特許 7673529 金属部材の接合方法

(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】2025-04-28

(45)【発行日】2025-05-09

(54)【発明の名称】金属部材の接合方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/02 20060101AFI20250430BHJP

   F16H 48/40 20120101ALI20250430BHJP

【ＦＩ】

B23K11/02 330

B23K11/02 510

F16H48/40

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021113663

(22)【出願日】2021-07-08

(65)【公開番号】P2023009962

(43)【公開日】2023-01-20

【審査請求日】2024-05-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100197561

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 三喜男

(72)【発明者】

【氏名】橋本 晃

【審査官】松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１４７３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０５６３８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０１６８６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ １１／０２

Ｆ１６Ｈ ４８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側金属部材の外周面部と外側金属部材の内周面部とを軸方向に加圧しつつ通電による抵抗発熱によって接合する金属部材の接合方法であって、
前記内側金属部材の前記外周面部に、接合外径部を形成し、
前記外側金属部材の前記内周面部に、前記接合外径部に対応する接合内径部を形成し、
前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部との間に形成される接合部の近傍に、前記内側金属部材の前記外周面部と前記外側金属部材の前記内周面部とを接合するときに生じるバリを通して流れる電流を妨げる絶縁部を配設し、
前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、前記接合外径部と前記接合内径部との間において前記接合部を形成する、
ことを特徴とする金属部材の接合方法。

【請求項2】

前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部とを再度通電による抵抗発熱によって、前記接合部を再度加熱することを特徴とする請求項１に記載の金属部材の接合方法。

【請求項3】

前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記内壁部に施された塗料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属部材の接合方法。

【請求項4】

前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記内壁部に配設された紙シート部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属部材の接合方法。

【請求項5】

前記内側金属部材の前記外周面部に、前記接合外径部に対して軸方向一端側に位置する嵌合テーパ外径部を形成し、
前記外側金属部材の前記内周面部に、前記嵌合テーパ外径部に対応する嵌合テーパ内径部を形成し、
前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記外側金属部材の前記内壁部から前記嵌合テーパ内径部まで設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の金属部材の接合方法。

【請求項6】

前記内側金属部材の前記外周面部に、前記接合外径部に対して軸方向一端側に位置する第１の嵌合テーパ外径部と、前記接合外径部に対して軸方向他端側に位置する第２の嵌合テーパ外径部とを形成し、
前記外側金属部材の前記内周面部に、前記第１の嵌合テーパ外径部に対応する第１の嵌合テーパ内径部と、前記第２の嵌合テーパ外径部に対応する第２の嵌合テーパ内径部とを形成し、
前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記内壁部に設けられ、
前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部とを軸方向に加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、前記接合外径部と前記接合内径部との間において前記接合部を形成するとき、前記内側金属部材の前記第１の嵌合テーパ外径部及び前記第２の嵌合テーパ外径部と前記外側金属部材の前記第１の嵌合テーパ内径部及び前記第２の嵌合テーパ内径部とが嵌合して、第１のテーパ嵌合部及び第２のテーパ嵌合部を形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の金属部材の接合方法。

【請求項7】

前記内側金属部材がデフケースであり、前記外側金属部材がリングギヤであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の金属部材の接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属部材の接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車体前部にエンジンなどの駆動源と変速機とを軸心が車体前後方向に延びるように配置し、変速機から伝達される駆動力を車体後方に延びる後輪用出力軸から後輪用プロペラシャフト及び後輪用デファレンシャル装置を介して主駆動輪としての後輪に伝達するように構成した所謂ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）ベースの車両が知られている。

【0003】

このような車両に配設されている後輪用デファレンシャル装置（以下、デファレンシャル装置と呼称する）は、例えば車両が旋回するとき、後輪用プロペラシャフト（以下、プロペラシャフトと呼称する）から伝達される駆動力を対応する左右の駆動輪に分配して、左右の駆動輪の間に発生する車輪回転速度の差を調整するように構成されている。

【0004】

このデファレンシャル装置は、プロペラシャフトから駆動力が伝達されるリングギヤと、リングギヤと接合されて共に回転するデフケースとを備える。このデフケースには、リングギヤから伝達される駆動力を左右の駆動輪に分配する左右一対のサイドギヤと、リングギヤと直交する方向に延びるピニオンシャフトと、該ピニオンシャフトに設けられて左右一対のサイドギヤと噛み合い、駆動輪の間に発生する車輪回転速度の差を調整するピニオンギヤとが配設されている。

【0005】

リングギヤとデフケースとの接合方法として、例えば、内側金属部材であるデフケースと外側金属部材であるリングギヤとを軸方向に加圧しつつ通電による抵抗発熱によって接触部分の金属を軟化させ、塑性流動を発生させて拡散接合させるリングマッシュ接合が知られている。

【0006】

例えば特許文献１には、内側金属部材の外周壁部において、接合用外径部と、接合用外径部に対して軸方向両側の少なくとも一方に位置する傾斜面部とが設けられ、外側金属部材の内周壁部において、接合用外径部に対応する接合用内径部と、内側金属部材の傾斜面部に対応する傾斜面部とが設けられることにより、内側金属部材の外周壁部と外側金属部材の内周壁部とを軸方向に加圧しつつ通電による抵抗発熱によって接合用外径部と接合用内径部とが互いに接合する接合部を形成するとき、内側金属部材の傾斜面部と外側金属部材の傾斜面部とが互いに嵌合するテーパ嵌合部を形成するリングマッシュ接合が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第６１１９７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１のリングマッシュ接合により、外側金属部材や内側金属部材に外力が与えられるときに生じる応力が接合部とテーパ嵌合部のそれぞれに分散するため、応力集中が接合部に起きることが避けられると共に、繰り返しの衝撃に強い接合構造が得られる。

【0009】

一方、実際のリングマッシュ接合では、接合部から延びる軟化した金属のバリが形成され得る。例えば、内側金属部材が鋳鉄から形成されていると共に、外側金属部材が鋼から形成されている場合、内側金属部材の外周面部と外側金属部材の内周面部とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって接合外径部と接合内径部とが互いに接合する接合部を形成するとき、外側金属部材において、接合内径部の軸方向一端側に接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられている場合、該内壁部に当接するように、接合部の軸方向一端側から径方向外側に沿って延びるバリが形成され得る。外側金属部材の内壁部に当接するバリが形成されると、バリを通して電流が流れ、電流が接合部とバリの両方に向けて分流するため、接合部を良好に接合することができなくなるおそれがある。

【0010】

そこで、本発明は、バリによる通電を抑制し、接合部を良好に接合できる金属部材の接合方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

【0012】

まず、本発明は、内側金属部材の外周面部と外側金属部材の内周面部とを軸方向に加圧しつつ通電による抵抗発熱によって接合する金属部材の接合方法であって、
前記内側金属部材の前記外周面部に、接合外径部を形成し、
前記外側金属部材の前記内周面部に、前記接合外径部に対応する接合内径部を形成し、
前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部との間に形成される接合部の近傍に、前記内側金属部材の前記外周面部と前記外側金属部材の前記内周面部とを接合するときに生じるバリを通して流れる電流を妨げる絶縁部を配設し、
前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、前記接合外径部と前記接合内径部との間において前記接合部を形成する、
ことを特徴とする。

【0013】

本発明によれば、内側金属部材の接合外径部と外側金属部材の接合内径部との間に形成される接合部の近傍に絶縁部を配設することにより、内側金属部材の接合外径部と外側金属部材の接合内径部とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、接合外径部と接合内径部との間において接合部を形成するときに、外側金属部材において、接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられている場合、絶縁部によって、接合部の軸方向一端側から径方向外側に沿って延びるバリが外側金属部材の該内壁部に当接することを抑制することができる。したがって、バリを通して電流が流れることを抑制し、電流は接合部に集中して流れるため、接合部を良好に接合することができる。

【0014】

また、前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部とを再度通電による抵抗発熱によって、前記接合部を再度加熱してもよい。

【0015】

本構成によれば、内側金属部材と外側金属部材とを再度通電による抵抗発熱によって接合部を再度加熱するとき、バリを通して電流が流れることを抑制し、電流は接合部に集中して流れるため、接合部が抵抗発熱によって加熱されることにより、接合部の焼き戻しを行うことができ、接合部の強度向上を図ることができる。

【0016】

また、前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記内壁部に施された塗料であってもよい。

【0017】

本構成によれば、外側金属部材の内壁部に塗料を塗る、例えばカチオン塗装を行うことにより、絶縁部が配設される。したがって、塗料によって電流がバリを流れないようにすることができる。

【0018】

また、前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記内壁部に配設された紙シート部材であってもよい。

【0019】

本構成によれば、外側金属部材の内壁部に紙シート部材を配置することにより、絶縁部が配設される。したがって、紙シート部材によって電流がバリを流れないようにすることができる。

【0020】

また、前記内側金属部材の前記外周面部に、前記接合外径部に対して軸方向一端側に位置する嵌合テーパ外径部を形成し、
前記外側金属部材の前記内周面部に、前記嵌合テーパ外径部に対応する嵌合テーパ内径部を形成し、
前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記外側金属部材の前記内壁部から前記嵌合テーパ内径部まで設けられてもよい。

【0021】

本構成によれば、絶縁部を外側金属部材の内壁部から嵌合テーパ内径部まで設けることにより、内側金属部材の接合外径部と外側金属部材の接合内径部とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、接合外径部と接合内径部との間において接合部を形成するとき、絶縁部によってバリが外側金属部材の内壁部に当接することを抑制することができ、接合部を良好に接合することができる。また、内側金属部材と外側金属部材との間に応力が作用するとき、テーパ嵌合部によって接合部への応力集中を抑制できる。さらに、絶縁部が嵌合テーパ外径部と嵌合テーパ内径部との間に配設されるため、内側金属部材と外側金属部材とを再度通電による抵抗発熱によって接合部を再度加熱するとき、電流はテーパ嵌合部を流れることがない。したがって、再度の通電が行われるとき、電流は接合部に集中して流れるため、接合部が抵抗発熱によって加熱されることにより、接合部の焼き戻しを行うことができ、接合部の強度向上を図ることができる。

【0022】

また、前記内側金属部材の前記外周面部に、前記接合外径部に対して軸方向一端側に位置する第１の嵌合テーパ外径部と、前記接合外径部に対して軸方向他端側に位置する第２の嵌合テーパ外径部とを形成し、
前記外側金属部材の前記内周面部に、前記第１の嵌合テーパ外径部に対応する第１の嵌合テーパ内径部と、前記第２の嵌合テーパ外径部に対応する第２の嵌合テーパ内径部とを形成し、
前記外側金属部材には、前記接合内径部に対して軸方向一端側に位置して、前記接合内径部から径方向外側に延びる内壁部が設けられ、
前記絶縁部は、前記内壁部に設けられ、
前記内側金属部材の前記接合外径部と前記外側金属部材の前記接合内径部とを軸方向に加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、前記接合外径部と前記接合内径部との間において前記接合部を形成するとき、前記内側金属部材の前記第１の嵌合テーパ外径部及び前記第２の嵌合テーパ外径部と前記外側金属部材の前記第１の嵌合テーパ内径部及び前記第２の嵌合テーパ内径部とが嵌合して、第１のテーパ嵌合部及び第２のテーパ嵌合部を形成してもよい。

【0023】

本構成によれば、内側金属部材の接合外径部と外側金属部材の接合内径部とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、接合外径部と接合内径部との間において接合部を形成するとき、接合部の軸方向両側に第１のテーパ嵌合部及び第２のテーパ嵌合部が設けられる。接合部の軸方向両側に設けられる第１のテーパ嵌合部及び第２のテーパ嵌合部によって、接合部への応力集中をより抑制できる。

【0024】

また、前記内側金属部材がデフケースであり、前記外側金属部材がリングギヤであってもよい。

【0025】

本構成によれば、内側金属部材がデフケースであり、外側金属部材がリングギヤであることにより、デフケースとリングギヤとの間の接合部を良好に接合することができる。

【発明の効果】

【0028】

したがって、本発明に係る金属部材の接合方法によれば、バリによる通電を抑制し、接合部を良好に接合できる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施形態に係る金属部材の接合構造を備えたデファレンシャル装置を示す概略図である。

【図2】図１の一点鎖線の円ＩＩで囲まれた範囲における部分拡大図である。

【図3】金属部材の接合方法を説明する説明図である。

【図4】図３の一点鎖線の円ＩＶで囲まれた範囲における部分拡大図である。

【図5】金属部材の接合時における通電の出力推移を示す概略図である。

【図6】別の実施形態における絶縁部を示す概略図である。

【図7】本発明の別の実施形態に係る金属部材の接合構造を備えたデファレンシャル装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

【0031】

図１は、本発明の実施形態に係る金属部材の接合構造を備えたデファレンシャル装置を示す概略図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る金属部材の接合構造を備えたデファレンシャル装置は、フロントエンジン・リヤドライブ車の後輪用のデファレンシャル装置１として構成されている。

【0032】

デファレンシャル装置１は、デファレンシャル装置１の外側金属部材として構成されているリングギヤ２と、デファレンシャル装置１の内側金属部材として構成されているデフケース３とを備える。このリングギヤ２は、炭素鋼から形成される傘歯車である。また、デフケース３は、鋳鉄から形成される略円筒状の部品である。

【0033】

リングギヤ２は、略円筒状の内周面部２１を備える。この内周面部２１に、リングギヤ２の軸方向に延びる接合内径部２２が形成される。また、リングギヤ２の軸方向他端側の外周には、外側に向かうにつれてリングギヤ２の軸方向一端側に傾斜する傘歯２５が設けられている。

【0034】

図２は、図１の一点鎖線の円ＩＩで囲まれた範囲における部分拡大図である。

【0035】

リングギヤ２の内周面部２１には、接合内径部２２に対して軸方向一端側に位置して、径方向外側に略直線状に延びる内壁部２４が設けられている。

【0036】

図１に戻り、デフケース３は、略円筒状の外周面部３１を備える。この外周面部３１に、リングギヤ２の接合内径部２２と嵌合するように、接合内径部２２と略同等の大きさの外径を有して、デフケース３の軸方向に延びる略円筒状の接合外径部３２が形成される。デフケース３は、また、外周面部３１より内側に形成されている略球形の内部空間３３を備える。また、デフケース３の外周面部３１には、接合外径部３２に対して軸方向一端側に位置して、径方向外側に延びる略円形のフランジ３４が設けられている。

【0037】

デフケース３の外周面部３１のフランジ３４の径方向外側端部に、接合外径部３２に対して軸方向一端側に位置して、外側に向かうにつれてデフケース３の軸方向一端側に傾斜する嵌合テーパ外径部３５が形成される。一方、リングギヤ２の内周面部２１に、接合内径部２２と内壁部２４に対して軸方向一端側に位置して、外側に向かうにつれてリングギヤ２の軸方向一端側に傾斜する嵌合テーパ内径部２３が形成される。嵌合テーパ外径部３５と嵌合テーパ内径部２３は、互いに嵌合できるように、同じ角度で傾斜するように形成されている。

【0038】

また、デフケース３には、外周面部３１より内側において、内部空間３３を通過するように外周面部３１の軸と直交する方向に延びるシャフト穴４１と、シャフト穴４１を通して延びるように取り付けられるピニオンシャフト４２とが配設されている。このピニオンシャフト４２には、内部空間３３に収容される図示しないピニオンギヤが連結されている。

【0039】

本実施形態において、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２との間に形成される接合部６０の近傍に位置するリングギヤ２の内壁部２４には、デフケース３の外周面部３１とリングギヤ２の内周面部２１とを接合するときに生じるバリ６２を通して流れる電流を妨げる絶縁部として構成される塗料５０が配設されている。嵌合テーパ内径部２３にも、絶縁部として構成される塗料５０が配設されている。この塗料５０は、カチオン塗装により、内壁部２４と嵌合テーパ内径部２３の表面に塗装されている。

【0040】

次に、リングギヤ２とデフケース３の接合方法を説明する。

【0041】

図３は、金属部材の接合方法を説明する説明図である。

【0042】

第１通電ステップとして、まず、外周面部３１に、接合外径部３２と、接合外径部３２に対して軸方向一端側に位置する嵌合テーパ外径部３５とが形成されたデフケース３を準備する。次に、内周面部２１に、接合外径部３２に対応する接合内径部２２と、嵌合テーパ外径部３５に対応する嵌合テーパ内径部２３とが形成されたリングギヤ２を準備する。リングギヤ２の内壁部２４と嵌合テーパ内径部２３には、塗料５０が同時に施されている。上述のデフケース３をリングギヤ２に挿入して、デフケース３の接合外径部３２の軸方向他端側と、リングギヤ２の接合内径部２２の軸方向一端側とを全周にわたって当接させる。これにより、リングギヤ２とデフケース３は同軸状態となる。

【0043】

図４は、図３の一点鎖線の円ＩＶで囲まれた範囲における部分拡大図である。

【0044】

実際には、デフケース３の接合外径部３２は、リングギヤ２の接合内径部２２と径方向にオーバーラップするように、接合内径部２２より大径に形成され、オーバーラップ代が０．６ｍｍなどに形成される。

【0045】

図３に戻り、リングギヤ２の内周面部２１の軸方向他端側と、デフケース３のフランジ３４の軸方向一端側にそれぞれ環状の電極５１，５２を設置する。電極５１，５２は、リングギヤ２の接合内径部２２とデフケース３の接合外径部３２とを軸方向に挟み、かつ、互いにできるだけ径方向に接近するように配置する。この電極５１，５２は、通電の出力が制御されるように、コントローラ５３と電気的に接続されている。また、電極５１とコントローラ５３との間には、電極５１を軸方向に移動させるモータ５４が配設されている。このモータ５４は、電極５１を軸方向一端側に向けて移動させることにより、リングギヤ２とデフケース３とを軸方向に加圧するように構成されている。

【0046】

次に、電極５１，５２を介してリングギヤ２とデフケース３とを軸方向に加圧しつつコントローラ５３により通電し、リングマッシュ接合を行う。図３において破線で示すコントローラ５３から供給される電流は、リングギヤ２側の電極５１から、リングギヤ２の接合内径部２２の軸方向一端側とデフケース３の接合外径部３２の軸方向他端側との接触部を通って、デフケース３側の電極５２に流れる。この通電により、接合外径部３２と接合内径部２２の径方向にオーバーラップした部分が抵抗発熱によって約９００℃に発熱して軟化し、塑性流動する。

【0047】

図５は、金属部材の接合時における通電の出力推移を示す概略図である。図５に示すように、コントローラ５３は、上述のように通電を開始してから時間Ｔ１に達するまで、リングギヤ２側の電極５１からデフケース３側の電極５２に流れる電流の出力を一定の出力Ｐ１に維持する。

【0048】

デフケース３とリングギヤ２は軸方向に加圧されているため、上述の接合外径部３２と接合内径部２２との間のオーバーラップした部分の発熱、軟化及び塑性流動が加圧方向に進行してゆくにつれ、図１に示すように、リングギヤ２は、リングギヤ２の嵌合テーパ内径部２３が塗料５０を介してデフケース３の嵌合テーパ外径部３５に当接するまで、デフケース３に対して押し込まれてゆく。このとき、接合外径部３２と接合内径部２２のオーバーラップした部分において、軟化した金属のバリが、軸方向一端側から径方向外側に沿って徐々に延びるように形成される。

【0049】

通電を開始してから時間Ｔ１に達すると、リングギヤ２の嵌合テーパ内径部２３は塗料５０を介してデフケース３の嵌合テーパ外径部３５に当接する。このとき、コントローラ５３は、リングギヤ２側の電極５１からデフケース３側の電極５２に流れる電流の出力を一時的に減少させて０にする。

【0050】

リングギヤ２の接合内径部２２とデフケース３の接合外径部３２は、リングマッシュ接合により接合部６０を形成する。リングギヤ２の嵌合テーパ内径部２３は、塗料５０を介してデフケース３の嵌合テーパ外径部３５に嵌合して、テーパ嵌合部６１を形成する。また、接合部６０の軸方向一端側には、径方向外側に沿って、軸方向一端側に向けて円弧状に湾曲するバリ６２が形成される。このバリ６２は、リングギヤ２の内壁部２４に向かって延び、バリ６２が大きくなってリングギヤ２の内壁部２４に接近する場合、塗料５０を介してリングギヤ２の内壁部２４に当接する。

【0051】

図５に戻り、上述の第１通電ステップにおいて、通電を開始してから時間Ｔ１に達して、リングギヤ２側の電極５１からデフケース３側の電極５２に流れる電流の出力が一時的に０になった後、一定の時間が経過すると、第２通電ステップが開始される。

【0052】

本実施形態において、第２通電ステップは、時間Ｔ１から３～４秒が経過した後の時間Ｔ２において開始される。

【0053】

第２通電ステップとして、電極５１，５２を用いて、リングギヤ２とデフケース３との間の接合部６０を再度の通電による抵抗発熱によって加熱する。このとき、リングギヤ２側の電極５１からデフケース３側の電極５２に流れる電流の出力は、接合内径部２２と接合外径部３２との間に形成される接合部６０が大きくなっていることから、出力Ｐ１よりも１２０～１３０％大きい出力Ｐ２を維持することが好ましい。

【0054】

図１に戻り、図１において破線で示すコントローラ５３から供給される電流は、リングギヤ２側の電極５１から、リングギヤ２の接合内径部２２とデフケース３の接合外径部３２との間の接合部６０を通って、デフケース３側の電極５２に流れる。一方、リングギヤ２の嵌合テーパ内径部２３とデフケース３の嵌合テーパ外径部３５との間には、絶縁部として塗料５０が配設されているため、電流は嵌合テーパ内径部２３と嵌合テーパ外径部３５との間のテーパ嵌合部６１を流れない。また、接合部６０から延びるバリ６２が塗料５０を介してリングギヤ２の内壁部２４に当接する場合においても、リングギヤ２の内壁部２４とバリ６２との間に、絶縁部として塗料５０が配設されるため、電流は内壁部２４からバリ６２に向けて流れない。したがって、電流が接合部６０とテーパ嵌合部６１とバリ６２の三方向に分かれて分流することがないため、接合部６０を約７００℃などの焼き戻し温度まで再び加熱することができる。図５に示す時間Ｔ２から２秒などの設定時間に渡る通電の後、通電を停止する。これにより、接合部６０の焼き戻しが行われる。

【0055】

本実施形態では、第１通電ステップ及び第２通電ステップを行っているが、第１通電ステップのみ行うようにしてもよい。

【0056】

このように、本発明の実施形態に係る金属部材の接合構造では、リングギヤ２の内壁部２４及び嵌合テーパ内径部２３には、電流を妨げる絶縁部として構成されている塗料５０が配設されている。

【0057】

本発明の実施形態に係る金属の接合では、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２との間に形成される接合部６０の近傍に、デフケース３の外周面部３１とリングギヤ２の内周面部２１とを接合するときに生じるバリ６２を通して流れる電流を妨げる塗料５０を配設して、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、接合外径部３２と接合内径部２２との間において接合部６０を形成する第１通電ステップと、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２とを再度通電による抵抗発熱によって、接合部６０を再度加熱する第２通電ステップとを備える。

【0058】

デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２との間に形成される接合部６０の近傍に塗料５０を配設することにより、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、接合外径部３２と接合内径部２２との間において接合部６０を形成するときに、リングギヤ２において、接合内径部２２に対して軸方向一端側に位置して、接合内径部２２から径方向外側に延びる内壁部２４が設けられている場合、塗料５０によって、接合部６０の軸方向一端側から径方向外側に沿って延びるバリ６２がリングギヤ２の内壁部２４に当接することを抑制することができる。したがって、バリ６２を通して電流が流れることを抑制し、電流は接合部６０に集中して流れるため、接合部６０を良好に接合することができる。

【0059】

また、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２とを再度通電による抵抗発熱によって、接合部６０を再度加熱する第２通電ステップにより、バリ６２を通して電流が流れることを抑制し、電流は接合部６０に集中して流れるため、接合部６０が抵抗発熱によって加熱されることにより、接合部６０の焼き戻しを行うことができ、接合部６０の強度向上を図ることができる。

【0060】

また、塗料５０をリングギヤ２の内壁部２４から嵌合テーパ内径部２３まで設けることにより、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、接合外径部３２と接合内径部２２との間において接合部を形成するとき、塗料５０によってバリ６２がリングギヤ２の内壁部２４に当接することを抑制することができ、接合部６０を良好に接合することができる。また、デフケース３とリングギヤ２との間に応力が作用するとき、テーパ嵌合部６１によって接合部６０への応力集中を抑制できる。さらに、塗料５０が嵌合テーパ外径部３５と嵌合テーパ内径部２３との間に配設されるため、デフケース３とリングギヤ２とを再度通電による抵抗発熱によって接合部６０を再度加熱するとき、電流はテーパ嵌合部６１を流れることがない。したがって、再度の通電が行われるとき、電流は接合部６０に集中して流れるため、接合部６０が抵抗発熱によって加熱されることにより、接合部６０の焼き戻しを行うことができ、接合部６０の強度向上を図ることができる。

【0061】

また、内側金属部材がデフケース３であり、外側金属部材がリングギヤ２であることにより、デフケース３とリングギヤ２との間の接合部６０を良好に接合することができる。

【0062】

また、リングギヤ２の内壁部２４に塗料を塗る、例えばカチオン塗装を行うことにより、塗料５０が配設される。したがって、塗料５０によって電流がバリ６２を流れないようにすることができる。

【0063】

図６は、別の実施形態における絶縁部を示す概略図である。

【0064】

前述した実施形態では、絶縁部として構成されている塗料５０がリングギヤ２の内壁部２４と嵌合テーパ内径部２３に配設されているが、図４に示す環状の紙シート部材１５０が、例えば接着剤によって内壁部２４と嵌合テーパ内径部２３に貼り付けられることにより、絶縁部として配設されてもよい。以下、この紙シート部材１５０は、紙パッキンと呼称される。紙パッキン１５０は、略円錐状の形状を有しており、軸方向と略直交して径方向に延びる上面部１５１と、外側に向かうにつれてリングギヤ２の軸方向一端側に傾斜する傾斜側面部１５２を有する。

【0065】

紙パッキン１５０の上面部１５１は、リングギヤ２の内壁部２４に貼り付けられ、紙パッキン１５０の傾斜側面部１５２は、リングギヤ２の嵌合テーパ内径部２３に貼り付けられる。したがって、紙パッキン１５０によって電流がバリ６２を流れないようにすることができる。

【0066】

図７は、本発明の別の実施形態に係る金属部材の接合構造を備えたデファレンシャル装置を示す概略図である。

【0067】

前述した実施形態では、リングギヤ２には、１つの嵌合テーパ内径部２３が設けられていると共に、デフケース３には、１つの嵌合テーパ外径部３５が設けられているが、図７に示す第１の嵌合テーパ内径部２２３ａと第２の嵌合テーパ内径部２２３ｂ、及び第１の嵌合テーパ外径部２３５ａと第２の嵌合テーパ外径部２３５ｂがリングギヤ２０２とデフケース２０３にそれぞれ設けられていてもよい。

【0068】

図７に示すように、デフケース２０３の外周面部２３１のフランジ２３４の径方向外側端部に、接合外径部２３２に対して軸方向一端側に位置して、外側に向かうにつれてデフケース２０３の軸方向一端側に傾斜する第１の嵌合テーパ外径部２３５ａが形成される。また、デフケース２０３の外周面部２３１に、接合外径部２３２に対して軸方向他端側に位置して、外側に向かうにつれてデフケース２０３の軸方向一端側に傾斜する第２の嵌合テーパ外径部２３５ｂが形成される。一方、リングギヤ２０２の内周面部２２１に、接合内径部２２２に対して軸方向一端側に位置して、外側に向かうにつれてリングギヤ２０２の軸方向一端側に傾斜する第１の嵌合テーパ内径部２２３ａが形成される。また、リングギヤ２０２の内周面部２２１に、接合内径部２２２に対して軸方向他端側に位置して、外側に向かうにつれてリングギヤ２０２の軸方向一端側に傾斜する第２の嵌合テーパ内径部２２３ｂが形成される。

【0069】

上述の第１の嵌合テーパ外径部２３５ａと第２の嵌合テーパ外径部２３５ｂ、及び第１の嵌合テーパ内径部２２３ａと第２の嵌合テーパ内径部２２３ｂは、互いに嵌合できるように、同じ角度で傾斜するように形成されている。また、絶縁部として構成されている塗料２５０ａ，２５０ｂが、内壁部２２４及び第１の嵌合テーパ内径部２２３ａと第２の嵌合テーパ内径部２２３ｂとにそれぞれ配設されている。

【0070】

本実施形態では、デフケース３の接合外径部３２とリングギヤ２の接合内径部２２とを軸方向他端側から軸方向一端側に向けて加圧しつつ通電による抵抗発熱によって、接合外径部３２と接合内径部２２との間において接合部６０を形成するとき、デフケース２０３の第１の嵌合テーパ外径部２３５ａと第２の嵌合テーパ外径部２３５ｂ、及びリングギヤ２０２の第１の嵌合テーパ内径部２２３ａと第２の嵌合テーパ内径部２２３ｂが、それぞれ嵌合して、第１のテーパ嵌合部２６１ａと第２のテーパ嵌合部２６１ｂを形成する。これにより、接合部２６０への応力集中をより抑制できる。

【0071】

この場合においても、絶縁部としての塗料に代えて、紙パッキンなどの絶縁部を設けるようにしてもよい。

【0072】

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

【0073】

以上のように、本発明によれば、バリによる通電を抑制し、接合部を良好に接合できることから、金属部材の接合技術分野において、好適に利用される可能性がある。

【符号の説明】

【0074】

２ 外側金属部材（リングギヤ）
３ 内側金属部材（デフケース）
２１ 内周面部
２２ 接合内径部
３１ 外周面部
３２ 接合外径部
５０ 絶縁部（塗料）
６０ 接合部
６２ バリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】