(57)【要約】【課題】金属部材同士の接合後の製品の寸法バラツキを抑え、製品の平行度や平面度を高めるための接合方法及び接合構造を提供することを課題とする。【解決手段】第１金属部材１の嵌合孔２に、その嵌合孔２に続いて第２金属部材５が当接する当接面３を設けておき、該第２金属部材５が該第１金属部材１の当接面３に当接するまで両金属部材１，５を圧入しながら通電して接合する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属部材の被嵌合部に第２金属部材の嵌合部を圧入しながら通電し抵抗熱によって両金属部材を接合する接合方法において、
上記第１金属部材及び第２金属部材に、圧入完了時に互いに圧入方向において当接する当接面を形成しておき、
上記第１金属部材に上記第２金属部材を圧入しながら通電し、圧入完了時に該第１金属部材及び該第２金属部材の当接面同士を当接させて上記嵌合部位から電流を当該当接部側に逃がすことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
第１金属部材と第２金属部材とを通電による抵抗熱によって接合する接合方法において、
上記第１金属部材には、大径被嵌合部と小径被嵌合部とが段状の当接面を介して嵌合方向に並ぶように形成され、
上記第２金属部材には、上記大径被嵌合部に嵌合する大径嵌合部と上記小径被嵌合部に嵌合する小径嵌合部とが、上記第１金属部材の段状当接面に当接する段状の当接面を介して形成され、
上記第１金属部材の大小の被嵌合部に上記第２金属部材の対応する大小の嵌合部を圧入しながら上記両金属部材に通電し、圧入完了時に該両金属部材の互いの段状当接面を当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がすことを特徴とする接合方法。
【請求項３】
第１金属部材と第２金属部材とを通電による抵抗熱によって接合する接合方法において、
上記第１金属部材には、大径被嵌合部と小径被嵌合部とが段状の当接面を介して嵌合方向に並ぶように形成され、
上記第２金属部材には、上記大径被嵌合部に嵌合する大径嵌合部と上記小径被嵌合部に嵌合する小径嵌合部とが、上記第１金属部材の段状当接面に当接する段状の当接面を介して形成され、
上記大径被嵌合部と大径嵌合部とが嵌合する嵌合部位、及び上記小径被嵌合部と小径嵌合部とが嵌合する嵌合部位のうちの一方は圧入によって嵌合する嵌合部位とされ、他方の嵌合部位には当該被嵌合部と嵌合部との間に隙間が形成され、
上記一方の嵌合部位の嵌合部を被嵌合部に圧入しながら上記両金属部材に通電し、圧入完了時に該両金属部材の互いの段状当接面を当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がし、
しかる後に、上記他方の嵌合部位の上記隙間に中間金属部材を圧入しながら該中間金属部材と上記第１及び第２金属部材との間に通電し、圧入完了時に該中間金属部材を上記第１金属部材又は第２金属部材の段状当接面に当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がすことを特徴とする接合方法。
【請求項４】
第１金属部材と第２金属部材とを通電による抵抗熱によって接合する接合方法において、
上記第１金属部材には大径被嵌合部と小径被嵌合部とが段状の当接面を介して嵌合方向に並ぶように形成され、
上記第２金属部材には、上記大径被嵌合部に隙間を存して嵌合する大径嵌合部と上記小径被嵌合部に隙間を存して嵌合する小径嵌合部とが、上記第１金属部材の段状の当接面に当接する段状の当接面を介して形成され、
上記両金属部材の互いの段状当接面を当接させた状態とし、
上記大径側の嵌合部位及び小径側の嵌合部位については、各々の隙間に中間金属部材を圧入しながら該中間金属部材と上記第１及び第２金属部材との間に通電し、圧入完了時に該中間金属部材を上記第１金属部材又は第２金属部材の段状当接面に当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がすことを特徴とする接合方法。
【請求項５】
請求項１に記載された接合方法において、
上記第１金属部材には、上記被嵌合部に続いて上記第２金属部材が当接する上記当接面が形成されており、
上記被嵌合部の内面と上記当接面とのなすコーナー部に凹部を設けておき、上記両金属部材の接合時に発生するバリを該凹部に収容することを特徴とする接合方法。
【請求項６】
請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載された接合方法において、
上記第１金属部材の大径被嵌合部の内面と当接面とのなすコーナー部、又は上記第２金属部材の小径嵌合部の外面と当接面とのなすコーナー部に凹部を設けておき、上記両金属部材の接合時に発生するバリを該凹部に収容することを特徴とする接合方法。
【請求項７】
上記第１金属部材は自動変速機の遊星歯車を支持するキャリアであり、
上記第２金属部材は上記自動変速機の太陽歯車を支持するシャフトであり、
上記シャフトと上記キャリアとが請求項１に記載された接合方法によって接合されていることを特徴とする自動変速機のキャリア接合構造。
【請求項８】
上記第１金属部材は自動変速機の遊星歯車を支持するキャリア本体であり、
上記第２金属部材は上記自動変速機の太陽歯車を支持するシャフトに結合されたキャリアプレートであり、
上記キャリア本体と上記キャリアプレートとが請求項１に記載された接合方法によって接合されていることを特徴とする自動変速機のキャリア接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接合方法及び接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等に使用される金属部材同士（例えば板体と軸体）を接合する場合には、板体の板面に形成された孔部に、該孔部の径に対して圧入代を持たせた軸体を圧入しながら両金属部材間に電気抵抗熱を発生させることにより該軸体を板体の孔部に接合する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２７０７５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の接合方法では、板体に設けられた孔部は板面に対して垂直に貫通しており、軸体を板体の孔部に圧入する際に圧入深さを一定にすることが困難なため、寸法バラツキを生ずるという問題がある。そして、圧入完了時の通電終了のタイミングを精度よく行わないと、圧入部に過剰な熱が加わって熱応力が残ったり、通電不足による接合不良などが発生する。また、板体の孔に軸体のフランジを途中まで圧入させた場合、板体のフランジが圧入された表面側ではその孔が拡大する方向に応力が働くが、裏面側にはその応力が働かないため板体全体が凸形状に湾曲して接合後の製品の平行度や平面度を確保できずに仕上げ加工に多くの手間と費用を要するといった問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、金属部材同士の接合において得られる製品の寸法バラツキを抑えることにある。また、本発明は接合によって得られる製品の平行度や平面度を高めることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に対して、第１金属部材の嵌合孔に第２金属部材を圧入しながら通電するようにした接合方法において、両金属部材が圧入完了時に互いに圧入方向において当接するようにした。
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明は、第１金属部材の被嵌合部に第２金属部材の嵌合部を圧入しながら通電し抵抗熱によって両金属部材を接合する接合方法において、
上記第１金属部材及び第２金属部材に、圧入完了時に互いに圧入方向において当接する当接面を形成しておき、
上記第１金属部材に上記第２金属部材を圧入しながら通電し、圧入完了時に該第１金属部材及び該第２金属部材の当接面同士を当接させて上記嵌合部位から電流を当該当接部側に逃がすことを特徴とする。
【０００８】
従って、本発明によれば、第１金属部材への第２金属部材の圧入完了時に該第１金属部材の当接面に該第２金属部材を当接するから、該第２金属部材の該第１金属部材に対する圧入深さを一定にすることができ、安定した品質の製品を製造することができる。さらに、第２金属部材が第１金属部材の当接面に当接したときに、両金属部材の嵌合部に流れていた電流が当該当接部側に逃げることにより両金属部材の嵌合部間で発生していた電気抵抗熱の発熱量が急速に減少して該当接面で両金属部材の接合が完了するため、両金属部材の嵌合部に過剰な熱が加わらず、すなわち熱応力が小さくなり平行度や平面度の高い製品を製造することができるとともに通電不足による接合不良の問題も解消される。
【０００９】
請求項２に係る発明は、第１金属部材と第２金属部材とを通電による抵抗熱によって接合する接合方法において、
上記第１金属部材には、大径被嵌合部と小径被嵌合部とが段状の当接面を介して嵌合方向に並ぶように形成され、
上記第２金属部材には、上記大径被嵌合部に嵌合する大径嵌合部と上記小径被嵌合部に嵌合する小径嵌合部とが、上記第１金属部材の段状当接面に当接する段状の当接面を介して形成され、
上記第１金属部材の大小の被嵌合部に上記第２金属部材の対応する大小の嵌合部を圧入しながら上記両金属部材に通電し、圧入完了時に該両金属部材の互いの段状当接面を当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がすことを特徴とする。
【００１０】
従って、本発明によれば、第１金属部材の大小の被嵌合部に上記第２金属部材の対応する大小の嵌合部を圧入するから、該大小の嵌合部の各々に加わる反り応力が相殺されて該第１金属部材の変形を防止する上で有利となり平行度や平面度の高い製品を製造することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、第１金属部材と第２金属部材とを通電による抵抗熱によって接合する接合方法において、
上記第１金属部材には、大径被嵌合部と小径被嵌合部とが段状の当接面を介して嵌合方向に並ぶように形成され、
上記第２金属部材には、上記大径被嵌合部に嵌合する大径嵌合部と上記小径被嵌合部に嵌合する小径嵌合部とが、上記第１金属部材の段状当接面に当接する段状の当接面を介して形成され、
上記大径被嵌合部と大径嵌合部とが嵌合する嵌合部位、及び上記小径被嵌合部と小径嵌合部とが嵌合する嵌合部位のうちの一方は圧入によって嵌合する嵌合部位とされ、他方の嵌合部位には当該被嵌合部と嵌合部との間に隙間が形成され、
上記一方の嵌合部位の嵌合部を被嵌合部に圧入しながら上記両金属部材に通電し、圧入完了時に該両金属部材の互いの段状当接面を当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がし、
しかる後に、上記他方の嵌合部位の上記隙間に中間金属部材を圧入しながら該中間金属部材と上記第１及び第２金属部材との間に通電し、圧入完了時に該中間金属部材を上記第１金属部材又は第２金属部材の段状当接面に当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がすことを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明によれば、第１金属部材と第２金属部材とに形成された一方の嵌合部位の嵌合部を被嵌合部に圧入して第１及び第２金属部材を接合し、しかる後に他方の嵌合部位の隙間に中間金属部材を圧入して該中間金属部材と第１及び第２金属部材とを接合するから、接合工程を２段階に分けたことで比較的小規模な設備で第１金属部材の変形を抑制しながら平行度や平面度の高い製品を製造することができる。また、中間金属部材は焼結等により安価に作成可能であるためコスト低減に有利となる。
【００１３】
さらに、第１及び第２金属部材の嵌合部の隙間への中間金属部材の圧入完了時に該中間金属部材が該第１及び第２金属部材の段状当接面に当接するから、該中間金属部材の該第１及び第２金属部材に対する圧入深さを一定にすることができ、安定した品質の製品を製造することができる。また、中間金属部材が第１及び第２金属部材の当接面に当接したときに、当該嵌合部位に流れていた電流が当該当接部側に逃げることにより中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部間で発生していた電気抵抗熱の発熱量が急速に減少して該当接面で接合が完了するため、中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部に過剰な熱が加わらず、すなわち熱応力が小さくなり平行度や平面度の高い製品を製造することができるとともに通電不足による接合不良の問題も解消される。さらに、第１及び第２金属部材の一方の嵌合部を圧入したことによって両金属部材に反り応力が生じていても、中間金属部材の圧入によってその反り応力を相殺することができ平行度や平面度の高い製品を製造することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、第１金属部材と第２金属部材とを通電による抵抗熱によって接合する接合方法において、
上記第１金属部材には大径被嵌合部と小径被嵌合部とが段状の当接面を介して嵌合方向に並ぶように形成され、
上記第２金属部材には、上記大径被嵌合部に隙間を存して嵌合する大径嵌合部と上記小径被嵌合部に隙間を存して嵌合する小径嵌合部とが、上記第１金属部材の段状の当接面に当接する段状の当接面を介して形成され、
上記両金属部材の互いの段状当接面を当接させた状態とし、
上記大径側の嵌合部位及び小径側の嵌合部位については、各々の隙間に中間金属部材を圧入しながら該中間金属部材と上記第１及び第２金属部材との間に通電し、圧入完了時に該中間金属部材を上記第１金属部材又は第２金属部材の段状当接面に当接させることによって当該嵌合部位から電流を当該段状の当接部側に逃がすことを特徴とする。
【００１５】
従って、本発明によれば、第１及び第２金属部材の大径側の嵌合部位及び小径側の嵌合部位の各々の隙間へ中間金属部材を圧入し、圧入完了時に該中間金属部材が該第１及び第２金属部材の段状当接面に当接するから、該中間金属部材の該第１及び第２金属部材に対する圧入深さを一定にすることができ、安定した品質の製品を製造することができる。また、中間金属部材が第１及び第２金属部材の当接面に当接したときに、当該嵌合部位に流れていた電流が当該当接部側に逃げることにより中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部間で発生していた電気抵抗熱の発熱量が急速に減少して該当接面で接合が完了するため、中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部に過剰な熱が加わらず、すなわち熱応力が小さくなり平行度や平面度の高い製品を製造することができるとともに通電不足による接合不良の問題も解消される。
【００１６】
さらに、第１金属部材と第２金属部材とが互いに接合性の悪い材質であっても、中間金属部材に該第１及び第２金属部材と接合性の良い材質のものを用いることで容易に該第１金属部材と該第２金属部材とを接合することができる。また、例えばハイカーボン鋼同士の接合時に中間金属部材としてカーボン含有量の低い材質のものを用いることで、接合部が硬化して脆くなることを抑制することができ、クラックの発生を抑制したり疲労強度を向上させる上で有利になる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載された接合方法において、
上記第１金属部材には、上記被嵌合部に続いて上記第２金属部材が当接する上記当接面が形成されており、
上記被嵌合部の内面と上記当接面とのなすコーナー部に凹部を設けておき、上記両金属部材の接合時に発生するバリを該凹部に収容することを特徴とする。
【００１８】
従って、本発明によれば、両金属部材の接合時に発生するバリを該凹部に収容するから、バリの発生による圧入深さのバラツキや平行度及び平面度の悪化を防止する上で有利となる。
【００１９】
請求項６に係る発明は、請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載された接合方法において、
上記第１金属部材の大径被嵌合部の内面と当接面とのなすコーナー部、又は上記第２金属部材の小径嵌合部の外面と当接面とのなすコーナー部に凹部を設けておき、上記両金属部材の接合時に発生するバリを該凹部に収容することを特徴とする。
【００２０】
従って、本発明によれば、両金属部材の接合時に発生するバリを凹部に収容するから、バリの発生による圧入深さのバラツキや平行度及び平面度の悪化を防止する上で有利となる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、上記第１金属部材は自動変速機の遊星歯車を支持するキャリアであり、
上記第２金属部材は上記自動変速機の太陽歯車を支持するシャフトであり、
上記シャフトと上記キャリアとが請求項１に記載された接合方法によって接合されていることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項８に係る発明は、上記第１金属部材は自動変速機の遊星歯車を支持するキャリア本体であり、
上記第２金属部材は上記自動変速機の太陽歯車を支持するシャフトに結合されたキャリアプレートであり、
上記キャリア本体と上記キャリアプレートとが請求項１に記載された接合方法によって接合されていることを特徴とする。
【００２３】
従って、請求項７又は８に係る発明によれば、請求項１に記載された接合方法によって両金属部材同士が接合されているから、接合後に製品の平行度や平面度を高めるための仕上げ加工をする必要がなく、加工費や人件費の削減に有利となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
−実施形態１−
図１に示すように、第１金属部材１は自動変速機の遊星歯車を支持するキャリアプレートであり、該第１金属部材１の中央部には嵌合孔（被嵌合部）２が設けられ、該嵌合孔２に続いて該第１金属部材１の厚さ方向を向いた当接面３が形成されている。そして、該嵌合孔２と該当接面３とのコーナー部には凹部４が形成されている。
【００２６】
また、第２金属部材５は自動変速機の太陽歯車を支持するシャフトであり、該第２金属部材５にはフランジ６が設けられており該フランジ６の周縁部が該第１金属部材１の嵌合孔２と嵌合される嵌合部７となっている。嵌合孔２の内径と嵌合部７の外径とは、嵌合部７を嵌合孔２に圧入するためのラップ代ができるように調整されている。
【００２７】
図２は、上記第２金属部材５の嵌合部７を上記第１金属部材１の嵌合孔２に圧入嵌合させた状態を示す。当該嵌合状態において、該第１金属部材１の当接面３と該第２金属部材５のフランジ６の下面とが当接しており、また、圧入嵌合時に発生したバリが該第１金属部材１の凹部４に収容されるようになっている。
【００２８】
次に、本実施形態１に係る第１金属部材１と第２金属部材５との接合方法について説明する。
【００２９】
図１に示すように、上記第１金属部材１を図示しない下側電極で保持しておき、上記第２金属部材５を該第１金属部材１の嵌合位置に位置合わせして、図示しない上側電極により該第２金属部材５を上方から加圧し、該第２金属部材５の嵌合部７を該第１金属部材１の嵌合孔２に圧入する。その際、第２金属部材５を圧入しながら上側電極に通電して当該圧入部位に電気抵抗熱を発生させることにより圧入部位（嵌合部位）が軟化して塑性変形し両金属部材１，５の固相状態の接合溶接を行う。そして、圧入完了時に第２金属部材５のフランジ６の下面を該第１金属部材１の当接面３に当接させることにより、上記圧入部位に流れていた電流を該当接面３側に逃がして通電を終了し、両金属部材１，５の固相状態の接合が完了する。
【００３０】
−実施形態２−
図３に示すように、第１金属部材１０は自動変速機の遊星歯車を支持するキャリアのキャリア本体であり、円形状の底壁部１０ａと該底壁部１０ａの周縁から円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁１０ｂとから形成されている。そして、各円弧状壁１０ｂの上端部の内周側が段差状に切り欠かれて後述する第２金属部材１５と嵌合するための被嵌合部１１が形成され、該被嵌合部１１に続いて圧入方向に向かう当接面１２が形成されている。そして、該被嵌合部１１と当接面１２とのコーナー部には凹部１３が設けられている。
【００３１】
また、第２金属部材１５は実施形態１の接合方法によって接合された自動変速機のキャリアプレートと自動変速機のシャフトとの接合部品である。なお、第２金属部材１５は遊星歯車のキャリアプレートのみであっても構わない。第２金属部材１５をなすプレートは円形状をしておりその周縁部が第１金属部材１０の被嵌合部１１と嵌合される嵌合部１６となっている。被嵌合部１１の内径と嵌合部１６の外径とは、嵌合部１６を被嵌合部１１に圧入するためのラップ代ができるように調整されている。
【００３２】
図４は、上記第２金属部材１５の嵌合部１６を上記第１金属部材１０の被嵌合部１１に圧入嵌合させた状態を示す。当該嵌合状態において、該第１金属部材１０の当接面１２と第２金属部材１５の下面とが当接しており、また、圧入嵌合時に発生したバリが該第１金属部材１０の凹部１３に収容されるようになっている。
【００３３】
次に、本実施形態２に係る第１金属部材１０と第２金属部材１５との接合方法について説明する。
【００３４】
図３に示すように、上記第１金属部材１０を図示しない下側電極で保持しておき、上記第２金属部材１５を該第１金属部材１０の嵌合位置に位置合わせして、図示しない上側電極により該第２金属部材１５を上方から加圧し、該第２金属部材１５の嵌合部１６を該第１金属部材１の被嵌合部１１に圧入する。その際、該第２金属部材１５を圧入しながら上側電極に通電して当該圧入部位に電気抵抗熱を発生させることにより圧入部位が軟化して塑性変形し両金属部材１０，１５の固相状態の接合を行う。そして、圧入完了時に第２金属部材１５の下面を第１金属部材１０の当接面１２に当接させることにより、当該圧入部位に流れていた電流を該当接面側に逃がして通電を終了し、両金属部材１０，１５の固相状態の接合が完了する。
【００３５】
−実施形態３−
図５−（ａ）に示すように、第１金属部材２０の中央部には嵌合孔（被嵌合部）２１が設けられており、該嵌合孔２１に続いて該第１金属部材２０の嵌合方向を向いた当接面２２が形成されている。そして、嵌合孔２１と当接面２２とのコーナー部には凹部２３が形成されている。ここで、嵌合孔２１の内周壁は、下方に行くにつれて上方よりも内径が小さくなるように傾斜した状態に形成されている。
【００３６】
また、第２金属部材２５はその周縁部が第１金属部材２０の嵌合孔２１と嵌合される嵌合部２６に形成されている。
【００３７】
次に、本実施形態３に係る第１金属部材２０と第２金属部材２５との接合方法について説明する。
【００３８】
上記第１金属部材２０を図示しない下側電極で保持しておき、上記第２金属部材２５を該第１金属部材２０の嵌合位置に位置合わせして、図示しない上側電極により該第２金属部材２５を上方から加圧し、該第２金属部材２５の嵌合部２６を該第１金属部材１の嵌合孔２１に圧入する。その際、該第２金属部材２５を圧入しながら上側電極に通電して当該圧入部位に電気抵抗熱を発生させることにより圧入部位が軟化して塑性変形し両金属部材２０，２５の固相状態の接合を行う。そして、圧入完了時に第２金属部材２５の下面を第１金属部材２０の当接面２２に当接させることにより、当該圧入部位に流れていた電流を該当接面に逃がして通電を終了し、両金属部材２０，２５の固相状態の接合が完了する。
【００３９】
ここで、上記第２金属部材２５の嵌合部２６を上記第１金属部材２０の嵌合孔２１に圧入させる際に、下方に行くにつれて圧入応力が大きくなるように該第１金属部材２０の嵌合孔２１が形成されているから、図５−（ｂ）に仮想線で示すように全体として略均一な応力状態で圧入を行うことができ、該第１金属部材２０の変形を防止する上で有利となる。
【００４０】
−実施形態４−
図６に示すように、第１金属部材３０には、大径嵌合孔（被嵌合部）３１と小径嵌合孔（被嵌合部）３２とが嵌合方向を向いた段状の当接面３３を介して嵌合方向に並ぶように形成されている。そして、大径嵌合孔３１の内面と当接面３３とのコーナー部には凹部３４が形成されている。
【００４１】
また、第２金属部材３５には、上記大径嵌合孔３１に嵌合する大径嵌合部３６と上記小径嵌合孔３２に嵌合する小径嵌合部３７とが圧入方向を向いた当接面３８を介して形成され、上記両当接面３３，３８が互いに当接するように形成されている。そして、該小径嵌合部３７と該当接面３８とのコーナー部には凹部３９が形成されている。
【００４２】
そして、上記両金属部材３０，３５の当接面３３，３８が互いに当接した状態で、上記第１金属部材３０の大径嵌合孔３１と上記第２金属部材３５の大径嵌合部３６とが嵌合され、小径嵌合孔３２と小径嵌合部３７とが嵌合されて接合されている。
【００４３】
次に、本実施形態４に係る第１金属部材３０と第２金属部材３５との接合方法について説明する。
【００４４】
上記第１金属部材３０を図示しない下側電極で保持しておき、上記第２金属部材３５を第１金属部材３０の嵌合位置に位置合わせして、図示しない上側電極により第２金属部材３５を上方から加圧し、第２金属部材３５の大径嵌合部３６を第１金属部材３０の大径嵌合孔３１に圧入するとともに小径嵌合部３７を小径嵌合孔３２に圧入する。その際、第２金属部材３５を圧入しながら上側電極に通電して当該圧入部位に電気抵抗熱を発生させることにより圧入部位が軟化して塑性変形し両金属部材３０，３５の固相状態の接合を行う。そして、圧入完了時に第２金属部材３５の当接面３８が第１金属部材３０の当接面３３に当接することにより、当該圧入部位に流されていた電流を当接面３３，３８に逃がして通電を終了し、両金属部材３０，３５の固相状態の接合が完了する。
【００４５】
これにより、第２金属部材３５を第１金属部材３０に圧入する際に、大径嵌合部３１と小径嵌合部３２との各々に加わる反り応力が相殺されることになり、第１金属部材３０の変形を防止する上で有利となる。
【００４６】
−実施形態５−
図７−（ａ）に示すように、第１金属部材４０には、大径嵌合孔（被嵌合部）４１と小径嵌合孔（被嵌合部）４２とが嵌合方向を向いた段状の当接面４３を介して嵌合方向に並ぶように形成されている。そして、大径嵌合孔４１と当接面４３とのコーナー部には凹部４４が形成されている。
【００４７】
また、第２金属部材４５には、大径嵌合部４６と、上記小径嵌合孔４２に嵌合する小径嵌合部４７とが圧入方向を向いた当接面４８を介して形成され、上記両当接面４３，４８が互いに当接するように形成されている。そして、小径嵌合部４７と当接面４８とのコーナー部には凹部４９が形成されている。また、大径嵌合部４６の当接面４８側の周縁部には圧入嵌合時に発生するバリを収容するための面取り加工が施されている。
【００４８】
そして、上記両金属部材４０，４５の当接面４３，４８が互いに当接した状態で、上記第１金属部材４０の小径嵌合孔４２と上記第２金属部材４５の小径嵌合部４７とが嵌合されて接合されている。また、該第１金属部材４０の大径嵌合孔４１と該第２金属部材４５の大径嵌合部４６との間には中間金属部材５０が圧入されている。
【００４９】
ここで、本実施形態５では、第１金属部材４０及び第２金属部材４５としてハイカーボン鋼を用いているが、このときには中間金属部材５０として、Ｆｅ基焼結合金を用いることが好ましい。中間金属部材５０の具体的な組成は、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：６．０〜８．０％、Ｂ：２．７５〜３．５％、Ｓｉ：４．０〜５．０、Ｃ：０．０６％以下で、残りはＦｅからなるものである。もちろん、第１及び第２金属部材４０，４５や中間金属部材５０の材質はこれに限定されるものではない。
【００５０】
次に、本実施形態５に係る第１金属部材４０と第２金属部材４５との接合方法について説明する。
【００５１】
図７−（ｂ）に示すように、上記第１金属部材４０を図示しない下側電極で保持しておき、上記第２金属部材４５を該第１金属部材４０の嵌合位置に位置合わせして、図示しない上側電極により該第２金属部材４５を上方から加圧し、該第２金属部材４５の小径嵌合部４７を小径嵌合孔４２に圧入する。そして、該第２金属部材４５の当接面４８が該第１金属部材４０の当接面４３に当接するまで圧入しながら上側電極に通電して当該圧入部位に電気抵抗熱を発生させることにより圧入部位が軟化して塑性変形し、両金属部材４０，４５の固相状態の接合を行う。そして、圧入完了時に上記当接面４３、４８が当接することにより上記圧入部位に流されていた電流を当接面４８側に逃がして通電を終了し、両金属部材４０，４５の固相状態の接合が完了する。
【００５２】
続いて、中間金属部材５０を該大径嵌合孔４１と該大径嵌合部４６との間の隙間に位置合わせして、図示しない上側電極により該中間金属部材５０を上方から加圧して該隙間に圧入する。その際、中間金属部材５０を圧入しながら上側電極に通電して中間金属部材５０と両金属部材４０，４５との嵌合部位（圧入部位）に電気抵抗熱を発生させることにより嵌合部位が軟化して塑性変形し中間金属部材５０と第１及び第２金属部材４０，４５との固相状態の接合を行う。そして、圧入完了時に中間金属部材５０の下面が該第１金属部材４０の当接面４３に当接することにより、上記圧入部位に流されていた電流を該当接面４３側に逃がして通電を終了し、両金属部材４０，４５の固相状態の接合が完了する。
【００５３】
これにより、接合工程を２段階に分けたことで比較的小規模な設備で第１金属部材４０の変形を抑制しながら平行度や平面度の高い製品を製造することができる。また、中間金属部材５０は焼結等により安価に作成可能であるためコスト低減に有利となる。
【００５４】
−実施形態６−
図８−（ａ）に示すように、第１金属部材６０には、大径嵌合孔（被嵌合部）６１と小径嵌合孔（被嵌合部）６２とが嵌合方向を向いた当接面６３を介して嵌合方向に並ぶように形成されている。そして、該大径嵌合孔６１と該当接面６３とのコーナー部には凹部６４が形成されている。また、小径嵌合孔６２の当接面６３側の周縁部には圧入嵌合時に発生するバリを収容するための面取り加工が施されている。
【００５５】
また、第２金属部材６５には、大径嵌合部６６と小径嵌合部６７とが圧入方向を向いた当接面６８を介して形成され、上記両当接面６３，６８が互いに当接するように形成されている。そして、該小径嵌合部６７と該当接面６８とのコーナー部には凹部６９が形成されている。また、大径嵌合部６６の当接面６８側の周縁部には圧入嵌合時に発生するバリを収容するための面取り加工が施されている。
【００５６】
そして、上記両金属部材６０，６５の当接面６３，６８が互いに当接した状態で、第１金属部材６０の大径嵌合孔６１と第２金属部材６５の大径嵌合部６６との間に第１中間金属部材５５が圧入され、小径嵌合孔６２と小径嵌合部６７との間には第２中間金属部材５６が圧入されている。
【００５７】
次に、本実施形態６に係る第１金属部材６０と第２金属部材６５との接合方法について説明する。
【００５８】
図８−（ｂ）に示すように、上記第１金属部材６０を図示しない下側電極で保持しておき、上記第２金属部材６５を該第１金属部材６０の接合位置に位置合わせして互いの当接面６３，６８を当接させる。さらに大径嵌合孔６１と大径嵌合部６６との間の隙間に第１中間金属部材５５を位置合わせする。そして、図示しない上側電極により第１中間金属部材５５を上方から加圧して上記隙間に圧入する。そして、第１中間金属部材５５の下面が第１金属部材６０の当接面６３に当接するまで圧入しながら上側電極に通電して当該圧入部位に電気抵抗熱を発生させることにより圧入部位が軟化して塑性変形し第１中間金属部材５５と両金属部材６０，６５との固相状態の接合を行う。そして、圧入完了時に第１中間金属部材５５の下面が第１金属部材６０の当接面６３に当接することにより、上記圧入部位に流されていた電流を該当接面６３側に逃がして通電を終了し、両金属部材６０，６５の固相状態の接合が完了する。
【００５９】
続いて、上記第１金属部材６０及び上記第２金属部材６５を裏返して図示しない下側電極で保持しておき、第２中間金属部材５６を小径嵌合孔６２と小径嵌合部６７との間の隙間に位置合わせして、図示しない上側電極により該第２中間金属部材５６を上方から加圧して該隙間に圧入する。そして、第２中間金属部材５６の下面が第２金属部材６５の当接面６８に当接するまで圧入しながら上側電極に通電して当該圧入部位に電気抵抗熱を発生させることにより圧入部位が軟化して塑性変形し第２中間金属部材５６と両金属部材６０，６５との固相状態の接合を行う。そして、圧入完了時に第２中間金属部材５６が第２金属部材６５の当接面６８に当接することにより、上記圧入部位に流されていた電流を該当接面６８側に逃がして通電を終了し、両金属部材６０，６５の固相状態の接合が完了する。
【００６０】
なお、第２中間金属部材５６の圧入接合は、第１中間金属部材５５の圧入接合と同時に行うようにしてもよいし、該第１中間金属部材５５の接合完了後、両金属部材６０，６５を裏返すことなしに、下方から圧入接合するようにしてもよい。
【００６１】
−実施形態７−
以下に、本実施形態１，２の接合方法を用いて製造された自動変速機の遊星歯車のキャリア構造について説明する。
【００６２】
図９又は図１０に示すように、自動変速機８０は、主変速機８１と副変速機８２とを備えており、エンジンの出力回転がトルクコンバータ８３を介して主変速機８１の主回転軸８４に入力され、この主回転軸８４に入力されたエンジン回転は、図示しない主変速ギア列によって変速される。そして、該主変速機８１で変速されたエンジン回転は、メインギア８５及び該メインギア８５と噛合されるカウンタギア８６を介して副変速機８２に入力される。該副変速機８２に入力された回転は、副変速ギア列８７によって適宜変速され、該副変速機８２で最終的に変速されたエンジン回転は、出力ギア８８からファイナルギア８９を介してディファレンシャル９０に出力される。
【００６３】
上記副変速ギア列８７は、太陽歯車９１、遊星歯車９２及びリングギア９３を有する副遊星歯車機構を備えている。太陽歯車９１は後述するクラッチドラム１０４と連結しており、副回転軸（シャフト）５に並列配置されるクラッチ９５を介して副回転軸５に選択的に締結可能となっており、ブレーキ９６を介してハウジング９７に選択的に固定可能となっている。
【００６４】
リングギア９３はカウンタギア８６に結合されており、該リングギア９３に主変速機８１の変速回転が入力されるようになっている。また、遊星歯車９２のギア軸がキャリア９８に連結されており、該遊星歯車９２の公転が最終的な変速回転として出力される。
【００６５】
上記副回転軸５はベアリング１０１，１０２を介してハウジング９７に回転自在に支持されるとともに、カウンタギア８６はベアリング１０３を介して副回転軸５に相対回転自在に支持されている。
【００６６】
キャリア９８の下面にはクラッチハブ９８ａが接合されており該クラッチハブ９８ａの外側にはクラッチドラム１０４が配設されている。クラッチハブ９８ａとクラッチドラム１０４との間には、クラッチ９５の複数の摩擦プレート９５ａが該クラッチハブ９８ａと該クラッチドラム１０４とに交互に係合された状態で配設されている。また、摩擦プレート９５ａの下方にはピストン１０５が配設されており、該ピストン１０５の作動によって摩擦プレート９５ａが圧接されることにより、該クラッチ９５が締結される。
【００６７】
そして、クラッチドラム１０４の下部の外側とハウジング９７との間にはブレーキ９６が配設されている。そして、該ブレーキ９６の複数の摩擦プレート９６ａが該クラッチドラム１０４と該ハウジング９７とに交互に係合された状態で配設されている。また、該摩擦プレート９６ａの下方にはピストン１０６が配設されており、該ピストン１０６の作動によって摩擦プレート９６ａが圧接されることにより、該クラッチドラム１０４を該ハウジング９７に固定するようになっている。
【００６８】
以上の構成により、主変速機８１で変速されたエンジン回転は、メインギア８５を介してカウンタギア８６に入力されると該カウンタギア８６に結合されたリングギア９３を回転させる。そして、クラッチ９５が締結された状態では、副回転軸５と太陽歯車９１とが連結されリングギア９３と太陽歯車９１とが一体に回転されることにより、遊星歯車９２はこれらリングギア９３と太陽歯車９１との間にロックされた状態で公転される。従って、この状態では、カウンタギア８６の回転がそのまま出力ギア８８に伝達されることになる。
【００６９】
一方、ブレーキ９６が締結された状態では、ロック状態にある太陽歯車９１の周りを遊星歯車９２が自転を行いつつ公転し、この公転がキャリア９８で取り出されて出力ギア８８を回転させる。従って、この状態ではカウンタギア８６の回転が減速されて出力ギア８８に伝達されることになる。
【００７０】
そして、遊星歯車９２のギア軸内部には、遊星歯車９２のベアリング１０７に潤滑オイルを供給するための供給通路１００が形成されており、この供給通路１００はキャリア９８のキャリアプレート１に形成された環状の溝部１０８に接続されている。
【００７１】
上記溝部１０８は、図１にも示されているように、副回転軸５のフランジ６をキャリアプレート１に接合する際に当接する当接面３を形成する段部に形成されている。上記供給通路１００へのオイル供給は、副回転軸５の内部に形成されたオイル通路１０９からベアリング９９に供給され、さらにベアリング９９を通過し上記溝部１０８で捕集されたオイルが供給されるようになっている。
【００７２】
上記のように、当接面３を形成する段部を利用してオイル捕集用の環状の溝部１０８が形成されている。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、第１金属部材への第２金属部材の圧入完了時に該第１金属部材の当接面に該第２金属部材を当接するから、該第２金属部材の該第１金属部材に対する圧入深さを一定にすることができ、安定した品質の製品を製造することができる。さらに、第２金属部材が第１金属部材の当接面に当接したときに、両金属部材の嵌合部に流れていた電流が当該当接部側に逃げることにより両金属部材の嵌合部間で発生していた電気抵抗熱の発熱量が急速に減少して該当接面で両金属部材の接合が完了するため、両金属部材の嵌合部に過剰な熱が加わらず、すなわち熱応力が小さくなり平行度や平面度の高い製品を製造することができるとともに通電不足による接合不良の問題も解消される。
【００７４】
請求項２に係る発明によれば、第１金属部材の大小の被嵌合部に上記第２金属部材の対応する大小の嵌合部を圧入するから、該大小の嵌合部の各々に加わる反り応力が相殺されて該第１金属部材の変形を防止する上で有利となり平行度や平面度の高い製品を製造することができる。
【００７５】
請求項３に係る発明によれば、第１金属部材と第２金属部材とに形成された一方の嵌合部位の嵌合部を被嵌合部に圧入して第１及び第２金属部材を接合し、しかる後に他方の嵌合部位の隙間に中間金属部材を圧入して該中間金属部材と第１及び第２金属部材とを接合するから、接合工程を２段階に分けたことで比較的小規模な設備で第１金属部材の変形を抑制しながら平行度や平面度の高い製品を製造することができる。また、中間金属部材は焼結等により安価に作成可能であるためコスト低減に有利となる。
【００７６】
さらに、第１及び第２金属部材の嵌合部の隙間への中間金属部材の圧入完了時に該中間金属部材が該第１及び第２金属部材の段状当接面に当接するから、該中間金属部材の該第１及び第２金属部材に対する圧入深さを一定にすることができ、安定した品質の製品を製造することができる。また、中間金属部材が第１及び第２金属部材の当接面に当接したときに、当該嵌合部位に流れていた電流が当該当接部側に逃げることにより中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部間で発生していた電気抵抗熱の発熱量が急速に減少して該当接面で接合が完了するため、中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部に過剰な熱が加わらず、すなわち熱応力が小さくなり平行度や平面度の高い製品を製造することができるとともに通電不足による接合不良の問題も解消される。さらに、第１及び第２金属部材の一方の嵌合部を圧入したことによって両金属部材に反り応力が生じていても、中間金属部材の圧入によってその反り応力を相殺することができ平行度や平面度の高い製品を製造することができる。
【００７７】
請求項４に係る発明によれば、第１及び第２金属部材の大径側の嵌合部位及び小径側の嵌合部位の各々の隙間へ中間金属部材を圧入し、圧入完了時に該中間金属部材が該第１及び第２金属部材の段状当接面に当接するから、該中間金属部材の該第１及び第２金属部材に対する圧入深さを一定にすることができ、安定した品質の製品を製造することができる。また、中間金属部材が第１及び第２金属部材の当接面に当接したときに、当該嵌合部位に流れていた電流が当該当接部側に逃げることにより中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部間で発生していた電気抵抗熱の発熱量が急速に減少して該当接面で接合が完了するため、中間金属部材と第１及び第２金属部材との嵌合部に過剰な熱が加わらず、すなわち熱応力が小さくなり平行度や平面度の高い製品を製造することができるとともに通電不足による接合不良の問題も解消される。
【００７８】
さらに、第１金属部材と第２金属部材とが互いに接合性の悪い材質であっても、中間金属部材に該第１及び第２金属部材と接合性の良い材質のものを用いることで容易に該第１金属部材と該第２金属部材とを接合することができる。また、例えばハイカーボン鋼同士の接合時に中間金属部材としてカーボン含有量の低い材質のものを用いることで、接合部が硬化して脆くなることを抑制することができ、クラックの発生を抑制したり疲労強度を向上させる上で有利になる。
【００７９】
請求項５に係る発明によれば、請求項１に記載された接合方法において、両金属部材の接合時に発生するバリを該凹部に収容するから、バリの発生による圧入深さのバラツキや平行度及び平面度の悪化を防止する上で有利となる。
【００８０】
請求項６に係る発明によれば、請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載された接合方法において、両金属部材の接合時に発生するバリを凹部に収容するから、バリの発生による圧入深さのバラツキや平行度及び平面度の悪化を防止する上で有利となる。
【００８１】
請求項７又は８に係る発明によれば、請求項１に記載された接合方法によって両金属部材同士が接合されているから、接合後に製品の平行度や平面度を高めるための仕上げ加工をする必要がなく、加工費や人件費の削減に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態１に係る接合構造を示す縦断面図。
【図２】本実施形態１に係る接合部周辺を示す縦断面図。
【図３】本実施形態２に係る接合構造を示す縦断面図。
【図４】本実施形態２に係る接合部周辺を示す縦断面図。
【図５】（ａ）本実施形態３に係る接合構造を示す縦断面図。
（ｂ）本実施形態３に係る接合方法を示す縦断面図。
【図６】本実施形態４に係る接合構造を示す縦断面図。
【図７】（ａ）本実施形態５に係る接合構造を示す縦断面図。
（ｂ）本実施形態５に係る接合方法を示す縦断面図。
【図８】（ａ）本実施形態６に係る接合構造を示す縦断面図。
（ｂ）本実施形態６に係る接合方法を示す縦断面図。
【図９】本実施形態７に係る自動変速機を示す縦断面図。
【図１０】本実施形態７に係る自動変速機の遊星歯車のキャリア構造を示す縦断面図。
【符号の説明】
１    第１金属部材
２    嵌合孔
３    当接面
４    凹部
５    第２金属部材
６    フランジ
７    嵌合部
１０    第１金属部材
１０ａ  底壁部
１０ｂ  円弧状壁
１１    被嵌合部
１２    当接面
１３    凹部
１５    第２金属部材
１６    嵌合部
【図１】
2005000972.tif 000003
【図２】
2005000972.tif 000004
【図３】
2005000972.tif 000005
【図４】
2005000972.tif 000006
【図５】
2005000972.tif 000007
【図６】
2005000972.tif 000008
【図７】
2005000972.tif 000009
【図８】
2005000972.tif 000010
【図９】
2005000972.tif 000011
【図１０】
2005000972.tif 000012