[发明专利]空气压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及产生压缩空气以驱动诸如打钉机等气动工具的空气压缩机。

背景技术

通常，如下述专利文献1所公开，用于气动工具的空气压缩机通过曲轴将电动工具的旋转运动转换为气缸内的活塞的往复运动，通过活塞的往复运动压缩从吸气阀中吸入的空气，然后从气缸的排气阀将压缩空气储存在空气罐部内。这种空气压缩机连同气动工具一起被运送到诸如建筑工地等工作地点。然后，使用空气压缩机作为驱动源，通过空气软管将储存在空气压缩机的空气罐部内的压缩空气供应到气动工具(例如打钉机)中，使钉子或螺钉钻入例如木材等工作部件中。

由于这种空气压缩机连同气动工具一起被运送到室内或室外工作地点，并且经由空气软管将空气罐部内的压缩空气供应到气动工具中，因此空气压缩机通常为具有较小尺寸的空气罐的便携式类型。与落地式空气压缩机相比，这种便携式空气压缩机产生压缩空气并将其储存在空气罐内的能力较弱，并且为了优异的便携性能，需要配置尽可能小的空气罐。

在如专利文献1所公开的常规的空气压缩机中，通过活塞的往复运动来压缩被吸入到气缸内的空气，从而产生压缩空气。通过将电动机的旋转运动转换为往复运动来驱动活塞。于是，当控制电动机的旋转运动的控制电路将电动机的旋转速度设定得较高时，空气压缩机将较高压缩比的压缩空气储存在空气罐内。在这种情况下，在空气罐内安装有用于将压缩空气转换为电压信号的压力传感器，并且控制电路从来自压力传感器的检测信号中获取罐部内的压力(P)。

当压力传感器检测到罐部内的压力(P)达到设定为安全上限的最大设定压力值时，控制电路停止操作电动机。如果空气压力等于或高于气动工具的使用极限压力的压缩空气储存在空气罐内，则即使待连接的气动工具需要比空气压缩机的生产能力可以产生的压缩空气更大量的压缩空气时，也可以通过将空气罐内的压缩空气排放预定时间出来满足这一需求。

另一方面，当空气罐内的压力因空气罐内的压缩空气的消耗而下降到预定的重启设定压力值或该值以下时，控制电路重启电动机，以产生压缩空气并将压缩空气储存在空气罐内。此外，控制电路基于来自压力传感器的检测信号检测每经过预定的时间(ΔT)空气压降(ΔP)，从而获得罐内的空气的压降速率(ΔP/ΔT)。然后，控制电路判断由气动工具的工作而消耗的空气的多少，并再次设定电动机的旋转速度以及与压降速率(ΔP/ΔT)相对应的重启压力的设定值。控制电路以这种方式进行控制，以便将空气罐内的空气压力保持在可由气动工具利用的压力，从而确保气动工具的有效使用。

例如，在基于如图6B所示的常规空气压缩机的控制操作的压力变化曲线图中，初始重启设定压力值(第二重启设定压力值)为3.2MPa。对于工作时空气消耗量大的情况，即，当压降速率(ΔP/ΔT)大时，用于产生压缩空气的第一重启设定压力值被设定为大的值，即4.0MPa。然后，在空气罐内的压力下降到4.0MPa或4.0MPa以下的时刻c，以例如2600rpm的较高转速操作电动机，从而提前开始将压缩空气储存在空气罐内，以处理大的空气消耗量。这保证气动工具在压力下降到空气压缩机的能力极限压力(强迫操作设定压力)或该压力以下的时刻d之前的使用时间。

对于空气罐内的空气消耗量小的情况，即，当压降速率(ΔP/ΔT)小时，重启压力的设定值被设定为小于设置值4.0MPa的3.2MPa。在空气压力从设定值4.0MPa下降并达到3.2MPa的时刻h之前，空气压缩机不重启并且待机。在空气压力下降到3.2MPa或3.2MPa以下的时刻h，控制电路进行控制并将电动机的旋转速度N设定为低旋转速度N3＝1600rpm，从而进行恢复压缩空气的操作。

以这种方式，控制电路操作电动机以及空气压缩部分，其中重启设定压力值和电动机的旋转速度根据空气罐内的空气消耗量的压降速率(ΔP/ΔT)的大小而改变。这可以消除电动机部分和活塞部分的无用的操作，从而可以降低功耗浪费，并防止空气压缩机的磨损或故障。

对于由另一种常规的控制系统控制的空气压缩机，已知的空气压缩机构造为具有转换开关，该转换开关能够将电动机的旋转速度设定为高旋转速度和低旋转速度中的一种旋转速度而与空气罐内的空气消耗量无关，以便气动工具的用户事先选择转换开关以设定操作条件。

[专利文献1]未审查的日本专利申请公开KOKAI No.2004-300996。

发明内容

最近，诸如打钉机等气动工具要求长时间的连续工作，并且已经出现了具有高的驱动功率的产品。相应地，气动工具的压缩空气消耗量增大，并且需要压缩空气产生能力优异的空气压缩机。