(57)【要約】  インフレータ装置のための柔軟なインフレータおよび関連するガス生成推進剤組成物が提供される。柔軟なインフレータは、湿分遮蔽体と共に同時押出成形される推進剤から成る少なくとも１本の細長いストランドを含む。推進剤組成物はプラスチックシースと共に同時押出成形するのに適合しており、組成物を効果的に柔軟にするバインダ燃料成分と、酸化剤とを含む。前記プラスチックシースは、推進剤を包囲する湿分遮蔽体を形成する。前記バインダ燃料成分は十分な接着性を有し、推進剤組成物およびプラスチックシースが互いに接着される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同時押出成形された推進剤と湿分遮蔽体とから成る少なくとも１つの細長いストランドを具備する柔軟なインフレータ。
【請求項２】
前記推進剤が、外周面を有する押出成形されたコアを形成する請求項１に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項３】
前記湿分遮蔽体は、押出成形された推進剤コアの外周面に隣接させて外部に同時押出成形される請求項２に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項４】
押出成形された湿分遮蔽体の外周面に隣接させて外側に金属外層が蒸着される請求項３に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項５】
前記押出成形された推進剤コアは、内周面を形成する長手方向に延設された中心ボアを含む請求項２に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項６】
前記長手方向に延びる中心ボアの内周面の少なくとも一部に所定量の点火エンハンサが配設されている請求項５に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項７】
前記点火エンハンサの少なくとも一部は、前記ストランドが押出成形される間に前記長手方向に延びる中心ボアの内周面に配設される請求項６に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項８】
前記点火エンハンサは、アルミニウムとニトラミン燃料との混合物を含む請求項６に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項９】
前記ニトラミン燃料は、シクロトリメチレントリニトラミンを具備する請求項８に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１０】
前記湿分遮蔽体は、該湿分遮蔽体の少なくとも一部に沿って長手方向に延びる脆弱シームを含む請求項１に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１１】
前記湿分遮蔽体は外周面を有し、前記脆弱シームの少なくとも一部が、該湿分遮蔽体の外周面に配設されている請求項１０に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１２】
前記脆弱シームが、前記湿分遮蔽体に形成された切欠部を具備する請求項１０に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１３】
前記細長いストランドが、反対側に配設された第１と第２の端部を有し、前記柔軟なインフレータが、更に、前記第１の端部に接合された第１の端部シールを具備する請求項１に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１４】
前記湿分遮蔽体が、離間配置された複数の膨張ガス出口ポートを有した外周面を含む請求項１に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１５】
同時押出成形された推進剤と湿分遮蔽体とから成る複数の細長いストランドを具備し、前記柔軟なインフレータは、更に、前記複数のストランドを収納した柔軟なハウジングを具備する請求項１に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１６】
前記柔軟なハウジングが、離間配置された複数の膨張ガス出口ポートを有した外周面を含む請求項１５に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１７】
前記推進剤が、シリコーン類、ポリブタジエン、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリウレタン類、ポリアクリレート類、ポリアクリルアミド類、およびその組合せから成る群から選択されるバインダ燃料を具備する請求項１に記載の柔軟なインフレータ。
【請求項１８】
請求項１に記載の柔軟なインフレータと、
膨張流体で前記インフレータと連通する少なくとも１つのエアバッグクッションとを具備する膨張装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのエアバッグクッションが、膨張カーテンエアバッグクッションである請求項１８に記載の膨張装置。
【請求項２０】
前記膨張装置は自動車内に配設されており、かつ、前記柔軟なインフレータが該自動車内で弓形に配設されている請求項１８に記載の膨張装置。
【請求項２１】
プラスチックシースと共に同時押出成形されるよう適合したガスを生成する推進剤組成物において、
組成物を柔軟にする効果があり、かつ、十分な接着性を与えて前記組成物と前記プラスチックシースとを互いに接着させる効果があるバインダ燃料成分と、
酸化剤とを具備したガスを生成する推進剤組成物。
【請求項２２】
前記バインダ燃料成分が、前記プラスチックシースのポリマーと同じポリマーを具備する請求項２１に記載の推進剤組成物。
【請求項２３】
前記バインダ燃料成分が、架橋可能なポリマーを具備する請求項２１に記載の推進剤組成物。
【請求項２４】
前記バインダ燃料成分を柔軟にする効果を有した可塑化剤を更に具備する請求項２１に記載の推進剤組成物。
【請求項２５】
クーラントを更に具備する請求項２１に記載の推進剤組成物。
【請求項２６】
補助燃料を更に具備する請求項２１に記載の推進剤組成物。
【請求項２７】
補助酸化剤を更に具備する請求項２１に記載の推進剤組成物。
【請求項２８】
プラスチックシースと共に押出成形される請求項１に記載の推進剤組成物を含む柔軟なインフレータ装置と、
前記インフレータと膨張ガスが連通する少なくとも１つのエアバッグクッションとを具備する膨張装置。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのエアバッグクッションが、膨張カーテンエアバッグクッションである請求項２８に記載の膨張装置。
【請求項３０】
前記膨張装置は自動車内に配設され、かつ、前記柔軟なインフレータが該自動車内で弓形に配設されている請求項２８に記載の膨張装置。
【請求項３１】
ガスを生成する押出成形可能な推進剤成分において、
推進剤組成物に柔軟性を与える効果がある重量比で約５〜約２０パーセントのバインダ燃料成分と、
重量比で約５〜約８０パーセントの酸化剤とを具備するガスを生成する押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３２】
前記バインダ燃料成分が推進剤組成物に十分な接着性を与え、これによって、推進剤組成物が同時押出成形されるプラスチックシースに接着される請求項３１に記載の押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３３】
前記バインダ燃料成分は、シリコーン類、ポリブタジエン、ポリエステル類、ポリ塩化ビニル、ポリアミド類、ポリウレタン類、ポリアクリレート類、ポリアクリルアミド類、およびその組合せから成る群から選択されるポリマーを具備する請求項３１に記載の押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３４】
前記酸化剤が、アルカリ、アルカリ土類及びアンモニウムの硝酸塩、亜硝酸塩及び過塩素酸塩、金属の酸化物、塩基性金属の硝酸塩、硝酸アンモニウムの遷移金属錯体ならびにその組み合わせからなる群から選択される請求項３１に記載の押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３５】
バインダ燃料成分を溶媒和化する効果を有した重量比で約５〜約３０パーセントの可塑化剤を更に具備する請求項３１に記載の押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３６】
重量比で約３０パーセントまでのクーラントを更に具備する請求項３１に記載の押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３７】
重量比で約６０パーセントまでの補助酸化剤を更に具備する請求項３１に記載の押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３８】
重量比で約５〜約２０パーセントのシリコーンバインダ燃料成分と、
重量比で約５〜約８０パーセントの過塩素酸アンモニウムと、
膨張ガスの含有する塩酸を5ppm未満とする効果を奏する量の硝酸ナトリウムの補助酸化剤とを具備する請求項３１に記載の押出成形可能な推進剤組成物。
【請求項３９】
プラスチックシースと共に同時押出成形するよう適合したガスを生成する推進剤組成物において、
ポリ塩化ビニル、ポリエステル類、ポリウレタン類から成る群から選択され、組成物を柔軟にする効果があり、かつ、十分な接着性を与えて前記組成物と前記プラスチックシースとを互いに接着せさる効果があるバインダ燃料成分と、
重量比で約５〜約８０パーセントの酸化剤と、
重量比で約５〜約３０パーセントの可塑化剤とを具備するガスを生成する推進剤組成物。
【請求項４０】
前記酸化剤が、アルカリ、アルカリ土類及びアンモニウムの硝酸塩、亜硝酸塩及び過塩素酸塩、金属の酸化物、塩基性金属の硝酸塩、硝酸アンモニウムの遷移金属錯体ならびにその組み合わせからなる群から選択される請求項３９に記載の推進剤組成物。
【請求項４１】
前記可塑化剤が、アジピン酸ジオクチル、フタル酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチルおよびその組合せから成る群から選択される請求項３９に記載の推進剤組成物。
【請求項４２】
重量比で約３０パーセントまでのクーラントを更に具備する請求項３９に記載の推進剤組成物。
【請求項４３】
前記バインダ燃料成分はポリエステルを具備する請求項３９に記載の推進剤組成物。
【請求項４４】
約５〜約２０パーセントのポリ塩化ビニルバインダ燃料成分と、
約５０〜約８０パーセントまでの過塩素酸カリウム酸化剤と、
約５〜約３０パーセントの可塑化剤とを具備する請求項３９に記載の推進剤組成物。
【請求項４５】
重量比で約３０パーセントまでのクーラントを更に具備する請求項４４に記載の推進剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、車両の膨張式拘束装置のクッションまたはカーテンのような膨張要素を膨張させるために用いるようなガスを生成するための装置に関する。より詳細には、本発明は、車両の様々な部位に設置するために容易に順応する柔軟なインフレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突のような自動車の急激な減速に際してガスを用いて膨張または膨らむクッションまたはバッグ、すなわち「エアバッグクッション」を用いて自動車の乗員を保護することが公知となっている。こうしたエアバッグ式の拘束装置は、通常、萎ませて畳んで必要空間を小さくした状態で収納された１または複数のエアバッグクッションと、自動車の急激な減速を検知するために自動車のフレームまたはボディに取付けられた１または複数の衝突センサと、衝突センサにより電気的に発動する起動装置と、その燃焼によってガスを生成または供給してエアバッグクッションを膨張させるガス生成組成物つまり推進剤を含むインフレータ装置とを含む。自動車に急激な減速が生じると、衝突センサが起動装置を発動させ、該起動装置が次いでインフレータ装置を発動させ、これによって、数ミリ秒の間にエアバッグクッションを膨張させる。
【０００３】
こうした膨張式拘束装置は、例えば、自動車内における乗員の位置または配置および／または自動車の衝突方向または衝突態様等に基づいて、自動車の乗員を望ましく保護するために、種々のタイプまたは形態が開発され或いは作られてきた。特に、運転者および乗員用の膨張式拘束装置は、自動車の正面衝突に際して、運転者並びに助手席乗員を保護するために広く使用されてきた。運転者および乗員の膨張式拘束装置は、然しながら、一般的に、正面以外の方向からの自動車の衝撃、すなわち「側面衝撃(side impact)」に対しては望ましい保護を提供することがない。これに鑑み、側面衝撃に対して特に効果を有した膨張式拘束装置の開発努力がなされている。
【０００４】
膨張式拘束装置の分野では、膨張カーテン式拘束装置は比較的新しく開発されたものである。一般的に、膨張カーテン式拘束装置は、自動車のドアフレームに隣接させて天井沿いに自動車のフレーム内に配置される。典型的に、こうした膨張カーテン式拘束装置は、側面衝撃または転覆事故に際して、自動車のドアフレームまたは窓の少なくとも一部を覆うように展開して、乗員のドアフレームまたは窓への衝接を緩衝する。こうした膨張カーテン式拘束装置は、膨張カーテンを膨張させるために膨張流体、典型的には気体を提供するインフレータ装置を典型的に含んでいる。こうした膨張カーテン式拘束装置の一例が、ホーランド等の米国特許第５７８８２７０号に開示されており、その開示内容を本明細書と一体をなすものとして参照する。
【０００５】
膨張式拘束装置で使用するために、多くのタイプまたは形態のインフレータ装置がこの技術分野では開示されている。１つの特に共通するインフレータ装置のタイプは発火式インフレータである。こうしたインフレータ装置において、関連する膨張要素を膨張させるために用いられる気体は、発火式ガス生成材料、すなわち推進剤の燃焼により供給される。然しながら、燃焼効率、従って、膨張式拘束装置の効率は、ガス生成材料すなわち推進剤が湿分や衝突ではない衝撃に曝されたきに悪化する。従って、実際上、ガス生成材料は、典型的には、独立した容器またはハウジング内に該材料を収納することによって、湿分及び衝撃から保護されている。
【０００６】
膨張カーテンを膨張させるために用いられるような発火式ガスインフレータ装置は、一般的に円筒形状を呈し、かつ、典型的にインフレータ装置の直径よりも大きな長さを有している。特に、こうしたインフレータ装置の長さと直径の比率は、インフレータ装置の全長に亘る比較的一様な点火を確実にするための一般的な必要性または要望によって限定または制限されている。特に、小径の装置の場合、細長いガス生成材料または推進剤を一様に点火することは難しいことが知られている。更に、広い面積に保護を提供するよう共通して設計されている膨張カーテンのような膨張式拘束具は、正面衝撃用膨張式拘束装置と比較して、相対的に長い範囲に亘って迅速に膨張する必要がある。発火式ガス生成材料または推進剤の燃焼により生成される膨張ガスを長い範囲に亘って望ましく一様かつ迅速に供給することは、特に達成することが難しい。
【０００７】
近時の多くの自動車は、空力性能を改善し燃料効率を改善するために、丸い輪郭の車体を有している。その結果、膨張カーテン式拘束装置を典型的に設置する自動車内の位置は、そのような輪郭に一致して湾曲している。従って、インフレータ装置および好ましくはその個々の構成要素を含む膨張カーテン式拘束装置は、インフレータ装置が様々な自動車の輪郭に一致できるように適宜柔軟性を有している。
【０００８】
上記の問題に加えて、製造、組立およびコストの削減は、近時の自動車、アッセンブリおよびそれに組み込まれる部品の設計、開発において達成すべき主要な目的であり続けている。
【０００９】
従って、種々の自動車の様々な位置に容易に一致できる柔軟なインフレータ装置において、一層容易で安価に製造、組立できるようにする必要性および需要がある。また、自動車内での装置の寿命の間、十分な安定性を示すインフレータ装置に対する必要性と需要がある。更に、推進剤の効率的な燃焼および膨張カーテンの一様な膨張を提供するようにした膨張カーテンと共に使用するインフレータ装置に対する必要性と需要がある。更に、種々の自動車のサイズやタイプおよび／または自動車内の様々な位置、方向で採用できる柔軟なインフレータ装置に対する必要性と需要がある。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５７８８２７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の一般的な目的は、自動車の乗員のための膨張式拘束装置に含まれるエアバッグクッションまたは膨張カーテンのような膨張要素を膨張させるためのインフレータ装置を改良することを一般的な目的としている。
本発明の特定の目的は、上述した問題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一般的な目的は、同時押出成形された推進剤と湿分遮蔽体とから成る少なくとも１本のストランドを含む柔軟なインフレータによって解決できる。
【００１３】
従来技術は、一般的に、種々の自動車内の様々な位置に容易に対応できる自動車の膨張式拘束装置で使用するための柔軟なインフレータを提供することに失敗している。更に、従来技術の典型的なインフレータは、ガス生成材料つまり推進剤組成物と、容器またはハウジングとの２つの構成要素を含み、それらは独立に製造された後に組み立てられるので、付加的な製造および組立工程並びに費用を必要とする。更に、典型的に膨張式拘束装置で採用される多くの推進剤組成物では、推進剤の点火およびガス生成特性を犠牲にすることなく、膨張式安全拘束装置で使用されるインフレータ装置を、種々の自動車内の様々な位置の輪郭に一致可能とする適切な柔軟性を備えていない。
【００１４】
本発明は、更に、柔軟なインフレータで使用できる推進剤と湿分遮蔽体とを含むストランドを形成するのに有効な、プラスチックシースと共に同時押出成形されるよう適合したガスを生成する推進剤組成物を含む。該推進剤組成物は、組成物を柔軟にする効果があり、かつ、十分な接着性を効果的に与えて前記組成物と前記プラスチックシースとを互いに接着させる効果があるバインダ燃料成分と、酸化剤とを具備している。
【００１５】
本発明は、更に、推進剤組成物に柔軟性を与える効果がある重量比で約５〜約２０パーセントのバインダ燃料成分と、重量比で約５〜約８０パーセントの酸化剤とを具備する押出成形可能なガスを生成する推進剤組成物を含む。
【００１６】
本発明は、更に、プラスチックシースと共に同時押出成形するよう適合したガスを発生する推進剤組成物において、ポリ塩化ビニル、ポリエステル類、ポリウレタン類およびその組合せから成る群から選択され、推進剤組成物を柔軟にする効果を有し、かつ、十分な接着性を与えて前記組成物と前記プラスチックシースとを互いに接着させる効果を有する重量比で約５〜約２０パーセントのバインダ燃料成分と、重量比で約５〜約８０パーセントの酸化剤と、重量比で約５〜約３０パーセントの可塑化剤とを具備するガス生成推進剤組成物を含む。
【００１７】
本明細書において、「ガスを生成する」材料または組成物等の語は、硝酸ナトリウム等の標準的な酸化剤で燃焼したときに、組成物１００グラム当り少なくとも２．５モルのガス、好ましくは、組成物１００グラム当り少なくとも３．０のガスを生成または形成する材料または組成物とする。
【００１８】
また、本明細書において「燃焼前面」または「火炎面」との語は、推進剤コアの中心ボアの内周面から開始して、第１の端部から長手方向反対側の第２の端部へ伝播する、同時押出成形されたストランドの推進剤コアの本質的に線型な点火を意味する。この燃焼前面の伝播は、推進剤コアの適正な点火および膨張ガスによる関連するエアバッグクッションまたはカーテンの膨張を確実にする最小伝播速度に合致する。
【００１９】
他の目的および利点は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲の記載および図面からあきらとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、詳細に後述するように、車両の膨張式拘束装置のクッションまたはカーテンのような膨張要素を膨張させるために用いるようなガスを生成するための柔軟なインフレータを提供する。より詳細には、本発明は、こうした柔軟なインフレータ装置の使用または採用が望ましい特定の応用例で望ましいように、所定の長さに亘って一層適時に或いは一層均一に若しくは一層効果的にガス生成推進剤組成物の燃焼を通じて膨張ガスを提供または準備するような、少なくとも１本の紐状に同時押出成形した推進剤および湿分遮蔽体(moisture barrier)を含む柔軟なインフレータを提供する。本発明は、更に、こうした柔軟なインフレータ装置を形成するために使用または採用されるプラスチックシースと共に同時押出成形に適合した推進剤を提供する。
【００２１】
本発明は、種々の異なる構造に実施することができる。図１を参照すると、本発明による柔軟なインフレータが示されている。柔軟なインフレータ１０は、脆弱シーム３６を含み、詳細に後述するように、膨張式拘束装置に組込み使用するのに適している。図１において、柔軟なインフレータ１０は、静止または安静状態で示されている。柔軟なインフレータ１０は、少なくとも、推進剤を含有したストランド１２を含む。該ストランドは細長い中空形状を呈し、内部において、推進剤により外周面１６を有した押出コア１４が形成されている。柔軟なインフレータ１０は、更に、推進剤コア１４の外周面の外側に隣接させて同時押出成形されたプラスチックシース１８を含む。該プラスチックシースは、推進剤を湿分から保護する遮蔽体を形成する。推進剤コア１４は中心ボア２０を含み、該中心ボアは、長手の中心軸線２２と同軸に推進剤コア１４を貫通して延び、内周面２４を形成する。中心ボア２０は、図１に示すように概ね円形断面を有している。前記中心ボアは、当業者には明らか或いは本明細書から導かれるように、他の適当な断面形状を有していてもよい。
【００２２】
推進剤コア１４は、押出成形可能で、プラスチックシース１８と共に同時押出成形するよう適合したガス生成推進剤組成物を適宜含む。こうした推進剤は、典型定期にバインダ燃料と酸化剤とを含む。本発明の推進剤は、一般的に、重量比で約５〜約２０パーセントのバインダ燃料と、重量比で約５〜約８０パーセントの酸化剤とを含む。
【００２３】
推進剤の有効な酸化剤は、アルカリ、アルカリ土類及びアンモニウムの硝酸塩、亜硝酸塩及び過塩素酸塩、金属の酸化物、塩基性金属の硝酸塩、硝酸アンモニウムの遷移金属錯体ならびにその組み合わせを含む。推進剤の酸化剤含有量は、推進剤、従って推進剤コア１４の燃焼速度、衝撃、摩擦、静電放電(ESD)に対する感受性、および、熱的安定性により有利なように選択される。酸化剤は、推進剤の燃焼に際して、効果的に高速に燃焼しガスを生成するように適宜選択される。適当な酸化剤には、過塩素酸カリウムおよび過塩素酸アンモニウムが含まれる。
【００２４】
バインダ燃料は、推進剤、従って推進剤コア１４を柔軟にする効果を有すると共に、同時押出成形されるプラスチックシース１８に推進剤を接着するのに十分な接着性を有している。適当なバインダ燃料成分には、シリコーン類、ポリブタジエン、ポリエステル類、ポリ塩化ビニル、ポリアミド類、ポリウレタン類、ポリアクリレート類、ポリアクリルアミド類、およびその組合せのようなポリマー類が含まれる。
【００２５】
１つの特徴において、バインダ燃料成分は、シリコーン、ポリブタジエン、ポリウレタンまたはその組合せのような架橋性ポリマーが含まれ、ポリマーを架橋するために硬化作用を受け、製剤成分を互いに結着して均一な固体密集体とすると共に、推進剤コア１４を同時押出成形されるプラスチックシース１８との境界面における物理的または化学的な接着作用を介して、コアをシースに接着するために凝集力を受ける。架橋性ポリマー類は、所定範囲の分子量を有することができ、ポリマー類の架橋は、所望の機械的特性を得るために種々の程度で実施することができる。１つの特定の適当な架橋性バインダ燃料成分はシリコーンを含む。
【００２６】
他の特徴において、バインダ燃料成分は、溶剤を用いた溶媒化により或いは溶融押出によって押出成形可能なポリマーを含むことができる。該ポリマーは、昇温状態で可塑化剤を用いて液相を形成し、該液相は均一に混合されると共に推進剤製剤を懸架し、冷却することにより凝集力を受けて、製剤成分を互いに結着して均一な固体密集体とすると共に、推進剤コア１４を同時押出成形されるプラスチックシース１８との境界面における物理的または化学的な接着作用を介して、コアがシースに接着される。
【００２７】
実際上、推進剤組成物は、重量比で約５〜約２０パーセントのバインダ燃料成分と、前記バインダ燃料成分を溶媒和化するために重量比で約５〜約３０パーセントの可塑化剤とを含むことができる。特に適当なバインダ燃料成分には、シリコーン類、ポリブタジエン、ポリエステル類、ポリ塩化ビニル、ポリアミド類、ポリウレタン類、ポリアクリレート類、ポリアクリルアミド類、およびその組合せが含まれる。適当な可塑化剤の例には、アジピン酸ジオクチルのようなジカルボン酸類のエステル類や、フタル酸、セバシン酸またはマロン酸のエステル類が含まれる。ポリマー類を可塑化するために、シリコーンオイルを用いることができる。
【００２８】
望ましい場合には、本発明の推進剤組成物は、重量比で約２０パーセントまでの補助燃焼を含んでいてもよい。有利なように、前記補助燃焼は、低温燃焼性の窒素を含有する有機燃料である。こうした材料の例は、以下に限定されないが、グアニジン類、尿素類、テトラゾール類、その関連する誘導体およびその組合せが含まれる。
【００２９】
本発明の推進剤組成物は、また、クーラントを適宜含むことができる。特に、本発明による推進剤組成物は、望ましくは、推進剤組成物の燃焼を不利に抑制することなく、約１５００Ｋ〜約３０００Ｋの間の低温火炎温度を効果的に達成する量のこうしたクーラントを含むことができる。一般的に推進剤組成物は、重量比で約３０パーセントまでのクーラントを含むことができる。こうしたクーラントの例は、アルカリ、アルカリ土類および遷移金属の炭酸塩およびオキサレート類および塩基性金属の炭酸塩、およびこれらの組合せを含むことができる。
【００３０】
望ましい場合には、本発明の推進剤組成物は、燃焼の最終用途に関する望ましいパラメータに対する燃焼速度、衝撃、摩擦、静電放電(ESD)に対する感受性、および、熱的安定性などの成分特性を効果的に最適化する量の補助酸化剤を更に含んでいてもよい。適切には、本発明の推進剤組成物は、重量比で約６０パーセントまでの補助酸化剤を含むことができる。適当な補助酸化剤には、以下に限定されないが、アルカリおよびアルカリ土類金属の過塩素酸塩類、硝酸塩類および亜硝酸塩類が含まれる。
【００３１】
本発明による推進剤組成物は、少なくとも比較的少量のクーラントおよび補助酸化剤の何れか一方または双方を適宜含む。明らかとなるように、こうした推進剤組成物の燃焼、特に、酸化剤の燃焼によって、例えば塩酸性の煙霧のような望ましくない副産物が生成されることがある。推進剤組成物にクーラントおよび補助酸化剤の何れか一方または双方を使用することによって、推進剤コア１４の燃焼中に濾過可能なハロゲン化金属が生成されることを通じて、気流中から塩酸を除去する手段が提供される。例えば、バインダ燃料材料と過塩素酸アンモニウムのような酸化剤とを含む推進剤組成物は、望ましくは、酸化剤の燃焼中に解放または生成される十指摘に全ての塩酸を除去または塩酸と反応するのに十分な量の硝酸ナトリウムのような補助酸化剤を含むことができる。本発明による推進剤組成物は、また、流出ガスすなわち膨張ガス中の塩酸を約７．５mg/m3または５ppm未満に抑制可能な所定量のクーラントおよび補助酸化剤の何れか一方または双方を適切に含むことができる。
【００３２】
推進剤組成物は、該成分の燃焼速度を促進し加工性を改善するために、燃焼速度促進剤または加工助剤のような補助添加剤を含んでいてもよい。一般的に、こうした添加剤は、推進剤組成物中に重量比で約１０パーセント以下のような比較的少量含ませることができる。
【００３３】
本発明の実施に際して含まれる種々の特徴を示す以下の実施形態に従って、本発明を更に詳細に説明する。本発明の精神を逸脱することのない全ての変更は保護されるべきで、従って、本発明がこうした例示に限定されないことは理解されよう。
【００３４】
本発明で使用するのに適した推進剤組成物の１つの例は、重量比で、約５〜約２０パーセントのシリコーンバインダ燃料成分と、約５〜約７５パーセントの過塩素酸アンモニウム酸化剤と、約６０パーセントまでの補助酸化剤と、約３０パーセントまでのクーラントを含む。
【００３５】
本発明の推進剤組成物の他の例は、重量比で、約５〜約２０パーセントのポリ塩化ビニルバインダ燃料成分と、約５〜約３０パーセントの可塑化剤と、約５０〜約８０パーセントまでの過塩素酸カリウム酸化剤と、約３０パーセントまでのクーラントを含む。
【００３６】
プラスチックシースと共に同時押出成形するようにした推進剤組成物の付加的例は、重量比で、約５〜約２０パーセントのポリエステルと、約５〜約３０パーセントの可塑化剤と、推進剤組成物を効果的に燃焼促進する量の酸化剤と、約３０パーセントまでのクーラントを含む。
【００３７】
プラスチックシース１８は、推進剤コア１４のために柔軟な湿分遮蔽体を形成し、かつ、推進剤コア１４の点火を増強する圧力閉じ込め機構を形成可能な如何なる材料をも含むことができる。有利なように、プラスチックシース１８は、強く破裂または破損に耐え、かつ、推進剤コア１４の点火に際して膨張可能となっている。すなわち、プラスチックシース１８は、推進剤コア１４の点火に際して粉砕されずに、生成された膨張ガスを方向付ける機構として作用することができる。更に、プラスチックシース１８は、推進剤組成物との押出成形ならびに該推進剤組成物への接着を容易にする材料を含むことができる。プラスチックシース１８は、推進剤組成物のバインダ燃料成分と同じ化学組成を有することができる。
【００３８】
ストランド１２は、中心ボア２０により形成される内周面２４の少なくとも一部に沿って配設され、火炎面または燃焼前縁が第１の端部２８から反対側の第２の端部３０へストランド１２の長手方向に伝播することを促進する点火エンハンサ２６を適宜含む。一般的に、推進剤コア１４の実質的全長に亘って該コアに確実に点火させるために、火炎面または燃焼前縁が効果的に伝播し、点火ガスが柔軟なインフレータ１０に沿って、関連するエアバッグクッション、特に膨張カーテンへ供給され、当該クッションまたはカーテンが均一に膨張することは望ましい。点火エンハンサ２６は、ストランド１２の押出成形中に、内周面２４に沿って配設される。
【００３９】
実際上、点火エンハンサ２６は、推進剤組成物の点火を効果的に容易にする如何なる成分をも含むことができる。こうした点火エンハンサは、例えば、アルミニウムとニトラミン燃料との混合物を含んでいてもよい。ニトラミン燃料は、シクロトリメチレントリニトラミン(RDX)、シクロテトラメチレンテトラニトラミン(HMX)およびその混合物を含むことができる。
【００４０】
ストランド１２は、推進剤コア１４が濡れることを防止し、更に、該推進剤コアの燃焼中に生成される圧力を閉じこめるために、該ストランドの少なくとも一端においてシールされる。図２は、ストランド１２の第１の端部２８または第２の端部３０に接合された第１端部シール３２を少なくとも含む図１のストランド１２を示している。端部シール３２は、湿分がストランド、特に推進剤コア１４内に浸透することを防止する適当な密封技術によって、ストランド１２の端部に接合される。こうした技術には、以下に限定されないが、超音波溶接および／または溶剤または接着剤による接合が含まれる。図２に示すように、こうした技術によって、端部シール３２は少なくとも部位３４においてプラスチックシース１８に接合される。端部シール３２は、連続溶接またはプラスチックシース１８の周縁に沿ったボンドによって該プラスチックシースに適宜接合される。
【００４１】
実際上、端部シール３２は、プラスチックシース１８に接合され、ストランド１２の一端に湿密および耐圧シールを形成できる様々な材料から形成することができる。有利なように、端部シール３２は、プラスチックシース１８と同じ化学組成を有することができる。
【００４２】
前記柔軟なインフレータは、関連するエアバッグクッションまたは膨張カーテンを一様に膨張させるように、推進剤コア１４の燃焼により生成された膨張ガスを解放し導くためのシステムを適切に含む。図１を参照すると、こうしたシステムの１つは、プラスチックシース１８の少なくとも一部に沿って長手方向に延設された脆弱シーム３６を含んでいる。脆弱シーム３６の少なくとも一部は、プラスチックシース１８の外表面３８内に配設され、推進剤コア１４の燃焼により乗じるストランド１２の内圧が所定レベルを超えたときに破裂するようになっている。こうした脆弱シーム３６は、プラスチックシース１８に形成された切欠部４０を含むことができる。図３に示すように、インフレータ装置１０が活性化したときに、プラスチックシース１８および推進剤コア１４の双方が脆弱シーム３６に隣接して適当に破裂し、推進剤コア１４の燃焼により発生した膨張ガスがストランド１２の実質的に全長に亘って解放される。
【００４３】
図４を参照すると、本発明の他の好ましい実施形態による柔軟なインフレータ装置１１０が図示されている。柔軟なインフレータ１１０は、推進剤を含むストランド１１２を含み、該ストランドは、押出成形された推進剤コア１１４と、同時押出成形された外側のプラスチックシース１１６とを含む。推進剤コア１１４は、長手方向に延びる中心ボア１１８を適宜含む。柔軟なインフレータ１１０は、推進剤を含むストランド１１２の長手方向に沿って所定間隔で離間配置された複数の膨張ガス出口ポート１２０を適当に含む。理解されるように、膨張ガス出口ポート１２０は、エアバッグクッションや膨張カーテンといった関連する膨張要素を均一かつ効果的に膨張させるように、推進剤コア１１４の燃焼によって生成された膨張ガスを解放し方向付ける。膨張ガス出口ポート１２０は、ストランド１１２の推進剤コア１１４の燃焼によって発生した内圧が所定レベルに達し、プラスチックシース１１６のシールまたは脆弱領域が破れ或いは開いたときに開くようになっている。１つの特徴によれば、膨張ガス出口ポート１２０は、脆弱領域または破裂可能な領域が形成されるように、ストランド１１２の外表面１１２に形成され、かつ、プラスチックシース１１６の厚さ方向に少なくとも部分的に延びている。
【００４４】
中心ボア１１８は、膨張ガス出口ポート１２０に一致し、接続された側部チャンネル１２４を含むことができる。こうしたチャンネルは、膨張ガスを膨張ガス出口ポート１２０へ導き、膨張ガス出口ポート１２０に対応した領域でのプラスチックシース１１６の破裂およびストランド１１２の長手方向に沿って膨張ガスの解放を容易にする。
【００４５】
インフレータ装置１１０は、金属被覆した外層１２６を含んでいてもよい。こうした外層１２６は、プラスチックシース１１６が早期に破裂したり破損したりすることからストランド１１２を保護することに加え、補助的な湿分遮蔽特性並びに耐圧性を提供する。本発明の１つの好ましい実施形態では、外層１２６は、プラスチックシース１１６の外表面に蒸着される。然しながら、本発明の一層広い実施には、そのように限定されることなく、金属被覆した外層の他の適当な接合方法或いは一体化方法を採用できることは当業者には明らかであろう。
【００４６】
図５を参照すると、本発明による更に好ましい実施形態が図示されており、柔軟なインフレータ２１０は、推進剤を含み柔軟なハウジング２１４内に配設された複数のストランド２１２を含んでいる。図５に示すように、ストランド２１２の各々は、プラスチックシース２１８と共に押出成形された推進剤コア２１６と、ストランド２１２の長手方向に延びる中心ボア２２０とを有する。中心ボア２２０の内周面２２４の少なくとも一部に点火エンハンサ２２２を配設することができる。図５にはハウジング２１４内に７本のストランド２１２が配設されているが、柔軟なハウジング２１４内に配設するストランド２１２の数は、所望の性能および／または所望の膨張ガス出力に応じて変更可能であることは当業者には理解できよう。
【００４７】
特に、柔軟なハウジング２１４は、該ハウジング２１４の外周面に形成された複数の膨張ガス出口ポート２２６を有している。膨張ガス出口ポートは、柔軟なハウジング２１４に脆弱領域を形成するように、該ハウジングの厚さ方向に少なくとも部分的に延設されてている。ストランド２１２の推進剤コア２１６の燃焼中に膨張ガスの生成による圧力によってポート２２６に対応したハウジング２１４の脆弱部が破れたときに、膨張ガス出口ポート２２６が開く。膨張ガス出口ポート２２６は、膨張ガスを柔軟なインフレータの長手方向に方向付け、関連するエアバッグクッションまたは膨張カーテンを均一に充填するよう作用する。
【００４８】
図６を参照すると、本発明の好ましい実施形態による柔軟なインフレータ３１０を示しており、該インフレータは、自動車内に配設されたインフレータ装置３１２として実施されている。柔軟なインフレータ３１０は、少なくとも１つの関連する膨張カーテン３１４のような膨張可能なエアバッグクッションを膨張させるために用いることができる。こうした膨張装置３１２は、折り畳まれ展開していない膨張カーテン３１４内に配設された１または複数の柔軟なインフレータ３１０を含んでいる。実際上、膨張装置３１２は、側窓３２０に隣接させて天井輪郭３１８に沿って配置されており、該柔軟なインフレータ３１０は、自動車内で弓形に配設されている。
【００４９】
こうして、本発明は、湿分遮蔽体を形成する同時押出成形された柔軟なプラスチックシースによって湿分を吸収することから防止された推進剤コアを含む柔軟なインフレータを提供する。更に、本発明は、保護プラスチックシースと共に押出成形するように適合したガスを生成する推進剤組成物を提供する。本発明は、また、より少ない工程および低コストで製造および／または組み立てられる柔軟なインフレータを提供する。本発明は、更に、種々の自動車内の様々な輪郭に一致するよう適合した柔軟なインフレータを提供する。本発明は、更に、インフレータの長手方向に推進剤コアの効果的な点火を促進する機構を含んだ柔軟なインフレータを提供する。本発明は更に、膨張カーテンエアバッグクッションのような関連した膨張可能なエアバッグクッションを均一かつ効果的に膨張させるために使用できる柔軟なインフレータを提供する。
【００５０】
本発明の柔軟なインフレータは、膨張カーテンエアバッグクッションを含む膨張装置に関連して特定の使用方法を有するが、運転席用インフレータ装置、助手席用インフレータ装置および再度インパクトインフレータ装置を含む全てのタイプのインフレータ装置で有効である。更に、本発明の推進剤組成物は、ガス生成推進剤組成物を含む或いは必要とする多くの応用例で採用できる。
【００５１】
本明細書で例示的に開示された本発明は、本明細書で明示的に開示されていない要素、部品、工程、構成要素或いは成分を備えることなく、適切に実施されよう。
【００５２】
既述した詳細な説明では、本発明を特定の好ましい実施形態に関連して説明し、多くの詳細な構成を例示目的で説明したが、本発明は他の形態に実施可能であり、本明細書で説明した詳細は、本発明の基本原理から逸脱することなく少なからず変更可能であることは当業者の当然とするところである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本明細書で開示される特定の実施形態による柔軟なインフレータの斜視図である。
【図２】図１の柔軟なインフレータの長手方向断面図である。
【図３】点火後の図１の柔軟なインフレータの斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態による柔軟なインフレータの斜視図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態による柔軟なインフレータの斜視図である。
【図６】本発明の柔軟なインフレータを含む自動車内に配設された膨張式拘束装置の基本的な構造を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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