体の流れを止めることを特徴としており、前記電気作動ラッチング装置に電力を供給する少なくとも１つのバッテリの寿命を保護することができるものである。また、本発明の潤滑液体供給装置は、請求項７の通り、供給通路を通って出口へ通る液体の流れを制御するように位置したバルブ部材を備えたバルブと、液体を流すために供給通路を開ける開位置にバルブ部材を保持し、液体の流れを止めるために前記保持を解除して供給通路を閉じる閉位置に前記バルブ部材を移動させる電気作動ラッチング機構と、前記バルブ部材を前記閉位置から前記開位置に動かす手動操作部材と、液体の流れの全体流量を計測する計測装置と、前記手動操作部材の動作を感知し、この動作の感知に応答して、第１の時間の間、前記電気作動ラッチング機構に電圧を加えて、分配サイクル中に前記バルブ部材を前記開位置に保持する制御回路とからなり、更に前記制御回路は、前記計測装置と動作可能に接続され、前記液体の流れの全体流量が予め設定した量に等しくなると、前記制御回路は第２の時間の間、前記電気作動ラッチング機構に電圧を加えて、前記保持を解除して前記バルブ部材を前記閉位置に戻すようにし、分配サイクルを終了するものであることを特徴とするものである。さらには、本発明の潤滑液体供給装置によれば、請求項９の通り、電気的なラッチング機構の動作を止めて、手動での動作に頼ることで、低い電圧の状況下において装置を保護することができる。また、バッテリレベルをモニタすることで、使用者に必要な際には視覚的に知らせると共に、電気的なラッチング機構動作の停止機能を達成するようにしている。本発明の潤滑液体供給装置では、請求項１０の通り、手動操作停止ボタンも提供される。
【０００８】
この装置は多様なバッチサイズに都合よくプログラムすることが可能で、自動的に分配遮断モードとなるように動作するものである。
【０００９】
上述した他に、本発明における他の目的と利点は、以下に続く好ましい実施例の記述から、当業者において明白になるであろう。この記述において、その部分をあらわす添付図面が参照される。しかしながらそのような例は、本発明の様々な実施例の全てではなく、本発明の範囲を決める記述に続く各請求項の記載も参照される。
【００１０】
【発明の実施形態】
図１において、本発明の装置は、図３の断面図に見られるメタルバンドハウジング11の外側端である金属環を除いて、大部分がモールドされたプラスチック材のケーシング10を備えている。ケーシング10（図１）はヘッド部12と、ヘッド部12から伸びる丸い形のハンドル13と、ヘッド部12から伸び、ハンドル13の末端に繋がるトリガ（引き金）ガード部15とを備えている。この装置は、ハンドル13に抗して押し込んだ時に、液体の流れを制御するために開閉するバルブ（図１には図示しない）をさらに動作させる金属レバーとしてのトリガ14を備えている。液体は入口16を通って入り、出口17を通って出て行くようになっている。山形状に成形された段すなわち突起13ａは、より良好な握りとなるように、ハンドル13に沿って一定の間隔を空けて設けられる。
【００１１】
また本装置には、ビジュアルディスプレイ19と、６つのプログラミングキー20および以下に詳細を記述する機械式プッシュボタン21との一群を全体に取り付けた斜面溝部18を備えている。
【００１２】
図３において、潤滑液体は入口16から流れ込んで供給通路22を通ってバルブ室（チャンバ）23へ流れるものである。バルブ部材24、より明確に言うとバルブスプールは、バルブ室23を通って流れる液体を制御するために、バルブ座内において上下に動くように垂直に配置される。バルブ室23の側面には、第２の傾斜した供給通路25が、液体の流れに応じて回転する２つの偏心計測ギア26を内部に有する計量チャンバに接続する。液体は計測ギア26を通って流れて、出口17から出て行くようになっている。
【００１３】
機械式プッシュボタン21は直接、機械的にバルブ部材24に接続しており、バルブを閉じて（図３参照）、液体の流れを遮断する非常ボタンであるということが見てとれる。
【００１４】
電子回路基板27は、ケーシング10（図１および図３）のヘッド部12にあるディスプレイ19およびプログラミングキー20の下面に納められている。大容量コンデンサ28はマイクロエレクトロニックプロセッサー29に沿って電子回路基板27上に取り付けられるが、リードスイッチ30とディスプレイ19および他の構成品は以下に記述する。プロセッサー29への電力は、ケーシング10のトリガガード部15に配置された、４つの単四サイズの電池31から供給されるものである。
【００１５】
プロセッサー29は、計測ギア26により生成されると共に、リードスイッチ30を通して感知される流量に対する計測パルスをカウントし、その量をディスプレイ19に表示するメモリに蓄積された制御プログラムを実行する。ディスプレイ19には、例えば液体の流れの全体流量や流速といった流れのパラメータを表示することができる。
【００１６】
計測ギア26は永久磁石（図示しない）を備えるものである。計測ギア26と磁石が回転すると、永久磁石により発生する磁場の極性を変えることによって、リードスイッチ30を開閉させる。リードスイッチ30によって生成される電気信号パルスは電子回路基板27上に配置されたプロセッサー29へ伝達されるようになっている。
【００１７】
計測装置10は、手動モードでの動作と、自動モードでの動作を備えるものである。
【００１８】
手動モードではハンドル13へ向かってトリガ14を握り込むことで、トリガ14はバルブ部材24の先端33に接してこの先端を動かし、スプール24は供給通路22に通じるバルブ室23内においてその位置が上方へ持ち上がる。バルブ室23は、また供給通路25にも通じて、注入口16から計測ギア26を経て最終的には出口17までへと液体を通す通路を完全なものとする。こうして、バルブ部材24が開位置に移動し、液体が流れることができる。計測ギア26は、液体の流速に比例して回転するようになっている。
【００１９】
使用者が分配した液体の量とディスプレイ19（図５）に表示される液体の量とに満足したら、使用者はトリガ14を放すことで、バルブ部材24の部位に沿って配置されるリターンスプリング32より、バルブ部材24を、最初のすなわち閉位置へ戻すようにし、これにより液体の流れを止めるものである。最終的な分配量は、その後でディスプレイ19に読み取られる。
【００２０】
予め分配量をセットする自動モードによる動作は、トリガ14を握る前に、予め所望するバッチ量で計測装置がプログラムされることを除いては手動モードと同様である。プログラムが実行されると、プロセッサー29は、液体の流れの全体流量である計測装置の情報量を監視して、プログラムされた量に等しくなると、ラッチングソレノイド36に一時的な電圧を加え、ラッチングソレノイド36によるバルブ23および24の保持を解除して、自動的にバルブ23および24を閉じ、液体の供給を止めるようになっている。
【００２１】
プログラミングは、ディスプレイ19に連結しているプログラミングキー20によって行われる。メータは、各単位とも999の数値までプログラムできるようになっている。ディスプレイ19はプログラムされた数値までカウントアップ可能であるか、あるいはプログラムされた数値から零までカウントダウンすることができる。プロセッサー29のメモリには予め６つまで値を登録することができ、再度そのバッチ数値を呼び出せるようになっている。
【００２２】
バッチプログラムを終えると、計測装置10を通して流し始めるために、トリガ14（図３）が押される。しかしながら自動モードでは、バルブ23および24は、バルブ部材24に組み込まれたグローブ35にボール34が係合することにより、開位置に保持される。言い換えるとボール34は、コンデンサ28から係合するに必要なエネルギーを受けたラッチングソレノイド36によって、バルブ部材24の溝35に保持される。こうして、液体を流すために供給通路を開ける開位置にバルブ部材24を保持することができる。ラッチングソレノイド36の係合信号は、プロセッサー29から供給されていて、このプロセッサー29は、電子回路基板27の裏面に取り付いている感知スイッチ37（図３）からバルブ部材24についての位置情報を受けている。スイッチ37はトリガ14の位置を間接的に感知し、正確なタイミングでコンデンサ28を放電して、バルブ部材24の溝35へボール34を係合させるようにしている。プロセッサー29は、例えば25msecといったある間隔で放電するように時間を定めている。トリガ14が閉じられると、スイッチ37はプロセッサー29へ信号を送信し、次いでプロセッサー29はコンデンサ28の放電時間を制御する。すなわち、手動でトリガ14を握り込むことで、液体の流れが開始し、ラッチングソレノイド36に一時的な電圧が加えられることで、バルブ部材24が開位置に保持される。こうすることで、ラッチングソレノイド36によりバルブ部材24を開位置に固定するために必要なエネルギーを最小にし、バッテリ31の寿命を延ばすことができる。
【００２３】
自動モードで液体を配送している時にはいつでも、計測装置10を通して流れる液体の流れは、手動無効押しボタン21を押すことで中断することができる。押しボタン21はバルブ部材24（図３）に直接繋がっていると共に、この押しボタン21を押した時には、ボール34をグローブ35の外へ出し、ラッチングソレノイド36による保持を解除するようにしている。保持を解除すると、バルブ部材24を閉位置に落とすことができ、液体の流れを止めることができるようになっている。装置を通って流れる液体の流れは、トリガ14をもう一度握り込むことで再び始まり、自動分配機能が再開可能になる。そして、始めにプログラムされた数値に達するまで、流体の流れは続く。
【００２４】
プログラムされたバッチ数値を送り終えていて、手動押しボタン21の動作を行なっていないときに、プロセッサー29は、コンデンサ28を放電してラッチングソレノイド36による保持を解除する逆極性のパルスを送信する。この一時的なパルスはソレノイド36（図３参照）の保持機能に抗してボール34を開放し、液体の流れを止める位置へバルブ部材24を戻すものである。
【００２５】
プロセッサー29はバッテリ31の利用可能電圧を感知して、装置の動作を上手く行うのに十分なエネルギーがあるか決定する。このバッテリ感知機能は、２つのレベルで動作する。
【００２６】
バッテリ電圧が第１の規定値より低下した場合には、プロセッサー29は使用者へバッテリの充電が必要なことを知らせるようにディスプレイ19のローバッテリアイコン38（図５）を点灯させる。最初の表示は情報だけであって、装置は全てのモードを動作させ続けることができるようになっている。
【００２７】
バッテリ電圧が第２のより低いバッテリスレッショルド値に低下すると、ディスプレイ19のローバッテリ表示部38は点灯し放しとなるばかりでなく、本装置は自動モードでの動作が行えないようになる。オートアイコン45、数字部46および48、カウント方向を示す矢印53は、ディスプレイ19のスクリーンから全て姿を消す。これは使用者がバッテリ31のエネルギー不足のために、自動で終えることができなくなる予め調節したバッチ動作を開始してしまうことを防止している。しかしながらこの時点においては、バッテリ31がプロセッサー29かディスプレイ19を動作できなくなるまでは、マニュアルモードで本装置を使用することができるようになっている。
【００２８】
バッテリが全て電力を出し切った場合には、トリガ14をハンドル12に対して握り込む限りにおいては、オイルの流れを制御するトリガ14で、非計測バルブとして動作させることができるようになっている。
【００２９】
図５において、回路基板27に取付けられる電子制御回路40は、プロセッサー29を備えており、好ましい実施例では、このプロセッサー29は、テキサスインスルツメント社製のオンボードメモリを備えたMSP430マイクロプロセッサー29によって供給される。制御プログラムの指令は、ここに記述される制御機能を達成するようにオンボードメモリに備えられる。EEPROM41もプロセッサー29に繋がれており、使用者設定とバッチ履歴を備える。水晶発振器回路42はプロセッサー29を駆動するタイミング信号を供給する。プロセッサー29はプログラミングキー20からの入力を読み取る。プロセッサー29は、５つの主要な数字部43、３つの計測単位部44、ローバッテリ表示部38、自動モード表示部45、バッチモード表示する表示部48、およびバッチ量を表示する表示部46を有するディスプレイ19へデータを伝達する。プロセッサー29は、ソレノイド36を、バルブ部材24を開位置に保持し、ラッチングさせることができ（ソレノイドラッチ）、またソレノイド36を、バルブ部材24の開位置の保持を解除し、ラッチング解除させることができる（ソレノイドアンラッチ）各制御信号を送る。ソレノイド36のラッチとラッチ解除の各制御信号は、パワートランジスタ回路47を通してソレノイド36に連結される。プロセッサー29はまた、リードスイッチ30とトリガ感知スイッチ27からの各入力信号を感知する。プロセッサー29は、バッテリ検査回路50を通してバッテリ31の電圧を感知する。バッテリは、無調整の直流６ボルトの電圧を電圧調整回路49へ送り、この電圧調整回路49は直流３．５ボルトの電圧を制御回路40の他の回路に送る。コンデンサ38は、バッテリ31の無調整の直流６ボルトの電圧で充電するようにダイオード51を介してバッテリ31に繋がれる。
【００３０】
本装置を自動モードにプログラムするには、構成要素43，44，45，46および53が図５に示すようにスクリーンディスプレイ19に現れるまで、“AUTO”キー20ｅ（図４）を押す。これにより、装置がバッチプログラミングモードとなる。自動モード表示部45の隣にある第１の数字部48が、瞬間的に光る。自動モードは０から６まで、７つの数値がある。“TOTAL／UP”キー20ｄ（図４参照）を押すと、０から６まで数値が回転（スクロール）する。数値の“０”は、自動モードに設定しないものである。装置の自動モードを解除すると、バッチ機能を行わせなくする。モードの数値を１に増やすと、バッチの大きさを選択するための“10／HISTORY”キー20ａ，“１”キー20ｂ，“0.1／FLOW RATE”キー20ｃを用いて、数字部46によりバッチ数値を設定することができる。ここで、“RESET／RIGHT”キー20ｆを押したとすると、カウントアップ／カウントダウンの矢印53が瞬間的に光る。そのカウントは、“TOTAL／UP”キー20ｄを使って調整することができる。通常の動作において、装置がカウントダウンモードであれば、その後で“RESET／RIGHT”キー20ｆを押すと、前の全体量は消去され、バッチ選択された数値に置き換わる。カウントアップモードで“RESET／RIGHT”キー20ｆを押すと、主要な各数字はゼロに置き換わる。全てのバッチ選択がされると、スクリーンが完全に満たされるまで、“AUTO”キー20ｅを再度押し続ける。本装置は、その時には自動的にリセットする。瞬間的に光ったどのバッチモード番号であっても、スクリーンに表示される選択が行なわれるが、選んだ番号の数字自体は見ることができないようになっている。これは、装置が自動モードにあるか、他のモードにあるかを決定する際の助けとなる。
【００３１】
プログラミングモード以外の時に“TOTAL／UP”キー20ｄを押すことで、３秒間、本装置を通過した液体の全体量を表示し、その後の３秒間、リセット全体量を表示するようになっている。表示は、これら２つの全体量の間で交互に保持されるものである。リセット全体量を消去するには、リセット全体量が表示されているときに“REST／RIGHT”キー20ｆを押す。またイニシャルプログラミングモードに切換えるか、またはリッターから、パイント，ガロン，クウォータなどに単位を変えることにより、全体量が消去される。スケールファクタ値は、“TOTAL／UP”キー20ｄと“AUTO”キー20ｅの両方を押し続けて見ることができる。
【００３２】
本装置は、それ以前の５つのバッチ量を表示する。単に“10／HISTORY”キー20ａを押すだけで、スクリーンはほぼ最新のバッチ量を表示するようになっている。ディスプレイ19は、キー20ａを押し続ける限り、全ての前の５つバッチを通してインクリメント表示するであろう。
【００３３】
バッチ処理をする計測装置の使用は、望ましい数値を入力し、上に記述したカウント方向を決定して、トリガで動作させる。本装置で望む量を分配すると、バルブ23，24が閉じることで計測装置の流れが止まる。この時点で使用者が満量を望む場合には、望ましい量に達するまで、トリガ14をもう一度動作してそのまま保持する。分配を終えて、“RESET／RIGHT”キー20ｆを押すと、装置は次のバッチに備える。“RESET／RIGHT”キー20ｆを押すと、古いバッチは消去され、新しいバッチを開始する。バッチ処理は赤い手動押しボタン21を押すことで、解除することができる。
【００３４】
本装置は流速を感知して、流速を表示することができる。本装置を液体が流れている状態で、“0.1／FLOW RATE”キー20ｃを押すとこのキー20ｃを放すまで、バッチ選択数字部46に流速が表示される。この流速は、何も流ない状態でキー20ｃを押しても現われない。
【００３５】
以上が、本発明の方法と装置の望ましい実施例の記述である。当業者であれば、本発明の精神と範囲の中において改良が成されることが認識されよう。それ故に、本発明における実施例を定義するために、各請求項が規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を具体化した斜視図である。
【図２】図１に示す本装置を正面から見た図である。
【図３】図２に示す３−３線の平断面図である。
【図４】図１および図２に示す本装置のディスプレイ部の詳細を拡大した図である。
【図５】図１および図２に示す本装置の電気システムの電気回路図である。
【符号の説明】
17 出口
19 ディスプレイ（視覚表示部）
21 手動無効押しボタン（手動操作部材，手動操作停止ボタン）
22 供給通路
23 バルブ室（バルブ）
24 バルブ部材（バルブ）
26 計測ギア（計測装置）
28 コンデンサ
29 プロセッサー（制御回路）
31 バッテリ
36 ソレノイド（電気作動ラッチング装置，電気作動ラッチング機構）
37 感知スイッチ（センサ）

Claims (14)

1. 液体の流れを制御するために開閉するバルブを、液体が流れない閉位置から液体が流れる開位置へ手動により動かして液体の流れを開始し、第１の時間の間、電気作動ラッチング装置に一時的な電圧を加え、前記電気作動ラッチング装置により前記バルブを前記開位置に保持し、液体の流れの全体流量を計測し、前記液体の流れの全体流量が予め設定した量に等しくなると、第２の時間の間、前記電気作動ラッチング装置に一時的な電圧を加え、前記保持を解除して、前記バルブを前記閉位置に戻し、液体の流れを止め、もって前記電気作動ラッチング装置に電力を供給する少なくとも１つのバッテリの寿命を保護することを特徴とする潤滑液体分配方法。
2. 前記バッテリの状況を確認し、前記バッテリの低下状態を感知すると、前記電気作動ラッチング装置を動作させないようにすることを特徴とする請求項１記載の潤滑液体分配方法。
3. 前記バルブを前記開位置に保持し、液体が流れている状態で、使用者の手動による操作により、前記保持を解除して前記バルブを前記閉位置に戻し、液体の流れを止めることを特徴とする請求項１記載の潤滑液体分配方法。
4. 前記一時的な電圧の印加は、前記バッテリに接続されるコンデンサが前記バッテリにより充電され、充電された前記コンデンサが放電することに起因することを特徴とする請求項１記載の潤滑液体分配方法。
5. 充電された前記コンデンサの放電は、時間を定めた間隔で制御されることを特徴とする請求項４記載の潤滑液体分配方法。
6. 前記バルブが前記閉位置から前記開位置へ作動したことを感知すると、このバルブの作動を受けて前記コンデンサの放電を開始することを特徴とする請求項５記載の潤滑液体の量の分配方法。
7. 供給通路を通って出口へ通る液体の流れを制御するように位置したバルブ部材を備えたバルブと、液体を流すために供給通路を開ける開位置にバルブ部材を保持し、液体の流れを止めるために前記保持を解除して供給通路を閉じる閉位置に前記バルブ部材を移動させる電気作動ラッチング機構と、前記バルブ部材を前記閉位置から前記開位置に動かす手動操作部材と、液体の流れの全体流量を計測する計測装置と、前記手動操作部材の動作を感知し、この動作の感知に応答して、第１の時間の間、前記電気作動ラッチング機構に電圧を加えて、分配サイクル中に前記バルブ部材を前記開位置に保持する制御回路とからなり、更に前記制御回路は、前記計測装置と動作可能に接続され、前記液体の流れの全体流量が予め設定した量に等しくなると、前記制御回路は第２の時間の間、前記電気作動ラッチング機構に電圧を加えて、前記保持を解除して前記バルブ部材を前記閉位置に戻すようにし、分配サイクルを終了するものであることを特徴とする潤滑液体供給装置。
8. 視覚表示部を備えると共に、内蔵するバッテリからの電力を受けるように前記制御回路が適合され、この制御回路は、バッテリレベルから利用できる電圧レベルを監視し、バッテリの低下状態に応答して、バッテリの低下状態を表示するために前記視覚表示部を作動させるものであることを特徴とする請求項７記載の潤滑液体供給装置。
9. 内蔵するバッテリからの電力を受けるように前記制御回路が適合され、この制御回路は、バッテリレベルから利用できる電圧レベルを監視し、バッテリの低下状態に応答して、前記電気作動ラッチング機構の電圧印加を行なわないようにするものであることを特徴とする請求項７記載の潤滑液体供給装置。
10. 前記電気作動ラッチング機構による前記保持を手動で解除し、前記バルブを閉じて流体の流れを遮断するために、手動操作停止ボタンが前記バルブ部材と操作可能に結合することを特徴とする請求項７記載の潤滑液体供給装置。
11. 前記液体の流れの全体流量や流速といった流れのパラメータや、内蔵するバッテリの低下状態の情報を表示する視覚表示部と、この視覚表示部の近傍にあり、前記制御回路に入力を送信してプログラミングを行うプログラミングキーの一群とを備え、前記電気作動ラッチング機構による前記保持を手動で解除し、前記バルブを閉じて流体の流れを遮断するために、前記バルブ部材と操作可能に結合される手動操作停止ボタンが前記プログラミングキーの近傍に配置されることを特徴とする請求項７記載の潤滑液体供給装置。
12. 前記制御回路はプロセッサーを備え、前記電動作動ラッチング機構に電圧を印加するために、前記プロセッサーからの制御信号に応答して放電されるコンデンサをさらに備えたことを特徴とする請求項７記載の潤滑液体供給装置。
13. 前記プロセッサーは、時間を定めた間隔の間、充電された前記コンデンサの放電を制御するものであることを特徴とする請求項１２記載の潤滑液体供給装置。
14. 前記バルブ部材の位置を感知することで、前記バルブの動作を感知すると共に、前記制御回路に信号を送るためのセンサをさらに備えたことを特徴とする請求項１３記載の潤滑液体供給装置。

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