JP2022138413A - 車両用ホイールの不良品判定方法、車両用ホイールの不良品判定プログラムおよび車両用ホイールの不良品判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に起因する不良品の車両用ホイールを選別する。【解決手段】車両用ホイールの不良品判定方法は、ホイールリムとホイールディスクとの境界へのレーザ光の照射によりホイールリムとホイールディスクとが接合された車両用ホイールが不良品であるか否かを判定する方法である。車両用ホイールの不良品判定方法は、レーザ光の照射による溶接痕について、ホイールリムの内周面から車両用ホイールの径方向内側に規定距離だけ離間した位置までの対象範囲内における最下点を特定する特定工程と、車両用ホイールの径方向においてホイールリムの内周面を基準とする最下点の相対距離（径方向内側を正とする）が基準距離以下であることを必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合には、車両用ホイールを不良品であると判定する判定工程と、を含む。【選択図】図８

Description

本明細書に開示される技術は、車両用ホイールの不良品の判定に関する。

車両用ホイールには、略円筒状のホイールリムと、該ホイールリムの内周側に嵌合されている略円盤状のホイールディスクと、を備えたものがある。この種の車両用ホイールとして、ホイールリムとホイールディスクとがアーク溶接により接合された車両用ホイールが知られている。アーク溶接では、単位面積当たりの入熱量が比較的に多いため、過度な入熱量によって車両用ホイールに熱ひずみや残留応力が生じて変形しやすい。

これに対して、ホイールリムとホイールディスクとがレーザ溶接により接合された車両用ホイールが知られている（例えば特許文献１参照）。レーザ溶接では、アーク溶接に比べて、少ない入熱量でホイールリムとホイールディスクとを接合できる。つまり、レーザ溶接では、アーク溶接に比べて、ホイールリムやホイールディスクの熱変形が少ないため、疲労強度が向上する。そのため、疲労強度を確保するために必要なホイールリムとホイールディスクとの嵌合長さを短くすることができる。これにより、レーザ溶接では、車両用ホールの寸法精度の改善と軽量化を図ることができる。

このようなレーザ溶接による車両用ホイールにも、車両の走行安全性の維持のため、高い耐久性が要求される。従来では、例えば、車両用ホイールの製造後の品質検査において、半径方向負荷耐久試験により車両用ホイールの耐久性を評価し、その評価結果に基づき、各車両用ホイールが不良品であるか否かが判定されていた。

特開平５－３２９６７１号公報

上述した車両用ホイールの従来の不良品判定方法では、製造される全ての車両用ホイールのそれぞれについて、半径方向負荷耐久試験を行う必要がある。そのため、順次製造される車両用ホイールの不良品判定を効率良く行う技術が望まれていた。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される車両用ホイールの不良品判定方法は、ホイールリムとホイールディスクとの境界へのレーザ光の照射により前記ホイールリムと前記ホイールディスクとが接合された車両用ホイールの不良品判定方法であって、前記レーザ光の照射による溶接痕について、前記ホイールリムの内周面から前記車両用ホイールの径方向内側に規定距離だけ離間した位置までの対象範囲内における最下点を特定する特定工程と、前記車両用ホイールの径方向において前記ホイールリムの内周面を基準とする前記最下点の相対距離（前記径方向内側を正とする）が基準距離以下であることを必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合には、前記車両用ホイールを不良品であると判定する判定工程と、を含む。

本発明者は、鋭意検討を重ねることにより、レーザ溶接による溶接痕の対象範囲内における最下点の位置と、車両用ホイールの耐久性との間に相関関係があることを新たに見出した。すなわち、本車両用ホイールの不良品判定方法では、車両用ホイールの径方向においてホイールリムの内周面を基準とする最下点の相対距離（径方向内側を正とする）が基準距離以下である場合、車両用ホイールが不良品であると判定される。これにより、本車両用ホイールの不良品判定方法によれば、レーザ溶接による溶接痕の最下点の位置に基づき、耐久性に起因する不良品の車両用ホイールを選別することができる。

（２）上記車両用ホイールの不良品判定方法において、前記不良品判定条件は、前記相対距離が前記基準距離以下である前記最下点が前記車両用ホイールの周方向に基準長さ以上連続する連続最下点が存在することを必要条件としてさらに含むとしてもよい。

例えば車両用ホイールの形状や車両用ホイールの不良品判定に要求される判定精度等によっては、相対距離が基準距離以下である最下点が存在しても、その最下点の長さが比較的に短い場合には、そのことだけをもって車両用ホイールを不良品であると判定すべきでない場合がある。これに対して、本車両用ホイールの不良品判定方法では、不良品判定条件は、連続最下点が存在することを必要条件としてさらに含む。連続最下点は、溶接痕において上記相対距離が基準距離以下である最下点が車両用ホイールの周方向に基準長さ以上連続する部分をいう。これにより、本車両用ホイールの不良品判定方法によれば、局所的な最下点の存在のみをもって車両用ホイールを不良品であると誤判定することを抑制することができる。

（３）上記車両用ホイールの不良品判定方法において、前記不良品判定条件は、前記連続最下点の全体の長さが、前記ホイールリムと前記ホイールディスクとの接合長さの基準割合以上であることを必要条件としてさらに含むとしてもよい。

例えば車両用ホイールの形状や車両用ホイールの不良品判定に要求される判定精度等によっては、連続最下点が存在しても、その連続最下点の全体の長さが比較的に短い場合には、そのことだけをもって車両用ホイールを不良品であると判定すべきでない場合がある。これに対して、本車両用ホイールの不良品判定方法では、不良品判定条件は、連続最下点の全体の長さが、ホイールリムとホイールディスクとの接合長さの基準割合以上であることを必要条件としてさらに含む。これにより、本車両用ホイールの不良品判定方法によれば、連続最下点の存在のみをもって車両用ホイールを不良品であると誤判定することを抑制することができる。

（４）本明細書に開示される車両用ホイールの不良品判定プログラムは、ホイールリムとホイールディスクとの境界へのレーザ光の照射により前記ホイールリムと前記ホイールディスクとが接合された車両用ホイールの不良品判定プログラムであって、コンピュータに、前記レーザ光の照射による溶接痕について、前記ホイールリムの内周面から前記車両用ホイールの径方向内側に規定距離だけ離間した位置までの対象範囲内における最下点を特定する特定処理と、前記車両用ホイールの径方向において前記ホイールリムの内周面を基準とする前記最下点の相対距離（前記径方向内側を正とする）が基準距離以下であることを必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合には、前記車両用ホイールを不良品であると判定する判定処理と、を実行させる。本車両用ホイールの不良品判定プログラムによれば、レーザ溶接による溶接痕の最下点の位置に基づき、耐久性に起因する不良品の車両用ホイールを選別することができる。

（５）本明細書に開示される車両用ホイールの不良品判定装置は、ホイールリムとホイールディスクとの境界へのレーザ光の照射により前記ホイールリムと前記ホイールディスクとが接合された車両用ホイールの不良品判定装置であって、前記レーザ光の照射による溶接痕について、前記ホイールリムの内周面から前記車両用ホイールの径方向内側に規定距離だけ離間した位置までの対象範囲内における最下点を特定する特定部と、前記車両用ホイールの径方向において前記ホイールリムの内周面を基準とする前記最下点の相対距離（前記径方向内側を正とする）が基準距離以下であることを必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合には、前記車両用ホイールを不良品であると判定する判定部と、を備える。本車両用ホイールの不良品判定装置によれば、レーザ溶接による溶接痕の最下点の位置に基づき、耐久性に起因する不良品の車両用ホイールを選別することができる。

なお、本明細書によって開示される技術は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、車両用ホイールの不良品判定方法、該不良品判定方法を含む製造方法、および、不良品判定装置、不良品判定システム、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することが可能である。

本実施形態におけるスチールホイール１００の表側の外観構成を概略的に示すＸＺ平面図である。 スチールホイール１００の製造工程の一部を示す説明図である。 スチールホイール１００の製造方法の一部を示すフローチャートである。 レーザ溶接部３０付近の断面構成を模式的に示す説明図である。 スチールホイール１００の耐久性とレーザ相対距離との関係を示すグラフである。 スチールホイール１００の破断強度とレーザ相対距離との関係を示すグラフである。 スチールホイール１００の不良品判定システム５０の概略構成を示す説明図である。 不良品判定処理の内容を示すフローチャートである。

Ａ．実施形態：
Ａ－１．車両用スチールホイール１００の構成：
図１は、本実施形態における車両用スチールホイール（以下、「スチールホイール」という）１００の表側の外観構成を概略的に示すＸＺ平面図であり、図２は、スチールホイール１００の製造工程の一部を示す説明図である。図２には、レーザ溶接装置３００と、スチールホイール１００の一部分とが示されており、スチールホイール１００の一部分は、図１のＩＩ－ＩＩの位置におけるＹＺ断面構成で示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｙ軸方向は、スチールホイール１００の回転軸に平行な方向であるとし、以下、「ホイール軸方向」というものとするが、スチールホイール１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで配置されてもよい。また、スチールホイール１００の径方向を「ホイール径方向」といい、スチールホイール１００の回転軸周りの周方向を「ホイール周方向」という。図３以降も同様である。スチールホイール１００は、特許請求の範囲における車両用ホイールの一例である。

スチールホイール１００は、略円筒状のホイールリム１０と、該ホイールリム１０の内周側に嵌合された略円盤状のホイールディスク２０と、ホイールリム１０とホイールディスク２０とをレーザ溶接により接合したレーザ溶接部３０（後述の図４参照）とを備える。本実施形態のスチールホイール１００は、ホイールリム１０とホイールディスク２０とが別体とされた、いわゆる２ピースタイプのスチール製ホイールである。以下、スチールホイール１００に対してホイール軸方向の一方側（スチールホイール１００の表面側 Ｙ軸正方向側）を「アウター側」といい、ホイール軸方向の他方側（スチールホイール１００の裏面側 Ｙ軸負方向側）を「インナー側」という。スチールホイール１００が車両本体（図示せず）に装着された場合、スチールホイール１００のアウター側は、車両本体とは反対側に向けられ、スチールホイール１００のインナー側は、車両本体側に向けられる。スチールホイール１００のアウター側の面が意匠面とされる。

（ホイールリム１０）
図２に示すように、ホイールリム１０は、一対のフランジ部１１０Ａ，１１０Ｂと、一対のビードシート部１２０Ａ，１２０Ｂと、ドロップ部１３０とを含む。

一対のフランジ部１１０Ａ，１１０Ｂは、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）視で略円環状であり、ホイールリム１０におけるホイール軸方向の両端にそれぞれ位置する。一対のフランジ部１１０Ａ，１１０Ｂによって、スチールホイール１００に装着されたタイヤ（図示せず）がホイール軸方向に位置ずれしないように保持される。

一対のビードシート部１２０Ａ，１２０Ｂは、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）において、一対のフランジ部１１０Ａ，１１０Ｂの間に配置されている。具体的には、アウター側のビードシート部１２０Ａは、アウター側のフランジ部１１０Ａに対してインナー側に隣接するように配置されている。インナー側のビードシート部１２０Ｂは、インナー側のフランジ部１１０Ｂに対してアウター側に隣接するように配置されている。各ビードシート部１２０Ａ，１２０Ｂは、ホイール軸方向に略平行な外周面を有し、この外周面にタイヤのビート部が接触することによってタイヤが支持される。

ドロップ部１３０は、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）において、一対のビードシート部１２０Ａ，１２０Ｂの間に配置されている。ドロップ部１３０は、ホイール周方向視で、各ビードシート部１２０Ａ，１２０Ｂに対してホイール径方向の内側に凹んだ形状になっており、これにより、ドロップ部１３０の外周側に溝（ドロップウェル）が形成されている。この溝がホイールリム１０に形成されていることによってスチールホイール１００に対してタイヤを容易に脱着できる。

（ホイールディスク２０）
図１および図２に示すように、ホイールディスク２０は、ハット部２１０と、ハブ取付部２２０と、ディスクフランジ部２３０とを含む。

ハブ取付部２２０は、略円盤状であり、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）視でホイールディスク２０の略中央に位置している。ハブ取付部２２０の略中心には、車両本体のハブ（図示せず）が連結されるハブ孔２２２が形成されている。また、ハブ孔２２２の周囲には、複数（図１では５つ）の座面部２２６がホイール周方向に等間隔に並ぶように配置されている（図１参照）。

各座面部２２６は、締結部材（図示しない）が挿入されるボルト孔２２４が貫通形成される。具体的には、本実施形態では、座面部２２６のボルト孔２２４は、アウター側に向かうに連れて径が大きくなるように開口している。また、各座面部２２６は、ボルト孔２２４の周囲部分がアウター側に突出するように形成されている。具体的には、座面部２２６の周囲部分がインナー側に向かうに連れて径が大きくなるように傾斜している。

本実施形態では、締結部材は、例えば、スチールホイール１００におけるボルト孔２２４のアウター側に配置され、かつ、雌ねじが形成されたナット部材と、スチールホイール１００におけるボルト孔２２４のインナー側に配置され、かつ、雄ねじが形成されたセレーションボルトとを有する構成である。なお、締結部材は、スチールホイール１００におけるボルト孔２２４のアウター側に配置され、かつ、雄ねじと座面とが形成されたハブボルトと、雌ねじが形成されたハブとを有する構成であってもよい。また、締結部材は、ナット部材やボルト等の螺合部材でなく、他の締結構造（圧入構造等）を有するものであってもよい。

各座面部２２６におけるボルト孔２２４の周囲部分の外周面は、ボルト孔２２４に近づくに連れて外径が小さくなるように縮径しているテーパ面である。締結部材で締結することによりハブ取付部２２０を車両本体に連結した際には、締結部材の一部（例えば、ボルトの頭部やナット）が座面部２２６におけるボルト孔２２４の周囲部分に着座する。

ディスクフランジ部２３０は、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）視で略円環状であり、ホイールディスク２０の外周縁側に位置している。ディスクフランジ部２３０の外周面がホイールリム１０のドロップ部１３０の内周面に嵌合されている（図２参照）。ホイールリム１０とホイールディスク２０とが嵌合している部分（ディスクフランジ部２３０）のホイール軸方向の長さは、ホイールリム１０とホイールディスク２０との「嵌合長さＤ１」である。

ハット部２１０は、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）視で、ハブ取付部２２０とディスクフランジ部２３０との間に位置し、ハブ取付部２２０の周囲を囲む環状の部分である。ハット部２１０は、アウター側に隆起している。具体的には、ハット部２１０は、内周部２１２と頂点部２１４と外周部２１６とを含む。頂点部２１４は、ホイール軸方向視で略円環状であり、ホイール軸方向においてハブ取付部２２０およびディスクフランジ部２３０よりもアウター側に位置している。内周部２１２は、ホイール軸方向視で頂点部２１４の内周側に位置する略円環状である。また、内周部２１２は、ハブ取付部２２０の外周縁から頂点部２１４に近づくに連れてアウター側に隆起するように傾斜した部分である。外周部２１６は、ホイール軸方向視で頂点部２１４の外周側に位置する略円環状である。また、外周部２１６は、ディスクフランジ部２３０から頂点部２１４に近づくに連れてアウター側に隆起するように傾斜した部分である。

（レーザ溶接部３０）
ホイールディスク２０は、ホイールリム１０におけるアウター寄りの位置に配置され、ホイールディスク２０（ディスクフランジ部２３０）の外周面がホイールリム１０のドロップ部１３０の内周面に嵌合されるとともにレーザ溶接（例えばホイールリム１０とホイールディスク２０との境界付近にレーザ光Ｌを照射して溶接する隅肉溶接）によって一体化されている。その結果、ホイールリム１０とホイールディスク２０との間にレーザ溶接部３０が形成されている（後述の図３参照）。なお、本実施形態では、レーザ溶接部３０は、ホイールディスク２０の全周または一部分にわたって形成されている。

Ａ－２．スチールホイール１００の製造方法：
次にスチールホイール１００の製造方法について説明する。図３は、スチールホイール１００の製造方法の一部を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、複合体１００Ｐ（図２参照）を準備する準備工程が実施される（Ｓ１１０）。複合体１００Ｐは、ホイールリム１０の内側にホイールディスク２０が嵌合されたものであり、レーザ溶接による接合がされる前の状態である。なお、ホイールリム１０は、例えばスチール製の平板を成形加工することにより作製することができる。また、ホイールディスク２０は、例えばスチール製の平板を成形加工することにより作製することができる。

次に、レーザ溶接により、ホイールリム１０の内周面とホイールディスク２０の外周面とを接合するレーザ溶接工程が実施される（Ｓ１２０）。具体的には、例えばレーザ溶接装置３００は、制御部３１０と、レーザ加工部３２０とを備えている。制御部３１０は、ＣＰＵやメモリ（図示しない）を備え、レーザ加工部３２０の動作を制御する。レーザ加工部３２０は、例えば、本体部３１２とヘッド部３１４とが互いに光ファイバ３１６を介して接続されたヘッド分離型である。本体部３１２には、例えばＹＡＧレーザ発振器や炭素ガスレーザ発振器等のレーザ光源を備えている。ヘッド部３１４は、光ファイバ３１６を介して本体部３１２に接続されている。本体部３１２のレーザ光源から出射されたレーザ光Ｌは、光ファイバ３１６を介してヘッド部３１４に伝送され、ヘッド部３１４から複合体１００Ｐの溶接対象箇所に照射される。

図２に示すように、複合体１００Ｐは、例えば、そのインナー側が上方を向いた状態で保持装置（図示しない）に保持されるとともにホイール軸を中心に回転される。レーザ溶接装置３００は、複合体１００Ｐの上方に位置しており、ヘッド部３１４からのレーザ光Ｌは、スチールホイール１００のインナー側において、ホイールリム１０とホイールディスク２０との境界付近に照射される。これにより、ホイールリム１０とホイールディスク２０とがレーザ溶接により接合され、スチールホイール１００が製造される。

Ａ－３．スチールホイール１００の不良品判定の原理：
次に、スチールホイール１００の不良品判定の原理について説明する。本発明者は、鋭意検討を重ねることにより、上記複合体１００Ｐに対するレーザ光Ｌの狙い位置、および、レーザ溶接による溶接痕（レーザ溶接部３０の表面 「溶接ビード」ともいう）の最下点３２の位置と、スチールホイール１００の耐久性との間に相関関係があることを新たに見出した。最下点３２は、溶接痕について、予め定められた対象範囲内において最も低い箇所（スチールホイール１００のインナー側を上方に向けた状態）である。対象範囲は、ホイールリム１０の内周面からホイール径方向内側（図２および後述の図４でＺ軸正方向側）に規定距離ΔＤｈだけ離間した位置までの範囲である。例えば、溶接痕におけるホイールディスク２０側に形成され、かつ、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）に凹んだ箇所が最下点３２になり得る。

具体的には、上述したレーザ溶接工程（図３のＳ１２０）における上記複合体１００Ｐに対するレーザ光Ｌの狙い位置がホイール径方向（Ｚ軸方向）において異なると、スチールホイール１００に形成された溶接痕の形状が異なり、その溶接痕に最下点３２（溶接痕の凹み等）が形成されることがある。ホイール軸方向視で、レーザ光Ｌの狙い位置がホイールリム１０の内周面１２から遠いほど、最下点３２は内周面１２に近い位置に形成される傾向がある。換言すれば、ホイール径方向において、内周面１２を基準とするレーザ光Ｌの狙い位置の相対距離（ホイール径方向内側を正とする 以下、「レーザ相対距離」という）が長いほど、内周面１２を基準とする最下点３２の相対距離（ホイール径方向内側を正とする 以下、「最下点３２の相対距離ΔＤ１」という）が短くなる（後述の図４参照）。そして、最下点３２の相対距離ΔＤ１が所定の基準距離ΔＤｔ以下である場合、スチールホイール１００の耐久性が大きく低下する。

レーザ相対位置および最下点３２の相対距離ΔＤ１と、スチールホイール１００の耐久性および破断強度との関係について、具体例を挙げて説明する。製造誤差等の事情により、レーザ相対距離を常に一定に維持してホイールリム１０とホイールディスク２０とを接合することは難しく、その結果、複数の複合体１００Ｐについてレーザ相対距離が互いにばらついたり、１つの複合体１００Ｐについて周方向における複数の位置においてレーザ相対距離が互いにばらついたりすることがある。図４は、レーザ溶接部３０付近の断面構成を模式的に示す説明図である。図４には、スチールホイール１００の５つのサンプルＳ１～Ｓ５について、それぞれ、レーザ溶接部３０付近（後述の図７におけるＸ１部分）の断面構成が示されている。５つのサンプルＳ１～Ｓ５は、上述したレーザ溶接工程におけるレーザ光Ｌの狙い位置が互いに異なる条件下で製造されたものである。すなわち、５つのサンプルＳ１～Ｓ５では、レーザ相対距離が互いに異なる（図４のレーザ相対距離を参照）。なお、レーザ相対距離が正の値であることは、レーザ光Ｌの狙い位置が、図４における内周面１２の近似直線Ｌ１よりもホイール径方向内側（Ｚ軸正方向側 ホイールディスク２０の中心側）に位置していることを意味し、レーザ相対距離が負の値であることは、レーザ光Ｌの狙い位置が該近似直線Ｌ１よりもホイール径方向外側（Ｚ軸負方向側 ホイールリム１０側）に位置していることを意味する。また、基準距離ΔＤｔは、例えば半径方向負荷耐久試験等の結果に基づき決定することが可能であり、本実施形態では、例えば＋０．３ｍｍである。

図４に示すように、サンプルＳ１では、レーザ相対距離が－０．６ｍｍであり、最下点３２の相対距離ΔＤ１は、規定距離ΔＤｈと略一致し、基準距離ΔＤｔより長い値になった。サンプルＳ２では、レーザ相対距離が－０．３ｍｍであり、最下点３２の相対距離ΔＤ１は基準距離ΔＤｔ（＋０．３ｍｍ）より若干長い値になった。サンプルＳ３では、レーザ相対距離が略ゼロであり、最下点３２の相対距離ΔＤ１は基準距離ΔＤｔより若干長い値になった。サンプルＳ４では、レーザ相対距離が＋０．３ｍｍであり、最下点３２の相対距離ΔＤ１は基準距離ΔＤｔより若干長い値になった。一方、サンプルＳ６では、レーザ相対距離が＋０．６ｍｍであり、最下点３２の相対距離ΔＤ１は基準距離ΔＤｔより短い値になった。

図５は、スチールホイール１００の耐久性とレーザ相対距離との関係を示すグラフであり、図６は、スチールホイール１００の破断強度とレーザ相対距離との関係を示すグラフである。ここでいう耐久性とは、ＪＩＳ Ｄ ４１０３に規定された半径方向負荷耐久試験により評価される耐久性をいう。また、ここでいう破断強度は、ホイールリム１０を固定してホイールディスク２０に対してホイール軸方向に力を加えた場合にレーザ溶接部３０またはその他の部位が破断するときの荷重である。図５および図６の横軸は、レーザ相対距離（ｍｍ）である。図５の縦軸は、耐久強度（単位は１０^４回転）であり、半径方向負荷耐久試験において、スチールホイール１００にクラックや変形が生じるまでの回転数である。図６の縦軸は、スチールホイール１００の破断強度（ｋＮ）である。

図５によれば、耐久性評価では、サンプルＳ１～Ｓ４については、耐久強度が所定の耐久性基準Ｆを超えたが、サンプルＳ５では、耐久強度が所定の耐久性基準Ｆを大きく下回った。このことは、レーザ相対距離が所定の上限距離（図４の例では＋０．６ｍｍ）以上になると、最下点３２の相対距離ΔＤ１が基準距離ΔＤｔ以下となり、スチールホイール１００の耐久性が大きく低下することを意味する。また、図６によれば、破断強度評価では、サンプルＳ１～Ｓ５のいずれについても、破断強度が所定の強度基準Ｒを超えた。但し、サンプルＳ２の破断強度は、サンプルＳ３，Ｓ４の破断強度よりも低く、サンプルＳ１，Ｓ５の破断強度は、サンプルＳ２の破断強度よりもさらに低くなった。図６の評価結果は、レーザ相対距離が上限距離より長くなると、スチールホイール１００の耐久性に加えて破断強度が低下することを意味する。サンプルＳ１，Ｓ２の評価結果によれば、レーザ相対距離が所定の下限距離（図４の例では－０．３ｍｍ）以下になると、溶接痕の凹みがホイールリム１０の内周面１２側に存在するようになり（図４参照）、スチールホイール１００の破断強度が低下すると考えられる。

以上により、本実施形態の不良品判定方法によれば、レーザ溶接により形成される溶接痕における最下点３２の位置に基づき、製造されたスチールホイール１００が所望の性能（耐久性や破断強度）を有しない不良品であるか否かを判定することができる。したがって、例えば、製造された複数のスチールホイール１００のそれぞれについて、まずは、本実施形態の不良品判定方法を実施し、次に、不良品と判定されなかったスチールホイール１００だけについて、より精度の高い不良品判定方法（例えば半径方向負荷耐久試験等）を実施する。これにより、スチールホイール１００の品質検査の負担（工数、時間、コスト等）を軽減することができる。

Ａ－４．スチールホイール１００の不良品判定のための構成：
図７は、スチールホイール１００の不良品判定システム５０の概略構成を示す説明図である。不良品判定システム５０は、例えば製造ラインにおける品質検査工程において、製造された複数のスチールホイール１００について、順次、外観検査を行うことにより、各スチールホイール１００が不良品であるか否かを判定するためのシステムである。図７に示すように、不良品判定システム５０は、情報処理装置５００と、撮像部６００と、上述の保持装置と、を備える。情報処理装置５００は、特許請求の範囲における不良品判定装置の一例である。

情報処理装置５００は、制御部５１０と、記憶部５２０と、表示部５３０と、操作入力部５４０と、インターフェース部５５０と、を備える。これらの各部は、バス５６０を介して互いに通信可能に接続されている。

表示部５３０は、例えば液晶ディスプレイ等により構成され、各種の画像や情報を表示する。操作入力部５４０は、例えばキーボードやマウス、ボタン、マイク等により構成され、人の操作や指示を受け付ける。なお、本実施形態では、表示部５３０がタッチパネルを備えることにより、操作入力部５４０として機能する。また、インターフェース部５５０は、例えばＬＡＮインターフェースやＵＳＢインターフェース等により構成され、有線または無線により他の装置（撮像部６００等）との通信を行う。

記憶部５２０は、例えばＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により構成され、各種のデータやプログラムを記憶したり、各種のプログラムを実行する際の作業領域やデータの一時的な記憶領域として利用されたりする。具体的には、記憶部５２０には、不良品判定ＰＧＭ５２２が格納されている。不良品判定ＰＧＭ５２２は、スチールホイール１００が不良品であるか否かを判定する処理（後述の不良品判定処理）を実行するためのコンピュータプログラムである。

制御部５１０は、例えばＣＰＵ等により構成され、記憶部５２０から読み出したコンピュータプログラムを実行することにより、情報処理装置５００の動作を制御する。例えば、制御部５１０は、記憶部５２０から不良品判定ＰＧＭ５２２を読み出して実行することにより、後述の不良品判定処理を実行する。制御部５１０は、不良品判定処理を実行する際、特定部５１２と判定部５１４として機能する。これら各部の機能については、後述の各種の処理の説明に合わせて説明する。

撮像部６００（例えば３Ｄデジタルカメラ）は、例えば光切断法により被写体の表面形状の三次元の撮像画像を取得可能である。撮像部６００は、保持装置に保持されたスチールホイール１００における溶接痕付近を撮像可能な位置に配置されている。撮像部６００は、保持装置によって回転されるスチールホイール１００の溶接痕を全周にわたって所定ピッチ間隔で順次撮像する。撮像部６００により撮像された複数部位（例えば６，４００点分）のそれぞれにおける溶接痕の撮像データは、順次、情報処理装置５００のインターフェース部５５０を介して記憶部５２０に格納される。

図８は、不良品判定処理の内容を示すフローチャートである。不良品判定処理が開始されると、図８に示すように、特定部５１２は、溶接痕における最下点３２を特定する。具体的には、特定部５１２は、スチールホイール１００における各部位の上記撮像データに基づき、溶接痕における最下点３２の位置を特定する（Ｓ２１０）。Ｓ２１０は、特許請求の範囲における特定工程および特定処理の一例である。

より具体的には、特定部５１２は、上記撮像データに基づき、溶接痕の形状の高低差を測定し、その測定結果から、上記対象範囲内における最下点３２（スチールホイール１００のインナー側を上方に向けた状態）を特定する（Ｓ２１０）。なお、対象範囲の規定距離ΔＤｈは、例えばホイール径方向における溶接痕の幅（ビード幅）の９割以下であることが好ましく、溶接痕の幅の６割以下であることがより好ましい。本実施形態では、規定距離ΔＤｈは、例えば０．７ｍｍである。この規定距離ΔＤｈを設定することにより、例えばスチールホイール１００の本来の形状を誤って最下点３２（溶接痕の凹み）であると誤判定することを抑制することができる。

次に、不良品判定ＰＧＭ５２２は、特定部５１２による特定結果に基づき不良品判定条件が満たされたか否かを判断し、不良品判定条件が満たされたと判断した場合に、スチールホイール１００を不良品であると判定する（Ｓ２２０～Ｓ２６０）。Ｓ２２０～Ｓ２６０は、特許請求の範囲における判定工程および判定処理の一例である。

具体的には、上記Ｓ２１０にて最下点３２の位置が特定された場合、判定部５１４は、ホイールリム１０の内周面１２を基準とする最下点３２の位置の相対距離を算出し、最下点３２の相対距離ΔＤ１として特定する（Ｓ２２０）。次に、判定部５１４は、最下点３２の相対距離ΔＤ１が、上記基準距離ΔＤｔ以下であるとの第１の条件を満たされたか否かを判断する（Ｓ２３０）。判定部５１４は、第１の条件が満たされたと判断した場合（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、例えばスチールホイール１００の全周分の撮像データに基づき、連続最下点が存在するとの第２の条件を満たされたか否かを判断する（Ｓ２４０）。連続最下点は、相対距離ΔＤ１が基準距離ΔＤｔ以下である最下点３２が、ホイール周方向に基準長さ（例えば５ｍｍ）以上連続する部分である。次に、判定部５１４は、第２の条件が満たされたと判断した場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、連続最下点の全体の長さが、ホイールリム１０とホイールディスク２０との接合長さの基準割合（例えば６０％）以上であるとの第３の条件を満たされたか否かを判断する（Ｓ２５０）。ここで、ホイールリム１０とホイールディスク２０との接合長さとは、ホイールリム１０とホイールディスク２０とが接合（溶接）されている部分のホイール周方向の総長さである。本実施形態では、ホイールリム１０とホイールディスク２０とが、ホイールディスク２０の全周にわたって接合されているため、ホイールリム１０とホイールディスク２０との接合長さは、ホイールディスク２０の全周の長さに等しい。なお、ホイールリム１０とホイールディスク２０とが、ホイール周方向に互いに離間して配置された複数の接合部分によって接合されている構成では、ホイールリム１０とホイールディスク２０との接合長さは、それら複数の溶接部分のそれぞれのホイール周方向長さの合計である。そして、判定部５１４は、第３の条件が満たされたと判断した場合（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、現在検査対象のスチールホイール１００は、耐久性が耐久性基準Ｆ未満であるため、不良品であると判定し（Ｓ２６０）、本不良判定処理を終了する。

一方、判定部５１４は、上記第１の条件から第３の条件のいずれかが満たされないと判断した場合（Ｓ２３０：ＮＯ、Ｓ２４０：ＮＯ、Ｓ２５０：ＮＯ）、不良品であるとの判定をせずに本不良品判定処理を終了する。

Ａ－５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態のスチールホイール１００の不良品判定方法では、最下点３２の相対距離ΔＤ１が基準距離ΔＤｔ以下あること（第１の条件）を必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合（図８のＳ２３０：ＹＥＳ、Ｓ２４０：ＹＥＳ、かつ、Ｓ２５０：ＹＥＳ）、スチールホイール１００が不良品であると判定される（Ｓ２６０）。これにより、本実施形態によれば、レーザ溶接による溶接痕の最下点３２の位置に基づき、耐久性に起因する不良品のスチールホイール１００を選別することができる。

例えばスチールホイール１００の形状やスチールホイール１００の不良品判定に要求される判定精度等によっては、最下点３２が存在しても、その最下点３２の長さが比較的に短い場合には、そのことだけをもってスチールホイール１００を不良品であると判定すべきでない場合がある。これに対して、本実施形態では、不良品判定条件は、連続最下点が存在すること（第２の条件）を必要条件としてさらに含む（図８のＳ２４０参照）。これにより、本実施形態によれば、最下点３２が局所的に存在することのみをもってスチールホイール１００を不良品であると誤判定することを抑制することができる。

例えばスチールホイール１００の形状やスチールホイール１００の不良品判定に要求される判定精度等によっては、連続最下点が存在しても、その連続最下点の全体の長さが比較的に短い場合には、そのことだけをもってスチールホイール１００を不良品であると判定すべきでない場合がある。これに対して、本実施形態では、不良品判定条件は、連続最下点の全体の長さが、ホイールリム１０とホイールディスク２０との接合長さの基準割合以上であること（第３の条件）を必要条件としてさらに含む（図８のＳ２５０参照）。これにより、本実施形態によれば、連続最下点の存在のみをもってスチールホイール１００を不良品であると誤判定することを抑制することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態におけるスチールホイール１００の構成はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、検査対象のスチールホイール１００は、ホイールリム１０とホイールディスク２０とが全周にわたってレーザ溶接された構成であったが、ホイールリム１０とホイールディスク２０との周方向における一部分が溶接されていない構成であってもよい。

上記実施形態では、車両用ホイールとして、２ピースタイプのスチールホイール１００を例示したが、これに限らず、例えば、アウターリムとインナーリムとの２部品から構成されたホイールリムとホイールディスクとを備えた、いわゆる３ピースタイプのホイールであるとしてもよいし、スチール製以外のホイール（例えばアルミホイール等）であるとしてもよい。

上記実施形態におけるスチールホイール１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、不良品判定条件に上述の第２の条件と第３の条件の少なくとも１つを含まなくてもよい。具体的には、図８において、判定部５１４は、Ｓ２４０およびＳ２５０の少なくとも一方の処理を実行しなくてもよい。例えば、判定部５１４は、第１の条件が満たされたと判断した場合（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、不良品であると判定し（Ｓ２６０）、本不良判定処理を終了してもよい。

１０：ホイールリム １２：内周面 ２０：ホイールディスク ３０：レーザ溶接部 ３２：最下点 ５０：不良品判定システム １００：スチールホイール １００Ｐ：複合体 １１０Ａ，１１０Ｂ：フランジ部 １２０Ａ，１２０Ｂ：ビードシート部 １３０：ドロップ部 ２１０：ハット部 ２１２：内周部 ２１４：頂点部 ２１６：外周部 ２２０：ハブ取付部 ２２２：ハブ孔 ２２４：ボルト孔 ２２６：座面部 ２３０：ディスクフランジ部 ３００：レーザ溶接装置 ３１０，５１０：制御部 ３１２：本体部 ３１４：ヘッド部 ３１６：光ファイバ ３２０：レーザ加工部 ５００：情報処理装置 ５１２：特定部 ５１４：判定部 ５２０：記憶部 ５２２：不良品判定ＰＧＭ ５３０：表示部 ５４０：操作入力部 ５５０：インターフェース部 ５６０：バス ６００：撮像部 Ｄ１：嵌合長さ ΔＤ１：相対距離 ΔＤｈ：規定距離 ΔＤｔ：基準距離 Ｆ：耐久性基準 Ｌ１：近似直線 Ｌ：レーザ光 Ｒ：強度基準

Claims (5)

1. ホイールリムとホイールディスクとの境界へのレーザ光の照射により前記ホイールリムと前記ホイールディスクとが接合された車両用ホイールの不良品判定方法であって、
   前記レーザ光の照射による溶接痕について、前記ホイールリムの内周面から前記車両用ホイールの径方向内側に規定距離だけ離間した位置までの対象範囲内における最下点を特定する特定工程と、
   前記車両用ホイールの径方向において前記ホイールリムの内周面を基準とする前記最下点の相対距離（前記径方向内側を正とする）が基準距離以下であることを必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合には、前記車両用ホイールを不良品であると判定する判定工程と、を含む、
   車両用ホイールの不良品判定方法。
2. 請求項１に記載の車両用ホイールの不良品判定方法であって、
   前記不良品判定条件は、前記相対距離が前記基準距離以下である前記最下点が前記車両用ホイールの周方向に基準長さ以上連続する連続最下点が存在することを必要条件としてさらに含む、
   車両用ホイールの不良品判定方法。
3. 請求項２に記載の車両用ホイールの不良品判定方法であって、
   前記不良品判定条件は、前記連続最下点の全体の長さが、前記ホイールリムと前記ホイールディスクとの接合長さの基準割合以上であることを必要条件としてさらに含む、
   車両用ホイールの不良品判定方法。
4. ホイールリムとホイールディスクとの境界へのレーザ光の照射により前記ホイールリムと前記ホイールディスクとが接合された車両用ホイールの不良品判定プログラムであって、
   コンピュータに、
   前記レーザ光の照射による溶接痕について、前記ホイールリムの内周面から前記車両用ホイールの径方向内側に規定距離だけ離間した位置までの対象範囲内における最下点を特定する特定処理と、
   前記車両用ホイールの径方向において前記ホイールリムの内周面を基準とする前記最下点の相対距離（前記径方向内側を正とする）が基準距離以下であることを必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合には、前記車両用ホイールを不良品であると判定する判定処理と、
   を実行させる、車両用ホイールの不良品判定プログラム。
5. ホイールリムとホイールディスクとの境界へのレーザ光の照射により前記ホイールリムと前記ホイールディスクとが接合された車両用ホイールの不良品判定装置であって、
   前記レーザ光の照射による溶接痕について、前記ホイールリムの内周面から前記車両用ホイールの径方向内側に規定距離だけ離間した位置までの対象範囲内における最下点を特定する特定部と、
   前記車両用ホイールの径方向において前記ホイールリムの内周面を基準とする前記最下点の相対距離（前記径方向内側を正とする）が基準距離以下であることを必要条件として含む不良品判定条件が満たされた場合には、前記車両用ホイールを不良品であると判定する判定部と、
   を備える、車両用ホイールの不良品判定装置。

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