(57)【要約】  溶接による継手構造は、第１の部材と第２の部材との対向面の間に突き合わせ部と、その突き合わせ部に隣接する二段の隙間とを含み、二段の隙間の反対側に位置する突き合わせ部の継ぎ目から二段の隙間へ向けて溶け込んだ溶接ビードが突き合わせ部に溶接により形成される。対向面の間では、突き合わせ部以外の部分が互いに離間しており、溶接ビードの幅をＡ、二段の隙間のうち突き合わせ部に隣接する一段目の隙間の幅をＢ、二段の隙間のうち一段目の隙間に隣接する二段目の隙間の幅をＣとしたとき、Ｂ＜Ａ／２＜Ｃの関係を有する。
2012164701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材との対向面の間に突き合わせ部を設けると共に、前記突き合わせ部に隣接する二段の隙間を設け、前記二段の隙間の反対側に位置する前記突き合わせ部の継ぎ目から前記二段の隙間へ向けて溶け込んだ溶接ビードを前記突き合わせ部に溶接により形成してなる溶接による継手構造であって、
前記対向面の間では、前記突き合わせ部以外の部分が互いに離間しており、
前記溶接ビードの幅をＡ、前記二段の隙間のうち前記突き合わせ部に隣接する一段目の隙間の幅をＢ、前記二段の隙間のうち前記一段目の隙間に隣接する二段目の隙間の幅をＣとしたとき、Ｂ＜Ａ／２＜Ｃの関係を有することを特徴とする溶接による継手構造。
【請求項２】
前記対向面は円環状をなし、前記突き合わせ部、前記一段目の隙間及び前記二段目の隙間は順次同心円状に形成され、前記突き合わせ部に前記一段目の隙間に達する溶接ビードを円周方向に連続的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の溶接による継手構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の溶接による継手構造の超音波センサを使用した溶接品質検査方法であって、
前記超音波センサによる検査範囲の一端を、前記突き合わせ部と前記一段目の隙間との境界に整合させることを特徴とする溶接品質検査方法。
【請求項４】
前記一段目の隙間の長さを、前記超音波センサによる検査範囲の幅以上にすることを特徴とする請求項３に記載の溶接品質検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、車両用の差動歯車装置に係り、溶接による継手構造及びその溶接品質を検査するための溶接品質検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１には、車両用の差動歯車装置及びその構成部品の溶接方法が記載されている。特許文献１には、図１１に断面図で示すように、デフケースのフランジ部６１にリングギヤ６２を嵌め込んで溶接する技術が記載されている。ここで、フランジ部６１の一側面には、リングギヤ６２の側へ突き出して先端がリングギヤ６２の一端面に当接する環状突起（ウェブ）６３が設けられる。このウェブ６３により、互いに組み合わされたフランジ部６１とリングギヤ６２との間に、ウェブ６３を挟んで、フランジ部６１の外周側と内周側にそれぞれ環状の外周側隙間６４と内周側隙間６５が形成される。そして、外周側隙間６４に、例えば、ニッケルを含んだ添加材料を供給しながらレーザビームにより溶接する。この溶接により、内周側隙間６５に余剰添加材料が流出することで、溶接ビード６６に局所的な盛り上がりができないようにし、外周面が平滑な溶接ビード６６を形成するようにしている。また、上記した内周側隙間６５より内側には、フランジ部６１の当接面６７とリングギヤ６２の当接面６８とを突き合わせる突き合わせ部６９が設けられる。この突き合わせ部６９により、溶接工程での歪み挙動を改善するようにしている。【０００３】
また、下記の特許文献２には、溶接部の溶け込み深さを超音波を用いて検査する方法が記載されている。この検査方法を特許文献１に記載の溶接部の品質にも適用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開公報 第１７１９５７２号
【特許文献２】特開平６−１６７４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の溶接方法では、溶接後に、フランジ部６１の当接面６７とリングギヤ６２の当接面６８とが互いに突き合わせられたままとなってしまう。このため、図１１に矢印で示すように、溶接時の凝固収縮によって、これら当接面６７，６８が互いに突っ張り、引っ張り方向の残留応力が発生するおそれがあった。このため、差動歯車装置の作動時に、残留応力によって溶接部の疲労強度が低下するおそれがあった。【０００６】
一方、特許文献２に記載の検査方法では、超音波センサの検査精度に依存して検査していることから、溶接品質につき誤判定のおそれがあった。また、この誤判定を防ぐために、溶接時に余計な入熱を投与することが考えられるが、この場合は、溶接設備がコスト高になるおそれがあった。【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶接による継手構造の疲労強度を向上させること、また、その溶接品質検査の精度向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、第１の部材と第２の部材との対向面の間に突き合わせ部を設けると共に、突き合わせ部に隣接する二段の隙間を設け、二段の隙間の反対側に位置する突き合わせ部の継ぎ目から二段の隙間へ向けて溶け込んだ溶接ビードを突き合わせ部に溶接により形成してなる溶接による継手構造であって、対向面の間では、突き合わせ部以外の部分が互いに離間しており、溶接ビードの幅をＡ、二段の隙間のうち突き合わせ部に隣接する一段目の隙間の幅をＢ、二段の隙間のうち一段目の隙間に隣接する二段目の隙間の幅をＣとしたとき、Ｂ＜Ａ／２＜Ｃの関係を有することを趣旨とする。【０００９】
上記（１）の構成によれば、溶接ビードの幅をＡ、一段目の隙間の幅をＢ、二段目の隙間の幅をＣとすると、それらの間の関係をＢ＜Ａ／２＜Ｃとしたので、溶接ビードの溶け込み深さが、突き合わせ部の長さ以上、かつ、突き合わせ部と一段目の隙間の合計の長さ以下となる。また、対向面の間では、突き合わせ部以外の部分が互いに離間していることから、突き合わせ部を溶接ビードにより貫通溶接することで、溶接後には対向面の間に当接面がなくなる。【００１０】
（２）上記目的を達成するために、上記（１）の構成において、対向面は円環状をなし、突き合わせ部、一段目の隙間及び二段目の隙間は順次同心円状に形成され、突き合わせ部に一段目の隙間に達する溶接ビードを円周方向に連続的に形成したことが好ましい。【００１１】
（３）上記目的を達成するために、本発明の第２の態様は、請求項１又は２に記載の溶接による継手構造の超音波センサを使用した溶接品質検査方法であって、超音波センサによる検査範囲の一端を、突き合わせ部と一段目の隙間との境界に整合させることを趣旨とする。【００１２】
上記（３）の構成によれば、超音波センサによる検査範囲の一端を、突き合わせ部と一段目の隙間との境界に整合させたので、突き合わせ部が溶接ビードにより貫通溶接されないときは、溶接ビードが超音波センサで検出されない。【００１３】
（４）上記目的を達成するために、上記（３）の構成において、一段目の隙間の長さを、超音波センサによる検査範囲の幅以上にすることが好ましい。【００１４】
上記（４）の構成によれば、一段目の隙間まで伸びた溶接ビードは超音波センサにより検出されるが、実際の溶接ビードが外乱により短くなっても、超音波センサによる検査範囲の全て（大部分）に溶接ビードが位置する可能性が高くなり、検査範囲の全て（大部分）に溶接ビードが位置すれば、溶接ビードが無いと誤検出するおそれが減る。
【発明の効果】
【００１５】
上記（１）又は（２）の構成によれば、溶接による継手構造の疲労強度を向上させることができ、超音波センサを使用した溶接品質検査のバラツキによる誤判定を低減することができる。【００１６】
上記（３）又は（４）の何れかの構成によれば、溶接品質検査の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係り、車両用の差動歯車装置を示す断面図。
【図２】同実施形態に係り、図１の差動歯車装置の鎖線四角の部分につき、溶接の様子を示す拡大断面図。
【図３】同実施形態に係り、図２の鎖線四角の部分を示す拡大断面図。
【図４】同実施形態に係り、図３の部分の溶接前の状態を示す拡大断面図。
【図５】同実施形態に係り、溶接品質検査の様子を示す図３に準ずる断面図。
【図６】同実施形態に係り、従来例と本実施形態の溶接後の疲労強度の違いを示すグラフ。
【図７】同実施形態に係り、溶接ビードが超音波センサにより検出されない場合の様子を示す断面図。
【図８】同実施形態に係り、溶接ビードが超音波センサにより検出される場合の様子を示す断面図。
【図９】同実施形態に係り、比較例に係る溶接品質検査の様子を示す断面図。
【図１０】別の実施形態に係り、図３に準ずる拡大断面図。
【図１１】従来例に係り、フランジ部とリングギヤの継手構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明における溶接による継手構造及びその溶接品質検査方法を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１に、この実施形態における車両用の差動歯車装置１を断面図により示す。図１に示すように、差動歯車装置１は、軸心Ｘ１上において相対向する一対のサイドギヤ２と、軸心Ｘ１を挟んで相対向し、かつ、一対のサイドギヤ２にそれぞれ噛み合う一対のピニオン３と、それらサイドギヤ２及びピニオン３をそれぞれ回転可能に支持した状態で収容するデフケース４と、デフケース４の外周に組み付けられて溶接された円環状のリングギヤ５とを備える。デフケース４は、本発明の第１の部材に相当し、円筒状外周面６を含み、その円筒状外周面６から外周側へ一体に突設された円環状のフランジ部７を含む。このフランジ部７は、軸心Ｘ１の方向へ向いた円環状をなす一側面８を有する。リングギヤ５は、本発明の第２の部材に相当し、フランジ部７の一側面８に対向し円環状をなす一端面９を有する。これら一側面８及び一端面９にてフランジ部７とリングギヤ５が溶接される。
【００２０】
この実施形態において、デフケース４は、例えば、鋳鉄等の金属により、例えば、鋳造、切削加工及び研削加工等の工程を経て製造される。リングギヤ５は、例えば、合金鋼等の金属により、例えば、切削加工、歯切加工及び熱処理等の工程を経て製造される。
【００２１】
上記した差動歯車装置１は、例えば、変速機、トランスファ又は終減速機など（それぞれ図示略）に設けられる。そして、リングギヤ５に入力される動力を一対のサイドギヤ２の回転差を許容しながら、それらサイドギヤ２にそれぞれ連結された回転部材として、例えば、左右一対の駆動輪や前後一対の駆動車軸などにそれぞれ伝達するようになっている。
【００２２】
図２に、図１の差動歯車装置１の鎖線四角Ｓ１の部分につき、溶接の様子を拡大断面図により示す。図２に示すように、デフケース４のフランジ部７とリングギヤ５は、互いに対向する一側面８及び一端面９に、突き合わせ部１１と、その突き合わせ部１１に隣接する二段の環状隙間１２，１３とを備える。そして、二段の環状隙間１２，１３の反対側に位置する突き合わせ部１１の継ぎ目１１ａに沿ってノズル４１から溶接ワイヤ４２を供給しながら、レーザ発振器（図示略）から高密度のレーザービーム４３を照射することにより、突き合わせ部１１に溶接が行われる。この溶接により、上記継ぎ目１１ａから二段の環状隙間１２，１３へ向けて溶け込んだ溶接ビード１４を突き合わせ部１１に形成することにより、溶接による継手構造が構成される。
【００２３】
図３に、図２の鎖線四角Ｓ２の部分を拡大断面図により示す。図４に、図３の部分の溶接前の状態を拡大断面図により示す。図４に示すように、互いに対向するフランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間には、その径方向Ｒの外周側に円環状をなす突き合わせ部１１が設けられると共に、その突き合わせ部１１に隣接する二段の環状隙間１２，１３が設けられる。二段の環状隙間１２，１３は、突き合わせ部１１の径方向Ｒの内周縁ｅ１に隣接する第１環状隙間１２と、第１環状隙間１２の径方向Ｒの内周縁ｅ２に隣接する第２環状隙間１３とを含む。
【００２４】
突き合わせ部１１は、溶接される前に軸心Ｘ１の方向Ｘにおいて相対向し、互いに当接する一対の当接面２１，２２を含む。図４に示す当接面２１，２２は、図３において二点鎖線で示される。これら突き合わせ部１１、第１環状隙間１２及び第２環状隙間１３は順次同心円状に形成される。ここで、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間では、突き合わせ部１１以外の部分が互いに離間している。すなわち、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間では、突き合わせ部１１以外の部分に当接面を有しない。そして、図２，３に示すように、突き合わせ部１１（当接面２１，２２の部分）には、第１環状隙間１２に達する溶接ビード１４が円周方向に連続的に形成される。
【００２５】
図３，４に示すように、リングギヤ５の一端面９は、当接面２２と面一な平坦面をなす。図２に示すように、この一端面９は、径方向Ｒの内側へ向かうに連れて折れ曲がり、リングギヤ５の内周面１０へと連続する。一方、図３，４に示すように、フランジ部７の一側面８は、当接面２１と、その当接面２１の内周縁（突き合わせ部１１の内周縁）ｅ１に隣接して形成された二段の環状凹溝２３，２４とを含む。すなわち、当接面２１の内周縁（突き合わせ部１１の内周縁でもある。）ｅ１に隣接して形成された第１環状凹溝２３と、その第１環状凹溝２３の内周縁（第１環状隙間１２の内周縁でもある。）ｅ２に隣接して形成された第２環状凹溝２４とを含む。第１環状凹溝２３は、軸心Ｘ１の方向Ｘの最大深さｔ１を有し、第２環状凹溝２４は、軸心Ｘ１の方向Ｘの最大深さｔ２を有する。第２環状凹溝２４の最大深さｔ２は、第１環状凹溝２３の最大深さｔ１よりも大きい。第１環状凹溝２３の当接面２１に隣接する部分は、径方向Ｒの内側へ向けてテーパをなす。同様に、第２環状凹溝２４の第１環状凹溝２３に隣接する部分は、径方向Ｒの内側へ向けてテーパをなす。図２に示すように、第２環状凹溝２４は、その内周側がデフケース４の円筒状外周面６へ向けて滑らかに湾曲しながら連続する。
【００２６】
このようにして、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間には、図２に示すように、突き合わせ部１１と、その突き合わせ部１１の内周縁ｅ１に隣接する第１環状隙間１２と、第１環状隙間１２の内周縁ｅ２に隣接する第２環状隙間１３と、第２環状隙間１３に隣接し、第２環状隙間１３よりも軸心Ｘ１の方向Ｘの寸法が大きい第３環状隙間１５とが形成される。つまり、第２環状隙間１３より内周側では、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９とが離間するように形成される。
【００２７】
ここで、図３，４において、突き合わせ部１１を構成する２つの当接面２１，２２の径方向Ｒの長さを「Ｌ１」とし、第１環状凹溝２３の径方向Ｒの長さを「Ｌ２」、両方の長さＬ１，Ｌ２の合計の長さを「Ｌ３」とする。この場合、長さＬ１が、径方向Ｒに予め定められた必要溶接深さの下限値と同じに設定される。また、合計の長さＬ３が、径方向Ｒに予め定められた必要溶接深さの上限値と同じに設定される。この合計の長さＬ３は、レーザ発振器の出力容量を抑えるために、溶接ビード１４の径方向Ｒの長さ（脚長）が最低限の長さになるように設定される。そして、この実施形態では、図３，４に示すように、溶接ビード１４の幅（溶接ビード幅）を「Ａ」、二段の隙間１２，１３のうち一段目の第１環状隙間１２の幅を「Ｂ」、二段の隙間１２，１３のうち二段目の第２環状隙間１３の幅を「Ｃ」としたとき、「Ｂ＜Ａ／２＜Ｃ」の関係を有するように設定される。また、図３，４において、第１環状隙間１２の幅Ｂは、溶接によって埋められる第１寸法Ｄ１と同じに設定され、第２環状隙間１３の幅Ｃは、第１寸法Ｄ１よりも大きい溶接によって埋められない第２寸法Ｄ２と同じに設定される。ここで、第２環状隙間１３の幅を「Ｃ」は、溶融池の溶け落ちを防止するために、溶接ビード幅Ａの半分よりも大きくなるように設定している。
【００２８】
図３は、溶接状態の一例を示す。図３は、溶接ビード１４の径方向Ｒにおける溶け込み深さが、合計の長さＬ３に対応する深さに一致した状態を示す。第１環状隙間１２の幅Ｂと一致する第１環状凹溝２３の軸心Ｘ１の方向Ｘの最大深さｔ１は、溶接ビード幅Ａの二分の一よりも小さく設定される。従って、この実施形態では、第１環状凹溝２３が、その内周縁ｅ２まで溶接ビード１４により埋められる。すなわち、第１環状凹溝２３の軸心Ｘ１の方向Ｘの最大深さｔ１は、溶接ビード１４により埋められるように設定される。なお、溶接ビード１４の溶け込み深さは、必要溶接深さの下限値以上、かつ、必要溶接深さの上限値以下である場合には、フランジ部７とリングギヤ５との径方向Ｒの溶接深さ（溶接脚長）と等しくなる。
【００２９】
上記のように第１環状凹溝２３が設けられることにより、突き合わせ部１１の内周縁ｅ１の位置に、必要溶接深さの下限値が整合する。また、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間に、溶接により埋められる第１寸法Ｄ１に設定された第１環状隙間１２が設けられる。
【００３０】
また、上記のように第２環状凹溝２４が設けられることにより、第１環状隙間１２の内周縁ｅ２の位置に、必要溶接深さの上限値が整合する。また、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間に、第１寸法Ｄ１よりも大きい、溶接により埋められない第２寸法Ｄ２に設定された第２環状隙間１３が設けられる。
【００３１】
図２において、レーザービーム４３の出力は、例えば、溶接ビード１４の溶接深さのばらつき範囲の平均値が、必要溶接深さの上限値とほぼ一致するように予め実験的に求められて設定される。また、レーザービーム４３の出力は、例えば、レーザービーム溶接によって形成される溶接ビード１４の溶け込み深さのばらつき範囲の最小値が必要溶接深さの下限値よりも大きくなるように予め実験的に求められて設定される。第１環状隙間１２の外周縁、すなわち突き合わせ部１１の内周縁ｅ１は、必要溶接深さの下限値に対応する位置に整合する。そして、レーザービーム４３によるフランジ部７とリングギヤ５との溶接は、フランジ部７及びリングギヤ５の外周縁から第１環状隙間１２に到達する深さの溶接ビード１４を、フランジ部７及びリングギヤ５の円周方向に沿って連続的に形成することになる。このため、例えば、溶接ビード１４の溶け込み深さにばらつきが生じ、その溶け込み深さが必要溶接深さの上限値より浅くなる場合があっても、フランジ部７及びリングギヤ５の円周方向に連続しながら、突き合わせ部１１を径方向Ｒに貫通するように溶接することができる。
【００３２】
図５に、溶接品質検査の様子を図３に準ずる断面図により示す。この溶接品質検査では、非破壊検査の一手法である超音波検査が採用され、図５において、フランジ部７の一側面８とは反対の側面に超音波センサ４６を当接させ、そのセンサ４６からフランジ部７の内部の一側面８へ向けて超音波ビーム４７を放射する。このとき、溶接ビード１４の内周側に隣接して位置する不連続部、すなわち、第１環状隙間１２における超音波ビーム４７の反射波を検出する。そして、第１環状隙間１２の外周縁（突き合わせ部１１の内周縁でもある。）ｅ１の径方向Ｒの位置を確認することにより、溶接ビード１４の溶け込み深さに一致する溶接ビード１４の内周端の位置を測定する。この溶接ビード１４の内周端の位置が、必要溶接深さの下限値以上となるときに、溶接品質が良好な「貫通溶接」であると判定することができる。また、その溶接ビード１４の内周端の位置が、必要溶接深さの下限値未満となるときに、溶接品質が不良な「非貫通溶接」であると判定することができる。
【００３３】
この実施形態では、図５に示すように、超音波センサ４６による検査範囲の一端、すなわち超音波ビーム４７の上端を、突き合わせ部１１と第１環状隙間１２との境界、すなわち突き合わせ部１１の内周縁ｅ１に整合させている。また、第１環状隙間１２の長さ、すなわち径方向Ｒの長さＬ２を、超音波センサ４６による検査範囲の幅、すなわち超音波ビーム４７の幅Ｗ１以上に設定している。この実施形態では、超音波ビーム４７の幅Ｗ１を、必要溶接深さの上限値と下限値との差（Ｌ３−Ｌ１＝Ｌ２）となるように設定している。これにより、超音波センサ４６による検査誤差が必要溶接深さの下限値と上限値との間に入るようにしている。
【００３４】
一例として、この実施形態では、図５において、突き合わせ部１１の径方向Ｒの長さＬ１を、要求強度に合わせて、溶接ビード１４の下限脚長である「５．０（ｍｍ）」に設定することができる。また、突き合わせ部１１と第１環状隙間１２とを合わせた径方向Ｒの長さＬ３を、溶接ビード１４の上限脚長である「６．０（ｍｍ）」に設定することができる。また、第１環状隙間１２の径方向Ｒの長さＬ２を、既存の超音波センサ４６の検出能力±「０．５（ｍｍ）」である「１．０（ｍｍ）」に設定することができる。更に、超音波センサ４６の検査位置を、第１環状隙間１２の径方向Ｒにおける中間位置に設定することができる。すなわち、フランジ部７の外周縁から径方向Ｒへ「５．５（ｍｍ）」の深さに、超音波センサ４６の中心位置を整合させる。この場合、例えば、溶接ビード幅Ａを「１．０（ｍｍ）」に、第１環状隙間１２の幅Ｂを「０．４（ｍｍ）」に、第２環状隙間１３の幅Ｃを「１．０（ｍｍ）」にそれぞれ設定することができる。
【００３５】
以上説明したこの実施形態における溶接による継手構造によれば、溶接ビード１４の幅をＡ、第１環状隙間１２の幅をＢ、第２環状隙間１３の幅をＣとすると、それらの間の関係が「Ｂ＜Ａ／２＜Ｃ」となるように設定される。従って、溶接ビード１４の溶け込み深さが、突き合わせ部１１（当接面２１，２２）の長さＬ１以上、かつ、突き合わせ部１１（当接面２１，２２）の長さＬ１と第１環状隙間１２の長さＬ２との合計の長さＬ３以下となる。また、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間では、突き合わせ部１１以外の部分が互いに離間している。従って、突き合わせ部１１を溶接ビード１４により貫通溶接することができ、溶接後には上記した一側面８と一端面９との間に当接面がなくなる。このため、従来例とは異なり、溶接後に、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間で、当接面同士が互いに突っ張り合うことがなく、一側面８と一端面９との間で引っ張り方向の残留応力が発生することがない。この結果、フランジ部７の一側面８とリングギヤ５の一端面９との間で、溶接による継手構造の疲労強度を向上させることができる。
【００３６】
図６に、従来例と本実施形態の溶接後の疲労強度の違いをグラフにより示す。このグラフから、突き合わせ部が残る従来例と比較して、この実施形態では、疲労強度が「１．２倍」程度向上することが分かる。
【００３７】
この実施形態では、溶接のためのレーザービーム４３に多少の出力バラツキがあっても、溶接ビード１４の径方向Ｒの長さ（脚長）が、必要溶接深さの下限値から上限値の間の長さとなる。このため、突き合わせ部１１（当接面２１，２２）が残存することを防ぎ、溶接ビード１４の脚長のロバスト性を向上させることができる。
【００３８】
また、この実施形態における溶接品質検査方法によれば、超音波センサ４６による検査範囲の一端（図５における超音波ビーム４７の上端）を、突き合わせ部１１と第１環状隙間１２との境界、すなわち突き合わせ部１１の内周縁ｅ１に整合させている。従って、突き合わせ部１１が溶接ビード１４により貫通溶接されないときは、溶接ビード１４が超音波センサ４６により検出されない。図７に、この場合の様子を断面図により示す。この場合は、溶接品質が不良な「非貫通溶接」であるとして判定は「ＮＧ」となる。これに対し、突き合わせ部１１が溶接ビード１４により貫通溶接されるときは、溶接ビード１４が超音波センサ４６により検出される。図８に、この場合の様子を断面図により示す。この場合は、溶接品質が良好な「貫通溶接」であるとして判定は「ＯＫ」となる。このように、この実施形態では、溶接品質の良否に合わせて「貫通溶接」であることを正しく判定することができ、溶接品質の判定精度を向上させることができる。このことは、超音波センサ４６を使用した溶接品質検査のバラツキによる誤判定を低減することができる。
【００３９】
図９に、比較例に係る溶接品質検査の様子を断面図により示す。この比較例では、フランジ部７とリングギヤ５との対向面の間には、突き合わせ部１１が設けられるだけで、二段の隙間１２，１３は設けられていない。この場合、溶接ビード１４の脚長が、必要溶接深さ位置（超音波センサ４６の中心位置）Ｐ１に到達しておらず、溶接品質が不良な場合でも、溶接ビード１４の下端部に超音波ビーム４７がかかれば、溶接ビード１４が検出されたとして判定は「ＯＫ」となってしまうことがあり、判定精度が悪かった。これに対し、本実施形態では、溶接品質の判定精度が高くなる。
【００４０】
更に、この実施形態では、第１環状隙間１２の径方向Ｒの長さＬ２を、超音波センサ４６による検査範囲の幅Ｗ１以上に設定している。従って、第１環状隙間１２まで伸びた溶接ビード１４は、超音波センサ４６により検出されるが、実際の溶接ビード１４が外乱の影響によって短くなっても、超音波センサ４６による検査範囲の全て（大部分）に溶接ビード１４が位置する可能性が高くなり、その検査範囲の全て（大部分）に溶接ビード１４が位置すれば、溶接ビード１４が無いと誤検出するおそれが減る。このため、溶接品質の判定精度を更に向上させることができ、その結果として、溶接品質検査の精度向上を図ることにある。
【００４１】
この実施形態では、溶接品質検査に係り上記のような作用効果を有することから、以下のような付随的な作用効果を得ることができる。すなわち、溶接ビード１４の脚長バラツキを避けるために溶接時にレーザ発振器の出力を必要以上に増大させる必要がなく、溶接コストを低減することができる。また、溶接ビード１４の脚長のバラツキをある程度許容できることから、レーザ発振器の出力管理のための設備を省略することができる。更に、超音波センサ４６を必要以上に高精度なセンサにする必要がない。加えて、溶接品質の誤判定を低減できることから、溶接品質のＯＫ判定品につき、加不損失を無くすことができる。
【００４２】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して以下のように実施することもできる。
【００４３】
（１）前記実施形態では、図３に示すように、フランジ部７の一側面８のみに、突き合わせ部１１に隣接する二段の環状凹溝２３，２４を形成することにより、二段の環状隙間１２，１３を設けた。これに対し、図１０に示すように、リングギヤ５の一端面９のみに、突き合わせ部１１に隣接する二段の環状凹溝２３，２４を形成することにより、二段の環状隙間１２，１３を設けてもよい。あるいは、フランジ部の一側面とリングギヤの一端面の両方に、突き合わせ部に隣接する二段の環状凹溝を形成することにより、二段の環状隙間を設けることもできる。
【００４４】
（２）前記実施形態では、本発明を車両用の差動歯車装置１に具体化したが、本発明を差動歯車装置以外の機械や部品に具体化することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明は、機械や部品の製造に係り、継手構造の溶接に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
４  デフケース（第１の部材）
５  リングギヤ（第２の部材）
７  フランジ部
８  一側面（対向面）
９  一端面（対向面）
１１  突き合わせ部
１１ａ  継ぎ目
１２  第１環状隙間（一段目の隙間）
１３  第２環状隙間（二段目の隙間）
１４  溶接ビード
２１  当接面
２２  当接面
２３  第１環状凹溝
２４  第２環状凹溝
４６  超音波センサ
４７  超音波ビーム
【図１】
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【図２】
2012164701.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012164701.tif 000006
【図５】
2012164701.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2012164701.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年8月7日(2013.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、第１の部材と第２の部材との対向面の間に突き合わせ部を設けると共に、突き合わせ部に隣接する二段の隙間を設け、二段の隙間の反対側に位置する突き合わせ部の継ぎ目から二段の隙間へ向けて溶け込んだ溶接ビードを突き合わせ部に溶接により形成してなる溶接による継手構造であって、対向面の間では、突き合わせ部以外の部分が互いに離間しており、溶接ビードの幅をＡ、二段の隙間のうち突き合わせ部に隣接する一段目の隙間の幅をＢ、二段の隙間のうち一段目の隙間に隣接する二段目の隙間の幅をＣとしたとき、Ｂ＜Ａ／２＜Ｃの関係を有し、溶接ビードの溶け込み深さが、突き合わせ部の長さ以上、かつ、突き合わせ部と一段目の隙間の合計長さ以下としたことを趣旨とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材との対向面の間に突き合わせ部を設けると共に、前記突き合わせ部に隣接する二段の隙間を設け、前記二段の隙間の反対側に位置する前記突き合わせ部の継ぎ目から前記二段の隙間へ向けて溶け込んだ溶接ビードを前記突き合わせ部に溶接により形成してなる溶接による継手構造であって、
前記対向面の間では、前記突き合わせ部以外の部分が互いに離間しており、
前記溶接ビードの幅をＡ、前記二段の隙間のうち前記突き合わせ部に隣接する一段目の隙間の幅をＢ、前記二段の隙間のうち前記一段目の隙間に隣接する二段目の隙間の幅をＣとしたとき、Ｂ＜Ａ／２＜Ｃの関係を有し、
前記溶接ビードの溶け込み深さが、前記突き合わせ部の長さ以上、かつ、前記突き合わせ部と前記一段目の隙間の合計長さ以下とした
ことを特徴とする溶接による継手構造。
【請求項２】
前記対向面は円環状をなし、前記突き合わせ部、前記一段目の隙間及び前記二段目の隙間は順次同心円状に形成され、前記突き合わせ部に前記一段目の隙間に達する溶接ビードを円周方向に連続的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の溶接による継手構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の溶接による継手構造の超音波センサを使用した溶接品質検査方法であって、
前記超音波センサによる検査範囲の一端を、前記突き合わせ部と前記一段目の隙間との境界に整合させることを特徴とする溶接品質検査方法。
【請求項４】
前記一段目の隙間の長さを、前記超音波センサによる検査範囲の幅以上にすることを特徴とする請求項３に記載の溶接品質検査方法。
【国際調査報告】
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