(57)【要約】【課題】コンパクト、軽量、携帯可能、及び／又は簡易なコンプレッサーを提供する。【解決手段】圧縮された空気／ガスを製造して携帯可能なニューマチック動力源システム１に提供するシステムであって、ａ）フライホイール１１１を回転させるモータ１０５と、一端がフライホイール１１１に、他端がフレーム部材１０３に軸固定されて直線作動するピストン１２１を有する直線作動ポンプ１１３と、フライホイール１１１の回転を持続させるカウンターウエイト１２９と、を有し、直線作動ポンプ１１３が入り口から空気／ガスを受け取り直線作動した圧縮した出口から出力する、コンプレッサー１０１と、ｂ）携帯可能な空気／ガスタンク３と、流れ出る空気／ガスの圧力を調節できる圧力調節機構７を有する圧力レギュレータ５と、ニューマチック装置に接続するため動力供給空気／ガスの出口１３と、を有する携帯可能なニューマチック動力源１と、を備えた構成を有する。【選択図】図１
2007239732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮された空気／ガスを製造すると共に携帯可能なニューマチック動力源システムに提供するシステムであって、
ａ）  フライホイールに可動に接続され前記フライホイールを回転させることが可能なモータと、
第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部がポンプ取り付け位置で前記フライホイールに軸固定され、前記第２の端部がフレーム部材に軸固定され、前記フライホイールが回転させられたときに直線的に駆動するピストンを有する直線作動ポンプと、
前記ポンプの取り付け位置と一般的に対向する前記フライホイール上の位置に配置されたカウンターウエイトであって、前記フライホイールが回転させられたとき、前記カウンターウエイトが前記フライホイールにモーメントを付与するように配置されたカウンターウエイトと、を有し、
前記直線作動ポンプが、大気圧の空気／ガスを受け取ることが可能な空気／ガスポンプの入り口と、前記ピストンが直線的に作動されたとき、前記直線作動ポンプによって圧縮される空気／ガスを出力することが可能な空気／ガスポンプの出口とを有する、
コンプレッサーと、
ｂ）  携帯可能な空気／ガスタンクと、
前記携帯可能な空気／ガスタンクに空気／ガス流連通する圧力レギュレータであって、これから流れ出る空気／ガスの圧力を調節できる圧力調節機構を有する圧力レギュレータと、
ニューマチック装置に接続するための接続機構を有する動力供給空気／ガスの出口と、を有する携帯可能なニューマチック動力源システムと、
を備え、
前記空気／ガス圧調節機構が、複数のニューマチック装置の駆動に使用できる圧力に対応する複数の選択された空気／ガス圧を実現するように動作でき、
前記コンプレッサーが、前記携帯可能な空気／ガスタンクに圧縮された空気／ガスを充填するための圧縮された空気／ガスを製造することができ、
前記空気／ガスポンプの出口が、前記携帯可能な空気／ガスタンクに圧縮された空気／ガスを充填する携帯可能なニューマチック動力供給システムに、選択的にガスを流すための接続及び切り離しが可能である、
ニューマチック動力源システムと、を備えたことを特徴とする携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２】
前記携帯可能な空気／ガスタンクが高い初期圧に加圧された空気／ガスを貯蔵し、前記圧力レギュレータが、携帯可能な空気／ガスタンクに貯蔵され加圧された空気／ガスが前記圧力レギュレータに送り出されるように前記携帯可能な空気／ガスタンクに接続され、前記加圧された空気／ガスを受け取り、前記携帯可能な空気／ガスタンク内に貯蔵されているときの前記高い初期圧に比較して減圧された圧力で前記接続管に送り出すことを特徴とする請求項１に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項３】
前記空気／ガス圧調節機構が、前記空気／ガスの流出圧を、少なくとも中間の出力圧と実質的に０の出力圧との間で、実質的に連続的に変えられることを特徴とする請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項４】
前記空気／ガス圧調節機構が、前記圧力レギュレータからの空気／ガスの流出圧の調節に影響することができ、前記空気／ガスの流出圧を、前記携帯可能な空気／ガスタンク内での高い初期圧と実質的に０の出力圧との間の実質的に連続な調節範囲内で、選択的に調節できることを特徴とする請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項５】
さらに、取り付けられ、前記圧力レギュレータと動力供給空気／ガスの出口とを空気／ガス流連通する接続管を有し、前記空気／ガスの流出圧が、システムの作動中に、ニューマチックのエンドユースのための送出のために前記接続管に送り出されることを特徴とする請求項３に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項６】
前記接続管がフレキシブルチューブを有し、前記フレキシブルチューブが、その近端に取り付けられ、ニュウマチック装置に着脱可能なクイック着脱コネクタを有することを特徴とする請求項５に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項７】
前記圧力レギュレータが、前記空気／ガスの流出圧が前記圧力レギュレータによって、１段の調節ステップで調節されるように構成され、
前記調節ステップが、
前記高い初期圧の空気／ガス流を受け取り、次に、前記高い初期圧に比較して減圧された圧力で前記空気／ガス流を送り出し、前記減圧された圧力が複数のニューマチック装置の動作に適した空気／ガス圧の範囲内から選択できることを特徴とする請求項６に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項８】
前記圧力レギュレータが２段レギュレータであり、前記空気／ガスの流出圧が前記圧力レギュレータによって２段レギュレーションで調節され、
前記２段レギュレーションが、
前記高い初期圧の空気／ガス流を受け取り、
前記空気／ガス流の前記高い初期圧を第１段で中間圧に減圧し、
前記空気／ガス流の前記中間圧を第２段で使用圧に減圧し、前記使用圧が複数のニューマチック装置の作動に適した圧力範囲内から選択される、ステップを有することを特徴とする請求項６に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項９】
前記使用圧が、約０より大きい値と５００ｐｓｉ以下の値との間から選択されることを特徴とする請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１０】
ユニバーサルコネクターを有する複数のニューマチック装置を備え、前記管の前記クイック着脱コネクタが、前記複数のニューマチック装置に接続されたときに、前記装置が前記管を介して前記圧力レギュレータと空気／ガス連通し、選択的に、取り替えて接続しうることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１１】
前記システムが、少なくとも、ネールガン、エアーレンチ、塗装用スプレー、インフレータ、ステープラ、マイクロピナー、ピンタッカ、及びドリルを含む、複数のニューマチック装置を作動させる使用出力圧を提供できるように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１２】
前記圧力レギュレータが、前記コンプレッサーに連通可能に接続され、高圧の前記コンプレッサーが前記携帯ガスタンクにガス圧を増加させうるように構成された空気／ガス流の入り口を、有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１３】
前記携帯ガスのタンクが、少なくとも３０００ｐｓｉの定格圧を有し、重さが約１０ポンド以下であることを特徴とする請求項１に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１４】
前記携帯ガスのタンクが、少なくとも５０００ｐｓｉの定格圧を有し、重さが約５０ポンド以下であることを特徴とする請求項１に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１５】
前記携帯可能な空気／ガスタンクが、ユーザ装着ベルトに取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１６】
前記携帯可能な空気／ガスタンクが、背負いベルトに取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１７】
前記中間圧が約８００〜４５００ｐｓｉから選択され、前記使用圧が約５００ｐｓｉ以下であることを特徴とする請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１８】
圧縮された空気／ガスを製造すると共に携帯可能なニューマチック動力源システムに提供するシステムであって、
ａ）  フライホイールに可動に接続され前記フライホイールを回転させることが可能なモータと、
第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部がポンプ取り付け位置で前記フライホイールに軸固定され、前記第２の端部がフレーム部材に軸固定され、前記フライホイールが回転させられたときに直線的に駆動するピストンを有する直線作動ポンプと、
前記ポンプの取り付け位置と一般的に対向する前記フライホイール上の位置に配置されたカウンターウエイトであって、前記フライホイールが回転させられたとき、前記カウンターウエイトが前記フライホイールにモーメントを付与するように配置されたカウンターウエイトと、を有し、
前記直線作動ポンプが、大気圧の空気／ガスを受け取る空気／ガスポンプの入り口と、前記ピストンが直線的に作動されたとき、前記直線作動ポンプによって圧縮される空気／ガスを出力する空気／ガスポンプの出口とを有する、
コンプレッサーと、
ｂ）  高い初期圧に加圧された空気／ガスを貯蔵する携帯可能な空気／ガスタンクと、
前記携帯可能な空気／ガスタンクに空気／ガス流連通する圧力レギュレータであって、これから流れ出る空気／ガスの圧力を調節することが可能な空気／ガス圧力調節機構を有し、前記携帯可能なタンク内に存在する圧縮された空気／ガスが前記圧力レギュレータに送り出されるように前記携帯可能な空気／ガスタンクに接続された圧力レギュレータと、
取り付けられ、前記圧力レギュレータと空気／ガスの出口とを空気／ガス連通し、フレキシブルチューブ、及び、前記フレキシブルチューブの１つの近端に取り付けられたクイック着脱コネクタを有する接続管と、を有し、
前記空気／ガス圧調節機構が、ニューマチックの複数のエンドユースに役立つ圧力に対応する、複数の選択された空気／ガス圧を送り出すことが可能であり、
前記圧力レギュレータが、前記圧縮された空気／ガスを受け取り、次に、前記携帯可能な空気／ガスタンクに貯蔵されていたときの前記高い初期圧に比較して減圧された圧力で、前記空気／ガスを前記接続管に送り出し、
前記圧力レギュレータが、２段レギュレータであり、前記空気／ガスの流出圧が前記圧力レギュレータによって２段レギュレーションで調節され、
前記２段レギュレーションが、
前記高い初期圧で空気／ガス流を受け取り、
前記空気／ガス流の前記高い初期圧を第１段で中間圧に減圧し、
前記空気／ガスの前記中間圧を第２段で使用圧に減圧し、前記使用圧が複数のニューマチック装置の作動に適した圧力範囲内から選択される、ステップを有し、
前記コンプレッサーが、前記携帯可能な空気／ガスタンクに圧縮された空気／ガスを充填するための圧縮された空気／ガスを製造でき、
前記空気／ガスポンプの出口が、前記携帯可能な空気／ガスタンクに加圧された空気／ガスを充填する前記携帯可能なニューマチック動力源システムに、選択的にガス流を流せるように着脱可能である、
ニューマチック動力源システムと、を備えたことを特徴とする携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項１９】
前記使用圧が、約０より大きい値と５００ｐｓｉ以下の値との間から選択されることを特徴とする請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２０】
ユニバーサルコネクターを有する複数のニューマチック装置を備え、前記管の前記クイック着脱コネクタが、接続されたときに、前記装置が前記圧力レギュレータと空気／ガス連通するように、前記複数のニューマチック装置に、選択的に、取り替えて接続しうることを特徴とする請求項１９に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２１】
前記システムが、少なくとも、ネールガン、エアーレンチ、塗装用スプレー、インフレータ、ステープラ、マイクロピナー、ピンタッカ、及びドリルを含む、複数のニューマチック装置を作動させることができる前記使用出力圧を提供できるように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２２】
前記圧力レギュレータが、前記コンプレッサーに連通可能に接続されるように構成された空気／ガス流の入り口を有し、もって前記コンプレッサーが前記携帯可能な空気／ガスタンクに空気／ガス圧を増加させることができることを特徴とする請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２３】
前記携帯可能な空気／ガスタンクが、少なくとも部分的に、鉄、アルミニウム、及び炭素繊維から成るグループから選択される材料を用いて構成されることを特徴とする請求項１又は請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２４】
前記直線作動ポンプが、シェル筐体及び直線的に伸縮可能なピストンを有し、前記ピストンが直線的に作動して空気／ガスの加圧に影響することを特徴とする請求項１又は請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２５】
前記フライホイールが、動作中に、前記ピストンを交互にプッシュストローク及びプルストロークさせる回転方向を有し、前記フライホイールが前記ピストンをプッシュストロークさせるときに、重力が、前記フライホイールの回転方向と一般的に同一の方向に、前記カウンターウエイト上に作用するように、前記カウンターウエイトが配置される、前記ポンプ取り付け位置と一般的に対向する位置で前記フライホイールに、前記カウンターウエイトが接続され、
前記フライホイールが前記ピストンをプルストロークするように回転させたとき、前記フライホイールの前記回転方向と一般的に対向する方向に、前記カウンターウエイトに重力が作用するように、前記カウンターウエイトが配置されることを特徴とする請求項２４に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２６】
前記ピストンのプッシュストローク中に、前記カウンターウエイトが前記プッシュストロークの完了に寄与し、前記ピストンの前記プルストローク中に、前記カウンターウエイトが前記プルストロークの完了に抵抗として作用することを特徴とする請求項２５に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２７】
前記ピストンと前記カウンターウエイトの配置が、前記フライホイールの回転中に、交互に、前記ピストンのプッシュストロークとプルストロークに寄与と抵抗として作用し、それによってコンプレッサーの作動中に前記フライホイールの一般的に持続的な回転速度に影響することを特徴とする請求項２５に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２８】
前記コンプレッサーが空気を少なくとも約６０００ｐｓｉの圧力まで加圧できることを特徴とする請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項２９】
前記直線作動ポンプが、作動中に、冷媒が送り出され、それによって前記直線作動ポンプを温度制御することができる冷媒管を有することを特徴とする請求項１８又は請求項２８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項３０】
前記冷媒管が、前記シェル筐体内の前記直線的に伸縮可能なピストンに接近して設けられた流体通路であることを特徴とする請求項２９に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【請求項３１】
前記流体通路に流体連通する冷媒タンクと、前記冷媒タンクから前記流体通路を通って冷媒を送り出す冷媒ポンプとを備えたことを特徴とする請求項３０に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯可能なニューマチック動力源システム、及びこれにニューマチック動力を供給するコンプレッサーに関連する。少なくとも１つの実施例において、本発明は、大気圧の空気を原料として、清浄で、乾燥し圧縮された空気／ガス（例えば、自然に存在する大気の窒素／酸素比で、高純度窒素として、又はこれらの間の別に比で）を、利用者のために、携帯可能なニューマチック動力源システム（例えば、ニューマチック装置への動力供給のため）によって製造することができるコンプレッサーに関連する。所定の付加的な実施例において、本発明は、大気を圧縮及び／又は純化する方法及び、携帯可能なニューマチック動力源／装置のシステムにおけるこれの使用方法に関する。
【０００２】
本出願は、題名が「ガスコンプレッサー」であって、本発明と共に発明され、これによってこのような出願がそのまま参照によって取り込まれる、米国仮特許出願第６０／７８０，２３６号の優先権の利益を主張する。題名が「軽量で携帯可能な空気／ガス動力源」であって、これと共に発明された米国特許第６，９３２，１２８号は、さらにそのまま参照によって取り込まれる。
【背景技術】
【０００３】
きわめて多種の装置及び同様のものが、何世紀にも亘って開発され、技術文明の発展から現代まで発達してきた多数の構造及び製造技術を対象に扱われてきた。例えば、建設業等の１つの産業において、数十もの異なる種類の装置が１つの建設現場で用いられうる。特に、このような利用される装置の種類の数は、現代のより複雑化する建造物の開発が引き続く大工及び他の建築についての技術、の種々の特殊性及び副次的な特殊性のため増大してきた。
【０００４】
近年の装置の発達を通して、装置操作の自動化、主に、装置の動作速度改善及び装置操作者の疲労の軽減によって仕事の効率を改善することに、実質的な努力がなされてきた。ここ数十年、このような自動化に向けた努力は、ニューマチック装置を動力源とするコンプレッサー又は電動の装置の開発又は発達に、典型的に向けられてきた。これに関して、これらの効率が改善され、自動化された装置の使用が日常化したため、使用は、ニューマチックネールガン又は電動ドリルを建築作業の現場で利用できない場合、しばしば非常にストレスを感じる。それにもかかわらず、従来のニューマチック又は電動の装置は、種々の不便性又は欠点を有していた。
【０００５】
例えば、ホースで直接コンプレッサーに接続され、又は電気コードを介して電気プラグに接続されるニューマチック又は電動の装置は、これらの各駆動源への接続のために携帯性又は移動性が制限を受けていた（例えば、これらの携帯性はホース若しくはコードの長さによって制限され、及び／又は、これらは例えば持って梯子を上ることが困難であるか又は安全に登れないことがありえた。）。さらに、コード又はホースが長い程、これらのホース又はコードが絡む、又は安全性への危険（例えば、つまずきの危険）として働く可能性を全体的に増大させる。バッテリー駆動の装置はこれらの短所の内のいくつかを解消するが、これらの装置はその増大する重量及びバッテリーの有限な充電量に依存する信頼性等としての短所による負担がある（及び、例えば、バッテリーが切れた後に、充電のために待たなければならない、又は更なる使用可能なバッテリーを持っていなければならない）。
【０００６】
本発明者は、上記の問題及び欠点に関して、米国特許第６，９３２，１２８号、題名「軽量で携帯可能な空気／ガス動力源を用いる装置及び方法」において言及した。本発明は、この中に開示した装置及び方法に関して、更なる改良を意図する。
【特許文献１】米国特許第６，９３２，１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のエアーコンプレッサには、以下の問題があった。まず、上記で説明したようなニューマチック装置の携帯性及び移動性に関する上記の問題に加え、ニューマチックエアー動力の供給に従来のエアーコンプレッサを使用することの装置の信頼性が、さらに欠点を複合化さる。この点、公知のコンプレッサーは、一般に大きくかつ重く、他の関連する欠点を示す。殊に、公知のエアーコンプレッサは、多くの作業環境において安全に使用するには大き過ぎて使いにくい（例えば、建築現場の屋根の上において。）。さらに、公知のコンプレッサーは、騒音が大きく、機械的な構造が複雑で、及び／又は保守又は製造に費用がかさみ、及び安全に所定の閾値（ｐｓｉ）以上に空気／ガスを加圧することができない。ある種の他のコンプレッサーは、化石燃料を動力に用い、オイルの使用（例えば、潤滑油として）が必要となり、及び／又はディスポーザルフィルターを用いる。この点、このような公知の種類の空気／ガスコンプレッサーは、これらが相当の汚染を引き起こし、若しくは燃料として有限の資源に依存し、又はその両方のため、環境的に有害であった。
【０００８】
上記の観点から、１つ以上の上記又は他の欠点を、解消する又は少なくとも改善する方法、装置、及び／又はシステムの技術が必要であることは、明らかである。以上の現状に鑑み、本発明の目的は、この要請を満たし、上記の開示を一旦受けた当業者に明らかになる技術における他の要請をも満たすことである。具体的には、少なくとも１つの実施例において、コンパクト、軽量、携帯可能、及び／又は、空気／ガスの圧縮が可能な機械的に複雑でないコンプレッサーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、圧縮された空気／ガスを製造すると共に携帯可能なニューマチック動力源システムに提供するシステムであって、
ａ）  フライホイールに可動に接続され前記フライホイールを回転させることが可能なモータと、
第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部がポンプ取り付け位置で前記フライホイールに軸固定され、前記第２の端部がフレーム部材に軸固定され、前記フライホイールが回転させられたときに直線的に駆動するピストンを有する直線作動ポンプと、
前記ポンプの取り付け位置と一般的に対向する前記フライホイール上の位置に配置されたカウンターウエイトであって、前記フライホイールが回転させられたとき、前記カウンターウエイトが前記フライホイールにモーメントを付与するように配置されたカウンターウエイトと、を有し、
前記直線作動ポンプが、大気圧の空気／ガスを受け取ることが可能な空気／ガスポンプの入り口と、前記ピストンが直線的に作動されたとき、前記直線作動ポンプによって圧縮される空気／ガスを出力することが可能な空気／ガスポンプの出口とを有する、
コンプレッサーと、
ｂ）  携帯可能な空気／ガスタンクと、
前記携帯可能な空気／ガスタンクに空気／ガス流連通する圧力レギュレータであって、これから流れ出る空気／ガスの圧力を調節できる圧力調節機構を有する圧力レギュレータと、
ニューマチック装置に接続するための接続機構を有する動力供給空気／ガスの出口と、を有する携帯可能なニューマチック動力源システムと、
を備え、
前記空気／ガス圧調節機構が、複数のニューマチック装置の駆動に使用できる圧力に対応する複数の選択された空気／ガス圧を実現するように動作でき、
前記コンプレッサーが、前記携帯可能な空気／ガスタンクに圧縮された空気／ガスを充填するための圧縮された空気／ガスを製造することができ、
前記空気／ガスポンプの出口が、前記携帯可能な空気／ガスタンクに圧縮された空気／ガスを充填する携帯可能なニューマチック動力供給システムに、選択的にガスを流すための接続及び切り離しが可能である、
ニューマチック動力源システムと、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記携帯可能な空気／ガスタンクが高い初期圧に加圧された空気／ガスを貯蔵し、前記圧力レギュレータが、携帯可能な空気／ガスタンクに貯蔵され加圧された空気／ガスが前記圧力レギュレータに送り出されるように前記携帯可能な空気／ガスタンクに接続され、前記加圧された空気／ガスを受け取り、前記携帯可能な空気／ガスタンク内に貯蔵されているときの前記高い初期圧に比較して減圧された圧力で前記接続管に送り出すことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記空気／ガス圧調節機構が、前記空気／ガスの流出圧を、少なくとも中間の出力圧と実質的に０の出力圧との間で、実質的に連続的に変えられることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記空気／ガス圧調節機構が、前記圧力レギュレータからの空気／ガスの流出圧の調節に影響することができ、前記空気／ガスの流出圧を、前記携帯可能な空気／ガスタンク内での高い初期圧と実質的に０の出力圧との間の実質的に連続な調節範囲内で、選択的に調節できることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、さらに、取り付けられ、前記圧力レギュレータと動力供給空気／ガスの出口とを空気／ガス流連通する接続管を有し、前記空気／ガスの流出圧が、システムの作動中に、ニューマチックのエンドユースのための送出のために前記接続管に送り出されることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記接続管がフレキシブルチューブを有し、前記フレキシブルチューブが、その近端に取り付けられ、ニュウマチック装置に着脱可能なクイック着脱コネクタを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記圧力レギュレータが、前記空気／ガスの流出圧が前記圧力レギュレータによって、１段の調節ステップで調節されるように構成され、
前記調節ステップが、
前記高い初期圧の空気／ガス流を受け取り、次に、前記高い初期圧に比較して減圧された圧力で前記空気／ガス流を送り出し、前記減圧された圧力が複数のニューマチック装置の動作に適した空気／ガス圧の範囲内から選択できることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項６に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記圧力レギュレータが２段レギュレータであり、前記空気／ガスの流出圧が前記圧力レギュレータによって２段レギュレーションで調節され、
前記２段レギュレーションが、
前記高い初期圧の空気／ガス流を受け取り、
前記空気／ガス流の前記高い初期圧を第１段で中間圧に減圧し、
前記空気／ガス流の前記中間圧を第２段で使用圧に減圧し、前記使用圧が複数のニューマチック装置の作動に適した圧力範囲内から選択される、ステップを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記使用圧が、約０より大きい値と５００ｐｓｉ以下の値との間から選択されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項７又は請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、ユニバーサルコネクターを有する複数のニューマチック装置を備え、前記管の前記クイック着脱コネクタが、前記複数のニューマチック装置に接続されたときに、前記装置が前記管を介して前記圧力レギュレータと空気／ガス連通し、選択的に、取り替えて接続しうることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記システムが、少なくとも、ネールガン、エアーレンチ、塗装用スプレー、インフレータ、ステープラ、マイクロピナー、ピンタッカ、及びドリルを含む、複数のニューマチック装置を作動させる使用出力圧を提供できるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、請求項７又は請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記圧力レギュレータが、前記コンプレッサーに連通可能に接続され、高圧の前記コンプレッサーが前記携帯ガスタンクにガス圧を増加させうるように構成された空気／ガス流の入り口を、有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に係る発明は、請求項１に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記携帯ガスのタンクが、少なくとも３０００ｐｓｉの定格圧を有し、重さが約１０ポンド以下であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に係る発明は、請求項１に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記携帯ガスのタンクが、少なくとも５０００ｐｓｉの定格圧を有し、重さが約５０ポンド以下であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１５に係る発明は、請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記携帯可能な空気／ガスタンクが、ユーザ装着ベルトに取り付けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１６に係る発明は、請求項２に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記携帯可能な空気／ガスタンクが、背負いベルトに取り付けられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１７に係る発明は、請求項８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記中間圧が約８００〜４５００ｐｓｉから選択され、前記使用圧が約５００ｐｓｉ以下であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１８に係る発明は、圧縮された空気／ガスを製造すると共に携帯可能なニューマチック動力源システムに提供するシステムであって、
ａ）  フライホイールに可動に接続され前記フライホイールを回転させることが可能なモータと、
第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部がポンプ取り付け位置で前記フライホイールに軸固定され、前記第２の端部がフレーム部材に軸固定され、前記フライホイールが回転させられたときに直線的に駆動するピストンを有する直線作動ポンプと、
前記ポンプの取り付け位置と一般的に対向する前記フライホイール上の位置に配置されたカウンターウエイトであって、前記フライホイールが回転させられたとき、前記カウンターウエイトが前記フライホイールにモーメントを付与するように配置されたカウンターウエイトと、を有し、
前記直線作動ポンプが、大気圧の空気／ガスを受け取る空気／ガスポンプの入り口と、前記ピストンが直線的に作動されたとき、前記直線作動ポンプによって圧縮される空気／ガスを出力する空気／ガスポンプの出口とを有する、
コンプレッサーと、
ｂ）  高い初期圧に加圧された空気／ガスを貯蔵する携帯可能な空気／ガスタンクと、
前記携帯可能な空気／ガスタンクに空気／ガス流連通する圧力レギュレータであって、これから流れ出る空気／ガスの圧力を調節することが可能な空気／ガス圧力調節機構を有し、前記携帯可能なタンク内に存在する圧縮された空気／ガスが前記圧力レギュレータに送り出されるように前記携帯可能な空気／ガスタンクに接続された圧力レギュレータと、
取り付けられ、前記圧力レギュレータと空気／ガスの出口とを空気／ガス連通し、フレキシブルチューブ、及び、前記フレキシブルチューブの１つの近端に取り付けられたクイック着脱コネクタを有する接続管と、を有し、
前記空気／ガス圧調節機構が、ニューマチックの複数のエンドユースに役立つ圧力に対応する、複数の選択された空気／ガス圧を送り出すことが可能であり、
前記圧力レギュレータが、前記圧縮された空気／ガスを受け取り、次に、前記携帯可能な空気／ガスタンクに貯蔵されていたときの前記高い初期圧に比較して減圧された圧力で、前記空気／ガスを前記接続管に送り出し、
前記圧力レギュレータが、２段レギュレータであり、前記空気／ガスの流出圧が前記圧力レギュレータによって２段レギュレーションで調節され、
前記２段レギュレーションが、
前記高い初期圧で空気／ガス流を受け取り、
前記空気／ガス流の前記高い初期圧を第１段で中間圧に減圧し、
前記空気／ガスの前記中間圧を第２段で使用圧に減圧し、前記使用圧が複数のニューマチック装置の作動に適した圧力範囲内から選択される、ステップを有し、
前記コンプレッサーが、前記携帯可能な空気／ガスタンクに圧縮された空気／ガスを充填するための圧縮された空気／ガスを製造でき、
前記空気／ガスポンプの出口が、前記携帯可能な空気／ガスタンクに加圧された空気／ガスを充填する前記携帯可能なニューマチック動力源システムに、選択的にガス流を流せるように着脱可能である、
ニューマチック動力源システムと、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１９に係る発明は、請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記使用圧が、約０より大きい値と５００ｐｓｉ以下の値との間から選択されることを特徴とする。
【００２８】
請求項２０に係る発明は、請求項１９に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、ユニバーサルコネクターを有する複数のニューマチック装置を備え、前記管の前記クイック着脱コネクタが、接続されたときに、前記装置が前記圧力レギュレータと空気／ガス連通するように、前記複数のニューマチック装置に、選択的に、取り替えて接続しうることを特徴とする。
【００２９】
請求項２１に係る発明は、請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記システムが、少なくとも、ネールガン、エアーレンチ、塗装用スプレー、インフレータ、ステープラ、マイクロピナー、ピンタッカ、及びドリルを含む、複数のニューマチック装置を作動させることができる前記使用出力圧を提供できるように構成されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項２２に係る発明は、請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記圧力レギュレータが、前記コンプレッサーに連通可能に接続されるように構成された空気／ガス流の入り口を有し、もって前記コンプレッサーが前記携帯可能な空気／ガスタンクに空気／ガス圧を増加させることができることを特徴とする。
【００３１】
請求項２３に係る発明は、請求項１又は請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記携帯可能な空気／ガスタンクが、少なくとも部分的に、鉄、アルミニウム、及び炭素繊維から成るグループから選択される材料を用いて構成されることを特徴とする。
【００３２】
請求項２４に係る発明は、請求項１又は請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記直線作動ポンプが、シェル筐体及び直線的に伸縮可能なピストンを有し、前記ピストンが直線的に作動して空気／ガスの加圧に影響することを特徴とする。
【００３３】
請求項２５に係る発明は、請求項２４に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記フライホイールが、動作中に、前記ピストンを交互にプッシュストローク及びプルストロークさせる回転方向を有し、前記フライホイールが前記ピストンをプッシュストロークさせるときに、重力が、前記フライホイールの回転方向と一般的に同一の方向に、前記カウンターウエイト上に作用するように、前記カウンターウエイトが配置される、前記ポンプ取り付け位置と一般的に対向する位置で前記フライホイールに、前記カウンターウエイトが接続され、
前記フライホイールが前記ピストンをプルストロークするように回転させたとき、前記フライホイールの前記回転方向と一般的に対向する方向に、前記カウンターウエイトに重力が作用するように、前記カウンターウエイトが配置されることを特徴とする。
【００３４】
請求項２６に係る発明は、請求項２５に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記ピストンのプッシュストローク中に、前記カウンターウエイトが前記プッシュストロークの完了に寄与し、前記ピストンの前記プルストローク中に、前記カウンターウエイトが前記プルストロークの完了に抵抗として作用することを特徴とする。
【００３５】
請求項２７に係る発明は、請求項２５に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記ピストンと前記カウンターウエイトの配置が、前記フライホイールの回転中に、交互に、前記ピストンのプッシュストロークとプルストロークに寄与と抵抗として作用し、それによってコンプレッサーの作動中に前記フライホイールの一般的に持続的な回転速度に影響することを特徴とする。
【００３６】
請求項２８に係る発明は、請求項１８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記コンプレッサーが空気を少なくとも約６０００ｐｓｉの圧力まで加圧できることを特徴とする。
【００３７】
請求項２９に係る発明は、請求項１８又は請求項２８に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記直線作動ポンプが、作動中に、冷媒が送り出され、それによって前記直線作動ポンプを温度制御することができる冷媒管を有することを特徴とする。
【００３８】
請求項３０に係る発明は、請求項２９に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記冷媒管が、前記シェル筐体内の前記直線的に伸縮可能なピストンに接近して設けられた流体通路であることを特徴とする。
【００３９】
請求項３１に係る発明は、請求項３０に記載の携帯可能なニューマチック動力源とコンプレッサーのシステムにおいて、前記流体通路に流体連通する冷媒タンクと、前記冷媒タンクから前記流体通路を通って冷媒を送り出す冷媒ポンプとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
請求項１に係る発明によれば、少なくとも１つの実施例において、コンパクト、軽量、携帯可能、及び／又は、空気／ガスの圧縮が可能な機械的に複雑でないコンプレッサーを実現することができる。このようなコンプレッサーの好ましい実施例において、このようなコンプレッサーは、空気貯蔵タンクを０と５０００ｐｓｉとの間から選択される圧力に充填することができる。代わりの好ましい実施例において、このようなコンプレッサーは、空気貯蔵タンクを０と１０，０００ｐｓｉ以上との間から選択される圧力に充填することができる。少なくとも１つの好ましい実施例において、ここに記載された本装置システム及び／又はコンプレッサーは、作業上の生産性の向上、及び／又は、労働コストの低減が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明は、以下、次の図に示された所定の実施例に関して記載される。
定義
流体
「流体」という用語は、ここの明細書及び請求項中に用いられているように、許容されている技術及び／又は科学的定義を維持するように意図されている。この点、「流体」という用語は、その範囲内にガスを含み（液体に加え）、それゆえ、流体連通（又は流体接続）という用語は、ある環境では、ガス流の流通（又はガス流接続）を示す。
【００４２】
空気／ガス
「空気／ガス」という用語は、ここの明細書及び請求項中に用いられているように、独立の形状及び体積のいずれをも有しない気相の流体として定義される。非限定的な例として、「空気／ガス」という用語は、その範囲内に、大気圧の空気、清浄な空気、高純度の窒素、種々の混合比の窒素と酸素の混合物、及び他の特筆しない気相のこのような流体を含む。
【００４３】
本発明及びその利点をより完全に理解するため、以下、種々の図的な及びその非限定的な実施例の記述と共に同様の符号が同様の特徴を示す付随の図についての参照がなされる。
【００４４】
以下、まず図１及び図２を参照し、本発明によるコンプレッサー及びニューマチック動力源システムの実施例がそこに図示される。一般に、ニューマチック動力源システム１（図２により明確に図示される）は、圧縮された空気／ガスを貯蔵するベッセル３と、使用可能な空気／ガス力を空気／ガスの出口（例えば、作動装置又は駆動装置）に伝達させるレギュレータ５と、システムのオペレータにマニュアルで所望の出力圧を選択可能とする（例えば、異なる作動圧を要する特殊な種類の装置用に出力圧を調節する。）出力空気／ガス圧力調節機構７と、を備える。また、このような図に示すように、圧縮された空気／ガス動力を動力供給ベッセル３のレギュレータ５から、図示するようにニューマチック装置（例えば、クイック着脱カップラ１１）に接続して送り出す（又は、例えば、タイヤへの空気入れ用等の他のエンドユースに対して）、フレキシブルチューブ又は接続管（以下、単にチューブという。）９が設けられている。
【００４５】
さらに、ベッセル３は、典型的には、１平方インチ当たり約０〜６０００ポンド又は、約０〜６０００ｐｓｉの圧力（しかしながら、より大容量のタンクでも当然よい。）で圧縮された空気を含む又は格納するように構成された、高圧空気／ガスタンクである。ベッセル３の首に設けられた開口は、レギュレータ５専用に設計されている（例えば、ベッセル又はボトルに取り付けネジによって取り付けられている。）。レギュレータ５は、高い初期空気／ガス圧をベッセル３から受け取り、それを比較的低い使用又は出力空気／ガス圧で放出するようになっている（例えば典型的には０と１２５ｐｓｉとの間）。使用空気／ガス圧への減圧は１段でなされるのでもよいが、ある実施例では、レギュレータ５が２段レギュレータとして構成される。このような２段の実施例において、第１のステップにおいて、レギュレータは、ベッセル３内に貯蔵された空気／ガスの高い初期圧を１段目で中間圧に変換し、第２のステップにおいて、２段目で変換又は空気／ガスを放出して、さらに減圧された圧力、又は使用圧（例えば、複数のニューマチック装置を作動させるために適した圧力範囲から選択された使用圧）にする。好ましい実施例では、１段型のレギュレータを用いようが、２段型のレギュレータを用いようが、出力圧調節機構７が、出力空気／ガス圧を使用される特殊な種類の装置で使用しうる圧力に調節するようになっている。例えば、少なくとも１つの実施例において、調節機構７は、回転又はダイヤルして所望の特定の出力空気／ガス圧（例えば、ニューマチックネールガンに対しては１２５ｐｓｉ、インパクトレンチ又は他の装置に対してはより高いｐｓｉで）を放出できるようにするマニュアルの操作ダイヤル（例えば、視認できる出力圧指示値を表示する）を備える。さらに、所定の好ましい実施例において、レギュレータ５は、空気／ガスベッセル３に加圧されたガスを充填又は継ぎ足すための充填ポート１５を有する。
【００４６】
ニューマチック動力源システム１からニューマチック装置への、使い易い又は人間工学的な使用ガス圧の送り出しを容易にするため、所定長の高圧チューブからなるフレキシブルチューブ９が設けられている。好ましい実施例において、このようなチューブ９は、それぞれ、対向する端部に、一方の端部が空気／ガスの出口ポート１３（レギュレータ５の）に接続され、他端がニューマチック装置又は他の装置に接続される、コネクタを有する。好ましい実施例において、チューブ９の少なくとも１つのコネクタは、種々のニューマチック装置に接続できるユニバーサルフィット又はクイック着脱型である。代わりに、製造された又は周知のタイプのコネクタ等の専用タイプのコネクタが使用され、さらに使用が拡大していくここに記載のシステムに使用されるのでもよい。
【００４７】
持ち運び又は搬送システム１の種々な機構又は方法が考えられるが、所定の実施例において、空気／ガス供給ベッセル３は、背中又は腰に装着するシステムによって持ち運ばれる（例えば、肩掛けストラップによって持ち運ばれ、又はベルトにクリップして）。このような機構又は方法は、もちろん、本発明の範囲を限定する趣旨として解釈するべきではない。
【００４８】
以下、図３及び図４に進んで、本発明による特徴的で携帯可能な空気／ガスコンプレッサーの実施例がコンプレッサー１０１として記載されている。この点で、図示するように、コンプレッサー１０１は、一般にモータ１０５を収納するフレーム１０３と、吸気された空気（例えば、周囲の空気から）を圧縮し、又は、コンプレッサーシステムに押し込むピストン作動ポンプ１１３を作動させる駆動アッセンブリ１０７を備える。さらに、図示された実施例において、モータ１０５は、作動したとき、駆動ベルト１１５によってプーリー１０９に接続されたフライホイール１１１（例えば、直径約１０インチ）を順番に駆動する小さなプーリー１０９（例えば、直径約２インチ）を駆動する。さらに、図に示すように、直線作動ポンプ１１３は、第１の端部が、従来の軸固定で、フライホイールの中心または回転軸から所定距離の所に配置されたフライホイール１１１の横表面から伸びたシャフト１１７に接続される（例えば、ここで、直径１０インチのフライホイールを使用する場合、シャフト１１７はその軸又は中心から約３．０インチのところに配置される。）。第２の端部で、ポンプ１１３が、軸固定（又は、揺動可能）接続で、取り付け部材１１９に接続される（例えば、フレーム１０３に固定的に取り付けられる）。このように構成したため、フライホイール１１１が回転駆動するとき（駆動アッセンブリ１０７に動力を供給するモータ１０５の動作によって）、ポンプ１１３のピストン１２１は、一般に交互に直線的にプッシュストローク及びプルストロークを繰り返し、空気を加圧する（即ち、ポンプ１１３の図示しない圧縮チャンバー内に）ように動かされる。さらに、「プルストローク」において、ピストン１２１は、シェル筐体１２３（ポンプ１１３の）から引き抜かれ、それによってポンプの圧縮キャビティ（例えば、空気／ガスの入り口１２５）に空気が吸い込まれる。逆に、「プッシュストローク」において、ピストン１２１はシェル筐体１２３に駆動され、それによって圧縮キャビティ内で空気が圧縮され、その後、空気／ガスの出口１２７を介して押出される（例えば、引き続くフィルタシステムへの送り出しのために）。
【００４９】
上記の実施例は、ポンプの「駆動」に（それゆえ、ポンプ１１３が、全運転速度で、近似的に最適なパラメータで又はその範囲、即ち、１３５０−１４００ｃｐｍ以下で、好ましくは１３８０−１３８５ｃｐｍ以下の範囲内で作動するように、約１：５の比のプーリーの寸法の関係）、一対の異なるサイズのプーリー（即ち、フライホイール１１１を含む）の周りに回転される駆動ベルトを使用するが、当然ながら、ポンプ１１３が別の又は代わりの態様で駆動される実施例でもよい。１つのこのような図示された実施例において、モータ１０５は、別個のプーリー又は駆動ベルトを用いずに直接フライホイール１１１を駆動する。特に、このような実施例は、構成が簡易で、作動する部品の総数を低減する（しかしながら、機構上の長所が失われる場合があるため、より大きな又はより丈夫なモータ又は異なる種類のポンプが必要とされるかもしれない。）
【００５０】
上記のコンプレッサーシステムの種々の繰り返しの熱心な実験を通して、簡易な構成であってかつ少ない部品数を用いる、特徴的でコンパクトかつ携帯可能なコンプレッサーを開発したことに加え、出願人は、特定の配置及び／又はサイズのカウンターウエイトを使用する、これまで未知のフライホイール構造の１つ以上の構造上のバリエーションを利用して、特別に優れたコンプレッサー性能が達成されることを発見した。この点、本発明の好ましい実施例において、このようなカウンターウエイト１２９を使用するフライホイールは、本発明のコンプレッサーに用いられる。
【００５１】
特に、図５及び図６に最も明確に示されているように、このような好ましい実施例（選択的にであっても）において、カウンターウエイト１２９（影で又は破線で示す）がフライホイール１１１に、鋳型で、成形で、機械加工で、又は他の従来の加工方法、工作方法で設けられる（代わりに、カウンターウエイト１２９はフライホイール１１１に別個の加工部品として取り付けられるのでもよい。）。さらに、最も有効な実施例において、カウンターウエイト１２９（例えば、図示されているように１０．３オンスのカウンターウエイト、又はより一般的に約６〜１６オンスのカウンターウエイト若しくはフライホイールの質量の約１０−２０％の重さのカウンターウエイト）は、フライホイールのポンプ１１３がマウントされた位置の反対側、即ち、シャフト１１７の反対側の面、又は、フライホイールの回転軸aに対して反対側に、直接配置される。
【００５２】
さらにまた、カウンターウエイト１２９は、上記のように、ポンプ１１３のプッシュストローク及びプルストロークがフライホイールの方向性回転によって影響を受けるときに、ポンプ１１３によってフライホイール上に生じる力又は抵抗に対してカウンターバランスとなるように設けられる（考え方を変えると、カウンターウエイト１２９は、部分的に、フライホイールに運動量を付加して、ピストン１２１のプッシュストローク抵抗に抗してその回転をポンプ１１３に押す。）。この点で、ピストン１２１のプッシュストロークの間、ピストンが圧縮キャビティに押し込まれて空気／ガスを圧縮するとき、空気／ガスが圧縮されるときの抵抗は、ピストン１２１のストロークすなわちフライホイール１１１の回転を妨げる（したがって、フライホイールの回転速度を低下させる傾向を有する。）。逆に、ピストン１２１のプルストロークの間、空気の圧縮に関連する抵抗がないことが、相対的に妨げられないピストンストロークとなる。その結果、プッシュストロークの間に比較して、フライホイール１１１の回転速度は増加気味になる。それにもかかわらず、フライホイールの回転速度の変化は、一般的に望ましくはなく、急速な消耗及び機械的故障に寄与することとなり、もって、ポンプの上限運転速度（それゆえ、コンプレッサーの上限圧縮能力）を制限することになる。
【００５３】
それゆえ、カウンターウエイト１２９を図５及び図６に示す位置に配置することによって（例えば、ポンプ１１３の取り付け位置に対して）、プッシュストロークの間、カウンターウエイト１２９は、重力が一般にフライホイールの回転方向と同一の方向（即ち、図に示すように時計方向）にカウンターウエイト上に作用するように配置される。このように、カウンターウエイトに作用する重力は、プッシュストロークの完全性を補助し、それゆえ、このような構成でない場合に生ずる回転速度のいかなる減少も最小化し、又は除去する。逆に、プルストロークの間（その終わりが図６に示されている）、カウンターウエイト１２９は、重力が、フライホイールの回転方向に一般的に反対の方向にカウンターウエイト上に作用するように配置される。全体として、カウンターウエイト１２９の位置及び配置は、フライホイール１１１の方向性の回転の間、ピストンのプッシュストローク及びプルストロークを補助し及び妨げるように作用して、コンプレッサー１０１の動作の間、フライホイール１１１の一般的に持続的な回転速度に寄与する。このようにして、機械的な信頼性及び／又は動作速度の上限に関連する上記の欠点は、実質的に除去され、又は少なくとも改善される。その結果、少なくとも、ここに記載したようなコンプレッサーのプロトタイプは、約５０００ｐｓｉもの高さの終端圧を実現できた（そして、さらに高い、例えば、６０００ｐｓｉ、又はおそらく１００００ｐｓｉ以上の圧力でさえも、さらに最適化し、及び／又は実験を重ねることによって達成されることが期待される。）。
【００５４】
ここに記載したように、符号１２９等で示すカウンターウエイトの使用によって、コンプレッサーの性能又は動作に際立った、かつ重要な長所を提供又は可能とするが、同様な長所を達成する他の実施例も考えられる。例えば、フライホイール１１１上にカウンターウエイトを設ける代わりに、従来のフライホイールに比べて質量の大きなフライホイールを用いるのでもよい。そのようにして、大きな質量のフライホイールを用いることによって慣性モーメントを増加させることは、空気／ガスを圧縮するときのピストン１２１の抵抗に、理論的には実質的に打ち勝つことができる（さらに、プルストロークの間に抵抗が無いことは、大きな質量のフライホイールに対して、回転速度を十分に高めるためには比較的に十分でない。）。全体として、このような十分な質量を有するフライホイールは、プッシュストローク及びプルストロークの間で、それぞれ生ずるピストン１２１の抵抗及び抵抗の欠如によって、重大な及び／又は欠点となる変化を速度に及ぼすことはない。
【００５５】
上記の長所に加えて、コンプレッサー１０１の所定の実施例は、空気／ガスの乾燥用、及び／又は浄化用等の（又は、所定の実施例では、他のものから１種類のガスを分離する、所謂モレキュラーシーブが用いられる。）１つ以上のフィルタタイプからなるフィルタシステムを備える。再び、図３〜図６、特にこのようなフィルタシステムの一実施例が表された図９を参照する。
【００５６】
図９にもっとも明確に詳述されているように、フィルタシステム１３５は、一般に、乾燥フィルタ１３７とコアレセントフィルタ１３９との組み合わせからなるフィルターカラムによって構成される。さらに、乾燥フィルタ１３７は、空気／ガスポンプの出口１２７と空気／ガスポンプ出口管１２８とがバルブ１４４を介して、流体連通（即ち、ガス流の接続）している（例えば、従来の圧力チューブを用いた接続）。さらに、コアレセントフィルタ１３９は、物理的かつ流体的（即ち、ガス流連通）に乾燥フィルタ１３７とシリーズに接続されている。コアレセントフィルタ１３９は、他端が、物理的かつ流体的に、マニホールド１４７（空気／ガス容器３に接続し、充填／加圧を行うための充填ポート１５１を有する。）に接続される空気／ガス出口管１４１の一方の端部に接続される。
【００５７】
フィルタシステム１３５のより具体的な実施例では、全フィルタシステムは、一般にハーメチックで封じられているが、空気／ガスが接続部を通して管１２８及び管１４１に流れ、多方弁１４５を介して選択的に所望にできるようになっている（以下に説明するように）。それゆえ、コンプレッサー１０１が動作して空気／ガスを作り出したとき、このような空気／ガスは、乾燥フィルタ１３７とコアレセントフィルタ１３９の両方と通って、一般に定格圧力で流れていく。このようにして、凝縮（例えば水の凝縮）及び／又は粒子化した物質は、フィルタシステムを通って空気／ガスから濾過される（例えば、それゆえ、清浄し乾燥した空気／ガスとなる。）。
【００５８】
空気／ガスベッセルを充填する動作例において、次に、ベッセル３は、まず、従来の又は専用のバルブ方式の接続で充填ポート１５１に接続される（例えば、充填ポート１５で、図１参照。）。次に、コンプレッサー１０１がオンされ（例えば、オンオフスイッチ１３１の操作によって）、コンプレッサー１０１システムがポンプ１１３を作動させたとき、上記のように空気／ガスが吸気され、圧縮される。コンプレッサー１０１が吸気された空気／ガスを圧縮又は加圧したとき、圧縮又は加圧された空気はポンプ１１３から空気／ガスの出口１２７を通って流出する。次に、フィルタシステム１３５を備えるコンプレッサーの実施例においては、圧縮又は加圧された空気／ガスは、これから水分を除去する乾燥フィルタ１３７を流れて行き、その後、所定の粒子を除去するコアレセントフィルタ１３９を流れていく。
【００５９】
所定の好ましい実施例においては、コンプレッサー１０１は、付加的に、所定の加圧又は圧力を検出したときにコンプレッサー１０１を停止する機能を有する自動停止スイッチ（図示せず）を備える。かかる自動停止手段を有する実施例における充填動作中に、空気／ガス充填ベッセル３が加圧されたとき、圧力ゲージ１４３（図４参照）が、供給された空気／ガスの圧力をモニターし、一端所望の空気／ガス圧に達したとき（例えば、コンプレッサーのオペレータによって、圧力選択用の図示しないスイッチ又はダイヤルを用いて予め決められている。）、コンプレッサー１０１を自動的にオフする（例えば、リレースイッチを用いて）。このようにして、コンプレッサー１０１は、圧力ゲージがアクティブ又は常時モニターされることを要せず、所望の充填圧（例えば、特定の空気／ガスの貯蔵ベッセルの貯蔵限界及び／又は安全限界に整合する。）を自動的に提供できる。それにもかかわらず、非自動の実施例も、当然可能である。
【００６０】
所定の好ましい実施例では、所望の充填圧が達成された後、コンプレッサー１０１は、直前に記載したように自動的、又はスイッチ１３１の操作によって自動的に切断される。その後、ベッセル３を充填ポート１５１から取り外す前に、多方弁１４５（例えば、摘みネジ又は同様の機械的機構の操作によって）が開かれ、残留する加圧された空気／ガスが多方弁からパージされ、同時に、乾燥フィルタ及びコアレセントフィルタから、それぞれ、回収又は濾過されて凝縮及び粒子化した物質が、パージされる。
【００６１】
さらに他の実施例では、所定の更なる改良及び実験を通して、ポンプ１１３を冷却する冷却システムが、コンプレッサーの動作中に、ここに記載したように、ポンプ内部の部品の消耗速度を主に低減することによって、コンプレッサーの性能を実質的に改善するか否かについての決定がなされてきた。それゆえ、図３〜図６に図示される実施例等の所定のコンプレッサーにおけるオプション的な特徴として、ポンプ１１３を動作中に冷却する冷却システムが設けられる。
【００６２】
図３〜図６に種々の図で示されるように、冷却システムは、一般に、従来組成の液体又は気体の冷媒（例えば、凍結しない液体）を貯蔵する冷媒タンク２０５、タンクから冷却システムを通ってから冷媒をポンピングするためのポンプ２０３（例えば、従来の水汲み上げ用ポンプ）、返送管２１３を介して冷媒タンク２０５に冷媒を戻す前に冷媒の流体／ガスから吸収又は付随した熱を除去するラジエータ２１５を有する。
【００６３】
さらに、そしてコンプレサーが動作している間のシステムの動作例において、ポンプ２０３が動作しているとき、冷媒の流体（又は気体）がまずタンク２０５から引き出され、ポンプ２０３の内部の管に流されて通り抜け、その後、冷媒流入管２０７を介してポンプ１１３に流れこむ。冷媒がポンプ１１３に入り込んだとき、それは、ピストン１２１に接近して全長に亘り配置されたシェル筐体１２３内を循環し（例えば、ピストン１２１の周囲を取り巻く管を介して）、それによってポンプ１１３の動作中にピストンによって生成された熱を吸着し、吸い取る。ポンプ１１３の内部コンポーネント内を循環した後、冷媒は、次に、ポンプ１１３から冷媒流出管２１１を介して出て行く又は流れ出ていき（ポンプ２０３の連続動作によって）、それによってラジエータ２１５（例えば、従来のラジエータ構成）に送られる。冷媒によって運ばれた熱が実質的に除去又は低減される（例えば、強制冷却又は自然冷却で）ラジエータ２１５を通過した後、冷媒は、冷媒返送管２１３を介してタンク２０５に戻される（例えば、冷却システムを通した再循環のために）。冷却ポンプ１１３の動作については、当然、他の方向及び機構であってもよい。
【００６４】
コンプレッサー１０１は、特に、ここに記載されたような携帯可能なニューマチック動力システムと共に用いられたときに利点を発揮すると信じられている（又は、私の米国特許第６，９３２，１２８号に記載されているように）、即ち、そのように記載されたシステムと共に用いられたとき、併用されるコンプレッサー／動力供給システムが、従来技術として知られている通常の直接コンプレッサー駆動のニューマチック装置よりも極めて優れているからである。それにもかかわらず、コンプレッサー１０１は、清浄で乾燥した、圧縮された空気／ガスを、他のエンドユースのために製造することができる。さらに、ここに記載したようなコンプレッサーは、公知のコンプレッサーよりも際立って性能が改善されている。この点、コンプレッサー１０１は、大容量の空気／ガスのタンクに、これまで未知のコンパクトで簡易な構造設計を保持しつつ、高い空気／ガス圧に充填することができる。特に、コンプレッサー１０１のコンパクトで軽量な構造によって、このような高い圧縮能力を有するコンプレッサーに特徴的な携帯性を可能とする。さらに、コンプレッサー１０１の所定の実施例は、既知のコンプレッサーに比較して、構造設計上、かなり簡易である。この点、好ましい実施例では、コンプレッサー１０１は、単一の駆動ベルト１１５を用いてメインテナンスを最低限に抑えると共に寿命を拡大し、オイルの交換及び廃棄を必要とせず、ガス、オイル又はフィルタを必要とせず、及び／又は一般に錆び又は劣化する弱い部品を使用しない。所定の付加的な実施例（これに代わり、又は直前に記載された改良と組み合わせて）は、低い動作ノイズレベル（典型的には約５５ｄＢＡ以下）の値を示し、実質的に保守が不要であり、標準的な動力源又は電力源（例えば、１１０Ｖ電源）で動作し、いやな匂い又は有害な排気ガスを放出せず、及び／又は自浄的である（例えば、水分及び埃の粒子が各使用の終わりのときに上述のようにシステムからパージされるからである。）。
【００６５】
上述したため、限定的でない開示、他の多くの、特徴、修正及び改良は、当業者には明らかになるであろう。他のかかる、特徴、修正及び改良は、それゆえ、本発明の一部として考えられ、その範囲は次の請求項に規定される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による、圧縮された空気／ガスを製造すると共に、携帯可能なニューマチック動力源システムに供給する、システムの一実施例の３次元斜視図である。
【図２】本発明による、携帯可能なニューマチック動力源システムの一実施例の３次元斜視図である。
【図３】本発明による、コンプレッサーの一実施例の３次元斜視図である。
【図４】図１に示すコンプレッサーの他の実施例の３次元斜視図である。
【図５】本発明による、コンプレッサーの一実施例の２次元ダイヤグラムを示す図である。
【図６】図３に示す、コンプレッサーの他の実施例の２次元ダイヤグラムを示す図である。
【図７】本発明による、フリースタンドキャリー筐体内に配置され、コンプレッサーによって充填される別個の空気／ガスベッセルを有する、コンプレッサーの一実施例の３次元斜視図である。
【図８】本発明による、フリースタンドで携帯可能、かつキャスターを備えるように構成された、コンプレッサーの一実施例の３次元斜視図である。
【図９】本発明による、ここに記載されたコンプレッサーと併用することによって役立つ、フィルタシステムの一実施例の２次元ダイヤグラムを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ニューマチック動力源システム
３  ベッセル
５  レギュレータ
７  出力空気／ガス圧力調節機構
９  チューブ
１１  クイック着脱カップラ
１３  出口ポート
１５  充填ポート
１０１  コンプレッサー
１０３  フレーム
１０５  モータ
１０７  駆動アッセンブリ
１０９  プーリー
１１１  フライホイール
１１３  直線作動ポンプ
１１５  駆動ベルト
１１７  シャフト
１１９  取り付け部材
１２１  ピストン
１２３  シェル筐体
１２５  入り口
１２７  出口
１２８  空気／ガスポンプ出口管
１２９  カウンターウエイト
１３１  オンオフスイッチ
１３５  フィルタシステム
１３７  乾燥フィルタ
１３９  コアレセントフィルタ
１４１  空気／ガス出口管
１４３  圧力ゲージ
１４４  バルブ
１４５  多方弁
１４７  マニホールド
１５１  充填ポート
２０３  冷却ポンプ
２０５  冷媒タンク
２０６  受取管
２０７  冷媒流入管
２０９  圧縮キャビティ
２１１  冷媒流出管
２１３  返送管
２１５  ラジエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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