(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池状態判定装置を備えた鉛蓄電池であって、前記電池状態判定装置は、前記鉛蓄電池の蓋の上面に設けられた凹陥部に嵌合され、上面に電池状態表示部を有し、内部に電池状態判定部を有する平板状のモジュールであり、前記鉛蓄電池の端子に嵌合される環状部と前記電池状態判定部に接続される帯状部とを備えた金属製のリード板を有し、前記帯状部に、一部が屈曲した緩衝部を有することを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
前記環状部の内径は、前記鉛蓄電池の端子の先端外径より大きく、下端外径より小さいことを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記環状部の内周には径方向に複数のスリットが所定間隔に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記電池状態判定装置は、その上面が前記鉛蓄電池の蓋の上面と同一平面になるように嵌合されており、該嵌合境界部分がシート／フィルムで被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉛蓄電池、殊にその電池状態判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池状態判定装置は、車両搭載用鉛蓄電池の場合、車両から外した状態、又は車両搭載状態で判定するもの等がある。これらは、電池の電圧、電池の充放電電電流、内部インピーダンス等、さらには使用中の環境温度を測定することにより、状態判定を行う。
【０００３】
こういった装置は、車両から外した状態で判定する場合、電池に接続する端子部分があり、それとは別に状態判定又は結果を表示する部分があるのが通例である。
【０００４】
また車両搭載状態で判定する装置には、特許文献１にあるように、電池の端子に接続するクランプと環境センサーを一体化したものがある。全体はクランプ部分からケーブルを引き出して、別途、電池状態判定部を持つという構成になる。
【０００５】
また電池と一体型にする場合は、電池端子に接続部を設けて、接続部から電池状態判定部までリード線等を引き出すことになる。この場合、電池状態判定部は、電池の上部あるいは側面部、又は下部に取り付けることになる。
【０００６】
【特許文献１】米国特許ＵＳ６４６９５１１Ｂ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許に類似する背景技術においては、電池と、電池状態判定装置が別々であるため、常時車両搭載とすることが難しく、状態判定をするのに、車両の保守点検と同じよう
にして、機会を設けて点検する手間が掛かり、そのため随時点検する事が行われにくく、
結果、状態判定をする機会を逃して電池のトラブルを起こすことが多々あった。
【０００８】
また、車両搭載状態で使用するとした場合には、車両搭載前、あるいは搭載後に電池状態判定装置からのケーブルを電池の端子に接続したり、状態判定部を車両側に取り付ける手間が掛かる。これらの電池状態判定装置の各部分は、電池、または車両の整備点検性を損なうという問題点を持つ。
【０００９】
また、電池と一体型にする場合は、電池状態判定部との間の導通を得るために電池の端子を特別な形状にする必要があった。また電池状態判定部を電池に固定するために、接着剤、樹脂、固定用の治具等が必要であるなど、多くの手間を要した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、このような問題点を解決するために、電池状態判定装置を電池と一体型とする方式とした上で、電池状態判定部の取り付け方法、及び端子の形状を詳細検討した。
【００１１】
本発明では、電池の蓋の上面に凹陥部を設けておき、この凹陥部に電池状態判定装置を設置して嵌合して固定する。電池状態判装置の形状としては、電池上部の電解液面部と電池蓋の空間に納めるために平板状のモジュールとして、上面に電池状態表示部を有し、内部に電池状態判定部を有する形状とする。モジュールの本体の材質としては特に必要性が無い限り、絶縁材を選ぶべきである。
【００１２】
前記電池状態判定部と電池の端子との電気的接合は、対振動性で信頼性の高い帯状の金属製のリード板によって行う。この金属製のリード板は電池端子側に環状部を持ち、電池の端子と環状部で嵌合する。また、前記電池状態判定部に接続される帯状部を備えている。
【００１３】
この金属製のリード板は前記帯状部の一部を屈曲させて、熱膨張その他応力が加わった際の緩衝部を設ける。緩衝部により、電池、電池状態判定装置、金属製のリード板それぞれの熱膨張による応力、または車載状態使用における振動による応力の影響を最小限にすることが出来る。緩衝部の形状としてはＵの字形、Ｖの字形、波形、またはこれらを複数個組み合わせたもの等が好ましいが、これに限定されるものではない。但し緩衝部を形成するＲはあまり小さくないことが金属板の残留曲げ応力を小さくする観点から好ましい。
【００１４】
電池の端子と嵌合するため、金属製のリード板の環状部の内径は、テーパー状の電池端子の最細部すなわち端子最上部よりも大きくして、組み合うことが容易なようにして、かつテーパー状の電池端子の最太部すなわち端子最下部よりも小さくして、嵌合固定することを可能にする。さらに金属製のリード板の環状部の内周には径方向に複数のスリットが所定間隔に形成されており、このスリットにより、環状部内側が弾性的変形、または塑性的変形、あるいは両者を伴った変形をすることで、電池端子との嵌合、固定を容易にすることができる。
【００１５】
金属製のリード板の材質としては、電気抵抗が小さい方が好ましいが、条件によっては電気抵抗が高くても、使用上問題にならないこともある。強度は高い方が好ましいが、低い場合には金属板の厚さ寸法を大きくすることで対処出来る。また鉛蓄電池の使用環境を考慮すると耐腐食性は高い方が好ましいが、メッキ、塗装、樹脂コーティング、クラッド等をすることで、耐食性があまりない金属又はその合金でも使用することが出来る。また前述のように電池の端子との嵌合性を考慮すると、適度な弾性率と、伸びが要求されるが、少しの応力で脆性破壊するもの、破断するものでなければ金属板厚さ寸法を適切に選択することで使用可能である。具体的にこれらの条件に適する材料を列挙すると、銅及び青銅、リン青銅、バネ用リン青銅、黄銅、等の各種銅合金、鉄及び各種ステンレス等の鉄合金、ニッケル及びニッケル合金、等が上げられる。
【００１６】
電池状態判定装置は嵌合後、上面が鉛蓄電池の蓋上面と同一平面になるようにすると、従来の判定装置無しの電池と電池外形寸法を同一にすることが出来、互換性の問題が生じない。またこのようにした場合には、嵌合境界部分を覆うように電池上面を合成樹脂製のシート／フィルムで容易に被覆することが出来、電池状態判定装置の表面、及び嵌合部の境界を密閉することが可能となり、耐候性、防水性、防塵性を向上させることが出来る。さらにこのシート／フィルムに電池状態判定装置の意匠、操作方法を印刷することも可能であり、この場合コスト上のメリットもある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、容易に実現出来る、鉛蓄電池と一体型の電池状態判定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は主にガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等の輸送機械のエンジン始動用鉛蓄電池に使用するのが最も適している。というのはこれらの輸送機械においては、本質的に車両の搭載重量、車両の搭載スペースが限定されているために、鉛蓄電池は小型で質量が軽いほど好ましいからであり、本発明によれば、現使用中の鉛蓄電池と殆ど設置状態を変えることなく、電池状態判定装置を付加出来るからである。
【００１９】
この長所を最大限に引き出すためには、電池状態判定装置は可能な限り小さい方が好ましい。電池状態判定装置としては各種提案されている電池電圧、電池使用温度、あるいは電池のインピーダンス等を測定し、これらのデータから演算、あるいは電池状態データマップを使用して判定を行うものでよい。こういった電子回路はプリント配線基板上に個別の電子部品をマウントして構成する、いわゆるディスクリートで構成しても良いが、現在ではこういった電子回路は汎用ＩＣチップとして提供されており、これらを使用して電池状態判定装置を構成するのが簡単であり、さらには周辺回路も含めてＬＳＩ化したものを使用するのが信頼性、及びコストの点から好ましい。この場合、例えば一般乗用車に多く採用されている、ＪＩＳＢ１９サイズの電池に本特許を適用し、電池の上蓋に凹陥部を設けて、ＬＳＩ化した電池状態判定装置を嵌合して取り付けすることは容易にでき、信頼性の点からもこの形態が最も好ましいと言える。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例を図１、２及び図３に示す。
【００２１】
図１は電池状態判定装置を嵌合するための凹陥部を設けた鉛蓄電池の上蓋の一例で、図２は電池状態判定装置の外形の一例で、図３は電池状態判定装置を鉛蓄電池に嵌合した状態の一部をそれぞれ示したである。
【００２２】
電池上蓋について以下説明する。材質は一般的な通常よく使用されているポリプロピレンとした。上蓋の製造は通常の金型を使用した射出成型で行った。
【００２３】
凹陥部の平面形状は矩形とし、設置位置は液栓、インジケータ等、電池上面の部品と干渉しないように、端子側にオフセットした位置を選択した。凹陥部の深さは凹陥部の底の裏側、すなわち電池内部側の面が、電池電槽の上端よりわずかに高くなるようにした。これは上蓋と電池電槽を熱溶着する際に問題がないように考慮したものである。凹陥部から電池の端子の間には電池状態判定装置のリード板が収納できるように溝を設置した。
【００２４】
電池状態判定装置について以下説明する。
【００２５】
本体は電池上蓋の凹陥部形状に合わせた平板状とした。材質は上蓋の材質と同じポリプロピレンであるが、その他に成型性の良いＰＥＴ樹脂を使用しても良い。本体には電池電圧、電池使用温度を測定して電池の状態判定をする電子回路基板が内蔵されている。本体短側面部からは金属製のリード板が外側に向かって取り付けられている。材質はスズメッキを施した０．２ｍｍ厚のバネ用リン青銅とした。リード板は電池端子側に環状部を持ち、電池の端子と環状部で嵌合できるようにした。また、電池状態判定部に接続される帯状部を備えた。環状部内径寸法は電池端子の下端外径より０．２ｍｍ大きいものとし、内周には径方向にスリットを８個形成して、嵌合時に弾性変形し易くし、確実に環状部と端子が接触、固定できるようにした。リード板の帯状部には緩衝部を形成してある。緩衝部はＵの字形１個を形成した。
【００２６】
以上のような上蓋の凹陥部に電池状態判定装置を嵌合した。電池状態判定装置の外形寸法は上蓋の凹陥部寸法より、若干大きめとした。金属製のリード板は前述の通り緩衝部を形成してあり、また厚さが薄くかなり自由に弾性変形するため、電池状態判定装置本体を嵌合する時に、同時にリード板環状部を端子に嵌合することも簡単に出来るため、生産性も良好である。電池状態判定装置本体と上蓋の嵌合の際には、エポキシ樹脂系接着剤を併用した。嵌合された後は、使用中に引き抜き方向の力はほとんどかからないため、このような接着剤は必ずしも必要ないが、このようにすることで固定の信頼性が向上する。従って接着剤としては、電池状態判定装置本体、上蓋の材質によって適当なものを選択して良い。
【００２７】
このようにして一体化した電池状態判定装置／電池上蓋は耐久性を向上させるための方法として、電池状態判定装置／電池上蓋境界部を覆う形状のＰＥＴ樹脂製フィルムを貼り付けた。このようにすることで、境界部に水、油、その他電池状態判定装置に有害な液体の進入を防止できる。また本フィルムに電池状態判定装置の取扱説明、注意事項、さらには意匠等を印刷することで、電池状態判定装置本体の表示、意匠等を省略できるメリットもある。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
従来の鉛蓄電池と互換性を保ったまま、電池状態判定装置を組み込めるために、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の自動車等、輸送機器用の鉛蓄電池に利用できる。特にエンジン始動不能時の被害が大な、生鮮品輸送用車には有効と思われ、利用価値大である。もちろんその他産業機械の内燃機関システムにも使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による鉛蓄電池の上蓋形状の一例を示したものである。
【図２】本発明による電池状態判定装置の一例を示したものである。
【図３】本発明による電池状態判定装置を鉛蓄電池に嵌合した状態の一例を示したものである。
【符号の説明】
【００３０】
１  鉛蓄電池上蓋
２  鉛蓄電池端子
３  電池状態判定装置嵌合部
４  電池状態判定装置のリード板の収納部
５  電池状態判定装置のリード板緩衝部の収納部
６  電池状態判定装置
７  電池状態判定装置上面部
８  リード板帯状部
９  リード板環状部
１０  リード板緩衝部
１１  鉛蓄電池上蓋
１２  電池状態判定装置
１３  被覆フィルム
【図１】
0004626184.tif 000002
【図２】
0004626184.tif 000003
【図３】
0004626184.tif 000004