(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された電槽内に発電要素を収容し、電槽にその内部に対して密閉され外部に対して開放された有底の温度検出穴を設け、温度検知器を温度検出穴に着脱可能にかつ先端の検知端を温度検出穴の底面に付勢された状態で装着する装着手段を設けたことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
電槽の温度検出穴の側部に係合フックを設け、温度検知器に弾性変形可能な係合フランジを設け、係合フックに弾性変形状態で係合した係合フランジの弾性復元力で温度検知器を付勢するように構成したことを特徴とする請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
温度検出穴及び温度検知器の先端部を他の部分より細径に形成したことを特徴とする請求項１記載の二次電池。
【請求項４】
温度検知器は、有底筒状の検知器ケース内にその底面に接触させて検知素子を挿入配置するとともに樹脂を充填して構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項５】
温度検知器は、筒状の検知器ケース内にその先端開口に臨むように検知素子を挿入配置するとともに樹脂を充填して構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項６】
温度検知器に、引出しワイヤを固定するワイヤ固定フックを設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の二次電池。
【請求項７】
係合フックは温度検出穴の軸芯方向と直交する方向に弾性変位可能に構成され、温度検知器に係合フックの変位量を規制する突部を設けたことを特徴とする請求項２記載の二次電池。
【請求項８】
電槽の温度検出穴、温度検出器の検知器ケース及び装着手段がすべて合成樹脂製であることを特徴とする請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
電槽の温度検出穴は、その先端底面が発電要素の最高温度位置に接触又は近接するように配設されていることを特徴とする請求項１記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池に関し、特に密閉された電槽内に発電要素を収容してなる密閉型二次電池における温度検知部の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車等に使用される密閉型二次電池における温度検知部としては、電池内の気密性を保持しながら内部温度を検出するため、電槽にその内部に対して密閉され外部に対して開放された有底の温度検出穴を設け、この温度検出穴に温度検出素子を挿入配置して合成樹脂を充填することにより電槽に一体的に設けてなる埋め込み型のものが知られている。
【０００３】
また、特開平９−１２０８４６号公報には、上記のような有底の温度検出穴に温度検知器を挿入し、接着剤や樹脂で接着し若しくは熱溶着し、又は固定し、電池外部から電池内の温度を検出するようにしたものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、埋め込み型のものでは温度検出素子の挿入配置状態によって温度検出の精度や応答性が悪くなる恐れがあるとともに温度検出素子の配置状態が適切であるか否かの検出が困難であり、また電槽の製造工程も複雑になってコスト高になるとともに取扱いも容易でなく、さらに電池を交換する際には温度検知器も交換する必要があるとともに配線も交換する必要があり、メンテナンスも容易でないという問題がある。
【０００５】
また、上記公報に開示されたものでは、電槽とは別体の温度検知器を有底の温度検出穴内に挿入配置するようにしているが、温度検知器を温度検出穴の壁面との間に隙間を生じないように挿入配置するための手段が特に示されていず、精度及び応答性の良い温度検出を行えない恐れがあるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、密閉された電槽内の発電要素の温度を精度良くかつ応答性良く検出でき、また組付け及びメンテナンスの作業性の良い二次電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の二次電池は、密閉された電槽内に発電要素を収容し、電槽にその内部に対して密閉され外部に対して開放された有底の温度検出穴を設け、温度検知器を温度検出穴に着脱可能にかつ先端の検知端を温度検出穴の底面に圧接状態で装着する装着手段を設けたものであり、電槽内の密閉を保持したまま温度検出穴の底面を介して電池内部の温度を検出できるとともに、温度検知器の検知端が温度検出穴の底面に圧接されているので、精度良くかつ応答性良く電池温度を検出でき、また温度検知器を電槽の温度検出穴に着脱できるので温度検知器の組付けや電池交換などのメンテナンス時の作業性の良い二次電池が得られる。
【０００８】
また、電槽の温度検出穴の側部に係合フックを設け、温度検知器に弾性変形可能な係合フランジを設け、係合フックに弾性変形状態で係合した係合フランジの弾性復元力で温度検知器を圧接付勢するように構成すると、係合フランジを係合フックに係合させるだけで、ワンタッチ操作によって着脱することができるとともに係合フランジの弾性復元力で確実に圧接させることができる。
【０００９】
また、温度検出穴及び温度検知器の先端部を他の部分より細径に形成すると、温度検知器の検知端に対して温度検出穴の底面だけでなく、その近傍の周囲からも熱が伝達されるとともに温度検知部の熱容量も小さいために一層高精度にかつ応答性良く温度検出できる。
【００１０】
また、温度検知器を、有底筒状の検知器ケース内にその底面に接触させて検知素子を挿入配置するとともに樹脂を充填して構成すると、検知素子が検知器ケース内に配置されて一体化されるために検知素子からのリード線が破断したりする恐れがなくて取扱いが容易となりかつ熱の伝達も円滑に行われて応答性良く温度検出でき、また検知器ケースの底面を介して検知素子にて温度検知するためその底面の壁厚を薄くすることにより応答性が向上する。
【００１１】
また、温度検知器を、筒状の検知器ケース内にその先端開口に臨むように検知素子を挿入配置するとともに樹脂を充填して構成すると、検知素子の周囲が検知器ケースと充填樹脂にて保護されるとともに検知器ケースに一体化されているために検知素子からのリード線が破断したりする恐れがなくて取扱いが容易となりかつ温度検出穴の底面から直接検知素子に熱が伝達されるため一層応答性良く温度検出できる。
【００１２】
また、温度検知器に、引出しワイヤを固定するワイヤ固定フックを設けると、引出しワイヤに不測に外力が作用したときにも、温度検知器からの引き出し端に応力が集中して断線するのを防止できる。
【００１３】
また、係合フックは温度検出穴の軸芯方向と直交する方向に弾性変位可能に構成され、温度検知器に係合フックの変位量を規制する突部を設けると、温度検知器の着脱時に係合フックを変位させ過ぎて破損するのを防止できる。
【００１４】
また、電槽の温度検出穴、温度検出器の検知器ケース及び装着手段がすべて合成樹脂製とすると、これらの部分が金属部品からなる場合のように熱が外部に放散されて適切な温度検出ができないというようなことがなく、高精度に温度検出することができる。
【００１５】
また、電槽の温度検出穴を、その先端底面が発電要素の最高温度位置（例えば最も温度が高くなるとともに放熱し難い発電要素の上端中央部や集電体近傍など）に接触又は近接するように配設すると、応答性良く電池温度を検出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の二次電池の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態の二次電池１は、電気自動車用の駆動電源として好適に用いることができるニッケル・水素二次電池であり、図１に示すように、複数の二次電池１を並列配置し、電気的には直列接続して使用される。また、各二次電池１の対向壁面間に冷却媒体通路２を形成して各二次電池１を強制冷却するように構成されている。
【００１８】
各二次電池１は、図１、図２に示すように、上端開口の中空直方体状の槽本体４の上端開口に蓋体５を一体接合して密閉された電槽３が構成されるとともに、その電槽３内に発電要素６を収納して構成されている。槽本体４及び蓋体５はＰＰ／ＰＰＥアロイなどの合成樹脂材料にて構成されている。電槽３の長手方向両端部には正極端子と負極端子（図示せず）が配設され、また蓋体５の適所には電槽３内の圧力が一定以上になったときに圧力を開放するための安全弁（図示せず）が配設されている。
【００１９】
発電要素６は、Ｎｉの発泡メタルからなる正極板７とＮｉのパンチングメタルに活物質を塗着してなる負極板８を、各正極板７に被せた袋状のセパレータ９を介して積層して構成されており、電解液とともに電槽３内に収容されている。正極板７群と負極板８群は互いに反対側の側縁部が突出されてそれぞれリード部７ａ、８ａとされ、これらリード部７ａ、８ａがそれぞれ集電板１０、１１に一体接合されている。これら集電板１０、１１はそれぞれ上記正極端子と負極端子に接続されている。
【００２０】
電槽３の蓋体５の略中央部には、電槽３内部に対して密閉され外部に対して開放された有底の温度検出穴１２が形成されている。この温度検出穴１２の先端の底面１２ａは発電要素６の最高温度位置である上端中央部に接触又は近接するように配設されている。そして、温度検出穴１２に対して温度検知器１３が着脱可能にかつ先端の検知端１３ａを温度検出穴１２の底面１２ａに圧接させて装着されている。
【００２１】
この温度検出部の構成を、図３、図４を参照して詳しく説明すると、温度検出穴１２の先端部にはその他の部分よりも小径の先端小径部１２ｂが形成されている。また、温度検出穴１２の上端開口の両側部に１対の係合フック１４が突設されている。これら係合フック１４はその先端部が互いに遠近方向に動き得るように弾性変形可能に構成されるとともに、その上部外側に、上方に向けて内側に傾斜するガイド面１５ａとその下端に連続して形成された下向きの係合面１５ｂとを有する断面略三角形状の係合爪部１５が突設されている。
【００２２】
温度検知器１３は、ＰＥなどの合成樹脂製の有底筒状の検知器ケース１６内にその底面１６ａにサーミスタなどの検知素子１７を接触させて挿入配置するとともにエポキシ樹脂などの樹脂１８を充填して構成されている。検知器ケース１６の下端部には検知素子１７が丁度嵌合するように先端小径部１６ｂが形成され、温度検知器１３の先端部に、温度検出穴１２の先端小径部１２ｂに丁度嵌合する先端小径部１３ｂが構成されている。また、検知器ケース１６の内周面の下部には検知素子１７を先端小径部１６ｂ内に円滑に挿入できるようにテーパガイド面１６ｃが形成されている。１９は検知素子１７から延出されたリード線、２０はリード線１９の上端に接続された引出しワイヤで、検知素子１７とリード線１９と引出しワイヤ２０の先端部までが検知器ケース１６内に挿入されて充填された樹脂１８にて一体化されている。
【００２３】
また、検知器ケース１６の上端部の両側には、１対の係合フック１４がそれぞれ貫通できるように平面視が方形枠状でかつ上下に弾性変形可能な一対の係合フランジ２１が突設されている。本実施形態では、各係合フランジ２１の正面視の中間部にＶ字状の屈曲部２１ａが形成されている。そして、係合フランジ２１に対して係合フック１４を貫通させ、その係合爪部１５に係合フランジ２１を弾性変形状態で係合させることにより、係合フランジ２１の弾性復元力で温度検知器１３を温度検出穴１２の底面１２ａに圧接付勢するように構成されている。
【００２４】
また、検知器ケース１６の上端部の一対の係合フランジ２１が対向する方向と直交する方向の一側部から斜め上方に支片２２が延出され、その先端に引出しワイヤ２０を上方から挟持固定する下向きに開いたコ字状のワイヤ固定フック２３が配設されている。また、検知器ケース１６の上端部両側には、方形枠状の係合フランジ２１の内側の中央部に向けて突出し、係合フック１４の変位量を規制する突部２４が突設されている。
【００２５】
以上の構成の二次電池１においては、温度検出穴１２の底面１２ａを介して電槽３内の密閉状態を保持したまま、かつその温度検出穴１２の底面１２ａに温度検知器１３の検知端１３ａを圧接させた状態で温度検出するので、精度良くかつ応答性良く電池温度を検出することができ、また温度検出穴１２の底面１２ａが発電要素６の上端中央部に当接又は近接するように配設されているので、二次電池１の最も温度が高くなる部分の温度を速やかに検出できる。このように電池温度を高精度に応答性良く検出することにより、正確な電池制御を行うことができ、電池の長寿命化及び信頼性の向上を図ることができる。
【００２６】
また、電槽３側の温度検出穴１２及び係合フック１４、並びに温度検知器１３の検知器ケース１６及び係合フランジ２１がすべて合成樹脂製であるため、熱伝導性が低く、これらが金属部品からなる場合のように熱が外部に放散されて適切な温度検出ができないというようなことがなく、高精度に温度検出することができる。
【００２７】
また、温度検知器１３の装着に際しては、温度検知器１３を電槽３の温度検出穴１２に挿入して方形枠状の係合フランジ２１内に係合フック１４を貫入させ、係合爪部１５のガイド面１５ａに沿って係合フランジ２１を滑らせながら押し下げ、係合フランジ２１を下方に弾性変形させた状態で係合面１５ｂに係合させることによってワンタッチで温度検知器１３を装着することができ、かつその装着状態で係合フランジ２１の弾性復元力で上記のように温度検知器１３の検知端１３ａを温度検出穴１２の底面１２ａに確実に圧接させることができる。
【００２８】
また、一対の係合フック１４を内側に向けて押圧して係合爪部１５の係合面１５ｂと係合フランジ２１の係合を解除することにより、ワンタッチで温度検知器１３を取り外すことができる。なお、取り外しに際して、係合フック１４の変位量が突部２４にて規制されているので、係合フック１４を過大に変形させて損傷してしまうような恐れはない。このように温度検知器１３をワンタッチで着脱できることによって温度検知器１３の組付け時や、各二次電池１の交換などのメンテナンス時などの作業性が良い。
【００２９】
また、温度検出穴１２の先端部に先端小径部１２ｂを設け、温度検知器１３の先端部に先端小径部１３ｂを設けて他の部分より細径に形成しているので、温度検知器１３の検知端１３ａに対して温度検出穴１２の底面１２ａだけでなくその近傍の周囲からも熱が伝達され、また温度検知部の熱容量も小さいために、一層高精度にかつ応答性良く温度検出できる。
【００３０】
また、温度検知器１３自体は、有底筒状の検知器ケース１６内にその底面１６ａに接触させて検知素子１７を挿入配置し、樹脂１８を充填して一体化して構成しているので、検知素子１７からのリード線１９が破断したりする恐れがなくて取扱いが容易となりかつ熱の伝達も円滑に行われて応答性良く温度検出でき、また検知器ケース１６の底面１６ａの壁厚を、例えば０．５ｍｍ以下の薄肉に形成することにより応答性が向上する。この場合、温度検出穴１２の底面１２ａも、例えば０．７ｍｍ以下の薄肉に形成するのが好ましい。
【００３１】
また、温度検知器１３には引出しワイヤ２０を固定するワイヤ固定フック２３を設けているので、引出しワイヤ２０に不測に外力が作用したときにも、引出しワイヤ２０の温度検知器１３からの引き出し端に応力が集中して断線するのを防止できる。
【００３２】
上記図示例では、温度検知器１３の係合フランジ２１の中間部に屈曲部２１ａを形成し、係合フランジ２１を係合フック１４の係合爪部１５のガイド面１５ａに沿って滑らせながら押し下げる際に、係合フック１４が内側に弾性変形するとともに、係合フランジ２１側でもその屈曲部２１ａである程度伸展するようにした例を示したが、図５に示す変形例のように係合フランジ２１の中間部の屈曲部２１ａを無くし、中間部を斜め下方に延びる単純な接続片２１ｂにて構成してもよい。
【００３３】
次に、本発明の他の実施形態について、図６を参照して説明する。上記実施形態の温度検知器１３においては、有底筒状の検知器ケース１６内にその底面１６ａにサーミスタなどの検知素子１７を接触させて挿入配置した例を示したが、本実施形態では、底面を無くした筒状の検知器ケース２６内にその先端開口２６ａに臨むように検知素子１７を挿入配置するとともに検知器ケース２６内に樹脂１８を充填して構成されている。なお、２６ｂは先端小径部、２６ｃはテーパガイド面で、上記実施形態の先端小径部１６ｂ、テーパガイド面１６ｃに対応するものである。
【００３４】
本実施形態においては、検知素子１７の周囲が検知器ケース２６と充填樹脂１８にて保護されるとともに検知器ケース２６に一体化されているために検知素子１７からのリード線１９が破断したりする恐れがなくて取扱いが容易となりかつ温度検出穴１２の底面１２ａから直接検知素子１７に熱が伝達されるため一層応答性良く温度検出できる。
【００３５】
また、図６では係合フランジ２１の中間部に屈曲部２１ａを形成した例を示したが、本実施形態においても図７に示す変形例のように係合フランジ２１の中間部の屈曲部２１ａを無くし、中間部を斜め下方に延びる単純な接続片２１ｂにて構成してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の二次電池によれば、以上の説明から明らかなように、密閉された電槽内に発電要素を収容し、電槽にその内部に対して密閉され外部に対して開放された有底の温度検出穴を設け、温度検知器を温度検出穴に着脱可能にかつ先端の検知端を温度検出穴の底面に圧接状態で装着する装着手段を設けたので、電槽内の密閉を保持したまま温度検出できるとともに、温度検知器の検知端が温度検出穴の底面に圧接されていることにより精度良くかつ応答性良く電池温度を検出でき、また温度検知器を電槽の温度検出穴に着脱できるので温度検知器の組付けや電池交換などのメンテナンス時の作業性も向上する。
【００３７】
また、電槽の温度検出穴の側部に係合フックを設け、温度検知器に弾性変形可能な係合フランジを設け、係合フックに弾性変形状態で係合した係合フランジの弾性復元力で温度検知器を圧接付勢するように構成すると、係合フランジを係合フックに係合させるだけで、ワンタッチ操作によって着脱することができるとともに係合フランジの弾性復元力で確実に圧接させることができる。
【００３８】
また、温度検出穴及び温度検知器の先端部を他の部分より細径に形成すると、温度検知器の検知端に対して温度検出穴の底面だけでなく、その近傍の周囲からも熱が伝達されるとともに熱容量も小さいために一層高精度にかつ応答性良く温度検出できる。
【００３９】
また、温度検知器を、有底筒状の検知器ケース内にその底面に接触させて検知素子を挿入配置するとともに樹脂を充填して構成すると、検知素子が検知器ケース内に配置されて一体化されるために検知素子からのリード線が破断したりする恐れがなくて取扱いが容易となりかつ熱の伝達も円滑に行われて応答性良く温度検出でき、また検知器ケースの底面を介して検知素子にて温度検知するためその底面の壁厚を薄くすることにより応答性が向上する。
【００４０】
また、温度検知器を、筒状の検知器ケース内にその先端開口に臨むように検知素子を挿入配置するとともに樹脂を充填して構成すると、検知素子の周囲が検知器ケースと充填樹脂にて保護されるとともに検知器ケースに一体化されているために検知素子からのリード線が破断したりする恐れがなくて取扱いが容易となりかつ温度検出穴の底面から直接検知素子に熱が伝達されるため一層応答性良く温度検出できる。
【００４１】
また、温度検知器に、引出しワイヤを固定するワイヤ固定フックを設けると、引出しワイヤに不測に外力が作用したときにも、温度検知器からの引き出し端に応力が集中して断線するのを防止できる。
【００４２】
また、係合フックは温度検出穴の軸芯方向と直交する方向に弾性変位可能に構成され、温度検知器に係合フックの変位量を規制する突部を設けると、温度検知器の着脱時に係合フックを変位させ過ぎて破損するのを防止できる。
【００４３】
また、電槽の温度検出穴、温度検出器の検知器ケース及び装着手段がすべて合成樹脂製とすると、これらの部分が金属部品からなる場合のように熱が外部に放散されて適切な温度検出ができないというようなことがなく、高精度に温度検出することができる。
【００４４】
また、電槽の温度検出穴を、その先端底面が発電要素の最高温度位置に接触又は近接するように配設すると、応答性良く電池温度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池の一実施形態の縦断正面図である。
【図２】同実施形態の縦断側面図である。
【図３】同実施形態の温度検知部の詳細拡大縦断正面図である。
【図４】同実施形態における検知器ケースの斜視図である。
【図５】同実施形態の変形例における温度検知部の詳細拡大縦断正面図である。
【図６】本発明の二次電池の他の実施形態における温度検知部の詳細拡大縦断正面図である。
【図７】同実施形態の変形例における温度検知部の詳細拡大縦断正面図である。
【符号の説明】
１  二次電池
３  電槽
６  発電要素
１２  温度検出穴
１２ａ  底面
１２ｂ  先端小径部
１３  温度検知器
１３ａ  検知端
１３ｂ  先端小径部
１４  係合フック
１６  検知器ケース
１６ａ  底面
１７  検知素子
１８  樹脂
２０  引出しワイヤ
２１  係合フランジ
２３  ワイヤ固定フック
２４  突部
２６  検知器ケース
２６ａ  先端開口
【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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