(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた絶縁性を有する熱電池用複合蓋が得られる熱電池用複合蓋の製造方法を提供する。【解決手段】熱電池用複合蓋１０の製造方法は、（１）点火端子５と、前記点火端子に接続された電橋リード線２と、前記電橋リード線に接続された保持体１ｂおよび点火剤１ａからなる圧電点火栓１とを具備し、前記電橋リード線が保持体の側面部から引き出された電池蓋３の表面において、前記点火端子、電橋リード線および圧電点火栓を覆うように、絶縁剤９を塗布する工程、（２）前記絶縁剤が固化する前に、点火栓収納穴７および点火端子収納部８ａおよび前記点火端子収納部に連通する脱気孔８ｂを有する断熱体６を前記電池蓋に重ねて接着する工程、（３）前記工程（２）の後、前記点火栓収納穴および前記脱気孔より脱気して前記絶縁剤中に含まれる気泡を取り除く工程を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）点火端子と、前記点火端子に接続された電橋リード線と、前記電橋リード線に接続された保持体および点火剤からなる圧電点火栓とを具備し、前記電橋リード線が保持体の側面から露出した電池蓋の表面に、前記点火端子、電橋リード線および圧電点火栓を覆うように、絶縁剤を塗布する工程、
（２）前記絶縁剤が固化する前に、点火栓収納穴、点火端子収納部、および前記点火端子収納部に連通する脱気孔を有する断熱体を前記電池蓋に重ねて接着する工程、ならびに
（３）前記工程（２）の後、前記点火栓収納穴および前記脱気孔より脱気して前記絶縁剤中に含まれる気泡を取り除く工程を含む熱電池用複合蓋の製造方法。
【請求項２】
前記工程（１）における前記絶縁剤の粘度が２．０〜２０Ｐａ・ｓである請求項１記載の熱電池用複合蓋の製造方法。
【請求項３】
前記工程（３）において、前記脱気を５０７ｈＰａ以下の真空度で行う請求項１記載の熱電池用複合蓋の製造方法。
【請求項４】
前記工程（１）において、前記絶縁剤を塗布する前に、前記絶縁剤を５０７ｈＰａ以下の真空度で脱気する請求項１記載の熱電池用複合蓋の製造方法。
【請求項５】
点火端子、前記点火端子に接続された電橋リード線、ならびに前記電橋リード線に接続された保持体および点火剤からなる圧電点火栓を具備する電池蓋と；前記圧電点火栓を収納する点火栓収納穴、前記点火端子を収納する点火端子収納部、および前記点火端子収納部に連通する脱気孔を有し、前記電池蓋上に配される断熱体と；前記圧電点火栓、前記点火端子、および前記電橋リード線を覆うように、前記断熱体と前記電池蓋との間に充填された絶縁剤とを備え、
前記電橋リード線が、前記保持体の側面から前記点火端子に向かって前記保持体の外部に露出していることを特徴とする熱電池用複合蓋。
【請求項６】
請求項５記載の熱電池用複合蓋を備えた熱電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電池用複合蓋の製造方法、および熱電池用複合蓋を備えた熱電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電点火栓を備えた熱電池について、圧電点火栓に接続されるリード線に高電圧を印加した際に生じる高電圧リークを防止するために、電池蓋の表面に樹脂を塗布して絶縁処理することが行われている。
例えば、特許文献１では、点火栓と電池蓋との間でＬ字状に露出している電橋リード線を樹脂で覆うことが提案されている。また、特許文献２では、断熱体と点火栓の周辺部分を樹脂でコーティングすることが提案されている。
【０００３】
しかし、電池蓋表面に樹脂を塗布しても、樹脂内に気泡が存在すると、高電圧リークが起こりやすくなり、点火栓が着火せずに、熱電池が作動しない場合がある。
また、絶縁性を向上させるために、樹脂を塗布する場所により、高粘度の樹脂と低粘度の樹脂とを使い分けることも考えられる。しかし、粘度の違いにより収縮率が異なり、粘度の異なる樹脂の界面において気泡が発生しやすい。また、樹脂の硬化反応時に架橋反応が阻害され、加水分解が進行し、強度が低下しやすいという問題がある。さらに、環状ジメチルポリシロキサンが硬化中あるいは硬化後に発生し、揮発することにより、絶縁性が低下する可能性がある。
【特許文献１】特開平７−２８２８２０号公報
【特許文献２】特開平９−０４５３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明では、上記従来の問題を解決するために、優れた絶縁性を有する点火栓を備えた熱電池用複合蓋の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、優れた絶縁性を有する点火栓を用いることにより高信頼性の熱電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の熱電池用複合蓋の製造方法は、
（１）点火端子と、前記点火端子に接続された電橋リード線と、前記電橋リード線に接続された保持体および点火剤からなる圧電点火栓とを具備し、前記電橋リード線が保持体の側面から露出した電池蓋の表面に、前記点火端子、電橋リード線および圧電点火栓を覆うように、絶縁剤を塗布する工程、
（２）前記絶縁剤が固化する前に、点火栓収納穴、点火端子収納部、および前記点火端子収納部に連通する脱気孔を有する断熱体を前記電池蓋に重ねて接着する工程、
（３）前記工程（２）の後、前記点火栓収納穴および前記脱気孔より脱気して前記絶縁剤中に含まれる気泡を取り除く工程を含む。
【０００６】
前記工程（１）における前記絶縁剤の粘度が２．０〜２０Ｐａ・ｓであるのが好ましい。
前記工程（３）において、前記脱気を５０７ｈＰａ以下の真空度で行うのが好ましい。
前記工程（１）において、前記絶縁剤を充填する前に、前記絶縁剤を５０７ｈＰａ以下の真空度で脱気するのが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、点火端子、前記点火端子に接続された電橋リード線、ならびに前記電橋リード線に接続された保持体および点火剤からなる圧電点火栓を具備する電池蓋と、前記圧電点火栓を収納する点火栓収納穴、前記点火端子を収納する点火端子収納部、および前記点火端子収納部に連通する脱気孔を有し、前記電池蓋上に配される断熱体と、前記圧電点火栓、前記点火端子、および前記電橋リード線を覆うように、前記断熱体と前記電池蓋との間に充填された絶縁剤とを備え、前記電橋リード線が、前記保持体の側面から前記点火端子に向かって露出している熱電池用複合蓋に関する。
さらに、本発明は、上記の熱電池用複合蓋を備えた熱電池に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、優れた絶縁性を有する点火栓を備えた熱電池用複合蓋が得られる。また、本発明の熱電池用複合蓋を備えた熱電池では、リード線に高電圧が印加されると、圧電点火栓が確実に着火するため、電池の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の熱電池用複合蓋における一実施の形態を、図１を参照しながら説明する。
電池蓋３は、一対の点火端子５と、点火端子５に接続された一対の電橋リード線２と、電橋リード線２に接続される圧電点火栓１とを具備する。圧電点火栓１は、一対の電橋リード線２の端部を覆う点火剤１ａおよび一対の電橋リード線２を保持する保持体１ｂで構成されている。一対の電橋リード線２は、保持体１ｂの側面から点火端子５に向かって（真横に）保持体１ｂの外部に互いに反対方向に露出している。点火端子５は電池蓋３の通過孔を貫通し、通過孔に埋め込まれたハーメチックガラス４により固定されており、点火端子５の端部は、電池蓋３の下側（図１における電池蓋３よりも上側）に突き出している。
【００１０】
熱電池用複合蓋１０は、電池蓋３と、圧電点火栓１を収納する点火栓収納穴７、点火端子５を収納する点火端子収納部８ａ、および点火端子収納部８ａに連通する脱気孔８ｂを有し、電池蓋３上に配される断熱体６と、電橋リード線２、圧電点火栓１、および点火端子５を覆うように、断熱体６と電池蓋３との間に充填された絶縁剤９とで構成されている。点火剤１ａの中央部分は着火パッドを着火させるため、絶縁剤９に覆われずに点火栓収納穴７から外部に露出している。
【００１１】
従来では、一対の電橋リード線は、保持体の下部より露出していたため、保持体の下部において高電圧リークが起こりやすかった。これに対して、一対の電橋リード線２は、上記のように保持体の側面より互いに反対方向に露出しているため、電橋リード線の保持体から露出した部分における、一対の電橋リード線の間または電橋リード線と電池蓋との間の高電圧リークを防止することができる。
【００１２】
また、本発明の熱電池用複合蓋１０では、絶縁剤９が密に充填されている。このため、絶縁剤中に存在する気泡による高電圧リークの発生を抑制することができる。
本発明の熱電池用複合蓋１０に設けられた圧電点火栓１は、点火端子５に高電圧が印加されると確実に着火するため、上記の本発明の熱電池用複合蓋１０を備えた熱電池の信頼性が大幅に向上する。
【００１３】
本発明の熱電池用複合蓋の製造方法は、以下の３つの工程を含む。
（１）点火端子５と、点火端子５に接続された電橋リード線２と、電橋リード線２に接続された保持体１ｂおよび点火剤１ａからなる圧電点火栓１とを具備し、電橋リード線２が保持体１ｂの側面部から露出した電池蓋３の表面において、点火端子５、電橋リード線２および圧電点火栓１を覆うように、絶縁剤９を塗布する。
（２）絶縁剤８が固化する前に、点火栓収納穴７、一対の点火端子収納部８ａ、および点火端子収納部８ａに連通する脱気孔８ｂを有する断熱体６を電池蓋３に重ねて接着する。
（３）前記（２）の後、絶縁剤８が固化する前に、点火栓収納穴７および脱気孔８ｂより脱気して絶縁剤９中に含まれる気泡を取り除く。
【００１４】
断熱体６に点火栓収納穴７および脱気孔８ｂを設けることにより、工程（３）において、絶縁剤中の気泡を容易に取り除くことができる。特に、圧電点火栓や点火端子の周辺に塗布された絶縁剤中の気泡を容易に取り除くことができ、電池蓋と断熱体の間に絶縁剤を密に充填することができる。
【００１５】
絶縁剤９には、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アリル樹脂、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、高アクリルニトリル共重合体、ポリウレタン、フォルマリン樹脂等が用いられる。
断熱体６には、例えば、ポリエチレンサルファイド、液晶ポリシリコン等が用いられる。
【００１６】
工程（１）で用いる塗布前の絶縁剤９の粘度は、２．０〜２０Ｐａ・ｓであるのが好ましい。絶縁剤の粘度が２Ｐａ・ｓ未満であると、塗布だれが生じやすくなる。一方、絶縁剤の粘度が２０Ｐａ・ｓを超えると、塗布むらが生じやすくなる。
絶縁剤を塗布した後において、絶縁剤中の気泡を確実に除去するためには、断熱体６の脱気孔８ｂの孔径は２．０ｍｍ以上が好ましい。
【００１７】
絶縁剤の粘度は、例えば、JIS K 2283の規定に基づいて、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定することができる。試験の原理は、ハーゲン・ポアズイユの法則を応用したものであり、具体的には、厳密に管理された温度条件下において、一定容量の液体が粘度計の毛管中を自然落下するのに要した時間を計測し、同法則に基づいて規定された計算式により求めることができる。
上記粘度計には、ウベローデ粘度計、キャノン−フェンスケ粘度計、またはキャノン−フェンスケ不透明液用粘度計などがあり、試料の性質により使い分けられる。また、絶縁剤をプレパラートに滴下し、その流量より絶縁剤の粘度を簡易的に求めてもよい。
【００１８】
工程（３）における脱気は５０７ｈＰａ以下の真空度で行うのが好ましい。真空度が５０７ｈＰａを超えると脱気が不十分となり、絶縁剤中の気泡が残留する。
工程（１）で絶縁剤を塗布する前に、絶縁剤を５０７ｈＰａ以下の真空度で脱気するのが好ましい。塗布前後で脱気することにより、絶縁剤中の気泡を確実に取り除くことができる。
真空脱気した後、常圧状態にもどし、放置して絶縁剤を固化させる。また、真空脱気した状態で、加熱し、乾燥させて絶縁剤を固化させてもよい。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
《実施例１》
以下のようにして図１に示す本発明の熱電池用複合蓋を作製した。
電池蓋３には、その表面全体に絶縁性を有するポリテトラフルオロエチレンからなるシートを貼り付け、点火端子５が貫通する通過孔をハーメチックガラス４により埋め込んだものを用いた。電橋リード線２の端部を対向させて保持するためにガラス材からなる保持体１ｂを用いた。また、電橋リード線２の端部をジルコニウムおよびクロム酸バリウムからなる点火剤１ａで覆った。そして、点火剤１ａおよび保持体１ｂからなる圧電点火栓１を端部に備えた電橋リード線２を電池蓋３に固定した点火端子５に接続し、点火端子５、電橋リード線２、および圧電点火栓１を具備する電池蓋３を作製した。
【００２０】
電池蓋３の表面に、絶縁剤９を点火端子５および電橋リード線２を完全に覆うように塗布した。なお、絶縁剤９として粘度が１０Ｐａ・ｓであるシリコーン樹脂を用い、電池蓋３の表面に塗布する前に、絶縁剤９を５０７ｈＰａの真空度で脱気した。次に、絶縁剤９が固化する前に、直ちに点火端子収納穴７、点火栓収納部８ａ、および脱気孔８ｂを有する断熱体６を電池蓋３に重ね、ついで接着した。その後、点火端子収納穴７および脱気孔８ｂより５０７ｈＰａの真空度で脱気して、絶縁剤９中の気泡を取り除いた後、放置し絶縁剤９を固化させて熱電池用複合蓋１０を作製した。
【００２１】
上記で得られた熱電池用複合蓋１０を用いて以下のような方法により、図２に示す構造の熱電池を作製した。
素電池２５と発熱剤２３を交互に積層して発電体を構成した。なお、素電池２５には、リチウムまたはリチウム合金からなる負極と、二硫化鉄を含む正極と、溶融塩をセラミックに含浸させて得られた電解質とを用いて構成したものを用いた。また、発熱剤２３には、還元剤として鉄粉と酸化剤として過塩素酸カリウム粉との混合成形体としたものを用いた。発電体の上部に着火パッド２２を配し、発電体の側面に導火帯２４を配し、さらにその外側を断熱材２７で包囲した後、外装ケース２１内に収容した。
【００２２】
正極端子２８ａは、正極リード板を介して発電体最上部の素電池２５の正極に接続した。一方、負極端子２８ｂは、負極リード板２６を介して発電体最下部の素電池７の負極層に接続した。そして、外装ケース２１の開口部を上記で得られた点火端子５、電橋リード線２、圧電点火栓１、断熱体６、および絶縁剤９を備えた熱電池用複合蓋１０により密閉した。この熱電池を１００個作製した。
【００２３】
この熱電池においては、熱電池の点火端子間に高電圧が印加されると、圧電点火栓が燃焼する。この燃焼熱が、発電体の周囲に備えられた着火パッドおよび導火帯を経て発熱剤に伝播する。発熱剤の発熱により素電池が昇温し、熱電池が作動する。
【００２４】
《比較例１》
図３に示す従来の熱電池用複合蓋２０を以下のように作製した。
脱気孔８ｂを有しない断熱体１６を用い、絶縁剤９の塗布前後において絶縁剤９を脱気しなかった。また、電橋リード線１２が保持体１ｂの下部より露出する構成とした。これら以外は、実施例１と同様の方法により、従来の熱電池用複合蓋２０を作製した。そして、この熱電池用複合蓋２０を用いた以外は実施例１と同様の方法により熱電池を作製した。
【００２５】
《実施例２〜６》
脱気孔の孔径を表１に示すように種々に変えた以外は、実施例１と同様の方法により熱電池を作製した。
【００２６】
上記で作製した実施例１〜６および比較例１の電池の点火端子に圧電点火装置を接続し、１０ｋＶ／２ｍＪのエネルギーを供給し点火端子に高電圧を印加した。そして、圧電点火栓が着火し、熱電池が作動するかどうかを確認した。その評価結果を表１に示す。なお、表１中の熱電池の作動率は、熱電池１００個のうち作動した熱電池の数の割合を示す。
【００２７】
【表１】
2007035407.tif 000003
【００２８】
本発明の熱電池用複合蓋を用いた実施例１〜６では比較例１に比べて熱電池の作動率が高いことがわかった。特に、断熱体における脱気孔の孔径が２．０ｍｍ以上の場合、圧電点火栓が確実に着火するため、全ての熱電池が作動することが確認された。
【００２９】
《実施例７および比較例２》
絶縁剤の粘度を種々に変えて、実施例１と同様の方法により熱電池を作製した。なお、絶縁剤の粘度は、シリコーン樹脂における主鎖部分の重合度ｎをｎ＝１〜１００の範囲で変えることにより調整した。また、絶縁剤の粘度は、JIS K 2283の規定に基づいて、ガラス製毛管式粘度計（旭製作所製のキャノン・フェンスケ粘度計：粘度計番号２５、５０、１００、１５０、２００、３００、４００、５００、および６００）を用いて測定した。
また、絶縁剤の粘度を種々に変えて、比較例１と同様の方法により熱電池を作製した。熱電池の作動率を調べた結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
2007035407.tif 000004
【００３１】
実施例７では、比較例２に比べて熱電池の作動率が高いことがわかった。特に、絶縁剤の粘度が２〜２０Ｐａ・ｓの場合、絶縁剤の塗布状態が良好であったため、絶縁性に優れた熱電池用複合蓋が得られ、全ての熱電池が作動した。
【００３２】
《実施例８および９》
絶縁剤を塗布する前に、絶縁剤を脱気する際の真空度を表３に示すように種々に変えた以外は、実施例１と同様の方法により熱電池を作製した。熱電池の作動率を調べた結果を表３に示す。表３に実施例１および比較例１の結果も示す。
【００３３】
【表３】
2007035407.tif 000005
【００３４】
実施例１、８および９では、比較例１に比べて熱電池の作動率が高いことがわかった。特に、絶縁剤を塗布する前の、絶縁剤を脱気する際の真空度が５０７ｈＰａ以下では、全ての熱電池が作動することが確認された。
【００３５】
《実施例１０および１１》
絶縁剤を塗布した後に、絶縁剤を脱気する際の真空度を表４に示すように種々に変えた以外は、実施例１と同様の方法により熱電池を作製した。熱電池の作動率を調べた結果を表４に示す。表４に実施例１および比較例１の結果も示す。
【００３６】
【表４】
2007035407.tif 000006
【００３７】
実施例１、１０および１１では、比較例１に比べて熱電池の作動率が高いことがわかった。特に、絶縁剤塗布後に脱気する際の真空度が５０７ｈＰａ以下では、全ての熱電池が作動することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の熱電池は、誘導機器等の各種飛翔体の電源として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態の熱電池用複合蓋の縦断面図である。
【図２】本発明の熱電池用複合蓋を備えた熱電池の縦断面図である。
【図３】従来の熱電池用複合蓋の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    圧電点火栓
１ａ  点火剤
１ｂ  保持体
２、１２    電橋リード線
３    電池蓋
４    ハーメチックガラス
５    点火端子
６、１６    断熱体
７    点火栓収納穴
８ａ  点火端子収納部
８ｂ  脱気孔
１０、２０  熱電池用複合蓋
２１  外装ケース
２２  着火パッド
２３  発熱剤
２４  導火帯
２５  素電池
２６  リード板
２７  断熱材
２８ａ  正極端子
２８ｂ  負極端子
【図１】
2007035407.tif 000007
【図２】
2007035407.tif 000008
【図３】
2007035407.tif 000009