(57)【要約】【課題】周囲の環境あるいは現在時刻に応じた自動的な運転制御が可能な空気圧縮機を提供する。【解決手段】空気圧縮機１は、周囲の環境情報を取得する環境センサを備える。環境センサは、２つのタンク１１ａ,１１ｂを連結するフレーム、又は２つの減圧弁１３ａ,１３ｂの間に設置してある操作パネル部１９の所定位置に設ける。環境センサは、音の大きさを感知する騒音感知センサ、温度を感知する温度センサ、又は明るさを感知する光センサである。環境センサの出力信号によるモータの自動制御を行うか否かを、ユーザは操作パネル部１９上のモード切替スイッチで任意に選択できる。空気圧縮機１は、周囲が暗くなるとモータの回転数を落とす等、周囲の環境に応じた制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータによって駆動される圧縮機構と、前記圧縮機構によって生成された圧縮空気を貯留する空気タンクと、前記モータを制御する制御部と、周囲の環境情報を取得する環境センサとを備え、前記制御部は、前記環境センサの出力信号に応じて前記モータを制御可能である、空気圧縮機。
【請求項２】
前記環境情報は、明るさ、音の大きさ、又は温度に関する情報を含む、請求項１に記載の空気圧縮機。
【請求項３】
前記制御部は、前記環境センサの出力信号に応じて前記モータの回転速度を制御可能である、請求項１又は２に記載の空気圧縮機。
【請求項４】
前記制御部は、前記環境センサの出力信号に応じて、前記モータを停止させる前記空気タンク内の圧力設定値を制御可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項５】
前記環境センサが、前記空気タンクに取り付けられたフレームに設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項６】
前記環境センサが、水平面に対して傾斜した操作パネル上に設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項７】
前記環境センサの出力信号に応じて前記モータを制御するか否かを選択する選択手段を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項８】
現在時刻の情報を取得する時刻情報取得手段を備え、前記制御部は、現在時刻に応じて前記モータを制御可能である、請求項１から７のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項９】
モータと、前記モータによって駆動される圧縮機構と、前記圧縮機構によって生成された圧縮空気を貯留する空気タンクと、前記モータを制御する制御部と、現在時刻の情報を取得する時刻情報取得手段とを備え、前記制御部は、現在時刻に応じて前記モータを制御可能である、空気圧縮機。
【請求項１０】
現在時刻に応じて前記モータを制御するか否かを選択する選択手段を備える請求項８又は９に記載の空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば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。
【背景技術】
【０００２】
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空気工具が広く使用されている。一般に、空気工具等を駆動する空気圧縮機は、モータ等の駆動部の回転出力軸の回転運動が圧縮空気生成部のクランク軸を介してシリンダ内のピストンの往復運動に変換され、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空気タンクに吐出され、空気タンク内に貯留される。また、気体を高い圧力まで圧縮する場合には、段階的に圧力をあげていく多段式往復動圧縮機が一般的に用いられている。このような空気圧縮機は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
建築現場などでは、通常、仮設電源から空気圧縮機や他の電動工具に電力を供給する。仮設電源は容量が小さいため、空気圧縮機と複数の電動工具を使用した場合、ブレーカが遮断することがある。夜間作業時にブレーカが遮断すると、作業現場が暗くなり復旧に手間取る。また、空気圧縮機や他の工具から発生する騒音は大きく、特に夜間作業の場合は近隣住民への配慮が必要となる。他方、作業現場の温度が氷点下等の低温の場合には、空気圧縮機の故障を防ぐために、運転開始から一定時間は低速回転で駆動する等の配慮をすることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空気圧縮機の運転速度（回転数）や目標圧力などの制御条件を例えば外部スイッチで切り替えるようにすれば、周囲の環境や現在時刻に応じた使用者の判断により手動にて騒音低減や故障防止が可能となる。しかし、制御条件の切替のたびにスイッチ操作をするのは煩雑であり、作業効率の面でも好ましくない。
【０００６】
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、周囲の環境あるいは現在時刻に応じた自動的な運転制御が可能な空気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】
【０００７】
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、モータと、前記モータによって駆動される圧縮機構と、前記圧縮機構によって生成された圧縮空気を貯留する空気タンクと、前記モータを制御する制御部と、周囲の環境情報を取得する環境センサとを備え、前記制御部は、前記環境センサの出力信号に応じて前記モータを制御可能である。
【０００８】
前記環境情報は、明るさ、音の大きさ、又は温度に関する情報を含んでもよい。
【０００９】
前記制御部は、前記環境センサの出力信号に応じて前記モータの回転速度を制御可能であってもよい。
【００１０】
前記制御部は、前記環境センサの出力信号に応じて、前記モータを停止させる前記空気タンク内の圧力設定値を制御可能であってもよい。
【００１１】
前記環境センサが、前記空気タンクに取り付けられたフレームに設けられてもよい。
【００１２】
前記環境センサが、水平面に対して傾斜した操作パネル上に設けられてもよい。
【００１３】
前記環境センサの出力信号に応じて前記モータを制御するか否かを選択する選択手段を備えてもよい。
【００１４】
現在時刻の情報を取得する時刻情報取得手段を備え、前記制御部は、現在時刻に応じて前記モータを制御可能であってもよい。
【００１５】
本発明のもう１つの態様は、空気圧縮機である。この空気圧縮機は、モータと、前記モータによって駆動される圧縮機構と、前記圧縮機構によって生成された圧縮空気を貯留する空気タンクと、前記モータを制御する制御部と、現在時刻の情報を取得する時刻情報取得手段とを備え、前記制御部は、現在時刻に応じて前記モータを制御可能である。
【００１６】
現在時刻に応じて前記モータを制御するか否かを選択する選択手段を備えてもよい。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、周囲の環境あるいは現在時刻に応じた自動的な運転制御が可能な空気圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気圧縮機１の、本体カバー１８を断面とした平面図。
【図２】空気圧縮機１の、本体カバー１８を透視した正面図。
【図３】空気圧縮機１の、運搬ハンドル２１を透視した側面図。
【図４】空気圧縮機１の操作パネル部１９の拡大図。
【図５】環境センサ２６が光センサである場合の、制御回路部４による制御のフローチャート。
【図６】環境センサ２６が騒音感知センサである場合の、制御回路部４による制御のフローチャート。
【図７】環境センサ２６が温度センサである場合の、制御回路部４による制御のフローチャート。
【図８】環境センサ２６に替えて時刻情報取得手段を設けた場合の、制御回路部４による制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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または同等の構成要素、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。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る空気圧縮機１の、本体カバー１８を断面とした平面図である。図２は、空気圧縮機１の、本体カバー１８を透視した正面図である。図３は、空気圧縮機１の、運搬ハンドル２１を透視した側面図である。図４は、空気圧縮機１の操作パネル部１９の拡大図である。
【００２２】
空気圧縮機１は、圧縮空気を貯留するタンク１１ａ,１１ｂと、圧縮空気を生成する圧縮空気生成部５（以下「圧縮部５」とも表記）と、圧縮空気生成部５を駆動するためのモータを有する駆動部３と、主電源スイッチ２０を含む操作パネル部１９と、駆動部３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４（図２）とを具備している。図２において二点鎖線で示されるのが本体カバー１８である。
【００２３】
主電源スイッチ２０は、空気圧縮機１に電源コード２を介して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２０を介して制御回路部４および駆動部３等に電源が供給される。操作パネル部１９は、タンク内圧力の表示や過負荷等の警告を表示する。
【００２４】
駆動部３を構成するモータは、例えば直流モータから成り、その駆動回路（図示なし）は制御回路部４によって制御される。すなわち、圧力センサ１２によりタンク内圧力を検知して制御回路部４によって駆動部３のモータがオン・オフ制御される。また、制御回路部４の制御（例えば、ＰＷＭ制御）によって、駆動部３のモータの回転数を変化させることが可能である。
【００２５】
タンク部を成すタンク１１ａ,１１ｂは、円筒状であって例えば紙面を横切る方向において並行に配置される。圧縮空気は、圧縮空気生成部５で生成され、圧縮空気生成部５の吐出口より二段目吐出管（空気流通路）１０を通してタンク１１ａ,１１ｂ内に供給される。供給された圧縮空気は、タンク１１ａ,１１ｂ内で、例えば３.０〜４.５ＭＰａの圧力を有する。
【００２６】
圧縮部５は、一段目の圧縮機７と二段目の圧縮機８により構成される。一段目の圧縮機７と二段目の圧縮機８は、クランクケース６を介して相互に対向するように配置される。一段目の圧縮機７は、クランクケース６内部を経由して吸い込まれた外部空気（大気圧）を圧縮し、一段目吐出管９を経由して二段目の圧縮機８へ圧縮空気を送り込む。二段目の圧縮機８は、一段目の圧縮機７から供給される圧縮空気を例えば３.０〜４.５ＭＰａの許容最高圧力まで圧縮して二段目吐出管１０を経由させてタンク１１ｂ内に供給する。二つのタンク１１ａ,１１ｂは連通管２４を介して連通され、一方のタンク１１ｂ内部に供給された圧縮空気を連通管２４を経由させて流入させることにより、二つのタンク１１ａ,１１ｂ内部の圧力は同一に維持される。
【００２７】
タンク１１ａ,１１ｂ内部に溜まったドレン、圧縮空気を外部へ排出するためのドレン排出装置２２にはドレン排出口２３が形成されており、ドレンコックの手動操作によって開閉され、連通管２４およびドレン排出装置２２内部の流路を経由して、二つのタンク１１ａ,１１ｂ内のドレン、圧縮空気を同時に外部へ排出できる。
【００２８】
減圧弁１３ａ,１３ｂは、取り出す圧力を調整するための圧力調整用ハンドル１４ａ,１４ｂを具備しており、タンク１１ａ,１１ｂへの圧縮空気の入口側（二段目吐出管１０側）の圧力の大きさにかかわらず、圧縮空気取出し口（カプラ）１７ａ,１７ｂ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、圧縮空気取出し口１７ａ,１７ｂには、タンク１１ａ,１１ｂ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。
【００２９】
減圧弁１３ａ,１３ｂにはソケットホルダ１５ａ,１５ｂがネジ螺合されており、ソケットホルダ１５ａ,１５ｂの上端に圧力計１６ａ,１６ｂがネジ螺合され、圧縮空気取出し口１７ａ,１７ｂの近傍の圧力をモニタできるように構成されている。ソケットホルダ１５ａ,１５ｂには圧縮空気取出し口１７ａ,１７ｂがネジ螺合されており、それら圧縮空気取出し口１７ａ,１７ｂの各々には、ホースを介して釘打機等の空気工具が接続され、圧縮空気を供給する。
【００３０】
本実施の形態では、周囲の環境に応じて駆動部３を構成するモータを自動的に制御するために、周囲の環境情報を取得する環境センサ２６（図３又は図４）を備える。図３の例では、２つのタンク１１ａ,１１ｂを連結するフレーム２５にセンサ用取付穴を設けて環境センサ２６を収納保持している。図４の例では、２つの減圧弁１３ａ,１３ｂの間に設置してある操作パネル部１９の所定位置（例えば上部）にセンサ用取付穴を設けて環境センサ２６を収納保持している。環境センサ２６は例えば、音の大きさを感知する騒音感知センサ、温度を感知する温度センサ、又は明るさを感知する光センサである。すなわち、環境センサ２６の出力信号は、周囲の音の大きさに関する情報、温度情報、又は明るさに関する情報である。環境センサ２６の出力用信号ケーブルは、制御回路部４に結線されるが、ケーブルの取り回しはプロペラファンに当たらないよう操作パネル部１９のケーブルと束線バンドで結線し取り回した構成とする。環境センサ２６の出力信号（環境情報）によるモータの自動制御を行うか否か（センサモードか否か）を、ユーザは、操作パネル部１９上の選択手段としてのモード切替スイッチ２７（図４）で任意に選択することができる。
【００３１】
図５は、環境センサ２６が光センサである場合の、制御回路部４による制御のフローチャートである。このフローチャートは、主電源スイッチ２０がオンされることによりスタートする。制御回路部４は、センサモードか否かを確認し（Ｓ１）、センサモードでなければ（Ｓ１：Ｎｏ）、通常の制御を行う（Ｓ２）。すなわち、制御回路部４は、駆動部３を構成するモータの設定回転数を例えば最大とし、モータを停止させる圧力設定値（タンク内圧力の目標値）も例えば最大にしてモータを制御する。制御回路部４は、センサモードであれば（Ｓ１：Ｙｅｓ）、光センサの出力信号を受信し（Ｓ３）、作業現場周辺の明るさが所定値以下でなければ（Ｓ４：Ｎｏ）、ステップＳ２と同じ通常の制御を行う（Ｓ５）。制御回路部４は、明るさが所定値以下であれば（Ｓ４：Ｙｅｓ）、通常の制御よりも騒音が発生しない制御を行う（Ｓ６）。ここでの低騒音制御では、制御回路部４は、駆動部３を構成するモータの回転数を通常よりも低い回転数（例えば最小回転数）に切り替え、さらにモータを停止させる圧力設定値（停止圧力）を通常より低い値とする。ここで、空気圧縮機１本体の例えば制御回路部４に現在時刻の情報を取得する時刻情報取得手段（時計機能）を実装し、所定時間帯（例えば夜間時間帯）の時刻であるか否かという条件と、所定値以下の明るさであるか否かという条件との組合せ（ＡＮＤやＯＲ等の論理演算）によりモータの運転モードを切り替えてもよい。時刻情報取得手段は、一般的な時計であると誤差が発生するため、電波時計のような誤差の自動修正機能を備えたものが望ましい。
【００３２】
図６は、環境センサ２６が騒音感知センサである場合の、制御回路部４による制御のフローチャートである。以下、図５のフローチャートとの相違点を中心に説明する。センサモードにおいて、制御回路部４は、騒音感知センサの出力信号を受信し（Ｓ３）、空気圧縮機１の運転が停止している最中に計測した作業現場周辺の騒音値が所定値（あらかじめ制御回路部４にて設定してある騒音値）以上でなければ（Ｓ４Ａ：Ｎｏ）、ステップＳ２と同じ通常の制御を行う（Ｓ５）。制御回路部４は、騒音値が所定値以上であれば（Ｓ４Ａ：Ｙｅｓ）、通常の制御よりも騒音が発生しない制御を行う（Ｓ６）。ここでの低騒音制御では、制御回路部４は、駆動部３を構成するモータの設定回転数を最大回転数未満に切り替える。モータの回転数を切り替える境界となる騒音値を複数（２つ以上）設定し、モータの回転数も複数段階（３段階以上）としてもよい。この場合、騒音値が大きくなるほどモータの回転数を段階的に低くする構成とする。また、モータの設定回転数を低くすることに加えて、モータを停止させる圧力設定値（停止圧力）を通常より低い値としてもよい。
【００３３】
図７は、環境センサ２６が温度センサである場合の、制御回路部４による制御のフローチャートである。以下、図５のフローチャートとの相違点を中心に説明する。センサモードにおいて、制御回路部４は、温度センサの出力信号を受信し（Ｓ３）、作業現場周辺の温度が所定温度以下（例えば氷点下）の場合は（Ｓ４Ｂ：Ｙｅｓ）、空気圧縮機１の故障を防ぐため、起動から所定時間（例えば１０分）は駆動部３を構成するモータを低回転数（例えば最小回転数）で駆動し（Ｓ４Ｃ）、その後ステップＳ２と同じ通常の制御を行う（Ｓ５）。制御回路部４は、温度が所定温度以下でなければ（Ｓ４Ｂ：Ｎｏ）、直ちにステップＳ２と同じ通常の制御を行う（Ｓ５）。なお、温度センサは、光センサ又は騒音感知センサに追加して設けられてもよい。この場合、温度が所定値以下のときは光センサ又は騒音感知センサの出力信号に関わらず１０分間の低速制御（Ｓ４Ｃ）を行ってから、光センサ又は騒音感知センサの出力信号に応じた制御を行えばよい。
【００３４】
図８は、環境センサ２６に替えて時刻情報取得手段を設けた場合の、制御回路部４による制御のフローチャートである。環境センサ２６に替えて時刻情報取得手段を設けた場合は、現在時刻によるモータの自動制御を行うか否か（時計モードか否か）を、ユーザは操作パネル部１９上のモード切替スイッチ２７（図４）で任意に選択することができる。なお、現在時刻を環境情報の一種とし、時刻情報取得手段を環境センサ２６の一種とみてもよい。制御回路部４は、時計モードか否かを確認し（Ｓ１Ａ）、時計モードでなければ（Ｓ１Ａ：Ｎｏ）、通常の制御を行う（Ｓ２）。制御回路部４は、時計モードであれば（Ｓ１Ａ：Ｙｅｓ）、現在時刻の情報を受信し（Ｓ３Ａ）、現在時刻が所定の時間帯（例えば夜間時間帯）でなければ（Ｓ４Ｄ：Ｎｏ）、ステップＳ２と同じ通常の制御を行う（Ｓ５）。制御回路部４は、現在時刻が夜間時間帯であれば（Ｓ４Ｄ：Ｙｅｓ）、通常の制御よりも騒音が発生しない制御を行う（Ｓ６）。ここでの低騒音制御では、例えば図５における明るさが所定値以下の場合の制御と同じとする。
【００３５】
なお、センサモード、時計モードによって低騒音制御が行われている際に、ユーザが任意にモード切替えができるようにすることが望ましい。また、センサモード、時計モードにかかわらず、任意の操作で低騒音での制御に移行させる低騒音モードが選択できるようにすることが望ましい。
【００３６】
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。
【００３７】
(1) 周囲の環境あるいは現在時刻に応じた自動的な運転制御が可能なため、騒音低減や故障防止に配慮した制御を自動で実施できる。このため、空気圧縮機１の運転速度（モータの回転数）や目標圧力（モータを停止させる圧力設定値）などの制御条件を例えば外部スイッチで切り替える場合と異なり、制御条件の切替のたびにスイッチ操作をする必要がなく作業効率が良い。
【００３８】
(2) 操作パネル部１９は、空気圧縮機１の外観デザイン上、１５度から２０度傾斜して設置されており、操作パネル部１９の上面には作業現場で発生する石膏ボードの粉や木粉などが積りにくいため、操作パネル部１９（好ましくは上部）に環境センサ２６（特に光センサ）を設置すると誤検知が起こりにくく好ましい。２つのタンク１１ａ,１１ｂを連結するフレーム２５に環境センサ２６（特に光センサ）を設ける場合も、誤検知が起こりにくく好ましい。
【００３９】
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。圧縮部５の圧縮機の段数は二段に限定されず、一段あるいは三段以上であってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１：空気圧縮機      ２：電源コード      ３：駆動部
４：制御回路部      ５：圧縮部（圧縮空気生成部）      ６：クランクケース
７：一段目圧縮部      ８：二段目圧縮部      ９：一段目吐出管
１０：二段目吐出管      １１ａ、１１ｂ：タンク
１２：圧力センサ      １３ａ,１３ｂ：減圧弁
１４ａ,１４ｂ：圧力調整用ハンドル      １５ａ,１５ｂ：ソケットホルダ
１６ａ,１６ｂ：圧力計      １７ａ,１７ｂ：圧縮空気取出し口（カプラ）
１８：本体カバー      １９：操作パネル部      ２０：主電源スイッチ
２１：運搬ハンドル      ２２：ドレン排出装置      ２３：ドレン排出口
２４：連通管    ２５：フレーム    ２６：環境センサ    ２７：モード切替スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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