JP2011125858A - 冷却・洗浄液体用の再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却・洗浄液体用再生装置を取扱う作業者と混濁液体中の固形物や再生した冷却/洗浄液体との接触を可能な限り回避可能とする。
【解決手段】混濁液体（15）をろ過して清浄な冷却・洗浄液体に再生するための再生装置（２）は、混濁液体（15）のための吸引装置（24）と連係動作し、吸引した混濁液体（15）を溜める第１容器（20）と、過圧発生装置（32）と連係動作する第２容器（21）と、第２容器（21）内に配置されるフィルタ素子（30）とを有する。フィルタ素子（30）は、第２容器（21）内で、液体の流れ方向（33）に見て上流側に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段に記載した冷却・洗浄液体用の再生装置に関する。

ダイヤモンド粒子を被覆した工具（いわゆる「ダイヤモンド工具」）、例えばダイヤモンド・コアドリルビットやダイヤモンド・ソーによる加工に際しては、摩擦、摩耗等の対策として、ダイヤモンド工具を加工領域において冷却し、過熱によるダイヤモンド工具の損傷を回避する必要がある。また、ダイヤモンド工具の切削刃は加工時に冷却液によって冷却される。これは、加工工程を支持し、切削刃の耐用寿命を延ばすためである。さらに上記液体は、ダイヤモンド工具による切削屑等の固形物を加工領域から除去する機能も有する。本明細書においては、このような目的で送給される液体を「冷却・洗浄液体」と称し、固形物が混入した液体を「混濁液体」と称する。

特許文献１（日本特許第4080626号明細書）は、混濁液体をろ過して清浄な冷却・洗浄液体に再生するための既知の再生装置を記載しており、再生した冷却・洗浄液体を電動工具、例えばコアドリル装置に送給することを開示している。この再生装置は、気密かつ液密にシールされた二個の容器を有する。使用に際しては、第１容器が負圧発生装置により負圧容器として機能し、第２容器が過圧発生装置により過圧容器として機能する。負圧容器は、導管を介して過圧容器と接続される。混濁液体は、負圧発生装置により吸引管を経て負圧容器に吸引される。この負圧容器は、混濁液体を予備ろ過するためにも使用される。導管中に配置される過圧発生装置は、予備ろ過された混濁液体を、導管を通して負圧容器から過圧容器に送給する。過圧容器の蓋にはフィルタ素子が備えられており、そのフィルタ素子の表面は、予備ろ過された混濁液体と接触する。過圧発生装置で発生させた正圧によって、予備ろ過された混濁液体はフィルタ素子内部に流入する。予備ろ過された混濁液体中に残留している固形物は、フィルタ素子に付着する。これにより再生された冷却・洗浄液体はフィルタ素子内部に溜められ、正圧により送給管を経て工具まで送給可能である。

既知の再生装置の取扱方法は、長めの作業中断の前および作業日の終了後に、上述した両容器を洗浄し、フィルタ素子を再生することを想定している。耐用寿命上の理由からフィルタ素子はセラミック体として構成されており、このセラミック体は、流水および洗浄パッドにより下地が見えるようになるまで研磨する。この再生工程は、セラミック体の最小壁強度に達するまで、反復して実施される。

日本特許第4080626号明細書

既知の再生装置の問題点は、セラミックフィルタの洗浄や再生に際し、作業者が、刺激や炎症を引き起こす可能性のある混濁液体中の固形物およびろ過された冷却・洗浄液体と接触する恐れがあることにある。

本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消し、作業者と混濁液体中の固形物やろ過された冷却・洗浄液体との接触を可能な限り排除することにある。

この課題は、本発明によれば、独立請求項に記載した特徴を有する再生装置によって解決可能である。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載した通りである。

本発明は、混濁液体をろ過して清浄な冷却・洗浄液体に再生するための再生装置を提案するものであり、該装置は、混濁液体のための吸引装置と連係動作し、吸引した混濁液体を溜める第１容器と、過圧発生装置と連係動作する第２容器と、この第２容器内に配置されるフィルタ素子とを有する。

本発明において、フィルタ素子は、第２容器内で、冷却・洗浄液体の流れ方向に見て上流側に配置されている。望ましくは、第１容器をフィルタ素子と接続する導管が設けられる。固形物が残留する混濁液体は、導管を通してフィルタ素子まで搬送される。固形物はフィルタ素子に付着するため、その大部分はフィルタ素子の内部領域に滞留する。

望ましい実施形態に従えば、フィルタ素子は、底壁部、周壁部および蓋から構成された筒状をなし、周壁部には少なくとも一個のフィルタ面が設けられる。特に望ましくは、蓋を周壁部から離脱不能に接続する。装置の使用者が、フィルタ素子の内部領域に接近できないことにより、フィルタ素子の内部領域に滞留する有害な固形物に接触することが不可能となる。

望ましい実施形態では、フィルタ素子は、フィルタ面の周囲に設けられる鋳造部により形成され、上記鋳造部は、射出成形により一体的に構成される。この種の製造方法は、安価であるため、特に使い捨ての補助手段として使用され、使用後に廃棄されるフィルタ素子に適している。

望ましい実施形態に従えば、フィルタ素子は、保持装置により、機械的に第２容器に支持される。その際、特に望ましくは、保持装置を第２容器と接続している支持具として形成する。保持装置は、フィルタ素子が機械的に安定し、過圧発生装置による過剰圧力によって変形しないように機能する。

本発明に係る再生装置を接続した電動工具の略図であり、該再生装置は、流れ方向に見て第２容器の上流側に配置されるフィルタ素子により、混濁液体を浄化して冷却・洗浄液体に再生するものである。 図１の再生装置におけるフィルタ素子の一実施形態を示す略図である。

以下、本発明を図示の実施形態について更に詳述する。なお、図中、特に言及しない限り、構造または機能において対応する構成要素は同一の参照数字を付して表す。

図１に示す電動工具は、コアドリル装置１として形成され、冷却・洗浄液体をろ過するための本発明に係る再生装置２と接続されている。

コアドリル装置１は駆動ユニット３を含み、この駆動ユニット３は、切削刃４を備えるドリルビット５を、回転軸６を介して回転方向７に駆動するものである。冷却・洗浄液体は、駆動ユニット３の流入口８を経て送給される。流入口８は、送給管９を介して再生装置２の流出口10と接続されている。代案として、冷却・洗浄液体を、その流れ方向に見て駆動ユニット３の下流側に配置されている吸込みヘッドまたはフラッシュヘッドに送給してもよい。

駆動ユニット３の流入口８と接続し、作業者によって手動で操作される調整装置11により、冷却・洗浄液体の駆動ユニット３への流入量を調整することが可能である。調整装置11は、冷却・洗浄液体が駆動ユニット３に流入可能な開放位置と、冷却・洗浄液体の駆動ユニット３への流入を遮断する閉鎖位置との間で調整可能な遮断装置として構成される。代案として、調整装置11は、冷却/洗浄液体の流入量を、０％（閉鎖状態）と100％（開放状態）との間で段階的または連続的に調整可能に構成することも可能である。

穿孔時、すなわち、ドリルビット５が回転軸６を介して駆動され、切削刃４を穿孔方向12に向けた状態で、穿孔すべき基盤13に貫入する間、ドリルビット５を、冷却・洗浄液体によってすすぎ、穿孔領域を冷却する。穿孔すべき基盤13上には、捕集手段14が配置される。この捕集手段14は、穿孔領域を包囲し、固形物が混入し、加熱された冷却・洗浄液体を捕集する。この段階における冷却・洗浄液体を、混濁液体15と称する。捕集手段14は、吸引管16を介して再生装置２の流入口17に接続する。

再生装置２は、第１容器20および第２容器21を含む。再生装置２をコンパクトに形成するために、第２容器21は第１容器20内に配置される。両容器20，21とも、蓋22, 23により気密かつ液密にシールされる。代案として、両容器20，21を並べて配置してもよい。

穿孔に際し、第１容器20は、捕集手段14から混濁液体15を第１容器20まで搬送する吸引装置24と協働する。吸引装置24は、例えば負圧を発生させる装置（以下、「負圧発生装置」と称する。）として構成される。第１容器20は、以下、「負圧容器」と称する。負圧発生装置24は吸引管25に配置され、その一端は負圧容器20に接続され、他端は大気26に開放している。収納装置14に対して、負圧容器20内に作用する負圧により、混濁液体15が、吸引管16および送給管27を介して、負圧容器20まで吸引搬送される。送給管27の一端は再生装置２の流入口17に接続し、他端は負圧容器20に通じている。

負圧容器20は、混濁液体15の予備ろ過手段としても機能する。混濁液体15に混入している基盤の切削屑は、負圧容器20内で重力により沈殿し、負圧容器20の底部に固形物28として堆積する。堆積した固形物28上には、予備ろ過された混濁液体29が溜められる。

第２容器21内にはフィルタ素子30が配置され、このフィルタ素子30は導管31を介して負圧容器20と接続されている。負圧容器20内で重力沈降によって堆積した固形物28がフィルタ素子30に到達するのを阻止するために、負圧容器20内に位置する導管31の部分は、負圧容器20の底部から離れた立ち上がり管として形成されている。導管31には、過剰圧力を発生させる装置32（以下、「過圧発生装置」と称する。）として、例えば圧力ポンプが配置されている。過圧発生装置32は、１〜６バールの過剰圧力を発生させる。第２容器21は、以下、「過圧容器」と称する。

過剰圧力により、予備ろ過された混濁液体29が、導管31を通して、負圧容器20からフィルタ素子30に流入する。導管31の流れ方向33に見て過圧発生装置32の上流側に逆止弁34が設けられており、予備ろ過された混濁液体29が負圧容器20に逆流するのを防止する。

フィルタ素子30の過剰圧力により、予備ろ過された混濁液体29は、その流れ方向35において、フィルタ素子30を経て過圧容器21に流入する。予備ろ過された混濁液体29に含まれている固形物は、重力により、フィルタ素子30の底部に沈殿するか、またはフィルタ素子30に付着する。再生された冷却・洗浄液体36は過圧容器21に溜まり、この液体36はコアドリル装置１に送給することが可能となる。これにより、再生循環が完了する。再生された冷却・洗浄液体36は、圧力差により、送給管38を経て流れ方向37に流れる。送給管38は、一端が過圧容器21に、他端が再生装置２の流出口に接続している。送給管９は、コアドリル装置１と接続している。

フィルタ素子30の気孔中に、予備ろ過された混濁液体29中の固形物が付着するため、使用時間の増大に伴い、フィルタ素子30のろ過作用が低下する。十分なろ過作用を維持し、予備ろ過された混濁液体29を確実に浄化するため、フィルタ素子30は、定期的に交換する。

使用済みのフィルタ素子30を、時宜を得て確実に新しいフィルタと交換可能とするために、再生装置２に測定装置39を配置してもよい。この測定装置39は、再生された冷却・洗浄液体36の流速を測定し、またはフィルタ素子30のろ過作用を代表する流速以外のパラメータを測定するものである。流速が、調整可能な所定の限界地を下回った場合、制御装置40により、適切な聴覚的または視覚的な警告を発生させる。フィルタ素子30のろ過作用が不十分となり、再生された冷却・洗浄液体36のコアドリル装置１への確実な送給ができなくなった場合、制御装置40により再生装置２の作動を停止させることができる。

使用済みのフィルタ素子30を除去する場合、再生装置２の停止状態で過圧容器21の蓋23を取外す。フィルタ素子30は過圧容器21から取出され、産業廃棄物として処理される。フィルタ素子30の蓋にはグリップが配置されているため、フィルタ素子30を容易かつ人間工学的に過圧容器21から取出すことができる。作業者がフィルタ素子30の内部領域に接近できないため、フィルタ素子30の内部領域の固形物に接触することはない。

図２は、図１の再生装置２におけるフィルタ素子30の一実施形態を示すものである。

フィルタ素子30はフィルタ面50を備え、底壁部51、周壁部52および蓋53を有する筒状に構成されている。フィルタ面50は周壁部52に配置されている。底壁部51近傍の周壁部52は、予備ろ過された混濁液体29が透過できないように形成されている。予備ろ過された混濁液体29中に残留している固形物は、沈殿作用によってフィルタ素子30の底部50に堆積する。蓋53は周壁部52に固定されており、予備ろ過された混濁液体29のための流入口54を備える。

過圧容器21には、フィルタ素子30を機械的に保持するための保持装置55が設けられている。保持装置51は、図２の実施形態において、過圧容器21と機械的に結合された保持具として形成されている。

フィルタ素子30に向けられている、過圧容器21の蓋23の内側にはシール素子56が配置されている。このシール素子56は、フィルタ素子30の蓋53に設けられた別のシール素子57と形状適合的に嵌合するものである。

フィルタ面50の大きさは、コアドリル装置１として構成された電動工具に、十分な量の再生された冷却・洗浄液体36を送給できるように選択されている。

１ コアドリル装置
２ 再生装置
３ 駆動ユニット
４ 切削刃
５ ドリルビット
６ 回転軸
７ 回転方向
８ 流入口
９ 送給管
10 流出口
11 調整装置
12 穿孔方向
13 基盤
14 捕集手段
15 混濁液体
16 吸引管
17 流入口
20 第１容器（負圧容器）
21 第２容器（過圧容器）
22 第１容器の蓋
23 第２容器の蓋
24 負圧発生装置（吸引装置）
25 吸引管
26 大気
27 送給管
28 固形物
29 混濁液体
30 フィルタ素子
31 導管
32 過圧発生装置（圧力ポンプ）
33 流れ方向
34 逆止弁
35 流れ方向
36 冷却・洗浄液体
37 流れ方向
38 送給管
39 測定装置
40 制御装置
50 フィルタ面
51 底壁部
52 周壁部
53 蓋
54 流入口
55 保持手段
56 シール素子
57 シール素子

Claims (7)

1. 混濁液体（15）をろ過して清浄な冷却・洗浄液体に再生するための再生装置（２）であって、該混濁液体（15）のための吸引装置（24）と連係動作し、吸引した前記混濁液体（15）を溜める第１容器（20）と、過圧発生装置（32）と連係動作する第２容器（21）と、該第２容器（21）内に配置されるフィルタ素子（30）とを有する装置において、
   前記フィルタ素子（30）が、前記第２容器（21）内で冷却・洗浄液体の流動方向（33）に見て上流側に配置されていることを特徴とする再生装置。
2. 請求項１記載の装置において、前記第１容器（20）を前記フィルタ素子（30）と接続するための導管（31）が設けられていることを特徴とする再生装置。
3. 前記請求項何れか一項記載の装置において、前記フィルタ素子（30）が、底壁部（51）、周壁部（52）及び蓋（53）からなる筒状に構成され、該周壁部（52）に少なくとも一個のフィルタ面（50）が設けられていることを特徴とする再生装置。
4. 請求項３の装置において、前記蓋（53）が、前記周壁部（52）と離脱不能に結合していることを特徴とする再生装置。
5. 請求項３又は４記載の装置において、前記フィルタ素子（30）が、前記フィルタ面（50）の周囲に射出された一体的な射出成形体として形成されていることを特徴とする再生装置。
6. 前記請求項何れか一項記載の装置において、前記フィルタ素子（30）が、保持手段（55）により、前記第２容器（21）に機械的に支持されていることを特徴とする再生装置。
7. 請求項６記載の装置において、前記保持手段が、前記第２容器（21）と結合した保持具（55）を含むことを特徴とする再生装置。

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