JP2747421B2 - Power supply system in micromachine - Google Patents
Power supply system in micromachineInfo
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、数ミリメートル、或い
はそれ以下の大きさの微小機械であるマイクロマシンに
関し、特にマシン本体の外部から無索方式で電力を供給
するシステムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micromachine which is a micromachine having a size of several millimeters or less, and more particularly to a system for supplying electric power from the outside of a machine body in a cableless manner.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、マイクロマシンと称して数ミリメ
ートル、或いはそれ以下の大きさの微小機械が提案さ
れ、実用化を目指して様々な研究開発が為されている。
斯種マイクロマシンの駆動方式として、各種アクチュエ
ータを具えたマシン本体に対して外部からケーブルを介
してエネルギー(電力)及び制御信号を供給する有索方式
と、マシン本体内に蓄電池等のエネルギー源を具えて外
部からは無線で制御信号のみを供給する無索方式とが知
られている。2. Description of the Related Art In recent years, micromachines having a size of several millimeters or less have been proposed as micromachines, and various researches and developments have been made for practical use.
As a driving method of such a micromachine, a cabled method for supplying energy (power) and a control signal from an external device via a cable to a machine body equipped with various actuators, and an energy source such as a storage battery in the machine body are provided. There is also known a non-wireless system that supplies only control signals wirelessly from the outside.
【０００３】有索方式の場合はエネルギー源がマシン本
体の外部にあるためにマシン本体を小形化出来ると共
に、駆動エネルギー量に制限を受けないので、マイクロ
マシンの設計の自由度が大きい利点がある。しかしその
反面、エネルギー供給の為のケーブルが不可欠であるの
で、マシン本体の動作範囲や動きに制約がある。In the case of the cabled system, since the energy source is outside the machine main body, the machine main body can be downsized and the amount of driving energy is not limited, so that there is an advantage that the degree of freedom in designing the micromachine is great. However, on the other hand, since the cable for energy supply is indispensable, there are restrictions on the operating range and movement of the machine body.
【０００４】一方、無索方式の場合、マシン本体の動き
に制限はなくなるが、マシン本体を駆動するためのエネ
ルギー源をマシン本体に搭載しなければならないので、
マシン全体の大きさや重量が増し、マイクロマシン本来
の機能を損う欠点がある。On the other hand, in the case of the cableless system, the movement of the machine body is not limited, but an energy source for driving the machine body must be mounted on the machine body.
There is a disadvantage that the size and weight of the entire machine are increased and the original functions of the micromachine are impaired.
【０００５】そこで、無索方式のマイクロマシンにおい
て、エネルギー源をマシン本体には搭載せず、太陽光等
のエネルギーとなる光線をマシン本体へ照射することに
よって、エネルギーの供給を外部から無索で行なう方式
が検討されている(例えば特願平３−７２４３号)。Therefore, in a cableless micromachine, an energy source is not mounted on the main body of the machine, but energy rays such as sunlight are irradiated on the main body of the machine to supply energy from the outside without a cable. A method has been studied (for example, Japanese Patent Application No. 3-7243).
【０００６】図３は、光線によるエネルギー供給方式を
採用した従来のマイクロマシンの構成例を示しており、
マイクロマシン(１)は、直径が略５〜１０ｍｍ程度の管
(９)内に装入されて、管(９)内壁へ向けて突設した複数
本の駆動脚(２)及びマイクロマシン(１)本体の伸縮によ
って前進、後退移動を行なうものである。FIG. 3 shows an example of the configuration of a conventional micromachine employing an energy supply method using light rays.
The micromachine (1) is a tube having a diameter of about 5 to 10 mm.
A plurality of drive legs (2) and a plurality of drive legs (2) protruding toward the inner wall of the pipe (9) and moving forward and backward by the expansion and contraction of the main body of the micromachine (1).
【０００７】マイクロマシン(１)の表面は、レーザ光線
の光エネルギーを電力に変換する多数の光起電力素子
(３)によって覆われている。光起電力素子(３)は具体的
には、ａ−Ｓｉ太陽電池であって、例えばマイクロマシ
ンを管(９)の内部へ装入して機能させる場合には、管の
一方の開口からマイクロマシン(１)へ向けて光線が照射
される。光起電力素子(３)が光線の照射を受けて発生し
た電力は内部回路系(５)へ供給されて、所定の機能動作
が実現される。The surface of the micromachine (1) has a large number of photovoltaic elements for converting light energy of a laser beam into electric power.
It is covered by (3). The photovoltaic element (3) is specifically an a-Si solar cell. For example, when a micromachine is inserted into the inside of the tube (9) to function, the micromachine (3) is inserted through one opening of the tube. Light rays are emitted toward 1). The power generated by the photovoltaic element (3) receiving the light beam is supplied to the internal circuit system (5), and a predetermined functional operation is realized.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、マイクロマ
シン(１)が管(９)の屈曲部を通過し、或いは管の奥部深
くまで進行した場合、マイクロマシン(１)に達する光エ
ネルギーは著しく減少し、マイクロマシン(１)を十分に
機能させることが困難となる。又、原子力発電所の復水
器細管の内部を検査するマイクロマシンにおいては、細
管内へ光線を照射する作業に大きな危険が伴うため、光
線によるエネルギー供給方式には種々の課題が残されて
いる。管の外部から管壁を通じて供給されるエネルギー
が、音エネルギーや電磁力エネルギーであれば、マイク
ロマシン側に音起電力素子、二次側コイルなどの受信器
が必要となり、マイクロマシンの小形化を妨げる問題と
なる。 However, when the micromachine (1) passes through the bent portion of the tube (9) or proceeds deep into the tube, the light energy reaching the micromachine (1) is significantly reduced. It is difficult to make the micromachine (1) function sufficiently. Further, in a micromachine for inspecting the inside of a condenser tube of a nuclear power plant, there is a great danger in the operation of irradiating the inside of the tube with a light beam. Energy supplied from outside the pipe through the pipe wall
Is sound energy or electromagnetic energy, the microphone
Receivers such as acoustic electromotive elements and secondary coils on the machine side
Is necessary, which is a problem that hinders miniaturization of micromachines.
Become.
【０００９】然も太陽電池などの光起電力素子は、例え
ば０.３〜０.４μm以下の短波長領域では十分な感度が
得られない。特にマイクロマシンにおいては、可能な限
りの小形化が図られているから、光起電力素子を配設す
べき表面の面積も限られたものとなり、マイクロマシン
が発揮すべき機能動作の負荷が大きくなった場合、光起
電力素子の起電力だけでは電力不足が生じる虞れがあ
る。However, photovoltaic elements such as solar cells cannot provide sufficient sensitivity in a short wavelength region of, for example, 0.3 to 0.4 μm or less. In particular, in the case of micromachines, the size of the surface on which the photovoltaic element is to be placed is also limited because the size is reduced as much as possible, and the load of the function operation that the micromachine should exert is increased. In this case, there is a possibility that power shortage may occur only by the electromotive force of the photovoltaic element.
【００１０】本発明の目的は、管壁や隔壁を透過させて
内部のマイクロマシンへエネルギーを供給することが出
来、マイクロマシンの小形化を妨げずにマイクロマシン
に電力を供給するシステムを提供することである。又、
本発明の他の目的は、例えば原子力発電所の復水器細管
の内部検査を行なうマイクロマシンにおいて、マイクロ
マシンの作業環境に存在するα線、β線、γ線等の放射
線をエネルギー源として用いることが出来る電力供給シ
ステムを提供することである。An object of the present invention is to supply energy to an internal micromachine through a tube wall or a partition wall, and to prevent the micromachine from being downsized.
To provide a system for supplying a two-power. or,
Another object of the present invention is to use, as an energy source, radiation such as α-rays, β-rays, and γ-rays existing in the working environment of a micromachine in a micromachine that performs internal inspection of condenser tubes of a nuclear power plant, for example. It is to provide a possible power supply system.
【００１１】更に本発明の他の目的は、太陽光等に含ま
れる短波長の放射線、特に紫外線に対しても分光感度が
得られ、例えば太陽電池等のエネルギー変換器との併用
によって、十分な電力を賄うことが出来る電力供給シス
テムを提供することである。Still another object of the present invention is to obtain a spectral sensitivity to short-wave radiation contained in sunlight and the like, particularly to ultraviolet rays, and to obtain sufficient spectral sensitivity when used in combination with an energy converter such as a solar cell. An object is to provide a power supply system that can supply power.
【００１２】[0012]
【課題を解決する為の手段】本発明においては、マイク
ロマシン(１)に内蔵した回路系(５)へ電力を供給するシ
ステムであって、マイクロマシン(１)の、本体外周面を
覆って光起電力素子(３)及び該光起電力素子(３)の上面
へ蛍光体層(４)を形成し、該蛍光体層(４)は、マイクロ
マシン(１)の外部からマシン本体へ向けて放射される放
射エネルギーを受けて蛍光を発し、該蛍光(８)によって
前記光起電力素子(３)を励起させ、光起電力素子(３)の
起電力が前記回路系(５)へ供給される。 According to the present invention, a microphone is provided.
System for supplying power to the circuit system (5) built in the machine (1).
The stem, the outer peripheral surface of the main body of the micromachine (1)
Covering the photovoltaic element (3) and the upper surface of the photovoltaic element (3)
A phosphor layer (4) is formed, and the phosphor layer (4) is
Radiation radiated from the outside of the machine (1) to the machine body
It emits fluorescence upon receiving the radiation energy, and by the fluorescence (8)
Exciting the photovoltaic element (3), the photovoltaic element (3)
An electromotive force is supplied to the circuit system (5).
【００１３】具体的構成において、更にマイクロマシン
(１)には、光起電力素子(３)と並べて、放射線電池が配
置される。又、蛍光体層(４)は、無機シンチレータ、有
機シンチレータ、サルチル酸ナトリウム、或いはタング
ステン酸カルシウムによって形成することが出来る。[0013] In a specific configuration, a micromachine
In (1), a radiation battery is arranged alongside the photovoltaic element (3). Further, the phosphor layer (4) can be formed of an inorganic scintillator, an organic scintillator, sodium salicylate, or calcium tungstate.
【００１４】[0014]
【作用】管内或いは狭隘部に装入されたマイクロマシン
(１)に対し、エネルギー線として放射線、Ｘ線、紫外
線、或いは荷電粒子線が照射される。この中で放射線や
Ｘ線は管壁或いは隔壁を透過可能であるので、これらの
エネルギー線の放射源は管壁或いは隔壁の外側に配置さ
れ、該放射源からのエネルギー線は管壁或いは隔壁を透
過して、マイクロマシン(１)へ到達する。一方、紫外線
や荷電粒子線の放射源は例えば管の一方の開口部に配置
され、これらのエネルギー線は管壁或いは隔壁に沿って
進行し、マイクロマシン(１)へ到達する。マシン本体の
蛍光体層(４)は上記の各種エネルギー線を受けて励起
し、例えば０.４μm以上の可視光領域の波長を有する蛍
光(８)を発する。該蛍光(８)は光起電力素子(３)へ入射
する。これによって光起電力素子(３)が電力を発生し、
該電力はマシン本体の内部回路系(５)へ供給される。[Function] A micromachine inserted in a pipe or a narrow part
Radiation, X-rays, ultraviolet rays, or charged particle beams are applied to (1) as energy rays. Since radiation and X-rays can pass through the tube wall or the partition wall, the radiation source of these energy rays is arranged outside the tube wall or the partition wall, and the energy ray from the radiation source passes through the tube wall or the partition wall. It penetrates and reaches the micromachine (1). On the other hand, a radiation source of ultraviolet rays or charged particle beams is disposed, for example, at one opening of a tube, and these energy rays travel along a tube wall or a partition and reach the micromachine (1). The phosphor layer (4) of the machine body receives and excites the above-mentioned various energy rays and emits, for example, fluorescence (8) having a wavelength in the visible light region of 0.4 μm or more. The fluorescence (8) enters the photovoltaic element (3). This causes the photovoltaic element (3) to generate power,
The electric power is supplied to an internal circuit system (5) of the machine body.
【００１５】光起電力素子(３)と並べて放射線電池を配
置した具体的構成においては、蛍光(８)に変換されるこ
となく蛍光体層(４)を透過したエネルギー線、特に放射
線が該放射線電池に入射して、その放射エネルギーが電
力に変換される。該電力は、光起電力素子(３)からの電
力とともに内部回路系(５)へ供給される。In a specific configuration in which a radiation cell is arranged alongside the photovoltaic element (3), energy rays, particularly radiation, that have passed through the phosphor layer (4) without being converted into fluorescent light (8), Upon entering the battery, the radiant energy is converted to electrical power. The power is supplied to the internal circuit system (5) together with the power from the photovoltaic element (3).
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明のマイクロマシンにおける電力供
給システムによれば、管壁や隔壁を透過させて内部のマ
イクロマシンへエネルギーを供給することが出来るの
で、管内或いは狭隘部内のマイクロマシンの作業位置に
拘わらず、十分な電力を供給することが出来る。しかも
マイクロマシンの本体外周面を覆っている光起電力素子
(３)と蛍光体層(４)は、薄い層状に配置されて、マイク
ロマシンの小形化を妨げない。又、原子力発電所の復水
器細管の内部検査を行なうマイクロマシンにおいては、
マイクロマシンの作業環境に存在するα線、β線、γ線
等の放射線をエネルギー源として用いることが出来るの
で、特別なエネルギー源を配置する必要はなく、検査作
業が安全である。更に又、太陽光等に含まれる短波長の
放射線、特に紫外線に対しても分光感度が得られ、例え
ば太陽電池等のエネルギー変換器との併用によって、十
分な電力を賄うことが出来る。According to the power supply system for a micromachine of the present invention, energy can be supplied to an internal micromachine through a pipe wall or a partition wall, regardless of the working position of the micromachine in a pipe or a narrow portion. And sufficient power can be supplied. Moreover
Photovoltaic element covering the outer peripheral surface of the main body of the micromachine
(3) and phosphor layer (4) are arranged in a thin layer
Does not hinder downsizing of the machine. Also, in micromachines that perform internal inspection of condenser tubes at nuclear power plants,
Since radiation such as α-rays, β-rays, and γ-rays existing in the working environment of the micromachine can be used as an energy source , there is no need to arrange a special energy source, and the inspection work is safe. Further, spectral sensitivity can be obtained even for short-wavelength radiation contained in sunlight or the like, particularly ultraviolet rays, and sufficient electric power can be supplied by using it together with an energy converter such as a solar cell.
【００１７】[0017]
【実施例】本発明を原子力発電所の復水器細管の内部検
査を行なうマイクロマシンに実施した一例につき、図面
に沿って詳述する。尚、該マイクロマシンは電力の供給
を受けて細管内を前進、後退し、所定位置にて目的の機
能動作を実行するものであるが、これらの動作を行なう
ためのマシン本体の構造、回路構成については図示及び
説明を省略し、以下、マシン本体へ電力を供給するシス
テムについて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a micromachine for inspecting the inside of a condenser tube of a nuclear power plant will be described in detail with reference to the drawings. The micromachine advances and retreats in the thin tube under the supply of electric power, and executes a desired functional operation at a predetermined position. The structure and circuit configuration of the machine body for performing these operations are described below. The illustration and description are omitted, and a system for supplying power to the machine body will be described below.
【００１８】図１に示す如くマイクロマシン(１)の本体
表面は、例えばＧａＡｓからなる光起電力素子(３)によ
って覆われ、更に該光起電力素子(３)を覆って、例えば
無機シンチレータの一種であるヨウ化ナトリウムからな
る蛍光体層(４)が設けられている。As shown in FIG. 1, the main body surface of the micromachine (1) is covered with a photovoltaic element (3) made of, for example, GaAs, and further covered with the photovoltaic element (3), for example, a kind of inorganic scintillator. A phosphor layer (4) made of sodium iodide is provided.
【００１９】尚、光起電力素子(３)の電極(図示省略)は
マイクロマシン(１)の本体内部に設けられた回路系(５)
と接続されており、光起電力素子(３)の起電力は該回路
系へ供給される構成となっている。The electrodes (not shown) of the photovoltaic element (3) are connected to a circuit system (5) provided inside the main body of the micromachine (1).
And the electromotive force of the photovoltaic element (3) is supplied to the circuit system.
【００２０】マイクロマシン(１)に対しては、例えばス
テンレス鋼製の管(９)の外部から管壁を介して放射線
(６)が照射される。該放射線(６)は管(９)を透過して、
マイクロマシン(１)表面の蛍光体層(４)に入射する。こ
れによって蛍光体層(４)が励起されて、該蛍光体層(４)
からは蛍光(８)が発せられる。該蛍光(８)は光起電力素
子(３)へ入射し、これによって光起電力素子(３)は電力
を発生し、これをマシン本体の内部回路系(５)へ供給す
る。For the micromachine (1), radiation is applied from outside of the tube (9) made of, for example, stainless steel through the tube wall.
(6) is irradiated. The radiation (6) passes through the tube (9),
The light enters the phosphor layer (4) on the surface of the micromachine (1). As a result, the phosphor layer (4) is excited, and the phosphor layer (4) is excited.
Emits fluorescence (8). The fluorescent light (8) enters the photovoltaic element (3), whereby the photovoltaic element (3) generates electric power and supplies it to the internal circuit system (5) of the machine body.
【００２１】尚、蛍光体層(４)の材質としては、表１及
び表２に示す様に各種の無機シンチレータ或いは有機シ
ンチレータが採用出来る。無機シンチレータとしては、
硫化亜鉛ＺｎＳ(Ａｇ)、ヨウ化ナトリウムＮａＩ(Ｔ
ｌ)、ヨウ化セシウムＣｓＩ、ヨウ化カリウムＫＩ、ヨ
ウ化銀ＡｇＩ、ビスマス-ゲルマニウムＢＧＯ、カドミ
ウム−タングステン、フッ化カルシウム、及びフッ化バ
リウムが代表的である。又、有機シンチレータとして
は、アントラセン、ポリスチレン、ポリビニルトルエ
ン、ｐ-ターフェニルトルエン、テルフェニル、ナフタ
リン、及びトランススチルベンが代表的である。As the material of the phosphor layer (4), various inorganic scintillators or organic scintillators can be employed as shown in Tables 1 and 2. As inorganic scintillators,
Zinc sulfide ZnS (Ag), sodium iodide NaI (T
l), cesium iodide CsI, potassium iodide KI, silver iodide AgI, bismuth-germanium BGO, cadmium-tungsten, calcium fluoride, and barium fluoride are typical. Typical organic scintillators include anthracene, polystyrene, polyvinyltoluene, p-terphenyltoluene, terphenyl, naphthalene, and transstilbene.
【００２２】これらのシンチレータに放射線が照射され
たときに発せられる蛍光の波長、蛍光効率、光の減衰時
間、及びエネルギー選択性は表１及び表２に示す通りで
ある。The wavelength, fluorescence efficiency, light decay time, and energy selectivity of fluorescence emitted when these scintillators are irradiated with radiation are as shown in Tables 1 and 2.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【表２】 [Table 2]
【００２４】表中のエネルギー選択性に示す様に、各シ
ンチレータは、照射されるエネルギー線によって選択性
を有しており、例えば硫化亜鉛はα線の照射を受けるこ
とによって効率的に蛍光する。γ線については、有機シ
ンチレータは無機シンチレータに比べて性能が劣るが、
膜厚を大きく形成することによって感度の向上を図るこ
とが可能である。As shown in the energy selectivity in the table, each scintillator has selectivity depending on the energy beam to be irradiated. For example, zinc sulfide efficiently fluoresces when irradiated with α-rays. For gamma rays, organic scintillators have lower performance than inorganic scintillators,
The sensitivity can be improved by forming the film with a large thickness.
【００２５】蛍光体層の材質として無機シンチレータを
採用する場合、粉体、薄膜、或いは単結晶等、目的に適
合した状態で形成することが出来、例えば無機シンチレ
ータの結晶を形成する方法が採用出来る。When an inorganic scintillator is employed as the material of the phosphor layer, it can be formed in a state suitable for the purpose, such as a powder, a thin film, or a single crystal. For example, a method of forming a crystal of the inorganic scintillator can be employed. .
【００２６】一方、蛍光体層の材質として有機シンチレ
ータを採用する場合は、例えばキシレンの如き有機溶剤
にテルフェニルを溶かすことによって液体状とし、これ
をマイクロマシン(１)表面に塗布する。又、固体プラス
チックシンチレータにおいては、溶剤のかわりに高分子
物質が基剤として用いられ、マイクロマシン(１)表面に
塗布する。On the other hand, when an organic scintillator is used as the material of the phosphor layer, terphenyl is dissolved in an organic solvent such as xylene to make the liquid state, which is applied to the surface of the micromachine (1). In the case of a solid plastic scintillator, a polymer substance is used as a base instead of a solvent, and is applied to the surface of the micromachine (1).
【００２７】図２は、図１のマイクロマシン(１)の構成
に加えて、管(９)の内壁にも蛍光体層(41)を形成した電
力供給システムを示している。この場合、管壁を透過し
た放射線(６)は、その一部が管(９)内壁の蛍光体層(41)
にて蛍光(８)に変換され、該蛍光(８)はマイクロマシン
(１)表面の蛍光体層(４)を透過して、光起電力素子(３)
へ入射する。又、蛍光(８)に変換されずに蛍光体層(41)
を透過した放射線は、マイクロマシン(１)表面の蛍光体
層(４)へ入射して蛍光に変換される。該蛍光は光起電力
素子(３)へ入射して、電力に変換されるのである。この
様にして得られた電力はマシン本体の内部回路系(５)へ
供給される。FIG. 2 shows a power supply system in which a phosphor layer (41) is formed on the inner wall of the tube (9) in addition to the structure of the micromachine (1) of FIG. In this case, part of the radiation (6) transmitted through the tube wall is a phosphor layer (41) on the inner wall of the tube (9).
Is converted to fluorescence (8) by the micromachine
(1) The photovoltaic element (3) which penetrates the surface phosphor layer (4)
Incident on. Also, the phosphor layer (41) is not converted to the fluorescent light (8).
Is transmitted to the phosphor layer (4) on the surface of the micromachine (1) and is converted into fluorescence. The fluorescence enters the photovoltaic element (3) and is converted into electric power. The power thus obtained is supplied to the internal circuit system (5) of the machine body.
【００２８】尚、蛍光体層(41)の材質として無機シンチ
レータを採用する場合、粉体、薄膜、或いは単結晶等、
目的に適合した状態で形成することが出来、例えば、無
機シンチレータを粉末状にして管(９)内壁に塗布する方
法が採用出来る。蛍光体層(41)の材質として有機シンチ
レータを採用する場合は、例えばキシレンの如き有機溶
剤にテルフェニルを溶かすことによって液体状とし、こ
れを管(９)内壁に塗布する。又、固体プラスチックシン
チレータにおいては、溶剤のかわりに高分子物質が基剤
として用いられ、管(９)内壁に塗布する方法が採用され
る。When an inorganic scintillator is used as the material of the phosphor layer (41), powder, a thin film, a single crystal, or the like may be used.
It can be formed in a state suitable for the purpose. For example, a method in which an inorganic scintillator is powdered and applied to the inner wall of the pipe (9) can be adopted. When an organic scintillator is used as the material of the phosphor layer (41), for example, terphenyl is dissolved in an organic solvent such as xylene to make a liquid state, and this is applied to the inner wall of the tube (9). In the case of a solid plastic scintillator, a method is used in which a polymer substance is used as a base instead of a solvent, and the polymer is applied to the inner wall of the pipe (9).
【００２９】図２の構成によれば、下記の試算例で示す
様に大きな電力をマイクロマシン(１)へ供給することが
出来る。例えばヨウ化ナトリウムからなる蛍光体層(４)
(41)の蛍光効率が１０％、マイクロマシン(１)表面の蛍
光体層(４)の膜厚が０.１ｍｍ、管(９)内壁の蛍光体層
(41)の膜厚が０.５ｍｍ、蛍光体層(４)(41)から発せら
れる蛍光の波長が４１３ｎｍとする。又、ＧａＡｓから
なる光起電力素子(３)の波長４１３ｎｍにおける変換効
率が１０％、光起電力素子(３)の形成された表面積が１
ｃｍ2、ステンレス鋼製の管(９)の肉厚が１.５ｍｍとす
る。According to the configuration shown in FIG. 2, a large power can be supplied to the micromachine (1) as shown in the following calculation example. Phosphor layer made of, for example, sodium iodide (4)
The fluorescence efficiency of (41) is 10%, the thickness of the phosphor layer (4) on the surface of the micromachine (1) is 0.1 mm, and the phosphor layer on the inner wall of the tube (9).
The thickness of (41) is 0.5 mm, and the wavelength of the fluorescence emitted from the phosphor layers (4) and (41) is 413 nm. The conversion efficiency at a wavelength of 413 nm of the photovoltaic element (3) made of GaAs is 10%, and the surface area on which the photovoltaic element (3) is formed is 1%.
cm 2 , and the thickness of the stainless steel pipe (9) is 1.5 mm.
【００３０】上記構成において、マイクロマシン(１)へ
向けて０.２×１０12ＭｅＶ／ｓ・ｃｍ2の放射エネルギ
ーが供給された場合、管(９)内壁の蛍光体層(41)の発光
エネルギーＥ１は、 Ｅ１＝０.２×０.１＝０.０２ (×１０12ＭｅＶ／ｓ・
ｃｍ2) となる。In the above configuration, when radiant energy of 0.2 × 10 12 MeV / s · cm 2 is supplied to the micromachine (1), the luminous energy of the phosphor layer (41) on the inner wall of the tube (9) is changed. E1 is: E1 = 0.2 × 0.1 = 0.02 (× 10 12 MeV / s ·
cm 2 ).
【００３１】蛍光(８)に変換されずに蛍光体層(41)を透
過した放射線(６)は、残りのエネルギー(０.１８×１０
12ＭｅＶ／ｓ・ｃｍ2)を有しており、マイクロマシン
(１)表面の蛍光体層(４)へ入射する。このとき、蛍光体
層(４)の発光エネルギーＥ２は、 Ｅ２＝０.１８×０.１＝０.０１８ (×１０12ＭｅＶ
／ｓ・ｃｍ2) となる。The radiation (6) transmitted through the phosphor layer (41) without being converted into the fluorescence (8) has the remaining energy (0.18 × 10
12 MeV / s · cm 2 )
(1) The light enters the phosphor layer (4) on the surface. At this time, the emission energy E2 of the phosphor layer (4) is: E2 = 0.18 × 0.1 = 0.018 (× 10 12 MeV
/ S · cm 2 ).
【００３２】そして、発光エネルギーの２分の１が光起
電力素子(３)に照射されるとすると、照射エネルギーＥ
３は、 Ｅ３＝０.５×１０6×(０.０２＋０.０１８)×１.６×
１０-19×１０12 ＝３.０４×１０-3 (Ｗ／ｃｍ2) ＝３.０４ (ｍＷ／ｃｍ2) となる。従って、光起電力素子(３)から得られる電力Ｐ
は、 Ｐ＝３.０４×０.１＝０.３０４ (ｍＷ) となる。Then, assuming that one half of the emission energy is irradiated to the photovoltaic element (3), the irradiation energy E
3 is E3 = 0.5 × 10 6 × (0.02 + 0.018) × 1.6 ×
10 −19 × 10 12 = 3.04 × 10 −3 (W / cm 2 ) = 3.04 (mW / cm 2 ). Therefore, the power P obtained from the photovoltaic element (3)
Is P = 3.04 × 0.1 = 0.304 (mW).
【００３３】マイクロマシン(１)は上記電力の供給を受
けて管(９)内を前進、後退し、同時に管壁の欠陥の有無
を検査する。上記マイクロマシン(１)における電力供給
システムによれば、原子力発電所の復水器内に存在する
放射線をエネルギー源として利用出来るので、特別なエ
ネルギー源の設置が不要であり、安全にエネルギーを供
給することが出来る。The micromachine (1) receives the above-mentioned electric power and moves forward and backward in the pipe (9), and at the same time inspects the pipe wall for defects. According to the power supply system in the micromachine (1), radiation existing in the condenser of the nuclear power plant can be used as an energy source, so that no special energy source is required and energy can be supplied safely. Can do it.
【００３４】上記実施例では、管(９)の外側から管壁を
通して放射線(６)を供給しているが、図１及び図２に鎖
線で示す様に、放射線(６)に加えて、管(９)の開口端か
ら紫外線(７)を照射する構成も可能である。この場合、
マイクロマシン(１)表面或いは管(９)内壁に形成すべき
蛍光体層(４)(41)の材質は、サリチル酸ナトリウムが適
当である。紫外線(７)は、マイクロマシン(１)表面の蛍
光体層(４)或いは管(９)内壁の蛍光体層(41)へ入射し、
これによって蛍光体層(４)(41)は励起されて蛍光を発す
る。尚、紫外線(７)の発生源としては、太陽光を利用す
ることが可能である。In the above embodiment, the radiation (6) is supplied from the outside of the tube (9) through the tube wall. However, as shown by a chain line in FIGS. A configuration in which ultraviolet rays (7) are irradiated from the opening end of (9) is also possible. in this case,
The material of the phosphor layers (4) and (41) to be formed on the surface of the micromachine (1) or on the inner wall of the tube (9) is suitably sodium salicylate. The ultraviolet rays (7) enter the phosphor layer (4) on the surface of the micromachine (1) or the phosphor layer (41) on the inner wall of the tube (9),
As a result, the phosphor layers (4) and (41) are excited to emit fluorescence. It should be noted that sunlight can be used as a source of the ultraviolet rays (7).
【００３５】又、紫外線(７)に替えてＸ線を放射するこ
とも可能であり、この場合、蛍光体層(４)(41)はタング
ステン酸カルシウムから形成するのが適当である。It is also possible to emit X-rays instead of the ultraviolet rays (7). In this case, the phosphor layers (4) and (41) are suitably formed of calcium tungstate.
【００３６】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。The description of the above embodiments is for the purpose of illustrating the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Further, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.
【００３７】例えばエネルギー線として、イオン線、電
子線等の荷電粒子線を採用することも可能である。又、
光起電力素子(３)と並べて放射線電池を配置し、蛍光に
変換されることなく蛍光体層(４)を透過した放射線を該
放射線電池によって電力に変換する構成も採用出来る。
これによって、放射線を高い効率で電力に変換出来、大
きな電力を内部回路系へ供給することが出来る。For example, a charged particle beam such as an ion beam or an electron beam can be used as the energy beam. or,
It is also possible to adopt a configuration in which a radiation battery is arranged beside the photovoltaic element (3), and radiation transmitted through the phosphor layer (4) without being converted into fluorescence is converted into electric power by the radiation battery.
Thereby, radiation can be converted into electric power with high efficiency, and large electric power can be supplied to the internal circuit system.
【図１】マイクロマシンにおける電力供給システムの構
成例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration example of a power supply system in a micro machine.
【図２】他の電力供給システムの構成を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of another power supply system.
【図３】従来のマイクロマシンを示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional micromachine.
(１) マイクロマシン (２) 駆動脚 (３) 光起電力素子 (４) 蛍光体層 (41) 蛍光体層 (５) 内部回路系 (６) 放射線 (７) 紫外線 (８) 蛍光 (９) 管 (1) Micromachine (2) Drive leg (3) Photovoltaic element (4) Phosphor layer (41) Phosphor layer (5) Internal circuit system (6) Radiation (7) Ultraviolet (8) Fluorescence (9) Tube
フロントページの続き (72)発明者 榊原 孝久 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 倉 達哉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−46539（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−292849（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−241004（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−58359（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−38410（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−38968（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−45630（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−274417（ＪＰ，Ａ)Continued on the front page (72) Inventor Takahisa Sakakibara 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Tatsuya Kura 2-5-2-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo (56) References JP-A-6-46539 (JP, A) JP-A-5-292849 (JP, A) JP-A-4-241004 (JP, A) JP-A-5-58359 (JP, A) JP-A-6-38410 (JP, A) JP-A-6-38968 (JP, A) JP-A-6-45630 (JP, A) JP-A-7-274417 (JP, A)
Claims (3)
(５)へ電力を供給するシステムであって、マイクロマシ
ン(１)には、マシン本体の外周面を覆って光起電力素子
(３)及び該光起電力素子(3)の上面へ蛍光体層(4)を形成
し、該蛍光体層(4)はマイクロマシン(１)の外部からマ
シン本体へ向けて放射される放射エネルギーを受けて蛍
光を発し、該蛍光(８)によって前記光起電力素子(３)を
励起させ、光起電力素子(３)の起電力が前記回路系(５)
へ供給されるマイクロマシンにおける電力供給システ
ム。1. A circuit system built in a micro machine (1)
A system for supplying power to (5), wherein the micromachine (1) has a photovoltaic element covering the outer peripheral surface of the machine body.
(3) and forming a phosphor layer (4) on the upper surface of the photovoltaic element (3)
And, fluorescent body layer (4) said photovoltaic element fluorescence originating the receiving radiant energy emitted toward the outside of the micromachine (1) to the machine body, by fluorescent (8) (3)
When excited, the electromotive force of the photovoltaic element (3) is applied to the circuit system (5).
Power supply system in the micromachine supplied to the machine.
素子(３)と並べて、放射線電池が配置されている請求項
１に記載のマイクロマシンにおける電力供給システム。2. The power supply system for a micromachine according to claim 1, further comprising a radiation battery disposed in the micromachine along with the photovoltaic element.
機シンチレータ、サルチル酸ナトリウム、或いはタング
ステン酸カルシウムである請求項１又は請求項２に記載
のマイクロマシンにおける電力供給システム。3. The power supply system according to claim 1, wherein the phosphor layer is made of an inorganic scintillator, an organic scintillator, sodium salicylate, or calcium tungstate.
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