(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に膨張する固形膨張材と、機械装置等の軸受部に供給される潤滑油とが、摺動するピストンを介して両側に互いにシール状態で配置されて内蔵された容器を有する潤滑油自動供給装置であって、
前記容器には吸湿孔が設けられており、該吸湿孔を介して湿分が前記固形膨張材に供給されることにより、該固形膨張材の膨張によって前記潤滑油を前記軸受部に供給し、
しかも、前記摺動するピストンは、前記固形膨張材の膨張によって押圧される第２のピストンと、該第２のピストンの反固形膨張材側に設けられた非圧縮流体と前記潤滑油との間に設けられた第１のピストンからなることを特徴とする潤滑油自動供給装置。
【請求項２】
前記第１のピストンは、前記潤滑油に接するヘッド部と前記非圧縮流体に接するロッド部とからなると共に、前記第２のピストンは前記第１のピストンのロッド部より大きい断面積を有する請求項１記載の潤滑油自動供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械装置等の軸受部に潤滑油を、常時一定量供給することができる潤滑油自動供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械の焼きつき防止のために、軸受箇所に定期的に定量のグリース等を供給する方法として、グリースガン等の手動による方法や電動ポンプによる集中給脂法がある。グリースガン等の手動による方法では、手作業となり、作業効率が悪く、また、電動ポンプによる集中給脂法では、作業効率は改善されるが、制御装置を含め装置全体が高価なものとなるという問題がある。
そこで、前述した作業効率及び設備費の問題を考慮して、一定期間中定量のグリースを化学反応による膨張力で供給する装置として、特公昭４２−８９６７号公報に記載のように、電解質が入っている膨張可能な容器内に陽極を陰極と導電的に結合しているガルバニー素子が押し出され、それによってガルバニー素子が密封した膨張可能な容器を膨張させ、そのため数カ月にわたって潤滑油を注油器から軸受個所へ押しやる少量のガスを常に発生する潤滑油自動注油器が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この潤滑油自動注油器には以下のような解決すべき問題がある。
電解質として、例えば苛性ソーダ液（又は塩化アンモニウム、酸性にした水）を使用しているので、廃棄物処理が難しいという問題がある。また、構造的に寿命が２ヶ月程度で使用期間が短いという問題もある。さらに、化学的な反応によりガスを発生させ、その圧力でグリースを供給するので、容器に緩み等があると、ガス漏れを起こし、吐出不能になるという問題もある。
また、容器内のグリース貯蔵量が少ないために、グリース供給量が多く必要な場合には、多数の潤滑油自動注油器を必要とするという問題もある。
さらに、冬期、夏期に応じた季節ごとの適正潤滑油量の供給ができないという問題もある。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、使用数も少なくて済み、季節に応じた適正潤滑油量の供給ができると共に、廃棄物処理に問題がなく、長期間使用可能で、また、確実に潤滑油を軸受箇所に定期的に一定量供給できる潤滑油自動供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の潤滑油自動供給装置は、連続的に膨張する固形膨張材と、機械装置等の軸受部に供給される潤滑油とが、摺動するピストンを介して両側に互いにシール状態で配置されて内蔵された容器を有する潤滑油自動供給装置であって、
前記容器には吸湿孔が設けられており、該吸湿孔を介して湿分が前記固形膨張材に供給されることにより、該固形膨張材の膨張によって前記潤滑油を前記軸受部に供給し、
しかも、前記摺動するピストンは、前記固形膨張材の膨張によって押圧される第２のピストンと、該第２のピストンの反固形膨張材側に設けられた非圧縮流体と前記潤滑油との間に設けられた第１のピストンからなる。
請求項２記載の潤滑油自動供給装置は、請求項１記載の潤滑油自動供給装置において、前記第１のピストンは、前記潤滑油に接するヘッド部と前記非圧縮流体に接するロッド部とからなると共に、前記第２のピストンは前記第１のピストンのロッド部より大きい断面積を有する。
【０００６】
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る潤滑油自動供給装置の構成図、図２は本発明の他の実施の形態に係る潤滑油自動供給装置の構成図である。
【０００８】
本発明の一実施の形態に係る潤滑油自動供給装置１０は、機械の軸受部に定期的に一定量供給される潤滑油の一例であるグリース１１を貯蔵するグリース（又は潤滑油）貯蔵部１２と、グリース１１を押圧するピストン１３（第１のピストン）、及びピストン１３を押圧する非圧縮流体の一例であるオイル１４を押圧するピストン１５（第２のピストン）を内蔵する油圧部本体１６と、ピストン１５を押圧する固形膨張材の一例である転炉スラグ含有膨張材１７を貯蔵する膨張材封入部１８とが一体的に構成された容器の一例である装置本体１９を有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
グリース貯蔵部１２は、中空の円錐部２０と円筒部２１とからなる透明アクリル製の容器であり、円錐部２０の先端部にはグリース吐出孔２２が形成されると共に、グリース吐出孔キャップ２３の雌ねじ部２３ａが螺合する雄ねじ部２４が形成されている。円筒部２１の後端部には、油圧部本体１６の先端部に形成された雄ねじ部２５が螺合する雌ねじ部２６が形成されている。グリース貯蔵部１２は透明としてグリースの残量を目視可能としている。
油圧部本体１６は透明アクリル製であり、下端部に形成されたフランジ部２７と、フランジ部２７に接続された小径円筒部２８と、小径円筒部２８に接続されたフランジ部２９と、フランジ部２９に接続された大径円筒部３０とを有している。フランジ部２７の外周には、グリース貯蔵部１２の雌ねじ部２６と螺合する雄ねじ部２５が形成されており、厚さ方向に貫通して空気抜き用孔３１が形成されている。
【００１０】
ピストン１３は塩化ビニル製であり、先端に円錐形状のヘッド部３２と、ヘッド部３２の底面３３に接続されたロッド部３４とからなり、ロッド部３４の外周面３５は油圧部本体１６の内周面３６と摺動するようになっている。ヘッド部３２の外周部にはＯリング３２ａ用の溝が形成され、該外周部はグリース貯蔵部１２の円筒部２１の内周面ａと摺動可能となっている。またピストン１３の初期位置において、底面３３の外周部は油圧部本体１６のフランジ部２７の先端面と当接するようになっている。さらに、ロッド部３４の後端部の外周面３５にはＯリング３７用の溝が形成されている。円錐部２０の円錐面３８とヘッド部３２の円錐面３９は、ピストン１３の前進限にて当接するようになっている。大径円筒部３０の後端部には膨張材封入部１８の雌ねじ部４０と螺合する雄ねじ部４１が形成されている。
【００１１】
膨張材封入部１８は、円筒部４２と中空の円錐部４３とからなる塩化ビニル製であり、円筒部４２の先端部には油圧部本体１６の雄ねじ部４１と螺合する雌ねじ部４０が形成され、円錐部４３の頂部には転炉スラグ含有膨張材１７が大気中の水分又は炭酸ガスを吸収するための３〜１０ｍｍ程度の吸湿孔４４が形成されている。吸湿孔４４は、使用中は図示しない通気性を有する蓋により覆われている。なお、アクリル等の強度の弱い材質を使用する場合には、円錐部４３及び円筒部４２の内面に当接し、その内部に転炉スラグ含有膨張材１７を内蔵可能な通気性を有する略円錐形状の金属製コーン４８を追加して転炉スラグ含有膨張材１７の膨張力に対応することもできる。
【００１２】
ピストン１５は塩化ビニル製であり、円板形状で、外周面は油圧部本体１６の大径円筒部３０の内周面と摺動可能になっており、外周面にはＯリング４５用の溝が形成されている。また、ピストン１５の初期位置において、後端面４６の外周部は膨張材封入部１８の内周部に当接可能となっており、該内周部はピストン１５のストッパーの機能を果たしている。密閉蓋により吸湿孔４４が密閉されて潤滑油自動供給装置１０が使用されている際、転炉スラグ含有膨張材１７の膨張によって、ピストン１５はオイル１４を押圧しながら油圧部本体１６の大径円筒部３０の内周面を摺動し、前進限ではその先端面４７はフランジ部２９に当接するようになっている。ピストン１５の断面積はピストン１３のヘッド部３２と略同程度とし、ピストン１３のロッド部３４の断面積の５〜１０倍程度としており、その結果ピストン１５のストロークはピストン１３のストロークの１／１０〜１／５程度となっている。
【００１３】
転炉スラグ含有膨張材１７は、製鉄所の製鋼工程で発生する転炉スラグ（又は電気炉スラグ）を４０〜８０重量％含み、残りは石灰（ＣａＯ）から構成されている。転炉スラグは、高塩基度スラグ（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝２以上程度）であり一例として、ＣａＯ：４０〜８０％、ＳｉＯ2 ：１０〜２０％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＭｎＯ：０〜８％の成分で構成されている。膨張材封入部１８内に封入された粉状体又は成形体の転炉スラグ含有膨張材１７は石灰系で、空気中の水分もしくは炭酸ガスを吸収することにより、極めて緩やかに膨張を続けることができる。
従って、転炉スラグ含有膨張材１７の連続的な膨張によってピストン１５が押圧され、ピストン１５は油圧部本体１６の大径円筒部３０内のオイル１４を押圧し、押圧されたオイル１４は小径円筒部２８に侵入し、ピストン１５のストロークの５倍のストロークでピストン１３を押圧する。押圧されたピストン１３によってグリース貯蔵部１２内のグリース１１が押圧され、グリース吐出孔キャップ２３が取り外された先端部に接続された機械の軸受部に長期に渡り定量的に自動供給される。
【００１４】
固形膨張材としては、転炉スラグ以外に、製鉄所の溶銑予備処理工程（又は過程）で発生する脱Ｐスラグを使用することもできる。脱Ｐスラグの成分は一例として、ＣａＯ：５０〜７０％、ＳｉＯ2 ：１０〜１５％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１０〜１５％、ＭｇＯ：１〜２％である。なお、図３に転炉スラグと脱Ｐスラグの膨張特性を比較して示す。図の縦軸は膨張率、横軸は経過時間を表す。この膨張特性は、ＣａＯ含有量、粒径、添加水分量、水温、外気温度、湿度等により変化する。
図３から明らかなように、脱Ｐスラグは約８時間で１０〜２０％、一方、転炉スラグは約８時間で５〜６％膨張する。なお、この膨張は吸湿孔４４の形状、調整剤により値をコントロールして長期間一定にできる。
【００１５】
装置本体（又は容器）１９は、約２ｋｇ／ｍｍ2 程度の圧力に耐える容器であって、グリース１１、オイル１４及び転炉スラグ含有膨張材１７の量や、ピストン１３、ピストン１５及びグリース吐出孔２２の形状、大きさ等は、グリース給脂量や転炉スラグ含有膨張材１７の膨張特性等を考慮して決定される。また、転炉スラグ含有膨張材１７が均等に膨張するために必要な量の湿分を供給するための吸湿孔４４が装置本体１９の全体にわたって、所定の大きさ、所定の数設けられている。
この転炉スラグ含有膨張材１７の膨張の制御（１〜３年間で順次膨張）は、吸湿孔４４の大きさに加えて、潤滑油自動供給装置１０回りの環境（湿分、温度等）の変化や、給脂条件の変更等を考慮して、吸湿孔４４への湿分の吸入量を制御するために、各吸湿孔４４に接続される図示しない吸湿配管に制御弁を設けて行なうこともできる。
【００１６】
続いて、本発明の一実施の形態に係る潤滑油自動供給装置１０を使用して、機械の軸受部に長期に渡ってグリース１１を定量的に自動供給する作用について説明する。
転炉スラグ含有膨張材１７及びグリース１１が図１に示すように収納された潤滑油自動供給装置１０のグリース吐出孔２２を直接又はグリース配管を介して軸受部に接続する。転炉スラグ含有膨張材１７は吸湿孔４４を介して、潤滑油自動供給装置１０周辺の湿分（又は炭酸ガス）を吸収しながら膨張することによって、油圧部本体１６内のピストン１５、次いでオイル１４、さらにピストン１３を押圧することにより、グリース貯蔵部１２内のグリース１１を軸受部に長期（約１〜３年間）に渡り定量的に自動供給することができる。
【００１７】
従って、本発明の一実施の形態に係る潤滑油自動供給装置１０を使用すれば、転炉スラグ含有膨張材１７は空気中の水分を吸収することにより、極めて緩やかに膨張を続け、この転炉スラグ含有膨張材１７の膨張によりグリース１１を相対的に押し出して、人手や機械を使用することなく、自動的に長期にわたってグリース１１を機械の軸受個所に給脂することができる。これによって、廃棄物としての転炉スラグを有効に活用することができると共に、従来の電解液のように廃棄物として有害なものではなく、無公害なものとして廃棄できる。さらに、転炉スラグは製鋼工程における副産物ゆえに、安価に入手できるので、装置を廉価に製作できる。
【００１８】
特に、膨張材封入部１８の内側の空間形状を円錐状としている（即ち、膨張材封入部内の空間の断面形状が、摺動するピストンの反対方向に縮小する）ので、転炉スラグ含有膨張材１７の膨張時に膨張力を軸方向に作用させることができ、これによって軸方向の押圧力を大きくできる。従って、大量のグリース１１を給脂できることになる。逆に、小容量の転炉スラグ含有膨張材１７によってグリース１１の給脂が可能となり、コンパクトな装置とすることができる。
また、ピストン１５とピストン１３との間にオイル１４を入れているので、例え転炉スラグ含有膨張材１７の膨張が不均一であっても、オイル１４を介してピストン１３に均一な圧力が作用するため、円滑にピストン１３を作動でき、その結果均一なグリース１１の給脂が可能となる。特に、ピストン１３のロッド部３４の断面積をピストン１５の断面積より小さくすることによって、ピストン１３とピストン１５とのストローク差を利用できると共に、またピストン１５の断面積と略同等のピストン１３のヘッド部３２によって、転炉スラグ含有膨張材１７の小さな膨張に対して、より多くのグリース１１を給脂することができる。
【００１９】
さらに、温度の高い夏場には機械の軸受個所に多くのグリース１１を給脂し、一方温度の低い冬場には少しのグリース１１を給脂すればよいが、潤滑油自動供給装置１０においては、潤滑油自動供給装置１０周辺の湿分（又は炭酸ガス）を吸収しながら膨張するので、季節に応じて必要な量のグリース１１を給脂することができる。
なお、使用期間中に潤滑油自動供給装置１０回りの環境（湿分、温度等）が変化したために、給脂量を変更する必要があれば、吸湿孔４４への湿分の吸入量を制御するために、吸湿配管に設けられた制御弁を調整することができる。
【００２０】
図２に本発明の他の実施の形態に係る潤滑油自動供給装置５０を示す。
潤滑油自動供給装置５０は、潤滑油自動供給装置１０において、グリース貯蔵部１２及び膨張材封入部１８の外形形状を変更したものである。同一の構成要素には同一の符号を、また類似の構成要素には同一の符号にａを付して説明を省略する。
潤滑油自動供給装置５０においては、グリース貯蔵部１２ａ及び膨張材封入部１８ａの外形形状を素材そのままとして機械加工していないので、加工コストを安価にできる。
【００２１】
上記で説明した実施の形態では、オイル１４を介して第１のピストン１３と第２のピストン１５を設けたが、必要に応じて、オイル１４を使用しないで、第１のピストン１３と第２のピストン１５とを機械的に連結することもできる。この場合にはピストン１３とピストン１５とは容器内を一体的に摺動するピストンを構成することになる。また第１のピストン１３と第２のピストン１５とを機械的に連結しないで１つの円柱形のピストンとすることもできる。
第１のピストン１３のヘッド部３２を円錐形状としたが、これに限定されず、円柱状とすることもできる。
ピストン１３のヘッド部３２及びロッド部３４やピストン１５の断面形状を円形としたが、これに限定されず、３角形、矩形又は５角形でも構わない。
グリース貯蔵部１２の円錐部２０及び膨張材封入部１８の円錐部４３の内面の形状を円錐状としたが、円柱状やその他の形状とすることもできる。
膨張材封入部、油圧部本体及び潤滑油貯蔵部は、ネジ機構によって一体密封構造に形成されているが、例えば、フランジ接続等によって着脱可能に構成してもよい。
【００２２】
本実施の形態では、固形膨張材として転炉スラグ含有膨張材１７についてのみ言及したが、その外にも、固形膨張材として、例えば、特開平４−１１３０８７号公報に記載されている、自重（比重はほぼ水に等しい）の約５００倍の水を吸水できるウエットキーパー（商標名、共和油業（株）製）や、自然界に存在する生石灰（ＣａＯ）を主剤とする固形膨張材やベントナイト、さらに、特開平４−６２１０６号公報に記載されている水膨張粒子としてのスミカゲル（住友化学社製）等を使用することもできる。
【００２３】
実施の形態では、固形膨張材は転炉スラグ含有膨張材のみ一種類として用いたが、二種類以上を組み合わせてもよい。例えば、転炉スラグは製鉄所で大量に発生し入手が容易であり、脱Ｐスラグは少量であるが、転炉スラグに比べて膨張率が大きいので、転炉スラグ単体とすることもできるし、また、転炉スラグに対して脱Ｐスラグを数％混合して膨張特性を向上させることもできる。
また、固形膨張材の組み合わせとしては、前記した入手の容易さの他にも、各固形膨張材の膨張率を考慮して、最適な給脂条件を満足するように決定できる。例えば、転炉スラグの膨張率は脱Ｐスラグの膨張率の約１／２〜１／３であるので、給脂量を多くしたい場合には、脱Ｐスラグの割合を増すことができる。
【００２４】
さらに、固形膨張材の構成としては、粉状体又は成形体単一だけのものを示したが、粉状体と成形体とを混合することもできる。粉状体と成形体との混合の割合は、固形膨張材の膨張効率や充填率等を考慮して決定される。
非圧縮流体としてオイルを使用したが、これに限定されず、その他の流体例えば水等を使用することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１、２記載の潤滑油自動供給装置においては、連続的に膨張する固形膨張材と、機械装置等の軸受部に供給される潤滑油とが、摺動するピストンを介して両側に互いにシール状態で配置されて容器に内蔵され、容器に設けられた吸湿孔を介して湿分が固形膨張材に供給されることにより、固形膨張材の膨張によって潤滑油を軸受部に供給することができるので、固形膨張材は極めて緩やかに膨張を続け、この固形膨張材の膨張により潤滑油を押し出して、人手や機械を使用することなく、自動的に長期にわたって潤滑油を機械の軸受個所に供給することができる。また、温度の高い夏場には多くの潤滑油を、一方温度の低い冬場には少しの潤滑油を供給すればよいが、本潤滑油自動供給装置においては、周辺の湿分を吸収しながら膨張するので、季節に応じた量の潤滑油を供給することができる。
【００２６】
また、この潤滑油自動供給装置においては、摺動するピストンは、固形膨張材の膨張によって押圧される第２のピストンと、第２のピストンの反固形膨張材側に設けられた非圧縮流体と潤滑油との間に設けられた第１のピストンからなるので、例え固形膨張材が不均一に膨張したとしても非圧縮流体を介して第２のピストンに均一な圧力が作用するため、円滑に第２のピストンを作動でき、その結果均一な潤滑油の供給が可能となる。
特に、請求項２記載の潤滑油自動供給装置においては、第１のピストンは、潤滑油に接するヘッド部と非圧縮流体に接するロッド部とからなると共に、第２のピストンは第１のピストンのロッド部より大きい断面積を有するので、固形膨張材の小さな膨張に対して、多くの潤滑油を供給することができる。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る潤滑油自動供給装置の構成図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る潤滑油自動供給装置の構成図である。
【図３】転炉スラグと脱Ｐスラグの膨張特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  潤滑油自動供給装置            １１  グリース（潤滑油）
１２  グリース貯蔵部                １２ａ  グリース貯蔵部
１３  ピストン（第１のピストン）    １４  オイル（非圧縮流体）
１５  ピストン（第２のピストン）    １６  油圧部本体
１７  転炉スラグ含有膨張材（固形膨張材）
１８  膨張材封入部                  １８ａ  膨張材封入部
１９  装置本体（容器）              １９ａ  装置本体（容器）
２０  円錐部                        ２０ａ  円錐部
２１  円筒部                        ２１ａ  円筒部
２２  グリース吐出孔                ２３  グリース吐出孔キャップ
２３ａ  雌ねじ部                    ２４  雄ねじ部
２５  雄ねじ部                      ２６  雌ねじ部
２７  フランジ部                    ２８  小径円筒部
２９  フランジ部                    ３０  大径円筒部
３１  空気抜き用孔                  ３２  ヘッド部
３２ａ  Ｏリング                    ３３  底面
３４  ロッド部                      ３５  外周面
３６  内周面                        ３７  Ｏリング
３８  円錐面                        ３９  円錐面
４０  雌ねじ部                      ４１  雄ねじ部
４２  円筒部                        ４２ａ  円筒部
４３  円錐部                        ４３ａ  円錐部
４４  吸湿孔                        ４５  Ｏリング
４６  後端面                        ４７  先端面
４８  金属製コーン                  ５０  潤滑油自動供給装置
【図１】
0003730014.tif 000002
【図２】
0003730014.tif 000003
【図３】
0003730014.tif 000004