(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧で作動する機構部を備えたエアーツールの電源装置において、導入される高圧空気を分流して高温空気と低温空気を得る渦巻形分流器と、得られた高温空気と低温空気の導入による熱電効果で発電する熱電力発生器とを内蔵し、エアーツールの駆動に用いる高圧空気を使用して発電するとともに、前記熱電力発生器の低温空気側の空間を区画する隔壁を隔てて制御部の制御基板を配設し、該制御基板を、前記熱電力発生器から排気された低温空気及び隔壁を介して冷却するようにしたことを特徴とするエアーツールの電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧で操作されるインパクトレンチ、エアーグラインダ等のエアーツールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアーツールは、その機械的な機構部の駆動のための高圧空気のみならず、機構部を制御するために内蔵された電気回路、すなわち制御基板、表示ランプ等の作動のために電力を必要とする。
そこで、従来のエアーツールにおいて、内部電源を持たないものでは、高圧空気の供給管の他に給電コードを接続することで、別途電力を供給可能とする必要がある。
このほか、エアーツールに電力を供給するため、エアーツールの機体内に蓄電池を内蔵させた内部電源方式のものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記前者の技術のように、高圧空気の供給管及び給電コードの２本の配線をエアーツールに接続することは、電源の確保のためのコードの引回しにより、エアーツールの操作性を悪くすることになる。また、後者の技術では、エアーツールの制御の高度化に伴う電気回路の消費電力の増大で、大容量の蓄電池が必要となり、蓄電池の内蔵に伴う重量の増大により、エアーツールの操作性が悪化するばかりでなく、電池交換や充電を必要とする。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、エアーツールの操作性を悪化させない軽量の内蔵式の電源装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、高圧空気を発電に利用する電源装置の内蔵に伴い得られる低温空気を利用して制御基板等の発熱部を冷却することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のエアーツールの電源装置は、空気圧で作動する機構部を備えたエアーツールの電源装置において、導入される高圧空気を分流して高温空気と低温空気を得る渦巻形分流器と、得られた高温空気と低温空気の導入による熱電効果で発電する熱電力発生器とを内蔵し、エアーツールの駆動に用いる高圧空気を使用して発電するとともに、前記熱電力発生器の低温空気側の空間を区画する隔壁を隔てて制御部の制御基板を配設し、該制御基板を、前記熱電力発生器から排気された低温空気及び隔壁を介して冷却するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエアーツールの電源装置を図示の実施例に基づいて説明する。
【０００７】
図１は、本発明のエアーツールの電源装置を適用したエアーツールの一例としての油圧式トルクレンチを示す。
このトルクレンチ１の機構部２は、回転トルクを発生するエアーモータ２０と、エアーモータ２０の回転トルクを打撃トルクに変換して主軸２２に伝達する油圧式の打撃トルク発生装置２１とを主たる機構として備えている。エアーモータ２０を駆動する高圧空気は、ハンドル部１０の供給路を通し、トリガー１１操作のメインバルブとレバー１２操作の正逆回転切換バルブを経てエアーモータ２０に供給され、エアーモータ２０を駆動した空気は、同じくハンドル部１０を通る排気路を経て、排気口１３から排出される構成が採られている。
【０００８】
この油圧式トルクレンチ１は、装置の前方部に主軸２２にかかるトルクを検出する磁歪式トルク検出機構３３と、その制御基板３４とを備え、更に、後方部にトルクレンチ１の制御のための制御部３を備えている。そして、制御部３には、制御基板３０と、発光ダイオードからなる表示ランプ３１と、小容量の蓄電池３２が配設されている。
したがって、これらトルク検出機構３３の制御基板３４と制御部３は、その作動のための電源を必要とする。
【０００９】
そこで、この装置では、エアーモータ２０と制御部３との間に電源装置４を内蔵している。
この電源装置４は、油圧式トルクレンチ１に導入される高圧空気を分流して高温空気と低温空気を得る渦巻形分流器５と、得られた高温空気と低温空気の導入による温度差を負荷することで熱電効果により発電する熱電力発生器６を内蔵した発電手段とから構成されている。
【００１０】
ここで、これら渦巻形分流器５と熱電力発生器６について簡単に説明する。    図２は渦巻形分流器５の構造を示す。
渦巻形分流器５は、一端が閉じた軸方向穴５０ａを有し、軸方向穴５０ａの一端近傍に複数の径方向排出孔５０ｂを有する筒状の基体５０と、基体５０の一端にねじ込まれ、先端の円錐状部５１ａで径方向排出孔５０ｂの開口部を絞り、排出量を調整する弁体５１と、基体５０の他端を閉じるノズル体５２とで構成されている。ノズル体５２は、前記軸方向穴５０ａより小径の軸方向孔５２ａを有し、軸方向孔５２ａは基体５０との当接部で軸方向穴５０ａと同径に座繰られ、座繰り穴５２ｂの外周に、座繰り穴５２ｂに対して接線方向に延びる複数（図において６条）の細溝５２ｃを形成するようにしている。
【００１１】
このように構成された渦巻形分流器５は、細溝５２ｃを通して高圧空気を軸方向穴５０ａに対する周方向の流れとして導入することで、軸方向穴５０ａ内に旋回流を生じ、その末端の径方向孔５０ｂ側に、図２に実線矢印で示すように高温空気が排出され、軸方向孔５２ａ側に、図２に点線矢印で示すように低温空気が排出される特性を有する。
【００１２】
一方、図３は熱電力発生器６の構造を示す。
熱電力発生器６は、電流を運ぶキャリアが正孔のＰ型とキャリアが電子のＮ型の化合物半導体からなるＰ型素子６１とＮ型素子６２を、銅の接合電極を介して接合させたＰＮ対の組を、熱のやりとり量を増大させるべく直列に多数接続して面状に配列し、接合電極の外側に、絶縁性が高く熱伝導率のよいアルミナ等のセラミック基板６３を接合させた構成を有する。
【００１３】
このように構成された熱電力発生器６は、セラミック基板６３の一方を吸熱面Ｈとし、他方を放熱面Ｌとして両面に温度差を負荷することで、ゼーベック（Seebeck）効果により、熱エネルギを直接電気エネルギに変換して、接合電極の一端に接続したリード線６４と、他端に接続されたしたリード線６５間に熱起電力を発生する。
【００１４】
図４は、こうした渦巻形分流器５と熱電力発生器６を内蔵した発電手段とを組み合わせた電源装置４を断面で示す。
渦巻形分流器５の接線方向細溝５２ｃは、給気路７０に接続され、軸方向孔５２ａは熱電力発生器６で仕切られた発電手段の一方の空間Ａに接続路７２で接続され、径方向孔５０ｂは接続路７１で発電手段の他方の空間Ｂに接続されている。そして、一方の空間Ａからの低温空気の排出路７３は、制御基板３０等の発熱部を冷却すべく、制御基板３０等を配設した制御部３を介してエアーツール１の排気口１３に通じる排気路７４に連通し、他方の空間Ｂからの高温空気の排出路７６は、直接排気路７４に連通している。
この場合、渦巻形分流器５へ高圧空気を導入する給気路７０は、通常、エアーモータ２０への吸気路から分岐する形態を採用するようにする。
また、渦巻形分流器５と熱電力発生器６を内蔵した発電手段の周囲に、必要に応じて、断熱材を配設することができる。
【００１５】
こうした構成からなるトルクレンチ１において、トリガー１１の操作により開始される高圧空気の給気は、渦巻形分流器５への供給で高温空気と低温空気とに分流されて、それぞれ発電手段の熱電力発生器６の吸熱面Ｈと放熱面Ｌとに沿って流れるように空間Ａ及び空間Ｂに供給され、それにより熱電力発生器６は温度差を負荷されて発電する。
この発電により得られた電力は、制御部２、すなわち、制御基板３０にリード線６４，６５を通して供給され、制御基板上の図示しないＤＣ−ＤＣコンバータ等で適宜の電圧とされて、直接、回路の作動に使用されるか、小容量の蓄電池３２に蓄電しながら、それをバッファーとして回路の作動に使用される。
【００１６】
また、熱電力発生器６で仕切られた発電手段の一方の空間Ａからの低温空気の排出路７３を、制御基板３０等を配設した制御部３を介してエアーツール１の排気口１３に通じる排気路７４に連通することにより、制御基板３０等の発熱部を冷却するようにする。
このように、制御基板３０等の発熱部は、制御部３に導入される低温空気により、直接的に冷却されるとともに、発電手段の周囲に断熱材を配設しない場合には、発電手段の一方の空間Ａと制御部３とを区画する隔壁Ｗを介して、間接的に冷却することができる。
【００１７】
以上、本発明のエアーツールの電源装置を油圧式トルクレンチ適用した例について説明したが、この電源装置は、空気圧で操作されるインパクトレンチ、エアーグラインダ等のエアーツールの電源装置として広く適用することができるものである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のエアーツールの電源装置によれば、該ツールを駆動するために供給される高圧空気から渦巻形分流器を用いて高温空気と低温空気を生成させ、それによる温度差を利用して熱電力発生器により発電させ、その電力で制御部を作動させて機構部を制御することができるため、制御用電力供給のための給電コードの接続を不要とし、しかも大型の蓄電池の内蔵によるエアーツールの重量増大を避けることができるため、エアーツールの操作性を向上させることができる。
【００１９】
そして、熱電力発生器の低温空気側の空間を区画する隔壁を隔てて制御部の制御基板を配設し、該制御基板を、前記熱電力発生器から排気された低温空気及び隔壁を介して冷却することができ、これにより、制御基板の放熱を促し、基板の温度上昇を防いで、制御動作を安定させることができ、エアーツールの制御をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の電源装置を備えた油圧式トルクレンチの正面断面図である。
【図２】  同電源装置の渦巻形分流器を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  同電源装置の熱電力発生器を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】  同電源装置の正面断面図である。
【符号の説明】
１    油圧式トルクレンチ（エアーツール）
２    機構部
３    制御部
３０  制御基板（発熱部）
４    電源装置
５    渦巻形分流器
６    熱電力発生器
７    低温空気排出路
８    排気路
９    高温空気排出路
【図１】
0004184471.tif 000002
【図２】
0004184471.tif 000003
【図３】
0004184471.tif 000004
【図４】
0004184471.tif 000005