潤滑剤排出装置

本発明は、概ね潤滑システムに関するものであり、具体的には、移動式潤滑システムのための潤滑剤排出用サブシステムに関するものである。

生産用機械や建設用機械は、作動する上で潤滑が必要となる場合が多い。そのような機械のシール、ピストン、及び軸受には、摩耗の抑制や、腐食の防止、或いは摩擦熱の低減のため、かなりの量のグリース、オイル、またはそれ以外の潤滑剤が必要となる場合がある。移動式機械が、産業用車両に組み込まれるか、或いは産業用車両に搭載されることは多々あり、それらの産業用車両では、対象となる機械側に設けられる移動式潤滑装置を用いるのが一般的であって、機械側の潤滑剤ポンプ、リザーバ、及び注入器が車両または装置に取り付けられ、適切な潤滑が確実に行われるようになっている。機械側リザーバは、持続的な通常作動に対応するのに足りる制限された容量を有し、必要に応じて大容量の供給源から潤滑剤を補充するようになっている。機械側潤滑装置は、様々な機械に対してそれぞれ専用の複数の注入器に潤滑剤を供給するようになっている場合が多い。

本発明の目的とするところは、移動式潤滑システムのための潤滑剤排出装置を提供することにある。

第1の態様において、潤滑システムのための流入・流出マニホールドは、流入通路、流出通路、及び逃し弁を備える。流出通路は、潤滑剤リザーバを潤滑剤供給流路に連通させる。流入通路は、流入口を潤滑剤リザーバに連通させる。逃し弁は、流入通路と流出通路との連通を遮断する第1状態と、流入通路と流出通路とを連通させることにより、潤滑剤供給流路内の潤滑剤が潤滑剤リザーバ内に排出されるのを許容する第2状態とに操作可能である。

第2の態様において、潤滑システムは、潤滑剤リザーバ、潤滑剤ポンプ、潤滑剤供給流路、流入口、及び流入・流出マニホールドを備える。潤滑剤ポンプは、潤滑剤リザーバから潤滑剤を圧送する。潤滑剤供給流路は、潤滑剤リザーバから圧送された潤滑剤を受け取る。流入口は、潤滑剤リザーバに補充する潤滑剤を受け取る。流入・流出マニホールドは、潤滑剤リザーバと潤滑剤供給流路との間に介装され、流出通路、流入通路、及び逃し弁を備える。流出通路は、潤滑剤リザーバを潤滑剤供給流路に連通させる。流入通路は、流入口を潤滑剤リザーバに連通させる。逃し弁は、流入通路と流出通路との連通を遮断する第1状態と、流入通路と流出通路とを連通させることにより、潤滑剤供給流路内の潤滑剤が潤滑剤リザーバ内に排出されるのを許容する第2状態とに操作可能である。

潤滑システムの概要図である。

図1に示す潤滑システムの一部の分解斜視図である。

図1及び図2に示す潤滑システムにおいて第1の作動状態にある流入・流出マニホールドを示す概要図である。

図1及び図2に示す潤滑システムにおいて第2の作動状態にある流入・流出マニホールドを示す概要図である。

図1及び図2に示す潤滑システムにおいて第3の作動状態にある流入・流出マニホールドを示す概要図である。

本発明の潤滑システムは、潤滑剤供給流路内の潤滑剤を潤滑剤リザーバ内に排出することにより、潤滑剤供給流路の構成部材のための圧力解放を行うようにした潤滑剤排出装置を備える。

図1は、潤滑システム10の概要図であって、この潤滑システム10は、流体の潤滑剤を受容し、保管して、供給する装置となっている。潤滑システム10は、潤滑剤リザーバ14、モータ16、ポンプ18、流体管20、流入・流出マニホールド22、潤滑剤供給流路24、及び潤滑剤注入器26を有した機械側装置12を備える。流体の潤滑剤は、補充用配管30、遮断弁装置32、及びリザーバ流入配管34を介して、補充用供給源28から潤滑剤リザーバ14に供給することができる。補充用供給源28から供給される流体は、補充用ポンプ36によって圧送され、補充用配管30から供給されて余剰となった潤滑剤は、排出路38によって潤滑剤集積容器40内に排出することができるようになっている。

機械側装置12は、ポンプ、ピストン、シール、軸受、及び軸など、潤滑対象となる機械と共に使用する専用の潤滑装置である。機械側装置12は、例えば、移動可能な構成部材の潤滑を行うために、車両またはそれ以外の移動式装置に搭載される潤滑装置とすることができる。潤滑剤リザーバ14は、流体の潤滑剤を収容するタンクまたはそれ以外の容器である。一実施形態において、潤滑剤リザーバ14は、実質的に円筒状のドラム缶とすることができる。モータ16はポンプ18を駆動し、そのときポンプ18は、潤滑剤リザーバ14から流体管20を介して潤滑剤を引き出し、加圧した状態で、流入・流出マニホールド22を介して潤滑剤供給流路24に潤滑剤を押し出す。モータ16は、例えば、電動モータまたはエアモータとすることができる。一実施形態において、ポンプ18は、ピストン式ポンプとなっている。これに代わる実施形態として、ポンプ18は、任意の形式の往復動型ポンプ、またはギヤポンプとすることができる。

流体管20は、流入・流出マニホールド22に近接する潤滑剤リザーバ14の上部位置から、潤滑剤リザーバ14の基底部近傍の底部位置まで延設された潤滑剤搬送用の管である。流体管20は、直立した円筒状の管として示されているが、これに代わる実施形態として、屈曲させたり傾斜させたりするなど、別の形状を有するものであってもよい。流体管20は、例えば、同軸状に設けられた流入路と流出路とを有した入れ子式の管とすることができる。流入・流出マニホールド22は、潤滑剤リザーバ14からの出口及び潤滑剤リザーバ14への入口を形成する。流入・流出マニホールド22には、流体管20、潤滑剤供給流路24、及びリザーバ流入配管34が接続されている。潤滑剤供給流路24は、流入・流出マニホールド22から潤滑剤注入器26へと潤滑剤を案内する流体供給配管であり、この潤滑剤は、潤滑対象の複数の構成部材(図示せず)を通って配送されるようになっている。ここでは単一の潤滑剤供給流路24が示されているが、機械側装置12の一実施形態として、複数の潤滑剤供給流路を設けることが可能であり、それら潤滑剤供給流路は、いずれも流入・流出マニホールド22に接続される。潤滑剤注入器26は、グリース、オイル、またはそれ以外の潤滑剤のための注入器であって、潤滑対象部材のある場所に配設される。潤滑剤注入器26は、例えば、バネによる付勢がなされており、モータ18により加圧されることにより、調量した潤滑剤を放出して供給する注入器とすることができる。

補充用供給源28は、必要に応じて潤滑剤リザーバ14への補充に用いる潤滑剤の供給源である。補充用供給源28は、例えば、大型で定置式のドラム缶、タンク、または容器とすることができる。潤滑剤リザーバ14が空の状態になると、リザーバ流入配管34を介して流入・流出マニホールド22に連通する遮断弁装置32に、補充用配管30を接続することにより、潤滑剤リザーバ14への補充を行うことができる。補充用配管30は、例えば、補充用供給源28に組み付けられた着脱式ホースとすることができる。遮断弁装置32は、補充用供給源28と流入・流出マニホールド22との間に介装された弁装置である。遮断弁装置32は、開弁側に付勢されているが、潤滑剤リザーバ14が満杯になっているときは閉弁して過剰充填を防止する。遮断弁装置32が開弁状態にあると、補充用配管30、遮断弁装置32、及びリザーバ流入配管34を介し、補充用ポンプ36によって、補充用供給源28からの流体を潤滑剤リザーバ14内に圧送することができる。補充用ポンプ36は、例えば、ギヤポンプ、往複動型シリンダポンプ、またはそれ以外の適合する圧送装置とすることができる。潤滑剤リザーバ14が満杯になると、遮断弁装置32から補充用配管30を取り外すことができる。過剰となった潤滑剤は、排出路38を介して補充用配管30から排出することができる。排出路38は、例えば、流出管としてもよいし、手動操作弁を介して補充用配管30に取り付けられた蛇口とすることもできる。一実施形態において、潤滑剤集積容器40は、廃液溜とすることができる。別の実施形態として、潤滑剤集積容器40は、余剰の潤滑剤を補充用供給源28に戻す再循環用集積容器としてもよい。

潤滑コントローラ42は、適切な制御用ソフトウエアが搭載された、専用のマイクロコンピュータもしくはその集合体、または非専用コンピュータなどの論理演算可能な装置である。潤滑コントローラ42は、機械側装置12の状態を示す入力信号C_iを受け取り、出力信号C_oにより、機械側装置12のモータ16及びアクチュエータを制御する。潤滑コントローラ42は、機械側装置12の一部としてもよいし、ワイヤレス接続などの遠隔データ接続によって、機械側装置12と通信を行う遠隔制御装置としてもよい。潤滑コントローラ42には、画面、キーパッド、及び通信用トランシーバの少なくとも1つといったユーザインタフェイスを設けて、現場または遠隔地のユーザにデータを提供したり、ユーザが入力したコマンドを受け取ったりすることができるようにしてもよい。一実施形態において、潤滑コントローラ42は、機械側装置12の作動における変化を示す警報または警告メッセージ(例えば、デジタル信号、光、及び音響の少なくとも1つ)を出力することができる。

機械側装置12は、搬送可能な、即ち補充用供給源28から離れて移動可能な機械構成部材に潤滑剤を供給する。潤滑剤リザーバ14は、必要に応じて補充を行うことが可能となっており、潤滑剤の供給源から独立した状態で、長い期間、例えば、関連する機械構成部材が、補充用供給源28から離れた位置で使用されている間、機械側装置12を作動させることができる。

図2は、上述した潤滑剤リザーバ14、モータ16、ポンプ18、流体管20、流入・流出マニホールド22、遮断弁装置32、及びリザーバ流入配管34を示す、機械側装置12の一部の分解斜視図である。更に、図2には、カバープレート44、シールリング46、フォロワプレート48、リザーバフランジ50、可撓ダイヤフラム52、充填プレート54、主流入口56、主流出口58、逃し弁ソレノイド60、補充流入口62、補充流出口64、及び通気孔66が示されている。

図示した実施形態において、カバープレート44は、潤滑剤リザーバ14に取り付けられる実質的に平坦なカバーであって、モータ16、ポンプ18、遮断弁装置32、及び通気孔66のための台座としての役割を有する。組み付け状態において、カバープレート44は、シールリング46、フォロワプレート48、及びリザーバフランジ50にボルトで固定される。リザーバフランジ50は、潤滑剤リザーバ14の環状フランジであって、固定部材を締結するために設けられて、フォロワプレート48と共に流体用シールを形成する。フォロワプレート48及びシールリング46は、リザーバフランジ50とカバープレート44との間に設けられる。図示した実施形態において、フォロワプレート48は、可撓ダイヤフラム52と、少なくとも1つの充填プレート54とを備えたダイヤフラム板となっている。潤滑剤リザーバ14が満杯となっていないときには、充填プレート54の重みにより、可撓ダイヤフラム52が下方に撓んでカバープレート44から離間する。潤滑剤リザーバ14が充填されていくと、潤滑剤リザーバ14内の潤滑剤が可撓ダイヤフラム52及び充填プレート54を上方に押し上げていく。一実施形態では、このようなフォロワプレート48の上方への変形によって、遮断弁装置32を駆動することが可能となっており、潤滑剤リザーバ14が満杯となったときに、遮断弁装置32を閉弁させることができる。これに代わる実施形態として、別の種類のフォロワプレートを代わりに用いることも可能である。通気孔66は、カバープレート44に形成された蓋付きの開口であって、フォロワプレート48下方への空気の流動を許容することにより、潤滑剤リザーバ14内の潤滑剤の液位が低下していく際の内部気圧の低下を防止する。一実施形態として、可撓ダイヤフラム52及び充填プレート54の少なくとも一方は、フォロワプレート48を貫通する空気の流動を許容するものの、潤滑剤については閉じて流動を遮るような気流用開口を備えていてもよい。

図1に関して上述したように、流入・流出マニホールド22は、流体管20に連通する流路を有した流路集合部材である。主流入口56は、流入・流出マニホールド22の流入口であり、主流出口58は、流入・流出マニホールド22の流出口である。主流出口58は、潤滑剤供給流路24に連通している。一実施形態として、流入・流出マニホールド22は、複数の潤滑剤供給流路に対応した複数の主流出口を有していてもよい。主流入口56は、リザーバ流入配管34及び補充用配管30を介し、補充用供給源28の補充用潤滑剤を受け取る。リザーバ流入配管34は、ホースとして図示しているが、リザーバ流入配管34の別の実施形態として、例えば、硬質の管または通路とすることもできる。リザーバ流入配管34は、主流入口56を、遮断弁装置32の流出口である補充流出口64に接続する。補充用の潤滑剤は、補充流入口62から遮断弁装置32内に流入して、補充流出口64から遮断弁装置32の外に流出し(遮断弁装置32が開弁状態にあるとき)、その後、リザーバ流入配管34、主流入口56、及び流体管20を経て潤滑剤リザーバ14内へと流動する。

図示した実施形態において、流入・流出マニホールド22には、流入・流出マニホールド22に一体的に設けられた逃し弁を駆動するアクチュエータソレノイドである逃し弁ソレノイド60が装着されている。逃し弁ソレノイド60は、潤滑コントローラ42からの出力信号C_oの中に含まれる操作指令信号に従い、流入・流出マニホールド22における弁作動を行う。これにより、流入・流出マニホールド22は、圧送モードと排出モードとの切り換えを行うことが可能となる。圧送モードでは、ポンプ18が、潤滑剤リザーバ14から主流出口58を介して潤滑剤供給流路24へと流体を送り出したり、潤滑剤リザーバ14が、補充用供給源28から圧送された補充用の潤滑剤を、主流入口56を介して受け取ったりすることができる。排出モードでは、圧力解放機構として流入・流出マニホールド22内に設けられた通路を介し、潤滑剤供給流路24内の加圧流体を潤滑剤リザーバ14内に戻すことができる。

図3A、図3B、及び図3Cは、流入・流出マニホールド22における流体の流動経路を示す、機械側装置12の概要図である。図3A、図3B、及び図3Cには、同一の構成部材が示されているが、流入・流出マニホールド22の異なる作動状態を示すものとなっている。図3Aは、潤滑剤を潤滑剤供給流路24に圧送する際に用いられる流入・流出マニホールド22の流出作動状態を示している。図3Bは、潤滑剤を補充用供給源28から受け取って潤滑剤リザーバ14に補充する際に用いられる流入・流出マニホールド22の流入作動状態を示している。図3Cは、潤滑剤を潤滑剤供給流路24から排出して潤滑剤リザーバ14内に戻すことにより、潤滑剤注入器26における圧力を解放するために用いられる流入・流出マニホールド22の排出作動状態を示している。

図3A、図3B、及び図3Cには、図2に関して上述した潤滑剤リザーバ14、流体管20、及び流入・流出マニホールド22が示され、流入・流出マニホールド22は、主流入口56、主流出口58、及び逃し弁ソレノイド60を有している。更に、図3A、図3B、及び図3Cには、マニホールド本体100、弁室102、流入通路104、流出通路106、逃し弁108、流入管路110、及び流出管112が示されている。

図示した実施形態において、流体管20は、流入管路110と流出管112とを有した2つの同軸状の管からなる。流出管112は、中央に配置された管であって、潤滑剤供給流路24で使用するために潤滑剤リザーバ14から流出する潤滑剤を案内する。流入管路110は、流出管112の周囲に設けられた環状の流路であって、補充用供給源28から潤滑剤リザーバ14内に流入する潤滑剤を案内する。これに代わる実施形態として、流入管路110及び流出管112を、分離して設けられた管、パイプ、またはホースなどの別の形式としてもよい。流入管路110と流出管112とは、潤滑剤リザーバ14を介するか、流入・流出マニホールド22(逃し弁108が特定の弁作動状態にあるとき)を介してのみ連通する。流出管112は、流入・流出マニホールド22の流出通路106に接続されており、流入管路110は、流入・流出マニホールド22の流入通路104に接続されている。

マニホールド本体100は、主流入口56、主流出口58、流入通路104、流出通路106、及び弁室102を含む流路及び部屋を形成する複数の空洞を有した、硬質の部材である。弁室102は、主流出口58を流出通路106に連通する通路であって、逃し弁108を保持している。逃し弁108は、例えば、シャトル弁またはニードル弁とすることができる。逃し弁108は、逃し弁ソレノイド60によって駆動され、この逃し弁ソレノイド60は、例えば、潤滑コントローラ42からの操作指令によって操作することができる。逃し弁ソレノイド60は、例えば、第1弁作動状態と第2弁作動状態との間で切り換えて逃し弁108を操作するために設けられたリニアソレノイドとすることができる。第1弁作動状態(図3A及び図3Bに示す状態)では、逃し弁108が、流出通路106から主流出口58への潤滑剤の流動を許容する一方で、流出通路106と流入通路104との連通を遮断する。第2弁作動状態(図3Cに示す状態)では、逃し弁108が、流出通路106、主流出口58、及び流入通路104の相互間での潤滑剤の自由な流動を許容する。流入・流出マニホールド22の一実施形態として、流入通路104及び弁室102にそれぞれ潤滑剤を供給する更なる主流入口及び主流出口の少なくとも一方を備えていてもよい。

図3Aは、機械側装置12の圧送作動状態を示しており、この状態においては、流出管112を介し、潤滑剤リザーバ14から流出通路106に潤滑剤が流動し、更に弁室102を経て主流出口58から流出し、潤滑剤供給流路24及び潤滑剤注入器26へと流動する。図3Bは、機械側装置12の補充作動状態を示しており、この状態においては、補充用供給源28から主流入口56へと潤滑剤が流動し、更に流入通路104及び流入管路110を介し、潤滑剤リザーバ14内に流入する。逃し弁108の弁作動状態は、圧送作動状態の場合と補充作動状態の場合とで同一である。

図3Cは、機械側装置12の排出作動状態を示しており、この状態においては、主流出口58から弁室102内への潤滑剤の流動が許容されると共に、流入通路104及び流入管路110を介した潤滑剤リザーバ14内への潤滑剤の流動が許容される。このような状態は、上述した第2弁作動状態に逃し弁108を移動させるように逃し弁ソレノイド60に指令信号を発することによって得られ、この第2弁作動状態では、流入通路104、流出通路106、及び主流出口58が、弁室102を介して全て連通した状態となる。圧送作動状態の間、ポンプ18は、流出通路106内及び潤滑剤供給流路24内の潤滑剤を加圧する。その結果として生じる、潤滑剤供給流路24内における潤滑剤の高い圧力は、潤滑剤注入器26が、潤滑剤を放出した後に、放出前の元の状態に戻るのを妨げるものとなりうる。逃し弁108を、図3Cに示す排出作動状態で示した第2弁作動状態に切り換えることにより、機械側装置12は、加圧された潤滑剤を、潤滑剤供給流路24及び流出通路106から、流入通路104及び流入管路110を介し、潤滑剤リザーバ14内へ逃がす、即ち排出することで、このような過剰圧力を解放することが可能となる。潤滑剤供給流路24における流体の圧力を低減することで、引き続き作動を行うために、潤滑剤注入器26内の付勢部材(例えば、バネ、図示せず)により、潤滑剤注入器26を、潤滑剤放出前の元の状態に戻すことが可能となる。

逃し弁108により、上述したように、流入・流出マニホールド22を、流入モード、流出モード、及び排出モードで作動させることが可能となる。逃し弁108は、例えば、逃し弁ソレノイド60に送信される出力信号C_o(図1参照)を介し、潤滑コントローラ42により電子的に操作することができる。一実施形態として、逃し弁108は、手動で操作可能とすることができる。流入・流出マニホールド22の排出作動により、機械側装置12は、潤滑システム10の作動を妨げるおそれがある潤滑剤供給流路24の過剰な圧力を低下させることが可能となる。

[可能な実施形態の説明] 以下は、本発明の実現可能な実施形態に関する非限定的な説明である。

潤滑システムは、潤滑剤リザーバと、前記潤滑剤リザーバから潤滑剤を圧送する潤滑剤ポンプと、前記潤滑剤リザーバから圧送された潤滑剤を受け取る潤滑剤供給流路と、前記潤滑剤リザーバに補充する潤滑剤を受け取る流入口と、前記潤滑剤リザーバと前記潤滑剤供給流路との間に介装された流入・流出マニホールドとを備え、前記流入・流出マニホールドは、前記潤滑剤リザーバを前記潤滑剤供給流路に連通させる流出通路と、前記流入口を前記潤滑剤リザーバに連通させる流入通路と、前記流入通路と前記流出通路との連通を遮断する第1状態と、前記流入通路と前記流出通路とを連通させることにより、前記潤滑剤供給流路内の潤滑剤が前記潤滑剤リザーバ内に排出されるのを許容する第2状態とに操作可能な排出弁とを備える。

上述した潤滑システムには、選択的もしくは付加的に、または代替として、以下に示すような、特徴、構成、及び付加的構成部材のうちのいずれかを1または複数含めることができる。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、コントローラと、前記コントローラからの操作指令に応答し、前記逃し弁を操作する電子アクチュエータとを更に備える。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、前記電子アクチュエータは、ソレノイドアクチュエータである。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、前記逃し弁は、シャトル弁またはニードル弁である。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、前記流入通路及び前記流出通路は、前記流入・流出マニホールドに近接する第1の位置から、前記潤滑剤リザーバの底部に近接する第2の位置まで延設された流体管を介して前記潤滑剤リザーバに連通する。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、前記流体管は、同軸状に配置された2つの筒状通路からなる。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、同軸状に配置された前記2つの筒状通路のうちの内側通路は、前記流出通路に連通し、同軸状に配置された前記2つの筒状通路のうちの外側通路は、前記流入通路に連通する。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、前記流入口の上流側に配設され、前記潤滑剤リザーバの過剰充填を防止する自動遮断弁を更に備える。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、前記潤滑剤供給流路は、潤滑剤注入器を備える。

前記潤滑システムの更なる実施形態において、前記潤滑剤供給流路内の潤滑剤が前記潤滑剤リザーバ内に排出されるのを許容することにより、前記潤滑剤注入器を潤滑剤放出前の状態に戻す。

潤滑システムのための流入・流出マニホールドであって、前記流入・流出マニホールドは、潤滑剤リザーバを潤滑剤供給流路に連通させる流出通路と、流入口を前記潤滑剤リザーバに連通させる流入通路と、前記流入通路と前記流出通路との連通を遮断する第1状態と、前記流入通路と前記流出通路とを連通させることにより、前記潤滑剤供給流路内の潤滑剤が前記潤滑剤リザーバ内に排出されるのを許容する第2状態とに操作可能な逃し弁とを備える。

上述した流体用流入・流出マニホールドには、選択的もしくは付加的に、または代替として、以下に示すような、特徴、構成、及び付加的構成部材のうちのいずれかを1または複数含めることができる。

前記流体用流入・流出マニホールドの更なる実施形態において、コントローラからの操作指令に応答し、前記逃し弁を操作する電子アクチュエータを更に備える。

前記流体用流入・流出マニホールドの更なる実施形態において、前記電子アクチュエータは、ソレノイドアクチュエータである。

前記流体用流入・流出マニホールドの更なる実施形態において、前記逃し弁は、シャトル弁またはニードル弁である。

前記流体用流入・流出マニホールドの更なる実施形態において、前記流入通路及び前記流出通路は、前記流入・流出マニホールドに近接する第1の位置から、前記潤滑剤リザーバの底部に近接する第2の位置まで延設された流体管を介して前記潤滑剤リザーバに連通する。

具体的な実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であると共に、均等物で本発明の各構成要素を置き換えることが可能であることが当業者に理解されよう。また、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況やものを本発明の教示に適合させるための様々な変形が可能である。従って、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内に包含される全ての態様を含むものである。

米国仮出願第61/863334号は、その全体を参照することにより、ここに編入されるものである。