(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な構造で、監視員の調整作業の負荷も小さいグリース流監視装置を提供する。【解決手段】一端にグリース入口を他端にグリース出口を有するシリンダーと、該シリンダー内には、環状の間座と、シリンダーの内径と略同径で周方向に複数の貫通孔を有する円板状部とその中心に設けられた凸部とからなる中子と、シリンダーの内径と略同径でその中心に中子の凸部を挿通する貫通孔を有するピストンと、中子およびピストンを入口側へ押し付けるコイルバネとを有し、さらにシリンダー外にはピストンの移動量を検出する検出部を備える。入口側の圧力が低い状態では、コイルバネにより入口側に押し付けられたピストンが中子の貫通孔を塞いでグリースは流れない。入口側の圧力が高くなると、中子およびピストンが出口側へ移動し、中子の凸部先端が出口側端部へ当接した後はピストンのみが出口側へ移動し、中子およびピストンの貫通孔をグリースが流れる。【選択図】図１
2010151274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリース供給経路におけるグリースの流動状態を検知するグリース流監視装置であって、
一端にグリース入口を他端にグリース出口を有するシリンダーと、該シリンダー内には、グリース入口側から順に、環状の間座と、前記シリンダーの内径と略同径で周方向に複数の貫通孔を有する円板状部とその中心に設けられた凸部とからなる中子と、前記シリンダーの内径と略同径でその中心に前記中子の凸部を挿通する貫通孔を有するピストンと、前記中子および前記ピストンをグリース入口側へ押し付けるコイルバネとを有し、さらに前記シリンダー外には、少なくとも前記ピストンの移動量を検出する検出部を備え、
グリース入口側の圧力が低い状態では、前記コイルバネによりグリース入口側に押し付けられたピストンが前記中子の円板状部に設けられた貫通孔を塞いでグリースは流れず、グリース入口側の圧力が高くなると、中子およびピストンがグリース出口側へ移動し、前記中子の凸部先端がグリース出口側端部へ当接した後は、ピストンのみがグリース出口側へ移動することにより、前記中子の貫通孔および前記ピストンの貫通孔をグリースが流れるようにしたことを特徴とするグリース流監視装置。
【請求項２】
前記ピストンの貫通孔はすり鉢状の内壁を有し、前記中子の凸部は円錐状に形成され、前記ピストンと前記中子の円板状部が密着した状態で、前記ピストンの内壁と前記中子の凸部との間に空隙を有することを特徴とする請求項１記載のグリース流監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄設備として数多く使用される圧延機等回転機械へのグリースの給脂状態の監視に好適なグリース流監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機や搬送装置などの回転機械は、一定期間毎にグリースなどの潤滑剤を給脂することが必要であり、自動集中潤滑装置から分配弁を経て各装置に給脂する方法が一般的に採用されている。
【０００３】
この場合、給脂状態は分配弁の開閉回数や、各装置直近に取り付けた圧力センサーで監視されるが、前者の場合は、分配弁以降の給脂状態が検出できず、後者の場合は、高価な圧力センサーを各装置ごとに配置し、電源を供給するための配線工事も必要とするため設備費が高額となることが課題とされている。
【０００４】
特許文献１は、潤滑剤の流れにより曲げ変形を受ける部材に、歪を感知して電気信号を発生するピエゾ素子などの圧電素子や歪検出素子を取り付け、検出部とした給脂状態監視センサーが記載されている。ピエゾ素子などの圧電素子や歪検出素子の場合、電源を供給する必要がなく、センサーを小型、安価とすることが可能である。
【０００５】
また、特許文献２は、給油経路にオイルの流れによって移動させられるピストンと、ピストンの移動を検知する無接点センサーとしての磁気センサーからなる油流検知装置が記載されている。
また、特許文献３は、補給されるグリースが流れる配管内にバネを支持された可動体と、可動体の変位に基づいてグリースの流れを検出するグリース補給確認装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−４４７５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０７８８号公報
【特許文献３】特開２００３−６５４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、製鉄所においては、潤滑剤を必要とする装置の環境は、その配置位置及び季節的要因によって大きく変動し、また給脂における潤滑剤の供給量も装置毎に設定される。
【０００７】
そのため、特許文献１のピエゾ素子などの圧電素子や歪検出素子の場合、信号出力の温度補償や零点調整、更には潤滑油の流れで適量に曲がり変形し、適正な信号出力を発生させる検出部用素材の選定など使用上、製作上の負担が大きい。
【０００８】
また、圧電素子を用いた場合には、圧電素子は曲げ変形による歪信号とともに圧力信号も検知するため、配管が閉塞した際に生じる圧力を誤検出したり、潤滑剤の流れが停止しても圧電素子の曲り変形状態が維持されて誤検出するなど、信頼性に劣る。
【０００９】
特許文献２記載の検出方法は、スプリングの反力以上の圧力でないと作動せず、そのためグリースの流れが微小の場合には圧力が微小となりグリースの流れの検知ができない。また、季節変動などにより使用する環境の温度が変化すると、グリースの粘度の変化によってピストンの動きにばらつきが生じ、検出精度が十分ではない。
【００１０】
特許文献３記載の確認装置では、可動体とハウジング間の隙間が大きいとその隙間からグリースが流れ可動体の動きが小さくなり、逆に隙間が小であると可動体とハウジング間での「せり」により可動体が動作しなくなり検出精度の信頼性に問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、グリースの流れが緩やかであっても検出精度が高く、簡便な構造で、監視員の調整作業の負荷も小さいグリース流監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
１．グリース供給経路におけるグリースの流動状態を検知するグリース流監視装置であって、一端にグリース入口を他端にグリース出口を有するシリンダーと、該シリンダー内には、グリース入口側から順に、環状の間座と、前記シリンダーの内径と略同径で周方向に複数の貫通孔を有する円板状部とその中心に設けられた凸部とからなる中子と、前記シリンダーの内径と略同径でその中心に前記中子の凸部を挿通する貫通孔を有するピストンと、前記中子および前記ピストンをグリース入口側へ押し付けるコイルバネとを有し、さらに前記シリンダー外には、少なくとも前記ピストンの移動量を検出する検出部を備え、グリース入口側の圧力が低い状態では、前記コイルバネによりグリース入口側に押し付けられたピストンが前記中子の円板状部に設けられた貫通孔を塞いでグリースは流れず、グリース入口側の圧力が高くなると、中子およびピストンがグリース出口側へ移動し、前記中子の凸部先端がグリース出口側端部へ当接した後は、ピストンのみがグリース出口側へ移動することにより、前記中子の貫通孔および前記ピストンの貫通孔をグリースが流れるようにしたことを特徴とするグリース流監視装置。
２．前記ピストンの貫通孔はすり鉢状の内壁を有し、前記中子の凸部は円錐状に形成され、前記ピストンと前記中子の円板状部が密着した状態で、前記ピストンの内壁と前記中子の凸部との間に空隙を有することを特徴とする前記１記載のグリース流監視装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、グリース給脂経路におけるグリース給脂状態を確実に監視することが可能で産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例に係るグリース流監視装置の構造を示す側断面図で、図２にＡ−Ａ断面、図３にＢ−Ｂ断面を示す。尚、図１はグリース圧が無負荷の状態を示す。
【００１６】
これらの図において１はグリース流監視装置、２はシリンダー、３はピストン、４は中子、５はコイルバネ、６は間座、７は検出子８ａ，８ｂの動きを検出する検出器である。
【００１７】
本発明に係るグリース流監視装置１は、グリースが軸方向に内部を通過するシリンダー２と、その内部には、グリースの通過に伴いシリンダー２の軸方向に移動するピストン３および中子４と、ピストン３および中子４をシリンダー２の入口側へ押し付けるコイルバネ５とを有し、また、ピストン３および中子４の移動量を検出する検出機構を備える。以下の説明においてグリースは矢印ａの方向に流れるものとする。
【００１８】
シリンダー２はグリース入口となる油孔２２ａ（以下、入口側の孔２２ａ）を有する一方の端部２１ａ（以下、入口側の端部２１ａ）とグリース出口となる油孔２２ｂ（以下、出口側の孔２２ｂ）を有する他方の端部２１ｂ（以下、出口側の端部２１ｂ）を備える。そして、シリンダー２の内部には、入口側から順に、中子４とピストン３とを備えている。
【００１９】
中子４は、シリンダー２の内径と略同径の円板状部４１と、その円板状部４１の中心部からグリース出口側へ突出するように設けられた凸部４２で構成されている。また、円板状部４１には、凸部４２を囲むように貫通孔４３を周方向略等間隔に複数有し、貫通孔４３の一端は、入口側の端部２１ａに対面して開口し、他端は、ピストン３のグリース入口側の端面に対向して開口する。
【００２０】
一方、ピストン３は、シリンダー２の内径と略同径の円柱状の部材であり、その中心に貫通孔３１が設けられており、中子４の凸部４２をその貫通孔３１内に挿入した状態で、ピストン３をグリース出口側に、中子４の円板状部４１をグリース入口側にして配置する。  なお、ピストン３の貫通孔３１は、ピストン３の入口側端面と中子４の円板状部４１とが密着した状態で、貫通孔３１の内壁面と凸部４２との間に隙間９が生じるように、貫通孔３１および凸部４２の形状および大きさが決められることが好ましい。
【００２１】
また、凸部４２の高さは、ピストン３の入口側端面と中子４の円板状部４１とが密着した状態で、その先端部がピストン３の出口側端面から突出し、かつ、ピストン３と中子４がコイルバネにより間座６を介して入口側の端部２１ａに押し付けられた状態で、凸部先端面４２ａと出口側の端部２１ｂとの間に隙間を有する高さとする。
【００２２】
さらに、シリンダー２の内部には、ピストン３と出口側の端部２１ｂ間にコイルバネ５を配置し、中子４と入口側の端部２１ａ間に環状の間座６を配置する。
【００２３】
コイルバネ５の長さとバネ定数は、グリース圧が負荷される前はピストン３と中子４の円板状部４１を密着させて間座６を介して入口側の端部２１ａに押し当て、ピストン３が中子４の貫通孔４３を塞いだ状態とし、一方、グリース圧が負荷された際は、ピストン３と中子４が出口側へ移動し、ピストン３の入口側端面と中子４の円板状部４１との間に隙間１０を設けて、グリースが流れるように設定する。
【００２４】
図４は、給脂状態におけるグリース流監視装置１の内部状態を示す模式図で、グリースが、ピストン３と中子４の円板状部４１との隙間１０を通って、出口側の孔２２ｂへ向かう状態（矢印ａ）を示している。
【００２５】
グリース圧が負荷されると、入口側の孔２２ａからシリンダー２内に流入したグリースは、中子４の円板状部４１とピストン３とが密着して一体となった状態で、中子４の先端面４２ａが出口側の端部２１ｂに接するまで移動する。
【００２６】
次に、中子４が、その凸部４２の先端面４２ａが出口側の端部２１ｂに突き当たって停止すると、グリースは、中子４の円板状部４１の貫通孔４３を通して、ピストン３をコイルバネ５側に押し込み、ピストン３の入口側端面と円板状部４１との間に隙間１０（グリースの流路）を形成し、さらに中子４の凸部４２とピストン３の貫通孔３１の内壁面との間の空隙９を通じて、出口側へ流れることになる。
【００２７】
ここで、ピストン３の貫通孔３１は、グリース入口側が広く出口側が狭いすり鉢状とし、中子４の凸部４２は、出口側を頂点とする円錐状とすることが好ましい。中子４の移動が停止した後、ピストン３のみが出口側へ移動すると、その移動距離に応じて凸部４２と貫通孔３１の内壁面との間の隙間９が増大し、より大きなグリースの流路が形成されるからである。
【００２８】
コイルバネ５の長さとバネ定数は、凸部４２の先端面４２ａが出口側の端部２１ｂに突き当たって中子４が停止した後、さらにピストン３によりコイルバネ５が圧縮された際の反発力（バネ定数（Ｎ／ｍｍ）×圧縮量）が、グリース給脂時にグリースがピストン３を加圧する加圧力未満となるように設定する。尚、前記加圧力は、円板状部４１の貫通孔４３の面積×貫通孔個数×グリース圧（Ｎ／ｍｍ２）で求めることができる。
【００２９】
ところで、本発明に係るグリース流監視装置では、ピストン３と中子４の動きを検出すれば給脂状態の監視が可能である。
【００３０】
図５は、幅２ｍｍのＮ極とＳ極が交互に配置されたゼブラ型磁石を検出器、幅１ｍｍのＭＲセンサーを検出子とする検出機構の一例を説明する模式図で、（ａ）は検出器と検出子の配置、（ｂ）は検出信号を示す。
【００３１】
シリンダー２の外周部に検出器７を取り付け、前記取り付け位置に対応する、ピストン３の環の外円周上の一点に検出子８ａを、中子４の円板状部４１の外円周上のピストン３と円周方向略同位置に、検出子８ｂを取り付ける。
【００３２】
ピストン３と中子４が同時に移動する場合、検出子８ａ，８ｂによる矩形信号が得られるが、中子４が停止した後にピストン３のみがさらに移動した場合、すなわち、給脂が行われた場合は検出子８ｂによる信号は一定値となる。
【００３３】
ここで、シリンダー２内でピストン３と中子４が移動しても常に検出子８ａ，８ｂの動きが検出器７で検出できるように、シリンダー２の内周に、軸方向にキー溝２３を設け、ピストン３の外周上にはキー３３を、中子４の円板状部４１の外周上にはキー４４を設けて、ピストン３と中子４の回転を防止することが好ましい。
【００３４】
なお、検出子８は必ずしもピストン３と中子４の両方に取り付けなければならないものではない。例えば、ピストン３のみに検出子８ａを取り付けた場合に、中子４が停止するピストン３の位置を予め認識しておけば、さらにピストン３が移動したことを検出することで、グリースの給脂を検知することができる。
【００３５】
図６に本発明に係るグリース給脂監視装置１を用いたグリース給脂系の一例を示す。分配弁７と工場内の回転装置８間にグリース給脂監視装置１を配置する。グリース給脂監視装置１の位置は極力回転装置８の近傍にすることが好ましく、可能であれば回転装置８に直接取り付けすることがより好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例に係るグリース流監視装置の構造を示す側断面図で給脂前の状態を示す。
【図２】図１に示したグリース流監視装置のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１に示したグリース流監視装置のＢ−Ｂ断面図。
【図４】図１に示したグリース流監視装置の側断面図で給脂中の状態を示す。
【図５】本発明に係るグリース流監視装置の検出部の一例を説明する模式図で、（ａ）は検出子と検出器の位置関係を示す図、（ｂ）は検出部で得られる信号を説明する図。
【図６】本発明の一実施例に係るグリース流監視装置を用いたグリース給脂系の一例を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１          グリース流監視装置
２          シリンダー
３          ピストン
４          中子
５          コイルバネ
６          間座
７          検出器
８ａ，８ｂ  検出子
２１        端部
２２        油孔
３１        ピストンの貫通孔
４１        中子の円板状部
４２        中子の凸部
４２ａ      凸部先端面
４３        中子の貫通孔
【図１】
2010151274.tif 000003
【図２】
2010151274.tif 000004
【図３】
2010151274.tif 000005
【図４】
2010151274.tif 000006
【図５】
2010151274.tif 000007
【図６】
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