JP2004092508A - Air compressor - Google Patents

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JP2004092508A
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threshold value
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平澤 貴久
Makoto Oogiku
大菊 誠
Kazumasa Kawasaki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve detection accuracy in irregularity occurrence of an air compressor. <P>SOLUTION: A signal processing substrate 50 of the air compressor includes an amplifier 74 amplifying detected signal detected by an irregularity detection sensor 38, a detector 76 shaping signal output from the amplifier 74 in waveform, a control circuit 78 determining existence of irregularity occurrence based on detected signal output from the detector 76, a memory 80 storing threshold of irregularity determining processing, an alarm 82 issuing an alarm when it is determined as irregularity occurrence. The control circuit 78 samples the detected signal output from the detector 76 under regular operation and computes a threshold (upper limit value) by multiplying average value Y of sampled values by arbitrary coefficients α when a threshold setting switch 48 is turned on. A computed value Y<SB>α</SB>is stored in the memory 80 as the threshold. Accordingly, the threshold (upper limit value) according to environment of installation location (such as hardness of floor) can be established. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧縮機に係り、特に起動中の空気圧縮部で異常の有無を判定するよう構成された空気圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、電動モータの回転駆動力をクランク軸に伝達してピストンを往復動させて圧縮空気を生成する空気圧縮機では、シリンダヘッドに吸気弁、吐出弁が設けられており、ピストンの動作方向に応じて吸気弁、または吐出弁が開弁動作または閉弁動作するように構成されている。
【0003】
この種の空気圧縮機では、ピストンの往復動、吸気弁、吐出弁の開閉動作などの動作音や振動が発生する。そして、上記のような各動作部分で折損などの異常が発生した場合には、通常の動作振動及び動作音と異なる異常振動及び異音が発生し、何らかの故障が発生したことが分かる。
【0004】
このような空気圧縮機においては、例えば、特開平2−205728号により開示されているように、金属が破壊されるときに発生する弾性エネルギをAE(acoustic emission)センサで検出して自動的に運転を停止させる故障診断機能を持たせた構成のものがある。そして、故障診断機能を有するコンピュータは、予めメモリに記憶された閾値とセンサで検出された検出値とを比較して異常の有無を判定する。
【0005】
また、上記AEセンサ以外にも加速度センサや圧電素子などのセンサを用いて空気圧縮機の異常の有無を判定する故障診断機能を有するものもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の空気圧縮機では、工場で組立られた段階で閾値がメモリに記憶されるように操作されるため、例えばユーザに納入された後に設置される場所にゴムマットが敷いてある場合には、コンクリート面に設置した場合と比較して振動特性が変化してしまい、正確に異常発生を判定することができないおそれがある。
【0007】
そのため、例えば、空気圧縮機がコンクリート面に設置した場合を基準にして閾値を設定すると、空気圧縮機がコンクリート面以外の場所に設置された場合の閾値に変更する必要があるが、設置現場では手間がかかるので、閾値の変更を行うことが難しい。
【0008】
そこで、本発明は上記課題を解決した空気圧縮機を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、以下のような特徴を有する。
本発明は、空気を圧縮する空気圧縮部と、圧縮部の振動を検知するセンサと、予めセンサの出力値に対する閾値が記憶された記憶部と、センサにより検知された検知信号と記憶部に記憶された閾値とを比較結果に応じて異常の有無を判定する判定手段と、を備えた空気圧縮機において、設置後の閾値設定操作により空気圧縮部を起動して当該閾値を演算する閾値演算手段と、閾値演算手段により演算された閾値を記憶部に記憶させる記憶手段と、を備えており、設置場所の環境に応じた閾値を設定することが可能になり、異常の有無の判定を正確に行える。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
図1は本発明になる空気圧縮機の一実施例を示す正面図である。
図1に示されるように、空気圧縮機10は、空気タンク12の上部に空気圧縮部14、電動モータ16、操作部18が設けられている。また、空気タンク12の下部には、車輪20が設けられている。
【0011】
空気圧縮部14は、第1乃至第3シリンダ22,24,26を有し、段階的に圧縮空気を高圧化する多段式である。各シリンダ22,24,26は、空気管路30,32,34を介して連通されており、第1シリンダ22で圧縮された空気が空気管路30を介して第2シリンダ24に導入され、第2シリンダ24で圧縮された中圧空気が空気管路32を介して第3シリンダ26に導入され、第3シリンダ26で圧縮された高圧空気が空気管路34を介して空気タンク12に導入される。
【0012】
第1乃至第3シリンダ22,24,26は、空気タンク12の上部に取り付けられたクランクケース36に設けられている。このクランクケース36の壁面には、異常振動を検出する異常検出センサ38が貼り付けられている。この異常検出センサ38は、圧電素子等からなる振動検出センサであり、クランクケース36の振動に応じた信号を出力する。
【0013】
電動モータ16の回転駆動力は、モータ回転軸(図示せず)に連結されたプーリ40,Vベルト42を介してクランクケース36の背面側に設けられたプーリ44に伝達される。
【0014】
操作部18には、電源スイッチ46、閾値設定スイッチ48、信号処理基板50が設けられている。電源スイッチ46は、操作部18の前面に露出して設けられおり、いつでもオンまたはオフに操作することが可能である。
【0015】
また、閾値設定スイッチ48は、カバー52により覆われており、空気圧縮機10の設置直後にカバー52を開いて操作される。そのため、閾値設定スイッチ48は、通常、操作する必要がないので、カバー52によって隠れており、誤って操作できないように設けられている。尚、信号処理基板50については、後述する。
【0016】
図2は図1中A−A線に沿う縦断面図である。
図2に示されるように、クランクケース36の内部には、クランク軸54が軸受56,58により回転可能に支持されており、クランク軸54の一端54aにプーリ44が連結されている。また、クランク軸54の偏心軸54bには、連接棒60の下端部が連結され、連接棒60の上端部にはピストンピン(図示せず)を介してピストン62が連結されている。
【0017】
従って、電動モータ16の回転駆動力がVベルト42を介してプーリ44に伝達されると、クランク軸54が回転駆動されて連接棒60が揺動しながらピストン62を往復運動させる。また、各シリンダ22,24,26の上部に設けられたシリンダヘッド64は、空気を吸い込む吸気通路66を開閉する吸気弁68と、圧縮した空気を吐出する吐出通路70を開閉する吐出弁72とを有する。ピストン62が降下する過程で吸気弁68が開弁し、吐出弁72が閉弁する。また、ピストン62が上昇する過程で吸気弁68が閉弁し、吐出弁72が開弁する。
【0018】
図3は信号処理基板50の構成を示すブロック図である。
図3に示されるように、信号処理基板50には、異常検出センサ38で検出された検出信号を増幅するアンプ(増幅器)74と、アンプ74から出力された信号を波形整形する検波器76と、検波器76から入力された検出信号から異常発生の有無を判定する制御回路78と、異常判定処理の閾値を記憶するメモリ80と、異常発生と判断した場合に警報を発する警報機82とを有する。さらに、信号処理基板50には、モータ16へ電源供給を行う電源回路84と、電源回路84から出力される電源をオンまたはオフにするモータスイッチ86とが設けられている。
【0019】
モータスイッチ86は、制御回路78からの制御信号に基づいてオンまたはオフに切り替わるスイッチであり、電源スイッチ46のオン・オフに連動してオン・オフに切り替わると共に、制御回路78において異常発生と判定された場合にオフに切り替わり、モータ16を停止させる。
【0020】
図4は正常時に検出される信号の波形図であり、(A)はアンプ出力の波形図、(B)は検波器出力の波形図である。
図4(A),(B)に示されるように、空気圧縮機10が正常に運転されている場合には、異常検出センサ38により検出された信号は、比較的変動の小さい波形となる。
【0021】
図5は異常時に検出される信号の波形図であり、(A)はアンプ出力の波形図、(B)は検波器出力の波形図である。
空気圧縮機10が異常運転(例えば、連接棒60の折損や軸受56,58の摩耗等)されている場合には、クランクケース36に異常な振動が発生する。その場合、異常検出センサ38により検出された信号は、図5(A),(B)に示されるように、比較的変動の大きい波形となる。そのため、制御回路78は、検波器76から出力された信号と予め設定された閾値とを比較して、検波器76から出力された信号が予め設定された閾値を越える値に変化した場合に何らかの異常が発生したものと判断する。
【0022】
ここで、工場で組み立てられた空気圧縮機10がユーザに納品されて任意の場所に設置された後に制御回路78が実行する制御処理について説明する。
【0023】
図6は制御回路78が実行する閾値設定処理を説明するためのフローチャートである。
図6に示されるように、制御回路78は、ステップS11(以下「ステップ」を省略する)で閾値設定スイッチ48がオンに操作されると、S12に進み、モータスイッチ86をオンにしてモータ16を起動させて第1乃至第3シリンダ22,24,26のピストン62を往復運動させて圧縮空気を空気タンク12に供給する。
【0024】
次のS13では、正常動作時に検波器76から出力された検出信号を一定の周期でサンプリングし、サンプリングされた検出値をメモリ80に格納する。続いて、S14に進み、今回のサンプリング回数A(=A+1)をカウンタKに格納する。
【0025】
次のS15では、今回のサンプリング回数Aが予め設定された値N(例えば、N=1000)に達したかどうかをチェックする。S15において、サンプリング回数Aが予め設定された値Nに達するまで、上記S13,S14のサンプリング処理を繰り返す。そして、S15において、サンプリング回数Aが予め設定された値Nに達すると、S16に進み、サンプリング値の合計値をサンプリング回数で割って正常動作時のサンプリング値の平均値Yを演算する。
【0026】
次のS17では、正常動作時サンプリング値の平均値Yに任意の係数αを掛けて閾値(上限値)を演算する(請求項1に記載された閾値演算手段に相当する)。尚、上記係数αは、正常時の最大値を超える値となるよう、正弦波である場合にはα≧2であることが望ましい。その理由は、正弦波である場合、正常動作時のサンプリング値の変動(最大値と最小値との振幅)が略平均値Yの2倍になるためである。本実施例では、上記係数αに余裕を持たせてα=5とすることで、正常動作時の検出信号で異常と誤判定することが防止される。
【0027】
次のS18では、上記S17で演算された値(Y・α)を閾値としてメモリ80に格納する(請求項1に記載された記憶手段に相当する)。その後、S19でモータスイッチ86をオフにしてモータ16への通電を停止する。
【0028】
このように、空気圧縮機10では、閾値設定スイッチ48がオンに操作されると、設置場所で正常運転した場合の振動状態を検出し、設置された場所の環境(例えば、床面の硬さ等)に応じた閾値(上限値)を設定することが可能になる。そのため、異常判定処理を行う場合の閾値が実際に空気圧縮機10の設置場所の環境(例えば、床面の硬さ等)に応じた閾値となり、異常検出精度が高められる。
【0029】
空気圧縮機10は、上記のような閾値(上限値)の設定処理を終了した後、電源スイッチ46がオンに操作されると、通常の運転モード(圧縮空気の生成動作)を開始する。
【0030】
図7は空気圧縮機10が設置された後のモータ制御処理を説明するためのフローチャートである。
図7に示されるように、制御回路78は、S21において、電源スイッチ46がオンに操作されると、S22に進み、モータスイッチ86をオンにしてモータ16を起動させて第1乃至第3シリンダ22,24,26のピストン62を往復運動させて圧縮空気を空気タンク12に供給する。
【0031】
次のS23では、タイマがオンになっていることを確認する。S23において、タイマがオンになっていないときは、S24に進み、タイマをオンにセットする。また、S23において、タイマがオンになっているときは、S24の処理を省略してS25に進む。
【0032】
S25では、タイマにより設定された所定時間が経過したかどうかをチェックする。S25において、タイマにより設定された所定時間が経過したときは、S26に進み、カウンタE1,E2及びタイマをリセットする。
【0033】
また、S25において、タイマにより設定された所定時間が経過していないときは、S26の処理を省略してS27に進む。
【0034】
次のS27では、検波器76から出力された信号の出力値が下限値以下かどうかをチェックする。この下限値は、異常検出センサ38がクランクケース36から剥がれた場合の微小なセンサ出力を検出できるようにするため、ゼロよりも若干大きい値に設定される。
【0035】
従って、S27において、検波器76から出力された信号の出力値が下限値以下のときは、S28に進み、カウンタE1に1を加算する。次のS29では、カウンタE1のカウント値が所定回数(例えば、100回程度)以上であるか否かを確認する。
【0036】
S29において、カウンタE1のカウント値が所定回数以下であるときは、上記S22に戻り、S22以降の処理を繰り返す。しかしながら、S29において、カウンタE1のカウント値が所定回数以上であるときは、異常検出センサ38がクランクケース36から剥がれているものと判断し、S30に進み、警報機82から警報を発して報知する。その後、S31でモータスイッチ86をオフにしてモータ16への通電を停止する。
【0037】
これにより、空気圧縮機10の異常ではなく、異常検出センサ38の不具合による異常であることが分かり、空気圧縮機10そのものには何ら異常がないことが分かる。
【0038】
また、上記S27において、検波器76から出力された信号の出力値が下限値以下でないときは、S32に進み、検波器76から出力された信号の出力値がメモリ80に設定された閾値(上限値)以上かどうかをチェックする。このS32において、検波器76から出力された信号の出力値がメモリ80に設定された閾値(上限値)以上でないときは、空気圧縮機10が正常に運転されているので、上記S22に戻り、S22以降の処理を繰り返す。
【0039】
しかしながら、S32において、検波器76から出力された信号の出力値がメモリ80に設定された閾値(上限値)以上であるときは、空気圧縮機10で何らかの異常が発生しているので、S33に進み、カウンタE2に1を加算する。次のS34では、カウンタE1のカウント値が所定回数(例えば、10000回程度)以上であるか否かを確認する。
【0040】
S34において、カウンタE2のカウント値が所定回数以上でないときは、上記S22に戻り、S22以降の処理を繰り返す。しかしながら、S34において、カウンタE2のカウント値が所定回数以上であるときは、空気圧縮機10で何らかの異常(例えば、連接棒60の折損や軸受56,58の摩耗等)が発生したものと判断し、S35に進み、警報機82から警報を発して報知する。その後、S36でモータスイッチ86をオフにしてモータ16への通電を停止する。
【0041】
このように、タイマによる所定時間内にS34でカウンタE2のカウント値が所定回数以上であるときは、空気圧縮機10で何らかの異常が発生したものと判定し、所定時間経過すると、カウンタをリセットするため、例えばクランクケース36に工具が落下して衝撃が異常検出センサ38で検出された場合に異常発生と判定せず、異常発生検出精度を高めることが可能になる。
【0042】
尚、上記実施の形態では、往復動圧縮空気を一例として挙げたが、これに限らず、これ以外の方式で圧縮空気を生成する空気圧縮機にも適用できるのは勿論である。
【0043】
また、上記実施の形態では、閾値設定スイッチ48がオンに操作されると、設置場所で正常運転した場合の振動状態を検出し、設置された場所の環境(例えば、床面の硬さ等)に応じた閾値(上限値)を設定する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、空気圧縮機10の電源ケーブルのプラグをコンセントに差し込んだときに、上記のような閾値設定処理を実行するようにしても良い。
【0044】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、空気を圧縮する空気圧縮部と、圧縮部の振動を検知するセンサと、予めセンサの出力値に対する閾値が記憶された記憶部と、センサにより検知された検知信号と記憶部に記憶された閾値とを比較結果に応じて異常の有無を判定する判定手段と、を備えた空気圧縮機において、設置後の閾値設定操作により空気圧縮部を起動して当該閾値を演算する閾値演算手段と、閾値演算手段により演算された閾値を記憶部に記憶させる記憶手段と、を備えたため、設置場所の環境に応じた閾値を設定することができ、異常の有無の判定を正確に行うことができる。そのため、異常判定の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる空気圧縮機の一実施例を示す正面図である。
【図2】図1中A−A線に沿う縦断面図である。
【図3】信号処理基板50の構成を示すブロック図である。
【図4】正常時に検出される信号の波形図であり、(A)はアンプ出力の波形図、(B)は検波器出力の波形図である。
【図5】異常時に検出される信号の波形図であり、(A)はアンプ出力の波形図、(B)は検波器出力の波形図である。
【図6】制御回路78が実行する閾値設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図7】空気圧縮機10が設置された後のモータ制御処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 空気圧縮機
12 空気タンク
14 空気圧縮部
16 電動モータ
18 操作部
22 第1シリンダ
24 第2シリンダ
26 第3シリンダ
30,32,34 空気管路
36 クランクケース
38 異常検出センサ
46 電源スイッチ
48 閾値設定スイッチ
50 信号処理基板
52 カバー
54 クランク軸
56,58 軸受
60 連接棒
62 ピストン
68 吸気弁
72 吐出弁
74 アンプ
76 検波器
78 制御回路
80 メモリ
82 警報機
84 電源回路
86 モータスイッチ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air compressor, and more particularly to an air compressor configured to determine the presence or absence of an abnormality in an activated air compressor.
[0002]
[Prior art]
For example, in an air compressor that transmits the rotational driving force of an electric motor to a crankshaft and reciprocates a piston to generate compressed air, an intake valve and a discharge valve are provided in a cylinder head, and the piston is operated in the operating direction of the piston. The intake valve or the discharge valve is configured to perform a valve opening operation or a valve closing operation accordingly.
[0003]
In this type of air compressor, operation noise and vibration such as reciprocation of a piston, opening and closing operations of an intake valve and a discharge valve are generated. Then, when an abnormality such as breakage occurs in each of the operation parts as described above, abnormal vibration and abnormal noise different from normal operation vibration and operation noise occur, and it can be seen that some failure has occurred.
[0004]
In such an air compressor, for example, as disclosed in JP-A-2-205728, elastic energy generated when a metal is broken is detected by an AE (acoustic emission) sensor and automatically detected. There is a configuration having a failure diagnosis function for stopping operation. Then, the computer having the failure diagnosis function compares the threshold value stored in the memory in advance with the detection value detected by the sensor to determine whether there is an abnormality.
[0005]
In addition to the above-described AE sensor, some have a failure diagnosis function of determining whether there is an abnormality in the air compressor using a sensor such as an acceleration sensor or a piezoelectric element.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional air compressor as described above, since the threshold is operated so as to be stored in the memory at the stage of assembling at the factory, for example, a rubber mat is laid on a place to be installed after being delivered to the user. In some cases, the vibration characteristics change as compared with the case where the device is installed on a concrete surface, and it may not be possible to accurately determine the occurrence of an abnormality.
[0007]
Therefore, for example, if the threshold value is set based on the case where the air compressor is installed on a concrete surface, it is necessary to change the threshold value when the air compressor is installed on a place other than the concrete surface. Since it takes time, it is difficult to change the threshold value.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide an air compressor that solves the above problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following features to solve the above problems.
The present invention provides an air compression unit that compresses air, a sensor that detects vibration of the compression unit, a storage unit that stores a threshold value for an output value of the sensor in advance, a detection signal detected by the sensor, and a storage unit that stores the detection signal. Determining means for determining the presence or absence of an abnormality in accordance with a comparison result with the threshold value, and a threshold calculating means for activating the air compressor by a threshold setting operation after installation and calculating the threshold value in the air compressor. And a storage unit for storing the threshold value calculated by the threshold value calculation unit in the storage unit, so that it is possible to set a threshold value according to the environment of the installation location, and to accurately determine whether there is an abnormality. I can do it.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the air compressor according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the air compressor 10 includes an air compressor 12, an electric motor 16, and an operation unit 18 provided above an air tank 12. Further, wheels 20 are provided below the air tank 12.
[0011]
The air compressor 14 has first to third cylinders 22, 24, and 26, and is a multistage type that gradually increases the pressure of compressed air. The cylinders 22, 24, 26 are communicated via air lines 30, 32, 34, and the air compressed by the first cylinder 22 is introduced into the second cylinder 24 via the air line 30, The medium-pressure air compressed by the second cylinder 24 is introduced into the third cylinder 26 via the air line 32, and the high-pressure air compressed by the third cylinder 26 is introduced into the air tank 12 via the air line 34. Is done.
[0012]
The first to third cylinders 22, 24, 26 are provided on a crankcase 36 attached to the upper part of the air tank 12. An abnormality detection sensor 38 for detecting abnormal vibration is attached to a wall surface of the crankcase 36. The abnormality detection sensor 38 is a vibration detection sensor including a piezoelectric element or the like, and outputs a signal corresponding to the vibration of the crankcase 36.
[0013]
The rotational driving force of the electric motor 16 is transmitted to a pulley 44 provided on the back side of the crankcase 36 via a pulley 40 and a V-belt 42 connected to a motor rotation shaft (not shown).
[0014]
The operation unit 18 includes a power switch 46, a threshold setting switch 48, and a signal processing board 50. The power switch 46 is provided to be exposed on the front surface of the operation unit 18 and can be turned on or off at any time.
[0015]
The threshold setting switch 48 is covered by a cover 52, and is operated by opening the cover 52 immediately after the air compressor 10 is installed. Therefore, the threshold setting switch 48 does not usually need to be operated, and is hidden by the cover 52, and is provided so as not to be operated by mistake. The signal processing board 50 will be described later.
[0016]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG.
As shown in FIG. 2, a crankshaft 54 is rotatably supported by bearings 56 and 58 inside the crankcase 36, and a pulley 44 is connected to one end 54 a of the crankshaft 54. A lower end of a connecting rod 60 is connected to the eccentric shaft 54b of the crankshaft 54, and a piston 62 is connected to an upper end of the connecting rod 60 via a piston pin (not shown).
[0017]
Therefore, when the rotational driving force of the electric motor 16 is transmitted to the pulley 44 via the V-belt 42, the crankshaft 54 is rotationally driven, and the connecting rod 60 swings to reciprocate the piston 62. A cylinder head 64 provided above each of the cylinders 22, 24, 26 has an intake valve 68 that opens and closes an intake passage 66 that sucks air, and a discharge valve 72 that opens and closes a discharge passage 70 that discharges compressed air. Having. As the piston 62 descends, the intake valve 68 opens and the discharge valve 72 closes. In addition, the intake valve 68 closes and the discharge valve 72 opens while the piston 62 rises.
[0018]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the signal processing board 50.
As shown in FIG. 3, the signal processing board 50 includes an amplifier (amplifier) 74 for amplifying the detection signal detected by the abnormality detection sensor 38, and a detector 76 for shaping the waveform of the signal output from the amplifier 74. A control circuit 78 for determining the presence or absence of an abnormality from the detection signal input from the detector 76, a memory 80 for storing a threshold value for the abnormality determination processing, and an alarm 82 for issuing an alarm when it is determined that an abnormality has occurred. Have. Further, the signal processing board 50 is provided with a power supply circuit 84 for supplying power to the motor 16 and a motor switch 86 for turning on or off the power output from the power supply circuit 84.
[0019]
The motor switch 86 is turned on or off based on a control signal from the control circuit 78. The motor switch 86 is turned on / off in conjunction with the on / off of the power switch 46, and the control circuit 78 determines that an abnormality has occurred. When it is turned off, the motor 16 is stopped and the motor 16 is stopped.
[0020]
4A and 4B are waveform diagrams of a signal detected in a normal state, FIG. 4A is a waveform diagram of an amplifier output, and FIG. 4B is a waveform diagram of a detector output.
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the air compressor 10 is operating normally, the signal detected by the abnormality detection sensor 38 has a relatively small waveform.
[0021]
5A and 5B are waveform diagrams of a signal detected at the time of abnormality, FIG. 5A is a waveform diagram of an amplifier output, and FIG. 5B is a waveform diagram of a detector output.
When the air compressor 10 is operating abnormally (for example, the connecting rod 60 is broken or the bearings 56 and 58 are worn), abnormal vibration occurs in the crankcase 36. In this case, the signal detected by the abnormality detection sensor 38 has a relatively large waveform as shown in FIGS. 5A and 5B. Therefore, the control circuit 78 compares the signal output from the detector 76 with a preset threshold value, and when the signal output from the detector 76 changes to a value exceeding the preset threshold value, It is determined that an abnormality has occurred.
[0022]
Here, a control process executed by the control circuit 78 after the air compressor 10 assembled at the factory is delivered to a user and installed at an arbitrary place will be described.
[0023]
FIG. 6 is a flowchart for explaining the threshold setting process executed by the control circuit 78.
As shown in FIG. 6, when the threshold setting switch 48 is turned on in step S11 (hereinafter, “step” is omitted), the control circuit 78 proceeds to S12 and turns on the motor switch 86 to turn on the motor 16. Is started to reciprocate the pistons 62 of the first to third cylinders 22, 24, 26 to supply compressed air to the air tank 12.
[0024]
In the next step S13, the detection signal output from the detector 76 during normal operation is sampled at a constant cycle, and the sampled detection value is stored in the memory 80. Subsequently, the process proceeds to S14, and the current sampling number A (= A + 1) is stored in the counter K.
[0025]
In the next S15, it is checked whether or not the current number of samplings A has reached a preset value N (for example, N = 1000). In S15, the sampling processing of S13 and S14 is repeated until the number of times of sampling A reaches a preset value N. Then, in S15, when the number of samplings A reaches the preset value N, the process proceeds to S16, and the average value Y of the sampling values in the normal operation is calculated by dividing the total value of the sampling values by the number of samplings.
[0026]
In the next step S17, a threshold value (upper limit value) is calculated by multiplying the average value Y of the normal operation sampling value by an arbitrary coefficient α (corresponding to the threshold value calculating means described in claim 1). It should be noted that the coefficient α desirably satisfies α ≧ 2 in the case of a sine wave so as to exceed the maximum value in a normal state. The reason is that in the case of a sine wave, the fluctuation of the sampling value during normal operation (the amplitude between the maximum value and the minimum value) is approximately twice the average value Y. In the present embodiment, by giving a margin to the coefficient α and setting α = 5, it is possible to prevent a detection signal during normal operation from being erroneously determined to be abnormal.
[0027]
In the next step S18, the value (Y · α) calculated in the above step S17 is stored in the memory 80 as a threshold value (corresponding to the storage means described in claim 1). Thereafter, in S19, the motor switch 86 is turned off, and the power supply to the motor 16 is stopped.
[0028]
As described above, in the air compressor 10, when the threshold setting switch 48 is turned on, the vibration state in the case of normal operation at the installation location is detected, and the environment of the installation location (for example, the hardness of the floor surface) is detected. , Etc.) can be set. Therefore, the threshold value for performing the abnormality determination processing is a threshold value that actually corresponds to the environment (for example, the hardness of the floor) of the installation location of the air compressor 10, and the abnormality detection accuracy is improved.
[0029]
The air compressor 10 starts the normal operation mode (compressed air generation operation) when the power switch 46 is turned on after completing the threshold value (upper limit value) setting processing as described above.
[0030]
FIG. 7 is a flowchart for explaining a motor control process after the air compressor 10 is installed.
As shown in FIG. 7, when the power switch 46 is turned on in S21, the control circuit 78 proceeds to S22, turns on the motor switch 86, starts the motor 16, and starts the first to third cylinders. The compressed air is supplied to the air tank 12 by reciprocating the pistons 62 of 22, 22, and 26.
[0031]
In the next S23, it is confirmed that the timer is on. If the timer is not turned on in S23, the process proceeds to S24, and the timer is set on. If the timer is ON in S23, the process of S24 is omitted and the process proceeds to S25.
[0032]
In S25, it is checked whether or not a predetermined time set by the timer has elapsed. In S25, when the predetermined time set by the timer has elapsed, the process proceeds to S26, and the counters E1 and E2 and the timer are reset.
[0033]
If it is determined in S25 that the predetermined time set by the timer has not elapsed, the process of S26 is omitted and the process proceeds to S27.
[0034]
In the next S27, it is checked whether or not the output value of the signal output from the detector 76 is equal to or less than the lower limit. This lower limit value is set to a value slightly larger than zero so that a small sensor output when the abnormality detection sensor 38 is separated from the crankcase 36 can be detected.
[0035]
Therefore, in S27, when the output value of the signal output from the detector 76 is equal to or smaller than the lower limit, the process proceeds to S28, and 1 is added to the counter E1. In the next S29, it is checked whether or not the count value of the counter E1 is equal to or more than a predetermined number (for example, about 100 times).
[0036]
In S29, when the count value of the counter E1 is equal to or smaller than the predetermined number, the process returns to S22, and the processes from S22 onward are repeated. However, if the count value of the counter E1 is equal to or more than the predetermined number in S29, it is determined that the abnormality detection sensor 38 has been peeled off from the crankcase 36, and the process proceeds to S30, in which a warning is issued from the alarm 82 to notify the user. . Thereafter, in S31, the motor switch 86 is turned off to stop energizing the motor 16.
[0037]
Accordingly, it is understood that the abnormality is not an abnormality of the air compressor 10 but an abnormality due to a failure of the abnormality detection sensor 38, and it is understood that the air compressor 10 itself has no abnormality.
[0038]
If the output value of the signal output from the detector 76 is not equal to or smaller than the lower limit value in S27, the process proceeds to S32, and the output value of the signal output from the detector 76 is set to the threshold value (upper limit) set in the memory 80. Value). If the output value of the signal output from the detector 76 is not equal to or greater than the threshold value (upper limit value) set in the memory 80 in S32, the air compressor 10 is operating normally, and the process returns to S22. The processing after S22 is repeated.
[0039]
However, if the output value of the signal output from the detector 76 is equal to or more than the threshold value (upper limit value) set in the memory 80 in S32, it is because some abnormality has occurred in the air compressor 10, and the process proceeds to S33. Then, 1 is added to the counter E2. In the next S34, it is checked whether or not the count value of the counter E1 is equal to or more than a predetermined number (for example, about 10,000 times).
[0040]
If the count value of the counter E2 is not equal to or more than the predetermined number in S34, the process returns to S22, and the processes in and after S22 are repeated. However, in S34, when the count value of the counter E2 is equal to or more than the predetermined number, it is determined that some abnormality (for example, breakage of the connecting rod 60 or wear of the bearings 56 and 58) has occurred in the air compressor 10. , S35, and an alarm is issued from the alarm 82 to notify the user. Thereafter, in S36, the motor switch 86 is turned off to stop energizing the motor 16.
[0041]
As described above, when the count value of the counter E2 is equal to or more than the predetermined number in S34 within the predetermined time by the timer, it is determined that some abnormality has occurred in the air compressor 10, and when the predetermined time has elapsed, the counter is reset. Therefore, for example, when a tool is dropped on the crankcase 36 and an impact is detected by the abnormality detection sensor 38, it is not determined that an abnormality has occurred, and the abnormality occurrence detection accuracy can be increased.
[0042]
In the above-described embodiment, reciprocating compressed air is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to an air compressor that generates compressed air by another method.
[0043]
Further, in the above embodiment, when the threshold setting switch 48 is turned on, the vibration state in the case of normal operation at the installation location is detected, and the environment (for example, the hardness of the floor) of the installation location is detected. Is set as an example, but the present invention is not limited to this. For example, when a plug of a power cable of the air compressor 10 is inserted into an outlet, the above-described threshold setting process is performed. May be executed.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an air compression unit that compresses air, a sensor that detects vibration of the compression unit, a storage unit that stores a threshold value for an output value of the sensor in advance, and a detection unit that detects a sensor Determining means for judging the presence or absence of an abnormality according to the comparison result between the signal and the threshold value stored in the storage unit. And a storage unit for storing the threshold value calculated by the threshold value calculation unit in the storage unit, so that a threshold value can be set according to the environment of the installation location, and the determination of the presence or absence of an abnormality can be performed. Can be performed accurately. Therefore, the reliability of the abnormality determination can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an air compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing board 50.
4A and 4B are waveform diagrams of signals detected in a normal state, FIG. 4A is a waveform diagram of an amplifier output, and FIG. 4B is a waveform diagram of a detector output.
5A and 5B are waveform diagrams of a signal detected at the time of abnormality, FIG. 5A is a waveform diagram of an amplifier output, and FIG. 5B is a waveform diagram of a detector output.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a threshold setting process executed by a control circuit 78;
FIG. 7 is a flowchart illustrating a motor control process after the air compressor 10 is installed.
[Explanation of symbols]
10 Air Compressor 12 Air Tank 14 Air Compressor 16 Electric Motor 18 Operation Unit 22 First Cylinder 24 Second Cylinder 26 Third Cylinder 30, 32, 34 Air Line 36 Crankcase 38 Abnormality Detection Sensor 46 Power Switch 48 Threshold Setting Switch 50 Signal processing board 52 Cover 54 Crankshaft 56, 58 Bearing 60 Connecting rod 62 Piston 68 Intake valve 72 Discharge valve 74 Amplifier 76 Detector 78 Control circuit 80 Memory 82 Alarm 84 Power supply circuit 86 Motor switch

Claims (1)

空気を圧縮する空気圧縮部と、
該圧縮部の振動を検知するセンサと、
予め該センサの出力値に対する閾値が記憶された記憶部と、
前記センサにより検知された検知信号と前記記憶部に記憶された閾値とを比較結果に応じて異常の有無を判定する判定手段と、
を備えた空気圧縮機において、
設置後の閾値設定操作により前記空気圧縮部を起動して当該閾値を演算する閾値演算手段と、
該閾値演算手段により演算された前記閾値を記憶部に記憶させる記憶手段と、
を備えたことを特徴とする空気圧縮機。
An air compressor for compressing air;
A sensor for detecting vibration of the compression unit,
A storage unit in which a threshold value for the output value of the sensor is stored in advance,
Determining means for determining the presence or absence of an abnormality according to a comparison result between a detection signal detected by the sensor and a threshold value stored in the storage unit;
In the air compressor provided with
Threshold calculation means for activating the air compression unit by a threshold setting operation after installation and calculating the threshold;
Storage means for storing the threshold value calculated by the threshold value calculation means in a storage unit,
An air compressor comprising:
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