JP6566827B2

JP6566827B2 - 発泡充填剤の塗布方法、発泡充填剤の塗布装置、及び発泡充填剤

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Publication number: JP6566827B2
Application number: JP2015198259A
Authority: JP
Inventors: 也久藤本; 徳林朱; 太姿齊藤; 久保　孝司; 孝司久保; 秀章高井; 吉郎藤井; 淳一川合
Original assignee: Toyota Motor Kyushu Inc; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Kyushu Inc; Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: JP2017070886A

Description

本発明は、自動車等の運転部を囲繞する各ピラー内に液状の発泡充填剤を塗布し加熱発泡させ、各ピラーの部分断面を該発泡充填剤で充填することでピラー内を伝播する雑音を遮音する発泡充填剤の塗布方法、発泡充填剤の塗布装置、及び発泡充填剤に関する。

従来、自動車等の密閉された運転部を備えた車両は、走行時の風音や路面から伝わる音が、運転部を囲繞し空洞をなす閉断面構造部で形成されたピラー内に侵入して雑音となり運転部の静寂性を阻害していた。

そこで、接着層と発泡層を有する固型でシート状の発泡充填剤をピラーを構成するアウターパネル内側壁の一部に貼着し、インナーパネルを溶接して閉塞した後、加熱発泡させることで該部分の部分断面を発泡充填剤で充填する技術が開示されている（特許文献１参照）。

しかしながら、固型の発泡充填剤をアウターパネル内側壁に貼着するには手作業で行う必要がある。また、アウターパネル内側壁に密着させる接着層は発泡しないため、その接着層により発泡層の発泡方向に制約が生じ、更に、固型であることからピラー内の角部に対して発泡充填剤を充分に充填させることができず発泡充填剤による遮音効果を充分に発揮できないという問題を有していた。

このような問題を解決するために液状の発泡充填剤の使用が検討されてきたが、液状の発泡充填剤においてはピラーの空洞が垂直方向に傾斜したような部位においては、加熱発泡時に発泡充填剤が垂れ落ちてしまうという新たな問題を有していた。

そこで、アウターパネル内側壁に対して液状の発泡充填剤を塗布し、次いで液状のダム剤を発泡充填剤の下部に塗布することで加熱発泡時の発泡充填剤の垂れ落ちを防止することができる発泡充填剤と、発泡充填剤とダム剤の塗布方法が検討され開示されている（特許文献２参照）。

特表２０１０−５００４５１号公報再公表特許第２００４／１０８８０７号

上記特許文献２に記載の技術によれば、発泡充填剤とダム剤は液状であることからロボットによる自動塗布が可能となる点で優れている。

しかしながら、発泡充填剤とは別にダム剤を用いることから工数が増加し、更に、管理が煩雑となり、しかも、経費的に不利となっていた。

また、発泡充填剤の粘度が３０〜５００Ｐａ・ｓと低粘度であることから塗布性は良好であるものの、加熱発泡前の洗浄工程や電着塗装工程において洗浄液や塗料と共に発泡充填剤が流れ落ちてしまうという問題を有していた。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、閉断面構造部に対して加熱発泡時に発泡充填剤の垂れ落ちがなく、短時間で発泡充填剤を塗布することができ、しかも、発泡充填剤の管理を容易とする発泡充填剤の塗布方法、発泡充填剤の塗布装置、及び発泡充填剤を提供することにある。

以上のような目的を達成するために、本発明は以下のようなものを提供する。

請求項１に係る発明では、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで前記閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布方法であって、前記発泡充填剤は、前記発泡充填剤の加熱発泡時に前記閉断面構造部の略垂直面部となる壁面の一部に、発泡領域として前記垂直面部に略直交して帯状に塗布し、前記発泡領域の下部となる前記壁面には前記発泡充填剤からなるダム領域を隣接して帯状に塗布し、前記ダム領域は前記発泡領域よりも薄い厚みで前記発泡領域の塗布と同時に塗布することを特徴とする発泡充填剤の塗布方法を提供せんとする。

請求項２に係る発明では、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで前記閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布装置であって、複数のアームを有する多軸ロボットと１次ポンプとを備え、前記多軸ロボットは、先端アームの開放端部に、塗布ノズルと、前記塗布ノズルと連通連結する吐出バルブとを有し、中途部アームには、前記吐出バルブと２次配管を介して連通連設し、前記１次ポンプと１次配管を介して連通連結する２次ポンプを有し、前記１次ポンプには前記発泡充填剤の温度を可変自在に制御する温度調節制御部を有し、前記１次配管と前記２次配管には前記温度調節制御部により制御され前記発泡充填剤の温度を可変自在とする温度調節部を有することを特徴とする発泡充填剤の塗布装置を提供せんとする。

請求項３に係る発明では、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで前記閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布装置であって、複数のアームを有する多軸ロボットと１次ポンプとを備え、前記多軸ロボットは、先端アームの開放端部に、塗布ノズルと、前記塗布ノズルと連通連結する吐出バルブとを有し、中途部アームには、前記吐出バルブと２次配管を介して連通連設し、前記１次ポンプと１次配管を介して連通連結する２次ポンプを有し、前記塗布ノズルは、発泡領域を形成する前記発泡充填剤を吐出する発泡領域用開口部とダム領域を形成する前記発泡充填剤を吐出するダム領域用開口部とを平面視段違いに隣接して備えることを特徴とする発泡充填剤の塗布装置を提供せんとする。

請求項４に係る発明では、前記塗布ノズルは、前記発泡領域用開口部を備えた発泡領域材料収容室と、前記ダム領域用開口部を備えたダム領域材料収容室とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の発泡充填剤の塗布装置を提供せんとする。

請求項５に係る発明では、請求項１乃至請求項４に記載の発泡充填剤であって、前記発泡充填剤は、樹脂としてＳＢＲゴムを１５重量％、充填剤として重質炭酸カルシウムを４０重量％、添加剤として発泡剤であるＡＤＣＡを４重量％、発泡助剤である尿素を１重量％、架橋剤である硫黄を２重量％、架橋助剤である酸化亜鉛を１重量％、軟化剤として可塑剤を３７重量％として構成したことを特徴とする高粘度の発泡充填剤を提供せんとする。

請求項１記載の発明によれば、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布方法であって、発泡充填剤は、発泡充填剤の加熱発泡時に閉断面構造部の略垂直面部となる壁面の一部に、発泡領域として垂直面部に略直交して帯状に塗布することにより、洗浄工程や電着塗装工程における洗浄液や塗料による発泡充填剤の流れ落ちを防止でき、しかも、加熱発泡時に閉断面構造部の部分断面を発泡充填剤に空洞の無い充密状態に発泡して充填することができると共に、部分断面全周に渡り発泡充填剤を強固に接着することができる。

また、請求項１記載の発明によれば、発泡領域の下部となる壁面には発泡充填剤からなるダム領域を隣接して帯状に塗布し、ダム領域は発泡領域よりも薄い厚みで発泡領域の塗布と同時に塗布することにより、加熱発泡時に発泡領域よりも薄く熱伝導が効率的なダム領域の発泡充填剤を発泡領域の発泡充填剤よりも先に発泡させることができ、ダム領域の上部に位置する発泡領域の発泡充填剤の垂れ落ちをダム領域により可及的に防止することができる。

また、同一の発泡充填剤を発泡領域とダム領域に分けて同時に塗布するので、２度塗りの手間が無く工数の増加を抑えることができ、更に、１種類の発泡充填剤の使用で済むことから発泡充填剤の管理が容易となり、しかも、経費的に廉価となる。

請求項２または請求項３記載の発明によれば、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布装置であって、複数のアームを有する多軸ロボットと１次ポンプとを備え、多軸ロボットは、先端アームの開放端部に、塗布ノズルと、塗布ノズルと連通連結する吐出バルブとを有し、中途部アームには、吐出バルブと２次配管を介して連通連設し、１次ポンプと１次配管を介して連通連結する２次ポンプを有することにより、多軸ロボットの外部から１次ポンプにより送出された発泡充填剤を、塗布ノズルに近い多軸ロボットの中途部アームに配設された２次ポンプにより更に送出することができるので、高粘度の発泡充填剤を塗布ノズルから安定して吐出することができる。

また、塗布後に塗布ノズルの直前に配設された吐出バルブを閉じることで、高粘度材料に生じやすい塗布ノズル先端に生じる糸引きを可及的に防止できる。

また、請求項２記載の発明によれば、１次ポンプには発泡充填剤の温度を可変自在に制御する温度調節制御部を有し、１次配管と２次配管には温度調節制御部により制御され発泡充填剤の温度を可変自在とする温度調節部を有することにより、高粘度の発泡充填剤を加温して可能な限り低粘度化した状態で塗布することができるので、安定した効率のよい塗布を行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、塗布ノズルは、発泡領域を形成する発泡充填剤を吐出する発泡領域用開口部とダム領域を形成する発泡充填剤を吐出するダム領域用開口部とを平面視段違いに隣接して備えることにより、同一の樹脂により厚みの異なる２つの領域を同時に形成することができる。

請求項４記載の発明によれば、塗布ノズルは、発泡領域用開口部を備えた発泡領域材料収容室と、ダム領域用開口部を備えたダム領域材料収容室とを備えたことにより、各収容室毎に発泡充填剤の吐出圧を可変させることが可能となるので各領域に対応させた適切な吐出圧で安定した形状に塗布することができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４に記載の発泡充填剤であって、発泡充填剤は、樹脂としてＳＢＲゴムを１５重量％、充填剤として重質炭酸カルシウムを４０重量％、添加剤として発泡剤であるＡＤＣＡを４重量％、発泡助剤である尿素を１重量％、架橋剤である硫黄を２重量％、架橋助剤である酸化亜鉛を１重量％、軟化剤として可塑剤を３７重量％として構成したことにより、粘度が略１０００Ｐａ・ｓで、発泡倍率が略１０倍で、発泡開始温度が略１３０℃である発泡充填剤を構成することができ、塗布時や加熱発泡時に垂れ落ちがなく、装置による自動塗布も負荷なく行うことができ、しかも、充分な接着性を備えた状態で安定した形状で発泡し、閉断面構造部を発泡充填剤で充填することができる。

本実施形態に係る発泡充填剤の充填箇所を示す説明図である。本実施形態に係る塗布装置により閉断面構造部に発泡充填剤を塗布する様子を示す説明図である。（ａ）は塗布直後の図１における発泡充填剤充填箇所（ｊ）の断面図で、（ｂ）は加熱発泡後の断面図である。本実施形態に係る塗布装置を示す説明図である。（ａ）は同塗布装置で発泡充填剤を塗布している塗布ノズルを示す斜視図で、（ｂ）は塗布ノズルの変形例である。（ａ）は閉断面構造部内の壁面に塗布領域を塗布し、その下部にダム領域を塗布した様子を示す断面図で、（ｂ）は（ａ）の加熱発泡後の様子を示す断面図である。（ａ）〜（ｆ）は閉断面構造部の製作から車体への組付け、及び電着塗装に至るまでの製造工程における発泡充填剤の様子を示す説明図である。（ａ）は平担面における発泡充填剤の発泡方向とその状態を示す説明図で、（ｂ）は鉛直面における発泡充填剤の発泡方向とその状態を示す説明図である。異なる塗布方法による塗布直後の図１における発泡充填剤充填箇所（ｊ）の断面図である。

本発明の実施形態に係る発泡充填剤の塗布方法の要旨は、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布方法であって、発泡充填剤は、発泡充填剤の加熱発泡時に閉断面構造部の略垂直面部となる壁面の一部に、発泡領域として垂直面部に略直交して８〜１０ｍｍの厚みで１０〜３０ｍｍの幅員の帯状に塗布することを特徴とする。すなわち、閉断面構造部に対して加熱発泡時に発泡充填剤の垂れ落ちがなく、最小の工数で発泡充填剤を塗布することができ、しかも、発泡充填剤の管理を容易とする発泡充填剤の塗布方法の提供を図ろうとするものである。

以下、本発明に係る発泡充填剤の塗布方法について、本発明に係る塗布装置、及び発泡充填剤の実施形態と共に図面を参照しながら説明する。また、本説明中において左右同一又は左右対称の構造や部品については、原則として同一の符号を付し、左右何れか一方のみを説明して、他方については説明を適宜省略する。

まず、本実施形態に係る発泡充填剤２５は、図１、図２に示すように、自動車の車体Ｃの運転部Ｄを囲繞するフロントピラーＰ１やルーフピラーＰ２、後部ピラーＰ３等の中空の閉断面構造部ｈ内の所定箇所に１液の本発泡充填剤２５を塗布し加熱発泡させ、各ピラーＰ１，Ｐ２，Ｐ３の部分断面ｂを該発泡充填剤２５で充填することで各ピラーＰ１，Ｐ２，Ｐ３内を伝播する雑音を遮音する発泡充填剤２５である。

従って、このような発泡充填剤２５の説明の後、塗布のために必要な塗布装置１を説明し、最後に塗布方法についての説明を行う。

また、発泡充填剤２５は垂れ落ちの問題から垂直に近い壁面に塗布することが困難であるが、本発明ではこのような問題を改善することを趣旨とするため、本実施形態においては、傾斜角度が大きい図１に示す後部ピラーＰ３の発泡充填剤充填箇所ｊを対象として説明を行う。

また、各ピラーＰ１，Ｐ２，Ｐ３を構成する閉断面構造部ｈは、図２に示すように、車体Ｃの外側に位置し凹状部ｒを運転部Ｄ側に向けた長尺で凹状のアウターパネルｓの内側壁ｎの発泡充填剤充填箇所ｊに発泡充填剤２５を塗布し、その後、図３（ａ）に示すように、溶接により長尺のインナーパネルｖでアウターパネルｓの凹状部ｒを閉塞することで形成される。

また、発泡充填剤充填箇所ｊにおいては、大きな傾斜で略上下に伸延する中空の閉断面構造部ｈに対して発泡充填剤２５を略直交させて略水平方向で帯状に塗布している。従って、塗布後の発泡充填剤充填箇所ｊの部分断面ｂは図３（ａ）に示すような状態となり、加熱発泡後には図３（ｂ）に示すように発泡充填剤充填箇所ｊの閉断面構造部ｈの空間を発泡充填剤２５で完全に充填することができる。

[発泡充填剤]
まず、本発明の実施形態に係る発泡充填剤２５は、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓ（２０℃、せん断速度１５ｓ^−１）で発泡倍率が５〜２０倍（塗布形状：１００ｍｍ×１００ｍｍ×ｔ２．０ｍｍ、発泡条件：１８０℃で２０分キープ時の最大厚みとの比）で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤２５である。

粘度は、５００Ｐａ・ｓ未満であれば加熱発泡前または加熱発泡時に、例えば図８（ｂ）に示すように垂れ落ちの不具合が懸念され、２０００Ｐａ・ｓよりも大きいと塗布性が低下し、塗布ノズル２２からのスムーズな吐出が阻害される。

また、発泡倍率は、５倍未満であれば充分な発泡が得られず、狭小部位への発泡充填剤２５の充填が得られず、２０倍よりも大きいと塗膜強度の低下により接着性の不具合が懸念される。

更に、発泡開始温度は、１２０℃未満であれば充分な接着性を得られない中での発泡となり加熱発泡時の垂れ落ちが懸念され、１６０℃よりも大きいと発泡と硬化とのバランスが崩れ、部分断面ｂを発泡充填剤により完全に充填することができない。

従って、発泡充填剤２５は発泡開始温度に到達するよりも先に充分な接着性を発揮することが必要である。

なお、発泡充填剤２５のより好ましい条件としては、粘度が８００〜１３００Ｐａ・ｓで発泡倍率が６〜１５倍で発泡開始温度が１３０〜１５０℃である。

従って、本発明の実施形態に係る発泡充填剤２５は、粘度が略１０００Ｐａ・ｓで、発泡倍率が略１０倍で、発泡開始温度が略１３０℃である発泡充填剤２５を用いている。

具体的には、表１に示すように、樹脂としてＳＢＲゴムを１５重量％、充填剤として重質炭酸カルシウムを４０重量％、添加剤として発泡剤であるＡＤＣＡを４重量％、発泡助剤である尿素を１重量％、架橋剤である硫黄を２重量％、架橋助剤である酸化亜鉛を１重量％、軟化剤として可塑剤を３７重量％として構成している。

本実施形態では、上述した発泡充填剤２５を用いることで、粘度が略１０００Ｐａ・ｓで、発泡倍率が略１０倍で、発泡開始温度が略１３０℃である発泡充填剤２５を構成することができ、架橋剤の配合バランスにより略１００℃で接着性を発揮するため、発泡開始温度に到達する前にアウターパネルｓ等の接着対象に充分に接着し、加熱発泡時に発泡充填剤２５が垂れ落ちることはなく、装置による自動塗布も負荷なく行うことができ、しかも、充分な接着性を備えた状態で安定した形状で発泡し、閉断面構造部ｈを発泡充填剤２５で充填することができる。

次に、上述した発泡充填剤２５を車体Ｃのピラーを構成する閉断面構造部ｈに塗布するための塗布装置１について説明する。

[塗布装置]
本発明の実施形態に係る塗布装置１は、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤２５を閉断面構造部ｈに塗布して加熱発泡させることで閉断面構造部ｈの部分断面ｂを該発泡充填剤２５で充填する塗布装置１であって、図４に示すように、複数のアームを有する多軸ロボット２と１次ポンプ３とを備え、多軸ロボット２は、先端アーム１９の開放端部２０に、塗布ノズル２２と、塗布ノズル２２と連通連結する吐出バルブ２１とを有し、中途部アーム１６には、吐出バルブ２１と２次配管６を介して連通連設し、１次ポンプ３と１次配管５を介して連通連結する２次ポンプ４を有する。

このように、１次ポンプ３と２次ポンプ４を併用した塗布装置１により高粘度の発泡充填剤２５を塗布ノズル２２から吐出することができ、しかも、多軸ロボット２により塗布ノズル２２を所定箇所に容易に移動させ塗布することができる。

なお、塗布装置１は、図示しないコンピュータ等の演算処理装置と接続されており、演算処理装置により多軸ロボット２の制御や１次・２次ポンプ３，４の制御、吐出バルブ２１等の制御を行っている。

具体的には、１次ポンプ３は図４に示すように床面Ｆ上に固定され、１次ポンプ３には図示しない発泡充填剤供給部を備えており、自動または手動により適宜発泡充填剤２５が補充されるように構成している。

１次ポンプ３の上部には、１次ポンプ３から２次ポンプ４への発泡充填剤２５の送出圧を制御するために計測器９付きのレギュレータ７を配設している。なお、１次ポンプ３とレギュレータ７とは配管２７を介して連通連設している。

１次ポンプ３は、容積ポンプで往復動式のダイヤフラムポンプを用いているが、ピストンポンプやプランジャーポンプ、回転式のモーノポンプやギアーポンプ、ネジポンプ、偏心ポンプ、非容積ポンプの遠心ポンプやカスケードポンプ等を適宜用いることができる。

従って、レギュレータ７内のバルブ（図示せず）を開閉自在とする操作レバー８の操作により、１次ポンプ３から送出される発泡充填剤２５の送出圧を計測器９に表示される値を見ながら可変自在に操作することができる。

また、レギュレータ７から２次ポンプ４までは可撓性を有する１次配管５を介して連通連設している。この場合、１次配管５内での発泡充填剤２５の圧力損失を軽減させるために、１次配管５の長さを可能な限り短く形成することが望ましい。

２次ポンプ４は多軸ロボット２の中途部アーム１６に配設されており、以下、多軸ロボット２を含めて説明する。

多軸ロボット２は、図４に示すように、各アームを連結する６つの可動軸を備えており、床面Ｆ上に固定された基部１０に水平回動自在の第１可動軸１１を有し、第１可動軸１１の上部には垂直回動自在の第２可動軸１２を連設し、第２可動軸１２には一方の端部を第２可動軸１２と連設した長尺の後アーム１３を介して垂直回動自在の第３可動軸１４を他方の端部に連設し、第３可動軸１４の近傍に第４可動軸１５を連設し、第４可動軸１５には一方の端部を第４可動軸１５と連設した長尺の中途部アーム１６を形成している。なお、第４可動軸１５は中途部アーム１６自体をその場において第４可動軸１５の軸線周りに回動自在とする可動軸である。

また、中途部アーム１６の他方の端部には第５可動軸１７を連設し、第５可動軸１７の近傍に第６可動軸１８を連設し、第６可動軸１８には一方の端部を第６可動軸１８と連設した短尺の先端アーム１９を形成している。なお、第６可動軸１８は先端アーム１９自体をその場において第６可動軸１８の軸線周りに回動自在とする可動軸である。そして、先端アーム１９の開放端部２０に吐出バルブ２１を配設し、更に吐出バルブ２１の先端に塗布ノズル２２を配設している。

このように６軸を備えた多軸ロボット２は、可動範囲において閉断面構造等の塗布対象のいかなる部位に対しても塗布ノズル２２先端を移動させることができる。

中途部アーム１６の外周壁には２次ポンプ４を配設し、２次ポンプ４と吐出バルブ２１とは可撓性を有する２次配管６を介して連通連設している。

２次ポンプ４は、容積ポンプで回転式のモーノポンプを用いているが、ギアーポンプ、ネジポンプ、偏心ポンプ、往復動式のダイヤフラムポンプやピストンポンプ、プランジャーポンプ、非容積ポンプの遠心ポンプやカスケードポンプ等を適宜用いることができる。

吐出バルブ２１は、２次ポンプ４から送出される発泡充填剤２５を塗布ノズル２２から吐出したり停止したりするシャットオフ機能を果たすものであり、図示しないコンピュータ等の演算処理装置による制御により流路を電気的に開閉蓋するボールバルブ（弁）を用いているが、ゲートバルブやグローブバルブ、チャッキバルブ、バタフライバルブ等を適宜用いることができる。

吐出バルブ２１は、その内部において、後述する塗布ノズル２２の上部に連設する発泡充填剤２５の流路となる管状継手４２ａ，４２ｂ，（４２ｃ）内に発泡充填剤２５を送出可能となるように塗布ノズル２２と連通連設している。

従って、２次ポンプ４から送出された発泡充填剤２５は、吐出バルブ２１内の弁（図示せず）を開放することで塗布ノズル２２内に達し、塗布ノズル２２の先端から発泡充填剤２５を吐出させることができる。

また、発泡充填剤２５の吐出を停止するには、吐出バルブ２１内の弁を閉塞することで、高粘度材料に生じやすい塗布ノズル２２先端に生じる糸引きを可及的に防止することができる。

以上、説明したように本実施形態に係る塗布装置１は構成しており、複数のアームを有する多軸ロボット２と１次ポンプ３とを備え、多軸ロボット２は、先端アーム１９の開放端部２０に、塗布ノズル２２と、塗布ノズル２２と連通連結する吐出バルブ２１とを有し、中途部アーム１６には、吐出バルブ２１と２次配管６を介して連通連設し、１次ポンプ３と１次配管５を介して連通連結する２次ポンプ４を有することにより、多軸ロボット２の外部から１次ポンプ３により送出された発泡充填剤２５を、塗布ノズル２２に近い多軸ロボット２の中途部アーム１６に配設された２次ポンプ４により更に送出することができるので、高粘度の発泡充填剤２５を塗布ノズル２２から安定して吐出することができる。

また、塗布後に塗布ノズル２２の直前に配設された吐出バルブ２１を閉じることで、高粘度材料に生じやすい塗布ノズル２２先端に生じる糸引きを可及的に防止できる。

ここで、本実施形態に係る塗布装置１の１次ポンプ３は、発泡充填剤２５の温度を可変自在に制御する温度調節制御部（図示せず）を有し、１次配管５と２次配管６には温度調節制御部により制御され発泡充填剤２５の温度を可変自在とする温度調節部（図示せず）を有することもできる。

具体的には、温度調節制御部は、１次ポンプ３内に収容された発泡充填剤２５を加温するためのヒーター等の加熱装置（図示せず）と熱電対等の温度センサ（図示せず）とＰＩＤ制御等の温度制御回路（図示せず）で構成している。

温度制御回路は１次ポンプ３内の発泡充填剤２５の温度を設定可能であり、発泡充填剤２５が設定温度に短時間で到達するように制御される。

また、１次配管５と２次配管６の周面には長さ方向で略全周に渡り温度調節部として電熱線（２３）と、１次・２次配管５，６の一部に熱電対等の温度センサ（図示せず）が配設されている。また、電熱線（２３）と温度センサは１次ポンプ３の温度調節制御部に接続されており、１次・２次配管５，６内を流通する発泡充填剤２５の温度を電熱線（２３）の加熱により設定温度に保てるように構成している。

このように、１次ポンプ３には発泡充填剤２５の温度を可変自在に制御する温度調節制御部を有し、１次配管５と２次配管６には温度調節制御部により制御され発泡充填剤２５の温度を可変自在とする温度調節部を有することにより、高粘度の発泡充填剤２５を加温して可能な限り低粘度化した状態で塗布することができるので、安定した効率のよい塗布を行うことができる。

また、本実施形態に係る塗布装置１の塗布ノズル２２は、閉断面構造部ｈの部分断面ｂを閉塞する発泡領域３１を形成するための発泡充填剤２５ａを吐出する発泡領域用開口部３２と、加熱発泡時に発泡領域３１の発泡充填剤２５ａの垂れ落ちを防止するダム領域３７を形成するための発泡充填剤２５ｂを吐出するダム領域用開口部３８と、を平面視段違いに隣接して備えている。

また、塗布ノズル２２は、発泡領域用開口部３２を備えた発泡領域材料収容室３３と、ダム領域用開口部３８を備えたダム領域材料収容室３９とを備えている。

具体的には、塗布ノズル２２は、図５（ａ）に示すように上下に開口を有する中空で側面視矩形ブロック状の発泡領域用ノズル３０とダム領域用ノズル３６の２つのノズルで構成されており、発泡領域用ノズル３０の下開口部は発泡領域用開口部３２として８〜１０ｍｍの幅（厚み）３４で１０〜３０ｍｍの長さ（幅員）３５の開口を形成し、ダム領域用ノズル３６の下開口部はダム領域用開口部３８として３〜６ｍｍの幅（厚み）４０で１０〜３０ｍｍの長さ（幅員）４１の開口を形成している。

また、中空の発泡領域用ノズル３０の内部には発泡領域材料収容室３３が形成され、中空のダム領域用ノズル３６の内部にはダム領域材料収容室３９が形成されている。

また、ダム領域用ノズル３６は塗布方向の前方に位置し、ダム領域用ノズル３６の後端部に発泡領域用ノズル３０の前端部を連設している。更に、発泡領域用ノズル３０とダム領域用ノズル３６の連設においては、発泡領域用開口部３２とダム領域用開口部３８とが平面視段違いに隣接配置している。すなわち、図５（ａ）に示すように、塗布ノズル２２により塗布される２本の帯状の発泡充填剤２５ａ，２５ｂの側面が少なくとも塗布後に密着するように各開口部３２，３８の位置を規定している。

なお、２つの塗布ノズル３０，３６の下半部、すなわちノズル先端は、狭い領域でも塗布を可能とするために各塗布ノズル３０，３６の外側壁を切欠して、図２に示す側面視で先端先鋭となるように形成している。

また、各ノズル３０，３６の上端部には開口部を有し、発泡充填剤２５が流通自在な管状継手４２ａ，４２ｂを介して吐出バルブ２１と連通連設している。吐出バルブ２１内では、２つの管状継手４２ａ，４２ｂを同時に開閉蓋する弁を備え、各ノズル３０，３６からの発泡充填剤２５の吐出を同時にＯＮ・ＯＦＦできるように構成している。

また、吐出バルブ２１は１個に限定されるものではなく、各管状継手４２ａ，４２ｂ毎に独立した吐出バルブを備えるように構成することもできる。

このように、本実施形態に係る塗布装置１の塗布ノズル２２は、発泡領域３１を形成する発泡充填剤２５ａを吐出する発泡領域用開口部３２とダム領域３７を形成する発泡充填剤２５ｂを吐出するダム領域用開口部３８とを平面視段違いに隣接して備えることにより、同一の樹脂により厚みの異なる２つの領域を同時に形成することができる。

また、塗布ノズル２２は、発泡領域用開口部３２を備えた発泡領域材料収容室３３と、ダム領域用開口部３８を備えたダム領域材料収容室３９とを備えたことにより、各収容室３３，３９毎に発泡充填剤２５の吐出圧を可変させることが可能となるので各領域３１，３７に対応させた適切な吐出圧で安定した形状に塗布することができる。

上述した吐出バルブ２１により発泡充填剤２５塗布することで、発泡領域３１は８〜１０ｍｍの厚みで１０〜３０ｍｍの幅員の帯状に塗布され、ダム領域３７は３〜６ｍｍの厚みで１０〜３０ｍｍの幅員の帯状に塗布される。

なお、本実施形態に係る塗布ノズルは、図５（ｂ）に示すような塗布ノズル２２ａであってもよい。すなわち上下に開口を有する中空で側面視矩形ブロック状の塗布ノズル２２ａの下開口部は、発泡領域用開口部３２とダム領域用開口部３８とを連通状態で平面視段違いに形成し、発泡領域用開口部３２として８〜１０ｍｍの幅３４で１０〜３０ｍｍの長さ３５の開口を形成し、ダム領域用開口部３８として３〜６ｍｍの幅４０で１０〜３０ｍｍの長さ４１の開口を形成している。

また、中空の塗布ノズル２２ａの内部には発泡領域材料収容室３３とダム領域材料収容室３９の区別のない樹脂収容室４４が１室形成されている。

また、塗布ノズル２２ａの上端部の開口部には、発泡充填剤２５が流通自在な管状継手４２ｃを備えている。従って、吐出バルブ２１内では、管状継手４２ｃを開閉蓋する弁により発泡充填剤２５の吐出をＯＮ・ＯＦＦすることができる。

なお、塗布ノズル２２ａの下半部、すなわちノズル先端は、狭い領域でも塗布を可能とするためにノズルの前後を先端先鋭に形成している。

このように形成された塗布ノズル２２ａは、塗布ノズル２２ａ自体の外形を小さく形成することができるので、狭い領域への塗布を容易に行うことができ、しかも、管状継手４２ｃを流通する発泡充填剤２５の圧力制御が容易になる。

[塗布方法]
本発明の実施形態に係る発泡充填剤２５の塗布方法は、粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤２５を閉断面構造部ｈに塗布して加熱発泡させることで閉断面構造部ｈの部分断面ｂを該発泡充填剤２５で充填する塗布方法であって、図６（ａ）に示すように、発泡充填剤２５は、発泡充填剤２５の加熱発泡時に閉断面構造部ｈの略垂直面部となる壁面ｅの一部に、発泡領域３１として垂直面部に略直交して８〜１０ｍｍの厚み３４で１０〜３０ｍｍの幅員の帯状に塗布するものである。

更に、発泡領域３１の下部となる壁面ｅには発泡充填剤２５からなるダム領域３７を隣接して帯状に塗布し、ダム領域３７は３〜６ｍｍの厚み４０と１０〜３０ｍｍの幅員で発泡領域３１の塗布と同時に塗布するものである。

上述のようにして発泡充填剤２５（２５ａ，２５ｂ）を塗布することで、加熱発泡により図６（ｂ）に示すように先に発砲したダム領域３７の発泡充填剤２５ｂが発泡領域３１の発泡充填剤２５ａを支えるようにして閉断面構造部ｈの部分断面ｂを図３（ｂ）の如く完全に充填することができる。

ここで、本実施形態に係る発泡充填剤２５の塗布方法の説明として、自動車の組立工程の一部を用いて詳述する。

本実施形態では図１に示すように、フロントピラーＰ１の片側２箇所とルーフピラーＰ２の片側２箇所、及び後部ピラーＰ３の片側１箇所に対して発泡充填剤２５が塗布され、本説明においては後部ピラーＰ３の発泡充填剤充填箇所ｊを対象として説明を行う。

まず、図７（ａ）に示すように、後部ピラーＰ３を構成する長尺で凹状のアウターパネルｓがプレス加工により成型される。

次に、図２、図７（ｂ）に示すように、成型されたアウターパネルｓの凹状部ｒの内側壁ｎの凹状面に沿って、上述した塗布装置１を用いて上述した発泡充填剤２５を図５（ａ）、図６（ａ）に示すように２本の帯状に塗布する。この場合、加熱発泡により図３（ｂ）に示すように閉断面構造部ｈの部分断面ｂを発泡した発泡充填剤２５（２５ａ）で完全に充填されるよう図３（ａ）に示すように凹状面の一方の端部ｔ１から他方の端部ｔ２までを連続して塗布する。

また、発泡充填剤２５の塗布については、アウターパネルｓを組付けて車体形状とした際に、図６（ａ）に示すように、上側となる位置に発泡領域３１が形成され、その下側となる位置にダム領域３７が形成されるように塗布を行う。

１液である発泡充填剤２５は、加熱発泡時に図８（ａ）に示すように全体に満遍なく膨張するため、アウターパネルｓを閉塞するインナーパネルｖ側に発泡充填剤２５を塗布せずとも、図３（ｂ）のように部分断面ｂを完全に充填することができる。

なお、アウターパネルｓに対する発泡充填剤２５の塗布については、加熱発泡時に全体に満遍なく膨張する特性を生かして、図９に示すように、凹状面の所定部分のみに塗布しても良い。このように部分塗布することで、発泡充填剤２５の使用量を削減することができる。

アウターパネルｓへの発泡充填剤２５の塗布が完了した後、図７(ｃ)に示すように、アウターパネルｓにインナーパネルｖを対峙させ、互いの外端部同士を溶接により接合して閉断面構造部ｈを構成する。このようにして後部ピラーＰ３が形成された後、フロントピラーＰ１やルーフピラーＰ２と共に溶接により組立途中の車体Ｃに接合される。

後部ピラーＰ３内に塗布された発泡充填剤２５（２５ａ，２５ｂ）は、後部ピラーＰ３が車体Ｃに組付けられて垂直方向に傾斜しても垂れ落ちることはない。

このようにして車体形状に形成された組立途中の車体Ｃは、図７（ｄ）に示すように洗浄ノズルｋによりシャワー洗浄が行われ、車体Ｃ全体に満遍なく洗浄液ｍがかけられる。その際、後部ピラーＰ３内にも洗浄液ｍが侵入し発泡充填剤２５と接触するが、発泡充填剤２５が垂れ落ちることはない。

シャワー洗浄を終えた車体Ｃは、図７（ｅ）に示すように電着塗装が施される。塗装液ｕで満たされた塗装液槽ｑ中に車体Ｃを浸漬されることで、後部ピラーＰ３内にも塗装液ｕが侵入し発泡充填剤２５と接触するが、発泡充填剤２５が垂れ落ちることはない。

電着塗装により塗装液ｕで被覆された車体Ｃは、図７（ｆ）に示すように乾燥炉ｗに投入され、塗装液ｕの固化と車体Ｃへの密着性の向上が図られる。乾燥炉ｗの炉内温度は１６０℃以上に設定されており、発泡開始温度が１２０〜１６０℃である発泡充填剤２５は、乾燥炉ｗへの投入直後は図７（ｆ１）に示すように塗布時の状態を保っているが、図７（ｆ２）に示すように徐々に発泡が進み、最終的には図７（ｆ３）に示すように後部ピラーＰ３の閉断面構造部ｈの部分断面ｂは発泡した発泡充填剤２５（２５ａ）により完全に充填される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

ｂ部分断面
ｅ壁面
ｈ閉断面構造部
１塗布装置
２多軸ロボット
３１次ポンプ
４２次ポンプ
５１次配管
６２次配管
１６中途部アーム
１９先端アーム
２０開放端部
２１吐出バルブ
２２塗布ノズル
２５発泡充填剤
３１発泡領域
３２発泡領域用開口部
３３発泡領域材料収容室
３４厚み
３５幅員
３７ダム領域
３８ダム領域用開口部
３９ダム領域材料収容室
４０厚み
４１幅員

Claims

粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで前記閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布方法であって、
前記発泡充填剤は、前記発泡充填剤の加熱発泡時に前記閉断面構造部の略垂直面部となる壁面の一部に、発泡領域として前記垂直面部に略直交して帯状に塗布し、
前記発泡領域の下部となる前記壁面には前記発泡充填剤からなるダム領域を隣接して帯状に塗布し、前記ダム領域は前記発泡領域よりも薄い厚みで前記発泡領域の塗布と同時に塗布することを特徴とする発泡充填剤の塗布方法。
粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで前記閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布装置であって、
複数のアームを有する多軸ロボットと１次ポンプとを備え、
前記多軸ロボットは、先端アームの開放端部に、塗布ノズルと、前記塗布ノズルと連通連結する吐出バルブとを有し、
中途部アームには、前記吐出バルブと２次配管を介して連通連設し、前記１次ポンプと１次配管を介して連通連結する２次ポンプを有し、
前記１次ポンプには前記発泡充填剤の温度を可変自在に制御する温度調節制御部を有し、前記１次配管と前記２次配管には前記温度調節制御部により制御され前記発泡充填剤の温度を可変自在とする温度調節部を有することを特徴とする発泡充填剤の塗布装置。
粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓで発泡倍率が５〜２０倍で発泡開始温度が１２０〜１６０℃である熱硬化型で１液の発泡充填剤を閉断面構造部に塗布して加熱発泡させることで前記閉断面構造部の部分断面を該発泡充填剤で充填する塗布装置であって、
複数のアームを有する多軸ロボットと１次ポンプとを備え、
前記多軸ロボットは、先端アームの開放端部に、塗布ノズルと、前記塗布ノズルと連通連結する吐出バルブとを有し、
中途部アームには、前記吐出バルブと２次配管を介して連通連設し、前記１次ポンプと１次配管を介して連通連結する２次ポンプを有し、
前記塗布ノズルは、発泡領域を形成する前記発泡充填剤を吐出する発泡領域用開口部とダム領域を形成する前記発泡充填剤を吐出するダム領域用開口部とを平面視段違いに隣接して備えることを特徴とする発泡充填剤の塗布装置。
前記塗布ノズルは、前記発泡領域用開口部を備えた発泡領域材料収容室と、前記ダム領域用開口部を備えたダム領域材料収容室とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の発泡充填剤の塗布装置。
請求項１乃至請求項４に記載の発泡充填剤であって、
前記発泡充填剤は、樹脂としてＳＢＲゴムを１５重量％、充填剤として重質炭酸カルシウムを４０重量％、添加剤として発泡剤であるＡＤＣＡを４重量％、発泡助剤である尿素を１重量％、架橋剤である硫黄を２重量％、架橋助剤である酸化亜鉛を１重量％、軟化剤として可塑剤を３７重量％として構成したことを特徴とする発泡充填剤。