JP6274419B2 - 空気圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、空気圧縮機、とくに可搬式空気圧縮機の作業効率向上に関する。

建築現場などでは、圧縮空気の圧力で釘やネジを木材などに打ち込む携帯型の空気工具を使用している。屋内外で使用される携帯用の空気工具は、搬送可能な空気圧縮機で生成した圧縮空気の空気圧力を空気タンクに取付けた減圧弁により適正圧力へ調整し、エアホースを介して空気工具へ供給し、空気圧力を動力へ変換することで釘やネジを打ち込むように構成している。

空気圧縮機はピストンの圧縮動作により空気を圧縮し、空気タンク内に圧縮空気を貯留するが、長時間使用していると空気タンク内に圧縮空気内の水分がドレンとして溜まり、空気タンク容量が目減りすることで取り出せる空気容量が減少し作業効率が低下する問題がある。

さらにはドレンの排出を長期間放置した場合、ドレンが空気工具側へ流出し空気工具の寿命を低下させる問題がある。

そのため、作業者は一日の作業終了時に空気タンク内の残圧排気の作業と同時に、残圧を利用して空気タンクに取り付けたドレン排出コックによりドレンを空気タンク外に排出する作業を行っている。

特許第４００９９４９号公報

しかしながら、空気タンク内に溜まっているドレンは外から見ることができないため、作業終了時にエアガンなどで工具や周囲の清掃に空気タンクの残圧を使用すると残圧が少なくなり、溜まったドレンを十分に排出できない状態となるため、ドレンが残っていても作業者が気付かないという問題がある。また、湿度の高い作業環境下などではドレンの溜まる時間も早くなるため、想定以上にドレンが早く溜まってしまい、ドレンが溢れて工具側に流出する恐れがある。

そのため、タンク内に溜まったドレンを作業者に報知するためには、ドレンの量を検出し、信号として作業者に認識できる手段への変換が必要であるが、特殊なセンサや検出装置が必要となるため、コストがかかるのが問題であった。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、タンク内にドレンが溜まるとタンク内の容量が減少し、昇圧に要する時間が短くなることに着目し、簡単で安価な構成によってタンク内に所定ドレン量（例えば使用限界ドレン量）が溜まったことを検知して報知可能な空気圧縮機を提供することにある。

本発明のある態様は空気圧縮機である。この空気圧縮機は。圧縮空気を生成する圧縮部と、前記圧縮部を駆動する駆動部と、圧縮空気を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された圧縮空気の圧力を検出する圧力センサと、前記タンク内の圧縮空気の圧力と前記駆動部の運転時間との関係を示す基準データを記憶するとともに、前記圧力センサからの圧力情報を受ける制御部と、前記制御部によって制御されて報知信号を出力する報知部とを備え、
前記制御部は前記圧力センサからの圧力情報及び前記駆動部の運転時間情報の実測データと前記基準データとを比較して、前記タンク内のドレン貯留量が所定値に達していると判断したときは、前記報知部を作動させて前記報知信号を出力するものであり、
前記制御部は、第１の基準圧力よりも低い圧力点を第３の基準圧力として設定し、前記タンク内の圧縮空気の圧力が低下して前記圧力点以下となり昇圧が行われた場合に、前記実測データにおいて前記タンク内の圧縮空気の圧力が前記第１の基準圧力から第２の基準圧力に上昇するまでに要した運転時間が、前記基準データにおいて前記第１の基準圧力から前記第２の基準圧力に上昇するまでに要する運転時間以下であるときに、前記タンク内のドレン貯留量が前記所定値に達していると判断することを特徴とする。

前記態様において、第３の基準圧力を昇圧計測開始の判断フラグとするとよい。

前記態様において、前記制御部は、前記実測データにおいて前記タンク内の圧縮空気の圧力が前記第１の基準圧力から前記第２の基準圧力に上昇するまでに要した運転時間での圧力上昇率が、前記基準データにおいて前記第１の基準圧力から前記第２の基準圧力に上昇するまでに要する運転時間での圧力上昇率以上であるときに、前記タンク内のドレン貯留量が前記所定値に達していると判断してもよい。

前記態様において、前記ドレン貯留量の前記所定値が、前記ドレン貯留量の使用限界値に設定されているとよい。

前記態様において、前記報知部は、第１の報知信号と、前記第１の報知信号と異なる第２の報知信号を発することができるとよい。

前記態様において、前記制御部は、ドレン貯留量を判断する際の前記圧力センサの測定値に応じて、異なる前記基準データで判断を行ってもよい。

前記態様において、前記タンクが複数のタンク体を連通管で連通させたものであり、各タンク体に前記圧力センサが設けられており、各タンク体の圧力差が無いときの圧力情報を用いる構成であるとよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係る空気圧縮機によれば、タンク内に一定以上のドレンが溜まった場合には、ドレンの排出の必要性を作業者に報知することができるので、ドレン残留に起因する作業効率の低下や、先端空気工具の寿命低下を防止することができる。

本発明に係る空気圧縮機の実施の形態を示す機能ブロック図。 実施の形態を示す部分断面側面図。 同部分断面平面図。 同部分断面正面図。 実施の形態における圧縮部を示す平断面図。 実施の形態において、ドレン貯留量の使用限界を検出する場合の基本的な第１動作例を説明するためのタンク内圧力変化図。 ドレン貯留量の使用限界を検出する基本的な第１動作例のフローチャート。 実施の形態において、ドレン貯留量の使用限界を検出する第２動作例を説明するためのタンク内圧力変化図。 実施の形態において、ドレン貯留量の使用限界を検出する第３動作例を説明するためのタンク内圧力変化図。 実施の形態において、ドレン貯留量の使用限界を検出する第４動作例を説明するためのタンク内圧力変化図。 本発明に係る空気圧縮機のもう一つ実施の形態を示す機能ブロック図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１乃至図４において、本発明の実施の形態に係る可搬式空気圧縮機の全体構成を説明する。これらの図において、可搬式空気圧縮機１は、圧縮空気を貯留する空気タンク５と、タンク５内の圧縮空気の圧力を検出（監視）するための圧力センサ１１と、圧縮空気を生成する圧縮部４と、圧縮部４を駆動するための駆動部３と、主電源スイッチ１０と、駆動部３の起動・停止（オン・オフ）を制御する制御部９と、報知部９ａとを具備している。

主電源スイッチ１０は、空気圧縮機１に供給される商用交流電源をオン、オフするために設けられる。主電源スイッチ１０を介して供給される交流電力は、制御部９により直流電力に変換され、駆動部３等の駆動電源として使用される。

駆動部３は、電動モータ、例えば直流ブラシレスモータを具備し、モータの駆動回路（インバータ回路、図示なし）は制御部９によって制御される。すなわち、制御部９によって駆動部３のモータのオン、オフ制御（回転制御）が行われる。

制御部９は、図示されていないが、マイクロコンピュータを有し、演算、制御プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵの制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの作業領域やデータの一時記憶領域などとして利用されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の回路機能ブロックを含んでいる。

図１に示されるように、制御部９のＣＰＵは、タンク５に取り付けられた圧力センサ１１より圧縮空気の圧力検出信号を受け、駆動部３を制御して、起動（オン）又は停止（オフ）を実行する。また、制御部９は報知部９ａを制御して、後述するドレンの溜まり程度（ドレン貯留量が使用限界に達したか否か）を作業者に報知する機能を有する。

空気タンク５は、並行に配置され、かつ相互に連通する一対の円筒状タンク体より構成され、圧縮空気を貯留する。圧縮空気は圧縮部４で生成され、その吐出口よりパイプ（空気流通路）６を通してタンク５内に供給される。供給された圧縮空気は、タンク５内で、例えば３.０〜４.５ＭＰａの圧力を有する。

タンク５の一部にはリリーフバルブ５ａ（図２や図３参照）が取り付けられており、タンク５内の圧力が異常に高くなったときに、その圧縮空気の一部を外部に吐出させて、万が一の異常な圧力上昇を防止している。また、タンク５には、一対の圧縮空気取出口（エアソケット）８ａ，８ｂが設けられており、それらエアソケット８ａ，８ｂの各々には、エアホースを介して釘打機等の空気工具１５ａ，１５ｂ（図１参照）が接続される。

タンク５のエアソケット８ａ，８ｂ側には、減圧弁７ａ，７ｂがそれぞれ設けられており、タンク５への圧縮空気の入口側（パイプ６側）の圧力の大きさにかかわらず、タンク５のエアソケット８ａ、８ｂ側圧力を最高圧力以下に一定に抑える機能を持つ。従って、エアソケット８ａ，８ｂには、タンク５内の圧力にかかわらず、上記の最高圧力以下の圧力を持つ圧縮空気が得られる。

エアソケット８ａ，８ｂの近傍には圧力計１３ａ，１３ｂが取り付けられており、エアソケット８ａ，８ｂの近傍の圧力をモニタできるように構成されている。

圧縮部４は、図５に示されるように、シリンダ部４１ａ、４１ｂとピストン部４２ａ、４２ｂとを有する。駆動部３の回転運動は、クランクシャフト５０に伝達され、低圧側クランクアーム４３ａ及び高圧側クランクアーム４３ｂを回転させる。高圧側クランクアーム４３ｂの外周には、ベアリング４４ｂを介して、高圧側コンロッド４５ｂが回動自在に配設され、高圧側クランクアーム４３ｂが偏心して回転することにより、高圧側シリンダ４１ｂに内設する高圧側ピストン４２ｂの往復運動に変換される。同様に低圧側クランクアーム４３ａの外周には、ベアリング４４ａを介して、低圧側コンロッド４５ａが回動自動に配設され、低圧側クランクアーム４３ａが偏心して回転することにより低圧側シリンダ４１ａに内接する低圧側ピストン４２ａの往復運動に変換される。

まず、高圧側ピストン４２ｂ及び低圧側ピストン４２ａが高圧側シリンダ４１ｂ及び低圧側シリンダ４１ａ内の上死点から下死点へ下降運動する吸込み工程において、空気が高圧側圧縮室４６ｂ及び低圧側圧縮室４６ａ内に吸込まれる。一方、高圧側ピストン４２ｂ及び低圧側ピストン４２ａが高圧側シリンダ４１ｂ及び低圧側シリンダ４１ａ内の下死点から上死点へ上昇運動する工程においては、高圧側ピストン４２ｂ及び低圧側ピストン４２ａが高圧側圧縮室４６ｂ及び低圧側圧縮室４６ａ内の空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。高圧側ピストン４２ｂ及び低圧側ピストン４２ａが高圧側圧縮室４６ｂ及び低圧側圧縮室４６ａの上死点へ達する吐出工程において生成された圧縮空気は、図示しない配管へ吐出される。

高圧側ピストン４２ｂ及び低圧側ピストン４２ａの往復運動は位相がずれており、低圧側圧縮室４６ａから吐出された圧縮空気は図示しない配管を介して高圧側圧縮室４６ｂに吸込まれ、高圧側圧縮室４６ｂから吐出された圧縮空気は図示しない配管を介してタンク５に供給される。

なお、空気の流通方向は高圧側圧縮室４６ｂ及び低圧側圧縮室４６ａにそれぞれ設けられた吸込み弁と吐出弁によって一方向に限定される。供給された圧縮空気は、タンク５内で、例えば３.０〜４.５ＭＰａ程度の圧力を有する。

この時、生成された圧縮空気は大気中の空気を吸引して圧縮するため、大気に含まれる水分も一緒に圧縮される。この吸引した水分がタンク５へ供給されたのち冷却され再び水すなわちドレンとして貯留される。

図２に示すように、タンク５にはドレンコック１２が設けられている。このドレンコック１２は、１次側にタンク内部の底面際まで伸ばしたチューブ５１を備え、かつ２次側は大気解放するボール式のバルブにより１次側と２次側とを開閉可能としたものである。そして、タンク５内に貯留したドレンは、ドレンコック１２を開くことで、１次側のチューブ５１、２次側の大気解放するボール式バルブを介し、タンク５内の圧力を利用してタンク外に排出することができる。

以上の吸込工程、圧縮工程及び吐出工程をピストン４２ａ，４２ｂの往復運動により繰り返すことによって、圧縮部４よりタンク５に、第１の基準圧力（任意値）から、許容最高圧力以下である第２の基準圧力までの圧力範囲を持つ圧縮空気を供給することができる。タンク５内の圧力が予め設定された許容最高圧力（第２の基準圧力）に到達すると、圧力センサ１１の圧力検出信号に基づいて制御部９から駆動部３へ停止信号が送信され、駆動部３のモータの運転が停止され、その結果、圧縮部４のピストン４２ａ，４２ｂの往復運動が停止されて圧縮空気の生成が停止される。

報知部９ａ（図１参照）は、本発明に従って設けられた構成部分であり、長時間圧縮運転を行った結果、タンク５にドレンが溜まり続けて使用限界量に達した時に発光ダイオード（ＬＥＤ）等の警告灯を点灯させ、又はブザー等による警告音を発生する回路であり、前記制御部９によって制御される。この報知部９ａの動作については後述する。また、報知の手段としては任意の方法を用いることができ、例えば、操作パネル１４（図２参照）に報知用の警告灯を設ける方法や、操作パネル１４に設けられたタンク内圧力や動作状態を報知するＬＥＤを特殊な点灯パターンで点灯させる方法の他、ブザーや音声による報知方法を用いることができる。

本願発明者は、図６の基本的な第１動作例に示すように、圧縮部４にて生成した圧縮空気に含まれる水分がドレンとしてタンク内に貯留され、その量が増大するにつれて、タンク５内の圧縮空気の圧力（タンク内圧力）Ｐを、第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍまで上昇させるために必要な駆動部３（又は圧縮部４）の運転時間（充填時間）ｔが短くなることを見出した。なお、分かり易くするために図６では運転時間と圧縮空気圧力との関係をリニアな関係であると仮定して表示してある。

すなわち、図６に示す運転時間ｔ対タンク内圧力Ｐ特性において、特性Ａはタンク５にドレンがない状態の時の昇圧特性(初期時)を示し、特性Ｂは長時間稼動によりタンク内にドレンが限界まで溜まった時の昇圧特性(ドレン貯留量限界時)を示す。

本願発明者は、ドレンの貯留量が、特性Ａ（初期時）から特性Ｂ（ドレン貯留量限界時）へと増大するにつれて、タンク５内の圧縮空気を第１の基準圧力Ｐｒ（例えば、標準大気圧）より第２の基準圧力（許容最高圧力、例えば３０ＭＰａ）Ｐｍまでに上昇させる駆動部３の運転時間（充填時間）ｔは、ＴｆからＴｍ（Ｔｍ＜Ｔｆ）と短くなり、この運転時間ｔが所定の時間Ｔｍよりも短くなると、ドレンの貯留量限界を超えてタンク５から接続した空気工具へドレンが流出し、空気工具の寿命低下となる問題を招くことを見いだした。

そこで、本実施の形態では、ドレンの貯留量が使用限界量に達した場合、ドレンの排出が必要であることを報知する報知部９ａを設け、制御部９によって制御するように構成している。具体的には、制御部９は、ドレンの貯留量が使用限界に達した場合における、タンク内圧力Ｐと駆動部３の運転時間ｔとの関係を示す基準データを制御部９のメモリ部（図示なし）に予め記憶しておく。この基準データは、ドレン貯留量の使用限界量とタンク内圧力との関係を実験的に求めたものである。前記基準データには、ドレン貯留量が使用限界量になったときにおいて、タンク内圧力Ｐを前記第１の基準圧力Ｐｒから前記第２の基準圧力Ｐｍまで圧力上昇させるために必要な圧縮部４（又は駆動部３）の基準運転時間Ｔｍを含んでいる。

運転時において、制御部９は、空気圧縮機１を運転した場合の実測データに対応する図６の特性Ｃに示すように、圧力センサ１１及び制御部９のタイマ機能によりタンク５内の圧力Ｐが前記第１の基準圧力Ｐｒから前記第２の基準圧力Ｐｍに上昇するまでの運転時間Ｔａを表す実測データ（時間Ｔａ又は時間Ｔａの関数）を検出する。そして、実測データ（時間Ｔａ又は時間Ｔａの関数）を前記基準データと比較することによって、実測データの運転時間Ｔａが基準データの基準運転時間Ｔｍに達した場合に、報知部９ａ（図１参照）を制御し、視覚的あるいは聴覚的にドレンの排出時期であることを報知する報知信号を出力する。例えば、報知部９ａは、実測運転時間Ｔａが基準運転時間Ｔｍに対してＴａ≦Ｔｍの時に、ブザー等を駆動し報知信号としての警告音で報知するか、又は報知信号として発光ダイオード等の警告灯を点灯又は点滅させて報知する。

図７のフローチャートで、空気圧縮機１の運転開始から報知部９ａが作動するまでの動作の流れを説明する。図７において、ステップＳ１で空気圧縮機１の運転を開始（モータＯＮ）する。ステップＳ２でタンク内圧力Ｐが第１の基準圧力（任意値）Ｐｒに到達したかどうかを判断する。未達（Ｎｏ）であればステップＳ２を繰り返す。タンク内圧力Ｐが第１の基準圧力Ｐｒに到達すると（ＹＥＳであると）、ステップＳ３で制御部９に内蔵のタイマの時間計測を開始させる（タイマＯＮにする）。ステップＳ４でタンク内圧力Ｐが第２の基準圧力（許容最高圧力）Ｐｍに到達したかどうかを判断する。未達（Ｎｏ）であればステップＳ４を繰り返す。タンク内圧力Ｐが第２の基準圧力Ｐｍに到達すると（ＹＥＳであると）、ステップＳ５で空気圧縮機１の運転を停止（モータＯＦＦ）するとともに、タイマの時間計測を停止させる（タイマＯＦＦにする）。ステップＳ６では、タイマの計測値から得られた実測運転時間Ｔaとメモリ部に格納されている基準運転時間Ｔｍとを対比し、Ｔa≦Ｔｍであるかどうか判断する。Ｔa＞Ｔｍであれば（Ｎｏであれば）報知部９ａは作動されずステップＳ７の「警報無し」となる。Ｔa≦Ｔｍであれば（ＹＥＳであれば）報知部９ａは作動されて、ステップＳ８の「警報発生」となり、報知部９ａはドレンの排出時期であることを報知する報知信号（第１の報知信号）を作業者に向けて出力する。

なお、作業者が前記警告に対し気付かない場合には、運転時間ｔが基準データの運転時間Ｔｍを超えた回数を制御部９のメモリ部に記憶させておき、所定の回数に到達した場合には空気圧縮機１の運転再開の禁止や初回の報知信号とは違う第２の報知信号で報知するなどの、複数段階に分けた報知信号をあらかじめ設定しておき、段階に応じて切り替えることができる。その後、作業者がドレンの排出を行えば、運転時間ｔは基準データの運転時間Ｔｍより長くなる。制御部９は運転時間ｔが運転時間Ｔｍより長くなったことを検出すると、メモリ部に記憶させた回数をリセットする。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) タンク５内のドレン貯留量が使用限界に達した場合におけるタンク５内の圧縮空気の圧力Ｐと、圧縮部４を駆動する駆動部３の運転時ｔ間との関係を示す基準データを制御部９に記憶しておき、前記基準データと空気圧縮機運転時の実測データとを対比することで、制御部９はタンク５内に使用限界ドレン量が溜まったことを検知し、報知部９ａで例えば視覚的、聴覚的に報知可能である。このように、ドレンの排出を作業者に促すことができるので、ドレン残留に起因する作業効率の低下や、先端空気工具の寿命低下を防止することができる。

(2) 空気圧縮機１の基本構成部品である圧力センサ１１を利用し、その出力データを演算することで、ドレンの貯留量を間接的に把握することができ、また追加部品も必要ないので、安価で信頼性の高いメンテナンス手段として実施可能である。

図７のフローチャートは、図６において第１の第１の基準圧力（任意値）Ｐｒから第２の基準圧力（許容最高圧力）Ｐｍに到達するまでの時間に着目して、ドレン貯留量の使用限界を判断したが、図６の特性Ａ（初期時）と特性Ｂ（ドレン貯留量限界時）の運転時間に対する圧力上昇率が、前者よりも後者が大きくなることに着目してドレン貯留量の使用限界を判断してもよい。この場合、前記基準データに含まれる特定の時間帯における特性Ｂの圧力上昇率（ΔＰｍ／ΔＴｍ）を用い、これを制御部９のメモリ部に記憶させておき、同じ微小時間帯における実測データである特性Ｃの圧力上昇率（ΔＰa／ΔＴa）と対比し、（ΔＰｍ／ΔＴｍ）≦（ΔＰa／ΔＴa）であれば図１の報知部９ａからドレンの排出時期であることを報知する報知信号を作業者に向けて出力すればよい。ΔＴｍは微小な時間（例えば、３秒）としてもよく、モータ起動後の一定の長さのある時間（例えば、６０秒）としてもよい。

また、図６の特性Ａ（初期時）と特性Ｂ（ドレン貯留量限界時）において、一定運転時間Ｔｃが経過した時の圧力が、前者よりも後者が大きくなることに着目してドレン貯留量の使用限界を判断してもよい。この場合、前記基準データに含まれる、一定運転時間Ｔｃが経過した時の特性Ｂの圧力Ｐcmを用い、これを制御部９のメモリ部に記憶させておき、同時刻における実測データである特性Ｃの圧力Ｐcaと対比し、Ｐcm≦Ｐcaであれば図１の報知部９ａからドレンの排出時期であることを報知する報知信号を作業者に向けて出力すればよい。

図６では運転時間とタンク内の圧縮空気圧力との関係をリニアな関係であると仮定して特性Ａ（初期時）と特性Ｂ（ドレン貯留量限界時）とを表示したが、実際は図８の第２動作例のように運転時間とタンク内の圧縮空気圧力との関係は完全なリニアな関係にはならない。つまり、特性Ａ（初期時）及び特性Ｂ（ドレン貯留量限界時）共に第２の基準圧力（許容最高圧力）Ｐｍに近くなると圧力上昇率が低下する傾向にある。

図８の場合も図７のフローチャートに従った動作が可能である。また、図８の場合において、前記基準データに含まれる、一定運転時間Ｔｃが経過した時の特性Ｂの圧力Ｐcmを用い、これを制御部９のメモリ部に記憶させておき、同時刻における実測データである特性Ｃの圧力Ｐcaと対比し、Ｐcm≦Ｐcaであれば図１の報知部９ａからドレンの排出時期であることを報知する報知信号を作業者に向けて出力する動作も可能である。但し、図８の特性Ａ（初期時）と特性Ｂ（ドレン貯留量限界時）の運転時間に対する圧力上昇率は、測定する時間帯によっては差異が明確にならない可能性がある。

図１の空気圧縮機１に空気工具１５ａ，１５ｂを接続して断続的に使用した場合のタンク内圧力の変化の一例を図９の第３動作例に示す。すなわち、実際に空気工具を使用する場合、図９のようにタンク内圧力を最大値Ｐmaxまで上昇させた後に空気工具の使用を開始すると、空気工具の使用に伴ってタンク内圧力が空気工具の使用限界下限値（例えば２.０ＭＰａ）まで低下する。この時点で空気工具の使用を一旦停止して、タンク内圧力が最大値Ｐmaxに到達するまで待機し、最大値Ｐmaxに到達後、再度空気工具の使用の使用を開始するというサイクルを繰り返す。各サイクルのタンク内圧力の上昇局面にて、第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍに到達するまでの実測時間Ｔa1，Ｔa2，Ｔa3，…を前記メモリ部の基準運転時間Ｔｍと対比することで、図６や図７のフローチャートの動作に従ってタンク内に使用限界ドレン量が溜まったことを検知し、報知部で例えば視覚的、聴覚的に報知可能である。

図９のように、各サイクルのタンク内圧力Ｐの上昇局面にて、タンク内に使用限界ドレン量が溜まったか否かを判断することで、より迅速にドレン排出時期を作業者に報知することが可能である。

図１０は空気圧縮機１の第４動作例であって、図１の圧力センサ１１の検出圧力が、タンク内の空気の慣性効果による圧力戻り＋ΔＰの影響を受けることに配慮し、圧力戻り＋ΔＰに起因する誤検出を回避してタンク内の使用限界ドレン量の検知を行うようにしたものである。

まず、誤検出が生じる場合について説明すると、図９と同様に第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍに到達するまでの実測時間に基づきタンク内の使用限界ドレン量の検知を行う場合において、第１の基準圧力Ｐｒより僅かに低い圧力で空気の消費が終わったときは図１０の中央の波形Ｊのようにタンク内の空気の慣性効果による圧力戻り＋ΔＰの影響を受けて、タンク内圧力は第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍに向かって急激に上昇する。このため、第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍに到達するまでの昇圧時間Ｔa2’は短く検出されてしまう。換言すれば、Ｔa2’＜Ｔa2（図９記載）となり、実際にはドレンが溜まっていなくとも基準運転時間Ｔｍとの対比において、Ｔa2’＜Ｔｍとなり、誤検出が発生する。

このような誤検出を回避するために（タンク内空気の慣性効果の影響を検出しないようにするために）、図１０の第４動作例では、Ｐｒ−Ｐｔ＞ΔＰを満足する圧力点Ｐｔを昇圧計測開始の判断フラグとして設定する。そして、図１０の右側の波形Ｋのように判断フラグＰｔまでタンク内圧力が低下すると、計測の可否を判断するフラグが有効になり、タンク内圧力の上昇により第１の基準圧力Ｐｒに達すると計測を開始し、第２の基準圧力Ｐｍに到達するまでの昇圧時間Ｔa3’を計測する。この昇圧時間Ｔa3’は圧力戻り＋ΔＰが発生しない場合（若しくは無視できる場合）の図９に記載の昇圧時間Ｔa3とほぼ同じになり、誤検出を回避できることになる。第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍに到達するまでの実測時間を前記メモリ部の基準運転時間Ｔｍと対比してタンク内に使用限界ドレン量が溜まったことを検知する点は図９の第３動作例と同様である。

第４動作例では、図１０の中央の波形Ｊのように判断フラグとなる圧力点Ｐｔ（第３の基準圧力）まで圧力が低下しない場合には計測は行わないことになる。

図１０の第４動作例は、空気工具の使用する単位時間当たりの空気消費量が多くて空気の慣性効果による圧力戻り＋ΔＰの影響が大きい場合にとくに有効である。なお、空気工具の使用する単位時間当たりの空気消費量が少なくて圧力戻り＋ΔＰが無視できる条件下では図９の第３動作例でもよいことは自明である。

図１１は本発明のもう一つの実施の形態であって、空気タンク５の一対の円筒状タンク体５Ａ，５Ｂを連通管５５で連通するとともに、各タンク体５Ａ，５Ｂに圧力センサ１１を設けた構成を示す。その他の構成は図１の実施の形態と同様である。

この場合、タンク体５Ａに接続された空気工具１５ａ，１５ｂが空気を急激に消費するすると、タンク体５Ａの圧力の方がタンク体５Ｂの圧力よりも先に低下する。空気工具１５ａ，１５ｂの空気の消費が停止すると、タンク体５Ａの圧力はタンク体５Ｂ内の圧力と均衡（バランス）するまで急上昇する。従って、各タンク体５Ａ，５Ｂの圧力センサ１１の圧力値が一致している状態（圧力差の無い状態）を、タンク内の空気の慣性効果による圧力戻り＋ΔＰの影響が無くなった状態であると判断して、各タンク体５Ａ，５Ｂの圧力センサ１１の圧力値が一致しているという条件下で、第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍに上昇するまでの運転時間Ｔａを表す実測データを計測することで、タンク内の空気の慣性効果による圧力戻り＋ΔＰに起因する誤動作を回避できる。例えば、前述の第１動作例乃至第３動作例に適用できる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

上記実施の形態において、図６及び図８における第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍまで圧力上昇させるために必要な圧縮部４（又は駆動部３）の基準データに含まれる基準運転時間Ｔｍは、運転総時間であってもよい。また、前記第２の基準圧力は、必ずしも許容最高圧力に特定する必要はなく、前記第１の基準圧力より高く、許容最高圧力より低い基準圧力に設定してもよい。

また、上述のように、タンク内圧力の上昇速度はタンク内圧力が高くなるにつれて小さくなるので、報知発生の判断を行うタイミングに応じて、異なる基準データで判断を行ってもよい。

また、図１０において、判断フラグとなる圧力点Ｐｔを設定する代わりに、空気の慣性効果による圧力戻り＋ΔＰの影響でタンク内圧力が急増する一定時間（所定時間）は計測を行わず、運転開始（昇圧開始時点）から前記一定時間経過した時点のタンク内の圧縮空気の圧力を、第１の基準圧力Ｐｒに設定して第１の基準圧力Ｐｒから第２の基準圧力Ｐｍに到達するまでの昇圧時間Ｔaを計測するようにしてもよい。あるいは、運転開始（昇圧開始時点）から所定時間経過後に圧力上昇率の計測を行ってもよい。

１ 空気圧縮機
３ 駆動部
４ 圧縮部
５ 空気タンク
６ 配管
７ 減圧弁
８ エアソケット
９ 制御回路
９ａ 報知部
１１ 圧力センサ
１２ ドレンコック
１３ 圧力計

Claims (7)

1. 圧縮空気を生成する圧縮部と、
   前記圧縮部を駆動する駆動部と、
   圧縮空気を貯留するタンクと、
   前記タンクに貯留された圧縮空気の圧力を検出する圧力センサと、
   前記タンク内の圧縮空気の圧力と前記駆動部の運転時間との関係を示す基準データを記憶するとともに、前記圧力センサからの圧力情報を受ける制御部と、
   前記制御部によって制御されて報知信号を出力する報知部とを備え、
   前記制御部は前記圧力センサからの圧力情報及び前記駆動部の運転時間情報の実測データと前記基準データとを比較して、前記タンク内のドレン貯留量が所定値に達していると判断したときは、前記報知部を作動させて前記報知信号を出力するものであり、
   前記制御部は、第１の基準圧力よりも低い圧力点を第３の基準圧力として設定し、前記タンク内の圧縮空気の圧力が低下して前記圧力点以下となり昇圧が行われた場合に、前記実測データにおいて前記タンク内の圧縮空気の圧力が前記第１の基準圧力から第２の基準圧力に上昇するまでに要した運転時間が、前記基準データにおいて前記第１の基準圧力から前記第２の基準圧力に上昇するまでに要する運転時間以下であるときに、前記タンク内のドレン貯留量が前記所定値に達していると判断することを特徴とする空気圧縮機。
2. 前記第３の基準圧力を昇圧計測開始の判断フラグとすることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記制御部は、前記実測データにおいて前記タンク内の圧縮空気の圧力が前記第１の基準圧力から前記第２の基準圧力に上昇するまでに要した運転時間での圧力上昇率が、前記基準データにおいて前記第１の基準圧力から前記第２の基準圧力に上昇するまでに要する運転時間での圧力上昇率以上であるときに、前記タンク内のドレン貯留量が前記所定値に達していると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気圧縮機。
4. 前記ドレン貯留量の前記所定値が、前記ドレン貯留量の使用限界値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
5. 前記報知部は、第１の報知信号と、前記第１の報知信号と異なる第２の報知信号を発することができることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
6. 前記制御部は、ドレン貯留量を判断する際の前記圧力センサの測定値に応じて、異なる前記基準データで判断を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
7. 前記タンクが複数のタンク体を連通管で連通させたものであり、各タンク体に前記圧力センサが設けられており、各タンク体の圧力差が無いときの圧力情報を用いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の空気圧縮機。

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