(57)【要約】【課題】動力伝達装置の小型化および軽量化を図ることができる部材接合構造を提供する。【解決手段】回転軸（５）上に設置したギヤ（３）と、軸方向でギヤ（３）と隣接して配置されたクラッチガイド（２１）を有するクラッチ（２）と、を備え、ギヤ（３）のクラッチガイド（２１）側を向く面（３１ａ，３１ｂ）と、クラッチガイド（２１）のギヤ（３）側を向く面（２１ｃ，２１ｄ）とを接合してなる動力伝達装置（１）の部材接合構造であって、クラッチガイド（２１）とギヤ（３）との接合面（４ａ）を摩擦攪拌接合で接合してなる摩擦攪拌接合部（４）を備える。【選択図】図１
2019120310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸上に設置したギヤと、
軸方向で前記ギヤと隣接して配置されたクラッチガイドを有するクラッチと、を備え、
前記ギヤの前記クラッチガイド側を向く面と、前記クラッチガイドの前記ギヤ側を向く面とを接合してなる動力伝達装置の部材接合構造であって、
前記クラッチガイドと前記ギヤとの接合面を摩擦攪拌接合で接合してなる摩擦攪拌接合部を備える
ことを特徴とする動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項２】
前記ギヤの軸方向における前記クラッチガイド側を向く面に形成された環状の段部を備え、
前記接合面は、前記段部における軸方向を向く第一面及び径方向を向く第二面であり、
前記摩擦攪拌接合部は、前記段部に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項３】
前記クラッチは、前記クラッチガイドに対して相対回転可能なクラッチピストンを有し、
前記クラッチガイドの前記摩擦攪拌接合部に形成された窪み部と、
前記クラッチピストンから突出して前記窪み部に嵌合する突起部と、を備え、
前記窪み部は、前記摩擦攪拌接合部の摩擦攪拌接合工程で形成された工具の抜き跡である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項４】
前記ギヤが鉄により形成されると共に、前記クラッチガイドがアルミニウムにより形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項５】
前記ギヤの表面における少なくとも前記接合面を除く部分には浸炭処理層が形成されており、
前記接合面は、前記浸炭処理層が除去された部分であるか、又は予め前記浸炭処理層を形成しない防炭処理が施された部分である
ことを特徴とする請求項４に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項６】
前記摩擦攪拌接合部には、摩擦攪拌接合工程で形成された工具の抜き跡である窪み部が形成されており、
前記摩擦攪拌接合部の前記第１面は、幅が均一な円環状に形成されていて、前記窪み部は、前記摩擦攪拌接合部の幅方向の中心部分に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項７】
前記摩擦攪拌接合部には、摩擦攪拌接合工程で形成された工具の抜き跡である窪み部が形成されており、
前記摩擦攪拌接合部の前記第１面は、円環状の円環部及び前記円環部から内側に突出した突出部を有し、前記窪み部は、前記突出部に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項８】
前記摩擦攪拌接合部には、摩擦攪拌接合工程で形成された工具の抜き跡である窪み部が形成されており、
前記摩擦攪拌接合部の前記第１面は、幅が均一な円環状であって、前記窪み部は、前記摩擦攪拌接合部の幅方向の中心部分よりも内側に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【請求項９】
前記摩擦攪拌接合部には、摩擦攪拌接合工程で形成された工具の抜き跡である窪み部が形成されており、
前記摩擦攪拌接合部の前記第１面は、最小幅部から最大幅部に向けて漸次幅が増加し、前記最大幅部が前記最小幅部と周方向の同位置で連結している円環状であって、前記窪み部は、前記最小幅部と前記最大幅部の連結部分に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置の部材接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置の部材接合構造に関し、詳細には、動力伝達装置が備える部材同士の接合面を摩擦攪拌接合により接合してなる部材接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速機などの動力伝達装置として、一の回転軸上に（該一の回転軸と一体に回転するように）設けたギヤと、該一の回転軸と同軸上で回転可能に設けた他の回転部材（ギヤあるいは回転軸など）とを備えると共に、これらギヤと他の回転部材との間で動力の伝達の有無の切り替えや動力伝達量の調節を行うクラッチ（摩擦係合装置）を備えた動力伝達装置がある。そして、特許文献１に示す動力伝達装置では、ギヤとクラッチのクラッチガイドとが軸方向で互いに隣接して配置されており、かつクラッチガイドが回転軸にスプライン嵌合で固定されていることで、クラッチガイドとギヤとが一体的に回転するように構成されている。クラッチガイドのスプライン嵌合部は、クラッチガイドにおける回転軸の外周面に沿って軸方向に延びる筒状のフランジ部に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃費の向上や乗員の快適性の向上のため、車両の軽量化や搭乗スペースの拡大が求められている。そのため、車両に搭載される各装置についても軽量化が求められると共に、各装置の設置に要するスペースの縮小が求められている。そのため、上記構成の動力伝達装置も可能な限り小型化や軽量化を図ることが望ましい。
【０００５】
この点、上記構成の動力伝達装置では、クラッチガイドはスプラインとして機能するための機械的強度を有する必要がある。そのため、クラッチガイドは一般的に鉄で形成されている。しかしながら、クラッチガイドを従来構造の鉄よりも比重の小さな材料で形成することができれば、クラッチガイドやクラッチあるいは動力伝達装置の更なる軽量化を図ることができる。
【０００６】
また、上記構成の動力伝達装置では、スプライン嵌合部を設けたクラッチガイドのフランジ部には、クラッチのピストン室に連通する油路の一部が形成されている。そのため、この油路をシールするためのＯリングなどのシール部材がフランジ部に取り付けられている。しかしながら、このシール部材を省略することができる構造であれば、クラッチや動力伝達装置の部品点数の削減、および組立工程の簡素化に寄与することができる。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、動力伝達装置の小型化や軽量化、構成の簡素化を図ることができる部材接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、回転軸（５）上に設置したギヤ（３）と、軸方向でギヤ（３）と隣接して配置されたクラッチガイド（２１）を有するクラッチ（２）と、を備え、ギヤ（３）のクラッチガイド（２１）側を向く面（３１ａ，３１ｂ）と、クラッチガイド（２１）のギヤ（３）側を向く面（２１ｃ，２１ｄ）とを接合してなる動力伝達装置の部材接合構造であって、クラッチガイド（２１）とギヤ（３）との接合面（４ａ）を摩擦攪拌接合で接合してなる摩擦攪拌接合部（４）を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る動力伝達装置の部材接合構造によれば、クラッチガイドとギヤとの接合面を摩擦攪拌接合で接合してなる摩擦攪拌接合部を備えることで、従来の接合構造におけるスプライン嵌合部を省略することができる。これにより、スプライン嵌合部を設けていたクラッチガイドのフランジ部も省略できるため、その分、クラッチガイドの径寸法の小型化及び軽量化を図ることができる。また、フランジ部を省略できることで、フランジ部の油路をシールするために設けていたシール部材も省略できるので、クラッチ及び動力伝達装置の部品点数を少なく抑えることができる。また、本発明によれば、クラッチガイドとギヤとの接合面を摩擦攪拌接合で接合したことで、クラッチガイドとギヤを互いに異なる材料で形成することが可能となる。これにより、クラッチガイドを従来の鉄よりも比重の小さな材料で形成することが可能となるので、クラッチガイドの軽量化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる動力伝達装置の部材接合構造では、ギヤ（３）の軸方向におけるクラッチガイド（２１）側を向く面（３１ａ，３１ｂ）に形成された環状の段部（３１）を備え、接合面（４ａ）は、段部（３１）における軸方向を向く第一面（３１ａ）及び径方向を向く第二面（３１ｂ）であり、摩擦攪拌接合部（４）は、段部（３１）に設けられていてよい。
【００１１】
この構成によれば、ギヤとクラッチガイドとの接合面が段部を構成する上記の第一面及び第二面の両面となることで、摩擦攪拌接合によるギヤとクラッチガイドとの接合の強度を効果的に高めることができる。また、接合面をこれら第一面と第二面の両面としたことで、接合面の接合をより確実なものとすることができる。したがって、クラッチガイドの摩擦攪拌接合部に対応する位置にクラッチのピストン室（油室）などが形成される場合でも、摩擦攪拌接合部のシール性能（密封性能）を確保することができる。
【００１２】
また、本発明に係る動力伝達装置の部材接合構造では、クラッチ（２）は、クラッチガイド（２１）に対して相対回転可能なクラッチピストン（２２）を有し、クラッチガイド（２１）の摩擦攪拌接合部（４）に形成された窪み部（７）と、クラッチピストン（２２）から突出して窪み部（７）に嵌合する突起部（２２ａ）と、を備え、窪み部（７）は、摩擦攪拌接合部（４）の摩擦攪拌接合工程で形成された工具（６１）の抜き跡であってよい。
【００１３】
この構成によれば、クラッチガイドの摩擦攪拌接合部に形成された窪み部と、クラッチピストンから突出して窪み部に嵌合する突起部とでクラッチピストンの回転方向の動作規制（回り止め）を行う回転規制構造が構成されている。そして、窪み部は、摩擦攪拌接合部の摩擦攪拌接合工程で形成された工具の抜き跡であることで、当該工具の抜き跡である窪み部を用いて回転規制構造を構成することができる。したがって、クラッチガイドとギヤを接合するための摩擦攪拌接合工程で、同時にクラッチピストンの回転規制構造用の窪み部を形成できるので、動力伝達装置の製造工程の増加を抑えながらもクラッチピストンの回り止めを施すことが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る部材接合構造では、ギヤ（３）が鉄により形成されると共に、クラッチガイド（２１）がアルミニウムにより形成されている構成としてもよい。本発明では、クラッチガイドとギヤとの接合を摩擦攪拌接合としたことで、このように、クラッチガイドを鉄よりも比重の小さなアルミニウムで形成することが可能となる。これにより、クラッチガイド及び動力伝達装置の軽量化を図ることができる。
【００１５】
また、本発明に係る部材接合構造では、ギヤ（３）の表面における少なくとも接合面（４ａ）を除く部分には浸炭処理層が形成されており、接合面（４ａ）は、浸炭処理層が除去された部分であるか、又は予め浸炭処理層を形成しない防炭処理が施された部分であってよい。
【００１６】
ギヤは高い表面硬度が必要な部材であるため、当該ギヤの表面における少なくとも接合面を除く部分には浸炭処理層が形成されていることが望ましい。その一方で、ギヤの接合面は表面の硬度を低くすることで摩擦攪拌接合工程の容易化を図る必要がある。そのため、本発明では、ギヤの表面における少なくとも接合面を除く部分には浸炭処理層が形成されており、接合面は、浸炭処理層が除去された部分であるか又は予め防炭処理が施された部分としている。これにより、ギヤの表面硬度の確保と摩擦攪拌接合工程における工具の摩耗の抑制との両立を図ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る部材接合構造では、摩擦攪拌接合部（４）の第１面（３１ａ）は、幅が均一な円環状に形成されていて、窪み部（７）は、摩擦攪拌接合部（４）の幅の中心部分に形成されている構成としてもよい。これにより、接合に要する面積を少なくすることができると共に、加工が容易であり加工コストを削減することができる。
【００１８】
また、本発明に係る部材接合構造では、摩擦攪拌接合部（４）の第１面（３１ａ）は、円環状の円環部（４１）及び円環部（４１）から内側に突出した突出部（４２）を有し、窪み部（７）は、突出部（４２）に形成されている構成としてもよい。これにより、接合に供する円環部（４１）が窪み部（７）により肉薄になり接合強度が低下することを防止することができる。
【００１９】
また、本発明に係る部材接合構造では、摩擦攪拌接合部（４）の第１面（３１ａ）は、幅が均一な円環状であって、窪み部（７）は、摩擦攪拌接合部（４）の幅の中心部分よりも内側に形成されている構成としてもよい。これにより、摩擦攪拌接合部（４）の面積を増加することができ、窪み部（７）による接合強度の低下を防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係る部材接合構造では、摩擦攪拌接合部（４）の第１面（３１ａ）は、最小幅部（４３）から最大幅部（４４）に向けて漸次幅が増加し、最大幅部（４４）が最小幅部（４３）と周方向の同位置で連結している円環状であって、窪み部（７）は、最小幅部（４３）と最大幅部（４４）の連結部分に形成されている構成としてもよい。これにより、摩擦攪拌接合部（４）の面積を増加することができると共に、回転ツール（６）の動作を止めることなくスムーズに施工することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる動力伝達装置の部材接合構造によれば、動力伝達装置の小型化や軽量化、構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る部材接合構造を備える動力伝達装置の側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る部材接合構造を示す図である。
【図３】ギヤとクラッチガイドとを摩擦攪拌接合で接合する工程を説明するための図である。
【図４】摩擦攪拌接合により生じたバリを除去する工程を説明するための図である。
【図５】摩擦攪拌接合部の第１の形状例を示す図である。
【図６】摩擦攪拌接合部の第２の形状例を示す図である。
【図７】摩擦攪拌接合部の第３の形状例を示す図である。
【図８】摩擦攪拌接合部の第４の形状例を示す図である。
【図９】部材接合構造の変形例を示す図である。
【図１０】図９のＸ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る部材接合構造を備える動力伝達装置の一部構成を示す側断面図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る部材接合構造を示す図である。図１に示す動力伝達装置１は、車両に搭載されたエンジンなどの動力源の動力による回転を駆動輪側に伝達する動力伝達経路を構成する動力伝達装置である。
【００２４】
図１に示すように、動力伝達装置１は、回転軸５上に設置したギヤ３と、回転軸５の軸方向でギヤ３と並ぶ位置に設置された他のギヤ１０と、軸方向におけるこれらギヤ３と他のギヤ１０との間に設置されたクラッチ（摩擦係合装置）２とを備えて構成されている。ギヤ３及び回転軸５は、固定側の部材であるケース２０に対して軸受１１によって回転自在に支持されている。また、他のギヤ１０は、ケース２０に対して軸受１３によって回転自在に支持されている。さらに、他のギヤ１０と回転軸５との間には、これらを相対回転自在に支持する軸受１２が設置されている。したがって、ギヤ３及び回転軸５と他のギヤ１０とは、同軸上で相対回転自在に支持されている。
【００２５】
クラッチ２は、ギヤ３と一体に接合されたクラッチガイド２１と、他のギヤ１０と一体に形成されたクラッチハブ２８と、これらクラッチガイド２１とクラッチハブ２８との間に設けた摩擦係合部２４とを備える。クラッチガイド２１は、その面が径方向に延びる略環状の板状部である基部２１ａと、基部２１ａの外周縁部から回転軸５の軸方向に延びる筒状部２１ｂとを一体的に備えている。クラッチガイド２１の基部２１ａは、ギヤ３の軸方向におけるクラッチ２側を向く面（側面）３ａに形成された略円形環状の段部３１内に配置されて摩擦攪拌接合部４によりギヤ３に接合されている。ギヤ３は、表面が浸炭処理によって硬化された鉄により形成されている。クラッチガイド２１は、鉄よりも融点の低い金属であるアルミニウムにより形成されている。
【００２６】
クラッチハブ２８は、他のギヤ１０の軸方向におけるクラッチ２側を向く面（側面）１０ａから突出して軸方向に延びる筒状の部分であり、クラッチガイド２１の筒状部２１ｂの内周側に配置されている。
【００２７】
クラッチガイド２１の筒状部２１ｂの内周側には、複数のプレート状の摩擦材２４ａが取り付けられている。クラッチハブ２８の外周側には、複数のプレート状の摩擦材２４ｂが取り付けられている。これらクラッチハブ２８に取り付けられている摩擦材２４ｂとクラッチガイド２１に取り付けられている摩擦材２４ａとが軸方向に沿って交互に積層されることにより摩擦係合部２４が構成されている。
【００２８】
クラッチ２の内部（クラッチガイド２１の筒状部２１ｂの内周側）には、クラッチピストン２２が軸方向に移動自在かつ回転可能な状態で嵌入されている。クラッチガイド２１の基部２１ａとクラッチピストン２２との隙間には、作動油が導入されるピストン室（油室）２７が画成されている。クラッチピストン２２に対向してリターンスプリング２３が配設されている。リターンスプリング２３は、軸方向でクラッチピストン２２をピストン室２７の方へ付勢する。摩擦係合部２４のクラッチピストン２２と反対側の端部には、クラッチガイド２１の筒状部２１ｂに固定されたエンドプレート２９が配置されている。
【００２９】
回転軸５には、ピストン室２７に作動油を供給するための油路２５が設けられている。油路２５を通じてピストン室２７に作動油が供給されると、作動油の油圧力によりクラッチピストン２２がリターンスプリング２３の付勢力に抗してクラッチガイド２１の基部２１ａから離間する方向に押圧される。これにより、クラッチピストン２２が摩擦係合部２４をエンドプレート２９に押し付ける。その結果、摩擦係合部２４の摩擦材同士が係合し、クラッチハブ２８とクラッチガイド２１が一体に回転する。こうして、ギヤ３とギヤ１０との間での動力伝達が行われる。
【００３０】
動力伝達装置１のクラッチ２とギヤ３は、摩擦攪拌接合部４の摩擦攪拌接合により接合されている。摩擦攪拌接合部４は、クラッチガイド２１を形成するアルミニウムと、ギヤ３を形成する鉄との摩擦攪拌接合により形成されている。以下、このクラッチガイド２１とギヤ３を接合してなる摩擦攪拌接合部４による接合構造の形成手順について説明する。
【００３１】
図３は、クラッチガイド２１とギヤ３を摩擦攪拌接合による接合する工程を説明するための図である。クラッチガイド２１とギヤ３を接合する工程は、図３に示すように、回転軸５の軸方向を上下方向とし、かつギヤ３のクラッチ２側の側面３ａを上側に向けた状態で設置し、クラッチガイド２１の基部２１ａの外面２１ｃを下側に向けた状態で、これらギヤ３の側面３ａとクラッチガイド２１の基部２１ａの外面２１ｃとを接合する。
【００３２】
クラッチガイド２１とギヤ３の摩擦攪拌接合では、まず、クラッチガイド２１の基部２１ａが、ギヤ３の側面３ａに形成された円環状の段部３１に挿入される。このとき、クラッチガイド２１の基部２１ａの外面２１ｃ及び内周面（先端面）２１ｄがそれぞれ段部３１の側面（第一面）３１ａ及び外周面（第二面）３１ｂに当接した状態となる。またこのとき、基部２１ａの内周面２１ｄは、段部３１の外周面３１ｂに対して圧入された状態で嵌合するように構成するとよい。
【００３３】
摩擦攪拌接合は、先端中央部に設けられたピン６１と、円筒状の回転体であるショルダ６２とから構成される回転ツール（工具）６を用いて行われる。回転ツール６をクラッチガイド２１の基部２１ａの内面側（図３の上側）から接合面４ａに向けて差し込むことでクラッチガイド２１とギヤ３とを接合する。このとき、回転ツール６を高速回転させつつ、ピン６１を、段部３１の外周面３１ｂに接触させながらクラッチガイド２１（基部２１ａ）に進入させていくと、やがてショルダ６２がクラッチガイド２１に接触する。このとき、ピン６１の先端部分はギヤ３に若干進入した状態となっている。
【００３４】
そして、ショルダ６２をクラッチガイド２１に押圧した状態で更に回転ツール６を回転させることによって、ショルダ６２とアルミニウムであるクラッチガイド２１との間に摩擦熱を発生させ、その摩擦熱によりアルミニウムを軟化させると共に、ピン６１で軟化したアルミニウムを攪拌する。また、それと同時に、ショルダ６２の下面によって軟化・攪拌されたアルミニウムを加圧している。これにより、ギヤ３の鉄とクラッチガイド２１のアルミニウムとの接合境界面近傍が安定に固相接合されるようになる。
【００３５】
このようにショルダ６２の下面がクラッチガイド２１を押圧した状態で、回転ツール６を外周面３１ｂに沿って水平方向に円環状に移動していくことにより、漸次ギヤ３とクラッチガイド２１との間に摩擦攪拌接合部４が形成されていく。摩擦攪拌接合部４は、最終的に、クラッチガイド２１の基部２１ａの内周面２１ｄ及び当該内周面２１ｄの近傍に位置する外面２１ｃと、段部３１の外周面３１ｂ及び当該外周面３１ｂの近傍に位置する側面３１ａとを、段部３１の全周に亘り連続的に接合する。
【００３６】
このとき、ショルダ６２とクラッチガイド２１との接触部の周辺には、軟化したアルミニウムが押し出されてバリ９が発生する。
【００３７】
こうして摩擦攪拌接合部４を円環状に形成した後、回転ツール６を引き上げることにより、ショルダ６２の下面によるクラッチガイド２１の押圧が解除されると共に、ピン６１が摩擦攪拌接合部４から引き抜かれる。ピン６１が引き抜かれた後には、摩擦攪拌接合部４に、ピン６１の抜き跡として、当該ピン６１の形状に対応する円筒状の窪み部７が残される。
【００３８】
摩擦攪拌接合部４からピン６１が引き抜かれた後、バリ９の除去が行われる。図４は、摩擦攪拌接合により生じたバリ９を除去する工程を説明するための図である。バリ９の除去は、例えばエンドミル８を用いることにより行われる。ここで、回転ツール６を回転駆動部（不図示）から着脱可能とすると共に、エンドミル８も当該回転駆動部に着脱可能とすることで、共通の回転駆動部を用いて摩擦攪拌接合とバリ９の除去を行うことができる。
【００３９】
なお、摩擦攪拌接合時にピン６１の摩耗を防止するため、ピン６１と接触することになる領域（接合面４ａとなる領域）について、ギヤ３の表面に形成されている浸炭層をハードターニング等により除去するか、あるいは浸炭層の形成時に当該領域についてマスキングして（防炭処理を行って）浸炭層を形成しないようにすることが好ましい。
【００４０】
なお、摩擦攪拌接合部４では、クラッチガイド２１の基部２１ａの外面２１ｃとギヤ３の段部３１の側面３１ａとを接合していれば、段部３１の外周面３１ｂと基部２１ａの内周面２１ｄとの接合は必須ではないが、これら段部３１の外周面３１ｂと基部２１ａの内周面２１ｄとを接合することにより、接合面４ａの強度及びシール性能をより効果的に高めることができる。
【００４１】
摩擦攪拌接合部４を軸方向から見た形状（クラッチガイド２１及び摩擦攪拌接合部４をクラッチピストン２２側から見た形状）は、クラッチ２及びギヤ３の回転方向に沿って接合が可能な形状であれば、種々の形状を採用することができる。
【００４２】
図５は、摩擦攪拌接合部４の第１の形状例を示す図である。図５に示す例では、摩擦攪拌接合部４は、幅寸法が均一な円環状に形成されている。窪み部７は、摩擦攪拌接合部４の幅方向の中心部分に形成されている。回転ツール６は摩擦攪拌接合の始点Ａから円環状に一周した後、始点Ａに戻り、更にそこから所定の重複範囲Ｌだけ重複して摩擦攪拌接合を行い、終点Ｂへと移動する。そのため、窪み部７は、始点Ａではなく、終点Ｂの中心部分に形成される。図５に示す形状の摩擦攪拌接合部４は、接合に要する面積を少なくすることができると共に、加工が容易であり加工コストを削減することができる。また、摩擦攪拌接合の重複部分を形成することにより、より強固な接合を実現することができる。なお、重複部分は必須の構成ではないが、接合の強度を高めるためには重複範囲Ｌを設けることが好ましい。
【００４３】
図６は、摩擦攪拌接合部４の第２の形状例を示す図である。図６に示す例では、摩擦攪拌接合部４は、円環状の円環部４１及び円環部４１から内側に突出した突出部４２を有し、窪み部７は、突出部４２に形成されている。回転ツール６は上述した図５に示す第１の形状例と同様の動作をして図５の終点Ｂと同じ位置まで移動して円環部４１を形成した後、更に内径方向の終点Ｂまで移動して突出部４２を形成する。窪み部７は円環部４１の幅方向の中心位置よりも内周側に形成される。これにより、接合に供する円環部４１が窪み部７により肉薄になり接合強度が低下することを防止することができる。
【００４４】
図７は、摩擦攪拌接合部４の第３の形状例を示す図である。図７に示す例では、摩擦攪拌接合部４は、幅が均一な円環状であって、窪み部７は、摩擦攪拌接合部４の幅方向の中心部分よりも内側に形成されている。回転ツール６は上述した図５に示す第１の形状例と同様の動作をして図５の終点Ｂと同じ位置まで移動した後、動作を一旦停止し、次に内径方向に移動して、そこから更に円環状に一周し、図７の終点Ｂへと移動する。これにより、図５の例と比較して摩擦攪拌接合部４の面積を増加することができ、窪み部７による接合強度の低下を防止することができる。
【００４５】
図８は、摩擦攪拌接合部４の第４の形状例を示す図である。図８に示す例では、摩擦攪拌接合部４は、最小幅部４３から漸次幅が増加し、最大幅部４４が最小幅部４３と接合している円環状であって、窪み部７は、最小幅部４３と最大幅部４４の接合部分に形成されている。回転ツール６は始点Ａから次第に径方向の内側に向かう螺旋を描きつつ終点Ｂへと移動する。これにより、図５の例と比較して摩擦攪拌接合部４の面積を増加することができると共に、図７の例と比較して回転ツール６の動作を止めることなくスムーズに施工することができる。
【００４６】
なお、上述したように、回転ツール６を用いた摩擦攪拌接合では、形成される摩擦攪拌接合部４にピン６１に由来する窪み部７が形成される。この窪み部７を有効利用することもできる。
【００４７】
図９は、クラッチ２とギヤ３の接合構造の変形例を示す図、図１０は、図９のＸ部分の拡大図である。この変形例では、ピン６１に対応する円筒形状の窪み部７を用いてクラッチピストン２２の回転方向の動作規制が行われる。具体的には、クラッチピストン２２における窪み部７と対向する位置に、窪み部７に嵌合可能な円柱形状の突起部２２ａを形成する。そして、突起部２２ａを窪み部７に嵌合させることにより、クラッチピストン２２の回転方向の動作規制（回り止め)を施すことができる。なお、突起部２２ａは、クラッチピストン２２に一体形成された部分であってもよいし、クラッチピストン２２とは別部品である円柱状の部材をクラッチピストン２２に圧入することなどで固定した構造であってもよい。
【００４８】
以上説明したように、本発明に係るクラッチガイド２１とギヤ３の接合構造によれば、クラッチガイド２１とギヤ３との接合面４ａを摩擦攪拌接合で接合してなる摩擦攪拌接合部４を備えることで、従来の接合構造におけるスプライン嵌合部を省略することができる。これにより、スプライン嵌合部を設けていたクラッチガイドのフランジ部も省略できるため、その分、クラッチガイドの径寸法の小型化及び軽量化を図ることができる。また、フランジ部を省略できることで、フランジ部の油路をシールするために設けていたシール部材も省略できるので、クラッチ及び動力伝達装置の部品点数を少なく抑えることができる。また、本発明によれば、クラッチガイド２１とギヤ３との接合面４ａを摩擦攪拌接合で接合したことで、クラッチガイド２１とギヤ３を互いに異なる材料で形成することが可能となる。これにより、クラッチガイド２１をより比重の小さな材料で形成することができるので、クラッチガイド２１の軽量化を図ることができる。
【００４９】
また、本実施形態の接合構造では、ギヤ３の軸方向におけるクラッチガイド２１側を向く面（側面）３ａに形成された環状の段部３１を備え、接合面４ａは、段部３１における軸方向を向く側面３１ａ及び径方向の外側を向く外周面３１ｂであり、摩擦攪拌接合部４は、段部３１に設けられており、より詳細には段部３１の全周に亘り連続的に設けられている。
【００５０】
この構成によれば、クラッチガイド２１とギヤ３との接合面４ａが段部３１の側面３１ａと外周面３１ｂとの両面であることで、摩擦攪拌接合によるギヤ３とクラッチガイド２１との接合の強度を効果的に高めることができる。また、接合面４ａを段部３１の側面３１ａと外周面３１ｂとの両面としたことで、接合面４ａの接合をより確実なものとすることができる。したがって、クラッチガイド２１の摩擦攪拌接合部４に対応する位置にクラッチ２のピストン室（油室）２７が形成されている本実施形態の構造でも、摩擦攪拌接合部４のシール性能（密封性能）を確保することができる。
【００５１】
また、本実施形態の接合構造では、クラッチガイド２１の摩擦攪拌接合部４に形成された窪み部７と、クラッチピストン２２から突出して窪み部７に嵌合する突起部２２ａと、を備え、窪み部７は、摩擦攪拌接合部４の摩擦攪拌接合工程で形成されたピン６１（工具）の抜き跡の穴である。
【００５２】
この構成によれば、摩擦攪拌接合部４の摩擦攪拌接合工程で形成されたピン６１の抜き跡の穴を用いて、クラッチピストン２２の回転方向の動作規制（回り止め）を行う回転規制構造を構成することができる。したがって、クラッチガイド２１とギヤ３を接合する摩擦攪拌接合工程で同時にクラッチピストン２２の回り止め構造用の窪み部７を形成できるので、動力伝達装置１の製造工程における工程数の増加を抑えながらも、クラッチピストン２２の回り止めを施すことが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の接合構造では、ギヤ３が鉄により形成されると共に、クラッチガイド２１がアルミニウムにより形成されている構成としている。本実施形態では、クラッチガイド２１とギヤ３との接合を摩擦攪拌接合としたことで、このように、クラッチガイド２１を鉄よりも比重の小さなアルミニウムで形成することが可能となる。これにより、クラッチガイド２１及び動力伝達装置１の軽量化を図ることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、クラッチガイド２１とギヤ３の接合面４ａを構成するギヤ３の段部３１は、軸方向を向く側面３１ａと径方向の外側を向く外周面３１ｂとを備える場合を示したが、これ以外にも、本発明にかかるギヤの段部を構成する面は、軸方向を向く面と径方向の内側を向く面であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  動力伝達装置
２  クラッチ（摩擦係合装置）
３  ギヤ（部材）
４  摩擦攪拌接合部
４ａ  接合面
５  回転軸
６  回転ツール（工具）
７  窪み部
８  エンドミル
９  バリ
１０  ギヤ（他のギヤ）
１１，１２，１３  軸受
２１  クラッチガイド（部材）
２１ａ  基部
２１ｂ  筒状部
２２  クラッチピストン
２２ａ  凸部（突起部）
２３  リターンスプリング
２４（２４ａ，２４ｂ）  摩擦係合部
２５  油路
２８  クラッチハブ
２９  エンドプレート
３１  段部
３１ａ  側面（第一面）
３１ｂ  外周面（第二面）
４１  円環部
４２  突出部
４３  最小幅部
４４  最大幅部
６１  ピン（工具）
６２  ショルダ
【図１】
2019120310.tif 000003
【図２】
2019120310.tif 000004
【図３】
2019120310.tif 000005
【図４】
2019120310.tif 000006
【図５】
2019120310.tif 000007
【図６】
2019120310.tif 000008
【図７】
2019120310.tif 000009
【図８】
2019120310.tif 000010
【図９】
2019120310.tif 000011
【図１０】
2019120310.tif 000012