JP2018168850A - エアコンプレッサ - Google Patents

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隆志 森村
真一 大久保
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Abstract

【課題】正常な動きを不正な動きと誤検知することを除外して、不正な動きを検出できるようにしたエアコンプレッサを提供する。【解決手段】エアコンプレッサ1Aの動きに応じた信号を出力する加速度センサ9と、加速度センサ9で検出されたエアコンプレッサ1Aの動きに応じた信号から、エアコンプレッサ1Aの正常な動きによる信号を除外し、エアコンプレッサ1Aの不正な動きによる信号を抽出するローパスフィルタ90と、エアコンプレッサ1Aの不正な動きを検出すると、報知部8で警報を発生させる制御部7を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、圧縮された空気で作動する工具に供給される圧縮空気を貯蔵するエアコンプレッサに関する。
エアコンプレッサは、くぎ打ち機等の圧縮空気で作動する工具への圧縮空気の供給手段として作業現場で広く使用されている。建設現場等で使用されるエアコンプレッサは、一般に10kg〜20kg程度の重量があるため、随時携帯して使用されるものではなく、適宜な場所に置いて使用される。
このため、作業者がエアコンプレッサの近くに居ない場合が多く、盗難が発生しやすくなっている。
そこで、エアコンプレッサ本体に振動センサ、加速度センサ等のセンサユニットを備え、エアコンプレッサの不正移動を検出できるようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−214347号公報
しかし、振動センサ、加速度センサ等で検出されるエアコンプレッサの動きよる信号には、通常の使用におけるエアコンプレッサの動きよる信号も含まれ、正常な動きを不正と誤検出する可能性があった。
本発明は、このような課題を解決するためなされたもので、正常な動きを不正な動きと誤検知することを除外して、不正な動きを検出できるようにしたエアコンプレッサを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明は、気体を圧縮する圧縮手段と、圧縮手段を駆動する駆動手段と、圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、圧縮手段、駆動手段及び貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、検出手段で検出された本体部の動きに応じた信号から、本体部の正常な動きによる信号を除外し、本体部の不正な動きによる信号を抽出する抽出手段と、本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段とを備えたエアコンプレッサである。
本発明では、エアコンプレッサの動きを検出した信号から、正常な動きによる信号が除外され、不正な動きによる信号が抽出される。
また、本発明は、気体を圧縮する圧縮手段と、圧縮手段を駆動する駆動手段と、圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、圧縮手段、駆動手段及び貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、検出手段で検出された本体部の動きに応じた信号から不正の有無を判断するセキュリティモードの実行の有無を選択する操作手段と、操作手段での選択に従いセキュリティモードを実行し、本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段とを備えたエアコンプレッサである。
本発明では、セキュリティモードの実行の有無の選択に従い、本体部の不正な動きの検出及び警報の発生の有無が切り替えられる。
更に、本発明は、気体を圧縮する圧縮手段と、圧縮手段を駆動する駆動手段と、圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、圧縮手段、駆動手段及び貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、駆動手段を駆動する駆動制御手段に供給される電気の供給の有無を検出する電源検出手段と、検出手段で検出された本体部の動きに応じた信号から不正の有無を判断し、本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段とを備え、制御手段は、電源検出手段で電源の遮断を検出すると、検出手段で検出された本体部の動きに応じた信号から不正の有無を判断するセキュリティモードを実行するエアコンプレッサである。
本発明では、電源の供給の有無でセキュリティモードの実行の有無が選択され、セキュリティモードの実行の有無の選択に従い、本体部の不正な動きの検出及び警報の発生の有無が切り替えられる。
また、本発明は、気体を圧縮する圧縮手段と、圧縮手段を駆動する駆動手段と、圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、圧縮手段、駆動手段及び貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段と、検出手段、報知手段及び制御手段が実装された基板と、本体部の少なくとも一部を覆うカバーとを備え、基板がカバーに取り付けられるエアコンプレッサである。
本発明では、通常の運転で発生する振動が、検出手段が実装された基板に伝達されることが抑制される。
更に、本発明は、気体を圧縮する圧縮手段と、圧縮手段を駆動する駆動手段と、圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、駆動手段を駆動する駆動制御手段に供給される電気の供給の有無を検出する電源検出手段と、電源検出手段で電源の遮断を検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段とを備えたエアコンプレッサである。
本発明では、電源の遮断が検出されると警報が発生され、正常な動きを不正な動きと誤検知することを抑制して、不正につながる行為を報知可能となる。
また、本発明は、気体を圧縮する圧縮手段と、圧縮手段を駆動する駆動手段と、圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、駆動手段を駆動する駆動制御手段に供給される電気の供給の有無を検出する電源検出手段と、電源検出手段で検出される電気の供給の有無に応じて報知手段で警報を発生させるセキュリティモードの実行の有無を選択する操作手段と、操作手段での選択に従いセキュリティモードを実行し、電源検出手段で電源の遮断を検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段とを備えたエアコンプレッサである。
本発明では、セキュリティモードの実行の有無の選択に従い、電源の遮断の検出による警報の発生の有無が切り替えられる。
本発明では、正常な動きを不正な動きと誤検知することを除外して、盗難等につながる不正な動きを確実に検出できる。また、電源の遮断の検出により、正常な動きを不正な動きと誤検知することを抑制して、盗難等につながる不正な行為を確実に検出し、これを報知することができる。
本実施の形態のエアコンプレッサの制御系の一例を示す機能ブロック図である。 本実施の形態のエアコンプレッサの一例を示す一部破断斜視図である。 操作部の一例を示す説明図である。 セキュリティモードの一例を示すフローチャートである。 エアコンプレッサを持ち上げて置く動作における加速度センサの出力の一例を示す説明図である。 エアコンプレッサを持ち歩く動作における加速度センサの出力の一例を示す説明図である。 エアコンプレッサの空気取出口にホースを着脱する動作における加速度センサの出力の一例を示す説明図である。 エアコンプレッサの動きに応じて加速度センサから出力される信号から、不正の有無を検出する動作を示す説明図である。 セキュリティモードを設定する動作の一例を示すフローチャートである。 セキュリティモードを解除する動作の一例を示すフローチャートである。 第2の実施の形態のエアコンプレッサの制御系の一例を示す機能ブロック図である。 セキュリティモードの他の例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、本発明のエアコンプレッサの実施の形態について説明する。
<本実施の形態のエアコンプレッサの構成例>
図1は、本実施の形態のエアコンプレッサの制御系の一例を示す機能ブロック図、図2は、本実施の形態のエアコンプレッサの一例を示す一部破断斜視図である。
本実施の形態のエアコンプレッサ1Aは、図2に示すように、気体の一例である空気を圧縮する圧縮部2と、圧縮部2を駆動するモータ3と、圧縮部2で圧縮される空気を貯蔵する少なくとも1つのタンク4を備える。エアコンプレッサ1Aは、圧縮部2、モータ3及びタンク4を備えて本体部5が構成される。
圧縮部2は圧縮手段の一例で、本例では図示しないピストンの往復運動によりシリンダ容積を変化させることで空気を圧縮するレシプロ圧縮機と称される構成である。圧縮部2は、図示しない吸気口とタンク4とを接続し、吸気口から空気を吸い込み、吸い込んだ空気をタンク4に圧送して、タンク4内に圧縮された空気を貯蔵する。
モータ3は駆動手段の一例で、電気の供給を受けて駆動される。圧縮部2は、モータ3の駆動及び停止、回転数の制御により、タンク4内の圧力を制御する。
タンク4は貯蔵手段の一例で、空気取出口40が減圧弁40aを介して接続される。空気取出口40は、圧縮空気で作動する工具に接続されたホースが着脱可能に接続される。エアコンプレッサ1Aは、空気取出口40にホースが接続されていない状態では、図示しないバルブが閉じている。これに対し、空気取出口40にホースが接続されることで、図示しないバルブが開き、タンク4に貯蔵された圧縮空気が工具に供給される。
エアコンプレッサ1Aの本体部5は、金属等で構成される支持体50に本例では2本のタンク4が取り付けられ、支持体50を介してタンク4の上側に圧縮部2及びモータ3が取り付けられる。
エアコンプレッサ1Aは、圧縮部2及びモータ3を覆う形状で、本体部5の上部を覆うカバー51を備える。カバー51は例えば樹脂で構成され、タンク4に設けられた受け部41にネジ42により取り付けられる。
エアコンプレッサ1Aは、電源のON、OFF、動作モードの選択等の各種操作、タンク4内の圧力値の表示等、各種情報の出力が行われる操作部6を備える。操作部6は操作手段の一例で、カバー51の上面に設けられる。
図3は、操作部の一例を示す説明図である。操作部6は、電源のON、OFFを選択する電源ボタン60aと、動作モードとして運転モードを選択する運転モード選択ボタン60bと、動作モードとしてセキュリティモードの実行の有無を選択するセキュリティモード選択ボタン60cを備える。
また、操作部6は、電源のON、OFFの状態を示す電源ランプ61aと、選択された運転モードを示す運転モード選択ランプ61bと、セキュリティモードの選択の有無を示すセキュリティモード選択ランプ61cと、タンク4内の圧力値等を表示する表示部61dを備える。
次に、本実施の形態のエアコンプレッサ1Aの制御機能について説明する。エアコンプレッサ1Aは、図1に示すように、操作部6での操作、設定に従い、選択された運転モードの実行、セキュリティモードの実行を行う制御部7と、選択された運転モードに従い、モータ3を駆動する駆動制御部75を備える。制御部7は制御手段の一例で、マイクロプロセッサ等で構成される。駆動制御部75は駆動制御手段の一例で、マイクロプロセッサ、メモリ等で構成される。
エアコンプレッサ1Aは、電源検出部70と、制御部7を作動させる補助電源71を備える。エアコンプレッサ1Aは、商用電源、発電機等と電源プラグ及びコードを介して接続され、電気の供給を受ける。電源検出部70は電源検出手段の一例で、電源プラグがコンセントから抜かれる等により、電源が遮断されたことを検出する。
補助電源71は監視電力供給手段の一例で、例えば2重層コンデンサで構成され、電源プラグがコンセントに接続された状態では、電気の供給を受けて充電される。電源プラグがコンセントから抜かれる等により、電気の供給が遮断された状態になると、駆動制御部75への電気の供給が遮断され、制御部7のみを作動させる電気を供給することで電気の消費を抑制し、補助電源71の長時間使用を可能にする。エアコンプレッサ1Aを持ち出す際には、電源プラグをコンセントから抜かなければならないため、セキュリティモードは補助電源によって作動するように構成される。
セキュリティモードは、操作部6での操作で実行の有無が選択される。また、操作手段として機械的な鍵を備え、鍵の操作でセキュリティモード実行の有無が選択されても良い。更に、電源検出部70での電気の供給の有無でセキュリティモード実行の有無が選択されても良く、制御部7は、電源プラグがコンセントに接続され、電気の供給が行われていることを電源検出部70で検出すると、セキュリティモードを非実行とし、電源プラグがコンセントから抜かれ、電気の供給が遮断されたことを電源検出部70で検出すると、セキュリティモードを実行する。また、操作部6等の操作手段での操作と、電源検出部70での電気の供給の有無の検出を組み合わせて、セキュリティモード実行の有無が選択されても良い。
また、エアコンプレッサ1Aは、音を出力する報知部8と、報知部8で出力される音量を切り替える音量切替部80を備える。報知部8は報知手段の一例で、例えばビープ音を出力するブザーで構成される。音量切替部80は、例えば、報知部8に供給する電圧を昇降させる昇圧回路で構成され、報知部8から出力される音量を切り替える。
報知部8は、電源ボタン60aの操作時等の通常時は、第1の音量である通常音量でブザー音を出力する。これに対し、報知部8は、制御部7が所定の異常、不正が発生したことを検知して音量切替部80を制御することで、第1の音量より大きな第2の音量である警報音量でブザー音を出力する。また、不正が発生したことを検知した場合には、報知部8の駆動周波数を変調して、人が不快と感じる音質、または緊急性を感じるような音質でブザー音を出力しても良い。
更に、エアコンプレッサ1Aは、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きを検出し、本体部5の動きに応じた信号を出力する加速度センサ9と、加速度センサ9で検出された本体部5の動きに応じた信号から、本体部5の正常な動きによる信号を除外し、本体部5の不正な動きによる信号を抽出するローパスフィルタ(LPF)90を備える。
加速度センサ9は検出手段の一例で、本例では3軸の加速度センサが用いられる。加速度センサ9は、モータ3により圧縮部2が駆動されることで発生する振動、エアコンプレッサ1Aを移動させること等によるエアコンプレッサ1Aの本体部5の様々な方向の動きに応じた信号として、加速度の大小に応じて増減する電圧値を出力する。
ローパスフィルタ90は抽出手段の一例で、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号から、高周波成分を遮断することで、エアコンプレッサ1Aの通常の使用で想定される正常な動きによる信号を遮断し、盗難等の不正時の動きによる信号を抽出する。
空気を圧縮して貯蔵するというエアコンプレッサ1Aの運転によって生じる振動、エアコンプレッサ1Aに人や物がぶつかったときに生じる振動、地震等による設置場所の揺れ、図示しないホースを空気取出口40に着脱する動作等、エアコンプレッサ1Aの通常の使用で想定される正常な動きは、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号に、振幅が大きく、かつ、振幅の周期が短い高周波成分として現れる。
これに対し、エアコンプレッサ1Aを持ち歩く動作等、盗難につながるような動作は、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号に、振幅が大きく、かつ、振幅の周期が長い低周波成分として現れる。
そこで、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号を、ローパスフィルタ90で処理し、信号中の高周波成分を遮断することで、盗難等の不正時の動きによる信号が抽出される。
制御部7は、上述した操作部6の電源ボタン60a等を構成するスイッチ、電源ランプ61a等を構成するLED、表示部61dを構成する7セグメントディスプレイ等が実装される基板72に実装される。また、補助電源71、報知部8、音量切替部80、加速度センサ9及びローパスフィルタ90が、基板72に実装される。なお、ローパスフィルタ90は、ハードウエアで実現しても良いし、ソフトウエアで実現しても良い。また、補助電源71が制御部7を構成する基板72に実装されることで、制御部7に対する外部からの電源が遮断された場合でも、補助電源71から制御部7に電気の供給が継続され、加速度センサ9による不正時の動きの検出が継続される。すなわち、加速度センサ等を備えた制御部と補助電源とを繋ぐ配線の切断によって、セキュリティが作動しないように細工してから持ち出されることを防ぐために、制御部と補助電源とを同じ基板上に配置している。意図的な切断を防ぐように構成することで、セキュリティモードの信頼性を高めている。
基板72は、操作部6の裏側に設けられ、カバー51に取り付けられる。カバー51は、上述したように樹脂で構成され、タンク4に取り付けられることで、モータ3で圧縮部2を駆動することにより発生する振動が伝達されにくい構造である。カバー51には、特に、高周波振動が伝達されにくい。これにより、加速度センサ9が基板72に実装されることで、モータ3が圧縮部2を駆動することにより発生する振動が、加速度センサ9に伝達されることが抑制される。駆動制御部75は、本体部5の支持体50に取り付けられた図示しない駆動制御基板に実装される。
<本実施の形態のエアコンプレッサの動作例>
次に、本実施の形態のエアコンプレッサ1Aの動作例について、各図を参照して説明する。エアコンプレッサ1Aで圧縮空気を貯蔵する通常の動作では、制御部7は、電源ボタン60aの操作で電源をONとし、運転モード選択ボタン60bの操作で設定された運転モードに従いモータ3を制御して、タンク4に圧縮空気を貯蔵する。
タンク4内の圧力が所定値となると、モータ3の駆動を停止する。また、圧縮空気の使用でタンク4内の圧力が低下すると、モータ3を駆動し、タンク4内の圧力を所定の範囲に保つ。
図4は、セキュリティモードの一例を示すフローチャートであり、次に、本実施の形態のエアコンプレッサ1Aで実行されるセキュリティモードの動作について説明する。
制御部7は、図4のステップSA1で、セキュリティモード選択ボタン60c等の所定の操作によってセキュリティモードが選択されると、図4のステップSA2で、電源の供給の有無を電源検出部70で判断する、制御部7は、電源が供給されていると判断すると、図4のステップSA3で、セキュリティモードを待機状態とする。電源が供給されている状態、すなわち、コンセントに電源プラグが接続されている状態は、エアコンプレッサ1Aを持ち歩く状態ではないため、セキュリティモードを待機状態とする。
制御部7は、電源の供給が停止したと判断すると、セキュリティモードを実行し、図4のステップSA4で、ローパスフィルタ90によって処理した加速度センサ9の出力を、A/D変換した値を取得する。
制御部7は、図4のステップSA5で、加速度センサ9の出力値の取得が1回目であるか判断し、1回目であると判断すると、図4のステップSA6で、加速度センサ9の出力値をメモリに保存する。
制御部7は、図4のステップSA7で、加速度センサ9の出力値の取得後、所定のサンプリング周期が経過したか判断する。制御部7は、セキュリティモードの実行中、図4のステップSA8で、セキュリティモード選択ボタン60c等の所定の操作によってセキュリティモードが解除されたか否か判断する。
制御部7は、セキュリティモードが解除されておらず、かつ、図4のステップSA2で、電源の供給が停止していると判断すると、図4のステップSA4で、ローパスフィルタ90によって処理した加速度センサ9の出力を、A/D変換した値を取得する。このように、セキュリティモードの実行中は、所定のサンプリング周期毎に加速度センサ9の出力値が取得される。
制御部7は、図4のステップSA5で、加速度センサ9の出力値の取得が1回目ではないと判断すると、図4のステップSA9で、加速度センサ9の今回の出力値と、メモリに保存された加速度センサ9の前回の出力値を比較する。
制御部7は、定められたサンプリング間隔で取得した信号の変化量として、加速度センサ9の今回の出力値と前回の出力値の差分が、所定値以上であると、盗難につながるような不正な動きであると判断し、図4のステップSA10で、報知部8を駆動して音を出力する。不正時では、制御部7は、音量切替部80を制御して、通常音量より大きい警報音量で警報音を出力させる。警報音の出力は、所定時間の経過で停止しても良い。
制御部7は、加速度センサ9の出力値の取得が1回目ではないと判断すると、図4のステップSA6で、加速度センサ9の今回の出力値で前回の出力値を書き換える。
次に、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号から、エアコンプレッサ1Aの通常の使用で想定される正常な動きによる信号を遮断し、盗難等の不正時の動きによる信号を抽出する動作について説明する。
図5(a)、図5(b)は、エアコンプレッサを持ち上げて置く動作における加速度センサの出力の一例を示す説明図で、図5(a)は、ローパスフィルタで処理前の信号の波形、図5(b)は、ローパスフィルタで処理後の信号の波形を示す。
また、図6(a)、図6(b)は、エアコンプレッサを持ち歩く動作における加速度センサの出力の一例を示す説明図で、図6(a)は、ローパスフィルタで処理前の信号の波形、図6(b)は、ローパスフィルタで処理後の信号の波形を示す。
更に、図7(a)、図7(b)は、エアコンプレッサの空気取出口にホースを着脱する動作における加速度センサの出力の一例を示す説明図で、図7(a)は、ローパスフィルタで処理前の信号の波形、図7(b)は、ローパスフィルタで処理後の信号の波形を示す。
加速度センサ9では、上述したように、エアコンプレッサ1Aの本体部5を持ち上げる、置く、持ち歩く等による動きが検出され、エアコンプレッサ1Aが動く際の加速度に応じた信号が電圧値として出力される。
エアコンプレッサ1Aを持ち上げる、置く、持ち歩くという動作により本体部5にかかる加速度は、モータ3により圧縮部2が駆動されることで発生する振動による加速度に比較して大きく、加速度センサ9から出力される信号の振幅が大きくなる。また、空気取出口40にホースを着脱する動作でも加速度が大きく、加速度センサ9から出力される信号の振幅が大きくなる。
図5(a)に示すように、エアコンプレッサ1Aを持ち上げるタイミングT1で加速度センサ9から出力される振幅の大きな信号は、立ち上がり、下がり時間が遅く、振幅の周期が長い低周波成分として現れる。また、落下させるような取り扱い方により置くタイミングT2で加速度センサ9から出力される振幅の大きな信号は、ゆっくりと持ち上げるような場合と比較して衝撃が大きく波形の振幅が大きく、かつ、立ち上がり、下がりが急峻で、振幅の周期が短い高周波成分として現れる。
これに対し、図6(a)に示すように、エアコンプレッサ1Aを持ち歩くタイミングT3で加速度センサ9から出力される振幅の大きな信号は、立ち上がり、下がり時間が遅く、振幅の周期が長い低周波成分として現れ、かつ、振幅の大きな信号が連続する。
なお、図7(a)に示すように、空気取出口40に対してホースを着脱するタイミングT4で加速度センサ9から出力される振幅の大きな信号は、立ち上がり、下がりが急峻で、振幅の周期が短い高周波成分として現れる。
ローパスフィルタ90は、図7(a)に示すような立ち上がり、下がりが急峻で振幅の周期が短い信号を遮断し、図5(a)のタイミングT1、図6(a)に示すような立ち上がり、下がり時間が遅く振幅の周期が長い信号、図5(a)のタイミングT2に示すように、立ち上がり、下がりが急峻で、かつ、振幅が大きな信号を通すように、遮断する周波数が設定される。
これにより、図7(a)に示すような立ち上がり、下がりが急峻で振幅の周期が短い信号を、ローパスフィルタ90で処理することで、図7(b)に示すように、振幅の大きな信号が遮断される。これに対し、図5(a)、図6(a)に示すような立ち上がり、下がり時間が遅く振幅の周期が長い信号、立ち上がり、下がりが急峻で、かつ、振幅が大きな信号を、ローパスフィルタ90で処理することで、図5(a)、図6(b)に示すように、振幅の大きな信号が残る。
従って、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号から、エアコンプレッサ1Aの通常の使用で想定される正常な動きによる信号を遮断し、盗難等の不正時の動きによる信号を抽出することができる。
次に、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号から、不正の有無を検出する動作について説明する。
図8は、エアコンプレッサの動きに応じて加速度センサから出力される信号から、不正の有無を検出する動作を示す説明図である。上述したセキュリティモードの実行中は、所定のサンプリング周期T(s)毎に、ローパスフィルタ90で処理した加速度センサ9の出力値が取得される。
図8では、あるサンプリングポイントP1における加速度センサ9からの出力値V1と、次のサンプリングポイントP2における加速度センサ9からの出力値V2の差分ΔVが、所定の値Vrefを超えており、サンプリングポイントP2で、エアコンプレッサ1Aの盗難につながるような不正を検出することができる。
図7(a)、図7(b)に示すように、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号から、エアコンプレッサ1Aの通常の使用で想定される正常な動きによる信号が遮断されている。これにより、サンプリングポイント間で差分が所定値を超えるような信号が検出されず、正常な動きを不正な動作として検出することが抑制される。
なお、エアコンプレッサ1Aが設置されている場所が振動するような場合、加速度センサ9の出力値は、振幅の小さな信号となり、サンプリングポイント間で差分が所定値を超えるような信号が検出されない。また、エアコンプレッサ1Aに物がぶつかるような外力が加わる場合、加速度センサ9の出力値は、立ち上がり、下がりが急峻で振幅の周期が短い信号となり、ローパスフィルタ90で遮断できる。
これに対し、図5(a)、図5(b)、図6(a)、図6(b)に示すように、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きに応じて加速度センサ9から出力される信号から、盗難等の不正時の動きによる信号が抽出されている。これにより、サンプリングポイント間で差分が所定値を超えるような信号を検出でき、エアコンプレッサ1Aの盗難につながるような不正を検出することができる。
セキュリティモードでは、制御部7は補助電源71から供給される電気で作動している。2重層コンデンサで構成される補助電源71では蓄えられる電気の容量に制約があるので。加速度センサ9の出力値を所定のサンプリング周期毎に取得することで、消費電力を抑制する。但し、サンプリング周期が、エアコンプレッサ1Aを持ち歩くことによる信号の周期と一致しないように、サンプリング周期が設定される。
なお、サンプリングポイントにおける加速度センサ9からの出力値と、閾値とを比較して、不正な動作を検出することも可能である。但し、加速度センサ9の出力値は、エアコンプレッサ1Aが傾斜すること等により、同じ持ち上げる動作でも加速度センサ9に加わる力の方向が異なることで変化し、また、加速度センサ9毎のばらつきによっても変化するため、サンプリングポイント間での差分という相対値を使用することで、高精度に不正の有無を検出できる。
次に、セキュリティモードを設定する動作及び解除する動作について説明する。図9は、セキュリティモードを設定する動作の一例を示すフローチャート、図10は、セキュリティモードを解除する動作の一例を示すフローチャートである。
制御部7は、図9のステップSB1で、セキュリティモード選択ボタン60cが所定の時間長押しされると、図9のステップSB2で設定開始状態となる。セキュリティモードの設定開始状態では、図9のステップSB3で、操作部6の表示部61dに、本例では一桁の数字が認証番号N1として表示される。図9のステップSB4で、セキュリティモード選択ボタン60cを押す毎に、図9のステップSB5で、認証番号N1が1ずつ繰り上がり、任意の認証番号N1が表示部61dに表示される。
所望の認証番号N1が表示部61dに表示された状態で、図9のステップSB6で、セキュリティモード選択ボタン60cが所定の時間長押しされると、図9のステップSB7で認証番号N1が確定し、セキュリティモードが選択される。セキュリティモードが選択されると、セキュリティモード選択ランプ61cが点灯し、使用者にセキュリティモードが選択されていることが通知される。
セキュリティモードが選択されると、上述した図4のフローチャートで説明したように、電源の供給の有無でセキュリティモードを実行するか、待機するかが判断され、電源の供給が遮断されると、セキュリティモードが実行される。
制御部7は、図10のステップSC1で、セキュリティモードの待機状態でセキュリティモード選択ボタン60cが所定の時間長押しされると、図10のステップSC2で解除開始状態となる。セキュリティモードの解除開始状態では、図10のステップSC3で、操作部6の表示部61dに、本例では一桁の数字が解除番号N2として表示される。図10のステップSC4で、セキュリティモード選択ボタン60cを押す毎に、図10のステップSC5で、解除番号N2が1ずつ繰り上がり、任意の解除番号N2が表示部61dに表示される。
解除番号N2が表示部61dに表示された状態で、図10のステップSC6で、セキュリティモード選択ボタン60cが所定の時間長押しされると、図10のステップSC7で、セキュリティモードの選択時に設定した認証番号N1と解除番号N2が比較され、認証番号N1と解除番号N2が一致すると、解除番号N2が認証され、図10のステップSC8で、セキュリティモードが解除される。セキュリティモードの解除時は、報知部8から所定の解除音が出力される。
セキュリティモードの選択時に設定した認証番号N1と一致しない解除番号N2が表示部61dに表示された状態で、セキュリティモード選択ボタン60cが所定の時間長押しされると、解除番号N2が不認証となり、セキュリティモードが待機状態に戻る。また、図10のステップSC9で、報知部8から所定の警報音が出力される。
解除番号N2の誤入力が所定の複数回連続すると、報知部8から所定の警報音を出力し、以降の操作を受け付けないようにロックしても良い。これにより、認証番号N1を知らない第三者により不正にセキュリティモードが解除されることが抑制され、エアコンプレッサ1Aの盗難につながる不正な動作を確実に検出できる。
また、正規の使用者であれば、作業中はセキュリティモードを解除することで、作業中の誤検出を抑制することができる。更に、セキュリティモードを選択しても、電源供給中は、セキュリティモードを待機状態とすることで、作業中の誤検出を抑制することができる。
上述したように、セキュリティモードが実行されることで、不正を検出して警報が出力された場合は、電源プラグをコンセントに繋いだだけではセキュリティモードが解除されない。また、セキュリティモード選択ボタン60cによる通常の解除操作を行わないと、警報が止まらない。これにより、警報の出力時に、第三者により不正にセキュリティモードが解除されることが抑制される。
更に、補助電源71で電気を供給できる時間が限られるため、不正の検知による警報の出力後、一定時間後に警報の出力が停止される。但し、不正があったことを不揮発性のメモリに記憶しておき、不正があったことの情報が記憶されている間は、所定の操作でメモリの記憶をリセットしない限り、エアコンプレッサ1Aを起動できないようにしても良い。また、不正があったことは、操作部6のランプの点滅等で知らせる。
<本実施の形態のコンプレッサの変形例>
本実施の形態のエアコンプレッサ1Aとしては、エアコンプレッサ1Aの本体部5の動きを検出する検出手段として加速度センサ9を用いたが、物の動きに応じた出力が行えるものであれば他のセンサでも良く、例えば、衝撃センサ、傾斜センサ等でも良い。また、検出手段として、複数のセンサを備え、複数のセンサの出力を比較することで、不正の検出精度を高めることができる。
例えば、カバー51に取り付けられた基板72に第1の加速度センサを備え、本体部5の支持体50に取り付けられた図示しない駆動制御基板に第2の加速度センサを備える。設置場所が異なることで加速度の加わる方向、大きさが異なる第1の加速度センサと第2の加速度センサでは、検出可能な振動に違いが有るので、運転によって発生する振動を精度良く除去して、確実に不正の検出を行うことができる。また、異なる種類のセンサを複数用いても良い。
また、抽出手段としてローパスフィルタ90を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、エアコンプレッサ1Aを持ち歩くといった盗難につながる動作では、加速度センサ9から出力される信号は、振幅の大きな信号が連続する特性がある。そこで、振幅の大きな信号を所定の複数回検出することで、盗難等の不正時の動きによる信号を抽出するようにしても良い。更に、想定される不正時の動きによる信号波形を基準値として保存し、加速度センサ9から出力された信号波形と基準となる信号波形の比較により、盗難等の不正時の動きによる信号を抽出するようにしても良い。
また、エアコンプレッサ1Aに無線による通信手段を備え、不正が検出されたことをスマートフォン等の外部端末装置に送信し、外部端末装置で警報を出力できるようにしても良い。更に、セキュリティモードの設定及び解除を、外部端末装置で行えるようにしても良い。エアコンプレッサ1Aで警報を出力と同時に外部端末に報知する、外部端末のみに報知する等の設定を可能にしておけば、環境に応じた盗難防止が行える。また、通信手段を制御部7、補助電源71.加速度センサ9、ローパスフィルタ90、報知部8等のセキュリティシステムが実装された同一の基板72に設けておけば、設置が容易になるので、多種の機器へ展開できる。
また、ローパスフィルタ90での処理の有無を選択可能とし、ローパスフィルタ90で未処理の加速度センサ9の出力値を利用して、エアコンプレッサ1Aの運転時の振動等から故障につながるような異常の有無を検出して、履歴としてメモリに保存する、また、異常を報知できるようにしても良い。
<第2の実施の形態のエアコンプレッサの構成例>
図11は、第2の実施の形態のエアコンプレッサの制御系の一例を示す機能ブロック図である。
第2の実施の形態のエアコンプレッサ1Bの全体構成は、図2と同じであり、空気を圧縮する圧縮部2と、圧縮部2を駆動するモータ3と、圧縮部2で圧縮される空気を貯蔵するタンク4を備える。
第2の実施の形態のエアコンプレッサ1Bの制御機能について説明すると、エアコンプレッサ1Bは、図11に示すように、操作部6での操作、設定に従い、選択された運転モードの実行、セキュリティモードの実行を行う制御部7Bと、選択された運転モードに従い、モータ3を駆動する駆動制御部75を備える。制御部7Bは制御手段の一例で、マイクロプロセッサ等で構成される。駆動制御部75は駆動制御手段の一例で、マイクロプロセッサ、メモリ等で構成される。
エアコンプレッサ1Bは、電源検出部70と、制御部7Bを作動させる補助電源71を備える。エアコンプレッサ1Bは、商用電源、発電機等と電源プラグ及びコードを介して接続され、電気の供給を受ける。電源検出部70は電源検出手段の一例で、電源プラグがコンセントから抜かれる等により、電源が遮断されたことを検出する。
補助電源71は監視電力供給手段の一例で、例えば2重層コンデンサで構成され、電源プラグがコンセントに接続された状態では、電気の供給を受けて充電される。電源プラグがコンセントから抜かれる等により、電気の供給が遮断された状態になると、駆動制御部75への電気の供給が遮断され、制御部7Bのみを作動させる電気を供給することで電気の消費を抑制し、補助電源71の長時間使用を可能にする。エアコンプレッサ1Bを持ち出す際には、電源プラグをコンセントから抜かなければならないため、セキュリティモードは補助電源によって作動するように構成される。
セキュリティモードは、操作部6での操作で実行の有無が選択される。また、操作手段として機械的な鍵を備え、鍵の操作でセキュリティモード実行の有無が選択されても良い。
また、エアコンプレッサ1Bは、音を出力する報知部8と、報知部8で出力される音量を切り替える音量切替部80を備える。報知部8は報知手段の一例で、例えばビープ音を出力するブザーで構成される。音量切替部80は、例えば、報知部8に供給する電圧を昇降させる昇圧回路で構成され、報知部8から出力される音を切り替える。
報知部8は、電源ボタン60aの操作時等の通常時は、第1の音として第1の音量である通常音量でブザー音を出力する。なお、通常音量は無音でも良く、通常音量として第1の音量で音を出力するか、無音とするかを切り替えることができる。これに対し、報知部8は、制御部7Bが所定の異常、不正が発生したことを検知して音量切替部80を制御すると、第2の音として第1の音量より大きな第2の音量である警報音量で警報としてブザー音を出力することで、異常、不正が発生したことを検知した場合には、他の通知時と音を異ならせる。また、異常、不正が発生したことを検知した場合には、報知部8の駆動周波数を変調して、第2の音として人が不快と感じる音質、または緊急性を感じるような音質でブザー音を出力しても良い。
<第2の実施の形態のエアコンプレッサの動作例>
次に、第2の実施の形態のエアコンプレッサ1Bの動作例について、各図を参照して説明する。エアコンプレッサ1Bで圧縮空気を貯蔵する通常の動作では、制御部7Bは、操作部6で設定された運転モードに従いモータ3を制御して、タンク4に圧縮空気を貯蔵する。
タンク4内の圧力が所定値となると、モータ3の駆動を停止する。また、圧縮空気の使用でタンク4内の圧力が低下すると、モータ3を駆動し、タンク4内の圧力を所定の範囲に保つ。
図12は、セキュリティモードの他の例を示すフローチャートであり、次に、第2の実施の形態のエアコンプレッサ1Bで実行されるセキュリティモードの動作について説明する。
制御部7Bは、図12のステップSD1で、操作部6の図3に示すセキュリティモード選択ボタン60c等の所定の操作によってセキュリティモードが選択されると、ステップSD2でセキュリティモードを実行する。制御部7Bは、セキュリティモードの実行中、ステップSD3で、電源の供給の有無を電源検出部70で監視する。
制御部7Bは、セキュリティモードの実行中に、電源の供給が停止したことを電源検出部70で検出したと判断すると、コンセントから電源プラグが抜かれた状態で、エアコンプレッサ1Bを持ち歩ける状態であるので、盗難につながるような不正であると判断して、ステップSD4で、報知部8を駆動して警報音を出力する。また、過電流が流れること等により遮断器が作動することによる電源の遮断や、他の作業者がコードを引っ掛ける等してコンセントから電源プラグが抜けてしまう等、コンプレッサ1Bを使用している作業者が予測しないような異常が発生したことを作業者に報知することもできる。このような異常時や不正時では、制御部7Bは、音量切替部80を制御して、通常音量より大きい警報音量で警報音を出力させる。
エアコンプレッサ1Bは、電源プラグがコンセントから抜かれる等により、電気の供給が遮断された状態になると、補助電源71から制御部7Bに電気が供給されることで、制御部7Bは、電源の供給の有無の判断、電源の供給の有無の判断に基づく警報の出力が可能である。
制御部7Bは、セキュリティモードの実行中に、電源の供給が停止したことを電源検出部70で検出している間は、警報音の出力を継続し、かつ、ステップSD5で、電源の供給の有無を電源検出部70で監視する。制御部7Bは、セキュリティモードの実行中で、かつ、警報音の出力中に、電源が供給されたことを電源検出部70で検出したと判断すると、ステップSD6で、報知部8の駆動を停止し、警報音の出力を停止する。
制御部7Bは、セキュリティモードの実行中、ステップSD7で、セキュリティモード選択ボタン60c等の所定の操作によってセキュリティモードが解除されたか否か判断し、セキュリティモードが解除されたと判断すると、セキュリティモードの実行を停止する。
なお、正規の所有者がセキュリティモードの実行中にコンセントから電源プラグを抜いた場合、正規の所有者であれば、セキュリティモードを解除できることから、セキュリティモードの実行中に、電源の供給が停止したことを電源検出部70で検出している間に、セキュリティモード選択ボタン60c等の所定の操作によってセキュリティモードが解除されたか否か判断し、セキュリティモードが解除されたと判断すると、セキュリティモードの実行を停止し、警報音の出力を停止するようにしても良い。
また、電源検出部70での電気の供給の有無でセキュリティモード実行の有無が選択されても良く、作業者がセキュリティモードの実行の有無を設定することなく、制御部7Bは、電源プラグがコンセントに接続され、電気の供給が行われていることを電源検出部70で検出すると、セキュリティモードを非実行とし、電源プラグがコンセントから抜かれ、電気の供給が遮断されたことを電源検出部70で検出すると、セキュリティモードを実行し、報知部8を駆動して警報音を出力するようにしても良い。なお、セキュリティーモードを備えずに、電気の供給が遮断されたことを電源検出部70で検出すると、報知部8を駆動して警報音を出力するようにして、電気の供給の有無によって報知の有無が選択されるようにしても良い。
また、エアコンプレッサ1Bに無線による通信手段を備え、電気の供給が遮断されたことを電源検出部70で検出することで不正や異常が検出されたことを、外部端末であるスマートフォン等の外部端末装置に送信し、外部端末装置を報知手段として警報を出力できるようにしても良い。更に、セキュリティモードの設定及び解除を、外部端末装置で行えるようにしても良い。エアコンプレッサ1Bで警報を出力と同時に外部端末に報知する、外部端末のみに報知する等の設定を可能にしておけば、環境に応じた盗難防止が行える。また、異常によりエアコンプレッサ1Bが停止した場合、これを把握できるので、エア不足が発生する前に再起動等の対応を行うことができる。
更に、加速度センサ9等の検出手段と、ローパスフィルタ90等の抽出手段をエアコンプレッサ1Bに備え、セキュリティモード選択ボタン60c等の所定の操作により、セキュリティモードにおいて、加速度センサ9及びローパスフィルタ90により本体部5の動きを検出することで、警報を出力するか、電源検出部70により電気の供給が遮断されたことを検出することで、警報を出力するかを切り替えられるようにしても良い。
本発明は、圧縮空気で作動する工具に圧縮空気を供給するエアコンプレッサに適用される。
1A、1B・・・エアコンプレッサ、2・・・圧縮部(圧縮手段)、3・・・モータ(駆動手段)、4・・・タンク(貯蔵手段)、40・・・空気取出口、5・・・本体部、50・・・支持体、51・・・カバー、6・・・操作部(操作手段)、60a・・・電源ボタン、60b・・・運転モード選択ボタン、60c・・・セキュリティモード選択ボタン、61a・・・電源ランプ、61b・・・運転モード選択ランプ、61c・・・セキュリティモード選択ランプ、61d・・・表示部、7、7B・・・制御部(制御手段)、70・・・電源検出部(電源検出手段)、71・・・補助電源(監視電力供給手段)、72・・・基板、75・・・駆動制御部(駆動制御手段)、8・・・報知部(報知手段)、80・・・音量切替部、9・・・加速度センサ(検出手段)、90・・・ローパスフィルタ(抽出手段)

Claims (19)

  1. 気体を圧縮する圧縮手段と、
    前記圧縮手段を駆動する駆動手段と、
    前記圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、
    前記圧縮手段、前記駆動手段及び前記貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、前記本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、
    前記検出手段で検出された前記本体部の動きに応じた信号から、前記本体部の不正な動きによる信号を抽出する抽出手段と、
    前記本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段と
    を備えたことを特徴とするエアコンプレッサ。
  2. 前記制御手段は、前記検出手段で検出され、前記抽出手段で処理された信号を、定められたサンプリング間隔で取得し、定められたサンプリング間隔で取得した信号の変化量から、前記本体部の不正な動きの有無を検出する
    ことを特徴とする請求項1に記載のエアコンプレッサ。
  3. 前記検出手段は加速度センサであり、前記抽出手段は、前記検出手段で検出された前記本体部の動きに応じた信号から、前記本体部の正常な動きによる信号を除外するローパスフィルタである
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエアコンプレッサ。
  4. 前記報知手段は、音を出力し、
    前記制御手段は、前記本体部の不正な動きを検出すると、前記報知手段で発生させる音の音量を、他の通知時の音量より大きくする
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のエアコンプレッサ。
  5. 前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記本体部の動きに応じた信号から不正の有無を判断するセキュリティモードを実行する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のエアコンプレッサ。
  6. セキュリティモードの実行の有無を選択する操作手段を備え、
    前記制御手段は、前記操作手段でセキュリティモードの実行が選択されるとセキュリティモードを実行する
    ことを特徴とする請求項5に記載のエアコンプレッサ。
  7. 気体を圧縮する圧縮手段と、
    前記圧縮手段を駆動する駆動手段と、
    前記圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、
    前記圧縮手段、前記駆動手段及び前記貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、前記本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、
    前記検出手段で検出された前記本体部の動きに応じた信号から不正の有無を判断するセキュリティモードの実行の有無を選択する操作手段と、
    前記操作手段での選択に従いセキュリティモードを実行し、前記本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段と
    を備えたことを特徴とするエアコンプレッサ。
  8. 前記駆動手段を駆動する駆動制御手段に供給される電気の供給の有無を検出する電源検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記電源検出手段で電源の遮断を検出するとセキュリティモードを実行する
    ことを特徴とする請求項5〜請求項7の何れか1項に記載のエアコンプレッサ。
  9. 気体を圧縮する圧縮手段と、
    前記圧縮手段を駆動する駆動手段と、
    前記圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、
    前記圧縮手段、前記駆動手段及び前記貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、前記本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、
    前記駆動手段を駆動する駆動制御手段に供給される電気の供給の有無を検出する電源検出手段と、
    前記検出手段で検出された前記本体部の動きに応じた信号から不正の有無を判断し、前記本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記電源検出手段で電源の遮断を検出すると、前記検出手段で検出された前記本体部の動きに応じた信号から不正の有無を判断するセキュリティモードを実行する
    ことを特徴とするエアコンプレッサ。
  10. 前記制御手段に電気を供給する監視電力供給手段を備え、
    前記制御手段は、前記電源検出手段で電源の遮断を検出すると、前記監視電力供給手段から供給される電気で作動してセキュリティモードを実行する
    ことを特徴とする請求項8または請求項9に記載のエアコンプレッサ。
  11. 気体を圧縮する圧縮手段と、
    前記圧縮手段を駆動する駆動手段と、
    前記圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、
    前記圧縮手段、前記駆動手段及び前記貯蔵手段を有した本体部の動きを検出し、前記本体部の動きに応じた信号を出力する検出手段と、
    前記本体部の不正な動きを検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段と、
    前記検出手段、前記報知手段及び前記制御手段が実装された基板と、
    前記本体部の少なくとも一部を覆うカバーとを備え、
    前記基板が前記カバーに取り付けられる
    ことを特徴とするエアコンプレッサ。
  12. 前記検出手段で検出された前記本体部の動きに応じた信号から、前記本体部の正常な動きによる信号を除外し、前記本体部の不正な動きによる信号を抽出する抽出手段を前記基板に備えた
    ことを特徴とする請求項11に記載のエアコンプレッサ。
  13. 気体を圧縮する圧縮手段と、
    前記圧縮手段を駆動する駆動手段と、
    前記圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、
    前記駆動手段を駆動する駆動制御手段に供給される電気の供給の有無を検出する電源検出手段と、
    前記電源検出手段で電源の遮断を検出すると、報知手段で警報を発生させる制御手段と
    を備えたことを特徴とするエアコンプレッサ。
  14. 前記報知手段は、音を出力し、
    前記制御手段は、前記電源検出手段で電源の遮断を検出すると、前記報知手段で発生させる音を、他の通知時の音と異ならせる
    ことを特徴とする請求項13に記載のエアコンプレッサ。
  15. 前記制御手段は、前記電源検出手段で電源の遮断を検出したことを外部端末に送信し、前記外部端末で警報を発生させる
    ことを特徴とする請求項13または請求項14に記載のエアコンプレッサ。
  16. 前記制御手段は、前記電源検出手段で検出される電気の供給の有無に応じて前記報知手段で警報を発生させるセキュリティモードを備える
    ことを特徴とする請求項13〜請求項15の何れか1項に記載のエアコンプレッサ。
  17. セキュリティモードの実行の有無を選択する操作手段を備え、
    前記制御手段は、前記操作手段でセキュリティモードの実行が選択されるとセキュリティモードを実行する
    ことを特徴とする請求項16に記載のエアコンプレッサ。
  18. 気体を圧縮する圧縮手段と、
    前記圧縮手段を駆動する駆動手段と、
    前記圧縮手段で圧縮される気体を貯蔵する貯蔵手段と、
    前記駆動手段を駆動する駆動制御手段に供給される電気の供給の有無を検出する電源検出手段と、
    前記電源検出手段で検出される電気の供給の有無に応じて報知手段で警報を発生させるセキュリティモードの実行の有無を選択する操作手段と、
    前記操作手段での選択に従いセキュリティモードを実行し、前記電源検出手段で電源の遮断を検出すると、前記報知手段で警報を発生させる制御手段と
    を備えたことを特徴とするエアコンプレッサ。
  19. 前記制御手段に電気を供給する監視電力供給手段を備え、
    前記制御手段は、前記電源検出手段で電源の遮断を検出すると、前記監視電力供給手段から供給される電気で作動してセキュリティモードを実行する
    ことを特徴とする請求項18に記載のエアコンプレッサ。
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