(57)【要約】【課題】コストアップと霧状潤滑油の液化とをそれぞれ可及的少なく抑えながら、霧状潤滑油が正常に供給されていることがより容易に判断できるようにする。【解決手段】霧状潤滑油２５ａを生成する霧状潤滑油生成部２と、被潤滑部側のフォグノズル９と霧状潤滑油生成部２とを連通するマニホールド管３（供給流路）を備える。マニホールド管３におけるフォグノズル９の上流側に設けられたベンチュリ部１１と、ベンチュリ部１１の入口の圧力と絞り部の圧力との圧力差に基づいてマニホールド管３内の空気流量を測定する流量測定部５とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を霧状にした霧状潤滑油を生成する霧状潤滑油生成部と、
被潤滑部に取付けられたフォグノズルと前記霧状潤滑油生成部とを連通し、前記霧状潤滑油生成部で生成された霧状潤滑油が空気とともに前記フォグノズルに向けて流される供給流路と、
前記供給流路における前記フォグノズルの上流側に設けられたベンチュリ部と、
前記ベンチュリ部の入口の圧力と絞り部の圧力との圧力差に基づいて前記供給流路内の空気流量を測定する流量測定部とを備えたことを特徴とする噴霧潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載の噴霧潤滑装置において、
前記流量測定部によって測定された空気流量が予め定めた閾値より低下した場合に異常と判断する異常検知部を更に備えていることを特徴とする噴霧潤滑装置。
【請求項３】
請求項１記載の噴霧潤滑装置において、
前記流量測定部によって測定された空気流量に基づいて前記霧状潤滑油生成部の生成量を制御する生成量制御部を更に備えていることを特徴とする噴霧潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、霧状にした潤滑油を被潤滑部に供給する噴霧潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機や構造で用いられている装置の可動する部分に対し、潤滑油を霧状にして供給する噴霧潤滑装置がある（特許文献１参照）。この種の噴霧潤滑装置では、潤滑油を例えば粒径２μｍ以下とした霧状にし、霧状にした潤滑油を、配管を用いて空気とともに被潤滑部に供給している。この噴霧潤滑装置では、極めて少ない量の潤滑油を供給することができ、例えば、高速回転する軸の摺動部に潤滑油を供給する場合に有効である。
【０００３】
特許文献１に記載された噴霧潤滑装置において、霧状潤滑油は、霧状潤滑油生成部から１つのマニホールド管に送られ、このマニホールド管から被潤滑部毎の複数の分岐管に分けて送られる。分岐管の下流端には、霧状潤滑油の粒子径を被潤滑部に付着し易くなるように大きくするために、フォグノズルが設けられている。霧状潤滑油は、このフォグノズルに到達するまでは粒子径が相対的に小さい状態（輸送に適した状態）であることが望ましい。マニホールド管には、霧状潤滑油の流量を光学的に検出する油霧センサが設けられている。
この噴霧潤滑装置は、この油霧センサの検出結果に基づいて霧状潤滑油の生成量を制御する構成が採られている。
【０００４】
ところで、空気の流量を測定する流量測定装置としては、差圧式流量計がある。一般的な差圧式流量計は、流路に設けられた絞り機構の入口部の圧力と絞り部の圧力との差圧に基づいて流量を測定する。絞り機構は、オリフィスプレートやＶコーンなどを用いて形成されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている噴霧潤滑装置では、複数の被潤滑部にそれぞれ霧状潤滑油が正しく供給されているか否かを確認することができないという問題があった。このような不具合を解消するためには、油霧センサを各分岐管に設けることが考えられる。しかし、この構成を採ると、高価な光学式の油霧センサが分岐管の数だけ必要になるために、コストの上昇を招いてしまう。油霧センサを用いることなく霧状潤滑油の流量を測定するためには、分岐管内を流れる空気の流量を差圧式流量計を用いて測定し、この空気流量を霧状潤滑油の流量と置き換えて行うことも考えられる。
【０００７】
しかしながら、一般的な差圧式流量計を用いると、絞り部がオリフィスプレートやＶコーンなどによって形成されているために、霧状潤滑油が絞り部の壁面に衝突することにより撹拌され、霧状潤滑油どうしが互いに接合して粒子径が大きくなってしまう。粒子径が大きくなった霧状潤滑油は、フォグノズルに到達する以前に流路の壁面に付着して液化し易い。このように霧状潤滑油が途中で液化すると、霧状潤滑油を被潤滑部の広範囲に分散させて供給することはできなくなり、被潤滑部に霧状潤滑油を正常に供給することができなくなる。
【０００８】
本発明の目的は、コストアップと霧状潤滑油の液化とをそれぞれ可及的少なく抑えながら、霧状潤滑油が正常に供給されていることがより容易に判断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明に係る噴霧潤滑装置は、潤滑油を霧状にした霧状潤滑油を生成する霧状潤滑油生成部と、被潤滑部に取付けられたフォグノズルと前記霧状潤滑油生成部とを連通し、前記霧状潤滑油生成部で生成された霧状潤滑油が空気とともに前記フォグノズルに向けて流される供給流路と、前記供給流路における前記フォグノズルの上流側に設けられたベンチュリ部と、前記ベンチュリ部の入口の圧力と絞り部の圧力との圧力差に基づいて前記供給流路内の空気流量を測定する流量測定部とを備えたものである。
【００１０】
本発明は、前記噴霧潤滑装置において、前記流量測定部によって測定された空気流量が予め定めた閾値より低下した場合に異常と判断する異常検知部を更に備えていてもよい。
【００１１】
本発明は、噴霧潤滑装置において、前記流量測定部によって測定された空気流量に基づいて前記霧状潤滑油生成部の生成量を制御する生成量制御部を更に備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、フォグノズルに流入する霧状潤滑油の流量を流量測定部によって測定された空気流量に基づいて推測することができる。流量測定部は、差圧式流量計あるいは圧力センサと演算回路などを用いて簡単に形成することが可能であるから、光学式の油霧センサと較べて製造費用がかからない。
また、本発明に係る噴霧潤滑装置は、供給流路内で圧力差を生じさせるための絞り部がベンチュリ部であるから、一般的な差圧式流量計のようにオリフィスプレートやＶコーンなどによって絞り部を形成する場合と較べると、圧力の損失が少なくなる。このため、本発明に係る噴霧潤滑装置によれば、霧状潤滑油が撹拌され難くなって霧状潤滑油の液化する量が相対的に少なくなる。
したがって、本発明によれば、コストアップと霧状潤滑油の液化とをそれぞれ可及的少なく抑えながら、霧状潤滑油が正常に供給されていることがより容易に判断することが可能な噴霧潤滑装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における噴霧潤滑装置の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における霧状潤滑油生成部の構成を示す構成図である。
【図３】図３は、差圧式流量計が接続されたベンチュリ部の断面図である。
【図４】図４は、２つの圧力検出器が接続されたベンチュリ部の断面図である。
【図５】図５は、ベンチュリ部内の流速分布を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明における噴霧潤滑装置を構成する異常検知部と生成量制御部のハードウエア構成を示す構成図である。
【図７】図７は、ベンチュリ部を通過する霧状潤滑油の流速と液化率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず、本発明の実施の形態における噴霧潤滑装置の概略の構成について、図１を参照して説明する。この噴霧潤滑装置１は、霧状潤滑油生成部２、マニホールド管３、霧状潤滑油検出部４、流量測定部５、異常検知部６および生成量制御部７を備える。
【００１５】
霧状潤滑油生成部２は、潤滑油を霧状にした霧状潤滑油を生成する。マニホールド管３は、霧状潤滑油生成部２で生成した霧状潤滑油を、空気の流れにより、上流端３ａから下流端３ｂに輸送する。マニホールド管３の下流端３ｂは、フォグノズル９を介して機械装置１０の摺動部（被潤滑部）に接続されている。フォグノズル９は被潤滑部に取付けられている。このため、霧状潤滑油は、マニホールド管３の中に形成された供給流路８を空気とともに流され、フォグノズル９より吐出して被潤滑部に供給される。
供給流路８におけるフォグノズル９の上流側には、ベンチュリ部１１が設けられている。ベンチュリ部１１の構成の説明は後述する。
【００１６】
霧状潤滑油検出部４は、霧状潤滑油生成部２から霧状潤滑油が生成されていることを検出する。霧状潤滑油検出部４は、霧状潤滑油生成部２に設けられ、霧状潤滑油生成部２で霧状潤滑油の生成に消費された潤滑油の消費量を測定することで、霧状潤滑油が生成されていることを検出する。潤滑油の消費量は、油槽１２（図２参照）に貯蔵された潤滑油１３の油面１３ａの位置の変化量に基づいて測定することが可能である。
【００１７】
霧状潤滑油生成部２における潤滑油１３の消費量が所定の値を超えていれば、霧状潤滑油検出部４は、霧状潤滑油が生成されているものとする。一方、霧状潤滑油生成部２における潤滑油１３の消費量が所定の値以下の場合、霧状潤滑油検出部４は、霧状潤滑油が生成されていないものとする。
【００１８】
なお、霧状潤滑油検出部４は、霧状潤滑油生成部２から霧状潤滑油が生成されていることを光学的に検出するようにしてもよい。例えば、霧状潤滑油を光学的に検出する霧状潤滑油検出部４を、霧状潤滑油生成部２の霧状潤滑油を生成する部分に配置すればよい。
【００１９】
流量測定部５は、ベンチュリ部１１の入口１１ａ（図３参照）の圧力と、絞り部１１ｂの圧力との圧力差に基づいて供給流路８内の空気流量を測定する。流量測定部５は、ベンチュリ部１１に接続された差圧式流量計１４によって構成することができる。
この流量測定部５によって測定された流量を、例えば、図示しない表示部で確認することで、霧状潤滑油が正常に供給されていることが判断できる。流量測定部５によって測定された空気の流量が予め定めた閾値より少ない場合に、霧状潤滑油が正常に供給されずに異常であると判断できる。この判断は、異常検知部６により自動的に実施することができる。なお、霧状潤滑油検出部４で霧状潤滑油の生成が検出されない場合にも異常であると判断することができる。
【００２０】
異常検知部６は、流量測定部５で測定された空気流量が予め定めた閾値より低下している場合に異常と判断する。なお、異常検知部６は、霧状潤滑油検出部４で霧状潤滑油の生成が検出されない場合にも異常と判断するように構成することができる。
異常検知部６は、異常と判断した場合、例えば、図示しない表示部に、潤滑油の供給がされていない旨を表示する。また、異常検知部６は、異常と判断した場合、警報を発令するなどにより管理者に通知する。
【００２１】
生成量制御部７は、流量測定部５によって測定された空気流量に基づいて霧状潤滑油生成部２の生成量を制御する。流量測定部５によって測定された空気流量が目標値に達していない場合は、生成される霧状潤滑油の量が増えるように、霧状潤滑油生成部２の動作が生成量制御部７によって制御される。流量測定部５によって測定された空気流量が目標値を上回っているような場合には、生成される霧状潤滑油の量が減少するように、霧状潤滑油生成部２の動作が生成量制御部７によって制御される。
【００２２】
霧状潤滑油生成部２は、図２に例示するように、油槽１２、ポンプ２１、霧化部２２、油室２３、供給部２４を備える。油槽１２に収容されている潤滑油１３が、ポンプ２１により霧化部２２に送られて滴下される。霧化部２２には、圧力空気も供給されている。霧化部２２に滴下された潤滑油１３は、供給されている圧力空気により霧状潤滑油２５とされる。生成された霧状潤滑油２５のうち、粒径が２μｍを超える大きな油滴は、油室２３内を沈降して油室２３にとどまる。粒径が例えば２μｍ以下となるようなフォグ状の霧状潤滑油２５ａは、供給部２４を通ってマニホールド管３に空気とともに送られる。この結果、マニホールド管３には、輸送に適した粒径とされたフォグ状の霧状潤滑油２５ａが供給される。
【００２３】
マニホールド管３は、複数の供給対象に霧状潤滑油２５ａを輸送するために、供給対象毎に分岐している。分岐した各マニホールド管３の下流側端部には、空気流量を測定するためのベンチュリ部１１と、フォグノズル９とがそれぞれ設けられている。
フォグノズル９は  霧状潤滑油２５ａが粒径２μｍ以下のフォグ状から、粒径約２０μｍ〜１００μｍのミスト状に変わるように油滴をより大きくするためのもので、機械装置１０の被潤滑部に取付けられている。輸送に適した粒径の油滴（フォグ状の霧状潤滑油２５ａ）は、被潤滑部に付着し難い状態である。このため、フォグノズル９により油滴をより大きくし、フォグ状の霧状潤滑油２５ａを被潤滑部に付着し易いミスト状の霧状潤滑油とする。このようにミスト状にされた霧状潤滑油は、例えば直動ユニット１０ａ、ギア１０ｂ、高速スピンドル１０ｃなどの各機械装置１０の被潤滑部に供給される。
【００２４】
この実施の形態によるベンチュリ部１１は、図３に示すように、マニホールド管３とは別体に形成されたベンチュリ管３１によって形成されている。ベンチュリ部１１は、入口１１ａから長手方向の中央部に向かうにしたがって内径が漸次小さくなる上流側テーパー部３２と、この上流側テーパー部３２の下流端から下流側に内径が一定となる状態で延びる絞り部１１ｂと、この絞り部１１ｂの下流端から出口３３に向かうにしたがって内径が漸次大きくなる下流側テーパー部３４とを有している。
【００２５】
ベンチュリ部１１の入口１１ａより上流側には、上流側導圧孔３５が穿設されている。また、絞り部１１ｂには、下流側導圧孔３６が穿設されている。この実施の形態によるベンチュリ部１１においては、これらの導圧孔３５，３６にそれぞれ導圧用の配管３７，３８を介して上述した差圧式流量計１４が接続されている。なお、ベンチュリ部１１を使用して空気流量を測定するためには、図４に示すように、上流側導圧孔３５に第１の圧力検出器４１を接続し、下流側導圧孔３６に第２の圧力検出器４２を接続することもできる。これらの第１および第２の圧力検出器４１，４２は、圧力計や圧力センサなどによって形成することができる。このように第１および第２の圧力検出器４１，４２を使用する場合には、ベンチュリ部１１内の入口１１ａの圧力と絞り部１１ｂの圧力との圧力差から空気流量を求めるための演算回路４３を第１および第２の圧力検出器４１，４２に接続する。
【００２６】
ベンチュリ部１１の上流側テーパー部３２と下流側テーパー部３４のテーパー角度、絞り部１１ｂの内径および長さなど、ベンチュリ部１１の各部の寸法は、図３および図４に図示した寸法に限定されることはなく、霧状潤滑油２５ａの液化率が限界値を越えることがない範囲で適宜変更可能である。ここでいう液化率とは、霧状潤滑油２５ａがベンチュリ部１１を通過するときに液状になる割合である。霧状潤滑油２５ａが液状になる理由は、潤滑油の粒がベンチュリ部１１の壁面に衝突して付着したり、潤滑油の粒どうしが集合して大きな粒となり、この大きな潤滑油の粒がベンチュリ部１１の壁面に付着するからである。
【００２７】
ベンチュリ部１１内の流速は、図５に示すように、入口１１ａから絞り部１１ｂに向かうにしたがって次第に上昇して絞り部１１ｂ内で最高になり、絞り部１１ｂから出口３３に向かうにしたがって次第に低くなる。
この流速は、ベンチュリ部１１の下流側に位置するフォグノズル９の孔径と関連して変化する。
霧状潤滑油２５ａがベンチュリ部１１を通過する際の液化率は、発明者が行った実験によれば、図７に示すように、絞り部１１ｂを通過する際の流速が上昇するにしたがって次第に増大する。
【００２８】
この実験は、ベンチュリ部１１（ベンチュリ管３１）に所定長さの配管（図示せず）を介してフォグノズル９を接続し、絞り部１１ｂを通過する際の流速を変えて行った。
実験に使用したフォグノズル９は、最も使用頻度が高い、孔径が１．６ｍｍのものである。この実験を行ったときの霧状潤滑油２５ａの流速は、１６ｍ／ｓと、２９ｍ／ｓと、４０ｍ／ｓである。この実験を行うにあたって霧状潤滑油２５ａは、霧化部２２に毎分２０滴ずつ潤滑油１３を滴下させて生成した。実験中に潤滑油１３を滴下させた数は２０００である。
【００２９】
図７に示す実験結果から分かるように、絞り部１１ｂを通過するときの流速が４５ｍ／秒より低ければ、液化率が２０％以下になる。
フォグ状の霧状潤滑油２５ａの液化率が２０％を越えなければ、経験上、被潤滑部で過度の発熱や潤滑不良が起こることはない。すなわち、ベンチュリ部１１は、液化率が２０％を越えることがない形状に形成することが望ましい。
【００３０】
なお、上述した噴霧潤滑装置１を構成する異常検知部６や生成量制御部７は、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）５１と主記憶装置５２と外部記憶装置５３とネットワーク接続装置５４となどを備えたコンピュータ機器であり、主記憶装置５２に展開されたプログラムによりＣＰＵ５１が動作することで、上述した各機能が実現される。また、異常検知した結果を、ネットワーク接続装置５４が接続するネットワーク５５を介し、図示しない機器管理装置に通知するようにしてもよい。
【００３１】
以上に説明したように、この実施の形態によれば、フォグノズル９に流入する霧状潤滑油２５ａの流量を流量測定部５によって測定された空気流量に基づいて推測することができる。流量測定部５は、差圧式流量計１４あるいは圧力センサと演算回路などを用いて簡単に形成することが可能であるから、光学式の油霧センサと較べて製造費用がかからない。
また、この実施の形態による噴霧潤滑装置１は、供給流路８内で圧力差を生じさせるためにベンチュリ部１１を用いているから、一般的な差圧式流量計１４のようにオリフィスプレートやＶコーンなどによって圧力差を生じさせる場合と較べると、圧力の損失が少なくなる。
【００３２】
このため、本発明に係る噴霧潤滑装置１によれば、霧状潤滑油２５ａが撹拌され難くなって霧状潤滑油２５ａの液化する量が相対的に少なくなる。
したがって、この実施の形態によれば、コストアップと霧状潤滑油２５ａの液化とをそれぞれ可及的少なく抑えながら、霧状潤滑油２５ａが正常に供給されていることがより容易に判断することが可能な噴霧潤滑装置を提供することができる。
【００３３】
この実施の形態による噴霧潤滑装置１は、流量測定部５によって測定された空気流量が予め定めた閾値より低下した場合に異常と判断する異常検知部６を備えている。このため、霧状潤滑油２５ａが正しく供給されていないことを自動で管理者に知らせることが可能になる。
【００３４】
この実施の形態による噴霧潤滑装置１は、流量測定部５によって測定された空気流量に基づいて霧状潤滑油生成部２の生成量を制御する生成量制御部７を備えている。このため、被潤滑部に常に最適な量の潤滑油を供給できるから、潤滑の信頼性が高い噴霧潤滑装置を提供することができる。
【００３５】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００３６】
１…噴霧潤滑装置、２…霧状潤滑油生成部、３…マニホールド管（供給流路）、５…流量測定部、６…異常検知部、７…生成量制御部、９…フォグノズル、１０…機械装置（被潤滑部）、１１…ベンチュリ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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