(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油と圧縮空気とを混合してなるオイルエアを潤滑対象物に連続的に送給し、当該潤滑対象物の潤滑を行うオイルエア潤滑装置であって、
前記潤滑対象物の潤滑を終えたオイルエアの排出に供されるオイルエア排出管と、
当該オイルエア排出管と接続し、オイルエア中の圧縮空気を大気中に排出するべく、上方に向けて延設されたエア排出管と、
当該オイルエア排出管と接続し、オイルエア中の潤滑油を回収するべく、下方に配置された潤滑油回収槽内に開口するオイル排出管と、
前記エア排出管の管路に形成されたオリフィスと、
前記オイル排出管に形成され、少なくともその下方部分が潤滑油で満たされたＵ字形状部と
を備えたことを特徴とするオイルエア潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受等の潤滑に供されるオイルエア潤滑装置に係り、詳しくは潤滑後のオイルエアから潤滑油を高効率で分離・回収する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械や圧延機等の機械装置では、スピンドルや圧延ローラ等を回転自在に支持するべく、様々な転がり軸受が各部に用いられている。転がり軸受では、金属接触に因る発熱や摩耗、焼き付き等を防止するため、グリースや潤滑油を用いて各構成要素間を適切に潤滑する必要がある。潤滑油による潤滑形態としては、油浴法や飛沫法、滴下法等の比較的簡便なものの他、ジェット給油法やオイルミスト潤滑法、オイルエア潤滑法等の比較的複雑な構成を採るものが実用化されている。
【０００３】
オイルエア潤滑法は、定量ピストン等から吐出された微量の潤滑油と圧縮空気とをミキシングバルブ等により混合してオイルエアを生成し、これを軸受に連続的に送給するもので、以下に述べる特長を有している。すなわち、供給する潤滑油の量的管理が容易であると共に、常に清浄な潤滑油を供給できるため、工作機械のスピンドルを支持する高速軸受等の潤滑に最適である。また、潤滑部では、圧縮空気の供給によってその内圧が上昇するため、外部からの塵埃や切削液等の侵入が起こり難くなり、異物の噛み込みや腐食等に起因する潤滑対象物の寿命低下が防止される。更に、オイルエアは、気密性の高い給油管を介して潤滑部に供給されるため、その漏洩によって雰囲気を汚損することが殆どない。
【０００４】
オイルエア潤滑法では、大気および機械装置の汚損防止や潤滑油の再利用等を図るため、潤滑後のオイルエアから潤滑油を分離・回収し、圧縮空気のみを大気中に放出することが望ましい。図６には、オイルエア潤滑装置の従来の潤滑油回収部を概略的に示してある。これは、オイルミスト潤滑装置の潤滑油回収部を流用したもので、複数個の潤滑対象物１毎にオイルエア供給管２と潤滑後のオイルエアを排出するオイルエア排出管３とを設け、各オイルエア排出管３を水平配置された集合排出管５に接続し、更にこの集合排出管５を鉛直配置されたエア排出管７およびオイル排出管９に接続したものである。図示例の場合、エア排出管７とオイル排出管９とは一体の大径管により形成されており、エア排出管７の上端にはエアブリーザ１１が取り付けられる一方、オイル排出管９の下端はエアブリーザ１３を備えた潤滑油回収槽１５の内部に開口している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のオイルエア潤滑装置では、オイルエア中にごく微細な粒子として浮遊している潤滑油を完全に回収することができず、潤滑油回収槽１５の周囲等が潤滑油により汚損されることが避けられなかった。例えば、図６に示した装置では、エア排出管７とオイル排出管９との流路面積を大きくすれば、両排出管７，９内を流れるオイルエアの流速が低下し、重力により潤滑油粒子の大部分を潤滑油回収槽１５側に落下させることができる。ところが、オイル排出管９から潤滑油回収槽１５内に流入したオイルエアは、比較的多量の潤滑油を含んだ状態でエアブリーザ１３から放出されることになるため、エアブリーザ１３の下部（潤滑油回収槽１５の上面）に潤滑油が飛散する。また、エアブリーザ１３から放出されたオイルエア中の潤滑油は、エア排出管７側のエアブリーザ１１から放出される少量の潤滑油と伴に浮遊して、機械装置が設置された室の空気を汚損することもあった。
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、潤滑後のオイルエアから潤滑油を高効率で分離・回収し、もって機械装置や空気の汚損防止を実現したオイルエア潤滑装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するため、潤滑油と圧縮空気とを混合してなるオイルエアを潤滑対象物に連続的に送給し、当該潤滑対象物の潤滑を行うオイルエア潤滑装置であって、前記潤滑対象物の潤滑を終えたオイルエアの排出に供されるオイルエア排出管と、当該オイルエア排出管と接続し、オイルエア中の圧縮空気を大気中に排出するべく、上方に向けて延設されたエア排出管と、当該オイルエア排出管と接続し、オイルエア中の潤滑油を回収するべく、下方に配置された潤滑油回収槽内に開口するオイル排出管と、前記エア排出管の管路に形成されたオリフィスと、前記オイル排出管に形成され、少なくともその下方部分が潤滑油で満たされたＵ字形状部とを備えたものを提案する。
【０００７】
本発明においては、エア排出管に設けられたオリフィスにより、潤滑対象物やオイルエア排出管、エア排出管内の内圧が保たれると共に、エア排出管から大気中にエアが流出する速度がごく低く抑えられる。また、オイル排出管のＵ字形状部に潤滑油が貯留されていることにより、オイルエア中の潤滑油が潤滑油面に接触・回収される一方、圧縮空気の潤滑油回収槽内への流入が起こらなくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１には本発明の第１実施形態に係るオイルエア潤滑装置の要部を概略的に示してある。同図に示したように、第１実施形態のオイルエア潤滑装置では、複数個（図示例では、４個）の潤滑対象物たる軸受ハウジング１毎にオイルエア供給管２と潤滑後のオイルエアを排出するオイルエア排出管３とが設けられており、前述した従来装置と同様に、各オイルエア排出管３が水平配置された集合排出管５に接続され、更にこの集合排出管５が鉛直配置されたエア排出管７およびオイル排出管９に接続されている。
【０００９】
オイルエア排出管３の管路には、軸受ハウジング１の内圧を保持するためのオリフィス２１と、該内圧を監視するための圧力計２３とがそれぞれ設けられている。また、エア排出管７の上部には、集合排出管５およびエア排出管７、オイル排出管９の内圧を保持するためのオリフィス２５と、該内圧を監視するための圧力計２７とが設けられている。第１実施形態の場合、エア排出管７とオイル排出管９とは一体の大径管により形成されている。エア排出管７は、集合排出管５との接合部位２９から上方に延設され、その上端は大気解放されている。一方、オイル排出管９は、集合排出管５との接合部位２９から下方に延設され、その末端は大気放出管３１を備えた潤滑油回収槽１５の内部に開口している。
【００１０】
オイル排出管９には、その下半部分に潤滑油溜り３３が形成されたＵ字形状部３５と、このＵ字形状部３５に連続する逆Ｕ字形状部３７とが形成されている。第１実施形態の場合、逆Ｕ字形状部３７の頂点３７ａは、集合排出管５とオイル排出管９との接合部位２９より低く設定されている。
【００１１】
以下、第１実施形態の作用を述べる。
工作機械等の起動に伴いオイルエア潤滑装置の運転が開始されると、各軸受ハウジング１には図示しないオイルエア供給手段からオイルエアが圧送され、軸受の各構成要素の表面に適正な厚みの潤滑油膜が形成されると共に、軸受内部で発生した熱もオイルエアにより運び去られる。各軸受ハウジング１内での潤滑・冷却を終えたオイルエアは、オイルエア排出管３から流出した後、集合排出管５で合流する。この際、オイルエア排出管３に設けられたオリフィス２１の作用により、上流側（軸受ハウジング１）内の内圧が比較的高く保たれ、軸受ハウジング１内への塵埃や切削油等の侵入が防止され、同時に下流側（オイルエア排出管３や集合排出管５等）の内圧は低下する。
【００１２】
オイルエアは、集合排出管５で合流した後、接合部位２９からエア排出管７とオイル排出管９とに流入する。そして、エア排出管７に流入したオイルエアは、エア排出管７が大径であることと、エア排出管７の上部にオリフィス２５が設けられていることとから、その流速がごく遅くなり、比重の比較的大きい潤滑油を上方に搬送できなくなる。これにより、エア排出管７の上端からは、潤滑油が除かれたエア（すなわち、圧縮空気のみ）が大気中に放出され、該部での潤滑油による大気汚損が防止される。
【００１３】
一方、オイル排出管９に流入したオイルエアは、その下端がＵ字形状部３５の下半部に形成された潤滑油溜り３３の上流側油面３３ａに接触する。これにより、オイルエアの一部として搬送されてきた潤滑油は、重力による降下も相俟って潤滑油溜り３３中に順次溶け込み、潤滑油溜り３３の油面３３ａ，３３ｂが徐々に上昇する。そして、Ｕ字形状部３５の上流側の内圧が下流側の内圧（大気圧）より高いこともあり、図２に示したように、所定時間経過後には、潤滑油溜り３３の下流側油面３３ｂが逆Ｕ字形状部３７の頂点３７ａを越え、潤滑油が潤滑油回収槽１５に落下することになる。尚、本発明者等が実験を行ったところ、Ｕ字形状部３５の上流側の内圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ2とし、潤滑油の比重を０．８とした場合、下流側油面３３ｂは上流側油面３３ａに対して１．２５ｍ上昇した。また、供給した潤滑油の量と回収された潤滑油の量とを比較したところ、第１実施形態の装置においては、ほぼ１００％の回収効率を得ることができた。
【００１４】
潤滑油が潤滑油回収槽１５に落下する際、潤滑油回収槽１５からは流入した潤滑油と同量の空気が大気放出管３１から放出されるが、この空気は潤滑油を含んだオイルエアではないため、潤滑油の飛散は当然に生じない。また、逆Ｕ字形状部３７の頂点３７ａが集合排出管５とオイル排出管９との接合部位２９より低く設定されているため、オイルエア潤滑装置の運転が停止された場合にも、潤滑油溜り３３の潤滑油が集合排出管５側に逆流することはない。
【００１５】
第１実施形態では、このような構成を採ったことにより、潤滑油のほぼ完全な回収を実現できたと同時に、オイルエアの流出や潤滑油の飛散による大気や機械装置の汚損を確実に防止でき、安全かつ衛生的な作業環境を実現できた。
【００１６】
図３には本発明の第２実施形態に係るオイルエア潤滑装置の要部を概略的に示してある。同図に示したように、第２実施形態のオイルエア潤滑装置では、軸受ハウジング１毎に、第１実施形態と同様の第１オイルエア供給管２と第１オイルエア排出管３とに加えて、第１オイルエア供給管２から分岐する第２オイルエア供給管４１と、第２オイルエア排出管３に接続する第２オイルエア排出管４３とが更に接続されている。
【００１７】
第２実施形態の軸受ハウジング１は、鋼板の圧延に供される圧延機に付設されたもので、その内部には、図４に示したように、圧延ロール４５のロールネック４７を支持するころ軸受４９が配設されている。軸受ハウジング１内の空間は、３個のオイルシール５１により、ころ軸受４９が収納される軸受室５３と、圧延ロール４５側に位置するオイルエア室５５とに画成されている。軸受室５３に対しては、第１オイルエア供給管２からオイルエアが供給され、潤滑後のオイルエアが第１オイルエア排出管３から排出される。また、オイルエア室５５に対しては、第２オイルエア供給管４１からオイルエアが供給され、オーバフローしたオイルエアが第２オイルエア排出管４３から排出される。
【００１８】
第２オイルエア排出管４３の管路には、オイルエア室５５の内圧を保持するためのオリフィス５７と、該内圧を監視するための圧力計５９とがそれぞれ設けられている。本実施形態では、第２オイルエア排出管４３側のオリフィス５７の通路径は、第１オイルエア排出管３側のオリフィス２１の通路径より大きく設定されている。これにより、オイルエアの排出速度は、第２オイルエア排出管４３側が第１オイルエア排出管３側より高くなり、軸受室５３側の内圧がオイルエア室５５側の内圧より常に高くなる。
【００１９】
以下、第２実施形態の作用を述べる。
圧延機の運転が開始されると、操業条件によっては多量の圧延水が圧延ロール４５に供給される。そのため、従来装置では、供給された圧延水は、その一部が圧延水飛沫６１としてロールネック４７側から軸受ハウジング１にはね掛かり、軸受ハウジング１内に侵入することがあった。ところが、本実施形態では、軸受ハウジング１の圧延ロール側端部に比較的内圧の高いオイルエア室５５が形成されているため、はね掛かる速度（水圧）が高い場合にも、圧延水飛沫６１がオイルシール５１を通過して軸受ハウジング１内に侵入することが殆どなくなった。また、何らかの原因で圧延水飛沫６１がオイルエア室５５内に侵入した場合にも、軸受室５３側の内圧がオイルエア室５５側の内圧より高いため、ころ軸受４９の潤滑を阻害する軸受室５３内への圧延水飛沫６１の侵入は完全に防止される。尚、オイルエア室５５内に侵入した圧延水飛沫６１は、第２オイルエア排出管４３，集合排出管５，オイル排出管９を介し、オイルエアと共に潤滑油回収槽１５に排出される。
【００２０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は工作機械や圧延機の軸受を潤滑するオイルエア潤滑装置に本発明を適用したものであるが、他種の機械等の軸受を潤滑するものに適用してもよいし、軸受以外の潤滑を行うものに適用してもよい。また、オイルエア潤滑装置の具体的構成についても、上記実施形態に限られるものではなく、例えば、図５に示したように、第１実施形態において集合排出管５を用いず、各オイルエア排出管３をエア排出管７やオイル排出管９に直に接続するようにしてもよい。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、オイル排出管の形状やオリフィスの設置部位等についても、設計上の要請等によって適宜変更可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、潤滑油と圧縮空気とを混合してなるオイルエアを潤滑対象物に連続的に送給し、当該潤滑対象物の潤滑を行うオイルエア潤滑装置であって、前記潤滑対象物の潤滑を終えたオイルエアの排出に供されるオイルエア排出管と、当該オイルエア排出管と接続し、オイルエア中の圧縮空気を大気中に排出するべく、上方に向けて延設されたエア排出管と、当該オイルエア排出管と接続し、オイルエア中の潤滑油を回収するべく、下方に配置された潤滑油回収槽内に開口するオイル排出管と、前記エア排出管の管路に形成されたオリフィスと、前記オイル排出管に形成され、少なくともその下方部分が潤滑油で満たされたＵ字形状部とを備えるようにしたため、エア排出管に設けられたオリフィスにより、潤滑対象物やオイルエア排出管、エア排出管内の内圧が保たれると共に、エア排出管から大気中にエアが流出する速度がごく低く抑えられ、オイル排出管のＵ字形状部に潤滑油が貯留されていることにより、オイルエア中の潤滑油が潤滑油面に接触・回収される一方、圧縮空気の潤滑油回収槽内への流入が起こらなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオイルエア潤滑装置の要部を示す概略図である。
【図２】第１実施形態の作用を示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るオイルエア潤滑装置の要部を示す概略図である。
【図４】第２実施形態の作用を示す説明図である。
【図５】第１実施形態を一部変形したオイルエア潤滑装置の要部を示す概略図である。
【図６】従来のオイルエア潤滑装置の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
１  軸受ハウジング
２  オイルエア供給管
３  オイルエア排出管
５  集合排出管
７  エア排出管
９  オイル排出管
１５  潤滑油回収槽
２１，２５  オリフィス
３３  潤滑油溜り
３５  Ｕ字形状部
３７  逆Ｕ字形状部
４１  第２オイルエア供給管
４３  第２オイルエア排出管４３
４５  圧延ロール
４９  ころ軸受
５１  オイルシール
５３  軸受室
５５  オイルエア室
【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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