JPH01295684A - 空圧システム用電子機器への電源電圧供給装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気抵抗圧力計や電磁流量計あるいはシリン
ダスイッチのような電源を必要とする空圧システム用電
子機器に電源電圧を供給する装置に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点従来、こ
のような空圧システム用電子機器に電源電圧を供給する
場合、商用電源に接続するか、あるいは、電池を内蔵す
る方法が採られているが、商用電源を使用する場合は、
電源コードを引き出す必要があって、その配線に手間が
掛かるばかりでなく、システムの配置を変更しようとし
た場合に電源コードが邪魔になって簡単に変更できない
不便さがあり、また、電池を内蔵する場合は、電池交換
の管理をしなければならない煩わしさがあった。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するための手段として、本発明の空
圧システム用電子機器への電源電圧供給装置は、空圧シ
ステムのタンクまたは管路に、小径の空気噴出口を形成
して、両端間に温度差を与えることにより起電力を生じ
るゼーベック素子を利用した熱電気発電器を、その一端
を空気噴出口に対応して設置し、その熱電気発電器を空
圧システム用電子機器の電源端子に接続した構成とした
。

また、空気噴出口に開閉弁を設けるとともに、熱電気発
電器と空圧システム用電子機器との間に、熱電気発電器
の発電時に充電を行い、発電停止時に空圧システム用電
子機器に放電を行う蓄電池を介設し、その蓄電池の蓄電
量に応じて開閉弁を開閉制御する制御装置を設けるのが
好ましい。

発明の作用及び効果 本発明は上記構成になり、タンクまたは管路に形成した
小径の空気噴出口から空気が噴出すると、噴出空気が断
熱膨張することにより冷風となってゼーベック素子を利
用した熱電気発電器の一方の端部に当てられ、その端部
が冷却されて他方の端部との間に温度差が生じることに
よって発電され、電源電圧として空圧システム用電子機
器に供給されるのであって、空圧システムに使用する空
気によって発電される熱電気発電器を電源に用いるよう
にしたから、商用電源に接続する電源コードが不要にで
きて、配線の煩わしさが除去されるとともに、空圧シス
テムを配置する場合の自由度が広がり、また、電池を内
蔵する場合のように交換時期の管理を行う手間を省くこ
とができる効果がある。

また、空気噴出口に開閉弁を設けるとともに、熱電気発
電器と空圧システム用電子機器との間に、熱電気発電器
の発電時に充電を行い、発電停止時に空圧システム用電
子機器に放電を行う蓄電池を介設し、その蓄電池の蓄電
量に応じて開閉弁を開閉制御する制御装置を設けると、
熱電気発電器で発電が行われて空圧システム用電子機器
に電源電圧が供給される間に、その一部が蓄電池に充電
され、蓄電量が一定以上となると、制御装置からの信号
で開閉弁が閉じることにより空気噴出口からの空気の噴
出が停止して発電も停止し、この間、蓄電池から放電さ
れて電子機器に電源電圧が供給され、蓄電量が一定以下
に下がると、開閉弁が開いて空気噴出口から空気が噴出
して熱電気発電器による発電が再開され、これが順次に
繰り返されるように作用し、蓄電池の放電により電源電
圧の供給の一部を負担させて、その間は発電用の空気の
供給を停止するようにしたから、空気の消費量を節約で
きて、経費節減に寄与することができる効果がある。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて
説明する。

第１図において、ｌは、空圧システムに介設された空気
圧送管路であって、その途中に突設された取出管２に、
圧送管路！に圧送される空気の圧力を測定するための電
気抵抗圧力計３が接続されているとともに、上記の取出
管２に、下面に多数の小径の空気噴出口６を形成した空
気噴出管５が接続されており、この空気噴出管５の空気
噴出口６の下方に、電気抵抗圧力計３の電源となる熱電
気発電器７が配置されて圧送管路ｌに取り付けられてい
る。

この熱電気発電器７は、ゼーベック素子８を利用したも
のであり、このゼーベック素子８は、第３図に示すよう
に、Ｐ型半導体ＰとＮ型半導体Ｎの上面同士を金属片９
を介して接続するとともに、夫々の下面に金属片ＩＯを
貼着することによって形成したものであって、その下側
の２つの金属片１０を負荷抵抗Ｒを介して接続して、上
面側に冷風を当てて低温に保つ一方、下面側を高温に保
って上下面に温度差を生じさせると、起電力が生じて矢
線方向に電流が流れる現象を呈するようになっており、
第４図に示すように、このようなゼーベック素子８が複
数個直列に接続され、それらのゼーベック素子８の上面
に絶縁板１１を挟んで金属製の放熱板１２が、また、下
面に、同じく絶縁板！夏を挟んで金属製の吸熱板！３が
夫々貼着されて、上記の熱電気発電器７が形成されてお
り、この熱電気発電器７の放熱板１２側が空気噴出管５
の空気噴出口６に対応して取り付けられている。

そして、第２図に示すように、上記の熱電気発電器７に
昇圧回路１５が接続され、その出力端子が前記の電気抵
抗圧力計３の電源端子に接続されているとともに、昇圧
回路Ｉ５と電気抵抗圧力計３の間に、バックアップ用の
蓄電池１６が逆流防止用のダイオード１７を介して接続
されている。

本実施例はこのような構造になり、空圧システムの空気
圧送管路ｌに空気が圧送されると、その一部が電気抵抗
圧力計３に導入されるとともに、空気噴出管５に空気が
送り込まれて小径の空気噴出口６から噴出し、噴出空気
が断熱膨張することにより冷風となって熱電気発電器７
の放熱板１２に当たって放熱板１２が冷却され、ゼーベ
ック素子８の上面側が放熱して低温となり、一方、吸熱
板１３はほぼ常温に維持されて、ゼーベック素子８の下
面側が吸熱して相対的な高温度に維持され、ゼーベック
素子８の上下面に温度差ができることにより、既述のよ
うに熱電気発電器７に起電力が生じ、昇圧回路１５によ
り一定の電圧に昇圧されたのち、電源電圧として電気抵
抗圧力計３に供給され、電気抵抗圧力計３が作動する。

また、この間、蓄電池Ｉ６に充電が行われ、空気の圧送
が停止して熱電気発電器７の発電が停止した場合、蓄電
池１６からの放電により電気抵抗圧力計３に電源電圧が
供給されて、さらに一定時間、電気抵抗圧力計３が作動
状態に維持される。

なお、例えば、流体圧シリンダのピストン位置を検出す
るシリンダスイッチでは、その検出信号を他の作動装置
の作動信号とするようにフィードバックするのが一般的
であるが、このようなシリンダスイッチに、上記の熱電
気発電器７を電源とする超音波発信器やワイヤレス発信
器を内蔵し、受は手の作動装置側に受信器を設けること
により、コードを全く不要としたフィードバックシステ
ムを作ることができる。

第５図乃至第７図は本発明の他の実施例を示し、本実施
例では、図示しない空気圧送管路の途中に接続された取
出管２ａの先端に、小径の空気噴出口６ａを上面に多数
個形成した空気噴出管５ａが接続されて、前記実施例と
同様の熱電気発電器７ａがその放熱板側を空気噴出口６
ａに対応させて設置され、上記の取出管２ａに、空気噴
出管５ａへの空気の供給とその停止を制御する自己保持
型２方向弁２１が取り付けられているとともに、熱電気
発電器７ａの吸熱板側に、電源電圧を取り出して空圧シ
ステム用電子機器に供給するための制御回路２２を組み
付けた基板２３が取り付けられており、この制御回路２
２は、第６図に示すように、熱電気発電器７ａに定電圧
回路２４が接続され、その出力端子に、逆流防止用のダ
イオード２５を介して蓄電池２１ｙが接続され、蓄電池
２６の出力側から、空圧システム用電子機器に接続され
る出力電圧端子２７が取り出されているとともに、その
蓄電池２６の出力側に、蓄電池２６の電圧を検出する電
圧検出回路２８が接続され、この電圧検出回路２８では
、蓄電池２６の電圧が一定の低しきい値りに下がると、
前記の自己保持型２方向弁２１の開弁トリガ用のワンシ
ョット回路２９に、また、一定の高しきい値Ｈに上がる
と閉弁トリガ用のワンショット回路３０に夫々検出信号
を送るようになっており、これらのワンショット回路２
９．３０に、電流制限用の抵抗３１を介してチャージコ
ンデンサ３２が接続されて、チャージコンデンサ３２の
出力側に、自己保持型２方向弁２１の開弁駆動用のコイ
ル３３と、閉弁駆動用のコイル３４とが並列に接続され
ていて、前記の開弁ワンショット回路２９が電圧検出回
路２８の検出信号を受けると、開弁コイル３３と直列接
続された開弁トランジスタ３５に、また、閉弁ワンショ
ット回路３０が検出信号を受けると、閉弁コイル３４と
直列接続された閉弁トランジスタ３６に夫々導通信号を
送出するようになっている。

そして、２方向弁２１が開いて空気噴出管５＠の空気噴
出口６ａがら空気が噴出されると、前記実施例と同様に
、熱電気発電器７２Ｌの放熱板側と吸熱板側に温度差が
できることによって起電力が生じ、定電圧回路２４で一
定の電圧に変換されたのち出力電圧端子２７から電源電
圧として空圧システム用電子機器に供給され、この間、
蓄電池２６が充電されて、その電圧が、第７図に示すよ
うに、高しきい値■］に達すると、電圧検出回路２８か
ら閉弁ワンショット回路３０に検出信号が出されて、閉
弁ワンショット回路３０からの信号により閉弁トランジ
スタ３６が導通し、チャージコンデンサ３２から閉弁コ
イル３４へ電流が流れて励磁されることによって２方向
弁２！が閉じ、空気噴出管５ａへの空気の供給が停止し
て熱電気発電器７ａによる発電が停止し、それ以降は、
蓄電池２６の放電により空圧システム用電子機器に電源
電圧が供給され、蓄電池２６の放電に伴いその電圧が低
下して低しきい値りまで下がると、定電圧回路２８から
開弁ワンショット回路２９に検出信号が出されて開弁ト
ランジスタ３５が導通し、開弁コイル３３が励磁されて
２方向弁２１が開き、空気噴出管５ａに再び空気が供給
されることにより熱電気発電器７１による発電が行われ
て電源電圧として空圧システム用電子機器に供給され、
それ以降、上記の動作が繰り返されて、熱電気発電器７
λと蓄電池２６から交互に電源電圧が供給される。

このように、本実施例では、蓄電池２６の放電により空
圧システム用電子機器への電源電圧の供給の一部を負担
し、その間、空気噴出管５ａへの空気の供給を停止する
ようにしたから、空気の消費が節約される。

また、電源電圧を取り出すための制御回路２２を組み付
けた基板２３を熱電気発電器７ａの吸熱板側に取り付け
たことによって、吸熱板が制御回路２２の構成部品が発
する熱を受けて、熱電気発電器７ａの吸熱板側が高温度
に保持され、放熱板側との温度差を大きくとることがで
きて、熱電気発電器７ａの発電効率を高めることができ
、これとともに、制御回路２２の構成部品は逆に熱を奪
われることになるから、その温度上昇が抑えられて熱劣
化が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図はその回路
構成図、第３図はそのゼーベック効果を説明するための
斜視図、第４図はその熱電気発電器の断面図であり、第
５図は本発明の他の実施例の斜視図、第６図はその回路
構成図、第７図はその蓄電池の電圧の特性線図である。 ｌ：空気圧送管路　３：電気抵抗圧力計　５．５ａ：空
気噴出管　６．６１Ｌ：空気噴出口　７．７２Ｌ：熱電
気発電器　８：ゼーベック素子　１２：放熱板　１３：
吸熱板　２！：自己保持型２方向弁　２２：制御回路　
２６二蓄電池　２８：電圧検出回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　空圧システムのタンクまたは管路に、小径の空気噴
   出口を形成して、両端間に温度差を与えることにより起
   電力を生じるゼーベツク素子を利用した熱電気発電器を
   、その一端を前記空気噴出口に対応して設置し、該熱電
   気発電器を空圧システム用電子機器の電源端子に接続し
   たことを特徴とする空圧システム用電子機器への電源電
   圧供給装置 ２　前記空気噴出口に開閉弁を設けるとともに、前記熱
   電気発電器と前記空圧システム用電子機器との間に、前
   記熱電気発電器の発電時に充電を行い、発電停止時に前
   記空圧システム用電子機器に放電を行う蓄電池を介設し
   、該蓄電池の蓄電量に応じて前記開閉弁を開閉制御する
   制御装置を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の空圧システム用電子機器への電源電圧供給装置