(57)【要約】【課題】容器に収容される液体の量を暗所で確認する時間及び労力を削減できるようにする。【解決手段】開口部３ａを有して電解液４を収容する容器３に着脱自在に設けられて、光を透過するカバー２３と、カバー２３内から容器３に至って設けられ、容器３の開口部３ａを挿して電解液４の液面４ａに浮くフロート２１と、カバー２３内にフロート２１の移動範囲に沿って設けられ、フロート２１の動きに沿って青色の塗料が塗布される正常表示部２２ａ及び赤色に発光する蛍光材料が塗布される警告表示部２２ｂを表示する表示部２２とを備える。これにより、電解液４の量が減少して、液面４ａが下限指示線７を下回ると、フロート２１が低下して、警告表示部２２ｂがフロート２１から露出する。従って、容器３に収容される電解液４の量の減少が確認できるようになる。この結果、容器３に収容される電解液４の量を暗所で確認する時間及び労力を削減できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有して液体を収容する容器に着脱自在に設けられて、光を透過するカバーと、
前記カバー内から前記容器の内部に至って設けられ、前記容器の開口部を挿して前記液体の液面に浮くフロートと、
前記カバー内に前記フロートの移動範囲に沿って設けられ、前記フロートの動きに応じて液面を表示する表示部とを備えることを特徴とする液面高さ検出装置。
【請求項２】
前記表示部には蛍光材料が設けられることを特徴とする請求項１に記載の液面高さ検出装置。
【請求項３】
前記フロートには前記液体の比重を計測する比重計が設けられることを特徴とする請求項１に記載の液面高さ検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液面高さ検出装置を備えることを特徴とする蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に収容される液体の液面の高さを検出する液面高さ検知装置及びそれを使用した蓄電池に関するものである。
【０００２】
詳しくは、液面が所定の高さだけ低下すると共に、フロートが所定の高さだけ低下してカバー内に設けられた表示部の一部がフロートから露出する。これにより、フロートから露出した表示部に光を照射して、その反射光がカバーを透過して、容器に収容される液体の量の減少が確認できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００３】
充放電が可能な蓄電池は、現在、自動車や電気機器のみならず住宅や発電所、変電所等にも設置され、各種用途で用いられている。蓄電池は、２種の異なった材料で構成された電極が電解液に浸されて、電極表面で化学変化を生じさせることで充放電する。
【０００４】
電解液は、充電時による水の電気分解及び自然蒸発等によって減少する。電解液が減少すると、蓄電池が充電できる電気量が低下したり、電極が空気に露出して酸化することで、蓄電池の寿命が低下する。電解液の減少をユーザが認識するために、電解液の液面が下がることを利用する液面検知装置が開発されている。
【０００５】
特許文献１には、発光ダイオードを使用した液面検知装置が開示されている。この液面検知装置によれば、電解液を収容する容器の上部に発光ダイオードが設けられ、発光ダイオードに探針が接続される。探針が容器内の電解液に接触すると、発光ダイオードが点灯し、電解液が減少してその液面が探針から離れると、発光ダイオードが消灯する。これにより、発光ダイオードの動作状態をユーザが目視することで、電解液が減少したことを確認できるというものである。
【０００６】
特許文献２には、複数の小球が設けられた液面指示装置が開示されている。この液面指示装置によれば、容器の上部にロート状の中空部が設けられ、中空部に電解液に浮くことができる複数の小球が挿入される。電解液が減少すると、複数の小球が形成する模様が変化する。これにより、小球が形成する模様を容器の上部からユーザが目視することで、電解液が減少したことを確認できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１１１８５６号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００４−８７１３８号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１によれば、発光ダイオードの消灯で電解液が減少したことを認識できる。しかしながら、蓄電池は発光ダイオードを負荷として電力を消費してしまう。また、蓄電池内に発光ダイオードを駆動する回路を形成させるため、その回路自体が故障して電解液の減少の検出ができなくなってしまう可能性があり、信頼性の乏しくコストアップの原因になる。
【０００９】
特許文献２によれば、小球が形成する模様によって電解液が減少したことを認識できる。しかしながら、蓄電池の上部から小球が形成する模様を確認するので、その確認しづらく、暗所での確認が困難である。また、蓄電池を多段に配置すると更に確認が困難となる。
【００１０】
そこで、本発明は、このような上述の課題を解決したものあって、信頼性を向上でき、製造コストを低減でき、暗所でも使用できる液面高さ検出装置及び蓄電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明に係る液面高さ検知装置及び蓄電池は、開口部を有して液体を収容する容器に着脱自在に設けられて、光を透過するカバーと、カバー内から容器の内部に至って設けられ、容器の開口部を挿して液体の液面に浮くフロートと、カバー内にフロートの移動範囲に沿って設けられ、フロートの動きに応じて液面を表示する表示部とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る液面高さ検出装置及び蓄電池によれば、カバーは、開口部を有して液体を収容する容器に着脱自在に設けられて、光を透過する。フロートは、カバー内から容器の内部に至って設けられ、容器の開口部を挿して液体の液面に浮く。表示部は、カバー内にフロートの移動範囲に沿って設けられ、フロートの動きに応じて液面を表示する。
【００１３】
これにより、液体の量が減少すると、液面が所定の高さだけ低下すると共に、フロートが所定の高さだけ低下して、表示部の一部がフロートから露出する。従って、フロートから露出した表示部に光を照射することで、その反射光がカバーを透過して、容器に収容される液体の量の減少が確認できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る液面高さ検出装置及び蓄電池によれば、フロートから露出した表示部に光を照射することで、その反射光がカバーを透過して、容器に収容される液体の量の減少が確認できるので、容器に収容される液体の量を暗所で確認する時間及び労力を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係る蓄電池１の構成例を示す斜視図である。
【図２】液面高さ検知装置２の構成例を示す斜視図である。
【図３】液面高さ検知装置２の構成例を示す正面図である。
【図４】液面高さ検知装置２の動作例（その１）を示す正面図である。
【図５】液面高さ検知装置２の動作例（その２）を示す正面図である。
【図６】液面高さ検知装置２の組立例を示す分解斜視図である。
【図７】蓄電池１の設置例を示す斜視図である。
【図８】蓄電池１の設置例を示す右側面図である。
【図９】蓄電池１のその他の設置例を示す斜視図である。
【図１０】蓄電池１のその他の設置例を示す右側面図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る液面高さ検知装置２Ａの構成例を示す斜視図である。
【図１２】比重計３０の構成例を示す正面断面図である。
【図１３】液面高さ検知装置２Ａの動作例（その１）を示す正面図である。
【図１４】液面高さ検知装置２Ａの動作例（その２）を示す正面図である。
【図１５】液面高さ検知装置２Ａの動作例（その３）を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る蓄電池１及び液面高さ検知装置２の実施形態の一例を説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞  
［蓄電池１の構成例］  
図１に示すように、蓄電池１は、液面高さ検知装置２、容器３、電解液４及び電極端子５で構成される。
【００１８】
容器３は、開口部を有しその開口部から電解液４を入れて電解液４を収容する。また、容器３は、電解液４の量の上限を指し示す上限指示線６及び電解液４の量の下限を指し示す下限指示線７を有する。上限指示線６を上回る電解液４を収容すると、容器３から電解液４が溢れる可能性がある。電解液４が充電時による水の電気分解及び自然蒸発によって減少して下限指示線７を下回ると、蓄電池１が充電可能な電気量が低下したり、電極端子５に接続され容器３内に設けられる図示しない電極が空気に露出して当該電極が酸化することで、蓄電池１の寿命が低下する。そのため、電解液４は、当該電解液４の液面４ａが上限指示線６と下限指示線７との間になるように容器３に収容されることが望ましい。
【００１９】
電解液４は、イオン性物質を水等の極性溶媒に溶解させて作製され、電気伝導性を有する。例えば、電解液４は、希硫酸等で構成される。電解液４は、前述のように、充電時による水の電気分解が生じるので、当該電解液４の比重が変化する。
【００２０】
容器３の上面には電極端子５が設けられる。電極端子５は、蓄電池１で生成された電力を外部に出力、又は、外部から供給された電力を蓄電池１に入力する端子である。電極端子５に外部装置を接続すると、蓄電池１は外部装置に電力を供給する。電極端子５に充電装置を接続すると、蓄電池１は充電装置によって充電される。
【００２１】
容器３の上部にある開口部には液面高さ検知装置２が設けられる。液面高さ検知装置２は、容器３の開口部に着脱自在に設けられて、透明なカバー２３と、カバー２３内から容器３内部に至って設けられ、容器３の開口部を挿して電解液４の液面４ａに浮くフロート２１と、カバー２３内にフロート２１の移動範囲に至って設けられ、フロート２１の動きに応じて液面を表示する表示部２２とで構成される。
【００２２】
これにより、電解液４の量が減少して、液面４ａが下限指示線７を下回ると、フロート２１が低下して、表示部２２の一部がフロート２１から露出する。従って、フロート２１から露出した表示部２２に光を照射することで、その反射光がカバー２３を透過して、容器３に収容される電解液４の量の減少が確認できるようになる。この結果、容器３に収容される電解液４の量を暗所で確認する時間及び労力を削減できる。
【００２３】
［液面高さ検知装置２の構成例］  
図２及び図３に示すように、液面高さ検知装置２は、前述で示したように、フロート２１、表示部２２及びカバー２３で構成される。
【００２４】
フロート２１は、液面４ａに当該フロート２１の下面２１ｂが接するようにして浮く。このため、フロート２１は、液面４ａの上下変動に伴い浮動する。フロート２１は、電解液４で溶解しない耐酸性を有するガラス等で作製される。また、フロート２１は、可視光を透過しないように着色され、電解液４に浮くように当該フロート２１内に中空を有して形成される。フロート２１にはストッパ２４が設けられる。ストッパ２４は、カバー接合部２３ａの上部に当接して、カバー２３から外れることを防止する。
【００２５】
フロート２１の移動範囲に沿って表示部２２が設けられる。表示部２２は、正常表示部２２ａ及び警告表示部２２ｂを備える。正常表示部２２ａは、液面４ａの高さが下限指示線７よりも高い位置であることをユーザに表示する。正常表示部２２ａには、青色を有する塗料等が塗布される。警告表示部２２ｂは、液面４ａの高さが下限指示線７より低い位置であることをユーザに表示して、電解液４を補充しなければいけないことを警告する。警告表示部２２ｂには、赤色に発光する蛍光材料がストライプ状に塗布される。蛍光材料は、光が照射されるとその照射光のエネルギーを受け取って、照射光の波長以下の光を放出するものである。また、蛍光材料は、発光させるための電源や駆動回路が不要なために信頼性が高い。
【００２６】
表示部２２は、液面４ａの高さが下限指示線７よりも高い位置であると、正常表示部２２ａのみを表示し、液面４ａの高さが下限指示線７よりも低い位置であると、正常表示部２２ａ及び警告表示部２２ｂを表示する。暗所に設置された蓄電池１にユーザが懐中電灯等の照射光を当てると、蛍光材料で形成された警告表示部２２ｂが赤色に発光する。
【００２７】
これにより、液面４ａの高さが下限指示線７よりも低い位置にあることが暗所でも確認でき、電解液４を補充する時期が確認できる。また、表示部２２に蛍光材料を使用するために、電源や駆動回路の故障で発光できなくなるという不具合がなくなるため、液面高さ検知装置２の信頼性を向上できる。
【００２８】
カバー２３は表示部２２を固定して、表示部２２の前面にフロート２１が位置するように当該フロート２１を覆う。カバー２３は容器３の上部にある開口部３ａに接合される。開口部３ａは雌ネジを有する。カバー２３の下部には雄ネジを有するカバー接合部２３ａが設けられる。カバー接合部２３ａ及び開口部３ａがネジで締結されて、カバー２３と容器３とが接合される。カバー２３は、前述の表示部２２からの発光を当該カバー２３外から確認できるようにするために、ポリエチレンテレフタレート等の光を透過する透明な合成樹脂材料であることが望ましい。
【００２９】
カバー２３は、カバー接合部２３ａ及び開口部３ａを介して容器３と接合されるので、カバー２３を回動させることで当該カバー２３の高さを調整できる。例えば、電解液４の液面４ａの位置が下限指示線７の位置になるように、警告表示部２２ｂの上端がフロート２１の上端と位置するように調整できる。
【００３０】
［液面高さ検知装置２の動作例］  
次に、液面高さ検知装置２の動作例を説明する。液面４ａが下限指示線７の位置になるように電解液４を容器３に入れ、カバー２３を回動させて、警告表示部２２ｂの上端がフロート２１の上端と位置するように調整されていることを前提とする。
【００３１】
液面４ａの位置が上限指示線６と下限指示線７との間の位置にあるとき、図４に示すように、フロート２１の背面にある正常表示部２２ａが露出する。正常表示部２２ａは、青色を有しており、電解液４を補充する必要がないことを示している。
【００３２】
電解液４が、充電時による水の電気分解及び自然蒸発によって減少して、液面４ａの位置が下限指示線７を下回ると、図５に示すように、フロート２１が下がり、警告表示部２２ｂが出現する。さらに、電解液４が減少すると、フロート２１に設けられるストッパ２４がカバー接合部２３ａに当接してフロート２１が支持されるので、当該フロート２１がカバー２３から外れることがない。
【００３３】
［液面高さ検知装置２の組立例］  
続いて、液面高さ検知装置２の組立方法について説明する。液面高さ検知装置２の組立方法は、図６に示すように、まず、塗布基板２２ｄを所定の長さの弧形状を有するように曲げ加工を行う。曲げ加工が行われた塗布基板２２ｄの上部に電解液で溶融しない青色を有する塗料を塗布して正常表示部２２ａを形成する。塗布基板２２ｄの下部に光を照射すると赤色の発光する蛍光材料をストライブ状に塗布して警告表示部２２ｂを形成する。これにより、表示部２２が完成する。
【００３４】
完成した表示部２２をカバー本体部２３ｂに取り付ける。カバー接合部２３ａ及びカバー本体部２３ｂは、射出成形等で形成される。ストッパ２４を有するフロート２１を耐酸性を有するガラス等で形成し、光が透過しないようにフロート２１を着色する。形成されたフロート２１をカバー接合部２３ａの内面を貫通するように挿入する。蓋部２３ｃの下部に接着剤を塗布して、カバー本体部２３ｂに被せる。これにより、液面高さ検知装置２が完成する。このような組立方法で作製された液面高さ検知装置２は、構造が簡単であるため、製造コストを低減できる。
【００３５】
［蓄電池１の設置例］  
次に、蓄電池１の設置例について説明する。図７及び図８に示すように、蓄電池１は、高さ方向に大きく、かつ、奥行き方向に小さい所定の寸法を有する箱１０に収容されることを想定する。箱１０は、合成樹脂や金属等で形成される。蓄電池１は、台１１の上に設置することで多段に設置することが可能になる。台１１は箱１０と同様に合成樹脂や金属等で形成される。
【００３６】
まず、蓄電池１の背面に台１１を設置するように、箱１０に蓄電池１と台１１とを収容する。次に、蓄電池１及び台１１の上面、かつ、液面高さ検知装置２の背面に第２の蓄電池（以下、蓄電池１’という）を設置する。多段に設置しても、表示部２２を確認することができ、蓄電池１，１’は、電解液４の補給時期を直ちに報知することができる。なお、本発明では、２段の設置例について説明したが、３段以上の設置も可能である。
【００３７】
図９及び図１０に示すように、蓄電池１は、高さ方向に小さく、かつ、奥行き方向に大きい所定の寸法を有する箱１０Ａに収容されることを想定する。蓄電池１の背面に蓄電池１’を設置する。水平に設置しても、表示部２２が確認することができ、蓄電池１，１’は、電解液４の補給時期を直ちに報知することができる。
【００３８】
このように、第１の実施の形態に係る蓄電池１及び液面高さ検知装置２によれば、カバー２３は開口部３ａを有して電解液４を収容する容器３に着脱自在に設けられて、光を透過する。フロート２１はカバー２３内から容器３に至って設けられ、容器３の開口部３ａを挿して電解液４の液面４ａに浮く。表示部２２はカバー２３内にフロート２１の移動範囲に沿って設けられ、フロート２１の動きに沿って青色の塗料が塗布される正常表示部２２ａ及び赤色に発光する蛍光材料が塗布される警告表示部２２ｂを表示する。
【００３９】
これにより、電解液４の量が減少して、液面４ａが下限指示線７を下回ると、フロート２１が低下して、警告表示部２２ｂがフロート２１から露出する。従って、フロート２１から露出した警告表示部２２ｂに光を照射することで、警告表示部２２ｂが赤色に発光し、その光がカバー２３を透過するので、容器３に収容される電解液４の量の減少が確認できるようになる。この結果、容器３に収容される電解液４の量を暗所で確認する時間及び労力を削減できる。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞  
本実施の形態では、前述の液面高さ検知装置２に注意表示部２２ｃ及び比重計３０を設けた液面高さ検知装置２Ａについて説明する。第２の実施の形態について、前述の実施の形態と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【００４１】
図１１に示すように、液面高さ検知装置２Ａは、フロート２１、表示部２２、カバー２３、比重計３０及び比重メータ４０で構成される。
【００４２】
表示部２２は、正常表示部２２ａ、警告表示部２２ｂ及び注意表示部２２ｃを有する。注意表示部２２ｃは、正常表示部２２ａと警告表示部２２ｂとの間に設けられる。注意表示部２２ｃは、液面４ａの高さが下限指示線７より少し高い位置であり、液面４ａの高さが下限指示線７に近づいていることをユーザに表示する。注意表示部２２ｃは、黄色に発光する蛍光材料で形成される。
【００４３】
比重計３０は、フロート２１の内部に設けられる。比重計３０は、電解液４が有する比重を測定するものであり、電解液４の比重の変動によって、当該比重計３０自身が上下に変動して、カバー２３内に設けられた比重メータ４０で電解液４の比重が正常の比重を有しているか否かが判定される。
【００４４】
次に、比重計３０の構成例について説明する。図１２に示すように、比重計３０は、測定部３１、比重計本体部３２及び判定部３３で構成される。比重計３０は、電解液４で溶解しない耐酸性を有するガラス等で作製され、可視光を透過しないように着色される。
【００４５】
測定部３１は、電解液４が正常の比重から変動すると、測定部３１は、その比重に応じて上下に変動する。測定部３１には比重計本体部３２が接続される。比重計本体部３２は、フロート２１の中空内に挿入され、フロート２１に支持される。比重計本体部３２には判定部３３が接続される。判定部３３は、電解液４が有する比重が正常の比重であるか否かを判定する。電解液４が所定の比重を有する場合、判定部３３は、比重メータ４０が有する正常表示４０ａ（図１３参照）を指し示す。電解液４が所定の比重より小さい場合、測定部３１が上方向に浮き上がり、判定部３３は、比重メータ４０が有する異常表示４０ｂ（図１５参照）を指し示す。電解液４が所定の比重より大きい場合、測定部３１が下方向に浮き上がり、判定部３３は、異常表示４０ｂを指し示す。
【００４６】
次に、液面高さ検知装置２Ａの動作例について説明する。図１３に示すように、液面４ａが上限指示線６と下限指示線７との間にあるとき、フロート２１の背面にある正常表示部２２ａが露出される。また、電解液４の比重が正常な比重を有するとき、判定部３３が正常表示４０ａを指し示す。
【００４７】
図１４に示すように、電解液４が減少して、液面４ａの位置が下限指示線７より少し高い位置になると、フロート２１が下がり、注意表示部２２ｃが出現する。
【００４８】
図１５に示すように、さらに電解液４が減少して、液面４ａが下限指示線７を下回ると、フロート２１がさらに下がり、警告表示部２２ｂが出現する。また、例えば、電解液４の比重が正常な比重よりも小さくなったとき、判定部３３が異常表示４０ｂを指し示す。警告表示部２２ｂには補給液量目盛４１が設けられる。補給液量目盛４１は、電解液４を補給する量を示す目盛である。例えば、フロート２１の上端が補給液量目盛４１の「１００ｃｃ」付近に位置すると、容器３に電解液４を１００ｃｃ入れる必要があることを示している。
【００４９】
このように、第２の実施の形態に係る液面高さ検知装置２Ａによれば、比重計３０がフロート２１内に設けられるので、電解液４が有する比重が正常であるか否かを判定できる。また、表示部２２に注意表示部２２ｃが設けられるので、電解液４を補給する時期である補給時期を、補給時期が到来する前に予め知ることができる。
【００５０】
なお、本発明では、正常表示部２２ａは、青色を有する塗料で塗布されることを説明したが、青色以外の塗料で塗布されても良いし、蛍光材料で塗布されても良い。警告表示部２２ｂは、赤色に発光する蛍光材料で塗布されることを説明したが、赤色等の塗料を塗布しても構わない。また、警告表示部２２ｂは、赤色以外に発光する蛍光材料で塗布されても良い。注意表示部２２ｃは、黄色に発光する蛍光材料で塗布されることを説明したが、黄色以外に発光する蛍光材料で塗布されても良い。また、本発明に係る液面高さ検出装置は、当該液面高さ検出装置を蓄電池に設けたものを説明したが、これに限定されるものではなく、蓄電池以外にも使用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、容器に収容される液体の液面の高さを検出する液面高さ検知装置及びそれを使用した蓄電池に適用し極めて好適である。
【符号の説明】
【００５２】
１  蓄電池
２，２Ａ  液面高さ検知装置
３  容器
４  電解液
５  電極端子
６  上限指示線
７  下限指示線
２２  表示部
２２ａ  正常表示部
２２ｂ  警告表示部
２２ｃ  注意表示部
２３  カバー
２４  ストッパ
３０  比重計
【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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【図１０】
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【図１１】
2010210597.tif 000013
【図１２】
2010210597.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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