(57)【要約】燃焼ガスを冷却するための構造を含む、フィルタレスエアバッグモジュール（１０）。エアバッグモジュール（１０）は、ハウジング（１８）およびハウジング内に収納された無煙ガス発生推進剤（２０）を有する、インフレータ（１２）を含む。１つまたは２つ以上の開口（２４）が、ハウジング（１８）に形成されて、ハウジングの内部とハウジングの外部の間の流体連通を可能にする。エアバッグ（１６）は、開口（２４）と流体連通するように配設されている。燃焼ガス保持器（４２）は、ハウジングの外部に、開口（２４）と位置合わせして配置されている。保持器（４２）およびハウジング（１８）の表面（７２）は結合して、開口（２４）を経由してハウジング（１８）から受け入れる燃焼ガスを冷却するための、冷却室（５０）を画定する。冷却室（５９）は、室（５９）内に受け入れた燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与え、それによってガスが冷却室（５）を出る以前に、所定の温度範囲内の温度にガスを冷却するのに十分な長さの時間、ガスが冷却室（５０）内に滞留するように、寸法決めされている。熱吸収材料を冷却室（５０）内に配置して、その中に受け入れた燃焼ガスを冷却するのを助けてもよい。
2007508979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングを含むインフレータ；
前記ハウジング内に収納されたガス発生推進剤；
前記ハウジング内に形成されて、前記ハウジングの内部と前記ハウジングの外部の間の流体連通を可能にする、少なくとも１つの開口；
前記ハウジングの外部に、前記少なくとも１つの開口と位置合わせして配置されている、燃焼ガス保持器であって、該保持器と前記ハウジングの表面とが、前記ハウジングから前記少なくとも１つの開口を経由して受け入れる燃焼ガスを冷却するための冷却室を画定するようにされた、前記燃焼ガス保持器；および
前記少なくとも１つの開口と流体連通するように配設されたエアバッグを含む、フィルタレスエアバッグモジュール。
【請求項２】
ハウジングは、上部セクションおよび下部セクションを含むとともに、少なくとも１つの開口は、前記ハウジング上部セクションに形成されている、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項３】
保持器は、ハウジングから延びるベース部分、該ベース部分から延びる壁、および該壁から概して前記ハウジングに向かう方向に延びるフランジを有し、冷却室は、前記ベース部分、前記壁、前記フランジ、および前記ハウジングの外部表面によって画定されている、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項４】
壁およびフランジは、それぞれ、所定の長さを有し、ハウジングは、概して円筒状形状であるとともに中心軸を有し、保持器ベース部分は前記ハウジングから半径方向外向きに延びており、かつ保持器フランジは前記壁から概して半径方向内向きに延びており、それによって、前記ベース部分、前記壁、前記フランジ、および前記ハウイングの外部表面が、前記中心軸を中心とする環状冷却室を形成している、請求項３に記載のエアバッグモジュール。
【請求項５】
環状冷却室の体積が次式：
【数１】
2007508979.tif 000009
によって近似され、ここで
Ｄ＝壁の長さ、
ｒ１＝中心軸から壁までの距離、
ｒ２＝ハウジングの外部表面の半径、
θ＝フランジと中心軸に対して概して直角に延びる面の間の角度、および
Ｌ＝フランジの長さ、
である、請求項４に記載のエアバッグモジュール。
【請求項６】
その中に受け入れる燃焼ガスを冷却するための冷却室内に配置された、熱吸収材料をさらに含む、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項７】
無煙ガス発生推進剤は、トリアゾールの１−、３−、および５−置換アミン塩、およびテトラゾールの１−および５−置換アミン塩からなるクラスから選択され、かつ相安定化硝酸アンモニウムからなる群から選択される酸化剤と乾燥混合された、高窒素非アジド燃料の混合物を含む、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項８】
ガス発生推進剤は、
トリアゾールの１−、３−、および５−置換アミン塩、およびテトラゾールの１−および５−置換アミン塩からなるクラスから選択され、ガス発生剤組成物の１５〜６５重量％の濃度で使用される、高窒素非アジド燃料；および
相安定化硝酸アンモニウムからなり、ガス発生組成物の３５〜８５重量％の濃度で使用される酸化剤、
の混合物を含み、前記燃料は、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、５，５’−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩、および５−ニトラミノ−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩からなる群から選択される、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項９】
ガス発生推進剤は、
トリアゾールの１，３，および５−置換アミン塩、およびテトラゾールの１−および５−置換アミン塩からなるクラスから選択される、高窒素非アジド燃料；
ヒドラゾジカルボアミドおよびアゾジカルボンアミドからなる群から選択される第２の燃料；および
相安定化硝酸アンモニウム、
の混合物を含む、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１０】
ガス発生推進剤は、
トリアゾールの１−、３−、および５−置換アミン塩、およびテトラゾールの１−および５−置換アミン塩からなるクラスから選択され、ガス発生剤組成物の５〜４５重量％の濃度で使用される、高窒素非アジド燃料；
ヒドラゾジカルボアミドおよびアゾジカルボンアミドからなる群から選択されて、ガス発生剤組成物の１〜３５重量％の濃度で使用される第２の燃料；および
相安定化硝酸アンモニウムからなり、ガス発生組成物の５５〜８５重量％の濃度で使用される酸化剤、
の混合物を含み、前記燃料は、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、５，５’−アソビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジウム塩、および５−ニトラミノ−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩からなる群から選択される、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１１】
ガス発生推進剤は、
テトラゾール類、トリアゾール類、テトラゾールの塩類、およびトリアゾールの塩類からなる群から選択される高窒素非アジド燃料：
ヒドラゾジカルボンアミドおよびアゾジカルボンアミドからなる群から選択される第２の燃料；および
ガス発生組成物の５５〜８５重量％の濃度で使用される、相安定化硝酸アンモニウム、
の混合物を含む、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１２】
ガス発生推進剤は、
５−アミノテトラゾール硝酸塩からなる燃料；および
相安定化硝酸アンモニウム；アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩類、亜硝酸塩類、過塩素酸塩類、塩素酸塩類、および亜塩素酸塩類；ならびにアルカリ、アルカリ土類、および遷移金属の酸化物類からなる群から選択される少なくとも１種の酸化剤、
の混合物を含み、５−アミノテトラゾール硝酸塩は、前記ガス発生推進剤の５５〜８５重量％の濃度で使用され、前記酸化剤は、前記ガス発生剤の２０〜４５重量％の濃度で使用される、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１３】
ガス発生推進剤は、
硝酸５−アミノテトラゾールからなる燃料；および
相安定化硝酸アンモニウム、
の混合物を含み、硝酸５−アミノテトラゾールは、前記ガス発生組成物の３０〜９５重量％の濃度で使用され、相安定化硝酸アンモニウムは、前記ガス発生組成物の５〜７０重量％の濃度で使用される、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１４】
ガス発生推進剤は組成物を含み、その組成物においては、硝酸５−アミノテトラゾールが前記ガス発生組成物の約７３重量％の濃度で使用され、相安定化硝酸アンモニウムが、前記ガス発生組成物の約２７重量％の濃度で使用される、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１５】
ガス発生推進剤は、
硝酸５−アミノテトラゾールからなる燃料；および
相安定化硝酸アンモニウム、
を含む混合物から本質的になり、硝酸５−アミノテトラゾールは前記ガス発生組成物の３０〜９５重量％の濃度で使用され、相安定化硝酸アンモニウムは、前記ガス発生組成物の５〜７０重量％の濃度で使用される、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１６】
ガス発生推進剤は、
硝酸５−アミノテトラゾールからなる燃料；および
相安定化硝酸アンモニウム、
を含む混合物からなり、硝酸５−アミノテトラゾールは、前記ガス発生組成物の３０〜９５重量％の濃度で使用され、相安定化硝酸アンモニウムは、前記ガス発生組成物の５〜７０重量％の濃度で使用される、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１７】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびにグアニジン類、テトラゾール類、トリアゾール類、テトラゾールの塩類、およびトリアゾールの塩類からなる群から選択される、少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；ならびに
酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム、
の水和または無水混合物からなり、前記組成物は少なくとも１１５℃の融点を有し、前記硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、前記少なくとも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、かつ相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１８】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびに５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、ジグアニジニウム−５，５’−アゾテトラゾラート、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノグアニジニウム塩、ジニトロビトリアゾールのジアンモニウム塩、ジニトロビトリアゾールのジグアニジニウム塩、および３，５−ジニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩からなる群から選択される、少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；ならびに
酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム、
の水和または無水混合物からなり、硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、前記少なくとも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、かつ相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項１９】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびに各位置において窒素含有基によって置換されている、１−、３−、および５−位置で置換されたトリアゾール類の非金属塩、および１−および５−位置で置換されたテトラゾール類の非金属塩からなる群から選択される少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；ならびに
酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム、
の水和または無水混合物からなり、前記硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、前記少なくとも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、かつ相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項２０】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびに各位置において窒素含有化合物によって置換されている、トリアゾール類の１−、３−、および５−置換非金属塩、およびテトラゾール類の１−および５−置換非金属塩からなる群から選択される少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；ならびに
酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム、
の水和または無水混合物からなり、前記硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、前記少なくとも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、かつ相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項２１】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびにグアニジン類、テトラゾール類、トリアゾール類、テトラゾールの塩類、およびトリアゾールの塩類からなる群から選択される、少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；
酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム、テトラゾールおよびトリアゾールのアルカリ、アルカリ土類、および遷移金属の塩、硝酸トリアミノグアニジン、ジシアンジアミド、ジシアンジアミドのアルカリおよびアルカリ土類金属塩、アルカリおよびアルカリ土類のボロハイドライド、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される燃焼速度調節剤；ならびに
クレー、シリカ、ガラス、およびアルミナ、およびそれらの混合物からなる群から選択される冷却剤、の水和または無水混合物からなり、
該組成物の溶融点は少なくとも１１５℃であり、硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、前記少なくも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成し、前記燃焼速度調節剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成し、かつ前記冷却剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項２２】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびに５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、ジグアニジニウム−５，５’−アゾテトラゾラート、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノグアニジニウム塩、ジニトロビトリアゾールのジアンモニウム塩、ジニトロビトリアゾールのジグアニジニウム塩、および３，５−ジニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩からなる群から選択される、少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；
酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム；
テトラゾールおよびトリアゾールのアルカリ、アルカリ土類、および遷移金属塩、硝酸トリアミノグアニジン、ジシアンジアミド、ジシアンジアミドのアルカリおよびアルカリ土類金属塩、アルカリおよびアルカリ土類のボロハイドライド、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される燃焼速度調節剤；ならびに
クレー、シリカ、ガラス、およびアルミナ、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される冷却剤、
の水和または無水混合物からなり、
前記硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、少なくも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成し、前記燃焼速度調節剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成し、かつ前記冷却剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項２３】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびに各位置において窒素含有基によって置換されている、１−、３−、および５−位置で置換されたトリアゾール類の非金属塩、および１−および５−位置で置換されたテトラゾール類の非金属塩からなる群から選択される少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；
酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム；
テトラゾールおよびトリアゾールのアルカリ、アルカリ土類、および遷移金属塩、硝酸トリアミノグアニジン、ジシアンジアミド、ジシアンジアミドのアルカリおよびアルカリ土類金属塩、アルカリおよびアルカリ土類のボロハイドライド、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される燃焼速度調節剤；ならびに
クレー、シリカ、ガラス、およびアルミナ、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される冷却剤、
の水和または無水混合物からなり、
前記硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、少なくも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成し、前記燃焼速度調節剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成し、かつ前記冷却剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項２４】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン、ならびに各位置において窒素含有化合物によって置換されている、トリアゾール類の１−、３−、および５−置換非金属塩、およびテトラゾール類の１−および５−置換非金属塩からなる群から選択される少なくとも１種の非アジド高窒素燃料；
酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム；
テトラゾールおよびトリアゾールのアルカリ、アルカリ土類、および遷移金属塩、硝酸トリアミノグアニジン、ジシアンジアミド、ジシアンジアミドのアルカリおよびアルカリ土類金属塩、アルカリおよびアルカリ土類のボロハイドライド、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される燃焼速度調節剤；ならびに
クレー、シリカ、ガラス、およびアルミナ、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される冷却剤；
の水和または無水混合物からなり、
前記硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、少なくも１種の非アジド高窒素燃料は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは前記少なくとも１つの非アジド高窒素燃料と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成し、前記燃焼速度調節剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成し、かつ前記冷却剤は前記混合物の０〜１０重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項２５】
ガス発生推進剤は、
ニトログアニジン；
５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩；
酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム、
の水和または無水混合物からなり、
前記硝酸アンモニウムは硝酸カリウムと共沈させることによって相安定化されており、ニトログアニジンは前記混合物の１〜２６重量％を構成し、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩は前記混合物の４〜４０重量％を構成し、ニトログアニジンは５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩と合わせて前記混合物の１５〜６０重量％を構成し、かつ相安定化硝酸アンモニウムは前記混合物の４０〜８５重量％を構成する、請求項１に記載のエアバッグモジュール。
【請求項２６】
燃焼室を画定するハウジングを設けるステップであって、前記ハウジングはこのハウジングに形成された開口を有し、前記燃焼室と前記ハウジングの外部との間の流体連通を可能にするステップ；
前記ハウジングの外部に位置し、前記少なくとも１つの開口と位置合わせされた燃焼ガス保持器を設けるステップであって、前記保持器と前記ハウジングの表面とが、前記少なくとも１つの開口を経由して前記燃焼室から受け入れられる燃焼ガスを冷却するための、冷却室を画定しており、前記冷却室は、その中に受け入れた燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与え、ガスが冷却室から出る前に、所定の温度範囲内の温度までガスを冷却するのに十分な長さの時間、冷却室内にガスが滞留するように寸法決めする、前記ステップ；
燃焼ガスを、少なくとも１つの開口を経由して前記燃焼室から前記冷却室に移送するステップ；および
所定の温度範囲内の温度までガスを冷却するのに十分な長さの時間、ガスを冷却室内に保持するステップを含む、燃焼ガスを冷却する方法。
【請求項２７】
保持器を設けるステップが、ハウジングから延びるベース部分を設けるステップ、前記ベース部分から延びる壁を設けるステップ、および前記壁から概してハウジングに向う方向に延びて、前記ハウジングの外部表面と合わせて冷却室を画定する、フランジを設けるステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
ベース部分、壁、およびフランジをそれぞれ設けるステップが、前記ベース部分、前記壁、および前記フランジを、ガスが前記冷却室を出る前に、所定の温度範囲内の温度までガスを冷却するのに十分に長い時間、その中に燃焼ガスを保持するように構成された、所定の体積を有する冷却室を提供するように、寸法決めするステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ベース部分、壁、およびフランジの組合せが、冷却室を通過する燃焼ガスの流路を画定するとともに、ベース部分、壁、およびフランジを設けるステップが、ガスが前記流路に沿って移動するのに必要な平均時間が、ガスが前記冷却室から出る以前に、所定の温度範囲内の温度までガスを冷却するのに十分であるように、前記ベース部分、前記壁、および前記フランジの寸法決めをするステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
燃焼ガスの流路を、燃焼室と車両乗員拘束システムの膨張式装置との間に延ばし、ガスが冷却室から膨張式装置へ分散される以前に、所定の温度範囲内の温度までガスを冷却する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
流路に沿って熱吸収材料を配置し、それによって冷却室に受け入れられた燃焼ガスが、保持器によって画定される流路に沿って流れ、前記熱吸収材料に作用して、ガスを膨張式装置に向わせる前の、ガスの冷却を助けるステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
フランジの末端部分とハウジングの外部表面とを距離を空けて配置して、冷却室からの燃焼ガスのための出口ポートを画定するとともに、燃焼ガスが冷却室から出る前に、冷却室内の燃焼ガスの平均滞留時間が、所定の温度範囲内の温度までガスを冷却するのに十分であるように、出口ポートの大きさを調整して燃焼室からのガスの流速に作用するように、前記フランジを寸法決めする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
熱吸収材料を、そこに受け入れる燃焼ガスを冷却するための冷却室内に、配置するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
上部セクションおよび下部セクションを含むハウジング；
該ハウジングに収納された無煙ガス発生推進剤；
前記ハウジング上部セクションに形成されて、前記ハウジングの内部と前記ハウジングの外部との間の流体連通を可能にする、少なくとも１つの開口、および
前記ハウジングの外部に、前記少なくとも１つの開口と位置合わせして配置された燃焼ガス保持器であって、前記ハウジングから延びるベース部分、該ベース部分から延びる壁、および該壁から概して前記ハウジングに向かう方向に延びるフランジを有する燃焼ガス保持器、
を含み、前記ベース部分、前記壁、前記フランジ、および前記ハウジングの外部表面が、前記ハウジングから受け入れる燃焼ガスを、所定の温度範囲内の温度にガスを冷却するのに十分な長い時間、保持するための冷却室を画定する、フィルタレスエアバッグインフレータ。
【請求項３５】
車両乗員拘束システムであって、
インフレータハウジング、前記ハウジング内に収納されたガス発生推進剤、前記ハウジングの内部と前記ハウジングの外部との間に流体連通を可能にするために前記ハウジング内に形成された少なくとも１つの開口、前記ハウジングの外部に、前記少なくとも１つの開口と位置合わせして配置された燃焼ガス保持器であって、それと前記ハウジングの表面が、前記少なくとも１つの開口を経由して受け入れる燃焼ガスの冷却のための冷却室を画定する、燃焼ガス保持器、および前記少なくとも１つの開口と流体連通するように配設されたエアバッグ、を含むフィルタレスエアバッグモジュール；および
ハウジングおよび該ハウジングから延びる安全ベルトを含む、安全ベルトアセンブリであって、前記安全ベルトは、第１のパネル、該第１のパネルに取り付けられてそれとの間にポケットを形成する、第２のパネル、および前記ポケット内に固定された、ある量のエネルギー吸収材料を含む、前記安全ベルトアセンブリ、
を含む、車両乗員拘束システム。
【請求項３６】
安全ベルトアセンブリは、
前記安全ベルトの一端部分に結合されたベルトリトラクタ機構；および
前記ベルトリトラクタ機構に結合されて、衝突発生時に前記リトラクタを起動させる、安全ベルトプリテンショナ、
をさらに含む、請求項３５に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項３７】
衝突の発生時にベルトプリテンショナの起動を合図する、衝突センサアルゴリズムを含む、衝突発生センサと連通する、請求項３６に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項３８】
エアバッグモジュールが、衝突の発生時にエアバッグシステムの起動を合図する衝突センサアルゴリズムを含む、衝突発生センサと連通する、請求項３６に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項３９】
ガス保持器は、ハウジングから延びるベース部分、該ベース部分から延びる壁、および該壁から概して前記ハウジングに向う方向に延びるフランジを有するとともに、冷却室は、前記ベース部分、前記壁、前記フランジ、および前記ハウジングの外表面によって画定されている、請求項３５に記載のエアバッグモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関係出願の相互参照
本出願は、２００３年１０月１７日出願の米国特許仮出願番号第６０／５１２０４９号の利益を主張するものである。
【０００２】
発明の背景
本発明は、一般的には、自動車における膨張式乗員拘束システムに使用するためのインフレータに関し、より具体的には、燃焼ガスからの微粒子の除去およびガスの冷却のための、フィルタが組み込まれていないインフレータに関する。
【０００３】
一般的に「エアバッグ」として知られる、膨張式乗員拘束システムが標準装備として全ての新車に装着されることによって、より小型で、軽量、かつ安価な拘束システムの探索が盛んになった。したがって、そのようなシステムに使用されるインフレータは、最も重くかつ最も高価な構成要素であるので、より軽量かつ安価なインフレータに対する要求がある。
【０００４】
典型的なインフレータは、車両用途と、その中に収納されるガス発生剤の特徴とに関係する、直径および長さを有する、円筒状のスチールまたはアルミニウムのハウジングを含む。エアバッグ起動中に推進剤燃焼によって生成される粒子の、車両乗員による吸引は、有害である可能性がある。したがって、一般にインフレータには、異なる網目およびワイヤ径の１層または２層以上のスチールスクリーンを含む、内部フィルタ、よりまれには外部フィルタ、が備えられている。推進剤の燃焼時に生成されるガスは、インフレータを出る前にフィルタを通過する。従来式システムにおいて、推進剤の燃焼中に生成される微粒子状材料、またはスラグは、ガスがフィルタを通過するときに実質的に除去される。さらに、燃焼ガスからの熱は、ガスがフィルタ中を流れるときに、フィルタの材料に伝達される。したがって、ガスからの微粒子をフィルタリングするのに加えて、フィルタは、エアバッグ中に分散する前に、燃焼ガスを冷却する作用をする。しかしながら、インフレータにフィルタを含めると、インフレータの複雑さ、重量、および費用が増大する。
【０００５】
発明の要約
ガス発生剤の燃焼から生じる微粒子が実質的に除去されるか、または大幅に低減される、様々なガス発生製剤が開発されている。エアバッグインフレータの寸法、重量、費用および効率の低減の問題を解決するために、本発明は、無煙ガス発生剤を適当に選択すること、およびエアバッグ中へのガスの分散の前に、燃焼ガスを冷却する燃焼ガス保持器を組み込むことによって、従来型のフィルタを不要にする。インフレータ内のフィルタを不要にすると、インフレータの製造を、より簡便、軽量、安価、かつ容易にすることができる。
【０００６】
本発明は、ハウジングと、該ハウジングに収納される無煙ガス発生推進剤を含む、インフレータを備える、フィルタレスエアバッグモジュールを提供する。少なくとも１つの開口が、ハウジングに形成されて、ハウジングの内部とハウジングの外部との流体連通を可能にする。エアバッグは、開口（複数を含む）と流体連通するように配設される。燃焼ガス保持器は、ハウジングの外部に、開口と位置合わせして配置される。一実施態様においては、保持器は、ハウジングから延びるベース部分、ベース部分から延びる壁、および壁からハウジングの向かう方向に延びるフランジを有する。保持器およびハウジングの表面が一緒になって、開口を経由してハウジングから受け入れる燃焼ガスを冷却するための冷却室を画定する。熱吸収材料を、冷却室内に配置して、その中に受け入れる燃焼ガスを冷却するのを助けてもよい。
【０００７】
特定の態様において、インフレータハウジングは、概して円筒状の形状であって、中心軸を有する。保持器ベース部分は、ハウジングから半径方向外向きに延びており、保持器フランジは、壁から概して半径方向内向きに延びて、中心軸を中心にして環状冷却室を形成している。
【０００８】
本発明の別の観点においては、車両乗員保護システム内の膨張式乗員安全装置中にガスが分散する前に、燃焼ガスを冷却する方法が提供される。燃焼室を画定するハウジングが設けられて、ハウジングはその中に形成された少なくとも１つの開口を有し、燃焼室とハウジングの外部との流体連通を可能にする。燃焼ガス保持器は、ハウジングの外部に、開口（複数を含む）と位置合わせして配置される。保持器とハウジングの表面とが一緒になって、開口を経由して燃焼室から受け入れられる燃焼ガスを冷却するための、冷却室を画定する。冷却室は、室内に受け入れた燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与えるように寸法決めされており、それによって、ガスが冷却室を出る前に、所定の温度範囲にガスを冷却するのに十分な長さの時間だけ、ガスが冷却室内に滞留する。燃焼ガスは、燃焼室から開口を経由して冷却室に移送されて、そこでガスは、そのガスを所定の温度範囲内の温度まで冷却するのに十分な長さの時間だけ、保持される。
【０００９】
保持器は、ハウジングから延びるベース部分、ベース部分から延びる壁、および壁から概してハウジングに向かう方向に延びるフランジを有する。保持器の構成要素寸法は、冷却室内での燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与えるように設定してもよい。
ガス冷却方法の一態様において、保持器ベース部分、壁、およびフランジは、冷却室に所定の体積をもたらすように寸法決めされ、冷却室内で、ガスは所定の温度範囲内の温度に冷却するために保持される。所望の所定の体積は、冷却室に入るガスの流速、冷却室から出るガスの流速、および燃焼室から冷却室に入るガスの温度などの要因を考慮して決定される。
【００１０】
ガス冷却方法の別の実施態様において、ベース部分、壁、およびフランジの組合せは、冷却室を通過する燃焼ガスの流路を画定する。ベース部分、壁、およびフランジは、ガスが流路に沿って移動するのに必要な平均時間が、ガスを、冷却室を出る前に、所定の温度範囲内の温度まで冷却するのに十分であるように、寸法決めされている。熱吸収材料を、流路に沿って配置して、それによって流路に沿って流れる燃焼ガスが、熱吸収材料に作用して、さらにガスを冷却するようにしてもよい。
【００１１】
ガス冷却方法のさらに別の実施態様において、フランジの端部とハウジングの外部表面とは間隔を空けて配置されており、燃焼ガス用の冷却室からの出口ポートを画定する。フランジは、出口ポートの大きさを調整するように寸法決めされて、燃焼室からのガスの流速に影響を与えて、それによって冷却室内での燃焼ガスの平均滞留時間が、ガスが冷却室を出る前に、ガスを所定の温度範囲内の温度まで冷却するのに十分であるようにする。
【００１２】
詳細な説明
図１および図２を参照すると、ドライバ側サイドエアバッグモジュール１０は、インフレータ１２を備え、このインフレータ１２は、破断可能前面カバー（rupturable frontal closure）１４を有するインフレータハウジング１８、エアバッグ１６、およびインフレータハウジング１８内に備えられた推進剤２０を含む。インフレータハウジング１８は、上部および下部のカップ形ハウジングセクション２１、２２を、それぞれ有し、これらは、倒立入子関係（inverted nested relationship）で一緒に合わせて溶接されている。ハウジング１８の上部ハウジングセクション２１は、ハウジングの内部とハウジングの外部との流体連通を可能にする、少なくとも１つの開口２４を包含し、それによって推進剤２０によって生成されるガスの半径方向排出を可能にする。図１および図２に示す実施態様において、ハウジングセクション２１は、ハウジングセクションの周辺部に間隔を空けて配置された、複数の開口２４を包含する。
【００１３】
インフレータ１２は、点火装置３２の支持のために、その中に溶接されている、穿孔されて中心に配置された点火装置支持管３０を有する。多孔管（perforated tube）によって、点火装置３２によって生成される火炎前線が、推進剤２０へと進み、それによって推進剤２０に点火して、膨張ガスを生成することが可能となる。推進剤２０は、エアバッグ用途に有用な、任意の既知の無煙ガス発生剤組成物としてもよく、それに限定はされないが、参照により本明細書に組み入れてある、米国特許第５，８７２，３２９号、第６，０７４，５０２号、第６，２８７，４００号、第６，３０６，２３２号、および第６，４７５，３１２号に記載されている、組成物および方法によって例示される。本明細書において使用する場合には、「無煙」の用語は、一般に、全体生成物質量に基づいて少なくとも約９０％のガス状生成物をもたらし、また、その帰結として、合計生成物質量に基づいて約１０％未満の固体生成物をもたらす、燃焼が可能であるような推進剤を意味すると理解すべきである。一般に、その他のインフレータ設計において使用されるようなフィルタは、上記の燃焼特性を有する組成物を使用することによって、除外することができることがわかっている。その他の適当な組成物は、参照により本明細書に組み入れてある、米国特許出願番号第１０／４０７，３００号および第６０／３６９，７７５号に記載されている。
【００１４】
図２を参照すると、本発明によれば、燃焼ガス保持器４２は、ハウジング１８の外部に、開口２４と位置合わせして配置されている。保持器４２は、ハウジング１８から延びるベース部分４６、ベース部分４６から延びる壁４３、および壁４３から概してハウジングに向う方向に延びるフランジ４８を有する。ベース部分４６、壁４３、フランジ４８、およびハウジング１８の外部表面７２は、組み合わさって、開口２４を介してハウジングから受け入れる燃焼ガスを冷却するための、全体的に５０で表わした、冷却チャンバを画定している。壁４３の長さはＤであり、フランジ４８の長さはＬである。さらに、壁４３は、ハウジングの外部表面７２から間隔７４を有して空けられている。
【００１５】
再び図１、２を参照すると、本発明の特定の実施態様において、ハウジング１８は、概して円筒状の形状であり、中心軸７０を有する。保持器ベース部分４６は、ハウジング１８から半径方向外側に延びており、保持器フランジ４８は、壁４３から、概して、半径方向内側に延びている。この実施態様においては、ベース部分、壁４３、フランジ４８、およびハウジング１８の外部表面７２は、中心軸７０を中心とする、環状の冷却室５０を形成する。図３を参照すると、この環状冷却室の体積は、冷却室の断面領域を軸７０のまわりに３６０°回転させることによって生成される、環状体積を計算することによって近似してもよい。計算を簡略化するために、冷却室５０の横断面領域は、図３にＸ、Ｙ、Ｚで表わす、３つの構成要素領域に分割されている。以下の式において、Ｄは壁４３の長さ、ｒ１は中心軸７０から壁４３までの距離であり、ｒ２は、ハウジング１８の外部表面７２の半径であり、θはフランジ４８と、中心軸７０に対して概して直角に延びる面との間の角度であり、Ｌはフランジの長さである。
【００１６】
次の関係を用いて、中実円筒の体積の数式が計算される：
【数１】
2007508979.tif 000003
ここで、ｒは円筒の半径、ｈは円筒の長さである。同様に、２つの同心円筒の間にある環状空間の体積は、式（１）を用いて各円筒の体積を計算し、ついで外側円筒の体積から内側円筒の体積を減ずることによって、計算することができる。例えば、領域Ｘを軸７０のまわりに回転させて形成される環状体積を計算するのに際して、外側円筒の体積は、関係
【数２】
2007508979.tif 000004
で与えられ、内側円筒の体積は、関係
【数３】
2007508979.tif 000005
で与えられる。
【００１７】
したがって、領域Ｘを軸７０のまわりに回転させて形成される環状体積は、次の関係式で与えられる。
【数４】
2007508979.tif 000006
同様に、領域Ｙを軸７０のまわりに回転させて形成されるおよその環状体積は、次式で得られる：
【数５】
2007508979.tif 000007
また、領域Ｚを軸７０のまわりに回転させて得られる環状体積は、次式で得られる：
【数６】
2007508979.tif 000008
【００１８】
上記の観点から、合計環状体積は、断面領域Ｘ、Ｙ、Ｚを軸７０のまわりに回転させることによって得られる、計算された構成要素体積の和によって近似される。したがって、冷却室体積は、式（２）、（３）、（４）を用いて得られる構成要素体積を加算することによって近似することができる。一例として、Ｌ＝２インチ、ｒ１＝１０インチ、ｒ２＝７インチ、Ｄ＝２インチ、およびθ＝３０°に対して、式（２）、（３）、（４）を用いて得られる構成要素体積を加算すると、約５３０ｉｎ３の合計冷却室体積が得られる。
インフレータハウジング１８から出る燃焼ガスは、体積的に膨張して、エアバッグ１６に入る前に、冷却室５０において冷却される。図２に矢印Ａで示すように、ガス保持器４２上のフランジ４８は、インフレータ１２からのガスの半径方向流れを、エアバッグ１６に入る概して軸方向の流れに向きを変える。
【００１９】
また、本発明によれば、インフレータハウジングから受け入れられる燃焼ガスを、車両乗員保護システムの膨張式装置中にガスを分散させる以前に、冷却する方法が企図される。冷却室５０の寸法は、冷却室における燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与えるように調整してもよいと考えられる。これは、ガスが冷却室５０を出る以前に、所定の温度範囲の温度にガスを冷却するのに十分な長さの時間、ガスが冷却室内に滞留することを保証するために行われる。冷却室の適当な寸法は、燃焼室から冷却室中への燃焼ガスの流速、（所望のエアバッグ膨張プロファイルなどの因子によって決まる）冷却室から出るガスの所望の流速、および燃焼室から冷却室に入るガスの温度などの因子を考慮して、選択される。
【００２０】
図２を参照すると、ガス冷却方法の一態様によれば、保持器ベース部分４６、壁４３、およびフランジ４８は、冷却のためにガスがその中に保持される、所定の体積を有する冷却室５０を画定するように、寸法決めされている。冷却室５０に出入りするガスの実質的に一定の流速を仮定すると、冷却室５０の体積を増大させると、冷却室内の１モルのガスの平均滞留時間は増大し、それによってガスを所望の温度範囲内の温度まで冷却することが可能となる。したがって、燃焼ガスの冷却は、冷却室の体積を増大させることによって増強することができ、冷却の程度は、冷却室の体積を調整することによって制御することができる。
【００２１】
図２を参照すると、ガス冷却方法の別の態様において、保持ベース部分４６、壁４３、およびフランジ４８が、ハウジング１８から冷却室５０を経由して流れる燃焼ガスのための、全体的にＡで表してある、流路を画定する。この態様においては、流路Ａの長さを指定することによって冷却室５０内での燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与えて、燃焼ガスが流路に沿ってハウジングから冷却室の出口ポート７４まで移動するのに必要な平均時間が、冷却室を出る以前に、ガスを望ましい所定の温度範囲内の温度まで冷却するのに十分であるようにされる。図２に示す態様において、流路Ａの長さは、Ｂ＋Ｄ＋Ｌの関係式で近似することができ、ここでＢは、ハウジング１８の外部表面７２とフランジ４８の距離である。したがって、寸法Ｂ、Ｄ、およびＬの１つまたは２つ以上を、所望の流路長を得るように指定することができる。燃焼ガスの冷却は、熱吸収材料（図示せず）を流路Ａに沿って配置することによって強化することができる。そうすると、経路Ａに沿って流れる燃焼ガスは、熱吸収材料に作用して、ガスの冷却を助ける。
【００２２】
ガス冷却方法のさらに別の態様においては、フランジ４８の端部４９は、ハウジング１８の外部表面７２から距離を空けて配置され、冷却室５０からの燃焼ガスの出口ポート７４を画定するように、寸法決めされる。フランジ４８の長さＬは、出口ポート７４の大きさを規制し、冷却室５０からのガスの流速に影響を与え、それによって冷却室５０内での燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与えるように、寸法決めされる。出口ポート７４を適当に制限することによって、燃焼ガスが冷却室５０を出る以前に、所望の温度範囲内の温度までそのガスを冷却するのに十分な時間、燃焼ガスを冷却室５０内に保持することができる。
【００２３】
冷却室５０における燃焼ガスの平均滞留時間に影響を与えるための、上記の方法のいずれかにおいて、ガスの冷却を、冷却室内に熱吸収材料（図示せず）を配置することによって強化することができる。そのような材料の一例は、例えば、熱シンクとして作用する格子（grating）に形成された炭素化合物である。
【００２４】
図４を参照すると、エアバッグモジュール１０は、安全ベルトアセンブリ１５０などの追加要素を含む、広範囲で、より総合的な車両乗員拘束システム１８０中に組み入れることができる。図４は、そのような拘束システムの例証的な態様の概略図を示す。安全ベルトアセンブリ１５０には、本発明による、安全ベルトハウジング１５２および安全ベルト１５５が含まれる。安全ベルトリトラクタ機構１５４（例えば、スプリング負荷機構）を、ベルト端部１５３に結合してもよい。さらに、安全ベルトプリテンショナ１５６を、ベルトリトラクタ機構１５４に結合して、衝突発生時にリトラクタ機構を起動させてもよい。本発明の安全ベルト実施態様と合わせて使用することのできる、一般的なシートベルトリトラクタ機構は、参照により本明細書に組み入れてある、米国特許第５，７４３，４８０号、第５，５５３，８０３号、第５，６６７，１６１号、第５，４５１，００８号、第４，５５８，８３２号、および第４，５９７，５４６号に記載されている。本発明の安全ベルト実施態様を併用することのできる、典型的なプリテンショナの模式的な例は、米国特許第６，５０５，７９０号および第６，４１９，１７７号に記載されている。
【００２５】
安全ベルトアセンブリ１５０は、例えば、プリテンショナに組み込まれた、火薬式（pyrotechnic）点火装置（図示せず）の起動を介して、ベルトプリテンショナ１５６の起動を合図する、既知の衝突センサアルゴリズムを含む、衝突事象センサ１５８（例えば、慣性センサまたは加速度計）と連通させてもよい。参照により本明細書に組み入れてある、米国特許第６，５０５，７９０号および第６，４１９，１７７号は、そのような方法で起動されるプリテンショナの説明例となる。エアバッグモジュール１０は、また、例えば、衝突発生時に、エアバッグインフレータ１２の起動を介して、エアバッグモジュール１０の起動を合図する、既知の衝突センサアルゴリズムを含む、衝突事象センサ２１０と連通してもよい。
【００２６】
ここで理解されるように、本発明の様々な実施態様についての、前述の説明は説明のためだけのものである。したがって、本明細書において開示する、様々な構造的、および動作的な特徴には、多数の修正を加えることが可能であり、それらはいずれも、添付の請求の範囲に定義される、本発明の範囲から逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるエアバッグモジュールの一部分断面を示す、立面図である。
【図２】図１の円２の部分を取り上げた、拡大図である。
【図３】構成要素下位領域に分割された冷却室の横断面領域を示す、図１の円２の部分を取り上げた、拡大図である。
【図４】本発明のエアバッグモジュールを組み込んだ車両乗員拘束システムの概略図である。
【図１】
2007508979.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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