(57)【要約】物理的防護壁（１０）は、支持体（１４）と支持体（１４）に配される封止材料（１２）とを備えている。封止材料（１２）は、活性化されたときに膨張するものである。活性化前の状態は、封止材料（１２）は流動性を有している。封止材料（１２）は、事前に成型されずに注入孔を通して活性化前の状態で支持体（１４）に直接配される。
2005532956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性を有し、活性化されることにより膨張可能な封止材料と；
開口部を有する部材に挿入される支持体に前記封止材料を注入するために配された注入孔と；
を備えていることを特徴とする防護体の製造システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記注入孔がロボットアームに配されていることを特徴とする防護体の製造システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記注入孔から前記封止材料を注入する前に、前記支持体を前記注入孔に対して位置決めする移動機構を備えていることを特徴とする防護体の製造システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、
前記移動機構が、コンベヤベルト、往復移動台、及び回転台の一群から選択されることを特徴とする防護体の製造システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記封止材料が加熱活性されることを特徴とする防護体の製造システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記封止材料が化学活性されることを特徴とする防護体の製造システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、
前記注入孔が、防護体を通しての所望音響伝搬レベルに応じた量の前記封止材料を前記支持体に配することを特徴とする防護体の製造システム。
【請求項８】
注入孔と開口部を有する部材に挿入されて配される支持体との相対的な位置を変化させる工程と；
流動性を有し、活性化されることによって膨張可能な封止材料を注入孔から前記支持体へ配する工程と；
を備えていることを特徴とする物理的防護体を製造する方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
さらに、物理的防護体の所望の音響伝搬特性を決定する工程と；
前記決定された所望の音響伝搬特性に応じた量の、前記流動性を有し、活性化されることによって膨張可能な封止材料を配する工程と；
を備えていることを特徴とする物理的防護体を製造する方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、
前記変化工程が、前記支持体を固定支持し、かつ、前記注入孔を移動することを備えていることを特徴とする物理的防護体を製造する方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法であって、
前記変化工程が、前記注入孔を固定支持し、かつ、前記支持体を移動することを備えていることを特徴とする物理的防護体を製造する方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の方法であって、
前記変化工程が、前記注入孔と前記支持体とを同時に移動することを備えていることを特徴とする物理的防護体を製造する方法。
【請求項１３】
開口部を有する部材に挿入されるように構成された支持体と；
該支持体に配され、活性化前には未成型である膨張可能な封止材料とを備えていることを特徴とする物理的防護体。
【請求項１４】
請求項１３に記載の物理的防護体であって、
前記封止剤が、防護体の所望の音響伝搬特性に応じた量の前記封止剤が支持体に配されていることを特徴とする物理的防護体。
【請求項１５】
請求項１３に記載の物理的防護体であって、
前記封止剤が、棚、溝及び井戸の一群から選択される前記支持体の載置領域に配されていることを特徴とする物理的防護体。
【請求項１６】
請求項１５に記載の物理的防護体であって、
前記封止材料が加熱活性されることを特徴とする物理的防護体。
【請求項１７】
請求項１５に記載の物理的防護体であって、
前記封止材料が化学活性されることを特徴とする物理的防護体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル又は他の部材における開口部を封止するための物理的防護体の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
物理的防護体は、自動車のパネル部材や建物、家庭用器具等の所定の対象物における開口部を封止するために使用される。これらの防護体は、対象物の開口部を通して通過する噴煙、泥、湿った埃、水といった環境汚染物（environmental contamination）のような物質材料、流体、及び気体を抑えるために使用されている。例えば、ドアパネルのような自動車のパネル部材は、金属板に、製造過程上の様々な理由によって設けられるいくつかの開口部を通常有している。さらに、自動車の車体の様々な構造部材は、客室内への汚染物を許容し得る様々な孔、窪み、空洞、通路や開口部（これらを開口部と総称する。）を有している。これらの開口部は、自動車が最終消費者に届く前に封止されるのが好ましい。
【０００３】
物理的防護体として知られるものは、通常、成型プラスチック部材を有する支持体（carrier device）に配される封止材料を備えている。従来、封止剤は、予め決められた領域、即ち支持体の「配置領域（Placement areas）」上或いはその内部に適合する形状で比較的硬い部材に成型されている。封止剤と支持体とは、与えられたパネル部材における開口部に適合可能に（形状と寸法とが）各々組み合わされる。支持体は大部分の開口部を埋めるように適合され、一方、封止剤は、支持体と開口部の境界線との間を封止するのに適合される。封止剤は、何度か支持体と開口部を形付けるパネル部材の端部との境界線を膨張して封止するように活性化され得る材料を備えている。そのような封止剤は、温度変化（通常加熱されて）又は化学的な媒介物の導入を含む様々な方法によって活性化され得る。例えば、自動車に使用される加熱活性化封止剤の共通した活性化方法の一つは、封止剤を活性化するために、コーティング及び／又は塗布工程の間、自動車を高温にさらして封止剤を膨張させ、開口部の周囲を完全に封止することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
防護体の重大な欠点として、労働集約型製造を要することが知られている。よく知られた製造方法は、封止部材を支持体上又はその内部の適合位置に一致する形状に成型して合成部材とするものである。そして、成型された封止部材は、手動にて支持体の上に又は内部に挿入される。成型された封止部材の手動による挿入作業は、これを行うための作業スペースが厳しく制限されることからとりわけ難しく、高い精度の駆動制御が要求される。その結果、封止材料を型部材にて成型する工程とそれを支持体の内部又は上部に手動で載置する工程とが、このタイプの物理的防護体の製造に要求される全体コストと時間とに重大な要素となっている。
【０００５】
結果的に、これに関して発明者は物理的防護体の製造システム及び製造方法の改善の必要性を認識することとなった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、物理的防護体とその製造システム及び製造方法の改善に関するものである。この発明に係るシステムは、流動性を有し、活性化されることによって膨張可能な封止材料、及び、支持体に封止材料を直接注入するために具備された注入孔とを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
開口部や空洞、他の開口部を封止する物理的防護体の好適な実施例として、防護体１０が開口部４に挿入された自動車のドアパネルのようなパネル部材２を図１に示す。断面図をみると、防護体１０が活性化前の封止材料１２と支持体１４とを備えている。封止材料が活性化された後、防護体１０は開口部を封止して、開口部からの空気や水、騒音、泥、他の物質を抑える。
【０００８】
図２及び図３は、本発明に係る実施形態において開口部を封止するための物理的防護体１０をそれぞれ示す拡大図であって、構成要素が符号によって識別されている。防護体１０は、支持体１４とこれに適合される封止材料１２とを備えている。支持体１４は、開口部や孔を埋めるのに適する形状に形成され得る。封止材料１２は、活性化されて膨張する膨張可能な封止剤である。さらに、封止材料１２は、活性化前においては流動性（液体状）を有している。封止材料１２は、防護体１０の製造の間、図２及び図３には不図示の注入容器から支持体１４に配される。封止材料１２は、防護体１０の製造の間、活性化前の液体状態とされている。図３に示すように、支持体１４は、流動可能な封止材料１２が支持体１４に付されかつ支持される棚状の封止剤載置領域１６を備えていることが好ましい。載置領域１６は、図２に示すように、支持体１４の表面に溝又は井戸１９状に形成され得るのが好ましい。さらに、支持体１４は、封止材料１２を受け取るために不図示の注入容器に対して支持体１４を位置決めするのに使用され得る移動機構に、容易に係合させるハンドリング機構１５を備えているのが好ましい。例えば、移動機構は、支持体１４をある場所から別の場所に移動させるロボットアームでもよい。ハンドリング機構１５は、実質上、どのような形状や構造でもよく、製造工程において支持体を位置決めして操るための移動機構と係合可能なものであればよい。最後に、支持体１４は、また、支持体１４を開口部又は孔に挿入するための挿入機構１７を備えているのが好ましい。
【０００９】
封止材料１２は、様々な封止剤を備えているが、温度変化又は化合物の導入に応じて活性化されて膨張するものが好ましい。本発明の一実施形態では、封止材料１２は、加熱によって活性化して膨張する発泡状の封止剤とされている。封止材料１２は活性化前において流動性を要する。活性化前の封止材料１２は、注入容器から流出し、かつ、支持体１４によって様々な形状に変形可能な十分に低い粘性を有していることが要される。一方、活性化前の封止材料１２は、一旦支持体１４に付された後は原則的に静止し続けるだけの高い粘性を要することを要する。好ましい封止材料としては、米国特許第５、２６６、１３３；６号明細書、米国特許第１５０、４２８号明細書；米国特許第６、３６８、４３８号明細書；米国特許第６、３８７、４７０号明細書に開示されているものを含む。より好ましい封止材料は、Sika Corporationから商業的に提供されるSikaBaffle（登録商標）やSikaReinforcer（登録商標）を有する。商業的に最も好ましい封止剤は、SikaBaffle 240（登録商標）である。
【００１０】
支持体１４は、封止材料１２を活性化させるために使用される刺激物に対して形状が実質的に変化しないような様々な従来の材料から製造され得る。例えば、本発明によって製造される物理的防護体が自動車のドアパネルの開口部に使用されるとき、支持体１４は、通常、封止材料を活性化させる自動車製造工程のうちのコーティング又は塗装工程における昇温にも耐え得る材料からなることを要する。支持体１４は、（いくつかの金属材を含む）様々な材料から構成され得る一方、重量や開口部内に支持体を挿入するのに必要な力を低減するためにプラスチックから構成されているのが好ましい。支持体１４の製造においては、ナイロンが好ましいプラスチック材料である。
【００１１】
本発明に係る防護体１０は、以下のプロセス及びシステムに従って製造されるのが好ましい。物理的防護体１０は、従来の自動組立ライン又は装置を使用して製造されるのが好ましい。一般的に、組立ライン又は装置の最初の段階で集積された（封止材料のない）新しい状態の支持体１４が貯蔵され又は積み重ねられている。続いて、注入容器にて流動可能で膨張可能な活性化前の封止材料１２を支持体１４に付し得るように、新しい支持体が注入容器に対して自動的に配置される。活性化前の封止材料が、支持体１４の載置領域に配置される。上述したように、載置領域は、棚１６、溝又は井戸１９のような様々な領域を備えている。載置領域に配される封止剤の量は、パネルの音響特性を特注生産するために変更され得る。例えば、パネルを通しての音の伝搬を減らすためには封止材料を添加し、増加させるためには封止材料を削減し得る。通常、製造後、（活性化前の封止剤が配された）防護体は、封止が要求されるパネル部材に防護体を挿入してその後活性化させる第三者に提供される。
【００１２】
封止材料１２が流動状態にて支持体１４に配されるので、支持体１４の載置領域に相当する形状に合わせて封止部材を硬化させる別の成型工程を備える必要がない。さらに、この流動可能な封止材料を配する方法は、支持体に硬い封止部材を手動で挿入する従来の工程を省くことができる。加えて、この方法は、支持体１４に配する活性化前の材料の量を容易に変更でき、新しい型や新しい成型封止部材を製造することなくパネル部材の音響特性を特注生産することができる。
【００１３】
注入装置は、流動可能で膨張可能な封止材料を分配可能な従来からの様々なノズルを備え得る。注入装置は移動可能なものでも固定されるものでも構わない。通常、注入装置が固定された場合、製造工程には、流動可能な封止材料１２を提供可能なように注入装置に対して防護体１０を移動する工程が含まれる。これに対して注入装置が移動可能な場合、通常、工程は封止材料１２が供給されている間、防護体１０を静止させる工程が含まれる。注入装置の様々な実施形態が採用され得るが、注入孔（ノズル）を有するロボットアームを備えるものが好ましい。また、注入装置は支持体１４への封止材料１２の分配を容易にするための従来から知られたポンプやモータ、測定装置、貯蔵タンクを備え得る。
【００１４】
本発明に係る防護体の製造の際に使用される自動組立ライン又は装置は、様々な公知のシステムを備えており、図４、図５及び図６に例示するシステムが使用され得る。最初に図４に示すように、自動化システム１８は、トレイ２４、２６と、往復移動台２８、３０とを備えている。トレイ２４、２６は、それぞれ単独の支持体１４を保持するものである。トレイ２４、２６は、往復移動台２８、３０に載置されている。台２８、３０は、（矢印３３、３５に示すように）注入装置３２に対して前後に往復移動するように構成されている。注入装置３２は、軸点３８にて（注入装置３２に対して）高い位置に移動可能なロボット分注アーム３６を備えている。分注アーム３６は、分注アーム３６の下を往復移動台２８、３０が通過可能な十分高い位置に配されている。分注アーム３６は、支持体１４に流動する封止材料１２を注入するための分注口３４を備えている。不図示の電気制御装置が、注入孔３４を通して封止材料１２を制御するのと同様に、通常、システムの様々な機器の動きを制御している。
【００１５】
図４に示すシステムは、以下のように操作する。新しい状態の支持体１４が、新しい状態の部品貯蔵領域４２から取り出されてトレイ２４に載置される。往復移動台２０が、トレイ２４を移動アーム３６の移動範囲内に位置するように移動する。アーム３６が回転軸３８の回りを回転して注入孔３４が支持体１４上を通過する。注入孔３４から支持体１４上に活性化されることによって流動可能な封止材料１２が注がれる。アーム３６の円弧状の軌跡と台２０の直線移動との組み合わせによって、支持体１４の任意の部分をまかなうように注入装置３２の封止材料の注入量を制御することができる。封止材料１２が支持体１４に十分に配されたとき、台２０は注入装置３２から回収され、（今や封止剤１２が充填された）支持体１４がトレイ２４から取り出されて最終部品貯蔵領域４０に貯蔵される。
【００１６】
トレイ２４上の新しい状態の支持体１４がアーム３６のレンジ内で移動している間、台３０が注入装置３２から離間して部品貯蔵領域４２から台３０用の新しい状態の支持体１４を受け取る準備を行う。台２０が注入装置３２から回収されるとき、台３０がアーム３６のレンジ内に移動して、アーム３６が台２０を超えて配置されるように接続軸３８に対して回転する。そして上述したように、台３０上に配された支持体に封止材料が注入される。
【００１７】
本発明を実行するために採用されるシステムの他の実施形態を図５に示す。図５に示すシステムは、コンベヤベルト４８と複数のトレイ５０とを備えている。各トレイ５０は、新しい状態の支持体１４を支持するように構成されている。コンベヤベルト４８は、通常、円弧状に形成され、新しい状態の部品領域５４から注入装置５２に向かって矢印５５に示す方向に複数のトレイ５０を移動させる。注入装置５２は、注入装置５２を通過する支持体１４に封止材料１２を注入するように構成されている。注入装置５２は、様々な方法によってこの機能を達成し得る。例えば、注入装置５２は、トレイ列５５上を通過するように横切って封止材料１２を注入するよう構成された、上述したような不図示の移動可能なアームを有し得る。コンベヤベルト４８は、トレイ５５を注入装置内で通過させるように構成される代わりに、封止材料１２を注ぐ固定された注入孔の下を支持体１４が通過するよう構成されている。注入装置５２に採用される方法にかかわらず、封止材料１２が支持体１４に配された後、矢印５９によって示されるように、コンベヤベルト４８によって最終部品領域５６に支持体１４が移送される。
【００１８】
本発明を改善するために採用され得るシステムのさらに別の実施形態を図６に示す。図６に示すように、システムは、複数のトレイ６４が載置された回転台６２を備えている。各トレイは支持体１４を支持するように構成されている。回転台６２は中心に対して、例えば、矢印６３に示す方向に回転するように構成されている。各トレイ６４は新しい部品貯蔵領域６８を通過するときに、新しい状態の支持体１４がトレイ６４に載置される。回転台６２は、（今や新しい状態の支持体１４を支持する）トレイを注入装置６６に対して横切らせ又は通過させる。注入装置６６は、封止材料１２を注入しかつ新しい状態の支持体１４に封止材料を配するように構成された注入孔７２を備えている。上述した実施形態に記載したように、注入孔７２は、移動可能又は固定されたアームの端部に配されており、新しい状態の支持体が注入孔７２の下に移動され得る。新しい状態の支持体１４が注入孔７２の下を通過するときに、封止材料１２が新しい状態の支持体１４に配される。そして、支持体１４は回転台６２によって終了部品領域７４に移動する。
【００１９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が種々の変更を加えることが可能である。例えば、流動化納な封止材料を溝、井戸又は棚といった「配置領域（Placement areas）」に配置するのが好ましい一方、流動可能な封止材料は、実際にはほとんどすべての支持体表面に配されて好適に機能している。さらに、本発明では、自動システムの異なる実施形態を記述しているが、同程度の有利性を有し得て当業者が認識し得るシステムであっても構わない。例えば、一次元、二次元又は三次元に移動可能なロボットアームに具現化されていても構わない。また、注入孔に対して支持体が移動するように、注入孔が固定保持され得る。ここに記載された実施形態は図示を目的とするのみであって、これに制限されるものではなく、添付したクレームの目的は、当業者が許容可能な限りに解釈されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】活性状態前において封止材料ともに物理的防護体がパネル要素に挿入された状態を断面にて示す図である。
【図２】本発明の好適な実施形態における物理的防護体の斜視図である。
【図３】本発明の好適な実施形態における物理的防護体の断面図である。
【図４】本発明に係る装置を使用するシステムの実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明に係る装置を使用するシステムの実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明に係る装置を使用するシステムの実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  物理的防護体
１２  封止材料
１４  支持体
１６  棚
１８  システム
１９  井戸
２８、３０  往復移動台（移動機構）
３２、５２、６６  注入装置
３４、７２  注入孔
３６  分注アーム（移動機構）
４８  コンベヤベルト（移動機構）
６２  回転台（移動機構）
【図１】
2005532956.tif 000003
【図２】
2005532956.tif 000004
【図３】
2005532956.tif 000005
【図４】
2005532956.tif 000006
【図５】
2005532956.tif 000007
【図６】
2005532956.tif 000008
【国際調査報告】
2005532956.tif 000009
2005532956.tif 000010
2005532956.tif 000011