(57)【要約】【課題】接触面が被測温部から離れることを抑制できる温度センサを提供する。【解決手段】温度センサ１は、バッテリセル上面に接触する接触面８１を有するセンサ本体２と、センサ本体２を保持してバッテリセルに取り付けるための取付部材３と、センサ本体２と取付部材３との間に介在するコイルスプリング４と、を備えている。接触面８１と反対側から見て、接触面８１の中心Ｐ１は、コイルスプリング４による押圧点を結んだ軌跡の中心Ｐ２と一致している。温度センサ１は、バッテリ上面に取り付けられた樹脂製部材の傾きによって取付部材３が傾いた場合に、コイルスプリング４によって全方向の傾きを吸収することができ、接触面８１がバッテリセル上面から離れることを抑制できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被側温部に接触する接触面を有するセンサ本体と、
前記センサ本体を前記接触面とは反対側から保持し、前記被側温部に取り付けるための取付部材と、
前記センサ本体及び前記取付部材間に介在し、前記接触面とは反対側から前記センサ本体を押圧する弾性部材と、を備え、
前記接触面とは反対側から見て、前記接触面の中心が、前記弾性部材による押圧点を結んだ軌跡の領域内に位置する
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記接触面の中心が、前記弾性部材による押圧点を結んだ軌跡の中心と一致する
ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記弾性部材がコイルスプリングであり、当該コイルスプリングによる押圧点を結んだ軌跡が、円形である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記取付部材が、前記センサ本体及び前記弾性部材を覆うカバー状である
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車載バッテリのセルの温度検出等に用いられる温度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されるバッテリは、高電圧を得るために複数のバッテリセルが直列に接続されて構成されている。このようなバッテリは、過充電、過放電を防止するために、バッテリセルに温度センサが装着されて温度監視が行われている。
【０００３】
上述した温度センサとして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。図９に示すように、この温度センサ３２１は、サーミスタの周囲を樹脂で覆ったセンサ本体３２３と、センサ本体３２３の両側に延出した一対の係止アーム３２５と、を備えている。
【０００４】
センサ本体３２３は、先端に、被測温部であるバッテリセル３０８の上面３０８ａに当接する平坦な測温面３２３ａが設けられている。
【０００５】
係止アーム３２５は、その先端部が、バッテリセル３０８の上面３０８ａ側に固定されたモジュール部品３２８のセンサ係止部３２７に係止する。
【０００６】
センサ係止部３２７は、モジュール部品３２８に形成されたセンサ収容穴３３１の上端開口を狭めるように設けられており、係止アーム３２５の先端部をバッテリセル３０８側に押さえ込む。
【０００７】
温度センサ３２１は、センサ係止部３２７によって係止アーム３２５の先端部がバッテリセル３０８の上面３０８ａ側への押圧荷重を受ける形態でバッテリに装着される。そして、係止アーム３２５の弾性復元力によって測温面３２３ａとバッテリセル３０８の上面３０８ａとの密着状態を確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１７６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記モジュール部品３２８は、取り付け公差等によってバッテリセル３０８の上面３０８ａに対して傾きを生じることがあった。バッテリセル３０８の温度を正確に測温するには、モジュール部品３２８に傾きが生じた場合でも、温度センサ３２１によってこの傾きを吸収し、測温面３２３ａとバッテリセル３０８の上面３０８ａとの密着状態を維持する必要がある。
【００１０】
しかしながら、従来の温度センサ３２１は、係止アーム３２５の撓み方向（図９における紙面左右方向）の傾きについては係止アーム３２５によって吸収できるが、前記撓み方向に対して垂直方向（図９における紙面に対して面直方向）の傾きについては吸収することが困難であった。モジュール部品３２８の傾きを温度センサ３２１によって吸収できない場合、測温面３２３ａがバッテリセル３０８の上面３０８ａから離れてしまい、正確な測温が困難になってしまうという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、接触面が被測温部から離れることを抑制できる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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の温度センサは、被側温部に接触する接触面を有するセンサ本体と、前記センサ本体を前記接触面とは反対側から保持し、前記被側温部に取り付けるための取付部材と、前記センサ本体及び前記取付部材間に介在し、前記接触面とは反対側から前記センサ本体を押圧する弾性部材と、を備え、前記接触面とは反対側から見て、前記接触面の中心が、前記弾性部材による押圧点を結んだ軌跡の領域内に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、取付部材が傾いた場合に、弾性部材によって吸収することができる傾きの方向と程度が広がるので、接触面が被測温部から離れることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる温度センサが被測温部に取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図２】図１の温度センサの斜視図である。
【図３】図１の温度センサの分解図である。
【図４】図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図３のセンサ本体の分解図である。
【図６】図５のサーミスタ及び電線の端部を規制部材に収容した状態を示す図である。
【図７】図１の温度センサの構成を説明するための説明図である。
【図８】図１の温度センサの変形例を説明するための説明図である。
【図９】従来の温度センサが被測温部に取り付けられた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態にかかる温度センサについて、図１〜７を参照して説明する。図１に示す温度センサ１は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるバッテリのセル１００の温度検出に用いられるものであり、セル１００の上面（被測温部に相当する）１００ａに設置される。また、バッテリの上面には、樹脂製部材１０１が取り付けられている。樹脂製部材１０１には、温度センサ１をセル１００の上面１００ａに取り付けるための一対の係止枠部１０２が設けられている。
【００１６】
温度センサ１は、図２，３に示すように、セル１００の上面１００ａに重ねられるセンサ本体２と、センサ本体２を保持してセル１００の上面１００ａに取り付けるための取付部材３と、センサ本体２と取付部材３との間に介在する「弾性部材」としてのコイルスプリング４と、を備えている。これらセンサ本体２、取付部材３、コイルスプリング４は、別々に成形された後に互いに組み付けられて温度センサ１を構成する。
【００１７】
センサ本体２は、図４，５に示すように、サーミスタ５と、サーミスタ５と電気接続された一対の電線６と、金属製の集熱板８と、サーミスタ５と集熱板８との間に配置された規制部材７と、これらを保持した保持部９と、を備えている。
【００１８】
サーミスタ５は、素子部５１と、素子部５１から突出した一対のリード部５２と、を備えている。一対のリード部５２は、一対の電線６の芯線と、それぞれはんだ付けによって接合されている。
【００１９】
集熱板８は、金属板にプレス加工が施されて得られるものである。集熱板８は、長方形板状の底壁８１と、底壁８１の一の短辺から立設した側壁８２と、底壁８１の対向する長辺それぞれから立設した側壁８４，８５と、を備えている。底壁８１は、セル１００の上面１００ａに面接触する。以下、底壁８１を接触面８１と称する（正確には、底壁８１の下面が接触面である）。側壁８２，８４，８５には、貫通孔８８が設けられている。
【００２０】
規制部材７は、サーミスタ５及び電線６と、集熱板８とが接触することを規制するためのものであり、絶縁性の合成樹脂で構成されている。規制部材７は、長方形板状の底壁７１と、底壁７１の一の短辺から立設した側壁７２と、底壁７１の対向する長辺それぞれから立設した側壁７４，７５と、底壁７１から立設し、側壁７４，７５間に位置する立設部７３と、を備えている。
【００２１】
側壁７２と側壁７４，７５とは繋がっていない。すなわち、側壁７２の両端部と側壁７４，７５の各端部とは間隔をあけている。また、側壁７４，７５には切欠き７４ａ，７５ａが形成されている。側壁７２，７４，７５には、上述した集熱板８の貫通孔８８に係合する半球状の突起７８が設けられている。
【００２２】
側壁７２と立設部７３とは間隔をあけている。この側壁７２と立設部７３との間には、図６に示すように、素子部５１が配置される。
【００２３】
側壁７４と立設部７３とは間隔をあけている。この側壁７４と立設部７３との間には、図６に示すように、一方のリード部５２及び一方の電線６の端部が配置される。側壁７４及び立設部７３の対向面それぞれには、電線６の位置ずれを抑制するための突起７７が設けられている。
【００２４】
側壁７５と立設部７３とは間隔をあけている。この側壁７５と立設部７３との間には、図６に示すように、他方のリード部５２及び他方の電線６の端部が配置される。側壁７５及び立設部７３の対向面それぞれには、電線６の位置ずれを抑制するための突起７７が設けられている。
【００２５】
上述した、側壁７２と立設部７３との間の部分、側壁７４と立設部７３との間の部分、及び、側壁７５と立設部７３との間の部分、を合わせて「収容部７６」と称する。このように、規制部材７には、サーミスタ５と、サーミスタ５に電気接続される電線６の端部と、を収容して位置決めする収容部７６が設けられている。
【００２６】
規制部材７は、底壁７１が底壁８１の上面と重なり、側壁７２が側壁８２と重なり、側壁７４が側壁８４と重なり、かつ、側壁７５が側壁８５と重なる向きで集熱板８の側壁８４，８５間に嵌め込まれる。そして、規制部材７は、各突起７８が対応する各貫通孔８８に係合することにより集熱板８に組み付けられる。
【００２７】
保持部９は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。保持部９は、図３に示すように、直方体状の保持部本体９０と、保持部本体９０の対向する二つの側面９４，９５に設けられ、取付部材３の後述の係止孔３６に係合する係止突起９６と、保持部本体９０の上面９２に設けられた凸部９７と、を備えている。
【００２８】
サーミスタ５、一対の電線６、規制部材７、集熱板８は、金型を用いて保持部９を射出成形する際にこの金型内に挿入されることによって保持部９と一体化されている。図３，４に示すように、サーミスタ５、一対の電線６の端部、規制部材７は、保持部本体９０内に埋設されている。一対の電線６は、保持部本体９０の一側面９３から保持部本体９０外に導出されている。集熱板８は、側壁８２，８４，８５が保持部本体９０内に埋設されており、接触面８１が保持部本体９０の底部において露出している。また、サーミスタ５の一対のリード部５２は、集熱板８の接触面８１と平行に配置されている。
【００２９】
凸部９７は、図４に示すように、コイルスプリング４の内側に配置されてコイルスプリング４を保持する部位である。凸部９７は、保持部本体９０の上面９２から保持部本体９０の高さ方向に垂直に延びた基部９７ａと、基部９７ａに連なり保持部本体９０の高さ方向に延びるとともに、基部９７ａから離れるにしたがって先細りに形成された先端部９７ｂと、を有している。
【００３０】
このような凸部９７は、後述する取付部材３のスプリング保持部３８と共にコイルスプリング４を伸縮自在に保持する。また、凸部９７は、基部９７ａがコイルスプリング４の一端部の径方向の位置ずれ（上面９２の面方向の位置ずれ）を規制し、先端部９７ｂがコイルスプリング４の中間部の径方向の変位を許容する。
【００３１】
取付部材３は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。取付部材３は、図３，４に示すように、長方形板状の天井壁３２と、天井壁３２の一の短辺から下方に延びた側壁３３と、天井壁３２の対向する長辺それぞれから下方に延びた側壁３４，３５と、を備え、センサ本体２及びコイルスプリング４を覆うカバー状に形成されている。また、取付部材３は、側壁３４，３５に設けられた係止孔３６と、側壁３４，３５に設けられたロック部３７と、天井壁３２に設けられたスプリング保持部３８と、を備えている。
【００３２】
係止孔３６は、上述したセンサ本体２の係止突起９６が係合する貫通孔である。係止孔３６は、係止突起９６よりも大きく形成されており、係止孔３６内で係止突起９６が自由に傾くことが可能となっている。
【００３３】
図２に示すように、ロック部３７は、側壁３４，３５における係止孔３６の左右両側に一対設けられている。これらロック部３７は、図１に示すように、バッテリの上面に取り付けられる樹脂製部材１０２の係止枠部１０２に係止する。このことによって温度センサ１がセル１００の上面１００ａに取り付けられる。
【００３４】
スプリング保持部３８は、コイルスプリング４の外周に配置されてコイルスプリング４を保持する部位であり、図４に示すように、天井壁３２から下方に円筒状に延びている。スプリング保持部３８は、天井壁３２から延びた内径が一定の基部３８ａと、基部３８ａに連なり、基部３８ａから離れるにしたがって内径が徐々に大きく形成された拡径部３８ｂと、を有している。
【００３５】
このようなスプリング保持部３８は、上述したセンサ本体２の凸部９７と共にコイルスプリング４を伸縮自在に保持する。また、スプリング保持部３８は、基部３８ａがコイルスプリング４の他端部の径方向の位置ずれ（天井壁３２の面方向の位置ずれ）を規制し、拡径部３８ｂがコイルスプリング４の中間部の径方向の変位を許容する。
【００３６】
取付部材３は、天井壁３２が上面９２と対向する向きで側壁３４，３５間にセンサ本体２を位置付ける。そして、取付部材３は、各係止孔３６が対応する各係止突起９６に係合することによりセンサ本体２を保持する。
【００３７】
コイルスプリング４は、線状の金属材が螺旋状に巻かれて形成されている。コイルスプリング４は、上述した凸部９７及びスプリング保持部３８によって伸縮自在に保持されている。コイルスプリング４は、圧縮された状態でセンサ本体２と取付部材３との間に配置されており、センサ本体２の上面９２と取付部材３の天井壁３２とを互いに遠ざける方向に押圧している。
【００３８】
また、温度センサ１は、図７に示すように、接触面８１とは反対側から見て、接触面８１の中心Ｐ１が、コイルスプリング４による押圧点を結んだ軌跡Ｔ１の領域内に位置している。このことにより、コイルスプリング４の偏当たりが抑制される。「接触面８１の中心Ｐ１」は、図７に示す接触面８１の対角線Ｄ１，Ｄ２の交点である。「軌跡Ｔ１」は円形である。また、本実施形態においては、接触面８１とは反対側から見て、接触面８１の中心Ｐ１が、軌跡Ｔ１の中心Ｐ２と一致している。
【００３９】
また、温度センサ１は、セル１００の上面１００ａに取り付けられていない自然状態において、図４に示すように、凸部９７、スプリング保持部３８、コイルスプリング４が同軸上に配置されており、当該軸が接触面８１の中心Ｐ１を通る垂線Ｐと一致している。さらに、係止孔３６の幅とコイルスプリング４の直径は略同一であり、図２の矢印Ｂ方向視において、係止孔３６の幅方向の中心と、係止突起９６の幅方向の中心と、コイルスプリング４の軸は一致している。
【００４０】
このような温度センサ１は、対向する一対の係止枠部１０２間に位置付けられて、側壁３４側の一対のロック部３７が一方の係止枠部１０２に係止するとともに側壁３５側の一対のロック部３７が他方の係止枠部１０２に係止することにより、セル１００の上面１００ａに取り付けられる。
【００４１】
温度センサ１がセル１００の上面１００ａに取り付けられると、取付部材３が一対の係止枠部１０２によって押圧され、その押圧されたストローク分コイルスプリング４が撓み、コイルスプリング４が上面９２側からセンサ本体２を押圧して接触面８１をセル１００の上面１００ａに押し付ける。このようにして接触面８１に一定以上の圧力が加えられることで、正確な測温結果を得ることができる。
【００４２】
上述した樹脂製部材１０１は、取り付け公差等によってセル１００の上面１００ａに対して傾きを生じることがある。上記構成の温度センサ１は、樹脂製部材１０１の傾きによって取付部材３が傾いた場合に、コイルスプリング４によって全方向の傾きを吸収することができ、接触面８１がセル１００の上面１００ａから離れることを抑制できる。このことによって、セル１００の温度を正確に測温することができる。
【００４３】
また、コイルスプリング４は金属製であるため、樹脂ばねのようなクリープによるばね力の減衰は発生しない。
【００４４】
上述した実施形態においては大きなコイルスプリング４が一つ設けられていたが、これの代わりに、図８に示すように、小さなコイルスプリング１０４を複数用いてもよい。その場合、図示例のように、接触面８１の中心Ｐ１が複数のコイルスプリング１０４による押圧点を結んだ軌跡Ｔ２の中心Ｐ３と一致することがより好ましいが、少なくとも、中心Ｐ１が軌跡Ｔ２の領域内に位置していればよい。
【００４５】
また、上述したコイルスプリング４，１０４等の弾性部材による押圧点を結んだ軌跡が「領域」を構成するためには、押圧点が最低３点存在する必要がある。よって、押圧点が最低３点存在し、接触面８１の中心Ｐ１が、これら押圧点を結んだ軌跡の領域内に位置していれば、弾性部材の数は一つでも複数でもよい。なお、上述した実施形態のように押圧が線状の場合には、当該線（押圧線）を押圧点の集合と考える。
【００４６】
上述した実施形態においては、「弾性部材」としてコイルスプリング４，１０４が用いられていたが、コイルスプリング４，１０４の代わりに円柱状のゴム等他の弾性部材を用いてもよい。また、コイルスプリング４，１０４の材質は金属に限定されない。
【００４７】
また、本明細書における「接触面の中心」とは、接触面を平面視した際の「接触面の重心」を意味している。すなわち、センサ本体の実際の質量とは関係なく、接触面全体に質量が均一に分布していると仮定した際の、図形としての接触面の重心が、本明細書における「接触面の中心」である。同様に、「弾性部材による押圧点を結んだ軌跡の中心」とは、質量とは関係なく、前記軌跡を平面図形としてみた際の重心である。
【００４８】
尚、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１        温度センサ
２        センサ本体
３        取付部材
４        コイルスプリング（弾性部材）
８１      接触面
１００ａ  セルの上面（被測温部）
【図１】
2019002893.tif 000003
【図２】
2019002893.tif 000004
【図３】
2019002893.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2019002893.tif 000008
【図７】
2019002893.tif 000009
【図８】
2019002893.tif 000010
【図９】
2019002893.tif 000011