JP2021181234A - 発泡性材料の充填装置およびその充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車体閉空間部内へ必要な発泡性材料を好適に吐出可能な充填装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態では、車体閉空間部内に発泡性材料を充填するための充填装置であって、前記発泡性材料が発泡性２液型ポリウレタン材料であり、前記充填装置が、前記車体閉空間部内へ前記発泡性材料を吐出するための吐出部を備え、および実吐出量を設定するための、吐出指令値と補正値を入力する入力部を更に備える、充填装置が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、発泡性材料の充填装置およびその充填方法に関する。具体的には、本発明は、車体閉空間部内に発泡性材料を充填するための充填装置およびその充填方法に関する。

近年、自動車等の車体の衝突時における乗員の安全を確保するための要求がより一層高まっている。当該要求に応えるために、車体２０’の一部を成すピラー等の車体閉空間部２１０’内に発泡性２液型ポリウレタン材料等の発泡性材料３００’を充填する方法が既に採られている（図４参照）。具体的には、吐出部を用いて車体閉空間部内へ発泡性材料を吐出することにより、当該車体閉空間部が発泡性材料で充填される。

特開平１１−３４８１３８号公報 特許第４０１７７１７号公報

ここで、本願発明者は、吐出部を用いて車体閉空間部内へ発泡性材料を吐出する場合、以下の問題が生じ得ることを見出した。

具体的には、例えば同一形状および寸法の車体閉空間部２１０’を複数有する車体２００’を製造する場合に、車体２００’の各車体閉空間部２１０’内に吐出する発泡性材料３００’の発泡倍率を毎度同一に制御することは容易ではない（図５参照）。そのため、車体２００’の各車体閉空間部２１０’内に吐出する発泡性材料３００’の発泡倍率にばらつきが生じ得る。かかる発泡性材料３００’の発泡倍率のばらつきに起因して、各車体閉空間部２１０’へ必要量の発泡性材料３００’を吐出できない虞がある。

本発明は、かかる事情に鑑みて案出されている。即ち、本発明は、車体閉空間部内へ必要量の発泡性材料を好適に吐出可能な充填装置および充填方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態では、
車体閉空間部内に発泡性材料を充填するための充填装置であって、
前記発泡性材料が発泡性２液型ポリウレタン材料であり、
前記充填装置が、前記車体閉空間部内へ前記発泡性材料を吐出するための吐出部を備え、および
実吐出量を設定するための、吐出指令値と補正値を入力する入力部を更に備える、充填装置が提供される。

ある好適な態様では、前記充填装置が、前記発泡性材料の実吐出量を前記吐出指令値および前記補正値から計算する制御部を更に備え、前記補正値が吐出補正値および発泡倍率補正値である。

ある好適な態様では、前記発泡性材料の前記吐出補正値が、予め設定された該発泡性材料の複数の吐出時間と、該複数の吐出時間の各々における該発泡性材料の標準
吐出量とから事前算出された近似一次式の切片値である。

ある好適な態様では、前記発泡性材料の前記発泡倍率補正値が、該発泡性材料の標準発泡倍率と該発泡性材料の測定発泡倍率との間のずれ率である。

ある好適な態様では、前記充填装置が発泡倍率測定部を更に備え、該発泡倍率測定部は、重量測定用天秤および前記発泡性材料の容積を測定するセンサーを有する。

ある好適な態様では、前記発泡性材料の前記実吐出量又は時間が下記式により算出される。
［式］発泡性材料の実吐出量又は時間＝（発泡性材料の吐出指令値＋発泡性材料の吐出補正値）×発泡性材料の発泡倍率補正値

ある好適な態様では、前記充填装置が、前記発泡性材料を構成する主剤および硬化剤を吐出部へと各々供給するための運転条件を入力する入力部と、該運転条件を記憶する記憶部とを更に備える。

ある好適な態様では、前記事前測定された値が遠隔操作にて取込み制御可能となっており、かつ前記流動条件および前記設備条件の少なくとも一方が該遠隔操作にて変更制御可能となっている。

ある好適な態様では、複数の前記吐出指令値の入力部を有し、それぞれ入力された該吐出指令値と一組又は複数組の前記補正値とを用いて、実吐出量が決定される。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態では、
車体閉空間部内に発泡性材料を充填するための充填方法であって、
前記発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用い、
前記車体閉空間部内へ吐出部を用いて前記発泡性材料を吐出することを含み、および
少なくとも吐出補正値と発泡倍率補正値を用いて前記発泡性材料の実吐出量または実吐出時間を下記式により事前決定する、充填方法が提供される。
［式］発泡性材料の実吐出量または実吐出時間＝（発泡性材料の吐出指令値＋発泡性材料の吐出補正値）×発泡性材料の発泡倍率補正値

本発明の一実施形態によれば、所定箇所の車体閉空間部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る充填装置の模式図である。 図２は、予め設定した発泡性材料の複数の吐出時間と複数の吐出時間の各々における発泡性材料の標準吐出量とから事前算出した近似一次式のグラフ図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る充填装置の構成要素である吐出部のミキシングノズルの動作を説明するための模式図である。 発泡性材料が車体の車体閉空間部に充填されている態様の模式図である。 本願発明者が見出した技術的課題を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係る充填装置１００について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る充填装置の模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る充填装置１００は、車体２００に接近移動又は離隔移動可能な移動部１０、発泡倍率等測定部２０Ａ、設備条件等測定部２０Ｂ、吐出部３０、供給部４０、Ｉ／Ｏポート５０を介して充填装置１００内の各構成要素を制御可能とし、かつ演算機能を有する制御部６０、設備条件等入力/取込部７０、所定の測定データを記憶する記憶部８０、および車体２００が吐出部３０を用いて吐出可能に位置するか否かを検出するための位置検出部９０を含む。

上記吐出部３０は、移動部１０の先端部に設けられかつ車体２００に発泡性材料を吐出するための充填装置１００の構成要素である。上記供給部４０は、発泡性材料を吐出部３０へと供給するための充填装置１００の構成要素である。

上記発泡倍率等測定部２０Ａは、車体２００へ吐出され得る発泡性材料の発泡倍率を事前測定する、および/または標準吐出量（下記の吐出補正量を算出する上で考慮され得る値）を事前測定するための充填装置１００の構成要素である。なお、以下では当該発泡倍率等測定部２０Ａは、発泡倍率の測定に関して述べる場合には発泡倍率測定部と表現する場合があり得ることを予め付言しておく。

上記設備条件等測定部２０Ｂは、少なくとも下記機能を含み得る。
供給部４０の運転状況（温度、流量、周波数、圧力等）を測定する機能

又、上記設備条件等入力/取込部７０は、少なくとも下記機能を含み得る。なお、以下では当該設備条件等入力/取込部７０は、その機能に応じて入力部又は取込部と表現する場合があり得ることを予め付言しておく。
（１）供給部４０に位置する発泡性材料の材料パラメータ（主剤および硬化剤の比重（密度）、設定発泡材料の密度（発泡倍率）等）を入力するための機能
（２）供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件（温度、流速（混合比）、周波数等）を入力するための機能
（３）供給部４０の運転結果（温度、流速、周波数、圧力等）に関する測定値を取り込む機能
（４）発泡性材料の運転条件を変更する機能
（５）車体閉空間部に対する発泡性材料の所定の設定吐出指令値を入力するための機能

本発明の一実施形態に係る充填装置１００で用いられる発泡性材料としては、発泡性２液型ポリウレタン材料が用いられ得る。発泡性２液型ポリウレタン材料は、温度制御された所定温度域（例えば約４０度（年間を通して略同一温度制御された温度に相当）、約８０度（（１）硬化速度の上昇、および（２）材料粘度低下による混合性の上昇のための温度に相当）にて発泡硬化するものであればよい。なお、これに限定されず、発泡性２液型ポリウレタン材料は、常温下で発泡硬化するものであればよい。特に限定されるものではないが、発泡性２液型ポリウレタン材料は、主剤（例えばポリオール主剤）と硬化剤（例えばポリイソシアネート硬化剤）、および主剤側に発泡剤としての水を含んで成ってよい。更に、発泡性２液型ポリウレタン材料は、反応触媒、整泡剤、着色剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、老化防止剤、抗酸化剤等を更に含んで成ってよい。

（本発明の技術的思想）
本発明は、車体閉空間部内に吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、車体閉空間部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出することが容易ではない虞がある、つまり車体閉空間部内への発泡性材料の必要吐出量と実吐出量（実際の又は理想の吐出量に相当）との間に差がある虞がある点を鑑み、以下の技術的思想に基づき案出されている。

具体的には、本発明は、「充填装置１００の構成要素である吐出部３０から車体２００の車体閉空間部に吐出される吐出量を実際に吐出する前に予め補正する」という技術的思想に基づき案出されている。

かかる技術的思想に従い、本発明では、充填装置１００に、実吐出量を設定するための、吐出指令値と補正値を入力する機能を有する入力部（設備条件等入力/取込部７０に対応）が供されている。入力部が、吐出指令値と補正値を入力する機能を有することで、車体閉空間部内へ実際に発泡性材料を吐出する際に、必要吐出量からのずれを補正値で補完することが可能となる。かかる補完が可能となることで、車体閉空間部内への発泡性材料の必要吐出量と実吐出量（実際の又は理想の吐出量に相当）との間の差を減じることが可能である。当該差の低減により、発泡性材料の実吐出量を発泡性材料の必要吐出量と略同一にし得るため、これに起因して所定箇所の車体閉空間部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出することが可能となる。

具体的には、本発明では、入力された吐出指令値と補正値が、演算機能を有する制御部６０によって発泡性材料の実吐出量へと換算され得る。ここでいう「補正値」とは、下記で詳述するが、「吐出補正値」および「発泡倍率補正値」に相当する。以上の事からも、本発明では、発泡性材料の実吐出量が、発泡性材料の吐出前に、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて事前決定される。

なお、本明細書でいう「発泡性材料の吐出補正値」とは、広義には発泡性材料の設定時の任意の吐出量を調整するための吐出調整値（下駄量に相当）を指し、狭義には発泡性材料の設定時の任意の吐出指令値に追加されるべき又は発泡性材料の設定時の吐出指令値から差し引かれるべき値を指す。又、本明細書でいう「発泡性材料の発泡倍率補正値」とは、広義には発泡性材料の発泡倍率を補正又は調整するための係数を指し、狭義には発泡性材料の吐出前における「発泡性材料の標準発泡倍率と発泡性材料の測定発泡倍率とのずれ率」を指す。

本発明において、「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」に特に着目した理由は以下のとおりである。まず、「発泡性材料の吐出補正量」に特に着目した理由は、発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用いる場合、主剤と硬化剤とを混合吐出する際の初期状態の流速は、定常状態の流速とは異なり、それに起因して吐出量を算出のための要素である流速と吐出時間とが吐出量＝流速×吐出時間の一次式のゼロ（原点）を通る比例関係にならないためである。又、「発泡性材料の発泡倍率補正値」に特に着目した理由は、吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、予め設定した発泡性材料の発泡倍率（標準発泡倍率に相当）と、実際に使用する発泡性材料の測定発泡倍率との間に差が生じ得るためである。

（本発明の具体的態様）
以下、上記の本発明の主たる特徴（技術的思想に対応）を実現するための具体的態様について説明する。本発明の主たる特徴を実現する上で、充填装置１００の構成要素である制御部６０が主たる役割を担っている。本発明では、当該制御部６０は、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御可能となっている。当該制御部６０の駆動制御により、制御部６０と電気的に接続された各構成要素（移動部１０、発泡倍率測定部２０Ａ、吐出部３０、供給部４０、設備条件等入力/取込部７０、記憶部８０、および位置検出部９０等）が動作可能となる。この中でも、上記の本発明の主たる特徴を実現する上では、制御部６０により、供給部４０および吐出部３０等が主として制御され得る。

「発泡倍率補正値」の算出
ここで、発泡倍率は、一般的に原料の密度（比重）と発泡後の密度を用いて計算することができる。
発泡倍率＝発泡硬化後の密度÷原料の密度（主剤と硬化剤の混合密度）
従って、発泡倍率補正値の算出には発泡後の密度の測定が必要となる。設定発泡倍率又は設定発泡後の密度は、予め入力部７０から入力され、記憶部５０に記憶されている。具体的には、量産ラインにて発泡材料を自動車閉断面へ充填する工程において、発泡材料の測定発泡倍率（測定発泡密度）は、始業点検や材料追加時に計測される。本発泡装置から予め決められた任意の量を発泡倍率測定用の所定容器に充填され、硬化後に水置換法などによって発泡体の密度を測定することにより、本発泡材料の測定発泡倍率（測定発泡密度）が計算できる。この実測した発泡材料の測定発泡倍率（測定発泡密度）と設定発泡倍率（設定発泡密度）のずれ率を発泡倍率補正値とする。この値を入力部７０にインプットする。「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０により、発泡倍率測定部２０Ａが動作開始することによっても自動測定可能である。本発泡材料の測定発泡倍率の算出法の一例として、天秤等で測定した発泡性材料の重量と、所定容器に発泡性材料を一定量吐出、充填硬化後の当該発泡性材料の充填高さから測定発泡倍率（測定発泡密度）に換算し得る。当該算出法では、発泡材の充填高さだけから直接発泡倍率に変換できるものではなく、予め決められた容器に充填することにより、発泡密度と充填高さの相関値から測定発泡倍率（測定発泡密度）に換算できる。又、本発泡材料の測定発泡倍率の算出法の一例として、実作業で使用予定の発泡倍率測定部２０Ａによる発泡倍率については、特に限定されるものではないが、天秤等で測定した発泡性材料の重量と、レーザー変位計から算出した発泡性材料の容積とから測定（自動測定）し得る。つまり、発泡倍率測定部２０Ａは、重量測定用天秤および発泡性材料の容積を測定するセンサーを有する。

実作業で使用予定の発泡性材料の発泡倍率又は発泡密度（上記の測定発泡倍率に相当）を測定後、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０から、予め記憶設定された発泡性材料の発泡倍率又は発泡体の密度（上記の標準発泡倍率に相当）を取り出す。そして、実作業で使用予定の発泡性材料の測定発泡倍率と標準設定された発泡性材料の標準発泡倍率とから、当該２つの間におけるずれ率（％）を算出（自動算出）する。本発明では、当該ずれ率（％）が「発泡倍率補正値」として扱われる。以上により、発泡性材料の実吐出量を事前決定する上で考慮され得る「発泡倍率補正値」が算出され得る。かかる「発泡性材料の発泡倍率補正値」の考慮により、吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、予め把握済みの発泡性材料の発泡倍率（標準発泡倍率に相当）と、実際に使用する発泡性材料の測定発泡倍率との間に差が生じ得ることに起因する充填後の発泡容積の差を好適に回避することができる。

「発泡性材料の吐出補正値」の算出
具体的には、予め所定の複数の吐出時間の各々における標準発泡性材料（例えば、実作業で使用予定の発泡性材料と同じ混合割合の発泡性２液型ポリウレタン材料に相当）の標準吐出量（ｇ）を各々測定し、当該複数の吐出時間と、当該複数の吐出時間の各々における発泡性材料の吐出量とから近似一次式が算出される。当該近似一次式に関するデータ（測定値、傾き値、切片値）については、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０内に記憶され得る。本発明では、当該近似一次式に関するデータのうち切片値が、「発泡性材料の吐出補正値」として扱われる、具体的には「実作業で使用予定の発泡性材料の吐出補正量」として扱われ得る。尚、当該近似一次式の傾き値は、運転条件である流速に対応した値に設定されている。

一例を挙げると、図２に示すように発泡性材料の複数の吐出時間として例えば５点（例えば０．５秒、１秒、２秒、３秒、５秒）を予め設定し、各吐出時間における発泡性材料の例えば３回平均の標準吐出量（ｇ）を算出する。そして、発泡性材料の複数の吐出時間（例えば０．５秒、１秒、２秒、３秒、５秒）と、各吐出時間における発泡性材料の標準吐出量とから近似一次式を算出して得られる切片値を「発泡性材料の吐出補正値」とする。例えば、当該切片値が「０（ゼロ）ではない」場合、吐出初期の流速が定常状態の流速とのずれが生じていることを実質的に示す。以上により、発泡性材料の実吐出量を事前決定する上で考慮され得る「吐出補正値」が算出され得る。なお、上記では、吐出重量と吐出時間の関数を例示した。しかしながら、これに限定されることなく、吐出重量に代えて、吐出容積、一定流量装置のピストンの移動距離、回転式定流量装置の回転量、その他電気的パラメータが関数の要素として用いられてよい。

詳細には、発泡性材料の実吐出量を事前決定するに際しては、制御部６０の制御下で記憶部８０から当該近似一次式に関するデータのうち切片値（重量単位）が呼び出され、次いで制御部６０の制御下で入力部（上記の設備条件等入力/取込部７０に対応）を通じて作業者等により入力された「発泡性材料の当初設定吐出指令値」に当該切片値が追加され得る（又は差し引かれ得る）。以上の事からも、「吐出補正値」の考慮により、発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用いる場合、主剤と硬化剤とを混合した初期の流量のずれを好適に回避することが可能となる。

以上の事からも、本発明によれば、発泡性材料の実吐出量が、発泡性材料の吐出前に、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて事前決定される。そのため、本発明は、「発泡性材料の吐出前段階で」発泡性材料の吐出時又は発泡性材料の吐出後に生じ得る問題（「標準発泡倍率と測定発泡倍率との間に差が生じ得る問題」および「発泡性材料の吐出開始時点における発泡性材料の吐出量ずれの問題」）に事前対応している。かかる点が、そのような対応を特に実施していない従前と比べた本発明の有利な点である。つまり、かかる事前態様により、本発明では、車体閉空間部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出可能である。

以下、実吐出量の事前決定の具体的態様について説明する。

一態様では、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて発泡性材料の「実吐出時間」を事前算出した上で、発泡性材料の「実吐出量」が最終的に事前決定されてよい。

以下では、具体的に「実吐出時間」を事前算出した上で発泡性材料の「実吐出量」を最終的に事前決定する態様について説明する。当該実吐出時間（吐出されるべき時間）は、下記式により算出することができる。
［式］発泡性材料の実吐出時間＝（（標準発泡倍率における発泡性材料の吐出設定量（１’）＋発泡性材料の吐出補正量（２’））／発泡性材料の流速（３））×発泡性材料の発泡倍率補正係数（４）
［式］発泡性材料の実吐出時間＝（標準発泡倍率における発泡性材料の吐出設定時間（１）＋発泡性材料の吐出補正時間（２））×発泡性材料の発泡倍率補正値（４）

当該式中の４つのパラメータのうち発泡性材料の吐出補正値（２）および発泡性材料の発泡倍率補正値（４）は、上述のように計測された測定発泡倍率（測定発泡密度）若しくは発泡倍率補正値を入力部へ直接作業者等が入力する又は制御部６０の制御下で自動算出され得る。一方、標準発泡倍率における発泡性材料の吐出設定量（１‘）は、“「発泡性材料が吐出され得る車体閉断面部の容積および形状」等”によって決定され、吐出設定時間（１）は、吐出設定量（１’）と流速（３）から計算できる。発泡性材料の流速（３）は、「発泡性材料を構成する主剤と硬化剤との混合比および主剤と硬化剤の材料特性」や量産工程のタクト、部材の形状や大きさ、発泡性材料の設計を加味して予め決定される運転条件であり、発泡装置の入力部を通じて記憶部に記憶される。また、これらの数値は、主として作業者を管理する職長等により、微調整されることを含み得る。

なお、発泡性材料の実吐出に対応したパラメータは、実吐出時間、実吐出量、又はその他電気的パラメータ等で表され得る。発泡性材料の吐出指令値は、吐出設定時間、吐出設定量、又はその他電気的パラメータ等で表され得る。発泡性材料の吐出補正値は、吐出補正時間、吐出補正量、又はその他電気的パラメータ等で表され得る。又、発泡性材料の発泡倍率補正値は、発泡材の設定密度と実際の密度の比（発泡材の実際の密度÷設定密度）、又は発泡材の設定発泡倍率と実発泡倍率の比（発泡材の設定発泡倍率÷実際の発泡倍率）で表され得る。

なお、本発明は、下記態様を採ることが好ましい。

一態様では、発泡性材料の設定吐出指令値が入力部（上記設備条件等入力/取込部７０に対応）に入力可能となっており、少なくとも発泡性材料の吐出補正値と発泡倍率補正値とを用いて、当該必要吐出量から実吐出量が事前決定されることが好ましい。

本態様は、車体２００の車体閉空間部へ発泡性材料を吐出充填する実際の作業環境を鑑みたものである。上述のように、本発明では、制御部６０の制御下で実吐出量を自動算出し得る。そのため、発泡性材料の主剤/硬化剤の運転条件（流速や温度条件等が一定に制御されているという前提）下で、作業者等が、始業点検時の発泡性材料の発泡密度（発泡倍率）を入力（のみ）すれば、制御部６０の制御下にある吐出部３０から車体閉空間部に実吐出量の発泡性材料を好適に自動吐出することが可能である。従って、作業者等の微調整の作業が不要となり、充填量を最適化した品質の充填作業が行うことが可能である。

一態様では、充填装置が、複数の吐出指令値の入力部を有し、それぞれ入力された吐出指令値と一組又は複数組の補正値とを用いて、実吐出量が決定されることが好ましい。

車体２００内に形成され得る車体閉空間部の形状はその設置箇所により変わり得る。つまり、これに起因して車体閉空間部の容積はその設置箇所により変わり得る。かかる点を考慮し、本態様では、複数の車体閉空間部の容積が異なる場合、発泡性材料の主剤/硬化剤の一定の運転条件（流速や温度条件等が一定に制御されているという前提）下で、車体閉空間部の各容積に応じた吐出指令値が決定される。本態様では、当該吐出指令値と１組又は複数組の補正値（「吐出補正値」および「発泡倍率補正値」）とから演算機能を有する制御部から実吐出量が算出される。なお、複数組の補正値を準備する理由は、運転条件である温度、流量、周波数、圧力等に応じて補正値を複数準備する必要があり得るためである。これにより、当該吐出部３０から複数の車体閉空間部の各々に実吐出量の発泡性材料を好適に自動吐出することが可能である。従って、作業者等の作業効率向上と閉断面への充填品質を向上させることが可能である。

（発泡性材料の運転条件および/または運転結果の確認）
上記では、発泡性材料の実吐出量を事前決定する態様について説明した。しかしながら、実際の作業環境下では、発泡性材料を吐出する前段階で、供給部４０に位置する発泡性材料（主剤および硬化剤等）の運転条件を完全固定状態にすることは容易ではなく、これら条件は実質固定状態（すなわち多少変動状態）になり得る。そのため、供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件や運転結果についても確認する必要がある。

かかる点を鑑み、一態様では、供給部４０に位置する主剤および硬化剤の運転条件および運転結果が記憶されることが好ましい（図１および図２参照）。又、一態様では、記憶された値が遠隔操作にて取込み可能となっており、かつ主剤および硬化剤の運転条件を遠隔操作にて変更可能となっていることが好ましい。

本態様は、「供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件および運転結果」を記憶することを特徴とする。ここでいう「供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件」としては、特に限定されるものではないが、供給部４０に位置する発泡性材料（主剤および硬化剤等）の温度、流速、周波数、および圧力等が挙げられる。ここでいう「供給部４０の運転結果」とは、特に限定されるものではないが、充填ごとの充填時間や充填量および運転条件で運転された測定結果および各種センサーの測定値等が挙げられる。

かかる運転状態は、図１に示すように制御部６０により測定部２０Ｂにより測定され、記憶部に記憶される。詳細には、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０の制御下で、予め決められたタイミングで、測定部２０Ｂの情報が記憶部に送られる。当該測定された結果等は遠隔操作にて取込み可能と成っている。ここでいう「遠隔操作」とは特に限定されるものではないが、発泡性材料を実際に充填する作業スペースから遠隔の地より有線ＬＡＮ（構内（社内）ネットワーク；Local Area Network）又は無線ＬＡＮを介してコンピュータ（図１の設備条件等入力/取込部７０に実質的に対応）によりデータ通信可能な操作を指す。かかる運転状態の記憶により、供給部４０に位置する発泡性材料の運転状態が適切であるか否かを確認することが可能である。

供給部４０に位置する発泡性材料の運転状態が、取り込んだ測定値の結果から適切でないことが見受けられた場合には、供給部４０が好適に機能していないと判断して“全体的な設備メンテナンス”等の対応を好適に行うことができ得る。そのため、車体閉空間部に所望ではない発泡性材料が吐出されることを好適に回避することができ得る。さらに、運転状態の許容幅を設定することにより、車体閉空間部に吐出する前段階で、吐出を停止し、不良品を作ることを回避することが可能である。当該メンテナンスの対応を行う必要がない場合には、当該流動条件および当該設備条件の少なくとも一方が、適切となるように遠隔操作にて（具体的には有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮを介してコンピュータにて）変更制御されてもよい。又、これに限定されず、車体閉空間部の容積を考慮して、当該流動条件および当該設備条件の少なくとも一方を遠隔操作にて（具体的には有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮを介してコンピュータにて）変更制御されてもよい。

更に、図３に示すように、詳細には吐出部３０（いわゆるミキシングヘッド）は、シリンダー３１およびシリンダー３１内を摺動し、かつピストンロッド３３を有するピストン３２を備える。油圧がシリンダー３１内に供されることでピストン３２が摺動可能となっている。当該ピストン３２の摺動に伴い、ピストンロッド３３も移動し、それによって車体閉空間部へと発泡性材料を吐出させ、その一方で発泡性材料を吐出させずにポンプを介して発泡性材料（発泡性２液型ポリウレタン材料）を構成する主剤および硬化剤をそれぞれ循環可能となり得る。この場合、発泡装置の耐久性の観点から吐出時の発泡性材料の流速を循環時の発泡性材料の流速と異ならせることが好ましい。

又、図示していないが吐出部３０の後端部には近接スイッチが設けられていることが好ましい。

本発明の主たる特徴は、車体閉空間部内への発泡性材料の必要吐出量と実吐出量（実際の吐出量に相当）との間の差を減じるために、発泡性材料の吐出補正値および発泡性材料の発泡倍率補正値を考慮の上で当該実吐出量を事前決定することである。しかしながら、厳密には、制御部６０から吐出部３０へ吐出の指令信号が出て、油圧力により吐出部３０内のピストン３２のピストンロッド３３を移動させた後に発泡性材料の吐出が開始されるため、吐出時間は制御部６０により指令された吐出時間よりも相対的に若干短くなり得る。以上の事から、本発明の一実施形態では、当該近接スイッチによって発泡性材料の吐出時間がピストン３２のピストンロッド３３が引かれた時から計測開始されることが好ましい。

本発明の発泡性材料の充填方法
最後に、車体閉空間部内への発泡性材料（発泡性２液型ポリウレタン材料）の充填方法について説明する。

具体的には、本発明の充填方法は、上述の本発明の充填装置と同様に「充填装置１００の構成要素である吐出部３０から車体２００の車体閉空間部に吐出される吐出量を実際に吐出する前に予め補正する」という技術的思想に基づき案出されている。かかる技術的思想に従い、本発明の充填方法では、発泡性材料の実吐出量を、発泡性材料の吐出前に、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて事前決定することを特徴とする。

本発明の充填方法では、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０により、発泡倍率測定部２０Ａの動作を開始させる。かかる動作開始により、発泡倍率測定部２０Ａを用いて車体２００の閉空間部に吐出され得る発泡性材料の発泡倍率を測定（自動測定）する。実作業で使用予定の発泡性材料の発泡倍率を測定（自動測定）後、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０から、予め記憶された理想環境下での発泡性材料の発泡倍率を取り出す。そして、実作業で使用予定の発泡性材料の測定発泡倍率と事前設定された発泡性材料の標準発泡倍率とから、当該２つの間におけるずれ率（％）を算出（自動算出）する。本発明の充填方法は、当該ずれ率（％）を「発泡倍率補正値」として扱う。以上により、発泡性材料の実吐出量を事前決定する上で考慮され得る「発泡倍率補正値」を算出し得る。かかる「発泡性材料の発泡倍率補正値」の考慮により、吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、予め把握済みの発泡性材料の発泡倍率（標準発泡倍率に相当）と、実際に使用する発泡性材料の測定発泡倍率との間に差が生じ得ることを好適に回避することができる。

又、本発明の充填方法では、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０の制御下で、所定の複数の吐出時間の各々における標準発泡性材料の標準吐出量（ｇ）を各々測定する。当該複数の吐出時間と、当該複数の吐出時間の各々における発泡性材料の標準吐出量とから近似一次式を算出する。当該近似一次式に関するデータ（測定値、傾き値、切片値）については、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０内に記憶させる。本発明の充填方法では、当該近似一次式に関するデータのうち切片値を、「実作業で使用予定の発泡性材料の吐出補正量」として扱う。尚、尚、当該近似一次式の傾き値は、運転条件である流速に対応した値に設定されている。
ては、運転条件である流速に対応した数値であることを確認する。

一例として、発泡性材料の実吐出量を事前決定するに際しては、制御部６０の制御下で記憶部８０から当該近似一次式に関するデータのうち縦軸における切片値（重量単位）を呼び出し、次いで入力部（上記の設備条件等入力/取込部７０に対応）を通じて、作業者等により入力され得る「発泡性材料の当初設定吐出指令値（重量）」に当該切片値を追加する（又は差し引く）。なお、上記では、切片値（縦軸）を重量単位で示したが、これに限定されず切片値（縦軸）を時間単位で示してもよい。以上の事からも、「吐出補正量」の考慮により、発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用いる場合、主剤と硬化剤とを混合吐出する際の初期状態の流速が定常状態の流速とは異なり、吐出量を算出のための要素である流速と吐出時間とが吐出量＝流速×吐出時間の一次式のゼロ（原点）を通る比例関係にならず不安定化し得ることによる吐出量のずれを好適に回避することが可能となる。

以上の事からも、本発明の充填方法は、発泡性材料の吐出前段階で「標準発泡倍率と測定発泡倍率との間に差が生じ得る問題」および「発泡性材料の吐出開始時点における発泡性材料の流速不安定化の問題」に事前対応し得る。かかる事前態様により、本発明の充填方法では、車体閉空間部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。

１０ 移動部
２０Ａ 発泡倍率等測定部
２０Ｂ 設備条件等測定部
３０ 吐出部
３１ シリンダー
３２ ピストン
３３ ピストンロッド
４０ 供給部
５０ 入出力（Ｉ／Ｏ）装置
６０ 制御部
７０ 設備条件等入力/取込部
８０ 記憶部
９０ 位置検出部
１００ 充填装置
２００、２００’ 車体
２１０’ 車体閉空間部
３００’ 発泡性材料

本発明は、発泡性材料の充填装置およびその充填方法に関する。具体的には、本発明は、車体閉断面構造部内に発泡性材料を充填するための充填装置およびその充填方法に関する。

近年、自動車等の車体の衝突時における乗員の安全を確保するための要求がより一層高まっている。当該要求に応えるために、車体２０’の一部を成すピラー等の車体閉断面構造部２１０’内に発泡性２液型ポリウレタン材料等の発泡性材料３００’を充填する方法が既に採られている（図４参照）。具体的には、吐出部を用いて車体閉断面構造部内へ発泡性材料を吐出することにより、当該車体閉断面構造部が発泡性材料で充填される。

特開平１１−３４８１３８号公報 特許第４０１７７１７号公報

ここで、本願発明者は、吐出部を用いて車体閉断面構造部内へ発泡性材料を吐出する場合、以下の問題が生じ得ることを見出した。

具体的には、例えば同一形状および寸法の車体閉断面構造部２１０’を複数有する車体２００’を製造する場合に、車体２００’の各車体閉断面構造部２１０’内に吐出する発泡性材料３００’の発泡倍率を毎度同一に制御することは容易ではない（図５参照）。そのため、車体２００’の各車体閉断面構造部２１０’内に吐出する発泡性材料３００’の発泡倍率にばらつきが生じ得る。かかる発泡性材料３００’の発泡倍率のばらつきに起因して、各車体閉断面構造部２１０’へ必要量の発泡性材料３００’を吐出できない虞がある。

本発明は、かかる事情に鑑みて案出されている。即ち、本発明は、車体閉断面構造部内へ必要量の発泡性材料を好適に吐出可能な充填装置および充填方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態では、
車体閉断面構造部内に発泡性材料を充填するための充填装置であって、
前記発泡性材料が発泡性２液型ポリウレタン材料であり、
前記充填装置が、前記車体閉断面構造部内へ前記発泡性材料を吐出するための吐出部を備え、および
実吐出量を設定するための、吐出指令値と補正値を入力する入力部を更に備える、充填装置が提供される。

ある好適な態様では、前記充填装置が、前記発泡性材料の実吐出量を前記吐出指令値および前記補正値から計算する制御部を更に備え、前記補正値が吐出補正値および発泡倍率補正値である。

ある好適な態様では、前記発泡性材料の前記吐出補正値が、予め設定された該発泡性材料の複数の吐出時間と、該複数の吐出時間の各々における該発泡性材料の標準
吐出量とから事前算出された近似一次式の切片値である。

ある好適な態様では、前記発泡性材料の前記発泡倍率補正値が、該発泡性材料の標準発泡倍率と該発泡性材料の測定発泡倍率との間のずれ率である。

ある好適な態様では、前記充填装置が発泡倍率測定部を更に備え、該発泡倍率測定部は、重量測定用天秤および前記発泡性材料の容積を測定するセンサーを有する。

ある好適な態様では、前記発泡性材料の前記実吐出量又は時間が下記式により算出される。
［式］発泡性材料の実吐出量又は時間＝（発泡性材料の吐出指令値＋発泡性材料の吐出補正値）×発泡性材料の発泡倍率補正値

ある好適な態様では、前記充填装置が、前記発泡性材料を構成する主剤および硬化剤を吐出部へと各々供給するための運転条件を入力する入力部と、該運転条件を記憶する記憶部とを更に備える。

ある好適な態様では、前記事前測定された値が遠隔操作にて取込み制御可能となっており、かつ前記流動条件および前記設備条件の少なくとも一方が該遠隔操作にて変更制御可能となっている。

ある好適な態様では、複数の前記吐出指令値の入力部を有し、それぞれ入力された該吐出指令値と一組又は複数組の前記補正値とを用いて、実吐出量が決定される。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態では、
車体閉断面構造部内に発泡性材料を充填するための充填方法であって、
前記発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用い、
前記車体閉断面構造部内へ吐出部を用いて前記発泡性材料を吐出することを含み、および
少なくとも吐出補正値と発泡倍率補正値を用いて前記発泡性材料の実吐出量または実吐出時間を下記式により事前決定する、充填方法が提供される。
［式］発泡性材料の実吐出量または実吐出時間＝（発泡性材料の吐出指令値＋発泡性材料の吐出補正値）×発泡性材料の発泡倍率補正値

本発明の一実施形態によれば、所定箇所の車体閉断面構造部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る充填装置の模式図である。 図２は、予め設定した発泡性材料の複数の吐出時間と複数の吐出時間の各々における発泡性材料の標準吐出量とから事前算出した近似一次式のグラフ図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る充填装置の構成要素である吐出部のミキシングノズルの動作を説明するための模式図である。 発泡性材料が車体の車体閉断面構造部に充填されている態様の模式図である。 本願発明者が見出した技術的課題を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係る充填装置１００について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る充填装置の模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る充填装置１００は、車体２００に接近移動又は離隔移動可能な移動部１０、発泡倍率等測定部２０Ａ、設備条件等測定部２０Ｂ、吐出部３０、供給部４０、Ｉ／Ｏポート５０を介して充填装置１００内の各構成要素を制御可能とし、かつ演算機能を有する制御部６０、設備条件等入力/取込部７０、所定の測定データを記憶する記憶部８０、および車体２００が吐出部３０を用いて吐出可能に位置するか否かを検出するための位置検出部９０を含む。

上記吐出部３０は、移動部１０の先端部に設けられかつ車体２００に発泡性材料を吐出するための充填装置１００の構成要素である。上記供給部４０は、発泡性材料を吐出部３０へと供給するための充填装置１００の構成要素である。

上記発泡倍率等測定部２０Ａは、車体２００へ吐出され得る発泡性材料の発泡倍率を事前測定する、および/または標準吐出量（下記の吐出補正量を算出する上で考慮され得る値）を事前測定するための充填装置１００の構成要素である。なお、以下では当該発泡倍率等測定部２０Ａは、発泡倍率の測定に関して述べる場合には発泡倍率測定部と表現する場合があり得ることを予め付言しておく。

上記設備条件等測定部２０Ｂは、少なくとも下記機能を含み得る。
供給部４０の運転状況（温度、流量、周波数、圧力等）を測定する機能

又、上記設備条件等入力/取込部７０は、少なくとも下記機能を含み得る。なお、以下では当該設備条件等入力/取込部７０は、その機能に応じて入力部又は取込部と表現する場合があり得ることを予め付言しておく。
（１）供給部４０に位置する発泡性材料の材料パラメータ（主剤および硬化剤の比重（密度）、設定発泡材料の密度（発泡倍率）等）を入力するための機能
（２）供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件（温度、流速（混合比）、周波数等）を入力するための機能
（３）供給部４０の運転結果（温度、流速、周波数、圧力等）に関する測定値を取り込む機能
（４）発泡性材料の運転条件を変更する機能
（５）車体閉断面構造部に対する発泡性材料の所定の設定吐出指令値を入力するための機能

本発明の一実施形態に係る充填装置１００で用いられる発泡性材料としては、発泡性２液型ポリウレタン材料が用いられ得る。発泡性２液型ポリウレタン材料は、温度制御された所定温度域（例えば約４０度（年間を通して略同一温度制御された温度に相当）、約８０度（（１）硬化速度の上昇、および（２）材料粘度低下による混合性の上昇のための温度に相当）にて発泡硬化するものであればよい。なお、これに限定されず、発泡性２液型ポリウレタン材料は、常温下で発泡硬化するものであればよい。特に限定されるものではないが、発泡性２液型ポリウレタン材料は、主剤（例えばポリオール主剤）と硬化剤（例えばポリイソシアネート硬化剤）、および主剤側に発泡剤としての水を含んで成ってよい。更に、発泡性２液型ポリウレタン材料は、反応触媒、整泡剤、着色剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、老化防止剤、抗酸化剤等を更に含んで成ってよい。

（本発明の技術的思想）
本発明は、車体閉断面構造部内に吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、車体閉断面構造部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出することが容易ではない虞がある、つまり車体閉断面構造部内への発泡性材料の必要吐出量と実吐出量（実際の又は理想の吐出量に相当）との間に差がある虞がある点を鑑み、以下の技術的思想に基づき案出されている。

具体的には、本発明は、「充填装置１００の構成要素である吐出部３０から車体２００の車体閉断面構造部に吐出される吐出量を実際に吐出する前に予め補正する」という技術的思想に基づき案出されている。

かかる技術的思想に従い、本発明では、充填装置１００に、実吐出量を設定するための、吐出指令値と補正値を入力する機能を有する入力部（設備条件等入力/取込部７０に対応）が供されている。入力部が、吐出指令値と補正値を入力する機能を有することで、車体閉断面構造部内へ実際に発泡性材料を吐出する際に、必要吐出量からのずれを補正値で補完することが可能となる。かかる補完が可能となることで、車体閉断面構造部内への発泡性材料の必要吐出量と実吐出量（実際の又は理想の吐出量に相当）との間の差を減じることが可能である。当該差の低減により、発泡性材料の実吐出量を発泡性材料の必要吐出量と略同一にし得るため、これに起因して所定箇所の車体閉断面構造部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出することが可能となる。

具体的には、本発明では、入力された吐出指令値と補正値が、演算機能を有する制御部６０によって発泡性材料の実吐出量へと換算され得る。ここでいう「補正値」とは、下記で詳述するが、「吐出補正値」および「発泡倍率補正値」に相当する。以上の事からも、本発明では、発泡性材料の実吐出量が、発泡性材料の吐出前に、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて事前決定される。

なお、本明細書でいう「発泡性材料の吐出補正値」とは、広義には発泡性材料の設定時の任意の吐出量を調整するための吐出調整値（下駄量に相当）を指し、狭義には発泡性材料の設定時の任意の吐出指令値に追加されるべき又は発泡性材料の設定時の吐出指令値から差し引かれるべき値を指す。又、本明細書でいう「発泡性材料の発泡倍率補正値」とは、広義には発泡性材料の発泡倍率を補正又は調整するための係数を指し、狭義には発泡性材料の吐出前における「発泡性材料の標準発泡倍率と発泡性材料の測定発泡倍率とのずれ率」を指す。

本発明において、「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」に特に着目した理由は以下のとおりである。まず、「発泡性材料の吐出補正量」に特に着目した理由は、発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用いる場合、主剤と硬化剤とを混合吐出する際の初期状態の流速は、定常状態の流速とは異なり、それに起因して吐出量を算出のための要素である流速と吐出時間とが吐出量＝流速×吐出時間の一次式のゼロ（原点）を通る比例関係にならないためである。又、「発泡性材料の発泡倍率補正値」に特に着目した理由は、吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、予め設定した発泡性材料の発泡倍率（標準発泡倍率に相当）と、実際に使用する発泡性材料の測定発泡倍率との間に差が生じ得るためである。

（本発明の具体的態様）
以下、上記の本発明の主たる特徴（技術的思想に対応）を実現するための具体的態様について説明する。本発明の主たる特徴を実現する上で、充填装置１００の構成要素である制御部６０が主たる役割を担っている。本発明では、当該制御部６０は、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御可能となっている。当該制御部６０の駆動制御により、制御部６０と電気的に接続された各構成要素（移動部１０、発泡倍率測定部２０Ａ、吐出部３０、供給部４０、設備条件等入力/取込部７０、記憶部８０、および位置検出部９０等）が動作可能となる。この中でも、上記の本発明の主たる特徴を実現する上では、制御部６０により、供給部４０および吐出部３０等が主として制御され得る。

「発泡倍率補正値」の算出
ここで、発泡倍率は、一般的に原料の密度（比重）と発泡後の密度を用いて計算することができる。
発泡倍率＝発泡硬化後の密度÷原料の密度（主剤と硬化剤の混合密度）
従って、発泡倍率補正値の算出には発泡後の密度の測定が必要となる。設定発泡倍率又は設定発泡後の密度は、予め入力部７０から入力され、記憶部５０に記憶されている。具体的には、量産ラインにて発泡材料を自動車閉断面へ充填する工程において、発泡材料の測定発泡倍率（測定発泡密度）は、始業点検や材料追加時に計測される。本発泡装置から予め決められた任意の量を発泡倍率測定用の所定容器に充填され、硬化後に水置換法などによって発泡体の密度を測定することにより、本発泡材料の測定発泡倍率（測定発泡密度）が計算できる。この実測した発泡材料の測定発泡倍率（測定発泡密度）と設定発泡倍率（設定発泡密度）のずれ率を発泡倍率補正値とする。この値を入力部７０にインプットする。「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０により、発泡倍率測定部２０Ａが動作開始することによっても自動測定可能である。本発泡材料の測定発泡倍率の算出法の一例として、天秤等で測定した発泡性材料の重量と、所定容器に発泡性材料を一定量吐出、充填硬化後の当該発泡性材料の充填高さから測定発泡倍率（測定発泡密度）に換算し得る。当該算出法では、発泡材の充填高さだけから直接発泡倍率に変換できるものではなく、予め決められた容器に充填することにより、発泡密度と充填高さの相関値から測定発泡倍率（測定発泡密度）に換算できる。又、本発泡材料の測定発泡倍率の算出法の一例として、実作業で使用予定の発泡倍率測定部２０Ａによる発泡倍率については、特に限定されるものではないが、天秤等で測定した発泡性材料の重量と、レーザー変位計から算出した発泡性材料の容積とから測定（自動測定）し得る。つまり、発泡倍率測定部２０Ａは、重量測定用天秤および発泡性材料の容積を測定するセンサーを有する。

実作業で使用予定の発泡性材料の発泡倍率又は発泡密度（上記の測定発泡倍率に相当）を測定後、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０から、予め記憶設定された発泡性材料の発泡倍率又は発泡体の密度（上記の標準発泡倍率に相当）を取り出す。そして、実作業で使用予定の発泡性材料の測定発泡倍率と標準設定された発泡性材料の標準発泡倍率とから、当該２つの間におけるずれ率（％）を算出（自動算出）する。本発明では、当該ずれ率（％）が「発泡倍率補正値」として扱われる。以上により、発泡性材料の実吐出量を事前決定する上で考慮され得る「発泡倍率補正値」が算出され得る。かかる「発泡性材料の発泡倍率補正値」の考慮により、吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、予め把握済みの発泡性材料の発泡倍率（標準発泡倍率に相当）と、実際に使用する発泡性材料の測定発泡倍率との間に差が生じ得ることに起因する充填後の発泡容積の差を好適に回避することができる。

「発泡性材料の吐出補正値」の算出
具体的には、予め所定の複数の吐出時間の各々における標準発泡性材料（例えば、実作業で使用予定の発泡性材料と同じ混合割合の発泡性２液型ポリウレタン材料に相当）の標準吐出量（ｇ）を各々測定し、当該複数の吐出時間と、当該複数の吐出時間の各々における発泡性材料の吐出量とから近似一次式が算出される。当該近似一次式に関するデータ（測定値、傾き値、切片値）については、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０内に記憶され得る。本発明では、当該近似一次式に関するデータのうち切片値が、「発泡性材料の吐出補正値」として扱われる、具体的には「実作業で使用予定の発泡性材料の吐出補正量」として扱われ得る。尚、当該近似一次式の傾き値は、運転条件である流速に対応した値に設定されている。

一例を挙げると、図２に示すように発泡性材料の複数の吐出時間として例えば５点（例えば０．５秒、１秒、２秒、３秒、５秒）を予め設定し、各吐出時間における発泡性材料の例えば３回平均の標準吐出量（ｇ）を算出する。そして、発泡性材料の複数の吐出時間（例えば０．５秒、１秒、２秒、３秒、５秒）と、各吐出時間における発泡性材料の標準吐出量とから近似一次式を算出して得られる切片値を「発泡性材料の吐出補正値」とする。例えば、当該切片値が「０（ゼロ）ではない」場合、吐出初期の流速が定常状態の流速とのずれが生じていることを実質的に示す。以上により、発泡性材料の実吐出量を事前決定する上で考慮され得る「吐出補正値」が算出され得る。なお、上記では、吐出重量と吐出時間の関数を例示した。しかしながら、これに限定されることなく、吐出重量に代えて、吐出容積、一定流量装置のピストンの移動距離、回転式定流量装置の回転量、その他電気的パラメータが関数の要素として用いられてよい。

詳細には、発泡性材料の実吐出量を事前決定するに際しては、制御部６０の制御下で記憶部８０から当該近似一次式に関するデータのうち切片値（重量単位）が呼び出され、次いで制御部６０の制御下で入力部（上記の設備条件等入力/取込部７０に対応）を通じて作業者等により入力された「発泡性材料の当初設定吐出指令値」に当該切片値が追加され得る（又は差し引かれ得る）。以上の事からも、「吐出補正値」の考慮により、発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用いる場合、主剤と硬化剤とを混合した初期の流量のずれを好適に回避することが可能となる。

以上の事からも、本発明によれば、発泡性材料の実吐出量が、発泡性材料の吐出前に、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて事前決定される。そのため、本発明は、「発泡性材料の吐出前段階で」発泡性材料の吐出時又は発泡性材料の吐出後に生じ得る問題（「標準発泡倍率と測定発泡倍率との間に差が生じ得る問題」および「発泡性材料の吐出開始時点における発泡性材料の吐出量ずれの問題」）に事前対応している。かかる点が、そのような対応を特に実施していない従前と比べた本発明の有利な点である。つまり、かかる事前態様により、本発明では、車体閉断面構造部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出可能である。

以下、実吐出量の事前決定の具体的態様について説明する。

一態様では、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて発泡性材料の「実吐出時間」を事前算出した上で、発泡性材料の「実吐出量」が最終的に事前決定されてよい。

以下では、具体的に「実吐出時間」を事前算出した上で発泡性材料の「実吐出量」を最終的に事前決定する態様について説明する。当該実吐出時間（吐出されるべき時間）は、下記式により算出することができる。
［式］発泡性材料の実吐出時間＝（（標準発泡倍率における発泡性材料の吐出設定量（１’）＋発泡性材料の吐出補正量（２’））／発泡性材料の流速（３））×発泡性材料の発泡倍率補正係数（４）
［式］発泡性材料の実吐出時間＝（標準発泡倍率における発泡性材料の吐出設定時間（１）＋発泡性材料の吐出補正時間（２））×発泡性材料の発泡倍率補正値（４）

当該式中の４つのパラメータのうち発泡性材料の吐出補正値（２）および発泡性材料の発泡倍率補正値（４）は、上述のように計測された測定発泡倍率（測定発泡密度）若しくは発泡倍率補正値を入力部へ直接作業者等が入力する又は制御部６０の制御下で自動算出され得る。一方、標準発泡倍率における発泡性材料の吐出設定量（１‘）は、“「発泡性材料が吐出され得る車体閉断面部の容積および形状」等”によって決定され、吐出設定時間（１）は、吐出設定量（１’）と流速（３）から計算できる。発泡性材料の流速（３）は、「発泡性材料を構成する主剤と硬化剤との混合比および主剤と硬化剤の材料特性」や量産工程のタクト、部材の形状や大きさ、発泡性材料の設計を加味して予め決定される運転条件であり、発泡装置の入力部を通じて記憶部に記憶される。また、これらの数値は、主として作業者を管理する職長等により、微調整されることを含み得る。

なお、発泡性材料の実吐出に対応したパラメータは、実吐出時間、実吐出量、又はその他電気的パラメータ等で表され得る。発泡性材料の吐出指令値は、吐出設定時間、吐出設定量、又はその他電気的パラメータ等で表され得る。発泡性材料の吐出補正値は、吐出補正時間、吐出補正量、又はその他電気的パラメータ等で表され得る。又、発泡性材料の発泡倍率補正値は、発泡材の設定密度と実際の密度の比（発泡材の実際の密度÷設定密度）、又は発泡材の設定発泡倍率と実発泡倍率の比（発泡材の設定発泡倍率÷実際の発泡倍率）で表され得る。

なお、本発明は、下記態様を採ることが好ましい。

一態様では、発泡性材料の設定吐出指令値が入力部（上記設備条件等入力/取込部７０に対応）に入力可能となっており、少なくとも発泡性材料の吐出補正値と発泡倍率補正値とを用いて、当該必要吐出量から実吐出量が事前決定されることが好ましい。

本態様は、車体２００の車体閉断面構造部へ発泡性材料を吐出充填する実際の作業環境を鑑みたものである。上述のように、本発明では、制御部６０の制御下で実吐出量を自動算出し得る。そのため、発泡性材料の主剤/硬化剤の運転条件（流速や温度条件等が一定に制御されているという前提）下で、作業者等が、始業点検時の発泡性材料の発泡密度（発泡倍率）を入力（のみ）すれば、制御部６０の制御下にある吐出部３０から車体閉断面構造部に実吐出量の発泡性材料を好適に自動吐出することが可能である。従って、作業者等の微調整の作業が不要となり、充填量を最適化した品質の充填作業が行うことが可能である。

一態様では、充填装置が、複数の吐出指令値の入力部を有し、それぞれ入力された吐出指令値と一組又は複数組の補正値とを用いて、実吐出量が決定されることが好ましい。

車体２００内に形成され得る車体閉断面構造部の形状はその設置箇所により変わり得る。つまり、これに起因して車体閉断面構造部の容積はその設置箇所により変わり得る。かかる点を考慮し、本態様では、複数の車体閉断面構造部の容積が異なる場合、発泡性材料の主剤/硬化剤の一定の運転条件（流速や温度条件等が一定に制御されているという前提）下で、車体閉断面構造部の各容積に応じた吐出指令値が決定される。本態様では、当該吐出指令値と１組又は複数組の補正値（「吐出補正値」および「発泡倍率補正値」）とから演算機能を有する制御部から実吐出量が算出される。なお、複数組の補正値を準備する理由は、運転条件である温度、流量、周波数、圧力等に応じて補正値を複数準備する必要があり得るためである。これにより、当該吐出部３０から複数の車体閉断面構造部の各々に実吐出量の発泡性材料を好適に自動吐出することが可能である。従って、作業者等の作業効率向上と閉断面への充填品質を向上させることが可能である。

（発泡性材料の運転条件および/または運転結果の確認）
上記では、発泡性材料の実吐出量を事前決定する態様について説明した。しかしながら、実際の作業環境下では、発泡性材料を吐出する前段階で、供給部４０に位置する発泡性材料（主剤および硬化剤等）の運転条件を完全固定状態にすることは容易ではなく、これら条件は実質固定状態（すなわち多少変動状態）になり得る。そのため、供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件や運転結果についても確認する必要がある。

かかる点を鑑み、一態様では、供給部４０に位置する主剤および硬化剤の運転条件および運転結果が記憶されることが好ましい（図１および図２参照）。又、一態様では、記憶された値が遠隔操作にて取込み可能となっており、かつ主剤および硬化剤の運転条件を遠隔操作にて変更可能となっていることが好ましい。

本態様は、「供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件および運転結果」を記憶することを特徴とする。ここでいう「供給部４０に位置する発泡性材料の運転条件」としては、特に限定されるものではないが、供給部４０に位置する発泡性材料（主剤および硬化剤等）の温度、流速、周波数、および圧力等が挙げられる。ここでいう「供給部４０の運転結果」とは、特に限定されるものではないが、充填ごとの充填時間や充填量および運転条件で運転された測定結果および各種センサーの測定値等が挙げられる。

かかる運転状態は、図１に示すように制御部６０により測定部２０Ｂにより測定され、記憶部に記憶される。詳細には、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０の制御下で、予め決められたタイミングで、測定部２０Ｂの情報が記憶部に送られる。当該測定された結果等は遠隔操作にて取込み可能と成っている。ここでいう「遠隔操作」とは特に限定されるものではないが、発泡性材料を実際に充填する作業スペースから遠隔の地より有線ＬＡＮ（構内（社内）ネットワーク；Local Area Network）又は無線ＬＡＮを介してコンピュータ（図１の設備条件等入力/取込部７０に実質的に対応）によりデータ通信可能な操作を指す。かかる運転状態の記憶により、供給部４０に位置する発泡性材料の運転状態が適切であるか否かを確認することが可能である。

供給部４０に位置する発泡性材料の運転状態が、取り込んだ測定値の結果から適切でないことが見受けられた場合には、供給部４０が好適に機能していないと判断して“全体的な設備メンテナンス”等の対応を好適に行うことができ得る。そのため、車体閉断面構造部に所望ではない発泡性材料が吐出されることを好適に回避することができ得る。さらに、運転状態の許容幅を設定することにより、車体閉断面構造部に吐出する前段階で、吐出を停止し、不良品を作ることを回避することが可能である。当該メンテナンスの対応を行う必要がない場合には、当該流動条件および当該設備条件の少なくとも一方が、適切となるように遠隔操作にて（具体的には有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮを介してコンピュータにて）変更制御されてもよい。又、これに限定されず、車体閉断面構造部の容積を考慮して、当該流動条件および当該設備条件の少なくとも一方を遠隔操作にて（具体的には有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮを介してコンピュータにて）変更制御されてもよい。

更に、図３に示すように、詳細には吐出部３０（いわゆるミキシングヘッド）は、シリンダー３１およびシリンダー３１内を摺動し、かつピストンロッド３３を有するピストン３２を備える。油圧がシリンダー３１内に供されることでピストン３２が摺動可能となっている。当該ピストン３２の摺動に伴い、ピストンロッド３３も移動し、それによって車体閉断面構造部へと発泡性材料を吐出させ、その一方で発泡性材料を吐出させずにポンプを介して発泡性材料（発泡性２液型ポリウレタン材料）を構成する主剤および硬化剤をそれぞれ循環可能となり得る。この場合、発泡装置の耐久性の観点から吐出時の発泡性材料の流速を循環時の発泡性材料の流速と異ならせることが好ましい。

又、図示していないが吐出部３０の後端部には近接スイッチが設けられていることが好ましい。

本発明の主たる特徴は、車体閉断面構造部内への発泡性材料の必要吐出量と実吐出量（実際の吐出量に相当）との間の差を減じるために、発泡性材料の吐出補正値および発泡性材料の発泡倍率補正値を考慮の上で当該実吐出量を事前決定することである。しかしながら、厳密には、制御部６０から吐出部３０へ吐出の指令信号が出て、油圧力により吐出部３０内のピストン３２のピストンロッド３３を移動させた後に発泡性材料の吐出が開始されるため、吐出時間は制御部６０により指令された吐出時間よりも相対的に若干短くなり得る。以上の事から、本発明の一実施形態では、当該近接スイッチによって発泡性材料の吐出時間がピストン３２のピストンロッド３３が引かれた時から計測開始されることが好ましい。

本発明の発泡性材料の充填方法
最後に、車体閉断面構造部内への発泡性材料（発泡性２液型ポリウレタン材料）の充填方法について説明する。

具体的には、本発明の充填方法は、上述の本発明の充填装置と同様に「充填装置１００の構成要素である吐出部３０から車体２００の車体閉断面構造部に吐出される吐出量を実際に吐出する前に予め補正する」という技術的思想に基づき案出されている。かかる技術的思想に従い、本発明の充填方法では、発泡性材料の実吐出量を、発泡性材料の吐出前に、少なくとも「発泡性材料の吐出補正値」と「発泡倍率補正値」とを用いて事前決定することを特徴とする。

本発明の充填方法では、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０により、発泡倍率測定部２０Ａの動作を開始させる。かかる動作開始により、発泡倍率測定部２０Ａを用いて車体２００の閉断面構造部に吐出され得る発泡性材料の発泡倍率を測定（自動測定）する。実作業で使用予定の発泡性材料の発泡倍率を測定（自動測定）後、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０から、予め記憶された理想環境下での発泡性材料の発泡倍率を取り出す。そして、実作業で使用予定の発泡性材料の測定発泡倍率と事前設定された発泡性材料の標準発泡倍率とから、当該２つの間におけるずれ率（％）を算出（自動算出）する。本発明の充填方法は、当該ずれ率（％）を「発泡倍率補正値」として扱う。以上により、発泡性材料の実吐出量を事前決定する上で考慮され得る「発泡倍率補正値」を算出し得る。かかる「発泡性材料の発泡倍率補正値」の考慮により、吐出する発泡性材料の発泡倍率のばらつきに起因して、予め把握済みの発泡性材料の発泡倍率（標準発泡倍率に相当）と、実際に使用する発泡性材料の測定発泡倍率との間に差が生じ得ることを好適に回避することができる。

又、本発明の充填方法では、「自発的に（自動的に）」又は「作業者等人の指示に従い受動的に」駆動制御された制御部６０の制御下で、所定の複数の吐出時間の各々における標準発泡性材料の標準吐出量（ｇ）を各々測定する。当該複数の吐出時間と、当該複数の吐出時間の各々における発泡性材料の標準吐出量とから近似一次式を算出する。当該近似一次式に関するデータ（測定値、傾き値、切片値）については、制御部６０と電気的に接続された記憶部８０内に記憶させる。本発明の充填方法では、当該近似一次式に関するデータのうち切片値を、「実作業で使用予定の発泡性材料の吐出補正量」として扱う。尚、尚、当該近似一次式の傾き値は、運転条件である流速に対応した値に設定されている。
ては、運転条件である流速に対応した数値であることを確認する。

一例として、発泡性材料の実吐出量を事前決定するに際しては、制御部６０の制御下で記憶部８０から当該近似一次式に関するデータのうち縦軸における切片値（重量単位）を呼び出し、次いで入力部（上記の設備条件等入力/取込部７０に対応）を通じて、作業者等により入力され得る「発泡性材料の当初設定吐出指令値（重量）」に当該切片値を追加する（又は差し引く）。なお、上記では、切片値（縦軸）を重量単位で示したが、これに限定されず切片値（縦軸）を時間単位で示してもよい。以上の事からも、「吐出補正量」の考慮により、発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用いる場合、主剤と硬化剤とを混合吐出する際の初期状態の流速が定常状態の流速とは異なり、吐出量を算出のための要素である流速と吐出時間とが吐出量＝流速×吐出時間の一次式のゼロ（原点）を通る比例関係にならず不安定化し得ることによる吐出量のずれを好適に回避することが可能となる。

以上の事からも、本発明の充填方法は、発泡性材料の吐出前段階で「標準発泡倍率と測定発泡倍率との間に差が生じ得る問題」および「発泡性材料の吐出開始時点における発泡性材料の流速不安定化の問題」に事前対応し得る。かかる事前態様により、本発明の充填方法では、車体閉断面構造部内に必要量の発泡性材料を好適に吐出可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。

１０ 移動部
２０Ａ 発泡倍率等測定部
２０Ｂ 設備条件等測定部
３０ 吐出部
３１ シリンダー
３２ ピストン
３３ ピストンロッド
４０ 供給部
５０ 入出力（Ｉ／Ｏ）装置
６０ 制御部
７０ 設備条件等入力/取込部
８０ 記憶部
９０ 位置検出部
１００ 充填装置
２００、２００’ 車体
２１０’ 車体閉断面構造部
３００’ 発泡性材料

Claims (10)

1. 車体閉空間部内に発泡性材料を充填するための充填装置であって、
   前記発泡性材料が発泡性２液型ポリウレタン材料であり、
   前記充填装置が、前記車体閉空間部内へ前記発泡性材料を吐出するための吐出部を備え、および
   実吐出量を設定するための、吐出指令値と補正値を入力する入力部を更に備える、充填装置。
2. 前記充填装置が、前記発泡性材料の実吐出量を前記吐出指令値および前記補正値から計算する制御部を更に備え、前記補正値が吐出補正値および発泡倍率補正値である、請求項１に記載の充填装置。
3. 前記発泡性材料の前記吐出補正値が、予め設定された該発泡性材料の複数の吐出時間と、該複数の吐出時間の各々における該発泡性材料の標準吐出量とから事前算出された近似一次式の切片値である、請求項１又は２に記載の充填装置。
4. 前記発泡性材料の前記発泡倍率補正値が、該発泡性材料の標準発泡倍率と該発泡性材料の測定発泡倍率との間のずれ率である、請求項１〜３のいずれかに記載の充填装置。
5. 前記充填装置が発泡倍率測定部を更に備え、該発泡倍率測定部は、重量測定用天秤および前記発泡性材料の容積を測定するセンサーを有する、請求項４に記載の充填装置。
6. 前記発泡性材料の前記実吐出量又は時間が下記式により算出される、請求項１〜５のいずれかに記載の充填装置。
   ［式］発泡性材料の実吐出量又は時間＝（発泡性材料の吐出指令値＋発泡性材料の吐出補正値）×発泡性材料の発泡倍率補正値
7. 前記充填装置が、前記発泡性材料を構成する主剤および硬化剤を吐出部へと各々供給するための運転条件を入力する入力部と、該運転条件を記憶する記憶部とを更に備える、請求項１〜６のいずれかに記載の充填装置。
8. 前記事前測定された値が遠隔操作にて取込み制御可能となっており、かつ前記流動条件および前記設備条件の少なくとも一方が該遠隔操作にて変更制御可能となっている、請求項７に記載の充填装置。
9. 複数の前記吐出指令値の入力部を有し、それぞれ入力された該吐出指令値と一組又は複数組の前記補正値とを用いて、実吐出量が決定される、請求項２〜７のいずれかに記載の充填装置。
10. 車体閉空間部内に発泡性材料を充填するための充填方法であって、
    前記発泡性材料として発泡性２液型ポリウレタン材料を用い、
    前記車体閉空間部内へ吐出部を用いて前記発泡性材料を吐出することを含み、および
    少なくとも吐出補正値と発泡倍率補正値を用いて前記発泡性材料の実吐出量または時間を下記式により事前決定する、充填方法。
    ［式］発泡性材料の実吐出量または時間＝（発泡性材料の吐出指令値＋発泡性材料の吐出補正値）×発泡性材料の発泡倍率補正値

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