(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接部材を被溶接部材に貫通した溶接部を形成して溶接する際に、溶接部の溶接状態を容易かつ確実に監視できる溶接装置及び監視方法を提供する。【解決手段】レーザ溶接装置は、被溶接部材１４及び溶接部材の一方の側に配置され、重合せ部に溶接用レーザ光を照射し、溶接部材の一部が被溶接部の一部を貫通した貫通部を含む溶接部２６を形成するレーザ光照射手段３０と；被溶接部材及び溶接部材の一方の側に配置され、溶接用レーザ光とは異なる波長を持ち、溶接部の溶接状態を監視するためのモニタ光を溶接部に照射するモニタ光照射手段３５ａ及び３５ｂと；被溶接部材及び溶接部材の他方の側に配置され、溶接部を透過した溶接用レーザ光及びモニタ光を受光する受光手段３７，３８及び３９と；から成る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わされた被溶接部材及び溶接部材の一方の側に配置され、重合せ部に溶接用レーザ光を照射し、該溶接部材の一部が該被溶接部の一部を貫通した貫通部を含む溶接部を形成するレーザ光照射手段と、
前記被溶接部材及び前記溶接部材の一方の側に配置され、前記溶接用レーザ光とは異なる波長を持ち、前記溶接部の溶接状態を監視するためのモニタ光を該溶接部に照射するモニタ光照射手段と、
前記被溶接部材及び前記溶接部材の他方の側に配置され、前記溶接部を透過した前記溶接用レーザ光及び前記モニタ光を受光する受光手段と、
から成ることを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項２】
前記モニタ光照射手段が照射する前記モニタ光は単色光である請求項１に記載のレーザ溶接装置。
【請求項３】
前記受光手段は、離れて配置されたレーザ光受光部とモニタ光受光部とを含む請求項１に記載のレーザ溶接装置。
【請求項４】
前記受光手段は、溶接用レーザ光及びモニタ光を共に受光する共通の受光部を持つ請求項１に記載のレーザ溶接装置。
【請求項５】
重ね合わされた被溶接部材及び溶接部材の一方の側から重合せ部に溶接用レーザ光を照射し、該溶接部材の一部が該被溶接部の一部を貫通した貫通部を含む溶接部を形成する際、該溶接部の溶接状態を監視する方法であって、
前記溶接用レーザ光の照射時、該溶接用レーザ光とは異なる波長を持ち、前記溶接部の溶接状態を監視するためモニタ光を、前記被溶接部材及び前記溶接部材の一方の側から溶接部に照射する第１工程と、
前記溶接用レーザ光及び前記モニタ光の溶接部における通過を、前記被溶接部材及び前記溶接部材の他方の側で検出する第２工程と、
から成ることを特徴とする溶接部の監視方法。
【請求項６】
前記第１工程で前記溶接部に照射される前記モニタ光は単色光である請求項５に記載の溶接部の監視方法。
【請求項７】
前記第２工程で、前記受光手段による溶接用レーザ光の通過に基づき前記溶接部の形成を判定し、前記モニタ光の通過に基づき前記溶接部での気密を判定する請求項５に記載の溶接部の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重ねた二つの部材をレーザ光によりレーザ溶接するレーザ溶接装置、及びこのレーザ溶接装置で溶接される溶接部の溶接状態を監視する監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二枚のパネルを溶接して製作される製品の一つに、自動車の燃料タンクがある。自動車の燃料タンクは、通常中央部がくぼんだ二枚の鋼板（パネル）の外周縁を溶接して製作される。第１従来例（特許文献１参照）の燃料タンクではアルミ系めっき鋼板を椀形状にプレス形成した上ハーフパネル及び下ハーフパネルのフランジ部をシーム溶接している。
【０００３】
上ハーフパネル及び下ハーフパネルは種々の付属部品を含む。比較的大きなアッパパネルに比較的小さな付属部品を溶接する場合、従来は抵抗溶接の一種であるプロジェクション溶接又はスポット溶接が採用されていた。たとえば、第２従来例（特許文献２参照）の燃料タンクでは下ハーフパネルにベゼル（補助タンク）がスポット溶接されている。また、第３従来例（特許文献３参照）の燃料タンクでは上ハーフパネルにインレットパイプがプロジェクション溶接されている。
【０００４】
スポット溶接では一対の電極間にパネル及び付属部品を挟み、高圧力を加えながら大電流を流す。適当な通電時間になると、パネルと付属部品との接合面に溶融部（ナゲット）が生じ、互いに接合される。付属部品に形成された突起をパネルに突き当てて行う場合がプロジェクション溶接である。
【０００５】
ところで、溶接された二つの部材が所定状態に接合されているかを目視で確認するのは困難である。そこで、溶接部の溶接状態即ち品質を検査するために各種の非破壊検査装置が開発されている。例えば、第４従来例の品質検査装置（特許文献４参照）では、ワークの溶接部に向けて照射したレーザ光の反射光をセンサで検出して電気信号に変換する。その後、計測装置で電気信号の周波数分布を算出し、そのうちの特定周波数帯における信号強度を算出し、基準値と比較している。
【０００６】
また、第５従来例の品質検査装置（特許文献５参照）では、レーザ加工ヘッドの一側にレーザ光源とは別の発光部を設け、レーザ光の低出力時に発射したストロボ光を、レーザ加工ヘッドの他側に配置した受光部で受光している。
【特許文献１】特開２００２−２９２７１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１５３７号公報
【特許文献３】特開２００２−２３９７３８号公報
【特許文献４】特開２００２−３２１０７３号公報
【特許文献５】特開平９−１７４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記第４従来例では、センサが被溶接物に対してレーザ発信器と同じ側に配置され、レーザ光の反射光を検出しているので、センサが反射光を受光する際にレーザ光が混入し、両者の区別が困難で、品質検査が不正確になり易い。
【０００８】
また、上記第５従来例では、品質のモニタのためにレーザ光とは別の発光部とこの発光部から発光され溶接部で反射された光を受光する受光部とを配置しており、例えば付属部品をアッパパネルにプロジェクション溶接でアッパパネルを貫通する溶接部を形成する場合、溶接部での反射光からこの溶融部分に貫通した溶接部の形成の有無や貫通した溶接欠陥の有無等を検査することは難しい。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、貫通する溶接部を形成する溶接において、溶接部の溶接状態を容易かつ確実に監視できる溶接装置及び監視方法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】
【００１０】
（１）本願の第１発明によるレーザ溶接装置は、請求項１に記載したように、重ね合わされた被溶接部材及び溶接部材の一方の側に配置され、重合せ部に溶接用レーザ光を照射し、溶接部材の一部が被溶接部の一部を貫通した貫通部を含む溶接部を形成するレーザ光照射手段と；被溶接部材及び溶接部材の一方の側に配置され、溶接用レーザ光とは異なる波長を持ち、溶接部の溶接状態を監視するためのモニタ光を溶接部に照射するモニタ光照射手段と；被溶接部材及び溶接部材の他方の側に配置され、溶接部を透過した溶接用レーザ光及びモニタ光を受光する受光手段と；から成る。
【００１１】
このレーザ溶接装置において、レーザ光照射手段が照射する溶接用レーザ光が重合せ部を溶融させ、溶接部材の一部が被溶接部材の一部を貫通した貫通部を含む溶接部を形成する。レーザ溶接時、モニタ光照射手段はレーザ光照射手段と同じ側から溶接部に、溶接用レーザ光と区別できるモニタ光を照射する。受光手段は、レーザ光照射手段及びモニタ光照射手段の反対側において、溶接部を通過した溶接用レーザ光及びモニタ光を受光する。受光結果に基づき、溶接部の形成及び良否が判定される。
【００１２】
請求項２のレーザ溶接装置は、請求項１において、モニタ光照射手段が照射するモニタ光は単色光である。請求項３のレーザ溶接装置は、請求項１において、受光手段は、離れて配置されたレーザ光受光部とモニタ光受光部とを含む。請求項４のレーザ溶接装置は、請求項１において、受光手段は、溶接用レーザ光及びモニタ光を共に受光する共通の受光部を持つ。
（２）第２発明による溶接部の監視方法は、請求項５に記載したように、重ね合わされた被溶接部材及び溶接部材の一方の側から重合せ部に溶接用レーザ光を照射し、溶接部材の一部が被溶接部の一部を貫通した貫通部を含む溶接部を形成する際、溶接部の溶接状態を監視する方法であって、 溶接用レーザ光の照射時、溶接用レーザ光とは異なる波長を持ち、溶接部の溶接状態を監視するためモニタ光を、被溶接部材及び溶接部材の一方の側から溶接部に照射する第１工程と；溶接用レーザ光及びモニタ光の溶接部における通過を、被溶接部材及び溶接部材の他方の側で検出する第２工程と；から成る。
【００１３】
この溶接部の監視方法では、レーザ溶接する際、第１工程で溶接用レーザ光と区別できるモニタ光を、溶接用レーザ光と同じ側から溶接部に照射する。第２工程で、溶接用レーザ光及びモニタ光が照射されるのとは反対側で、溶接部を通過した溶接用レーザ光及びモニタ光を受光する。受光結果に基づき、溶接部の形成及び良否が判定される。
【００１４】
請求項６の溶接部の監視方法は、請求項５の第１工程において、溶接部に照射される前記モニタ光は単色光である。請求項７の溶接部の監視方法は、請求項５の第２工程において、受光手段による溶接用レーザ光の通過に基づき溶接部の形成を判定し、モニタ光の通過に基づき溶接部での気密を判定する。
【発明の効果】
【００１５】
（１）本願の第１発明のレーザ溶接装置によれば、被溶接部材と溶接部材とを、貫通した溶接部の品質を管理しながら確実にレーザ溶接できる。請求項２のレーザ溶接装置によれば、モニタ光が単色光であるので、受光手段におけるモニタ光の識別が確実になる。請求項３のレーザ溶接装置によれば、溶接用レーザ光の受光部とモニタ光の受光部とが離れているので、受光手段において溶接用レーザ光とモニタ光とがより確実に区別できる。請求項４のレーザ溶接装置によれば、共通の受光部が溶接用レーザ光及びモニタ光の両方を受光するので、受光手段がシンプルにできる。
（２）本願の第２発明の溶接部の監視方法によれば、溶接部材が被溶接部材へレーザ溶接された溶接部の溶接状態を確実に監視できる。溶接レーザ光の溶接部の通過即ち貫通部の形成を確認するとともに、モニタ光の溶接部の通過即ち溶接部での小孔の存在を確認するからである。また、溶接用レーザ光と同じ側から照射するモニタ光の通過を、溶接用レーザ光と反対側の受光手段で検出しているからである。
【００１６】
請求項６の溶接部の監視方法によれば、モニタ光が単色光であるので、受光手段におけるモニタ光の識別が確実になる。請求項７の溶接部の監視方法によれば、溶接部を通過した溶接レーザ光を受光手段で検出して貫通部の形成を確認するとともに、溶接部を通過したモニタ光を受光手段で検出して溶接部での気密を確認しているので、溶接状態の監視がより確実になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜被溶接部材、溶接部材＞
本発明のレーザ溶接装置により互いに溶接される部材の一方である被溶接部材、他方である溶接部材の形状に特別の制約はなく、板形状でも棒形状でも良い。
【００１８】
被溶接部材の一部と溶接部材の一部とは互いに重ね合わされ、重ね部に溶接部材の側から溶接用レーザ光（以下、必要に応じて「レーザ光」と略称する）が照射される。すると、溶接部材の一部が被溶接部の一部を入れ子状に貫通し、貫通部を含む溶接部が形成される。被溶接部材及び溶接部材としては、たとえば自動車の燃料タンクを構成するアッパパネル及びその付属部品、又はロアーパネル及びその付属部品が挙げられる。
【００１９】
燃料タンクは上方くぼみを持つアッパパネルと下方くぼみを持つロアーパネルとが外周のフランジ部で溶接されて成る。（両方のフランジ部はレーザ溶接されていることが望ましい。）パネルにレーザ溶接されている付属部品の形状は棒状、環状又はブラケット状とできる。付属部品の大きさはパネルの大きさに比べて小さく（数分の一から数十分の一）、厚さはパネルの厚さよりも薄い（数分の一程度）。
【００２０】
アッパパネルにレーザ溶接された付属部品の具体例として、ポンプリテーナ、インレット、ブリーザチューブ及びセパレータがあり、ロアーパネルにレーザ溶接された付属部品にはサブタンクがある。
＜レーザ溶接装置＞
本発明のレーザ溶接装置はレーザ溶接に直接関与するレーザ光照射手段の他に、溶接部の溶接状態を監視するためのモニタ光照射手段及び受光手段を含む。
ａ．レーザ光照射手段
レーザ光照射手段は、それぞれの一部が重ね合わされた被溶接部材及び溶接部材に対して板厚方向の一方の側（溶接部材側）に配置され、一方の側から重合せ部に溶接用レーザ光を照射する。配置場所は溶接部の近傍、たとえばその直上方とできる。
【００２１】
レーザ光照射手段が照射するレーザ光により、融接の一種であるレーザ溶接（キーホール溶接）が行われる。レーザ光が照射された部分が溶融し、溶接部材の一部が被溶接部の一部を入れ子状に貫通した貫通部が形成される。レーザ光の種類は不問であり、ＹＡＧレーザでも良いしＣＯ2レーザでも良い。
ｂ．モニタ光照射手段
モニタ光照射手段は上記一方の側即ちレーザ光照射手段と同じ側に配置され、溶接用レーザ光とは異なる波長を持ち、溶接用レーザ光による溶接状態を監視するためのモニタ光を溶接部に照射する。モニタ光照射手段が照射するモニタ光は単色光、すなわち単一波長であることが望ましい。一つの単色光源を溶接部の直上方に、又は二つの単色光源を溶接部の左右斜め上方に配置できる。
【００２２】
なお、単一波長の単色光としては、ナトリウム光やキセノン光が使用できる。単一波長としたのはレーザ光との区別のためであり、単色光としたのは識別を容易とするためである。
ｃ．受光手段
受光手段は、被溶接部材及び溶接部材の他方の側、即ちレーザ光照射手段及びモニタ光照射手段の反対側に配置され、溶接部を通過した溶接用レーザ光及びモニタ光を受光する。離れて配置されたレーザ光受光部とモニタ光受光部とを含んでも良いし、溶接用レーザ光及びモニタ光を共に受光する共通の（一つの）受光部を持っても良い。
【００２３】
前者では、レーザ光受光部はレーザ光源と溶接部とを結ぶ直線の延長線に、モニタ光受光部はモニタ光源と溶接部とを結ぶ直線の延長線に配置される。後者の場合、共通の受光部はレーザ光及びモニタ光の両方を受光できる位置に配置される。このようにしても、レーザ光とモニタ光とは波長が異なるのでスペクトル分析等により区別可能である。受光手段はレーザ溶接装置のセンサ系に相当し、受光結果は処理系で処理される。
＜溶接部の監視方法＞
ａ．前提
本発明の溶接部の監視方法は、上記レーザ溶接装置で形成される貫通型（入れ子型）の溶接部の溶接状態を監視する、即ち溶接部の品質を検査する方法である。レーザ溶接の際、溶接部に発生することがある溶込み不良やブローホール（小孔、すきま）の形成、溶接割れ等の欠陥を検査するものである。
【００２４】
詳述すると、レーザ溶接時、まず被溶接部材（たとえばパネル）上に溶接部材（たとえば付属部品）を載置する。次に、一方の側（被溶接部材の側）からレーザ光を被溶接部材に向かって照射する。すると、レーザ光が被溶接部材及び溶接部材にキーホールをあけながら進み、これらの溶融金属がこのキーホールを充填する。充填した溶融金属が凝固すると、被溶接部材から延びた貫通部が溶接部材の一部を厚さ方向に貫通した溶接部が形成される。
ｂ．溶接部の監視装置
監視装置は、少なくとも溶接部にモニタ光を照射するモニタ光照射手段と、レーザ光及びモニタ光を受光する受光手段とを含む。レーザ溶接時に溶接部の溶接状態を監視して溶接の良否を判定するために、少なくとも以下の二つの工程を実行する。
ｃ．第１工程
第１工程は、溶接用レーザ光の照射時、溶接用レーザ光とは異なる波長を持ち、溶接用レーザ光による溶接部の溶接状態を監視するためモニタ光を、被溶接部材及び溶接部材の一方の側から溶接部に照射する。つまり、レーザ溶接時、被溶接部材に対してレーザ光源と反対側に配置した受光手段で、溶接部におけるレーザ光の通過を検知する。換言すれば、入れ子状の貫通部を含む溶接部の形成を確認する工程とみることができる。
【００２５】
その際、レーザ光源を溶接部材（付属部品）の直上方に、受光手段を被溶接部材の直下方に配置することができる。
【００２６】
レーザ光は溶接部材（付属部品）及び被溶接部材（パネル）の一部を溶融させながら進むので、溶融部分がパネルの溶融した一部を貫通する状態となった場合、レーザ光は付属部品及びパネルを貫通しレーザ光源とは反対側に達する。よって、受光手段でレーザ光の貫通を検知することにより、貫通部を含む溶接部の形成を確認できる。
ｄ．第２工程
第２工程は、溶接用レーザ光及びモニタ光の照射時、被溶接部材及び溶接部材の他方の側で、溶接部における溶接用レーザ光及びモニタ光の通過を検出する。つまり、被溶接部材及び溶接部材に対してレーザ光源と同じ側に配置した単色光源が溶接部に向けて発射する、レーザ光とは波長が異なる単色光の溶接部での通過を、受光手段で検知する。換言すれば、ブローホールの形成等の溶込みの良否等（溶接部の気密）を確認する工程とみることができる。この単色光は付属部品及びパネルの溶融には関係しない。モニタ光源からのモニタ（単色光）が受光手段で受光されるときは、溶接部に小孔等が存在することになる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。この実施例は、本発明が自動車の燃料タンクのパネルへの付属部品のレーザ溶接に適用されたものである。
（燃料タンク）
図１から図５に燃料タンクを示す。図１は燃料タンクのアッパパネルの溶接前の斜視図、図２はアッパパネルの溶接後の斜視図、図３はロアーパネルの溶接前の斜視図、図４は溶接及び品質検査を示す説明図、図５は図４の要部（溶接部）拡大図である。図１及び図２に示すように、アッパパネル１０はその中央部に上方に突出した（くぼんだ）上方くぼみ１１を、外周に上方フランジ部１２を有する。上方くぼみ１１の天井部１３の上面にはポンプリテーナ１４がレーザ溶接され、下面にはセパレータ１７がレーザ溶接されている。上方くぼみ１１の角部にはインレット１７及びブリーザチューブ１８がレーザ溶接されている。
【００２８】
図３に示すように、ロアーパネル２０はその中央部に下方に突出した（くぼんだ）下方くぼみ２１を有し、外周に下方フランジ部２２を有する。下方くぼみ２１の底部にサブタンク２４がレーザ溶接され、下方フランジ部２２と上方フランジ部１２とがレーザ溶接され、上方くぼみ１１と下方くぼみ２１とが燃料収容空間を区画している。
【００２９】
図４に示すように、ポンプリテーナ１４は環状部１５ａとその下端側のつば部（重ね部）１５ｂとを備え、つば部１５ｂがレーザ溶接により天井部１３の上面に溶接されている。具体的には、図５に示すように、つば部１５ｂの下面から下方に突出した貫通部１６が天井部１３をその厚さ方向に貫通している。貫通部１６の先端（下端）は天井部１３の下面１３ａに達している。
（レーザ溶接装置）
図５，図６から分かるように、レーザ溶接装置はパネル装置テーブル３１、パネル位置決め装置３２、ＹＡＧレーザ光のレーザトーチ３０、一対のナトリウムランプ３５ａ及び３５ｂ、及びフォトダイオード３７から３９を含む。レーザトーチ３０がアッパパネル１０の中央部の直上方に配置され、その両側、即ち溶接部２６の左右斜め上方に一対のナトリウムランプ３５ａ及び３５ｂが配置され、単一色で単一波長（０．５８９μｍ）のナトリウム光を溶接部２６に向けて発射するようになっている。
【００３０】
ポンプリテーナ１４及びアッパパネル１０の下方側で溶接部の真下に、光起電素子たるＹＡＧレーザ光受光用フォトダイオード（第１受光部）３７が配置されている。
【００３１】
また、溶接部１６を間にして一方のナトリウムランプ３５と対向する位置、即ち溶接部の左右斜め下方にナトリウム光受光用のフォトダイオード（第２受光部）３８が配置されている。これらのフォトダイオード３７及び３８は溶接部２６を通過したＹＡＧレーザ光及びナトリウム光を受光したとき、受光量に応じた電気信号を発生するものである。
【００３２】
この実施例では更に、溶接部２６を間にして他方のナトリウムランプ３５ｂと対向する位置にＣＣＤカメラ３９がセットされている。このＣＣＤカメラ３９は溶接部２６を通過したＹＡＧレーザ光及びナトリウム光を受光したとき、受光量に応じた画像を形成するものである。
（レーザ溶接方法）
図４から図７に基づき溶接方法について説明する。図６は溶接ロボットを示す斜視図、図７は品質検査システム全体の説明図である。まず、図４及び図６に示すように、パネル装置テーブル３１上に上方くぼみ１１の開口が下向きとなるようにアッパパネル１０をセットし、位置決め機構３２により、天井部１３の上面の所定位置にポンプリテーナ１４のつば部１５ｂを位置決めする。
【００３３】
次に、ポンプリテーナ１４の真上にセットしたレーザトーチ３０からポンプリテーナ１４に向けて、下方にＹＡＧレーザ光（波長：１．０６５μｍ）を照射する。すると、ＹＡＧレーザ光はポンプリテーナ１４及びアッパパネル１０を天井部１３溶融させキーホールを形成しつつすすみ、キーホールに溶融材料が充填される。その際、必要に応じて位置決め機構３２によりアッパパネル１０及びポンプリテーナ１４を回転、移動等させる。こうして、つば部１５ｂの貫通部１６が天井部１３を板厚方向に貫通し、貫通部１６を含む溶接部２６でポンプリテーナ１４がアッパパネル１０にレーザ溶接される。
（溶接部の溶接状態の監視）
（イ）溶接状態の監視装置
上述したように、溶接部２６の溶接状態の監視とは、換言すれば溶接部２６の品質の検査である。始めに、溶接状態の監視装置（品質検査装置）について説明する。図４及び図７に示すように、品質検査装置はセンサ系４５、制御系５０及びデータ処理系５５に大別される。
【００３４】
このうちセンサ系４５は、ＹＡＧレーザ光受光用フォトダイオード３７、ナトリウム光受光用フォトダイオード３８及びＣＣＤカメラ３９を含む。これらについては、上記レーザ溶接装置の欄で説明した。
【００３５】
図７の制御系５０はダイオード制御部５１及びカメラ制御部５２を含む。フォトダイオード３７及び３８はダイオード制御部５１に接続され、ＣＣＤカメラ３９はカメラ制御部５２に接続されている。データ処理系５５は画像入力部５６、Ａ／Ｄ変換部５７及び解析部５８を含む。画像入力部５６はカメラ制御部５２から画像情報を受け取り、Ａ／Ｄ変換部５７はダイオード制御部５１からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。解析部５８はシステム全体の制御、データ入力処理、データ解析及び上位システム通信を行う。
（ロ）溶接状態の監視方法
次に、溶接部２６の状態監視方法（品質検査方法）につき説明する。この実施例はポンプリテーナ１４のアッパパネル１０への溶接にレーザ溶接を採用したこととの関係で、特有の品質検査方法を採用しており、第１工程（貫通部１６の形成確認工程）と、第２工程（溶接部２６の気密確認工程）とに大別される。
ａ．まず、貫通部１６の形成確認工程として、レーザ溶接時、溶接部２６におけるＹＡＧレーザ光の通過を、一方のフォトダイオード３７及びＣＣＤカメラ３９で検知した。その結果、図８（ａ）に示すようにアッパパネル１０の下面側から撮った写真には中央部近くに輝点が表れた。また、図８（ｂ）に示すように、フォトダイオード３７の電圧が溶接開始前はほぼゼロで、溶接中（ＹＡＧレーザ光の照射中）は断続的にかなり高くなり、溶接終了後はほぼゼロになった。さらに、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、ＣＣＤカメラ３９ではＸ軸方向でもＹ軸方向でも溶接中に輝度信号が非常に高くなり、その結果図９（ａ）に示すように画面の中央部にほぼ円形状の輝点が現れた。
【００３６】
これより、レーザ溶接時はＹＡＧレーザ光が溶接部２６を通過していることが分かる。前述したように、照射されるＹＡＧレーザ光はポンプリテーナ１４及びパネル１０にキーホールを形成しながら進む。よって、ＹＡＧレーザ光が天井部１３を貫通したことは、つば部１５及び天井部１３の溶融金属が天井部１３の下面１３ａに達したことを意味する。
ｂ．次に、溶接部２６の気密確認工程として、レーザ溶接時から終了後にかけて、一対のナトリウムランプ３５ａ及び３５ｂから溶接部２６に発射されるナトリウム光の通過を、フォトダイオード３８及びＣＣＤカメラ３９で検知した。その結果、図１０（ａ）に示すように、アッパパネル１０の下面側から撮った写真には中央部近くに輝点が表れた。また、図１１（ｂ）（ｃ）に示すようにＣＣＤカメラ３９ではＸ軸方向でもＹ軸方向でも溶接中に輝度信号が瞬間的に高くなったが、図１１（ａ）に示すように輝点は現れなかった。さらに、図１０（ｂ）に示すように、フォトダイオード３８の電圧が溶接中は全体的に少し高くなり、溶接開始前及び溶接終了後は低くなった。
【００３７】
これより、溶接時はナトリウム光が溶接部２６を通過しているが、溶接終了後（ＹＡＧレーザ光の照射終了後）は溶接部２６を通過していないこと、即ち溶接部２６に小孔等が形成されていないが分かる。
【００３８】
なお、貫通部１６の形成確認工程で溶接部２６の強度不足が検知されたときは、溶接部２６の気密確認工程を中止しても良い。つまり、気密性の検査は所望の強度が確保されていることが前提である。
（効果）
この実施例によれば、レーザ溶接装置及び溶接部の品質検査方法において以下の効果が得られる。
（イ）レーザ溶接装置
付属部品１４，２４等のパネル１０，２０への溶接が確実である。ポンプリテーナ１４のアッパパネル１０へのレーザ溶接等が確実になったのは、レーザ溶接装置がナトリウムランプ３５ａ及び３５ｂと、フォトダイオード３７及び３８と、ＣＣＤカメラ３９とを備え、これらで溶接部の品質を検査しつつ溶接したからである。
【００３９】
なお、ロアーパネル２０とアッパパネル１０との溶接をレーザ溶接で行えば、燃料タンク全体の溶接をレーザ溶接に統一することができる。つまり、図６に示す溶接ロボットにより、アッパパネル１０とその付属部品１４とのレーザ溶接、ロアーパネル２０とその付属部品２４等とのレーザ溶接、及びパネル１０，２０同士のレーザ溶接を行うことができる。
（ロ）品質検査方法
溶接部２６の確実な品質検査が可能となる。その一つの理由は、貫通部１６の形成と溶接部２６内の小孔の存在との両方を検査するからである。詳述すると、レーザ溶接キーホールへの溶融材料の溶込みを利用するので、溶接部２６の品質の良否を判断する上で溶融金属がアッパパネル１０の天井部１３を貫通したことの確認が重要である。その反面、キーホールの形成は小孔の形成及び残存につながりかねない。そこで、ＹＡＧレーザ光の溶接部２６の通過により貫通部１６の形成即ち溶接部２６の強度を検査するとともに、ナトリウム光の溶接部２６の通過によりその気密性を検査している。
【００４０】
もう一つの理由は、フォトダイオード３７及び３８とＣＣＤカメラ３９とを、アッパパネル１０に対してレーザトーチ３０及びナトリウムランプ３５ａ及び３５ｂと反対側に配置していることによる。つまり、従来例のような反射光でなく、この実施例では貫通光を利用して品質を検査している。貫通部１６の形成時はＹＡＧレーザ光が溶接部２６を通過し、小孔の残存時はナトリウム光が溶接部２６を通過する。アッパパネル１０の下方に配置されたフォトダイオード３７及び３８やＣＣＤカメラ３９によりＹＡＧレーザ光やナトリウム光を通過の有無が検知される。
【００４１】
なお、このレーザ溶接された溶接部２６の品質を前記第４実施例又は第５実施例で確実に検査することは容易でない。これらの従来例はレーザ光又は別の光が溶接部で反射した反射光を利用しているが、反射光の分析からは貫通部１６の形成や小孔の存在は検知困難だからである。
【００４２】
更に別の理由は、二つのナトリウムランプ３５ａ及び３５ｂを設け、そのナトリウム光をフォトダイオード３８及びＣＣＤカメラ３９で受光したことにより、たとえ小孔が偏在している場合でもその存在を検知できる。また、ＹＡＧレーザ光を本来ナトリウム光を受光するＣＣＤカメラ３９でも受光し、ナトリウム光を本来ＹＡＧレーザ光を受光するフォトダイオード３７でも受光したことは、より高度な検査結果に貢献している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】燃料タンクのアッパパネルの溶接前の斜視図である。
【図２】アッパパネルの溶接後の斜視図である。
【図３】ロアーパネルの溶接前前斜視図である。
【図４】溶接及び品質検査を示す説明図である。
【図５】図４の要部（溶接部）拡大図である。
【図６】溶接ロボットを示す斜視図である。
【図７】品質検査システム全体の説明図である。
【図８】（ａ）はレーザ光の通過を撮影した写真、（ｂ）はフォトダイオードによるＹＡＧレーザ光の受信を示すグラフである。
【図９】（ａ）はＣＣＤカメラによるＹＡＧレーザ光の受信を示す画像図、（ｂ）は同じく信号を示すグラフである。
【図１０】（ａ）はナトリウム光の通過を撮影した写真、（ｂ）はフォトダイオーによるナトリウム光の受信信号を示すグラフである。
【図１１】（ａ）はＣＣＤカメラによるナトリウム光の受信を示す画像図、（ｂ）は同じく信号を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０：アッパパネル                １１：上方くぼみ
１２：上方フランジ                １３：天井部
１４：ポンプリテーナ              １５ｂ：つば部
１６：貫通部                      ２０：ロアーパネル
２６：溶接部                      ３０：レーザトーチ
３５ａ，３５ｂ：ナトリウムランプ
３７，３８：フォトダイオード
３９：ＣＣＤカメラ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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