JP2976647B2 - Thermal battery with piezoelectric spark plug - Google Patents

Thermal battery with piezoelectric spark plug

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電点火栓を備えた熱
電池の、特に圧電点火栓の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal battery provided with a piezoelectric spark plug, and more particularly to an improvement of the piezoelectric spark plug.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱電池は常温では不活性であるが、高温
に加熱することによって活性となり、外部へ電力を供給
しうるようになる電池で、貯蔵型電池の一種である。従
って貯蔵寿命は極めて良好であり、5〜10年貯蔵後も
製造直後と特性上何ら変わることなく使用できる。ま
た、高温で作動させるために電極反応が進みやすく、高
出力特性を有するので、ミサイル,誘導機器といった各
種防衛機器の電源や緊急用電源として用いられる。
2. Description of the Related Art A thermal battery is inactive at room temperature, but becomes active when heated to a high temperature and can supply electric power to the outside, and is a kind of storage battery. Therefore, the storage life is extremely good, and it can be used after storage for 5 to 10 years without any change in characteristics from that immediately after production. Further, since the electrodes are operated at a high temperature, the electrode reaction easily proceeds and has a high output characteristic, so that it is used as a power source for various defense devices such as missiles and guidance devices and an emergency power source.

【0003】圧電点火装置を電池の起動装置に用いた熱
電池は、特公昭48−1457号公報、特公昭64−4
5063号公報により既に公知であるが、今日まで実用
化されておらず広く産業に利用する努力に欠けていた現
状にある。従って、熱電池の起動法としては電気式点火
玉や、撃発式***が採用されたものが各種飛翔体用とし
て使用されているのが現状である。しかし、電気式点火
玉や、撃発式***の火種源を用いた熱電池は法規上限ら
れた認定業者のみしか取扱いできないという不便さがあ
った。
A thermal battery using a piezoelectric ignition device as a battery starting device is disclosed in JP-B-48-1457 and JP-B-64-4.
Although it is already known from Japanese Patent No. 5063, it has not been put to practical use until now and lacked an effort to widely use it in industry. Therefore, as a method of starting the thermal battery, an electric ignition ball or a firing type detonator is currently used for various flying objects. However, there is an inconvenience that a heat battery using an electric ignition ball or a firing source of a firing type detonator can be handled only by a certified company having a legal upper limit.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の問題点は、発熱
剤に着火するための着火シートに火をつけるため備えら
れている点火剤が強度的に弱いことが起因していた。圧
電点火栓の点火端子部に従来から圧電点火栓を用いて着
火させるための点火剤として、金属粉末と酸化剤の混合
物が用いられており、この混合物を圧電点火栓の点火端
子部に塗布または成形する方法がとられていた。
The above problem has been caused by the fact that the igniting agent provided to ignite the ignition sheet for igniting the exothermic agent is weak in strength. Conventionally, a mixture of metal powder and an oxidizing agent has been used as an igniting agent for igniting the ignition terminal portion of the piezoelectric ignition plug using the piezoelectric ignition plug, and this mixture is applied to the ignition terminal portion of the piezoelectric ignition plug or The method of molding was taken.

【0005】しかしながら、各種飛翔体に要求されてい
る苛酷な条件下、例えば数百G以上〜数万Gの高衝撃、
数千〜数万rpmの高旋回に対して上記の圧電点火栓で
はその点火端子部に備えられている点火剤が脱落した
り、剥がれたりして熱電池起動時に着火せず、熱電池が
作動しない場合があり、信頼性が乏しいものであった。
[0005] However, under the severe conditions required for various flying objects, for example, a high impact of several hundred G or more to tens of thousands G,
In the above-mentioned piezoelectric ignition plug, the ignition agent provided at the ignition terminal portion of the piezoelectric ignition plug is dropped or peeled off at a high turning speed of several thousand to several tens of thousands of rpm, so that the ignition does not occur when the thermal battery is started, and the thermal battery operates. In some cases, the reliability was poor.

【0006】本発明は、上記のような従来の問題点を解
消し、高衝撃、高旋回に対して十分使用可能な圧電点火
栓を用いることで、広く取扱い可能な圧電点火栓を用い
た熱電池を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems and uses a piezoelectric ignition plug which can be used sufficiently for high impact and high turning, thereby providing a heat treatment using a piezoelectric ignition plug which can be widely handled. It is intended to provide a battery.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために本発明は、圧電点火栓の点火端子部に備えつけら
れている点火剤の表面を点火端子部と一体に樹脂により
コーティングしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a piezoelectric ignition plug in which the surface of an ignition agent provided on the ignition terminal is coated with a resin integrally with the ignition terminal. It is.

【0008】[0008]

【作用】上記圧電点火栓を用いた熱電池では、20.0
00Gまでの高衝撃、20.000rpmまでの高旋回
に対して圧電点火装置での点火剤の着火する信頼性が向
上し、あらゆる条件下での圧電点火栓の使用が可能とな
り、また、火種源としての法規上に限定もなく、幅広く
各種飛翔体電源、緊急用電源として使用できる。
In a thermal battery using the above-mentioned piezoelectric spark plug, 20.0
The reliability of the ignition of the igniting agent in the piezoelectric igniter for high impact up to 00G and high turning up to 20.000 rpm is improved, and the use of a piezoelectric ignition plug under all conditions becomes possible. It can be used as a power source for various types of flying objects and an emergency power source without any restrictions on regulations.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図4を用
いて説明する。図1は、本発明の熱電池の断面図を示し
たものである。図1において、1はリチウム、カルシウ
ム等からなる負極層と塩化リチウムー塩化カリウム共融
混合塩を電解質に用いた電解質層と二硫化鉄、クロム酸
カルシウムを主成分とする正極層とから構成される素電
池、2は素電池1を加熱発電させる発熱剤であり、金属
粉末と酸化剤例えば、鉄粉と過塩素酸カリウムを混合し
たものである。これら素電池1と発熱剤2を複数枚交互
に組み合わせて積層体を構成する。3は圧電素子4から
なる圧電点火装置で、圧電点火栓8を着火するものであ
る。圧電点火栓8は、点火端子5と点火剤6例えば、ジ
リコニウム粉とクロム酸バリウムおよび無機短繊維を主
成分とする混合物とからなり、衝撃等により圧電素子4
から発せられる高電圧を点火端子5の先端部で火花放電
させる。この際発生する火花によって点火剤6が発火
し、着火シート10を通じて発熱剤2が燃焼することに
より電池が活性化する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the thermal battery of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a negative electrode layer made of lithium, calcium, or the like, an electrolyte layer using a lithium chloride-potassium chloride eutectic mixed salt as an electrolyte, and a positive electrode layer mainly containing iron disulfide and calcium chromate. The unit cell 2 is a heating agent for heating the unit cell 1 to generate electric power, and is a mixture of metal powder and an oxidizing agent, for example, iron powder and potassium perchlorate. A plurality of the unit cells 1 and the exothermic agent 2 are alternately combined to form a laminate. Reference numeral 3 denotes a piezoelectric ignition device including a piezoelectric element 4 for igniting a piezoelectric ignition plug 8. The piezoelectric ignition plug 8 is made of an ignition terminal 5 and an igniter 6, for example, a mixture containing zirconium powder, barium chromate and inorganic short fibers as main components.
A high voltage generated from the terminal is spark-discharged at the tip of the ignition terminal 5. The spark generated at this time ignites the igniter 6, and the exothermic agent 2 burns through the ignition sheet 10 to activate the battery.

【0010】図2は、本発明に用いた圧電点火栓の詳細
図である。ガラス片9に固定された一対の点火端子5
と、この点火端子の先端部にまたがって点火剤6を塗布
しており、ガラス片、点火端子および点火剤の表面に酢
酸セルロースを溶剤である酢酸メチルにて溶解させて2
0重量%の溶液とし、浸漬処理により全周にコーティン
グし乾燥したものである。
FIG. 2 is a detailed view of the piezoelectric ignition plug used in the present invention. A pair of ignition terminals 5 fixed to a glass piece 9
Igniting agent 6 is applied over the tip of the ignition terminal. Cellulose acetate is dissolved on the surface of the glass piece, the ignition terminal and the ignition agent by dissolving with methyl acetate as a solvent.
It is a solution of 0% by weight, coated on the entire periphery by dipping and dried.

【0011】図3は、上記圧電点火栓を用いてダミー電
池に組込み1.000〜20.000Gの衝撃を加えて
圧電点火栓の破壊状況と発火剤の着火試験を実施した結
果である。図3において樹脂コーティングなしの従来の
点火栓Bは数百Gから点火剤の脱落により着火しない確
率が高くなってくる。しかしながら、点火栓表面に樹脂
コーティングを施した本発明品Aは20.000Gでも
100%点火剤の脱落もなく着火する。
FIG. 3 shows the results of the breaking test of the piezoelectric ignition plug and the ignition test of the igniting agent by applying a shock of 1.00 to 20.000 G by incorporating the piezoelectric ignition plug into the dummy battery. In FIG. 3, the probability that the conventional ignition plug B without resin coating does not ignite from several hundred G due to the drop of the igniter increases. However, the product A of the present invention, in which the surface of the ignition plug is coated with a resin, ignites even at 20.000 G without dropping of 100% of the ignition agent.

【0012】また、図4は、上記と同様の試料により
2.000〜20.000rpmの旋回を加えて旋回試
験を実施した結果である。点火栓表面に樹脂コーティン
グを施した本発明品は、各旋回時において100%点火
剤の脱落もなく着火することを確認した。 一方従来品
Bは10,000rpmを過ぎると着火率が急激に変化
した。
FIG. 4 shows the results of a turning test performed on the same sample as above with turning at 2.00 to 20.000 rpm. It was confirmed that the product of the present invention in which the surface of the ignition plug was coated with a resin ignited without dropping of 100% of the igniting agent at each turn. On the other hand, in the case of the conventional product B, the ignition rate changed rapidly after 10,000 rpm.

【0013】また、本実施例では、酢酸セルロースの2
0重量%溶液により表面の樹脂コーティングを実施した
が、その濃度は5〜30%溶液でも同様であった。ま
た、樹脂として塩化ビニールと酢酸ビニールとの共重合
体、およびポリ塩化ビニール樹脂についても溶剤に溶融
させて確認したが同様の結果が得られた。
In this embodiment, the cellulose acetate 2
The resin coating on the surface was carried out with a 0% by weight solution, and the concentration was the same with a 5 to 30% solution. In addition, a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate and a polyvinyl chloride resin were also melted in a solvent and confirmed as resins, but similar results were obtained.

【0014】熱硬化性の樹脂を使用すると、コーティン
グ乾燥後樹脂が硬化するため高衝撃時に樹脂が破壊され
ることがある。また、点火剤の発火時に火花が飛散しな
いことがあり使用することはできない。
When a thermosetting resin is used, the resin is hardened after the coating is dried, so that the resin may be broken at the time of high impact. Further, when the ignition agent is ignited, sparks may not be scattered and cannot be used.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の説明からわかるように、圧電点火
栓の点火端子先端部と点火剤部分に樹脂コーティングす
ることにより各種飛翔体電源および緊急用電源に要求さ
れている機械的強度(衝撃、旋回)に十分耐え、圧電点
火栓を用いた熱電池の起動装置として幅広く使用するこ
とが可能となる。
As can be understood from the above description, the mechanical strength (impact, impact, (Rotation), and can be widely used as a starting device for a thermal battery using a piezoelectric ignition plug.

【0016】また、電気式点火玉や撃発式***を使用し
なくてもよいためその取扱いが限定されず、またコスト
面でも電気式点火玉と比較して約1/10に低廉化でき
る。
Further, since it is not necessary to use an electric ignition ball or a firing type detonator, the handling thereof is not limited, and the cost can be reduced to about 1/10 compared with the electric ignition ball.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の、樹脂コーティングを施した圧電点火
栓を有する熱電池の断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thermal battery having a resin-coated piezoelectric ignition plug according to the present invention.

【図2】樹脂コーティングを施した圧電点火栓断面の詳
細図
FIG. 2 is a detailed view of a cross section of a piezoelectric ignition plug provided with a resin coating.

【図3】本発明の圧電点火栓と従来の圧電点火栓の衝撃
試験実施後の着火率を示す図
FIG. 3 is a diagram showing the ignition rates of a piezoelectric ignition plug of the present invention and a conventional piezoelectric ignition plug after an impact test is performed.

【図4】本発明の圧電点火栓と従来の圧電点火栓の旋回
試験実施後の着火率を示す図
FIG. 4 is a diagram showing the ignition rates of a piezoelectric ignition plug according to the present invention and a conventional piezoelectric ignition plug after a turning test is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.素電池 2.発熱剤 5.点火端子 6.点火剤 7.樹脂コ−ティング 8.圧電点火栓 1. Unit cell 2. Exothermic agent5. Ignition terminal 6. Ignition agent 7. 7. resin coating Piezoelectric spark plug

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 哲次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 山根 輝雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 水谷 清彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 6/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tetsuji Hayashi 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Kiyohiko Mizutani 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01M 6/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 素電池と発熱剤を積層した発電体と、上
記発熱剤に着火するための着火シートと圧電起動装置に
より発火する圧電点火栓を有した熱電池であって、前記
圧電点火栓の点火剤の表面を点火端子部と一体に樹脂に
よりコーティングしたことを特徴とする熱電池。
1. A thermal battery comprising: a power generator in which a unit cell and a heating agent are laminated; an ignition sheet for igniting the heating agent; and a piezoelectric spark plug ignited by a piezoelectric activation device, wherein the piezoelectric ignition plug is provided. A thermal battery characterized in that the surface of the igniter is coated with a resin integrally with the ignition terminal.
【請求項2】 上記コーティング樹脂は溶剤に溶解し、
かつ熱可塑性のものであることを特徴とした請求項1記
載の熱電池。
2. The coating resin is dissolved in a solvent,
2. The thermal battery according to claim 1, wherein the thermal battery is thermoplastic.
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