JPH10504093A - 機構部分の潤滑方法および潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は密封ハウジング（１００）に内蔵する機構部分を上記ハウジング（１００）内へのオイルミスト噴射により潤滑する方法に関するものである。この方法においては、オイルを貯蔵するタンク（２００）の内部にオイルミストを常時発生させ、それを上記ハウジング（１００）内に噴射するためにオイルミストの一部を吸引し、場合により希釈する。また本発明はこの方法を利用し得る潤滑装置にも関係する。従って潤滑装置は、潤滑する機構部分（１１０）を封入したハウジングに連絡するオイル貯蔵タンク（２００）で構成し、タンク上には上室（２２０）を形成する上部内に開口する噴霧器（Ｐ１）を装着してオイルミストを発生させるため、一方では圧縮空気（矢印Ａ）を、また他方で上記タンクの下室（２１０）を形成する下部からオイルを吸引して上室（２２０）内へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 機構部分の潤滑方法および潤滑装置 本発明は機構部分の潤滑に関し、特に機構部分へのオイルミストによる潤滑に 関する。 工作機械の機構部分の潤滑装置の構想は、機構部分の性能、従って機械の性能 に大きな影響を及ぼす。 現在のところ、ハウジングに格納された機構部分の潤滑は以下の各種の方法で 行われている。 その１つはグリース潤滑である。一般にグリースが常在するので、機構部分に 施された潤滑剤の減少量に応じて摩擦が減少する。しかし、グリース潤滑は利用 期間が極めて限られるので、オイル潤滑と同等の高速度には適さない。また、こ の潤滑方式には、保守要員の多大の手間が必要である。 また、オイルバスからの噴射による潤滑も行われている。この潤滑方法は、低 速では有効であるが、高速度では機構部分の摩擦が増大し、温度上昇をもたらし 、オイル量の増加が必要になる。 また、オイルの循環による潤滑方式においては、オイルを、オイルが流れる機 構部分の高さを越えるレベルまで噴射またポンプアップするので、高速度におい ては上記の噴射による潤滑と同様の状態となる。 更に別のオイル滴による潤滑方法においては、既定量のオイルを一定間隔で供 給するので、特に高速度での正確なオイル量が得られ、摩擦ロスの減少が可能に なる。しかし、この潤滑方法においては、多重機構部分へのオイル透過が不確実 であり、オイル透過は機構部分の速度に依存するので、多重機構部分のハウジン グへの組み込みが困難である。 また、高速度用に利用されるオイル内冷却を伴う循環潤滑方式もある。大量の オイルを高熱を帯びるベアリングを経て強制循環させ、ハウジング内に再注入さ れる前に熱をオイルでハウジング外部に運んで冷却できる。この循環方式には高 速度での機能温度を下げるメリットがあるが、磨耗が大きい。その上、その実施 にはポンピングおよび冷却操作を確保する複雑かつ比較的精妙な装置が必要とな るのでコスト高となる。 また、機構部分のサイズに応じて毎時数１０ミリグラムからの極めて少量のオ イルをハウジングの機構部分に供給できる、空気・オイル潤滑方式もある。この 方式においては、少量のオイルで確実に機構部分を潤滑させるため、オイルを噴 射器で一定間隔に導管内に導入し、圧縮空気により導管内をハウジングまで送る 。このように、オイルは、噴射器で連続的に注入され、ゆっくり進ませるため、 常時作用する圧縮空気で導管の壁に沿って配分され、最後はノズルを経てハウジ ング内に噴射され、機構部分を高圧にする。空気・オイル潤滑は、効率の観点か ら顕著な改善が認められるが、その装着は複雑（各機構部分にマイクロポンプ、 シーケンサ、ノズル）で、かなり高コストになるので、実施上の欠点を伴う。更 にこの潤滑は多軸ハウジングへの組入れが困難である。 また、噴霧潤滑法においては、極めて微小な油滴を圧縮空気で送り込む。この 潤滑方式は高速回転する機構部分に多用されている。その構造原理は、機構部分 を内蔵し、一方で圧縮空気を、また他方で遠隔の貯蔵タンクからオイルを受ける 、少なくとも１つの噴霧器が開口するハウジングの内部を加圧することにある。 タンクのオイルを噴霧器で吸引してハウジング内に形成されたミストで機構部分 を潤滑する。ハウジングとタンク間に設けた復路導管は、濾過済みオイル回収の ため、場合によりタンク上に位置するコンンデンサを介して空気を空中に逃がす 。この閉回路の機能も場合によりハウジング内にある水を検出し、排出すること が容易なタンクヘ導き得る利点がある。しかしこの潤滑方式には、必要な最小オ イル量の秤量の点で欠点があり、供給が需要に比較してしばしば過剰となり、従 って摩擦および温度の増加やオイルミストの外部流出のリスクがある。 これらの検証および既定の仕様書に基づき、最低コストで広範囲に利用され、 上述の欠点を除去し、かつ満足すべき摩擦および温度条件でハウジングの機構部 分の注油が可能な、新型噴霧潤滑の検討を目的とした研究を実施した。 そのため本発明の潤滑方法は、以下の利点を併せもつよう努めた： 最小量のオイル使用、 高速の機構部分でも低温を維持、 汚染防止のため潤滑剤のリサイクル、 取付け・維持費用の低減、 少ない調整および管理、 その他、 上記の目標を満たすため、すべての条件に対応して機構部分を含むハウジング 内部にオイルを噴霧するタイプの潤滑方法を構想した。本発明によるこの潤滑方 法は、オイル貯蔵タンク内に常時オイルミストを発生させ、そのミストを吸入し て上記ハウジング内に噴射する点で注目に値する。 この特徴の極めて重要な関心は、量的な制御操作が容易なオイルミストが、オ イルタンク内で常時得られる点である。 またタンクから採取するオイルミストの量を、ハウジングへの噴射前に希釈す る点も本発明の目的である。すなわち、本発明においては、ミスト量をハウジン グ注入に先立ち、ミストの送出過程で測り得る利点があるが、従来技術でのミス ト量定はミストの生成過程で行われる。タンクから出るミスト量を調整するため には、タンクをハウジングに連接する導管内に圧縮空気を注入する。特に超高速 スピンドルの潤滑用に、ミスト濃度を極めて低くすべき場合には、ハウジングへ の噴射前にタンクから採取したミスト量を少なくとも２回にわたり希釈する。最 初の希釈はタンクをハウジングに連接する往路導管上に間挿した補助タンク内で 、また第２の希釈は導管自体で直接に行える。 本発明のもう１つの目的はオイルミストおよびハウジング内の凝縮物を回収し てタンク内に戻し、リサイクルを図ることである。 従って上述のように本発明の潤滑方法により、オイルミストは常時タンク内で 生成され、その一部が吸引され、希釈されてハウジング内に噴射され、更に機構 部分内の通過後は処理後の再循環のためタンクに戻される。 本発明はこのような潤滑方法を利用し得る装置にも関するもので、このタイプ の装置は以下のものを備える： 潤滑すべき部分を格納したハウジングに往路導管および復路導管で連結された オイル貯蔵タンク、 オイルミスト発生のため圧縮空気を使用する少なくともｌつの噴霧器、 浄化した空気を大気中に放出するためオイル中の空気を濾過できるコンデンサ 。 この装置は、上記噴霧器がタンク内の上部に開口し、一方で圧縮空気を、また 他方で同じタンクの下部から吸引によりオイルを受ける点で注目に値する。オイ ルの供給は、上記貯蔵タンクの下部を形成する下室およびタンク上部を形成する 上室を連絡する第３の導管で確保してもよい。従ってこのタンクには、下室に液 状オイルを、また上室に空気中に懸濁した極小滴状のオイルを容れ得るような容 量がある。このように最も単純な形態をなすこの装置は、液状オイルの貯蔵タン ク内で常時オイルミストを創るのが目的である。 本発明の特に有利な特徴として、この装置は、オイルミストの濃度をハウジン グへの噴射前に調整可能にするために、タンクの下流とハウジングの上流との間 において採取したオイルミストを圧縮空気で希釈するための、貯蔵タンクをハウ ジングに連接する第１導管（往路導管）に通じる第２噴霧器を備える。 本発明の別の有利な特徴として、タンクの上部に配置した第４導管上にコンデ ンサを配置する。該コンデンサは、タンクの上室内で発生するオイルミストを濾 過して、コンデンサの下流に位置しかつタンク内に通じる第３噴霧器を介して、 タンクの上室内へ再噴射する。この構成は貯蔵オイルからタンク内部で発生した オイルミストを確実に濾過するのが目的である。 本発明の潤滑装置は、流量または圧力の適切な調整により、直径４０ｍｍ〜２ ００ｍｍのスピンドルを潤滑するオイルミストを発生することができる。 本発明のその他の特徴および利点は、非限定的例として添付図面に示した、本 発明の基本概念に基づく潤滑装置の２つの実施態様についての以下の説明で一層 明らかになる。 添付図面において： 図１は、この装置の第１の実施態様を示す略図である。 図２は、上記装置の第２の実施態様を示す略図である。 図３は、上記装置の第３の実施態様を単純化して示した略図である。 図１にその全体を示した潤滑装置Ｉは、機構部分、特に密封ハウジング１００ 内のスピンドル１１０の潤滑用のものである。従って、潤滑装置Ｉは、オイルを 貯蔵するタンク２００の潤滑剤をハウジング１００に向けて送る第１導管（往路 導管）Ｃ１と、ハウジング１００のスピンドル１１０内通過後にタンク２００内 部へ凝縮された潤滑剤を戻す第２導管（復路導管）Ｃ２とにより、ハウジング１ ００に連接されたタンク２００を備える。 タンク２００のオイルのレベルは、本発明の基本的配列に従って上記オイルミ ストが創られる上室２２０を画定する空間を上半部に留保するように、下室２１ ０を画定するスペース内で中間高さに保たれる。このため、第１噴霧器Ｐ１はタ ンク２００上に装着して上室２２０の内部と通じ、また一方で圧縮空気源Ａに、 他方で上記タンクの下室２１０内にたまるオイルを供給する第３導管Ｃ３に連結 する。従って、第１噴霧器Ｐ１はタンク２００の上室２２０内にオイルミストを 発生させ、その一部が必要に応じて第１導管Ｃ１を介してハウジング１００のス ピンドル１１０に噴射するため送られる。 タンク２００の上室２２０内で採取したオイルミストを秤量するために、タン ク２００の下流かつハウジング１００の上流にある第１導管Ｃ１に第２噴霧器Ｐ ２を装着する。第２噴霧器Ｐ２は、第１導管Ｃ１の下流部分に通じ、一方でオイ ルミストの供給を受けるため同じ導管の上流部分に、また他方は圧縮空気源Ａに 連結する。第１噴霧器Ｐ１は、タンク２００内に常時オイルミストを生成させる のに対し、第２噴霧器Ｐ２はハウジング１００内への噴射に先立ち、タンク２０ ０を出るオイルミストを希釈しながら同じミストの濃度を秤量するのが主たる役 割である。 第３噴霧器Ｐ３はタンク２００上に装着し、オイルミストの入った上室２２０ に開口する。第３噴霧器Ｐ３は、一方で圧縮空気源Ａに、また他方でコンデンサ ３００を装着した第４導管Ｃ４に連結し、矢印Ｅで示すように不純物を除去した 余剰空気を外部に逃がしながら、コンデンサ３００の濾過カートリッジで上室２ ００のオイルミストを処理する。コンデンサ３００には、第３噴霧器Ｐ３を介し てオイルをタンク２００内に再噴射する目的もある。 また第４噴霧器Ｐ４もタンク２００に装着して上室２２０に開口し、一方で他 端がハウジング１００内に達する第２導管Ｃ２に、また他方で圧縮空気源Ａに連 結する。第４噴霧器Ｐ４は、オイルミストおよびハウジング１００のスピンドル １１０内を通過後の凝縮物を吸いあげて、それをタンク２００の上室２２０に再 噴射する。 上述した潤滑装置Ｉの機能は単純で以下の通りである。 オイルミストは、下室２１０と上室２２０とを連結し、かつ吸引したオイルを ミスト状で上室２２０内に噴射する第１噴霧器Ｐ１に連結した、第３導管Ｃ３か ら、タンク２００の上室２２０内に常時創られる。上室２２０のオイルミストの 一部は、第１導管Ｃ１を経て、第２噴霧器Ｐ２により、ハウジング１００のスピ ンドルへ送られ、第２噴霧器Ｐ２の圧縮空気の供給源に応じた濃さでスピンドル １１０内に噴霧される。第２導管Ｃ２は、第４噴霧器Ｐ４の助けを受けて、ハウ ジング１００の残留オイルミストを、タンク２００の上室２２０に向けて再噴射 する。タンク２００内を高圧に保つため、上室２２０のオイルミストはコンデン サ３００により第４導管Ｃ４を介して濾過し、オイル除去後の空気は外部に（矢 印）逃がし、凝縮オイルをタンク２００内に再噴射する。 図２は、潤滑装置Ｉの変更例である潤滑装置IIを示す。この潤滑装置IIにおい ては、第２導管Ｃ２は、ハウジング１００から、第３噴霧器Ｐ３を経て、上室２ ２０に達している。従つて、潤滑装置IIにおいては、装置Ｉの第４噴霧器を省略 することができる。更に、タンク２００への再噴射前に、第１回の濾過を施し、 かつ過圧の諸問題を回避するため、第２導管Ｃ２上に付加コンデンサ３１０を設 置した。 図３は、潤滑装置Ｉを単純化した例である潤滑装置IIIを示す。潤滑装置IIIに おいては、噴霧器としては、第１噴霧器Ｐ１と第２噴霧器Ｐ２のみを使用する。 このため、潤滑装置Ｉから第３噴霧器Ｐ３と第４噴霧器Ｐ４とを除去し、圧縮空 気源Ａとハウジング１００をタンク２００に結ぶ第２導管Ｃ２と、タンク２００ の下室２１０を上室２２０に連絡する第３導管Ｃ３と、コンデンサ３００を装着 した第４導管Ｃ４とを第２噴霧器Ｐ２に連結し、第３噴霧器Ｐ３と第４噴霧器Ｐ ４とを第１噴霧器Ｐ１で代替した。 上述した潤滑装置Ｉ、IIおよびIIIは、本発明の範囲を制限するものではなく 、公表のために例として示したものである。従って、本発明の枠を逸脱しない範 囲において、その外観および概念に各種の調整、変更および改良を加え得ること はいうまでもない。 添付図面の理解を助けるため、以下に記号のリストをその説明と共に掲げる。 Ｉ、II、III‥‥潤滑装置 １００‥‥ハウジング １１０‥‥スピンドル（または機構部分） ２００‥‥タンク ２１０‥‥下室（オイルを収容する） ２２０‥‥上室（オイルミストを発生する） ３００‥‥コンデンサ ３１０‥‥付加コンデンサ Ｃ１‥‥第１導管（タンク２００をハウジング１００に結ぶ往路導管） Ｃ２‥‥第２導管（ハウジング１００をタンク２００に結ぶ復路導管） Ｃ３‥‥第３導管（下室２１０を上室２２０に結ぶ導管） Ｃ４‥‥第４導管（上室２２０上に配置した分岐導管） Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４‥‥第１、第２、第３、第４噴霧器 Ａ‥‥圧縮空気源 矢印Ｅ‥‥空気の外部排出

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの密封ハウジング（１００）に内蔵された機構部分（１１０ ）を、上記ハウジング（１００）内へオイルミストを噴射することにより潤滑す る方法であって、 一方でオイルを貯蔵するタンク（２００）の内部にオイルミストを常時発生さ せ、上記オイルミストの一部を吸引して上記ハウジング（１００）内に噴射し、 他方で上記ハウジング（１００）内のオイルミストと凝縮物との両方または一 方を上記タンク（２００）へ戻すために回収する、 ことを特徴とする機構部分の潤滑方法。 ２．上記タンク（２００）から抽出した上記オイルミストを上記ハウジング（１ ００）内へ噴射する前に少なくとも２回希釈することを特徴とする請求の範囲１ に記載の機構部分の潤滑方法。 ３．潤滑部分を格納する少なくとも１つの密封ハウジング（１００）に内蔵され た機構部分（１１０）の潤滑用に、請求の範囲１または請求の範囲２に記載する 潤滑方法を利用可能な潤滑装置であって、 オイルを貯蔵するタンク（２００）と、 オイルミスト発生する、圧縮空気源（Ａ）に連絡した、少なくとも１つの噴霧 器（Ｐ１）と、 オイルの濾過が可能なコンデンサ（３００）と、 を備え、 上記タンク（２００）は第１導管（Ｃ１）と第２導管（Ｃ２）を介し上記密封 ハウジング（１００）に連絡し、 上記噴霧器（Ｐ１）は上記タンク（２００）上に装着して上室（２２０）内に 開口し、一方で圧縮空気（Ａ）を、他方でオイルを上記タンクの下室（２１０） から吸引により供給される、 ことを特徴とする潤滑装置。 ４．上記噴霧器（Ｐ１）は、上記下室（２１０）を上記タンク（２００）の上記 上室（２２０）に連絡する第３導管（Ｃ３）上に配置することを特徴とする請求 の範囲３に記載の潤滑装置。 ５．上記タンク（２００）の下流と上記ハウジング（１００）の上流との間で取 り入れたオイルミストを希釈するため、上記タンク（２００）を上記ハウジング （１００）に連絡する上記第１導管（Ｃ１）内に開口する第２噴霧器（Ｐ２）を 少なくとも備えることを特徴とする請求の範囲３に記載の装置。 ６．上記コンデンサ（３００）は、上記タンク（２００）内に発生するオイルミ ストを濾過し、上記コンデンサ（３００）の下流に位置しかつ上記上室（２２０ ）内に開口する第３噴霧器（Ｐ３）を介して上記タンク（２００）内に再噴射す るため、上記タンク（２００）の上記上室（２２０）上に配置した第４導管（Ｃ ４）上に装着することを特徴とする請求の範囲３に記載の潤滑装置。 ７．それぞれ圧縮空気源（Ａ）に連結された第１〜第４噴霧器（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ ３、Ｐ４）を備え、 オイルミストを発生するために上記上室（２２０）内に開口する上記第１噴霧 器（Ｐ１）は、上記タンク（２００）の上記上室（２２０）を上記タンク（２０ ０）の上記下室（２１０）に連絡する第３導管（Ｃ３）に連結し、 上記タンク（２００）内で採取したオイルミストを希釈するために、上記タン ク（２００）を上記ハウジング（１００）に連絡する上記第１導管（Ｃ１）内に 開口する上記第２噴霧器（Ｐ２）は、上記第１導管（Ｃ１）に介在させ、 上記コンデンサ（３００）で濾過したオイルミストを上記タンク（２００）内 へ再噴射するために上記タンク（２００）の上記上室（２２０）内に開口する上 記第３噴霧器（Ｐ３）は、上記タンク（２００）の上記上室（２２０）上に配置 した第４導管（Ｃ４）に連結し、 オイルミストおよび上記ハウジング（１００）から出る凝縮物を上記タンク （２００）内へ再噴射するために上記タンク（２００）の上記上室（２２０）内 に開口する上記第４噴霧器（Ｐ４）は、上記ハウジング（１００）を上記タンク （２００）に連絡する上記第２導管（Ｃ２）に連結する、 ことを特徴とする、請求の範囲３〜６のいずれかに記載の潤滑装置。 ８．それぞれ圧縮空気源（Ａ）に連結した第１〜第３噴霧器（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ ）を備え、 オイルミストを発生するために上記タンク（２００）の上記上室（２２０）内 に開口する上記第１噴霧器（Ｐ１）は、上記タンク（２００）の上記上室（２２ ０）を上記タンク（２００）の上記下室（２１０）に連絡する第３導管（Ｃ３） に連結し、 上記タンク（２００）内で採取するオイルミストを希釈するために上記貯蔵タ ンク（２００）を上記ハウジング（１００）に連絡する上記第１導管（Ｃ１）内 に開口する上記第２噴霧器（Ｐ２）は、上記第１導管（Ｃ１）上に介在させ、 上記コンデンサ（３００）で濾過したオイルミストを上記タンク（２００）内 へ再噴射するため上記タンク（２００）の上記上室（２２０）内に開口する上記 第３噴霧器（Ｐ３）は、一方で上記タンク（２００）の上記上室（２２０）上に 配置した第４導管（Ｃ４）に、また他方で上記ハウジング（１００）を上記タン ク（２００）に連絡する上記第２導管（Ｃ２）に連結する、 ことを特徴とする、請求の範囲３〜６のいずれかに記載の潤滑装置。 ９．それぞれ圧縮空気源（Ａ）に連結した第１、第２の噴霧器（Ｐ１、Ｐ２）を 備え、 上記タンク（２００）の上記上室（２２０）で採取したオイルミストを希釈す るために上記タンク（２００）を上記ハウジング（１００）に連絡する上記第１ 導管（Ｃ１）内に開口する上記第１噴霧器（Ｐ１）は、上記第１導管（Ｃ１）上 に介在させ、 オイルミストを発生させるために上記タンク（２００）の上記上室（２２０） 内に開口する上記第２噴霧器（Ｐ２）は、一方で上記上室（２２０）を上記タン ク（２００）の上記下室（２１０）に連絡する第３導管（Ｃ３）に、他方で上記 タンク（２００）の上記上室（２２０）上に配置した第４導管（Ｃ４）と上記ハ ウジング（１００）を上記タンク（２００）に連絡する上記第２導管（Ｃ２）と に連結する、 ことを特徴とする、請求の範囲３〜６のいずれかに記載の潤滑装置。 １０．上記第２導管（Ｃ２）は、上記ハウジング（１００）を付加コンデンサ（ ３１０）を介して上記タンク（２００）に連絡することを特徴とする、請求の範 囲７〜９のいずれかに記載の潤滑装置。