(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車生産ラインにおいて、閉断面構造を有する車体部材の閉断面内部に二液型発泡性材料を注入し、発泡硬化によって発泡硬化フォームを充填するに際し、上記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、該材料の注入後１〜５分の範囲内で、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、該材料の発泡硬化時の発熱に基づく充填部位と未充填部位の温度差によって充填容量の適正を確認することを特徴とする自動車生産ラインにおける発泡硬化フォームの充填確認方法。
【請求項２】
温度差が１０℃以上である請求項１に記載の充填確認方法。
【請求項３】
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請求項１または２に記載の充填確認方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡硬化フォームの充填確認方法、更に詳しくは、閉断面構造を有する車体部材の閉断面内部に二液型発泡性材料を注入し、発泡硬化によって発泡硬化フォームを充填するに際し、上記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、充填部位と未充填部位の温度差を外部から非接触で測定検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
我国の自動車業界では、車の衝突安全性向上を目的として、車体全体の剛性や強度の向上が検討されている。このように、我国での自動車の衝突安全性の要求はますます厳しくなり、より安全度の高い車の生産が要求されつつある。
【０００３】
ところで、かかる衝突安全性向上の対策として、各自動車メーカーでは鋼板での補強構造が検討され、独自の車体構造が開発されているが、車１台当りの重量増(一般に３０〜５０kg)は避けられない。
また、かかる構造補強とは別に、衝撃など多くの負荷が加わる車体部材、たとえばシートベルト装置のベルトアンカーが装着され、閉断面構造を有するセンターピラーや、その他前部車体の閉断面構造を有するフロントピラー等に対し、それらの閉断面部分(通常、区画の仕切板を設置して閉断面を形成)に二液型発泡性材料を注入し、発泡硬化によって、補強材として機能する発泡硬化フォームを充填することが検討されている。
【０００４】
この発泡硬化フォームの充填技術は、二液型発泡性材料の発泡倍率やその他発泡条件を考慮した上で、充填すべき閉断面内部の容積に見合う量で定量注入することにより、所望範囲で発泡硬化フォームを充填した、上記センターピラーやフロントピラー等の閉断面構造を有する車体部材を得ることができるようになっている。
しかしながら、不測の事態として注入装置等に故障が起った場合、発泡硬化フォームの充填容量が所望範囲より不足すると空洞部が生じ、設計通りの強度が得られなくなることが予測される。また、閉断面部分に設けた仕切板の不意の欠損によっても、充填容量の不足を来すことが考えられる。
実際には、このような充填容量の不足を未然に防止するすべはなく、生産ライン後に衝突試験や実車の剛性測定あるいは振動解析を行うことにより、初めて充填容量の適否を判断できるのが現状で、生産ライン途中で、車の設計強度や剛性を保証することは困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる充填容量の不足による問題点を未然に防止せしめ、発泡硬化フォームを適正に充填して補強するため鋭意検討を進めたところ、閉断面構造を有する車体部材の閉断面内部に二液型発泡性材料を注入すると、反応によって発泡と同時に発熱を起し、この発熱が該車体部材の充填部位のパネル温度を上昇せしめることに着目した。すなわち、車体部材側面の発泡硬化フォームが最終的に到達する限界位置付近の箇所を外部から非接触で温度測定すれば、その温度差によって充填部位と未充填部位を区別できることから、閉断面内部の容積に見合った充填容量の適正を確認しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、閉断面構造を有する車体部材の閉断面内部に二液型発泡性材料を注入し、発泡硬化によって発泡硬化フォームを充填するに際し、上記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によって充填容量の適正を確認することを特徴とする発泡硬化フォームの充填確認方法を提供するものである。
【０００７】
本発明において閉断面構造を有する車体部材としては、たとえば図１に示される、フロントルーフ１(ルーフレールインナーとルーフレールアウターで構成)とフロントサイドルーフレール２(フロントサイドアウターパネルとサイドルーフレールインナーで構成)とフロントピラー３(フロントサイドアウターパネルとフロントピラーインナーで構成)とを連結した構造部材が挙げられ、フロントサイドルーフレール２およびフロントピラー３のそれぞれの内部に、仕切板４および５が設置され、かつフロントサイドルーフレール２には注入穴６が開設されている。
【０００８】
本発明において上記注入穴６に注入される二液型発泡性材料としては、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、たとえばポリオール主剤[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]からなり、該主剤側に発泡剤[水、熱分解型化学発泡剤(アゾジカルボジアミド、p,p'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドなど)、熱分解型無機発泡剤(炭酸水素ナトリウムなど)、熱膨張型マイクロバルーン(ポリマーカプセルにペンタン、ヘプタンなどの低沸点溶剤を包み込んだもの)等]を配合し、さらに必要に応じて反応触媒、鎖延長剤、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二液型発泡性ウレタン材料の使用が好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る発泡硬化フォームの充填確認方法は、上記図１に示されるような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を求めるものである。たとえば図１において、注入穴６から二液型発泡材料を注入すると、該発泡材料は最初にフロントピラー３の方へ発泡硬化(同時に発熱)しながら進み、次いでフロントサイドルーフレール２へと広がり、その間上端部やコーナー部を回って、最終的にフロントルーフ１の上方へと進み、図示の限界位置Ｐに到達する。ここで、車体部材における充填箇所のパネル温度は、充填材(発泡硬化フォーム)の発熱温度(一般に１７０℃付近)により上昇する。パネルの板厚や２重構造になっているかどうかによって、温度の上昇速度は異なるが、目安として１〜５分(板厚が必要以上に厚い場合は、２〜５分程度)の経時で、パネル温度の上昇を確認でき、一般に５０〜１００℃に達する(これに対し、未充填部位のパネル温度は、周囲温度を少し越える、４０℃以下にある)。従って、二液型発泡性材料の注入、発泡硬化後、上記経時範囲内で、充填側面箇所のパネル温度を非接触で測定すれば、その温度差(通常、１０℃以上、好ましくは２０℃以上)により、充填部位と未充填部位を区別でき、これによって充填容量の適正を確認することができ、同時に設計上の強度や剛性の保証が可能となり、充填不足の予測される車のむやみの生産を未然に回避できる。
【００１０】
なお、充填不足が発覚した場合、未充填部位に別途注入穴を設けて、二液型発泡性材料の補充注入を行えばよい。
上記非接触での温度測定には、「物体が自然に放射する赤外線をとらえ、非接触で物体の表面の温度を多点表示し、または温度分布を熱画像データとして提供する」、一般に赤外線熱画像装置または赤外放射温度計と称せられているものを使用すればよい。
また、計測対象物が監視設定温度範囲を超えた場合に、適正信号を出力して正常を知らせる機能を備えた装置を用いることにより、充填部位と未充填部位の温度を同時に測定し、その温度差を検知し、１０℃以上の温度差にならない場合に警告信号を発生する装置を導入することもできる。
【００１１】
【実施例】
次に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
実施例１
図１に示す車体部材(閉断面内部容積:１２５０cc)の注入穴６(口径２０mm)から、二液型発泡性ウレタン材料(発泡後の密度３５０kg／m3)を高圧発泡機にて５kg／分の速度で４３８g注入し、発泡硬化後、２分経過してから、赤外線熱画像装置(日本アビオニクス社製、ＴＶＳ−１１０)を用いて、図１に示す部位(Ａ〜Ｆ点)のパネル温度を測定したところ、Ａ点＝５８℃、Ｂ点＝５４℃、Ｃ点＝６３℃、Ｄ点＝２２℃、Ｅ点＝２０℃、Ｆ点＝２５℃であった。
また、Ａ〜Ｆ点を含む全体のパネル温度分布を同装置で観察した。
さらに、各２点(ＡとＤ、ＢとＥ、ＣとＦ)間の温度差が１０℃未満であると、警告信号を発し、ブザーが鳴るように設定したアラーム機能付の同装置でも測定したが、ブザーが鳴らないことを確認した。
【００１２】
【発明の効果】
以上の構成からなる本発明は、二液型発泡性材料の注入、発泡硬化後に所定の経時範囲内に、非接触でのパネル温度の測定を行うことにより、所望範囲の全てに充填できたかを確認でき、このような充填補強材の適用を前提とした設計上の強度や剛性を保証するものであり、しかも、軽量かつ車体強度剛性向上の社会ニーズを満たす発泡充填材の適用工法を実用化させる有効な手段となり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明における閉断面構造を有する車体部材の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１:フロントルーフ
２:フロントサイドルーフレール
３:フロントピラー
６:注入穴
【図１】
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