JP2010053791A - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】交換対象物が推奨品ではない場合にも対応することができ、安全性を高めることができる空気圧縮機を提供する。
【解決手段】空気を圧縮する圧縮機本体１と、この圧縮機本体１の運転とともに使用されて変化する交換対象物（詳細には、例えばベルト２、サクションフィルタ５、セパレータエレメント８、及びオイルフィルタ１３）とを備えた空気圧縮機において、圧縮機本体１の運転時間に基づいて交換対象物の使用時間を演算し、交換対象物が推奨品であるか否かを識別し、推奨品であると識別された交換対象物の使用時間に対しては予め設定された第１の基準時間を超えたか否かを判定し、推奨品ではないと識別された交換対象物の使用時間に対しては第１の基準時間より短くなるように予め設定された第２の基準時間を超えたか否かを判定し、基準時間を超えたと判定された場合に報知する制御装置１７を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機本体の運転とともに使用される交換対象物を備えた空気圧縮機に関する。

空気圧縮機においては、長期間安全かつ効率のよい状態で使用するために、交換対象物（保守部品）の定期的な交換が必要不可欠である。給油式の（詳細には、圧縮機本体の作動室に油が注入される）空気圧縮機における交換対象物の具体例としては、圧縮機本体と電動機との間で動力を伝達するベルト、圧縮機本体の吸込側に設けられ吸気中の不純物を除去するサクションフィルタ、圧縮機本体に供給する潤滑油、圧縮機本体で生成した圧縮空気から潤滑油を分離するセパレータエレメント、及び潤滑油中の不純物を除去するオイルフィルタ等が挙げられる。これら交換対象物は、整備基準に定められた交換時間に従って交換することが好ましい。

ここで、従来、例えば車両用空気調和装置において、コンプレッサの運転時間を積算する積算記録手段と、メンテナンスを要する部品の適切なメンテナンス時間（例えば、防塵フィルタ、パッキン、シール、ダクト、及びベルト等の清掃や交換等の時間）を予め設定するメンテナンス時間設定手段と、積算記録手段に記録された運転時間とメンテナンス時間設定手段から入力されたメンテナンス時間とを比較する比較手段と、運転時間がメンテナンス時間に達したときこれを表示する表示手段とを備えた構成が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、メンテナンス時期の到来を表示することにより、メンテナンスの実施率を向上させ、メンテナンス不良による故障を低減するようになっている。

また、例えばエンジン駆動ヒートポンプにおいて、エンジンオイルの使用時間（詳細には、オイル交換が行われるまでのエンジンの積算運転時間）をカウントするタイマと、エンジンオイルの使用時間に応じて表示部を制御する表示制御手段と、エンジンオイルの使用時間に応じてエンジンの運転能力を制限する能力制限手段とを備えた構成が提唱されている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術では、例えばエンジンオイルの使用時間が９８００時間に達したとき（言い換えれば、エンジンオイルの交換が必要とされる時間に近づいたとき）、「点検」の文字を表示部に表示し、その後、１００００時間に達したとき（エンジンオイルの交換が必要とされる時間に達したとき）、「点検」の文字、及び能力制限運転状態を示す「Ｌ８」の文字を表示部に表示し、かつエンジンの回転数を制限するようになっている。すなわち、エンジンオイルの交換が必要とされる時期にエンジンオイルの交換が行われなくても、エンジンを停止させず、エンジンの運転能力を制限しつつ延長運転させることにより、ユーザの要求をある程度満たすようになっている。また、「点検」の文字の表示だけでなく、エンジンの運転能力の低下によっても、メンテナンス時期の到来をユーザに認識させるようになっている。

特開平８−４８１３３号公報 特開２００４−２８６２４３号公報

上記従来技術には以下のような課題が存在する。交換対象物には、メーカの推奨品と代替品（言い換えれば、推奨品ではないもの）とがあり、一般的に、代替品は推奨品と比べて低コストであるものの交換時間が短い。そして、従来技術において、例えば推奨品の交換時間に基づいて交換時期の表示（又は交換時期における運転能力の抑制）のタイミングを設定していれば、代替品が装着された場合はそのタイミングが遅れることになる。そのため、代替品が交換時間を超えて長期使用される可能性があり、安全性などの面で改善の余地があった。

本発明の目的は、交換対象物が推奨品ではない場合にも対応することができ、安全性を高めることができる空気圧縮機を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体の運転とともに使用される交換対象物とを備えた空気圧縮機において、前記圧縮機本体の運転時間に基づいて前記交換対象物の使用時間を演算する使用時間演算手段と、前記交換対象物が推奨品であるか否かを識別する識別手段と、推奨品であると識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、予め設定された第１の基準時間を超えたか否かを判定し、推奨品ではないと識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、第１の基準時間より短くなるように予め設定された第２の基準時間を超えたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に報知する報知手段とを備える。

このような本発明においては、例えば交換対象物が推奨品ではない場合、交換推奨品である場合よりも短くなる基準時間（交換時間）にて報知し、交換時期の到来をユーザに認識させることができる。したがって、交換対象物が推奨品ではない場合であっても長期使用を避けることができ、安全性を高めることができる。

（２）上記目的を達成するために、本発明は、空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体の運転とともに使用される交換対象物とを備えた空気圧縮機において、前記圧縮機本体の運転時間に基づいて前記交換対象物の使用時間を演算する使用時間演算手段と、前記交換対象物が推奨品であるか否かを識別する識別手段と、推奨品であると識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、予め設定された第１の基準時間を超えたか否かを判定し、推奨品ではないと識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、第１の基準時間より短くなるように予め設定された第２の基準時間を超えたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に圧縮機の運転能力を抑制するか若しくは前記圧縮機本体を停止する運転制御手段とを備える。

このような本発明においては、例えば交換対象物が推奨品ではない場合、交換対象物が推奨品である場合よりも短くなる基準時間（交換時間）にて、圧縮機の運転能力を抑制するか若しくは圧縮機本体を停止し、これによって交換時期の到来をユーザに認識させるとともに交換対象物の交換を促すことができる。したがって、交換対象物が推奨品ではない場合であっても長期使用を避けることができ、安全性を高めることができる。

（３）上記目的を達成するために、本発明は、空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体の運転とともに使用される複数の交換対象物とを備えた空気圧縮機において、前記圧縮機本体の運転時間に基づいて前記複数の交換対象物の使用時間をそれぞれ演算する使用時間演算手段と、前記複数の交換対象物が推奨品であるか否かをそれぞれ識別する識別手段と、推奨品であると識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、予め設定された第１の係数を乗じ、推奨品ではないと識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、第１の係数より大きくなるように予め設定された第２の係数を乗じ、これら係数をそれぞれ乗じた前記複数の交換対象物の使用時間をパラメータとして総合時間を演算し、その総合時間が予め設定された基準時間を超えたかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に圧縮機の運転能力を抑制するか若しくは前記圧縮機本体を停止する運転制御手段とを備える。

このような本発明においては、交換対象物が推奨品ではない場合に推奨品である場合よりも大きな係数を乗じた複数の交換対象物の使用時間をパラメータとして総合時間を演算し、その総合時間と基準時間とを比較することから、交換対象物が推奨品ではない場合に推奨品である場合よりも基準時間が相対的に短くなると言える。そして、このような基準時間にて圧縮機の運転能力を抑制するか若しくは圧縮機本体を停止するので、圧縮機のメンテナンス時期の到来をユーザに認識させるとともに交換対象物の交換を促すことができる。したがって本発明においては、交換対象物が推奨品ではない場合であっても長期使用を避けることができ、安全性を高めることができる。

（４）上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記運転制御手段は、前記圧縮機本体の吐出圧力の目標値を下げることにより、圧縮機の運転能力を抑制する。

（５）上記（２）〜（４）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記圧縮機本体の回転数を可変制御するインバータをさらに備え、前記運転制御手段は、前記圧縮機本体の回転数の可変制御範囲の上限値を下げることにより、圧縮機の運転能力を抑制する。

（６）上記（２）〜（５）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記運転制御手段は、前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に、その超過の大きさに応じて圧縮機の運転能力を段階的に抑制する。

（７）上記（１）〜（６）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記交換対象物は、前記圧縮機本体と電動機との間で動力を伝達するベルト、前記圧縮機本体の吸込側に設けられ吸気中の不純物を除去するサクションフィルタ、前記圧縮機本体に供給する潤滑油、前記圧縮機本体で生成した圧縮空気から潤滑油を分離するセパレータエレメント、及び潤滑油中の不純物を除去するオイルフィルタのうちのいずれかである。

（８）上記（１）〜（７）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記交換対象物は、識別情報を記憶するとともに情報処理を行うＩＣチップを有し、前記識別手段は、前記交換対象物のＩＣチップに記憶された識別情報に基づいて前記交換対象物が推奨品であるか否かを識別する。

本発明によれば、交換対象物が推奨品ではない場合にも対応することができ、安全性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態を、図１及び図２により説明する。
図１は、本発明の適用対象である空気圧縮機の構成を一例として表す概略図である。

この図１において、給油式の空気圧縮機は、空気を圧縮する圧縮機本体１と、ベルト２を介し動力を伝達して圧縮機本体１を駆動する電動機（モータ）３と、この電動機３の回転数を可変制御するインバータ４と、圧縮機本体１の吸込側に設けられ吸気中の不純物を除去するサクションフィルタ５と、圧縮機本体１の吸込側に設けられた吸込み絞り弁６と、圧縮機本体１の吐出側に設けられ圧縮空気から潤滑油を一次分離するオイルタンク７と、このオイルタンク７で分離された圧縮空気から潤滑油を二次分離するセパレータエレメント８と、このセパレータエレメント８で分離された圧縮空気を調圧弁９及び逆止弁１０を介し導入して冷却するアフタークーラ１１とを備えている。

セパレータエレメント８で分離された潤滑油は、圧縮機本体１の吸込側に供給される。一方、オイルタンク７で分離された潤滑油は、例えば潤滑油を冷却するオイルクーラ１２及び潤滑油中の不純物を除去するオイルフィルタ１３を介して、圧縮機本体１の内部（例えば軸受や作動室など）に供給されるようになっている。また、オイルクーラ１２をバイパスするバイパス系統が設けられ、このバイパス系統の上流側接続部にはオイルクーラ１３側への冷却流量とバイパス系統へのバイパス流量との割合を調整する温調弁（三方弁）１４が設けられている。温調弁１４は、オイルタンク７からの潤滑油の温度に応じて冷却流量とバイパス流量との割合を調整し、これによって圧縮機本体１に供給する潤滑油の温度を調整するようになっている。なお、アフタークーラ１１及びオイルクーラ１２は、空冷式の熱交換器であり、冷却ファン１５によって生起された冷却風で冷却するようになっている。

また、圧縮機本体１の吐出圧力を検出する圧力センサ１６がアフタークーラ１１の下流側に設けられている。そして、圧力センサ１６からの検出信号が制御装置１７に出力されるようになっている。

制御装置１７は、第１の機能（運転制御）として、圧力センサ１６から入力した吐出圧力の検出値と予め設定された所定の目標値との偏差を演算し、これに基づいて生成した回転数指令信号をインバータ４に出力する。インバータ４は、回転数指令信号に応じた周波数を電動機３に出力して、電動機３の回転数（すなわち、圧縮機本体１の回転数）を可変制御するようになっている。

また、制御装置１７は、例えば圧縮機本体１の回転数が可変制御範囲の下限値まで低下し、その後、吐出圧力の検出値が予め設定された所定の上限値まで上昇した場合、圧縮機本体１の回転数を下限値に固定しつつ、吸込み絞り弁６を閉塞させるようになっている（無負荷運転）。また、例えば無負荷運転中に吐出圧力の検出値が予め設定された所定の下限値まで下降した場合、吸込み絞り弁６を開放させるようになっている（負荷運転）。また、例えば無負荷運転の継続時間が予め設定された所定の時間を超えた場合、圧縮機本体１を停止させるようになっている。

また、制御装置１７は、第２の機能（交換時期表示制御）として、空気圧縮機に装着された複数の交換対象物（詳細には、ベルト２、サクションフィルタ５、セパレータエレメント８、及びオイルフィルタ１３）がメーカの推奨品であるか否かを識別するとともに、それらの使用時間を圧縮機本体１の運転時間に基づいて演算し、交換対象物の使用時間が対応する基準時間（交換時間）を超えた場合に報知するようになっている。このような交換時期表示制御の詳細を以下説明する。

図２は、制御装置１７の交換時期表示制御に係わる機能的構成を表すブロック図である。

この図２において、制御装置１７は、通信部１８、使用時間演算部１９、記憶部２０、識別設定部２１、判定部２２、表示制御部２３、及び表示部２４を有している。

ベルト２、サクションフィルタ５、セパレータエレメント８、及びオイルフィルタ１３には、ＩＣチップ２ａ，５ａ，８ａ，１３ａがそれぞれ内蔵されている。ＩＣチップ２ａ，５ａ，８ａ，１３ａはそれぞれ、識別データ（詳細には、例えば、ベルト、サクションフィルタ、オイルフィルタ、又はセパレータエレメント等を示す種類情報、個体固有の製造番号、及び推奨品であることを示す識別情報など）を記憶するメモリと、データの無線通信を行うためのアンテナと、データの読込・書込処理や通信処理を制御する制御演算部とで構成されている。

制御装置１７の通信部１８は、空気圧縮機の内部におけるベルト２のＩＣチップ２ａ、サクションフィルタ５のＩＣチップ５ａ、セパレータエレメント８のチップ８ａ、及びオイルフィルタ１３のＩＣチップ１３ａに対して無線通信を行うようになっている。詳細には、ＩＣチップ２ａ，５ａ，８ａ，１３ａに識別データの送信指令を出力し、これに応じてＩＣチップ２ａ，５ａ，８ａ，１３ａから送信された識別データを受信するようになっている。

制御装置１７の使用時間演算部１９は、通信部１８を介して受信した各交換対象物の製造番号に対し、記憶部２０に記憶された前回の製造番号と一致するかどうかを判定する。例えば前回の製造番号と一致しない場合（言い換えれば、交換対象物が交換された場合）は、通信部１８を介して受信した識別データ（特に製造番号）を記憶部２０に書き換える。そして、例えばインバータ４への信号出力などに基づいて圧縮機本体１の運転時間を積算し、これを交換対象物の使用時間として対応する識別データ（特に種類情報及び製造番号）と関連づけて記憶部２０に記憶させる。一方、例えば前回の製造番号と一致する場合（言い換えれば、交換対象物が交換されていない場合）は、記憶部２０に記憶された前回の使用時間を初期値として読み込み、この初期値に圧縮機本体１の運転時間を加算し、これを交換対象物の使用時間として記憶部２０に書き換えるようになっている。

制御装置１７の識別設定部２１は、通信部１８を介して受信した各交換対象物の識別情報に基づいて各交換対象物が推奨品であるか否かを識別し、予め記憶された設定テーブルに基づいて各交換対象物の基準時間を設定するようになっている。具体的には、例えば図３に示す設定テーブルのように、ベルト２が推奨品であると識別した場合にはその基準時間を１２０００時間に設定し、代替品（言い換えれば、推奨品ではないもの）であると識別した場合にはその基準時間をより短い１００００時間に設定する。また、サクションフィルタ５が推奨品であると識別した場合にはその基準時間を８０００時間に設定し、代替品であると識別した場合にはその基準時間をより短い７０００時間に設定する。また、セパレータエレメント８が推奨品であると識別した場合にはその基準時間を６０００時間に設定し、代替品であると識別した場合にはその基準時間をより短い５０００時間に設定する。また、オイルフィルタ１３が推奨品であると識別した場合にはその基準時間を６０００時間に設定し、代替品であると識別した場合にはその基準時間をより短い４０００時間に設定する。なお、例えばＩＣチップを有しない交換対象物が空気圧縮機に装着された場合においては、識別設定部２１は、通信部１８を介して識別情報などが受信されないことから、交換対象物が推奨品ではないと判定するようになっている。

制御装置１７の判定部２２は、使用時間演算部１９で演算された各交換対象物の使用時間と識別設定部２１で設定された各交換対象物の基準時間とを比較する。そして、例えば交換対象物の使用時間が基準時間を超えた場合に表示制御部２３に表示指令を出力する。表示制御部２３は、表示指令に応じて、例えば交換対象物の種類とともに交換時期の到来を示すメッセージ等を表示部２４（例えば液晶モニタ）に表示するようになっている。

以上のように構成された本実施形態においては、制御装置１７は、交換対象物のＩＣチップから受信した識別情報に基づいて交換対象物が推奨品であるか否かを識別する。そして、推奨品であると識別された交換対象物の使用時間に対しては、予め設定された第１の基準時間を超えたか否かを判定し、推奨品ではないと識別された交換対象物の使用時間に対しては、第１の基準時間より短くなるように予め設定された第２の基準時間を超えたか否かを判定する。そして、例えば推奨品であると識別された交換対象物の使用時間が第１の基準時間を超えたと判定された場合、あるいは例えば推奨品ではないと識別された交換対象物の使用時間が第２の基準時間を超えたと判定された場合に、その交換対象物の交換時期の到来を表示する。このようにして本実施形態においては、交換対象物が推奨品であるか否かに対応した基準時間（交換時間）にて報知し、交換時期の到来をユーザに認識させることができる。したがって、交換対象物が推奨品ではない場合であっても長期使用を避けることができ、安全性を高めることができる。

なお、上記第１の実施形態においては、報知手段として、例えば交換時期の到来を示すメッセージ等を表示する表示部２４を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばブザーやランプ等でもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。

本発明の第２の実施形態を図４〜図７により説明する。本実施形態は、複数の交換対象物の使用時間のうちのいずれか１つが対応する基準時間を超えた場合に、その超過の大きさに応じて圧縮機の運転能力を段階的に抑制する実施形態である。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図４は、本実施形態における制御装置の運転制御に係わる機能的構成を表すブロック図である。この図４において、制御装置２５は、通信部１８、使用時間演算部１９、記憶部２０、識別設定部２６、判定部２７、及び運転制御部２８を有している。

図５は、制御装置２５の運転制御に係わる処理内容を表すフローチャートである。また、図６は、制御装置２５の運転制御特性を表す図であり、交換対象物の使用時間と吐出圧力の目標値との関係を示す。

まずステップ１００において、識別設定部２６は、通信部１８を介して受信した各交換対象物（詳細には、ベルト２、サクションフィルタ５、セパレータエレメント８、又はオイルフィルタ１３）の識別情報に基づいて各交換対象物が推奨品であるか否かを識別し、予め記憶された設定テーブルに基づいて各交換対象物における基準時間Ａｉ及び超過時間Ｂｉ，Ｃｉ，Ｄｉ（但し、Ａｉ＜Ｂｉ＜Ｃｉ＜Ｄｉ）を設定する。具体的には、例えば図７に示す設定テーブルのように、ベルト２が推奨品であると識別した場合には基準時間Ａ１＝１２０００時間、超過時間Ｂ１＝１３０００時間、Ｃ１＝１４０００時間、Ｄ１＝１５０００時間と設定し、代替品であると識別した場合には全体的により短くなるように基準時間Ａ１＝１００００時間、超過時間Ｂ１＝１１０００時間、Ｃ１＝１２０００時間、Ｄ１＝１３０００時間と設定する。また、サクションフィルタ５が推奨品であると識別した場合には基準時間Ａ２＝８０００時間、超過時間Ｂ２＝８５００時間、Ｃ２＝９０００時間、Ｄ２＝９５００時間と設定し、代替品であると識別した場合には全体的により短くなるように基準時間Ａ２＝７０００時間、超過時間Ｂ２＝７５００時間、Ｃ２＝８０００時間、Ｄ２＝８５００時間と設定する。また、セパレータエレメント８が推奨品であると識別した場合には基準時間Ａ３＝６０００時間、超過時間Ｂ３＝６５００時間、Ｃ３＝７０００時間、Ｄ３＝７５００時間と設定し、代替品であると識別した場合には全体的により短くなるように基準時間Ａ３＝５０００時間、超過時間Ｂ３＝５５００時間、Ｃ３＝６０００時間、Ｄ３＝６５００時間と設定する。また、オイルフィルタ１３が推奨品であると識別した場合には基準時間Ａ４＝６０００時間、超過時間Ｂ４＝６５００時間、Ｃ４＝７０００時間、Ｄ４＝７５００時間と設定し、代替品であると識別した場合には全体的により短くなるように基準時間Ａ４＝４０００時間、超過時間Ｂ４＝４２５０時間、Ｃ４＝４５００時間、Ｄ４＝４７５０時間と設定する。

そして、ステップ１０１に進み、使用時間演算部１９は、圧縮機本体１の運転時間に基づいて各交換対象物の使用時間Ｔｉ（詳細には、ベルト２の使用時間Ｔ１、サクションフィルタ５の使用時間Ｔ２、セパレータエレメント８の使用時間Ｔ３、又はオイルフィルタ１３の使用時間Ｔ４）を演算する。

そして、ステップ１０２に進み、判定部２７は、使用時間演算部１９で演算された各交換対象物の使用時間Ｔｉと識別設定部２６で設定された対応する基準時間Ａｉとを比較し、全ての交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する基準時間Ａｉ以下であるかどうかを判定する。例えば全ての使用時間Ｔｉが対応する基準時間Ａｉ以下である場合は、ステップ１０２の判定が満たされ、ステップ１０３に移る。ステップ１０３では、運転制御部２８は、通常運転を行うために吐出圧力の目標値をＰ１に設定する。そして、吐出圧力の目標値Ｐ１と吐出圧力の検出値との偏差を演算し、これに基づいて生成した回転数指令信号をインバータ４に出力する。また、吐出圧力の目標値Ｐ１を基準として吐出圧力の上限値及び下限値を設定し、これらに基づいて吸込み絞り弁６を閉塞又は開放させる。一方、ステップ１０２にて例えばいずれかの交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する基準時間Ａｉを超えた場合は、その判定が満たされず、ステップ１０４に移る。

ステップ１０４では、判定部２７は、全ての交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｂｉ以下であるかどうかを判定する。例えば全ての交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｂｉ以下である場合は、ステップ１０４の判定が満たされ、ステップ１０５に移る。ステップ１０５では、運転制御部２８は、第１段階の運転能力の抑制を行うために吐出圧力の目標値をＰ２（但しＰ２＜Ｐ１）に設定する。そして、吐出圧力の目標値Ｐ２と吐出圧力の検出値との偏差を演算し、これに基づいて生成した回転数指令信号をインバータ４に出力する。また、吐出圧力の目標値Ｐ２を基準として吐出圧力の上限値及び下限値を設定し、これらに基づいて吸込み絞り弁６を閉塞又は開放させる。一方、ステップ１０４にて例えばいずれかの交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｂｉを超えた場合は、その判定が満たされず、ステップ１０６に移る。

ステップ１０６では、判定部２７は、全ての交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｃｉ以下であるかどうかを判定する。例えば全ての交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｃｉ以下である場合は、ステップ１０６の判定が満たされ、ステップ１０７に移る。ステップ１０７では、運転制御部２８は、第２段階の運転能力の抑制を行うために吐出圧力の目標値をＰ３（但しＰ３＜Ｐ２）に設定する。そして、吐出圧力の目標値Ｐ３と吐出圧力の検出値との偏差を演算し、これに基づいて生成した回転数指令信号をインバータ４に出力する。また、吐出圧力の目標値Ｐ３を基準として吐出圧力の上限値及び下限値を設定し、これらに基づいて吸込み絞り弁６を閉塞又は開放させる。一方、ステップ１０６にて例えばいずれかの交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｂｉを超えた場合は、その判定が満たされず、ステップ１０８に移る。

ステップ１０８では、判定部２７は、全ての交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｄｉ以下であるかどうかを判定する。例えば全ての交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｄｉ以下である場合は、ステップ１０８の判定が満たされ、ステップ１０９に移る。ステップ１０９では、運転制御部２８は、第３段階の運転能力の抑制を行うために吐出圧力の目標値をＰ４（但しＰ４＜Ｐ３）に設定する。そして、吐出圧力の目標値Ｐ４と吐出圧力の検出値との偏差を演算し、これに基づいて生成した回転数指令信号をインバータ４に出力する。また、吐出圧力の目標値Ｐ４を基準として吐出圧力の上限値及び下限値を設定し、これらに基づいて吸込み絞り弁６を閉塞又は開放させる。一方、ステップ１０８にて例えばいずれかの交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する超過時間Ｄｉを超えた場合は、その判定が満たされず、ステップ１１０に移る。ステップ１１０では、運転制御部２８は、圧縮機本体１を停止させる。

以上のように構成された本実施形態においては、制御装置２５は、上記第１の実施形態の制御装置１７と同様、推奨品であると識別された交換対象物の使用時間Ｔｉに対しては、予め設定された第１の基準時間Ａｉを超えたか否かを判定し、推奨品ではないと識別された交換対象物の使用時間Ｔｉに対しては、第１の基準時間より短くなるように予め設定された第２の基準時間Ａｉを超えたか否かを判定する。そして、例えばいずれかの交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する基準時間Ａｉを超えたと判定された場合に、その超過の大きさに応じて圧縮機の運転能力を段階的に抑制する。このようにして本実施形態においては、交換対象物が推奨品であるか否かに対応した基準時間（交換時間）にて圧縮機の運転能力を抑制し、これによって交換時期をユーザに認識させるとともに交換対象物の交換を促すことができる。したがって、交換対象物が推奨品ではない場合であっても長期使用を避けることができ、安全性を高めることができる。

なお、上記第２の実施形態においては、制御装置２５は、吐出圧力の目標値をＰ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４と段階的に下げることにより、圧縮機の運転能力を段階的に抑制する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば図８に示すように、インバータ４によって制御される圧縮機本体１の最高回転数（言い換えれば、回転数の可変制御範囲の上限値）をＮ１→Ｎ２→Ｎ３→Ｎ４と段階的に下げることにより、圧縮機の運転能力を段階的に抑制してもよい。また、例えば吐出圧力の目標値及び圧縮機本体の最高回転数を共に段階的に下げることにより、圧縮機の運転能力を段階的に抑制してもよい。これらの変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。

また、上記第２の実施形態においては、制御装置２５は、いずれかの交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する基準時間Ａｉを超えた場合に、その超過の大きさに応じて圧縮機の運転能力を段階的に抑制し、さらに超過時間Ｄｉを超えた場合に圧縮機本体１を停止させる場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばいずれかの交換対象物の使用時間Ｔｉが対応する基準時間Ａｉを超えた場合に圧縮機本体を停止させてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。

また、上記第２の実施形態においては、特に説明しなかったが、制御装置２５は、上記第１の実施形態の制御装置１７と同様、交換時期表示制御を行うように構成してもよい。

本発明の第３の実施形態を図９〜図１１により説明する。本実施形態は、複数の交換対象物の使用時間をパラメータとして総合時間を演算し、その総合時間が基準時間を超えた場合に圧縮機本体の運転能力を抑制する実施形態である。なお、本実施形態において、上記第２の実施形態などと同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図９は、本実施形態における制御装置の運転制御に係わる機能的構成を表すブロック図である。この図９において、制御装置２９は、通信部１８、使用時間演算部１９、記憶部２０、識別設定部３０、総合判定部３１、及び運転制御部２８を有している。

図１０は、本実施形態における制御装置の運転制御に係わる処理内容を表すフローチャートである。

まずステップ２００において、識別設定部３０は、通信部１８を介して受信した各交換対象物の識別情報に基づいて各交換対象物（詳細には、ベルト２、サクションフィルタ５、セパレータエレメント８、及びオイルフィルタ１３）が推奨品であるか否かを識別し、予め記憶された設定テーブルに基づいて各交換対象物における重み係数Ｋｉを設定する。具体的には、例えば図１１に示す設定テーブルのように、ベルト２が推奨品であると識別した場合には重み係数Ｋ１を０．８に設定し、代替品であると識別した場合には重み係数Ｋ１をより大きい２．０に設定する。また、サクションフィルタ５が推奨品であると識別した場合には重み係数Ｋ２を０．６に設定し、代替品であると識別した場合には重み係数Ｋ２をより大きい１．０に設定する。また、セパレータエレメント８が推奨品であると識別した場合には重み係数Ｋ３を０．８に設定し、代替品であると識別した場合には重み係数Ｋ３をより大きい２．０に設定する。また、オイルフィルタ１３が推奨品であると識別した場合には重み係数Ｋ４を１．０に設定し、代替品であると識別した場合には重み係数Ｋ４をより大きい３．０に設定する。

そして、ステップ２０１に進み、使用時間演算部１９は、圧縮機本体１の運転時間に基づいて各交換対象物の使用時間Ｔｉ（詳細には、ベルト２の使用時間Ｔ１、サクションフィルタ５の使用時間Ｔ２、セパレータエレメント８の使用時間Ｔ３、又はオイルフィルタ１３の使用時間Ｔ４）を演算する。

そして、ステップ２０２に進み、総合判定部３１は、使用時間演算部１９で演算された各交換対象物の使用時間Ｔｉに識別設定部３０で設定された対応する重み係数Ｋｉを乗じ、これらを合算した総合時間を演算する。そして、総合時間が予め設定された基準時間Ａｔ以下であるかどうかを判定する。例えば総合時間が基準時間Ａｔ以下である場合は、ステップ２０２の判定が満たされ、ステップ２０３に進んで、運転制御部２８は、通常運転を行うように制御する。一方、例えば総合時間が基準時間Ａｔを超えた場合は、ステップ２０２の判定が満たされず、ステップ２０４に移る。

ステップ２０４では、総合判定部３１は、総合時間が予め設定された超過時間Ｂｔ（但しＢｔ＞Ａｔ）以下であるかどうかを判定する。例えば総合時間が基準時間Ｂｔ以下である場合は、ステップ２０４の判定が満たされ、ステップ２０５に進んで、運転制御部２８は、第１段階の運転能力の抑制を行うように制御する。一方、例えば総合時間が基準時間Ｂｔを超えた場合は、ステップ２０４の判定が満たされず、ステップ２０６に移る。

ステップ２０６では、総合判定部３１は、総合時間が予め設定された超過時間Ｃｔ（但しＣｔ＞Ｂｔ）以下であるかどうかを判定する。例えば総合時間が基準時間Ｃｔ以下である場合は、ステップ２０６の判定が満たされ、ステップ２０７に進んで、運転制御部２８は、第２段階の運転能力の抑制を行うように制御する。一方、例えば総合時間が基準時間Ｃｔを超えた場合は、ステップ２０６の判定が満たされず、ステップ２０８に移る。

ステップ２０８では、総合判定部３１は、総合時間が予め設定された超過時間Ｄｔ（但しＤｔ＞Ｃｔ）以下であるかどうかを判定する。例えば総合時間が基準時間Ｃｔ以下である場合は、ステップ２０８の判定が満たされ、ステップ２０９に進んで、運転制御部２８は、第３段階の運転能力の抑制を行うように制御する。一方、例えば総合時間が超過時間Ｄｔを超えた場合は、ステップ２０８の判定が満たされず、ステップ２１０に進んで、運転制御部２８は、圧縮機本体１を停止させる。

以上のように構成された本実施形態においては、制御装置２９は、推奨品であると識別された交換対象物の使用時間Ｔｉに対しては、予め設定された第１の重み係数Ｋｉを乗じ、推奨品ではないと識別された交換対象物の使用時間Ｔｉに対しては、第１の重み係数より大きくなるように予め設定された第２の係数重みＫｉを乗じ、これら係数Ｋｉを乗じた複数の交換対象物の使用時間をパラメータとして総合時間（Σ（Ｋｉ・Ｔｉ））を演算し、その総合時間（Σ（Ｋｉ・Ｔｉ））が予め設定された基準時間Ａｔを超えたかどうかを判定する。そして、例えば総合時間（Σ（Ｋｉ・Ｔｉ））が基準時間Ａｔを超えたと判定された場合に、その超過の大きさに応じて圧縮機の運転能力を段階的に抑制する。このようにして本実施形態においては、交換対象物が推奨品であるか否かに対応して演算した総合時間が基準時間を超えた時期に圧縮機の運転能力を抑制するので、圧縮機のメンテナンス時期の到来をユーザに認識させるとともに交換対象物の交換を促すことができる。したがって、交換対象物が推奨品ではない場合であっても長期使用を避けることができ、安全性を高めることができる。

なお、上記第３の実施形態においては、制御装置２９は、重み係数Ｋｉを乗じて各交換対象物の使用時間Ｔｉを合算して総合時間を求める場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、重み係数Ｋｉを乗じた各交換対象物の使用時間Ｔｉをパラメータとして演算するのであれば、他の演算式でもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。

また、上記第３の実施形態においては、特に説明しなかったが、制御装置２９は、上記第１の実施形態の制御装置１７と同様、交換時期表示制御を行うように構成してもよい。

また、上記第１〜第３の実施形態においては、特に説明しなかったが、制御装置は、交換対象物の使用時間をＩＣチップに送信して書き込ませてもよい。このような変形例においては、例えば空気圧縮機に中古の交換対象物が新たに装着された場合でも、制御装置は、中古の交換対象物のＩＣチップに記憶された過去の使用時間を取得し、これを初期値として使用時間を演算することができる。

また、上記第１〜第３の実施形態においては、制御装置は、交換対象物のＩＣチップに記憶された識別情報を受信し、この受信した識別情報に基づいて交換対象物が推奨品であるか否かを識別する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、制御装置は、交換対象物に設けられたバーコード又はホログラム等をリーダで読み取り、これに基づいて交換対象物が推奨品であるか否かを識別するようにしてもよい。また、ＩＣチップやバーコード等を直接設けることができない交換対象物（例えば潤滑油）に対しては、例えば交換対象物の付属品（例えば潤滑油を貯蔵する容器）にＩＣチップやバーコード等を設けてもよい。また、例えば、制御装置は、キーボード等からの入力によって交換対象物が推奨品であるか否かを識別するようにしてもよい。これらの変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。

なお、以上においては、本発明の適用対象として、圧縮機本体の回転数を可変制御する給油式の空気圧縮機を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば圧縮機本体の回転数を固定して運転する空気圧縮機に適用してもよいし、また例えば無給油式の空気圧縮機に適用してもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。

本発明の適用対象である空気圧縮機の構成を一例として表す概略図である。 本発明の第１の実施形態における制御装置の交換時期表示制御に係わる機能的構成を表すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における制御装置の設定テーブルを一例として表す図である。 本発明の第２の実施形態における制御装置の運転制御に係わる機能的構成を表すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における制御装置の運転制御に係わる処理内容を表すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における制御装置の設定テーブルを一例として表す図である。 本発明の第２の実施形態における制御装置の運転制御特性を表す図であり、交換対象物の使用時間と吐出圧力の目標値との関係を示す。 本発明の一変形例における制御装置の運転制御特性を表す図であり、交換対象物の使用時間と圧縮機本体の最高回転数との関係を示す。 本発明の第３の実施形態における制御装置の運転制御に係わる機能的構成を表すブロック図である。 本発明の第３の実施形態における制御装置の運転制御に係わる処理内容を表すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における制御装置の設定テーブルを一例として表す図である。

符号の説明

１ 圧縮機本体
２ ベルト
２ａ ＩＣチップ
３ 電動機
４ インバータ
５ サクションフィルタ
５ａ ＩＣチップ
８ セパレータエレメント
８ａ ＩＣチップ
１３ オイルフィルタ
１３ａ ＩＣチップ
１７ 制御装置（使用時間演算手段、識別手段、判定手段、報知手段）
２５ 制御装置（使用時間演算手段、識別手段、判定手段、運転制御手段）
２９ 制御装置（使用時間演算手段、識別手段、判定手段、運転制御手段）

Claims (8)

1. 空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体の運転とともに使用される交換対象物とを備えた空気圧縮機において、
   前記圧縮機本体の運転時間に基づいて前記交換対象物の使用時間を演算する使用時間演算手段と、
   前記交換対象物が推奨品であるか否かを識別する識別手段と、
   推奨品であると識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、予め設定された第１の基準時間を超えたか否かを判定し、推奨品ではないと識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、第１の基準時間より短くなるように予め設定された第２の基準時間を超えたか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に報知する報知手段とを備えたことを特徴とする空気圧縮機。
2. 空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体の運転とともに使用される交換対象物とを備えた空気圧縮機において、
   前記圧縮機本体の運転時間に基づいて前記交換対象物の使用時間を演算する使用時間演算手段と、
   前記交換対象物が推奨品であるか否かを識別する識別手段と、
   推奨品であると識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、予め設定された第１の基準時間を超えたか否かを判定し、推奨品ではないと識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、第１の基準時間より短くなるように予め設定された第２の基準時間を超えたか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に圧縮機の運転能力を抑制するか若しくは前記圧縮機本体を停止する運転制御手段とを備えたことを特徴とする空気圧縮機。
3. 空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体の運転とともに使用される複数の交換対象物とを備えた空気圧縮機において、
   前記圧縮機本体の運転時間に基づいて前記複数の交換対象物の使用時間をそれぞれ演算する使用時間演算手段と、
   前記複数の交換対象物が推奨品であるか否かをそれぞれ識別する識別手段と、
   推奨品であると識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、予め設定された第１の係数を乗じ、推奨品ではないと識別された前記交換対象物の使用時間に対しては、第１の係数より大きくなるように予め設定された第２の係数を乗じ、これら係数を乗じた前記複数の交換対象物の使用時間をパラメータとして総合時間を演算し、その総合時間が予め設定された基準時間を超えたかどうかを判定する判定手段と、
   前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に圧縮機の運転能力を抑制するか若しくは前記圧縮機本体を停止する運転制御手段とを備えたことを特徴とする空気圧縮機。
4. 請求項２又は３記載の空気圧縮機において、前記運転制御手段は、前記圧縮機本体の吐出圧力の目標値を下げることにより、圧縮機の運転能力を抑制することを特徴とする空気圧縮機。
5. 請求項２〜４のいずれか１項記載の空気圧縮機において、前記圧縮機本体の回転数を可変制御するインバータをさらに備え、前記運転制御手段は、前記圧縮機本体の回転数の可変制御範囲の上限値を下げることにより、圧縮機の運転能力を抑制することを特徴とする空気圧縮機。
6. 請求項２〜５のいずれか１項記載の空気圧縮機において、前記運転制御手段は、前記判定手段で基準時間を超えたと判定された場合に、その超過の大きさに応じて圧縮機の運転能力を段階的に抑制することを特徴とする空気圧縮機。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の空気圧縮機において、前記交換対象物は、前記圧縮機本体と電動機との間で動力を伝達するベルト、前記圧縮機本体の吸込側に設けられ吸気中の不純物を除去するサクションフィルタ、前記圧縮機本体に供給する潤滑油、前記圧縮機本体で生成した圧縮空気から潤滑油を分離するセパレータエレメント、及び潤滑油中の不純物を除去するオイルフィルタのうちのいずれかであることを特徴とする空気圧縮機。
8. 請求項１〜７のいずれか１項記載の空気圧縮機において、前記交換対象物は、識別情報を記憶するとともに情報処理を行うＩＣチップを有し、前記識別手段は、前記交換対象物のＩＣチップに記憶された識別情報に基づいて前記交換対象物が推奨品であるか否かを識別することを特徴とする空気圧縮機。

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