JP2800875B2 - 車両搭乗者衝撃抑制具のためのガス発生器 - Google Patents
車両搭乗者衝撃抑制具のためのガス発生器Info
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- JP2800875B2 JP2800875B2 JP5313083A JP31308393A JP2800875B2 JP 2800875 B2 JP2800875 B2 JP 2800875B2 JP 5313083 A JP5313083 A JP 5313083A JP 31308393 A JP31308393 A JP 31308393A JP 2800875 B2 JP2800875 B2 JP 2800875B2
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- gas generating
- gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
- B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
- B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
- B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
- B60R21/264—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous generation of gas, e.g. pyrotechnic
- B60R21/2644—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous generation of gas, e.g. pyrotechnic using only solid reacting substances, e.g. pellets, powder
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B35/00—Compositions containing a metal azide
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エアバッグのような車
両搭乗者衝撃抑制具のためのガス発生器に関し、またガ
ス発生器において用いられるガス発生組成物に関する。
両搭乗者衝撃抑制具のためのガス発生器に関し、またガ
ス発生器において用いられるガス発生組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】エアバッグやシートベルトのためのプリ
テンショナー機構のような車両搭乗者衝撃抑制具を作動
させるガスを発生させるために、多くのガス発生組成物
が提案されている。特にエアバッグについては、窒素の
ような不活性ガスを生成させる組成物が好ましい。
テンショナー機構のような車両搭乗者衝撃抑制具を作動
させるガスを発生させるために、多くのガス発生組成物
が提案されている。特にエアバッグについては、窒素の
ような不活性ガスを生成させる組成物が好ましい。
【０００３】アルカリ金属アジド燃料とこの燃料のため
の金属オキシダントからなる固体窒素発生組成物を用い
て、良好な結果が得られている。これらの物質からなる
組成物は、燃焼すると窒素ガスとともにその他の反応生
成物を生成する。
の金属オキシダントからなる固体窒素発生組成物を用い
て、良好な結果が得られている。これらの物質からなる
組成物は、燃焼すると窒素ガスとともにその他の反応生
成物を生成する。
【０００４】固体窒素発生組成物はガス発生装置の中に
収容されている。ガス発生装置の大きさと重量は、かな
りの程度までガス発生材料の量に依存する。エアバッグ
を膨張させるのに十分なガスを発生させるためには、か
なりの量の窒素発生組成物が必要である。ガス発生装置
は、特に運転者側のエアバッグについては、車両のハン
ドルの中に装着するのに適応するように、小さく軽量で
なければならない。もし窒素発生組成物の量をガス発生
装置の性能に著しい影響を及ぼすことなく低減させるこ
とができるならば、ガス発生装置の大きさと重量をそれ
に比例して低減させることができる。
収容されている。ガス発生装置の大きさと重量は、かな
りの程度までガス発生材料の量に依存する。エアバッグ
を膨張させるのに十分なガスを発生させるためには、か
なりの量の窒素発生組成物が必要である。ガス発生装置
は、特に運転者側のエアバッグについては、車両のハン
ドルの中に装着するのに適応するように、小さく軽量で
なければならない。もし窒素発生組成物の量をガス発生
装置の性能に著しい影響を及ぼすことなく低減させるこ
とができるならば、ガス発生装置の大きさと重量をそれ
に比例して低減させることができる。
【０００５】米国特許第3,741,585号明細書は、車両の
衝突バッグを膨張させるためのガス発生組成物を開示し
ている。その組成物は金属アジドと酸化剤からなる。リ
チウムアジド（ＬiＮ3）が適当な金属アジドの一つとし
て挙げられている。しかし、この材料が使用する反応は
何も開示されていない。酸化剤としては、金属酸化物、
金属硫化物または硫黄、金属ヨウ化物または有機ヨウ化
物、あるいは有機塩化物を使用することができる。その
特許で挙げられている金属酸化物の例は、三酸化モリブ
デン、三酸化タングステン、二酸化鉛、および五酸化バ
ナジウムである。その組成物は酸化剤を１〜７５重量％
含んでいてよい。しかし、好ましい組成物は金属アジド
を３０〜７５重量％、例えばナトリウムアジドを３０〜
７５重量％含有している。
衝突バッグを膨張させるためのガス発生組成物を開示し
ている。その組成物は金属アジドと酸化剤からなる。リ
チウムアジド（ＬiＮ3）が適当な金属アジドの一つとし
て挙げられている。しかし、この材料が使用する反応は
何も開示されていない。酸化剤としては、金属酸化物、
金属硫化物または硫黄、金属ヨウ化物または有機ヨウ化
物、あるいは有機塩化物を使用することができる。その
特許で挙げられている金属酸化物の例は、三酸化モリブ
デン、三酸化タングステン、二酸化鉛、および五酸化バ
ナジウムである。その組成物は酸化剤を１〜７５重量％
含んでいてよい。しかし、好ましい組成物は金属アジド
を３０〜７５重量％、例えばナトリウムアジドを３０〜
７５重量％含有している。
【０００６】米国特許第3,895,098号明細書は、車両搭
乗者衝撃抑制システムのためのガス発生組成物を開示し
ている。その組成物はアルカリ金属アジドと金属酸化物
を含有する。その特許は、適当なアルカリ金属アジドの
一つとしてリチウムアジドを挙げている。その特許は、
燃焼時のアルカリ金属の形成を防ぐために、わずかに過
剰の金属酸化物が必要であるとしている。もしアルカリ
金属が形成されるならば、空気と接触して自動的に燃焼
する可能性があり、従って火災が発生する危険性があ
る。また、アルカリ金属の残留物は水分と反応して水素
を生成する可能性があり、それは望ましくない副生成物
である。
乗者衝撃抑制システムのためのガス発生組成物を開示し
ている。その組成物はアルカリ金属アジドと金属酸化物
を含有する。その特許は、適当なアルカリ金属アジドの
一つとしてリチウムアジドを挙げている。その特許は、
燃焼時のアルカリ金属の形成を防ぐために、わずかに過
剰の金属酸化物が必要であるとしている。もしアルカリ
金属が形成されるならば、空気と接触して自動的に燃焼
する可能性があり、従って火災が発生する危険性があ
る。また、アルカリ金属の残留物は水分と反応して水素
を生成する可能性があり、それは望ましくない副生成物
である。
【０００７】また米国特許第3,931,040号明細書は、ア
ルカリ金属アジドと金属酸化物が燃焼して窒素含有ガス
が生成することを開示している。様々なアジドと様々な
酸化物による多くの反応が開示されている。その特許で
開示されている反応式の一つはリチウムアジドを用い
る。そのリチウムアジドは、化学量論量の二酸化チタン
と反応する。この反応は、米国特許第3,895,098号明細
書で提出されている理由により実行不可能であろう。特
に、過剰な金属酸化物がない場合は、アルカリ金属の残
留物が火災を起こす可能性がある。
ルカリ金属アジドと金属酸化物が燃焼して窒素含有ガス
が生成することを開示している。様々なアジドと様々な
酸化物による多くの反応が開示されている。その特許で
開示されている反応式の一つはリチウムアジドを用い
る。そのリチウムアジドは、化学量論量の二酸化チタン
と反応する。この反応は、米国特許第3,895,098号明細
書で提出されている理由により実行不可能であろう。特
に、過剰な金属酸化物がない場合は、アルカリ金属の残
留物が火災を起こす可能性がある。
【０００８】米国特許第4,758,287号明細書は、アルカ
リ金属アジドと金属酸化物の反応を開示しているもう一
つの特許である。この特許は主として、多孔質の推進粒
子を調製する方法に向けられている。その特許において
は、リチウムアジドの使用を伴う反応式は何も開示され
ていない。その特許は、アルカリ金属の形成を防ぐため
に、化学量論的に過剰な金属酸化物の使用を開示し請求
している。
リ金属アジドと金属酸化物の反応を開示しているもう一
つの特許である。この特許は主として、多孔質の推進粒
子を調製する方法に向けられている。その特許において
は、リチウムアジドの使用を伴う反応式は何も開示され
ていない。その特許は、アルカリ金属の形成を防ぐため
に、化学量論的に過剰な金属酸化物の使用を開示し請求
している。
【０００９】
【発明の要約】本発明は車両搭乗者衝撃抑制装置に関す
る。その装置は、車両搭乗者衝撃抑制具と、ハウジング
と、ハウジング内のガス発生組成物と、ガス発生組成物
を点火させるための点火器と、ガスを車両搭乗者衝撃抑
制具の中へ導入させるためのガス流通手段とからなる。
本発明の好ましい態様においては、車両搭乗者衝撃抑制
具はエアバッグである。
る。その装置は、車両搭乗者衝撃抑制具と、ハウジング
と、ハウジング内のガス発生組成物と、ガス発生組成物
を点火させるための点火器と、ガスを車両搭乗者衝撃抑
制具の中へ導入させるためのガス流通手段とからなる。
本発明の好ましい態様においては、車両搭乗者衝撃抑制
具はエアバッグである。
【００１０】ガス発生組成物はリチウムアジド（Ｌi
Ｎ3）と金属オキシダント（ＭeＯ）からなり、ここでＯ
は酸素と硫黄のいずれでもよい。金属オキシダントは、
ガス発生組成物中にリチウムアジドに対して化学量論量
以下の量で存在する。リチウムアジド対金属オキシダン
トのモル比は、ガス発生組成物が燃焼したときに、燃焼
生成物中の過剰のリチウムが窒素と反応して窒化リチウ
ム（Ｌi3Ｎ）を形成するような比率である。
Ｎ3）と金属オキシダント（ＭeＯ）からなり、ここでＯ
は酸素と硫黄のいずれでもよい。金属オキシダントは、
ガス発生組成物中にリチウムアジドに対して化学量論量
以下の量で存在する。リチウムアジド対金属オキシダン
トのモル比は、ガス発生組成物が燃焼したときに、燃焼
生成物中の過剰のリチウムが窒素と反応して窒化リチウ
ム（Ｌi3Ｎ）を形成するような比率である。
【００１１】車両搭乗者衝撃抑制装置は、燃焼生成物を
冷却するための冷却表面を有している。冷却表面の量
は、燃焼生成物を窒化リチウムの融点より低い温度ま
で、好ましくは約８５０℃より低い温度まで冷却するの
に有効な量であるのが好ましい。
冷却するための冷却表面を有している。冷却表面の量
は、燃焼生成物を窒化リチウムの融点より低い温度ま
で、好ましくは約８５０℃より低い温度まで冷却するの
に有効な量であるのが好ましい。
【００１２】好ましい金属オキシダントは酸化鉄（Ｆe2
Ｏ3）である。本発明のガス発生組成物中のリチウムア
ジド対酸化鉄の好ましいモル比は約７：１以上である。
Ｏ3）である。本発明のガス発生組成物中のリチウムア
ジド対酸化鉄の好ましいモル比は約７：１以上である。
【００１３】また本発明は、活性成分を含む車両搭乗者
衝撃抑制具のためのガス発生組成物に関し、この組成物
は、本質的にリチウムアジド（ＬiＮ3）と金属オキシダ
ント（ＭeＯ）からなり、ここでＯは酸素と硫黄のいず
れでもよい。金属オキシダントはガス発生組成物中に化
学量論量以下の量でリチウムアジドとともに存在し、リ
チウムアジドと金属オキシダントは燃焼時に窒化リチウ
ム（Ｌi3Ｎ）を生成する。
衝撃抑制具のためのガス発生組成物に関し、この組成物
は、本質的にリチウムアジド（ＬiＮ3）と金属オキシダ
ント（ＭeＯ）からなり、ここでＯは酸素と硫黄のいず
れでもよい。金属オキシダントはガス発生組成物中に化
学量論量以下の量でリチウムアジドとともに存在し、リ
チウムアジドと金属オキシダントは燃焼時に窒化リチウ
ム（Ｌi3Ｎ）を生成する。
【００１４】さらに好ましくは、本発明のガス発生組成
物は活性成分を含むものであり、この活性成分は本質的
に、下記の式に従って反応するのに有効なモル比でのリ
チウムアジドと金属オキシダントからなる： ここでＯは酸素と硫黄のいずれでもよい。好ましくは、
ｚは（３＋２ｙ）にほぼ等しい。
物は活性成分を含むものであり、この活性成分は本質的
に、下記の式に従って反応するのに有効なモル比でのリ
チウムアジドと金属オキシダントからなる： ここでＯは酸素と硫黄のいずれでもよい。好ましくは、
ｚは（３＋２ｙ）にほぼ等しい。
【００１５】
【好ましい態様の説明】本発明のさらなる態様は、添付
図面を参照して以下の説明によって、当業者にとって明
らかなものとなるだろう。
図面を参照して以下の説明によって、当業者にとって明
らかなものとなるだろう。
【００１６】図１を参照すれば、本発明の車両搭乗者衝
撃抑制装置１２はハウジング１４を有する。ハウジング
１４はガス発生組成物１６を収容している。ガス発生組
成物１６は、ガス発生組成物１６と作動上連係している
点火器１８によって点火される。リード線１９が、車両
の衝突のような事態に反応するセンサーと電源とを含む
電気回路から点火器１８へ電流を運ぶ。装置１２はま
た、車両搭乗者衝撃抑制具２０を有している。ガス流通
手段２２がガスを車両搭乗者衝撃抑制具２０へ運ぶが、
このガスはハウジング１４内のガス発生組成物１６の燃
焼によって発生する。ガス流通手段２２は冷却表面２４
例えば多数の網目を有するふるいを有していて、これに
よってガスが冷却される。網目のふるいに加えて、冷却
表面２４はガスの流れから粒子を濾過するためのフィル
ター表面を有していてもよい。そのようなフィルター表
面はガスの流れを濾過するだけでなく、ガスの流れを冷
却するように機能する。
撃抑制装置１２はハウジング１４を有する。ハウジング
１４はガス発生組成物１６を収容している。ガス発生組
成物１６は、ガス発生組成物１６と作動上連係している
点火器１８によって点火される。リード線１９が、車両
の衝突のような事態に反応するセンサーと電源とを含む
電気回路から点火器１８へ電流を運ぶ。装置１２はま
た、車両搭乗者衝撃抑制具２０を有している。ガス流通
手段２２がガスを車両搭乗者衝撃抑制具２０へ運ぶが、
このガスはハウジング１４内のガス発生組成物１６の燃
焼によって発生する。ガス流通手段２２は冷却表面２４
例えば多数の網目を有するふるいを有していて、これに
よってガスが冷却される。網目のふるいに加えて、冷却
表面２４はガスの流れから粒子を濾過するためのフィル
ター表面を有していてもよい。そのようなフィルター表
面はガスの流れを濾過するだけでなく、ガスの流れを冷
却するように機能する。
【００１７】好ましい車両搭乗者衝撃抑制具は、衝突が
起きたときに車両搭乗者にかかる衝撃を抑制する膨張式
のエアバッグである。本発明で用いることのできる他の
搭乗者衝撃抑制具は、膨張式のシートベルトとシートベ
ルトのプリテンショナー機構である。
起きたときに車両搭乗者にかかる衝撃を抑制する膨張式
のエアバッグである。本発明で用いることのできる他の
搭乗者衝撃抑制具は、膨張式のシートベルトとシートベ
ルトのプリテンショナー機構である。
【００１８】本発明は特定の構造の車両搭乗者衝撃抑制
装置には限定されない。本発明のガス発生組成物を用い
て使用するのに適当な構造の一つは、米国特許第4,902,
036号明細書（Ｚander等）に開示されている。この特許
において開示されている装置は、車両の搭乗者と車両の
内部との間にエアバッグを設定するための手段を有して
いて、それによって、車両を含めた衝突が起きたとき
に、搭乗者が車両の内部と衝突するのが防護される。そ
の装置は車両のハンドルの中に装備することができる。
ハウジングを含めたガス発生器が十分な量のガス状の燃
焼生成物を発生させて、エアバッグを膨張させる。ハウ
ジングは点火器を有していて、それはハウジング内に軸
方向に配置されている。ガス発生組成物は点火器の回り
にドーナッツ形に配置されている。点火器が点火した直
後、点火器から発生した反応生成物がガス発生組成物を
発火させる。
装置には限定されない。本発明のガス発生組成物を用い
て使用するのに適当な構造の一つは、米国特許第4,902,
036号明細書（Ｚander等）に開示されている。この特許
において開示されている装置は、車両の搭乗者と車両の
内部との間にエアバッグを設定するための手段を有して
いて、それによって、車両を含めた衝突が起きたとき
に、搭乗者が車両の内部と衝突するのが防護される。そ
の装置は車両のハンドルの中に装備することができる。
ハウジングを含めたガス発生器が十分な量のガス状の燃
焼生成物を発生させて、エアバッグを膨張させる。ハウ
ジングは点火器を有していて、それはハウジング内に軸
方向に配置されている。ガス発生組成物は点火器の回り
にドーナッツ形に配置されている。点火器が点火した直
後、点火器から発生した反応生成物がガス発生組成物を
発火させる。
【００１９】本発明の点火器１８は、Ｚander等の特許
第4,902,036号において示されている点火器と同様のも
のにすることができる。この点火器は、少量の点火可能
な燃焼性材料を充填した導火爆管を有している。リード
線によって電流が導火爆管に通される。この電流によっ
て、少量充填された点火可能な材料を発火させる熱が発
生する。電流は、車両の衝突のような事態に応答するセ
ンサーによって、電源を含む電気回路が閉ざされたとき
に供給される。点火器はまた、ホウ素含有硝酸カリウム
のような急速に燃焼する材料を収容している缶を有して
いる。急速燃焼材料は、前記の少量充填された点火可能
な材料によって発火する。急速燃焼材料の発火によっ
て、ガス発生組成物を発火させるのに要するしきい値エ
ネルギーが供給される。このしきい値エネルギーを発生
させることが可能な他の公知の点火装置を用いることも
できる。
第4,902,036号において示されている点火器と同様のも
のにすることができる。この点火器は、少量の点火可能
な燃焼性材料を充填した導火爆管を有している。リード
線によって電流が導火爆管に通される。この電流によっ
て、少量充填された点火可能な材料を発火させる熱が発
生する。電流は、車両の衝突のような事態に応答するセ
ンサーによって、電源を含む電気回路が閉ざされたとき
に供給される。点火器はまた、ホウ素含有硝酸カリウム
のような急速に燃焼する材料を収容している缶を有して
いる。急速燃焼材料は、前記の少量充填された点火可能
な材料によって発火する。急速燃焼材料の発火によっ
て、ガス発生組成物を発火させるのに要するしきい値エ
ネルギーが供給される。このしきい値エネルギーを発生
させることが可能な他の公知の点火装置を用いることも
できる。
【００２０】ハウジング１４の中のガス発生組成物１６
は、所望の形状にした粒子の状態にすることができる。
ガス発生組成物は、組成物中の主要な活性成分として、
リチウムアジド（ＬiＮ3）と金属オキシダント（Ｍe
Ｏ）を含む。ここでＯは酸素または硫黄である。金属オ
キシダントは、ガス発生組成物中にリチウムアジドに対
して化学量論量以下の量で存在する。従って、本発明の
ガス発生組成物は燃料富化である。
は、所望の形状にした粒子の状態にすることができる。
ガス発生組成物は、組成物中の主要な活性成分として、
リチウムアジド（ＬiＮ3）と金属オキシダント（Ｍe
Ｏ）を含む。ここでＯは酸素または硫黄である。金属オ
キシダントは、ガス発生組成物中にリチウムアジドに対
して化学量論量以下の量で存在する。従って、本発明の
ガス発生組成物は燃料富化である。
【００２１】好ましい金属オキシダント（ＭeＯ）は酸
化鉄（Ｆe2Ｏ3）である。しかし、金属オキシダント
は、アルカリ金属アジドを燃焼させるために用いられる
他の多くの酸化物または硫化物のいずれであってもよ
い。
化鉄（Ｆe2Ｏ3）である。しかし、金属オキシダント
は、アルカリ金属アジドを燃焼させるために用いられる
他の多くの酸化物または硫化物のいずれであってもよ
い。
【００２２】好ましいものは遷移金属の酸化物、酸化ホ
ウ素（Ｂ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａl2Ｏ3）、酸化
ケイ素（ＳiＯ2）、およびこれらの酸化物の硫黄による
等価物である。適当な遷移金属酸化物の例は、酸化鉄
（Ｆe3Ｏ4）、酸化銅（ＣuＯ）、二酸化チタン（Ｔi
Ｏ2）、酸化ニッケル（ＮiＯ）、酸化亜鉛（ＺnＯ）、
酸化マンガン（ＭnＯ2）、五酸化バナジウム（Ｖ
2Ｏ5）、三酸化モリブデン（ＭoＯ3）、酸化ジルコニウ
ム（ＺrＯ2）、三酸化タングステン（ＷＯ3）、および
これらの酸化物の硫黄による等価物である。金属の酸化
物と硫化物の混合物を用いることもできる。
ウ素（Ｂ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａl2Ｏ3）、酸化
ケイ素（ＳiＯ2）、およびこれらの酸化物の硫黄による
等価物である。適当な遷移金属酸化物の例は、酸化鉄
（Ｆe3Ｏ4）、酸化銅（ＣuＯ）、二酸化チタン（Ｔi
Ｏ2）、酸化ニッケル（ＮiＯ）、酸化亜鉛（ＺnＯ）、
酸化マンガン（ＭnＯ2）、五酸化バナジウム（Ｖ
2Ｏ5）、三酸化モリブデン（ＭoＯ3）、酸化ジルコニウ
ム（ＺrＯ2）、三酸化タングステン（ＷＯ3）、および
これらの酸化物の硫黄による等価物である。金属の酸化
物と硫化物の混合物を用いることもできる。
【００２３】リチウムアジドはエネルギー的に強力な材
料である。燃料富化比率にある場合、リチウムアジドは
発火すると次式に従って金属オキシダントと反応して、
窒素、酸化リチウム、窒化リチウム（Ｌi3Ｎ）、および
（金属オキシダントの）元素金属を生成する： ここでＯは酸素と硫黄のいずれかである。好ましくは、
ｚは（３＋２ｙ）にほぼ等しい。
料である。燃料富化比率にある場合、リチウムアジドは
発火すると次式に従って金属オキシダントと反応して、
窒素、酸化リチウム、窒化リチウム（Ｌi3Ｎ）、および
（金属オキシダントの）元素金属を生成する： ここでＯは酸素と硫黄のいずれかである。好ましくは、
ｚは（３＋２ｙ）にほぼ等しい。
【００２４】下記の表１は、本発明に従う代表的な金属
酸化物とリチウムアジドによって起こる代表的な反応を
示す。 表 １ 化学量論量以下の場合 ９ＬiＮ3 ＋ Ｆe2Ｏ3 → 13Ｎ2 ＋ ３Ｌi2Ｏ ＋ Ｌi3Ｎ ＋ ２Ｆe ７ＬiＮ3 ＋ＴiＯ2 → 10Ｎ2 ＋ ２Ｌi2Ｏ ＋ Ｌi3Ｎ ＋ Ｔi ５ＬiＮ3 ＋ ＣuＯ → ７Ｎ2 ＋ Ｌi2Ｏ ＋ Ｌi3Ｎ ＋ Ｃu
酸化物とリチウムアジドによって起こる代表的な反応を
示す。 表 １ 化学量論量以下の場合 ９ＬiＮ3 ＋ Ｆe2Ｏ3 → 13Ｎ2 ＋ ３Ｌi2Ｏ ＋ Ｌi3Ｎ ＋ ２Ｆe ７ＬiＮ3 ＋ＴiＯ2 → 10Ｎ2 ＋ ２Ｌi2Ｏ ＋ Ｌi3Ｎ ＋ Ｔi ５ＬiＮ3 ＋ ＣuＯ → ７Ｎ2 ＋ Ｌi2Ｏ ＋ Ｌi3Ｎ ＋ Ｃu
【００２５】下記の表２は、化学量論量の金属酸化物と
リチウムアジドを用いた場合に起こる比較の反応を示
す。 表 ２ 化学量論量の場合 ６ＬiＮ3 ＋ Ｆe2Ｏ3 → ３Ｌi2Ｏ ＋ ２Ｆe ＋ ９Ｎ2 ４ＬiＮ3 ＋ ＴiＯ2 → ２Ｌi2Ｏ ＋ Ｔi ＋ ６Ｎ2 ２ＬiＮ3 ＋ ＣuＯ → Ｌi2Ｏ ＋ Ｃu ＋ ３Ｎ2
リチウムアジドを用いた場合に起こる比較の反応を示
す。 表 ２ 化学量論量の場合 ６ＬiＮ3 ＋ Ｆe2Ｏ3 → ３Ｌi2Ｏ ＋ ２Ｆe ＋ ９Ｎ2 ４ＬiＮ3 ＋ ＴiＯ2 → ２Ｌi2Ｏ ＋ Ｔi ＋ ６Ｎ2 ２ＬiＮ3 ＋ ＣuＯ → Ｌi2Ｏ ＋ Ｃu ＋ ３Ｎ2
【００２６】表１と表２を比較すれば、本質的に同じ量
のガス発生材料を用いた場合、金属酸化物対アジドの比
率が化学量論量以下のときに、実質的により多量の窒素
が生成されることがわかる。例えば酸化鉄を用いた場
合、表１では窒素は１３モルであるのに対して、表２で
は９モルである。二酸化チタンを用いた場合は１０モル
と６モルであり、酸化銅を用いた場合は７モルと３モル
である。
のガス発生材料を用いた場合、金属酸化物対アジドの比
率が化学量論量以下のときに、実質的により多量の窒素
が生成されることがわかる。例えば酸化鉄を用いた場
合、表１では窒素は１３モルであるのに対して、表２で
は９モルである。二酸化チタンを用いた場合は１０モル
と６モルであり、酸化銅を用いた場合は７モルと３モル
である。
【００２７】ガス発生装置において装置の重量と容積
は、用いられるガス発生組成物の重量と容積にほぼ比例
する。単位容積のガス発生組成物についてガスの発生量
が多ければ多いほど、必要なガス発生組成物の量は少な
くなる。ひいては、ガス発生組成物の量が少なくなれ
ば、ガス発生装置自体の重量と容積が実質的に低減す
る。
は、用いられるガス発生組成物の重量と容積にほぼ比例
する。単位容積のガス発生組成物についてガスの発生量
が多ければ多いほど、必要なガス発生組成物の量は少な
くなる。ひいては、ガス発生組成物の量が少なくなれ
ば、ガス発生装置自体の重量と容積が実質的に低減す
る。
【００２８】表１の上記の反応において、ガス発生組成
物中のリチウムの一部のモル量だけが酸化されることに
注目すべきである。表１における酸化鉄を用いた反応に
おいて、１モルの窒素が３モルのリチウムと結合して窒
化リチウムが生成する。この反応は、燃焼反応によって
リチウム金属が形成されるのを防止するのに必要であ
る。
物中のリチウムの一部のモル量だけが酸化されることに
注目すべきである。表１における酸化鉄を用いた反応に
おいて、１モルの窒素が３モルのリチウムと結合して窒
化リチウムが生成する。この反応は、燃焼反応によって
リチウム金属が形成されるのを防止するのに必要であ
る。
【００２９】反応生成物としての窒化リチウムを得るた
めに、本発明の車両搭乗者衝撃抑制装置１２に設けられ
る冷却表面２４の量は、反応物質の火炎温度を窒化リチ
ウムの融点以下好ましくは約８５０℃以下まで冷却する
のに十分な量であるのが好ましい。
めに、本発明の車両搭乗者衝撃抑制装置１２に設けられ
る冷却表面２４の量は、反応物質の火炎温度を窒化リチ
ウムの融点以下好ましくは約８５０℃以下まで冷却する
のに十分な量であるのが好ましい。
【００３０】本発明のガス発生組成物中の金属オキシダ
ント対リチウムアジドの重量比率は、反応生成物の一つ
としての窒化リチウムが生成するのに有効な、または元
素状リチウムが形成されるのが避けられるのに有効な比
率であれば、いかなる比率であってもよい。図２は、反
応生成物のモル数を、本質的にリチウムアジドと酸化鉄
からなるガス発生組成物中のリチウムアジドの重量百分
率に対してプロットしたグラフである。図２のデータは
計算値である。６５重量％のリチウムアジドにおいて、
モル比は化学量論比である。データの四角形の点は、生
成された窒素のモル数を示す。図２から、リチウムアジ
ドの重量％が約６０％以上に増加すれば、生成される窒
素ガスの量は増加し、このことは本発明の目的を満足す
る、すなわち窒素の生成がより多くなる、ということが
わかる。しかし図２はまた、三角形の点においては窒化
リチウム（Ｌi3Ｎ）が生成することも示している。そこ
でわかるように、この反応生成物は重量％が約６５％以
上（６.５：１以上のモル比）になるまで形成されな
い。
ント対リチウムアジドの重量比率は、反応生成物の一つ
としての窒化リチウムが生成するのに有効な、または元
素状リチウムが形成されるのが避けられるのに有効な比
率であれば、いかなる比率であってもよい。図２は、反
応生成物のモル数を、本質的にリチウムアジドと酸化鉄
からなるガス発生組成物中のリチウムアジドの重量百分
率に対してプロットしたグラフである。図２のデータは
計算値である。６５重量％のリチウムアジドにおいて、
モル比は化学量論比である。データの四角形の点は、生
成された窒素のモル数を示す。図２から、リチウムアジ
ドの重量％が約６０％以上に増加すれば、生成される窒
素ガスの量は増加し、このことは本発明の目的を満足す
る、すなわち窒素の生成がより多くなる、ということが
わかる。しかし図２はまた、三角形の点においては窒化
リチウム（Ｌi3Ｎ）が生成することも示している。そこ
でわかるように、この反応生成物は重量％が約６５％以
上（６.５：１以上のモル比）になるまで形成されな
い。
【００３１】図３を参照すれば、これは図１のガス発生
組成物中のリチウムアジドの重量百分率を温度に対して
プロットしたものであるが、好ましい重量％は少なくと
も約７０％（少なくとも約７：１のモル比）であること
がわかる。言い換えれば、少なくとも約７０モル％がリ
チウムアジドである。図３は２つの曲線、すなわちチャ
ンバーの温度の曲線と排気温度の曲線を示している。両
者の曲線のデータは計算値である。チャンバー温度の曲
線のデータは１０００psi のチャンバー圧力について、
また、排気温度曲線のデータは１気圧の排気圧力につい
て計算された。図３はまた、約８５０℃において水平線
を有するが、それは窒化リチウムの融点を示す。図３
は、約６５重量％以上においてリチウムアジドの重量％
が増大するとき、火炎温度が低下することを示してい
る。しかし、アジドの量が約７０重量％までは、排気温
度でさえもリチウムアジドの融点以上にある。以上に示
したように、燃焼生成物を窒化リチウムの融点以下の温
度まで冷却して、それによって窒化リチウムの形成を促
進するのが望ましい。
組成物中のリチウムアジドの重量百分率を温度に対して
プロットしたものであるが、好ましい重量％は少なくと
も約７０％（少なくとも約７：１のモル比）であること
がわかる。言い換えれば、少なくとも約７０モル％がリ
チウムアジドである。図３は２つの曲線、すなわちチャ
ンバーの温度の曲線と排気温度の曲線を示している。両
者の曲線のデータは計算値である。チャンバー温度の曲
線のデータは１０００psi のチャンバー圧力について、
また、排気温度曲線のデータは１気圧の排気圧力につい
て計算された。図３はまた、約８５０℃において水平線
を有するが、それは窒化リチウムの融点を示す。図３
は、約６５重量％以上においてリチウムアジドの重量％
が増大するとき、火炎温度が低下することを示してい
る。しかし、アジドの量が約７０重量％までは、排気温
度でさえもリチウムアジドの融点以上にある。以上に示
したように、燃焼生成物を窒化リチウムの融点以下の温
度まで冷却して、それによって窒化リチウムの形成を促
進するのが望ましい。
【００３２】図２と図３のデータは酸化鉄を含有する組
成物についてのものであるが、燃焼の反応物質と生成物
についての同様の関係は、他の金属オキシダントが用い
られる場合にも当てはまる。このことと図２と図３のデ
ータに基づいて、金属酸化物は少なくとも約１５モル％
の量だけ化学量論量以下とすべきであると決定された。
すなわち、アジドを少なくとも約１５モル％過剰、好ま
しくは約２０〜約７０モル％過剰とすべきである。過剰
のモル％は次式によって計算することができる： 金属酸化物が酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）であるとき、ガス発生
組成物中で約２０〜５０モル％過剰のリチウムアジドを
用いるのが好ましい。
成物についてのものであるが、燃焼の反応物質と生成物
についての同様の関係は、他の金属オキシダントが用い
られる場合にも当てはまる。このことと図２と図３のデ
ータに基づいて、金属酸化物は少なくとも約１５モル％
の量だけ化学量論量以下とすべきであると決定された。
すなわち、アジドを少なくとも約１５モル％過剰、好ま
しくは約２０〜約７０モル％過剰とすべきである。過剰
のモル％は次式によって計算することができる： 金属酸化物が酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）であるとき、ガス発生
組成物中で約２０〜５０モル％過剰のリチウムアジドを
用いるのが好ましい。
【００３３】本発明の上述の説明から、当業者であれば
改善手段、変更手段あるいは修正手段を理解するであろ
う。当業者が理解する範囲内でのそのような改善手段、
変更手段あるいは修正手段は、特許請求の範囲内のもの
である。
改善手段、変更手段あるいは修正手段を理解するであろ
う。当業者が理解する範囲内でのそのような改善手段、
変更手段あるいは修正手段は、特許請求の範囲内のもの
である。
【図１】本発明に従う車両搭乗者衝撃抑制装置の概略図
である。
である。
【図２】リチウムアジドと酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）を含有す
るガス発生組成物の燃焼によって形成される反応生成物
のモル数を、組成物中のリチウムアジドの重量百分率に
対してプロットしたグラフである。
るガス発生組成物の燃焼によって形成される反応生成物
のモル数を、組成物中のリチウムアジドの重量百分率に
対してプロットしたグラフである。
【図３】図２のガス発生組成物の燃焼によるチャンバー
と排気炎の温度を、組成物中のリチウムアジドの重量百
分率に対してプロットしたグラフである。 率
と排気炎の温度を、組成物中のリチウムアジドの重量百
分率に対してプロットしたグラフである。 率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−95192（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−153593（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−157241（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01B 21/08 B60R 21/26
Claims (20)
- 【請求項１】 車両搭乗者衝撃抑制具と、ハウジング
と、ハウジング内のガス発生組成物と、ガス発生組成物
を点火するための点火器と、前記ハウジングから前記車
両搭乗者衝撃抑制具へガスを導入するためのガス流通手
段とからなる車両搭乗者衝撃抑制装置であって、前記ガ
ス発生組成物はリチウムアジドと金属オキシダント（Ｍ
eＯ）からなり、ここで金属オキシダントはリチウムア
ジドに対して化学量論量以下存在し、リチウムアジド対
金属オキシダントの比率は窒化リチウム（Ｌi3Ｎ）が生
成されるのに有効な比率である、車両搭乗者衝撃抑制装
置。 - 【請求項２】 前記ガス発生組成物は次式： （ここでＯは酸素と硫黄のいずれかである）に従って燃
焼する、請求項１に記載の車両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項３】 ｚは（３＋２ｙ）にほぼ等しい、請求項
２に記載の車両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項４】 ガス発生組成物の燃焼生成物を窒化リチ
ウムの融点より低く冷却するのに有効な冷却表面を有す
る、請求項１に記載の車両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項５】 ガス発生組成物の燃焼生成物を８５０℃
より低く冷却するのに有効な冷却表面を有する、請求項
１に記載の車両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項６】 リチウムアジドを少なくとも約１５モル
％過剰に含有する、請求項１に記載の車両搭乗者衝撃抑
制装置。 - 【請求項７】 金属オキシダントは、遷移金属、ホウ
素、アルミニウム、またはケイ素の酸化物または硫化
物、またはそれらの混合物である、請求項１に記載の車
両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項８】 前記金属オキシダントは、リチウムアジ
ドが約２０〜５０モル％過剰となるように化学量論量未
満存在する酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）である、請求項１に記載
の車両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項９】 前記ガス発生組成物は次式： ９ＬiＮ3＋Ｆe2Ｏ3 → 13Ｎ2＋３Ｌi2Ｏ＋Ｌi3Ｎ＋２Ｆe に従って燃焼する、請求項８に記載の車両搭乗者衝撃抑
制装置。 - 【請求項１０】 前記ガス発生組成物の燃焼生成物を約
８５０℃より低い温度に冷却するのに有効な冷却表面を
有する、請求項９に記載の車両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項１１】 車両搭乗者衝撃抑制具と、ハウジング
と、ハウジング内のガス発生組成物と、ガス発生組成物
を点火するための点火器と、前記ハウジングから前記車
両搭乗者衝撃抑制具へガスを導入するためのガス流通手
段とを有し、前記ガス発生組成物は本質的にリチウムア
ジドと酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）からなり、ここでリチウムア
ジドは酸化鉄と反応して窒化リチウムを生成するのに有
効な量存在し、さらに、前記ガス発生組成物の燃焼生成
物を約８５０℃より低い温度に冷却して窒化リチウムの
固体を生成させるのに有効な前記ガス流通手段中にある
熱交換手段と、燃焼生成物中の窒化リチウムの固体とそ
の他の固体を取り込むためのフィルター手段とを有す
る、車両搭乗者衝撃抑制装置。 - 【請求項１２】 本質的にリチウムアジドと金属オキシ
ダントからなる活性成分を含有し、リチウムアジドは金
属オキシダントと反応して窒化リチウム（Ｌi3Ｎ）を生
成するのに有効な量存在する、車両搭乗者衝撃抑制具を
膨張させるためのガス発生組成物。 - 【請求項１３】 前記金属オキシダントは、遷移金属、
ホウ素、アルミニウム、ケイ素、またはそれらの混合物
の酸化物または硫化物からなる群から選択される、請求
項１２に記載の組成物。 - 【請求項１４】 前記金属オキシダントは、リチウムア
ジドが約２０〜５０モル％過剰となるように化学量論量
未満存在する酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）である、請求項１２に
記載の組成物。 - 【請求項１５】 次式： （ここでＯは酸素または硫黄のいずれかである）に従っ
て本質的に反応する比率で本質的にリチウムアジドと金
属オキシダントからなる活性成分を含有する、車両搭乗
者衝撃抑制具を膨張させるためのガス発生組成物。 - 【請求項１６】 ｚは（３＋２ｙ）にほぼ等しい、請求
項１５に記載のガス発生組成物。 - 【請求項１７】 次式： ９ＬiＮ3＋Ｆe2Ｏ3 → 13Ｎ2＋３Ｌi2Ｏ＋Ｌi3Ｎ＋２Ｆe に従って本質的に反応する比率で本質的にリチウムアジ
ドと酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）からなる活性成分を含有する、
車両搭乗者衝撃抑制具を膨張させるためのガス発生組成
物。 - 【請求項１８】 ガス発生組成物が、リチウムアジド対
酸化鉄の化学量論比を超える、少なくとも約１５モル％
過剰なリチウムアジドを含有し、それによってＬi 3 Ｎ反
応生成物が生成するようなモル比で本質的にリチウムア
ジドと酸化鉄（Ｆe2Ｏ3）からなる活性成分を含有す
る、車両搭乗者衝撃抑制具を膨張させるためのガス発生
組成物。 - 【請求項１９】 次式： ９ＬiＮ3＋Ｆe2Ｏ3 → 13Ｎ2＋３Ｌi2Ｏ＋Ｌi3Ｎ＋２Ｆe に従って燃焼する、請求項１８に記載のガス発生組成
物。 - 【請求項２０】 点火で燃焼して、本質的に元素状リチ
ウムを含有しない反応生成物を生成する、請求項１８に
記載のガス発生組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US681793A | 1993-01-21 | 1993-01-21 | |
| US006817 | 1993-01-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06219716A JPH06219716A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2800875B2 true JP2800875B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=21722750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5313083A Expired - Lifetime JP2800875B2 (ja) | 1993-01-21 | 1993-12-14 | 車両搭乗者衝撃抑制具のためのガス発生器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5462306A (ja) |
| EP (1) | EP0607618B1 (ja) |
| JP (1) | JP2800875B2 (ja) |
| KR (1) | KR970009390B1 (ja) |
| DE (1) | DE69318280T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5847315A (en) * | 1996-11-29 | 1998-12-08 | Ecotech | Solid solution vehicle airbag clean gas generator propellant |
| US5717159A (en) * | 1997-02-19 | 1998-02-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Lead-free precussion primer mixes based on metastable interstitial composite (MIC) technology |
| US6103030A (en) * | 1998-12-28 | 2000-08-15 | Autoliv Asp, Inc. | Burn rate-enhanced high gas yield non-azide gas generants |
| US6361630B2 (en) | 1999-08-17 | 2002-03-26 | Trw Inc. | Cool burning gas generating composition |
| RU2694773C1 (ru) * | 2018-09-21 | 2019-07-16 | Естиконде Инвестмент Лимитед | Азотогенерирующий состав для пожаротушения и способ его получения |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3122462A (en) * | 1961-11-24 | 1964-02-25 | Martin H Kaufman | Novel pyrotechnics |
| US3785674A (en) * | 1971-06-14 | 1974-01-15 | Rocket Research Corp | Crash restraint nitrogen generating inflation system |
| US3741585A (en) * | 1971-06-29 | 1973-06-26 | Thiokol Chemical Corp | Low temperature nitrogen gas generating composition |
| US3779823A (en) * | 1971-11-18 | 1973-12-18 | R Price | Abrasion resistant gas generating compositions for use in inflating safety crash bags |
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| US3895098A (en) * | 1972-05-31 | 1975-07-15 | Talley Industries | Method and composition for generating nitrogen gas |
| USRE32584E (en) * | 1972-05-31 | 1988-01-26 | Talley Industries, Inc. | Method and composition for generating nitrogen gas |
| DE2236175C3 (de) * | 1972-07-24 | 1975-07-10 | Bayern-Chemie Gesellschaft Fuer Flugchemische Antriebe Mbh, 8261 Aschau | Treibmittel zur Erzeugung ungiftiger Treibgase |
| US3865660A (en) * | 1973-03-12 | 1975-02-11 | Thiokol Chemical Corp | Non-toxic, non-corrosive, odorless gas generating composition |
| US3931040A (en) * | 1973-08-09 | 1976-01-06 | United Technologies Corporation | Gas generating composition |
| GB1443547A (en) * | 1973-12-17 | 1976-07-21 | Canadian Ind | Metal oxide/azide gas generating compositions |
| DE2551921A1 (de) * | 1974-11-29 | 1976-08-12 | Eaton Corp | Gaserzeugendes azid-verbindungsgemisch |
| CA1087851A (en) * | 1978-07-17 | 1980-10-21 | Lechoslaw A.M. Utracki | Gas generating composition |
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| CA1146756A (en) * | 1980-06-20 | 1983-05-24 | Lechoslaw A.M. Utracki | Multi-ingredient gas generants |
| US4758287A (en) * | 1987-06-15 | 1988-07-19 | Talley Industries, Inc. | Porous propellant grain and method of making same |
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| DE3935869C1 (ja) * | 1989-10-27 | 1991-07-18 | Bayern-Chemie Gesellschaft Fuer Flugchemische Antriebe Mbh, 8261 Aschau, De | |
| US4931111A (en) * | 1989-11-06 | 1990-06-05 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Azide gas generating composition for inflatable devices |
| JPH03157241A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-05 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | エアバッグ装置 |
| WO1992018443A1 (en) * | 1991-04-11 | 1992-10-29 | Talley Defense Systems, Inc. | Azide propellant compositions for emergency deballasting of submersible vessels |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP5313083A patent/JP2800875B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-29 EP EP93121059A patent/EP0607618B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-29 DE DE69318280T patent/DE69318280T2/de not_active Expired - Fee Related
-
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- 1994-01-19 KR KR1019940000913A patent/KR970009390B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-02-22 US US08/392,605 patent/US5462306A/en not_active Expired - Fee Related
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