(57)【要約】【課題】ドレン排出時の騒音を抑えながら、効率よくドレン排出を行う。【解決手段】  モータを有する駆動部と、該駆動部を制御する制御回路部と、前記駆動部の駆動力によって駆動する圧縮空気生成部と、該圧縮空気生成部で生成された圧縮空気を貯留するタンク部と、該タンク部内の圧縮空気の圧力を検出するための圧力センサと、該タンク部内に溜まったドレン水を排出するために、前記タンク部内と大気との連通を、開閉動作によって選択する電磁弁と、を備えた空気圧縮機において、前記制御回路部が、前記圧力センサが検出したタンク部内の圧力値に基づいて前記電磁弁の開度を制御する構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを有する駆動部と、
該駆動部を制御する制御回路部と、
前記駆動部の駆動力によって駆動する圧縮空気生成部と、
該圧縮空気生成部で生成された圧縮空気を貯留するタンク部と、
該タンク部内の圧縮空気の圧力を検出するための圧力センサと、
該タンク部内に溜まったドレン水を排出するために、前記タンク部内と大気との連通を、開閉動作によって選択する電磁弁と、を備えた空気圧縮機において、
前記制御回路部が、前記圧力センサが検出したタンク部内の圧力値に基づいて前記電磁弁の開度を制御することを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】
前記制御回路部が、前記電磁弁の開度を決定する制御モードと、前記電磁弁の開度を決定しない非制御モードとに選択可能な切替手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気圧縮機。
【請求項３】
前記制御回路部は、前記圧力センサが検出した圧力値が、前記空気圧縮機の最高圧力に近い時には、前記電磁弁の開度を小さくし、前記圧力センサが検出した圧力値が、前記空気圧縮機の最高圧力から低下するに従って、前記電磁弁の開度を大きくするように制御することを特徴とする請求項１記載の空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、釘打機等の空気工具を駆動するために必要な圧縮空気を生成する空気圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気工具等を駆動する空気圧縮機は、モータ等の駆動部における回転出力軸の回転運動が、圧縮空気生成部におけるクランク軸を介してシリンダ内のピストンの往復運動として変換され、ピストンの往復運動によってシリンダの吸気弁から吸い込んだ空気を圧縮するように構成される。シリンダ内で圧縮された圧縮空気はシリンダの排気弁からパイプを通してタンクに吐出され、タンク内に貯留される。
【０００３】
一般に、空気は圧縮されると高温になるため、タンク内に吐出された高温の圧縮空気が膨張および冷却されることにより、圧縮空気中に含まれる水蒸気がドレン（水分）としてタンク内の底部に蓄積されていく。このドレンをタンク内に滞留させたままでいると、タンク内の錆び、腐食が発生するおそれがある。そこで、タンク内の錆び付きを防止するために、作業者は作業終了後または移動時にはドレン排出口のドレンコックを開き、タンク内の圧縮空気とドレンを抜く必要がある。
【０００４】
従来のドレン排出方法は図４に示すように、ドレンコック２６を手動操作によって開閉することによって、二つのタンク２ａ、２ｂ内のドレン、圧縮空気がねじ座２２ａ、２２ｂ、管継手２３ａ、２３ｂ、連通管２０ａ、２０ｂ、マニホールド２１を経由して排出口２５から外部へ排出させることができる。
【０００５】
また、作業者自身がドレンコックを開いてドレン排出作業を行うというわずらわしさを解消するために、自動的にドレンを排出する方法が知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７６８４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のドレン排出作業においては、ドレンコックを完全に開いた場合には、タンク内の高圧の圧縮空気がタンク外へ急激に放出される。その場合、大きな騒音が発生するとともに、ドレンが周囲に飛散する恐れがあった。一方、ドレンコックの開度を小さくすると、ドレン排出に時間がかかるという問題があった。よって、作業者が徐々にドレンコックを開いて排出具合を調整する必要があった。
【０００８】
また、特許文献１記載の空気圧縮機は、一定の周期で一定の微小時間の間、常に電磁弁を開放するという構造であり、作業者自身がドレン排出作業を行う必要がないという利点がある。しかし、タンク内の圧力を考慮せずに電磁弁を開閉制御するため、ドレン排出時の騒音への配慮がなされていなかった。本発明の課題は、ドレンが排出されるときに発生する騒音を抑制する課題と、騒音に関係なく、より早くドレンを排出したい課題の両方を選択可能なシステムとして提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、モータを有する駆動部と、該駆動部を制御する制御回路部と、前記駆動部の駆動力によって駆動する圧縮空気生成部と、該圧縮空気生成部で生成された圧縮空気を貯留するタンク部と、該タンク部内の圧縮空気の圧力を検出するための圧力センサと、該タンク部内に溜まったドレン水を排出するために、前記タンク部内と大気との連通を、開閉動作によって選択する電磁弁と、を備えた空気圧縮機において、前記制御回路部が、前記圧力センサが検出したタンク部内の圧力値に基づいて前記電磁弁の開度を制御することで達成される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、圧力センサが検出したタンク部内の圧力値に基づいて電磁弁の開度を制御するため、ドレン排出時にタンク内の高圧の圧縮空気がタンク外へ急激に放出してしまうことを防ぐことができるため、騒音が抑えられる。そして、タンク内の圧力が低くなっていくにつれて、電磁弁の開度も変わるため、騒音を抑えつつ、効率よくドレンを排出できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、電磁弁の開度を制御する制御モードと、電磁弁の開度を制御しない非制御モードとに選択可能なため、作業者がドレン排出時の状況に応じてドレン排出量を決めることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るドレン排出機構を備えた空気圧縮機
【図２】本発明に係るドレン排出機構を備えた空気圧縮機
【図３】圧力センサの圧力値と電磁弁開度の関係
【図４】従来の空気圧縮機
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明にかかる空気圧縮機１は、圧縮空気を貯留するタンク部２と、圧縮空気を生成し前記タンク部２に供給するための圧縮空気生成部３（以下、単に「圧縮部」と称する場合がある）と、圧縮空気生成部３を駆動するためのモータを有する駆動部４と、主電源スイッチ５と、駆動部４を構成するモータの起動・停止（オン・オフ）を制御する制御回路部６とを具備する。図面上、二点鎖線で示されているのが本体カバー７である。タンク部２下方には、空気圧縮機１を床の上に置き易くするため脚部８が設けられる。タンク部２側方には、空気圧縮機１の移動を容易にするため運搬ハンドル９が設けられる。
【００１５】
主電源スイッチ５は、空気圧縮機１に供給される商用交流電源をオン又はオフにするために設けられ、主電源スイッチ５を介して制御回路部６および駆動部４等へ電気が供給される。
【００１６】
駆動部４を構成するモータは、例えば、ホール素子等の検出手段（図示せず）によって前記モータのロータの回転位置を検出して、この検出信号によってモータのステータコイルへの電気の供給を制御するＤＣブラシレス方式のモータであり、その電気の供給は制御回路部においてインバータ制御によって制御する。
【００１７】
制御回路部６は、図示しない電源用回路部品、モータの運転をインバータ制御するための半導体スイッチング素子やその他の回路素子部品によって構成されており、半導体スイッチング素子などの発熱部品を、アルミニウムなどの熱伝導性の良好な材料によって形成されたハウジング内に配置される。
【００１８】
モータ回転軸の一端は前記圧縮部３のクランクケース１０を貫通しており、先端には冷却用のファン１１が取り付けられ、モータ回転軸の他端には冷却用のファン１２が取り付けられる。
【００１９】
タンク部２は圧縮空気を貯留するもので、図１、図３から理解できるように、平行に配置された一対の長胴状、あるいは円筒状のタンク２a、２ｂにより構成される。圧縮空気は圧縮空気生成部（圧縮部）３で生成され、その吐出口より吐出管（空気流通路）１３を通してタンク部２に供給される。吐出管１３とタンク部２は、一方のタンク２ｂに設けられたねじ座１４に継手を介して接続される。供給された圧縮空気は、タンク部２内で、例えば３．０〜４．２ＭＰａの圧力を有する。
【００２０】
双方のタンク２ａ、２ｂには、圧縮空気取り出し口となるカプラ１５ａおよび１５ｂが設けられており、それらには、ホース（図示せず）を介して釘打機等の空気工具（図示せず）が接続される。本実施形態では、カプラは上下に２つずつ設けられるが、カプラの数や、配置する場所は任意に設定して良い。
【００２１】
カプラ１５ａおよび１５ｂの隣には、減圧弁１６ａおよび１６ｂがそれぞれ設けられ、減圧弁１６ａおよび１６ｂは、その入口側（タンク側）の圧縮空気の圧力の大きさにかかわらず、出口側（カプラ側）の圧縮空気の最高圧力を一定に抑える機能を持つ。例えば、減圧弁１６ａ、１６ｂが最高圧力２．０ＭＰａのものを使用した場合、タンク２ａ、２ｂ内の圧縮空気の圧力が２．０ＭＰａ以上であっても、減圧弁１６ａ、１６ｂからは２．０ＭＰａ以下の圧縮空気しか出力されない。従って、減圧弁１６ａ及び１６ｂの出口側からは、タンク２ａ、２ｂ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。カプラ１５ａおよび１５ｂの近傍には、圧力計１７ａおよび１７ｂが取り付けられており、減圧弁１６ａおよび１６ｂの出口側の圧力をモニタできる。
【００２２】
圧縮部３は、図１に示されるように、二つの圧縮機１８、１９により構成され、一段目の圧縮機１８と二段目の圧縮機１９はクランクケース１０を介し、それぞれ対向するように配置される。一段目の圧縮機１８はクランクケース１０内部を経由して吸い込まれた外部空気（大気圧）を圧縮し、第１の吐出管９を経由して二段目の圧縮機１９へ圧縮空気を送り込む。二段目の圧縮機１９は一段目の圧縮機１８から供給される圧縮空気を、例えば３．０〜４．２ＭＰａの許容最高圧力まで圧縮して第２の吐出管１３を経由してタンク２ｂ内に供給する。
【００２３】
二つのタンク２ａ、２ｂは、連通管２０ａ、２０ｂおよびマニホールド２１を介して連通され、一方のタンク２ｂ内部に供給された圧縮空気を連通管２０ｂ、マニホールド２１、連通管２０ａを経由させてタンク２ａに流入させることにより、二つのタンク２ａ、２ｂ内部の圧力は同一に維持される。尚、連通管２０ｂ、マニホールド２１、連通管２０ａ間の通路は常に開放されている。
【００２４】
図２はドレン排出機構を示す。二つのタンク２ａ、２ｂにはそれぞれ外周部にねじ座２２ａ、２２ｂが溶接等により固定されており、タンク内部に溜まったドレン、圧縮空気をタンク２ａ、２ｂ外部へ排出するための図示しないドレン排出管が管継手２３ａ、２３ｂの一端に係合される。管継手２３ａ、２３ｂはタンク２ａ、２ｂのねじ座２２ａ、２２ｂにねじ嵌合される。連通管２１ａ、２１ｂは一端が管継手２３ａ、２３ｂにより接続され、他端はマニホールド２１にねじ嵌合される。また、タンク２ａ外周部には、タンク部２内の圧力値を検知する圧力センサ２７が設けられている。
【００２５】
マニホールド２１は、二つのタンク２ａ、２ｂ間のスペースに配置され、取付けねじ２４によって二つのタンク２ａ、２ｂ間を連結するフレームに固定される。マニホールド２１の下部にはドレン排出口２５が形成される。また、マニホールド２１には電磁弁２８も設けられており、電磁弁２８が開閉することでタンク２ａ、２ｂ内のドレン、圧縮空気がねじ座２２ａ、２２ｂ、管継手２３ａ、２３ｂ、連通管２０ａ、２０ｂ、マニホールド２１を経由して排出口２５から外部へ排出させることができる。
【００２６】
ドレンを排出したいときには、ドレン排出用スイッチ２９をオンにする。ドレン排出には、それぞれ（１）静音モード、（２）標準モード、（３）最大開放モードの３つのモードがある。（１）（２）（３）のモードについて説明する。
（１）標準モード
圧力センサ２７の測定圧力値が、空気圧縮機１の最大到達圧力値と同程度の高い値の場合、電磁弁２８を適度に開放する。例えば、単位時間当たりの流量を約５０％に調整する。（開度５０％）。そして、圧力センサ２７の測定圧力値が低くなるに従い、徐々に電磁弁２８の開放を大きくする。
（２）静音モード
圧力センサ２７の測定圧力値が、空気圧縮機１の最大到達圧力値と同程度の高い値の場合は、電磁弁２８を標準モード時よりも小さく開放する。例えば、単位時間当たりの流量を約１０％に調整する。（開度１０％）。そして、圧力センサ２７の測定圧力値が低くなるに従い、徐々に電磁弁２８の開放を大きくする。
（３）最大開放モード
圧力センサ２７の測定圧力値に関わらず、電磁弁２８を最大に開放する。
【００２７】
特徴的な（１）（２）（３）の動作をグラフに表したのが、図３である。
【００２８】
（１）の静音モードでは、最大圧力付近で電磁弁２８の開度が少なく、ドレン排出時の音も小さい。またタンク２内の圧力が低下していくと、次第に電磁弁２８の開度を大きくしてドレン排出量を多くしていき、ドレン排出時の音を抑えながら、適度な速さで排出することが可能となる。
【００２９】
（２）の標準モードでは、最大圧力付近で電磁弁１５の開度が適度に多く、一般的なドレン排出モードである。
【００３０】
（３）の最大開放モードでは、最大圧力付近で電磁弁２８の開度が最大のままで、ドレン排出時の騒音に関係なく、現場から早く退出したい場合に最適なモードである。
【００３１】
（１）静音モードと（２）標準モードは、制御回路部６が圧力センサ２７の圧力値に基づいて、電磁弁２８の開度を制御するモードのため、制御モードとし、（３）の最大開放モードは非制御モードとする。
【００３２】
ドレンを排出したい場合は、ドレン排出用スイッチ２９を押すことで電磁弁２８が動作し、（１）（２）（３）のモードは、モード選択スイッチ３０により選択可能となる。これにより、作業者がドレン排出時の状況に応じて適切なモードを選択することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１：本体
２：タンク部
２ａ、２ｂ：タンク
３：圧縮空気生成部
４：駆動部
５：主電源スイッチ
６：制御回路部
７：本体カバー
８：脚部
９：ハンドル
１０：クランクケース
１１、１２：ファン
１３：吐出管
１４：ねじ座（吐出管接続部）
１５ａ、１５ｂ：カプラ
１６ａ、１６ｂ：減圧弁
１７ａ、１７ｂ：圧力計
１８、１９：圧縮機
２０ａ、２０ｂ：連通管
２１：マニホールド
２２ａ、２２ｂ：ねじ座
２３ａ、２３ｂ：管継手
２４：取付けねじ
２５：排出口
２６：ドレンコック
２７：圧力センサ
２８：電磁弁
２９：ドレン排出用スイッチ
３０：モード選択スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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