JPH11123730A - 車体閉断面部の充填装置及びその充填方法 - Google Patents

車体閉断面部の充填装置及びその充填方法

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JPH11123730A
JPH11123730A JP9292127A JP29212797A JPH11123730A JP H11123730 A JPH11123730 A JP H11123730A JP 9292127 A JP9292127 A JP 9292127A JP 29212797 A JP29212797 A JP 29212797A JP H11123730 A JPH11123730 A JP H11123730A
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filling
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睦久 宮本
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    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
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    • B29C44/188—Sealing off parts of the cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
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  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車などの車両を大量生産するのに適した
車体閉断面部の充填装置を提供する。 【解決手段】 所望の位置に移動可能なマニピュレータ
ー38と、マニピュレーターに取り付けられた噴射装置
50と、記噴射装置に発泡性材料を供給する供給手段5
6と、車体閉断面部の注入口を通して車体断面部に発泡
性材料を供給できる位置に噴射装置が位置決めされるよ
うにマニピュレータ10の位置を制御すると共に、車体
閉断面部内の容積に合わせて設定した量だけ発泡性材料
を充填するように供給手段を制御するコントローラ40
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、車体の閉断面部
(すなわち、車体の閉空間部)の充填装置及びその充填
方法に関し、特に、自動車製造ライン上を流れる複数の
車体の閉断面部を補強するのに適した、車体閉断面部の
充填装置及びその充填方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の衝突安全の向上が益々望
まれている。乗員を衝突から保護するためには、衝突エ
ネルギーを吸収するために車体の前後にクラッシャブル
・ゾーンを設けなければならないと共に、乗員の生存空
間を確保するために乗員が居るキャビンには強固なセー
フティ・セルを構築しなければならない。
【0003】しかしながら、キャビンの強度を高める
に、各ピラーやシャシーフレーム等の肉厚をより厚くす
ると、車体の重量が増し、燃費が悪くなるという問題が
生じる。
【0004】そこで、本願出願人は、ピラーやシャシー
フレームなどの車体の一部の閉断面部内に常温硬化発泡
性2液型ポリウレタン材料を充填してピラー等の肉厚を
薄く維持したまま車体の強度を高める構造や方法を出願
している(特願平9ー79759、特願平9ー1882
26など)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、自動車の生産は、分業とコンベヤーの採用による移
動組立法により大量生産を行っている。すなわち、大量
の車体が順次流れるライン上で、車体を順次溶接した
り、大量の部品が順次取り付けられている。かかる観点
から、大量生産に適した車体閉断面部の充填装置及びそ
の充填方法を開発することが希求されていた。
【0006】本願発明は、かかる問題点に鑑みなされた
ものであり、自動車などの車両を大量生産するのに適し
た車体閉断面部の充填装置及びその充填方法を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願発明によれば、所望
の位置に移動可能なマニピュレーターと、前記マニピュ
レーターに取り付けられた噴射装置と、前記噴射装置
に、発泡性材料を供給する供給手段と、車体閉断面部の
注入口を通して前記車体断面部に前記発泡性材料を供給
できる位置に前記噴射装置が位置決めされるように前記
マニピュレータの位置を制御すると共に、前記車体閉断
面部内の容積に合わせて設定した量だけ前記発泡性材料
を充填するように前記供給手段を制御するコントローラ
とを備えたので、大量の車体が順次流れるライン上で、
ラインの流れに合わせて、該車体各部の閉断面部内に発
泡性材料を充填することができる。
【0008】また、本願発明によれば、マニピュレータ
ーに設けられ噴射装置と車体閉断面部の注入口との間の
ずれ量を感知する位置検出センサを備え、該位置検出セ
ンサから前記ずれ量をコントローラーに出力し、該コン
トローラーにより前記ずれ量がゼロになるようにマニピ
ュレーターの位置を調節するようにしたので、車体に位
置ずれが生じていた場合でも、噴射装置を車体閉断面部
の各注入口に正確に整合させることができる。
【0009】また、本願発明によれば、前記発泡性材料
の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態をモニターする
モニター装置を備えたので、モニター装置が前記車体閉
断面部内で前記発泡性材料が充填されていない未充填部
分をモニターした場合に、当該未充填部分を有する車体
を不良品として取り扱うことができる。
【0010】さらに、本願発明によれば、前記モニター
装置が前記車体閉断面部内で前記発泡性材料が充填され
ていない未充填部分をモニターした場合に、前記未充填
部分の位置に応じて、前記前記注入口の基準画像を補正
するようにしたので、未充填部分の発生を減少させるこ
とができる。
【0011】本願発明の他の特徴や効果は、下記に詳細
に述べられる記述や図面と請求の範囲を参照することに
よって、当業者にとって明らかとなるであろう。
【0012】本願発明の一実施例を詳細に説明する前
に、本願発明が、下記の記述に述べられ図面に示された
構成要素の詳細な配置や詳細な構造への適用に限定され
るものではないということを、理解するべきである。本
願発明は、他の実施例においても可能であり、また、種
々の方法で実行され成し遂げることができる。また、こ
こに使用された用語や術語は説明のためのものであっ
て、限定して解釈されるべきでないということを理解す
るべきである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施例を図1
乃至図8に基づいて説明する。
【0014】本実施例に係わる車体閉断面部の充填装置
は、所望の位置に移動可能なマニピュレーターとしての
ロボット10と、ロボット10に取り付けられた噴射装
置50と、噴射装置50に、発泡性材料としての常温硬
化発泡性2液型ポリウレタン材料を供給する供給手段と
してのポンプ56と、車体閉断面部の注入口に噴射装置
が整合するようにロボットの位置を制御すると共に、車
体閉断面部内の容積に合わせて設定した量だけ前記常温
硬化発泡性2液型ポリウレタン材料を充填するようにポ
ンプ56を制御するコントローラとを備えている。
【0015】本実施例においては、上述したように、図
1に示すロボット10がマニピュレーターを構成してい
る。ロボット10は、自動車製造ライン12に沿って設
けられた作業位置14に設置されている。車体(例え
ば、ホワイトボディ)100が作業位置14に入ったこ
とを検知する検知装置16が、ロボット10の近傍に設
けられている。
【0016】ロボット10は、工場の床面18に固定さ
れたベース部20と、ベース部20に縦軸22を中心に
枢動可能に取り付けられたボディ部24と、ボディ部2
4に横軸26を中心に枢動可能に取り付けられた第1の
アーム部28と、第1のアーム部28の末端に横軸線3
0を中心として枢動可能に取り付けれた第2のアーム部
32と、第2のアーム部32の末端に横軸34を中心に
枢動可能に取り付けられていると共に、回転軸36を中
心に回転自在に取り付けられているハンド部38とを備
えている。
【0017】このようにして、車体100が製造ライン
12上を流れてきてロボット10の近傍に達すると、検
知装置16がこれを検知し、入出力(I/O)装置42
を通してコントローラ40に車体が作業位置14に入っ
たことを伝える。コントローラ40は、これに基づい
て、入出力(I/O)装置42を通してロボット10に
指示を与え、ボディ部24をベース部20に対して枢動
させ、第1のアーム部28をボディ部24に対して枢動
させ、第2のアーム部32を第1のアーム部28に対し
て枢動させ、ハンド部38を第2のアーム部32に対し
て枢動または回転させることにより、ハンド部38を所
望の位置に移動できるようになっている。
【0018】噴射装置50は、ハンド部38の先端側、
すなわち末端側に固定されている。噴射装置50は、製
造ライン12側に向けて突出する吐出充填ノズル52を
備えている。吐出充填ノズル52には、開閉可能なバル
ブ(図示せず)を設けることができ、このバルブを開く
タイミングを制御することにより、発泡性材料の吐出を
開始するタイミングをより正確に制御でき、発泡性材料
の吐出後、このバルブを閉じるタイミングを制御するこ
とにより、後だれを防止できる。このようなバルブは供
給手段の一部を構成することとなる。噴射装置50は、
導管54を通して一対のポンプ56(図では1つのポン
プとして表している)に連結されている。一対のポンプ
56はタンク58、60に連結されている。一方のタン
ク58には主剤(例えば、ポリオール主剤)が蓄えられ
ており、他方のタンク60には硬化剤(例えば、ポリイ
ソシアネート硬化剤)が蓄えられている。これらの常温
硬化発泡性2液型ポリウレタン材料の主剤と硬化剤は、
一対のポンプ56によりそれぞれ別々に噴射装置50に
圧送され、衝突混合され、吐出充填ノズル52から前記
材料が吐出される。
【0019】自動車製造ライン12上には、所定の間隔
をあけて図1及び図2に示すような車体100が順次流
れるようになっている(図1においては、本実施例の特
徴を明瞭に示すために、車体100は点線により簡略化
して示されている)。車体100は、前向きに流れるよ
うになっている。本実施例においては、例えば車体10
0のAピラー部102、Bピラー部104、Bピラー部
104の上側に設けられたルーフ部106の一部をも構
成しているBピラー上部108、及びロッカー部110
がそれぞれ車体の閉断面部(換言すれば、車体の閉空間
部)を構成している。もっとも、本願発明はこれらの部
分に限定するものではなくフロントサイドメンバー13
0、ドアに設けられるサイドインパクトバー132、ク
ロスメンバー134、リアサイドメンバー136、バン
パーリンフォースメント138などにより、それぞれ車
体の閉断面部を構成するようにしてもよい。
【0020】図1に示したロボット10は、図1で見て
右側の(または図2に示された側の)Aピラー部10
2、Bピラー部104、Bピラー上部108、及びロッ
カー部110の閉断面部内に常温硬化発泡性2液型ポリ
ウレタン材料を吐出充填するためのものである。図1で
見て左側のAピラー部102、Bピラー部104、Bピ
ラー上部108、及びロッカー部110の閉断面部内に
常温硬化発泡性2液型ポリウレタン材料を吐出充填する
ため、図示しない別のロボットが図1に示したロボット
10の反対側に設けられる。最も天井から垂下するマニ
ピュレーターとしてのロボットを設ければ車体の両サイ
ドに容易に移動できるので、1つのロボットで発泡性材
料の充填を行うことも可能である。
【0021】Aピラー部102の車内側の側壁102a
には、車内側に向いて開口した注入口102bが形成さ
れている(図3参照)。また、Aピラー部102の内部
下方には、仕切壁102cが取り付けられており、これ
により、Aピラー部102の内部に、車体閉断面部10
2d(換言すれば、車体閉空間部102d)が画定され
ている。この仕切壁102cにより、充填される常温硬
化発泡性2液型ポリウレタン材料が他の箇所に漏洩しな
いようになっている。注入口102bは、車体閉断面部
102dに連通している。
【0022】Bピラー部104の車内側の側壁104a
には、車内側に向いて開口した注入口104bが形成さ
れている(図4参照)。また、Bピラー部104の内部
下方には、仕切壁104cが取り付けられており、これ
により、Bピラー部104の内部に、車体閉断面部10
4d(換言すれば、車体閉空間部104d)が画定され
る。注入口102bは、車体閉断面部102dに連通し
ている。
【0023】Bピラー上部108の車内側の側壁108
aには、車内側に向いて開口した注入口108bが形成
されている(図5参照)。また、Bピラー上部108の
内部両側には、それぞれ仕切壁108cが取り付けられ
ており、これにより、Bピラー上部108の内部に、車
体閉断面部108d(換言すれば、車体閉空間部108
d)が画定されている。注入口108bは、車体閉断面
部108dに連通している。
【0024】ロッカー部110の車内側の側壁110a
には、車内側に向いて開口した注入口110bが形成さ
れている(図6参照)。また、ロッカー部110の内部
下方には、仕切壁110cが取り付けられており、これ
により、ロッカー部110の内部に、車体閉断面部11
0d(換言すれば、車体閉空間部110d)が画定され
ている。注入口110bは、車体閉断面部110dに連
通している。
【0025】本実施例においては、車体閉断面部の注入
口を通して該車体断面部に発泡性材料を充填できる位置
として、吐出充填ノズル52がそれぞれの注入口に嵌合
できる位置が選択されている。これによれば、注入口と
吐出充填ノズルとの間からの発泡性材料の漏れを完全に
防止することができる。しかしながら、発泡性材料の漏
れのおそれがないならば、単に、注入口に吐出充填ノズ
ルを整合させたり、注入口内に吐出充填ノズル52の先
端だけを挿入するようにしてもよい。
【0026】コントローラ40は、記憶部62に接続さ
れている。この記憶部62には、ロボットを制御する制
御プログラムが記憶されていると共に、例えば、吐出充
填ノズル52がBピラー部104の注入口104bに嵌
合する第1の基準位置の空間座標と、吐出充填ノズル5
2がBピラー上部108の注入口108bに嵌合する第
2の基準位置の空間座標と、吐出充填ノズル52がAピ
ラー部102の注入口102bに嵌合する第3の基準位
置の空間座標と、吐出充填ノズル52がロッカー部11
0の注入口110bに嵌合すると第4の基準位置の空間
座標等が記憶されている。
【0027】コントローラ40は、記憶部62に記憶さ
れた制御プログラムの指示に基づいて、まず、記憶部6
2から第1の基準位置の空間座標を読みとり、ロボット
10を駆動することにより、吐出充填ノズル52を第1
の基準位置の空間座標に移動させてBピラー部104の
注入口104bに吐出充填ノズル52を嵌合させる。こ
のようにして、吐出充填ノズル52の位置決めが行われ
た後に、ポンプ56を駆動して、Bピラー部104の閉
断面部104d内の容積に合わせて設定した量だけ常温
硬化発泡性2液型ポリウレタン材料を充填する。次い
で、コントローラ40は、記憶部62から第2の基準位
置の空間座標を読みとり、ロボット10を駆動すること
により、吐出充填ノズル52を第2の基準位置の空間座
標に移動させてBピラー上部108の注入口108bに
吐出充填ノズル52を嵌合させる。次いで、ポンプ56
を駆動して、Bピラー上部108の閉断面部108d内
の容積に合わせて設定した量だけ常温硬化発泡性2液型
ポリウレタン材料を充填する。次に、コントローラ40
は、記憶部62から第3の基準位置の空間座標を読みと
り、ロボット10を駆動することにより、吐出充填ノズ
ル52を第3の基準位置の空間座標に移動させてAピラ
ー部102の注入口102bに吐出充填ノズル52を嵌
合させる。次いで、ポンプ56を駆動して、Aピラー部
102の閉断面部102d内の容積に合わせて設定した
量だけ常温硬化発泡性2液型ポリウレタン材料を充填す
る。次に、コントローラ40は、記憶部62から第4の
基準位置の空間座標を読みとり、ロボット10を駆動す
ることにより、吐出充填ノズル52を第4の基準位置の
空間座標に移動させてロッカー部110の注入口110
bに吐出充填ノズル52を嵌合させる。次いで、ポンプ
を駆動して、ロッカー部110の閉断面部110d内の
容積に合わせて設定した量だけ常温硬化発泡性2液型ポ
リウレタン材料を充填する。
【0028】このようにして、1台の車体100への常
温硬化発泡性2液型ポリウレタン材料の充填が終了する
と、コントローラ40は、ハンド部38などが車体10
0の移動を妨げないようにロボット10をホームポジシ
ョンに戻して、次の車体が来るまで待機する。
【0029】次に、上記実施例の全体的な動作の概要を
図7のフローチャートに基づいて説明する。
【0030】まず、車体100が作業位置14に入った
ことを検知装置16が検知したか否かを判断する(ステ
ップ200)。車体100が作業位置14に入っていな
い場合、車体100を検知するまで待機する。車体10
0が作業位置14に入ったことを検知装置16が検知し
た場合、ロボット10を駆動し吐出充填ノズル52を第
1の基準位置の空間座標に移動して、吐出充填ノズル5
2をBピラー部104の注入口104bに嵌合させる
(ステップ202)。その後、Bピラー部104の閉断
面部104d内の容積に合わせて設定した量だけ常温硬
化発泡性2液型ポリウレタン材料が充填されるように主
剤と硬化剤の一対のポンプ56を駆動する(ステップ2
04)。次いで、ロボット10を駆動し吐出充填ノズル
52を第2の基準位置の空間座標に移動して、吐出充填
ノズル52をBピラー上部108の注入口108bに嵌
合させ(ステップ206)、Bピラー上部108の閉断
面部108d内の容積に合わせて設定した量だけ常温硬
化発泡性2液型ポリウレタン材料が充填されるように一
対のポンプ56を駆動する(ステップ208)。次い
で、ロボット10を駆動し吐出充填ノズル52を第3の
基準位置の空間座標に移動して、吐出充填ノズル52を
Aピラー部102の注入口102bに嵌合させ(ステッ
プ210)、Aピラー部102の閉断面部102d内の
容積に合わせて設定した量だけ常温硬化発泡性2液型ポ
リウレタン材料が充填されるように一対のポンプ56を
駆動する(ステップ212)。次いで、ロボット10を
駆動し吐出充填ノズル52を第4の基準位置の空間座標
に移動して、吐出充填ノズル52をロッカー部110の
注入口110bに嵌合させ(ステップ214)、ロッカ
ー部110の閉断面部110d内の容積に合わせて設定
した量だけ常温硬化発泡性2液型ポリウレタン材料が供
給されるように一対のポンプ56を駆動する(ステップ
216)。
【0031】この後、ロボット10をホームポジション
に戻し(ステップ218)、次の車体が来るまで待機す
る。
【0032】上記実施例では、Bピラー部104、Bピ
ラー上部108、Aピラー部102及びロッカー部11
0の順序で発泡性材料を充填するようにしたが、本願発
明はこれに限るものではなく、どのような順序で充填す
るようにしてもよい。しかしながら、本実施例のよう
に、Bピラー部、Bピラー上部、Aピラー部及びロッカ
ー部の順序あるいはその逆の順序で発泡性材料を充填す
るようにすると、ロボット10のハンド部38などの移
動範囲が少なくなり、迅速に充填作業を行うことができ
る。
【0033】上記実施例では、車体のうちBピラー部1
04、Bピラー上部108、Aピラー部102及びロッ
カー部110のそれぞれの閉断面部内に発泡性材料を充
填するようにしたが、本願発明はこれに限るものではな
く、Cピラー部、ピラー部とルーフ部との結合部、サイ
ドシル、車体下部のシャーシ部、フロントサイドメンバ
ー、サイドインパクトバー、クロスメンバー、リアサイ
ドメンバー、バンパーリンフォースメントなど他の部分
に閉断面部を構成して発泡性材料を充填することもでき
る。図8は、結合部の1例として、Aピラー部118
と、フロントルーフレール部120と、フロントサイド
ルーフレール部122との結合部が示されている。Aピ
ラー部102、フロントルーフレール部120、及びフ
ロントサイドルーフレール部122には、それぞれ仕切
壁118c、120c、及び122cが設けられてお
り、これにより、閉断面部が画定されている。注入口1
22aはフロントサイドルーフレール部122に形成さ
れており、かかる注入口122aを通して閉断面部内に
発泡性材料が充填されるようになっている。この例の場
合、フロントサイドルーフレール部122に注入口を形
成したが、Aピラー部118あるいはフロントルーフレ
ール部120に注入口を形成するようにしてもよい。
【0034】次に、本願発明の第2実施例を図9に基づ
いて説明する。なお、上記実施例と同様な構成は同符号
を用いてその詳細な説明は省略する。
【0035】上記実施例では、上述したように、Bピラ
ー部の注入口、Bピラー上部の注入口、Aピラー部の注
入口及びロッカー部の注入口のそれぞれに嵌合すると4
つの基準位置に吐出充填ノズル52を移動させるように
した。すなわち、ロボット10に対する、製造ライン上
を流れている車体の100相対的な位置に基づいて一律
にロボットの10のアームなどを移動させるようにして
いる。
【0036】しかしながら、車体の個々に歪みなどによ
る位置ずれがある場合や製造ライン上に位置ずれ誤差が
生じた場合、上記実施例のようにロボット10を一律に
位置決め制御すると、注入口に吐出充填ノズル52が嵌
合しない可能性が生じる。かかる不都合を回避するため
に、本願発明の第2実施例では、さらに、吐出充填ノズ
ル52と車体閉断面部の注入口との間のずれ量を感知す
る位置検出センサを備えている。位置検出センサは、前
記ずれ量をコントローラー40に出力し、コントローラ
ー40はこのずれ量がゼロになるようにハンド部やアー
ム部などの位置を調節している。
【0037】前記位置検出センサは、ハンド部38に取
り付けられた、車体閉断面部の注入口を撮像する撮像管
としてのCCDカメラ70と、注入口の基準画像を記憶
する記憶部62と、CCDカメラ70より出力される注
入口の映像と記憶部62に記憶された基準画像とを比較
してそれらの間のずれ量を検出する検出部としてのコン
トローラ40とを備えている。
【0038】記憶部62は、車体100に位置ずれがな
い場合に、(1)吐出充填ノズル52が第1の基準位置
に移動したときにCCDカメラ70により映し出される
Bピラー部104の注入口104bの第1の基準画像
と、(2)吐出充填ノズル52が第2の基準位置に移動
したときにCCDカメラ70により映し出されるBピラ
ー上部108の注入口108bの第2の基準画像と、
(3)吐出充填ノズル52が第3の基準位置に移動した
ときにCCDカメラ70により映し出されるAピラー部
102の注入口102bの第3の基準画像と、(4)吐
出充填ノズル52が第4の基準位置に移動したときにC
CDカメラ70により映し出されるロッカー部110の
注入口110bの第4の基準画像と、を記憶している。
【0039】Bピラー部104の注入口104bに吐出
充填ノズル52を嵌合させる場合を例に取って説明する
と、コントローラ40は、図10に示すように、まず、
Bピラー部104の注入口104bに嵌合可能な第1の
基準位置に吐出充填ノズル52を移動させる(ステップ
300)。このとき、コントローラ40は、CCDカメ
ラ70からBピラー部の注入口104bの画像データを
取り込み(ステップ302)、記憶部62からBピラー
部の注入口の第1の基準画像データを読み出し(ステッ
プ304)、第1の基準画像データと、CCDカメラ7
0から得られた画像とを比較し、注入口の間にずれが有
るか否かをチェックする(ステップ306)。ずれがあ
る場合、このずれ量が減少する方向にロボット10のハ
ンド部38などを移動させ(ステップ308)、ずれ量
がなくなったことを確認してから(ステップ310)、
注入口104bに吐出充填ノズル52を嵌合させ(ステ
ップ311)、ポンプ56を駆動して発泡性材料の充填
を開始する(ステップ312)。一方、スッテプ306
で、Bピラー部の注入口の第1の基準画像データと、C
CDカメラから得られた画像との間にずれがない場合、
注入口104bに吐出充填ノズル52を嵌合させた後、
ポンプ56を駆動して発泡性材料の充填を開始する。他
の注入口に関しても上述した場合と同様に基準画像と比
較して、ずれ量がゼロに等しくなるようにしてから、注
入口104bに吐出充填ノズル52を嵌合させた後、発
泡性材料を充填する。なお、図10に示したフローチャ
ートは、図9に示したメインフローチャートのサブルー
チンとして組み込まれることが好ましい。
【0040】以上のように第2実施例によれば、車体な
どに位置ずれが生じていた場合でも、吐出充填ノズルを
車体閉断面部の注入口に正確に嵌合させることができ
る。
【0041】次に、本願発明の第3実施例を図11に基
づいて説明する。なお、上記実施例と同様な構成は同符
号を用い、その詳細な説明は省略する。
【0042】本願発明の第3実施例では、図11に示す
ように、さらに、常温硬化発泡性2液型ポリウレタン材
料の車体閉断面部内での硬化発泡状態ないし硬化充填状
態をモニターするモニター装置を備えている。常温硬化
発泡性2液型ポリウレタン材料は主剤と硬化剤とを混合
したときから激しく発熱反応しながら硬化発泡する。モ
ニター装置は、かかる材料が充填された車体閉断面部の
温度をモニターするものであって、前記常温硬化発泡性
2液型ポリウレタン材料の車体閉断面部内での硬化発泡
状態をモニターする赤外線カメラ80と、赤外線カメラ
80からの温度信号を熱画像データに変換し表示する熱
画像装置とを備えている。熱画像装置は、赤外線カメラ
80からの温度信号を熱画像データに変換するコントロ
ーラ40と、コントローラ40からの熱画像データを表
示するディスプレイ装置82とを備えている。図11に
示された赤外線カメラ80は、図11で見て右側のBピ
ラー部をモニターできる任意の位置に固定されている。
他の車体閉断面部をモニターする赤外線カメラは省略し
てある。
【0043】ディスプレイ装置82は、常温硬化発泡性
2液型ポリウレタン材料の充填部位と未充填部位とを温
度差によって表示するようになっている。したがって、
オペレータがディスプレイ装置82を見ることにより、
車体閉断面部内で常温硬化発泡性2液型ポリウレタン材
料が充填されていない未充填部分を発見した場合に、当
該未充填部分を有する車体を不良品として取り扱うこと
ができる。
【0044】また、冷えた硬化発泡状態の場合である硬
化充填状態をモニターする場合にはタッピング式非破壊
検査装置を用いることができる。タッピング式非破壊検
査装置は、タッピング操作を自動化し、音色と感性によ
る判別を、ハンマーに内蔵したフォースセンサーとCP
Uに置き換えてデジタル処理を行い判別を定量化する装
置である。本願発明のモニター装置は、車体閉断面部内
での硬化充填状態をモニターする前記タッピング式非破
壊検査装置と、前記タッピング式非破壊検査装置からの
タッピング波形を変換し表示する装置とを備えることに
より構成することもできる。
【0045】モニター装置が車体閉断面部内で発泡性材
料が充填されていない未充填部分をモニターした場合
に、未充填部分の位置に応じて、注入口の基準画像を補
正することができる。より具体的に説明すれば、吐出充
填ノズル52が例えばロッカー部110の注入口110
bの中心点Aに整合させた状態で嵌合しても、図12に
示すように未充填部位90が仕切壁110cの近傍で図
の右上に生じることがある。これは、車体側の品質のば
らつきなどが原因と考えられる。この場合、吐出充填ノ
ズル52が注入口110bに挿入可能な範囲内で、注入
口の中心点Aから若干未充填部位側にシフトした変位点
Bに吐出充填ノズル52を挿入することにより、未充填
部位90の発生を防止することができる。注入口110
bの中心点Aから若干未充填部位側にシフトした変位点
Bに吐出充填ノズルを挿入するために、本実施例におい
ては注入口を含むロッカー部110bの基準画像が一点
鎖線で示すようにAB間の距離だけ右側にシフトされる
ように、記憶部62に記憶された基準画像データを補正
する。これにより、吐出充填ノズル52が基準画像上の
中心点B、すなわち実際の製品の中心点Aよりも若干右
側にシフトした点に吐出充填ノズル52が挿入されるこ
ととなる。このようにして、注入口の基準画像をシフト
させるように補正したので、制御フローチャートそのも
のを変更する必要がなくなりコストの低減を図ることが
できる。なお、本実施例においては、注入口をやや幅広
に形成し、ノズル挿入用のカット部を有するゴム製の密
封材を前記幅広の注入口に取り付けることにより、吐出
充填ノズルが注入口の中心点から任意の方向に若干シフ
トしても発泡性材料の漏れの発生を防止できるようにな
っている。
【0046】このように、ロッカー部の注入口の基準画
像をシフトすることにより、未充填部分の発生を減少さ
せることができる。
【0047】本願発明の種々の特徴が、特許請求の範囲
に述べられている。
【0048】
【発明の効果】以上のように、本願発明によれば、所望
の位置に移動可能なマニピュレーターと、前記マニピュ
レーターに取り付けられた噴射装置と、前記噴射装置
に、発泡性材料を供給する供給手段と、車体閉断面部の
注入口を通して前記車体断面部に前記発泡性材料を供給
できる位置に前記噴射装置が位置決めされるように前記
マニピュレータの位置を制御すると共に、前記車体閉断
面部内の容積に合わせて設定した量だけ前記発泡性材料
を充填するように前記供給手段を制御するコントローラ
とを備えたので、大量の車体が順次流れるライン上で、
ラインの流れに合わせて、該車体の閉断面部内に発泡性
材料を充填することができる。
【0049】また、本願発明によれば、マニピュレータ
ーに設けられ噴射装置と車体閉断面部の注入口との間の
ずれ量を感知する位置検出センサを備え、該位置検出セ
ンサから前記ずれ量をコントローラーに出力し、該コン
トローラーにより前記ずれ量がゼロになるようにマニピ
ュレーターの位置を調節するようにしたので、車体に位
置ずれが生じていた場合でも、噴射装置を車体閉断面部
の注入口に正確に整合させることができる。
【0050】また、本願発明によれば、前記発砲性材料
の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態をモニターする
モニター装置を備えたので、モニター装置が前記車体閉
断面部内で前記発泡性材料が充填されていない未充填部
分をモニターした場合に、当該未充填部分を有する車体
を不良品として取り扱うことができる。
【0051】さらに、本願発明によれば、前記モニター
装置が前記車体閉断面部内で前記発泡性材料が充填され
ていない未充填部分をモニターした場合に、前記未充填
部分の位置に応じて、前記前記注入口の基準画像を補正
するようにしたので、未充填部分の発生を減少させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本願発明の第1実施例に係わる車体閉
断面部の充填装置のブロック図である。
【図2】図2は、車体の側面図である。
【図3】図3は、Aピラー部の概略的な斜視図である。
【図4】図4は、Bピラー部の概略的な斜視図である。
【図5】図5は、Bピラー上部の概略的な斜視図であ
る。
【図6】図6は、ロッカー部の概略的な斜視図である。
【図7】図7は、図1に示した充填装置を制御するため
のフローチャートである。
【図8】図8は、Aピラー部と、フロントルーフレール
部と、フロントサイドルーフレール部との結合部分の斜
視図である。
【図9】図9は、本願発明の第2実施例に係わる車体閉
断面部の充填装置のブロック図である。
【図10】図10は、第2実施例に係わる充填装置を制
御するためのフローチャートである。
【図11】図11は、本願発明の第3実施例に係わる車
体閉断面部の充填装置のブロック図である。
【図12】図12は、注入口の基準画像を補正する方法
を説明するための説明図である。
【符号の説明】
10 ロボット 12 自動車製造
ライン 14 作業位置 16 検知装置 18 工場の床面 20 ベース部 22 縦軸 24 ボディ部 26 横軸 28 第1のアー
ム部 30 横軸線 32 第2のアー
ム部 34 横軸 38 ハンド部 40 コントローラ 42 入出力(I
/O)装置 50 噴射装置 52 吐出充填ノ
ズル 54 導管 56 ポンプ 58 タンク 60 タンク 62 記憶部 70 CCDカメ
ラ 80 赤外線カメラ 82 ディスプレ
イ装置 90 未充填部位 100 車体 102 Aピラー部 102a 車内側
の側壁 102b 注入口 102c 仕切壁 102d車体閉断面部(閉空間部) 104 Bピラー
部 104a 車内側の側壁 104b 注入口 104c 仕切壁 104d 車体閉
断面部(閉空間部) 106 ルーフ部 108 Bピラー
上部 108a 車内側の側壁 108b 注入口 108c 仕切壁 108d 車体閉
断面部(閉空間部) 110 ロッカー部 110a 車内側
の側壁 110b 注入口 110c 仕切壁 110d 車体閉断面部(閉空間部) 120 フロントルーフレール部 122 フロントサイドルーフレール部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 正仁 大阪府高槻市明田町7番1号 サンスター 技研株式会社内

Claims (56)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所望の位置に移動可能なマニピュレータ
    ーと、 前記マニピュレーターに取り付けられた噴射装置と、 前記噴射装置に、発泡性材料を供給する供給手段と、 車体閉断面部の注入口を通して前記車体断面部に前記発
    泡性材料を供給できる位置に前記噴射装置が位置決めさ
    れるように前記マニピュレータの位置を制御すると共
    に、前記車体閉断面部内の容積に合わせて設定した量だ
    け前記発泡性材料を充填するように前記供給手段を制御
    するコントローラとを備えたことを特徴とする車体閉断
    面部の充填装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の充填装置において、さ
    らに、 前記噴射装置と前記車体閉断面部の注入口との間のずれ
    量を感知する位置検出センサを備えたことを特徴とする
    充填装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の充填装置において、 前記位置検出センサは、前記ずれ量を前記コントローラ
    ーに出力し、前記コントローラーはこのずれ量がゼロに
    なるように前記マニピュレーターの位置を調節すること
    を特徴とする充填装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の充填装置において、 前記位置検出センサは、前記マニピュレーターに取り付
    けられた、前記車体閉断面部の注入口を撮像する撮像管
    と、前記注入口の基準画像を記憶する記憶部と、前記撮
    像管より出力される前記注入口の映像と前記記憶部で記
    憶された前記基準画像とを比較してそれらの間のずれ量
    を検出する検出部とを備えたことを特徴とする充填装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の充填装置において、 前記コントローラーが前記検出部を構成していることを
    特徴とする充填装置。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の充填装置において、 前記撮像管はCCDカメラであることを特徴とする充填
    装置。
  7. 【請求項7】 請求項1または2に記載の充填装置にお
    いて、さらに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするモニター装置を備え
    たことを特徴とする充填装置。
  8. 【請求項8】 請求項4に記載の充填装置において、さ
    らに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするモニター装置を備え
    たことを特徴とする充填装置。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の充填装置において、 前記モニター装置が、前記車体閉断面部内で前記発泡性
    材料が充填されていない未充填部分をモニターした場合
    に、前記未充填部分の位置に応じて、前記注入口の基準
    画像を補正することを特徴とする充填装置。
  10. 【請求項10】 請求項7ないし9のいずれか1項に記
    載の充填装置において、 前記モニター装置は、前記発泡性材料の前記車体閉断面
    部内での硬化発泡状態をモニターする赤外線カメラと、
    前記赤外線カメラからの温度信号を熱画像データに変換
    し表示する熱画像装置とを備えていることを特徴とする
    充填装置。
  11. 【請求項11】 請求項7に記載の充填装置において、 前記モニター装置は、前記車体閉断面部内での硬化充填
    状態をモニターするタッピング式非破壊検査装置と、前
    記タッピング式非破壊検査装置からのタッピング波形を
    変換し表示する装置とを備えたことを特徴とする充填装
    置。
  12. 【請求項12】 請求項1に記載の充填装置において、 前記車体閉断面部は、車体のピラー部であることを特徴
    とする充填装置。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載の充填装置において、 前記車体閉断面部は、車体のロッカー部であることを特
    徴とする充填装置。
  14. 【請求項14】 自動車製造ライン上を流れる複数の車
    体のそれぞれの閉断面部を順次補強する車体充填装置で
    あって、 前記自動車製造ライン上の所定作業位置に設けられ、所
    望の位置に移動可能なマニピュレーターと、 前記マニピュレーターに取り付けられた噴射装置と、 前記噴射装置に前記発泡性材料を供給する供給手段と、 前記マニピュレーター近傍に設けられ、前記車体が前記
    所定作業位置に入ったことを検知する検知装置と、 前記検知装置からの信号に基づいて、車体閉断面部の注
    入口を通して前記車体断面部に前記発泡性材料を充填で
    きる位置に前記噴射装置が位置決めされるように前記マ
    ニピュレータの位置を制御すると共に、前記車体閉断面
    部内の容積に合わせて設定した量だけ前記発泡性材料を
    充填するように前記供給手段を制御するコントローラと
    を備えたことを特徴とする車体充填装置。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載の車体充填装置にお
    いて、さらに、 前記マニピュレーターに設けられ、前記噴射装置と前記
    車体閉断面部の注入口との間のずれ量を感知する位置検
    出センサを備えたことを特徴とするの車体充填装置。
  16. 【請求項16】 請求項15に記載の車体充填装置にお
    いて、 前記位置検出センサは、前記ずれ量を前記コントローラ
    ーに出力し、前記コントローラーはこのずれ量がゼロに
    なるように前記マニピュレーターの位置を調節すること
    を特徴とする車体充填装置。
  17. 【請求項17】 請求項16に記載の車体充填装置にお
    いて、 前記位置検出センサは、前記車体閉断面部の注入口を撮
    像する撮像管と、前記注入口の基準画像を記憶する記憶
    部と、前記撮像管より出力される前記注入口の映像と前
    記記憶部で記憶された前記基準画像とを比較してそれら
    の間のずれ量を検出する検出部とを備えたことを特徴と
    する車体充填装置。
  18. 【請求項18】 請求項17に記載の車体充填装置にお
    いて、 前記コントローラーが前記検出部を構成していることを
    特徴とする車体充填装置。
  19. 【請求項19】 請求項14または15に記載の車体充
    填装置において、さらに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするモニター装置を備え
    たことを特徴とする車体充填装置。
  20. 【請求項20】 請求項17に記載の車体充填装置にお
    いて、さらに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするモニター装置を備え
    たことを特徴とする車体充填装置。
  21. 【請求項21】 請求項20に記載の車体充填装置にお
    いて、 前記モニター装置が前記車体閉断面部内で前記発泡性材
    料が充填されていない未充填部分をモニターした場合
    に、前記未充填部分の位置に応じて、前記注入口の基準
    画像を補正することを特徴とする車体充填装置。
  22. 【請求項22】 請求項19ないし21のいずれか1項
    に記載の車体充填装置において、 前記モニター装置は、前記発泡性材料の前記車体閉断面
    部内での硬化発泡状態をモニターする赤外線カメラと、
    前記赤外線カメラからの温度信号を熱画像データに変換
    する熱画像装置とを備えていることを特徴とする車体充
    填装置。
  23. 【請求項23】 請求項19に記載の車体充填装置にお
    いて、 前記モニター装置は、前記車体閉断面部内での硬化充填
    状態をモニターするタッピング式非破壊検査装置と、前
    記タッピング式非破壊検査装置からのタッピング波形を
    変換し表示する装置とを備えたことを特徴とする車体充
    填装置。
  24. 【請求項24】 請求項14に記載の車体充填装置にお
    いて、 前記車体閉断面部は、車体のピラー部であることを特徴
    とする車体充填装置。
  25. 【請求項25】 請求項14に記載の車体充填装置にお
    いて、 前記車体閉断面部は、車体のロッカー部であることを特
    徴とする車体充填装置。
  26. 【請求項26】 所望の位置に移動可能なマニピュレー
    ターを提供するステップと、 前記マニピュレーターに取り付けられた噴射装置が、車
    体閉断面部の注入口を通して前記車体断面部に発泡性材
    料を供給できる位置に位置決めされるように、前記マニ
    ピュレータの位置を制御するステップと、 前記噴射装置を通して、前記車体閉断面部内の容積に合
    わせて設定した量だけ前記車体閉断面部内に発泡性材料
    を充填するステップと、 前記発泡性材料が前記車体閉断面部内で硬化発泡するス
    テップとを備えたことを特徴とする車体閉断面部の充填
    方法。
  27. 【請求項27】 請求項26に記載の充填方法におい
    て、 さらに、前記噴射装置と前記車体閉断面部の注入口との
    間のずれ量を感知するステップを備えたことを特徴とす
    る充填方法。
  28. 【請求項28】 請求項27に記載の充填方法におい
    て、 さらに、前記ずれ量がゼロになるように前記マニピュレ
    ーターの位置を調節するステップを備えたことを特徴と
    する充填方法。
  29. 【請求項29】 請求項27または28に記載の充填方
    法において、 前記ずれ量を感知するステップは、 前記注入口の基準画像を記憶するステップと、 前記車体閉断面部の注入口を撮像するステップと、 前記撮像により得られた前記注入口の映像と前記記憶さ
    れた基準画像とを比較して前記ずれ量を検出するステッ
    プとを備えたことを特徴とする充填方法。
  30. 【請求項30】 請求項29に記載の充填方法におい
    て、 前記撮像はCCDカメラにより行われていることを特徴
    とする充填方法。
  31. 【請求項31】 請求項26または27に記載の充填方
    法において、さらに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするステップを備えたこ
    とを特徴とする充填方法。
  32. 【請求項32】 請求項29に記載の充填方法におい
    て、さらに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするステップを備えたこ
    とを特徴とする充填方法。
  33. 【請求項33】 請求項32に記載の充填方法におい
    て、 前記車体閉断面部内で前記発泡性材料が充填されていな
    い未充填部分をモニターした場合に、前記未充填部分の
    位置に応じて、前記注入口の基準画像を補正するステッ
    プを備えたことを特徴とする充填方法。
  34. 【請求項34】 請求項31ないし33のいずれか1項
    に記載の充填方法において、 前記モニターするステップは、前記発泡性材料の前記車
    体閉断面部内での硬化発泡状態を赤外線カメラにより検
    出するステップと、前記赤外線カメラからの温度信号を
    熱画像データに変換するステップとを備えていることを
    特徴とする充填方法。
  35. 【請求項35】 請求項31に記載の充填方法におい
    て、 前記モニターステップは、タッピング式非破壊検査装置
    により前記車体閉断面部内での硬化充填状態をモニター
    するステップと、前記タッピング式非破壊検査装置から
    のタッピング波形を変換し表示するステップとを備えた
    ことを特徴とする充填方法。
  36. 【請求項36】 請求項26に記載の充填方法におい
    て、 前記車体閉断面部は、車体のピラー部であることを特徴
    とする充填方法。
  37. 【請求項37】 請求項26に記載の充填方法におい
    て、 前記車体閉断面部は、車体のロッカー部であることを特
    徴とする充填方法。
  38. 【請求項38】 自動車製造ライン上を流れる複数の車
    体のそれぞれの閉断面部を順次補強する車体充填方法で
    あって、 所望の位置に移動可能なマニピュレーターを前記自動車
    製造ライン上の所定作業位置に提供するステップと、 前記車体が前記所定作業位置に入ったことを検知するス
    テップと、 前記検知スッテプでの車体の検知に基づいて、前記マニ
    ピュレータの位置を制御して、前記マニピュレータに取
    り付けられた噴射装置を前記車体閉断面部の注入口に整
    合させるステップと、 前記充填ノズルに、前記車体閉断面部内の容積に合わせ
    て設定した量だけ発泡性材料を充填するステップとを備
    えたことを特徴とする車体充填方法。
  39. 【請求項39】 請求項38に記載の車体充填方法にお
    いて、 前記噴射装置と前記車体閉断面部の注入口との間のずれ
    量を感知するステップを備えたことを特徴とするの車体
    充填方法。
  40. 【請求項40】 請求項39に記載の車体充填方法にお
    いて、 前記ずれ量がゼロになるように前記マニピュレーターの
    位置を調節するステップを備えたことを特徴とする車体
    充填方法。
  41. 【請求項41】 請求項39または40に記載の車体充
    填方法において、 前記ずれ量を感知するステップは、 前記注入口の基準画像を記憶するステップと、 前記車体閉断面部の注入口を撮像するステップと、 前記撮像された注入口の映像と前記記憶された基準画像
    とを比較して前記ずれ量を検出するステップとを備えた
    ことを特徴とする車体充填方法。
  42. 【請求項42】 請求項38または39に記載の車体充
    填方法において、さらに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするステップを備えたこ
    とを特徴とする車体充填方法。
  43. 【請求項43】 請求項41に記載の車体充填方法にお
    いて、さらに、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    ないし硬化充填状態をモニターするステップを備えたこ
    とを特徴とする車体充填方法。
  44. 【請求項44】 請求項43に記載の車体充填方法にお
    いて、 前記車体閉断面部内で前記発泡性材料が充填されていな
    い未充填部分をモニターした場合に、前記未充填部分の
    位置に応じて、前記前記注入口の基準画像を補正するス
    テップを備えたことを特徴とする車体充填方法。
  45. 【請求項45】 請求項42に記載の車体充填方法にお
    いて、 前記モニターステップは、タッピング式非破壊検査装置
    により前記車体閉断面部内での硬化充填状態をモニター
    するステップと、前記タッピング式非破壊検査装置から
    のタッピング波形を変換し表示するステップとを備えた
    ことを特徴とする車体充填方法。
  46. 【請求項46】 請求項42ないし44のいずれか1項
    に記載の車体充填方法において、 前記モニターするステップは、 前記発泡性材料の前記車体閉断面部内での硬化発泡状態
    を赤外線カメラにより検出するステップと、 前記赤外線カメラからの温度信号を熱画像データに変換
    するステップとを備えていることを特徴とする車体充填
    方法。
  47. 【請求項47】 請求項38に記載の車体充填方法にお
    いて、 前記車体閉断面部は、車体のピラー部であることを特徴
    とする車体充填方法。
  48. 【請求項48】 請求項38に記載の車体充填方法にお
    いて、 前記車体閉断面部は、車体のロッカー部であることを特
    徴とする車体充填方法。
  49. 【請求項49】 請求項1ないし13のいずれか1項に
    記載の充填装置において、 前記発泡性材料として常温硬化発泡性2液型ポリウレタ
    ン材料を用いたことを特徴とする充填装置。
  50. 【請求項50】 請求項14ないし25のいずれか1項
    に記載の車体充填装置において、 前記発泡性材料として常温硬化発泡性2液型ポリウレタ
    ン材料を用いたことを特徴とする車体充填装置。
  51. 【請求項51】 請求項26ないし37のいずれか1項
    に記載の充填方法において、 前記発泡性材料として常温硬化発泡性2液型ポリウレタ
    ン材料を用いたことを特徴とする充填方法。
  52. 【請求項52】 請求項38ないし48のいずれか1項
    に記載の車体充填方法において、 前記発泡性材料として常温硬化2液型発泡性ポリウレタ
    ン材料を用いたことを特徴とする車体充填方法。
  53. 【請求項53】 請求項1ないし13のいずれか1項に
    記載の充填装置において、 前記噴射装置は吐出充填ノズルを備えており、車体閉断
    面部の注入口に前記噴射装置が整合したとき、前記吐出
    充填ノズルは前記注入口に嵌合可能となっていることを
    特徴とする充填装置。
  54. 【請求項54】 請求項14ないし25のいずれか1項
    に記載の車体充填装置において、 前記噴射装置は吐出充填ノズルを備えており、車体閉断
    面部の注入口に前記噴射装置が整合したとき、前記吐出
    充填ノズルは前記注入口に嵌合可能となっていることを
    特徴とする車体充填装置。
  55. 【請求項55】 請求項26ないし37のいずれか1項
    に記載の充填方法において、 前記噴射装置は吐出充填ノズルを備えており、車体閉断
    面部の注入口に前記噴射装置が整合したとき、前記吐出
    充填ノズルは前記注入口に嵌合可能となっていることを
    特徴とする充填方法。
  56. 【請求項56】 請求項38ないし48のいずれか1項
    に記載の車体充填方法において、 前記噴射装置は吐出充填ノズルを備えており、車体閉断
    面部の注入口に前記噴射装置が整合したとき、前記吐出
    充填ノズルは前記注入口に嵌合可能となっていることを
    特徴とする車体充填方法。
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