JP6335983B2 - 差動装置の製造方法及び差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、差動装置の製造方法及び差動装置に関する。

車両には、旋回時等において、エンジンから出力される駆動力を、対応する左右の駆動輪間に配分する、フロントデフやリヤデフ等の差動装置が備えられている。また、差動装置の別の態様として、エンジンから出力される駆動力を、前後の駆動輪間に分配するセンターデフも存在する。差動装置は、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リングギヤと一体に回転するデフケースと備える。リングギヤとデフケースとの接合方法として、溶接による接合方法が採用されている。例えば、炭素鋼からなるリングギヤと鋳鉄を用いて鋳造されたデフケースとの当接位置に対してビーム溶接を施すことによって、リングギヤとデフケースとが接合される。

かかるリングギヤとデフケースとの溶接の強度を向上させるための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、リングギヤのギヤ側溶接面とデフケースのケース側溶接面との間に隙間が形成され、リングギヤの熱変形を吸収可能にし、かつ、溶接ビードの残留応力を低減可能にした差動装置が開示されている。かかる差動装置は、さらに、レーザ溶接時に発生する溶接ガスを放出させる空洞部を有し、溶接欠陥の発生を抑制可能になっている。

また、特許文献２には、ビーム溶接を貫通溶接とするための空洞部に一端が開口し、他端がデフケースの外面に開口して貫通する貫通穴を有し、ビーム溶接時に膨張した空洞部内の空気を外部空間に流出させて、溶接欠陥を防止し得る差動装置の溶接構造が開示されている。さらに、特許文献３には、デフケースの環状フランジの一方の側面とリングギヤの鍔部の側面とにより形成される環状の当接部より内周側の環状フランジに逃げ面が形成され、溶接ガスを逃がすことによって溶接欠陥を抑制し得る差動装置が開示されている。

特開２０１３−１８０３５号公報 国際公開第２０１１／０８９７０６号 国際公開第２０１２／１４３９８６号

ここで、リングギヤとデフケースとを溶接により接合する場合、デフケースに割れが生じる場合がある。かかる割れの主な要因は、溶接時に、鋳鉄に含まれる炭素の溶出によって脆性組織が生成されることにある。鋳造時に、溶融した鋳鉄が流し込まれる湯口周辺は、他の領域よりも冷却速度が遅く、炭素当量が比較的高いパーライト組織の比率が高くなる。このため、デフケースのうち、鋳造時に湯口付近で形成された領域は、他の領域に比べて、溶接時に割れが生じやすくなっている。特に、デフケース及びリングギヤを全周に亘って溶接する場合に、溶接の基点及び終点が重なるオーバーラップ部が当該湯口付近で形成された領域に位置すると、パーライト率が高い領域への入熱量が大きくなり、組織脆化が拡大して割れやすくなる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶接のオーバーラップによる過大な入熱により生じるデフケースの割れを抑制可能な、新規かつ改良された差動装置の製造方法及び差動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、湯口に対して特定の位置関係を有する目印形成部を鋳型面に有する鋳型に対して、湯口を介して、溶融した鋳鉄を流し込んでデフケースを鋳造する第１工程と、リングギヤにデフケースを嵌合して、所定の軸回りの全周に亘ってデフケースとリングギヤとを溶接する第２工程と、を含み、第２工程では、第１工程において目印形成部によりデフケースに形成された目印を利用して、デフケースにおける鋳型の湯口付近で形成された部分で溶接のオーバーラップが生じないように、デフケースとリングギヤとを溶接する、差動装置の製造方法が提供される。

第２工程において、目印を利用して、鋳型の湯口付近で形成された部分が、溶接の開始位置とは異なる特定の位置に位置するようにデフケースを配置してもよい。

目印は、リングギヤに嵌合される前記デフケースの筒部の外周面の一部に設けられた切欠きであり、第２工程において、切欠きに嵌合可能な位置決め部を有する治具によりデフケースを保持して所定箇所にデフケースを配置することにより、鋳型の湯口付近で形成された部分を、溶接の開始位置とは異なる特定の位置に位置させてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、鋳鉄を主成分とする鋳物からなるデフケースと、デフケースの筒部が嵌合された開口部を有し、所定の軸回りの全周に亘ってデフケースに溶接されたリングギヤと、を備え、デフケースは、筒部の周方向における一部の領域のパーライト率が他の領域よりも高くなっており、かつ、パーライト率が高い領域に対して特定の位置関係を有する目印を有し、溶接の基点及び終点が重なるオーバーラップ部が、パーライト率が高い領域とは異なる領域に位置する、差動装置が提供される。

目印は、筒部の外周面の一部に設けられた切欠きであってもよい。

デフケースとリングギヤとが嵌合した嵌合部と、デフケースとリングギヤとが溶接された溶接部と、の間に空間部が設けられ、空間部は、目印としての切欠きを介して外部に連通してもよい。

以上説明したように本発明によれば、デフケースとリングギヤとを溶接する際に、溶接のオーバーラップによる過大な入熱により生じるデフケースの割れを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る差動装置を示す断面図である。 デフケースとリングギヤとの接合部分の構成を示す断面図である。 デフケース及びリングギヤを嵌合した状態を示す説明図である。 溶接のオーバーラップ部と高パーライト領域との位置関係の一例を示す説明図である。 湯口とパーライト率との関係を示す説明図である。 鋳造工程で用いる鋳型の例を示す説明図である。 デフケースの高パーライト領域と切欠きとの位置関係の一例を示す説明図である。 デフケースの配置に用いられる治具の例を示す説明図である。 デフケース及びリングギヤを嵌合する様子を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．差動装置＞
（１−１．全体構成）
まず、本発明の実施の形態に係る差動装置の構成例について説明する。図１は、差動装置１０の構成の一例を示す断面図である。図１には、デフケース２０及びリングギヤ３０の回転軸線Ａ及びピニオンベベルギヤ５０の回転軸線Ｂを含む断面が示されている。かかる差動装置１０は、例えば、車両のトランスミッション装置に組み付けられ、内燃機関から出力される駆動力を左右の駆動輪に対して分配する装置として用いられる。

本実施形態にかかる差動装置１０は、デフケース２０と、リングギヤ３０と、ピニオンシャフト４０と、ピニオンベベルギヤ５０，５５と、サイドベベルギヤ６０，６５とを備える。デフケース２０は、図示しないハウジング内に、回転軸線Ａを中心に軸回転可能に支持される。デフケース２０は、リングギヤ３０の開口部３８に嵌合される筒部２１を有する。嵌合されたデフケース２０とリングギヤ３０とは、溶接部Ｗにおいて溶接されている。リングギヤ３０の歯面３０ａは、図示しないプロペラシャフトに一体的に設けられたピニオンギヤの歯面に噛合し、内燃機関からの駆動力がプロペラシャフトを介してリングギヤ３０に伝達される。これにより、内燃機関からの駆動力によって、デフケース２０が回転軸線Ａを中心に軸回転駆動される。

デフケース２０には、回転軸線Ａに直交する方向に沿う軸線Ｂを有するピニオンシャフト４０が支持されている。ピニオンシャフト４０は、デフケース２０に設けられたシャフト支持孔２４に挿入されている。デフケース２０にはピン挿入孔２２ａ，２２ｂが形成され、ピニオンシャフト４０にはピン挿入孔４０ａが形成される。これらのピン挿入孔２２ａ，２２ｂ，４０ａを貫通するように、抜け止めピン８０が圧入され、デフケース２０からのピニオンシャフト４０の抜け落ちが防止されている。抜け止めピン８０として、例えば、断面がＣ字状の適合ピンを用いることができる。

ピニオンシャフト４０には、一対のピニオンベベルギヤ５０，５５が、ピニオンシャフト４０を中心に軸回転自在に支持されている。一対のピニオンベベルギヤ５０，５５は、回転軸線Ａを挟んだ両側に配置されている。一対のピニオンベベルギヤ５０，５５は、それぞれ回転軸線Ａに対して直交する回転軸線Ｂを中心に軸回転する。

なお、図１に示した差動装置１０では、一対のピニオンベベルギヤ５０，５５が１本のピニオンシャフト４０に支持されているが、ピニオンベベルギヤ５０，５５ごとにピニオンシャフトが設けられていてもよい。かかる場合には、ピニオンベベルギヤ及びピニオンシャフトは、２組以上設けられてもよい。

一対のピニオンベベルギヤ５０，５５の歯面５０ａ，５５ａには、左右一対のサイドベベルギヤ６０，６５の歯面６０ａ，６５ａがそれぞれ噛合している。図中左側のサイドベベルギヤ６０には、左の駆動輪を回転駆動する図示しない駆動軸（アクスルドライブシャフト）がスプライン嵌合しているとともに、図中右側のサイドベベルギヤ６５には、右の駆動輪を回転駆動する図示しない駆動軸（アクスルドライブシャフト）がスプライン嵌合している。左右の駆動軸は、デフケース２０に設けられた駆動軸支持孔７０，７４に軸回転可能に支持される。

一対のサイドベベルギヤ６０，６５は、リングギヤ３０、デフケース２０及びピニオンベベルギヤ５０，５５を介して伝達される内燃機関の駆動力により、デフケース２０と共通の回転軸線Ａを中心に軸回転する。デフケース２０、リングギヤ３０、サイドベベルギヤ６０，６５、及び図示しない駆動軸（アクスルドライブシャフト）は、すべて回転軸線Ａを中心に軸回転可能になっている。また、ピニオンベベルギヤ５０，５５は、回転軸線Ｂを中心に軸回転可能であるとともに、回転軸線Ａを中心に公転可能になっている。デフケース２０とサイドベベルギヤ６０，６５、ピニオンベベルギヤ５０，５５とサイドベベルギヤ６０，６５は、それぞれ相対回転可能になっている。

リングギヤ３０に対して内燃機関から駆動力が伝達されると、デフケース２０が回転軸線Ａを中心に軸回転し、デフケース２０に固定されたピニオンシャフト４０によって支持された一対のピニオンベベルギヤ５０，５５も回転軸線Ａの周りを公転する。左右の駆動輪に回転差がない場合（車両の直進時等）、差動装置１０は、左右一対のサイドベベルギヤ６０，６５へと均等に駆動力を伝達する。このとき、左右一対のサイドベベルギヤ６０，６５の回転数が等しいことから、ピニオンベベルギヤ５０，５５は、回転軸線Ｂを中心に軸回転することなく、回転軸線Ａを中心に公転する。

一方、左右の駆動輪に回転差がある場合（車両の旋回時等）、差動装置１０は、左右一対のサイドベベルギヤ６０，６５へと適切に駆動力を配分する。例えば、車両が左に旋回し、左の駆動輪よりも右の駆動輪の回転数が大きくなる場合、右の駆動輪の駆動軸が嵌合されたサイドベベルギヤ６５は、デフケース２０よりも速く回転しようとし、左の駆動輪の駆動軸が嵌合されたサイドベベルギヤ６０は、デフケース２０よりも遅く回転しようとする。このとき、ピニオンベベルギヤ５０，５５は、回転軸線Ａを中心に公転しながら回転軸線Ｂを中心に軸回転し、左右の駆動輪の回転数差が吸収される。

かかる差動装置１０において、リングギヤ３０、ピニオンベベルギヤ５０，５５及びサイドベベルギヤ６０，６５は、歯面の噛み合わせの精度を確保するために、例えば、炭素鋼により形成される。また、デフケース２０は、鋳鉄を用いて鋳造により形成される。なお、差動装置１０が、駆動力を前後の駆動軸に分配するセンターデフである場合、サイドベベルギヤ６０，６５がそれぞれ前側駆動軸又は後側駆動軸に嵌合される。

（１−２．接合部）
次に、デフケース２０とリングギヤ３０との接合部について詳細に説明する。図２は、デフケース２０とリングギヤ３０との接合部の一部を示す図であり、図１中の一点鎖線で囲まれた領域Ｘを拡大して示している。かかる図２において、溶接部Ｗには、溶接前のリングギヤ３０及びデフケース２０（フランジ部１１０）の形状が破線で示されている。デフケース２０の筒部２１は、リングギヤ３０の開口部３８に嵌合され、圧入されている。デフケース２０にリングギヤ３０を組み付ける際には、例えば、図２中の右側からリングギヤ３０がデフケース２０に嵌め込まれ、リングギヤ３０はデフケース２０のフランジ部１１０に当接される。デフケース２０とリングギヤ３０との嵌合部Ｆは、回転軸線Ａの軸回りの略全周に亘って形成される。リングギヤ３０の開口部３８に嵌合されるデフケース２０の筒部２１の外周面２１ａの一部には、切欠き２６が設けられている。

リングギヤ３０は、デフケース２０のフランジ部１１０に対向する部分に、外周側から順に、傾斜部３１、当接部３２、空間形成凹部３３、平坦部３４及び面取部３５を有する。傾斜部３１は、当接部３２から外周側に離れるにつれてフランジ部１１０から離れる面として形成される。また、当接部３２及び平坦部３４は、例えば、同一面上に存在する面とすることができる。空間形成凹部３３は、当接部３２と平坦部３４との間に設けられ、フランジ部１１０から離れる方向へと後退した溝として形成される。

また、デフケース２０のフランジ部１１０は、リングギヤ３０に対向する部分に、外周側から順に、傾斜部１１１、当接部１１２及び空間形成凹部１１３を有する。傾斜部１１１は、当接部１１２から外周側に離れるにつれてリングギヤ３０から離れる面として形成される。また、空間形成凹部１１３は、当接部１１２よりも内周側に設けられ、リングギヤ３０から離れる方向へと後退した溝として形成される。

リングギヤ３０の開口部３８にデフケース２０の筒部２１が嵌合されて圧入され、リングギヤ３０の当接部３２とデフケース２０の当接部１１２とが当接した状態では、リングギヤ３０及びフランジ部１１０にそれぞれ形成された傾斜部３１，１１１によって開先部Ｇが形成される。また、かかる状態においては、リングギヤ３０及びフランジ部１１０にそれぞれ形成された空間形成凹部３３，１１３により貫通空間部Ｓが形成される。

デフケース２０とリングギヤ３０とが溶接される際には、かかる開先部Ｇにフィラーワイヤが供給されつつ、外周側からレーザや電子ビーム等の高エネルギのビームが照射される。これにより、フィラーワイヤと当接部３２，１１２とが溶融して、リングギヤ３０とデフケース２０とが接合される。このとき、フィラーワイヤ及び当接部３２，１１２が溶融して成る溶融金属が貫通空間部Ｓに到達するようにビームが照射され、貫通溶接とされる。デフケース２０とリングギヤ３０との溶接部Ｗ、及び上記の貫通空間部Ｓは、回転軸線Ａの軸回りの全周に亘って形成される。デフケース２０とリングギヤ３０とを全周に亘って溶接する場合、溶接不良となる隙間が生じないように、溶接の基点と終点とが重ねられてオーバーラップ部Ｗ_OLが形成される。

また、リングギヤ３０の開口部３８に嵌合されるデフケース２０の筒部２１の外周面２１ａのうち、図２に示した断面が位置する部分には、所定の目印としての切欠き２６が設けられている。かかる切欠き２６は、デフケース２０ののうち、炭素当量が大きいパーライト組織の比率が高い領域（以下、「高パーライト領域」ともいう。）の位置を示す目印として形成されている。

（１−３．切欠き（目印））
次に、デフケース２０に設けられた切欠き２６について詳細に説明する。図３は、差動装置１０を、リングギヤ３０の歯面３０ａ側から見た斜視図である。図３において、リングギヤ３０の歯面３０ａ側とは反対側に位置するデフケース２０の図示が省略されている。図４は、差動装置１０を、リングギヤ３０の歯面３０ａ側から回転軸線Ａに沿って見た模式図である。図４中、リングギヤ３０は点線で示されている。

デフケース２０は、リングギヤ３０に嵌合される筒部２１の外周面２１ａの一部に切欠き２６を有する。図４に示したように、本実施形態に係る差動装置１０では、切欠き２６は、円筒形状の筒部２１の外周面２１ａの一部が、中心軸となる回転軸線Ａの方向に後退して形成されている。

かかる切欠き２６は、デフケース２０における、高パーライト２８の位置を示す目印としての機能を有する。つまり、切欠き２６の位置から、高パーライト領域２８の位置を特定可能になっている。切欠き２６は、かかる高パーライト領域２８に対して、あらかじめ設定された特定の位置関係を有するように設けられている。例えば、図３及び図４に示した例において、回転軸線Ａを回転中心として、切欠き２６と高パーライト領域２８の中心部とのなす角度θ１が約１８０°となる位置に切欠き２６が設けられている。

高パーライト領域２８は、例えば、鋳鉄を用いてデフケース２０を鋳造する場合に形成され得る。具体的には、デフケース２０の鋳造時において、鋳型の湯口付近での鋳鉄の冷却速度が他の領域に比べて遅くなるため、当該湯口付近で形成される領域のパーライト率が高くなる。

図５は、鋳型の湯口と鋳造されるデフケース２０のパーライト率との関係を示している。横軸は、デフケース２０の回転軸線Ａの軸回り方向において、鋳型の湯口の中心位置に対応する位置を基点とする周方向位置（位相）を示し、縦軸は、それぞれの周方向位置における溶接部される領域のパーライト面積率（％）を示している。図５に示したように、デフケース２０のパーライト面積率は、湯口近傍の位置では高くなっており、湯口近傍から離れるにつれて次第に低下している。なお、図５に示した例では、湯口の中心位置からの位相が４０°の位置を超えると、パーライト面積率に大きな変化は見られなくなる。

高パーライト領域２８は、脆性が高い領域である。かかる高パーライト領域２８は、一見して判別可能なものではないものの、高パーライト領域２８に対して特定の位置関係を有する切欠き２６があることで、高パーライト領域２８の位置を判別することができる。切欠き２６により高パーライト領域２８の位置を判別することを目的とする場合、切欠き２６の形態や大きさは特に限定されない。また、切欠き２６により貫通空間部Ｓを外部に連通させることを目的とする場合、切欠き２６は、少なくとも筒部２１の軸方向に沿って所定の長さを有していればよい。

ただし、本実施形態に係る差動装置１０は、デフケース２０とリングギヤ３０とを溶接する際に、切欠き２６に嵌合可能な位置決め部を有する治具によりデフケース２０を保持して、所定箇所にデフケース２０を配置する過程を含む。したがって、切欠き２６の有無によって、治具に対するデフケース２０の嵌合の可否が区別され得る程度に、切欠き２６の寸法が設定される。

また、本実施形態に係る差動装置１０のデフケース２０に設けられた切欠き２６は、溶接部Ｗと嵌合部Ｆとによって区画された貫通空間部Ｓを外部に連通させている。差動装置１０の製造時において、デフケース２０とリングギヤ３０とを接合する際に上述した貫通溶接を施す場合、供給される熱、あるいは、発生する熱によって、貫通空間部Ｓ内のガスが膨張する。貫通空間部Ｓが外部に開放されていない場合には、貫通空間部Ｓ内のガスの膨張によって、貫通空間部Ｓ内の圧力が上昇し、溶接部Ｗの溶融金属の一部からガスが噴き出して、溶融部Ｗに穴が開く欠陥が生じ得る。

これに対して、本実施形態に係る差動装置１０は、切欠き２６を介して、貫通空間部Ｓが外部に開放されている。したがって、貫通空間部Ｓ内で膨張するガスは、切欠き２６を介して、デフケース２０の外部に逃がされる。これにより、貫通空間部Ｓ内の圧力の上昇が抑制されて、溶融部Ｗに穴が開くような欠陥を防ぐことができる。

また、上述したように、デフケース２０とリングギヤ３０との溶接部Ｗは、回転軸線Ａの軸回りに全周に亘って設けられており、溶接の基点と終点とが重なり合うオーバーラップ部Ｗ_OLを有している。かかるオーバーラップ部Ｗ_OLは、高パーライト領域２８とは異なる領域に位置している。例えば、図４に示した例において、回転軸線Ａを回転中心として、オーバーラップ部Ｗ_OLと高パーライト領域２８の中心部とのなす角度θ２が約９０°となる位置にオーバーラップ部Ｗ_OLが形成されている。後述するように、かかるオーバーラップ部Ｗ_OLは、切欠き２６を利用して、高パーライト領域２８に重ならないように形成される。このため、ビーム溶接による、相対的に高い脆性を有する高パーライト領域２８に対する入熱量が抑制され、高パーライト領域２８からの組織脆化の拡大が抑制されている。したがって、デフケース２０の割れを抑制することができる。

切欠き２６と高パーライト領域２８との位置関係は、本実施形態による差動装置１０の例に限られない。あらかじめ位置関係が設定されている限り、切欠き２６と高パーライト領域２８の中心部とのなす角度θ１は、１８０°とは異なる適宜の角度に設定されてよい。高パーライト領域２８に切欠き２６が形成されてもよい。また、オーバーラップ部Ｗ_OLと高パーライト領域２８との位置関係についても、本実施形態による差動装置１０の例に限られない。互いに異なる位置である限り、オーバーラップ部Ｗ_OLと高パーライト領域２８の中心部とのなす角度θ２は、９０°とは異なる適宜の角度に設定されてよい。

＜２．差動装置の製造方法＞
ここまで、本実施形態に係る差動装置１０の構成例について説明した。次に、本実施形態に係る差動装置１０の製造方法について説明する。本実施形態に係る差動装置１０の製造方法は、所定の目印形成部を鋳型面に有する鋳型に対して、湯口を介して、溶融した鋳鉄を流し込んでデフケースを鋳造する第１工程と、リングギヤにデフケースを嵌合して、所定の軸回りの全周に亘ってデフケースとリングギヤとを溶接する第２工程とを含む。そして、第２工程では、第１工程においてデフケースに形成された目印を利用して、デフケースにおける鋳型の湯口付近で形成された部分で溶接のオーバーラップが生じないように、デフケースとリングギヤとを溶接する。以下、各工程について詳細に説明する。

（２−１．鋳造工程（第１工程））
鋳造工程では、湯口に対して特定の位置関係を有する目印形成部を鋳型面に有する鋳型に対して、湯口を介して、溶融した鋳鉄が流し込まれ、デフケース素材が鋳造される。図６は、鋳造工程で用いられ得る鋳型１００を説明するための模式図である。図６に示した鋳型１００は、同時に１２個のデフケース素材１２０を鋳造可能な鋳型１００の例である。

鋳型１００の種類は、特に限定されるものではなく、砂型又は金型等の、従来公知の鋳型であってよい。図６に示した鋳型１００は、溶融した鋳鉄が流し込まれる１２個の成型領域１０１を有する。成型領域１０１の数は１２個に限られない。各成型領域１０１は、デフケース２０の外形に対応する形状の鋳型面を有する。各成型領域１０１には、溶融した鋳鉄を流し込むための湯口１０３が設けられている。各成型領域１０１の鋳型面は、各成型領域１０１で鋳造されるデフケース素材１２０に対して同じ位置に湯口１０３が位置するように形成されている。

また、各成型領域１０１には、鋳造されるデフケース素材１２０に目印を形成するための目印形成部１０７が設けられている。各成型領域１０１において、湯口１０３と目印形成部１０７とは常に特定の位置関係を有する。図６に示した鋳型１００の例では、成型領域１０１の中心部を中心とする、湯口１０３と目印形成部１０７との回転位相が１８０°に設計されている。

本実施形態に係る差動装置１０では、デフケース２０の筒部２１の外周面２１ａに、目印としての切欠き２６が形成されるため、鋳型１００の各成型領域１０１の鋳型面のうち、筒部２１に対応する筒形状の部分の内周面の一部を、筒形状の中心方向に迫り出させることにより目印形成部１０７が設けられている。ここで、本実施形態に係る差動装置１０の製造方法の溶接工程では、切欠き２６に嵌合可能な位置決め部を有する治具によりデフケース２０の筒部２１を保持して、所定箇所にデフケース２０を配置する過程を含む。したがって、切欠き２６の有無によって、治具に対するデフケース２０の嵌合の可否が区別され得る程度に、目印形成部１０７の寸法（迫り出し量）が設定される。

かかる鋳型１００の各成型領域１０１に対して、湯口１０３を介して溶融した鋳鉄を流し込み、鋳鉄を冷却して固めることによって、目印としての切欠き２６を有するデフケース素材１２０が作製される。なお、鋳造時においては、適宜の中子が用いられてもよい。

図７は、鋳造工程で作製され得るデフケース素材１２０を示す説明図であり、デフケース素材１２０を筒部２１側から軸方向に見た図である。デフケース素材１２０が鋳造される場合、湯口１０３付近では、溶融した鋳鉄が次々と流し込まれるために、鋳鉄の冷却速度が他の領域よりも遅くなる。このため、デフケース素材１２０のうち、湯口１０３付近で形成された部分は、パーライト率が高い高パーライト領域２８となっている。また、デフケース素材１２０において、切欠き２６は、高パーライト領域２８に対して、回転軸線Ａを中心に１８０°の回転位相の位置に形成されている。なお、鋳型１００の各成型領域１０１で鋳造されるすべてのデフケース素材１２０には、高パーライト領域２８に対して同一の位置関係を有する切欠き２６が形成される。

デフケース素材１２０が鋳造された後、適宜の追加工が行われることで、所望のデフケース２０が得られる。例えば、図７に示したデフケース素材１２０には、ピニオンシャフト４０の抜け止め機能を有する抜け止めピン８０が挿入されるピン挿入孔２２ａが形成されていないため、追加工により当該ピン挿入孔２２ａが形成される。

（２−２．溶接工程（第２工程））
溶接工程では、リングギヤ３０にデフケース２０を嵌合して、回転軸線Ａの軸回りの全周に亘ってデフケース２０とリングギヤ３０とが溶接される。このとき、鋳型１００の目印形成部１０７によりデフケース２０に形成された目印としての切欠き２６を利用して、デフケース２０における鋳型１００の湯口１０３付近で形成された部分（高パーライト領域２８）で溶接のオーバーラップが生じないように、デフケース２０とリングギヤ３０とが溶接される。

溶接工程では、切欠き２６の配置位置を管理しながら、デフケース２０が所定箇所に配置される。かかるデフケース２０の筒部２１に対してリングギヤ３０を嵌合させた後、高パーライト領域２８に重ならない位置を開始位置として、デフケース２０及びリングギヤ３０の外周部の全周に亘ってビーム溶接が行われる。つまり、デフケース２０の切欠き２６の配置位置が把握されていれば、切欠き２６に対して特定の位置関係を有する高パーライト領域２８とは異なる位置からビーム溶接を開始させることができる。これにより、高パーライト領域２８で溶接のオーバーラップが生じないようにすることができる。

図８は、切欠き２６の配置位置を管理しながらデフケース２０を所定箇所に配置し得る治具１３０の一例を示す模式図である。図８に示すように、デフケース２０の筒部２１の外形に対応する形状の開口部１３３を有する治具１３０によってデフケース２０を保持し、所定箇所にデフケース２０を配置することによって、切欠き２６の配置位置を管理することができる。具体的に、治具１３０の開口部１３３の一部には、デフケース２０の筒部２１の切欠き２６に嵌合可能な位置決め部１３１が設けられている。このため、切欠き２６と位置決め部１３１とが同じ回転位相の状態でなければ、デフケース２０を治具１３０に保持させることができない。

したがって、デフケース２０が、治具１３０に対して適切に保持され、所定箇所に配置されるときには、位置決め部１３１の位置によって、切欠き２６の位置、すなわち、高パーライト領域２８の位置が管理され得る。つまり、ビーム溶接時にデフケース２０を支持させる支持部に対してデフケース２０を設置する際に、常に治具１３０の位置決め部１３１が同じ位置に位置するようにデフケース２０を保持しながら設置することで、高パーライト領域２８を常に同じ位置に位置させることができる。このとき、高パーライト領域２８が、ビーム溶接の開始位置とは異なる位置に位置するようにデフケース２０が配置される。

次いで、図９に示すように、デフケース２０の筒部２１を、リングギヤ３０の開口部３８に対して嵌合させ、リングギヤ３０がデフケース２０のフランジ部１１０に突き当てられるまで圧入する。その後、デフケース２０の高パーライト領域２８と重ならない位置を開始位置として、リングギヤ３０とデフケース２０のフランジ部１１０との当接位置の外周部を全周に亘ってビーム溶接する（図４を参照。）。このとき、切欠き２６の位置に応じてデフケース２０の高パーライト領域２８の位置があらかじめ把握されているため、高パーライト領域２８が、ビーム溶接の開始位置とは異なる位置にあらかじめ設定され得る。

これらの一連の過程、すなわち、デフケース２０を治具１３０により保持して、所定箇所に設定する過程、デフケース２０とリングギヤ３０とを嵌合させる過程、及び、デフケース２０とリングギヤ３０とをビーム溶接する過程は、あらかじめプログラムされた装置を用いて実行されてもよい。かかる装置を用いて溶接工程が行われることでデフケース２０の高パーライト領域２８と、デフケース２０及びリングギヤ３０の溶接のオーバーラップ部Ｗ_OLとが重ならないように、効率的に溶接工程を実施することができる。

その後、図示しないものの、デフケース２０に、ピニオンベベルギヤ、サイドベベルギヤ、ピニオンシャフト、及び抜け止めピン等を組み付けることにより、差動装置１０が製造される。

以上説明したように本実施形態に係る差動装置１０の製造方法では、デフケース２０の外観からは判別しづらい高パーライト領域２８に対して特定の位置関係を有する目印としての切欠き２６が鋳造工程で形成される。したがって、追加の工程を設けることなく、高パーライト領域２８の位置を把握し得る目印が形成される。また、本実施形態に係る差動装置１０の製造方法では、溶接工程において、切欠き２６を利用して、高パーライト領域２８とは異なる位置を開始位置としてビーム溶接が行われる。したがって、脆性が高い高パーライト領域２８と溶接のオーバーラップ部Ｗ_OLとが重なることがなく、高パーライト領域２８への入熱量を抑制することができる。これにより、差動装置１０におけるデフケース２０の割れを抑制することができる。

また、本実施形態に係る差動装置１０の製造方法では、溶接工程において、デフケース２０の筒部２１の外周面２１ａに設けた切欠き２６に嵌合可能な位置決め部１３１を有する治具１３０を用いてデフケース２０が保持され、所定箇所にデフケース２０が設置される。このとき、切欠き２６の位置、つまり、デフケース２０の高パーライト領域２８の位置があらかじめ設定された位置となるようにデフケース２０が設置されるとともに、高パーライト領域２８とは異なる位置にビーム溶接の開始位置があらかじめ設定され得る。このため、溶接のオーバーラップ部Ｗ_OLと高パーライト領域２８とが重ならないように溶接工程が効率的に実施され、差動装置１０を効率的に製造することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、デフケース２０の筒部２１の外周面２１ａに、目印としての切欠き２６が設けられていたが、本発明は係る例に限定されない。例えば、溶融部Ｗと嵌合部Ｆとによって区画された貫通空間部Ｓを外部に連通させる通路が切欠き以外に確保されている場合には、目印は、外周面２１ａに設けられる切欠きでなくてもよい。例えば、目印は、突部やマーキングであってもよい。ただし、目印として突部を形成する場合には、溶接部Ｗや嵌合部Ｆを構成し得る位置以外に目印が形成されることが好ましい。

１０ 差動装置
２０ デフケース
２１ 筒部
２１ａ 外周面
２６ 切欠き（目印）
２８ 高パーライト領域
３０ リングギヤ
３８ 開口部
１００ 鋳型
１０１ 成型領域
１０３ 湯口
１０７ 目印形成部
１２０ デフケース素材
１３０ 治具
１３１ 位置決め部
１３３ 開口部
Ｆ 嵌合部
Ｓ 貫通空間部
Ｗ 溶接部

Claims (6)

1. 湯口に対して特定の位置関係を有する目印形成部を鋳型面に有する鋳型に対して、前記湯口を介して、溶融した鋳鉄を流し込んでデフケースを鋳造する第１工程と、
   リングギヤに前記デフケースを嵌合して、所定の軸回りの全周に亘って前記デフケースと前記リングギヤとを溶接する第２工程と、を含み、
   前記第２工程では、前記第１工程において前記目印形成部により前記デフケースに形成された目印を利用して、前記デフケースにおける前記鋳型の湯口付近で形成された部分で溶接のオーバーラップが生じないように、前記デフケースと前記リングギヤとを溶接する、差動装置の製造方法。
2. 前記第２工程において、前記目印を利用して、前記鋳型の湯口付近で形成された部分が、前記溶接の開始位置とは異なる特定の位置に位置するように前記デフケースを配置する、請求項１に記載の差動装置の製造方法。
3. 前記目印は、前記リングギヤに嵌合される前記デフケースの筒部の外周面の一部に設けられた切欠きであり、
   前記第２工程において、前記切欠きに嵌合可能な位置決め部を有する治具により前記デフケースを保持して所定箇所に前記デフケースを配置することにより、前記鋳型の湯口付近で形成された部分を、前記溶接の開始位置とは異なる特定の位置に位置させる、請求項２に記載の差動装置の製造方法。
4. 鋳鉄を主成分とする鋳物からなるデフケースと、
   前記デフケースの筒部が嵌合された開口部を有し、所定の軸回りの全周に亘って前記デフケースに溶接されたリングギヤと、を備え、
   前記デフケースは、前記筒部の周方向における一部の領域のパーライト率が他の領域よりも高くなっており、かつ、前記パーライト率が高い領域に対して特定の位置関係を有する目印を有し、
   前記溶接の基点及び終点が重なるオーバーラップ部が、前記パーライト率が高い領域とは異なる領域に位置する、差動装置。
5. 前記目印は、前記筒部の外周面の一部に設けられた切欠きである、請求項４に記載の差動装置。
6. 前記デフケースと前記リングギヤとが嵌合した嵌合部と、前記デフケースと前記リングギヤとが溶接された溶接部と、の間に空間部が設けられ、
   前記空間部は、前記目印としての切欠きを介して外部に連通する、請求項５に記載の差動装置。
   

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