JP2020134283A - 液漏れセンサ及び液漏れセンサ集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池システムのバッテリーの底に形成される隙間に差し入れることができる液漏れセンサ及びその集合体を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る液漏れセンサ３０１は、液体に対して浸透性がある第１の被覆材で被覆された導電性芯線を２本並列し、さらに液体に対して浸透性がある第２の被覆材で被覆した並列導線４１を、並列導線４１の長手方向にある折り返し点Pで折り返し、接続点Qに前記導電性芯線の端部４５を集めた検知部材２１と、検知部材２１の接続点Qから折り返し点Pまで並列導線４１を支持する補強部材２２と、を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、狭い隙間内での漏液を検出する液漏れセンサ及びその集合体に関する。

高電気抵抗の網組絶縁物を導体間に配置し、液体の侵入により網組絶縁物の電気抵抗が低下することを利用して液漏れを検出する液漏れセンサが知られている（例えば、特許文献１及び２）。特許文献１では、導体を長手方向に並列又は同心円状に配置し、その外周に巻きつけるテープの巻き方を開示している。また、特許文献２では、軟鋼集合線を２つ並列させ、ポリエステル糸の網組絶縁物で離隔していることが開示される。

実開昭５２−１６７９８３号公報 特開昭５４−２５７８８号公報

例えば、複数のバッテリーを配列させた組電池システムにおいて、バッテリーからの液漏れを検知することを考える。バッテリーは、例えば、鉛バッテリーである。図１は、組電池システムを説明する図である。図１（Ａ）は組電池システムの開口部（前面）を説明する図である。図１（Ｂ）は組電池システムの側面を説明する図である。また、図２は、組電池システムに搭載されるバッテリー１０を説明する図である。図２（Ａ）はバッテリー１０の前面（組電池システムの開口部側）を説明する図である。図２（Ｂ）はバッテリー１０の側面を説明する図である。

組電池システムは、図１のようにバッテリー１０を密接させて配列し、電極１１間を導線１２で接続している。このような状態で液漏れ（鉛バッテリーであれば希硫酸の漏れ）を検知しようとすれば、組電池システムの開口部に現れている個々のバッテリーの面（前面）に接着剤などで液漏れセンサを貼り付けることが考えられる。しかし、バッテリーから漏れた液体は、バッテリーの底部分へ流れるため、感度の観点からバッテリーの底部分に液漏れセンサーを配置することが望ましい。

ここで、図３に組電池システムに配置されたバッテリー１０の底部分（図１のＤ１部分）を拡大して示す。隣り合うバッテリー１０の面（側面）のほとんどは密着しているが、バッテリー１０の底部分にある曲線部（Ｒ）と床１４によりわずかな隙間３１が生じている。また、図４に組電池システムに配置されたバッテリー１０のうち、最端に配置されたバッテリー１０の底部分と組電池システムの壁１３の部分（図１のＤ２部分）を拡大して示す。ここもバッテリー１０の底部分にある曲線部（Ｒ）と組電池システムの壁１３と床１４によりわずかな隙間３２が生じている。具体的には、曲線部（Ｒ）の曲率半径が５．８ｍｍなので、隙間３１に挿入できる大きさは円形のものであれば直径２．９ｍｍ、マージンを考えると直径２．５ｍｍが上限と言える。また、隙間３２に挿入できる大きさは円形のものであれば直径１．５ｍｍ程度である。

隙間（３１、３２）に液漏れセンサーを配置することができれば、液漏れを検知する感度が高まる。しかし、特許文献１の液漏れセンサは、その大きさが不明である。また、特許文献２の液漏れセンサは、特許文献２の図１の説明からその大きさが幅が約２．７６ｍｍ、高さが約１．６８ｍｍと推定される（図５参照）。このため、特許文献２の液漏れセンサを図３の隙間３１や図４の隙間３２に配置することは困難である。

このように、従来の液漏れセンサには狭い隙間に差し込むことが困難という課題があった。そこで、本発明は、前記課題を解決するために、組電池システムのバッテリーの底に形成される隙間に差し入れることができる液漏れセンサ及びその集合体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液漏れセンサは、浸透性のある被膜で覆われた極細の導線を２本並列したものを折り返し点で折り返し、その途中で折れ曲がらないように補強部材で支持することとした。

具体的には、本発明に係る液漏れセンサは、
液体に対して浸透性がある第１の被覆材で被覆された導電性芯線を２本並列し、さらに液体に対して浸透性がある第２の被覆材で被覆した並列導線を、前記並列導線の長手方向にある折り返し点で折り返し、接続点に前記導電性芯線の端部を集めた検知部材と、
前記検知部材の前記接続点から前記折り返し点まで前記並列導線を支持する補強部材と、
を備える。

極細の導線を使用することで液漏れセンサを従来よりも細くすることができる。しかし、極細の導線では強度が弱く図３や図４に示す隙間に差し込めば折れ曲がり、液漏れセンサの先端部（折り返し点）をバッテリーの奥まで差し込むことが困難である。本液漏れセンサは補強部材を備えており、隙間に差し込んだ時の折れ曲がりを防止することができる。従って、本発明は、組電池システムのバッテリーの底に形成される隙間に差し入れることができる液漏れセンサ及びその集合体を提供することができる。

本発明は、組電池システムのバッテリーの底に形成される隙間に差し入れることができる液漏れセンサ及びその集合体を提供することができる。

組電池システムを説明する図である。 組電池システムに搭載されるバッテリーを説明する図である。 組電池システムに配置されたバッテリーの底部分を説明する図である。 組電池システムに配置されたバッテリーの底部分を説明する図である。 液漏れセンサの断面図である。 本発明に係る液漏れセンサを説明する図である。 本発明に係る液漏れセンサを説明する図である。 本発明に係る液漏れセンサの断面図である。 本発明に係る液漏れセンサを説明する図である。 本発明に係る液漏れセンサの集合体を説明する図である。 本発明に係る液漏れセンサの集合体を説明する図である。 本発明に係る液漏れセンサの集合体を説明する図である。 本発明に係る液漏れセンサの集合体を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図６は、本実施形態の液漏れセンサ３０１を説明する図である。
液漏れセンサ３０１は、
液体に対して浸透性がある第１の被覆材で被覆された導電性芯線を２本並列し、さらに液体に対して浸透性がある第２の被覆材で被覆した並列導線４１を、並列導線４１の長手方向にある折り返し点Pで折り返し、接続点Qに前記導電性芯線の端部４５を集めた検知部材２１と、
検知部材２１の接続点Qから折り返し点Pまで並列導線４１を支持する補強部材２２と、
を備える。
図７は、液漏れセンサ３０１のイメージ図である。図７では補強部材２２や熱収縮チューブ４３の記載を省略している。

液漏れセンサ３０１の補強部材２２は、検知部材２１を随伴する炭素鋼線又は合金鋼線である。炭素鋼線は、例えば直径０．５ｍｍや直径０．３ｍｍのピアノ線である。なお、補強部材２２は、一定の強度があればピアノ線等に限らず、樹脂棒や竹ひご等でも代用可能である。

図８は、並列導線４１を説明する図である。並列導線４１は、液体に対して浸透性がある第１の被覆材４５で被覆された導電性芯線４２を２本並列し、さらに液体に対して浸透性がある第２の被覆材４６で被覆している。例えば、Ｗ＝０．７ｍｍ〜０．９ｍｍ、Ｔ＝０．３ｍｍ〜０．５ｍｍである。

導電性芯線４２は、絶縁膜の無い単心金属線又は複数の金属線を撚り合せた撚り線である。単心金属線は、例えば、直径０．５ｍｍの銅線である。撚り線は、例えば、直径０．１２ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）線を７本撚り合せたもの、あるいは直径０．０８ｍｍのスズメッキ軟銅線を５本撚り合せたものである。

被覆材４５及び被覆材４６は、繊維状であることを特徴とする。具体的には、ポリエステル（例えば、テトロン（登録商標））、ガラス、ポリアミド（例えば、ナイロン（登録商標））、メタ系アラミド（例えば、ノーメックス（登録商標））の繊維が例示できる。当該繊維を導電性芯線４２に巻き付け、さらにそれら２本を並列させたものに巻き付ける。なお、繊維をシート状に加工したものを巻き付けてもよい。被覆材４５及び被覆材４６は、繊維から構成されているので、液体を浸透させることができる。なお、被覆材４５及び被覆材４６自体に浸透性が無くても、特許文献１に記載されるようにテープ状とした被覆材を導電性芯線に巻き付け、並列としたものにテープ状とした被覆材を巻き付けてもよい。液体の毛細管現象によりテープの継ぎ目から液体が導電性芯線に達することができる。

このため、バッテリーからの液体が漏れた場合、当該液体が導電性芯線４２まで達するので並列導線４１の間の電気抵抗が変化し、バッテリーからの液漏れを検出することができる。

並列導線４１は非常に細いため、折り返し点Ｐで折り返されていても図３や図４で示した隙間３１や隙間３４に差し込むことができるが、差し込み作業中に折れ曲がってしまい隙間３１や隙間３４の奥まで差し込むことができない場合がある。このため、液漏れセンサ３０１は、ピアノ線等の補強部材２２を介添えして並列導線４１が折れ曲がることを防止する。具体的には、図６で示すように、補強部材２２と並列導線４１を折り返した検知部材２１とを熱収縮チューブ４３で固定する。液体が検知部材に接触しやすいように熱収縮チューブ４３の固定は数か所でよい。

液漏れセンサ３０１は、熱収縮チューブ４３の部分で直径Φが１．５ｍｍ（図６に補助として示す断面図参照）であるため、補強部材２２により隙間３１や隙間３４の奥まで差し込むことができ、バッテリー１０から漏れた液体を感度良く検出することができる。

（実施形態２）
図９は、本実施形態の液漏れセンサ３０２を説明する図である。液漏れセンサ３０２は、補強部材の点で図６の液漏れセンサ３０１と異なる。本実施形態の補強部材２２は、検知部材２１を内包する筒である。前記筒は、液体を貫通させる孔を有することが好ましい。液漏れセンサ３０２を隙間３１に差し込む場合、前記筒は、外径が２．５ｍｍ未満であることが好ましい。また、液漏れセンサ３０２を隙間３２に差し込む場合、前記筒は、外径が１．５ｍｍ未満であることが好ましい。なお、図９は、説明容易のため、補強部材２２が透明なチューブである場合で記載しているが、補強部材２２は他の構造であってもよい。例えば、液体が貫通する孔が多数あるモールド成形したポリテトラフルオロエチレン（例えば、テフロン（登録商標））でもよい。また、親水性のあるコーティング剤で並列導線４１をコーティングし、補強することとしてもよい。

液漏れセンサ３０２は、隙間（３１、３２）に差し込んだ時に並列導線４１が折れ曲がることを防止するために補強部材２２として筒状のケースに検知部材２１を挿入しておく。このため、液漏れセンサ３０２は、補強部材２２により隙間３１や隙間３４の奥まで差し込むことができ、バッテリー１０から漏れた液体を感度良く検出することができる。

（実施形態３）
なお、実施形態１で説明した液漏れセンサ３０１を実施形態２で説明した筒に挿入してもよい。本実施形態の液漏れセンサを液漏れセンサ３０３とする。

（実施形態４）
図１で説明したように組電池システムには多くの隙間（３１、３２）が存在する。このため、組電池システムの液漏れをモニターする場合、液漏れセンサ（３０１〜３０３）を隙間の数だけ用意する必要がある。予め複数の液漏れセンサ（３０１〜３０３）を接続して液漏れセンサ集合体を形成しておくと作業効率が向上する。

図１０は、本実施形態の液漏れセンサ集合体３５０である。液漏れセンサ集合体３５０は、液漏れセンサ（３０１〜３０３）を複数個、直列接続又は並列接続して構成する。符号５１は、検出装置（不図示）や他の液漏れセンサ集合体３５０等と接続するためのコネクタである。

図１１及び図１２は、液漏れセンサ集合体３５０内における液漏れセンサ（３０１〜３０３）の接続状態を説明するイメージ図である。図１１及び図１２では補強部材２２や熱収縮チューブ４３の記載を省略している。図１１は、液漏れセンサ（３０１〜３０３）を直列に接続したイメージ図である。図１２は、液漏れセンサ（３０１〜３０３）を並列に接続したイメージ図である。

また、直列接続と並列接続を組み合わせて液漏れセンサを接続してもよい。図１３は、直列接続と並列接続を組み合わせている液漏れセンサ集合体３５１である。液漏れセンサ集合体３５１は、例えば、図１の組電池システムの段毎に液漏れセンサ集合体３５０を配置することができる。

本発明に係る液漏れセンサは、液漏れや漏水を検知する必要がある装置又は場所（例えば、光ファイバケーブルのクロージャ）に適用することができる。

１、２：電極
３，４：網組絶縁層
５：袋打網組外被
１０：バッテリー
１１：電極
１２：配線
１３：壁
１４：床
２１：検知部材
２２：補強部材
３１、３２：隙間
４１：並列導線
４２：導電性芯線
４３：熱収縮チューブ
４４：端部
４５：第１の被覆材
４６：第２の被覆材
５１：コネクタ
３０１〜３０３：液漏れセンサ
３５０、３５１：液漏れセンサ集合体

Claims (9)

1. 液体に対して浸透性がある第１の被覆材で被覆された導電性芯線を２本並列し、さらに液体に対して浸透性がある第２の被覆材で被覆した並列導線を、前記並列導線の長手方向にある折り返し点で折り返し、接続点に前記導電性芯線の端部を集めた検知部材と、
   前記検知部材の前記接続点から前記折り返し点まで前記並列導線を支持する補強部材と、
   を備える液漏れセンサ。
2. 前記第１の被覆材と前記第２の被覆材は、繊維状であることを特徴とする請求項１に記載の液漏れセンサ。
3. 前記導電性芯線は、絶縁膜の無い複数の金属線を撚り合せた撚り線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液漏れセンサ。
4. 前記補強部材は、前記検知部材を随伴する炭素鋼線又は合金鋼線であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液漏れセンサ。
5. 前記補強部材は、前記検知部材を内包する筒であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液漏れセンサ。
6. 前記筒は、液体を貫通させる孔を有することを特徴とする請求項５に記載の液漏れセンサ。
7. 前記筒は、外径が２．５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項５又は６に記載の液漏れセンサ。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の液漏れセンサを電気的に複数接続した液漏れセンサ集合体であって、
   前記液漏れセンサを前記導電性芯線毎に直列に接続していることを特徴とする液漏れセンサ集合体。
9. 請求項１から７のいずれかに記載の液漏れセンサを電気的に複数接続した液漏れセンサ集合体であって、
   前記液漏れセンサを前記導電性芯線毎に並列に接続していることを特徴とする液漏れセンサ集合体。

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