JP2011126004A - 冷却・洗浄液体用の再生装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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、仕様の異なる種々のバッテリー駆動式および／または外部電源駆動式の電動工具に接続した場合でも確実に自動制御可能とすることにある。
【解決手段】冷却・洗浄液体用の再生装置（２）は、混濁液体（15）を溜める第１容器（20）と、再生された冷却・洗浄液体（36）用の送給管（38）に接続されている第２容器（21）と、送給管（38）内の圧力測定用に配置された圧力スイッチ（41）と、再生装置（２）を第１の動作モードと、第２以降の動作モードとの間で切替えるための制御装置（40）とを有する。再生装置（２）は、送給管（38）内において測定された圧力に応じて、第１の動作モードと第２以降の動作モードとの間で切替え可能とされている。
【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と、請求項２の前段に記載した再生装置の制御方法に関する。

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。過圧容器の蓋にはフィルタ素子が備えられており、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。

既知の再生装置は、混濁液体の吸引および冷却・洗浄液体の工具への送給が、完結した循環流路内において行われるため、再生装置の制御を電動工具に適合させる必要がある。

上記の制御は、既知である別の再生装置においては、接続している電動工具からの電力供給を介して行われる。電動工具は電力を供給するための安全接続プラグを備えており、このプラグが既知の再生装置に接続されることにより、電動工具からの電力供給が確実に行われる。

既知の再生装置における問題点は、接続している電動工具からの電力供給による再生装置の自動的な制御が必ずしも可能ではない点にある。例えば、ダイヤモンド粒子を被覆したコアドリル装置として形成された電動工具は、複数の性能カテゴリに区分され、また、仕様の異なる電気接点や接続導線を備えるため、電動工具への電力供給に関して条件が変化することがある。

日本特許第4080626号明細書

本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消し、仕様の異なる種々のバッテリー駆動式および／または外部電源駆動式の電動工具に接続した場合でも再生装置を確実に自動制御可能とすることにある。

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および制御方法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、混濁液体を溜める第１容器と、ろ過した冷却・洗浄液体用の送給管と接続している第２容器と、圧力測定のために送給管内に配置される圧力スイッチと、第１の動作モードと、第２以降の動作モードとの間で再生装置を切替えるための制御装置とを有する。

本発明によれば、再生装置は、送給管内において測定された圧力に応じて、第１の動作モードと、第２以降の動作モードとの間で切替え可能に構成されている。

本発明は、再生装置のための制御方法を更に提案するものであり、該制御方法は、圧力スイッチにより送給管内の圧力を測定し、測定した圧力が、予定されている上限圧力値を超えた場合、または予定されている下限圧力値を下回った場合に、
再生装置の作動を司るコマンド・パルスを制御装置に伝達する。

望ましくは、圧力スイッチにより測定した送給管内の圧力が上限圧力値を超えた場合に制御装置により再生装置を待機モードに切替え、下限圧力値を下回った場合には作業モードに切替える。

本発明に係る冷却・洗浄液体再生のための再生装置をコアドリル装置との接続状態で示す説明図である。

以下、本発明の望ましい実施例につき、図１を参照して更に詳述する。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・洗浄液体を再生するための本発明に係る再生装置２に接続されている。

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を介して浄化装置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弁として構成される。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される。

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20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。

本発明の再生装置２は、２種以上の動作モードで動作させることが可能である。これらの動作モードのうち、特に作業モードにおいては、コアドリル装置１に再生された冷却・洗浄液体36が送給され、同時に混濁液体15が捕集手段によって捕集された後に吸引される。更に待機モードにおいては、再生装置２がスタンバイ状態に保持される。

再生装置２は、制御装置40および圧力スイッチ41を更に備える。制御装置40は、特に吸引装置24および過圧発生装置32を制御するために機能する。圧力スイッチ41は送給管38内の圧力を測定するものである。圧力スイッチ41により測定された給管38内の圧力が、予定されている上限圧力値を超えた場合、または予定されている下限圧力値を下回った場合に、圧力スイッチ41は制御装置40に対し、再生装置の作動を司るコマンド・パルスを伝達する。

作業者は、調整装置11を操作してコアドリル装置１への冷却・洗浄液体36の流入量を設定する。作業モードにおいて、調整装置11は開放状態にあり、冷却・洗浄液体36が流入口８を介して駆動ユニット３に流入する。作業者が作業工程を中止する場合、調整装置11を停止させる。これにより調整装置11が閉鎖状態となり、駆動ユニット３への冷却・洗浄液体36の供給が中断される。この状態では過圧発生装置32が依然として動作しているため、送給管38内に過圧が蓄積される。

圧力スイッチ41によって測定された送給管38内の圧力が、予定されている上限圧力値を一定時間、例えば5秒間にわたって超えた場合、制御装置40により再生装置２が不定時間にわたって待機モードに切替えられる。待機モードは、再生装置２がスタンバイ状態に保持される点において特徴的である。圧力スイッチ41は、定期的な時間間隔で送給管38内の圧力を測定する。測定された圧力が、予定されている下限圧力値を下回った場合、圧力スイッチ41が制御装置40にコマンド・パルスを伝達する。これにより制御装置40は、圧力が所望の値に達するまで過圧発生装置32を動作させる。所望の圧力に達した後、制御装置40により過圧発生装置32の動作を停止させる。

再生装置２は、圧力スイッチ41が送給管38内において圧力変化を測定するまで待機モードに保持される。作業者が作業工程を継続する場合、調整装置11を開放状態にする。これにより、送給管38内の圧力が低下する。圧力スイッチ41により送給管38内の圧力を測定し、測定した圧力が、予定されている下限圧力値を下回った場合、制御装置40にコマンド・パルスを伝達する。これにより制御装置40は、再生装置２を待機モードから作業モードに切替える。その際、過圧発生装置32および吸引装置24が駆動され、混濁液体15が吸引装置24から吸引管16および送給管27を介して第１容器20に吸引され、浄化・再生された冷却・洗浄液体36が送給管38および送給管9を介して駆動ユニット３に送給される。

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 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
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
40 制御装置
41 圧力スイッチ

Claims (4)

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、前記混濁液体（15）を溜める第１容器（20）と、再生した冷却・洗浄液体（36）のための送給管（38）に接続されている第２容器（21）と、前記送給管（38）内の圧力測定用に配置されている圧力スイッチ（41）と、前記再生装置（２）を第１の動作モードと第２以降の動作モードとの間で切替えるための制御装置（40）とを有する再生装置において、
   前記再生装置（２）が、送給管（38）内において測定された圧力に応じて、第１動作モードと第２以降の動作モードとの間の切替え可能に構成されていることを特徴とする再生装置。
2. 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）の制御方法であって、
   圧力スイッチ（41）により送給管（38）内の圧力を測定し、測定した圧力が上限圧力値を超えた場合、又は下限圧力値を下回った場合に、再生装置の作動を司るコマンド・パルスを制御装置（40）に伝達することを特徴とする制御方法。
3. 請求項２記載の制御方法において、前記圧力スイッチ（41）により測定した送給管（38）内の圧力が上限圧力値を超えた場合に、前記制御装置（40）により前記再生装置（２）を待機モードに切替えることを特徴とする制御方法。
4. 請求項２記載の制御方法において、前記圧力スイッチ（41）により測定した送給管（38）内の圧力が下限圧力値を下回った場合に、前記制御装置（40）により前記再生装置（２）を作業モードに切替えることを特徴とする制御方法。

Images