JP2014174092A - Temperature sensor and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などに搭載される電池パックに用いられる温度センサ、及び、該温度センサを備える電池パックに関する。 The present invention relates to a temperature sensor used in a battery pack mounted on an automobile or the like, and a battery pack including the temperature sensor.
自動車等の車両に搭載される電池パックは通常、充放電に伴う温度上昇により電池性能が低下する。そのため、温度上昇を抑制して性能維持を図るために、空冷等による冷却が施されることが一般的であり、特に多数の電池モジュールが収容される発熱量の大きい電池パックには、高い冷却能力を有する空冷機構の配設が欠かせない。そしてこのような空冷機構にあっては、空冷に用いられる空気の温度によってその流量が調節されることから、電池の適切な冷却には、空気の温度を測定する温度センサが欠かせない。 A battery pack mounted on a vehicle such as an automobile usually has a reduced battery performance due to a temperature rise associated with charging and discharging. Therefore, in order to suppress the temperature rise and maintain the performance, cooling by air cooling or the like is generally performed, and in particular, a battery pack with a large calorific value that accommodates a large number of battery modules has high cooling. It is indispensable to install an air-cooling mechanism that has capacity. In such an air cooling mechanism, since the flow rate is adjusted by the temperature of air used for air cooling, a temperature sensor that measures the temperature of air is indispensable for proper cooling of the battery.
一方、自動車等の車両に搭載される電池パック、すなわち走行などに伴う振動が避けられない電池パックでは、そこに取り付けられている温度センサの取付状態を適正に維持することが容易ではない。そこで従来より、温度センサの取付状態を適正に維持するための技術が種々提案されており、その一例が特許文献1に記載されている。 On the other hand, in a battery pack that is mounted on a vehicle such as an automobile, that is, a battery pack that cannot avoid vibration associated with traveling or the like, it is not easy to properly maintain the attached state of the temperature sensor attached thereto. In view of this, various techniques for appropriately maintaining the mounting state of the temperature sensor have been proposed, and an example thereof is described in Patent Document 1.
特許文献1に記載の温度センサは、取り付け対象物の貫通孔に挿入して固定される取り付け用クランプと、取り付け用クランプの内部の先端近傍に埋設されたサーミスタ素子とを備える。また、取り付け用クランプは、貫通孔を貫通する軸部の先端近傍から斜め後方に開くように設けられた弾性係止部と、軸部の後端にて軸部に直角に設けられた笠部とを備える。これにより、温度センサは、取り付け対象物の貫通孔に軸部の先端近傍及び弾性係止部が挿入されることで、弾性係止部と笠部との間に取り付け対象物を挟んで固定されるようになる。 The temperature sensor described in Patent Literature 1 includes an attachment clamp that is inserted into and fixed to a through-hole of an attachment object, and a thermistor element that is embedded near the tip inside the attachment clamp. In addition, the mounting clamp includes an elastic locking portion provided to open obliquely rearward from the vicinity of the front end of the shaft portion penetrating the through hole, and a cap portion provided at a right angle to the shaft portion at the rear end of the shaft portion. With. Thus, the temperature sensor is fixed by sandwiching the attachment object between the elastic locking part and the cap part by inserting the vicinity of the tip of the shaft part and the elastic locking part into the through hole of the attachment object. Become so.
ところで、電池パックの冷却機構は、冷却用空気を流す空気ダクトにて空気の温度を測定することが多い。しかもこの空気ダクトは、適量の空気を流通させる通路を確保することだけを目的に設計、製造され、通常、それ以上の精度は要求されない。このため、こうした空気ダクトにあって空気の流通に影響のない例えば外壁の厚み等にはばらつきが許容される。ところが、このように外壁の厚みにばらつきのある空気ダクトに特許文献1に記載のような温度センサを取り付けようとすると、空気ダクトの外壁が想定されている厚みよりも厚ければ上記弾性係止部と上記笠部との間に外壁を挟み込めずに固定不可能となる。逆に、空気ダクトの外壁が想定されている厚みよりも薄ければ上記弾性係止部と上記笠部との間に隙間ができてがたつきを生じるおそれがある。なお、外壁の厚みのばらつきの小さい空気ダクトを製造することも勿論可能ではあるものの、用途に対する品質が過剰になると、歩留まりの悪化に起因して製造効率が低下し、ひいては製造コストが上昇するなど、現実的ではない。 By the way, the battery pack cooling mechanism often measures the temperature of air with an air duct through which cooling air flows. In addition, this air duct is designed and manufactured only for the purpose of securing a passage through which an appropriate amount of air is circulated, and usually no higher accuracy is required. For this reason, in such an air duct, for example, the thickness of the outer wall that does not affect the air flow is allowed to vary. However, if the temperature sensor as described in Patent Document 1 is attached to the air duct having a variation in the thickness of the outer wall, the elastic locking is performed if the outer wall of the air duct is thicker than the assumed thickness. It becomes impossible to fix without inserting an outer wall between the part and the cap part. On the other hand, if the outer wall of the air duct is thinner than the assumed thickness, there is a possibility that a gap is formed between the elastic locking portion and the cap portion and rattling occurs. Of course, it is possible to manufacture an air duct with a small variation in the thickness of the outer wall, but if the quality for the application becomes excessive, the manufacturing efficiency decreases due to the deterioration of the yield, and the manufacturing cost increases. Is not realistic.
本発明は、このような実情に鑑みなされたものであった、その目的は、空気ダクトなどの取付部の厚みのばらつきを許容しつつも、取付部に対する的確な取り付けを図ることのできる温度センサ、及び該温度センサを備える電池パックを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a temperature sensor capable of accurately mounting the mounting portion while allowing variation in the thickness of the mounting portion such as an air duct. And a battery pack including the temperature sensor.
上記課題を解決する温度センサは、電池パックに形成されている貫通孔に挿入される軸部を有し、前記軸部の先端部が前記貫通孔に挿入配置されるとともに前記軸部の基端部が前記貫通孔の外部に配置され、前記軸部に設けられた温度計測部にて温度の測定を行う温度センサであって、前記軸部は、前記基端部と前記先端部との間に当該軸部から離間する方向に延出されて前記貫通孔の外縁部に当接する基端当接部と、前記先端部から分岐されて当該軸部と直交する方向への弾性が付与された状態で前記基端当接部の方向に延出された弾性延出部とを備え、前記弾性延出部は、その延出された端部に前記基端当接部から離間して前記軸部の前記貫通孔への挿入を係止する係止部を有し、前記係止部には、前記軸部に対向する面の裏面に前記軸部の先端部から基端部に向けて縮径する方向に傾斜して前記貫通孔の周辺に当接される当接面が形成されていることを要旨とする。 A temperature sensor that solves the above problem includes a shaft portion that is inserted into a through-hole formed in a battery pack, and a distal end portion of the shaft portion is inserted and disposed in the through-hole and a proximal end of the shaft portion A temperature sensor that is disposed outside the through-hole and measures a temperature with a temperature measurement unit provided in the shaft, wherein the shaft is between the base end and the tip A base end abutting portion extending in a direction away from the shaft portion and abutting on an outer edge portion of the through hole, and elasticity in a direction perpendicular to the shaft portion branched from the tip end portion. An elastic extension portion extending in the direction of the base end contact portion in the state, and the elastic extension portion is spaced apart from the base end contact portion at the extended end portion. A locking portion that locks the insertion of the portion into the through hole, and the locking portion includes the shaft on the back surface of the surface that faces the shaft portion. It is summarized as the contact surface that contacts the tip portion around the through-hole is inclined in the direction of reduced diameter toward the base end portion is formed.
上記課題を解決する電池パックは、複数の電池を空冷するための空気をダクトによって流通させる機構を有する電池パックであって、前記ダクトに形成された貫通孔に挿入された温度センサにより測定される前記ダクト内の空気の温度に基づいて空冷に用いる空気量を調節する空冷装置を備え、前記温度センサとして、上記記載の温度センサを用いることを要旨とする。 A battery pack for solving the above problems is a battery pack having a mechanism for circulating air for cooling a plurality of batteries through a duct, and is measured by a temperature sensor inserted in a through hole formed in the duct. The gist is to provide an air cooling device that adjusts the amount of air used for air cooling based on the temperature of the air in the duct, and the temperature sensor described above is used as the temperature sensor.
このような構成によれば、貫通孔に取り付けられた温度センサには、貫通孔に当接する当接面の傾斜が基端当接部の方向への力を付与し続けるため、貫通孔を基端当接部と当接面との間に挟み続けられるようになる。これにより、振動などにより温度センサが多少動いたとしても温度センサを適切な位置に保持しつづけることができるようになる。その結果、温度センサのがたつきが抑制されるようになる。 According to such a configuration, the temperature sensor attached to the through hole has the inclination of the abutting surface that abuts the through hole continuously applies a force in the direction of the proximal end abutting portion. It can continue to be sandwiched between the end contact portion and the contact surface. As a result, even if the temperature sensor moves somewhat due to vibration or the like, the temperature sensor can be held at an appropriate position. As a result, rattling of the temperature sensor is suppressed.
また、当接面が傾斜しているため、基端当接部の方向への力を付与することのできる貫通孔の深さの範囲、すなわち貫通孔が形成されている部材の厚みの範囲を広くし、取付の自由度を向上させることができる。よって温度センサを、貫通孔の深さ、つまり部材の厚みに係わらず好適に貫通孔に取り付けることができる。 Moreover, since the contact surface is inclined, the range of the depth of the through hole that can apply a force in the direction of the proximal end contact portion, that is, the range of the thickness of the member in which the through hole is formed. It can be made wider and the degree of freedom of mounting can be improved. Therefore, the temperature sensor can be suitably attached to the through hole regardless of the depth of the through hole, that is, the thickness of the member.
さらに、当接面は傾斜することから貫通孔の長さがその貫通孔の場所によって異なるようなときにも、当接面と基端当接部との間に貫通孔を挟むことができるため、温度センサの取付の自由度が高い。換言すれば、この温度センサを用いれば、温度センサを取り付ける部材に形成される貫通孔に要求される条件が緩和されるため、設計自由度の向上や、コスト低減や、製造効率の向上などが可能にもなる。 Furthermore, since the contact surface is inclined, the through hole can be sandwiched between the contact surface and the proximal end contact portion even when the length of the through hole varies depending on the location of the through hole. The degree of freedom in mounting the temperature sensor is high. In other words, if this temperature sensor is used, the conditions required for the through-hole formed in the member to which the temperature sensor is attached are relaxed, so that the degree of freedom in design, cost reduction, improvement in manufacturing efficiency, etc. It will be possible.
好ましい構成として、前記係止部は、前記当接面の前記先端部側に前記貫通孔の内縁部に対向する対向面をさらに備える。
このような構成によれば、基端部側へ引き抜く力が加わって温度センサが基端部側へ移動したとき、対向面が貫通孔の取付部材内側の開口の周辺部である内縁部に対向し、当接するため、温度センサが貫通孔から抜けることが防止される。
As a preferred configuration, the locking portion further includes a facing surface facing the inner edge portion of the through hole on the tip portion side of the contact surface.
According to such a configuration, when a pulling force is applied to the base end side and the temperature sensor moves to the base end side, the facing surface faces the inner edge which is the peripheral portion of the opening inside the mounting member of the through hole. In this case, the temperature sensor is prevented from coming out of the through hole.
好ましい構成として、前記基端当接部は、前記貫通孔を覆う傘状に形成されている。
このような構成によれば、貫通孔の開口が基端当接部により覆われるため、温度センサの先端部側の空気等が貫通孔を通って温度センサの基端部側に漏れることが抑制されるようになる。
As a preferred configuration, the base end contact portion is formed in an umbrella shape covering the through hole.
According to such a configuration, since the opening of the through hole is covered by the proximal end contact portion, air on the distal end side of the temperature sensor is prevented from leaking to the proximal end side of the temperature sensor through the through hole. Will come to be.
好ましい構成として、前記貫通孔は円形の開口を有し、前記当接面は、前記貫通孔の円周方向に延びる弧状に形成されており、前記当接面の弧の曲率は前記貫通孔の円形の曲率よりも小さい。 As a preferred configuration, the through hole has a circular opening, and the contact surface is formed in an arc shape extending in a circumferential direction of the through hole, and the curvature of the arc of the contact surface is determined by the through hole. Less than circular curvature.
このような構成によれば、当接面は弧の両端部にて貫通孔に当接するようになる。当接する面積が狭くなるため、当接部分が貫通孔に作用する力が高まり、当接面は貫通孔に基端部方向への押す力を好適に付与することができる。つまり、貫通孔に対する温度センサの位置を好適に維持することができるようになる。 According to such a configuration, the contact surface comes into contact with the through hole at both ends of the arc. Since the contact area is reduced, the force that the contact portion acts on the through hole is increased, and the contact surface can suitably apply a pressing force toward the proximal end portion to the through hole. That is, the position of the temperature sensor with respect to the through hole can be suitably maintained.
好ましい構成として、前記当接面は、前記貫通孔の周辺と当接される面に少なくとも1つの段差部を備える。
このような構成によれば、貫通孔の厚みが当接面の段差部と基端当接部との間に挟まれる厚さであれば、段差部によって温度センサが係止されて、温度センサの取り付け構造の振動に対する耐性が向上するようになる。
As a preferred configuration, the contact surface includes at least one step portion on a surface that contacts the periphery of the through hole.
According to such a configuration, if the thickness of the through hole is a thickness sandwiched between the step portion of the contact surface and the base end contact portion, the temperature sensor is locked by the step portion, and the temperature sensor The resistance to vibration of the mounting structure is improved.
好ましい構成として、前記段差部は、前記当接面の前記基端方向の弧の長さを短くすることにより形成される。
このような構成によれば、当接面の弧の両端部が貫通孔に当接する構造であることから、弧を短くすることによって短くされた弧の両端が貫通孔に当接するようになる。すなわち、長い弧の端部は貫通孔の内縁部に張り出すかたちになり、短い弧と長い弧との間の段差が温度センサの基端方向への移動を防止する段差部になる。こうした段差部を、弧の長さを短くすることにより形成することができるため、当接面に形成することが容易である。よって温度センサの配置位置の維持がより容易になる。
As a preferred configuration, the step portion is formed by shortening the length of the arc in the proximal direction of the contact surface.
According to such a configuration, since both ends of the arc of the contact surface are in contact with the through hole, both ends of the arc shortened by shortening the arc come into contact with the through hole. That is, the end portion of the long arc protrudes from the inner edge portion of the through hole, and the step between the short arc and the long arc becomes a step portion that prevents the temperature sensor from moving in the proximal direction. Since such a step portion can be formed by shortening the length of the arc, it is easy to form on the contact surface. Therefore, it becomes easier to maintain the arrangement position of the temperature sensor.
上記課題を解決する電池センサ、及び該温度センサを備える電池パックによれば、空気ダクトなどの取付部の厚みのばらつきを許容しつつも、取付部に対する的確な取り付けを図ることができるようになる。 According to the battery sensor that solves the above-described problems and the battery pack including the temperature sensor, it is possible to achieve accurate attachment to the attachment portion while allowing variation in the thickness of the attachment portion such as an air duct. .
温度センサの一実施形態、及び該温度センサを備える電池パックの一例について、図に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電池パック10は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車の動力源もしくは補助動力源となる電動モータに電力を供給する電力源(電源)である電力ユニットとして用いられる。電池パック10は、金属材料などにより構成されて上部に開口を有する横長の有底箱形状の下部ケース12と、金属材料などにより構成されて下部に開口を有する横長の有底箱形状の上部ケース13とがそれらの開口を向き合わせて重ね合わされることによって構成される横長の箱形状としての収容ケース11を備えている。
An embodiment of a temperature sensor and an example of a battery pack including the temperature sensor will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
収容ケース11は、そのケース内部に複数の電池モジュール20から構成される電池スタック21を収容する。また、収容ケース11は、収容ケース11(電池パック10)内に取り込んだ外気を電池スタック21を冷却するための冷却用の空気として用いる空冷装置としての冷却構造を備えている。冷却構造は、収容ケース11に形成された開口部30と、収容ケース11内に配置されて開口部30に接続される吸気ダクト32と、吸気ダクト32を介して外気を強制吸入するファン40と、ファン40から供給される冷却用の空気を電池スタック21に導く供給ダクト41とを備えている。
The
吸気ダクト32は、樹脂材料からなり筒状に形成されたダクトであって、収容ケース11の開口部30から収容ケース11の長手方向に沿って配置される。吸気ダクト32は、空気の吸入口33が開口部30に接続され、空気の排出口35がファン40の入口に接続されている。
The
ファン40は、電動ファン(図示略)とその電動ファンの回転速度を制御する制御装置(図示略)とから構成される。ファン40は、電動ファンの回転によって、吸気ダクト32を通じて外気を強制的に吸入するとともに、その吸入した外気を電池スタック21を冷却する空冷用の空気として供給ダクト41に供給する。電動ファンの回転速度を制御する制御装置は、電池スタック21の温度に応じて供給する空気量を調節する。すなわち、制御装置は電池スタック21の温度を監視し、その温度の上昇に応じて空気流量を増加させ、温度の下降に伴って空気流量を減少させる流量調節を行う。これにより、ファン40は、電池スタック21の温度が適切な温度に保たれるようにしている。また、ファン40は、空気の供給が過剰にならないように空気流量を適正に調節することで電動ファンの無駄な回転を抑制して電気の消費量を抑えることができるようにもなる。
The
供給ダクト41は、樹脂材料から形成され、空気を流通させる内部通路を内部に有する。供給ダクト41は、空気の入口がファン40に接続され、空気の出口が電池スタック21周囲に設けられている冷却通路に接続されている。これにより、供給ダクト41は、ファン40から供給される空冷用の空気を電池スタック21へ導き、電池スタック21周囲の流通通路に供給する。
The
供給ダクト41には、温度センサ50が取り付けられている。温度センサ50は、供給ダクト41内の温度、つまり供給ダクト41の内部通路を流れる冷却用の空気の温度を測定するとともに、測定された温度をファン40の制御装置に入力させる。これにより、電動ファンの回転速度を制御する制御装置は、上述した電池スタック21の温度に基づく流量調節に加え、冷却用の空気の温度が高いときには空気の流量を増加させ、逆に、冷却用の空気の温度が低いときには空気の流量を減少させる流量調節も行うことができるようになる。これによっても電池スタック21の温度が適切な温度に保たれるようになるとともに、空気の供給が過剰にならないように空気流量を適正に調節することで電動ファンの無駄な回転を抑制して電気の消費量を抑えることができるようにもなる。
A
なお、供給ダクト41は、射出成形、押出成形、中空成形、真空成形、圧縮成形、又は熱成形などの方法によって樹脂材料から成形することができるものの、空気の流通に影響のない例えば内部通路と外部とを区画する外壁の厚み等にはばらつきが許容される。また、供給ダクト41は、入口の開口に比べて出口の開口が広いなど形状が複雑であったり、歩留まりの悪化を避ける必要などから、外壁の厚みに、許容されている範囲のばらつきを有しているおそれは高い。
The
次に、温度センサ50の構造について説明する。
図2及び図3に示すように、供給ダクト41には、温度センサ50を取り付けるための円筒状の貫通孔42が形成されている。貫通孔42は、供給ダクト41の内部通路を外部と区画する外壁に深さDの孔として貫通形成されている。貫通孔42は、貫通孔42の一方の開口部が外壁の外面側に円形に形成され、貫通孔42の他方の開口部が外壁の内面側に円形に形成されている。貫通孔42は、例えば、供給ダクト41が形成された後、温度センサ50が取り付けられる位置に形成される。一方、外壁の厚みWにはばらつきが許容されているため、外壁に形成される貫通孔42としても外壁の厚みWのばらつきの影響を受けてその深さDにばらつきが生じることが避けられない。図2に示すように、外壁の厚みWの値が「想定される値W1」であるとき、貫通孔42の深さDの値はその「想定される値W1」に対応する「想定される深さD1」となる。一方、図3に示すように、外壁の厚みWの値が「想定よりも厚い値W2」であるとき、貫通孔42の深さDの値もその「想定よりも厚い値W2」に対応する「想定よりも深い深さD2」になってしまう。なお、貫通孔42は、供給ダクト41の内部通路と外部とを連通させているため、封止されなければ、内部通路を流れる空気を外部に流出させることができる。
Next, the structure of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
温度センサ50は、貫通孔42に挿入される軸部51と、軸部51から離間する方向に軸部51から延出される傘部52と、軸部51において傘部52よりも先端側の部分である先端部53と、軸部51において傘部52よりも基端側の部分である基端部54とを備える。
The
軸部51は、樹脂材料から形成されている。軸部51は、貫通孔42に挿入可能な太さの柱状の軸として形成されているとともに、その軸の延びる方向に中心軸Cを有している。なお、本実施形態では、温度センサ50が貫通孔42に挿入配置されると、軸部51の長さ方向及び中心軸Cは貫通孔42の貫通方向に沿うようになっている。
The
傘部52は、中心軸Cから離間する方向に軸部51から延出形成された樹脂からなる平面板状の部分である。傘部52は、中心軸Cの方向から見ると、供給ダクト41の外壁の外面側に形成された貫通孔42の開口部を覆う大きさを有している。つまり、傘部52は、軸部51から中心軸Cから離間する方向に延出された先端部分(外縁部)が覆い被さる範囲が、外壁の外面側の貫通孔42の開口部よりも大きくなるように形成されている。これにより、傘部52は、貫通孔42の開口部を封止することができるようになっている。なお、傘部52は、軸部51に接続している部分に比べて外縁部が先端部53側に近づく形状、いわゆる傘状であると好ましい。
The
先端部53は、温度センサ50が供給ダクト41に取り付けられたとき供給ダクト41の内部通路に配置される部分であり、基端部54は、温度センサ50が供給ダクト41に取り付けられたとき供給ダクト41の外部に配置される部分である。
The
つまり温度センサ50は、先端部53から貫通孔42に挿入されると、貫通孔42の外縁部としての外壁の外面側に傘部52が当接する位置にて貫通孔42における挿入位置が維持される。
That is, when the
軸部51は、先端部53の端部に温度計測部としてのサーミスタ55が配置されている。軸部51は、サーミスタ55に接続される配線56を先端部53から基端部54までその内部に配置させている。なおサーミスタ55は、温度を測定することができるのであれば、熱電対を用いたものなど、サーミスタ55以外の公知の構成を用いてもよい。軸部51は、温度センサ50の配線56を基端部54の端から外部へ延出させているとともに、この延出させた配線56をファン40の制御装置に接続させている。つまり、ファン40の制御装置は、温度センサ50から得られた温度に基づいて冷却用の空気の流量を調節することができるようになる。
In the
軸部51は、軸部51の中心軸Cに対して対称となる位置にそれぞれ、先端部53から分岐して傘部52の方向へ延出される弾性延出部60を備える。つまり、軸部51は、2つの弾性延出部60を備える。
The
弾性延出部60は、樹脂材料より形成されており、軸部51の先端部53から分岐する部分である分岐部60Aと、分岐部60Aから傘部52の外縁部の方向に延出される腕部60Bと、腕部60Bの先端に設けられている係止部60Cとを備えている。本実施形態では、弾性延出部60は、軸部51と同一の材料で軸部51に一体成形されていている。
The
腕部60Bは、分岐部60Aの近傍における中心軸Cまでの距離よりも、係止部60Cの近傍における中心軸Cまでの距離の方が長くなるようになっている。つまり、腕部60Bは、先端部53部から基端部54の方向へ向かうに連れて中心軸Cとの距離が離れるようになっている。なお、腕部60Bは、分岐部60Aから係止部60Cの間に所定の長さを有しており、その長さ方向に交差する方向に弾性を有している。よって中心軸Cに向かう方向への力が係止部60Cに付与されると、腕部60Bは中心軸Cに向かう方向へ曲がるように弾性変形して係止部60Cが中心軸Cに向かう方向へ移動するようになる。
The
また、温度センサ50を中心軸Cの方向から見たとき、軸部51から分岐して広がる2つの弾性延出部60は、2つの腕部60Bの幅が分岐部60Aの近傍では貫通孔42の開口部の幅(直径)よりも狭く、係止部60Cの近傍では貫通孔42の開口部の幅(直径)よりも広くなっている。弾性延出部60は、温度センサ50が貫通孔42に挿入されると、2つの腕部60Bが貫通孔42の開口部に当接して中心軸Cに向かう方向へ押圧されてそれぞれ弾性変形し、その弾性変形に伴う反力を中心軸Cから離間する方向に付与する。すなわち、温度センサ50が先端部53から貫通孔42に挿入されるとき、弾性延出部60の分岐部60Aは貫通孔42を通過するものの、挿入されている途中で腕部60Bの軸部51に対向している面の裏面が貫通孔42に接触する。そして、腕部60Bは貫通孔42から中心軸C方向への押圧力を加えられて弾性変形されつつ挿入され、係止部60Cが貫通孔42内に到達したとき、係止部60Cの貫通孔42の開口部や内周面を含む周辺に接触する部分が同貫通孔42の周辺に中心軸Cから離れる方向への力を付与するようになる。
Further, when the
図4及び図5を併せ参照すると、係止部60Cは、軸部51に対向している面の裏面に、軸部51に近づく方向へ後退させるかたちに形成された当接面63を備える。当接面63は腕部60Bの中心軸Cに対向している面の裏面に対して中心軸Cに近づく方向に凹んでいるため、腕部60Bの中心軸Cに対向している面の裏面に段差を形成しており、その段差には腕部60Bが延出される方向に向く対向面62が形成されている。そして、対向面62と当接面63との間に、第1の境界部62Cが設けられている。
4 and 5 together, the locking
さらに図6も併せ参照すると、当接面63は、第1の境界部62Cから腕部60Bが延出される方向に延びており、その先端部分には、当接面63よりもさらに中心軸Cに向かう方向に突部64が形成されている。つまり当接面63から凹む突部64との間には段差63Aが形成されおり、その段差63Aと当接面63との間には第2の境界部63Cが設けられている。
Further referring also to FIG. 6, the
突部64は、貫通孔42の深さDが浅く、貫通孔42の外縁部が段差63Aと傘部52との間に入り込んでしまうとき、弾性延出部60の弾性変形の戻りを止めて弾性変形を維持させる。
When the depth D of the through
図2及び図3に示すように、当接面63は、想定される範囲で貫通孔42の深さDが変化したとても、傘部52が貫通孔42の外縁部に当接する挿入位置において貫通孔42の内部にその一部が配置されるように形成されている。つまり、第1の境界部62Cは、挿入位置において貫通孔42の内部に入らない位置に配置されるとともに、第2の境界部63Cは、挿入位置において貫通孔42の内部に入る位置に配置される。換言すると、当接面63は、第1の境界部62Cと傘部52との距離が貫通孔42の深さDよりも長くなり、かつ、第2の境界部63Cと傘部52との間の距離が貫通孔42の深さDよりも短くなるように係止部60Cに形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
温度センサ50が挿入位置にあるとき、当接面63は、軸部51の先端部53から基端部54に向けて縮径する方向に傾斜する態様で貫通孔42の周辺、すなわち貫通孔42の外壁の内側の開口部に当接する。換言すると、当接面63は、その面の法線が外壁面に交差する向きとなるように貫通孔42の周辺に当接する。
When the
図6に示すように、当接面63は、貫通孔42の周辺に当接している状態では、第1の境界部62Cから中心軸Cまでの距離62Dよりも、第2の境界部63Cから中心軸Cまでの距離63Dのほうが短くなるように形成されている。よって中心軸Cから見ると、当接面63は、基端部54の方向へ傾斜するようなかたちで貫通孔42の周辺に当接している。この当接面63の傾斜は、中心軸Cから離間する方向へ弾性延出部60が戻ろうとする弾性力を分力させ、当接している貫通孔42の周辺を基端部54の方向へ押圧する。また、基端部54の方向へ押圧する力の反力は温度センサ50を先端部53の方向へ押し下げる。そして、この押し下げ力はさらに、傘部52を貫通孔42の外縁部に接触させる力として作用し、傘部52と貫通孔42の外縁部との間の隙間を狭くしたり、無くしたりするようになる。よって、電池パックに印加される振動などによって温度センサ50の位置が挿入位置から抜けるように基端部54の方向に移動しても、係止部60Cの当接面63が貫通孔42の周面を基端部54の方向へ押圧し、その反力によって温度センサ50の位置は挿入位置に戻されるようになる。すなわち、温度センサ50の貫通孔42における取り付け位置が好適に維持されるようになる。
As shown in FIG. 6, the
図5〜7に示すように、第1の境界部62Cは、当接面63の先端部53側に、貫通孔42の周方向に沿う方向に延びる弧状に設けられている。また、第2の境界部63Cは、当接面63の基端部54側に、貫通孔42の周方向に沿う方向に延びる弧状に設けられている。第1の境界部62Cは、半径62Rの弧として形成されており、第2の境界部63Cは、半径63Rの弧として形成されている。なお、半径62R及び半径63Rはいずれも、中心軸Cまでの距離62D,63Dよりも長い長さになっている。また、本実施形態では、貫通孔42の中心軸と、貫通孔42に配置された温度センサ50の中心軸Cとは重なるようになっていることから、貫通孔42は中心軸Cを中心とした半径42Rの開口ともなっている。すなわち、第1の境界部62Cの半径62R、及び、第2の境界部63Cの半径63Rはいずれも貫通孔42の開口の半径42Rよりも長い。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
つまり、図7に示すように、貫通孔42の開口の半径42Rの曲率に比べて第1の境界部62C及び第2の境界部63Cの曲率は小さい。逆に言えば、貫通孔42の開口の半径42Rの曲率は、第1の境界部62C及び第2の境界部63Cの曲率に比べて大きい。曲率の大きな円の内側、すなわち貫通孔42の内面に、曲率の小さい弧状の第1の境界部62C及び第2の境界部63Cを当接させると、第1の境界部62C及び第2の境界部63Cは弧の両端部を貫通孔42の内面に当接させる。その一方、第1の境界部62C及び第2の境界部63Cは弧の中央部は、貫通孔42の内面よりも内側になるため貫通孔42の内面には当接しない。つまり、当接面63は、通常であれば、貫通孔42の内面に2点での点接触することとなり、接触位置の摩擦が小さくなる。つまり、挿入位置から移動した温度センサ50を適正な取り付け位置へ戻すとき、当接面63と貫通孔42の内面との当接している接触面の摩擦による力のロスが少なくて済むため、位置を迅速に戻すことができるようになる。
That is, as shown in FIG. 7, the curvature of the
また、図5及び図6に示すように、当接面63は、第1の境界部62Cに比べて第2の境界部63Cの曲率を大きく形成されている。つまり、第1の境界部62Cの弧の中心と、第2の境界部63Cのこの中心とを結ぶと、中心軸Cに対して基端部54方向へ傾斜する中心線60Dとなる。こうして当接面63は、第1の境界部62Cから第2の境界部63Cの方向へ絞り込まれる形状、いわゆる縮径されるような形状となる。このようなとき、第1の境界部62Cの弧の長さと、第2の境界部63Cの弧の長さとを同一長にすると、第1の境界部62Cの弧の両端部の間の直線距離よりも、第2の境界部63Cの弧の両端部の間の直線距離の方が短くなる。つまり、貫通孔42の内面に弾性力によって当接する当接面63は、貫通孔42の内面を第1の境界部62Cから第2の境界部63Cの方向へ滑りやすく、つまり移動しやすくなる。このような構造も、温度センサ50を先端部53の方向へ引き戻す力を補助するように作用し、温度センサ50の位置が変化したとしても適正な取り付け位置へ迅速に戻すようになる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
さらに、図4,5及び7に示すように、当接面63は、第1の境界部62Cと第2の境界部63Cとの間に、当該当接面63の弧長を短くする段差部65と、段差部65と第1の境界部62Cとの間に斜面63eとを備える。斜面63eは、第1の境界部62Cから第2の境界部63Cへ向けて当接面63の弧長が徐々に短くなるような態様に形成されている。つまり、貫通孔42に対して当接面63を第1の境界部62Cから第2の境界部63Cの方向へ滑りやすくしている。段差部65は、弧の長さが短くなるように弧の両端を弧の切り込む態様に形成されており、切り込まれた長さだけ、当接面63の弧長が短くなっている。
Furthermore, as shown in FIGS. 4, 5 and 7, the
図7に示すように、段差部65は、対向面62に平行な係止面65aを備えている。上述のように、当接面63の弧の曲率は貫通孔42の開口の円弧よりも曲率が大きいため、当接面63は弧の端部が貫通孔42の周辺に当接する。そのため、貫通孔42の周辺が当接面63の弧の短い部分に移動して嵌るかたちになる。つまり、弧の長い部分の上面に形成される段差部65の係止面65aが外壁の内側の貫通孔42の開口部の縁である内縁部に当接するようになるため、温度センサ50が貫通孔42を抜ける方向に移動しようとすると、貫通孔42の内縁部に係止面65aが当接して同抜ける方向への移動に対抗する。このように段差部65を形成することで、当接面63の第1の境界部62Cと第2の境界部63Cとの間に貫通孔42を挟み込むことができる段差部分を容易に形成することができる。こうした係止面65aを、供給ダクト41の標準的な厚さに対応する位置に作成することで、供給ダクト41に取り付けられた温度センサ50の挿入位置を係止面65aにてさらに好適に維持させることができる可能性が高められる。つまり、段差部65によって温度センサ50が係止されて、温度センサ50の取り付け構造の振動に対する耐性が向上する。
As shown in FIG. 7, the stepped
よって、供給ダクト41などの取付部の厚みのばらつきを許容しつつも、取付部に対する的確な取り付けを図ることのできる温度センサ50、及び該温度センサ50を備える電池パック10を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide the
以上説明したように、本実施形態の温度センサ、及び電池パックによれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
(1)貫通孔42に取り付けられた温度センサ50には、貫通孔42に当接する当接面63の傾斜が傘部52(基端当接部)の方向への力を付与し続けるため、貫通孔42を傘部52(基端当接部)と当接面63との間に挟み続けられるようになる。これにより、振動などにより温度センサ50が多少動いたとしても温度センサ50を適切な位置に保持しつづけることができるようになる。その結果、温度センサ50のがたつきが抑制されるようになる。
As described above, according to the temperature sensor and the battery pack of the present embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) In the
また、当接面63が傾斜しているため、傘部52(基端当接部)の方向への力を付与することのできる貫通孔42の深さDの範囲、すなわち貫通孔42が形成されている供給ダクト41の外壁の厚みWの範囲を広くし、取り付けの自由度を向上させることができる。よって温度センサ50を、貫通孔42の深さD、つまり外壁の厚みWに係わらず好適に貫通孔42に取り付けることができる。
Further, since the
(2)基端部54側へ引き抜く力が加わって温度センサ50が基端部54側へ移動したとき、対向面62が貫通孔42の外壁内側の開口の周辺部である内縁部に対向し、当接するため、温度センサ50が貫通孔42から抜けることが防止される。
(2) When the pulling force is applied to the
(3)貫通孔42の開口が傘部52(基端当接部)により覆われるため、温度センサ50の先端部53側の空気等が貫通孔42を通って温度センサ50の基端部54側に漏れることが抑制されるようになる。
(3) Since the opening of the through
(4)当接面63の弧の曲率が貫通孔42の曲率より小さいため、当接面63は弧の両端部にて貫通孔42に当接するようになる。当接する面積が狭くなるため、当接部分が貫通孔42に作用する力が高まり、当接面63は貫通孔42に基端部54への方向へ押す力を好適に付与することができる。つまり、貫通孔42に対する温度センサ50の位置を好適に維持することができるようになる。
(4) Since the curvature of the arc of the
(5)貫通孔42の厚みが当接面63の段差部65と傘部52(基端当接部)との間に挟まれる厚さであれば、段差部65によって温度センサ50が係止されて、温度センサ50の取り付け構造の振動に対する耐性が向上するようになる。
(5) If the thickness of the through
(6)当接面63の弧の両端部が貫通孔42に当接する構造であることから、弧を短くすることによって短くされた弧の両端(段差部65)が貫通孔42に当接するようになる。すなわち、長い弧の端部は貫通孔42の内縁部に張り出すかたちになり、短い弧と長い弧との間の段差(段差部65の係止面65a)が温度センサ50の基端方向への移動を防止する段差部65になる。こうした段差部65を、弧の長さを短くすることにより形成することができるため、当接面に形成することが容易である。よって温度センサ50の配置位置である挿入位置の維持がより容易になる。
(6) Since both ends of the arc of the
(その他の実施形態)
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、貫通孔42の開口部の形状は円形である場合について例示した。しかしこれに限らず、貫通孔の開口部の形状は、三角形や四角形などの多角形状でもよいし、楕円形状や、その他の形状であってもよい。どのような形状の開口部であれ、貫通孔の周面に弾性延出部の係止部が弾性力をもって当接すれば温度センサの挿入位置を維持することができる。これにより、温度センサの適用範囲の拡大が図られるようになる。
(Other embodiments)
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following aspects.
-In above-mentioned embodiment, the shape of the opening part of the through-
・上記実施形態では、貫通孔42の深さDが2つの弾性延出部60に対して同じである場合について例示した。しかしこれに限らず、貫通孔の深さが2つの弾性延出部のそれぞれに異なっていてもよい。つまり、当接面は傾斜することから一つの貫通孔においてその部分毎にその深さが異なるようなときにも、弾性延出部の当接面と傘部との間に貫通孔を挟むことができるため、温度センサの取付の自由度が高い。換言すれば、この温度センサを用いれば、温度センサを取り付ける部材に形成される貫通孔に要求される条件が緩和されるため、設計自由度の向上や、コスト低減や、製造効率の向上などが可能にもなる。
-In above-mentioned embodiment, it illustrated about the case where the depth D of the through-
・上記実施形態では、サーミスタ55は軸部51の先端部53の端部に設けられている場合について例示したが、これに限らず、サーミスタは、測定する温度が伝達される位置であれば、軸部の任意の位置に設けることができる。これにより温度センサの設計自由度の向上が図られるようになる。
In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、傘部52は貫通孔42の開口を覆う場合について例示した。しかしこれに限らず、貫通孔の開口は傘部に覆われていなくてもよい。これにより温度センサの設計自由度の向上が図られるようになる。
In the above embodiment, the case where the
・上記実施形態では、弾性延出部60は、軸部51と同一の材料で軸部51に一体成形されていている場合について例示した。しかしこれに限らず、弾性延出部は、軸部に取り付けられる別部材であってよい。また、弾性延出部は、軸部とは異なる材料より形成されてもよい。さらに、弾性延出部と軸部とが別部材であれば、弾性延出部を軸部と異なる材料より形成することも容易になる。これにより温度センサの設計自由度の向上が図られるようになる。
In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、軸部51には2つの弾性延出部60が設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、軸部には3つ以上の弾性延出部が設けられていてもよいし、逆に弾性延出部が一つだけ設けられていてもよい。これにより温度センサの設計自由度の向上が図られるようになる。
-In above-mentioned embodiment, the case where the two
・上記実施形態では、軸部51を挟んで対称に複数の弾性延出部60が設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、温度センサを貫通孔に取り付けることができれば、複数の弾性延出部は軸部を挟んで対称に設けられていなくてもよい。これにより温度センサの設計自由度の向上が図られるようになる。
-In above-mentioned embodiment, the case where the some
・上記実施形態では、温度センサ50が供給ダクト41に取り付けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、温度センサは、貫通孔に配置されるのであれば、供給ダクト41以外の部分である吸気ダクトや、ファンや、電池スタックの周囲などに取り付けられていてもよい。これにより温度センサの適用範囲の拡大が図られるとともに、電池パックとしての設計自由度の向上が図られる。
In the above embodiment, the case where the
・上記実施形態では、供給ダクト41は樹脂材料から形成される場合について例示した。しかしこれに限らず、供給ダクトは、冷却用空気を流通させることができるのであれば、樹脂以外の材料、金属系材料、繊維系材料などから形成されていてもよい。これにより温度センサの適用範囲の拡大が図られるようになるとともに、電池パックとしての設計自由度の向上が図られる。
In the above embodiment, the case where the
・上記実施形態では、温度センサ50が一つだけ取り付けられる場合について例示した。しかしこれに限らず、温度センサは複数取り付けられていてもよい。これにより電池モジュールを冷却する空気の流量をより適正に調節することができるようになる。
In the above embodiment, the case where only one
・上記実施形態では、電池の種類について言及していないが、電池はニッケル水素電池や、ニッケルカドミウム電池や、リチウムイオン電池等の二次電池(蓄電池)であってもよいし、一次電池であってもよい。すなわち、これらの電池の冷却にも温度センサを適用することができるようになる。 In the above embodiment, the type of battery is not mentioned, but the battery may be a nickel hydride battery, a nickel cadmium battery, a secondary battery (storage battery) such as a lithium ion battery, or a primary battery. May be. That is, the temperature sensor can be applied to cooling these batteries.
・上記実施形態では、電池パックが自動車に用いられる場合について例示した。しかしこれに限らず、電池パックは、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよい。また、モータ以外の電源としてもちいてもよい。これにより、電池パックの適用範囲の拡大が図られるようになる。 In the above embodiment, the case where the battery pack is used in an automobile is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the battery pack may be used as a moving body other than an automobile or a power source fixedly installed as long as it is required as a power source. Moreover, you may use as power supplies other than a motor. Thereby, the application range of a battery pack can be expanded.
10…電池パック、11…収容ケース、12…下部ケース、13…上部ケース、20…電池モジュール、21…電池スタック、30…開口部、32…吸気ダクト、33…吸入口、35…排出口、40…ファン、41…供給ダクト、42…貫通孔、42R…半径、50…温度センサ、51…軸部、52…傘部、53…先端部、54…基端部、55…サーミスタ、56…配線、60…弾性延出部、60A…分岐部、60B…腕部、60C…係止部、60D…中心線、62…対向面、62C…第1の境界部、62D…距離、62R…半径、63…当接面、63A…段差、63C…第2の境界部、63D…距離、63e…斜面、63R…半径、64…突部、65…段差部、65a…係止面、C…中心軸、D…深さ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記軸部は、前記基端部と前記先端部との間に当該軸部から離間する方向に延出されて前記貫通孔の外縁部に当接する基端当接部と、前記先端部から分岐されて当該軸部と直交する方向への弾性が付与された状態で前記基端当接部の方向に延出された弾性延出部とを備え、
前記弾性延出部は、その延出された端部に前記基端当接部から離間して前記軸部の前記貫通孔への挿入を係止する係止部を有し、
前記係止部には、前記軸部に対向する面の裏面に前記軸部の先端部から基端部に向けて縮径する方向に傾斜して前記貫通孔の周辺に当接される当接面が形成されている
ことを特徴とする温度センサ。 A shaft portion that is inserted into a through-hole formed in the battery pack, wherein a distal end portion of the shaft portion is inserted and disposed in the through-hole, and a proximal end portion of the shaft portion is disposed outside the through-hole; A temperature sensor that measures the temperature at a temperature measuring unit provided in the shaft part,
The shaft portion extends between the base end portion and the distal end portion in a direction away from the shaft portion and branches from the distal end portion, and a proximal end contact portion that contacts the outer edge portion of the through hole. And an elastic extension portion extending in the direction of the base end contact portion in a state where elasticity in a direction orthogonal to the shaft portion is provided,
The elastic extension part has a locking part that is spaced from the base end contact part at the extended end part and locks the insertion of the shaft part into the through hole,
The abutment portion is in contact with the back surface of the surface facing the shaft portion so as to incline in a direction of reducing the diameter from the distal end portion to the proximal end portion of the shaft portion and contact the periphery of the through hole. A temperature sensor characterized in that a surface is formed.
請求項1に記載の温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1, wherein the locking portion further includes a facing surface facing the inner edge portion of the through hole on the tip end side of the contact surface.
請求項1又は2に記載の温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1, wherein the base end contact portion is formed in an umbrella shape covering the through hole.
前記当接面は、前記貫通孔の円周方向に延びる弧状に形成されており、
前記当接面の弧の曲率は前記貫通孔の円形の曲率よりも小さい
請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度センサ。 The through hole has a circular opening;
The contact surface is formed in an arc shape extending in the circumferential direction of the through hole,
The temperature sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein an arc curvature of the contact surface is smaller than a circular curvature of the through hole.
請求項4に記載の温度センサ。 The temperature sensor according to claim 4, wherein the contact surface includes at least one step portion on a surface that is in contact with the periphery of the through hole.
請求項5に記載の温度センサ。 The temperature sensor according to claim 5, wherein the stepped portion is formed by shortening a length of an arc in the proximal direction of the contact surface.
前記ダクトに形成された貫通孔に挿入された温度センサにより測定される前記ダクト内の空気の温度に基づいて空冷に用いる空気量を調節する空冷装置を備え、
前記温度センサとして、請求項1〜6のいずれか一項に記載の温度センサを用いる
ことを特徴とする電池パック。 A battery pack having a mechanism for circulating air for cooling a plurality of batteries through a duct,
An air cooling device for adjusting the amount of air used for air cooling based on the temperature of the air in the duct measured by a temperature sensor inserted in a through hole formed in the duct;
The battery pack characterized by using the temperature sensor as described in any one of Claims 1-6 as said temperature sensor.
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