(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
治具台、治具台上に設置され、素電池および発熱剤を交互に積み上げる組立台、組立台を囲むように治具台上に立設され、組立台上に積み上げられる積層体の側面部を支持する少なくとも３本のガイドピン、ガイドピンに係合する孔ないし溝を有し、ガイドピンに沿って組立台の外側を上下に移動させることができるスライドを具備し、前記ガイドピンは組立台の頂部より低い位置に屈曲部を有し、スライドを前記屈曲部がスライドより上側で露出する位置まで下降させたときガイドピンの屈曲部より上の部分を外側に倒すことができるように構成した熱電池の組立治具。
【請求項２】
（１）請求項１記載の組立治具を準備する工程、（２）組立治具のスライドを少なくともガイドピンの屈曲部がスライドの前記孔ないし溝に収まる位置まで上昇させてガイドピンの屈曲部より上の部分を直立する状態に固定する工程、（３）ガイドピンの内側に素電池および発熱剤を交互に投入して、組立台上に素電池および発熱剤を交互に積層する工程、（４）スライドをガイドピンの屈曲部がスライドより上側で露出する位置まで下降させて、ガイドピンの前記屈曲部より上の部分を外側に倒す工程、および（５）組立台上の積層体の外周に断熱体を被覆する工程を有する熱電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電池の組立治具および製造方法に関する。詳しくは、熱電池の素電池および発熱剤を交互に積層する際に用いる組立治具、および前記組立治具を用いた積層体の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、図５および図６に示すような組立治具を用いて、積層体を組み立てていた。従来の積層体組立治具の構造について説明する。
治具台１上に、素電池および発熱剤を交互に積み上げる組立台２が設置されている。そして、組立台２上に積み上げられる積層体６の側面部を支持する３本のガイドピン３ａが組立台２を囲むように治具台１上に立設されている。
【０００３】
次に、上記のような構造を有する従来の積層体組立治具を用いた積層体の組立方法について説明する。
上記組立治具を準備し、組立台２を囲むように治具台１上に設けられた孔に、組立台２上に積み上げられる積層体６の側面部を支持する３本のガイドピン３ａを差し込み、治具台１上に立設させる。そして、図７に示すようにガイドピン３ａの内側に素電池および発熱剤を交互に投入して組立台２上に素電池および発熱剤を交互に積層し、積層体６を組み立てる。次に、図８に示すように加圧治具７を積層体６上に配した後、加圧して積層体６を固定する。そして、３本のガイドピン３ａを治具台１より取り外し、組立台２上の積層体６の外面に沿って導火帯を配し、積層体６の外周に断熱体８を被覆する。
【０００４】
近年、熱電池の信頼性向上と低コスト化への要求が高まっている。
しかし、この組立方法では、積層体を組み立てる毎に、ガイドピンの治具台からの取り外しが必要となるため、組立に時間がかかる。また、取り外したガイドピンの置き場所が要るなどの問題がある。
さらに、積層体を組み立てた後、ガイドピンを取り外す際に、積層体の側面との接触により、積層体を損傷させてしまう可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来課題を解決するため、本発明は、積層体を損傷させることなく、容易に組み立てることが可能な熱電池の組立治具を提供する。また、品質の安定化および工数低減による低コスト化を可能にする熱電池の製造方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱電池の組立治具は、治具台、治具台上に設置され、素電池および発熱剤を交互に積み上げる組立台、組立台を囲むように治具台上に立設され、組立台上に積み上げられる積層体の側面部を支持する少なくとも３本のガイドピン、およびガイドピンに係合する孔ないし溝を有し、ガイドピンに沿って組立台の外側を上下に移動させることができるスライドを具備し、前記ガイドピンは組立台の頂部より低い位置に屈曲部を有し、スライドを前記屈曲部がスライドより上側で露出する位置まで下降させたときガイドピンの屈曲部より上の部分を外側に倒すことができるように構成した。
【０００７】
また、本発明の熱電池の製造方法は、（１）上記の組立治具を準備する工程、（２）組立治具のスライドを少なくともガイドピンの屈曲部がスライドの前記孔ないし溝に収まる位置まで上昇させてガイドピンの屈曲部より上の部分を直立する状態に固定する工程、（３）ガイドピンの内側に素電池および発熱剤を交互に投入して、組立台上に素電池および発熱剤を交互に積層する工程、（４）スライドをガイドピンの屈曲部がスライドより上側で露出する位置まで下降させて、ガイドピンの前記屈曲部より上の部分を外側に倒す工程、および（５）組立台上の積層体の外周に断熱体を被覆する工程を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の熱電池の組立治具の構造を、図１および図２を参照しながら説明する。
治具台１上に、素電池および発熱剤を交互に積み上げる組立台２が設置されている。そして、組立台２上に積み上げられる積層体６の側面部を支持する３本のガイドピン３が組立台２を囲むように治具台１上に立設されている。また、ガイドピン３は、組立台２の頂部より低い位置に屈曲部４を有している。そして、ガイドピン３に係合する孔ないし溝を有するスライド５は、ガイドピン３に沿って組立台２の外側を上下に移動させることができる。
【０００９】
ガイドピン３は、下部片と上部片とをピンにより回転自在に結合したもので、この結合部分で屈曲させることができる。スライド５を、少なくともこの屈曲部４となる結合部分がスライド５の孔ないし溝に係合する位置まで上昇させると、ガイドピン３は直立状態に拘束される。また、スライド５を、ガイドピン３の屈曲部４がスライド５より上側で露出する位置まで下降させると、ガイドピン３は、その屈曲部４より上の部分を外側に倒すことができる。
【００１０】
次に、一例として圧電式点火装置を備えた熱電池の構造を図９に示す。
積層体６は、素電池１１と、素電池１１を加熱して活性化させる発熱剤１２とを交互に積層して構成されている。発熱剤１２は、積層体６の外面に沿って備えられた導火帯１３と接続されている。導火帯１３は、点火栓１５に近接しており、点火栓１５は一対のリード線１６で点火装置１７に接続されている。積層体６はセラミックファイバーの断熱体８で覆われた状態で外装ケース１４に収納されている。外装ケース１４の開口部は、積層体６の正極リード１９、負極リード２０および一対のリード線１６をハーメチックシール部２１で取り付けた蓋部２２で封口されている。
【００１１】
圧電素子１８を具備した点火装置１７より点火栓１５に高電圧が印加され、点火栓１５が発火し、導火帯１３に着火する。そして、導火帯１３の燃焼がさらに発熱剤１２へと伝播し、素電池１１が加熱されて活性化することにより熱電池が作動する。
【００１２】
上記のような熱電池における素電池１１と発熱剤１２とを交互に積層して積層体６を組み立てる工程において使用する組立治具が、本発明の構造を有することにより、積層体の組立毎にガイドピンを取り外す必要がなくなるため、組立が容易になる。ガイドピンを取り外す際の積層体とガイドピンとの接触による積層体の損傷を防ぐことができる。ガイドピンの屈曲部をスライドの移動により簡単に制御することができるため、組立治具自体の取り扱いも容易である。
また、本発明の組立方法を採用することにより、ガイドピンを取り外す工程が要らなくなり、生産性の向上による低コスト化が可能となる。
【００１３】
素電池１１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−塩化カリウム共融混合塩等からなる電解質層と、二硫化鉄、クロム酸カルシウム等を主成分とする正極層とからなる。
【００１４】
発熱剤１２は、金属粉末と酸化剤とからなる。例えば、鉄粉と過塩素酸カリウムとを混合したものが挙げられる。
導火帯１３は、金属粉末と酸化剤からなる。例えば、ジルコニウム粉とクロム酸バリウムを混合したものが挙げられる。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００１６】
《実施例》
図１および図２に示す本発明の組立治具を用いて、積層体の組み立てを以下のように行った。
【００１７】
本発明の組立治具を準備し、図３に示すように、スライド５を少なくともガイドピン３の屈曲部４がスライド５の前記孔ないし溝内に収まる位置にまで上昇させて、ガイドピン３を、その屈曲部４より上の部分が外側に倒れないように直立する状態に固定させた。ガイドピン３の内側に素電池および発熱剤を交互に投入して組立台２上に素電池および発熱剤を交互に積層し、積層体６を組み立てた。
【００１８】
そして、図４に示すように、得られた積層体６の上に加圧治具７を配して、積層体６を加圧し固定した。スライド５をガイドピン３の屈曲部４がスライド５より上側で露出する位置まで下降させて、ガイドピン３の屈曲部４より上の部分を外側に倒し、組立台２上の積層体６の外面に沿って導火帯を配した後、積層体６の外周に断熱体８を被覆した。
【００１９】
このように、本発明の組立方法で積層体を組み立てた以外は、常法により図９に示したのと同様の熱電池を２００個作製した。
【００２０】
《比較例》
図５および図６に示す従来の組立治具を用いて、従来の組立方法で積層体を組み立てた以外は実施例と同様の方法で熱電池を２００個作製した。
このとき、実施例では積層体の組立工程でガイドピンの取り外しが不要になったため、実施例の方が比較例よりも生産性が約１０％向上した。
【００２１】
次に、各熱電池の電圧を測定したところ、実施例の熱電池では、全ての電池で電圧の異常はみられなかったが、比較例の熱電池では５個の電池で、積層体の損傷による電圧の変動がみられた。これは、積層体を組み立てた後、ガイドピンを治具台より取り外す際に、ガイドピンと積層体とが接触したために積層体が損傷したと考えられる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、積層体を損傷させることなく、容易に組み立てることが可能な熱電池の組立治具を提供できる。また、品質の安定化および工数低減による低コスト化を可能にする熱電池の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組立治具の上面図である。
【図２】同組立治具の側面図である。
【図３】同組立治具を用いた素電池等を積層する工程における側面図である。
【図４】同組立治具を用いた積層体に断熱体を被覆する工程における側面図である。
【図５】従来の組立治具の上面図である。
【図６】同組立治具の側面図である。
【図７】同組立治具を用いた素電池等を積層する工程における側面図である。
【図８】同組立治具を用いた積層体に断熱体を被覆する工程における側面図である。
【図９】熱電池の構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  治具台
２  組立台
３、３ａ  ガイドピン
４  屈曲部
５  スライド
６  積層体
７  加圧治具
８  断熱体
１１  素電池
１２  発熱剤
１３  導火帯
１４  外装ケース
１５  点火栓
１６  リード線
１７  点火装置
１８  圧電素子
１９  正極リード
２０  負極リード
２１  ハーメチックシール部
２２  蓋部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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