JP4584599B2 - Compressor - Google Patents

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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、例えば電動モータ等を動力源として空気等の気体を圧縮するのに好適に用いられる圧縮機に関する。   The present invention relates to a compressor suitably used for compressing a gas such as air using, for example, an electric motor as a power source.

一般に、圧縮機は、例えば釘打ち機等の空圧機器を駆動する空気圧縮機として広く用いられている。この種の従来技術による空気圧縮機は、モータと、該モータにより駆動されて圧縮空気を吐出する圧縮部と、該圧縮部から吐出される圧縮空気を貯留するタンクとにより構成されている(例えば、特許文献1参照)。   In general, the compressor is widely used as an air compressor for driving a pneumatic device such as a nailing machine. This type of conventional air compressor includes a motor, a compression unit that is driven by the motor and discharges compressed air, and a tank that stores the compressed air discharged from the compression unit (for example, , See Patent Document 1).

特開2003−254254号公報JP 2003-254254 A

そして、例えば工事現場で釘打ち作業等を行うときには、釘打ち機を空気圧縮機に接続し、圧縮機を作動させることにより、そのタンク内に圧縮空気を貯えつつ、タンク内の圧縮空気を釘打ち機に供給して釘打ち作業を行うものである。   For example, when performing a nailing operation or the like at a construction site, the compressed air in the tank is stored in the tank while the compressed air is stored in the tank by connecting the nailing machine to the air compressor and operating the compressor. The nailing work is performed by supplying the nailing machine.

また、従来技術の空気圧縮機には、タンク内の圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサの検出結果を用いてモータの運転状態を制御するモータ制御手段とが設けられている。そして、モータ制御手段は、モータを運転することによりタンク内の圧力が上昇すると、例えば圧力が上限値に達したときにモータを一旦停止し、その後、釘打ち機の使用等によってタンク内の圧力が下限値以下となったときに、モータを再び運転する構成となっている。   Further, the conventional air compressor is provided with a pressure sensor for detecting the pressure in the tank, and motor control means for controlling the operating state of the motor using the detection result of the pressure sensor. Then, when the pressure in the tank rises by operating the motor, the motor control means temporarily stops the motor when the pressure reaches the upper limit value, and then the pressure in the tank by using a nail driver or the like. When the value becomes lower than the lower limit value, the motor is operated again.

ところで、上述した従来技術の空気圧縮機は、例えば民家が近い建築現場や夜間の作業現場において、釘打ち機等と一緒に用いることがあるため、モータの作動音を可能な限り抑え、圧縮機の騒音を小さくしたいという要求がある。   By the way, the above-described conventional air compressor may be used together with a nailing machine or the like, for example, in a construction site where a private house is close or at a night work site. There is a demand to reduce noise.

しかし、例えばモータの回転数を低く設定し、これによって騒音を抑える構成とした場合には、圧縮空気の供給量に制約が生じ易い。このため、圧縮機の使用時には、例えば多数の釘打ち作業を連続的に行うと、モータが運転中であってもタンク内の空気圧が不足してしまい、空気圧が十分に上昇するまで作業を中断せざるを得ないことがあり、作業効率が低下するという問題がある。   However, for example, when the number of rotations of the motor is set low and noise is thereby suppressed, the supply amount of compressed air is likely to be limited. For this reason, when using a compressor, for example, if many nailing operations are performed continuously, the air pressure in the tank will be insufficient even when the motor is in operation, and the operation will be suspended until the air pressure rises sufficiently. In other words, there is a problem that work efficiency decreases.

これに対し、モータの回転数を高くする構成とした場合には、モータを運転するときに騒音が増大し、作業現場や周囲の環境が悪化する。このように、従来技術では、モータの回転数を適切に設定するのが難しいという問題がある。   On the other hand, when it is set as the structure which makes the rotation speed of a motor high, a noise will increase when a motor is drive | operated and a work site and the surrounding environment will deteriorate. Thus, in the prior art, there is a problem that it is difficult to appropriately set the rotation speed of the motor.

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、本発明の目的は、モータの回転数を状況に応じて適切に制御でき、騒音を抑えつつ性能を向上できるようにした圧縮機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a compressor capable of appropriately controlling the number of rotations of a motor according to the situation and improving performance while suppressing noise. It is to provide.

上述した課題を解決するために本発明は、モータと、該モータにより駆動されて圧縮気体を吐出する圧縮部と、該圧縮部から吐出される圧縮気体を貯えるタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出した圧力が低下して下限値以下となったときに前記モータを運転し前記圧力が上昇して上限値に達したときに前記モータを停止させるモータ制御手段とからなる圧縮機に適用される。   In order to solve the above-described problems, the present invention relates to a motor, a compression unit that is driven by the motor and discharges compressed gas, a tank that stores compressed gas discharged from the compression unit, and a pressure in the tank. Pressure detecting means to detect, and the motor is operated when the pressure detected by the pressure detecting means falls below a lower limit value, and the motor is stopped when the pressure rises and reaches an upper limit value It is applied to a compressor comprising motor control means.

そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、モータ制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果を用いて前記タンク内の圧力が一定の時間に変化する圧力変化の値を演算する圧力変化演算手段と、前記タンク内の圧力に応じて異なり、前記タンク内の圧力の一次関数により決まる値であって、前記タンク内の前記圧縮気体の基準消費量に対応する圧力変化の値である圧力変化の判定値を演算する判定値演算手段と、該判定値演算手段により演算した前記判定値と前記圧力変化演算手段により演算した前記圧力変化との関係を判定する判定手段と、該判定手段の判定結果に応じてモータの回転数を低速側と高速側との間で切換える回転数切換手段とを備える構成としたことにある。 The feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the motor control means uses the detection result of the pressure detection means to calculate a pressure change value at which the pressure in the tank changes at a constant time. and change computing means, varies depending on the pressure in the tank, a value determined by a linear function of the pressure in the tank, the value of the pressure change corresponding to the reference consumption of the compressed gas in the tank A judgment value computing means for computing a judgment value for a certain pressure change; a judgment means for judging a relationship between the judgment value computed by the judgment value computing means and the pressure change computed by the pressure change computing means; According to the present invention, there is provided a configuration including rotation speed switching means for switching the rotation speed of the motor between the low speed side and the high speed side according to the determination result of the means.

また、請求項2の発明によると、判定値演算手段は、モータを低速で運転しているときに低速運転用の判定値を演算する構成とし、回転数切換手段は、モータを低速で運転した状態でタンク内の圧力変化が低速運転用の判定値よりも小さいときにのみモータの回転数を低速から高速に切換える構成としている。   According to the invention of claim 2, the judgment value calculating means is configured to calculate a judgment value for low speed operation when the motor is operated at low speed, and the rotation speed switching means is operated at low speed. In this state, only when the pressure change in the tank is smaller than the judgment value for low speed operation, the motor speed is switched from low speed to high speed.

また、請求項3の発明によると、判定値演算手段は、モータを高速で運転しているときに高速運転用の判定値を演算する構成とし、回転数切換手段は、モータを高速で運転した状態でタンク内の圧力変化が高速運転用の判定値以上となったときにのみモータの回転数を高速から低速に切換える構成としている。   According to a third aspect of the present invention, the determination value calculating means is configured to calculate a determination value for high speed operation when the motor is operating at high speed, and the rotation speed switching means is configured to operate the motor at high speed. In this state, the motor speed is switched from high speed to low speed only when the pressure change in the tank becomes equal to or higher than the judgment value for high speed operation.

また、請求項4の発明によると、判定値演算手段は、モータを停止しているときに停止状態用の判定値を演算する構成とし、モータ制御手段には、モータを停止した状態でタンク内の圧力変化が停止状態用の判定値以上となったときにモータを停止状態から運転状態に復帰させる運転復帰手段を設ける構成としている。   According to a fourth aspect of the present invention, the determination value calculation means is configured to calculate a determination value for a stop state when the motor is stopped, and the motor control means includes a tank in which the motor is stopped. An operation return means is provided for returning the motor from the stopped state to the operating state when the pressure change of the motor becomes equal to or greater than the determination value for the stopped state.

また、請求項5の発明によると、判定値演算手段はモータの回転数とタンク内の圧力とを用いて判定値を演算する構成としている。   According to a fifth aspect of the present invention, the determination value calculation means is configured to calculate the determination value using the number of rotations of the motor and the pressure in the tank.

さらに、請求項6の発明によると、モータ制御手段は、圧力検出手段により検出されるタンク内の圧力を一定の検出時間毎に検出データとして記憶し、圧力変化演算手段は、各検出データのうち検出時間の2倍以上の時間間隔をもって記憶された2個の検出データの差を圧力変化として演算し、当該圧力変化の演算値を検出時間毎に更新する構成としている。   Furthermore, according to the invention of claim 6, the motor control means stores the pressure in the tank detected by the pressure detection means as detection data for every predetermined detection time, and the pressure change calculation means includes the detection data among the detection data. A difference between two pieces of detection data stored at a time interval more than twice the detection time is calculated as a pressure change, and the calculated value of the pressure change is updated every detection time.

請求項1の発明によれば、圧力変化演算手段は、例えば圧力センサ等の検出信号を用いることにより、タンク内で一定の時間に生じる圧力変化の大きさを演算することができる。この場合、例えばモータの回転数を一定とした状態で、圧縮気体が一定の基準消費量をもって消費されているか否かを圧力変化によって判定しようとすると、この基準消費量に対応する圧力変化の大きさは、タンク内の圧力に応じて異なる値となる。従って、例えば基準消費量に対応する圧力変化の大きさを、タンク内の圧力に応じて異なり、タンク内の圧力の一次関数により決まる値である判定値の特性データとして予め記憶しておくことにより、判定値演算手段は、この特性データと圧力の検出値とを用いて、予め設定した基準消費量に対応する判定値を常に正確に演算することができ、圧力が変化しても、判定値が受ける影響を安定的に補償することができる。 According to the first aspect of the present invention, the pressure change calculation means can calculate the magnitude of the pressure change that occurs in a certain time in the tank by using a detection signal of a pressure sensor, for example. In this case, for example, if it is determined by pressure change whether or not the compressed gas is consumed with a constant reference consumption in a state where the rotation speed of the motor is constant, the magnitude of the pressure change corresponding to this reference consumption is large. The value varies depending on the pressure in the tank. Thus, for example, the magnitude of the pressure change corresponding to the reference consumption depends on the pressure in the tank, be previously stored as characteristic data of the determination values Ru value der determined by a linear function of the pressure in the tank Thus, the determination value calculation means can always calculate the determination value corresponding to the preset reference consumption amount accurately using this characteristic data and the detected pressure value, and the determination value can be determined even if the pressure changes. It is possible to stably compensate for the influence of the value.

そして、判定手段は、圧力変化の大きさと判定値とを比較することにより、タンクから実際に消費される圧縮気体の消費量が基準消費量よりも多いか否かを容易に判定することができる。また、回転数切換手段は、例えば圧縮気体の消費量が少ないときに、モータの回転数を低速側に切換えて圧縮機を効率よく運転でき、圧縮気体の消費量が多いときには、モータの回転数を高速側に切換えてタンク内に圧縮気体を十分に供給することができる。この結果、例えば釘打ち機等の空圧機器を圧縮機によって作動させる場合には、これを連続的に使用するときだけモータを高速側に切換えて空圧機器を円滑に作動させたり、空圧機器を断続的に使用するときにモータを低速側に切換えて騒音、振動等を抑えることができる。   Then, the determination means can easily determine whether or not the consumption amount of the compressed gas actually consumed from the tank is larger than the reference consumption amount by comparing the magnitude of the pressure change with the determination value. . Further, the rotation speed switching means can efficiently operate the compressor by switching the rotation speed of the motor to the low speed side when, for example, the compressed gas consumption is small, and the motor rotation speed when the compressed gas consumption is large. Can be switched to the high speed side to sufficiently supply the compressed gas into the tank. As a result, when operating pneumatic devices such as nailing machines with a compressor, the motor is switched to the high speed side only when it is continuously used, and the pneumatic devices are operated smoothly. When the device is used intermittently, the motor can be switched to the low speed side to suppress noise, vibration, and the like.

従って、モータの作動音を抑えつつ、圧縮気体の消費量に応じてモータの回転数を適切に制御でき、これによってタンク内の圧力を安定的に維持できると共に、低騒音で運転効率が高い省エネルギ型の圧縮機を実現することができる。また、圧縮気体が消費される流量を圧力変化によって検出することができ、流量計等を用いる必要がないから、その分だけ圧縮機をコンパクトに形成できると共に、コストダウンを図ることができる。   Therefore, it is possible to appropriately control the rotation speed of the motor according to the amount of compressed gas consumption while suppressing the operation noise of the motor, thereby stably maintaining the pressure in the tank and reducing noise and high operating efficiency. An energy type compressor can be realized. Further, the flow rate at which the compressed gas is consumed can be detected by a change in pressure, and it is not necessary to use a flow meter or the like. Therefore, the compressor can be made more compact accordingly, and the cost can be reduced.

また、請求項2の発明によれば、モータを低速で運転している状態でも、タンク内の圧力が上昇するときの圧力変化が低速運転用の判定値以上であるときには、圧縮気体の消費量が少ないと判定できるので、回転数を低速に保持しつつ、タンク内の圧力を効率よく維持することができる。また、圧力変化が低速運転用の判定値よりも小さいときには、圧縮気体の消費量が多いと判定できるので、モータの回転数を高速に切換え、圧縮部からタンク内に吐出される圧縮気体の流量を空気消費量に応じて適切に増やすことができる。   According to the second aspect of the present invention, even when the motor is operating at low speed, if the pressure change when the pressure in the tank rises is equal to or higher than the determination value for low speed operation, the amount of compressed gas consumed Therefore, it is possible to efficiently maintain the pressure in the tank while maintaining the rotation speed at a low speed. When the pressure change is smaller than the determination value for low speed operation, it can be determined that the amount of compressed gas consumed is large, so the motor rotation speed is switched to a high speed, and the flow rate of the compressed gas discharged from the compression unit into the tank Can be increased appropriately according to the air consumption.

また、請求項3の発明によれば、モータを高速で運転している状態でも、タンク内の圧力が上昇するときの圧力変化が高速運転用の判定値よりも小さいときには、圧縮気体の消費量が多いと判定できるので、回転数を高速に保持し、圧縮部からタンク内に多量の圧縮気体を吐出し続けることができる。また、圧力変化が高速運転用の判定値以上であるときには、圧縮気体の消費量が少ないと判定できるので、モータの回転数を低速に切換え、余分な高速運転を防ぐことができる。   According to the invention of claim 3, even when the motor is operating at high speed, if the pressure change when the pressure in the tank rises is smaller than the judgment value for high speed operation, the consumption of compressed gas Since it can be determined that there is a large amount, the rotation speed can be maintained at a high speed, and a large amount of compressed gas can be continuously discharged from the compression section into the tank. Further, when the pressure change is equal to or higher than the determination value for high-speed operation, it can be determined that the amount of compressed gas consumed is small. Therefore, the number of rotations of the motor can be switched to low speed to prevent excessive high-speed operation.

また、請求項4の発明によれば、タンク内の圧力が上限値以上となり、モータが停止された状態で、タンク内の圧力変化(圧力低下)が停止状態用の判定値以上となったときには、多量の圧縮気体が消費されていると判定することができる。この場合には、タンク内の圧力が下限値まで低下する前に、運転復帰手段によってモータを停止状態から運転状態に復帰させることができ、タンク内の圧縮気体が消費されることによって圧力が下限値よりも低下するのを防止することができる。   According to the invention of claim 4, when the pressure in the tank becomes equal to or higher than the upper limit value and the motor is stopped, the pressure change (pressure drop) in the tank becomes equal to or higher than the determination value for the stopped state. It can be determined that a large amount of compressed gas is consumed. In this case, before the pressure in the tank drops to the lower limit value, the motor can be returned from the stopped state to the operating state by the operation return means, and the pressure is reduced to the lower limit by consuming the compressed gas in the tank. It can be prevented that the value drops below the value.

また、請求項5の発明によれば、例えばモータの回転数(停止状態も含めて)に応じた流量の圧縮気体がタンク内に流入するときに、一定の基準消費量に対応する圧力変化の大きさを、モータの回転数とタンク内の圧力とに応じて変化する判定値の特性データとして予め記憶しておくことができる。これにより、判定値演算手段は、この特性データと、モータの回転数と、圧力の検出値とを用いて、基準消費量に対応する圧力変化の判定値を常に正確に演算することができる。   According to the invention of claim 5, for example, when a compressed gas having a flow rate corresponding to the rotational speed of the motor (including the stopped state) flows into the tank, the pressure change corresponding to a certain reference consumption is changed. The magnitude can be stored in advance as characteristic data of a determination value that changes in accordance with the number of rotations of the motor and the pressure in the tank. As a result, the determination value calculation means can always accurately calculate the determination value of the pressure change corresponding to the reference consumption by using the characteristic data, the rotation speed of the motor, and the detected pressure value.

さらに、請求項6の発明によれば、モータ制御手段は、例えば圧力の検出データを検出時間毎に記憶し、データの記憶を行う毎に圧力変化を演算することができる。これにより、圧力変化の演算値を検出時間毎に更新でき、タンク内の実際の圧力が変化するときに、圧力変化の演算値の応答性を高めることができる。   Furthermore, according to the invention of claim 6, the motor control means can store pressure detection data for every detection time, for example, and can calculate a pressure change every time data is stored. Thereby, the calculated value of the pressure change can be updated every detection time, and the responsiveness of the calculated value of the pressure change can be improved when the actual pressure in the tank changes.

この場合、圧力変化の計測区間となる時間間隔は、検出時間の2倍以上の長い時間として設定できるから、圧力変化の演算時には、例えば信号ノイズ等による個々の検出データの誤差と比較して、圧力変化の演算値を大きな値とすることができ、演算値のS/N比を十分に確保することができる。これにより、タンク内で実際に生じる圧力の変化に応じて圧力変化を精度よく演算することができる。   In this case, the time interval that becomes the pressure change measurement interval can be set as a time that is at least twice as long as the detection time. Therefore, when calculating the pressure change, for example, compared with individual detection data errors due to signal noise, etc. The calculated value of the pressure change can be a large value, and the S / N ratio of the calculated value can be sufficiently secured. As a result, the pressure change can be accurately calculated according to the pressure change actually generated in the tank.

以下、本発明の実施の形態による圧縮機として、釘打ち機等の空圧機器に圧縮空気を供給する空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。   Hereinafter, an air compressor that supplies compressed air to a pneumatic device such as a nailing machine will be described as an example of a compressor according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

1は例えば可搬式の圧縮機として構成された空気圧縮機で、該空気圧縮機1は、図1、図2に示す如く、後述のモータ2、圧縮部3、タンク4、圧力センサ5、モータ制御回路6により大略構成され、例えば釘打ち機等の空圧機器8に圧縮空気を供給するものである。   Reference numeral 1 denotes, for example, an air compressor configured as a portable compressor. As shown in FIGS. 1 and 2, the air compressor 1 includes a motor 2, a compression unit 3, a tank 4, a pressure sensor 5, and a motor, which will be described later. The control circuit 6 is generally configured to supply compressed air to a pneumatic device 8 such as a nailing machine.

2は空気圧縮機1の動力源となる電動式のモータで、該モータ2は、例えばタンク4の上側に配置され、外部の電源からモータ制御回路6等を介して給電されることにより、圧縮部3を駆動するものである。この場合、モータ2の回転数Nは、後述の如くモータ制御回路6によって制御され、例えば1600rpm程度の低回転数Nと、2500rpm程度の高回転数Nとの間で切換設定される。 An electric motor 2 serves as a power source for the air compressor 1. The motor 2 is disposed, for example, on the upper side of the tank 4, and is compressed by being supplied with power from an external power source via the motor control circuit 6 or the like. The unit 3 is driven. In this case, the rotational speed N of the motor 2 is controlled by the motor control circuit 6 as described later, and is switched between a low rotational speed NL of about 1600 rpm and a high rotational speed NH of about 2500 rpm, for example.

3はモータ2と共にタンク4の上側に設けられた圧縮部で、該圧縮部3は、例えば往復動型圧縮機、スクロール型圧縮機等からなり、モータ2によって駆動されるものである。そして、圧縮部3は、外部から空気を吸込んでタンク4内に圧縮空気を吐出し、その吐出量はモータ2の回転数Nが高くなるほど多くなる。   Reference numeral 3 denotes a compression unit provided on the upper side of the tank 4 together with the motor 2, and the compression unit 3 includes, for example, a reciprocating compressor, a scroll compressor, and the like, and is driven by the motor 2. The compression unit 3 sucks air from outside and discharges the compressed air into the tank 4, and the discharge amount increases as the rotation speed N of the motor 2 increases.

4は空気圧縮機1の下部側を構成するタンクで、該タンク4は、圧縮部3から吐出される圧縮空気を貯え、この圧縮空気を空圧機器8等に供給するものであり、本実施の形態では、例えば9リットル程度のタンク容量Vを有している。   Reference numeral 4 denotes a tank constituting the lower side of the air compressor 1. The tank 4 stores the compressed air discharged from the compression unit 3, and supplies the compressed air to the pneumatic equipment 8 and the like. In this embodiment, for example, the tank capacity V is about 9 liters.

5はタンク4に設けられた圧力検出手段としての圧力センサで、該圧力センサ5は、例えば汎用的な市販のセンサ部品等を用いて構成されている。そして、圧力センサ5は、図2に示す如く、タンク4内の圧力を検出し、その検出信号を圧力Pとしてモータ制御回路6に出力するものである。   Reference numeral 5 denotes a pressure sensor as a pressure detection means provided in the tank 4, and the pressure sensor 5 is configured using, for example, a general-purpose commercially available sensor component. As shown in FIG. 2, the pressure sensor 5 detects the pressure in the tank 4 and outputs the detected signal as a pressure P to the motor control circuit 6.

6はモータ2の運転状態を制御するモータ制御手段としてのモータ制御回路で、該モータ制御回路6は、例えばモータ用の駆動回路を含んだ電子回路等からなり、後述の記憶回路7を備えている。また、モータ制御回路6には、その入力側には圧力センサ5等が接続され、その出力側にモータ2が接続されている。   Reference numeral 6 denotes a motor control circuit as a motor control means for controlling the operating state of the motor 2. The motor control circuit 6 is composed of, for example, an electronic circuit including a drive circuit for a motor, and includes a storage circuit 7 to be described later. Yes. The motor control circuit 6 is connected to the pressure sensor 5 and the like on its input side, and the motor 2 is connected to its output side.

そして、モータ制御回路6は、圧力センサ5から入力される検出信号を用いて後述の図7に示すモータ制御を行い、タンク4内の圧力Pが後述の上限値Pmax(例えば、3.0MPa程度)に達したときにモータ2を停止し、この圧力Pが下限値Pmin(例えば、2.6MPa程度)以下となったときにモータ2を再び運転する。また、モータ制御回路6は、後述の図8ないし図10に示す如く、空圧機器8により消費される圧縮空気の消費量(流量)等に応じてモータ2の回転数Nを制御するものである。   The motor control circuit 6 performs motor control shown in FIG. 7 to be described later using the detection signal input from the pressure sensor 5, and the pressure P in the tank 4 is set to an upper limit value Pmax (for example, about 3.0 MPa) described later. ), The motor 2 is stopped. When the pressure P becomes lower than the lower limit value Pmin (for example, about 2.6 MPa), the motor 2 is operated again. The motor control circuit 6 controls the rotational speed N of the motor 2 in accordance with the consumption (flow rate) of compressed air consumed by the pneumatic device 8, as shown in FIGS. is there.

この場合、モータ制御回路6は、まず圧力センサ5により検出したタンク4内の圧力Pを、例えば0.5秒程度の検出時間t毎に読込んで後述の記憶回路7に記憶し、その記憶内容を用いて、例えば3秒程度の時間間隔Tの間にタンク4内の圧力が変化(上昇または低下)する値を圧力変化ΔPとして演算する。   In this case, the motor control circuit 6 first reads the pressure P in the tank 4 detected by the pressure sensor 5 at every detection time t of about 0.5 seconds, for example, and stores it in the storage circuit 7 to be described later. For example, a value at which the pressure in the tank 4 changes (increases or decreases) during a time interval T of about 3 seconds is calculated as a pressure change ΔP.

また、モータ制御回路6は、後述の如くモータ2の回転数Nと、タンク4内の圧力Pとを用いて判定値(低速運転用の判定値S、高速運転用の判定値S及び停止状態用の判定値Sのうちの何れか)を演算する。そして、演算した判定値と圧力変化ΔPとの大小関係を比較、判定することにより、この判定結果に応じてモータ2の回転数Nを低速運転(低回転数N)と、高速運転(高回転数N)との間で切換える。 The motor control circuit 6, and the rotational speed N motor 2 as described later, the determination value by using the pressure P of the tank 4 (the determination value S L for low speed operation, the determination value S H and for high-speed operation calculating any) of the decision value S W for the stopped state. Then, by comparing and determining the magnitude relationship between the calculated determination value and the pressure change ΔP, the rotation speed N of the motor 2 is reduced to a low speed operation (low rotation speed N L ) and a high speed operation (high speed) according to the determination result. Switching between the rotation speed N H ).

ここで、判定値S,S,Sとは、後述する数1ないし数3の式に示す如く、モータ2の運転状態を切換えるか否かの判定基準となる圧縮空気の消費量(後述の基準消費量K,K,K)を、圧力変化に換算した値である。従って、圧力変化ΔPと判定値S,S,Sとを比較する処理は、タンク4内の圧縮空気が基準消費量K,K,Kよりも多く消費されているか否かを判定する処理に相当している。 Here, the determination value S L, and S H, S W, as shown in the numerical formula 1 or several 3 described below, the consumption of compressed air as a criterion for determining whether switching the operating state of the motor 2 ( It is a value obtained by converting a later-described reference consumption amount K L , K H , K W ) into a pressure change. Therefore, the process of comparing the pressure change ΔP with the determination values S L , S H , and S W is whether or not the compressed air in the tank 4 is consumed more than the reference consumption amounts K L , K H , and K W. This corresponds to the process of determining.

そして、モータ制御回路6は、例えばモータ2を低速運転した状態で、タンク4内の上昇方向の圧力変化ΔP(圧力が短時間で上昇するほど値が大きくなる圧力上昇ΔP)が低速運転用の判定値S以上であると判定したときに、図3に示す如く、モータ2を低回転数Nに保持する。即ち、この場合には、後述する図8中の区間a2に示す如く、後述する低速運転時の基準消費量K(例えば、20リットル/分程度)よりも圧縮空気の消費量が少量であり、タンク4内の圧力は、モータ2を低速運転していても適切な割合で上昇しているので、圧縮機を低速で効率よく運転できるものである。 For example, the motor control circuit 6 operates in a state where the motor 2 is operated at low speed, and the pressure change ΔP in the upward direction in the tank 4 (pressure increase ΔP that increases as the pressure increases in a short time) is used for low speed operation. When it is determined that the value is equal to or greater than the determination value S L , the motor 2 is held at the low rotation speed N L as shown in FIG. That is, in this case, as shown in section a2 in FIG. 8 to be described later, the reference consumption K L during low speed operation to be described later (e.g., 20 liters / min approximately) a minor consumption of compressed air than The pressure in the tank 4 increases at an appropriate rate even when the motor 2 is operated at a low speed, so that the compressor can be operated efficiently at a low speed.

また、タンク4内の圧力変化ΔPが判定値Sよりも小さくなったときには、例えば図8中の区間a3に示す如く、圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも増大し、低速運転ではタンク4内の圧力が速やかに上昇しない状態であると判定し、図3に示すように、モータ2を高回転数Nに切換える。 Further, when the pressure variation ΔP in the tank 4 is smaller than the determination value S L, for example as shown in section a3 in FIG. 8, the consumption of compressed air increases than the reference consumption K L, low speed operation Then, it is determined that the pressure in the tank 4 does not rise quickly, and the motor 2 is switched to the high rotation speed NH as shown in FIG.

一方、モータ2を高速運転した状態で、タンク4内の上昇方向の圧力変化ΔPが高速運転用の判定値Sよりも小さいときには、図8中の区間a4に示す如く、後述する高速運転用の基準消費量K(例えば、10リットル/分程度)よりも圧縮空気の消費量が多いために圧力の上昇割合が緩やかである状態と判断し、モータ2を高回転数Nに保持する。また、圧力変化ΔPが判定値S以上となったときには、区間a5に示すように、圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも少なくなったので、低速運転でも十分な圧力を維持できると判定し、モータ2を低回転数Nに切換える構成としている。 On the other hand, the motor 2 in a state of high speed operation, when the pressure change ΔP rising direction of the tank 4 is less than the determination value S H of the high-speed operation, as shown in section a4 in FIG. 8, for high-speed operation to be described later Since the consumption amount of compressed air is larger than the reference consumption amount K H (for example, about 10 liters / minute), it is determined that the rate of increase in pressure is moderate, and the motor 2 is held at a high rotational speed NH . . Further, when the pressure change ΔP becomes the determination value S H above, as shown in section a5, since compressed air consumption becomes smaller than the reference consumption K H, it can maintain a sufficient pressure in the low-speed operation And the motor 2 is switched to the low rotation speed N L.

さらに、モータ制御回路6は、モータ2を停止した状態において、タンク4内の圧力が低下することにより、低下方向の圧力変化ΔP(圧力が短時間で低下するほど値が大きくなる圧力低下ΔP)が停止状態用の判定値S以上となったときには、図9に示す如く、停止状態用の基準消費量K以上となる多量の圧縮空気が消費されていると判定し、モータ2を停止状態から復帰させると共に、これを高回転数Nで運転する構成としている。この場合、低下方向の圧力変化ΔPが判定値Sよりも小さいときには、図10に示す如く、タンク4内の圧力Pが下限値Pmin以下となるまで、モータ2が停止状態に保持される。 Furthermore, when the motor 2 is stopped, the motor control circuit 6 reduces the pressure change ΔP in the decreasing direction (pressure decrease ΔP that increases as the pressure decreases in a short time) as the pressure in the tank 4 decreases. when but becomes equal to or larger than the reference value S W for stop state, as shown in FIG. 9, it is determined that a large amount of compressed air as a reference consumption K W or more for a stopped state is consumed, stops the motor 2 In addition to returning from the state, this is operated at a high rotational speed NH . In this case, when the pressure variation ΔP in the decrease direction is smaller than the determination value S W, as shown in FIG. 10, until the pressure P of the tank 4 is less than the lower limit value Pmin, the motor 2 is held in a stopped state.

また、モータ制御回路6は、図6に示す如く、例えば0.5秒程度の検出時間t毎に圧力センサ5の検出信号を読込み、これを検出データDとして記憶回路7に記憶する。このとき、例えば新たな検出信号を読込む毎に、最新の検出データDと、時間間隔Tだけ前に記憶した検出データDとの差(例えばDn-1−Dn-7、Dn−Dn-6、Dn+1−Dn-5等)を圧力変化ΔPとして演算する。これにより、モータ制御回路6は、圧力変化ΔPの演算値を検出時間t毎に更新でき、タンク4内の実際の圧力が変化するときに、圧力変化ΔPの演算値の応答性を高めることができる。 Further, as shown in FIG. 6, the motor control circuit 6 reads the detection signal of the pressure sensor 5 every detection time t of, for example, about 0.5 seconds, and stores this in the storage circuit 7 as detection data D. At this time, for example, every time a new detection signal is read, the difference (for example, D n−1 −D n−7 , D n −) between the latest detection data D and the detection data D stored previously by the time interval T. D n-6 , D n + 1 -D n-5 etc.) is calculated as the pressure change ΔP. Thereby, the motor control circuit 6 can update the calculated value of the pressure change ΔP every detection time t, and when the actual pressure in the tank 4 changes, the responsiveness of the calculated value of the pressure change ΔP can be improved. it can.

この場合、圧力変化ΔPの計測区間となる時間間隔Tは、検出時間tの2倍以上(本実施の形態では6倍として例示)の長い時間として設定されている。これにより、モータ制御回路6は、例えば信号ノイズ等による個々の検出データDの誤差と比較して、圧力変化ΔPの演算値を大きな値とすることができ、演算値のS/N比を十分に確保することができる。これにより、タンク4内で実際に生じる圧力の変化に応じて圧力変化ΔPを精度よく演算することができる。   In this case, the time interval T that is the measurement interval of the pressure change ΔP is set as a long time that is at least twice the detection time t (illustrated as six times in the present embodiment). As a result, the motor control circuit 6 can make the calculated value of the pressure change ΔP larger than the error of the individual detection data D due to, for example, signal noise, and the S / N ratio of the calculated value is sufficient. Can be secured. As a result, the pressure change ΔP can be accurately calculated in accordance with the pressure change actually generated in the tank 4.

7はモータ制御回路6に設けられた例えばROM、RAM等の記憶回路で、該記憶回路7には、モータ制御のプログラムと、この制御で用いる上限値Pmax、下限値Pmin、復帰用設定値Pon,初期設定値Pstart等とが予め記憶されている。   Reference numeral 7 denotes a storage circuit such as a ROM or a RAM provided in the motor control circuit 6. The storage circuit 7 includes a motor control program, an upper limit value Pmax, a lower limit value Pmin, and a return set value Pon used in this control. , Initial setting value Pstart and the like are stored in advance.

この場合、タンク4内の圧力の上限を定める上限値Pmaxは、例えば3MPa程度の圧力に設定され、圧力の上限を定める下限値Pminは、例えば2.6MPa程度に設定されている。また、復帰用設定値Ponは、モータ2を停止状態から復帰させるときの上限値であり、例えば2.9MPa程度に設定されている。さらに、初期設定値Pstartは、電源投入時にタンク4内の圧力が十分な大きさであるか否かを判定する判定基準であり、例えば2.4MPa程度に設定されている。   In this case, the upper limit value Pmax that determines the upper limit of the pressure in the tank 4 is set to, for example, a pressure of about 3 MPa, and the lower limit value Pmin that sets the upper limit of the pressure is set to, for example, about 2.6 MPa. Further, the return set value Pon is an upper limit value when the motor 2 is returned from the stopped state, and is set to about 2.9 MPa, for example. Furthermore, the initial set value Pstart is a determination criterion for determining whether or not the pressure in the tank 4 is sufficiently large when the power is turned on, and is set to about 2.4 MPa, for example.

また、記憶回路7には、低速運転用,高速運転用,停止状態用の判定値S,S,Sが予め記憶されている。これらの判定値について述べると、まず低速運転用の判定値Sは、図3中の特性線9に示す如く、モータ2が低回転数Nで運転されているときに、タンク4内の圧力Pに応じて設定され、モータ2を高回転数Nに切換えるか否かを判定するものである。この判定値Sは、後述する数8の式によって導かれ、例えば下記数1の式のように定められている。 Further, the memory circuit 7, a low-speed operation, high-speed operation, the determination value S L for the stopped state, S H, S W are stored in advance. Referring to these determination values, first, the determination value S L for low speed operation is the value in the tank 4 when the motor 2 is operated at a low rotation speed N L as shown by the characteristic line 9 in FIG. It is set according to the pressure P, and determines whether or not the motor 2 is switched to the high rotational speed NH . This determination value S L is derived by the following equation (8), and is determined as the following equation (1), for example.

Figure 0004584599
Figure 0004584599

この式の右辺は、モータ2を低速運転することによってタンク4内に所定流量の圧縮空気が流入しつつ、この圧縮空気が一定の基準消費量Kをもって消費されるときに、タンク4内の圧力変化ΔPの大きさに対応している。この式から判るように、例えばモータ2の回転数Nを一定とすれば、基準消費量Kに対応する圧力変化ΔPの大きさは、タンク4内の圧力に応じて異なる値となる。 The right side of this equation while flowing compressed air at a predetermined flow rate into the tank 4 by low-speed operation of the motor 2, when the compressed air is consumed with a constant reference consumption K L, the tank 4 This corresponds to the magnitude of the pressure change ΔP. As can be seen from this equation, for example, when the rotational speed N of the motor 2 is constant, the magnitude of the pressure change ΔP corresponding to the reference consumption K L is a different value depending on the pressure in the tank 4.

そして、例えば圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも増大したときには、タンク4内に流入する空気流量が消費量の増大分だけ実質的に減少するため、タンク4内の圧力変化ΔPは、前記数1の右辺、即ち判定値Sよりも小さくなる。また、圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも減少したときには、タンク4内に流入する空気流量が実質的に増えた状態となるため、圧力変化ΔPは判定値Sよりも大きくなる。 Then, for example, when the compressed air consumption is increased than the reference consumption K L, since the flow rate of air flowing into the tank 4 increases an amount corresponding substantially to a decrease in consumption, the pressure change ΔP in the tank 4 is , Smaller than the right side of Equation 1, that is, the judgment value S L. Further, when the compressed air consumption is reduced than the reference consumption K L, since the flow rate of air flowing into the tank 4 is substantially increased state, the pressure change ΔP is greater than the determination value S L .

このように、前記数1の式の判定値Sと圧力変化ΔPとを比較することにより、低速運転時の圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも多いか否かを判定でき、空気消費量が基準消費量Kよりも多いときには、モータ2を低速運転から高速運転に切換えることができる。この低速運転時の基準消費量Kは、モータ2を高速運転しないとタンク4内の空気圧が不足するような流量値、例えば20リットル/分程度の比較的大きな流量値として設定されている。 In this way, by comparing the determination value S L of the equation 1 and the pressure change ΔP, it can be determined whether or not the consumption of compressed air during low-speed operation is greater than the reference consumption K L. when air consumption is larger than a reference consumption K L can switch the motor 2 from the low-speed operation to the high speed operation. Reference consumption K L at the time of low-speed operation is set to the motor 2 flow rate such that insufficient air pressure of the high-speed operation and not the tank 4, for example, as a relatively large flow rate of about 20 liters / min.

一方、高速運転用の判定値Sは、図3中の特性線10に示す如く、モータ2が高回転数Nで運転されているときに、タンク4内の圧力Pに応じて設定され、モータ2を低回転数Nに切換えるか否かを判定するものである。そして、判定値Sは、後述する数10の式によって導かれ、例えば下記数2の式のように定められている。 On the other hand, the determination value S H of the high-speed operation, as shown by the characteristic line 10 in FIG. 3, when the motor 2 is operated at high rotational speed N H, is set according to the pressure P of the tank 4 It is determined whether or not the motor 2 is switched to the low rotation speed N L. Then, the determination value SH is derived from an expression 10 described later, and is defined as the following expression 2, for example.

Figure 0004584599
Figure 0004584599

この式の右辺は、低速運転用の判定値Sの場合とほぼ同様に、モータ2を高速運転し、タンク4内の圧縮空気が一定の基準消費量Kをもって消費されているときに、圧力変化ΔPの大きさを表すものである。このため、前記数2の式の判定値Sと圧力変化ΔPとを比較することにより、高速運転時の圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも多いか否かを判定することができる。 The right side of this equation, much like the case of the decision value S L for low-speed operation, the motor 2 and high-speed operation, when the compressed air in the tank 4 is consumed with a constant reference consumption K H, This represents the magnitude of the pressure change ΔP. Thus, by comparing the decision value S H and the pressure change ΔP of the foregoing equation 2, that the consumption of compressed air during high-speed operation to determine whether more than a reference consumption K H it can.

そして、タンク4内の圧力変化ΔPが判定値S以上となったとき、即ち空気消費量が基準消費量K以下となったときには、モータ2を高速運転から低速運転に切換えることができる。この高速運転時の基準消費量Kは、モータ2を高速運転しなくてもタンク4内の空気圧が維持できるような流量値、例えば10リットル/分程度の比較的小さな流量値として設定されている。 When the pressure change ΔP in the tank 4 reaches a determination value S H above, namely when the air consumption is equal to or less than the reference consumption K H can be switched to low-speed operation of the motor 2 from the high-speed operation. Reference consumption K H at the time of high speed operation, the flow rate value such as the motor 2 can be maintained air pressure in the tank 4 without high-speed operation, for example, it is set as a relatively small flow rate of approximately 10 l / min Yes.

さらに、停止状態用の判定値Sは、図5中の特性線11に示す如く、モータ2が停止しているときに、タンク4内の圧力Pに応じて設定され、モータ2を停止状態から復帰させて高回転数Nで運転するか否かを判定するものである。この判定値Sは、後述する数11の式によって導かれ、例えば下記数3の式のように定められている。 Further, the determination value S W for stop state, as shown by the characteristic line 11 in FIG. 5, when the motor 2 is stopped, is set according to the pressure P in the tank 4, the stopped state of the motor 2 To determine whether or not to operate at a high rotational speed NH . This determination value SW is derived by the following equation (11), and is determined, for example, by the following equation (3).

Figure 0004584599
Figure 0004584599

次に、図4を参照しつつ、判定値S,S,Sを設定する前記数1ないし数3の導出方法について説明する。 Next, referring to FIG. 4, the determination value S L, S H, the number 1 to number 3 methods deriving sets the S W will be described.

まず、低速運転用の判定値Sについて述べると、例えばモータ2が低速運転に保持され、タンク4から流出する圧縮空気の流出量(消費量)が零である場合を考えてみる。この場合、圧縮部3からタンク4内に吐出される空気流量Q(リットル/分)は、タンク4内の圧力P(MPa)が高くなるほど減少するが、これらの関係は、例えば図4中の特性線12に示す如く、近似的に一次関数として表すことができる。この特性線12は、圧縮機1の仕様等に応じて異なる固有のものであり、これを数式化すると、下記数4の式のようになる。 First, the described determination value S L for low-speed operation, for example, the motor 2 is held in the low-speed operation, consider the case outflow quantity of the compressed air flowing out of the tank 4 (consumption) is zero. In this case, the air flow rate Q (liters / minute) discharged from the compression unit 3 into the tank 4 decreases as the pressure P (MPa) in the tank 4 increases. As shown by the characteristic line 12, it can be approximately expressed as a linear function. This characteristic line 12 is unique depending on the specification of the compressor 1 and the like, and when this is expressed as a mathematical expression, the following expression 4 is obtained.

Figure 0004584599
Figure 0004584599

この運転条件で、タンク4内の圧縮空気が一定の流出量をもって外部に流出する状態を考えると、この状態は、前記数4の式の空気流量Qが流出量分だけ減少した状態(即ち、特性線12を流出量分だけ平行移動した状態)と等価的に扱うことができる。このため、例えば圧縮空気の流出量が20リットル/分程度の基準消費量Kとなった場合の特性線は、図4中に仮想線で示す特性線13のようになり、下記数5の式のように表すことができる。 Considering a state in which the compressed air in the tank 4 flows out to the outside with a constant outflow amount under this operating condition, this state is a state in which the air flow rate Q of the equation 4 is reduced by the outflow amount (that is, The characteristic line 12 can be treated equivalently to a state in which the characteristic line 12 is translated by the amount of the outflow. Thus, for example, the characteristic line when the outflow of the compressed air becomes 20 l / min about the reference consumption K L is as shown by a characteristic line 13 shown in phantom in FIG. 4, the following equation 5 It can be expressed as:

Figure 0004584599
Figure 0004584599

一方、タンク4内の圧力の変化ΔP′(kg・f/m/分)と、空気流量Q(リットル/分)と、タンク4の容量V(リットル)との間には、ΔP′=Q/Vとなる関係があるので、前記数5の式は、下記数6の式のように書換えることができる。 On the other hand, between the change ΔP ′ (kg · f / m 2 / min) in the pressure in the tank 4, the air flow rate Q (liter / min), and the capacity V (liter) of the tank 4, ΔP ′ = Since there is a relationship of Q / V, the formula 5 can be rewritten as the following formula 6.

Figure 0004584599
Figure 0004584599

また、モータ制御回路6により演算する時間間隔T(秒)間の圧力変化ΔP(MPa/秒)と、前記圧力の変化ΔP′(kg・f/m/分)との間には、単位系の差異等により、下記数7に示す関係がある。 Further, there is a unit between the pressure change ΔP (MPa / second) during the time interval T (second) calculated by the motor control circuit 6 and the pressure change ΔP ′ (kg · f / m 2 / min). Due to the difference in the system, there is a relationship shown in the following formula 7.

Figure 0004584599
Figure 0004584599

このため、前記数7の式に数6の式を代入することにより、下記数8の式を得ることができる。   Therefore, by substituting the equation (6) into the equation (7), the following equation (8) can be obtained.

Figure 0004584599
Figure 0004584599

この数8の式は、モータ2が低速運転に保持され、圧縮空気が基準消費量Kで消費されているときの圧力変化ΔPの大きさを表している。従って、この式中の圧力変化ΔPを判定値Sに置換え、例えば時間間隔T=3(秒)、タンク容量V=9(リットル)を代入すれば、基準消費量Kに対応する判定値Sを前記数1の式として得ることができる。 The equation for this number 8, the motor 2 is held in the low-speed operation, and represents the magnitude of the pressure change ΔP when the compressed air is consumed in the reference consumption K L. Therefore, replacing the pressure variation ΔP in the equation to the determination value S L, for example, the time interval T = 3 (seconds), by substituting tank volume V = 9 (l), the determination values corresponding to the reference consumption K L S L can be obtained as the above equation (1).

このように、判定値Sは、圧縮部3から吐出される空気量と圧力Pとの関係を表す特性線12を用いて導出されており、圧力Pが高くなるほど吐出空気量が減少したとしても、その影響が補償されている。従って、圧縮機の低速運転時には、圧力Pの大きさに影響されることなく、圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも多いか否かを判定値Sによって常に安定的に判定することができる。 Thus, the determination value S L is the quantity of air discharged from the compression unit 3 and are derived using a characteristic line 12 represents the relationship between the pressure P, as discharged air volume as the pressure P increases is reduced The effect is also compensated. Thus, during low-speed operation of the compressor, without being affected by the magnitude of the pressure P, always stably determined by the decision value S L whether compressed air consumption is greater than the reference consumption K L be able to.

次に、高速運転用の判定値Sの導出方法について述べると、モータ2が高速運転状態で圧縮空気の消費量が零であるときに、空気流量Qと圧力Pとの関係は、例えば図4中に示す特性線14のようになり、下記数9の式として表される。 Next, described a method of deriving a decision value S H of the high-speed operation, when the motor 2 is a consumption of compressed air at high speed operating conditions is zero, the relationship between the air flow Q and pressure P, for example FIG. 4 is represented by the following equation (9).

Figure 0004584599
Figure 0004584599

この運転条件で、例えば圧縮空気の消費量が10リットル/分程度の基準消費量Kとなった場合の特性線は、低速運転の場合とほぼ同様に、図4中に仮想線で示す特性線15のようになり、下記数10の式のように表すことができる。 In this operating condition, for example, the characteristic line when the consumption of compressed air was 10 liters / min about the reference consumption K H is substantially similar to the case of low speed operation, characteristics indicated by the phantom line in FIG. 4 It becomes like a line 15 and can be expressed as the following equation (10).

Figure 0004584599
Figure 0004584599

この数10の式を前記数6ないし数8の式と同様の手順で変形することにより、前記数2の式を得ることができる。さらに、停止状態用の判定値Sについても、適切な大きさの基準消費量Kに対応する特性線(例えば、下記数11の式)を変形することにより、前記数3の式を導出することができる。 The equation (2) can be obtained by modifying the equation (10) in the same procedure as the equations (6) to (8). Furthermore, for the decision value S W for the stopped state, by deforming the characteristic line corresponding to the reference consumption K W of appropriate size (e.g., the following equation number 11), deriving the equation (3) can do.

Figure 0004584599
Figure 0004584599

本実施の形態による空気圧縮機1は上述の如き構成を有するもので、次に、図7を参照しつつ、モータ制御について説明する。   The air compressor 1 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, motor control will be described with reference to FIG.

まず、圧縮機の電源を投入すると、ステップ1では、圧力センサ5により検出したタンク4内の圧力Pを検出時間t毎に読込み、これを記憶回路7に記憶する。この場合、図7中のステップ1,5,11,17,20,25に記載した圧力Pの読込・記憶処理は、例えばモータ制御の実行途中で検出時間t毎に繰返し実行される割込み処理等であり、これを複数箇所に図示したものである。   First, when the power of the compressor is turned on, in step 1, the pressure P in the tank 4 detected by the pressure sensor 5 is read at every detection time t and stored in the storage circuit 7. In this case, the pressure P reading / storing process described in steps 1, 5, 11, 17, 20, and 25 in FIG. 7 is, for example, an interrupt process that is repeatedly executed at every detection time t during the motor control. This is illustrated in several places.

次に、ステップ2では、例えば圧力Pが2.4MPa程度の初期設定値Pstart以上であるか否かを判定し、「NO」と判定したときには、例えば図8中の区間a1に示す如く、電源投入後の初期状態におけるタンク4内の空気量が少ないので、ステップ3では、モータ2を高回転数NHで運転し、圧力Pを初期設定値Pstart以上の大きさまで速やかに上昇させる。そして、ステップ2で「YES」と判定したときには、タンク4内に十分な量の圧縮空気が貯えられたので、ステップ4に移り、モータ2の低速運転を行う。 Next, in step 2, for example, it is determined whether or not the pressure P is equal to or higher than an initial set value Pstart of about 2.4 MPa. When it is determined as “ NO ”, for example, as shown in a section a1 in FIG. Since the amount of air in the tank 4 in the initial state after charging is small, in step 3, the motor 2 is operated at a high rotational speed NH, and the pressure P is quickly increased to a magnitude equal to or greater than the initial set value Pstart. When it is determined as “ YES ” in step 2, since a sufficient amount of compressed air has been stored in the tank 4, the process proceeds to step 4 and the motor 2 is operated at a low speed.

この低速運転時には、まずステップ4でモータ2の回転数を低回転数Nに切換え、ある程度の吐出空気量でタンク4内の圧力を上昇させつつ、ステップ5で圧力Pを読込み、ステップ6では、圧力Pの上昇方向を正として時間間隔Tの間の圧力変化(圧力上昇)ΔPを演算する。そして、ステップ7では、圧力Pの読込値と、記憶回路7に記憶された特性データ(図3中の特性線9)とを用いて低速運転用の判定値Sを演算する。 During this low speed operation, first, the rotational speed of the motor 2 is switched to the low rotational speed NL in step 4 and the pressure P is read in step 5 while increasing the pressure in the tank 4 with a certain amount of discharge air. Then, the pressure change (pressure increase) ΔP during the time interval T is calculated with the increasing direction of the pressure P being positive. Then, in step 7 calculates the decision value S L for low-speed operation by using the read value of the pressure P, and the stored characteristic data in the memory circuit 7 (characteristic line 9 in FIG. 3).

次に、ステップ8では、圧力の上昇方向を正とする圧力変化ΔPが判定値S以上であるか否かを判定し、「YES」と判定したときには、図8中の区間a2に示す如く、圧縮空気の消費がないために、タンク4内の圧力Pが適切な割合で上昇している。そこで、ステップ9では、圧力Pが上限値Pmax以上となったか否かを判定し、「YES」と判定したときには、後述のステップ16で停止状態に移行する。また、ステップ9で「NO」と判定したときには、ステップ4に戻り、圧力Pが上限値Pmaxに達するまで低速運転を続行する。 Next, in step 8, the pressure change ΔP of the upward pressure and positive, it is determined whether or not the determination value S L or more, when it is determined as "YES", as shown in section a2 in FIG. 8 Since there is no consumption of compressed air, the pressure P in the tank 4 increases at an appropriate rate. Therefore, in step 9, it is determined whether or not the pressure P is equal to or higher than the upper limit value Pmax. If it is determined “YES”, the process proceeds to a stop state in step 16 described later. If “NO” is determined in the step 9, the process returns to the step 4 and the low speed operation is continued until the pressure P reaches the upper limit value Pmax.

一方、ステップ8で「NO」と判定したときには、例えば図8中の区間a3に示す如く、例えば釘打ち機等の空圧機器8が連続的に使用されることにより、低速運転用の基準消費量Kよりも多量の圧縮空気が消費され、圧力Pの上昇割合が緩やかになったので、ステップ10に移ってモータ2の高速運転を行う。これにより、区間a4に示す如く、タンク4内の圧力を円滑に上昇させることができる。 On the other hand, when “NO” is determined in Step 8, for example, as shown in a section a3 in FIG. 8, the pneumatic equipment 8 such as a nailing machine is continuously used, so that the standard consumption for low speed operation is achieved. the amount K L a large amount of compressed air is consumed than, the increase ratio of the pressure P becomes gentle, perform high-speed operation of the motor 2 proceeds to step 10. Thereby, as shown to the section a4, the pressure in the tank 4 can be raised smoothly.

そして、この高速運転時には、まずステップ10でモータ2の回転数を高回転数Nに切換え、最大の吐出空気量でタンク4内の圧力を上昇させつつ、ステップ11で圧力Pを読込み、ステップ12では、圧力Pの上昇方向を正として時間間隔Tの間の圧力変化(圧力上昇)ΔPを演算する。そして、ステップ13では、圧力Pの読込値と、記憶回路7の特性データ(特性線10)とを用いて高速運転用の判定値Sを演算する。 During this high-speed operation, first, the rotational speed of the motor 2 is switched to a high rotational speed NH in step 10, and the pressure P is read in step 11 while increasing the pressure in the tank 4 with the maximum discharge air amount. 12, the pressure change (pressure increase) ΔP during the time interval T is calculated with the increasing direction of the pressure P being positive. Then, in step 13, it calculates a decision value S H of the high-speed operation by using the read value of the pressure P, and the characteristic data of the memory circuit 7 (characteristic line 10).

次に、ステップ14では、圧力変化ΔPが判定値S以上であるか否かを判定する。そして、ステップ14で「YES」と判定したときには、例えば図8中の区間a5に示す如く、例えば空圧機器8の使用が断続的となることにより、空気消費量が高速運転用の基準消費量K以下となり、圧力Pの上昇割合が必要以上に大きくなっている。そこで、この場合には、区間a6に示す如く、ステップ4に戻って低速運転に移行し、低速運転で圧力Pが上限値Pmax以上となったときには、区間a7に示す如く、後述のステップ16で停止状態に移行する。 Next, in step 14, it is determined whether the pressure change ΔP determination value S H above. When it is determined as “YES” in step 14, for example, as shown in a section a 5 in FIG. 8, for example, the use of the pneumatic device 8 becomes intermittent, so that the air consumption becomes the reference consumption for high speed operation. It becomes KH or less, and the rate of increase in pressure P is larger than necessary. Therefore, in this case, as shown in the section a6, the process returns to step 4 to shift to the low speed operation, and when the pressure P becomes the upper limit value Pmax or more in the low speed operation, as shown in the section a7, in the later-described step 16 Transition to the stopped state.

一方、ステップ14で「NO」と判定したときには、圧縮部3の吐出空気量が適切に設定され、圧力Pが適切な割合で上昇している。そこで、ステップ15では、圧力Pが上限値Pmax以上となったか否かを判定し、「YES」と判定したときには、ステップ16で停止状態に移行する。また、ステップ15で「NO」と判定したときには、圧力Pが上限値Pmaxに達するまで高速運転を続行する。   On the other hand, when it is determined as “NO” in step 14, the discharge air amount of the compression unit 3 is appropriately set, and the pressure P increases at an appropriate rate. Therefore, in step 15, it is determined whether or not the pressure P is equal to or higher than the upper limit value Pmax. If it is determined “YES”, the process proceeds to a stop state in step 16. Further, when it is determined as “NO” in Step 15, the high speed operation is continued until the pressure P reaches the upper limit value Pmax.

次に、ステップ16では、タンク4内の圧力Pが上限値Pmax以上となったので、モータ2の運転を停止させる。そして、この停止状態中には、ステップ17で圧力Pを読込み、ステップ18では、例えば圧力Pが2.9MPa程度の復帰用設定値Pon以下となったか否かを判定し、「NO」と判定したときには、例えば図9中の区間b1に示す如く、圧力Pが十分な大きさに維持されているので、ステップ17,18を繰返しつつ停止状態を保持する。   Next, in step 16, since the pressure P in the tank 4 becomes equal to or higher than the upper limit value Pmax, the operation of the motor 2 is stopped. During this stop state, the pressure P is read in step 17, and in step 18, for example, it is determined whether or not the pressure P is equal to or lower than the set value Pon for restoration of about 2.9 MPa, and “NO” is determined. In this case, for example, as shown in a section b1 in FIG. 9, since the pressure P is maintained at a sufficient level, the stopped state is maintained while repeating steps 17 and 18.

また、ステップ18で「YES」と判定したときには、ステップ19で圧力Pを読込み、ステップ20では、圧力Pの低下方向を正として時間間隔Tの間の圧力変化(圧力低下)ΔPを演算する。そして、ステップ21では、圧力Pの読込値と、記憶回路7の特性データ(特性線11)とを用いて停止状態用の判定値Sを演算する。 If it is determined as “YES” in step 18, the pressure P is read in step 19. In step 20, the pressure change (pressure drop) ΔP during the time interval T is calculated with the pressure P decreasing direction as positive. Then, in step 21, it calculates a decision value S W for stop state by using the read value of the pressure P, and the characteristic data of the memory circuit 7 (characteristic line 11).

次に、ステップ22では、圧力変化ΔPが判定値S以上であるか否かを判定する。そして、ステップ22で「YES」と判定したときには、例えば図9中の区間b2に示す如く、空圧機器8が連続的に使用されることにより、空気消費量が停止状態用の基準消費量Kよりも多くなり、タンク4内の圧力Pが大きな割合で減少している。そこで、ステップ23では、区間b3に示す如く、モータ2を停止状態から復帰させ、高速で運転する。 Next, in step 22, it is determined whether the pressure change ΔP determination value S W or more. When it is determined as “YES” in step 22, for example, as shown in a section b 2 in FIG. 9, the air consumption 8 is continuously used, so that the air consumption is the reference consumption K for the stop state. becomes larger than W, the pressure P in the tank 4 is reduced by a large proportion. Therefore, in step 23, as shown in the section b3, the motor 2 is returned from the stopped state and is operated at a high speed.

そして、この高速運転時には、ステップ24で圧力Pを読込み、ステップ25で圧力Pが上限値Pmax以上となったか否かを判定し、「YES」と判定したときには、ステップ16で停止状態に戻る。また、ステップ25で「NO」と判定したときには、ステップ24,25を繰返しつつ高速運転を続行する。   During this high speed operation, the pressure P is read in step 24, and it is determined in step 25 whether or not the pressure P has reached the upper limit value Pmax. If it is determined “YES”, the process returns to the stop state in step 16. When it is determined “NO” in step 25, the high-speed operation is continued while repeating steps 24 and 25.

このように、圧縮機が一旦停止状態となった後に、空圧機器8が多量の圧縮空気機を消費するときには、例えば図9中の区間b4に示す如く、高速運転と停止状態とを交互に繰返すことができ、タンク4内の圧力を上限値Pmaxと復帰用設定値Ponとの間に安定的に保持することができる。   As described above, when the pneumatic device 8 consumes a large amount of compressed air after the compressor is temporarily stopped, for example, as shown in the section b4 in FIG. 9, the high-speed operation and the stopped state are alternately performed. The pressure in the tank 4 can be stably maintained between the upper limit value Pmax and the return set value Pon.

一方、ステップ22で「NO」と判定したときには、空圧機器8による圧縮空気の消費量が少なく、例えば図10中の区間c1,c2に示す如く、停止状態から圧力Pが緩やかに減少している。そこで、ステップ26では、例えば圧力Pが2.6MPa程度の下限値Pmin以下となったか否かを判定する。   On the other hand, when “NO” is determined in step 22, the amount of compressed air consumed by the pneumatic device 8 is small. For example, as shown in the sections c 1 and c 2 in FIG. 10, the pressure P gradually decreases from the stop state. Yes. Therefore, in step 26, for example, it is determined whether or not the pressure P has become lower than the lower limit Pmin of about 2.6 MPa.

そして、ステップ26で「YES」と判定したときには、タンク4内の圧力が補充の必要な状態に達したので、図10中の区間c3に示す如く、モータ2の停止状態を解除し、ステップ4に戻って低速運転を行う。また、ステップ26で「NO」と判定したときには、ステップ19〜22,26を繰返して実行し、圧力Pが下限値Pmin以下となるまで停止状態を保持する。   When it is determined as “YES” in step 26, the pressure in the tank 4 has reached the state where replenishment is required. Therefore, as shown in the section c3 in FIG. Return to and perform low-speed operation. Further, when “NO” is determined in Step 26, Steps 19 to 22 and 26 are repeatedly executed, and the stopped state is maintained until the pressure P becomes the lower limit value Pmin or less.

このように、圧縮機が一旦停止状態となった後に、空圧機器8の空気消費量が比較的少ないときには、図10中の区間c2〜c4に示すように、モータ2を高速運転することなく、低速運転と停止状態とを交互に繰返すことができ、タンク4内の圧力を上限値Pmaxと下限値Pminとの間に効率よく保持することができる。   Thus, when the air consumption of the pneumatic device 8 is relatively small after the compressor is temporarily stopped, the motor 2 is not operated at a high speed as shown in the sections c2 to c4 in FIG. The low-speed operation and the stop state can be alternately repeated, and the pressure in the tank 4 can be efficiently maintained between the upper limit value Pmax and the lower limit value Pmin.

かくして、本実施の形態によれば、圧力センサ5により検出したタンク4内の圧力Pを用いて時間間隔Tの間の圧力変化ΔPを演算し、またモータ2の回転数Nとタンク4内の圧力Pとに応じて判定値S,S,Sを演算すると共に、圧力変化ΔPと判定値S,S,Sとの大小関係を判定し、その判定結果に応じてモータ2の回転数Nを低速側と高速側との間で切換える構成としている。 Thus, according to the present embodiment, the pressure change ΔP during the time interval T is calculated using the pressure P in the tank 4 detected by the pressure sensor 5, and the rotational speed N of the motor 2 and the pressure in the tank 4 are calculated. together, it is determined that the pressure change ΔP determination value S L, S H, the magnitude relation between S W, depending on the determination result motor calculates a decision value S L, S H, S W in accordance with the pressure P 2 is switched between the low speed side and the high speed side.

この場合、記憶回路7には、例えば一定の基準消費量K,K,Kに対応する圧力変化の大きさを、モータ2の回転数Nとタンク4内の圧力Pとに応じて変化する特性線9,10,11のデータとして予め記憶しておくことができる。従って、圧縮機1の運転時には、これらの特性線9,10,11と、モータ2の回転数Nと、タンク4内の圧力Pとに応じて、予め設定した基準消費量K,K,Kに対応する判定値S,S,Sを常に正確に演算でき、圧力Pが変化しても、判定値S,S,Sが受ける影響を安定的に補償することができる。 In this case, the storage circuit 7 indicates the magnitude of the pressure change corresponding to, for example, certain reference consumptions K L , K H , K W according to the rotational speed N of the motor 2 and the pressure P in the tank 4. It can be stored in advance as data of the changing characteristic lines 9, 10, and 11. Therefore, during the operation of the compressor 1, reference consumptions K L and K H set in advance according to these characteristic lines 9, 10 and 11, the rotational speed N of the motor 2, and the pressure P in the tank 4. , K W corresponding to the judgment values S L , S H , S W can always be accurately calculated, and even if the pressure P changes, the influence of the judgment values S L , S H , S W is stably compensated. be able to.

そして、圧力変化ΔPの大きさと判定値S,S,Sとを比較することにより、タンク4から実際に消費される圧縮空気の消費量が基準消費量K,K,Kよりも多いか否かを容易に判定することができる。これにより、例えば圧縮空気の消費量が少ないときには、モータ2の回転数を低回転数Nに切換えて圧縮機を効率よく運転でき、圧縮空気の消費量が多いときには、モータ2の回転数を高回転数Nに切換えてタンク4内に圧縮空気を十分に供給することができる。 The magnitude of the pressure change ΔP and determination value S L, S H, S W and by comparing the reference consumption consumption of compressed air that is actually consumed from the tank 4 K L, K H, K W It is possible to easily determine whether or not there are more. Thus, for example, when the consumption amount of compressed air is small, the rotation speed of the motor 2 can be switched to the low rotation number N L and the compressor can be operated efficiently. When the consumption amount of compressed air is large, the rotation speed of the motor 2 is reduced. The compressed air can be sufficiently supplied into the tank 4 by switching to the high rotation speed NH .

このため、例えば釘打ち機等の空圧機器8を圧縮機によって作動させる場合には、これを連続的に使用するときだけモータ2を高速側に切換えて空圧機器8を円滑に作動させることができる。また、空圧機器8を断続的に使用するときには、モータ2を低速側に切換えて騒音、振動等を抑制することができる。   For this reason, for example, when the pneumatic device 8 such as a nailing machine is operated by a compressor, the pneumatic device 8 is smoothly operated by switching the motor 2 to the high speed side only when the pneumatic device 8 is continuously used. Can do. Further, when the pneumatic device 8 is used intermittently, the motor 2 can be switched to the low speed side to suppress noise, vibration, and the like.

従って、モータ2の作動音を抑えつつ、圧縮空気の消費量に応じてモータ2の回転数Nを適切に制御でき、これによってタンク4内の圧力を安定的に維持できると共に、低騒音で運転効率が高い省エネルギ型の圧縮機1を実現することができる。また、圧縮空気が消費される流量を圧力変化ΔPによって検出することができ、流量計等を用いる必要がないから、その分だけ圧縮機をコンパクトに形成できると共に、コストダウンを図ることができる。   Accordingly, the rotational speed N of the motor 2 can be appropriately controlled in accordance with the consumption amount of compressed air while suppressing the operation noise of the motor 2, thereby stably maintaining the pressure in the tank 4 and operating with low noise. An energy-saving compressor 1 with high efficiency can be realized. Further, since the flow rate at which the compressed air is consumed can be detected by the pressure change ΔP, and there is no need to use a flow meter or the like, the compressor can be made more compact accordingly, and the cost can be reduced.

この場合、モータ2の回転数Nを低回転数Nに切換えた状態でタンク4内の圧力変化ΔPが低速運転用の判定値S以上であるときに低回転数Nを保持し、圧力変化ΔPが判定値Sよりも小さくなったときに高回転数Nに切換えるようにしたので、圧縮空気の消費量が基準消費量K以上であるときには、低回転数Nを保持しつつ、タンク4内の圧力を効率よく維持することができる。また、圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも多いときには、モータ2の回転数を高回転数Nに切換えることができ、圧縮部3からタンク4内に吐出される圧縮空気の流量を空気消費量に応じて適切に増やすことができる。 In this case, holding a low rotational speed N L when the pressure variation ΔP in the tank 4 in a state of switching the rotational speed N of the motor 2 to the low rotation speed N L is the determination value S L or more for low-speed operation, since the pressure change ΔP was switched to a high rotational speed N H when it becomes smaller than the determination value S L, when compressed air consumption is the reference consumption K L or more, holding the low rotational speed N L However, the pressure in the tank 4 can be maintained efficiently. Further, when the compressed air consumption is greater than the reference consumption K L is the number of revolutions of the motor 2 can be switched to a high rotational speed N H, the flow rate from the compression unit 3 of the compressed air discharged into the tank 4 Can be increased appropriately according to the air consumption.

また、モータ2の回転数を高回転数Nに切換えた状態で圧力変化ΔPが高速運転用の判定値Sよりも小さいときに高回転数Nを保持し、圧力変化ΔPが判定値S以上となったときに低回転数Nに切換えるようにしたので、圧縮空気の消費量が基準消費量Kよりも多いときには、高回転数Nを保持することにより圧縮部3からタンク4内に多量の圧縮空気を吐出し続けることができる。また、圧縮空気の消費量が基準消費量K以下であるときには、低回転数Nに切換えて余分な高速運転を防ぐことができ、モータ2の消費電力を節約することができる。 Also, maintaining high rotational speed N H when the pressure change ΔP rotational speed in a state of switching to the high rotational speed N H of the motor 2 is smaller than the determination value S H for high-speed operation, the pressure change ΔP is determined value since to switch to a low rotational speed N L when it becomes equal to or greater than S H, when the consumption of the compressed air is greater than the reference consumption K H from the compression unit 3 by retaining the high rotational speed N H A large amount of compressed air can continue to be discharged into the tank 4. Further, when the compressed air consumption is less than the reference consumption K H is switched to the low rotational speed N L can prevent excessive high speed operation, it is possible to save power consumption of the motor 2.

また、モータ2の停止状態中には、タンク4内の圧力が低下して判定値S以上の圧力変化ΔPが生じたときに、モータ2を停止状態から復帰させて高回転数Nで運転するようにしたので、モータ2の停止状態中に多量の圧縮気体が消費されたときには、モータ2を速やかに停止状態から復帰させて高速で運転することができ、タンク4内の圧力が下限値Pminまで低下する前に、タンク4内に多量の圧縮空気を送込むことができる。これにより、タンク4内の圧縮空気が急速に消費されることによって空気圧が不足するのを確実に防止することができる。 Further, during the stop state motor 2, when the pressure in the tank 4 is caused a pressure change ΔP in the above decision value S W decreases, thereby returning the motor 2 from the stop state at a high rotational speed N H Since the motor 2 is operated, when a large amount of compressed gas is consumed while the motor 2 is stopped, the motor 2 can be quickly returned from the stopped state and operated at a high speed, and the pressure in the tank 4 is lower than the lower limit. A large amount of compressed air can be fed into the tank 4 before it drops to the value Pmin. Thereby, it is possible to reliably prevent the air pressure from being insufficient due to the rapid consumption of the compressed air in the tank 4.

なお、前記実施の形態では、図7中のステップ6,12,20が圧力変化演算手段の具体例を示し、ステップ7,13,21が判定値演算手段の具体例を示している。また、ステップ8,14,22が判定手段の具体例、ステップ4,10が回転数切換手段の具体例、ステップ23が運転復帰手段の具体例をそれぞれ示している。   In the above-described embodiment, steps 6, 12, and 20 in FIG. 7 show a specific example of the pressure change calculation means, and steps 7, 13, and 21 show a specific example of the determination value calculation means. Steps 8, 14, and 22 are specific examples of the determination means, steps 4 and 10 are specific examples of the rotation speed switching means, and step 23 is a specific example of the operation return means.

また、実施の形態では、判定値演算手段として前記数1ないし数3の式を用いることにより、タンク4内の圧力P等に応じて判定値S,S,Sを演算する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば低速運転、高速運転及び停止状態からなる個々の運転状態毎に、前記数1ないし数3の式に相当する圧力と判定値との関係をマップデータとして記憶回路7内にそれぞれ記憶しておき、これらのマップデータにより判定値演算手段を構成してもよい。これにより、圧縮機の運転時には、モータ2の回転数Nとタンク4内の圧力Pとに応じて前記各マップデータの何れかを参照することにより、判定値を演算することができる。 Further, in the embodiment, the determination values S L , S H , and S W are calculated according to the pressure P in the tank 4 by using the equations 1 to 3 as the determination value calculation means. did. However, the present invention is not limited to this. For example, the relationship between the pressure and the judgment value corresponding to the formulas (1) to (3) is used as map data for each operation state including low speed operation, high speed operation, and stop state. The determination value calculating means may be configured by storing each of them in the storage circuit 7 and using these map data. Thus, when the compressor is in operation, the determination value can be calculated by referring to any one of the map data according to the rotation speed N of the motor 2 and the pressure P in the tank 4.

また、実施の形態では、判定手段として圧力変化ΔPと判定値S,S,Sの大小関係を判定することにより、モータ2の回転数Nを低速と高速の何れかに設定する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば圧力変化ΔPと判定値S,S,Sとの値の組合わせに応じて個々の組合せ毎にモータ2の回転数Nを設定するマップデータを記憶回路7内に予め記憶しておき、このマップデータによって判定手段を構成してもよい。 In the embodiment, the pressure change ΔP and the determination value S L as the determination unit, S H, by determining the magnitude of S W, setting the rotational speed N of the motor 2 in any one of slow and fast construction It was. However, the present invention is not limited to this, for example, pressure change ΔP and the determination value S L, S H, map sets the rotational speed N of the motor 2 for each individual combination according to the combination of values of S W data May be stored in advance in the storage circuit 7, and the determination means may be configured by this map data.

さらに、前述した圧力Pと判定値S,S,Sとの関係を示すマップデータと、圧力変化ΔPと判定値S,S,Sとに応じて回転数Nを設定するマップデータとを組合せて一体化することにより、圧力Pと圧力変化ΔPとの値の組合わせに応じて個々の組合せ毎にモータ2の回転数Nを設定するマップデータを形成し、このマップデータによって判定値演算手段と判定手段とを構成してもよい。そして、この場合には、圧力Pが実質的な判定値として機能する。 Furthermore, to set the determination value S L and the pressure P as described above, S H, and the map data showing the relationship between S W, the pressure change ΔP and the determination value S L, S H, the rotational speed N in accordance with the S W By combining and integrating the map data, map data for setting the rotational speed N of the motor 2 for each combination is formed according to the combination of the values of the pressure P and the pressure change ΔP. The determination value calculation means and the determination means may be configured as described above. In this case, the pressure P functions as a substantial determination value.

一方、実施の形態では、低回転数N、高回転数N、基準消費量K,K、、タンク容量V、検出時間t、時間間隔T、上限値Pmax、下限値Pmin、復帰用設定値Pon、初期設定値Pstart等として、各種の具体的な数値を例に挙げて述べた。しかし、これらの数値は実施の形態で用いた一例に過ぎず、本発明はこれらの数値に限定されるものではないのは勿論である。 On the other hand, in the embodiment, the low rotation speed N L , the high rotation speed N H , the reference consumption K L , K H , the tank capacity V, the detection time t, the time interval T, the upper limit value Pmax, the lower limit value Pmin, the return As the setting value Pon, the initial setting value Pstart, etc., various specific numerical values have been described as examples. However, these numerical values are merely examples used in the embodiment, and the present invention is not limited to these numerical values.

また、実施の形態では、圧力センサ5によりタンク4内の圧力を直接的に検出する構成とした。しかし、本発明の圧力検出部位はタンク4内に限るものではなく、タンク4内とほぼ同様の圧力が生じる任意の部位で圧力を検出すればよいものであり、例えばタンク4に接続された配管等の圧力を検出する構成としてもよい。   In the embodiment, the pressure sensor 5 directly detects the pressure in the tank 4. However, the pressure detection portion of the present invention is not limited to the inside of the tank 4, and it is sufficient to detect the pressure at an arbitrary portion where a pressure substantially the same as that in the tank 4 is generated. For example, a pipe connected to the tank 4 It is good also as a structure which detects pressures, such as.

さらに、実施の形態では、空気圧縮機1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、空気以外の気体を圧縮する各種の圧縮機にも適用できるものである。   Furthermore, in the embodiment, the air compressor 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various compressors that compress gas other than air.

本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す外観図である。It is an external view which shows the air compressor by embodiment of this invention. 空気圧縮機の回路構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of an air compressor. 低速運転用及び高速運転用の各判定値とタンク内の圧力との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between each judgment value for low speed driving | operations and high speed driving | operations, and the pressure in a tank. タンクに出入りする圧縮空気の流量とタンク内の圧力との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the flow volume of the compressed air which comes in and out of a tank, and the pressure in a tank. 停止状態用の判定値とタンク内の圧力との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the determination value for stop states, and the pressure in a tank. 圧力センサの検出信号の読込みタイミングと圧力変化の演算タイミングとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the reading timing of the detection signal of a pressure sensor, and the calculation timing of a pressure change. モータ制御を示す流れ図である。It is a flowchart which shows motor control. 圧縮機が初期状態から低速運転と高速運転とを行なう状態を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the state which a compressor performs a low speed operation and a high speed operation from an initial state. 圧縮機が停止状態から高速運転に復帰する状態を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the state which a compressor returns to a high speed driving | operation from a stop state. 圧縮機が停止状態から低速運転に移行する状態を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the state which a compressor transfers to a low speed driving | operation from a stop state.

符号の説明Explanation of symbols

1 空気圧縮機(圧縮機)
2 モータ
3 圧縮部
4 タンク
5 圧力センサ(圧力検出手段)
6 モータ制御回路(モータ制御手段)
7 記憶回路
8 空圧機器
N 回転数
低回転数
高回転数
P 圧力
t 検出時間
T 時間間隔
ΔP 圧力変化
,S,S 判定値
,K,K 基準消費量
Pmax 上限値
Pmin 下限値
1 Air compressor (compressor)
2 Motor 3 Compression section 4 Tank 5 Pressure sensor (pressure detection means)
6 Motor control circuit (motor control means)
7 storing circuit 8 pneumatic equipment N rotational speed N L low rotational speed N H high rotational speed P pressure t detection time T time interval ΔP pressure change S L, S H, S W determination value K L, K H, K W reference Consumption Pmax Upper limit Pmin Lower limit

Claims (6)

モータと、該モータにより駆動されて圧縮気体を吐出する圧縮部と、該圧縮部から吐出される圧縮気体を貯えるタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出した圧力が低下して下限値以下となったときに前記モータを運転し前記圧力が上昇して上限値に達したときに前記モータを停止させるモータ制御手段とからなる圧縮機において、
前記モータ制御手段は、
前記圧力検出手段の検出結果を用いて前記タンク内の圧力が一定の時間に変化する圧力変化の値を演算する圧力変化演算手段と、
前記タンク内の圧力に応じて異なり、前記タンク内の圧力の一次関数により決まる値であって、前記タンク内の前記圧縮気体の基準消費量に対応する圧力変化の値である圧力変化の判定値を演算する判定値演算手段と、
該判定値演算手段により演算した前記判定値と前記圧力変化演算手段により演算した前記圧力変化との関係を判定する判定手段と、
該判定手段の判定結果に応じて前記モータの回転数を低速側と高速側との間で切換える回転数切換手段とを備える構成としたことを特徴とする圧縮機。
A motor, a compressor that is driven by the motor to discharge compressed gas, a tank that stores the compressed gas discharged from the compressor, a pressure detector that detects pressure in the tank, and a pressure detector In a compressor comprising motor control means for operating the motor when the detected pressure is reduced to a lower limit value or less and stopping the motor when the pressure increases and reaches an upper limit value,
The motor control means includes
Pressure change calculating means for calculating a pressure change value at which the pressure in the tank changes at a constant time using the detection result of the pressure detecting means;
Unlike in accordance with the pressure in the tank, a value determined by a linear function of the pressure in the tank, the determination of the pressure change is a value of a pressure change corresponding to the reference consumption of the compressed gas in the tank Judgment value calculating means for calculating a value;
Determination means for determining a relationship between the determination value calculated by the determination value calculation means and the pressure change calculated by the pressure change calculation means;
A compressor comprising: a rotation speed switching means for switching the rotation speed of the motor between a low speed side and a high speed side according to a determination result of the determination means.
前記判定値演算手段は、前記モータを低速で運転しているときに低速運転用の判定値を演算する構成とし、前記回転数切換手段は、前記モータを低速で運転した状態で前記タンク内の圧力変化が前記低速運転用の判定値よりも小さいときにのみ前記モータの回転数を低速から高速に切換える構成としてなる請求項1に記載の圧縮機。   The determination value calculating means is configured to calculate a determination value for low speed operation when the motor is operating at a low speed, and the rotation speed switching means is configured to operate in the tank while operating the motor at a low speed. 2. The compressor according to claim 1, wherein the rotation speed of the motor is switched from a low speed to a high speed only when a pressure change is smaller than a determination value for the low speed operation. 前記判定値演算手段は、前記モータを高速で運転しているときに高速運転用の判定値を演算する構成とし、前記回転数切換手段は、前記モータを高速で運転した状態で前記タンク内の圧力変化が前記高速運転用の判定値以上となったときにのみ前記モータの回転数を高速から低速に切換える構成としてなる請求項1または2に記載の圧縮機。   The determination value calculating means is configured to calculate a determination value for high speed operation when the motor is operating at high speed, and the rotation speed switching means is configured to operate in the tank while operating the motor at high speed. 3. The compressor according to claim 1, wherein the rotation speed of the motor is switched from a high speed to a low speed only when a pressure change becomes equal to or higher than the determination value for the high speed operation. 前記判定値演算手段は、前記モータを停止しているときに停止状態用の判定値を演算する構成とし、前記モータ制御手段には、前記モータを停止した状態で前記タンク内の圧力変化が前記停止状態用の判定値以上となったときに前記モータを停止状態から運転状態に復帰させる運転復帰手段を設けてなる請求項1,2または3に記載の圧縮機。   The determination value calculating means is configured to calculate a determination value for a stop state when the motor is stopped, and the motor control means is configured to detect a change in pressure in the tank while the motor is stopped. The compressor according to claim 1, 2, or 3, further comprising an operation return means for returning the motor from a stopped state to an operating state when a determination value for a stopped state is reached. 前記判定値演算手段は前記モータの回転数と前記タンク内の圧力とを用いて前記判定値を演算する構成としてなる請求項1,2,3または4に記載の圧縮機。   5. The compressor according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the determination value calculation unit is configured to calculate the determination value using a rotation speed of the motor and a pressure in the tank. 前記モータ制御手段は、前記圧力検出手段により検出される前記タンク内の圧力を一定の検出時間毎に検出データとして記憶し、前記圧力変化演算手段は、前記各検出データのうち前記検出時間の2倍以上の時間間隔をもって記憶された2個の検出データの差を前記圧力変化として演算し、当該圧力変化の演算値を前記検出時間毎に更新する構成としてなる請求項1,2,3,4または5に記載の圧縮機。   The motor control means stores the pressure in the tank detected by the pressure detection means as detection data for every predetermined detection time, and the pressure change calculation means has 2 times of the detection time among the detection data. The difference between two detection data stored with a time interval more than doubled is calculated as the pressure change, and the calculated value of the pressure change is updated every detection time. Or the compressor according to 5;
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