【手続補正書】
【提出日】平成19年3月9日(2007.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  三相のステータコイル及び該ステータコイルによって回転されるロータからなる電動モータと、
この電動モータによって駆動され、外部から吸入した空気を圧縮する圧縮機本体と、
前記電動モータの回転角速度を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段による検出信号に基づいて前記電動モータに対する給電電流を制御するモータ制御手段とを備え、
前記モータ制御手段は、前記回転検出手段に検出された回転角速度の上昇に応じて、前記電動モータへの給電電流を低減させることを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】  前記モータ制御手段は、
前記三相のステータコイルの全ての相に順次給電を行う三相通電制御手段と、
前記三相のステータコイルのうち、二相のステータコイルに対して選択的に給電を行う二相通電制御手段と、
前記回転検出手段からの検出信号に基づいて、前記三相通電制御手段と前記二相通電制御手段との何れか一方を選択し、選択された通電制御手段によって前記電動モータヘの給電電流を制御する給電制御切換手段とを備え、
前記給電制御切換手段は、
所定の回転角速度に達するまでの始動期間においては前記三相通電制御手段を選択し、
前記電動モータが連続運転可能な回転数に到達し、所望の回転数で回転駆動する運転期間においては前記二相通電制御手段を選択することを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
【請求項３】  前記三相通電制御手段が、所定の回転角速度に達するまでの始動期間において、前記電動モータへの供給電流を低減させることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機。
【請求項４】  前記二相通電制御手段は、前記電動モータに供給される電流を予め定めた設定電流値以下に抑える電流値制限手段と、該電動モータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑える回転数制限手段とを備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の空気圧縮機。
【請求項５】  前記モータ制御手段は半導体スイッチング回路であり、
前記半導体スイッチング回路は、前記回転検出手段による検出信号に基づいて自己のスイッチング周波数を制御するスイッチング周波数制御手段を備え、
前記スイッチング周波数制御手段が、回転角速度の上昇に応じてスイッチング周波数を低減することにより、前記半導体スイッチング回路は、前記電動モータへの給電電流を低減させて行くことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の空気圧縮機。
【請求項６】  電動モータの回転トルクによって回転駆動され、圧縮空気を生成する空気圧縮機の制御方法であって、
前記電動モータの回転開始から連続運転可能な回転数までの始動期間において、前記電動モータが、空気圧縮機による負荷トルクによって制動されない回転トルクを発生するように、回転角速度の上昇に応じて、自己への給電電流を低減させて行くことを特徴とする空気圧縮機の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】   
【課題を解決するための手段】 
上記の課題を解決するために、本発明の空気圧縮機は、三相のステータコイル及びこのステータコイルによって回転されるロータからなる電動モータと、この電動モータのロータが回転することによって駆動され、外部から吸入した空気を圧縮する圧縮機本体と、電動モータの回転角速度を検出する回転検出手段と、回転検出手段による検出信号に基づいて電動モータに対する給電電流を制御するモータ制御手段とを備え、回転検出手段に検出された回転角速度の上昇に応じて、モータ制御手段が、電動モータへの給電電流を低減させて行くことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
すなわち、本発明の空気圧縮機によれば、電動モータが始動時の仮想ゼロ回転から運転可能な回転数までの状態では、回転上昇による慣性によって減少する最大負荷トルクで制動されない回転トルクを発生するように、電動モータの入力電流を制御して行く。すなわち、電動モータが、最大負荷トルクで制動されない回転トルクを発生できるように、回転角速度に対応して、電動モータの入力電流を減らして行く。このようにして、電動モータの始動時に、運転継続に必要な電流であり、且つ最小限の電流を供給することによって、電動モータが始動時に必要とする入力電流を極力抑制して、空気圧縮機を所望の負荷トルクで定格回転数まで上昇させる。これによって、モータ制御手段から流れる電流を必要最小限に抑えることができるので、モータ制御手段の回路部品、例えばスイッチング素子などの容量や電源の容量を小さくすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の空気圧縮機は、上記の発明において、三相通電制御手段が、所定の角速度に達するまでの始動期間において電動モータへの供給電流を低減させることを特徴とする。これにより、三相通電制御手段は、電動モータへ供給される電流を、回転角速度の上昇に応じて、電流値を低減して行く。したがって、三相通電制御手段によって電動モータを駆動しているときに、外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなることを防止することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
さらに、本発明の空気圧縮機は、上記の発明において、二相通電制御手段が、電動モータに供給される電流を、予め定めた設定電流値以下に抑える電流値制限手段と、電動モータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑える回転数制限手段とを備えていることを特徴とする。すなわち、このように構成したことにより、電流値制限手段は電動モータに供給される電流を、予め決められた設定電流値以下に抑えるので、二相通電制御手段によって電動モータを駆動しているときに、外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなることを防止することができる。また、回転数制限手段が、電動モータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑えるから、電動モータを必要以上に高い回転数で回転駆動することによって圧縮機本体などが損傷するのを防止することができ、もって、耐久性や信頼性を向上させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の空気圧縮機は、上記の発明において、モータ制御手段は半導体スイッチング回路であり、この半導体スイッチング回路は、回転検出手段による検出信号に基づいて自己のスイッチング周波数を制御するスイッチング周波数制御手段を備え、スイッチング周波数制御手段が、回転角速度の上昇に応じてスイッチング周波数を低減することにより、半導体スイッチング回路が電動モータへの給電電流を低減させて行くことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
さらに、本発明の制御方法は、電動モータの回転トルクによって回転駆動され、圧縮空気を生成する空気圧縮機において、電動モータの回転開始から連続運転可能な回転数までの始動期間において、電動モータが、空気圧縮機による負荷トルクによって制動されない回転トルクを発生するように、回転角速度の上昇に応じて、自己への給電電流を低減させて行くことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の空気圧縮機によれば、電動モータの起動時には、起動負荷トルクによって制動されないように、電動モータに大きな給電電流を流して最大回転トルク発生させる。そして、電動モータの回転角速度が上昇すると必要な回転トルクが減少するので、それに伴って、給電電流を低減させて行く。これによって、電動モータが安定な回転数となるまでの始動期間に流れる電流を、必要最小限に抑制することができる。したがって、電動モータへ電流を供給する回路部品の容量や電源の容量を低減させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
また、請求項２に記載の空気圧縮機によれば、回転検出手段が電動モータの回転角速度を常時検出し、モータ制御手段が、回転角速度の上昇に応じて電動モータへの給電電流を低減させて行く。すなわち、電動モータの始動時には、モータ制御手段が最大電流を流して大きな回転トルクを発生させる。そして、運転可能な回転数に達するまでは、回転上昇による慣性によって負荷トルクが減少するので、モータ制御手段が電動モータへの供給電流を減少させ、回転トルクを低減させて行く。このようにして、電動モータの始動期間に流れる供給電流を制御しながら、空気圧縮機を所望の負荷トルクで定格回転数まで上昇させる。したがって、このような制御方法によれば、電動モータへ供給される電流を必要最小限に抑えることができ、モータ制御手段の回路部品、例えばスイッチング素子などの容量や電源の容量を極力小さくすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
また、請求項４に記載の空気圧縮機によれば、三相通電制御手段が、始動期間において、電動モータへの供給電流を低減するように制御している。これにより、三相通電制御手段は、電動モータへ供給される電流を、回転角速度の上昇に応じて、電流値を低減して行く。したがって、三相通電制御手段によって電動モータを駆動しているときに、外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなることを防止することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
また、請求項６に記載の空気圧縮機によれば、モータ制御手段は、半導体スイッチング素子などによって構成されたインバータ回路である。そして、このインバータ回路は、回転検出手段による検出信号に基づいてスイッチング周波数を制御し、回転角速度の上昇に応じて電動モータへの給電電流を低減させて行く。このように構成された空気圧縮機によれば、インバータ回路と回転位置検出器とマイコンの入出力信号とによって、電動モータの始動時の微細な駆動制御が可能となる。これによって、始動時のモータの回転角速度に応じてインバータ回路の入出力電流やスイッチング素子のキャリア周波数を制限することができる。よって、始動時間を従来と同じと考えた場合に、始動時に実際に必要なモータの出力トルクを得るための入出力電流をより小さくすることができるので、スイッチング素子の一周期分の電流値をより低減することができる。このため、インバータ回路における各部品の電流容量を必要最小限に小さくすることができ、且つ電源容量も小さくすることができる。よって、一層のコストダウンを図った空気圧縮機を提供することができると共に、空気圧縮機のランニングコストを削減することができる。