空気圧縮機及び太陽光追尾システム
【課題】水道圧を利用して空気を圧縮できる空気圧縮機を提供する。
【解決手段】第１及び第２流体室（C1,C2）が区画されたシリンダ部材（11）と、各流体室（C1,C2）を水道水が流入する受水室（W1,W2）と空気が流入する空気室（A1,A2）とに区画し、水道水の圧力を受けて変位して空気室（A1,A2）を縮小させるピストン部材（13）と、水道水が流入する水流入路（21）及び水道水が流出する水流出路（22）と、ピストン部材（13）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、水流入路（21）を縮小した受水室（W1,W2）と連通させ且つ水流出路（22）を拡大した受水室（W1,W2）と連通させるように変位する弁体（26）を有する流路切換部（20）とを備えている。
【解決手段】第１及び第２流体室（C1,C2）が区画されたシリンダ部材（11）と、各流体室（C1,C2）を水道水が流入する受水室（W1,W2）と空気が流入する空気室（A1,A2）とに区画し、水道水の圧力を受けて変位して空気室（A1,A2）を縮小させるピストン部材（13）と、水道水が流入する水流入路（21）及び水道水が流出する水流出路（22）と、ピストン部材（13）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、水流入路（21）を縮小した受水室（W1,W2）と連通させ且つ水流出路（22）を拡大した受水室（W1,W2）と連通させるように変位する弁体（26）を有する流路切換部（20）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機、及び、それを用いて太陽光パネルを駆動する太陽光追尾システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水道管の水圧によってピストンを駆動し、所定の駆動対象を駆動する装置が知られている。特許文献１には、この種の装置（水圧駆動装置）が開示されている。
【０００３】
水圧駆動装置は、シリンダと、このシリンダに収容されるピストンとを有している。ピストンの下側には、水道管と連通する受圧室が形成されている。また、ピストンの下端には、ロッドの一端が連結されている。このロッドの他端は床面に固定される。水道管から受圧室へ水が供給されると、受圧室内の水の圧力が上昇する。その結果、ピストンはロッドに沿うように上方へ変位する。この水圧駆動装置では、このようなピストンの変位によって、器物を上方に押し上げるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように水道管の水圧を利用する装置では、所定の駆動対象を水圧によって直接的に駆動させるものである。一方、水圧を利用する装置としては、上記の装置以外の用途も考えられる。具体的には、例えば水圧を利用して空気を圧縮できる装置が実現できれば、生成した圧縮空気を様々な用途として利用できる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、水道圧を利用して空気を圧縮できる空気圧縮機、及び、この空気圧縮機を備えた太陽光追尾システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、軸方向に第１及び第２の流体室（C1,C2）が区画された筒状部材（11）と、上記各流体室（C1,C2）において上記軸方向の外方側と内方側の一方に水道水が流入する受水室（W1,W2）が位置し他方に空気が流入する空気室（A1,A2）が位置するように上記各流体室（C1,C2）を上記受水室（W1,W2）と空気室（A1,A2）とに区画し、上記受水室（W1,W2）に流入した水道水の圧力を受けて変位し上記空気室（A1,A2）を縮小させる第１及び第２のピストン部（13a,13b）と、該ピストン部（13a,13b）同士を連結するピストンロッド（13c）とを有するピストン部材（13）と、水道水が流入する水流入路（21）及び水道水が流出する水流出路（22）と、上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記水流入路（21）を上記空気室（A1,A2）が拡大した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させ、且つ、上記水流出路（22）を上記空気室（A1,A2）が縮小した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させる流路切換部（20）とを備えている空気圧縮機である。
【０００８】
上記第１の発明では、各流体室（C1,C2）において外方側に受水室（W1,W2）が内方側に空気室（A1,A2）が区画され、若しくは外方側に空気室（A1,A2）が内方側に受水室（W1,W2）が区画される。受水室（W1,W2）に水道水が流入する流体室（C1,C2）では、水道水の圧力によってピストン部（13a,13b）が変位し、その結果、受水室（W1,W2）が拡大し空気室（A1,A2）が縮小する。これに伴って、他方の流体室（C1,C2）では、受水室（W1,W2）が縮小し空気室（A1,A2）が拡大する。空気室（A1,A2）が縮小すると、その空気室（A1,A2）の空気が圧縮される。
【０００９】
そして、流路切換部（20）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力が作用することで、空気室（A1,A2）が拡大した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）（即ち、縮小した受水室（W1,W2））と水流入路（21）とが連通する。さらに、流路切換部（20）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力が作用することで、空気室（A1,A2）が縮小した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）（即ち、拡大した受水室（W1,W2））と水流出路（22）とが連通する。これにより、空気室（A1,A2）が拡大した側の受水室（W1,W2）に水道水が流入し、水道水の圧力によってピストン部（13a,13b）が変位する。これにより、縮小していた受水室（W1,W2）が拡大し、拡大していた空気室（A1,A2）が縮小する。この空気室（A1,A2）の縮小によって、その空気室（A1,A2）の空気が圧縮される。一方、水流出路（22）と連通した受水室（W1,W2）は、縮小するに伴い水道水が水流出路（22）へ流出する。このように、流路切換部（20）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力の作用によって、水流入路（21）及び水流出路（22）が２つの受水室（W1,W2）に対して交互に連通する。これにより、ピストン部材（13）が筒状部材（11）の軸方向に往復動して、２つの空気室（A1,A2）が交互に縮小する。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記流路切換部（20）が、上記水流入路（21）が接続された流入側ポート（25a）と、水流出路（22）が接続された第１及び第２の流出側ポート（25d,25e）と、上記各受水室（W1,W2）と連通する第１及び第２の受水室側ポート（25b,25c）とが設けられた弁室（25）と、該弁室（25）に収容され、上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記流入側ポート（25a）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させ且つ第１の流出側ポート（25d）と第２の受水室側ポート（25c）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第１位置と、上記流入側ポート（25a）と上記第２の受水室側ポート（25c）とを連通させ且つ上記第２の流出側ポート（25e）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第２位置とに変位する弁体（26）とを備えている空気圧縮機である。
【００１１】
ここでは、各流体室（C1,C2）において外方側に受水室（W1,W2）が内方側に空気室（A1,A2）が区画された場合について説明する。例えば、縮小した第２の空気室（A2）の空気圧力が弁体（26）に作用すると、弁体（26）は第１位置に変位する。そうすると、流入側ポート（25a）と第１の受水室側ポート（25b）とが連通するので、水道水が弁室（25）を介して第１の受水室（W1）へ流入する。また、第１の流出側ポート（25d）と第２の受水室側ポート（25c）とが連通するので、第２の受水室（W2）から水が流出する。これに伴い、ピストン部材（13）が第２の流体室（C2）側へ変位し、第１の空気室（A1）が縮小する。これによって、第１の空気室（A1）の空気が圧縮される。
【００１２】
また、縮小した第１の空気室（A1）の空気圧力が弁体（26）に作用すると、弁体（26）は第２位置に変位する。そうすると、流入側ポート（25a）と第２の受水室側ポート（25c）とが連通するので、水道水が弁室（25）を介して第２の受水室（W2）へ流入する。また、第２の流出側ポート（25e）と第１の受水室側ポート（25b）とが連通するので、第１の受水室（W1）から水流出路（22）へ水が流出する。これに伴い、ピストン部材（13）が第１の流体室（C1）側へ変位し、第２の空気室（A2）が縮小する。これによって、第２の空気室（A2）の空気が圧縮される。このように、ピストン部材（13）が筒状部材（11）の軸方向に往復動して、２つの空気室（A1,A2）が交互に縮小する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記ピストン部（13a,13b）の変位に伴う上記ピストン部材（13）の上記軸方向の往復動によって変位する磁石（32,106）と、該磁石（32,106）の変位によって発電するコイル（31,108）とを有する発電機構（30,100）を備えている空気圧縮機である。
【００１４】
上記第３の発明では、発電機構（30,100）において、磁石（32,106）が変位することによってコイル（31,108）に起電力が発生し、発電が行われる。
【００１５】
第４の発明は、上記第１または第２の発明において、上記空気室（A1,A2）で該空気室（A1,A2）の縮小によって圧縮され吐出された空気によって回転する風車（111）を有し、該風車（111）の回転によって発電する発電機構（110）を備えている空気圧縮機である。
【００１６】
上記第４の発明では、空気室（A1,A2）から吐出された圧縮空気によって風車（111）が回転し、発電が行われる。
【００１７】
第５の発明は、回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、第１乃至第４の発明の何れか１つに記載の空気圧縮機（10）と、上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）とを備えている太陽光追尾システムである。
【００１８】
上記第５の発明では、空気圧縮機（10）の圧縮空気によってアクチュエータ（58,59）が作動し、太陽光パネル（51）が太陽の向きに応じて回動する。
【００１９】
第６の発明は、回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、第３または第４の発明に載の空気圧縮機（10）と、上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）と、上記空気圧縮機（10）の発電機構（30,100,110）によって発電した電力を蓄電する蓄電部（83,123,124）とを備えている太陽光追尾システムである。
【００２０】
上記第６の発明では、発電機構（30,100,110）によって発電した電力が蓄電部（83,123,124）に蓄電される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、受水室（W1,W2）に流入した水圧によってピストン部材（13）を変位させ、空気室（A1,A2）の容積を縮小させることで、比較的簡易な構造により、圧縮空気を得ることができる。また、受水室（W1,W2）には、水道水の圧力が利用されるため、経済性にも優れている。
【００２２】
さらに、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって、水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させるようにしたので、自動でピストン部材（13）を往復動させることができる。したがって、水流入路（21）及び水流出路（22）を切り換えるための制御部が不要となり、空気圧縮機（10）の構成が簡易となる。
【００２３】
また、第２の発明によれば、弁室（25）において縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって第１位置と第２位置とに変位する弁体（26）を備えるようにしたため、確実に水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させることができる。よって、確実にピストン部材（13）を往復動させることができる。
【００２４】
また、第３の発明によれば、ピストン部材（13）の往復動を利用して発電することができ、第４の発明によれば、空気室（A1,A2）から吐出された圧縮空気を利用して発電することができる。
【００２５】
また、第５の発明によれば、第１乃至第４の何れか１つの発明の空気圧縮機（10）でアクチュエータ（58,59）を作動させるので、簡易な構成で太陽光パネル（51）を駆動する（回動させる）ことができる。
【００２６】
また、第６の発明によれば、空気圧縮機（10）の発電機構（30,100,110）によって発電した電力を蓄電する蓄電部（83,123,124）を備えるようにしたため、停電した際でも、太陽光追尾システム（S）を構成する電機部品を駆動することができる。よって、信頼性の高い太陽光追尾システム（S）を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施形態１に係る太陽光追尾システムの構成を示す系統図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る太陽光発電ユニットの縦断面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線断面図であり、（Ａ）は太陽光パネルが東側を向いた状態の一例であり、（Ｂ）は太陽光パネルが南側を向いた状態の一例であり、（Ｃ）は太陽光パネルが西側を向いた状態の一例である。
【図４】図４は、実施形態１に係る空気圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るパネル制御部の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態２に係る空気圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態２に係る空気圧縮機の発電部の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態３に係る空気圧縮機の発電機構及びパネル制御部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２９】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。実施形態１に係る太陽光追尾システム（S）は、一般家屋等に適用されている。図１に示すように、太陽光追尾システム（S）は、空気圧縮機（10）と、蓄圧タンク（40）と、太陽光によって発電を行う太陽光発電ユニット（50）と、パネル制御部（80）を備えている。
【００３０】
太陽光追尾システム（S）では、空気圧縮機（10）と太陽光発電ユニット（50）との間に空気供給路（45）が接続されている。空気供給路（45）の途中には、蓄圧タンク（40）が設けられている。蓄圧タンク（40）は、中空密閉式の容器である。蓄圧タンク（40）には、空気圧縮機（10）で圧縮された空気が貯められる。そして、蓄圧タンク（40）に貯められた圧縮空気は、空気供給路（45）を介して太陽光発電ユニット（50）へ供給される。また、蓄圧タンク（40）には、空気逃がし流路（41）の一端が接続されている。空気逃がし流路（41）の他端は、大気に開口している。空気逃がし流路（41）には、蓄圧タンク（40）の圧力を所定の圧力に維持するように開閉する空気逃がし弁（42）が設けられている。
【００３１】
また、空気圧縮機（10）には、接続路（1）と水供給路（3）が接続されている。接続路（1）は上水道管に繋がっており、水供給路（3）は利用側（例えば、貯湯タンク）に繋がっている。接続路（1）は上水道管から水道水が流れ、水供給路（3）は空気圧縮機（10）から水が流れる。接続路（1）には、水の流通を禁止可能な開閉弁としての止水弁（2）が設けられている。空気圧縮機（10）は水道水の圧力を利用して空気を圧縮するものであり、その詳細な構造については後述する。
【００３２】
〈太陽光発電ユニット〉
太陽光発電ユニット（50）は、太陽光により直流電力を発生させるものである。図２及び図３に示すように、太陽光発電ユニット（50）は、太陽光パネル（51）と、パネル駆動機構（52）を備えている。太陽光パネル（51）は、一般家屋等の屋根（R）に設置されている。太陽光パネル（51）は、略板状に形成され、その上側に太陽光の受光面（51a）を形成している。太陽光パネル（51）は、太陽光を受光面（51a）によって受けることで、直流電力を発生する。太陽光パネル（51）は、空気圧縮機（10）から吐出された圧縮空気によって駆動される被駆動体を構成している。
【００３３】
パネル駆動機構（52）は、太陽光パネル（51）が太陽光を追尾するように、該太陽光パネル（51）を駆動するものである。パネル駆動機構（52）は、太陽光パネル（51）を支持する一対の柱部（53）と、該柱部（53）に回転自在に支持される回動軸（54）と、太陽光パネル（51）に連結する４枚の取付板（55,56）とを有している。
【００３４】
一対の柱部（53）は、互いに所定の間隔を空けて屋根（R）に立設している。柱部（53）は、上下に縦長の矩形柱状に形成されている。柱部（53）の上端部には、回動軸（54）を回転自在に支持する軸受け部（53a）が形成されている。回動軸（54）は、柱部（53）に跨るように屋根（R）と平行に延びている。
【００３５】
４枚の取付板（55,56）は、太陽光パネル（51）の下端部に固定されている。具体的に、一対の柱部（53）の外側には一対の外側取付板（55）が設けられている。一対の柱部（53）の内側には、一対の内側取付板（56）が設けられている。
【００３６】
パネル駆動機構（52）は、一対の空気袋（58,59）と、該空気袋（58,59）に連結する一対のロッド（61,62）とを有している。一対の空気袋（58,59）は、屋根（R）に敷設される台座部（57）の上側に設置される。一対の空気袋（58,59）は、第１空気袋（58）と第２空気袋（59）とで構成されている。また、両者の空気袋（58,59）は、柱部（53）に支持される回動軸（54）を挟むように配置されている。本実施形態では、第１空気袋（58）が第２空気袋（59）よりも西側寄りに配置されている。各空気袋（58,59）は、その内圧の変化によって伸縮変形する。
【００３７】
一対のロッド（61,62）は、第１空気袋（58）と内側取付板（56）とを連結する第１ロッド（61）と、第２空気袋（59）と内側取付板（56）とを連結する第２ロッド（62）とで構成されている。具体的に、第１ロッド（61）は、一端が第１空気袋（58）の上端部に連結し、他端が内側取付板（56）に連結している。同様に、第２ロッド（62）は、一端が第２空気袋（59）の上端部に連結し、他端が内側取付板（56）に連結している。各ロッド（61,62）は、対応する空気袋（58,59）及び対応する内側取付板（56,56）に対して回動自在に連結されている。このような構成により、太陽光パネル（51）の自重が各ロッド（61,62）を介して各空気袋（58,59）に作用する。つまり、各空気袋（58,59）は、太陽光パネル（51）を背面側から支持している。
【００３８】
パネル駆動機構（52）は、各空気袋（58,59）の内圧を変化させるための給排気機構（65）を備えている。給排気機構（65）は、第１空気袋側流路（66）と、第２空気袋側流路（67）とを有している。
【００３９】
第１空気袋側流路（66）は、第１中継流路（66a）、第１給排気流路（66b）、及び第１排出路（66c）を有している。また、第１空気袋側流路（66）には、第１から第３のポートを有する第１給排気切換弁（68）が設けられている。同様に、第２空気袋側流路（67）は、第２中継流路（67a）、第２給排気流路（67b）、及び第２排出路（67c）を有している。また、第２空気袋側流路（67）には、第１から第３のポートを有する第２給排気切換弁（69）が設けられている。
【００４０】
第１中継流路（66a）の流入端及び第２中継流路（67a）の流入端は、何れも空気供給路（45）と接続されている。第１中継流路（66a）の流出端は、第１給排気切換弁（68）の第１ポートと接続している。第１給排気流路（66b）の一端は、第１給排気切換弁（68）の第２ポートと接続している。第１給排気流路（66b）の他端は、第１空気袋（58）の給排気ポート（図示せず）と接続している。第１排出路（66c）の流入端は、第１給排気切換弁（68）の第３ポートと接続している。第１排出路（66c）の流出端は、外気側（大気圧側）に開口している。第２中継流路（67a）の流出端は、第２給排気切換弁（69）の第１ポートと接続している。第２給排気流路（67b）の一端は、第２給排気切換弁（69）の第２ポートと接続している。第２給排気流路（67b）の他端は、第２空気袋（59）の給排気ポート（図示せず）と接続している。第２排出路（67c）の流入端は、第２給排気切換弁（69）の第３ポートと接続している。第２排出路（67c）の流出端は、外気側（大気圧側）に開口している。
【００４１】
２つの給排気切換弁（68,69）は、第１ポートと第２ポートとを連通させて第３ポートを遮断する第１状態（図２の実線で示す状態）と、第２ポートと第３ポートとを連通させて第１ポートを遮断する第２状態（図２の破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。各給排気切換弁（68,69）は、各空気袋（58,59）への給気、及び各空気袋（58,59）からの排気を切り換えて制御する開閉機構を構成している。
【００４２】
パネル駆動機構（52）は、角度センサ（71）と日射センサ（72）とを有している。角度センサ（71）は、回動軸（54）の端部に取り付けられている。角度センサ（71）は、太陽光パネル（51）の角度位置を検出する検出部である。日射センサ（72）は、太陽の方位を検出する検出部である。
【００４３】
パネル制御部（80）は、角度センサ（71）及び日射センサ（72）の検出値に基づいて、太陽光パネル（51）の角度を調整するものである。具体的に、パネル制御部（80）は、これらの検出値に応じて第１、第２給排気切換弁（68,69）を切り換えるように構成されている。
【００４４】
〈空気圧縮機〉
上述した空気圧縮機（10）の詳細構造について、図４を参照しながら説明する。
【００４５】
空気圧縮機（10）は、水道水の水圧によって空気を該水圧よりも高い圧力まで圧縮するものである。空気圧縮機（10）は、筒状部材であるシリンダ部材（11）と、このシリンダ部材（11）の内部に進退自在に収容される１つのピストン部材（13）を有している。シリンダ部材（11）は、中空円筒状に形成されている。シリンダ部材（11）は、筒状胴部（11a）と、筒状胴部（11a）の軸方向の一端を閉塞する第１閉塞部（11b）と、筒状胴部（11a）の軸方向の他端を閉塞する第２閉塞部（11c）とを有している。
【００４６】
シリンダ部材（11）の内部には、軸方向の中間部位に仕切部（12）が設けられている。この仕切部（12）により、シリンダ部材（11）の内部は、第１閉塞部（11b）側寄りの第１流体室（C1）と、第２閉塞部（11c）側寄りの第２流体室（C2）とに仕切られている。
【００４７】
ピストン部材（13）は、第１流体室（C1）に進退自在に収容される第１ピストン部（13a）と、第２流体室（C2）に進退自在に収容される第２ピストン部（13b）と、両者のピストン部（13a,13b）を連結する１本のピストンロッド（13c）とを有している。第１ピストン部（13a）及び第２ピストン部（13b）は、互いに同じ外径となる円板状に形成されている。ピストンロッド（13c）は、仕切部（12）に形成された貫通口（図示せず）を貫通して両者のピストン部（13a,13b）を連結するロッド部を構成している。ピストンロッド（13c）は、各ピストン部（13a,13b）よりも小径に形成され、シリンダ部材（11）の軸心と同軸となって軸方向に延びている。
【００４８】
第１ピストン部（13a）は、第１流体室（C1）を第１受水室（W1）と第１空気室（A1）とに区画している。第１受水室（W1）は、第１閉塞部（11b）と第１ピストン部（13a）との間に形成されている。第１空気室（A1）は、第１ピストン部（13a）と仕切部（12）との間に形成されている。第２ピストン部（13b）は、第２流体室（C2）を第２受水室（W2）と第２空気室（A2）とに区画している。第２受水室（W2）は、第２閉塞部（11c）と第２ピストン部（13b）との間に形成されている。第２空気室（A2）は、第２ピストン部（13b）と仕切部（12）との間に形成されている。つまり、各流体室（C1,C2）において、シリンダ部材（11）の軸方向の外方側に受水室（W1,W2）が位置し、軸方向の内方側に空気室（A1,A2）が位置する。
【００４９】
第１空気室（A1）には第１吸入管（15）が接続され、第２空気室（A2）には第２吸入管（16）が接続されている。仕切部（12）には、第１空気室（A1）のための第１吐出ポート（17）と、第２空気室（A2）のための第２吐出ポート（18）が形成されている。そして、仕切部（12）には、第１及び第２吐出ポート（17,18）の双方と連通する１つの吐出管（19）が接続されている。第１及び第２吸入管（15,16）の各流入端は、室内や室外等の空気中（大気中）に開口している。なお、吐出管（19）は空気供給路（45）の一端に接続されている。
【００５０】
各吸入管（15,16）の内部には、ボール弁（15a,16a）及びバネ（15b,16b）がそれぞれ設けられている。ボール弁（15a,16a）は、バネ（15b,16b）によって外方側（空気室（A1,A2）側とは反対側）に付勢されている。ボール弁（15a,16a）及びバネ（15b,16b）は、各空気室（A1,A2）内の空気が各吸入管（15,16）を通じてシリンダ部材（11）の外部へ流出するのを禁止する逆止弁を構成している。
【００５１】
各吐出ポート（17,18）の内部には、ボール弁（17a,18a）及びバネ（17b,18b）がそれぞれ設けられている。ボール弁（17a,18a）は、バネ（15b,16b）によって内方側（空気室（A1,A2）側）に付勢されている。ボール弁（17a,18a）及びバネ（17b,18b）は、空気室（A1,A2）の内圧が所定圧力以上となると、吐出ポート（17,18）を開放する吐出弁を構成している。
【００５２】
ピストン部材（13）は、受水室（W1,W2）に流入した水道水の水圧を受けて変位し、空気室（A1,A2）の容積を縮小させる変位部材を構成している。具体的に、ピストン部材（13）は、第１受水室（W1）の水圧によって変位して第１空気室（A1）の容積を縮小させる第１動作と、上記第２受水室（W2）の水圧によって変位して第２空気室（A2）の容積を縮小させる第２動作とを行うように構成されている。ピストン部材（13）は、第１動作と第２動作とを交互に行って、シリンダ部材（11）の軸方向に往復動するように構成されている。
【００５３】
また、各ピストン部（13a,13b）では、各受水室（W1,W2）に臨む受圧面の面積が、空気室（A1,A2）に臨む増圧面の面積よりも大きくなっている。具体的に、第１ピストン部（13a）には、第１空気室（A1）側の端面にピストンロッド（13c）が設けられている。このため、第１ピストン部（13a）では、第１受水室（W1）に面する部位の面積（即ち、受圧面の面積）が、第１空気室（A1）に面する部位の面積（即ち、増圧面の面積）よりも、ピストンロッド（13c）の軸直角断面の面積の分だけ小さくなっている。同様に、第２ピストン部（13b）では、第２空気室（A2）側の端面にピストンロッド（13c）が設けられている。このため、第２ピストン部（13b）では、第２受水室（W2）に面する部位の面積（即ち、受圧面の面積）が、第２空気室（A2）に面する部位の面積（即ち、増圧面の面積）よりも、ピストンロッド（13c）の軸直角断面の面積の分だけ小さくなっている。
【００５４】
また、空気圧縮機（10）は、水流入路（21）及び水流出路（22）と、流路切換部（20）とを有している。
【００５５】
水流入路（21）は、流入端が上水道管からの接続路（1）に接続され、流出端が後述する流路切換部（20）の弁室（25）に接続されている。水流出路（22）は、流入端が２つに分岐して上記弁室（25）に接続され、流出端が水供給路（3）に接続されている。
【００５６】
流路切換部（20）は、上述した弁室（25）と、該弁室（25）内を挿通する弁体（26）と、第１及び第２水連通管（23,24）とを有している。弁室（25）は、仕切部（12）に形成され、且つ、シリンダ部材（11）の軸方向に延びる円柱形の空間である。弁室（25）には、５つのポート（25a,25b,25c,25d,25e）が設けられている。具体的に、弁室（25）には、流入側ポート（25a）、第１受水室側ポート（25b）、第２受水室側ポート（25c）、第１流出側ポート（25d）、第２流出側ポート（25e）が設けられている。流入側ポート（25a）には水流入路（21）の流出端が接続され、第１及び第２流出側ポート（25d,25e）には水流出路（22）の流出端が接続されている。第１受水室側ポート（25b）には第１水連通路（23）の一端が接続され、第１水連通路（23）の他端は第１受水室（W1）に接続されている。第２受水室側ポート（25c）には、第２水連通路（24）の一端が接続され、第２水連通路（24）の他端は第２受水室（W2）に接続されている。
【００５７】
弁体（26）は、１つのロッド部（26a）と２つの弁部（26b）を有している。ロッド部（26a）は、両端のそれぞれが第１及び第２空気室（A1,A2）に挿通されている。２つの弁部（26b）は、ロッド部（26a）の途中に互いに所定間隔を置いて形成され、且つ、ロッド部（26a）よりも大径に形成されている。弁体（26）は、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力がロッド部（26a）に作用することで、弁室（25）の軸方向に変位する。具体的に、弁体（26）は、流入側ポート（25a）と第１受水室側ポート（25b）とが連通し且つ第２受水室側ポート（25c）と第２流出側ポート（25e）とが連通するように弁室（25）を区画する第１位置（図４に示す位置）と、流入側ポート（25a）と第２受水室側ポート（25c）とが連通し且つ第１受水室側ポート（25b）と第１流出側ポート（25d）とが連通するように弁室（25）を区画する第２位置とに変位する。
【００５８】
弁体（26）のロッド部（26a）には、２つの溝を有するノッチ部（26c）が形成されている。また、シリンダ部材（11）には、ノッチ部（26c）の溝にはまる球状の係止部（27）と、該係止部（27）をノッチ部（26c）側へ付勢するバネ（28）とが設けられている。これらノッチ部（26c）、係止部（27）及びバネ（28）は、弁体（26）の変位方向における位置決め機構を構成している。
【００５９】
さらに、空気圧縮機（10）は、発電機構（30）を有している。発電機構（30）は、永久磁石（32）とコイル（31）を有している。永久磁石（32）は、ピストン部材（13）のピストンロッド（13c）の中央部の外周面に取り付けられている。コイル（31）は、永久磁石（32）の外周側に設けられている。発電機構（30）では、ピストン部材（13）の往復動に伴って永久磁石（32）が往復動（変位）する。この永久磁石（32）の往復動によって、コイル（31）に起電力が発生して発電する。
【００６０】
〈パネル制御部〉
パネル制御部（80）の構成について、図１０を参照しながら説明する。パネル制御部（80）は、太陽光パネル（51）を駆動制御する。パネル制御部（80）は、駆動回路（81）とスイッチ制御部（88）を有している。駆動回路（81）は、ダイオードブリッジ回路（82）と、コンデンサ（83）と、スイッチング回路（84）とを有する。
【００６１】
ダイオードブリッジ回路（82）は、４つのダイオード（D1〜D4）がブリッジ状に結線された整流回路である。ダイオードブリッジ回路（82）の入力端間には、発電機構（30）のコイル（31）が接続されている。コンデンサ（83）は、ダイオードブリッジ回路（82）の出力端間に接続されており、蓄電部を構成している。スイッチング回路（84）は、コンデンサ（83）の出力側に接続されており、互いに並列接続された第１及び第２スイッチ（85,86）を有する。また、スイッチング回路（84）は、太陽光発電ユニット（50）の第１及び第２給排気切換弁（68,69）と電気的に接続されている。第１給排気切換弁（68）が第１スイッチ（85）と直列に接続され、第２給排気切換弁（69）が第２スイッチ（86）と直列に接続されている。
【００６２】
スイッチ制御部（88）は、角度センサ（71）と日射センサ（72）の検出値に基づいて、第１及び第２スイッチ（85,86）のスイッチング（オン／オフ）を行う。
【００６３】
パネル制御部（80）では、発電機構（30）で発電した電力がコンデンサ（83）に蓄電される。スイッチ制御部（88）によって第１及び第２スイッチ（85,86）がオンされると、コンデンサ（83）に蓄電された電力が各給排気切換弁（68,69）へ供給される。これにより、給排気切換弁（68,69）が駆動される。
【００６４】
−空気圧縮機の動作−
空気圧縮機（10）の運転動作について、図５〜図９を参照しながら説明する。
【００６５】
空気圧縮機（10）の運転動作では、第１空気室（A1）の空気を圧縮する第１動作と、第２空気室（A2）の空気を圧縮する第２動作とが交互に実行される。これにより、空気圧縮機（10）では、圧縮空気が連続的に生成される。空気圧縮機（10）の運転開始時には、第１動作または第２動作のいずれかが行われる。ここでは、第１動作を先に行った場合について説明する。
【００６６】
図５に示すように、第１動作では、流路切換部（20）の弁体（26）が第１位置となる。この状態では、水流入路（21）と第１水連通路（23）とが連通し、水流出路（22）と第２水連通路（24）とが連通する。水流入路（21）の水道水は、第１水連通路（23）を介して第１受水室（W1）へ流れる。
【００６７】
そうすると、図６に示すように、第１受水室（W1）は拡大し第１空気室（A1）は縮小し、ピストン部材（13）が第２流体室（C2）側へ変位する。第１空気室（A1）が縮小すると、第１空気室（A1）の空気が圧縮される。この状態において、第２空気室（A2）は拡大し第２受水室（W2）は縮小する。そのため、第２空気室（A2）では、第２吸入管（16）が開放されて外気が流入する。第２受水室（W2）では、その内部の水が第２水連通路（24）を介して水流出路（22）へ流出する。
【００６８】
さらに、図７に示すように、ピストン部材（13）が第２流体室（C2）側へ変位すると、第１空気室（A1）の空気圧力が所定値以上となり、第１吐出ポート（17）が開放されて、第１空気室（A1）の圧縮空気が吐出管（19）から空気供給路（45）へ吐出される。ここで、第１ピストン部（13a）において、第１受水室（W1）側の受圧面の面積は、第１空気室（A1）側の増圧面の面積よりも大きいため、パスカルの原理により、第１空気室（A1）の空気を第１受水室（W1）側の水道水の圧力よりも高い圧力まで増圧することができる。
【００６９】
そして、図８に示すように、第１空気室（A1）で所定値以上となった空気圧力が、流路切換部（20）の弁体（26）の一端（図８のおける左端）に作用すると、弁体（26）は第２流体室（C2）側へ所定距離だけ変位して停止する。つまり、係止部（27）がノッチ部（26c）の左側の溝にはまって、弁体（26）が第２位置となる。この状態では、水流入路（21）と第２水連通路（24）とが連通し、水流出路（22）と第１水連通路（23）とが連通する。したがって、水流入路（21）の水道水は、第２水連通路（24）を介して第２受水室（W2）へ流れる。
【００７０】
そうすると、図９に示すように、ピストン部材（13）は第２動作を行う。具体的に、第２受水室（W2）は拡大し第２空気室（A2）は縮小し、ピストン部材（13）が第１流体室（C1）側へ変位する。第２空気室（A2）が縮小すると、第２空気室（A2）の空気が圧縮される。この状態において、第１空気室（A1）は拡大し第１受水室（W1）は縮小する。そのため、第２空気室（A2）では、第２吸入管（16）が開放されて外気が流入する。第２受水室（W2）では、その内部の水が第２水連通路（24）を介して水流出路（22）へ流出する。
【００７１】
そして、図示はしないが、ピストン部材（13）がさらに第１流体室（C1）側へ変位すると、第２空気室（A2）の空気圧力が所定値以上となり、第２吐出ポート（18）が開放されて、第２空気室（A2）の圧縮空気が吐出管（19）から空気供給路（45）へ吐出される。そして、第２空気室（A2）で所定値以上となった空気圧力が、流路切換部（20）の弁体（26）の他端（図９における右端）に作用すると、弁体（26）は第１流体室（C1）側へ所定距離だけ変位して停止する。つまり、係止部（27）がノッチ部（26c）の右側の溝にはまって、弁体（26）が第１位置に戻り、上述した動作が繰り返される。
【００７２】
このように、空気圧縮機（10）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力の作用によって、流路切換部（20）の弁体（26）が第１位置と第２位置とに交互に変位する。これによって、水流入路（21）及び水流出路（22）が２つの受水室（W1,W2）に対して交互に連通する。これにより、ピストン部材（13）が第１動作と第２動作とを交互に行い、ピストン部材（13）が往復動する。その結果、２つの空気室（A1,A2）が交互に縮小するため、吐出管（19）から圧縮空気が連続的に吐出される。吐出管（19）から空気供給路（45）へ吐出された圧縮空気は、蓄圧タンク（40）に貯留される。蓄圧タンク（40）の圧縮空気は、太陽光発電ユニット（50）へ供給される。
【００７３】
また、空気圧縮機（10）では、上述したようにピストン部材（13）が往復動することによって、発電機構（30）において発電する。発電機構（30）では、ピストン部材（13）の往復動に伴って永久磁石（32）が往復動（変位）する。この永久磁石（32）の往復動によって、コイル（31）に起電力が発生して発電する。このようにして発電機構（30）で発電した電力は、パネル制御部（80）の駆動回路（81）に供給される。駆動回路（81）に供給された電力は、ダイオードブリッジ回路（82）で整流された後、コンデンサ（83）に蓄電される。
【００７４】
−太陽光発電ユニットの動作−
太陽光発電ユニット（50）では、太陽光の方角に応じて太陽光パネル（51）の角度が調整される。太陽光追尾システム（S）では、この太陽光パネル（51）の駆動源として、空気圧縮機（10）から供給された圧縮空気が利用される。太陽光発電ユニット（50）の動作について図１〜図３を参照しながら説明する。
【００７５】
蓄圧タンク（40）に貯留された圧縮空気は、給排気機構（65）側へ送られる。この状態において、パネル制御部（80）は、太陽の位置（方角）に応じて、各給排気切換弁（68,69）を制御する。より詳細に、パネル制御部（80）は、角度センサ（71）で検出した太陽光パネル（51）の角度位置と、日射センサ（72）で検出した太陽の日射方向とに基づいて、太陽光パネル（51）の必要な回動角度を算出する。そして、パネル制御部（80）は、太陽光パネル（51）が算出した回転角度で変位するように、各給排気切換弁（68,69）を制御し、各空気袋（58,59）を伸縮させる。
【００７６】
例えば太陽が東側（例えば図３におけるの右上側）に位置していたとする。この場合、パネル制御部（80）は、東側寄りに設けられる第２空気袋（59）が、第１空気袋（58）よりも低い位置とするように、各給排気切換弁（68,69）を制御する。具体的に、この場合には第２給排気切換弁（69）を第２状態とすることで、第２給排気流路（67b）と第２排出路（67c）とを連通させる。これにより、第２空気袋（59）内の圧縮空気が第２排出路（67c）を通じて大気中へ放出される。その結果、第２空気袋（59）は徐々に収縮する。同時に、第１給排気切換弁（68）を第１状態とすることで、第１中継流路（66a）と第１給排気流路（66b）とを連通させる。これにより、第１中継流路（66a）側の圧縮空気が、第１空気袋（58）に流入する。その結果、第１空気袋（58）は徐々に伸張する。以上のように各空気袋（58,59）を伸縮調整することで、太陽光パネル（51）を図３(Ａ)に示すような角度位置に調整できる。
【００７７】
また、例えば太陽が南側（例えば図３における上側）に位置していたとする。この場合、パネル制御部（80）は、第１空気袋（58）と第２空気袋（59）とを同じ位置とするように、各給排気切換弁（68,69）を制御する。これにより、太陽光パネル（51）を図３(Ｂ)に示すような角度位置に調整できる。
【００７８】
また、例えば太陽が西側（例えば図３における左上側）に位置していたとする。この場合、パネル制御部（80）は、第１空気袋（58）が、第２空気袋（59）よりも低い位置とするように、各給排気切換弁（68,69）を制御する。具体的に、この場合には第１給排気切換弁（68）を第２状態とし、第２給排気切換弁（69）を第１状態とする。その結果、第１空気袋（58）が収縮すると同時に、第２空気袋（59）が伸張する。これにより、太陽光パネル（51）を図３(Ｃ)に示すような角度位置に調整できる。
【００７９】
各給排気切換弁（68,69）は、パネル制御部（80）における駆動回路（81）によって第１状態と第２状態とに切り換えられる。例えば、駆動回路（81）のスイッチ（85,86）がオンされてコンデンサ（83）に蓄電された電力が給排気切換弁（68,69）へ供給されると、給排気切換弁（68,69）は第１状態に切り換わる。また、駆動回路（81）のスイッチがオフされてコンデンサ（83）から給排気切換弁（68,69）への電力供給が停止されると、給排気切換弁（68,69）は第２状態に切り換わる。
【００８０】
以上のようにして、太陽光パネル（51）の受光面（51a）に太陽光が授与されると、太陽光パネル（51）では、直流電力が生成される。この直流電力は、例えば、パワーコンディショナ（115）に出力されて、該パワーコンディショナ（115）によって交流電力に変換される。変換された交流電力は、電力供給対象へ供給される。
【００８１】
なお、本実施形態の発電機構（30）では、コイル（31）と永久磁石（32）を用いて電磁誘導で発電するようにしたが、本発明に係る発電機構（30）はこれに限らず、エレクトレットと金属板を用いて静電誘導で発電するようにしてもよい。
【００８２】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１の空気圧縮機（10）では、水道水の圧力を利用して空気を圧縮している。これにより、水道水の過剰な圧力を有効に利用することができ、省エネ性の向上に寄与することができる。
【００８３】
また、上記実施形態１の空気圧縮機（10）によれば、受水室（W1,W2）に流入した水圧によってピストン部材（13）を変位させ、空気室（A1,A2）の容積を縮小させることで、比較的簡易な構造により、圧縮空気を得ることができる。また、受水室（W1,W2）には、水道水の圧力が利用されるため、水道水の過剰な圧力を有効に利用することができ、省エネ性の向上に寄与することができる。
【００８４】
さらに、上記実施形態１の空気圧縮機（10）によれば、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって、水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させるようにしたので、自動でピストン部材（13）を往復動させて２つの空気室（A1,A2）を交互に縮小させることができる。これにより、連続的に圧縮空気を生成することができる。また、自動でピストン部材（13）を往復動させるので、水流入路（21）及び水流出路（22）を切り換えるための制御部が不要となり、空気圧縮機（10）の構成が簡易となる。
【００８５】
特に、弁室（25）において縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって第１位置と第２位置とに変位する弁体（26）を備えるようにしたため、確実に水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させることができる。よって、確実にピストン部材（13）を往復動させることができる。
【００８６】
また、実施形態１の空気圧縮機（10）では、各ピストン部（13a,13b）における水の受圧面の面積を、空気の増圧面の面積よりも大きくしているため、空気室（A1,A2）の空気を水道水の圧力よりも高い圧力まで増圧させることができる。したがって、比較的高い圧力の圧縮空気を得ることができる。
【００８７】
また、上記実施形態１の空気圧縮機（10）によれば、ピストン部材（13）の往復動を利用して発電する発電機構（30）を備えるようにしたため、発電のための駆動源を別途設けることなく発電電力を得ることができる。
【００８８】
また、上記実施形態１の太陽光追尾システム（S）では、空気圧縮機（10）で生成した圧縮空気を、太陽光パネル（51）の駆動源として利用している。このため、過剰となる水道圧のエネルギーをこれらの駆動源として回収できる、省エネ性に優れた太陽光追尾システム（S）を提供することができる。
【００８９】
また、上記実施形態１の太陽光追尾システム（S）では、空気圧縮機（10）の発電機構（30）によって発電した電力を蓄電するコンデンサ（83）を備えるようにした。このため、停電した際でも、給排気切換弁（68,69）など太陽光追尾システム（S）を構成する電機部品を駆動することができる。よって、信頼性の高い太陽光追尾システム（S）を提供することが可能となる。
【００９０】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。図１１及び図１２に示すように、実施形態２に係る太陽光追尾システム（S）は、上記実施形態１における空気圧縮機（10）の発電機構（30）の構成を変更したものである。
【００９１】
本実施形態に係る空気圧縮機（10）の発電機構（100）は、上記実施形態１と同様、ピストン部材（13）の往復動を利用して発電するものである。具体的に、本実施形態の発電機構（100）は、動力伝達部（101）と発電部（104）を有している。動力伝達部（101）は、互いに回動自在に連結された第１及び第２ロッド（102,103）を有する。第１ロッド（102）の一端はピストン部材（13）の第１ピストン部（13a）に接続され、第２ロッド（103）の一端は発電部（104）に接続されている。発電部（104）は、回転子（105）と固定子（107）を有する。回転子（105）は、固定子（107）の外周側に配置される筒状部材であり、その内周面には複数の永久磁石（106）が周方向に配列されている。この複数の永久磁石（106）は、Ｓ極のものとＮ極のものとが交互に配列されている。固定子（107）は、放射状に突出する複数の固定子コア（109）と、該固定子コア（109）に巻回されるコイル（108）とを有する。回転子（105）は、動力伝達部（101）の第２ロッド（103）の一端が回動自在に連結されている。
【００９２】
本実施形態の発電機構（100）では、動力伝達部（101）によって、ピストン部材（13）の往復動が回転子（105）の回転動作に変換される。回転子（105）が回転すると、それに伴って、永久磁石（106）も回転（変位）する。これにより、コイル（108）に起電力が発生して発電する。この発電した電力は、上記実施形態１と同様、パネル制御部（80）の駆動回路（81）に供給されてコンデンサ（83）に蓄電される。その他の構成、作用及び効果は上記実施形態１と同様である。
【００９３】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。図１３に示すように、実施形態３に係る太陽光追尾システム（S）は、上記実施形態１における発電機構（30）及びパネル制御部（80）の構成を変更したものである。
【００９４】
本実施形態に係る空気圧縮機（10）の発電機構（110）は、吐出管（19）から吐出された圧縮空気を利用して発電するものである。具体的に、本実施形態の発電機構（110）は、風車（111）と発電部（112）を有している。この発電機構（110）では、風車（111）が回転することによって発電部（112）で発電する。風車（111）は、空気圧縮機（10）から吐出された圧縮空気が吹き付けられることで回転する。具体的に、本実施形態の太陽光追尾システム（S）では、蓄圧タンク（40）に空気供給路（45）とは別に吹出流路（113）が接続されている。吹出流路（113）は、蓄圧タンク（40）の圧縮空気が風車（111）へ向かって吹き出すように構成されている。吹出流路（113）には、開閉弁としての電磁弁（114）が設けられている。
【００９５】
本実施形態のパネル制御部（120）は、駆動回路（121）とスイッチ制御部（128）を有している。駆動回路（121）は、ダイオードブリッジ回路（122）と、コンデンサ（123）と、充電池（124）と、充放電切換回路（125）を有する。
【００９６】
ダイオードブリッジ回路（122）は、４つのダイオード（D1〜D4）がブリッジ状に結線された整流回路である。ダイオードブリッジ回路（122）の入力端間には、発電機構（110）の発電部（112）が接続されている。コンデンサ（123）は、ダイオードブリッジ回路（122）の出力端間に接続されており、蓄電部を構成している。充電池（124）は、コンデンサ（123）の出力側に接続されている。充電池（124）の出力側は、負荷に接続されている。ここで言う負荷は、上記実施形態１に係るパネル制御部（80）のスイッチング回路（84）と同様である。充放電切換回路（125）は、充電池（124）の充電動作と放電動作を切り換えるものであり、第１及び第２スイッチ（126,127）を有する。なお、充放電切換回路（125）にはコンデンサ（123）と充電池（124）側へ電流が逆流するのを防止するダイオードが適宜設けられている。第１スイッチ（126）は充電池（124）と直列に接続されており、第２スイッチ（127）は充電池（124）と第１スイッチ（126）との間と負荷との間に接続されている。
【００９７】
スイッチ制御部（128）は、上記実施形態１と同様、角度センサ（71）と日射センサ（72）の検出値に基づいて、スイッチング回路（84）における第１及び第２スイッチ（85,86）のスイッチング（オン／オフ）を行う。また、スイッチ制御部（128）は、充電池（124）の充電状態に基づいて、電磁弁（114）や充放電切換回路（125）を制御する。スイッチ制御部（128）は、例えば、充電池（124）の充電量が満タンである場合、電磁弁（114）を閉じると共に、充放電切換回路（125）の第１スイッチ（126）をオフし且つ第２スイッチ（127）をオンする。そうすると、充電池（124）の電力が第２スイッチ（127）を介して負荷へ供給される。負荷へ供給された電力は、太陽光発電ユニット（50）の給排気切換弁（68,69）の駆動に用いられる。また、スイッチ制御部（128）は、充電池（124）の充電量が少なくなると、電磁弁（114）を開くと共に、充放電切換回路（125）の第１スイッチ（126）をオンし且つ第２スイッチ（127）をオフする。そうすると、吹出流路（113）から圧縮空気が風車（111）へ向かって吹き出して、風車（111）が回転する。これによって、発電部（112）が発電する。発電した電力は、ダイオードブリッジ回路（122）で整流された後、コンデンサ（123）や充電池（124）に蓄電（充電）される。
【００９８】
本実施形態では、空気圧縮機（10）から吐出された圧縮空気を利用して風車（111）を回転させ発電させるようにしたため、風車（111）及び発電部（112）とパネル制御部（120）の駆動回路（121）との接続距離を短く設定することができる。これにより、発電部（112）が発電した電力が駆動回路（121）へ供給される際に生じる電圧降下をできるだけ低減することができる。そのため、停電した際でも、十分な発電電力を確実に給排気切換弁（68,69）へ供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明は、空気圧縮機及びこれを備えた太陽光追尾システムについて有用である。
【符号の説明】
【０１００】
S 太陽光追尾システム
10 空気圧縮機
11 シリンダ部材（筒状部材）
13 ピストン部材
13a 第１ピストン部（第１のピストン部）
13b 第２ピストン部（第２のピストン部）
13c ピストンロッド
20 流路切換部
21 水流入路
22 水流出路
25 弁室
25a 流入側ポート
25b 第１受水室側ポート
25c 第２受水室側ポート
25d 第１流出側ポート
25e 第２流出側ポート
26 弁体
30,100,110 発電機構
31,106 永久磁石（磁石）
32,108 コイル
51 太陽光パネル
54 回動軸
58 第１空気袋（アクチュエータ）
59 第２空気袋（アクチュエータ）
83,123 コンデンサ（蓄電部）
111 風車
124 充電池（蓄電部）
C1 第１流体室（第１の流体室）
C2 第２流体室（第２の流体室）
W1 第１受水室（受水室）
W2 第２受水室（受水室）
A1 第１空気室（空気室）
A2 第２空気室（空気室）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機、及び、それを用いて太陽光パネルを駆動する太陽光追尾システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水道管の水圧によってピストンを駆動し、所定の駆動対象を駆動する装置が知られている。特許文献１には、この種の装置（水圧駆動装置）が開示されている。
【０００３】
水圧駆動装置は、シリンダと、このシリンダに収容されるピストンとを有している。ピストンの下側には、水道管と連通する受圧室が形成されている。また、ピストンの下端には、ロッドの一端が連結されている。このロッドの他端は床面に固定される。水道管から受圧室へ水が供給されると、受圧室内の水の圧力が上昇する。その結果、ピストンはロッドに沿うように上方へ変位する。この水圧駆動装置では、このようなピストンの変位によって、器物を上方に押し上げるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように水道管の水圧を利用する装置では、所定の駆動対象を水圧によって直接的に駆動させるものである。一方、水圧を利用する装置としては、上記の装置以外の用途も考えられる。具体的には、例えば水圧を利用して空気を圧縮できる装置が実現できれば、生成した圧縮空気を様々な用途として利用できる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、水道圧を利用して空気を圧縮できる空気圧縮機、及び、この空気圧縮機を備えた太陽光追尾システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、軸方向に第１及び第２の流体室（C1,C2）が区画された筒状部材（11）と、上記各流体室（C1,C2）において上記軸方向の外方側と内方側の一方に水道水が流入する受水室（W1,W2）が位置し他方に空気が流入する空気室（A1,A2）が位置するように上記各流体室（C1,C2）を上記受水室（W1,W2）と空気室（A1,A2）とに区画し、上記受水室（W1,W2）に流入した水道水の圧力を受けて変位し上記空気室（A1,A2）を縮小させる第１及び第２のピストン部（13a,13b）と、該ピストン部（13a,13b）同士を連結するピストンロッド（13c）とを有するピストン部材（13）と、水道水が流入する水流入路（21）及び水道水が流出する水流出路（22）と、上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記水流入路（21）を上記空気室（A1,A2）が拡大した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させ、且つ、上記水流出路（22）を上記空気室（A1,A2）が縮小した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させる流路切換部（20）とを備えている空気圧縮機である。
【０００８】
上記第１の発明では、各流体室（C1,C2）において外方側に受水室（W1,W2）が内方側に空気室（A1,A2）が区画され、若しくは外方側に空気室（A1,A2）が内方側に受水室（W1,W2）が区画される。受水室（W1,W2）に水道水が流入する流体室（C1,C2）では、水道水の圧力によってピストン部（13a,13b）が変位し、その結果、受水室（W1,W2）が拡大し空気室（A1,A2）が縮小する。これに伴って、他方の流体室（C1,C2）では、受水室（W1,W2）が縮小し空気室（A1,A2）が拡大する。空気室（A1,A2）が縮小すると、その空気室（A1,A2）の空気が圧縮される。
【０００９】
そして、流路切換部（20）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力が作用することで、空気室（A1,A2）が拡大した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）（即ち、縮小した受水室（W1,W2））と水流入路（21）とが連通する。さらに、流路切換部（20）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力が作用することで、空気室（A1,A2）が縮小した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）（即ち、拡大した受水室（W1,W2））と水流出路（22）とが連通する。これにより、空気室（A1,A2）が拡大した側の受水室（W1,W2）に水道水が流入し、水道水の圧力によってピストン部（13a,13b）が変位する。これにより、縮小していた受水室（W1,W2）が拡大し、拡大していた空気室（A1,A2）が縮小する。この空気室（A1,A2）の縮小によって、その空気室（A1,A2）の空気が圧縮される。一方、水流出路（22）と連通した受水室（W1,W2）は、縮小するに伴い水道水が水流出路（22）へ流出する。このように、流路切換部（20）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力の作用によって、水流入路（21）及び水流出路（22）が２つの受水室（W1,W2）に対して交互に連通する。これにより、ピストン部材（13）が筒状部材（11）の軸方向に往復動して、２つの空気室（A1,A2）が交互に縮小する。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記流路切換部（20）が、上記水流入路（21）が接続された流入側ポート（25a）と、水流出路（22）が接続された第１及び第２の流出側ポート（25d,25e）と、上記各受水室（W1,W2）と連通する第１及び第２の受水室側ポート（25b,25c）とが設けられた弁室（25）と、該弁室（25）に収容され、上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記流入側ポート（25a）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させ且つ第１の流出側ポート（25d）と第２の受水室側ポート（25c）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第１位置と、上記流入側ポート（25a）と上記第２の受水室側ポート（25c）とを連通させ且つ上記第２の流出側ポート（25e）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第２位置とに変位する弁体（26）とを備えている空気圧縮機である。
【００１１】
ここでは、各流体室（C1,C2）において外方側に受水室（W1,W2）が内方側に空気室（A1,A2）が区画された場合について説明する。例えば、縮小した第２の空気室（A2）の空気圧力が弁体（26）に作用すると、弁体（26）は第１位置に変位する。そうすると、流入側ポート（25a）と第１の受水室側ポート（25b）とが連通するので、水道水が弁室（25）を介して第１の受水室（W1）へ流入する。また、第１の流出側ポート（25d）と第２の受水室側ポート（25c）とが連通するので、第２の受水室（W2）から水が流出する。これに伴い、ピストン部材（13）が第２の流体室（C2）側へ変位し、第１の空気室（A1）が縮小する。これによって、第１の空気室（A1）の空気が圧縮される。
【００１２】
また、縮小した第１の空気室（A1）の空気圧力が弁体（26）に作用すると、弁体（26）は第２位置に変位する。そうすると、流入側ポート（25a）と第２の受水室側ポート（25c）とが連通するので、水道水が弁室（25）を介して第２の受水室（W2）へ流入する。また、第２の流出側ポート（25e）と第１の受水室側ポート（25b）とが連通するので、第１の受水室（W1）から水流出路（22）へ水が流出する。これに伴い、ピストン部材（13）が第１の流体室（C1）側へ変位し、第２の空気室（A2）が縮小する。これによって、第２の空気室（A2）の空気が圧縮される。このように、ピストン部材（13）が筒状部材（11）の軸方向に往復動して、２つの空気室（A1,A2）が交互に縮小する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記ピストン部（13a,13b）の変位に伴う上記ピストン部材（13）の上記軸方向の往復動によって変位する磁石（32,106）と、該磁石（32,106）の変位によって発電するコイル（31,108）とを有する発電機構（30,100）を備えている空気圧縮機である。
【００１４】
上記第３の発明では、発電機構（30,100）において、磁石（32,106）が変位することによってコイル（31,108）に起電力が発生し、発電が行われる。
【００１５】
第４の発明は、上記第１または第２の発明において、上記空気室（A1,A2）で該空気室（A1,A2）の縮小によって圧縮され吐出された空気によって回転する風車（111）を有し、該風車（111）の回転によって発電する発電機構（110）を備えている空気圧縮機である。
【００１６】
上記第４の発明では、空気室（A1,A2）から吐出された圧縮空気によって風車（111）が回転し、発電が行われる。
【００１７】
第５の発明は、回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、第１乃至第４の発明の何れか１つに記載の空気圧縮機（10）と、上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）とを備えている太陽光追尾システムである。
【００１８】
上記第５の発明では、空気圧縮機（10）の圧縮空気によってアクチュエータ（58,59）が作動し、太陽光パネル（51）が太陽の向きに応じて回動する。
【００１９】
第６の発明は、回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、第３または第４の発明に載の空気圧縮機（10）と、上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）と、上記空気圧縮機（10）の発電機構（30,100,110）によって発電した電力を蓄電する蓄電部（83,123,124）とを備えている太陽光追尾システムである。
【００２０】
上記第６の発明では、発電機構（30,100,110）によって発電した電力が蓄電部（83,123,124）に蓄電される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、受水室（W1,W2）に流入した水圧によってピストン部材（13）を変位させ、空気室（A1,A2）の容積を縮小させることで、比較的簡易な構造により、圧縮空気を得ることができる。また、受水室（W1,W2）には、水道水の圧力が利用されるため、経済性にも優れている。
【００２２】
さらに、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって、水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させるようにしたので、自動でピストン部材（13）を往復動させることができる。したがって、水流入路（21）及び水流出路（22）を切り換えるための制御部が不要となり、空気圧縮機（10）の構成が簡易となる。
【００２３】
また、第２の発明によれば、弁室（25）において縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって第１位置と第２位置とに変位する弁体（26）を備えるようにしたため、確実に水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させることができる。よって、確実にピストン部材（13）を往復動させることができる。
【００２４】
また、第３の発明によれば、ピストン部材（13）の往復動を利用して発電することができ、第４の発明によれば、空気室（A1,A2）から吐出された圧縮空気を利用して発電することができる。
【００２５】
また、第５の発明によれば、第１乃至第４の何れか１つの発明の空気圧縮機（10）でアクチュエータ（58,59）を作動させるので、簡易な構成で太陽光パネル（51）を駆動する（回動させる）ことができる。
【００２６】
また、第６の発明によれば、空気圧縮機（10）の発電機構（30,100,110）によって発電した電力を蓄電する蓄電部（83,123,124）を備えるようにしたため、停電した際でも、太陽光追尾システム（S）を構成する電機部品を駆動することができる。よって、信頼性の高い太陽光追尾システム（S）を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施形態１に係る太陽光追尾システムの構成を示す系統図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る太陽光発電ユニットの縦断面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線断面図であり、（Ａ）は太陽光パネルが東側を向いた状態の一例であり、（Ｂ）は太陽光パネルが南側を向いた状態の一例であり、（Ｃ）は太陽光パネルが西側を向いた状態の一例である。
【図４】図４は、実施形態１に係る空気圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る空気圧縮機の動作を説明するための縦断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るパネル制御部の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態２に係る空気圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態２に係る空気圧縮機の発電部の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態３に係る空気圧縮機の発電機構及びパネル制御部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２９】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。実施形態１に係る太陽光追尾システム（S）は、一般家屋等に適用されている。図１に示すように、太陽光追尾システム（S）は、空気圧縮機（10）と、蓄圧タンク（40）と、太陽光によって発電を行う太陽光発電ユニット（50）と、パネル制御部（80）を備えている。
【００３０】
太陽光追尾システム（S）では、空気圧縮機（10）と太陽光発電ユニット（50）との間に空気供給路（45）が接続されている。空気供給路（45）の途中には、蓄圧タンク（40）が設けられている。蓄圧タンク（40）は、中空密閉式の容器である。蓄圧タンク（40）には、空気圧縮機（10）で圧縮された空気が貯められる。そして、蓄圧タンク（40）に貯められた圧縮空気は、空気供給路（45）を介して太陽光発電ユニット（50）へ供給される。また、蓄圧タンク（40）には、空気逃がし流路（41）の一端が接続されている。空気逃がし流路（41）の他端は、大気に開口している。空気逃がし流路（41）には、蓄圧タンク（40）の圧力を所定の圧力に維持するように開閉する空気逃がし弁（42）が設けられている。
【００３１】
また、空気圧縮機（10）には、接続路（1）と水供給路（3）が接続されている。接続路（1）は上水道管に繋がっており、水供給路（3）は利用側（例えば、貯湯タンク）に繋がっている。接続路（1）は上水道管から水道水が流れ、水供給路（3）は空気圧縮機（10）から水が流れる。接続路（1）には、水の流通を禁止可能な開閉弁としての止水弁（2）が設けられている。空気圧縮機（10）は水道水の圧力を利用して空気を圧縮するものであり、その詳細な構造については後述する。
【００３２】
〈太陽光発電ユニット〉
太陽光発電ユニット（50）は、太陽光により直流電力を発生させるものである。図２及び図３に示すように、太陽光発電ユニット（50）は、太陽光パネル（51）と、パネル駆動機構（52）を備えている。太陽光パネル（51）は、一般家屋等の屋根（R）に設置されている。太陽光パネル（51）は、略板状に形成され、その上側に太陽光の受光面（51a）を形成している。太陽光パネル（51）は、太陽光を受光面（51a）によって受けることで、直流電力を発生する。太陽光パネル（51）は、空気圧縮機（10）から吐出された圧縮空気によって駆動される被駆動体を構成している。
【００３３】
パネル駆動機構（52）は、太陽光パネル（51）が太陽光を追尾するように、該太陽光パネル（51）を駆動するものである。パネル駆動機構（52）は、太陽光パネル（51）を支持する一対の柱部（53）と、該柱部（53）に回転自在に支持される回動軸（54）と、太陽光パネル（51）に連結する４枚の取付板（55,56）とを有している。
【００３４】
一対の柱部（53）は、互いに所定の間隔を空けて屋根（R）に立設している。柱部（53）は、上下に縦長の矩形柱状に形成されている。柱部（53）の上端部には、回動軸（54）を回転自在に支持する軸受け部（53a）が形成されている。回動軸（54）は、柱部（53）に跨るように屋根（R）と平行に延びている。
【００３５】
４枚の取付板（55,56）は、太陽光パネル（51）の下端部に固定されている。具体的に、一対の柱部（53）の外側には一対の外側取付板（55）が設けられている。一対の柱部（53）の内側には、一対の内側取付板（56）が設けられている。
【００３６】
パネル駆動機構（52）は、一対の空気袋（58,59）と、該空気袋（58,59）に連結する一対のロッド（61,62）とを有している。一対の空気袋（58,59）は、屋根（R）に敷設される台座部（57）の上側に設置される。一対の空気袋（58,59）は、第１空気袋（58）と第２空気袋（59）とで構成されている。また、両者の空気袋（58,59）は、柱部（53）に支持される回動軸（54）を挟むように配置されている。本実施形態では、第１空気袋（58）が第２空気袋（59）よりも西側寄りに配置されている。各空気袋（58,59）は、その内圧の変化によって伸縮変形する。
【００３７】
一対のロッド（61,62）は、第１空気袋（58）と内側取付板（56）とを連結する第１ロッド（61）と、第２空気袋（59）と内側取付板（56）とを連結する第２ロッド（62）とで構成されている。具体的に、第１ロッド（61）は、一端が第１空気袋（58）の上端部に連結し、他端が内側取付板（56）に連結している。同様に、第２ロッド（62）は、一端が第２空気袋（59）の上端部に連結し、他端が内側取付板（56）に連結している。各ロッド（61,62）は、対応する空気袋（58,59）及び対応する内側取付板（56,56）に対して回動自在に連結されている。このような構成により、太陽光パネル（51）の自重が各ロッド（61,62）を介して各空気袋（58,59）に作用する。つまり、各空気袋（58,59）は、太陽光パネル（51）を背面側から支持している。
【００３８】
パネル駆動機構（52）は、各空気袋（58,59）の内圧を変化させるための給排気機構（65）を備えている。給排気機構（65）は、第１空気袋側流路（66）と、第２空気袋側流路（67）とを有している。
【００３９】
第１空気袋側流路（66）は、第１中継流路（66a）、第１給排気流路（66b）、及び第１排出路（66c）を有している。また、第１空気袋側流路（66）には、第１から第３のポートを有する第１給排気切換弁（68）が設けられている。同様に、第２空気袋側流路（67）は、第２中継流路（67a）、第２給排気流路（67b）、及び第２排出路（67c）を有している。また、第２空気袋側流路（67）には、第１から第３のポートを有する第２給排気切換弁（69）が設けられている。
【００４０】
第１中継流路（66a）の流入端及び第２中継流路（67a）の流入端は、何れも空気供給路（45）と接続されている。第１中継流路（66a）の流出端は、第１給排気切換弁（68）の第１ポートと接続している。第１給排気流路（66b）の一端は、第１給排気切換弁（68）の第２ポートと接続している。第１給排気流路（66b）の他端は、第１空気袋（58）の給排気ポート（図示せず）と接続している。第１排出路（66c）の流入端は、第１給排気切換弁（68）の第３ポートと接続している。第１排出路（66c）の流出端は、外気側（大気圧側）に開口している。第２中継流路（67a）の流出端は、第２給排気切換弁（69）の第１ポートと接続している。第２給排気流路（67b）の一端は、第２給排気切換弁（69）の第２ポートと接続している。第２給排気流路（67b）の他端は、第２空気袋（59）の給排気ポート（図示せず）と接続している。第２排出路（67c）の流入端は、第２給排気切換弁（69）の第３ポートと接続している。第２排出路（67c）の流出端は、外気側（大気圧側）に開口している。
【００４１】
２つの給排気切換弁（68,69）は、第１ポートと第２ポートとを連通させて第３ポートを遮断する第１状態（図２の実線で示す状態）と、第２ポートと第３ポートとを連通させて第１ポートを遮断する第２状態（図２の破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。各給排気切換弁（68,69）は、各空気袋（58,59）への給気、及び各空気袋（58,59）からの排気を切り換えて制御する開閉機構を構成している。
【００４２】
パネル駆動機構（52）は、角度センサ（71）と日射センサ（72）とを有している。角度センサ（71）は、回動軸（54）の端部に取り付けられている。角度センサ（71）は、太陽光パネル（51）の角度位置を検出する検出部である。日射センサ（72）は、太陽の方位を検出する検出部である。
【００４３】
パネル制御部（80）は、角度センサ（71）及び日射センサ（72）の検出値に基づいて、太陽光パネル（51）の角度を調整するものである。具体的に、パネル制御部（80）は、これらの検出値に応じて第１、第２給排気切換弁（68,69）を切り換えるように構成されている。
【００４４】
〈空気圧縮機〉
上述した空気圧縮機（10）の詳細構造について、図４を参照しながら説明する。
【００４５】
空気圧縮機（10）は、水道水の水圧によって空気を該水圧よりも高い圧力まで圧縮するものである。空気圧縮機（10）は、筒状部材であるシリンダ部材（11）と、このシリンダ部材（11）の内部に進退自在に収容される１つのピストン部材（13）を有している。シリンダ部材（11）は、中空円筒状に形成されている。シリンダ部材（11）は、筒状胴部（11a）と、筒状胴部（11a）の軸方向の一端を閉塞する第１閉塞部（11b）と、筒状胴部（11a）の軸方向の他端を閉塞する第２閉塞部（11c）とを有している。
【００４６】
シリンダ部材（11）の内部には、軸方向の中間部位に仕切部（12）が設けられている。この仕切部（12）により、シリンダ部材（11）の内部は、第１閉塞部（11b）側寄りの第１流体室（C1）と、第２閉塞部（11c）側寄りの第２流体室（C2）とに仕切られている。
【００４７】
ピストン部材（13）は、第１流体室（C1）に進退自在に収容される第１ピストン部（13a）と、第２流体室（C2）に進退自在に収容される第２ピストン部（13b）と、両者のピストン部（13a,13b）を連結する１本のピストンロッド（13c）とを有している。第１ピストン部（13a）及び第２ピストン部（13b）は、互いに同じ外径となる円板状に形成されている。ピストンロッド（13c）は、仕切部（12）に形成された貫通口（図示せず）を貫通して両者のピストン部（13a,13b）を連結するロッド部を構成している。ピストンロッド（13c）は、各ピストン部（13a,13b）よりも小径に形成され、シリンダ部材（11）の軸心と同軸となって軸方向に延びている。
【００４８】
第１ピストン部（13a）は、第１流体室（C1）を第１受水室（W1）と第１空気室（A1）とに区画している。第１受水室（W1）は、第１閉塞部（11b）と第１ピストン部（13a）との間に形成されている。第１空気室（A1）は、第１ピストン部（13a）と仕切部（12）との間に形成されている。第２ピストン部（13b）は、第２流体室（C2）を第２受水室（W2）と第２空気室（A2）とに区画している。第２受水室（W2）は、第２閉塞部（11c）と第２ピストン部（13b）との間に形成されている。第２空気室（A2）は、第２ピストン部（13b）と仕切部（12）との間に形成されている。つまり、各流体室（C1,C2）において、シリンダ部材（11）の軸方向の外方側に受水室（W1,W2）が位置し、軸方向の内方側に空気室（A1,A2）が位置する。
【００４９】
第１空気室（A1）には第１吸入管（15）が接続され、第２空気室（A2）には第２吸入管（16）が接続されている。仕切部（12）には、第１空気室（A1）のための第１吐出ポート（17）と、第２空気室（A2）のための第２吐出ポート（18）が形成されている。そして、仕切部（12）には、第１及び第２吐出ポート（17,18）の双方と連通する１つの吐出管（19）が接続されている。第１及び第２吸入管（15,16）の各流入端は、室内や室外等の空気中（大気中）に開口している。なお、吐出管（19）は空気供給路（45）の一端に接続されている。
【００５０】
各吸入管（15,16）の内部には、ボール弁（15a,16a）及びバネ（15b,16b）がそれぞれ設けられている。ボール弁（15a,16a）は、バネ（15b,16b）によって外方側（空気室（A1,A2）側とは反対側）に付勢されている。ボール弁（15a,16a）及びバネ（15b,16b）は、各空気室（A1,A2）内の空気が各吸入管（15,16）を通じてシリンダ部材（11）の外部へ流出するのを禁止する逆止弁を構成している。
【００５１】
各吐出ポート（17,18）の内部には、ボール弁（17a,18a）及びバネ（17b,18b）がそれぞれ設けられている。ボール弁（17a,18a）は、バネ（15b,16b）によって内方側（空気室（A1,A2）側）に付勢されている。ボール弁（17a,18a）及びバネ（17b,18b）は、空気室（A1,A2）の内圧が所定圧力以上となると、吐出ポート（17,18）を開放する吐出弁を構成している。
【００５２】
ピストン部材（13）は、受水室（W1,W2）に流入した水道水の水圧を受けて変位し、空気室（A1,A2）の容積を縮小させる変位部材を構成している。具体的に、ピストン部材（13）は、第１受水室（W1）の水圧によって変位して第１空気室（A1）の容積を縮小させる第１動作と、上記第２受水室（W2）の水圧によって変位して第２空気室（A2）の容積を縮小させる第２動作とを行うように構成されている。ピストン部材（13）は、第１動作と第２動作とを交互に行って、シリンダ部材（11）の軸方向に往復動するように構成されている。
【００５３】
また、各ピストン部（13a,13b）では、各受水室（W1,W2）に臨む受圧面の面積が、空気室（A1,A2）に臨む増圧面の面積よりも大きくなっている。具体的に、第１ピストン部（13a）には、第１空気室（A1）側の端面にピストンロッド（13c）が設けられている。このため、第１ピストン部（13a）では、第１受水室（W1）に面する部位の面積（即ち、受圧面の面積）が、第１空気室（A1）に面する部位の面積（即ち、増圧面の面積）よりも、ピストンロッド（13c）の軸直角断面の面積の分だけ小さくなっている。同様に、第２ピストン部（13b）では、第２空気室（A2）側の端面にピストンロッド（13c）が設けられている。このため、第２ピストン部（13b）では、第２受水室（W2）に面する部位の面積（即ち、受圧面の面積）が、第２空気室（A2）に面する部位の面積（即ち、増圧面の面積）よりも、ピストンロッド（13c）の軸直角断面の面積の分だけ小さくなっている。
【００５４】
また、空気圧縮機（10）は、水流入路（21）及び水流出路（22）と、流路切換部（20）とを有している。
【００５５】
水流入路（21）は、流入端が上水道管からの接続路（1）に接続され、流出端が後述する流路切換部（20）の弁室（25）に接続されている。水流出路（22）は、流入端が２つに分岐して上記弁室（25）に接続され、流出端が水供給路（3）に接続されている。
【００５６】
流路切換部（20）は、上述した弁室（25）と、該弁室（25）内を挿通する弁体（26）と、第１及び第２水連通管（23,24）とを有している。弁室（25）は、仕切部（12）に形成され、且つ、シリンダ部材（11）の軸方向に延びる円柱形の空間である。弁室（25）には、５つのポート（25a,25b,25c,25d,25e）が設けられている。具体的に、弁室（25）には、流入側ポート（25a）、第１受水室側ポート（25b）、第２受水室側ポート（25c）、第１流出側ポート（25d）、第２流出側ポート（25e）が設けられている。流入側ポート（25a）には水流入路（21）の流出端が接続され、第１及び第２流出側ポート（25d,25e）には水流出路（22）の流出端が接続されている。第１受水室側ポート（25b）には第１水連通路（23）の一端が接続され、第１水連通路（23）の他端は第１受水室（W1）に接続されている。第２受水室側ポート（25c）には、第２水連通路（24）の一端が接続され、第２水連通路（24）の他端は第２受水室（W2）に接続されている。
【００５７】
弁体（26）は、１つのロッド部（26a）と２つの弁部（26b）を有している。ロッド部（26a）は、両端のそれぞれが第１及び第２空気室（A1,A2）に挿通されている。２つの弁部（26b）は、ロッド部（26a）の途中に互いに所定間隔を置いて形成され、且つ、ロッド部（26a）よりも大径に形成されている。弁体（26）は、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力がロッド部（26a）に作用することで、弁室（25）の軸方向に変位する。具体的に、弁体（26）は、流入側ポート（25a）と第１受水室側ポート（25b）とが連通し且つ第２受水室側ポート（25c）と第２流出側ポート（25e）とが連通するように弁室（25）を区画する第１位置（図４に示す位置）と、流入側ポート（25a）と第２受水室側ポート（25c）とが連通し且つ第１受水室側ポート（25b）と第１流出側ポート（25d）とが連通するように弁室（25）を区画する第２位置とに変位する。
【００５８】
弁体（26）のロッド部（26a）には、２つの溝を有するノッチ部（26c）が形成されている。また、シリンダ部材（11）には、ノッチ部（26c）の溝にはまる球状の係止部（27）と、該係止部（27）をノッチ部（26c）側へ付勢するバネ（28）とが設けられている。これらノッチ部（26c）、係止部（27）及びバネ（28）は、弁体（26）の変位方向における位置決め機構を構成している。
【００５９】
さらに、空気圧縮機（10）は、発電機構（30）を有している。発電機構（30）は、永久磁石（32）とコイル（31）を有している。永久磁石（32）は、ピストン部材（13）のピストンロッド（13c）の中央部の外周面に取り付けられている。コイル（31）は、永久磁石（32）の外周側に設けられている。発電機構（30）では、ピストン部材（13）の往復動に伴って永久磁石（32）が往復動（変位）する。この永久磁石（32）の往復動によって、コイル（31）に起電力が発生して発電する。
【００６０】
〈パネル制御部〉
パネル制御部（80）の構成について、図１０を参照しながら説明する。パネル制御部（80）は、太陽光パネル（51）を駆動制御する。パネル制御部（80）は、駆動回路（81）とスイッチ制御部（88）を有している。駆動回路（81）は、ダイオードブリッジ回路（82）と、コンデンサ（83）と、スイッチング回路（84）とを有する。
【００６１】
ダイオードブリッジ回路（82）は、４つのダイオード（D1〜D4）がブリッジ状に結線された整流回路である。ダイオードブリッジ回路（82）の入力端間には、発電機構（30）のコイル（31）が接続されている。コンデンサ（83）は、ダイオードブリッジ回路（82）の出力端間に接続されており、蓄電部を構成している。スイッチング回路（84）は、コンデンサ（83）の出力側に接続されており、互いに並列接続された第１及び第２スイッチ（85,86）を有する。また、スイッチング回路（84）は、太陽光発電ユニット（50）の第１及び第２給排気切換弁（68,69）と電気的に接続されている。第１給排気切換弁（68）が第１スイッチ（85）と直列に接続され、第２給排気切換弁（69）が第２スイッチ（86）と直列に接続されている。
【００６２】
スイッチ制御部（88）は、角度センサ（71）と日射センサ（72）の検出値に基づいて、第１及び第２スイッチ（85,86）のスイッチング（オン／オフ）を行う。
【００６３】
パネル制御部（80）では、発電機構（30）で発電した電力がコンデンサ（83）に蓄電される。スイッチ制御部（88）によって第１及び第２スイッチ（85,86）がオンされると、コンデンサ（83）に蓄電された電力が各給排気切換弁（68,69）へ供給される。これにより、給排気切換弁（68,69）が駆動される。
【００６４】
−空気圧縮機の動作−
空気圧縮機（10）の運転動作について、図５〜図９を参照しながら説明する。
【００６５】
空気圧縮機（10）の運転動作では、第１空気室（A1）の空気を圧縮する第１動作と、第２空気室（A2）の空気を圧縮する第２動作とが交互に実行される。これにより、空気圧縮機（10）では、圧縮空気が連続的に生成される。空気圧縮機（10）の運転開始時には、第１動作または第２動作のいずれかが行われる。ここでは、第１動作を先に行った場合について説明する。
【００６６】
図５に示すように、第１動作では、流路切換部（20）の弁体（26）が第１位置となる。この状態では、水流入路（21）と第１水連通路（23）とが連通し、水流出路（22）と第２水連通路（24）とが連通する。水流入路（21）の水道水は、第１水連通路（23）を介して第１受水室（W1）へ流れる。
【００６７】
そうすると、図６に示すように、第１受水室（W1）は拡大し第１空気室（A1）は縮小し、ピストン部材（13）が第２流体室（C2）側へ変位する。第１空気室（A1）が縮小すると、第１空気室（A1）の空気が圧縮される。この状態において、第２空気室（A2）は拡大し第２受水室（W2）は縮小する。そのため、第２空気室（A2）では、第２吸入管（16）が開放されて外気が流入する。第２受水室（W2）では、その内部の水が第２水連通路（24）を介して水流出路（22）へ流出する。
【００６８】
さらに、図７に示すように、ピストン部材（13）が第２流体室（C2）側へ変位すると、第１空気室（A1）の空気圧力が所定値以上となり、第１吐出ポート（17）が開放されて、第１空気室（A1）の圧縮空気が吐出管（19）から空気供給路（45）へ吐出される。ここで、第１ピストン部（13a）において、第１受水室（W1）側の受圧面の面積は、第１空気室（A1）側の増圧面の面積よりも大きいため、パスカルの原理により、第１空気室（A1）の空気を第１受水室（W1）側の水道水の圧力よりも高い圧力まで増圧することができる。
【００６９】
そして、図８に示すように、第１空気室（A1）で所定値以上となった空気圧力が、流路切換部（20）の弁体（26）の一端（図８のおける左端）に作用すると、弁体（26）は第２流体室（C2）側へ所定距離だけ変位して停止する。つまり、係止部（27）がノッチ部（26c）の左側の溝にはまって、弁体（26）が第２位置となる。この状態では、水流入路（21）と第２水連通路（24）とが連通し、水流出路（22）と第１水連通路（23）とが連通する。したがって、水流入路（21）の水道水は、第２水連通路（24）を介して第２受水室（W2）へ流れる。
【００７０】
そうすると、図９に示すように、ピストン部材（13）は第２動作を行う。具体的に、第２受水室（W2）は拡大し第２空気室（A2）は縮小し、ピストン部材（13）が第１流体室（C1）側へ変位する。第２空気室（A2）が縮小すると、第２空気室（A2）の空気が圧縮される。この状態において、第１空気室（A1）は拡大し第１受水室（W1）は縮小する。そのため、第２空気室（A2）では、第２吸入管（16）が開放されて外気が流入する。第２受水室（W2）では、その内部の水が第２水連通路（24）を介して水流出路（22）へ流出する。
【００７１】
そして、図示はしないが、ピストン部材（13）がさらに第１流体室（C1）側へ変位すると、第２空気室（A2）の空気圧力が所定値以上となり、第２吐出ポート（18）が開放されて、第２空気室（A2）の圧縮空気が吐出管（19）から空気供給路（45）へ吐出される。そして、第２空気室（A2）で所定値以上となった空気圧力が、流路切換部（20）の弁体（26）の他端（図９における右端）に作用すると、弁体（26）は第１流体室（C1）側へ所定距離だけ変位して停止する。つまり、係止部（27）がノッチ部（26c）の右側の溝にはまって、弁体（26）が第１位置に戻り、上述した動作が繰り返される。
【００７２】
このように、空気圧縮機（10）では、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力の作用によって、流路切換部（20）の弁体（26）が第１位置と第２位置とに交互に変位する。これによって、水流入路（21）及び水流出路（22）が２つの受水室（W1,W2）に対して交互に連通する。これにより、ピストン部材（13）が第１動作と第２動作とを交互に行い、ピストン部材（13）が往復動する。その結果、２つの空気室（A1,A2）が交互に縮小するため、吐出管（19）から圧縮空気が連続的に吐出される。吐出管（19）から空気供給路（45）へ吐出された圧縮空気は、蓄圧タンク（40）に貯留される。蓄圧タンク（40）の圧縮空気は、太陽光発電ユニット（50）へ供給される。
【００７３】
また、空気圧縮機（10）では、上述したようにピストン部材（13）が往復動することによって、発電機構（30）において発電する。発電機構（30）では、ピストン部材（13）の往復動に伴って永久磁石（32）が往復動（変位）する。この永久磁石（32）の往復動によって、コイル（31）に起電力が発生して発電する。このようにして発電機構（30）で発電した電力は、パネル制御部（80）の駆動回路（81）に供給される。駆動回路（81）に供給された電力は、ダイオードブリッジ回路（82）で整流された後、コンデンサ（83）に蓄電される。
【００７４】
−太陽光発電ユニットの動作−
太陽光発電ユニット（50）では、太陽光の方角に応じて太陽光パネル（51）の角度が調整される。太陽光追尾システム（S）では、この太陽光パネル（51）の駆動源として、空気圧縮機（10）から供給された圧縮空気が利用される。太陽光発電ユニット（50）の動作について図１〜図３を参照しながら説明する。
【００７５】
蓄圧タンク（40）に貯留された圧縮空気は、給排気機構（65）側へ送られる。この状態において、パネル制御部（80）は、太陽の位置（方角）に応じて、各給排気切換弁（68,69）を制御する。より詳細に、パネル制御部（80）は、角度センサ（71）で検出した太陽光パネル（51）の角度位置と、日射センサ（72）で検出した太陽の日射方向とに基づいて、太陽光パネル（51）の必要な回動角度を算出する。そして、パネル制御部（80）は、太陽光パネル（51）が算出した回転角度で変位するように、各給排気切換弁（68,69）を制御し、各空気袋（58,59）を伸縮させる。
【００７６】
例えば太陽が東側（例えば図３におけるの右上側）に位置していたとする。この場合、パネル制御部（80）は、東側寄りに設けられる第２空気袋（59）が、第１空気袋（58）よりも低い位置とするように、各給排気切換弁（68,69）を制御する。具体的に、この場合には第２給排気切換弁（69）を第２状態とすることで、第２給排気流路（67b）と第２排出路（67c）とを連通させる。これにより、第２空気袋（59）内の圧縮空気が第２排出路（67c）を通じて大気中へ放出される。その結果、第２空気袋（59）は徐々に収縮する。同時に、第１給排気切換弁（68）を第１状態とすることで、第１中継流路（66a）と第１給排気流路（66b）とを連通させる。これにより、第１中継流路（66a）側の圧縮空気が、第１空気袋（58）に流入する。その結果、第１空気袋（58）は徐々に伸張する。以上のように各空気袋（58,59）を伸縮調整することで、太陽光パネル（51）を図３(Ａ)に示すような角度位置に調整できる。
【００７７】
また、例えば太陽が南側（例えば図３における上側）に位置していたとする。この場合、パネル制御部（80）は、第１空気袋（58）と第２空気袋（59）とを同じ位置とするように、各給排気切換弁（68,69）を制御する。これにより、太陽光パネル（51）を図３(Ｂ)に示すような角度位置に調整できる。
【００７８】
また、例えば太陽が西側（例えば図３における左上側）に位置していたとする。この場合、パネル制御部（80）は、第１空気袋（58）が、第２空気袋（59）よりも低い位置とするように、各給排気切換弁（68,69）を制御する。具体的に、この場合には第１給排気切換弁（68）を第２状態とし、第２給排気切換弁（69）を第１状態とする。その結果、第１空気袋（58）が収縮すると同時に、第２空気袋（59）が伸張する。これにより、太陽光パネル（51）を図３(Ｃ)に示すような角度位置に調整できる。
【００７９】
各給排気切換弁（68,69）は、パネル制御部（80）における駆動回路（81）によって第１状態と第２状態とに切り換えられる。例えば、駆動回路（81）のスイッチ（85,86）がオンされてコンデンサ（83）に蓄電された電力が給排気切換弁（68,69）へ供給されると、給排気切換弁（68,69）は第１状態に切り換わる。また、駆動回路（81）のスイッチがオフされてコンデンサ（83）から給排気切換弁（68,69）への電力供給が停止されると、給排気切換弁（68,69）は第２状態に切り換わる。
【００８０】
以上のようにして、太陽光パネル（51）の受光面（51a）に太陽光が授与されると、太陽光パネル（51）では、直流電力が生成される。この直流電力は、例えば、パワーコンディショナ（115）に出力されて、該パワーコンディショナ（115）によって交流電力に変換される。変換された交流電力は、電力供給対象へ供給される。
【００８１】
なお、本実施形態の発電機構（30）では、コイル（31）と永久磁石（32）を用いて電磁誘導で発電するようにしたが、本発明に係る発電機構（30）はこれに限らず、エレクトレットと金属板を用いて静電誘導で発電するようにしてもよい。
【００８２】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１の空気圧縮機（10）では、水道水の圧力を利用して空気を圧縮している。これにより、水道水の過剰な圧力を有効に利用することができ、省エネ性の向上に寄与することができる。
【００８３】
また、上記実施形態１の空気圧縮機（10）によれば、受水室（W1,W2）に流入した水圧によってピストン部材（13）を変位させ、空気室（A1,A2）の容積を縮小させることで、比較的簡易な構造により、圧縮空気を得ることができる。また、受水室（W1,W2）には、水道水の圧力が利用されるため、水道水の過剰な圧力を有効に利用することができ、省エネ性の向上に寄与することができる。
【００８４】
さらに、上記実施形態１の空気圧縮機（10）によれば、縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって、水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させるようにしたので、自動でピストン部材（13）を往復動させて２つの空気室（A1,A2）を交互に縮小させることができる。これにより、連続的に圧縮空気を生成することができる。また、自動でピストン部材（13）を往復動させるので、水流入路（21）及び水流出路（22）を切り換えるための制御部が不要となり、空気圧縮機（10）の構成が簡易となる。
【００８５】
特に、弁室（25）において縮小した空気室（A1,A2）の空気圧力によって第１位置と第２位置とに変位する弁体（26）を備えるようにしたため、確実に水流入路（21）及び水流出路（22）を２つの受水室（W1,W2）に交互に連通させることができる。よって、確実にピストン部材（13）を往復動させることができる。
【００８６】
また、実施形態１の空気圧縮機（10）では、各ピストン部（13a,13b）における水の受圧面の面積を、空気の増圧面の面積よりも大きくしているため、空気室（A1,A2）の空気を水道水の圧力よりも高い圧力まで増圧させることができる。したがって、比較的高い圧力の圧縮空気を得ることができる。
【００８７】
また、上記実施形態１の空気圧縮機（10）によれば、ピストン部材（13）の往復動を利用して発電する発電機構（30）を備えるようにしたため、発電のための駆動源を別途設けることなく発電電力を得ることができる。
【００８８】
また、上記実施形態１の太陽光追尾システム（S）では、空気圧縮機（10）で生成した圧縮空気を、太陽光パネル（51）の駆動源として利用している。このため、過剰となる水道圧のエネルギーをこれらの駆動源として回収できる、省エネ性に優れた太陽光追尾システム（S）を提供することができる。
【００８９】
また、上記実施形態１の太陽光追尾システム（S）では、空気圧縮機（10）の発電機構（30）によって発電した電力を蓄電するコンデンサ（83）を備えるようにした。このため、停電した際でも、給排気切換弁（68,69）など太陽光追尾システム（S）を構成する電機部品を駆動することができる。よって、信頼性の高い太陽光追尾システム（S）を提供することが可能となる。
【００９０】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。図１１及び図１２に示すように、実施形態２に係る太陽光追尾システム（S）は、上記実施形態１における空気圧縮機（10）の発電機構（30）の構成を変更したものである。
【００９１】
本実施形態に係る空気圧縮機（10）の発電機構（100）は、上記実施形態１と同様、ピストン部材（13）の往復動を利用して発電するものである。具体的に、本実施形態の発電機構（100）は、動力伝達部（101）と発電部（104）を有している。動力伝達部（101）は、互いに回動自在に連結された第１及び第２ロッド（102,103）を有する。第１ロッド（102）の一端はピストン部材（13）の第１ピストン部（13a）に接続され、第２ロッド（103）の一端は発電部（104）に接続されている。発電部（104）は、回転子（105）と固定子（107）を有する。回転子（105）は、固定子（107）の外周側に配置される筒状部材であり、その内周面には複数の永久磁石（106）が周方向に配列されている。この複数の永久磁石（106）は、Ｓ極のものとＮ極のものとが交互に配列されている。固定子（107）は、放射状に突出する複数の固定子コア（109）と、該固定子コア（109）に巻回されるコイル（108）とを有する。回転子（105）は、動力伝達部（101）の第２ロッド（103）の一端が回動自在に連結されている。
【００９２】
本実施形態の発電機構（100）では、動力伝達部（101）によって、ピストン部材（13）の往復動が回転子（105）の回転動作に変換される。回転子（105）が回転すると、それに伴って、永久磁石（106）も回転（変位）する。これにより、コイル（108）に起電力が発生して発電する。この発電した電力は、上記実施形態１と同様、パネル制御部（80）の駆動回路（81）に供給されてコンデンサ（83）に蓄電される。その他の構成、作用及び効果は上記実施形態１と同様である。
【００９３】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。図１３に示すように、実施形態３に係る太陽光追尾システム（S）は、上記実施形態１における発電機構（30）及びパネル制御部（80）の構成を変更したものである。
【００９４】
本実施形態に係る空気圧縮機（10）の発電機構（110）は、吐出管（19）から吐出された圧縮空気を利用して発電するものである。具体的に、本実施形態の発電機構（110）は、風車（111）と発電部（112）を有している。この発電機構（110）では、風車（111）が回転することによって発電部（112）で発電する。風車（111）は、空気圧縮機（10）から吐出された圧縮空気が吹き付けられることで回転する。具体的に、本実施形態の太陽光追尾システム（S）では、蓄圧タンク（40）に空気供給路（45）とは別に吹出流路（113）が接続されている。吹出流路（113）は、蓄圧タンク（40）の圧縮空気が風車（111）へ向かって吹き出すように構成されている。吹出流路（113）には、開閉弁としての電磁弁（114）が設けられている。
【００９５】
本実施形態のパネル制御部（120）は、駆動回路（121）とスイッチ制御部（128）を有している。駆動回路（121）は、ダイオードブリッジ回路（122）と、コンデンサ（123）と、充電池（124）と、充放電切換回路（125）を有する。
【００９６】
ダイオードブリッジ回路（122）は、４つのダイオード（D1〜D4）がブリッジ状に結線された整流回路である。ダイオードブリッジ回路（122）の入力端間には、発電機構（110）の発電部（112）が接続されている。コンデンサ（123）は、ダイオードブリッジ回路（122）の出力端間に接続されており、蓄電部を構成している。充電池（124）は、コンデンサ（123）の出力側に接続されている。充電池（124）の出力側は、負荷に接続されている。ここで言う負荷は、上記実施形態１に係るパネル制御部（80）のスイッチング回路（84）と同様である。充放電切換回路（125）は、充電池（124）の充電動作と放電動作を切り換えるものであり、第１及び第２スイッチ（126,127）を有する。なお、充放電切換回路（125）にはコンデンサ（123）と充電池（124）側へ電流が逆流するのを防止するダイオードが適宜設けられている。第１スイッチ（126）は充電池（124）と直列に接続されており、第２スイッチ（127）は充電池（124）と第１スイッチ（126）との間と負荷との間に接続されている。
【００９７】
スイッチ制御部（128）は、上記実施形態１と同様、角度センサ（71）と日射センサ（72）の検出値に基づいて、スイッチング回路（84）における第１及び第２スイッチ（85,86）のスイッチング（オン／オフ）を行う。また、スイッチ制御部（128）は、充電池（124）の充電状態に基づいて、電磁弁（114）や充放電切換回路（125）を制御する。スイッチ制御部（128）は、例えば、充電池（124）の充電量が満タンである場合、電磁弁（114）を閉じると共に、充放電切換回路（125）の第１スイッチ（126）をオフし且つ第２スイッチ（127）をオンする。そうすると、充電池（124）の電力が第２スイッチ（127）を介して負荷へ供給される。負荷へ供給された電力は、太陽光発電ユニット（50）の給排気切換弁（68,69）の駆動に用いられる。また、スイッチ制御部（128）は、充電池（124）の充電量が少なくなると、電磁弁（114）を開くと共に、充放電切換回路（125）の第１スイッチ（126）をオンし且つ第２スイッチ（127）をオフする。そうすると、吹出流路（113）から圧縮空気が風車（111）へ向かって吹き出して、風車（111）が回転する。これによって、発電部（112）が発電する。発電した電力は、ダイオードブリッジ回路（122）で整流された後、コンデンサ（123）や充電池（124）に蓄電（充電）される。
【００９８】
本実施形態では、空気圧縮機（10）から吐出された圧縮空気を利用して風車（111）を回転させ発電させるようにしたため、風車（111）及び発電部（112）とパネル制御部（120）の駆動回路（121）との接続距離を短く設定することができる。これにより、発電部（112）が発電した電力が駆動回路（121）へ供給される際に生じる電圧降下をできるだけ低減することができる。そのため、停電した際でも、十分な発電電力を確実に給排気切換弁（68,69）へ供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明は、空気圧縮機及びこれを備えた太陽光追尾システムについて有用である。
【符号の説明】
【０１００】
S 太陽光追尾システム
10 空気圧縮機
11 シリンダ部材（筒状部材）
13 ピストン部材
13a 第１ピストン部（第１のピストン部）
13b 第２ピストン部（第２のピストン部）
13c ピストンロッド
20 流路切換部
21 水流入路
22 水流出路
25 弁室
25a 流入側ポート
25b 第１受水室側ポート
25c 第２受水室側ポート
25d 第１流出側ポート
25e 第２流出側ポート
26 弁体
30,100,110 発電機構
31,106 永久磁石（磁石）
32,108 コイル
51 太陽光パネル
54 回動軸
58 第１空気袋（アクチュエータ）
59 第２空気袋（アクチュエータ）
83,123 コンデンサ（蓄電部）
111 風車
124 充電池（蓄電部）
C1 第１流体室（第１の流体室）
C2 第２流体室（第２の流体室）
W1 第１受水室（受水室）
W2 第２受水室（受水室）
A1 第１空気室（空気室）
A2 第２空気室（空気室）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に第１及び第２の流体室（C1,C2）が区画された筒状部材（11）と、
上記各流体室（C1,C2）において上記軸方向の外方側と内方側の一方に水道水が流入する受水室（W1,W2）が位置し他方に空気が流入する空気室（A1,A2）が位置するように上記各流体室（C1,C2）を上記受水室（W1,W2）と空気室（A1,A2）とに区画し、上記受水室（W1,W2）に流入した水道水の圧力を受けて変位し上記空気室（A1,A2）を縮小させる第１及び第２のピストン部（13a,13b）と、該ピストン部（13a,13b）同士を連結するピストンロッド（13c）とを有するピストン部材（13）と、
水道水が流入する水流入路（21）及び水道水が流出する水流出路（22）と、
上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記水流入路（21）を上記空気室（A1,A2）が拡大した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させ、且つ、上記水流出路（22）を上記空気室（A1,A2）が縮小した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させる流路切換部（20）とを備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記流路切換部（20）は、
上記水流入路（21）が接続された流入側ポート（25a）と、水流出路（22）が接続された第１及び第２の流出側ポート（25d,25e）と、上記各受水室（W1,W2）と連通する第１及び第２の受水室側ポート（25b,25c）とが設けられた弁室（25）と、
該弁室（25）に収容され、上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記流入側ポート（25a）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させ且つ第１の流出側ポート（25d）と第２の受水室側ポート（25c）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第１位置と、上記流入側ポート（25a）と上記第２の受水室側ポート（25c）とを連通させ且つ上記第２の流出側ポート（25e）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第２位置とに変位する弁体（26）とを備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記ピストン部（13a,13b）の変位に伴う上記ピストン部材（13）の上記軸方向の往復動によって変位する磁石（32,106）と、該磁石（32,106）の変位によって発電するコイル（31,108）とを有する発電機構（30,100）を備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項４】
請求項１または２において、
上記空気室（A1,A2）で該空気室（A1,A2）の縮小によって圧縮され吐出された空気によって回転する風車（111）を有し、該風車（111）の回転によって発電する発電機構（110）を備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項５】
回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、
請求項１乃至４の何れか１つに記載の空気圧縮機（10）と、
上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）とを備えている
ことを特徴とする太陽光追尾システム。
【請求項６】
回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、
請求項３または４に記載の空気圧縮機（10）と、
上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）と、
上記空気圧縮機（10）の発電機構（30,100,110）によって発電した電力を蓄電する蓄電部（83,123,124）とを備えている
ことを特徴とする太陽光追尾システム。
【請求項１】
軸方向に第１及び第２の流体室（C1,C2）が区画された筒状部材（11）と、
上記各流体室（C1,C2）において上記軸方向の外方側と内方側の一方に水道水が流入する受水室（W1,W2）が位置し他方に空気が流入する空気室（A1,A2）が位置するように上記各流体室（C1,C2）を上記受水室（W1,W2）と空気室（A1,A2）とに区画し、上記受水室（W1,W2）に流入した水道水の圧力を受けて変位し上記空気室（A1,A2）を縮小させる第１及び第２のピストン部（13a,13b）と、該ピストン部（13a,13b）同士を連結するピストンロッド（13c）とを有するピストン部材（13）と、
水道水が流入する水流入路（21）及び水道水が流出する水流出路（22）と、
上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記水流入路（21）を上記空気室（A1,A2）が拡大した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させ、且つ、上記水流出路（22）を上記空気室（A1,A2）が縮小した側の流体室（C1,C2）の受水室（W1,W2）と連通させる流路切換部（20）とを備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記流路切換部（20）は、
上記水流入路（21）が接続された流入側ポート（25a）と、水流出路（22）が接続された第１及び第２の流出側ポート（25d,25e）と、上記各受水室（W1,W2）と連通する第１及び第２の受水室側ポート（25b,25c）とが設けられた弁室（25）と、
該弁室（25）に収容され、上記ピストン部（13a,13b）の変位により縮小した空気室（A1,A2）の圧力が作用することによって、上記流入側ポート（25a）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させ且つ第１の流出側ポート（25d）と第２の受水室側ポート（25c）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第１位置と、上記流入側ポート（25a）と上記第２の受水室側ポート（25c）とを連通させ且つ上記第２の流出側ポート（25e）と上記第１の受水室側ポート（25b）とを連通させるように上記弁室（25）を区画する第２位置とに変位する弁体（26）とを備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記ピストン部（13a,13b）の変位に伴う上記ピストン部材（13）の上記軸方向の往復動によって変位する磁石（32,106）と、該磁石（32,106）の変位によって発電するコイル（31,108）とを有する発電機構（30,100）を備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項４】
請求項１または２において、
上記空気室（A1,A2）で該空気室（A1,A2）の縮小によって圧縮され吐出された空気によって回転する風車（111）を有し、該風車（111）の回転によって発電する発電機構（110）を備えている
ことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項５】
回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、
請求項１乃至４の何れか１つに記載の空気圧縮機（10）と、
上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）とを備えている
ことを特徴とする太陽光追尾システム。
【請求項６】
回動軸（54）が設けられた太陽光パネル（51）と、
請求項３または４に記載の空気圧縮機（10）と、
上記空気圧縮機（10）の圧縮空気によって作動し、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（51）を上記回動軸（54）の軸周りに回動させるアクチュエータ（58,59）と、
上記空気圧縮機（10）の発電機構（30,100,110）によって発電した電力を蓄電する蓄電部（83,123,124）とを備えている
ことを特徴とする太陽光追尾システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−３２７１４（Ｐ２０１３−３２７１４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８１９２（Ｐ２０１１−１６８１９２）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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