特開 2020-54148 鉄心製品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-54148(P2020-54148A)

(43)【公開日】2020年4月2日

(54)【発明の名称】鉄心製品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20200306BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-182536(P2018-182536)

(22)【出願日】2018年9月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100153969

【弁理士】

【氏名又は名称】松澤 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】福本 崇

(72)【発明者】

【氏名】小田 仁

(72)【発明者】

【氏名】加藤 剛

(72)【発明者】

【氏名】松本 雅志

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP02

5H615PP06

5H615SS05

5H615SS09

5H615SS15

5H615SS16

5H615SS18

5H615SS19

5H615SS24

5H615SS44

5H615TT07

5H615TT16

5H615TT31

5H615TT32

5H615TT34

(57)【要約】

【課題】本開示は、端面板の鉄心本体に対する接合状態を良好に維持することが可能な回転体の製造方法を説明する。
【解決手段】鉄心製品の製造方法は、第１の温度とされた鉄心本体の端面に、第１の温度とは異なる第２の温度とされた端面板であって、鉄心本体とは異なる熱膨張係数を有する端面板が配置された状態で、鉄心本体と端面板とを溶接して、鉄心製品を構成することを含む。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の温度とされた鉄心本体の端面に、前記第１の温度とは異なる第２の温度とされた端面板であって、前記鉄心本体とは異なる熱膨張係数を有する前記端面板が配置された状態で、前記鉄心本体と前記端面板とを溶接して、鉄心製品を構成することを含む、鉄心製品の製造方法。

【請求項2】

前記第１の温度は常温である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２の温度は前記第１の温度よりも高い、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記第２の温度のときの前記端面板の熱変形量と前記第１の温度のときの前記鉄心本体の熱変形量との差が、前記鉄心製品の動作時温度域における前記端面板の熱変形量と前記鉄心本体の熱変形量との差と対応するように、前記第１の温度及び前記第２の温度を設定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記鉄心製品を構成することは、前記第１の温度とされた前記鉄心本体の端面に前記第２の温度とされた前記端面板及び保護板が配置された状態であって、前記鉄心本体の端面側から見たときに、前記保護板の周縁部に設けられている切欠部から前記端面板が部分的に露出し、前記保護板のうち前記切欠部以外の部分によって前記鉄心本体及び前記端面板が覆われた状態で、前記切欠部から前記鉄心本体と前記端面板とを溶接して、前記鉄心製品を構成することを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、鉄心製品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、埋込磁石型（ＩＰＭ：Interior Permanent Magnet）モータに用いられる回転子鉄心を開示している。当該回転子鉄心は、高さ方向に貫通して延びる複数の磁石挿入孔が回転軸周りに所定間隔をもって設けられた鉄心本体と、各磁石挿入孔にそれぞれ配置された永久磁石と、各磁石挿入孔に充填及び固化された固化樹脂とを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−０６７０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような回転子鉄心を用いて回転子を構成する際、磁石挿入孔を閉塞するために、鉄心本体の両端面に端面板が取り付けられることがある。通常、端面板は溶接によって鉄心本体に固定される。回転子は回転及び停止に伴い昇温及び降温を繰り返すので、鉄心本体の熱膨張係数と端面板の熱膨張係数とが異なる場合、端面板と鉄心本体との間の溶接部に応力が作用し、これらの接合状態に影響が生じうる。

【0005】

本開示は、端面板の鉄心本体に対する接合状態を良好に維持することが可能な回転体の製造方法を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一つの観点に係る鉄心製品の製造方法は、鉄心製品の製造方法は、第１の温度とされた鉄心本体の端面に、第１の温度とは異なる第２の温度とされた端面板であって、鉄心本体とは異なる熱膨張係数を有する端面板が配置された状態で、鉄心本体と端面板とを溶接して、鉄心製品を構成することを含む。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る鉄心製品の製造方法によれば、端面板の鉄心本体に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、回転子の一例を示す分解斜視図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、回転子の製造装置の一例を示す概略図である。

【図4】図４は、樹脂注入装置により積層体の磁石挿入孔に溶融樹脂を注入する様子を説明するための断面図である。

【図5】図５は、溶接装置により各端面板を回転子積層鉄心に溶接する様子を説明するための断面図である。

【図6】図６は、溶接装置の保護板の一例を示す上面図である。

【図7】図７は、回転子の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、積層体及び端面板のそれぞれについて、温度に対する熱変形量の変化の様子を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0010】

［回転子の構成］
まず、図１及び図２を参照して、回転子１（ロータ）の構成について説明する。回転子１は、固定子（ステータ）と組み合わせられることにより、電動機（モータ）を構成する。回転子１は、例えば、埋込磁石型（ＩＰＭ）モータを構成してもよい。モータに電力が供給されると、回転子１の回転に伴い、回転子１及び固定子が昇温する。モータの動作中（回転子の回転中）における回転子１又は固定子（鉄心製品）の温度範囲Ｔ１〜Ｔ２（動作時温度域）は、モータの用途によって種々の範囲を取りうるが、例えば、５０℃〜１００℃程度である。

【0011】

回転子１は、回転子積層鉄心２（鉄心製品）と、一対の端面板３，４と、シャフト５とを含む。

【0012】

回転子積層鉄心２は、積層体１０（鉄心本体）と、複数の永久磁石１２と、複数の固化樹脂１４（樹脂部）とを備える。

【0013】

積層体１０は、図１に示されるように、円筒状を呈している。すなわち、積層体１０の中央部には、中心軸Ａｘに沿って延びるように積層体１０を貫通する軸孔１０ａが設けられている。軸孔１０ａは、積層体１０の高さ方向（上下方向）に延びている。積層体１０は中心軸Ａｘ周りに回転するので、中心軸Ａｘは回転軸でもある。

【0014】

軸孔１０ａの内周面には、一対の突条１０ｂが形成されている。突条１０ｂは、積層体１０の上端面Ｓ１（端面）から下端面Ｓ２（端面）に至るまで高さ方向に延びている。一対の突条１０ｂは、中心軸Ａｘを間において対向しており、軸孔１０ａの内周面から中心軸Ａｘに向けて突出している。

【0015】

積層体１０には、複数の磁石挿入孔１６（樹脂注入部）が形成されている。磁石挿入孔１６は、図１に示されるように、積層体１０の外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。磁石挿入孔１６は、図２に示されるように、中心軸Ａｘに沿って延びるように積層体１０を貫通している。すなわち、磁石挿入孔１６は高さ方向に延びている。磁石挿入孔１６の形状は、例えば、積層体１０の外周縁に沿って延びる長孔であってもよい。磁石挿入孔１６の数は、例えば６個であってもよい。磁石挿入孔１６の位置、形状及び数は、モータの用途、要求される性能などに応じて変更してもよい。

【0016】

積層体１０は、複数の打抜部材Ｗが積み重ねられて構成されている。打抜部材Ｗは、後述する電磁鋼板ＥＳが所定形状に打ち抜かれた板状体であり、積層体１０に対応する形状を呈している。積層体１０は、いわゆる転積によって構成されていてもよい。「転積」とは、打抜部材Ｗ同士の角度を相対的にずらしつつ、複数の打抜部材Ｗを積層することをいう。転積は、主に打抜部材Ｗの板厚偏差を相殺することを目的に実施される。転積の角度は、任意の大きさに設定してもよい。

【0017】

積層方向において隣り合う打抜部材Ｗ同士は、図１及び図２に示されるように、カシメ部１８によって締結されていてもよい。これらの打抜部材Ｗ同士は、カシメ部１８に代えて、種々の公知の方法にて締結されてもよい。例えば、複数の打抜部材Ｗ同士は、接着剤又は樹脂材料を用いて互いに接合されてもよいし、溶接によって互いに接合されてもよい。あるいは、打抜部材Ｗに仮カシメを設け、仮カシメを介して複数の打抜部材Ｗを締結して積層体１０を得た後、仮カシメを当該積層体から除去してもよい。なお、「仮カシメ」とは、複数の打抜部材Ｗを一時的に一体化させるのに使用され且つ回転子積層鉄心２を製造する過程において取り除かれるカシメを意味する。

【0018】

永久磁石１２は、図１及び図２に示されるように、各磁石挿入孔１６内に一つずつ挿入されている。永久磁石１２の形状は、特に限定されないが、例えば直方体形状を呈していてもよい。永久磁石１２の種類は、モータの用途、要求される性能などに応じて決定すればよく、例えば、焼結磁石であってもよいし、ボンド磁石であってもよい。

【0019】

固化樹脂１４は、永久磁石１２が挿入された状態の磁石挿入孔１６内に溶融状態の樹脂材料（溶融樹脂）が充填された後に、当該溶融樹脂が固化したものである。固化樹脂１４は、永久磁石１２を磁石挿入孔１６内に固定する機能と、積層方向（上下方向）で隣り合う打抜部材Ｗ同士を接合する機能とを有する。固化樹脂１４を構成する樹脂材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂と、硬化開始剤と、添加剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。添加剤としては、フィラー、難燃剤、応力低下剤などが挙げられる。

【0020】

端面板３，４は、図１に示されるように、円環状を呈している。すなわち、端面板３，４の中央部にはそれぞれ、端面板３，４を貫通する軸孔３ａ，４ａが設けられている。端面板３，４の外径は、例えば、積層体１０の外径よりも小さく設定されていてもよいし、積層体１０の外径と同程度に設定されていてもよい。

【0021】

軸孔３ａの内周面には、一対の突起３ｂが形成されている。一対の突起３ｂは、中心軸Ａｘを間において対向しており、軸孔３ａの内周面から中心軸Ａｘに向けて突出している。軸孔４ａの内周面にも、軸孔３ａと同様に、一対の突起４ｂが形成されている。

【0022】

端面板３，４はそれぞれ、積層体１０の上端面Ｓ１及び下端面Ｓ２に配置されており、積層体１０と溶接により接合されている。例えば、端面板３は、図２に示されるように、端面板３及び積層体１０を跨がるように設けられた溶接ビードＢ１を介して、積層体１０の上端近傍に位置する一枚以上の打抜部材Ｗと接合されている。同様に、端面板４は、端面板４及び積層体１０を跨がるように設けられた溶接ビードＢ２によって、積層体１０の下端近傍に位置する一枚以上の打抜部材Ｗと接合されている。このように、回転子積層鉄心２と端面板３，４とは、溶接によって一体化されているので、一つの回転体６（鉄心製品）として機能する。

【0023】

端面板３，４は、ステンレス鋼によって構成されていてもよい。当該ステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）が挙げられる。端面板３，４は、非磁性材料によって構成されていてもよい。端面板３，４の熱膨張係数は、通常、電磁鋼板の熱膨張係数よりも高いが、電磁鋼板の熱膨張係数と同程度であってもよいし、電磁鋼板の熱膨張係数よりも小さくてもよい。

【0024】

シャフト５は、全体として円柱状を呈している。シャフト５には、一対の凹溝５ａが形成されている。凹溝５ａは、シャフト５の一端から他端にかけてシャフト５の延在方向に延びている。シャフト５は、軸孔３ａ，４ａ，１０ａ内に挿通されている。このとき、凹溝５ａには、突起３ｂ，４ｂ及び突条１０ｂが係合する。これにより、シャフト５と回転子積層鉄心２との間で回転力が伝達する。

【0025】

［回転子の製造装置］
続いて、図３〜図６を参照して、回転子１の製造装置１００について説明する。

【0026】

製造装置１００は、帯状の金属板である電磁鋼板ＥＳ（被加工板）から回転子１を製造するための装置である。製造装置１００は、アンコイラー１１０と、送出装置１２０と、打抜装置１３０と、樹脂注入装置１４０と、溶接装置１５０と、コントローラＣｔｒ（制御部）とを備える。

【0027】

アンコイラー１１０は、コイル状に巻回された帯状の電磁鋼板ＥＳであるコイル材１１１が装着された状態で、コイル材１１１を回転自在に保持する。送出装置１２０は、電磁鋼板ＥＳを上下から挟み込む一対のローラ１２１，１２２を有する。一対のローラ１２１，１２２は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて回転及び停止し、電磁鋼板ＥＳを打抜装置１３０に向けて間欠的に順次送り出す。

【0028】

打抜装置１３０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。打抜装置１３０は、送出装置１２０によって間欠的に送り出される電磁鋼板ＥＳを順次打ち抜き加工して打抜部材Ｗを形成する機能と、打ち抜き加工によって得られた打抜部材Ｗを順次積層して積層体１０を製造する機能とを有する。

【0029】

積層体１０は、打抜装置１３０から排出されると、打抜装置１３０と溶接装置１５０との間を延びるように設けられたコンベアＣｖに載置される。コンベアＣｖは、コントローラＣｔｒからの指示に基づいて動作し、積層体１０を樹脂注入装置１４０に送り出す。

【0030】

樹脂注入装置１４０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。樹脂注入装置１４０は、各磁石挿入孔１６に永久磁石１２を挿通する機能と、永久磁石１２が挿通された状態の磁石挿入孔１６内に溶融樹脂を充填する機能とを有する。樹脂注入装置１４０は、図４に詳しく示されるように、下型１４１と、上型１４２と、複数のプランジャ１４３とを含む。

【0031】

下型１４１は、ベース部材１４１ａと、ベース部材１４１ａに設けられた挿通ポスト１４１ｂとを含む。ベース部材１４１ａは、積層体１０を載置可能に構成されている。挿通ポスト１４１ｂは、ベース部材１４１ａの略中央部に位置しており、ベース部材１４１ａの上面から上方に向けて突出している。挿通ポスト１４１ｂは、円柱形状を呈しており、積層体１０の軸孔１０ａに対応する外形を有する。なお、下型１４１の内部に内臓熱源が配置されていてもよい。

【0032】

上型１４２は、下型１４１と共に積層体１０を積層方向（積層体１０の高さ方向）において挟持可能に構成されている。上型１４２は、ベース部材１４２ａと、内蔵熱源１４２ｂとを含む。

【0033】

ベース部材１４２ａは、矩形状を呈する板状部材である。ベース部材１４２ａには、一つの貫通孔１４２ｃと、複数の収容孔１４２ｄとが設けられている。貫通孔１４２ｃは、ベース部材１４２ａの略中央部に位置している。貫通孔１４２ｃは、挿通ポスト１４１ｂに対応する形状（略円形状）を呈しており、挿通ポスト１４１ｂが挿通可能である。

【0034】

複数の収容孔１４２ｄは、ベース部材１４２ａを貫通しており、貫通孔１４２ｃの周囲に沿って所定間隔で並んでいる。各収容孔１４２ｄは、下型１４１及び上型１４２が積層体１０を挟持した際に、積層体１０の磁石挿入孔１６にそれぞれ対応する箇所に位置している。各収容孔１４２ｄは、円柱形状を呈しており、少なくとも一つの樹脂ペレットＰを収容可能である。

【0035】

内蔵熱源１４２ｂは、例えば、ベース部材１４２ａに内蔵されたヒータである。内蔵熱源１４２ｂが動作すると、ベース部材１４２ａが加熱され、ベース部材１４２ａに接触している積層体１０が加熱されると共に、各収容孔１４２ｄに収容された樹脂ペレットＰが
加熱される。これにより、樹脂ペレットＰが溶融して溶融樹脂に変化する。

【0036】

複数のプランジャ１４３は、上型１４２の上方に位置している。各プランジャ１４３は、図示しない駆動源によって、対応する収容孔１４２ｄに対して挿抜可能となるように構成されている。

【0037】

積層体１０は、樹脂注入装置１４０から排出されると、再びコンベアＣｖに載置される。コンベアＣｖは、コントローラＣｔｒからの指示に基づいて動作し、積層体１０を溶接装置１５０に送り出す。

【0038】

溶接装置１５０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。溶接装置１５０は、回転子積層鉄心２と端面板３，４とを溶接する機能を有する。溶接装置１５０は、図５に詳しく示されるように、保護板１５１，１５２と、溶接トーチ１５３，１５４とを含む。

【0039】

保護板１５１，１５２は、円板状を呈している。保護板１５１，１５２の外径は、端面板３，４及び積層体１０の外径よりも大きく設定されていてもよいし、端面板３，４及び積層体１０の外径と同程度に設定されていてもよい。

【0040】

保護板１５１は、回転子積層鉄心２及び端面板３の上方に位置している。保護板１５２は、回転子積層鉄心２及び端面板４の下方に位置している。保護板１５１，１５２は、回転子積層鉄心２及び端面板３，４を挟持可能に構成されている。すなわち、端面板３は、保護板１５１と回転子積層鉄心２とで挟持されうる。端面板４は、保護板１５２と回転子積層鉄心２とで挟持されうる。

【0041】

保護板１５１，１５２の内部にはそれぞれ、内蔵熱源１５１ａ，１５２ａが設けられている。内蔵熱源１５１ａ，１５２ａはそれぞれ、保護板１５１，１５２が端面板３，４と当接した状態で、端面板３，４を加熱するように構成されている。内蔵熱源１５１ａ，１５２ａは、例えばヒータであってもよい。

【0042】

保護板１５１，１５２の周縁部にはそれぞれ、複数の切欠部１５１ｂ，１５２ｂが設けられている。例えば、図６に示されるように、保護板１５１の中心軸周りに略６０°間隔で、６つの切欠部１５１ｂが保護板１５１の周縁部に設けられていてもよい。同様に、保護板１５２の中心軸周りに略６０°間隔で、６つの切欠部１５２ｂが保護板１５２の周縁部に設けられていてもよい。切欠部１５１ｂ，１５２ｂの形状は、特に限定されないが、例えば、略半円状を呈していてもよいし（図６参照）、略矩形状を呈していてもよい。

【0043】

切欠部１５１ｂは保護板１５１の外周縁から内側に向けて窪んでいる。そのため、保護板１５１が端面板３に当接した状態において、切欠部１５１ｂからは端面板３及び積層体１０が部分的に露出する。一方、保護板１５１のうち切欠部１５１ｂ以外の部分は、端面板３及び積層体１０を覆っている。

【0044】

切欠部１５２ｂは保護板１５２の外周縁から内側に向けて窪んでいる。そのため、保護板１５２が端面板４に当接した状態において、切欠部１５２ｂからは端面板４及び積層体１０が部分的に露出する。一方、保護板１５２のうち切欠部１５２ｂ以外の部分は、端面板４及び積層体１０を覆っている。

【0045】

溶接トーチ１５３，１５４はそれぞれ、端面板３，４と積層体１０とを溶接するように構成されている。溶接トーチ１５３，１５４は、例えば、レーザ溶接機であってもよい。溶接トーチ１５３の先端は、切欠部１５１ｂから露出している端面板３及び積層体１０の周縁部に向かっている。溶接トーチ１５４の先端は、切欠部１５２ｂから露出している端面板４及び積層体１０の周縁部に向かっている。

【0046】

コントローラＣｔｒは、例えば、記録媒体（図示せず）に記録されているプログラム又はオペレータからの操作入力等に基づいて、送出装置１２０、打抜装置１３０、樹脂注入装置１４０及び溶接装置１５０をそれぞれ動作させるための指示信号を生成し、これらに当該指示信号をそれぞれ送信する。

【0047】

［回転子の製造方法］
続いて、図３〜図８を参照して、回転子１の製造方法について説明する。まず、図３に示されるように、打抜装置１３０により電磁鋼板ＥＳを順次打ち抜きつつ打抜部材Ｗを積層して、積層体１０を形成する（図７のステップＳ１１参照）。

【0048】

次に、積層体１０を樹脂注入装置１４０に搬送して、図４に示されるように、樹脂注入装置１４０の下型１４１に積層体１０を載置する。次に、各磁石挿入孔１６内に永久磁石１２を挿入する（図７のステップＳ１２を参照）。各磁石挿入孔１６内への永久磁石１２の挿入は、人手で行われてもよいし、コントローラＣｔｒの指示に基づいて、樹脂注入装置１４０が備えるロボットハンド（図示せず）等により行われてもよい。

【0049】

次に、上型１４２を積層体１０上に載置する。そのため、積層体１０は、下型１４１及び上型１４２で積層方向から挟持された状態となる。次に、各収容孔１４２ｄに樹脂ペレットＰを投入する。上型１４２の内蔵熱源１４２ｂにより樹脂ペレットＰが溶融状態となると、溶融樹脂をプランジャ１４３によって各磁石挿入孔１６内に注入する（図７のステップＳ１３を参照）。このとき、積層体１０は、内蔵熱源１４２ｂにより、例えば１５０℃〜１８０℃程度に加熱される。その後、溶融樹脂が固化すると、磁石挿入孔１６内に固化樹脂１４が形成される。下型１４１及び上型１４２が積層体１０から取り外されると、回転子積層鉄心２が完成する。

【0050】

次に、回転子積層鉄心２を所定の温度Ｔ０（第１の温度）となるまで冷却する（図７のステップＳ１４を参照）。冷却方法としては、自然冷却であってもよいし、冷却機（クーラー）等を用いた強制冷却であってもよい。回転子積層鉄心２は、ステップＳ１３において積層体１０が加熱された温度を下回る程度まで冷却されてもよいし、常温となるまで冷却されてもよい。冷却機を用いる場合には、自然冷却と比較して、冷却に要する時間が短縮される。そのため、溶接処理を開始するまでの時間が短縮されるので、回転体６の製造効率を高めることが可能となる。本明細書において、「常温」とは、５℃〜３５℃を意味する（ＪＩＳ Ｚ ８７０３：１９８３「試験場所の標準状態」に準拠）。

【0051】

次に、回転子積層鉄心２を溶接装置１５０に搬送して、図５に示されるように、積層体１０の上端面Ｓ１に端面板３を配置すると共に、積層体１０の下端面Ｓ２に端面板４を配置する。この状態で、内蔵熱源１５１ａ，１５２ａによって所定温度まで加熱された保護板１５１，１５２によって、積層体１０及び端面板３，４を挟持する。これにより、端面板３，４が温度Ｔ３（第２の温度）となるまで加熱される。一方、積層体１０は、端面板３，４と比較して熱容量が非常に大きい。そのため、内蔵熱源１５１ａ，１５２ａの熱エネルギーが端面板３，４を介して積層体１０に移動したとしても、積層体１０の温度はほとんど上昇しない。

【0052】

次に、温度Ｔ３の端面板３，４と温度Ｔ０（常温）の積層体１０とを溶接する（図７のステップＳ１５参照）。例えば、コントローラＣｔｒが溶接トーチ１５３に指示して、切欠部１５１ｂから露出している端面板３（温度Ｔ３）及び積層体１０（温度Ｔ０）を溶接する。同様に、コントローラＣｔｒが溶接トーチ１５４に指示して、切欠部１５２ｂから露出している端面板４（温度Ｔ３）及び積層体１０（温度Ｔ０）を溶接する。これにより、端面板３，４が回転子積層鉄心２に接合された回転体６が構成される。

【0053】

次に、回転体６にシャフト５を取り付ける（図７のステップＳ１６参照）。シャフト５は、例えば、回転体６に対して焼き嵌めされてもよい。こうして、回転子１が完成する。

【0054】

ここで、冷却後の回転子積層鉄心２の温度Ｔ０が常温であり、端面板３，４の熱膨張係数α１が積層体１０の熱膨張係数α２よりも大きい（α１＞α２）場合の、端面板３，４の温度Ｔ３の設定方法について、図８を参照して説明する。図８では、温度Ｔ０（常温）のときの積層体１０及び端面板３，４の熱変形量を共に０（基準値）としている。

【0055】

図８に示されるように、固体の熱変形量は、熱膨張係数を比例定数として温度に正比例する。そのため、端面板３，４及び積層体１０の温度が上昇するほど、これらの熱変形量が大きくなり、両者の熱膨張係数の差（α１−α２）に比例して両者の熱変形量の差が大きくなる。例えば、回転子１の動作時温度域の下限の温度Ｔ１では変形差ΔＬ１が生じ、回転子１の動作時温度域の上限の温度Ｔ２では変形差ΔＬ２が生ずる。すなわち、回転子１の動作時には、変形差がΔＬ１〜ΔＬ２の間で変化しうる。

【0056】

回転子１の動作時に、溶接ビードＢ１，Ｂ２に作用する応力を低減するためには、溶接時における端面板３，４及び積層体１０の変形差を予め、回転子１の動作時におけるこれらの変形差に近づけた状態で、溶接を行えばよい。例えば、温度Ｔ３のときの端面板３，４の熱変形量と温度Ｔ０（常温）のときの積層体１０の熱変形量との変形差ΔＬ３が、回転子１の動作時におけるこれらの変形差と対応するように（ΔＬ１≦ΔＬ３≦ΔＬ２を満たすように）、温度Ｔ３を設定すればよい。

【0057】

［作用］
以上の実施形態では、互いに異なる温度（Ｔ０，Ｔ３）の積層体１０と端面板３，４とが溶接される。すなわち、溶接時における積層体１０の熱変形量と端面板３，４の熱変形量との差が、回転子１の動作時における積層体１０の熱変形量と端面板３，４の熱変形量との差に近づいた状態で、積層体１０と端面板３，４とが溶接される。そのため、回転子１の動作時において、積層体１０と端面板３，４との間に応力が作用し難い。したがって、端面板３，４の積層体１０に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

【0058】

以上の実施形態では、溶接時において、積層体１０の温度Ｔ０が常温とされている。そのため、熱容量が比較的大きい積層体１０の温度Ｔ０を、溶接時に改めてコントロールする必要がなくなる。すなわち、熱容量が比較的小さい端面板３，４の温度Ｔ３をコントロールすることで、溶接時における積層体１０の熱変形量と端面板３，４の熱変形量との差を、回転子１の動作時における積層体１０の熱変形量と端面板３，４の熱変形量との差に迅速に近づけることができる。そのため、省エネ化及びリードタイム（製造時間）の短縮化を図りつつ、端面板３，４の積層体１０に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

【0059】

以上の実施形態では、溶接時において、端面板３，４の温度Ｔ３が積層体１０の温度Ｔ０よりも高く設定されている。端面板３，４の熱容量は比較的小さいので、端面板３，４を加熱することにより、温度Ｔ３が温度Ｔ０よりも高い状態が容易に且つ迅速に実現できる。そのため、省エネ化及びリードタイム（製造時間）の短縮化を図りつつ、端面板３，４の積層体１０に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

【0060】

以上の実施形態では、溶接時における端面板３，４及び積層体１０の変形差が、回転子１の動作時におけるこれらの変形差と対応するように、温度Ｔ３が設定される。このとき、変形差ΔＬ３が変形差ΔＬ１〜ΔＬ２と略同等となる。そのため、回転子１の動作時において、積層体１０と端面板３，４との間に応力が極めて作用し難くなる。したがって、端面板３，４の積層体１０に対する接合状態をいっそう良好に維持することが可能となる。

【0061】

以上の実施形態では、溶接時において、積層体１０の上端面Ｓ１側から見たときに、保護板１５１，１５２の周縁部に設けられている切欠部１５１ｂ，１５２ｂから端面板３，４及び積層体１０が部分的に露出し、保護板１５１，１５２のうち切欠部１５１ｂ，１５２ｂ以外の部分によって積層体１０及び端面板３，４が覆われた状態とされている。そのため、切欠部１５１ｂ，１５２ｂにおける溶接処理でスパッタが発生したとしても、端面板３，４及び積層体１０へのスパッタの付着が抑制される。したがって、回転子積層鉄心２の品質向上を図ることが可能となる。

【0062】

［変形例］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。

【0063】

（１）溶接時における積層体１０の温度Ｔ０は、溶接時における端面板３，４の温度Ｔ３と異なっていればよく、常温以外の温度であってもよい。

【0064】

（２）端面板３，４の熱膨張係数α１が積層体１０の熱膨張係数α２よりも小さくてもよい（α１＜α２）。

【0065】

（３）溶接時における積層体１０及び端面板３，４の変形差を、回転子１の動作時におけるこれらの変形差に近づけるために、端面板３，４又は積層体１０を冷却してもよい。冷却方法としては、自然冷却であってもよいし、冷却機（クーラー）等を用いた強制冷却であってもよい。

【0066】

（４）溶接時において、予め温度Ｔ３に加熱した後の端面板３，４をそれぞれ、積層体１０の上端面Ｓ１及び下端面Ｓ２に配置してもよい。

【0067】

（５）保護板１５１，１５２を用いずに溶接を行ってもよい。

【0068】

（６）積層体１０のうち最下層又は最上層を構成する打抜部材Ｗと、積層体１０のうち最下層及び最上層以外の中間層を構成する打抜部材Ｗとを溶接する際に、本開示に係る方法を適用してもよい。この場合、最下層又は最上層を構成する打抜部材Ｗが特許請求の範囲における端面板に対応し、中間層を構成する打抜部材Ｗが特許請求の範囲における鉄心本体に対応する。

【0069】

［例示］
例１．本開示の一つの例に係る鉄心製品（１，２）の製造方法は、第１の温度（Ｔ０）とされた鉄心本体（１０）の端面（Ｓ１，Ｓ２）に、第１の温度（Ｔ０）とは異なる第２の温度（Ｔ３）とされた端面板（３，４）であって、鉄心本体（１０）とは異なる熱膨張係数を有する端面板（３，４）が配置された状態で、鉄心本体（１０）と端面板（３，４）とを溶接して、鉄心製品（１，２）を構成することを含む。

【0070】

ところで、鉄心本体の熱膨張係数と端面板の熱膨張係数とが異なる場合、製造された鉄心製品が動作に伴い昇温すると、鉄心本体の熱変形量と端面板の熱変形量との差が大きくなる。そのため、鉄心本体の温度と端面板の温度とが略同一の状態でこれらが溶接される場合には、鉄心製品の動作時に、鉄心本体と端面板との間の溶接部に比較的大きな応力が作用しうる。

【0071】

一方、例１の方法によれば、互いに異なる温度の鉄心本体と端面板とが溶接される。すなわち、溶接時における鉄心本体の熱変形量と端面板の熱変形量との差が、鉄心製品の動作時における鉄心本体の熱変形量と端面板の熱変形量との差に近づいた状態で、鉄心本体と端面板とが溶接される。そのため、鉄心製品の動作時において、鉄心本体と端面板との間に応力が作用し難い。したがって、端面板の鉄心本体に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

【0072】

例２．例１の方法において、第１の温度（Ｔ０）は常温であってもよい。この場合、熱容量が比較的大きい鉄心本体の第１の温度をコントロールする必要がなくなる。すなわち、熱容量が比較的小さい端面板の第２の温度をコントロールすることで、溶接時における鉄心本体の熱変形量と端面板の熱変形量との差を、鉄心製品の動作時における鉄心本体の熱変形量と端面板の熱変形量との差に迅速に近づけることができる。そのため、省エネ化及びリードタイム（製造時間）の短縮化を図りつつ、端面板の鉄心本体に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

【0073】

例３．例１又は例２の方法において、第２の温度（Ｔ３）は第１の温度（Ｔ０）よりも高くてもよい。この場合、端面板の熱容量は比較的小さいので、端面板を加熱することにより、第２の温度が第１の温度よりも高い状態が容易に且つ迅速に実現できる。そのため、省エネ化及びリードタイム（製造時間）の短縮化を図りつつ、端面板の鉄心本体に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

【0074】

例４．例１〜例３のいずれかの方法において、第２の温度（Ｔ３）のときの端面板（３，４）の熱変形量と第１の温度（Ｔ０）のときの鉄心本体（１０）の熱変形量との差が、鉄心製品（１）の動作時温度域における端面板（３，４）の熱変形量と鉄心本体（１０）の熱変形量との差と対応するように、第１の温度（Ｔ０）及び第２の温度（Ｔ０）を設定してもよい。この場合、溶接時における鉄心本体の熱変形量と端面板の熱変形量との差が、鉄心製品の動作時における鉄心本体の熱変形量と端面板の熱変形量との差と略同等となる。そのため、鉄心製品の動作時において、鉄心本体と端面板との間に応力が極めて作用し難くなる。したがって、端面板の鉄心本体に対する接合状態をいっそう良好に維持することが可能となる。

【0075】

例５．例１〜例４のいずれかの方法において、鉄心製品（１，２）を構成することは、第１の温度（Ｔ０）とされた鉄心本体（１０）の端面（Ｓ１，Ｓ２）に第２の温度（Ｔ３）とされた端面板（３，４）及び保護板（１５１，１５２）が配置された状態であって、鉄心本体（１０）の端面（Ｓ１，Ｓ２）側から見たときに、保護板（１５１，１５２）の周縁部に設けられている切欠部（１５１ｂ，１５２ｂ）から端面板（３，４）が部分的に露出し、保護板（１５１，１５２）のうち切欠部（１５１ｂ，１５２ｂ）以外の部分によって鉄心本体（１０）及び端面板（３，４）が覆われた状態で、切欠部（１５１ｂ，１５２ｂ）から鉄心本体（１０）と端面板（３，４）とを溶接して、鉄心製品（１，２）を構成することを含んでいてもよい。この場合、鉄心本体の端面側から見たときに、保護板によって端面板及び鉄心本体が覆われているので、切欠部における溶接処理でスパッタが発生したとしても、端面板及び鉄心本体へのスパッタの付着が抑制される。そのため、鉄心製品の品質向上を図ることが可能となる。

【符号の説明】

【0076】

１…回転子（鉄心製品）、２…回転子積層鉄心（鉄心製品）、３，４…端面板、１０…積層体（鉄心本体）、１５１，１５２…保護板、１５１ｂ，１５２ｂ…切欠部、Ｓ１…上端面（端面）、Ｓ２…下端面（端面）、Ｔ０…温度（第１の温度）、Ｔ３…温度（第２の温度）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】