着火薬、イニシエータ、ガス発生器、エアバッグ装置及びシートベルト装置
【課題】燃料成分としてＭｇＡｌ合金又はＭｇＡｌ系合金を含み、酸化剤として過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩を含み、更に樹脂バインダーとしてシリコーン樹脂を含む着火薬の摩擦感度を低減して、量産時等における取り扱い性を高めた着火薬と、この着火薬を有するイニシエータと、このイニシエータを備えてなるガス発生器と、このガス発生器を備えたエアバッグ装置及びシートベルト装置とを提供する。
【解決手段】燃料成分として、Ｍｇ含有量２０〜７０重量％の、ＭｇＡｌ合金及び／又はＭｇＡｌ系合金の粉末を含み、酸化剤として過塩素酸塩と硝酸カリウムとを含む着火薬。この着火薬が装填されたイニシエータ。このイニシエータを備えてなるガス発生器。過塩素酸塩の一部を硝酸カリウムで置換することにより、着火薬本来の着火性能を低下させることなく、機械的エネルギー感度、例えば摩擦感度を低減させることができる。
【解決手段】燃料成分として、Ｍｇ含有量２０〜７０重量％の、ＭｇＡｌ合金及び／又はＭｇＡｌ系合金の粉末を含み、酸化剤として過塩素酸塩と硝酸カリウムとを含む着火薬。この着火薬が装填されたイニシエータ。このイニシエータを備えてなるガス発生器。過塩素酸塩の一部を硝酸カリウムで置換することにより、着火薬本来の着火性能を低下させることなく、機械的エネルギー感度、例えば摩擦感度を低減させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着火薬と、この着火薬を用いたイニシエータと、このイニシエータを備えたガス発生器とに関する。このガス発生器は、例えば自動車等のエアバッグ装置やシートベルト装置に組み込まれるものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の高速移動体に設けられるエアバッグ装置は、袋状のエアバッグをインフレータと称されるガス発生器によって急速に膨張させるよう構成されている。このガス発生器は、ガス発生剤と、このガス発生剤のガス発生反応を開始させるイニシエータとを備えている。このイニシエータは、反応薬剤と、この反応薬剤の反応を開始させるための抵抗発熱体としてのフィラメント（ブリッジワイヤ）とを備えている（例えば米国特許第５４０４２６３号）。
【０００３】
この従来例に係るイニシエータの一例について第１図を参照して説明する。
【０００４】
このイニシエータ１０は、後部（第１図においては下部。）が開放した略カップ形状のケーシング１２を有している。このケーシング１２内に着火薬１４が収容されている。ケーシング１２の後部は焼結ガラス等よりなる絶縁材１６によって閉鎖されている。このケーシング１２内には、該絶縁材１６を貫通した１対の電極１８，２０の先端側が臨んでいる。
【０００５】
この電極１８，２０の先端部同士の間にフィラメント２２が架設されている。このフィラメント２２の両端側は各電極１８，２０の先端面に溶接されている。このフィラメント２２は、ケーシング１２内において着火薬１４に接している。
【０００６】
なお、該電極１８，２０同士並びにケーシング１２は、電気的に接触しないよう互いに離間して配置されている。
【０００７】
このように構成されたイニシエータ１０においては、一方の電極１８が電圧昇圧回路等を備えた制御回路２４を介して自動車のバッテリ２６の正極に接続され、他方の電極２０が自動車の車体に接続（アース接続）される。なお、該バッテリ２６の負極は自動車の車体に接続されている。
【０００８】
車両衝突時等の緊急時には、制御回路２４内のスイッチ素子がＯＮになり、各電極１８，２０を介してバッテリ２６からフィラメント２２に電圧が印加される。これにより、該フィラメント２２が発熱して着火薬１４が点火され、反応を開始する。そして、この着火薬１４の反応により高圧ガスや熱が生じ、これによりガス発生器のガス発生剤がガス発生反応を引き起こす。
【０００９】
このイニシエータ１０を備えたガス発生器の一例について第２図を参照して説明する。このガス発生器３０は、上側ハウジング３２及び下側ハウジング３４よりなる外殻体と、該外殻体内に設置された円筒状の仕切部材３６とからなる容器を有する。仕切部材３６の一端は下側ハウジング３４の底面の開口を通り、下方に突出している。この開口の内周面と仕切部材３６の外周面とはレーザービーム溶接等により溶接されている。この仕切部材３６の内側に点火剤（ブースタプロペラント）４０が収容され、仕切部材３６の外周側にガス発生剤（メインプロペラント）４２が収容されている。
【００１０】
この仕切部材３６の該一端にイニシエータ１０が設置されている。該イニシエータ１０により点火剤４０が点火されると、ガスが仕切部材３６の開口４４から噴出してガス発生剤４２が点火し、大量のガスが急速に発生し、このガスがメッシュ等よりなるフィルタ４６を通り、開口４８を通ってガス発生器３０外に噴出し、エアバッグを膨張させる。なお、第２図はガス発生器の一例であって、図示以外の形状のガス発生器も多数種類用いられている。
【００１１】
特表２００３−５２７２７６号には、Ｍｇ１０〜５０重量％、Ａｌ５０〜９０重量％なる組成のＭｇＡｌ合金粉末を燃料成分として含み、酸化剤として硝酸ストロンチウム、アルカリ金属硝酸塩、及びそれらの組み合わせを配合してなる着火薬が記載されている。
【００１２】
なお、着火薬の酸化剤としては、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩も有効であり、本出願人は先に、Ｍｇ：５５〜７０重量％、Ａｌ：残部である組成を有したＭｇＡｌ合金、及び／又は、Ｃａ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｓｎ、Ｂａ及び希土類金属よりなる群から選ばれる少なくとも１種：０．５〜１０重量％、残部：Ｍｇ及びＡｌである組成を有したＭｇＡｌ系合金の粉末を燃料成分として含み、酸化剤としては、ＫＣｌＯ４、ＫＣｌＯ３、ＫＩＯ４、ＫＩＯ３、ＫＭｎＯ４、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＮＨ４ＣｌＯ４、ＮＨ４ＮＯ３及びＳｒ（ＮＯ３）２よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む着火薬を提案した（特願２００５−１６４２２６号）。この着火薬は更にシリコーン樹脂等の樹脂バインダーを含む。
【特許文献１】米国特許第５４０４２６３号
【特許文献２】特表２００３−５２７２７６号
【特許文献３】特願２００５−１６４２２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
燃料成分としてＭｇＡｌ合金又はＭｇＡｌ系合金を含み、酸化剤として過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩を含み、更に樹脂バインダーとしてシリコーン樹脂を含む着火薬（以下「ＭＡＰＰ系着火薬」と称す場合がある。）は、着火性能に優れるものの、機械的エネルギー、例えば摩擦衝撃等に対する感度が高いため、量産時等において安全に取り扱えるように、摩擦感度を低減させる必要がある。
【００１４】
本発明は、ＭＡＰＰ系着火薬の摩擦等の機械的エネルギーに対する感度を低減して、量産時等における取り扱い性を高めた着火薬と、この着火薬を有するイニシエータと、このイニシエータを備えてなるガス発生器と、このガス発生器を備えたエアバッグ装置及びシートベルト装置と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】
【００１５】
請求項１の着火薬は、燃料成分として、Ｍｇ含有量２０〜７０重量％の、ＭｇＡｌ合金及び／又はＭｇＡｌ系合金の粉末を含み、酸化剤として過塩素酸塩と硝酸カリウムとを含むことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２の着火薬は、請求項１において、過塩素酸塩が過塩素酸カリウムであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３の着火薬は、請求項１又は２において、酸化剤中の過塩素酸塩と硝酸カリウムとの合計に対する硝酸カリウムの含有割合が５〜３０重量％であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４の着火薬は、請求項１ないし３のいずれか１項において、燃料成分としてホウ素粉末又はタングステン粉末を含むことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５の着火薬は、請求項１ないし４のいずれか１項において、燃料成分１０〜６０重量部に対し酸化剤を４０〜９０重量部（合計１００重量部）含むことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６の着火薬は、請求項１ないし５のいずれか１項において、樹脂バインダー又はゴムバインダーを含有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項７の着火薬は、請求項６において、樹脂バインダーがシリコーン樹脂であり、ゴムバインダーがフッ素ゴムであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項８のイニシエータは、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の着火薬を備えてなるものである。
【００２３】
請求項９のガス発生器は請求項８に記載のイニシエータを備えてなるものである。
【００２４】
請求項１０のエアバッグ装置は、請求項９に記載のガス発生器を備えてなるものである。
【００２５】
請求項１１のシートベルト装置は、シートベルトと、緊急時にガス発生器からのガス圧により該シートベルトにプリテンションを付与するプリテンショナとを備えてなるシートベルト装置において、該ガス発生器が請求項９に記載のガス発生器であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明者は、種々の研究の結果、ＭＡＰＰ系着火薬の酸化剤の過塩素酸塩の一部を硝酸カリウムで置き換えることにより、着火薬本来の着火性能を低下させることなく、機械的エネルギー感度、例えば摩擦感度を低減させることができることを見出した。
本発明はかかる知見に基づくものであり、酸化剤として過塩素酸塩と共に硝酸カリウムを配合することにより、取り扱い性と着火性能に優れた着火薬を提供する。
なお、着火薬の摩擦感度が低下すると、管理コストを低減でき、イニシエータを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明において、燃料成分や酸化剤の粉末の平均粒径は、例えばレーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置により計測された値である。
【００２８】
本発明の着火薬は、燃料成分としてＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金粉末を含むものである。
【００２９】
このＭｇＡｌ合金粉末の組成は、Ｍｇ２０〜７０重量％、Ａｌ３０〜８０重量％、好ましくはＭｇ３５〜６５重量％、Ａｌ３５〜６５重量％である。このようにＭｇ含有量を２０重量％以上とすることにより、着火薬の着火時間を短くすることができる。また、Ｍｇ含有量を７０重量％以下とすることにより、ＭｇＡｌ合金が破砕し易いものとなり、着火薬の製造コスト低減を図ることができる。
【００３０】
このＭｇＡｌ合金に対しさらにＣａ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｓｎ、Ｂａ及び希土類金属の少なくとも１種の金属（以下、この金属を添加金属ということがある。）を添加したＭｇＡｌ系合金の粉末も同様の作用効果を有する。また、この添加金属を添加することにより、着火薬の点火時間を短くかつ安定化できると共に、高温での着火性能も向上する。さらに、この添加金属を添加することにより、合金の粉砕性も向上する。
【００３１】
この添加金属は、ＭｇＡｌ系合金中において、０．５〜１０重量％となるように添加されることが好ましい。添加金属を添加する場合においても、ＭｇＡｌ系合金中のＭｇ含有量は２０〜７０重量％であり、好ましくは３０〜６０重量％である。また、添加金属以外の残部におけるＭｇとＡｌとの比率は、Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ａｌ）の重量比率で好ましくは０．４〜０．７、より好ましくは０．４０〜０．６５である。
【００３２】
なお、上記の添加金属のうちでも特に好適なものはＣａである。
【００３３】
上記の合金は、溶製後、例えばボールミルを用い、好ましくは窒素、アルゴンなどの非酸化性雰囲気中で微粉砕される。粉末の平均粒径は１０μｍ以下、１〜１０μｍ、特に５〜９μｍであることが好ましい。
【００３４】
なお、本発明において、燃料成分は上記ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金粉末のみからなるものであっても良く、ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金以外の燃料成分を含むものであっても良い。ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金以外の燃料成分としてはホウ素（Ｂ）粉末又はタングステン（Ｗ）粉末を用いることができ、ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金の一部をＢ粉末又はＷ粉末に置換することにより摩擦感度が低減するという効果が奏される。この場合、燃料成分全体に占めるＢ粉末の割合は１０重量％以下、Ｗ粉末の割合は５０重量％以下であることが好ましい。この割合が多過ぎると着火性能が低下する。
【００３５】
なお、Ｂ粉末、Ｗ粉末の平均粒径は、１０μｍ以下、１〜１０μｍ、特に５〜９μｍであることが好ましい。
【００３６】
本発明において、酸化剤としては、過塩素酸塩と硝酸カリウム（ＫＮＯ３）とを用いる。ここで過塩素酸塩としては、過塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ４）、過塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ４）、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ４）２）、過塩素酸バリウム（Ｂａ（ＣｌＯ４）２）等の１種又は２種以上が挙げられるが、中でもＫＣｌＯ４が好適である。
【００３７】
酸化剤に占める硝酸カリウムの割合は多過ぎると過塩素酸塩による優れた着火性能が損なわれ、少な過ぎると硝酸カリウムを併用することによる摩擦感度等の機械的エネルギーに対する感度低減効果を十分に得ることができない。従って、酸化剤中の硝酸カリウムの含有割合は、下記式で算出される過塩素酸塩と硝酸カリウムとの合計に対する硝酸カリウムの重量割合で、５〜３０重量％、特に５〜２０重量％であることが好ましい。
硝酸カリウムの割合（重量％）
＝硝酸カリウム重量／（過塩素酸塩重量＋硝酸カリウム重量） ×１００
【００３８】
酸化剤としては、過塩素酸塩と硝酸カリウム以外の成分、例えばＫＣｌＯ３、ＫＩＯ４、ＫＩＯ３、ＫＭｎＯ４、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＮＨ４ＮＯ３及びＳｒ（ＮＯ３）２等の１種又は２種以上を含んでいても良い。ただし、本発明の効果がより一層顕著となることから、酸化剤はその８０重量％以上、特に１００重量％が硝酸カリウムと過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩とで構成されることが好ましい。
【００３９】
この酸化剤についても、その平均粒径は、１０μｍ以下、１〜１０μｍ、特に５〜９μｍであることが好ましい。
【００４０】
この酸化剤の粉砕は、ボールミル、ジェットミル等で行うことができる。酸化剤はその成分毎に別々に粉砕した後混合しても良いし、予め所定の配合比率で混合した上で一緒に粉砕しても良い。
【００４１】
本発明では、前述の燃料成分１０〜６０重量部に対し９０〜４０重量部の割合（合計で１００重量部）で酸化剤を配合することが好ましい。この割合よりも燃料成分が多く酸化剤が少なくても、また逆に酸化剤が多く燃料成分が少なくても、いずれの場合も着火性能が低下し、着火に要する時間が長くなる。
【００４２】
本発明の着火薬は、上記の着火成分、即ち燃料成分と酸化剤のみからなるものであっても良いが、好ましくは更にシリコーン樹脂等の樹脂バインダー又はフッ素ゴム等のゴムバインダーを含む。シリコーン樹脂等の樹脂バインダー又はフッ素ゴム等のゴムバインダーを配合することにより、着火薬が取り扱い易いものとなる。
【００４３】
この場合、樹脂バインダー又はゴムバインダーの配合量は、上記の着火成分１００重量部に対し０．５〜２０重量部、特に１〜１５重量部程度が好適である。樹脂バインダー又はゴムバインダーの配合量が多過ぎると着火薬の着火性能が低減し、少な過ぎると、樹脂バインダー又はゴムバインダーを配合したことによる取り扱い性の向上効果を十分に得ることができない。
【００４４】
このような着火薬は、例えば前記第１図のようにイニシエータ中に填装される。このイニシエータは例えば前記第２図のようにガス発生器に組み込まれる。ただし、イニシエータやガス発生器の構成は特に限定されるものではなく、図示以外の種々のものにも適用することができる。
【００４５】
次に、第１図のイニシエータ１０を備えたガス発生器と、このガス発生器を備えたエアバッグ装置及びシートベルト装置との一例について第３〜５図を参照して説明する。
【００４６】
第３図は第２図のガス発生器を備えたエアバッグ装置の縦断面図である。
【００４７】
エアバッグ装置８０は、第２図のガス発生器３０と、このガス発生器３０からのガスにより膨張するエアバッグ８１と、該ガス発生器３０及びエアバッグ８１を保持するリテーナ８２と、折り畳まれたエアバッグ８１を覆うように該リテーナ８２に装着されたモジュールカバー８３等を備えている。
【００４８】
エアバッグ８１は、膨張したときに車両乗員等と対向するフロント面及びこれと反対側のリア面を有し、該リア面に、ガス発生器３０が挿入される開口（口元部）８１ａを備えている。
【００４９】
リテーナ８２は、主板部８２ａと、該主板部８２ａの周縁部から下方へ曲成された脚片部８２ｂとからなる。該主板部８２ａの中央部にはガス発生器差込口８２ｃが設けられている。第３図に示すように、このガス発生器差込口８２ｃに該主板部８２ａの裏面側からガス発生器３０の先頭側が挿入されている。このガス発生器差込口８２ｃの周縁部にエアバッグ８１の口元部８１ａが重ね合わされ、取付リング８４によって固定されている。ガス発生器３０の先頭側は該口元部８１ａを介してエアバッグ８１内に配置されている。
【００５０】
取付リング８４からはボルト（スタッドボルト）８４ａが突設されており、このボルト８４ａが該口元部８１ａの周囲及びガス発生器差込口８２ｃの周囲の各挿通孔（符号略）並びにフランジ６９の挿通孔７０に挿通されて該フランジ６９の裏側に延出し、このボルト８４ａにナット８４ｂが締め付けられことにより、エアバッグ８１及びガス発生器３０がリテーナ８２に固定される。
【００５１】
このエアバッグ８１を折り畳み、このエアバッグ８１の折り畳み体を覆うようにモジュールカバー８３が装着されることにより、エアバッグ装置８０が構成される。
【００５２】
なお、この実施の形態では、該モジュールカバー８３の裏面から下方へ脚片部８３ａが立設されており、この脚片部８３ａがリベット等の固着具８３ｂによりリテーナ８２の脚片部８２ｂに固着されている。このモジュールカバー８３は、エアバッグが膨張するときにこのエアバッグ８１に押されて開裂するよう構成されている。符号８３ｃは、この開裂を誘導するテアラインを示している。
【００５３】
かかる構成のガス発生器３０及びエアバッグ装置８０においては、イニシエータ１０の電極１８，２０に通電されると、イニシエータ１０内の着火薬１４が反応し、これにより点火剤４０が点火される。次いで、開口４４を介して該点火剤４０からの高温ガスによりガス発生剤４２が点火され、ガスが発生する。このガスはフィルタ４６を通過して開口４８から即ちエアバッグ８１内に噴出する。この結果、エアバッグ８１が膨張する。このエアバッグ８１は、モジュールカバー８３を押し開けて車両乗員等に対向するように膨張展開し、該車両乗員等を保護する。
【００５４】
第４図はガス発生器を備えたシートベルト装置の全体図、第５図はこのシートベルト装置のリトラクタ（プリテンショナ）の分解斜視図である。
【００５５】
このシートベルト装置９０のシートベルト９１は、一端がリトラクタ９２に巻き取り可能に連結され、他端はアンカ９３によって車体に固定されている。シートベルト９１の途中部分はショルダーアンカ９４及びタング９５にそれぞれ掛け通されている。該アンカ９３はシートの車室側面側に配置されている。シートの該アンカ９３と反対側のサイドには、タング９５がラッチされるバックル装置９６が設けられている。ショルダーアンカ９４は、車室側面の上部に配置されている。
【００５６】
この実施の形態では、リトラクタ９２は、車両緊急時にシートベルト９１に対してプリテンションを加えるプリテンショナと、該シートベルト９１から乗員に加えられる衝撃を吸収する衝撃吸収機構（ＥＡ機構）とが設けられている。以下に、第５図を参照してこのリトラクタ９２の構成について説明する。
【００５７】
このリトラクタ９２のベースフレーム９７の内部にはスプール９８が収納されており、このスプール９８にシートベルト９１の一端側が巻き付けられている。スプール９８の回転に伴ってシートベルト９１の巻き取り及び巻き出しが行われる。スプール９８の軸心にはトーションバー９９が配置されており、該トーションバー９９の一端はロック機構部品１００，１０１を介して支持部材１０２に支持されている。
【００５８】
トーションバー９９は、ＥＡ機構の主要部品であり、シートベルト９１の張力が所定値を超えると塑性捩れ変形し、これに伴ってスプール９８が抗力を受けつつシートベルト９１の巻き出し方向へ回転する。
【００５９】
スプール９８の一端（第５図における左端）にはギア１０３が設けられている。このギア１０３は、第５図の下段左端に示されているリターンスプリングカバー１０４内のギア（図示略）と係合している。このリターンスプリングカバー１０４内のリターンスプリング（図示略）により、スプール９８はシートベルト９１を巻き取る方向に付勢されている。
【００６０】
第５図において該リターンスプリングカバー１０４の右隣に示されているプリテンショナカバー１０５と、第５図の下段右端に示されているプリテンショナプレート１０６との間には、パイプ１０７が設けられている。このパイプ１０７の一端側にガス発生器１０８が取り付けられている。また、このパイプ１０７の内部には、スプリング１０９、ピストン１１０及び複数のボール１１１が配列されている。パイプ１０７の他端近傍の側面には切り欠き状の開口部（符号略）が形成されている。該パイプ１０７の他端側にはガイドブロック１１２が嵌め込まれている。
【００６１】
プリテンショナカバー１０５にはピン１１３が設けられており、このピン１１３に対し、外歯及び内歯を有するリングギア１１４が保持されている。パイプ１０７は、このリングギア１１４の外周を周回するように配設されている。なお、パイプ１０７は、その前記一端側から他端側へ向う方向がスプール９８のシートベルト巻き取り回転方向となるように配置されている。前記開口部はリングギア１０４の外周面と対面するよう配置されており、この開口部に露出した先頭のボール１１１が該リングギア１０４の外歯に係合している。
【００６２】
前記ギア１０３の根元部１１５には、該リングギア１１４の内歯と噛合可能なピニオン１１６が設けられている。リングギア１１４がピン１１３に保持された状態にあるときには、該リングギア１１４とピニオン１１６とは噛合していない。
【００６３】
ガス発生器１０８がガス噴出作動すると、パイプ１０７内にガスが供給され、このガス圧によりボール１１１が該パイプ１０７の前記他端側、即ちスプール９８のシートベルト巻き取り回転方向へ移動する。この際、先頭のボール１１１がリングギア１１４を押圧することによりピン１１３が折れて該ピン１１３によるリングギア１１４の保持が解除され、該リングギア１１４がピニオン１１６に噛合する。
【００６４】
この結果、スプール９８が該ピニオン１１６、リングギア１１４及びボール１１１を介してガス発生器１０８からのガス圧によりシートベルト巻き取り回転方向へ付勢され、該スプール９８にシートベルト９１が巻き取られる。これにより、シートベルト９１にプリテンションが加えられる。
【００６５】
この実施の形態では、ガス発生器１０８は、略円筒形のハウジングを備え、このハウジング内にガス発生剤及び第１図のイニシエータ１０が収容されている。
【００６６】
かかる構成のガス発生器１０８及びシートベルト装置９０においては、イニシエータ１０に通電されると、着火薬１４が反応し、これによりガス発生剤が点火され、ガスが発生する。そして、このガス圧によりガス発生器１０８からパイプ１０７内にガスが噴出する。この結果、リトラクタ９２のプリテンショナ機構が前述のように作動してシートベルト９１にプリテンションが加えられる。
【００６７】
上記の各実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、本発明のイニシエータは上記以外の各種のガス発生器に組み込むことができる。また、このガス発生器は上記以外の各種のエアバッグ装置及びシートベルト装置に組み込むことができる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例及び比較例について説明する。
なお、以下において、ＭｇＡｌ合金粉末としては、Ｍｇ：５０重量％、Ａｌ：５０重量％のＭｇＡｌ合金をボールミルで平均粒径約７μｍに粉砕したものを用いた。また、酸化剤としては、ＫＣｌＯ４とＫＮＯ３（ただし、比較例１ではＫＣｌＯ４のみ）をそれぞれ別々にボールミルで平均粒径約７μｍに粉砕したものを用いた。
【００６９】
また、樹脂バインダーとしては、液性シリコーン樹脂バインダー１ｇに対して酢酸イソアミル約５ｍｌを用いて溶解したものを用いた。このシリコーン樹脂バインダーは常温硬化型であり、溶剤が蒸発して時間が経過した後固化する。
【００７０】
実施例１〜５、比較例１
表１に示す配合で各成分を混合して乾燥させることにより着火薬を調合し、得られた着火薬について、摩擦感度と着火性能を下記方法により調べ、結果を酸化剤中のＫＮＯ３の割合と共に表１に示した。
【００７１】
＜摩擦感度＞
ＪＩＳ Ｋ４８１０（火薬類性能試験方法）により測定した。
＜着火性能＞
着火薬５０ｍｇを金属製カップに計量し、これに、φ２０μｍのニクロム線が溶接されたヘッダーを定押力（１０００Ｎ）で圧入してイニシエータを組み立てた。このように組み立てられたイニシエータに１．２Ａ×２ｍｓの定電流を流し、着火発火時の光を光センサにより検知することにより、着火に要する時間を測定し、これを着火性能の評価とした。なお、測定は７回行い、その平均値で示した。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１より、酸化剤としてＫＣｌＯ４にＫＮＯ３を併用することにより、摩擦感度を低下させることができることが分かる。ただし、着火性能については、酸化剤中のＫＮＯ３の割合が多くなると低下する傾向にあることから、酸化剤中のＫＮＯ３の割合は５〜３０重量％、特に５〜２０重量％が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】イニシエータの一例を示す断面図である。
【図２】ガス発生器の一例を示す断面図である。
【図３】図２のガス発生器を備えたエアバッグ装置の縦断面図である。
【図４】ガス発生器を備えたシートベルト装置の全体図である。
【図５】図４のシートベルト装置のリトラクタの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ イニシエータ
１４ 着火薬
３０，１０８ ガス発生器
４２ ガス発生剤
８０ エアバッグ装置
９０ シートベルト装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着火薬と、この着火薬を用いたイニシエータと、このイニシエータを備えたガス発生器とに関する。このガス発生器は、例えば自動車等のエアバッグ装置やシートベルト装置に組み込まれるものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の高速移動体に設けられるエアバッグ装置は、袋状のエアバッグをインフレータと称されるガス発生器によって急速に膨張させるよう構成されている。このガス発生器は、ガス発生剤と、このガス発生剤のガス発生反応を開始させるイニシエータとを備えている。このイニシエータは、反応薬剤と、この反応薬剤の反応を開始させるための抵抗発熱体としてのフィラメント（ブリッジワイヤ）とを備えている（例えば米国特許第５４０４２６３号）。
【０００３】
この従来例に係るイニシエータの一例について第１図を参照して説明する。
【０００４】
このイニシエータ１０は、後部（第１図においては下部。）が開放した略カップ形状のケーシング１２を有している。このケーシング１２内に着火薬１４が収容されている。ケーシング１２の後部は焼結ガラス等よりなる絶縁材１６によって閉鎖されている。このケーシング１２内には、該絶縁材１６を貫通した１対の電極１８，２０の先端側が臨んでいる。
【０００５】
この電極１８，２０の先端部同士の間にフィラメント２２が架設されている。このフィラメント２２の両端側は各電極１８，２０の先端面に溶接されている。このフィラメント２２は、ケーシング１２内において着火薬１４に接している。
【０００６】
なお、該電極１８，２０同士並びにケーシング１２は、電気的に接触しないよう互いに離間して配置されている。
【０００７】
このように構成されたイニシエータ１０においては、一方の電極１８が電圧昇圧回路等を備えた制御回路２４を介して自動車のバッテリ２６の正極に接続され、他方の電極２０が自動車の車体に接続（アース接続）される。なお、該バッテリ２６の負極は自動車の車体に接続されている。
【０００８】
車両衝突時等の緊急時には、制御回路２４内のスイッチ素子がＯＮになり、各電極１８，２０を介してバッテリ２６からフィラメント２２に電圧が印加される。これにより、該フィラメント２２が発熱して着火薬１４が点火され、反応を開始する。そして、この着火薬１４の反応により高圧ガスや熱が生じ、これによりガス発生器のガス発生剤がガス発生反応を引き起こす。
【０００９】
このイニシエータ１０を備えたガス発生器の一例について第２図を参照して説明する。このガス発生器３０は、上側ハウジング３２及び下側ハウジング３４よりなる外殻体と、該外殻体内に設置された円筒状の仕切部材３６とからなる容器を有する。仕切部材３６の一端は下側ハウジング３４の底面の開口を通り、下方に突出している。この開口の内周面と仕切部材３６の外周面とはレーザービーム溶接等により溶接されている。この仕切部材３６の内側に点火剤（ブースタプロペラント）４０が収容され、仕切部材３６の外周側にガス発生剤（メインプロペラント）４２が収容されている。
【００１０】
この仕切部材３６の該一端にイニシエータ１０が設置されている。該イニシエータ１０により点火剤４０が点火されると、ガスが仕切部材３６の開口４４から噴出してガス発生剤４２が点火し、大量のガスが急速に発生し、このガスがメッシュ等よりなるフィルタ４６を通り、開口４８を通ってガス発生器３０外に噴出し、エアバッグを膨張させる。なお、第２図はガス発生器の一例であって、図示以外の形状のガス発生器も多数種類用いられている。
【００１１】
特表２００３−５２７２７６号には、Ｍｇ１０〜５０重量％、Ａｌ５０〜９０重量％なる組成のＭｇＡｌ合金粉末を燃料成分として含み、酸化剤として硝酸ストロンチウム、アルカリ金属硝酸塩、及びそれらの組み合わせを配合してなる着火薬が記載されている。
【００１２】
なお、着火薬の酸化剤としては、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩も有効であり、本出願人は先に、Ｍｇ：５５〜７０重量％、Ａｌ：残部である組成を有したＭｇＡｌ合金、及び／又は、Ｃａ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｓｎ、Ｂａ及び希土類金属よりなる群から選ばれる少なくとも１種：０．５〜１０重量％、残部：Ｍｇ及びＡｌである組成を有したＭｇＡｌ系合金の粉末を燃料成分として含み、酸化剤としては、ＫＣｌＯ４、ＫＣｌＯ３、ＫＩＯ４、ＫＩＯ３、ＫＭｎＯ４、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＮＨ４ＣｌＯ４、ＮＨ４ＮＯ３及びＳｒ（ＮＯ３）２よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む着火薬を提案した（特願２００５−１６４２２６号）。この着火薬は更にシリコーン樹脂等の樹脂バインダーを含む。
【特許文献１】米国特許第５４０４２６３号
【特許文献２】特表２００３−５２７２７６号
【特許文献３】特願２００５−１６４２２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
燃料成分としてＭｇＡｌ合金又はＭｇＡｌ系合金を含み、酸化剤として過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩を含み、更に樹脂バインダーとしてシリコーン樹脂を含む着火薬（以下「ＭＡＰＰ系着火薬」と称す場合がある。）は、着火性能に優れるものの、機械的エネルギー、例えば摩擦衝撃等に対する感度が高いため、量産時等において安全に取り扱えるように、摩擦感度を低減させる必要がある。
【００１４】
本発明は、ＭＡＰＰ系着火薬の摩擦等の機械的エネルギーに対する感度を低減して、量産時等における取り扱い性を高めた着火薬と、この着火薬を有するイニシエータと、このイニシエータを備えてなるガス発生器と、このガス発生器を備えたエアバッグ装置及びシートベルト装置と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】
【００１５】
請求項１の着火薬は、燃料成分として、Ｍｇ含有量２０〜７０重量％の、ＭｇＡｌ合金及び／又はＭｇＡｌ系合金の粉末を含み、酸化剤として過塩素酸塩と硝酸カリウムとを含むことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２の着火薬は、請求項１において、過塩素酸塩が過塩素酸カリウムであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３の着火薬は、請求項１又は２において、酸化剤中の過塩素酸塩と硝酸カリウムとの合計に対する硝酸カリウムの含有割合が５〜３０重量％であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４の着火薬は、請求項１ないし３のいずれか１項において、燃料成分としてホウ素粉末又はタングステン粉末を含むことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５の着火薬は、請求項１ないし４のいずれか１項において、燃料成分１０〜６０重量部に対し酸化剤を４０〜９０重量部（合計１００重量部）含むことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６の着火薬は、請求項１ないし５のいずれか１項において、樹脂バインダー又はゴムバインダーを含有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項７の着火薬は、請求項６において、樹脂バインダーがシリコーン樹脂であり、ゴムバインダーがフッ素ゴムであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項８のイニシエータは、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の着火薬を備えてなるものである。
【００２３】
請求項９のガス発生器は請求項８に記載のイニシエータを備えてなるものである。
【００２４】
請求項１０のエアバッグ装置は、請求項９に記載のガス発生器を備えてなるものである。
【００２５】
請求項１１のシートベルト装置は、シートベルトと、緊急時にガス発生器からのガス圧により該シートベルトにプリテンションを付与するプリテンショナとを備えてなるシートベルト装置において、該ガス発生器が請求項９に記載のガス発生器であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明者は、種々の研究の結果、ＭＡＰＰ系着火薬の酸化剤の過塩素酸塩の一部を硝酸カリウムで置き換えることにより、着火薬本来の着火性能を低下させることなく、機械的エネルギー感度、例えば摩擦感度を低減させることができることを見出した。
本発明はかかる知見に基づくものであり、酸化剤として過塩素酸塩と共に硝酸カリウムを配合することにより、取り扱い性と着火性能に優れた着火薬を提供する。
なお、着火薬の摩擦感度が低下すると、管理コストを低減でき、イニシエータを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明において、燃料成分や酸化剤の粉末の平均粒径は、例えばレーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置により計測された値である。
【００２８】
本発明の着火薬は、燃料成分としてＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金粉末を含むものである。
【００２９】
このＭｇＡｌ合金粉末の組成は、Ｍｇ２０〜７０重量％、Ａｌ３０〜８０重量％、好ましくはＭｇ３５〜６５重量％、Ａｌ３５〜６５重量％である。このようにＭｇ含有量を２０重量％以上とすることにより、着火薬の着火時間を短くすることができる。また、Ｍｇ含有量を７０重量％以下とすることにより、ＭｇＡｌ合金が破砕し易いものとなり、着火薬の製造コスト低減を図ることができる。
【００３０】
このＭｇＡｌ合金に対しさらにＣａ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｓｎ、Ｂａ及び希土類金属の少なくとも１種の金属（以下、この金属を添加金属ということがある。）を添加したＭｇＡｌ系合金の粉末も同様の作用効果を有する。また、この添加金属を添加することにより、着火薬の点火時間を短くかつ安定化できると共に、高温での着火性能も向上する。さらに、この添加金属を添加することにより、合金の粉砕性も向上する。
【００３１】
この添加金属は、ＭｇＡｌ系合金中において、０．５〜１０重量％となるように添加されることが好ましい。添加金属を添加する場合においても、ＭｇＡｌ系合金中のＭｇ含有量は２０〜７０重量％であり、好ましくは３０〜６０重量％である。また、添加金属以外の残部におけるＭｇとＡｌとの比率は、Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ａｌ）の重量比率で好ましくは０．４〜０．７、より好ましくは０．４０〜０．６５である。
【００３２】
なお、上記の添加金属のうちでも特に好適なものはＣａである。
【００３３】
上記の合金は、溶製後、例えばボールミルを用い、好ましくは窒素、アルゴンなどの非酸化性雰囲気中で微粉砕される。粉末の平均粒径は１０μｍ以下、１〜１０μｍ、特に５〜９μｍであることが好ましい。
【００３４】
なお、本発明において、燃料成分は上記ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金粉末のみからなるものであっても良く、ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金以外の燃料成分を含むものであっても良い。ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金以外の燃料成分としてはホウ素（Ｂ）粉末又はタングステン（Ｗ）粉末を用いることができ、ＭｇＡｌ合金粉末及び／又はＭｇＡｌ系合金の一部をＢ粉末又はＷ粉末に置換することにより摩擦感度が低減するという効果が奏される。この場合、燃料成分全体に占めるＢ粉末の割合は１０重量％以下、Ｗ粉末の割合は５０重量％以下であることが好ましい。この割合が多過ぎると着火性能が低下する。
【００３５】
なお、Ｂ粉末、Ｗ粉末の平均粒径は、１０μｍ以下、１〜１０μｍ、特に５〜９μｍであることが好ましい。
【００３６】
本発明において、酸化剤としては、過塩素酸塩と硝酸カリウム（ＫＮＯ３）とを用いる。ここで過塩素酸塩としては、過塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ４）、過塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ４）、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ４）２）、過塩素酸バリウム（Ｂａ（ＣｌＯ４）２）等の１種又は２種以上が挙げられるが、中でもＫＣｌＯ４が好適である。
【００３７】
酸化剤に占める硝酸カリウムの割合は多過ぎると過塩素酸塩による優れた着火性能が損なわれ、少な過ぎると硝酸カリウムを併用することによる摩擦感度等の機械的エネルギーに対する感度低減効果を十分に得ることができない。従って、酸化剤中の硝酸カリウムの含有割合は、下記式で算出される過塩素酸塩と硝酸カリウムとの合計に対する硝酸カリウムの重量割合で、５〜３０重量％、特に５〜２０重量％であることが好ましい。
硝酸カリウムの割合（重量％）
＝硝酸カリウム重量／（過塩素酸塩重量＋硝酸カリウム重量） ×１００
【００３８】
酸化剤としては、過塩素酸塩と硝酸カリウム以外の成分、例えばＫＣｌＯ３、ＫＩＯ４、ＫＩＯ３、ＫＭｎＯ４、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＮＨ４ＮＯ３及びＳｒ（ＮＯ３）２等の１種又は２種以上を含んでいても良い。ただし、本発明の効果がより一層顕著となることから、酸化剤はその８０重量％以上、特に１００重量％が硝酸カリウムと過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩とで構成されることが好ましい。
【００３９】
この酸化剤についても、その平均粒径は、１０μｍ以下、１〜１０μｍ、特に５〜９μｍであることが好ましい。
【００４０】
この酸化剤の粉砕は、ボールミル、ジェットミル等で行うことができる。酸化剤はその成分毎に別々に粉砕した後混合しても良いし、予め所定の配合比率で混合した上で一緒に粉砕しても良い。
【００４１】
本発明では、前述の燃料成分１０〜６０重量部に対し９０〜４０重量部の割合（合計で１００重量部）で酸化剤を配合することが好ましい。この割合よりも燃料成分が多く酸化剤が少なくても、また逆に酸化剤が多く燃料成分が少なくても、いずれの場合も着火性能が低下し、着火に要する時間が長くなる。
【００４２】
本発明の着火薬は、上記の着火成分、即ち燃料成分と酸化剤のみからなるものであっても良いが、好ましくは更にシリコーン樹脂等の樹脂バインダー又はフッ素ゴム等のゴムバインダーを含む。シリコーン樹脂等の樹脂バインダー又はフッ素ゴム等のゴムバインダーを配合することにより、着火薬が取り扱い易いものとなる。
【００４３】
この場合、樹脂バインダー又はゴムバインダーの配合量は、上記の着火成分１００重量部に対し０．５〜２０重量部、特に１〜１５重量部程度が好適である。樹脂バインダー又はゴムバインダーの配合量が多過ぎると着火薬の着火性能が低減し、少な過ぎると、樹脂バインダー又はゴムバインダーを配合したことによる取り扱い性の向上効果を十分に得ることができない。
【００４４】
このような着火薬は、例えば前記第１図のようにイニシエータ中に填装される。このイニシエータは例えば前記第２図のようにガス発生器に組み込まれる。ただし、イニシエータやガス発生器の構成は特に限定されるものではなく、図示以外の種々のものにも適用することができる。
【００４５】
次に、第１図のイニシエータ１０を備えたガス発生器と、このガス発生器を備えたエアバッグ装置及びシートベルト装置との一例について第３〜５図を参照して説明する。
【００４６】
第３図は第２図のガス発生器を備えたエアバッグ装置の縦断面図である。
【００４７】
エアバッグ装置８０は、第２図のガス発生器３０と、このガス発生器３０からのガスにより膨張するエアバッグ８１と、該ガス発生器３０及びエアバッグ８１を保持するリテーナ８２と、折り畳まれたエアバッグ８１を覆うように該リテーナ８２に装着されたモジュールカバー８３等を備えている。
【００４８】
エアバッグ８１は、膨張したときに車両乗員等と対向するフロント面及びこれと反対側のリア面を有し、該リア面に、ガス発生器３０が挿入される開口（口元部）８１ａを備えている。
【００４９】
リテーナ８２は、主板部８２ａと、該主板部８２ａの周縁部から下方へ曲成された脚片部８２ｂとからなる。該主板部８２ａの中央部にはガス発生器差込口８２ｃが設けられている。第３図に示すように、このガス発生器差込口８２ｃに該主板部８２ａの裏面側からガス発生器３０の先頭側が挿入されている。このガス発生器差込口８２ｃの周縁部にエアバッグ８１の口元部８１ａが重ね合わされ、取付リング８４によって固定されている。ガス発生器３０の先頭側は該口元部８１ａを介してエアバッグ８１内に配置されている。
【００５０】
取付リング８４からはボルト（スタッドボルト）８４ａが突設されており、このボルト８４ａが該口元部８１ａの周囲及びガス発生器差込口８２ｃの周囲の各挿通孔（符号略）並びにフランジ６９の挿通孔７０に挿通されて該フランジ６９の裏側に延出し、このボルト８４ａにナット８４ｂが締め付けられことにより、エアバッグ８１及びガス発生器３０がリテーナ８２に固定される。
【００５１】
このエアバッグ８１を折り畳み、このエアバッグ８１の折り畳み体を覆うようにモジュールカバー８３が装着されることにより、エアバッグ装置８０が構成される。
【００５２】
なお、この実施の形態では、該モジュールカバー８３の裏面から下方へ脚片部８３ａが立設されており、この脚片部８３ａがリベット等の固着具８３ｂによりリテーナ８２の脚片部８２ｂに固着されている。このモジュールカバー８３は、エアバッグが膨張するときにこのエアバッグ８１に押されて開裂するよう構成されている。符号８３ｃは、この開裂を誘導するテアラインを示している。
【００５３】
かかる構成のガス発生器３０及びエアバッグ装置８０においては、イニシエータ１０の電極１８，２０に通電されると、イニシエータ１０内の着火薬１４が反応し、これにより点火剤４０が点火される。次いで、開口４４を介して該点火剤４０からの高温ガスによりガス発生剤４２が点火され、ガスが発生する。このガスはフィルタ４６を通過して開口４８から即ちエアバッグ８１内に噴出する。この結果、エアバッグ８１が膨張する。このエアバッグ８１は、モジュールカバー８３を押し開けて車両乗員等に対向するように膨張展開し、該車両乗員等を保護する。
【００５４】
第４図はガス発生器を備えたシートベルト装置の全体図、第５図はこのシートベルト装置のリトラクタ（プリテンショナ）の分解斜視図である。
【００５５】
このシートベルト装置９０のシートベルト９１は、一端がリトラクタ９２に巻き取り可能に連結され、他端はアンカ９３によって車体に固定されている。シートベルト９１の途中部分はショルダーアンカ９４及びタング９５にそれぞれ掛け通されている。該アンカ９３はシートの車室側面側に配置されている。シートの該アンカ９３と反対側のサイドには、タング９５がラッチされるバックル装置９６が設けられている。ショルダーアンカ９４は、車室側面の上部に配置されている。
【００５６】
この実施の形態では、リトラクタ９２は、車両緊急時にシートベルト９１に対してプリテンションを加えるプリテンショナと、該シートベルト９１から乗員に加えられる衝撃を吸収する衝撃吸収機構（ＥＡ機構）とが設けられている。以下に、第５図を参照してこのリトラクタ９２の構成について説明する。
【００５７】
このリトラクタ９２のベースフレーム９７の内部にはスプール９８が収納されており、このスプール９８にシートベルト９１の一端側が巻き付けられている。スプール９８の回転に伴ってシートベルト９１の巻き取り及び巻き出しが行われる。スプール９８の軸心にはトーションバー９９が配置されており、該トーションバー９９の一端はロック機構部品１００，１０１を介して支持部材１０２に支持されている。
【００５８】
トーションバー９９は、ＥＡ機構の主要部品であり、シートベルト９１の張力が所定値を超えると塑性捩れ変形し、これに伴ってスプール９８が抗力を受けつつシートベルト９１の巻き出し方向へ回転する。
【００５９】
スプール９８の一端（第５図における左端）にはギア１０３が設けられている。このギア１０３は、第５図の下段左端に示されているリターンスプリングカバー１０４内のギア（図示略）と係合している。このリターンスプリングカバー１０４内のリターンスプリング（図示略）により、スプール９８はシートベルト９１を巻き取る方向に付勢されている。
【００６０】
第５図において該リターンスプリングカバー１０４の右隣に示されているプリテンショナカバー１０５と、第５図の下段右端に示されているプリテンショナプレート１０６との間には、パイプ１０７が設けられている。このパイプ１０７の一端側にガス発生器１０８が取り付けられている。また、このパイプ１０７の内部には、スプリング１０９、ピストン１１０及び複数のボール１１１が配列されている。パイプ１０７の他端近傍の側面には切り欠き状の開口部（符号略）が形成されている。該パイプ１０７の他端側にはガイドブロック１１２が嵌め込まれている。
【００６１】
プリテンショナカバー１０５にはピン１１３が設けられており、このピン１１３に対し、外歯及び内歯を有するリングギア１１４が保持されている。パイプ１０７は、このリングギア１１４の外周を周回するように配設されている。なお、パイプ１０７は、その前記一端側から他端側へ向う方向がスプール９８のシートベルト巻き取り回転方向となるように配置されている。前記開口部はリングギア１０４の外周面と対面するよう配置されており、この開口部に露出した先頭のボール１１１が該リングギア１０４の外歯に係合している。
【００６２】
前記ギア１０３の根元部１１５には、該リングギア１１４の内歯と噛合可能なピニオン１１６が設けられている。リングギア１１４がピン１１３に保持された状態にあるときには、該リングギア１１４とピニオン１１６とは噛合していない。
【００６３】
ガス発生器１０８がガス噴出作動すると、パイプ１０７内にガスが供給され、このガス圧によりボール１１１が該パイプ１０７の前記他端側、即ちスプール９８のシートベルト巻き取り回転方向へ移動する。この際、先頭のボール１１１がリングギア１１４を押圧することによりピン１１３が折れて該ピン１１３によるリングギア１１４の保持が解除され、該リングギア１１４がピニオン１１６に噛合する。
【００６４】
この結果、スプール９８が該ピニオン１１６、リングギア１１４及びボール１１１を介してガス発生器１０８からのガス圧によりシートベルト巻き取り回転方向へ付勢され、該スプール９８にシートベルト９１が巻き取られる。これにより、シートベルト９１にプリテンションが加えられる。
【００６５】
この実施の形態では、ガス発生器１０８は、略円筒形のハウジングを備え、このハウジング内にガス発生剤及び第１図のイニシエータ１０が収容されている。
【００６６】
かかる構成のガス発生器１０８及びシートベルト装置９０においては、イニシエータ１０に通電されると、着火薬１４が反応し、これによりガス発生剤が点火され、ガスが発生する。そして、このガス圧によりガス発生器１０８からパイプ１０７内にガスが噴出する。この結果、リトラクタ９２のプリテンショナ機構が前述のように作動してシートベルト９１にプリテンションが加えられる。
【００６７】
上記の各実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、本発明のイニシエータは上記以外の各種のガス発生器に組み込むことができる。また、このガス発生器は上記以外の各種のエアバッグ装置及びシートベルト装置に組み込むことができる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例及び比較例について説明する。
なお、以下において、ＭｇＡｌ合金粉末としては、Ｍｇ：５０重量％、Ａｌ：５０重量％のＭｇＡｌ合金をボールミルで平均粒径約７μｍに粉砕したものを用いた。また、酸化剤としては、ＫＣｌＯ４とＫＮＯ３（ただし、比較例１ではＫＣｌＯ４のみ）をそれぞれ別々にボールミルで平均粒径約７μｍに粉砕したものを用いた。
【００６９】
また、樹脂バインダーとしては、液性シリコーン樹脂バインダー１ｇに対して酢酸イソアミル約５ｍｌを用いて溶解したものを用いた。このシリコーン樹脂バインダーは常温硬化型であり、溶剤が蒸発して時間が経過した後固化する。
【００７０】
実施例１〜５、比較例１
表１に示す配合で各成分を混合して乾燥させることにより着火薬を調合し、得られた着火薬について、摩擦感度と着火性能を下記方法により調べ、結果を酸化剤中のＫＮＯ３の割合と共に表１に示した。
【００７１】
＜摩擦感度＞
ＪＩＳ Ｋ４８１０（火薬類性能試験方法）により測定した。
＜着火性能＞
着火薬５０ｍｇを金属製カップに計量し、これに、φ２０μｍのニクロム線が溶接されたヘッダーを定押力（１０００Ｎ）で圧入してイニシエータを組み立てた。このように組み立てられたイニシエータに１．２Ａ×２ｍｓの定電流を流し、着火発火時の光を光センサにより検知することにより、着火に要する時間を測定し、これを着火性能の評価とした。なお、測定は７回行い、その平均値で示した。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１より、酸化剤としてＫＣｌＯ４にＫＮＯ３を併用することにより、摩擦感度を低下させることができることが分かる。ただし、着火性能については、酸化剤中のＫＮＯ３の割合が多くなると低下する傾向にあることから、酸化剤中のＫＮＯ３の割合は５〜３０重量％、特に５〜２０重量％が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】イニシエータの一例を示す断面図である。
【図２】ガス発生器の一例を示す断面図である。
【図３】図２のガス発生器を備えたエアバッグ装置の縦断面図である。
【図４】ガス発生器を備えたシートベルト装置の全体図である。
【図５】図４のシートベルト装置のリトラクタの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ イニシエータ
１４ 着火薬
３０，１０８ ガス発生器
４２ ガス発生剤
８０ エアバッグ装置
９０ シートベルト装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料成分として、Ｍｇ含有量２０〜７０重量％の、ＭｇＡｌ合金及び／又はＭｇＡｌ系合金の粉末を含み、酸化剤として過塩素酸塩と硝酸カリウムとを含むことを特徴とする着火薬。
【請求項２】
請求項１において、過塩素酸塩が過塩素酸カリウムであることを特徴とする着火薬。
【請求項３】
請求項１又は２において、酸化剤中の過塩素酸塩と硝酸カリウムとの合計に対する硝酸カリウムの含有割合が５〜３０重量％であることを特徴とする着火薬。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、燃料成分としてホウ素粉末又はタングステン粉末を含むことを特徴とする着火薬。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、燃料成分１０〜６０重量部に対し酸化剤を４０〜９０重量部（合計１００重量部）含むことを特徴とする着火薬。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、樹脂バインダー又はゴムバインダーを含有することを特徴とする着火薬。
【請求項７】
請求項６において、樹脂バインダーがシリコーン樹脂であり、ゴムバインダーがフッ素ゴムであることを特徴とする着火薬。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の着火薬を備えてなるイニシエータ。
【請求項９】
請求項８に記載のイニシエータを備えてなるガス発生器。
【請求項１０】
請求項９に記載のガス発生器を備えてなるエアバッグ装置。
【請求項１１】
シートベルトと、緊急時にガス発生器からのガス圧により該シートベルトにプリテンションを付与するプリテンショナとを備えてなるシートベルト装置において、
該ガス発生器が請求項９に記載のガス発生器であることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１】
燃料成分として、Ｍｇ含有量２０〜７０重量％の、ＭｇＡｌ合金及び／又はＭｇＡｌ系合金の粉末を含み、酸化剤として過塩素酸塩と硝酸カリウムとを含むことを特徴とする着火薬。
【請求項２】
請求項１において、過塩素酸塩が過塩素酸カリウムであることを特徴とする着火薬。
【請求項３】
請求項１又は２において、酸化剤中の過塩素酸塩と硝酸カリウムとの合計に対する硝酸カリウムの含有割合が５〜３０重量％であることを特徴とする着火薬。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、燃料成分としてホウ素粉末又はタングステン粉末を含むことを特徴とする着火薬。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、燃料成分１０〜６０重量部に対し酸化剤を４０〜９０重量部（合計１００重量部）含むことを特徴とする着火薬。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、樹脂バインダー又はゴムバインダーを含有することを特徴とする着火薬。
【請求項７】
請求項６において、樹脂バインダーがシリコーン樹脂であり、ゴムバインダーがフッ素ゴムであることを特徴とする着火薬。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の着火薬を備えてなるイニシエータ。
【請求項９】
請求項８に記載のイニシエータを備えてなるガス発生器。
【請求項１０】
請求項９に記載のガス発生器を備えてなるエアバッグ装置。
【請求項１１】
シートベルトと、緊急時にガス発生器からのガス圧により該シートベルトにプリテンションを付与するプリテンショナとを備えてなるシートベルト装置において、
該ガス発生器が請求項９に記載のガス発生器であることを特徴とするシートベルト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−３０９７０（Ｐ２００８−３０９７０Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０３４４８（Ｐ２００６−２０３４４８）
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（３０６００９５８１）タカタ株式会社 (812)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（３０６００９５８１）タカタ株式会社 (812)
【Ｆターム（参考）】
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