JPS5836832B2 - 電池構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年、通信産業では、多国間で通信の目的で地球の回り
をまわる多数の通信衛星を使用している。

一般に、通信衛星は、同期軌道において地球上の固定点
に安定化される。

信号は、１国から衛星へ放射され、衛星により受信され
、増幅され、そして衛星から他国の地球上ステーション
に再放射される。

そのようにして伝送できるメッセージの形式は、電話の
会話のみでなく、データ通信およびテレビジョン画像の
ごとき形式も含んだ。

この種の通信衛星を構成するに当っては、その部品をで
きるだけ軽量にすることが重要である。

各部品が軽量になればなるほど、衛星を安定化するため
に衛星で運ぶことができる燃料は多くなる。

安定化のための燃料容量が増大することは、地球軌道に
おける衛星の位置が安定化装置により制御されるから、
衛星が地球軌道にいる有効時間が長くなることを意味す
る。

この種の衛星上で使用される１つの品目は電池である。

本発明は、この種の用途に用いる軽量構造の電池に関す
る。

電池の重量を減ずれば、衛星で余計の燃料を運ぶことが
できる。

本発明の主たる目的は、通信衛星で使用するのに適当な
軽量の電池構造を提供することである。

本発明は、電池構造体、さらに詳しくいうと、宇宙蛤の
分野での使用に適当な軽重量電池構造体に関する。

まず、本発明を一般的に説明する。

軽量電池構造体は、複数の電池を含む。

各電池は複数の非強化電池壁を有する。

一つの電池の非強化電池壁は、電池が組立状態に置かれ
るとき他の電池の他の非強化電池壁と接触する。

各電池はまた、少なくとも１つの強化電池壁を有する。

この強化電池壁は、電池が組立状態に置かれるとき他の
電池の他の電池壁と接触しない。

電池が組立て状態に置かれるとき、１対の構造的に強化
された端板が電池の両端に配置される。

これらの端板は、それと接触する電池の任意の非強化電
池壁に対して支持体となる。

電池および強化構造端板を組立状態に保持するため、保
持構造体が設けられる。

か＼る組立状態において、非強化電池壁は、相互にまた
は強化構造端板により支持され、他方電池の強化構造電
池壁は露出され、他の電池の接触する電池壁により支持
されない。

本発明の好ましい教示にしたがえば、非強化電池壁は金
属薄板から形成するのがよい。

この場合、強化電池壁は、同じ金属薄板から形成され、
壁に堅固性および強度を賦与するためダイ形成みぞが配
される。

本発明の他の形式では、非強化電池壁が、軽量の非常に
薄いファイバ補強複合材料から形成された構造体で具体
化される。

この場合、強化壁は、非強化壁より相当大きい強度の補
強ハネカム型構造体から形店される。

以下図面を参照して本発明を好ましい具体例について説
明する。

本発明の原理を説明するため、本発明の２つの好ましい
具体例を開示する。

第１の具体例は、第１〜４図に開示されており、そして
この具体例にあっては、全電池の個々の電池が金属壁か
ら形成される。

第２の具体例は第５〜１図に開示されており、電池壁は
、金属およびファイバ強強複合材構造体の混合により形
成されている。

これらの２つの異なる主な具体例について以下に詳細に
論述する。

第１図には、参照番号１０で総括的に指示された電池が
示されている。

電池は複数の単位電池１２を含み、図示の具体例におい
ては、４個の単位電池で全電池の１断面を構造するよう
に形成されている。

図示の電池においては４個の単位電池より成る１８列が
配されている。

それゆえ、全体として、電池１０は７２の個々電池を含
む。

個々の電池の構造は、第２図および第３図を参照するこ
とによりもつともよく理解されよう。

この具体例においては、個々の電池１２は、複数の電池
壁から形成される。

第２図を参照すると、個個の電池１２の背壁１４および
底壁１６は、３０４Ｌステンレススチールまたはインタ
ナショナル・ニッケル・カンパ二社より販売される７１
８Ｉｎｃｏｎｅｌのごときニッケル合金から形成される
。

しかして、これらは、０．０ １〜０．０ ２ ５ｃＴ
Ｌ（ ０．０ ０ ４インチ〜０．０１０インチ）範囲
の厚さを有する。

各電池の側壁１８（第３図にもつともよく示されている
）は、同じ材料より戒る。

電池壁１４，１６および１８は、非強化壁である。

しかしながら、これらの非強化壁は、それと同じ列また
は隣接する列の他の電池の同様の非強化壁と衝合し、そ
れにより、非支持壁に対する支持が得られる。

得られる支持は、相互依存支持であり、一方の非支持壁
が、それと接触下にある他の非支持壁を相互に支持する
。

第２図を再度参照すると、各電池１２の上壁２０および
外側壁２２は、これら外壁を補強する目的で複数のダイ
で形成された強化みぞ２４を有する。

これらの外壁も、前述の電池壁と同じ材料から形成され
る。

これらのダイ形成みぞは、０．１８７５〜０．３ｃｒｒ
Ｌ（７５〜１２０ミル）の半径を有し、金属シート引抜
き法により形成される。

これらのダイ形成みぞは外壁を強化して、過充電動作中
通常遭遇する内部電池圧力の増加に起因して容器に生ず
る屈曲破壊を防ぐ。

個々の電池１２が組立て状態にあるとき、強化壁は他の
電池壁と接触しない。

参照番号２６により総括的に指示される１対の構造上強
化された端板が、第１図にもつともよく示されるように
組み立てられた電池１２の両端に配置されている。

これらの端壁は、１対の突部２８を有し、そして貫通ボ
ルト３０がこの突部を貫通して、適当なナット３２を受
容している。

端板は、このような手段により複数の電池１２を組立状
態に保持する。

各端板２６は、軽量アルミニウム構造体から形成され、
そして該構造体の部材の面は、薄いアルミニウムから造
られる。

各端板の内部は、第１図にのみ示されるようにアルミニ
ウムハネカム３４から形成される。

しかしてハネカムの空洞間隔は約０．６２５ｃＩＩＬ（
％インチ）である。

各端板はまた、それと接触する非強化電池側壁に対する
構造上の支持体を提供する。

本発明の構造にしたがえば、個々の電池１２は、非強化
電池壁および強化電池壁の両方を有する。

最終組立体において、非強化電池壁は、他の非強化電池
壁と接触してそれに対する支持体を提供するか、あるい
は強化構造端板と接触してそれに対する支持体を提供す
る。

強化構造電池壁は、他の電池壁と係合せず、ほゾ露出さ
れている。

非支持の電池壁のみに強化壁を提供することにより、電
池の製造価格は低減される。

伺故ならば、非支持壁に、ダイを形成する強化作業を実
施することが必要でないからである。

また、電池壁は、比較的薄くできる。

伺故ならば、他の電池壁により支持されない電池壁は、
強化された電池壁のみだからである。

次に、第５図に示されるごとき参照番号１１０により総
括的に指示される電池について言及する。

この構造においても、参照番号１１２により総括的に指
示される複数の電池が提供されている。

これらの単位電池は、電池１０で前述した電池１２の積
み方と同じ態様で積まれている。

しかしながら、構造体は若干異なる態様で組み立てられ
ている。

背壁１１４および底壁１１６が示される第６図を参照す
る。

これらの電池壁は非強化壁であり、ミネソタ州ワイノマ
所在のファイバライト・コーポレーションにより製造さ
れたごときファイバ補強エポキシ複合材から造られる。

該材料は０．０１ｃｒｆＬ（０．００４インチ）の厚さ
を有する。

この材料は、ファイバライト社によりＨＹＥ１３３４と
称されている。

材料はまた、Ｋｅｖｌａｒの名称でデュポン社で製造さ
れたエポキシファイバとし得よう。

これは０．００４インチの厚さを有する。

適当な他の材料は、ヘクセル社により製造され、０．０
１ｃｆｆＬ（０．００４インチ）の厚さを有しＦ１６１
−１２０と称されるファイバグラスエポキシである。

第７図に示されるごとく、各電池１１２の側壁１１８も
、これと同じ比較的薄い材料から造ることができる。

上壁１２０および外側壁１２２は、上述のごとき材料の
２枚の薄板をこの材料より形成されたハネカムマトリッ
クス上にサンドウィッチを形成することにより造られる
。

か＼る材料は、アメリカン・シナミド社によりＦＭ１２
３として製造されるごときエポキシ接着材で一緒に結合
されうる。

この積層サンドインチ体は、他の隣接する電池壁により
支持されない電池壁に構造上の強度を与える。

複数の個々の電池１１２は、電池１０の説明中に上述し
たごとき強化構造端板２６の使用により支持される。

これらの強化構造端板２６は、前述と同様に形成され、
複数の電池を組立状態に保持するように機能する。

これらの組立状態において、各電池の強化構造電池壁は
露出されて、他の電池壁により係合されないが、非強化
電池壁は、他の非強化電池壁と係合してそれに対する支
持体を構成し、あるいは強化端板と係合してその強度を
増す。

以上、軽量構造の電池構造体を開示した。

技術に精通したものは、この明細書の教示から特許請求
の範囲において他の変更をなしうるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１具体例の電池の斜視図、第２図は第
１図の電池２−２に沿って切断された断面図、第３図は
第２図の電池の３−３線に沿って切断された部分断面図
、第４図は１つの単位電池の一角を示す斜視図、第５図
は本発明の他の形式の構造体を示す斜視図、第６図は第
５図の電池の６−６線に沿って切断された断面図、第７
図は第６図の電池の７−７線に沿って切断された部分断
面図である。 ｉｏ，ｉ１ｏ：電池、１２，１１２：単位電池、１４，
１１４：背壁、１６，１１６：底壁、１８，１１８：側
壁、２０，１２０：上壁、２２ ， １ ２２ ：外側
壁、２４：ダイ形成みぞ、２６：端板、２８：突部、３
０：貫通ボルト、３４：アルミニウムハネカム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々、組立状態に置かれるとき他の隣接する単位電
   池の他の非強化電池壁と接触する複数の非強化電池壁、
   および組立状態に置かれるとき他の単位電池の電池壁と
   接触しない強化電池壁を有する複数の単位電池と、前記
   単位電池が組立状態に置かれるとき電池の両端に配置さ
   れ、接触する前記単位電池の非強化電池壁に対する支持
   体を提供する１対の強化構造端板と、前記非強化電池壁
   が互にまたは前記強化構造端板により支持され、前記単
   位電池の前記強化電池壁が露出されて接触する電池壁に
   より支持されないように、前記単位電池および前記強化
   構造端板を組立状態に保持する手段とを含む電池構造体
   。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電池構造体において、
   前記非強化電池壁が非強化金属電池壁であり、前記強化
   電池壁がダイ形成強化金属電池壁である電池構造体。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の電池構造体において、
   前記非強化電池壁がファイバ補強複合材非強化電池壁で
   あり、前記強化電池壁が補強ハネカム型強化電池壁であ
   る電池構造体。