JP2004513862A - ガス発生材料のタブレット形状 - Google Patents
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Abstract
三角形断面を有しているタブレット形状のガス発生材料ボデーとガス発生方法とを提供する。
Description
【０００１】
発明の背景
本発明は自動車用の膨脹式拘束用エアバッグクッションの膨脹に使用されるようなガス発生材料ボデー、とくに特定の形あるいは形状のガス発生材料に関する。
【０００２】
ガス発生材料は、種々の用途に有用なものである。そのような組成物における一つの重要な使用方法は自動車用の膨脹式拘束用エアバッグクッションの作動である。自動車が、衝突時のような急激に減速される場合ガスにより膨脹される、クッションあるいはバッグ例えば“エアバッグクッション”を用いて、乗客を保護することは公知である。そのような装置においてエアバッグクッションは、必要スペースを最小とするために通常膨脹していない折りたたんだ状態で収納されている。装置の作動時、クッションは、一般に“空気ポンプ”と呼ばれる装置により発生あるいは供給されたガスを用いて数ミリ秒の間に膨脹されるようになっている。実際的には、そのようなクッションは、好ましくは乗客と、ドア、ステアリングホイール、計器パネル等の自動車内装部品との間における、自動車内の場所に広げられる。
【０００３】
膨脹式拘束装置に使用されるようなエアバッグの膨脹用技術において、種のタイプの点火装置が開示されてきた。一つのタイプの膨脹式装置は、燃焼時にエアバッグを膨脹するのに十分な量の可燃火工品ガス発生材料から膨脹ガスを取り出している。
【０００４】
種々の形態のガス発生材料がそのような安全装置に使用するために開発提案されてきた。例えば、ほぼ円形あるいは丸い断面を有している円筒状圧縮ペレットあるいはタブレットの形状をしたガス発生材料を含んでいる空気ポンプであって、その円筒状タブレットが空気ポンプ装置のチャンバの中へ不規則に装荷されてもよい空気ポンプは技術的に公知なものである。別の技術では、花火組成物の穴あきあるいは環状円筒体の使用が開示されていて、例えば欧州特許第８６７３４７号明細書参照のこと。
【０００５】
実際的には、空気ポンプ装置は、一般に特殊な設備用に、少なくともそのような設備における空気ポンプに必要とされる性能にもとずいて、選択される。ガス出力が閉空間に導入される場合に計測されるような、“上昇率”すなわち空気ポンプからのガス出力がもたらす圧力上昇率は、特定の拘束装置設備用空気ポンプ装置の設計、選択及び評価に適用される共通的な性能である。
【０００６】
空気ポンプへのアグレッシブな要求が、少なくともある種の用途に対して数社の自動車会社により確立されてきた。例えば、乗客が正しくシートに座りかつ適切なシートベルトを装着していることを想定して、自動車会社はエアバッグクッションを正しく開くために時間を必要としないような、比較的遅い速度でもたらされるエアバッグクッションの始動を求めているかもしれない。運転者に対し前方への衝撃防護を提供するために、エアバッグクッション用空気ポンプ（すなわち運転者用空気ポンプ）に対する比較的アグレッシブな要求は、以下の項目を含んでいて（６０ｌタンクにおいて測定された様な）：最大圧力（Ｐｍａｘ ）が２３０ｋＰａ ；始動後２０ｍｓにおける圧力が１４５ｋＰａ ；５ｍｓ間にわたる圧力の最大上昇として規定される上昇率が５６ｋＰａ である。対照的に、現装置用の一般的な“低出力”空気ポンプに対する要求は：Ｐｍａｘ が１６０ｋＰａ 〜１８０ｋＰａ ；Ｐ２０が８４ｋＰａ ；５ｍｓ間にわたる最大上昇率が４０ｋＰａ である。
【０００７】
一般に、前述した火工品ベースの空気ポンプにおける上昇率は、主に火工品ガス発生材料の燃焼率と表面積との因子によるものである。種々の燃焼率特性を有する火工品ガス発生材料が開発されてきた。例えば、米国特許第５６０８１８３号明細書はそのような種類のガス発生材料を開示していて、その開示内容を本発明の参考としてここに包含するものでありかつ一部を構成している。そのようなガス発生材料は種々の好適な性質および特性：すなわち、多量のガス発生と、すぐれた時間効果特性と、低レベルの一酸化窒素及び一酸化炭素のような微量ガス生成物の発生とを有している。この特殊な種類の火工品を用いた多くの実験は以下のことを示めしていて、これらの火工品材料はほぼ６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において１２．７ｍｍ／ｓ（０．５ｉｐｓ ）から１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）の範囲の燃焼率を有しており、さらに燃焼率がこの範囲を大幅に越える可能性は少ない。
【０００８】
そのような同類のガス発生材料における表面積を増加させる努力は一般に多少の制限にそうぐうする。例えば標準的な円筒状のガス発生材料タブレットは６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）の直径である。そのようなタブレットの厚さは製造における安全上の面から約１．３９７ｍｍ（０．０５５ｉｎ）以上である。とくに、そのような材料のタブレットを１．３９７ｍｍ（０．０５５ｉｎ）より非常にうすい厚さにプレスすることは、製造あるいは生産工程中における許容しがたい予期せぬ発火をもたらすかも知れない。
【０００９】
代りに、そのような寸法のタブレットの装荷量を増加させることにより、ガス発生材料の表面積は広げられてもよい。しかしながら、たいていの空気ポンプは体積に制限があり、さらにガス発生材料の増加された装荷量を入れる体積の余裕はないので、そのような寸法の増加された装荷量を使用することには制限がある。さらに空気ポンプにおけるガス発生材料の装荷量を増加させることは、空気ポンプの耐えることができる最大燃焼圧力を超過しないことが正しく保証されるために、空気ポンプを特殊な構造（例えばより厚い壁面を有する）にする必要があるかも知れない。
【００１０】
従って、一定のガス発生材料装荷量に対してより広い表面積であって、さらに製造における安全上の面から必要とされような最小タブレット厚さを満足する、ガス発生材料のタブレット形状の必要性及び要求がある。
【００１１】
発明の概要
本発明の目的は、改善されたガス発生材料の形状を提供することである。
【００１２】
本発明の詳細な目的は、前述の一つ以上の問題を克服することである。
【００１３】
本発明の目的は、少なくとも本発明の一つの好適な実施例にもとずく、三角形断面を有していて、かつ上面と、下面と、上面及び下面の間に延在している側面とを備えたタブレット形状のガス発生材料ボデーにより達成することができる。
【００１４】
従来技術においては、一定のガス発生材料装荷量に対してより広い表面積であって、さらに製造における安全上の面から必要とされような最小タブレット厚さを満足する、ガス発生材料のタブレット形状を提供することに失敗している。とくに、従来技術は、相対的に最小の上昇率の要求のある用途において低〜中程度燃焼率を容易に可能にするようなガス発生材料のタブレット形状を提供することに失敗している。
【００１５】
本発明は、本発明の別の実施例にもとずく、６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）の圧力において約１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）以下の燃焼率を有していて、かつカップ状上面と、カップ状下面と、上面及び下面の間に延在している側面とを有する形状を備えたガス発生材料ボデーを含んでいる。側面は三つの弧状側面セグメントから構成されている。三つの側面セグメント各々の一つは丸味のあるコーナを介して三つの側面の他の二つの各々へ接続している。
【００１６】
本発明は、さらにガス発生方法も含んでいる。本発明の一つの好適な実施例において、そのような方法は燃焼チャンバの中に配置された複数の特定形状のガス発生材料ボデーに点火する段階を含んでいる。とくに、特別形状のガス発生材料ボデーは、三角形断面のタブレット形状であって、かつ上面と、下面と、上面及び下面の間に延在している側面とを備えたタブレット形状である。
【００１７】
当業者においては、前述の特許請求の範囲及び添付図面共に以下の詳細な記載により、他の目的及び利点が理解されるであろう。
【００１８】
発明の詳細な説明
本発明はタブレット形状のガス発生材料ボデーを提供するもので、そのタブレット形状は、製造における安全面から必要とされるような最小タブレット厚さの要求を満たす一方で、一定のガス発生材料装荷量においてより広い表面積をもたらすようなものである。以下に詳述するように、三角形断面のタブレット形状のガス発生材料ボデーは、一定のガス発生材料装荷量においてより広い表面積をもたらし、さらに他のタブレット化の要求を満たすことが判明した。
【００１９】
図１〜３において、本発明における一つの実施例にもとずく形状の、全体を符号２０で付番されたガス発生材料ボデーが示めされている。より詳しくは、ガス発生材料ボデー２０はほぼ三角形断面２１を有するタブレット形状である。ガス発生材料ボデー２０は、上面２２と、下面２４と、上面２２及び下面２４の間に延在している側面２６とを含んでいる。
【００２０】
側面２６は、それぞれ第一、第二及び第三側面セグメント３０，３２及び３４から構成されている。側面セグメント３０，３２及び３４は三角形断面ボデー形状２１を形成するようにお互い同士接続している。とくに、各々の側面セグメント３０，３２及び３４それぞれが、対向していた第一及び第二端部を有していて、第一側面セグメント３０は第一端部３６及び第二端部４０を有しており、第二側面セグメント３２は第一端部４２及び第二端部４４を有していて、第三側面セグメント３４は第一端部４６及び第二端部５０を有している。第一側面セグメントの第二端部４０が第二側面セグメントの第一端部４２へ接続していて；第二側面セグメントの第二端部４４が第三側面セグメントの第一端部４６へ接続しており；第三側面セグメントの第二端部５０が第一側面セグメントの第一端部３６へ接続している。
【００２１】
図示するように、隣接している側面セグメント間のコーナ接続部は、好ましくは符号“Ｒ”で示めすように湾曲化あるいは適切な半径を備えている。当業者及びここで教示を受けた者は、そのような湾曲あるいは同様な湾曲が、ガス発生ボデー形状を一括的に使用する場合望みもしない破損をもたらすかも知れないような、鋭い端部の存在あるいは発生を、少なくとも低減あるいは最小化可能であることを理解できるであろう。さらに、図示したようにガス発生材料ボデー２０は隣接している側面セグメント間の接続部を有していて、接続部各々が少なくともほぼ同一の半径を有しており、本発明の広範にわたる実施は限定されるものではないことが理解されるであろう。例えば必要に応じて本発明は、一つ以上のコーナ接続部が他のコーナ接続部の半径と異なるガス発生材料ボデーを使用して実施されてもよい。
【００２２】
図１〜３に示めす特定のガス発生材料ボデー２０において、側面セグメント３０，３２及び３４各々が同一長さであって、ほぼ正三角形状の対称断面形状を形成するようになっている。というのは例えば対称形状は製造及び生産を容易あるいは簡単にすることができるので、そのような対称に形状化された三角断面形状のガス発生材料ボデーは一般的に好ましいものであり、本発明の広範にわたる実施は限定されるものではないことが理解されるべきである。例えば必要に応じて、不等辺形状の三角形断面を有しているガス発生材料ボデーを使用してもよい。
【００２３】
本発明の好適な実施例におけるガス発生材料ボデーは、好ましくは、少なくとも約４．７６ｍｍ（３／１６ｉｎ）から約７．９４ｍｍ（５／１６ｉｎ）以下の半径である外接円の範囲に囲まれるような寸法となっている。
【００２４】
当業者においては、本発明のより広範囲にわたる実施は、特定の寸法を有するガス発生材料ボデーのようなものに限定する必要がないことを理解できると同時に、本発明の理解をより容易にしかつ深めるために、本発明における一つの特定な実施例にもとずく図１〜３に示めすガス発生材料ボデーに対応する種々の寸法（例えばＬ１ ，Ｍ１ ，Ｎ１ 及びＲ１ ）の値を表１に示めす。
【表１】
【００２５】
本発明は、上面と、下面と、平な即ち曲率のない側面と、から構成されたガス発生材料ボデー２０を参考にして前述してきたが、本発明のより広範にわたる実施を限定する必要はない。例えば図４〜６は、本発明における別の実施例にもとずく形状の、全体として符号１２０で付番されたガス発生材料ボデーを示めしている。
【００２６】
前述のガス発生材料ボデー２０と同様なガス発生材料ボデー１２０は、三角形断面１２１の形状であって、かつ上面１２２と、下面１２４と、上面１２２及び下面１２４の間に延在している側面１２６とを含んでいる。側面１２６は、それぞれ第一、第二及び第三側面セグメント１３０，１３２及び１３４から構成されている。側面セグメント１３０，１３２及び１３４は、ガス発生材料ボデー２０に対して図示したのとほぼ同様に、三角形断面ボデー形状１２１を形成するようにお互い同士接続している。さらに前述したように隣接している側面セグメント間の接続部は、好ましくは符号“Ｒ２ ”で示めすように湾曲化あるいは適切な半径を備えていて、そのような湾曲あるいは同様な湾曲が、ガス発生ボデー形状を一括的に使用する場合望みもしない破損をもたらすかも知れないような、鋭い端部の存在あるいは発生を、少なくとも低減あるいは最小化するようになっている。
【００２７】
前述したガス発生材料ボデー２０と同様に、ガス発生材料ボデー１２０は隣接している側面セグメント間の接続部を有していて、接続部各々が少なくともほぼ同一の半径を有している。本発明の広範における実行は限定されるものではないことが理解されるであろう。例えば必要に応じて本発明は、一つ以上のコーナ接続部が他のコーナ接続部の曲率と異なるガス発生材料ボデーを使用して実行されてもよい。
【００２８】
しかしながらガス発生材料ボデー１２０は、少なくとも一つの重要な点において前述したガス発生材料ボデー２０と異なっている。以下に詳述する。各々の、上面１２２と下面１２４と第一、第二、第三側面セグメント１３０，１３２，１３４とはそれぞれ湾曲している。例えば、各々の、上面１２２と下面１２４とは図示するようにカップ深さ（Ｃｄ ）のカップ状である。さらに各々の側面セグメント１３０，１３２，１３４は弧状であって、弧状側面セグメントは弧の半径（Ｒ２２）を有している。
【００２９】
そのような湾曲面の介在は本発明の好適な実施例にもとずくガス発生材料ボデーにおいて好ましいことが判明した。というのは、複数のそのようなボデーが一括して存在する場合、そのような湾曲面の存在あるいは介在は、ガス発生材料ボデーの好ましくない堆積を回避することに役立つからである。とくに、隣接しているガス発生材料ボデー間の堆積の発生は、ガス発生材料ボデーの反応にさらされる有効表面積を低減させ、従って始動時に達成可能な上昇率の顕著な低下をもたらす。
【００３０】
当業者及びここで教示を受けた者は、そのような湾曲面の介在が好ましくない堆積の回避に役立ち、かつそのような湾曲面の介在は、本発明の実施により達成されない限り、表面効果を低減し限定するということを理解できるであろう。従って本発明における少なくともある好適な実施例において、湾曲の割合あるいは度合は、ガス発生材料ボデーの好ましくない堆積を回避するために十分なものであるけれど、製造あるいは生産の観点から実際的なものであると共に、出来る限り低減され最小化されるものである。例えば、好ましくは少なくとも約０．０７６２ｍｍ（０．００３ｉｎ）から約０．１７８ｍｍ（０．００７ｉｎ）以下のカップ深さ（Ｃｄ ）を有するカップ状の上面と下面との各々を備えたガス発生材料ボデーは、本発明の一つの実施例において好適であることが判明した。同様に、好ましくは約５．０８ｍｍ（０．２ｉｎ）から約２０．３２ｍｍ（０．８ｉｎ）以下の弧の半径（Ｒ２２）を有する弧状側面セグメントを備えたガス発生材料ボデーは、本発明の一つの実施例において好適であることが判明した。
【００３１】
ガス発生材料ボデー１２０が、同一あるいは同様なカップ深さのカップ状の上面と下面とを有していて、かつ同一あるいは同様の弧の半径の弧状側面セグメントを有している場合、本発明の広範囲にわたる実施は限定されるものではないことが理解されるであろう。とくに必要に応じて、本発明は、異なるカップ深さの上面と下面とを有するガス発生材料ボデーを使用して実施されてもよくて、特別な実施例において上面と下面との一方が平らすなわちカップ深さ０であってもよい。さらに必要に応じて本発明は一つ以上の異なる弧の半径の側面セグメントを有するガス発生材料ボデーを使用して実施されてもよくて、特別な実施例において側面セグメントの一つ以上が平らであってもよい。
【００３２】
当業者においては、本発明のより広範囲にわたる実行は、特定の寸法を有するガス発生材料ボデーのようなものに限定する必要がないことを理解できると同時に、本発明の理解をより容易にしかつ深めるために、本発明における一つの特定な実施例にもとずく図４〜６に示めすガス発生材料ボデーに対応する種々の寸法（例えばＬ２ ，Ｍ２ ，Ｎ２ ，Ｒ２ ，ｃｄ 及びＰ２ ）の値を表２に示めす。
【表２】
【００３３】
理解できるように、本発明にもとずくガス発生組成物は種々の異なる、構造体とアセンブリと装置とに利用され使用される。代表例として図７が全体として符号２１４で付番された膨脹式乗客安全拘束装置を備えた内部２１２を有する自動車２１０を示めしている。理解されるように、本発明を理解するために必要ではない標準部品は、図をわかりやすくかつ理解しやすくするために図７から省略あるいは削除されている。
【００３４】
乗客安全拘束装置２１４は開口形の反応吸収缶（ｏｐｅｎ−ｍｏｕｔｈｅｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃａｎｉｓｔｅｒ）２１６を含んでいて、その反応吸収缶は、膨脹式乗客拘束具２２０例えば膨脹式エアバッグクッション用のハウジングと、接続された乗客拘束具を膨脹するための膨脹用ガスを発生あるいは供給するための、全体を符号２２２で付番された装置と、を形成している。前述したように、そのようなガス発生装置は通常空気ポンプと呼ばれている。
【００３５】
空気ポンプ２２２は、前述したように、本発明にもとずくボデー形状のガス発生材料を含んでいて、空気ポンプ２２２が、従来技術において公知な点火装置を含んでいて、その点火装置は、ガス発生組成物の点火に伴なうガス発生組成物の燃焼を始動するためのものである。理解されるように、特定な構造の点火装置が本発明の広範囲にわたる実施を限定するものではなくて、そのような点火装置は、従来技術において公知であるように様々に作られてもよい。
【００３６】
実際的には、膨脹時にエアバッグクッション２２０は、自動車の前方向へのすなわち図７において右方向への乗客の運動を拘束することにより、乗客２２４を保護するものである。
【００３７】
本発明は、本発明の実施において包含される種々の様態を説明する以下の例と共に詳述される。本発明の精神にかかわるすべての変更は保護されるべきものであって、従って本発明はこれらの例により限定されるものではないことは理解されるべきである。
【００３８】
例
例（Ｅｘ）１及び比較例（ＣＥ）１−５
表３に示めすような特定な側面数を有する正多角形形状の面を備えたタブレットが評価され比較された。表３において、タブレット欄の面積と体積と質量とは、個々のタブレットの外表面積と体積と質量とを示めすものであり；“合計タブレット”欄は特定装荷量に必要とされるタブレットの合計数を示めしていて；“合計表面積”欄は特定装荷量において合計のタブレットにより提供される計算上の合計外表面積を示めすものである。
【表３】
【００３９】
これらのタブレット形状を比較する場合、次のパラメータは一定とされた：
密度＝２．０ｇ／ｃｍ３
外接円半径＝３．１８ｍｍ（０．１２５ｉｎ）
厚さ＝１．４０ｍｍ（０．０５５ｉｎ）
装荷量＝５２ｇ
【００４０】
結果の検討
示めされるように、面が正三角形形状であったタブレット（Ｅｘ１）は、上記制約下で与えられた、評価した正多角形面タブレット形状のいずれにおける単位質量当りの表面積の最大値を提供した。
【００４１】
比較例（ＣＥ）６
６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において１３．９７ｍｍ／ｓ（０．５５ｉｐｓ ）の燃焼率を有する、発火ガス発生材料組成物が以下の寸法を有する複数の円筒状タブレットに形成された：
直径＝６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）
厚さ＝１．４０ｍｍ（０．０５５ｉｎ）
【００４２】
続いて、これらの円筒状発火ガス発生材料タブレットの３０ｇが、重い試験用空気ポンプ装置に装荷され、そして試験用空気ポンプ装置は６０ｌの鋼製の試験用タンクに装着された。試験用タンクは圧力変換器が備えられた。試験用空気ポンプ装置の点火時に得られた、時間に対するタンク圧力特性は、圧力変換器と接続されたデータ収集装置とにより記録された。
【００４３】
比較例６における、試験用空気ポンプ装置点火時に得られた、時間に対する燃焼チャンバ圧力特性及び時間に対するタンク圧力特性が図８に示めされている。
【００４４】
例２
本発明の一つの実施例にもとずく複数のガス発生タブレットが比較例６に使用されたものと同様の同一組成物の発火ガス発生材料を用いて作られた。これらのガス発生タブレットは以下の寸法の正三角形形状であった。
高さ＝４．７５ｍｍ（０．１８７ｉｎ）
厚さ＝１．４０ｍｍ（０．０５５ｉｎ）
外接円半径＝３．１８ｍｍ（０．１２５ｉｎ）
【００４５】
続いて、これらの円筒状発火ガス発生材料タブレットの３０ｇが、比較例６に使用された重い試験用空気ポンプ装置に分離して装荷された。そして試験用空気ポンプ装置は６０ｌの鋼製の試験用タンクに装着された。試験用タンクは圧力変換器が備えられた。
【００４６】
例２における、試験用空気ポンプ装置点火時に得られた、時間に対する燃焼チャンバ圧力特性及び時間に対するタンク圧力特性が図８に示めされている。
【００４７】
結果の検討
図８に示めすように、例２は上昇率の３８％増加とＰ２０の２３％増加とをもたらした。このことは、前述したように特殊な用途に必要とされるようなよりアグレッシブな特性を提供している。さらに、比較例６と比較する場合、それぞれの時間に対する燃焼圧力により示めされるように、例２において実現されたピーク圧力は、本発明の実施により得られる同一のハードウェアを用いて性能の向上が実現されることを示めしている。
【００４８】
比較例７及び例３と４
これらの試験には、従来技術における円筒形状のガス発生タブレットと、本発明における異なる実施例にもとずく二つの特定形状（例３と４）のガス発生ボデーとの比較が含まれている。これらの形状に関する詳細は次のとうりである：
比較例７
直径＝約６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）
厚さ＝約１．５２ｍｍ（０．０６０ｉｎ）
カップ深さ＝０．０７６ｍｍ（０．００３ｉｎ）
【００４９】
例３と４に関して表４を参照のこと。表４において、パラメータ“円の直径”は適切な外接円の直径を示めす。さらに側面の弧の半径における無限大の値は平らな側面に対応していて、さらにドーム高さ０は平らな面に対応している。
【表４】
【００５０】
比較例７及び例３と４におけるタブレット形状を比較する場合、次のパラメータは一定とされた：
密度＝１．９５ｇ／ｃｍ３
装荷量＝４４．０ｇ
【００５１】
比較結果を表５に示めす。表５において、タブレット欄の面積と質量とは、個々のタブレットの外表面積と質量とを示めすものであり；“合計タブレット”欄は特定装荷量に必要とされるタブレットの合計数を示めしていて；“合計表面積”欄は特定装荷量において合計のタブレットにより提供される計算上の合計外表面積を示めすものである。
【表５】
【００５２】
比較例７及び例３，４における試験用空気ポンプ装置の点火時に得られた時間に対するタンク圧力特性が図９に示めされている。
【００５３】
比較例７及び例３，４に対して、ガス発生材料の４４．０ｇの装荷量がそれぞれの試験用空気ポンプ装置に装荷された。各ケースにおいて、それぞれの試験用空気ポンプ装置は１００ｌの試験用タンクに装着され点火された。
【００５４】
結果の検討
図９に示めすように、比較例７の円筒状タブレットを用いて得られた上昇率は、本発明の異なる実施例（例３，４）にもとずく特定形状のガス発生材料ボデーのいずれかを用いて得られた結果に比較して著しく低いものであった。
【００５５】
例３における計算された合計表面積は例４における値よりも広いけれども、例３で得られた上昇率は、例４で得られた値より低いものであった。本発明にもとずく例３において得られた低い上昇率の原因は、例３において使用された平面のタブレットの少なくとも一部が有効合計表面積を狭まくするように堆積されたことにあると思われる。
【００５６】
特定の燃焼率特性を有するガス発生材料を使用するために、本発明のより広範にわたる実施を限定する必要はないけれども、６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ （ｉｎ／ｓ））以下の燃焼率を有するガス発生材料を用いての本発明の実施は、とくに興味のある有益なものであると思われる。より詳しくは、本発明の実施にあたって、一般に低〜中程度の燃焼率（ここでは約６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において５．０８ｍｍ／ｓ（０．２ｉｐｓ ）〜１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）の燃焼率と規定する）のガス発生材料は、好ましくは、そのようなガス発生材料には一般にあるいはさもなければふさわしくない種々の高性能装置、における用途及び使用が見出される。
【００５７】
従って本発明は、ガス発生材料のタブレット形状を提供するものであって、そのタブレット形状は、一定のガス発生材料装荷に対してより広い表面積であると共に、製造における安全面から必要とされるような最小タブレット厚さの要求を満足するものである。とくに本発明は、相対的に非常に小さな上昇率を必要とする用途に使われている低〜中程度の燃焼率のガス発生材料の使用を可能にする、ガス発生材料のタブレット形状を提供するものである。
【００５８】
ここに例示的に開示された本発明は、ここに詳しく開示されていないいずれの、要素、部品、手段、コンポネントあるいは原材料無しに実施されてもよい。
【００５９】
前述の詳細な説明において、好適な実施例との関連において説明され、かつ多数の詳細が説明されてきたが、当業者においては、本発明にはさらなる実施の形態を含んでいるものであり、かつここに記載された詳細は、本発明の基本原理を逸脱することなく変更できることは明瞭であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明における一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの平面図である。
【図２】
図２は本発明における一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−１である。
【図３】
図３は本発明における一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−２である。
【図４】
図４は、本発明における他の実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの平面図である。
【図５】
図５は、本発明における他の実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−１である。
【図６】
図６は、本発明における他の実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−２である。
【図７】
図７は、本発明における一つの実施例にもとずく、自動車内部のエアバッグ・モジュール・アセンブリからエアバッグクッションが開いているところを示めす、一部を破断した概略図である。
【図８】
図８は、従来技術における形状のガス発生材料を使用している比較例６の試験用空気ポンプと、本発明の一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料を使用している例２の試験用空気ポンプとを用いて得られた、それぞれの時間に対するタンク圧力及び燃焼チャンバ圧力を示めすグラフである。
【図９】
図９は、従来技術における形状のガス発生材料を使用している比較例７の試験用空気ポンプと、本発明の別の実施例にもとずく形状のガス発生材料を使用している例３，４の試験用空気ポンプとを用いて得られた、時間に対するタンク圧力を示めすグラフである。
発明の背景
本発明は自動車用の膨脹式拘束用エアバッグクッションの膨脹に使用されるようなガス発生材料ボデー、とくに特定の形あるいは形状のガス発生材料に関する。
【０００２】
ガス発生材料は、種々の用途に有用なものである。そのような組成物における一つの重要な使用方法は自動車用の膨脹式拘束用エアバッグクッションの作動である。自動車が、衝突時のような急激に減速される場合ガスにより膨脹される、クッションあるいはバッグ例えば“エアバッグクッション”を用いて、乗客を保護することは公知である。そのような装置においてエアバッグクッションは、必要スペースを最小とするために通常膨脹していない折りたたんだ状態で収納されている。装置の作動時、クッションは、一般に“空気ポンプ”と呼ばれる装置により発生あるいは供給されたガスを用いて数ミリ秒の間に膨脹されるようになっている。実際的には、そのようなクッションは、好ましくは乗客と、ドア、ステアリングホイール、計器パネル等の自動車内装部品との間における、自動車内の場所に広げられる。
【０００３】
膨脹式拘束装置に使用されるようなエアバッグの膨脹用技術において、種のタイプの点火装置が開示されてきた。一つのタイプの膨脹式装置は、燃焼時にエアバッグを膨脹するのに十分な量の可燃火工品ガス発生材料から膨脹ガスを取り出している。
【０００４】
種々の形態のガス発生材料がそのような安全装置に使用するために開発提案されてきた。例えば、ほぼ円形あるいは丸い断面を有している円筒状圧縮ペレットあるいはタブレットの形状をしたガス発生材料を含んでいる空気ポンプであって、その円筒状タブレットが空気ポンプ装置のチャンバの中へ不規則に装荷されてもよい空気ポンプは技術的に公知なものである。別の技術では、花火組成物の穴あきあるいは環状円筒体の使用が開示されていて、例えば欧州特許第８６７３４７号明細書参照のこと。
【０００５】
実際的には、空気ポンプ装置は、一般に特殊な設備用に、少なくともそのような設備における空気ポンプに必要とされる性能にもとずいて、選択される。ガス出力が閉空間に導入される場合に計測されるような、“上昇率”すなわち空気ポンプからのガス出力がもたらす圧力上昇率は、特定の拘束装置設備用空気ポンプ装置の設計、選択及び評価に適用される共通的な性能である。
【０００６】
空気ポンプへのアグレッシブな要求が、少なくともある種の用途に対して数社の自動車会社により確立されてきた。例えば、乗客が正しくシートに座りかつ適切なシートベルトを装着していることを想定して、自動車会社はエアバッグクッションを正しく開くために時間を必要としないような、比較的遅い速度でもたらされるエアバッグクッションの始動を求めているかもしれない。運転者に対し前方への衝撃防護を提供するために、エアバッグクッション用空気ポンプ（すなわち運転者用空気ポンプ）に対する比較的アグレッシブな要求は、以下の項目を含んでいて（６０ｌタンクにおいて測定された様な）：最大圧力（Ｐｍａｘ ）が２３０ｋＰａ ；始動後２０ｍｓにおける圧力が１４５ｋＰａ ；５ｍｓ間にわたる圧力の最大上昇として規定される上昇率が５６ｋＰａ である。対照的に、現装置用の一般的な“低出力”空気ポンプに対する要求は：Ｐｍａｘ が１６０ｋＰａ 〜１８０ｋＰａ ；Ｐ２０が８４ｋＰａ ；５ｍｓ間にわたる最大上昇率が４０ｋＰａ である。
【０００７】
一般に、前述した火工品ベースの空気ポンプにおける上昇率は、主に火工品ガス発生材料の燃焼率と表面積との因子によるものである。種々の燃焼率特性を有する火工品ガス発生材料が開発されてきた。例えば、米国特許第５６０８１８３号明細書はそのような種類のガス発生材料を開示していて、その開示内容を本発明の参考としてここに包含するものでありかつ一部を構成している。そのようなガス発生材料は種々の好適な性質および特性：すなわち、多量のガス発生と、すぐれた時間効果特性と、低レベルの一酸化窒素及び一酸化炭素のような微量ガス生成物の発生とを有している。この特殊な種類の火工品を用いた多くの実験は以下のことを示めしていて、これらの火工品材料はほぼ６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において１２．７ｍｍ／ｓ（０．５ｉｐｓ ）から１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）の範囲の燃焼率を有しており、さらに燃焼率がこの範囲を大幅に越える可能性は少ない。
【０００８】
そのような同類のガス発生材料における表面積を増加させる努力は一般に多少の制限にそうぐうする。例えば標準的な円筒状のガス発生材料タブレットは６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）の直径である。そのようなタブレットの厚さは製造における安全上の面から約１．３９７ｍｍ（０．０５５ｉｎ）以上である。とくに、そのような材料のタブレットを１．３９７ｍｍ（０．０５５ｉｎ）より非常にうすい厚さにプレスすることは、製造あるいは生産工程中における許容しがたい予期せぬ発火をもたらすかも知れない。
【０００９】
代りに、そのような寸法のタブレットの装荷量を増加させることにより、ガス発生材料の表面積は広げられてもよい。しかしながら、たいていの空気ポンプは体積に制限があり、さらにガス発生材料の増加された装荷量を入れる体積の余裕はないので、そのような寸法の増加された装荷量を使用することには制限がある。さらに空気ポンプにおけるガス発生材料の装荷量を増加させることは、空気ポンプの耐えることができる最大燃焼圧力を超過しないことが正しく保証されるために、空気ポンプを特殊な構造（例えばより厚い壁面を有する）にする必要があるかも知れない。
【００１０】
従って、一定のガス発生材料装荷量に対してより広い表面積であって、さらに製造における安全上の面から必要とされような最小タブレット厚さを満足する、ガス発生材料のタブレット形状の必要性及び要求がある。
【００１１】
発明の概要
本発明の目的は、改善されたガス発生材料の形状を提供することである。
【００１２】
本発明の詳細な目的は、前述の一つ以上の問題を克服することである。
【００１３】
本発明の目的は、少なくとも本発明の一つの好適な実施例にもとずく、三角形断面を有していて、かつ上面と、下面と、上面及び下面の間に延在している側面とを備えたタブレット形状のガス発生材料ボデーにより達成することができる。
【００１４】
従来技術においては、一定のガス発生材料装荷量に対してより広い表面積であって、さらに製造における安全上の面から必要とされような最小タブレット厚さを満足する、ガス発生材料のタブレット形状を提供することに失敗している。とくに、従来技術は、相対的に最小の上昇率の要求のある用途において低〜中程度燃焼率を容易に可能にするようなガス発生材料のタブレット形状を提供することに失敗している。
【００１５】
本発明は、本発明の別の実施例にもとずく、６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）の圧力において約１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）以下の燃焼率を有していて、かつカップ状上面と、カップ状下面と、上面及び下面の間に延在している側面とを有する形状を備えたガス発生材料ボデーを含んでいる。側面は三つの弧状側面セグメントから構成されている。三つの側面セグメント各々の一つは丸味のあるコーナを介して三つの側面の他の二つの各々へ接続している。
【００１６】
本発明は、さらにガス発生方法も含んでいる。本発明の一つの好適な実施例において、そのような方法は燃焼チャンバの中に配置された複数の特定形状のガス発生材料ボデーに点火する段階を含んでいる。とくに、特別形状のガス発生材料ボデーは、三角形断面のタブレット形状であって、かつ上面と、下面と、上面及び下面の間に延在している側面とを備えたタブレット形状である。
【００１７】
当業者においては、前述の特許請求の範囲及び添付図面共に以下の詳細な記載により、他の目的及び利点が理解されるであろう。
【００１８】
発明の詳細な説明
本発明はタブレット形状のガス発生材料ボデーを提供するもので、そのタブレット形状は、製造における安全面から必要とされるような最小タブレット厚さの要求を満たす一方で、一定のガス発生材料装荷量においてより広い表面積をもたらすようなものである。以下に詳述するように、三角形断面のタブレット形状のガス発生材料ボデーは、一定のガス発生材料装荷量においてより広い表面積をもたらし、さらに他のタブレット化の要求を満たすことが判明した。
【００１９】
図１〜３において、本発明における一つの実施例にもとずく形状の、全体を符号２０で付番されたガス発生材料ボデーが示めされている。より詳しくは、ガス発生材料ボデー２０はほぼ三角形断面２１を有するタブレット形状である。ガス発生材料ボデー２０は、上面２２と、下面２４と、上面２２及び下面２４の間に延在している側面２６とを含んでいる。
【００２０】
側面２６は、それぞれ第一、第二及び第三側面セグメント３０，３２及び３４から構成されている。側面セグメント３０，３２及び３４は三角形断面ボデー形状２１を形成するようにお互い同士接続している。とくに、各々の側面セグメント３０，３２及び３４それぞれが、対向していた第一及び第二端部を有していて、第一側面セグメント３０は第一端部３６及び第二端部４０を有しており、第二側面セグメント３２は第一端部４２及び第二端部４４を有していて、第三側面セグメント３４は第一端部４６及び第二端部５０を有している。第一側面セグメントの第二端部４０が第二側面セグメントの第一端部４２へ接続していて；第二側面セグメントの第二端部４４が第三側面セグメントの第一端部４６へ接続しており；第三側面セグメントの第二端部５０が第一側面セグメントの第一端部３６へ接続している。
【００２１】
図示するように、隣接している側面セグメント間のコーナ接続部は、好ましくは符号“Ｒ”で示めすように湾曲化あるいは適切な半径を備えている。当業者及びここで教示を受けた者は、そのような湾曲あるいは同様な湾曲が、ガス発生ボデー形状を一括的に使用する場合望みもしない破損をもたらすかも知れないような、鋭い端部の存在あるいは発生を、少なくとも低減あるいは最小化可能であることを理解できるであろう。さらに、図示したようにガス発生材料ボデー２０は隣接している側面セグメント間の接続部を有していて、接続部各々が少なくともほぼ同一の半径を有しており、本発明の広範にわたる実施は限定されるものではないことが理解されるであろう。例えば必要に応じて本発明は、一つ以上のコーナ接続部が他のコーナ接続部の半径と異なるガス発生材料ボデーを使用して実施されてもよい。
【００２２】
図１〜３に示めす特定のガス発生材料ボデー２０において、側面セグメント３０，３２及び３４各々が同一長さであって、ほぼ正三角形状の対称断面形状を形成するようになっている。というのは例えば対称形状は製造及び生産を容易あるいは簡単にすることができるので、そのような対称に形状化された三角断面形状のガス発生材料ボデーは一般的に好ましいものであり、本発明の広範にわたる実施は限定されるものではないことが理解されるべきである。例えば必要に応じて、不等辺形状の三角形断面を有しているガス発生材料ボデーを使用してもよい。
【００２３】
本発明の好適な実施例におけるガス発生材料ボデーは、好ましくは、少なくとも約４．７６ｍｍ（３／１６ｉｎ）から約７．９４ｍｍ（５／１６ｉｎ）以下の半径である外接円の範囲に囲まれるような寸法となっている。
【００２４】
当業者においては、本発明のより広範囲にわたる実施は、特定の寸法を有するガス発生材料ボデーのようなものに限定する必要がないことを理解できると同時に、本発明の理解をより容易にしかつ深めるために、本発明における一つの特定な実施例にもとずく図１〜３に示めすガス発生材料ボデーに対応する種々の寸法（例えばＬ１ ，Ｍ１ ，Ｎ１ 及びＲ１ ）の値を表１に示めす。
【表１】
本発明は、上面と、下面と、平な即ち曲率のない側面と、から構成されたガス発生材料ボデー２０を参考にして前述してきたが、本発明のより広範にわたる実施を限定する必要はない。例えば図４〜６は、本発明における別の実施例にもとずく形状の、全体として符号１２０で付番されたガス発生材料ボデーを示めしている。
【００２６】
前述のガス発生材料ボデー２０と同様なガス発生材料ボデー１２０は、三角形断面１２１の形状であって、かつ上面１２２と、下面１２４と、上面１２２及び下面１２４の間に延在している側面１２６とを含んでいる。側面１２６は、それぞれ第一、第二及び第三側面セグメント１３０，１３２及び１３４から構成されている。側面セグメント１３０，１３２及び１３４は、ガス発生材料ボデー２０に対して図示したのとほぼ同様に、三角形断面ボデー形状１２１を形成するようにお互い同士接続している。さらに前述したように隣接している側面セグメント間の接続部は、好ましくは符号“Ｒ２ ”で示めすように湾曲化あるいは適切な半径を備えていて、そのような湾曲あるいは同様な湾曲が、ガス発生ボデー形状を一括的に使用する場合望みもしない破損をもたらすかも知れないような、鋭い端部の存在あるいは発生を、少なくとも低減あるいは最小化するようになっている。
【００２７】
前述したガス発生材料ボデー２０と同様に、ガス発生材料ボデー１２０は隣接している側面セグメント間の接続部を有していて、接続部各々が少なくともほぼ同一の半径を有している。本発明の広範における実行は限定されるものではないことが理解されるであろう。例えば必要に応じて本発明は、一つ以上のコーナ接続部が他のコーナ接続部の曲率と異なるガス発生材料ボデーを使用して実行されてもよい。
【００２８】
しかしながらガス発生材料ボデー１２０は、少なくとも一つの重要な点において前述したガス発生材料ボデー２０と異なっている。以下に詳述する。各々の、上面１２２と下面１２４と第一、第二、第三側面セグメント１３０，１３２，１３４とはそれぞれ湾曲している。例えば、各々の、上面１２２と下面１２４とは図示するようにカップ深さ（Ｃｄ ）のカップ状である。さらに各々の側面セグメント１３０，１３２，１３４は弧状であって、弧状側面セグメントは弧の半径（Ｒ２２）を有している。
【００２９】
そのような湾曲面の介在は本発明の好適な実施例にもとずくガス発生材料ボデーにおいて好ましいことが判明した。というのは、複数のそのようなボデーが一括して存在する場合、そのような湾曲面の存在あるいは介在は、ガス発生材料ボデーの好ましくない堆積を回避することに役立つからである。とくに、隣接しているガス発生材料ボデー間の堆積の発生は、ガス発生材料ボデーの反応にさらされる有効表面積を低減させ、従って始動時に達成可能な上昇率の顕著な低下をもたらす。
【００３０】
当業者及びここで教示を受けた者は、そのような湾曲面の介在が好ましくない堆積の回避に役立ち、かつそのような湾曲面の介在は、本発明の実施により達成されない限り、表面効果を低減し限定するということを理解できるであろう。従って本発明における少なくともある好適な実施例において、湾曲の割合あるいは度合は、ガス発生材料ボデーの好ましくない堆積を回避するために十分なものであるけれど、製造あるいは生産の観点から実際的なものであると共に、出来る限り低減され最小化されるものである。例えば、好ましくは少なくとも約０．０７６２ｍｍ（０．００３ｉｎ）から約０．１７８ｍｍ（０．００７ｉｎ）以下のカップ深さ（Ｃｄ ）を有するカップ状の上面と下面との各々を備えたガス発生材料ボデーは、本発明の一つの実施例において好適であることが判明した。同様に、好ましくは約５．０８ｍｍ（０．２ｉｎ）から約２０．３２ｍｍ（０．８ｉｎ）以下の弧の半径（Ｒ２２）を有する弧状側面セグメントを備えたガス発生材料ボデーは、本発明の一つの実施例において好適であることが判明した。
【００３１】
ガス発生材料ボデー１２０が、同一あるいは同様なカップ深さのカップ状の上面と下面とを有していて、かつ同一あるいは同様の弧の半径の弧状側面セグメントを有している場合、本発明の広範囲にわたる実施は限定されるものではないことが理解されるであろう。とくに必要に応じて、本発明は、異なるカップ深さの上面と下面とを有するガス発生材料ボデーを使用して実施されてもよくて、特別な実施例において上面と下面との一方が平らすなわちカップ深さ０であってもよい。さらに必要に応じて本発明は一つ以上の異なる弧の半径の側面セグメントを有するガス発生材料ボデーを使用して実施されてもよくて、特別な実施例において側面セグメントの一つ以上が平らであってもよい。
【００３２】
当業者においては、本発明のより広範囲にわたる実行は、特定の寸法を有するガス発生材料ボデーのようなものに限定する必要がないことを理解できると同時に、本発明の理解をより容易にしかつ深めるために、本発明における一つの特定な実施例にもとずく図４〜６に示めすガス発生材料ボデーに対応する種々の寸法（例えばＬ２ ，Ｍ２ ，Ｎ２ ，Ｒ２ ，ｃｄ 及びＰ２ ）の値を表２に示めす。
【表２】
理解できるように、本発明にもとずくガス発生組成物は種々の異なる、構造体とアセンブリと装置とに利用され使用される。代表例として図７が全体として符号２１４で付番された膨脹式乗客安全拘束装置を備えた内部２１２を有する自動車２１０を示めしている。理解されるように、本発明を理解するために必要ではない標準部品は、図をわかりやすくかつ理解しやすくするために図７から省略あるいは削除されている。
【００３４】
乗客安全拘束装置２１４は開口形の反応吸収缶（ｏｐｅｎ−ｍｏｕｔｈｅｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃａｎｉｓｔｅｒ）２１６を含んでいて、その反応吸収缶は、膨脹式乗客拘束具２２０例えば膨脹式エアバッグクッション用のハウジングと、接続された乗客拘束具を膨脹するための膨脹用ガスを発生あるいは供給するための、全体を符号２２２で付番された装置と、を形成している。前述したように、そのようなガス発生装置は通常空気ポンプと呼ばれている。
【００３５】
空気ポンプ２２２は、前述したように、本発明にもとずくボデー形状のガス発生材料を含んでいて、空気ポンプ２２２が、従来技術において公知な点火装置を含んでいて、その点火装置は、ガス発生組成物の点火に伴なうガス発生組成物の燃焼を始動するためのものである。理解されるように、特定な構造の点火装置が本発明の広範囲にわたる実施を限定するものではなくて、そのような点火装置は、従来技術において公知であるように様々に作られてもよい。
【００３６】
実際的には、膨脹時にエアバッグクッション２２０は、自動車の前方向へのすなわち図７において右方向への乗客の運動を拘束することにより、乗客２２４を保護するものである。
【００３７】
本発明は、本発明の実施において包含される種々の様態を説明する以下の例と共に詳述される。本発明の精神にかかわるすべての変更は保護されるべきものであって、従って本発明はこれらの例により限定されるものではないことは理解されるべきである。
【００３８】
例
例（Ｅｘ）１及び比較例（ＣＥ）１−５
表３に示めすような特定な側面数を有する正多角形形状の面を備えたタブレットが評価され比較された。表３において、タブレット欄の面積と体積と質量とは、個々のタブレットの外表面積と体積と質量とを示めすものであり；“合計タブレット”欄は特定装荷量に必要とされるタブレットの合計数を示めしていて；“合計表面積”欄は特定装荷量において合計のタブレットにより提供される計算上の合計外表面積を示めすものである。
【表３】
これらのタブレット形状を比較する場合、次のパラメータは一定とされた：
密度＝２．０ｇ／ｃｍ３
外接円半径＝３．１８ｍｍ（０．１２５ｉｎ）
厚さ＝１．４０ｍｍ（０．０５５ｉｎ）
装荷量＝５２ｇ
【００４０】
結果の検討
示めされるように、面が正三角形形状であったタブレット（Ｅｘ１）は、上記制約下で与えられた、評価した正多角形面タブレット形状のいずれにおける単位質量当りの表面積の最大値を提供した。
【００４１】
比較例（ＣＥ）６
６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において１３．９７ｍｍ／ｓ（０．５５ｉｐｓ ）の燃焼率を有する、発火ガス発生材料組成物が以下の寸法を有する複数の円筒状タブレットに形成された：
直径＝６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）
厚さ＝１．４０ｍｍ（０．０５５ｉｎ）
【００４２】
続いて、これらの円筒状発火ガス発生材料タブレットの３０ｇが、重い試験用空気ポンプ装置に装荷され、そして試験用空気ポンプ装置は６０ｌの鋼製の試験用タンクに装着された。試験用タンクは圧力変換器が備えられた。試験用空気ポンプ装置の点火時に得られた、時間に対するタンク圧力特性は、圧力変換器と接続されたデータ収集装置とにより記録された。
【００４３】
比較例６における、試験用空気ポンプ装置点火時に得られた、時間に対する燃焼チャンバ圧力特性及び時間に対するタンク圧力特性が図８に示めされている。
【００４４】
例２
本発明の一つの実施例にもとずく複数のガス発生タブレットが比較例６に使用されたものと同様の同一組成物の発火ガス発生材料を用いて作られた。これらのガス発生タブレットは以下の寸法の正三角形形状であった。
高さ＝４．７５ｍｍ（０．１８７ｉｎ）
厚さ＝１．４０ｍｍ（０．０５５ｉｎ）
外接円半径＝３．１８ｍｍ（０．１２５ｉｎ）
【００４５】
続いて、これらの円筒状発火ガス発生材料タブレットの３０ｇが、比較例６に使用された重い試験用空気ポンプ装置に分離して装荷された。そして試験用空気ポンプ装置は６０ｌの鋼製の試験用タンクに装着された。試験用タンクは圧力変換器が備えられた。
【００４６】
例２における、試験用空気ポンプ装置点火時に得られた、時間に対する燃焼チャンバ圧力特性及び時間に対するタンク圧力特性が図８に示めされている。
【００４７】
結果の検討
図８に示めすように、例２は上昇率の３８％増加とＰ２０の２３％増加とをもたらした。このことは、前述したように特殊な用途に必要とされるようなよりアグレッシブな特性を提供している。さらに、比較例６と比較する場合、それぞれの時間に対する燃焼圧力により示めされるように、例２において実現されたピーク圧力は、本発明の実施により得られる同一のハードウェアを用いて性能の向上が実現されることを示めしている。
【００４８】
比較例７及び例３と４
これらの試験には、従来技術における円筒形状のガス発生タブレットと、本発明における異なる実施例にもとずく二つの特定形状（例３と４）のガス発生ボデーとの比較が含まれている。これらの形状に関する詳細は次のとうりである：
比較例７
直径＝約６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）
厚さ＝約１．５２ｍｍ（０．０６０ｉｎ）
カップ深さ＝０．０７６ｍｍ（０．００３ｉｎ）
【００４９】
例３と４に関して表４を参照のこと。表４において、パラメータ“円の直径”は適切な外接円の直径を示めす。さらに側面の弧の半径における無限大の値は平らな側面に対応していて、さらにドーム高さ０は平らな面に対応している。
【表４】
比較例７及び例３と４におけるタブレット形状を比較する場合、次のパラメータは一定とされた：
密度＝１．９５ｇ／ｃｍ３
装荷量＝４４．０ｇ
【００５１】
比較結果を表５に示めす。表５において、タブレット欄の面積と質量とは、個々のタブレットの外表面積と質量とを示めすものであり；“合計タブレット”欄は特定装荷量に必要とされるタブレットの合計数を示めしていて；“合計表面積”欄は特定装荷量において合計のタブレットにより提供される計算上の合計外表面積を示めすものである。
【表５】
比較例７及び例３，４における試験用空気ポンプ装置の点火時に得られた時間に対するタンク圧力特性が図９に示めされている。
【００５３】
比較例７及び例３，４に対して、ガス発生材料の４４．０ｇの装荷量がそれぞれの試験用空気ポンプ装置に装荷された。各ケースにおいて、それぞれの試験用空気ポンプ装置は１００ｌの試験用タンクに装着され点火された。
【００５４】
結果の検討
図９に示めすように、比較例７の円筒状タブレットを用いて得られた上昇率は、本発明の異なる実施例（例３，４）にもとずく特定形状のガス発生材料ボデーのいずれかを用いて得られた結果に比較して著しく低いものであった。
【００５５】
例３における計算された合計表面積は例４における値よりも広いけれども、例３で得られた上昇率は、例４で得られた値より低いものであった。本発明にもとずく例３において得られた低い上昇率の原因は、例３において使用された平面のタブレットの少なくとも一部が有効合計表面積を狭まくするように堆積されたことにあると思われる。
【００５６】
特定の燃焼率特性を有するガス発生材料を使用するために、本発明のより広範にわたる実施を限定する必要はないけれども、６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ （ｉｎ／ｓ））以下の燃焼率を有するガス発生材料を用いての本発明の実施は、とくに興味のある有益なものであると思われる。より詳しくは、本発明の実施にあたって、一般に低〜中程度の燃焼率（ここでは約６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において５．０８ｍｍ／ｓ（０．２ｉｐｓ ）〜１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）の燃焼率と規定する）のガス発生材料は、好ましくは、そのようなガス発生材料には一般にあるいはさもなければふさわしくない種々の高性能装置、における用途及び使用が見出される。
【００５７】
従って本発明は、ガス発生材料のタブレット形状を提供するものであって、そのタブレット形状は、一定のガス発生材料装荷に対してより広い表面積であると共に、製造における安全面から必要とされるような最小タブレット厚さの要求を満足するものである。とくに本発明は、相対的に非常に小さな上昇率を必要とする用途に使われている低〜中程度の燃焼率のガス発生材料の使用を可能にする、ガス発生材料のタブレット形状を提供するものである。
【００５８】
ここに例示的に開示された本発明は、ここに詳しく開示されていないいずれの、要素、部品、手段、コンポネントあるいは原材料無しに実施されてもよい。
【００５９】
前述の詳細な説明において、好適な実施例との関連において説明され、かつ多数の詳細が説明されてきたが、当業者においては、本発明にはさらなる実施の形態を含んでいるものであり、かつここに記載された詳細は、本発明の基本原理を逸脱することなく変更できることは明瞭であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明における一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの平面図である。
【図２】
図２は本発明における一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−１である。
【図３】
図３は本発明における一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−２である。
【図４】
図４は、本発明における他の実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの平面図である。
【図５】
図５は、本発明における他の実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−１である。
【図６】
図６は、本発明における他の実施例にもとずく形状のガス発生材料ボデーの側面図−２である。
【図７】
図７は、本発明における一つの実施例にもとずく、自動車内部のエアバッグ・モジュール・アセンブリからエアバッグクッションが開いているところを示めす、一部を破断した概略図である。
【図８】
図８は、従来技術における形状のガス発生材料を使用している比較例６の試験用空気ポンプと、本発明の一つの実施例にもとずく形状のガス発生材料を使用している例２の試験用空気ポンプとを用いて得られた、それぞれの時間に対するタンク圧力及び燃焼チャンバ圧力を示めすグラフである。
【図９】
図９は、従来技術における形状のガス発生材料を使用している比較例７の試験用空気ポンプと、本発明の別の実施例にもとずく形状のガス発生材料を使用している例３，４の試験用空気ポンプとを用いて得られた、時間に対するタンク圧力を示めすグラフである。
Claims (33)
- 三角形断面を有するタブレット形状のガス発生材料ボデーであって、上面と、下面と、該上面及び該下面の間に延在している側面と、を備えたガス発生材料ボデー。
- 該側面は三つの側面セグメントから構成されて、該三つの側面セグメント各々が該三つの側面セグメントの他の各々へ接続しているところの、請求項１に記載のガス発生材料ボデー。
- 少なくとも約４．７６ｍｍ（３／１６ｉｎ）から約７．９４ｍｍ（５／１６ｉｎ）以下の半径を備えた外接円を有するところの、請求項２に記載のガス発生材料ボデー。
- 該側面セグメントが各々等しい長さであるところの、請求項２に記載のガス発生材料ボデー。
- 該三つの側面セグメントの少なくとも一つは、ほぼ弧状の側面セグメントであって、該弧状の側面セグメントが隣接するガス発生材料ボデーに接触するとき、該弧状の側面セグメントに沿った堆積が回避されるようになっているところの、請求項２に記載のガス発生材料ボデー。
- 該三つの側面セグメントの少なくとも一つにおける該弧状の側面セグメントが、少なくとも５．０８ｍｍ（０．２ｉｎ）から約２０．３２ｍｍ（０．８ｉｎ）以下の弧の半径を有しているところの、請求項５に記載のガス発生材料ボデー。
- 該三つの側面セグメント各々が弧状の側面セグメントであるところの、請求項５に記載のガス発生材料ボデー。
- 該三つの側面セグメント各々が丸味のあるコーナを介して該三つの側面セグメントの他の各々へ接続しているところの、請求項２に記載のガス発生材料ボデー。
- 該上面と該下面との少なくとも一方は十分に湾曲した面であって、該湾曲した面が隣接するガス発生材料ボデーに接触するとき、該湾曲した面に沿った堆積が回避されるようになっているところの、請求項１に記載のガス発生材料ボデー。
- 該上面と該下面との少なくとも一方が少なくとも０．０７６２ｍｍ（０．００３ｉｎ）から約０．１７８ｍｍ（０．００７ｉｎ）以下のカップ深さを有するカップ形状であるところの、請求項９に記載のガス発生材料ボデー。
- 該上面と該下面との両方がカップ形状であるところの、請求項９に記載のガス発生材料ボデー。
- 該上面と該下面との間の最小距離が少なくとも１．２７ｍｍ（０．０５ｉｎ）であるところの、請求項１に記載のガス発生材料ボデー。
- 該ガス発生材料ボデーが、６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において約１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）以下の燃焼率を有しているところの、請求項１に記載のガス発生材料ボデー。
- 請求項１に記載の複数のガス発生材料ボデーを含んでいるガス発生装置であって、該複数のガス発生材料ボデーの少なくとも一部の燃焼を開始するための点火装置へ点火可能に接続しているガス発生装置。
- しぼんだ膨脹式エアバッグクッションを膨脹するためにそれへ接続された、請求項１３に記載の該ガス発生装置を具備する自動車用膨脹式拘束装置。
- カップ状上面と、カップ状下面と、該カップ状上面及び該カップ状下面の間に延在している側面と、を有する形状のガス発生材料ボデーであって；該側面が三つの弧状の側面セグメントから構成され、かつ該三つの弧状の側面セグメント各々は丸味のあるコーナを介して該三つの弧状の側面セグメントの他の二つの各々へ接続され、さらに該ガス発生材料ボデーは６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において約１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）以下の燃焼率を有しているところのガス発生材料ボデー。
- 該三つの弧状の側面セグメントが各々等しい長さであるところの、請求項１６に記載のガス発生材料ボデー。
- 外接円が少なくとも約４．７６ｍｍ（３／１６ｉｎ）から約７．９４ｍｍ（５／１６ｉｎ）以下の半径を有するところの、請求項１６に記載のガス発生材料ボデー。
- 該三つの弧状の側面セグメント各々が、少なくとも５．０８ｍｍ（０．２ｉｎ）から約２０．３２ｍｍ（０．８ｉｎ）以下の弧の半径を有しているところの、請求項１６に記載のガス発生材料ボデー。
- 該カップ状上面と該カップ状下面との少なくとも一方が少なくとも０．０７６２ｍｍ（０．００３ｉｎ）から約０．１７８ｍｍ（０．００７ｉｎ）以下のカップ深さであるところの、請求項１６に記載のガス発生材料ボデー。
- 燃焼チャンバの中へ配置された複数のガス発生材料ボデーへの点火段階であって、タブレット形状の該ガス発生材料ボデーが、三角形断面を有していて、かつ上面と、下面と、該上面及び該下面の間に延在している側面とを備えている、点火段階を含んでいるガス発生方法。
- 該側面は三つの側面セグメントから構成されて、該三つの側面セグメント各々が該三つの側面セグメントの他の各々へ接続しているところの、請求項２１に記載のガス発生方法。
- 該ガス発生材料ボデーが少なくとも約４．７６ｍｍ（３／１６ｉｎ）から約７．９４ｍｍ（５／１６ｉｎ）以下の半径を備えた外接円を有するところの、請求項２２に記載のガス発生方法。
- 該側面セグメントが各々等しい長さであるところの、請求項２２に記載のガス発生方法。
- 該三つの側面セグメントの少なくとも一つは、ほぼ弧状の側面セグメントであって、該弧状の側面セグメントが隣接するガス発生材料ボデーに接触するとき、該弧状の側面セグメントに沿った堆積が回避されるようになっているところの、請求項２２に記載のガス発生方法。
- 該三つの側面セグメントの少なくとも一つにおける該弧状の側面セグメントが、少なくとも５．０８ｍｍ（０．２ｉｎ）から約２０．３２ｍｍ（０．８ｉｎ）以下の弧の半径を有しているところの、請求項２５に記載のガス発生方法。
- 該三つの側面セグメント各々が弧状の側面セグメントであるところの、請求項２５に記載のガス発生方法。
- 該三つの側面セグメント各々が丸味のあるコーナを介して該三つの側面セグメントの他の各々へ接続しているところの、請求項２２に記載のガス発生方法。
- 該上面と該下面との少なくとも一方は十分に湾曲した面であって、該湾曲した面が隣接するガス発生材料ボデーに接触するとき、該湾曲した面に沿った堆積が回避されるようになっているところの、請求項２１に記載のガス発生方法。
- 該上面と該下面との少なくとも一方が少なくとも０．０７６２ｍｍ（０．００３ｉｎ）から約０．１７８ｍｍ（０．００７ｉｎ）以下のカップ深さを有するカップ形状であるところの、請求項２９に記載のガス発生方法。
- 該上面と該下面との両方がカップ形状であるところの、請求項３０に記載のガス発生方法。
- 該上面と該下面との間の最小距離が少なくとも１．２７ｍｍ（０．０５ｉｎ）であるところの、請求項２１に記載のガス発生方法。
- 該ガス発生材料ボデーが、６．８９ＭＰａ （１０００ｐｓｉ ）において約１５．２４ｍｍ／ｓ（０．６ｉｐｓ ）以下の燃焼率を有しているところの、請求項２１に記載のガス発生方法。
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