(57)【要約】【課題】  三方に並列に配置された複数の測定対象物の温度を測定可能であると共に複数の配線設置が不要な温度センサを提供すること。【解決手段】  三方に並列に配置された３つの測定対象物Ｃの隙間に設置される温度センサ１であって、３つの外周面を有する三角柱状又は三角筒状のセンサ本体２と、該センサ本体２の各外周面に設けられ測定対象物Ｃから放射される赤外線を受光して温度を検出する３つのセンサ素子３と、センサ素子３に接続されセンサ本体２内を挿通されたリード線４と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三方に並列に配置された３つの測定対象物の隙間に設置される温度センサであって、
３つの外周面を有する三角柱状又は三角筒状のセンサ本体と、
該センサ本体の各外周面に設けられ前記測定対象物から放射される赤外線を受光して温度を検出する３つのセンサ素子と、
前記センサ素子に接続され前記センサ本体内を挿通されたリード線と、を備えていることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサにおいて、
複数の前記センサ本体が、その軸線方向に連結されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の温度センサにおいて、
前記センサ本体に、設置状態で前記測定対象物に当接可能に突出した支持体が複数設けられていることを特徴とする温度センサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、
前記センサ素子が、薄膜サーミスタであることを特徴とする温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三方に並列に配置された複数の測定対象物（電池セル等）の温度を同時に測定することができる温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、組電池などの電池セルの温度監視が必要な装置において、複数の電池セルの温度を測定するために、複数の温度センサを設置している。例えば、特許文献１には、直列又は並列に接続された複数の二次電池と、二次電池の温度を検出するため二次電池に接近して配設される温度検出素子を有する複数の温度検出回路と、を備えるバッテリーパックが提案されている。
【０００３】
また、特許文献２には、電池を直線状に連結している複数本の電池モジュールと、電池モジュールの温度を検出する複数の温度センサと、を備えた車両用の電源装置が提案されている。
さらに、測定対象物の表面を面として捉えて温度を測定する方法としては、赤外線イメージセンサなどの光学手法を用いて、測定対象物の表面から放射される輻射による赤外線を受けて温度測定する方法も知られている。例えば、特許文献３には、測定対象物であるヒートローラの表面温度を非接触で測定する温度センサであって、ヒートローラの表面に近接して非接触で保持される赤外線透過性フィルム上に赤外線吸収ガラスで溶封されたサーミスタ素子を有する非接触温度センサが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２６７８０号公報
【特許文献２】特開２００６−７４８６９号公報
【特許文献３】特開２００４−２０５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、複数の電池セル等の温度を測定するために、複数の温度センサを配置するには、温度センサの設置数に応じて取付工数が増大すると共に複数の配線及びハーネスが必要になり、設置コスト及び部材コストが増えてしまう不都合があった。また、温度センサの設置数に応じて配線等の本数が増え、重量増加や線材の耐振動に対する信頼性低下などが生じる問題があった。さらに、並列に並べられた複数の電池セルの隙間に複数の温度センサを設置する場合、設置スペースが狭いと共に組立が複雑になって工数が増加するため、設置作業や電池交換等のメンテナンスの作業性に不都合があった。また、通気のための空間が多数の配線や取付治具などにより占有されてしまい、電池セルの放熱の妨げになるおそれもあった。
また、赤外線イメージセンサなどにより温度分布を測定する場合、画像処理などの演算コストが膨大であり、組電池などの温度監視に使用することは不適である。さらに、測定対象物の全体を赤外線の視野角に入れる必要があり、取付場所に制限があり、狭い設置スペースでは利用困難な場合がある。
さらに、三方に並列に配置された３つの電池セルの隙間に赤外線センサを設置する場合、三方に電池セルが配置されているため、少なくとも３つの赤外線センサを互いに異なる方向の電池セルに向けて設定する必要があり、設置位置の確保が難しいと共に設置作業に手間がかかってしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、三方に並列に配置された複数の測定対象物の温度を測定可能であると共に複数の配線設置が不要な温度センサ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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の温度センサは、三方に並列に配置された３つの測定対象物の隙間に設置される温度センサであって、３つの外周面を有する三角柱状又は三角筒状のセンサ本体と、該センサ本体の各外周面に設けられ前記測定対象物から放射される赤外線を受光して温度を検出する３つのセンサ素子と、前記センサ素子に接続され前記センサ本体内を挿通されたリード線と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、この温度センサでは、三角柱状又は三角筒状のセンサ本体の各外周面に設けられ測定対象物から放射される赤外線を受光して温度を検出する３つのセンサ素子と、センサ素子に接続されセンサ本体内を挿通されたリード線と、を備えているので、３つの測定対象物の隙間に挿入、設置するだけで３つのセンサ素子を三方の測定対象物に向けて同時に設置でき、３つの測定対象物の温度を非接触で同時に測定することができる。
また、測定対象物に対して非接触で温度を測定可能であるため、直接測定対象物の表面に取り付ける必要が無く、電池セル等の測定対象物への冷却空気の流れを阻害し難く、良好な冷却効果を得ることができる。なお、センサ本体を三角筒状にすれば、内部を冷却空気が流通可能になるため、より良好な冷却空気の流通が得られる。
さらに、３つのセンサ素子に接続されたリード線がセンサ本体内を挿通されているので、センサ素子毎に個別の配線を別途配設する必要が無く、配線コスト及び部材コストを削減可能であると共に設置やメンテナンス等の作業性にも優れている。また、配線スペースを極力省くことができ、狭い設置スペースでも容易に設置可能で通気性も確保可能である。
【０００９】
また、本発明の温度センサは、複数の前記センサ本体が、その軸線方向に連結されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、複数のセンサ本体が、その軸線方向に連結されているので、複数の電池セル等の測定対象物が直列に連結されて３本の直線状の測定対象物とされている場合、これらの直線状の測定対象物の隙間にこれらに沿って容易に挿入配置することができると共に、連結された複数の測定対象物を測定することが可能になる。
【００１０】
また、本発明の温度センサは、前記センサ本体に、設置状態で前記測定対象物に当接可能に突出した支持体が複数設けられていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、センサ本体に、設置状態で測定対象物に当接可能に突出した支持体が複数設けられているので、温度センサと測定対象物との距離及び隙間を支持体によって一定に保ち、電池セル等の測定対象物の場合、冷却空気の流路を一定に保つことができる。
【００１１】
また、本発明の温度センサは、前記センサ素子が、薄膜サーミスタであることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、センサ素子が、薄膜サーミスタであるので、センサ本体の外周面に所望の受光面積で容易に設置又は形成可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサによれば、三角柱状又は三角筒状のセンサ本体の各外周面に設けられ測定対象物から放射される赤外線を受光して温度を検出する３つのセンサ素子と、センサ素子に接続されセンサ本体内を挿通されたリード線と、を備えているので、３つの測定対象物の隙間に挿入、設置するだけで３つのセンサ素子を三方の測定対象物に向けて同時に設置でき、３つの測定対象物の温度を非接触で同時に測定することができる。
また、電池セル等の測定対象物への冷却空気の流れを阻害し難く、高い通気性によって良好な冷却効果を得ることができると共に、配線コスト及び部材コストを削減可能であり、設置やメンテナンス等の作業性にも優れている。
したがって、本発明の温度センサは、組電池を構成する電池セルの隙間に設置して周囲の複数の電池セルの温度監視を行う温度センサとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る温度センサの第１実施形態において、温度センサを示す斜視図である。
【図２】第１実施形態において、複数の測定対象物（電池セル）の隙間に設置された温度センサを示す正面図である。
【図３】本発明に係る温度センサの第２実施形態において、温度センサを示す斜視図である。
【図４】第２実施形態において、連結されたセンサ本体のうち中央のセンサ本体を示す斜視図である。
【図５】第２実施形態において、複数の測定対象物（電池セル）の隙間に設置された温度センサを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る温度センサの第１実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１５】
本実施形態の温度センサ１は、図１及び図２に示すように、例えば円柱状の測定対象物Ｃとして直列に並んで接続された複数の電池セルの列を３列、三方に並列に並べて構成された組電池の温度監視を行うために測定対象物Ｃの隙間に設置される非接触温度センサである。この温度センサ１は、３つの外周面を有する三角柱状のセンサ本体２と、該センサ本体２の各外周面に設けられ測定対象物Ｃから放射される赤外線を受光して温度を検出する３つのセンサ素子３と、各センサ素子３に接続されセンサ本体２内を挿通された複数のリード線４と、を備えている。
【００１６】
上記センサ素子３は、長方形状の受光面が形成された薄膜サーミスタである。この薄膜サーミスタとして、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、ＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタ素子は、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。
【００１７】
上記センサ本体２は、断面正三角形状の三角柱に、例えばエンジニアリング・プラスチック又はスーパーエンジニアリング・プラスチックで形成されている。エンジニアリング・プラスチックとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＯ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ナイロン）（ＰＡ）等が採用可能である。また、スーパーエンジニアリング・プラスチックとしては、例えばポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）等が採用可能である。
【００１８】
上記各リード線４は、対応するセンサ素子３の電極（図示略）に接続され、センサ本体２内に挿通された配線管５に通されてそれぞれ一端が外部に引き出されている。これらリード線４のうち、１本は全てのセンサ素子３の一方の電極に接続されたコモン線とされ、他のリード線４は、対応するセンサ素子３の他方の電極に接続された個別測定線とされている。
【００１９】
この温度センサ１は、三方に並列に配置された３つの測定対象物Ｃの隙間に挿入すると共に各センサ素子３がそれぞれ一つの測定対象物Ｃに対向するようにして設置される。この状態で、測定したい測定対象物Ｃに対向したセンサ素子３に対応するリード線４（コモン線及び対応する個別測定線）によって当該センサ素子３の電気抵抗を測定することで、各測定対象物Ｃの温度を測定することができる。
【００２０】
このように本実施形態の温度センサ１では、三角柱状のセンサ本体２の各外周面に設けられ測定対象物Ｃから放射される赤外線を受光して温度を検出する３つのセンサ素子３と、センサ素子３に接続されセンサ本体２内を挿通されたリード線４と、を備えているので、３つの測定対象物Ｃの隙間に挿入、設置するだけで３つのセンサ素子３を三方の測定対象物Ｃに向けて同時に設置でき、３つの測定対象物Ｃの温度を非接触で同時に測定することができる。
【００２１】
また、測定対象物Ｃに対して非接触で温度を測定可能であるため、直接測定対象物Ｃの表面に取り付ける必要が無く、電池セル等の測定対象物Ｃへの冷却空気の流れを阻害し難く、良好な冷却効果を得ることができる。
さらに、３つのセンサ素子３に接続されたリード線４がセンサ本体２内を挿通されているので、センサ素子３毎に個別の配線を別途配設する必要が無く、配線コスト及び部材コストを削減可能であると共に設置やメンテナンス等の作業性にも優れている。
【００２２】
また、配線スペースを極力省くことができ、狭い設置スペースでも容易に設置可能で通気性も確保可能である。
また、センサ素子３が、薄膜サーミスタであるので、センサ本体２の外周面に所望の受光面積で容易に設置又は形成可能である。
【００２３】
次に、本発明に係る温度センサの第２実施形態について、図３から図５を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２４】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、センサ本体２が一つだけであるのに対し、第２実施形態の温度センサ２１では、図３から図５に示すように、複数（３つ）のセンサ本体２が、その軸線方向に連結されている点である。また、第２実施形態の温度センサ２１では、真ん中のセンサ本体２に、設置状態で測定対象物Ｃに当接可能に突出した支持体２７が複数設けられている点でも第１実施形態と異なっている。
【００２５】
すなわち、第２実施形態では、３つのセンサ本体２が挿通された配線管５で接続されて直線状に連結されている。また、各センサ本体２のセンサ素子３に接続されたリード線４は、それぞれ配線管５を挿通されて外部に一端が引き出されている。
【００２６】
また、連結された３つのセンサ本体２のうち中央のセンサ本体２には、各外周面にそれぞれ２本の円柱状の支持体２７が外周面の対抗方向に向けて一定の突出量で突出している。各支持体２７は、振動を吸収可能なある程度の柔軟性を有したゴム材等の材料で形成することが好ましい。なお、第２実施形態では、３つのセンサ本体２のうち中央のものに、上記支持体２７を設けているが、他のセンサ本体２にも同様に支持体２７を設けても構わない。
【００２７】
したがって、測定対象物Ｃとして３つの電池セルが直列に並んで接続されて三方に並列に配置されている場合、これらの測定対象物Ｃの中央の隙間に温度センサ２１を挿入し、各外周面のセンサ素子３を各測定対象物Ｃに向けて設置することで、連結されたセンサ本体２毎に３つの測定対象物Ｃに対応するセンサ素子３をそれぞれ向けることができる。したがって、一つの温度センサ２１で、全部で９つの測定対象物Ｃを同時に測定可能になる。
【００２８】
このように第２実施形態の温度センサ２１では、複数のセンサ本体２が、その軸線方向に連結されているので、複数の電池セル等の測定対象物Ｃが直列に連結されて３本の直線状の測定対象物Ｃとされている場合、これらの直線状の測定対象物Ｃの隙間にこれらに沿って容易に挿入配置することができると共に、連結された複数の測定対象物Ｃを測定することが可能になる。
【００２９】
また、センサ本体２に、設置状態で測定対象物Ｃに当接可能に突出した支持体２７が複数設けられているので、温度センサ２１と測定対象物Ｃとの距離及び隙間を支持体２７によって一定に保ち、電池セル等の測定対象物Ｃの場合、冷却空気の流路を一定に保つことができる。
【００３０】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３１】
例えば、上記各実施形態では、センサ本体の一つの外周面に一つのセンサ素子が設けられているが、複数のセンサ素子を設けても構わない。例えば、センサ素子を、外周面毎に軸線方向に複数設けることにより、複数の測定対象物が軸線方向に沿って連結されている場合に、これら測定対象物に同一の外周面内の各センサ素子をそれぞれ対向させて設置でき、これら測定対象物を同時に測定することが可能になる。したがって、一つのセンサ本体で軸線方向に連結された複数の測定対象物も同時に測定することが可能になる。
【００３２】
また、上記各実施形態では、三角柱状のセンサ本体を採用しているが、三角筒状のセンサ本体を採用しても構わない。このようにセンサ本体を三角筒状にすれば、内部を冷却空気が流通可能になるため、より良好な冷却空気の流通が得られる。
また、上述したように上記センサ素子として薄膜サーミスタを採用することが好ましいが、他のセンサ素子として、例えばチップ型のサーミスタ素子を採用しても構わない。
【符号の説明】
【００３３】
１，２１…温度センサ、２…センサ本体、３…センサ素子、４…リード線、２７…支持体、Ｃ…測定対象物
【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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