JP2003525106A - ガス発生システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 膨張性部材システム（２０）に、収納状態から展開状態へと拡張可能な膨張性部材（２２）を含むガス発生器（２４；１４０）を使用することができる。発生器は、膨張性部材内の可撓性容器（３０；１５０）、最初は可撓性容器内に配置されるガス発生剤（２８；１４８）、および起爆剤（３４）を含んでよい。伝搬部材（６０；１４２）を容器内に配置して、起爆剤をトリガすると起爆剤が発生剤に点火して、膨張性部材を収納状態から展開状態へと膨張できるようにすることができる。サステナ（４４；１５２；１５６）を設けて、ガス発生を維持し、伝搬部材の上流に、または伝搬部材の下流端に隣接して発生器ハウジング内に配置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （関連出願への相互参照） 本特許出願は、１９９９年１１月１２日出願の「Ｇａｓ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏ
ｎ Ｓｙｓｔｅｍ」と題した米国暫定特許出願第６０／１６５，２６９号に基づ
く優先権を主張し、その開示は詳細に述べたごとく参照により本明細書に組み込
まれる。

【０００２】 （発明の背景） （１）発明の分野 本発明はガス発生に、特に膨張目的に有用なガス発生システムに関する。

【０００３】 （２）関連技術の説明 急速爆燃（ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｎｇ）コード（ＲＤＣ）は、時々誤って急速
導爆（ｄｅｔｏｎａｔｉｎｇ）・コードとして識別されるが、爆薬産業では爆薬
点火の伝達ラインとして一般的に使用されてきた。導爆コード（デトコード）は
、伝達ラインおよび（例えば構造要素の切断用）爆薬として広く使用されている
。ＲＤＣもデトコードも、爆薬を含む外装を備える（ＲＤＣの場合は一般に「火
工品」として識別される）。デトコードは通常、爆発性の高い装填材料を含むプ
ラスチックまたは布のスリーブを備える。一方端で点火されると、デトコードは
導爆衝撃波の伝搬を介して燃焼する。衝撃波は、爆薬内の音速より高速（ほぼ常
に約２００ｍ／ｓを上回り、通常は５０００〜７０００ｍ／ｓ）で爆薬を通って
移動し、それが通過している未反応の爆薬に点火する。ＲＤＣでは、燃焼は爆燃
、つまり高速の亜音速伝搬（通常は２０００ｍ／ｓ未満）を介する。ＲＤＣでは
、熱エネルギーは主に伝導を介して反応済み爆薬から未反応爆薬へ伝達される。
デトコードおよびＲＤＣでは、燃焼は爆薬装填材料内に自給酸素を要する。

【０００４】 ＲＤＣはガス発生器の構成要素として使用されている。ＲＤＣは通常、従来の
自動車用エアバッグ起爆薬（例えば過塩素酸ジルコニウム・カリウム（ＺＰＰ）
またはその同等品の装填材料を含む）の出力を介して点火することができる。こ
のような起爆薬の出力は、確実にはデトコードを直接点火することができない。
デトコードは、デトコードの点火を誘発するために必要な初期エネルギーを提供
する起爆剤を必要とする。

【０００５】 Ｇｒａｃｅその他の米国特許第６，０６２，１４３号は、分散装填材料膨張剤
（ＤＣＩ）を開示している。出願は、ＲＤＣまたは緩和導爆線などの点火材料の
芯に点火する電子起爆管（通常、自動車のエアバッグ起爆剤に使用する）の使用
も開示している。芯上にガス発生層またはコーティングが存在することも開示し
ている。

【０００６】 Ｓｈｉｒｋその他の米国特許第５，９６７，５５０号は、段階的火工品エアバ
ッグ膨張剤を開示している。ハウジングが、最終燃焼火工品装填材料を有する室
を画定する。装填材料は、室の長さに沿った第１位置で第１所定燃焼速度を有し
、室の長さに沿って第１位置から隔置された第２位置で異なる第２所定燃焼速度
を有する。第２燃焼速度は、エアバッグの膨張を所定の間隔にわたって維持する
のに有効な速度でよい。

【０００７】 （発明の簡単な概要） 初期ガス発生に続いて持続するガス発生があるガス発生システム（例えば膨張
に有用なシステム）に対する要求があることを、我々は認識した。自動車用エア
バッグ・システムのような膨張可能な部材システムでは、初期ガス発生がエアバ
ッグの膨張／展開に有効であり、持続するガス発生は、乗員の保護を提供するた
めに有利な間隔にわたってエアバッグを展開状態に維持するのに有効である。

【０００８】 したがって、１つの態様では、本発明は、最初に膨張性部材の中に配置された
ガス発生剤を有する膨張性部材システムを指向する。ガス発生器のハウジングは
、上流端に装着された起爆剤、および最初はハウジング内に位置するサステナ持
続性ガス発生剤を有する。起爆剤は、トリガすると、ガス発生剤が点火され、し
たがって収納状態から展開状態へと膨張性部材を十分膨張させるのに十分な量の
膨張ガスが発生するよう、第１間隔にわたって発生剤が燃焼するよう配置される
。起爆剤は、トリガすると、サステナ・ガス発生剤が点火され、したがってサス
テナ・ガス発生剤が第２間隔にわたって燃焼するよう配置される。第２間隔は、
膨張性部材を展開状態に十分維持するために十分な量だけ、サステナ・ガスを生
成するよう、第１間隔の終了後に終了する。

【０００９】 本発明の様々な具現例では、第１間隔は０．０３０秒より短い長さを有し、第
２間隔は少なくとも０．１５０秒の長さを有してよい。システムは、膨張性部材
の内部に可撓性容器を含み、ガス発生剤が最初に可撓性容器内に配置されてよい
。可撓性容器内の少なくとも一部に導管があり、起爆剤の近傍の近位端から遠位
端へと延在する側壁を有する。導管は、導管の内部を導管の外部から分離するこ
とができ、側壁は複数の口を有することができる。ガス発生剤は、実質的に導管
の外部に配置してよい。起爆剤は、トリガすると火炎面が近位端から遠位端へと
移動するよう配置してよい。口は、火炎面がガス発生剤のこのような口に近い部
分に点火して、ガス発生剤の分散点火によってガスが生成するよう、火炎面が各
口を通して導管内部から導管外部へ連絡できるように配置し、十分なサイズを有
することができる。導管の代わりに、システムはハウジングの下流端に結合され
た近位端から延在して、装填材料を含む点火コードを含むと有利である。開始剤
は、トリガすると、点火コードに点火し、これがガス発生剤の燃焼を引き起こし
て、膨張性部材の膨張を引き起こすよう配置することができる。

【００１０】 ガス発生剤は、平均嵩ガス温度を低下させるため、細かく分割された粉末状燃
料／酸化剤の固体推進剤の複合物と混合された冷却剤の比較的大きい粒子を含む
ことができる。冷却剤は、吸熱相遷移および分解で構成されるグループから選択
されるプロセスによって、熱を効果的に吸収することができる。冷却剤は、炭酸
マグネシウム、マグネサイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ラン
タン系元素の水酸化物、硼素、アルカリ金属元素の炭酸塩、およびアルカリ土類
元素の炭酸塩で構成されたグループから選択することができる。冷却剤の質量は
、推進剤複合材料の質量の５％から２００％であると有利である。ガス発生器は
、重量で約５０％の粒状炭酸マグネシウムおよび５０％の推進剤複合材料を含む
ことができる。推進剤複合材料は、大気圧状態で迅速に燃焼することができる。

【００１１】 別の態様では、本発明は、膨張性部材内の可撓性容器、最初は可撓性容器内に
あるガス発生剤、および起爆剤を有する膨張性部材システムを指向する。細長い
点火伝搬部材が、可撓性容器内の少なくとも一部に近位端から遠位端まで延在す
る。ガス発生器は、伝搬部材の外部に位置する。起爆剤は、トリガすると、火炎
面が近位端から遠位端へと移動するよう配置される。ガス発生器の燃焼によって
発生する膨張ガスは、膨張性部材を収納状態から展開状態へと実質的に膨張させ
るのに十分な量である。

【００１２】 本発明の様々な具現例では、伝搬部材は、起爆剤に近い近位端から遠位端へと
延在し、導管内部を導管外部から分離する側壁を有する導管を備えることができ
る。側壁は、複数の口を有してよい。口は、火炎面がガス発生剤のこのような口
に近い部分に点火して、前記ガス発生剤の分散点火によって膨張ガスが生成する
よう、火炎面が各口を通して導管内部から導管外部へ連絡できるように配置し、
かつ十分なサイズを有することができる。導管は弾性または非弾性的に可撓性で
あるか、他の方法で所望の形状に形成可能であってよい。可撓性容器は、少なく
とも１層のポリマ・フィルムを備えてよい。ガス発生剤は、点火すると第１間隔
の間に燃焼を実行する燃焼速度を有する。火炎面の移動は、下流方向を画定し、
サステナ発生剤は最初に導管内またはその上流に配置してよい。サステナ・ガス
発生剤は、点火すると第２間隔の間に燃焼を実行する燃焼速度を有してよい。第
２間隔は第１間隔より長く、第１間隔の先まで延在し、したがってサステナ・ガ
ス発生剤は、第１間隔終了時に膨張性部材を展開状態で維持する。システムは、
上流および下流端および内部空間を有するハウジングを含んでよい。起爆剤をハ
ウジングの上流端に装着し、導管の近位端をハウジングの下流端に装着してよい
。サステナ・ガス発生剤は最初はハウジング内に配置される。サステナ・ガス発
生剤は、最初は、起爆剤と導管の間の空間を囲むハウジングの横方向内面に配置
してよい。サステナ・ガス発生剤は、導管の遠位部分に位置してよい。点火伝搬
部材は、外装内に装填材料を有する点火コードを備えてよい。サステナ・ガス発
生剤は、最初は可撓性容器の遠位端部分またはその上流に配置することができる
。

【００１３】 他の態様では、本発明は、膨張性部材を展開する方法を指向する。さらに他の
態様では、本発明は、必ずしも膨張のために使用されないガス発生器を指向する
。

【００１４】 本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細を、添付図面および以下の説明で述
べる。本発明の他の特徴、目的および利点は、説明および図面、および請求の範
囲から明白になる。

【００１５】 様々な図で同様の参照番号および記号は同様の要素を指示する。

【００１６】 （詳細な説明） 図１は、膨張性部材２２、および膨張性部材を膨張するために必要なガスを発
生するガス発生器２４を含むシステム２０を示す。膨張性部材は、実線で示した
比較的コンパクトで内積が小さい収納状態から、破線で示す比較的大きい内積の
展開状態へと膨張可能である。膨張性部材は、拡張性金属嚢、弾性嚢、または収
納状態では折り畳まれた布製袋のような可撓性部材など、任意の適切な形状をと
ることができる。例示的実施形態では、ガス発生器は膨張性部材の内部に配置さ
れ、膨張性部材の外部から内部へと延在して適切な制御システムと接続された１
対のリード線２６によって制御される。

【００１７】 図２の例示的実施形態では、発生器は、ポリマまたは金属の管など、細長い可
撓性部材３０内に含まれる１次ガス発生推進剤２８を含む。管３０は、起爆剤ハ
ウジング本体３２の下流端に結合された上流または近位端３０Ａを有し、閉じた
下流または遠位端３０Ｂへと延在する。例示的管は、架橋ポリエチレンなどのプ
ラスチックで形成され、その下流端はピンチまたはヒート・シール作業によって
閉鎖される。発生器は中心線５００を有し、それに沿ってハウジング本体３２か
ら管の遠位端３０Ｂまで下流方向が画定される。ハウジング本体３２は、その上
流端に起爆剤ハウジング・エンド・プラグ３６によって起爆剤３４を担持する。
使い捨てガス発生器２４の例示的実施形態では、本体３２およびエンド・プラグ
３６はステンレス鋼で形成する。起爆剤３４のフランジ部分３８は、エンド・プ
ラグの下流区画内でかしめられる。エンド・プラグの外部円筒面は、本体３２の
円筒形内面で受け、それと接触する。エンド・プラグは、これと本体との整列し
た上流縁に沿った溶接などによって、本体に固定することができる。ハウジング
にステンレス鋼が好ましいのは、耐食性およびハウジングとの溶接適合性のため
である。あるいは、アルミニウムのプラグをハウジングにかしめるか、他の方法
で固定してもよい。

【００１８】 例示的ハウジング本体の下流端部分（首）は、上流部分より直径が小さく、肩
４０を形成する半径方向に延在した環状フランジによって、上流部分から分離さ
れる。エンド・プラグ３６の下流面と肩４０の間に上流から下流まで挟まれてい
るのは、上流の環状エラストマ発泡リング４２、中心の縦路または口４６を有す
るサステナ推進剤の環状管４４、下流の環状エラストマ発泡リング４８、および
上流のフェルールの急速拡張フランジ５０である。リング４２および４８はパッ
ドとして働き、わずかに縦方向に圧縮して、サステナ４４を保持して支持する。
リングの代替品として、スチール・ウール、皿ワッシャ、コイルばねなど、他の
従順な手段または圧縮性手段を使用してもよい。例示的サステナ発生剤は、押出
成型で形成し、サステナの上流および下流環状端を形成する長さに切断すること
が好ましい。サステナの組成は、低圧（１４．７から１００ｐｓｉａ（０．１０
〜０．６９ＭＰａ））で容易に点火し、比較的低い圧力指数（＜０．７）を呈す
るとよい。適切な推進剤の例には、過塩素酸アンモニウム／硝酸カリウム・タイ
プの組成（ＡＰ／ＫＮ）の配合、および適切な燃焼係数の触媒で改質したエアバ
ッグ推進剤の配合がある。潜在的に有用な特定の推進剤には、粉末燃料、粉末酸
化剤、およびＧａｌｂｒａｉｔｈその他の米国特許第５，６０９，２１０で開示
されたような粉末冷却剤があり、詳細は当文献を参照されたい。このような推進
剤／発生剤は、１次ガス発生推進剤としても有用である。潜在的に有用な他の推
進剤が、Ｌｕｎｄｓｔｏｒｎその他の米国特許第６，１２３，７９０で開示され
、詳細は当文献を参照されたい。別の代替的な組合せは、１次ガス発生推進剤と
して遊離した硝酸セルロースと、サステナとして遊離していないセルロース／硝
酸セルロース複合材料を含む。好ましいサステナは、１４．７ｐｓｉａから２０
０ｐｓｉａ（０．１０ＭＰａ〜１．４ＭＰａ）の圧力範囲で比較的長い燃焼時間
（例えば０．１５または０．２５から５秒）を呈するとよい。

【００１９】 図示の実施形態では、開始剤の使用可能な端部または装填カップ部分が、サス
テナの上流端部分内にわずかに延在する。例示的開始剤は、自動車のエアバッグ
用途に通常使用される一般的構成を有する起爆管の形態をとる。起爆管は、プラ
スチックの本体内に小さい爆発性の装填材料（図示せず）を有し、リード線２６
を介して装填材料を外部制御回路に接続する電気リード線を有する。リード線に
適切な電圧を印加すると、装填材料に点火される。このような起爆剤の例には、
カリフォルニア州Ｓａｎ ＣａｒｌｏｓのＱｕａｎｔｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ
ｓ，Ｉｎｃ．のＬＣＩ開始剤、およびカリフォルニア州ＮｅｗｈａｌｌのＳｐｅ
ｃｉａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓの製品がある。必要な場合は、ねじを切った金属本体
を有する、より頑丈な開始剤（例えば米軍規格Ｉ−２３６５９に従って製造）を
使用してよい。

【００２０】 管内には、上流端６０Ａから下流端６０Ｂへと延在する点火伝搬部材６０が同
心円状態で担持される。例示的伝搬部材は、外装６２および外装内に含まれる火
工品または爆薬６４を有する急速爆燃コードである。例示的実施形態では、コー
ドの上流／近位端６０Ａは、サステナの下流端付近に配置されるが、そのわずか
下流にある。したがって、コードは起爆剤の装填材料カップから十分隔置される
。起爆剤の装填材料は、伝搬部材およびサステナの燃焼を開始するのに有効であ
ると有利である。そのためには、比較的大きい起爆剤の装填材料が存在するか、
起爆剤の出力を伝搬部材へと伝達する伝達装填材料を追加する必要がある。伝搬
部材がサステナを通って起爆剤に近接するまで延在することによって、この必要
性を多少低下させることができる。しかし、このような形状は、伝搬部材の燃焼
によってサステナが損傷を受けることがある。

【００２１】 コードの上流端６０Ａは、フェルール５２の端ぐり中心口内で受け、これで保
持する。フェルールの第１部分７０は、ほぼハウジングの下流首部分内でフラン
ジ５０から前方に延在する。部分７０の直径は、その外面とハウジング首の内面
との間にわずかなクリアランスを提供すると有利である。より下流にある第２フ
ェルール部分７２は、さらに小さい直径を有する。部分７２は、管の上流端部分
に囲まれる。管の肉厚は、部分７０と７２の外径間の差より大きく、管を首の内
面と部分７２の外面との間で圧縮できるようにすると有利である。さらに下流に
あり、小さい直径の第３フェルール部分７４は、ハウジングの下流縁とほぼ相互
整列した斜面によって部分７２から分離される。斜面によって、ハウジングを縁
において半径方向内側にかしめ、ハウジングと管間に頑強な係合を提供すること
ができる。部分７４は、フェルールの下流縁まで延在し、そこから前方に延在し
て伝搬部材の隣接部分を囲む、熱収縮管８０に囲まれる。管８０は、一方端の管
と伝搬部材間の環状推進剤担持空間と、他方のハウジングの内部との間にシール
を提供する。図示の実施形態では、フェルールはハウジングおよび管の内部で完
全に密封されているので、環境への露出はそれほど問題ではない。したがって、
ステンレス鋼または別の耐食性が高い金属ではなく、炭素鋼で形成することがで
きる。

【００２２】 管３０および伝搬部材／コード６０は高度に可撓性で、収納状態ではこれによ
り膨張性部材の内部で所望の形状に合致できると有利である。用途に応じて、そ
の長さは数センチメートルから数メートルでよい。自動車のエアバッグ膨張用途
では、約１０ｃｍから約２ｍの長さが予想される。管の直径は、通常、その長さ
に対して非常に小さい割合となる（例えば約０．９ｃｍで、約０．５〜２．０ｃ
ｍで大部分の用途がカバーされる。

【００２３】 起爆剤をトリガすると、開始剤の装填材料の爆発が上流コード端６０Ａに点火
する。これにより、爆薬６４の爆燃が上流端６０Ａから下流端６０Ｂに伝搬する
。爆燃する爆薬６４は、外装６２を燃焼するか、または外装の口（図示せず）を
通って換気されてもよい。爆燃する火炎面が管３０内でコード６０に沿って移動
するにつれ、それは外装６２の外面と管３０の内面間の環状空間に配置された１
次発生剤２８の局所点火を誘発する。１次発生剤２８が燃焼すると大容量のガス
が発生して管３０を破断し、膨張性部材２２を収納状態から展開状態へと膨張さ
せる。１次発生剤２８は、通常、比較的短い間隔だけ燃焼する。膨張性部材の膨
張を維持するために、サステナを設けて比較的長い間隔にわたって燃焼させる。
サステナの燃焼によって発生したガスは、フェルールを通して、または最初は密
封されている口（図示せず）を通してハウジングから換気することができる。

【００２４】 １次発生剤およびサステナ発生剤が燃焼する間隔の長さは、特定の用途により
選択することができる。後者の間隔の開始は、前者の開始に対して遅延させても
よい。また、１次およびサステナ発生剤のそれぞれの燃焼によって発生するガス
の総量は、特定の用途に合わせて調整することができる。例として、自動車の乗
員拘束用途では、第１（膨張）間隔は約８から２０ｍｓの長さを有し、第２（維
持）間隔は約０．２５〜７．０秒の長さを有することができ、その開始は、必ず
しも第１間隔の開始からオフセットされず、サステナ発生剤の燃焼によって生成
されるガスの総量は、１次発生剤の燃焼によって発生される総量の約１から１０
倍でよい（コード５０の燃焼による寄与は無視できるか、小さい）。１次および
サステナ発生剤によって発生するガスの絶対量および相対量、さらに必要な間隔
の選択は、特定の使用法および膨張性部材の特定の構成によって表される無数の
要素に基づき、特定の使用法に合わせて最適化されると予想される。

【００２５】 図３は、大部分が図２の発生器２４と同様、または同一のガス発生器の代替実
施形態１００を示す。重要な違いは、図示された発生器１００はハウジング内の
サステナ、さらに関連するハウジングの容積、およびサステナ支持リングを省略
することである。また、起爆剤は、還元装填材料でよい。起爆剤の装填材料カッ
プが伝搬部材の上流端に面して、これと近接しているからである。さらなる違い
は、サステナ１０２が管の遠位（下流）部分に位置することである。図示の実施
形態では、サステナ１０２はほぼ円筒形として形成（例えばプレス、成形、また
は押出成形）され、伝搬部材の下流端に近い上流端、および管の下流端に近い下
流端を有する。発生器１００内で、サステナ１０２は起爆剤で直接点火するので
はなく、伝搬部材および／または主要推進剤によって点火することができる。管
に十分な堅牢性を設け、伝搬部材および主要推進剤の燃焼によってそれが破断し
ても、管の遠位部分がハウジングに取り付けられた状態の近位部分から分離しな
いようにすると有利である。縦方向に延在する破断部によって、燃焼ガスを換気
しながら、サステナを十分保持し、サステナが維持間隔にわたって点火され、燃
焼できるようにすると有利である。管にも、薄肉の逃げ区域など、有線破断ゾー
ンを設けることができる。

【００２６】 図４は、伝搬部材としてフラッシュ管１４２を特徴とするガス発生器１４０を
示す。フラッシュ管１４２は、起爆剤ハウジング１４４に接続した開放近位端１
４２Ａ、および閉鎖した遠位端１４２Ｂを有する。複数の口１４６が管１４２の
長さに沿って配置される。これらの口は、最初はフィルム層などによって密封す
るか、最初は管１４２の厚さの一部にのみ延在してよい。使用時には、起爆剤の
炎の出力が管１４２を下降し、口１４６を通過する（そして口のフィルムまたは
遮蔽物を破断する）。１次発生剤１４８はこれによって点火されて、容器１５０
を破断し、膨張性部材（図示せず）を膨張させる。起爆管によって１次発生剤に
直接点火することと比較すると、フラッシュ管を使用すると、発生剤全体を通し
た点火の同時性を改善するのに役立ち、膨張性部材が起爆剤の爆発性出力と直接
接触しないよう保護される。

【００２７】 サステナ発生剤１５２をハウジング１４４内に配置してよい。代替的または追
加的に、サステナ発生剤を管の内部、つまり遠位端１４２Ｂに配置してよい。図
５は、このようなサステナ発生剤１５６を示す。サステナ発生剤１５６は、フラ
ッシュ管内で初期炎に対して比較的小さい上流面１４８を呈する。このような炎
が発生剤１５６に点火し、それが所望の維持間隔にわたって上流から下流へと燃
焼する。

【００２８】 口１４６のサイズおよび間隔は、所望の膨張プロフィールを獲得するため、フ
ラッシュ管１４２の長さに沿って変化してよい。例えば、図６に示すように、口
は、フラッシュ管の近位端から遠位端へと漸進的に大きくしてよい。これは、周
囲の膨張性部材に与えられる衝撃の制御など、多くの理由から有利である。

【００２９】 起爆剤３４の出力が１次発生剤に点火するのに十分である場合（比較的長いフ
ラッシュ管の場合の可能性が高い）、起爆剤の出力は、少量の爆薬材料を起爆剤
ハウジング内またはフラッシュ管内に配置することによって増大することができ
る。例えば、図７に示すように、補充材料１６０で管を穏やかに充填したり、補
充材料１６２を管の内面のコーティングとして設けたりしてよい。例示的補充材
料は硝酸硼素ガリウム（ＢＫＮＯ₃）である。

【００３０】 特定の用途では、使い捨てより再構築／再使用可能なガス発生器の方が望まし
い。考えられるこのような実施形態の１つ（図示せず）は、エンド・プラグの上
流部片と下流部片の間に起爆剤フランジを挟む。上流プラグ部片は、ハウジング
本体の内ねじを切った口表面と係合する外ねじ外面を有してよい。

【００３１】 他のサステナ構成も可能である。例えば、サステナはハウジングの内面のコー
ティングとして形成することができる。長手方向に押出成形した一体サステナ部
片または「グレイン」の代わりに、サステナは複数の部片で形成することができ
る。例えば、サステナは圧縮して成形するか、押出成形し、中心に口があるサス
テナ・ディスクの積み重ねとして形成してよい。ディスクの数、したがって積み
重ねの長さは、所期の用途に適切であるよう選択する。

【００３２】 ガス発生器（図示せず）の他の代替実施形態として、ある長さのデトコードで
伝搬部材を形成し、その上流端を起爆剤ハウジングで保持してもよい。起爆剤の
出力は、デトコードの爆薬装填材料（例えばＰＥＴＮまたはＰＥＴＮ／ＲＤＸ混
合物）を直接点火できるものではない。この場合、仲介する爆発性の高いトラン
スファ装填材料を設けてよい。トランスファ装填材料は起爆剤の出力で点火し、
これはデトコードの点火に有効である。デトコードの使用は、ＲＤＣまたは他の
材料の使用と比較して、コスト的に有利である。デトコードの爆発伝搬速度は、
デトコードに沿って分散した発生剤本体の点火に高い同時性を提供することがで
きる。

【００３３】 本発明の１つまたは複数の実施形態について説明してきた。にもかかわらず、
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な改修を実行できることが
理解される。例えば、１次およびサステナ発生剤の様々な形状および組成を使用
してよい。サステナ発生剤には、圧縮、成形または押出成形した発生剤のペレッ
トまたはディスクが望ましく、燃焼速度が小さいため、単粒形状も望ましい。ま
た、発生器の詳細の多くは、これを使用するよう意図された特定の膨張または他
の用途に合わせて最適化してよい。したがって、他の実施形態も請求の範囲に入
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ガス発生器を含む膨張性部材システムの概略断面図である。

【図２】 図１のガス発生器のやや概略した部分断面図である。

【図３】 代替ガス発生器のやや概略した部分断面図である。

【図４】 代替ガス発生器のやや概略した部分断面図である。

【図５】 図４のガス発生器に有用なフラッシュ管のやや概略した部分図断面である。

【図６】 図４のガス発生器に有用なフラッシュ管のやや概略した部分図である。

【図７】 図４のガス発生器に有用なフラッシュ管のやや概略した部分断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スタイナー、ジェイムズ、エム アメリカ合衆国 ワシントン、カークラン ド、 セブンス アヴェニュー 544 (72)発明者 ンガイエン、アンドリュー、シー アメリカ合衆国 ワシントン、カークラン ド、 ワンハンドレッドアンドフォース アヴェニュー エヌ、イー、6212 (72)発明者 グレッグ、ゲイリー、エス アメリカ合衆国 ワシントン、オララ、 バナー ストリート 11721 (72)発明者 ホランド、ゲイリー、エフ アメリカ合衆国 ワシントン、スノホミシ ュ、エス、イー、 フィフティナインス アヴェニュー 20118 (72)発明者 ウィルソン、マイケル、エイ アメリカ合衆国 ワシントン、カークラン ド、 エヌイー ナインティエイトス プ レイス 13008 Ｆターム(参考） 3D054 DD15 DD17 DD28 4G068 AB01 DA08 DB15 DB26

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 膨張性部材システム（２０）で、 収納状態から展開状態へと拡張可能な膨張性部材（２２）と、 最初は膨張性部材内に配置されるガス発生剤（２８；１４８）と、 起爆剤（３４）と、 上流および下流端および起爆剤空間を有するハウジング（３２、２６、５２；
   １４４）とを備え、起爆剤がハウジング上流端に装着され、さらに、 最初はハウジング内に配置されるサステナ・ガス発生剤（４４；１５２）を備
   え、 起爆剤は、トリガすると、ガス発生剤が点火され、したがって膨張性部材を収
   納状態から展開状態へと十分膨張させるのに十分な量の膨張ガスが発生するよう
   、第１間隔にわたって発生剤が燃焼するように配置され、 起爆剤は、トリガすると、サステナ・ガス発生剤が点火され、したがって膨張
   性部材を展開状態に十分維持するために十分な量だけ、サステナ・ガスを生成す
   るよう、サステナ・ガス発生剤が第２間隔にわたって燃焼し、第１間隔の終了後
   に終了するよう配置される膨張性部材システム。
2. 【請求項２】 第１間隔が０．０３０秒未満の長さを有し、 第２間隔が少なくとも０．１５０秒の長さを有する、請求項１に記載の膨張性
   部材システム。
3. 【請求項３】 さらに、 膨張性部材内に可撓性容器（１５０）を備え、ガス発生剤は最初は可撓性容器
   内に配置され、さらに、 少なくとも部分的に可撓性容器内にある導管（１４２）を備え、導管は、起爆
   剤に近い近位端から遠位端へと延在して、導管内部を導管外部から分離する側壁
   を有し、側壁は、複数の口（１４６）有し、ガス発生剤はほぼ導管の外部に配置
   され、 起爆剤は、トリガすると、火炎面が近位端から遠位端へと移動するよう配置さ
   れ、 前記複数の口は、このような口の近傍でガス発生剤の一部に点火し、前記ガス
   発生剤の分散点火がガスを発生させるよう、火炎面が各口を通して導管内部から
   導管外部へと連絡できるように配置され、かつ十分なサイズを有する、請求項１
   に記載の膨張性部材システム。
4. 【請求項４】 さらに、ハウジング下流端に結合された近位端から遠位端へ
   と延在して、装填材料を含む点火コードを備え、起爆剤は、トリガすると、点火
   コードに点火し、これがガス発生剤を燃焼させ、これが膨張性部材を収納状態か
   ら展開状態へと膨張させる、請求項１に記載の膨張性部材システム。
5. 【請求項５】 前記ガス発生剤が、嵩平均ガス温度を低下させるため、細か
   く分割した粉末状燃料／酸化剤の固体推進剤複合材料と混合された冷却剤複合材
   料の比較的大きい粒子を含む、請求項１に記載の膨張性部材システム。
6. 【請求項６】 前記冷却剤が、吸熱相遷移および分解で構成されたグループ
   から選択したプロセスによって、熱を効果的に吸収する、請求項５に記載の膨張
   性部材システム。
7. 【請求項７】 前記冷却剤が、炭酸マグネシウム、マグネサイト、水酸化ア
   ルミニウム、水酸化マグネシウム、ランタン系元素の水酸化物、硼酸、アルカリ
   金属元素の炭酸塩およびアルカリ土類元素の炭酸塩で構成されたグループから選
   択される、請求項６に記載の膨張性部材システム。
8. 【請求項８】 前記冷却剤が炭酸マグネシウムである、請求項７に記載の膨
   張性部材システム。
9. 【請求項９】 前記冷却剤の質量が重量で推進剤複合材料の質量の５％から
   ２００％である、請求項７に記載の膨張性部材システム。
10. 【請求項１０】 前記ガス発生剤が、重量で、約５０％の粒状炭酸マグネシ
    ウムおよび５０％の前記推進剤複合材料を含む、請求項９に記載の膨張性部材シ
    ステム。
11. 【請求項１１】 前記推進剤複合材料が大気圧状態で急速に燃焼する、請求
    項１０に記載の膨張性部材システム。
12. 【請求項１２】 膨張性部材（２２）を収納状態から展開状態へと展開させ
    る方法で、 最初は膨張性容器内に配置されたガス発生剤（１４８）を膨張性部材内に設け
    るステップと、 起爆剤（３４）を設けるステップと、 導管（１４２）を少なくとも部分的に可撓性容器内に設けるステップとを含む
    、導管は、起爆剤に近い近位端から遠位端へと延在して、導管内部を導管外部か
    ら分離する側壁を有し、側壁は、複数の口（１４６）有し、ガス発生剤はほぼ導
    管の外部に配置され、さらに、 火炎面が近位端から遠位端に向かって移動するよう起爆剤をトリガするステッ
    プと、 このような口の近傍でガス発生剤の一部を点火して、前記ガス発生剤の分散点
    火がガスを発生させるよう、火炎面が各口を通して導管内部から導管外部へと連
    絡するのを可能にするステップと、 発生したガスが膨張性部材を収納状態から展開状態へと十分膨張させることを
    可能にするステップとを含む方法。
13. 【請求項１３】 ガス発生剤が、第１間隔にわたって十分に燃焼するように
    し、前記方法が、さらに、 最初に導管内またはその上流に配置されたサステナ・ガス発生剤（１５２；１
    ５６）を設けるステップを含み、サステナ・ガス発生剤は、点火すると第２間隔
    の間、燃焼を実行する燃焼速度を有し、第２間隔は第１間隔より長く、第１間隔
    より先まで延長し、したがってサステナ・ガス発生剤の燃焼が、第１間隔の終了
    後に膨張性部材を展開状態に維持する、請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 ガス発生器（２４；１４０）で、 起爆剤（３４）と、 上流および下流端および起爆剤空間を有するハウジング（３２、３６、５２；
    １４４）とを備え、起爆剤がハウジング上流端に装着され、さらに、 ガス発生剤（２８；１４８）を備え、その主要部分はハウジングの外部に配置
    され、さらに、 最初はハウジング内に配置されたサステナ・ガス発生剤（４４；１５２）を備
    え、 起爆剤は、トリガすると、ガス発生剤が点火され、したがって膨張性部材を収
    納状態から展開状態へと十分膨張させるのに十分な量の膨張ガスが発生するよう
    、第１間隔にわたって発生剤が燃焼するように配置され、 起爆剤は、トリガすると、サステナ・ガス発生剤が点火され、したがって膨張
    性部材を展開状態に十分維持するために十分な量だけ、サステナ・ガスを生成す
    るよう、サステナ・ガス発生剤が第２間隔にわたって燃焼し、第１間隔の終了後
    に終了するよう配置されるガス発生器。
15. 【請求項１５】 第１間隔が０．０３０秒未満の長さを有し、 第２間隔が少なくとも０．１５０秒の長さを有する、請求項１４に記載のガス
    発生器。
16. 【請求項１６】 サステナ・ガス発生剤が、起爆剤と同軸で配置された少な
    くとも１つの環として形成される、請求項１４に記載のガス発生器。
17. 【請求項１７】 サステナ・ガス発生剤が押出成形した１本のサステナ管と
    して形成される、請求項１６に記載のガス発生器。
18. 【請求項１８】 さらに、ハウジング内の上流端からハウジング外部の下流
    端へと延在する点火伝搬部材（６０；１４２）を備え、サステナ・ガス発生剤が
    、点火伝搬部材と共通の中心線を有する少なくとも１つの環として形成される、
    請求項１４に記載のガス発生器。
19. 【請求項１９】 伝搬部材（６０）が、外装（６２）、および外装内に含ま
    れる吸熱装填材料（６４）を有する急速爆燃コードである、請求項１８に記載の
    ガス発生器。
20. 【請求項２０】 さらに、ガス発生剤を含み、ハウジングに固定された近位
    端（３０Ａ）を有する、請求項１９に記載のガス発生器。
21. 【請求項２１】 膨張性部材システム（２４）で、 収納状態から展開状態へと拡張可能な膨張性部材（２２）と、 膨張性部材内の可撓性容器（３０；１５０）と、 最初は可撓性容器内に配置されるガス発生剤（２８；１４８）と、 起爆剤とを備え、 少なくとも部分的に可撓性容器内にある細長い点火伝搬部材（６０；１４２）
    が、近位端から遠位端へと延在し、 ガス発生剤が点火伝搬部材の外部に配置され、 起爆剤が、トリガすると、火炎面を近位端から遠位端へと移動させ、 ガス発生剤の燃焼によって発生する膨張ガスが、膨張性部材を収納状態から展
    開状態へと十分膨張させるのに十分な量であることを特徴とする膨張性部材シス
    テム。
22. 【請求項２２】 点火伝搬部材（１４２）が、起爆剤に近い近位端から遠位
    端へと延在して、導管内部を導管外部から分離する側壁を有する導管を備え、側
    壁が複数の口（１４６）を有し、 複数の口は、このような口の近くでガス発生剤の一部に点火して、前記ガス発
    生剤の分散点火に膨張ガスを発生させるよう、火炎面が各口を通して導管内部か
    ら導管外部へと連絡するのを可能にするように配置され、かつ十分なサイズを有
    する、請求項２１に記載の膨張性部材システム。
23. 【請求項２３】 前記導管が可撓性および変形性の少なくとも一方である、
    請求項２２に記載の膨張性部材システム。
24. 【請求項２４】 前記可撓性容器が少なくとも１層のポリマ・フィルムを備
    える、請求項２２に記載の膨張性部材システム。
25. 【請求項２５】 前記ガス発生剤が、点火すると第１間隔の間、燃焼を実行
    する燃焼速度を有し、 火炎面の移動が下流方向を画定し、 サステナ・ガス発生剤（１５２；１５６）が最初は導管内またはその上流に配
    置され、サステナ・ガス発生剤が、点火すると第２間隔の間、燃焼を実行する燃
    焼速度を有し、第２間隔が第１間隔より長く、第１間隔より先まで延長し、した
    がってサステナ・ガス発生剤の燃焼が、第１間隔の終了後に膨張性部材を展開状
    態に維持する、請求項２２に記載の膨張性部材システム。
26. 【請求項２６】 さらに、 上流および下流端および内部空間を有するハウジング（１４４）を備え、起爆
    剤（３４）がハウジング上流端に装着され、導管の近位端がハウジングの下流端
    に装着され、サステナ・ガス発生剤（１５２）が最初はハウジング内に配置され
    る、請求項２５に記載の膨張性部材システム。
27. 【請求項２７】 サステナ・ガス発生剤（１５２）が最初は、起爆剤と導管
    の間の空間を囲むハウジング（１４４）の側方内面に配置される、請求項２６に
    記載の膨張性部材システム。
28. 【請求項２８】 サステナ・ガス発生剤（１５６）が導管の遠位端部分に配
    置される、請求項２５に記載の膨張性部材システム。
29. 【請求項２９】 サステナ・ガス発生剤が、膨張性ガスの総量の１から１０
    倍の量のガスを発生する、請求項２５に記載の膨張性部材システム。
30. 【請求項３０】 点火伝搬部材（６０）が、外装（６２）内に装填材料（６
    ４）を有する点火コードを備える、請求項２５に記載の膨張性部材システム。
31. 【請求項３１】 さらに、サステナ・ガス発生剤（４４；１０２）が、最初
    は可撓性容器の遠位端部分内に、またはその上流に配置され、サステナ・ガス発
    生剤が、点火すると第２間隔の間、燃焼を実行する燃焼速度を有し、第２間隔が
    第１間隔より長く、第１間隔より先まで延長し、したがって、サステナ・ガス発
    生剤の燃焼が、第１間隔の終了後に膨張性部材を展開状態に維持することを特徴
    とする、請求項３０に記載の膨張性部材システム。
32. 【請求項３２】 ガス発生システムで、 可撓性容器（１５０）と、 最初は可撓性容器内に配置されるガス発生剤（１４８）と、 起爆剤（３４）とを備え、 導管（１４２）が、少なくとも部分的に可撓性容器内にあり、導管が、起爆剤
    に近い近位端（１４２Ａ）から遠位端（１４２Ｂ）へと延在して、導管内部を導
    管外部から分離する側壁を有し、側壁が複数の口（１４６）を有し、ガス発生剤
    がほぼ導管の外部に配置され、 起爆剤は、トリガすると、火炎面を近位端から遠位端に向かって移動させるよ
    う配置され、 複数の口は、このような口に近いガス発生剤の一部を点火して、前記ガス発生
    剤の分散点火がガスを発生させるよう、火炎面が各口を通して導管内部から導管
    外部へと連絡するのを可能にするのに十分なサイズを有するガス発生システム。