JP4028712B2 - 熱電池用点火栓の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電池の製造方法、特に熱電池を起動させる点火栓の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
熱電池の起動方法のほとんどは、外部電源より高電圧を点火栓に印加して、点火栓を着火させて熱電池を起動する方式を採用している。近年、低コストの熱電池の要求が高まっており、点火栓の品質安定とコスト低減が課題となっている。
【0003】
図13に、一例として圧電素子を用いた点火装置を具備する熱電池の構造を示す。
素電池1および素電池1を加熱して活性化させる発熱剤2は、交互に積層されて積層体3を構成している。発熱剤2は、積層体3の外面に沿って備えられた着火シート4と接続されている。また、着火シート4は、点火栓5と近接しており、点火栓5は、一対のリード線6で点火装置7に接続されている。積層体3は、セラミックファイバーの断熱材8で覆われた状態で外装ケース13に収納されている。外装ケース13の開口部は、積層体3の正極リード9、負極リード10、および一対のリード線6をハーメチックシール部11で取り付けた蓋部12で封口されている。
【0004】
点火装置7は、圧電素子14を具備する。圧電素子14に衝撃等を加えると、点火栓5に高電圧が付与されて点火栓5が発火し、着火シート4に着火する。そして、着火シート4の燃焼がさらに積層体3を構成する発熱剤2へと伝播する。
【0005】
点火栓5は、図12のように一対のリード線6と、その電橋16を対向させて保持する保持体15と、前記電橋16を覆う点火剤(図示しない)からなる。
【0006】
ここで、従来の点火栓の製造方法について説明する。
ニッパー等の工具を用いて図9のようにリード線6の保持体15より突き出た部分を図10のように所定の長さに切断し、さらにそのリード線6の端部を内側に折り曲げて、図11および図12のように電橋16を形成する。そして、電橋16を覆うように点火剤を塗布または成形して点火栓5を得る。
【0007】
しかし、保持体におけるリード線の位置の精度が悪いため、工具等を用いて一定の寸法にリード線を切断し、折り曲げて電橋を形成しても、要求通りの寸法が得られ難い。また、これ以外にも精度が悪くなる原因としては、ニッパー等の切断工具を使用するためにその切り口が歯状で均一性に欠け、切断箇所でばりが常時発生してしまう。切断後にリード線を一定の角度で折り曲げることが困難である。保持体におけるリード線の保持力が弱いため、リード線を折り曲げ加工すると保持体が破損することによりリード線が動いてしまい、所定の寸法の電橋を形成することが困難であることなどが挙げられる。
【0008】
このような問題が、複合的に生じるため、点火栓の製造過程において、全ての点火栓について電橋16の寸法、角度、形状を顕微鏡により検査する必要があった。
このように、歩留まりが悪く、品質の安定したものが得らないため、製造コストが高くなる問題が生じていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するため、品質の安定した、低コストの点火栓が得られる熱電池用点火栓の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱電池用点火栓の製造方法は、2本の平行するリード片部、その上下を連結する連結部、およびリード片部の相対向する部分から相互に近接するように伸びた一対の突出片部を備えた枠状のリード片部材を成形する工程(1)、リード片部材の突出片部近傍のリード片部を包含するように溶融ガラスを成形して、リード片部を保持する保持体を形成する工程(2)、および前記リード片部の前記保持体を有する側の連結部近傍および他方の側の突出部近傍を切断する工程(3)を有する。
【0011】
さらに、工程(2)が、前記保持体を成形する凹部と、この凹部の底部にリード片部材の端部を受け入れる溝部とを有する型を用い、リード片部材の前記突出片部を有する側を前記溝部に挿入するとともに、ガラス粉を成形したリング状ガラスをリード片部材の他方の端部側を囲むように前記凹部に嵌合し、加熱により前記ガラスを溶融して前記保持体を形成することからなることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の熱電池用点火栓の製造方法は、2本の平行するリード片部、その上下を連結する連結部、およびリード片部の相対向する部分から相互に近接するように伸びた一対の突出片部を備えた枠状のリード片部材を成形する工程(1)、リード片部材の突出片部近傍のリード片部を包含するように溶融ガラスを成形して、リード片部を保持する保持体を形成する工程(2)、および前記リード片部の前記保持体を有する側の連結部近傍および他方の側の突出片部近傍を切断する工程(3)を有する。
【0013】
工程(1)におけるリード片部材の成形には、エッチングまたは打ち抜き加工による手法を用いることができる。
リード片部材の成形手法としては上記の加工手段以外に、射出樹脂成形方式や熱可塑性樹脂を用いた手法が考えられる。しかし、射出樹脂成形方式では、リード線が注形圧で曲がり物が作れないという欠点がある。また、熱可塑性樹脂による成形では、樹脂ばりが発生し、それが保持体より飛び出し、リード片部を覆うため、ばりを除去する必要がある。よって、寸法精度が低下してしまい、コスト面の効果がない。
【0014】
リード片部材の材料としては、Cを0.09重量部、Siを0.13重量部、Mnを0.91重量部、Niを50.37重量部、Coを0.27重量部、Feを48.23重量部含むコバール合金からなる板材が好適に用いられる。このコバール合金は、熱膨張係数が、保持体を構成するガラスと近似している。
【0015】
上記のようなリード片部材におけるリード片部は、一体物で、不要な連結部分を除去することにより得られることから、所定の寸法の突出片部を電橋として得ることができる。
【0016】
工程(2)における保持体の形成は、整合封着用のガラス材を用いて、ガラスを溶融シールドする工法を採用した。この手法により、シールド圧によるリード片部の負荷をなくし、ねじれやひずみ等の不具合を解消することができる。
【0017】
さらに、工程(2)において、図4に示すような、保持体21aを形成するための凹部26と、前記凹部26の底部にリード片部材22の端部を受け入れる溝部27とを有した下部型28を用いることができる。
【0018】
工程(2)で上記の下部型28を使用する場合には、保持体21aを形成するために用いるガラス材として、図1に示すような、リード片部23a、23bを囲むことができ、前記凹部26に嵌合できる構造を有するリング状ガラス21が用いられる。
【0019】
下部型28は、図3に示すように、溝部27にリード片部材22の突出片部25a、25bを有する側を挿入し、前記凹部26に上記のリング状ガラス21をリード片部材22の他方の端部側を囲むように嵌合させることができる構造を有する。この下部型28に、リング状ガラス21およびリード片部材22を設置し、加熱してリング状ガラス21を溶融させ、冷却後、図4に示すように、リード片部23a、23bを包含するように突出片部25a、25b近傍で保持体21aを形成することができるように構成されている。
【0020】
このような型を用いることにより、容易にリード片部材におけるリード片部を包含した保持体を形成することができる。また、前記リード片部の所定位置に確実に保持体を封着させることができる。
【0021】
点火剤は、金属粉末と酸化剤とからなる。例えば、ジルコニウム粉とクロム酸バリウムとを混合したものが挙げられる。
【0022】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【0023】
《実施例》
本発明の熱電池用の点火栓を以下のように作製した。
Na2Oを4重量部、Ai2O3を2重量部、B2O3を13重量部、SiO2を81重量部含む整合封着用のガラス粉末をリング状に成形し、図1のようなリング状ガラス21を得た。
【0024】
上記組成のコバール合金からなる厚さ0.15mmの板材を、図2の点線に示す形状にエッチング加工して、2本の平行するリード片部23a、23b、その上下を連結する連結部24a、24b、およびリード片部23a、23bの相対向する部分から相互に近接するように伸びた一対の突出片部25a、25bを備えた枠状のリード片部材22を得た。
【0025】
そして、図3のようにリード片部材22の突出片部25a、25bを有する側を下部型28の溝部27に挿入するとともに、リング状ガラス21をリード片部材22の他方の端部側を囲むように下部型28の凹部26に嵌合する。さらに、上部型30の溝部29に、リード片部材22の下部型28より露出した部分を挿入して、下部型28の上面と上部型30の下面を接合させた。上部型30および下部型28の接合面が動かないように上部型30および下部型28の両方を支持するリング状の型固定ガイド31を両型の側面部に配した。
【0026】
図3のようにリード片部材22およびリング状ガラス21を設置した型28、30を、炉内で加熱し、リング状ガラス21を溶融して、図4のように凹部26内で、リード片部材22の突出片部25a、25b近傍のリード片部23a、23bを包含するように、リード片部23a、23bを保持する保持体21aを形成した。
【0027】
こうして得られた図5に示す保持体21aを備えたリード片部材22を型より取り出し、酸で洗浄し、リード片部材22表面の酸化被膜を除去した。図6の点線部に示すように、リード片部23a、23bの保持体21aを有する側の連結部24b近傍および他方の側の突出片部25a、25b近傍を切断して、リード片部材22より不要な部分を除去した。
【0028】
このようにして、図7および図8のように突出片部25a、25b近傍に保持体21aを備えた一対のリード片部23a、23bが得られた。そして、突出片部25a、25bを覆うようにジルコニウムおよびクロム酸バリウムからなる点火剤を塗布した。
このようにして、突出片部25a、25bを電橋、リード片部23a、23bをリード線とする点火栓を作製した。
【0029】
《比較例》
図9に示すリード線6のガラス保持体15より突き出た部分を、図9の点線部に示すように、ニッパー等の工具を用いて所定の長さに切断し、図10のようにした。そのリード線の先端部分を対向するように内側に折り曲げて、図11および図12に示すような電橋16を形成した。そして、電橋16を覆うようにジルコニウムおよびクロム酸バリウムからなる点火剤を塗布して、点火栓を作製した。
【0030】
実施例および比較例の点火栓をそれぞれ300個ずつ作製した。このとき、歩留まりは、比較例では70%であったが、実施例では100%であり、大幅に歩留まりが向上した。なお、歩留まりは、不良品を何回か修正し、修正不可能な最終歩留まりを示す。
【0031】
次に、実施例および比較例で作製した各300個の点火栓に高電圧を印加して、点火栓の着火の有無を確認し、点火栓を着火させたときの着火電圧を測定した。このときの、着火電圧の最大値および最小値ならびに平均値を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
実施例および比較例の全ての点火栓で着火することが確認された。着火電圧の平均値は、ほぼ同じであったが、最大値および最小値を比較すると、実施例の方が比較例に比べ着火電圧のばらつきが小さく、品質が安定していることがわかった。
【0034】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、品質の安定した、低コストの熱電池用点火栓を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に用いたリング状ガラスの斜視図である。
【図2】本発明の実施例においてリード片部材の成形に用いた板材を示す概略平面図である。
【図3】本発明のリング状ガラスおよびリード片部材を設置した型のガラス溶融前の構成を示す断面図である。
【図4】同型のガラス溶融後の構成を示す断面図である。
【図5】本発明の保持体を備えたリード片部材の断面図である。
【図6】同リード片部材の切断箇所を示す断面図である。
【図7】同リード片部材の切断後の平面図である。
【図8】同リード片部材の切断後の側面図である。
【図9】従来の保持体を備えたリード線の切断前の側面図である。
【図10】同リード線の切断後の側面図である。
【図11】同リード線のリード線端部を折り曲げた構成を示す平面図である。
【図12】同リード線のリード線端部を折り曲げた構成を示す側面図である。
【図13】熱電池の構造の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
1 素電池
2 発熱剤
3 積層体
4 着火シート
5 点火栓
6 リード線
7 点火装置
8 断熱材
9 正極リード
10 負極リード
11 ハーメチックシール部
12 蓋部
13 外装ケース
14 圧電素子
15、21a 保持体
16 電橋
21 リング状ガラス
22 リード片部材
23a、23b リード片部
24a、24b 連結部
25a、25b 突出片部
26 凹部
27 下部型の溝部
28 下部型
29 上部型の溝部
30 上部型
31 型固定ガイド
Claims (2)
- 2本の平行するリード片部、その上下を連結する連結部、およびリード片部の相対向する部分から相互に近接するように伸びた一対の突出片部を備えた枠状のリード片部材を成形する工程(1)、リード片部材の突出片部近傍のリード片部を包含するように溶融ガラスを成形して、リード片部を保持する保持体を形成する工程(2)、および前記リード片部の前記保持体を有する側の連結部近傍および他方の側の突出部近傍を切断する工程(3)を有する熱電池用点火栓の製造方法。
- 工程(2)が、前記保持体を成形する凹部と、この凹部の底部にリード片部材の端部を受け入れる溝部とを有する型を用い、リード片部材の前記突出片部を有する側を前記溝部に挿入するとともに、ガラス粉を成形したリング状ガラスをリード片部材の他方の端部側を囲むように前記凹部に嵌合し、加熱により前記ガラスを溶融して前記保持体を形成することからなる請求項1記載の熱電池用点火栓の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP2001339547A JP4028712B2 (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 熱電池用点火栓の製造方法 |
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JP2001339547A JP4028712B2 (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 熱電池用点火栓の製造方法 |
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JP2003142114A JP2003142114A (ja) | 2003-05-16 |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
US8492507B2 (en) | 2008-09-23 | 2013-07-23 | Nexam Chemical Ab | Acetylenic polyamide |
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2001
- 2001-11-05 JP JP2001339547A patent/JP4028712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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