JP4626184B2 - Lead-acid batteries - Google Patents

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Description

本発明は鉛蓄電池、殊にそ電池状態判定装置に関するものである。 The present invention is lead-acid battery, a battery state determining apparatus Kotoniso.

池状態判定装置は、車両搭載用鉛蓄電池の場合、車両から外した状態、又は車両搭載状態で判定するもの等がある。 Batteries state determination apparatus, when the lead-acid battery for a vehicle-mounted, disconnected from the vehicle, or the like is intended to determine the vehicle mounted state. これらは、電池の電圧、電池の充放電電電流、内部インピーダンス等、さらには使用中の環境温度を測定することにより、状態判定を行う。 These voltage of the battery, charge and discharge electric current of the battery, internal impedance, etc., by further measures the environmental temperature in use, performs the state determination.

こういった装置は、車両から外した状態で判定する場合、電池に接続する端子部分があり、それとは別に状態判定又は結果を表示する部分があるのが通例である Such devices, when judged by disconnected from the vehicle, there is a terminal portion to be connected to the battery, it is customary that some parts of displaying separate state determination or result from that.

また車両搭載状態で判定する装置には、特許文献1にあるように、電池の端子に接続するクランプと環境センサーを一体化したものがある。 Furthermore the device for determining the vehicle mounted state, as described in Patent Document 1, there is formed by integrating the clamping and environmental sensors to be connected to the terminals of the battery. 全体はクランプ部分からケーブルを引き出して、別途、 電池状態判定部を持つという構成になる。 Whole pull the cable from the clamp portion, separately, as constituted of having a battery state determination unit.

また電池と一体型にする場合は、電池端子に接続部を設けて、接続部から電池状態判定部までリード線等を引き出すことになる。 The case of the battery and integrated, the connection portion is provided in the battery terminal, thereby pulling out the lead wire or the like from the connection to the battery state determining unit. この場合、 電池状態判定部は、電池の上部あるいは側面部、又は下部に取り付けることになる。 In this case, battery state determining section will be attached top or side surface of the battery, or the bottom.

米国特許US6469511B1号 US Patent No. US6469511B1

前記特許に類似する背景技術においては、電池と、電池状態判定装置が別々であるため、常時車両搭載とすることが難しく、状態判定をするのに、車両の保守点検と同じようにして、機会を設けて点検する手間が掛かり、そのため随時点検する事が行われにくく、 BACKGROUND ART similar to the patent, since a battery, batteries status determination device are separate, it is difficult to always onboard, to which the state determination, in the same manner as vehicle maintenance , it takes the trouble to check provided the opportunity, and therefore less likely it is carried out to check from time to time,
結果、状態判定をする機会を逃して電池のトラブルを起こすことが多々あった。 A result, missed the opportunity to state determined that the cause of the trouble of the battery were many.

また、車両搭載状態で使用するとした場合には、車両搭載前、あるいは搭載後に電池状態判定装置からのケーブルを電池の端子に接続したり、状態判定部を車両側に取り付ける手間が掛かる。 Also, when to use the vehicle mounted state, the vehicle mounted before or to attach the cables from the battery state determining apparatus after mounting the terminals of the battery, time-consuming to attach the state determining unit on the vehicle side. これらの電池状態判定装置の各部分は、電池、または車両の整備点検性を損なうという問題点を持つ。 Each of these battery state determination device has a problem that impairs the servicing of the battery or the vehicle.

また、電池と一体型にする場合は、 電池状態判定部の間の導通を得るために電池の端子を特別な形状にする必要があった。 In the case of the battery and integrated, it has been necessary to specially shaped battery terminals in order to obtain continuity between the battery state determining unit. また電池状態判定部を電池に固定するために、接着剤、樹脂、固定用の治具等が必要であるなど、多くの手間を要した。 In order to secure the battery state determination unit in the battery, adhesives, resins, such as a fixed are required jig for, took a lot of effort.

本発明では、このような問題点を解決するために、電池状態判定装置を電池と一体型とする方式とした上で、 電池状態判定部の取り付け方法、及び端子の形状を詳細検討した。 In the present invention, in order to solve such a problem, after the method of the batteries state determination device and battery and integrated, a method of attaching the battery state determining unit, and was detailed study of the shape of the terminal .

本発明では、電池の蓋の上面に凹部を設けておき、この凹部に電池状態判定装置を設置して嵌合して固定する。 In the present invention, it leaves the concave Recessed portion provided on the upper surface of the battery lid, fitted by installing a battery status determining device for securing to the recessed Recessed portion. 電池状態判装置の形状としては、電池上部の電解液面部と電池蓋の空間に納めるために平板状のモジュールとして、上面に電池状態表示部を有し、内部に電池状態判定部を有する形状とする。 Shape The shape of the battery state-size device, having a plate-like module to fit into the space of the battery upper part of the electrolytic solution surface and the battery lid has a battery status display on the upper surface, the battery state determining unit therein to. モジュールの本体の材質としては特に必要性が無い限り、絶縁材を選ぶべきである。 Unless particularly necessary as the material of the body of the module, you should choose an insulating material.

前記電池状態判定部と電池の端子との電気的接合は、対振動性で信頼性の高い帯状の金属製のリード板によって行う。 The electrical connection between the terminal of the battery state determining unit and the battery are performed in pairs oscillatory by reliable strip metal lead plate. この金属製のリード板は電池端子側に環状部を持ち、電池の端子と環状部で嵌合する。 The metal lead plate has a circular portion at the battery terminal side is fitted in the terminal and the annular portion of the battery. また、前記電池状態判定部に接続される帯状部を備えている。 Further, a band-shaped portion connected to the battery state determining unit.

この金属製のリード板は前記帯状部の一部を屈曲させて、熱膨張その他応力が加わった際の緩衝部を設ける。 The metal lead plate is bent a part of the belt portion, provided with a buffer portion when the thermal expansion and other stress is applied. 緩衝部により、電池、電池状態判定装置、 金属製のリード板それぞれの熱膨張による応力、または車載状態使用における振動による応力の影響を最小限にすることが出来る。 The buffer unit, batteries, battery state determination device, a metal lead plate stress caused by the respective thermal expansion, or can minimize the effects of stress due to vibration in the vehicle state used. 緩衝部の形状としてはUの字形、Vの字形、波形、またはこれらを複数個組み合わせたもの等が好ましいが、これに限定されるものではない。 U-shaped as the shape of the buffer section, V-shaped, the waveform or the like that combining a plurality of these, is preferable, but is not limited thereto. 但し緩衝部を形成するRはあまり小さくないことが金属板の残留曲げ応力を小さくする観点から好ましい。 However from the viewpoint of possible R to form the buffer portion is not so small to reduce the residual bending stress of the metal plate.

電池の端子と嵌合するため、金属製のリード板の環状部の内径は、テーパー状の電池端子の最細部すなわち端子最上部よりも大きくして、組み合うことが容易なようにして、かつテーパー状の電池端子の最太部すなわち端子最下部よりも小さくして、嵌合固定することを可能にする。 To pin mating of the battery, the inner diameter of the annular portion of the metal lead plate is made larger than the thinnest i.e. terminals at the top of tapered battery terminal, so as to facilitate that the mating and tapered most thick portion shaped for battery terminal that is smaller than the terminal bottom makes it possible to fit fixing. さらに金属製のリード板の環状部の内には径方向に複数のスリットが所定間隔に形成されており、このスリットにより、環状部内側が弾性的変形、または塑性的変形、あるいは両者を伴った変形をすることで、電池端子との嵌合、固定を容易にすることができる。 Furthermore has a plurality of slits in the radial direction on the inner periphery of the annular portion of the metal lead plate is formed in a predetermined interval, by the slit, with the annular portion inner elastically deformed or plastically deformed, or both It was by deformation, can facilitate fitting of the battery terminal, fixed.

金属製のリード板の材質としては、電気抵抗が小さい方が好ましいが、条件によっては電気抵抗が高くても、使用上問題にならないこともある。 As the material of the metal lead plate is better electrical resistance is preferably small, depending on the conditions even at high electrical resistance, it may not become a problem in use. 強度は高い方が好ましいが、低い場合には金属板の厚さ寸法を大きくすることで対処出来る。 Strength is preferably higher, it is lower can cope by increasing the thickness of the metal plate. また鉛蓄電池の使用環境を考慮すると耐腐食性は高い方が好ましいが、メッキ、塗装、樹脂コーティング、クラッド等をすることで、耐食性があまりない金属又はその合金でも使用することが出来る。 Although higher consider and corrosion resistance to the use environment of lead-acid batteries are preferred, plating, painting, by resin coating, cladding or the like, corrosion resistance can also be used in not much metal or an alloy thereof. また前述のように電池の端子との嵌合性を考慮すると、適度な弾性率と、伸びが要求されるが、少しの応力で脆性破壊するもの、破断するものでなければ金属板厚さ寸法を適切に選択することで使用可能である。 Also considering the fitting property between the terminals of the battery as described above, and moderate modulus, the elongation is required, which brittle fracture with little stress, as long as it does not break the metal plate thickness the appropriate usable by selecting. 具体的にこれらの条件に適する材料を列挙すると、銅及び青銅、リン青銅、バネ用リン青銅、黄銅、等の各種銅合金、鉄及び各種ステンレス等の鉄合金、ニッケル及びニッケル合金、等が上げられる。 When enumerating specific materials suitable for these conditions, increased copper and bronze, phosphor bronze, phosphor bronze for springs, brass, various copper alloys, iron and iron alloys of various stainless steel and the like, nickel and nickel alloys, and the like It is.

電池状態判定装置は嵌合後、上面が鉛蓄電池の蓋上面と同一平面になるようにすると、従来の判定装置無しの電池と電池外形寸法を同一にすることが出来、互換性の問題が生じない。 After the battery state determining apparatus fitting, when such upper surface is in the lid upper surface flush with the lead-acid battery, it can be a battery and a battery outer dimensions without prior determination device in the same, cause compatibility problems Absent. またこのようにした場合には、嵌合境界部分を覆うように電池上面を合成樹脂製のシート/フィルムで容易に被覆することが出来、電池状態判定装置の表面、及び嵌合部の境界を密閉することが可能となり、耐候性、防水性、防塵性を向上させることが出来る。 Also in case of such is able to easily covered with a sheet / film battery upper surface made of a synthetic resin so as to cover the fitting boundary portion, the surface of the battery state determining apparatus, and a boundary of the fitting portion it is possible to seal, weather resistance, water resistance, it can be improved dust resistance. さらにこのシート/フィルムに電池状態判定装置の意匠、操作方法を印刷することも可能であり、この場合コスト上のメリットもある。 Further design of the sheet / film battery state determination device, it is also possible to print the instructions, this case there is a merit of cost.

本発明によれば、容易に実現出来る、鉛蓄電池と一体型の電池状態判定装置を提供することができる。 According to the present invention, can be easily realized, it is possible to provide a battery state determination device for lead-acid battery and integrated.

本発明は主にガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等の輸送機械のエンジン始動用鉛蓄電池に使用するのが最も適している。 The present invention is primarily gasoline engine vehicles, are most suitable for use in transport machinery of a lead-acid battery for starting the engine such as a diesel engine vehicles. というのはこれらの輸送機械においては、本質的に車両の搭載重量、車両の搭載スペースが限定されているために、鉛蓄電池は小型で質量が軽いほど好ましいからであり、本発明によれば、現使用中の鉛蓄電池と殆ど設置状態を変えることなく、電池状態判定装置を付加出来るからである。 In these transportation equipment because, mounted weight essentially vehicle, for mounting space of the vehicle is limited, lead-acid batteries is because the more preferable it is light weight small, according to the present invention, without changing the most installation condition and lead-acid battery in actual use, because it adds a battery state determination device.

この長所を最大限に引き出すためには、電池状態判定装置は可能な限り小さい方が好ましい。 To bring out the advantage to maximize the batteries state determination device preferably small as possible preferred. 池状態判定装置としては各種提案されている電池電圧、電池使用温度、あるいは電池のインピーダンス等を測定し、これらのデータから演算、あるいは電池状態データマップを使用して判定を行うものでよい。 Battery voltage have been proposed as batteries state determination device, a battery operating temperature or to measure the impedance of the battery, may be those for determining from these data operations, or using the battery status data map . こういった電子回路はプリント配線基板上に個別の電子部品をマウントして構成する、いわゆるディスクリートで構成しても良いが、現在ではこういった電子回路は汎用ICチップとして提供されており、これらを使用して電池状態判定装置を構成するのが簡単であり、さらには周辺回路も含めてLSI化したものを使用するのが信頼性、及びコストの点から好ましい。 Such electronic circuits are constructed by mounting a separate electronic components on a printed circuit board, may be constituted by so-called discrete, but an electronic circuit went do this now is provided as a general-purpose IC chip, these the are simple to configure batteries state determination device using, more reliable to use those ized LSI, including the peripheral circuit, and from the viewpoint of cost. この場合、例えば一般乗用車に多く採用されている、JISB19サイズの電池に本特許を適用し、電池の上蓋に凹陥部を設けて、LSI化した電池状態判定装置を嵌合して取り付けすることは容易にでき、信頼性の点からもこの形態が最も好ましいと言える。 In this case, for example, are widely employed in general passenger car, the present patent battery JISB19 size, provided with a recess in the battery of the upper lid, be mounted fitted battery state determining apparatus formed into an LSI is easily can be, it can be said that this embodiment is the most preferable from the viewpoint of reliability.

本発明の実施例を図1、2及び図3に示す。 The embodiments of the present invention shown in FIGS. 1, 2 and 3.

図1は電池状態判定装置を嵌合するための凹陥部を設けた鉛蓄電池の上蓋の一例で、図2は電池状態判定装置の外形の一例で、図3は電池状態判定装置を鉛蓄電池に嵌合した状態の一部をそれぞれ示したである。 Figure 1 is an example of a top cover of a lead-acid battery having a recess for fitting a battery state determination device, FIG. 2 is an example of the outer shape of the battery state determining apparatus, FIG. 3 is a battery state determination device for lead-acid battery some of the fitted state is shown, respectively.

電池上蓋について以下説明する。 For the battery lid are described below. 材質は一般的な通常よく使用されているポリプロピレンとした。 The material was polypropylene generally customary is well used. 上蓋の製造は通常の金型を使用した射出成型で行った。 Preparation of the upper lid was carried out by injection molding using a conventional mold.

凹陥部の平面形状は矩形とし、設置位置は液栓、インジケータ等、電池上面の部品と干渉しないように、端子側にオフセットした位置を選択した。 The planar shape of the recessed portion is rectangular, the installation position is liquid stopper, indicator, etc., so as not to interfere with parts of the battery top, were selected position offset to the terminal side. 凹陥部の深さは凹陥部の底の裏側、すなわち電池内部側の面が、電池電槽の上端よりわずかに高くなるようにした。 The depth of the recessed portion is the back side of the bottom of the recessed portion, that is, the surface of the battery internal side was set to be slightly higher than the top of the battery the battery container. これは上蓋と電池電槽を熱溶着する際に問題がないように考慮したものである。 This takes into account the upper cover and the battery the battery container so that there is no problem in heat welding. 凹陥部から電池の端子の間には電池状態判定装置のリード板が収納できるように溝を設置した。 Between the recessed portion of the battery of the terminal set up a groove to allow housing the lead plate of the battery state determining apparatus.

電池状態判定装置について以下説明する。 For battery state determining apparatus will be described below.

本体は電池上蓋の凹陥部形状に合わせた平板状とした。 Body was combined tabular the recess shape of the battery lid. 材質は上蓋の材質と同じポリプロピレンであるが、その他に成型性の良いPET樹脂を使用しても良い。 The material is the same polypropylene as the material of the upper lid, it may be used other moldability good PET resin. 本体には電池電圧、電池使用温度を測定して電池の状態判定する電子回路基板が内蔵されている。 Battery voltage to the body, an electronic circuit board for the state determination of the battery by measuring the battery operating temperature is built. 本体短側面部からは金属製のリード板が外側に向かって取り付けられている。 Metal lead plate is attached outwardly from the main body short side surface portion. 材質はスズメッキを施した0.2mm厚のバネ用リン青銅とした。 Material was 0.2mm thick spring phosphor bronze subjected to tin plating. リード板は電池端子側に環状部を持ち、電池の端子と環状部で嵌合できるようにした。 Lead plate has an annular portion to the battery terminal side and to allow fitting engagement with the terminal and the annular portion of the battery. また、電池状態判定部に接続される帯状部を備えた。 Also, with a strip-shaped portion which is connected to the battery state determining unit. 環状部内径寸法は電池端子の下端外径より0.2mm大きいものとし、 内周には径方向にスリットを8個形成して、嵌合時に弾性変形し易くし、確実に環状部と端子が接触、固定できるようにした。 Annular portion inner diameter is assumed 0.2mm larger than the lower end outer diameter of the battery terminal, and the inner eight slits in the radial direction in the circumferential formation, and easily elastically deformed at the time of fitting, reliably annular portion and the terminal contact was to be fixed. リード板の帯状部には緩衝部を形成してある。 The strip portion of the lead plate is formed a buffer portion. 緩衝部はUの字形1個を形成した。 Buffers have to form a single shaped U.

以上のような上蓋の凹陥部に電池状態判定装置を嵌合した。 It fitted a battery state determination device recess of the upper cover as described above. 電池状態判定装置の外形寸法は上蓋の凹陥部寸法より、若干大きめとした。 Dimensions of the battery state determining apparatus than recess dimension of the upper cover, and a slightly larger. 金属製のリード板は前述の通り緩衝部を形成してあり、また厚さが薄くかなり自由に弾性変形するため、電池状態判定装置本体を嵌合する時に、同時にリード板環状部を端子に嵌合することも簡単に出来るため、生産性も良好である。 Metal lead plate is Yes forms the previously described buffer unit, also since the thickness is thin fairly freely elastically deformed when fitting the battery state determining apparatus main body, fitting the lead plate annulus terminal simultaneously order can also be easily able to focus, productivity is good. 電池状態判定装置本体と上蓋の嵌合の際には、エポキシ樹脂系接着剤を併用した。 During fitting of the battery state determining apparatus main body and the upper lid has a combination of epoxy resin-based adhesive. 嵌合された後は、使用中に引き抜き方向の力はほとんどかからないため、このような接着剤は必ずしも必要ないが、このようにすることで固定の信頼性が向上する。 After fitted, since the direction of the force pulling during use hardly applied, although such adhesives is not always necessary, the reliability of fixing are improved by such. 従って接着剤としては、電池状態判定装置本体、上蓋の材質によって適当なものを選択して良い。 Thus as the adhesive, the battery state determining apparatus body, may be selected as appropriate depending on the material of the upper lid.

このようにして一体化した電池状態判定装置/電池上蓋は耐久性を向上させるための方法として、電池状態判定装置/電池上蓋境界部を覆う形状のPET樹脂製フィルムを貼り付けた。 In this way, the integral battery state determination device / battery lid as a method for improving the durability, pasting PET resin film having a shape covering the battery state determination device / battery lid boundary. このようにすることで、境界部に水、油、その他電池状態判定装置に有害な液体の進入を防止できる。 In this way, the water in the boundary portion, the oil, the other battery state determining apparatus ingress of hazardous liquids can be prevented. また本フィルムに電池状態判定装置の取扱説明、注意事項、さらには意匠等を印刷することで、電池状態判定装置本体の表示、意匠等を省略できるメリットもある。 The instruction of the battery state determining apparatus in this film, notes, news by printing a design or the like, the display of the battery state determining apparatus main body, there is a merit can be omitted design like.

従来の鉛蓄電池と互換性を保ったまま、電池状態判定装置を組み込めるために、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の自動車等、輸送機器用の鉛蓄電池に利用できる。 While maintaining the conventional lead-acid battery compatible, in order to incorporate a battery condition judging unit, available gasoline engine, an automobile such as a diesel engine, the lead-acid battery for transportation equipment. 特にエンジン始動不能時の被害が大な、生鮮品輸送用車には有効と思われ、利用価値大である。 Especially Do not large damage at the time of starting the engine disabled, it is thought to be valid to the car for perishable goods transport, a large utility value. もちろんその他産業機械の内燃機関システムにも使用することが出来る。 Of course, it can also be used for other industrial machinery internal combustion engine system.

本発明による鉛蓄電池の上蓋形状の一例を示したものである。 It illustrates an example of a top cover shape of the lead storage battery according to the present invention. 本発明による電池状態判定装置の一例を示したものである。 It illustrates an example of a battery state determination device according to the present invention. 本発明による電池状態判定装置を鉛蓄電池に嵌合した状態の一例を示したものである。 Battery state determining apparatus according to the present invention illustrates an example of a fitted state to lead-acid battery.

1 鉛蓄電池上蓋2 鉛蓄電池端子3 電池状態判定装置嵌合部4 電池状態判定装置のリード板の収納部5 電池状態判定装置のリード板緩衝部の収納部6 電池状態判定装置7 電池状態判定装置上面部8 リード板帯状部9 リード板環状部10 リード板緩衝部11 鉛蓄電池上蓋12 電池状態判定装置13 被覆フィルム 1 lead-acid battery lid 2 lead storage battery terminal 3 battery state determination device fitting portion 4 battery state determining apparatus of the lead plate of the storage section 5 battery state determining apparatus of the lead plate buffer portion of the housing part 6 battery state determination device 7 battery state determination device top portion 8 lead plate strip portions 9 lead plate annular portion 10 lead plate buffer unit 11 lead battery lid 12 battery state determining device 13 cover film

Claims (4)

  1. 池状態判定装置を備えた鉛蓄電池であって、前記電池状態判定装置は、前記鉛蓄電池の蓋の上面に設けられた凹陥部に嵌合され、上面に電池状態表示部を有し、内部に電池状態判定部を有する平板状のモジュールであり、前記鉛蓄電池の端子に嵌合される環状部と前記電池状態判定部に接続される帯状部とを備えた金属製のリード板を有し、前記帯状部に、一部が屈曲した緩衝部を有することを特徴とする鉛蓄電池。 A lead-acid battery having a batteries state determining apparatus, the battery state determining apparatus, the fitted into the recessed portion provided on the upper surface of the lid of the lead-acid battery has a battery status display on the upper surface, inside a flat plate-like module having a battery state determining section, have a metal lead plate and a strip portion connected to the annular portion to be fitted to the terminal of the lead-acid battery to the battery state determining section and, on the strip portion, a lead-acid battery partially characterized Rukoto of having a buffer portion that is bent.
  2. 前記環状部の内径は、前記鉛蓄電池の端子の先端外径より大きく、下端外径より小さいことを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池。 The inner diameter of the annular portion is larger than the distal end outer diameter of the terminals of the lead-acid battery, a lead acid battery of claim 1, wherein the lower end outer diameter smaller than.
  3. 前記環状部の内周には径方向に複数のスリットが所定間隔に形成されていることを特徴とする請求項1又は 2記載の鉛蓄電池。 Claim 1 or 2 lead-acid battery according plurality of slits in the inner peripheral in the radial direction of the annular portion, characterized that you have been formed at predetermined intervals.
  4. 前記電池状態判定装置は、その上面が前記鉛蓄電池の蓋の上面と同一平面になるように嵌合されており、該嵌合境界部分がシート/フィルムで被覆されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の鉛蓄電池。 Wherein said battery condition determining device has a top surface thereof is fitted so that the upper surface flush with the cover of the lead-acid battery, characterized in that the fitting boundary is covered with a sheet / film lead-acid battery according to any one of Items 1 to 3.
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