JPH11348138A - 二液型発泡性ウレタン組成物の充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で定量性があり機動性、信頼性の高い充
填装置を提供する。 【解決手段】 二液型発泡性ウレタン組成物の第１の原
料を貯留する第１タンク（３１ａ）と、該二液型発泡性
ウレタン組成物の第２の原料を貯留する第２タンク（３
１ｂ）と、前記第１及び第２のタンクへ水分を除去した
窒素ガスをそれぞれ送出する窒素発生装置（１４１）
と、窒素ガスの圧力により第１及び第２のタンクから圧
送された第１及び第２の原料を、それぞれ一定流量の流
れに変換するシリンダーポンプ（３３ａ、３３ｂ）と、
シリンダーポンプから吐出された第１及び第２の原料を
混合し、混合されて形成された二液型発泡性ウレタン組
成物を吐出するミキシングヘッド（５０）と、２つのシ
リンダーポンプ及びミキシングヘッドを油圧駆動する１
つの油圧ユニット（６０）と、を含んで二液型発泡性ウ
レタン組成物の充填装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用二液型発
泡性ウレタン組成物の充填方法及び装置に係り、より詳
しくは、例えばイソシアネート化合物とポリオールとを
噴射混合して得た二液型発泡性ウレタン組成物を、車体
の閉断面部（すなわち、車体の閉空間部）などに効率的
に充填するための充填方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来技術】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た
めに、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二液型発泡性
ウレタン組成物を充填して車体の強度を高める構造や方
法を出願している（特願平９−７９７５９、特願平９−
１８８２２６など）。

【０００５】また、一般に、自動車の生産工程は、分業
とベルトコンベヤーの採用による移動組立法により大量
生産を行っているので、このような大量生産に適するよ
うに、生産ライン上を流れる車体の閉断面部をマニピュ
レータにより自動的に発泡材料で充填する方法及び装置
を出願している（特願平９−２９２１２７号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
二液型発泡性ウレタン組成物を車体の閉断面部内等に充
填する方法及び装置は、吐出する発泡材料の定量性に難
点があるという課題があった。そこで、この充填装置を
移動可能な設備である現場発泡型のスプレー装置として
構成した場合、定量性を確保するためには工場で規程量
をきっちり充填しなければならない。しかし、この方法
では、設備の耐久性やメンテナンス頻度の点で不適当で
ある。

【０００７】また、生産ライン上を流れる車体の閉断面
部にマニピュレータにより自動的に充填する装置では、
大量生産に適した大型の設備となるため、機動性に欠け
るという問題点があった。このため、車体の閉断面部の
充填部位にマニュピレータが入り込めないような狭い場
所への充填が困難であり、自動化に課題がある。

【０００８】本発明は、上記事実に鑑みなされたもので
あり、小型で定量性があり機動性、信頼性の高い、二液
型発泡性ウレタン組成物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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、二液型発泡性ウレタン組成物の
第１の原料を貯留する第１のタンクと、二液型発泡性ウ
レタン組成物の第２の原料を貯留する第２のタンクと、
前記第１及び第２のタンクに設けられた各々の流入口へ
気体をそれぞれ送出する気体送出手段と、前記気体送出
手段により送出された気体の圧力により前記第１のタン
クに設けられた流出口から圧送された第１の原料を、一
定流量の流れに変換して吐出する第１の定流量手段と、
前記気体送出手段により送出された気体の圧力により前
記第２のタンクに設けられた流出口から圧送された第２
の原料を、一定流量の流れに変換して吐出する第２の定
流量手段と、前記第１及び第２の定流量手段により各々
吐出された前記第１及び第２の原料を噴射混合し、混合
されて形成された二液型発泡性ウレタン組成物を吐出す
る混合吐出手段と、を含んで構成したものである。

【００１０】ここで、二液型発泡性ウレタン組成物と
は、常温下で発泡硬化しうるものであれば特にその種類
に制限はなく、任意のものが使用できる。具体的には、
ポリオール主剤［多価アルコール、ビスフェノール類、
各種アミンなどの活性水素含有化合物に、アルキレンオ
キシドを付加反応させて得られるポリエーテルポリオー
ルが好ましい］と、ポリイソシアネート硬化剤［芳香族
ポリイソシアネート、脂肪族または脂環式ポリイソシア
ネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、これらの各種
変性物、ポリオール類と過剰量のポリイソシアネート化
合物との反応で得られる末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレ
ポリマーなど］の二液型から成り、かつ該主剤側に発泡
剤として水を配合し、さらに必要に応じて反応触媒、整
泡剤、着色剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、老化防止剤、
抗酸化剤などを加えた系で構成されるものが例示され
る。特に発泡硬化物が硬質となるように設計することが
好ましい。

【００１１】請求項１の発明では、気体送出手段により
送出された気体の圧力により、第１及び第２のタンクに
各々貯留されている第１及び第２の原料を圧送するの
で、装置を簡素化、小型化することができる。さらに、
圧送された第１及び第２の原料を、それぞれ第１及び第
２の定流量手段で一定流量の流れに変換し、混合吐出手
段に供給するので、一定流量の二液型発泡性ウレタン組
成物が吐出される。これにより、定量性、信頼性、機動
性の高い充填装置を提供することができる。また、装置
に定量性をもたせることにより、混合物を規定量を入れ
るのが容易となる。

【００１２】請求項１の発明において、請求項２の発明
のように、前記混合吐出手段による二液型発泡性ウレタ
ン組成物の噴射混合及び混合吐出の少なくともいずれか
を油圧により駆動制御する油圧駆動手段と、をさらに含
んで構成してもよい。

【００１３】ここで、噴射混合とは、第１及び第２の原
料をそれぞれ噴射させて混合させる動作をいい、混合吐
出とは、そのように混合された混合物を吐出する動作を
いう。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の前記気体送出手段が、少なくとも膜透過速度の速い水
分子及び酸素分子を膜外部へ排出し、膜透過速度の遅い
窒素分子を透過させる膜モジュールを有し、前記膜モジ
ュールに圧縮空気が供給されたときに該膜モジュールを
透過した窒素ガスを送出する窒素発生装置であることを
特徴とする。

【００１５】請求項３の発明では、窒素発生装置を用い
て水分子が除去された窒素ガスを第１及び第２のタンク
に送出することにより、貯留されている第１及び第２の
原料を圧送するので、第１及び第２の原料に、水分子が
混入することがなくなり、タンク内及び配管中での原料
の硬化ないし固化が起こることがなく、更に発泡倍率の
変化を抑制し、信頼性の高い二液型発泡性ウレタン組成
物を混合形成することができる。

【００１６】請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記
載の前記第１及び第２の定流量手段として、請求項４の
発明のように、前記第１及び第２のタンクの流出口から
各々吐出された前記第１及び第２の原料を一定流量で吐
出するアキシャルピストンポンプからそれぞれ構成する
ようにしてもよい。

【００１７】また、請求項５の発明のように、請求項１
乃至請求項３のいずれか１項に記載の前記第１及び第２
の定流量手段を、ピストンがシリンダー内を往復移動す
ることに応じて、前記第１及び第２のタンクの流出口か
ら吐出された前記第１及び第２の原料を、一定量、各々
吸入する吸入工程と、シリンダー内に吸入された前記第
１及び第２の原料を各々すべて吐出する吐出工程とを繰
り返し行うシリンダーポンプからそれぞれ構成するよう
にしてもよい。

【００１８】ここで、請求項６の発明は、請求項５の前
記油圧駆動手段が、前記混合吐出手段による二液型発泡
性ウレタン組成物の噴射混合を油圧により駆動制御する
と共に前記シリンダーポンプのピストンの往復移動を油
圧により駆動制御することを特徴とする。

【００１９】請求項６の発明では、１つの油圧駆動手段
を用いて、混合吐出手段の噴射混合及び混合吐出の少な
くともいずれかと、シリンダーポンプのピストンの往復
運動と、を駆動させるようにしたので、さらに装置を小
型化することができる。

【００２０】請求項７の発明は、請求項２乃至請求項６
に記載の前記油圧駆動手段が、オイルを貯蔵するオイル
タンクと、油圧駆動される装置に油圧を提供するために
前記オイルタンクから延設された油圧配管と、前記油圧
配管内のオイルを循環させる油圧ポンプと、前記油圧ポ
ンプの流量を制御するポンプ制御手段と、前記油圧駆動
される装置に供給される油圧配管内の油圧が一定圧力以
上のときに、該油圧配管内の一部のオイルが前記オイル
タンクに戻るように全開するリリーフ弁と、を有するこ
とを特徴とする。

【００２１】ここで、油圧駆動される装置として、前記
混合吐出手段や前記シリンダーポンプがある。なお、シ
リンダーポンプを油圧駆動する場合、他の油圧シリンダ
ーを油圧駆動することにより、該シリンダーの駆動力を
前記シリンダーポンプに伝達するようにしてもよい。

【００２２】請求項７の発明では、油圧ポンプが、オイ
ルタンクに貯蔵されたオイルを油圧配管を通して、ポン
プ制御手段により制御される流量で循環させることによ
り、前記混合吐出手段や前記シリンダーポンプなどの装
置に油圧を供給して駆動させる。油圧駆動中に、前記油
圧駆動される装置に供給される油圧配管内の油圧が一定
圧力以上となったとき、リリーフ弁は、該油圧配管内の
一部のオイルがオイルタンクに戻るように全開する。こ
れにより、油圧駆動される装置の圧力が一定以上に増加
しないように保持することができる。

【００２３】従来では、圧力損失の大きいところで、バ
ネ式のリリーフ弁を開けてオイルをリリーフしていたた
め、圧力損失が生じ、発熱が大きかった。その上さら
に、従来では、油圧ポンプにより供給する油圧をこのリ
リーフ弁を調整することにより制御していたため、大半
のオイルがリリーフ弁を通してリリーフされ、さらに発
熱が大きくなるという問題があった。しかし、請求項７
の発明では、油圧配管内の油圧が一定圧力以上となった
ときにリリーフ弁が全開するため、従来より圧力損失が
少なく、従って発熱も小さい。また、油圧ポンプの流量
制御をリリーフ弁ではなくポンプ制御手段によって行
い、基本的にリリーフのない状態でオイルを循環させる
ようにしたので、従来より大幅に発熱を抑えることがで
きる。

【００２４】請求項８の発明は、請求項７の前記油圧駆
動手段が、前記リリーフ弁を通過したオイルを冷却する
冷却手段を、さらに有することを特徴とする。

【００２５】請求項８の発明では、冷却手段が、全開し
たリリーフ弁を通過したオイルを冷却するので、さら
に、発熱を抑えることができる。なお、この冷却手段と
して、例えば、油圧配管に冷風を送るファンクーラなど
を用いることができる。

【００２６】請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８
のいずれか１項に記載の前記混合吐出手段が、所望の位
置に移動可能なマニピュレータに取り付けられており、
車体閉断面部の注入口を通して該車体閉断面部に二液型
発泡性ウレタン組成物を供給可能な位置に前記混合吐出
手段の吐出先端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制御手段と、をさらに有すること
を特徴とする。

【００２７】請求項９の発明では、マニピュレータに取
り付けられた混合吐出手段が自動的に車体閉断面部に二
液型発泡性ウレタン組成物を充填するので、大量生産に
適した充填システムを構築することができる。また、本
発明は、上述のように充填装置の小型化を図り、機動
性、信頼性を高めているので、大型化していた従来の大
量生産の充填システムよりも、生産をより効率化するこ
とができる。

【００２８】また、請求項１０の発明は、請求項９の前
記混合吐出手段が、手動操作可能な装置単体として構成
され、かつ、前記マニピュレータに脱着自在に取り付け
られていることを特徴とする。

【００２９】請求項１０の発明は、生産ライン上を流れ
る車体への充填を順次行いながら、作業者が臨機応変に
二液型発泡性ウレタン組成物を車体閉断面部に充填する
ことを可能としたものである。例えばマニピュレータに
取り付けられている状態では入り込めないような狭い場
所においても、作業者が混合吐出手段をマニピュレータ
から脱着し、ハンドで操作することにより充填が可能と
なる。すなわち、大量生産と機動性とを両立できる。

【００３０】請求項１１の発明は、請求項１乃至請求項
８のいずれか１項に記載の充填装置が、移動自在のユニ
ットとして構成されていることを特徴とする。

【００３１】上述のように本発明の充填装置は、小型化
と定流量性とを兼ね備えているので、請求項１１の発明
のように移動自在のユニットとして構成した場合、きわ
めて機動性、信頼性の高い現場発泡型の充填装置を提供
することができる。

【００３２】請求項１２の発明は、請求項１乃至請求項
１１のいずれか１項に記載の前記混合吐出手段が、吐出
口の内径が４ｍｍ〜８ｍｍ、吐出口の外径が２０ｍｍ以
下、吐出口の長さが５ｍｍ以上であり、吐出口後方の形
状が高さと幅の和が１２０ｍｍ以下となるように設定さ
れていることを特徴とする。

【００３３】請求項１２の発明では、混合吐出手段の寸
法を、上記のように小型に設定したため、所定サイズの
注入口を有する車体閉断面部への二液型発泡性ウレタン
組成物の充填を、きわめて容易に行うことができる。

【００３４】以下の請求項１３乃至請求項１７の発明
は、二液型発泡性ウレタン組成物の充填方法に係る発明
であり、その作用効果は、上記充填装置の発明と同様で
ある。

【００３５】請求項１３の発明は、二液型発泡性ウレタ
ン組成物の第１の原料を貯留する第１のタンクと、二液
型発泡性ウレタン組成物の第２の原料を貯留する第２の
タンクと、供給された前記第１及び第２の原料を噴射混
合する混合吐出手段と、を有する充填装置により被充填
部へ二液型発泡性ウレタン組成物を充填する充填方法に
おいて、前記第１及び第２のタンクに設けられた各々の
流入口へ窒素発生装置により供給された窒素ガスをそれ
ぞれ送出し、送出された窒素ガスの圧力により前記第１
のタンクに設けられた流出口から圧送された第１の原料
を、シリンダーポンプにより一定流量の流れに変換し、
送出された窒素ガスの圧力により前記第２のタンクに設
けられた流出口から圧送された第２の原料を、シリンダ
ーポンプにより一定流量の流れに変換し、一定流量の流
れに変換された前記第１及び第２の原料を前記混合吐出
手段に供給することにより、二液型発泡性ウレタン組成
物を噴射混合し、前記混合吐出手段から吐出された二液
型発泡性ウレタン組成物を被充填部へ充填することを特
徴とする。

【００３６】請求項１４の発明は、請求項１３に記載の
前記窒素発生装置が、供給された圧縮空気から水分子及
び酸素分子を除去することにより、窒素ガスを発生する
ことを特徴とする。

【００３７】請求項１５の発明は、請求項１３又は請求
項１４の前記シリンダーポンプ及び前記混合吐出手段
が、１つの油圧駆動手段により供給された油圧により駆
動されることを特徴とする。

【００３８】請求項１６の発明は、請求項１３乃至請求
項１５のいずれか１項に記載の発明において、前記混合
吐出手段は、所望の位置に移動可能なマニピュレータに
取り付けられており、被充填部の注入口を通して該被充
填部に二液型発泡性ウレタン組成物を供給可能な位置に
前記混合吐出手段の噴射先端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ことを特徴とする。

【００３９】請求項１７の発明は、請求項１３乃至請求
項１５のいずれか１項に記載の発明において、前記充填
装置が移動自在のユニットから構成され、かつ、前記混
合吐出手段が手動操作可能な単体で構成されていること
を特徴とする。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る充填装置
の構成ブロックを図１に示す。同図に示すように、本実
施形態の充填装置は、所望の位置に移動可能なマニピュ
レータとしてのロボット１０と、該ロボットに取り付け
られた混合吐出手段としてのミキシングヘッド５０と、
該ミキシングヘッドに二液型発泡性ウレタン組成物とし
ての二液型発泡性ウレタン組成物を供給する供給装置５
６と、Ｉ／Ｏポート４２を介して各装置とデータを送受
信することによって装置全体を制御・管理するコントロ
ーラ４０と、作業者からコントローラ４０へ情報を入力
するための入力手段としての入力部４１と、充填装置を
制御するために必要となる各種の制御情報を記憶する記
憶部６２と、を備えている。

【００４１】このうちマニピュレーターとして構成され
たロボット１０は、工場の床面１８に固定されたベース
部２０と、該ベース部に縦軸２２を中心に枢動可能に取
り付けられたボディ部２４と、該ボディ部に横軸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、該第１のアーム部の末端に横軸線３０を中心として
枢動可能に取り付けられた第２のアーム部３２と、該第
２のアーム部の末端に横軸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。

【００４２】このロボット１０は、自動車製造ライン１
２に沿って設けられた作業位置１４に設置されており、
ロボット１０の近傍には、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、設けられている。この検知装置１６は、Ｉ
／Ｏポート４２と接続されており、検出信号を該Ｉ／Ｏ
ポート４２を介してコントローラ４０へ伝達する。

【００４３】また、ミキシングヘッド５０は、ハンド部
３８の先端側、すなわち末端側に固定されており、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。ミキシングヘッド５０の詳細ｎ構成は後述す
る。

【００４４】ミキシングヘッド５０は、複数の手元ホー
ス５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ（図２参照）からな
るホース束５４を通して供給装置５６に連結されてい
る。なお、供給装置５６の詳細な構成は後述する。

【００４５】記憶部６２には、ロボットを制御するため
の制御プログラムの他、例えば、吐出充填ノズル５２が
Ｂピラー部１０４の注入口１０４ｂに嵌合するときの第
１の基準位置の空間座標、吐出充填ノズル５２がＡピラ
ー部１０２の注入口１０２ｂに嵌合するときの第３の基
準位置の空間座標、及び吐出充填ノズル５２がロッカー
部１１０の注入口１１０ｂに嵌合するときの第４の基準
位置の空間座標等が記憶されている。

【００４６】コントローラ４０は、記憶部６２と接続さ
れており、該記憶部６２に記憶されている上記情報を読
み込み、車体閉断面部の注入口にミキシングヘッド５０
の吐出充填ノズル５２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
定した量だけ前記二液型発泡性ウレタン組成物を充填す
るように供給装置５６を制御する。

【００４７】次に、供給装置５６の詳細な構成を図２を
用いて説明する。

【００４８】図２に示すように、供給装置５６は、主剤
（例えば、ポリオール主剤）が蓄えられた第１タンク３
１ａと、硬化剤（例えば、ポリイソシアネート硬化剤）
が蓄えられた第２タンク３１ｂと、を備えている。

【００４９】二液型発泡性ウレタン組成物の主剤を蓄え
た第１タンク３１ａの流入口及び硬化剤を蓄えた第２タ
ンク３１ｂの流入口は、バルブ、圧力計を介して、所定
圧力（例えば、１〜７Ｋｇ／ｃｍ２）の気体を供給する
気体源５７に、それぞれ接続されている。すなわち、気
体源５７の下流側の配管が分岐しており、一方が第２タ
ンク３１ｂの流入口へ、他方が第１タンク３１ａの流入
口へ接続される。気体源５７から所定圧力の気体が第１
及び第２タンク３１ａ、３１ｂに供給されると、各タン
クに貯留されている液体は、該圧力によってその液面が
押圧される。

【００５０】また、第１タンク３１ａ及び第２タンク３
１ｂには、それらの側面に、貯留されている液体量を計
測するための液面計５５ａ、５５ｂが各々取り付けられ
ている。さらに、第１タンク３１ａ及び第２タンク３１
ｂには、ミキシングヘッド５０から流出された主剤及び
硬化剤をこれらのタンク側面から流入するための流入配
管５１ａ、５１ｂがそれぞれ設けられている。これらの
流入配管は、ミキシングヘッド５０の各流出口に、手元
ホース５４ａ、５４ｄを介して接続される。

【００５１】一方、二液型発泡性ウレタン組成物の主剤
を蓄えた第１タンク３１ａの流出口及び硬化剤を蓄えた
第２タンク３１ｂの流出口は、各々、バルブ５８ａ、５
８ｂと、ストレーナー３７ａ、３７ｂと、ホース３５
ａ、３５ｂとを介して、シリンダーポンプ３３ａ、３３
ｂの底部に設けられた流入口にそれぞれ接続されてい
る。なお、ストレーナー３７ａ、３７ｂには材料に混入
した異物等を除去するメッシュ等が含まれている。

【００５２】これらのシリンダーポンプ３３ａ、３３ｂ
は、ピストン２９ａ、２９ｂを有しており、これらは各
々のシリンダー内における上死点及び下死点の範囲を往
復運動する。シリンダーポンプ３３ａ、３３ｂは、その
底部の流入口近傍に逆止弁８６ａ、８６ｂを各々備え、
また、ピストン２９ａ、２９ｂにも逆止弁８７ａ、８７
ｂを各々備えている。また、シリンダーポンプ３３ａ、
３３ｂのシリンダー上部から、該シリンダーポンプの吐
出物を流出させるための流出配管４５ａ、４５ｂがそれ
ぞれ延設されている。

【００５３】ピストン２９ａ、２９ｂが下死点の状態か
ら上死点に向かって引き上げられると、逆止弁８６ａ、
８６ｂが開き、逆止弁８７ａ、８７ｂが閉じてシリンダ
ー３３ａ、３３ｂに各々の材料が充満される。このとき
同時にピストン２９ａ、２９ｂの上にあった材料は、流
出配管４５ａ、４５ｂに押し出されるように流出される
（吐出工程）。

【００５４】一方、ピストン２９ａ、２９ｂが上死点か
ら下死点に向かって引き下げられると、逆止弁８６ａ、
８６ｂが閉じ、逆止弁８７ａ、８７ｂが開くので、シリ
ンダー３３ａ、３３ｂ内のピストン２９ａ、２９ｂの下
の室に有った材料が上の室に入る（吸入工程）。このと
きシリンダーの断面積は、上側と下側とで丁度１：２の
大きさになっているため、下側の材料の１／２がミキシ
ングヘッドの方に行き、残りの１／２がピストン２９
ａ、２９ｂの上側に充満される。

【００５５】また、シリンダーポンプ３３ａ、３３ｂの
流出口から延設された流出配管４５ａ、４５ｂには、材
料の流れに畜圧を供給するアキュムレータ３９ａ、３９
ｂが設けられている。このアキュムレータの作用によっ
て、シリンダーポンプの上死点と下死点との間での材料
の供給デッドポイントの流量が確保される。すなわち、
シリンダーポンプの定量性がさらに向上する。

【００５６】さらに、流出配管４５ａ、４５ｂには、材
料を所定温度（例えば４０℃）に維持するためのプライ
マリーヒーター４３ａ、４３ｂと、材料の圧力を検知し
該圧力が設定圧力から外れた場合に供給装置５６の動作
を停止させる停止装置４７ａ、４７ｂと、流量計４８
ａ、４８ｂと、吐出圧力計４９ａ、４９ｂとが各々設け
られており、ヒーターホース５３ａ、５３ｂ及び手元ホ
ース５４ｂ、５４ｃを介してミキシングヘッド５０に接
続されている。

【００５７】シリンダーポンプ３３ａ、３３ｂの各ピス
トンロッドは、１枚のプレート６３を介して１つの油圧
シリンダー６１のピストンロッドに接続されている。こ
の油圧シリンダー６１には、それのピストンの上側のシ
リンダー容積部分にオイルを供給するために油圧ユニッ
ト６０から延設された油圧配管６９と、該ピストンの下
側のシリンダー容積部分にオイルを供給するために油圧
ユニット６０から延設された油圧配管７０と、が接続さ
れている。油圧ユニット６０の後述する油圧切り替え制
御によって、油圧シリンダー６１のピストンが往復運動
し、これに伴って、シリンダーポンプ３３ａ、３３ｂが
同時に往復運動する。

【００５８】油圧ユニット６０は、オイルを貯蔵するオ
イルタンク６４、該オイルタンク６４に連結された油圧
供給用のポンプ６５、該ポンプ６５の回転数を制御する
ことによりオイル流量を制御するインバータ７４及び油
圧配管６９、７０との間の流れの開閉切り替えを制御す
る油圧電磁弁６６を備えている。

【００５９】また、油圧配管６７には、ポンプ６５の吐
出圧力又は流入圧力を計測するための圧力計５９が設け
られており、さらに、ポンプ６５から油圧電磁弁６６へ
と至る配管途中には、過度の圧力になったときに自動的
にオイルを解放するリリーフ弁７１が設けられている。
このリリーフ弁７１の流出口は、オイルタンク６４に接
続されており、このリリーフ弁７１により解放されたオ
イルは、オイルタンク６４に再び戻る。

【００６０】そして、リリーフ弁７１とオイルタンク６
４との間の配管には、過度の圧力により温度が上昇した
オイルを冷却するためのファンクーラ７２が設けられて
おり、該ファンクーラ７２には、一度冷却したオイルを
さらにファンクーラ７２により冷却するために、その一
部分を戻すリターンフィルタ７３が設けられている。

【００６１】また、油圧ユニット６０には、油圧シリン
ダー６１への上記油圧供給系のみならず、ミキシングヘ
ッド５０へ油圧を供給するためのミキシングヘッド油圧
供給系が備えられている。この油圧供給系は、油圧ユニ
ット６０からミキシングヘッド５０へ延設された外部の
油圧配管８４、８５を通る流れの開閉切り替えを制御す
る電磁弁７９を備えている。この油圧供給系は、油圧ユ
ニット６０からミキシングヘッド５０へ注入用の切替電
磁弁７９を介して延設されたヘッド開閉用の油圧配管８
４、８５に接続されている。油圧配管７８は、オイルタ
ンクへオイルを戻すためのものである。アキュームレー
ター８１は、ミキシングヘッド５０を一気に開閉するた
めの畜圧のために設けられている。また、圧力計８０の
検出圧力が一定値に達したときに自動的に全開してオイ
ルを解放するためのアンロードリリーフ弁７７が設けら
れている。このアンロードリリーフ弁７７の流出口は、
前述したアンロードリリーフ弁７１に接続されており、
アンロードリリーフ弁７７により解放されたオイルは、
前述したファンクーラ７２により冷却されて、再びオイ
ルタンク６４に戻る。

【００６２】ストップバルブ８３は、通常の場合、常時
閉となっているが、アキュームレーター８１に畜圧され
た油圧を油圧配管７６を介してリークするときに開放さ
れる。

【００６３】なお、油圧電磁弁６６、注入用電磁弁７
９、エアー源５７、各種制御バルブなどは、図１のＩ／
Ｏポート４２を介して、コントローラ４０と接続されて
おり、該コントローラ４０の指令により、所定の手順で
動作する。これにより、主剤及び硬化剤が、ミキシング
ヘッド５０に圧送され、衝突混合され、吐出噴射ノズル
５２から前記材料が吐出される。

【００６４】ここで、ミキシングヘッド５０の詳細な構
成を図３及び図１３を参照して説明する。なお、本実施
形態では、いわゆるストレートタイプのミキシングヘッ
ドを一例とし、図３には、このミキシングヘッドの上面
図、側面図、前面図、後面図、先端部の内部図が示され
ている。

【００６５】図３に示すように、ミキシングヘッド５０
は、本体部分９５と、吐出充填ノズル５２を備えた先端
部９６と、ミキシングヘッド５０を操作するため作業者
が手で握ることができるグリップ部９７と、から構成さ
れる。

【００６６】このうち本体部分９５には、図１３に示す
ように、シリンダー１０１と、供給されたオイルの油圧
によって該シリンダー内を摺動可能なピストン９９と、
が設けられている。このシリンダー１０１の上死点及び
下死点の近傍には、それぞれ油圧供給ポート９０ａ、９
０ｂが設けられており、これらのポートは油圧ユニット
６０からの油圧配管８４、８５と接続されている。

【００６７】また、ピストン９９には、軸方向に沿って
ヘッド先端方向に延びるピストンロッド９３が取り付け
られ、このロッドは、先端部９６において軸方向に穿設
された細長い円柱状のシリンダー１０２内に、摺動可能
に収まっている。

【００６８】吐出充填ノズル５２の近傍には、シリンダ
ー１０２に向かって、各々、相対するように配置され
た、ポリオール主剤を噴射するための噴射ノズル９１ａ
とイソシアナート硬化剤を噴射するための噴射ノズル９
１ｂとが設けられている。

【００６９】噴射ノズル９１ａ、９１ｂは、図３の先端
部９６の上部に設けられた、ポリ供給ポート８８ａ、イ
ソ供給ポート８８ｂにそれぞれ連通しており、これらの
供給ポートには図２の手元ホース５４ｂ、５４ｃがそれ
ぞれ接続されている。すなわち、噴射ノズル９１ａ、９
１ｂには、所定の高圧力でポリオール主剤及びイソシア
ナート硬化剤が供給される。

【００７０】また、噴射ノズルよりも本体部分９５側に
近い先端部分９６には、シリンダー１０２内のポリオー
ル主剤を排出するための排出通路９２ａとイソシアナー
ト硬化剤を排出するための排出通路９２ｂとが、シリン
ダー９３に向かって、各々、相対するように配置されて
いる。

【００７１】排出通路９２ａ、９２ｂは、図３の先端部
９６の側部に設けられた、ポリ排出ポート８９ａ及びイ
ソ排出ポート８９ｂにそれぞれ連通しており、これらの
排出ポートには、図２の手元ホース５４ａ、５４ｄがそ
れぞれ接続されている。すなわち、排出ポートから排出
された各原料は、再び各原料タンクに戻る。

【００７２】吐出充填ノズル５２から混合物を吐出しな
い通常の場合（図１３の上図）、油圧供給ポート９０ａ
から油圧が供給されており、ピストンロッド９３が閉の
状態を保っている。すなわち、図１３のピストン９９
が、油圧供給ポート９０ａからの油圧によって下死点に
達し、ピストンロッド９３の先端が吐出充填ノズル５２
まで押される。このとき、噴射ノズル９１ａ、９１ｂか
ら噴射された各原料は、ピストンロッド９３の溝を通っ
て、それぞれ排出通路９２ａ、９２ｂから各原料タンク
に戻る経路を循環する。

【００７３】混合物を吐出する場合（図１３の下図）、
油圧ポート９０ａからの油圧供給が停止され油圧ポート
９０ｂから油圧を供給されるので、ピストンロッド９３
が開の状態となる。すなわち、図１３のピストン９９
が、油圧供給ポート９０ｂからの油圧によって上死点に
達し、ピストンロッド９３の先端は、噴射ノズル９１
ａ，９１ｂの噴射口の位置よりも本体側の方に引かれ
る。これにより、上記の循環経路は遮断されるので、噴
射ノズル９１ａ、９１ｂの小さい開口から高圧で（例え
ば１ｍｍφ程度のノズル開口から５０Ｋｇｆ／ｃｍ²の
高圧）対向噴射された各原料は、その勢いで衝突し、混
合されて吐出充填ノズル５２から吐出される。

【００７４】このようにミキシングヘッド５０では、吐
出の指令信号に応じたピストンロッド９３の摺動運動に
よって吐出充填ノズル５２の開閉動作が制御される。す
なわち、このロッド９３を引くタイミングを制御するこ
とによって、二液型発泡性ウレタン組成物の吐出を開始
するタイミングをより正確に制御できる。また、二液型
発泡性ウレタン組成物の吐出後、このロッド９３を押す
タイミングを制御することにより、後だれを防止でき
る。

【００７５】なお、本体部分９５の後端部には、近接ス
イッチ９８が設けられている。吐出の指令信号により油
圧供給ポート９０ａの圧力が開放され油圧供給ポート９
０ｂを加圧しても、吐出が実際に開始されるまでタイム
ラグがあるため、例えば３秒吐出するように命令しても
実際は２．５秒の吐出時間となる。これを厳密に３秒で
吐出させるため、近接スイッチ９８は、吐出の指令信号
により、ピストンロッド９３が引かれた時から時間を計
測できるようにしたものである。

【００７６】また、ミキシングヘッド５０は、コントロ
ーラからの指令信号に応じて吐出を行うが、グリップ部
９７に吐出スイッチ９４が設けられており、これを押下
することによっても、吐出充填ノズル５２から二液混合
物が吐出される上記ステップが実行される。

【００７７】また、グリップ部９７は、図１のマニピュ
レータのハンド部３８に容易に装着、脱着することがで
きるように構成されている。

【００７８】なお、ミキシングヘッド５０の各寸法は、
吐出充填ノズル５２の吐出口の内径すなわち吐出口径が
４〜８ｍｍ、吐出口の外径が１８ｍｍ、吐出充填ノズル
５２の軸方向の長さが２０ｍｍ、吐出充填ノズル５２の
後方部分の高さが４０ｍｍ、該後方部分の幅が５５ｍｍ
である。なお、この後方部分の高さと幅の和は、４０＋
５５＝９５ｍｍである。これは、狭い車体空間において
も車体閉断面部の注入口に容易に嵌合可能なサイズであ
る。

【００７９】図２の供給装置５６の気体源５７は、図４
に示す窒素供給装置１４１によって実現することができ
る。

【００８０】同図に示すように、窒素供給装置１４１
は、圧縮空気が供給される入力ポート１４０と、供給さ
れた圧縮空気の流量を圧力計１４４により計測された圧
力値に基づいて調節するための電磁弁１４２と、フィル
タ１４８と、該フィルタを透過した窒素ガスの圧力を計
測する圧力計１４６と、膜透過速度の速いＨ２Ｏ、Ｏ２
等を膜外部へ排出し膜透過速度の遅いＮ２を通過させる
膜モジュール１５０と、圧力計１５２により計測された
圧力値に基づいて透過した窒素ガスの圧力値を減圧する
ための１５１減圧弁と、膜モジュール１５０を透過した
ガスから酸素Ｏ２を検出するＯ２センサー１５３と、窒
素ガスの流量を計測する流量計１５４と、分離された窒
素ガスの吐出を制御するニードル弁１５５と、窒素ガス
が吐出される吐出ポート１５６と、を含んで構成され
る。すなわち、この窒素供給装置１４１は、膜分離式の
非常にシンプルな構成であり、圧縮空気を供給すること
により簡単に窒素ガスを発生させることができる。

【００８１】ところで、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５に示す車体１００が順
次、前向きに流れていく。本実施形態においては、例え
ば、車体１００のＡピラー部１０２、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。勿論、本発明は、これらの部分に限定さ
れるものではなく、サイドメンバー１３０、ドアに設け
られるサイドインパクトバ１３２、クロスメンバー１３
４、サイドメンバー１３６、及び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
成することもできる。

【００８２】図１に示したロボット１０は、図１で見て
右側の（または図５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の閉断面部内に二液型発泡性ウレタン組成
物を吐出充填する。また、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の閉断面部内に二液型発泡性ウレタン
組成物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。もっ
とも天井から垂下するマニュピレータを設ければ、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
二液型発泡性ウレタン組成物の充填を行うことも可能で
ある。

【００８３】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６参照）。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内部に、車体閉断面部１０２
ｄ（換言すれば、車体閉空間部）が画成されている。こ
の仕切壁１０２ｃは、充填される二液型発泡性ウレタン
組成物の他箇所への漏洩を防止する。また、注入口１０
２ｂは、車体閉断面部１０２ｄに連通している。

【００８４】同様に、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７参照）。また、Ｂピラー部１０
４の内部下方には、仕切板１０４ｃが取り付けられてお
り、これにより、Ｂピラー部１０４内部に、車体閉断面
部１０４ｄ（換言すれば、車体閉空間部）が画成されて
いる。そして、注入口１０４ｂは、車体閉断面部１０４
ｄに連通している。

【００８５】同様に、Ｂピラー上部１０８の車内側の側
壁１０８ａには、車内側に向いて開口した注入口１０８
ｂが形成されている（図８参照）。また、Ｂピラー上部
１０８の内部両側には、仕切板１０８ｃが取り付けられ
ており、これにより、Ｂピラー上部１０８内部に、車体
閉断面部１０８ｄ（換言すれば、車体閉空間部）が画成
されている。そして、注入口１０８ｂは、車体閉断面部
１０８ｄに連通している。

【００８６】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９参照）。また、ロッカー部１１０の内部
下方には、仕切板１１０ｃが取り付けられており、これ
により、ロッカー部１１０内部に、車体閉断面部１１０
ｄ（換言すれば、車体閉空間部）が画成されている。そ
して、注入口１１０ｂは、車体閉断面部１１０ｄに連通
している。

【００８７】本実施形態においては、車体閉断面部の注
入口を通して該車体断面部に二液型発泡性ウレタン組成
物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二液型
発泡性ウレタン組成物の漏れを完全に防止することがで
きる。しかしながら、二液型発泡性ウレタン組成物の漏
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
端だけを挿入してもよい。

【００８８】製造ライン１２上を流れる車体１００の閉
断面部に吐出充填ノズル５２を嵌合する場合、車体１０
０が、作業位置１４まで達すると、検知装置１６により
車体１００が検出され、Ｉ／Ｏポート４２を介してコン
トローラ４０に検出信号を伝達する。該検出信号を受信
したコントローラ４０は、Ｉ／Ｏポート４２を介してロ
ボット１０に指令信号を送信する。ロボット１０は、該
指令信号に基づいて、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２
８に対して枢動させ、ハンド部３８を第２のアーム部３
２に対して枢動又は回転させることにより、ハンド部３
８を所望の位置に移動させ、これにより注入口へ吐出充
填ノズルを適正に嵌合することができる。

【００８９】なお、自動車製造ライン１２上には、所定
の間隔毎に図１及び図５に示す車体１００が、順次、前
向きに流れていく。本実施形態においては、例えば車体
１００のＡピラー部１０２、Ｂピラー部１０４、ルーフ
部１０６を含むＢピラー上部１０８、及びロッカー部１
１０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、本発明は、これら
に限定されるものではなく、サイドメンバー１３０、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，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。

【００９０】次に、本実施形態の作用を図１０のフロー
チャートに基づいて説明する。

【００９１】まず、コントローラ４０が検知装置１６の
検知信号により車体１００が作業位置１４に入ったか否
かを判断する（ステップ２００）。車体１００が作業位
置に入っていない場合（ステップ２００否定判定）、車
体１００を検知するまで待機する。

【００９２】車体１００が作業位置に入った場合（ステ
ップ２００肯定判定）、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させ
て、吐出充填ノズル５２をＢピラー部１０４の注入口１
０４ｂ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
定した量だけ二液型発泡性ウレタン組成物が充填される
ように供給装置５６を駆動する（ステップ２０４）。規
定量の充填が完了した後、吐出を停止し各原料を供給装
置とミキシングヘッドとの間で循環させる（ステップ２
０５）。

【００９３】Ｂピラー上部、Ａピラー部及びロッカー部
についても、全く同様に、コントローラ４０がロボット
１０を駆動制御することにより、充填ノズル５２を移
動、嵌合し、設定量の二液型発泡性ウレタン組成物の充
填、停止を行う（ステップ２０６乃至ステップ２１
７）。

【００９４】なお、本実施例では、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
１１０の順序で二液型発泡性ウレタン組成物を充填する
ようにしたが、本発明は、この順序に限定されず、任意
の順序で充填するようにしてもよい。しかし、上記の順
序或いはその逆の順序で充填した場合、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。

【００９５】各ピラー部への自動充填が完了した後、ロ
ボット１０をホームポジションに戻す（ステップ２１
８）。このとき、各閉断面部への充填度合いをチェック
し、充填が不完全な閉断面部があるか否かを判断する。

【００９６】チェックの結果、閉断面部のいずれも充填
が完全であり、かつ、マニピュレータの駆動によっては
充填不可能な閉断面部が存在していない場合（ステップ
２２０否定判定）、ステップ２００に戻って、次の車体
が作業位置に入るのを待機する。このとき、コントロー
ラ４０に対しステップ２００の動作に移行する。

【００９７】なお、マニピュレータの駆動によっては充
填不可能な閉断面部として、ロボット１０の第１及び第
２のアーム２８、３２及びハンド部３８が届く範囲外に
ある閉断面部、或いは、アーム等が侵入できない狭い隙
間などに注入口が存在する閉断面部などが該当する。勿
論、ステップ２００乃至２１６におけるロボット１０に
よる自動充填作業では、このような閉断面部が除外され
てプログラム制御されている。作業者は、このように自
動充填不可能な閉断面部を予め把握しておくことにな
る。

【００９８】一方、チェックの結果、閉断面部の少なく
ともいずれかが充填が不完全であるか、又は、マニピュ
レータの駆動によっては充填不可能な閉断面部が存在し
ている場合（ステップ２２０肯定判定）、ミキシングヘ
ッド５０をヘッド部３８から取り外し（ステップ２２
２）、ミキシングヘッド５０の吐出充填ノズル５２を、
ハンド（手作業）で、不完全に充填された閉断面部又は
自動充填不可能な閉断面部の注入口に嵌合させる（ステ
ップ２２４）。

【００９９】そして、ノズルスイッチをオンにし（ステ
ップ２２６）、上記閉断面部への二液型発泡性ウレタン
組成物の充填を開始する。上記閉断面部が充分に充填さ
れるまでノズルスイッチをオンにしたまま充填を継続し
（ステップ２２８否定判定）、充分に充填された場合
（ステップ２２８肯定判定）、ノズルスイッチをオフに
して（ステップ２３０）充填を完了し、ステップ２２０
に戻る。なお、閉断面部が完全に充填されたか否かの判
定は、作業者の目視等に基づいて行うようにしてもよ
い。また、閉断面内部の容積に見合った充填容量の適正
を確認するため、該車体部材の側面に対し外部から非接
触で温度測定を行い、充填部位と未充填部位の温度差
（例えば１０℃以上）によって充填容量の適正を確認す
るようにしてもよい。なお、温度測定に赤外線熱画像装
置または赤外放射温度計を用いることができる。

【０１００】ステップ２２０では、再び、上記ステップ
で充填の対象となった閉断面部以外に充填が不完全な閉
断面部又は自動充填が不可能な閉断面部が有るか否かを
判定し、かかる閉断面部が存在する場合には（ステップ
２２０肯定判定）、再び上記ステップ２２２乃至２３０
を繰り返す。このようにして車体１００のすべての閉断
面部が完全に充填した場合（ステップ２２０否定判
定）、再びステップ２００に戻り、次に送られてきた車
体１００について同様の処理を繰り返す。このとき、作
業者によって、ミキシングヘッド５０が再びヘッド部３
８に取り付けられることはいうまでもない。

【０１０１】以上のように本実施形態によれば、マニピ
ュレータとしてのロボット１０の駆動による車体閉断面
部への自動充填を効率的に行うと共に、ミキシングヘッ
ド５０をマニピュレータから脱着自在に構成したので、
ロボット１０による自動充填では、たまたま充填が不十
分であった閉断面部や充填不可能な箇所にある閉断面部
への発泡材料の完全な充填を可能とし、柔軟かつ信頼性
の高い充填システムを構築することができる。

【０１０２】また、ミキシングヘッド５０を、小型化
し、具体的には図３に示すサイズとしたので、図６乃至
図９に示す各閉断面部の注入口周辺の形状には影響され
ずに、吐出充填ノズルを注入口に適正に嵌合することが
できる。また、供給装置５６全体も窒素発生装置による
原料の圧送手段を設けることなどにより小型化したの
で、本充填システムの機動性をさらに向上することがで
きる。

【０１０３】また、供給装置５６には、一定流量のシリ
ンダポンプを設けたので、吐出噴射ノズルから吐出され
る発泡材料が一定流量となり、自動充填及び手作業によ
る充填がきわめて容易となる。

【０１０４】さらに、本実施形態では、油圧ユニット６
０において、ポンプ５９が、オイルタンク６４に貯蔵さ
れたオイルを、インバータ７４により駆動されるポンプ
６５、電磁弁６６を介して、油圧配管６７、６８、７
０、６９を通し、油圧シリンダー６１に油圧を供給して
ピストンを往復運動させると共に、シリンダーポンプ３
３ａ、３３ｂのピストンを往復運動させる。そして、こ
れと同時に、ポンプ５９が、オイルタンク６４に貯蔵さ
れたオイルを、油圧配管７５、７８、８４、８５を通し
て、インバータ７４により制御される流量で循環させる
ことにより、ミキシングヘッド５０の主剤と硬化剤の噴
射ノズル９１ａ、９１ｂを駆動させる。

【０１０５】このようにシリンダーポンプ３３ａ、３３
ｂ及びミキシングヘッド５０の駆動を１台のポンプ６５
により行うことによって、装置全体を小型化することが
できる。

【０１０６】また、油圧駆動中に、油圧シリンダー６１
及びミキシングヘッド５０に供給される油圧配管６７，
７５の油圧がそれぞれ一定圧力以上となったとき、リリ
ーフ弁７１、アンロードリリーフ弁７７は、各々独立
に、油圧配管６７，７５の一部のオイルがオイルタンク
６４に戻るように開口する。これにより、油圧駆動され
る装置の圧力が一定以上に増加しないように保持するこ
とができる。

【０１０７】従来では、ミキシングヘッド５０の駆動を
例えば１５０ｋｇｆ／ｃｍ²で行う時、これ以上の圧力
にならないようにバネ式のようなものでリリーフ弁を開
けて調整され、かつ、圧損の大きいところでリリーフし
ていたため、発熱量が大きかった。しかし、本実施形態
では、ミキシングヘッド５０が停止して一定圧力（例え
ば１５０ｋｇｆ／ｃｍ² ）を保持しているときは、弁を
全開して圧損無くオイルを解放するため、発熱量を小さ
く抑えることができる。

【０１０８】さらに、本実施形態では、インバータ７４
によって流量制御を行い、基本的にリリーフのない状態
でオイルを循環させるようにしたので、従来より大幅に
発熱を抑えることができる。

【０１０９】さらに、本実施形態では、リリーフ弁７
１、アンロードリリーフ弁７７によりオイルタンク６４
に解放されたオイルを、オイルタンクに流入する前に、
ファンクーラ７１により冷却するようにしたので、さら
に発熱を抑えることができる。

【０１１０】このように本実施形態では、従来よりもリ
リーフ時の発熱を抑えることが可能になったため、オイ
ル量が少量で済むようになり、この点からも、さらに装
置を小型化することができる。

【０１１１】なお、本実施形態では、異常時の場合に備
えて高い圧力時には、ポンプ６５の自動停止や、ポンプ
６５のリーク弁が働くようにしてもよい。

【０１１２】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態に係る二液型発泡性ウレタン組成物の充填装置のシス
テム構成例を図１１に示す。なお、第１の実施形態と同
様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を
省略する。

【０１１３】図１１に示すように、第２の実施形態に係
る充填装置１６０は、キャスター１６２付きの台車１６
１の上に設置された供給装置５６と、該供給装置５６の
筐体側面から延設された取付台座１６４と、該取付台座
１６４にグリップ部９７を介して脱着自在に取り付けら
れたミキシングヘッド５０と、ミキシングヘッド５０と
供給装置５６とを接続するホース束５４と、から構成さ
れる。

【０１１４】第２の実施形態の充填装置１６０では、上
述したように小型化と定流量性とを兼ね備えた図２の供
給装置５６を用いているので、図１１に示すように移動
自在のユニットとして構成することができる。

【０１１５】作業者は、被充填部を充填するのに適した
現場まで、台車１６１を押して即座に移動し、取付台座
１６４から小型のミキシングヘッド５０を取り外し、被
充填部の注入口にノズル５２を嵌合し、吐出スイッチ９
４を押下することにより、簡単自在に、二液型発泡性ウ
レタン組成物を該被充填部に充填することができる。

【０１１６】以上が本発明の各実施形態であるが、本発
明は上記例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で任意好適に変更可能である。

【０１１７】例えば、第１実施形態では、車体のうちＢ
ピラー部１０４、Ｂピラー上部１０８、Ａピラー部１０
２及びロッカー部１１０のそれぞれの閉断面部内に二液
型発泡性ウレタン組成物を充填するようにしたが、本発
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、サイドメンバー、サイドインパクトバー、クロスメ
ンバー、バンパーリンフォースメントなど他の部分に閉
断面部を構成して二液型発泡性ウレタン組成物を充填す
ることもできる。図１２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１
２０、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１２２ａはフロントサイドルーフレール部１
２２に形成されており、かかる注入口１２２ａを通して
閉断面部内に二液型発泡性ウレタン組成物が充填される
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１
１８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。

【０１１８】また、被充填対象として車体閉断面部に限
定されず、二液型発泡性ウレタン組成物を充填すること
が可能な部分であれば、任意好適に選択できる。

【０１１９】また、ミキシングヘッド５０を図３に示す
サイズとしたが、所定空間内で所定サイズの注入口を有
する車体閉断面部へ二液型発泡性ウレタン組成物を容易
に充填できる範囲内であれば、他のサイズとしてもよ
く、例えば、吐出口の内径が４ｍｍ〜８ｍｍ、吐出口の
外径が２０ｍｍ以下、吐出口の長さが５ｍｍ以上であ
り、吐出口後方の形状が高さと幅の和が１２０ｍｍ以下
となるように設定してもよい。

【０１２０】さらに、図２の供給装置５６では、窒素ガ
スにより圧送された原料を一定流量の流れに変換する手
段として、シリンダーポンプ３３ａ、３３ｂを用いた
が、この代わりにいわゆるアキシャルピストンポンプを
用いてもよい。このアキシャルピストンポンプは、ドラ
イブシャフトに回転駆動力を与えることにより、設定さ
れた流量で高粘度液体を吐出可能なポンプである（「可
変容量形ピストンポンプＡ２ＶＫ」；内田油圧機器工業
株式会社）。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、送
出された気体の圧力により、貯留されている第１及び第
２の原料を圧送するので、装置を簡素化、小型化するこ
とができる。さらに、圧送された第１及び第２の原料
を、それぞれ一定流量の流れに変換し、これらを噴射混
合して一定流量の二液型発泡性ウレタン組成物を吐出す
るようにしたので、小型であると共に定量性、信頼性、
機動性の高い充填装置を提供することができる、という
優れた効果が得られる。

【０１２２】また、請求項３及び請求項１４の発明で
は、窒素発生装置を用いて水分子が除去された窒素ガス
を第１及び第２のタンクに送出することにより、貯留さ
れている第１及び第２の原料を圧送するので、第１及び
第２の原料に、水分子が混入することがなくなり、発泡
材料の変化がなく、更に、タンク及び配管中で硬化（固
化）することがなく信頼性の高い二液型発泡性ウレタン
組成物を混合形成することができる、というさらなる効
果が得られる。

【０１２３】また、請求項６及び請求項１５の発明によ
れば、１つの油圧駆動手段を用いて、混合吐出手段の噴
射混合及び混合吐出の少なくともいずれかと、シリンダ
ーポンプのピストンの往復運動とを駆動させるようにし
たので、さらに装置を小型化することができる、という
効果が得られる。

【０１２４】請求項７の発明によれば、油圧ポンプの流
量制御をリリーフ弁ではなくポンプ制御手段によって行
い、基本的にリリーフのない状態でオイルを循環させる
と共に、油圧配管内の油圧が一定圧力以上となったとき
にリリーフ弁を開口するようにしたので、従来より圧力
損失が少なく、大幅に発熱を抑えることができる、とい
うさらなる効果が得られる。

【０１２５】請求項８の発明によれば、冷却手段が、開
口したリリーフ弁を通過したオイルを冷却するので、さ
らにいっそう、発熱を抑えることができる、という効果
が得られる。

【０１２６】請求項９及び請求項１６の発明によれば、
上記のように小型化、信頼性を高めた充填装置の混合吐
出手段をマニピュレータに取り付け、自動的に車体閉断
面部に二液型発泡性ウレタン組成物を充填するようにし
たので、大型化していた従来の大量生産の充填システム
よりも、生産をより効率化することができる、という効
果が得られる。

【０１２７】また、請求項１０の発明によれば、請求項
９の前記混合吐出手段が、手動操作可能な装置単体とし
て構成され、かつ、前記マニピュレータに脱着自在に取
り付けられるようにしたので、生産ライン上を流れる車
体への充填を順次行いながら、作業者が臨機応変に二液
型発泡性ウレタン組成物を車体閉断面部に充填すること
が可能となる、というさらなる効果が得られる。

【０１２８】請求項１１及び請求項１７の発明によれ
ば、上述の充填装置を移動自在のユニットとして構成し
たので、きわめて機動性、信頼性の高い現場発泡型の充
填装置を提供することができる、という効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る二液型発泡性ウ
レタン組成物の充填装置のシステム構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の充填装置における供給装置の詳細な構成
を示す図である。

【図３】図１の充填装置におけるミキシングヘッド５０
の上面図、側面図、前面図、後面図、及び先端部の内部
図を示す図である。

【図４】図２の供給装置の気体源となる窒素供給装置の
構成を示すブロック図である。

【図５】製造ラインを流れる車体の側面図である。

【図６】Ａピラー部の概略的な斜視図である。

【図７】Ｂピラー部の概略的な斜視図である。

【図８】Ｂピラー上部の概略的な斜視図である。

【図９】ロッカー部の概略的な斜視図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態に係る二液型発泡性
ウレタン組成物の充填装置を制御する際の流れを示すフ
ローチャートである。

【図１１】本発明の第２の実施形態に係る二液型発泡性
ウレタン組成物の充填装置のシステム構成例を示す概略
図である。

【図１２】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１３】ミキシングヘッド５０における循環時及び吐
出時の場合の内部構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ ロボット ４０ コントローラ ５０ ミキシングヘッド ５２ 吐出充填ノズル ５４ ホース束 ５６ 供給装置 ３１ａ 第１タンク（ポリ系タンク） ３１ｂ 第２タンク（イソ系タンク） ３３ａ シリンダーポンプ ３３ｂ シリンダーポンプ ５７ 気体源 ６０ 油圧ユニット ６４ オイルタンク ６５ ポンプ ６７，６８、６９、７０ 油圧配管 ７５、７８、８４、８５ 油圧配管 ７１ リリーフ弁 ７２ ファンクーラ ７７ アンロードリリーフ弁 ７４ インバータ １００ 車体 １４１ 窒素発生装置 １５０ 膜モジュール １６０ 充填装置 １６１ 台車

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二液型発泡性ウレタン組成物の第１の原
   料を貯留する第１のタンクと、 二液型発泡性ウレタン組成物の第２の原料を貯留する第
   ２のタンクと、 前記第１及び第２のタンクに設けられた各々の流入口へ
   気体をそれぞれ送出する気体送出手段と、 前記気体送出手段により送出された気体の圧力により前
   記第１のタンクに設けられた流出口から圧送された第１
   の原料を、一定流量の流れに変換して吐出する第１の定
   流量手段と、 前記気体送出手段により送出された気体の圧力により前
   記第２のタンクに設けられた流出口から圧送された第２
   の原料を、一定流量の流れに変換して吐出する第２の定
   流量手段と、 前記第１及び第２の定流量手段により各々吐出された前
   記第１及び第２の原料を噴射混合し、混合されて形成さ
   れた二液型発泡性ウレタン組成物を吐出する混合吐出手
   段と、 を含む二液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
2. 【請求項２】 前記混合吐出手段による二液型発泡性ウ
   レタン組成物の噴射混合及び混合吐出の少なくともいず
   れかを油圧により駆動制御する油圧駆動手段と、 をさらに含む請求項１に記載の二液型発泡性ウレタン組
   成物の充填装置。
3. 【請求項３】 前記気体送出手段は、 少なくとも膜透過速度の速い水分子及び酸素分子を膜外
   部へ排出し、膜透過速度の遅い窒素分子を透過させる膜
   モジュールを有し、 前記膜モジュールに圧縮空気が供給されたときに該膜モ
   ジュールを透過した窒素ガスを送出する窒素発生装置で
   あることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二
   液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
4. 【請求項４】 前記第１及び第２の定流量手段は、前記
   第１及び第２のタンクの流出口から各々吐出された前記
   第１及び第２の原料を一定流量の流れに変換して吐出す
   るアキシャルピストンポンプからそれぞれ構成されてい
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１
   項に記載の二液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２の定流量手段は、 ピストンがシリンダー内を往復移動することに応じて、
   前記第１及び第２のタンクの流出口から吐出された前記
   第１及び第２の原料を、一定量、各々吸入する吸入工程
   と、シリンダー内に吸入された前記第１及び第２の原料
   を各々すべて吐出する吐出工程とを繰り返し行うシリン
   ダーポンプからそれぞれ構成されていることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の二液型
   発泡性ウレタン組成物の充填装置。
6. 【請求項６】 前記油圧駆動手段は、前記混合吐出手段
   による二液型発泡性ウレタン組成物の噴射混合を油圧に
   より駆動制御すると共に前記シリンダーポンプのピスト
   ンの往復移動を油圧により駆動制御することを特徴とす
   る請求項５に記載の二液型発泡性ウレタン組成物の充填
   装置。
7. 【請求項７】 前記油圧駆動手段は、 オイルを貯蔵するオイルタンクと、 油圧駆動される装置に油圧を提供するために前記オイル
   タンクから延設された油圧配管と、 前記油圧配管内のオイルを循環させる油圧ポンプと、 前記油圧ポンプの流量を制御するポンプ制御手段と、 前記油圧駆動される装置に供給される油圧配管内の油圧
   が一定圧力以上となったとき、該油圧配管内の一部のオ
   イルが前記オイルタンクに戻るように全開するリリーフ
   弁と、 を有することを特徴とする請求項２乃至請求項６に記載
   の二液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
8. 【請求項８】 前記油圧駆動手段は、 前記リリーフ弁を通過したオイルを冷却する冷却手段
   を、さらに有することを特徴とする請求項７に記載の二
   液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
9. 【請求項９】 前記混合吐出手段は、所望の位置に移動
   可能なマニピュレータに取り付けられており、 車体閉断面部の注入口を通して該車体閉断面部に二液型
   発泡性ウレタン組成物を供給可能な位置に前記混合吐出
   手段の吐出先端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制御手段と、 をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項８
   のいずれか１項に記載の二液型発泡性ウレタン組成物の
   充填装置。
10. 【請求項１０】 前記混合吐出手段が、手動操作可能な
    装置単体として構成され、かつ、前記マニピュレータに
    脱着自在に取り付けられていることを特徴とする請求項
    ９に記載の二液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
11. 【請求項１１】 移動自在のユニットとして構成されて
    いることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか
    １項に記載の二液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
12. 【請求項１２】 前記混合吐出手段は、吐出口の内径が
    ４ｍｍ〜８ｍｍ、吐出口の外径が２０ｍｍ以下、吐出口
    の長さが５ｍｍ以上であり、吐出口後方の形状が高さと
    幅の和が１２０ｍｍ以下となるように設定されているこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項
    に記載の二液型発泡性ウレタン組成物の充填装置。
13. 【請求項１３】 二液型発泡性ウレタン組成物の第１の
    原料を貯留する第１のタンクと、二液型発泡性ウレタン
    組成物の第２の原料を貯留する第２のタンクと、供給さ
    れた前記第１及び第２の原料を噴射混合する混合吐出手
    段と、を有する充填装置により被充填部へ二液型発泡性
    ウレタン組成物を充填する充填方法であって、 前記第１及び第２のタンクに設けられた各々の流入口へ
    窒素発生装置により供給された窒素ガスをそれぞれ送出
    し、 送出された窒素ガスの圧力により前記第１のタンクに設
    けられた流出口から圧送された第１の原料を、シリンダ
    ーポンプにより一定流量の流れに変換し、 送出された窒素ガスの圧力により前記第２のタンクに設
    けられた流出口から圧送された第２の原料を、シリンダ
    ーポンプにより一定流量の流れに変換し、 一定流量の流れに変換された前記第１及び第２の原料を
    前記混合吐出手段に供給することにより、二液型発泡性
    ウレタン組成物を噴射混合し、 前記混合吐出手段から噴射された二液型発泡性ウレタン
    組成物を被充填部へ充填することを特徴とする二液型発
    泡性ウレタン組成物の充填方法。
14. 【請求項１４】 前記窒素発生装置は、供給された圧縮
    空気から水分子及び酸素分子を除去することにより、窒
    素ガスを発生することを特徴とする請求項１３に記載の
    二液型発泡性ウレタン組成物の充填方法。
15. 【請求項１５】 前記シリンダーポンプ及び前記混合吐
    出手段は、１つの油圧駆動手段により供給された油圧に
    より駆動されることを特徴とする請求項１３に記載の二
    液型発泡性ウレタン組成物の充填方法。
16. 【請求項１６】 前記混合吐出手段は、所望の位置に移
    動可能なマニピュレータに取り付けられており、 被充填部の注入口を通して該被充填部に二液型発泡性ウ
    レタン組成物を供給可能な位置に前記混合吐出手段の吐
    出先端が位置決めされるように前記マニピュレータの位
    置を制御することを特徴とする請求項１３乃至請求項１
    ５のいずれか１項に記載の二液型発泡性ウレタン組成物
    の充填方法。
17. 【請求項１７】 前記充填装置が移動自在のユニットか
    ら構成され、かつ、前記混合吐出手段が手動操作可能な
    単体で構成されていることを特徴とする請求項１３乃至
    請求項１５のいずれか１項に記載の二液型発泡性ウレタ
    ン組成物の充填方法。