JP5036756B2 - グリスの充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの充填個所に効率良く正確に所定量のグリスを充填することができるグリスの充填装置及び該グリスの充填装置を使用することによって実行されるグリスの充填方法に関する。

機械部品の可動部、例えばベアリングの転接部やスプラインの摺接部等には、長時間に亘って安定した転接性能や摺接性能が発揮されるように潤滑剤としてグリスが充填されている。
従来のグリスの充填装置は、充填ノズルの吐出口を直接、ワークに当接させ、精密定量器等によって計量した所定量のグリスを圧送ポンプからの押出し力によってワークの充填個所に充填するようにしていた。

しかし、高粘度のグリスを圧送ポンプによる押出し力のみによって正確に充填することは困難であり、グリスの充填量に過不足が生じていた。
例えば、特許文献１に開示されているグリスの充填装置は、前記のグリスの充填量のばら付きを防止するために前記圧送ポンプからの押出し力によるグリスの圧送と同時に、負圧チャンバによる吸引力を作用させてワークの充填個所のより奥部にまでグリスが届くようにしている。

特開２００１−２４１４５３号公報

しかし、特許文献１に開示されているグリスの充填装置にあっても、充填ノズルの吐出口を直接、ワークに当接させて使用する点については、前記従来のグリスの充填装置と同様である。
従って、グリスの充填中、充填ノズルにグリスが付着してグリスの垂れが生じたり、充填後、充填ノズルをワークから引き上げる際に充填ノズルに付着したグリスが糸を引くことがあり、グリスの正確な充填量の管理が困難になっていた。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、グリスの正確な充填量の管理を困難にしていた前記グリスの性状に着目し、グリスの充填時において一時的にグリスの粘度を低減させることによって、充填ノズルがワークに非接触で充填でき、ワークの充填個所に効率良く正確に所定量のグリスを充填することができるようにしたグリスの充填装置及びグリスの充填方法を提供することにある。

前記目的を達成するべく本発明の請求項１によるグリスの充填装置は、圧送ポンプから圧送されたグリスの圧送力を調整するポンプ圧調整用のレギュレータと、前記レギュレータによって圧送力が調整されたグリスを充填ヘッド本体に導く接続ホースと、前記接続ホースから供給されたグリスを充填ノズルに導く充填ヘッド本体と、前記充填ヘッド本体から供給されたグリスを吐出バルブの開閉動作に伴なってワークの充填個所に向けて吐出する充填ノズルと、前記吐出バルブの開閉動作を制御するバルブ駆動装置と、を具備し、前記充填ヘッド本体には、充填ヘッド本体内を流れるグリスを加熱するヒータが設けられており、前記充填ノズルは、ワークとの間に一定の距離を隔てた非接触姿勢でグリスを充填するように構成されており、前記バルブ駆動装置は、エアシリンダであり、吐出バルブは、前記エアシリンダのシリンダロッドに接続され、下端にピストンを一体に備えるとともに内部にグリスの吐出経路が形成されたピストンロッドと、前記ピストンロッドの下方に設けられ、前記吐出経路下端の開口を閉塞又は開放する浮動弁と、を別体に備えることによって構成されており、前記充填ノズルに供給されたグリスは、前記ピストンロッド内部の前記吐出経路を通って、前記開口と、その下方の浮動弁との間の隙間と、前記浮動弁とその下方の弁座部との間の隙間を通って吐出されるように構成されていることを特徴とするものである。

また、請求項２によるグリスの充填装置は、請求項１記載のグリスの充填装置において、接続ホースには、充填ヘッド本体に供給するグリスを予備加熱する加熱コイルが設けられていることを特徴とするものである。

また、請求項３によるグリスの充填装置は、請求項１または２記載のグリスの充填装置において、ヒータないし加熱コイルによるグリスの加熱温度は、グリス中の潤滑油成分が分離しない温度に設定されていることを特徴とするものである。

また、請求項４によるグリスの充填装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のグリスの充填装置において、充填ノズルには、ワークの充填個所と対向する位置に吐出口が複数組設けられており、これらの吐出口はワークの充填個所のすべてに設置されていて、一度のグリスの充填動作によって、同時にワークの充填個所のすべてにグリスを充填するようにしたことを特徴とするものである。

また、請求項５によるグリスの充填装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のグリスの充填装置において、充填ノズルには、ワークの充填個所と対向する位置に吐出口が一組または複数組設けられており、これらの吐出口はワークの充填個所の一部に設置されていて、別途設けられる割出し装置によるワークの分割回転と組み合わせることによってワークの充填個所のすべてにグリスを充填するようにしたことを特徴とするものである。

また、請求項６によるグリスの充填装置は、請求項１〜５のいずれかに記載のグリスの充填装置において、吐出口は、ワークの各充填個所の中心と、その近傍に指向する複数の小孔によって構成されていることを特徴とするものである。

また、請求項７によるグリスの充填装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のグリスの充填装置において、ワークは転がり軸受であることを特徴とするものである。

そして、前記手段によって以下のような作用が得られる。まず、ポンプ圧調整用のレギュレータの採用によって、圧送ポンプによるグリスの圧送力の変動が防止されるから、常に一定のポンプ圧でグリスが充填ヘッド本体内に供給されるようになる。
また、吐出バルブの開閉動作を制御するバルブ駆動装置を設けたことによって、吐出バルブの開放時間を調整することで、グリスの吐出量が設定でき、前記レギュレータによるポンプ圧の定常化と相俟ってグリスの正確な充填量の設定に寄与し得るようになる。

また、充填ヘッド本体には充填ヘッド本体内を流れるグリスを所定の温度に加熱するヒータが設けられているから、グリスの粘度が一時的に低く抑えられ、グリスの流動性が向上する。したがって、充填ノズル内のグリスは充填ノズル先端で垂れることなく、一挙に外部に放出される。
また、前記充填ノズルはワークに対して非接触状態で設けられているから、充填ノズルに付着したグリスの上述した糸引きの問題も生じない。

また、接続ホースにグリスを予備加熱する加熱コイルを設けた場合には、グリスの加熱効率が向上し、短時間でグリスの温度を所定の温度まで上昇させることが可能になる。
また、前記ヒータないし加熱コイルによるグリスの加熱温度をグリス中の潤滑油成分が分離しない温度に設定した場合には、グリスの有する潤滑性能を保持しつつ、円滑なグリスの充填が可能になる。

また、バルブ駆動装置としてソレノイドバルブを適用し、吐出バルブとしてピストンと連絡ロッドと弁体とが一体になった部材を適用して、充填ノズルに供給されたグリスを連絡ロッドの外方空間を通して弁体と弁座部との隙間から吐出するようにした場合には、比較的簡単な構造で吐出バルブの精密な開閉制御を実行できるようになる。

また、バルブ駆動装置としてエアシリンダを適用し、吐出バルブとしてピストンと一体で内部にグリスの吐出経路が形成されたピストンロッドと、別体の浮動弁とを備え、充填ノズルに供給されたグリスをピストンロッド内部の吐出経路を通して吐出経路下端の開口と浮動弁との間の隙間と、浮動弁と弁座部との間の隙間を通して吐出するようにした場合には、比較的簡単、コンパクトな構造でグリスの垂れを極めて低く抑えて吐出バルブの精密な開閉制御を実行できるようになる。

また、吐出口を複数組設け、これらをワークの全充填個所に対応した位置に配置した場合には、グリスの一度の充填動作によってすべての充填個所に所定量のグリスを同時に充填することが可能になり、充填時間の大幅な短縮を図ることができる。
一方、ワークを分割回転させる割出し装置によるワークの回転動作と、前記吐出バルブによるグリスの充填動作との組み合わせによってグリスを充填するようにした場合には、ワークの充填個所の多少によって割出し装置によるワークの回転角度を調節することで充填ノズルを交換したり付け替えなくてもそのまま対応できるようになり、汎用性が向上する。

また、吐出口をワークの充填個所の中心とその近傍に指向する複数の小孔によって構成した場合には、ワークの充填個所に対して効率良く正確にグリスを一定量、充填することが可能になる。
また、前記ワークが転がり軸受である場合には、グリスの充填量の正確さによって転がり軸受の円滑で摩耗の少ない安定した軸受特性が長時間に亘って発揮されるようになる。

本発明によるグリスの充填装置によると、グリスの粘度をグリスの充填時において一時的に低く抑えることができ、ワークの充填個所に効率良く正確に所定量のグリスを充填することが可能になる。そして、当該ワークを具備する機械装置等の動きを円滑にし、寿命の長大化を図ることができる。

本発明の参考例１を示す図で、グリスの充填装置の全体構造を示す側断面図である。 本発明の参考例１を示す図で、充填ノズルの先端部とワークとを示す側断面図である。 本発明の参考例１を示す図で、充填ノズルの先端部とワークを示す拡大平面図である。 本発明の参考例１を示す図で、図３中のＡ−Ａ断面図である。 本発明の参考例２を示す図で、グリスの充填装置の全体構造を示す側断面図である。 本発明の参考例２を示す図で、充填ノズルの先端部とワークと割出し装置とを示す側断面図である。 本発明の参考例２を示す図で、充填ノズルの先端部とワークを示す拡大平面図である。 本発明の参考例２を示す図で、（ａ）は一次グリス充填時の図７中のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は二次グリス充填時の図７中のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、充填ヘッド本体と充填ノズルとワークとを示す側断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は閉弁時の充填ノズルの先端部とワークの一部を拡大して示す側断面図、（ｂ）は開弁時の充填ノズルの先端部とワークの一部を拡大して示す側断面図である。 本発明の他の実施の形態を示す図で、精密定量器を適用したグリスの充填装置を示す側断面図である。

以下、図１〜図４に示す（１）参考例１と、図５〜図８に示す（２）参考例２と、図９、図１０に示す（３）第１の実施の形態を例にとって、本発明を実施するための形態を説明する。
尚、本発明のグリスの充填装置は、ワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２…、Ｊｎに効率良く正確に所定量のグリスＧを充填することができる装置である。また、以下の実施の形態ではワークＷとしてボールベアリングを例にとって説明する。

（１）参考例１（図１〜図４参照）
参考例１によるグリスの充填装置１Ａは、圧送ポンプ３から圧送されたグリスＧの圧送力を調整するポンプ圧調整用のレギュレータ５と、前記レギュレータ５によって圧送力が調整されたグリスＧを充填ヘッド本体７に導く接続ホース９と、前記接続ホース９から供給されたグリスＧを充填ノズル１１に導く充填ヘッド本体７と、充填ヘッド本体７から供給されたグリスＧを吐出バルブ１７の開閉動作に伴なってワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９に向けて吐出する充填ノズル１１と、前記吐出バルブ１７の開閉動作を制御するバルブ駆動装置１９と、を具備することによって構成されている。

そして、本発明の特徴的構成として前記充填ヘッド本体７には充填ヘッド本体７内を流れるグリスＧを所定の温度に加熱するヒータ２１が設けられており、前記充填ノズル１１はワークＷに対して非接触状態でグリスＧを充填し得るように構成されている。
尚、前記圧送ポンプ３としては、図示しないコンプレッサによって圧縮されたエアＡを駆動源として駆動されるエアモータ２３と、該エアモータ２３の往復運動がエアピストン２５に伝えられエアピストン２５の往復運動によりグリスが汲み込まれて吐出口から圧送される汲上げポンプ２７とを具備する使用エア圧が０．２〜０．７ＭＰａのポンプ装置が一例として使用できる。

そして、図示のようなペール缶２９や、図示しないドラム缶内に充填されたグリスＧあるいは図示しない集中配管から供給されるグリスＧを前記圧送ポンプ３によって汲み上げ、前記レギュレータ５に向けて圧送できるようになっている。
レギュレータ５としては高圧用のレギュレータが一例として適用でき、該レギュレータ５の流量調整機能によって、前記圧送ポンプ３から供給されたグリスＧの圧送力の変動（脈動）が防止され、一定のポンプ圧によってグリスＧは接続ホース９内に導かれる。

接続ホース９は周面に加熱コイル３１が巻き付けられた長さが１〜２ｍ程度の加熱ホースである。そして、該接続ホース９によるホース加熱温度は一例として約４２℃±１℃であり、この温度でグリスＧを加熱することによって後述する充填ヘッド本体７内での本加熱を円滑にするための予備加熱が実行される。

充填ヘッド本体７は、図示のような矩形ブロック状の部材で、一例として充填ヘッド本体７の下部には、前記接続ホース９から供給されたグリスＧを充填ノズル１１に導く導入経路１３が形成されている。
尚、導入経路１３は上流側に前記接続ホース９と接続するための継手３３用の接続構造を備え、下流側に小径部３５を備えた段差穴状の経路である。

前記導入経路１３の上方の充填ヘッド本体７の中間部には充填ヘッド本体７を一例として約４１℃±１℃に加熱するためのヒータ３７と、充填ヘッド本体７の実際の温度を計測するための温度センサ２１が設けられている。
また、前記ヒータ３７の上方の充填ヘッド本体７の上部には、上述したバルブ駆動装置１９として適用されるソレノイドバルブ１９Ａと充填ノズル１１とを連絡するＬ字状のエア流路３９が形成されている。

そして、上述した加熱コイル３１とヒータ３７とによる加熱作用によって充填ノズル１１から吐出されるグリスＧの温度が一例として約４０℃に設定されるようになっている。
尚、前記グリスＧの充填時の加熱温度は、グリスＧ中の潤滑油成分が分離しない約２０℃〜８０℃の範囲内で、当該グリスＧの特性に合わせて適宜、変更することが可能である。

充填ノズル１１は、前記充填ヘッド本体７の一例として前端部に設けられるハウジング５１と、該ハウジング５１の内部に設けられる前記吐出バルブ１７と、前記ハウジング５１の下部に設けられるノズル本体５３と、該ノズル本体５３に取り付けられるアタッチメント５５と、を具備することによって基本的に構成されている。
ハウジング５１は一例として上下方向に延びる筒状の部材で、下部に前記導入経路１３の小径部３５と連通する連絡経路５７と、該連絡経路５７の下流端に位置し、供給されたグリスＧを一時貯溜する貯溜室４１とを備えている。

前記貯溜室４１の上方には仕切り栓５９を挟んでシリンダ室６１が設けられている。シリンダ室６１の下部側方には上述したソレノイドバルブ１９Ａから延びるエア流路３９と連通するエア連絡流路６３が設けられており、シリンダ室６１内の下部にはシリンダ室６１の内壁に摺接して上下方向に往復運動するピストン４７が設けられている。
また、前記ピストン４７の上部には、該ピストン４７の上端面に作用してピストン４７を閉弁方向Ｃとなる下方に常時付勢する付勢バネ４９が設けられており、該付勢バネ４９の上方には、バネ受けを兼ねた止栓プラグ６５が設けられている。

前記ピストン４７の軸方向の中心下方には連絡ロッド６７が設けられている。該連絡ロッド６７は仕切り栓５９に形成されているガイド穴６９を通って上述した貯溜室４１、そしてその下方のノズル本体５３内のノズル空間７１内まで延びている。
前記連絡ロッド６７の下端部には弁座部として機能する前記ノズル本体５３の内壁面に直接作用する一例として円錐台形上の弁体４５が設けられている。

そして、これらピストン４７、連絡ロッド６７及び弁体４５を含む一体部材が吐出バルブ１７であり、上述したエア連絡流路６３から供給されるエアＡの圧力によって吐出バルブ１７は開弁状態になり、エアＡの供給が停止されると前記付勢バネ４９の付勢力によって吐出バルブ１７は閉弁状態になるようになっている。

アタッチメント５５は、前記ノズル本体５３に取り付けられるボス部７３を備えた幾分、肉厚の円板状の部材である。アタッチメント５５内には、前記ノズル本体５３から吐出されたグリスＧをワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９と対向する位置に設けられている一例として９組の吐出口４３Ａ、４３Ｂ、…、４３Ｉに導く接続経路７５が形成されている。

そして、参考例１では前記吐出口４３はワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２、…Ｊ９のすべてに設置されていて、一度のグリスＧの充填動作によって、同時にワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９のすべてにグリスＧを充填できるようになっている。
また、前記各吐出口４３Ａ、４３Ｂ、…、４３Ｉは、ワークＷの各充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９の中心Ｏと、その近傍の前方位置Ｆと後方位置Ｂに指向する一例として３つの小孔７７によって構成されている。
そして、参考例１ではワークＷはボールベアリングであり、前記３つの小孔７７は、ボールベアリングの内輪転送面と外輪転送面とその中間の空間の３方向に指向するように構成されている。

次に、前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａを使用することによって実行されるグリスの充填方法を説明する。
このグリスの充填方法は、（Ａ）ポンプ圧調整工程と、（Ｂ）グリス加熱工程と、（Ｃ）充填ノズル配置工程と、（Ｄ）グリス充填工程と、を具備することによって構成されている。

（Ａ）ポンプ圧調整工程
ポンプ圧調整工程は、圧送ポンプ３から圧送されたグリスＧの圧送力を所定のポンプ圧に調整する工程である。本工程では、上述したレギュレータ５が使用され、レギュレータ５の流量調整機能によってポンプ圧の脈動が抑えられて一定のポンプ圧でグリスＧは接続ホース９内に供給される。

（Ｂ）グリス加熱工程
グリス加熱工程は、所定のポンプ圧に調整されたグリスＧを所定温度に加熱する工程である。本工程では、上述したヒータ３７と加熱コイル３１と温度センサ２１が使用され、接続ホース９内に供給されたグリスＧは、加熱コイル３１によって所定の温度で予備加熱され、更にヒータ３７によって充填ヘッド本体７を介して所定の温度で本加熱される。温度センサ２１によって充填ヘッド本体７の実際の温度が随時、計測されており、その計測結果をフィードバックして前記ヒータ３７のＯＮ、ＯＦＦ等の制御が実行されるようになっている。また、図示しない温度センサによって接続ホース９内のグリスＧの実際の温度が随時、計測されており、その計測結果をフィードバックして前記加熱コイル３１のＯＮ、ＯＦＦ等の制御が実行されるようになっている。

（Ｃ）充填ノズル配置工程
充填ノズル配置工程は、充填ノズル１１の吐出口４３Ａ、４３Ｂ、…、４３ＩをワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９に接近させて非接触状態で対向配置させる工程である。本工程では、充填ヘッド本体７側をワークＷに近付けても、ワークＷ側を充填ヘッド本体７に近付けてもよく、両者を同時に近付けても構わない。
また、この時の吐出口４３Ａ、４３Ｂ、…、４３ＩとワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊｎとの間隔は、ワークＷの大きさ等に応じて適宜、変更可能であり、一例として０．５ｍｍ〜１００ｍｍの広い範囲で調整可能に構成されている。

（Ｄ）グリス充填工程
グリス充填工程は、バルブ駆動装置１９として適用したソレノイドバルブ１９Ａを開放状態にし、貯溜室４１内に一時貯留していたグリスＧをワークＷの全充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９に向けて一挙に噴射させてグリスＧを充填する工程である。
また、本工程ではグリスＧの充填量の設定も併せて行われており、グリスＧの充填量は、前記レギュレータ５によって調整した所定のポンプ圧と、前記ソレノイドバルブ１９Ａによって制御される吐出バルブ１７の開放時間とによって設定されている。

次に、参考例１の効果を試すために行った試験の内容と結果について説明する。
この試験では、ワークＷとして呼び番号６２０７のボールベアリングを使用し、該ボールベアリングの９つのボールの中間スペースを充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９としてグリスＧの充填を実施した。
尚、グリスＧの目標総充填量は３．７ｇ、ポンプ圧力は０．２ＭＰａ、グリス供給圧力は３ＭＰａ、ソレノイドバルブ１９の開放時間は０．１秒、接続ホース９の加熱温度は温度調節器を使用して４２℃±１℃、充填ノズル本体７の加熱温度は温度調節器を使用して４１℃±１℃に設定した。

そして、前記設定条件で１０回試験を実施したところ、グリスＧの充填量は精密電子秤での計測値で平均３．７２ｇとなり、前記グリスＧの目標総充填量３．７ｇと比較して±０．０２５ｇのグリスＧの高い充填量精度が得られた。
また、前記ヒータ３７と加熱コイル３１の加熱条件によって、吐出口４３から吐出される時点のグリスＧの温度は約４０℃になり、円滑なグリスＧの充填が実行されるとともに、ワークＷの充填個所Ｊに充填後はワークＷの温度（例えば２０℃）で冷やされて、グリスＧは速やかに固化されてワークＷからのグリスＧの垂れは生じない。

（２）参考例２（図５〜図８参照）
参考例２によるグリスの充填装置１Ｂは、基本的には、前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａと同様の構成を有しており、アタッチメント５５の構造と割出し装置７９を別途、具備している点で相違する。
従って、ここでは参考例１と相違するアタッチメントの構造と別途設けた割出し装置７９の構成に絞って説明する。

参考例２によるアタッチメント５５Ａは、前記ノズル本体５３に取り付けられるキャップ状の部材である。このアタッチメント５５Ａは前記ノズル本体５３に対して外嵌めされるスリーブ状の支持部８１と、すり鉢状の下端部８３の中心に設けられている一組の吐出口４３のみから構成されている。
また、前記吐出口４３は、前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａと同様の３つの小孔７７によって構成されている。

割出し装置７９は、ワークＷを分割回転させるための装置であり、ワークＷを直接、載置する回転テーブル８５と、カップリング８７を介して前記回転テーブル８５に回転力を伝達するサーボモータ８９と、前記回転テーブル８５とサーボモータ８９を支持する支持部材９１とを備えることによって構成されている。
そして、参考例２では割出し装置７９の分割角度は４０°であり、ワークＷの充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９に対応した９ステップで１回転し得るように構成されている。

次に、前記参考例２によるグリスの充填装置１Ｂを使用することによって実行されるグリスの充填方法を説明する。
このグリスの充填方法は、（Ａ）ポンプ圧調整工程と、（Ｂ）グリス加熱工程と、（Ｃ）充填ノズル配置工程と、（Ｄ）グリス充填工程と、（Ｅ）ワーク割出し工程と、を具備することによって構成されている。
このうち、（Ｅ）ワーク割出し工程を除く（Ａ）〜（Ｄ）の４つの工程については前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａを使用した場合のグリスの充填方法と同様であるので、ここでは（Ｅ）のワーク割出し工程に絞って説明する。

（Ｅ）ワーク割出し工程
ワーク割出し工程は、ワークＷを所定の分割角度回転させて充填ノズル１１の吐出口４３に未充填のワークＷの充填個所Ｊ２、…、Ｊ９を臨ませる工程である。本工程では、サーボモータ８９を駆動して回転テーブル８５を１ステップ分、分割角度４０°回転させる。従って、図８（ａ）に示す一次グリス充填時の位置から図８（ｂ）に示す二次グリス充填時の位置に移行し、吐出口４３の下方の対向位置にはグリスＧが未充填の充填個所Ｊ２が臨むようになる。
以下、同様にして前記（Ａ）〜（Ｅ）の各工程を残りの８ステップ分、繰り返し実行することによって、ワークＷの９つあるすべての充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９に対するグリスＧの充填が完了する。

次に、参考例２の効果を試すために行った試験の内容と結果について説明する。
この試験では、ワークＷとして呼び番号６２０７のボールベアリングを使用し、該ボールベアリングの９つのボールの中間スペースを充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊ９として分割角度４０°で９ステップ、ワークＷを回転させてグリスＧの充填を実施した。
尚、グリスＧの目標総充填量は３．７ｇ、１個所の充填個所ＪのグリスＧの充填量は０．４２ｇ、ポンプ圧力は０．２ＭＰａ、グリス供給圧力は３ＭＰａ、ソレノイドバルブ１９の開放時間は０．１秒×９回＝０．９秒、接続ホース９の加熱温度は温度調節器を使用して４２℃＋１℃、充填ノズル本体７の加熱温度は温度調節器を使用して４１℃±１℃に設定した。

そして、前記設定条件で１０回試験を実施したところ、グリスＧの充填量は精密電子秤での計測値で平均３．７２ｇとなり、前記グリスＧの目標総充填量３．７ｇと比較して±０．０２５ｇのグリスＧの高い充填量精度が得られた。
また、参考例２の場合にも吐出口４３から吐出される時点でのグリスＧの温度は約４０°になり、円滑なグリスＧの充填が実行されるとともに、グリスＧの充填後はワークＷの温度で冷やされるため、ワークＷからのグリスＧの垂れは生じない。

（３）第１の実施の形態（図９、図１０参照）
第１の実施の形態によるグリスの充填装置１Ｃは、基本的には、前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａと同様の構成を有しており、バルブ駆動装置１９としてエアシリンダ１９Ｂを適用した点と、充填ヘッド本体１０７及び充填ノズル１１１の構造が相違している。
従って、ここでは参考例１と相違する充填ヘッド本体１０７及び充填ノズル１１１の構成に絞って説明する。

第１の実施の形態の充填ヘッド本体１０７は、参考例１の充填ヘッド本体７よりも偏平な矩形ブロック状の部材で、充填ヘッド本体１０７の一端面からその内部にかけて水平に導入経路１１３が形成されている。
尚、前記導入経路１１３の上流端は拡径されており、該拡径部に前記接続ホース９と接続するための継手３３用の接続構造が形成されている。
また、充填ヘッド本体１０７には、前記参考例１の充填ヘッド本体７と同様のヒータ３７と温度センサ２１とが設けられている。

また、充填ヘッド本体１０７には、後述する充填ノズル１１１の数及び設置個所に対応した複数のスライド開口１１５が充填ヘッド本体１０７の上下面を貫くように垂直に設けられている。
そして、各スライド開口１１５の上部にシールリング１１７を収容する凹部１１９、中間付近の高さに前記導入経路１１３と連絡するために必要に応じて設けられる連絡経路１２１、下部に後述する充填ノズル１１１のバルブケーシング１２３上部の雄ネジ部１２５と螺合する雌ネジ部１２７がそれぞれ設けられている。

充填ノズル１１１は、ワークＷのグリスＧの充填個所Ｊ１、Ｊ２…、Ｊｎに対応した位置に対応した数、設けられている。充填ノズル１１１は、前記充填ヘッド本体１０７の雌ネジ部１２７と螺合する雄ネジ部１２５を上端部に備えた上下方向に延びる筒状のバルブケーシング１２３と、該バルブケーシング１２３内部のシリンダ室１２９内に収容されるピストン１３１を下端に備えたピストンロッド１３３と、前記シリンダ室１２９に収容され、前記ピストン１３１を常時下方に付勢する付勢バネ１３７と、前記バルブケーシング１２３の下部の外周に刻設されている雄ネジ部１３９に螺合するノズル固定ナット１４１と、前記ノズル固定ナット１４１内に収容される球形の浮動弁１４３と、弁座部を兼ねたノズル部１４５と、を具備することによって構成されている。

このうち、ピストンロッド１３３と、浮動弁１４３は、吐出バルブ１３５の構成部材になっている。ピストンロッド１３３は、バルブ駆動装置１９として適用したエアシリンダ１９Ｂのシリンダロッドの先端部に接続された上下方向に長い棒状の部材で、下端部には、上述したピストン１３１を一体に備えている。
また、前記ピストンロッド１３３の軸中心には、ピストン１３１側の端面から前記導入経路１１３及び連絡経路１２１に至る長さのグリスＧの吐出経路１４７が形成されており、ピストンロッド１３３の上部は、前記スライド開口１１５に挿嵌され、上端部は、前記スライド開口１１５を貫通して上述したようにエアシリンダ１９Ｂのシリンダロッドの先端部に接続されている。

また、前記浮動弁１４３は、前記ピストンロッド１３３下方の前記ノズル部１４５との間に挟まれた空間に設けられている小球体状の部材で、前記吐出経路１４７下端の開口１４７ａと、下方のノズル部１４５のノズル口１４５ａとを閉塞又は開放する役割を有している。
ノズル部１４５は、上部にフランジ状の鍔部１４９を備えた筒状の部材で、その中心に上下に貫通する口径の小さなノズル口１４５ａが形成されている。そして、前記ノズル部１４５の先端部１５１は、上述したノズル固定ナット１４１の下端面の中心に刻設された開口１５３からワークＷ側に突出した状態で設けられている。

次に、前記第１の実施の形態によるグリスの充填装置１Ｃを使用することによって実行されるグリスの充填方法を説明する。
このグリスの充填方法は、前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａを使用した時と同じ、（Ａ）ポンプ圧調整工程と、（Ｂ）グリス加熱工程と、（Ｃ）充填ノズル配置工程と、（Ｄ）グリス充填工程と、を具備することによって構成されている。
このうち、（Ｄ）グリス充填工程を除く、（Ａ）〜（Ｃ）の３つの工程については前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａを使用した場合のグリスの充填方法と同様であるので、ここでは（Ｄ）のグリス充填工程に絞って説明する。

（Ｄ）グリス充填工程
グリス充填工程は、バルブ駆動装置１９として適用したエアシリンダ１９Ｂを駆動することによって吐出バルブ１３５を開放状態にして充填ノズル１１１に供給されたグリスＧをワークＷの全充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊｎに向けて一挙に充填する工程である。
前記（Ｂ）のグリス加熱工程で加熱され、流動性が向上したグリスＧは導入経路１１３から直接、あるいは連絡経路１２１を介してピストンロッド１３３内部の吐出経路１４７内に供給される。

尚、常時は付勢バネ１３７の付勢力によってピストン１３１は、図１０（ａ）に示すように下方に押し下げられているため、吐出経路１４７下端の開口１４７ａとノズル部１４５のノズル口１４５ａは、浮動弁１４３によって閉塞されている。
そして、エアシリンダ１９Ｂが駆動されてシリンダロッドが収縮し、付勢バネ１３７の付勢力に抗して上方に移動すると、ピストンロッド１３３も一体になって上方に移動し、図１０（ｂ）に示すように前記吐出経路１４７下端の開口１４７ａと浮動弁１４３との間と、ノズル部１４５のノズル口１４５ａと浮動弁１４３との間に隙間が形成されて吐出バルブ１３５は開放状態となる。

従って、吐出経路１４７内のグリスＧは、前記浮動弁１４３の上下の隙間を通ってノズル部１４５のノズル口１４５ａからワークＷの全充填個所Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊｎに向けて一挙に充填される。
そして、このような構成の第１の実施の形態によるグリスの充填装置１Ｃを使用したグリスの充填方法によっても、前記参考例１によるグリスの充填装置１Ａを使用したグリスの充填方法と同様の作用、効果が得られ、更に充填ヘッド本体１０７と充填ノズル１１１のコンパクト化と、ノズル口１４５ａからのグリスＧの垂れの発生の一層の防止とを図ることができる。

尚、本発明のグリスの充填装置１は前記第１の実施の形態のものに限定されず、その発明の要旨内での設計変更が可能である。例えば前記（Ｄ）のグリス充填工程において設定するグリスＧの充填量は、図１１に示すような精密定量器９３を使用して設定することも可能である。
因みに、図１１では充填ヘッド本体７内に計量空間９５を設け、計量空間９５内にグリスＧが一杯に充填されたところで押出しピストン９７が作動して、計量空間９５内のグリスＧを充填ノズル１１の貯溜室４１に送り込む構成の精密定量器９３が開示されている。

また、ワークＷを加熱するための図示しない別途のヒータを設けることも可能である。この場合には、ワークＷの温度をグリスＧの充填時の温度の４０℃よりも幾分低い、３５℃〜３９℃程度の温度に加熱しておき、ワークＷの充填個所Ｊに充填されたグリスＧの流動性を高めて前記充填個所Ｊの転送面や、より奥部への充填を可能にする。
また、前記第１の実施の形態において、充填ノズルをワークＷの充填個所と対向する位置に吐出口が一組または複数組設けられており、これらの吐出口はワークの充填箇所の一部に設置されていて、別途設けられる割出し装置によるワークの分割回転と組み合わせることによってワークの充填箇所のすべてにグリスを充填するように構成することも可能である。この場合には当該吐出口の数と配置によってワークＷの分割角度やステップ数を適宜、調整することは前記の場合と同様である。

本発明のグリスの充填装置は、転がり軸受等の機械部品の製造、使用分野や修理、メンテナンスを行っている分野で利用でき、特にワークの充填個所に効率良く正確に所定量のグリスを充填したい場合に利用可能性を有する。

１ グリスの充填装置
３ 圧送ポンプ
５ レギュレータ
７ 充填ヘッド本体
９ 接続ホース
１１ 充填ノズル
１３ 導入経路
１７ 吐出バルブ
１９ バルブ駆動装置
１９Ａ ソレノイドバルブ
１９Ｂ エアシリンダ
２１ 温度センサ
２３ エアモータ
２５ エアピストン
２７ 汲上げポンプ
２９ ペール缶
３１ 加熱コイル
３３ 継手
３５ 小径部
３７ ヒータ
３９ エア流路
４１ 貯溜室
４３ 吐出口
４５ 弁体
４７ ピストン
４９ 付勢バネ
５１ ハウジング
５３ ノズル本体
５５ アタッチメント
５７ 連絡経路
５９ 仕切り栓
６１ シリンダ室
６３ エア連絡流路
６５ 止栓プラグ
６７ 連絡ロッド
６９ ガイド穴
７１ ノズル空間
７３ ボス部
７５ 接続経路
７７ 小孔
７９ 割出し装置
８１ 支持部
８３ 下端部
８５ 回転テーブル
８７ カップリング
８９ サーボモータ
９１ 支持部材
９３ 精密定量器
９５ 計量空間
９７ 押出しピストン
１０７ 充填ヘッド本体
１１１ 充填ノズル
１１３ 導入経路
１１５ スライド開口
１１７ シールリング
１１９ 凹部
１２１ 連絡経路
１２３ バルブケーシング
１２５ 雄ネジ部
１２７ 雌ネジ部
１２９ シリンダ室
１３１ ピストン
１３３ ピストンロッド
１３５ 吐出バルブ
１３７ 付勢バネ
１３９ 雄ネジ部
１４１ ノズル固定ナット
１４３ 浮動弁
１４５ ノズル部
１４５ａ ノズル口
１４７ 吐出経路
１４７ａ 開口
１４９ 鍔部
１５１ 先端部
１５３ 開口
Ｗ ワーク
Ｊ１、Ｊ２、…、Ｊｎ 充填個所
Ｇ グリス
Ａ エア
Ｃ 閉弁方向
Ｏ 中心
Ｆ 前方位置
Ｂ 後方位置

Claims (7)

1. 圧送ポンプから圧送されたグリスの圧送力を調整するポンプ圧調整用のレギュレータと、
   前記レギュレータによって圧送力が調整されたグリスを充填ヘッド本体に導く接続ホースと、
   前記接続ホースから供給されたグリスを充填ノズルに導く充填ヘッド本体と、
   前記充填ヘッド本体から供給されたグリスを吐出バルブの開閉動作に伴なってワークの充填個所に向けて吐出する充填ノズルと、
   前記吐出バルブの開閉動作を制御するバルブ駆動装置と、を具備し、
   前記充填ヘッド本体には、充填ヘッド本体内を流れるグリスを加熱するヒータが設けられており、
   前記充填ノズルは、ワークとの間に一定の距離を隔てた非接触姿勢でグリスを充填するように構成されており、
   前記バルブ駆動装置は、エアシリンダであり、
   吐出バルブは、前記エアシリンダのシリンダロッドに接続され、下端にピストンを一体に備えるとともに内部にグリスの吐出経路が形成されたピストンロッドと、
   前記ピストンロッドの下方に設けられ、前記吐出経路下端の開口を閉塞又は開放する浮動弁と、を別体に備えることによって構成されており、
   前記充填ノズルに供給されたグリスは、前記ピストンロッド内部の前記吐出経路を通って、前記開口と、その下方の浮動弁との間の隙間と、前記浮動弁とその下方の弁座部との間の隙間を通って吐出されるように構成されていることを特徴とするグリスの充填装置。
2. 接続ホースには、充填ヘッド本体に供給するグリスを予備加熱する加熱コイルが設けられていることを特徴とする請求項１記載のグリスの充填装置。
3. ヒータないし加熱コイルによるグリスの加熱温度は、グリス中の潤滑油成分が分離しない温度に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のグリスの充填装置。
4. 充填ノズルには、ワークの充填個所と対向する位置に吐出口が複数組設けられており、これらの吐出口はワークの充填個所のすべてに設置されていて、一度のグリスの充填動作によって、同時にワークの充填個所のすべてにグリスを充填するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のグリスの充填装置。
5. 充填ノズルには、ワークの充填個所と対向する位置に吐出口が一組または複数組設けられており、これらの吐出口はワークの充填個所の一部に設置されていて、別途設けられる割出し装置によるワークの分割回転と組み合わせることによってワークの充填個所のすべてにグリスを充填するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のグリスの充填装置。
6. 吐出口は、ワークの各充填個所の中心と、その近傍に指向する複数の小孔によって構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のグリスの充填装置。
7. ワークは転がり軸受であ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スの充填装置。

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