JPH08279361A - 飛翔体用電源システム - Google Patents
飛翔体用電源システムInfo
- Publication number
- JPH08279361A JPH08279361A JP8130695A JP8130695A JPH08279361A JP H08279361 A JPH08279361 A JP H08279361A JP 8130695 A JP8130695 A JP 8130695A JP 8130695 A JP8130695 A JP 8130695A JP H08279361 A JPH08279361 A JP H08279361A
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- Japan
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- battery
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- Y02E60/12—
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱電池を活性化させるための点火用外部電源
を持たない砲弾等の旋回性飛翔体において、その発射衝
撃及び旋回による影響を受けず、安定かつ正確に起動す
る、高エネルギー密度と長期貯蔵性を有する電源システ
ムを提供する。 【構成】 主電源としての熱電池と、この熱電池を活性
化させるための注液式電池とを電源システム内で電気的
に接続して構成する。
を持たない砲弾等の旋回性飛翔体において、その発射衝
撃及び旋回による影響を受けず、安定かつ正確に起動す
る、高エネルギー密度と長期貯蔵性を有する電源システ
ムを提供する。 【構成】 主電源としての熱電池と、この熱電池を活性
化させるための注液式電池とを電源システム内で電気的
に接続して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、飛翔体内の各システム
に電力を供給する電源として熱電池を用いる飛翔体用電
源システムに関するものである。
に電力を供給する電源として熱電池を用いる飛翔体用電
源システムに関するものである。
【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
する電池で、貯蔵型電池の一種である。従って、貯蔵性
能は極めて良好であり、５〜１０年後も製造直後と電池
性能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。そのため、各種飛翔体用電源や誘導機器といった
防衛機器用の電源や緊急用電源として用いられている。
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
する電池で、貯蔵型電池の一種である。従って、貯蔵性
能は極めて良好であり、５〜１０年後も製造直後と電池
性能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。そのため、各種飛翔体用電源や誘導機器といった
防衛機器用の電源や緊急用電源として用いられている。
【０００３】熱電池を飛翔体用電源として用いる場合、
飛翔体が発射される直前に、飛翔体外部に熱電池の点火
用電源が準備される。準備された点火用電源より、熱電
池の点火入力端子に対して瞬時約１Ａ程度の電流を印加
することによって、点火具が発火する。点火具の発火に
より、火炎が着火パッドや導火帯に燃え移り、熱電池を
構成する複数の素電池を挟むように配された発熱剤に伝
播する。その結果、素電池が加熱され、素電池の正極と
負極の間に存在する電解質層中の共融塩が溶融し、電池
は活性状態となり、出力端子から電力を出力する。以上
のように、熱電池を作動させるためには、その点火入力
端子間に点火用電源による電力の印加が必要である。砲
弾等、一部の飛翔体は、熱電池の点火用電源をシステム
外部にもてない構造となっているため、熱電池を電源に
用いる場合、別途システム内部に点火用電源もしくは点
火用装置を装備する必要がある。
飛翔体が発射される直前に、飛翔体外部に熱電池の点火
用電源が準備される。準備された点火用電源より、熱電
池の点火入力端子に対して瞬時約１Ａ程度の電流を印加
することによって、点火具が発火する。点火具の発火に
より、火炎が着火パッドや導火帯に燃え移り、熱電池を
構成する複数の素電池を挟むように配された発熱剤に伝
播する。その結果、素電池が加熱され、素電池の正極と
負極の間に存在する電解質層中の共融塩が溶融し、電池
は活性状態となり、出力端子から電力を出力する。以上
のように、熱電池を作動させるためには、その点火入力
端子間に点火用電源による電力の印加が必要である。砲
弾等、一部の飛翔体は、熱電池の点火用電源をシステム
外部にもてない構造となっているため、熱電池を電源に
用いる場合、別途システム内部に点火用電源もしくは点
火用装置を装備する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記点火用装置として
は、圧電素子を使用する圧電着火方式や、撃発雷管と撃
発機構を使用する撃発方式が一般的である。しかし、旋
回性飛翔体においては、衝撃と同時に高旋回（３０００
〜２５０００ｒ．ｐ．ｍ）が印加されるため、これらの
点火用装置の信頼性は非常に低下する。点火用電源とし
て、一般的な既製電池を使用した場合、衝撃および旋回
によって、電池の内部構造の破損、さらには漏液といっ
た不具合が生じる恐れがある。また、一般に、砲弾等の
飛翔体には火薬類が装着されているため、システム内部
に活性状態の電源を内蔵することは、漏電による発火
等、通常の取扱いにおける安全確保の上で問題があり、
採用できない。一方で、砲弾の信管用電源として注液式
電池を用いたものも存在するが、エネルギー密度は小さ
い。
は、圧電素子を使用する圧電着火方式や、撃発雷管と撃
発機構を使用する撃発方式が一般的である。しかし、旋
回性飛翔体においては、衝撃と同時に高旋回（３０００
〜２５０００ｒ．ｐ．ｍ）が印加されるため、これらの
点火用装置の信頼性は非常に低下する。点火用電源とし
て、一般的な既製電池を使用した場合、衝撃および旋回
によって、電池の内部構造の破損、さらには漏液といっ
た不具合が生じる恐れがある。また、一般に、砲弾等の
飛翔体には火薬類が装着されているため、システム内部
に活性状態の電源を内蔵することは、漏電による発火
等、通常の取扱いにおける安全確保の上で問題があり、
採用できない。一方で、砲弾の信管用電源として注液式
電池を用いたものも存在するが、エネルギー密度は小さ
い。
【０００５】本発明は、熱電池起動のための外部点火用
電源を持たない砲弾等の旋回性飛翔体において、発射衝
撃や旋回の影響を受けずに安定かつ正確に起動する電源
システムを提供することを目的とする。また、本発明
は、砲弾の信管用電源として、エネルギー密度の大きな
電源システムを提供することを目的とする。
電源を持たない砲弾等の旋回性飛翔体において、発射衝
撃や旋回の影響を受けずに安定かつ正確に起動する電源
システムを提供することを目的とする。また、本発明
は、砲弾の信管用電源として、エネルギー密度の大きな
電源システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の飛翔体用電源シ
ステムは、熱電池を活性化させるための点火用外部電源
を持たない、砲弾等の旋回性飛翔体に使用される電源シ
ステムにおいて、飛翔体内の各システムを作動させるた
めの電力を供給する熱電池と、前記熱電池を活性化させ
るための点火用電力を供給する注液式電池を具備するこ
とを特徴とする。
ステムは、熱電池を活性化させるための点火用外部電源
を持たない、砲弾等の旋回性飛翔体に使用される電源シ
ステムにおいて、飛翔体内の各システムを作動させるた
めの電力を供給する熱電池と、前記熱電池を活性化させ
るための点火用電力を供給する注液式電池を具備するこ
とを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明の旋回性飛翔体用の電源システムは、砲
弾発射時の衝撃および旋回等によって生じる物理的エネ
ルギーを利用して注液式電池を活性化させるため、衝撃
および旋回による破損等の影響を受けることなく安定し
て電力を発生させることができ、この電力を熱電池に導
くことにより、安定かつ正確に熱電池を起動させること
ができる。そのため、信頼性の高い電源システムを供給
することができる。また、本発明の旋回性飛翔体用の電
源システムを砲弾の信管用電源に用いる場合には、格段
高いエネルギー容量を達成することができる。
弾発射時の衝撃および旋回等によって生じる物理的エネ
ルギーを利用して注液式電池を活性化させるため、衝撃
および旋回による破損等の影響を受けることなく安定し
て電力を発生させることができ、この電力を熱電池に導
くことにより、安定かつ正確に熱電池を起動させること
ができる。そのため、信頼性の高い電源システムを供給
することができる。また、本発明の旋回性飛翔体用の電
源システムを砲弾の信管用電源に用いる場合には、格段
高いエネルギー容量を達成することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の注液式電池と熱電池からなる
電源システムの実施例について説明する。注液式電池に
ついて、図３を用いて説明する。極板３は、ニッケルめ
っきを施した中空円板状の軟鋼板の一方の面に正極活物
質としての二酸化鉛を電着により形成した正極と、さら
に他方の面に負極活物質としての鉛を電着により形成し
た負極を有する。また、セパレータ４は紙をリング状に
打ち抜いたものである。この注液式電池は、前記極板３
と前記セパレータ４を要求電圧を満足するように交互に
所定枚数積層して構成される発電部５を、電池外装ケー
ス６に挿入した構造を有する。電解液７は、過塩素酸を
主体とした水溶液であり、ガラス製アンプル８に封入さ
れた状態でアンプル収納部９に収容されている。注液式
電池の発電は、アンプル８が破壊されて、発電部５に電
解液７が供給されることで始まる。
電源システムの実施例について説明する。注液式電池に
ついて、図３を用いて説明する。極板３は、ニッケルめ
っきを施した中空円板状の軟鋼板の一方の面に正極活物
質としての二酸化鉛を電着により形成した正極と、さら
に他方の面に負極活物質としての鉛を電着により形成し
た負極を有する。また、セパレータ４は紙をリング状に
打ち抜いたものである。この注液式電池は、前記極板３
と前記セパレータ４を要求電圧を満足するように交互に
所定枚数積層して構成される発電部５を、電池外装ケー
ス６に挿入した構造を有する。電解液７は、過塩素酸を
主体とした水溶液であり、ガラス製アンプル８に封入さ
れた状態でアンプル収納部９に収容されている。注液式
電池の発電は、アンプル８が破壊されて、発電部５に電
解液７が供給されることで始まる。
【０００９】次に、熱電池の構造について、図４を用い
て説明する。複数の素電池１３と発熱剤１４を交互に配
した発電部１５および発電部１５の上部に配された着火
パッド１６が、内部に断熱材１９を配した金属製外装ケ
ース１７に挿入されている。そして、外装ケース１７
と、点火具１８およびその周りを取り囲むように配され
た厚さ４〜１０ｍｍの断熱材１９を有する金属製の外装
蓋２０を嵌合し、その嵌合部を溶接により密閉してあ
る。
て説明する。複数の素電池１３と発熱剤１４を交互に配
した発電部１５および発電部１５の上部に配された着火
パッド１６が、内部に断熱材１９を配した金属製外装ケ
ース１７に挿入されている。そして、外装ケース１７
と、点火具１８およびその周りを取り囲むように配され
た厚さ４〜１０ｍｍの断熱材１９を有する金属製の外装
蓋２０を嵌合し、その嵌合部を溶接により密閉してあ
る。
【００１０】本発明の実施例の電源システムについて、
その構造を図１および図２に示す。１は注液式電池、２
は熱電池である。図１に示す電源システムでは、熱電池
２の点火入力端子２１と注液式電池１の出力端子１２
が、外部リード２４によって接続されている。図２に示
す電源システムでは、熱電池２の点火入力端子２１と注
液式電池１の出力端子１２が外部リード２４によって接
続され、かつ、前記電池同士がネジ２５によって固定さ
れ一体化した構造をもっている。
その構造を図１および図２に示す。１は注液式電池、２
は熱電池である。図１に示す電源システムでは、熱電池
２の点火入力端子２１と注液式電池１の出力端子１２
が、外部リード２４によって接続されている。図２に示
す電源システムでは、熱電池２の点火入力端子２１と注
液式電池１の出力端子１２が外部リード２４によって接
続され、かつ、前記電池同士がネジ２５によって固定さ
れ一体化した構造をもっている。
【００１１】本発明の熱電池２と注液式電池１から構成
される電源システムの作動メカニズムは以下の通りであ
る。注液式電池１において、飛翔体の発射時に受ける、
図中の矢印の方向からの発砲衝撃により、アンプル収納
部９のバネ性のある受け板１０が反転し、ガラス製アン
プル８が落ち込み、突起１１に衝突することによりガラ
ス製アンプル８が破壊される。その結果、電解液７は、
解放されると同時に砲弾の旋回によって極板３の間のセ
パレータ４に分散注入されるため、注液式電池１は活性
化される。こうして活性化された注液式電池１は、その
出力端子１２より、熱電池２の点火入力端子２１に点火
用電力を供給する。この点火用電力の供給によって、点
火入力端子２１に接続されている点火具１８が発火す
る。この点火具１８の発火によって、順に、着火パッド
１６、発電部の側部に配された導火帯２２に燃え移り、
さらに炎が素電池１３を挟む形で配されている発熱剤１
４に伝播する。その結果、素電池１３は上下方向から加
熱され、素電池１３中の正極と負極間に存在する電解質
層中の共融塩が加熱溶融されることにより、熱電池２は
活性状態となり、出力端子２３から電力を出力する。
される電源システムの作動メカニズムは以下の通りであ
る。注液式電池１において、飛翔体の発射時に受ける、
図中の矢印の方向からの発砲衝撃により、アンプル収納
部９のバネ性のある受け板１０が反転し、ガラス製アン
プル８が落ち込み、突起１１に衝突することによりガラ
ス製アンプル８が破壊される。その結果、電解液７は、
解放されると同時に砲弾の旋回によって極板３の間のセ
パレータ４に分散注入されるため、注液式電池１は活性
化される。こうして活性化された注液式電池１は、その
出力端子１２より、熱電池２の点火入力端子２１に点火
用電力を供給する。この点火用電力の供給によって、点
火入力端子２１に接続されている点火具１８が発火す
る。この点火具１８の発火によって、順に、着火パッド
１６、発電部の側部に配された導火帯２２に燃え移り、
さらに炎が素電池１３を挟む形で配されている発熱剤１
４に伝播する。その結果、素電池１３は上下方向から加
熱され、素電池１３中の正極と負極間に存在する電解質
層中の共融塩が加熱溶融されることにより、熱電池２は
活性状態となり、出力端子２３から電力を出力する。
【００１２】図５に、主電源である熱電池２の点火用電
源に注液式電池１を用いた実施例の電源システムと、熱
電池２の点火用電源にシステム外部の電源を使用した比
較例の電源システムについて、電圧の立ち上がり特性を
示す。図５によると、注液式電池１を熱電池２の点火用
電源として用いた場合の電圧の立ち上がり特性は、外部
点火用電源を用いて熱電池を起動させた比較例の特性と
比べても変わらないことが確認された。
源に注液式電池１を用いた実施例の電源システムと、熱
電池２の点火用電源にシステム外部の電源を使用した比
較例の電源システムについて、電圧の立ち上がり特性を
示す。図５によると、注液式電池１を熱電池２の点火用
電源として用いた場合の電圧の立ち上がり特性は、外部
点火用電源を用いて熱電池を起動させた比較例の特性と
比べても変わらないことが確認された。
【００１３】また、注液式電池単独を砲弾の信管用電源
として用いた場合と比較すると、注液式電池単独の場合
のエネルギー密度が約０．７Ｗｈ／ｋｇ、２Ｗｈ／ｌで
あるのに対して、本実施例の電源システムのエネルギー
密度は、約８．０Ｗｈ／ｋｇ、２２Ｗｈ／ｌとなり、約
１０倍にまで向上した。本実施例では、過塩素酸系注液
式電池を用いたが、重クロム酸系注液式電池を用いるこ
ともできる。
として用いた場合と比較すると、注液式電池単独の場合
のエネルギー密度が約０．７Ｗｈ／ｋｇ、２Ｗｈ／ｌで
あるのに対して、本実施例の電源システムのエネルギー
密度は、約８．０Ｗｈ／ｋｇ、２２Ｗｈ／ｌとなり、約
１０倍にまで向上した。本実施例では、過塩素酸系注液
式電池を用いたが、重クロム酸系注液式電池を用いるこ
ともできる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、注液式電池と熱電池の
組み合わせにより、砲弾の発射時の衝撃および旋回の影
響を受けず、安定かつ正確に熱電池を起動させることが
できるため、信頼性の高い、内部に点火用電源を含む電
源システムを提供することができる。さらに、システム
作動用電源として熱電池を用いるため、長期貯蔵性に優
れた電源システムを提供することができる。本発明の電
源システムを砲弾用信管の電源として用いる場合には、
熱電池を主電源にすることができるため、格段高いエネ
ルギー容量を達成することができる。
組み合わせにより、砲弾の発射時の衝撃および旋回の影
響を受けず、安定かつ正確に熱電池を起動させることが
できるため、信頼性の高い、内部に点火用電源を含む電
源システムを提供することができる。さらに、システム
作動用電源として熱電池を用いるため、長期貯蔵性に優
れた電源システムを提供することができる。本発明の電
源システムを砲弾用信管の電源として用いる場合には、
熱電池を主電源にすることができるため、格段高いエネ
ルギー容量を達成することができる。
【図１】本発明の一実施例の電源システムの縦断面図で
ある。
ある。
【図２】他の実施例の電源システムの縦断面図である。
【図３】本発明の実施例の電源システムに用いた注液式
電池の縦断面図である。
電池の縦断面図である。
【図４】本発明の実施例の電源システムに用いた熱電池
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図５】電源システムの電圧の立ち上がりを示す特性図
である。
である。
１ 注液式電池 ２ 熱電池 ３ 極板 ４ セパレータ ５ 発電部 ６ 外装ケース ７ 電解液 ８ ガラス製アンプル ９ アンプル収納部 １０ 受け板 １１ 突起 １２ 出力端子 １３ 素電池 １４ 発熱剤 １５ 発電部 １６ 着火パッド １７ 外装ケース １８ 点火具 １９ 断熱材 ２０ 外装蓋 ２１ 点火入力端子 ２２ 導火帯 ２３ 出力端子 ２４ 外部リード ２５ ネジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 光弘 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 木村 和弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 熱電池を活性化させるための点火用外部
電源を持たない砲弾等の旋回性飛翔体に使用される電源
システムにおいて、飛翔体内の各システムを作動させる
ための電力を供給する熱電池と、前記熱電池を活性化さ
せるための点火用電力を供給する注液式電池を具備する
飛翔体用電源システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8130695A JP3283395B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 飛翔体用電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8130695A JP3283395B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 飛翔体用電源システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08279361A true JPH08279361A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3283395B2 JP3283395B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=13742720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8130695A Expired - Fee Related JP3283395B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 飛翔体用電源システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3283395B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103000916A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-03-27 | 北方特种能源集团有限公司西安庆华公司 | 一种弹用撞击式锂热电池组件 |
| KR20180108489A (ko) * | 2017-03-23 | 2018-10-04 | 디일 운트 이글 피처 게엠베하 | 전자 점화 메커니즘용 배터리 활성화 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102447119B (zh) * | 2010-10-15 | 2014-04-16 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种热电池撞击激活装置的制备方法 |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP8130695A patent/JP3283395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103000916A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-03-27 | 北方特种能源集团有限公司西安庆华公司 | 一种弹用撞击式锂热电池组件 |
| KR20180108489A (ko) * | 2017-03-23 | 2018-10-04 | 디일 운트 이글 피처 게엠베하 | 전자 점화 메커니즘용 배터리 활성화 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3283395B2 (ja) | 2002-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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