JP3142984B2 - スクロール式圧縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば無給油式のスク
ロール式圧縮機に関し、特に、圧縮した流体を貯蔵する
タンクを備えたスクロール式圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここで、図７ないし図１１に従来技術の
スクロール式圧縮装置として空気圧縮装置を例に挙げて
説明する。

【０００３】まず、図７は空気圧縮装置の全体構成を示
している。

【０００４】図中、１０１はスクロール式の圧縮機本体
を示し、該圧縮機本体１０１は図８に示すように構成さ
れている。

【０００５】図８中、１は段付筒状のケーシングを示
し、該ケーシング１は軸方向一端側に位置する円板状の
底部１Ａと、該底部１Ａの内向きに突出して形成された
小径な円筒状の軸受部１Ｂと、前記底部１Ａの外周側か
ら軸方向他端側に向けて延設された大径な筒部としての
円筒部１Ｃと、該円筒部１Ｃの先端側に一体的に形成さ
れた段付筒状のフランジ部１Ｄとから大略構成されてい
る。また、該フランジ部１Ｄの内周側には、後述する旋
回スクロール５の背面に摺接してスラスト方向の荷重を
受承するスラスト受部１Ｅが径方向内向きに突出して一
体形成され、該フランジ部１Ｄの外周側には、後述する
各取付ボルト９が螺合されるねじ穴１Ｆ，１Ｆ，…が周
方向に離間して複数個形成されている。

【０００６】２はケーシング１の軸受部１Ｂに軸受３，
４を介して回転可能に軸支された駆動軸を示し、該駆動
軸２の先端側はケーシング１内へと伸長してクランク２
Ａとなり、該クランク２Ａの軸線Ｏ′−Ｏ′は駆動軸２
の軸線Ｏ−Ｏに対して所定寸法ｄだけ偏心している。ま
た、該駆動軸２の基端側はケーシング１の外部で後述の
電動モータ１０２に連結部材１０３を介して連結され、
この電動モータ１０２によって回転駆動されるものであ
る。

【０００７】５はケーシング１内に位置して駆動軸２の
クランク２Ａに旋回可能に設けられた旋回スクロールを
示し、該旋回スクロール５は円板状に形成された鏡板５
Ａと、該鏡板５Ａに中心側が巻始め端となり、外周側が
巻終わり端となって立設されたうず巻き状のラップ部５
Ｂと、前記鏡板５Ａの背面側中央に設けられたボス部５
Ｃとから構成され、該ボス部５Ｃ内にはクランク２Ａが
旋回軸受６を介して取付けられている。

【０００８】ここで、前記旋回スクロール５の鏡板５Ａ
の背面外周側には、複数のキー溝が周方向に所定間隔を
もって形成され、該各キー溝には自転防止機構としての
オルダム継手（いずれも図示せず）が配設されている。
そして、旋回スクロール５は駆動軸２が回転駆動する
と、クランク２Ａにより寸法ｄの旋回半径をもった円運
動が与えられ、前記オルダム継手によって自転が防止さ
れることにより、駆動軸２の軸線Ｏ−Ｏを中心にして旋
回（公転）し続けるようになっている。

【０００９】７は旋回スクロール５と対向してケーシン
グ１の軸方向他端側に取付けられた固定スクロールを示
し、該固定スクロール７はその中心が駆動軸２の軸線Ｏ
−Ｏ上に位置して配設された大径な円板状の鏡板７Ａ
と、該鏡板７Ａから旋回スクロール５のラップ部５Ｂと
同様に立設されたうず巻き状のラップ部７Ｂと、前記鏡
板７Ａの外周側を取囲んで一体的に設けられた大径筒状
の筒部７Ｃとから大略構成され、該筒部７Ｃの先端側に
は、ケーシング１のフランジ部１Ｄに衝合する取付フラ
ンジ７Ｄが一体形成され、該取付フランジ７Ｄの内周側
には、旋回スクロール５の他端面側と摺接してスラスト
方向の荷重を受承するスラスト受部７Ｅが一体形成され
ている。また、前記取付フランジ７Ｄの外周側には、ケ
ーシング１の各ねじ穴１Ｆに対応するように複数個の取
付穴７Ｆ，７Ｆ，…が穿設され、該各取付穴７Ｆの内径
寸法は、各取付ボルト９の外径寸法よりも後述する調整
代分だけ大径に設定されている。

【００１０】そして、前記固定スクロール７はそのラッ
プ部７Ｂと旋回スクロール５のラップ部５Ｂとの間に該
旋回スクロール５の旋回を許す程度のラジアルギャップ
を形成した状態でケーシング１に固定されている。

【００１１】８，８，…は旋回スクロール５のラップ部
５Ｂと固定スクロール７のラップ部７Ｂとの間に画成さ
れた複数の圧縮室を示し、該各圧縮室８は固定スクロー
ル７のラップ部７Ｂに対して旋回スクロール５のラップ
部５Ｂが所定角度だけずらして重なり合うことにより三
日月状に形成され、該旋回スクロール５が旋回運転をす
る間に中央側に移動して順次縮小するようになってい
る。

【００１２】９，９，…は固定スクロール７の各取付穴
７Ｆを介してケーシング１の各ねじ穴１Ｆに螺合された
複数本の取付ボルトを示し、該各取付ボルト９は固定ス
クロール７をケーシング１に固定するものである。ま
た、該各取付ボルト９の外周と各取付穴７Ｆとの間に
は、旋回スクロール５のラップ部５Ｂと固定スクロール
７のラップ部７Ｂとの間に所望のラジアルギャップを形
成するための調整代が設けられている。

【００１３】１０は固定スクロール７の鏡板７Ａ外周側
に穿設された吸込口、１１は鏡板７Ａの中央部に穿設さ
れた吐出口をそれぞれ示し、該吸込口１０は最外周側
（最低圧側）の圧縮室８と連通し、吐出口１１は最中央
部側（最高圧側）の圧縮室８と連通している。また、１
２は駆動軸２に固着されたカウンタウェイトを示し、該
カウントウェイト１２は駆動軸２の回転バランスをとる
ものである。

【００１４】このように、構成されるスクロール式の圧
縮機本体１０１は駆動軸２を電動モータ１０２によって
回転駆動されると、この回転はクランク２Ａから旋回軸
受６を介して旋回スクロール５に伝えられ、該旋回スク
ロール５は駆動軸２の軸線Ｏ−Ｏを中心とし、寸法ｄの
旋回半径をもって旋回運転する。そして、この旋回運転
によってラップ部５Ｂ，７Ｂの間に画成される圧縮室
８，８，…は連続的に縮小し、吸込口１０から吸込んだ
空気を該各圧縮室８内で順次圧縮しつつ、この圧縮空気
を吐出口１１から外部に位置した後述のタンク１０４等
に吐出し、該タンク１０４に圧縮空気を貯蔵するように
なっている。

【００１５】また、旋回スクロール５のラップ部５Ｂお
よび固定スクロール７のラップ部７Ｂの高さ寸法はそれ
ぞれ対向する鏡板７Ａ，５Ａとの間にスラスト方向ギャ
ップδを有するように形成され、圧縮機本体１０１が定
格運転時にはラップ部５Ｂ，７Ｂが熱膨張しそれぞれの
対向する鏡板７Ａ，５Ａとのスラスト方向ギャップδを
狭めるようになり、ラップ部５Ｂ，７Ｂの外周側から順
次圧縮室８を画成するようになっている。

【００１６】次に、図７中の１０２は駆動源としての電
動モータを示し、該電動モータ１０２は三相電圧により
駆動される電動機から構成され、該電動モータ１０２の
回転軸１０２Ａと圧縮機本体１０１の駆動軸２とはプー
リ１０３Ａ，１０３Ａおよびベルト１０３Ｂからなる連
結部材１０３により連結されている。

【００１７】１０４は圧縮空気が貯蔵されるタンクを示
し、該タンク１０４には前記圧縮機本体１０１の吐出口
１１から吐出される圧縮空気を下限圧力Ｐmin から上限
圧力Ｐmax の範囲の圧力をもって貯めるようになってい
る。

【００１８】１０５は制御装置を示し、該制御装置１０
５は例えばマイクロコンピュータまたはリレー回路等に
より構成され、入力側には後述の圧力センサ１０６が接
続され、出力側には電磁開閉器１０７が接続されてい
る。そして、該制御装置１０５の記憶エリア１０５Ａ内
には所定の上限圧力Ｐmax と下限圧力Ｐmin とが記憶さ
れると共に、前記圧力センサ１０６からのタンク１０４
内の検出圧力Ｐに基づいて、上限圧力Ｐmax よりも高く
なったときには電動モータ１０２の駆動を停止し、下限
圧力Ｐmin よりも低くなったときには電動モータ１０２
の再駆動を行う処理が格納されている。

【００１９】１０６はタンク１０４に付設された圧力セ
ンサを示し、該圧力センサ１０６はタンク１０４内圧力
を検出し、検出圧力Ｐを制御装置１０５に出力するもの
である。なお、圧力センサ１０６は予め設定された圧力
に応じて開閉する接続点を内蔵し、接続点の開閉信号を
制御装置１０５に出力するものであってもよい。

【００２０】１０７は電磁開閉器、１０８は三相電源を
示し、該三相電源１０８は電磁開閉器１０７を介して電
動モータ１０２と接続されている。そして、該電磁開閉
器１０７は前記制御装置１０５からの信号により閉成，
開成され、前記電動モータ１０２の駆動，停止を行うよ
うになっている。

【００２１】１０９は開閉弁を示し、該開閉弁１０９は
それぞれの空気使用機器に接続され、その使用時に開弁
するようにしている。

【００２２】このように構成される従来技術の空気圧縮
装置においては、起動スイッチ（図示せず）を作動する
ことにより、制御装置１０５の制御に基づき電磁開閉器
１０７が閉成され、電動モータ１０２を駆動する。これ
により、連結部材１０３を介して圧縮機本体１０１の駆
動軸２が回転され、該圧縮機本体１０１で空気を圧縮
し、圧縮した空気をタンク１０４に吐出して該タンク１
０４内に圧縮空気を貯蔵する。一方、タンク１０４内の
圧力は圧力センサ１０６により常に監視され、該圧力セ
ンサ１０６からの検出圧力Ｐは制御装置１０５に出力さ
れる。

【００２３】ここで、前記制御装置１０５では、圧力セ
ンサ１０６からの検出圧力Ｐが上限圧力Ｐmax に達した
ときには電磁開閉器１０７を開成して圧縮機本体１０１
の圧縮作動を停止させ、その後にタンク１０４内の圧力
が下限圧力Ｐmin よりも小さくなったときには電磁開閉
器１０７を再び閉成し電動モータ１０２を駆動させ、圧
縮機本体１０１の圧縮作動を行うように制御している。
これにより、タンク１０４内の圧力を所定範囲内に維持
することにより、所定量の圧縮空気を貯めるようにして
いる。

【００２４】次に、図９および図１０に基づいて、制御
装置１０５の制御処理について説明する。図９と図１０
は、開閉弁１０９の後段に接続された空気使用機器によ
る圧縮空気の使用量の多少による特性の相違を示したも
のである。なお、図中の上段は圧縮機本体１０１の温度
Ｔ、中段はタンク１０４内の圧力（検出圧力）Ｐおよび
下段は制御装置１０５から電磁開閉器１０７に出力され
るモータ駆動信号をそれぞれ示している。

【００２５】まず、図９は圧縮空気の使用量の多い場合
であり、この場合には中段のタンク１０４内の圧力Ｐは
短い周期でＰmax ，Ｐmin の間を往復する。即ち、圧縮
機本体１０１を駆動し、タンク１０４内の検出圧力Ｐが
上限圧力Ｐmax になると圧縮機本体１０１は停止され、
停止と同時にタンク１０４内の圧縮空気は使用されてい
るから、低下率は急激になり、検出圧力Ｐが下限圧力Ｐ
min になったときに、圧縮機本体１０１を再駆動する。

【００２６】このため、下段に示すモータ駆動信号は周
波数の短いものになる。一方、圧縮機本体１０１はこの
短い周期で駆動，停止を繰返しているから、温度Ｔの
上，下方向の変動はあるものの、圧縮機本体１０１の温
度Ｔは下限温度Ｔmin よりも低くはならない。

【００２７】ここで、前記下限温度Ｔmin について説明
する。

【００２８】前述した如く、スクロール式の圧縮機本体
１０１は、旋回運転によってスクロール５，７のラップ
部５Ｂ，７Ｂ間に圧縮室８，８，…が画成されるが、こ
のラップ部５Ｂ，７Ｂと対向する鏡板７Ａ，５Ａとの間
にはスラスト方向ギャップδが存在している。また、こ
のスラスト方向ギャップδは温度Ｔによるラップ部５
Ｂ，７Ｂの熱膨張で決定され、このギャップδを狭める
ことにより、各圧縮室８を確実に画成させるものであ
る。そして、各圧縮室８の画成を確実に行うことのでき
る最低のギャップδとなるときの圧縮機本体１０１の温
度が、下限温度Ｔmin である。

【００２９】次に、図１０は圧縮空気の使用量が図９の
ときよりも少ない場合であり、この場合には中段のタン
ク１０４内の圧力Ｐは図９のときの使用量よりも少ない
から若干長い周期でＰmax ，Ｐmin の間を往復する。即
ち、下段に示すモータ駆動信号の周波数は若干長いもの
になる。一方、圧縮機本体１０１の温度Ｔは停止時間が
若干長くなっている分、温度Ｔは下限温度Ｔmin 付近ま
で低下するが下限温度Ｔmin よりも低くなっていないか
ら、圧縮機本体１０１内の各圧縮室８の画成動作を低下
させることはない。

【００３０】なお、図１０中のΔｔは電動モータ１０２
を停止してから圧縮機本体１０１の温度Ｔが下限温度Ｔ
min になるまでの冷却時間を示し、この冷却時間Δｔは
外気温度，湿度等の環境により変化するものである。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術における空気圧縮装置では、タンク１０４に貯蔵
された圧縮空気の使用量に応じた該タンク１０４内の圧
力Ｐの変化に対応させて、圧縮機本体１０１の駆動を制
御するようにしているから、図１１に示すように圧縮空
気の使用量が極めて少ない場合には次のような問題があ
る。

【００３２】即ち、タンク１０４内の圧力Ｐが上限圧力
Ｐmax になったときに圧縮機本体１０１の駆動が停止さ
れ、使用される圧縮空気の量が少ないために、圧力Ｐの
低下率は非常に少なく、圧力Ｐが下限圧力Ｐmin になる
までに時間がかかる。このため、圧縮機本体１０１が再
始動するときには該圧縮機本体１０１の温度Ｔは下限温
度Ｔmin よりも低い温度になっている。そして、この温
度状態では圧縮機本体１０１内のスクロール５，７のラ
ップ部５Ｂ，７Ｂと対向する鏡板７Ａ，５Ａとの間のス
ラスト方向ギャップδが大きくなり、当該圧縮機本体１
０１を再駆動させても直ちに圧縮室８を画成することが
できず、しばらく暖気運転してスラスト方向ギャップδ
が小さくなった後に圧縮作業を行うようになる。

【００３３】このように、圧縮機本体１０１の停止状態
が長い場合には、圧縮機本体１０１の温度Ｔが下限温度
Ｔmin よりも低くなり、スラスト方向ギャップδが大き
くなっているため、圧縮動作の開始に時間がかかり、立
上りに長時間を費やすという問題がある。

【００３４】そして、タンク１０４内に貯蔵される圧縮
空気が下限圧力Ｐmin 以下になるため、下限圧力Ｐmin
の保証ができなくなり、空気圧縮装置としての信頼性を
低下させるという問題がある。

【００３５】また、この状態を改善するために、下限圧
力Ｐmin を上昇させると、図９に示すような圧縮空気の
使用量が多い場合には、圧縮機本体１０１の駆動，停止
が頻繁に繰返されることになり、電磁開閉器１０７の接
点摩耗を促進し、空気圧縮装置の寿命を著しく低減させ
るという問題がある。

【００３６】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は圧縮空気の使用量に拘らずタン
ク内に一定量の圧縮空気を常に貯蔵することができるス
クロール式圧縮装置を提供することを目的としている。

【００３７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１の発明が採用する構成の特徴は、制御装
置は、タンク内の圧力が所定の上限圧力を越えたときに
駆動源を停止させる駆動停止手段と、前記タンク内の圧
力が第１の下限圧力より低下したときに、前記駆動源を
再駆動させる第１の再駆動手段と、前記駆動停止手段に
より駆動源を停止させた状態で所定時間が経過したか否
かを判定する時間判定手段と、該時間判定手段で前記駆
動源の停止時間が所定時間を経過したと判定したとき
に、前記タンク内の圧力が第１の下限圧力より所定圧力
だけ高い第２の下限圧力まで低下すると、前記駆動源を
再駆動させる第２の再駆動手段とを備える構成としたこ
とにある。

【００３８】また、請求項２の発明が採用する構成の特
徴は、制御装置は、タンク内の圧力が所定の上限圧力を
越えたときに前記駆動源を停止させる駆動停止手段と、
前記タンク内の圧力が第１の下限圧力より低下したとき
に、前記駆動源を再駆動させる第１の再駆動手段と、前
記駆動停止手段により駆動源を停止させた状態で圧縮機
本体の温度が所定温度よりも低いか否かを判定する温度
判定手段と、該温度判定手段で前記圧縮機本体の温度が
所定温度よりも低いと判定したときに、前記タンク内の
圧力が第１の下限圧力より所定圧力だけ高い第２の下限
圧力まで低下すると、前記駆動源を再駆動させる第２の
再駆動手段とを備える構成としたことにある。

【００３９】

【作用】請求項１の発明においては、時間判定手段で駆
動源の停止時間が所定時間を経過していないと判定し、
かつタンク内の圧力が第１の下限圧力よりも低下した場
合、即ち使用量の多い場合には、第１の再駆動手段によ
り駆動源を再駆動させ圧縮機本体を再駆動させる。一
方、時間判定手段で駆動源の停止時間が所定時間を経過
したと判定し、かつタンク内の圧力が第１の下限圧力よ
りも所定圧力高い第２の下限圧力よりも低下した場合、
即ち使用量の少ない場合には、第２の再駆動手段により
駆動源を再駆動させ圧縮機本体を再駆動させる。これに
より、圧縮機本体の温度が低下したときの状態で、かつ
タンク内の圧力が第１の下限圧力よりも低下した状態で
駆動源を再駆動するのを防止する。

【００４０】また、請求項２の発明においては、温度判
定手段で圧縮機本体の温度が所定温度よりも高いと判定
し、かつタンク内の圧力が第１の下限圧力よりも低下し
た場合、即ち使用量の多い場合には、第１の再駆動手段
により駆動源を再駆動させ圧縮機本体を駆動させる。一
方、温度判定手段で圧縮機本体の温度が所定温度よりも
低いと判定し、かつタンク内の圧力が第１の下限圧力よ
りも所定圧力高い第２の下限圧力よりも低下した場合、
即ち使用量の少ない場合には、第２の再駆動手段により
駆動源を再駆動させ圧縮機本体を駆動させる。これによ
り、圧縮機本体の温度が低下したときの状態で、かつタ
ンク内の圧力が第１の下限圧力よりも低下した状態で駆
動源を再駆動するのを防止する。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図６に基
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。

【００４２】まず、図１ないし図４に本発明の第１の実
施例を示す。

【００４３】図中、２１は本実施例による制御装置を示
し、該制御装置２１はマイクロコンピュータまたはリレ
ー回路等により構成され、入力側には起動スイッチ２２
および圧力センサ１０６等が接続され、出力側には電磁
開閉器１０７を介して電動モータ１０２等が接続されて
いる。そして、該制御装置２１内には図２に示すような
制御処理プログラムおよびタイマｔ等が格納され、記憶
エリア２１Ａ内には所定時間ｔ0 ，上限圧力Ｐmax ，下
限圧力Ｐmin 等が記憶されている。

【００４４】ここで、前記所定時間ｔ0 は図３に示すよ
うに、電動モータ１０２を停止してから圧縮機本体１０
１の温度が下限温度Ｔmin になるまでの冷却時間Δｔよ
りも短い時間を示している。そして、電動モータ１０２
が停止してからの時間が冷却時間Δｔ以上になると、圧
縮機本体１０１内のスクロール５，７のラップ部５Ｂ，
７Ｂと対向する鏡板７Ａ，５Ａとの間のスラスト方向ギ
ャップδが大きくなり、電動モータ１０２を再駆動して
も直ちに圧縮動作を行うことができない。

【００４５】本実施例による空気圧縮装置は上述の如き
構成を有するもので、その基本的作動については従来技
術によるものと格別差異はない。

【００４６】次に、図２ないし図４に基づいて本実施例
について説明する。

【００４７】まず、ステップ１では空気圧縮装置の起動
スイッチ２２が閉成しているか否かを判定し、起動スイ
ッチ２２が閉成するまでステップ１で待機する。ステッ
プ１で「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ２で電
磁開閉器１０７を閉成して電動モータ１０２を駆動し、
圧縮機本体１０１を始動させ圧縮作業を行いタンク１０
４に圧縮空気を吐出する。

【００４８】ステップ３では圧力センサ１０６からの検
出圧力Ｐが上限圧力Ｐmax 以上か否かを判定し、検出圧
力Ｐが上限圧力Ｐmax 以上になるまでの間待機する。そ
して、ステップ３で「ＹＥＳ」と判定した場合には、ス
テップ４に移り、電磁開閉器１０７へのモータ駆動信号
の供給を停止し、電動モータ１０２を停止する。

【００４９】さらに、ステップ５でタイマｔをスタート
させ、ステップ６では圧力センサ１０６からの検出圧力
Ｐが第２の下限圧力Ｐmin ′以下であるか否かを判定
し、検出圧力Ｐが第２の下限圧力Ｐmin ′以下になるま
で待機する。ステップ６で「ＹＥＳ」と判定した場合に
は、ステップ７でこのときのタイマｔが所定時間ｔ0 以
上であるか否かを判定する。

【００５０】ここで、ステップ７において「ＮＯ」と判
定した場合には、ステップ８に移り、ステップ８では検
出圧力Ｐが第１の下限圧力Ｐmin 以下であるか否かを判
定し、「ＹＥＳ」と判定した場合にはステップ９で電動
モータ１０２を再駆動させ、ステップ３にリターンさせ
る。

【００５１】一方、ステップ８で「ＮＯ」と判定した場
合には、ステップ７にリターンされ、タイマｔが所定時
間ｔ0 以上になるか、または検出圧力Ｐが第１の下限圧
力Ｐmin 以下になるまでの間繰返される。

【００５２】さらに、ステップ７で「ＹＥＳ」と判定し
た場合には、ステップ９に移り、電動モータ１０２を再
駆動させ、ステップ３にリターンさせる。

【００５３】次に、圧縮空気の使用量の違いによる本実
施例の電動モータ１０２の駆動，停止制御について説明
する。

【００５４】まず、従来技術の図８と同様に圧縮空気の
使用量が多い場合、即ち検出圧力Ｐが下限圧力Ｐmin に
なっても電動モータ１０２の停止時間（タイマｔ）が所
定時間ｔ0 を経過していない場合には、従来技術と同様
にステップ８の検出圧力Ｐが下限圧力Ｐmin 以下になる
まで待機し、下限圧力Ｐmin 以下になったときに電動モ
ータ１０２を再駆動させるものである。これにより、タ
ンク１０４内の圧力Ｐが第１の下限圧力Ｐmin より低下
するのを防止することができる。

【００５５】次に、図３に示すように圧縮空気の使用量
が少ない場合、即ち電動モータ１０２の停止後に検出圧
力Ｐが第２の下限圧力Ｐmin ′よりも低くなったとき
に、未だ停止時間（タイマｔ）が所定時間ｔ0 を経過し
ていない場合には、所定時間ｔ0 になるまでステップ７
で待機し、所定時間ｔ0 になったときに直ちに電動モー
タ１０２を再駆動させ、圧縮機本体１０１内のスクロー
ル５，７のスラスト方向ギャップδが大きくなる前に圧
縮運転をさせる。これにより、タンク１０４に圧縮空気
を供給すると共に、圧縮機本体１０１を旋回運動により
暖めるようになっている。そして、前記圧縮機本体１０
１の温度Ｔが下限温度Ｔmin よりも低くならないように
制御することができ、従来技術のようなタンク１０４内
の圧力Ｐが下限圧力Ｐmin よりも低くなるのを防止する
ことができる。

【００５６】さらに、図４に示すように図３よりも更に
圧縮空気の使用量が少ない場合、即ち電動モータ１０２
の停止後に検出圧力Ｐが第２の下限圧力Ｐmin ′よりも
低くなったときに、既に停止時間（タイマｔ）が所定時
間ｔ0 （または冷却時間Δｔ）を経過している場合に
は、ステップ６で検出圧力Ｐが第２の下限圧力Ｐmin ′
以下になるまで待機し、第２の下限圧力Ｐmin ′以下に
なったときにステップ７，９と進み、電動モータ１０２
を直ちに再駆動させる。そして、タンク１０４内の圧力
Ｐが第１の下限圧力Ｐmin よりも高い第２の下限圧力Ｐ
min ′のときに電動モータ１０２を再駆動させる。

【００５７】これにより、圧縮機本体１０１の温度Ｔが
下限温度Ｔmin よりも低くなって圧縮動作を直ちに行う
ことができないときでも、第２の下限圧力Ｐmin ′以下
になったときに圧縮機本体１０１を再駆動させる。この
結果、タンク１０４内の圧力Ｐは第２の下限圧力Ｐmin
′以下になることがあっても第１の下限圧力Ｐmin 以
下になる前に圧縮機本体１０１の圧縮動作開始させるこ
とができる。従って、タンク１０４内の圧力Ｐが下限圧
力Ｐmin 以下になるのを防止できる。

【００５８】このように、本実施例では上述した如く、
圧縮空気の使用量の違いにより電動モータ１０２の再駆
動の起因を異なるようにして制御しているから、圧縮機
本体１０１の温度Ｔが下限温度Ｔmin 以下の状態のとき
に、タンク１０４内の圧縮空気の圧力Ｐが第１の下限圧
力Ｐmin 以下になり、電動モータ１０２を再駆動するの
を確実に防止することができる。そして、圧縮機本体１
０１内のスラスト方向ギャップδの大きい状態（再駆動
時に立上りに時間のかかる状態）のときの再駆動は、必
ずタンク１０４内の圧力が第１の下限圧力Ｐmin よりも
高い第２の下限圧力Ｐmin ′のときになっているから、
タンク１０４内の圧力Ｐが第１の下限圧力Ｐmin 以下に
なるのを確実に防止できる。

【００５９】さらに、タンク１０４内の圧力Ｐが第１の
下限圧力Ｐmin までの間に十分余裕のあるときには、圧
縮機本体１０１の温度Ｔが下限温度Ｔmin よりも低くな
ってから、電動モータ１０２を再駆動させることができ
る。

【００６０】かくして、本実施例の空気圧縮装置によれ
ば、圧縮空気の使用量に基づいて適切な制御を行うこと
ができる。即ち、従来技術では圧縮機本体１０１の温度
Ｔに拘らずタンク１０４の圧力Ｐに基づいて制御してい
たが、本実施例では使用量の多い場合には第１の下限圧
力Ｐmin で電動モータ１０２を再駆動させ、使用量の少
ない場合には所定時間ｔ0 を経過した後に再駆動させる
ようにしているから、第２の下限圧力Ｐmin ′と第１の
下限圧力Ｐmin の範囲または第２の下限圧力Ｐmin ′で
再駆動するものである。これにより、タンク１０４内の
圧縮空気の圧力Ｐが第１の下限圧力Ｐmin 以下になるの
を確実に防止することができる。

【００６１】また、本実施例のように構成すれば、電磁
開閉器１０７を頻繁に作動させることがなくなり、空気
圧縮装置の寿命を著しく向上させることができる。

【００６２】さらに、通常のスクロール式圧縮機では、
温度Ｔが低下したときのラップ部５Ｂ，７Ｂの縮みを実
質的に防止すべく、ラップ部５Ｂ，７Ｂの先端にチップ
シールを配設し、スラスト方向ギャップδを小さくする
ようにしたものもあるが、本実施例による制御を用いれ
ばこのチップシールは不要になり、部品点数を削減する
と共に、該チップシールの摩耗粉による寿命低下を防止
することができる。

【００６３】一方、前記所定時間ｔ0 は電動モータ１０
２を停止してから圧縮機本体１０１の温度が下限温度Ｔ
min になるまでの冷却時間Δｔにより設定されるもので
あるから、この冷却時間Δｔおよび所定時間ｔ0 は季節
または外気温度，湿度によって設定するようにすればよ
り高精度な制御を行うことができる。

【００６４】なお、前記第１の実施例においては、図２
のステップ８，９が第１の再駆動手段の具体例であり、
ステップ７が時間判定手段の具体例であり、ステップ
６，９が第２の再駆動手段の具体例である。

【００６５】また、ステップ６とステップ７とを入れ替
えて、停止時間（タイマｔ）が所定時間ｔ0 経過したか
否かを判定してから、タンク１０４内の圧力Ｐが第２の
下限圧力Ｐmin 以下になったか否かを判定するようにし
てもよい。

【００６６】次に、本発明の第２の実施例を図５および
図６に示す。

【００６７】本実施例の特徴は圧縮機本体１０１に温度
センサ３２を設け、圧縮機本体１０１の温度Ｔに基づい
て電動モータ１０２の再駆動を制御するものである。な
お、前述した第１の実施例と同一の構成要素に同一の符
号を付し、その説明を省略するものである。

【００６８】図中、３１は本実施例による制御装置を示
し、該制御装置３１はマイクロコンピュータ等により構
成され、入力側には起動スイッチ２２，圧力センサ１０
６および温度センサ３２等が接続され、出力側には電磁
開閉器１０７を介して電動モータ１０２等が接続されて
いる。そして、該制御装置３１内には図６に示すような
制御処理プログラム等が格納され、記憶エリア３１Ａ内
には所定温度Ｔ0 ，上限圧力Ｐmax ，下限圧力Ｐmin 等
が記憶されている。

【００６９】ここで、前記温度センサ３２は圧縮機本体
１０１のスクロール５，７近傍に配設され、該圧縮機本
体１０１の温度Ｔを検出するものである。

【００７０】また、前記所定温度Ｔ0 は図３および図４
に示すように、下限温度Ｔmin よりも若干高い温度を示
している。そして、この所定温度Ｔ0 は第１の実施例の
所定時間ｔ0 に対応するものである。

【００７１】本実施例による空気圧縮装置は上述の如き
構成を有するもので、その基本的作動については従来技
術によるものと格別差異はない。

【００７２】次に、図６に基づいて本実施例について説
明する。

【００７３】まず、ステップ１１では空気圧縮装置の起
動スイッチ２２が閉成しているか否かを判定し、起動ス
イッチ２２が閉成するまでステップ１１で待機する。ス
テップ１１で「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ
１２で電動モータ１０２を駆動し、圧縮機本体１０１を
始動させ圧縮作業を行いタンク１０４に圧縮空気を吐出
する。

【００７４】ステップ１３では圧力センサ１０６からの
検出圧力Ｐが上限圧力Ｐmax 以上か否かを判定し、検出
圧力Ｐが上限圧力Ｐmax 以上になるまでの間待機する。
そして、ステップ１３で「ＹＥＳ」と判定した場合に
は、ステップ１４に移り、電磁開閉器１０７にモータ駆
動信号を停止し、電動モータ１０２を停止させる。

【００７５】さらに、ステップ１５では圧力センサ１０
６からの検出圧力Ｐが第２の下限圧力Ｐmin ′以下であ
るか否かを判定し、検出圧力Ｐが第２の下限圧力Ｐmin
′以下になるまで待機する。ステップ１５で「ＹＥ
Ｓ」と判定した場合には、ステップ１６で温度センサ３
２からの圧縮機本体１０１の温度Ｔが所定温度Ｔ0 以上
であるか否かを判定する。

【００７６】ここで、ステップ１６において「ＮＯ」と
判定した場合には、ステップ１７に移り、ステップ１７
では検出圧力Ｐが第１の下限圧力Ｐmin 以下であるか否
かを判定し、「ＹＥＳ」と判定した場合にはステップ１
８で電動モータ１０２を再駆動させ、ステップ１３にリ
ターンさせる。

【００７７】一方、ステップ１７で「ＮＯ」と判定した
場合には、ステップ１６にリターンされ、温度Ｔが所定
温度Ｔ0 以上になるかまたは検出圧力Ｐが第１の下限圧
力Ｐmin 以下になるまでの間繰返される。

【００７８】さらに、ステップ１６で「ＹＥＳ」と判定
した場合には、ステップ１８に移り、電動モータ１０２
を再駆動させ、ステップ１３にリターンさせる。

【００７９】このように、本実施例においても第１の実
施例と同様の作用効果を得ることができるものの、特に
本実施例では直接圧縮機本体１０１の温度Ｔを温度セン
サ３２で検出するようにしているから、電動モータ１０
２の再駆動所定をより確実に行うことができ、タンク１
０４内の圧力Ｐが第１の下限圧力Ｐmin 以下になるのを
確実に防止することができる。

【００８０】なお、前記第２の実施例においては、図６
のステップ１７，１８が第１の再駆動手段の具体例であ
り、ステップ１６が温度判定手段の具体例であり、ステ
ップ１５，１８が第２の再駆動手段の具体例である。

【００８１】また、ステップ１５とステップ１６とを入
れ替えて、圧縮機本体１０１の温度が所定温度Ｔ0 以下
になったか否かを判定してから、タンク１０４内の圧力
Ｐが第２の下限圧力Ｐmin 以下になったか否かを判定す
るようにしてもよい。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、制御装置を駆動源の停止後、タンク内の圧力が第
１の下限圧力より低下したときには、第１の再駆動手段
により駆動源を再駆動させ、時間判定手段で駆動源の停
止時間が所定時間を経過したと判定し、タンク内の圧力
が第１の下限圧力より所定圧力だけ高い第２の下限圧力
まで低下したときに、第２の再駆動手段により駆動源を
再駆動させる構成としたから、タンクからの圧縮空気の
使用量が多いときには、第１の再駆動手段により駆動源
を再駆動させ、使用量が少ないときには第２の再駆動手
段により再駆動させることができ、圧縮機本体の温度が
冷えた後に、第１の再駆動手段により再駆動されるのを
防止し、タンク内の圧力が第１の下限圧力以下になるの
を確実に防止することができる。

【００８３】次に、請求項２の発明によれば、制御装置
を駆動源の停止後、タンク内の圧力が第１の下限圧力よ
り低下したときには、第１の再駆動手段により駆動源を
再駆動させ、温度判定手段で圧縮機本体の温度が所定温
度以下になったと判定し、タンク内の圧力が第１の下限
圧力より所定圧力だけ高い第２の下限圧力まで低下した
ときに、第２の再駆動手段により駆動源を再駆動させる
構成としたから、タンクからの圧縮空気の使用量が多い
ときには、第１の再駆動手段により駆動源を再駆動さ
せ、使用量が少ないときには第２の再駆動手段により再
駆動させることができ、圧縮機本体の下限温度以下に冷
えた後に、第１の再駆動手段により再駆動されるのを防
止し、タンク内の圧力が第１の下限圧力以下になるのを
確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による制御ブロック図で
ある。

【図２】電動モータの駆動，停止制御処理を示す流れ図
である。

【図３】圧縮機本体の温度，タンク内の圧力，モータ駆
動信号の関係を示す説明図である。

【図４】空気使用量が図３よりも少ない場合の、圧縮機
本体の温度，タンク内の圧力，モータ駆動信号の関係を
示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例による制御ブロック図で
ある。

【図６】電動モータの駆動，停止制御処理を示す流れ図
である。

【図７】従来技術によるスクロール式空気圧縮装置を示
す全体図である。

【図８】スクロール式の圧縮機本体を示す縦断面図であ
る。

【図９】空気使用量が多い場合の、圧縮機本体の温度，
タンク内の圧力，モータ駆動信号の関係を示す説明図で
ある。

【図１０】空気使用量が図９よりも少ない場合の、圧縮
機本体の温度，タンク内の圧力，モータ駆動信号の関係
を示す説明図である。

【図１１】空気使用量が図１０よりも更に少ない場合
の、圧縮機本体の温度，タンク内の圧力，モータ駆動信
号の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

５ 旋回スクロール ５Ａ，７Ａ 鏡板 ５Ｂ，７Ｂ ラップ部 ７ 固定スクロール ８ 圧縮室 ２１，３１ 制御装置 ３２ 温度センサ １０１ 圧縮機本体 １０２ 電動モータ（駆動源） １０４ タンク １０６ 圧力センサ １０７ 電磁開閉器 １０８ 三相電源 Ｐmin 第１の下限圧力 Ｐmin ′ 第２の下限圧力 Ｔmin 下限温度 Ｔ0 所定温度 Δｔ 冷却時間 ｔ0 所定時間 δ スラスト方向ギャップ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロールと旋回スクロールとの各
   ラップ部間に複数の圧縮室を画成したスクロール式の圧
   縮機本体と、該圧縮機本体の旋回スクロールを旋回駆動
   する駆動源と、前記圧縮機本体から吐出される圧縮流体
   を貯蔵するタンクと、該タンク内の圧力に基づいて、前
   記駆動源の駆動，停止を行う制御装置とからなるスクロ
   ール式圧縮装置において、前記制御装置は、前記タンク
   内の圧力が所定の上限圧力を越えたときに前記駆動源を
   停止させる駆動停止手段と、前記タンク内の圧力が第１
   の下限圧力より低下したときに、前記駆動源を再駆動さ
   せる第１の再駆動手段と、前記駆動停止手段により駆動
   源を停止させた状態で所定時間が経過したか否かを判定
   する時間判定手段と、該時間判定手段で前記駆動源の停
   止時間が所定時間を経過したと判定したときに、前記タ
   ンク内の圧力が第１の下限圧力より所定圧力だけ高い第
   ２の下限圧力まで低下すると、前記駆動源を再駆動させ
   る第２の再駆動手段とを備える構成としたことを特徴と
   するスクロール式圧縮装置。
2. 【請求項２】 固定スクロールと旋回スクロールとの各
   ラップ部間に複数の圧縮室を画成したスクロール式の圧
   縮機本体と、該圧縮機本体の旋回スクロールを旋回駆動
   する駆動源と、前記圧縮機本体から吐出される圧縮流体
   を貯蔵するタンクと、該タンク内の圧力に基づいて、前
   記駆動源の駆動，停止を行う制御装置とからなるスクロ
   ール式圧縮装置において、前記制御装置は、前記タンク
   内の圧力が所定の上限圧力を越えたときに前記駆動源を
   停止させる駆動停止手段と、前記タンク内の圧力が第１
   の下限圧力より低下したときに、前記駆動源を再駆動さ
   せる第１の再駆動手段と、前記駆動停止手段により駆動
   源を停止させた状態で前記圧縮機本体の温度が所定温度
   よりも低いか否かを判定する温度判定手段と、該温度判
   定手段で前記圧縮機本体の温度が所定温度よりも低いと
   判定したときに、前記タンク内の圧力が第１の下限圧力
   より所定圧力だけ高い第２の下限圧力まで低下すると、
   前記駆動源を再駆動させる第２の再駆動手段とを備える
   構成としたことを特徴とするスクロール式圧縮装置。