(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に吐出口が設けられ、機械類の軸受部に供給される潤滑油が収納された有底の潤滑油収納シリンダーと、
前記潤滑油収納シリンダーに摺動自在に配置され、一方面側が前記潤滑油に接するピストンと、
前記ピストンの他方面側に直接押圧する押し付け部材を摺動移動可能に有し、内部には空気中の水分を吸収して徐々に膨張する膨張材が収納され、前記膨張材の膨張によって前記押し付け部材が外側に移動し、前記潤滑油収納シリンダーに直列に固定された膨張材容器とを有し、
前記ピストンの面積は、前記押し付け部材の実質押し付け面積の１．１倍以上あって、前記膨張材の膨張容積を増幅して前記潤滑油を吐出させ、
しかも、前記ピストンと前記押し付け部材との当接構造は、該ピストン又は該押し付け部材の中心部に突出部があって、前記ピストンへの偏心荷重の伝達を防止していることを特徴とする潤滑油自動供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の潤滑油自動供給装置において、前記潤滑油は、前記ピストンと前記潤滑油収納シリンダーの底部との間に設けられ、軸方向に伸縮可能で、排出口が前記吐出口に連通する密閉式の収納袋に充填されていることを特徴とする潤滑油自動供給装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の潤滑油自動供給装置において、前記潤滑油収納シリンダーと前記膨張材容器とは着脱可能に固定されていることを特徴とする潤滑油自動供給装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の潤滑油自動供給装置において、前記ピストンの断面形状は円形であることを特徴とする潤滑油自動供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の潤滑油自動供給装置において、前記潤滑油収納シリンダー及び前記ピストンは硬質合成樹脂からなって、前記ピストンの板厚を１０ｍｍ以上とすることを特徴とする潤滑油自動供給装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の潤滑油自動供給装置において、前記膨張材容器は、前記押し付け部材が前記潤滑油収納シリンダーの軸心と一致する直胴部を有し、前記押し付け部材は前記直胴部が摺動可能となって、しかも、前記押し付け部材の摺動部の長さは、前記ピストンのストロークより２〜５０ｍｍの範囲で長くなっていることを特徴とする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グリース等の潤滑油を、一定量ずつ長期間に渡って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、機械の軸受箇所に定量のグリースを供給する方法として、グリースガンによる手動の方法や電動ポンプによる集中給脂法がある。グリースガンでは、手作業のため作業効率が悪く、また、集中給脂法では作業効率は改善されるものの、装置が高価であるという問題がある。
そこで、上述の作業効率や設備費の問題を解決する方法として、図３に示す潤滑油自動供給装置７０が知られている。潤滑油自動供給装置７０においては、収納容器７１内の中間部に摺動するピストン７２が配置されており、ピストン７２のグリース吐出口７３側にはグリース７４が充填され、一方、ピストン７２の反対側には空気中の水分を吸湿孔７５を介して吸収して徐々に膨張する膨張材７６が充填されている。この場合、膨張材７６が膨張した容積と同じ容積のグリース７４がグリース吐出口７３から機械の軸受箇所に供給されるようになっている。なお、収納容器７１は、グリース７４の残量を確認するために塩化ビニル等のプラスチックを使用している。また、ピストン７２は鋼やアルミ等の金属から作られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の潤滑油自動供給装置７０においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
膨張した膨張材７６の容積と同じ容積のグリース７４しか供給できないので、膨張材７６の反応速度当たりのグリース７４の供給量は自ずと限られてしまい、長期間に渡って（１〜２年）グリース７４を供給する為には、多量の膨張材７６を必要とし、この結果、装置そのものが大型化すると言う問題があった。逆に、膨張材７６の反応速度を遅らせて、長期間に渡ってグリース７４の供給を行おうとすると、膨張材７６の反応速度がばらつき、安定したグリース７４の供給ができなくなるという問題があった。
また、膨張材７６により直にピストン７２を押圧しているので、膨張材７６の膨張のばらつきにより、ピストン７２と収納容器７１との取り合い（ピストン７２の芯出し）精度を上げないと、収納容器７１とピストン７２との摺動部がこねて、グリース７４の供給が不可能となる場合もあった。
さらに、プラスチック製の収納容器７１は、熱等によって塑性変形が生じ、このため、ピストン７２と収納容器７１とがせり合い、グリース７４の供給が不能となる場合もあった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、多くの潤滑油を長期間に渡って安定して供給でき、かつコンパクトであり、軽量で安価な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】
前記目的に沿う本発明に係る潤滑油自動供給装置は、底部に吐出口が設けられ、機械類の軸受部に供給される潤滑油が収納された有底の潤滑油収納シリンダーと、潤滑油収納シリンダーに摺動自在に配置され、一方面側が潤滑油に接するピストンと、ピストンの他方面側に直接押圧する押し付け部材を摺動移動可能に有し、内部には空気中の水分を吸収して徐々に膨張する膨張材が収納され、膨張材の膨張によって押し付け部材が外側に移動し、潤滑油収納シリンダーに直列に固定された膨張材容器とを有し、ピストンの面積は、押し付け部材の実質押し付け面積の１．１倍以上あって、膨張材の膨張容積を増幅して潤滑油を吐出させる。これによって、ピストンを介して膨張材の膨張容積を効果的に増幅して、より多くの潤滑油を徐々に吐出することができる。さらに、面積の割合を変化させることにより、膨張材の反応速度を変えることなく、潤滑油の供給量及び供給速度を必要に応じて自由に変えることができる。従来の潤滑油自動供給装置においては、膨張材の膨張量とピストンのストローク量（容積）は同じとなり、従って、多量の膨張材を必要とすると共に、潤滑油の供給量及び供給速度の調整ができないが、これに対して、本発明においては、押し付け部材とピストンのストロークは同じでも、ピストンの面積が、膨張材により押圧される押し付け部材の実質押し付け面積より大きいので、少量の膨張材で、かつ状況に応じて、潤滑油の供給量及び供給速度の調整ができる。
【０００６】
本発明に係る潤滑油自動供給装置において、ピストンと押し付け部材との当接構造は、ピストン又は押し付け部材の中心部に突出部があって、ピストンへの偏心荷重の伝達を防止する構成とする。これによって、押し付け部材を介して伝達される膨張材による膨張力をピストンの中心部に伝達でき、潤滑油収納シリンダーに対するピストンのせり合いを防止することができる。
本発明に係る潤滑油自動供給装置において、潤滑油は、ピストンと潤滑油収納シリンダーの底部との間に設けられ、軸方向に伸縮可能で、排出口が吐出口に連通する密閉式の収納袋に充填される構成とすることもできる。これによって、潤滑油収納シリンダーにおいて、例えば、熱変形、経年変化等による塑性変形が生じた場合でも、安定して潤滑油の供給ができる。
本発明に係る潤滑油自動供給装置において、潤滑油収納シリンダーと膨張材容器とは着脱可能に固定される構成とすることもできる。これによって、膨張材や不良部の部品のみの交換が容易にできる。また、設置場所（スペース）及び用途（潤滑油供給量）に応じて、膨張材容器は変更することなく（場合によっては、膨張材容器の変更も可能）、潤滑油収納シリンダーのみ、形状又は大きさを変更することができる。
【０００７】
本発明に係る潤滑油自動供給装置において、ピストンの断面形状は円形とすることもできる。これによって、製作が簡単になり、コンパクトな装置にできる。
本発明に係る潤滑油自動供給装置において、潤滑油収納シリンダー及びピストンは硬質合成樹脂からなって、ピストンの板厚を１０ｍｍ以上とすることもできる。これによって、ピストンの剛性を大きくできると共に、ピストンが潤滑油収納シリンダーに引っ掛かり難くなるので、ピストンの変形等を抑制することができ、かつピストンの摺動が良好となる。従って、潤滑油収納シリンダーとピストンとの取り合い精度を必要とせずに、容易にピストンの位置合わせ（芯出し）が可能となる。ピストンの板厚が１０ｍｍ未満では、ピストンの剛性が小さく、変形等を抑制できない。
本発明に係る潤滑油自動供給装置において、膨張材容器は、押し付け部材が潤滑油収納シリンダーの軸心と一致する直胴部を有し、押し付け部材は直胴部が摺動可能となって、しかも、押し付け部材の摺動部の長さは、ピストンのストロークより２〜５０ｍｍの範囲で長くなるように構成することもできる。これによって、ピストンは潤滑油収納シリンダーの軸心と一致して摺動するので、潤滑油の供給が安定している。
【０００８】
【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正断面図、図２は上半分が同潤滑油自動供給装置の一部平断面図で、下半分が同一部底面図である。なお、図２の上側半分は図１の矢視Ａ−Ａ断面図を表しており、図２の下側半分は図１の矢視Ｂ−Ｂ断面図を表している。
【０００９】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る潤滑油自動供給装置１０は、機械類の軸受部（図示せず）に供給される潤滑油の一例であるグリース１１が収納された有底の潤滑油収納シリンダー１２と、潤滑油収納シリンダー１２に摺動自在に配置され、一方面１３側がグリース１１に接するピストン１４を備えている。さらに、潤滑油自動供給装置１０は、ピストン１４の他方面１５側に直接押圧する押し付け部材１６を摺動移動可能に有しており、内部には空気中の水分を吸収して徐々に膨張する膨張材１７が収納され、膨張材１７の膨張によって押し付け部材１６が外側（図１では下側）に移動し、潤滑油収納シリンダー１２に直列に取り外し可能に固定された膨張材容器１８とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１０】
潤滑油収納シリンダー１２は、中心部にグリース１１の吐出配管が接続される吐出口１９が形成された円板状の底部２０と、底部２０の外周内部に一体的に接続されたシリンダー部２１と、シリンダー部２１の先端外部に設けられたリング状のフランジ部２２とを備えている。シリンダー部２１の長さＬは、ピストン１４の最大厚さＴとピストン１４のストロークＳに余裕代αを考慮した長さとしている。フランジ部２２は、複数（図２に示すように、６箇所）のボルト２３、ナット２４によって、座金２５、２６を介して膨張材容器１８と着脱可能に締結されている。潤滑油収納シリンダー１２は、グリース１１の残量が目視できるように、透明で強度を備えた硬質合成樹脂の一例である透明強化プラスチック（例えば塩化ビニルやアクリル等）から作製されている。なお、ボルト２３及び座金２５の近傍のシリンダー部２１及び底部２０は、干渉を避けるように座ぐり２５ａが施されている。
【００１１】
断面形状が円形のピストン１４の外周部には、軸方向に所定の間隔を開けて２箇所にＯリング用溝２７、２８が形成されており、Ｏリング用溝２７、２８にはそれぞれＯリング２９が設けられている。ピストン１４の一方面１３側は平面に形成されており、一方、ピストン１４の他方面１５側において、外周部には表面が平面に加工されたリング状で突出したストッパー部３０が形成されると共に、中心部には膨張材１７側に突出した突出部の一例である曲面部３１が形成されている。曲面部３１は押し付け部材１６の平面部に当接した構造となっている。このようにして、押し付け部材１６からピストン１４へ伝達される膨張材１７による膨張荷重が偏心荷重にならないように考慮しており、この結果、ピストン１４と潤滑油収納シリンダー１２とのせり合い等を確実に防止することができる。なお、ピストン１４の材質は塩化ビニル等の硬質合成樹脂とし、かつ、ピストン１４と潤滑油収納シリンダー１２との取り合い精度を必要とせず、容易にピストン１４の位置合わせ（芯出し）ができるように、ピストン１４の最小板厚ｔを１０ｍｍとしている。
【００１２】
膨張材容器１８は、潤滑油収納シリンダー１２のフランジ部２２と接続されるリング状のフランジ部３２と、フランジ部３２の内周部に接続された円筒部３３と、円筒部３３の先端部に接続された円板状の天井部３４とを備えている。膨張材容器１８は図１に示すように、各接続部が滑らかに接続されて一体成形された強化プラスチックを用いている。膨張材容器１８の円筒部３３の軸方向の中央部の対向する２箇所には、例えば、直径５ｍｍの吸気孔３５が形成されており、吸気孔３５を介して空気中の水分を内部に吸収するようになっている。
【００１３】
膨張材容器１８内には、その天井部３４に接し、天井部３６を備えた円筒状の膨張材収納容器本体３７が配置されており、膨張材収納容器本体３７内には膨張材１７が充填されている。膨張材１７として、発生応力の大きい（１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）ＣａＯ系膨張材又はスラグを使用する必要がある。なお、ＣａＯ系膨張材の発生応力は大きいため、ピストン１４の押し出し力が大きいことから、設置スペースや設備の大きさ（潤滑油の適性供給量）に合わせて、自在に膨張材容器１８の形状及び容量を選択することができる。図に示すように、膨張材収納容器本体３７の円筒部３８には、円周方向に６等分（６０°）された位置でそれぞれ、軸方向に所定のピッチを開けて、例えば直径６ｍｍの吸気孔３８ａが３個、合計１８箇所形成されている。膨張材収納容器本体３７は薄い鋼板で作製されている。
【００１４】
押し付け部材１６は、ピストン１４の曲面部３１に中央部が当接する円板状の当接部３９と、当接部３９の外周部に接続された円筒状の直胴部４０を備えている。直胴部４０は、潤滑油収納シリンダー１２の軸心と一致しており、直胴部４０が膨張材収納容器本体３７の円筒部３８に対して摺動可能となっている。即ち、押し付け部材１６の直胴部４０の内周面と膨張材収納容器本体３７の円筒部３８の外周面とは摺動する構造となっており、直胴部４０の内周面が摺動部を形成するように構成されている。押し付け部材１６の摺動部の長さは、ピストン１４のストロークＳより２〜５０ｍｍの範囲で長くなっている。押し付け部材１６も膨張材収納容器本体３７と同様、薄い鋼板で作製されている。
図１に示す状態は、膨張材収納容器本体３７に膨張材１７を充填した初期の時点を表しており、押し付け部材１６の当接部３９の外周部の内面は、膨張材収納容器本体３７の円筒部３８の先端面に接触している。また、ピストン１４のストッパー部３０は、膨張材容器１８のフランジ部３２の内面に当接した状態となっている。この状態で押し付け部材１６の直胴部４０の先端（上側）に接触するように、位置決め用のＯリング４１が膨張材容器１８の円筒部３３の内周面と膨張材収納容器本体３７の外周面との間に装着されている。なお、膨張材１７の外側と膨張材収納容器本体３７との間には、シート状の気液分離濾過材（図示せず）が配置されている。この気液分離濾過材は、厚さが１〜２ｍｍ程度であり、直径が２〜３μｍ以下の微細な孔が蜂の巣状に無数につながった皮膜が特殊コーティング加工されており、空気や水蒸気や熱はこの孔を通過して発散するが、雨水等の液体は通過できない構造を有している。さらに、皮膜の外表面に特殊な撥水加工を施した２段防水構造の撥水透湿素材では、雨や水の侵入を強力に防止することができる。なお、この材料の物性値として、耐水圧は０．５〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 程度、また、透湿度は６０００（ｇ／ｍ2 ・２４ｈｒｓ）である。
【００１５】
ここで、ピストン１４の面積Ｓｐは、押し付け部材１６の押し付け面積Ｓｎの５倍に構成されている。押し付け面積Ｓｎは、厳密に言えば、膨張材収納容器本体３７の円筒部３８の内径に基づいて決定される膨張材１７の断面積を意味している。従って、膨張材１７の膨張容積１に対して、ピストン１４による移動容積は５倍になり、この結果、膨張材１７の膨張容積を５倍増幅してグリース１１を吐出させることができる。
なお、図１及び図２中符号４２は、両端部にボルト２３と同じ雄ねじが形成され、かつ、ボルト２３の頭部に相当する位置にも雄ねじが形成されたＵ字状の棒材からなる把手を表しており、符号２４ａは把手４２のボルト２３の頭部に相当する位置に形成された雄ねじに螺合するナットを表している。従って、上述の６組のボルト２３等の他に、把手４２の両端部の２組のナット２４、２４ａ等によって膨張材容器１８と潤滑油収納シリンダー１２とを着脱可能に固定している。
【００１６】
次いで、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、図１、図２を参照しながら説明する。
（１）把手４２をフランジ部２２、３２から取り外し、吐出口１９を機械の軸受部に、図示しないグリース配管用継手を介して直接、接続する。
（２）膨張材１７は、膨張材容器１８に形成された２箇所の吸気孔３５及び膨張材収納容器本体３７に形成された１８箇所の吸気孔３８ａを介して周囲の空気中の水分を吸収しながら徐々に膨張する。
【００１７】
（３）膨張材１７の膨張によって、押し付け部材１６が膨張材収納容器本体３７を摺動しながら、当接部３９がピストン１４を押圧して、膨張材１７の実質膨張容積１に対して、ピストン１４を潤滑油収納シリンダー１２内で５倍の容積分移動させる。
（４）ピストン１４の移動に伴って、潤滑油収納シリンダー１２内に充填されているグリース１１は吐出口１９を経由して機械類の軸受部に給脂される。
（５）従って、上記（２）〜（４）を長期（約１〜３年間）に渡り継続することにより定量的にグリース１１を自動供給することができる。
【００１８】
前記実施の形態においては、押し付け部材１６の当接部３９の中央平面部がピストン１４の曲面部３１と当接する構造とすることによって、押し付け部材１６からピストン１４への偏心荷重の伝達を防止しているが、これに限定されず、逆に、ピストン側を平面とし、一方、押し付け部材側の中心部に突出部（曲面部）を形成することもできる。また、押し付け部材１６の当接部３９の中央部ではなく、当接部３９の周辺部にリング状の突起部を設けて、ピストン１４側の対応するリング状の平面部を押圧する構造とすることもできる。
グリース１１は、潤滑油収納シリンダー１２内に充填されるように構成したが、これに限定されず、ピストン１４と潤滑油収納シリンダー１２の底部２０との間に設けられ、軸方向に伸縮可能で、その排出口が吐出口１９に連通する密閉式の収納袋に充填されるように構成することもできる。これによって、硬質合成樹脂からなる潤滑油収納シリンダー１２及びピストン１４が、例えば、熱変形や経年劣化等に起因する塑性変形が生じた場合でも、また、摺動部の製作精度が悪い場合でも、安定してグリース１１を供給することができる。
【００１９】
不良部品の交換、膨張材１７の条件と給脂量との関係、及び取付け作業等を考慮して、潤滑油収納シリンダー１２と膨張材容器１８とはフランジ接続により着脱可能に固定される構造としたが、これに限定されず、一体構造にすることもできる。
潤滑油収納シリンダー１２、ピストン１４、膨張材容器１８すべての断面形状は円形としたが、これに限定されず、必要に応じて、角形又は楕円形とすることもできる。これによって、設置スペースに応じた、しかもコンパクトな装置とすることもできる。
ピストン１４の面積Ｓｐは、押し付け部材１６の実質押し付け面積Ｓｎの５倍としたが、これに限定されず、状況に応じて、１．１倍以上とすることもできる。１．１倍以上とした理由は、１．１倍未満では、膨張容積の増幅効果が小さいので、メリットが無いためである。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１〜６記載の潤滑油自動供給装置においては、ピストンを介して膨張材の膨張容積を効果的に増幅して、より多くの潤滑油を徐々に吐出することができるので、多くの潤滑油を長期間に渡って安定して供給でき、かつコンパクトであり、軽量で安価な装置とすることができる。
また、この潤滑油自動供給装置においては、押し付け部材からの膨張力をピストンの中心部に伝達でき、潤滑油収納シリンダーに対するピストンのせり合いを防止することができるので、潤滑油を安定して供給することができる。
請求項２記載の潤滑油自動供給装置においては、潤滑油収納シリンダーにおいて、例えば、熱変形、経年変化等による塑性変形が生じた場合でも、安定して潤滑油の供給ができるので、安全性が向上する。
【００２１】
請求項３記載の潤滑油自動供給装置においては、膨張材や不良部の部品のみの交換が容易にできるので、交換作業が簡単であると同時に、ランニングコストが安くて済む。
請求項４記載の潤滑油自動供給装置においては、製作が簡単になり、コンパクトな装置にできるので、安価で、かつ、設置のスペースが小さくて済む。
請求項５記載の潤滑油自動供給装置においては、ピストンの剛性を大きくでき、変形等を抑制することができるので、安定して潤滑油の供給ができ、安全性が向上する。
請求項６記載の潤滑油自動供給装置においては、ピストンは潤滑油収納シリンダーの軸心と一致して摺動するので、潤滑油の供給が安定しており、この結果、安全性が高い。
【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正断面図である。
【図２】上半分が同潤滑油自動供給装置の一部平断面図で、下半分が同一部底面図である。
【図３】従来例に係る潤滑油自動供給装置の正断面図である。
【符号の説明】
１０：潤滑油自動供給装置、１１：グリース（潤滑油）、１２：潤滑油収納シリンダー、１３：一方面、１４：ピストン、１５：他方面、１６：押し付け部材、１７：膨張材、１８：膨張材容器、１９：吐出口、２０：底部、２１：シリンダー部、２２：フランジ部、２３：ボルト、２４、２４ａ：ナット、２５：座金、２５ａ：座ぐり、２６：座金、２７、２８：溝、２９：Ｏリング、３０：ストッパー部、３１：曲面部（突出部）、３２：フランジ部、３３：円筒部、３４：天井部、３５：吸気孔、３６：天井部、３７：膨張材収納容器本体、３８：円筒部、３８ａ：吸気孔、３９：当接部、４０：直胴部、４１：Ｏリング、４２：把手
【図１】
0003730149.tif 000002
【図２】
0003730149.tif 000003
【図３】
0003730149.tif 000004