(57)【要約】【課題】  往復動機構だけでなく、振動検出器の故障も診断することにより、信頼性を高めるようにする。【解決手段】  圧縮機には、往復動機構９の振動を検出する圧電素子２０と、その検出結果を用いて故障診断を行う故障診断装置２１とを設ける。そして、故障診断装置２１は、圧電素子２０から入力される包絡線信号Ｓの周期Ｚを計測し、この周期Ｚがクランク軸３の回転に対応する周期Ｚ0と異なるときに、圧電素子２０が故障したと診断する。また、故障診断装置２１は、包絡線信号Ｓの信号レベルが所定の判定値Ｖｊよりも大きくなったときに、往復動機構９が故障したと診断する。これにより、簡単な構造で往復動機構９と圧電素子２０の両方を診断でき、信頼性を高めることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースと、該クランクケースに設けられ駆動源によって回転駆動されるクランク軸と、前記クランクケースに設けられたシリンダと、前記クランク軸に連接棒を介して連結され該シリンダ内で往復動することにより気体を圧縮するピストンと、該ピストンが前記シリンダ内で往復動するときに振動を検出し検出信号を出力する振動検出器と、該振動検出器から出力される検出信号の信号値が判定値よりも大きくなったときに前記クランク軸、連接棒及びピストンを含む往復動機構が故障したと診断する故障診断装置とからなる往復動圧縮機において、
前記故障診断装置には、
前記振動検出器から出力される検出信号の周期を計測する周期計測手段と、
該周期計測手段により計測した検出信号の周期が前記クランク軸の回転に対応する周期と異なるときに前記振動検出器が故障したと診断する検出器診断手段とを備える構成したことを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項２】
前記駆動源は交流電源によって作動する構成とし、前記検出器診断手段は、前記検出信号の周期が前記交流電源の周期と等しいときに前記振動検出器が故障したと診断する構成としてなる請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項３】
前記検出器診断手段は、前記検出信号の周期が許容範囲よりも長くなったときに前記振動検出器が故障したと診断する構成としてなる請求項１または２に記載の往復動圧縮機。
【請求項４】
前記故障診断装置には、前記駆動源が運転中であるか否かを検出する運転状態検出手段を設け、前記検出器診断手段は、該運転状態検出手段により前記駆動源が始動したことを検出してから一定の時間が経過したときに診断を開始する構成としてなる請求項１，２または３に記載の往復動圧縮機。
【請求項５】
前記駆動源と電源との間で開，閉する電磁接触器と、非通電時に該電磁接触器を閉成し通電されたときに該電磁接触器を開成する常閉型のリレーとを設け、前記故障診断装置は、前記検出器診断手段により前記振動検出器を正常と診断した状態で前記往復動機構が故障したときに前記リレーに通電する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の往復動圧縮機。
【請求項６】
前記電磁接触器とリレーとの間には、常時は開成位置を保持し操作されたときに閉成位置となる常開型の作動スイッチと、該作動スイッチが操作されてから開成位置に復帰したときに前記電磁接触器を通電状態に保持する通電保持回路とを並列に設けてなる請求項５に記載の往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気、冷媒等を圧縮するのに好適に用いられる往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、往復動圧縮機として、シリンダ内でピストンを往復動させることにより、空気、冷媒等の気体を圧縮するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４３４４９号公報
【０００４】
この種の従来技術による往復動圧縮機は、クランクケースと、該クランクケースに設けられ電動モータ等の駆動源によって回転駆動されるクランク軸と、前記クランクケースに設けられたシリンダと、前記クランク軸に連接棒を介して連結され該シリンダ内で往復動することにより気体を圧縮するピストンとによって大略構成されている。
【０００５】
また、圧縮機には、例えばクランクケース等に取付けられピストンがシリンダ内で往復動するときに振動を検出して検出信号を出力する圧電素子と、該圧電素子の検出信号を用いてクランク軸、連接棒及びピストンを含む往復動機構の故障診断を行う故障診断装置とが設けられている。
【０００６】
ここで、圧縮機の運転時には、例えばクランク軸、連接棒、ピストン等の部品が劣化や損傷により正常に機能しなくなると、ピストンが往復動するときに通常の振動レベルよりも大きな振動が発生し易い。
【０００７】
このため、故障診断装置は、予め記憶しておいた正常時の振動レベルと、圧電素子により検出した実際の振動とを比較することにより、往復動機構が故障したか否かを判定している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した従来技術の圧縮機では、往復動機構で発生する振動を圧電素子によって検出し、その検出結果に応じて往復動機構の作動状態を診断する構成としている。
【０００９】
しかし、例えば圧電素子やその信号線等が故障した場合には、往復動機構の故障診断が不能となったり、その精度が低下する虞れがあり、この状態に気付かずに圧縮機を使用し続けていると、往復動機構が故障したときに対処が遅れて多数の部品が損傷し易くなるという問題がある。
【００１０】
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、往復動機構だけでなく、振動検出器の作動状態も診断でき、高い信頼性を実現できるようにした往復動圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために本発明は、クランクケースと、該クランクケースに設けられ駆動源によって回転駆動されるクランク軸と、前記クランクケースに設けられたシリンダと、前記クランク軸に連接棒を介して連結され該シリンダ内で往復動することにより気体を圧縮するピストンと、該ピストンが前記シリンダ内で往復動するときに振動を検出し検出信号を出力する振動検出器と、該振動検出器から出力される検出信号の信号値が判定値よりも大きくなったときに前記クランク軸、連接棒及びピストンを含む往復動機構が故障したと診断する故障診断装置とからなる往復動圧縮機に適用される。
【００１２】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記故障診断装置には、前記振動検出器から出力される検出信号の周期を計測する周期計測手段と、該周期計測手段により計測した検出信号の周期が前記クランク軸の回転に対応する周期と異なるときに前記振動検出器が故障したと診断する検出器診断手段とを備える構成としたことにある。
【００１３】
また、請求項２の発明によると、前記駆動源は交流電源によって作動する構成とし、前記検出器診断手段は、前記検出信号の周期が前記交流電源の周期と等しいときに前記振動検出器が故障したと診断する構成としている。
【００１４】
また、請求項３の発明によると、前記検出器診断手段は、前記検出信号の周期が許容範囲よりも長くなったときに前記振動検出器が故障したと診断する構成としている。
【００１５】
また、請求項４の発明によると、前記故障診断装置には、前記駆動源が運転中であるか否かを検出する運転状態検出手段を設け、前記検出器診断手段は、該運転状態検出手段により前記駆動源が始動したことを検出してから一定の時間が経過したときに診断を開始する構成としている。
【００１６】
また、請求項５の発明によると、前記駆動源と電源との間で開，閉する電磁接触器と、非通電時に該電磁接触器を閉成し通電されたときに該電磁接触器を開成する常閉型のリレーとを設け、前記故障診断装置は、前記検出器診断手段により前記振動検出器を正常と診断した状態で前記往復動機構が故障したときに前記リレーに通電する構成としている。
【００１７】
さらに、請求項６の発明によると、前記電磁接触器とリレーとの間には、常時は開成位置を保持し操作されたときに閉成位置となる常開型の作動スイッチと、該作動スイッチが操作されてから開成位置に復帰したときに前記電磁接触器を通電状態に保持する通電保持回路とを並列に設ける構成としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、振動検出器が正常な状態では、クランク軸の回転と同期した検出信号が振動検出器から出力される。これに対し、振動検出器や、その信号線等が故障した場合には、例えば検出信号にノイズ等が生じることにより、信号の周期がクランク軸の回転と同期しなくなる。このため、検出器診断手段は、クランク軸の回転に対応した所定の周期と検出信号の周期とを比較することにより、これらの周期が一致するときには、振動検出器が正常であると診断することができる。また、これらの周期が異なるときには、振動検出器が故障したと診断できるので、圧縮機の使用者等は、振動検出器の故障を認識して適切に対処することができる。
【００１９】
一方、振動検出器が正常な状態では、往復動機構が故障すると、正常時と比較して大きな検出信号が出力されるので、故障診断装置は、検出信号の信号値が所定の判定値よりも大きくなったときに、往復動機構が故障したと診断することができる。これにより、圧縮機の使用者等は、往復動機構の故障を認識して適切に対処することができる。
【００２０】
従って、従来技術と比較して特別な構造、回路等を設けなくても、振動検出器と往復動機構の両方を容易に診断でき、簡単な構造によって圧縮機の信頼性を高めることができる。そして、振動検出器が故障したにも拘らず、これに気付かずに圧縮機が使用されるのを確実に防止でき、往復動機構の作動状態を常に安定的に診断できるので、往復動機構の故障時には、これを速やかに診断して部品の損傷等を最低限に抑えることができる。
【００２１】
また、請求項２の発明によれば、例えば振動検出器が取付位置から外れたり、その本体や信号線に断線、損傷等が生じた場合には、電源周波数に対応する周期的なノイズが検出信号に生じ易くなる。このため、検出器診断手段は、検出信号の周期が予め判っている電源周期と等しいときに、振動検出器が故障したと診断することができる。
【００２２】
また、請求項３の発明によれば、例えば振動検出器に断線、短絡、損傷等の故障が生じた場合には、検出信号が出力されなくなったり、その周期が計測不能となるほど検出信号の信号値が小さくなることが多い。このため、検出器診断手段は、検出信号の周期が予め設定した許容範囲よりも長くなったときに、振動検出器が故障したと診断することができる。
【００２３】
また、請求項４の発明によれば、圧縮機を始動した直後には、往復動機構が正常であっても、過渡状態における大きな振動等が発生することにより、検出信号の信号値が増大し易い。この場合、故障診断装置は、圧縮機の駆動源が始動したことを運転状態検出手段によって検出できるので、検出器診断手段は、駆動源の始動を検出してから過渡状態の振動が収まるまで診断処理を行わずに待機でき、過渡状態の振動が原因で誤診断が行われるのを避けることができる。
【００２４】
また、請求項５の発明によれば、故障診断装置は、振動検出器と往復動機構とが正常なときに、常閉型のリレーを非通電状態で閉成しておくことができる。これより、電磁接触器を閉成して電源と駆動源とを接続でき、圧縮機を運転可能な状態とすることができる。また、往復動機構が故障したときには、リレーに通電してこれを開成することにより、電磁接触器を開成して電源と駆動源とを遮断でき、圧縮機を停止させることができる。また、例えば振動検出器が故障したときには、これを検出器診断手段によって診断できるので、必要に応じてリレーに通電し、圧縮機を停止させることもできる。
【００２５】
一方、故障診断装置が何らかの異常等により機能を停止したときには、常閉型のリレーが閉じたままの状態となるので、とりあえず圧縮機を運転することができる。これにより、往復動機構が正常であるにも拘らず、補助的な機構である故障診断装置が故障しただけで、圧縮機全体が使用不能となるのを防止でき、圧縮機の取扱いを容易にすることができる。
【００２６】
さらに、請求項６の発明によれば、例えば故障診断装置が往復動機構を故障と診断してリレーを開成し、その後に診断装置自体が故障した場合には、リレーが非通電状態となって閉成する。この場合、リレーと電磁接触器との間には、常開型の作動スイッチが配置されているので、故障診断装置の故障によってリレーが閉成したとしても、作動スイッチが操作されない限り、圧縮機が勝手に再始動するのを防止でき、信頼性をより高めることができる。
【００２７】
また、圧縮機を始動するときには、常開型の作動スイッチを押して閉成位置とすることにより、リレーを介して電磁接触器に通電できるので、電磁接触器を閉成して圧縮機を運転することができる。この場合、作動スイッチは、使用者等が手を離したときに開成位置に復帰するが、このときに通電保持回路によって電磁接触器を通電状態に保持できるので、圧縮機の運転を続行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態による往復動圧縮機として、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。
【００２９】
図中、１は空気圧縮機の本体部分を構成する圧縮機本体を示し、該圧縮機本体１は、例えば金属材料等により形成されたクランクケース２と、後述のクランク軸３、シリンダ４、ピストン７、連接棒８とによって大略構成されている。
【００３０】
３は該クランクケース２に回転可能に設けられたクランク軸で、該クランク軸３には、プーリ３Ａが取付けられている。そして、クランク軸３は、後述のモータ１１によりプーリ３Ａ等を介して回転駆動される。
【００３１】
４はクランクケース２に設けられた例えば１個のシリンダで、該シリンダ４上には、弁板５を介してシリンダヘッド６が搭載され、このシリンダヘッド６には、吸込サイレンサ等が接続された吸込ポート６Ａと、吐出配管等が接続された吐出ポート６Ｂとが設けられている。また、弁板５には、シリンダ４内に対して吸込ポート６Ａを連通，遮断する吸込弁５Ａと、シリンダ４内に対して吐出ポート６Ｂを連通，遮断する吐出弁５Ｂとが設けられている。
【００３２】
７はシリンダ４内に往復動可能に設けられたピストンで、該ピストン７は、シリンダ４内に吸込まれた空気を圧縮するものであり、ピストンピン７Ａ等を用いて後述の連接棒８と連結されている。また、ピストン７の外周側には、シリンダ４の内周面に摺接するピストンリング７Ｂが設けられている。
【００３３】
８はクランク軸３とピストン７とを連結する連接棒で、該連接棒８は、大端部が軸受８Ａを介してクランク軸３に回転可能に連結され、小端部が他の軸受８Ｂを介してピストンピン７Ａに揺動可能に連結されている。
【００３４】
そして、圧縮機の運転時には、モータ１１によってクランク軸３が回転駆動されると、その回転が連接棒８によってピストン７の往復動に変換され、シリンダ４内では、ピストン７が往復動することによって圧縮行程と吐出行程とを交互に行われる。これにより、圧縮行程では、吸込弁５Ａが開弁して吐出弁５Ｂが閉弁し、吸込ポート６Ａからシリンダ４内に空気が吸込まれる。また、吐出行程では、吸込弁５Ａが閉弁して吐出弁５Ｂが開弁することにより、シリンダ４内で圧縮された圧縮空気が吐出ポート６Ｂから外部に吐出される。
【００３５】
この場合、例えばクランク軸３、ピストン７、ピストンピン７Ａ、ピストンリング７Ｂ、連接棒８、軸受８Ａ，８Ｂ等の部品は、後述する故障診断装置２１の診断対象となる往復動機構９を構成している。
【００３６】
次に、図２を参照しつつ、圧縮機の駆動系統について説明する。１０は圧縮機の運転に用いられる電源、１１は該電源１０によって作動する駆動源としてのモータを示し、該モータ１１は、例えば電動モータ等によって構成されている。
【００３７】
ここで、電源１０としては、例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電源周波数を有する一般的な交流電源（商用電源）等が用いられ、この電源１０とモータ１１との間には、例えば３本の電源配線１２が設けられている。そして、圧縮機の運転時には、例えば３相交流等の電流が電源１０から各電源配線１２を介してモータ１１に供給される。これにより、モータ１１は、例えば９００〜１０００ｒｐｍ程度の定格回転数によってクランク軸３を回転駆動する。
【００３８】
１３は電源１０とモータ１１との間に開，閉可能に設けられた電磁接触器で、該電磁接触器１３は、例えば４接点型のリレー等からなり、励磁コイル１３Ａと、４個の接点１３Ｂ，１３Ｂ，１３Ｂ，１３Ｃとによって構成されている。
【００３９】
ここで、励磁コイル１３Ａは、その一端側が通電制御用の配線１４によって１本の電源配線１２に接続され、この配線１４の途中には、後述のスイッチ１７，１８とリレー３３とが開，閉可能に設けられている。また、励磁コイル１３Ａの他端側は、他の通電制御用の配線１５によって一端側と異なる電源配線１２に接続され、この配線１５の途中には、後述するサーマルリレー１６の一部が設けられている。また、３個の接点１３Ｂは各電源配線１２の途中にそれぞれ開，閉可能に設けられ、他の接点１３Ｃは後述の通電保持回路１９に用いられている。
【００４０】
そして、停止スイッチ１８とリレー３３とが閉成した状態で、圧縮機の使用者等が作動スイッチ１７を押したときには、各電源配線１２の間に生じている電圧によって励磁コイル１３Ａが通電される。これにより、各接点１３Ｂは、図３に示す如く、励磁コイル１３Ａに引付けられて閉じた状態となり、電源１０とモータ１１とが接続される。
【００４１】
このとき、他の接点１３Ｃも励磁コイル１３Ａによって閉じるため、作動スイッチ１７が開成位置に復帰しても、通電保持回路１９によって励磁コイル１３Ａに通電されるようになり、各接点１３Ｂは閉じた位置に保持される。従って、作動スイッチ１７が一旦押されると、モータ１１が作動する構成となっている。
【００４２】
一方、後述の停止スイッチ１８が押されたり、故障診断装置２１がリレー３３を開成したときには、図４に示す如く、励磁コイル１３Ａへの通電が停止して各接点１３Ｂ，１３Ｃが開いた状態となり、モータ１１が停止する。このように、電磁接触器１３は、作動スイッチ１７とリレー３３とを介して通電されることにより、通電状態に応じて開，閉するものである。
【００４３】
１６は電磁接触器１３と共に電源１０とモータ１１との間に設けられたサーマルリレーで、該サーマルリレー１６は、例えば温度ヒューズ等として機能するものであり、過電流等によって電源配線１２の温度が上昇したときに、電源１０とモータ１１との間及び配線１５の途中を遮断する構成となっている。
【００４４】
１７は圧縮機を作動させるときに押す作動スイッチで、該作動スイッチ１７は、例えば停止スイッチ１８と一体化された２極双投のスイッチ等からなり、電磁接触器１３の励磁コイル１３Ａとリレー３３との間に位置して配線１４の途中に設けられている。ここで、作動スイッチ１７は、例えば常時は開成位置を保持する常開（ノーマル・オ−プン）型のスイッチ等からなり、押したときにのみ閉成位置に切換えられ、非操作時には開成位置に自動的に復帰するものである。
【００４５】
この場合、本実施の形態では、後述の故障診断装置２１によって往復動機構９を故障と診断したときに、常閉型のリレー３３を開成して圧縮機を停止させる構成としている。そして、作動スイッチ１７は、仮りに故障診断装置２１がリレー３３を開成した状態で故障し、リレー３３が閉成位置に戻ったとしても、作動スイッチ１７が再び押されない限り電磁接触器１３を開成状態に保持し、圧縮機が停止した状態を維持する。
【００４６】
これにより、往復動機構９の故障によって圧縮機が停止しているにも拘らず、この状態で故障診断装置２１が故障することによって圧縮機が勝手に再始動するのを防止することができる。
【００４７】
１８は圧縮機を停止するときに押す停止スイッチで、該停止スイッチ１８は、例えば常閉（ノーマル・クローズ）型のスイッチ等からなり、押したときにのみ開成位置に切換えられ、非操作時には閉成位置に自動的に復帰する。そして、停止スイッチ１８は、配線１４の途中に設けられている。
【００４８】
１９は電磁接触器１３の励磁コイル１３Ａとリレー３３との間に設けられた通電保持回路で、該通電保持回路１９は、作動スイッチ１７に対して並列で、かつ停止スイッチ１８と直列に配置された配線１９Ａと、電磁接触器１３の励磁コイル１３Ａ、接点１３Ｃとによって構成されている。この場合、電磁接触器１３の接点１３Ｃは、配線１９Ａの途中に開，閉可能に設けられている。
【００４９】
そして、通電保持回路１９は、作動スイッチ１７が一旦押されてから開成位置に復帰したときに、励磁コイル１３Ａによって一旦閉成された接点１３Ｃと配線１９Ａとによって当該励磁コイル１３Ａを通電状態に保持し続け、これによって圧縮機の運転を続行可能とするものである。
【００５０】
次に、２０は圧縮機の振動を検出する振動検出器としての圧電素子で、該圧電素子２０は、例えば歪み変形することにより電圧を発生するピエゾ効果をもった汎用的な圧電材料等を用いて形成され、クランクケース２（図１参照）に取付けられると共に、信号線２０Ａを用いて後述の故障診断装置２１に接続されている。
【００５１】
そして、圧電素子２０は、図５に示す如く、シリンダ４内でピストン７が往復動するときに発生する振動を検出し、その振動波形に対応する検出信号Ｓ0を故障診断装置２１に出力する。この振動は、例えばピストン７が上死点の近傍に達して空気の圧縮、吐出動作が行われるときに大きくなるため、検出信号Ｓ0の信号波形は、正常な状態において、クランク軸３（モータ１１）の定格回転数に対応する例えば６０ｍｓｅｃ程度の予め定められた周期Ｚ0（以下、定格の周期Ｚ0という）で規則的に増大するようになる。
【００５２】
２１は例えば圧縮機本体１のクランクケース２等に設けられた故障診断装置を示し、該故障診断装置２１は、後述の診断処理回路２３、リレー３３によって大略構成され、これらの部品は、圧電素子２０と一緒に回路基板２２に搭載されている。そして、故障診断装置２１は、圧電素子２０を用いて振動を検出し、圧電素子２０が正常であるか否かを診断する圧電素子診断処理と、往復動機構９が正常であるか否かを診断する往復動機構診断処理とを行うものである。
【００５３】
２３は圧電素子２０の出力側に接続された診断処理回路で、該診断処理回路２３は、圧電素子２０の検出信号Ｓ0を増幅する増幅器２４と、該増幅器２４で増幅された検出信号Ｓ0のノイズを除去するフィルタ２５と、該フィルタ２５の出力側に接続された包絡線検波器２６と、後述のＣＰＵ２７、電源回路２８、記憶回路２９、フォトカプラ３１、平滑回路３２とによって大略構成されている。
【００５４】
この場合、包絡線検波器２６は、図５に示す如く、検出信号Ｓ0の包絡線に対応する波形の包絡線信号Ｓを出力するものであり、この包絡線信号Ｓは、波形を整形した検出信号Ｓ0に相当するものである。
【００５５】
２７は診断処理回路２３の演算処理部を構成するＣＰＵで、該ＣＰＵ２７は、例えばタイマ機能を有する半導体ＩＣ等によって構成され、故障診断装置２１に搭載された電源回路２８を介して通電される。そして、ＣＰＵ２７は、後述の図１０ないし図１２に示す如く、圧電素子診断処理と往復動機構診断処理とを行うものである。
【００５６】
ここで、圧電素子診断処理では、まず包絡線信号Ｓ（検出信号Ｓ0）の周期Ｚを計測し、その計測結果が定格の周期Ｚ0と一致したときに、圧電素子２０が正常に作動していると診断する。また、計測した周期Ｚが定格の周期Ｚ0と異なるときには、圧電素子２０が故障したと診断し、後述の報知ランプ３４を消灯させる。
【００５７】
この場合、例えば圧電素子２０が取付位置から外れたり、その内部や信号線２０Ａに断線、損傷等が生じることによって素子が故障状態となったときには、図５に示す如く、電源１０のノイズが検出信号Ｓ0に生じ易くなる。この結果、包絡線信号Ｓの周期Ｚは、定格の周期Ｚ0と異なり、電源周波数に対応する所定の周期Ｚｅ（以下、電源周期Ｚｅという）に等しくなることが多い。この電源周期Ｚｅは、例えば電源周波数が５０Ｈｚの場合にＺｅ＝２０ｍｓｅｃとなり、電源周波数が６０Ｈｚの場合にＺｅ＝１７ｍｓｅｃとなるものである。
【００５８】
そこで、圧電素子診断処理では、後述の図１６に示す如く、包絡線信号Ｓの周期Ｚが予め判っている電源周期Ｚｅと等しいときに、圧電素子２０の外れ、断線、損傷等によって故障が発生したと診断する。
【００５９】
また、例えば圧電素子２０、信号線２０Ａ、増幅器２４に断線、短絡、損傷等の故障が生じたときには、後述の図１４に示す如く、包絡線信号Ｓの信号レベル（信号値）が低下して予め定められた下限値Ｖmin以下となり、その周期Ｚは、定格の周期Ｚ0と異なる長い周期となるか、または計測不能となり易い。
【００６０】
このため、圧電素子診断処理では、下限値Ｖminよりも大きな包絡線信号Ｓが予め定められた許容範囲ＴＯＫの時間内に入力されないとき、即ち包絡線信号Ｓの周期Ｚが許容範囲ＴＯＫよりも長くなったときに、圧電素子２０の短絡等によって故障が発生したと診断する。
【００６１】
さらに、例えば圧縮機の運転を開始した直後には、例えば図１３中の波形Ｓ′に示すように、過渡状態における大きな振動が発生し易い。このため、ＣＰＵ２７は、モータ作動信号Ｍによってモータ１１が運転中であるか否かを検出し、モータ１１の始動を検出してから例えば２秒程度の待機時間Ｔｗが経過したときに、圧電素子診断処理を開始する構成となっている。
【００６２】
一方、往復動機構９を構成する何れかの部品に摩耗、損傷等の異常が生じた場合には、ピストン７の往復動が不安定となり、包絡線信号Ｓの信号レベル（振幅）は、図６に示す如く、正常時と比較して異常に大きくなることが多い。
【００６３】
このため、往復動機構診断処理では、後述の図１７に示す如く、包絡線信号Ｓの周期Ｚが定格の周期Ｚ0と一致するか、またはその高調波に対応する周期（Ｚ0／２）と一致し、さらに包絡線信号Ｓの信号レベルが所定の判定値Ｖｊよりも大きくなったときに、往復動機構９が故障したと診断し、報知ランプ３４を点滅させると共に、後述のリレー３３を開成して圧縮機を停止させる。この場合、判定値Ｖｊは、正常時の振動レベルを基準として予め設定されている。
【００６４】
２９はＣＰＵ２７に接続された例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路で、該記憶回路２９には、診断処理のプログラムと、これらの診断処理で用いる周期Ｚ0，Ｚｅ、下限値Ｖmin、待機時間Ｔｗ、許容範囲ＴＯＫ、判定値Ｖｊ、上限値Ａｊ、判定回数Ｃｊ，Ｅｊ等の定数が予め記憶されている。
【００６５】
また、記憶回路２９には、図７、図８に示す如く、例えば２種類のカウンタＣ（ｎ），Ｅ（ｎ）が書換可能に記憶されている。この場合、圧電素子診断用カウンタＣ（ｎ）は、例えば１２８個の配列メモリ（ｎ＝１〜１２８）等として構成され、包絡線信号Ｓが色々な周期で発生するときに、その発生周期を１ｍｓｅｃずつ異なる１２８種類の時間幅で個別に数えるものである。また、往復動機構診断用カウンタＥ（ｎ）も、カウンタＣ（ｎ）とほぼ同様に構成されている。
【００６６】
３０はモータ１１が運転中であるか否かを検出する運転状態検出手段としての検出用配線で、該検出用配線３０は、一端側が電磁接触器１３とモータ１１との間で電源配線１２に接続され、他端側がＣＰＵ２７に接続されている。そして、モータ１１の運転中には、停止時と異なるモータ作動信号Ｍが検出用配線３０を通じてＣＰＵ２７に入力される。
【００６７】
また、検出用配線３０には、モータ作動信号Ｍを途中で光信号に一旦変換することによってモータ１１側の回路と診断処理回路２３とを電気的に遮断するフォトカプラ３１と、モータ作動信号Ｍに含まれる高周波成分を除去して信号を平滑化する平滑回路３２とが設けられている。
【００６８】
３３は電磁接触器１３を開，閉する常閉型のリレーで、該リレー３３は、非通電時に閉成状態となり、ＣＰＵ２７から通電されたときに開成する。この場合、リレー３３は、ＣＰＵ２７の出力側に接続された励磁コイル３３Ａと、電源１０と電磁接触器１３の励磁コイル１３Ａとの間に位置して配線１４の途中に開，閉可能に設けられた接点３３Ｂとによって構成されている。
【００６９】
そして、例えば故障診断装置２１が何らかの異常により故障した場合には、ＣＰＵ２７から通電を受けないリレー３３が閉成状態となっているので、圧縮機の使用者等は、作動スイッチ１７を操作することによってモータ１１を作動させることができ、とりあえず圧縮機を運転することができる。
【００７０】
また、故障診断装置２１が正常に作動して往復動機構９を故障と診断したときには、ＣＰＵ２７から励磁コイル１３Ａに通電されることによってリレー３３が開成し、モータ１１が停止される。
【００７１】
３４はＣＰＵ２７の出力側に接続された報知手段としての報知ランプで、該報知ランプ３４は、図９に示す如く、例えば圧電素子２０または故障診断装置２１が故障した場合、往復動機構９が故障した場合、及びこれらの全てが正常である場合に、それぞれ異なる報知動作を行うことにより、圧縮機の作動状態を報知するものである。
【００７２】
ここで、例えば圧電素子２０または故障診断装置２１が何らかの異常により故障した場合には、圧縮機の電源を投入したにも拘らず、報知ランプ３４が消灯したままの状態となる。また、往復動機構９が故障した場合には、これを診断したＣＰＵ２７によって報知ランプ３４が点滅される。
【００７３】
一方、往復動機構９、圧電素子２０及び故障診断装置２１が正常に作動している場合には、報知ランプ３４が点灯した状態となる。従って、圧縮機の使用者等は、これら４通りの場合をそれぞれ区別でき、故障が発生したときには、発生部位に応じて適切な対策を行うことができる。
【００７４】
本実施の形態による空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次に図９を参照しつつ、その作動について概略的に説明する。
【００７５】
まず、往復動機構９、圧電素子２０及び故障診断装置２１が正常な状態において、圧縮機の電源を投入すると、報知ランプ３４が点灯する。そして、圧縮機の使用者等が作動スイッチ１７を押したときには、図９中の位置ａに示す如く、電磁接触器１３が閉成され、電源１０からモータ１１に通電される。これにより、空気圧縮機が始動し、圧縮機本体１から圧縮空気が吐出される。
【００７６】
また、圧縮機を運転しているときに、例えば圧電素子２０または故障診断装置２１（以下、これらを合わせて診断系統という）が故障等によって機能を停止すると、位置ｂに示す如く、報知ランプ３４が消灯するため、使用者等に診断系統の故障を報知することができる。この場合、常閉型のリレー３３は閉成した状態を保持するので、診断系統（圧電素子２０または故障診断装置２１）が故障した状態でも、圧縮機本体１による空気の圧縮動作は続行することができる。これにより、使用者は、例えば圧縮機本体１を必要なだけ運転した後に、位置ｃに示す如く、停止スイッチ１８を押して圧縮機を停止させることができる。
【００７７】
そして、例えば位置ｄで診断系統の修理、交換等を行うことにより、これを故障状態から復帰させ、位置ｅで作動スイッチ１７を再び操作すると、圧縮機が再始動する。
【００７８】
また、圧縮機を運転しているときに、位置ｆに示す如く、往復動機構９が故障すると、この故障を検出した故障診断装置２１によってリレー３３が開成され、電磁接触器１３が開成位置に切換えられる。これにより、圧縮機が停止し、報知ランプ３４が点滅するので、使用者等は、往復動機構９を故障した状態で動かし続けることなく、その故障を速やかに認識して適切に対処することができる。
【００７９】
これらの作動状態をまとめると、下記表１中のケース(1)〜(4)に示すようになり、圧縮機の使用者等は、報知ランプ３４を確認することによって圧縮機の作動状態を的確に把握することができる。
【００８０】
【表１】
2006097654.tif 000003
【００８１】
また、例えば表１中のケース(5)に示すように、故障診断装置２１によって往復動機構９が故障したと診断し、圧縮機を停止させた後に、さらに故障診断装置２１が故障する場合も考えられる。
【００８２】
この場合、常閉型のリレー３３は、故障診断装置２１の故障によって閉じた状態となるが、このリレー３３と電磁接触器１３との間には常開型の作動スイッチ１７が配置されているので、電磁接触器１３は開成状態に保持される。従って、往復動機構９の故障検出後に故障診断装置２１が故障したとしても、作動スイッチ１７が操作されない限り、圧縮機を停止状態に保持し続けることができる。
【００８３】
次に、図１０を参照しつつ、故障診断装置２１の処理について説明する。まず、電源が投入されると、ステップ１では、ＣＰＵ２７、記憶回路２９等の初期設定を行い、このときに報知ランプ３４を一旦点灯させる。
【００８４】
そして、ステップ２では、モータ１１側から検出用配線３０を介してモータ作動信号Ｍが入力されたか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ３でタイマｔを零からスタートし、モータ作動信号Ｍが入力し始めてから経過した時間を計測する。また、ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、圧縮機の運転が開始していないので、作動スイッチ１７が操作されるまで待機する。
【００８５】
次に、ステップ４では、タイマｔが所定の待機時間Ｔｗに達したか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば図１３中の波形Ｓ′に示すように大きな振動が発生し易い始動直後の過渡期が経過したので、ステップ５で後述の圧電素子診断処理を行う。また、ステップ４で「ＮＯ」と判定したときには、過渡期の大きな振動による誤診断を避けるため、圧電素子診断処理を行うことなく、待機時間Ｔｗが経過するまで待機する。
【００８６】
そして、ステップ６では、圧電素子２０の診断結果が正常または中止であるか否かを判定する。このステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには、圧電素子２０の診断結果が正常であるか、または往復動機構９に故障の兆候があって素子の診断を中止した場合なので、ステップ７では、後述の往復動機構診断処理を実行する。また、ステップ６で「ＮＯ」と判定したときには、圧電素子２０が故障しているので、往復動機構診断処理を行わずに、ステップ８で終了する。
【００８７】
次に、図１１を参照しつつ、圧電素子診断処理について説明すると、まずステップ１１では、タイマｔを零からスタートし、ステップ１２では、圧電素子２０の包絡線信号Ｓを読込む。そして、ステップ１３では、包絡線信号Ｓの信号レベルが所定の下限値Ｖminよりも大きいか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、後述のステップ１７に移る。
【００８８】
また、ステップ１３で「ＮＯ」と判定したときには、包絡線信号Ｓが入力されないか、またはその信号レベルが異常に小さいので、ステップ１４では、ステップ１１でスタートさせたタイマｔが許容範囲ＴＯＫを超えたか否かを判定する。
【００８９】
この場合、ステップ１４で「ＹＥＳ」と判定したときには、図１４に示す如く、例えば圧電素子２０、信号線２０Ａ、増幅器２４に断線、短絡、損傷等が生じたので、ステップ１５で圧電素子２０を故障と診断し、ステップ１６で報知ランプ３４を消灯した後に、後述のステップ３２に移ってリターンする。
【００９０】
また、ステップ１４で「ＮＯ」と判定したときには、正常な信号レベルの包絡線信号Ｓが入力されるか、許容範囲ＴＯＫの時間が経過するまでステップ１２〜１４を繰返す。
【００９１】
次に、ステップ１７では、包絡線信号Ｓの信号レベルが所定の判定値Ｖｊよりも大きいか否かを判定する。このステップ１７で「ＹＥＳ」と判定したときには、往復動機構９が故障している虞れがあるので、ステップ１８では、故障発生カウンタＡを１だけ加算し、包絡線信号Ｓが判定値Ｖｊを超えた回数を数える。
【００９２】
そして、ステップ１９では、故障発生カウンタＡが所定の上限値Ａｊに達したか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、往復動機構９が故障している可能性が高いので、ステップ２０で素子の診断を中止し、後述のステップ３２に移ってリターンする。
【００９３】
また、ステップ１９で「ＮＯ」と判定したときには、とりあえず素子の診断を続けるためにステップ２１に移る。一方、ステップ１７で「ＮＯ」と判定したときには、包絡線信号Ｓが正常な信号レベルなので、ステップ２１に移る。
【００９４】
次に、ステップ２１では、包絡線信号Ｓの周期を計測している最中か否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、前回読込んだ包絡線信号Ｓを基準としてタイマｔがスタートしており、今回の包絡線信号Ｓを読込んだ時点で信号の周期が確定するので、ステップ２２に移る。また、ステップ２１で「ＮＯ」と判定したときには、周期計測の基準となる包絡線信号Ｓを読込んだことになるので、ステップ１１に戻ってタイマｔを零からスタートする。
【００９５】
次に、ステップ２２でタイマｔを停止し、ステップ２３では、タイマｔの値を包絡線信号Ｓの周期Ｚとして記憶した後に、ステップ２４でタイマｔを零にクリアする。そして、ステップ２５では、圧電素子診断用カウンタＣ（ｎ）のうち周期Ｚに対応するカウンタＣ（Ｚ）を１だけ加算する。
【００９６】
これにより、圧電素子診断用カウンタＣ（ｎ）は、周期計測が繰返し行われると、発生した個々の周期Ｚに対応するカウンタＣ（Ｚ）が当該周期Ｚの発生回数に応じて加算され、全体として図７に示すヒストグラムのようになる。
【００９７】
ここで、圧電素子２０が正常な場合には、図１５に示す如く、モータ１１の定格回転数に対応する定格の周期Ｚ0で包絡線信号Ｓが発生し、その発生回数を数えるカウンタＣ（Ｚ0）だけが他のカウンタＣ（ｎ）と比較して増加する。
【００９８】
そこで、ステップ２６では、カウンタＣ（Ｚ0）が所定の判定回数Ｃｊに達したか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ２７で圧電素子２０が正常であると診断し、ステップ２８で報知ランプ３４を点灯状態に保持した後に、後述のステップ３２に移ってリターンする。
【００９９】
一方、例えば圧電素子２０が外れたり、断線、損傷等によって故障した場合には、図１６に示す如く、電源周期Ｚｅと同期して包絡線信号Ｓが発生し、その発生回数を数えるカウンタＣ（Ｚｅ）だけが増加する。
【０１００】
そこで、ステップ２６で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ２９でカウンタＣ（Ｚｅ）が所定の判定回数Ｃｊに達したか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ３０で圧電素子２０が故障したと診断し、ステップ３１で報知ランプ３４を消灯する。
【０１０１】
そして、ステップ３２では、全てのカウンタＣ（ｎ）を零にクリアし、ステップ３３でリターンする。また、ステップ２９で「ＮＯ」と判定したときには、まだ圧電素子２０の診断結果が出るほどカウンタＣ（ｎ）が増加していないので、ステップ１２に戻って包絡線信号Ｓの読込を繰返す。
【０１０２】
次に、図１２を参照しつつ、往復動機構診断処理について説明すると、まずステップ４１では、圧電素子２０の包絡線信号Ｓを読込み、ステップ４２では、包絡線信号Ｓが所定の判定値Ｖｊよりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ４２で「ＹＥＳ」と判定したときには、往復動機構９に故障の虞れがあるので、後述のステップ４５に移って包絡線信号Ｓの周期計測を行う。
【０１０３】
また、ステップ４２で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ４３で包絡線信号Ｓが所定の下限値Ｖminよりも小さいか否かを判定する。このステップ４３で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば圧電素子２０や信号線２０Ａの外れ、断線、短絡、損傷等が生じて信号レベルが低下したと考えられるので、ステップ４４では、圧電素子２０の故障と診断し、圧電素子診断処理の場合と同様に、報知ランプ３４を消灯してリターンする。
【０１０４】
また、ステップ４３で「ＮＯ」と判定したときには、包絡線信号Ｓの信号レベルが正常な範囲（Ｖｊ≧Ｓ＞Ｖmin）内にあるので、ステップ４１に戻り、信号レベルが正常な範囲から外れない限りは、ステップ４１〜４３を繰返す。
【０１０５】
次に、ステップ４５では、判定値Ｖｊよりも増大した包絡線信号Ｓに対して、周期計測中であるか否かを判定する。このステップ４５で「ＹＥＳ」と判定したときには、圧電素子診断処理の場合とほぼ同様に、ステップ４６でタイマｔを停止し、ステップ４７でタイマｔの値を周期Ｚとして記憶し、ステップ４８でタイマｔを零にクリアした後に、ステップ４９では、往復動機構診断用カウンタＥ（ｎ）のうち周期Ｚに対応するカウンタＥ（Ｚ）を１だけ加算する。また、ステップ４５で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ５０でタイマｔを零からスタートし、ステップ４１に戻る。
【０１０６】
これにより、往復動機構診断用カウンタＥ（ｎ）は、個々の周期Ｚに対応するカウンタＥ（Ｚ）が当該周期Ｚの発生回数に応じて加算され、全体として図８に示すヒストグラムのようになる。
【０１０７】
そして、往復動機構９が故障している場合には、図１７に示す如く、モータ１１の定格回転数に対応する定格の周期Ｚ0、またはその高調波に対応する周期（Ｚ0／２）で大きな振動が発生し、これらの発生回数を数えるカウンタＥ（Ｚ0），Ｅ（Ｚ0／２）だけが他のカウンタＥ（ｎ）と比較して増加する。
【０１０８】
そこで、ステップ５１では、カウンタＥ（Ｚ0）が所定の判定回数Ｅｊに達したか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、後述のステップ５３に移って往復動機構９が故障したと診断する。
【０１０９】
また、ステップ５１で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ５２でカウンタＥ（Ｚ0／２）が判定回数Ｅｊに達したか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ５１で「ＹＥＳ」と判定した場合と同様の処理を行う。また、ステップ５２で「ＮＯ」と判定したときには、カウンタＥ（Ｚ0），Ｅ（Ｚ0／２）が何れも判定回数Ｅｊに達していないので、ステップ４１に戻って診断処理を続行する。
【０１１０】
そして、ステップ５３で往復動機構９を故障と診断したときには、ステップ５４でリレー３３を開成することによって圧縮機を停止させ、ステップ５５で報知ランプ３４を点滅させた後に、ステップ５６でリターンする。
【０１１１】
かくして、本実施の形態によれば、故障診断装置２１は、包絡線信号Ｓの周期Ｚがクランク軸３の回転に対応する定格の周期Ｚ0と異なるときに、圧電素子２０を故障と診断する構成としている。
【０１１２】
これにより、包絡線信号Ｓの周期Ｚが定格の周期Ｚ0と一致したときには、圧電素子２０が正常であると診断することができる。また、例えば包絡線信号Ｓの周期Ｚが電源周期Ｚｅと一致したときには、圧電素子２０や信号線２０Ａ等が断線したと診断することができる。さらに、包絡線信号Ｓの信号レベルが許容範囲ＴＯＫよりも長い時間にわたって下限値Ｖmin以下となったときには、例えば圧電素子２０や信号線２０Ａ、増幅器２４に断線、短絡、損傷等の故障が生じたと診断することができる。
【０１１３】
このように、包絡線信号Ｓの周期性を利用して、その周期Ｚを定格の周期Ｚ0や電源周期Ｚｅと比較することにより、他の外乱ノイズ等が存在する場合でも、圧電素子２０の故障診断を高い精度で行うことができる。そして、圧縮機の使用者等は、素子の故障を認識して適切に対処することができる。
【０１１４】
また、圧電素子２０が正常な状態で、判定値Ｖｊよりも大きな包絡線信号Ｓが所定の周期Ｚ0，Ｚ0／２で出力されるときには、往復動機構９が故障したと診断でき、これによって圧縮機の運転を停止させることができる。これにより、圧縮機の使用者等は、往復動機構９の故障を認識して適切に対処することができる。
【０１１５】
従って、従来技術と比較して特別な構造、回路等を設けなくても、圧電素子２０と往復動機構９の両方を容易に診断でき、簡単な構造によって圧縮機の信頼性を高めることができる。そして、圧電素子２０が故障したにも拘らず、これに気付かずに圧縮機が使用されるのを確実に防止でき、往復動機構９の作動状態を常に安定的に診断することができる。これにより、往復動機構９の故障時には、各部品が故障した状態で作動し続けることによって多数の部品が連鎖的に損傷する前に、故障を速やかに診断して部品の損傷等を最低限に抑えることができる。
【０１１６】
また、故障診断装置２１と電源配線１２との間にモータ１１の運転状態を検出する検出用配線３０を設け、モータ１１が始動してから一定の待機時間Ｔｗだけ診断処理を待機するようにしたので、故障診断装置２１は、圧縮機が始動されたことを検出用配線３０によって検出することができる。
【０１１７】
これにより、モータ１１の始動を検出してから過渡状態の大きな振動が収まるまでの間に、信号レベルや周期が不安定な包絡線信号Ｓを用いて診断処理が行われるのを防止することができる。これにより、過渡状態の振動が原因で誤診断が生じるのを避けることができ、診断の精度を高めることができる。
【０１１８】
また、故障診断装置２１により常閉型のリレー３３を用いて圧縮機の運転，停止を制御するようにしたので、往復動機構９が正常なときには、リレー３３を非通電状態で閉成しておくことができる。これにより、例えば故障診断装置２１が故障したときには、リレー３３が閉じたままの状態となるので、とりあえず圧縮機を運転することができる。従って、往復動機構９が正常であるにも拘らず、補助的な機構である故障診断装置２１が故障しただけで、圧縮機全体が使用不能となるのを防止でき、圧縮機の取扱いを容易にすることができる。
【０１１９】
さらに、電磁接触器１３とリレー３３との間には、常開型の作動スイッチ１７と、通電保持回路１９とを並列に設けている。このため、例えば故障診断装置２１が往復動機構９を故障と診断してリレー３３を開成し、その後に診断装置自体が故障することによってリレー３３が閉成したとしても、常開型の作動スイッチ１７が操作されない限り、圧縮機が勝手に再始動するのを防止でき、信頼性をより高めることができる。
【０１２０】
また、圧縮機を始動するときには、使用者等が作動スイッチ１７を押した後に手を離すと、常開型の作動スイッチ１７は開成位置に復帰するが、このときに通電保持回路１９によって電磁接触器１３を通電状態に保持できるので、圧縮機の運転を続行することができる。そして、この通電保持回路１９を、電磁接触器１３の一部（接点１３Ｃ等）を用いて構成したので、回路全体の部品点数を削減して構造を簡略化することができる。
【０１２１】
なお、前記実施の形態では、図１１中のステップ１１〜１３，２１〜２５が周期計測手段の具体例を示し、ステップ１３〜１６，２６〜３２が検出器診断手段の具体例を示している。
【０１２２】
また、実施の形態では、圧電素子２０または故障診断装置２１（診断系統）が故障したときに、報知ランプ３４を消灯して圧縮機は運転状態に保持し、往復動機構９が故障したときには、報知ランプ３４を点滅させると共に圧縮機を停止する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、往復動機構９が故障したときに、報知手段を作動させた状態で圧縮機の運転を続行する構成としてもよい。また、診断系統を故障と診断したときに、圧縮機を停止する構成としてもよい。
【０１２３】
また、実施の形態では、圧電素子２０の故障判定に電源周期Ｚｅを用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、包絡線信号Ｓの周期Ｚが定格の周期Ｚ0と異なる任意の周期となったときに、圧電素子２０を故障と診断してよいものであり、具体的には、複数個の圧電素子診断用カウンタＣ（ｎ）のうちカウンタＣ（Ｚ0）を除いた何れかのカウンタが判定回数Ｃｊに達したときに、素子を故障と診断する構成としてもよい。
【０１２４】
また、実施の形態では、周期の計測対象となる１〜１２８ｍｓｅｃの周期帯を１ｍｓｅｃずつ１２８個の周期に分割し、個々の周期にカウンタＣ（ｎ），Ｅ（ｎ）をそれぞれ対応させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、計測対象となる周期帯の大きさや、周期帯を分割する個数等は必要に応じて自由に設定する構成としてよい。
【０１２５】
また、実施の形態では、モータ１１の運転開始を検出用配線３０によって検出したときに、圧電素子診断処理を行う構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、モータ１１が停止した状態においても、圧電素子診断処理を行う構成としてもよく、例えばモータの運転状態に関係なく、タイマ等によって一定の時間毎に圧電素子診断処理を行う構成としてもよい。
【０１２６】
また、実施の形態では、単一のシリンダ４を有する空気圧縮機を例に挙げて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば２気筒以上のシリンダを有する多気筒型圧縮機に適用してもよい。
【０１２７】
さらに、実施の形態では、往復動型の空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば冷媒等を含めて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。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】空気圧縮機の駆動系統と故障診断装置の構成を示す回路図である。
【図３】作動スイッチを操作することにより電磁接触器が閉成した状態を示す回路図である。
【図４】故障診断装置によりリレーが開成された状態を示す回路図である。
【図５】圧電素子が正常なときの信号波形と故障したときの信号波形とを比較して示す特性線図である。
【図６】往復動機構が故障したときの信号波形を示す特性線図である。
【図７】圧電素子診断用カウンタの構成を示す特性線図である。
【図８】往復動機構診断用カウンタの構成を示す特性線図である。
【図９】往復動機構と故障診断装置の状態、各スイッチの開，閉操作等に応じた圧縮機の作動状態を示す特性線図である。
【図１０】故障診断装置の診断処理を示す流れ図である。
【図１１】図１０中の圧電素子診断処理を示す流れ図である。
【図１２】図１０中の往復動機構診断処理を示す流れ図である。
【図１３】圧縮機の始動後に一定の時間だけ圧電素子診断処理を待機する状態を示す特性線図である。
【図１４】圧電素子診断処理で検出信号の信号レベルが低下したことにより圧電素子が故障と診断された状態を示す特性線図である。
【図１５】圧電素子診断処理で圧電素子が正常と診断された状態を示す特性線図である。
【図１６】圧電素子診断処理で検出信号が電源周期と同期したことにより圧電素子が故障と診断された状態を示す特性線図である。
【図１７】往復動機構診断処理で検出信号が増大したことにより往復動機構が故障と診断された状態を示す特性線図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１  圧縮機本体
２  クランクケース
３  クランク軸
４  シリンダ
６  シリンダヘッド
７  ピストン
８  連接棒
９  往復動機構
１０  電源
１１  モータ（駆動源）
１３  電磁接触器
１６  サーマルリレー
１７  作動スイッチ
１８  停止スイッチ
１９  通電保持回路
２０  圧電素子（振動検出器）
２１  故障診断装置
２３  診断処理回路
３０  検出用配線（運転状態検出手段）
３３  リレー
３４  報知ランプ（報知手段）
Ｓ0  検出信号
Ｓ  包絡線信号
Ｍ  モータ作動信号
Ｚ  周期
Ｚ0  定格の周期
Ｚｅ  電源周期
Ｖmin  下限値
ＴＯＫ  許容範囲
Ｔｗ  待機時間
Ｖｊ  判定値
Ｃ（ｎ），Ｅ（ｎ）  カウンタ
【図１】
2006097654.tif 000004
【図２】
2006097654.tif 000005
【図３】
2006097654.tif 000006
【図４】
2006097654.tif 000007
【図５】
2006097654.tif 000008
【図６】
2006097654.tif 000009
【図７】
2006097654.tif 000010
【図８】
2006097654.tif 000011
【図９】
2006097654.tif 000012
【図１０】
2006097654.tif 000013
【図１１】
2006097654.tif 000014
【図１２】
2006097654.tif 000015
【図１３】
2006097654.tif 000016
【図１４】
2006097654.tif 000017
【図１５】
2006097654.tif 000018
【図１６】
2006097654.tif 000019
【図１７】
2006097654.tif 000020