JP2020179446A - Driver and control system of air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外気を圧縮して高圧空気を生成する空気圧縮機(コンプレッサ)と、エアホースを介して空気圧縮機から供給される空気を動力源として止具の打込み作業を行う打込機の制御システムに関し、特に打込機から無線で送られる機器情報やモード情報に応じて空気圧縮機の動作を自動で制御することにある。 The present invention controls an air compressor (compressor) that compresses the outside air to generate high-pressure air, and a driving machine that drives a stopper using air supplied from the air compressor via an air hose as a power source. Regarding the system, in particular, the operation of the air compressor is automatically controlled according to the device information and the mode information sent wirelessly from the driving machine.
建築などの作業現場においては、空気圧縮機からエアホースにて供給される圧縮空気を動力源とする打込機が広く用いられる。シリンダ内で往復移動するピストンを用いた空気圧縮機は、AC電源でモータにより駆動され、外気を吸引して圧縮し、圧縮された空気を空気タンクに貯蔵する。空気タンクに貯められた高圧空気は、減圧弁にて所望の圧力に減圧された上でカプラ(圧縮空気取出口)からエアホースに供給される。このような空気圧縮機においては、使用する打込機に合わせて減圧弁の調整を最適にすることが重要である。 At work sites such as construction, a driving machine using compressed air supplied from an air compressor by an air hose as a power source is widely used. An air compressor using a piston that reciprocates in a cylinder is driven by a motor with an AC power source, sucks and compresses outside air, and stores the compressed air in an air tank. The high-pressure air stored in the air tank is decompressed to a desired pressure by a pressure reducing valve and then supplied to an air hose from a coupler (compressed air outlet). In such an air compressor, it is important to optimize the adjustment of the pressure reducing valve according to the driving machine to be used.
打込機は大量の止具を短時間で打ち込みできるため、建築現場等で広く用いられる。打込機は、圧縮空気を動力源とするためにエアホースを介して空気圧縮機に接続した状態で作業を行う。また、打込機の種類や、釘の長さ、作業内容等に応じて使用者が適宜、空気圧縮機の動作設定(例えば、運転モードや、取出し圧)を変更する必要があり、その設定に手間がかかっていた。この際、止具の打ち込み作業を行う場所と、空気圧縮機の設置箇所はエアホースの届く範囲内で離れた位置にあるため、作業中に空気圧縮機の設定変更が必要となる場合は、作業者は作業を中断して空気圧縮機の場所にまで移動しなければならない。このように空気圧縮機の設置位置が離れている不利を補うために、特許文献1では、携帯端末を用いて、打込機に設けられているICタグの情報を読込み、遠隔操作により、空気圧縮機の取出し圧力を変更している。
Since the driving machine can drive a large amount of fasteners in a short time, it is widely used at construction sites and the like. The driving machine operates in a state of being connected to the air compressor via an air hose in order to use compressed air as a power source. In addition, it is necessary for the user to appropriately change the operation setting (for example, operation mode, take-out pressure) of the air compressor according to the type of the driving machine, the length of the nail, the work content, etc. It took a lot of trouble. At this time, the place where the stopper is driven and the place where the air compressor is installed are located far apart within the reach of the air hose, so if it is necessary to change the setting of the air compressor during the work, work The person must interrupt the work and move to the location of the air compressor. In order to compensate for the disadvantage that the air compressors are installed at different positions in this way, in
発明者らは、釘打機等の打込機と空気圧縮機の制御をより容易にし、打込機についてメンテナンス性を向上させることを目的として、これらをどのように制御すれば良いかを検討した。その過程において、近接無線通信技術を用いて打込機側と空気圧縮機側を連動し、連動された打込機側に合わせて空気圧縮機側の設定を自動で行うことを目指した。一方、打込機においては、使用に伴ってピストンの衝撃を吸収するピストンバンパの衝撃吸収効果が低下するため、ピストンバンパの交換を、寿命となる前の適切な時期に行う必要がある。現状では使用者がピストンバンパの交換時期を判断する。ピストンバンパの交換時期が遅れると、他の部品の破損を誘発し、高額修理に繋がってしまう虞があるので、空気圧を利用する打込機においてはピストンバンパの交換時期を適切に報知することが望まれていた。 The inventors examined how to control these for the purpose of making it easier to control the driving machine such as a nailing machine and the air compressor and improving the maintainability of the driving machine. did. In the process, we aimed to link the driving machine side and the air compressor side using proximity wireless communication technology, and to automatically set the air compressor side according to the linked driving machine side. On the other hand, in the driving machine, the impact absorption effect of the piston bumper that absorbs the impact of the piston decreases with use, so it is necessary to replace the piston bumper at an appropriate time before the end of its life. At present, the user decides when to replace the piston bumper. If the replacement time of the piston bumper is delayed, it may induce damage to other parts and lead to expensive repairs. Therefore, in a driving machine that uses air pressure, it is necessary to appropriately notify the replacement time of the piston bumper. It was desired.
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、打込機と空気圧縮機を無線手段にて接続(ペアリング)して、連動された打込機に合わせて空気圧縮機側の設定を自動で行うようにした打込機と空気圧縮機の制御システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、打込機のメンテナンス時期を作業者に知らせることができる打込機と空気圧縮機の制御システムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、打込機の使用状況を管理機器側で容易に収集できるようにした打込機と空気圧縮機の制御システムを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to connect (pair) a driving machine and an air compressor by wireless means, and to match the linked driving machine with the air compressor side. The purpose is to provide a control system for a driving machine and an air compressor that automatically sets the above.
Another object of the present invention is to provide a control system for a driving machine and an air compressor that can notify an operator of the maintenance time of the driving machine.
Still another object of the present invention is to provide a control system for a driving machine and an air compressor so that the usage status of the driving machine can be easily collected on the management device side.
本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、圧縮空気を用いた打ち込み機構を有する打込機と、AC電源、DC電源のいずれか又は、これらの複合電源によりモータを駆動することで動作する空気圧縮機と、を有する空気圧縮機の制御システムにおいて、打込機と空気圧縮機に、近距離無線通信によってペアリングが可能な通信手段をそれぞれ設け、空気圧縮機は、打込機から受け取った動作情報によって制御されるように構成した。また、空気圧縮機は、出力部を介して出力される空気の圧力を電気的に調整可能な減圧弁を有し、打込機から受信した動作情報によって、空気圧縮機の減圧弁が調整されるように構成した。無線により送信される動作情報は、打込機の機器情報又は打込機への空気の設定圧力情報を含み、空気圧縮機の制御部は受信した動作情報に基づいて減圧弁を調整する。
The typical features of the invention disclosed in the present application will be described as follows.
According to one feature of the present invention, a driving machine having a driving mechanism using compressed air, and an air compressor that operates by driving a motor by either an AC power supply or a DC power supply, or a combined power supply thereof. In the control system of the air compressor having the above, the driving machine and the air compressor are provided with communication means capable of pairing by short-range wireless communication, and the air compressor receives the operation information received from the driving machine. It was configured to be controlled by. Further, the air compressor has a pressure reducing valve that can electrically adjust the pressure of the air output via the output unit, and the pressure reducing valve of the air compressor is adjusted according to the operation information received from the driving machine. It was configured to. The operation information transmitted wirelessly includes the device information of the driving machine or the set pressure information of the air to the driving machine, and the control unit of the air compressor adjusts the pressure reducing valve based on the received operation information.
本発明の他の特徴によれば、空気圧縮機の圧縮空気取出口は複数設けられ、圧縮空気取出口への空気通路にはそれぞれ圧力センサが設けられ、空気圧縮機は圧力センサの信号によって圧力変動を測定することによって打込機による打撃回数をカウントして打込機毎に積算する。この圧縮空気取出口は、一つの減圧弁に対して複数ずつ、例えば2個ずつ設けられ、複数の圧力センサと減圧弁の間の空気通路には、それぞれに逆止弁が設けられる。空気圧縮機は、予め設定された打込機の打撃回数上限値と、積算した打撃回数を比較し、打込機がメンテナンス時期であるか否かを判断し、打撃回数上限値に到達してメンテナンス時期に到達したら空気圧縮機の表示部、又は/及び、打込機の表示部にて警告する。 According to another feature of the present invention, the air compressor is provided with a plurality of compressed air outlets, pressure sensors are provided in each of the air passages to the compressed air outlets, and the air compressor is pressured by the signal of the pressure sensor. By measuring the fluctuation, the number of hits by the driving machine is counted and integrated for each driving machine. A plurality of these compressed air outlets are provided for one pressure reducing valve, for example, two, and a check valve is provided in each of the air passages between the plurality of pressure sensors and the pressure reducing valve. The air compressor compares the preset upper limit of the number of hits of the driving machine with the accumulated number of hits, determines whether or not the driving machine is in maintenance time, and reaches the upper limit of the number of hits. When the maintenance time is reached, a warning is given on the display of the air compressor and / and the display of the driving machine.
本発明のさらに他の特徴によれば、空気圧縮機からエアホースにて供給される圧縮空気によって止具を打ち出す打撃機構と、打込機の動作情報を送信すると共に、ペアリングした空気圧縮機からの情報を受信する通信装置を有する打込機を実現した。空気圧縮機から打込機に送信される情報は、規定された打撃回数の上限値を超えたことを示すアラーム情報、又は/及び、打撃回数の上限値である。 According to still another feature of the present invention, a striking mechanism that launches a stopper by compressed air supplied from an air compressor by an air hose, an operation information of the driving machine, and a paired air compressor are used. We have realized a compressor that has a communication device that receives the information of. The information transmitted from the air compressor to the driving machine is alarm information indicating that the specified upper limit of the number of hits has been exceeded, and / and the upper limit of the number of hits.
本発明のさらに他の特徴によれば、打込機に供給する圧縮空気を生成する圧縮部と、打込機の情報を受信すると共に、空気圧縮機の情報を送信する通信手段と、を有する空気圧縮機であって、通信装置はペアリングされた打込機からの情報を受信するように構成した。空気圧縮機には供給する圧縮空気の圧力を調整する減圧弁が設けられ、空気圧縮機の制御部は、打込機からの情報に基づいて減圧弁を自動で調整する。また、空気圧縮機の制御部は、減圧弁と圧縮空気取出口との間に設けられる圧力センサからの信号を基に、打込機の打撃回数情報を生成する。空気圧縮機には操作部を有し、操作部にはペアリングボタンと、ペアリング状態を示すランプが設けられる。空気圧縮機の操作部には表示部が設けられ、表示部に規定された打撃回数の上限値を超えたことを示すアラーム情報か、圧縮空気取出口に接続されている打込機ごとの打撃回数情報を表示する。 According to still another feature of the present invention, it has a compression unit that generates compressed air to be supplied to the driving machine, and a communication means that receives information on the driving machine and transmits information on the air compressor. An air compressor, the communication device was configured to receive information from the paired driving machine. The air compressor is provided with a pressure reducing valve for adjusting the pressure of the compressed air to be supplied, and the control unit of the air compressor automatically adjusts the pressure reducing valve based on the information from the driving machine. Further, the control unit of the air compressor generates information on the number of hits of the driving machine based on the signal from the pressure sensor provided between the pressure reducing valve and the compressed air outlet. The air compressor has an operation unit, and the operation unit is provided with a pairing button and a lamp indicating a pairing state. A display unit is provided on the operation unit of the air compressor, and alarm information indicating that the upper limit of the number of hits specified on the display unit has been exceeded, or a blow for each driving machine connected to the compressed air outlet. Display the number of times information.
本発明によれば、使用者が手動で空気圧縮機の設定をすることなく、ペアリングした打込機に合わせて空気圧縮機側で自動で各種設定をおこなうことができる。また、打込機使用時の取り出し圧の変化を、減圧弁の取り出し側に設置した圧力センサで読み取ることで、空気圧縮機側にて打込機の打撃回数(打込み回数)をカウントするので、空気圧縮機側にて打込機の打撃数管理をおこなうことができる。さらに、カウントした打込み回数が所定回数となった場合に、打込機と空気圧縮機の双方にメンテナンスが必要である旨の警告を出すことによって、使用者に対して適切なタイミングにて部品の交換を促すことができる。 According to the present invention, various settings can be automatically made on the air compressor side according to the paired driving machine without the user having to manually set the air compressor. In addition, by reading the change in the take-out pressure when using the driving machine with the pressure sensor installed on the taking-out side of the pressure reducing valve, the number of hits (the number of driving times) of the driving machine is counted on the air compressor side. The number of hits of the driving machine can be managed on the air compressor side. Furthermore, when the counted number of driving times reaches a predetermined number, a warning is issued to both the driving machine and the air compressor that maintenance is required, so that the user can be notified of the parts at an appropriate timing. Exchange can be encouraged.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ここでは空気圧縮機101にエアホースで接続される打込機の一例として釘打機10を用いて説明する。本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a
図1は、本発明の実施例に係る釘打機10と空気圧縮機101の制御システム1を示す概要図である。本実施例では、釘打機10と空気圧縮機101を双方向通信によって連動させることによって、釘打機10の機種や接続台数、動作状況に合わせて空気圧縮機101の動作モードやモータの起動及び停止、回転数を自動で調整する。図1では釘打機10を1本のエアホース50で1台だけ接続された状態を示しているが、空気圧縮機101には合計4台まで同時に接続可能である。
FIG. 1 is a schematic view showing a
釘打機10は、高圧空気を動力源として止具を対象物に打ち込むための打込機の一種であり、連結用のエアホース50によって供給される高圧空気をハウジング11内に設けられた蓄圧室(図示せず)に充填する。釘打機10はハウジング11を有し、ハウジング11は、円筒状のシリンダケース14と、シリンダケース14の長手方向に対して直交する方向に延在するハンドル部12を有する。釘打機10のハンドル部12にはトリガレバー13が設けられる。シリンダケース14内に円筒形のシリンダ(図示せず)が設けられ、シリンダ内にピストン(図示せず)が軸線A1方向に移動可能に配置される。作業者がプッシュレバー20を対象物に押し当ててトリガレバー13を引くと、図示しない蓄圧室からシリンダ内のピストンの上側空間に圧縮空気が一気に流入し、空気の圧力によってピストンがシリンダ内の上死点から下死点に向けて急激に移動することによって、ピストンの下側に連結されるドライバブレード(図示せず)を高速で移動させる。ドライバブレードの移動通路となる射出部17には、マガジン15が設けられ、連結された釘等の止具を射出部17に供給する。打撃時には、ドライバブレードの先端(下端)にマガジン15から釘が給送されているので、給送された釘が対象物に打ち込まれる。
The nailing
ピストンが下死点付近まで移動すると、ピストンに固定されるドライバブレードがシリンダの底部付近に設けられるバンパ(図示せず)に衝突する。バンパは、例えばゴム製であって、ドライバブレードの移動エネルギーを受け止めることにより減衰させる。下死点まで移動したピストンは、排気される空気の圧力によってシリンダ内の上死点まで移動する。このようにして、釘打機10では、作業者がトリガレバー13を引く操作と、プッシュレバー20を押し込むという操作の2つの状態が成立した際に、釘の打ち込みが行われる。
When the piston moves to near bottom dead center, the driver blade fixed to the piston collides with a bumper (not shown) provided near the bottom of the cylinder. The bumper is made of rubber, for example, and is damped by receiving the kinetic energy of the driver blade. The piston that has moved to bottom dead center moves to top dead center in the cylinder due to the pressure of the exhausted air. In this way, in the
図示しないシリンダ内に配置されるバンパは、釘打機10の打撃回数が使用上の上限値に到達した際に交換する必要がある。この上限値は製造メーカによって釘打機10毎にあらかじめ決められている。従来の釘打機においては、打撃回数をカウントする手段を打込機側に持たないため、使用者がバンパの交換時期を自ら判断しなければならなかった。このため、メンテナンス時期を経過してしまうことも多々有った。適切なタイミングでバンパを交換しない場合は、ダンパ以外の他部品の破損を伴う虞があり、その場合は高額の修理費がかかってしまう。
The bumper arranged in the cylinder (not shown) needs to be replaced when the number of hits of the nailing
本実施例の釘打機では、従来の電気的な制御回路を持たなかった釘打機に対して、釘打機10の固有情報を無線によって空気圧縮機101に送出できるように通信ユニット30を設けた。そのため、空気圧縮機101のマイコンは、カプラ141〜144に接続された空気工具の種類や、それに合わせた最適な動作モード、取り出し空気圧力を釘打機10から無線で受け取ることができ、その設定に合わせた空気圧縮機101の動作モードを設定し、モータの最適な回転制御を行うことができる。
In the nailing machine of the present embodiment, the
空気圧縮機101は、外部から図示しない電源コードを介して供給される交流電力、又は図示されていない電動工具用バッテリ等のDC電源、又はこれらの複合電源によって後述するモータを駆動し、外気を吸引して圧縮することにより高圧の圧縮空気を生成し、2つの空気タンク112a、112bに圧縮空気を貯蔵する。空気タンク112a、112bの上側には、圧縮空気を取り出すためのカプラ141〜144(図1では143は見えない)が設けられる。カプラ141〜144はエアホース50を接続または取り外し可能なように構成された空気の取出口である。
The
空気圧縮機101の前後両端付近には、移動の際に用いるハンドル114a、114bが設けられる。空気圧縮機101のカバー102の上面の一部には、操作パネル180が設けられ、そこには空気圧縮機101の電源スイッチ181(図6で後述)と、ペアリングボタン187(図6で後述)が設けられる。カバー102に左右側面には、後述する冷却ファンにより外気を吸引、排出するための風窓103が設けられる。空気圧縮機101の前方右側のカプラ141、142は高圧用である。カプラ141、142の後方には、減圧器(後述)を調整するためのダイヤル152aが設けられる。また、空気圧縮機101の前方左側のカプラ143、144は常圧用の空気取出口であり、その後方には減圧器(後述)を調整するためのダイヤル154aが設けられる。このように空気圧縮機101は4つのカプラ141〜144を有するため、4台の空気作業機や空気工具を接続することができる。
釘打機10と空気圧縮機101は、近距離無線通信によってペアリングを可能とする通信手段を有する。通信手段としては、例えば公知のブルートゥース(Bluetooth SIG,Inc. USA社の登録商標)を用いることができる。このように無線手段を用いることによって、エアホースの届く範囲内において釘打機10と空気圧縮機101間の双方向通信が可能となる。つまり、本実施例の制御システム1は、公知の打込機(釘打機10)に通信手段を新たに設け、空気圧縮機101にも通信手段を設けて、釘打機10と空気圧縮機101の双方向通信ができるようにした。尚、無線通信規格は、ブルートゥース(登録商標)だけに限られずに、その他の無線通信規格、又は、独自の無線通信規格であっても良い。また、無線通信は双方向通信だけで無く、釘打機10から空気圧縮機101側への単方向通信であっても良い。
The nailing
無線によって受信された釘打機10の固有情報によって、空気圧縮機101側の調整をおこなうために、調整が必要な機構(運転モードの設定機能)を電気的に制御し、減圧弁のダイヤル152a、154aを、モータで回転できるように構成した。運転モードの設定は空気圧縮機101の制御部160(図5で後述)によって電気的に制御可能である。しかしながら、カプラ141〜144からの空気圧力を設定するのは、従来は手動でダイヤル152a、154aを回していたので、制御部によって自動制御できない。そこで本実施例では減圧弁の開閉制御を自動で行うために、減圧弁を駆動するモータを設け、制御部からモータを電気的に駆動することによって減圧弁の開閉操作を自動化とした(詳細については図2〜図5によって後述する)。
The mechanism (operation mode setting function) that requires adjustment in order to make adjustments on the
図2は本実施例の空気圧縮機101の側面図であり、図3は空気圧縮機101の上面図である(カバー102を透視した状態)。空気圧縮機101は、モータ116(図3参照)の駆動により作動し、フレーム111上に左右方向に離して配置される2つの空気タンク112a、112b(図1参照)に高圧の空気を貯える。モータ116の回転軸の一端側には、冷却ファン115が取り付けられ、モータ116を冷却する。それぞれの空気タンク112a、112bの両端付近の下面には、脚部113が取り付けられる。フレーム111の前後方向両端部にはハンドル114a、114bが設けられ、空気圧縮機101には移動時に作業者が把持する。
FIG. 2 is a side view of the
モータは、図示しない2つのピストンによって圧縮空気を生成する圧縮空気生成部130を駆動する。圧縮空気生成部130には回転方向に180度の位相をずらして2つのシリンダを構成する一次圧縮部131と、一次圧縮部131で圧縮された空気をさらに圧縮する二次圧縮部132が設けられる。一次圧縮部131の吐出口と二次圧縮部132の吸入口は連結管135で接続される。二次圧縮部132のピストンから吐出された圧縮空気は、空気タンク112aと112bに溜められる。
The motor drives a compressed
右側の空気タンク112aの上側には、減圧弁152が設けられる。減圧弁(レギュレータ)152は、空気タンク112aから排出される空気を所定の圧力に減圧することにより調整してカプラ141、142側に送出する。一つの減圧弁152に2つのカプラ141、142が接続されるため、これらの間に分岐コネクタ171が設けられ、通路が分岐される。分岐コネクタ171とカプラ141の間には、逆止弁156と圧力センサ146が設けられ、分岐コネクタ171とカプラ142の間には、逆止弁157と圧力センサ147が設けられる。同様にして、左側の空気タンク112bの上側には、減圧弁154が設けられる。減圧弁154は空気タンク112bから排出される空気を所定の圧力に減圧して、カプラ143、144側に送出する。一つの減圧弁154に2つのカプラ143、144が接続されるため、これらの間に分岐コネクタ172が設けられ、通路が分岐される。分岐コネクタ172とカプラ143の間には、逆止弁158と圧力センサ148が設けられ、分岐コネクタ172とカプラ144の間には、逆止弁159と圧力センサ149が設けられる。
A
減圧弁152はモータ151によって駆動されることにより、その弁の開閉が電気的に制御される。また、減圧弁154はモータ153によって駆動されることにより、その弁の開閉が電気的に制御される。圧縮空気生成部130の右側には制御回路基板120が設けられる。圧縮空気生成部130と制御回路基板120は、合成樹脂製のカバー102によって上方及び側方が覆われる。制御回路基板120に搭載される制御部160(図5で後述)は、主に、モータ116の駆動や圧縮空気生成部130における空気の圧縮動作を制御する。これらの制御は、制御部160に含まれるマイコン161(図5で後述)によって行われる
The
図4は図1の空気圧縮機101の操作パネル180の上面図である。従来の空気圧縮機では、電源スイッチ181と、電源がオンの時に点灯する電源ランプ182と、圧縮空気生成部130の運転モードを選択するための運転モードスイッチ183と、選択された運転モードを示すためのモード選択ランプ184と、タンク内圧を示す表示パネル186が設けられていた(但し、配置は異なる)。電源スイッチ181、運転モードスイッチ183等のスイッチはプッシュ式、スライド式、回転式のスイッチで実現できるが、ここではソフトタッチスイッチにて構成される。本実施例で新たに追加された機器としては、ペアリングボタン187と、ペアリング状態表示ランプ188a〜188dと、カプラ141〜144に接続された釘打機10のピストンバンパの交換時期に到達したことを示す、交換時期表示ランプ189a〜189dがある。さらに、操作パネル180の裏側には無線通信装置185が設けられる。無線通信装置185は、公知のブルートゥース(登録商標)用の通信ユニットであり。無線信号を送受信する送受信部と、送受信用のアンテナを有する。尚、アンテナを設ける位置、又は、アンテナを含めた無線通信装置185を設ける位置は任意で有り、制御回路基板120上に設けても良いし、それ以外の箇所、例えば、図示しない力率改善回路(PFC)やインバータ回路等のノイズ発生源から離れた位置に設けるようにしても良い。
FIG. 4 is a top view of the
ここで、釘打機10と空気圧縮機101を無線通信によって接続する手順を説明する。空気圧縮機101の電源コードをAC電源に差し込むと、電源ランプ182が点滅状態になる。電源ランプ182が点滅状態の時にペアリングボタン187を押すと、取出し口1(カプラ141)が選択されたことを示すペアリング状態表示ランプ188aが発光する。この際、ペアリングの準備手順の実行中はランプが点滅し、ペアリングが完了すると点灯状態になる。また、ペアリングが成功せずに所定時間が経過(タイムアウト)したら、ペアリング状態表示ランプ188aが消灯する。ペアリングボタン187は、押す度に“取出し口1(188a)”→“取出し口2(188b)”→“取出し口3(188c)”→“取出し口4(188d)”→ 消灯 のように、ランプの点滅状態が切り替わるので、カプラ141〜144のいずれに接続された釘打機10であるかを作業者が選択して、ペアリングを行うことができる。
Here, a procedure for connecting the nailing
ペアリング状態表示ランプ188a〜188dのいずれかが点滅している時に、接続対象となる無線通信機能付きの釘打機10を、釘打機10の通信ユニット30を空気圧縮機の無線通信装置185付近に何秒かかざす。このように空気圧縮機101の操作パネル180に近づけることで、近接する釘打機10とのペアリングを行うことができる。このペアリングを行う直前に、空気圧縮機101側と同様に釘打機10側のペアリングボタンを押すようにするが、釘打機10側のペアリングボタンを省略して、空気圧縮機101側のペアリングボタン187が押された際に、空気圧縮機101が一番近くにある無線通信機能付きの釘打機10を自動登録するように構成しても良い。
When any of the pairing
釘打機10とのペアリングが完了すると、ペアリング状態表示ランプ188a〜188dが点灯状態になる。上記のペアリングの準備手順を繰り返すことによって、空気圧縮機101には最大4台までの釘打機10を登録することができる。ペアリングが完了すると、空気圧縮機101のマイコンは、釘打機の種類と数を認識し、認識した釘打機の種類と数から、最適な動作モードと最適な停止圧力、再起動圧力及び減圧弁152、154の設定を行い、最適なモータ116の制御を行う。尚、空気圧縮機101は接続される釘打機10とペアリングせずに使用することも可能であり、その場合は、無線通信機能無しの従来の釘打機を使用するような場合と同様に使用できる。
When the pairing with the nailing
更に、2台目以降の打込機をペアリングする場合について説明する。釘打機10Aを空気圧縮機101とペアリングする前に、釘打機10Aをエアホース50を介して空気圧縮機101に接続する。そうすると、エアホース50が接続されたカプラ141〜144に設けられている圧力センサ146〜149が急激に変化する。これは、エアホース50が接続されたことにより、圧縮空気がエアホース50や釘打機10に供給されることにより、圧力センサ付近の圧力が低下するためである。従って、圧力センサ146〜149の信号を基に、カプラ141〜144のどのカプラに釘打機が接続されたか空気圧縮機の制御部160は判断することができ、この後にペアリングの操作をすることで、どのカプラにどの釘打機が接続されているか制御部160は特定することができる。なお、2台目以降の打込機をペアリングする場合の方法としては上記した以外の方法で合っても、良い。例えば、空気圧縮機の操作パネル180にカプラ141〜144のどれに接続するか選択するボタンを設けても良い。
Further, a case of pairing the second and subsequent driving machines will be described. Before pairing the nailing machine 10A with the
空気圧縮機101は、接続された釘打機の消耗部品が交換時期に近づいたら、交換時期表示ランプ189a及び釘打機10の交換時期表示ランプ43にて打込機の消耗品が、交換時期であることを表示する。また、減圧弁152を閉じることによって対象の釘打機10による打込動作ができないようにする。尚、使用中に消耗品の寿命になってしまった場合であって、あと数本程度、釘を打込みたい場合には、継続して使用できるように、釘打機10の通信ユニット30に“キャンセルボタン”を追加するようにしても良い。“キャンセルボタン”が押されたら閉じた減圧弁152を再度開いて使用できるようにし、一定時間だけ限定使用を許容し、作業が終了して圧力センサ148の圧力変動が無くなったら、または、一定時間が経過したか、制限本数だけの打撃が完了したら、減圧弁152を閉じるようにして、それ以降の使用を阻止するように構成しても良い。
When the consumable parts of the connected nailing machine are approaching the replacement time, the
図5は空気圧縮機101のブロック回路図である。図中の接続線のうち、太い実線と三本の実線は電力線を示し、細い実線は信号線を示し、二重線は空気の配管を示す。空気圧縮機101は、AC電源140を電源としてモータ116によって圧縮空気生成部(圧縮機)130を駆動する。モータ116は、ブラシレスモータであって、制御部160に含まれるマイコン(マイクロコンピュータ)161によって回転及び停止の制御と、回転中の回転速度が制御される。マイコン161には、操作パネル180の電源スイッチ181、運転モードスイッチ183、ペアリングボタン187と無線通信装置185が接続される。また、マイコン161の制御により情報表示部(表示パネル186)の表示が行われる。
FIG. 5 is a block circuit diagram of the
圧縮空気生成部(圧縮機)130が駆動すると、空気タンク112a、112b内に高圧(最高45気圧程度)の空気が貯蔵される。空気タンク112a、112bにはタンク内部の圧力を測定する圧力センサ150が設けられ、その出力がマイコン161に出力される。マイコン161は、空気タンク112a、112bの圧力を監視しながら、モータ116の駆動を制御して、空気タンク112a、112b内を適正な圧力にする。2本の空気タンク112a、112bは、図示しない連結パイプによって同じ空気圧に保たれ、その高圧空気(最高45気圧程度)が減圧弁152と154に出力される。ここでは減圧弁152として20気圧程度に減圧できる高圧用のものが用いられ、減圧弁154として8気圧程度に減圧できる低圧用のものが用いられる。減圧弁152の吐出側には、分岐コネクタ171が接続され、2つの管路に分岐され、一つは逆止弁156を介して1番目のカプラ141に接続され、もう一つは逆止弁157を介して2番目のカプラ142に接続される。ここで、カプラ141と逆止弁156の間には、空気の圧力を測定してマイコン161に出力する圧力センサ146が設けられ、同様にしてカプラ142と逆止弁157の間には、空気の圧力を測定してマイコン161に出力する圧力センサ147が設けられる。
When the compressed air generator (compressor) 130 is driven, high-pressure (up to about 45 atm) air is stored in the
減圧弁154の吐出側も同様の構成であり、分岐コネクタ172で2つの管路に分岐され、逆止弁158、159を介してカプラ143、144に接続される。カプラ143、144と逆止弁158、159の間には、空気の圧力を測定してマイコン161に出力する圧力センサ148、149が設けられる。このように1番目から4番目までのカプラ141〜144に至るそれぞれの管路内に、圧力センサ146〜149を設けたので、マイコン161は、接続された釘打機10毎の空気に圧力を精密に測定することができる。また、圧力センサ146〜149の上流側には、それぞれ逆止弁156〜159を介在させたので、分岐された通路の一方側(例えばカプラ141側)の空気圧が、他方側(例えばカプラ142側)の空気圧に影響することを防止できる。
The discharge side of the
図6は本実施例の釘打機10の通信ユニット30のブロック回路図である。従来の釘打機10は、高圧空気を駆動源とするために電気回路を有していなかったが、本実施例の釘打機ではコイン電池等の小型のバッテリ40で駆動される小型の通信ユニット30を設けた。通信ユニット30の基本構成は、マイコン32を有する制御部31と、空気圧縮機101との通信を行う無線通信装置38と、空気圧縮機101から送信された情報を表示するための表示パネル41である。本実施例の構成は、これら制御部31、無線通信装置38、表示パネル41を設ければ実現可能であるが、これに加えて、空気圧縮機101から送信された情報を格納するための記憶メモリ37を設けた。また、マイコン32を有する制御部31を設けたことに伴い、幾つかの付加的なセンサを設けた。一つ目のセンサは、釘打ちモードが“単発モード”か“連発モード”かを検出して、マイコン32に出力するモード切替えセンサ33である。このセンサ33は、釘打機10の単発/連発切り替えレバー(図示せず)の操作によって切り替えられる図示しないスイッチ手段で実現できる。
FIG. 6 is a block circuit diagram of the
2つ目のセンサは圧力センサ34であり、釘打機10の蓄圧室の圧力を検出してマイコン32に送出する。2つ目のセンサはトリガ入切センサ35であり、トリガが引かれている状態か引かれていない状態か検出する。作業者がトリガレバー13(図1参照)の引き操作をしている状態でハイ信号がマイコン32に出力される。4つ目のセンサはプッシュレバーセンサ36であり、プッシュレバー20が上昇している状態、即ち、釘打機10を物体(打込み部材)に押し付けている状態でハイ信号がマイコン32に出力される。
The second sensor is a
釘打機10は、いわゆる“連発モード”と“単発モード”を有し、切替スイッチを操作することにより切替えることができる。“単発モード”は、1回の打込みの際に、プッシュレバーセンサ36の押しつけとトリガレバー13の引き操作を行い、打ち込みが終わるごとに、プッシュレバーセンサ36の押しつけ解除とトリガレバー13の引き操作解除を行う。一方、“連発モード”は、複数の釘を連続して順次打ち込みを行うもので、トリガレバー13を引いたままにして、プッシュレバー20を被打込材に順次押しつけることによって、打込動作が行われる。“連発モード”ではプッシュレバー20の被打込材の押しつけと、トリガレバー13の引き動作が同時におこなわれた状態でないと打込動作が行われない。この機構を利用する“連発モード”は、プッシュレバー20を被打込材に押しつけることを釘打ちのきっかけとすることができる。打込動作が終わって、一旦プッシュレバー20を被打込材への押しつけが解除され、次の被打込材への押しつけが行われたら次の打込動作を行うことができるが、この際トリガレバー13は引きっぱなしで良く、打撃ごとにトリガレバー13を一々解除する必要が無いので、大量の釘を連続して打ち込む場合には作業効率が良くなる。
The nailing
無線通信装置38は、公知のブルートゥース(登録商標)用の通信ユニットで有り、図1で示したように、空気圧縮機101のマイコン161(図5参照)との双方向通信を行う。無線通信装置38は、内部に無線通信コントローラと送受信用の無線アンテナ(共に図示せず)を有する。ペアリングボタン42は、空気圧縮機101との無線接続路の確立を開始するためのボタンである。ペアリング先の相手側機器は、例えば同じメーカ製であって無線通信装置185(図5参照)を有する空気圧縮機101である。空気圧縮機101には予めペアリングができる空気工具の識別情報が格納されており、空気圧縮機101は無線によって接続可能な空気工具(釘打機10)からのペアリング要求があったら、接続を許可する。
The
図7は図1の釘打機10の通信ユニット30の側面図である。通信ユニット30は合成樹脂製の筐体であって、その一面に液晶式の表示パネル41が設けられる。表示パネル41は、例えば液晶パネルによって構成でき、無線によって空気圧縮機101から送信された情報、例えば、釘打ち総数や、空気圧縮機101の動作モード、吐出圧力、空気圧縮機101の現在印加されている電圧等を表示する。また、空気圧縮機101が異常な状態(オーバーヒート状態等)の場合は、各種警告などを表示すると良い。表示パネル41の左側にはペアリングボタン42が設けられる。ペアリングボタン42は、タクタイルスイッチ等のプッシュ式の押しボタン式のスイッチである。ペアリングボタン42の下側には交換時期表示ランプ(点灯ランプ43)が設けられる。点灯ランプ43は、ピストンバンパの交換タイミングを示しており、点灯ランプ43が点灯したら作業者はメーカのサービスセンターに依頼してメンテナンスを依頼する。点灯ランプ43の右側には、ランプの点灯が何を示すのかの情報44、即ち、ランプ点灯は「ピストンバンパの交換」を示す文字が印字される。尚、情報44を印字する代わりに、その内容を示す文字情報を表示パネル41に表示するようにしても良い。
FIG. 7 is a side view of the
表示パネル41の右側には吐出圧アップボタン45と吐出圧ダウンボタン46が設けられる。作業者は、釘打機10の打込み作業中に微調整が必要になった場合に、吐出圧アップボタン45と吐出圧ダウンボタン46のいずれかを押すことで、空気圧縮機101に無線で信号が伝わり、空気圧縮機101の制御部160で釘打機が接続されている減圧弁152のモータを制御することで吐出圧力を無線で操作することができる。吐出圧アップボタン45と吐出圧ダウンボタン46は、タクタイルスイッチ等のプッシュ式の押しボタン式のスイッチである。表示パネル41には、吐出圧アップボタン45又は吐出圧ダウンボタン46のどちらか一方が操作されると、現在の吐出圧力を表示し、再度吐出圧アップボタン45と吐出圧ダウンボタン46が操作されると、ボタン操作に応じて、吐出圧力の設定値が変更されると同時に変更された吐出圧力を表示するようにしても構成すると良い。このように、釘打機10本体に空気圧縮機101の吐出圧力の調整が出来ることにより、釘の打込み深さ等を調整する為に、いちいち空気圧縮機101があるところまで戻らなくても調整することができる。更に、表示パネル41には、常に現在供給されている吐出圧力を表示するようにしても良い。尚、吐出圧アップボタン45と吐出圧ダウンボタン46を設けることは任意で有り、これらのボタンを省略して吐出圧力の遠隔調整機能を持たせないように構成しても良い。
A discharge pressure up
次に図8を用いて、空気圧縮機101にて釘打機10による釘打機回数を検出する手順を説明する。図8は釘打機10による釘打ち動作と圧力センサ146の取り出し圧力192の変化の関係を示す図である。上側のグラフと下側のグラフの横軸は共に合わせて図示している。図8では連発モードを選択して、トリガレバー13を引きっぱなしの状態で対象物にプッシュレバー20を断続的に、順次押しつけながら釘打ちを6回おこなった状態を示す。図8(A)は、プッシュレバー20のストローク量191であり、縦軸がプッシュレバー20のストロークであり、プッシュレバー20が釘打ちの対象物に押しつけられていないときのストローク量を0とし、プッシュレバー20が対象物に押しつけられて上昇してハンドル部12側に最接近した量をストローク量S(単位mm)としている。横軸は時間の経過(単位:秒)である。図8(B)は、カプラ141への空気通路内に設けられた圧力センサ146の出力であり、カプラ141の取り出し圧力192を示している。
Next, with reference to FIG. 8, a procedure for detecting the number of times of nailing by the nailing
作業者が連発モードにおいて、時刻t1〜t6にて6回の釘打ちを行った場合、各釘打ちによって矢印192a〜192fのように圧力が設定圧力P2から例えばP1まで一次的に低下する。ここでは設定圧力P2からP1まで低下する。この低下するタイミングを検出することにより、空気圧縮機101のマイコン161は釘打機10の釘打ち回数(打撃回数)をカウントできる。特に、カプラ141〜144にそれぞれ独立した圧力センサ146〜149が設けられるので、マイコン161は、打込回数を釘打機10毎に独立してカウントできる。カウントされた釘打ち回数は、マイコン161によって過去の打込回数と合算して集計され、制御部160内の図示しない記録装置(図示せず)に格納される。空気圧縮機101は、予め設定された釘打機10の打撃回数上限値と、積算した打撃回数を比較し、釘打機10がメンテナンス時期になったか否かを判断する。この格納の際には、無線通信によって釘打機10から受信した識別情報に対応させて管理するため、空気圧縮機101は釘打機10毎の打込回数の積算値を管理できる。
In worker barrage mode, at
マイコン161には、各釘打機10毎のメンテナンス時期に到達する打込回数を予め記録しておくようにし、空気圧縮機101はメンテナンス時期に到達した旨のアラームを、空気圧縮機101に送信することによって、釘打機10のマイコン32は表示パネル41にその情報を表示する。また、空気圧縮機101から釘打機10側に送信される情報は、規定された打撃回数の上限値を超えたことを示すアラーム情報だけに限らずに、打込回数を直接送信するようにしても良いし、それ以外の情報まで付加して送信するようにしても良い。このようにして、空気圧縮機101は釘打機10に指示信号を発することにより、釘打機10の点灯ランプ43を点灯または点滅させることができる。
The
本実施例では無線通信モジュールを搭載した釘打機10と空気圧縮機101で通信を行い、使用する釘打機に合わせて空気圧縮機の設定を自動でできるので、作業者による手動での空気圧縮機の設定作業を自動化できる。また、空気圧縮機側にて打込回数のカウントや、減圧弁の開閉操作を行うことができるので、釘打機側にメンテナンス時期が来たことを知らせること可能となった。また空気圧縮機101は、釘打機10の打撃回数をカウントした上で、釘打機と空気圧縮機の双方にメンテナンスが必要である旨の警告を出すことによって、使用者に対して適切なタイミングにて部品の交換を促すことができる。
In this embodiment, the nailing
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例では空気工具の一例として釘打機にて説明したが、釘打機だけに限らずに高圧エアを用いた打込機や作業工具であれば、無線通信機能を付加することによって同様に適用できる。また、操作パネル180に液晶ディスプレイ(タッチパネル式等)または公知の表示装置を設け、そこに、カプラ141〜144に接続されている釘打機10ごとの打撃回数情報をリアルタイムに表示するように構成しても良い。
Although the present invention has been described above based on the examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a nailing machine has been described as an example of an air tool, but not only a nailing machine but also a driving machine and a work tool using high-pressure air are provided with a wireless communication function. It can be applied in the same way. Further, the
1 制御システム 10 釘打機(打込機) 11 ハウジング
12 ハンドル部 13 トリガレバー 14 シリンダケース
15 マガジン 17 射出部 20 プッシュレバー
30 通信ユニット 31 制御部 32 マイコン
33 モード切替えセンサ 34 圧力センサ 35 トリガ入切センサ
36 プッシュレバーセンサ 37 記憶メモリ 38 無線通信装置
40 バッテリ 41 表示パネル 42 ペアリングボタン
43 点灯ランプ 44 説明文 50 エアホース
101 空気圧縮機 102 カバー 103 風窓 111 フレーム
112a、112b 空気タンク 113 脚部
114a、114b ハンドル 115 冷却ファン 116 モータ
120 制御回路基板 130 圧縮空気生成部 131 一次圧縮部
132 二次圧縮部 135 連結管 140 AC電源
141〜144 カプラ 146〜149 圧力センサ
150 圧力センサ 151、153 モータ
152、154 減圧弁(レギュレータ) 152a、154a ダイヤル
156〜159 逆止弁 160 制御部 161 マイコン
171、172 分岐コネクタ 180 操作パネル
181 電源スイッチ 182 電源ランプ
183 運転モードスイッチ 184 モード選択ランプ
185 無線通信装置 186 表示パネル
187 ペアリングボタン 188a〜188d ペアリング状態表示ランプ
189a〜189d 交換時期表示ランプ 191 ストローク量
A1 軸線 P1、P2 設定圧力
1
Claims (15)
AC電源、DC電源のいずれか又は、これらの複合電源により動作する空気圧縮機と、を有する空気圧縮機の制御システムにおいて、
前記打込機と前記空気圧縮機に、近距離無線通信によってペアリングが可能な通信手段をそれぞれ設け、
前記空気圧縮機は、前記打込機から受け取った動作情報によって制御されることを特徴とする制御システム。 A driving machine having a driving mechanism using compressed air,
In an air compressor control system having an AC power source, a DC power source, or an air compressor operated by a combined power source thereof.
The driving machine and the air compressor are provided with communication means capable of pairing by short-range wireless communication, respectively.
The air compressor is a control system characterized in that it is controlled by operation information received from the driving machine.
出力部を介して出力される空気の圧力を電気的に調整可能な減圧弁を有し、
前記打込機から受信した動作情報によって、前記空気圧縮機の減圧弁が調整されることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 The air compressor
It has a pressure reducing valve that can electrically adjust the pressure of the air output through the output unit.
The control system according to claim 1, wherein the pressure reducing valve of the air compressor is adjusted according to the operation information received from the driving machine.
前記空気圧縮機の制御部は、前記動作情報に基づいて前記減圧弁を調整することを特徴とする請求項2に記載の制御システム。 The operation information includes the device information of the driving machine or the set pressure information of air to the driving machine.
The control system according to claim 2, wherein the control unit of the air compressor adjusts the pressure reducing valve based on the operation information.
複数の前記圧力センサと前記減圧弁の間の空気通路に逆止弁を設けたことを特徴とする請求項4に記載の制御システム。 A plurality of the compressed air outlets are provided for one pressure reducing valve.
The control system according to claim 4, wherein a check valve is provided in an air passage between the plurality of pressure sensors and the pressure reducing valve.
予め設定された前記打込機の打撃回数上限値と、積算した前記打撃回数を比較し、
前記打込機がメンテナンス時期であるか否かを判断し、
前記メンテナンス時期に到達したら前記空気圧縮機の表示部、又は/及び、前記打込機の表示部にて警告することを特徴とする請求項5に記載の制御システム。 The air compressor
Comparing the preset upper limit of the number of hits of the driving machine with the accumulated number of hits,
Judging whether or not the driving machine is in maintenance time,
The control system according to claim 5, wherein when the maintenance time is reached, a warning is given on the display unit of the air compressor and / and the display unit of the driving machine.
前記空気圧縮機からエアホースにて供給される圧縮空気によって止具を打ち出す打撃機構と、
前記打込機の前記動作情報を送信すると共に、ペアリングした前記空気圧縮機からの情報を受信する通信装置と、を有することを特徴とする打込機。 A driving machine used in the control system according to any one of claims 1 to 6.
A striking mechanism that launches a stopper with compressed air supplied from the air compressor by an air hose,
A driving machine characterized by having a communication device that transmits the operation information of the driving machine and receives information from the paired air compressor.
前記打込機に供給する圧縮空気を生成する圧縮部と、
前記打込機の情報を受信すると共に、前記空気圧縮機の情報を送信する前記通信手段と、を有し、
前記通信手段は、ペアリングされた前記打込機からの情報を受信することを特徴とする空気圧縮機。 An air compressor used in the control system according to any one of claims 2 to 6.
A compression unit that generates compressed air to be supplied to the driving machine,
It has the communication means for receiving the information of the driving machine and transmitting the information of the air compressor.
The communication means is an air compressor characterized by receiving information from the paired driving machine.
前記空気圧縮機の制御部は、前記打込機からの情報に基づいて前記減圧弁を自動で調整することを特徴とする請求項10に記載の空気圧縮機。 The air compressor is provided with the pressure reducing valve for adjusting the pressure of the compressed air to be supplied.
The air compressor according to claim 10, wherein the control unit of the air compressor automatically adjusts the pressure reducing valve based on the information from the driving machine.
The air compressor according to claim 14, wherein the display unit of the air compressor displays information on the number of hits for each driving machine connected to the compressed air outlet.
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WO2023145639A1 (en) * | 2022-01-26 | 2023-08-03 | 工機ホールディングス株式会社 | Work machine and program |
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2019
- 2019-04-24 JP JP2019082921A patent/JP2020179446A/en active Pending
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