圧縮機
【課題】部品点数の増加や回路構成が複雑化するのを抑制してコストの低減を図ることができる圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮部４ａと、空気タンク１０と、電源８と圧縮機モータ４との間に設けられ圧縮機モータ４への電源供給をＯＮ/ＯＦＦする電磁接触器５ａおよび電磁接触器５ａの開閉接点６ａ〜６ｃを非接触で操作する操作コイル６からなる開閉駆動回路５と、出力回路２と、光ＭＯＳリレー３を常時開閉制御して出力回路２の動作を制御するＣＰＵ９とが設けられ、ＣＰＵ９は、圧縮機モータ４または圧縮部４ａの駆動状態を検出する圧力センサ１１からの信号を監視し、光ＭＯＳリレー３を開成したにもかかわらず、圧力センサ１１の出力が停止せず継続的に出力された場合は、機械式リレー７を開成することを特徴とする。
【解決手段】圧縮部４ａと、空気タンク１０と、電源８と圧縮機モータ４との間に設けられ圧縮機モータ４への電源供給をＯＮ/ＯＦＦする電磁接触器５ａおよび電磁接触器５ａの開閉接点６ａ〜６ｃを非接触で操作する操作コイル６からなる開閉駆動回路５と、出力回路２と、光ＭＯＳリレー３を常時開閉制御して出力回路２の動作を制御するＣＰＵ９とが設けられ、ＣＰＵ９は、圧縮機モータ４または圧縮部４ａの駆動状態を検出する圧力センサ１１からの信号を監視し、光ＭＯＳリレー３を開成したにもかかわらず、圧力センサ１１の出力が停止せず継続的に出力された場合は、機械式リレー７を開成することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気体を圧縮する圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁接触器の操作コイルに直列に挿入された制御リレーをタンク内圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御する圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の圧縮機のリレーにあっては、電気的開閉補償回数が比較的少ないという理由から機械式リレーを採用せずに、電気的開閉補償回数が相対的に多い光ＭＯＳリレーが用いられている。
【０００３】
図１３は従来の空気圧縮機の一例を示したものであり、符号２００は従来の空気圧縮機を示している。空気圧縮機２００は、圧縮機モータ４によって駆動されて空気を圧縮する空気圧縮部４ａを備え、圧縮機モータ４は、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える開閉駆動回路５を介して電源８に接続されている。また、空気圧縮機２００は、圧縮機モータ４の駆動制御を行う駆動制御部１を備えている。
【０００４】
駆動制御部１の出力回路２内には光ＭＯＳリレー３が開閉駆動回路５に直列に接続され、電源８に接続されている。ここで、光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子に駆動制御部１の演算回路であるＣＰＵ９からＯＮ信号（Ｈｉ）を入力すると、操作コイル６が通電されて、開閉駆動回路５がＯＮ作動する。すると圧縮機モータ４が回転を開始して空気圧縮部４ａが圧縮動作を行う。一方、光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子にＣＰＵ９からＯＦＦ信号（Ｌｏ）を入力すると、操作コイル６の通電が遮断され、開閉駆動回路５がＯＦＦして圧縮機モータ４が停止する。
【０００５】
符号１０は、空気圧縮部４ａで圧縮された空気を貯蔵するための空気タンクを示している。該空気タンク１０には内部圧力を計測するための圧力センサ１１が設けられている。この圧力センサ１１で計測された圧力信号がＣＰＵ９に入力され、圧縮機モータ４の運転制御は、例えば圧力開閉式の場合、圧力センサ１１の圧力信号値を元に予め設定されている復帰圧力値Ｐｏｎで光ＭＯＳリレー３をＯＮすることで運転を行い、停止圧力値Ｐｏｆｆにて光ＭＯＳリレー３をＯＦＦすることで圧縮機モータ４を停止している。
【０００６】
また、空気タンク１０には安全装置である安全弁１２が取り付けられており、この安全弁１２により、空気タンク１０内の圧力が予め設定された圧力まで上昇した場合、空気タンク１０内の圧力を低下させるようになっている。
【０００７】
ところで、光ＭＯＳリレー３は半導体で構成されているため、何らかの原因によりショートモードで故障する場合が想定される。このようにショートモードで故障した場合、ＣＰＵ９からの光ＭＯＳリレー３への制御信号の論理にかかわらず、開閉駆動回路５がＯＮに固定されて、圧縮機モータ４は運転し続けてしまう。そして、空気タンク１０の圧力が停止圧力値Ｐｏｆｆを超えても停止しないため、安全弁１２が作動することとなるが、例えば安全弁１２が固着等によって作動しない場合、空気タンク１０内の圧力が上昇し続けて空気タンク１０に負担がかかる虞があった。
【０００８】
そのため、この種の圧縮機にあっては、近年、複数の光ＭＯＳリレーを直列に接続し、さらに故障診断用の光ＭＯＳリレーを追加して、直列接続された光ＭＯＳリレーのうちいずれか一つの光ＭＯＳリレーがショートモードで故障したとしても他の光ＭＯＳリレーをオープンさせることで電磁接触器がＯＮで固定される確立を低減するものが提案されている。
【特許文献１】特公平６−０６３５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の圧縮機にあっては、多数の光ＭＯＳリレーを用いることで部品点数が増加し回路構成が複雑化するため、コストが上昇してしまうという課題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、部品点数の増加や回路構成が複雑化するのを抑制してコストの低減を図ることができる圧縮機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、駆動手段（例えば、実施の形態における圧縮機モータ４）により駆動されて気体を圧縮する気体圧縮部（例えば、実施の形態における圧縮部４ａ）と、該気体圧縮部により圧縮された気体を、排出経路（例えば、実施の形態における排出経路４ｂ）を介して貯留するタンク（例えば、実施の形態における空気タンク１０）と、電源と前記駆動手段との間に設けられ前記駆動手段への電源供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁接触器（例えば、実施の形態における電磁接触器５ａ）および該電磁接触器の開閉接点（例えば、実施の形態における開閉接点６ａ〜６ｃ）を非接触で操作する操作コイル（例えば、実施の形態における操作コイル６）からなる開閉駆動回路（例えば、実施の形態における開閉駆動回路５）と、前記電源または他の電源に接続されて、前記操作コイルに対して、半導体式リレー（例えば、実施の形態における光ＭＯＳリレー３）および機械式リレー（例えば、実施の形態における機械式リレー７）が直列に設けられる電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路（例えば、実施の形態における出力回路２）と、前記半導体式リレーを常時開閉制御して前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路の動作を制御する制御装置（例えば、実施の形態におけるＣＰＵ９）とが設けられ、該制御装置は、前記駆動手段または気体圧縮部の駆動状態を検出する駆動状態検出手段（例えば、実施の形態における圧力センサ１１、電流線センサ２０，２２、電圧センサ２０ａ，２０ｂ，２３ａ，２３ｂ、回転センサ２１）からの信号を監視し、前記半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記駆動状態検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合は、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段が、前記気体圧縮部か前記排出経路または前記タンクの少なくとも一箇所に設けられた気体の圧力を検知する圧力検出手段（例えば、実施の形態における圧力センサ１１）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記圧力検出手段の出力が上昇し続けた場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段は、前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段（例えば、実施の形態における電流センサ２０、電圧センサ２０ａ，２０ｂ）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段は、前記開閉駆動回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段（例えば、実施の形態における電流センサ２２、電圧センサ２３ａ，２３ｂ）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段は、前記駆動手段の回転状態を検知する回転検出手段（例えば、実施の形態における回転センサ２１）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記回転検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載した発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記機械式リレーの接点は、非通電時は開、一方、通電時は閉動作であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載した発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発明において、運転時間が所定時間に達する毎に、前記半導体式リレーと前記機械式リレーを同時に開閉させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正常時の圧縮機の運転制御は半導体式リレーの開閉制御で行い、この半導体式リレーに直列接続された機械式リレーを緊急時にのみ開作動させることで、多数の半導体式リレーを用いることなく半導体式リレーが短絡した場合に、確実に電磁接触器の開閉接点を開成させて圧縮機を停止できるため、部品点数の増加を抑制して、コスト低減を図ることができる効果がある。
【００１９】
請求項６に記載した発明によれば、機械式リレーの接点を非通電時に開動作、通電時に閉動作とした場合、緊急時に機械式リレーを確実に開成させることができる。
請求項７に記載した発明によれば、運転時間が所定時間に達する毎に半導体式リレーと機械式リレーとを同時に開閉させた場合、長期間接点が開閉されないことで接点表面に有機皮膜が生成されるのを防止することができるため、緊急時には確実に機械式リレーを開成させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る空気圧縮機を、添付図面の図１乃至図６に従って詳細に説明する。なお、上述した図１３に示す従来の空気圧縮機と同一部分に同一符号を付して説明する。
図１は、この発明の第１の実施の形態における空気圧縮機１００の回路構成を示したものである。
空気圧縮機１００は、圧縮機モータ４の回転駆動により空気を圧縮する圧縮部４ａを備えている。圧縮機モータ４は、３相モータであり、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える開閉駆動回路５を介して電源８に接続されている。開閉駆動回路５は、操作コイル６により非接触で電磁接触器５ａの開閉接点６ａ〜６ｃのＯＮ／ＯＦＦを同時に切り替える開閉器であり、駆動制御部１に接続されている。なお、圧縮機モータ４には回転数を計測する回転センサ２１が設けられており、回転数の計測結果がＣＰＵ９に入力される。
【００２１】
駆動制御部１は、ソフトウェアを実行して各種演算処理を行うＣＰＵ９と、ソフトウェアのプログラムや各種センサの検出結果を記憶するフラッシュメモリ等からなる不揮発性のメモリ１６と、ＣＰＵ９の制御指令に基づいて作動する出力回路２とを備えている。出力回路２内には光ＭＯＳリレー３と機械式リレー７とが直列接続されており、この光ＭＯＳリレー３、機械式リレー７および、上述した開閉駆動回路５の操作コイル６が直列に接続され、電源８と開閉駆動回路５との間の３相の動力系配線Ｕ，Ｖ，Ｗうち２相間に接続されている。
【００２２】
光ＭＯＳリレー３は半導体素子であり、その一次側制御端子３ｂにＣＰＵ９が接続されている。光ＭＯＳリレー３は、ＣＰＵ９からのＯＮ信号を一次側制御端子３ｂで受信すると、素子内で光信号に変換し、この光信号に基づいて接点３ａの開閉制御を行う。例えば、ＣＰＵ９から光ＭＯＳリレー３にＯＮ信号（Ｈｉ）が入力されると、光ＭＯＳリレー３の接点３ａが閉成され、ＯＦＦ信号（Ｌｏ）が入力されると、接点３ａが開成される。
【００２３】
一方、機械式リレー７は、接点７ａとコイル７ｂとで構成されたリレーであり、コイル７ｂで発生する磁力によって接点７ａを開閉作動させる。ここで、機械式リレー７は、コイル７ｂへの通電を遮断した場合にだけ開成するいわゆるａ接点であり、ＣＰＵ９からコイル７ｂに緊急停止出力としてＯＮ信号（Ｈｉ）が入力されると閉成する。
【００２４】
ところで、圧縮部４ａで圧縮された空気は、排出経路４ｂを通じて空気タンク１０に貯蔵される。この空気タンク１０には内部圧力を計測するための圧力センサ１１が設けられ、この圧力センサ１１で計測された圧力信号はＣＰＵ９に入力される。ここで、圧力センサ１１は種々の形式のものを用いることができ、例えば圧力開閉式を用いることができる。ＣＰＵ９は、圧力センサ１１の圧力信号値を元に予めメモリ１６に記憶されている復帰圧力値Ｐｏｎで光ＭＯＳリレー３をＯＮすることで圧縮機モータ４の運転を行い、停止圧力値Ｐｏｆｆにて光ＭＯＳリレー３をＯＦＦすることで圧縮機モータ４を停止している。なお、圧力センサ１１は、圧縮部４ａ又はこの圧縮部４ａの排出経路４ｂに設けてもよい。
【００２５】
また、空気タンク１０には安全装置である安全弁１２が取り付けられている。この安全弁１２により、空気タンク１０内の圧力が予め設定された圧力まで上昇した場合、空気タンク１０内の圧力を低下させるようになっている。
【００２６】
すなわち、上述した構成により、電源８に接続された光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子３ｂと機械式リレー７のコイル７ｂにＣＰＵからＯＮ信号（Ｈｉ）が入力されると、それぞれの接点３ａ，７ａが閉成（以下、単に光ＭＯＳリレー３および機械式リレー７がＯＮするという）して、開閉駆動回路５の操作コイル６に通電され、開閉駆動回路５の開閉接点６ａ〜６ｃがＯＮ作動する。すると圧縮機モータ４は回転駆動を開始して圧縮部４ａが空気の圧縮動作を開始して空気タンク１０内の圧力が上昇する。
【００２７】
一方、光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子３ｂと機械式リレー７のコイル７ｂとにそれぞれＣＰＵ９からＯＦＦ信号（Ｌｏ）を入力すると、接点３ａ，７ａが開成（以下、単に光ＭＯＳリレー３および機械式リレー７がＯＦＦするという）し、これら光ＭＯＳリレー３と機械式リレー７との少なくともいずれか一方がＯＦＦすることで、開閉駆動回路５の操作コイル６の通電が遮断され、この結果、開閉駆動回路５の開閉接点６ａ〜６ｃが開成して圧縮機モータ４が停止する。
【００２８】
また、この第１の実施の形態では、圧力異常上昇の判定を、ＣＰＵ９のソフトウェアによる判定と、ハードウェアによる判定とによって行うことでフェールセーフ回路を実現している。図１０は、ハードウェアにて構成された圧力異常判定回路を示したものである。この図１０に示す回路構成は、ＣＰＵ９が行う圧力異常判定の制御処理（後述する）と同様の機能を、ハードウェアで構成された圧力異常判定回路で実現させるものである。
【００２９】
図１０は圧力異常判定を行う圧力異常判定回路を示している。この圧力異常判定回路にはヒステリシス付きコンパレータ回路１３が設けられている。このコンパレータ回路１３のコンパレータ１７の−側入力端子には圧力センサ１１の出力信号がダイオード１４を介して入力され、また、コンパレータ１７の出力端子にはＣＰＵ９および機械式リレー７のコイル７ｂが接続されている。
【００３０】
また、コンパレータ１７のしきい値である電圧はａ抵抗１８およびｂ抵抗１９で決定され、圧力センサ１１で検出される圧力値に応じた電圧値で設定されている。このコンパレータ１７のしきい値に対応するＨｉ側圧力しきい値Ｐｈｉは安全弁１２の作動圧以上に設定されている。具体的には停止圧力値Ｐｏｆｆ＝０．８５ＭＰａと安全弁１２の作動圧力値Ｐｍａｘ＝１．１ＭＰａとの間であるＰｈｉ＝１ＭＰａに設定されている。一方、Ｌｏ側圧力しきい値Ｐｌｏは復帰圧力Ｐｏｎ＝０．６５ＭＰａより低いＰｌｏ＝０．５ＭＰａに設定されている。
【００３１】
すなわち、コンパレータ回路１３は、圧力センサ１１の圧力値がＰｈｉ＝１ＭＰａを超えて上昇した場合にＬｏ出力、Ｐｌｏ＝０．５ＭＰａを超えて下降した場合にＨｉ出力する構成となっている。なお、これらの圧力しきい値は安全弁１２の作動圧力値Ｐｍａｘ＝１．１ＭＰａより高い、例えばＰｈｉ＝１．３ＭＰａに設定し、Ｌｏ側圧力しきい値Ｐｌｏは復帰圧力Ｐｏｎ＝０．６５ＭＰａより低いＰｌｏ＝０．５ＭＰａに設定してもよく、この場合、安全弁１２が固着し、作動しなかった場合であっても確実に圧縮機モータ４を停止することができ、この結果空気タンク１０における圧力の異常上昇を防止することができる。
【００３２】
また、コンパレータ回路１３の入力には後述するＣＰＵ９からの制御信号である異常判定出力がダイオード１５を介して接続されており、Ｈｉ論理を入力することでコンパレータ回路１３の出力はＬｏ論理となる構成となっている。なお、これらのコンパレータしきい値は、後述するソフトウェアでの圧力異常判定時の圧力しきい値と同じ値となるよう設定している。
【００３３】
つまり、圧力異常判定をソフト的に検出すると共にハードウェアで構成したコンパレータ回路１３でも検出することができるため、例えばソフトウェアの暴走、回路の損傷などが発生した場合においても、確実に圧縮機モータ４を停止して空気圧縮部４ａによる圧縮動作を停止させることができる。
【００３４】
次に、図２乃至図７に基づいてＣＰＵ９で実施される制御処理を説明する。この制御処理は、光ＭＯＳリレー３の短絡故障時に、空気圧縮機１００が止まらなくなるのを防止するためにＣＰＵ９で行う制御処理である。
図２はＣＰＵ９が行う初期化シーケンスを示している。
まずステップＳ１では、電源投入後、メモリ１６（図１参照）のメモリチェックを行い、このメモリ１６に記憶された異常情報を読み出す。
【００３５】
ステップＳ２では、メモリ１６に記憶されている異常情報に基づいて光ＭＯＳリレー３が異常状態にあるか否かを判定する。ステップＳ２の判定結果が「Ｙｅｓ」（異常状態にある）である場合は、ステップＳ３に進み、「Ｎｏ」（異常状態ではない）である場合は、ステップＳ５に進む。ここで、異常状態は、圧力異常フラグ、緊急停止出力、又は、圧力センサ１１の圧力値等を含む異常情報に基づいて判定する。なお、図２乃至図７の制御処理では圧力異常フラグを一例に説明する。
【００３６】
ステップＳ３では、異常判定出力をＨｉにし、Ｓ４にて運転モードを異常モードに設定してこの処理を終了（ＥＮＤ）する。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏのまま、機械式リレー７がＯＦＦを維持することとなる。なお、異常モード時には図示せぬ表示装置にエラー表示を行うことが望ましい。
一方、ステップＳ５では、異常判定出力をＬｏに制御して機械式リレー７をＯＮにして、ステップＳ６にて運転モードを待機中としてこの処理を終了する。
【００３７】
図３から図７はＣＰＵ９が行う運転制御処理フローであり、アイドラ内でイベントが登録され、処理される仕組みとなっており、ここでは運転に関するイベントの処理のみ説明する。
図３は図示せぬ運転ＳＷが押されたイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う処理フローである。ステップＳ７において、現在の運転モードを確認し、ステップ８において待機中か否かを判定する。ステップＳ８の判定結果が「Ｙｅｓ」（待機中）である場合は、ステップＳ９に進み、「Ｎｏ」（待機中ではない）である場合、すなわち運転中または異常モードの場合はなにもせずこの処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ９では、光ＭＯＳリレー３をＯＮとし、ステップＳ１０で運転モードを運転中に変更する。このように運転モードが運転中に変更されることで、圧縮機モータ４の運転が開始される。
【００３９】
図４は、ユーザによって図示せぬ停止ＳＷが押されたイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う制御処理である。
ステップＳ１２において、現在の運転モードを確認する。
ステップＳ１３では、運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ１３の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ１４に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、すなわち運転モードが待機中または異常モードの場合は、何もせずこの処理を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ１４では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦとし、ステップＳ１５で運転モードを待機中に変更する。このように運転モードが待機中に変更することで、圧縮機モータ４の運転が停止する。
【００４１】
図５は、異常発生後、緊急停止出力がＨｉの状態で、空気タンク１０の圧力値が予め規定された圧力値Ｐｌｏよりも低下し、ユーザによる所定のＳＷ操作が完了したイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う制御処理を示している。なお、図５において所定のＳＷ操作は、運転ＳＷの長押し（例えば５秒程度）の場合の一例を示している。
【００４２】
まず、ステップＳ１７において、現在の運転モードを確認してステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、現在の運転モードが異常モードか否かを判定する。ステップＳ１８の判定結果が「Ｙｅｓ」（異常モード）である場合は、ステップＳ１９に進み、「Ｎｏ」（異常モードではない）である場合、つまり待機中または停止モードの場合は、何もせずにこの処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ１９では、現在の圧力値を確認してステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、現在の圧力値がＰｌｏ未満か否かを判定する。ステップＳ２０の判定結果が「Ｙｅｓ」（圧力＜Ｐｌｏ）である場合は、ステップＳ２１に進み、「Ｎｏ」（圧力≧Ｐｌｏ）である場合は、何もせずにこの処理を終了する。
ステップＳ２１では、異常判定出力をＬｏに設定し、ステップＳ２２にて緊急停止出力を確認する。
【００４４】
ステップＳ２３では、緊急停止出力がＨｉか否かを判定する。ステップＳ２３の判定結果が「Ｙｅｓ」（緊急停止出力がＨｉ）である場合は、ステップＳ２４に進み、「Ｎｏ」（緊急停止出力がＨｉではない）である場合は、何もせずにこの処理を終了する。
ステップＳ２４では、圧力異常フラグをクリアすると共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込み、ステップＳ２５において運転モードを待機中とし、この処理を終了する。
【００４５】
図６は、上述した図５の制御処理において緊急停止出力がＨｉからＬｏに変化して、この緊急停止出力がＨｉからＬｏに変化したイベントが登録された場合に、ＣＰＵ９が行う制御処理を示している。
【００４６】
まず、ステップＳ２９において異常判定出力をＨｉにし、ステップＳ３０にて運転モードを異常モードとする。そして、ステップＳ３１にて圧力異常フラグを立てる（フラグＯＮ）と共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込む。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏとなり、強制的に機械式リレー７がＯＦＦし、圧縮機モータ４が停止する。
【００４７】
図７はＣＰＵ９で行われる圧力計測の制御処理を示している。
まず、ステップＳ３２では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果（ＡＤ値）と予め設定された停止圧力値Ｐｏｆｆとを比較して、ＡＤ変換結果が停止圧力値Ｐｏｆｆよりも小さいか否かを判定する。ステップＳ３２の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ３３に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ３６に進む。
【００４８】
ステップＳ３６では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ３６の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ３７に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合は、ステップＳ３８に進む。
ステップＳ３７では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦにして圧縮機モータ４を停止させる。
【００４９】
ここで、光ＭＯＳリレー３が短絡故障している場合は、実際には圧縮機モータ４は停止せず、空気タンク１０内の圧力は上昇する。そこで、ステップＳ３８では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果と予め設定された圧力値であるＰｈｉを比較し、ＡＤ変換結果がＰｈｉ以上か否かを判定する。ステップＳ３８の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値≧Ｐｈｉ）である場合は、ステップＳ３９に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値＜Ｐｈｉ）である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
【００５０】
ステップＳ３９では、異常判定出力をＨｉにし、ステップＳ４０にて運転モードを異常モードとする。そして、ステップＳ４１にて圧力異常フラグを立てると共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込む。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏとなり、強制的に機械式リレー７がＯＦＦし、圧縮機モータ４が停止する。
【００５１】
一方、ステップＳ３２においてＡＤ変換結果が停止圧力値Ｐｏｆｆ未満の場合、ステップＳ３３にて圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果（ＡＤ値）と予め設定された圧力値であるＰｏｎとを比較し、ＡＤ値がＰｏｎ未満か否かを判定する。ステップＳ３３の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｎ）である場合は、ステップＳ３４に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｎ）である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ３４では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ３４の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ３５に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、つまり現在の運転モードが待機中および異常モードの場合には、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ３５では、光ＭＯＳリレー３をＯＮにして、圧縮機モータ４を運転させる。
【００５２】
したがって、上述の第１の実施の形態によれば、正常時の圧縮機モータ４の運転制御は光ＭＯＳリレー３の開閉制御で行い、この光ＭＯＳリレー３に直列接続された機械式リレー７を緊急時にのみ開作動させることで、多数の光ＭＯＳリレー３を用いることなく光ＭＯＳリレー３が短絡した場合に、確実に開閉駆動回路５の開閉接点を開成させて圧縮機モータ４を停止できるため、部品点数の増加を抑制して、コスト低減を図ることができる。
【００５３】
そして、機械式リレー７の接点７ａを非通電時に開動作、通電時に閉動作としているため、緊急時に機械式リレー７を確実に開成させることができる。
さらに、空気タンク１０内の圧力の異常上昇をＣＰＵ９およびコンパレータ回路１３の両方で検出することができ、ＣＰＵ９が暴走した場合においても確実に圧縮機モータ４を停止することが可能となる。
また、メモリ１６に異常フラグを記憶することによって再通電やリセット処理が行われた場合にも運転を禁止することが可能である。
【００５４】
また、どうしも顧客が圧縮機モータ４を停止したままにしたくない場合には、この第１の実施の形態のように顧客が所定のＳＷ操作を行うことで、復帰可能な構成としており、サービスマンが到着するまでの間、運転を継続することができる。
また、この際所定のＳＷ操作が運転ＳＷの長押しである場合、顧客が異常状態下での運転を意識的に行うことを強調することができる。
【００５５】
次にこの発明の第２の実施の形態を図８に基づいて説明する。この第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態の構成に機械式リレー７の保護に関連する制御フローを加えたものであるため、上述した図１〜図６を援用して重複説明を省略する。なお、機械式リレー７の保護とは、長期間接点の開閉が行われずに、接点表面に有機皮膜の生成などによって接触不安定が発生するのを防止することを意味している。
【００５６】
図８は、図示せぬ停止ＳＷが押されたイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う制御処理を示している。
まず、ステップＳ４５において現在の運転モードを確認し、ステップＳ４６に進む。
ステップＳ４６では、運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ４６の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ４７に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、つまり待機中または異常モードの場合には、何もせずにこの処理を終了する。
【００５７】
ステップＳ４７では、起動時間タイマが設定値以上か否かを判定する。ここで、起動時間タイマは例えば３０分に設定され、前回の起動後３０分以上経過していることを検出している。ステップＳ４７の判定結果が「Ｙｅｓ」（タイマ≧設定値）である場合は、ステップＳ４８に進み、「Ｎｏ」（タイマ＜設定値）である場合は、ステップＳ５０に進む。
【００５８】
ステップＳ４８では、コンパレータ回路１３からの緊急停止出力信号の入力をマスクし、ステップＳ４９では、機械式リレー７をＯＦＦするべく、異常判定出力をＨｉとする。
ステップＳ５０では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦして、ステップＳ５１で運転モードを待機中に設定する。この場合、ステップＳ４８にて緊急停止入力がマスク処理されているため、運転モードは異常モードに移行せず、機械式リレー７が停止ＳＷを押されたことによってＯＦＦすることとなる。またステップＳ４７の判定処理において、タイマが設定値未満と判定された場合、ステップＳ５０〜Ｓ５１で通常の停止ＳＷが押された場合と同様の制御処理を実行することとなる。
【００５９】
図９は、この第２の実施の形態の変形例における制御処理を示すものであり、この変形例では、停止ＳＷの押下に関わらず圧力計測の結果に応じて機械式リレー７の保護を実施している。
まず、ステップＳ５３では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果（ＡＤ値）と予め設定された圧力値である停止圧力値Ｐｏｆｆを比較し、ＡＤ変換結果が停止圧力値Ｐｏｆｆより小さいか否かを判定する。ステップＳ５３の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ５４に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ５８に進む。
【００６０】
ステップＳ５８では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ５８の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ５９に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、すなわち、異常モードおよび待機中である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ５９では、起動時間タイマが設定値以上か否かを判定する。ステップＳ５９の判定結果が「Ｙｅｓ」（タイマ≧設定値）である場合は、ステップＳ６０に進み、「Ｎｏ」（タイマ＜設定値）である場合は、ステップＳ６０〜Ｓ６１の処理を行わずにステップＳ６２に進み、このステップＳ６２以降の処理を実行する。
【００６１】
ステップＳ６０では、コンパレータ回路１３からの緊急停止出力信号の入力をマスクし、ステップＳ６１にて機械式リレー７もＯＦＦするべく、異常判定出力をＨｉとする。
ステップＳ６２では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦし、圧縮機モータ４を停止させてステップＳ６３に進む。なお、ステップＳ６３以降の処理については上述した第１の実施の形態のステップＳ３８〜Ｓ４１と同様の処理である。
【００６２】
ここで、光ＭＯＳリレー３が短絡故障している場合は、実際には圧縮機モータ４は停止せず、空気タンク１０内の圧力が上昇する。そこで、ステップＳ６３では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果とＰｈｉを比較し、ＡＤ変換結果がＰｈｉ以上の場合、ステップＳ６４において異常判定出力をＨｉにし、ステップＳ６５にて運転モードを異常モードとし、ステップＳ６６にて圧力異常フラグを立てると共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込む。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏとなるため、強制的に機械式リレー７がＯＦＦし、圧縮機モータ４が停止する。
【００６３】
一方、ステップＳ５４においては、ＡＤ変換結果（ＡＤ値）が予め設定された圧力値であるＰｏｎよりも小さいか否かを判定する。ステップＳ５４の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｎ）である場合は、ステップＳ５５に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｎ）である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
【００６４】
ステップＳ５５では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。このステップＳ５５の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ５６に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、つまり現在の運転モードが待機中および、異常モードの場合には、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ５６では、異常判定出力をＬｏとし、ステップＳ５７にて光ＭＯＳリレー３をＯＮして圧縮機モータ４を運転させる。また、ステップＳ７１にて起動時間タイマをリセットスタートする。
【００６５】
したがって、上述した第２の実施の形態およびその変形例によれば、とりわけ機械式リレー７を、圧縮機モータ４の正常時であっても、所定時間毎にＯＮ／ＯＦＦ制御することができるため、長期間接点の開閉が行われずに、接点表面に有機皮膜の生成などによって接触不安定が発生するのを防止することができる。
【００６６】
なお、上記各実施の形態では運転停止命令を出力しても、圧縮機モータ４の運転が継続され、圧縮機モータ４が止まらなくなる異常状態を空気圧縮部４ａに具備されている圧力センサの信号から検出しており、外付けのセンサなど必要がなくシンプルに検出できるが、例えば、別途電流センサを用いて、開閉駆動回路５の操作コイル６に流れる電流の有無を検出することで行っても良い。
【００６７】
次に図１１を参照しながら第３の実施の形態を説明する。この第３の実施の形態における空気圧縮機１０１は、第１、２の実施の形態の図１に示す回路構成に対して、電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路上すなわち駆動制御部１の光ＭＯＳリレー３の接点３ａおよび機械式リレー７の接点７ａに流れる電流を計測する電流センサ２０を設けたものである。
【００６８】
電流センサ２０の計測結果は駆動制御部１のＣＰＵ９に入力され、ＣＰＵ９はこの電流センサ２０の計測結果に基づいて光ＭＯＳリレー３の異常を検出する。具体的には、光ＭＯＳリレー３の接点３ａが開成制御されたにもかかわらず、電流センサ２０で計測された電流値が「０」ではない場合、つまり電流が流れている場合は、接点３ａが固着等により閉成されている虞があるため、光ＭＯＳリレー３が異常状態であると判定する。
【００６９】
また、電流センサ２０で計測された電流値に基づいて光ＭＯＳリレー３の異常を検出する場合について説明したが、例えば、光ＭＯＳリレー３の接点３ａの両端子間電圧を検出する電圧センサ２０ａ又は出力回路２の出力端子間の電圧を検出する電圧センサ２０ｂを設け、光ＭＯＳリレー３を開成制御しているにも関わらず、電圧センサ２０ａ又は電圧センサ２０ｂの電圧値が「０」ではない所定の電圧値に達しない場合に異常と判定してもよい。
【００７０】
また、上記変形例の他の態様として、図１２に示すように、空気圧縮機１０２の駆動回路上である３相の動力系配線Ｕ，Ｖ，Ｗの電流を検出する電流センサ２２や駆動開路上である開閉駆動回路５の端子間電圧を監視する電圧センサ２３又は駆動回路上である開閉駆動回路５と圧縮機モータ４との間の相間電圧を監視する電圧センサ２３ａを設けて、それぞれＣＰＵ９により光ＭＯＳリレー３の接点３ａの開成制御を行っているにも関わらず、動力系配線Ｕ，Ｖ，Ｗに電流が流れている場合、開閉駆動回路５の開閉接点６ａ〜６ｃの端子間電圧が低下しない場合、および、相間電圧が低下しない場合に光ＭＯＳリレー３が異常であると判定してもよい。
【００７１】
さらに、前述した回転センサ２１で検出される回転数に基づいて光ＭＯＳリレー３の異常を検出することもできる。この場合、光ＭＯＳリレー３を開成制御しているにもかかわらず、圧縮機モータ４の回転数が一定時間経過しても所定の回転数以下に低下しなかった場合に異常と判定すればよい。また、上述した「圧力」、「電流」、「電圧」および「回転数」のうち少なくとも一つの検出値を用いて光ＭＯＳリレー３の異常検出を行えばよく、例えば、「圧力」、「電流」、「電圧」および「回転数」のうち複数の検出値による異常検出を並行して行うことで信頼性を向上することができる。
【００７２】
なお、上述した第３の実施の形態およびその変形例のＣＰＵ９で行われる制御処理は、上述した第１、第２の実施の形態の図２〜図９の「圧力」をそれぞれ「電流」、「電圧」又は「回転数」に置き換えたものであるため説明を省略する。さらに、圧力センサ１１、電流センサ２０、電圧センサおよび回転センサ２１から出力される出力信号は、各検出値に応じた電圧信号であるため、第１、第２の実施の形態の「圧力」の場合と同様に、電流センサ２０、電圧センサおよび回転センサ２１の電圧信号に基づいて、ハードウェアで構成された圧力異常判定回路（図１０参照）による異常判定を行うこともできる。
【００７３】
また、上述した各実施の形態およびその変形例では、空気圧縮機を一例に説明したが、空気を圧縮するものに限られず、気体を圧縮する圧縮機であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における空気圧縮機の回路構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における電源投入処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態における運転ＳＷがＯＮされたときの制御処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における停止ＳＷがＯＦＦされたときの制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における運転ＳＷ長押しされたときの制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における緊急停止出力がＨｉからＬｏになったときの制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態における圧力計測に基づく制御処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における図４に相当するフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態の変形例における図７に相当するフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における圧力異常判定回路の構成図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の変形例における図１に相当する回路構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の変形例の他の態様における図１１に相当する回路構成図である。
【図１３】従来の空気圧縮機の回路構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
２ 出力回路（電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路）
３ 光ＭＯＳリレー（半導体式リレー）
４ 圧縮機モータ（駆動手段）
４ａ 圧縮部（気体圧縮部）
４ｂ 排出経路
５ 開閉駆動回路
５ａ 電磁接触器
６ａ〜６ｃ 開閉接点
６ 操作コイル
９ ＣＰＵ（制御装置）
１０ 空気タンク（タンク）
１１ 圧力センサ（駆動状態検出手段、圧力検出手段）
２０ 電流センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
２０ａ，２０ｂ 電圧センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
２１ 回転センサ（駆動状態検出手段、回転検出手段）
２２ 電流センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
２３ａ，２３ｂ 電圧センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気体を圧縮する圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁接触器の操作コイルに直列に挿入された制御リレーをタンク内圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御する圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の圧縮機のリレーにあっては、電気的開閉補償回数が比較的少ないという理由から機械式リレーを採用せずに、電気的開閉補償回数が相対的に多い光ＭＯＳリレーが用いられている。
【０００３】
図１３は従来の空気圧縮機の一例を示したものであり、符号２００は従来の空気圧縮機を示している。空気圧縮機２００は、圧縮機モータ４によって駆動されて空気を圧縮する空気圧縮部４ａを備え、圧縮機モータ４は、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える開閉駆動回路５を介して電源８に接続されている。また、空気圧縮機２００は、圧縮機モータ４の駆動制御を行う駆動制御部１を備えている。
【０００４】
駆動制御部１の出力回路２内には光ＭＯＳリレー３が開閉駆動回路５に直列に接続され、電源８に接続されている。ここで、光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子に駆動制御部１の演算回路であるＣＰＵ９からＯＮ信号（Ｈｉ）を入力すると、操作コイル６が通電されて、開閉駆動回路５がＯＮ作動する。すると圧縮機モータ４が回転を開始して空気圧縮部４ａが圧縮動作を行う。一方、光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子にＣＰＵ９からＯＦＦ信号（Ｌｏ）を入力すると、操作コイル６の通電が遮断され、開閉駆動回路５がＯＦＦして圧縮機モータ４が停止する。
【０００５】
符号１０は、空気圧縮部４ａで圧縮された空気を貯蔵するための空気タンクを示している。該空気タンク１０には内部圧力を計測するための圧力センサ１１が設けられている。この圧力センサ１１で計測された圧力信号がＣＰＵ９に入力され、圧縮機モータ４の運転制御は、例えば圧力開閉式の場合、圧力センサ１１の圧力信号値を元に予め設定されている復帰圧力値Ｐｏｎで光ＭＯＳリレー３をＯＮすることで運転を行い、停止圧力値Ｐｏｆｆにて光ＭＯＳリレー３をＯＦＦすることで圧縮機モータ４を停止している。
【０００６】
また、空気タンク１０には安全装置である安全弁１２が取り付けられており、この安全弁１２により、空気タンク１０内の圧力が予め設定された圧力まで上昇した場合、空気タンク１０内の圧力を低下させるようになっている。
【０００７】
ところで、光ＭＯＳリレー３は半導体で構成されているため、何らかの原因によりショートモードで故障する場合が想定される。このようにショートモードで故障した場合、ＣＰＵ９からの光ＭＯＳリレー３への制御信号の論理にかかわらず、開閉駆動回路５がＯＮに固定されて、圧縮機モータ４は運転し続けてしまう。そして、空気タンク１０の圧力が停止圧力値Ｐｏｆｆを超えても停止しないため、安全弁１２が作動することとなるが、例えば安全弁１２が固着等によって作動しない場合、空気タンク１０内の圧力が上昇し続けて空気タンク１０に負担がかかる虞があった。
【０００８】
そのため、この種の圧縮機にあっては、近年、複数の光ＭＯＳリレーを直列に接続し、さらに故障診断用の光ＭＯＳリレーを追加して、直列接続された光ＭＯＳリレーのうちいずれか一つの光ＭＯＳリレーがショートモードで故障したとしても他の光ＭＯＳリレーをオープンさせることで電磁接触器がＯＮで固定される確立を低減するものが提案されている。
【特許文献１】特公平６−０６３５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の圧縮機にあっては、多数の光ＭＯＳリレーを用いることで部品点数が増加し回路構成が複雑化するため、コストが上昇してしまうという課題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、部品点数の増加や回路構成が複雑化するのを抑制してコストの低減を図ることができる圧縮機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、駆動手段（例えば、実施の形態における圧縮機モータ４）により駆動されて気体を圧縮する気体圧縮部（例えば、実施の形態における圧縮部４ａ）と、該気体圧縮部により圧縮された気体を、排出経路（例えば、実施の形態における排出経路４ｂ）を介して貯留するタンク（例えば、実施の形態における空気タンク１０）と、電源と前記駆動手段との間に設けられ前記駆動手段への電源供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁接触器（例えば、実施の形態における電磁接触器５ａ）および該電磁接触器の開閉接点（例えば、実施の形態における開閉接点６ａ〜６ｃ）を非接触で操作する操作コイル（例えば、実施の形態における操作コイル６）からなる開閉駆動回路（例えば、実施の形態における開閉駆動回路５）と、前記電源または他の電源に接続されて、前記操作コイルに対して、半導体式リレー（例えば、実施の形態における光ＭＯＳリレー３）および機械式リレー（例えば、実施の形態における機械式リレー７）が直列に設けられる電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路（例えば、実施の形態における出力回路２）と、前記半導体式リレーを常時開閉制御して前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路の動作を制御する制御装置（例えば、実施の形態におけるＣＰＵ９）とが設けられ、該制御装置は、前記駆動手段または気体圧縮部の駆動状態を検出する駆動状態検出手段（例えば、実施の形態における圧力センサ１１、電流線センサ２０，２２、電圧センサ２０ａ，２０ｂ，２３ａ，２３ｂ、回転センサ２１）からの信号を監視し、前記半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記駆動状態検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合は、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段が、前記気体圧縮部か前記排出経路または前記タンクの少なくとも一箇所に設けられた気体の圧力を検知する圧力検出手段（例えば、実施の形態における圧力センサ１１）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記圧力検出手段の出力が上昇し続けた場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段は、前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段（例えば、実施の形態における電流センサ２０、電圧センサ２０ａ，２０ｂ）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段は、前記開閉駆動回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段（例えば、実施の形態における電流センサ２２、電圧センサ２３ａ，２３ｂ）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動状態検出手段は、前記駆動手段の回転状態を検知する回転検出手段（例えば、実施の形態における回転センサ２１）であって、前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記回転検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載した発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記機械式リレーの接点は、非通電時は開、一方、通電時は閉動作であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載した発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発明において、運転時間が所定時間に達する毎に、前記半導体式リレーと前記機械式リレーを同時に開閉させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正常時の圧縮機の運転制御は半導体式リレーの開閉制御で行い、この半導体式リレーに直列接続された機械式リレーを緊急時にのみ開作動させることで、多数の半導体式リレーを用いることなく半導体式リレーが短絡した場合に、確実に電磁接触器の開閉接点を開成させて圧縮機を停止できるため、部品点数の増加を抑制して、コスト低減を図ることができる効果がある。
【００１９】
請求項６に記載した発明によれば、機械式リレーの接点を非通電時に開動作、通電時に閉動作とした場合、緊急時に機械式リレーを確実に開成させることができる。
請求項７に記載した発明によれば、運転時間が所定時間に達する毎に半導体式リレーと機械式リレーとを同時に開閉させた場合、長期間接点が開閉されないことで接点表面に有機皮膜が生成されるのを防止することができるため、緊急時には確実に機械式リレーを開成させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る空気圧縮機を、添付図面の図１乃至図６に従って詳細に説明する。なお、上述した図１３に示す従来の空気圧縮機と同一部分に同一符号を付して説明する。
図１は、この発明の第１の実施の形態における空気圧縮機１００の回路構成を示したものである。
空気圧縮機１００は、圧縮機モータ４の回転駆動により空気を圧縮する圧縮部４ａを備えている。圧縮機モータ４は、３相モータであり、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える開閉駆動回路５を介して電源８に接続されている。開閉駆動回路５は、操作コイル６により非接触で電磁接触器５ａの開閉接点６ａ〜６ｃのＯＮ／ＯＦＦを同時に切り替える開閉器であり、駆動制御部１に接続されている。なお、圧縮機モータ４には回転数を計測する回転センサ２１が設けられており、回転数の計測結果がＣＰＵ９に入力される。
【００２１】
駆動制御部１は、ソフトウェアを実行して各種演算処理を行うＣＰＵ９と、ソフトウェアのプログラムや各種センサの検出結果を記憶するフラッシュメモリ等からなる不揮発性のメモリ１６と、ＣＰＵ９の制御指令に基づいて作動する出力回路２とを備えている。出力回路２内には光ＭＯＳリレー３と機械式リレー７とが直列接続されており、この光ＭＯＳリレー３、機械式リレー７および、上述した開閉駆動回路５の操作コイル６が直列に接続され、電源８と開閉駆動回路５との間の３相の動力系配線Ｕ，Ｖ，Ｗうち２相間に接続されている。
【００２２】
光ＭＯＳリレー３は半導体素子であり、その一次側制御端子３ｂにＣＰＵ９が接続されている。光ＭＯＳリレー３は、ＣＰＵ９からのＯＮ信号を一次側制御端子３ｂで受信すると、素子内で光信号に変換し、この光信号に基づいて接点３ａの開閉制御を行う。例えば、ＣＰＵ９から光ＭＯＳリレー３にＯＮ信号（Ｈｉ）が入力されると、光ＭＯＳリレー３の接点３ａが閉成され、ＯＦＦ信号（Ｌｏ）が入力されると、接点３ａが開成される。
【００２３】
一方、機械式リレー７は、接点７ａとコイル７ｂとで構成されたリレーであり、コイル７ｂで発生する磁力によって接点７ａを開閉作動させる。ここで、機械式リレー７は、コイル７ｂへの通電を遮断した場合にだけ開成するいわゆるａ接点であり、ＣＰＵ９からコイル７ｂに緊急停止出力としてＯＮ信号（Ｈｉ）が入力されると閉成する。
【００２４】
ところで、圧縮部４ａで圧縮された空気は、排出経路４ｂを通じて空気タンク１０に貯蔵される。この空気タンク１０には内部圧力を計測するための圧力センサ１１が設けられ、この圧力センサ１１で計測された圧力信号はＣＰＵ９に入力される。ここで、圧力センサ１１は種々の形式のものを用いることができ、例えば圧力開閉式を用いることができる。ＣＰＵ９は、圧力センサ１１の圧力信号値を元に予めメモリ１６に記憶されている復帰圧力値Ｐｏｎで光ＭＯＳリレー３をＯＮすることで圧縮機モータ４の運転を行い、停止圧力値Ｐｏｆｆにて光ＭＯＳリレー３をＯＦＦすることで圧縮機モータ４を停止している。なお、圧力センサ１１は、圧縮部４ａ又はこの圧縮部４ａの排出経路４ｂに設けてもよい。
【００２５】
また、空気タンク１０には安全装置である安全弁１２が取り付けられている。この安全弁１２により、空気タンク１０内の圧力が予め設定された圧力まで上昇した場合、空気タンク１０内の圧力を低下させるようになっている。
【００２６】
すなわち、上述した構成により、電源８に接続された光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子３ｂと機械式リレー７のコイル７ｂにＣＰＵからＯＮ信号（Ｈｉ）が入力されると、それぞれの接点３ａ，７ａが閉成（以下、単に光ＭＯＳリレー３および機械式リレー７がＯＮするという）して、開閉駆動回路５の操作コイル６に通電され、開閉駆動回路５の開閉接点６ａ〜６ｃがＯＮ作動する。すると圧縮機モータ４は回転駆動を開始して圧縮部４ａが空気の圧縮動作を開始して空気タンク１０内の圧力が上昇する。
【００２７】
一方、光ＭＯＳリレー３の一次側制御端子３ｂと機械式リレー７のコイル７ｂとにそれぞれＣＰＵ９からＯＦＦ信号（Ｌｏ）を入力すると、接点３ａ，７ａが開成（以下、単に光ＭＯＳリレー３および機械式リレー７がＯＦＦするという）し、これら光ＭＯＳリレー３と機械式リレー７との少なくともいずれか一方がＯＦＦすることで、開閉駆動回路５の操作コイル６の通電が遮断され、この結果、開閉駆動回路５の開閉接点６ａ〜６ｃが開成して圧縮機モータ４が停止する。
【００２８】
また、この第１の実施の形態では、圧力異常上昇の判定を、ＣＰＵ９のソフトウェアによる判定と、ハードウェアによる判定とによって行うことでフェールセーフ回路を実現している。図１０は、ハードウェアにて構成された圧力異常判定回路を示したものである。この図１０に示す回路構成は、ＣＰＵ９が行う圧力異常判定の制御処理（後述する）と同様の機能を、ハードウェアで構成された圧力異常判定回路で実現させるものである。
【００２９】
図１０は圧力異常判定を行う圧力異常判定回路を示している。この圧力異常判定回路にはヒステリシス付きコンパレータ回路１３が設けられている。このコンパレータ回路１３のコンパレータ１７の−側入力端子には圧力センサ１１の出力信号がダイオード１４を介して入力され、また、コンパレータ１７の出力端子にはＣＰＵ９および機械式リレー７のコイル７ｂが接続されている。
【００３０】
また、コンパレータ１７のしきい値である電圧はａ抵抗１８およびｂ抵抗１９で決定され、圧力センサ１１で検出される圧力値に応じた電圧値で設定されている。このコンパレータ１７のしきい値に対応するＨｉ側圧力しきい値Ｐｈｉは安全弁１２の作動圧以上に設定されている。具体的には停止圧力値Ｐｏｆｆ＝０．８５ＭＰａと安全弁１２の作動圧力値Ｐｍａｘ＝１．１ＭＰａとの間であるＰｈｉ＝１ＭＰａに設定されている。一方、Ｌｏ側圧力しきい値Ｐｌｏは復帰圧力Ｐｏｎ＝０．６５ＭＰａより低いＰｌｏ＝０．５ＭＰａに設定されている。
【００３１】
すなわち、コンパレータ回路１３は、圧力センサ１１の圧力値がＰｈｉ＝１ＭＰａを超えて上昇した場合にＬｏ出力、Ｐｌｏ＝０．５ＭＰａを超えて下降した場合にＨｉ出力する構成となっている。なお、これらの圧力しきい値は安全弁１２の作動圧力値Ｐｍａｘ＝１．１ＭＰａより高い、例えばＰｈｉ＝１．３ＭＰａに設定し、Ｌｏ側圧力しきい値Ｐｌｏは復帰圧力Ｐｏｎ＝０．６５ＭＰａより低いＰｌｏ＝０．５ＭＰａに設定してもよく、この場合、安全弁１２が固着し、作動しなかった場合であっても確実に圧縮機モータ４を停止することができ、この結果空気タンク１０における圧力の異常上昇を防止することができる。
【００３２】
また、コンパレータ回路１３の入力には後述するＣＰＵ９からの制御信号である異常判定出力がダイオード１５を介して接続されており、Ｈｉ論理を入力することでコンパレータ回路１３の出力はＬｏ論理となる構成となっている。なお、これらのコンパレータしきい値は、後述するソフトウェアでの圧力異常判定時の圧力しきい値と同じ値となるよう設定している。
【００３３】
つまり、圧力異常判定をソフト的に検出すると共にハードウェアで構成したコンパレータ回路１３でも検出することができるため、例えばソフトウェアの暴走、回路の損傷などが発生した場合においても、確実に圧縮機モータ４を停止して空気圧縮部４ａによる圧縮動作を停止させることができる。
【００３４】
次に、図２乃至図７に基づいてＣＰＵ９で実施される制御処理を説明する。この制御処理は、光ＭＯＳリレー３の短絡故障時に、空気圧縮機１００が止まらなくなるのを防止するためにＣＰＵ９で行う制御処理である。
図２はＣＰＵ９が行う初期化シーケンスを示している。
まずステップＳ１では、電源投入後、メモリ１６（図１参照）のメモリチェックを行い、このメモリ１６に記憶された異常情報を読み出す。
【００３５】
ステップＳ２では、メモリ１６に記憶されている異常情報に基づいて光ＭＯＳリレー３が異常状態にあるか否かを判定する。ステップＳ２の判定結果が「Ｙｅｓ」（異常状態にある）である場合は、ステップＳ３に進み、「Ｎｏ」（異常状態ではない）である場合は、ステップＳ５に進む。ここで、異常状態は、圧力異常フラグ、緊急停止出力、又は、圧力センサ１１の圧力値等を含む異常情報に基づいて判定する。なお、図２乃至図７の制御処理では圧力異常フラグを一例に説明する。
【００３６】
ステップＳ３では、異常判定出力をＨｉにし、Ｓ４にて運転モードを異常モードに設定してこの処理を終了（ＥＮＤ）する。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏのまま、機械式リレー７がＯＦＦを維持することとなる。なお、異常モード時には図示せぬ表示装置にエラー表示を行うことが望ましい。
一方、ステップＳ５では、異常判定出力をＬｏに制御して機械式リレー７をＯＮにして、ステップＳ６にて運転モードを待機中としてこの処理を終了する。
【００３７】
図３から図７はＣＰＵ９が行う運転制御処理フローであり、アイドラ内でイベントが登録され、処理される仕組みとなっており、ここでは運転に関するイベントの処理のみ説明する。
図３は図示せぬ運転ＳＷが押されたイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う処理フローである。ステップＳ７において、現在の運転モードを確認し、ステップ８において待機中か否かを判定する。ステップＳ８の判定結果が「Ｙｅｓ」（待機中）である場合は、ステップＳ９に進み、「Ｎｏ」（待機中ではない）である場合、すなわち運転中または異常モードの場合はなにもせずこの処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ９では、光ＭＯＳリレー３をＯＮとし、ステップＳ１０で運転モードを運転中に変更する。このように運転モードが運転中に変更されることで、圧縮機モータ４の運転が開始される。
【００３９】
図４は、ユーザによって図示せぬ停止ＳＷが押されたイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う制御処理である。
ステップＳ１２において、現在の運転モードを確認する。
ステップＳ１３では、運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ１３の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ１４に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、すなわち運転モードが待機中または異常モードの場合は、何もせずこの処理を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ１４では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦとし、ステップＳ１５で運転モードを待機中に変更する。このように運転モードが待機中に変更することで、圧縮機モータ４の運転が停止する。
【００４１】
図５は、異常発生後、緊急停止出力がＨｉの状態で、空気タンク１０の圧力値が予め規定された圧力値Ｐｌｏよりも低下し、ユーザによる所定のＳＷ操作が完了したイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う制御処理を示している。なお、図５において所定のＳＷ操作は、運転ＳＷの長押し（例えば５秒程度）の場合の一例を示している。
【００４２】
まず、ステップＳ１７において、現在の運転モードを確認してステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、現在の運転モードが異常モードか否かを判定する。ステップＳ１８の判定結果が「Ｙｅｓ」（異常モード）である場合は、ステップＳ１９に進み、「Ｎｏ」（異常モードではない）である場合、つまり待機中または停止モードの場合は、何もせずにこの処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ１９では、現在の圧力値を確認してステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、現在の圧力値がＰｌｏ未満か否かを判定する。ステップＳ２０の判定結果が「Ｙｅｓ」（圧力＜Ｐｌｏ）である場合は、ステップＳ２１に進み、「Ｎｏ」（圧力≧Ｐｌｏ）である場合は、何もせずにこの処理を終了する。
ステップＳ２１では、異常判定出力をＬｏに設定し、ステップＳ２２にて緊急停止出力を確認する。
【００４４】
ステップＳ２３では、緊急停止出力がＨｉか否かを判定する。ステップＳ２３の判定結果が「Ｙｅｓ」（緊急停止出力がＨｉ）である場合は、ステップＳ２４に進み、「Ｎｏ」（緊急停止出力がＨｉではない）である場合は、何もせずにこの処理を終了する。
ステップＳ２４では、圧力異常フラグをクリアすると共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込み、ステップＳ２５において運転モードを待機中とし、この処理を終了する。
【００４５】
図６は、上述した図５の制御処理において緊急停止出力がＨｉからＬｏに変化して、この緊急停止出力がＨｉからＬｏに変化したイベントが登録された場合に、ＣＰＵ９が行う制御処理を示している。
【００４６】
まず、ステップＳ２９において異常判定出力をＨｉにし、ステップＳ３０にて運転モードを異常モードとする。そして、ステップＳ３１にて圧力異常フラグを立てる（フラグＯＮ）と共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込む。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏとなり、強制的に機械式リレー７がＯＦＦし、圧縮機モータ４が停止する。
【００４７】
図７はＣＰＵ９で行われる圧力計測の制御処理を示している。
まず、ステップＳ３２では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果（ＡＤ値）と予め設定された停止圧力値Ｐｏｆｆとを比較して、ＡＤ変換結果が停止圧力値Ｐｏｆｆよりも小さいか否かを判定する。ステップＳ３２の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ３３に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ３６に進む。
【００４８】
ステップＳ３６では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ３６の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ３７に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合は、ステップＳ３８に進む。
ステップＳ３７では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦにして圧縮機モータ４を停止させる。
【００４９】
ここで、光ＭＯＳリレー３が短絡故障している場合は、実際には圧縮機モータ４は停止せず、空気タンク１０内の圧力は上昇する。そこで、ステップＳ３８では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果と予め設定された圧力値であるＰｈｉを比較し、ＡＤ変換結果がＰｈｉ以上か否かを判定する。ステップＳ３８の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値≧Ｐｈｉ）である場合は、ステップＳ３９に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値＜Ｐｈｉ）である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
【００５０】
ステップＳ３９では、異常判定出力をＨｉにし、ステップＳ４０にて運転モードを異常モードとする。そして、ステップＳ４１にて圧力異常フラグを立てると共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込む。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏとなり、強制的に機械式リレー７がＯＦＦし、圧縮機モータ４が停止する。
【００５１】
一方、ステップＳ３２においてＡＤ変換結果が停止圧力値Ｐｏｆｆ未満の場合、ステップＳ３３にて圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果（ＡＤ値）と予め設定された圧力値であるＰｏｎとを比較し、ＡＤ値がＰｏｎ未満か否かを判定する。ステップＳ３３の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｎ）である場合は、ステップＳ３４に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｎ）である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ３４では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ３４の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ３５に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、つまり現在の運転モードが待機中および異常モードの場合には、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ３５では、光ＭＯＳリレー３をＯＮにして、圧縮機モータ４を運転させる。
【００５２】
したがって、上述の第１の実施の形態によれば、正常時の圧縮機モータ４の運転制御は光ＭＯＳリレー３の開閉制御で行い、この光ＭＯＳリレー３に直列接続された機械式リレー７を緊急時にのみ開作動させることで、多数の光ＭＯＳリレー３を用いることなく光ＭＯＳリレー３が短絡した場合に、確実に開閉駆動回路５の開閉接点を開成させて圧縮機モータ４を停止できるため、部品点数の増加を抑制して、コスト低減を図ることができる。
【００５３】
そして、機械式リレー７の接点７ａを非通電時に開動作、通電時に閉動作としているため、緊急時に機械式リレー７を確実に開成させることができる。
さらに、空気タンク１０内の圧力の異常上昇をＣＰＵ９およびコンパレータ回路１３の両方で検出することができ、ＣＰＵ９が暴走した場合においても確実に圧縮機モータ４を停止することが可能となる。
また、メモリ１６に異常フラグを記憶することによって再通電やリセット処理が行われた場合にも運転を禁止することが可能である。
【００５４】
また、どうしも顧客が圧縮機モータ４を停止したままにしたくない場合には、この第１の実施の形態のように顧客が所定のＳＷ操作を行うことで、復帰可能な構成としており、サービスマンが到着するまでの間、運転を継続することができる。
また、この際所定のＳＷ操作が運転ＳＷの長押しである場合、顧客が異常状態下での運転を意識的に行うことを強調することができる。
【００５５】
次にこの発明の第２の実施の形態を図８に基づいて説明する。この第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態の構成に機械式リレー７の保護に関連する制御フローを加えたものであるため、上述した図１〜図６を援用して重複説明を省略する。なお、機械式リレー７の保護とは、長期間接点の開閉が行われずに、接点表面に有機皮膜の生成などによって接触不安定が発生するのを防止することを意味している。
【００５６】
図８は、図示せぬ停止ＳＷが押されたイベントが登録された場合にＣＰＵ９が行う制御処理を示している。
まず、ステップＳ４５において現在の運転モードを確認し、ステップＳ４６に進む。
ステップＳ４６では、運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ４６の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ４７に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、つまり待機中または異常モードの場合には、何もせずにこの処理を終了する。
【００５７】
ステップＳ４７では、起動時間タイマが設定値以上か否かを判定する。ここで、起動時間タイマは例えば３０分に設定され、前回の起動後３０分以上経過していることを検出している。ステップＳ４７の判定結果が「Ｙｅｓ」（タイマ≧設定値）である場合は、ステップＳ４８に進み、「Ｎｏ」（タイマ＜設定値）である場合は、ステップＳ５０に進む。
【００５８】
ステップＳ４８では、コンパレータ回路１３からの緊急停止出力信号の入力をマスクし、ステップＳ４９では、機械式リレー７をＯＦＦするべく、異常判定出力をＨｉとする。
ステップＳ５０では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦして、ステップＳ５１で運転モードを待機中に設定する。この場合、ステップＳ４８にて緊急停止入力がマスク処理されているため、運転モードは異常モードに移行せず、機械式リレー７が停止ＳＷを押されたことによってＯＦＦすることとなる。またステップＳ４７の判定処理において、タイマが設定値未満と判定された場合、ステップＳ５０〜Ｓ５１で通常の停止ＳＷが押された場合と同様の制御処理を実行することとなる。
【００５９】
図９は、この第２の実施の形態の変形例における制御処理を示すものであり、この変形例では、停止ＳＷの押下に関わらず圧力計測の結果に応じて機械式リレー７の保護を実施している。
まず、ステップＳ５３では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果（ＡＤ値）と予め設定された圧力値である停止圧力値Ｐｏｆｆを比較し、ＡＤ変換結果が停止圧力値Ｐｏｆｆより小さいか否かを判定する。ステップＳ５３の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ５４に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｆｆ）である場合は、ステップＳ５８に進む。
【００６０】
ステップＳ５８では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。ステップＳ５８の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ５９に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、すなわち、異常モードおよび待機中である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ５９では、起動時間タイマが設定値以上か否かを判定する。ステップＳ５９の判定結果が「Ｙｅｓ」（タイマ≧設定値）である場合は、ステップＳ６０に進み、「Ｎｏ」（タイマ＜設定値）である場合は、ステップＳ６０〜Ｓ６１の処理を行わずにステップＳ６２に進み、このステップＳ６２以降の処理を実行する。
【００６１】
ステップＳ６０では、コンパレータ回路１３からの緊急停止出力信号の入力をマスクし、ステップＳ６１にて機械式リレー７もＯＦＦするべく、異常判定出力をＨｉとする。
ステップＳ６２では、光ＭＯＳリレー３をＯＦＦし、圧縮機モータ４を停止させてステップＳ６３に進む。なお、ステップＳ６３以降の処理については上述した第１の実施の形態のステップＳ３８〜Ｓ４１と同様の処理である。
【００６２】
ここで、光ＭＯＳリレー３が短絡故障している場合は、実際には圧縮機モータ４は停止せず、空気タンク１０内の圧力が上昇する。そこで、ステップＳ６３では圧力センサ１１の出力信号のＡＤ変換結果とＰｈｉを比較し、ＡＤ変換結果がＰｈｉ以上の場合、ステップＳ６４において異常判定出力をＨｉにし、ステップＳ６５にて運転モードを異常モードとし、ステップＳ６６にて圧力異常フラグを立てると共に、メモリ１６に圧力異常フラグの値を書き込む。すなわちコンパレータ回路１３の緊急停止出力がＬｏとなるため、強制的に機械式リレー７がＯＦＦし、圧縮機モータ４が停止する。
【００６３】
一方、ステップＳ５４においては、ＡＤ変換結果（ＡＤ値）が予め設定された圧力値であるＰｏｎよりも小さいか否かを判定する。ステップＳ５４の判定結果が「Ｙｅｓ」（ＡＤ値＜Ｐｏｎ）である場合は、ステップＳ５５に進み、「Ｎｏ」（ＡＤ値≧Ｐｏｎ）である場合は、何もせずにこの制御処理を終了する。
【００６４】
ステップＳ５５では、現在の運転モードが運転中か否かを判定する。このステップＳ５５の判定結果が「Ｙｅｓ」（運転中）である場合は、ステップＳ５６に進み、「Ｎｏ」（運転中ではない）である場合、つまり現在の運転モードが待機中および、異常モードの場合には、何もせずにこの制御処理を終了する。
ステップＳ５６では、異常判定出力をＬｏとし、ステップＳ５７にて光ＭＯＳリレー３をＯＮして圧縮機モータ４を運転させる。また、ステップＳ７１にて起動時間タイマをリセットスタートする。
【００６５】
したがって、上述した第２の実施の形態およびその変形例によれば、とりわけ機械式リレー７を、圧縮機モータ４の正常時であっても、所定時間毎にＯＮ／ＯＦＦ制御することができるため、長期間接点の開閉が行われずに、接点表面に有機皮膜の生成などによって接触不安定が発生するのを防止することができる。
【００６６】
なお、上記各実施の形態では運転停止命令を出力しても、圧縮機モータ４の運転が継続され、圧縮機モータ４が止まらなくなる異常状態を空気圧縮部４ａに具備されている圧力センサの信号から検出しており、外付けのセンサなど必要がなくシンプルに検出できるが、例えば、別途電流センサを用いて、開閉駆動回路５の操作コイル６に流れる電流の有無を検出することで行っても良い。
【００６７】
次に図１１を参照しながら第３の実施の形態を説明する。この第３の実施の形態における空気圧縮機１０１は、第１、２の実施の形態の図１に示す回路構成に対して、電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路上すなわち駆動制御部１の光ＭＯＳリレー３の接点３ａおよび機械式リレー７の接点７ａに流れる電流を計測する電流センサ２０を設けたものである。
【００６８】
電流センサ２０の計測結果は駆動制御部１のＣＰＵ９に入力され、ＣＰＵ９はこの電流センサ２０の計測結果に基づいて光ＭＯＳリレー３の異常を検出する。具体的には、光ＭＯＳリレー３の接点３ａが開成制御されたにもかかわらず、電流センサ２０で計測された電流値が「０」ではない場合、つまり電流が流れている場合は、接点３ａが固着等により閉成されている虞があるため、光ＭＯＳリレー３が異常状態であると判定する。
【００６９】
また、電流センサ２０で計測された電流値に基づいて光ＭＯＳリレー３の異常を検出する場合について説明したが、例えば、光ＭＯＳリレー３の接点３ａの両端子間電圧を検出する電圧センサ２０ａ又は出力回路２の出力端子間の電圧を検出する電圧センサ２０ｂを設け、光ＭＯＳリレー３を開成制御しているにも関わらず、電圧センサ２０ａ又は電圧センサ２０ｂの電圧値が「０」ではない所定の電圧値に達しない場合に異常と判定してもよい。
【００７０】
また、上記変形例の他の態様として、図１２に示すように、空気圧縮機１０２の駆動回路上である３相の動力系配線Ｕ，Ｖ，Ｗの電流を検出する電流センサ２２や駆動開路上である開閉駆動回路５の端子間電圧を監視する電圧センサ２３又は駆動回路上である開閉駆動回路５と圧縮機モータ４との間の相間電圧を監視する電圧センサ２３ａを設けて、それぞれＣＰＵ９により光ＭＯＳリレー３の接点３ａの開成制御を行っているにも関わらず、動力系配線Ｕ，Ｖ，Ｗに電流が流れている場合、開閉駆動回路５の開閉接点６ａ〜６ｃの端子間電圧が低下しない場合、および、相間電圧が低下しない場合に光ＭＯＳリレー３が異常であると判定してもよい。
【００７１】
さらに、前述した回転センサ２１で検出される回転数に基づいて光ＭＯＳリレー３の異常を検出することもできる。この場合、光ＭＯＳリレー３を開成制御しているにもかかわらず、圧縮機モータ４の回転数が一定時間経過しても所定の回転数以下に低下しなかった場合に異常と判定すればよい。また、上述した「圧力」、「電流」、「電圧」および「回転数」のうち少なくとも一つの検出値を用いて光ＭＯＳリレー３の異常検出を行えばよく、例えば、「圧力」、「電流」、「電圧」および「回転数」のうち複数の検出値による異常検出を並行して行うことで信頼性を向上することができる。
【００７２】
なお、上述した第３の実施の形態およびその変形例のＣＰＵ９で行われる制御処理は、上述した第１、第２の実施の形態の図２〜図９の「圧力」をそれぞれ「電流」、「電圧」又は「回転数」に置き換えたものであるため説明を省略する。さらに、圧力センサ１１、電流センサ２０、電圧センサおよび回転センサ２１から出力される出力信号は、各検出値に応じた電圧信号であるため、第１、第２の実施の形態の「圧力」の場合と同様に、電流センサ２０、電圧センサおよび回転センサ２１の電圧信号に基づいて、ハードウェアで構成された圧力異常判定回路（図１０参照）による異常判定を行うこともできる。
【００７３】
また、上述した各実施の形態およびその変形例では、空気圧縮機を一例に説明したが、空気を圧縮するものに限られず、気体を圧縮する圧縮機であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における空気圧縮機の回路構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における電源投入処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態における運転ＳＷがＯＮされたときの制御処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における停止ＳＷがＯＦＦされたときの制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における運転ＳＷ長押しされたときの制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における緊急停止出力がＨｉからＬｏになったときの制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態における圧力計測に基づく制御処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における図４に相当するフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態の変形例における図７に相当するフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における圧力異常判定回路の構成図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の変形例における図１に相当する回路構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の変形例の他の態様における図１１に相当する回路構成図である。
【図１３】従来の空気圧縮機の回路構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
２ 出力回路（電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路）
３ 光ＭＯＳリレー（半導体式リレー）
４ 圧縮機モータ（駆動手段）
４ａ 圧縮部（気体圧縮部）
４ｂ 排出経路
５ 開閉駆動回路
５ａ 電磁接触器
６ａ〜６ｃ 開閉接点
６ 操作コイル
９ ＣＰＵ（制御装置）
１０ 空気タンク（タンク）
１１ 圧力センサ（駆動状態検出手段、圧力検出手段）
２０ 電流センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
２０ａ，２０ｂ 電圧センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
２１ 回転センサ（駆動状態検出手段、回転検出手段）
２２ 電流センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
２３ａ，２３ｂ 電圧センサ（駆動状態検出手段、信号検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段により駆動されて気体を圧縮する気体圧縮部と、
該気体圧縮部により圧縮された気体を、排出経路を介して貯留するタンクと、
電源と前記駆動手段との間に設けられ前記駆動手段への電源供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁接触器および該電磁接触器の開閉接点を非接触で操作する操作コイルからなる開閉駆動回路と、
前記電源または他の電源に接続されて、前記操作コイルに対して、半導体式リレーおよび機械式リレーが直列に設けられる電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路と、
前記半導体式リレーを常時開閉制御して前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路の動作を制御する制御装置とが設けられ、
該制御装置は、前記駆動手段または気体圧縮部の駆動状態を検出する駆動状態検出手段からの信号を監視し、前記半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記駆動状態検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合は、前記機械式リレーを開成することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記駆動状態検出手段は、前記気体圧縮部か前記排出経路または前記タンクの少なくとも一箇所に設けられた気体の圧力を検知する圧力検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記圧力検出手段の出力が上昇し続けた場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記駆動状態検出手段は、前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記駆動状態検出手段は、前記開閉駆動回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記駆動状態検出手段は、前記駆動手段の回転状態を検知する回転検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記回転検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記機械式リレーの接点は、非通電時は開、一方、通電時は閉動作であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項７】
運転時間が所定時間に達する毎に、前記半導体式リレーと前記機械式リレーを同時に開閉させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項１】
駆動手段により駆動されて気体を圧縮する気体圧縮部と、
該気体圧縮部により圧縮された気体を、排出経路を介して貯留するタンクと、
電源と前記駆動手段との間に設けられ前記駆動手段への電源供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁接触器および該電磁接触器の開閉接点を非接触で操作する操作コイルからなる開閉駆動回路と、
前記電源または他の電源に接続されて、前記操作コイルに対して、半導体式リレーおよび機械式リレーが直列に設けられる電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路と、
前記半導体式リレーを常時開閉制御して前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路の動作を制御する制御装置とが設けられ、
該制御装置は、前記駆動手段または気体圧縮部の駆動状態を検出する駆動状態検出手段からの信号を監視し、前記半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記駆動状態検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合は、前記機械式リレーを開成することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記駆動状態検出手段は、前記気体圧縮部か前記排出経路または前記タンクの少なくとも一箇所に設けられた気体の圧力を検知する圧力検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記圧力検出手段の出力が上昇し続けた場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記駆動状態検出手段は、前記電磁接触器ＯＮ／ＯＦＦ回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記駆動状態検出手段は、前記開閉駆動回路上の少なくとも一箇所に設けられた電流または電圧の変化を検知する信号検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記信号検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記駆動状態検出手段は、前記駆動手段の回転状態を検知する回転検出手段であって、
前記制御装置は、半導体式リレーを開成したにもかかわらず、前記回転検出手段の出力が停止せず継続的に出力された場合には、前記機械式リレーを開成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記機械式リレーの接点は、非通電時は開、一方、通電時は閉動作であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項７】
運転時間が所定時間に達する毎に、前記半導体式リレーと前記機械式リレーを同時に開閉させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−３６０８１（Ｐ２００９−３６０８１Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２００８８８（Ｐ２００７−２００８８８）
【出願日】平成１９年８月１日（２００７．８．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１日（２００７．８．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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