(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる粘度の油霧を発生させる複数のフォグ発生器の吐出側を連通管で連通させ、被給油対象の潤滑状態を信号検出手段によって検出し、該信号検出手段からの信号を処理する油量制御手段によって前記複数のフォグ発生器のフォグ生成量をそれぞれ制御するとともにその混合割合を決定し、更に、前記被給油対象に油膜切れが生じた場合には極圧剤を含有する油若しくは極圧剤を前記複数のフォグ発生器の一つから供給すること、
を特徴とする噴霧潤滑方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種軸受け、歯車、スライド等の機械要素の摺動、転動部への潤滑油を霧化して供給する噴霧潤滑装置の改良に関し、更に詳しくは、理想的な潤滑を可能にする有用な噴霧潤滑方法とその潤滑装置に存する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、潤滑において、ストライベック曲線で示される特性でゾンマーフェルト数が潤滑の形態に大きな影響を及ぼすことが多くの文献が示すところである。このゾンマーフェルト数を見ると、油の粘度と機械要素の回転数（速度）及び荷重とで表される無次元数で潤滑の状態が変わることが分かる。
【０００３】
また、潤滑の理想的な状態とは、所謂、流体潤滑と混合潤滑との境にあり、ゾンマーフェルト数がある一定の値になった時に摩擦抵抗が最小を示す等、良好な潤滑ができていると言える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したゾンマーフェルト数に基づく良好な潤滑であっても、機械要素の回転数（速度）及び荷重は使用条件によって変わるものであり、また、場合によっては時々刻々と変化してしまうことも相俟って、良好な潤滑状態を維持することができないといった問題点を有する。
【０００５】
例えば、噴霧潤滑法（オイルミスト潤滑法）においては、極微小の油量を供給するため、油そのものを冷却して、油の粘度を低く抑えることは比較的容易であるが、逆に、機械要素の発熱が原因となる温度の変化の影響を比較的受け易い。
【０００６】
特に、マシニングセンタ等では、使用状態が、時々刻々と変化するため、機械要素の発熱量もそれに応じて変化してしまう。すなわち、低速回転、低速度で機械要素が運動する場合は、比較的発熱量は少ないが、高速になると発熱量はそれに連れて増加する。
【０００７】
また、低荷重の場合は、比較的発熱量は少ないが、高荷重になると発熱量は増加してしまう。特に、精度を必要とする機械要素では、温度上昇による精度の誤差が大きく、かつ、温度が上がると油の温度が上がり、油の粘度低下による油膜の保持が困難となり、更に、温度上昇につながり、最悪の場合、機械要素の破壊にまでつながることがある。発熱量の変化による温度上昇の変化は、精密な機械要素にとっては、即精度のバラツキとなってあらわれるのである。
【０００８】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、機械要素の回転数（速度）や荷重等に左右されることなく、常時、良好な油の潤滑状態を維持することができる噴霧潤滑方法とその潤滑装置の提供を目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題点を解決し、所期の目的を達成するため本発明の要旨とする構成は、互いに異なる粘度の油霧を発生させる複数のフォグ発生器の吐出側を連通管で連通させ、被給油対象の潤滑状態を信号検出手段によって検出し、該信号検出手段からの信号を処理する油量制御手段によって前記複数のフォグ発生器のフォグ生成量をそれぞれ制御するとともにその混合割合を決定し、更に、前記被給油対象に油膜切れが生じた場合には極圧剤を含有する油若しくは極圧剤を前記前記複数のフォグ発生器の一つから供給する噴霧潤滑方法に存する。
【００１１】
このように構成される本発明の噴霧潤滑方法及び潤滑装置は、異なる粘度の油霧を発生させる複数のフォグ発生器の吐出側を連通し、かつ、被給油対象から潤滑状態の信号を検出し、その信号を処理することで各フォグ発生器の油霧量を制御することによって、理想的な潤滑が可能となり、機械要素の回転数（速度）や荷重等に一切左右されることなく良好な油の潤滑状態を維持し得ることとなる。
【００１２】
特に、本発明者は（もう一つの係数である）油の粘度に着目し、噴霧潤滑装置の原理そのものが油をフォグにして給油点に供給するため、個々のフォグ（油）の粘度が一定である必要が無く、また、フォグの生成自体も大きな粘度範囲をもっていることに鑑み、本発明は、少なくとも２台のフォグ発生器を設置し、一台は低粘度の油でフォグを生成し、他の一台は高粘度の油でフォグを生成し、各々のＯＵＴ側にフォグが混合できるように配管し、斯かるフォグの生成量を制御することで混合割合を決定し、良好な潤滑状態を維持させることを案出したのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る噴霧潤滑方法について説明する。まず、第１工程について説明する。異なる粘度の油霧を発生させる複数のフォグ発生器の吐出側を連通する。
【００１４】
次に、第２工程について説明する。被給油対象から潤滑状態の信号を検出する。斯かる信号検出手段としては、▲１▼温度上昇、▲２▼油膜の厚さ、▲３▼モータ等の動力からの情報を検出できるものであれば足りる。
【００１５】
例えば、この信号検出手段としては、軸受診断機器（ＳＫＦ  ＳＥＥＰＥＮＣＭＢＰ−３０）が挙げられる。これは、軸受けが損傷した場合、転動体が損傷部を通過する時に油膜が破断して金属接触が生じたり、時には温度上昇により油膜の形成状態が不十分な場合にも油膜破断による金属接触が生じてしまうが、その時に、軸受けが広範囲の周波数成分を持つ振動を発生してしまうことに鑑み、斯かる高周波数２５０〜３５０ＫＨｚ（好ましくは３００ＫＨｚ）を検出することにより、早期の異常診断が可能になり、所期の段階で損傷を発見し、突発的な稼動停止による大きな出費を防ぎ、計画保全を達成できる。
【００１６】
因に、斯かる軸受損傷検出のための振動監視技術としては、▲１▼低周波数帯域（０〜２０ＫＨｚ）▲２▼中周波数帯域（２０〜１００ＫＨｚ）▲３▼高周波数帯域（＞１００ＫＨｚ）が挙げられる。
【００１７】
尚、温度上昇、モータ等の動力を信号として使用する場合は、ストライベック曲線が示す通り、ゾンマーフェルト数がある値を境として上昇するため、ゾンマフェルト数が大きくなったために増えたのか、小さくなったために増えたのかが分からないので、油膜厚による制御又は油膜厚さと併用して制御するのが良い。
【００１８】
更に、流体潤滑の領域になるように調整し、最適な条件よりも少し手前の条件を下限として制御する等の手段が必要である。フォグの生成量を制御する手段としては後述するようにポンプを使用しているが、フォグ量を変えられればその手段は何れでも良い。
【００１９】
次に、第３工程について説明する。前工程での信号を処理することで各フォグ発生器の油霧量を制御する。換言すれば、油膜の厚さがある値より薄くなった時は、粘度の高い装置側のフォグ生成量を増やし、逆に厚くなった時は、粘度の低い装置側のフォグ生成量を増やせば足りるのである。
【００２０】
斯かるフォグの生成量を増減させる方法としては、例えば、内蔵しているポンプの作動頻度を増減させることで、可能となる。因に、ポンプは電気で制御されており、油膜を検出した信号を処理することにより、簡単に増減させることが可能である。
【００２１】
また、混合潤滑と流体潤滑との境界をねらうためには、応答良く粘度を変える必要があり、噴霧潤滑では油を均一に塗布することが可能となるため、システムの潤滑法として最適である。
【００２２】
次に、本発明に係る噴霧潤滑装置の実施の一例を図１を参照しながら説明する。尚、理解を容易にするため、前述した本発明方法と同一部分は同一符号で示し、構成の異なる処のみを新たな番号を付して以下に説明する。
【００２３】
図中Ａは、本発明に係る噴霧潤滑装置であり、この噴霧潤滑装置Ａは、図１に示すように、エアの濾過供給と圧力調整をなす電磁弁付きフィルタ／レギュレータ１と、作動圧力用の圧力計２と、圧縮空気をオン／オフする２ポート電磁弁からなる空気切換弁３と、該空気切換弁３の一方側の通路４に配設された作動圧力用の圧力スイッチ５と、互いに粘度の異なる油霧を発生させるミクロンフォグ発生器６，６…と、各フォグ発生器６，６…の吐出側を連結する連通管（油霧搬送ライン）７，７…と、被給油対象から潤滑状態の信号を検出する手段（図示せず）と、その信号を処理することで各フォグ発生器６，６…の油霧量を制御する油量制御手段８，８…とを備えている。
【００２４】
前記フィルタ／レギュレータ１は、エアの濾過供給と圧力調整をなすもので、インポートから供給される清浄な圧力エアを、適宜圧力（ＭＰａ）に調圧するものである。
【００２５】
更に、前記ミクロンフォグ発生器６，６…は、互いに異なる粘度の油霧を発生させるものであり、加圧油槽９，９…の上位に取り付けられた油滴下監視用のサイトドーム（図示せず）と、該サイトドームの下位に取り付けられたベンチュリ機構（図示せず）と、前記加圧油槽９，９…内の底部に取り付けられたレベルスイッチ１０，１０…とを備えている。
【００２６】
また、信号検出手段は、被給油対象に応じて▲１▼温度上昇、▲２▼油膜の厚さ、▲３▼モータ等の動力からの情報を検出するものであり、就中、温度上昇、モータ等の動力を信号として使用する場合は、前述したとおり、油膜厚による制御及び／又は油膜厚さと併用して制御するのが良い。
【００２７】
更に、前記油量制御手段８，８…は、油槽９と連通されたインジェクションポンプからなり、前記信号検出手段からの信号処理により同インジェクションポンプの作動頻度を増減させることで、フォグの生成量を増減させるものである。
【００２８】
具体的には、前記空気切換弁３に連通された３ポート電磁弁１１のオン／オフ操作による圧縮空気で同ポンプを作動させ、油槽９から油用フィルタ（図示せず）を介して清浄された定量の油を吸い上げ、定量油供給ライン１２，１２…を経て前記ミクロンフォグ発生器６，６…のサイトドーム（図示せず）に一定量の油を供給せしめた後、被給油対象から潤滑状態の信号を検出し、その信号を処理することで、各フォグ発生器６，６…のフォグ生成量を制御して混合割合を決定し、常時、機械要素に良好な油の潤滑状態を維持せしめるものである。
【００２９】
また、前記加圧油槽９は、レベルスイッチ１０及び油排出弁機構（図示せず）が付設されており、潤滑油の溜まり具合を容易に検出することができ、ベンチュリ機構の能力低下を感知することができる。
【００３０】
また、ベンチュリ機構に供給される圧縮空気の一部は、分岐してバイパス調整ニードル１３に導かれ、コンタミナント、切削液、冷却水等の侵入防止を目的として圧縮空気流量を調整した上で、前記連通管（油霧搬送ライン）７に混入されるのである。
【００３１】
このように構成される噴霧潤滑装置は、被給油対象から潤滑状態の信号を検出し、その信号を処理することで油量制御手段８，８…を作動させるため、例えば、油膜の厚さがある値より薄くなった時は、粘度の高いミクロンフォグ発生器６側のフォグ生成量を増やし、逆に厚くなった時は、粘度の低いミクロンフォグ発生器６側のフォグ生成量を増やすことにより、良好な潤滑状態を維持させることができる。
【００３２】
換言すれば、ミクロンフォグ発生器６，６…のうち、一台は低粘度の油でフォグを生成し、他の一台は高粘度の油でフォグを生成し、各々のＯＵＴ側にフォグが混合できるように連通管７を配管しているため、斯かるフォグの生成量を制御することで混合割合を決定し、常時、機械要素に良好な潤滑状態を維持させることができるのである。
【００３３】
尚、本発明の噴霧潤滑方法及び潤滑装置は、本実施例に限定されることなく、本発明の目的の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、本発明はそれらの全てを包摂するものである。
【００３４】
例えば、本発明方法及び装置は、切削液の供給についても有効である。特に所謂「セミドライ加工」では微小量の霧状の油乃至水（水溶液）を被加工物やドリル、バイト、タップなどの工具に吹き付けるが、この場合にも有効と言える。
【００３５】
就中、水に添加剤として油性のものを使用する時など、予め混合液を作っておくと、時間と共に分離し易いため、管理が大変であるばかりか、供給時の溶液のムラの原因にもなるが、本発明方法では、極端な場合、水に溶けないような添加剤でも、均一に塗布することが可能になるなどの利点がある。
【００３６】
また、潤滑に使用される潤滑油には、いわゆる、極圧剤が含まれているものもあるが、油膜が十分確保されているような通常運転時では役に立っていない。油膜が切れる若しくは油膜が薄くなると極圧剤が働く。そこで、通常時は、極圧剤の入っていない油を供給し、油膜切れが起こった時点で極圧剤の入った油若しくは極圧剤そのものを一つのフォグ発生器から供給することが可能である。これにより、高価な極圧剤を削減することができるといった利点を有すると共に、延いては、通常時の運転時におっ凝る極圧剤による悪影響を防ぐことも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成され、噴霧方法は、互いに異なる粘度の油霧を発生させる複数のフォグ発生器の吐出側を連通管で連通させ、被給油対象の潤滑状態を信号検出手段によって検出し、該信号検出手段からの信号を処理する油量制御手段によって前記複数のフォグ発生器のフォグ生成量をそれぞれ制御するとともにその混合割合を決定し、更に、前記被給油対象に油膜切れが生じた場合には極圧剤を含有する油若しくは極圧剤を前記前記複数のフォグ発生器の一つから供給するので、理想的な潤滑が可能となり、給油点の発熱、摩擦、摩耗を低く抑えられる等の改善がなされ、機械全体では省エネ化が図られ、機械の寿命が伸び、小型化も可能となるといった優れた効果を奏するものである。
【００３８】
このように本発明の噴霧潤滑方法及び噴霧潤滑装置は、機械要素の回転数（速度）や荷重等に左右されることなく、常時、ベアリングや歯車といった機械要素に良好な油の潤滑状態を維持することができ、また、構成が単純であるため大量生産に適し、価格も低廉なものとして需要者に提供できるなど、本発明を実施することはその実益的価値が甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る噴霧潤滑装置の空気圧回路図である。
【符号の説明】
１  電磁弁付きフィルタ／レギュレータ
２  圧力計（作動圧力用）
３  空気切換弁（２ポート電磁弁）
４  通路
５  圧力スイッチ（作動圧力用）
６  ミクロンフォグ発生器
７  連通管（油霧搬送ライン）
８  油量制御手段
９  加圧油槽
１０  レベルスイッチ
１１  ３ポート電磁弁
１２  定量油供給ライン
１３  バイパス調整ニードル
【図１】
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