(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を被覆するとともに中央空洞部に連通した電解液注入口を有する筒状の樹脂成形体からなる内ケース、前記中央空洞部内において前記内ケースの頂部閉塞部に頭部を当接し、底部がリング状座金に支持された電解液を封入したガラスアンプル、前記アンプルの底部と対向する内底部にアンプル破壊用突起を設けたアンプル受具、および前記内ケースを収容した金属製外装ケースを具備し、前記アンプルの頭部方向への推進力により生じる衝撃力によって前記アンプルを破壊して発電させる注液式電池であって、前記ガラスアンプルの頭部が、前記ガラスアンプルの本体から突出しており、前記突出した頭部を受ける内ケースの頂部閉塞部に、外装ケースとの間に空隙部を有する肉薄部で構成した衝撃吸収部を設けたことを特徴とする注液式電池。
【請求項２】
前記肉薄部の厚みが１．０〜２．５ｍｍである請求項１記載の注液式電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解液を封入したガラスアンプルを外部衝撃により破壊して発電させる注液式電池に関するもので、特にアンプルを保持する部分の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解液を封入したガラスアンプルを外部衝撃により破壊して発電させる注液式電池は、保存特性が良好であるとともにアンプルを破壊すれば直ちに発電して所望とする性能を発揮するので、砲弾などの飛翔体に搭載された制御装置の電源として用いられている。
飛翔体に搭載された注液式電池は、飛翔体の発射時の衝撃力、すなわち発射方向と反対方向に加わる衝撃力によりガラスアンプルが破壊するように作られている。ところが近年は、飛翔体の自動装填方式が導入され、飛翔体を発射台に装填する際、発射衝撃とは逆方向の衝撃力が電池に印加されるようになった。従来は飛翔体の発射台への装填は手動により行われていたので、発射衝撃とは逆方向の衝撃力が印加されることは想定されていない。このため、従来の電池では、自動装填時に印加される発射衝撃とは逆方向の衝撃力によってアンプルが破壊してしまう。
そこで、アンプルの強度を強化することが考えられるが、アンプルの強度を上げると、通常作動時にアンプルが破壊されないという不都合が生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上に鑑み、従来の構成を大幅に変更せずに、飛翔体の自動装填時における逆方向の衝撃力を緩衝してアンプルが破壊せず、しかも通常作動時には正常に動作する注液式電池を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の注液式電池は、発電要素を被覆するとともに中央空洞部に連通した電解液注入口を有する筒状の樹脂成形体からなる内ケース、前記中央空洞部内において前記内ケースの頂部閉塞部に頭部を当接し、底部がリング状座金に支持された電解液を封入したガラスアンプル、前記アンプルの底部と対向する内底部にアンプル破壊用突起を設けたアンプル受具、および前記内ケースを収容した金属製外装ケースを具備し、前記アンプルの頭部方向への推進力により生じる衝撃力によって前記アンプルを破壊して発電させる注液式電池であって、前記ガラスアンプルの頭部が、前記ガラスアンプルの本体から突出しており、前記突出した頭部を受ける内ケースの頂部閉塞部に、外装ケースとの間に空隙部を有する肉薄部で構成した衝撃吸収部を設けたことを特徴とする。
前記肉薄部の厚みは、１．０〜２．５ｍｍであることが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、発電要素を被覆するとともに中央空洞部に連通した電解液注入口を有する筒状の樹脂成形体からなる内ケース、前記中央空洞部内において前記内ケースの頂部閉塞部に頭部を当接し、底部がリング状座金に支持された電解液を封入したガラスアンプル、前記アンプルの底部と対向する内底部にアンプル破壊用突起を設けたアンプル受具、および前記内ケースを収容した金属製外装ケースを具備し、前記アンプルの頭部方向への推進力により生じる衝撃力によって前記アンプルを破壊して発電させる注液式電池において、前記アンプルを保護するためのものであった内ケースを改良し、アンプルの突出した頭部を受ける内ケースの頂部閉塞部に、外装ケースとの間に空隙部を有する肉薄部で構成した衝撃吸収部を設けるものである。
本発明によれば、従来の樹脂成形体からなる内ケースの一部分を変更するのみで、逆方向の衝撃力を上記の衝撃吸収部で緩衝し、アンプルの破壊を防止し、しかも通常の衝撃力を受けた際には従来と全く同様に作動する注液式電池を得ることができる。
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
１は筒部１ａと上蓋１ｂとを一体プレス加工により接合した金属製の外装ケースであり、その内部には樹脂製の内ケース３が収容されている。外装ケース１の底部は樹脂製の下蓋２により閉塞されている。
ケース１の上部に設けたソケット４には、正、負極端子をはじめ、電池使用機器の制御装置に接続される端子部が設けられている。
内ケース３は、リング状の発電要素５を内外から被覆して中央に空洞部７を有するようにモールド成形したものである。発電要素５は、例えば鉛粉を活物質とする負極板、セルロース製セパレータ、および二酸化鉛粉を活物質とする正極板からなる単セルを直列接続となるように積層したものである。発電要素５を収容した内ケース３の内部には、空洞部７と連通するスリット（図示しない）から電解液が注入される。そして、電池を搭載した飛翔体の回転により生じる遠心力によって瞬時に電解液が発電要素の隅々にまで供給されるようになっている。内ケース３内には、過剰に供給される電解液を吸収して液絡を防止するダミーセルからなる余剰液収容部６を有する。
【０００７】
内ケース３の中央空洞部７には、過塩素酸水溶液からなる電解液８を収容したガラスアンプル９がセットされる。すなわち、アンプル９は、その本体から突出した頭部を有し、その頭部が空洞部７の頂部閉塞部１２に当接され、底部がリング状の座金１０で支持される。座金１０は、空洞部７へ押し込んで固定したコップ状のアンプル受具１１の上部にセットされている。アンプル受具１１はその内底部に突起１１ａを有している。
この電池は、その頭部が飛翔体の進行方向となるように装着され、飛翔体発射時には、その進行方向に加速度が加えられる結果、アンプル９は座金１０をたわませて受具１１内へ落下し、突起１１ａに衝突して破壊する。アンプルから開放された電解液は、飛翔体の回転により生じる遠心力により、空洞部７と連通するスリットから内ケース３内へ入り、電池を発電可能とする。
【０００８】
上記の構成においては、電池に対して上記とは反対方向の衝撃力が加えられたとき、アンプルは内ケース３の頂部閉塞部１２に衝突することとなる。従来においては、頂部閉塞部１２は肉厚であり、かつ上蓋１ｂに接していたので、前記のような衝撃力が加えられると、アンプル９は容易に破壊してしまう。
【０００９】
本実施の形態においては、以下のようにして頂部閉塞部１２に衝撃吸収部として作用するように構成した。
内ケース３における空洞部７の頂部閉塞部１２は、そのケース１の上蓋１ｂとの間に空隙部１３を形成することにより肉薄部とし、これによってアンプル９に対する衝撃吸収部を構成している。
この肉薄部は、これに接するアンプルの頭部より一回り大きい面積を有するものとし、厚みは１．０〜２．５ｍｍとすると、適度の弾性を有するものとなり、アンプルに対する衝撃吸収部として有効に働く。肉薄部と上蓋１ｂとの隙間は、アンプルに対する衝撃により肉薄部が上方にたわんだ際上蓋１ｂに衝突しないように、２．０〜４．０ｍｍとするのが適当である。従来の内ケースでは、頂部閉塞部１２は、直に上蓋１ｂに接し、厚み５ｍｍ程度であった。本発明によれば、内ケース３の頂部閉塞部１２を部分的に改良するのみで、逆方向の衝撃力が印加されたときのアンプルの破壊を防止することができる。
頂部閉塞部１２によりアンプルを保護する衝撃吸収部とする代わりに、アンプルの頭部へ衝撃吸収材などを取り付ける方法も考えられる。しかし、そのような別部材を加えると、電池活性化のためにアンプルを破壊させたとき、それらの部材が電解液の発電部への供給を阻害することとなる。従って、別部材を加えるのは採用できない。
【００１０】
【実施例】
次に具体的な実施例を示す。
図示のような構成において、アンプル９として、頭部の直径約５ｍｍで重量約２．４ｇのものを用いた。内ケース３は、ポリ塩化ビニル製で、頂部閉塞部１２の肉薄部は、直径約８ｍｍの円形で、厚み２．０ｍｍとした。また、肉薄部と上蓋１ｂとの空隙は２．５ｍｍとした。この内ケースを用いた本発明による電池をａとし、空隙部１３を設けない内ケースを用いた比較例の電池をｂとする。
これらの電池について、飛翔体に装填したときの発射衝撃とは逆方向の衝撃力を印加してアンプルが破壊するかどうかを調べた。その結果を表１に示す。なお、試料数は各５０個とした。
【００１１】
【表１】
0004083363.tif 000002
【００１２】
表から明らかなように、比較例の電池ｂは、逆方向の衝撃力58,800ｍ／Ｓ2（6000Ｇ）を印加したとき破壊率は３０％に達し、78,400ｍ／Ｓ2（8000Ｇ）を印加したとき破壊率は９０％である。これに対して、本発明による電池ａは、逆方向の衝撃力58,800ｍ／Ｓ2（6000Ｇ）を印加したとき破壊率は０であり、78,400ｍ／Ｓ2（8000Ｇ）を印加しても破壊率は３０％である。因みに飛翔体発射時の衝撃力は11,760〜58,800ｍ／Ｓ2（1,200〜6,000Ｇ）である。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、本来の性能を損なうことなく、逆方向の衝撃力でアンプルが破壊しない注液式電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における注液式電池の縦断面図である。
【符号の説明】
１    外装ケース
１ａ  筒部
１ｂ  上蓋
２    下蓋
３    内ケース
４    ソケット
５    発電要素
６    余剰液収容部
７    空洞部
８    電解液
９    アンプル
１０    座金
１１    アンプル受具
１１ａ  突起
１２    頂部閉塞部
１３    空隙部
【図１】
0004083363.tif 000003