JP5141401B2 - Air compressor and motor drive control method - Google Patents

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Description

本発明は、エアコンプレッサおよびモータ駆動制御方法に関し、より詳細には、モータ手段を駆動させて圧縮空気を建築用の駆動工具に供給することが可能なエアコンプレッサおよびモータ手段に対するモータ駆動制御方法に関する。   The present invention relates to an air compressor and a motor drive control method, and more particularly to an air compressor and a motor drive control method for motor means that can drive motor means to supply compressed air to a building drive tool. .

圧縮空気を利用した釘打機等の駆動工具を建築現場で利用する場合には、駆動工具に対して圧縮空気を供給するエアコンプレッサを設置する必要がある。エアコンプレッサは、モータ部を駆動させることによって圧縮空気生成部で圧縮空気を生成し、生成させた空気をタンク部に貯留することによって、所定圧力の圧縮空気を駆動工具に提供する構造となっている。ここで、エアコンプレッサは、一般的なコンセント（交流電源）用のプラグを備えており、プラグをコンセントに接続することによって、モータ部を駆動させるための駆動電力の供給を受けている（例えば、特許文献１参照）。   When a driving tool such as a nailing machine using compressed air is used at a construction site, it is necessary to install an air compressor that supplies compressed air to the driving tool. The air compressor has a structure in which compressed air is generated in the compressed air generation unit by driving the motor unit, and the generated air is stored in the tank unit to provide compressed air of a predetermined pressure to the driving tool. Yes. Here, the air compressor is provided with a plug for a general outlet (AC power supply), and is supplied with driving power for driving the motor unit by connecting the plug to the outlet (for example, Patent Document 1).

一方で、作業現場等で使用される工具であって、コンセントを介して駆動電力の供給を受ける必要がある工具は、エアコンプレッサ以外にも多数存在する。しかしながら、各コンセントには、合計して使用可能な電力量が予め規定されており、使用可能な電流値を超えた場合にはコンセントへの電力供給を一時的に遮断するためのブレーカが通常設けられている。   On the other hand, there are many tools that are used at work sites or the like and need to be supplied with driving power via an outlet, in addition to the air compressor. However, the total amount of power that can be used in each outlet is specified in advance, and a breaker is usually provided to temporarily cut off the power supply to the outlet when the available current value is exceeded. It has been.

ブレーカによる電力の遮断が行われると、同一コンセントに接続された全ての駆動工具の動作が停止されてしまうため、作業に支障が生ずる可能性が高い。そのため、使用可能な電流値を確認し、この使用可能な電流値以内に、接続された全ての駆動工具の使用電流値が収まるように注意する必要がある。また、電流値の確認を確実に行うためにも、各駆動装置の使用電流値が、駆動装置毎に予め設定される電流目標量で安定して維持されるように電流制御を行う必要がある。   When the power is cut off by the breaker, the operation of all the driving tools connected to the same outlet is stopped, so there is a high possibility that the work will be hindered. Therefore, it is necessary to check the usable current value and make sure that the used current values of all the connected driving tools are within the usable current value. Further, in order to surely check the current value, it is necessary to perform current control so that the used current value of each driving device is stably maintained at a current target amount preset for each driving device. .

しかしながら、エアコンプレッサで圧縮空気を生成する処理では、タンク部の圧力状態等によってモータ部の駆動負荷が変化することから、モータ部において使用される電流値も上下するおそれがあるという問題があった。このため、今日のエアコンプレッサでは、ブレーカによる電力の遮断が行われない一定の電流値以下に電流が維持されるように、電流値に基づくエアコンプレッサの駆動制御が行われている。   However, in the process of generating compressed air with an air compressor, the driving load of the motor unit varies depending on the pressure state of the tank unit, etc., so there is a problem that the current value used in the motor unit may also rise and fall. . For this reason, in today's air compressors, drive control of the air compressor based on the current value is performed so that the current is maintained below a certain current value at which power is not interrupted by the breaker.

エアコンプレッサにおける負荷が重い場合、回転数に基づく制御を行うと回転数が安定しにくいため、電流値が大きく変動してしまうおそれがある。このため、電流値に基づく制御は、エアコンプレッサの負荷が重い場合に有効な制御であるといえる。一方で、エアコンプレッサの負荷が軽い場合には、回転数の変動が少なく、電流値が大きく変動してしまうおそれが少ないため、回転数に基づいて駆動制御を行う方法が用いられている。
特開２００６−５４９４１号公報（第３頁〜第４頁、第６図参照） When the load on the air compressor is heavy, if the control based on the rotational speed is performed, the rotational speed is difficult to stabilize, and thus the current value may fluctuate greatly. For this reason, it can be said that the control based on the current value is effective when the load of the air compressor is heavy. On the other hand, when the load of the air compressor is light, there is little fluctuation in the rotation speed and there is little possibility that the current value fluctuates greatly. Therefore, a method of performing drive control based on the rotation speed is used.
JP 2006-54941 A (refer to pages 3 to 4 and FIG. 6)

しかしながら、エアコンプレッサで圧縮空気を生成する処理では、タンク部の圧力状態等によってモータ部の駆動負荷が変化する。一般的に、タンク部の容量が大きい場合（例えば、タンク容量が１０リットルのエアコンプレッサ）の場合には、そのタンク容量の大きさから、図７に示すように、タンク部内の圧力を所定圧力（例えば４０ｋｇｆ／ｃｍ２）にするまである程度の時間（図７においては、約２５０秒）を要し、圧力値の上昇が緩やかに行われる。このため、大容量型のエアコンプレッサでは、エアコンプレッサにおける負荷状態変化もゆるやかとなり、電流値に基づいてモータ部の制御を行っても、回転数に基づいてモータ部の制御を行っても、モータの回転数変動が少ないため、製品の音圧レベルを一定を保つことが可能となる。 However, in the process of generating compressed air with an air compressor, the driving load of the motor unit varies depending on the pressure state of the tank unit and the like. In general, when the capacity of the tank section is large (for example, an air compressor having a tank capacity of 10 liters), the pressure in the tank section is set to a predetermined pressure as shown in FIG. A certain amount of time (for example, about 250 seconds in FIG. 7) is required until the pressure is reached (for example, 40 kgf / cm 2 ), and the pressure value is gradually increased. For this reason, in a large capacity type air compressor, the load state change in the air compressor also becomes gradual, and even if the motor unit is controlled based on the current value, the motor unit is controlled based on the rotation speed, the motor Therefore, the sound pressure level of the product can be kept constant.

一方で、タンク部の容量の少ない小型タイプのエアコンプレッサ（例えば、タンク容量が２．５リットルのエアコンプレッサ）では、その容量が小さいことから、図７に示すように、タンク部内の圧力を所定圧力（例えば４０ｋｇｆ／ｃｍ２）にするまでの時間（図７においては、約１３０秒）が、大容量のエアコンプレッサの場合（図７においては、約２５０秒）に比べて短く、大容量のエアコンプレッサに比べて圧力値が急激に上昇（変動）するという特徴を有している。このため、小容量型のエアコンプレッサでは、エアコンプレッサにおける負荷状態が大きく変動する傾向があり、電流値に基づく制御から回転数に基づく制御に制御を移行する場合や、逆に、回転数に基づく制御から電流値に基づく制御に制御を移行する場合において、モータ部の回転が脈動してしまい、製品の音圧レベルが不安定に変動してしまう（例えば、うなりを生じてしまう）場合があった。 On the other hand, a small type air compressor having a small tank capacity (for example, an air compressor having a tank capacity of 2.5 liters) has a small capacity, and therefore, as shown in FIG. The time until the pressure (for example, 40 kgf / cm 2 ) (about 130 seconds in FIG. 7) is shorter than in the case of a large capacity air compressor (about 250 seconds in FIG. 7). Compared to an air compressor, the pressure value increases (fluctuates) rapidly. For this reason, in a small capacity type air compressor, the load state in the air compressor tends to fluctuate greatly, and when the control is shifted from the control based on the current value to the control based on the rotational speed, or conversely, based on the rotational speed. When the control is shifted from the control to the control based on the current value, the rotation of the motor unit may pulsate, and the sound pressure level of the product may fluctuate in an unstable manner (for example, a beat may occur). It was.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、エアコンプレッサにおける音圧レベルを一定に低減させつつ、駆動電流の電流値を一定値以下に維持することが可能なエアコンプレッサおよびモータ駆動制御方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an air compressor and a motor drive control capable of maintaining a current value of a drive current below a certain value while constantly reducing a sound pressure level in the air compressor. It is an object to provide a method.

上記課題を解決するために、本発明に係るエアコンプレッサは、圧縮空気を生成する圧縮空気生成手段と、該圧縮空気生成手段により生成された前記圧縮空気を貯留するタンク部と、前記圧縮空気生成手段を駆動させるためのモータ手段と、該モータ手段の駆動量を制御する制御手段と、前記モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値を検出する電流検出手段と、前記モータ手段の回転数を検出する回転数検出手段とを有し、前記制御手段が、前記電流検出手段により検出された駆動電流値に基づいて、前記モータ手段における目標回転数の値を増減して前記目標回転数の値の調整を行い、調整の行われた目標回転数と、前記回転数検出手段により検出された前記モータ手段の回転数との回転数差に基づいて、前記モータ手段の駆動量制御を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an air compressor according to the present invention includes a compressed air generating unit that generates compressed air, a tank unit that stores the compressed air generated by the compressed air generating unit, and the compressed air generating unit. Motor means for driving the means, control means for controlling the drive amount of the motor means, current detection means for detecting a drive current value used for driving the motor means, and detecting the rotational speed of the motor means And the control means increases or decreases the target rotational speed value of the motor means based on the drive current value detected by the current detecting means. Based on the rotation speed difference between the adjusted target rotation speed and the rotation speed of the motor means detected by the rotation speed detection means, the drive amount control of the motor means is performed. And wherein the Ukoto.

エアコンプレッサにおけるモータ手段は、タンク部の圧縮空気の圧力値に応じて負担が変動するという特徴を有している。このように負荷が重い場合において積極的にモータ手段の駆動制御を行うと、負荷に応じてモータ手段における駆動電流値の急激な上昇を招いてしまい、ブレーカにより電力が遮断されてしまうおそれがある。このため、モータ手段の駆動制御を駆動電流値に基づいて制御することが望ましいが、駆動電流値に基づいてモータ手段の駆動制御を行うと、モータ手段の回転数変動が生じやすくなるため、回転数変動に伴う回転の脈動等が生じて、回転駆動に伴う音圧レベルの変動などが発生してしまうおそれがある。   The motor means in the air compressor has a feature that the load varies according to the pressure value of the compressed air in the tank section. If the drive control of the motor means is positively performed when the load is heavy in this way, the drive current value in the motor means may increase rapidly according to the load, and the power may be interrupted by the breaker. . For this reason, it is desirable to control the drive control of the motor unit based on the drive current value. However, if the drive control of the motor unit is performed based on the drive current value, the rotation speed of the motor unit is likely to vary. There is a possibility that a pulsation of rotation or the like accompanying the number fluctuation occurs, and a fluctuation or the like of the sound pressure level accompanying the rotational driving may occur.

このため、上述したように、駆動するモータ手段の回転数とモータ手段における目標回転数との回転数差に基づいてモータ手段の駆動量制御を行うことによって、モータ手段の回転数に応じた制御を行うことができるため、回転数の急激な変動を抑制することが可能となる。さらに、制御手段が、モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値の値に基づいて目標回転数の値の調整を行うことにより、制御手段がモータ手段の回転数を中心としてモータ手段の駆動制御を行いつつ、補助的に駆動電流値に基づいてモータ手段の駆動量補正を行うことが可能となる。このため、回転数の急激な変動を抑制しつつ、駆動電流値の急激な上昇を防止することができ、騒音レベルの抑制と、駆動電流値の急激な変動防止という両方の効果を実現することが可能となる。   For this reason, as described above, by controlling the drive amount of the motor means based on the rotational speed difference between the rotational speed of the motor means to be driven and the target rotational speed of the motor means, control according to the rotational speed of the motor means is performed. Therefore, it is possible to suppress rapid fluctuations in the rotational speed. Further, the control means adjusts the value of the target rotational speed based on the value of the drive current value used for driving the motor means, so that the control means controls the drive of the motor means around the rotational speed of the motor means. While performing, it becomes possible to correct the driving amount of the motor means based on the driving current value. For this reason, it is possible to prevent a sudden increase in the driving current value while suppressing a rapid fluctuation in the rotational speed, and to realize both effects of suppressing the noise level and preventing the sudden fluctuation in the driving current value. Is possible.

また、上記エアコンプレッサにおいて、前記制御手段は、前記目標回転数が所定値以上である場合には、前記駆動電流値の値にかかわらず、前記目標回転数の値の増加処理を行わないものであってもよい。   In the air compressor, when the target rotational speed is equal to or greater than a predetermined value, the control means does not perform the process of increasing the target rotational speed value regardless of the value of the drive current value. There may be.

上述したように、前記モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値の値に基づいて、前記目標回転数の値を増減することにより、制御手段がモータ手段の回転数を中心としてモータ手段の駆動制御を行いつつ、補助的に駆動電流値に基づいてモータ手段の駆動量補正を行うことが可能となる。しかしながら、目標回転数が所定値以上となっている場合においても、補助的な補正により目標回転数が増加されると、駆動する前記モータ手段の回転数と目標回転数とによる回転数の差が大きくなってモータ手段の駆動量制御が増大し、かえって急激な回転数変動を招いてしまうおそれがある。このため、目標回転数が所定値以上である場合には、駆動電流値の値にかかわらず、目標回転数の値の増加処理を行わないようにすることにより、回転数変動を効果的に防止することができ、騒音レベルの抑制を図ることが可能となる。   As described above, the control means controls the drive of the motor means around the rotation speed of the motor means by increasing or decreasing the value of the target speed based on the value of the drive current value used for driving the motor means. It is possible to correct the drive amount of the motor means on the basis of the drive current value in an auxiliary manner. However, even when the target rotational speed is equal to or higher than the predetermined value, if the target rotational speed is increased by auxiliary correction, the difference in rotational speed between the rotational speed of the motor means to be driven and the target rotational speed is increased. The driving amount control of the motor means increases to increase the speed, and there is a risk of sudden fluctuations in the rotational speed. For this reason, when the target rotational speed is equal to or greater than the predetermined value, it is possible to effectively prevent fluctuations in the rotational speed by not increasing the target rotational speed regardless of the drive current value. It is possible to suppress the noise level.

一方で、本発明に係るモータ駆動制御方法は、モータ手段の駆動量を制御する制御手段が、駆動する前記モータ手段の回転数と、前記モータ手段における目標回転数との回転数差に基づいて前記モータ手段の駆動量制御を行うモータ駆動制御方法において、前記制御手段が、前記モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値の値に基づいて、前記目標回転数の値を増減することを特徴とする。   On the other hand, in the motor drive control method according to the present invention, the control means for controlling the drive amount of the motor means is based on the rotational speed difference between the rotational speed of the motor means to be driven and the target rotational speed of the motor means. In the motor drive control method for controlling the drive amount of the motor means, the control means increases or decreases the value of the target rotational speed based on the value of the drive current value used for driving the motor means. To do.

一般的に、モータ手段の駆動が行われる場合には、そのモータ手段に対する負荷に応じて回転数が変動するだけでなく、負荷に応じて駆動電流値の変動が生ずる。モータ手段における駆動電流値の急激な上昇を抑制するためには、モータ手段の駆動制御を駆動電流値に基づいて制御することが望ましいが、このように駆動電流値に基づいてモータ手段の駆動制御を行うと、モータ手段の回転数変動が生じやすくなるため、回転数変動に伴う回転の脈動等が生じて、回転駆動に伴う音圧レベルの変動などが発生してしまうおそれがある。   In general, when the motor means is driven, not only the rotation speed varies depending on the load on the motor means, but also the drive current value varies depending on the load. In order to suppress a sudden increase in the drive current value in the motor means, it is desirable to control the drive control of the motor means based on the drive current value, but in this way the drive control of the motor means based on the drive current value If it is performed, the rotation speed fluctuation of the motor means is likely to occur, and therefore, a pulsation of rotation accompanying the rotation speed fluctuation or the like may occur, and a fluctuation of the sound pressure level accompanying rotation driving may occur.

このため、上述したように、駆動するモータ手段の回転数とモータ手段における目標回転数との回転数差に基づいてモータ手段の駆動量制御を行うことによって、モータ手段の回転数に応じた制御を行うことができるため、回転数の急激な変動を抑制することが可能となる。さらに、制御手段が、モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値の値に基づいて、目標回転数の値を増減することにより、制御手段がモータ手段の回転数を中心としてモータ手段の駆動制御を行いつつ、補助的に駆動電流値に基づいてモータ手段の駆動量補正を行うことが可能となる。このため、回転数の急激な変動を抑制しつつ、駆動電流値の急激な上昇を防止することができ、騒音レベルの抑制と、駆動電流値の急激な変動防止という両方の効果を実現することが可能となる。   For this reason, as described above, by controlling the drive amount of the motor means based on the rotational speed difference between the rotational speed of the motor means to be driven and the target rotational speed of the motor means, the control according to the rotational speed of the motor means is performed. Therefore, it is possible to suppress rapid fluctuations in the rotational speed. Further, the control means increases or decreases the value of the target rotation speed based on the value of the drive current value used for driving the motor means, so that the control means controls the drive of the motor means around the rotation speed of the motor means. While performing, it becomes possible to correct the driving amount of the motor means based on the driving current value. For this reason, it is possible to prevent a sudden increase in the driving current value while suppressing a rapid fluctuation in the rotational speed, and to realize both effects of suppressing the noise level and preventing the sudden fluctuation in the driving current value. Is possible.

また、上記モータ駆動制御方法において、前記制御手段は、前記目標回転数が所定値以上である場合には、前記駆動電流値の値にかかわらず、前記目標回転数の値の増加処理を行わないようにするものであってもよい。   In the motor drive control method, the control unit does not perform the process of increasing the value of the target rotation speed regardless of the value of the drive current value when the target rotation speed is equal to or greater than a predetermined value. It may be something to do.

上述したように、前記モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値の値に基づいて、前記目標回転数の値を増減することにより、制御手段がモータ手段の回転数を中心としてモータ手段の駆動制御を行いつつ、補助的に駆動電流値に基づいてモータ手段の駆動量補正を行うことが可能となる。しかしながら、目標回転数が所定値以上となっている場合においても、補助的な補正により目標回転数が増加されると、駆動する前記モータ手段の回転数と目標回転数とによる回転数の差が大きくなってモータ手段の駆動量制御が増大し、かえって急激な回転数変動を招いてしまうおそれがある。このため、目標回転数が所定値以上である場合には、駆動電流値の値にかかわらず、目標回転数の値の増加処理を行わないことにより、回転数変動を効果的に防止することができ、騒音レベルの抑制を図ることが可能となる。   As described above, the control means controls the drive of the motor means around the rotation speed of the motor means by increasing or decreasing the value of the target speed based on the value of the drive current value used for driving the motor means. It is possible to correct the drive amount of the motor means on the basis of the drive current value in an auxiliary manner. However, even when the target rotational speed is equal to or higher than the predetermined value, if the target rotational speed is increased by auxiliary correction, the difference in rotational speed between the rotational speed of the motor means to be driven and the target rotational speed is increased. The driving amount control of the motor means increases to increase the speed, and there is a risk of sudden fluctuations in the rotational speed. For this reason, when the target rotational speed is equal to or greater than the predetermined value, it is possible to effectively prevent fluctuations in the rotational speed by not performing the process of increasing the target rotational speed regardless of the value of the drive current value. This makes it possible to suppress the noise level.

本発明に係るエアコンプレッサおよびモータ駆動制御方法によれば、駆動するモータ手段の回転数と、モータ手段における目標回転数との回転数差に基づいてモータ手段の駆動量制御を行うことによって、モータ手段の回転数に応じた制御を行うことができるため、回転数の急激な変動を抑制することができる。さらに、制御手段が、モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値の値に基づいて、目標回転数の値を増減するので、制御手段がモータ手段の回転数を中心としてモータ手段の駆動制御を行いつつ、補助的に駆動電流値に基づいてモータ手段の駆動量補正を行うことが可能となる。このため、回転数変動を抑制しつつ、駆動電流値の急激な上昇を防止することができ、騒音レベルの抑制と、駆動電流値の急激な変動防止という両方の効果を実現することが可能となる。   According to the air compressor and the motor drive control method according to the present invention, the motor unit drive amount control is performed based on the rotation speed difference between the rotation speed of the motor means to be driven and the target rotation speed of the motor means. Since control according to the number of revolutions of the means can be performed, rapid fluctuations in the number of revolutions can be suppressed. Further, since the control means increases or decreases the value of the target rotational speed based on the value of the drive current value used for driving the motor means, the control means performs drive control of the motor means around the rotational speed of the motor means. On the other hand, the driving amount of the motor means can be corrected based on the driving current value. For this reason, it is possible to prevent a sudden increase in the drive current value while suppressing the rotational speed fluctuation, and to realize both the effects of suppressing the noise level and preventing the rapid fluctuation of the drive current value. Become.

以下、本発明に係るエアコンプレッサについて、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, an air compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、エアコンプレッサの概略構成を示したブロック図である。エアコンプレッサ１は、タンク部２と、圧縮空気生成部（圧縮空気生成手段）３と、モータ部（モータ手段）４と、制御回路部（制御手段）５とによって概略構成されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an air compressor. The air compressor 1 is roughly configured by a tank unit 2, a compressed air generation unit (compressed air generation unit) 3, a motor unit (motor unit) 4, and a control circuit unit (control unit) 5.

タンク部２は、圧縮空気を貯留するための貯留タンク８を有している。貯留タンク８には、圧縮空気生成部３により生成された一定圧力の圧縮空気が蓄えられており、通常３．５ＭＰａ〜４．３ＭＰａ程度の圧力に維持されている。   The tank unit 2 has a storage tank 8 for storing compressed air. The storage tank 8 stores the compressed air having a constant pressure generated by the compressed air generator 3 and is usually maintained at a pressure of about 3.5 MPa to 4.3 MPa.

また、本実施の形態に係る貯留タンク８は、容量が２．５リットルに規定されている。この容量は、大型の貯留タンクを備える一般的なエアコンプレッサのタンク容量１０リットルよりも小容量となっている。   Moreover, the capacity | capacitance of the storage tank 8 which concerns on this Embodiment is prescribed | regulated to 2.5 liters. This capacity is smaller than a 10 liter tank capacity of a general air compressor having a large storage tank.

貯留タンク８には、複数の圧縮空気取出口９が設けられている。本実施の形態においては、高圧の圧縮空気を取り出すための高圧取出口９ａと、常圧の圧縮空気を取り出すための常圧取出口９ｂとが設けられている。各取出口９ａ、９ｂには、それぞれの取出口９ａ、９ｂより得られる圧縮空気を所望の圧力に減圧させるための減圧弁１０ａ、１０ｂが設けられており、高圧取出口９ａでは、減圧弁１０ａによって取り出される圧縮空気の圧力が１．５ＭＰａ〜２．５０ＭＰａ程度に減圧され、常圧取出口９ｂでは、減圧弁１０ｂによって取り出される圧縮空気の圧力が０．７ＭＰａ〜１．５ＭＰａ程度に減圧される。   The storage tank 8 is provided with a plurality of compressed air outlets 9. In the present embodiment, a high-pressure outlet 9a for taking out high-pressure compressed air and a normal-pressure outlet 9b for taking out normal-pressure compressed air are provided. Each of the outlets 9a and 9b is provided with pressure reducing valves 10a and 10b for reducing the compressed air obtained from the respective outlets 9a and 9b to a desired pressure. In the high pressure outlet 9a, the pressure reducing valve 10a is provided. The pressure of the compressed air taken out is reduced to about 1.5 MPa to 2.50 MPa, and the pressure of the compressed air taken out by the pressure reducing valve 10b is reduced to about 0.7 MPa to 1.5 MPa at the normal pressure outlet 9b. .

貯留タンク８内の圧縮空気は、上述したように通常３．５ＭＰａ〜４．３ＭＰａ程度の圧力に維持されるため、高圧取出口９ａから取り出される圧縮空気も常圧取出口９ｂから取り出される圧縮空気も、上述した所望の圧力を減圧弁１０ａ、１０ｂによって維持することが可能となる。また、各取出口９ａ、９ｂには、減圧弁１０ａ、１０ｂにより減圧された圧縮空気を釘打機等の駆動工具に供給するために、エアホース（図示省略）を着脱することが可能となっている。   Since the compressed air in the storage tank 8 is normally maintained at a pressure of about 3.5 MPa to 4.3 MPa as described above, the compressed air taken out from the high pressure outlet 9a is also taken out from the normal pressure outlet 9b. In addition, the desired pressure described above can be maintained by the pressure reducing valves 10a and 10b. In addition, an air hose (not shown) can be attached to and detached from each of the outlets 9a and 9b in order to supply the compressed air decompressed by the pressure reducing valves 10a and 10b to a driving tool such as a nail driver. Yes.

圧縮空気生成部３は、シリンダ内に設けられるピストンを往復運動させ、シリンダの吸気弁からシリンダ内に引き込まれた空気を圧縮することによって圧縮空気を生成する構造を備えている。圧縮された空気は、連結パイプ１４を介してタンク部２の貯留タンク８へと供給される。   The compressed air generating unit 3 has a structure that generates compressed air by reciprocating a piston provided in the cylinder and compressing air drawn into the cylinder from the intake valve of the cylinder. The compressed air is supplied to the storage tank 8 of the tank unit 2 through the connection pipe 14.

モータ部４は、圧縮空気生成部３のピストンを往復運動させるための駆動力を発生させる役割を有している。モータ部４には、駆動力を発生させるためのステータ１６とロータ１７とが設けられている。ステータ１６には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線１６ａ、１６ｂ、１６ｃが形成されており、これらの巻線１６ａ〜１６ｃに対して電流を流すことによって回転磁界が形成される。   The motor unit 4 has a role of generating a driving force for reciprocating the piston of the compressed air generating unit 3. The motor unit 4 is provided with a stator 16 and a rotor 17 for generating a driving force. The stator 16 is formed with U-phase, V-phase, and W-phase windings 16a, 16b, and 16c, and a rotating magnetic field is formed by passing a current through the windings 16a to 16c.

ロータ１７は、永久磁石によって構成されており、ステータ１６の巻線１６ａ、１６ｂ、１６ｃを流れる電流によって形成される回転磁界により、ロータ１７の回転が行われる。また、モータ部４には、ロータ１７の回転を検出するための回転数検出部（回転数検出手段）１８が設けられている。回転数検出部１８には、ホールＩＣが設けられており、このホールＩＣを用いてロータ１７における磁界の変化を検出することによってロータ１７の回転数を検出する。   The rotor 17 is composed of a permanent magnet, and the rotor 17 is rotated by a rotating magnetic field formed by a current flowing through the windings 16a, 16b, and 16c of the stator 16. The motor unit 4 is provided with a rotation number detection unit (rotation number detection means) 18 for detecting the rotation of the rotor 17. The rotation speed detection unit 18 is provided with a Hall IC, and the rotation speed of the rotor 17 is detected by detecting a change in the magnetic field in the rotor 17 using the Hall IC.

制御回路部５は、図２に示すように、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ：Micro Processing Unit、制御手段）２０と、コンバータ回路２１と、インバータ回路２２とによって概略構成されている。   As shown in FIG. 2, the control circuit unit 5 is roughly configured by a microprocessor (MPU: Micro Processing Unit, control means) 20, a converter circuit 21, and an inverter circuit 22.

コンバータ回路２１は、整流回路２４と昇圧回路２５と平滑回路２６とにより概略構成されており、このコンバータ回路２１によっていわゆるＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御が実行される。ここで、ＰＡＭ制御とは、コンバータ回路２１によって出力電圧のパルスの高さを変化させることにより、モータ部４の回転数を制御する方法である。一方で、インバータ回路２２では、いわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が実行される。ＰＷＭ制御とは、出力電圧のパルス幅を変化させてモータ部４の回転数を制御させる方法である。   The converter circuit 21 is roughly configured by a rectifier circuit 24, a booster circuit 25, and a smoothing circuit 26, and so-called PAM (Pulse Amplitude Modulation) control is executed by the converter circuit 21. Here, the PAM control is a method of controlling the rotation speed of the motor unit 4 by changing the pulse height of the output voltage by the converter circuit 21. On the other hand, the inverter circuit 22 performs so-called PWM (Pulse Width Modulation) control. The PWM control is a method for controlling the rotation speed of the motor unit 4 by changing the pulse width of the output voltage.

ＰＡＭ制御は、ＰＷＭ制御に比べて、モータ部４における低回転時の効率低下が少なく、電圧を上げることによって高回転にも対応することが可能であるという特性を有しているため、高出力時および定常運転時に主として用いられる制御方法である。一方で、ＰＷＭ制御は、起動時や電圧低下時などにおいて主として用いられる制御方法である。マイクロプロセッサ２０は、エアコンプレッサ１の運転状態に応じて、コンバータ回路２１によるＰＡＭ制御とインバータ回路２２によるＰＷＭ制御とを好適に切り替えて制御を実行する。   Compared with PWM control, PAM control has a characteristic that the motor unit 4 is less susceptible to lowering efficiency at low rotation and can cope with high rotation by increasing the voltage. It is a control method mainly used during operation and steady operation. On the other hand, the PWM control is a control method mainly used at the time of start-up or voltage drop. The microprocessor 20 executes control by suitably switching between PAM control by the converter circuit 21 and PWM control by the inverter circuit 22 according to the operating state of the air compressor 1.

コンバータ回路２１の整流回路２４および平滑回路２６は、エアコンプレッサ１の駆動源となる交流電源２９を整流・平滑することによって直流電圧に変換する役割を有している。昇圧回路２５の内部には、スイッチング素子２５ａが設けられており、マイクロプロセッサ２０の制御命令に応じて直流電圧の振幅制御を行う役割を有している。昇圧回路２５は、マイクロプロセッサ２０のＰＡＭ命令を受けた昇圧コントローラ２７を介して制御されている。   The rectifier circuit 24 and the smoothing circuit 26 of the converter circuit 21 have a role of converting into an AC voltage by rectifying and smoothing an AC power source 29 serving as a drive source of the air compressor 1. A switching element 25 a is provided inside the booster circuit 25, and has a role of controlling the amplitude of the DC voltage in accordance with a control command from the microprocessor 20. The booster circuit 25 is controlled via a booster controller 27 that has received a PAM command from the microprocessor 20.

なお、コンバータ回路２１の整流回路２４と昇圧回路２５との間には、電流検出部（電流検出手段）２８が設けられている。電流検出部２８において検出された電流値は、マイクロプロセッサ２０に出力される構造となっている。   A current detection unit (current detection means) 28 is provided between the rectifier circuit 24 and the booster circuit 25 of the converter circuit 21. The current value detected by the current detection unit 28 is output to the microprocessor 20.

インバータ回路２２は、コンバータ回路２１によって変換された直流電圧のパルスを一定周期で正負変換させるとともに、パルス幅を変換させることによって直流電圧を擬似的な正弦波を備える交流電圧に変換する役割を有している。このパルス幅を調整することによって、上述したようにモータ部４の回転制御を行うことが可能となる。マイクロプロセッサ２０は、モータ部４の操作量（制御量）を調整することによってインバータ回路２２の制御を行う。   The inverter circuit 22 has a function of converting the DC voltage pulse converted by the converter circuit 21 into positive and negative at regular intervals and converting the DC voltage into an AC voltage having a pseudo sine wave by converting the pulse width. doing. By adjusting the pulse width, the rotation control of the motor unit 4 can be performed as described above. The microprocessor 20 controls the inverter circuit 22 by adjusting the operation amount (control amount) of the motor unit 4.

マイクロプロセッサ２０は、コンバータ回路２１およびインバータ回路２２の駆動制御を行うことによって、タンク部２の圧縮空気の圧力を３．５ＭＰａ〜４．３ＭＰａに安定させるための制御手段である。マイクロプロセッサ２０は、演算処理ユニット（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、ワークメモリ等の一時記憶領域として利用されるＲＡＭ（Random Access Memory）、後述する制御処理プログラム（図４参照、本発明に係るモータ駆動制御方法を示すプログラム）等が記録されるＲＯＭ（Read Only Memory）等の機能が、１チップのＬＳＩにより実現されたものである。   The microprocessor 20 is a control means for stabilizing the pressure of the compressed air in the tank unit 2 to 3.5 MPa to 4.3 MPa by performing drive control of the converter circuit 21 and the inverter circuit 22. The microprocessor 20 includes a central processing unit (CPU), a RAM (Random Access Memory) used as a temporary storage area such as a work memory, and a control processing program (see FIG. 4 described later, motor drive according to the present invention). A function such as a ROM (Read Only Memory) in which a program indicating a control method is recorded is realized by a one-chip LSI.

マイクロプロセッサ２０には、回転数検出部１８によって検出されたモータ部４（より詳細にはロータ１７）の回転数情報（駆動回転数の情報）が入力されると共に、電流検出部２８で検出された電流値情報（駆動電流値の情報）が入力される。一方でマイクロプロセッサ２０は、制御情報（ＰＡＭ命令、ＰＷＭ命令）をコンバータ回路２１およびインバータ回路２２に対して出力することが可能な構成となっている。コンバータ回路２１およびインバータ回路２２では、マイクロプロセッサ２０によって出力された制御情報に基づいて、モータ部４の駆動制御を実行する。   The microprocessor 20 is input with the rotational speed information (information about the driving rotational speed) of the motor unit 4 (more specifically, the rotor 17) detected by the rotational speed detection unit 18 and is detected by the current detection unit 28. Current value information (drive current value information) is input. On the other hand, the microprocessor 20 is configured to be able to output control information (PAM instruction, PWM instruction) to the converter circuit 21 and the inverter circuit 22. In the converter circuit 21 and the inverter circuit 22, drive control of the motor unit 4 is executed based on the control information output by the microprocessor 20.

マイクロプロセッサ２０は、昇圧コントローラ２７にＰＡＭ命令を出力することによって、昇圧コントローラ２７を介して昇圧回路２５のスイッチング素子２５ａを制御して、コンバータ回路２１の駆動制御を行う。また、同様に、マイクロプロセッサ２０は、インバータ回路２２に対してＰＷＭ命令を出力することによってインバータ回路２２の制御を行う。   The microprocessor 20 outputs a PAM command to the boost controller 27, thereby controlling the switching element 25 a of the boost circuit 25 via the boost controller 27 to control the drive of the converter circuit 21. Similarly, the microprocessor 20 controls the inverter circuit 22 by outputting a PWM command to the inverter circuit 22.

但し、上述したように、ＰＡＭ制御は高出力時および定常運転時に主として用いられる制御方法であり、ＰＷＭ制御は、起動時や電圧低下時などにおいて主として用いられる制御方法である。このため、マイクロプロセッサ２０は、エアコンプレッサ１の起動時には、インバータ回路２２のｄｕｔｙ値を２０％から１００％へと徐々に増加させることによって円滑にエアコンプレッサ１（モータ部４）の駆動状態を立ち上げる制御を行い、インバータ回路２２の出力電圧が所定電圧値（例えば２００Ｖ）に到達するか、またはモータ部４の回転数が所定回転数（例えば、３０００ｒｐｍ）に到達した場合に、ＰＷＭ制御のｄｕｔｙ値を１００％に固定した状態で、ＰＡＭ命令をコンバータ回路２１に出力してＰＡＭ制御によるモータ部４の駆動制御を行う。   However, as described above, the PAM control is a control method that is mainly used at the time of high output and steady operation, and the PWM control is a control method that is mainly used at the time of start-up or voltage drop. For this reason, when the air compressor 1 is started, the microprocessor 20 smoothly increases the duty value of the inverter circuit 22 from 20% to 100% so that the air compressor 1 (motor unit 4) is smoothly driven. When the output voltage of the inverter circuit 22 reaches a predetermined voltage value (for example, 200 V) or when the rotation speed of the motor unit 4 reaches a predetermined rotation speed (for example, 3000 rpm), the duty of PWM control is increased. With the value fixed at 100%, a PAM command is output to the converter circuit 21 to perform drive control of the motor unit 4 by PAM control.

マイクロプロセッサ２０では、ＰＡＭ制御またはＰＷＭ制御を行う場合、電流検出部２８により検出される駆動電流値と、回転数検出部１８により検出されるモータ部４の駆動回転数とに基づいて、目標とするモータの回転数（目標回転数）との回転数差を求め、求められた回転数差を補うようにしてコンバータ回路２１およびインバータ回路２２の操作量を決定して、モータ部４の駆動制御を行う。   In the microprocessor 20, when performing PAM control or PWM control, the target is determined based on the drive current value detected by the current detection unit 28 and the drive rotation speed of the motor unit 4 detected by the rotation speed detection unit 18. The rotational speed difference with the rotational speed (target rotational speed) of the motor to be obtained is determined, the operation amounts of the converter circuit 21 and the inverter circuit 22 are determined so as to compensate for the determined rotational speed difference, and the drive control of the motor unit 4 is performed. I do.

図３は、実施の形態に係るエアコンプレッサ１のように、貯留タンク８の容量が小容量であるエアコンプレッサと、貯留タンクの容量が大型である従来から知られるエアコンプレッサとの負荷変動状態を示したグラフである。   FIG. 3 shows a load fluctuation state between an air compressor having a small capacity of the storage tank 8 and a conventionally known air compressor having a large capacity of the storage tank, like the air compressor 1 according to the embodiment. It is the shown graph.

既に図７を示して説明したように、小容量の貯留タンクを備えたエアコンプレッサ１では、そのタンク容量が小さいことから、貯留タンク８のタンク内圧力状態に応じて負荷状態が急激に変化して、回転数の変動を生じる傾向がある。   As already described with reference to FIG. 7, in the air compressor 1 having a small-capacity storage tank, since the tank capacity is small, the load state changes abruptly according to the tank internal pressure state of the storage tank 8. Therefore, the rotational speed tends to vary.

具体的には、図３に示すように、小容量の貯留タンクを備えたエアコンプレッサでは、タンク内圧力が１．２ＭＰＡ（約１２．２ｋｇｆ／ｃｍ２）を超えた辺り（図３のＡ点）から急激に負荷が増して回転数が減少し始め、一方で４．０ＭＰａ（約４０．７８８ｋｇｆ／ｃｍ２）を超えた辺り（図３のＢ点）から急激に負荷が軽減されて回転数が上昇する傾向がある。このＡ点（タンク内圧力値が１．２ＭＰａ辺り）は、モータ部４の駆動制御が、回転制御から電流制御に切り替えられるポイントに該当し、また、Ｂ点（タンク内圧力値が４．０ＭＰａ辺り）は、モータ部４の駆動制御が、電流制御から回転制御に切り替えられるポイントに該当する。このように、電流制御および回転制御を切り替えて、モータ部４の駆動制御を行う方法では、この２点のポイント（Ａ点およびＢ点）において回転数が大きく変動してしまい、モータ部４の駆動騒音（駆動音圧変動）が顕著に発生してしまうという問題ある。なお、４．０ＭＰａを超えた辺りから急激に負荷が軽減されるのは、貯留タンク８内の圧縮効率が下がって空気の圧縮量が減少してモータ部４が空回りする傾向にあるためである。 Specifically, as shown in FIG. 3, in an air compressor having a small-capacity storage tank, the pressure inside the tank exceeds 1.2 MPa (about 12.2 kgf / cm 2 ) (point A in FIG. 3). ) And the rotation speed starts to decrease rapidly, while the load is suddenly reduced from around 4.0 MPa (about 40.788 kgf / cm 2 ) (point B in FIG. 3), and the rotation speed Tend to rise. This point A (tank pressure value is around 1.2 MPa) corresponds to a point where the drive control of the motor unit 4 is switched from rotation control to current control, and point B (tank pressure value is 4.0 MPa). Area) corresponds to a point at which the drive control of the motor unit 4 is switched from current control to rotation control. As described above, in the method of switching the current control and the rotation control and performing the drive control of the motor unit 4, the rotation speed greatly fluctuates at these two points (point A and point B). There is a problem that driving noise (driving sound pressure fluctuation) is remarkably generated. The reason why the load is suddenly reduced from around 4.0 MPa is that the compression efficiency in the storage tank 8 is lowered, the amount of compressed air is reduced, and the motor unit 4 tends to idle. .

一方で、図３に示すように、大容量の貯留タンクを備えた従来のエアコンプレッサでは、小容量の貯留タンク８を備えたエアコンプレッサ１とは異なり、タンク内圧力値に連動して緩やかに負荷が軽減されて回転数が減少する傾向がある。従って、大容量の貯留タンクを備えたエアコンプレッサでは、小容量の貯留タンク８を備えたエアコンプレッサ１とは異なり、モータ部４の回転数変動に伴う騒音が生じにくいという傾向がある。   On the other hand, as shown in FIG. 3, in the conventional air compressor having a large capacity storage tank, unlike the air compressor 1 having a small capacity storage tank 8, the air compressor is moderately linked with the pressure value in the tank. The load tends to be reduced and the rotational speed tends to decrease. Therefore, in the air compressor provided with the large capacity storage tank, unlike the air compressor 1 provided with the small capacity storage tank 8, there is a tendency that noise accompanying fluctuations in the rotational speed of the motor unit 4 is less likely to occur.

このため、本実施の形態に係る制御回路部５のマイクロプロセッサ２０では、回転数検出部１８により検出される回転数情報に基づいたモータ部４の駆動制御を制御の中心としつつ、電流検出部２８により検出された電流値に基づいて補助的に目標回転数の補正を行うことにより、モータ部４の駆動制御を行うことを特徴とする。   For this reason, in the microprocessor 20 of the control circuit unit 5 according to the present embodiment, the current detection unit is configured with the drive control of the motor unit 4 based on the rotation number information detected by the rotation number detection unit 18 as the center of control. The drive control of the motor unit 4 is performed by supplementarily correcting the target rotational speed based on the current value detected by the control unit 28.

図４は、制御回路部５のマイクロプロセッサ２０が、コンバータ回路２１およびインバータ回路２２の操作量を決定する処理を示したフローチャートである。このフローチャートに基づく処理は、４０ミリセカンド毎に周期的に実行される。   FIG. 4 is a flowchart illustrating a process in which the microprocessor 20 of the control circuit unit 5 determines the operation amounts of the converter circuit 21 and the inverter circuit 22. The processing based on this flowchart is periodically executed every 40 milliseconds.

マイクロプロセッサ２０は、まず、回転数検出部１８より現在のモータ部４の回転数を求める（ステップＳ．１）。次にマイクロプロセッサ２０は、電流検出部２８より、現在の電流値を取得する（ステップＳ．２）。そして、マイクロプロセッサ２０は、電流検出部２８より取得した電流値の値が９．５Ａより上か否かの判断を行う（ステップＳ．３）。   First, the microprocessor 20 obtains the current rotational speed of the motor unit 4 from the rotational speed detection unit 18 (step S.1). Next, the microprocessor 20 acquires the current value from the current detector 28 (step S.2). Then, the microprocessor 20 determines whether or not the value of the current value acquired from the current detection unit 28 is higher than 9.5A (step S.3).

本実施の形態では、電流値が１０Ａを超える値まで上昇してしまうことを防止するために、１０Ａよりも低い値である９．５Ａを閾値として設定している。このため、この電流値の値は、許容される電流値の上限値によって変更することが可能である。   In this embodiment, in order to prevent the current value from rising to a value exceeding 10 A, 9.5 A, which is a value lower than 10 A, is set as the threshold value. For this reason, the value of this current value can be changed according to the upper limit value of the allowable current value.

電流値が９．５Ａよりも上の値であった場合（ステップＳ．３においてＹｅｓの場合）、マイクロプロセッサ２０は、目標回転数を１だけ減少させる（ステップＳ．４）。ここで、目標回転数とは、エアコンプレッサ１の駆動状態に応じて最適とされるモータ部４の回転数を示したものであり、本実施形態に係るエアコンプレッサ１では、安定した状態でモータ部４の駆動が行われる目標回転数として、３３００回転の値が設定されている。マイクロプロセッサ２０では、後述するステップＳ．７に示すように、この目標回転数と現実のモータ部４の回転数との差分を算出し、この差分に応じてコンバータ回路２１およびインバータ回路２２の操作量を決定する。   When the current value is higher than 9.5 A (Yes in step S.3), the microprocessor 20 decreases the target rotational speed by 1 (step S.4). Here, the target rotational speed indicates the rotational speed of the motor unit 4 that is optimized according to the driving state of the air compressor 1, and in the air compressor 1 according to the present embodiment, the motor is in a stable state. A value of 3300 rotations is set as the target rotation speed at which the unit 4 is driven. In the microprocessor 20, step S. described later is performed. 7, the difference between the target rotation speed and the actual rotation speed of the motor unit 4 is calculated, and the operation amounts of the converter circuit 21 and the inverter circuit 22 are determined according to the difference.

電流値が９．５Ａよりも高い値となる場合に、マイクロプロセッサ２０が目標回転数を下げることによって、間接的に電流値に基づくモータ部４の駆動量補正を行うことが可能となる。従って、マイクロプロセッサ２０では、直接電流値に基づいてモータ部４の駆動量を制御することなく、間接的に電流値に基づく駆動量制御を行うことができる。また、この補正により、モータ部４の駆動量が低減されるので、モータ部４の回転数上昇などに伴う電流値の上昇を抑制することができ、結果として駆動電流が一定に保たれるように制御を行うことが可能となる。   When the current value is higher than 9.5 A, the microprocessor 20 can indirectly correct the driving amount of the motor unit 4 based on the current value by lowering the target rotational speed. Therefore, the microprocessor 20 can indirectly perform drive amount control based on the current value without controlling the drive amount of the motor unit 4 based on the direct current value. Moreover, since the drive amount of the motor unit 4 is reduced by this correction, it is possible to suppress an increase in the current value accompanying an increase in the rotational speed of the motor unit 4, and as a result, the drive current is kept constant. It becomes possible to perform control.

目標回転数を１だけ下げる処理を行った場合（ステップＳ．４）、あるいは、電流検出部２８より求めた電流値の値が９．５Ａ以下であった場合（ステップＳ．３においてＮｏの場合）、マイクロプロセッサ２０は、取得した電流値が９．３Ａより下の値であって、かつ、目標回転数が３３００回転よりも下であるか否かの判断を行う（ステップＳ．５）。   When the process of lowering the target rotational speed by 1 is performed (step S.4), or when the current value obtained from the current detector 28 is 9.5 A or less (in the case of No in step S.3) The microprocessor 20 determines whether or not the acquired current value is lower than 9.3 A and the target rotational speed is lower than 3300 revolutions (step S.5).

取得した電流値が９．３Ａより下の値であって、かつ、目標回転数が３３００回転よりも下である場合（ステップＳ．５においてＹｅｓの場合）、マイクロプロセッサ２０は、目標回転数の値を１だけ増加させる（ステップＳ．６）。このように、電流検出部２８により検出された電流値が９．３Ａよりも低い値となる場合には、目標回転数の値を増加させることにより電流値の上昇を促し、電流値が９．３Ａ〜９．５Ａ近辺で安定した電圧値となるようにモータ部４の駆動制御を行うことが可能となる。   When the acquired current value is a value lower than 9.3 A and the target rotational speed is lower than 3300 revolutions (in the case of Yes in step S.5), the microprocessor 20 The value is increased by 1 (step S.6). As described above, when the current value detected by the current detection unit 28 is lower than 9.3 A, the current value is increased by increasing the value of the target rotational speed to increase the current value. It becomes possible to perform drive control of the motor unit 4 so as to obtain a stable voltage value in the vicinity of 3A to 9.5A.

なお、電流検出部２８により検出された電流値が９．３Ａよりも低い値となる場合であっても、目標回転数が３３００回転以上の値である場合には、目標回転数の増加処理は行われない。これは、目標回転数が３３００回転以上である場合において、目標回転数をそれ以上に増加させてしまうと、増加された目標回転数の値に応じてモータ部４の駆動量が急激に増加してしまい、かえって急激な回転数変動を招いてしまうおそれがあるためである。従って、マイクロプロセッサ２０は、検出された電流値のみに基づいて目標回転数を調整するのではなく、目標回転数の設定値が適切な値であるか否かを考慮した上で目標回転数の増加制御を行っている。この点からも、図４に示す処理は、電流値を主としてモータ部４の制御を行うのではなく、回転数を主としてモータ部４の制御を行う処理であると理解することができる。   Even when the current value detected by the current detection unit 28 is lower than 9.3 A, if the target rotational speed is a value of 3300 revolutions or more, the target rotational speed increasing process is performed. Not done. This is because, when the target rotational speed is 3300 revolutions or more, if the target rotational speed is further increased, the drive amount of the motor unit 4 rapidly increases according to the increased target rotational speed value. This is because there is a risk of sudden fluctuations in the rotational speed. Therefore, the microprocessor 20 does not adjust the target rotational speed based only on the detected current value, but considers whether the set value of the target rotational speed is an appropriate value or not. Increase control is performed. From this point as well, it can be understood that the process shown in FIG. 4 is a process that mainly controls the motor unit 4 by controlling the rotation speed, instead of mainly controlling the motor unit 4.

目標回転数の値を１だけ増加させた場合（ステップＳ．６）、あるいは、取得した電流値が９．３Ａより下の値でない場合、あるいは、目標回転数が３３００回転よりも下でない場合（ステップＳ．５においてＮｏの場合）、マイクロプロセッサ２０は、ステップＳ．１において回転数検出部１８より求めたモータ部４の回転数と、目標回転数との差分を算出し、算出された回転数の差分に基づいて、コンバータ回路２１およびインバータ回路２２の操作量を算出する（ステップＳ．７）。   When the value of the target rotational speed is increased by 1 (step S.6), when the acquired current value is not lower than 9.3 A, or when the target rotational speed is not lower than 3300 ( In the case of No in step S.5), the microprocessor 20 performs step S.5. 1, the difference between the rotational speed of the motor unit 4 obtained from the rotational speed detection unit 18 and the target rotational speed is calculated, and the operation amounts of the converter circuit 21 and the inverter circuit 22 are calculated based on the calculated rotational speed difference. Calculate (step S.7).

このようにして決定された操作量に基づいて、コンバータ回路２１およびインバータ回路２２が適宜操作され、モータ部４が適切に駆動制御されることになる。この処理（ステップＳ．７）の後、マイクロプロセッサ２０は、図４に示す処理を終了する。そして、また４０ミリセカンド毎に、定期的に同様の処理を繰り返し実行する。   Based on the operation amount thus determined, the converter circuit 21 and the inverter circuit 22 are appropriately operated, and the motor unit 4 is appropriately driven and controlled. After this process (step S.7), the microprocessor 20 ends the process shown in FIG. Then, the same process is periodically repeated every 40 milliseconds.

図５は、図４に示すように、電流値に応じて目標回転数を増減させてモータ部４を駆動させた場合（この方法を、本実施例の制御とする）と、従来より用いられているように、回転制御と電流制御とを切り替えることによりモータ部４を駆動させる場合（この方法を従来の制御とする）とにおける、モータ部４の回転数と貯留タンク８内の圧力状態との変化とを対比したグラフである。   FIG. 5 is conventionally used when the motor unit 4 is driven by increasing / decreasing the target rotational speed according to the current value as shown in FIG. 4 (this method is the control of this embodiment). As shown, when the motor unit 4 is driven by switching between rotation control and current control (this method is the conventional control), the rotational speed of the motor unit 4 and the pressure state in the storage tank 8 It is the graph which contrasted with change.

図５に示すように、本実施例の制御（電流値に応じて目標回転数を増減させてモータ部を駆動させた場合）では、タンク内圧力が１．２ＭＰＡ（約１２．２ｋｇｆ／ｃｍ２）を超えた辺り（Ａ点）において、従来の制御方法のように急激に回転数が減少してしまうことがなく、緩やかに回転数が減少することなる。また同様に、タンク内圧力が４．０ＭＰａ（約４０．７８８ｋｇｆ／ｃｍ２）を超えた辺り（Ｂ点）においても、従来の制御方法により制御される場合に比べて、モータ部４の回転数の上昇が緩やかとなっている。このように、本実施例の制御方法を用いてモータ部４の駆動制御を行うことによって、この２点（Ａ点およびＢ点）における回転数の変動、さらにＡ点からＢ点における回転数の変動も従来よりも低減させることができるので、モータ部４の回転数変動に伴う駆動騒音（駆動音圧変動）を低減させることが可能となる。 As shown in FIG. 5, in the control of this embodiment (when the motor unit is driven by increasing / decreasing the target rotational speed in accordance with the current value), the pressure in the tank is 1.2 MPa (about 12.2 kgf / cm 2). ) Exceeding () (the point A), the rotational speed does not decrease rapidly as in the conventional control method, and the rotational speed decreases gradually. Similarly, even when the tank internal pressure exceeds 4.0 MPa (about 40.788 kgf / cm 2 ) (point B), the rotational speed of the motor unit 4 is higher than that controlled by the conventional control method. The rise has been moderate. Thus, by performing drive control of the motor unit 4 using the control method of the present embodiment, fluctuations in the rotational speed at these two points (point A and point B), and further, the rotational speed from point A to point B Since fluctuations can also be reduced as compared with the prior art, it is possible to reduce driving noise (driving sound pressure fluctuations) associated with fluctuations in the rotational speed of the motor unit 4.

図６（ａ）は、本実施例の制御および従来の制御を用いた場合における、モータ部４の電流値変化と貯留タンク８内の圧力値変化とを対比して示したグラフである。図６（ａ）に示すように、従来の制御を用いても本実施例の制御を用いても、貯留タンク８内の圧力値が１５ＭＰａ以上となった場合（図のＣ点）に、電流値を９．５Ａ前後で安定した状態に維持することが可能となる。このため、本実施例の制御を用いた場合であっても、急激にエアコンプレッサ１の電流値が上昇してしまうことを防止することができ、意図しないブレーカの遮断等を回避することが可能となる。   FIG. 6A is a graph showing the change in the current value of the motor unit 4 and the change in the pressure value in the storage tank 8 when the control of this embodiment and the conventional control are used. As shown in FIG. 6 (a), when the pressure value in the storage tank 8 becomes 15 MPa or more (point C in the figure) regardless of whether the conventional control or the control of this embodiment is used. It becomes possible to keep the value stable at around 9.5 A. For this reason, even when the control of the present embodiment is used, it is possible to prevent the current value of the air compressor 1 from rapidly increasing, and to avoid unintentional breaker breakage or the like. It becomes.

さらに、図６（ｂ）は、従来の制御および本実施例の制御を用いた場合における、貯留タンク８内の圧力値上昇の時間変化を示したグラフである。図６（ｂ）に示すように、従来の制御を用いても本実施例の制御を用いても、貯留タンク８における充填処理時間に変化が生じないため、従来の制御と同様の感覚で、本実施例の制御を用いてエアコンプレッサ１を使用することが可能となる。   Further, FIG. 6B is a graph showing the time change of the pressure value increase in the storage tank 8 when the conventional control and the control of this embodiment are used. As shown in FIG. 6 (b), there is no change in the filling processing time in the storage tank 8 regardless of whether the conventional control or the control of this embodiment is used. The air compressor 1 can be used by using the control of this embodiment.

以上説明したように、本実施の形態に係るエアコンプレッサ１では、従来のように回転制御と電流制御とで切り替えるのではなく、回転制御を中心としてモータ部４の駆動制御を行うので、回転数の急激な変動を抑制することができる。このため、エアコンプレッサ１の起動時やエアー工具の使用時などにおいて貯留タンク８内の圧力値が変動した場合であっても、モータ部４の回転数の変動を低減させることができ、駆動騒音（音圧レベルの変動）を抑制することが可能となる。   As described above, in the air compressor 1 according to the present embodiment, since the rotation control and the current control are not switched as in the conventional case, the drive control of the motor unit 4 is performed with the rotation control as a center. Can be suppressed. For this reason, even when the pressure value in the storage tank 8 fluctuates when the air compressor 1 is started or when an air tool is used, fluctuations in the rotational speed of the motor unit 4 can be reduced, and driving noise can be reduced. (Fluctuation of sound pressure level) can be suppressed.

また、本実施の形態に係るエアコンプレッサ１では、検出される電流値に応じてモータ部４の目標回転数の増減処理を行うので、電流値に基づいて補助的にモータ部４の駆動量修正を行うことが可能となる。このため、回転制御を中心としてモータ部４の駆動制御を行いつつ、電流値が所定値以上まで上昇してしまうことを効果的に抑制することが可能となる。   Further, in the air compressor 1 according to the present embodiment, since the target rotation speed of the motor unit 4 is increased or decreased according to the detected current value, the driving amount of the motor unit 4 is supplementarily corrected based on the current value. Can be performed. For this reason, it is possible to effectively suppress the current value from rising to a predetermined value or more while performing drive control of the motor unit 4 with the rotation control as a center.

以上、本発明に係るエアコンプレッサおよびモータ駆動制御方法について、図面を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係るエアコンプレッサおよびモータ駆動制御方法は、上述したものに限定されるものではない。いわゆる当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。   The air compressor and motor drive control method according to the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the air compressor and motor drive control method according to the present invention are not limited to those described above. . It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention.

例えば、図４に示すフローチャートでは、ステップＳ．３において電流値が９．５Ａより上の値であるか否かを判断し、ステップＳ．５において電流値が９．３Ａよりも下の値であるか否かを判断する構成としたが、既に説明したように、この電流値の値は、必ずしも図４に示した値に限定されるものではなく、異なる値を判断基準値として用いてもよい。   For example, in the flowchart shown in FIG. 3, it is determined whether or not the current value is higher than 9.5 A. 5, it is determined whether or not the current value is lower than 9.3 A. However, as already described, the current value is not necessarily limited to the value shown in FIG. 4. Instead of this, a different value may be used as the determination reference value.

また、同様に、図４に示すフローチャートでは、ステップＳ．５において目標回転数が３３００回転より下であるか否かを判断する構成としたが、目標回転数の判断値は３３００回転には限定されず、異なる回転数を基準として判断するものであってもよい。   Similarly, in the flowchart shown in FIG. 5, it is determined whether or not the target rotational speed is lower than 3300 revolutions. However, the target rotational speed is not limited to 3300 revolutions, and is determined based on a different rotational speed. Also good.

また、上述した本実施の形態では、本発明に係るモータ駆動制御方法を、エアコンプレッサ１に用いる場合について説明を行ったが、本発明に係るモータ駆動制御方法は、必ずしもエアコンプレッサ１のモータ部４の駆動制御だけには限定されず、他の製品におけるモータ手段の駆動制御にも用いることが可能である。   In the above-described embodiment, the case where the motor drive control method according to the present invention is used for the air compressor 1 has been described. However, the motor drive control method according to the present invention is not necessarily limited to the motor unit of the air compressor 1. However, the present invention is not limited to drive control No. 4, and can be used for drive control of motor means in other products.

実施の形態に係るエアコンプレッサの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the air compressor which concerns on embodiment. 実施の形態に係るエアコンプレッサの制御回路部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit part of the air compressor which concerns on embodiment. 貯留タンクの容量が小容量であるエアコンプレッサと、貯留タンクの容量が大容量であるエアコンプレッサとの負荷変動状態を示したグラフである。It is the graph which showed the load fluctuation state of the air compressor whose capacity of a storage tank is small, and the air compressor whose capacity of a storage tank is large capacity. 実施の形態に係るマイクロプロセッサの処理内容（モータ駆動制御方法）を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the processing content (motor drive control method) of the microprocessor which concerns on embodiment. 電流値に応じて目標回転数を増減させてモータ部を駆動させた場合と、回転制御と電流制御とを切り替えることによりモータ部を駆動させる場合とにおける、モータ部の回転数と貯留タンク内の圧力状態との変化を対比したグラフである。When the motor unit is driven by increasing / decreasing the target rotation number according to the current value, and when the motor unit is driven by switching between rotation control and current control, the rotation number of the motor unit and the storage tank It is the graph which contrasted the change with a pressure state. （ａ）は、本実施例の制御を用いた場合と従来の制御を用いた場合とにおける、モータ部の電流変化と貯留タンク内の圧力値変化とを対比して示したグラフであり、（ｂ）は、本実施例の制御を用いた場合と従来の制御を用いた場合とにおける、貯留タンク内の圧力値上昇の時間変化を示したグラフである。(A) is the graph which contrasted and showed the electric current change of the motor part, and the pressure value change in a storage tank in the case where the control of a present Example is used, and the case where the conventional control is used, ( b) is a graph showing the change over time of the pressure value increase in the storage tank when the control of this embodiment is used and when the conventional control is used. 貯留タンクの容量が小容量であるエアコンプレッサと、貯留タンクの容量が大容量であるエアコンプレッサとにおける貯留タンク内の圧力上昇の時間経過を示したグラフである。It is the graph which showed the time passage of the pressure rise in a storage tank in the air compressor whose capacity of a storage tank is small, and the air compressor whose capacity of a storage tank is large capacity.

符号の説明Explanation of symbols

１ …エアコンプレッサ
２ …タンク部
３ …圧縮空気生成部（圧縮空気生成手段）
４ …モータ部（モータ手段）
５ …制御回路部（制御手段）
８ …（タンク部の）貯留タンク
９ …圧縮空気取出口
９ａ …（圧縮空気取出口の）高圧取出口
９ｂ …（圧縮空気取出口の）常圧取出口
１０ａ、１０ｂ …減圧弁
１４ …連結パイプ
１６ …（モータ部の）ステータ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ …（ステータの）巻線
１７ …ロータ
１８ …（モータ部の）回転数検出部（回転数検出手段）
２０ …マイクロプロセッサ（制御手段）
２１ …コンバータ回路
２２ …インバータ回路
２４ …（コンバータ回路の）整流回路
２５ …（コンバータ回路の）昇圧回路
２５ａ …（昇圧回路の）スイッチング素子
２６ …（コンバータ回路の）平滑回路
２７ …昇圧コントローラ
２８ …電流検出部（電流検出手段）
２９ …交流電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air compressor 2 ... Tank part 3 ... Compressed air production | generation part (compressed air production | generation means)
4 ... Motor part (motor means)
5 ... Control circuit section (control means)
8 ... Reservoir tank 9 (of tank part) ... Compressed air outlet 9a ... High pressure outlet 9b (of compressed air outlet) ... Normal pressure outlet 10a, 10b (of compressed air outlet) ... Pressure reducing valve 14 ... Connection pipe 16 ... Stator 16a, 16b, 16c (of the motor unit) Winding 17 (of the stator) ... Rotor 18 ... Rotation number detection unit (of the motor unit) (Rotation number detection means)
20 ... Microprocessor (control means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Converter circuit 22 ... Inverter circuit 24 ... (Converter circuit) Rectifier circuit 25 ... (Converter circuit) Boost circuit 25a ... (Boost circuit) Switching element 26 ... (Converter circuit) Smoothing circuit 27 ... Boost controller 28 ... Current detection unit (current detection means)
29… AC power supply

Claims (1)

圧縮空気を生成する圧縮空気生成手段と、
該圧縮空気生成手段により生成された前記圧縮空気を貯留するタンク部と、
前記圧縮空気生成手段を駆動させるためのモータ手段と、
該モータ手段の駆動量を制御する制御手段と
前記モータ手段の駆動に用いられる駆動電流値を検出する電流検出手段と、
前記モータ手段の回転数を検出する回転数検出手段と
を有し、
前記駆動電流値として許容される電流値の上限に基づいて予め閾値が設定される共に、前記モータ手段における回転数の上限値として予め上限回転数が設定されており、
前記制御手段は、
前記電流検出手段により検出された駆動電流値が前記閾値よりも高い場合に、前記モータ手段における目標回転数の値を下げ、前記駆動電流値が前記閾値よりも低い場合であって、さらに、前記目標回転数が前記上限回転数よりも低い場合に、前記目標回転数の値を上げることにより前記目標回転数の値の調整を行い、
調整の行われた目標回転数と、前記回転数検出手段により検出された前記モータ手段の回転数との回転数差に基づいて、前記モータ手段の駆動量制御を行うこと
を特徴とするエアコンプレッサ。 Compressed air generating means for generating compressed air;
A tank section for storing the compressed air generated by the compressed air generating means;
Motor means for driving the compressed air generating means;
Control means for controlling the drive amount of the motor means; current detection means for detecting a drive current value used for driving the motor means;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the motor means;
A threshold is set in advance based on the upper limit of the current value allowed as the drive current value, and an upper limit rotational speed is set in advance as an upper limit value of the rotational speed in the motor means ,
The control means includes
When the drive current value detected by the current detection means is higher than the threshold value, the value of the target rotational speed in the motor means is lowered, and the drive current value is lower than the threshold value, and When the target rotational speed is lower than the upper limit rotational speed, by adjusting the value of the target rotational speed by increasing the value of the target rotational speed,
An air compressor that controls the driving amount of the motor unit based on a difference in rotation number between the adjusted target rotation number and the rotation number of the motor unit detected by the rotation number detection unit. .
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