特許 7572001 発泡充填材の充填検査方法及び発泡充填材の充填検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】発泡充填材の充填検査方法及び発泡充填材の充填検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 25/72 20060101AFI20241016BHJP

   G01N 25/18 20060101ALI20241016BHJP

   G01J 5/48 20220101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

G01N25/72 K

G01N25/18 D

G01J5/48 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021051821

(22)【出願日】2021-03-25

(65)【公開番号】P2022149596

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2024-02-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(73)【特許権者】

【識別番号】504150450

【氏名又は名称】国立大学法人神戸大学

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 薫平

(72)【発明者】

【氏名】高橋 和也

(72)【発明者】

【氏名】河合 功介

(72)【発明者】

【氏名】阪上 隆英

(72)【発明者】

【氏名】塩澤 大輝

【審査官】鴨志田 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０３４０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１４７２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－０６８６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／００２０６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０３６９０４３１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１８３００７８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２５／００－ ２５／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板材で形成された中空構造体の内部に発泡性材料を注入して形成された発泡充填材の前記中空構造体における充填範囲を検査する発泡充填材の充填検査方法において、
前記発泡性材料の注入開始から前記発泡性材料の発泡終了までの間、前記板材の外表面の温度を赤外線カメラで時系列的に測定する工程と、
前記赤外線カメラによる測定結果に基づいて前記外表面の温度上昇速度を算出する工程と、
前記外表面において、算出された温度上昇速度が、予め設定された閾値以上となった領域を前記発泡充填材の充填範囲として検出する工程と、を含むことを特徴とする発泡充填材の充填検査方法。

【請求項2】

前記閾値は、前記発泡性材料を注入する前の前記板材の温度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の充填検査方法。

【請求項3】

前記閾値は、所定の閾値情報に基づき、前記板材の温度が低い場合に前記閾値が高くなるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の充填検査方法。

【請求項4】

前記閾値は、前記板材の板厚に基づいて設定されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の充填検査方法。

【請求項5】

板材で形成された中空構造体の内部に発泡性材料を注入して形成された発泡充填材の前記中空構造体における充填範囲を検査する発泡充填材の充填検査装置において、
前記発泡性材料の注入開始から前記発泡性材料の発泡終了までの間、前記板材の外表面温度を時系列的に測定する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラによる測定結果に基づいて前記外表面の温度上昇速度を算出する算出部と、
前記外表面において、前記算出部により算出された温度上昇速度が、予め設定された閾値以上となった領域を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする発泡充填材の充填検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板材で形成された中空構造体の内部に充填された発泡充填材の充填範囲を検査する発泡充填材の充填検査方法及び発泡充填材の充填検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両では、車体の軽量化を図りつつ車体の衝突性能を向上させるために、板材で形成された中空の車体骨格部材、例えば車体のサイドフレームやピラー等、の内部に、発泡ウレタン等の発泡充填材を充填する技術が採用されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、フランジ部を有する第１の板材と、フランジ部を有する第２の板材とを備え、第１及び第２の板材のフランジ部同士を接合することで中空に形成された車体骨格部材が記載されており、車体骨格部材の内部に液状の発泡性材料を注入して、内部で発泡させることにより、車体骨格部材の内部を発泡充填材で充填することが記載されている。

【0004】

このように、車体骨格部材の内部に軽量の発泡充填材を充填することで、車体の重量増加を抑えながら、車体骨格部材の強度を高めて、車体の衝突安全性能を向上することができる。

【0005】

車体骨格部材の強度は、発泡充填材がどの範囲まで充填されているかによって変化する。それ故、製造ライン上で車体骨格部材の強度品質を確保できるように、車体骨格部材における発泡充填材の充填範囲を非破壊で検査する方法が求められていた。

【0006】

発泡充填材の充填範囲を非破壊で検査する方法として、特許文献２には、発泡性材料が発泡する際に発生する熱を利用して発泡充填材の充填範囲を検査する方法が記載されている。

【0007】

この方法では、車体骨格部材の外部に赤外線カメラを設置し、この赤外線カメラによって、車体骨格部材を形成している板材の外表面温度を測定する。具体的には、車体骨格部材は、内部に発泡性材料が注入されて発泡反応が開始すると、発泡に伴う発熱によって、発泡充填材と接触している部位の板材の温度が高くなる。一方、板材が発泡充填材に接触していない非接触部位では、発泡充填材から熱が供給されないため、板材の温度が低くなる。特許文献２では、赤外線カメラによってこの温度差を検出することで、車体骨格部材内の発泡充填材の充填範囲を検査することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１３－２０３２６６号公報

【文献】特許第４０１７７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、車体骨格部材が熱伝達率の高い板材で形成されている場合に、非接触部位においても板材の温度が高くなってしまい、充填範囲を適切に検査することができないという問題があった。すなわち、車体骨格部材が熱伝達率の高い板材で形成されている場合、板材が発泡充填材に接触していない部位においても、板材内の熱移動によって、発泡充填材と接触して高温になった部位から熱が移動し、非接触部位の温度が高くなってしまう。従来の検査方法では、このような状況に対応できないことから、車体骨格部材が熱伝導率の高い板材で形成されている場合であっても、発泡充填材の充填範囲を検査できる方法が求められていた。

【0010】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、板材で形成された中空構造体の内部に存在する発泡充填材の充填範囲を検査する発泡充填材の充填検査方法及び発泡充填材の充填検査装置において、板材の熱伝達率が高い場合であっても充填範囲を検査可能な充填検査方法及び充填検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、板材で形成された中空構造体の内部に発泡性材料を注入して形成された発泡充填材の前記中空構造体における充填範囲を検査する発泡充填材の充填検査方法において、前記発泡性材料の注入開始から前記発泡性材料の発泡終了までの間、前記板材の外表面の温度を赤外線カメラで時系列的に測定する工程と、前記赤外線カメラによる測定結果に基づいて前記外表面の温度上昇速度を算出する工程と、前記外表面において、算出された温度上昇速度が、予め設定された閾値以上となった領域を前記発泡充填材の充填範囲として検出する工程と、を含むことを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、板材で形成された中空構造体に液状の発泡性材料を注入すると、発泡性材料が発泡して中空構造体内に発泡充填材が充填される。発泡性材料は、発泡する際に熱を発生するが、発泡充填材が板材に接触している部位では、熱源である発泡充填材から板材に直接熱が供給され、板材の外表面の温度上昇速度が高くなる。一方、発泡充填材が板材に接触していない部位では、板材内の熱伝達によって温度が上昇するが、接触部位に比べて熱伝熱距離が長く、伝熱損失が大きくなるため、温度上昇速度が低くなる。そのため、中空構造体内に発泡充填材を充填する際に、赤外線カメラによって板材の外表面の温度を測定し、測定結果から板材の外表面の温度上昇速度を算出して、この温度上昇速度と、実験等により予め設定された温度上昇速度の閾値とから、温度上昇速度の高い領域を検出することで、板材の熱伝達率が高い場合であっても発泡充填材の充填範囲を検出することが可能となる。

【0013】

また、本発明の一実施形態は、前記充填検査方法において、前記閾値は、前記発泡性材料を注入する前の前記板材の温度に基づいて設定されることを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、板材の内部の熱移動の速度は、板材に発泡充填材が接触している接触部位と、板材に発泡充填材が接触していない非接触部位との間の温度差に比例し、温度差が大きくなると熱移動速度が速くなるため、板材の温度によって閾値を変えることでより正確な検査を実施することができる。

【0015】

また、本発明の一実施形態は、前記充填検査方法において、所定の閾値情報と、前記発泡性材料を注入する前に前記赤外線カメラによって測定された前記板材の温度とに基づいて、前記閾値を設定する工程を含むことを特徴とする。

【0016】

この構成によれば、赤外線カメラを用いて発泡性材料を注入する前の板材の温度を測定することができ、この測定結果から板材の温度に応じた適切な閾値を設定することができる。

【0017】

また、本発明の一実施形態は、前記充填検査方法において、前記閾値は、前記板材の板厚に基づいて設定されることを特徴とする。

【0018】

この構成によれば、板材の板厚が大きくなると、熱容量の増加に伴って充填材接触部位の板材の温度上昇が小さくなり、充填材接触部位の温度上昇速度が小さくなる。また、充填材接触部位と非接触部位との温度差が小さくなることで、充填材接触部位から非接触部位への板材内の熱の移動も遅くなり、判定に用いるべき温度上昇の閾値が変化する。例えば板厚が数ミリの範囲では、板厚が小さいものと比べて板厚が大きいものの方が、接触部位および非接触部位双方の温度上昇速度が遅くなる。そのため、板厚に応じて適切な閾値を設定することでより精度の高い検査を実施することができる。

【0019】

また、本発明の一実施形態は、板材で形成された中空構造体の内部に発泡性材料を注入して形成された発泡充填材の前記中空構造体における充填範囲を検査する発泡体の充填検査装置において、前記発泡性材料の注入開始から前記発泡性材料の発泡終了までの間、前記板材の外表面温度を時系列的に測定する赤外線カメラと、前記赤外線カメラによる測定結果に基づいて前記外表面の温度上昇速度を算出する算出部と、前記外表面において、前記算出部により算出された温度上昇速度が、予め設定された閾値以上となった領域を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。

【0020】

この構成によれば、中空構造体内に発泡充填材を充填する際に、赤外線カメラによって板材の外表面の温度を測定し、算出部によって温度測定結果から板材の外表面の温度上昇速度を算出することができる。この温度上昇速度と、実験等により得られた温度上昇速度の閾値とから、検出部によって温度上昇速度の高い領域、すなわち発泡充填材の充填範囲を検出することで、板材の熱伝達率が高い場合であっても発泡充填材の充填範囲を検出することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る発泡充填材の充填検査方法及び発泡充填材の充填検査装置によれば、板材の熱伝達率が高い場合であっても該板材で形成された中空構造体の内部に存在する発泡充填材の充填範囲を非破壊で検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る発泡充填材の充填検査装置の概略説明図である。

【図2】充填検査装置の構成を示すブロック図および充填検査方法のフローチャートである。

【図3】中空構造体における熱移動の様子を説明する断面図である。

【図4】板材内の温度差と熱移動速度との関係を示すグラフである。

【図5】中空構造体における発泡充填材の充填状況及び温度状況の変化を示す図である。

【図6】充填部及び非充填部のそれぞれについて、板材の外表面温度の時間変化を示すグラフであって、板材の初期温度が、標準温度の場合と標準温度よりも低温の場合とを比較したグラフである。

【図7】充填部及び非充填部のそれぞれについて、板材の外表面温度の時間変化を示すグラフであり、板材の板厚が薄い場合と厚い場合とを比較したグラフである。

【図8】（Ａ）は表示装置に表示された中空構造体内の発泡充填材の充填範囲の検出結果の画像データであり、（Ｂ）は中空構造体内の発泡充填材の充填範囲を示す写真データである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、本発明の一実施形態に係る発泡充填材の充填検査装置１０の概略説明図であり、図２は、充填検査装置の構成を示すブロック図および充填検査方法のフローチャートである。充填検査装置１０は、板材で形成された中空構造体３０の内部に充填された発泡充填材４０の充填範囲を非破壊で検査する装置である。

【0024】

充填検査装置１０は、発泡性材料１４を供給する材料供給装置１２と、赤外線カメラ１６と、表示装置１８と、制御・演算装置２０（以下、単に「制御装置２０」とも称する。）と、を備える。制御装置２０は、図２に示すように、閾値設定部２２と、温度上昇速度算出部２４と、充填範囲検出部２６と、判断部２８と、を備える。なお、図２の右方に記載したブロック図では、赤外線カメラ１６で計測するデータ、並びに、制御装置２０で演算するデータ及び予め設定しておくデータを、図２の左方に記載した充填検査方法のフローチャートに従って示している。

【0025】

中空構造体３０は、中空閉断面を有するように板材で中空状に形成された筒状体又は箱状体である。中空構造体３０を形成する板材は、例えば、鋼板やアルミニウム合金板などの金属板、樹脂板、石膏板などを用いることができる。本実施形態では２枚の鋼板である第１の板材３２及び第２の板材３４によって中空構造体３０を形成している。

【0026】

第１の板材３２及び第２の板材３４は、それぞれ、一方向に長く延びる断面ハット形状を有しており、第１の板材３２の両側部のフランジ部３３Ａ，３３Ｂと第２の板材３４の両側部のフランジ部３５Ａ，３５Ｂとをそれぞれ溶接３８及び接着剤により接合することで筒状に形成されている。各板材３２，３４の板厚は適宜設定することができ、本実施形態では、第１の板材３２と第２の板材３４の板厚が等しくなっている。また、図３に示すように、本実施形態では中空構造体３０の底部が仕切用の第３の板材３６で閉塞されている。

【0027】

中空構造体３０の内部に充填される発泡充填材４０は、液状の発泡性材料１４を中空構造体３０に注入して、中空構造体３０内で発泡させることにより形成される。

【0028】

発泡性材料１４は、ノズル部１３が中空構造体３０内に臨むように設置された材料供給装置１２により、中空構造体３０内に注入される。発泡性材料１４は、その成分である第１液及び第２液を混合することで発熱を伴う発泡反応が開始する２液混合型の発泡性樹脂材料である。第１液及び第２液は、材料供給装置１２のノズル部１３で混合され、ノズル部１３から中空構造体３０内に供給された発泡性材料１４は、中空構造体３０内で発泡する。

【0029】

赤外線カメラ１６は、物体が放射する赤外線を検出して、対象物の温度を測定するものである。赤外線カメラ１６は、中空構造体３０を形成する板材の外表面の温度を検出可能な位置、特に、外表面において予め規定された発泡充填材４０の充填領域を検出可能な位置に設置される。本実施形態では、赤外線カメラ１６が、第１の板材３２の外表面３２ａの温度を検出可能となるように設置されている。

【0030】

制御装置２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を有して構成される。制御装置２０は、材料供給装置１２、赤外線カメラ１６及び表示装置１８に有線又は無線で接続されており、これらの作動を制御する。表示装置１８は、情報を視覚的に表示可能なスクリーン１９を有し、制御装置２０は、赤外線カメラ１６から取得したデータを解析して、解析結果をスクリーン１９に表示する。

【0031】

制御装置２０の閾値設定部２２には、中空構造体３０を形成している板材の温度上昇速度閾値に関する情報（以下、温度上昇速度閾値情報とも称する）が格納されている。この温度上昇速度閾値は、発泡充填材４０の充填範囲と非充填範囲とを検出する際に使用される。以下、この温度上昇速度閾値に関し、発泡性材料１４の発泡に伴う第１及び第２の板材３２，３４の温度上昇速度について説明する。

【0032】

図３に示すように、中空構造体３０内に注入された発泡性材料１４は、発泡する際に高温の熱を発生する。第１及び第２の板材３２，３４において、発泡充填材４０が接触している接触部位４６では、黒塗矢印で示すように、熱源である発泡充填材４０から直接熱が供給される。この接触部位４６では、熱源から外表面３２ａ，３４ａまでの間の距離が短く、伝熱損失が少ないため、外表面３２ａ，３４ａにおける温度上昇速度が高くなる。一方、第１及び第２の板材３２，３４において、発泡充填材４０が接触していない非接触部位４８では、白抜き矢印で示すように、各板材３２，３４内の熱伝達によって外表面３２ａ，３４ａの温度が上昇し、時間の経過により接触部位４６とほぼ等しい温度に到達する。しかしながら、この非接触部位４８では、接触部位４６に比べて熱源から外表面３２ａ，３４ａまでの熱伝熱距離が長く、その間の伝熱損失が大きくなるため、接触部位４６よりも外表面３２ａ，３４ａの温度上昇速度が低くなる。閾値設定部２２に格納される温度上層速度閾値は、このように発泡充填材４０の発熱によって各板材３２，３４の温度上昇速度が高くなる領域、すなわち発泡充填材４０が充填されている領域と、各板材３２，３４の温度上昇速度の低い領域、すなわち発泡充填材４０が充填されていない領域とを区分する閾値であり、この温度上昇速度閾値は、例えば、事前の実験結果や、第１及び第２の板材３２，３４並びに発泡性材料１４の物性に基づく計算式などで得ることができる。具体的には、図５に示すように、充填部（Ａ部およびＢ部）と非充填部（Ｃ部）では、外表面の温度が結果として概ね同等になり、温度のみでは区別ができない状態になったとしても（図中「温度状況」）、温度上昇速度に差があり（図中「温度変化」）、充填部の温度上昇速度は非充填部よりも速いことから、温度上昇速度の閾値を設けて判定を行うことで、充填範囲を高精度に判定可能となる（図中「閾値判定後」の黒塗り部）。

【0033】

なお、図５の「充填状況」は、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４（ｔ１～ｔ４は図５の「温度変化」のグラフ上の各時間であり、ｔ４は発泡終了時間である。）における、中空構造体３０内の発泡充填材４０の充填状況を画像で示している。図５の「温度状況」は、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４における、中空構造体３０の板材３２の外表面の温度状況を画像で示しており、黒色が低温、白色が高温を示している。図５の「温度変化」は、中空構造体３０において図５にて一点鎖線で示すＡ部、実線で示すＢ部、二点鎖線で示すＣ部、及び破線で示すＤ部について、板材３２の外表面温度の時間変化を示したグラフである。図５の「閾値判定後」は、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４について、温度上昇速度の閾値を用いた充填範囲の判定結果の画像を示している。

【0034】

本実施形態では、閾値設定部２２に、赤外線カメラ１６により温度測定される第１の板材３２に対する温度上昇速度閾値の情報が格納されている。温度上昇速度閾値は、中空構造体３０内に発泡性材料１４が注入される前の第１の板材３２の温度（初期温度）や、第１の板材３２の板厚によって適宜変更することができる。本実施形態では、第１の板材３２の温度及び板厚に応じた温度上昇速度閾値データが、閾値設定部２２に予め格納されている。

【0035】

次に、第１の板材３２の初期温度と温度上昇速度閾値との関係について説明する。図３に示す例において、第１の板材３２の内部の熱移動の速度は、接触部位４６と、非接触部位４８との間の温度差に比例する。具体的には、図４に示すように、第１の板材３２内の熱移動速度は温度差の２乗に比例し、温度差が大きくなると熱移動速度が速くなる。本実施形態では、発泡性材料１４の注入時の温度が一定に管理されるのに対し、中空構造体３０は、発泡充填材４０の充填作業前の周辺環境に応じて初期温度が変化する。それ故、接触部位４６と非接触部位４８との間の温度差は、第１の板材３２の初期温度が低いほど大きくなり、熱が伝達しやすくなる。具体的には、図６に示すように、初期温度が高い場合と低い場合では、充填材接触部の温度上昇速度はおおむね同程度なのに対し、非接触部の温度上昇速度は初期温度が低い場合に顕著に大きくなり、初期温度が高い場合の閾値をそのまま適用すると、非接触部位を接触部位と判定してしまい、検査精度の低下を招いてしまう。そのため、本実施形態では、第１の板材３２の初期温度が低い場合に温度上昇速度閾値が高くなるように、第１の板材３２の温度に応じた温度上昇速度閾値を設定している。

【0036】

次に、第１の板材３２の板厚と温度上昇速度閾値との関係について説明する。第１の板材３２の板厚が大きくなると、第１の板材３２内で、発泡充填材４０に対する接触部位４６の温度上昇が小さくなり、温度上昇速度も小さくなる。また、接触部位４６の温度上昇が低下するのに伴い、非接触部位４８への熱移動量が小さくなり、非接触部位４８の温度上昇速度も小さくなる。具体的には、図７に示すように、第１の板材３２の板厚が厚い場合には、第１の板材３２の板厚が薄い場合と比べて、充填材接触部位および非接触部位ともに温度上昇速度が小さくなるため、第１の板材３２の板厚が薄い場合と同じ閾値を用いて判定すると、接触部位を非接触部位と判定してしまい、検査精度の低下を招いてしまう。そのため、本実施形態では、このような板厚の範囲において、第１の板材３２の板厚が大きい場合に温度上昇速度閾値が低くなるように、第１の板材３２の温度上昇速度閾値を設定している。

【0037】

このように、本実施形態の閾値設定部２２には、第１の板材３２の初期温度や板厚に応じて決定される温度上昇速度閾値のデータが記憶されている。制御装置２０の閾値設定部２２は、赤外線カメラ１６によって測定された第１の板材３２の初期温度や、予め登録された第１の板材３２の板厚情報に基づいて、閾値設定部２２に格納された温度上昇速度閾値に関する情報から、検査対象となる中空構造体３０の温度上昇速度閾値を設定する。

【0038】

制御装置２０の温度上昇速度算出部２４は、赤外線カメラ１６により取得された第１の板材３２の時系列的な温度測定結果に基づき、第１の板材３２の外表面３２ａの各部位の温度上昇速度を算出する。

【0039】

充填範囲検出部２６は、温度上昇速度算出部２４が算出した外表面３２ａの各部位の温度上昇速度と、閾値設定部２２が設定した温度上昇速度閾値とから発泡充填材４０の充填範囲を検出する。本実施形態では、赤外線カメラ１６による第１の板材３２の外表面３２ａの撮像データにおいて、温度上昇速度算出部２４が算出した温度上昇速度が、設定された温度上昇速度閾値以上となった部位に着色を施し、温度上昇速度閾値未満の部位と色分けすることにより、発泡充填材４０の充填範囲を検出している。

【0040】

判断部２８は、充填範囲検出部２６によって検出された発泡充填材４０の充填範囲が、閾値設定部２２に記憶された所定の充填範囲を満たしているか否かを判断し、満たしている場合には、適正な充填範囲であると判断し、満たしていない場合には不適正と判断する。

【0041】

次に、図２を用いて、上述した充填検査装置１０による発泡充填材４０の充填検査方法について説明する。

【0042】

まず、中空構造体３０を検査位置にセットした状態で、第１の板材３２の外表面３２ａの初期温度を赤外線カメラ１６で測定する（ステップＳ１１）。

【0043】

初期温度が測定されると、制御装置２０の閾値設定部２２は、制御装置２０に入力された第１の板材３２の板厚と、ステップＳ１１で測定した第１の板材３２の初期温度とに基づいて、予め格納された温度上昇速度閾値データから、当該中空構造体３０の充填検査に用いる温度上昇速度閾値を設定する（ステップＳ１２）。また、材料供給装置１２により、中空構造体３０内へ発泡性材料１４を注入するとともに、赤外線カメラ１６によって第１の板材３２の外表面３２ａの温度を時系列的に測定する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１２とステップＳ１３とは同時に実施されてもよい。

【0044】

材料供給装置１２は、中空構造体３０内に所定量の発泡性材料１４が注入されると、発泡性材料１４の注入を終了する（ステップＳ１４）。赤外線カメラ１６は、発泡性材料１４の注入開始から発泡性材料１４の発泡終了までの間、第１の板材３２の外表面３２ａの温度を時系列的に測定し、発泡性材料１４の発泡が終了すると、第１の板材３２の温度測定を終了する（ステップＳ１５）。

【0045】

制御装置２０の温度上昇速度算出部２４は、赤外線カメラ１６が測定した時系列的な温度測定結果に基づいて、第１の板材３２の外表面３２ａの温度上昇速度を算出する（ステップＳ１６）。一例として、赤外線カメラ１６は、１秒につき５０枚の温度測定データを取得し、温度上昇速度算出部２４は、１枚ごとに温度上昇速度を測定する。

【0046】

制御装置２０の充填範囲検出部２６は、温度上昇速度算出部２４が算出した温度上昇速度と、閾値設定部２２が設定した温度上昇速度閾値とに基づき、第１の板材３２の外表面３２ａにおいて、算出された温度上昇速度が、設定された温度上昇速度閾値以上となった領域を発泡充填材４０の充填範囲として検出する（ステップＳ１７）。

【0047】

図８（Ａ）は、表示装置１８に表示された、充填範囲検出部２６による中空構造体３０内の発泡充填材４０の充填範囲の検出結果を示す画像データであり、図８（Ｂ）は、中空構造体３０内の発泡充填材４０の充填範囲を示す写真データである。図８（Ａ）と図８（Ｂ）とは、中空構造体３０の同一の範囲を示しており、図８（Ｂ）では、充填検査装置１０による充填範囲の検査後、中空構造体３０から第１の板材３２を取外して発泡充填材４０の充填範囲を視認できるようにした、中空構造値３０の内部写真を示している。図８（Ａ）において、白色の線５０は、充填検査装置１０が検出した発泡充填材４０の充填範囲の上端の境界線を示している。

【0048】

図８に示すように、充填範囲検出部２６によって検出された発泡充填材４０の充填範囲、すなわち、図８（Ａ）において符号４０で示された黒色塗りつぶしの範囲は、図８（Ｂ）に示す発泡充填材４０の充填範囲とほぼ一致している。ここで、図８（Ｂ）で斜線を付した発泡充填材４０の上端部、具体的には界面張力によって、発泡充填材４０の中央部が盛り上がり、両側部が各板材３２，３４に接触していない上端部の領域では、発泡充填材４０が各板材３２，３４と非接触になることから、充填範囲として検出されない。しかしながら、このように充填が十分でない領域は、中空構造体３０の強度強化に寄与しないため、このような領域を非充填範囲として排除することで、発泡充填材４０によって強化された中空構造体３０の強度品質をより適切に担保することができる。

【0049】

次のステップＳ１８では、充填範囲検出部２６が検出した発泡充填材４０の充填範囲から発泡充填材４０の充填範囲が適正であるか否かを判断する。本実施形態では、制御装置２０の判断部２８が、検出された発泡充填材４０の充填範囲と、閾値設定部２２に記憶された所定の充填範囲とを比較し、検出された充填範囲が適正であるか否かを判断する。判断結果は、表示装置１８に表示させることができる。なお、これに代えて、表示装置１８に表示された充填範囲を検出結果に基づいて、作業者が、適正な充填範囲であるか否かを判断してもよい。

【0050】

上述したように、本実施形態の充填検査装置１０及び充填検査方法によれば、中空構造体３０内に発泡充填材４０を充填する際に、赤外線カメラ１６によって第１の板材３２の外表面３２ａの温度を測定し、測定結果から得られた温度上昇速度と、予め設定された温度上昇速度の閾値とから、温度上昇速度の高い領域を検出することで、中空構造体３０を形成している各板材３２，３４の熱伝達率が高い場合であっても発泡充填材４０の充填範囲を非破壊で検査することができる。

【0051】

また、基準となる温度上昇速度閾値を第１の板材３２の初期温度や、板厚によって適宜変更することで、より精度の高い検査を実施することが可能となる。

【0052】

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0053】

例えば、発泡性材料１４の注入時に第１の板材３２の温度がほぼ一定になるように管理されている場合、中空構造体３０に発泡充填材４０を充填する量産工程において、第１の板材３２の初期温度を測定することなく、温度上昇速度閾値を予め設定した値とすることができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 充填検査装置
１２ 材料供給装置
１４ 発泡性材料
１６ 赤外線カメラ
１８ 表示装置
３０ 中空構造体
３２ 第１の板材
３４ 第２の板材
２０ 制御装置
２２ 閾値設定部
２４ 温度上昇速度算出部（算出部）
２６ 充填範囲検出部（検出部）
２８ 判断部
４０ 発泡充填材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】