JP2001159557A - バッテリの液面検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い信頼性で、バッテリ液面の低下を検出でき
るようにする。 【解決手段】バッテリ３の電解液中に、その下端が所定
の液面位に位置するように検出電極４ａが挿入される。
そのため、電解液の液面が所定の液面位以下に低下する
と、検出電極４ａの全体が電解液から露出し、検出電極
４ａに電解液電位がなくなる。これに応じて検出電極４
ａと接続されている検出回路部４ｂから光電変換器５に
検出信号が出力される。この検出信号は光電変換器５に
よって光信号に変換され、受光器６に伝送された後、再
度電気信号に変換され、液面低下を知らせる電気信号と
して制御器７ａに出力される。このように液面低下を示
す信号が光通信によって伝送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フォークリフト
や電気自動車等の電気車の動力源に電力供給するバッテ
リの液面が所定の液面位にまで低下したことを検出する
バッテリの液面検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フォークリフトや電気自動車等の電気車
の駆動用バッテリは、保守の良否によってその寿命が大
きく左右される。その保守項目のなかでも特に補水は非
常に重要である。というのも液切れが生じると、サルフ
ェーションと呼ばれる充電不能現象に陥るためである。
そこで、バッテリの長寿命化を図るためには、バッテリ
の液面を常に確認しておく必要があり、従来よりバッテ
リ中の電解液液面を検出する液面検出装置が数多く提案
されていた。

【０００３】その一例として、液面センサによってバッ
テリ中に貯留されている電解液の液面位の低下を検出す
る液面検出装置が知られている。この装置では、液面セ
ンサがバッテリに装着されるとともに、この液面センサ
からの出力が複数本の専用ケーブルによって装置本体に
与えられている。そして、検出出力に基づき、バッテリ
の液面低下が発生した時、ディスプレイや警告灯等の報
知手段によりその旨が報知される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バッテリは
電気車に対して着脱可能となっており、適宜交換使用さ
れるために、液面センサと装置本体とを電気的に接続し
ている専用ケーブルにはコネクタが取り付けられてい
る。そのため、バッテリの交換作業を行う際には、コネ
クタ操作が必要となり、交換作業が煩雑になるという問
題がある。また、専用ケーブルの本数が多くなるという
問題も生じている。

【０００５】このような問題を解消する手段として、例
えば特公昭６１−５４６０９号公報に記載されているよ
うに導電性のバッテリケースと車体フレームとを電気的
に接続させ、この電気的接続を専用ケーブルの代わりに
用いることも考えられるが、次のような新たな問題が生
じる。その問題とは、バッテリケースと車体フレームと
の間に塗料等の絶縁物が介挿した場合は、絶縁状態ある
いは接触不良状態になって検出出力を安定して装置本体
側に導くことができなくなるため、液面検出の信頼性に
欠けるという問題である。

【０００６】また、バッテリケースの腐食等によりバッ
テリの電解液がリークすることがある。この場合、バッ
テリケースの車体フレームとの間の導通状態がリーク前
のそれと異なってしまい、液面検出の信頼性に欠けると
いう問題があった。

【０００７】この発明が解決しようとする課題は、高い
信頼性で、バッテリ液面の低下を検出できるようにする
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、電気車の動力源に電力供給するバッ
テリの液面が所定の液面位にまで低下したことを検出す
るバッテリの液面検出装置において、前記バッテリの液
面が前記所定の液面位まで低下したことを検出して検出
信号を出力する液面センサと、前記検出信号を光信号に
変換する発光素子からなる光電変換器と、前記発光素子
の光信号を受光して電気信号に変換する受光素子からな
る受光器とを備えていることを特徴としている。

【０００９】このような構成では、バッテリの液面が所
定の液面位にまで低下すると、液面センサにより液面低
下が検出されて所定の出力が光電変換器に与えられる。
すると、光電変換器はこの検出出力を光信号に変換し、
受光器に送信する。このように光通信を用いてバッテリ
液面の低下が伝送されるため、従来では必須となってい
た専用ケーブルが不必要となり、バッテリの交換作業を
行う際の煩雑なコネクタ操作を省略することができる。
また、専用ケーブルを必要としないため、装置全体とし
てケーブルの本数を少なくすることができる。さらに、
特公昭６１−５４６０９号公報に記載されたような電気
的接続（バッテリケースと車体フレームとの電気接続）
を利用する代わりに、光通信を用いたことで、液面検出
が不通状態あるいは不安定状態になるおそれもなくな
り、高い信頼性でバッテリの液面の低下を検出すること
ができる。

【００１０】また、本発明は、前記受光素子からの電気
信号により動作して前記バッテリ液面の前記所定の液面
位までの低下を報知する報知部を有することを特徴とし
ている。報知部を設けたことにより、電気車の報知部に
液面低下を知らせる報知がなされ、バッテリの液面低下
の報知を確実にオペレータに報知することができる。

【００１１】また、本発明は、前記電気車が、フォーク
リフトであることを特徴としている。この場合、フォー
クリフトのオペレータはバッテリの液面の状態を確実に
把握することができ、液面低下時には作業を中止してバ
ッテリの保守点検を迅速かつ適切に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
１および図２を参照して説明する。ただし、図１はこの
発明にかかる液面検出装置を組み込んだフォークリフト
を示す図である。また、図２はこの発明にかかる液面検
出装置の一実施形態を示す図である。

【００１３】図１に示すように、フォークリフト１に
は、運転席の下部にバッテリ格納部２が設けられてい
る。また、このバッテリ格納部２に対応して、フォーク
リフト１の側面に開閉扉（図示省略）が設けられてお
り、この開閉扉を開いた状態でバッテリ３を交換可能と
なっている。なお、バッテリ３の交換作業を容易にする
ため、バッテリ３には複数の車輪３ａが取り付けられて
おり、これらの車輪３ａがバッテリ格納部２の底面上を
転動することで、バッテリ３の交換作業性を高めてい
る。ここで、車輪３ａとしては、種々のものを用いるこ
とができるが、後述するような理由から絶縁性を有する
ものを用いるのが好ましい。

【００１４】バッテリ３は、図２に示すように、バッテ
リケース３ｂを備えており、このバッテリケース３ｂ中
に電解液が貯留されている。そして、その電解液中にバ
ッテリ３のプラス端子３ｃとバッテリ３のマイナス端子
３ｄが所定間隔だけ離隔して平行に浸漬配置されてい
る。また、プラス端子３ｃとマイナス端子３ｄとで挟ま
れるように液面センサ４の一構成要素たる検出電極４ａ
が電解液中に挿入されている。しかも、検出電極４ａ
は、それ以上液面が低下したときに性能の劣化等を招く
おそれがある所定の液面位に検出電極４ａの下端が位置
するように、バッテリ３中に位置決めされている。この
ため、バッテリ３が良好状態であり、少なくとも検出電
極４ａの下端が電解液中に浸かっているときには、検出
電極４ａはバッテリ３のマイナス端子３ｄよりも高い電
解液電位を有することになる。一方、電解液の液面が所
定の液面位よりも低下すると、検出電極４ａの全体が電
解液から露出するため、検出電極４ａの電解液電位はな
くなる。

【００１５】この検出電極４ａは、検出回路部４ｂと電
気的に接続されている。検出回路部４ｂは検出電極４ａ
の電解液電位の有無を判断し、検出電極４ａの電解液電
位がない場合は検出信号を出力する。

【００１６】なお、この実施形態では、液面センサ４を
検出電極４ａおよび検出回路部４ｂにより構成している
が、液面センサ４はこのような構成に限定されるもので
はなく、例えばフロート式もしくは静電容量式等であっ
てもよいのはもちろんであり、要するにバッテリ３の電
解液の液面位を検出できればどのような構成のものでも
よい。

【００１７】そして、バッテリケース３ｂの上部かつ液
面センサ４の近接に発光素子５ａからなる光電変換器５
が配設され、液面センサ４を構成する検出回路部４ｂと
信号ケーブルを介して接続されている。ここで、検出回
路部４ｂおよび光電変換器５の電源としては、例えば、
バッテリ３の起電力を用いることができる。

【００１８】バッテリ３がバッテリ格納部２に格納され
たときに光電変換器５に相対する位置に受光素子６ａか
らなる受光器６がバッテリ格納部２に配設されている。
一般に、発光素子５ａとしては発光ダイオード、受光素
子６ａとしてはフォトトランジスタを用いて構成するこ
とができるが、他の素子を用いてもよい。

【００１９】この受光器６は信号ケーブルを介してフォ
ークリフト１の車体と接続されている。また、報知部７
を構成する制御器７ａとフォークリフト１の車体とが信
号ケーブルを介して接続されている。このようにして、
受光器６と制御器７ａとがフォークリフト１の車体を介
して電気的に接続されている。そして、制御器７ａは受
光器６からの電気信号に応じて表示駆動器７ｂに制御信
号を与え、表示器７ｃ上の表示内容を制御する。

【００２０】次に、上記のように構成された液面検出装
置の動作について説明する。

【００２１】通常、バッテリケース３ｂに貯留している
電解液の液面が所定の液面位以上に位置しているとき
は、検出電極４ａは電解液電位を有するため検出回路部
４ｂは検出信号を出力しない。このため、光電変換器５
に検出信号が入力されず発光素子５ａは消灯している。

【００２２】一方、電解液の液面が所定の液面位よりも
低下すると、検出電極４ａの電解液電位はなくなるため
検出回路部４ｂから検出信号が出力され、さらに信号ケ
ーブルを介して光電変換器５に入力される。そして、検
出信号を受けた発光素子５ａは一定周期で点滅し、発光
素子５ａから受光器６に向けて検出信号に対応する光信
号を送信する。一方、その光信号を受光した受光素子６
ａは光信号を電気信号に変換し、その電気信号を液面低
下信号として出力する。

【００２３】そして、このように受光器６から出力され
る液面低下信号を制御器７ａが受信する。制御器７ａ
は、液面低下信号に基づいてバッテリ３の液面が所定の
液面位まで低下していると判断し、表示駆動器７ｂに液
面低下の制御信号を出力する。この制御信号を受けた表
示駆動器７ｂは、制御器７ａからの液面低下の制御信号
に基づいて例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）
等のディスプレイ等から成る表示器７ｃに液面低下を示
す表示データを出力する。こうすると、表示器７ｃの表
示が変化し、表示器７ｃによりバッテリ３の液面が低下
して保守点検、つまり補水の必要がある旨をオペレータ
に報知する。これによって、オペレータは、表示器７ｃ
の報知から作業を中止してバッテリ３の補水等の保守点
検を迅速かつ適切に行う必要のあることを認識すること
ができる。

【００２４】従って、上記した実施形態によれば、バッ
テリ３の液面が所定の液面位にまで低下すると、液面セ
ンサ４により液面低下を検出し、その旨を示す信号を光
通信によって報知部７側に伝送している。そのため、従
来では必須となっていた専用ケーブルが不必要となり、
バッテリ交換作業を行う際の煩雑なコネクタ操作を省略
することが可能となる。また、専用ケーブルを必要とし
ないため、装置全体としてケーブルの本数を少なくする
ことができる。さらに、特公昭６１−５４６０９号公報
に記載されたような電気的接続（バッテリケース３ｂと
車体フレームとの電気接続）を利用する代わりに、光通
信を用いたことで、液面検出が不通状態あるいは不安定
状態になるおそれもなくなる。このため、高い信頼性で
バッテリ３の液面の低下を検出することが可能になり、
バッテリ３の液面低下の報知を確実にオペレータに報知
することができる。

【００２５】また、上記したように車輪３ａとして絶縁
性のものを用いるため、仮にバッテリ３の電解液のリー
クと共に、フォークリフト１を構成する他の機器の不良
により漏電が生じたとしても、その漏電がリークした電
解液を通流し車輪３ａを介してバッテリーケース３ｂに
通流するという事態を防止することができる。これによ
って、液面検出のためにバッテリケース３ｂに配設され
ている液面センサ４や光電変換器５の誤動作を防止する
ことができる。この結果、バッテリ３の電解液がリーク
した場合であっても、高い信頼性でバッテリ３の液面の
低下を検出することが可能になる。

【００２６】なお、上記した実施形態では、報知部７と
してＬＣＤ等のディスプレイにより構成された表示器７
ｃを用いているが、これ以外にも報知部７としては発光
ダイオード等からなる表示手段やブザー等の発音手段を
用いてもよいのはもちろんである。

【００２７】また、上記では、本発明をバッテリ駆動型
のフォークリフトに適用した場合について説明したが、
フォークリフト以外にバッテリを動力源とする電気自動
車やその他の電気車にも本発明を適用できるのはいうま
でもなく、このような場合においても上記した実施形態
と同等の効果を得ることが可能である。

【００２８】また、上記した実施形態では、検出信号よ
り発光素子５ａが一定周期で点滅するように光電変換器
５を構成した場合について説明したが、発光素子５ａの
動作態様はこれに限定されるものではなく、検出信号に
より発光素子５ａが単に発光したり、あるいは単に発光
していたものが消灯するように動作させてもよい。要す
るに、バッテリ３の液面が所定の液面位まで低下したこ
とを光通信により確実に受光器６に伝送することができ
る限り、光電変換器５の構成は任意である。

【００２９】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、バッテリの液面が所定の液面位にまで低下する
と、液面センサにより液面低下を検出して光電変換器が
動作し、光通信を用いて液面低下を知らせる信号を受光
器に送信する。そのため、従来では必須となっていた専
用ケーブルが不要となり、バッテリ交換作業を行う際の
煩雑なコネクタ操作を省略することが可能になる。ま
た、専用ケーブルを必要としないため、装置全体として
ケーブルの本数を少なくすることが可能になる。さら
に、特公昭６１−５４６０９号公報に記載されたような
電気的接続（バッテリケースと車体フレームとの電気接
続）を利用する代わりに、光通信を用いたことで、液面
検出が不通状態あるいは不安定状態になるおそれもなく
なる。このため、高い信頼性でバッテリの液面の低下を
検出することが可能となる。

【００３１】また、請求項２に記載の発明によれば、電
気車の報知部に液面低下を知らせる報知がなされること
により、バッテリの液面低下の報知を確実にオペレータ
に報知することができる。

【００３２】また、請求項３に記載の発明によれば、フ
ォークリフトのオペレータはバッテリの液面の状態を確
実に把握することができ、液面低下時には作業を中止し
てバッテリの保守点検を迅速かつ適切に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる液面検出装置を組み込んだフ
ォークリフトを示す図である。

【図２】この発明にかかる液面検出装置の一実施形態を
示す図である。

【符号の説明】

３ バッテリ ４ 液面センサ ４ａ 検出電極 ４ｂ 検出回路部 ５ 光電変換器 ５ａ 発光素子 ６ 受光器 ６ａ 受光素子 ７ 報知部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気車の動力源に電力供給するバッテリ
   の液面が所定の液面位にまで低下したことを検出するバ
   ッテリの液面検出装置において、 前記バッテリの液面が前記所定の液面位まで低下したこ
   とを検出して検出信号を出力する液面センサと、 前記検出信号を光信号に変換する発光素子からなる光電
   変換器と、 前記発光素子の光信号を受光して電気信号に変換する受
   光素子からなる受光器とを備えていることを特徴とする
   バッテリの液面検出装置。
2. 【請求項２】 前記受光素子からの電気信号により動作
   して前記バッテリ液面の前記所定の液面位までの低下を
   報知する報知部を有することを特徴とする請求項１に記
   載のバッテリの液面検出装置。
3. 【請求項３】 前記電気車がフォークリフトであること
   を特徴とする請求項１または２に記載のバッテリの液面
   検出装置。