JP6154196B2 - 潤滑油ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑油を所定の注油ポイントに向けて圧送するための潤滑油ポンプ装置に関し、さらに詳しく言えば、脱圧機構を有する潤滑油ポンプ装置に関する。

グリースなどの潤滑油を注油ポイントに注油する潤滑油ポンプ装置の１つとして、例えば特許文献１に記載されている潤滑システムがある。この潤滑システムは、配管の先端側に設けられた単一定量バルブ（単管式分配器とも言う）に潤滑油を潤滑油ポンプによって圧送し、潤滑油の加圧および脱圧を繰り返すことで、単一定量バルブによって潤滑油が１ショットずつ計量されて吐出するようになっている。

この潤滑システムには、潤滑油の加圧および脱圧によって単一定量バルブが作動して潤滑油を吐出する関係上、脱圧機構が必須となる。そこで、特許文献１では、送油回路と脱圧回路とが弁切替バルブを介して切り替えるようになっている。

通常、切替バルブはソレノイドバルブで構成され、ソレノイドバルブがオン状態（通電状態）のとき、脱圧回路は閉状態となり、これにより送油回路内は加圧されて潤滑油が吐出ポートから吐出される。オン状態からソレノイドバルブをオフ状態（非通電状態）とすると、送油回路は脱圧回路と連通することで脱圧され、単一定量バルブによって潤滑油が１ショット分ずつ計量される。

ところで、切替バルブとしてのソレノイドバルブは、通電により発熱するが、安全上、温度ヒューズが設けられており、ある一定の温度以上になると通電が遮断されるようになっている。

そのため、潤滑システムの配管長や注油スポットを増やす（単一定量バルブの数を増やす）と、潤滑油を末端まで行き渡らせるためには、ソレノイドバルブの通電時間が長くなり、温度が上昇して、温度ヒューズが作動し強制的に停止してしまう。その結果、温度ヒューズが常温に戻るまでの間は、潤滑システムを停止せざるを得ないという問題がある。

特許第４２７２８７６号公報

そこで、本発明の課題は、ソレノイドバルブへの通電時間を短くして発熱を抑え、消費電力も少ない潤滑油ポンプ装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、注入ポートから供給される潤滑油をポンプによって吐出ポートへと圧送する送油回路と、上記送油回路内に係る圧力を脱圧する脱圧回路と、上記脱圧回路を開閉する脱圧弁とを有する潤滑油ポンプにおいて、
上記脱圧弁は、上記送油回路と上記脱圧回路とに連通する脱圧シリンダと、上記脱圧シリンダ内を往復的に摺動し、上記送油回路と上記脱圧回路との連通を開閉するスライドピンと、上記スライドピンをスライドさせる駆動部と、上記スライドピンを脱圧の開位置および非脱圧の閉位置で係止する弁開閉切替手段とを有し、
上記弁開閉切替手段は、上記脱圧シリンダ内に固定された円筒状のカム本体と、上記スライドピンに対して摺動不能かつ回転不能に取り付けられ、上記スライドピンの摺動に伴って上記カム本体から出没するノックリングと、所定の付勢手段によって上記ノックリングに向かって常に付勢され、上記スライドピンに摺動可能かつ回転可能に取り付けられるラチェットリングとを有し、上記ノックリングの上記ラチェットリングと対向する端面には、山部と谷部とが交互に配置されそれらの間に傾斜面を有する円筒カムが形成されており、上記ラチェットリングには、上記傾斜面上を摺動するカムフォロワ面を有する爪部が設けられており、上記カム本体には、上記爪部を上記閉位置に対応する位置に係止する第１カム面と、上記爪部を上記開位置に対応する位置に係止する第２カム面とが形成されており、上記スライドピンの前進、後退を１サイクルとして、各サイクルごとに、上記爪部と上記円筒カムの傾斜面とにより上記ラチェットリングが所定角度回転し、上記爪部が上記カム本体の上記第１カム面と上記第２カム面とに交互に係止されるオルタネイト型の切替スイッチであり、
上記駆動部がソレノイドバルブで、上記スライドピンの一端側には、上記ソレノイドバルブの鉄心が一体的に取り付けられ、上記爪部が上記第１カム面もしくは上記第２カム面にて係止されているとき、上記ソレノイドバルブへの通電がオフとされることを特徴としている。

これによれば、送油回路と脱圧回路とを切り替えるスライドピンにオルタネイト型の弁開閉切替手段を設けたことにより、ソレノイドバルブの通電時間を短くすることができ、ソレノイドバルブの発熱を心配することなく、長時間にわたって加圧と脱圧を繰り返すことができる。

本発明の一実施形態に係る潤滑油ポンプ装置の正面図 図１のケーシングのＡ−Ａ線断面図。 上記潤滑油ポンプ装置のスライドピンと弁開閉切替手段の分解斜視図。 上記スライドピンと上記弁開閉切替手段の組立状態を示す要部断面図。 上記弁開閉切替手段のラチェットリングの（ａ）背面側斜視図，（ｂ）正面図および（ｃ）左側面図。 上記弁開閉切替手段のノックリングの（ａ）前面側斜視図，（ｂ）正面図および（ｃ）右側面図。 上記弁開閉切替手段のカムシリンダの（ａ）前面側斜視図，（ｂ）正面図および（ｃ）右側面図。 （ａ）ラチェットリングがカムシリンダの第１係止部に係止した状態の模式図、（ｂ）ラチェットリングがカムシリンダの第２係止部に係止した状態の模式図。 カムシリンダとノックリングとの位置を説明するための説明図。 （ａ）〜（ｄ）弁開閉手段の一連の動作を説明するための説明図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１および図２に示すように、この潤滑油ポンプ装置１は、内部にポンプ部２と脱圧弁３とが一体的に組み込まれたケーシング１０を備えている。ケーシング１０の上部には、潤滑油が貯留されるタンク１１と、ポンプ部２を駆動するモータ１２とが設けられている。ケーシング１０の下面側には、潤滑油を吐出する吐出ポート１３が設けられている。

ケーシング１０内には、タンク１１から供給される潤滑油を吐出ポート１３へと送り出すための送油回路ＯＬと、送油回路ＯＬに係る圧力を脱圧するための脱圧回路ＲＬとが設けられている。

送油回路ＯＬは、タンク１１からポンプ部２を介して直下に設けられた吐出ポート１３へと繋がっている。脱圧回路ＲＬは、脱圧弁３を介してポンプ部２のタンク１１に接続されており、脱圧時に潤滑油の一部が、脱圧弁３および脱圧回路ＲＬを経由してタンク１１に戻されるようになっている。この実施形態において、潤滑油ポンプ装置１は、単管式分配用であって、送油回路ＯＬの一部には所定圧で作動するリリーフ弁５が設けられている。

ポンプ部２は、モータ１２の図示しない回転軸に取り付けられたロータリーカム２１と、ロータリーカム２１によって駆動されるポンプピストン２２とを備えている。ポンプピストン２２は、図示しないバネ手段により常にロータリーカム２１側に向かうように付勢されている。

これによれば、ロータリーカム２１の回転動作に追従してポンプピストン２２が往
復動することにより、タンク１１から送り込まれた潤滑油が送油回路ＯＬを経由して吐出ポート１３に圧送される。本発明において、ポンプ部２の具体的な構成は任意事項であってよい。なお、図示は省略されているが、ポンプ２の吐出側にはチェック弁が設けられている。

脱圧弁３は、ケーシング１０の内部に形成された脱圧シリンダ３１と、脱圧シリンダ３１に沿って往復的に摺動し、送油回路ＯＬと脱圧回路ＲＬとの連通を開閉するスライドピン３２と、スライドピン３２をスライドさせる駆動部３３と、スライドピン３２を常に一定方向（この例では図２右方向）にバネ付勢するコイルバネ３４と、同コイルバネ３４を収納するバネケース３５とを備えている。

脱圧シリンダ３１は、ケーシング１０内に形成されたシリンダホール１４に沿って同軸的に差し込まれた円筒体からなり、その一部には送油回路ＯＬと脱圧回路ＲＬとを連通する図示しない連通溝が設けられており、上記連通溝がスライドピン３２によって開閉される。

図３を併せて参照して、スライドピン３２は、一端側（図３右端側）が脱圧シリンダ３１の中に挿通される棒体からなり、他端側（図３左端側）には駆動部３３の鉄心３３２が一体的に取り付けられている。スライドピン３２は、脱圧シリンダ３１の内周面に沿って左右に往復動するようになっている。

スライドピン３２の先端側には、スライドピン３２を前後にスライドさせた際に、送油回路ＯＬと脱圧回路ＲＬとの開閉を切り替えるための３つの切欠溝３２１〜３２３が環状に設けられている。

各切欠溝３２１〜３２３のうち、切欠溝３２２および切欠溝３２３の２箇所にはそれぞれ脱圧孔３２４，３２５が設けられている。脱圧孔３２４，３２５は、スライドピン３２の内部に設けられた図示しない連通手段を介して互いに連通されている。これに対して、切欠溝３２１は孤立した溝で、隣接する切欠溝３２２とは非連通である。

これによれば、スライドピン３２を前方（図３では右側）に移動させることにより、切欠溝３２２と切欠溝３２３とが送油回路ＯＬと脱圧回路ＲＬと合致して送油回路ＯＬが脱圧され、スライドピン３２を後方（図３では左側）に移動させると、送油回路ＯＬと脱圧回路ＲＬとが非連通となる。

スライドピン３２にはさらに、後述する弁開閉切替手段４のノックリング４２の他端側を支持するストッパーリング３２６が設けられている。ストッパーリング３２６は、スライドピン３２の外周よりも大きい外径のフランジ状に形成されており、スライドピン３２のほぼ中央に設けられている。この実施形態において、ストッパーリング３２６はＥリングが用いられている。

駆動部３３は、いわゆるソレノイドバルブ３３からなり、図示しない制御部により通電制御されるソレノイド本体３３１と、ソレノイド本体３３１への通電のオンオフによってソレノイド本体３３１の内部から出没する鉄心３３２とを備えている。

鉄心３３２は、スライドピン３２の一端側に同軸的に取り付けられている。この例において、ソレノイドバルブ３３への通電時に、鉄心３３２がソレノイド本体３３１の中に引き込まれるようになっている。

図４を併せて参照して、バネケース３５は円筒状であって、シリンダホール１４の内に脱圧シリンダ３１とともに固定されている。バネケース３５の一端側には、スライドピン３２が挿通される挿通孔３５２が設けられており、この挿通孔３５２を通って引き出されたスライドピン３２の他端側（図４では左端側）に鉄心３３２が取り付けられている。

コイルバネ３４は、スライドピン３２に沿って同軸的に取り付けられた圧縮バネであって、その一端（図４では左端）がバネケース３５の底部３５３に当接し、他端（図４では右端）が、後述する弁開閉切替手段４のラチェットリング４１の他端面（爪部４１２が設けられていない側の面）に沿って当接するように設けられている。

これによれば、コイルバネ３４の弾性復元力によって、ラチェットリング４１が常にノックリング４２を押圧する方向にバネ付勢され、その結果、スライドピン３２が常に右方向（ソレノイドバルブ３３から離反する方向）に押し出されるようになっている。

脱圧弁３には、スライドピン３２を脱圧位置（弁開位置）および非脱圧位置（弁閉位置）で保持した状態を維持するための弁開閉切替手段４が設けられている。本発明において、弁開閉切替手段４は、オルタネイト型の切替スイッチが用いられている。

図３および図４を参照して、弁開閉切替手段４は、スライドピン３２の外周に沿って回転自在かつ摺動可能に取り付けられるラチェットリング４１と、一端側がストッパーリング３２６によって支持され、スライドピン３２に固定されるノックリング４２と、脱圧シリンダ３１の内周面に沿って固定されるカムシリンダ（カム本体）４３とを備えている。

図５を併せて参照して、ラチェットリング４１は、スライドピン３２に沿って挿通される挿通孔４１１を有する円筒状に形成されており、挿通孔４１１は、スライドピン３２の外径よりも若干大径に形成されている。

ラチェットリング４１の先端側（図５（ｃ）では右端側）には、ラチェットリング４１を回転させるための爪部４１２が設けられている。爪部４１２は、ラチェットリング４１の一端から突設されており、その先端は垂直面４１３と傾斜面４１４を含む三角形状に形成されている。この実施形態において、爪部４１２は、１２０°間隔で３箇所に設けられている。

図５（ｂ）に示すように、各爪部４１２はさらに、その外周面の一部がラチェットリング４１の外周面よりも外側に張り出すように形成されている。この外周面側に張り出された部分が後述するカムシリンダ４３の一部に係止されるようになっている。

次に、図６を併せて参照して、ノックリング４２は、中央にスライドピン３２を挿入するための挿入孔４２１を有する円筒状に形成され、一端側（図６（ｃ）では左端側）には山切り状に形成されたノック面４２２が形成されている。

ノック面４２２は、軸線方向の外側に突出された頂部４２３と、軸線方向の内側に凹まされた谷部４２４とが円周方向に沿って、この例では３０°間隔で交互に形成されており、それら頂部４２３と谷部４２４とが傾斜面４２５を介して連続的に繋がった、いわゆる山切り状に形成されている。

ノックリング４２は、挿入孔４２１をスライドピン３２の一端側から差し込み、ストッパーリング３２６に当接する位置まで圧入することにより、スライドピン３２に固定されるようになっている。

ノックリング４２は、スライドピン３２に対し圧入によって固定されているが、スライドピン３２に対してノックリング４２が回転不能かつ摺動不能に固定されるのであれば、これ以外の固定方法であってもよい。

図７を併せて参照して、カム本体としてのカムシリンダ４３は、中央にラチェットリング４１およびノックリング４２が挿通可能なガイド孔４３１を有する円筒状を呈し、その外径が脱圧シリンダ３１の内周面に沿って密着するように固定される。

カムシリンダ４３の一端側（図７（ｃ）では左端側）には、カム面４３２が形成されている。カム面４３２は、ラチェットリング４１の爪部４１２を第１の係止位置に保持する第１カム面４３３と、ラチェットリング４１の爪部４１２を第２の係止位置に保持する第２カム面４３４とを有し、それらが円周方向に沿って交互に形成されている。

第１カム面４３３は、カムシリンダ４３の一端から軸線方向に沿って所定の傾斜角で傾斜する第１傾斜面４３５と、第１傾斜面４３５の終端からカムシリンダ４３の先端に向かってほぼ垂直に形成される第１係止面４３６とを備えている。

第２カム面４３４は、第１カム面４３３の第１係止面４３６の一端から軸線方向に沿って所定の角度で傾斜する第２傾斜面４３７と、第２傾斜面４３７の終端からほぼ垂直に軸線方向に沿って切り欠かれた第２係止溝４３８と、第２係止溝４３８の底部から第１カム面４３３の第１傾斜面４３５の始端までほぼ垂直に形成される第２係止面４３９とを備えている。

この実施形態において、第１カム面４３３と第２カム面４３４とは、それぞれ円周方向に沿って１２０°間隔で３箇所設けられている。カムシリンダ４３は、その肉厚がラチェットリング４１の爪部４１２の外周方向への張り出し量を許容可能な厚さを有している。

これによれば、カムシリンダ４３の内側にラチェットリング４１が挿入されると、第１カム面４３３と爪部４１２とが係止する位置では、図８（ａ）に示すように、爪部４１２の外周部が、第１カム面４３３の第１係止面４３６に当接することで、ラチェットリング４１が浅い位置で拘束され、その結果、スライドピン３２が非脱圧位置（弁閉位置）となる位置で保持される。

第２カム面４３４と爪部４１２とが係止する位置では、図８（ｂ）に示すように、爪部４１２の外周部が、第２カム面４３４の第２係止面４３８に当接することで、ラチェットリング４１が深い位置で拘束され、その結果、スライドピン３２が脱圧位置（弁開位置）となる位置で保持される。

次に、図９を参照して、ノックリング４２とカムシリンダ４３は、ノックリング４２の頂部４２３が第２係止溝４３８の中心から所定角度ずらされた位置、この例では１５°ずれた位置に配置されている。

すなわち、ノックリング４２に設けられた各傾斜面４２５のうち、回転方向（図９では反時計回り）に沿って下るように傾斜する傾斜面４２５ａと、カムシリンダ４３のカム面４３２の第１傾斜面４３５および第２傾斜面４３７の一部（破線矢印部）がオーバーラップするように配置されるため、ラチェットリング４２が反時計回りに回転する回転力を連続的に得ることができる。

次に、この弁開閉切替手段４の動作手順の一例について、図１０を参照しながら説明するが、この実施形態においては、図１０（ａ）に示すように、爪部４１２が第１カム面４３３の第１係止面４３６に係止された状態（脱圧弁３が閉じた位置）を初期状態として説明する。

図示しない制御部からソレノイド本体３３１に通電されると、鉄心３３２がソレノイド本体３３１の内側に（図１０（ａ）では左側）に引き込まれる。これに伴い、スライドピン３２もコイルバネ３４の圧縮力に抗しながら、左側に移動する。

図１０（ｂ）に示すように、スライドピン３２が左側に移動すると、ラチェットリング４１とノックリング４２がカムシリンダ４３から引き抜かれる。その際、ノックリング４２は、その頂部４２３がカムシリンダ４３の第１係止面４３６に対して所定角度ずれるように配置されているため、ノックリング４２の傾斜面４２５の一部に、ラチェットリング４１の傾斜面４１４が合致する。

傾斜面４１４と傾斜面４２５とが合致した状態で、ラチェットリング４１とノックリング４２とがカムシリンダ４３から引き抜かれると、ラチェットリング４１は、爪部４１２が傾斜面４１４に沿って滑り落ちてゆき、谷部４２４に当接して停止する。

この状態で、制御部がソレノイドバルブ３３への通電を停止すると、ラチェットリング４１は、コイルバネ３４の弾性復元力によって再びカムシリンダ４３に向けて移動を開始する。その際、谷部４２４の一部が、カムシリンダ４３の第２カム面４３４の第２傾斜面４３７とオーバーラップしていることにより、爪部４１２の外周面に向かって張り出された部分が、カムシリンダ４３の第２傾斜面４３７に沿って当接する。

その位置で爪部４１２は、第２傾斜面４３７に沿って回転しながら滑り落ちてゆき、第２係止溝４３８の入口から底部に落ちて停止する。これにより、図１０（ｃ）に示すように、スライドピン３２が右端まで移動することで、脱圧弁３が開いた状態（弁開位置）となり、送油回路ＯＬと脱圧回路ＲＬとが連通して、送油回路ＯＬが脱圧される。

図１０（ｄ）に示すように、脱圧が完了し、所定時間が経過すると、制御手段は再びソレノイド本体３３１に通電して、鉄心３３２がソレノイド本体３３１内に引き込まれる。これに伴い、スライドピン３２もラチェットリング４１とノックリング４２とともにソレノイド本体３３１側に移動する。

その際、ラチェットリング３１の爪部４１２は、ノックリング４２の傾斜面４２４に当接しているため、カムシリンダ４３から引き抜かれると同時に、傾斜面４２５に沿って滑り落ち、谷部４２４に当接して停止する。

この状態で、制御部は、ソレノイドバルブ３３への通電を停止することで、再びスライドピン３２がカムシリンダ４３側に向かって移動する。そのとき、爪部４１２の外周面は、カムシリンダ４３の第１カム面４３３の第１傾斜面４３５に沿って滑り落ちてゆき、第１係止面４３６に当接して停止する。これにより、再び図１０（ａ）の弁閉位置となる。

以上のソレノイドバルブ３３への通電を繰り返すことにより、脱圧弁３が開閉を繰り返すことができる。これによれば、弁動作の合間のみソレノイドバルブ３３へ通電するだけでよいため、通電時間を大幅に減らすことができ、その結果、長時間にわたって加圧と脱圧を繰り返すことができる。

１ 潤滑油ポンプ装置
２ ポンプ部
３ 脱圧弁
３１ 脱圧シリンダ
３２ スライドピン
３３ ソレノイドバルブ
３４ コイルバネ
３５ バネケース
４ 弁開閉切替手段
４１ ラチェットリング
４２ ノックリング
４３ カムシリンダ
１０ ケーシング
１１ タンク
１２ モータ
ＯＬ 送油回路
ＲＬ 脱圧回路

Claims (1)

1. 注入ポートから供給される潤滑油をポンプによって吐出ポートへと圧送する送油回路と、上記送油回路内に係る圧力を脱圧する脱圧回路と、上記脱圧回路を開閉する脱圧弁とを有する潤滑油ポンプにおいて、
   上記脱圧弁は、上記送油回路と上記脱圧回路とに連通する脱圧シリンダと、上記脱圧シリンダ内を往復的に摺動し、上記送油回路と上記脱圧回路との連通を開閉するスライドピンと、上記スライドピンをスライドさせる駆動部と、上記スライドピンを脱圧の開位置および非脱圧の閉位置で係止する弁開閉切替手段とを有し、
   上記弁開閉切替手段は、上記脱圧シリンダ内に固定された円筒状のカム本体と、上記スライドピンに対して摺動不能かつ回転不能に取り付けられ、上記スライドピンの摺動に伴って上記カム本体から出没するノックリングと、所定の付勢手段によって上記ノックリングに向かって常に付勢され、上記スライドピンに摺動可能かつ回転可能に取り付けられるラチェットリングとを有し、上記ノックリングの上記ラチェットリングと対向する端面には、山部と谷部とが交互に配置されそれらの間に傾斜面を有する円筒カムが形成されており、上記ラチェットリングには、上記傾斜面上を摺動するカムフォロワ面を有する爪部が設けられており、上記カム本体には、上記爪部を上記閉位置に対応する位置に係止する第１カム面と、上記爪部を上記開位置に対応する位置に係止する第２カム面とが形成されており、上記スライドピンの前進、後退を１サイクルとして、各サイクルごとに、上記爪部と上記円筒カムの傾斜面とにより上記ラチェットリングが所定角度回転し、上記爪部が上記カム本体の上記第１カム面と上記第２カム面とに交互に係止されるオルタネイト型の切替スイッチであり、
   上記駆動部がソレノイドバルブで、上記スライドピンの一端側には、上記ソレノイドバルブの鉄心が一体的に取り付けられ、上記爪部が上記第１カム面もしくは上記第２カム面にて係止されているとき、上記ソレノイドバルブへの通電がオフとされることを特徴とする潤滑油ポンプ装置。

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