(57)【要約】【課題】  高性能で且つコンパクトなピストン式エアーコンプレッサーを提供すること。【解決手段】  第１ピストン部材に吸気弁を備え付けてシリンダー内で第１圧縮させることにより、従来のシリンダー外部配管設備を無くし、１シリンダー内で２本のピストンが往復運動をして２段圧縮をする構造にする。又、圧縮には利用していない体積の筒Ｃ部分を利用して冷却効果をアップする。尚、多気筒になると全体のバランス均衡がとれ、高性能・高速回転ができることを、その要旨とした。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ピストン部材及び第２ピストン部材を同一シリンダー部材内に一直線上に互いに対向させ、第１ピストン部材のピストンシャフト部材は、第２ピストン部材を貫通させることにより双方のピストンシャフト部材は片側に集約されており、クランク径の差で同一方向に往復運動ができ空気を２段圧縮できる構造において、
第１ピストン部材が弁を持つ構造とされており、
固定側シリンダー部材方端に吸気弁を備え、第１ピストン部材が弁を備えて、第２ピストン部材と連携して往復運動する時、前記吸気弁を備えたシリンダー部材の方端と第１ピストン部材に挟まれた隙間空気は第１ピストン部材の弁を通過して、連携して往復運動する第１ピストン部材と第２ピストン部材とで挟まれた隙間に１段圧縮されるとともに、連続した往復運動で１段圧縮された空気は、２段圧縮して排気するようにされており、シリンダー部材の１段圧縮に利用されていた配管をなくして２段圧縮のできる、又、単機、複数機の組み付けができることを特徴とするピストン式エアーコンプレッサー。
【請求項２】
中空柱状に形成された少なくとも一つのシリンダー部材と、
該各シリンダー部材内に一直線上に且つ夫々独立に往復運動可能に嵌入された複数のピストン部材と、
該複数のピストン部材を夫々別々にクランク軸部材に連結するための複数のピストンシャフト部材及び複数のクランク腕部材とを備えるとともに、
遠クランク軸側の前記ピストン部材に接続されたピストンシャフト部材は、近クランク軸側の前記ピストン部材を貫通してクランク腕部材に連結され、
遠クランク軸側の前記ピストン部材に接続されたクランク腕部材は、近クランク軸側の前記ピストン部材に接続されたクランク腕部材よりもクランク半径が大きくなるように設けられていることを特徴とするピストン式エアーコンプレッサー。
【請求項３】
ピストン部材が二つであり、
遠クランク軸側のピストン部材の往復摺動運動の位相と近クランク軸側のピストン部材の往復摺動運動の位相とが１８０度ずれていることを特徴とする請求項２記載のピストン式エアーコンプレッサー。
【請求項４】
シリンダー部材には、近クランク軸側の底壁部には、外気を吸気するための吸気弁が設けられるとともに、遠クランク軸側の底壁部には、圧縮気を排気するための排気弁が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のピストン式エアーコンプレッサー。
【請求項５】
各ピストン部材には、吸気弁を介して吸気された外気を排気弁へ送気するための送気弁が設けられていることを特徴とする請求項２から４の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサー。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサーと、
該ピストン式エアーコンプレッサーを構成するシリンダー部材を水冷するための水冷手段と、
該水冷手段による水冷に供せられて温められた冷媒を冷却する冷媒冷却手段を備えていることを特徴とする水冷型エアーコンプレッサー。
【請求項７】
冷媒冷却手段は、冷媒タンク及び冷却ファンにより構成されていることを特徴とする請求項６記載の水冷型エアーコンプレッサー。
【請求項８】
請求項１から５の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサーと、
該ピストン式エアーコンプレッサーからの圧縮気を除湿する除湿手段と、
該除湿手段により除湿された気体によりピストン式エアーコンプレッサーを構成するシリンダー部材を冷却する空冷手段と、
該空冷手段による冷却に供せられた気体を生ゴミ、洗濯物その他の湿気物を吹き付けて乾燥させる乾燥手段を備えていることを特徴とする温乾エアー吹付型乾燥装置。
【請求項９】
冷却手段は、ピストン式エアーコンプレッサーを構成するシリンダー部材の同軸外側に配設された外側シリンダー部材と、該外側シリンダー部材とシリンダー部材との間の間隙まで乾燥手段により乾燥された気体を送気する案内送気配管とを備えていることを特徴とする請求項８記載の温乾エアー吹付型乾燥装置。
【請求項１０】
乾燥手段は、湿気物の下側より気体を吹き付けることを特徴とする請求項８又は９に記載の温乾エアー吹付型乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン式エアーコンプレッサー（空気圧縮構造）に関し、以下の特徴を有するものである。即ち、２段圧縮機構で１段圧縮部分を配管で接続をしていた部分を無くしたことは機構をコンパクトにできる特徴を持ち、又、配管部分は圧縮できないので能力を低減している、配管部分が無くなり能力が向上する特徴を持ち、又、弁のない固定側は、空気の吸気、排気が第２ピストン部材の往復運動で作ることができて発熱を抑える冷却効果がある特徴を持つものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、エアーコンプレッサー（空気圧縮構造）としては、種々のものが提案されている。その中でも、ピストン（レシプロ）式とスクリュ−式が主として用いられている方式があるが、基本的性能は一長一短を有しており、性能のブレイクスル−が求められている。既存のピストン式エアーコンプレッサーでは、単一ピストン式であるため最大負荷が大きく空気の脈動が激しくなり、さらに回転バランスの悪さから振動・騒音が大きいという短所が挙げられる。また、高圧になればなるほど発熱も大きくなる。その結果、１回の吸気体積を大きくした低速運転を余儀なくされる、というのが従来型ピストン式の現状といえる。又、スクリュ−式エアーコンプレッサーでは、高精度で高度な技術を用いて製造されるため、機構の精密さからメンテナンスが重要で、ランニングコストがかかるなどの難点がある。さらに、回転バランスは、良いものの１段圧縮で１回の圧縮体積が小さいため高圧の製造には向かないなどの一長一短がある、というのが現状である。要約すると次のようである。
【０００３】
原理的・構造的にピストン式では、高速運転ができない。ピストン式では、構造的にバランスが取れない構造であり振動とともに騒音も大きい。ピストン式では、空気の脈動が大きいので貯蔵タンクを大きくして空気を安定させる必要がある。スクリュ−式、ピストン式ともに発熱が大きく冷却を要する場合が多い。
【０００４】
そこで、本件出願人が平成８年に特許取得した回転軸の駆動伝達構造から（特許文献１及び２参照）、磁石の反発力と同様な働きをする空気圧力に注目し、１つのシリンダー部材に２つのピストンをいれ異なったクランク径で二段圧縮をさせる新理論を開発したのである。
【０００５】
１．双方のシリンダー部材を共有しクランク径の差で２段圧縮する方式（高圧力製造に有効）。
２．ピストンが弁を持ち、クランク径の差で２段圧縮する方式（発熱を抑え高速回転に有効）。
３．ピストンが弁を持ち異なったクランク径で２段圧縮する方式（省電力・低コスト製造に有効）。
【０００６】
そして、これら１〜３の技術を活用すると、高圧力用・コンパクト用・低熱用・低コスト用・高速回転用と色々な構造ができる。
【０００７】
一方、本件出願人は、より空気圧縮能力の優れたピストン式空気圧縮装置等（ダブルピストン式エアーコンプレッサー）を開発している（特許文献２参照）。しかしながら、このピストン式エアーコンプレッサーにおいては、シリンダー部材間が、外部を配管で接続されている。配管内の空気は圧縮できないので能力が低減するという難点があった。又、構造のコンパクト化に難点があった。
【特許文献１】特許第２０７３６４８号公報
【特許文献２】ＰＣＴ/ＪＰ０２/０９７７７号公報（パンフレット）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高性能でかつコンパクトなピストン式エアーコンプレッサー（空気圧縮構造）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（請求項１）
かかる目的を達成するために、請求項１記載のピストン式エアーコンプレッサーは、第１ピストン部材及び第２ピストン部材を同一シリンダー部材内に一直線上に互いに対向させ、第１ピストン部材のピストンシャフト部材は、第２ピストン部材を貫通させることにより双方のピストンシャフト部材は片側に集約されており、クランク径の差で同一方向に往復運動ができ空気を２段圧縮できる構造であり、更に、第１ピストン部材が弁を持つ構造とされており、固定側シリンダー部材方端に吸気弁を備え、第１ピストン部材が弁を備えて、第２ピストン部材と連携して往復運動する時、前記吸気弁を備えたシリンダー部材の方端と第１ピストン部材に挟まれた隙間空気は第１ピストン部材の弁を通過して、連携して往復運動する第１ピストン部材と第２ピストン部材とで挟まれた隙間に１段圧縮されるとともに、連続した往復運動で１段圧縮された空気は、２段圧縮して排気するようにされており、シリンダー部材の１段圧縮に利用されていた配管をなくして２段圧縮のできる、又、単機、複数機の組み付けができるものである。
かかる請求項１記載のピストン式エアーコンプレッサーを、図面１に使用する符号を付けて説明すると、クランク角度及びクランク半径の異なったクランク機構００１４に、クランク回転運動及びピストン往復運動ができるように各々結合したコンロット００１１，００１２，００１３，及び各々クランクシャフト００８０，００９０，００１０で構成されている。
又、各々クランクシャフトには、各々第１ピストン部材００３０に弁００４０を挿入、第２ピストン部材００５０が結合されている。
吸気弁００２０を備えたシリンダー蓋００１０、排気弁のあるシリンダー部材００６０、シャフト穴・冷却穴のあるシリンダー蓋００７０、に前記ピストン部分を収納した。
尚、シリンダー部材００６０には排気弁００１７を備えた排気接続部品００１８を取り付けたことをその要旨とした。
（請求項２）
請求項２記載のピストン式エアーコンプレッサーは、中空柱状に形成された少なくとも一つのシリンダー部材と、該各シリンダー部材内に一直線上に且つ夫々独立に往復運動可能に嵌入された複数のピストン部材と、該複数のピストン部材を夫々別々にクランク軸部材に連結するための複数のピストンシャフト部材及び複数のクランク腕部材とを備えるとともに、遠クランク軸側の前記ピストン部材に接続されたピストンシャフト部材は、近クランク軸側の前記ピストン部材を貫通してクランク腕部材に連結され、遠クランク軸側の前記ピストン部材に接続されたクランク腕部材は、近クランク軸側の前記ピストン部材に接続されたクランク腕部材よりもクランク半径が大きくなるように設けられている。
かかる構成を有する請求項２記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、クランク軸部材が回転することにより、該クランク軸に接続されているクランク腕部材が回転し、ピストンシャフト部材を介してピストン部材の往復摺動運動に変換される。ここで、遠クランク軸側のピストン部材に接続されたクランク腕部材は、近クランク軸側のピストン部材に接続されたクランク腕部材よりもクランク半径が大きくされているので、遠クランク軸側のピストン部材は、近クランク軸側のピストン部材よりも大きく往復摺動運動される。
また、遠クランク軸側のピストン部材に接続されたピストンシャフト部材が近クランク軸側のピストン部材を貫通するように設けられているので、一のクランク軸部材により複数のピストン部材の往復摺動運動が可能とされる。
さらに、近クランク軸側のピストン部材に接続されたクランク腕部材のクランク半径を大きくする場合に比べて、圧縮比が大きくされる。
（請求項３）
請求項３記載のピストン式エアーコンプレッサーは、請求項２記載のピストン式エアーコンプレッサーにおいて、ピストン部材が二つであり、遠クランク軸側のピストン部材の往復摺動運動の位相と近クランク軸側のピストン部材の往復摺動運動の位相とが１８０度ずれている。
かかる構成を有する請求項３記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、請求項２記載のピストン式エアーコンプレッサーと同様に作用する上、遠クランク軸側のピストン部材の往復摺動運動の位相と近クランク軸側のピストン部材の往復摺動運動の位相とが１８０度ずれているので、吸気用の間隙の体積が最大とされる。
（請求項４）
請求項４記載のピストン式エアーコンプレッサーは、請求項２又は３に記載のピストン式エアーコンプレッサーにおいて、シリンダー部材には、近クランク軸側の底壁部には、外気を吸気するための吸気弁が設けられるとともに、遠クランク軸側の底壁部には、圧縮気を排気するための排気弁が設けられている。
かかる構成を有する請求項４記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、請求項２又は３に記載のピストン式エアーコンプレッサーと同様に作用する上、近クランク軸側の底壁部に設けられた吸気弁を介して吸気された気体がピストン部材の往復摺動運動により圧縮された後、遠クランク軸側の底壁部を介して、かかる圧縮気が排気される。
（請求項５）
請求項５記載のピストン式エアーコンプレッサーは、請求項２から４の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサーにおいて、各ピストン部材には、吸気弁を介して吸気された外気を排気弁へ送気するための送気弁が設けられている。
かかる構成を有する請求項５記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、請求項２から４の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサーと同様に作用する上、各ピストン部材に設けられた送気弁により、吸気弁を介して吸気された気体は次段の圧縮用間隙へ送気（吸気）される。そして、最終段の圧縮用間隙へ送気（吸気）された気体が、排気弁により、排気される。
（請求項６）
請求項６記載の水冷型エアーコンプレッサーは、請求項１から５の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサーと、該ピストン式エアーコンプレッサーを構成するシリンダー部材を水冷するための水冷手段と、該水冷手段による水冷に供せられて温められた冷媒を冷却する冷媒冷却手段を備えている。
請求項６記載の水冷型エアーコンプレッサーによれば、水冷手段により、シリンダー部材が冷却されると、冷媒冷却手段により冷媒が冷却される。このため、別途循環手段を設けなくても、冷媒は自然循環する。
（請求項７）
請求項７記載の水冷型エアーコンプレッサーは、請求項６記載の水冷型エアーコンプレッサーにおいて、冷媒冷却手段は、冷媒タンク及び冷却ファンにより構成されている。
かかる構成を有する請求項７記載の水冷型エアーコンプレッサーによれば、請求項６記載の水冷型エアーコンプレッサーと同様に作用する上、冷媒冷却手段が冷媒タンク及び冷却ファンにより構成されているので、冷却ファンが回転することにより冷媒タンク内の冷媒が冷却される。
（請求項８）
請求項８記載の温乾エアー吹付型乾燥装置は、請求項１から５の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサーと、該ピストン式エアーコンプレッサーからの圧縮気を除湿する除湿手段と、該除湿手段により除湿された気体によりピストン式エアーコンプレッサーを構成するシリンダー部材を冷却する空冷手段と、該空冷手段による冷却に供せられた気体を生ゴミ、洗濯物その他の湿気物を吹き付けて乾燥させる乾燥手段を備えている。
かかる構成を有する請求項８記載の温乾エアー吹付型乾燥装置により、除湿手段により、ピストン式エアーコンプレッサーからの圧縮気が除湿され、空冷手段により、かかるピストン式エアーコンプレッサーを構成するシリンダー部材が冷却され、乾燥手段により、空冷手段による冷却に供せられた気体、すなわち温められた気体が湿気物に吹き付けられる。
（請求項９）
請求項９記載の温乾エアー吹付型乾燥装置は、請求項８記載の温乾エアー吹付型乾燥装置において、冷却手段は、ピストン式エアーコンプレッサーを構成するシリンダー部材の同軸外側に配設された外側シリンダー部材と、該外側シリンダー部材とシリンダー部材との間の間隙まで乾燥手段により乾燥された気体を送気する案内送気配管とを備えている。
かかる構成を有する請求項９記載の温乾エアー吹付型乾燥装置によれば、請求項８記載の温乾エアー吹付型乾燥装置と同様に作用する上、案内送気配管により、乾燥手段により乾燥された気体が外側シリンダー部材とシリンダー部材との間の間隙へ送気されると、その送気された気体がシリンダー部材の側壁外面と接触して、シリンダー部材が冷却される。
（請求項１０）
請求項１０記載の温乾エアー吹付型乾燥装置は、請求項８又は９に記載の温乾エアー吹付型乾燥装置において、乾燥手段は、湿気物の下側より気体を吹き付けるようにされている。
かかる構成を有する請求項１０記載の温乾エアー吹付型乾燥装置によれば、請求項８又は９に記載の温乾エアー乾燥装置と同様に作用する上、乾燥手段により、湿気物の下側より気体が吹き付けられために、湿気物が撹拌される。
【発明の効果】
【００１０】
（請求項１）
請求項１記載のピストン式エアーコンプレッサー（空気圧縮構造）によれば、ピストンシャフト部材の往復運動機構を片側に集約し、体積の筒Ａに吸気された空気を、第１ピストン部材に吸気弁を挿入することで、従来のような配管接続を削除して２段圧縮をクランク半径１３.５ｍｍと１０`５ｍｍの差でする構造になっている。又、体積の筒Ｃは、冷却作用に利用できる。尚、行程２７ｍｍの体積の筒Ａは、第１圧縮するのに、半径１０.５ｍｍの負荷となり効率が良い。この機構の組合わせで多気筒にすると全体にバランスがとるので、高能率・高速回転・コンパクトな機構で実現できる。
（請求項２）
請求項２記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、シリンダー部材内に複数のピストン部材が配設されているので、気体を多段階に圧縮することができるという効果がある。
また、遠クランク軸側のピストン部材に接続されたクランク腕部材は、近クランク軸側のピストン部材に接続されたクランク腕部材よりもクランク半径が大きくされているので、遠クランク軸側のピストン部材が近クランク軸側のピストン部材よりも大きく往復摺動運動するので、圧縮比を大きくすることができる。
さらに、遠クランク軸側のピストン部材に接続されたピストンシャフト部材が近クランク軸側のピストン部材を貫通するように設けられているので、クランク軸を一つにまとめることができる（クランク機構を片方に集約することができる）、すなわち、機構を簡素化することができるという効果がある。
（請求項３）
請求項３記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、請求項２記載のピストン式エアーコンプレッサーの奏する効果に加え、遠クランク軸側のピストン部材の往復摺動運動の位相と近クランク軸側ピストン部材の往復摺動運動の位相とが１８０度ずれているので、遠ピストン部材の位相と近ピストン部材の位相とが１８０度ずれているので、圧縮比を大きくすることができるという効果がある。
また、クランク軸に偏った力が加わってしまうことを防止して（回転軸に加わる負荷を低減して）、回転効率を向上することができるという効果がある。
（請求項４）
請求項４記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、請求項２又は３に記載のピストン式エアーコンプレッサーの奏する効果に加え、外気を吸気するための吸気弁が近クランク軸側の底壁部に設けられるとともに、圧縮気を排気するための排気弁が遠クランク軸側の底壁部に設けられているので、シリンダー部材の中空部を気体圧縮のために最大限活用することができるという効果がある。
（請求項５）
請求項５記載のピストン式エアーコンプレッサーによれば、請求項２から４の何れかに記載のピストン式エアーコンプレッサーの奏する効果に加え、吸気弁を介して吸気された外気を排気弁へ送気するための送気弁が各ピストン部材に設けられているので、次の圧縮用間隙へ送気するための配管をシリンダー部材の側壁（円柱状の場合には、周壁）に設けなくても良く、配管の分、圧縮比が低くなってしまうことを防止することができるという効果がある。
（請求項６）
請求項６記載の水冷型エアーコンプレッサーによれば、水冷手段により、シリンダー部材が水冷され、冷媒冷却手段により、水冷手段による水冷に供せられて温められた冷媒が冷却されるので、シリンダー部材の温度を適宜保持することができるとともに、冷媒を繰り返し使用することができるという効果がある（特に、本水冷型エアーコンプレッサーが携帯タイプである場合に、顕著な効果を奏する）。また、別途循環手段を設けなくても、冷媒を自然循環させることができるという効果がある。
（請求項７）
請求項７記載の水冷型エアーコンプレッサーによれば、請求項６記載の水冷型エアーコンプレッサーの奏する効果に加え、冷媒冷却手段が冷媒タンク及び冷却ファンにより構成されているので、冷媒冷却手段を簡素な機構で実現することができるという効果がある。
（請求項８）
請求項８記載の温乾エアー吹付型乾燥装置によれば、除湿手段により除湿された圧縮気によりシリンダー部材の冷却が行われるので、シリンダー部材を痛めてしまうことを防止することができるという効果がある。また、空冷手段による冷却に供せられた気体が湿気物に吹き付けられるので、冷却に供せられて温められた気体を有効活用することができるという効果がある。さらに、湿気物に吹き付けられる気体はピストン式エアーコンプレッサーにより圧縮された気体であるから、湿気物をかき回して全体を乾燥することが可能とされる。
（請求項９）
請求項９記載の温乾エアー吹付型乾燥装置によれば、請求項８記載の温乾エアー吹付型乾燥装置の奏する効果に加え、冷却手段が案内送気配管及び外側シリンダー部材により構成されており、案内送気配管により、乾燥手段により乾燥された気体が外側シリンダー部材とシリンダー部材との間の間隙へ送気されるようにされているので、冷却手段を簡素な機構で実現することができるという効果がある。
（請求項１０）
請求項１０記載の温乾エアー吹付型乾燥装置によれば、請求項８又は９に記載の温乾エアー吹付型乾燥装置の奏する効果に加え、乾燥手段により、湿気物の下側より気体が吹き付けられるので、湿気物を撹拌することができ、湿気物全体を乾燥することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る空気圧縮構造の実施の形態の例（実施例）を説明するが、これは代表的な例を示したものであり、その要旨を超えない限り、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。例えば、クランク長、クランク半径、クランク取付角の大きさ等はもちろんのこと、圧縮する気体も空気に限定されるものではない。
【００１２】
（第１実施例）
まず図１に示すクランク機構００１４は、クランク回転中心に対して反時計回りの水平線上で最前進１８０度、最後退３６０度と仮定する。クランク機構００１３は半径１０.５ｍｍ−３６０度、クランク機構００１１、００１２は半径１３.５ｍｍ−３６５度の機構である。
【００１３】
クランク機構００１４は、コンロット００１１、００１２・ピストンシャフト部材００９０、００１０・第１ピストン部材００３０に、コンロット００１３は、ピストンシャフト部材００１０・第２ピストン部材００５０に各々連結されていて、シリンダー部材に収納され回転運動に対する往復運動ができる構造。
【００１４】
吸気弁００２０を備えたシリンダー蓋００１０、排気弁を備えたシリンダー部材００６０、排気弁００１７を備えた排気接続部品００１８、シャフト穴冷却穴を備えたシリンダー蓋００７０で構成されている中に第１ピストン部材，第２ピストン部材を収容した２段圧縮機構。
【００１５】
クランク機構００１４が、反時計回りに回転すると、第１ピストン部材００３０・第２ピストン部材００５０・が各々シリンダー部材内で各々クランク半径によって往復運動する。
【００１６】
この時シリンダー部材体積内で第１ピストン部材００３０・第２ピストン部材００５０・に挟まれた体積の筒Ａ，Ｂができて空気の圧縮運動をする。又、体積の筒Ｃは、空気を流通させ、機構の発熱冷却に利用した圧縮行程をつくる。
【００１７】
クランク機構の００１４が、反時計回りに１８０〜３６０度回転すると、伴ったクランク機構の回転により、吸気弁００２０から空気が行程２７ｍｍの体積の筒Ａに吸気されて閉じこめられる。
【００１８】
この時、第１圧縮され閉じこめられていた行程６ｍｍの体積の筒Ｂにある空気は、排気弁００１７を通り排気接続部品００１８より第２圧縮されて排気される。
【００１９】
尚、体積の筒Ｃの発熱による高温になった空気は、外部に排気される。
【００２０】
クランク機構の００１４が０〜１８０度回転すると、伴ったクランク機構の回転により、吸気されていた行程２７ｍｍの体積の筒Ａの空気は第１ピストン部材に挿入されている吸気弁００４０を通り、行程２７ｍｍ−２１ｍｍ＝６ｍｍの体積の筒Ｂに第１圧縮されて閉じこめられる。
【００２１】
この時、体積の筒Ｃは外部より新鮮な空気が吸気されて、シリンダー部材の冷却をする。
【００２２】
（第２実施例）
以下、図７から図１０を参照して、上記実施例の変形例について説明する。第２実施例は、ピストンが弁を持ち異なったクランク径で２段圧縮する方式に関するものであり、省電力・低コスト製造に有効である。
【００２３】
各図に示すように、第２実施例のピストン式エアーコンプレッサーは、シリンダー部材１本、ピストン２本（各ピストンに吸気弁を装着）を備えている。ここで、クランク半径は、一方が３ｍｍで、他方が１２ｍｍであり、吸気行程は、６ｍｍ＋２４ｍｍ＝３０ｍｍであり、圧縮行程は、６ｍｍとされている。
【００２４】
図７に示すように、クランク径３ｍｍは最前進／クランク径１２ｍｍは最後退により、ピストン間３０．５ｍｍ内に吸気が完了される。又、同時進行で、第２圧縮行程がクランク径３ｍｍによって完了する。
【００２５】
図８に示すように、クランク径３ｍｍは９０度後退／クランク径１２ｍｍは９０度前進により、ピストン間３０．５ｍｍの空気は、第１ピストン部材の弁が解放され前に押し出されて第１圧縮される（吸気が２５％増えて省電力）。
【００２６】
図９に示すように、クランク径３ｍｍは１８０度後退／クランク径１２ｍｍは１８０度前進により、ピストン間３０．５ｍｍの空気は、第１ピストン部材の弁が解放され前に完全に押し出され第１圧縮が完了する。この時、クランク径１２ｍｍ（行程２４ｍｍ）で行程３０ｍｍの空気体積を第１圧縮でき、効率が２５％良い。又、これからのクランク回転で、第２圧縮行程と吸気行程が同時進行で行われる。（発熱がシリンダー部材内・外表面において外気温度で暖和されて、発熱上昇速度を遅くでき、飽和温度を低減できる。
【００２７】
図１０に示すように、クランク径３ｍｍは９０度前進／クランク径１２ｍｍは９０度後退により、双方のピストン間が広がり１５．５ｍｍに外気がピストンBの弁が解放されて吸気される。この時、第１ピストン部材のクランク径３ｍｍ（行程６ｍｍ）では、吸気行程と同時進行で第２圧縮排気行程が行われる。又、吸気完了・第２圧縮完了は、図１に戻り、順次行われる。此のシステムは複数シリンダー部材を並列にバランスを取って接続ができる特徴を持っており、コンパクト・低価格・高性能が、提供できる。
【００２８】
上記のように構成したことにより、機構的に２段圧縮と残圧利用が可能であり、５０Ｍｐａのような高圧力製造が容易にできる。
【００２９】
又、原理的に回転バランスの良い構造が容易に作れるため、高速回転が得られ振動が少なく騒音も必然的に小さくなる。
【００３０】
圧縮と吸気が同一シリンダー部材で同時に行われ、シリンダー部材放熱面積も大きいことから、発熱が暖和され温度上昇率が約３０〜５０％低減される。従来２本のシリンダー部材を一つに集約した構造は、シリンダー部材間の接続配管を無くすことができ約５０％コンパクト・軽量になる。吸気行程を低圧用では、クランク行程距離の１．５倍迄可能になり省電力１５〜２０％が期待できる。
【００３１】
多シリンダー部材機構が容易にでき連続的排気ができるので空気の脈動が少なくなりタンク容量を小さくできることもコンパクト・軽量につながる。
【００３２】
これらを総合すると、ランニングコストが低く、従来ピストン式同様でメンテナンスの容易な高性能コンパクトコンプレッサーの設計・製造が可能なことである。このことより、使用環境を選ばないで各分野で広く使われるコンプレッサーを提供できるものと考えている。
【００３３】
上述の方式によるメリットを以下にまとめて列記する。
・省電力：構造的分野において、吸気体積が１．４Ｍｐａ用で約２５％増やすことができる。
・小振動：回転バランスが容易にとれるので、振動が小さくなる。騒音：タンク付きパッケ−ジ型が容易にできるので騒音も５０ｄＢ〜６０ｄＢ程度にできる。・小型化：発熱が低いので簡単な冷却で高速連続排気ができる。即ち、空気の脈動が小さくなるのでタンク容量を小さくしても吐出量が確保でき、コンパクト・軽量が可能。
・省電力：吸気効率を約２５％ＵＰすることで、吐出量が増え省電力につながる。
・低価格：コンパクト率（従来比約５０％）により従来価格より総合的に安く提供できる。
・高圧力：残圧力に新しい空気を加算し圧縮するシステムは、高圧力製造が安易である。
【００３４】
図１１は、第２実施例に係るピストン式エアーコンプレッサーにおける圧縮の原理を示す図であり、この図１１に示すように、両ピストン部材の往復摺動距離（行程）の２倍に相当する分の吸気を行うことができるとともに、その吸気された気体を次段（第２段階）の圧縮用間隙（第１ピストン部材（遠クランク軸側のピストン部材）とシリンダー部材の遠クランク軸側の底壁部との間の間隙）に送気することにより、約２倍の圧縮することができるとともに、更に、第１ピストン部材の往復摺動運動により圧縮することにより、高圧縮することができるというメリットがある。第２段階の圧縮時においては、低圧状態における第１段階の圧縮用間隙に吸気されるので、圧縮を阻害することがなく、クランク軸に無理がかからない。このように圧縮比を最大限にできる理由としては、第１ピストン部材と第２ピストン部材（近クランク軸側のピストン部材）とでクランク半径が異なることと、第１ピストン部材と第２ピストン部材とで往復摺動運動の位相差が異なること、各ピストン部材に送気弁があること（シリンダー部材の周壁に次段の圧縮用間隙へ送気するための配管を設けなくてもよく、シリンダー部材に通常の（特殊な機構を有さない）パイプ部材を使うことが可能となるし、後述するようにシリンダー部材の外側にシリンダー部材を配設しやすくなり、シリンダー部材の冷却等を容易に実現することも可能となる）、第１ピストン部材用のピストンシャフト部材が第２ピストン部材を貫通するようにされていること（クランク軸を一つに集約することができるとともに（クランク軸を一つにまとめれば機構の簡素化、省電力につながる）、吸気弁と排気弁とを反対の底壁側に設けられること）、及び、第１ピストン部材の方が第２ピストン部材よりも摺動距離が大きいことが大きく関係していると思われる。もちろん、これらすべての理由がそろうことにこしたことはないが、必ずしもすべての理由がそろわなくても、本発明に係るピストン式エアーコンプレッサーの圧縮比が十分高いことは容易に推察することができると思われる。
【００３５】
図１１及び図１２は、上記（第１及び第２）実施例の第１の応用例を示す図であり、図１３及び図１４は、第２の応用例を示す図である。
【００３６】
図１１及び図１２に示すように、第１の応用例によれば、シリンダー部材を冷却して、高速回転化等を実現することができるし、循環機構（ポンプ）を設けなくても温度差で冷媒（冷却水）が循環するので、携帯型の装置（例えば、ドリル等の工具）に容易に応用することができる。
【００３７】
また、図１３及び図１４に示すように、第２の応用例によれば、除湿されるとともに温めれた圧縮気（圧縮空気）により湿気物を吹き付けることにより、かかる湿気物を効率良く乾燥することができる。近年では家庭用、事業用を問わず生ゴミ処理器が普及しているが、これら処理器の諸問題（例えば、バクテリアタイプは臭い等）を解決することができると思われる。もちろん、シリンダー部材の冷却も兼ねることができるので、ピストン部材の高速化をも実現できる。なお、図に示すものは、圧縮気を湿気物の下側より吹き付けるようにされており、別途撹拌機構を設けなくてもよいので好ましいが、当然、これに限られるものではない。更に、図示はしないが、洗濯物の乾燥機にも応用できる（もちろん、撹拌機構も設けても良い）。
【００３８】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、勿論、本発明の実施例は、上記実施例に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることはいうまでもない。そして、本発明の技術的範囲には、それらの改良変形も含まれる。
【００３９】
そして、本発明は、前途のような特徴と利点を備えており、特に高圧・高速など高性能を要求される分野において、その利点を発揮できるものと考えられる。既存のコンプレッサー応用分野（工作機械・建設関連機械・医療器械・食料関連機械・繊維関連機械・家電機器・その他これらの市場においては、低価格による競争が激化している。
【００４０】
同時に、高圧・高速・コンパクト化・低振動・低騒音・省エネなどのニーズも高く、当社開発のコンプレッサー技術を活用することによって、小型・高機能製品の開発・製品化が容易になると思われる。つまり、本技術を心臓部に組み込むことにより、その機構の特長を生かした応用装置の提供が可能となる。
【００４１】
なお、本発明は、以下の技術に転用可能である。
【００４２】
１．燃料電池用高圧コンプレッサー
燃料電池の水素貯蔵に５０Ｍｐａ以上の圧縮を行うことにより貯蔵容量の増大を図ることができる。
【００４３】
２．水質浄化装置
普通に高圧力の発生が可能で、深海への空気の送り込みが容易である。又、低電力でも運転が可能であり、太陽光発電での自動電力供給型の設備の設計が容易となる。
【００４４】
３．船舶の動力源
大吐出量の圧縮空気を少ない電力で供給でき、太陽光発電や、従来のエンジンとの組み合わせ等により、環境保全・ランニングコストの低減等メリットのある動力源としての応用が考えられる。
【００４５】
４．自動車の駆動
現在の駆動モーターを空圧型にすれば、同一パワーで低電力での回転駆動ができる。本発明の空気圧縮技術を活用することにより、簡単に空気の貯蔵・製造ができるため、バッテリー負担の軽減等コストダウン・コンパクト化の可能性が考えられる。
【００４６】
５．エアーモーター
従来技術のような回転子が固定になり、従来の固定子が回転体となる構造を有している。従来のような羽根が無く超高速回転でも、羽根が損傷するなどの従来の難点がない。
【００４７】
６．乾燥機・温風器
コンプレッサーは発熱が大きい事・弊社のコンプレッサーは、コンパクト・騒音・振動に良いことから、発熱利用の省電力型が可能になる。
【００４８】
本発明は、以下のようにも表現できる。なお、以下の発明の作用効果は、上述の内容より容易に想到可能であると思われるので省略する。また、以下の発明を特許請求の範囲に記載の発明と組み合わせたり、以下の発明の文言の言い回しを応用可能であることは容易に推察することができる。
【００４９】
中空柱状に形成されたシリンダー部材と、該シリンダー部材内に一直線上かつ夫々独立に往復摺動運動可能に嵌入された第１ピストン部材及び第２ピストン部材の二つのピストン部材と、該クランク軸側ピストン部材をクランク軸部材に連結するための第１ピストンシャフト部材及び第１クランク腕部材と、該第２ピストン部材をクランク軸部材に連結するための第２ピストンシャフト部材及び第２クランク腕部材とを備えており、前記第１ピストンシャフト部材は、前記第２ピストン部材を貫通して前記第２クランク腕部材に連結されており、前記第１クランク腕部材は、前記第２クランク腕部材よりもクランク半径が大きくなるように配設されていることを特徴とするピストン式エアーコンプレッサー（Ａ）。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るピストン式エアーコンプレッサー（空気圧縮構造）を示す平面詳細図（第１実施例）である。
【図２】本発明に係る示すピストン式エアーコンプレッサーを示す平面詳細図（図１とは別の角度からの図）である。
【図３】上記空気圧縮構造の動作を示す図である（第１段階）。
【図４】上記空気圧縮構造の動作を示す図である（第２段階）。
【図５】上記空気圧縮構造の動作を示す図である（第３段階）。
【図６】上記空気圧縮構造の動作を示す図である（第４段階）。
【図７】第２実施例に係るピストン式エアーコンプレッサーを示す平面詳細図である（第１段階）。
【図８】第２実施例に係るピストン式エアーコンプレッサーを示す平面詳細図である（第２段階）。
【図９】第２実施例に係るピストン式エアーコンプレッサーを示す平面詳細図である（第３段階）。
【図１０】第２実施例に係るピストン式エアーコンプレッサーを示す平面詳細図である（第４段階）。
【図１１】第２実施例に係るピストン式エアーコンプレッサーにおける圧縮の原理を示す図である。
【図１２】上記（第１及び第２）実施例のピストン式エアーコンプレッサーの第１の応用例を示す図である。換言すれば、上記実施例のピストン式エアーコンプレッサーを備える水冷型エアーコンプレッサーを示す図である。
【図１３】上記第１の応用例である水冷型エアーコンプレッサーにおいて、特に気体の流れを詳細に示す図である。
【図１４】上記実施例のピストン式エアーコンプレッサーの第２の応用例を示す図である。換言すれば、上記実施例のピストン式エアーコンプレッサーを備える温乾エアー吹付型乾燥装置を示す図である。
【図１５】上記第２の応用例である温乾エアー吹付型乾燥装置において、特に気体及び冷媒の流れを詳細に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
００１０  シリンダー蓋
００２０  シリンダー蓋挿入吸気弁
００３０  第１ピストン部材
００４０  ピストン部材挿入吸気弁
００５０  第２ピストン部材
００６０  排気穴付きシリンダー部材
００７０  シャフト穴、冷却穴つきシリンダー蓋
００８０  第１ピシトン部材用シャフト
００９０  第１ピストン部材用シャフト
００１０  第２ピストン部材用シャフト
００１１  シャフト００９０用コンロット
００１２  シャフト００８０用コンロット
００１３  シャフト００１０用コンロット
００１４  クランク軸
【図１】
2005036786.tif 000003
【図２】
2005036786.tif 000004
【図３】
2005036786.tif 000005
【図４】
2005036786.tif 000006
【図５】
2005036786.tif 000007
【図６】
2005036786.tif 000008
【図７】
2005036786.tif 000009
【図８】
2005036786.tif 000010
【図９】
2005036786.tif 000011
【図１０】
2005036786.tif 000012
【図１１】
2005036786.tif 000013
【図１２】
2005036786.tif 000014
【図１３】
2005036786.tif 000015
【図１４】
2005036786.tif 000016
【図１５】
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