JP2011027068A - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、連結された複数の空気圧縮機を効率良く使用することができる空気圧縮機を提供する。
【解決手段】空気圧縮機１００の１対の空気タンク１３１（１３１ａ、１３１ｂ）と空気圧縮機２００の１対の空気タンク２３１（２３１ａ、２３１ｂ）は、エアホース３００を介して連通している。空気圧縮機１００、２００は、運転停止中に圧力センサ１３３、２３３の検出信号から算出した空気タンク１３１、２３１内の圧力の時間変化率が正、すなわち圧力が上昇していると判別すると、電動モータ１２０、２２０の運転を再開する。従って、空気圧縮機１００、２００は、一方の空気圧縮機が先に再起動圧力を検出して運転を再開すると、他方の空気圧縮機は空気タンク内の圧力上昇を検出して運転を再開する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気工具等に用いられる圧縮空気を生成する空気圧縮機に関する。

従来、建築現場等では、圧縮空気の圧力で釘やネジを木材等に打ち込む携帯型の空気工具が使用されている。しかし、近年、建築市場では工法の変化により、空気工具による圧縮空気の消費量が増大しており、１台の空気圧縮機では圧縮空気の供給が追いつかない場合がある。このため、複数台の空気圧縮機の空気タンクをホースを介して連通させて使用する方法が知られている。また、複数台の空気圧縮機を接続して運転をする場合に、専用の外部接続ケーブルで空気圧縮機を接続して運転制御をおこなうシステムが提案されている。（例えば特許文献１、及び特許文献２）。

特開２００５−３３７２０４号公報 特開２００７−３３２９４６号公報

複数の空気圧縮機を連結して使用した場合、各々の空気圧縮機の圧力センサに誤差がなければ複数の空気圧縮機は完全に同調する。しかし、一般に高圧の圧縮空気の圧力を正確に測定することは容易でないため、圧力センサの測定値には若干のばらつきが生じる場合がある。各空気圧縮機の空気タンクに設けられた圧力センサの測定値のばらつきにより、先に再起動設定圧力値を検出した空気圧縮機のみが運転してしまい、運転する圧縮機に偏りが生じる恐れがある。一方の空気圧縮機のみが運転する状況が続くと、空気圧縮機の寿命にも偏りが生じてしまう恐れがある。

また、特許文献１、及び特許文献２に記載されているシステムでは、複数台の空気圧縮機の運転を制御するために、専用の外部接続ケーブルが必要であり、空気圧縮機本体には外部接続用のポートを設ける必要があるため、空気圧縮機の構成が複雑となる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、簡素な構成で、連結された複数の空気圧縮機を効率良く使用することができる空気圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る空気圧縮機は、
圧縮空気を生成する圧縮装置と、
前記圧縮装置を駆動する電動モータと、
前記圧縮装置で生成された圧縮空気を貯留し、他の空気圧縮機の空気タンクとエアホースを介して連通する空気タンクと、
前記空気タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
前記電動モータの運転を制御する制御回路部と、
を備える空気圧縮機であって、
前記制御回路部は、
前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力が所定の圧力よりも大きいと判別した場合、前記電動モータの運転を停止し、
前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力に基づいて演算された前記空気タンク内の圧力の時間変化率が正であると判別した場合、前記電動モータの運転を開始する、ことを特徴とする。

前記制御回路部は、前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力に基づいて演算された前記空気タンク内の圧力の時間減少率が所定の時間減少率よりも大きいと判別した場合、前記電動モータの運転を開始してもよい。

前記空気タンクが他の空気圧縮機の空気タンクと連通している状態で前記電動モータを運転させるモードと、前記空気タンクが他の空気圧縮機の空気タンクと連通していない状態で前記電動モータを運転させるモードとに切り替える切替手段をさらに備え、
前記制御回路部は、前記切替手段により切り替えられたモードに基づいて、前記所定の時間減少率を第１の所定値と第２の所定値とに切り替えてもよい。

前記制御回路部は、前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力が所定の圧力よりも小さいと判別した場合、前記電動モータの運転を開始してもよい。

本発明によれば、簡素な構成で、連結された複数の空気圧縮機を効率良く使用することができる。

第１の実施形態に係る空気圧縮機の側面図である。 第１の実施形態に係る空気圧縮機の正面図である。 第１の実施形態に係る空気圧縮機の回路構成図である。 第１の実施形態に係る制御部の運転制御処理のフローチャートである。 （ａ）は従来の空気圧縮機における空気タンク内圧力と電動モータの運転状態の時間推移を示す図、（ｂ）は第１の実施形態に係る空気圧縮機における空気タンク内圧力と電動モータの運転状態の時間推移を示す図である。 第２の実施形態に係る空気圧縮機の回路構成図である。 第２の実施形態に係る制御部の運転制御処理のフローチャートである。

以下、本発明の第１の実施形態に係る空気圧縮機１００を図面を用いて説明する。図１に示すように、空気圧縮機１００は、圧縮装置１１０と、電動モータ１２０と、空気タンク部１３０と、操作パネル部１４０と、制御回路部１５０と、から構成される。また、空気圧縮機１００の空気タンク部１３０は、その取出口１３２からエアホース３００を介して他の空気圧縮機２００の空気タンク部２３０と連通している。なお、空気圧縮機２００の構成は以下に説明する空気圧縮機１００の構成と同様である。

圧縮装置１１０は、シリンダ内のピストンを電動モータ１２０により往復運動させ、シリンダの吸気弁からシリンダ内に引き込まれた空気を圧縮することにより、圧縮空気を生成する。生成された圧縮空気は、シリンダの排気弁から排気され、配管を通って空気タンク部１３０に貯留される。

電動モータ１２０は、圧縮装置１１０のピストンを往復運動させるための駆動力を発生させるもので、電動モータ１２０の回転軸に取り付けられたクランク軸を介してピストンを往復運動させる。また、電動モータ１２０は、制御回路部１５０により、その運転の開始・停止等を制御される。

電動モータ１２０とともに圧縮装置１１０を間に挟むようにして冷却ファン１２１が設けられる。冷却ファン１２１は、電動モータ１２０の回転軸に取り付けられ、圧縮装置１１０を通風冷却する。

空気タンク部１３０は、図１及び図２に示すように、長胴型に形成された１対の空気タンク１３１（１３１ａ、１３１ｂ）から構成される。空気タンク１３１ａと空気タンク１３１ｂとは連結管により連通しており、圧縮装置１１０で生成された圧縮空気は、配管を介して空気タンク部１３０に供給され、空気タンク１３１ａと空気タンク１３１ｂの双方に貯留される。空気タンク１３１ａは、図１に示すように圧縮空気を取り出すための取出口１３２を備えており、空気圧縮機２００の空気タンク２３１ａと、公知の構造の継手により着脱可能なエアホース３００を介して連通している。このようにして、空気圧縮機１００は空気タンク１３１の容量を増大させている。また、空気圧縮機１００の空気タンク１３１と、空気圧縮機２００の空気タンク２３１とは連通している。

また、空気タンク１３０ａには、内部の圧縮空気の圧力を検出するための圧力センサ１３３が設けられている。圧力センサ１３３による検出信号は、制御回路部１５０に送られ、電動モータ１２０の運転制御に用いられる。

また、空気タンク部１３０は、図２に示すように、空気タンク１３１に貯留された圧縮空気を所定の圧力に減圧して空気工具等へ供給するための減圧弁１３４ａ、１３４ｂを備える。

操作パネル部１４０は、電動モータ１２０の電源のＯＮ・ＯＦＦ操作を行うための電源スイッチ１４１と、例えば空気タンク１３１内の圧力や警告を表示するＬＥＤ（Light-Emitting Diode）を有する出力部１４２とから構成される。

制御回路部１５０は、図３に示すように、制御部１５１と、電源回路１５２と、駆動回路１５３と、電流監視回路１５４と、から構成される。

制御部１５１は、例えば、内部にタイマを備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ワークエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）と、電動モータ１２０の運転制御プログラム等を格納するＲＯＭ（Read-Only Memory）とから構成される。制御部１５１は、圧力センサ１３３からの検出信号を受信し、その検出信号が示す圧力Ｐ（ｔ）と、予めＲＯＭに記憶されている停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰ、再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}、再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}等に基づき、駆動回路１５３を介して電動モータ１２０の運転を制御する。ここで、「停止圧力」とは、電動モータ１２０の運転を停止する際の空気タンク１３１内の圧縮空気の圧力、「再起動圧力」とは、電動モータ１２０の運転を再開する際の空気タンク１３１内の圧縮空気の圧力を示す。従って、制御部１５１により、空気タンク１３１内の圧力は、停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰと再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}との間の圧力となるように維持される。また、「再起動圧力降下」とは、電動モータ１２０の運転を再開する際における空気タンク１３１内の圧縮空気の所定時間ΔＴ内の圧力Ｐの減少量を示す。なお、本実施形態では、上記数値の一例として、Ｐ_ＳＴＯＰ＝４．４ＭＰａ、Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}＝３．２ＭＰａ、ΔＴ＝３ｓでのΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａである場合について説明する。

電源回路１５２は、整流回路、平滑回路、定電圧回路等から構成され、交流電源４００から電動モータ１２０等に供給される電源を直流に変換する。

駆動回路１５３は、制御部１５１からの制御信号に従って、電動モータ１２０の運転開始・停止を制御する。

電流監視回路１５４は、電動モータ１２０に供給される電流を検出し、その検出信号を制御部１５１に送信する。

次に、本実施形態において制御部１５１が行う電動モータ１２０の運転制御処理について図４を用いて説明する。

制御部１５１は、空気圧縮機１００が交流電源４００に接続され、電源スイッチが操作されることにより、運転制御処理を開始する。

制御部１５１は、駆動回路１５３に電動モータ１２０の運転開始の制御信号を送信する。この制御信号を受信した駆動回路１５３は、電動モータ１２０への電源供給を開始し、電動モータ１２０が運転を開始する（ステップＳ１０１）。

次に制御部１５１は、圧力センサ１３３から送信される検出信号のサンプリングを開始する（ステップＳ１０２）。制御部１５１は、所定時間毎（例えば１秒毎）にサンプリングを行い、サンプリングされた検出信号により示される空気タンク１３１内の圧力Ｐ（ｔ）をＲＡＭに記憶する。

次に制御部１５１は、ステップＳ１０２で記憶された圧力Ｐ（ｔ）が停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰ＝４．４ＭＰａ以上か否かを判別する（ステップＳ１０３）。

圧力Ｐ（ｔ）が４．４ＭＰａ以上でないと判別した場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、制御部１５１は、圧力Ｐ（ｔ）が４．４ＭＰａ以上となるまで待ち状態となる。

圧力Ｐ（ｔ）が４．４ＭＰａ以上であると判別した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、制御部１５１は、駆動回路１５３に電動モータ１２０の運転を停止する旨の制御信号を送信する（ステップＳ１０４）。この制御信号を受信した駆動回路１５３は、電動モータ１２０への電源供給を停止し、電動モータ１２０は運転を停止する。

次に制御部１５１は、ＲＡＭに記憶された圧力Ｐ（ｔ）から、圧力Ｐ（ｔ）の時間変化率ΔＰ／ΔＴを算出し、算出されたΔＰ／ΔＴが正か否かを判別する（ステップＳ１０５）。ここで、ΔＰ／ΔＴを算出する方法としては、例えば、ある時点における圧力値Ｐ（ｔ）と所定時間ΔＴ後（例えばΔＴ＝３ｓ）における圧力Ｐ（ｔ＋ΔＴ）との差ΔＰ＝Ｐ（ｔ＋ΔＴ）−Ｐ（ｔ）を算出し、そこからΔＰ／ΔＴを算出する。

ΔＰ／ΔＴが正であると判別した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、制御部１５１は、ステップＳ１０１に戻り、電動モータ１２０の運転開始の制御信号を駆動回路１５３に送信する。この制御信号を受信した駆動回路１５３は、電動モータ１２０への電源供給を開始し、電動モータ１２０が運転を開始する。ここで、電動モータ１２０の運転を開始するのは、電動モータ１２０が運転していないにもかかわらず、ΔＰ／ΔＴが正、すなわち空気タンク１３１内の圧力が上昇しているのは、エアホース３００を介して連結している別の空気圧縮機２００が運転しているためである。従って、運転する空気圧縮機の偏りをなくすため、制御部１５１は空気タンク１３１内の圧力上昇を検出すると電動モータ１２０の運転を開始させる。

ΔＰ／ΔＴが正でないと判別した場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、制御部１５１は、圧力Ｐ（ｔ）が再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}＝３．２ＭＰａよりも小さいか否かを判別する（ステップＳ１０６）。

圧力Ｐ（ｔ）が再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}＝３．２ＭＰａよりも小さいと判別した場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、制御部１５１は、ステップＳ１０１に戻り、電動モータ１２０の運転を開始する旨の制御信号を送信する。この制御信号を受信した駆動回路１５３は、電動モータ１２０への電源供給を開始し、電動モータ１２０が運転を開始する。

次に制御部１５１は、圧力Ｐ（ｔ）が４ＭＰａよりも小さいか否かを判別する（ステップＳ１０７）。

圧力Ｐ（ｔ）が４ＭＰａよりも小さくないと判別した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、制御部１５１は、ステップＳ１０５に処理を戻す。ここで、圧力Ｐ（ｔ）が４ＭＰａよりも小さくない、すなわちＰ（ｔ）が４ＭＰａ以上の場合にステップＳ１０５へ処理を戻すのは、電動モータ１２０の停止直後に瞬間的に大量の圧縮空気が消費され、その後すぐに作業が中断されるような場合に、電動モータ１２０の運転と停止が短いサイクルで繰り返されることを防ぐためである。

圧力Ｐ（ｔ）が４ＭＰａよりも小さいと判別した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、制御部１５１は、所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ１０８）。ここで、圧力降下−ΔＰは、ある時点における圧力Ｐ（ｔ）と所定時間ΔＴ＝３ｓにおける圧力Ｐ（ｔ＋ΔＴ）との差ΔＰ＝Ｐ（ｔ＋ΔＴ）−Ｐ（ｔ）から、−ΔＰ＝−｛Ｐ（ｔ＋ΔＴ）−Ｐ（ｔ）｝＝Ｐ（ｔ）−Ｐ（ｔ＋ΔＴ）のように算出される。

所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａよりも大きいと判別した場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、制御部１５１はステップＳ１０１に戻り、電動モータ１２０の運転開始の制御信号を駆動回路１５３に送信する。この制御信号を受信した駆動回路１５３は、電動モータ１２０への電源供給を開始し、電動モータ１２０が運転を開始する。このように、圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}よりも大きい場合、すなわち圧縮空気の消費速度が所定の速度よりも速い場合に、空気タンク１３１内の圧力Ｐ（ｔ）が再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}に達する前に電動モータ１２０の運転を再開させることで、空気工具等に対してスムーズに圧縮空気を供給できる。

所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａよりも大きくない、すなわち−ΔＰが０．０５ＭＰａ以下であると判別した場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、制御部１５１は、ステップＳ１０５に処理を戻す。

次に、上述したように構成される空気圧縮機１００の動作を図５を用いて説明する。

まず、圧力センサの検出信号に基づいて、停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰと再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}との間に空気タンク内の圧力Ｐを維持するように制御される従来の空気圧縮機５００、６００の動作について図５（ａ）を用いて説明する。図５（ａ）において、上図は空気圧縮機５００、６００の空気タンク内圧力Ｐの時間変化を表したグラフである。また、中図及び下図は、それぞれ空気圧縮機５００、６００の電動モータの運転状態を表す図である。ここで、電動モータの運転状態を表す図において、「ＯＮ」と記載された矩形は電動モータが運転している状態を表し、何も記載されていない空間は、電動モータが運転していない状態を表す。なお、２台の空気圧縮機５００、６００の空気タンクはエアホースを介して連通しているため、両空気タンク内の圧力は同一と考えられる。また、空気圧縮機５００の圧力センサが再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}を検出する時の空気タンク内圧力をＰ_{ＳＴＡＲＴ}＋ΔＰ_５００、空気圧縮機６００の圧力センサが再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}を検出する時の空気タンク内圧力をＰ_{ＳＴＡＲＴ}＋ΔＰ_６００とする。ここで、空気圧縮機５００の圧力センサおよび空気圧縮機６００の圧力センサの測定誤差をそれぞれΔＰ_５００およびΔＰ_６００とし、ΔＰ_５００＜ΔＰ_６００であるとする。

まず、時刻ｔ＝０で、２台の空気圧縮機５００、６００の電動モータは同時に電源スイッチがＯＮにされることにより、運転を開始する。そして、空気圧縮機５００、６００の空気タンク内圧力は増加していき、時刻ｔ＝ｔ_１にて停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰ＝４．４ＭＰａに達するため、空気圧縮機５００、６００の電動モータは運転を停止する。

そして、空気タンク内の圧縮空気が消費され、空気タンク内の圧力が減少していくと、時刻ｔ＝ｔ_２において空気圧縮機６００の圧力センサが空気圧縮機５００の圧力センサよりも先に再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}＝３．２ＭＰａを検出するため、空気圧縮機６００の電動モータは運転を再開する。従って、両空気タンク内の圧力は上昇する。この時、空気圧縮機５００の圧力センサは再起動圧力である３．２ＭＰａを検出していない状態で空気タンク内の圧力が上昇するため、空気圧縮機５００の電動モータは運転を再開しないまま、空気圧縮機６００の電動モータのみが運転している状態である。

そして、時刻ｔ＝ｔ_３において両空気タンク内の圧力が再び停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰ＝４．４ＭＰａに達すると、空気圧縮機６００の電動モータは運転を停止する。そして、圧縮空気が消費され、両空気タンク内の圧力が減少していくと、時刻ｔ＝ｔ_４において、時刻ｔ＝ｔ_２の時と同様に空気圧縮機６００の電動モータのみが運転を再開する。

このように、空気圧縮機５００、６００の圧力センサの測定値にばらつきがあると、空気圧縮機６００の電動モータのみが運転を繰り返すことになり、運転する空気圧縮機に偏りが生じる。

次に、本実施形態に係る空気圧縮機１００、２００の空気タンク１３１、２３１を連通させて運転させる場合の動作を図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ｂ）は、上図が空気圧縮機１００、２００の空気タンク内圧力Ｐの時間変化を表したグラフである。中図及び下図は、それぞれ空気圧縮機１００、２００の電動モータ１２０、２２０の運転状態を表す図であり、表し方は図５（ａ）と同様である。また、空気圧縮機１００の圧力センサ１３３が再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}を検出する時の空気タンク内圧力をＰ_{ＳＴＡＲＴ}＋ΔＰ_１００、空気圧縮機２００の圧力センサ２３３が再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}を検出する時の空気タンク内圧力をＰ_{ＳＴＡＲＴ}＋ΔＰ_２００とする。ここで、空気圧縮機１００の圧力センサ１３３および空気圧縮機２００の圧力センサ２３３の測定誤差をそれぞれΔＰ_１００およびΔＰ_２００とし、ΔＰ_１００＜ΔＰ_２００であるとする。

まず、時刻ｔ＝０で、２台の空気圧縮機１００、２００の電動モータ１２０、２２０は同時に電源スイッチがＯＮにされることにより、運転を開始する。そして、空気圧縮機１００、２００の空気タンク内圧力Ｐは増加していき、時刻ｔ＝ｔ_１にて停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰ＝４．４ＭＰａに達するため、空気圧縮機１００、２００の電動モータ１２０、２２０は運転を停止する。

そして、空気タンク内の圧縮空気が消費され、空気タンク内圧力Ｐが減少していくと、時刻ｔ＝ｔ_２において空気圧縮機２００の圧力センサ２３３が空気圧縮機１００の圧力センサ１３３よりも先に再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}＝３．２ＭＰａを検出するため、空気圧縮機２００の電動モータ２２０は運転を再開する。従って、両空気タンク内の圧力は上昇する。そして、時刻ｔ＝ｔ_３において空気圧縮機１００の制御部１５１は、空気タンク１３１内の圧力が上昇していることを判別し、電動モータ１２０の運転を開始させる。従って、空気圧縮機１００、２００の両方の電動モータ１２０、２２０が運転を行う。

そして、時刻ｔ＝ｔ_４において空気タンク内圧力Ｐが再び停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰ＝４．４ＭＰａに達すると、空気圧縮機１００、２００の電動モータ１２０、２２０は運転を停止する。そして、圧縮空気が消費され、空気タンク内圧力Ｐが減少していくと、時刻ｔ＝ｔ_５において、時刻ｔ＝ｔ_２の時と同様にまず空気圧縮機２００の電動モータ２２０のみが運転を再開し、続いて時刻ｔ＝ｔ_６において空気タンク内の圧力上昇を検出した空気圧縮機１００の電動モータ１２０が運転を再開する。

このように、空気圧縮機１００、２００は、自身の電動モータ１２０、２２０が運転しておらず、かつ自身の空気タンク１３１、２３１内の圧力が上昇していることを検出して電動モータ１２０、２２０の運転を再開するため、それぞれの圧力センサ１３３、２３３の測定値にばらつきがあっても、一方の空気圧縮機のみが運転を行うことを防止することができる。さらに、上述したように空気圧縮機を動作させるためには、従来の空気圧縮機に対して、本実施形態に係る運転制御プログラムを適用するだけでよく、特別な配線等は必要としない。

続けて、圧縮空気の消費速度が所定の速度よりも速い場合の空気圧縮機１００、２００の動作を説明する。図５（ｂ）の時刻ｔ＝ｔ_７において空気タンク内圧力Ｐが停止圧力Ｐ_ＳＴＯＰ＝４．４ＭＰａに達すると、空気圧縮機１００、２００の電動モータ１２０、２２０は運転を停止する。そして、時刻ｔ＝ｔ_８において、空気圧縮機１００、２００は空気タンク内圧力が４．０ＭＰａよりも小さく、かつ圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａよりも大きい、すなわち圧縮空気の消費速度が所定の速度よりも速いことを検出すると、再起動圧力Ｐ_{ＳＴＡＲＴ}＝３．２ＭＰａを検出する前に運転を再開する。

このように、圧縮空気の消費速度が所定の速度よりも速い場合に、空気タンク内圧力が再起動圧力に達する前に電動モータの運転を再開させることで、空気工具等にスムーズに圧縮空気を供給することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る空気圧縮機１００Ａを図面を用いて説明する。空気圧縮機１００Ａは、図６に示すように操作パネル部１４０に切替スイッチ１４３を備えている点、及び後述するように制御部１５１が切替スイッチ１４３により再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}の値を切り替える点で第１の実施形態に係る空気圧縮機１００と異なる。なお、第１の実施形態に係る空気圧縮機１００と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

切替スイッチ１４３は、操作パネル部１４０に設けられ、空気圧縮機１００Ａの空気タンク１３１を他の空気圧縮機の空気タンクと連通させて使用するモード（複数連結モード）と、他の空気圧縮機の空気タンクと連通させずに空気圧縮機１００Ａを単体で使用するモード（単体モード）の何れかに切り替えるためのスイッチである。切替スイッチ１４３は、複数連結モードと単体モードのうち何れのモードに切り替えられているかを示すモード信号を制御部１５１に送信する。

制御部１５１は、予めＲＯＭに単体モード時の再起動圧力降下ΔＰ１_{ＳＴＡＲＴ}と、複数連結モード時の再起動圧力降下ΔＰ２_{ＳＴＡＲＴ}とを記憶している。そして、制御部１５１は、切替スイッチ１４３からのモード信号に基づいて、圧縮空気の消費速度が速いか否かを判別する基準となる再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}の値を切り替える。なお、本実施形態では、上記数値の一例として、ΔＴ＝３ｓでのΔＰ１_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａ、ΔＰ２_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０２５ＭＰａである場合について説明する。

次に、本実施形態において制御部１５１が行う電動モータ１２０の運転制御処理について図７を用いて説明する。

制御部１５１は、空気圧縮機１００Ａが交流電源４００に接続されることにより、運転制御処理を開始する。なお、その後のステップＳ１０１からステップＳ１０７までの処理は第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

圧力Ｐ（ｔ）が４ＭＰａよりも小さいと判別した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、制御部１５１は、切替スイッチ１４３から受信したモード信号が示すモードが単体モードであるか否かを判別する（ステップＳ１０９）。

モード信号が示すモードが単体モードであると判別した場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、制御部１５１は所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが単体モード時の再起動圧力降下ΔＰ１_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ１１０）。なお、圧力降下−ΔＰは、第１の実施形態のステップＳ１０８と同様に算出される。

また、モード信号が示すモードが単体モードでない、すなわち複数連結モードであると判別した場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、制御部１５１は所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが複数連結モード時の再起動圧力降下ΔＰ２_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０２５ＭＰａよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ１１１）。なお、圧力降下−ΔＰは、第１の実施形態のステップＳ１０８と同様に算出される。

そして、所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ１_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａよりも大きいと判別した場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、または所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ２_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０２５ＭＰａよりも大きいと判別した場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、制御部１５１はステップＳ１０１に戻り、電動モータ１２０の運転開始の制御信号を駆動回路１５３に送信する。この制御信号を受信した駆動回路１５３は、電動モータ１２０への電源供給を開始し、電動モータ１２０が運転を開始する。

所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ１_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０５ＭＰａよりも大きくない、すなわち−ΔＰが０．０５ＭＰａ以下であると判別した場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、または所定時間ΔＴ＝３ｓ後の圧力降下−ΔＰが再起動圧力降下ΔＰ２_{ＳＴＡＲＴ}＝０．０２５ＭＰａよりも大きくない、すなわち−ΔＰが０．０２５ＭＰａ以下であると判別した場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、制御部１５１は、ステップＳ１０５に処理を戻す。

このように、本実施形態における空気圧縮機１００Ａは、単体モードと複数連結モードとを切り替える切替スイッチ１４３を備えている。ここで、複数連結モードでは空気タンク１３１の容量が全体として大きくなるため、単体モードの場合と比べて、同じ量の圧縮空気を使用した場合に圧力降下−ΔＰが小さくなる。従って、切替スイッチ１４３により複数連結モードに切り替えられた場合に、制御部１５１が圧縮空気の消費速度が速いと判別する基準値である再起動圧力降下ΔＰ_{ＳＴＡＲＴ}として、単体モード時のΔＰ１_{ＳＴＡＲＴ}よりも小さな値であるΔＰ２_{ＳＴＡＲＴ}に切り替えることで、より正確な判別を行うことができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

第１及び第２の実施形態では、電流監視回路１５４により、電動モータ１２０が運転しているか否かを判別している。しかし、電流監視回路１５４による電動モータ１２０が運転しているか否かの判別は念のための確認であり、電流監視回路１５４はなくてもよい。

また、第１及び第２の実施形態では、ステップＳ１０７において、空気タンク内の圧力Ｐ（ｔ）が４ＭＰａよりも小さいか否かを判別しているが、４ＭＰａよりも大きな値であっても小さな値であってもよい。また、この処理はなくてもよい。

また、第１及び第２の実施形態では、圧力センサにより検出された圧力Ｐ（ｔ）またはΔＰ／ΔＴと、ＲＯＭに記憶された停止圧力ΔＰ_ＳＴＯＰ等の設定値の大小関係から電動モータ１２０の運転停止・開始を制御しているが、圧力Ｐ（ｔ）またはΔＰ／ΔＴと設定値との偏差に基づきＰＩＤ制御を行ってもよい。これにより、さらにきめ細かく電動モータ１２０の運転を制御することができる。

１００、１００Ａ 空気圧縮機
１１０ 圧縮装置
１２０ 電動モータ
１２１ 冷却ファン
１３０ 空気タンク部
１３１（１３１ａ、１３１ｂ） 空気タンク
１３２ 取出口
１３３ 圧力センサ
１３４ａ、１３４ｂ 減圧弁
１４０ 操作パネル部
１４１ 電源スイッチ
１４２ 出力部
１４３ 切替スイッチ
１５０ 制御回路部
１５１ 制御部
１５２ 電源回路
１５３ 駆動回路
１５４ 電流監視回路
２００ 空気圧縮機
２２０ 電動モータ
２３０ 空気タンク部
２３１（２３１ａ、２３１ｂ） 空気タンク
２３３ 圧力センサ
３００ エアホース
４００ 交流電源
５００、６００ 空気圧縮機

Claims (4)

1. 圧縮空気を生成する圧縮装置と、
   前記圧縮装置を駆動する電動モータと、
   前記圧縮装置で生成された圧縮空気を貯留し、他の空気圧縮機の空気タンクとエアホースを介して連通する空気タンクと、
   前記空気タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記電動モータの運転を制御する制御回路部と、
   を備える空気圧縮機であって、
   前記制御回路部は、
   前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力が所定の圧力よりも大きいと判別した場合、前記電動モータの運転を停止し、
   前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力に基づいて演算された前記空気タンク内の圧力の時間変化率が正であると判別した場合、前記電動モータの運転を開始する、
   ことを特徴とする空気圧縮機。
2. 前記制御回路部は、前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力に基づいて演算された前記空気タンク内の圧力の時間減少率が所定の時間減少率よりも大きいと判別した場合、前記電動モータの運転を開始する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記空気タンクが他の空気圧縮機の空気タンクと連通している状態で前記電動モータを運転させるモードと、前記空気タンクが他の空気圧縮機の空気タンクと連通していない状態で前記電動モータを運転させるモードとに切り替える切替手段をさらに備え、
   前記制御回路部は、前記切替手段により切り替えられたモードに基づいて、前記所定の時間減少率を第１の所定値と第２の所定値とに切り替える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機。
4. 前記制御回路部は、前記圧力センサにより検出された前記空気タンク内の圧力が所定の圧力よりも小さいと判別した場合、前記電動モータの運転を開始する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気圧縮機。

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