(57)【要約】【課題】  被測定体の内部抵抗の計測に必要とされる部品数を減らせると共に、計測用端子を電極端子に接続する工数を削減できる内部抵抗計測用端子を提供する。【解決手段】  内部抵抗計測用端子１０は、ナットにボルト１４が螺合して蓄電池ポスト１２，１３に締結されており、電流通電端子１０ａと電圧計測端子１０ｂとが環状体１０ｃの周囲に突出して環状体１０ｃに一体に形成されている。環状体１０ｃの中央部には蓄電池ポスト１２，１３への取付用穴１０ｄが開口しており、穴１０ｄにはボルト１４が挿通されている。電流通電端子１０ａは鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａへ計測電流を流すのに用いられ、電圧計測端子１０ｂは計測電流の通電によって鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａに生じる電圧を計測するのに用いられる。これら電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂは、環状体１０ｃの対向する位置に対称に形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定体へ計測電流を流す電流通電端子と、前記計測電流の通電によって被測定体に生じる電圧を計測する電圧計測端子とが、被測定体の電極端子への取付用穴が開口した環状体の周囲に突出して前記環状体に一体に形成されている、被測定体の内部抵抗を４端子法で測定する際に用いられる内部抵抗計測用端子。
【請求項２】
前記電流通電端子および前記電圧計測端子は、前記環状体の対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内部抵抗計測用端子。
【請求項３】
前記環状体は、前記電流通電端子および前記電圧計測端子間に位置する部分に切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内部抵抗計測用端子。
【請求項４】
前記環状体は、前記電流通電端子および前記電圧計測端子間を分断する表面領域を除いて表面にメッキ処理が施されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内部抵抗計測用端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定体の内部抵抗を４端子法で測定する際に用いられる内部抵抗計測用端子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、鉛蓄電池等の被測定体の劣化や残容量を測定する方法として、その内部抵抗を計測する方法が多く用いられている。鉛蓄電池等の内部抵抗値は非常に小さいことにより、その測定には４端子法が多く用いられている。４端子法では、図１に示すように、鉛蓄電池等の被測定体１の電極端子である蓄電池ポスト２，３間に、定電流源４および電圧計５が接続線６ａ，６ｂおよび７ａ，７ｂによって接続される。この４端子法による内部抵抗値の測定では、定電流源４および電圧計５から蓄電池ポスト２，３までに至る接続線６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂの接続線抵抗や、接続線６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂと蓄電池ポスト２，３との間の接触抵抗を無視できるので、２端子法による測定に比べ、精度よく被測定体１の内部抵抗を計測できる。一方、４端子法による内部抵抗値の測定には、定電流源４によって計測電流を被測定体１に流す回路用と、電圧計５によって電圧を計測する回路用との、合計４本の接続線６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂが必要になる。
【０００３】
そして、鉛蓄電池等の内部抵抗値を４端子法によって計測する場合、一般的に、鉛蓄電池等の電極端子に内部抵抗計測用端子が接続される。この内部抵抗計測用端子は、計測電流を流す回路用の電流通電端子と、電圧を計測する回路用の電圧計測端子との一対が、鉛蓄電池等の１つの電極端子に個々に接続され、合計４つの内部抵抗計測用端子が個々の鉛蓄電池等に用いられることが多い。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された計測用端子構造では、一方の計測用端子と他方の計測用端子との一対の端子が、鉛蓄電池の１つの電極端子に個々に接続され、１個の鉛蓄電池当たり合計４つの内部抵抗計測用端子が用いられている。一方の計測用端子は、Ｏ字形状を有する環状部と、この環状部から突設された端子部とからなる。他方の計測用端子は、一方の計測用端子の環状部と比較してやや大きいＣ字形状を有する環状部と、この環状部から突設された端子部とからなる。４端子法による内部抵抗の計測時には、一方の計測用端子のＯ字形状をした環状部は、他方の計測用端子のやや大きいＣ字形状をした環状部に嵌め合わされる。そして、一対のこれら計測用端子は、この嵌め合わされた状態で、電源線を固定する圧着端子とリングワッシャと共に、１つの電極端子の上面に締結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１５６００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鉛蓄電池等の被測定体の内部抵抗を４端子法で測定する際に用いられる上記従来の内部抵抗計測用端子は、上記のように、計測電流を流す回路用の電流通電端子と、電圧を計測する回路用の電圧計測端子との一対が、鉛蓄電池等の１つの電極端子に個々に接続され、１個の被測定体当たり４つの計測用端子が必要とされる。このため、従来、被測定体の内部抵抗の計測に多くの部品が必要とされてコストが掛かると共に、計測用端子を電極端子に接続するのに多くの工数が必要とされて手間が掛かった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
被測定体へ計測電流を流す電流通電端子と、計測電流の通電によって被測定体に生じる電圧を計測する電圧計測端子とを、被測定体の電極端子への取付用穴が開口した環状体の周囲に突出させて環状体に一体に形成し、内部抵抗計測用端子を構成した。
【０００８】
この構成によれば、電流通電端子と電圧計測端子とが１つの内部抵抗計測用端子の環状体に一体に形成されるので、２つの電極端子を有する１個の被測定体当たりに必要とされる内部抵抗計測用端子は２つとなる。このため、被測定体の内部抵抗の計測に必要とされる部品が半減してコストが低減されると共に、計測用端子を電極端子に接続する工数が削減されて端子設置の手間が軽減される。
【０００９】
また、本発明は、電流通電端子および電圧計測端子が、環状体の対向する位置に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、電流通電端子および電圧計測端子間の距離が最も遠くなり、電流通電端子および電圧計測端子間の導電抵抗が最も高くなる。このため、電流通電端子を経由する計測電流を流す回路と、電圧計測端子を経由する電圧を計測する回路との、相互の電気的独立性が高まり、内部抵抗計測のために電流通電端子から被測定体へ流される電流は、電圧を計測する回路の側に流れ込み難くなる。従って、計測電流の通電によって電圧計測端子を介して計測される電圧に、電流通電端子の側の誤差抵抗分に起因する電圧成分が含まれ難くなり、被測定体の内部抵抗の計測精度は向上する。
【００１１】
また、本発明は、環状体が、電流通電端子および電圧計測端子間に位置する部分に切り欠きが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、電流通電端子および電圧計測端子間の環状体の断面積が小さくなり、電流通電端子および電圧計測端子間の電気抵抗が高くなる。このため、この構成によっても、電流通電端子を経由する計測電流を流す回路と電圧計測端子を経由する電圧を計測する回路との相互の電気的独立性が高まり、被測定体の内部抵抗の計測精度は向上する。
【００１３】
また、本発明は、環状体が、電流通電端子および電圧計測端子間を分断する表面領域を除いて表面にメッキ処理が施されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、環状体の表面に施されるめっき処理が、電流通電端子および電圧計測端子間を分断する表面領域に行われないので、環状体と被測定体の電極端子との接触により生じる抵抗は、めっき処理が施された表面領域で低くなる。従って、内部抵抗計測のために電流通電端子から被測定体へ流される電流は、電圧計測端子を介して電圧を計測する回路の側に流れ込み難くなる。このため、この構成によっても、電流通電端子を経由する計測電流を流す回路と電圧計測端子を経由する電圧を計測する回路との相互の電気的独立性が高まり、被測定体の内部抵抗の計測精度は向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上記のように、被測定体の内部抵抗の計測に必要とされる部品数を減らしてコストを低減できると共に、計測用端子を電極端子に接続する工数を削減して端子設置の手間を軽減できる内部抵抗計測用端子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な４端子法を用いた被測定体の内部抵抗計測を説明するための図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施の形態による内部抵抗計測用端子が取り付けられた鉛蓄電池の平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３】（ａ）は図２に示す一実施の形態による内部抵抗計測用端子の平面図、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、電流通電端子および電圧計測端子の成す角度が９０°、４５°および３０°の内部抵抗計測用端子の平面図である。
【図４】図３（ａ）に示す一実施の形態による内部抵抗計測用端子を用いて、鉛蓄電池の内部抵抗を４端子法で測定する際の等価回路図である。
【図５】（ａ）は、一実施の形態の第１の変形例による内部抵抗計測用端子の平面図、（ｂ）は、一実施の形態の第２の変形例による内部抵抗計測用端子の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の一実施の形態による内部抵抗計測用端子を鉛蓄電池の内部抵抗計測に用いた場合について、説明する。
【００１８】
図２（ａ）は、この一実施の形態による内部抵抗計測用端子１０が取り付けられた鉛蓄電池１１の平面図、同図（ｂ）はその側面図である。
【００１９】
鉛蓄電池１１は、その上面に一対の円柱状をしたナットインサート型の蓄電池ポスト１２，１３が設けられている。これら蓄電池ポスト１２，１３には図示しないナットが鋳込まれており、内部抵抗計測用端子１０はこのナットにボルト１４が螺合して蓄電池ポスト１２，１３に締結されている。鉛蓄電池１１の内部には、その電極端子である蓄電池ポスト１２，１３間に、セパレータを介して交互に積層された正負極板からなる極板群と電解液とによって蓄電池内部抵抗１１ａが形成されている。
【００２０】
図３（ａ）は内部抵抗計測用端子１０の平面図を示す。内部抵抗計測用端子１０は、電流通電端子１０ａと電圧計測端子１０ｂとが環状体１０ｃの周囲に突出して環状体１０ｃに一体に形成された、平板状をしている。この内部抵抗計測用端子１０は、無酸素銅や黄銅などの材質からなり、その厚さは鉛蓄電池１１の出力電圧や放電電流の大きさなどに応じて適宜決定される。環状体１０ｃの中央部には蓄電池ポスト１２，１３への取付用穴１０ｄが開口しており、内部抵抗計測用端子１０の蓄電池ポスト１２，１３への取付時、穴１０ｄにはボルト１４が挿通される。電流通電端子１０ａは鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａへ計測電流を流すのに用いられ、電圧計測端子１０ｂは計測電流の通電によって鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａに生じる電圧を計測するのに用いられる。本実施の形態では、これら電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂは、環状体１０ｃの対向する位置に対称に形成されており、各端子１０ａおよび１０ｂの中心線が環状体１０ｃの中心周りに成す角度は１８０°になっている。
【００２１】
このような本実施の形態による内部抵抗計測用端子１０によれば、電流通電端子１０ａと電圧計測端子１０ｂとが１つの内部抵抗計測用端子１０の環状体１０ｃに一体に形成されるので、１個の鉛蓄電池１１当たりに必要とされる内部抵抗計測用端子１０は、図２に示すように２つとなる。このため、鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａの計測に必要とされる部品が半減してコストが低減されると共に、計測用端子１０を蓄電池ポスト１２，１３に接続する工数が削減されて端子設置の手間が軽減される。
【００２２】
図４は、上記の内部抵抗計測用端子１０を用いて、被測定体である鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａを交流４端子法で測定する際の等価回路図である。
【００２３】
この４端子法による測定には計測用電流発生器２１および電圧計２２が用いられる。計測用電流発生器２１は各電流通電端子１０ａへ交流の計測電流を供給し、電圧計２２は各電圧計測端子１０ｂ間に生じる交流電圧を計測する。
【００２４】
内部抵抗計測用端子１０は、環状体１０ｃの中央部に取付用穴１０ｄが開口しているため、そのもの自身に、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間に２つの通電経路が形成される。一方の通電経路は環状体１０ｃの上半分の半円弧状導電部分を伝う経路であり、この経路において内部抵抗計測用端子１０そのものの導電率によって生じる導電抵抗は、電流通電端子１０ａから電圧計測端子１０ｂ側へかけて、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３と表される。また、他方の通電経路は環状体１０ｃの下半分の半円弧状導電部分を伝う経路であり、この経路において内部抵抗計測用端子１０そのものの導電率によって生じる導電抵抗は、電流通電端子１０ａから電圧計測端子１０ｂ側へかけて、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６と表される。
【００２５】
また、内部抵抗計測用端子１０は、ボルト１４の頭部によって蓄電池ポスト１２，１３の上面に押し付けられて締結されるが、環状体１０ｃの電流通電端子１０ａ側半分の半円弧状導電部分と蓄電池ポスト１２，１３の上面との間で、接触抵抗Ｒ７、Ｒ８が生じる。また、環状体１０ｃの電圧計測端子１０ｂ側半分の半円弧状導電部分と蓄電池ポスト１２，１３の上面との間で、接触抵抗Ｒ９、Ｒ１０が生じる。
【００２６】
計測用電流発生器２１は、内部抵抗計測用端子１０そのものの導電率によって生じる導電抵抗Ｒ１〜Ｒ６、および、内部抵抗計測用端子１０と蓄電池ポスト１２，１３の上面との間の接触抵抗Ｒ７〜Ｒ１０の値にかかわらず、各電流通電端子１０ａへ一定の計測電流を供給することが出来る。一方、電圧計２２で計測される電圧は、計測用電流発生器２１によって計測電流が流される導電抵抗Ｒ１〜Ｒ６および接触抵抗Ｒ７〜Ｒ１０の値に影響を受ける。
【００２７】
本実施の形態では、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂが図３（ａ）に示すように環状体１０ｃの対向する位置に形成されているため、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の距離が最も遠くなり、同図（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示す内部抵抗計測用端子１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃに比べて、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の導電抵抗Ｒ２およびＲ５が最も高くなる。すなわち、同図（ａ）に示す、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂの成す角度が１８０°の内部抵抗計測用端子１０における電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の抵抗値を１とすると、同図（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示す、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂの成す角度が９０°、４５°および３０°（２７０°、３１５°および３３０°については図示せず）の内部抵抗計測用端子１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃにおける電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の抵抗値は、以下の表１に示すように、０．７５、０．４４および０．３１の抵抗値比となる。
【表１】
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【００２８】
従って、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂの成す角度は、９０°以上２７０°以下が好ましい。
【００２９】
また、環状体１０ｃの電流通電端子１０ａ側半分の半円弧状導電部分と、環状体１０ｃの電圧計測端子１０ｂ側半分の半円弧状導電部分とは形状および材質が同じであるため、蓄電池ポスト１２，１３の上面との間の接触抵抗Ｒ７およびＲ８と、接触抵抗Ｒ９およびＲ１０とは同じ値となる。従って、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の導電抵抗Ｒ２およびＲ５が高いほど、また、接触抵抗Ｒ７〜Ｒ１０が低いほど、内部抵抗１１ａの計測精度は向上する。
【００３０】
従って、表１からも明らかな如く電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂの成す角度を１８０℃とするのがより好ましい。
【００３１】
本実施の形態では、上記のように、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の導電抵抗Ｒ２およびＲ５が高くなることで、電流通電端子１０ａを経由する計測電流を流す回路と、電圧計測端子１０ｂを経由する電圧を計測する回路との、相互の電気的独立性が高まる。従って、内部抵抗１１ａの計測のために計測用電流発生器２１によって電流通電端子１０ａから鉛蓄電池１１へ流される電流は、高い導電抵抗Ｒ２およびＲ５によって拒まれて、電圧計２２によって電圧を計測する回路の側の導電抵抗Ｒ９およびＲ１０に流れ込み難くなる。この場合、計測用電流発生器２１は、定電流で計測電流を流せば、導電抵抗Ｒ１およびＲ４、並びに接触抵抗Ｒ７およびＲ８に影響されること無く、内部抵抗１１ａに一定電流を流すことが出来る。一方、計測電流により発生する電圧を計測する電圧計２２では、導電抵抗Ｒ２およびＲ５のために、接触抵抗Ｒ７およびＲ８による電圧成分が計測値に加わることは無い。すなわち、計測電流の通電によって電圧計測端子１０ｂを介して計測される電圧に、電流通電端子１０ａの側の接触抵抗Ｒ７およびＲ８に起因する電圧成分が誤差分として含まれ難くなり、鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａの計測精度は向上する。
【００３２】
なお、上記の実施の形態においては、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂを環状体１０ｃの対向する位置に形成することで、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の導電抵抗Ｒ２およびＲ５を高く設定した場合について、説明した。しかし、図５（ａ）に示す内部抵抗計測用端子１０Ｄのように、環状体１０ｃにおける、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間に位置する中央部分に、切り欠き１０ｅを形成する構成としてもよい。なお、図５において図３（ａ）と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００３３】
この構成によれば、切り欠き１０ｅが形成されることで、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の環状体１０ｃの断面積が小さくなり、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間の導電抵抗Ｒ２およびＲ５はさらに高くなる。このため、電流通電端子１０ａを経由する計測電流を流す回路と電圧計測端子１０ｂを経由する電圧を計測する回路との相互の電気的独立性がさらに高まり、鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａの計測精度はさらに向上する。
【００３４】
また、図５（ｂ）に示す内部抵抗計測用端子１０Ｅのように、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間を中間で分断する帯状の表面領域１０ｆを除いて、導電性のよい金属で環状体１０ｃの表面にメッキ処理を施すように構成してもよい。
【００３５】
この構成によれば、環状体１０ｃの表面に施されるめっき処理が、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間を分断する表面領域１０ｆに行われないので、環状体１０ｃと蓄電池ポスト１２，１３との接触により生じる接触抵抗Ｒ７〜Ｒ１０は、めっき処理が施された領域で低くなる。従って、内部抵抗１１ａの計測のために電流通電端子１０ａから鉛蓄電池１１へ流される電流は、電圧計測端子１０ｂを介して電圧を計測する回路の側にさらに流れ込み難くなる。このため、この構成によっても、電流通電端子１０ａを経由する計測電流を流す回路と電圧計測端子１０ｂを経由する電圧を計測する回路との相互の電気的独立性がさらに高まり、鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａの計測精度はさらに向上する。
【００３６】
また、上記の変形例では、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂを環状体１０ｃの対向する位置に形成し、かつ、環状体１０ｃに切り欠き１０ｅを形成するか、帯状の表面領域１０ｆを除く表面にメッキ処理を施した場合について、説明した。しかし、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂを環状体１０ｃの対向する位置に形成することなく、環状体１０ｃにおける、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間に位置する部分に、切り欠き１０ｅを形成する構成としてもよい。また、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂを環状体１０ｃの対向する位置に形成することなく、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間を分断する表面領域１０ｆを除いて、環状体１０ｃの表面にメッキ処理を施すように構成してもよい。また、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂを環状体１０ｃの対向する位置に形成し、かつ、環状体１０ｃにおける、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間に位置する部分に切り欠き１０ｅを形成し、かつ、電流通電端子１０ａおよび電圧計測端子１０ｂ間を分断する表面領域１０ｆを除いて、環状体１０ｃの表面にメッキ処理を施すように構成してもよい。このような各構成によっても、上記の実施の形態および各変形例と同様な作用効果が奏される。
【００３７】
また、上記の実施の形態では、内部抵抗計測用端子１０の取付用穴１０ｄにボルト１４が挿通され、ナットインサート型の蓄電池ポスト１２，１３に鋳込まれたナットにボルト１４が締結されて、内部抵抗計測用端子１０が蓄電池ポスト１２，１３に取り付けられる場合について説明した。しかし、ボルトの頭部が鉛蓄電池１１の上面に鋳込まれてスタッドボルト型に蓄電池ポスト１２，１３が構成される場合においても、内部抵抗計測用端子１０を蓄電池ポスト１２，１３に同様に取り付けることが可能であり、同様な作用効果が奏される。この場合、鋳込まれたボルトの頭部に内部抵抗計測用端子１０の取付用穴１０ｄが挿通され、ボルトの頭部にナットが螺合されて、内部抵抗計測用端子１０が蓄電池ポスト１２，１３に締結されて取り付けられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
上記の実施の形態では、本発明による内部抵抗計測用端子１０を鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａを４端子法で計測する場合について、説明した。しかし、鉛蓄電池１１の内部抵抗１１ａに限らず、本発明による内部抵抗計測用端子１０は、電気二重層コンデンサなどの被測定体の内部抵抗を４端子法で計測する場合にも同様にして適用することが出来、その場合においても上記の実施の形態と同様な作用効果が奏される。
【符号の説明】
【００３９】
１０、１０Ａ〜１０Ｅ…内部抵抗計測用端子
１０ａ…電流通電端子
１０ｂ…電圧計測端子
１０ｃ…環状体
１０ｄ…取付用穴
１０ｅ…切り欠き
１０ｆ…表面領域
１１…鉛蓄電池
１１ａ…蓄電池内部抵抗
１２，１３…蓄電池ポスト
１４…ボルト
２１…計測用電流発生器
２２…電圧計
Ｒ１〜Ｒ６…導電抵抗
Ｒ７〜Ｒ１０…接触抵抗
【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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