(57)【要約】【課題】仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、寿命を延ばすことができる圧縮機の提供。【解決手段】一定速度で駆動される駆動部１１と、駆動部１１の駆動により気体を吸い込んで圧縮する圧縮部１３と、圧縮部１３の温度を検出する温度検出手段１７と、圧縮部１３により圧縮されて吐出される気体の吐出圧力を検出する圧力検出手段１６と、圧力検出手段１６の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると駆動部１１を停止させ、第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると駆動部１１を駆動するとともに、温度検出手段１７の検出値に基づいて駆動部１１を制御する制御手段１８とを有する圧縮機において、制御手段１８は、温度検出手段１７の検出値が所定の温度設定値に達したときに、第１の圧力設定値もしくは第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定速度で駆動される駆動部と、
該駆動部の駆動により気体を吸い込んで圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部に設けられ、該圧縮部の温度を検出する温度検出手段と、
前記圧縮部により圧縮されて吐出される気体の吐出圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると前記駆動部を停止させ、該第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると前記駆動部を駆動するとともに、前記温度検出手段の検出値に基づいて前記駆動部を制御する制御手段と、
を有する圧縮機において、
前記制御手段は、前記温度検出手段の検出値が所定の温度設定値に達したときに、前記第１の圧力設定値もしくは前記第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更することを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体を圧縮して吐出する圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体を圧縮して吐出する圧縮機には、圧縮部により圧縮されて吐出される気体の吐出圧力を検出する圧力検出手段の検出値が、図４に示すように最高圧力値（第１の圧力設定値）まで上昇すると駆動部を停止させ、この最高圧力値よりも小さい運転復帰圧力値（第２の圧力設定値）に低下すると駆動部を駆動するオン・オフ制御を行うものがある。
【０００３】
このような圧縮機には、圧縮機自体を支障なく使用するための仕様温度が設定されているが、特に夏期等において使用場所における周囲温度が高温となる場合には、温度が仕様範囲外になる場合があり、従来は、このような場合に圧縮機自体を保護するために駆動部である電動モータを自動的に停止させるようになっている。すると、圧縮機自体は保護されることになるものの、この圧縮機の気体供給先に圧縮気体が供給されなくなり、二次的な障害を起こしてしまう可能性がある。例えば、工場の製造ライン等において圧縮空気を動力源としている場合、圧縮空気が供給されなくなると、製造ラインが停止してしまって製造に支障をきたすケースがある。
【０００４】
このような二次的な障害を防止するために、温度が仕様範囲外になった時点で駆動源である電動モータを停止させずに警報を出し、作業者に注意を促すようにすることも考えられるが、この場合、警報を出しても、そのまま運転が継続して行われ故障するまで使用されてしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、温度が仕様範囲外になった場合に、周波数変換装置によって電動モータの回転数を低下させることにより、異常運転状態となるのを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１４４９８５号公報（図３、図５、図７、第４頁「００３８」および「００３９」）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周波数変換装置によって電動モータの回転数を低下させるものでは、周波数変換装置自体に含まれる電子部品（特にアルミニウム電解コンデンサ）が高温に弱いため、圧縮機自体の仕様温度を低く設定せざるを得なくなり、その結果、圧縮機が設置される工場の製造ライン等内における環境温度との関係でこのような圧縮機を用いることができないことがあった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、寿命を延ばすことができる圧縮機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、一定速度で駆動される駆動部と、該駆動部の駆動により気体を吸い込んで圧縮する圧縮部と、前記圧縮部に設けられ、該圧縮部の温度を検出する温度検出手段と、前記圧縮部により圧縮されて吐出される気体の吐出圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると前記駆動部を停止させ、該第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると前記駆動部を駆動するとともに、前記温度検出手段の検出値に基づいて前記駆動部を制御する制御手段とを有する圧縮機において、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出値が所定の温度設定値に達したときに、前記第１の圧力設定値もしくは前記第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更することを特徴としている。
【００１０】
これにより、制御手段は、一定速度で駆動部を駆動させて圧縮部で気体を圧縮させて吐出させる際に、圧力検出手段の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると駆動部を停止させ、該第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると駆動部を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度検出手段の検出値が所定の温度設定値に達したときに、第１の圧力設定値もしくは第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更することで、駆動部の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、駆動部はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態の圧縮機を図１および図２を参照して以下に説明する。
【００１２】
第１実施形態の圧縮機は、気体として空気を取り入れて圧縮する空気圧縮機である。第１実施形態の圧縮機は、一定速度で駆動される電動モータ（駆動部）１１と、この電動モータ１１にベルト１２を介して連結されこの電動モータ１１の駆動により外気を吸い込んで圧縮する圧縮部１３と、この圧縮部１３に吐出管１４を介して連通されこの圧縮部１３で圧縮した空気を貯留させるタンク１５と、吐出管１４内の圧力すなわち圧縮部１３により圧縮されて吐出される空気の吐出圧力を検出する圧力センサ（圧力検出手段）１６と、圧縮部１３に設けられこの圧縮部１３の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）１７と、圧力センサ１６および温度センサ１７からの検出信号に基づいて電動モータ１１を制御する制御装置１８とを有している。
【００１３】
圧縮部１３は、クランクケース２０内に回転可能に支持された図示せぬクランク軸の電動モータ１１による回転によりシリンダ２１内で図示せぬピストンを往復動させて空気を圧縮する、いわゆるレシプロタイプの圧縮部である。
【００１４】
制御装置１８は、電動モータ１１を一定速度で回転させることで圧縮空気を発生させ、タンク１５内に圧縮空気が貯留されることで圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値（第１の圧力設定値）まで上昇すると電動モータ１１を停止させる一方、タンク１５内の圧縮空気が使用されることにより、圧力センサ１６の検出値が低下し、上記した通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値（第２の圧力設定値）まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行う。これにより、従来と同様、タンク１５内の圧縮空気の圧力値が通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持されることになる。
【００１５】
そして、第１実施形態において、制御装置１８は、さらに温度センサ１７の検出値に基づいて電動モータ１１の制御を行う。具体的に、制御装置１８は、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値をこれよりも低い所定の変更最高圧力値に変更する。
【００１６】
例えば、上記のように、タンク１５内の圧縮空気の圧力値を通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持するようにオン・オフ制御を行っている最中に、温度センサ１７の検出値が、最高仕様温度を超え、それ以上温度が高くなると圧縮機が故障する可能性がある所定の設定温度に達した場合には（図２におけるｔ１１時点）、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図２におけるｔ１２時点）、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値よりも低い所定の変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更する（図２におけるｔ１３時点）。
【００１７】
以上のオン・オフ制御を行うことにより、タンク１５内の圧縮空気の圧力値は通常運転復帰圧力値から変更最高圧力値までの範囲に保持されることになって、通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持される場合に比して圧縮部１３の運転時間が短くなり、温度上昇が防止される（図２におけるｔ１１時点〜ｔ１４時点参照）。
【００１８】
そして、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ると（図２におけるｔ１４時点）、制御装置１８は、変更最高圧力値を元の通常最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に戻す（図２におけるｔ１５時点）。
【００１９】
なお、例えば、以上のオン・オフ制御を行っても所定時間の間に温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ることがなければ、最終的に電動モータ１１の駆動を停止させる。
【００２０】
以上に述べた第１実施形態によれば、制御装置１８は、一定速度で電動モータ１１を駆動させて圧縮部１３で空気を圧縮させて吐出させる際に、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させ、この通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度センサ１７の検出値が所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値を小さい変更最高圧力値に変更することで、電動モータ１１の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、電動モータ１１はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はない。
【００２１】
したがって、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、温度上昇に起因した軸受のグリース切れの防止、また、摺動部の異常摩耗等の異常発生を防止して、寿命を延ばすことができる。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態の圧縮機を図３を参照して、第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００２３】
第２実施形態においては、制御装置１８の制御内容が第１実施形態とは相違している。
【００２４】
すなわち、第２実施形態の制御装置１８は、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常運転復帰圧力値をこれよりも低い所定の変更運転復帰圧力値に変更する。
【００２５】
例えば、上記のように、タンク１５内の圧縮空気の圧力値を通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持するようにオン・オフ制御を行っている最中に、温度センサ１７の検出値が、最高仕様温度を超え、それ以上温度が高くなると圧縮機が故障する可能性がある所定の設定温度に達した場合には（図３におけるｔ２１時点）、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値よりも小さい変更運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御に変更する一方（図３におけるｔ２２時点）、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御については変更しない（図３におけるｔ２３時点）。
【００２６】
以上のオン・オフ制御を行うことにより、タンク１５内の圧縮空気の圧力値は変更運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持されることになって、通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持される場合に比して圧縮部１３の停止時間が長くなり、温度上昇が防止される（図３におけるｔ２１時点〜ｔ２４時点参照）。
【００２７】
そして、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ると（図３におけるｔ２４時点）、制御装置１８は、変更運転復帰圧力値を元の通常運転復帰圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御に戻す（図３におけるｔ２５時点）。
【００２８】
なお、例えば、以上のオン・オフ制御を行っても所定時間の間に温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ることがなければ、最終的に電動モータ１１の駆動を停止させる。
【００２９】
以上に述べた第２実施形態によれば、制御装置１８は、一定速度で電動モータ１１を駆動させて圧縮部１３で空気を圧縮させて吐出させる際に、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させ、この通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度センサ１７の検出値が所定の温度設定値に達したときに、通常運転復帰圧力値を小さい変更運転復帰圧力値に変更することで、電動モータ１１の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、電動モータ１１はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はなくなるため、第１実施形態と同様、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、温度上昇に起因した軸受のグリース切れの防止、また、摺動部の異常摩耗等の異常発生を防止して、寿命を延ばすことができる。
【００３０】
次に、本発明の第３実施形態の圧縮機を図４を参照して、第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３１】
第３実施形態においては、制御装置１８の制御内容が第１実施形態とは相違している。
【００３２】
すなわち、第３実施形態の制御装置１８は、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値をこれよりも低い所定の変更最高圧力値に変更し、しかも、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回るまで、変更最高圧力値を段階的に下げる。
【００３３】
また、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を下回ると、通常最高圧力値に段階的に上げる。
【００３４】
例えば、上記のように、タンク１５内の圧縮空気の圧力値を通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持するようにオン・オフ制御を行っている最中に、温度センサ１７の検出値が、それ以上温度が高くなると圧縮機が故障する可能性がある所定の設定温度に達した場合には（図４におけるｔ３１時点）、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図４におけるｔ３２時点）、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値よりも所定値（例えば０．１ＭＰａ）低い所定の第１変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更する（図４におけるｔ３３時点）。
【００３５】
以上のオン・オフ制御を所定回数行った後、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回らなければ、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図４におけるｔ３４時点）、圧力センサ１６の検出値が第１変更最高圧力値よりも所定値（例えば０．１ＭＰａ）低い所定の第２変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更する（図４におけるｔ３５時点）。
【００３６】
以上のオン・オフ制御を所定回数行った後、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回らなければ、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図４におけるｔ３６時点）、圧力センサ１６の検出値が第２変更最高圧力値よりも所定値（例えば０．１ＭＰａ）低い所定の第３変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更し（図４におけるｔ３７時点）、その後は、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回るまでこの制御を行う。このように変更後最高圧力値を段階的に下げる。
【００３７】
そして、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ると（図４におけるｔ３８時点）、制御装置１８は、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの、第３変更最高圧力値を第２変更最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が第２変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更して（図４におけるｔ３９時点）、次に、第２変更最高圧力値を第１変更最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が第１変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更して（図４におけるｔ４０時点）、次に、第１変更最高圧力値を通常最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に戻す（図４におけるｔ４１時点）というように段階的に通常最高圧力値に上げる。
【００３８】
なお、例えば、以上のオン・オフ制御を行っても所定時間の間に温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ることがなければ、最終的に電動モータ１１の駆動を停止させる。
【００３９】
また、上記オン・オフ制御により温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回った場合に、第３変更最高圧力値を一度に通常最高圧力値に上げるようにしても良い。
【００４０】
以上に述べた第３実施形態によれば、制御装置１８は、一定速度で電動モータ１１を駆動させて圧縮部１３で空気を圧縮させて吐出させる際に、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させ、この通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度センサ１７の検出値が所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値を段階的に小さい変更最高圧力値に変更することで、電動モータ１１の停止時間を段階的に長くして負荷を軽減し温度上昇を防止する。よって、第１実施形態と同様の効果を奏する上、一度に大幅に変更最高圧力値を下げることがないため、温度上昇が急激でない場合における圧縮機の運転効率を確保できる。
【００４１】
なお、以上に述べた第１〜第３実施形態を適宜組み合わせることも可能である。つまり、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値をこれよりも低い所定の変更最高圧力値に変更するとともに、通常運転復帰圧力値をこれよりも低い所定の変更運転復帰圧力値に変更したり、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常運転復帰圧力値をこれよりも低い所定の変更運転復帰圧力値に段階的に変更したりすること等が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、制御手段は、一定速度で駆動部を駆動させて圧縮部で気体を圧縮させて吐出させる際に、圧力検出手段の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると駆動部を停止させ、該第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると駆動部を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度検出手段の検出値が所定の温度設定値に達したときに、第１の圧力設定値もしくは第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更することで、駆動部の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、駆動部はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はない。
【００４３】
したがって、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の圧縮機を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の圧縮機の制御時の状態を示すタイミングチャートであって、下段は温度変化を、上段は圧力変化をそれぞれ示している。
【図３】本発明の第２実施形態の圧縮機の制御時の状態を示すタイミングチャートであって、下段は温度変化を上段は圧力変化をそれぞれ示している。
【図４】本発明の第３実施形態の圧縮機の制御時の状態を示すタイミングチャートであって、下段は温度変化を上段は圧力変化をそれぞれ示している。
【図５】従来の圧縮機の制御時の圧力状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１１　電動モータ（駆動部）
１３　圧縮部
１６　圧力センサ（圧力検出手段）
１７　温度センサ（温度検出手段）
１８　制御装置（制御手段）
【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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