JP6217421B2 - 空気圧縮機および空気圧縮機制御システム - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動によって作動する空気圧縮機および空気圧縮機制御システムに関する。

建築現場等の作業現場においては、切削、釘打ち・ネジ打ち等の作業を行うために、モータや圧縮空気を駆動エネルギーとした動力工具が広く使われている。圧縮空気を駆動源とした主たるものとしてエアインパクトドライバや釘打機、ネジ打機等が挙げられる。作業現場において圧縮空気を駆動源とする空気工具は、空気圧縮機から圧縮空気が供給される。また、このような空気圧縮機としては、可搬型のものが広く用いられている。例えば、特許文献１に記載されるような往復動式の空気圧縮機が使用されている。

特開２００４−３００９９６号公報

可搬型の空気圧縮機は、建築現場に持ち込んで使用されることが比較的多い。そして、十分な電流容量の電源が確保される場所に載置が必要な空気圧縮機は、作業者が実際に作業を行う場所から数メートル〜数十メートル離れた場所に設置されることが多い。特許文献１に記載された空気圧縮機は、空気圧縮機本体に表示部を有しているために、作業者は、空気圧縮機の状態を知るためには、作業を中断し、空気圧縮機が設置された場所まで移動しなければ空気圧縮機の状態を確認することができないという問題があった。

本発明の目的は、作業者が、空気圧縮機を設置した場所まで移動することなく、作業を行っているその場で空気圧縮機の状態を確認可能にし、また、制御を可能にする技術を提供することである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

本発明の一実施の形態は、電源からの電力の供給により駆動されるモータを有する。また、前記モータの駆動により圧縮空気を生成する圧縮空気生成部を有する。また、前記圧縮空気生成部によって生成された前記圧縮空気を溜めるタンクを有する。また、前記モータの駆動を制御する制御基板を有する。また、本体情報を外部端末へ送信する本体側通信部を有する。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態によれば、空気圧縮機が設置された場所まで移動することなく、空気圧縮機の状態を確認できるようになる。

本発明の一実施の形態における空気圧縮機の外観の一例を示す斜視図である。 図１に示す空気圧縮機の平面側の構造の一例を示す断面図である。 図１に示す空気圧縮機の一部を破断して示す平面図である。 図１に示す空気圧縮機のカバーを外した状態の構造の一例を示す側面図である。 図１に示す空気圧縮機および外部端末の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態における外部端末の表示部に表示される本体情報確認画面の例を示す図である。 本発明の一実施の形態における外部端末の表示部に表示される切替条件設定画面の例を示す図である。 本発明の一実施の形態における外部端末の表示部に表示されるスケジュール設定画面の例を示す図である。 図１に示す空気圧縮機の送受信部の構造の一例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態における全体処理の概要を示す図である。 空気圧縮機および外部端末の外観の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

本発明の一実施の形態における空気圧縮機は、無線信号を送受信する本体側通信部を有する。そして、運転モードや、タンク内の空気圧力などの本体情報を、作業者の近傍にある外部端末（例えば、スマートフォン）へ送信する。これにより、空気圧縮機が設置された場所まで移動することなく、空気圧縮機の状態を確認することができるようになる。

ここで、通常、作業者は、作業をしている間は、作業に集中しており外部端末を確認する頻度は多くない。そして、作業者が外部端末を確認しない時間にも、外部端末が本体情報を表示させ続けた場合、外部端末の電力を無駄に消費してしまう。そこで、本発明の一実施の形態における空気圧縮機は、外部端末から送信された本体情報要求信号を受信した場合に、本体情報を外部端末へ送信する。この本体情報要求信号は、例えば、作業が一段落し、作業者が外部端末を介して本体情報の確認を要求した場合に空気圧縮機に送信される。これにより、外部端末の電力の消費を抑制できるようになる。

また、本発明の一実施の形態における空気圧縮機は、例えば、外部端末に電話がかかってきた場合など、運転モードを静音モードに切り替えるのに望ましい状況と判定される場合に、運転モードを静音モードへ切り替える。

また、本発明の一実施の形態における空気圧縮機は、現在の時刻が所定の時間帯である場合に、モータの駆動を停止させ、現在の時刻が所定の時間帯ではない場合、モータを駆動させる。これにより、自動で空気圧縮機のモータを稼働、停止させることができるようになる。例えば、昼休みの時間帯には、空気圧縮機を自動で停止させるとともに、昼休みが終了後には、空気圧縮機を自動で稼働させることができるようになる。

なお、本発明の実施の形態は、以降に説明する空気圧縮機に替えて発電機を適用するようにしても良い。

＜構成例＞
図１〜図３に示す本発明の一実施の形態における空気圧縮機１０は、モータ駆動により作動するコンプレッサであり、その構成について説明すると、平行となって基台１１に取り付けられる２つの空気タンク１２ａ，１２ｂを有しており、それぞれの空気タンク１２ａ，１２ｂの両端部の下面には、脚部１３が取り付けられている。

また、空気圧縮機１０は脚部１３の部分で所定の設置箇所に配置され、基台１１の両端部にはハンドル部１４ａ，１４ｂが設けられており、空気圧縮機１０はハンドル部１４ａ，１４ｂを作業者が把持して持ち運ぶことができる。すなわち、空気圧縮機１０は、可搬型のコンプレッサである。

基台１１には、図２に示すように、駆動ボックス１５が取り付けられており、この駆動ボックス１５にはモータ１６が取り付けられている。このモータ１６は、ロータつまり回転子１８と、円筒形のステータつまり固定子１９とを有しており、電源からの電力の供給によって駆動されるものである。本発明の一実施の形態における空気圧縮機１０で用いられるモータ１６は、例えば三相交流ブラシレスモータである。

回転子１８にはモータ回転軸１７が取り付けられ、モータ回転軸１７を介して被駆動部材としての圧縮空気生成部３０を駆動する。圧縮空気生成部３０は、モータ１６の駆動により圧縮空気を生成するものである。

また、固定子１９には複数の界磁巻線つまり巻線が回転子１８に対向して設けられている。回転子１８は固定子１９の内部に組み込まれており、このモータ１６はインナーロータ型となっている。固定子１９はモータ１６を収容するハウジングとしての駆動ボックス１５に取り付けられる。

モータ回転軸１７は駆動ボックス１５に回転自在に支持されている。駆動ボックス１５には、モータ回転軸１７の回転方向に１８０度の位相をずらして２つのシリンダ２１ａ，２１ｂが取り付けられており、それぞれのシリンダ２１ａ，２１ｂにはピストン２２ａ，２２ｂが軸方向に往復動自在に組み込まれている。

モータ回転軸１７の回転運動をピストン２２ａ，２２ｂの軸方向の往復運動に変換するために、それぞれのピストン２２ａ，２２ｂには、コネクティングロッド２３ａ，２３ｂの一端部がピン結合されている。コネクティングロッド２３ａ，２３ｂの他端部には、モータ回転軸１７に装着される偏心カム２４ａ，２４ｂが設けられており、それぞれの偏心カム２４ａ，２４ｂはピストン２２ａ，２２ｂの往復動方向に、互いに逆向き（相補的）な位置となるように偏心している。

これにより、一方のピストン２２ａが駆動室２５ａ，２５ｂを圧縮する方向に駆動されると、他方のピストン２２ｂは駆動室２５ａ，２５ｂの容量を拡大させる方向に駆動される。

それぞれのシリンダ２１ａ，２１ｂに設けられたシリンダヘッド２６ａ，２６ｂには、逆止弁２７ａ，２７ｂが設けられている。ピストン２２ａ，２２ｂが駆動室２５ａ，２５ｂを圧縮させる方向に駆動されると、吐出室２８ａ，２８ｂから配管２９ａ，２９ｂを介して空気タンク１２ａ，１２ｂに圧縮空気が供給される。

ピストン２２ｂは外気を導入して圧縮する第１段目の低圧用のピストンであり、低圧用のピストン２２ｂにより圧縮された空気は第２段目の高圧用のピストン２２ａによりさらに圧縮される。上述したシリンダ２１ａ，２１ｂとピストン２２ａ，２２ｂ等は、圧縮空気生成部３０を構成しており、モータ１６の回転子１８はモータ回転軸１７を介して圧縮空気生成部３０に連結される。モータ１６により圧縮空気生成部３０が駆動されると、高圧用のピストン２２ａから吐出された圧縮空気が空気タンク１２ａ，１２ｂに溜められる。

すなわち、圧縮空気生成部３０では、モータ１６の回転によるピストン２２ａ，２２ｂの往復運動で圧縮空気が生成され、この圧縮空気生成部３０で生成された圧縮空気は、空気タンク（タンク）１２ａ，１２ｂに溜められる。

モータ回転軸１７の一端部には、モータ１６の外側に位置させて冷却ファン３１ａが取り付けられており、モータ回転軸１７の他端部には冷却ファン３１ｂが取り付けられている。冷却ファン３１ｂの外側には制御基板（制御部、制御部材、メイン基板）３２が配置されている。

また、冷却ファン３１ａにより生成される冷却風はモータ１６に吹き付けられ、一方、冷却ファン３１ｂにより生成される冷却風は制御基板３２に吹き付けられる。基台１１にはカバー３３が装着されており、図２〜図４に示すように、上述した圧縮空気生成部３０、モータ１６および空気タンク１２ａ，１２ｂ等はカバー３３によって覆われている。

それぞれの空気タンク１２ａ，１２ｂに溜められた圧縮空気を外部に供給するために、図１に示すように、空気タンク１２ａ，１２ｂの端部上方にはカプラ３４ａ，３４ｂが設けられている。それぞれのカプラ３４ａ，３４ｂから外部に排出される圧縮空気の圧力を調整するために、減圧弁３５ａ，３５ｂが空気タンク１２ａ，１２ｂに設けられており、減圧された空気の圧力は圧力計３６ａ，３６ｂおよび表示部３７に表示される。

制御基板（制御部、メイン基板）３２では、主に、モータ１６の駆動や圧縮空気生成部３０における空気の圧縮動作を制御している。これらの制御は、制御基板３２に設けられる制御用のマイコンチップである後述する図５に示すコントローラ６２によって行われる。

図４は、空気圧縮機１０のカバーを外した状態の構造の一例を示す側面図である。図４に示されるように、本体側通信部３９は、無線信号を送受信する送受信部３９ａを有し、本体側通信部３９と、送受信部３９ａとは接続ケーブル６４で電気的に接続される。送受信部３９ａは、カバー３３から露出するように取り付けられている。なお、送受信部３９ａは、本体側通信部３９上に搭載されていても良い。また、送受信部３９ａは、ハンドル部１４ａ，１４ｂの内部に設けられるようにしても良い。また、送受信部３９ａは、ハンドル部１４ａ，１４ｂから露出するように取り付けられるようにしても良い。また、本体側通信部３９は、制御基板３２に設けられるようにしても良い。さらに、また、本体側通信部３９は、ノイズの影響が少ない位置に設けられるようにしても良い。具体的には、本体側通信部３９は、後述する図５に示される、商用電源５２から整流回路５４までの間から離れた位置に設けられるようにしても良い。また、本体側通信部３９は、後述する図５に示される、力率改善回路（ＰＦＣ）５５、インバータ回路５１や、モータ１６から離れた位置に設けられるようにしても良い。

なお、制御基板３２は、カバー３３の内側（空気圧縮機本体の内部）の奥まった位置に配置されており、一方、表示部３７および本体側通信部３９は、空気圧縮機本体のカバー３３に取り付けられている。また、表示部３７には、表示面がカバー３３から露出するように配置されている。また、本体側通信部３９は、表示部３７の下部に配置され、本体側通信部３９と表示部３７とが積層されている。

したがって、空気圧縮機１０では、送受信部３９ａ、表示部３７および本体側通信部３９は、カバー３３の近傍に設けられている。ただし、本体側通信部３９と表示部３７は、例えば、横に並んで配置されていてもよい。

図５は空気圧縮機１０および外部端末１００を示すブロック図である。作業者による操作を受け付ける外部端末１００は、例えば、空気圧縮機１０を遠隔操作するために設けられたリモコン型の専用端末器と、図１１に示されるスマートフォン１００１やタブレット型端末器１００２やスマートウォッチ（通信機能を備えるブレスレット型端末機を含む）１００３等のように、空気圧縮機１０を遠隔操作する機能以外の機能を有する携帯型の汎用情報処理端末器と、を含む。また、図１１に示されるように、外部端末１００の一例であるスマートフォン１００１、タブレット型端末器１００２、スマートウォッチ１００３は、空気圧縮機１０との間で無線通信を介して情報を送受信する。ここで無線通信とは、既存の任意の無線通信規格・手段を採用することが可能であり、一例を挙げれば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)、無線ＬＡＮ規格、携帯電話網の３Ｇ回線、赤外線、Ｚｉｇｂｅｅ(登録商標)、アナログ方式無線通信等が挙げられる。

図５に示されるように、外部端末１００は、電源部１１０と、制御部１２０と、画像処理部１３０と、表示部１４０と、入力部１５０と、外部端末側通信部１６０と、センサ部１７０とを有する。

また、外部端末１００は、所定のハードウェアおよびソフトウェアにより実装される。例えば、外部端末１００は、プロセッサやメモリなどを有し、プロセッサにより実行されるメモリ上のプログラムが、外部端末１００のコンピュータを機能させる。また、外部端末１００には、空気圧縮機１０の運転モードや、空気タンク１２ａ，１２ｂ内の空気圧力などの本体情報を監視可能にする本体情報監視アプリケーションがインストールされている。

外部端末１００の入力部１５０は作業者から操作を受け付ける。入力部１５０は、タッチパネル、ボタン、スイッチを含む。入力部１５０は、作業者の操作または使用により受け付けた入力信号に対応する指示信号を制御部１２０へ入力する。

外部端末１００の外部端末側通信部１６０から、空気圧縮機１０に本体情報要求信号が送信されると、本体情報要求信号に対する応答である本体情報に基づく本体情報確認画面（後述、図６）が表示部１４０に表示される。本体情報確認画面は、作業者に本体情報を確認させるとともに、空気圧縮機１０に対する遠隔操作を受け付けるためのユーザインターフェースとして機能する。

なお、本体情報要求信号は、空気圧縮機１０と外部端末１００との間で通信が確立された状態で本体情報監視アプリケーションが起動された場合に送信される。また、本体情報要求信号は、本体情報監視アプリケーションが起動している状態で外部端末１００の入力部１５０が作業者から操作（例えば、タッチパネルに対するタッチ操作や、ボタンまたはスイッチを押下する操作）を受け付けた場合に送信される。また、本体情報要求信号は、表示部１４０に表示される画面が、他の画面から本体情報確認画面へ切り替えられた場合に送信される。そして、いずれの場合にも送信された本体情報要求信号に対する応答である本体情報に基づく本体情報確認画面が表示部１４０に表示される。さらに、空気圧縮機１０のコントローラ６２が、空気圧縮機１０を検出した場合にも、本体側通信部３９から本体情報が送信され、送信された本体情報に基づく本体情報確認画面が表示部１４０に表示される。

以下、本体情報要求信号が外部端末側通信部１６０から送信されてから本体情報確認画面が表示されるまでの一連の処理について説明する。空気圧縮機１０の本体側通信部３９は、送信された本体情報要求信号を受信する。そして、本体側通信部３９は、受信した本体情報要求信号をコントローラ６２に入力する。本体情報要求信号が入力されたコントローラ６２は、本体情報（空気タンク１２ａ，１２ｂ内の空気圧力や、運転モードや、モータの駆動状態（駆動しているか停止しているか）などの）を取得し、取得した本体情報を本体側通信部３９に入力する。本体側通信部３９は、入力された本体情報を外部端末１００に送信する。外部端末１００の制御部１２０は、本体側通信部３９により送信された本体情報に基づき、本体情報確認画面を表示部１４０に表示させる。以下、図６を用いて本体情報確認画面について説明する。

図６に示されるように、本体情報確認画面には、気圧表示領域８０１と、運転モード表示領域８０２とが表示される。また、本体情報確認画面には、空気圧縮機１０のモータ１６が駆動しているか停止しているかを示す情報（「ＯＮ」の近傍のインジケータが点灯している場合は、モータ１６が駆動していることを示し、「ＯＦＦ」の近傍のインジケータが点灯している場合は、モータ１６が停止していることを示す）が表示される。

また、本体情報確認画面（前述、図６）、切替条件設定画面（後述、図７）、スケジュール設定画面（後述、図８）では、入力部１５０から入力（例えば、タップ操作や、フリック操作）を受け付けることで、設定のＯＮ（またはオン）とＯＦＦ（またはオフ）とが切り替えられる。

気圧表示領域８０１には、空気タンク１２ａ，１２ｂ内の空気圧力が表示される。気圧表示領域８０１が操作を受け付けた場合、制御部１２０は、指定された空気圧力へ変更させるための空気圧力変更要求信号を生成する。

運転モード表示領域８０２にオフと表示されている場合、運転モードが通常の運転モードであることを示す。また、運転モード表示領域８０２にオンと表示されている場合、運転モードが静音モードであることを示す。運転モード表示領域８０２の表示をオンへと切り替える入力を受け付けた場合、制御部１２０は、空気圧縮機１０の運転モードを通常モードから静音モードへ切り替えさせる静音モード切替要求信号を生成する。また、運転モード表示領域８０２の表示をオフへと切り替える入力を受け付けた場合、制御部１２０は、空気圧縮機１０の運転モードを静音モードから通常モードへ切り替えさせる通常モード切替要求信号を生成する。

また、「ＯＮ」の近傍のインジケータが点灯している状態で「ＯＦＦ」の近傍のインジケータが操作を受け付けた場合、制御部１２０は、空気圧縮機１０のモータ１６の駆動を停止させる停止要求信号を生成する。また、「ＯＦＦ」の近傍のインジケータが点灯している状態で「ＯＮ」の近傍のインジケータが操作を受け付けた場合、制御部１２０は、空気圧縮機１０のモータ１６を駆動させる駆動要求信号を生成する。

なお、気圧表示領域８０１に表示される空気圧力は、数値をデジタル表示するようにしても良い。また、空気圧力を目盛りの間隔が細かいバーグラフ（例えば、１気圧を１０個の目盛りとするバーグラフ）で表示ようにしても良い。これにより、空気圧縮機１０に複雑な表示装置を設けることなく、外部端末１００を介して空気圧力の詳細な値を表示できるようになる。

再び図５を参照する。制御部１２０は生成した制御信号を外部端末側通信部１６０に入力する。外部端末側通信部１６０は、制御部１２０から入力された制御信号（空気圧力変更要求信号や、静音モード切替要求信号や、通常モード切替要求信号や、停止要求信号や、駆動要求信号など）を空気圧縮機１０へ無線通信を介して送信する。もっとも、外部端末１００の外部端末側通信部１６０は、空気圧縮機１０へ制御信号を送信する機能のみでなく、空気圧縮機１０から無線通信を介して送信される信号を受信する機能も備えている。

空気圧縮機１０の本体側通信部３９は、外部端末１００、あるいは、外部端末１００からの信号を中継する機器から無線通信を介して送信される制御信号を受信する。本体側通信部３９は、受信した制御信号をコントローラ６２に入力する。

空気圧力変更要求信号が入力された空気圧縮機１０のコントローラ６２は、指定された空気圧力へ変更させるための制御をする。また、静音モード切替要求信号が入力された空気圧縮機１０のコントローラ６２は、運転モードを静音モードへと切り替える制御をする。また、通常モード切替要求信号が入力されたコントローラ６２は、運転モードを通常モードへ切り替える制御をする。また、駆動要求信号が入力されたコントローラ６２は、モータ１６を駆動させる制御をする。また、停止要求信号が入力されたコントローラ６２は、モータ１６の駆動を停止させる制御をする。

制御信号と対応する制御をしたコントローラ６２は、対応する制御が完了したことを示す情報（以下、完了情報と呼ぶ場合がある）を、本体側通信部３９に送信させる。外部端末１００の外部端末側通信部１６０は、送信された完了情報を受信し、受信した完了情報を制御部１２０に入力する。完了情報が入力された制御部１２０は、画像処理部１３０を介して表示部１４０に対応する制御が完了したことを示す情報を表示する。

また、外部端末１００の表示部１４０は、切替条件設定画面を表示する。切替条件設定画面では、自動で静音モードへ切り替えられる条件（以下、切替条件と呼ぶ場合がある）が設定される。以下、図７を用いて切替条件設定画面について説明する。

切替条件としては、「通話」「他アプリ起動」「スケジュール」などがある。切替条件設定画面には、「通話」を切替条件として設定するための通話選択ボタン６０１と、「他アプリ起動」を切替条件として設定するための他アプリ起動選択ボタン６０２と、「スケジュール」を切替条件として設定するためのスケジュール選択ボタン６０３とが表示される。

通話選択ボタン６０１が入力を受け付けることで、ＯＦＦからＯＮへと切り替えられた場合、切替条件として「通話」が設定される。

他アプリ起動選択ボタン６０２が入力を受け付けることで、ＯＦＦからＯＮへと切り替えられた場合、切替条件として「他アプリ起動」が設定される。

スケジュール選択ボタン６０３が入力を受け付けることで、ＯＦＦからＯＮへと切り替えられた場合、切替条件として「スケジュール」が設定されるとともに、スケジュール設定画面（後述、図８）へと表示が切り替えられる。以下、図８を用いてスケジュール設定画面について説明する。

図８に示されるように、スケジュール設定画面には、自動で静音モードへ切り替える時間帯（開始時刻と終了時刻とからなる）を選択する入力を受け付ける時間帯選択ボタン７０１と、時間帯指定欄７０２と、登録ボタン７０３とが表示される。

時間帯選択ボタン７０１が選択されることで、選択された時間帯選択ボタン７０１と対応する時間帯が設定される。なお、選択された時間帯選択ボタン７０１は、選択されていない時間帯選択ボタン７０１とは異なる態様（例えば、チェック表示がされるなど）で表示される。

時間帯指定欄７０２は、新規に追加する時間帯の入力を受け付ける。時間帯指定欄７０２に時間帯を入力後、登録ボタン７０３が入力を受け付けることで、入力された時間帯と対応する時間帯選択ボタン７０１が追加される。

選択された時間帯は、空気圧縮機１０へ送信され、空気圧縮機１０の記憶部に記憶される。これにより、テンキーなどを空気圧縮機１０に設けることなく、自動で静音モードへ切り替える時間帯を空気圧縮機１０に記憶させることができるようになる。

再び図５を参照する。外部端末１００の制御部１２０は、設定された切替条件に基づき、静音モードへの切替条件を満たしたかを判定する。

なお、切替条件として「通話」が設定されている場合、制御部１２０は、外部端末１００に着信および発信があった場合に、静音モード切替要求信号を生成する。詳細には、外部端末１００の外部端末側通信部１６０が発呼信号を送受信する場合に、静音モード切替要求信号を生成する。なお、制御部１２０は、外部端末１００が他の外部端末１００などとの間の通話が確立した場合に静音モード切替要求信号を生成するようにしても良い。

また、切替条件として「他アプリ起動」が設定されている場合、制御部１２０は、本体情報監視アプリケーション以外のアプリケーションが起動された場合に、静音モード切替要求信号を生成する。

また、切替条件として「スケジュール」が設定されている場合、制御部１２０は、現在の時刻が、スケジュール設定画面（前述、図８）にて設定された時刻になった場合に静音モード切替要求信号を生成する。制御部１２０は、静音モード切替要求信号に替えて空気圧縮機１０のモータ１６の駆動を停止させる停止要求信号を生成するようにしても良い。

制御部１２０は生成した静音モード切替要求信号を外部端末側通信部１６０に入力する。外部端末側通信部１６０は、制御部１２０から入力された静音モード切替要求信号を空気圧縮機１０へ無線通信を介して送信する。空気圧縮機１０の本体側通信部３９は、外部端末１００から送信される静音モード切替要求信号を受信する。本体側通信部３９は、受信した静音モード切替要求信号をコントローラ６２に入力する。そして、コントローラ６２は、運転モードを静音モードへと切り替える制御をする。

外部端末１００は電源部１１０を備えており、外部端末１００は、電源部１１０から供給される電力によって駆動される。電源部１１０は、例えば、充電式バッテリを含む。

空気圧縮機１０の商用電源５２からの電力の供給が開始されると、空気圧縮機１０のコントローラ６２は、時刻要求信号を本体側通信部３９に入力する。時刻要求信号が入力された本体側通信部３９は、時刻要求信号を外部端末１００へ送信する。送信された時刻要求信号が入力された外部端末１００の制御部１２０は、現在の時刻を所定間隔ごとに外部端末側通信部１６０に入力する。そして、外部端末側通信部１６０は、入力された現在の時刻を入力される度に空気圧縮機１０へ送信する。空気圧縮機１０の本体側通信部３９は、現在の時刻を受信し、受信した現在の時刻をコントローラ６２に入力する。コントローラ６２は、現在の時刻が、予め入力された所定の時間帯（昼休み、１２：００〜１３：００）になったと判定する場合に、モータ１６の駆動を停止させる。コントローラ６２は、その後、現在の時刻が所定の時間帯ではなくなった場合、モータ１６を駆動させる。なお、モータ１６の駆動を停止させる時間帯は、外部端末１００が入力を受け付けることで入力され、入力された後に、空気圧縮機１０に送信される。外部端末１００から送信された時間帯は、本体側通信部３９により受信され、その後、コントローラ６２により、図示しない記憶部に記憶される。なお、外部端末１００にて、現在の時刻が入力された所定の時間帯であるかを判定するようにしても良い。そして、現在の時刻が入力された所定の時間帯になった場合に、外部端末１００が空気圧縮機１０に停止要求信号を送信し、現在の時間ではなくなった場合に、外部端末１００が空気圧縮機１０に駆動要求信号を送信するようにしても良い。

空気圧縮機１０の表示部３７は、例えばタッチパネルが該当する。そして、表示部３７は、空気タンク１２ａ，１２ｂ内の空気圧力や空気圧縮機１０の運転状態、運転モードを作業者に報知し、さらに、操作スイッチとしても機能する。また、空気圧縮機１０の空気タンク１２ａ，１２ｂ内の空気圧力、運転状態、および運転モードはコントローラ６２が、空気圧縮機１０の表示部３７に表示する。なお、表示部３７に替えて圧力表示用ＬＥＤ、運転状態表示用ＬＥＤ、運転モード表示用ＬＥＤ等を適用するようにしても良い。空気圧縮機１０のコントローラ６２は、表示部３７から入力される信号に基づいて、空気圧縮機１０を制御する。

空気圧縮機１０は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各巻線に対する駆動電流を制御するためのインバータ回路５１を有している。インバータ回路５１には、商用電源５２の交流を直流に整流するための整流回路５４と、整流された直流電圧を昇圧してインバータ回路５１に供給するための力率改善回路（ＰＦＣ）５５とを介して電力が供給される。力率改善回路５５は、ＭＯＳＦＥＴからなるトランジスタＴrにＰＷＭ制御信号を出力するＩＣ５６を有しており、インバータ回路５１のスイッチング素子で発生する高調波電流を制限値以下に抑える。なお、商用電源５２と整流回路５４との間には、インバータ回路５１等で生じたノイズを商用電源側に伝えないようにするために、雑音対策回路５３が設けられている。

空気圧縮機１０のインバータ回路５１は、３相フルブリッジインバータ回路であり、それぞれ直列に接続された２つのスイッチング素子Ｔr1、Ｔr2と、２つのスイッチング素子Ｔr3、Ｔr4と、２つのスイッチング素子Ｔr5、Ｔr6とを有し、それぞれは、力率改善回路５５の正極と負極の出力端子に接続される。正極側に接続される３つのスイッチング素子Ｔr1、Ｔr3、Ｔr5は、ハイサイド側となっており、負極側に接続される３つのスイッチング素子Ｔr2、Ｔr4、Ｔr6は、ロウサイド側となっている。２つのスイッチング素子Ｔr1、Ｔr2の間には、Ｕ相の巻線の一方の接続端子が接続される。２つのスイッチング素子Ｔr3、Ｔr4の間には、Ｖ相の巻線の一方の接続端子が接続される。２つのスイッチング素子Ｔr5、Ｔr6の間には、Ｗ相の巻線の一方の接続端子が接続される。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のそれぞれの巻線の他方の接続端子は、相互に接続されており、各巻線はスター結線となっている。なお、結線方式としては、デルタ結線としても良い。それぞれのスイッチング素子Ｔr1〜Ｔr6としては、ＭＯＳＦＥＴが使用されている。

例えば、ハイサイド側のスイッチング素子Ｔr1と、ロウサイド側のスイッチング素子Ｔr4のゲートに制御信号が通電されると、Ｕ相とＶ相の巻線に電流が供給される。それぞれのスイッチング素子に供給される制御信号のタイミングを調整することにより、各巻線に対する転流動作が制御される。

空気圧縮機１０のインバータ回路５１に制御信号を演算して出力するモータ制御ユニット６１は、コントローラ６２を有しており、コントローラ６２は図２に示した制御基盤３２に設けられている。コントローラ６２からは制御信号出力回路６３を介してインバータ回路５１に制御信号が送られる。表示部３７が作業者による操作を受け付けることにより、モータのオンオフとモータ回転数の信号が操作スイッチ検出回路６５を介してコントローラ６２に送られる。回転位置検出センサとしてのホール素子Ｓ１〜Ｓ３の検出信号は、回転子位置検出回路６６に送られる。回転子位置検出回路６６からはモータ回転数検出回路６７に信号が送られ、モータ回転数検出回路６７からはコントローラ６２にモータ回転数に応じた信号が出力される。モータ１６に流れる電流を検出するためのモータ電流検出回路６８からは、コントローラ６２にモータ電流に応じた検出信号が送られる。

コントローラ６２は、制御信号を演算するマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびデータなどが格納されるメモリとを有しており、コントローラ６２は、巻線に対する通電タイミングを制御する通電相切替制御部と、ホール素子Ｓ１〜Ｓ３の検出信号に基づいて通電タイミングを進めるための進角制御部とを構成している。

モータ回転数は各巻線に供給される実効電圧を調整することにより制御される。巻線に対する実効電圧制御は、例えば、スイッチング素子をＰＷＭ制御することによって、インバータ回路５１の各スイッチング素子Ｔr1〜Ｔr6のゲートに印加されるオン信号のデューティ比を調整することにより行われる。例えば、デューティ比を１０％に設定すると、力率改善回路５５からの出力電圧の１０％の電圧が各巻線に供給され、デューティ比を１００％に設定すると、モータ回転数は最大回転数となる。このように、空気圧縮機１０のコントローラ６２は電圧制御部を構成している。

電圧検出回路５７は、検出した電圧を本体情報としてコントローラ６２に入力する。

また、空気圧縮機１０は、電力供給部（不図示）を有する。空気圧縮機１０の電力供給部は、外部端末１００の電力被供給部（不図示）と接触することで、外部端末１００の電源部１１０（充電式バッテリ）へ電力を供給する。外部端末１００の電源部１１０は、空気圧縮機１０の電力供給部から電力が供給されることで充電される。なお、空気圧縮機１０の電力供給部は、カバー３３上面に露出した状態で設けられる。

図９は、空気圧縮機の送受信部３９ａの構造の一例を示す平面図である。図９に示されるように、送受信部３９ａには、アンテナ部３９ｃが形成されている。そして、アンテナ部３９ｃによって、無線信号を送受信する。アンテナ部３９ｃが受信した無線信号は接続ケーブルを介して無線通信部に入力される。また、無線通信部から出力される無線信号は、アンテナ部３９ｃから送信される。

＜全体処理＞
図１０は、本発明の一実施の形態における全体処理の概要を示す図である。なお、全体処理は、外部端末１００にインストールされた本体情報監視アプリケーションが起動された場合に開始する。

まず、Ｓ１００１にて、外部端末側通信部１６０は、本体情報要求信号を送信する。

次に、Ｓ１００２にて、空気圧縮機１０の本体側通信部３９は、受信した本体情報要求信号の応答である本体情報を送信する。

次に、Ｓ１００３にて、表示部１４０は、Ｓ１００２にて送信された本体情報に基づいて、本体情報確認画面（前述、図６）を表示する。

次に、Ｓ１００４にて、外部端末１００の制御部１２０は、切替条件設定画面（前述、図７）にて入力された切替条件に基づき、静音モードへの切替条件を満たしたかを判定する。制御部１２０が、静音モードへの切替条件を満たしていないと判定する場合（Ｓ１００４−Ｎｏ）、Ｓ１００８へ進む。一方、制御部１２０が、静音モードへの切替条件を満たしたと判定する場合（Ｓ１００４−Ｙｅｓ）、Ｓ１００５へ進む。

Ｓ１００４にてＹｅｓだった場合、Ｓ１００５にて、制御部１２０は、空気圧縮機１０の運転モードを静音モードへ切り替えさせる静音モード切替要求信号を生成し、生成した静音モード切替要求信号を外部端末側通信部１６０に入力する。外部端末側通信部１６０は、入力された静音モード切替要求信号を空気圧縮機１０へ送信する。

次に、Ｓ１００６にて、空気圧縮機１０の本体側通信部３９は、外部端末側通信部１６０から送信された静音モード切替要求信号を受信する。そして、本体側通信部３９は、受信した静音モード切替要求信号を、コントローラ６２へ入力する。

次に、Ｓ１００７にて、空気圧縮機１０のコントローラ６２は、運転モードを静音モードへと切り替える。その後、空気圧縮機１０の本体側通信部３９は、静音モードへの切り替えが完了したことを示す情報を外部端末１００へ送信する。切替完了情報が入力された外部端末１００の制御部１２０は、画像処理部１３０を介して表示部１４０に静音モードへの切り替えが完了したことを示す情報を表示する。

次に、Ｓ１００８にて、空気圧縮機１０のコントローラ６２は、本体情報（例えば、運転モードや空気タンク１２ａ，１２ｂ内の空気圧力）を外部端末１０へ送信する条件（以下、本体情報送信条件と呼ぶ場合がある）を満たしたかを判定する。コントローラ６２が、本体情報送信条件を満たしていないと判定する場合（Ｓ１００８−Ｎｏ）、Ｓ１０１１へ進む。一方、コントローラ６２が、本体情報送信条件を満たしたと判定する場合（Ｓ１００８−Ｙｅｓ）、Ｓ１００９へ進む。なお、空気圧縮機１０のコントローラ６２は、外部端末側通信部１６０から送信される本体情報要求信号を、本体側通信部３９が受信した場合に、本体情報送信条件を満たしたと判定する。また、空気圧縮機１０のコントローラ６２は、空気圧縮機１０に発生した異常を検出した場合に、本体情報送信条件を満たしたと判定する。

次に、Ｓ１００９にて、空気圧縮機１０のコントローラ６２は、本体情報を本体側通信部３９に入力する。本体側通信部３９は、入力された本体情報を外部端末１００に送信する。なお、空気圧縮機１０に異常が発生した場合には、コントローラ６２は、異常が発生したことを警告するための警告情報または本体情報の少なくとも一方を本体側通信部３９に送信させる。

次に、Ｓ１０１０にて、外部端末１００の外部端末側通信部１６０は、受信した本体情報を制御部１２０に入力する。制御部１２０は、入力された本体情報に基づき、画像処理部１３０を介して本体情報確認画面（前述、図６）を表示部１４０に表示させる。

次に、Ｓ１０１１にて、コントローラ６２は、本体情報監視処理を終了するか判定する。コントローラ６２が本体情報監視処理を終了しないと判定する場合（Ｓ１０１１−Ｎｏ）、Ｓ１００４へ戻る。一方、コントローラ６２が本体情報監視処理を終了すると判定する場合（Ｓ１０１１−Ｙｅｓ）、全体処理を終了する。

なお、コントローラ６２は、現在の時刻が予め入力された所定の時間帯（昼休み、１２：００〜１３：００）になったと判定する場合、モータ１６の駆動を停止させる。コントローラ６２は、その後、現在の時刻が所定の時間帯ではなくなった場合、モータ１６を駆動させる。

＜本実施の形態の効果＞
以上説明した本実施の形態における空気圧縮機１０によれば、本体側通信部３９が、本体情報を外部端末１００へ送信することで、空気圧縮機１０が設置された場所まで移動することなく、空気圧縮機１０の状態を確認できるようになる。

また、本体側通信部３９が、モータ１６の駆動が停止した場合、本体情報を外部端末１００へ送信することで、作業者は、空気圧縮機１０が設置された場所まで移動することなくモータ１６の駆動が停止したことを確認できるようになる。

また、本体側通信部３９が、空気圧縮機１０にて発生した異常が検出された場合、警告情報または本体情報の少なくとも一方を外部端末１００に送信することで、作業者は、空気圧縮機１０が設置された場所まで移動することなく空気圧縮機１０に異常が発生したことを知ることができるようになる。さらに、作業者は、発生した異常の原因を特定するための情報である本体情報を確認できるようになる。

また、本体側通信部３９が、外部端末１００から送信された本体情報要求信号を受信した場合にだけ本体情報を外部端末１００へ送信することで、外部端末１００の電力の消費を抑制できるようになる。なお、外部端末１００がスマートフォンである場合、電力の消費を抑制することは特に重要である。

また、コントローラ６２が、静音モードへの切替条件を満たしたと判定する場合、運転モードを静音モードへ切り替えることで、状況に応じて運転モードを自動で静音モードへ切り替えることができるようになる。

また、コントローラ６２が、現在の時刻が所定の時刻になった場合に、運転モードを静音モードへ切り替えることで、例えば、騒音を発生させることが望ましくない時間帯（早朝や夕方など）には、運転モードを静音モードに自動で切り替えられるようになる。

また、コントローラ６２が、現在の時刻が所定の時間帯である場合に、モータ１６の駆動を停止させ、現在の時刻が所定の時間帯ではない場合、モータ１６を駆動させることで、例えば、昼休みの時間帯には、空気圧縮機１０を自動で停止させるとともに、昼休みが終了後には、空気圧縮機１０を自動で稼働させることができるようになる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、空気圧縮機が発電機である実施形態もある。

１０…空気圧縮機、１１…基台、１２ａ，１２ｂ…空気タンク、１３…脚部、１４ａ，１４ｂ…ハンドル部、１５…駆動ボックス、１６…モータ、１７…モータ回転軸、１８…回転子、１９…固定子、２１ａ，２１ｂ…シリンダ、２２ａ，２２ｂ…ピストン、２３ａ，２３ｂ…コネクティングロッド、２４ａ，２４ｂ…偏心カム、２５ａ，２５ｂ…駆動室、２６ａ，２６ｂ…シリンダヘッド、２７ａ，２７ｂ…逆止弁、２８ａ，２８ｂ…吐出室、２９ａ，２９ｂ…配管、３０…圧縮空気生成部、３１ａ，３１ｂ…冷却ファン、３２…制御基盤、３３…カバー、３４ａ，３４ｂ…カプラ、３５ａ，３５ｂ…減圧弁、３７…表示部、３９…本体側通信部、３９ａ…送受信部、３９ｃ…アンテナ部、５１…インバータ回路、５２…商用電源、５４…整流回路、５５…力率改善回路（ＰＦＣ）、５６…ＩＣ、５７…電圧検出回路、６１…モータ制御ユニット、６２…コントローラ、６３…制御信号出力回路、６４…接続ケーブル、６５…操作スイッチ検出回路、６６…回転子位置検出回路、６７…モータ回転数検出回路、６８…モータ電流検出回路、６９…操作スイッチ。

Claims (14)

1. 電源からの電力の供給により駆動されるモータと、
   前記モータによって、取り込まれた外気を圧縮する第１圧縮空気生成部と、
   前記モータによって、前記第１圧縮空気生成部が生成した圧縮空気を、より高い圧力となるように圧縮する第２圧縮空気生成部と、
   前記第２圧縮空気生成部によって生成された圧縮空気を溜めるタンクと、
   前記圧縮空気を利用する空気工具を接続可能なカプラと、
   前記モータの駆動を制御する制御基板と、
   作業者によって操作される表示部と、
   本体情報を外部端末へ送信する本体側通信部と、
   作業者によって把持されるハンドル部と、
   前記制御基板によって切り替えられる複数の運転モードと、
   を有し、
   前記制御基板は、前記外部端末が発呼信号を送信または受信した場合、前記複数の運転モードを切り替える空気圧縮機。
2. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
   前記本体情報は、運転モードまたは前記タンク内の空気圧力である、空気圧縮機。
3. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
   前記本体側通信部は、無線通信を介して前記本体情報を前記外部端末へ送信する、空気圧縮機。
4. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
   前記本体側通信部は、前記モータの駆動が停止した場合、前記本体情報を前記外部端末へ送信する、
   空気圧縮機。
5. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
   前記本体側通信部は、前記空気圧縮機にて発生した異常が検出された場合、警告情報または前記本体情報の少なくとも一方を前記外部端末へ送信する、
   空気圧縮機。
6. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
   前記本体側通信部は、前記外部端末から送信された本体情報要求信号を受信した場合、前記本体情報を前記外部端末へ送信する、
   空気圧縮機。
7. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
   前記本体側通信部は、前記外部端末の表示部に表示される画面が本体情報監視アプリケーションの画面へ切り替えられた場合、前記本体情報を前記外部端末へ送信する、
   空気圧縮機。
8. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
   前記制御基板は、静音モードへの切替条件を満たしたと判定する場合、運転モードを静音モードへ切り替える、空気圧縮機。
9. 請求項８に記載の空気圧縮機であって、
   前記制御基板は、前記外部端末が前記発呼信号を送信または受信した場合、前記運転モードを前記静音モードへ切り替える、空気圧縮機。
10. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
    前記制御基板は、前記外部端末から送信される現在の時刻が所定の時刻になった場合に、運転モードを静音モードへ切り替える、空気圧縮機。
11. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
    前記制御基板は、前記外部端末から送信される現在の時刻が所定の時間帯である場合に、前記モータの駆動を停止させ、前記現在の時刻が所定の前記時間帯ではない場合、前記モータを駆動させる、空気圧縮機。
12. 請求項１１に記載の空気圧縮機であって、
    前記外部端末から送信される前記時間帯を記憶する、空気圧縮機。
13. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
    前記圧縮空気の圧力を表示する表示部をさらに有する、
    空気圧縮機。
14. 請求項１乃至１３に記載の空気圧縮機と、
    無線通信を介して接続された前記外部端末と、
    からなる空気圧縮機制御システム。

Images