JPH09159098A - ミスト潤滑回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易に在来のミストユニット単体の能力を拡
大できるようにし、しかも、機械の運転状況に応じて必
要とされる圧力、流量でのミスト条件を最適に調節す
る。 【解決手段】 ミスト回路３０の圧縮空気給気口側と圧
縮空気にミストの混入したミストエアの吐出口側とをバ
イパスしてむすぶようにバイパス流路３１、３２をミス
ト回路３０に接続し、バイパス流路３１、３２に圧力を
設定する減圧弁３３、３４と、バイパス流路を開閉する
切換弁３５、３６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械などの主
軸系のベアリング、ギヤをミスト潤滑するためのミスト
潤滑回路に係り、特に、在来のミスト回路の容量を簡易
に増やせるとともに、回転数や、発熱状況など、機械側
の条件に応じた適切なミスト条件での潤滑を可能とする
ミスト潤滑回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械の主軸系の潤滑に採用さ
れているオイルミストは、高速用の主軸軸受等の潤滑に
適した給油方式で、霧化した油が圧力エアで送給され
る。このオイルミストでは、潤滑と同時に多量の空気で
ベアリングを冷却することができる。

【０００３】図２は、工作機械の主軸系のベアリング、
ギヤを潤滑するミスト潤滑ユニットの油圧回路を示す。

【０００４】図において、１は、コンプレッサなどの圧
縮空気供給源を示す。この圧縮空気供給源１からエア配
管２を通って供給されるエアは、ミストユニット３０の
給気口に設けられたエアフィルタ３を通して導入され、
減圧弁４によって減圧される。

【０００５】減圧弁４の下流には、直列に、２ポート２
位置の電磁切換弁５、圧力スイッチ６、エアに潤滑油を
混入してミストを生成するベンチュリー７が接続されて
いる。

【０００６】一方、減圧弁４と電磁切換弁５との間から
は、潤滑油供給ポンプ部へ空気を送るための管路８が分
岐し、この管路８には、３ポート２位置の電磁切換弁９
が設けられて、この電磁切換弁９を開閉してインジェク
ションポンプ１０を制御するようになっている。インジ
ェクションポンプ１０は、ロッド側のシリンダ室内にば
ね１１が収装されたシリンダ形のポンプである。

【０００７】このインジェクションポンプ１０では、電
磁切換弁９が開くと、エアがヘッド側のシリンダ室に供
給される。そして、ピストンが右行して前進すると、ロ
ッド側のシリンダ室内に充填されている潤滑油が押出さ
れて逆止弁１２を通ってベンチュリー７に供給される。
このベンチュリー７の内部では、供給された油滴がエア
によって霧化混合される。

【０００８】ベンチュリー７での霧化効率は、減圧弁４
と、ベンチュリー７を間にバイパスして設けた可変絞り
１３によって、ベンチェリー７にかかる差圧を変えるこ
とで調節できる。

【０００９】１４は、異常高圧に対し、回路の保護を目
的とした安全弁を示す。また、１５はインジェクション
ポンプ１０のストロークエンドを検出する近接スイッチ
で、ピストンが前進してシリンダ内の潤滑油がなくなっ
たことは、ピストンロッドが近接スイッチ１５をオンに
することで検出され、この近接スイッチ１５に連動して
電磁弁９のソレノイドが消磁される結果、ばね１１の力
でピストンが図において左行後退する。従って、ロッド
側のシリンダ室には潤滑油タンク１６に溜まった油が逆
止弁１７を通って吸込まれるように構成されている。な
お、１８は、潤滑油タンク１６の油面のレベルを計測す
るためのフロート、１９はレベルの低下を検出するレベ
ルスイッチである。

【００１０】ミストユニット３０は、図３にその外観を
示すように、ケーシング内に回路が組み込まれてユニッ
ト化されたものが機械に備え付けられるものである。こ
こで、２１は給気口、２２は、図２のフィルタ３、減圧
弁４とが一体のレギュレータ、１６が潤滑油タンク、２
３がミストの吐出口である。

【００１１】このようなミストユニット３０による潤滑
では、ベンチュリー７の入口側と出口側の差圧によって
油が霧となる霧化率が変化してしまう。霧化率は差圧を
０．１５ＭＰａ程度以上にすると、比較的安定し、この
範囲に設定することが望ましい。なお、この差圧につい
ては、減圧弁４、可変絞り１３を調節することによっ
て、差圧をあらかじめ運転条件に適するように設定して
いる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】最近の工作機械では、
高速回転化の方向に機械仕様が向っている。このため、
潤滑効果だけでなく、ミストエアによる冷却効果をも狙
って圧力を上げた状態でミスト潤滑を行なう傾向が顕著
になってきている。このことにともないより多くの空気
流量が求められている。

【００１３】ところが、従来の単一のミストユニットだ
けでは、高速化した機械で要求される最大の圧力、空気
流量とも不足する場合があったり、より多くの箇所への
潤滑が困難となってきており、対応しきれなくなってい
るという不都合がでてきている。

【００１４】これに対しては、ミストユニットを複数台
設置したり、ユニットそのものの容量を上げることによ
って対応することが必要になってきているが、コスト的
に大きな問題がある。

【００１５】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、簡易に在来のミストユニット単
体の能力を拡大できるようにし、しかも、機械の運転状
況に応じて必要とされる圧力、流量でのミスト条件を最
適に調節することができるようにするミスト潤滑回路を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、圧縮空気に潤滑油を混入してミストを
生成するミスト生成部と、前記ミスト生成部に潤滑油を
供給するポンプ部と、前記ミスト生成部の前後の差圧を
設定する圧力設定部とを有するミスト回路を備え、霧化
した潤滑油を圧縮空気によって機械の被潤滑部位に圧送
するミスト潤滑回路において、前記ミスト回路の圧縮空
気給気口と圧縮空気にミストの混入したミストエアの吐
出口とをバイパスしてむすぶように少なくとも１系統以
上バイパス流路を並列に前記ミスト回路に接続し、前記
各バイパス流路にそれぞれの圧力を設定する減圧弁と、
各バイパス流路を開閉する切換弁を設けたことを特徴と
するものである。

【００１７】本発明によれば、例えば、本流路以外にバ
イパス流路を２系統接続した場合、第１バイパス流路に
エアを流し、第２バイパス流路は閉じている場合、ミス
トエアの流量は、ミストユニットの流量に第１バイパス
通路を流れるエアの流量を加えた流量となる。このよう
に各バイパス流路の切換弁を開閉してバイパス流路を切
り換えることによってミストエアの流量を段階的に変え
ることができるのみならず、ミストユニットの仕様以上
にも容量を実質的に拡大できる。

【００１８】また、各バイパス流路の減圧弁の設定圧、
およびミスト回路の初期設定圧を異なる値に設定するこ
とによって、バイパス流路の切り換えにより流量と差圧
並びに吐出口の圧力をともに段階的に変えることができ
る。

【００１９】さらに、本発明のミスト潤滑回路では、機
械の主軸系の回転数および／または発熱量に応じて前記
各バイパス流路の切換弁を開閉する切換制御手段により
バイパス流路を切り換えるようにすれば、ミスト条件を
機械の種々の運転条件に対応するように自動的に調整で
きる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるミスト潤滑回
路の一実施形態について添付の図面を参照して説明す
る。図１は、ミスト潤滑回路図で、このうちミストユニ
ットは、図２に示した従来のものと同じものが用いられ
ており、同一の構成要素には、同一の参照符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。

【００２１】本発明では、ミストユニット３０への給気
口であるエアフィルタ３の上流側で、エア供給配管２か
らバイパス流路が分岐するようになっている。この実施
形態では、バイパス流路は、並列な２系統の第１バイパ
ス流路３１、第２バイパス流路３２として構成されてい
る。

【００２２】前記各バイパス流路には、それぞれ減圧弁
３３、３４と電磁弁３５、３６とが直列に設けられ、減
圧弁３３、３４の出口側の圧力は入口側の圧力よりも低
い所定の設定圧力に制御される。また、バイパス流路３
１、３２は、合流してから、ミスト吐出口３９の下流で
ミスト供給管３７に接続されている。ミスト供給管３７
は、工作機械の主軸系または機械各所の潤滑部まで延
び、その末端には、複数の絞り３８が並列に接続されて
おり、絞り３８を通して主軸系のギヤやベアリングなど
潤滑の必要な部位にミストが圧送されるようになってい
る。

【００２３】各バイパス流路３１、３２の電磁弁３５、
３６の切り換えを制御する制御部４０には、センサやＮ
Ｃ装置などから、主軸系の回転数、発熱量といった運転
状況を示すデータが転送され、制御部４０は、これらの
データに基づき運転状況に応じて選択的に電磁弁３５、
３６を切り換えることができる。

【００２４】次に、以上のように構成されるミスト潤滑
回路の作用について説明する。

【００２５】まず、第１バイパス流路３１、第２バイパ
ス流路３２とも、その電磁弁３５、３６が閉じている場
合、各所に供給されるミストエアの流量は、ミストユニ
ット３０の仕様で決まっているその最大流量を越えるこ
とはできないが、機械を通常の回転数で回すような場合
の潤滑は、これで十分である。

【００２６】これに対して、例えば、電磁弁３５を開い
て第１バイパス流路３１にエアを流し、第２バイパス流
路３２の電磁弁３６は閉じている場合、主軸系の各所に
供給されるミストエアの流量は、ミストユニット３０の
流量に第１バイパス通路３１を流れるエアの流量を加え
た流量となる。また、電磁弁３６を開いて第２バイパス
流路３２にエアを流し、第１バイパス流路３１の電磁弁
３５を閉じている場合、主軸系の各所に供給されるミス
トエアの全流量は、ミストユニット３０の流量に第２バ
イパス流路３２を流れるエアの流量を加えた流量とな
る。このように、電磁弁３５、３６を開閉してバイパス
流路を切り換えることによってミストエアの流量を三段
階に変えることができるのみならず、ミストユニット３
０の仕様以上にも容量を実質的に拡大できる。

【００２７】次に、第１バイパス流路３１の減圧弁３３
によるミスト設定圧力を０．２ＭＰａ、第２バイパス流
路３２の減圧弁３４によるミスト設定圧力を０．１５Ｍ
Ｐａとしておく。ミストユニット３０では、減圧弁４で
の圧力を０．４ＭＰａ、吐出口３９でのミスト設定圧力
が０．１ＭＰａであったとすれば、ミストユニット３０
には、０．３ＭＰａの差圧が作用していることになる。

【００２８】電磁弁３５、３６を共に閉めている場合
は、初期設定と同じく、吐出口３９のミスト設定圧力
は、０．１ＭＰａとなる。この時のミストニット３０に
かかる差圧は０．４−０．１＝０．３ＭＰａとなる。

【００２９】電磁弁３５が開いて第１バイパス流路３１
によってエアをバイパスさせるように切り換えると、ミ
ストユニット３０の吐出口３９のミスト設定圧力は、
０．２ＭＰａとなり、ミストユニット３０にかかる差圧
は、０．４−０．２＝０．２ＭＰａとなる。

【００３０】同様に、電磁弁３５を閉じ、電磁弁３６を
開いて第２バイパス流路３２によってエアをバイパスさ
せるように切り換えると、ミストユニット３０の吐出口
３９のミスト設定圧力は０．１５ＭＰａとなり、ミスト
ユニット３０にかかる差圧は０．４−０．１５＝０．２
５ＭＰａとなる。

【００３１】このように、ミストユニット３０の初期設
定圧、第１バイパス流路３１の減圧弁３３の設定圧、第
２バイパス流路３２の減圧弁３４の設定圧を異なる値に
設定することによって、ミストユニット３０にかかる差
圧、吐出口３９のミスト設定圧力をともに三段階に変え
ることができる。以上まとめると、ミスト設定圧力およ
び絞り３８の流量はバイパス流路の切り換えによって変
えることができ、減圧弁３３、３４を調整することによ
って、主軸系に送られる流量の大きさをより細かく調整
できる。

【００３２】さらに、制御部４０は、機械の回転数、ベ
アリングの発熱量などの各種のデータから、運転状況に
対応させて、バイパス流路の切り換えを行なえるため、
例えば、回転数が低く、発熱が小さい場合には、第１バ
イパス流路３１および第２バイパス流路３２をともに閉
じ、油量は十分足りるが発熱量が大きい場合には、吐出
口３９での圧力を高めるために、第１バイパス流路３１
または第２バイパス流路を開くように切り換えるという
ように、その時々の状況に応じて自動的に適切なミスト
条件を変えるようにすることも可能である。第１バイパ
ス流路３１、第２バイパス流路３２に設ける減圧弁３
３、３４としては、制御部４０からの電気信号によって
無段階で圧力を設定できる型式の減圧弁を用いてもよ
い。

【００３３】以上、本発明の実施の形態について、説明
したが、本発明では、バイパス流路は、１系統でもよ
く、また、２系統以上であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ミスト回路の圧縮空気給気口と圧縮空気にミ
ストの混入したミストエアの吐出口とをバイパスしてむ
すぶように少なくとも２系統以上バイパス流路を並列に
前記ミスト回路に接続し、前記各バイパス流路にそれぞ
れの圧力を設定する減圧弁と、各バイパス流路を開閉す
る切換弁を設けているので、バイパス流路を切り換える
だけで、流量、圧力を段階的に変え、簡易に在来のミス
トユニット単体の能力を拡大できるとともに、機械の運
転状況に応じて必要とされる圧力、流量でのミスト条件
を最適に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のミスト潤滑回路の一実施形態による回
路図。

【図２】従来のミストユニットの外観図。

【図３】従来のミストユニットの回路図。

【符号の説明】

１ 圧縮空気供給源 ３ エアフィルタ ４ 減圧弁 ５ 電磁弁 ６ 圧力スイッチ ７ ベンチュリー ９ 電磁弁 １０ インジェクションポンプ １１ ばね １５ リミットスイッチ １６ 潤滑油タンク ３０ ミストユニット ３１ 第１バイパス流路 ３２ 第２バイパス流路 ３３ 減圧弁 ３４ 減圧弁 ３５ 電磁弁 ３６ 電磁弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮空気に潤滑油を混入してミストを生成
   するミスト生成部と、前記ミスト生成部に潤滑油を供給
   するポンプ部と、前記ミスト生成部の前後の差圧を設定
   する圧力設定部とを有するミスト回路を備え、霧化した
   潤滑油を圧縮空気によって機械の被潤滑部位に圧送する
   ミスト潤滑回路において、 前記ミスト回路の圧縮空気給気口側と圧縮空気にミスト
   の混入したミストエアの吐出口側とをバイパスしてむす
   ぶようにバイパス流路を前記ミスト回路に接続し、 前記バイパス流路に圧力を設定する減圧弁と、バイパス
   流路を開閉する切換弁を設けたことを特徴とするミスト
   潤滑回路。
2. 【請求項２】前記バイパス流路が少なくとも１系列のバ
   イパス流路であることを特徴とする請求項１に記載のミ
   スト潤滑回路。
3. 【請求項３】機械の主軸系の回転数および／または発熱
   量に応じて前記各バイパス流路の切換弁を開閉する切換
   制御手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のミ
   スト潤滑回路。