(57)【要約】      （修正有）【課題】特別なセンサを設けることなく、異常状態を検出することが出来る高圧クーラント供給装置を提供する。【解決手段】モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁がオンされている状態において、負荷トルクが最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出する。すなわち、オンロード弁によって吐出クーラント圧力の制御が行われる状態で正常範囲を下回る場合に異状を検出することができる。【選択図】  図３
2004160617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（５）により固定容量ポンプ（２）を駆動してタンク（１）からクーラントをアタッチメント（４）に供給するとともに、オンロード弁（８）によって吐出クーラントのアタッチメントへの供給を制御する高圧クーラント供給装置であって、
指令値およびフィードバック値を入力として前記モータ（５）を制御するとともに、オンロード弁（８）を制御する制御手段（７）と、
指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出する異常状態検出手段（１８）と
を含むことを特徴とする高圧クーラント供給装置。
【請求項２】
前記異常状態検出手段（１８）は、モータ（５）の回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁（８）がオンされている状態において、負荷トルクが最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出するものである請求項１に記載の高圧クーラント供給装置。
【請求項３】
前記異常状態検出手段（１８）は、モータ（５）の回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁（８）がオンされている状態において、圧力フィードバック値が所定圧力未満のままであることを条件として異常状態を検出するものである請求項１に記載の高圧クーラント供給装置。
【請求項４】
前記異常状態検出手段（１８）は、負荷トルクが最大負荷トルクを超えたことを条件として異常状態を検出するものである請求項１に記載の高圧クーラント供給装置。
【請求項５】
前記異常状態検出手段（１８）は、高圧クーラントを吐出するアタッチメント（４）の正常状態における負荷特性を記憶し、この負荷特性からずれたことを条件として異常状態を検出するものである請求項１に記載の高圧クーラント供給装置。
【請求項６】
モータ（５）により固定容量ポンプ（２）を駆動してタンク（１）からクーラントをアタッチメント（４）に供給する高圧クーラント供給装置であって、
指令値およびフィードバック値を入力として前記モータ（５）を制御する制御手段（７）と、
指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出する異常状態検出手段（１８）と
を含むことを特徴とする高圧クーラント供給装置。
【請求項７】
前記異常状態検出手段（１８）は、モータ（５）の回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数である状態において、負荷トルクが最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出するものである請求項６に記載の高圧クーラント供給装置。
【請求項８】
前記異常状態検出手段（１８）は、モータ（５）の回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数である状態において、圧力フィードバック値が所定圧力未満のままであることを条件として異常状態を検出するものである請求項６に記載の高圧クーラント供給装置。
【請求項９】
前記異常状態検出手段（１８）は、負荷トルクが最大負荷トルクを超えたことを条件として異常状態を検出するものである請求項６に記載の高圧クーラント供給装置。
【請求項１０】
前記異常状態検出手段（１８）は、高圧クーラントを吐出するアタッチメント（４）の正常状態における負荷特性を記憶し、この負荷特性からずれたことを条件として異常状態を検出するものである請求項６に記載の高圧クーラント供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高圧クーラント供給装置に関し、さらに詳細にいえば、異常検出機能を有する高圧クーラント供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から高圧クーラント供給装置として、モータにより駆動されるポンプによってタンクからクーラントを吸入し、配管を通してアタッチメントに送り、アタッチメントを通してクーラントを吐出することにより、摩擦部分の潤滑、切削屑などのスムーズな排出などを達成するものが提案されている。
【０００３】
また、この種の高圧クーラント供給装置においては、必要に応じて吐出クーラント圧力を制御するためのオンロード弁を設けている。さらに、安全のためにリリーフ弁を設けていてもよく、吐出クーラント圧力を検出する圧力センサを設けていてもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の高圧クーラント供給装置においては、電源のＯＮ／ＯＦＦによって発停する構成となっており、焼き付きなどの二次的な不具合が発生するまで高圧クーラント供給装置が異常状態であることを検知することができない。
【０００５】
この結果、例えば、クーラント液の減少などにより液面がポンプの吸い込み口を下回った場合に、ポンプはクーラント液を吸い込むことができなくなり、空運転になってしまう。
【０００６】
ポンプはクーラント液を摺動面に送り込むことにより潤滑性を確保しているので、クーラント液が切れた状態で運転を継続すると摺動面の焼き付きによる損傷もしくは、切粉の排出不良による加工不良を発生させる。
【０００７】
ポンプの吐出口の先へのアタッチメントの取り付け忘れや配管破裂などが発生した場合においても、これらを検出することができず、クーラント液切れに起因する不都合が発生する。
【０００８】
ポンプの磨耗劣化が進み、容積効率の低下が発生しても、極度に劣化が進み、目に見えて吐出量が低下するまではこれらを検出することができず、クーラント液不足に起因する不都合が発生する。特に、無人運転を行う場合には、クーラント液切れに起因する不都合が発生するまでこれらの劣化などが分からない。
【０００９】
そして、クーラント液切れに起因する不都合が発生すれば、かなり長時間にわたって生産ラインなどの停止を招いてしまう。
【００１０】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、特別なセンサを設けることなく、異常状態を検出することができる高圧クーラント供給装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の高圧クーラント供給装置は、モータにより固定容量ポンプを駆動してタンクからクーラントをアタッチメントに供給するとともに、オンロード弁によって吐出クーラントのアタッチメントへの供給を制御するものであって、
指令値およびフィードバック値を入力として前記モータを制御するとともに、オンロード弁を制御する制御手段と、
指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出する異常状態検出手段と
を含むものである。
【００１２】
請求項２の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁がオンされている状態において、負荷トルクが最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００１３】
請求項３の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁がオンされている状態において、圧力フィードバック値が所定圧力未満のままであることを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００１４】
請求項４の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、負荷トルクが最大負荷トルクを超えたことを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００１５】
請求項５の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、高圧クーラントを吐出するアタッチメントの正常状態における負荷特性を記憶し、この負荷特性からずれたことを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００１６】
請求項６の高圧クーラント供給装置は、モータにより固定容量ポンプを駆動してタンクからクーラントをアタッチメントに供給する高圧クーラント供給装置であって、
指令値およびフィードバック値を入力として前記モータを制御する制御手段と、
指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出する異常状態検出手段と
を含むものである。
【００１７】
請求項７の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数である状態において、負荷トルクが最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００１８】
請求項８の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数である状態において、圧力フィードバック値が所定圧力未満のままであることを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００１９】
請求項９の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、負荷トルクが最大負荷トルクを超えたことを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００２０】
請求項１０の高圧クーラント供給装置は、前記異常状態検出手段として、高圧クーラントを吐出するアタッチメントの正常状態における負荷特性を記憶し、この負荷特性からずれたことを条件として異常状態を検出するものを採用するものである。
【００２１】
【作用】
請求項１の高圧クーラント供給装置であれば、モータにより固定容量ポンプを駆動してタンクからクーラントをアタッチメントに供給するとともに、オンロード弁によって吐出クーラントのアタッチメントへの供給を制御するに当たって、
制御手段によって、指令値およびフィードバック値を入力として前記モータを制御するとともに、オンロード弁を制御し、
異常状態検出手段によって、指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出することができる。
【００２２】
したがって、異常状態を早期に検出することができ、致命的な故障が発生する前に必要な対処を行うことを可能にすることができる。
【００２３】
請求項２の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁がオンされている状態において、負荷トルクが最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができる。
【００２４】
請求項３の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁がオンされている状態において、圧力フィードバック値が所定圧力未満のままであることを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができる。
【００２５】
請求項４の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、負荷トルクが最大負荷トルクを超えたことを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、固定容量ポンプの焼き付きを異常状態として検出することができる。
【００２６】
請求項５の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、高圧クーラントを吐出するアタッチメントの正常状態における負荷特性を記憶し、この負荷特性からずれたことを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、固定容量ポンプの経時劣化を異常状態として検出することができる。
【００２７】
請求項６の高圧クーラント供給装置であれば、モータにより固定容量ポンプを駆動してタンクからクーラントをアタッチメントに供給するに当たって、
制御手段により、指令値およびフィードバック値を入力として前記モータを制御し、
異常状態検出手段により、指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出することができる。
【００２８】
したがって、オンロード弁がない場合であっても、異常状態を早期に検出することができ、致命的な故障が発生する前に必要な対処を行うことを可能にすることができる。
【００２９】
請求項７の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数である状態において、負荷トルクが最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、オンロード弁がない場合であっても、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができる。
【００３０】
請求項８の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数である状態において、圧力フィードバック値が所定圧力未満のままであることを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、オンロード弁がない場合であっても、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができる。
【００３１】
請求項９の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、負荷トルクが最大負荷トルクを超えたことを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、オンロード弁がない場合であっても、固定容量ポンプの焼き付きを異常状態として検出することができる。
【００３２】
請求項１０の高圧クーラント供給装置であれば、前記異常状態検出手段として、高圧クーラントを吐出するアタッチメントの正常状態における負荷特性を記憶し、この負荷特性からずれたことを条件として異常状態を検出するものを採用するのであるから、オンロード弁がない場合であっても、固定容量ポンプの経時劣化を異常状態として検出することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の高圧クーラント供給装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３４】
図１はこの発明の高圧クーラント供給装置の一実施形態を示す概略図である。
【００３５】
この高圧クーラント供給装置は、タンク１からクーラントを吐出してドリル等のアタッチメント４に供給する固定容積ポンプ２を有している。そして、固定容積ポンプ２から吐出されるクーラントのアタッチメントへの供給を制御するオンロード弁８と、ＡＣ電源６、外部運転指令信号、外部オンロード指令、および検出圧力を入力とするコントローラ７により制御されるモータ５とを有し、モータ５と固定容積ポンプ２とを直結している。また、必要に応じて、固定容積ポンプ２から吐出されるクーラントをタンク１に戻すためのリリーフ弁３を設けているとともに、固定容積ポンプ２から吐出されるクーラントの圧力を検出する圧力センサ９を設けている。
【００３６】
図２はコントローラ７の構成の一例を詳細に示すブロック図である。
【００３７】
このコントローラ７は、ＡＣ電源６を入力として直流電力を生成するコンバータ部１１と、生成された直流電力を入力として交流電力を生成し、モータ５に供給するインバータ部１２と、圧力設定値と検出圧力との差を算出する差算出部１３と、算出された差を入力としてＰＩ制御演算を行って速度指令を出力する圧力制御部１４と、モータ５に接続されたパルス発生器５ａから出力されるパルス信号を入力として速度を検出する速度検出部１６と、速度指令および検出速度を入力としてＰＩ制御演算を行って電流指令を出力する速度制御部１５と、電流指令および電流検出部５ｂにより検出されたモータ電流を入力としてＰＩ制御演算を行ってスイッチング指令を生成し、インバータ部１２に供給する電流制御部１７と、指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出する異常状態検出部１８とを有している。
【００３８】
上記の構成の高圧クーラント供給装置を採用すれば、常に必要とする圧力が発生するポンプ吐出量を確保するようにモータ５の回転数を制御することができる。
【００３９】
また、高圧クーラントの供給を行っている間に、異常状態検出部１８において、指令値およびフィードバック値を入力として異常状態を検出することができる。したがって、致命的な不都合が発生する前に異常状態を検出し、必要な対処を早期に行うことができる。
【００４０】
次いで、異常状態検出部１８における処理をさらに説明する。
【００４１】
前記異常状態検出部１８においては、例えば、モータ５の回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁８がオンされている状態において、負荷トルク（モータ電流から検出できる）が最低負荷トルクを下回ることを条件として異常状態を検出することができる。すなわち、オンロード弁８によって吐出クーラント圧力の制御が行われる状態において、図３に示す正常範囲を下回る場合に、異常状態であることを検出することができる。
【００４２】
図４はこの作用に対応する異常状態検出部１８の構成を示す概略図である。
【００４３】
この異常状態検出部１８は、最高回転数、最低回転数、および最低負荷トルクを保持する所定値保持部２１と、異常なしを示すデータを保持する異常なしデータ保持部２３と、モータ電流を入力として従来公知の所定の処理を行って負荷トルクを出力する負荷トルク検出部２５と、最高回転数、最低回転数、最低負荷トルク、負荷トルク、およびモータ回転数を入力として、上記の異常状態か否かを判別する範囲判別処理部２２と、オンロード信号により動作され、オンロード弁８をオンにすることを指示するオンロード信号に応答して範囲判別処理部２２からの判別結果を選択し、他の場合には異常なしを示すデータを選択するスイッチ部２４とを有している。
【００４４】
また、前記異常状態検出部１８においては、モータの回転数が最低回転数と最高回転数との間の回転数であり、かつオンロード弁がオンされている状態において、圧力フィードバック値が所定圧力未満のままであることを条件として異常状態を検出することもできる。
【００４５】
図５はこの作用に対応する異常状態検出部１８の構成を示す概略図である。
【００４６】
この異常状態検出部１８は、最高回転数、最低回転数、および所定圧力を保持する所定値保持部３１と、異常なしを示すデータを保持する異常なしデータ保持部３３と、最高回転数、最低回転数、所定圧力、吐出圧力、およびモータ回転数を入力として、上記の異常状態か否かを判別する範囲判別処理部３２と、オンロード信号により動作され、オンロード弁８をオンにすることを指示するオンロード信号に応答して範囲判別処理部３２からの判別結果を選択し、他の場合には異常なしを示すデータを選択するスイッチ部３４とを有している。
【００４７】
さらに、前記異常状態検出部１８においては、負荷トルクが最大負荷トルクを超えたことを条件として異常状態を検出することができる。
【００４８】
図６はこの作用に対応する異常状態検出部１８の構成を示す概略図である。
【００４９】
この異常状態検出部１８は、最大負荷トルクを保持する所定値保持部４１と、異常なしを示すデータを保持する異常なしデータ保持部４３と、モータ電流を入力として従来公知の所定の処理を行って負荷トルクを出力する負荷トルク検出部４５と、最大負荷トルクおよび負荷トルクを入力として、上記の異常状態か否かを判別する範囲判別処理部４２と、オンロード信号により動作され、オンロード弁８をオンにすることを指示するオンロード信号に応答して範囲判別処理部４２からの判別結果を選択し、他の場合には異常なしを示すデータを選択するスイッチ部４４とを有している。
【００５０】
以上のようにして異常状態が検出された場合に、単に異常状態を検出したことを報知するようにしてもよいが、モータ５を停止させるべきことを指示する信号を出力するようにしてもよい。また、異常状態を報知すると同時に自律的にモータ５を停止させてもよい。
【００５１】
また、前記異常状態検出部１８において、異常状態が検出された場合に、直ちに異常状態検出信号を出力する代わりに、異常状態の検出が所定時間以上継続した場合にのみ異常状態検出信号を出力することが可能であり、ノイズの影響などを排除することができる。
【００５２】
さらに、前記異常状態検出部１８においては、高圧クーラントを吐出するアタッチメント４の正常状態における負荷特性を記憶し、この負荷特性からずれたことを条件として異常状態を検出することができる。図３に示す▲１▼〜▲５▼の直線は、穴径が異なる５種類のアタッチメント４の負荷特性を示している。したがって、実際に装着されているアタッチメント４に対応する負荷特性を選択し、選択された負荷特性からずれているか否かを判定することによって、異常状態（この場合における異常状態は経時劣化である）の有無を検出することができる。もちろん、選択された負荷特性からのずれの程度をも検出することが好ましく、固定容量ポンプ２の交換時期を検出することができる。
【００５３】
この結果、二次的な不具合が生じる前に異常状態の発生を検出することができ、生産ラインの停止が必要な場合であっても、停止期間を可能な限り短くすることができる。
【００５４】
図７はこの作用に対応する異常状態検出部１８の構成を示す概略図である。
【００５５】
この異常状態検出部１８は、負荷特性、および許容範囲を保持する所定値保持部５１と、異常なしを示すデータを保持する異常なしデータ保持部５３と、モータ電流を入力として従来公知の所定の処理を行って負荷トルクを出力する負荷トルク検出部５５と、負荷特性、許容範囲、負荷トルク、およびモータ回転数を入力として、上記の異常状態か否かを判別する範囲判別処理部５２と、オンロード信号により動作され、オンロード弁８をオンにすることを指示するオンロード信号に応答して範囲判別処理部５２からの判別結果を選択し、他の場合には異常なしを示すデータを選択するスイッチ部５４とを有している。
【００５６】
図８は図４および図６の処理を統合した状態を示す概略図である。
【００５７】
この異常状態検出部１８は、最高回転数、最低回転数、最大負荷トルク、および最低負荷トルクを保持する所定値保持部６１と、異常なしを示すデータを保持する異常なしデータ保持部６３と、モータ電流を入力として従来公知の所定の処理を行って負荷トルクを出力する負荷トルク検出部６５と、最高回転数、最低回転数、最大負荷トルク、最低負荷トルク、負荷トルク、およびモータ回転数を入力として、上記の異常状態か否かを判別する範囲判別処理部６２と、オンロード信号により動作され、オンロード弁８をオンにすることを指示するオンロード信号に応答して範囲判別処理部６２からの判別結果を選択し、他の場合には異常なしを示すデータを選択するスイッチ部６４とを有している。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、異常状態を早期に検出することができ、致命的な故障が発生する前に必要な対処を行うことを可能にすることができるという特有の効果を奏する。
【００５９】
請求項２の発明は、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００６０】
請求項３の発明は、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００６１】
請求項４の発明は、固定容量ポンプの焼き付きを異常状態として検出することができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００６２】
請求項５の発明は、固定容量ポンプの経時劣化を異常状態として検出することができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００６３】
請求項６の発明は、オンロード弁がない場合であっても、異常状態を早期に検出することができ、致命的な故障が発生する前に必要な対処を行うことを可能にすることができるという特有の効果を奏する。
【００６４】
請求項７の発明は、オンロード弁がない場合であっても、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができるほか、請求項６と同様の効果を奏する。
【００６５】
請求項８の発明は、オンロード弁がない場合であっても、空運転、アタッチメントの取り付け忘れ、配管破裂を異常状態として検出することができるほか、請求項６と同様の効果を奏する。
【００６６】
請求項９の発明は、オンロード弁がない場合であっても、固定容量ポンプの焼き付きを異常状態として検出することができるほか、請求項６と同様の効果を奏する。
【００６７】
請求項１０の発明は、オンロード弁がない場合であっても、固定容量ポンプの経時劣化を異常状態として検出することができるほか、請求項６と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の高圧クーラント供給装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】コントローラの構成の一例を詳細に示すブロック図である。
【図３】正常範囲、および負荷特性の一例を示す図である。
【図４】異常状態検出部の構成の一例を示す概略図である。
【図５】異常状態検出部の構成の他の例を示す概略図である。
【図６】異常状態検出部の構成のさらに他の例を示す概略図である。
【図７】異常状態検出部の構成のさらに他の例を示す概略図である。
【図８】異常状態検出部の構成のさらに他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  タンク    ２  固定容量ポンプ
４  アタッチメント    ５  モータ
８  オンロード弁    １８  異常状態検出部
【図１】
2004160617.tif 000003
【図２】
2004160617.tif 000004
【図３】
2004160617.tif 000005
【図４】
2004160617.tif 000006
【図５】
2004160617.tif 000007
【図６】
2004160617.tif 000008
【図７】
2004160617.tif 000009
【図８】
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