JPH0315681A

JPH0315681A - 圧力空気源装置

Info

Publication number: JPH0315681A
Application number: JP14903789A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hachimaki; 鉢巻　武
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1991-01-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は圧力空気源装置、特に空気圧縮機のピストンリ
ングより漏洩した圧縮空気のクランク室内での露化によ
る潤滑油の乳化を防止するものに関する。

〔従来の技術〕

第５図は、従来の圧力空気源装置に一般に使用されてい
る基本回路構戒図である（文献、実開昭６２−１０３６
６０号公報、特開昭６３−３５８３号公報、但し、全く
同一ではないが、基本的に同一）。同図中、Ｍは電動機
、Ｃは空気圧縮機、ＣＨＶは逆止弁、ＲＥＳは空気溜、
ＣＭＧは調圧器、ＣＭＫは電磁接触器である。すなわち
、電磁接触器ＣＭＫを通じて電動機Ｍに給電し、電動機
Ｍによって空気圧縮機Ｃを駆動し、空気圧縮機Ｃから吐
出する圧力空気を逆止弁ＣＨＶを通じて空気溜ＲＥＳに
流入させ蓄圧して、負荷である空圧機器へ供給する。又
、空気溜ＲＥＳの圧力が調圧器ＣＭＧにより検出され、
上限設定圧に達すると調圧器ＣＭＧの接点がオフとなっ
て電磁接触器ＣＭＫの励磁巻線を消磁して電磁接触器Ｃ
ＭＫを遮断する。したがって電動機Ｍ、空気圧縮機Ｃは
停止する。空気溜ＲＥＳの圧力が下限設定値まで下降す
ると調圧器ＣＭＧの接点がオンとなって電磁接触器ＣＭ
Ｋが投入され、電動機Ｍ、空気圧縮機Ｃが起動運転され
る。したがって、空気溜ＲＥＳの圧力は下限設定値以上
上限設定値未満の値に調圧されるものである。

（発明が解決しようとする問題点）空気溜ＲＥＳの容量が大きい場合、始業時、空気溜ＲＥ
Ｓの圧力を所定圧力まで上げるのに時間を要する。この
結果、始業が遅れることとなる。

したがって、大容量の空気圧縮機が採用される。

しかし、空気溜ＲＥＳの圧力が所定圧力に達し、実際に
空圧機器によって空気が消費される段階になると、空気
消費量が少ない場合、その稼動率が極めて低くなり、そ
の結果、空気圧縮機Ｃのクランク室内の温度が低くなる
ので、ピストンリングより漏洩した圧縮空気中の水蒸気
が、クランク室内で露化し、水分を析出するため、潤滑
油が乳化するという問題点がある．〔問題点を解決するための手段〕前述の問題点は始業時に必要とする空気圧縮機の容量と
、通常の空圧機器使用時に必要とする空気圧縮機の容量
との間に大きな差があるために生ずる。したがって本発
明においては、通常時の空気圧縮機の稼動率を上げるこ
とによりクランク室内の温度を上昇させて、ピストンリ
ングより洩れる圧縮空気を露化させないようにする．具
体的には（１）従来の装置における空気圧縮機を複数気
筒を有するものとする．（２）前述の空気圧縮機の各気
筒毎にアンロード機構を取付ける。このアンロード機構
は、後述する第２の調圧器よりアンロード指令信号を入
力したとき、吸込弁を開弁して、その気筒をアンロード
とするものである。（３）従来の装置に第２の調圧器を
追加する。この第２の調圧器は、従来の装置における第
１の調圧器ＣＭＧの下限設定値まで空気溜ＲＥＳの圧力
が上昇したとき、前述の気筒中の一部の気簡のアンロー
ド機構へアンロード指令信号を出力し、前述の下限設定
値より低い最下限設定値まで圧力が下降したとき、前述
のアンロード指令信号の出力を停止するものとする。

〔作用〕

前述の構或とすると、始業時、空気溜ＲＥＳの圧力が、
上昇して下限設定値に達するまでは第２の調圧器からア
ンロード指令信号が出力されないため、空気圧縮機Ｃは
全気筒で運転される．したがって、短時間に空気溜ＲＥ
Ｓへの初込めが可能である。圧力が上昇して第ｌの調圧
器ＣＭＧの下限設定値（第２の調圧器の上限設定値）に
達すると、第２の調圧器から一部の気簡のアンロード機
構ヘアンロード指令信号が出力されるため、そのアンロ
ード指令信号を受けた気筒は無負荷（アンロード）とな
り、残りの気簡のみで空気圧縮機Ｃは運転される。その
結果、全気筒で運転していた従来の場合に比し空気溜Ｒ
ＥＳの圧力が上限値に達するまでの時間が長くなり、通
常時の稼動率が高くなる。したがって、クランク室内の
温度が従来に比して高くなり圧縮空気の露化による潤滑
油の乳化が防止できることとなる。圧力が上限値に達す
ると従来の第１の調圧器ＣＭＧよりの停止指令により電
動機Ｍ、空気圧縮機Ｃは停止する。その後、空圧機器の
使用により圧力が下限設定値まで下降すると、第１の調
圧器ＣＭＧの運転指令により電動機Ｍ、空気圧縮機は運
転開始する。この時点では第２の調圧器から引続き一部
の気簡のアンロード機構ヘアンロード指令が出されてい
るため、前回同様、残りの気筒のみで空気圧縮機Ｃは運
転される。そして空圧機器の使用が全て完了し、空気溜
ＲＥＳが排気されて最下限設定値（第２の調圧器の下限
設定値）まで圧力が下降すると第２の調圧器からのアン
ロード指令信号の出力が断たれ、次回の始業時の全気筒
運転に備えられる．〔実施例〕第１図乃至第４図は本実施例の構威図で、第１図は空気
回路図、第２図（イ）は電気主回路図、同図（ロ）は電
気制御回路図、第３図は第２図（ロ）中の転換リレーＣ
ＭＲの説明図、第４図は空気圧縮機のアンロード機構を
示す断面図である．第１図中、電動機Ｍ、空気圧縮機Ｃ
、逆止弁ＣＨＶ、空気溜ＲＥＳ、高圧調圧器ＣＭＧＨ　
（第５図中の調圧器ＣＭＧと全く同じ）、で構威される
部分は第５図の従来のものと同一部分である．高圧調圧
器ＣＭＧ｝Ｉは上限設定圧９ｋｇ／ｃｄまで上昇したと
きオフ、下限設定圧８　ｋｇ／ｃｄまるで下降したとき
オンとなるヒステリシス特性を有する圧力スイッチであ
る。低圧調圧器ＣＭＧＬ，電磁弁ＭＶ１，ＭＶ２は本発
明により追加した部分である．低圧調圧器ＣＭＧＬも従
来の調圧器ＣＭＧと同一構造のものでよく、上限設定圧
８　ｋｇ　／　ｃｄまで上昇したときオフ、下限設定圧
７　ｋｇ　／　ｃｄまで下降したときオンとなるヒステ
リシス特性を有する圧力スイッチである（尚、高圧調圧
器ＣＭＧＨは特許請求の範囲欄の「第１の調圧器」、低
圧調圧器Ｃ　？ｖ４ＧＬは「第２の調圧器」に該当する
）。電磁弁ＭＶｌ，ＭＶ２は励磁されているとき連通位
置、励磁されていないときブロック位置をとるものであ
り、励磁されているとき、これらの電磁弁を通して、空
気溜ＲＥＳから第４図のアンロード機構の外部空気指令
取入口４３ヘアンロード指令が入力される．第４図中、
３６は空気圧縮機Ｃの１つの気筒を構或するシリンダ体
で、その内部にシリンダ内部３７を形威し、下方より図
示しないピストンが上昇してシリンダ内部３７の空気を
圧縮し、又ピストンの下降によりシリンダ内部３７を気
薄とする．このシリンダ体３６の上部に吐出孔４４、吸
込孔４６を有する外弁座３９が挿置され、吐出孔４４の
上に吐出弁２７、ばね２９が、又、吸込孔４６の上にば
ね３０、吸込弁２８が置かれ、その上に吐出孔４５、吸
込孔４７を有する内弁座３８が置かれて、外弁座３９と
内弁座３８が皿ボルト３１及びナット３２で締めつけら
れて弁部を構成している。この弁部の上に吸込室３４、
吐出室３５を有するシリンダＭ４０が取付けられ、吸込
室３４の上部のシリンダ蓋部分に吸込室Ｉ２１が螺込取
付けられ、さらに吸込室蓋２ｌの上部に継手４２が螺込
取付けられている。吸込弁押し２６は内弁座３８に設け
られた孔を通して吸込弁２８の上方に達する棒部を有し
、常時は内弁座３８の上面と吸込弁押し２６の下面との
間に設けられた吸込弁押しばね３３の付勢力により上方
へ押し上げられて棒部先端が吸込弁２８に接触していな
いが、吸込弁押し２６に上方より力が加わると、棒部で
吸込弁２８を押し下げて強制的に開弁させるよう構威さ
れている。又、吸込弁押し２６の上部も棒状になってい
て上部より吸込弁押し棒２４がばね２５を介して上下方
向摺動自在に外挿され、吸込弁押し２６の最上部に設け
られた止め輪によって、ばね２５の付勢力で上部に飛び
出さないように止められている。吸込弁押し棒２４は、
圧力止め弁２３を介して吸込弁押え弁２２により上方よ
り力を受けると下方へ押し下げられる。吸込弁押え弁２
２は上方より継手４２の外部空気指令取入口４３より流
入するアンロード指令の圧力空気（矢印Ａ）を受けると
、その空気圧力により下方へ押し下げられる．以上の構
戒で、アンロード指令を受けていない通常の状態では、
シリンダ内部３７で、図示しないピストンが下降すると
、シリンダ内部３７が気薄となり吸込室３４より気圧が
低くなる。その結果、吸込弁２８がばね３０の付勢力に
抗して押し開けられ吸込孔４７，４６を経て（矢印Ｃの
経路）シリンダ内部３７へ吸込室３４から空気が吸い込
まれる。次にピストンが上昇すると、シリンダ内部３７
の空気が圧縮されシリンダ内部３７の圧力が吐出室３５
の圧力より高くなる。この結果、吐出弁２７が、ばね２
９の付勢力に抗して押し開けられ、吐出孔４４．４５を
経て（矢印Ｂの経路）シリンダ内部３７から吐出室３５
へ圧力空気が吐き出される。通常は、このようにして自
動的に吸込、吐出しが行われ、空気圧縮ｌｌＣが負荷運
転される。このような状態でいま、指令取入口４３から
アンロード指令の圧力空気が流入すると（矢印Ａ）、継
手４２内の通路を経て吸込弁押え弁２２に上方から空気
圧が作用し、吸込弁押え弁２２を押し下げる。吸込弁押
え弁２２が押し下げられると、圧力止め弁２３、吸込弁
押し棒２４が押し下げられ、ばね２５を圧縮する。した
がって、吸込弁押し２６が押し下げられ、その棒部で吸
込弁２８を押し下げて強制的に開弁させる。したがって
、ピストンが上昇してもシリンダ内部３７の空気が吸込
孔４６．４７を経て吸込室３４へ逃げるため、その気筒
は無負荷運転されることとなる。

第２図中、転換リレーＣＭＲは励磁コイルが励磁される
毎に交互に切換えるものである。第３図において、コイ
ル３が励磁されると可動鉄心４が上方（矢印方向）へ移
動するため戻しバネ１に抗してレバー２が押し下げられ
、レバー２の先端に取付けられたころ１２でこま５の傾
斜部ｌ３を下方へ押すため、こま５が右方へ移動する。

したがって、こま５を右側へ傾けていた転換バネ６がこ
ま５の左側へ移動して、こま５を右の図のように左側へ
傾ける。この結果、可動接触子８が右側の固定接点９側
から左側へ移動し、左側固定接点７へ切換わる。励磁コ
イルを消磁した後、再度励磁すると、ころｌ２がこま５
の傾斜部ｌ３の右側部分を下方へ押すため、こま５が左
方へ移動し、こま５が左の図のように右側へ傾く。この
結果、可動接触子８が右側固定接点９側へ切換わるもの
である．第２図においては、転換リレーＣＭＲが励磁さ
れる度に、その接点が交互に右と左へ切換るため、’ｔ
ｉｆｉ接触器ＣＭＫ１とＣＭＫ２とが交換に入切される
．以上の構威よりなる本実施例の動作を説明する．まず
、始業時、空気溜ＲＥＳに大量の空気を初込めする必要
がある．主回路及び制御回路の遮断器を投入すると、未
だ、空気溜ＲＥＳの圧力が低いため、高圧調圧器ＣＭＧ
Ｈ、低圧調圧器ＣＭＧＬ，は共にオンとなっている．そ
の結果、補助リレーＣＭＬＲが励磁され、その常開接点
ＣＭＬＲがオンとなり、ｔ磁接触器ＣＭＫＩ，ＣＭＫ２
の両方とも投入され、電動機Ｍが起動し、空気圧縮機Ｃ
が運転開始される．このとき、電磁接触器ＣＭＫＩ，Ｃ
ＭＫ２の常閉接点ＣＭＫＩ，ＣＭＫ２はオフとなッテ、
電磁弁ＭＶＩ，ＭＶ２は共に非励磁でブロック位置にあ
る。したがって、アンロード指令は出されず、第１気筒
、第２気筒とも負荷状態で空気圧縮Ｉ！Ｃが運転される
．その結果、長時間を要せず、空気溜ＲＥＳの圧力が上
昇する。空気溜ＲＥＳの圧力が低圧調圧器ＣＭＧＬの上
限設定値８　ｋｇ　／　ｃ４に達すると、低圧調圧器Ｃ
ＭＧＬがオフとなる。この結果、補助リレーＣＭＬＲが
消磁し、その常開接点ＣＭＬＲがオフとなる。この時点
で初込め動作は終り、通常動作に移行する。このとき、
高圧調圧器ＣＭＧＨは引き続きオンであり、転換リレー
ＣＭＲは、左右のいずれか一方側をオンにしている。い
ま、転換リレーＣＭＲが図示のように電磁接触器ＣＭＫ
Ｚ側にオンしているとすると、電磁接触器ＣＭＫ２が引
き続き投入状態で電動機Ｍ、空気圧ｍ機Ｃは運転状態で
ある。このとき、他方の電磁接触器ＣＭＫ１は遮断され
るため、その常閉接点ＣＭＫ１がオンとなり、電磁弁Ｍ
ＶＩが励磁される。この結果、電磁弁ＭＶＩが連通位置
となり、空気溜ＲＥＳの圧力空気がアンロード指令とし
て空気圧縮機Ｃの外部空気指令取入口４３（第４図）へ
供給される。したがって、吸込弁押え弁２２、圧力止め
弁２３、吸込弁押し棒２４、ばね２５、吸込弁押し２６
が下降し、吸込弁２８を強制開弁して第１気筒が無負荷
状態となる。すなわち、空気圧縮機Ｃは、第２気筒のみ
で運転される．したがって、高圧調圧器ＣＭＧＨの上限
設定値９　ｋｇ／ｃｄに達するまでの時間が、従来の全
気筒で運転していた場合の２倍を要することとなり、こ
の間運転され続けるため、クランク室が温度低下するこ
となく、圧縮空気の露化が防止できる。空気溜ＲＥＳの
圧力が、上限設定値９　ｋｇ　／　ｃ１Ｍに達すると、
高圧調圧器ＣＭＧＨもオフとなり、電磁接触器ＣＭＫ２
も遮断され、電動機Ｍ、空気圧縮機Ｃは停止する。

このとき、電磁接触器ＣＭＫＩ，ＣＭＫ２とも遮断状熊
となるため、これらの常閉接点ＣＭＫＩ，ＣＭＫ２がオ
ンとなる．この結果、転換リレーＣＭＲが励磁され、そ
の接点が、電磁接触器ＣＭＫ２側よりＣＭＫＩ側へ切換
わり、次はＣＭＫ１で運転されることとなる。負荷であ
る空圧機器が使用され、空気溜Ｒ　Ｅ　Ｓの圧力が下限
設定値８ｋｇ／Ｃ１ａまで下降すると、高圧調圧器ＣＭ
ＧＨがオンとなり、電磁接触器ＣＭＫ１が投入され、今
度は、ＣＭＫ１で電動機Ｍ、空気圧縮機Ｃが運転される
。このとき、電磁弁ＭＶ２が励磁されるため、第２気筒
がアンロードとなり、第１気筒のみで９ｋｇ／　ｃｄに
達するまで運転される。すなわち、本実施例では、通常
時の運転は各気簡の摩耗が均一になるよう、転換リレー
ＣＭＲを用いて、第１気筒と第２気筒とを交互に運転す
るようにしたものである。その日の使用が終了し、空気
溜ＲＥＳの圧力が低圧調圧器ＣＭＧＬの下限設定値（特
許請求の範囲では高圧調圧器の下限設定値と区別するた
め「最下限設定値」と記す）７ｋｇ／ｃＪまで下降する
と、低圧調圧器ＣＭＧＬがオンとなり、次の始業時の初
込めに備えられる．以上、本実施例では、２つの気筒を
交互に切換えて使用する場合を示したが、これをいずれ
かの気筒に固定してもよく、又、３気筒以上の空気圧縮
機を使用してもよい．〔発明の効果］本発明は、複数個の気筒を有する空気圧縮機を使用し、
空気溜への初込め時は全気筒で運転し、初込め後は、一
部の気筒のみで運転するようにしたため、初込めに長時
間を要することなく、しかも、従来よりも常用時の運転
時間が長くなり、稼動率が高まり、したがって、空気圧
縮機のクランク室の温度低下が少なくなり、圧縮空気の
露化による潤滑油の乳化が防止できるという優れた効果
が本発明によりもたらされる。尚、本発明の代案として
、電動機と空気圧縮機とのセットを複数セット使用し、
初込め時は、全セットを運転し、常用時は一部のセット
を運転することも考えられるが、この場合、電動機、空
気圧縮機が複数台となるため、スペース、重量、コスト
の面で、本発明の方が有利となる．又、インバータ制御
等により電動機の回転数を制御して解決することも可能
であるが、この場合もインバータ制御による騒音、電力
消費、コスト等の面で本発明の方が有利である。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第４図は本発明による実施例の構威図で、第１
図は空気回路図、第２図（イ）は電気主回路図、同図（
ロ）は電気制御回路図、第３図は第２図（ロ）中の転換
リレーＣＭＲの説明図、第４図は空気圧縮機のアンロー
ド機構を示す断面図、第５図は従来の圧力空気源装置に
一般に使用されている基本回路構戒図である。Ｍ・・・電動機　Ｃ・・・空気圧縮機　ＣＨＶ・・・逆
止弁ＲＥＳ・・・空気溜実施例の９　ｋｇ　／　ｃｊ・・・上限設定値実施例の
８ｋｇ／ｃｄ・・・下限設定値実施例の７　ｋｇ／ｄ・
・・最下限設定値ＣＭＧＨ・・・第１の調圧器ＣＭＧＬ・・・第２の調圧器２８・・・吸込弁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電動機にて駆動される空気圧縮機と、その空気圧
縮機より吐出される圧力空気を逆止弁を介して流入させ
蓄圧すると共に空圧機器へ供給する空気溜と、その空気
溜の圧力が上限設定値まで上昇したら前記電動機を停止
し、下限設定値まで下降したら前記電動機を起動し運転
する第１の調圧器と、を備えた圧力空気源装置において
、前記空気圧縮機を複数気筒とすると共に、後記の第２
の調圧器よりアンロード指令信号を入力したとき、吸込
弁を開口して、その気筒をアンロードとするアンロード
機構を各気筒毎に設け、更に、前記空気溜の圧力が前記
下限設定値まで上昇したとき、前記気筒の一部のアンロ
ード機構へアンロード指令信号を出力し、前記下限設定
値より低い最下限設定値まで圧力が下降したとき、前記
アンロード指令信号の出力を停止する第２の調圧器を設
けた圧力空気源装置。