(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡ウレタン生成用の複数の液剤を個別に収容する液剤収容手段と、この液剤収容手段から供給される前記複数の液剤を混合して発泡ウレタンを充填する構造体の内部に注入する液剤混合手段とを備え、
前記液剤収容手段は、
前記複数の液剤を個別に収容する複数の収容部と、
これらの収容部から前記液剤がそれぞれ流下する複数の流路と、
これらの流路を開閉する開閉弁とを有し、
前記液剤混合手段は、
前記液剤収容体から供給される前記複数の液剤を一体に受容する受容部と、
この受容部から前記複数の液剤が流下して混合される混合流路と、
この混合流路内を流下する前記複数の液剤を攪拌する、前記混合流路の内壁面に突設された複数の突出部と、
前記混合流路内で混合された前記液剤を前記構造体に設けた注入口内に排出する排出部とを有し、
前記開閉弁は、
前記液剤収容手段の複数の流路を貫通して延びる孔に液密にかつその軸線回りに回動自在に挿入された１本の軸状部分と、
この軸状部分に互いに平行に貫設された、前記複数の流路とそれぞれ同径な複数の貫通孔と、を有し、
前記軸状部分を回動させると前記複数の貫通孔が前記複数の流路とそれぞれ同軸となり、前記複数の収容部にそれぞれ収容されている前記複数の液剤が前記複数の流路を介して前記受容部にそれぞれ流下するように構成されている、
ことを特徴とする発泡ウレタン生成液剤注入装置。
【請求項２】
前記開閉弁は、前記軸状部分の先端に連設されている把持部を把持して前記軸状部分を回動させる操作によって、前記複数の液剤を同時に前記受容部に流下させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡ウレタン生成液剤注入装置。
【請求項３】
前記液剤収容手段は、前記複数の流路の下端が前記受容部と上下方向に対向するように、前記液剤混合手段に着脱自在に固定されることを特徴とする請求項１に記載の発泡ウレタン生成液剤注入装置。
【請求項４】
前記収容部は、生成させるウレタンの量を管理するために前記液剤の計量に用いる目盛りを有することを特徴とする請求項１に記載の発泡ウレタン生成液剤注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の車体フレームの内部に発泡ウレタン生成用の液剤を混合して注入する装置に関し、より詳しくは、所定量の液剤を正確に計量して注入できるばかりでなく、車体フレームの内部で生成した発泡ウレタンが外部に溢出することを防止できるように改良された発泡ウレタン生成液剤注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車が衝突したときに車体が変形しつつ吸収するエネルギ量を増加させるために、車体フレームの内部に発泡ウレタンを充填し、車体フレームの断面形状が容易に変形しないようにする技術が用いられている。
【０００３】
このとき、車体フレームの内部には、一般的にポリオール主剤とポリイソシアネート硬化剤との２種類の液剤を混合しつつ注入するが、このような液剤の注入のために種々の注入装置が用いられている。
【０００４】
例えば、図６に示したような２種類の液剤を混合して吐出する吐出ガン１においては、一対のシリンダ２，３内に２種類の液剤をそれぞれ収納する。そして、固定ハンドル４および可動ハンドル５を手で握って両者を互いに接近させると、押出部材６がシリンダ２，３内に進入し、シリンダ２，３内の液剤を押し出す。すると押し出された２種類の液剤は、吐出ノズル７内において互いに混合されつつ吐出されるようになっている。
【０００５】
また、特開平１０−２０２６７３号公報に記載された２液型発泡性ウレタン組成物の注入方法においては、図７に示したように、車体フレーム８の内面側に遮蔽板９を開閉自在に取り付け、車体フレーム８の内部で生成した発泡ウレタンが注入口８ａを介して外部に溢出しないようにしている。
さらに、この特開平１０−２０２６７３号公報には、車体フレームに設けた注入口に、クロスカットを形成したゴムキャップを嵌め込むことにより、発泡ウレタンが注入口を介して外部に溢出しないようにする技術も記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した吐出ガン１においては、吐出ノズル７から吐出した液剤の量を正確に把握することができない。
これにより、吐出した液剤の量が不足して車体フレームの内部を発泡ウレタンで完全に充填できなかったり、吐出した液剤の量が多すぎて生成した発泡ウレタンが車体フレームの外部に溢出したりする。
【０００７】
また、図７に示した２液型発泡性ウレタン組成物の注入方法においては、車体フレーム８の内部に遮蔽板９を設ける作業が煩雑である。
さらに、注入孔にゴムキャップを嵌め込む場合には、ゴムキャップの耐候性に難点があるばかりでなく、塗装ができないため車体フレームの外観品質が低下するという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、発泡ウレタン生成液剤を正確に計量しつつ被充填構造物内に注入できるばかりでなく、発泡ウレタンが被充填構造体に設けた注入口から外部に溢出することを確実に防止できる発泡ウレタン生成液剤注入装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の発泡ウレタン生成液剤注入装置は、
発泡ウレタン生成用の複数の液剤を個別に収容する液剤収容手段と、この液剤収容手段から供給される前記複数の液剤を混合して発泡ウレタンを充填する構造体の内部に注入する液剤混合手段とを備える。
そして、前記液剤収容手段は、前記複数の液剤を個別に収容する複数の収容部と、これらの収容部から前記液剤がそれぞれ流下する複数の流路と、これらの流路を開閉する開閉弁とを有する。
また、前記液剤混合手段は、前記液剤収容体から供給される前記複数の液剤を一体に受容する受容部と、この受容部から前記複数の液剤が流下して混合される混合流路と、この混合流路内を流下する前記複数の液剤を攪拌する、前記混合流路の内壁面に突設された複数の突出部と、前記混合流路内で混合された前記液剤を前記構造体に設けた注入口内に排出する排出部とを有する。
さらに、前記開閉弁は、前記液剤収容手段の複数の流路を貫通して延びる孔に液密にかつその軸線回りに回動自在に挿入された１本の軸状部分と、この軸状部分に互いに平行に貫設された、前記複数の流路とそれぞれ同径な複数の貫通孔と、を有し、前記軸状部分を回動させると前記複数の貫通孔が前記複数の流路とそれぞれ同軸となり、前記複数の収容部にそれぞれ収容されている前記複数の液剤が前記複数の流路を介して前記受容部にそれぞれ流下するように構成されている。
【００１０】
すなわち、本発明の発泡ウレタン生成液剤注入装置においては、液剤収容手段の各収容部に計量した各液剤を収容する。
これにより、生成させる発泡ウレタンの量を厳密に管理できるから、被充填構造体の内部を発泡ウレタンによって完全に充填できなかったり、生成させた発泡ウレタンが被充填構造体の外部に溢出したりすることを確実に防止できる。
また、液剤収容手段の各収容部に計量した各液剤を収容した後、開閉弁を操作して各液剤を流出させると、各収容部から流出した各液剤は液剤混合手段に設けた受容部内に一体に受容されて互いに混合し始める。
次いで、受容部から流下する液剤は、混合流路の内部を流下する際に突出部によって攪拌されるので、各液剤を充分に混合した後に排出部を介して被充填構造体の注入口内に注入することができる。
【００１１】
また、前記開閉弁は、前記軸状部分の先端に連設されている把持部を把持して前記軸状部分を回動させる操作によって、前記複数の液剤を同時に前記受容部に流下させるように構成されている。
【００１２】
さらに好ましくは、本発明の発泡ウレタン生成液剤注入装置においては、前記液剤収容手段を、前記複数の流路の下端が前記受容部と上下方向に対向するように、前記液剤混合手段に着脱自在に固定する。
すなわち、液剤収容手段と液剤混合手段とを分離できるので、液剤収容手段の収容部に液剤を計量して収容する作業を効率良く行うことができる。
また、両者を一体に固定できるので、この注入装置を被充填構造体に取り付ける作業を効率良く行うことができる。
【００１３】
また、本発明の発泡ウレタン生成液剤注入装置においては、前記収容部の内壁面に、生成させるウレタンの量を管理するために前記液剤の計量に用いる目盛りを設ける。
これにより、各液剤を目盛りを用いて正確に計量しつつ各収容部に収容することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る発泡ウレタン生成液剤注入装置の各実施形態を、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。
ここで、図１は本発明に係る一実施形態の発泡ウレタン生成液剤注入装置を示す分解斜視図、図２は図１に示した発泡ウレタン生成液剤注入装置を車体フレームに取り付けた状態を示す全体縦断面図、図３は図２に示した発泡ウレタン生成液剤注入装置の作動を示す縦断面図、図４は車体フレームの注入孔に蓋体を取り付けた状態を示す縦断面図、図５は他の実施形態の液剤混合手段を示す縦断面図である。
【００１５】
図１乃至図４に示したように、本実施形態の発泡ウレタン生成液剤注入装置１００は、発泡ウレタンの生成に用いる２種類の液剤を収容する液剤収容体（液剤収容手段）１０と、液剤を混合して後述する自動車の車体フレームに注入する液剤混合体（液剤混合手段）２０と、車体フレームに設けた注入口を液剤注入後に閉鎖する蓋体３０とを備えている。
【００１６】
前記液剤収容体１０は、樹脂材料から略円柱状に成形された部品で、その内部には発泡ウレタンの生成に用いるポリオール主剤Ｌ１およびポリイソシアネート硬化剤Ｌ２の２種類の液剤をそれぞれ収納する一対の収容部１１，１２が凹設されている。
また、これらの収容部１１，１２の内壁面には各液剤の計量に用いる計量目盛り１３，１４がそれぞれ設けられている。
さらに、各収容部１１，１２の底部には、上下方向に延びてその内部を各液剤が流下する流路１５，１６がそれぞれ連設されている。
【００１７】
また、この液剤収容体１０の下部には、各流路１５，１６を貫通して水平に延びる有底孔１７が貫設されている。そして、この有底孔１７には、各流路１５，１６を開閉する開閉弁１８が液密にかつ回動自在に挿入されている。
この開閉弁１８は金属製の部材で、その軸状部分１８ａには、各流路１５，１６と同径な貫通孔１８ｂ，１８ｃが互いに平行に貫設されている。さらに、前記軸状部分１８ａの先端には把持部１８ｄが連設され、本体部分１８ａをその軸線回りに容易に回動できるようになっている。
【００１８】
前記液剤混合体２０は、本実施形態においては金属材料から略円柱状に鋳造成形された部材で、その外径は上述した液剤収容体１０の外径に等しく、その上面２１上に液剤収容体１０を載置できるようになっている。
なお、載置した液剤収容体１０は、ゴムバンドやクランプ等を組み合わせた図示されない固定手段によって、この液剤混合体２０と一体に着脱自在に固定できるようになっている。
【００１９】
また、この液剤混合体２０の上面２１には、上述した液剤収容体１０の各流路１５，１６から流下する２種類の液剤Ｌ１，Ｌ２を一体に受容する受容部２２が凹設されている。
さらに、この液剤混合体２０の下面２３には、図２および図３に示したように、車体フレーム４０に設けた注入口４１内に挿通可能な円筒状の排出部２４が突設されている。
【００２０】
また、受容部２２と排出部２４とは、この液剤混合体２０の内部を螺旋状に延びるように貫設された混合流路２５によって接続されている。
この混合流路２５は、その上端に金網２６が装着されるとともに、その内壁面には略半球状の突出部２７や板状のフィン２８がそれぞれ複数箇所に突設されている。
なお、突出部２７や板状のフィン２８等は、別個の部材として成形したものを混合流路２５の内部に挿入することによって形成することもできる。
【００２１】
前記蓋体３０は、金属製の部材で、車体フレーム４０に設けた注入口４１よりも大きな外径を有する薄い円盤部分３１と、注入口４１を形成するフランジ４２の内壁面に切り込んで螺合するねじ部分３２とから構成されている。
【００２２】
次に、上述した構造を有する、本実施形態の発泡ウレタン生成液剤注入装置１００の作用効果について説明する。
【００２３】
まず最初に、液剤収容体１０の収容部１１にポリオール主剤Ｌ１を注ぎ込むとともに、収容部１２にポリイソシアネート硬化剤Ｌ２を注ぎ込む。
このとき、各収容部１１，１２に設けた目盛り１３，１４を用いて、ポリオール主剤Ｌ１およびポリイソシアネート硬化剤Ｌ２の必要量を正確に計量することができる。
これにより、車体フレーム４０の内部に生成させる発泡ウレタンの量を厳密に管理できるから、車体フレーム４０の内部を発泡ウレタンによって完全に充填できなかったり、生成した発泡ウレタンが車体フレーム４０の外部に溢出したりすることを確実に防止することができる。
【００２４】
次いで、図示されない固定手段を用いて液剤収容体１０と液剤混合体２０とを一体的に結合する。
その後、図２および図３に示したように、液剤混合体２０の排出部２４が車体フレーム４０の注入口４１内に入り込むように、この発泡ウレタン生成液剤注入装置１００を車体フレーム４０上に載置する。
これにより、車体フレーム４０の内部に発泡ウレタン生成液剤を注入する際に、作業者はこの発泡ウレタン生成液剤注入装置１００を手に持ち続ける必要がない。
【００２５】
次いで、開閉弁１８の把持部１８ｄを把持して軸状部分１８ａを９０度回動させると、各貫通孔１８ｂ，１８ｃと各流路１５，１６とがそれぞれ同軸となるので、各収容部１１，１２内の各液剤Ｌ１，Ｌ２は各流路１５，１６を通って流下する。
【００２６】
流下した各液剤Ｌ１，Ｌ２は、液剤混合体２０の受容部２２内において一体となった後、徐々に混合流路２５の内部に流入する。
このとき、混合流路２５の上端部に金網２６が装着されているので、両液剤Ｌ１，Ｌ２の混合を促進させることができる。
【００２７】
さらに、混合流路２５の内部には、略半球状の突出部２７や板状のフィン２８がそれぞれ複数箇所に突設されているので、この混合流路２５の内部を流下する両液剤Ｌ１，Ｌ２を充分に攪拌して均一に混合することができる。
【００２８】
加えて、混合流路２５は液剤混合体２０の内部を螺旋状に延びているので、混合流路２５の全長を最大限に長く設定することができ、その内部を流下する両液剤Ｌ１，Ｌ２を確実に混合することができる。
【００２９】
図３に示したように、両液剤Ｌ１，Ｌ２を混合流路２５の内部で均一に混合させた液剤Ｍは、液剤混合体２０の排出部２４および車体フレーム４０の注入口４１を介して車体フレーム４０の内部に注入される。
すると、液剤Ｍは車体フレーム４０の内部で徐々に発泡して発泡ウレタンＵを生成する。
このとき、図４に示したように注入口４１に蓋体３０を螺着しておくことにより、車体フレーム４０の内部に生成した発泡ウレタンＵが車体フレーム４０の外部に溢出することがない。
これにより、車体フレーム４０の内部を発泡ウレタンＵで確実に充填することができるから、衝突時に車体フレーム４０の断面形状が容易に変形しないようにして、衝突エネルギーの吸収量を確実に増加させることができる。
【００３０】
さらに、車体フレーム４０の内部で硬化する発泡ウレタンＵが、鋼板製の車体フレーム４０に設けた注入口４１のフランジ４２に金属製の蓋体３０のねじ部分３２を固着させるので、注入口４１を蓋体３０によって補強することができる。
これにより、車体フレーム４０が衝突によって変形するときに注入口４１に応力が集中し、注入口４１の周囲が著しく変形することを確実に防止することができる。
加えて、蓋体３０は金属製の部材であるから、耐久性に優れるばかりでなく、蓋体３０を車体フレーム４０と一体に塗装してその外観品質を向上させることができる。
【００３１】
すなわち、本実施形態の発泡ウレタン生成液剤注入装置１００においては、液剤収容体１０の各収容部１１，１２に目盛り１３，１４を用いて、正確に計量した量の各液剤Ｌ１，Ｌ２を収容部１１，１２内に収容することができる。
これにより、車体フレーム４０の内部に生成する発泡ウレタンＵの量を厳密に管理できるから、車体フレーム４０の内部を発泡ウレタンＵによって完全に充填できなかったり、生成した発泡ウレタンＵが車体フレーム４０の外部に溢出したりすることを確実に防止することができる。
したがって、車体フレーム４０を発泡ウレタンＵによって堅固に補強し、衝突エネルギーの吸収量を確実に増加させることができる。
【００３２】
また、液剤収容体１０から液剤混合体２０に供給される各液剤Ｌ１，Ｌ２は、液剤混合体２０に設けた混合流路２５の内部を流下する際に均一に混合される。
これにより、車体フレーム４０の内部に注入された混合液剤Ｍは直ちに発泡し、車体フレーム４０の内部を均一な発泡ウレタンＵで充填する。
さらに、車体フレーム４０の注入口４１は、この注入口４１に螺着する金属製の蓋体３０によって閉鎖されるから、車体フレーム４０の内部に生成した発泡ウレタンＵが車体フレーム４０外部に溢出することを確実に防止できる。
【００３３】
以上、本発明に係る発泡ウレタン生成液剤注入装置の一実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００３４】
例えば、上述した実施形態においては、混合流路２５が液剤混合体２０の内部に螺旋状に延びるように形成されている。
これに対して、図５に示した液剤混合体５０のように、混合流路５１を、この液剤混合体５０の内部をジクザグに屈曲して延びる各屈曲流路５２，５３，５４から形成することができる。
これにより、この混合流路５１の内部を流下する各液剤は、各屈曲流路５２，５３，５４の接続箇所において流下する方向が急激に変化するので、各液剤を均一に混合することができる。
特に、各屈曲流路５２，５３，５４のうち少なくとも一つの流路の傾斜を強めれば、液剤をより一層確実に混合することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の発泡ウレタン生成液剤注入装置においては、液剤収容体の各収容部に正確に計量した量の各液剤を収容することができる。
これにより、生成させる発泡ウレタンの量を厳密に管理できるから、被充填構造体の内部を発泡ウレタンによって完全に充填し、衝突エネルギーの吸収量を確実に増加させることができる。
【００３６】
また、本発明の発泡ウレタン生成液剤注入装置は、発泡ウレタンの生成に用いる液剤を液剤収容体および液剤混合体の内部を流下させることにより混合する。
これにより、構造が極めて簡単であり、かつ電源等を必要とせず、携帯も容易であるから、自動車の車体フレームを発泡ウレタンで充填する作業を極めて効率良く行うことができる。
【００３７】
また、液剤収容体から液剤混合体に供給される各液剤は、液剤混合体に設けた混合流路の内部を流下する際に均一に混合される。
これにより、被充填構造物の内部に注入された液剤は直ちに発泡し、被充填構造物の内部を均一な発泡ウレタンで充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る一実施形態の発泡ウレタン生成液剤注入装置を示す分解斜視図。
【図２】  図１に示した発泡ウレタン生成液剤注入装置を車体フレームに取り付けた状態を示す全体縦断面図。
【図３】  図２に示した発泡ウレタン生成液剤注入装置の作動を示す縦断面図。
【図４】  車体フレームの注入孔に蓋体を取り付けた状態を示す縦断面図。
【図５】  他の実施形態の液剤混合体を示す縦断面図。
【図６】  液剤吐出ガンの全体斜視図。
【図７】  特開平１０−２０２６７３号公報に記載された遮蔽板を示す断面図。
【符号の説明】
１  液剤吐出ガン
２，３  シリンダ
４  固定ハンドル
５  可動ハンドル
６  押出部材
７  吐出ノズル
８  車体フレーム
８ａ  注入孔
９  遮蔽板
１０  液剤収容体
１１，１２  収容部
１３，１４  目盛り
１５，１６  流路
１７  有底孔
１８  開閉弁
２０  液剤混合体
２１  上面
２２  受容部
２３  下面
２４  排出部
２５  混合流路
２６  金網
２７  突出部
２８  フィン
３０  蓋体
３１  円盤部分
３２  ねじ部分
４０  車体フレーム
４１  注入口
４２  フランジ
５０  他の実施形態の液剤混合体
５１  混合流路
５２，５３，５４  屈曲流路
１００  本発明に係る一実施形態の発泡ウレタン生成液剤注入装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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