焊接构造以及焊接方法 技术领域 本发明涉及例如利用焊接接合了汽车的差动装置 ( 差动齿轮 ) 中的差速器壳与内 啮合齿轮等多个部件的焊接构造以及焊接方法。
背景技术 作为利用焊接接合了多个部件的焊接构造的一个例子， 例如有将汽车的差动装置 ( 以下， 称作差动齿轮 ) 中的差速器壳与内啮合齿轮接合的焊接构造。图 11 示出了现有的 差速器壳 100 与内啮合齿轮 102 的焊接构造的现有例。准双曲面齿轮被形成于内啮合齿轮 102 的齿部 102a。在图 11 所示的现有例中， 在差速器壳 100 中的差速器壳 100 与内啮合齿 轮 102 的接合面上设置有沟槽 104。 并且由此， 减轻了由于在差动齿轮实际运转时作用于图 示方向的负载而产生的焊道 105 的压缩应力以及剪应力向焊道端部 105a 集中的情况。
但是， 在如图 12 所示的斜齿轮被形成于内啮合齿轮 106 的齿部 106a 的现有例中， 当差动齿轮实际运转时， 负载反复作用于实线的箭头和虚线的箭头分别示出的方向。 于是， 在差速器壳 108 与内啮合齿轮 106 的接合面上的内啮合齿轮 106 的中心轴方向 ( 附图的上 下方向 ) 的两端， 反复产生压缩应力和拉伸应力。在图 12 的现有例中， 焊道 109 只被形成 于差速器壳 108 与内啮合齿轮 106 的接合面上的内啮合齿轮 106 的中心轴方向的一侧。因 此， 大的压缩应力和拉伸应力反复作用于焊道 109 的端部， 从而焊接强度可能会变得不足。 另外， 即使在差速器壳 108 的与内啮合齿轮 106 的接合面上设置沟槽 110， 也不能够获得减 小焊道 109 的沟槽 110 侧的端部的应力。
在此， 在专利文献 1 中， 公开了如下技术 ： 当在小齿轮部件与大齿轮部件之间配置 凸盘部件、 并接合大齿轮部件与凸盘部件时， 使凸盘部件的外周部与大齿轮部件的内周面 抵接， 并从大齿轮部件的中心轴方向的两侧进行焊接。
在先技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 日本专利文献特开平 10-231918 号公报
发明内容 发明要解决的问题
在专利文献 1 的技术中， 当从大齿轮部件的中心轴方向的两侧进行焊接时可能产 生的气体可能直接残留在焊道的内部， 由此产生大量气孔， 焊接质量降低。另外， 两侧的焊 道之间存在未焊接部。于是， 当在焊接后的冷却过程中焊接部收缩时， 未焊接部会阻碍收 缩， 因此在焊道与未焊接部的边界处残留拉伸应力。如果像这样在焊道与未焊接部的边界 处残留拉伸应力， 则随着压缩应力和拉伸应力反复产生于双方的焊道， 可能从所述焊道与 未焊接部的边界向焊道或热影响部产生龟裂， 从而不能获得足够的焊接强度。
因此， 本发明就是为了解决上述问题而完成的， 其目的在于提供能够实现焊接强 度和焊接质量的提高的焊接构造以及焊接方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题的本发明的一个方面方面涉及一种第一部件和第二部件通过 焊接而接合的焊接构造， 其特征在于， 所述第一部件包括与所述第二部件接合的第二部件 接合部， 所述第二部件包括与所述第一部件接合的第一部件接合部， 当将所述第一部件与 所述第二部件排列的方向设为第一方向、 将与所述第一方向交叉的方向设为第二方向时， 所述焊接结构具有 ： 空洞部， 所述空洞部设置在所述第一部件接合部与所述第二部件接合 部之间 ； 以及焊接部， 所述焊接部设置在所述第一部件接合部与所述第二部件接合部被接 合的接合面的在所述第二方向上的两个端部与所述空洞部之间。
根据该方面， 焊接时可能产生的气体能够被排出到空洞部， 因此能够抑制气孔的 产生。 另外， 在焊接后的冷却过程中， 导致焊接强度下降的应力难以残留在第一部件与第二 部件的接合部分的边界处， 因此焊接强度和焊接质量提高。
作为本发明的一个方面， 优选具有贯通外部与所述空洞部之间的通孔。
根据该方面， 焊接时被排出到空洞部内的气体被从通孔排出， 因此可防止在焊接 部产生空穴。另外， 通过从通孔观察空洞内部， 能够确认进行了贯通到空洞部的焊接， 因此 焊接质量提高。另外， 在焊接后的冷却过程中可能产生于空洞部内的结露所引起的水滴通 过通孔被排出， 因此能够防止焊接部被腐蚀。 作为本发明的一个方面， 优选所述第一部件是以所述第一方向为径向的环形部 件， 在所述第一部件的内周面和所述第二部件的所述第一部件接合部的与所述内周面抵接 的面中的任一面上具有压配部， 所述压配部使得所述内周面与所述抵接面之间具有压配间 隙地嵌。
根据该方面， 第二部件被压配至第一部件， 或者第一部件被压配至第二部件， 因此 在焊接时， 能够维持第一部件与第二部件的位置。因此， 能够减小焊接形变。
作为本发明的一个方面， 优选所述空洞部包括第一空洞部和第二空洞部， 所述第 一空洞部和所述第二空洞部分别配置于在所述第二方向上隔着所述压配部的两侧。
根据该方面， 例如在激光焊接中， 当从接合面的在第二方向上的两端侧进行焊接、 即从两个方向进行焊接时， 被照射的激光被压配部遮挡。 因此， 能够防止通过从一侧照射激 光而已设置的焊接部被从另一侧照射的激光再加热。此外， 即使在从上述两个方向同时进 行焊接时， 从两个方向照射的激光也不会相互干扰。
作为本发明的一个方面， 优选所述空洞部由设置于所述第一部件和所述第二部件 中的至少一者上的沟槽形成。
根据该方面， 通过调节沟槽的深度就能够容易地调节向空洞部排出气体的允许排 出量。
作为本发明的一个方面， 优选所述第二部件是在熔融时产生的气体的量多于所述 第一部件的部件， 并且所述焊接部沿着相对于所述接合面向所述第一部件侧倾斜的方向设 置。
根据该方面， 在焊接时， 能够减小在熔融时产生气体的量更多的第二部件的熔融 量， 因此能够抑制气孔的产生。
作为本发明的一个方面， 优选一种第一部件和第二部件通过焊接而接合的焊接构 造， 其中， 所述第一部件包括与所述第二部件接合的第二部件接合部， 所述第二部件包括与
所述第一部件接合的第一部件接合部， 当将所述第一部件与所述第二部件排列的方向设为 第一方向、 将与所述第一方向交叉的方向设为第二方向时， 在所述第一部件接合部与所述 第二部件接合部被接合的接合面的至少所述第二方向上的两个端部设置有焊接部， 所述第 二部件是在熔融时产生的气体的量多于所述第一部件的部件， 所述焊接部沿着相对于所述 接合面向所述第一部件侧倾斜的方向设置。
根据该方面， 在焊接时， 能够减小在熔融时产生气体的量更多的第二部件的熔融 量， 因此能够抑制气孔的产生。
作为本发明的一个方面， 优选所述第一部件是差动齿轮的内啮合齿轮， 所述第二 部件是差速器壳， 所述差速器壳是所述差动齿轮的壳体部件。
根据该方面， 当差动齿轮实际运转时， 即使外力作用于内啮合齿轮， 也能够减小焊 接部的应力并抑制在焊接部产生气孔， 因此差速器壳与内啮合齿轮的焊接部的焊接强度和 焊接质量提高。
为了解决上述问题的本发明的一个方面涉及一种用于通过焊接来接合第一部件 和第二部件的焊接方法， 其特征在于， 当将为了接合所述第一部件所具有的与所述第二部 件接合的第二部件接合部与所述第二部件所具有的与所述第一部件接合的第一部件接合 部而配置所述第一部件与所述第二部件的方向设为第一方向、 将与所述第一方向交叉的方 向设第二方向时， 在所述第一部件接合部与所述第二部件接合部之间设置有空洞部， 从所 述接合面的在所述第二方向上的两端侧进行焊接以使焊接部被设置在所述接合面的在所 述第二方向上的两个端部与所述空洞部之间。
作为本发明的一个方面， 优选在所述第一部件或所述第二部件设置有贯通外部与 所述空洞部之间的通孔。
作为本发明的一个方面， 优选所述第一部件以其径向成为所述第一方向的方式被 形成为环形， 在所述第二部件的所述第一部件接合部形成与所述第一部件的内周面抵接的 抵接面， 以使所述内周面与所述抵接面之间具有压配间隙的方式使所述第一部件与所述第 二部件配合。
作为本发明的一个方面， 优选一种用于通过焊接来接合第一部件和第二部件的焊 接方法， 其中， 当将为了接合所述第一部件所具有的与所述第二部件接合的第二部件接合 部和所述第二部件所具有的与所述第一部件接合的第一部件接合部而配置所述第一部件 与所述第二部件的方向设为第一方向、 将与所述第一方向交叉的方向设为第二方向时， 将 所述第二部件设为在熔融时产生的气体的量多于所述第一部件的部件， 并且从所述第一部 件接合部与所述第二部件接合部被接合的接合面的在所述第二方向上的两端侧进行焊接， 以在所述接合面的至少所述第二方向上的两个端部沿着相对于所述接合面向所述第一部 件侧倾斜的方向设置焊接部。
发明效果
根据本发明涉及的焊接构造以及焊接方法， 能够实现焊接强度及焊接质量的提 高。 附图说明
图 1 是差速器壳与内啮合齿轮的焊接构造的平面图 ；图 2 是图 1 的 A-A 截面图 ； 图 3 是图 2 中的差速器壳与内啮合齿轮的焊接部的放大图 ； 图 4 是示出了压缩应力集中产生于未焊接部的情形的图 ； 图 5 是示出了焊接时的突出部分的情形的图 ； 图 6 是示出了利用定位夹具进行内啮合齿轮的定位的情形的图 ； 图 7 是示出了实施例 2 的图 ； 图 8 是示出了实施例 3 的图 ； 图 9 是示出了实施例 4 的图 ； 图 10 是示出了实施例 5 的图 ； 图 11 是示出了使用了准双曲面齿轮的内啮合齿轮的现有例的图 ； 图 12 是示出了使用了斜齿轮的内啮合齿轮的现有例的图。具体实施方式
以下， 参照附图对将本发明具体化的方式方面进行详细的说明。在本方面实施方 式中， 以差动齿轮中的差速器壳与内啮合齿轮的焊接构造为例。 〔实施例 1〕
首先， 对本实施例的焊接构造的概要进行说明。
图 1 是差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 的焊接构造的平面图， 关于差速器壳 10， 只示 出了其与内啮合齿轮 12 接合的接合部的附近。
如图 1 所示， 差速器壳 10 被插入环形的内啮合齿轮 12 的内周侧， 由此差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 通过焊接接合。 并且， 第一焊道 14 沿内啮合齿轮 12 的内周被设置为环形， 该第一焊道 14 是通过焊接接合差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 时被设置的焊接部。在此， 差 速器壳 10 是权利要求书中的 “第二部件” 的一个例子。另外， 内啮合齿轮 12 是权利要求书 中的 “第一部件” 的一个例子。此外， 在本实施例中， 在内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向 ( 在 图 1 中为纸面的垂直方向、 与内啮合齿轮 12 的径向垂直相交的方向 ) 上， 从隔着内啮合齿 轮 12 的两侧的两个方向开始进行焊接。并且， 如后面所述， 在图 1 所示的一侧的相反侧， 作 为焊接部的第二焊道 38( 参照图 3) 与第一焊道 14 同样地沿内啮合齿轮 12 的内周被设置 为环形。
差速器壳 10 是在其内部设置有用于向驱动轴 ( 未图示 ) 传递动力的动力传递部 件 ( 小齿轮轴、 小齿轮、 半轴齿轮等 ) 的壳体体部件。另外， 内啮合齿轮 12 是与传递来自发 动机 ( 未图示 ) 的动力的未图示的驱动小齿轮啮合的齿轮部件。此外， 差速器壳 10 的材质 为铸铁， 内啮合齿轮 12 的材质为钢。
图 2 是图 1 的 A-A 截面图， 图 3 是图 2 中的差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 的接合 部的放大图。
如图 2 和图 3 所示， 差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 在内啮合齿轮 12 的径向 ( 第一 方向 ) 上排列。此外， 内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向为与内啮合齿轮 12 的径向垂直相交 的方向 ( 第三方向 )。在本实施例中， 在接合面 25 中设置有第一焊道 14 和第二焊道 38 的 方向 ( 第二方向 ) 和与内啮合齿轮 12 的径向垂直相交的方向 ( 第三方向、 中心轴 S 方向 ) 一致。
在差速器壳 10 中设置有与内啮合齿轮 12 接合的齿轮接合部 22。在此， 齿轮接合 部 22 为权利要求书中的 “第一部件接合部” 的一个例子， 是差速器壳 10 的一部分。即， 在 权利要求书中， “第一部件接合部” 是 “第二部件” 的一部分。另外， 在内啮合齿轮 12 中设置 有与差速器壳 10 接合的壳接合部 20。在此， 壳接合部 20 是权利要求书中的 “第二部件接 合部” 的一个例子， 是内啮合齿轮 12 的一部分。即， 在权利要求书中， “第二部件接合部” 是 “第一部件” 的一部分。并且， 在壳接合部 20 与齿轮接合部 22 接合的接合面 25 上， 从内啮 合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两个端部中的一个端部 27a 起设置有第一焊道 14， 从另一个端 部 27b 起设置有第二焊道 38。
内啮合齿轮 12 被形成为 ： 在其径向上以从接合面 25 朝向内啮合齿轮 12 的外周依 次排列有壳接合部 20、 连结部 18、 以及齿部形成部 16。连结部 18 与壳接合部 20 以及齿部 形成部 16 连接， 并且连结壳接合部 20 和齿部形成部 16。在齿部形成部 16 的外周设置有齿 部 16a。在本实施例中， 在齿部 16a 上形成有斜齿轮。
如图 3 所示， 在差速器壳 10 的齿轮接合部 22 上设置有抵接面 21， 该抵接面 21 在 焊接差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 之前与内啮合齿轮 12 的内周面 12a 抵接。在该抵接面 21 上设置有压配部 24， 在该压配部 24 的两侧设置有第一沟槽 26 和第二沟槽 28。 压配部 24 被设置于抵接面 21 中的内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向上的大致中心 的位置。该压配部 24 是在将差速器壳 10 插入内啮合齿轮 12 的内周面 12a 时， 使得内周面 12a 与抵接面 21 之间具有压配间隙地使差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 配合的部件。此外， 也可以将抵接面 21 上的隔着第一沟槽 26、 压配部 24、 以及第二沟槽 28 而位于内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两侧的表面的部分作为压配部。第一沟槽 26 在其与内啮合齿轮 12 的 内周面 12a 之间形成第一空洞部 30， 第二沟槽 28 在其与内啮合齿轮 12 的内周面 12a 之间 形成第二空洞部 32。此外， 也可以取代在差速器壳 10 的抵接面 21 设置压配部 24， 而在内 啮合齿轮 12 的内周面 12a 设置压配部。
另外， 在差速器壳 10 的齿轮接合部 22 中设置有贯通差速器壳 10 的外部与第一空 洞部 30 之间的通孔 34。此外， 也可以另行设置贯通差速器壳 10 的外部与第二空洞部 32 之 间的通孔。另外， 也可以取代在差速器壳 10 的齿轮接合部 22 中设置通孔， 而在内啮合齿轮 12 的壳接合部 20 中设置通孔， 或者在差速器壳 10 的齿轮接合部 22 和啮合齿轮 12 的壳接 合部 20 中都设置通孔。
在本实施例中， 通过从内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两侧的两个方向进行焊 接， 分别设置有第一焊道 14 和第二焊道 38。该第一焊道 14 和第二焊道 38 是在通过焊接接 合差速器壳 10 的齿轮接合部 22 和内啮合齿轮 12 的壳接合部 20 时形成于接合部分的焊接 金属层。
第一焊道 14 被设置于接合面 25 上的中心轴 S 方向的端部 27a 与第一空洞部 30 之 间， 第二焊道 38 被设置于接合面 25 上的中心轴 S 方向的端部 27b 与第二空洞部 32 之间。 另外， 第一焊道 14 和第二焊道 38 沿着相对于差速器壳 10 的齿轮接合部 22 的抵接面 21 倾 斜了角度 α 的方向而设置。
以上为本实施例的焊接构造的概要。
接下来， 对本实施例的焊接构造的特点及其作用、 效果进行说明。
如图 3 所示， 设置有第一空洞部 30 和第二空洞部 32。并且， 进行了在接合面 25 的
端部 27a 与第一空洞部 30 之间设置第一焊道 14、 并在接合面 25 的端部 27b 与第二空洞部 32 之间设置第二焊道 38 的焊接 ( 以下称作 “贯通焊接” )。由此， 焊接时差速器壳 10 熔融 而产生的气体能够被排出到第一空洞部 30 和第二空洞部 32。因此， 通过设置第一空洞部 30 和第二空洞部 32 来进行贯通焊接， 能够抑制气孔的产生。 此外， 如果调节第一沟槽 26 和 第二沟槽 28 的深度， 则能够容易地调节向第一空洞部 30 和第二空洞部 32 排出气体的允许 排出量。
在此， 假定在第一焊道 14 与第一空洞部 30 之间设置有未焊接部 48 的情况。 于是， 如图 4 所示， 在焊接后的冷却过程中， 当第一焊道 14 及其周边的热影响部收缩时， 未焊接部 48 阻止向箭头所示的方向的收缩， 因此在第一焊道的边界 61 处残留箭头所示的拉伸应力。 并且， 若如此残留拉伸应力， 则在差动齿轮实际运转时有负载作用时， 可能容易从第一焊道 边界 61 开始产生龟裂。与此相对， 如果如本实施例所述的那样进行贯通焊接以不设置未焊 接部 48， 就不会产生上述的问题。 因此， 通过设置第一空洞部 30 和第二空洞部 32 来进行贯 通焊接， 提高了焊接强度及焊接质量。
另外， 如图 3 所示， 在差速器壳 10 中的齿轮接合部 22 的抵接面 21 上设置有压配 部 24。并且， 压配部 24 被压入到内啮合齿轮 12 的内周面 12a， 并将齿轮接合部 22 插入内 啮合齿轮 12 的内周侧。因此， 能够在焊接前和焊接时维持差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 的 位置关系。从而， 通过设置压配部 24， 能够减小焊接形变。 另外， 如图 2 所示， 将压配部 24 设置在照射激光 23 的方向的前方的位置。 因此， 形 成第一焊道 14 和第二焊道 38 时照射的激光 23 在到达压配部 24 后被遮挡。从而， 当在形 成了一条焊道后形成另一条焊道时 ( 例如， 在形成第一焊道 14 后形成第二焊道 38 时等 )， 用于形成另一条焊道的激光不会对已形成的一条焊道进行再加热。因此， 通过将压配部 24 设置在激光 23 的照射方向的前方的位置， 能够提高焊接强度及焊接质量。
另外， 当从内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两侧的两个方向同时照射激光 23 来 形成第一焊道 14 和第二焊道 38 时， 激光 23 也会在到达压配部 24 后被遮挡， 因此来自两个 方向的激光 23 互不干扰。 因此， 通过将压配部 24 设置在激光 23 的照射方向的前方的位置， 能够提高焊接设备的安全性。
另外， 在本实施例中， 通过从内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两侧的两个方向进 行焊接来设置第一焊道 14 和第二焊道 38。因此， 在第一焊道 14 和第二焊道 38 中， 焊透深 度浅的部分中焊条 40 的熔融成分 (Ni 等 ) 所占的比例均大于焊透深度深的部分中焊条 40 的熔融成分 (Ni 等 ) 所占的比例， 并且， 焊条 40 的熔融成分在焊透方向上的分布大致相等。 从而， 相对于在差动齿轮实际运转时作用于的弯曲应力的第一焊道 14 和第二焊道 38 的材 料强度均匀。所以， 通过从内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两侧的两个方向进行焊接来设 置第一焊道 14 和第二焊道 38， 能够提高焊接强度及焊接质量。
另外， 在焊接时， 能够使得形成第一焊道 14 和第二焊道 38 的部分的在内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向上的热量输入的分布均匀。因此， 通过从内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向 的两侧的两个方向进行焊接， 能够抑制焊接形变。
另外， 如图 2 和图 3 所示， 沿着相对于差速器壳 10 的齿轮接合部 22 的抵接面 21 向内啮合齿轮 12 侧倾斜角度 α 的方向进行了设置第一焊道 14 和第二焊道 38 的焊接 ( 以 下称作 “倾斜焊接” )。因此， 在焊接时， 能够减小相比于内啮合齿轮 12( 材质为钢 ) 在熔融
时产生的气体的量更多的差速器壳 10( 材质为铸铁 ) 的熔融量， 因此能够减小气体的产生 量。从而通过进行倾斜焊接， 能够抑制气孔的产生。
另外， 即便第一焊道 14 与第二焊道 38 万一断裂的情况下， 内啮合齿轮 12 也被挂 在差速器壳 10 上而不会脱离， 由此能够防止内啮合齿轮 12 的脱落。
另外， 如图 2 和图 3 所示， 在差速器壳 10 中设置有贯通外部与第一空洞部 30 之间 的通孔 34。因此， 在焊接时， 通过从通孔 34 观察焊接时第一沟槽 26 中的激光 23 的反射光， 能够判断将第一焊道 14 形成至第一空洞部 30 的贯通焊接是否可靠地进行。从而通过设置 通孔 34， 能够可靠地提高焊接质量。
另外， 滞留在第一空洞部 30 内的气体通过通孔 34 被排出， 因此在第一空洞部 30 内不容易发生气体膨胀， 能够防止在第一焊道 14 内形成空穴。另外， 在焊接后的冷却过程 中可能产生于第一空洞部 30 内的结露所引起的水滴通过通孔 34 被排出， 因此能够防止第 一焊道 14 被腐蚀。因此， 通过设置通孔 34， 提高了焊接质量。此外， 如果在差速器壳 10 中 设置贯通外部与第二空洞部 32 之间的通孔， 则对第二焊道 38 也能够获得同样的效果。
另外， 如图 2 和图 3 所示， 在内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向上， 将连结部 18 的尺 寸设为 ta、 将壳接合部 20 的端面 20a 与端面 20b 之间的尺寸设为 tb、 将齿部形成部 16 的 尺寸设为 tc。
在具有本实施例的差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 的焊接构造的差动齿轮中， 当实 际运转时， 通过来自驱动小齿轮 ( 未图示 ) 的动力传递， 推力负载 ( 外力 ) 向内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向 ( 图 2 中粗箭头所示的方向 ) 作用于齿部形成部 16。并且， 当由于这样的 增大负载而弯曲力矩作用于图 2 的细箭头所示的方向时， 压缩应力或拉伸应力作用于第一 焊道 14 和第二焊道 38。
在此， 在本实施例中， 设 ta ＜ tb。 由此， 壳接合部 20 的截面系数变大， 抗弯刚度提 高。因此， 即使推力负载作用于中心轴 S 方向， 在第一焊道 14 和第二焊道 38 上产生的压缩 应力和拉伸应力也会减小。这样， 通过设 ta ＜ tb， 差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 的焊接强 度提高。
另外， 如图 3 所示， 通过设 ta ＜ tb， 在内啮合齿轮 12 的壳接合部 20 上设置了从连 结部 18 向内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向伸出的突出部分 42。该突出部分 42 在内啮合齿 轮 12 的径向上的尺寸小， 并且该突出部分 42 的在内啮合齿轮 12 的径向上位于接合面 25 的的相反侧的面敞开着， 因此， 其热容量小并且刚度低。因此， 当进行接合面 25 的焊接时， 突出部分 42 温度上升而杨氏模量减小， 容易向图 5 中的虚线和箭头所示的方向膨胀变形。
另外， 在焊接后的冷却过程中， 突出部分 42 温度下降， 容易收缩变形。因此， 在焊 接时及焊接后的冷却过程中， 能够抑制在第一焊道 14、 第二焊道 38、 以及它们的的热影响 部产生裂纹。因此， 通过设 ta ＜ tb， 焊接质量提高。此外， 通过尽可能缩小突出部分 42 在 内啮合齿轮 12 的径向上的尺寸， 能够进一步减小其热容量并降低其刚度。
另外， 由于扩大了壳接合部 20 的截面系数， 因此即使第一焊道 14 和第二焊道 38 的焊透深度不是很大也能够确保焊接强度。因此， 能够减少焊接时的热量输入。从而， 通过 设 ta ＜ tb， 能够降低焊接形变并降低焊接设备成本。
另外， 如图 2 所示， 设 tb ＜ tc。通过如此减小壳接合部 20 的尺寸 tb， 能够减少内 啮合齿轮 12 的重量。另外， 因为壳接合部 20 的截面积减小， 所以在差动齿轮实际运转时内啮合齿轮 12 以中心轴 S 为中心进行旋转时， 能够减少在填充于内啮合齿轮 12 周围的润滑 油 ( 未图示 ) 与内啮合齿轮 12 之间产生的搅拌阻力。
另外， 如图 2 和图 3 所示， 将内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向上的差速器壳 10 的齿 轮接合部 22 中的端面 22a 与端面 22b 之间的尺寸设为 td。 并且在本实施例中， 设 tb ＜ td。 于是由此， 在内啮合齿轮 12 的壳接合部 20 的端面 20a 与差速器壳 10 的齿轮接合部 22 的 端面 22a 之间、 以及在内啮合齿轮 12 的壳接合部 20 的端面 20b 与差速器壳 10 的齿轮接合 部 22 的端面 22b 之间分别设置有台阶 44。因此， 当将内啮合齿轮 12 的内周面 12a 与差速 器壳 10 的抵接面 21 抵接来进行焊接时， 如图 5 所示， 通过使焊条 40 依从 ( 接触于 ) 所述 台阶 44 的部分， 焊条 40 的位置更不会向差速器壳 10 侧偏离。因此， 通过设 tb ＜ td， 能够 防止在焊接时焊条 40 的位置偏离。
另外， 如图 2 和图 3 所示， 将内啮合齿轮 12 的壳焊接部 20 中的中心轴 S 方向上的 端面 20a 和端面 20b 沿内啮合齿轮 12 的径向形成为平坦状。因此， 能够在将内啮合齿轮 12 的定位夹具 46 接触到端面 20a 和端面 20b 中的任一者、 或者端面 20a 和端面 20b 两者的情 况下， 高精度地进行差速器壳 10 和内啮合齿轮 12 的定位。在此， 在图 6 中示出了在将定位 夹具 46 与端面 20a 接触的情况下进行差速器壳 10 和内啮合齿轮 12 的定位的例子。此外， 也可以只将端面 20a 或只将端面 20b 沿内啮合齿轮 12 的径向形成为平坦状。如此， 通过将 端面 20a、 端面 20b 中的至少一者沿内啮合齿轮 12 的径向形成为平坦状， 能够使用定位夹具 46 高精度地进行差速器壳 10 和内啮合齿轮 12 的定位。 〔实施例 2〕
还可考虑图 7 所示的实施例 2。
在实施例 2 中， 没有在差速器壳 10 中设置压配部 24， 这点与实施例 1 不同。另外， 在差速器壳 10 的抵接面 21 上设置有沟槽 51， 并且具有设置于所述沟槽 51 与内啮合齿轮 12 的内周面 12a 之间的空洞部 52， 这点也与实施例 1 不同。空洞部 52 的截面积大于实施 例 1 中的第一空洞部 30 与第二空洞部 32 的截面积之和。因此， 能够将由于在焊接时差速 器壳 10 熔融而可能产生的气体更多地从空洞部 52 的内部排出。因此， 根据实施例 2， 向空 洞部 52 的气体的允许排出量增大， 因此能够更可靠地抑制气孔的产生。另外， 因为没有设 置压配部 24， 所以能够减少机械加工的工序， 降低制造成本。
在实施例 2 中， 在焊接前的齿轮接合部 22 中的沟槽 51 的两侧设置有与壳接合部 20 抵接的抵接面 53 和抵接面 55。并且， 当在焊接前将差速器壳 10 插入内啮合齿轮 12 的 内周时， 优选在抵接面 53 与抵接面 55 中的至少任一表面将差速器壳 10 压入到内啮合齿轮 12 的内周面 12a。
另外， 在通过向空洞部 52 的气体的允许排出量增大而可能不必再担心由空洞部 52 内的气体膨胀导致的第一焊道 14 和第二焊道 38 的空穴缺陷的情况下， 还可考虑不设置 通孔 34 的变形例。
〔实施例 3〕
还可考虑图 8 所示的实施例 3。
在实施例 3 中， 除实施例 2 的沟槽 51 之外， 还在内啮合齿轮 12 的内周面 12a 上设 置有沟槽 54。由此具有设置于沟槽 51 与沟槽 54 之间的空洞部 56。该空洞部 56 具有比实 施例 2 中的空洞部 52 更大的截面积。因此， 能够将由于在焊接时差速器壳 10 熔融而可能
产生的气体更多地排出到空洞部 56。因此， 通过在内啮合齿轮 12 上设置沟槽 54， 允许被排 出到空洞部 56 的气体的允许排出量增大， 因此能够更可靠地抑制气孔的产生。
另外， 因为允许被排出到空洞部 56 内的气体的允许排出量增大， 由空洞部 56 内的 气体膨胀导致的第一焊道 14 和第二焊道 38 的空穴缺陷不容易产生。因此， 设置贯通空洞 部 56 与差速器壳 10 的外部之间的通孔的必要性减小。
此外， 与实施例 2 同样地， 当在焊接前将差速器壳 10 插入内啮合齿轮 12 的内周 时， 优选在抵接面 53 与抵接面 55 中的至少任一表面将差速器壳 10 压入到内啮合齿轮 12 的内周面 12a。
另外， 也可以根据需要而在齿轮接合部 22 与壳接合部 20 之间设置所述台阶 44。 另外， 也可以进行倾斜焊接。
〔实施例 4〕
还可考虑图 9 所示的实施例 4。
在实施例 4 中， 分割内啮合齿轮 12 的内周面 12a， 并使分割而成的各个内周面 12a 的位置在径向上不同。 在本实施例中， 将内周面 12a 作为接合壳接合部 20 与齿轮接合部 22 的接合面 25。 此外， 在所述实施例 1 ～ 3 中， 在接合面 25 中设置第一焊道 14 和第二焊道 38 的 方向 ( 第二方向 ) 和与内啮合齿轮 12 的径向垂直相交的方向 ( 第三方向、 中心轴 S 方向 ) 一致， 但在以下的实施例 4 和实施例 5 中， 在接合面 25 中设置第一焊道 14 和第二焊道 38 的 方向 ( 第二方向 ) 和与内啮合齿轮 12 的径向垂直相交的方向 ( 第三方向、 中心轴 S 方向 ) 并不一致。
如图 9 所示， 使分割而成的各个内周面 12a 的位置在径向上不同， 并使差速器壳 10 的抵接面 53 和抵接面 55 的位置与内周面 12a 的位置对应， 由此将第一焊道 14 和第二焊道 38 分别设置在内啮合齿轮 12 的径向上的不同位置。由此， 在焊接时， 即使向内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向照射激光 23， 激光 23 也会在到达差速器壳 10 或内啮合齿轮 12 后被遮挡。 因此， 为了形成一条焊道而照射的激光 23 不会照射另一条已形成的一条焊道并对其进行 再加热。因此， 能够提高焊接强度及焊接质量。
另外， 当从内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两侧的两个方向同时进行激光焊接 时， 从两个方向照射的激光 23 不会相互干扰。因此， 能够提高焊接设备的安全性。另外， 因 为没有必要进行倾斜焊接， 所以能够简化焊接设备， 降低制造成本。
另外， 即使在第一焊道 14 与第二焊道 38 断裂的情况下， 内啮合齿轮 12 也被挂在 差速器壳 10 上而不会脱离， 由此能够防止内啮合齿轮 12 的脱落。
另外， 使差速器壳 10 与内啮合齿轮 12 在对接部 58 在内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向上对接。由此， 对于推力负载的强度增大。
另外， 在内啮合齿轮 12 中， 如果设壳接合部 20 的尺寸在内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向上为 tb1， 则在本实施例中， ta ＜ tb1。由此， 与实施例 1 ～ 3 相同， 能够提高差速器 壳 10 与内啮合齿轮 12 的焊接强度及焊接质量， 并且能够降低焊接形变并降低焊接设备成 本。
另外， 与实施例 1 ～ 3 同样地， 通过设 tb1 ＜ tc， 能够减少内啮合齿轮 12 的重量， 并且减小搅拌阻力。
此外， 与实施例 2 和实施例 3 同样地， 当在焊接前将差速器壳 10 插入内啮合齿轮 12 的内周时， 优选在抵接面 53 与抵接面 55 中的至少任一表面将差速器壳 10 压入到内啮合 齿轮 12 的内周面 12a。
另外， 也可以根据需要而在差速器壳 10 中设置贯通第一空洞部 30 与外部之间的 通孔或贯通第二空洞部 32 与外部之间的通孔。另外， 也可以根据需要而在齿轮接合部 22 与壳接合部 20 之间设置前述的台阶 44。
〔实施例 5〕
还可考虑图 10 所示的实施例 5。
在实施例 5 中， 将由内啮合齿轮 12 的内周面 12a 与壳接合部 20 的端面 20b 形成 的面 ( 由朝向不同方向的多个面连接形成的面 ) 作为接合壳接合部 20 与齿轮接合部 22 的 接合面 25。并且， 通过沿壳接合部 20 的端面 20b 形成第二焊道 38， 第二焊道 38 被大致形 成在内啮合齿轮 12 的径向上。由此， 例如即使在差动齿轮实际运转时通过来自驱动小齿轮 ( 未图示 ) 的动力传递而推力负载如图 10 所示集中作用于齿部形成部 16 的附图上侧的情 况下， 焊接强度提高。
此外， 在所述弯曲应力集中作用于附图下侧的情况下， 通过将形成第一焊道 14 和 第二焊道 38 的方向转换成图 10 所示的例子， 焊接强度也会提高。 另外， 在焊接时， 为了形成一条焊道而照射的激光 23 不会对另一条已形成的焊道 进行再加热。因此能够提高焊接质量。另外， 当从内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向的两侧的 两个方向同时进行激光焊接时， 从两个方向照射的激光 23 不会相互干扰。因此能够提高焊 接设备的安全性。
另外， 在内啮合齿轮 12 中， 如果将壳接合部 20 在内啮合齿轮 12 的中心轴 S 方向 上的尺寸设为 tb2， 则在本实施例中， ta ＜ tb2。由此， 与实施例 1 ～ 4 同样地， 能够提高差 速器壳 10 与内啮合齿轮 12 的焊接强度及焊接质量， 并且能够减少焊接形变并减少扫焊接 设备成本。
另外， 与实施例 1 ～ 4 同样地， 通过设 tb2 ＜ tc， 能够减少内啮合齿轮 12 的重量， 并且减小搅拌阻力。
此外， 当在焊接前将差速器壳 10 插入内啮合齿轮 12 的内周时， 优选在抵接面 53 将差速器壳 10 压入到内啮合齿轮 12 的内周面 12a。
另外， 在设置于抵接面 21 的沟槽 59 与内周面 12a 之间设置有空洞部 60。并且， 根 据需要也可以在差速器壳 10 中设置贯通所述空洞部 60 与外部之间的通孔。
上述的方面实施方式仅为单纯的例示， 并不用作对本发明进行任何限定， 当然可 在不脱离其要旨的范围内进行种种改进、 变形。
在上述实施例中， 将差动齿轮中的差速器壳与内啮合齿轮的焊接构造为例进行了 说明， 但本发明不限定于该例子。 例如， 本发明也适用于其他环形部件与被插入该环形部件 的内周面的部件之间的焊接构造、 以及杆状部件之间或板状部件之间的焊接构造。
另外， 只要在内啮合齿轮 12 的重量、 以及在内啮合齿轮 12 旋转时在与润滑油 ( 未 图示 ) 之间产生的搅拌阻力允许的范围内， 也可以使壳接合部 20 在内啮合齿轮 12 的中心 轴 S 方向上的尺寸 tb 大于齿部形成部 16 的尺寸 tc(tb ＞ tc)。
符号说明
10 ： 差速器壳 ； 12 ： 内啮合齿轮 ； 12a ： 内周面 ； 14 ： 第一焊道 ； 16 ： 齿部形成部 ； 16a ： 齿部 ； 18 ： 连结部 ； 20 ： 壳接合部 ； 20a ： 端面 ； 20b ： 端面 ； 21 ： 抵接面 ； 22 ： 齿轮接合部 ； 22a ： 端面 ； 22b ： 端面 ； 23 ： 激光 ； 24 ： 压配部 ； 25 ： 接合面 27a ： 端部 ； 27b ： 端部 ； 30 ： 第一空 洞部 ； 32 ： 第二空洞部 ； 34 ： 通孔 ； 38 ： 第二焊道 ； 40 ： 焊条 ； 42 ： 突出部分 ； 44 ： 台阶 ； 46 ： 定 位夹具 ； 52 ： 空洞部 ； 53 ： 抵接面 ； 55 ： 抵接面 ； 56 ： 空洞部 ； 60 ： 空洞部 ； 61 ： 第一焊道边界 ； α： 角度 ； S： 中心轴。