特許 7151178 空気圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】空気圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F15B 20/00 20060101AFI20221004BHJP

   F04B 51/00 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

F15B20/00 E

F04B51/00

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018104666

(22)【出願日】2018-05-31

(65)【公開番号】P2019210952

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-03-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】工機ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】横田 伴義

(72)【発明者】

【氏名】圷 康輔

(72)【発明者】

【氏名】野田 貴史

(72)【発明者】

【氏名】保科 壮希

【審査官】落合 弘之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１６９０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３４３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４７４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４８７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１７７２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０４０１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１５８４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ ２０／００－２１／１２

Ｆ０４Ｂ ４９／００－５１／００

Ｆ１６Ｋ １７／００－１７／１６８

Ｆ１６Ｋ ３１／００－３１／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮空気を生成する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動する第１のモータと、
前記第１のモータを制御する制御部と、
前記圧縮空気を貯留するタンクと、
前記タンクから供給された前記圧縮空気を任意の吐出圧力に減圧する減圧機構と、
前記吐出圧力を検出する吐出圧力検出部と、
を有する空気圧縮機であって、
前記減圧機構は、
前記圧縮空気を前記吐出圧力に減圧する減圧弁と、
前記減圧弁を駆動する第２のモータと、
前記第２のモータの回転量を検出する回転量検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第２のモータの回転量と前記吐出圧力との関係を予め記憶する記憶部と、
前記吐出圧力検出部によって検出された前記吐出圧力と、前記回転量検出部によって検出された前記第２のモータの回転量に対応する前記記憶部に記憶されている前記吐出圧力と、の差分が許容範囲を超えた場合に、前記減圧機構に異常があると判断する判断部と、
を有する、空気圧縮機。

【請求項2】

前記第２のモータは、前記減圧弁によって調整された吐出圧力が最小となる第１の位置から最大となる第２の位置まで回転可能であり、
前記第１の位置から前記第１の位置と前記第２の位置との間に存在する第３の位置までの間において、前記吐出圧力は、一定である、請求項１に記載の空気圧縮機。

【請求項3】

前記第２のモータの前記第３の位置から前記第２の位置までの回転量に対する前記吐出圧力の関係は、線形である、請求項２に記載の空気圧縮機。

【請求項4】

前記制御部は、前記第３の位置と前記第２の位置との間に存在する第４の位置における第１の吐出圧力と、前記第２の位置と前記第４の位置との間に存在する第５の位置における第２の吐出圧力と、に基づいて前記第２のモータの回転量に対する前記吐出圧力の関係を算出する、請求項２または３に記載の空気圧縮機。

【請求項5】

前記制御部は、前記第２のモータを前記第２の位置に向けて回転させる場合において、前記第５の位置と前記第２の位置との間に存在する第６の位置を超えると、前記第２のモータに印加される電圧を下げる、請求項４に記載の空気圧縮機。

【請求項6】

前記第２のモータの回転における前記第１～６の位置は、前記減圧弁の調整ネジの回転量に相当する、請求項５に記載の空気圧縮機。

【請求項7】

前記制御部が前記減圧機構に異常があると判断した場合に、前記異常を報知する報知部を有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の空気圧縮機。

【請求項8】

前記吐出圧力に調整された前記圧縮空気を外部機器に供給するために前記外部機器と接続される接続部を備えた、請求項１に記載の空気圧縮機。

【請求項9】

前記圧縮部を覆うカバーの表面に操作パネルが設けられ、
前記操作パネルからの操作により、空気圧縮機の動作モードを、
前記空気圧縮機の電源投入時に前記吐出圧力を自動的に予め設定された吐出圧力に調整する第１モード、作業者が前記吐出圧力を任意の吐出圧力に設定可能な第２モード、遠隔操作で圧力を設定可能にする第３モードの何れかに切り換える、請求項１に記載の空気圧縮機。

【請求項10】

前記制御部に、前記空気圧縮機の姿勢を監視する姿勢監視部が設けられる、請求項１に記載の空気圧縮機。

【請求項11】

前記第２のモータは、２つ設けられ、
前記圧縮部は、互いに連通する第１圧縮部と第２圧縮部とを備え、
２つの前記第２のモータは、平面視で、前記第１圧縮部と前記第２圧縮部のうちの何れか一方の両側に配置されている、請求項１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、空気圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

空気圧縮機のうち、貯留した圧縮空気を打込機などの空気式工具で使用する際に、減圧弁による圧力調整を、空気圧縮機に内蔵されたモータの駆動によって行う空気圧縮機が特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１に開示された空気圧縮機は、減圧弁を駆動可能な小型の圧力調整モータを有しており、圧力表示画面から受け付けた入力に応じて圧力調整用モータを制御し、減圧弁を駆動させることで空気取出圧力を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１６９０７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載された空気圧縮機のように、減圧弁をモータの駆動で制御する構造の空気圧縮機では、使用時に空気圧縮機から供給される圧縮空気の吐出圧力は、予め設定された減速機構の回転量で調整される。

【0006】

しかしながら、モータの回転軸の回転量を減速機構の回転量としてカウントするため、空気圧縮機を長期間使用していると、例えば、減速機構を構成するギヤの摩耗やベルトの滑りの影響などで、モータの回転量と減速機構の出力軸の回転量とが一致しないという現象が起こる。

【0007】

一方で、減速機構の出力軸の回転量を細かく調整するためには、出力軸の回転角度を検出するエンコーダのピッチ角度を小さく設計する必要があり、エンコーダが大型化するため、空気圧縮機の小型化を図ることが困難である。

【0008】

空気圧縮機において、減圧弁を駆動するモータの回転量と減速機構の出力軸の回転量とが、一致しない状態で空気圧縮機の使用を続けると減速機構が故障に到り、空気圧縮機の故障により作業が中断するという課題が発生する。

【0009】

空気圧縮機において、減圧弁を駆動するモータの回転量と減速機構の出力軸の回転量とのズレは、減速機構の故障の兆候であり、減速機構が故障する前に作業者に報知する手段が必要となる。

【0010】

本発明の目的は、空気圧縮機の大型化を回避しつつ、空気圧縮機の故障による作業の中断を防止することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の空気圧縮機は、圧縮空気を生成する圧縮部と、前記圧縮部を駆動する第１のモータと、前記第１のモータを制御する制御部と、前記圧縮空気を貯留するタンクと、前記タンクから供給された前記圧縮空気を任意の吐出圧力に減圧する減圧機構と、前記吐出圧力を検出する吐出圧力検出部と、を有するものである。また、前記減圧機構は、前記圧縮空気を前記吐出圧力に減圧する減圧弁と、前記減圧弁を駆動する第２のモータと、前記第２のモータの回転量を検出する回転量検出部と、を備える。また、前記制御部は、前記第２のモータの回転量と前記吐出圧力との関係を予め記憶する記憶部と、前記吐出圧力検出部によって検出された前記吐出圧力と、前記回転量検出部によって検出された前記第２のモータの回転量に対応する前記記憶部に記憶されている前記吐出圧力と、の差分が許容範囲を超えた場合に、前記減圧機構に異常があると判断する判断部と、を有する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、空気圧縮機の大型化を回避しつつ、空気圧縮機の故障による作業の中断を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態の空気圧縮機の外観構造を示す斜視図である。

【図2】図１に示す空気圧縮機の内部構造を示す平面図である。

【図3】図１に示す空気圧縮機の構造を一部破断して示す側面図である。

【図4】図１に示す空気圧縮機のブロック図である。

【図5】図１に示す空気圧縮機の特性の一例を示す特性図である。

【図6】図１に示す空気圧縮機の動作フローの一例を示すフローチャートである。

【図7】図１に示す空気圧縮機の操作パネルを示す平面図である。

【図8】本発明の変形例の空気圧縮機のブロック図である。

【図9】図８に示す空気圧縮機の動作フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本実施の形態の空気圧縮機について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付している。

【0015】

図１～図３に示される空気圧縮機１０は、合成樹脂製または金属製の下部カバー１１と、合成樹脂製または金属製のカバー１２と、電動のモータ（第１のモータ）１３と、第１圧縮部１４および第２圧縮部１５と、制御部１６と、２つの空気タンク（タンク）１７，１８と、タンク１７，１８を結合するアーム９(９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ)を有する。空気タンク１７，１８は金属製である。そして、脚部１９は、空気タンク１７，１８に固定されている。アーム９ｃ、９ｄは、モータ１３、第１圧縮部１４および第２圧縮部１５が取付けられているクランクケース２０を支持している。カバー１２は、タンク１７，１８に取り付けられており、カバー１２は、モータ１３、第１圧縮部１４および第２圧縮部１５を覆う。カバー１２の表面には操作パネル７１が設けられている。

【0016】

第１圧縮部１４および第２圧縮部１５は、所定方向に間隔をおいて配置されている。第１圧縮部１４および第２圧縮部１５の配置方向で、アーム９ａ、９ｄにグリップ１０１，１０２が固定されている。空気圧縮機１０は可搬式であり、作業者はグリップ１０１，１０２を両手で掴んで空気圧縮機１０を持ち上げ、かつ、作業場所に移動することができる。

【0017】

回転軸２１がクランクケース２０の内部から外部に亘って配置されている。クランクケース２０は、軸受２２を介して回転軸２１を回転可能に支持している。回転軸２１は軸線Ａ１を中心として回転可能である。

【0018】

モータ１３は、固定子２３および回転子２４を有する。固定子２３はクランクケース２０に対して回転しないように設けられている。回転子２４は、回転軸２１に取り付けられている。

【0019】

第１ファン２６および第２ファン２７が回転軸２１に取り付けられている。第１ファン２６および第２ファン２７はカバー１２内に設けられている。クランクケース２０およびモータ１３は、軸線Ａ１に沿った方向で第１ファン２６と第２ファン２７との間に配置されている。カバー１２は通気口１０７を有し、カバー１２の内部とカバー１２の外部とが通気口１０７を介してつながっている。

【0020】

第１圧縮部１４は、回転軸２１に取り付けられた第１クランクアーム、第１クランクアームに取り付けられた第１コネクティングロッド、第１コネクティングロッドに取り付けられた第１ピストン、第１ピストンが収容された第１シリンダ２８、第１圧縮室を形成する第１シリンダヘッド２９、を有する。第２圧縮部１５は、回転軸２１に取り付けられた第２クランクアーム、第２クランクアームに取り付けられた第２コネクティングロッド、第２コネクティングロッドに取り付けられた第２ピストン、第２ピストンが収容された第２シリンダ３０、第２圧縮室を形成する第２シリンダヘッド３１を有する。

【0021】

上記第１圧縮室と上記第２圧縮室とを接続する接続管３２、上記第２圧縮室と空気タンク１８とを接続する接続管３３、空気タンク１７と空気タンク１８とを接続する接続管３４が設けられている。２つの空気タンク１７，１８内の空気圧は同じである。空気タンク１７，１８内の圧力を検出して信号を出力する圧力センサ３５が設けられている。

【0022】

空気タンク１７には高圧調整用の減圧弁３６が接続されており、減圧弁３６に供給管４２が接続されている。減圧弁３６は、空気タンク１７の空気の圧力を調整、具体的には、減圧して供給管４２に吐出する。減圧弁３６は、バルブボディ３８と、バルブボディ３８内に設けた第１ポートと、バルブボディ３８内に設けられ、かつ、第１ポートを開閉する第１弁体と、第１弁体を弾性体を介して支持し、かつ、回転可能な第１スリーブと、第１スリーブに固定された第１ノブ３９および第１ギヤ（減速機）４０と、を有する。上記第１スリーブはバルブボディ３８に対してねじ機構を介して回転可能に取り付けられている。作業者は第１ノブ３９を操作、つまり、回転させて第１ポートの開度を変更可能である。第１ノブ３９、第１ギヤ４０および第１スリーブは、一体で回転および停止する。

【0023】

また、減圧弁３６の吐出圧力を自動的に制御するモータ（第２のモータ）４１が設けられている。モータ４１は、減圧弁３６を制御するアクチュエータである。

【0024】

モータ４１は、その回転子にギヤ４５が連結され、ギヤ４５は第１ギヤ４０に噛み合い減速機構を構成している。モータ４１の回転子が回転すると、減圧弁３６の上記第１ポートの開度が変更される。

【0025】

また、供給管４２内の空気圧を表示する圧力計４６が設けられている。作業者は、圧力計４６を目視して空気圧を認識する。２個のカプラ（接続部）４７が供給管４２に取り付けられている。作業機のエアホースは、２個のカプラ４７のそれぞれに対して、別々に接続および取り外し可能である。

【0026】

一方、空気タンク１８には一般圧調整用の減圧弁４８が接続されている。減圧弁４８は、空気タンク１８の空気の圧力を調整、具体的には減圧して供給管に吐出する。

【0027】

減圧弁４８は、減圧弁３６と同様に、図示しないバルブボディと、上記バルブボディ内に設けた第２ポートと、上記バルブボディ内に設けられ、かつ、第２ポートを開閉する第２弁体と、第２弁体を弾性体を介して支持し、かつ、回転可能な第２スリーブと、第２スリーブに固定された第２ノブ５１および第２ギヤ（減速機）５２と、を有する。第２スリーブは上記バルブボディに対してねじ機構を介して回転可能に取り付けられている。作業者は第２ノブ５１を操作して第２ポートの開度を変更可能である。第２ノブ５１、第２ギヤ５２および第２スリーブは、一体で回転および停止する。

【0028】

また、減圧弁４８の吐出圧力を自動的に制御するモータ（第２のモータ）５３が設けられている。モータ５３は、減圧弁４８を制御するアクチュエータである。モータ５３は、その回転子にギヤ５７が連結され、ギヤ５７は第２ギヤ５２に噛み合い減速機構を構成している。モータ５３の回転子が回転すると、減圧弁４８の第２ポートの開度が調整される。

【0029】

また、減圧弁４８に接続された上記供給管内の空気圧を表示する圧力計５８が設けられている。圧力計５８は、圧力計４６と同様に構成されている。２個のカプラ（接続部）５９が供給管に取り付けられている。作業機のエアホースは、２個のカプラ５９に対して、それぞれ別々に接続および取り外し可能である。

【0030】

なお、空気圧縮機１０には、制御部１６の制御基板１００と電気的に接続され、かつ、商用交流電源と制御部１６とを接続する電力ケーブル９７が設けられている。

【0031】

本実施の形態の空気圧縮機１０は、タンク（空気タンク１７，１８）から供給された圧縮空気２５（図４参照）を任意の吐出圧力に減圧する減圧機構３７，４９を備えている。そして、減圧機構３７は、圧縮空気２５を吐出圧力に減圧する減圧弁３６と、減圧弁３６を駆動するモータ（第２のモータ）４１とを備えている。減圧機構４９は、同様に、圧縮空気２５を吐出圧力に減圧する減圧弁４８と、減圧弁４８を駆動するモータ（第２のモータ）５３とを備えている。

【0032】

すなわち、空気圧縮機１０では、減圧機構３７が備える減圧弁３６がモータ４１によって制御され、減圧機構４９が備える減圧弁４８がモータ５３によって制御される。そして、モータ４１とモータ５３は、図２に示されるように、平面視で、第２圧縮部１５を挟んでその両側に配置されている。モータ４１とモータ５３を第２圧縮部１５の両側に配置することで、空気圧縮機１０が大型化することを抑制しつつ減圧弁３６，４８をモータ駆動することができる。

【0033】

次に、空気圧縮機１０における制御系を図４を用いて説明する。

【0034】

空気圧縮機１０は、制御回路を有する制御部１６を備えている。制御部１６には、電源回路１６ａ、送受信回路１６ｂ、記憶部１６ｃおよび判断部１６ｄなどが設けられている。電源回路１６ａは、空気圧縮機１０の外部に設けられた商用ＡＣ１００Ｖ電源６１から供給された電力を、圧縮部（第１圧縮部１４、第２圧縮部１５）６３を駆動するモータ（第１のモータ）１３や減圧弁６８（減圧弁３６，４８）を駆動するモータ（第２のモータ、モータ４１，５３）６６に供給する。

【0035】

送受信回路１６ｂは、空気圧縮機１０を遠隔操作するための遠隔操作用コントローラ６０と信号を送受信する回路である。記憶部１６ｃは、モータ６６の回転量と吐出圧力との関係を記憶するメモリなどである。判断部１６ｄは、空気タンク（空気タンク１７，１８）６４内の空気の圧力を圧力センサ３５によって検出する。なお、圧力検出（圧力センサ３５）は所望の圧力値を有しているか判断できれば良いので、センサ以外にも、設定圧力に応じて弁体が上下し、弁体の変位量に応じて信号を出力するような機械的な機構で任意の圧力値を判断きるような構造でも良い。空気タンク６４は、圧縮部６３と接続されており、モータ１３の駆動により、生成された圧縮空気２５が貯留される。空気タンク６４には、リリーフバルブ６２も取り付けられている。

【0036】

また、判断部１６ｄは、演算や種々の制御を行う部分である。例えば、検出されたモータ６６の回転量に対する吐出圧力と、記憶部１６ｃに記憶されたモータ６６の回転量に対する吐出圧力との差分が、予め設定された許容範囲を超えた場合に、減圧機構（減圧機構３７，４９）７０に異常があると判断する。

【0037】

詳細に説明すると、空気圧縮機１０には、モータ６６と、モータ６６の回転量を読み取るエンコーダ（回転量検出部、エンコーダ４３）６５と、減速機（ギヤ４５、第１ギヤ４０、ギヤ５７、第２ギヤ５２）６７と、減圧弁（減圧弁３６，４８）６８と、が設けられている。さらに、空気圧縮機１０には、減圧弁６８によって減圧された空気の吐出圧力を検出する圧力センサ（吐出圧力検出部、圧力センサ４４）６９が設けられている。そして、これらのモータ６６とエンコーダ６５と減速機６７と減速機６７と圧力センサ６９とによって減圧機構７０が構成される。

【0038】

なお、エンコーダ６５およびモータ６６は、それぞれ判断部１６ｄと接続されている。減速機６７は、モータ６６および減圧弁６８とそれぞれ接続されている。減圧弁６８は、空気タンク６４に接続されているとともに、圧力センサ６９を介して判断部１６ｄとも接続されている。

【0039】

以上により、本実施の形態の空気圧縮機１０の制御部１６に設けられた判断部１６ｄは、検出されたモータ６６の回転量に対する空気圧縮機１０の吐出圧力と、予め記憶部１６ｃに記憶されたモータ６６の回転量に対する吐出圧力との差分が、予め設定された上記吐出圧力の許容範囲を超えた場合に、減圧機構７０に異常があると判断する。

【0040】

例えば、モータ６６の回転量と空気圧縮機１０の吐出圧力との関係、および上記吐出圧力の許容範囲を、予め、制御部１６の記憶部１６ｃに記憶させておく。そして、空気圧縮機１０の電源を投入する毎に、モータ６６の回転量に対する空気圧縮機１０の吐出圧力を検出し、検出された吐出圧力と、予め記憶されたモータ６６の回転量に対する吐出圧力との差分が、予め設定された上記吐出圧力の許容範囲内であるか否かを判断する。検出された吐出圧力が、設定された上記許容範囲を超えた場合に、作業者に減圧機構７０に異常があることを報知する。

【0041】

なお、判断部１６ｄによって減圧機構７０に異常があると判断した場合には、判断部１６ｄからの信号に基づいて操作パネル７１の報知部７１ａにより、表示や音などによって作業者に減圧機構７０に異常が生じていることを報知する。

【0042】

そして、作業者は、吐出圧力を初期設定値に戻した状態で自動調整機能の操作を停止することで、空気圧縮機１０の故障による作業の中断を防止することができる。

【0043】

ここで、減圧弁６８によって所望の吐出圧力に減圧（調整）された圧縮空気２５は、カプラ（接続部）７２およびエアソケット７３を介して接続された空気工具（外部機器）７４に供給される。空気工具７４は、例えば打込機などである。

【0044】

なお、図４に示される制御系の構成では、図１～図３の空気圧縮機１０の構造で説明した、空気タンク１７，１８、モータ４１，５３、減圧弁３６，４８などを分かり易くするために、便宜上それぞれ１つの部材、すなわち、空気タンク６４、モータ６６、減圧弁６８などとして表示している。

【0045】

次に、本実施の形態の空気圧縮機１０において、予め記憶部１６ｃに記憶しておくモータ６６の回転量に対する吐出圧力の大きさ、すなわち、モータ６６の回転量と吐出圧力との関係について説明する。

【0046】

図５に示されるように、モータ６６の回転量と吐出圧力との関係は、線形となる。すなわち、モータ６６の回転量が増加すると、吐出圧力も増加する。なお、図５に示す特性における横軸は、モータ６６の回転量を減圧弁６８の調整ネジの回転量Ｎに置き換えたものであり、図５に示す特性の縦軸は、空気圧縮機１０の吐出圧力を減圧弁６８の出力圧力Ｐに置き換えたものである。上記調整ネジは、減圧弁内のバネと係合しており、調整ネジを回すと調整ネジがバネを押し付け、圧力を発生させる構造となっている。その際、減圧弁６８の調整ネジの回転量Ｎとモータ６６の回転量との関係も線形を示す関係となっている。

【0047】

図５に示される特性（以降、Ｐ－Ｎ特性と言う）の形成方法について説明する。Ｐ－Ｎ特性においてその横軸のＮ０は、モータ６６の回転における所定の第１の位置であり、減圧弁６８によって調整された出力圧力（吐出圧力）が最小（例えば、０）となるポイントである。ここで、モータ６６の回転における上記第１の位置、および後述する第２～第６の位置は、減圧弁６８の調整ネジの回転量に相当するものである。例えば、図５の特性の横軸におけるＮ０は、モータ６６の回転における第１の位置であり、図５の特性では、減圧弁６８の調整ネジの回転量をＮ０とした時のモータ６６の回転量に対する吐出圧力Ｐが示されている。同様にして、調整ネジの回転量Ｎlockは、モータ６６の回転の第２の位置、調整ネジの回転量ＮＳは、モータ６６の回転の第３の位置、調整ネジの回転量Ｎ１は、モータ６６の回転の第４の位置、調整ネジの回転量Ｎ２は、モータ６６の回転の第５の位置、および調整ネジの回転量Ｎ３は、モータ６６の回転の第６の位置をそれぞれ表している。

【0048】

なお、調整ネジの回転量Ｎ０は、モータ６６の電流信号により自動で設定される。調整ネジの回転量Ｎlockは、モータ６６の第２の位置であり、減圧弁６８によって調整された出力圧力（吐出圧力）が最大（例えば、Ｐlock）となるポイントである。回転量Ｎlockもモータ６６の電流信号により自動で設定される。この場合、モータ６６は、Ｎ０（第１の位置）からＮlock（第２の位置）まで回転可能である。

【0049】

また、回転量ＮＳは、モータ６６の回転における第３の位置である。第３の位置は、Ｎ０（第１の転位置）とＮlock（第２の位置）との間に存在するポイントであり、この第３の位置から上記バネに荷重が掛かり始めるポイントでもある。つまり、Ｎ０（第１の位置）からＮＳ（第３の位置）までは上記バネの遊びの部分であり、吐出圧力Ｐ＝０である。言い換えると、Ｎ０（第１の位置）からＮＳ（第３の位置）までは、吐出圧力Ｐは、一定（０）である。

【0050】

したがって、モータ６６のＮＳ（第３の位置）からＮlock（第２の位置）までの回転量に対する吐出圧力Ｐの関係を算出することで、空気圧縮機１０のＰ－Ｎ特性を形成することができる。つまり、空気圧縮機１０のＰ－Ｎ特性において、２つのポイント（例えば、第３の位置と第２の位置）のそれぞれにおける調整ネジの回転量Ｎと吐出圧力Ｐの大きさを検出することにより、Ｐ－Ｎ特性を形成することができる。そして、このＰ－Ｎ特性を予め空気圧縮機１０の制御部１６の記憶部１６ｃに記憶させておく。

【0051】

なお、以下の方法でＰ－Ｎ特性を形成してもよい。

【0052】

空気圧縮機１０において、まず、Ｎ０（第１の位置）とＮlock（第２の位置）との間に存在するＮ１（第４の位置）における第１の吐出圧力Ｐ１を圧力計などを用いて計測して手動で設定する。さらに、Ｎlock（第２の位置）とＮ１（第４の位置）との間に存在するＮ２（第５の位置）における第２の吐出圧力Ｐ２を同様に圧力計などを用いて計測して手動で設定する。そして、制御部１６によって２つのポイント（Ｎ１、Ｎ２）のそれぞれにおける調整ネジの回転量Ｎと吐出圧力Ｐの大きさを検出することにより、調整ネジの回転量Ｎと吐出圧力Ｐの関係をＰ－Ｎ特性として算出することができる。すなわち、Ｐ－Ｎ特性を形成することができる。制御部１６の記憶部１６ｃは、制御部１６によって算出された前記関係を記憶しておく。さらに、吐出圧力の許容範囲も予め記憶しておく。例えば、検出された吐出圧力の許容範囲は、予め記憶されたＰ－Ｎ特性の吐出圧力の±１０％程度である。

【0053】

また、制御部１６は、モータ６６をＮlock（第２の位置）に向けて回転させる場合において、Ｎ２（第５の位置）とＮlock（第２の位置）との間に存在するＮ３（第６の位置）を超えると、モータ６６にかかる電圧を下げる制御を行うことが好ましい。

【0054】

これは、図５に示される調整ネジの回転量Ｎとモータ電流もしくはモータ電圧との関係において、Ｂ１やＢ２のポイントは、モータ６６の過電流のしきい値であり、モータ電流がＢ１やＢ２の大きさを超えることは空気圧縮機１０の制御上好ましくない。したがって、Ｐ－Ｎ特性を設定した後に、Ｎlock（第２の位置）に向けてモータ６６の回転量を増やす際には、Ｎlockポイントの電流が過大にならないようにＮ３（第６の位置）以降、Ｖ１に示されるように、制御部１６によりモータ電圧を下げて制御する。これにより、調整ネジに係合するバネの劣化を防止することができる。

【0055】

本実施の形態の空気圧縮機１０では、作業者が電源を投入（通電）するごとに、初期動作で、予め制御部１６の記憶部１６ｃに記憶されている図５に示すようなＰ－Ｎ特性を用いて、例えば、調整ネジの回転量Ｎ２に対する吐出圧力（出力圧力）Ｐ２の大きさを確認する。そして、異常（吐出圧力が許容範囲外となる、もしくはしきい値を超える）があれば、作業者に異常を報知する。なお、吐出圧力（出力圧力）Ｐ２に対する調整ネジの回転量Ｎ２を確認してもよい。ここで、吐出圧力（出力圧力）や調整ネジの回転量の許容範囲は、Ｐ－Ｎ特性上の値に対して、一例として、±１０％以内である。

【0056】

したがって、確認した吐出圧力（出力圧力）や調整ネジの回転量の値が、Ｐ－Ｎ特性上の値に対して、例えば、±１０％を超えた（または下回った）場合に、減圧機構７０に異常があると判断する。

【0057】

なお、作業者が初期動作で調整ネジの回転量や吐出圧力（出力圧力）の大きさを確認する場合、Ｐ－Ｎ特性において、例えば、Ｎ１（第４の位置）からＮ３（第６の位置）の間であれば何れの大きさ（ポイント）の位置であってもよい。その際、Ｎ１（第４の位置）に対して近いポイントで確認を行うことにより、確認時間をより短縮させることができる。

【0058】

また、Ｐ－Ｎ特性を用いて吐出圧力の初期値Ｐに対する調整ネジの回転量の値Ｎを算出して確認することも可能である。

【0059】

次に、図６を用いて本実施の形態の空気圧縮機１０の動作フローについて説明する。

【0060】

まず、ステップＳ１に示されるデータ読込みを実施する。ここでは、例えば、通信、接続異常の確認、さらに減圧弁制御システムが正常であることを確認する。これは改造防止のためである。また、初期設定データや圧力フラグ＝０などのデータを読込む。

【0061】

ステップＳ１の後、ステップＳ２に示されるＳＷ（待機）となる。すなわち、電源ＳＷ（スイッチ）の待機状態となる。次に、ステップＳ３に示される電源ＳＷのＯＮの確認を行う。ステップＳ３で電源ＳＷが投入されていればステップＳ４に示される圧力フラグの確認を行う。ステップＳ３で電源ＳＷが投入されていなければステップＳ５に示されるモータ停止となってステップＳ２のＳＷ（待機）に戻る。

【0062】

ステップＳ４で圧力フラグの確認を行い、圧力フラグ＝１でない場合、ステップＳ６に示されるＰ＞停止圧力の確認を行う。この時の停止圧力は、一例として４．４ＭＰａであり、この圧力は、コンプレッサの最大圧力である。タンク内の圧力が上記停止圧力より小さい場合は、ステップＳ７に示されるモータ起動を行ってステップＳ８に示されるデータ書込みの状態となり、ステップＳ３の電源ＳＷの確認を再度実施する。

【0063】

また、ステップＳ６のＰ＞停止圧力の確認でタンク内の圧力が上記停止圧力より大きい場合は、ステップＳ９に示されるモータ停止となり、ステップＳ１０に示されるように圧力フラグ＝１とし、タンク内の圧縮空気２５が満タンになったことを確認する。その後、ステップＳ１１に示される減圧弁動作を実施する。すなわち、空気タンク６４より供給された圧縮空気２５を所望の圧力に調整（減圧）して空気圧縮機１０を使用する。

【0064】

この時、空気圧縮機１０では、予め制御部１６の記憶部１６ｃに記憶されている図５に示すようなＰ－Ｎ特性を用いて、例えば、調整ネジの回転量（モータ６６の回転量）に対する吐出圧力（出力圧力）の大きさを確認する。そして、異常（吐出圧力が許容範囲外となる、もしくはしきい値を超える）があれば、作業者に異常を報知する。

【0065】

一方、ステップＳ４に示される圧力フラグの確認において、圧力フラグ＝１である場合には、ステップＳ１２に示されるＰ＞再起動圧力の確認を行う。この時の再起動圧力は、一例として３．２ＭＰａであり、この圧力は、コンプレッサが再起動する際の圧力である。

【0066】

ステップＳ１２に示される再起動圧力の確認において、圧力が再起動圧力より小さい場合、ステップＳ８に示されるデータ書込みの状態となる。また、圧力が再起動圧力より大きい場合には、ステップＳ１３に示される圧力フラグ＝０として、ステップＳ８に示されるデータ書込みの状態となり、ステップＳ３の電源ＳＷの確認を再度実施する。

【0067】

次に、空気圧縮機１０の圧縮部６３を覆うカバー１２の表面に設けられた操作パネル７１について説明する。図７に示される操作パネル７１には、一例として、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４などの４つのＳＷが設けられている。

【0068】

ＳＷ１は、電源ＳＷであり、例えば、マニュアルモード時の設定圧確定時に使用するＳＷである。ＳＷ２は、空気圧縮機１０の動作のモード切替ＳＷである。例えば、ＳＷ２の操作（ＳＷ２を押すこと）により、空気圧縮機１０を、その電源投入時に吐出圧力を自動的に予め設定された吐出圧力に調整する第１モード（通常モード）、作業者が吐出圧力を任意の吐出圧力に設定可能な第２モード（マニュアル調圧モード）、遠隔操作で圧力を設定可能にする第３モード（遠隔操作モード）の何れかの動作モードに切り換える。

【0069】

また、操作パネル７１の中央部には、圧力表示部（圧力表示用パネル）７１ｂが設けられている。圧力表示部７１ｂでは、例えば、空気圧縮機１０の動作モードが第１モード（通常モード）の場合、タンク内の圧力を表示する。また、動作モードが第２モード（マニュアル調圧モード）や第３モード（遠隔操作モード）の場合、減圧弁設定圧力を表示する。

【0070】

ＳＷ３、ＳＷ４は、動作モードが第２モード（マニュアル調圧モード）の場合に、圧力の降圧／昇圧を設定するＳＷである。例えば、ＳＷ３は降圧用であり、一方、ＳＷ４は昇圧用である。

【0071】

また、操作パネル７１には、表示圧力の異常を報知するＬＥＤとして、報知ＬＥＤ７１ｃと報知ＬＥＤ７１ｄが設けられている。例えば、報知ＬＥＤ７１ｃは、タンク圧の異常を報知するＬＥＤであり、報知ＬＥＤ７１ｄは、減圧弁調整圧の異常を報知するＬＥＤである。報知ＬＥＤ７１ｄにおいて、例えば、減圧弁調整圧が異常時に、報知ＬＥＤ７１ｄが遅い点滅状態の場合、部品交換を警告する。また、報知ＬＥＤ７１ｄが速い点滅状態の場合には、異常を警告するなどして複数のパターンで減圧弁調整圧の異常を報知することが可能である。

【0072】

以上のように本実施の形態の空気圧縮機１０では、その制御部１６に設けられた判断部１６ｄが、モータ６６の回転量に対する空気圧縮機１０の吐出圧力と、予め記憶部１６ｃに記憶されたモータ６６の回転量に対する吐出圧力との差分が許容範囲外である場合に、減圧機構７０に異常があると判断する。

【0073】

これにより、作業者が空気圧縮機１０の電源を投入ごとに初期動作として、予め設定された圧力点に到達した時のモータ６６の回転量を検知し、所定の範囲内であることを確認することができるとともに、所定の範囲外の場合には、操作パネル７１の報知部７１ａによって作業者に異常を報知することができる。

【0074】

これにより、減圧機構７０のギヤなどの部材の摩耗による回転数のズレを早期に検出することが可能になり、ギヤの噛み込みや完全摩耗により回動不能となる前に作業者に報知することができる。そして、作業者は、吐出圧力を初期設定値に戻した状態で自動調整機能の操作を停止することで、空気圧縮機１０の故障による作業の中断を防止することができる。

【0075】

また、減圧機構７０を駆動させるモータが２つ設けられていても、圧縮部６３の両側に分散して２つのモータを配置することで、空気圧縮機１０が大型化することを抑制しつつ減圧弁６８をモータ駆動することができる。

【0076】

その結果、空気圧縮機１０の大型化を回避しつつ、空気圧縮機１０の故障による作業の中断を防止することができる。

【0077】

次に、本実施の形態の変形例について説明する。図８に示されるように、本変形例は、バッテリ式（コードレス式）の空気圧縮機１０の構成を示すものである。すなわち、空気圧縮機１０の本体部に着脱式のＤＣバッテリ７６を取り付け、電源回路１６ａ、モータ駆動回路７７を介してモータ１３やモータ６６に電力を供給する。そして、このようなコードレス式の空気圧縮機１０においては、制御部１６に、空気圧縮機１０の姿勢を監視する姿勢監視部７５が設けられていることが好ましい。姿勢監視部７５は、例えば、加速度センサなどを用いて空気圧縮機１０の本体部の姿勢を監視するものである。これにより、本来の作業者ではない第３者が空気圧縮機１０を持ち去ろうとした際に、空気圧縮機１０の本体部が使用範囲を超えて傾斜した場合に姿勢監視部７５によって使用範囲を超えた本体部の傾斜を検出し、作業者に報知する。その結果、空気圧縮機１０の盗難を防止することができる。

【0078】

また、姿勢監視部７５によって、使用可能範囲を超えた本体部の傾斜を検出した場合、減圧機構７０をゼロ、すなわち圧縮空気を吐出しない位置まで移動し、あらかじめ定められた所定の動作等、作業者による解除が行われるまで、空気圧縮機を使用できなくしてもよい。

【0079】

姿勢監視部７５を備えた空気圧縮機１０の動作フローは、姿勢監視部７５を備えていない空気圧縮機１０とほぼ同様であるが、図９に示されるステップＳ３の電源ＳＷのＯＮの確認と、ステップＳ４の圧力フラグの確認との間において、ステップＳ１４に示される姿勢判断を行うものである。この姿勢判断のステップでは、空気圧縮機１０の本体部の姿勢を加速度センサなどによって判断し、許容範囲内の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４の圧力フラグ＝１の確認を実施する。一方、ステップＳ１４の姿勢判断で許容範囲を超えた場合（ＮＯ）、ステップＳ１５の姿勢エラー表示を行って作業者に報知する。例えば、空気圧縮機１０の本体部から警告音などを出して作業者に報知する。これにより、空気圧縮機１０の盗難を防止することができる。そして、ステップＳ１６の減圧弁ＯＦＦにより空気圧縮機１０の減圧弁６８の動作を停止し、さらにステップＳ１７においてモータ停止を行って、ステップＳ２に示すＳＷ（待機）に戻る。

【0080】

なお、変形例の空気圧縮機１０の上記以外の動作フローについては、図６に示される動作フローと同じであるため、その重複説明は省略する。

【0081】

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述の変形例では、コードレス式の空気圧縮機１０に姿勢監視部７５が設けられている場合を説明したが、図１に示すような電力ケーブル９７を有した空気圧縮機１０においても、制御部１６などに姿勢監視部７５が設けられていてもよく、この場合にも姿勢監視部７５によって空気圧縮機１０の盗難を防止することができる。

【符号の説明】

【0082】

１０…空気圧縮機、１３…モータ（第１のモータ）、１４…第１圧縮部、１５…第２圧縮部、１６…制御部、３６…減圧弁、３７…減圧機構、４１…モータ（第２のモータ）、４３…エンコーダ（回転量検出部）、４４…圧力センサ（吐出圧力検出部）、４８…減圧弁、４９…減圧機構、５３…モータ（第２のモータ）、７１…操作パネル、７１ａ…報知部、７４…空気工具（外部機器）、７５…姿勢監視部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】