JP2017110940A - 測温機構 - Google Patents

Abstract

【課題】十分なばねストロークを確保し、所望のばね特性を得ることが可能な測温機構を提供すること。【解決手段】本実施形態の測温機構は、電池の上に所定の間隔をおいて配置される基板に取り付けられ、電池上面の温度を測定する測温機構であって、前記基板を貫通して取り付けられ、上端にばね支持部を有する筒状のガイド部と、前記ガイド部に挿入されるガイドシャフト部と、前記ガイドシャフト部の下端に取り付けられ前記電池上面と接触することで前記電池上面の温度を検出する接触部と、を含む測温部と、一端が前記ばね支持部に当接し、他端が前記接触部に当接して前記接触部を前記電池上面に押圧するコイルばねとを有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、測温機構に関する。

従来、合成樹脂製のＶ字状のばねにより温度センサを電池上面に押圧することで、電池上面の温度を測定する測温機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。この測温機構では、ばねを用いて温度センサを電池上面に押圧し、密着させることで、電池上面の温度を測定している。

特開２０１４−０４４８５０号公報

ところで、例えば複数の電池が配列（積層）された組電池の上に基板が取り付けられる構造では、電池の組付け時のばらつき等により各電池の上面の高さがずれた状態（段差ができた状態）で固定される場合がある。各電池の上面の高さがずれた状態で固定されると、電池上面に対して傾いた状態で基板が取り付けられる。このため、基板に取り付けられる温度センサを電池上面に接触させることで電池上面の温度を測定する構造では、温度センサを電池上面に均一に押圧することができず、温度センサと電池上面との間に隙間が生じ、測温性能が低下する場合がある。

そこで、電池上面に対して基板が傾いた場合であっても、温度センサを電池上面に均一に押圧するため、合成樹脂製のＶ字状のばねよりもばね定数の小さいコイルばねを使用することが考えられる。

しかしながら、上記の特許文献１に記載の測温機構において合成樹脂製のＶ字状のばねに代えてコイルばねを使用する場合、温度センサを保持する部材と電池上面との距離が短いため、ばねストロークを十分に確保できず、所望のばね特性が得られない。

そこで、上記課題に鑑み、十分なばねストロークを確保し、所望のばね特性を得ることが可能な測温機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る測温機構は、
電池の上に所定の間隔をおいて配置される基板に取り付けられ、電池上面の温度を測定する測温機構であって、
前記基板を貫通して取り付けられ、上端にばね支持部を有する筒状のガイド部と、
前記ガイド部に挿入されるガイドシャフト部と、前記ガイドシャフト部の下端に取り付けられ前記電池上面と接触することで前記電池上面の温度を検出する接触部と、を含む測温部と、
一端が前記ばね支持部に当接し、他端が前記接触部に当接して前記接触部を前記電池上面に押圧するコイルばねと
を有することを特徴とする。

開示の測温機構によれば、一端がばね支持部に当接し、他端が接触部に当接するコイルばねにより接触部を電池上面に押圧するので、十分なばねストロークを確保し、所望のばね特性を得ることができる。

本実施形態の測温機構の概略図

以下、発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。

本実施形態の測温機構は、電池の上に所定の間隔をおいて配置される基板に取り付けられ、電池上面の温度を測定する機構であって、コイルばねにより、電池上面の温度を検出する接触部を電池上面に押圧するものである。以下では、一例として、複数の電池が配列（積層）された組電池の上に、電子部品等を実装した基板が配置された車載用の電池モジュールにおいて、電池上面の温度を測定可能な測温機構について説明する。

本実施形態の測温機構について、図１に基づき説明する。図１は、本実施形態の測温機構の概略図である。

図１に示すように、測温機構は、電池１００の上に配置される基板２００に取り付けられ、電池１００上面の温度を測定するものであり、測温部１０と、ホルダ部３０と、コイルばね５０とを有する。

測温部１０は、電池１００上面の温度を測定する部位であり、接触部１１と、ガイドシャフト部１６とを含む。

接触部１１は、電池１００上面に接触させる部位であり、サーミスタ１２が樹脂１３により封止され、集熱部材１４により囲まれて形成されている。集熱部材１４は、電池１００とサーミスタ１２との間の熱伝達を行う部材であり、例えばアルミニウムを成型することにより、電池１００上面と接触する側に底部を有する筒状に形成されている。接触部１１は、サーミスタ１２が集熱部材１４を介して電池１００上面に接触することで、電池１００上面の温度を検出する。このため、接触部１１が電池１００上面に接触した際、電池１００の熱をサーミスタ１２に効率的に伝えることができる。集熱部材１４の外周面には、例えば筒状のカバー部材１５が取り付けられている。カバー部材１５は、例えば圧入、一体成型により形成される。

ガイドシャフト部１６は、ホルダ部３０に保持される部位であり、接触部１１の上端に取り付けられている。ガイドシャフト部１６は、中空構造のシャフトにより形成されている。ガイドシャフト部１６の中空部分には、例えばサーミスタ１２の配線が挿入されている。ガイドシャフト部１６は、回り止め部１７により、上下方向（図１中のＹ軸方向）に移動可能な状態、かつ、上下方向を軸とした回転方向への移動が規制された状態（回り止めされた状態）でホルダ部３０のストッパ部４１に取り付けられている。

ホルダ部３０は、測温部１０を保持する部位であり、支持部３１と、ガイド部３６と、ストッパ部４１とを含む。

支持部３１は、ガイド部３６を支持する部位であり、基板２００の上面側（電池１００から遠い側）に、例えばボルト３２、ナット３３、スペーサ３４によって固定されている。

ガイド部３６は、ガイドシャフト部１６を保持する部位であり、基板２００の上面側から下面側（電池１００に近い側）に貫通するように筒状に形成されている。ガイド部３６の上端には、Ｌ字状に屈曲されたばね支持部３７を有し、ばね支持部３７が支持部３１に取り付けられている。

ガイド部３６の内径Ｂは、ガイドシャフト部１６の外径Ｃよりも大きく形成されており、ガイド部３６の内周面とガイドシャフト部１６の外周面との間に隙間が形成されている。これにより、ガイドシャフト部１６の軸方向がガイド部３６の軸方向に対して傾斜可能になっている。

ガイド部３６の軸方向の長さＡ及びガイド部３６の内径Ｂは、測温機構が使用される環境に応じて定めることができる。具体的には、電池１００上面と平行な方向からの基板２００の傾き角をα、ガイド部３６の軸方向に対するガイドシャフト部１６の軸方向の傾き角をβとすると、下記の式（１）を満たす場合に集熱部材１４の下面が電池１００上面に密着する。

β＝α （１）
よって、測温機構が使用される環境において想定される基板２００の傾き角がα１である場合、下記の式（２）を満たすことが好ましい。これにより、想定される測温機構が使用される環境において基板２００が傾いた場合であっても、集熱部材１４の下面を電池１００上面に密着させることができる。このため、電池１００上面の温度の測定精度が向上する。

β≧α１ （２）
また、ガイド部３６の軸方向に対するガイドシャフト部１６の軸方向の傾き角βは、ガイド部３６の軸方向の長さＡ、ガイド部３６の内径Ｂ及びガイドシャフト部１６の外径Ｃを用いて、下記の式（３）により算出される。

β＝ｔａｎ^−１（（Ｂ−Ｃ）／Ａ） （３）
よって、式（２）及び式（３）により、下記の式（４）を満たすように、ガイド部３６の軸方向の長さＡ、ガイド部３６の内径Ｂ及びガイドシャフト部１６の外径Ｃを定めることが好ましい。

ｔａｎ^−１（（Ｂ−Ｃ）／Ａ）≧α１ （４）
ストッパ部４１は、ガイド部３６の上面に設けられており、回り止め部１７を保持する。ストッパ部４１は、基板２００と電池１００上面との距離が極度に近づいた場合に、上方に抜けるように形成されている。

コイルばね５０は、例えば金属製の線材を螺旋状に巻いた弾性部材である。コイルばね５０の内径Ｅ１は、ガイド部３６の外径Ｄよりも大きく形成されており、コイルばね５０の内部にガイド部３６が配置されている。

コイルばね５０は、ガイド部３６の外周側において、ばね支持部３７の下面と接触部１１のカバー部材１５の上面との間に接触部１１を電池１００上面に押圧可能に設けられている。すなわち、コイルばね５０の上端がばね支持部３７の下面に当接し、コイルばね５０の下端が接触部１１の上面に当接している。これにより、基板２００下面に取り付けられる場合と比較して、コイルばね５０の自由長を長くすることができるため、十分なばねストロークを確保し、所望のばね特性を得ることができる。その結果、基板２００が傾いた場合であっても、コイルばね５０の伸縮により接触部１１が電池１００上面に押圧されるため、接触部１１の下面と電池１００上面とを密着させることができ、高い精度で電池１００上面の温度を測定することができる。

また、コイルばね５０は、ガイド部３６の軸方向において、ガイド部３６の下端と対応する位置における内径Ｅ２が、その他の位置における内径Ｅ１よりも大きく形成されていることが好ましい。これにより、基板２００が大きく傾いた場合に、ガイド部３６の下端がコイルばね５０に引っ掛かったり、ガイド部３６とコイルばね５０とが接触したりすることによる摩擦力の発生を抑制することができる。その結果、コイルばね５０が接触部１１を押圧する力の低下を抑制できるため、基板２００が大きく傾いた場合であっても、接触部１１の下面を電池１００上面に密着させることができる。

以上に説明したように、本実施形態の測温機構によれば、一端がばね支持部３７に当接し、他端が接触部１１に当接するコイルばね５０により接触部１１を電池１００上面に押圧するので、十分なばねストロークを確保し、所望のばね特性を得ることができる。

以上、測温機構を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１０ 測温部
１１ 接触部
１６ ガイドシャフト部
３０ ホルダ部
３６ ガイド部
３７ ばね支持部
５０ コイルばね
１００ 電池
２００ 基板

Claims (1)

1. 電池の上に所定の間隔をおいて配置される基板に取り付けられ、電池上面の温度を測定する測温機構であって、
   前記基板を貫通して取り付けられ、上端にばね支持部を有する筒状のガイド部と、
   前記ガイド部に挿入されるガイドシャフト部と、前記ガイドシャフト部の下端に取り付けられ前記電池上面と接触することで前記電池上面の温度を検出する接触部と、を含む測温部と、
   一端が前記ばね支持部に当接し、他端が前記接触部に当接して前記接触部を前記電池上面に押圧するコイルばねと
   を有することを特徴とする測温機構。

Images