WO2012039014A1 - 溶接構造 - Google Patents

Abstract

　本発明は、溶接部の品質検査が容易にできると共に、複数の部材が溶接部で接合された溶接部品の品質及び機能の向上を図ることができる溶接構造を提供することを、課題とする。そこで、本発明の一態様は、ギヤ部とギヤ接合部とを有する環状のリングギヤと、ギヤ接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、リングギヤの軸方向両端で、ギヤ接合部の溶接面であるギヤ側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面とが溶接された溶接部により、リングギヤをケースに固定する溶接構造において、軸方向のうち、少なくとも片側の溶接部は、軸方向に対し、ギヤ部のギヤ端面より外側に配置されていること、または軸方向のうち、少なくとも片側の溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し傾斜して形成されている。

Description

溶接構造

　この発明は、例えば、自動車の差動装置（デファレンシャルギヤ）において、リングギヤとデフケース等の複数の部材を溶接で接合した溶接構造に関するものである。

　複数の部材を溶接で接合した溶接構造の一例として、特許文献１に開示された自動車用差動機構に、リングギヤとデフケースとの溶接構造がある。図１５は、特許文献１に開示された差動ユニットを示す断面図である。

　リングギヤ４１０は、図１５に示すように、溶接により接合した差動部ハウジング４３０の開放端４２０と蓋４２４との溶接ビード４５１を覆い被せると共に、歯部４１１より径内側の凹んだ部分に形成された溶接ビード４５２により、差動部ハウジング４３０と接合されている。

　また、特許文献１のようなリングギヤとデフケースとの溶接構造の他の実施例として、第１の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を、図１６及び図１７に示す。

　従来の第１の実施例では、環状のリングギヤ２１０のギヤ側フランジ部２１５をデフケース２３０のケース側フランジ部２３１に圧入した状態で、ギヤ側フランジ部２１５とケース側フランジ部２３１とが、レーザ溶接により、リングギヤ２１０の軸方向ＡＸに対し、空間２３１Ｓを挟んで両側から接合されている。ギヤ側フランジ部２１５とケース側フランジ部２３１との溶接ビード２５０は、リングギヤ２１０の径方向ＲＤに対し、垂直方向に形成されている。

　この第１の実施例では、ギヤ側フランジ部２１５をケース側フランジ部２３１に圧入して溶接していたために、先に一方側を溶接した時点で、その他方側で応力が大きく生じてしまい、他方側の溶接時にこの応力が影響して、全体の歪みが大きくなっていた。

　また、上記第１の実施例とは別の実施例として、従来の第２の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を、図１８に示す。図１９は、図１８中、Ｉ部の拡大図である。

　リング状のリングギヤ３１０は、径方向ＲＤの肉厚が薄肉であるため、溶接時の熱により熱歪みが主に径方向ＲＤに生じ、例えば、楕円形状等の形状に変形し易い。従来の第２の実施例では、リングギヤ３１０のギヤ側圧入部３１６がデフケース３３０のケース側圧入部３３２に溶接前に圧入されている。ギヤ側溶接部３１７とケース側溶接部３３３とが、両者の間に僅かに隙間を設けた状態で、図１８に示すように、空洞３３１Ｓ及びケース側圧入部３３２を挟んで両側で、レーザ溶接により接合されている。

　この第２の実施例では、ギヤ側圧入部３１６をケース側圧入部３３２に圧入後、ギヤ側溶接部３１７とケース側溶接部３３３との間で溶接ビード３５０の厚みを大きくとることで、溶接ビード３５０の強度を確保しながら、溶接による歪みや割れの発生を低減できるようになっている。

　また、図１９に示すように、ギヤ側溶接部３１７のうち、溶接ビード３５０に掛からない端部３１７ｔ（図１９中、肉厚ｔａの部位）を薄肉で形成することにより、溶接時に、端部３１７ｔを優先的に熱変形させて、熱膨張や凝固収縮による熱変形が、リングギヤ３１０の歯部３１１に及ばないようになっている。

　ここで、従来の第２の実施例において、レーザ溶接によりリングギヤとデフケースとが接合された様子を、図２０にリングギヤの軸心から見た平面図で示す。

　レーザ溶接は、図２０に示すように、ギヤ側溶接部３１７とケース側溶接部３３３との間のシームに沿い、溶接終始部位（ラップ部）３５３から一周してラップ部３５３に戻ることで、環状の溶接ビード３５０が形成されている。ラップ部３５３は、溶接ビード３５０のうち、溶接の終始点で重複して加熱し溶融されるため、強度が最も弱くなる部位となり、品質管理上、特にラップ部３５３での溶け込み深さを保証するため、とりわけ溶接ビード３５０の品質検査が重要となる。

　具体的には、品質検査は、溶接ビード内で発生するヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥や、溶接強度に影響を及ぼす溶接深さを管理するため、超音波探傷装置等の検査装置による非破壊検査で、溶接後のワークの全数を対象に行われる。品質検査では、超音波探傷装置等の検査プローブは、より精度の高い検査を行うため、溶接ビードの深さ方向に対し、溶接ビードと垂直な向きで、溶接ビードと近距離の位置に配置する必要がある。

　従来の第１の実施例に係る溶接構造の場合では、図１６に示すように、検査プローブ７０を溶接ビード２５０に向けて当てても、溶接ビード２５０との間に歯部２１１がある。そのため、検査プローブ７０の溶接ビード２５０への入射信号と、溶接ビード２５０から検査プローブ７０に戻る反射信号とが適切に得られず、溶接ビード２５０の品質検査ができない。また、図１７に示すように、検査プローブ７０を、それぞれリングギヤ２１０の斜め横に配置して検査しようとすると、一方の検査プローブ７０がリングギヤ２１０と、その他方の検査プローブ７０がデフケース２３０とそれぞれ干渉してしまう。その上、検査プローブ７０と溶接ビード２５０との間で検査信号の送受信が同方向にできず、溶接ビード２５０の品質検査ができない。

　また、上記第１の実施例と同様、従来の第２の実施例に係る溶接構造でも、溶接ビード３５０は、図１８に示すように、ギヤ側フランジ部３１５及びケース側フランジ部３３１に対し、ほぼ垂直方向に形成されている。そのため、検査プローブ７０を、上記した適切な測定位置に配置しようとすると、検査プローブ７０がリングギヤ３１０やデフケース３３０と干渉してしまい、溶接ビード３５０の品質検査が精度良くできない。

　そこで、出願人は、図１８に示すように、溶接ビード３５０付近に、溶接ビード３５０に沿い空洞３３１Ｓに向けて貫通する検査孔３３１Ｈを設け、光学的検査方法により、検査孔３３１Ｈに照射した光の反射光を捉え、溶接ビード３５０での溶接深さが空洞３３１Ｓまで達しているかを検出して、溶接深さを確認することを考えた。

特表２００６－５０９１７２号公報

　しかしながら、リングギヤとデフケースとの従来の溶接構造では、検査プローブを適切な測定位置に配置できず、溶接ビードの品質検査ができない問題があった。すなわち、特許文献１では、溶接ビード４５２は、リングギヤ４１０のうち、歯部４１１より径内側の凹んだ部分にあるため、検査プローブが、リングギヤ４１０や差動部ハウジング４３０と干渉して適切な測定位置に配置できず、溶接ビード４５２の品質検査ができない。

　また、従来の第１，第２の実施例に係る溶接構造では、前述したように、検査プローブ７０を適切な測定位置に配置できず、溶接ビード２５０，３５０の品質検査ができない。

　また、従来の第２の実施例において、出願人が考えた光学的検査方法により、溶接ビード３５０の品質検査を行うとなると、ケース側フランジ部３３１に検査孔３３１Ｈを穿孔したところでしか、溶接深さの確認ができない。加えて、強度的に最も弱い部位であるラップ部３５３下に検査孔３３１Ｈを穿孔することで、この検査孔３３１Ｈが切り欠きとして作用してしまい、ラップ部３５３での疲労強度がさらに低下する。その結果、ラップ部３５３で溶接ビード３５０直下に疲労破壊の起点が生じてしまう。

　本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、溶接部の品質検査を容易にすると共に、この溶接部を有した製品の品質の向上を図ることができる溶接構造を提供することを目的とする。

 上記課題を解決するための本発明の一態様における溶接構造は、次の構成を有している。
（１）ギヤ部とギヤ接合部とを有する環状のリングギヤと、ギヤ接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、リングギヤの軸方向両端で、ギヤ接合部の溶接面であるギヤ側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面とが溶接された溶接部により、リングギヤをケースに固定する溶接構造において、軸方向のうち、少なくとも片側の溶接部は、軸方向に対し、ギヤ部のギヤ端面より外側に配置されていること、または軸方向のうち、少なくとも片側の溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し傾斜して形成されていることを特徴とする。

（２）また、本発明の一態様として、（１）に記載する溶接構造において、溶接部が形成される部位では、ギヤ接合部またはケース接合部のいずれか一方が、リングギヤの径方向に対し、他の部分より薄肉で形成されていること、が好ましい。

（３）また、本発明の一態様として、（１）または（２）に記載する溶接構造において、少なくとも片側の溶接部は、軸方向に対し、ギヤ端面より外側に配置され、軸方向に対し、ギヤ端面と溶接部との間を、距離ｔ１（ｔ１＞０）で離間させた第１溶接離間部が設けられていること、が好ましい。

（４）また、本発明の一態様として、（１）または（２）に記載する溶接構造において、軸方向に対し、溶接部とケース接合部との間を、距離ｔ２（ｔ２＞０）で離間させた第２溶接離間部が設けられていること、が好ましい。

（５）また、本発明の一態様として、（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する溶接構造において、ケース接合部には、リングギヤの径方向に対し、内側から外側に切り欠いて肉厚を小さくした薄肉部が、リングギヤの周方向に対し、少なくとも１箇所に形成されていること、が好ましい。

（６）また、本発明の一態様として、（５）に記載する溶接構造において、溶接部は、リングギヤの周方向に沿って環状に形成され、薄肉部は、溶接部の始点と終点とが重なる溶接終始点の位置に対応して設けられ、少なくとも溶接終始点をリングギヤの径方向に通る延長線上の位置に形成されていること、が好ましい。

（７）また、本発明の一態様として、（１）乃至（６）のいずれか１つに記載する溶接構造において、溶接部のうち、軸方向の一方側に位置する第１溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されていること、が好ましい。

（８）また、本発明の一態様として、（７）に記載する溶接構造において、軸方向の他方側に位置する第２溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し、水平に形成されていること、が好ましい。

（９）また、本発明の一態様として、（８）に記載する溶接構造において、第２溶接部は、ギヤ側溶接面のうち、軸方向の他方側に位置する他方ギヤ側溶接面と、ケース側溶接面のうち、軸方向の他方側に位置する他方ケース側溶接面とを圧入した状態で形成され、第１溶接部は、ギヤ側溶接面のうち、軸方向の一方側に位置する一方ギヤ側溶接面と、ケース側溶接面のうち、軸方向の一方側に位置する一方ケース側溶接面とを、隙間ｓ（ｓ＞０）で離間させた状態で、形成されていること、が好ましい。

（１０）また、本発明の一態様として、（７）乃至（９）のいずれか１つに記載する溶接構造において、第１溶接部と第２溶接部との間には、空洞が、ギヤ側溶接面とケース側溶接面との隙間によって形成されていること、が好ましい。

　上記構成を有する本発明の溶接構造の作用・効果について説明する。

（１）上述態様の溶接構造では、ギヤ部とギヤ接合部とを有する環状のリングギヤと、ギヤ接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、リングギヤの軸方向両端で、ギヤ接合部の溶接面であるギヤ側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面とが溶接された溶接部により、リングギヤをケースに固定する溶接構造において、軸方向のうち、少なくとも片側の溶接部は、軸方向に対し、ギヤ部のギヤ端面より外側に配置されていること、を特徴とするので、溶接後、溶接部の品質検査時に、例えば、超音波探傷装置等、非接触検査装置の検査プローブにより、非破壊で溶接部の状態を検査するときに、ギヤ接合部またはケース接合部に、適切な測定位置に配置した検査プローブを溶接部に向けて当てることができ、信頼性の高い品質検査ができようになる。

　すなわち、非接触検査装置を用いて溶接部の状態を検査するときには、検査プローブの適切な測定位置として、検査プローブを、溶接部の深さ方向に対し、溶接部と垂直な向きで、溶接部と近距離の位置に配置する必要がある。ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥が溶接部に発生している場合や、溶接部の深さが所望とする深さを満たしていない場合は、溶接強度に影響を及ぼすため、とりわけ強度的に問題となる箇所に形成する溶接部では、品質検査は、品質管理上、重要である。

　上述態様の溶接構造では、溶接部とは、リングギヤのギヤ接合部とケースのケース接合部とが、所望の溶接強度を満たして固定されるよう、リングギヤとケースとの固定に実質的に寄与して溶接される部分である。

　また、少なくとも片側の溶接部は、軸方向に対し、ギヤ部のギヤ端面より外側に配置されていることとは、上記に定義した溶接部において、当該溶接部を垂直方向に通る垂線が、リングギヤの軸方向の沿う方向に対しいずれの位置でも、必ずギヤ端面より外側の位置に配置されることを意味する。

　また、品質検査を必要とする溶接部の配置にあたり、検査プローブが、溶接欠陥の有無や溶接部の深さについて、溶接部の端からその反対側の端まで幅広く検知できるよう、検査に用いる検査プローブの大きさや性能等の検査条件を意図的に考慮する必要がある。その上で、品質検査を必要とする溶接部が、ギヤ端面より外側に配置される。

　よって、品質検査を特に必要とする溶接部が、軸方向に対し、ギヤ端面より外側に配置されていると、この溶接部を非接触で品質検査をするときに、この溶接部が、検査を阻むギヤ部と離間しているために、検査プローブがギヤ部と干渉し難くなる。従って、検査プローブを溶接部に適切な測定位置から当てて、品質検査をより確実に行うことができる。

　または、上述態様の溶接構造では、ギヤ部とギヤ接合部とを有する環状のリングギヤと、ギヤ接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、リングギヤの軸方向両端で、ギヤ接合部の溶接面であるギヤ側溶接面と、ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面とが溶接された溶接部により、リングギヤをケースに固定する溶接構造において、軸方向のうち、少なくとも片側の溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し傾斜して形成されていること、を特徴とするので、溶接後、溶接部の品質検査時に、例えば、超音波探傷装置等、非接触検査装置の検査プローブにより、非破壊で溶接部の状態を検査するときに、ギヤ接合部またはケース接合部に、適切な測定位置に配置した検査プローブを溶接部に向けて当てることができ、信頼性の高い品質検査ができようになる。

　すなわち、品質検査を特に必要とする溶接部では、品質検査時に、検査プローブが、溶接欠陥の有無や溶接部の深さについて、当該溶接部の端からその反対側の端まで幅広く万遍に検知しないと、信頼性の高い品質検査ができない。

　上述態様の溶接構造では、品質検査を特に必要とする溶接部として、少なくとも片側の溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し傾斜して形成されているため、溶接により形成された溶接部は、軸方向に対し傾斜している。

　品質検査を必要とする溶接部が軸方向に対して傾斜していると、品質検査時に、検査プローブを、ギヤ接合部またはケース接合部における軸方向の端面に対し、溶接部の傾斜に合わせて傾斜させて、適切な測定位置から溶接部に当てることができる。

　また、このように検査プローブを溶接部に当てながら、例えば、ギヤ接合部またはケース接合部における軸方向の端面に沿って検査プローブの位置をずらすことで、検査プローブと溶接部とを至近距離にして検査することができ、より精度の高い品質検査ができるようになる。また、検査プローブを、溶接部の傾斜に合わせ傾斜させて品質検査を行うと、検査プローブが、傾斜した溶接部において、軸方向の一方側に位置する一端から、軸方向の他方側に位置する他端に至るまで幅広く万遍に、溶接部の状態を検知できるようになる。従って、ギヤ接合部またはケース接合部の軸方向端面から、適切な測定位置に配置した検査プローブを溶接部に当てて、溶接部の品質検査がより確実にできる。

　よって、上述態様の溶接構造では、溶接部を品質検査するのに、検査プローブが適切な測定位置に配置し易くなることから、検査プローブと溶接部との間で、溶接部の状態を検出する信号を検査プローブで送受信することが、非接触検査装置にとってより好条件下で行うことができ、信頼性の高い検査が可能となる。ひいては、非接触検査装置を用いた溶接部の品質検査が、精度良く高い信頼性で実現できるようになることから、品質検査を通じた後の溶接部を有した製品は、高品質を確保したものとなる。

　従って、溶接部の品質検査を容易にすると共に、この溶接部を有した製品の品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。

（２）また、上述態様の溶接構造では、（１）に記載する溶接構造において、溶接部が形成される部位では、ギヤ接合部またはケース接合部のいずれか一方が、リングギヤの径方向に対し、他の部分より薄肉で形成されていることを特徴とするので、溶接時に、この薄肉で形成された部分を優先的に熱変形させて、熱膨張や凝固収縮による熱変形が、リングギヤのギヤ部に及ぶのを抑制することができる。

（３）また、上述態様の溶接構造では、（１）または（２）に記載する溶接構造において、少なくとも片側の溶接部は、軸方向に対し、ギヤ端面より外側に配置され、軸方向に対し、ギヤ端面と溶接部との間を、距離ｔ１（ｔ１＞０）で離間させた第１溶接離間部が設けられていることを特徴とするので、溶接時に片側の溶接部で生じた熱が、第１溶接離間部で一部放熱され、リングギヤのギヤ部まで伝わり難くすることができ、ひいては熱膨張や凝固収縮による熱変形がリングギヤのギヤ部で生じるのを抑制することができる。

（４）また、上述態様の溶接構造では、（１）または（２）に記載する溶接構造において、軸方向に対し、溶接部とケース接合部との間を、距離ｔ２（ｔ２＞０）で離間させた第２溶接離間部が設けられていることを特徴とするので、溶接時に溶接部で生じた熱が、第２溶接離間部で一部放熱され、リングギヤのギヤ部まで伝わり難くすることができ、ひいては熱膨張や凝固収縮による熱変形がリングギヤのギヤ部で生じるのを抑制することができる。

（５）また、上述態様の溶接構造では、（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する溶接構造において、ケース接合部には、リングギヤの径方向に対し、内側から外側に切り欠いて肉厚を小さくした薄肉部が、リングギヤの周方向に対し、少なくとも１箇所に形成されていること、を特徴とするので、溶接時の熱でリングギヤが必然的に変形しようとしても、径方向への変形が、周方向に対し、より均一化させることができる。

　すなわち、リングギヤは、リング状であり、一般的には、径方向の肉厚が、リングギヤの直径の大きさと相対的にかなり薄くなっているため、リングギヤには、その周方向の一部で、溶接時の熱による歪みが、軸方向の反る方向に発生すると共に、主に径方向に生じて、例えば、楕円形状等の形状に変形し易い傾向がある。

　上述態様の溶接構造では、このような傾向を踏まえて、リングギヤの周方向に対し、溶接による熱変形が生じ難い部分を、軸方向の剛性を低くした薄肉部とし、熱変形が生じ易い部分を、薄肉部でない部分として、軸方向の剛性が薄肉部より高くなっている非薄肉部にすることができる。

　従って、軸方向の剛性が高い部分と低い部分とを設け、リングギヤの軸方向の剛性を、薄肉部の部分と薄肉部でない部分とで、リングギヤの周方向に変化させることにより、溶接時の熱でリングギヤが必然的に変形しようとしても、径方向への変形が、周方向に対してより均一化させることができる。

　また、リングギヤの軸方向の剛性を、薄肉部の部分と薄肉部でない部分とで、リングギヤの周方向に変化させることにより、リングギヤを、ＮＶ（Noise Vibration）を引き起こし難い高性能なギヤとすることができる。

（６）また、上述態様の溶接構造では、（５）に記載する溶接構造において、溶接部は、リングギヤの周方向に沿って環状に形成され、薄肉部は、溶接部の始点と終点とが重なる溶接終始点の位置に対応して設けられ、少なくとも溶接終始点をリングギヤの径方向に通る延長線上の位置に形成されていることを特徴とするので、薄肉部に、適切な測定位置から当てた検査プローブにより、溶接部の溶接終始点における品質検査ができるようになる。

　すなわち、溶接部の中でも、特に溶接終始点は、例えば、溶接強度に影響を及ぼす溶接深さが十分でないことのほか、ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥が発生し易い部位であり、とりわけ溶接終始点における品質検査は重要である。

　上述態様の溶接構造では、溶接終始点でのこのような品質検査が、薄肉部を設けることにより、例えば、超音波探傷装置等、非接触検査装置の検査プローブを用いた従来通りの測定方法で簡単にできる。

　また、前述したように、出願人が考えた光学的検査方法で溶接終始点付近に検査孔を設ける必要もなく、溶接部において、検査孔に起因した疲労破壊も生じない。

（７）また、上述態様の溶接構造では、（１）乃至（６）のいずれか１つに記載する溶接構造において、（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する溶接構造において、溶接部のうち、軸方向の一方側に位置する第１溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されていることを特徴とするので、例えば、ギヤ側溶接面及びケース側溶接面が、リングギヤの径外側に角度θで傾斜している場合、とりわけギヤ接合部から遠ざかる側のケース接合部に、検査プローブを角度θと直交する方向に当てれば、検査プローブは、ギヤ部と干渉せず適切な測定位置に配置できる。

　従って、この位置から検査プローブを第１溶接部に当てれば、第１溶接部の品質検査をより確実に行うことができる。

　なお、例えば、ギヤ側溶接面及びケース側溶接面が、リングギヤの径外側に角度θで傾斜している場合、角度θは、リングギヤの曲げモーメントをより小さくしつつ、リングギヤがケースに対し、径方向ＲＤの径内側に安定して固定できる範囲として、θ＝４０～５５°であることが好ましい。

　特にθ＝４５°の場合には、ギヤ部におけるピッチ円径上付近の噛合い位置で、リングギヤと相手方ギヤとの噛合いによる外力が、ギヤ部の軸方向に作用したとき、溶接部には、この外力における軸方向の成分と、径方向径内側の成分とが、同じ大きさになる。そのため、リングギヤが、ケースに対して最も安定した状態で固定され、溶接部に無理な応力もかからない。

（８）また、上述態様の溶接構造では、（７）に記載する溶接構造において、軸方向の他方側に位置する第２溶接部では、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向に対し、水平に形成されていることを特徴とするので、ギヤ部において、当該リングギヤの相手方ギヤとの噛合い時に、第１溶接部において、当該リングギヤの軸が反る方向への曲げ応力を低減することができる。

　すなわち、ギヤ部には、当該リングギヤの相手方ギヤとの噛合い時に、噛合いによる外力が、例えば、ピッチ円径上付近の噛合い位置でギヤ部軸方向に作用する。このときに、軸方向に作用する作用線の位置を基準位置とする。また、ケース接合部の軸方向の一方側において、ケース接合部の端面とケース側溶接面との交点を第１交点とし、ケース接合部の軸方向の他方側において、ケース接合部の端面とケース側溶接面との交点を第２交点とする。また、リングギヤの径方向に対する基準位置と第１交点との距離を第１距離Ｌ１、基準位置と第２交点との距離を第２距離Ｌ２とする。

　第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とは、距離Ｌ１＜距離Ｌ２の関係にあるため、軸方向の他方側から一方側への反時計方向の曲げモーメントは抑えられ、第１溶接部に掛かる曲げ応力を低減することができる。

（９）また、上述態様の溶接構造では、（８）に記載する溶接構造において、第２溶接部は、ギヤ側溶接面のうち、軸方向の他方側に位置する他方ギヤ側溶接面と、ケース側溶接面のうち、軸方向の他方側に位置する他方ケース側溶接面とを圧入した状態で形成され、第１溶接部は、ギヤ側溶接面のうち、軸方向の一方側に位置する一方ギヤ側溶接面と、ケース側溶接面のうち、軸方向の一方側に位置する一方ケース側溶接面とを、隙間ｓ（ｓ＞０）で離間させた状態で、形成されていることを特徴とするので、溶接によりリングギヤとケースとの間で生じる歪み、特にリングギヤの熱歪みが低減できる。

　すなわち、リングギヤとケースとは、軸方向の他方側で、他方ギヤ側溶接面と他方ケース側溶接面とが圧入された状態になっている。また、軸方向の一方側では、一方ギヤ側溶接面と一方ケース側溶接面との隙間ｓが存在することで、溶接時に熱変形が生じても、ギヤ接合部とケース接合部とは拘束されない。そのため、他方側にある第２溶接部の溶接を、第１溶接部より先に行うと、リングギヤがケースと相対的に熱変形し難い状態にすることができ、第１溶接部の溶接を行った後も、リングギヤの熱歪みが抑制できる。

（１０）また、上述態様の溶接構造では、（７）乃至（９）のいずれか１つに記載する溶接構造において、第１溶接部と第２溶接部との間には、空洞が、ギヤ側溶接面とケース側溶接面との隙間によって形成されていることを特徴とするので、溶接後、第１溶接部及び第２溶接部のビードが冷めて固化するまでに、第１溶接部及び第２溶接部のビードが、温度変化と共に流動し固化したときに、空洞が、このときの流動を吸収することができ、第１溶接部及び第２溶接部に残留応力が生じるのを防止することができる。

　また、特にレーザ溶接により第１溶接部及び第２溶接部が形成されると、溶接直後では、第１溶接部及び第２溶接部のビード内にガスが含有するため、このガスを、空洞に放出することができる。これにより、第１溶接部及び第２溶接部では、ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥が抑制できる。

本発明の第１の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を説明する図であり、リングギヤとデフケースとをリングギヤの軸方向から見た平面図である。 図１中、Ａ－Ａ矢視断面図である。 図２中、Ｃ部の拡大図である。 図２中、Ｄ部の拡大図である。 図３中、Ｅ部において溶接前の状態を拡大して示す説明図である。 図４中、Ｆ部において溶接前の状態を拡大して示す説明図である。 ラップ部で品質検査を行う様子を説明する図である。 溶接部の品質検査を行う様子を説明する図である。 第１の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造の作用を説明する図である。 本発明の第２の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を説明する図であり、図１中、Ａ－Ａ矢視断面に相当する図である。 図１０中、Ｇ部の拡大図である。 第１の検査として、第２溶接部の品質検査を行う様子を説明する図である。 第２の検査として、空洞部の確認検査を行う様子を説明する図である。 図１３中、Ｈ部の拡大図である。 特許文献１に開示された差動ユニットを示す断面図である。 従来の第１の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を説明する図であり、リングギヤの軸方向に沿い軸心を含む平面上に対し、その垂直方向から見た断面図である。 図１６と同様、従来の第１の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を示す断面図である。 従来の第２の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を説明する図であり、図１６及び図１７と同様の断面図である。 図１８中、Ｉ部の拡大図である。 従来の第２の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を説明する図であり、リングギヤとデフケースとをリングギヤの軸方向から見た平面図である。

　以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では、自動車の差動装置（デファレンシャルギヤ）におけるリングギヤと、このリングギヤを固定するデフケースとの溶接構造を実施例に挙げる。

　なお、本実施形態では、添付図面に図示したＡＸは、リングギヤの軸方向を示し、ＲＤは、リングギヤの径方向を示し、ＣＲはリングギヤの周方向を示す。

　はじめに、本実施例に係る溶接構造の概要について説明する。

　図１は、リングギヤとデフケースとが接合された様子を、リングギヤの軸心から見た平面図であり、デフケースについてはリングギヤとの接合部近傍のみを図示している。図２は、図１中、Ａ－Ａ矢視断面図である。図３は、図２中、Ｃ部の拡大図である。図４は、図２中、Ｄ部の拡大図である。図５は、図３中、Ｅ部において溶接前の状態を拡大して示す説明図である。図６は、図４中、Ｆ部において溶接前の状態を拡大して示す説明図である。

　デファレンシャルギヤ１では、デフケース３０（ケース）に接合された環状のリングギヤ１０は、図１に示すように、デファレンシャル軸６０の軸心ＣＬと同芯上に組み込まれている。リングギヤ１０とデフケース３０とは、リングギヤ１０の軸方向ＡＸに対し、一方側の第１溶接部５１と、他方側の第２溶接部５２の２つの環状の溶接部５０で固定されている。リングギヤ１０とデファレンシャル軸６０とは、図示しないピニオンギヤを介して噛合って動力が伝達するようになっている。

　次に、リングギヤ１０について説明する。

　環状のリングギヤ１０は、例えば、浸炭焼入れ等、熱処理された鋼等の金属からなり、図２に示すように、径方向ＲＤに対し、径内側にギヤ接合部１１（ギヤ接合部）と、径外側にギヤ部１０Ｔ（ギヤ部）とを有している。ギヤ部１０Ｔには、上記ピニオンギヤと噛合う歯が複数形成されている。

　ギヤ接合部１１は、本実施例では、ギヤ部１０Ｔと連続する歯部形成部１２と、図２において、歯部形成部１２から径内側に突出するギヤ側連結部１３と、ギヤ側連結部１３と連続し軸方向ＡＸに沿って延びるギヤ側フランジ部１５と、を有している。

　第１溶接部５１が形成される部位では、ギヤ接合部１１のうち、ギヤ側フランジ部１５が、リングギヤ１０の径方向ＲＤに対し、他の部分より薄肉で形成されている。すなわち、ギヤ側フランジ部１５は、図２及び図３に示すように、径方向ＲＤの肉厚が軸方向ＡＸの一方側（図２中、下側）に向けて徐々に小さくなるように形成されており、一方側の端にあるギヤ側フランジ薄肉部１５Ｔが、最も厚みが小さい所定厚さｔ３（ｔ３＞０）の薄肉で形成されている。

　ギヤ側フランジ部１５では、ギヤ側フランジ薄肉部１５Ｔは、溶接により形成される第１溶接部５１において、溶接強度上、必要される軸方向ＡＸの大きさを十分確保できる軸方向ＡＸの距離として、第１ギヤ端面１０ａから所定距離ｔ５（ｔ５＞０）離れた外側の位置（第３基準端４３）に配置されている。所定距離ｔ５は、後に詳述するように、検査プローブ７０を用いて第１溶接部５１を品質検査するにあたり、検査に用いる検査プローブ７０の大きさや性能等の検査条件を意図的に考慮した上で、設定される大きさである。

　また、ギヤ側フランジ部１５は、径方向ＲＤの径内側に位置するギヤ側溶接面１１ａに、軸方向ＡＸの一方側に位置するギヤ側第１溶接面１５ａ（一方ギヤ側溶接面）と、他方側（図２中、上側）に位置するギヤ側フランジ圧入面１５ｂとを、同じ平面上に有している。

　次に、デフケース３０について説明する。

　デフケース３０は、例えば、鋳鉄等の金属からなり、リングギヤ１０のギヤ接合部１１と当接し、接合するケース接合部３１を有している。ケース接合部３１は、本実施例では、径方向ＲＤに対し、最も径内側で軸方向ＡＸの一方側（図２中、下側）に位置するケース側第１フランジ部３２と、最も径外側で軸方向ＡＸの他方側（図２中、上側）に位置するケース側第２フランジ部３７とを有している。また、ケース側第１フランジ部３２とケース側第２フランジ部３７とは、径方向ＲＤにケース側連結部３５を介して接続している。

　ケース側第１フランジ部３２は、図２及び図３に示すように、リングギヤ１０のギヤ接合部１１のうち、ギヤ側フランジ部１５と接合させて、第１溶接部５１を形成する部分である。ケース側第１フランジ部３２は、図３に示すように、第１ギヤ端面１０ａからこの第１ギヤ端面１０ａと遠ざかる側（軸方向ＡＸの一方側）にある第２基準端４２までの軸方向ＡＸの距離が、上記の所定距離ｔ５となるよう、ギヤ側フランジ部１５に対応して形成されている。

　ケース側第１フランジ部３２は、径方向ＲＤの径外側に、ケース側第１溶接面３２ａ（一方ケース側溶接面）と、ケース側フランジ圧入面３２ｂとを有し、ケース側第１溶接面３２ａは、軸方向ＡＸの一端側（図２中、下端）に配置されている。ケース側第１溶接面３２ａとケース側フランジ圧入面３２ｂとは、第１空洞部２１を挟み、径方向ＲＤに径差を持って形成されている。すなわち、溶接前、リングギヤ１０のギヤ接合部１１をデフケース３０のケース接合部３１に接合した状態では、図５に示すように、ギヤ側第１溶接面１５ａとケース側第１溶接面３２ａとの間に隙間ｓ（ｓ＞０）が設けられている。

　第１空洞部２１は、ケース側第１溶接面３２ａ及びケース側フランジ圧入面３２ｂから径方向ＲＤの径内側に凹設して形成され、ケース側第１溶接面３２ａとケース側フランジ圧入面３２ｂとをはっきりと区別するために設けられている。

　すなわち、第１溶接部５１のビードが、温度変化と共に第２基準端４２より軸方向ＡＸ他方側に流動したときに、流動したビードを第１空洞部２１が吸収することができる。これにより、溶接後、ビードが冷めて固化した第１溶接部５１に残留応力が生じるのを防止することができる。また、第１溶接部５１のビードに含有したガスを、第１空洞部２１に放出することができ、ガスが第１溶接部５１に含有することに起因したヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥を抑制することができる。

　また、ケース側第１溶接面３２ａは、図３に示すように、その軸方向ＡＸの他端側の端である第１基準端４１と第１ギヤ端面１０ａとの軸方向ＡＸの距離を、距離ｔ１（ｔ１＞０）とする位置に配置されている。すなわち、軸方向ＡＸに対し、第１ギヤ端面１０ａと、溶接後に形成される第１溶接部５１との間を、距離ｔ１で離間させた第１溶接離間部５５が設けられている。

　一方、ケース側第２フランジ部３７は、図２及び図４に示すように、リングギヤ１０のギヤ接合部１１のうち、歯部形成部１２と接合させて、第２溶接部５２を形成する部分である。

　第２溶接部５２が形成される部位では、ケース側第２フランジ部３７が、リングギヤ１０の径方向ＲＤに対し、他の部分より薄肉で形成されている。すなわち、ケース側第２フランジ部３７は、図２及び図４に示すように、径方向ＲＤの肉厚が軸方向ＡＸの他方側（図２中、上側）に向けて徐々に小さくなるように形成されている。

　また、ケース側第２フランジ部３７は、径方向ＲＤの径外側で、軸方向ＡＸの他端側（図２中、上端）に位置するケース側第２溶接面３７ａ（他方ケース側溶接面）を有している。また、溶接前、リングギヤ１０のギヤ接合部１１をデフケース３０のケース接合部３１に接合した状態では、図６に示すように、ギヤ側第２溶接面１２ａとケース側第２溶接面３７ａとの間に隙間ｓ（ｓ＞０）が設けられている。

　ケース側第２溶接面３７ａより一端側は、径方向ＲＤの径内側に凹んだ面になっており、リングギヤ１０をデフケース３０に組付けて固定した状態では、第２空洞部２２が、この凹んだ面と、歯部形成部１２における径方向ＲＤの径内側の端面と、ケース側連結部３５のケース側連結部内側端面３５ａとによって形成されている。

　第１空洞部２１と同様、第２空洞部２２も、第２溶接部５２のビードが、温度変化と共に第５基準端４５より軸方向ＡＸ一方側に流動したときに、流動したビードを第２空洞部２２が吸収することができる。これにより、溶接後、ビードが冷めて固化した第２溶接部５２に残留応力が生じるのを防止することができる。また、第２溶接部５２のビードに含有したガスを、第２空洞部２２に放出することができ、ガスが第２溶接部５２に含有することに起因したヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥を抑制することができる。

　ケース側第２溶接面３７ａは、図４に示すように、軸方向ＡＸの一端側の端である第５基準端４５とケース側連結部３５のケース側連結部外側端面３５ｂとの軸方向ＡＸの距離を、距離ｔ２（ｔ２＞０）とする位置に配置されている。すなわち、軸方向ＡＸに対し、ケース接合部３１のケース側連結部３５のケース側連結部外側端面３５ｂと、溶接後に形成される第２溶接部５２との間を、距離ｔ２で離間させた第２溶接離間部５６が設けられている。

　ケース接合部３１のケース側第２フランジ部３７には、リングギヤ１０の径方向ＲＤに対し、径内側から径外側に切り欠いて肉厚を小さくしたフランジ薄肉部３８（薄肉部）が、本実施例では、図１に示すように、ケース側第２フランジ部３７の周方向に分配されて３箇所に形成されている。３つのフランジ薄肉部３８は、後に詳述するように、第２溶接部５２（溶接部５０）の始点と終点とが重なるラップ部５３（溶接終始点）の位置に対応して設けられている。この３つフランジ薄肉部３８のうち、１つのフランジ薄肉部３８Ｌ（フランジ薄肉部３８）は、図１に示すように、ラップ部５３をリングギヤ１０の径方向ＲＤに通る延長線（図１中、Ａ－Ａ矢視線）上の位置に形成されている。

　ケース側第２フランジ部３７と同様、フランジ薄肉部３８も、図２及び図４に示すように、径方向ＲＤの肉厚が軸方向ＡＸの他方側に向けて徐々に小さくなるように形成されており、他方側の端にあるケース側フランジ薄肉部３７Ｔが、第４基準端４４と第６基準端４６との厚みが最も小さい所定厚さｔ４（ｔ４＞０）の薄肉で形成されている。

　次に、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１との接合について、図２乃至図４を用いて説明する。

　リングギヤ１０を、デフケース３０のケース接合部３１に向けて、軸方向ＡＸの一方側から他方側（図２において、下側から上側）に挿着し、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１とを接合する。

　具体的には、ギヤ側連結部１３のギヤ側連結部端面１３ａがケース側連結部３５のケース側連結部内側端面３５ａに当接するまで、ギヤ接合部１１のギヤ側フランジ部１５のギヤ側フランジ圧入面１５ｂを、ケース接合部３１のケース側第１フランジ部３２のケース側フランジ圧入面３２ｂに圧入して挿着する。これにより、リングギヤ１０は、ギヤ側フランジ圧入面１５ｂとケース側フランジ圧入面３２ｂとの圧入部２０により、デフケース３０に対して位置決めされる。

　次に、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１との溶接方法について、図１乃至図４を用いて説明する。

　圧入部２０により、デフケース３０に位置決めされたリングギヤ１０を、本実施例では、レーザ溶接により、例えば、ステンレス材等からなる溶接ワイヤ（図示省略）と、ギヤ接合部１１の一部と、ケース接合部３１の一部とを溶融して形成された２つの溶接部５０（第１，第２溶接部５１，５２）でデフケース３０に固定する。２つの溶接部５０を形成する順序として、本実施例では、先に第２溶接部５２を、その後に第１溶接部５１の順で行う。

　圧入部２０により、デフケース３０に位置決めされた状態のリングギヤ１０では、第２溶接部５２は、ケース側第２溶接面３７ａとギヤ側第２溶接面１２ａとが隙間ｓで離間したまま、レーザ溶接を行い、環状に形成される。具体的には、参照する図１、図２及び図７に示すように、レーザ光５０Ｌを、ケース側第２溶接面３７ａとギヤ側第２溶接面１２ａとの隙間ｓを目掛けて、ラップ部５３を始点に照射し、軸心ＣＬを中心に一回りした後、終点として同じラップ部５３で、レーザ光５０Ｌの照射を停止する。これにより、第２溶接部５２が、その深さｈ２（ｈ２＞０）で周方向ＣＲに形成される。

　第２溶接部５２を形成するにあたり、ケース側第２溶接面３７ａとギヤ側第２溶接面１２ａとの間に隙間ｓが設けられているため、溶接時に熱変形が生じても、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とが拘束されず、第２溶接部５２に残留応力が生じ難くなっている。

　第２溶接部５２と同様、第１溶接部５１も、ケース側第１溶接面３２ａとギヤ側第１溶接面１５ａとを隙間ｓで離間させ、この隙間ｓを目掛けてレーザ光５０Ｌを照射してレーザ溶接を行い、環状に形成される。これにより、第１溶接部５１が、その深さｈ１（ｈ１＞０）で周方向ＣＲに形成される。第１溶接部５１（軸方向のうち、少なくとも片側の溶接部）は、軸方向ＡＸに対し、ギヤ部１０Ｔの一方側にある第１ギヤ端面１０ａより外側に配置される。

　第１溶接部５１を形成するにあたり、ケース側第１溶接面３２ａとギヤ側第１溶接面１５ａとの間に隙間ｓが設けられているため、溶接時に熱変形が生じても、ギヤ接合部１１とケース接合部３１とが拘束されず、第１溶接部５１に残留応力が生じ難くなっている。

　次に、溶接部５０の品質検査について、図７及び図８を用いて説明する。

　図７は、ラップ部で品質検査を行う様子を説明する図である。図８は、溶接部の品質検査を行う様子を説明する図である。

　はじめに、溶接部５０の品質検査の重要性について、簡単に触れる。

　品質検査は、溶接部のビード内で発生するヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥や、溶接強度に影響を及ぼす溶接深さを管理するため、超音波探傷装置等の検査装置による非破壊検査で、溶接後のワークの全数を対象に行われる。

　本実施例においても、溶接部５０には、このような品質検査が必須とされており、周知の超音波探傷装置等の検査プローブ７０を用いて、品質検査が行われる。特に、ラップ部５３は、溶接開始時と溶接終了時に重複して加熱し溶融していることから、溶接ビード５０のうち、強度が最も弱くなる部位となり、品質管理上、殊にラップ部５３での溶け込み深さｈ２を保証するため、とりわけ溶接ビード５０の品質検査が重要となる。

　検査プローブ７０は、より精度の高い検査を行うため、溶接部５０の深さ方向に対し、溶接部５０と垂直な向きで、溶接部５０と近距離の位置に配置する必要がある。

　第２溶接部５２（溶接部５０）のうち、ラップ部５３の品質検査を行うには、作業者が、図７及び図８に示すように、フランジ薄肉部３８Ｌのフランジ薄肉部内周面３８ａに沿って検査プローブ７０を当てて検査を行う。品質検査では、作業者は、第２溶接部５２の溶接深さｈ２を満たしているか否か、溶接欠陥の有無について、確認する。また、必要に応じて、フランジ薄肉部３８Ｌ以外の２つのフランジ薄肉部３８で、第２溶接部５２の品質検査を行う場合でも、フランジ薄肉部３８Ｌと同様、作業者は、フランジ薄肉部内周面３８ａに沿って検査プローブ７０を当てる。

　一方、第１溶接部５１（溶接部５０）の品質検査を行うには、作業者が、図８に示すように、ギヤ側フランジ部１５のギヤ側フランジ部外周面１５ｃに検査プローブ７０を当てて、第１溶接部５１の状態を検査する。品質検査では、作業者は、必要に応じて、環状に形成された第１溶接部５１に対し、全周にわたって行い、第１溶接部５１の溶接深さｈ１を満たしているか否か、溶接欠陥の有無について、確認する。

　前述した構成を有する本実施例に係る溶接構造の作用・効果について説明する。

　本実施例に係る溶接構造では、ギヤ部１０Ｔとギヤ接合部１１とを有する環状のリングギヤ１０と、ギヤ接合部１１と接合するケース接合部３１を有するデフケース３０とを備え、リングギヤ１０の軸方向ＡＸ両端で、ギヤ接合部１１の溶接面であるギヤ側溶接面１１ａ（ギヤ側第１溶接面１５ａ，ギヤ側第２溶接面１２ａ）と、ケース接合部３１の溶接面であるケース側溶接面３１ａ（ケース側第１溶接面３２ａ，ケース側第２溶接面３７ａ）とが溶接された第１溶接部５１，第２溶接部５２（溶接部５０）により、リングギヤ１０をデフケース３０に固定する溶接構造において、軸方向ＡＸのうち、少なくとも片側の第１溶接部５１は、軸方向ＡＸに対し、ギヤ部１０Ｔのギヤ端面１０ａより外側に配置されていること、を特徴とするので、溶接後、第１溶接部５１の品質検査時に、例えば、超音波探傷装置等、非接触検査装置の検査プローブ７０により、非破壊で第１溶接部５１の状態を検査するときに、ギヤ接合部１１のギヤ側フランジ部１５のギヤ側フランジ部外周面１５ｃに、適切な測定位置に配置した検査プローブ７０を第１溶接部５１に向けて当てることができ、信頼性の高い品質検査ができようになる。

　すなわち、非接触検査装置を用いて溶接部５０の状態を検査するときには、検査プローブ７０の適切な測定位置として、検査プローブ７０を、溶接部５０の深さ方向に対し、溶接部５０と垂直な向きで、溶接部５０と近距離の位置に配置する必要がある。ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥が溶接部５０に発生している場合や、溶接部５０の深さが所望とする深さｈ１，ｈ２を満たしていない場合は、溶接強度に影響を及ぼすため、とりわけ強度的に問題となる箇所に形成する溶接部５０では、品質検査は、品質管理上、重要である。

　本実施例に係る溶接構造では、溶接部５０とは、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１とが、所望の溶接強度を満たして固定されるよう、リングギヤ１０とデフケース３０との固定に実質的に寄与して溶接される部分である。

　また、溶接部５０のうち、第１溶接部５１は、軸方向ＡＸに対し、ギヤ部１０Ｔの第１ギヤ端面１０ａより外側に配置されていることとは、上記に定義した第１溶接部５１（溶接部５０）において、第１溶接部５１を垂直方向に通る垂線が、リングギヤ１０の軸方向ＡＸの沿う方向に対し、いずれの位置でも、必ず第１ギヤ端面１０ａより軸方向ＡＸ外側の位置に配置されることを意味する。

　また、品質検査を必要とする第１溶接部５１の配置にあたり、検査プローブ７０が、溶接欠陥の有無や第１溶接部５１の深さｈ１について、軸方向ＡＸに対し、第１溶接部５１の端からその反対側の端まで幅広く検知できるよう、検査に用いる検査プローブ７０の大きさや性能等の検査条件を意図的に考慮する必要がある。その上で、品質検査を必要とする第１溶接部５１が、ギヤ端面１０ａより外側に配置される。

　よって、品質検査を特に必要とする第１溶接部５１が、軸方向ＡＸに対し、ギヤ端面１０ａより外側に配置されていると、この第１溶接部５１を非接触で品質検査をするときに、この第１溶接部５１が、検査を阻むギヤ部１０Ｔと離間しているために、検査プローブ７０がギヤ部１０Ｔと干渉し難くなる。従って、検査プローブ７０を第１溶接部５１に適切な測定位置から当てて、品質検査をより確実に行うことができる。

　よって、第１溶接部５１を品質検査するのに、検査プローブ７０が適切な測定位置に配置し易くなることから、検査プローブ７０と第１溶接部５１との間で、第１溶接部５１の状態を検出する信号を検査プローブ７０で送受信することが、非接触検査装置にとってより好条件下で行うことができ、信頼性の高い検査が可能となる。ひいては、非接触検査装置を用いた第１溶接部５１の品質検査が、精度良く高い信頼性で実現できるようになることから、品質検査を通じた後の第１溶接部５１を有したデファレンシャルギヤ１は、高品質を確保したものとなる。

　従って、第１溶接部５１の品質検査を容易にすると共に、この第１溶接部５１を有したデファレンシャルギヤ１の品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。

　ところで、デフケースと溶接で接合されたリングギヤは、セットボルトによる締結でデフケースと接合された従来のリングギヤと比べ、スペースの都合上、小径化して構成することができ、デファレンシャルギヤのハイギヤ化や、トランスアクスル全体の小型化が可能となる。

　ところが、溶接構造のリングギヤとボルト締結構造のリングギヤとでは、デファレンシャル軸の回転数が同じであっても、溶接構造のリングギヤでは、リングギヤの小径化により、歯先の周速は低下する。そのため、デファレンシャルギヤ内にある潤滑油を、参照する図１８中、太い矢印に示すように、回転するリングギヤの歯部で掻き上げるときに、歯で掻き上げる潤滑油の流量が、ボルト締結構造のリングギヤに比べて低下してしまう。

　また、ボルト締結構造のリングギヤでは、セットボルト頭部でも潤滑油を掻き上げていたが、溶接構造のリングギヤには、セットボルトがないため、セットボルト頭部による潤滑油の掻き上げができない。

　特に、ハイブリッド自動車や電気自動車は、オートマティックトランスアクスルや機械式ＣＶＴ等のトランスアクスル向けの吐出量の多いオイルポンプを備えていないため、潤滑油の循環を、リングギヤの歯先による掻き上げに依存している。その上、ハイブリッド自動車や電気自動車では、リングギヤの歯先で掻き上げた潤滑油により、モータの冷却も併せて行わなければならない。

　従って、溶接構造のリングギヤでは、回転するリングギヤにより、潤滑油を十分に掻き上げて循環させることができない問題があった。

　図９に、第１の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造において、更なる作用を説明する図を示す。

　本実施例に係る溶接構造では、このような問題に対し、デファレンシャルギヤ１内にある潤滑油を、図９中、矢印Ｍに示すように、回転するリングギヤ１０の歯部１０Ｔで掻き上げると共に、図９中、矢印Ｎに示すように、リングギヤ１０のうち、軸方向ＡＸに対し、ギヤ端面１０ａより外側に位置するギヤ側フランジ部１５において、図９に示すＸ範囲の領域でも、掻き上げることができるようになる。

　これにより、このギヤ側フランジ部１５による潤滑油の掻き上げが、従来のボルト締結構造のリングギヤにおいて、セットボルト頭部で潤滑油を掻き上げていた分や、ボルト締結構造から溶接構造への変更で、歯先における掻き上げ流量が低下した分を補完することができる。

　また、回転するリングギヤ１０の歯部１０Ｔ、及びギヤ側フランジ部１５のＸ範囲の領域で潤滑油を掻き上げることにより、潤滑油の掻上げ流量が増加するため、潤滑油を、リングギヤ１０とピニオンギヤ等との噛合いに向けて供給できるほか、モータを冷却する分にも掻き上げることができるようになる。

　従って、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等、トランスアクスル向けの吐出量の多いオイルポンプを備えない自動車にも、本実施例に係る溶接構造で構成されたデファレンシャルギヤ１を搭載することができるようになる。

　ところで、従来の第２の実施例では、図１９に示すように、ギヤ側溶接部３１７のうち、溶接ビード３５０に掛からない端部３１７ｔ（図１９中、肉厚ｔａの部位）を薄肉で形成することにより、溶接時に、端部３１７ｔを優先的に熱変形させて、熱膨張や凝固収縮による熱変形が、リングギヤ３１０の歯部３１１に及ばないようになっていた。

　しかしながら、リングギヤ３１０では、ギヤ側溶接部３１７の部位Ｐ，Ｑ，Ｒのうち、最も内側の部位Ｒで、溶接による熱変形が、例えば、図１８中、ねじり方向ＴＳ等に大きく発生することがある。

　熱変形は、部位Ｐにある端部３１７ｔで優先的に、ある程度まで許容される状態となっているが、熱変形が部位Ｒで大きく生じた場合には、部位Ｒより大きくなる部位Ｐでの変形は、部位Ｐにおいて許容できる変形を超えてしまい、部位Ｒの変形に対して吸収できない。

　この場合、溶接の影響を受けて、熱膨張や凝固収縮による熱変形が、リングギヤ３１０の歯部３１１にまで及んでしまい、歯部３１１において、例えば、隣接ピッチ誤差、累積ピッチ誤差、歯溝の振れ等、歯車精度が悪化する虞がある。

　歯車精度が悪化すると、リングギヤ３１０に噛合うピニオンギヤと良好な状態で噛合わなくなるため、リングギヤ３１０とピニオンギヤとの噛合い時にギヤノイズが発生すると共に、ピニオンギヤと噛合って回転するデファレンシャル軸とその軸受け、デフケース３３０等に振動が生じてしまい、ＮＶ（Noise Vibration）素性が悪化する問題があった。

　これに対し、本実施例に係る溶接構造では、第１溶接部５１（溶接部５０）が形成される部位では、ギヤ接合部１１のうち、ギヤ側フランジ部１５が、リングギヤ１０の径方向ＲＤに対し、他の部分より薄肉で形成されていることを特徴とするので、溶接時に、この薄肉で形成されたギヤ側フランジ部１５のギヤ側フランジ薄肉部１５Ｔを優先的に熱変形させて、熱膨張や凝固収縮による熱変形が、リングギヤ１０のギヤ部１０Ｔに及ぶのを抑制することができる。

　また、第２溶接部５２（溶接部５０）が形成される部位では、ケース側第２フランジ部３７が、リングギヤ１０の径方向ＲＤに対し、他の部分より薄肉で形成されていることを特徴とするので、溶接時に、この薄肉で形成されたケース側第２フランジ部３７のケース側フランジ薄肉部３７Ｔを優先的に熱変形させて、熱膨張や凝固収縮による熱変形が、リングギヤ１０のギヤ部１０Ｔに及ぶのを抑制することができる。

　また、本実施例に係る溶接構造では、第１溶接部５１は、軸方向ＡＸに対し、ギヤ端面１０ａより外側に配置され、軸方向ＡＸに対し、溶接後に形成される第１溶接部５１とギヤ端面１０ａとの間を、距離ｔ１で離間させた第１溶接離間部５５が設けられていることを特徴とするので、溶接時に第１溶接部５１で生じた熱が、第１溶接離間部５５で一部放熱され、リングギヤ１０のギヤ部１０Ｔまで伝わり難くすることができ、ひいては熱膨張や凝固収縮による熱変形がリングギヤ１０のギヤ部１０Ｔで生じるのを抑制することができる。

　特に、軸方向ＡＸの一方側に対し、ギヤ側フランジ薄肉部１５Ｔを第１ギヤ端面１０ａから所定距離ｔ５だけ大きく離間させ、ギヤ側フランジ部１５を軸方向ＡＸに沿って形成して、ケース側第１フランジ部３２との第１溶接部５１を、ギヤ端面１０ａより外側に配置することで、リングギヤ１０におけるねじり方向ＴＳへの曲げ剛性が大きくなる（図８及び図９参照）。そのため、第１溶接部５１では、ねじり方向ＴＳへの曲げ応力が大きくかからず、第１溶接部５１の溶接深さｈ１を小さくしても、第１溶接部５１において十分な溶接強度が確保をすることができる。

　また、本実施例に係る溶接構造では、軸方向ＡＸに対し、溶接後に形成される第２溶接部５２とケース接合部３１のケース側連結部３５のケース側連結部外側端面３５ｂとの間を、距離ｔ２で離間させた第２溶接離間部５６が設けられていることを特徴とするので、溶接時に第２溶接部５２で生じた熱が、第２溶接離間部５６で一部放熱され、リングギヤ１０のギヤ部１０Ｔまで伝わり難くすることができ、ひいては熱膨張や凝固収縮による熱変形がリングギヤ１０のギヤ部１０Ｔで生じるのを抑制することができる。

　また、本実施例に係る溶接構造では、ケース接合部３１のケース側第２フランジ部３７には、リングギヤ１０の径方向ＲＤに対し、内側から外側に切り欠いて肉厚を小さくしたフランジ薄肉部３８が、リングギヤ１０の周方向ＣＲに対し、３箇所に形成されていること、を特徴とするので、溶接時の熱でリングギヤ１０が必然的に変形しようとしても、径方向ＲＤへの変形が、周方向ＣＲに対し、より均一化させることができる。

　すなわち、リングギヤ１０は、リング状であり、一般的には、径方向ＲＤの肉厚が、リングギヤ１０の直径の大きさと相対的にかなり薄くなっているため、リングギヤ１０には、その周方向ＣＲの一部で、溶接時の熱による歪みが、軸方向ＡＸの反る方向に発生すると共に、主に径方向ＲＤに生じて、例えば、楕円形状等の形状に変形し易い傾向がある。

　本実施例に係る溶接構造では、このような傾向を踏まえて、リングギヤ１０の周方向ＣＲに対し、溶接による熱変形が生じ難い部分を、ねじり方向ＴＳの剛性を低くしたフランジ薄肉部３８とし、熱変形が生じ易い部分を、ケース側第２フランジ部３７のうち、フランジ薄肉部３８を形成していない部分として、ねじり方向ＴＳの剛性がフランジ薄肉部３８より高くなっているフランジ非薄肉部３９にすることができる。

　従って、ねじり方向ＴＳの剛性が高い部分と低い部分とを意図的に設け、リングギヤ１０のねじり方向ＴＳの剛性を、フランジ薄肉部３８とフランジ非薄肉部３９とで、リングギヤ１０の周方向ＣＲに変化させることにより、溶接時の熱でリングギヤ１０が必然的に変形しようとしても、径方向ＲＤへの変形が、周方向ＣＲに対しより均一化させることができる。

　また、リングギヤ１０のねじり方向ＴＳの剛性を、フランジ薄肉部３８とフランジ非薄肉部３９とで、リングギヤ１０の周方向ＣＲに変化させることにより、結果的にねじり方向ＴＳへの曲げモーメントが周方向ＣＲでより均一化され、リングギヤ１０を、ＮＶを引き起こし難い高性能なギヤとすることができる。

　また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部５０（第１，第２溶接部５１，５２）は、リングギヤ１０の周方向ＣＲに沿って環状に形成され、フランジ薄肉部３８Ｌは、第２溶接部５２の始点と終点とが重なるラップ部５３の位置に対応して設けられ、少なくともラップ部５３をリングギヤ１０の径方向ＲＤに通る延長線（図１中、Ａ－Ａ矢視線）上の位置に形成されていることを特徴とするので、フランジ薄肉部３８Ｌに、適切な測定位置から当てた検査プローブ７０により、第２溶接部５２のラップ部５３における品質検査ができるようになる。

　すなわち、第２溶接部５２（溶接部５０）の中でも、特にラップ部５３は、例えば、溶接強度に影響を及ぼす溶接深さが十分でないことのほか、ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥が発生し易い部位であり、とりわけラップ部５３における品質検査は重要である。

　本実施例に係る溶接構造では、ラップ部５３でのこのような品質検査が、フランジ薄肉部３８Ｌを設けることにより、例えば、超音波探傷装置等、非接触検査装置の検査プローブ７０を用いた従来通りの測定方法で簡単にできる。

　また、前述したように、出願人が考えた光学的検査方法で溶接終始点付近に検査孔を設ける必要もなく、溶接部５０において、このような検査孔に起因した疲労破壊も生じない。

　以下、第２の実施例に係る溶接構造について、図１０及び図１１を用いて説明する。

　第１の実施例に係る溶接構造では、軸方向ＡＸ両側にある第１，第２溶接部５１，５２うち、第１溶接部５１を、軸方向ＡＸに対し、ギヤ部１０Ｔのギヤ端面１０ａより外側に配置した。

　これに対し、本実施例に係る溶接構造では、軸方向ＡＸのうち、一方側の第１溶接部１５２を、ギヤ側溶接面とケース側溶接面とが、軸方向ＡＸに対して傾斜して形成されたものとなっている。

　よって、第１の実施例と第２の実施例とは、ギヤ接合部及びケース接合部の形状、ギヤ接合部とケース接合部との固定方法、第１溶接部及び第２溶接部の配置位置等で互いに異なるが、それ以外の部分は、第１の実施例と同様である。

　従って、第１の実施例と共通する部分では、図面の符号は、第１の実施例と同じ符号を使用し、第１の実施例とは異なる部分を中心に説明し、その他について説明を簡略または省略する。

　図１０は、本発明の第２の実施例に係るリングギヤとデフケースとの溶接構造を説明する図であり、図１中、Ａ－Ａ矢視断面に相当する図である。図１１は、図１０中、Ｇ部の拡大図である。

　本実施例に係る溶接構造では、リングギヤ１１０とデフケース１３０とは、リングギヤ１１０の軸方向ＡＸに対し、一方側（図１０中、上側）の第１溶接部１５２と、他方側（図１０中、下側）の第２溶接部１５１の２つの環状の溶接部１５０で固定されている。

　はじめに、リングギヤ１１０について説明する。

　環状のリングギヤ１１０は、図１０に示すように、径方向ＲＤに対し、径内側にギヤ接合部１１１（ギヤ接合部）と、径外側にギヤ部１１０Ｔ（ギヤ部）とを有している。ギヤ部１１０Ｔには、上記ピニオンギヤと噛合う歯が複数形成されている。

　ギヤ接合部１１１は、図１１に示すように、径方向ＲＤの径内側にギヤ側溶接面１１１ａ（ギヤ側溶接面）を有している。このギヤ側溶接面１１１ａは、さらに軸方向ＡＸの一方側に位置するギヤ側第１溶接面１１２ａ（一方ギヤ側溶接面）と、他方側に位置するギヤ側第２溶接面１１５ａ（他方ギヤ側溶接面）と、を有している。ギヤ側第１溶接面１１２ａは、軸方向ＡＸに対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されている。ギヤ側第２溶接面１１５ａは、軸方向ＡＸに対し、水平に形成されている。ギヤ側第１溶接面１１２ａとギヤ側第２溶接面１１５ａとは、繋がっている。

　ギヤ接合部１１１では、径方向ＲＤの距離として、ギヤ部１１０Ｔにおいて、ピッチ円径上の噛合い位置で軸方向ＡＸに作用するピッチ円径作用線ＰＬと、軸方向ＡＸの一方端に位置する第１基準端１４１との間が、第１距離Ｌ１（Ｌ１＞０）となっている。また、ピッチ円径作用線ＰＬと、軸方向ＡＸの他方端に位置する第２基準端１４２との間が第２距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）となっている。

　次に、デフケース１３０について説明する。

　デフケース１３０は、リングギヤ１１０のギヤ接合部１１１と当接し、接合するケース接合部１３１を有している。ケース接合部１３１は、図１０及び図１１に示すように、ギヤ接合部１１１の形状に対応し、径方向ＲＤの径外側にケース側溶接面１３１ａ（ケース側溶接面）を有している。このケース側溶接面１３１ａは、さらに軸方向ＡＸの一方側に位置するケース側第１溶接面１３７ａ（一方ケース側溶接面）と、他方側に位置するケース側第２溶接面１３２ａ（他方ケース側溶接面）と、を有している。ケース側第１溶接面１３７ａは、軸方向ＡＸに対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されている。ケース側第２溶接面１３２ａは、軸方向ＡＸに対し、水平に形成されている。ケース側第１溶接面１３７ａとケース側第２溶接面１３２ａとは、繋がっている。

　溶接前、リングギヤ１１０のギヤ接合部１１１をデフケース１３０のケース接合部１３１に接合した状態では、図１１に示すように、ギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３７ａとの間に隙間ｓ（ｓ＞０）が設けられている。

　本実施例に係る溶接構造では、溶接部１５０のうち、軸方向ＡＸの一方側に位置する第１溶接部１５２では、ギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３７ａとが、軸方向ＡＸに対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されている。すなわち、第１溶接部１５２は、ギヤ側溶接面１１１ａのうち、軸方向ＡＸの一方側に位置するギヤ側第１溶接面１１２ａと、ケース側溶接面１３１ａのうち、軸方向ＡＸの一方側に位置するケース側第１溶接面１３７ａとを、隙間ｓで離間させた状態で、形成されている。

　なお、ギヤ側第１溶接面１１２ａ及びケース側第１溶接面１３７ａの傾斜角は、リングギヤ１１０の曲げモーメントをより小さくしつつ、デフケース１３０に対し、径方向ＲＤの径内側に安定して固定できる範囲として、θ＝４０～５５°であることが好ましい。

　特にθ＝４５°の場合には、ギヤ部１１０Ｔにおけるピッチ円径上付近の噛合い位置で、リングギヤ１１０と相手方ギヤとの噛合いによる外力が、ギヤ部１１０Ｔの軸方向ＡＸに作用したとき、第１溶接部１５２には、この外力における軸方向ＡＸの成分と、径方向ＲＤ径内側の成分とが、同じ大きさになる。そのため、リングギヤ１１０が、デフケース１３０に対して最も安定した状態で固定され、第１溶接部１５２に無理な応力もかからない。

　一方、溶接前、リングギヤ１１０のギヤ接合部１１１をデフケース１３０のケース接合部１３１に接合した状態では、ギヤ側第２溶接面１１５ａとケース側第２溶接面１３２ａとは、圧入代の隙間となっている。

　本実施例に係る溶接構造では、軸方向ＡＸの他方側に位置する第２溶接部１５１では、ギヤ側第２溶接面１１５ａとケース側第２溶接面１３２ａとが、軸方向ＡＸに対し、水平に形成されている。すなわち、第２溶接部１５１は、ギヤ側溶接面１１１ａのうち、軸方向ＡＸの他方側に位置するギヤ側第２溶接面１１５ａと、ケース側溶接面１３１ａのうち、軸方向ＡＸの他方側に位置するケース側第２溶接面１３２ａとを圧入した状態で形成されている。

　第１溶接部１５２と第２溶接部１５１との間には、図１０及び図１１に示すように、空洞部１２１（空洞）が、ギヤ側溶接面とケース側溶接面との隙間によって形成されている。

　次に、リングギヤ１１０のギヤ接合部１１１とデフケース１３０のケース接合部１３１との接合について、図１０を用いて説明する。

　リングギヤ１１０を、デフケース１３０のケース接合部３１に向けて、軸方向ＡＸの一方側から他方側（図１０において、下側から上側）に挿着し、リングギヤ１０のギヤ接合部１１とデフケース３０のケース接合部３１とを接合する。

　具体的には、ギヤ接合部１１１のギヤ側第１溶接面１１２ａとケース接合部１３１のケース側第１溶接面１３７ａとの間が隙間ｓとなるまで、ギヤ接合部１１１のギヤ側第２溶接面１１５ａを、ケース接合部１３１のケース側第２溶接面１３２ａに圧入して挿着する。これにより、リングギヤ１１０は、ギヤ側第２溶接面１１５ａとケース側第２溶接面１３２ａとの圧入部１２０により、デフケース１３０に対して位置決めされる。

　次に、リングギヤ１１０のギヤ接合部１１１とデフケース１３０のケース接合部１３１との溶接方法について、図１０及び図１１を用いて説明する。

　圧入部１２０により、デフケース１３０に位置決めされたリングギヤ１１０を、本実施例では、レーザ溶接により、例えば、ステンレス材等からなる溶接ワイヤ５０Ｗと、ギヤ接合部１１１の一部と、ケース接合部１３１の一部とを、レーザ光５０Ｌで溶融して形成された２つの環状の溶接部１５０（第１，第２溶接部１５２，１５１）でデフケース１３０に固定する。ギヤ側第１溶接面１１２ａ及びケース側第１溶接面１３７ａが傾斜角θで傾斜していることから、溶接により形成された第１溶接部１５２は、図１２において、軸方向ＡＸに対し、ほぼ傾斜角θに傾斜している。

　２つの溶接部１５０を形成する順序として、本実施例では、先に第２溶接部１５１を、その後に第１溶接部１５２の順で行う。

　その理由として、第２溶接部１５１とは反対側にあるギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３７ａとの間に隙間ｓが設けられているため、第２溶接部１５１の溶接時に、この隙間ｓの存在により、ギヤ接合部１１１とケース接合部１３１とが拘束されない。そのため、第２溶接部１５１を形成するにあたり、第２溶接部１５１に残留応力が生じ難く、溶接歪みを低減することができるからである。

　次に、溶接部１５０及び空洞部１２１の検査について、図１２乃至図１４を用いて説明する。

　図１２は、第１の検査として、第１溶接部１５２の品質検査を行う様子を説明する図である。図１３は、第２の検査として、空洞部１２１の確認検査を行う様子を説明する図である。図１４は、図１３中、Ｈ部の拡大図である。

　溶接部１５０の品質検査は、溶接部のビード内で発生するヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥や、溶接強度に影響を及ぼす溶接深さを管理するため、超音波探傷装置等の検査装置による非破壊検査で、溶接後のワークの全数を対象に行われる。

　本実施例では、溶接部１５０のうち、第１溶接部１５２は、このような品質検査を必須としており、また、空洞部１２１の確認検査を必要に応じて行っており、周知の超音波探傷装置等の検査プローブ７０，１７０を用いて、品質検査と確認検査が行われる。

　検査プローブ７０，１７０は、より精度の高い検査を行うため、第１溶接部１５２の深さ方向に対し、第１溶接部１５２と垂直な向きで、第１溶接部１５２及び空洞部１２１と近距離の位置に配置する必要がある。

（第１溶接部の品質検査）
　第１溶接部の品質検査で用いる検査プローブ７０は、溶接部の状態を検出する信号を送受信するセンサ面７０ａを、検査対象物と非接触で行うタイプのものである。

　第１溶接部１５２の品質検査は、図１２に示すように、検査プローブ７０のセンサ面７０ａを、ケース接合部１３１のケース側端面１３１ｂに対し傾斜角θに傾け、第１溶接部１５２に向けて当てる。品質検査では、超音波信号等の検査信号がセンサ面７０ａから第１溶接部１５２に送信され、センサ面７０ａが第１溶接部１５２で反射した反射信号を受信して、作業者が、第１溶接部１５２の所望とする溶接深さｈ３を満たしているか否か、溶接欠陥の有無について、確認する。品質検査は、必要に応じて、環状に形成された第１溶接部１５２を全周にわたって行われる。

（空洞部の確認検査）
　空洞部１２１の確認検査で用いる検査プローブ１７０は、溶接部の状態を検出する信号を送受信するセンサ面１７０ａを、検査対象物に接触させて行うタイプのものであり、センサ面１７０ａが、ギヤ側第１溶接面１１２ａ及びケース側第１溶接面１３７ａの傾斜角θと対応した角度になっているものである。

　空洞部１２１の確認検査は、図１４に示すように、検査プローブ１７０のセンサ面１７０ａを、空洞部１２１に向けてケース接合部１３１のケース側端面１３１ｂに当接させる。確認検査では、超音波信号等の検査信号がセンサ面１７０ａから空洞部１２１に送信され、センサ面１７０ａがケース側第１溶接面１３７ａで反射した反射信号を受信して、作業者が、空洞部１２１が確実に存在しているか否かを確認する。確認検査は、必要に応じて、環状に形成された第１溶接部１５２を全周にわたって行われる。

　前述した構成を有する本実施例に係る溶接構造の作用・効果について説明する。

　本実施例に係る溶接構造では、ギヤ部１１０Ｔとギヤ接合部１１１とを有する環状のリングギヤ１１０と、ギヤ接合部１１１と接合するケース接合部１３１を有するデフケース１３０とを備え、リングギヤ１１０の軸方向ＡＸ両端で、ギヤ接合部１１０の溶接面であるギヤ側溶接面１１１ａ（ギヤ側第１溶接面１１２ａ，ギヤ側第２溶接面１１５ａ）と、ケース接合部１３１の溶接面であるケース側溶接面１３１ａ（ケース側第１溶接面１３７ａ，ケース側第２溶接面１３２ａ）とが溶接された溶接部１５０により、リングギヤ１１０をデフケース１３０に固定する溶接構造において、軸方向ＡＸのうち、少なくとも片側の溶接部１５０（第１溶接部１５２）では、ギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３７ａとが、軸方向ＡＸに対し傾斜して形成されていること、を特徴とするので、溶接後、第１溶接部１５２の品質検査時に、例えば、超音波探傷装置等、非接触検査装置の検査プローブ７０により、非破壊で第１溶接部１５２の状態を検査するときに、ケース接合部１３１のケース側端面１３１ｂに、適切な測定位置に配置した検査プローブ７０を第１溶接部１５２に向けて当てることができ、信頼性の高い品質検査がより確実にできるようになる。

　すなわち、品質検査を特に必要とする第１溶接部１５２では、品質検査時に、検査プローブ７０が、溶接欠陥の有無や第１溶接部１５２の深さｈ３について、当該第１溶接部１５２の端からその反対側の端まで幅広く万遍に検知しないと、信頼性の高い品質検査ができない。

　本実施例に係る溶接構造では、品質検査を特に必要とする溶接部１５０として、第１溶接部１５２では、ギヤ側第１溶接面１１２ａケース側溶接面１３１ａとが、軸方向ＡＸに対し角度θで傾斜して形成されているため、溶接により形成された第１溶接部１５２は、軸方向ＡＸに対し、ほぼ角度θで傾斜している。

　品質検査を必要とする第１溶接部１５２が軸方向ＡＸに対して傾斜していると、品質検査時に、検査プローブ７０を、ケース接合部１３１のケース側端面１３１ｂに対し、第１溶接部１５２の傾斜に合わせて傾斜させて、適切な測定位置から第１溶接部１５２に当てることができる。また、このように検査プローブ７０を第１溶接部１５２に当てながら、例えば、ケース接合部１３１のケース側端面１３１ｂに沿って検査プローブ７０の位置をずらすことで、検査プローブ７０と第１溶接部１５２とを至近距離にして、より精度の高い品質検査ができるようになる。

　また、検査プローブを、第１溶接部１５２の傾斜に合わせて品質検査を行うと、検査プローブ７０が、傾斜した第１溶接部１５２において、軸方向ＡＸの一方側に位置する一端から、軸方向ＡＸの他方側に位置する他端に至るまで幅広く万遍に、第１溶接部１５２の状態を検知できるようになる。

　従って、ケース接合部１３１のケース側端面１３１ｂから、適切な測定位置に配置した検査プローブ７０を第１溶接部１５２に当てて、第１溶接部１５２の品質検査がより確実にできる。

　よって、本実施例に係る溶接構造では、第１溶接部１５２を品質検査するのに、検査プローブ７０が適切な測定位置に配置し易くなることから、検査プローブ７０と第１溶接部１５２との間で、第１溶接部１５２の状態を検出する信号を検査プローブ７０で送受信することが、非接触検査装置にとってより好条件下で行うことができ、信頼性の高い検査が可能となる。

　ひいては、非接触検査装置を用いた溶接部の品質検査が、精度良く高い信頼性で実現できるようになることから、品質検査を通じた後の第１溶接部１５２を有したデファレンシャルギヤは、高品質を確保したものとなる。

　従って、第１溶接部１５２の品質検査を容易にすると共に、この第１溶接部１５２を有したデファレンシャルギヤの品質の向上を図ることができる、という優れた効果を奏する。

　また、本実施例に係る溶接構造では、溶接部１５０のうち、軸方向ＡＸの一方側に位置する第１溶接部１５２では、ギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３７ａとが、軸方向ＡＸに対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されていることを特徴とするので、例えば、ギヤ側第１溶接面１１２ａ及びケース側第１溶接面１３７ａが、リングギヤ１１０の径外側に角度θで傾斜している場合、とりわけギヤ接合部１１１から遠ざかる側のケース接合部１３１に、検査プローブ７０を角度θと直交する方向に当てれば、検査プローブ７０は、ギヤ部１１０Ｔと干渉せず適切な測定位置に配置できる。

　従って、この位置から検査プローブ７０を第１溶接部１５２に当てれば、第１溶接部１５２の品質検査をより確実に行うことができる。

　また、本実施例に係る溶接構造では、軸方向ＡＸの他方側に位置する第２溶接部１５１では、ギヤ側第２溶接面１１５ａとケース側第２溶接面１３２ａとが、軸方向ＡＸに対し、水平に形成されていることを特徴とするので、ギヤ部１１０Ｔにおいて、当該リングギヤ１１０の相手方ギヤとの噛合い時に、第１溶接部１５２において、当該リングギヤ１１０の軸ＡＸが反る方向への曲げ応力を低減することができる。

　すなわち、ギヤ部１１０Ｔには、当該リングギヤ１１０の相手方ギヤとの噛合い時に、噛合いによる外力が、例えば、ピッチ円径上付近の噛合い位置でギヤ部１１０Ｔの軸方向ＡＸに作用する。このときに軸方向ＡＸに作用するピッチ円径作用線ＰＬの位置を基準位置とする。

　ギヤ接合部１１１では、径方向ＲＤの距離として、ピッチ円径作用線ＰＬと、軸方向ＡＸの一方端に位置する第１基準端１４１との間が、第１距離Ｌ１（Ｌ１＞０）となっている。また、ピッチ円径作用線ＰＬと、軸方向ＡＸの他方端に位置する第２基準端１４２との間が第２距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）となっている。

　第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とは、距離Ｌ１＜距離Ｌ２の関係にあるため、軸方向ＡＸの他方側から一方側への反時計方向の曲げモーメントは抑えられ、第１溶接部１５２に掛かる曲げ応力を低減することができる。

　また、本実施例に係る溶接構造では、第２溶接部１５１は、ギヤ側溶接面１１１ａのうち、軸方向ＡＸの他方側に位置するギヤ側第２溶接面１１５ａと、ケース側溶接面１３１ａのうち、軸方向ＡＸの他方側に位置するケース側第２溶接面１３２ａとを圧入した状態で形成され、第１溶接部１５２は、ギヤ側溶接面１１１ａのうち、軸方向ＡＸの一方側に位置するギヤ側第１溶接面１１２ａと、ケース側溶接面１３１ａのうち、軸方向ＡＸの一方側に位置するギヤ側第１溶接面１１２ａとを、隙間ｓ（ｓ＞０）で離間させた状態で、形成されていることを特徴とするので、溶接によりリングギヤ１１０とデフケース１３０との間で生じる歪み、特にリングギヤ１１０の熱歪みが低減できる。

　すなわち、リングギヤ１１０とデフケース１３０とは、軸方向ＡＸの他方側で、ギヤ側第２溶接面１１５ａとケース側第２溶接面１３２ａとが圧入された状態になっている。

　また、軸方向ＡＸの一方側では、ギヤ側第１溶接面１１２ａとケース側第１溶接面１３７ａとの隙間ｓが存在することで、溶接時に熱変形が生じても、ギヤ接合部１１１とケース接合部１３１とは拘束されない。

　そのため、他方側にある第２溶接部１５１の溶接を、第１溶接部１５２より先に行うと、リングギヤ１１０がケース接合部１３１と相対的に熱変形し難い状態にすることができ、第１溶接部１５２の溶接を行った後も、リングギヤ１１０の熱歪みが抑制できる。

　また、本実施例に係る溶接構造では、第１溶接部１５２と第２溶接部１５１との間には、空洞部１２１が、ギヤ側溶接面１１１ａとケース側溶接面１３１ａとの隙間によって形成されていることを特徴とするので、溶接後、第１溶接部１５２及び第２溶接部１５１のビードが冷めて固化するまでに、第１溶接部１５２及び第２溶接部１５１のビードが、温度変化と共に流動し固化したときに、空洞部１２１が、このときの流動を吸収することができ、第１溶接部１５２及び第２溶接部１５１に残留応力が生じるのを防止することができる。

　また、特にレーザ溶接により第１溶接部１５２及び第２溶接部１５１が形成されると、溶接直後では、第１溶接部１５２及び第２溶接部１５１のビード内にガスが含有するため、このガスを、空洞部１２１に放出することができる。これにより、第１溶接部１５２及び第２溶接部１５１では、ヒケ、ブローホール、割れ等の溶接欠陥が抑制できる。

　以上の説明から明らかなように、本発明によれば、溶接部の品質検査を容易にすると共に、この溶接部を有した製品の品質の向上を図ることができる溶接構造を提供することができる。

１０　リングギヤ
１０Ｔ，１１０Ｔ　ギヤ部
１０ａ，１１０ａ　第１ギヤ端面（ギヤ端面）
１１，１１１　ギヤ接合部
１１ａ，１１１ａ　ギヤ側溶接面
１５ａ，１１２ａ　ギヤ側第１溶接面（一方ギヤ側溶接面）
１２ａ，１１５ａ　ギヤ側第２溶接面（他方ギヤ側溶接面）
３０，１３０　デフケース（ケース）
３１，１３１　ケース接合部
３８，３８Ｌ　フランジ薄肉部（薄肉部）
３１ａ，１３１ａ　ケース側溶接面
３２ａ，１３７ａ　ケース側第１溶接面（一方ケース側溶接面）
３７ａ，１１５ａ　ケース側第２溶接面（他方ケース側溶接面）
５０，１５０　溶接部
５１，１５２　第１溶接部（第１溶接部、片側の溶接部）
５２，１５１　第２溶接部
５５　第１溶接離間部
５６　第２溶接離間部
５３　ラップ部（溶接終始点）
１２１　空洞部（空洞）
ＡＸ　軸方向
 

Claims (10)

1. 　ギヤ部とギヤ接合部とを有する環状のリングギヤと、前記ギヤ接合部と接合するケース接合部を有するケースとを備え、前記リングギヤの軸方向両端で、前記ギヤ接合部の溶接面であるギヤ側溶接面と、前記ケース接合部の溶接面であるケース側溶接面とが溶接された溶接部により、前記リングギヤを前記ケースに固定する溶接構造において、
   　前記軸方向のうち、少なくとも片側の前記溶接部は、
   　　前記軸方向に対し、前記ギヤ部のギヤ端面より外側に配置されていること、または
   　前記軸方向のうち、少なくとも片側の前記溶接部では、前記ギヤ側溶接面と前記ケース側溶接面とが、前記軸方向に対し傾斜して形成されていることを特徴とする溶接構造。
2. 　請求項１に記載する溶接構造において、
   　前記溶接部が形成される部位では、前記ギヤ接合部または前記ケース接合部のいずれか一方が、前記リングギヤの径方向に対し、他の部分より薄肉で形成されていることを特徴とする溶接構造。
3. 　請求項１または請求項２に記載する溶接構造において、
   　前記少なくとも片側の前記溶接部は、前記軸方向に対し、前記ギヤ端面より外側に配置され、
   　前記軸方向に対し、前記ギヤ端面と前記溶接部との間を、距離ｔ１（ｔ１＞０）で離間させた第１溶接離間部が設けられていることを特徴とする溶接構造。
4. 　請求項１または請求項２に記載する溶接構造において、
   　前記軸方向に対し、前記溶接部と前記ケース接合部との間を、距離ｔ２（ｔ２＞０）で離間させた第２溶接離間部が設けられていることを特徴とする溶接構造。
5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する溶接構造において、
   　前記ケース接合部には、前記リングギヤの径方向に対し、内側から外側に切り欠いて肉厚を小さくした薄肉部が、前記リングギヤの周方向に対し、少なくとも１箇所に形成されていることを特徴とする溶接構造。
6. 　請求項５に記載する溶接構造において、
   　前記溶接部は、前記リングギヤの前記周方向に沿って環状に形成され、
   　前記薄肉部は、前記溶接部の始点と終点とが重なる溶接終始点の位置に対応して設けられ、少なくとも前記溶接終始点を前記リングギヤの前記径方向に通る延長線上の位置に形成されていることを特徴とする溶接構造。
7. 　請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載する溶接構造において、
   　前記溶接部のうち、前記軸方向の一方側に位置する第１溶接部では、前記ギヤ側溶接面と前記ケース側溶接面とが、前記軸方向に対し、角度θ（θ＜９０°）に傾斜して形成されていることを特徴とする溶接構造。
8. 　請求項７に記載する溶接構造において、
   　前記軸方向の他方側に位置する第２溶接部では、前記ギヤ側溶接面と前記ケース側溶接面とが、前記軸方向に対し、水平に形成されていることを特徴とする溶接構造。
9. 　請求項８に記載する溶接構造において、
   　前記第２溶接部は、前記ギヤ側溶接面のうち、前記軸方向の前記他方側に位置する他方ギヤ側溶接面と、前記ケース側溶接面のうち、前記軸方向の前記他方側に位置する他方ケース側溶接面とを圧入した状態で形成され、
   　前記第１溶接部は、前記ギヤ側溶接面のうち、前記軸方向の前記一方側に位置する一方ギヤ側溶接面と、前記ケース側溶接面のうち、前記軸方向の前記一方側に位置する一方ケース側溶接面とを、隙間ｓ（ｓ＞０）で離間させた状態で、形成されていることを特徴とする溶接構造。
10. 　請求項７乃至請求項９のいずれか１つに記載する溶接構造において、
    　前記第１溶接部と前記第２溶接部との間には、空洞が、前記ギヤ側溶接面と前記ケース側溶接面との隙間によって形成されていることを特徴とする溶接構造。
     

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