KR20230063357A - 윤활유 공급 장치 및, 이것을 구비하는 회전 시험 장치 - Google Patents

Abstract

정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우에 축의 관성 회전에 의해 베어링이 손상되는 것을 회피할 수 있는 기술을 제공한다. 베어링에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 장치(6)로서, 윤활유를 일시적으로 축적하는 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 압축 공기와 함께 베어링에 공급하는 공급부(61)와, 일단부에 있어서 일시 저류부(611)와 접속되고, 타단부에 있어서, 윤활유를 저류하는 윤활유 저류부(620)와 접속된 윤활유 공급로(621)와, 윤활유 공급로(621)에 마련되고, 윤활유 공급로(621)를 통해 윤활유 저류부(620)에 저류되어 있는 윤활유를 송출해서 일시 저류부(611)에 충전하는 송출부(622)와, 일단부에 있어서, 공급부(61)와 접속되고, 타단부에 있어서, 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부(630)와 접속된 공기 공급로(631)와, 공기 공급로(631)에 마련된, 압축 공기를 비축하는 축압부(633)를 구비한다.

Description

윤활유 공급 장치 및, 이것을 구비하는 회전 시험 장치

본 발명은, 베어링에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 장치 및, 이것을 구비하는 회전 시험 장치에 관한 것이다.

모터 등의 공시체의 회전 시험을 행하는 회전 시험 장치가 알려져 있다. 회전 시험 장치는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 다이나모(dynamo) 등의 회전체와, 이것을 공시체와 연결하기 위한 축(중간축)을 구비하고 있다. 그리고, 회전체로부터 공시체에 대하여 시험 부하(의사적인 부하, 혹은, 의사적인 구동력)를 부여하면서 이들을 회전시키고, 그 때에 회전체와 공시체와의 사이에 발생하고 있는 토크값을, 중간축에 마련된 토크계로 계측한다. 그리고, 계측된 토크값에 기초하여, 공시체가 발생하는 토크값 등을 특정한다.

이러한 회전 시험 장치를 포함하고, 회전하는 축을 구비하는 모든 장치에는, 축을 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링이 마련된다.

베어링에는, 베어링 내부의 마찰·마모를 저감함과 함께 시징(seizing)을 방지하기 위해서, 이것을 윤활하기 위한 구성이 마련된다. 베어링을 윤활하는 방식으로서는, 윤활제로서 그리스를 사용하는 것(그리스 윤활)이나, 윤활제로서 기름을 사용하는 것(오일 윤활) 등이 알려져 있다. 일반적으로, 축이 고속으로 회전될 경우나 베어링의 냉각이 필요한 경우 등에는, 오일 윤활이 적합한 것으로 여겨진다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 회전 시험 장치의 중간축을 지지하는 베어링을, 오일 윤활에 의해 윤활하는 것이 기재되어 있다.

한마디로 오일 윤활이라고 해도, 베어링에 기름(윤활유)을 공급하는 방식은 다양하다(예를 들어, 특허문헌 2). 예를 들어, 탱크에 저류되어 있는 윤활유를 펌프로 빨아 올려서 노즐에 송출하고, 노즐로부터 소정의 압력으로 윤활유를 분사하는 방식(오일 제트 윤활), 압축 공기로 윤활유를 미스트화해서 분무하는 방식(오일 미스트 윤활), 압축 공기와 윤활유를 믹싱 밸브 등으로 혼합하여 오일 에어 상태로 해서 공급하는 방식(오일 에어 윤활) 등이 알려져 있고, 베어링의 사용 조건 등에 따라 적절한 방식이 선택된다.

일본 특허 공개 제2019-28041호 공보 일본 특허 제3924980호 공보

예를 들어 회전 시험 장치의 경우, 중간축에 마련된 토크계가 계측한 토크값 에 기초하여 공시체가 발생하는 토크값을 고정밀도로 특정하기 위해서는, 중간축에서 발생하는 토크 손실의 변동(불규칙)을 가능한 한 작게 억제할 필요가 있다. 그런데, 중간축에 마련된 베어링에 대한 윤활유의 공급이 오일 제트 윤활에 의해 이루어지면, 윤활유가 저류되어 있는 탱크로부터 윤활유를 빨아 올려서 노즐에 송출하는 펌프의 맥동이 직접 베어링에 미치고, 이것이 중간축에서의 토크 손실을 변동시키는 원인이 되어버린다. 따라서, 중간축에 마련된 베어링에 대한 윤활유의 공급 방식으로서는, 펌프의 맥동 영향을 받지 않는 오일 미스트 윤활이나 오일 에어 윤활이 적합하다.

또한, 중간축에서의 토크 손실은, 베어링에 공급되는 윤활유의 점성 등에 의해서도 변동하기 때문에, 그 변동 폭을 억제하기 위해서는, 베어링에 대한 윤활유의 공급량이 적은 편이 바람직하다. 이 점, 오일 미스트 윤활이나 오일 에어 윤활은, 오일 제트 윤활에 비해, 베어링에 공급되는 윤활유의 양을 각별히 소량으로 억제할 수 있다(예를 들어, 오일 미스트 윤활에 있어서 단위 시간당 베어링에 공급되는 윤활유의 양은, 오일 제트 윤활의 경우의 10분의 1 정도이면 되고, 오일 에어 윤활에 있어서 단위 시간당 베어링에 공급되는 윤활유의 양은, 오일 제트 윤활의 경우의 100분의 1 정도이면 된다). 이 점으로부터 보아도, 중간축에 마련된 베어링에 대한 윤활유의 공급 양태로서, 오일 미스트 윤활이나 오일 에어 윤활이 적합하고, 특히 오일 에어 윤활이 적합하다.

그런데, 예를 들어 급한 정전 등에 의해, 장치에 대한 전력의 공급이 예기치 않게 정지되는 경우가 있다. 회전 시험 장치를 포함하고, 회전하는 축을 구비하는 모든 장치에서는, 장치에 대한 전력의 공급이 정지된 후에도, 잠시동안, 축이 관성 회전에 의해 계속해서 회전한다. 관성 회전의 계속 시간은, 축의 회전수가 클수록, 또한, 축의 관성 모멘트가 클수록 길어진다.

그런데, 정전 등이 발생한 경우, 베어링에 윤활유를 공급하기 위한 기구에 대한 전력의 공급도 정지되어버린다. 예를 들어, 윤활유의 공급이 오일 제트 윤활에 의해 이루어지고 있을 경우에, 윤활유를 저류하고 있는 탱크 등으로부터 윤활유를 빨아 올려서 노즐에 송출하는 펌프에 대한 전력의 공급이 정지되어버린다. 또한 예를 들어, 윤활유의 공급이 오일 미스트 윤활 혹은 오일 에어 윤활에 의해 이루어지고 있을 경우에, 오일 미스트나 오일 에어를 생성하기 위한 압축 공기를 공급하는 공기 압축기에 대한 전력의 공급이 정지되어버린다. 어느 경우에도, 베어링에 대한 윤활유의 공급이 정지해버린다. 즉, 정전 등이 발생하면, 잠시동안, 베어링에 대한 윤활유의 공급이 이루어지지 않은 채, 축이 관성 회전에 의해 계속해서 회전하는 상태가 발생해버린다.

오일 제트 윤활의 경우, 단위 시간당 베어링에 공급되는 윤활유의 양은 비교적 다량이다. 이 때문에, 베어링에는 항상 어느 정도 양의 윤활유가 유지되고 있다. 따라서, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되고, 이것과 동시에 베어링에 대한 윤활유의 공급이 정지해도, 축의 관성 회전이 정지할 때까지의 사이에 윤활유가 고갈해버리는 사태는 발생하기 어렵다.

이에 대해, 오일 미스트 윤활이나 오일 에어 윤활의 경우, 단위 시간당 베어링에 공급되는 윤활유의 양은 지극히 소량이다. 따라서, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되고, 이것과 동시에 베어링에 대한 윤활유의 공급이 정지하면, 축의 관성 회전이 정지할 때까지의 사이에 윤활유가 고갈해버려서, 베어링이 손상될 우려가 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우에 축의 관성 회전에 의해 베어링이 손상되는 것을 회피할 수 있는 기술의 제공을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 수단을 강구한 것이다.

즉, 본 발명은, 베어링에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 장치로서, 윤활유를 일시적으로 축적하는 일시 저류부를 구비하고, 상기 일시 저류부에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 압축 공기와 함께 베어링에 공급하는 공급부와, 일단부에 있어서 상기 일시 저류부와 접속되고, 타단부에 있어서, 윤활유를 저류하는 윤활유 저류부와 접속된, 윤활유 공급로와, 상기 윤활유 공급로에 마련되고, 상기 윤활유 공급로를 통해 상기 윤활유 저류부에 저류되어 있는 윤활유를 송출해서 상기 일시 저류부에 충전하는 송출부와, 일단부에 있어서 상기 공급부와 접속되고, 타단부에 있어서, 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부와 접속된, 공기 공급로와, 상기 공기 공급로에 마련된, 압축 공기를 비축하는 축압부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었기 때문에 압축 공기 공급부로부터의 압축 공기 공급이 정지되었을 경우에, 축압부에 축적되어 있는 압축 공기가 공급부에 공급됨으로써, 공급부에 대한 압축 공기의 공급이 지속된다. 이 때문에, 공급부에서는, 축압부로부터 공급되는 압축 공기와 함께, 일시 저류부에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 베어링에 계속해서 공급할 수 있다. 즉, 전력의 공급이 정지되어도, 베어링에 대한 윤활유의 공급이 즉시 정지되는 일이 없고, 잠시동안, 베어링에 대한 윤활유의 공급을 지속시킬 수 있다. 이에 의해, 축의 관성 회전에 의해 베어링이 손상되는 것을 회피할 수 있다.

특히, 상기의 구성에 의하면, 축압부가 공기 공급로에 설치되어 있기 때문에, 압축 공기 공급부로부터의 압축 공기 공급이 정지되어 공기 공급로의 내압이 저하되면, 축압부의 내압이 공기 공급로의 내압보다 상대적으로 높아지고, 축압부에 축적되어 있는 압축 공기가 저절로 공기 공급로를 통해 공급부에 송출된다. 따라서, 공급부에 대한 압축 공기의 공급원을 압축 공기 공급부와 축압부 사이에서 전환하기 위한 구성을 마련할 필요가 없다. 또한, 축압부가 공기 공급로에 설치되어 있기 때문에, 압축 공기 공급부로부터의 압축 공기 공급이 재개되면, 여기에서 공급되는 압축 공기가 축압부에 축적된다. 따라서, 축압부에 압축 공기를 보충하기 위한 구성을 별도로 마련할 필요가 없다. 이와 같이, 상기의 구성에 의하면, 장치 구성을 간이한 것으로 할 수 있다.

상기 윤활유 공급 장치에 있어서, 상기 공급부가 오일 에어를 생성하는 것이 바람직하다.

혹은, 상기 윤활유 공급 장치에 있어서, 상기 공급부가 오일 미스트를 생성하는 것이 바람직하다.

이들의 구성에 의하면, 베어링에 대한 윤활유의 공급량을 억제할 수 있다. 한편, 윤활유의 공급량이 적어질수록, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 때에, 축의 관성 회전이 정지할 때까지의 사이에 윤활유가 고갈해서 베어링이 손상되는 리스크가 높아져버리지만, 여기에서는, 전력의 공급이 정지되고 나서 잠시동안, 베어링에 대한 윤활유의 공급을 지속시킬 수 있으므로, 이러한 사태를 미연에 회피할 수 있다.

또한, 상기 윤활유 공급 장치에 있어서, 상기 공기 공급로의 도중이며, 상기 축압부와 상기 공급부의 사이에 마련된 전자 밸브를 구비하고, 상기 전자 밸브가, 전력의 공급이 정지되었을 때에는, 그 직전의 상태가 유지되도록 구성되어 있는 것도 바람직하다.

예를 들어, 베어링에 의해 지지되어 있는 축이 회전하고 있을 경우, 전자 밸브가 개방 상태로 되어, 윤활유 공급부로부터 베어링에 대하여 윤활유의 공급이 이루어지지만, 이 구성에서는, 이러한 상태에 있을 때에 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우에는, 전자 밸브가 개방 상태인채로 유지된다. 따라서, 축압부로부터 공급부에의 압축 공기의 공급이, 전자 밸브에 의해 저해되는 일이 없다. 한편, 축이 회전하고 있지 않은 경우, 전자 밸브가 폐쇄 상태로 되어, 윤활유 공급부로부터 베어링에 대한 윤활유의 공급은 이루어지지 않지만, 이러한 상태에 있을 때에 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우에는, 전자 밸브가 폐쇄 상태인채로 유지된다. 따라서, 축이 회전하지 않고 있는 데도 베어링에 대한 윤활유의 공급이 개시되어버리는 사태가 발생하는 일이 없다.

또한, 상기의 각 구성에 관한 윤활유 공급 장치는, 공시체의 회전 시험을 행하는 회전 시험 장치로서, 회전체와, 상기 공시체와 상기 회전체를 연결하는 중간축과, 상기 중간축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 공시체와 상기 회전체와의 사이에 발생하는 토크를 검출하는 토크 검출부를 구비하는 회전 시험 장치에 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우에 축의 관성 회전에 의해 베어링이 손상되는 것을 회피할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 관한 회전 시험 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 중간축에 있어서의 베어링 하우징에 수용되어 있는 부분의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 윤활유 공급부의 구성을 도시하는 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

<1. 회전 시험 장치의 전체 구성>

실시 형태에 관한 회전 시험 장치(100)의 구성에 대해서, 도 1, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은, 회전 시험 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는, 중간축(3)에 있어서의 베어링 하우징(12)에 수용되어 있는 부분의 개략 구성을 도시하는 도면이며, 베어링 하우징(12)이 단면 상태로 도시되어 있다.

회전 시험 장치(100)는, 공시체(9)를 회전시켜서 해당 공시체(9)의 각종 측정 데이터를 얻기 위한 시험 장치이다. 공시체(9)에는 이것을 구동 제어하기 위한 제어 장치(90)가 접속되어 있고, 이 제어 장치(90)가, 외부로부터 입력되는 토크 지령에 따른 전력을 공시체(9)에 공급해서 그 토크를 제어하도록 구성되어 있다. 공시체(9)로서는, 예를 들어 차량용의 모터나 트랜스미션 등이 상정되고, 이 경우, 회전 시험 장치(100)는 차량용 시험 장치를 구성한다.

회전 시험 장치(100)는, 기대(1), 회전체인 다이나모(2), 다이나모(2)와 공시체(9)를 연결하는 회전축인 중간축(3) 및, 중간축(3)에 마련되어 다이나모(2)와 공시체(9)와의 사이에 발생하는 토크를 검출하는 토크 검출부인 토크계(4)를 구비한다. 또한, 회전 시험 장치(100)는, 중간축(3)을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링(중간 베어링)(5, 5) 및, 각 베어링(5)에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급부(6)를 구비한다. 또한, 회전 시험 장치(100)는, 이것이 구비하는 각 부를 제어하는 제어부(7)를 구비한다.

다이나모(2)는, 공시체(9)에 시험 부하(예를 들어, 의사적인 부하, 의사적인 구동력)를 부여하기 위한 회전체이며, 회전수가 제어 가능한 전동 모터에 의해 구성된다. 또한, 다이나모(2)에는, 그 회전수를 검출하기 위한 회전수 센서(21)가 마련된다.

중간축(3)은, 다이나모(2)와 공시체(9)를 연결하는 회전축이다. 즉, 중간축(3)은, 일단부에 있어서, 기대(1)의 일단부측에 배치된 다이나모(2)(구체적으로는, 그 회전자)와 연결되고, 타단부에 있어서, 기대(1)의 타단부측에 마련된 고정 벽(11)에 고정된 공시체(9)(구체적으로는, 그 회전축)와 연결됨으로써, 다이나모(2)와 공시체(9)를 연결한다.

다이나모(2)의 회전자(혹은, 공시체(9)의 회전축)와 중간축(3)과의 연결은, 예를 들어 양자에 각각 마련된 커플링끼리가 볼트에 의해 체결됨으로써 이루어져 있다. 중간축(3)은, 지주(13)를 통해 기대(1) 위에 지지된 베어링 하우징(12)을 축방향으로 관통해서 마련되어 있고, 베어링 하우징(12) 내에 지지되어 있는 한 쌍의 베어링(5, 5)(도 2)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

토크계(4)는, 다이나모(2)와 공시체(9)와의 사이에 발생하는 토크를 검출하는 토크 검출부이며, 중간축(3)의 연장 도중에 마련된다. 토크계(4)는, 구체적으로는 예를 들어, 중간축(3)에 발생하는 비틀림각의 차를 검출하고, 검출한 비틀림각의 차로부터 중간축(3)에 발생하고 있는 토크를 구하고, 이것을 토크 신호로서 제어부(7)에 출력한다. 단, 비틀림각의 차로부터 중간축(3)에 발생하는 토크를 산출하는 처리는, 토크계(4)가 아니고 제어부(7)에서 행해져도 된다. 이 경우, 토크계(4)와 제어부(7)가 협동함으로써 토크 검출부가 실현되게 된다. 제어부(7)는, 토크계(4)로부터 취득한 토크 신호(혹은, 비틀림각의 차에 따른 신호)에 기초하여, 공시체(9)가 발생하는 토크값을 특정한다.

베어링(5)은, 중간축(3)을 회전 가능하게 지지하기 위한 부재이며, 통 형상의 베어링 하우징(12)의 내부에 지지되어 있다. 구체적으로는, 베어링 하우징(12)의 내부에는, 축방향의 각 단부 부근에 베어링 지지부(121)가 마련되어 있고, 각 베어링 지지부(121)에 베어링(5)이 지지되어 있다. 중간축(3)은, 공시체(9)와 연결되는 측의 단부와 토크계(4)가 마련되는 위치와의 사이의 부분에 있어서, 베어링 하우징(12)을 축방향으로 관통해서 마련되어 있다. 그리고, 중간축(3)은, 베어링 하우징(12)을 관통하는 부분에 있어서의, 축 방향으로 이격한 2개의 지점에서, 베어링(5)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

다이나모(2) 측에 배치되는 베어링(5)과, 공시체(9) 측에 배치되는 베어링(5)은 동일한 구조를 구비하고 있다. 즉, 각 베어링(5)은, 중간축(3)의 외주면에 끼워 맞춰지는 내측 링(51)과, 베어링 지지부(121)에 고정되는 외측 링(52)과, 내측 링(51)과 외측 링(52)과의 사이에 끼워진 상태에서 전동하는 복수의 전동체(53)를 구비하는 롤러 베어링(도의 예에서는, 깊은 홈 볼베어링)에 의해 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 각 베어링(5)의 전동체(53)가 전동함으로써, 중간축(3)이 회전 가능하게 지지된다.

윤활유 공급부(6)는, 각 베어링(5)에 윤활유를 공급하기 위한 장치(윤활유 공급 장치)이다. 윤활유 공급부(6)는, 도 2에서 모식적으로 나타내고 있는 바와 같이, 베어링 하우징(12)과 접속된 제1 공급로 부분(601) 및, 베어링 하우징(12)에 관설된 제2 공급로 부분(602)을 통해, 각 베어링(5)에 윤활유를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 각 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급 방향은, 베어링 하우징(12)의 축방향 단부측에서 중심측을 향하는 방향으로 된다. 도면에는 나타나지 않고 있지만, 중간축(3)은, 베어링 하우징(12)의 축방향 중심측을 향함에 따라서 약간 축경하는 형상으로 되어 있고, 이에 의해, 각 베어링(5)의 일단부측으로부터 공급된 윤활유가 타단부측을 향해서 흐르게 되어 있다.

또한, 도시는 생략되어 있지만, 각 베어링(5)에 공급된 여분의 윤활유 등은, 배출로(예를 들어, 베어링 하우징(12)에 관설된 제1 배출로 부분과, 베어링 하우징(12)의 외측에 배치된 제2 배출 부분을 포함하여 구성되는 배출로)를 통해 외부로 배출되어 회수 등이 된다.

<2. 윤활유 공급부의 구성>

윤활유 공급부(6)의 구성에 대해서, 도 1, 도 2에 추가하여 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 3은, 윤활유 공급부(6)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.

윤활유 공급부(6)는, 윤활유를 압축 공기와 함께 베어링(5)에 공급하는 공급부(61)와, 공급부(61)에 윤활유를 공급하기 위한 윤활유 공급부(62)와, 공급부(61)에 압축 공기를 공급하기 위한 공기 공급부(63)를 구비한다. 또한, 윤활유 공급부(6)는, 이것이 구비하는 각 부를 제어하는 제어부(64)를 구비한다. 제어부(64)는, 그 일부 혹은 모든 기능이 회전 시험 장치(100)의 제어부(7)에 의해 실현되어도 된다.

[윤활유 공급부(62)]

윤활유 공급부(62)는, 윤활유 공급로(621)와, 윤활유 공급로(621)에 마련된 펌프(622)를 구비한다.

윤활유 공급로(621)는, 예를 들어 배관이며, 일단부에 있어서, 공급부(61)(구체적으로는, 공급부(61)가 구비하는 일시 저류부(611))와 접속되고, 타단부에 있어서, 윤활유를 저류하는 윤활유 저류부(오일탱크)(620)와 접속된다.

펌프(622)는, 윤활유 공급로(621)를 통해 윤활유 저류부(620)에 저류되어 있는 윤활유를 송출하고, 공급부(61)가 구비하는 일시 저류부(611)에 충전한다. 펌프(622)는, 1회의 송출 동작(빨아 올리기 동작)으로, 미리 설정된 양의 윤활유를 윤활유 저류부(620)로부터 빨아 올려서 송출하는 것이며, 미리 설정된 인터벌로 (예를 들어 4분에 1회), 이 송출 동작을 행하도록 제어된다.

[공기 공급부(63)]

공기 공급부(63)는, 공기 공급로(631)와, 공기 공급로(631)의 도중에 개재 삽입된 전자 밸브(632)와, 공기 공급로(631)의 도중이며, 전자 밸브(632)보다 상류측에 마련된 축압부(633)를 구비한다.

공기 공급로(631)는, 예를 들어 배관이며, 일단부에 있어서, 공급부(61)와 접속되고, 타단부에 있어서, 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부인 공기 압축기(공기 압축기)(630)와 접속된다. 공기 압축기(630)로서, 예를 들어 공장 설비로서 마련되어 있는 공기 압축기가 사용된다. 이러한 공기 압축기(630)는, 공기 공급로(631)뿐만 아니라, 공장내에 설치된 여러가지 장치와 접속된 배관 등에도 접속되어 있고, 여러가지 장치에 대하여, 상태적으로 압축 공기를 공급하고 있다.

전자 밸브(632)는, 제어부(64)로부터의 전기적인 제어 신호에 따라, 개방 상태와 폐쇄 상태가 전환되는 것이며, 전자 밸브(632)가 개방 상태로 되면, 공기 압축기(630)로부터 압송되는 압축 공기가, 공기 공급로(631)를 통해, 공급부(61)에 공급된다. 또한, 전자 밸브(632)가 폐쇄 상태로 되면, 공기 압축기(630)로부터 공급부(61)로의 압축 공기의 공급이 정지된다. 단, 전자 밸브(632)는, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 때에는, 그 직전의 상태가 유지되도록 구성되어 있다. 즉, 전자 밸브(632)는, 이것이 개방 상태에 있을 때에, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우는, 전력의 공급이 정지된 후에도 개방 상태로 유지되고, 폐쇄 상태에 있을 때에 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우는, 전력의 공급이 정지된 후에도 폐쇄 상태로 유지되도록 구성되어 있다.

축압부(633)는, 압축 공기를 축적하는 용기(에어 탱크)이다. 축압부(633)는, 공기 공급로(631)의 도중에 마련되어 있고, 공기 압축기(630)로부터 공급되는 압축 공기를 축적한다. 정전 등에 의해 공기 압축기(630)에 대한 전력의 공급이 정지되어 여기에서의 압축 공기의 공급이 정지되면, 공기 공급로(631)의 내압이 저하되고, 축압부(633)의 내압이 공기 공급로(631)의 내압보다 상대적으로 높아진다. 이에 의해, 축압부(633)에 축적되어 있는 압축 공기가 저절로 공기 공급로(631)를 통해 공급부(61)에 송출된다. 그 후, 공기 압축기(630)로부터의 압축 공기의 공급이 재개되면, 역의 압력차에 의해, 공기 압축기(630)로부터 공급되는 압축 공기가 축압부(633)에 축적된다.

[공급부(61)]

공급부(61)는, 윤활유 공급부(62)로부터 공급되는 윤활유를 일시적으로 저류하는 일시 저류부(611)를 구비한다. 일시 저류부(611)는, 펌프(622)의 1회의 송출 동작으로 송출되는 윤활유를 적어도 저류 가능한 용기(예를 들어, 접시 모양의 용기)이며, 펌프(622)가 1회의 송출 동작을 행할 때마다 윤활유 공급로(621)를 통해 한번에 송출되어 오는 윤활유의 전량이, 이 일시 저류부(611)에 일시적으로 축적된다.

공급부(61)는, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유를, 소량(소정량)씩 압축 공기와 함께, 베어링(5)에 공급한다. 이 실시 형태에서는, 공급부(61)는 오일 에어 발생기를 포함하여 구성되는 것이다. 이 경우, 공급부(61)에서는, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유가 피스톤 등에 의해 간헐적으로 소정의 미소량씩 토출되고, 해당 토출된 미소량의 윤활유가 믹싱 밸브 등에 의해 압축 공기중으로 도출되어서 차례로 압축 공기와 혼합됨으로써, 오일 에어가 연속적으로 생성된다. 생성된 오일 에어는, 공기 공급부(63)로부터 공급되는 압축 공기에 의해, 제1 공급로 부분(601) 및 제2 공급로 부분(602)의 순으로 보내져서, 각 베어링(5)에 공급된다.

단, 펌프(622)의 1회의 송출 동작으로 송출되는 윤활유의 양은, 공급부(61)에 있어서 단위 시간당 압축 공기와 혼합되는 윤활유의 양과, 펌프(622)가 송출 동작을 행하는 인터벌에 기초하여 설정되어 있고, 펌프(622)의 송출 동작의 인터벌 사이에, 일시 저류부(611)에 축적된 윤활유가 고갈하는 일이 없도록 담보되어 있다. 예를 들어 공급부(61)가 오일 에어를 발생시키는 오일 에어 발생기를 포함하여 구성되어 있는 경우, 공급부(61)에 있어서 단위 시간당 압축 공기와 혼합되는 윤활유의 양은, 약 0.002ml/분이다. 이 경우, 펌프(622)가 4분간 1회의 송출 동작을 행한다고 하면, 펌프(622)의 1회의 송출 동작으로 송출되는 윤활유의 양은, 0.008ml 이상으로 설정된다.

<3. 윤활유 공급부의 동작>

윤활유 공급부(6)는, 회전 시험 장치(100)가 운전되고 있는 사이, 중간축(3)에 마련되어 있는 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급을 행한다. 윤활유 공급부(6)의 해당 동작에 대해서, 계속해서, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.

전력의 공급이 이루어지고 있는 통상의 상태(급전 시)에서는, 펌프(622)가, 미리 설정된 인터벌로, 송출 동작을 행한다. 펌프(622)는, 1회의 송출 동작을 행할 때마다, 미리 설정된 양의 윤활유를 윤활유 저류부(620)로부터 빨아 올려, 윤활유 공급로(621)를 통해 송출하고, 일시 저류부(611)에 충전한다.

한편, 전력의 공급이 이루어지고 있는 통상의 상태에서는, 공기 공급로(631)에는, 공기 압축기(630)로부터 압축 공기가 압송되고, 전자 밸브(632)가, 제어부(64)로부터 송출되는 제어 신호에 따라, 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환되면, 공기 압축기(630)로부터 공급되는 압축 공기가, 공기 공급로(631)를 통해, 공급부(61)에 공급 개시된다.

공급부(61)에서는, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유가, 소량(소정량)씩, 공기 공급로(631)로부터 공급되는 압축 공기와 혼합됨으로써, 오일 에어가 생성되고, 이것이 제1 공급로 부분(601)에 도출된다. 도출된 오일 에어는, 제1 공급로 부분(601) 및 제2 공급로 부분(602)을 통해, 각 베어링(5)에 공급된다. 이에 의해, 회전하는 중간축(3)을 지지하고 있는 각 베어링(5)의 윤활이 이루어진다.

이러한 동작이 행해지고 있을 때에, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었다고 하자. 단, 여기서는, 회전 시험 장치(100)에 대한 전력의 공급만이 정지되는 것이 아니고, 회전 시험 장치(100)가 설치되어 있는 공장 설비 전체에 대한 전력의 공급이 전체적으로 정지되는 케이스를 상정하고 있다. 즉, 공기 압축기(630)로서, 공장 설비로서 마련되어 있는 공기 압축기가 사용되고 있을 경우에, 해당 공기 압축기에 대한 전력의 공급마저 정지되어버리는 케이스를 상정한다.

전력의 공급이 정지되어도, 회전 시험 장치(100)의 중간축(3)은, 잠시동안 (예를 들어, 수분 정도 동안), 관성 회전에 의해 계속해서 회전한다.

한편, 전력의 공급이 정지되면, 펌프(622)의 동작이 정지한다. 이 때문에, 일시 저류부(611)에 대한 새로운 윤활유의 충전이 이루어지지 않게 된다. 그러나, 상기한 바와 같이, 펌프(622)는 1회의 송출 동작으로, 어느 정도 정해진 양의 윤활유(즉, 송출 동작의 인터벌 사이에 소비되는 윤활유의 총량 이상의 윤활유)를 송출하도록 설정되어 있다. 또한, 일시 저류부(611)에 대한 윤활유에 1회째의 충전이 이루어진 후, 통상은 다소의 타임 래그를 가지고, 전자 밸브(632)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환되는(즉, 오일 에어의 생성이 개시되는) 것을 고려하면, 일시 저류부(611)에 유지되는 윤활유의 양은, 가령 펌프(622)가 송출 동작을 행하기 직전의 타이밍이여도 제로가 되는 일은 없다. 즉, 어느 타이밍에서 펌프(622)의 동작이 정지해도, 일시 저류부(611)에는, 공급부(61)에 있어서 단위 시간당 압축 공기와 혼합되는 윤활유의 양에 비해 충분히 다량의 윤활유가 유지되고 있다.

또한, 전력의 공급이 정지되면, 공기 압축기(630)의 동작도 정지하고, 이것으로 부터의 압축 공기의 공급이 정지된다. 그러면, 공기 공급로(631)의 내압이 저하하기 때문에, 축압부(633)의 내압이 공기 공급로(631)의 내압보다 높아지고, 축압부(633)에 축적되어 있는 압축 공기가 저절로, 공기 공급로(631)를 통해 공급부(61)에 송출된다. 또한, 축압부(633)의 하류측에는 전자 밸브(632)가 마련되어 있지만, 이 전자 밸브(632)는, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 때에는, 그 직전의 상태가 유지되도록 구성되어 있다. 여기에서는, 전력의 공급이 정지되기 직전에는 전자 밸브(632)는 개방 상태로 되어 있으므로, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지된 후에도 전자 밸브(632)는 개방 상태로 유지된다. 따라서, 축압부(633)로부터 공급부(61)에 대한 압축 공기의 송출이, 전자 밸브(632)에 의해 방해되는 일은 없다.

이와 같이, 전력의 공급이 정지된 후에도, 공급부(61)에 대한 압축 공기의 공급이 계속되므로, 공급부(61)는 급전 시와 동일한 동작을 계속할 수 있다. 즉, 공급부(61)에서는, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유가, 소량씩, 공기 공급로(631)로부터 공급되는 압축 공기와 혼합됨으로써, 오일 에어가 생성되고, 이것이 제1 공급로 부분(601)에 도출된다. 도출된 오일 에어는, 제1 공급로 부분(601) 및 제2 공급로 부분(602)을 통해, 각 베어링(5)에 공급된다. 이에 의해, 관성 회전하는 중간축(3)을 지지하고 있는 각 베어링(5)의 윤활이 이루어진다.

또한, 정전이 복구 등을 하여 전력의 공급이 재개되면, 공기 압축기(630)로부터의 압축 공기의 공급이 재개된다. 그러면, 공기 압축기(630)로부터 압송되어 오는 압축 공기에 의해 공기 공급로(631)의 내압이 축압부(633)의 내압보다 높아지고, 공기 압축기(630)로부터 공급되는 압축 공기가 축압부(633)에 축적되어 간다. 이와 같이 하여, 전력의 공급이 재개된 후에 빠르게, 축압부(633)가 축압된 상태로 복귀된다. 말할 필요도 없이, 공기 압축기(630)로부터 공급되는 압축 공기가 공기 공급로(631)를 통해 공급부(61)에 공급되고 있는 사이, 축압부(633)는 축압된 상태로 유지된다.

<4. 효과>

상기의 실시 형태에 관한 회전 시험 장치(100)가 구비하는 윤활유 공급부(윤활유 공급 장치)(6)는, 윤활유를 일시적으로 축적하는 일시 저류부(611)를 구비하고, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 압축 공기와 함께 베어링(5)에 공급하는 공급부(61)와, 일단부에 있어서 일시 저류부(611)와 접속되고, 타단부에 있어서, 윤활유를 저류하는 윤활유 저류부(620)와 접속된, 윤활유 공급로(621)와, 윤활유 공급로(621)에 마련되고, 윤활유 공급로(621)를 통해 윤활유 저류부(620)에 저류되어 있는 윤활유를 송출해서 일시 저류부(611)에 충전하는 송출부인 펌프(622)와, 일단부에 있어서 공급부(61)와 접속되고, 타단부에 있어서, 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부인 공기 압축기(630)와 접속된, 공기 공급로(631)와, 공기 공급로(631)에 마련된, 압축 공기를 비축하는 축압부(633)를 구비한다.

이 구성에 의하면, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었기 때문에 공기 압축기(630)로부터의 압축 공기의 공급이 정지되었을 경우에, 축압부(633)에 축적되어 있는 압축 공기가 공급부(61)에 공급됨으로써, 공급부(61)에 대한 압축 공기의 공급이 지속된다. 이 때문에, 공급부(61)에서는, 축압부(633)로부터 공급되는 압축 공기와 함께, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 베어링(5)에 계속해서 공급할 수 있다. 즉, 전력의 공급이 정지되어도, 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급이 즉시 정지되는 일이 없고, 잠시동안, 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급을 지속시킬 수 있다. 이에 의해, 중간축(3)의 관성 회전에 의해 베어링(5)이 손상되는 것을 회피할 수 있다.

특히, 상기의 구성에 의하면, 축압부(633)가 공기 공급로(631)에 설치되어 있기 때문에, 공기 압축기(630)로부터의 압축 공기의 공급이 정지되어서 공기 공급로(631)의 내압이 저하되면, 축압부(633)의 내압이 공기 공급로(631)의 내압보다 상대적으로 높아지고, 축압부(633)에 축적되어 있는 압축 공기가 저절로 공기 공급로(631)를 통해 공급부(61)에 송출된다. 따라서, 공급부(61)에 대한 압축 공기의 공급원을 공기 압축기(630)와 축압부(633)와의 사이에서 전환하기 위한 구성을 마련할 필요가 없다. 또한, 축압부(633)가 공기 공급로(631)에 설치되어 있기 때문에, 공기 압축기(630)로부터의 압축 공기의 공급이 재개되면, 여기에서 공급되는 압축 공기가 축압부(633)에 축적된다. 따라서, 축압부(633)에 압축 공기를 보충하기 위한 구성을 별도로 마련할 필요가 없다. 이와 같이, 상기의 구성에 의하면, 장치 구성을 간이한 것으로 할 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에 관한 윤활유 공급부(6)에 있어서는, 공급부(61)가 오일 에어를 생성한다. 이 구성에 의하면, 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급량을 특히 소량으로 억제할 수 있다. 한편, 윤활유의 공급량이 적어질수록, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 때에, 중간축(3)의 관성 회전이 정지할 때까지의 사이에 윤활유가 고갈해서 베어링(5)이 손상될 리스크가 높아져버리지만, 여기에서는, 전력의 공급이 정지되고 나서 잠시동안, 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급을 지속시킬 수 있으므로, 이러한 사태를 미연에 회피할 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에 관한 윤활유 공급부(6)는, 공기 공급로(631)의 도중이며, 축압부(633)와 공급부(61)와의 사이에 마련된 전자 밸브(632)를 구비하고, 전자 밸브(632)가, 전력의 공급이 정지되었을 때에는, 그 직전의 상태가 유지되도록 구성되어 있다. 예를 들어, 중간축(3)이 회전하고 있을 경우, 전자 밸브(632)가 개방 상태로 되어, 윤활유 공급부(6)로부터 베어링(5)에 대하여 윤활유의 공급이 이루어지지만, 이 구성에서는, 이러한 상태에 있을 때에 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우에는, 전자 밸브(632)가 개방 상태인채로 유지된다. 따라서, 축압부(633)로부터 공급부(61)로의 압축 공기의 공급이, 전자 밸브(632)에 의해 저해되는 일이 없다. 한편, 중간축(3)이 회전하고 있지 않은 경우, 전자 밸브(632)가 폐쇄 상태로 되어, 윤활유 공급부(6)로부터 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급은 이루어지지 않지만, 이러한 상태에 있을 때에 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지되었을 경우에는, 전자 밸브(632)가 폐쇄 상태인채로 유지된다. 따라서, 중간축(3)이 회전하지 않고 있는데도 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급이 개시되어버리는 사태가 발생하는 일이 없다.

또한, 상기의 실시 형태에 관한 윤활유 공급부(6)에서는, 공급부(61)가, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 압축 공기와 함께 베어링(5)에 공급한다. 베어링(5)에 대한 윤활유의 공급이 예를 들어 오일 제트 윤활에 의해 이루어질 경우, 윤활유를 저류하고 있는 탱크로부터 윤활유를 빨아 올려서 노즐에 송출하는 펌프의 맥동에 의해 중간축(3)에서의 토크 손실의 변동이 발생할 우려가 있지만, 이 윤활유 공급부(6)에 의하면, 펌프(622)로부터 송출된 윤활유는 우선은 일시 저류부(611)에 일시적으로 축적되고, 또한, 압축 공기와 함께 베어링(5)에 공급되므로, 펌프(622)의 맥동이 중간축(3)에서의 토크 손실을 변동시킬 우려가 없다. 중간축(3)에서의 토크 손실의 변동이 억제됨으로써, 공시체(9)가 발생하는 토크값을 고정밀도로 특정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 공급부(61)가, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 압축 공기와 함께 베어링(5)에 공급하는 양태에 의하면, 예를 들어 오일 제트 윤활에 비해, 베어링(5)에 공급되는 윤활유의 양을 적게 할 수 있다. 따라서, 윤활유의 점성 등에서 유래하는 중간축(3)에서의 토크 손실의 변동을 작게 억제할 수 있다. 나아가서는, 공시체(9)가 발생하는 토크값을 고정밀도로 특정하는 것이 가능하게 된다.

<5. 다른 실시 형태>

상기의 실시 형태에 있어서, 공급부(61)는 오일 에어를 생성하는 것으로 했지만, 공급부는, 오일 미스트를 생성하는 것이어도 된다. 즉, 윤활유를 소량(소정량)씩 압축 공기와 함께 베어링(5)에 공급하는 양태는, 양자를 혼합해서 오일 에어를 생성하고 이것을 베어링(5)에 공급하는 것에 한정되는 것은 아니고, 압축 공기를 이용해서 윤활유를 미스트화해서 오일 미스트를 생성하고 이것을 베어링(5)에 공급하는 것이어도 된다. 이와 같은 구성은, 예를 들어 상기의 실시 형태에서는 오일 에어 발생기를 포함하여 구성된 공급부(61)를, 오일 에어 발생기 대신에 오일 미스트 발생기를 포함하는 것으로 함으로써 실현할 수 있다. 이 경우, 공급부(61)에서는, 일시 저류부(611)에 축적되어 있는 윤활유가 소정의 미소량씩 압축 공기 중에 공급되고, 압축 공기 중에서 윤활유의 유적이 세분화되어서 미스트상(안개 상태)이 됨으로써, 오일 미스트가 생성된다. 그리고, 생성된 오일 미스트가, 공기 공급부(63)로부터 공급되는 압축 공기와 혼합되고, 해당 압축 공기에 의해, 제1 공급로 부분(601) 및 제2 공급로 부분(602)에 차례로 보내져서, 각 베어링(5)에 공급된다. 공급부가 오일 미스트를 생성하는 것으로 해도, 상기의 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에 있어서, 베어링(5)의 구조는 어떤 것이어도 된다. 예를 들어, 베어링(5)은, 도 2에 나타나는 바와 같이 전동체(53)가 구슬에 의해 구성되는 볼베어링이여도 되고, 전동체가 롤러에 의해 구성되는 롤러 베어링이여도 된다.

또한, 상기의 실시 형태에 있어서, 축압부(633)는, 어큐뮬레이터에 의해 구성 해도 된다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 윤활유는, 베어링 하우징(12)의 축방향 외방측으로부터 중심측을 향해서 공급되고, 해당 중심측을 향해서 흐르는 것으로 했지만, 윤활유의 공급 방향은 꼭 그런 것만은 아니다. 예를 들어, 윤활유는, 베어링 하우징(12)의 축방향 중심으로부터 외방측을 향해서 공급되고, 해당 외방측을 향해서 흐르는 것이어도 된다.

또한, 상기의 실시 형태에 있어서, 회전 시험 장치(100)에서 시험 대상으로 되는 공시체(9)로서, 차량용의 모터나 트랜스미션이 예시되어 있지만, 공시체(9)는 이들에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은, 차량용 시험 장치 이외의 각종 회전 시험 장치에 적용할 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 윤활유 공급부(6)가 회전 시험 장치(100)에 적용된 경우가 나타내져 있지만, 윤활유 공급부(6)는, 회전 시험 장치(100) 이외의 장치에 적용할 수 있다. 즉, 윤활유 공급부(6)는, 베어링을 구비하고, 해당 베어링을 윤활함에 있어서 윤활유를 압축 공기와 함께 베어링에 공급하는 방식(예를 들어, 오일 미스트 윤활이나 오일 에어 윤활)을 채용하고 있는, 모든 장치에 적용할 수 있다.

기타의 구성도, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다.

100: 회전 시험 장치
1: 기대
2: 회전체(다이나모)
3: 중간축
4: 토크 검출부(토크계)
5: 베어링
6: 윤활유 공급부(윤활유 공급 장치)
61: 공급부
611: 일시 저류부
62: 윤활유 공급부
620: 윤활유 저류부
621: 윤활유 공급로
622: 송출부(펌프)
63: 공기 공급부
630: 압축 공기 공급부(공기 압축기)
631: 공기 공급로
632: 전자 밸브
633: 축압부
64: 제어부
7: 제어부
9: 공시체(공시 모터)

Claims (5)

1. 베어링에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 장치로서,
   윤활유를 일시적으로 축적하는 일시 저류부를 구비하고, 상기 일시 저류부에 축적되어 있는 윤활유를 소량씩 압축 공기와 함께 베어링에 공급하는 공급부와,
   일단부에 있어서 상기 일시 저류부와 접속되고, 타단부에 있어서, 윤활유를 저류하는 윤활유 저류부와 접속된, 윤활유 공급로와,
   상기 윤활유 공급로에 마련되고, 상기 윤활유 공급로를 통해 상기 윤활유 저류부에 저류되어 있는 윤활유를 송출해서 상기 일시 저류부에 충전하는 송출부와,
   일단부에 있어서 상기 공급부와 접속되고, 타단부에 있어서, 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부와 접속된, 공기 공급로와,
   상기 공기 공급로에 마련된, 압축 공기를 비축하는 축압부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 공급부가 오일 에어를 생성하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 공급부가 오일 미스트를 생성하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 공급로의 도중이며, 상기 축압부와 상기 공급부의 사이에 마련된 전자 밸브를 구비하고,
   상기 전자 밸브가, 전력의 공급이 정지되었을 때에는, 그 직전의 상태가 유지되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 윤활유 공급 장치를 구비하고, 공시체의 회전 시험을 행하는 회전 시험 장치로서,
   회전체와,
   상기 공시체와 상기 회전체를 연결하는 중간축과,
   상기 중간축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
   상기 공시체와 상기 회전체와의 사이에 발생하는 토크를 검출하는 토크 검출부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 시험 장치.

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