特開 2023-56632 湿式穿孔装置用のバキューム装置およびこれを備えた湿式穿孔装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023056632

(43)【公開日】2023-04-20

(54)【発明の名称】湿式穿孔装置用のバキューム装置およびこれを備えた湿式穿孔装置

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20230413BHJP

   B28D 7/02 20060101ALI20230413BHJP

【ＦＩ】

B28D1/14

B28D7/02

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021165956

(22)【出願日】2021-10-08

(71)【出願人】

【識別番号】520027660

【氏名又は名称】Ｊｆｐ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(74)【代理人】

【識別番号】100219483

【弁理士】

【氏名又は名称】宇野 智也

(72)【発明者】

【氏名】入江 展親

【テーマコード（参考）】

3C069

【Ｆターム（参考）】

3C069AA04

3C069BA09

3C069BB01

3C069CA01

3C069CA07

3C069DA01

3C069DA06

3C069EA01

(57)【要約】

【課題】穿孔時に発生する冷却液を含む排出物を、工業用の汎用真空ポンプよりも小さな出力のポンプを利用して大きな吸引力により回収することが可能な湿式穿孔装置用のバキューム装置およびこれを備えた湿式穿孔装置の提供。
【解決手段】穿孔対象物Ｃ０に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置用のバキューム装置１であって、冷却液を含む排出物を回収する回収タンク１０と、穿孔対象物Ｃ０の穿孔部分Ｃ１と回収タンク１０とに接続されるホース１１と、回収タンク１０内のエアを吸引して減圧状態に維持することによりホース１１を通じて排出物を回収タンク１０内へ吸引するダイヤフラムポンプ１２とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置用のバキューム装置であって、
前記冷却液を含む排出物を回収する回収タンクと、
前記穿孔対象物の穿孔部分と前記回収タンクとに接続されるホースと、
前記回収タンク内のエアを吸引して減圧状態に維持することにより前記ホースを通じて前記排出物を前記回収タンク内へ吸引するダイヤフラムポンプと
を有するバキューム装置。

【請求項2】

前記ダイヤフラムポンプは、前記回収タンク内を－０．０３ＭＰａ（ゲージ圧）以下に維持するものである請求項１記載のバキューム装置。

【請求項3】

前記穿孔対象物に密着して前記穿孔部分を覆う弾性体を有する請求項１または２に記載のバキューム装置。

【請求項4】

前記ダイヤフラムポンプの排気側に防塵フィルタを有する請求項１から３のいずれか１項に記載のバキューム装置。

【請求項5】

前記ダイヤフラムポンプの吸気側に防塵フィルタを有する請求項１から４のいずれか１項に記載のバキューム装置。

【請求項6】

穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置であって、
請求項１から５のいずれか１項に記載のバキューム装置を備えた湿式穿孔装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート、タイルや石材等の穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置用のバキューム装置およびこれを備えた湿式穿孔装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート構造物に穿孔する湿式穿孔装置の冷却液を取り除くには吸引ポンプが必要である。例えば、特許文献１には、穿孔部分に供給された冷却液等を吸引する吸引ポンプと、吸引ポンプにより吸引された冷却液等を貯留する回収タンクとを備えた湿式穿孔装置が記載されている。湿式穿孔装置で使用される吸引ポンプは、一般的に工業用の汎用真空ポンプが使用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－３７２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

工業用の汎用真空ポンプは、穿孔部分の高さより低い位置に設置される。仮に、汎用真空ポンプを穿孔部分の高さより高い位置に設置して吸引した場合、冷却液等を吸いきれずに穿孔部分に逆流してしまうことになるからである。また、工業用の汎用真空ポンプは、モータ出力が大きすぎるため、無駄に電力を消費するにも関わらず、吸引力が小さい。

【0005】

そこで、本発明においては、穿孔時に発生する冷却液を含む排出物を、工業用の汎用真空ポンプよりも小さな出力のポンプを利用して大きな吸引力により回収することが可能な湿式穿孔装置用のバキューム装置およびこれを備えた湿式穿孔装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のバキューム装置は、穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置用のバキューム装置であって、冷却液を含む排出物を回収する回収タンクと、穿孔対象物の穿孔部分と回収タンクとに接続されるホースと、回収タンク内のエアを吸引して減圧状態に維持することによりホースを通じて排出物を前記回収タンク内へ吸引するダイヤフラムポンプとを有するものである。

【0007】

本発明のバキューム装置によれば、ダイヤフラムポンプにより回収タンク内のエアを吸引して減圧状態に維持し、この回収タンク内と穿孔対象物の穿孔部分との圧力差によりホースを通じて排出物を穿孔部分から回収タンク内へ吸引することができる。

【0008】

ここで、ダイヤフラムポンプは、回収タンク内を－０．０３ＭＰａ（ゲージ圧、以下同じ。）以下、より好ましくは－０．０４ＭＰａ以下、さらに好ましくは－０．０５ＭＰａ以下に維持するものであることが望ましい。回収タンク内を－０．０３ＭＰａ以下に維持することによって、回収タンクを穿孔対象物の穿孔部分の高さより高い位置に設置しても排出物を回収タンク内に吸引することが可能となる。

【0009】

本発明のバキューム装置は、穿孔対象物に密着して穿孔部分を覆う弾性体を有するものであることが望ましい。これにより、穿孔部分への外気の流入を防ぎ、弾性体内部を減圧状態として穿孔部分から勢い良く排出物を吸引することができる。

【0010】

本発明のバキューム装置は、ダイヤフラムポンプの排気側に防塵フィルタを有することが望ましい。湿式穿孔装置では、冷却液はコンクリート、タイルや石材等の穿孔対象物の粉塵（研削粉）と混合された状態で回収タンク内に吸引されるが、冷却液に溶け込まなかった粉塵等を防塵フィルタによって除去することができる。

【0011】

本発明のバキューム装置は、ダイヤフラムポンプの吸気側に防塵フィルタを有することが望ましい。これにより、上述のように冷却液に溶け込まなかった粉塵等がダイヤフラムポンプに入り込まないようにすることが可能となる。

【0012】

本発明の湿式穿孔装置は、穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置であって、上記本発明のバキューム装置を備えたものである。本発明の湿式穿孔装置によれば、ダイヤフラムポンプにより回収タンク内のエアを吸引して減圧状態に維持し、この回収タンク内と穿孔対象物の穿孔部分との圧力差によりホースを通じて排出物を穿孔部分から回収タンク内へ吸引することができる。

【発明の効果】

【0013】

（１）冷却液を含む排出物を回収する回収タンクと、穿孔対象物の穿孔部分と回収タンクとに接続されるホースと、回収タンク内のエアを吸引して減圧状態に維持することによりホースを通じて排出物を前記回収タンク内へ吸引するダイヤフラムポンプとを有するバキューム装置により、穿孔時に発生する冷却液を含む排出物を、工業用の汎用真空ポンプよりも小さな出力で大きな吸引力により回収することが可能となり、省電力化および低騒音を実現できる。

【0014】

（２）回収タンク内を－０．０３ＭＰａ以下に維持することによって、回収タンクを穿孔対象物の穿孔部分の高さより高い位置に設置しても排出物を回収タンク内に吸引することが可能となり、作業性が向上する。

【0015】

（３）穿孔対象物に密着して穿孔部分を覆う弾性体を有する構成により、穿孔部分への外気の流入を防ぎ、弾性体内部を減圧状態として穿孔部分から勢い良く排出物を吸引することができるため、ダイヤフラムポンプを小型化することができ、さらなる省電力化を実現できる。

【0016】

（４）ダイヤフラムポンプの排気側に防塵フィルタを有する構成により、冷却液に溶け込まなかった粉塵等を防塵フィルタによって除去することができ、環境負荷を低減することができる。

【0017】

（５）ダイヤフラムポンプの吸気側に防塵フィルタを有する構成により、冷却液に溶け込まなかった粉塵等がダイヤフラムポンプに入り込まないようにして、ダイヤフラムポンプの故障を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態におけるバキューム装置の概略構成図である。

【図2】図１のバキューム装置を備えた湿式穿孔装置の全体構成図である。

【図3】図２のバキューム装置本体の拡大図である。

【図4】図２のバキューム装置本体のフィルタ部の分解斜視図である。

【図5】図２のドリル部の拡大図である。

【図6】図２のドリル部の先端部の拡大断面図である。

【図7】回収タンクを穿孔部分よりも高い位置に設置した例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は本発明の実施の形態におけるバキューム装置の概略構成図である。

【0020】

図１に示すように、本発明の実施の形態におけるバキューム装置１は、水等の冷却液を含む排出物を回収する回収タンク１０と、コンクリート、タイルや石材等の穿孔対象物Ｃ０の穿孔部分Ｃ１と回収タンク１０とに接続されるホース１１と、回収タンク１０内のエアを吸引するダイヤフラムポンプ１２とを有する。ホース１１は、耐圧ホースである。ダイヤフラムポンプ１２は、回収タンク１０内の上部空間１０Ａにチューブ１０Ｂを介して接続されている。

【0021】

ダイヤフラムポンプ１２は、回収タンク１０内のエアを吸引して減圧状態に維持することにより、ホース１１を通じて排出物を回収タンク１０内へ吸引するものである。ダイヤフラムポンプ１２は、回収タンク１０内の圧力を－０．０３ＭＰａ～－０．０７ＭＰａに維持可能な吸引能力を有するものを使用する。この範囲の吸引能力を有するダイヤフラムポンプ１２の出力は最大でも２６Ｗ程度である。

【0022】

なお、本実施形態におけるバキューム装置１により吸引する排出物は、コンクリート、タイルや石材等の穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔した際に発生する冷却液を含むスラリー状の排出物であり、ダイヤフラムポンプ１２に吸引すると故障の原因となるが、ダイヤフラムポンプ１２は回収タンク１０内の上部空間１０Ａに接続されているため、スラリー状の排出物はダイヤフラムポンプ１２により吸引されないようになっている。

【0023】

また、ダイヤフラムポンプ１２の排気側には、防塵フィルタ１３を備える。穿孔により発生する粉塵は冷却液に溶け込んでスラリー状となるため飛散することはほとんどないが、穿孔中に冷却液が切れた場合、粉塵がダイヤフラムポンプ１２内を通過して排気されることになる。そこで、ダイヤフラムポンプ１２の排気側に防塵フィルタ１３を備えることで、冷却液に溶け込まなかった粉塵を排気から除去した後、大気中に放出することが可能となっている。

【0024】

さらに、図示しないが、ダイヤフラムポンプ１２と防塵フィルタ１３との配置を互いに逆にした構成や、ダイヤフラムポンプ１２の吸気側にも防塵フィルタ１３と同様の防塵フィルタを備えた構成とすることも可能である。これにより、上述のように冷却液に溶け込まなかった粉塵等がダイヤフラムポンプ１２に入り込むのを防止することが可能となり、ダイヤフラムポンプ１２の故障を防ぐことが可能となる。

【0025】

また、バキューム装置１は、穿孔対象物Ｃ０に密着して穿孔部分Ｃ１を覆うゴム等の弾性体１４を有する。弾性体１４は、湿式ドリル２の先端部分に設けられる。

【0026】

図２は図１のバキューム装置を備えた湿式穿孔装置の全体構成図、図３は図２のバキューム装置本体の拡大図、図４は図２のバキューム装置本体のフィルタ部の分解斜視図、図５は図２のドリル部の拡大図、図６は図２のドリル部の先端部の拡大断面図である。

【0027】

図２に示すように、本発明の実施の形態における湿式穿孔装置は、前述のバキューム装置１と、湿式ドリル２と、湿式ドリル２に冷却液や空気等を圧送する圧送ポンプ装置（図示せず。）から構成される。湿式ドリル２は、穿孔対象物Ｃ０に圧送ポンプ装置により圧送される冷却液や空気等を供給しながらドリルビット２０を回転させて穿孔を行うものである。湿式ドリル２としては、例えば特開２０１９－７２９１９号公報に開示のものを使用することができる。図６に示すように、ドリルビット２０内には、ドリルビット２０の先端に冷却液等を供給する供給路２１が形成されている。ドリルビット２０の先端には供給路２１に連通されたスリット状の吐出口２２が形成されている。

【0028】

図５および図６に示すように、弾性体１４は、湿式ドリル２の先端部分に嵌合される装着部１４Ａと、回転するドリルビット２０の側面に密着し、ドリルビット２０の先端に供給される冷却液等の漏れを防止するドリルビットシール部１４Ｂと、穿孔対象物Ｃ０に密着して穿孔部分Ｃ１を密封し、冷却液等の漏れや外気の流入（エア漏れ）を防止する穿孔部シール部１４Ｃとを有する。ドリルビットシール部１４Ｂの側面には冷却液等を含む排出物を吸い込む吸込口１４Ｄが設けられている。ホース１１は吸込口１４Ｄに接続されている。

【0029】

図３に示すように、バキューム装置１は、回収タンク１０上にダイヤフラムポンプ１２が搭載されたものである。図４に示すように、ダイヤフラムポンプ１２の排気側にはフィルタ室１２Ａが設けられている。防塵フィルタ１３は、フィルタ室１２Ａ内に交換可能に装着され、フィルタ固定プレート１２Ｂおよび排気プレート１２Ｃによりダイヤフラムポンプ１２に固定される。防塵フィルタ１３は、活性炭およびＨＥＰＡフィルタ（ＪＩＳ Ｚ ８１２２）から構成される。

【0030】

上記構成のバキューム装置１では、湿式ドリル２により穿孔対象物Ｃ０に冷却液や空気等を供給しながらドリルビット２０を回転させて穿孔を行う際、まず、湿式ドリル２の先端部分に装着された弾性体１４を穿孔対象物Ｃ０の穿孔部分Ｃ１に押し付け、ダイヤフラムポンプ１２を駆動して回収タンク１０内を－０．０３ＭＰａ以下に減圧する。この状態において、ドリルビット２０の先端に冷却液等を供給しながらドリルビット２０を回転させて穿孔を行うと、穿孔により発生した冷却液等を含む排出物が、回収タンク１０内と穿孔部分Ｃ１との圧力差により吸込口１４Ｄからホース１１を通じて回収タンク１０内へ吸引される。

【0031】

なお、穿孔作業中はダイヤフラムポンプ１２により回収タンク１０内のエアを吸引し続けることによって、回収タンク１０内を－０．０３ＭＰａ以下の減圧状態に維持することができ、穿孔時に発生する冷却液等を含む排出物を、工業用の汎用真空ポンプよりも小さな出力で大きな吸引力により回収することが可能であり、省電力化を実現できる。また、このバキューム装置１は吸引力が大きいため、図７に示すように、回収タンク１０を湿式ドリル２の位置（穿孔対象物Ｃ０の穿孔部分Ｃ１）よりも高い位置（例えば、３ｍ程度高い位置。）に設置しても排出物を回収タンク１０内へ吸引することが可能である。

【0032】

特に、ダイヤフラムポンプ１２は、モータ音も小さいため、工業用の真空汎用ポンプに比べて静音での作業が可能となる。また、本実施形態におけるバキューム装置１では、穿孔対象物Ｃ０に密着して穿孔部分Ｃ１を覆うゴム等の弾性体１４を備え、穿孔部分Ｃ１を密封し、冷却液等の漏れやエア漏れを防止しているため、ダイヤフラムポンプ１２の吸引能力を最小限に抑えることが可能である。したがって、ダイヤフラムポンプ１２を小型化することができ、さらなる省電力化を実現できる。

【0033】

また、湿式穿孔装置では、冷却液はコンクリート、タイルや石材等の穿孔対象物Ｃ０の粉塵（研削粉）と混合された状態で回収タンク１０内に吸引されるが、冷却液に溶け込まなかった粉塵等は、ダイヤフラムポンプ１２の排気側に設けられたフィルタ室１２Ａに送り込まれ、防塵フィルタ１３の活性炭およびＨＥＰＡフィルタによって順次除去された後、排気口１２Ｄから排出される。したがって、排気口１２Ｄから排出される排気は、クリーンであり、環境負荷を低減することができる。

【実施例0034】

上記実施形態におけるバキューム装置１による吸引試験を行い、回収タンク１０内に設定する最も良い圧力を検証した。

【0035】

試験には、ダイヤフラムポンプ１２として出力１９Ｗ（最大出力２６Ｗ）、吸引能力－０．０７ＭＰａのものを使用した。回収タンク１０の容量は１０Ｌである。また、ホース１１として、耐圧ホース（外径φ８ｍｍ、内径φ５．５ｍｍ、長さ３．５ｍ）を使用した。

【0036】

試験手順は以下の通りとした。
（１）床上３ｍの位置にダイヤフラムポンプ１２および回収タンク１０を設置し、ホース１１を下方向へ垂らした。
（２）床面に水道水を入れた水バケツを設置した。
（３）ダイヤフラムポンプ１２を作動させて回収タンク１０内圧力が設定値に達した後、ホース１１の先端部を水バケツに入れ、水道水を吸引させた。
（４）吸引開始から水道水が３ｍ上にある回収タンク１０に到達するまでの時間を計測した。

【0037】

表１に検証結果を示す。

【0038】

【表1】

【0039】

上記検証結果から、回収タンク１０内の圧力は－０．０３ＭＰａ以下とすることが好ましく、より好ましくは－０．０４ＭＰａ以下、さらに好ましくは－０．０５ＭＰａ以下に維持することが望ましいことが分かった。回収タンク１０内を－０．０３ＭＰａ以下に維持することによって、回収タンク１０を穿孔対象物Ｃ０の施工部分の高さより高い位置に設置しても排出物を回収タンク１０内に吸引することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本発明は、コンクリート、タイルや石材等の穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置用のバキューム装置およびこれを備えた湿式穿孔装置として有用である。

【符号の説明】

【0041】

１ バキューム装置
２ 湿式ドリル
１０ 回収タンク
１１ ホース
１２ ダイヤフラムポンプ
１２Ａ フィルタ室
１２Ｂ フィルタ固定プレート
１２Ｃ 排気プレート
１２Ｄ 排気口
１３ 防塵フィルタ
１４ 弾性体
１４Ａ 装着部
１４Ｂ ドリルビットシール部
１４Ｃ 穿孔部シール部
１４Ｄ 吸込口
２０ ドリルビット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-31

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置用のバキューム装置であって、
前記冷却液を含む排出物を回収する回収タンクと、
前記穿孔対象物の穿孔部分と前記回収タンク内の上部空間とに接続されるホースと、
前記回収タンク内の上部空間に接続され、前記回収タンク内のエアを吸引して減圧状態に維持することにより前記ホースを通じて前記排出物を前記回収タンク内へ直接吸引するダイヤフラムポンプと、
前記ダイヤフラムポンプの排気側または吸気側のいずれか一方または両方に設けられたＨＥＰＡフィルタを含む防塵フィルタと
を有するバキューム装置。

【請求項2】

前記ダイヤフラムポンプは、前記回収タンク内を－０．０３ＭＰａ（ゲージ圧）以下に維持するものである請求項１記載のバキューム装置。

【請求項3】

前記穿孔対象物に密着して前記穿孔部分を覆う弾性体を有する請求項１または２に記載のバキューム装置。

【請求項4】

穿孔対象物に冷却液を供給しながら穿孔を行う湿式穿孔装置であって、
請求項１から３のいずれか１項に記載のバキューム装置を備えた湿式穿孔装置。