KR100826903B1

KR100826903B1 - 축전지용 충전 지시계장치

Info

Publication number: KR100826903B1
Application number: KR1020060128994A
Authority: KR
Inventors: 박용환
Original assignee: 주식회사 델코
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-05-06

Abstract

본 발명은, 축전지용 충전 지시계장치에 있어서, 하부 LED(40)를 구비하며 상부 푸쉬버튼(36)을 갖는 발광램프 어셈블리(34)를 아크릴재질 본체(22)의 상부 수납홈(32)에 삽입 장치하고 본체(22)의 상측을 체결구(24)로 체결구성하여 상면 외주투시창(42)이 형성되게 하고, 본체(22)의 하부단을 유색의 비중볼(30)이 경사통로(28)로 내통케 한 하부홀더(26)에 결합 구성하되, 상기 본체(22)의 하부단을 내부 볼록면(46)과 외곽 슬리브(44)가 일체 형성되게 하여 구성하고 비중볼(30)은 부타디언 고무계열의 성분을 포함하게 구성함으로써, 주변환경이 어두운 상태에서도 납축전지에서의 충전상태 표시를 제대로 파악할 수 있도록 하며 또 주변환경의 온도변화에 상관없이도 납축전지에서 충전상태를 정확하게 표시할 수 있도록 해준다.

축전지, 푸쉬버튼, LED, 외주투시창, 볼록면, 슬리브

Description

축전지용 충전 지시계장치{INDICATOR FOR STATE OF CHARGE IN STORAGE BATTERY}

도 1은 종래의 축전지용 충전 지시계장치 사시도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 축전지용 충전 지시계장치 사시도,

도 3은 도 2의 축전지용 충전 지시계장치 분해 사시도,

도 4는 도 2의 단면 분해도,

도 5는 도 2의 결합 단면도,

도 6은 도 2의 충전 지시계 본체 사시도,

도 7은 축전지본체에서 충전 지시계를 분해한 상태도,

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 충전 지시계 사용 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20-- 충전 지시계 22-- 본체

24-- 체결구 26-- 하부홀더

28-- 경사통로 30-- 비중볼

32-- 수납홈 34-- 발광램프 어셈블리

35-- 실장케이스 36-- 푸쉬버튼

38-- 배터리 39-- 스위치회로부

40-- LED 42-- 외주 투시창

44-- 슬리브 46-- 볼록면

본 발명은 축전지에 관한 것으로, 특히 축전지에서 충전상태를 표시하는 충전 지시계의 개량에 관한 것이다.

축전기는 크게 납축전지와 알칼리 축전지로 구분할 수 있으며, 그중 납축전지는 전기화학반응을 이용하는 축전지로서 현재 가장 널리 사용되고 있다. 납축전지의 전해액으로는 비중이 약 1.2정도인 묽은 황산용액을 사용하며, 그 속의 양극판이 과산화납으로, 음극판이 납으로 된 활물질을 사용한다. 이러한 납축전지는 자동차의 전기장치, 잠수함의 전력장치, 병원이나 하수처리설비에 비상전력장치 등으로 폭넓게 사용되고 있다.

이러한 납축전기는 도 1과 같은 일예의 충전 지시계(2)를 납축전기에 장착하여 축전지의 충전상태를 표시한다.

도 1을 참조하면, 종래의 충전 지시계(2)는 하부 원뿔형 단부를 가지며 전체적으로 원기둥형태의 투명재질 본체(4)의 상부단에 체결구(12)를 체결하여 납축전지에 체결결합되게 함과 동시에 상면 투시창이 형성되게 하고, 본체(4)의 하부단을 하부홀더(6)에 장치하되 하부홀더(6)의 하측부는 유색의 비중볼(10)이 내통하는 경 사통로(8)가 형성되도록 하고 납축전지의 전해액 속에 잠길 수 있도록 한 구조이다.

상기와 같은 종래의 충전지시계(2)는 축전지의 전해액 비중과 굴절 색상 관계를 이용하여 축전지의 충전상태를 표시하는데, 그 충전상태 표시 원리를 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

납축전지의 충전 및 방전은 극판의 활물질과 전해액(황산용액)이 화학반응을 함으로써 이루어지며, 방전시 극판의 활물질은 전해액에 존재하는 황산이온과 반응하여 황산화된다. 그러므로 방전시 전해액내 황산용액은 점차 줄어들고 그 대신 물의 생성은 점차 늘어나게 되므로 납축전지의 전해액 비중은 방전량에 따라 비례하여 점차 낮아진다.

도 1의 흑색으로된 하부홀더(6)의 경사통로(8)에서 내통하는 유색(녹색) 비중볼(10)의 비중을 만충전시 전해액 비중의 50%정도가 되도록 통상 구현하는데, 납축전지에 50%이상 충전시에는 비중볼(10)의 비중이 전해액의 비중보다 낮은 연고로 비중볼(10)이 하부홀더(6)의 경사통로(8)를 따라 부상하여 그 최상단에 위치하게 되므로 충전지시계(2)의 투시창에는 유색(녹색) 색상이 가시적으로 표시된다.

만일 납축전지의 충전이 50%미만으로 떨어지게 되면, 즉 전해액이 물에 희석되어 그 비중이 비중볼(10)의 비중보다 낮게 되면, 비중볼(10)이 하부홀더(6)의 경사통로(8)을 따라 가라앉게되어 최하단에 위치하게되므로 충전지시계(2)의 투시창에는 하부홀더(6)의 바닥부 흑색 색상이 가시적으로 표시된다. 그리고 납축전지를 교체해야될 경우에는 전해액이 부족한 상태로 투시창에는 흑색색상조차 보이지 않 은 투명색(흰색계열)이 표시된다. 사용자는 충전지시계(2)의 투시창을 통한 색상을 가시적으로 읽음으로 축전지의 충전상태를 파악할 수 있었다.

하지만 상기와 같은 종래의 충전 지시계는 야간과 같은 어두운 환경에서는 충전상태를 파악할 수 없는 단점이 있었다.

또한 종래의 충전 지시계에 있는 비중볼은 합성수지재질로 제조되며, 이러한 합성수지재질의 비중볼은 온도변화에 무관하여 거의 일정한 비중을 갖는다. 그런데 납축전지에 충진된 전해액은 합성수지재질 비중볼과는 달리 온도변화에 따라 그 전해액의 비중이 변화되는 특성이 있으므로 계절변화나 거리적 이동에 의한 온도차에 의해서 충전상태의 표시가 정확하지 않게 되는 문제도 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 주변환경이 어두운 상태에서도 납축전지에서의 충전상태 표시를 제대로 파악할 수 있도록 하는 충전지시계 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 온도변화에 상관없이 납축전지에서 충전상태를 정확하게 표시할 수 있도록 하는 충전지시계 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적에 따라, 본 발명은, 축전지용 충전 지시계장치에 있어서, 하부 LED(40)를 구비하며 상부 푸쉬버튼(36)을 갖는 발광램프 어셈블리(34)를 아크릴재질 본체(22)의 상부 수납홈(32)에 삽입 장치하고 본체(22)의 상측을 체결구(24)로 체결구성하여 상면 외주투시창(42)이 형성되게 하고, 본체(22)의 하부단을 유색의 비중볼(30)이 경사통로(28)로 내통케 한 하부홀더(26)에 결합 구성하되, 상기 본체(22)의 하부단을 내부 볼록면(46)과 외곽 슬리브(44)가 일체 형성되게 하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 축전지용 충전 지시계장치 사시도이고, 도 3은 도 2의 축전지용 충전 지시계장치 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 단면 분해도이다. 그리고, 도 5는 도 2의 결합 단면도이다.

본 발명의 실시 예에서는 야간과 같이 주변환경이 어두운 상태에서도 납축전지에서의 충전상태 표시를 제대로 파악할 수 있도록 하는 충전 지시계(20)에 LED(40)를 갖는 소형의 발광램프 어셈블리(34)를 장착해주면서도 축전지의 충전상태 표시는 제대로 이루어질 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 충전 지시계(20)는 투명아크릴재질의 본체(22)와, 검은색상 합성수지재질의 하부홀더(26)와, 및 합성수지재질의 체결구(24)로 구성한다. 투명 아크릴재질의 본체(22)는 상측의 중앙부에 도 4에서와 같은 수납홈(32)을 형성하여서 하부에 LED(40)를 갖으며 상부에 푸쉬버튼(36)을 갖는 발광램프 어셈블리(34)가 삽입 장착되도록 구성하며, 아울러 수납홈(32)의 둘레로 형성된 외주면은 외주 투시창(42)을 형성하게된다.

본체(22)의 상부 직경은 수납홈(32)이 형성되는 관계로 기존 도 1에 도시된 바와 같은 충전 지시계(2)에 비해서 상대적으로 크게 되며, 본체(22)의 상측에는 체결구(24)를 체결 구성한다. 본체(22)상측과 체결구(24)와는 체결시 억지 결합력을 높이기 위해 본체(22)의 상측부에는 다수의 돌테들이 형성되며, 체결구(24)도 축전지본체(100)의 커버(102)와의 체결 결합력을 높이기 위해 다수의 돌출테들을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.

본체(22)의 수납홈(32)에 수납 장착되는 발광램프 어셈블리(34)는 일측 개구부가 형성된 원통형 실장케이스(35)에 인쇄회로기판형태의 스위치회로부(39)와 다수의 배터리(38)를 순서대로 적층하여 실장한 다음 최상부에는 표면 노출되는 푸쉬버튼(36)이 장착되게 구성하고, 실장케이스(35)의 저부에는 리드선을 통해 LED(40)가 돌출되게 형성하되, 스위치회로부(39)와 LED(40) 및 푸쉬버튼(36)은 전기적으로 연결되게 구성한다.

발광램프 어셈블리(34)의 스위치 회로부(39)는 사용자가 푸쉬버튼(36)을 누름에 따라 LED(40)가 교호적으로 온오프되게 하는 토글스위치의 형태로 회로부를 구현할 수 있고, 다른 구현 일예로서 사용자가 푸쉬버튼(36)을 누름에 따라 LED(40)을 점등시키고 일정시간동안 점등을 지연시킨 후 자동 오프되게 하는 지연스위치의 형태로 회로부를 구현할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시 예에서는 본체(22)의 하부단을 유색의 비중볼(30)이 경사통로(28)로 내통케 한 하부홀더(26)에 결합 구성하되, 상기 본체(22)의 상면 외주 투시창(42)을 통해서 하부홀더(26)의 유색의 비중볼(30)의 상태를 광학적으로 볼 수 있도록 본체(22)를 구성한다. 즉, 본체(22)의 수납홈(32)에 수납된 발광램프 어셈블리(34)의 저부 LED(40)에 의해 발광된 빛이 하부홀더(26)의 경사통로(28)에 있는 비중볼(30)의 상태를 조광하여서 사용자가 상면 외주 투시창(42)을 통해서 확인할 수 있도록, 본체(22)의 하부단에는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같은 내부 볼록면(46)과 외곽 슬리브(44)가 일체로 형성되게 구성한다.

그에 따라 LED(40)에서 조사된 빛은 하부홀더(26)의 중앙 저부면으로 바로 조사되거나 외곽 슬리브(44)에서 반사된 후 중앙저부로 조사되어지며, 그후 중앙 저부면에서 반사된 빛은 도 8에 도시된 바와 같이, 본체(22)의 하부단 볼록면(46)을 통해 외주측으로 굴절되어지면서 본체(22)의 상면 외주 투시창(42)으로 향하게된다. 충전지시계(20)에서의 굴절과 반사관계는 본체(22)의 투명 아크릴의 굴절률 및 전해액의 굴절률에 관련이 있으며, 스넬의 법칙이 적용된다.

또한 본 발명의 실시 예에서는 하부 홀더(26)의 경사통로(28)를 내통하는 유색의 비중볼(30)을 주변 온도변화에 상관없이 납축전지에서 충전상태를 정확하게 표시할 수 있도록 하는 재질로 구현한다.

납축전지는 완전충전 상태이고 20℃에서, 전해질용액의 비중은 온도특성으로 구분한 각 지방에 따라 하기와 같이 나타난다. 즉, 전해질 용액의 비중이 열대지방에서는 1.240, 온대지방에서는 1.260, 한대지방에서는 1.280로 서로 상이하게 나타난다. 그리고 축전지의 전해액 비중은 온도가 1℃ 변화됨에 0.0007의 변화가 이루어진다. 그러므로 온도가 1℃ 하강하면 전해액의 비중은 0.0007만큼 증가하는 특성을 가진다.

그에 따라 본 발명의 실시 예에서는 경사통로(28)를 내통하는 비중볼(30)을 주변 온도변화에 따른 전해액 비중의 변화를 보상할 수 있는 고무재질로 구현한다. 그중에서도 부타디언 고무계열의 재질 성분이 주로 포함되게 비중볼(30)을 구현한다. 그래서 비중볼(30)의 비중이 주위 온도변화에 따라 전해액의 비중 변화에 따라 적응적으로 비례하여 변화되도록 구성한다. 그러므로 본 발명의 비중볼(30)은 전해액의 온도변화를 보상하는 방향으로 적응적으로 대처할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 납축전지의 충전 지시계장치는 사용자가 충전 지시계(20)의 상면에 노출된 푸쉬버튼(36)을 누르면 LED(40)가 점등되어지고, 상면의 외주 투시창(42)을 통해서 비중볼(30)의 상태를 파악할 수 있으므로 야간과 같이 주변환경이 어두운 상태에서도 사용자가 납축전지의 충전상태를 제대로 확인할 수 있게 해준다.

만약 발광램프 어셈블리(34)의 스위치 회로부(39)가 토글스위치 회로로 구현되면 사용자가 푸쉬버튼(36)을 누름에 따라 LED(40)가 온/오프를 반복할 것이고, 다른 일예로 발광램프 어셈블리(34)의 스위치 회로부(39)가 지연스위치 회로로 구현되면 사용자가 푸쉬버튼(36)을 누름에 따라 LED(40)는 발광되었다가 일정 시간(예컨대, 수십초 정도) 경과한 후 자동적으로 오프되어질 것이다. 또 다른 일예로서 발광램프 어셈블리(34)의 스위치 회로부(39)가 키접촉방식 스위치회로로 구현되면 사용자가 푸쉬버튼(36)을 누르고 있을 동안에만 LED(40)가 점등되고, 푸쉬버튼(36)의 누름이 해제되는 즉시 LED(40)가 소등되어진다.

발광램프 어셈블리(34)의 실장케이스(35)에 수납된 소형 배터리(38)는 축전지 수명이 다될 때와 유사하게 동작할 수 있는 충전용량을 갖도록 하는 것이 바람 직하고, 또 중간에 배터리(38)를 쉽게 교체할 수 있도록 푸쉬버튼(36)에 핀홈 등을 형성하여 줌으로써 핀과 같은 도구를 사용하여 푸쉬버튼(36)이 분리가능케 구현할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 주변환경이 어두운 상태에서도 납축전지에서의 충전상태 표시를 제대로 파악할 수 있도록 하며, 주변환경의 온도변화에 상관없이도 납축전지에서 충전상태를 정확하게 표시할 수 있도록 하는 장점이 있다.

Claims

축전지용 충전 지시계장치에 있어서,

하부 LED(40)를 구비하며 상부 푸쉬버튼(36)을 갖는 발광램프 어셈블리(34)를 아크릴재질 본체(22)의 상부 수납홈(32)에 삽입 장치하고 본체(22)의 상측을 체결구(24)로 체결구성하여 상면 외주투시창(42)이 형성되게 하고, 본체(22)의 하부단을 유색의 비중볼(30)이 경사통로(28)로 내통케 한 하부홀더(26)에 결합 구성하되, 상기 본체(22)의 하부단을 내부 볼록면(46)과 외곽 슬리브(44)가 일체 형성되게 하여 구성함을 특징으로 하는 축전지용 충전 지시계장치.
제1항에 있어서, 상기 발광램프 어셈블리(34)는 푸쉬버튼(36)을 누름에 따라 LED(40)를 교호적으로 온오프하는 토글스위치 회로부를 내장 구성함을 특징으로 하는 축전지용 충전 지시계장치.
제1항에 있어서, 상기 발광램프 어셈블리(34)는 푸쉬버튼(36)을 누름에 따라 LED(40)의 점등시키고 일정시간 점등지연시킨 후 오프되게 하는 지연스위치 회로부를 내장 구성함을 특징으로 하는 축전지용 충전 지시계장치.
제1항에 있어서, 상기 발광램프 어셈블리(34)는 푸쉬버튼(36) 누름상태에서는 LED(40)을 점등시키고 푸쉬버튼(36)의 누름 해제상태에서 LED(40)을 소등시키게 제어하는 키접촉방식 스위치 회로부를 내장 구성함을 특징으로 하는 축전지용 충전 지시계장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상기 비중볼(30)은 온도변화에 따른 전해액 비중의 변화를 보상하는 비중의 변화를 갖는 성질의 고무재질로 구성함을 특징으로 하는 축전지용 충전 지시계장치.
제5항에 있어서, 상기 비중볼(30)은 부타디언 고무계열의 성분을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 축전지용 충전 지시계장치.