JPH10321214A - バッテリ補充システム - Google Patents
バッテリ補充システムInfo
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- JPH10321214A JPH10321214A JP4115198A JP4115198A JPH10321214A JP H10321214 A JPH10321214 A JP H10321214A JP 4115198 A JP4115198 A JP 4115198A JP 4115198 A JP4115198 A JP 4115198A JP H10321214 A JPH10321214 A JP H10321214A
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Abstract
充システムであり、バッテリの移動中に、バッテリ運搬
具などとの干渉により管系経路を損なうことのない標準
化された管系経路を設定可能なロープロファイルバッテ
リ補充システム。 【構成】 ロープロファイルバッテリ補充システムは、
標準化されたスイベル3ポート管系コネクタ20を備え
る。三つのポート22を形成するイクステンション21
を含む管系コネクタ20は、各々の形状と寸法が同一で
あり、互換性を有する。
Description
8,557号、第5,090,442号、第4,52
7,593号、および第5,284,176号は、一般
に、容器に液体を充填するための装置とシステムに関
し、これらは本明細書に援用されて組み込まれている。
これらの特許は、駆動源として液体媒体の静的および動
的エネルギのみが必要な流体制御の使用を開示してい
る。本発明は、例えばバッテリまたはバッテリセルなど
の複数の独立した容器を単独の供給源から同時に充填す
るための自動化されたシステムにおける有益な応用を与
える。
良であり、容器と液体供給源との間の接続システムに関
する。上述の特許に説明されたバッテリ補充システムを
他の全ての商業的に競合するシステム(競合システム)
から区別する重要な特徴の一つは、「ロープロファイル
(low profile)」設計を有する弁である。ここで使われ
ている用語「ロープロファイル」とは、弁とそれに関連
した管系および継手が、バッテリセル間コネクタの上面
よりも完全にまたは実質的に低くは位置されていること
を意味する。この設計特徴の一つの利点は、補充システ
ムが、バッテリ取り扱い期間中の損傷から保護された補
充弁および/または管系コネクタを有することである。
他の全ての公知従来技術のバッテリ補充システムは、セ
ル間コネクタの頂部のかなり上方に配置された補充弁お
よび/または管系コネクタを有しているので、これらは
潜在的なバッテリ取り扱い損傷の危険性に晒されてい
る。バッテリは重量が1トンを超えるものがあり、多く
の場合には、リフトトラックと充電ステーションとの間
を毎日移動させねばならない。取り扱い機器は、バッテ
リの頂部を横切って揺動する重たい高架ホイストを含ん
でしまう。競合プラスチック補充システムは、これらの
ホイストによる衝撃によって頻繁に損傷している。他の
取り扱い状況においては、バッテリをトラック装荷ロー
ラトレイから充電ステーションにおける他のトレイへ手
動で押し動かさねばならない。弁または関連部品がセル
間コネクタの上方に位置しているか、またはバッテリ周
辺に近接して位置しているならば、上述のような動作は
これらの部品を損傷してしまう。
リフト車両においては、バッテリ頂部上の間隙が制約さ
れていることである。これらの車両のためのバッテリ
は、操作の切り換え期間中に頻繁に損傷を受ける競合撒
水システムを備えている。他の場合においては、競合シ
ステムがバッテリに取り付けられているときは、バッテ
リは利用可能空間に全く納まらなくなる。本発明者によ
るロープロファイル設計は、これらの問題を解消し、高
さが制約されて競合システムには収納不可能な間隙に収
納できるバッテリ撒水システムの使用を可能とする。
利点は、管系がセル間コネクタより上方に設置されてい
るので、セル間コネクタにより妨げられることなく、管
系をセル間コネクタにより形成された電線経路に追従さ
せられることである。これは据付要員とっては据付が容
易となり、据付要員はセル間コネクタ経路に単純に追従
させて殆どのバッテリに管系の経路を定めることができ
る。しかしながら、これは、このようなシステムに取り
扱い損傷に対する脆弱さを残してしまい、システムを適
用できるのは、バッテリの上面上に適切な間隙が存在す
る場合に制限されてしまう。
ル設計の利点を実現するためには、各々のバッテリ形態
に応じて装備をあつらえねばならなかった。管系に沿っ
て若干のティーとエルボを使用してバッテリの上面に管
系の経路を定めるようにしており、これまたバッテリ表
面に載置されるセル間コネクタとバッテリケーブルを回
避するようにしている。これは据付要員の技量に高度の
熟練を要し、また各バッテリへのロープロファイルシス
テムの据付に要する時間を増長させてしまう。
テリセル配置を有し、これらは個別のバッテリ補充シス
テム形態を必要とする。尚、バッテリは、一つのバッテ
リにつき、セルを6,9,12,18,24,30,3
6,40,48または64個とし得る。これらの変数を
見込めば、現場で可能な幾多の様々な組み合わせについ
ての最良の管系経路配置の決定が複雑化してしまう。図
7,8及び9は、幾つかの典型的なバッテリセル配置と
対応する従来技術のロープロファイル設置形態を示す。
は二つのインライン水接続ポートを付属させて設計され
ており、図6に例示するように、管系を一連の連鎖状に
接続できるようにしてある。或る補充システム製造業者
は、管系コネクタまたは充填弁の一方、或いはコネクタ
と充填弁との双方を、要求される管系路方向のコネクタ
への適切な方向へ向かって回動させる手段を供給してい
る。コネクタと弁との間の回動を防止する固定された関
係が用いられることもある。管系が常に全てのバッテリ
形状について同様な方式でバッテリ部品上に経路を定め
られるので、これは他のシステムにも働く。
囲に記載されている。しかしながら本発明の好適実施例
は、その更なる目的と利点と共に、添付図面に関連して
なされる以下の説明を参照することにより良く理解され
よう。
るロープロファイルバッテリ補充システムの利点を保ち
つつ、この種のロープロファイルシステムに関わる不都
合を解消する。
が、少なくとも一つの容器(例えば多セルバッテリ)を
液体(例えば電解液を包含する液体)で充填するために
設けられている。バッテリ補充システムの詳細な好適実
施例においては、このシステムは、バッテリセルに流体
連通した液体補充弁と、バッテリの上面に配置されたセ
ル間コネクタと、液体供給源に流体連通した管系とを含
む。複数の管系コネクタが補充弁と流体連通して設けら
れている。実質的に全ての管系コネクタは、少なくとも
三つの管系接続ポートを有する。管系コネクタは、各々
のポートが隣接するポートに対して直角に延出するT字
状とし得る。これらの管系コネクタの使用は、バッテリ
セル形状/配置に無関係に標準化された管系設定経路を
可能とする。この標準化管系設定経路は好ましくは一般
に、セル間コネクタにより形成された電気経路に追従す
るので、据付要員には独力での判断を要しない。好まし
くは、各管系コネクタは、その垂直軸回りに360°回
転または揺動可能である。好適実施例においては、シス
テムは、管系コネクタがセル間コネクタより低い高さに
配置されたロープロファイルシステムである。このシス
テムの使用は、バッテリの上面の外側の周辺を管系から
実質的に開放すること可能とする。
様であり且つ互換性がある管系コネクタの使用によれ
ば、本発明の利点を実現し得ると共に、据付要員は、特
定のバッテリセル配置に基づく据付をあつらえたり、或
いはエルボやティ−のような特別な部品を使用する余分
な時間を費やす必要がない。
ための各々のポートは、各管系コネクタの中心軸線を直
角に交差し、互いに直角に交差する狭細な通路の使用を
可能とする。また、管系コネクタのポートの各々の水平
中心軸は好ましくは、概ね同一の水平面に配置される。
たはそれより小さい弁対弁(valve-to-valve)セル間隔を
有するような小さなバッテリを含む全ての寸法のバッテ
リを伴うバッテリ補充システムの供給を可能とする。
ムを与える方法もまた本発明の一部をなす。この方法
は、少なくとも一つの多セルバッテリを液体で充填する
ことを含む。このシステムは、バッテリセルに流体連通
する液体補充弁と、バッテリの上面に配置されたセル間
コネクタと、液体供給源に選択的に流体連通する管系と
を含む。複数の互換自在な管系コネクタが与えられる。
好ましくは、少なくとも実質的に全ての管系コネクタ
は、少なくとも三つのポートを含む。管系コネクタはバ
ッテリに取り付けられて、補充弁に流体連通するように
されている。好ましくは、管系は管系コネクタに接続さ
れて、管系経路が、セル間コネクタにより形成された電
気的経路に概ね追従するようにされている。幾つかの使
用されていないポートは、この不使用ポートを通じて液
体の流出を防ぐように塞がれている。
バッテリ補充システムは、全体的に参照符号20で示さ
れる標準化された管系コネクタの使用を含む。好適実施
例においては、管系コネクタ20はそれぞれ全く同一の
形状と寸法を有し、三つのポート22を形成する戻り(b
arbed)継手またはイクステンション21を含む。公知の
クランプリング(図示せず)はイクステンション21を
包囲して、コネクタ20と管系27との間の確実な接続
を与える。イクステンション21の上部部分上の隆起ま
たは停止体29は管系に着座位置を与え、その更なる移
動を止める。コネクタ20上の据広がりスカート37
は、バッテリセルガスポート49(図15及び18参
照)の詰まり動作不良に対してバッテリの上部の塵埃を
防ぐ塵遮蔽体として機能する。各イクステンション21
は、好ましくは隣接するイクステンションに対して直角
をなして、管系コネクタ20が上から見てT字状をなす
ようにされている。管系に接続されていないポート22
は挿入体を用いて単純に塞がれており、その挿入体は、
指で押すことにより不使用コネクタへ容易に押し込める
ものである。
れに関連した単一の管系コネクタ20を有する(バッテ
リ補充弁40は、好ましくは先に引用した本発明者の米
国特許に従って製作されれいる)。いま図4,5,1
5,17及び18を参照すると、管系コネクタ20は、
環状Oリング溝36Aが付いたボス20Aを有する。図
における好適実施例においては、管系コネクタ20は以
下のように補充弁40へ取り付けられている。即ち、ボ
ス20AとOリング36は、補充弁40の上部部分上の
壁47により形成された凹所47Aへのスナップ取り付
けを与えるようにする。この目的のために、壁47は好
ましくは図17に示されるように逆テーパー状に設けら
れている。勿論、コネクタ20と弁40との間の取り付
け機構の特定の形態は変更し得る。しかしながら、コネ
クタ20は、水平面において補充弁40に対して管系コ
ネクタ20の完全な360°の回転を可能とする方式で
補充弁40へ取り付けられるのが好ましい。
弁40をバッテリ25へ接続するために、特定のバッテ
リセル(図示せず)のためのバッテリ吐出孔キャップが
取り外され、補充弁40の底部の突起48がバッテリカ
バー吐出孔46へ挿入されている。(例えば弁キャップ
54上のスパナ穴53へ係合するスパナレンチを用い
る)弁を回動させることにより、バイヨネットラグ51
が隣接するカバー停止体69に位置するので、弁40が
バッテリカバー26に固定される。バッテリセルガス
は、図18の矢印に示されるように、弁部分48におけ
る側方穴49を通過して、弁キャップ54における弁ポ
ート56(図15に一つのみが図示されている)を通っ
て出ることにより、大気中へ吐出される。ガスケット5
2は、弁40の上部部分上のバッテリカバー26と弁キ
ャップ54との間の幾らかの間隙にシールを設けること
ができる。代替的に、バッテリへの補充弁40の取り付
けは、例えば、弁をバッテリの上面上の対応する開口へ
押圧嵌合(press-fitting)させるか、或いは捩子の螺合
の使用など、当業者に公知の他の手段により達成するこ
ともできる。
操作者が加圧水供給源55を水供給管50へ取り付け
て、水が管系27を通じてバッテリセル25Aへ流通す
ることが可能となる。所定の電解レベルへひとたび到達
すると、センサ(図示せず)を用いて補充弁40を閉止
し得る。また操作者が全てのバッテリセルが充填された
ことを見てとれるように、流速計(これもまた図示せ
ず)を水供給管50に設けててもよい。次いで操作者は
水供給源を接続解除し、塵キャップ60に取り替える。
のスイベル3ポ−ト管系コネクタ20の使用は、図1
0,11,12及び14に示される管系経路形態を可能
とする(対照的に、図6及び図7−9に示される従来技
術のロ−プロファイルバッテリ補充システムは、それぞ
れ2ポ−トスイベルコネクタ70を採用している)。図
1は、楕円形状コネクタカバー35付きのバッテリ25
上の例えば18個のセル据え付けを示し、カバー35の
各々は、各バッテリセル25A内に配置された二つの対
応するバッテリポート(図示せず)へ接続された二つの
電気的セル間コネクタ35A(例えばリードバー)を包
囲する(セル間コネクタ35Aは図7−9に示されてい
る)。
より、管系27はカバー35の回りを容易に屈曲する。
図に明らかなように、管系は、カバー35/セル間コネ
クタの内側に(即ち、バッテリの周辺から離れて)経路
を定めることができるので、バッテリの上面の外側の周
辺は、本発明の経路形態において可能な限り管系が設け
られないようにされている(ここでは「実質的に開放さ
れて」と定義される)。図6に示された従来技術の経路
形態の一例は、バッテリの外周上の管系から「実質的に
開放されて」いない。この本発明の経路形態は、保護さ
れて、且つひっかかりが生じてしまうバッテリの縁から
離された管系を保持することに役立つ。管系としては、
バッテリ液に対して不浸透性かまたはそれに近いもの、
例えば本発明者による米国特許第5,284,176号
に説明された管系を使用することが好ましい。
にスイベルコネクタ20は、管系27が、隣接するバッ
テリセルを横切って前後に織られ、セル間コネクタによ
り形成された電気的経路を単純に追従する標準化された
管系経路系の使用を可能とする。全ての寸法および配置
のバッテリ上に同一の経路が使用される。これは、経路
を判断する技量を有さず、様々な管系部品を使用できな
い未熟な据付要員の採用を可能とする。その代わりに、
本発明は、補充弁に加えて、管系コネクタ20と、ポー
ト栓(図示せず)と、クランプリング(図示せず)と、
管系それ自身のみが必要である。
ネクタを使用する。実際には、全ての管系コネクタ20
が同一且つ互換自在である必要はなく、それらの実質的
に全てが同一且つ互換自在に設けられていればよい。こ
こで「実質的に全て」とは使用されるコネクタの全個数
の80%であり、この数は本発明の実質的な利点を得る
ために使用すべき必要な互換自在なコネクタ20の割合
の概算である。
ァイルシステムは、従来技術においては、例えば図6に
示すような、揺動ティー、揺動エルボ、揺動直線貫通型
継手などの部品の複雑な組み合わせが重複的に使用され
るが、このようなシステムは、各々の異なるバッテリセ
ル配置のためにティー、エルボ、直線継手の異なる組み
合わせを必要とする。これはまた余分な部品を設けねば
ならないので、キットにシステムを包装するが実際的で
ないか或いは不必要に高価となる。据付時間について
も、据付要員がどこで様々な揺動継手形式が必要となる
かを予め決定しなければならず、次いで据付の時間に各
補充弁に適切な継手を据付ることが要求されるので、長
時間化してしまう。これは如何なる場合にも不所望なこ
とであり、時間が最も重要なバッテリ生産ラインにおい
て補充システムを据付る際には特に実際的でない。
7を依然としてセル間コネクタの上部よりも下に経路付
けることができるので、本システムはロープロファイル
バッテリ補充システムの利点それ自身を利用可能とする
ことが明らかである。図16においては、カバー35の
高さは符号H′により示され、一方、スイベルコネクタ
20の高さは符号Hにより示されている。しかしながら
現在では、管系は、セル間コネクタにより形成された電
気的経路と同一の経路に経路を定めることができるの
で、管系設定経路は全てのバッテリ上に同一に、且つ据
付要員にとって直ちにはっきりと解るようにすることが
できる。個々の据付要員に求められる技量と経験との水
準は、大幅に低減される。据付は、従来技術のロープロ
ファイルと比較して実質的に時間と材料を節約してなす
ことができる。重要なことは、補充システムの信頼性
が、据付手順の単純化および標準化によって、相当に向
上したことである。
の結果として、管系形態が、水供給源或いは一つまたは
複数の入口管への結合の多重配置が与えられることであ
る。また本発明により可能とされたロープロファイルバ
ッテリ補充システムは、管系を捩じることなく、最少の
バッテリ(例えば、弁対弁セル間隙が2インチのバッテ
リ)にも有益に使用できる。
様々な変形例や変更例は、当業者には明白であることを
理解されたい。例えば、コネクタ20に三つより多くの
イクステンション21を使用してもよく、および/また
はイクステンション21を直角以外の角度で傾斜させて
もよい。これらの変更例と変形例は、本発明の要旨と目
的を逸脱することなく、且つ意図された利点を減じるこ
となく、図示された実施例からなすことができる。従っ
て、これらの変形例と変更例は添付の特許請求の範囲に
より包含されることが意図されている。
バッテリの上方部分の斜視図である。
である。
に使用される多セルバッテリの上方部分の斜視図であ
る。
の管系経路形態とが装備されたバッテリセル配置の上面
図である。
他の例を示す上面図である。
更に他の例を示す上面図である。
発明により可能とされた管系経路形態を含むロープロフ
ァイル液体補充システムを有するバッテリセル配置の上
面図である。
0と同様に示した上面図である。
0と同様に示した上面図である
系コネクタの斜視図である。
面図である。
の斜視図である。
の部分的な側面図である。
テリ補充弁の上部部分とを部分的に破断して示す側面図
であり、補充弁への管系コネクタの取り付けを示す図で
ある。
の取り付けを部分的に破断して示す側面図である。
管系接続手段) 22 ポート(管系接続ポート) 25 バッテリ 25A バッテリセル 27 管系 40 補充弁
Claims (18)
- 【請求項1】 少なくとも一つの多セルバッテリを液体
で充填する補充システムであり、前記バッテリのセルに
流体連通する補充弁と、前記バッテリの上面に配置され
たセル間コネクタと、液体供給源に流体連通する管系と
を含むシステムであって、 前記補充弁に流体連通する複数の管系コネクタを備え、
この管系コネクタの実質的に全てが少なくとも三つの管
系接続ポートを有し、ここで前記管系コネクタの使用
が、バッテリセル形状から独立して管系設定経路が標準
化された据付を可能とするバッテリ補充システム。 - 【請求項2】 前記標準化された管系設定経路が、前記
セル間コネクタにより形成された電気的経路に概ね追従
する請求項1記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項3】 前記管系コネクタの各々が、その垂直軸
回りに360°回転できる請求項1または2記載のバッ
テリ補充システム。 - 【請求項4】 前記バッテリセルが、それに関連した補
充弁を有する請求項1乃至3の何れか一項に記載のバッ
テリ補充システム。 - 【請求項5】 前記システムが、前記管系コネクタが前
記セル間コネクタよりも低い高さに配置されたロープロ
ファイルシステムである請求項1乃至4の何れか一項に
記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項6】 前記バッテリの上面の外側の周辺が、前
記管系から実質的に開放されている請求項1乃至5の何
れか一項に記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項7】 前記複数の管系コネクタの各々が、同一
且つ互換自在である請求項1乃至6の何れか一項に記載
のバッテリ補充システム。 - 【請求項8】 前記ポートの各々が、前記管系コネクタ
の各々の中心軸線に直角に交差する請求項1乃至7の何
れか一項に記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項9】 前記管系コネクタの前記ポートの各々の
水平中心線が、概ね同一の水平面に位置している請求項
1乃至8の何れか一項に記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項10】 前記複数の管系コネクタに取り付けら
れる前記管系の設定経路が、前記セル間コネクタにより
形成された電気的経路に概ね追従する請求項1乃至9の
何れか一項に記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項11】 前記管系コネクタの各々が、略T字状
である請求項1乃至10の何れか一項に記載のバッテリ
補充システム。 - 【請求項12】 前記少なくとも一つの多セルバッテリ
が、約3インチ以下の弁対弁セル間隙を有する請求項1
乃至11の何れか一項に記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項13】 前記管系コネクタの全てが、少なくと
も三つの管系接続ポ−トを有する請求項1乃至12の何
れか一項に記載のバッテリ補充システム。 - 【請求項14】 同時に複数の容器を液体供給源からの
液体で充填する自動化されたシステムであって、 前記容器に選択的に流体連通する液体補充弁と、 この補充弁に流体連通する複数の管系コネクタとを備
え、 前記管系コネクタの実質的に全てが、少なくとも三つの
管系接続ポートを有すると共に、それらの垂直軸回り回
動自在であるシステム。 - 【請求項15】 少なくとも一つの多セルバッテリを液
体で充填するロープロファイルバッテリ補充システムで
あり、前記バッテリのセルに流体連通する補充弁と、前
記バッテリの上面に配置されたセル間コネクタと、液体
供給源に流体連通する管系とを含むシステムであって、 前記補充弁に流体連通する複数の管系接続手段を備え、
この管系接続手段の実質的に全てが、前記管系に接続自
在な少なくとも三つの管系接続ポートを有し、且つ前記
管系接続手段の各々が、それらの垂直軸回りに回動自在
であり、ここで前記管系接続手段の使用が、バッテリセ
ル形状から独立して管系設定経路が標準化された据付を
可能とするロープロファイルバッテリ補充システム。 - 【請求項16】 少なくとも一つの多セルバッテリを液
体で充填する自動化されたバッテリ補充システムを与え
る方法であり、前記システムが前記バッテリのセルに流
体連通する補充弁と、前記バッテリの上面に配置された
セル間コネクタと、液体供給源に選択的に流体連通する
管系とを含む方法であって、 複数の互換自在な管系コネクタを設ける段階であり、そ
の管系コネクタの実質的に全てが、少なくとも三つのポ
ートを有する段階と、 前記管系コネクタが前記補充弁に流体連通することを可
能とする方式で前記管系コネクタを取り付ける段階と、 前記管系の経路が、前記セル間コネクタにより形成され
た電気的経路に概ね追従するように前記管系を前記管系
コネクタへ接続する段階とを含む方法。 - 【請求項17】 前記システムが、ロープロファイルシ
ステムであると共に、前記管系コネクタが前記セル間コ
ネクタよりも下方に位置している請求項16記載の方
法。 - 【請求項18】 前記管系へ取り付けられていない不使
用ポートを、この不使用ポートを通じての液体の流出を
防ぐように閉塞する段階を更に含む請求項16または1
7記載の方法。
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