動力伝達装置の製造方法
【課題】簡素な工程で大歯車と動力伝達部材とを高強度で接合する動力伝達装置の製造方法を提供する。
【解決手段】リングギヤ１０とハブ部材２０とを備え、リングギヤ１０とハブ部材２０とが一体で構成され同一の回転軸Ｏ１を中心とする動力伝達装置１の製造方法であって、リングギヤ１０に円錐状の第１合わせ面１２を形成し、ハブ部材２０に第１合わせ面１２と合わさる円錐状の第２合わせ面２４を形成し、リングギヤ１０に突起１４を形成し、ハブ部材２０に環溝２６を形成する合わせ面形成工程と、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とを対向させつつ、突起１４と環溝２６の底面２６ａとを突き合わせながら、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して回転させ、摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対的に近づく向きで押圧し、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とを密着させる押圧工程と、を含む。
【解決手段】リングギヤ１０とハブ部材２０とを備え、リングギヤ１０とハブ部材２０とが一体で構成され同一の回転軸Ｏ１を中心とする動力伝達装置１の製造方法であって、リングギヤ１０に円錐状の第１合わせ面１２を形成し、ハブ部材２０に第１合わせ面１２と合わさる円錐状の第２合わせ面２４を形成し、リングギヤ１０に突起１４を形成し、ハブ部材２０に環溝２６を形成する合わせ面形成工程と、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とを対向させつつ、突起１４と環溝２６の底面２６ａとを突き合わせながら、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して回転させ、摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対的に近づく向きで押圧し、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とを密着させる押圧工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大歯車（リングギヤ等）と動力伝達部材（ハブ部材、デフケース等）とを備える動力伝達装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、二輪車において、内燃機関で発生した動力は、チェーンや推進軸を介して、後輪（駆動輪）に伝達される。推進軸を介して伝達する場合、後輪と同軸に終減速装置を設け、推進軸の動力を前記終減速装置内で略９０°偏向させている。
このような終減速装置は、推進軸の動力が入力されるドライブピニオンと、動力伝達装置と、を備えて構成され、動力伝達装置は、ドライブピニオンが噛合するリングギヤと、リングギヤと一体であって、後輪と同一の回転軸周りに回転するハブ部材（動力伝達部材）と、を備えて構成される。そして、ドライブピニオンとリングギヤとの噛合部には、一般には、ベベルギヤ（かさ歯車）の歯面が形成される。
【０００３】
ここで、リングギヤとハブ部材とは、ハブ部材の一部をリングギヤに圧入した後、スプライン嵌合（結合）することにより、周方向における相対回転を防止している。また、軸方向における抜け止めとして、圧入後のスプライン軸（リングギヤに挿入されるハブ部材の一部）を加締めている。このように、圧入後に加締めていたので、リングギヤとハブ部材との固定に工数を要している。
【０００４】
一方、四輪車において、内燃機関で発生した動力は、例えば、変速機、推進軸（プロペラシャフト）を介して、左右の後輪（駆動輪）の中央に設けられた終減速装置に入力される。終減速装置は、推進軸の動力が入力されるドライブピニオンと、ドライブピニオンが噛合し、その動力を９０°偏向させ後記するデフケースに固定されハイポイドギヤ等から成るリングギヤと、デフ装置（デファレンシャル装置、差動装置）と、を備えて構成される。デフ装置は、カーブを走行した場合に左右の後輪を差動回転させるため装置であり、鋳造製又は鍛造製のデフケース（動力伝達部材）と、これに収容されたデフギヤ（ピニオンギヤ、サイドギヤ）と、を備えて構成される。
【０００５】
ここで、リングギヤとデフケースとは、例えば、デフケースの外周面にフランジを形成し、リングギヤをデフケースに外嵌した後、リングギヤと前記フランジとをボルトで締結することで一体化している。したがって、前記ボルトは、動力伝達の一部を担うことになるので、高強度材料で形成されることが必要となり、また、前記ボルトは、高い締め付けで締結することが必要であるので、これらの組み付け作業は煩雑となっている。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するため、リングギヤと動力伝達部材（ハブ部材、デフケース）とを接合によって一体化させる技術が提案されている（特許文献１〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８１３５１号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１９３７号公報
【特許文献３】特開平７−５４９６１号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４２９３０号公報
【特許文献５】特開２０１１−４７４２０号公報
【特許文献６】特表２００６−５０９１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１は、リングギヤとデフケースとを摩擦圧接で接合する技術であるが、リングギヤとデフケースとを相対回転させるため、リングギヤとデフケースとの嵌合部に隙間を形成しており、それ故に、リングギヤの中心軸とデフケースの中心軸とが正確に一致しないまま両部品が接合される虞がある。そして、このようにリングギヤの中心軸とデフケースの中心軸とがずれていると、例えば、リングギヤと相手ギヤ（ドライブピニオンのピニオンギヤ）との噛合いにずれが生じ、歯当たり不良による騒音が発生したり、耐久性が低下したりするという虞がある。
【０００９】
特許文献２では、低炭素鋼からなる円板状の第１予備部材と、高炭素鋼からなる環状の第２予備部材とを摩擦圧接により接合し、デフケースを構成するので、デフケースの内周面側に発生したバリを除去する必要があり、手間を要してしまう。また、第１予備部材と第２予備部材との突き合せ面が、回転軸に直交する面であるので、第１予備部材及び第２予備部材の中心軸がずれ易くなる。
【００１０】
特許文献３〜６では、リングギヤとデフケースとを、電子ビーム溶接やレーザ溶接で溶融接合しているため、ブローホール等の溶接不良の発生が避けられない。これにより、溶接後において、磁気を利用した溶接欠陥の検査が必要になってしまう。また、溶接による生産性は高くないうえ、溶接機自体が高価であり、さらに、電子ビーム溶接については、加工室内を真空にすることが必要となる。
【００１１】
そこで、本発明は、簡素な工程で大歯車と動力伝達部材とを高強度で接合する動力伝達装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、大歯車と動力伝達部材とを備え、前記大歯車と前記動力伝達部材とが一体で構成され同一の回転軸を中心とする動力伝達装置の製造方法であって、前記大歯車に前記回転軸を中心とする円錐状の第１合わせ面を形成し、前記動力伝達部材に前記回転軸を中心とし前記第１合わせ面と合わさる円錐状の第２合わせ面を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方に前記回転軸を中心とし他方に向かって突出する突出部を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の他方に前記回転軸を中心とし前記突出部に対向した凹状の溝を形成する合わせ面形成工程と、前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを対向させつつ、前記突出部と前記溝の底面とを突き合わせながら、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方を他方に対して前記回転軸を中心として回転させ、摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、軸方向において前記大歯車と前記動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧し、前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを密着させる押圧工程と、を含むことを特徴とする動力伝達装置の製造方法である。
【００１３】
ここで、「円錐状」は、「円錐台状」も含むものする。
また、「前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを密着させる」は、第１合わせ面と第２合わせ面とがその全体で相互に密着するだけでなく、後記するように、線状等の部分的に密着する形態を含む。
【００１４】
このような構成によれば、合わせ面形成工程において、大歯車に円錐状の第１合わせ面を形成し、動力伝達部材に円錐状の第２合わせ面を形成すると共に、大歯車及び動力伝達部材の一方に突出部を形成し、他方に凹状の溝を形成する。
そして、摩擦熱生成工程において、第１合わせ面と第２合わせ面とを対向させつつ、突出部と溝の底面とを突き合わせながら、大歯車及び動力伝達部材の一方を他方に対して回転軸を中心として回転させることにより、突出部と溝の底面との突き合わせ部において、摩擦熱が生成（発生）し、この摩擦熱により大歯車と動力伝達部材との突き合わせ部が軟化し、大歯車と動力伝達部材とが摩擦接合される。
そして、前記突き合わせ部が完全に固体化する前に、押圧工程において、軸方向において大歯車と動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧し、第１合わせ面と第２合わせ面とを密着させることにより、大歯車と動力伝達部材との中心を一致させながら接合できる。
【００１５】
ここで、第１合わせ面と第２合わせ面とは、製造後の回転軸を中心とする円錐状の面であるから、押圧工程において、第１合わせ面と第２合わせ面とを密着させ、その間の隙間を無くすことにより、大歯車の中心軸と、動力伝達部材の中心軸とが一致することになる。よって、大歯車とその相手ギヤ（ドライブピニオンのギヤ部等）との間において、噛合いにずれが発生することはない。
【００１６】
また、摩擦熱によって突出部が軟化しバリが発生するが、このバリは突出部の相手側の溝内で発生し、製造後の動力伝達装置の外表面に現れない。
【００１７】
さらに、このように摩擦接合によって、大歯車と動力伝達部材とを接合するので、ブローホール等の溶接不良は発生せず、その検査も簡略化できる。また、摩擦圧接機は溶接機に対して一般に安価であり、さらに、電子ビーム溶接のように加工室内を真空にする必要も無い。
【００１８】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、前記回転軸に対する前記第１合わせ面の第１傾斜角度と、前記回転軸に対する前記第２合わせ面の第２傾斜角度とは、異ならせることも可能である。
【００１９】
このような構成によれば、第１合わせ面の第１傾斜角度と、第２合わせ面の第２傾斜角度とが異なるので、第１合わせ面と第２合わせ面との接触部（合わせ部）は、線状、つまり、回転軸を中心とする円周状となる。
これにより、押圧工程において、軸方向において大歯車と動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧すると、その押圧力が前記線状の接触部に集中し、大歯車及び／又は動力伝達部材が、前記接触部において弾性変形又は塑性変形し易くなる。したがって、軸方向において、大歯車と動力伝達部材とが相対的に近づき易くなる。
【００２０】
よって、大歯車の表面であって第１合わせ面以外で動力伝達部材に対向する第１対向面（後記する実施形態では背面１３）が、動力伝達部材に当接（接触）し密着し易くなる。これと同様に、動力伝達部材の表面であって第２合わせ面以外で大歯車に対向する第２対向面（後記する実施形態ではフランジ面２５ａ）が、大歯車に当接（接触）し密着し易くなる。
【００２１】
このようにして、製造後の動力伝達装置において、大歯車の第１対向面が動力伝達部材に密着し、動力伝達部材の第２対向面が大歯車に密着した構成となるので、例えば、大歯車が、大歯車の回転軸が動力伝達部材の回転軸から倒れる方向（大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とが離れる方向）に、噛合い反力を受けたとしても、大歯車は動力伝達部材に対して倒れ難くなり、大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とがずれ難くなる。
なお、第１対向面、第２対向面は、後記する実施形態のように、押圧方向（回転軸）に対して直交する面であることが好ましく、また、軸方向において、第１対向面と第２対向面とが対向して配置され、第１対向面と第２対向面とが密着する構成であることが好ましい。
【００２２】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、縦断面視において、前記第１合わせ面及び前記第２合わせ面の一方は、他方に向かって円弧状で突出していることが好ましい。
【００２３】
このような構成によれば、第１合わせ面及び第２合わせ面の一方は、他方に向かって円弧状で突出しているので、第１合わせ面と第２合わせ面との接触部（合わせ部）は、線状、つまり、回転軸を中心とする円周状となる。
これにより、押圧工程において、軸方向において大歯車と動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧すると、その押圧力が前記線状の接触部に集中し、大歯車及び／又は動力伝達部材が、前記接触部において弾性変形又は塑性変形し易くなる。したがって、軸方向において、大歯車と動力伝達部材とが相対的に近づき易くなる。
【００２４】
よって、大歯車の表面であって第１合わせ面以外で動力伝達部材に対向する第１対向面（後記する実施形態では背面１３）が、動力伝達部材に当接（接触）し密着し易くなる。これと同様に、動力伝達部材の表面であって第２合わせ面以外で大歯車に対向する第２対向面（後記する実施形態ではフランジ面２５ａ）が、大歯車に当接（接触）し密着し易くなる。
【００２５】
このようにして、製造後の動力伝達装置において、大歯車の第１対向面が動力伝達部材に密着し、動力伝達部材の第２対向面が大歯車に密着した構成となるので、例えば、大歯車が、大歯車の回転軸が動力伝達部材の回転軸から倒れる方向（大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とが離れる方向）に、噛合い反力を受けたとしても、大歯車は動力伝達部材に対して倒れ難くなり、大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とがずれ難くなる。
なお、第１対向面、第２対向面は、後記する実施形態のように、押圧方向（回転軸）に対して直交する面であることが好ましく、また、軸方向において、第１対向面と第２対向面とが対向して配置され、第１対向面と第２対向面とが密着する構成であることが好ましい。
【００２６】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、前記動力伝達部材は、駆動輪が取り付けられるハブ部材であることが好ましい。
【００２７】
このような構成によれば、大歯車と、駆動輪と同軸線上に配置されるハブ部材とを良好に接合できる。
【００２８】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、前記動力伝達部材は、デフケースであることが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、大歯車と、デフケースとを良好に接合できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡素な工程で大歯車と動力伝達部材とを高強度で接合する動力伝達装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る二輪車用の動力伝達装置を備える終減速装置の断面図であり、回転軸Ｏ１を通る縦断面図である。
【図２】（ａ）は、第１実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態に係る動力伝達装置の製造方法を説明する縦断面図であって摩擦熱生成前を示しており、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図４】（ａ）は、第１実施形態に係る動力伝達装置の製造方法を説明する縦断面図であって摩擦生成後、押圧前を示しており、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図５】（ａ）は、第２実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図６】（ａ）は、第３実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図７】第４実施形態に係る四輪車用の動力伝達装置を備える終減速装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
≪第１実施形態≫
第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
ここでは、動力伝達装置が二輪車（車両）の後輪部分に適用された構成を例示する。そして、明確に説明するため、図１〜図４に「前後左右」を付す。なお、「左右上下」は、二輪車の「前後左右」に対応している。また、図１〜図４において、リングギヤ１０とハブ部材２０との隙間は大きめに記載している。
【００３３】
≪終減速装置の構成≫
終減速装置１００は、推進軸（図示しない）に連結され前後方向に延びるドライブピニオン１１０と、動力伝達装置１とを備え、推進軸の動力を略９０°偏向させつつ減速して、動力伝達装置１を構成するハブ部材２０に伝達する装置である。
【００３４】
ドライブピニオン１１０は、車体に固定されたケース１１５に、軸受１１６を介して、回転自在に支持されている。ドライブピニオン１１０の前端は、適宜な連結機構を介して推進軸（図示しない）の後端と連結され、推進軸の動力がドライブピニオン１１０に入力されるようになっている。
【００３５】
ドライブピニオン１１０のギヤ部１１１は、後記するリングギヤ１０のギヤ部１１と噛合している。
【００３６】
≪動力伝達装置の構成≫
動力伝達装置１の構成を説明する。
動力伝達装置１は、リングギヤ１０（大歯車）と、ハブ部材２０（動力伝達部材）とを備えている。そして、リングギヤ１０とハブ部材２０とは、後記する突起１４（突出部）と環溝２６の底面２６ａとが摩擦接合すると共に、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが密着することで一体化している。なお、リングギヤ１０とハブ部材２０とは、同一の回転軸Ｏ１を中心としており、この回転軸Ｏ１は、後輪の回転中心でもある。また、リングギヤ１０、ハブ部材２０等、動力伝達装置１を構成する部品は、例えば、鋼製である。
【００３７】
＜リングギヤ＞
リングギヤ１０は、リング状を呈する部品であって、その中空部にハブ部材２０が差し込まれ、ハブ部材２０に固定されている。リングギヤ１０のギヤ部１１は、ドライブピニオン１１０のギヤ部１１１に噛合している。
【００３８】
リングギヤ１０の内周面は、第１合わせ面１２を構成している。第１合わせ面１２は、回転軸Ｏ１を中心とした円錐台状（円錐状）の面、つまり、その右端側が縮径したテーパ面である。すなわち、第１合わせ面１２の内径は、左側から右側に進むにつれて、徐々に小さくなっている。
【００３９】
リングギヤ１０のハブ部材２０側は、回転軸Ｏ１と直交する方向で広がると共にリング状を呈し平坦な背面１３（第１対向面）となっており、背面１３は後記するフランジ面２５ａと対向している。そして、背面１３にはハブ部材２０に向けて突出すると共に回転軸Ｏ１を中心としたリング状（環状）の突起１４が形成されており、突起１４は、後記する環溝２６に収容されると共に、環溝２６内でその底面２６ａと溶着（接合）し、ハブ部材２０と接合されている。
【００４０】
＜ハブ部材＞
ハブ部材２０は、駆動輪である後輪のホイール（図示しない）が取り付けられる部品である。ハブ部材２０は、左側（一端側）から右側（他端側）に向かって、大径部２１と、縮径部２２と、小径部２３とを備えている。そして、大径部２１が、軸受３１、３１を介して、ケース３２に回転自在に支持されており、小径部２３が、軸受３３を介して、ケース３２に回転自在に支持されている。なお、大径部２１の左側の端面に、前記ホイールが取り付けられる。
【００４１】
縮径部２２は、右側（他端側）に向かうにつれて徐々に縮径した円錐台状を呈しており、その外周面は第２合わせ面２４を構成している。第２合わせ面２４は、回転軸Ｏ１を中心とした円錐台状（円錐状）の面、つまり、その右端側が縮径したテーパ面である。すなわち、第２合わせ面２４の外径は、左側から右側に進むにつれて、徐々に小さくなっている。
【００４２】
ここで、第１実施形態では、回転軸Ｏ１を通る縦断面視において、回転軸Ｏ１に対する第１合わせ面１２の第１傾斜角度θ１と、回転軸Ｏ１に対する第２合わせ面２４の第２傾斜角度θ２とは、等しくなっている（θ１＝θ２、図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）。そして、第１合わせ面１２と、第２合わせ面２４とは、面全体で相互に密着している。
【００４３】
大径部２１の上側（縮径部２２側）には、リング状のフランジ２５が形成されている。そして、フランジ２５の上面（リングギヤ１０側面）は、フランジ面２５ａ（第２対向面）を構成しており、このフランジ面２５ａは、回転軸Ｏ１と直交する方向で広がると共にリング状を呈する平坦な面であり、前記した背面１３と対向している。
【００４４】
また、フランジ面２５ａには、前記した突起１４に対向し回転軸Ｏ１を中心とする環状かつ凹状の環溝２６が形成されている。そして、環溝２６は、突起１４を収容している。
なお、ハブ部材２０側に環状の突起を形成し、リングギヤ１０側に環状の溝を形成する構成としてもよい。
【００４５】
≪動力伝達装置の製造方法≫
次に、動力伝達装置１の製造方法を説明する。
動力伝達装置１の製造方法は、合わせ面を形成する合わせ面形成工程と、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対回転させ摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、リングギヤ１０とハブ部材２０とを押圧する押圧工程（アプセット工程）と、を含む。
【００４６】
＜合わせ面形成工程＞
図３に示すように、リングギヤ１０の内周面に第１合わせ面１２を形成し、ハブ部材２０の外周面に第２合わせ面２４を形成する。第１合わせ面１２は、母体となるリングギヤの内周面を、例えば、旋盤によって、研削・研磨することで形成する。第２合わせ面２４は、母体となるハブ部材の外周面を、例えば、旋盤によって、研削・研磨することで形成する。
【００４７】
また、リングギヤ１０のハブ部材２０側に、研削等によって、リング状の突起１４及び背面１３を形成する。なお、リング状の突起１４に代えて、例えば、周方向において所定間隔で突起を形成してもよい。
一方、ハブ部材２０のフランジ２５のフランジ面２５ａに、研削等によって、環状の環溝２６を形成する。
【００４８】
＜摩擦熱生成工程＞
リングギヤ１０とハブ部材２０とを摩擦圧接機（図示しない）に取り付け、リングギヤ１０とハブ部材２０とを同一の回転軸Ｏ１上に配置しながら、軸方向において相対的に近づけ、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４との間に隙間を形成しつつ対向させながら、突起１４と環溝２６の底面２６ａとを第１押圧力Ｐ１で突き合せる。そうすると、突起１４は環溝２６に収容され、突起１４の左側端と環溝２６の底面２６ａとが突き合わさった状態となる。
【００４９】
このように第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが対向し、突起１４と底面２６ａとが突き合わさった状態で、回転軸Ｏ１を回転中心として、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して高速で回転させる。
【００５０】
そうすると、図４（ａ）に示すように、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが突き合わさった突き合せ部において、摩擦熱が生成する。そして、この摩擦熱によって、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが、軟化・溶融し、この突き合せ部において、リングギヤ１０とハブ部材２０とが接合（拡散結合）する（図４（ｂ）参照）。
【００５１】
なお、この段階では、図４（ｂ）に示すように、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４との間には、僅かに隙間が残っている。
【００５２】
＜押圧工程＞
その後、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方の回転を急停止する。そして、突起１４と環溝２６の底面２６ａとの突き合わせ部（接合部、溶着部）が完全に固体化する前に、第１押圧力Ｐ１より高い第２押圧力Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）で、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して押圧し、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対的に近づける。
【００５３】
そうすると、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが密着してリングギヤ１０とハブ部材２０の中心が一致する。これと同時に、突起１４と環溝２６の底面２６ａとの接合部においては、突起１４と環溝２６との間に介在している不純物が、環溝２６内であってその接合部の外へ押し出されることで、リングギヤ１０とハブ部材２０との接合がより確実なものとなる。
なお、前記外へ押し出された不純物は、環溝２６内でバリとなり、外部に露出しない。
【００５４】
＜その他の工程＞
その後、一体化したリングギヤ１０及びハブ部材２０を、常温（例えば２５℃）まで自然冷却すると、動力伝達装置１を得る。
【００５５】
≪動力伝達装置の製造方法の効果≫
このような動力伝達装置１の製造方法によれば、次の効果を得る。
第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とは、製造後の回転軸Ｏ１を中心とする円錐台状の面であるから、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが押圧工程によって密着することにより、つまり、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対的に近づけるにつれて、リングギヤ１０の中心軸と、ハブ部材２０の中心軸とが、回転軸Ｏ１に近づき、一致する。これにより、例えば、リングギヤ１０とドライブピニオン１１０との間において、噛合いにずれが発生することはない。
【００５６】
また、突起１４において摩擦接合する際に生じるバリは、ハブ部材２０の溝状の環溝２６内で形成されるので、動力伝達装置１の外部に現れず、バリの脱落によるギヤ噛合部への噛み込み等の不良の心配も無い。
【００５７】
さらに、摩擦接合によってリングギヤ１０とハブ部材２０とを接合するので、ブローホール等の溶接不良は発生せず、その検査も簡略化できる。また、摩擦圧接機は一般に安価であり、さらに、電子ビーム溶接のように加工室内を真空にする必要も無い。
【００５８】
≪第１実施形態−変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、後記する形態の構成と適宜に組み合わせてもよいし、また、次のように変更してもよい。なお、後記する形態についても同様である。
【００５９】
前記した実施形態では、図３に示すように、リングギヤ１０に突起１４を形成し、ハブ部材２０に環溝２６を形成したが、その他に例えば、リングギヤ１０に環溝を形成し、ハブ部材２０に環条を形成してもよい。また、リングギヤ１０に突起１４に加えて環溝を形成し、ハブ部材２０に環溝２６に加えて前記環溝に対応した突起を形成してもよい。
【００６０】
前記した実施形態では、ハブ部材２０がリングギヤ１０を貫通した構成を例示したが、貫通しない構成でもよい。すなわち、リングギヤ１０のハブ部材２０側に、円錐状の穴を形成し、この穴の周面を第１合わせ面としてもよい。
【００６１】
前記した実施形態では、動力伝達部材がハブ部材２０である構成を例示したが、これに限定されることはない。
前記した実施形態では、リングギヤ１０に動力が入力される構成を例示したが、ハブ部材２０に動力が入力される構成でもよい。
【００６２】
≪第２実施形態≫
第２実施形態について、図５を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６３】
動力伝達装置１の構成について、異なる部分を説明する。
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、縦断面視において、回転軸Ｏ１に対する第１合わせ面１２の第１傾斜角度θ１と、回転軸Ｏ１に対する第２合わせ面２４の第２傾斜角度θ２とは、異なっている。具体的には、第１傾斜角度θ１は、第２傾斜角度θ２よりも大きい（θ１＞θ２）。そして、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とは線接触、つまり、周方向において円周状で接触している。
【００６４】
また、図５（ｂ）に示すように、リングギヤ１０の背面１３と、ハブ部材２０のフランジ面２５ａとは、相互に密着（当接）した構成となっている。
これにより、例えば、リングギヤ１０がこれに噛合するドライブピニオン１１０（図１参照）から、図５（ａ）において、リングギヤ１０の前側部分を左向き（図５（ａ）の紙面下向き）に押す噛合い反力を受けたとしても、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態であるので、リングギヤ１０はハブ部材２０に対して倒れず、リングギヤ１０の回転軸とハブ部材２０の回転軸とがずれることはない。
【００６５】
動力伝達装置１の製造方法について、異なる部分を説明する。
摩擦熱生成工程において、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して回転させると、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが接触して突き合わさる突き合わせ部において、摩擦熱が生じ、摩擦接合される。
【００６６】
次いで、押圧工程において、軸方向でリングギヤ１０とハブ部材２０とが相対的に近づく向きで押圧すると、傾斜角度の異なる第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが線状（円周状）の接触部（合わせ部）で接触し、リングギヤ１０の中心とハブ部材２０の中心とが一致しつつ、その押圧力が線状の接触部に集中する。
【００６７】
これにより、リングギヤ１０及び／又はハブ部材２０が前記接触部において弾性変形又は塑性変形し、リングギヤ１０とハブ部材２０とが軸方向においてさらに近づく。
その後、さらに押圧が進むと、背面１３とフランジ面２５ａとの隙間が無くなり、図５（ｂ）に示すように、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態となる。
【００６８】
≪第３実施形態≫
第３実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６９】
動力伝達装置１の構成について、異なる部分を説明する。
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、縦断面視において、第１合わせ面１２の中央部は、第２合わせ面２４に向かって円弧状で突出している。そして、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とは、第２実施形態と同様に、線接触、つまり、周方向において円周状で接触している。
なお、第２合わせ面２４を円弧状としてもよいし、第１合わせ面１２及び第２合わせ面２４の両方を円弧状としてもよい。
【００７０】
また、図６（ｂ）に示すように、リングギヤ１０の背面１３と、ハブ部材２０のフランジ面２５ａとは、相互に密着（当接）した構成となっている。
これにより、例えば、リングギヤ１０がこれに噛合するドライブピニオン１１０（図１参照）から、図６（ａ）において、リングギヤ１０の前側部分を左向き（図６（ａ）の紙面下向き）に押す噛合い反力を受けたとしても、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態であるので、リングギヤ１０はハブ部材２０に対して倒れず、リングギヤ１０の回転軸とハブ部材２０の回転軸とがずれることはない。
【００７１】
動力伝達装置１の製造方法について、異なる部分を説明する。
摩擦熱生成工程において、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して回転させると、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが接触して突き合わさる突き合わせ部において、摩擦熱が生じ、摩擦接合される。
【００７２】
次いで、押圧工程において、軸方向でリングギヤ１０とハブ部材２０とが相対的に近づく向きで押圧すると、第１合わせ面１２の中央部と第２合わせ面２４とが線状（円周状）の接触部（合わせ部）で接触し、リングギヤ１０の中心とハブ部材２０の中心とが一致しつつ、その押圧力が線状の接触部に集中する。
【００７３】
これにより、リングギヤ１０及び／又はハブ部材２０が前記接触部において弾性変形又は塑性変形し、リングギヤ１０とハブ部材２０とが軸方向においてさらに近づく。
その後、さらに押圧が進むと、背面１３とフランジ面２５ａとの隙間が無くなり、図６（ｂ）に示すように、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態となる。
【００７４】
≪第５実施形態≫
第５実施形態について、図７を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００７５】
図７は、動力伝達部材をデフケース２３０とし、本発明を四輪車の終減速装置２００に適用した構成を例示する図である。終減速装置２００は、ドライブピニオン２１０と、リングギヤ１０と、デフ装置２２０と、を備えている。ドライブピニオン２１０は、車体に固定されたケース２１５に、軸受２１６、２１６を介して回転自在に支持されている。ドライブピニオン２１０の前端は、推進軸（図示しない）の後端と連結され、推進軸の動力がドライブピニオン２１０に入力されるようになっている。
【００７６】
ドライブピニオン２１０のギヤ部２１１は、リングギヤ１０のギヤ部１１と噛合している。
【００７７】
デフ装置２２０は、デフケース２３０と、デフギヤと、を備えている。デフギヤは、ピニオンギヤ２４１、２４１と、サイドギヤ２４２、２４２と、を備えている。デフケース２３０は、車体に固定されたケース２３５に、軸受２３６、２３６を介して回転自在に支持されており、その回転軸Ｏ１は後輪の回転中心である。そして、動力伝達装置２は、リングギヤ１０と、デフケース２３０とを備えて構成されている。
【００７８】
そして、デフケース２３０の外周面の一部には、回転軸Ｏ１を中心とする円錐台状の第２合わせ面２３１が形成されており、第２合わせ面２３１は、リングギヤ１０の第１合わせ面１２と密着した状態となっている。
【００７９】
また、デフケース２３０には、環状の環溝２３３が形成されており、環溝２３３は、リングギヤ１０の突起１４を収容すると共に、環溝２３３の底面は突起１４と摩擦接合している。
これらの作用効果については、第１実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【符号の説明】
【００８０】
１、２ 動力伝達装置
１０ リングギヤ（大歯車）
１２ 第１合わせ面
１３ 背面（第１対向面）
１４ 突起（突出部）
２０ ハブ部材（動力伝達部材）
２４ 第２合わせ面
２５ フランジ面（第２対向面）
２６ 環溝
２６ａ 底面
１００、２００ 終減速装置
１１０、２１０ ドライブピニオン
２３０ デフケース（動力伝達部材）
２３１ 第２合わせ面
Ｏ１ 回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大歯車（リングギヤ等）と動力伝達部材（ハブ部材、デフケース等）とを備える動力伝達装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、二輪車において、内燃機関で発生した動力は、チェーンや推進軸を介して、後輪（駆動輪）に伝達される。推進軸を介して伝達する場合、後輪と同軸に終減速装置を設け、推進軸の動力を前記終減速装置内で略９０°偏向させている。
このような終減速装置は、推進軸の動力が入力されるドライブピニオンと、動力伝達装置と、を備えて構成され、動力伝達装置は、ドライブピニオンが噛合するリングギヤと、リングギヤと一体であって、後輪と同一の回転軸周りに回転するハブ部材（動力伝達部材）と、を備えて構成される。そして、ドライブピニオンとリングギヤとの噛合部には、一般には、ベベルギヤ（かさ歯車）の歯面が形成される。
【０００３】
ここで、リングギヤとハブ部材とは、ハブ部材の一部をリングギヤに圧入した後、スプライン嵌合（結合）することにより、周方向における相対回転を防止している。また、軸方向における抜け止めとして、圧入後のスプライン軸（リングギヤに挿入されるハブ部材の一部）を加締めている。このように、圧入後に加締めていたので、リングギヤとハブ部材との固定に工数を要している。
【０００４】
一方、四輪車において、内燃機関で発生した動力は、例えば、変速機、推進軸（プロペラシャフト）を介して、左右の後輪（駆動輪）の中央に設けられた終減速装置に入力される。終減速装置は、推進軸の動力が入力されるドライブピニオンと、ドライブピニオンが噛合し、その動力を９０°偏向させ後記するデフケースに固定されハイポイドギヤ等から成るリングギヤと、デフ装置（デファレンシャル装置、差動装置）と、を備えて構成される。デフ装置は、カーブを走行した場合に左右の後輪を差動回転させるため装置であり、鋳造製又は鍛造製のデフケース（動力伝達部材）と、これに収容されたデフギヤ（ピニオンギヤ、サイドギヤ）と、を備えて構成される。
【０００５】
ここで、リングギヤとデフケースとは、例えば、デフケースの外周面にフランジを形成し、リングギヤをデフケースに外嵌した後、リングギヤと前記フランジとをボルトで締結することで一体化している。したがって、前記ボルトは、動力伝達の一部を担うことになるので、高強度材料で形成されることが必要となり、また、前記ボルトは、高い締め付けで締結することが必要であるので、これらの組み付け作業は煩雑となっている。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するため、リングギヤと動力伝達部材（ハブ部材、デフケース）とを接合によって一体化させる技術が提案されている（特許文献１〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８１３５１号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１９３７号公報
【特許文献３】特開平７−５４９６１号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４２９３０号公報
【特許文献５】特開２０１１−４７４２０号公報
【特許文献６】特表２００６−５０９１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１は、リングギヤとデフケースとを摩擦圧接で接合する技術であるが、リングギヤとデフケースとを相対回転させるため、リングギヤとデフケースとの嵌合部に隙間を形成しており、それ故に、リングギヤの中心軸とデフケースの中心軸とが正確に一致しないまま両部品が接合される虞がある。そして、このようにリングギヤの中心軸とデフケースの中心軸とがずれていると、例えば、リングギヤと相手ギヤ（ドライブピニオンのピニオンギヤ）との噛合いにずれが生じ、歯当たり不良による騒音が発生したり、耐久性が低下したりするという虞がある。
【０００９】
特許文献２では、低炭素鋼からなる円板状の第１予備部材と、高炭素鋼からなる環状の第２予備部材とを摩擦圧接により接合し、デフケースを構成するので、デフケースの内周面側に発生したバリを除去する必要があり、手間を要してしまう。また、第１予備部材と第２予備部材との突き合せ面が、回転軸に直交する面であるので、第１予備部材及び第２予備部材の中心軸がずれ易くなる。
【００１０】
特許文献３〜６では、リングギヤとデフケースとを、電子ビーム溶接やレーザ溶接で溶融接合しているため、ブローホール等の溶接不良の発生が避けられない。これにより、溶接後において、磁気を利用した溶接欠陥の検査が必要になってしまう。また、溶接による生産性は高くないうえ、溶接機自体が高価であり、さらに、電子ビーム溶接については、加工室内を真空にすることが必要となる。
【００１１】
そこで、本発明は、簡素な工程で大歯車と動力伝達部材とを高強度で接合する動力伝達装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、大歯車と動力伝達部材とを備え、前記大歯車と前記動力伝達部材とが一体で構成され同一の回転軸を中心とする動力伝達装置の製造方法であって、前記大歯車に前記回転軸を中心とする円錐状の第１合わせ面を形成し、前記動力伝達部材に前記回転軸を中心とし前記第１合わせ面と合わさる円錐状の第２合わせ面を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方に前記回転軸を中心とし他方に向かって突出する突出部を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の他方に前記回転軸を中心とし前記突出部に対向した凹状の溝を形成する合わせ面形成工程と、前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを対向させつつ、前記突出部と前記溝の底面とを突き合わせながら、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方を他方に対して前記回転軸を中心として回転させ、摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、軸方向において前記大歯車と前記動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧し、前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを密着させる押圧工程と、を含むことを特徴とする動力伝達装置の製造方法である。
【００１３】
ここで、「円錐状」は、「円錐台状」も含むものする。
また、「前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを密着させる」は、第１合わせ面と第２合わせ面とがその全体で相互に密着するだけでなく、後記するように、線状等の部分的に密着する形態を含む。
【００１４】
このような構成によれば、合わせ面形成工程において、大歯車に円錐状の第１合わせ面を形成し、動力伝達部材に円錐状の第２合わせ面を形成すると共に、大歯車及び動力伝達部材の一方に突出部を形成し、他方に凹状の溝を形成する。
そして、摩擦熱生成工程において、第１合わせ面と第２合わせ面とを対向させつつ、突出部と溝の底面とを突き合わせながら、大歯車及び動力伝達部材の一方を他方に対して回転軸を中心として回転させることにより、突出部と溝の底面との突き合わせ部において、摩擦熱が生成（発生）し、この摩擦熱により大歯車と動力伝達部材との突き合わせ部が軟化し、大歯車と動力伝達部材とが摩擦接合される。
そして、前記突き合わせ部が完全に固体化する前に、押圧工程において、軸方向において大歯車と動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧し、第１合わせ面と第２合わせ面とを密着させることにより、大歯車と動力伝達部材との中心を一致させながら接合できる。
【００１５】
ここで、第１合わせ面と第２合わせ面とは、製造後の回転軸を中心とする円錐状の面であるから、押圧工程において、第１合わせ面と第２合わせ面とを密着させ、その間の隙間を無くすことにより、大歯車の中心軸と、動力伝達部材の中心軸とが一致することになる。よって、大歯車とその相手ギヤ（ドライブピニオンのギヤ部等）との間において、噛合いにずれが発生することはない。
【００１６】
また、摩擦熱によって突出部が軟化しバリが発生するが、このバリは突出部の相手側の溝内で発生し、製造後の動力伝達装置の外表面に現れない。
【００１７】
さらに、このように摩擦接合によって、大歯車と動力伝達部材とを接合するので、ブローホール等の溶接不良は発生せず、その検査も簡略化できる。また、摩擦圧接機は溶接機に対して一般に安価であり、さらに、電子ビーム溶接のように加工室内を真空にする必要も無い。
【００１８】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、前記回転軸に対する前記第１合わせ面の第１傾斜角度と、前記回転軸に対する前記第２合わせ面の第２傾斜角度とは、異ならせることも可能である。
【００１９】
このような構成によれば、第１合わせ面の第１傾斜角度と、第２合わせ面の第２傾斜角度とが異なるので、第１合わせ面と第２合わせ面との接触部（合わせ部）は、線状、つまり、回転軸を中心とする円周状となる。
これにより、押圧工程において、軸方向において大歯車と動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧すると、その押圧力が前記線状の接触部に集中し、大歯車及び／又は動力伝達部材が、前記接触部において弾性変形又は塑性変形し易くなる。したがって、軸方向において、大歯車と動力伝達部材とが相対的に近づき易くなる。
【００２０】
よって、大歯車の表面であって第１合わせ面以外で動力伝達部材に対向する第１対向面（後記する実施形態では背面１３）が、動力伝達部材に当接（接触）し密着し易くなる。これと同様に、動力伝達部材の表面であって第２合わせ面以外で大歯車に対向する第２対向面（後記する実施形態ではフランジ面２５ａ）が、大歯車に当接（接触）し密着し易くなる。
【００２１】
このようにして、製造後の動力伝達装置において、大歯車の第１対向面が動力伝達部材に密着し、動力伝達部材の第２対向面が大歯車に密着した構成となるので、例えば、大歯車が、大歯車の回転軸が動力伝達部材の回転軸から倒れる方向（大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とが離れる方向）に、噛合い反力を受けたとしても、大歯車は動力伝達部材に対して倒れ難くなり、大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とがずれ難くなる。
なお、第１対向面、第２対向面は、後記する実施形態のように、押圧方向（回転軸）に対して直交する面であることが好ましく、また、軸方向において、第１対向面と第２対向面とが対向して配置され、第１対向面と第２対向面とが密着する構成であることが好ましい。
【００２２】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、縦断面視において、前記第１合わせ面及び前記第２合わせ面の一方は、他方に向かって円弧状で突出していることが好ましい。
【００２３】
このような構成によれば、第１合わせ面及び第２合わせ面の一方は、他方に向かって円弧状で突出しているので、第１合わせ面と第２合わせ面との接触部（合わせ部）は、線状、つまり、回転軸を中心とする円周状となる。
これにより、押圧工程において、軸方向において大歯車と動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧すると、その押圧力が前記線状の接触部に集中し、大歯車及び／又は動力伝達部材が、前記接触部において弾性変形又は塑性変形し易くなる。したがって、軸方向において、大歯車と動力伝達部材とが相対的に近づき易くなる。
【００２４】
よって、大歯車の表面であって第１合わせ面以外で動力伝達部材に対向する第１対向面（後記する実施形態では背面１３）が、動力伝達部材に当接（接触）し密着し易くなる。これと同様に、動力伝達部材の表面であって第２合わせ面以外で大歯車に対向する第２対向面（後記する実施形態ではフランジ面２５ａ）が、大歯車に当接（接触）し密着し易くなる。
【００２５】
このようにして、製造後の動力伝達装置において、大歯車の第１対向面が動力伝達部材に密着し、動力伝達部材の第２対向面が大歯車に密着した構成となるので、例えば、大歯車が、大歯車の回転軸が動力伝達部材の回転軸から倒れる方向（大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とが離れる方向）に、噛合い反力を受けたとしても、大歯車は動力伝達部材に対して倒れ難くなり、大歯車の回転軸と動力伝達部材の回転軸とがずれ難くなる。
なお、第１対向面、第２対向面は、後記する実施形態のように、押圧方向（回転軸）に対して直交する面であることが好ましく、また、軸方向において、第１対向面と第２対向面とが対向して配置され、第１対向面と第２対向面とが密着する構成であることが好ましい。
【００２６】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、前記動力伝達部材は、駆動輪が取り付けられるハブ部材であることが好ましい。
【００２７】
このような構成によれば、大歯車と、駆動輪と同軸線上に配置されるハブ部材とを良好に接合できる。
【００２８】
また、前記動力伝達装置の製造方法において、前記動力伝達部材は、デフケースであることが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、大歯車と、デフケースとを良好に接合できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡素な工程で大歯車と動力伝達部材とを高強度で接合する動力伝達装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る二輪車用の動力伝達装置を備える終減速装置の断面図であり、回転軸Ｏ１を通る縦断面図である。
【図２】（ａ）は、第１実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態に係る動力伝達装置の製造方法を説明する縦断面図であって摩擦熱生成前を示しており、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図４】（ａ）は、第１実施形態に係る動力伝達装置の製造方法を説明する縦断面図であって摩擦生成後、押圧前を示しており、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図５】（ａ）は、第２実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図６】（ａ）は、第３実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図７】第４実施形態に係る四輪車用の動力伝達装置を備える終減速装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
≪第１実施形態≫
第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
ここでは、動力伝達装置が二輪車（車両）の後輪部分に適用された構成を例示する。そして、明確に説明するため、図１〜図４に「前後左右」を付す。なお、「左右上下」は、二輪車の「前後左右」に対応している。また、図１〜図４において、リングギヤ１０とハブ部材２０との隙間は大きめに記載している。
【００３３】
≪終減速装置の構成≫
終減速装置１００は、推進軸（図示しない）に連結され前後方向に延びるドライブピニオン１１０と、動力伝達装置１とを備え、推進軸の動力を略９０°偏向させつつ減速して、動力伝達装置１を構成するハブ部材２０に伝達する装置である。
【００３４】
ドライブピニオン１１０は、車体に固定されたケース１１５に、軸受１１６を介して、回転自在に支持されている。ドライブピニオン１１０の前端は、適宜な連結機構を介して推進軸（図示しない）の後端と連結され、推進軸の動力がドライブピニオン１１０に入力されるようになっている。
【００３５】
ドライブピニオン１１０のギヤ部１１１は、後記するリングギヤ１０のギヤ部１１と噛合している。
【００３６】
≪動力伝達装置の構成≫
動力伝達装置１の構成を説明する。
動力伝達装置１は、リングギヤ１０（大歯車）と、ハブ部材２０（動力伝達部材）とを備えている。そして、リングギヤ１０とハブ部材２０とは、後記する突起１４（突出部）と環溝２６の底面２６ａとが摩擦接合すると共に、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが密着することで一体化している。なお、リングギヤ１０とハブ部材２０とは、同一の回転軸Ｏ１を中心としており、この回転軸Ｏ１は、後輪の回転中心でもある。また、リングギヤ１０、ハブ部材２０等、動力伝達装置１を構成する部品は、例えば、鋼製である。
【００３７】
＜リングギヤ＞
リングギヤ１０は、リング状を呈する部品であって、その中空部にハブ部材２０が差し込まれ、ハブ部材２０に固定されている。リングギヤ１０のギヤ部１１は、ドライブピニオン１１０のギヤ部１１１に噛合している。
【００３８】
リングギヤ１０の内周面は、第１合わせ面１２を構成している。第１合わせ面１２は、回転軸Ｏ１を中心とした円錐台状（円錐状）の面、つまり、その右端側が縮径したテーパ面である。すなわち、第１合わせ面１２の内径は、左側から右側に進むにつれて、徐々に小さくなっている。
【００３９】
リングギヤ１０のハブ部材２０側は、回転軸Ｏ１と直交する方向で広がると共にリング状を呈し平坦な背面１３（第１対向面）となっており、背面１３は後記するフランジ面２５ａと対向している。そして、背面１３にはハブ部材２０に向けて突出すると共に回転軸Ｏ１を中心としたリング状（環状）の突起１４が形成されており、突起１４は、後記する環溝２６に収容されると共に、環溝２６内でその底面２６ａと溶着（接合）し、ハブ部材２０と接合されている。
【００４０】
＜ハブ部材＞
ハブ部材２０は、駆動輪である後輪のホイール（図示しない）が取り付けられる部品である。ハブ部材２０は、左側（一端側）から右側（他端側）に向かって、大径部２１と、縮径部２２と、小径部２３とを備えている。そして、大径部２１が、軸受３１、３１を介して、ケース３２に回転自在に支持されており、小径部２３が、軸受３３を介して、ケース３２に回転自在に支持されている。なお、大径部２１の左側の端面に、前記ホイールが取り付けられる。
【００４１】
縮径部２２は、右側（他端側）に向かうにつれて徐々に縮径した円錐台状を呈しており、その外周面は第２合わせ面２４を構成している。第２合わせ面２４は、回転軸Ｏ１を中心とした円錐台状（円錐状）の面、つまり、その右端側が縮径したテーパ面である。すなわち、第２合わせ面２４の外径は、左側から右側に進むにつれて、徐々に小さくなっている。
【００４２】
ここで、第１実施形態では、回転軸Ｏ１を通る縦断面視において、回転軸Ｏ１に対する第１合わせ面１２の第１傾斜角度θ１と、回転軸Ｏ１に対する第２合わせ面２４の第２傾斜角度θ２とは、等しくなっている（θ１＝θ２、図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）。そして、第１合わせ面１２と、第２合わせ面２４とは、面全体で相互に密着している。
【００４３】
大径部２１の上側（縮径部２２側）には、リング状のフランジ２５が形成されている。そして、フランジ２５の上面（リングギヤ１０側面）は、フランジ面２５ａ（第２対向面）を構成しており、このフランジ面２５ａは、回転軸Ｏ１と直交する方向で広がると共にリング状を呈する平坦な面であり、前記した背面１３と対向している。
【００４４】
また、フランジ面２５ａには、前記した突起１４に対向し回転軸Ｏ１を中心とする環状かつ凹状の環溝２６が形成されている。そして、環溝２６は、突起１４を収容している。
なお、ハブ部材２０側に環状の突起を形成し、リングギヤ１０側に環状の溝を形成する構成としてもよい。
【００４５】
≪動力伝達装置の製造方法≫
次に、動力伝達装置１の製造方法を説明する。
動力伝達装置１の製造方法は、合わせ面を形成する合わせ面形成工程と、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対回転させ摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、リングギヤ１０とハブ部材２０とを押圧する押圧工程（アプセット工程）と、を含む。
【００４６】
＜合わせ面形成工程＞
図３に示すように、リングギヤ１０の内周面に第１合わせ面１２を形成し、ハブ部材２０の外周面に第２合わせ面２４を形成する。第１合わせ面１２は、母体となるリングギヤの内周面を、例えば、旋盤によって、研削・研磨することで形成する。第２合わせ面２４は、母体となるハブ部材の外周面を、例えば、旋盤によって、研削・研磨することで形成する。
【００４７】
また、リングギヤ１０のハブ部材２０側に、研削等によって、リング状の突起１４及び背面１３を形成する。なお、リング状の突起１４に代えて、例えば、周方向において所定間隔で突起を形成してもよい。
一方、ハブ部材２０のフランジ２５のフランジ面２５ａに、研削等によって、環状の環溝２６を形成する。
【００４８】
＜摩擦熱生成工程＞
リングギヤ１０とハブ部材２０とを摩擦圧接機（図示しない）に取り付け、リングギヤ１０とハブ部材２０とを同一の回転軸Ｏ１上に配置しながら、軸方向において相対的に近づけ、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４との間に隙間を形成しつつ対向させながら、突起１４と環溝２６の底面２６ａとを第１押圧力Ｐ１で突き合せる。そうすると、突起１４は環溝２６に収容され、突起１４の左側端と環溝２６の底面２６ａとが突き合わさった状態となる。
【００４９】
このように第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが対向し、突起１４と底面２６ａとが突き合わさった状態で、回転軸Ｏ１を回転中心として、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して高速で回転させる。
【００５０】
そうすると、図４（ａ）に示すように、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが突き合わさった突き合せ部において、摩擦熱が生成する。そして、この摩擦熱によって、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが、軟化・溶融し、この突き合せ部において、リングギヤ１０とハブ部材２０とが接合（拡散結合）する（図４（ｂ）参照）。
【００５１】
なお、この段階では、図４（ｂ）に示すように、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４との間には、僅かに隙間が残っている。
【００５２】
＜押圧工程＞
その後、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方の回転を急停止する。そして、突起１４と環溝２６の底面２６ａとの突き合わせ部（接合部、溶着部）が完全に固体化する前に、第１押圧力Ｐ１より高い第２押圧力Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）で、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して押圧し、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対的に近づける。
【００５３】
そうすると、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが密着してリングギヤ１０とハブ部材２０の中心が一致する。これと同時に、突起１４と環溝２６の底面２６ａとの接合部においては、突起１４と環溝２６との間に介在している不純物が、環溝２６内であってその接合部の外へ押し出されることで、リングギヤ１０とハブ部材２０との接合がより確実なものとなる。
なお、前記外へ押し出された不純物は、環溝２６内でバリとなり、外部に露出しない。
【００５４】
＜その他の工程＞
その後、一体化したリングギヤ１０及びハブ部材２０を、常温（例えば２５℃）まで自然冷却すると、動力伝達装置１を得る。
【００５５】
≪動力伝達装置の製造方法の効果≫
このような動力伝達装置１の製造方法によれば、次の効果を得る。
第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とは、製造後の回転軸Ｏ１を中心とする円錐台状の面であるから、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが押圧工程によって密着することにより、つまり、リングギヤ１０とハブ部材２０とを相対的に近づけるにつれて、リングギヤ１０の中心軸と、ハブ部材２０の中心軸とが、回転軸Ｏ１に近づき、一致する。これにより、例えば、リングギヤ１０とドライブピニオン１１０との間において、噛合いにずれが発生することはない。
【００５６】
また、突起１４において摩擦接合する際に生じるバリは、ハブ部材２０の溝状の環溝２６内で形成されるので、動力伝達装置１の外部に現れず、バリの脱落によるギヤ噛合部への噛み込み等の不良の心配も無い。
【００５７】
さらに、摩擦接合によってリングギヤ１０とハブ部材２０とを接合するので、ブローホール等の溶接不良は発生せず、その検査も簡略化できる。また、摩擦圧接機は一般に安価であり、さらに、電子ビーム溶接のように加工室内を真空にする必要も無い。
【００５８】
≪第１実施形態−変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、後記する形態の構成と適宜に組み合わせてもよいし、また、次のように変更してもよい。なお、後記する形態についても同様である。
【００５９】
前記した実施形態では、図３に示すように、リングギヤ１０に突起１４を形成し、ハブ部材２０に環溝２６を形成したが、その他に例えば、リングギヤ１０に環溝を形成し、ハブ部材２０に環条を形成してもよい。また、リングギヤ１０に突起１４に加えて環溝を形成し、ハブ部材２０に環溝２６に加えて前記環溝に対応した突起を形成してもよい。
【００６０】
前記した実施形態では、ハブ部材２０がリングギヤ１０を貫通した構成を例示したが、貫通しない構成でもよい。すなわち、リングギヤ１０のハブ部材２０側に、円錐状の穴を形成し、この穴の周面を第１合わせ面としてもよい。
【００６１】
前記した実施形態では、動力伝達部材がハブ部材２０である構成を例示したが、これに限定されることはない。
前記した実施形態では、リングギヤ１０に動力が入力される構成を例示したが、ハブ部材２０に動力が入力される構成でもよい。
【００６２】
≪第２実施形態≫
第２実施形態について、図５を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６３】
動力伝達装置１の構成について、異なる部分を説明する。
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、縦断面視において、回転軸Ｏ１に対する第１合わせ面１２の第１傾斜角度θ１と、回転軸Ｏ１に対する第２合わせ面２４の第２傾斜角度θ２とは、異なっている。具体的には、第１傾斜角度θ１は、第２傾斜角度θ２よりも大きい（θ１＞θ２）。そして、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とは線接触、つまり、周方向において円周状で接触している。
【００６４】
また、図５（ｂ）に示すように、リングギヤ１０の背面１３と、ハブ部材２０のフランジ面２５ａとは、相互に密着（当接）した構成となっている。
これにより、例えば、リングギヤ１０がこれに噛合するドライブピニオン１１０（図１参照）から、図５（ａ）において、リングギヤ１０の前側部分を左向き（図５（ａ）の紙面下向き）に押す噛合い反力を受けたとしても、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態であるので、リングギヤ１０はハブ部材２０に対して倒れず、リングギヤ１０の回転軸とハブ部材２０の回転軸とがずれることはない。
【００６５】
動力伝達装置１の製造方法について、異なる部分を説明する。
摩擦熱生成工程において、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して回転させると、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが接触して突き合わさる突き合わせ部において、摩擦熱が生じ、摩擦接合される。
【００６６】
次いで、押圧工程において、軸方向でリングギヤ１０とハブ部材２０とが相対的に近づく向きで押圧すると、傾斜角度の異なる第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とが線状（円周状）の接触部（合わせ部）で接触し、リングギヤ１０の中心とハブ部材２０の中心とが一致しつつ、その押圧力が線状の接触部に集中する。
【００６７】
これにより、リングギヤ１０及び／又はハブ部材２０が前記接触部において弾性変形又は塑性変形し、リングギヤ１０とハブ部材２０とが軸方向においてさらに近づく。
その後、さらに押圧が進むと、背面１３とフランジ面２５ａとの隙間が無くなり、図５（ｂ）に示すように、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態となる。
【００６８】
≪第３実施形態≫
第３実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６９】
動力伝達装置１の構成について、異なる部分を説明する。
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、縦断面視において、第１合わせ面１２の中央部は、第２合わせ面２４に向かって円弧状で突出している。そして、第１合わせ面１２と第２合わせ面２４とは、第２実施形態と同様に、線接触、つまり、周方向において円周状で接触している。
なお、第２合わせ面２４を円弧状としてもよいし、第１合わせ面１２及び第２合わせ面２４の両方を円弧状としてもよい。
【００７０】
また、図６（ｂ）に示すように、リングギヤ１０の背面１３と、ハブ部材２０のフランジ面２５ａとは、相互に密着（当接）した構成となっている。
これにより、例えば、リングギヤ１０がこれに噛合するドライブピニオン１１０（図１参照）から、図６（ａ）において、リングギヤ１０の前側部分を左向き（図６（ａ）の紙面下向き）に押す噛合い反力を受けたとしても、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態であるので、リングギヤ１０はハブ部材２０に対して倒れず、リングギヤ１０の回転軸とハブ部材２０の回転軸とがずれることはない。
【００７１】
動力伝達装置１の製造方法について、異なる部分を説明する。
摩擦熱生成工程において、リングギヤ１０及びハブ部材２０の一方を他方に対して回転させると、突起１４と環溝２６の底面２６ａとが接触して突き合わさる突き合わせ部において、摩擦熱が生じ、摩擦接合される。
【００７２】
次いで、押圧工程において、軸方向でリングギヤ１０とハブ部材２０とが相対的に近づく向きで押圧すると、第１合わせ面１２の中央部と第２合わせ面２４とが線状（円周状）の接触部（合わせ部）で接触し、リングギヤ１０の中心とハブ部材２０の中心とが一致しつつ、その押圧力が線状の接触部に集中する。
【００７３】
これにより、リングギヤ１０及び／又はハブ部材２０が前記接触部において弾性変形又は塑性変形し、リングギヤ１０とハブ部材２０とが軸方向においてさらに近づく。
その後、さらに押圧が進むと、背面１３とフランジ面２５ａとの隙間が無くなり、図６（ｂ）に示すように、背面１３とフランジ面２５ａとが密着した状態となる。
【００７４】
≪第５実施形態≫
第５実施形態について、図７を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００７５】
図７は、動力伝達部材をデフケース２３０とし、本発明を四輪車の終減速装置２００に適用した構成を例示する図である。終減速装置２００は、ドライブピニオン２１０と、リングギヤ１０と、デフ装置２２０と、を備えている。ドライブピニオン２１０は、車体に固定されたケース２１５に、軸受２１６、２１６を介して回転自在に支持されている。ドライブピニオン２１０の前端は、推進軸（図示しない）の後端と連結され、推進軸の動力がドライブピニオン２１０に入力されるようになっている。
【００７６】
ドライブピニオン２１０のギヤ部２１１は、リングギヤ１０のギヤ部１１と噛合している。
【００７７】
デフ装置２２０は、デフケース２３０と、デフギヤと、を備えている。デフギヤは、ピニオンギヤ２４１、２４１と、サイドギヤ２４２、２４２と、を備えている。デフケース２３０は、車体に固定されたケース２３５に、軸受２３６、２３６を介して回転自在に支持されており、その回転軸Ｏ１は後輪の回転中心である。そして、動力伝達装置２は、リングギヤ１０と、デフケース２３０とを備えて構成されている。
【００７８】
そして、デフケース２３０の外周面の一部には、回転軸Ｏ１を中心とする円錐台状の第２合わせ面２３１が形成されており、第２合わせ面２３１は、リングギヤ１０の第１合わせ面１２と密着した状態となっている。
【００７９】
また、デフケース２３０には、環状の環溝２３３が形成されており、環溝２３３は、リングギヤ１０の突起１４を収容すると共に、環溝２３３の底面は突起１４と摩擦接合している。
これらの作用効果については、第１実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【符号の説明】
【００８０】
１、２ 動力伝達装置
１０ リングギヤ（大歯車）
１２ 第１合わせ面
１３ 背面（第１対向面）
１４ 突起（突出部）
２０ ハブ部材（動力伝達部材）
２４ 第２合わせ面
２５ フランジ面（第２対向面）
２６ 環溝
２６ａ 底面
１００、２００ 終減速装置
１１０、２１０ ドライブピニオン
２３０ デフケース（動力伝達部材）
２３１ 第２合わせ面
Ｏ１ 回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大歯車と動力伝達部材とを備え、前記大歯車と前記動力伝達部材とが一体で構成され同一の回転軸を中心とする動力伝達装置の製造方法であって、
前記大歯車に前記回転軸を中心とする円錐状の第１合わせ面を形成し、前記動力伝達部材に前記回転軸を中心とし前記第１合わせ面と合わさる円錐状の第２合わせ面を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方に前記回転軸を中心とし他方に向かって突出する突出部を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の他方に前記回転軸を中心とし前記突出部に対向した凹状の溝を形成する合わせ面形成工程と、
前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを対向させつつ、前記突出部と前記溝の底面とを突き合わせながら、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方を他方に対して前記回転軸を中心として回転させ、摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、
軸方向において前記大歯車と前記動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧し、前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを密着させる押圧工程と、
を含む
ことを特徴とする動力伝達装置の製造方法。
【請求項２】
前記回転軸に対する前記第１合わせ面の第１傾斜角度と、前記回転軸に対する前記第２合わせ面の第２傾斜角度とは、異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の製造方法。
【請求項３】
縦断面視において、前記第１合わせ面及び前記第２合わせ面の一方は、他方に向かって円弧状で突出している
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の製造方法。
【請求項４】
前記動力伝達部材は、駆動輪が取り付けられるハブ部材である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の製造方法。
【請求項５】
前記動力伝達部材は、デフケースである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の製造方法。
【請求項１】
大歯車と動力伝達部材とを備え、前記大歯車と前記動力伝達部材とが一体で構成され同一の回転軸を中心とする動力伝達装置の製造方法であって、
前記大歯車に前記回転軸を中心とする円錐状の第１合わせ面を形成し、前記動力伝達部材に前記回転軸を中心とし前記第１合わせ面と合わさる円錐状の第２合わせ面を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方に前記回転軸を中心とし他方に向かって突出する突出部を形成し、前記大歯車及び前記動力伝達部材の他方に前記回転軸を中心とし前記突出部に対向した凹状の溝を形成する合わせ面形成工程と、
前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを対向させつつ、前記突出部と前記溝の底面とを突き合わせながら、前記大歯車及び前記動力伝達部材の一方を他方に対して前記回転軸を中心として回転させ、摩擦熱を生成する摩擦熱生成工程と、
軸方向において前記大歯車と前記動力伝達部材とを相対的に近づく向きで押圧し、前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とを密着させる押圧工程と、
を含む
ことを特徴とする動力伝達装置の製造方法。
【請求項２】
前記回転軸に対する前記第１合わせ面の第１傾斜角度と、前記回転軸に対する前記第２合わせ面の第２傾斜角度とは、異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の製造方法。
【請求項３】
縦断面視において、前記第１合わせ面及び前記第２合わせ面の一方は、他方に向かって円弧状で突出している
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の製造方法。
【請求項４】
前記動力伝達部材は、駆動輪が取り付けられるハブ部材である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の製造方法。
【請求項５】
前記動力伝達部材は、デフケースである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２２６３３（Ｐ２０１３−２２６３３Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１９８３（Ｐ２０１１−１６１９８３）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
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