(57)【要約】【課題】簡便な方法で第１及び第２金属部材２，３の溶接良否を判定できるようにする。【解決手段】第２金属部材３が第１金属部材２のフランジ部２ｂにおける円筒状部２ａ側の側面に当接するように、第１及び第２クランプ部材７，８により、両金属部材２，３を円筒状部２ａの中心軸Ｃ方向に挟んでクランプし、そのクランプした両金属部材２，３を中心軸Ｃ回りに回転させながら、該両金属部材２，３の当接部間を全周に亘ってレーザ溶接し、レーザ溶接後、両金属部材２，３をクランプした状態にある第１及び第２クランプ部材７，８のうち第１クランプ部材７のクランプ面７ａ近傍における外周面に周方向に間隔をあけて配設された複数の歪み測定手段２１よりそれぞれ得られる中心軸Ｃ方向の残留歪み量に基づいて、第２金属部材３の中心軸Ｃ方向への変形量及び中心軸Ｃに対する傾斜度合いの少なくとも一方が正常であるか否かを判定する。【選択図】図１
2016016412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状部と該円筒状部の中心軸方向の一側に円筒状部の外周面から径方向外側に全周に亘って突出したフランジ部とを有する第１金属部材における該円筒状部の外周面に、リング状の第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間を全周に亘ってレーザ溶接して、該溶接の良否を判定する、金属部材の溶接良否判定方法であって、
上記第１金属部材の上記円筒状部の外周面に上記第２金属部材を嵌合する嵌合ステップと、
上記嵌合した第２金属部材が上記第１金属部材の上記フランジ部における円筒状部側の側面に当接するように、２つのクランプ部材により、第１及び第２金属部材を上記中心軸方向に挟んでクランプするクランプステップと、
上記クランプした第１及び第２金属部材を上記円筒状部の中心軸回りに回転させながら、該両金属部材の当接部間を全周に亘ってレーザ溶接するレーザ溶接ステップと、
上記レーザ溶接ステップの後、上記第１及び第２金属部材をクランプした状態にある上記２つのクランプ部材のうち上記第２金属部材を上記フランジ部側へ押圧するクランプ部材のクランプ面近傍における外周面に周方向に間隔をあけて配設されかつ該クランプ部材の上記中心軸方向の歪み量を測定する複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記中心軸方向の残留歪み量に基づいて、上記第２金属部材の上記中心軸方向への変形量及び上記中心軸に対する傾斜度合いの少なくとも一方が正常であるか否かを判定する正常／異常判定ステップと、を備えることを特徴とする金属部材の溶接良否判定方法。
【請求項２】
請求項１記載の金属部材の溶接良否判定方法において、
上記正常／異常判定ステップは、上記複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記残留歪み量のうちの最大値が第１所定値以下であるときには、上記変形量が正常であると判定する一方、上記最大値が上記第１所定値よりも大きいときには、上記変形量が異常であると判定するステップであることを特徴とする金属部材の溶接良否判定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の金属部材の溶接良否判定方法において、
上記正常／異常判定ステップは、上記複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記残留歪み量のうちの最大値と最小値との差が第２所定値以下であるときには、上記傾斜度合いが正常であると判定する一方、上記差が上記第２所定値よりも大きいときには、上記傾斜度合いが異常であると判定するステップであることを特徴とする金属部材の溶接良否判定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の金属部材の溶接良否判定方法において、
上記第１金属部材は、車両用デファレンシャル装置のデフケースであり、
上記第２金属部材は、上記デフケースに固定されるリングギヤであることを特徴とする金属部材の溶接良否判定方法。
【請求項５】
円筒状部と該円筒状部の中心軸方向の一側に円筒状部の外周面から径方向外側に全周に亘って突出したフランジ部とを有する第１金属部材における該円筒状部の外周面に、リング状の第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間を全周に亘ってレーザ溶接して、該溶接の良否を判定する、金属部材の溶接良否判定装置であって、
上記第１金属部材の上記円筒状部の外周面に上記第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材が該第１金属部材の上記フランジ部における円筒状部側の側面に当接するように、第１及び第２金属部材を上記中心軸方向に挟んでクランプする２つのクランプ部材と、
上記クランプした第１及び第２金属部材を上記円筒状部の中心軸回りに回転させるための駆動装置と、
上記駆動装置により、上記クランプした第１及び第２金属部材を上記円筒状部の中心軸回りに回転させながら、該両金属部材の当接部間を全周に亘ってレーザ溶接するレーザ溶接装置と、
上記２つのクランプ部材のうち上記第２金属部材を上記フランジ部側へ押圧するクランプ部材のクランプ面近傍における外周面に周方向に間隔をあけて配設され、該クランプ部材の上記中心軸方向の歪み量を測定する複数の歪み測定手段と、
上記レーザ溶接装置による上記レーザ溶接の後、上記２つのクランプ部材により上記第１及び第２金属部材をクランプした状態にあるときに上記複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記中心軸方向の残留歪み量に基づいて、上記第２金属部材の上記中心軸方向への変形量及び上記中心軸に対する傾斜度合いの少なくとも一方が正常であるか否かを判定する正常／異常判定装置と、を備えていることを特徴とする金属部材の溶接良否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状部と該円筒状部の中心軸方向の一側に円筒状部の外周面から径方向外側に全周に亘って突出したフランジ部とを有する第１金属部材における該円筒状部の外周面に、リング状の第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間を全周に亘ってレーザ溶接して、該溶接の良否を判定する、金属部材の溶接良否判定方法及び装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、円筒状部と該円筒状部の中心軸方向の一側に円筒状部の外周面から径方向外側に全周に亘って突出したフランジ部とを有する第１金属部材における該円筒状部の外周面に、リング状の第２金属部材を嵌合し、その嵌合状態で該第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間を全周に亘ってレーザ溶接することが行われている。その際、第１及び第２金属部材を上記円筒状部の中心軸回りに回転させながら、第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間にレーザを照射して、その間を全周に亘ってレーザ溶接する。
【０００３】
このような方法でレーザ溶接する場合、溶接中の入熱及び溶接後の冷却によって、上記第２金属部材が特に上記中心軸方向に変形（膨張、収縮）し、溶接後において上記中心軸方向に残留歪みが生じる場合がある。この場合、第２金属部材が上記中心軸方向に変形していることになる。また、上記残留歪みが周方向の位置によってばらつく場合があり、この場合には、第２金属部材が上記中心軸に対して傾斜した状態で固定されたことになる。
【０００４】
例えば特許文献１では、被加工物の外周上及び内周上の位置とそれぞれ対向する位置に一対の非接触変位計測装置であるギャップセンサを、溶接前に、被加工物からの距離が等しくなるようにセットし、溶接後の両ギャップセンサの測定値から、溶接作業によって被加工物に生じた歪み量が許容値内におさまっているかどうかを判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１３６７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１で使用している非接触変位計測装置は高価であるため、例えば歪みゲージのような歪み測定手段を第２金属部材に直接取り付けて該第２金属部材の歪み量を検出するようにすれば、コスト的に有利になる。
【０００７】
しかしながら、歪み測定手段を第２金属部材に直接取り付けるようにする場合、それの取付け及び取外しの作業が必要になり、工数が増大するとともに、その取付け及び取外しの繰り返しにより歪み測定手段に不具合が生じて、測定に悪影響を及ぼす可能性がある。また、第２金属部材の形状によっては、歪み測定手段を第２金属部材に直接取り付けることができない場合もある。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便な方法で、第１及び第２金属部材の溶接良否を判定できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明では、円筒状部と該円筒状部の中心軸方向の一側に円筒状部の外周面から径方向外側に全周に亘って突出したフランジ部とを有する第１金属部材における該円筒状部の外周面に、リング状の第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間を全周に亘ってレーザ溶接して、該溶接の良否を判定する、金属部材の溶接良否判定方法を対象として、上記第１金属部材の上記円筒状部の外周面に上記第２金属部材を嵌合する嵌合ステップと、上記嵌合した第２金属部材が上記第１金属部材の上記フランジ部における円筒状部側の側面に当接するように、２つのクランプ部材により、第１及び第２金属部材を上記中心軸方向に挟んでクランプするクランプステップと、上記クランプした第１及び第２金属部材を上記円筒状部の中心軸回りに回転させながら、該両金属部材の当接部間を全周に亘ってレーザ溶接するレーザ溶接ステップと、上記レーザ溶接ステップの後、上記第１及び第２金属部材をクランプした状態にある上記２つのクランプ部材のうち上記第２金属部材を上記フランジ部側へ押圧するクランプ部材のクランプ面近傍における外周面に周方向に間隔をあけて配設されかつ該クランプ部材の上記中心軸方向の歪み量を測定する複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記中心軸方向の残留歪み量に基づいて、上記第２金属部材の上記中心軸方向への変形量及び上記中心軸に対する傾斜度合いの少なくとも一方が正常であるか否かを判定する正常／異常判定ステップと、を備えるようにした。
【００１０】
上記の構成により、第２金属部材をフランジ部側へ押圧するクランプ部材の歪み測定手段が配設された部分に生じる、円筒状部の中心軸方向の歪み量は、第２金属部材における該歪み測定手段配設部分に対応する周方向部分に生じる上記中心軸方向の歪み量と対応しており、このことから、第２金属部材に歪み測定手段を取り付けなくても、クランプ部材のクランプ面近傍における外周面に複数の歪み測定手段を周方向に間隔をあけて配設することで、レーザ溶接後にこれら歪み測定手段により測定される上記中心軸方向の残留歪み量に基づいて、第２金属部材の上記中心軸方向への変形量及び上記中心軸に対する傾斜度合いが分かることになる。したがって、簡便な方法で、第１及び第２金属部材の溶接良否を判定することができる。また、２つのクランプ部材により、第２金属部材がフランジ部に押し当てられて第１金属部材に対して上記中心軸方向に位置決めされるので、レーザ光を両金属部材の当接部間に確実に照射することができるとともに、第２金属部材の上記中心軸方向への変形量自体を小さくすることができる。よって、上記変形量及び／又は上記傾斜度合いの正常／異常判定と相俟って、溶接完了後の、両金属部材からなる溶接品の品質を向上させることができる。
【００１１】
上記金属部材の溶接良否判定方法の一実施形態では、上記正常／異常判定ステップは、上記複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記残留歪み量のうちの最大値が第１所定値以下であるときには、上記変形量が正常であると判定する一方、上記最大値が上記第１所定値よりも大きいときには、上記変形量が異常であると判定するステップであるとする。
【００１２】
このことにより、第２金属部材の上記中心軸方向への変形量が正常であるか否かを容易に判定することができる。
【００１３】
上記金属部材の溶接良否判定方法の別の実施形態では、上記正常／異常判定ステップは、上記複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記残留歪み量のうちの最大値と最小値との差が第２所定値以下であるときには、上記傾斜度合いが正常であると判定する一方、上記差が上記第２所定値よりも大きいときには、上記傾斜度合いが異常であると判定するステップであるとする。
【００１４】
このことで、第２金属部材の上記中心軸に対する傾斜度合いが正常であるか否かを容易に判定することができる。
【００１５】
上記金属部材の溶接良否判定方法の更に別の実施形態では、上記第１金属部材は、車両用デファレンシャル装置のデフケースであり、上記第２金属部材は、上記デフケースに固定されるリングギヤであるとする。
【００１６】
このことにより、リングギヤをデフケースに対して正確な位置及び姿勢でもって固定することができるので、車両用デファレンシャル装置が車両に搭載された状態で、ギヤノイズや振動が生じるのを防止することができる。
【００１７】
本発明の別の態様は、円筒状部と該円筒状部の中心軸方向の一側に円筒状部の外周面から径方向外側に全周に亘って突出したフランジ部とを有する第１金属部材における該円筒状部の外周面に、リング状の第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間を全周に亘ってレーザ溶接して、該溶接の良否を判定する、金属部材の溶接良否判定装置の発明であり、この発明では、上記第１金属部材の上記円筒状部の外周面に上記第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材が該第１金属部材の上記フランジ部における円筒状部側の側面に当接するように、第１及び第２金属部材を上記中心軸方向に挟んでクランプする２つのクランプ部材と、上記クランプした第１及び第２金属部材を上記円筒状部の中心軸回りに回転させるための駆動装置と、上記駆動装置により、上記クランプした第１及び第２金属部材を上記円筒状部の中心軸回りに回転させながら、該両金属部材の当接部間を全周に亘ってレーザ溶接するレーザ溶接装置と、上記２つのクランプ部材のうち上記第２金属部材を上記フランジ部側へ押圧するクランプ部材のクランプ面近傍における外周面に周方向に間隔をあけて配設され、該クランプ部材の上記中心軸方向の歪み量を測定する複数の歪み測定手段と、上記レーザ溶接装置による上記レーザ溶接の後、上記２つのクランプ部材により上記第１及び第２金属部材をクランプした状態にあるときに上記複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる上記中心軸方向の残留歪み量に基づいて、上記第２金属部材の上記中心軸方向への変形量及び上記中心軸に対する傾斜度合いの少なくとも一方が正常であるか否かを判定する正常／異常判定装置と、を備えているものとする。
【００１８】
この発明により、上記金属部材の溶接良否判定方法と同様に、簡便な方法で、第１及び第２金属部材の溶接良否を判定することができるとともに、溶接完了後の、両金属部材からなる溶接品の品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によると、第１及び第２金属部材の当接部間のレーザ溶接の後、該第１及び第２金属部材をクランプした状態にある２つのクランプ部材のうち第２金属部材を第１金属部材のフランジ部側へ押圧するクランプ部材のクランプ面近傍における外周面に周方向に間隔をあけて配設された複数の歪み測定手段よりそれぞれ得られる円筒状部中心軸方向の残留歪み量に基づいて、上記第２金属部材の円筒状部中心軸方向への変形量及び円筒状部中心軸に対する傾斜度合いの少なくとも一方が正常であるか否かを判定するようにしたことにより、簡便な方法で、第１及び第２金属部材の溶接良否を判定することができるとともに、溶接完了後の、両金属部材からなる溶接品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る金属部材の溶接良否判定装置を示す概略断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿って切断した第１クランプ部材の断面図である。
【図３】第１〜第４歪みゲージによる出力の時間による変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る金属部材の溶接良否判定装置１を示す。この溶接良否判定装置１は、円筒状部２ａと該円筒状部２ａの中心軸Ｃ方向の一側（図１の右側）に円筒状部２ａの外周面から径方向外側に全周に亘って突出したリング状のフランジ部２ｂとを有する第１金属部材２における該円筒状部２ａの外周面に、リング状の第２金属部材３を嵌合した状態で、該第２金属部材３とフランジ部２ｂとの中心軸Ｃ方向の間を全周に亘ってレーザ溶接して、該溶接の良否を判定するものである。
【００２３】
本実施形態では、第１金属部材２は、車両用デファレンシャル装置のデフケースであって、鋳鉄からなる。上記第２金属部材３は、そのデフケースに固定されるリングギヤ（ハイポイドギヤ）であって、クロム鋼からなる。円筒状部２ａの中心軸Ｃ（第２金属部材３の中心軸と略一致する）は、上記デフケース全体の中心軸であって、車両の左右の車輪にそれぞれ連結された左右のドライブシャフトの中心軸でもある。車両に搭載された上記車両用デファレンシャル装置において、上記デフケース及び上記リングギヤは、円筒状部２ａの中心軸Ｃの回りに回転（自転）可能に支持され、この回転（自転）が、上記左右のドライブシャフトに同じ回転数又は異なる回転数でもって伝達されるように構成される。
【００２４】
溶接良否判定装置１は、第１金属部材２の円筒状部２ａの外周面に第２金属部材３を嵌合した状態で、該第２金属部材３（詳細には、第２金属部材３におけるフランジ部２ｂ側の側面（図１で右側の側面））が該第１金属部材２のフランジ部２ｂにおける円筒状部２ａ側の側面（図１で左側の側面）に当接するように、第１及び第２金属部材２，３を中心軸Ｃ方向に挟んでクランプする略円筒状の２つのクランプ部材（以下、第１クランプ部材７及び第２クランプ部材８という）を備えている。
【００２５】
第１クランプ部材７は、第１金属部材２と略同軸に配置されていて、そのクランプ面７ａが第２金属部材３におけるフランジ部２ｂとは反対側の側面に当接した状態で、第２金属部材３をフランジ部２ｂ側（図１の右側）へ押圧する。第２クランプ部材８は、第１金属部材２と略同軸に配置されていて、そのクランプ面８ａがフランジ部２ｂにおける円筒状部２ａとは反対側の側面に当接した状態で、フランジ部２ｂを第２金属部材３側（図１で左側）へ押圧する。これら押圧により、第１金属部材２のフランジ部２ｂにおける円筒状部２ａ側の側面（第１金属部材２の当接部）と第２金属部材３におけるフランジ部２ｂ側の側面（第２金属部材の当接部）とが、所定のクランプ力（例えば数１０ｋＮ）でもって当接することになる。これにより、第２金属部材３は、第１金属部材２のフランジ部２ｂに押し当てられて第１金属部材２に対して中心軸Ｃ方向に位置決めされることになる。
【００２６】
第１クランプ部材７のクランプ面７ａ側の内周部には、第１金属部材２において円筒状部２ａに対してフランジ部２ｂとは反対側に設けられた円筒状部２ｃ（円筒状部２ａよりも僅かに径が小さい）に嵌合する嵌合部７ｂが形成されている。第１クランプ部材７のクランプ面７ａ側の端部及びその近傍部は、第２金属部材３における上記リングギヤの歯部の径方向内側に入り込んで、クランプ面７ａが第２金属部材３におけるフランジ部２ｂとは反対側の側面に当接している。
【００２７】
第２クランプ部材８の内周部には、第１金属部材２の中心軸Ｃ方向の上記一側（第１クランプ部材７とは反対側）の端部に嵌合する嵌合部８ｂが形成されている。第２クランプ部材８は、電動モータ等を含む駆動装置１１に連結されており、この駆動装置１１は、第２クランプ部材８を介して、上記クランプした第１及び第２金属部材２，３を中心軸Ｃ回りに回転させる。尚、駆動装置１１を第２金属部材３と連結して、上記クランプした第１及び第２金属部材２，３を中心軸Ｃ回りに回転させるようにしてもよい。
【００２８】
溶接良否判定装置１は、駆動装置１１により、上記クランプした第１及び第２金属部材２，３を中心軸Ｃ回りに回転させながら、該両金属部材２，３の当接部間（第１金属部材２のフランジ部２ｂにおける円筒状部２ａ側の側面と第２金属部材３におけるフランジ部２ｂ側の側面との間）を全周に亘ってレーザ溶接するレーザ溶接装置１５を更に備えている。このレーザ溶接装置１５は、不図示の支持部材に支持固定されている。本実施形態では、両金属部材２，３の当接部間に、径方向外側に開口する開先部を設けておき、この開先部にフィラー材を供給しつつレーザ溶接する。すなわち、レーザ溶接装置１５は、両金属部材２，３の当接部間（開先部）に、ワイヤー状のフィラー材を供給するフィラー材供給装置（図示せず）を有しており、レーザ溶接の際、該フィラー材供給装置により供給されたフィラー材を、上記開先部に向けて照射されたレーザ光により溶融して、両金属部材２，３の当接部間（開先部）に充填する。上記フィラー材は、Ｎｉを主成分とし（７０質量％以上含有）かつその他にＣｒ等を含有する材料からなる。
【００２９】
図１及び図２に示すように、第１及び第２クランプ部材７，８のうち第２金属部材３をフランジ部２ｂ側へ押圧する第１クランプ部材７のクランプ面７ａ近傍における外周面（凹部７ｃが形成された部分）には、該第１クランプ部材７の中心軸Ｃ方向の歪み量を測定する歪み測定手段としての複数（本実施形態では、４つ）の歪みゲージ２１が周方向に略等間隔をあけて配設されている。これら４つの歪みゲージ２１を区別しない場合には、単に歪みゲージ２１といい、区別する場合には、第１歪みゲージ２１ａ、第２歪みゲージ２１ｂ、第３歪みゲージ２１ｃ及び第４歪みゲージ２１ｄという。尚、図２の矢印は、上記駆動装置１１による第１及び第２金属部材２，３の中心軸Ｃ回りの回転の向きを示す。
【００３０】
上記歪みゲージ２１の出力は、アンプ２３を介して正常／異常判定装置２４に入力される。この正常／異常判定装置２４は、第１及び第２クランプ部材７，８による第１及び第２金属部材２，３のクランプ時に、各歪みゲージによる出力（歪み量）を０に初期化しておき、レーザ溶接の後、各歪みゲージ２１により得られる中心軸Ｃ方向の残留歪み量（本実施形態では、クランプ時の歪み量に対する残留歪み量）に基づいて、第２金属部材３の中心軸Ｃ方向への変形量及び中心軸Ｃに対する傾斜度合いの少なくとも一方が正常であるか否かを判定する（本実施形態では、両方が正常であるか否かを判定する）。
【００３１】
第１〜第４歪みゲージ２１ａ〜２１ｄによる出力は、例えば図３に示すように変化する。すなわち、最初にレーザ光が照射される部分に対応した周方向の位置に位置する第１歪みゲージ２１ａが、圧縮を示す出力値（ここでは、負の出力値）を出力する。これは、第２金属部材３における、上記レーザ照射部分に対応する周方向部分、及び、第１クランプ部材７における第１歪みゲージ２１ａが配設された部分が中心軸Ｃ方向へ膨張しようとするが、第１及び第２クランプ部材７，８によるクランプにより膨張できずに圧縮力を受けるからである。その後、第１及び第２金属部材２，３の中心軸Ｃ回りの回転により、上記レーザ照射部分がレーザ光の照射を受けなくなると、第２金属部材３及び第１クランプ部材７の上記圧縮力を受けていた部分が、今度は冷却により収縮しようとするために、第１歪みゲージ２１ａの出力値は、元の出力値（本実施形態では、０）に戻ろうとする。また、上記回転により、今度は、第１歪みゲージ２１ａに隣接する第２歪みゲージ２１ｂが、第１歪みゲージ２１ａと同様に、圧縮を示す出力値を出力し、その後、元の出力値（０）に戻ろうとする。第２歪みゲージ２１ｂの出力は、第１歪みゲージ２１ａの出力に対して、第１及び第２金属部材２，３が１／４回転する時間分だけ遅れて出力することになる。次いで、同様に、次の第３歪みゲージ２１ｃが、第１及び第２歪みゲージ２１ａ，２１ｂと同様の出力値を、第２歪みゲージ２１ｂに対して遅れて出力し、最後に、第４歪みゲージ２１ｄが、第１〜第３歪みゲージ２１ａ〜２１ｃと同様の出力値を、第３歪みゲージ２１ｃに対して遅れて出力する。
【００３２】
レーザ溶接の終了後、各歪みゲージ２１の出力値は、通常、０にはならず、正又は負の出力値（正の値となることが多い）を出力するようになる。この出力値が中心軸Ｃ方向の残留歪み量を表すことになる（出力値が正の値である場合には、引張の残留歪み量（ここでは、正の値で表す）であり、出力値が負の値である場合には、圧縮の残留歪み量（ここでは、負の値で表す）である）。上記出力値は、時間の経過に伴って安定するようになるので、例えば、レーザ溶接の開始から所定時間（全ての上記出力値が安定するような時間）経過後の出力値を、上記残留歪み量とすればよい。或いは、単位時間に対する出力値の変化率が、予め設定された設定値以下になったときの出力値を、上記残留歪み量としてもよい。
【００３３】
このように、第１クランプ部材７の歪みゲージ２１が配設された部分の中心軸Ｃ方向の歪み量は、第２金属部材３における該歪みゲージ２１配設部分に対応する周方向部分に生じる中心軸Ｃ方向の歪み量と対応しており、このことから、各歪みゲージ２１により得られる上記残留歪み量は、第２金属部材３に生じる中心軸Ｃ方向の残留歪み量と対応していることになる。これにより、レーザ溶接後に歪みゲージ２１により測定される中心軸Ｃ方向の残留歪み量に基づいて、第２金属部材３の中心軸Ｃ方向への変形量及び中心軸Ｃに対する傾斜度合いが分かることになる。
【００３４】
４つの歪みゲージ２１よりそれぞれ得られる上記残留歪み量が同じであれば、第２金属部材３は、中心軸Ｃ方向に変形しているだけで、中心軸Ｃに対して傾斜していないことになるが、少なくとも１つの歪みゲージ２１より得られる上記残留歪み量が、他の歪みゲージ２１より得られる上記残留歪み量と異なる場合には、第２金属部材３は、中心軸Ｃに対して傾斜していることになる。
【００３５】
上記正常／異常判定装置２４は、４つの歪みゲージ２１よりそれぞれ得られる上記残留歪み量（ここでは、その絶対値とする）のうちの最大値が第１所定値以下であるときには、第２金属部材３の中心軸Ｃ方向への変形量が正常であると判定する一方、上記最大値が上記第１所定値よりも大きいときには、上記変形量が異常であると判定する。
【００３６】
また、正常／異常判定装置２４は、４つの歪みゲージ２１よりそれぞれ得られる上記残留歪み量（正の値及び負の値を含む）のうちの最大値と最小値との差が第２所定値以下であるときには、第２金属部材３の中心軸Ｃに対する傾斜度合いが正常であると判定する一方、上記差が上記第２所定値よりも大きいときには、上記傾斜度合いが異常であると判定する。
【００３７】
さらに、正常／異常判定装置２４は、上記変形量及び上記傾斜度合いの正常／異常の判定結果を、該正常／異常判定装置２４に設けたの表示部２４ａに表示する。
【００３８】
溶接良否判定装置１により第１金属部材２と第２金属部材３とをレーザ溶接して、該溶接の良否を判定するには、先ず、作業者が、第１金属部材２の円筒状部２ａの外周面に第２金属部材３を嵌合する。
【００３９】
続いて、作業者が、上記嵌合した第２金属部材３が第１金属部材２のフランジ部２ｂにおける円筒状部２ａ側の側面に当接するように、第１及び第２クランプ部材７，８により、第１及び第２金属部材２，３を中心軸Ｃ方向に挟んでクランプする。
【００４０】
次いで、駆動装置１１により、上記クランプした第１及び第２金属部材２，３を中心軸Ｃ回りに回転させながら、レーザ溶接装置１５により該両金属部材２，３の当接部間を全周に亘ってレーザ溶接する。
【００４１】
上記レーザ溶接の後、正常／異常判定装置２４が、第１及び第２クランプ部材７，８により第１及び第２金属部材２，３をクランプした状態にあるときに上記４つの歪みゲージ２１よりそれぞれ得られる上記残留歪み量に基づいて、第２金属部材３の中心軸Ｃ方向への変形量及び中心軸Ｃに対する傾斜度合いが正常であるか否かを判定して、その判定結果を表示部２４ａに表示する。作業者は、この表示部２４ａの表示を見て、正常である溶接品のみを、次の組立て工程に供給するようにする。
【００４２】
したがって、本実施形態では、第１及び第２金属部材２，３の当接部間のレーザ溶接の後、該第１及び第２金属部材２，３をクランプした状態にある第１及び第２クランプ部材７，８のうち第２金属部材３を第１金属部材２のフランジ部２ｂ側へ押圧する第１クランプ部材７のクランプ面７ａ近傍における外周面に周方向に間隔をあけて配設された４つの歪みゲージ２１よりそれぞれ得られる中心軸Ｃ方向の残留歪み量に基づいて、第２金属部材３の中心軸Ｃ方向への変形量及び中心軸Ｃに対する傾斜度合いが正常であるか否かを判定するようにしたことにより、簡便な方法で、第１及び第２金属部材２，３の溶接良否を判定することができる。また、第１及び第２クランプ部材７，８により、第２金属部材３がフランジ部２ｂに押し当てられて第１金属部材２に対して中心軸Ｃ方向に位置決めされるので、レーザ光を両金属部材２，３の当接部間に確実に照射することができるとともに、第２金属部材３の中心軸Ｃ方向への変形量自体を小さくすることができる。よって、上記変形量及び／又は上記傾斜度合いの正常／異常判定と相俟って、溶接完了後の、両金属部材２，３からなる溶接品の品質を向上させることができる。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００４４】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、円筒状部と該円筒状部の中心軸方向の一側に円筒状部の外周面から径方向外側に全周に亘って突出したフランジ部とを有する第１金属部材における該円筒状部の外周面に、リング状の第２金属部材を嵌合した状態で、該第２金属部材と上記フランジ部との上記中心軸方向の間を全周に亘ってレーザ溶接して、該溶接の良否を判定する、金属部材の溶接良否判定方法及び装置に有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１      金属部材の溶接良否判定装置
２      第１金属部材（デフケース）
２ａ    円筒状部
２ｂ    フランジ部
３      第２金属部材（リングギヤ）
７      第１クランプ部材
７ａ    第１クランプ部材のクランプ面
８      第２クランプ部材
８ａ    第２クランプ部材のクランプ面
１１    駆動装置
１５    レーザ溶接装置
２１    歪みゲージ
２４    正常／異常判定装置
Ｃ      円筒状部の中心軸
【図１】
2016016412.tif 000003
【図２】
2016016412.tif 000004
【図３】
2016016412.tif 000005