(57)【要約】  ガス生成システムは（１０）は、システムから発生されたガスの温度と圧力を変え、ガスから粒状物質を除去するためのバッフルシステム（４２）を含む。ガス生成システムは第１のコンバスションチャンバー（３４ａ）、第２のコンバスションチャンバー（３６ａ）、並びに第１および第２のコンバスションチャンバーの両方に隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーとの流体連絡を可能にするバッフルシステム（４２）を含む。本発明の他の態様では、第１の流体源（３４ａ）と流体連絡を可能にするために、その内部に形成された開口（４４ｂ）を有する第１のエンドプレート（４４）、第２の流体源（３６ａ）と流体連絡を可能にするために、その内部に形成された開口（４６ｂ）を有する第２のエンドプレート（４６）を有し、第１と第２のエンドプレートの間にバッフル要素のシーケンス（４８）が伸びている。バッフル要素のシーケンスの第１のバッフル要素（４８ａ）は第１および第２のエンドプレートの開口を通った流体をその内部に受容するためのチャンバー（６０）を画定する。バッフル要素のシーケンスのそれぞれの追加のバッフル要素は、バッフル要素のシーケンスの先行するバッフル要素から外側に離れて配置される、本発明の他の態様では、ガス生成システムにおいて、あらかじめ決定された圧力範囲内の圧力と、あらかじめ決定された温度範囲内の温度を有するガスを製造するための方法が提供される。本発明の他の態様では、乗り物乗員保護システムが提供される。
2008515690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコンバスションチャンバー；
第２のコンバスションチャンバー；
第１および第２のコンバスションチャンバーの両方に隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーとの流体連絡を可能にするバッフルシステムを含む、ガス生成システム。
【請求項２】
バッフルシステムが、バッフルシステムを通る流体のために屈折した流路を提供するように適応される、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項３】
外側壁を有するハウジングをさらに含み、
該バッフルシステムはハウジング内に配置された少なくとも１つのバッフルプレートを含み、該少なくとも１つのバッフルプレートは、ガス生成システムの起動に際して第１のコンバスションチャンバーからの流体および第２のコンバスションチャンバーからの流体を、それを通って受容するために適合された入り口を有するチャンバーを画定し、該少なくとも１つのバッフルプレートは、チャンバーとチャンバーの外部との間の流体連絡を可能にするために少なくとも１の開口をそれに沿って有する、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項４】
ハウジングの内部とハウジングの外部の間の流体連絡を可能にするためにハウジング壁に少なくとも１つの開口をさらに有し、ハウジング壁の少なくとも１つの開口は、少なくとも１つのバッフルプレートの少なくとも１つの開口から離れて配置され、チャンバー入り口とハウジング壁の少なくとも１つの開口の間で、流体流れに屈折した経路を提供する、請求項３記載のガス生成システム。
【請求項５】
バッフルシステムが少なくとも第２のバッフルプレートおよび第３のバッフルプレートをさらに含み、第２のバッフルプレートはハウジング壁の内側であって少なくとも１つのバッフルプレートの外側に配置され、第２のバッフルプレートと少なくとも１つのバッフルプレートの間に伸びる第１の流体の流れ通路を画定し、第３のバッフルプレートはハウジング壁の内側であって第２のバッフルプレートの外部に配置され、第２のバッフルプレートと第３のバッフルプレート間に伸びる第２の流体の流れ通路を画定し、第２のバッフルプレートは第１の流体の流れ通路と第２の流体の流れ通路の間の流体連絡を可能にするために少なくとも１の開口をそれに沿って有し、第３のバッフルプレートは第２の流体の流れ通路とハウジング壁の間の流体連絡を可能にするために少なくとも１の開口をそれに沿って有している、請求項３記載のガス生成システム。
【請求項６】
ハウジングの内部と、ハウジングの外部の間の流体連絡を可能にするためにハウジング壁内に少なくとも１つの開口をさらに含み、ハウジング壁内の少なくとも１つの開口は第３のバッフルプレートの少なくとも１つの開口とは間隔を置いて配置され、第３のバッフルプレート内の少なくとも１つの開口は、第２のバッフルプレートの少なくとも１つの開口とは間隔を置いて配置され、
第２のバッフルプレートの少なくとも１つの開口は、前記の少なくとも１つのバッフルプレート内の少なくとも１つの開口とは間隔を置いて配置され、前記の少なくとも１つのバッフルプレートチャンバー入り口と、ハウジング壁内の少なくとも１つの開口との間の流体流れに屈折した経路を提供する、請求項５記載のガス生成システム。
【請求項７】
バッフルプレートが一般に円筒状である、請求項５記載のガス生成システム。
【請求項８】
少なくとも２つのバッフルプレートがハウジング内に同軸で配置される、請求項７記載のガス生成システム。
【請求項９】
ハウジング壁の内側に配置され、第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーの少なくとも１つの少なくとも一部分に沿って伸びる流体流れ通路を有し、該流体流れ通路はバッフルシステムと流体連絡にあり、ハウジング壁は流体流れ通路とハウジングの外側との間の流体連絡を可能にするために、流体流れ通路に沿ってその内側に形成された少なくとも１つの開口を有する、請求項３記載のガス生成システム。
【請求項１０】
第１のコンバスションチャンバーが、バッフルシステムに対して第２のコンバスションチャンバーの反対側に配置される、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項１１】
第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーの少なくとも１つの内に配置された無煙のガス生成組成物をさらに含む、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項１２】
以下を含むバッフルシステム：
第１の流体源と流体連絡を可能にするために、その内側に形成された少なくとも１つの開口を有する第１のエンドプレート；
第２の流体源と流体連絡を可能にするために、その内側に形成された少なくとも１つの開口を有する第２のエンドプレート；
第１と第２のエンドプレートの間に伸びるバッフル要素のシーケンスであって、バッフル要素のシーケンスの第１のバッフル要素は少なくとも第１のエンドプレート開口を通った流体をその内部に受容するためのチャンバーを画定し、バッフル要素のシーケンスのそれぞれの追加のバッフル要素は、バッフル要素のシーケンスの先行するバッフル要素から外側に離れて配置され、
該チャンバーと追加のバッフル要素の間の流体連絡を可能にするためにオリフィス構造を有している第１のバッフル要素であって、バッフル要素のシーケンスのそれぞれの追加のバッフル要素は、先行するバッフル要素と追加のバッフル要素の外側との間の流体連絡を可能にするためにオリフィス構造を有している。
【請求項１３】
第１のバッフル要素オリフィス構造がチャンバー入り口から第１のあらかじめ決定された距離だけ離れて配置され、それぞれの追加のバッフル要素中のオリフィス構造は、先行するバッフル要素内のオリフィス構造から追加のあらかじめ決定された距離だけ離れて配置され、第１のあらかじめ決定された距離と追加のあらかじめ決定された距離との合計は、バッフルシステムを流れる流体を第１の温度からあらかじめ決定された温度範囲に冷却するのに必要な、流体の流路のバッフル要素の単位面積当たりでの見積もられた合計の長さにほぼ等しい、請求項１２記載のバッフルシステム。
【請求項１４】
以下の工程を含む、ガス生成システムにおいて、あらかじめ決定された圧力範囲内の圧力、およびあらかじめ決定された温度範囲内の温度を有するガスを生成する方法：
第１の温度からあらかじめ決定された温度範囲内の温度までガスを冷やすのに必要な、あらかじめ決定されたバッフル要素物質の与えられた表面領域に沿ったガスの流路の全長を見積もる工程；および 
ガス生成システムの起動に際して少なくとも１つのコンバスションチャンバーと流体連絡が可能なようにハウジング内に配置されたバッフルシステムを提供する工程であって、該バッフルシステムは少なくとも１つのコンバスションチャンバー内の温度からあらかじめ決定された温度範囲内の温度に冷却するのに必要な見積もられたガスの流路の全長と実質的に等しい、バッフル要素の単位面積当たりでの合計の内部のガスの流路長さを有し、該バッフルシステムはガスの内部流路に沿ってバッフルシステム内にバッフルシステムオリフィス構造を有し、該バッフルシステムオリフィス構造はガスの圧力を少なくとも１つのコンバスションチャンバー内の圧力からあらかじめ決定された圧力範囲内の圧力まで変えるように適合されている。
【請求項１５】
バッフルシステムを提供する工程が次の工程を含む、請求項１４記載の方法：
バッフル要素物質から形成されたバッフル要素のシーケンスを提供する工程であって、バッフル要素のシーケンスの第１のバッフル要素が、ガス生成システムの起動に際して少なくとも１つのコンバスションチャンバーからそれを通ってきたガスを受容するために適合された入り口を有するチャンバーを画定し、バッフル要素のシーケンスの追加のバッフル要素のそれぞれは、バッフル要素のシーケンスの先行するバッフル要素から外側に間隔を置いて配置される；
チャンバーと追加のバッフル要素の間の流体連絡を可能とするために、第１のバッフル要素中にオリフィス構造を提供する工程であって、第１のバッフル要素オリフィス構造は、チャンバー入り口から第１のあらかじめ決定された距離だけ間隔を置いて配置される；
先行するバッフル要素と追加のバッフル要素の外側との間の流体連絡を可能とするために、バッフル要素のシーケンス中のそれぞれの追加のバッフル要素中にオリフィス構造を提供する工程であって、追加のバッフル要素中のオリフィス構造は、先行するバッフル要素中のオリフィス構造から追加のあらかじめ決定された距離だけ離れて配置され、第１のあらかじめ決定された距離と追加のあらかじめ決定された距離との合計は、あらかじめ決定された温度範囲の温度へガスを冷やすのに必要なガスの流路経路の見積もられた全長とほぼ等しい。  
【請求項１６】
バッフルシステムを提供する工程が、バッフル要素の少なくとも１つにおいてオリフィス構造を変え、バッフル要素のシーケンスの最後のバッフル要素中のオリフィス構造を流れるガスの圧力が、あらかじめ決定された圧力範囲内の圧力であるようにする工程をさらに含む、請求項２１記載の方法。
【請求項１７】
バッフル要素の少なくとも１つにおいてオリフィス構造を変える工程が、バッフル要素の少なくとも１つにおいてオリフィスのサイズを変えることを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
バッフル要素の少なくとも１つにおいてオリフィス構造を変える工程が、バッフル要素の少なくとも１つにおいてオリフィスの数を変えることを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
バッフルシステムを提供する工程が、隣接するバッフルプレート間の間隔を変え、バッフル要素のシーケンスの最後のバッフル要素中のオリフィス構造を流れるガスの圧力が、あらかじめ決定された予定圧力範囲内の圧力であるようにする工程を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
以下のものを含む乗り物乗員保護システム：
エアバッグ、およびエアバッグシステムの起動に際してエアバッグと流体連絡を可能にするようにエアバッグに連結されたガス生成システムを含むエアバッグシステム；ここで該ガス生成システムは第１のコンバスションチャンバー；
第２のコンバスションチャンバー；
第１および第２のコンバスションチャンバーの両方に隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーとの流体連絡を可能にするバッフルシステムを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、２００４年６月２８日に出願された仮出願番号６０／５８３，４２７の利益を要求する。
【０００２】
本発明の背景技術
本発明は、一般にガス生成システム、およびより特には自動車中の膨張可能な乗員拘束システムのような用途で使用される、フィルターのないガス生成システムに関する。
すべての新しい乗り物における標準的設備として、一般にエアバッグシステムを含む膨張可能な乗員保護システムの設置において、より小さく、軽く、より安価な乗員保護システムへの探索が強化されている。そのような保護システムの中で使用される膨張ガス発生装置は、最も重く最も高価なものである傾向があり、より軽くより安価な膨張ガス発生装置に対する必要がある。
【０００３】
典型的な膨張ガス発生装置は、乗り物の用途およびその内部に含まれるガス発生組成物に関連する直径および長さを有している円筒状の鋼またはアルミニウムのハウジングを有する。エアバッグ起動の間のガス生成物質の燃焼によって生成された微粒子の、乗り物乗員による吸入は危険な場合がある。したがって、インフレーターには、一般に内側にまたは外部に、異なるメッシュおよび線直径の、鋼スクリーンの１つ以上の層を有するフィルターが提供される。ガス生成物質の燃焼で生まれたガスは、ガス生成システムを出る前にフィルタを通過する。公知のシステムでのガス生成物質の燃焼の間に発生した粒子状物質、またはスラグは、ガスがフィルタを通過する際に本質的に削除される。さらに、燃焼ガスからの熱は、ガスがフィルターを通過する際に、フィルター物質に伝えられる。したがって、ガスから微粒子を濾過するとともに、フィルターはエアバッグ内への放散に先立ち、燃焼ガスを冷やすために作用する。しかしながら、ガス生成システム中のフィルターの包含は、ガス生成システムの複雑さ、重量および費用を増加させる。
【０００４】
ガス生成物質の燃焼に起因する微粒子が実質的にないか、または著しく減少された様々なガス生成物質配合物が開発されているが、それらが比較的高い割合で燃焼固体を発生するにも拘わらず、燃焼速度、燃焼の保持および性能の再現性のような好ましい特性を有する特定のタイプのガス生成物質が依然として望ましい。
【０００５】
ガス生成システムに対する他の継続する関心としては、ガス生成システムの物理的なパラメーターをできるだけ変えずにバラスティック特性を変えること、および／またはできるだけ経済的にこれらの物理的なパラメータを変えることができるようにすることを含む。さらに、重要なのは、生産効率を増加させる必要および製造原価を減じる必要である。
【０００６】
発明の要約
本発明は、生成されたガスの温度および圧力を変え、かつガスから微粒子を取り除くためにバッフルシステムを利用する、マルチチャンバーガス生成システムを提供する。
１つの実施態様では、ガス生成システムは第１のコンバスションチャンバー、第２のコンバスションチャンバー、およびバッフルシステムを含み、該バッフルシステムは第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーに隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバ−との流体連絡を可能にする。
【０００７】
本発明の別の態様では、第一の流体源と流体連絡を可能にするためにその内部に開口が形成された第１のエンドプレート、第二の流体源と流体連絡を可能にするためにその内部に開口が形成された第２のエンドプレート、および第１のエンドプレートと第２のエンドプレートの間に伸びるバッフル要素のシークエンスを含むバッフルシステムが提供される。第１のバッフル要素は、第１および第２のエンドプレートの開口を通って流体をその内部に受容するためのチャンバーを画定する。シーケンス内の付加的なバッフル要素はそれぞれ、バッフル要素のシーケンスにおいて先行するバッフル要素から離れて、外側方向に間隔をおいて配置される。第１のバッフル要素は、さらに、第１のバッフル要素チャンバーと追加のバッフル要素のうちの１つとの間の流体連絡を可能にするためにオリフィス構造を有している。シーケンス内の追加のバッフル要素はそれぞれ、さらに、先行するバッフル要素と追加のバッフル要素の外部との間の流体連絡を可能にするためにオリフィス構造を有している。
【０００８】
本発明の別の態様においては、ガス生成システムにおいて、あらかじめ決定された圧力範囲内の圧力と、あらかじめ決定された温度範囲内の温度を有するガスを発生させる方法が提供される。
本発明の方法は、ａ）第１の温度からあらかじめ決定された温度範囲内の温度までガスを冷やすのに必要な、あらかじめ決定されたバッフル要素物質の与えられた表面領域に沿ったガスの流路の全長を見積もる工程；および
ｂ）第１の温度からあらかじめ決定された温度範囲内の温度までガスを冷やすのに必要な、見積もられた全長と実質的に等しい、単位バッフル要素表面積当たりの合計の内部ガス流路長さを有するバッフルシステムを提供する工程；を含み、
該バッフルシステムはガスの内部流路に沿ったバッフルシステム内にバッフルシステムオリフィス構造を有し、該バッフルシステムオリフィス構造はガスの圧力を第１の圧力からあらかじめ決定された圧力範囲内の第２の圧力まで変えるように適合されている。
【０００９】
本発明の別の態様においては、エアバッグ、およびエアバッグシステムの起動に際してエアバッグと流体連絡を可能にするようにエアバッグに連結されたガス生成システムを含むエアバッグシステムを含む乗り物乗員保護システムが提供される。ガス生成システムは第１のコンバスションチャンバー、第２のコンバスションチャンバー、およびバッフルシステムを含み、該バッフルシステムは第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーに隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバとの流体連絡を可能にする。
【００１０】
詳細な説明
本発明は、従来の設計では膨張ガスの流れから粒状物質を取り除くために要求されるワイヤーメッシュフィルターを使用しないで製造されるガス生成システムを含む。バッフルシステムはフィルターの代わりに使用される。それによって、ガス生成物質の燃焼に際して、スラグがバッファーシステム内に成形され、またガスもその内部で冷却される。不適当な量の微粒子を発生することなく膨張ガスを発生して燃焼することができる適当なガス生成物質組成物の選択は、フィルターの必要をさらに回避する。フィルターの必要の回避により、ガス生成システムはより単純に、より軽くすることができ、より安価に、より簡単に製造することができる。更に、本明細書に記載されたガス生成システムは、典型的なフィルター／ヒートシンクを有する多くの公知のインフレータより、より冷たい出力ガスを提供する。ここに記載されたガス生成システムの実施態様はフィルターを含んでいないが、もし所望であれば、公知または、他の適当な方法によって成形されたフィルターを含むことができる。
【００１１】
図１は、本発明に従うガス生成システム１０の１つの実施態様を示す。ガス生成システム１０は、ハウジング内部キャビティーを画定する相対する端１２ａ、１２ｂおよびこれらの端の間に伸びる壁１２ｃを有し、実質的に円筒状のハウジング１２を有する。ハウジング１２は金属または合金から作られ、キャスト、スタンプ、引抜き、押出、または他の方法で金属成形されることができる。１つ以上の公知の方法を使用して、第１の端閉塞部１４はハウジング１２の端１２ａにしっかりと取り付けられられ、第２の端閉塞部１６はハウジング１２の反対の端１２ｂにしっかりと取り付けられる。図１では、ハウジング１２の端部１２ａおよび１２ｂは、第１および第２の端閉塞部１４、１６の部分上にクリンプされ、ハウジング内に端閉塞部をしっかりと取り付ける。１つ以上の開口１２ｄが、ハウジングの壁１２ｃに、ハウジングの内部とハウジングの外部の間の流体連絡を可能にするために提供される。
【００１２】
図１および２を参照する。第１の端閉塞部１４が、周縁のショルダー１４ａ、中央のオリフィス１４ｂおよび周辺のキャビティー１４ｃに沿って形成される。周縁のショルダー１４ａは端閉塞部の表面１４ｄに沿って形成され、あらかじめ決定された外側直径を有する点火カップ２２（下記の図４に詳細に示される）の壁２２ｂの末端部分が、表面１４ｄに沿って配置され、ショルダー１４ａとインターフェレンスフィットを形成し、それにより点火カップをハウジング壁１４の半径方向内側に保持する。第１のＯリングまたはシール１８が周縁のキャビティー１４ｃ内に配置され、第１の端閉塞部１４とハウジング壁１２ｃの間の接触面を密封する。
【００１３】
図１および３を参照する。第２の端閉塞部１６が、周縁のショルダー１６ａ、中央のオリフィス１６ｂおよび周辺のキャビティー１６ｃに沿って形成される。周縁のショルダー１６ａは端閉塞部の表面１６ｄに沿って形成され、あらかじめ決定された外側直径を有する点火カップ２４（下記の図５に詳細に示される）の壁２４ｂの末端部分が、表面１６ｄに沿って配置され、ショルダー１６ａとインターフェレンスフィットを形成し、それにより点火カップをハウジング壁１２ｃの半径方向内側に保持する。第２のＯリングまたはシール２０は周縁のキャビティー１６ｃ内に配置され、第２の端閉塞部１６とハウジング壁１２ｃの間の接触面を密封する。端閉塞部１４、１６はスタンプ、押出、ダイキャストまたは他の方法で金属成形されることができ、たとえば、炭素鋼またはステンレス鋼から形成することができる。
【００１４】
図１および４を参照する。第１の点火カップ２２は第１の端閉塞部１４に隣接して配置され、ハウジング長さの一部分についてハウジング１２内に入れ子にされる。点火カップ２２は、ベース部分２２ａとベース部分から伸び、第１の端閉塞部ショルダー１４ａに沿って第１の端閉塞部１４と接する壁２２ｂを有する。ベース部分２２ａ、壁２２ｂおよび第１の端閉塞部１４は、火工品化合物２６をその内部に有するキャビティー２２ｄを画定する。点火化合物２６が点火された際に、点火化合物燃焼生成物を放出するために、少なくとも１つの点火ガス出口オリフィス２２ｃが、点火カップ２２内に形成される。環状の凹部２２ｅがベース部分２２ａ中に形成され、あらかじめ決定された内側直径を有している環状のスリーブ３４（下に説明される）の端部分が凹部２２ｅ内に配置され、ベース部分２２ａとインターフェレンスフィットを形成するような寸法にされる。点火カップ２２はスタンプ、押出、ダイキャストまたは他の方法で金属成形されることができ、たとえば、炭素鋼またはステンレス鋼から形成することができる。
【００１５】
図１に示される実施態様では、破裂可能な流体的にタイトなシール２３が点火オリフィス２２ｃを横切って配置され、ガス生成システムの起動の前に、第１のコンバスションチャンバー３４ａ（以下に説明される）からキャビティー２２ｄを隔離する。シール２３は、点火カップのベース部分２２ａの表面にしっかりと取り付けられ、キャビティー２２ｄとコンバスションチャンバー３４ａの間に流体的にタイトな障壁を形成する。様々なディスク、フォイル、フィルム、テープなどがシールを形成するために使用されてもよい。
【００１６】
図１および５を参照する。第２の点火カップ２４は第２の端閉塞部１６に隣接して配置され、ハウジング長さの一部分についてハウジング１２内に入れ子にされる。点火カップ２４は、ベース部分２４ａとベース部分から伸び、第２の端閉塞部ショルダー１６ａに沿って第２の端閉塞部１６と接する壁２４ｂを有する。
【００１７】
ベース部分２４ａ、壁２４ｂおよび第２の端閉塞部１６は、火工品化合物２８をその内部に含むキャビティー２４ｄを画定する。点火化合物２８が点火された際に、点火化合物燃焼生成物を放出するために、少なくとも１つの点火ガス出口オリフィス２４ｃが、点火カップ２４内に形成される。環状の凹部がベース部分２４ａ中に形成され、あらかじめ決定された内側直径を有している環状のスリーブ３６（下に説明される）の端部分が凹部５４内に配置され、ベース部分２４ａとインターフェレンスフィットを形成するような寸法にされる。点火カップ２４はスタンプ、押出、ダイキャストまたは他の方法で金属成形されることができ、たとえば、炭素鋼またはステンレス鋼から形成することができる。図１に示される実施態様では、破裂可能な流体的にタイトなシール２５が点火オリフィス２４ｃを横切って配置され、ガス生成システムの起動の前に、第２のコンバスションチャンバー３６ａからキャビティー２４ｄを隔離する。シール２５は、点火カップのベース部分２４ａの相対する表面２４ｆおよび２４ｇにしっかりと取り付けられ、キャビティー２２ｄとコンバスションチャンバー３６ａの間に流体的にタイトな障壁を形成する。様々なディスク、フォイル、フィルム、テープなどがシールを形成するために使用されてもよい。
【００１８】
図１および４を再び参照する。所定量の火工品化合物２６がキャビティー２２ｄの内に含まれている。図１および４の中で示される実施態様では、火工品化合物２６は、公知のまたは適当な点火またはブースター化合物であり、その燃焼は別の、コンバスションチャンバー３４ａ内に配置される主ガス生成物質３８を点火する。異なる実施態様では、キャビティー２２ｄ内の火工品化合物２６は、ガス生成システムのための主なガス生成物質供給物を含み、以下に詳しく説明されるガス生成組成物（例えば無煙のガス生成組成物）から形成される。この異なる実施態様は、比較的少量の膨張ガス（およびしたがって相応してより小さな量のガス生成物質）が必要な用途において使用されることができる。１つ以上の自己発火タブレット（図示されない）がキャビティー２２ｄ内に置かれ、当該技術分野において公知の方法で外部から加熱された際に火工品化合物２６の点火を許容することができる。
【００１９】
図１および５を再び参照する。所定量の火工品化合物２８がキャビティー２４ｄの内に含まれている。図１および５の中で示される実施態様では、火工品化合物２８は、公知のまたは適当な点火またはブースター化合物であり、その燃焼は別の、コンバスションチャンバー３６ａ内に配置される主ガス生成物質４０を点火する。異なる実施態様では、キャビティー２４ｄ内の火工品化合物２８は、ガス生成システムのための主なガス生成物質供給物を含み、以下に詳しく説明されるガス生成組成物（例えば無煙のガス生成組成物）から形成される。この異なる実施態様は、比較的少量の膨張ガス（およびしたがって相応してより小さな量のガス生成物質）が必要な用途において使用されることができる。１つ以上の自己発火タブレット（図示されない）がキャビティー２４ｄ内に置かれ、当該技術分野において公知の方法で外部から加熱された際に火工品化合物２８の点火を許容することができる。
【００２０】
図１および２を再び参照する。第１のイグナイタアセンブリー３０は第１の端閉塞部中央オリフィス１４ｂ内に配置されてしっかりと取り付けられ、点火化合物２６を含んでいるキャビティー２２ｄとイグナイタアセンブリーに組み入れられたイグナイタ３０ａの間の作動可能な接続を可能にし、ガス生成システムの起動に際して点火化合物２６を点火できるようにする。
【００２１】
同様に、第２のイグナイタアセンブリー３２（図３）は第２の端閉塞部中央オリフィス１６ｂ内に配置されてしっかりと取り付けられ、点火化合物２８を含んでいるキャビティー２４ｄとイグナイタアセンブリーに組み入れられたイグナイタ３２ａの間の作動可能な接続を可能にし、ガス生成システムの起動に際して点火化合物２８を点火できるようにする。イグナイタアセンブリー３０および３２は、たとえば溶接、クリンピング、インターフェレンスフィットまたは接着剤の使用のような公知の方法の任意のものを使用して、それぞれ中央オリフィス１４ｂおよび１６ｂにしっかりと取り付けられることができる。ここに記載された用途にふさわしいイグナイタアセンブリーは様々な公知の供給者、例えばワシントン州レッドモンドのＰｒｉｍｅｘ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社、またはオランダのＡｅｒｏｓｐａｃｅ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社から得ることができる。
【００２２】
図１および８を参照する。第１の点火カップ２２（図４）中の凹部２２ｅ、および第１のバッフルエンドプレート４４（図６、以下に記載される）中の凹部４４ａは、第１の環状のスリーブ３４の端部分をその内部に収容するように適応される。図１の中で示されるガス生成システムの実施態様では、第１のスリーブ３４は、第１のイグナイタカップ２２および第１のエンドプレート４４と組み合わされて、主なガス生成組成物３８（以下に詳細に説明される）を含んでいる第１のコンバスションチャンバー３４ａを画定する。第１のスリーブ３４はハウジング壁１２ｃと離れて配置され、第１のコンバスションチャンバー３４ａに沿って伸びる第１の環状のガスフロー通路５６を形成する。ガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバー３４ａは、点火カップオリフィス２２ｃを介して流体的にキャビティー２２ｄと連絡する。
【００２３】
図１および９を参照する。第２の点火カップ２４（図５）中の凹部２４ｅ、および第２のエンドプレート４６（以下に記載された図７）中の凹部４６ａは、第２の環状のスリーブ３６の端部分をその内部に収容するように適応される。図１の中で示されるガス生成システムの実施態様では、第２のスリーブ３６は、第２のイグナイタカップ２４および第２のバッフルエンドプレート４６と組み合わされて、ガス生成組成物４０（以下に詳細に説明される）を含んでいる第２のコンバスションチャンバー３６ａを画定する。スリーブ３６はハウジング壁１２ｃと離れて配置され、第２のコンバスションチャンバー３６ａに沿って伸びる第２の環状のガスフロー通路５８を形成する。ガス生成システムの起動に際して、第２のコンバスションチャンバー３６ａは、点火カップオリフィス２４ｃを介してキャビティー２４ｄと流体連絡する。スリーブ３４および３６は、押し出しまたは他の適当な金属成形方法によって形成されることができる。
【００２４】
図１を再び参照する。ガス生成物質組成物３８および４０は、コンバスションチャンバー３４ａおよび３６ａの内にそれぞれ配置される。チャンバー３４ａおよび３６ａは同じかまたは異なるガス生成物質組成物を含むことができる。
【００２５】
さらに、チャンバー３４ａおよび３６ａは、同じかまたは異なる量のガス生成物質を含むことができる。また、チャンバーは同じかまたは異なるサイズであることができる。さらに、本発明によるガス生成システムでは無煙のガス生成物質組成物が使用可能であるが、無煙のガス生成物質組成物の使用に制限されるものではない。本明細書において用語「無煙」は、生成物質の合計に基づいて少なくとも約９０％のガス状生成物を燃焼生成物として与えることのできるプロペラントを意味するものと一般に了解されるべきである；また、推論として、固形生成物は生成物質の合計に基づいて約１０％以下である。引用された特許に記載された燃焼特性を有するガス生成物質組成物の使用が、他のガス生成システム設計において使用されるフィルターの必要を回避するのを支援することが一般に見出された。
【００２６】
コンバスションチャンバー３４ａおよび３６ａ内に配置されるガス生成組成物３８および４０は、エアバッグ用途において有用である任意の既知のガス生成組成物であることができ、米国特許番号５，０３５，７５７、５，８７２，３２９、６，０７４，５０２、６，２８７，４００、６，３０６，２３２、６，４７５，３１２、６，２１０，５０５および６，６２０，２６６に記載される組成物およびプロセスが例示されるが、これらに制限されるものではない。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。他の適当な組成物は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許出願番号１０／４０７，３００および６０／３６９，７７５に開示される。
【００２７】
米国特許５，０３７，７５７は、テトラゾール化合物、たとえば、アミノテトラゾール、テトラゾール、ビテトラゾールおよびこれらの化合物の金属塩類、並びにトリアゾール化合物、たとえば、１，２，４−トリアゾール−５−オン、または３−ニトロ  １，２，４−トリアゾール−５−オン、およびこれらの化合物の金属塩類をはじめとする、アジド非含有ガス生成物質を開示する。これらの化合物のある種の金属塩類（アルカリ土類金属塩類）は、少なくとも部分的に、高温スラグ形成剤として機能することができる。例えば、テトラゾールまたはビテトラゾールのカルシウム塩は、燃焼して酸化カルシウムを形成し、これは高温スラグ形成剤として機能する。マグネシウム、ストロンチウム、バリウムおよび恐らくセリウム塩類は同様に作用するだろう。低温スラグ形成剤と組み合わされて、濾過可能なスラグが形成されるだろう。それらが燃焼により、より低い融点のケイ酸塩または炭酸塩を与えることができるので、アルカリ金属塩類（リチウム、ナトリウム、カリウム）を低温スラグ形成剤と、少なくとも一部分見なすことができる。
【００２８】
酸化剤は、一般にシステムの中にある酸素のすべてまたは大部分を供給する。さらに、しかしながら、それらは、反応系に高温スラグ形成剤を含ませる好ましい方法である。アルカリ土類金属硝酸塩および硝酸セリウムはすべて高温スラグ形成能を備えた酸化剤であるが、ほとんどのこれらの塩類は吸湿性で、有効に使用するのが難しい。硝酸ストロンチウムと硝酸バリウムは、無水の状態で得るのが簡単で、優れた酸化剤である。高温スラグ形成剤と組み合わされたとき、アルカリ金属の硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩は他の有用な酸化剤である。
【００２９】
上記の文脈において、米国特許５，０３７，７５７に示された火工品とスラグ成形ガス生成物質混合物は、以下の物質のそれぞれの少なくとも１つを含む。
ａ．アミノテトラゾール、テトラゾール、ビテトラゾール、およびこれらの化合物の金属塩類からなるテトラゾール化合物、並びにトリアゾール化合物およびトリアゾール化合物の金属塩類から選ばれた燃料。
ｂ．アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタニドおよびアンモニウムの硝酸塩および過塩素酸塩からなる群から選択されるか、またはアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩素酸塩または過酸化物から成る群から選ばれた、酸素含有酸化剤。
ｃ．アルカリ土類金属または遷移金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、過酸化物、硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩から成る群、または、テトラゾール類、ビテトラゾール類およびトリアゾール類のアルカリ土類金属塩類から成る群から選ばれた高温スラグ成形物質。
ｄ．二酸化ケイ素、三酸化二硼素および五酸化バナジウムから成る群、アルカリ金属のケイ酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩、硝酸塩、過塩素酸塩または塩素酸塩から成る群、テトラゾール類、ビテトラゾール類およびトリアゾール類のアルカリ金属塩類から成る群または、様々な天然のクレーおよびタルクから成る群から選ばれた低温スラグ成形物質。
【００３０】
燃料は５−アミノテトラゾールを含むことができ、これは約２２重量％から約３６重量％の濃度で存在することができ、酸素含有酸化剤化合物および高温スラグ成形物質は硝酸ストロンチウムであり、これは約３８重量％から約６２重量％の濃度で存在することができ、低温スラグ形成剤は二酸化ケイ素であり、これは約２重量％から約１８重量％の濃度で存在することができる。
【００３１】
あるいは、燃料および高温スラグ成形物質は５−アミノテトラゾールのストロンチウム塩を含むことができ、これは約３０重量％から約５０重量％の濃度で存在することができ、酸素含有酸化剤化合物は硝酸カリウムであり、これは約４０重量％から約６０重量％の濃度で存在することができ、低温スラグ形成剤はタルクであり、これは約２重量％から約１０重量％の濃度で存在することができる。タルクはクレーで置き換えられることができる。
【００３２】
他の組み合わせは、５−アミノテトラゾールが約２２重量％から約３６重量％の濃度で存在し、酸素含有酸化剤化合物は硝酸ナトリウムであり、これは約３０重量％から約５０重量％の濃度で存在し、高温スラグ成形物質は炭酸マグネシウムであり、これは約８重量％から約３０重量％の濃度で存在し、低温スラグ形成剤は二酸化ケイ素であり、これは約２重量％から約２０重量％の濃度で存在する。炭酸マグネシウムは水酸化マグネシウムと置き換えられることができる。
【００３３】
さらなる別の組み合わせは、５−アミノテトラゾールのカリウム塩を含み、これは約２重量％から約３０重量％の濃度で存在し、これは一部は燃料として働き、一部は低温スラグ形成剤として働き、５−アミノテトラゾールが約８重量％から約４０重量％の濃度で存在し、燃料として作用し、クレイが約２重量％から約１０重量％の濃度で存在し、一部が低温スラグ形成剤として作用し、硝酸ストロンチウムが約４０重量％から約６６重量％の濃度で存在し、酸素含有酸化剤化合物および高温スラグ形成剤の両方として作用する。  
【００３４】
米国特許５，８７２，３２９は、酸化剤として硝酸アンモニウムを使用し、硝酸アンモニウム相安定剤として硝酸カリウムを使用する、乗り物乗客拘束システムのための非アジ化物ガス生成物質を開示する。相安定化された硝酸アンモニウムと組み合わされる燃料は、カチオン性アミン成分およびアニオン成分を有する、テトラゾール類およびトリアゾール類のアミン塩類から成る群から選ばれる。アニオン性の成分はテトラゾールまたはトリアゾール環を含み、テトラゾール環の５−位置に１つのＲ基が置換しているか、またはトリアゾール環の３−位置および５−位置に２つのＲ基が置換している。Ｒ基は、水素、および任意の窒素含有化合物、たとえば、アミノ、ニトロ、ニトロアミノ、テトラゾリル、およびトリアゾリル基から選ばれる。カチオン性アミン成分は、アンモニア、ヒドラジン、グアニジン化合物、たとえば、グアニジン、アミノグアニジン、ジアミノグアニジン、トリアミノグアニジン、ジシアンジアミド、ニトログアニジン、窒素置換されたカルボニル化合物、たとえば、尿素、カルボヒドラジド、オキサミド、オキサミックヒドラジド、ビス−（カルボンアミド）アミン、アゾジカルボンアミド、およびヒドラゾジカルボンアミド、およびアミノアゾール、たとえば、３−アミノ−１、２、４−トリアゾール、３−アミノ−５−ニトロ−１、２、４−トリアゾール、５−アミノテトラゾールおよび５−ニトロアミノテトラゾールから選択される。任意の不活性添加物、たとえば、クレーまたはシリカを、バインダー、スラグ形成剤、クーラントまたは加工助剤として使用することができる。非アジ化物プロペラントで構成された任意の点火助剤も、公知の点火助剤、たとえばＢＫＮＯ３の代わりに利用されることができる。ガス生成物質は、粉砕された成分の乾式混合および圧密によって調製される。
【００３５】
ガス生成物質組成物中の主燃料として使用される好ましい高窒素非アジ化物としては、特に以下から選択されるテトラゾールおよびトリアゾールのアミン塩があげられる：５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・１ＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＧＡＤ）、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（ＢＨＴ・１ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・１ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・２ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＢＨＴ・１ＮＨ３）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩（ＢＨＴ・２ＮＨ３）、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（ＢＨＴ・１ＡＴＡＺ）、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（ＢＨＴ・２ＡＴＡＺ）、５，５’−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＡＢＨＴ−２ＧＡＤ）、および５−ニトロアミノ−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＮＴＡ−１ＮＨ３）。非アジ化物燃料は一般にガス生成組成物の合計の重量の、１５−６５％、好ましくは２０−５５％を構成する。
【００３６】
テトラゾールまたはトリアゾールの先のアミン塩類は相安定化された硝酸アンモニウムと乾式混合される。酸化剤は、ガス生成組成物の合計の重量の、約３５から８５重量％の濃度で一般に使用される。同時に所有され、１９９６年７月２日に許可され、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許５，５３１，９４１、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ  Ａｚｉｄｅ−Ｆｒｅｅ  Ｇａｓ  Ｇｅｎｅｒａｎｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ」に教示されるように、硝酸アンモニウムは硝酸カリウムによって安定される。ＰＳＡＮは８５−９０％のＡＮおよび１０−１５％のＫＮを含み、ＡＮとＫＮの共結晶化のような任意の適当な手段によって形成され、それにより−４０℃から１０７℃の間で起こる純粋な硝酸アンモニウム（ＡＮ）に生じる固体−固体の相変化が防止される。ＫＮは純粋なＡＮを安定させるために好ましく使用されるが、当業者には他の安定化剤がＡＮと共に使用されてもよいことを容易に認識するだろう。
【００３７】
スラグ形成剤、バインダー、加工助剤またはクーラントが望まれる場合、クレー、珪藻土、アルミナまたはシリカのような不活性な成分が、ガス生成組成物の０．１−１０％の濃度で提供され、燃焼に際して生成される有毒の流出物が最小限にされる。
【００３８】
本発明と共に使用される任意の点火助剤は、トリアゾール、テトラゾロン、アミノテトラゾール、テトラゾールまたはビテトラゾール、またはその内容が参照され本明細書の一部として組み込まれる、Ｐｏｏｌｅの米国特許第５，１３９，５８８に記載されたものを含む群から選ばれた燃料を含む、非アジ化ガス生成物質組成物から選択される。ＢＫＮＯ３のような公知の点火助剤は必要とされない。なぜなら、テトラゾールまたはトリアゾールに基づいた燃料が、相安定化された硝酸アンモニウムと組み合わされた時、プロペラントの点火性を著しく改善し、さらに持続する燃焼速度を提供するからである。
【００３９】
米国特許６，０７４，５０２は、相安定化された硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）、１つ以上の非アジ化物高窒素燃料の一次燃料、および、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）およびヒドラゾジカルボンアミド（ＡＨ）を含む群から選ばれた１つ以上の非アジ化物高窒素燃料の二次燃料を含む、非アジ化物ガス生成物質組成物を開示する。１つ以上の非アジ化物高窒素燃料の一次燃料は、テトラゾール類およびビテトラゾール類、たとえば、５−ニトロテトラゾールおよび５，５’−ビテトラゾール；トリアゾール類およびニトロトリアゾール類、たとえば、ニトロアミノトリアゾールおよび３−ニトロ−１，２，４−トリアゾール−５−オン；ニトロテトラゾール類；およびトリアゾールの塩類およびテトラゾールの塩類、を含む群から選択される。
【００４０】
より具体的には、テトラゾール類の塩類としては特に以下があげられる；テトラゾールおよびトリアゾールのアミン、アミノ、およびアミドの非金属塩であって、以下から選択される物である：５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・１ＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＧＡＤ）、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（ＢＨＴ・１ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・１ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・２ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＢＨＴ・１ＮＨ３）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩（ＢＨＴ・２ＮＨ３）、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（ＢＨＴ・１ＡＴＡＺ）、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（ＢＨＴ・２ＡＴＡＺ）、および５，５’−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＡＢＨＴ・２ＧＡＤ）。
【００４１】
トリアゾールのアミン塩類としては以下があげられる：３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩（ＮＴＡ・１ＮＨ３）、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノグアニジニウム塩（ＮＴＡ・１ＧＡＤ）、ジニトロビトリアゾールのジアンモニウム塩（ＤＮＢＴＲ・２ＮＨ３）、ジニトロビトリアゾールのジグアニジニウム塩（ＤＮＢＴＲ・２ＧＡＤ）、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（ＤＮＴＲ・１ＮＨ３）。
【００４２】
好ましいガス生成組成物は、ガス生成組成物の重量の５％−４５％、より好ましくは９％−２７％を構成する、１つ以上の非アジ化物高窒素燃料の一次燃料；ガス生成組成物の重量の１％−３５％、より好ましくは１％−１５％を構成する、１つ以上の非アジ化物高窒素燃料の二次燃料；およびガス生成組成物の重量の５５％−８５％、より好ましくは６６％−７８％を構成するＰＳＡＮ、の混合物から得られる。テトラゾール類は、より高い窒素含量および低炭素含量に起因する、大きな燃焼速度およびより少ない一酸化炭素のため、トリアゾール類よりも好ましい。テトラゾールの塩類は、優れた点火安定性のためにより好ましい。参照され本明細書の一部として組み込まれる、Ｏｎｉｓｈｉによる、米国特許第５，４３９，２５１は、テトラゾールの塩類は摩擦と衝撃にそれほど敏感ではなく、そのためプロセス安全性を向上することを教示する。ビテトラゾールの非金属の塩類は、優れた熱的安定性のため、テトラゾールの非金属の塩類よりも好ましい。さらにＯｎｉｓｈｉによって教示されるように、ビテトラゾールの非金属の塩類はより高い融点およびより高い発熱ピーク温度を有しているので、ＰＳＡＮと組み合わされた時に、より大きな熱的安定性を与える。それが多量に生産され、適切なコストで容易に利用可能なので、ビテトラゾールのジアンモニウム塩は最も好ましい。
【００４３】
ガス生成組成物の重量に基づいて０−１０重量％の任意の燃焼速度改良剤が；テトラゾール類またはトリアゾール類のアルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属の塩；アルカリ金属またはアルカリ土類金属の硝酸塩または亜硝酸塩；ＴＡＧＮ；ジシアンジアミドおよびジシアンジアミドのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩類；アルカリ金属とアルカリ土類金属のボロンハイドライド；またはそれの混合物を含む群から選ばれる。スラグ形成剤およびクーラントの任意の組み合わせは、０〜１０重量％の範囲で、クレー、シリカ、ガラスおよびアルミナ、またはそれの混合物を含む群から選ばれる。記載された任意の添加物、または当業者に公知の他のものを組み合わせる場合、受容可能な熱的安定性、燃焼速度およびバリスティック特性を付与するように、調整に注意するべきである。
【００４４】
米国特許６，２８７，４００は、用途に応じて、ガス生成物質の重量に基づいて、２５−１００重量％で提供される５−アミノテトラゾール硝酸塩（５−ＡＴＮ）を含むガス生成物質組成物を開示する。５−ＡＴＮは、硝酸塩基中の酸素に起因する、酸素に富んだ燃料として特徴を有する。したがって、ガス生成組成物中での５−ＡＴＮの使用は、再び用途に応じて、付加的な酸化剤をほとんどまたは全く必要としない。５−ＡＴＮは、ガス生成組成物の重量に基づいて、好ましくは３０−９５重量％、および最も好ましくは５５−８５重量％で提供される。
【００４５】
特定の用途では、オリジナル装置製造者による毒性必要条件による、低減された一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を提供するために、酸素収支を調整しなければならない。例えば、乗り物乗員拘束システム内のガス生成物質の燃焼に際して生成されるガスは、これらの有毒ガスの生成を最小限にするか生成しないようにしなければならない。したがって、５−ＡＴＮに酸化剤を加える場合、ガス生成物質がエアバッグインフレータにおいて使用される場合、約−４．０から＋４．０の酸素収支が望ましいことが一般に理解される。５−ＡＴＮの好ましいパーセンテージはこの特徴を反映する。
【００４６】
たとえば、１つ以上の酸化剤が、非金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩、亜硝酸塩、過塩素酸塩、塩素酸塩および亜塩素酸塩から選ばれることができる。当該技術分野において公知の他の酸化剤も使用されることができる。例えば、これらはアルカリ金属、アルカリ土類金属および遷移金属の酸化物を含んでいる。好ましい酸化剤としては、相安定化された硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）、硝酸アンモニウム、硝酸カリウムおよび硝酸ストロンチウムがあげられる。１つ又は複数の酸化剤はガス生成組成物の重量に基づいて、５−７０重量％、より好ましくは２０−４５重量％で提供される。
【００４７】
バインダー、スラグ形成剤、燃焼速度改良剤およびクーラントのような標準的な添加物も、所望であれば組込まれることができる。不活性成分も含まれることができ、たとえば、クレー、珪素、ケイ酸塩、珪藻土、および酸化物、たとえば、ガラス、シリカ、アルミナおよびチタニアを含む群から選ばれる。ケイ酸塩としては、タルクのような層状構造を有するケイ酸塩、およびクレーおよび雲母の珪酸アルミニウム；アルミノケイ酸塩；硼珪酸塩；またケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムのような他のケイ酸塩があげられるが、これらに制限されるものではない。不活性成分は、約０．１−２０重量％で、より好ましくは約０．１−８重量％で、最も好ましくは０．１−３重量％で存在する。最も好ましい実施態様では、７３．１２％の５−ＡＴＮおよび２６．８８％のＰＳＡＮ１０（１０％の硝酸カリウムで安定された）を含む。
【００４８】
米国特許５，８７２，３２９は、相安定化された硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）、ニトログアニジン（ＮＱ）および１つ以上の非アジ化物高窒素燃料をを含む非アジ化物ガス生成物質を開示する。１つ以上の高窒素燃料は、テトラゾール類、たとえば、５−ニトロテトラゾール、５，５’−ビテトラゾール；トリアゾール類、たとえば、ニトロアミノトリアゾール、ニトロトリアゾール類、ニトロテトラゾール類、トリアゾールの塩類およびテトラゾールの塩類、および３−ニトロ−１，２，４−トリアゾール−５−オンを含む群から選択される。
【００４９】
より具体的には、トリアゾールのアミンとしては、特にトリアゾールおよびテトラゾールのアミン、アミノ、およびアミド塩であって、以下から選択される物があげられる：５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・１ＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＧＡＤ）、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（ＢＨＴ・１ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・１ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・２ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＢＨＴ・１ＮＨ３）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩（ＢＨＴ・２ＮＨ３）、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（ＢＨＴ・１ＡＴＡＺ）、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（ＢＨＴ・２ＡＴＡＺ）、および５，５’−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＡＢＨＴ・２ＧＡＤ）。
【００５０】
トリアゾールのアミン塩類としては以下があげられる：３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩（ＮＴＡ・１ＮＨ３）、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノグアニジニウム塩（ＮＴＡ・１ＧＡＤ）、ジニトロビトリアゾールのジアンモニウム塩（ＤＮＢＴＲ・２ＮＨ３）、ジニトロビトリアゾールのジグアニジニウム塩（ＤＮＢＴＲ・２ＧＡＤ）、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（ＤＮＴＲ．１ＮＨ３）。
【００５１】
好ましい１つまたは複数の燃料は、窒素含有カチオン成分、並びにテトラゾールおよび／またはトリアゾールアニオン成分を有する、テトラゾールおよびトリアゾールのアミンおよび他の非金属塩からなる群から選択される。アニオン性の成分はテトラゾールまたはトリアゾール環を含み、テトラゾール環の５−位置に１つのＲ基が置換しているか、またはトリアゾール環の３−位置および５−位置に２つのＲ基が置換している。Ｒ基は、水素、および任意の窒素含有化合物、たとえば、アミノ、ニトロ、ニトロアミノ、テトラゾリル、およびトリアゾリル基から選ばれる。カチオン性成分は、アンモニア、ヒドラジン、グアニジン化合物、たとえば、グアニジン、アミノグアニジン、ジアミノグアニジン、トリアミノグアニジン、ジシアンジアミド、ニトログアニジン、窒素置換されたカルボニル化合物、たとえば、尿素、カルボヒドラジド、オキサミド、オキサミックヒドラジド、ビス−（カルボンアミド）アミン、アゾジカルボンアミド、およびヒドラゾジカルボンアミド、およびアミノアゾール類、たとえば、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−ニトロ−１，２，４−トリアゾール、５−アミノテトラゾールおよび５−ニトロアミノテトラゾールをはじめとする、アミン、アミノおよびアミドを含む群の要素から形成される。任意の不活性添加物、たとえば、クレー、アルミナ、またはシリカを、バインダー、スラグ形成剤、クーラントまたは加工助剤として使用することができる。非アジ化物プロペラントで構成された任意の点火助剤も、公知の点火助剤、たとえばＢＫＮＯ３の代わりに利用されることができる。
【００５２】
ある種の開示されたガス生成物質組成物は、水和されたか無水のニトログアニジンの混合物；グアニジン、テトラゾール、トリアゾール、テトラゾールの塩類およびトリアゾールの塩類から成る群から選ばれた少なくとも１つの非アジ化物高窒素燃料；並びに相安定化された硝酸アンモニウムおよび過塩素酸アンモニウムから成る群から選ばれた酸化剤を含む。非アジ化物燃料はさらに、トリアゾールの１−、３−および５−置換のトリアゾールの非金属塩類、およびテトラゾールの１−および５−置換の非金属塩類であって、該塩類が非金属のカチオン性およびアニオン性成分からなる物、並びに水素または窒素含有化合物で置換された塩から成る群から選ばれることができる。
【００５３】
好ましいガス生成組成物は、ガス生成組成物の重量の１％から３０％のニトログアニジン、ガス生成組成物の重量の４％−４０％の１以上のテトラゾールおよび／またはトリアゾールのアミン塩類、ガス生成組成物の重量の４０％−８５％のＰＳＡＮを含むガス生成物質成分の混合物から得られる。与えられたパーセンテージでは、さらに好ましい実施態様は、ＮＱ、ＰＳＡＮおよび５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのアミン塩類から本質的に成るガス生成物質成分の混合物から得られる。与えられたパーセンテージでは、最も好ましい組成物は、ＮＱ、ＰＳＡＮおよび５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩（ＢＨＴ・２ＮＨ３）から本質的に成るガス生成物質成分の混合物から得られる。一緒にされる時、ＮＱおよびここに記載されている１つ以上の高窒素燃料から成る燃料成分は、ガス生成組成物の１５重量％−６０重量％を構成する。
【００５４】
過塩素酸アンモニウムのような他の非金属無機酸化剤、または上記の燃料と一緒にされ、燃焼されたときに最小限の固体を生成する酸化剤も使用することができる。酸化剤の燃料に対する比率は好ましくは、平衡排気ガス中で許容された酸素の量が３重量％未満、より好ましくは２重量％以下となるように調節される。酸化剤はガス生成組成物の４０重量％−８５重量％を構成する。
【００５５】
ガス生成組成物中の０−１０重量％の、任意の燃焼速度改良剤は、テトラゾールまたはトリアゾールのアルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属の塩；アルカリ金属またはアルカリ土類金属の硝酸塩または亜硝酸塩；ＴＡＧＮ；ジシアンジアミドおよびジシアンジアミドのアルカリ金属およびアルカリ土類金属の塩類；アルカリ金属とアルカリ土類金属のボロンヒドリド；またはそれの混合物を含む群から選ばれる。０−１０重量％の任意の組み合わせのスラグ形成剤およびクーラントは、クレー、シリカ、ガラスおよびアルミナ、またはそれの混合物を含む群から選ばれる。記載された任意の添加物、または当業者に公知である他の物質を一緒にする場合、受容可能な熱的安定性、燃焼速度およびバリスティック特性を付与するように、調整に注意するべきである。
【００５６】
米国特許５，８７２，３２９は、用途に応じて、ガス生成物質の２５−１００重量％で提供される、５−アミノテトラゾール硝酸塩（５−ＡＴＮ）を含むガス生成物質を開示する。５−ＡＴＮは、硝酸塩基中の酸素に起因する、酸素に富んだ燃料として特徴を有する。したがって、ガス生成組成物中での５−ＡＴＮの使用は、再び用途に応じて、付加的な酸化剤をほとんどまたは全く必要としない。５−ＡＴＮは、ガス生成組成物の重量に基づいて、好ましくは３０−９５重量％、および最も好ましくは５５−８５重量％で提供される。
【００５７】
特定の用途では、オリジナル装置製造者による毒性必要条件による、低減された一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を提供するために、酸素収支を調整しなければならない。例えば、乗り物乗員拘束システム内のガス生成物質の燃焼に際して生成されるガスは、これらの有毒ガスの生成を最小限にするか生成しないようにしなければならない。したがって、５−ＡＴＮに酸化剤を加える場合、ガス生成物質がエアバッグインフレータにおいて使用される場合、約−４．０から＋４．０の酸素収支が望ましいことが一般に理解される。５−ＡＴＮの好ましいパーセンテージはこの特徴を反映する。
【００５８】
１つ以上の酸化剤が、非金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩、亜硝酸塩、過塩素酸塩、塩素酸塩および亜塩素酸塩から例えば選ばれることができる。当該技術分野において公知の他の酸化剤も使用されることができる。例えば、これらはアルカリ金属、アルカリ土類金属および遷移金属の酸化物を含んでいる。好ましい酸化剤としては、相安定化された硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）、硝酸アンモニウム、硝酸カリウムおよび硝酸ストロンチウムがあげられる。１つまたは複数の酸化剤はガス生成組成物の重量に基づいて、５−７０重量％、より好ましくは２０−４５重量％で提供される。
【００５９】
バインダー、スラグ形成剤、燃焼速度改良剤およびクーラントのような標準的な添加物も、所望であれば組込まれることができる。不活性成分も含まれることができ、たとえば、クレー、珪素、ケイ酸塩、珪藻土、および酸化物、たとえば、ガラス、シリカ、アルミナおよびチタニアを含む群から選ばれる。ケイ酸塩としては、タルクのような層状構造を有するケイ酸塩、およびクレーおよび雲母の珪酸アルミニウム；アルミノケイ酸塩；硼珪酸塩；またケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムのような他のケイ酸塩があげられるが、これらに制限されるものではない。不活性成分は、約０．１−２０重量％で、より好ましくは約０．１−８重量％で、最も好ましくは０．１−３重量％で存在する。最も好ましい実施態様では、７３．１２％の５−ＡＴＮおよび２６．８８％のＰＳＡＮ１０（１０％の硝酸カリウムで安定された）を含む。
【００６０】
米国特許６，２１０，５０５は、ガス生成物質組成物中の主燃料として使用される好ましい高窒素非アジ化物としては、特に以下を含む群から選択されるテトラゾールおよびトリアゾールの、アンモニウム、アミン、アミノ、およびアミドの非金属塩が上げられることを開示する：５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・１ＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＧＡＤ）、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（ＢＨＴ・１ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・１ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・２ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＢＨＴ・１ＮＨ３）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩（ＢＨＴ・２ＮＨ３）、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（ＢＨＴ・１ＡＴＡＺ）、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（ＢＨＴ・２ＡＴＡＺ）、５，５’−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＡＢＨＴ−２ＧＡＤ）、および５−ニトロアミノ−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＮＴＡ−１ＮＨ３）。第一の燃料は、一般にガス発生組成物の約１３から３８重量％、およびより好ましくは約２３〜２８重量％を構成する。
【００６１】
【化１】
2008515690.tif 000003
【００６２】
式Ｉに示されるようなテトラゾールの一般的な非金属塩は、カチオン性成分Ｚ、並びにテトラゾール環およびテトラゾール環の５−位置に置換されたＲ基を含むアニオン性成分を含んでいる。式ＩＩに示されるようなトリアゾールの一般的な非金属塩は、カチオン性成分Ｚ、並びにトリアゾール環およびトリアゾール環の３−位置と５−位置に置換された２つのＲ基を含むアニオン性成分を含んでいる。ここでＲ１はＲ２と構造的に類似していても、類似していなくてもよい。Ｒ成分は水素または任意の窒素含有化合物、たとえば、アミノ、ニトロ、ニトロアミノまたは、それぞれ式ＩもしくはＩＩからの、直接置換されるかもしくはアミン、ジアゾもしくはトリアゾ基を介して置換されるテトラゾリルもしくはトリアゾリル基から選択される。化合物Ｚはそれぞれの１−位で水素を置換することによりカチオンを形成し、アンモニア、ヒドラジンをはじめとするアミン基；グアニジン化合物、たとえば、グアニジン、アミノグアニジン、ジアミノグアニジン、トリアミノグアニジン、ニトログアニジン；アミド、たとえば、ジシアンジアミド、尿素、カルボヒドラジド、オキサミド、オキサミックヒドラジド、ビス−（カルボンアミド）アミン、アゾジカルボンアミド、およびヒドラゾジカルボンアミド；置換アゾール、たとえば、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−ニトロ−１，２，４−トリアゾール、３−ニトロアミノ−１，２，４−トリアゾール、および５−ニトロアミノテトラゾール；およびアジン、たとえば、メラミンから選択される。
【００６３】
テトラゾールまたはトリアゾールの先の非金属塩類は相安定化された硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）と乾式混合される。ＰＳＡＮは、ガス生成組成物の合計の重量の、約４６から８７重量％、好ましくは５６から７７重量％の濃度で一般に使用される。同時に所有され、１９９６年７月２日に許可され、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許５，５３１，９４１、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ  Ａｚｉｄｅ−Ｆｒｅｅ  Ｇａｓ  Ｇｅｎｅｒａｎｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ」に教示されるように、硝酸アンモニウムは硝酸カリウムによって安定される。ＰＳＡＮは８５−９０％のＡＮおよび１０−１５％のＫＮを含み、ＡＮとＫＮの共結晶化のような任意の適当な手段によって形成され、それにより−４０℃から１０７℃の間で起こる純粋な硝酸アンモニウム（ＡＮ）に生じる固体−固体の相変化が防止される。ＫＮは純粋なＡＮを安定させるために好ましく使用されるが、当業者には他の安定化剤がＡＮと共に使用されてもよいことを容易に認識するだろう。
【００６４】
ガス生成物質は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩および過塩素酸塩から選ばれた金属の酸化剤をさらに含んでいる。当業者は、金属の酸化物、亜硝酸塩、塩素酸塩、過酸化物および水酸化物のような他の酸化剤も使用されてもよいことを容易に認識するだろう。金属酸化剤は、ガス生成組成物の重量に基づいて、約０．１−２５重量％、より好ましくは０．８−１５重量％で存在する。
【００６５】
ガス生成組成物はさらに、珪素、ケイ酸塩、珪藻土、および酸化物、たとえば、シリカ、アルミナおよびチタニアを含む群から選ばれる不活性成分を含むことができる。ケイ酸塩としては、タルクのような層状構造を有するケイ酸塩、およびクレーおよび雲母のような珪酸アルミニウム；アルミノケイ酸塩；硼珪酸塩；またケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムのような他のケイ酸塩があげられるが、これらに制限されるものではない。不活性成分はガス生成組成物の重量に基づいて、約０．１−８重量％、より好ましくは約０．１−３重量％で存在する。
【００６６】
好ましい実施態様は、ＰＳＡＮを５６−７７％、５，５’−ビ−１Ｈ−テトラゾール（ＢＨＴ．２ＮＨ３）のジアンモニウム塩を２３−２８％、硝酸ストロンチウムを０．８−１５％およびクレーを０．１−３％含んでいる。
【００６７】
金属の酸化剤および不活性成分の組み合わせは、金属の酸化剤からの金属を含んでいる鉱物の形成に帰着する。例えば、主として珪酸アルミニウム（Ａｌ２Ｓｉ４Ｏ１０）および石英（ＳｉＯ２）であるクレーと、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ３）２）との組み合わせは、主としてストロンチウム・ケイ酸塩（ＳｒＳｉＯ４およびＳｒ３ＳｉＯ５）から成る燃焼生成物に帰着する。このプロセスはすべての圧力でガス生成物質燃焼を保持することを援助し、インフレータの「不燃焼」を防ぐと信じられている。
【００６８】
上に定義されたような非金属塩、ＰＳＡＮ、アルカリ土類金属酸化剤および不活性成分を含んでいるガス生成物質の燃焼速度は低く（１０００ｐｓｉで約０．３０ｉｐｓ）、１０００ｐｓｉで０．４０ｉｐｓの業界標準より低い。したがって、これらの組成物は、かなり予想外に点火し、１０００ｐｓｉで０．４０ｉｐｓより低い燃焼速度を有している他のガス生成物質より非常に容易に燃焼を保持し、ある場合には、０．４０ｉｐｓ以上の燃焼速度があるガス生成物質より良好な特性を示す。
【００６９】
本発明と共に使用される任意の点火助剤は、トリアゾール、テトラゾロン、アミノテトラゾール、テトラゾールまたはビテトラゾール、またはその内容が参照され本明細書の一部として組み込まれる、Ｐｏｏｌｅの米国特許第５，１３９，５８８に記載されたものを含む群から選ばれた燃料を含む、非アジ化ガス生成物質組成物から選択される。ＢＫＮＯ３のような公知の点火助剤は必要とされない。なぜなら、テトラゾールまたはトリアゾールに基づいた燃料、相安定化された硝酸アンモニウム、金属酸化剤、および不活性成分を含むガス生成物質が、プロペラントの点火性を著しく改善し、さらに持続する燃焼速度と再現性のある燃焼特性を提供するからである。
【００７０】
均一の混合物が得られ、使用された成分の分解を引き起こさない条件下で混合が行なわれる限り、本発明のガス生成組成物の成分が、一緒にされ混合される方法および順番は重要ではない。例えば、物質は湿式混合または乾式混合されることができ、ボールミルまたはレッドデビルタイプのペイントシェーカーで摩滅され、ついで圧縮成型によりペレット化されることができる。物質は、流体エネルギーミル、スエコ振動エネルギーミル、またはバンタムミクロパルペライザー中で別々にまたは一緒に粉砕され、ついで混合されることができ、または圧密に先立ってｖ−ブレンダーでさらに混合することができる。
【００７１】
組成物を配合する場合、燃料に対するＰＳＡＮの比率は、上記のように酸素収支が組成物の重量に基づいて、−４．０％と＋１．０％の間にあるようにされる。
より好ましくは、燃料に対するＰＳＡＮの比率は、酸素収支が組成物の重量に基づいて、−２．０％と＋０．０％の間にあるように調節される。ＰＳＡＮと燃料の相対量が、ＰＳＡＮを形成するための添加剤と、選択された燃料の性質の両方に依存するであろうことが認識される。
【００７２】
下記の表１および２では、アストリスクにより印が付けられた場合を除いて、すべての場合で酸化剤成分の合計の１５％のＫＮで相安定化されている。その場合、ＰＳＡＮは、酸化剤成分の合計の１０％のＫＮで相安定化されている。
【００７３】
本発明によれば、これらの配合物は、４０℃から１１０℃の温度範囲において、温度的および容積的の両方において安定であり；大きな体積の無毒なガスを生成し；最小の固体微粒子を生産し；容易に点火し、再現可能な態様で燃焼し；有毒出発物質、敏感な出発物質、または爆発性の出発物質を含んでいない；また最終形状で、無毒性で、非感受性で、非爆発性である。
【００７４】
【表１】
2008515690.tif 000004
【００７５】
【表２】
2008515690.tif 000005
【００７６】
米国特許第６，２２０，２６６は、与えられた非アジドガス生成組成物の燃焼およびバラスティック特性の改善、特にエアバッグインフレータ内またはシートベルトプリテンショナー内のガス生成装置において、シリコーンでガス生成組成物をコーティングすることにより改善することを開示する。硬化可能なシリコーンまたはシリコーンガムストックで生成されたペレットまたは小粒の外側をコーティングすることによって、燃焼を保持する容易に発火する配合物が得られる。例示的なインフレータ／ガス生成装置としては、同時に所有される米国特許５，６２８，５２８、５，６２２，３８０、５，７２７，８１３および５，８０６，８８８に開示されたものがあげられる。これらの特許は参照され本明細書の一部として組み込まれる。例示的なプリテンショナーとしては、米国特許５，３９７，０７５および５，８９９，３９９に開示されたものがあげられる。これらの特許は参照され本明細書の一部として組み込まれる。
【００７７】
非アジ化物ガス生成組成物は１つ以上の燃料、少なくとも１つの酸化剤および所望であれば、当該技術分野において公知の他の添加物を含んでいる。一般に、主としてバインダーとして機能する化合物は、小粒、ペレットまたはタブレットが圧縮成型される場合には要求されない。したがって、エラストマー性バインダー（すなわちゴムまたはシリコーン、およびその他同種のもの）は、特にそのようなバインダーを含んでいるガス生成物質組成物のバラスティック性能を考慮して、ガス生成組成物へ組み込まれたり混合されない。図１５を参照。しかしながら、エラストマーの性質を有しない他のバインダーは、所望であれば使用することができる。
【００７８】
言い方を変えれば、ガス生成物質組成物は燃料としてアジ化物を含んでいない。また、組み込まれる全ての成分中にアジ化物またはアジドを含まない。ここに企図されたガス生成物質組成物は、テトラゾール、ビテトラゾール、トリアゾール、トリアジン、グアニジン、ニトログアニジン、前記の燃料の金属および非金属塩類、前記の燃料の誘導体、並びにそれらの混合物から選ばれた、窒素含有燃料；および非金属または金属（アルカリ金属、アルカリ土類金属および遷移金属）の硝酸塩、亜硝酸塩、塩素酸塩、亜塩素酸塩、過塩素酸塩、オキサイドおよびそれの混合物から選ばれた酸化剤を含む。燃料の例としては、ニトログアニジン、グアニジン硝酸塩、アミノグアニジン硝酸塩、１Ｈ−テトラゾール、５−アミノテトラゾール、５−ニトロテトラゾール、５，５’−ビテトラゾール、ジグアニジニウム−５，５’−アゾテトラゾレート、ニトロアミノトリアゾールおよびメラミン硝酸塩、および前記の燃料の金属および非金属塩類があげられる。
【００７９】
米国特許５，０３５，７５７、５，１３９，５８８、５，５３１，９４１、５，７５６，９２９、５，８７２，３２９、６，０７７，３７１および６，０７４，５０２は非制限的な適当なガス生成物質組成物を例示する。これらの特許は参照され本明細書の一部として組み込まれる。一般に、任意のガス生成組成物（例えば任意のガス生成装置または任意のプリテンショナー内の）も、シリコーンでコーティングされることができ、それにより、改善された点火性および改善された燃焼性およびバラスティック特性が得られる。焼速度は、シリコーンでコーティングされたガス生成組成物の燃焼の全体にわたって活発に保持される。
【００８０】
「無煙の」ガス生成物質組成物の中で使用された例示的な硝酸塩燃料としては、ニトロ尿素、５−アミノテトラゾール硝酸塩（５ＡＴＮ）、ジニトロジアミノトリアゾール、尿素硝酸塩、アゾジカルボンアミド硝酸塩、ヒドラゾジカルボンアミド硝酸塩、セミカルバジド硝酸塩およびカルボヒドラジド硝酸塩、ビウレット硝酸塩、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール硝酸塩、ジシアンジアミド硝酸塩、および３−アミノ−１，２，４−トリアゾール硝酸塩があげられる。ある種の燃料は、硝酸塩化されたベース燃料を含むと一般に述べることができ、最終の配合物はベース燃料とＨＮＯ３となり、たとえば、尿素硝酸塩はＨ２ＮＣＯＮＨ２ＨＮＯ３である。大部分はモノ硝酸塩になるが、燃料のうちのいくぶんかはジ硝酸塩となることが考えられる。
【００８１】
「無煙の」１つ以上の燃料も、以下をはじめとするテトラゾールおよびトリアゾールのアミン塩を含む群から選択することができる：５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・１ＧＡＤ）、ビス（１（２）Ｈ−テトラゾール−５−イル）−アミン（ＢＴＡ．２ＮＨ３）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＧＡＤ）、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（ＢＨＴ・１ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・１ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・２ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＢＨＴ・１ＮＨ３）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩（ＢＨＴ・２ＮＨ３）、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（ＢＨＴ・１ＡＴＡＺ）、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（ＢＨＴ・２ＡＴＡＺ）、５，５’−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＡＢＨＴ−２ＧＡＤ）、および５−ニトロアミノ−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＮＴＡ−１ＮＨ３）。同時に所有される米国特許５，８７２，３２９、５，５０１，８２３、５，７８３，７７３および５，５４５，２７２は、さらに、他の「無煙の」ガス生成物質およびそれらの製造についてさらに詳しく述べる。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。本明細書において定義されたような当該技術分野において公知である他の「無煙の」ガス生成物質組成物も企図される。
【００８２】
本発明のガス生成物質組成物は、さらに、たとえば、非金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩および亜硝酸塩の群から選ばれた１つ以上の無機酸化剤をさらに含んでいる。当該技術分野において公知である他の酸化剤も使用されてもよい。これらは、たとえば、酸化物またはば配位化合物を含む。好ましい酸化剤としては、相安定化された、硝酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウムおよび硝酸ストロンチウムがあげられる。
【００８３】
シリコーンコーティングのないガス生成組成物は、１５−９５重量％の燃料および５−８５重量％の酸化剤を含んでいる。ガス生成組成物は、より好ましくは、２０−８５重量％の燃料および１５−８０重量％の酸化剤を含んでいる（シリコーンコーティングなし）。ガス生成物質成分は均一に乾式または湿式混合され、次に、小粒（概略の直径で、８００μｍから１２ｍｍ、より好ましくは、０．１ｍｍから３ｍｍ）のペレット、タブレットまたは他の所望の形状に、公知の方法、たとえば、押し出しまたは加圧成形ののような方法で成形される。その後、ガス生成組成物は、シリコーンガムストックまたは硬化可能なシリコーンポリマーで、ガス生成物質とシリコーンの重量に基づいて、１−５０重量％およびより望ましくは３−２０重量％で物理的にコーティングされる。ガス生成物質の小粒、タブレット、ペレットまたは他の所望の形状物が成形され、ついで転倒ブレンダー中へ有効な量のシリコーンが加えられ、好ましくは少なくとも２時間混合される。
【００８４】
本明細書において使用される用語「シリコーン」は、その総括的な意味において理解される。シリコーン（オルガノシリコーン）は、交互の珪素原子および酸素原子と、珪素に結合した種種の有機基から成る構造に基づいたシロキサン・ポリマーの広範な群の任意のものをいう。
【００８５】
【化２】
2008515690.tif 000006
式Ｉ    シリコーンの例
またはシリコーンは式２に示されるように、より一般的に表すことができる。
【００８６】
【化３】
2008515690.tif 000007
式ＩＩ    シリコーンの例
【００８７】
注）  式中、「ｎ」は［］内の、珪素に結合した有機基を含むポリマーの基または分子部分の繰り返し数を表す。
【００８８】
例示的なシリコーンとしては、米国特許５，５８９，６６２、５，６１０，４４４および５，７００，５３２、およびＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ａｎｄ  Ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ−Ｉｎｓｔｉｔｕｔ  ｆｕｒ  Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ（ＩＣＴ），１９９０に開示されたものがあげられる。これらの特許および文献は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。
【００８９】
標準のスラグ形成剤およびクーラントも所望であれば組込まれることができる。ここに記載されたガス生成物質成分が均質的に混合され、次に、好ましくは圧縮されるか、圧力または他の公知の物理的方法によって小粒または他の形状に成形されるので、バインダーは一般に利用されない。バインダーが使用される場合、エラストマー、ゴム、またはシリコーンバインダーは、図１５中で示される貧弱なバラスティック性能を与えるので、本発明の組成物中には組み込まれない。
【００９０】
５−ＡＴＮを含んでいる他の「無煙の」ガス生成物質組成物（または他の硝酸塩化されたベース燃料）も企図される。ベース燃料としては、ニトロ尿素、５−アミノテトラゾール、ジアミノテトラゾール、尿素、アゾジカルボンアミド、ヒドラゾジカルボヒドラジド、セミカルバジド、カルボヒドラジド、ビウレット、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール、ジシアンジアミド、また３−アミノ−１，２，４−トリアゾールがあげられるが、これらには限定されない。これらのベース燃料の各々は硝酸塩化され、１つ以上の酸化剤と組み合わされることができる。したがって、以下に非制限的な例として記載される、５ＡＴＮおよび１つ以上の酸化剤を含むガス生成物質組成物の形成方法は、任意の硝酸塩化されたベース燃料および１つ以上の酸化剤を含むガス生成物質組成物の製造を例証する。
【００９１】
硝酸塩化されたガス生成物質組成物の成分はすべて、当該技術分野において公知であるサプライヤーから得ることができる。一般に、ベース燃料（この場合は５ＡＴ）および任意の酸化剤が過剰量の濃硝酸に加えられ、湿ったペーストが形成されるまで撹拌する。その後、このペーストは、押し出しまたはスクリーンを通すことによって小粒が形成される。その後、ぬれた小粒は乾燥される。
【００９２】
硝酸は標準試薬等級（１５．９Ｍ、−７０重量％ＨＮＯ３）であることができる。または５ＡＴのモノ硝酸塩塩を形成するために十分な硝酸が存在する限り、より低い濃度の硝酸であることができる。硝酸は、濃縮スラリーの中で５ＡＴが分解しないことを保証するために、５ＡＴおよび酸化剤に加える前に０−２０℃に冷却されるべきである。硝酸媒体中で５ＡＴおよび酸化剤を混合する場合、精密な混合機を使用することは重要ではない。全ての成分を完全に混合し、過剰の硝酸を蒸発させることのみが必要とされる。酸を使用する任意のプロセスでのように、腐食を防ぐために適切に使用材料を選択しなければならない。さらに、酸性蒸気の十分な換気および処理は追加の安全性のために必要である。
【００９３】
前記のようにぬれたペーストを形成した後に、いくつかの方法が小粒を形成するために使用することができる。ペーストを所望の直径の穴を備えたスクリューフィード押出式形機に置き、次に、所望の長さへ切ることができる。オシレイチング造粒機も所望のサイズの小粒を形成するために使用されてもよい。物質は、安全性に関する問題を最小限にするために、すべての処理工程を通じて湿潤状態にしておかれるべきである。最終小粒は大気圧の中で、または真空下で乾燥することができる。約３０℃、−１２ｐｓｉｇの真空条件下で物質を乾燥することが最も好ましい。
【００９４】
他の適当な組成物は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許出願番号１０／４０７，３００および６０／３６９，７７５に開示される。無煙のガス生成組成物の使用は、膨張ガスから粒状物質を取り除くためのフィルターを使用する必要なしに、ガス生成システムが作動することを可能にする。しかし、例えば、非無煙性のガス生成物質が使用される用途において、所望であれば、フィルターをガス生成システムの内側または外側に配置することができることは認識されるべきである。
【００９５】
図１を再び参照する。４２で示されるバッフルシステムが、第１のコンバスションチャンバー３４ａ中のガス生成組成物３８および第２のコンバスションチャンバー３６ａ中のガス生成組成物４０の、燃焼によって生成された燃焼生成物を冷却し、スラグを除去するために提供される。本明細書においては用語「バッフル」は、流体の流れを調整する装置を指す。
【００９６】
図１の中で示される実施態様では、バッフルシステム４２は第１および第２のコンバスションチャンバーの両方に隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバー３４ａおよび第２のコンバスションチャンバー３６ａの両方と流体連絡を可能にする。図１，６、７および１０で見られるように、１つの実施態様では、バッフルシステム４２は、第１のエンドプレート４４、第２のエンドプレート４６、並びに第１および第２のコンバスションチャンバー３４ａおよび３６ａからのバッフルシステム４２を通って流れるガスを導くために、第１と第２のエンドプレート４４、４６の間に配置され、しっかりと取り付けられられた少なくとも１つのバッフル要素４８を含む。図１中で示される実施態様では、第１のコンバスションチャンバー３４ａは、第２のコンバスションチャンバー３６ａに対して、バッフルシステム４２の反対側に置かれる。しかしながら、コンバスションチャンバーは、互いに向き合って正反対に配置する必要はない。さらに、２よりも多いコンバスションチャンバーが、バッフルシステム４２に効果的に連結されることができる。
【００９７】
図１および６を参照する。第１の穿孔されたエンドプレート４４は、プレスフィット、または他の方法でハウジング１２にしっかりと取り付けられる。環状の凹部４４ａは、プレートの周縁に沿ってエンドプレート４４の表面上に形成される。凹部４４ａは、あらかじめ決定された内側直径を有している環状のスリーブ３４（先に記載された）の端部分が、凹部４４ａの内に配置され、エンドプレート４４とインターフェレンスフィットを形成するようにされる。
【００９８】
第１のエンドプレート４４には、さらに、少なくとも１つの環状のスロット４４ｂ（また好ましくは複数の環状のスロット）が、バッフルシステム４２内の１つ以上の対応する環状のバッフル要素４８の位置を決めてしっかりと取り付けられるために、その内部に形成される。
【００９９】
ガス生成物質コンバスションチャンバー３４ａとバッフルシステム４２の内部の間の流体連絡を可能にするために、少なくとも１のオリフィス４４ｂが、エンドプレート４４に提供される。図１および６の中で示される実施態様では、複数のオリフィス４４ｂがエンドプレート４４に形成される。エンドプレート４４は金属または合金から作られ、キャスト、スタンプ、引き抜き、押し出し、または他の方法で金属形成されて、また必要に応じて機械加工仕上げされる。
【０１００】
破裂可能な流体的にタイトなシール（図示されない）がオリフィス４４ｂを横切って配置され、ガス生成システムの起動の前に、第１のコンバスションチャンバー３４ａからバッフルシステム４２を流体的に隔離する。シールは、エンドプレート４４の表面にしっかりと取り付けられ、バッフルシステム４２とコンバスションチャンバー３４ａの間に流体的にタイトな障壁を形成する。様々なディスク、フォイル、フィルム、テープなどがシール４５を形成するために使用されてもよい。
【０１０１】
図１および７を参照する。第２の穿孔されたエンドプレート４６は、プレスフィット、または他の方法でハウジング１２にしっかりと取り付けられた。環状の凹部４６ａは、プレートの周縁に沿ってエンドプレート４６の表面上に形成される。あらかじめ決定された内側の直径を有している環状のスリーブ３６（上に記載された）の端部分が、凹部４６ａの内に配置され、エンドプレート４６とインターフェレンスフィットを形成するように、凹部４６ａが寸法づけられる。
【０１０２】
エンドプレート４６は、さらにその内部に形成された少なくとも１つの環状のスロット（好ましくは複数の環状のスロット）を、バッフルシステム４２内の複数の対応する環状のバッフル要素４８の位置を決めてしっかりと取り付けるために形成する。
【０１０３】
ガス生成物質コンバスションチャンバー３６ａとバッフルシステム４２の内部の間の流体連絡を可能にするために、少なくとも１つのオリフィス４６ｂが、エンドプレート４６に提供される。図１および７の中で示される実施態様では、複数のオリフィス４６ｂがエンドプレート４６に形成される。エンドプレート４６は金属または合金から作られ、キャスト、スタンプ、引抜き、押出、または他の方法で金属成形され、また必要に応じて機械加工仕上げされる。
【０１０４】
図１の中で示される実施態様では、破裂可能な流体的にタイトなシール（図示されない）がオリフィス４６ｂを横切って配置され、ガス生成システムの起動の前に、コンバスションチャンバー３６ａからバッフルシステム４２を流体的に隔離する。シールは、エンドプレート４６の表面にしっかりと取り付けられ、バッフルシステム４２とコンバスションチャンバー３６ａの間に流体的にタイトな障壁を形成する。様々なディスク、フォイル、フィルム、テープなどがシールを形成するために使用されてもよい。
【０１０５】
図１および１０を参照する。少なくとも１つの第１のバッフル要素４８ａが、第１および第２のコンバスションチャンバー３４ａおよび３６ａからバッフルシステム４２を通って流れるようガスを導き、ガスに屈折した流路を与えるために提供される。図１および１０の中で示される実施態様では、第１のバッフル要素４８ａは、比較的薄いプレートの形をしている。
【０１０６】
第１のバッフルプレート４８ａはガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバー３４ａからガスをその内部に（エンドプレート開口４４ｂを介して）受容し、第２のコンバスションチャンバー３６ａからガスをその内部に（開口４６ｂを介して）受容するように適応されたチャンバー６０を画定する。
【０１０７】
第１のバッフルプレート４８ａは、さらに、チャンバー６０とチャンバーの外部の間の流体連絡を可能にするために少なくとも１つの開口６１をそれに沿って有している。図１０に示される実施態様では、複数のオリフィス６１が提供され、一般に６１ａで示される、第１のバッフル要素オリフィス構造を形成するように配置される。この実施態様の中で、ハウジング壁１２ｃに形成された開口１２ｄは、オリフィス構造６１ａとは間隔を置かれて配置され、チャンバー入り口開口４４ｂとハウジング壁１２ｃに形成された開口１２ｄの間のガスの流れに屈折した経路を提供する。
【０１０８】
図１３の中で示される実施態様は、追加のバッフルプレート４８ｂおよび４８ｃを含むことを除いて、図１の中で示される実施態様と同一である。図１３の中で示される実施態様は、第１のバッフルプレート４８ａ、第２のバッフルプレート４８ｂおよび第３のバッフルプレートを４８ｃを含んでいる。任意の所望の数のバッフルプレートも、バッフルシステムの必要条件に依存して、バッフルシステム４２に組み入れられることができる。
【０１０９】
図１および１１では、第２のバッフルプレート４８ｂが、ハウジング壁１２ｃの内側で、第１のバッフルプレート４８ａの外側に配置され、第２のバッフルプレート４８ｂと第１のバッフルプレート４８ａの間に伸びる第１の流体の流れ通路７０を画定する。第３のバッフルプレート４８ｃ（図１２）は、ハウジング壁１２ｃの内側で、第２のバッフルプレート４８ｂの外側に配置され、第２のバッフルプレート４８ｂと第３のバッフルプレート４８ｃの間に伸びる第２の流体の流れ通路７２を画定する。第２のバッフルプレート４８ｂは、第１の流体の流れ通路７０と第２の流体の流れ通路７２の間の流体連絡を可能にするために少なくとも１の開口６２をそれに沿って有している。図１１の中で示される実施態様では、複数のオリフィス６２が提供され、一般に６２ａで示される、第２のバッフル要素オリフィス構造を形成するように配置される。第３のバッフルプレート４８ｃ（図１２）は、第２の流体の流れ通路７２とハウジング壁１２ｃの間の流体連絡を可能にするために、それに沿って形成された少なくとも１つの開口６３を有する。図１２の中で示される実施態様では、複数のオリフィス６３が提供され、一般に６３ａで示される、第３のバッフル要素オリフィス構造を形成するように配置される。
【０１１０】
図１３の中で示される実施態様の中で、ハウジング１２内の開口１２ｄは第３のバッフル要素オリフィス構造６３ａ（図１２）から離れて配置され、第３のバッフル要素オリフィス構造６３ａは第２のバッフル要素オリフィス構造６２ａ（図１１）から離れて配置され、少なくとも１つのバッフルプレート・チャンバー入り口４４ｂ、４６ｂおよびハウジング壁開口１２ｄの間の流体の流れに屈折した経路を提供するようにする。
【０１１１】
図１３の中で示される実施態様では、バッフルプレート４８は一般に円筒状である。しかしながら、もしある用途によってそのように要求されれば、バッフルプレートの１つ以上は異なる横断面の形状を有することができる。図１３の中で示される実施態様では、バッフルプレート４８は、ハウジング内に同軸で配置される。しかしながら、バッフルプレート４８は必ずしも同軸で配置する必要はない。バッフルプレート４８は、押し出しまたはロールフォーミングのような様々な公知の方法のうちの任意のものを使用して形成されることができる。バッフルプレート４８中のオリフィス・パターン６１ａ、６２ａおよび６３ａは、パンチングまたはピアシングにより形成されることができる。
【０１１２】
図１を参照する。流体の流れ通路５６をハウジング壁１２内に形成されることができ、第１のコンバスションチャンバー３４ａの少なくとも一部分に沿って伸びることができる。流体の流れ通路５６は、バッフルシステム４２およびハウジングの外部と、ハウジング開口１２ｄを介して流体連絡にある。
【０１１３】
図１を再び参照する。追加の流体の流れ通路５８をハウジング壁１２ｃの内側に形成することができ、第２のコンバスションチャンバー３６ａの少なくとも一部分に沿って伸びることができる。流体の流れ通路５８は、バッフルシステム４２およびハウジングの外部と、ハウジング開口１２ｄを介して流体連絡にある。
【０１１４】
ガス生成システムの操作が、図を参照しつつ議論されるだろう。クラッシュセンサーからの信号の受取に際して、電気的な起動信号がイグナイタ３０ａおよび３２ａのうちの１つ（または両方）に送られる。イグナイタ３０ａおよび３２ａのどちらかが単独で活性化されることができる。あるいは、イグナイタ３０ａおよび３２ａは両方とも、別々に、順にまたは同時に活性化されることができる。イグナイタ３０ａと３２ａからの燃焼生成物は付随するキャビティー２２ｄおよび２４ｄへと広がり、キャビティーの中に配置された付随するブースター化合物２６および２８に点火する。ブースター化合物２６および２８燃焼からの生成物は、キャビティー２２ｄおよび２４ｄから進み、付随する点火カップオリフィス２２ｃおよび２４ｃを通り、付随するコンバスションチャンバー３４ａおよび３６ａの中に配置されたガス生成物質３８および４０に点火する。
【０１１５】
ガス生成物質３８および４０の燃焼生成物は、付随するバッフルエンドプレートオリフィス４４ｂおよび４６ｂを通り、バッフルシステム４２のチャンバー６０へ入る。そこから、ガスは、第１のバッフル要素４８ａ内に形成された第１のバッフル・オリフィス構造６１ａを通って出て、第２のバッフル要素４８ｂ内に形成された第２のバッフル・オリフィス構造６２ａを通り、ついで第３のバッフル要素４８ｃ内に形成された第３のバッフル・オリフィス構造６３ａを通る。その後、ガスはハウジング開口１２ｄを通ってハウジング１２を出る。したがって、図１３に見られるように、コンバスションチャンバー３４ａおよび／または３６ａ中で生成されたガスは、バッフルプレート４８に沿って交互に流れ、その間にガスは冷却され、スラグがガスから取り除かれる。
【０１１６】
異なる実施態様（図示されない）では、ハウジング開口１２ｄは、バッフルシステム４２によって占められたハウジング１２の部分に沿ってではなく、流体の流れ通路５６に沿って、および／または流体の流れ通路５８に沿って配置される。これらの実施態様では、ガス生成システムを通る流体の流れの全長は、バッフルシステムを出た後に通路５６および／または５８を通るように流体を導くことにより増加させられ、それにより追加の冷却と、もし必要ならばスラグ除去を提供する。
【０１１７】
バッフルシステムでのガスの冷却の程度は、バッフルシステムを通過する場合に、その上をガスが流れる比較的低温のバッフル要素の表面積の合計に大きく依存すると信じられている。さらに、バッフルシステムを通過する際のガスの圧力低下は、ガスがバッフルシステム内を通過するオリフィスのサイズおよび数、並びに隣接したバッフル間の間隔に大きく依存すると信じられている。したがって、バッフルシステム４２の物理的特性は所望の特性（例えば温度または圧力）を備えたガス生成システムからの排出ガスを生成するために変えられることができる。
【０１１８】
図１−１４を参照する。１つの例では、あらかじめ決定された圧力範囲内の圧力およびあらかじめ決定された温度範囲内の温度を有するガスを生成することができる。第１工程において、少なくとも１つのコンバスションチャンバー３４ａおよび３６ａにおける温度から、あらかじめ決定された温度範囲内の温度へガスを冷やすのに必要な、あらかじめ決定されたバッフル要素物質の与えられた表面積に沿ったガスの流路の全長が評価される。その後、あらかじめ決定された温度範囲内の温度へガスを冷やすのに必要なガス流れ経路の評価された長さと実質的に等しい、ガス用の内部流れ経路の全長を有するようにバッフルシステムが構成される。１つの実施態様においては、上に記載されたように、バッフル要素の適当なシーケンスはバッフル要素物質から形成される。バッフル要素のシーケンスの第１のバッフル要素４８ａは、ガス生成システムの起動に際して、コンバスションチャンバー３４ａおよび３６ａの１つ以上からガスをその内部に受容するように適応されたチャンバー６０を画定する。バッフル要素のシーケンス中の個々の追加のバッフル要素４８ｂ、４８ｃは、シーケンス中の先行するバッフル要素から外側に間隔をおいて配置される。全体のバッフルシステムオリフィス構造（バッフルシステムの個々のバッフル要素の中で形成されたオリフィス構造６１ａ、６２ａ、６３ａ）は、ガス用の内部流れ経路に沿ったバッフルシステムに組み入れられ、様々な要素とバッフルシステムの流路の間の流体連絡を可能にする。
【０１１９】
１例において、第１のコンバスションチャンバー３４ａから出るガスを冷やすことが望まれる場合、オリフィス構造６１ａが第１のバッフル要素４８ａ内に提供され、チャンバー６０と、第１のバッフル要素４８ａから外側に離れて配置された第２のバッフル要素４８ｂとの間の流体連絡を可能にする。第１のバッフル要素オリフィス構造６１ａは、第１のコンバスションチャンバー３４ａからの第１のバッフル要素チャンバー６０への入り口４４ｂから、あらかじめ決定された第１の距離Ｌ１だけ離して配置される。さらに、オリフィス構造６２ａおよび６３ａには、第１のバッフル要素の外側に、追加のバッフル要素４８ｂおよび４８ｃが提供される。バッフルプレート４８ｂの中のオリフィス構造６２ａは、第１のバッフルプレート４８ａと追加の第２のバッフルプレート４８ｂの外側の間の流体連絡を可能にする。バッフルプレート４８ｃ内のオリフィス構造６３ａは、第２のバッフルプレート４８ｂと第３のバッフルプレート４８ｃの外側の間の流体連絡を可能にする。個々の追加のバッフル要素中のオリフィス構造は、先行するバッフル要素中のオリフィス構造から、追加のあらかじめ決定される距離だけ離れて配置される。したがって、バッフルプレート４８ｂ内のオリフィス構造６２ａは、バッフルプレート４８ａの中のオリフィス構造６１ａからあらかじめ決定された距離Ｌ２だけ離れて配置される。さらに、バッフルプレート４８ｃ内のオリフィス構造６３ａは、バッフルプレート４８ｂ内のオリフィス構造６２ａからあらかじめ決定された距離Ｌ３だけ離れて配置される。バッフル要素およびそれぞれのオリフィスパターンは、第１のあらかじめ決定された距離Ｌ１および追加のあらかじめ決定される距離Ｌ２およびＬ３の合計が、あらかじめ決定された温度範囲内の温度へガスを冷やすのに必要なガスの流路の評価された全長とほぼ等しくなるようにされる。
【０１２０】
全体のバッフルシステムオリフィス構造も、あらかじめ決定された圧力範囲内の圧力のガスを提供するために、バッフルシステムを通過するガスの圧力を変えるように適応されることができる。
【０１２１】
１例において、バッフル要素４８の少なくとも１つの中のオリフィス構造を変えて、最後のバッフル要素４８ｃ中のオリフィス構造６３ａを通ってバッフルシステムから流れ出るガスの圧力が、あらかじめ決定された圧力範囲内の圧力であるようにすることができる。少なくとも１つのバッフル要素４８の中のオリフィス構造は、例えば１つ又は複数のバッフル要素中のオリフィスのサイズを変化させることにより変えることができる。少なくとも１つのバッフル要素中のオリフィス構造も、１つ又は複数のバッフル要素中のオリフィスの数を変化させることにより変えることができる。別の例では、隣接したバッフルプレート４８ａ、４８ｂ、４８ｃの間の間隔を、最後のバッフル要素４８ｃ中のオリフィス構造６３ａを通る流れるガスの圧力と対応して変化させ、流出圧力があらかじめ決定された圧力範囲内の圧力となるようにすることができる。適切なオリフィス構造および／または間隔を有するバッフルプレート配置が達成された場合、前述のようにバッフルシステムはハウジング内に配置され、ガス生成システムの起動に際して第１および第２のコンバスションチャンバーと流体連絡が可能にされる。前述のように、特定の用途にふさわしいバッフル要素の寸法およびオリフィス構造の決定は、反復プロセスによることができる。
【０１２２】
さらに、バッフルシステムオリフィス構造は、ガス生成システムを出るガスの流速をコントロールするために変えることができる。たとえば、バッフルシステム４２内の内部オリフィスのサイズおよび数を減らすことは、バッフルシステムを通過するガスの流れを制限し、それによりハウジング１２からガスが分配される時間の長さを延長するように作用する。
【０１２３】
入れ子にされたバッフル要素の数を増加させることは、第１のバッフルチャンバー６０からハウジング開口１２ｄまで流れるガスによって通過される流れ通路の数を増加させる。したがって、ガス生成システムを出るに先立って、ガスが流れるバッフル表面積は増加される。これはガスからバッフルシステムへ伝えられる熱を増大させ、対応してハウジングを出るガスの温度を減ずることに帰着すると信じられている。バッフル表面積を最大限にすることは、さらに、燃焼生成物からの微粒子の捕獲のための最大限の大きな領域を提供する。
【０１２４】
流体の流れ通路の数を増加させることは、さらに、チャンバー６０とハウジング開口１２ｄの間の膨張ガスの圧力低下を増加させる。ある程度までは、バッフルの数を増加させることにより引き起こされた圧力低下は、バッフルプレート４８の中に形成されたガスフロー開口のサイズおよび／または数を増加させ、バッフルシステムを通るガス流れに対する抵抗を減じることにより補われることができる。さらに、圧力低下は、隣接したバッフル間の間隔をできるだけ大きくすることにより減じられることができる。
【０１２５】
あるいは、バッフルシステムの特性は、ハウジング１２を出る膨張ガスの圧力があらかじめ決定された圧力範囲内にあるようにコントロールされることができる。バッフルシステムにおけるバッフル要素の数を最小限にすることは、バッフルシステムの通過によるガスの圧力低下を最小限にすることを助けるだろう。しかしながら、バッフル要素の数を最小限にすることは、バッフルシステムがガスを冷やす能力を低下させる。
【０１２６】
バッフルシステムの物理的なパラメーター（例えばバッフル要素の数、バッフル要素の長さ、およびバッフル要素のガスフロー開口部のサイズと数）を適当にコントロールすることにより、種々様々の所望の特性（例えばあらかじめ決定された圧力、温度、ガス生成システムからの分配時間など）を有するガスを得ることができる。
【０１２７】
ここに記載されたガス生成システムは、公知の設計に対するいくつかの利点を備える。生成されたガスの特性は、バッフル要素の数および配置、およびバッフルシステム内のオリフィスの数および構造を変えることにより、設計の要求によって変えることができる。さらに、バッフルシステムおよびガス生成システムの成分をともにしっかりと取り付けられるためのインターフェレンスフィットおよび他の手段の使用は、ガス生成システムのアセンブリーにおける溶接の必要を回避する。
【０１２８】
ある用途では、上記のガス生成システムは、乗り物乗員保護システムのエアバッグモジュールに組み入れられる。図１６を参照する。本明細書に記載されたガス生成装置の任意の実施態様がエアバッグシステム２００に組み入れられることができる。エアバッグシステム２００は、少なくとも１つのエアバッグ２０２および、エアバッグの内部と流体連絡を可能にするようにエアバッグに連結された、本明細書において記載されたようなガス生成システム１０を含んでいる。エアバッグシステム２００は、さらに、例えばイグナイタ６８（図１６中には示されない）の起動によって衝突の際にエアバッグシステム２００の発動を示す公知のクラッシュセンサーアルゴリズム（図示されない）との作動可能な接続にある、公知の衝突センサー２１０と接続されることができる。
【０１２９】
図１６を参照する。ガス生成装置またはエアバッグシステムの実施態様は、安全ベルトアセンブリーのような追加の要素を含む乗り物乗員拘束システム１８０のような、より広く、より包括的なものに組み入れられたガス生成装置の実施態様を含む。安全ベルトアセンブリー１５０は安全ベルトハウジング１５２、およびハウジング１５２から伸びる安全ベルト１６０を含んでいる。安全ベルトリトラクタメカニズム１５４（例えばばねによるメカニズム）が、ベルトの端部分に連結されることができる。さらに、衝突の際にリトラクタメカニズムを始動させるために、安全ベルトプリテンショナー１５６はベルトリトラクターメカニズム１５４に連結されることができる。安全ベルト１００と共に使用されることがある典型的なシートベルトリトラクタメカニズムは、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許５，７４３，４８０、５，５５３，８０３、５，６６７，１６１、５，４５１，００８、４，５５８，８３２および４，５９７，５４６に記載されている。安全ベルト１６０が結合することができる典型的なプリテンショナーの例は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許６，５０５，７９０および６，４１９，１７７に記載されている。
【０１３０】
安全ベルトアセンブリー１５０は、例えばプリテンショナーに組み入れられた火工品イグナイタ（示されない）の起動によってベルトプリテンショナー１５６の発動の信号を発する公知のクラッシュセンサーアルゴリズム（示されない）との作動可能な接続にある、公知の衝突センサー１５８（例えば慣性センサーまたは加速度計）と接続されることができる。先に参照され本明細書の一部として組み込まれた米国特許６，５０５，７９０および６，４１９，１７７は、そのような方法で始動したプリテンショナーの例を提供する。
【０１３１】
上記の様々な成分が公知の方法で形成されることが認識されるだろう。例えば、バッフルおよび様々なチャンバーは成型、スタンプ、または他の方法で形成されることができ、炭素鋼、アルミニウム、金属の合金またはポリマー等価物から形成されることができる。
【０１３２】
本発明の先の記述は例示の目的だけのためにあり、ここに示された様々な構造・操作上の特徴は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの改良を受けることができることは理解されるだろう。本明細書の記述は、したがって、本発明の範囲を制限するのが目的ではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの等価物によってのみ決定される。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
図面において本発明の実施態様が例証される：
【図１】図１は、本発明のガス生成システムの１つの実施態様の横断面図である；
【図２】図２は本発明の第１の端閉塞部の横断面図である；
【図３】図３は本発明の第２の端閉塞部の横断面図である；
【図４】図４は本発明の第１の点火カップの横断面図である；
【図５】図５は本発明の第２の点火カップの横断面図である；
【図６】図６は本発明の第１のエンドプレートの横断面図である；
【図７】図７は本発明の第２のエンドプレートの横断面図である；
【図８】図８は本発明の第１の環状のスリーブの横断面図である；
【図９】図９は本発明の第２の環状のスリーブの横断面図である；
【図１０】図１０は本発明の第１のバッフルプレートの横断面図である；
【図１１】図１１は本発明の第２のバッフルプレートの横断面図である；
【図１２】図１２は本発明の第３のバッフルプレートの横断面図である；
【図１３】図１３は本発明のガス生成システムの第２の実施態様の横断面図である；
【図１４】図１４は本発明のバッフルシステムの横断面図である；
【図１５】図１５はシリコーンをバインダーとして含みコーティングされていない同じ組成のものと比較した、シリコーンでコーティングされたガス生成物質組成物の、バリスティック特性を示すグラフである。
【図１６】図１６は、本発明のインフレータを組込む例示的な乗り物乗員拘束システムの概要の図である。
【図１】
2008515690.tif 000008
【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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【図７】
2008515690.tif 000014
【図８】
2008515690.tif 000015
【図９】
2008515690.tif 000016
【図１０】
2008515690.tif 000017
【図１１】
2008515690.tif 000018
【図１２】
2008515690.tif 000019
【図１３】
2008515690.tif 000020
【図１４】
2008515690.tif 000021
【図１５】
2008515690.tif 000022
【図１６】
2008515690.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコンバスションチャンバー；
第２のコンバスションチャンバー；
第１および第２のコンバスションチャンバーの両方に隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーとの流体連絡を可能にするバッフルシステムを含む、ガス生成システム。
【請求項２】
バッフルシステムが、バッフルシステムを通る流体のために屈折した流路を提供するように適応される、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項３】
外側壁を有するハウジングをさらに含み、
該バッフルシステムはハウジング内に配置された少なくとも１つのバッフルプレートを含み、該少なくとも１つのバッフルプレートは、ガス生成システムの起動に際して第１のコンバスションチャンバーからの流体および第２のコンバスションチャンバーからの流体を、それを通って受容するために適合された入り口を有するチャンバーを画定し、該少なくとも１つのバッフルプレートは、チャンバーとチャンバーの外部との間の流体連絡を可能にするために少なくとも１の開口をそれに沿って有する、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項４】
ハウジングの内側とハウジングの外側の間の流体連絡を可能にするためにハウジング壁に少なくとも１つの開口をさらに有し、ハウジング壁の少なくとも１つの開口は、少なくとも１つのバッフルプレートの少なくとも１つの開口から離れて配置され、チャンバー入り口とハウジング壁の少なくとも１つの開口の間で、流体流れに屈折した経路を提供する、請求項３記載のガス生成システム。
【請求項５】
バッフルシステムが少なくとも第２のバッフルプレートおよび第３のバッフルプレートをさらに含み、第２のバッフルプレートはハウジング壁の内側であって少なくとも１つのバッフルプレートの外側に配置され、第２のバッフルプレートと少なくとも１つのバッフルプレートの間に伸びる第１の流体の流れ通路を画定し、第３のバッフルプレートはハウジング壁の内側であって第２のバッフルプレートの外側に配置され、第２のバッフルプレートと第３のバッフルプレート間に伸びる第２の流体の流れ通路を画定し、第２のバッフルプレートは第１の流体の流れ通路と第２の流体の流れ通路の間の流体連絡を可能にするために少なくとも１の開口をそれに沿って有し、第３のバッフルプレートは第２の流体の流れ通路とハウジング壁の間の流体連絡を可能にするために少なくとも１の開口をそれに沿って有している、請求項３記載のガス生成システム。
【請求項６】
ハウジング壁の内側に配置され、第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーの少なくとも１つの少なくとも一部分に沿って伸びる流体流れ通路を有し、該流体流れ通路はバッフルシステムと流体連絡にあり、ハウジング壁は流体流れ通路とハウジングの外側との間の流体連絡を可能にするために、流体流れ通路に沿ってその内に形成された少なくとも１つの開口を有する、請求項３記載のガス生成システム。
【請求項７】
第１のコンバスションチャンバーが、バッフルシステムに対して第２のコンバスションチャンバーの反対側に配置される、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項８】
第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーの少なくとも１つの内に配置された無煙のガス生成組成物をさらに含む、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項９】
以下を含むバッフルシステム：
第１の流体源と流体連絡を可能にするために、その内に形成された少なくとも１つの開口を有する第１のエンドプレート；
第２の流体源と流体連絡を可能にするために、その内に形成された少なくとも１つの開口を有する第２のエンドプレート；
第１と第２のエンドプレートの間に伸びるバッフル要素のシーケンスであって、バッフル要素のシーケンスの第１のバッフル要素は少なくとも１つの第１のエンドプレート開口を通った流体をその内部に受容するためのチャンバーを画定し、バッフル要素のシーケンスのそれぞれの追加のバッフル要素は、バッフル要素のシーケンスの先行するバッフル要素から外側に離れて配置され、
該チャンバーと追加のバッフル要素の間の流体連絡を可能にするためにオリフィス構造を有している第１のバッフル要素であって、バッフル要素のシーケンスのそれぞれの追加のバッフル要素は、先行するバッフル要素と追加のバッフル要素の外側との間の流体連絡を可能にするためにオリフィス構造を有している。
【請求項１０】
以下のものを含む乗り物乗員保護システム：
エアバッグ、およびエアバッグシステムの起動に際してエアバッグと流体連絡を可能にするようにエアバッグに連結されたガス生成システムを含むエアバッグシステム；
ここで該ガス生成システムは第１のコンバスションチャンバー；
第２のコンバスションチャンバー；
第１および第２のコンバスションチャンバーの両方に隣接して配置され、ガス生成システムの起動に際して、第１のコンバスションチャンバーおよび第２のコンバスションチャンバーとの流体連絡を可能にするバッフルシステムを含む。