JP2013155678A - 空気圧縮機およびその停止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータを停止する際の振動を小さくすることの可能な空気圧縮機およびその停止方法を提供する。
【解決手段】設定回転数が2500rpmであり（Ｓ２０１のＹＥＳ）、現在の電動モータの回転数が1000rpmを超えていれば（Ｓ２０２のＹＥＳ）、第２減速速度（例えば1670rpm／秒）で電動モータを1000rpm以下になるまで減速する。電動モータの回転数が1000rpm以下になると（Ｓ２０２のＮＯ）、電動モータへの通電を停止し（Ｓ２０４）、電動モータは慣性力で回転しながらも圧縮機構の負荷ブレーキにより停止する（Ｓ２０５）。
【選択図】図１１

Description

本発明は、例えば圧縮空気を動力源とする空気工具等に供給するための圧縮空気を生成する空気圧縮機およびその停止方法に関する。

例えば建築現場において、圧縮空気の圧力で釘やネジを木材などに打ち込む携帯型の空気工具が使用される。屋内外で使用される携帯型の空気工具の動力源となる圧縮空気は多くの場合、搬送可能な電動空気圧縮機により生成される。このような空気圧縮機は一般に、作業を行う建築現場に設けた仮設電源からの電力供給を受けて駆動される。屋外や１階のフロア上に設置した空気圧縮機を運転することで生成した圧縮空気の空気圧力は、空気タンクに取付けた減圧弁により使用する空気工具に合せた適正圧力へ調整され、エアホースを介して空気工具へ供給され、釘やネジを打ち込む作業を可能としている。また、空気圧縮機は、空気タンク内の空気圧力を監視する圧力センサを有し、圧縮空気が所定の圧力に到達したことを圧力センサにより検出すると運転を停止し、空気工具を使用することで圧縮空気が消費されてタンク内が所定の圧力まで低下すると運転を開始し、常に空気タンク内に圧縮空気を蓄えておき作業ができるように対応している。

特許第４００９９４９号公報

釘打機の空気工具は空気消費量が大きい一方、空気圧縮機の空気タンクの容量は限られている。このため、多くの圧縮空気をタンクに貯蔵するために高圧の圧縮空気を生成することが求められており、電動モータのトルクを大きくする必要があり、電動モータのイナーシャ（慣性モーメント）が大きくなる。また、高圧の圧縮空気を生成するにはピストンを押し込むときに大きな力を要するため、安定して回転させるためにシャフトにはカウンタバランスを兼ねたフライホイールが設けられており、電動モータのイナーシャ増大の要因となっている。このように、空気圧縮機では、電動モータ４の回転数が高くイナーシャが大きいため、回転方向の運動エネルギー（回転エネルギー）は大きい。一方、運転停止時には圧縮空気の力が抵抗になって電動モータの回転が一気に止められるので、その回転エネルギーが本体への反動として働き、振動の原因となる。振動が大きいと本体が動いてしまうこともある。特に、上記のような搬送可能な空気圧縮機は手で持ち運んでさまざまな現場で使用されるため本体は極力小型、軽量となるように構成されており、こうした問題が顕著に表れる。また、停止時の反動が大きいと、圧縮機構においてベアリングやピストンを支持するシャフト等の機械部品に大きな負担がかかり、それら部品の寿命が短くなるという問題もある。他方、圧縮機構のシリンダやピストンは重量が大きいため、これらを小型化して電動モータを高い回転数で回転させる関係で、電動モータは低い回転数には最適化されていない。このため、イナーシャを低減させようとして電動モータの回転数を下げ過ぎると、圧縮機構の負荷に対して電動モータの出力が足りなくなり、正常な定回転数制御が難しい。すなわち、電動モータの回転数を緩やかに減速しようとしても、低回転領域では緩やかに減速させる制御が困難で、そのような制御を実行しようとすると正常な制御ができない時間が生じて却って振動が大きくなってしまう。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、電動モータを停止する際の振動を小さくすることの可能な空気圧縮機およびその停止方法を提供することにある。

本発明のある態様は、空気圧縮機である。この空気圧縮機は、
圧縮空気を生成する圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動モータと、
前記電動モータの運転を制御する制御部と、
前記圧縮機構で生成された圧縮空気を貯留する空気タンクと、
前記圧縮機構を起動および停止するための運転スイッチを有する操作部とを備え、
前記制御部は、前記電動モータを停止する際に、前記電動モータの回転数が予め定められた閾値回転数以上であるときは、前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させてから前記電動モータへの通電を停止する。

前記閾値回転数が前記電動モータの定格回転数の３５％乃至５５％の範囲であってもよい。

前記制御部は、前記運転スイッチの操作により前記電動モータを停止する際に、前記電動モータの設定回転数が第１の回転数であるときは第１の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させ、前記電動モータの設定回転数が前記第１の回転数よりも高い第２の回転数であるときは前記第１の減速速度よりも遅い第２の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させてもよい。

前記圧縮機構は、多段式往復動圧縮機であり、前記電動モータの回転が伝達されるクランクシャフトにフライホイールが取り付けられていてもよい。

前記空気圧縮機が可搬性を有してもよい。

本発明のもう一つの態様は、空気圧縮機の停止方法である。この方法は、
圧縮空気を生成する圧縮機構の駆動用の電動モータを停止する際に、前記電動モータの回転数が予め定められた閾値回転数以上であるときは、前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させてから前記電動モータへの通電を停止する。

前記閾値回転数が前記電動モータの定格回転数の３５％乃至５５％の範囲であってもよい。

前記電動モータを停止する際に、前記電動モータの設定回転数が第１の回転数であるときは第１の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数にまで低下させ、前記電動モータの設定回転数が前記第１の回転数よりも高い第２の回転数であるときは前記第１の減速速度よりも遅い第２の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数にまで低下させてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電動モータの回転数を閾値回転数にまで緩やかに低下させてから前記電動モータへの通電を停止するため、電動モータを停止する際の振動を小さくすることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る空気圧縮機１のブロック図。 図１の空気圧縮機１の主として制御部２のブロック図。 図１に示す空気圧縮機１の正面図。 図１に示す空気圧縮機１の右側面図。 図１に示す空気圧縮機１の圧縮機構６の断面図。 図１に示す空気圧縮機１の動作を示すフローチャート。 第１起動パターンで電動モータ４を起動するとき（すなわち運転スイッチ３１の操作を契機として電動モータ４を起動するとき）の電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート。 第２起動パターンで電動モータ４を起動するとき（すなわち電源投入を契機として自動的に電動モータ４を起動するとき）の電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート（その１）。 第２起動パターンで電動モータ４を起動するときの電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート（その２）。 第２起動パターンで電動モータ４を起動するときの電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート（その３）。 運転スイッチ３１の操作を契機とする電動モータ４の停止（図６のＳ２０）の動作を示すフローチャート。 図１１の動作における電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート。 比較例に係る電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る空気圧縮機１のブロック図である。図２は、図１の空気圧縮機１の主として制御部２のブロック図である。これらの図の各ブロックは、種々の機械部品やコンピュータのハードウェア及びソフトウェア並びにそれらの組合せによって実現される。

空気圧縮機１は、外部の交流電源１０１（例えば仮設電源）から電源コード１０２を介して電力の供給を受けて動作し、釘打機などの空気工具１０３に圧縮空気を供給するものである。空気圧縮機１は、制御部２と、操作部３と、電動モータ４（例えば三相交流ブラシレスモータ）と、位置センサ５と、圧縮機構６と、空気タンク７と、圧力センサ８とを備える。

交流電源１０１から制御部２に電力が供給され、制御部２が電動モータ４を駆動する。制御部２には空気圧縮機１の運転操作を行うための操作部３が信号伝達用のケーブルによって接続されている。操作部３には、空気圧縮機１本体の運転ＯＮ／ＯＦＦ切替えのための運転スイッチ３１と、運転時の電動モータ４の回転数を2500rpmと1900rpmとの間で切り替えるためのモードスイッチ３２と、各種情報を表示するための表示部３３とが設けられる。運転スイッチ３１及びモードスイッチ３２は、例えばタクト式スイッチであり、使用者が押下している時はオン、使用者が手を離すと自動的にオフとなるスイッチである。モードスイッチ３２を押すことで電動モータ４の設定回転数を2500rpmと1900rpmとの間で切り替えることができる。表示部３３は、空気タンク７内の圧力値や空気圧縮機１の運転状態、運転モードに応じて点灯、消灯することで空気タンク７内の圧力値や空気圧縮機１の運転状態、運転モードを作業者に報知するための圧力表示用ＬＥＤ、運転状態表示用ＬＥＤ，運転モード表示用ＬＥＤを複数備えている。

電動モータ４の回転により圧縮機構６が駆動され、圧縮機構６により生成された圧縮空気が空気タンク７に貯留（蓄圧）される。電動モータ４の回転位置は位置センサ５によって検出されて電圧信号として制御部２にケーブルを介してフィードバックされる。空気タンク７内の空気圧力は圧力センサ８に監視され、検出された圧縮空気の圧力が電圧信号として制御部２にケーブルを介してフィードバックされる。制御部２は、運転スイッチ３１からの運転指示信号、モードスイッチ３２からのモード指示信号、位置センサ５からの位置検出信号、及び圧力センサ８からの圧力検出信号に基づいて電動モータ４の駆動を制御する。空気タンク７には、貯留した圧縮空気を適切な圧力に変換するための減圧弁と、減圧弁によって適切な圧力に減圧された圧縮空気を空気工具１０３へ供給するための接続口が設けられている。

制御部２は、空気圧縮機１の全体の動作を制御するものであり、電源部２１と、演算部２２と、電源電流検出部２３と、電圧検出部２４と、モータ電流検出部２５と、駆動部２６（インバータ）と、不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ２７とを有する。

交流電源１０１から電源コード１０２を介して制御部２の電源部２１に交流電力が供給される。電源部２１は、電源１０１からの交流電力を直流電力に変換し、駆動部２６及び演算部２２その他の各回路に適切な電圧を供給する。電源電流検出部２３は、電源部２１の電流を検出する。電圧検出部２４は、電源部２１の電圧を検出する。モータ電流検出部２５は、モータ４の駆動電流を検出する。演算部２２は、入力される各種情報（運転スイッチ３１からの運転指示信号、モードスイッチ３２からのモード指示信号、位置センサ５からの位置検出信号、及び圧力センサ８からの圧力検出信号）に基づき、駆動部２６を構成する各半導体スイッチング素子（例えばＦＥＴ）をスイッチング駆動（例えばＰＷＭ駆動）する。スイッチングされる駆動部２６を介して電源部２１から電動モータ４に駆動電力が供給される。演算部２２は、ＥＥＰＲＯＭ２７に空気圧縮機１の運転ログデータ（運転モードや運転設定値、電動モータ４の回転数、後述の運転フラグなど）を記録し、またＥＥＰＲＯＭ２７から空気圧縮機１の運転ログデータを読み出す。空気タンク７内の空気圧力、運転状態、及び運転モードは演算部２２が表示部３３に表示する。

図３は、図１に示す空気圧縮機１の正面図である。図４は、空気圧縮機１の右側面図である。なお、図４においてハウジング１１の内部を透過して内部構成を示しているが、ハウジング１１は実際には透明ではなく、例えば黒い色の樹脂により構成される。

空気圧縮機１は、エア式の釘打機などの空気工具へ圧縮空気を供給するハンディタイプの空気圧縮機である。ハウジング１１の内部に制御部２と電動モータ４と圧縮機構６とが設けられ、電動モータ４と圧縮機構６の下方に空気タンク７が存在する。空気タンク７は、２つのタンク７ａ,７ｂを有する。空気圧縮機１の持ち運び用のハンドル１１Ａがハウジング１１に設けられる。

２つのタンク７ａ,７ｂは、両端部が閉塞された長胴型（略円筒形状）をなしており、その軸心が左右方向に指向し互いに平行な位置関係となるように、且つ、タンク７ａ,７ｂの軸方向においてタンク７ａ,７ｂの一端及び他端が互いに一致した位置関係となるように配置されている。２つのタンク７ａ,７ｂはフレーム５３によって互いに固定されており、タンク７ａとタンク７ｂとは、連通管５４によりこれらの内部が連通している。軸流ファン２５は、電動モータ４によって駆動され、電動モータ４及び圧縮機構６等を冷却する。圧力調整用ハンドル７１Ａ,７１Ｂは、減圧弁を介して空気タンク７から取り出す圧縮空気の圧力を調整するために設けられる。圧縮空気は接続口７２（圧縮空気取出し口）から取り出され、ホースを介して空気工具に供給される。

図５は、図１に示す空気圧縮機１の圧縮機構６の断面図である。圧縮機構６は、段階的に圧力を上げていく多段式往復動圧縮機であり、ここでは２段階に分けて圧力を上げる構造としている。圧縮機構６は、クランクシャフト６２と、高圧側ピストン６３ａを有する高圧側コンロッド６４ａと、低圧側ピストン６３ｂを有する低圧側コンロッド６４ｂと、高圧側シリンダ６５ａと、低圧側シリンダ６５ｂとを有する。高圧側ピストン６３ａと高圧側シリンダ６５ａとにより高圧側圧縮室６６ａが形成され、低圧側ピストン６３ｂと低圧側シリンダ６５ｂとにより低圧側圧縮室６６ｂが形成される。高圧側コンロッド６４ａ及び低圧側コンロッド６４ｂの内側には、それぞれベアリング６８を介して高圧側クランクアーム６７ａ及び低圧側クランクアーム６７ｂが配設される。高圧側クランクアーム６７ａ及び低圧側クランクアーム６７ｂはクランクシャフト６２に対して偏心して取り付けられ、クランクシャフト６２と一体に回転してクランクシャフト６２の回転運動を高圧側ピストン６３ａ及び低圧側ピストン６３ｂの往復運動に変換する。また、クランクシャフト６２には、クランクアームやピストンのアンバランス荷重を相殺させる為のバランサ６９（フライホイール）が配設される。

圧縮機構６の動作を簡単に説明する。電動モータ４の回転運動はクランクシャフト６２へ伝達され、高圧側クランクアーム６７ａ及び低圧側クランクアーム６７ｂを回転させる。高圧側クランクアーム６７ａの外周には、ベアリング６８を介して、高圧側コンロッド６４ａが回動自在に配設され、高圧側クランクアーム６７ａが偏心して回転することにより、高圧側シリンダ６５ａに内接する高圧側ピストン６３ａの往復運動に変換される。同様に、低圧側クランクアーム６７ｂの外周には、ベアリング６８を介して、低圧側コンロッド６４ｂが回動自在に配設され、低圧側クランクアーム６７ｂが偏心して回転することにより低圧側シリンダ６５ｂに内接する低圧側ピストン６３ｂの往復運動に変換される。

まず、高圧側ピストン６３ａ及び低圧側ピストン６３ｂが高圧側シリンダ６５ａ及び低圧側シリンダ６５ｂ内の上死点から下死点へ下降運動する吸込み工程において、外部空気が高圧側圧縮室６６ａ及び低圧側圧縮室６６ｂ内に吸い込まれる。一方、高圧側ピストン６３ａ及び低圧側ピストン６３ｂが高圧側シリンダ６５ａ及び低圧側シリンダ６５ｂ内の下死点から上死点へ上昇運動する圧縮工程においては、高圧側ピストン６３ａ及び低圧側ピストン６３ｂが高圧側圧縮室６６ａ及び低圧側圧縮室６６ｂ内の空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。高圧側ピストン６３ａ及び低圧側ピストン６３ｂが高圧側圧縮室６６ａ及び低圧側圧縮室６６ｂの上死点へ達する吐出工程において生成された圧縮空気は、不図示の配管へ吐出される。

高圧側ピストン６３ａ及び低圧側ピストン６３ｂの往復運動は位相がずれており、低圧側圧縮室６６ｂから吐出された圧縮空気は不図示の配管を介して高圧側圧縮室６６ａに吸い込まれ、高圧側圧縮室６６ａから吐出された圧縮空気は不図示の配管を介して空気タンク７に供給される。なお、空気の流通方向は高圧側圧縮室６６ａ及び低圧側圧縮室６６ｂにそれぞれ設けられた吸込み弁と吐出弁によって一方向に限定される。供給された圧縮空気は、空気タンク７内で、例えば３.０〜４.５ＭＰａ程度の圧力を有する。以上の吸込み工程、圧縮工程および吐出工程を高圧側ピストン６３ａ及び低圧側ピストン６３ｂの往復運動により繰り返すことによって、圧縮機構６より空気タンク７に許容最高圧力の圧縮空気を供給することができる。

図６は、図１に示す空気圧縮機１の動作を示すフローチャートである。空気圧縮機１の動作は電源投入（すなわち制御部２への通電開始）によりスタートする。なお、電源投入には、電源コンセントへの電源コード１０２の差込（接続）の他に、停電からの復帰も含む。また、空気圧縮機１は、空気タンク７内の圧縮空気が所定の圧力（停止圧力）に到達したことを圧力センサ８により検出すると運転を停止し、空気工具を使用することで圧縮空気が消費されて空気タンク７内が所定の圧力（低圧力）まで低下すると運転を開始し、常に空気タンク７内に圧縮空気を蓄える機能を有するが、図６のフローチャートでは電動モータ４の起動後の運転の流れについては図示を省略している。

空気圧縮機１に電源が投入されると、演算部２２（制御部２）は、データの初期化処理を実行し（Ｓ１１）、電動モータ４の停止を確認し（Ｓ１２）、ＥＥＰＲＯＭ２７から運転ログデータ（運転設定条件）を読み込み（Ｓ１３）、圧力センサ８や位置センサ５などの入出力部との通信状態に問題がないかを確認する。なお、ここでは初期化後、運転設定条件を読み込んだ状態では電動モータ４の設定回転数は2500rpmになっており、次にモードスイッチ３２を一度押すと設定回転数が1900rpmとなり、続いてボタンを押すと設定回転数が2500rpmに切り替わる。ステップＳ１４に示す「０.５秒待機」は、演算部２２とＥＥＰＲＯＭ２７との通信完了までの待機を示す。

運転ログデータの読込み後、演算部２２は、運転フラグの値を確認する（Ｓ１５）。運転フラグはＥＥＰＲＯＭ２７に格納されており、運転スイッチ３１の操作（例えば長押し）により運転フラグの値が「０」と「１」との間で切り替わる。演算部２２は、運転スイッチ３１の操作により電動モータ４を起動するときに運転フラグを「１」（第１の値）にセットし、運転スイッチ３１の操作により電動モータ４を停止するときに運転フラグを「０」（第２の値）にセットしている。

演算部２２は、運転フラグの値が「１」であれば（Ｓ１５のＹＥＳ）、後述の第２起動パターンで電動モータ４を起動し（Ｓ１６）、ＥＥＰＲＯＭ２７に運転ログデータを記録し（Ｓ１７）、空気圧縮機１を運転しながら運転スイッチ３１の操作を待つ（Ｓ１８のＮＯ）。この間、ＥＥＰＲＯＭ２７への運転ログデータの記録（Ｓ１７）は適宜行われる。演算部２２は、運転フラグの値が「０」であれば（Ｓ１５のＮＯ）、ＥＥＰＲＯＭ２７に運転ログデータを記録し（Ｓ１７）、空気圧縮機１の停止を維持しながら運転スイッチ３１の操作を待つ（Ｓ１８のＮＯ）。Ｓ１５において運転フラグの値が「１」であるのは、運転スイッチ３１の操作により電動モータ４を起動後に、運転スイッチ３１の操作による電動モータ４の停止を経ずに電源が遮断され、その後に復帰した場合（運転中の停電からの復帰等）である。Ｓ１５において運転フラグの値が「０」であるのは、運転スイッチ３１の操作により電動モータ４を停止してから電源が遮断され、その後に復帰した場合である。

演算部２２は、運転スイッチ３１の操作（例えば０.１秒以上の長押し）を検出すると（Ｓ１８のＹＥＳ）、運転フラグの値を確認する（Ｓ１９）。演算部２２は、運転フラグの値が「１」であれば（Ｓ１９のＹＥＳ）、電動モータ４を停止し（Ｓ２０）、運転フラグの値を「０」にセットし（Ｓ２１）、ＥＥＰＲＯＭ２７に運転ログデータを記録し（Ｓ１７）、空気圧縮機１の停止を維持しながら運転スイッチ３１の操作を待つ（Ｓ１８のＮＯ）。演算部２２は、運転フラグの値が「０」であれば（Ｓ１９のＮＯ）、運転フラグの値を「１」にセットし（Ｓ２２）、後述の第１起動パターンで電動モータ４を起動し（Ｓ２３）、空気圧縮機１を運転しながら運転スイッチ３１の操作を待つ（Ｓ１８のＮＯ）。この間、ＥＥＰＲＯＭ２７への運転ログデータの記録（Ｓ１７）は適宜行われる。

図７は、第１起動パターンで電動モータ４を起動するとき（すなわち運転スイッチ３１の操作を契機として電動モータ４を起動するとき）の電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャートである。第１起動パターンは通常起動であり、演算部２２は、運転スイッチ３１の操作検出後すぐに電動モータ４の回転数を上昇させ始め、電動モータ４の回転数を目標回転数（例えば2500rpm）まで短時間で上昇させる。

図８は、第２起動パターンで電動モータ４を起動するとき（すなわち電源投入を契機として自動的に電動モータ４を起動するとき）の電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート（その１）である。演算部２２は、電源投入後に運転フラグの値が「１」であることを確認すると（図６のＳ１５のＹＥＳ）、電動モータ４の停止状態を所定時間ｔ１（例えば５秒）だけ継続した後、電動モータ４の回転数を第１の回転数変化速度（低速度）で中間回転数（例えば1000rpm）まで所定時間ｔ２（例えば１分）かけて上昇させ、その後、電動モータ４の回転数を前記第１の回転数変化速度よりも大きい第２の回転数変化速度（高速度）で目標回転数（例えば2500rpm）まで上昇させる。なお、電動モータ４の回転数1000rpmと2500rpmとでは、電流値で９Ａと１４Ａ程度の差がある。

以上の第２起動パターン（その１）によれば、電動モータ４の停止状態を所定時間ｔ１だけ継続することで、電源投入直後に電動モータ４の回転数を上昇させ始める場合と比較して電源投入直後の消費電力を大幅に低減できる。また、電動モータ４の回転数の上昇速度を中間回転数までは低速度として以降に高速度に切り替えるため、電動モータ４の回転数の上昇速度を当初から高速度とする場合と比較して電動モータ４の回転数上昇時の消費電力を抑えることができる。このため、電源への負荷が集中しやすい停電等からの電源復帰後における空気圧縮機１の消費電力を抑えることができ、電源復帰後の再度の停電リスクを低減することができる。上記に加え、停電等からの復帰時に電動モータ４を停止状態にしておく所定時間ｔ１の間、停電復帰による自動再起動を予告するために表示部３３の例えば運転状態表示用ＬＥＤを点滅させてもよく、これによれば、復帰時の電動モータ４の回転数が低いこと及び突然電動モータ４が回転を始めることによって周囲の作業者を驚かせることを防止できる（以下の第２起動パターン（その２）においても同様）。

図９は、第２起動パターンで電動モータ４を起動するときの電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート（その２）である。このタイムチャートは、電動モータ４の停止状態を所定時間ｔ１（例えば５秒）だけ継続するところまで及びその効果は図８と同じである。以降、演算部２２は、電動モータ４の回転数を中間回転数（例えば1000rpm）まで上昇させて所定の時間だけ（例えば回転数の上昇開始から１分経過するまで）前記中間回転数を維持し、その後、電動モータ４の回転数を前記中間回転数から目標回転数（例えば2500rpm）まで上昇させる。

以上の第２起動パターン（その２）によれば、電動モータ４の回転数をまず中間回転数まで上昇させて維持し、その後に前記中間回転数から目標回転数まで上昇させるため、中間回転数での維持を伴わずに電動モータ４の回転数を一気に目標回転数まで上昇させる場合と比較して中間回転数で維持している期間に消費電力を抑えることができ、第２起動パターン（その１）と同様に電源復帰後の再度の停電リスクを低減することができる。

図１０は、第２起動パターンで電動モータ４を起動するときの電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャート（その３）である。このタイムチャートは、図７に示す第１パターンのタイムチャートを所定時間ｔ３（例えば１分）後ろにずらしたものに相当する。この場合、前記所定時間の間はほとんど電力消費が無いことから、電源復帰後の再度の停電リスクを低減することができる。もっとも、電源復帰後の空気圧縮機１の運転再開を早める点では図８又は図９に示す起動のほうが有利といえる。なお、第２起動パターン（その１）と同様に、電動モータ４の回転数の上昇開始前の例えば５秒間に、停電復帰による自動再起動を予告するために表示部３３の例えば運転状態表示用ＬＥＤを点滅させてもよい。

図１１は、電動モータ４の停止（図６のＳ２０）の動作を示すフローチャートである。なお、電動モータ４の停止は、空気タンク７内の圧縮空気の圧力が停止圧力に到達した場合の他、電動モータ４の運転中に運転スイッチ３１が操作された場合も含む。図１２は、図１１の動作における電動モータ４の回転数の時間変化を示すタイムチャートである。演算部２２は、現在の電動モータ４の設定回転数を確認する（Ｓ２０１）。演算部２２は、設定回転数が2500rpmであり（Ｓ２０１のＹＥＳ）、現在の電動モータ４の回転数が1000rpm（閾値回転数の例示）を超えていれば（Ｓ２０２のＹＥＳ）、第２減速速度（例えば1670rpm／秒）で電動モータ４の減速を開始する（Ｓ２０３）。その後、演算部２２は、例えばサンプリング速度０.５msecで電動モータ４の回転数を確認して回転数が1000rpmを超えている場合は第２減速速度での減速を継続し（Ｓ２０２のＹＥＳ,Ｓ２０３）、電動モータ４の回転数が1000rpm以下になるまで減速を行う。電動モータ４の回転数を2500rpmから1000rpmにまで減速するのに要する時間ｔ５は約０.９秒である。演算部２２は、現在の電動モータ４の回転数が1000rpm以下であるとき（Ｓ２０２のＮＯ）、電動モータ４への通電を停止し（Ｓ２０４）、電動モータ４は慣性力で回転しながらも圧縮機構６の負荷ブレーキにより停止する（Ｓ２０５）。

演算部２２は、設定回転数が2500rpmでなく（Ｓ２０１のＮＯ）、現在の電動モータ４の回転数が1000rpmを超えていれば（Ｓ２０６のＹＥＳ）、前記第２減速速度よりも速い第１減速速度（例えば1800rpm／秒）で電動モータ４の減速を開始する（Ｓ２０７）。なお、本実施の形態では設定回転数は2500rpmと1900rpmの２種類なので、設定回転数は2500rpmでなければ1900rpmと特定できる。その後、演算部２２は、例えばサンプリング速度０.５msecで電動モータ４の回転数を確認して回転数が1000rpm（閾値回転数の例示）を超えている場合は第１減速速度での減速を継続し（Ｓ２０６のＹＥＳ,Ｓ２０７）、電動モータ４の回転数が1000rpm以下になるまで減速を行う。電動モータ４の回転数を1900rpmから1000rpmにまで減速するのに要する時間ｔ４は約０.５秒である。演算部２２は、現在の電動モータ４の回転数が1000rpm以下であるとき（Ｓ２０６のＮＯ）、電動モータ４への通電を停止し（Ｓ２０８）、電動モータ４は慣性力で回転しながらも圧縮機構６の負荷ブレーキにより停止する（Ｓ２０９）。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 運転スイッチ３１の操作を検出して電動モータ４を停止する際に、正常な回転数制御が可能な閾値回転数まで緩やかに減速した後で電動モータ４への通電を停止するため、運転スイッチ３１の操作の検出後すぐに電動モータ４への通電を停止する場合（図１３に示す比較例参照）と比較して電動モータ４への通電停止前にイナーシャを低減できるため、電動モータ４への通電停止後の本体の振動を低減することができる一方、正常な回転数制御が困難な閾値回転数未満の低回転領域でも電動モータ４を緩やかに減速させようとする場合と比較しても本体の振動を抑えることができる。なお、閾値回転数としては、電動モータ４の定格回転数の例えば３５％乃至５５％の範囲がイナーシャ低減と正常な回転数制御との兼ね合いで適当である。

(2) 電動モータ４への通電停止前にイナーシャを低減したことにより運転停止時の反動が低減されるため、ベアリングやピストンを支持するシャフト等の機械部品にかかる負担が軽減され、それら部品の寿命を長くすることができる。

(3) 閾値回転数までの減速速度を設定回転数ごとに各々設定することで回転時のイナーシャに対して適切な減速を行うことができ、急激な回転数変化によるベアリング等への負担を軽減することができる。なお、減速速度は減速開始直前の実際の回転数に基づいて定めてもよい。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。電動モータ４は、三相交流ブラシレスモータに限定されず、他の種類のモータであってもよい。また、ＥＥＰＲＯＭ２７に格納した運転フラグの値を電動モータ４の起動パターン選択に利用する場合に限定されず、運転中の電源遮断からの復帰であることを他の方法により検出してもよい。

また、上記実施形態では、電動モータ４の回転数を検出し、回転数に基づく制御としたが、電動モータ４へ供給される電力を検出し、回転数に相当する電力に基づく制御としても同様である。

１ 空気圧縮機
２ 制御部
３ 操作部
４ 電動モータ
５ 位置センサ
６ 圧縮機構
７ 空気タンク
８ 圧力センサ
２１ 電源部
２２ 演算部
２３ 電源電流検出部
２４ 電圧検出部
２５ モータ電流検出部
２６ 駆動部
２７ ＥＥＰＲＯＭ
１０１ 交流電源
１０２ 電源コード
１０３ 空気工具

Claims (8)

1. 圧縮空気を生成する圧縮機構と、
   前記圧縮機構を駆動する電動モータと、
   前記電動モータの運転を制御する制御部と、
   前記圧縮機構で生成された圧縮空気を貯留する空気タンクと、
   前記圧縮機構を起動および停止するための運転スイッチを有する操作部とを備え、
   前記制御部は、前記電動モータを停止する際に、前記電動モータの回転数が予め定められた閾値回転数以上であるときは、前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させてから前記電動モータへの通電を停止する、空気圧縮機。
2. 前記閾値回転数が前記電動モータの定格回転数の３５％乃至５５％の範囲である請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記制御部は、前記運転スイッチの操作により前記電動モータを停止する際に、前記電動モータの設定回転数が第１の回転数であるときは第１の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させ、前記電動モータの設定回転数が前記第１の回転数よりも高い第２の回転数であるときは前記第１の減速速度よりも遅い第２の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させる、請求項１又は２に記載の空気圧縮機。
4. 前記圧縮機構は、多段式往復動圧縮機であり、前記電動モータの回転が伝達されるクランクシャフトにフライホイールが取り付けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
5. 可搬性を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
6. 圧縮空気を生成する圧縮機構の駆動用の電動モータを停止する際に、前記電動モータの回転数が予め定められた閾値回転数以上であるときは、前記電動モータの回転数を前記閾値回転数に低下させてから前記電動モータへの通電を停止する、空気圧縮機の停止方法。
7. 前記閾値回転数が前記電動モータの定格回転数の３５％乃至５５％の範囲である請求項６に記載の空気圧縮機の停止方法。
8. 前記電動モータを停止する際に、前記電動モータの設定回転数が第１の回転数であるときは第１の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数にまで低下させ、前記電動モータの設定回転数が前記第１の回転数よりも高い第２の回転数であるときは前記第１の減速速度よりも遅い第２の減速速度で前記電動モータの回転数を前記閾値回転数にまで低下させる、請求項６又は７に記載の空気圧縮機の停止方法。

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