(57)【要約】【課題】簡単な構造で、鉛蓄電池に使用することができる、鉛蓄電池の残存容量センサと、残存容量を電気信号として出力することができる鉛蓄電池を得る。【解決手段】鉛蓄電池は、ケース１２を含み、ケース１２内の溶液に浸漬するように、鉛蓄電池の残存容量センサ２０を取り付ける。残存容量センサ２０は、互いに対向する一対の超音波トランスデューサ３６，３８と、超音波トランスデューサ３６，３８を制御するための回路基板４０とを含む。超音波トランスデューサ３６，３８および回路基板４０は、耐希硫酸性を有する樹脂材料で形成された枠体４２で覆われる。溶液中において、超音波トランスデューサ３６，３８間で超音波の送受を行うことにより、溶液中における音速を測定する。溶液の比重と溶液中における音速との関係から、溶液の比重を算出し、さらに、溶液の比重から鉛蓄電池の残存容量を把握する。【選択図】図３
2007322236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を隔てて配置される一対の超音波トランスデューサ、
前記超音波トランスデューサの音波の送受を制御する回路基板、および
前記超音波トランスデューサおよび前記回路基板を覆うように設けられる枠体を含む超音波センサ装置を有してなる鉛蓄電池の残存容量センサであって、
前記超音波センサ装置は、前記一対の超音波トランスデューサが前記枠体を介して鉛蓄電池の溶液に浸漬されるように、前記鉛蓄電池の所定の箇所に固定されてなる、鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項２】
前記回路基板に、前記鉛蓄電池内の溶液の温度を測定するための温度測定手段が設けられた、請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項３】
前記一対の超音波トランスデューサは、所定の間隔を隔てて配置される２つの端部を有する支持部材の端部に固定される、請求項１または請求項２に記載の鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項４】
前記枠体には、前記鉛蓄電池の蓋取付部またはインジケータ取付部に取り付けるためのねじ部が形成された、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項５】
鉛蓄電池のケースから引き出される配管、
前記配管の外側において対向するように配置される一対の超音波トランスデューサ、および
前記超音波トランスデューサの音波の送受を制御する回路基板を含む超音波センサ装置を有してなる、鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項６】
前記回路基板に、前記配管内の溶液の温度を測定するための温度測定手段が設けられた、請求項５に記載の鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項７】
前記配管は前記鉛蓄電池のケースの２箇所を結ぶように形成され、前記配管中を前記鉛蓄電池の溶液が循環するようにした、請求項５または請求項６に記載の鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項８】
前記配管の内部に、前記鉛蓄電池の溶液に発生する気泡を除去するための気泡フィルタを取り付けた、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の鉛蓄電池の残存容量センサ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の鉛蓄電池の残存容量センサを取り付けた、鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉛蓄電およびその残存容量センサに関し、特にたとえば、自動車に搭載される鉛蓄電池およびその残存容量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載する鉛蓄電池において、蓄電池の溶液の比重と蓄電池の残存容量との間に一定の関係があることから、溶液の比重を測定することにより、充電の必要性の有無などを判断することができる。ここで、鉛蓄電池の溶液の比重を測定するために、たとえばフロートを用いた差圧計が用いられ、目視により比重が測定されている。しかしながら、このような測定法では、自動車内において、鉛蓄電池の残存容量を確認することができない。
【０００３】
そこで、鉛蓄電池の溶液の比重を電気信号として出力させるために、図１０に示すように、レーザ式変位センサを用いた測定器が開示されている。この測定器１は、レーザ式変位センサ２を含む。さらに、測定器１は、レーザ式変位センサ２の下方に延びる２つのフロートガイド３ａ，３ｂと温度センサ保持部材３ｃとを含む。一方のフロートガイド３ａには、液面測定用フロート４ａが取り付けられ、他方のフロートガイド３ｂには、比重測定用フロートガイド４ｂが取り付けられる。また、温度センサ保持部材３ｃの先端部には、温度センサ４ｃが取り付けられる。さらに、レーザ式変位センサ２の上には、レーザ式変位センサ２や温度センサ４ｃから並列に出力されるデータを直列データに変換して出力するパラレル／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ変換器）５が設けられる。
【０００４】
液面測定用フロート４ａ、比重測定用フロート４ｂおよび温度センサ４ｃは、鉛蓄電池の溶液に浸漬される。ここで、液面測定用フロート４ａは、その上面が溶液の液面と略同一高さとなるように、溶液の液面に対応して上下するものである。また、比重測定用フロート４ｂは、溶液の比重に対応して、液面からの突出量が変化するものである。そして、レーザ式変位センサ２から液面測定用フロート４ａおよび比重測定用フロート４ｂの上面に向かってレーザ光が照射され、各フロート４ａ，４ｂで反射した反射光を受けることにより、レーザ光が照射されてから受光するまでの時間が測定される。これらの時間データと温度センサ４ｃで測定した温度データとが、Ｐ／Ｓ変換器５で直列データに変換されて、監視部に送られる。
【０００５】
監視部では、２つの時間データにより、レーザ式変位センサ２から各フロート４ａ，４ｂの上面までの距離が算出される。そして、これらの２つの距離の差から、蓄電池の溶液の比重が算出される。このようにして得られた溶液の比重と、温度センサ４ｃによる温度データとから、蓄電池の残存容量を知ることができる。このような測定器１において、レーザ式変位センサ２に変えて、超音波センサを用いることができることが開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、液体の比重測定に応用できる超音波送受波器が開示されている。この超音波送受波器６は、図１１に示すように、コ字状の支持部材７を含む。支持部材７の対向する脚部には、圧電振動子８が形成される。圧電振動子８は、板状の圧電体８ａと、その両面に形成される電極８ｂとで構成される。さらに、圧電振動子８の外側には、バッキング材９が形成される。
【０００７】
この超音波送受波器６では、支持部材７の一方の脚部に形成された圧電振動子８が超音波の送波側として用いられ、支持部材７の他方の脚部に形成された圧電振動子８が超音波の受波側として用いられる。そして、送受波に要した時間と２つの圧電振動子８の間の距離とから、２つの圧電振動子８間における音速が算出される。この超音波送受波器６を液体の中で用いれば、液体中における音速を測定することができる。したがって、液体の比重によって音速が異なる場合、液体中における音速を測定することによって、その液体の比重を知ることができる（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−５５２３３号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の測定器は、フロートと他のセンサとの組み合わせで構成されるものであるため、構造が複雑となってしまい、鉛蓄電池の残存容量センサとして実用化することは困難である。また、特許文献２の超音波送受波器では、液体中における音速を測定することにより、液体の比重を知ることができるが、鉛蓄電池に用いられる溶液は希硫酸であるため、特許文献２の超音波送受波器をそのまま鉛蓄電池の残存容量センサとして用いることは不可能である。
【００１０】
それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な構造で、鉛蓄電池に使用することができる、鉛蓄電池の残存容量センサを提供することである。
また、この発明の目的は、このような残存容量センサを取り付けることにより、残存容量を電気信号として出力することができる鉛蓄電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、所定の間隔を隔てて配置される一対の超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサの音波の送受を制御する回路基板と、超音波トランスデューサおよび回路基板を覆うように設けられる枠体とを含む超音波センサ装置を有してなる鉛蓄電池の残存容量センサであって、超音波センサ装置は、一対の超音波トランスデューサが枠体を介して鉛蓄電池の溶液に浸漬されるように、鉛蓄電池の所定の箇所に固定されてなる、鉛蓄電池の残存容量センサである。
このような鉛蓄電池の残存容量センサにおいて、回路基板に、鉛蓄電池内の溶液の温度を測定するための温度測定手段を設けることが好ましい。
また、一対の超音波トランスデューサは、所定の間隔を隔てて配置される２つの端部を有する支持部材の端部に固定されることが好ましい。
さらに、枠体には、鉛蓄電池の蓋取付部またはインジケータ取付部に取り付けるためのねじ部が形成されることが好ましい。
また、この発明は、鉛蓄電池のケースから引き出される配管と、配管の外側において対向するように配置される一対の超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサの音波の送受を制御する回路基板とを含む超音波センサ装置を有してなる、鉛蓄電池の残存容量センサである。
このような鉛蓄電池の残存容量センサにおいて、回路基板に、配管内の溶液の温度を測定するための温度測定手段を設けることが好ましい。
また、配管は鉛蓄電池のケースの２箇所を結ぶように形成され、配管中を前記鉛蓄電池の溶液が循環するように形成されることが好ましい。
さらに、配管の内部に、鉛蓄電池の溶液に発生する気泡を除去するための気泡フィルタを取り付けることが好ましい。
また、この発明は、上述のいずれかの鉛蓄電池の残存容量センサを取り付けた、鉛蓄電池である。
【００１２】
所定の間隔を隔てて一対の超音波トランラスデューサを配置し、一方の超音波トランスデューサを送波用として用い、他方の超音波トランスデューサを受波用として用いることにより、超音波の送受に要する時間から、一対の超音波トランスデューサ間の音速を算出することができる。したがって、鉛蓄電池の溶液中で超音波の送受を行えば、溶液中における音速を測定することができる。鉛蓄電池の溶液の比重と溶液中における音速との間には、一定の関係があることから、溶液中における音速を知ることができれば、溶液の比重を知ることができる。さらに、溶液の比重と鉛蓄電池の残存容量との間には、一定の関係があるため、溶液の比重を知ることにより、鉛蓄電池の残存容量を把握することができる。ここで、超音波トランスデューサと音波の送受を制御する回路基板とが、枠体で覆われているため、鉛蓄電池の溶液である希硫酸から超音波トランスデューサや回路基板が保護される。
回路基板に温度測定手段を設けることにより、鉛蓄電池内の溶液の温度を測定して、溶液の比重と溶液中における音速との間の温度に関する関係を補正することができる。
超音波トランスデューサが、所定の間隔を隔てて配置される支持部材の端部に固定されることにより、一対の超音波トランスデューサ間の距離を決定することができる。そのため、一対の超音波トランスデューサ間における超音波の送受による音速測定が容易となる。
枠体にねじ部を形成することにより、鉛蓄電池の蓋やインジケータを取り外して、これらの取付部に残存容量センサを取り付けることができる。
また、鉛蓄電池のケースから配管を引き出して、配管の外側において対向するように一対の超音波トランスデューサを配置することにより、鉛蓄電池の溶液をケースから配管に引き出して音速を測定することができる。そのため、鉛蓄電池のケース内において、溶液の温度が上昇しても、配管に溶液を引き出すことにより、溶液を冷却することができる。それにより、溶液の比重の測定精度が良好な温度範囲において、比重を測定することができる。
このような鉛蓄電池の残存容量センサにおいても、回路基板に温度測定手段を設けることにより、配管内の溶液の温度を測定して、溶液の比重と溶液中における音速との間の温度に関する関係を補正することができる。
ここで、ケースの２箇所を配管で結んで、溶液が配管中を循環するようにすることにより、溶液の自然冷却または冷却装置による冷却が容易となる。
さらに、配管内部に気泡フィルタを取り付けることにより、溶液中に気泡が発生してもそれを除去することができ、配管中において確実に溶液内に超音波を通過させることができる。
このような残存容量センサを取り付けた鉛蓄電池においては、溶液の比重すなわち鉛蓄電池の残存容量を電気信号として取り出すことができ、充電の必要性の有無などを判断するためのデータを得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、簡単な構造で、鉛蓄電池の溶液によって破損することなく、鉛蓄電池の残存容量を把握することができる、鉛蓄電池の残存容量センサを得ることができる。
また、この発明によれば、残存容量に関するデータを電気信号として出力することができる鉛蓄電池を得ることができる。
【００１４】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明の鉛蓄電池の一例を示す斜視図である。鉛蓄電池１０は、合成樹脂製のケース１２を含む。ケース１２内には、電極と溶液とが収納される。電極としては、正極として二酸化鉛が用いられ、負極として鉛が用いられる。また、溶液としては、希硫酸が用いられる。ケース１２の上部には、正極および負極に接続される２つの端子１４，１６が形成される。さらに、ケース１２の蓋取付部またはインジケータ取付部には、鉛蓄電池の残存容量センサ２０が取り付けられる。
【００１６】
残存容量センサ２０は、超音波センサ装置をもって構成される。この残存容量センサ２０（超音波センサ装置）は、図２および図３に示すように、ケース１２の蓋取付部またはインジケータ取付部にねじ込むことができるように形成される。残存容量センサ２０は、超音波送受波器２４を含む。超音波送受波器２４は、図４（ａ）に示すように、コ字状の支持部材２６を含む。支持部材２６の２つの脚部には、それぞれ圧電振動子２８，３０が形成される。圧電振動子２８は、圧電体層２８ａと、その両面に形成される電極２８ｂ，２８ｃとで構成される。電極２８ｂ，２８ｃとしては、たとえば図５（ａ）に示すように、圧電体層２８ａの両面をほぼ覆うように四角形に形成してもよいし、図５（ｂ）に示すように、円形の電極としてもよい。これらの電極２８ｂ，２８ｃは、支持部材２６の２つの脚部を連結する連結部側に引き出される。このとき、電極２８ｂ，２８ｃの引き出し部は、支持部材２６の幅方向の両側に分けて引き出される。
【００１７】
同様に、圧電振動子３０は、圧電体層３０ａと、その両面に形成される電極３０ｂ，３０ｃとで構成される。電極３０ｂ，３０ｃも、図５（ａ）または図５（ｂ）に示すように、四角形または円形などに形成され、支持部材２６の幅方向の両側に分けて引き出される。これらの圧電振動子２８，３０の一方の電極２８ｂ，３０ｂが、それぞれ支持部材２６の２つの脚部側に配置される。そして、圧電振動子２８，３０の他方の電極２８ｃ，３０ｃが、支持部材２６の脚部の反対側に配置される。さらに、電極２８ｃ，３０ｃの上面には、バッキング材３２，３４が形成される。これらの圧電振動子２８とバッキング材３２によって超音波トランスデューサ３６が構成され、圧電振動子３０とバッキング材３４によって超音波トランスデューサ３８が構成される。
【００１８】
これらの支持部材２６、圧電振動子２８，３０、バッキング材３２，３４を作製するには、たとえば圧電体材料で形成したセラミックグリーンシートを準備し、積層することによって立方体状あるいは直方体状の積層体が形成される。このとき、電極２８ｂ，２８ｃ，３０ｂ，３０ｃが形成される部分には、セラミックグリーンシート上に電極ペーストが印刷される。得られた積層体を焼成することにより、電極２８ｂ，２８ｃ，３０ｂ，３０ｃが形成されたブロック体が形成される。このブロック体を電極２８ｂと電極３０ｂとの間で切削加工してコ字状に形成し、電極２８ｂ，２８ｃ間および電極３０ｂ，３０ｃ間を分極処理することにより、支持部材２６、圧電振動子２８，３０、バッキング材３２，３４が形成される。このような方法を採用することにより、別個に超音波トランスデューサを作製してから組み立てる必要がなく、容易に超音波送受波器２４を作製することができ、しかも小型化が可能である。
【００１９】
支持部材２６の連結部外側において、超音波送受波器２４には、図４（ｂ）に示すように、４つの外部電極４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂが形成される。外部電極４０ａ，４０ｂには、電極２８ｂ，２８ｃが接続され、外部電極４２ａ，４２ｂには、電極３０ｂ，３０ｃが接続される。そして、たとえば外部電極４０ａ，４０ｂに駆動信号を入力することにより、超音波トランスデューサ３６から超音波が送波され、その超音波が超音波トランスデューサ３８で受波される。超音波トランスデューサ３８では、受波した超音波が電気信号に変換され、外部電極４２ａ，４２ｂから出力される。超音波の送受に際して、バッキング材３２，３４があることによって、バッキング材３２，３４側に放射される超音波が減衰させられる。
【００２０】
さらに、残存容量センサ２０は、超音波送受波器２４による音波の送受を制御するための回路基板４０を含む。回路基板４０では、たとえば一方の超音波トランスデューサ３６に駆動信号を与え、他方の超音波トランスデューサ３８に向かって超音波が送波される。他方の超音波トランスデューサ３８では、受波した超音波が電気信号に変換され、回路基板４０に送られる。そして、超音波の送受に要した時間から、超音波トランスデューサ３６，３８間における音速が算出される。さらに、回路基板４０には、温度センサなどの温度測定手段が設けられ、回路基板４０の周囲の温度が測定される。
【００２１】
超音波送受波器２４および回路基板４０は、枠体４２で覆われる。枠体４２は、たとえばアクリル樹脂などの耐希硫酸性を有する樹脂材料で形成される。枠体４２は、全体として円柱状に形成され、その頭部４２ａの直径が大きくなるように形成される。頭部４２ａの下部には、ケース１２の蓋取付部またはインジケータ取付部にねじ込むためのねじ部４２ｂが形成される。さらに、超音波送受波器２４の一対の超音波トランスデューサ３６，３８は枠体４２の最下部に配置され、支持部材２６のコ字状にあわせて、枠体４２にも空隙部４４ｃが設けられる。
【００２２】
この残存容量センサ２０は、鉛蓄電池１０のケース１２に取り付けられる。このとき、超音波送受波器２４および回路基板４０を内蔵する部分が溶液中に浸漬されるように、ねじ部４２ｂが蓋取付部またはインジケータ取付部にねじ込まれる。このとき、溶液が外に洩れないように、枠体４２の頭部４２ａとケース１２との間に、リング状のパッキング４６が嵌め込まれる。
【００２３】
この鉛蓄電池１０では、残存容量センサ２０により、溶液の比重が測定される。つまり、超音波送受波器２４によって、一対の超音波トランスデューサ３６，３８間における音速が測定されるため、超音波送受波器２４がケース１２に取り付けられた状態においては、溶液中における音速が測定される。溶液の比重と溶液中における音速との間には、一定の関係があるため、溶液中における音速を測定することにより、溶液の比重を知ることができる。さらに、溶液の比重と鉛蓄電池１０の残存容量との間には、一定の関係があるため、溶液の比重を知ることにより、鉛蓄電池の残存容量を把握することができる。したがって、この鉛蓄電池１０では、残存容量センサ２０で溶液中における音速を測定することにより、溶液の比重に関するデータ、すなわち鉛蓄電池の残存容量に関するデータを電気信号として出力させることができる。
【００２４】
なお、溶液の温度によって、溶液の比重と溶液中における音速との関係が変わってくるため、回路基板４０に設けられた温度測定手段によって、溶液の温度が測定される。そして、測定した溶液の温度により補正を行って、測定した音速に対する正確な溶液の比重が算出される。また、この残存容量センサ２０では、２つの超音波トランスデューサ３６，３８がコ字状の支持部材２６によって所定の間隔に配置されているため、溶液中を伝わる音波の伝播時間の測定誤差が小さく、溶液の比重と温度のみの関数から音速を求めることができる。
【００２５】
この鉛蓄電池の残存容量センサ２０において、バッキング材３２，３４は、対向する圧電振動子２８，３０の背面側に放射される超音波を減衰させるために用いられる。このとき、圧電振動子２８，３０を構成する圧電体層２８ａ，３０ａとバッキング材３２，３４とが同じ材料であれば、これらの音響インピーダンスが同じとなり、圧電振動子２８，３０とバッキング材３２，３４との間で反射の発生を抑えることができる。そのため、超音波トランスデューサ３６，３８内部における共振が抑えられ、共振に起因して振動が短時間に収束せずに尾を引く現象、いわゆるリンギングを防止することができる。それにより、超音波トランスデューサ３６，３８間で音波を送受して溶液中における音速を測定する際の時間分解能が高くなり、精度の良好な音速測定を行うことができる。なお、音速測定にあたって、厳しい精度が要求されない場合には、バッキング材３２，３４は、圧電体層２８ａ，３０ａと異なる材料で形成されてもよいし、バッキング材が形成されていなくてもよい。
【００２６】
このような残存容量センサ２０は、従来用いられてきた比重計と外観寸法を一致させることにより、現行品の鉛蓄電池に装着されている従来の比重計に置き換えることが可能である。また、鉛蓄電池の残存容量を測定する際に、超音波送受波器２４や回路基板４０が枠体４２で覆われているため、超音波送受波器２４や回路基板４０が溶液に非接触となり、溶液による破損を防止することができる。さらに、超音波トランスデューサ３６，３８が溶液と非接触であるため、溶液に対して余計な副生成物や化学反応を発生させることがない。また、溶液の液面が低下して残存容量センサ２０が溶液に浸漬されなくなった場合、音波は空気中で大きく減衰することから、受波側の超音波トランスデューサから出力される信号が大きく減衰するため、液面の低下を検知することができる。
【００２７】
また、図６に示すように、鉛蓄電池１０のケース１２から配管５０を引き出してもよい。配管５０は、ケース１２の２箇所を結ぶように形成される。配管５０は、図７に示すように、たとえば断面が四角形の筒状となるように形成される。そして、配管５０の対向する面に、一対の超音波トランスデューサ５２，５４が形成される。超音波トランスデューサ５２，５４は、たとえば、圧電体層の両面に電極を形成した圧電振動子の一方面にバッキング材が形成されたものである。さらに、超音波トランスデューサ５２，５４上には、これらの超音波トランスデューサ５２，５４間の超音波の送受を制御するための回路基板５６が設けられる。この回路基板５６には、配管５０内の溶液の温度を測定するために、温度センサなどの温度測定手段が設けられている。
【００２８】
このような鉛蓄電池１０では、ケース１２内の溶液が配管５０によって引き出され、ケース１２と配管５０との間で溶液が循環する。そして、超音波トランスデューサ５２，５４による超音波の送受によって、配管５０部分における溶液中の音速が測定される。この鉛蓄電池１０では、ケース１２内の溶液の温度が上昇しても、配管５０に引き出されることによって自然冷却され、低温での音速測定が可能である。溶液の比重と溶液中における音速との関係は、低温で測定するほうが顕著に現れるため、配管５０を形成した鉛蓄電池１０では、より正確な残存容量の把握が可能となる。なお、自然冷却では十分に溶液の温度が低下しない場合、配管５０部分において冷却装置などで溶液を冷却することができる。
【００２９】
また、ケース１２内において、溶液に気泡が発生した場合、配管５０に気泡が入り込むと、気泡を超音波が通過するため、溶液中における正確な音速を測定することができない。そこで、配管５０内に気泡フィルタを設けて、音速を測定する部分に気泡が入らないようにすることができる。このような気泡フィルタを設けることにより、確実に溶液中において音速を測定することができ、正確に鉛蓄電池１０の残存容量を把握することができる。
【００３０】
このような残存容量センサ２０を設けた鉛蓄電池１０は、たとえば自動車などに搭載される。この場合、残存容量センサ２０の出力信号により、鉛蓄電池１０の残存容量を自動車内に表示することができ、充電の必要性の判断材料とすることができる。
【実施例１】
【００３１】
図１に示す鉛蓄電池１０について、溶液中における音速を測定した。そして、溶液を取り出し、その比重を測定して、溶液の比重と溶液中における音速との関係を調べた。また、鉛蓄電池１０に負荷を接続し、電池残存容量を低下させて、溶液濃度が低下していく過程における溶液の比重と溶液中における音速との関係を調べた。これらの測定では、溶液の温度を変えて、０℃から８０℃までの液温の変化に対して、音速がどのように変化するかを測定した。このようにして得られた結果を、図８および図９に示した。
【００３２】
図８は、複数の比重を有する溶液について、溶液温度と溶液中における音速との関係を示すグラフである。図８からわかるように、それぞれの比重を有する溶液について、溶液温度が変化すると、溶液中における音速も変化している。このことから、溶液の温度を検出することにより、溶液中における音速から、溶液の比重すなわち鉛蓄電池１０の残存容量に換算できることがわかる。つまり、図８から、鉛蓄電池１０の容量低下を検知する指標として、これまで一般的であった溶液の比重ではなく、溶液中における音速を指標にできることがわかる。
【００３３】
また、図９は、複数の温度を有する溶液について、溶液の比重と溶液中における音速との関係を示すグラフである。図９からわかるように、溶液温度が６０℃を超えると、溶液の比重に対して、溶液中における音速がほとんど変化しないことがわかる。このことから、溶液中における音速により溶液の比重を測定するためには、溶液の温度を６０℃以下にする必要があることがわかる。
【００３４】
さらに、図９からわかるように、６０℃以下の溶液について、音速１５４０ｍ／ｓｅｃ付近において曲線に交差点が見られる。つまり、この点は、溶液の温度にほとんど依存しないことがわかる。この交差点は、鉛蓄電池では、再充電を行う必要の有無を見極める際の要注意点である。したがって、この発明の残存容量センサ２０を取り付けることにより、鉛蓄電池１０の使用とともに音速の低下を観測することができるが、溶液の温度に無関係に、ある一定の要注意点になったら再充電を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の鉛蓄電池の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す鉛蓄電池に用いられる残存容量センサの一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す残存容量センサの図解図である。
【図４】（ａ）は図３に示す残存容量センサに用いられる超音波送受波器を示す斜視図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図４に示す超音波送受波器の内部に形成される圧電振動子の電極を示す平面図である。
【図６】この発明の鉛蓄電池の他の例を示す斜視図である。
【図７】図６に示す鉛蓄電池に形成される配管の一部を示す図解図である。
【図８】鉛蓄電池の溶液を測定した結果を示すグラフであり、複数の比重を有する溶液について、溶液温度と溶液中における音速との関係を示すグラフである。
【図９】鉛蓄電池の溶液を測定した結果を示すグラフであり、複数の温度を有する溶液について、溶液の比重と溶液中における音速との関係を示すグラフである。
【図１０】従来の鉛蓄電池の残存容量センサの一例を示す図解図である。
【図１１】溶液中における音速を測定することができる超音波送受波器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  鉛蓄電池
１２  ケース
２０  残存容量センサ
２４  超音波送受波器
２６  支持部材
２８，３０  圧電振動子
３２，３４  バッキング材
３６，３８  超音波トランスデューサ
４０  回路基板
４２  枠体
５０  配管
５２，５４  超音波トランスデューサ
５６  回路基板
【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】
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