JP4083480B2

JP4083480B2 - 給油潤滑式圧縮機

Info

Publication number: JP4083480B2
Application number: JP2002191048A
Authority: JP
Inventors: 広宣高安; 玄加納; 弘光万年; 真吾関屋; 吉秀北尾; 信之佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004036412A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気を発生させる圧縮機に関し、特に給油潤滑式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の工業製品において省エネルギー化が図れており、圧縮空気を発生させる圧縮機においても、インバータ制御を採用し、必要な供給空気量に応じて圧縮空気を生成することが検討されている。このような圧縮機は、タンク内に空気を貯留する圧縮機本体と、圧縮機本体を駆動するモータと、タンク内の圧力値を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段の検出結果に基づいてモータの駆動を制御する制御手段とを有する基本構成となっている。
【０００３】
ところで、モータの駆動力でクランク軸を回転させることでこのクランク軸にコンロッドを介して連結されたピストンを往復動させて圧縮空気を発生させる往復動式の圧縮機には、クランク軸の回転で上下動し油溜まりに対して進退することで潤滑油をかき上げて各部に潤滑油を給油する油掻き棒を有する給油潤滑式圧縮機がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような給油潤滑式圧縮機の場合、従来は空気使用量によらず一定回転数で運転を行っていたため問題はなかったが、上記のようにインバータ制御を採用し必要な供給空気量に応じて圧縮空気を生成する場合には、空気使用量が少ない時間が長時間持続する場合に、低回転でモータが駆動される状態が長時間持続することになり、その結果、クランク軸の回転数も低回転数の状態が持続することになる。すると、油掻き棒による潤滑油の掻き上げ回数が減った状態が持続し、また、掻き上げの勢いも弱くなるため、各部への潤滑油の供給が不十分になってしまう。
【０００５】
本発明は、各部への潤滑油の供給が不十分になることを防止できる給油潤滑式圧縮機の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、タンク内に空気を貯留する圧縮機本体と、該圧縮機本体を駆動するモータと、前記タンク内の圧力値を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出結果に基づいて前記モータの駆動速度を制御する制御手段とを有し、前記圧縮機本体は、前記モータの回転に応じて潤滑油を供給する供給機構を有するものであって、前記制御手段は、前記モータの駆動速度が所定値以下の状態が所定時間持続した場合に、前記モータの速度を増大させる強制潤滑処理を行うことを特徴としている。
【０００７】
これにより、モータの速度が所定値以下の状態すなわちモータが低回転の状態が所定時間持続した場合に、制御手段が、モータの速度を増大させてモータの回転を上げる強制潤滑処理を行うことによって、潤滑油の供給を強制的に増大させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の給油潤滑式圧縮機を図面を参照して以下に説明する。
【０００９】
まず、図１および図２を参照して本実施形態の給油潤滑式圧縮機の全体構成を説明する。
圧縮空気が蓄えられるタンク１上に取付台２が固着されており、取付台２の上部には圧縮機本体５のクランクケース６が固着されており、クランクケース６の内部７と取付台２とによりクランク室８が形成されている。クランク室８の下部は潤滑油９が収容される油溜まり２０とされている。
【００１０】
取付台２上に取り付けられる圧縮機本体５は、クランクケース６に回転自在に支持されたクランク軸１１を回転させることでこのクランク軸１１にコンロッド１２を介して連結された図示せぬピストンをシリンダ１３内で往復動させてタンク１内に強制的に空気を導入する往復動式のもので、吸入口１４から吸入する空気を圧縮部１５にて圧縮し、吐出口１６から排出する。吐出口１６から排出された圧縮空気は図示せぬ配管を介してタンク１に導かれて蓄えられる。そして、タンク１に接続された図示せぬノズルを開閉させることでノズルからタンク１内の圧縮空気を吐出させる。
【００１１】
コンロッド１２には下方に延出する供給機構としての油掻き棒１７が設けられている。この油掻き棒１７は、クランク軸１１の回転によってコンロッド１２が上下することで油溜まり２０に対し進退して潤滑油をかき上げ、クランク軸１１とコンロッド１２との接触部等に潤滑のため給油を行う。
【００１２】
加えて、給油潤滑式圧縮機は、圧縮機本体５のクランク軸１１にプーリ１８およびベルト２２を介して連結されるモータ２１と、タンク１内の圧力値を検出する圧力センサ（圧力検出手段）２３と、この圧力センサ２３の検出結果に基づいてモータ２１の駆動を制御するインバータを含む制御装置（制御手段）２４とを有している。
【００１３】
ここで、制御装置２４は、圧力センサ２３の検出結果に基づいてタンク１内の圧力値を一定に制御するようにモータ２１をインバータ制御で運転する通常運転処理を行うことになるが、この通常運転処理と並行して図３に示すフローチャートに示す処理を実行する。
【００１４】
すなわち、ステップＳ１においてモータ２１の駆動速度を検出するために、モータ２１の制御電流の周波数ｆを読み込み、ステップＳ２においてこの周波数ｆ０が第１の所定値ｆ１以下であるか否かを判定する。そして、周波数ｆが第１の所定値ｆ１以下でない場合は、ステップＳ１に戻る。
【００１５】
ここで、第１の所定値ｆ１は、この周波数以下でモータ２１を駆動している状態が後述する第１の所定時間Ｔ１以上続くと、油掻き棒１７の掻き上げによる給油では各部の潤滑に不十分な状態が生じる可能性がある値で、第１の所定時間Ｔ１とともに実験的に求められる。具体的に、第１の所定値ｆ１は、制御装置１７が制御可能なモータ２１の下限周波数（例えば３０Ｈｚ）あるいはこの下限周波数よりも所定値高い周波数であって、長時間の持続で上記した油掻き棒１７の給油による各部の潤滑に不十分な状態が生じる可能性がある周波数である。
【００１６】
ステップＳ２において、周波数ｆが第１の所定値ｆ１以下である場合は、ステップＳ３において内蔵のタイマカウンタにより計時を開始する。そして、ステップＳ４において、タイマカウンタの計時時間Ｔが第１の所定時間Ｔ１以上になったか否かを判定し、計時時間Ｔが第１の所定時間Ｔ１以上になっていない場合はステップＳ１に戻る。
【００１７】
ここで、第１の所定時間Ｔ１は、上記したようにモータ２１が第１の所定値ｆ１以下の周波数で駆動され続けているときに、油掻き棒１７の給油による各部の潤滑に不十分な状態が生じる可能性がある最短の時間であり、第１の所定値ｆ１とともに予め実験的に求められる。
【００１８】
ステップＳ４において、計時時間Ｔが第１の所定時間Ｔ１以上になると、ステップＳ５において、内蔵のタイマカウンタをリセットするとともに、ステップＳ６においてモータ２１の制御電流の周波数を第１の所定値ｆ１よりも高い第２の所定値ｆ２に増大させる強制潤滑処理を行う。この強制潤滑処理による制御周波数は通常運転処理による制御周波数に対し優先される。
【００１９】
ここで、第２の所定値ｆ２は、この周波数で後述する第２の所定時間Ｔ２の間モータ２１を駆動した場合に、以後モータ２１が第１の所定値ｆ１以下の周波数で長時間駆動されても第１の所定時間Ｔ１を超えない範囲であれば、各部を良好な潤滑状態に維持できるもので、例えば、モータ２１の制御電流の上限周波数（６０Ｈｚ）である。
【００２０】
そして、ステップＳ７において内蔵のタイマカウンタにより計時を開始する。そして、ステップＳ８において、タイマカウンタの計時時間Ｔが第２の所定時間Ｔ２以上となるまで待機する。
【００２１】
ここで、第２の所定時間Ｔ２は、上記したようにモータ２１が第２の所定値ｆ２の周波数で駆動され続けているときに、油掻き棒１７で各部への潤滑が十分に行われる時間であり、予め実験的に求められる。
【００２２】
ステップＳ８において、タイマカウンタの計時時間Ｔが第２の所定時間Ｔ２以上になると、制御装置２４は、ステップＳ９において、並行して実行される通常運転処理による制御周波数でモータ２１を駆動する状態に戻す。
なお、ステップＳ９において、通常運転制御に移行する際は、タイマカウンタ、および周波数ｆをリセットする。
【００２３】
以上に述べた本実施形態によれば、モータ２１の制御周波数が第１の所定値ｆ１以下の状態すなわちモータ２１が低回転の状態が第１の所定時間Ｔ１以上持続した場合に、制御装置２４が、モータ２１の制御周波数を第１の所定値ｆ１を超える第２の所定値ｆ２に増大させてモータ２１の回転を上げる強制潤滑処理を行うことによって、油掻き棒１７による潤滑油の掻き上げ回数を強制的に増大させるとともに掻き上げの勢いを強くする。したがって、各部への潤滑油の供給が不十分になることを防止できる。
【００２４】
しかも、モータ２１の制御周波数が第１の所定値ｆ１以下の状態すなわちモータ２１が低回転の状態が第１の所定時間Ｔ１持続した場合に、制御装置２４が、モータ２１の制御周波数を第１の所定値ｆ１を超える第２の所定値ｆ２に増大させてモータ２１の回転を上げる強制潤滑処理を第２の所定時間Ｔ２持続させて行うことによって、十分な時間、油掻き棒１７による潤滑油の掻き上げ回数を強制的に増大させるとともに掻き上げの勢いを強くする。したがって、各部への潤滑油の供給が不十分になることを確実に防止できる。
【００２５】
上記実施の形態では、交流モータの例を示し、モータの駆動速度を周波数によって検出する例を示したが、これに限らず、直流モータを用いた場合は、周波数に代えて電流値によりモータの駆動速度を検出しても良く、要は、モータの駆動速度に対応する出力であればよい。
【００２６】
また、上記実施の形態では、潤滑油の供給機構として、油掻き棒を用いる例を示したが、これに限らず、モータにより駆動されるポンプにより油を噴射するものなど、モータの駆動速度に応じて潤滑油の供給量が変化するような機構であればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、モータの速度が所定値以下の状態すなわちモータが低回転の状態が所定時間持続した場合に、制御手段が、モータの速度を増大させてモータの回転を上げる強制潤滑処理を行うことによって、各部への潤滑油の供給が不十分になることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の給油潤滑式圧縮機の全体構成を示す一部を断面とした正面図である。
【図２】本発明の一実施形態の給油潤滑式圧縮機の圧縮機本体およびタンクを示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態の給油潤滑式圧縮機の制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１タンク
５圧縮機本体
９潤滑油
１７油掻き棒
２０油溜まり
２１モータ
２３圧力センサ（圧力検出手段）
２４制御装置（制御手段）

Claims

タンク内に空気を貯留する圧縮機本体と、該圧縮機本体を駆動するモータと、前記タンク内の圧力値を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出結果に基づいて前記モータの駆動速度を制御する制御手段とを有し、前記圧縮機本体は、前記モータの回転に応じて潤滑油を供給する供給機構を有する給油潤滑式圧縮機において、
前記制御手段は、前記モータの駆動速度が所定値以下の状態が所定時間持続した場合に、前記モータの速度を増大させる強制潤滑処理を行うことを特徴とする給油潤滑式圧縮機。