(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を圧縮する圧縮部と、
該圧縮部を駆動するモータと、
前記圧縮部により生成された圧縮気体を貯留するタンクと、
該タンク内の圧縮気体の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記タンクに貯留された圧縮気体を取り出すための接続部材が着脱可能とされ、接続された該接続部材に高圧側取出圧で圧縮気体を送出可能な高圧側継手部と、
前記タンクに貯留された圧縮気体を取り出すための接続部材が着脱可能とされ、接続された該接続部材に前記高圧側取出圧よりも低い低圧側取出圧で圧縮気体を送出可能な低圧側継手部と、
前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記モータを制御する制御部と、
を備えてなる圧縮機において、
前記高圧側継手部への前記接続部材の接続および非接続を検出する接続検出手段を備え、
前記制御部は、前記接続検出手段で前記高圧側継手部への前記接続部材の接続が検出されると、前記タンク内圧力を、前記高圧側取出圧よりも高い高圧側制御圧に維持するように前記モータを制御する高圧運転モードを実行する一方、前記接続検出手段で前記高圧側継手部への前記接続部材の非接続が検出されると、前記タンク内圧力を前記高圧側制御圧よりも低く且つ前記低圧側取出圧よりも高い低圧側制御圧に維持するように前記モータを制御する低圧運転モードを実行することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記接続検出手段は、前記タンクと前記高圧側継手部との間に設けられて該高圧側継手部への前記接続部材の接続時に生じる気体の流れを検出するフローセンサであることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を圧縮する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体を圧縮してタンクに貯留すると共に、タンクに貯留した圧縮気体を外部に供給可能とする圧縮機において、タンクに貯留した圧縮気体を高圧および低圧の二段階で供給可能なものがある。つまり、この圧縮機では、供給先である釘打ち機等のホースを接続させる継手部が二箇所設けられ、一方の継手部にホースが接続されると、減圧弁で減圧した高圧の圧縮気体をこのホースに供給する一方、他方の継手部にホースが接続されると、減圧弁でさらに低圧に減圧した圧縮気体をこのホースに供給するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５４２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような圧縮機においては、高圧の圧縮気体を供給可能とするために、タンク内の圧力を常に高圧に維持するようにその運転が制御される。このため、例えば、低圧の圧縮気体の使用頻度が高い使用環境下においては、タンク内が無駄に高圧に維持されることになってしまう。その結果、無駄な電力を消費することになる。また、タンク内が高圧に維持されることで、気体を圧縮する圧縮部や圧縮部を駆動するモータ等への負荷が大きくなり、製品寿命が短くなってしまう。
【０００４】
したがって、本発明は、省電力化および長寿命化を図ることができる圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、気体を圧縮する圧縮部と、該圧縮部を駆動するモータと、前記圧縮部により生成された圧縮気体を貯留するタンクと、該タンク内の圧縮気体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記タンクに貯留された圧縮気体を取り出すための接続部材が着脱可能とされ、接続された該接続部材に高圧側取出圧で圧縮気体を送出可能な高圧側継手部と、前記タンクに貯留された圧縮気体を取り出すための接続部材が着脱可能とされ、接続された該接続部材に前記高圧側取出圧よりも低い低圧側取出圧で圧縮気体を送出可能な低圧側継手部と、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記モータを制御する制御部と、を備えてなる圧縮機において、前記高圧側継手部への前記接続部材の接続および非接続を検出する接続検出手段を備え、前記制御部は、前記接続検出手段で前記高圧側継手部への前記接続部材の接続が検出されると、前記タンク内圧力を、前記高圧側取出圧よりも高い高圧側制御圧に維持するように前記モータを制御する高圧運転モードを実行する一方、前記接続検出手段で前記高圧側継手部への前記接続部材の非接続が検出されると、前記タンク内圧力を前記高圧側制御圧よりも低く且つ前記低圧側取出圧よりも高い低圧側制御圧に維持するように前記モータを制御する低圧運転モードを実行することを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記接続検出手段は、前記タンクと前記高圧側継手部との間に設けられて該高圧側継手部への前記接続部材の接続時に生じる気体の流れを検出するフローセンサであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、制御部が、接続検出手段で高圧側継手部への接続部材の接続が検出されると、タンク内圧力を、高圧側継手部からの送出圧力である高圧側取出圧よりも高い高圧側制御圧に維持するようにモータを制御する高圧運転モードを実行する一方、接続検出手段で高圧側継手部への接続部材の非接続が検出されると、タンク内圧力を、高圧側制御圧よりも低く且つ低圧側継手部からの送出圧力である低圧側取出圧よりも高い低圧側制御圧に維持するようにモータを制御する低圧運転モードを実行する。つまり、高圧を使用する状況下においては高圧運転モードで運転を実行するものの、高圧を使用する状況下になければ低圧運転モードで運転を実行することになる。したがって、無駄に高圧運転モードで運転されることがないため、無駄な電力消費を抑制でき、無駄に各部に負荷が加わることも防止できる。よって、省電力化および長寿命化を図ることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明によれば、接続検出手段は、タンクと高圧側継手部との間に設けられてこの高圧側継手部への接続部材の接続時に生じる気体の流れを検出するフローセンサであるため、容易且つ確実に、高圧側継手部への接続部材の接続および非接続を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施形態の圧縮機を図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の図１に示す圧縮機１１は、気体として空気を圧縮するものであり、圧縮空気の圧力で釘打ちを行う釘打ち機等の空気工具に圧縮空気を供給するものである。しかも、この圧縮機１１は、一般圧で駆動される一般圧空気工具（空気使用装置）１２およびこれより高圧で駆動される高圧空気工具（空気使用装置）１３の両方兼用の空気源として使用されるものである。
【００１０】
この圧縮機１１は、機外から空気を吸引して圧縮するレシプロ型あるいはスクロール型の圧縮機本体（圧縮部）１５と、圧縮機本体１５を駆動する電動モータ１６と、圧縮機本体１５により圧縮生成された圧縮空気を貯留する空気タンク（タンク）１７と、空気タンク１７内の圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ（圧力検出手段）１８と、圧力センサ１８の検出結果に基づいて電動モータ１６を制御する制御部２０とを有している。
【００１１】
また、この圧縮機１１は、一般圧空気工具１２の接続ホースからなる接続部材１２Ａが着脱可能に接続される低圧側継手部２１と、高圧空気工具１３の接続ホースからなる接続部材１３Ａが着脱可能に接続される高圧側継手部２２とを有している。
【００１２】
低圧側継手部２１は、接続部材１２Ａが押し込まれることでワンタッチで接続部材１２Ａを接続状態とし、高圧側継手部２２は、接続部材１３Ａが押し込まれることでワンタッチで接続部材１３Ａを接続状態とするもので、いずれにも接続部材１２Ａ，１３Ａが接続されると開状態となり接続部材１２Ａ，１３Ａが取り外されると閉状態となる図示略の弁が内蔵されている。よって、低圧側継手部２１および高圧側継手部２２は、いずれも接続部材１２Ａ，１３Ａが接続されると接続部材１２Ａ，１３Ａに圧縮空気を供給することになり、接続部材１２Ａ，１３Ａが取り外されると外への圧縮空気の放出を規制する。
【００１３】
ここで、高圧側継手部２２には、空気タンク１７に貯留された圧縮空気を、予め設定された高圧側取出圧Ｐａ０（例えば２．２ＭＰａ）に減圧する高圧側減圧弁２４が設けられている。よって、高圧側継手部２２は、これに接続された接続部材１３Ａに高圧側取出圧Ｐａ０の圧縮空気を送出可能となっている。また、低圧側継手部２１には、空気タンク１７に貯留された圧縮空気を高圧側取出圧Ｐａ０よりも低い、予め設定された低圧側取出圧Ｐｂ０（例えば０．８ＭＰａ）に減圧する低圧側減圧弁２５が設けられている。よって、低圧側継手部２１は、これに接続された接続部材１２Ａに低圧側取出圧Ｐｂ０の圧縮空気を送出可能となっている。
【００１４】
そして、本実施形態の圧縮機１１には、空気タンク１７と高圧側継手部２２との間の流路に、圧縮空気の流通を検出するフローセンサ（接続検出手段）２７が設けられている。このフローセンサ２７の目的は、高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続時に生じる圧縮空気の流れを検出することであり、この流れがあると、高圧側継手部２２へ接続部材１３Ａが接続されたことを検出し、この流れがなければ高圧側継手部２２へ接続部材１３Ａが接続されていないこと（非接続）を検出する。つまり、フローセンサ２７は、高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続および非接続を検出する。
【００１５】
なお、フローセンサ２７を設ける以外にも、高圧側継手部２２に、接続される接続部材１３Ａで押圧されるスイッチを設け、このスイッチのオンオフで接続部材１３Ａの接続および非接続を検出しても良い。また、高圧側継手部２２に、接続される接続部材１３Ａでオンされる近接スイッチを設け、この近接スイッチのオンオフで接続部材１３Ａの接続および非接続を検出しても良い。また、高圧側継手部２２の金属部分の電気的特性（例えば抵抗値）を検出するセンサを設け、この高圧側継手部２２に金属部において接続される接続部材１３Ａの接続および非接続を電気的特性の変化で検出しても良い。また、高圧側継手部２２に光学センサを設け、接続部材１３Ａの接続および非接続を光学センサの遮光および透光で検出しても良い。
【００１６】
そして、本実施形態の圧縮機１１は、制御部２０が以下の制御を行う。
圧縮機１１の主電源がオンされると、制御部２０は、図２に示すように、圧縮機１１の運転開始時に操作される運転スイッチがオンであるかオフであるかを確認する（ステップＳＡ１）。運転スイッチがオフである場合にはステップＳＡ１の判断に戻る。
【００１７】
一方、ステップＳＡ１で運転スイッチがオンである場合には、空気タンク１７内の圧力を圧力センサ１８で検出し（ステップＳＡ２）、空気タンク１７内の圧力が大気圧を超えているか否かを判定する（ステップＳＡ３）。大気圧を超えていなければ、電動モータ１６をオンして（ステップＳＡ４）、ステップＳＡ３に戻る。
【００１８】
ステップＳＡ３で、大気圧を超えていたら、フローセンサ２７により空気タンク１７と高圧側継手部２２との間の流路の圧縮空気の流通、つまり高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続を検出する（ステップＳＡ５）。そして、圧縮空気の流通によってフローセンサ２７がオン状態にあること（接続部材１３Ａの接続有り）を検出すると高圧運転モードを実行する一方（ステップＳＡ６）、圧縮空気の流通がなくフローセンサ２７がオフ状態にあること（接続部材１３Ａの接続なし）を検出すると低圧運転モードを実行する（ステップＳＡ７）。
【００１９】
高圧運転モードでは、図３に示すように、まず、空気タンク１７内の圧力を圧力センサ１８で確認し（ステップＳＢ１）、空気タンク１７内の圧力が、予め設定された高圧側下限値ＰａＬ（例えば３．５ＭＰａ）以下であるか否かを判定する（ステップＳＢ２）。高圧側下限値ＰａＬ以下でなければ、ステップＳＢ１に戻る。
【００２０】
ステップＳＢ２で、高圧側下限値ＰａＬ以下であると、電動モータ１６がオン状態にあるか否かを判定し（ステップＳＢ３）、オン状態になければ、電動モータ１６をオンする（ステップＳＢ４）。そして、ステップＳＢ３で電動モータ１６がオン状態にある場合とステップＳＢ４で電動モータ１６がオンされた場合との両方において、空気タンク１７内の圧力を圧力センサ１８で確認し（ステップＳＢ５）、空気タンク１７内の圧力が、予め設定された高圧側上限値ＰａＨ（例えば４．０ＭＰａ）以上であるか否かを判定する（ステップＳＢ６）。高圧側上限値ＰａＨ以上でなければ、ステップＳＢ５に戻り、高圧側上限値ＰａＨ以上であれば、電動モータ１６をオフして（ステップＳＢ７）、ステップＳＢ１に戻る。
【００２１】
以上により、フローセンサ２７で高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続が検出された高圧運転モードでは、制御部２０が、空気タンク１７内の圧力を、高圧側取出圧Ｐａ０（例えば２．２ＭＰａ）よりも高い、高圧側下限値ＰａＬ（例えば３．５ＭＰａ）から高圧側上限値ＰａＨ（例えば４．０ＭＰａ）の間の高圧側制御圧に維持するように電動モータ１６を制御する。ただし、接続された高圧空気工具１３の空気使用量によっては、空気タンク１７内の圧力が、上記のような電動モータ１６の制御にかかわらず高圧側制御圧ＰａＬ〜ＰａＨを下回ることもある。
【００２２】
低圧運転モードでは、図４に示すように、まず、空気タンク１７内の圧力を圧力センサ１８で確認し（ステップＳＣ１）、空気タンク１７内の圧力が、予め設定された低圧側下限値ＰｂＬ（例えば１．５ＭＰａ）以下であるか否かを判定する（ステップＳＣ２）。低圧側下限値ＰｂＬ以下でなければ、ステップＳＣ１に戻る。
【００２３】
ステップＳＣ２で、低圧側下限値ＰｂＬ以下であると、電動モータ１６がオン状態にあるか否かを判定し（ステップＳＣ３）、オン状態になければ、電動モータ１６をオンする（ステップＳＣ４）。そして、ステップＳＣ３で電動モータ１６がオン状態にある場合とステップＳＣ４で電動モータ１６がオンされた場合との両方において、空気タンク１７内の圧力を圧力センサ１８で確認し（ステップＳＣ５）、空気タンク１７内の圧力が、予め設定された低圧側上限値ＰｂＨ（例えば２．０ＭＰａ）以上であるか否かを判定する（ステップＳＣ６）。低圧側上限値ＰｂＨ以上でなければ、ステップＳＣ５に戻り、低圧側上限値ＰｂＨ以上であれば、電動モータ１６をオフして（ステップＳＣ７）、ステップＳＣ１に戻る。
【００２４】
以上により、フローセンサ２７で高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの非接続が検出された低圧運転モードでは、制御部２０が、空気タンク１７内の圧力を、上記した高圧側制御圧ＰａＬ〜ＰａＨ（例えば３．５〜４．０ＭＰａ）よりも低く且つ低圧側取出圧Ｐｂ０（例えば０．８ＭＰａ）よりも高い、低圧側下限値ＰｂＬ（例えば１．５ＭＰａ）から低圧側上限値ＰｂＨ（例えば２．０ＭＰａ）の間の低圧側制御圧に維持するように電動モータ１６を制御する。ただし、接続された一般圧空気工具１２の空気使用量によっては、空気タンク１７内の圧力が、上記のような電動モータ１６の制御にかかわらず低圧側制御圧ＰｂＬ〜ＰｂＨを下回ることもある。
【００２５】
また、制御部２０は、低圧運転モードでの運転中、上記と並行制御で、図５に示すように、常に、フローセンサ２７によって圧縮空気の流通つまり高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続を監視している。つまり、低圧運転モードでの運転中であるか否かを判定し（ステップＳＤ１）、低圧運転モードでの運転中である場合には、フローセンサ２７により空気タンク１７と高圧側継手部２２との間の流路の圧縮空気の流通、つまり高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続を検出する（ステップＳＤ２）。そして、圧縮空気の流通が有りフローセンサ２７がオンされた状態（接続部材１３Ａの接続有り）を検出しなければ、ステップＳＤ２に戻り、フローセンサ２７がオンされた状態（接続部材１３Ａの接続有り）を検出すると、高圧運転モードに切り替えステップＳＢ１〜ＳＢ７を実行する（ステップＳＤ３）。
【００２６】
例えば、空気タンク１７内が大気圧であり且つ低圧側継手部２１に接続部材１２Ａが接続され且つ高圧側継手部２２に接続部材１３Ａが接続されていない状態で、運転開始にともない運転スイッチがオンされると（ステップＳＡ１）、空気タンク１７内の圧力が大気圧であるため（ステップＳＡ３）、制御部２０は、電動モータ１６をオンして圧縮機本体１５を駆動する（ステップＳＡ４）。これにより、図６に例示するタイミングチャートのように、空気タンク１７内の圧力が上昇する（ｔ１時点以降）。そして、フローセンサ２７により圧縮空気の流通なし（接続部材１３Ａの接続なし）を検出すると（ステップＳＡ５）、制御部２０は、低圧運転モードを実行する（ステップＳＡ７）。つまり、空気タンク１７内の圧力が低圧側下限値ＰｂＬ（例えば１．５ＭＰａ）以下であるため（ステップＳＣ２）、空気タンク１７内の圧力が低圧側上限値ＰｂＨ（例えば２．０ＭＰａ）以上になるまで（ステップＳＣ６）、電動モータ１６を駆動し続け、低圧側上限値ＰｂＨ以上になると、電動モータ１６をオフする（ステップＳＣ７）。これにより、空気タンク１７内の圧力が低圧側上限値ＰｂＨとなる（ｔ２時点以降）。
【００２７】
一方、低圧側継手部２１に接続された接続部材１２Ａを介して圧縮空気の消費が開始されると、空気タンク１７内の圧力が下がる（ｔ３時点以降）。そして、低圧運転モード中、空気タンク１７内の圧力が低圧側下限値ＰｂＬ（例えば１．５ＭＰａ）以下になると（ステップＳＣ２）、制御部２０は、電動モータ１６をオンする（ステップＳＣ４）。これにより、圧縮空気の消費のみであった状態に対して圧縮空気の生成が行われるため、空気タンク１７内の圧力の低下率が緩やかになる（ｔ４時点以降）。そして、圧縮空気の消費が停止すると（ｔ５時点）、空気タンク１７内の圧力が上昇する（ｔ５時点以降）。そして、空気タンク１７内の圧力が低圧側上限値ＰｂＨ以上になる（ステップＳＣ６：ｔ６時点）と、制御部２０は、電動モータ１６をオフする（ステップＳＣ７）。
【００２８】
そして、このような低圧運転モードでの運転中に、フローセンサ２７により圧縮空気の流通有り（接続部材１３Ａの接続有り）を検出すると（ステップＳＤ２）、制御部２０は、高圧運転モードに切り替える（ステップＳＤ３）。つまり、この時点では空気タンク１７内の圧力が高圧側下限値ＰａＬ（例えば３．５ＭＰａ）以下であるため（ステップＳＢ２）、制御部２０は電動モータ１６をオンし（ステップＳＢ４）、空気タンク１７内の圧力が高圧側上限値ＰａＨ（例えば４．０ＭＰａ）以上になるまで（ステップＳＢ６）、電動モータ１６を駆動し続ける。これにより、空気タンク１７内の圧力が上昇する（ｔ７時点以降）。そして、空気タンク１７内の圧力が高圧側上限値ＰａＨ（例えば４．０ＭＰａ）以上になると（ステップＳＢ６）、制御部２０は、電動モータ１６をオフする（ステップＳＢ７）。これにより、空気タンク１７内の圧力が高圧側上限値ＰａＨとなる（ｔ８時点以降）。
【００２９】
一方、高圧側継手部２２に接続された接続部材１３Ａを介して圧縮空気の消費が開始されると（ｔ９時点）、空気タンク１７内の圧力が下がる（ｔ９時点以降）。そして、高圧運転モード中、空気タンク１７内の圧力が高圧側下限値ＰａＬ（例えば３．５ＭＰａ）以下になると（ステップＳＢ２）、制御部２０は、電動モータ１６をオンする（ステップＳＢ４）。これにより、圧縮空気の消費のみであった状態に対して圧縮空気の生成が行われるため、空気タンク１７内の圧力の低下率が緩やかになる（ｔ１０時点以降）。
【００３０】
以上に述べた本実施形態の圧縮機１１によれば、制御部２０は、フローセンサ２７で高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続が検出されると、空気タンク１７内の圧力を、高圧側継手部２２からの送出圧力である高圧側取出圧Ｐａ０よりも高い高圧側制御圧ＰａＬ〜ＰａＨに維持するように電動モータ１６を制御する高圧運転モードを実行する一方、フローセンサ２７で高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの非接続が検出されると、空気タンク１７内の圧力を、高圧側制御圧ＰａＬ〜ＰａＨよりも低く且つ低圧側継手部２１からの送出圧力である低圧側取出圧Ｐｂ０よりも高い低圧側制御圧ＰｂＬ〜ＰｂＨに維持するように電動モータ１６を制御する低圧運転モードを実行する。つまり、高圧を使用する状況下においては高圧運転モードで運転を実行するものの、高圧を使用する状況下になければ低圧運転モードで運転を実行することになる。したがって、無駄に高圧運転モードで運転されることがないため、無駄な電力消費を抑制でき、無駄に各部に負荷が加わることも防止できる。よって、省電力化および長寿命化を図ることができる。
【００３１】
また、空気タンク１７と高圧側継手部２２との間に設けられてこの高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続時に生じる圧縮空気の流れを検出するフローセンサ２７であるため、容易且つ確実に、高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続および非接続を検出することができる。
【００３２】
しかも、高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続で低圧運転モードを高圧運転モードにするため、高圧側の空気を使用する際に必要とされる高圧側継手部２２への接続部材１３Ａの接続動作で、自動的に低圧運転モードを高圧運転モードにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態の圧縮機を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の圧縮機における運転スイッチオン時の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態の圧縮機における高圧運転モードの制御内容を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態の圧縮機における低圧運転モードの制御内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態の圧縮機における低圧運転モードから高圧運転モードへの切替の制御内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態の圧縮機における作動の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１１  圧縮機
１２Ａ，１３Ａ  接続部材
１５  圧縮機本体（圧縮部）
１６  電動モータ（モータ）
１７  空気タンク（タンク）
１８  圧力センサ（圧力検出手段）
２０  制御部
２１  低圧側継手部
２２  高圧側継手部
２７  フローセンサ（接続検出手段）
【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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【図６】
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