(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアボーリング装置と共に用いる給水システム（１）を制御する方法であって、
前記コアボーリング装置（２）に電気エネルギを供給する少なくとも１つのインタフェース（１３）を有したハウジング（３）と、
前記ハウジング（３）内に配置されて水を貯留する貯水タンク（４）と、
前記貯水タンク（４）から前記コアボーリング装置（２）に水を移動するための少なくとも１つの流路（７）と、
前記貯水タンク（４）から前記コアボーリング装置（２）に水を送給する少なくとも１つのポンプ機構（９）と、
前記コアボーリング装置（２）のモータ電流を計測する電流計測部（１０）と、
前記流路（７）における水圧を計測する水圧計測部（１１）と、
制御部（１２）と
を備えた給水システムを制御する方法において、
前記コアボーリング装置（２）が前記インタフェース（１３）に接続され、前記コアボーリング装置（２）の前記モータ電流が、設定されている時間よりも長い期間にわたり予め定めた閾値を上回ると、前記ポンプ機構（９）を作動させ、
前記コアボーリング装置（２）が前記インタフェース（１３）に接続され、前記コアボーリング装置（２）の前記モータ電流が、設定されている時間よりも長い期間にわたり予め定めた閾値を下回ると、前記ポンプ機構（９）の作動を停止させる工程、または
前記コアボーリング装置（２）が前記インタフェース（１３）に接続されておらず、前記流路（７）における水圧が、設定されている時間よりも長い期間にわたり予め定めた閾値を下回ると、前記ポンプ機構（９）を作動させ、
前記コアボーリング装置（２）が前記インタフェース（１３）に接続されておらず、前記流路（７）における水圧が、設定されている時間よりも長い期間にわたり予め定めた閾値を上回ると、前記ポンプ機構（９）の作動を停止させる工程
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、特にコアボーリング装置と共に用いる給水システムを制御する方法に関するものであり、工作機械に電気エネルギを供給する少なくとも１つのインタフェースを有したハウジングと、ハウジング内に配置されて水を貯留する貯水タンクと、貯水タンクから工作機械に水を移動するための少なくとも１つの流路と、貯水タンクから工作機械に水を送給する少なくとも１つのポンプ機構と、工作機械のモータ電流を計測する電流計測部と、流路における水圧を計測する水圧計測部と、制御部とを備えた給水システムを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんど全てのコアボーリング作業に加え、それ以外にも大型の工作機械を用いる多くの作業において、給水システム（水処理システムや水再生システムも給水システムと考えられる）は、重要であり必須の設備である。水道にコアボーリング装置を接続し、工作を行う際にドリルビットを冷却すると共にドリルビットによって分離された岩石や砕片などを洗い流す代わりに、給水システムによって、冷却及び洗い流しを行うための給水がなされる。水処理システムとして構成された給水システムも、いわゆる連続的なループにおいて、継続的に特定の量の水を再利用して供給することが可能である。このような目的のため、水処理システムとして構成された給水システムは、冷却及び洗い流しを行うための特定の量の水を貯留する貯水タンクを有する。また、水処理システムは、岩石、土砂、及び水からなる掘削泥水を収集するための泥水タンクも有する。このような構成では、掘削泥水から水を濾過し、再び貯水タンクに送給することが可能であり、この水を、コアボーリング装置やドリルビットにもう１度供給することができる。
【０００３】
先行技術として、例えばコアボーリング装置などの工作機械と共に用いる給水システムは、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００６０３５３４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コアボーリング作業は複雑であり、作業の準備の際だけではなく、コアボーリング作業を実行している間は常に、様々なパラメータの監視及び調整が必要となる。とりわけ、コアボーリング装置の動力伝動機構、ドリル速度、トルク、及び掘進速度に加え、冷却及び洗い流しのために必要な水の量を、それぞれ変化させて調整する必要がある。水処理システムの場合、冷却及び洗い流しのために送給する水の量の調整は手間のかかる問題であって、使用者がボーリング作業の実行を中断しなければならなくなったり、少なくとも、適切な条件下で可能となるような効率及び速さではコアボーリング作業を実行できなくなったりすることが多い。更に、コアボーリング作業は、使用者が一時的に中断しなければならなくなる可能性がある。そのような中断の場合、コアボーリング装置の作動速度を低下させて作動を停止する必要があるだけでなく、水処理システムも、作動を停止したり、水の供給量を低下させたりしなければならなくなる。コアボーリング装置及び水処理システムのセッティングや調整を同時に行うことは、使用者にとって過度の負担となりやすく、作業のミスや、加工対象物または設備への損傷が生じるおそれがある。
【０００６】
また、給水システム、特に水処理システムとして構成されたものは、全ての装備、または電気的に作動する全ての構成部分を、ボーリング作業の間、常に待機状態に保って電流を消費する場合が多いため、比較的エネルギ消費量が大きいことに留意する必要がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上述した問題を解消し、工作機械、特にコアボーリング装置と共に用いる給水システムを制御する方法として、コアボーリング作業を容易にしつつ、給水システム及び両者の組み合わせにおけるエネルギ消費を効率的に制御することが可能な給水システムの制御方法が得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、独立請求項１の主題によって達成される。
【０００９】
このような目的の達成のため、工作機械、特にコアボーリング装置と共に用いる給水システムを制御する方法であって、前記工作機械に電気エネルギを供給する少なくとも１つのインタフェースを有したハウジングと、前記ハウジング内に配置されて水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンクから前記工作機械に水を移動するための少なくとも１つの流路と、前記貯水タンクから前記工作機械に水を送給する少なくとも１つのポンプ機構と、前記工作機械のモータ電流を計測する電流計測部と、前記流路における水圧を計測する水圧計測部と、制御部とを備えた給水システムを制御可能な方法が提供される。
【００１０】
本発明による方法は、
前記工作機械が前記インタフェースに接続され、前記工作機械の前記モータ電流が予め定めた閾値を上回ると、前記貯水タンクから前記工作機械に水を送給する前記ポンプ機構を作動させ、
前記工作機械が前記インタフェースに接続され、前記工作機械の前記モータ電流が予め定めた閾値を下回ると、前記貯水タンクから前記工作機械に水を送給する前記ポンプ機構の作動を停止させる工程、または
前記工作機械が前記インタフェースに接続されておらず、前記流路における水圧が予め定めた閾値を下回ると、前記貯水タンクから前記工作機械に水を送給する前記ポンプ機構を作動させ、
前記工作機械が前記インタフェースに接続されておらず、前記流路における水圧が予め定めた閾値を上回ると、前記貯水タンクから前記工作機械に水を送給する前記ポンプ機構の作動を停止させる工程
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
これにより、ポンプ機構または給水システムの操作は、使用者が工作機械から離れることなくリモートコントロールによって行うことが可能となる。更に、水処理システムのポンプ機構は、コアボーリング装置に電気エネルギが供給され、冷却または洗い流しのために工作機械において実際に水が必要となったときだけ、起動または運転される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】水処理システムのハウジングに設けられたインタフェースを介してコアボーリング装置に電気エネルギを供給する場合に、水処理システムを制御するための本発明に係る方法が実行される、水処理システムとして構成された給水システムとコアボーリング装置とを示す概略図である。
【図２】別個に設けたインタフェースを介してコアボーリング装置に電気エネルギを供給する場合に、水処理システムを制御するための本発明に係る方法が実行される、水処理システムとして構成された給水システムとコアボーリング装置とを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面に基づく以下の説明から、更なる効果が判明する。図面には、本発明の様々な実施形態が示されている。図面、明細書、及び特許請求の範囲には、多くの特徴が、組み合わされた状態で含まれている。当業者は、必要に応じ、それぞれの特徴を個別に考察すると共に、別の合理的な組み合わせとしうるものである。
【００１４】
図１及び図２は、水処理システム１として構成された給水システムを示しており、水処理システム１は、コアボーリング装置２として構成された工作機械に接続されている。コアボーリング装置２は、ドリルビット１７として構成された加工具と連結されている。水処理システム１として構成された給水システムは、本発明に係る方法を実行するように構成されている。
【００１５】
水処理システム１は、基本的に、ハウジング３、貯水タンク４、泥水タンク５、フィルタ６、第１管路７、第２管路８、ポンプ機構９、電流計測部１０、水圧計測部１１、及び制御部１２を備える。
【００１６】
これに代わる図示しない実施形態として、給水システムは、冷却及び洗い流しを行うために、組み合わされた工作機械（例えば、コアボーリング装置など）で使用可能な特定の量の水を供給するだけの、水処理機能または水再生機能のない単なる供給システムとして構成することもできる。このような水処理機能または水再生機能のない給水システムは、泥水タンクや、工作機械から取り出した掘削泥水を泥水タンクに移動させるための第２管路を備えていない。但し、これに代わるものとして、泥水タンクと、工作機械から取り出した掘削泥水を泥水タンクに移動させるための第２管路とを備える一方、水処理機能または水再生機能は作動させないようにすることが可能な給水システムとすることもできる。即ち、以下に述べるような水処理機能または水再生機能を有する給水システムは、冷却及び洗い流しを行うために、使用前の水を貯水タンクからドリルビットに送給するだけとして、掘削泥水の中から抽出した水を再利用してドリルビットに戻すこと（即ち、連続的なループの形成）はしないように作動させることも可能である。以下に述べる給水システムは、水処理機能または水再生機能を伴って作動させることが可能であるだけでなく、水処理機能または水再生機能を伴わずに作動させることも可能である。
【００１７】
ハウジング３は、実質的に中空体として構成されている。また、ハウジング３は、電気エネルギを供給するためのインタフェース１３を外面に備えている。
【００１８】
コアボーリング装置２は、電気エネルギを供給するための電力線１４により、インタフェース１３を経由して水処理システム１に接続することができる。
【００１９】
貯水タンク４及び泥水タンク５は、いずれもハウジング３内に配置される。
【００２０】
貯水タンク４は、冷却及び洗い流しのための使用前の水を貯留するために用いられる。
【００２１】
泥水タンク５は、実質的に円筒状の容器の形態で構成される。底壁に加え側壁は、フィルタ６として構成されており、砕片Ｓを留めて水Ｗだけを透過させるのに適した濾過材からなる。泥水タンク５及び貯水タンク４は、泥水タンク５のフィルタ６を通過した水が貯水タンク４内に集まるように、相対位置が定められている。図１及び図２に示すように、泥水タンク５は、貯水タンク４の上方に位置している。
【００２２】
第１管路７は、可撓性を有したホースで構成され、第１端部７ａ及び第２端部７ｂを有する。第１管路７の第１端部７ａは、貯水タンク４内に突設されている。第１管路７の第２端部７ｂは、コアボーリング装置２に設けられた接続部材１５に接続されている。接続部材１５は、第１管路７の開閉を行うバルブ１６を備える。バルブ１６の開弁状態は、第１管路７からドリルビット１７に水を流し続ける際に用いられる。バルブ１６の閉弁状態は、第１管路７からドリルビット１７に水が流れないようにする際に用いられる。第１管路７は、貯水タンク４からドリルビット１７に使用前の水を移動するために用いられる。図１及び図２に示すように、第１管路７は、接続部材１５を介してコアボーリング装置２に接続され、水がドリルビット１７の内部に達するようになっている。この水により、ボーリング作業の際にドリルビット１７の冷却及び洗い流しが行われる。これに代わる実施形態として、冷却のため、まずコアボーリング装置２を通ってから、冷却及び洗い流しのためにドリルビット１７に達するように、第１管路７を設けることも可能である。
【００２３】
第２管路８も同様に、可撓性を有したホースによって構成され、第１端部８ａ及び第２端部８ｂを有する。第２管路８の第１端部８ａは、集水機構１８に接続されている。集水機構１８は、ドリルビット１７の端部に配置されており、ボーリング作業の際に生じた掘削泥水（岩石、土砂、及び水）を収集するために用いられる。第２管路８の第２端部８ｂは、泥水タンク５に接続されており、掘削泥水が集水機構１８から第２管路８を介して泥水タンク５に到達できるようになっている。
【００２４】
ポンプ機構９は、第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂを有する。第１ポンプ部９ａは、第１管路７に接続され、使用前の水を貯水タンク４からドリルビット１７に送給または圧送するのに用いられる。第２ポンプ部９ｂは、第２管路８に接続され、掘削泥水を集水機構１８から泥水タンク５内に送給または圧送するのに用いられる。
【００２５】
これに代わる実施形態として、第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂ、即ち使用前の水のためのポンプと掘削泥水のためのポンプとを、ポンプ機構９内に一緒に配置せず、水処理システム１のいずれか適切な場所に配置することも可能である。
【００２６】
電流計測部１０は、制御部１２に接続されると共に、電気エネルギを供給するためのインタフェース１３にも接続されており、インタフェース１３における電流を計測するのに用いられる。即ち、電流計測部１０は、インタフェース１３に接続されたコアボーリング装置２の消費電流、即ちコアボーリング装置２のモータ電流を計測することができる。電流の計測データは、接続線１９を介して制御部１２に伝送される。
【００２７】
水圧計測部１１は、第１管路７の第２端部７ｂに設けられ、第１管路７内の水圧の計測だけでなく、コアボーリング装置２に加わる水圧の計測にも用いられる。また、水圧計測部１１は、データ交換用の接続線２０を介し、制御部１２に接続されている。水圧計測部１１は、圧力センサの形態で構成することが可能である。
【００２８】
これに代わる実施形態として、水圧計測部１１は、第１管路７内の水圧を計測するために、第１管路７のいずれか適切な位置に配置することが可能である。
【００２９】
制御部１２は、ポンプ機構９、電流計測部１０、及び水圧計測部１１に接続される。この接続により、制御部１２は、第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂだけでなく、ポンプ機構９の監視、制御、及び調整を行う。また、制御部１２は、電流計測部１０及び水圧計測部１１から計測データを受け取る。
【００３０】
更に、制御部１２には、電流計測部１０及び水圧計測部１１のための閾値または限界値が保管されている。
【００３１】
図１及び図２に示すように、水処理装置１及びコアボーリング装置２は、第１モードと第２モードとで作動可能となっている。図１には第１モードが、また図２には第２モードが、それぞれ示されている。
【００３２】
インタフェース１３には、電気エネルギを供給するための接続が（例えば、壁のコンセントを介して）行われる。第１モード及び第２モードのいずれにおいても、コアボーリング装置２は、使用前の水を供給する第１管路７と、掘削泥水を排出するための第２管路８とに接続される。
【００３３】
コアボーリング装置２に接続した状態で水処理装置１を第１モードで作動させるため、コアボーリング装置２は、第１管路７及び第２管路８に接続される（図１参照）。更に、コアボーリング装置２は、電気エネルギを供給するため、水処理装置１のインタフェース１３に接続される。コアボーリング作業を実際に開始する前に、コアボーリング装置２及び水処理装置１の両方の電源が投入される。このとき、水処理装置１は、スタンバイモード、即ち第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂを含むポンプ機構９が作動可能な状態となるものの、ドリルビット１７への使用前の水の供給や、ドリルビット１７からの掘削泥水の排出は、まだ行われない状態とされる。使用者がコアボーリング装置２のモータスイッチ（図示せず）を投入し、ドリルビット１７が回転を開始すると、使用前の水を送給する第１ポンプ部９ａ及び掘削泥水を送給する第２ポンプ部９ｂを含めポンプ機構９が作動する。即ち、モータスイッチの投入によりコアボーリング装置２が作動すると、コアボーリング装置２のモータ電流が増大する。このように増大するモータ電流は、電流計測部１０により、水処理装置１のインタフェース１３において計測され、計測結果が制御部１２に伝達される。インタフェース１３におけるモータ電流の計測値は、制御部１２に保管されている閾値と比較される。モータ電流の計測値が、設定されている時間より長い期間にわたり閾値を超過する場合には、第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂを含むポンプ機構９が作動を開始し、使用前の水がドリルビット１７に送給されると共に、掘削泥水がドリルビット１７から排出されるようになる。使用者がコアボーリング装置２を停止させ（即ち、モータスイッチを遮断することにより）、一時的にコアボーリング作業を中断するか、或いはコアボーリング作業を完全に終了すると、これに対応してコアボーリング装置２のモータ電流が減少する。このように減少するモータ電流は、電流計測部１０により、水処理装置１のインタフェース１３において計測され、計測結果が制御部１２に伝達される。インタフェース１３におけるモータ電流の計測値は、制御部１２に保管されている閾値と再び比較される。モータ電流の計測値が、設定されている時間より長い期間にわたり閾値を下回る場合は、第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂを含むポンプ機構９が作動を停止し、使用前の水がドリルビット１７に送給されなくなると共に、掘削泥水がドリルビット１７から排出されなくなる。
【００３４】
このように、水処理装置１及び特にポンプ機構９は、コアボーリング装置２のモータスイッチを介して制御することが可能となるので、使用者は、コアボーリング作業の間、コアボーリング装置２のところにとどまることができ、個々の装置を操作するために、コアボーリング装置２と水処理装置１との間を行き来する必要がなくなる。更に、水処理装置１及び特にポンプ機構９は、ドリルビット１７への使用前の水の送給、及びドリルビット１７からの掘削泥水の排出を行う必要が生じたときにのみ作動するので、エネルギ消費を抑えることができる。
【００３５】
コアボーリング装置２に接続した状態で水処理装置１を第２モードで作動させるため、コアボーリング装置２は、第１管路７及び第２管路８に接続される（図２参照）。第１モードとは異なり、コアボーリング装置２は、電気エネルギの供給のために、水処理装置１のインタフェース１３に接続されるのではなく、電気エネルギ供給のための外部インタフェース２１（例えば、壁のコンセント）に接続される。コアボーリング装置２が、水処理装置１のインタフェース１３に接続されないので、電流計測部１０を用い、モータ電流の増大に基づき、コアボーリング装置２の作動開始を判定することはできない。そこで、第１管路７の第２端部７ｂに加わる水圧、即ちドリルビット１７における水圧が、水圧計測部１１によって計測される。コアボーリング作業を実際に開始する前に、接続部材１５のバルブ１６が開弁され、使用前の水が第１管路７からドリルビット１７内に流入可能となる。バルブ１６が開弁されると、第１管路７の水圧が低下する。水圧計測部１１は、このように第１管路７において低下する水圧を計測し、接続線２０を介して制御部１２に計測結果を伝達する。制御部１２は、第１管路７において低下する水圧に基づき、バルブ１６が開弁されて、コアボーリング作業が実際に開始したと判定する。
【００３６】
水圧の計測値が、設定されている時間より長い期間にわたり、予め定めた水圧閾値を下回る場合には、制御部１２が、これに対応する信号をポンプ機構９に送ることにより、第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂを含むポンプ機構９が作動を開始する。
【００３７】
コアボーリング作業を終了するか、または一時的に中断する場合、使用者が接続部材１５のバルブ１６を閉弁することにより、使用前の水がドリルビット１７に送給されなくなり、それに伴って第１管路７の水圧が上昇する。水圧計測部１１は、このように第１管路７において上昇する水圧を計測し、計測結果を制御部１２に伝達する。水圧の計測値が、設定されている時間より長い期間にわたり、予め定めた水圧閾値を超過する場合には、制御部１２が、これに対応する信号をポンプ機構９に送ることにより、第１ポンプ部９ａ及び第２ポンプ部９ｂを含むポンプ機構９が作動を停止する。
【００３８】
このように、水処理装置１及び特にポンプ機構９は、コアボーリング装置２に設けられた接続部材１５のバルブ１６を介して制御することが可能となるので、使用者は、コアボーリング作業の間、コアボーリング装置２のところにとどまることができ、個々の装置を操作するために、コアボーリング装置２と水処理装置１との間を行き来する必要がなくなる。更に、水処理装置１及び特にポンプ機構９は、ドリルビット１７への使用前の水の送給、及びドリルビット１７からの掘削泥水の排出を行う必要が生じたときにのみ作動するので、エネルギ消費を抑えることができる。
【００３９】
水処理機能または水再生機能を有さずに、単なる供給システムとして構成された給水システムも、水処理機能または水再生機能を有する給水システムと同じく、上述したように作動させることができる。水処理機能または水再生機能を有さずに、単なる供給システムとして構成された給水システムの場合には、掘削泥水が第２管路を介して給水システムに送給されず、掘削泥水中の水が再利用されない点のみが相違する。
【図１】
0006584436.tif 000002
【図２】
0006584436.tif 000003