(57)【要約】      （修正有）【課題】車両ホイールの表面へのレーザ照射で穴あきが形成される可能性を低減する技術を提供する。【解決手段】塗装された表面にレーザマーキング部２２を有する車両用ホイールにおいて、本体部２６は、金属材料により形成される。塗装部２８は、本体部２６の表面を塗装して形成される。レーザマーキング部２２は、塗装部２８の一部をレーザ照射により消失させて線状に形成される。本体部２６は、レーザマーキング部２２の第２端部２２ｂに隣接し、レーザ光の焦点から塗装部２８を位置ずれさせるために形成される凹部２０を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装された表面にレーザ照射によるレーザマーキング部を有する車両用ホイールであって、
金属材料により形成される本体部と、
前記本体部の表面を塗装した塗装部と、
前記塗装部の一部が線状に消失されているレーザマーキング部と、を備え、
前記本体部は、前記レーザマーキング部の端部に隣接して形成され、前記レーザマーキング部を形成する際のレーザ光の焦点から前記塗装部を位置ずれさせるための凹部または凸部を有することを特徴とする車両用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射により表面にレーザマーキングが形成された車両用ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザ照射装置によりホイール表面にレーザ照射をしてマーキング表示を描き出すホイールの塗装方法が開示される。特許文献１に開示される塗装方法では順に、ホイールを成形する工程と、下地塗装をする工程と、マーキング表示用の塗装をする工程と、黒色系の塗装をする工程と、レーザ照射をする工程とが実行される。レーザ照射をする工程では、レーザ光の焦点をホイール表面の黒色系の塗装に位置合わせしてレーザ照射をすることで、マーキング表示用の塗装を残しつつ黒色系の塗装を消失させる。これにより、レーザ照射をしてないホイール表面を黒色系の塗装色で見せつつ、レーザ照射をしたホイール表面をマーキング表示用の塗装色で見せることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９１７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ照射装置は、レーザ光の焦点をホイール表面の塗装に位置合わせし、予め設定された経路にしたがってレーザ光源をホイール表面に沿って移動させることで、レーザ光を経路に沿って動かしながら塗装に当て、経路に沿って塗装を消失させる。レーザ照射の経路の終点ではレーザ光源が止まって照射することがあり、終点に止まって照射する時間が長ければ下地の塗装まで消失させて、ホイール表面に穴が形成されるおそれがある。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、車両用ホイールの表面へのレーザ照射で穴あきが生じる可能性を低減できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用ホイールは、塗装された表面にレーザ照射によるレーザマーキング部を有する車両用ホイールであって、金属材料により形成される本体部と、本体部の表面を塗装した塗装部と、塗装部の一部が線状に消失されているレーザマーキング部と、を備える。本体部は、レーザマーキング部の端部に隣接して形成され、レーザマーキング部を形成する際のレーザ光の焦点から塗装部を位置ずれさせるための凹部または凸部を有する。
【０００７】
この態様によると、凹部または凸部がレーザマーキング部の端部に隣接することで、レーザマーキング部を形成する際にレーザ照射の終点を凹部または凸部に設定でき、終点でのレーザ照射でレーザ光の焦点を塗装部から位置ずれさせることができる。これにより、終点で長い時間レーザ照射をしても、塗装部を消失させることなく、終点で穴あきが生じる可能性を低減できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両用ホイールの表面へのレーザ照射で穴あきが生じる可能性を低減できる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のホイールの正面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示すホイールの線分Ａ−Ａの断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すホイールの線分Ｂ−Ｂの断面図である。
【図３】ホイールの部分斜視図である。
【図４】塗装の一部を消失させたレーザマーキング部について説明するための図である。
【図５】図５（ａ）は、第１変形例のレーザマーキング部について説明するための図であり、図５（ｂ）は、第２変形例のレーザマーキング部について説明するための図である。
【図６】図５（ｂ）に示すスポークの線分Ｅ−Ｅの断面図である。
【図７】第３変形例のレーザマーキング部について説明するための図である。
【図８】第４変形例のレーザーマーキング部について説明するための図である。
【図９】第５変形例のレーザーマーキング部について説明するための図である。
【図１０】別の変形例のレーザマーキング部について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、実施例のホイール１０の正面図である。また、図２（ａ）は、図１に示すホイール１０の線分Ａ−Ａの断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すホイール１０の線分Ｂ−Ｂの断面図である。ホイール１０は、ディスク１２、スポーク１４およびリム１６を有する。ホイール１０は、タイヤを装着されて車輪を構成し、車軸に連結される。
【００１１】
ディスク１２は、略円盤状に形成され、中央にハブを取り付けるための取付孔を有する。スポーク１４は、ディスク１２の外周部から放射状に複数形成される。リム１６は、略円筒状に形成され、タイヤを装着される。
【００１２】
スポーク１４は、ディスク１２とリム１６を径方向に連結する。スポーク１４は、幅方向（周方向）の両縁に凹部２０を有する。凹部２０は、図２（ｂ）に示すようにスポーク１４の主表面２４より凹んで段状に形成され、径方向に延在する。
【００１３】
図１に示すように、スポーク１４の主表面２４には、レーザ照射装置のレーザ照射により塗装の一部を消失させたレーザマーキング部２２が形成される。レーザマーキング部２２により、ホイール１０の意匠性を高めるとともに、塗装を削ることで空気抵抗を変化させることができる。
【００１４】
図３は、ホイール１０の部分斜視図である。なお、実際のレーザマーキング部２２は数ミリメートルの凹みであるが、図３に示すレーザマーキング部２２は、実際より凹ませて示す。
【００１５】
レーザマーキング部２２は、主表面２４の第１縁部２４ａから第２縁部２４ｂに渡って線状に形成される。レーザマーキング部２２の第１端部２２ａは、主表面２４の第１縁部２４ａに位置し、第２端部２２ｂは主表面２４の第２縁部２４ｂに位置する。つまり、レーザマーキング部２２の第１端部２２ａおよび第２端部２２ｂは、凹部２０に隣接する。レーザマーキング部２２は、主表面２４を幅方向に貫通し、第１端部２２ａおよび第２端部２２ｂを幅方向に開放している。
【００１６】
ホイール１０の製造方法について説明する。ホイール１０は、アルミ合金やスチール合金などの金属材料を鋳型により鋳造して、ディスク１２、スポーク１４およびリム１６を一体に成形される。次に、ホイール１０は塗装材料で塗装され、塗装を焼き付けられる。この塗装工程は、異なる塗装材料で複数回実行される。
【００１７】
塗装を焼き付けた後、レーザ照射によりレーザマーキング部２２が形成される。レーザ照射装置は、ホイール１０の主表面２４にレーザ光の焦点を合わせた後、主表面２４にレーザ照射をしながら、設定された経路にしたがってレーザ照射部（レーザ光源）を移動させる。レーザ照射装置は、レーザ光の焦点をホイール１０の表面に位置合わせて照射することでホイール１０の塗装部を消失させるが、逆に言えば、レーザ光の焦点から位置ずれすれば塗装部は消失されない。つまり、レーザ照射部とホイール１０の表面の間隔が変わるとレーザ光の焦点から塗装部を位置ずれして塗装部が消失されなくなる。１回のレーザ照射で形成されるレーザマーキング部２２は、始点側の端部と終点側の端部を結ぶ連続した線として形成される。
【００１８】
レーザ照射をした後、クリア塗装や鏡面塗装などの最終的な塗装工程が実行され、塗装材料が乾くとホイール１０の製造工程が完了する。最終的な塗装工程では、透明または透明に近い塗料が用いられる。
【００１９】
図４は、塗装の一部を消失させたレーザマーキング部２２について説明するための図である。図４（ａ）は図３に示すスポーク１４の線分Ｃ−Ｃの断面図であり、図４（ｂ）は図３に示すスポーク１４の線分Ｄ−Ｄの断面図である。図４（ａ）はレーザ照射をされていない箇所の断面であり、図４（ｂ）はレーザ照射をされた箇所の断面である。
【００２０】
図４（ａ）に示すように、金属材料により形成されたホイール１０の本体部２６に、第１塗装部２８ａ、第２塗装部２８ｂ、第３塗装部２８ｃおよび第４塗装部２８ｄからなる複数層の塗装部２８が塗られている。塗装部２８は、本体部２６の表面に沿って形成される。なお、第２塗装部２８ｂと第３塗装部２８ｃは異なる色である。本体部２６の両側が凹むことで凹部２０が形成されている。
【００２１】
第２塗装部２８ｂ、第３塗装部２８ｃおよび第４塗装部２８ｄは、色付けのための塗装であり、第１塗装部２８ａは、最終的な透明の塗装である。つまり、ホイール１０は、本体部２６を形成する工程と、３回の塗装工程と、レーザマーキングをする工程と、最終の塗装工程と、により製造される。第１塗装部２８ａは透明であるため、図４（ａ）に示すスポーク１４の表面には、第２塗装部２８ｂの塗装が表れる。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、主表面２４の第２塗装部２８ｂは消失されており、レーザマーキング部２２が形成されている。第１塗装部２８ａが透明であるため、レーザマーキング部２２には、第３塗装部２８ｃが表れ、第２塗装部２８ｂとは異なる色が表れている。レーザマーキング部２２は、第２塗装部２８ｂの消失により凹んでいる。
【００２３】
図４（ｂ）に示す両側の凹部２０では第２塗装部２８ｂが消失していない。これは、レーザ照射部が第２塗装部２８ｂにレーザ光の焦点を位置合わせして照射しながら主表面２４に沿って平行移動したことにより、主表面２４の第２塗装部２８ｂは蒸発して消失し、凹部２０の第２塗装部２８ｂはレーザ光の焦点から位置ずれして消失されないためである。
【００２４】
ここで、レーザ照射装置は、レーザ光源を終点に移動させた後、レーザ照射を止めるため、レーザ照射の終了時にレーザ光が一点に止まって照射する。仮にレーザ照射の終点を主表面２４上に設定した場合、終点に止まって照射する時間が長ければ、過剰に塗装部２８を消失をさせ、主表面２４に塗装部２８を貫く穴が形成されるおそれがある。レーザ照射装置は、主表面２４より幅方向外側にある凹部２０上にレーザ照射の始点３０ａと終点３０ｂを設定され、レーザ照射の経路が設定される。レーザ照射装置は、始点３０ａからレーザ照射を開始し、レーザ照射部を移動させて終点３０ｂにてレーザ照射を終える。これにより、レーザ照射の終点３０ｂを主表面２４からレーザ光軸方向に位置ずれさせて焦点からずらすことができ、レーザ照射の終了時にレーザ光が一点に止まって照射しても、塗装部２８に深い穴があくことを防ぐことができる。なお、スポーク１４の幅方向は、ホイール１０において周方向にあたる。また、レーザ光軸方向は、ホイール１０の軸方向と同じであってよい。
【００２５】
また、ホイール１０の寸法公差およびレーザ照射装置の照射精度によっては、レーザマーキング部２２の第２端部２２ｂが主表面２４の中途に位置ずれし、第２端部２２ｂに塗装部２８の穴が形成されるおそれがある。レーザ照射の始点３０ａおよび終点３０ｂを主表面２４の両縁より幅方向外側に所定距離以上に離れて設定することで、レーザマーキング部２２の第１端部２２ａおよび第２端部２２ｂが主表面２４上に位置ずれして形成されることを抑えることができる。
【００２６】
また、凹部２０を設けないスポークと比べて、凹部２０の両縁によって主表面２４の両縁を保護でき、レーザマーキング部２２の第１端部２２ａおよび第２端部２２ｂを欠けにくくできる。
【００２７】
また、凹部２０を設けないホイールにおいて、レーザマーキング部をスポークの表面を幅方向に貫く設定で形成しようとして、レーザマーキング部の端部が表面の中途に位置した場合、本来残らない設定の塗装がスポークの表面に残るため、レーザマーキング部の位置ずれが目立つことになる。実施例のホイール１０では、ホイール１０を正面から見た（ホイール１０の軸方向外側から見た）場合、レーザマーキング部２２の第１端部２２ａおよび第２端部２２ｂが主表面２４の中途に位置ずれしても、位置ずれしなくても凹部２０に第２塗装部２８ｂが残存する構成であるため、位置ずれを目立たなくできる。また、凹部２０の塗装部２８を削らないことで、凹部２０の塗膜強度を上げることができる。
【００２８】
図５（ａ）は、第１変形例のレーザマーキング部１２２について説明するための図であり、図５（ｂ）は、第２変形例のレーザマーキング部２２２について説明するための図である。また、図６は、図５（ｂ）に示すスポーク１４の線分Ｅ−Ｅの断面図である。
【００２９】
図５（ａ）に示すスポーク１４の主表面１２４には、幅方向に沿って凹部１２０が形成される。凹部１２０は、本体部２６を凹ませるように形成され、スポーク１４の主表面１２４より凹む。レーザマーキング部１２２の第１端部１２２ａは、凹部１２０に隣接せず、第２端部１２２ｂは凹部１２０に隣接する。凹部１２０は線状のレーザマーキング部１２２の延長上に位置し、第１端部１２２ａに連なる。
【００３０】
図５（ａ）に示すレーザマーキング部１２２は、主表面１２４上の第１端部１２２ａをレーザ照射の始点１３０ａとし、凹部１２０上をレーザ照射の終点１３０ｂとしている。レーザ照射の終点１３０ｂを凹部１２０に設定することで、終点１３０ｂで止まってレーザ光を照射しても、焦点がずれているため塗装部に深い穴があくことを防ぐことができる。一方で、レーザ照射の始点１３０ａは、凹部や凸部でなく、主表面１２４に設定されるが、始点１３０ａからレーザ照射部が直ちに移動するため、穴あきが生じる可能性は低い。
【００３１】
図５（ｂ）に示すスポーク１４の主表面２２４には、幅方向に沿って凸部２２０が形成される。図６に示すように凸部２２０は、金属材料からなる本体部２２６を突出させて形成され、スポーク１４の主表面２２４より突出する。レーザマーキング部２２２の第１端部２２２ａは凸部２２０に隣接せず、第２端部２２２ｂは凸部２２０に隣接する。
【００３２】
図５（ｂ）および図６に示すレーザマーキング部２２２は、主表面２２４上の第１端部２２２ａをレーザ照射の始点２３０ａとし、凸部２２０上をレーザ照射の終点２３０ｂとしている。図６に示すように、主表面２２４には本体部２２６の表面に沿って４層の塗装が施されているが、レーザマーキング部２２２では塗装部が消失されて３層になっている。
【００３３】
このように、レーザ照射の終点２３０ｂは、図５（ａ）に示す凹部１２０に限られず、図５（ｂ）に示す凸部２２０であってよい。凸部２２０では、レーザ光軸方向における凸部２２０とレーザ照射部との間隔が主表面２２４とレーザ照射部の間隔より小さくなるため、塗装部をレーザ光の焦点から位置ずれさせて、塗装部に穴があくことを防ぐことができる。
【００３４】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、レーザマーキング部が凹んで形成されるため、ホイール１０の表面に形成した凹部１２０または凸部２２０に連なってレーザマーキング部を施すことで立体的な意匠を設けることができる。また、凸部２２０にレーザマーキング部２２２を連なることで、凹凸を有する立体的な表面を形成することができる。
【００３５】
図７は、第３変形例のレーザマーキング部３２２について説明するための図である。第３変形例のスポーク３１４は、図３に示すスポーク１４と比べて、両縁に凹部でなく凸部３２０が形成される点で異なる。
【００３６】
レーザマーキング部３２２の第１端部３２２ａおよび第２端部３２２ｂは、主表面３２４の両縁に達し、凸部３２０に隣接する。レーザ照射の始点３３０ａおよび終点３３０ｂはレーザマーキング部３２２の延長上に設定され、凸部３２０の上に設定される。これにより、主表面３２４にレーザ照射の終点３３０ｂを設定して、塗装部に穴あきが形成されることを防ぐことができる。スポーク１４の両縁に凸部３２０を設けることでスポーク１４の剛性を高めることができる。
【００３７】
図８は、第４変形例のレーザーマーキング部４２２について説明するための図である。第４変形例のレーザーマーキング部４２２は、図３に示すレーザマーキング部２２と比べて、環状に形成される点で異なる。レーザーマーキング部４２２は、連続する線を一周させたものである。スポーク４１４には、主表面４２４と色が異なる環状のレーザマーキング部４２２が複数形成される。
【００３８】
金属材料からなる本体部４２６の表面を環状に凹ませた環状凹部４３２を形成することで、環状凹部４３２の中央には環状凹部４３２より突出する凸部４２０が形成される。レーザ照射では、環状凹部４３２の底に焦点を合わせ、環状凹部４３２上に始点４３０ａを設定し、凸部４２０に終点４３０ｂを設定する。レーザ照射装置は、環状凹部４３２上に始点４３０ａからレーザ光を照射し、環状凹部４３２に沿って１周りして照射位置を凸部４２０上の終点４３０ｂに移動して、レーザ照射を終える。凸部４２０では、レーザ光軸方向における凸部４２０とレーザ照射部との間隔が、環状凹部４３２より小さくなるため、レーザ光の焦点を位置ずれさせて、塗装部に穴があくことを防ぐことができる。
【００３９】
図９は、第５変形例のレーザーマーキング部５２２について説明するための図である。図９に示す第５変形例のスポーク５１４は、図３に示すスポーク１４と比べて、凹部５２０を溝状に形成した点で異なる。
【００４０】
凹部５２０は、スポーク５１４の主表面５２４側で幅方向の両側に位置し、長手方向に沿って形成され、主表面５２４より凹む。レーザマーキング部５２２の第１端部５２２ａおよび第２端部５２２ｂは、凹部５２０にそれぞれ隣接する。レーザマーキング部５２２は、凹部５２０の間の主表面５２４を幅方向に貫通するように形成される。レーザ照射では始点５３０ａおよび終点５３０ｂが、凹部５２０上にそれぞれ設定される。これにより、レーザマーキング部５２２の第１端部５２２ａおよび第２端部５２２ｂがスポーク１４の両縁に達しないため、欠ける可能性を低減できる。
【００４１】
図１０は、別の変形例のレーザマーキング部を説明するための図である。図１０（ａ）に示す第６変形例のスポーク６１４は表面６２４を波状に形成され、湾曲した凹部６３４および凸部６３６が表面６２４上で幅方向に交互に並ぶ。
【００４２】
第６変形例のレーザーマーキング部６２２は、短い線状に複数形成され、離散的に配置されるが、１回のレーザ照射により形成される。レーザ照射装置は、凸部６３６にレーザ光の焦点を設定されるため、凸部６３６側の塗装部を消失するが、凹部６３４の底の塗装部を消失しない。レーザ照射の始点６３０ａおよび終点６３０ｂは、両縁側に位置する凹部６３４の底に設定される。複数のレーザマーキング部６２２の両端は、いずれも凹部６３４に隣接する。
【００４３】
図１０（ａ）に示すスポーク６１４の表面６２４の凹部６３４および凸部６３６は平行に形成されるが、図１０（ｂ）に示す第７変形例のスポーク７１４は、表面７２４の凹部７３４および凸部７３６が傾斜して形成される。また、複数の凸部７３６は、スポーク７１４の長手方向に対して傾斜するとともに、凸部７３６同士でも傾斜する。
【００４４】
レーザ照射装置は、凸部７３６にレーザ光の焦点を設定されるため、凸部７３６側の塗装部を消失するが、凹部７３４の底の塗装部を消失させない。レーザ照射の始点および終点は、両縁側に位置する凹部７３４の底に設定される。レーザーマーキング部７２２は、離散的に形成されつつ、間隔を異ならせて、多様な模様を形成できる。
【００４５】
以上、本発明を各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素およびプロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例を述べる。
【００４６】
なお、レーザマーキングする工程は、第１塗装部２８ａおよび第２塗装部２８ｂの塗装の間に実行してもよく、第２塗装部２８ｂおよび第３塗装部２８ｃの塗装の間に実行してもよい。このレーザマーキングにより、ホイール１０の表面に凹みを形成して、立体的な模様を形成することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  ホイール、  １２  ディスク、  １４  スポーク、  １６  リム、  ２０  凹部、  ２２  レーザマーキング部、  ２２ａ  第１端部、  ２２ｂ  第２端部、  ２４  主表面、  ２４ａ  第１縁部、  ２４ｂ  第２縁部、  ２６  本体部、  ２８  塗装部、  ２８ａ  第１塗装部、  ２８ｂ  第２塗装部、  ２８ｃ  第３塗装部、  ２８ｄ  第４塗装部、  ３０ｂ  終点、  ３０ａ  始点。
【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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