CN101370575B - 气体传动装置用小型气体发生器和预紧器系统 - Google Patents

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Abstract

气体发生器1包括填充有通过燃烧产生气体的气体发生剂模制品2和7的杯3，和其上布置有点火剂10的点火器4。每个气体发生剂模制品2都由包含硝化纤维素作为主要成分的无烟火药形成。每个气体发生剂模制品7都由爆炸物形成，爆炸物包含含有胍衍生物和/或四唑衍生物的燃料剂和含有金属硝酸盐和/或高氯酸盐的氧化剂。因此，可以提供能减少工作时产生的CO气体的数量并容易地控制燃烧速度的气体发生器，和可以提供具有气体发生器的预紧器系统。

Description

气体传动装置用小型气体发生器和预紧器系统
技术领域
本发明涉及气体传动装置(gas actuator)用小型气体发生器(gasgenerator)，和安装在汽车、飞机等中用于保护乘客的使用该发生器的预紧器(pretensioner)系统。
背景技术
通常，车辆如汽车装备有安全装置如安全带和气袋用于保护它的驾驶员和乘客在碰撞时免受撞击。最近，为了进一步提高安全性，预紧器系统正被广泛使用，其中称为预紧器的紧急拉拔装置被布置在安全带卷绕系统中用于卷起安全带；并且安全带被预紧器瞬时拉出以约束乘客的身体以便不与方向盘等碰撞。在这种预紧器中，由于需要瞬时卷起安全带，因此火型气体发生器用于动力源。更具体地说，气体发生器中气体发生剂燃烧产生的气体瞬间在汽缸中移动活塞。与活塞协力，动力被供应到预紧器。
在许多最近的车辆等中，这种预紧器系统被用于所有乘客。这增加了安装在一个车辆等中的预紧器的数量，因此增加了安装的气体发生器的数量。因此，希望这类气体发生器中使用的气体发生剂不产生CO气体或产生较少量的CO气体。例如，下面的专利文献1和2公开了解决上述问题的气体发生剂组合物。
专利文献1：日本特开2000-119088号公报
专利文献2：日本特开2002-12492号公报
发明内容
但是，上述专利文献1和2中公开的气体发生剂组合物的每一种都为混合了二种或多种成分的气体发生剂组合物。使用时，组合物被成型为一种模制品。只得到一定的燃烧速度。因此，在燃烧室中包括上述专利文献1或2中公开的气体发生剂组合物的模制品的气体发生器中，尽管没有CO气体或只有少量CO气体产生，但不能改变燃烧速度。因此，不能控制预紧器拉拔的强度。
本发明的目的是提供可减少操作时产生的CO气体量、并可容易地控制燃烧速度的气体传动装置用小型气体发生器和使用该发生器的预紧器系统。
根据本发明，提供一种操纵安全装置的气体传动装置所用的小型气体发生器。气体发生器具有产生气体的燃烧室。气体发生器在燃烧室中包括第一气体发生剂模制品和第二气体发生剂模制品，第一气体发生剂模制品包含含有胍衍生物和/或四唑衍生物的燃料组分和含有金属硝酸盐和/或高氯酸盐的氧化剂组分，第二气体发生剂模制品包含包括硝化纤维素作为主要成分的无烟火药。
在本发明的气体传动装置用小型气体发生器中，优选金属硝酸盐为从碱金属和碱土金属中选择的金属的盐，高氯酸盐包含高氯酸铵或高氯酸钾。
在本发明的气体传动装置用小型气体发生器中，优选燃料剂包含从硝基胍、硝酸胍、双四唑(bitetrazole)、偶氮双四唑(azobistetrazole)和5-氨基四唑中选择的一种或多种，氧化剂为高氯酸铵和硝酸锶的混合物或高氯酸钾，并还包含粘合剂。
在本发明的气体传动装置用小型气体发生器中，粘合剂优选包含羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酰胺的混合物。
在本发明的气体传动装置用小型气体发生器中，优选每个第一气体发生剂模制品还包含添加剂，并且燃料剂的含量为20-55wt％；氧化剂的含量为40-70wt％；粘合剂的含量为2-10wt％；添加剂的含量为2-10wt％，控制它们使得燃料剂、氧化剂、粘合剂和添加剂的总量为100wt％。
在本发明的气体传动装置用小型气体发生器中，一个第一气体发生剂模制品的体积Av和一个第二气体发生剂模制品的体积Bv的比Av/Bv优选为1.2-1.5。或者，第一气体发生剂模制品的总重量Aw和第二气体发生剂模制品的总重量Bw的比Aw/Bw优选为0.5-2.0。或者，第一气体发生剂模制品的燃烧速度dPA/dt和第二气体发生剂模制品的燃烧速度dPB/dt的比(dPA/dt)/(dPB/dt)优选为0.3-1.5，更优选0.5-1.0。
本发明的预紧器系统具有上述气体传动装置用小型气体发生器。
根据本发明，可提供能减少工作时产生的CO气体量并能容易地控制燃烧速度的气体传动装置用小型气体发生器。另外，在具有气体传动装置用小型气体发生器的预紧器系统中，可在工作时控制预紧器的拉拔强度。
在本发明的气体传动装置用小型气体发生器中，由于第二气体发生剂模制品包含包括硝化纤维素作为主要成分的无烟火药，其比第一气体发生剂模制品着火温度低，因此无烟火药在被加热到其着火温度时自动着火。因此，当设计气体传动装置用小型气体发生器使得直到超过无烟火药着火温度的预定温度都不会破裂时，气体发生剂可在着火等时在气体传动装置用小型气体发生器破裂前被燃烧。这防止了破裂时的意外着火。
附图说明
[图1]本发明的实施方案的气体发生器的截面图。
[图2]本发明的实施方案的变形例的气体发生器的截面图。
符号说明
1，31：气体发生器
2，32：第二气体发生剂模制品
3，33：杯
3a，33a：圆筒部
3b，33b：有底筒部
3c，33c：切口部
3d，33d：凸缘
4，34：点火器
5，35：支架
5a，35a：突出
5b：接受部分
5c，35c：环形突出
7，37：第一气体发生剂模制品
10，45：点火剂
12，35e：锥形部分
13，38：头部
14，34a，34b：电极插脚(electrode pin)
14a：端子部
16：电桥线
23：插入孔
25：头
29：突出
30：覆盖层
39：绝缘体
40：管
41：壳
44：电阻加热元件
具体实施方式
下面将描述根据本发明实施方案的气体传动装置用小型气体发生器(下文中可简单地称为气体发生器)。图1为根据本发明实施方案的气体发生器的截面图。
在图1中，气体发生器1为一种小型设备，包括充填通过燃烧产生气体的气体发生剂模制品2和7的杯3；上面布置点火剂10的点火器4；以及固定杯3和点火器4的支架5。气体发生器1用在安全带预紧器等中。通过对气体发生器1进行必要的改变，其可作为以下与点火器4一起使用：气袋用气体发生器；弹起(flipping up)盖(bonnet)的气体发生器；弹起座位前端部分的气体发生器；等。
杯3包括大直径圆筒部3a；和与圆筒部3a连接并具有两个平行平侧面的有底筒部3b。杯3中包括大量气体发生剂模制品2。在有底筒部3b的底面上，以从底面中心呈放射状延伸的方式形成六个切口部3c。当气体发生剂模制品2在杯3中燃烧产生高温高压气体时，切口3c被气体压力打破。气体于是直接被释放到未示出的安全带预紧器。在杯3开口周围形成凸缘3d用于连接杯3到后述支架5上。杯3由例如金属如不锈钢、铁或铝形成。
优选将各气体发生剂模制品2和7成型为颗粒状、薄片状、丸粒状、片状、多孔圆筒状、圆柱状、单孔(Single performed)圆柱体状等。将它们彼此混合以独立且分散的状态填充杯3，以便能直接接触杯3的内圆周面而不通过过滤器和/或冷却剂。通过改变一个气体发生剂模制品7的体积Av和一个气体发生剂模制品2的体积Bv的比Av/Bv，可改变燃烧速度。Av/Bv的值越小，初始燃烧速度就越慢。相反，Av/Bv的值越大，燃烧速度就越快。为了得到所需的速度，控制Av/Bv为1.2-15。如果Av/Bv不小于15，则初始燃烧速度太快，这不能满足气体传动装置的性能。另一方面，通过改变气体发生剂模制品7的总重量Aw和气体发生剂模制品2的总重量Bw的比Aw/Bw，可改变产生的CO气体的浓度和初始燃烧速度。Aw/Bw的值越小，产生的CO气体的浓度越高，并且初始燃烧速度越快。相反，Aw/Bw的值越大，产生的CO气体的浓度越低，并且初始燃烧速度越慢。为了得到所需的产生的CO气体的浓度和所需的燃烧速度，可控制Aw/Bw为0.5-2.0。另一方面，通过改变气体发生剂模制品7的燃烧速度dPA/dt和气体发生剂模制品2的燃烧速度dPB/dt之间的比(dPA/dt)/(dPB/dt)的值，可改变燃烧速度。例如，通过使比(dPA/dt)/(dPB/dt)的值从“高”到“低”变化，可使燃烧速度从“快”到“慢”变化。(dPA/dt)/(dPB/dt)的值优选为0.3-1.5，更优选为0.5-1.0。
本文中，通过气体发生剂模制品7和气体发生剂模制品2各自的10-cc氧弹试验(10-cc bomb test)评价上述“燃烧速度”，其可用(dPA/dt)或(dPB/dt)表示。当由第一气体发生剂和第二气体发生剂的各自10-cc氧弹试验结果得到各自的最大获得压力Pmax被视为100％时，本文使用的燃烧速度(dPA/dt)或(dPB/dt)指最大获得压力Pmax的30％和70％两个点之间的斜率。当最大获得压力Pmax的30％和其时间分别用P30和t30表示并且最大获得压力Pmax的70％和其时间分别用P70和t70表示时，可按照下面的式计算上述燃烧速度，其中t30和t70代表从通电开始到各自压力P30和P70的时间。燃烧速度(dPA/dt)或(dPB/dt)＝(P70-P30)/(t70-t30)。按如下进行10-cc氧弹试验。将气体发生器1固定在内部体积为10cc的不锈钢槽中。给与电极插脚14连接的电桥线16通电以操纵气体发生器1。利用布置在槽内的压电元件测量产生的燃烧气体的压力。
每个气体发生剂模制品2(第二气体发生剂模制品)都由包含硝化纤维素作为主要成分的无烟火药形成。每个气体发生剂模制品7(第一气体发生剂模制品)都由包含燃料剂和氧化剂的爆炸物形成，其中燃料剂包括胍衍生物和/或四唑衍生物，氧化剂包含金属硝酸盐和/或高氯酸盐。燃料剂的例子包括含有从硝基胍、硝酸胍、双四唑、偶氮双四唑和5-氨基四唑中选择的一种或多种的试剂。氧化剂的金属硝酸盐的例子包括含有从碱金属和碱土金属中选择的阳离子的盐。氧化剂的高氯酸盐的例子包括高氯酸铵和高氯酸钾。氧化剂的例子包括含有高氯酸铵和硝酸锶的混合物或高氯酸钾和粘合剂的混合物的试剂。粘合剂的例子包括含有羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酰胺的混合物的粘合剂。气体发生剂模制品7包含20-55wt％的燃料剂、40-70wt％的氧化剂、2-10wt％的粘合剂和2-10wt％的添加剂，控制它们使得燃料剂、氧化剂、粘合剂和添加剂的总量为100wt％。
点火器4包括头部13、用于通电的两个电极插脚、电阻元件(电桥线)16、点火剂10和覆盖点火剂10的覆盖层。
两个电极插脚14的每一个都具有端子部14a和头25。每个电极插脚14都穿过由成型热固性树脂形成的头部13。用粘合剂将每个电极插脚14固定到头部13上。由于穿过头部13的每个电极插脚14这样粘着到头部13上，因此它可抑制外部湿气的渗入。另外，在着火等时防止每个电极插脚14离开头部13。每个电极插脚14的材料的例子包括含有镍、铁、铝、铜和不锈钢的合金。每个电极插脚14的头25都与电极插脚14的端子部14a的一端一起整体形成。头25具有防止电极插脚14离开头部13的作用，即使电极插脚14到头部13的固定在着火等时被打破。头25优选具有比端子部14a大的直径。
电桥线16电连接到两个电极插脚14的头25上。更具体地，通过熔接将电桥线16结合到每个头25顶面的平坦部分。每个电极插脚14的头25顶面上的平坦部分用于促进电极插脚14的头25和电桥线16之间通过熔接的结合。因此，每个头部分可不具有全部平坦的顶面，而是可使其顶面只有一部分平坦。此外，每个头部分不必总是使平坦部分垂直于电极插脚14的中心轴，而是可使平坦部分以一定角度与中心轴相交。
将点火剂10布置在每个电极插脚14的头25突出的一侧的头部13的表面上，以便覆盖两个电极插脚14的头25和电桥线16。点火剂10被形成为覆盖头25、由头部13突出的电极插脚14末端部位14a的一部分和电桥线16全部的连续固体。通过适当的涂布方法例如通过浸涂或通过使用分配器将点火剂10涂布到预定部分上，然后在适当条件下例如通过加热来干燥。这样形成点火剂10接触头部13的面向杯的表面，以包围电极插脚14的头25和电桥线16的固形体。
点火剂10由通过混合氧化剂、还原剂、粘合剂和任选加入的添加剂得到的材料形成。点火剂10包含氧化剂组分和还原剂组分，基本没有铅化合物。这里限定的铅化合物通常包括含铅原子的无机和有机化合物以及铅本身。
覆盖层30由包含从硅树脂、氟树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂中选择的至少一种的绝缘材料形成。覆盖层30形成在点火剂10表面的一部分上。由于覆盖层30具有与形成的覆盖层30的物理性质所确定的性能匹配的厚度，因此不会发出火花，即使由于包括气体发生剂模制品2的金属杯3和电极插脚4之间的静电等产生高压。另外，由于覆盖层30防潮，因此点火剂10不会吸收湿气并因此不变质。此外，当点火剂10被点燃并燃烧时，覆盖层30不会部分地作为不燃烧的块残留，并且不阻挡火向气体发生剂模制品2的传递。因此，当使用气体发生器1作为安全带预紧器或气袋的点火器时，可稳定地操纵安全袋预紧器或气袋。通过适当的涂布方法例如通过浸涂或通过使用分配器或喷洒器被涂布到点火剂10的表面上来形成覆盖层30；然后通过与覆盖层30的材料树脂匹配的固化方法例如通过干燥和加热来固化。
通过固化热固性树脂形成头部13。热固性树脂的例子包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺和硅树脂。特别地，从机械强度、耐热性、防潮性、电特性、粘合性和加工性方面来看，环氧树脂是理想的。环氧树脂的具体例子包括作为多酚化合物的缩水甘油醚的多官能环氧树脂；作为各种酚醛清漆树脂的缩水甘油醚的多官能环氧树脂；脂环族环氧树脂；脂肪族环氧树脂；杂环环氧树脂；缩水甘油酯环氧树脂；缩水甘油胺环氧树脂；和卤化苯酚被缩水甘油基化的环氧树脂。
在支架5中形成两个插入孔23。在两个插入孔23中，插入的是两个电极插脚14的被头部13的突出29覆盖的部分。头部13的突出29的提供防止了插脚和支架5的两个插入孔23之间由于金属毛刺等引起的电短路。两个插入孔23的面积都优选小到一定程度，只要可插入电极插脚14即可。每个插入孔23的面积优选超过要在插入孔23中插入的电极插脚14的截面面积的1倍且为10倍以下。更优选地，每个插入孔23的面积在电极插脚14截面面积的2-7倍范围。在支架5的这种构造中，头部13的下表面接触要被凹进端接受的支架5的凹进端。此外，由于插入电极插脚14的每个插入孔23的面积小于常规点火器4的面积，因此防止了电极插脚14脱离支架4并脱落。另外，由于在头部13上设置了突出29，因此每个电极插脚14和支架5之间的距离在插入孔23中最小。因此，在静电试验中，当静电电流流过时，防止了点火剂10因电极插脚14和支架5之间发生放电而被引燃。
突出5a形成在支架5的外周部。突出5a与杯3的凸缘3d啮合使得杯3紧紧固定到支架5上。在支架5的中间部分，形成用于接受头部13的凹进接受部分5b，和从接受部分5b的周端向里突出的环形突出5c。环形突出5c朝向支架5的主体弯曲以便在头部13被部分接受在接受部分5b中时接触头部13的锥形部分12。通常，支架5大致为有底圆筒状。支架5可由金属材料如铝、铁或不锈钢形成。特别地，易于成型的铝是理想的，因为必须形成上述插入孔23等。
下面将描述上述气体发生器1在应用到安全带预紧器时的操作。当未图示的碰撞传感器检测到汽车碰撞时，连接到两个电极插脚14的电桥线16通过电极插脚14被通电，因此电桥线16在几毫秒(ms)内产生热。仅仅通过产生的热，点火剂10就被稳定地引燃并燃烧。燃烧产生的火焰打破覆盖层30，并引燃存在于覆盖层30外的气体发生剂模制品2。随后，当气体发生剂模制品2燃烧时，气体发生剂模制品7燃烧。因此燃烧分两个阶段进行。气体发生剂模制品2和7的燃烧在杯3中产生的气体急剧增加了杯3中的压力。于是杯3上形成的切口3c被打破。因此，产生高温高压气体操纵未图示的安全带预紧器。
在这种实施方案中，可提供具有以下作用的气体发生器1：(1)由于杯3中包括的气体发生剂模制品2的量较少，因而可减少操作时产生的CO气体的量；和(2)由于杯3中填充有燃烧速度不同的气体发生剂模制品2和7，因此可将燃烧速度控制在两个步骤。另外，在包括气体发生器1的预紧器系统中，尽管未图示，但可在预紧器的工作期间控制预紧器的拉拔强度。
另外在气体发生器1中，由于每个气体发生剂模制品2都由包含硝化纤维素作为其主要成分的无烟火药形成，它的着火温度比气体发生剂模制品7低，因此无烟火药在被加热到它的着火温度时会自燃。因此，当设计气体发生器1使其直到超过无烟火药的着火温度的预定温度都不会打破时，气体发生剂可在着火等时气体发生器1被打破前烧掉。这防止了打破时的意外着火。
在本发明中，在不脱离权利要求的范围内可进行设计变化。因此，本发明决不限于上述实施方案。例如，代替上述实施方案中的点火器，可在如图2所示的气体发生器31中使用通常所说的玻璃点火管(glass squib)34。下面，将详细描述气体发生器31。
在气体发生器31中，第一种实施方案的气体发生器1的点火器4被玻璃点火管34代替，其它部件与第一种实施方案的那些基本相同。与用引用数字1-5和7表示的第一种实施方案的部件相同的部件用各自的引用数字31-35和37表示，其描述可被省略。
玻璃点火管34被各自由包含镍的合金、铁或不锈钢形成的一对电极插脚34a和34b穿过。玻璃点火管34包括：与支架35形成一体的树脂部分43；电连接到一个电极插脚34b并被周围的一部分被绝缘体39绝缘的电极插脚34a穿过电极插脚34a穿过的导电头部38；与头部38和电极插脚34a电互连的电阻加热元件44；以覆盖电阻加热元件44和头部38方式布置的点火剂45；密封点火剂45和头部38的金属管40；和覆盖管40的杯状树脂壳41。绝缘体39由绝缘材料如玻璃形成。
支架35具有大直径孔35b和用于在其上安装玻璃点火管34的插入树脂部43锥形部分(tapered portion)35e。通过树脂部43固定的电子插脚34a和34b从大直径孔35b向外突出(见图2)。在保持玻璃点火管34的树脂部43的支架35上，在支架35和树脂部43之间布置密封件42如O形环用于玻璃点火管34和支架35之间的防潮。尽管对密封件42的材料没有特殊限制，但材料如腈、硅氧烷或乙丙橡胶是理想的，它们难以透水。密封件优选被布置在支架和点火管的接合面的整周上。
树脂部43例如通过在模具(未图示)中注射成型如聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙6、尼龙66、聚苯硫、聚苯醚、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或聚醚砜；以及包含玻璃纤维、碳等的上述树脂等树脂而形成。当树脂被注射到模具内时，通过将电极插脚34a和34b放在模具中使它们与树脂部分43成为一个整体。
头部38由不锈钢、铝等形成。一端连接到头部38的电阻加热元件44由镍-铬合金、不锈钢、铂等形成。
管40由金属材料等如铁、铝或不锈钢形成。壳41由树脂等如PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、尼龙(注册商标)或氟树脂形成。环绕壳41的开口端，形成向外径向扩大的凸缘41a以便固定到树脂部43的部位43a上。壳41的设置防止了静电电流通过构成气体发生器31的金属支架35或杯壳33流到电极插脚34a-34b引起错误点燃。
气体发生器31带来与上述实施方案相同的作用。
在上述变形中，描述了玻璃点火管。但是，可使用另一类型的点火管，其包括以覆盖电阻加热元件44和头部29的方式形成并且覆盖有点火剂的熔丝头(fuse head)。
实施例
下面，通过使用实施例描述本发明的气体发生剂模制品的燃烧速度和燃烧时的CO浓度。
[实施例1]
(使用的第一和第二气体发生剂模制品)
如下制造第一气体发生剂模制品。在摇动混合器中，混合26.7％的高氯酸铵、26.7％的硝酸锶、2.8％的氧化铁(磁铁矿：Fe3O4)、1.9％的氧化铜(CuO)、4.6％的羟丙基甲基纤维素和1.1％的聚丙烯酰胺。然后加入36.2wt％的硝基胍和相对于整体比例为14wt％的离子交换水，在捏和机中均匀捏和该混合物。然后在预定压力下通过直径Φ为1.4mm的模用挤出机挤出所得到的混合物，成形为预定形状。将挤出的气体发生剂切至2.4mm的长度，然后干燥。于是得到柱状第一气体发生剂模制品。对于第二气体发生剂模制品，使用市售无烟火药(形状：直径Φ0.9mm，长度为1.5mm)。
(燃烧速度测定和CO浓度测定)
测量按上面所述得到的第一气体发生剂模制品的燃烧速度(30％-70％)dPA/dt。为了测量燃烧速度(30％-70％)dPA/dt，在10-cc氧弹试验中燃烧1250mg第一气体发生剂，并用压力传感器测量此时的氧弹内部压力。另一方面，对于第二气体发生剂模制品，如同第一气体发生剂模制品，在10-cc氧弹试验中燃烧1000mg第二气体发生剂模制品(无烟火药)，并用压力室测量此时的氧弹内部压力以测量燃烧速度(30％-70％)dPB/dt。分别称取750mg第一气体发生剂模制品和600mg第二气体发生剂模制品(无烟火药)。然后使用填充有气体发生剂模制品，使气体发生剂体积Av/Bv为3.9，气体发生器填充重量比Aw/Bw为1.25的气体发生器进行27-cc槽试验(27-cc tank test)。另一方面，为了测量CO浓度，分别称取750mg第一气体发生剂模制品和600mg第二气体发生剂模制品(无烟火药)。通过使用填充有它们的气体发生器，在60-L槽中进行具有Φ-1mm孔的10-cc槽试验。在通电5分钟后，收集60-L槽中产生的气体。用Kitagawa型气体检测管测量收集的气体。表1一并示出了测量结果以及第一和第二气体发生剂模制品的组成比。
[表1]
Figure G2007800025435D00111
[实施例2]
(使用的第一和第二气体发生剂模制品)
对于各第一和第二气体发生剂模制品，使用与实施例1相同的组成。但是，对于第一气体发生剂模制品，通过使用直径比实施例1中直径大的挤出机的模，将气体发生剂挤出成形为预定形状。将挤出的气体发生剂切至2.4mm的长度，然后干燥。这样得到柱状第一气体发生剂模制品。
(燃烧速度测量和CO浓度测量)
分别称取750mg上述第一气体发生剂模制品和600mg上述第二气体发生剂模制品(无烟火药)。然后使用填充有所述气体发生剂模制品、使气体发生剂体积Av/Bv为8.7，气体发生器填充重量比Aw/Bw为1.25的气体发生器进行27-cc槽试验。按与实施例1相同的方式进行CO浓度测量。表2一并示出了测量结果以及第一和第二气体发生剂模制品的组成比。
[表2]
Figure G2007800025435D00121
[实施例3]
除了分别称取900mg与实施例1相同的第一气体发生剂模制品和450mg与实施例1相同的第二气体发生剂模制品无烟火药，并且用它们填充气体发生器使气体发生器填充重量比Aw/Bw为2.0外，进行与实施例1相同的27-cc槽试验和相同的CO浓度测量。表3一并示出了测量结果以及第一和第二气体发生剂模制品的组成比。
[表3]
[实施例4]
(使用的第一和第二气体发生剂模制品)
如下制造第一气体发生剂模制品。在摇动混合器中，混合27.6％的高氯酸铵、27.6％的硝酸锶、4.6％的羟丙基甲基纤维素和1.1％的聚丙烯酰胺。然后加入39.1wt％的硝基胍和相对于整体比例为14wt％的离子交换水，在捏和机中均匀捏和所述混合物。然后在预定压力下通过直径Φ为1.4mm的模用挤出机挤出所得到的混合物，成形为预定形状。将挤出的气体发生剂切至2.4mm的长度，然后干燥。于是得到柱状第一气体发生剂模制品。对于第二气体发生剂模制品，使用与实施例1中所用相同的物质。
(燃烧速度测量和CO浓度测量)
分别称取750mg上述第一气体发生剂模制品和600mg上述第二气体发生剂模制品(无烟火药)。然后使用填充有上述气体发生剂模制品、使气体发生剂体积比Av/Bv为3.9，气体发生器填充重量比Aw/Bw为1.25的气体发生器进行27-cc槽试验。按与实施例1相同的方式进行CO浓度测量。表4一并示出了测量结果以及第一和第二气体发生剂模制品的组成比。
[表4]
Figure G2007800025435D00141
[实施例5]
(使用的第一和第二气体发生剂模制品)
如下制造第一气体发生剂模制品。在摇动混合器中，混合25.5％的高氯酸铵、25.5％的硝酸锶、4.8％的羟丙基甲基纤维素和1.2％的聚丙烯酰胺。然后加入43.0wt％的硝基胍和相对于整体比例为14wt％的离子交换水，在捏和机中均匀捏和混合物。然后在预定压力下通过直径Φ为1.4mm的模用挤出机挤出所得到的混合物，成形为预定形状。将挤出的气体发生剂切至2.4mm的长度，然后干燥。于是得到柱状第一气体发生剂模制品。对于第二气体发生剂模制品，与实施例1中所用相同。
(燃烧速度测量和CO浓度测量)
分别称取750mg上述第一气体发生剂和600mg与实施例1相同的第二气体发生剂(无烟火药)。然后使用填充有气体发生剂模制品、使气体发生剂体积Av/Bv为3.9，气体发生器填充重量比Aw/Bw为1.25的气体发生器进行27-cc槽试验。按与实施例1相同的方式进行CO浓度测量。表5一并示出了测量结果以及第一和第二气体发生剂模制品的组成比。
[表5]
Figure G2007800025435D00151
[比较例1]
使用与实施例1中所用相同的市售无烟火药(形状：直径Φ为0.9mm，长度为1.5mm)作为第二气体发生剂模制品。使用只填充有1000mg第二气体发生剂模制品的气体发生器进行27-cc槽试验。按与实施例1类似的方式进行CO浓度测量。表6一并示出了测量结果以及第二气体发生剂模制品的组成比。
[表6]
各气体发生剂的成分 组成比(wt％) 气体发生剂体积比Av/Bv 气体发生器填充重量比Aw/Bw 燃烧速度比(dPA/dt)/(dPB/dt) CO浓度(ppm)
第二气体发生剂压块 无烟爆炸物 100 - - - 5000
[比较例2]
使用只填充有1250mg与实施例1中所用相同的第一气体发生剂模制品的气体发生器进行27-cc槽试验。按与实施例1相同的方式进行CO浓度测量。
[表7]
在实施例1-5中，发现可减少工作时产生的CO气体量，并能容易地控制燃烧速度。相反，在比较例1和2中，发现工作时产生的CO气体量仍较大，或即使减少，也不能控制燃烧速度。

Claims (9)

1.小型气体发生器，其具有产生气体的燃烧室，用于操纵安全装置的气体传动装置，该发生器在燃烧室中包括第一气体发生剂模制品和第二气体发生剂模制品，第一气体发生剂模制品包含含有胍衍生物和/或四唑衍生物的燃料组分和含有金属硝酸盐和/或高氯酸盐的氧化剂组分，第二气体发生剂模制品包含包括硝化纤维素作为主要成分的无烟火药，其中第一气体发生剂模制品的总重量Aw和第二气体发生剂模制品的总重量Bw的比Aw/Bw为0.5-2.0。
2.根据权利要求1的小型气体发生器，其中金属硝酸盐为从碱金属和碱土金属中选择的金属的盐，高氯酸盐包含高氯酸铵或高氯酸钾。
3.根据权利要求1或2的小型气体发生器，其中燃料剂包含从硝基胍、硝酸胍、双四唑、偶氮双四唑和5-氨基四唑中选择的一种或多种；氧化剂为高氯酸铵和硝酸锶的混合物或高氯酸钾，并还包含粘合剂。
4.根据权利要求3的小型气体发生器，其中粘合剂包含羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酰胺的混合物。
5.根据权利要求4的小型气体发生器，其中每个第一气体发生剂模制品还包含添加剂，并且燃料剂的含量为20-55wt％；氧化剂的含量为40-70wt％；粘合剂的含量为2-10wt％；添加剂的含量为2-10wt％，控制它们使得燃料剂、氧化剂、粘合剂和添加剂的总量为100wt％。
6.根据权利要求1或2的小型气体发生器，其中一个第一气体发生剂模制品的体积Av和一个第二气体发生剂模制品的体积Bv的比Av/Bv为1.2-1.5。
7.根据权利要求1或2的小型气体发生器，其中第一气体发生剂模制品的燃烧速度dPA/dt和第二气体发生剂模制品的燃烧速度dPB/dt的比(dPA/dt)/(dPB/dt)为0.3-1.5。
8.根据权利要求1或2的小型气体发生器，其中第一气体发生剂模制品的燃烧速度dPA/dt和第二气体发生剂模制品的燃烧速度dPB/dt的比(dPA/dt)/(dPB/dt)为0.5-1.0。
9.预紧器系统，其包括权利要求1或2的小型气体发生器。
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