特許 6813080 回転電機用部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6813080

(24)【登録日】2020年12月21日

(45)【発行日】2021年1月13日

(54)【発明の名称】回転電機用部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20201228BHJP

   H02K 15/03 20060101ALI20201228BHJP

   H02K 1/27 20060101ALI20201228BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 F

   H02K15/02 K

   H02K15/03 Z

   H02K1/27 501G

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2019-503874(P2019-503874)

(86)(22)【出願日】2018年3月9日

(86)【国際出願番号】JP2018009353

(87)【国際公開番号】WO2018164277

(87)【国際公開日】20180913

【審査請求日】2019年6月12日

(31)【優先権主張番号】特願2017-45337(P2017-45337)

(32)【優先日】2017年3月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】牛田 英晴

(72)【発明者】

【氏名】松原 哲也

(72)【発明者】

【氏名】穴井 岳洋

【審査官】 若林 治男

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−１５８３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９９０４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｈ０２Ｋ １／２７

Ｈ０２Ｋ １５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電磁鋼板を積層してモータコアを形成する工程と、
前記モータコアの一方側の端部から他方側の端部までの長さである積層方向における積厚が飽和する加圧力よりも小さい加圧力で、前記モータコアを前記積層方向に加圧した状態で、前記モータコアの積層された前記電磁鋼板をキーホール溶接により溶接する工程と、を備える、回転電機用部材の製造方法。

【請求項2】

前記モータコアを溶接する工程は、前記モータコアが最小積厚になる加圧力よりも小さい加圧力で、前記電磁鋼板の間に隙間を有した前記モータコアを加圧した状態で、前記モータコアを溶接する工程である、請求項１に記載の回転電機用部材の製造方法。

【請求項3】

前記モータコアを溶接する工程の後に、前記モータコアが最小積厚になる加圧力で、前記モータコアを加圧した状態で、前記モータコアの磁石挿入孔に挿入された磁石を樹脂により固定する工程をさらに備える、請求項１または２に記載の回転電機用部材の製造方法。

【請求項4】

前記モータコアを溶接する工程の前に、前記モータコアが最小積厚になる加圧力よりも小さい加圧力で、前記電磁鋼板の間に隙間を有した前記モータコアを加圧した状態で、前記モータコアの磁石挿入孔に挿入された磁石を接着剤により固定する工程をさらに備える、請求項１または２に記載の回転電機用部材の製造方法。

【請求項5】

前記モータコアは、ロータコアまたはステータコアのうちの一方であり、
前記モータコアとしての前記ロータコアまたは前記ステータコアのうちの一方を溶接する工程は、前記ロータコアまたは前記ステータコアのうちの一方の密度が前記ロータコアまたは前記ステータコアのうちの一方と対向して配置される前記ロータコアまたは前記ステータコアのうちの他方の密度以上になる積厚で、前記ロータコアまたは前記ステータコアのうちの一方を溶接する工程である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機用部材の製造方法。

【請求項6】

前記モータコアを溶接する工程の前に、前記モータコアの磁石挿入孔に、磁石を挿入する工程をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機用部材の製造方法。

【請求項7】

前記モータコアを溶接する工程は、前記モータコアの回転軸線方向の一方端部から他方端部まで、前記モータコアを溶接する工程である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機用部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機用部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータコアを溶接する工程を備える回転電機用部材の製造方法が知られている。このような回転電機用部材の製造方法は、たとえば、特開２０１６−１０３８８２号公報に開示されている。

【0003】

上記特開２０１６−１０３８８２号公報には、複数の電磁鋼板を積層してロータコア（モータコア）を形成する工程と、ロータコアの内周面をロータの回転軸線方向に沿って溶接する工程と、を備えるロータ（回転電機用部材）の製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−１０３８８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特開２０１６−１０３８８２号公報に記載されるようにロータコアを溶接する場合、溶接時に溶接部分の温度が上昇するため、溶接部分が常温の状態から、ロータの回転軸線方向に沿って延びるように膨張した状態で溶接される。一方、溶接後に溶接部分が常温まで冷却されると、溶接部分が溶接時の膨張した状態から常温の状態まで、ロータの回転軸線方向に沿って縮むように収縮するため、収縮した溶接部分に、溶接部分が収縮する方向（複数の電磁鋼板が接近する方向）とは反対方向（複数の電磁鋼板が離れる方向）に溶接部分を引っ張る力（引張応力）が生じる。このため、溶接を連続して行うと、溶接後の引張応力が残留した状態に、さらに引張応力が加わり引張応力が徐々に蓄積して大きくなるので、引張応力に起因して、溶接部分に電磁鋼板の積層面に沿って延びる割れが生じる場合がある。特にレーザ溶接などのキーホールが形成されて溶融池が出来て凝固する溶接方法などの少ないエネルギーで深い溶け込みの溶接を行って溶接する場合は、溶融から凝固するまでの時間が短いため顕著に表れることがある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、溶接による引張応力に起因して溶接部分に割れが生じることを低減することが可能な回転電機用部材の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回転電機用部材の製造方法は、複数の電磁鋼板を積層してモータコアを形成する工程と、モータコアの一方側の端部から他方側の端部までの長さである積層方向における積厚が飽和する加圧力よりも小さい加圧力で、モータコアを積層方向に加圧した状態で、モータコアの積層された電磁鋼板をキーホール溶接により溶接する工程と、を備える。なお、「積厚が飽和する」とは、それ以上加圧しても積厚がほぼ変化せず、所定の積厚に収束することを意味する。

【0008】

この発明の一の局面による回転電機用部材の製造方法は、上記のように、モータコアの一方側の端部から他方側の端部までの長さである積層方向における積厚が飽和する加圧力よりも小さい加圧力で、モータコアを積層方向に加圧した状態で、モータコアをキーホール溶接により溶接する工程を備える。これにより、電磁鋼板の間に隙間を有した状態で、モータコアを溶接することができる。この場合、電磁鋼板の間の隙間の分だけ、モータコアを回転軸線方向（隣接する電磁鋼板が接近する方向）に収縮させることができるので、溶接部分が常温まで冷却されて、溶接時の膨張した状態から常温の状態まで収縮する際に、溶接部分とともにモータコアを収縮させることができる。その結果、モータコアを収縮させることが可能な分、収縮した溶接部分に生じる複数の電磁鋼板が離れる方向の引張応力を低減することができるので、溶接部分に電磁鋼板の積層面に沿って延びる割れが生じることを低減することができる。この効果は、入熱量が少なく、溶融範囲が小さいため、引張応力を吸収する範囲が小さく応力が集中しやすいキーホール溶接を行う構成において、非常に効果的である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、上記のように、溶接による引張応力に起因して溶接部分に割れが生じることを低減することが可能な回転電機用部材の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１および第２実施形態による回転電機の断面図である。

【図2】本発明の第１および第２実施形態によるロータを回転軸線方向（Ｚ方向）から見た図である。

【図3】図２の３００−３００線に沿った断面図である。

【図4】本発明の第１および第２実施形態のロータの溶接部を示す斜視図である。

【図5】本発明の第１実施形態のロータの製造方法を説明するためのフローチャートである。

【図6】図５のステップＳ２におけるロータコアの溶接を説明するための図である。

【図7】図５のステップＳ２における溶接後のロータコアを示す図である。

【図8】本発明の第２実施形態の回転電機の拡大断面図である。

【図9】本発明の第２実施形態のロータの製造方法を説明するためのフローチャートである。

【図10A】隙間が有る状態で溶接されたロータコアの溶接部分に生じる引張応力を説明するための図である。

【図10B】隙間が無い状態で溶接されたロータコアの溶接部分に生じる引張応力を説明するための図である。

【図11A】磁石が挿入されない状態で溶接されたロータコアの溶接による変形を説明するための図である。

【図11B】磁石が挿入された状態で溶接されたロータコアの溶接による変形を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0012】

［第１実施形態］
（回転電機の構造）
図１〜図４を参照して、第１実施形態による回転電機１００（ロータ２０）の構造について説明する。

【0013】

本願明細書では、「回転軸線方向」とは、ロータ２０として完成した状態のロータ２０（ロータコア２１）の回転軸線Ｃに沿った方向（Ｚ方向、図１参照）を意味する。また、「周方向」とは、ロータ２０として完成した状態のロータ２０（ロータコア２１）の周方向（Ｂ１方向またはＢ２方向、図２参照）を意味する。また、「内径側」とは、ロータ２０として完成した状態のロータ２０（ロータコア２１）の回転中心Ｃ０に近付く径方向（たとえばＣ１方向、図２参照）側を意味する。また、「外径側」とは、ロータ２０として完成した状態のロータ２０（ロータコア２１）の回転中心Ｃ０から離れる径方向（たとえばＣ２方向、図２参照）側を意味する。

【0014】

図１に示すように、回転電機１００は、ステータ１０とロータ２０とを備えている。なお、ロータ２０は、請求の範囲の「回転電機用部材」の一例である。

【0015】

ステータ１０は、回転電機１００において固定されている固定子である。ステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に巻回される巻線１２とを備えている。ステータコア１１は、複数の電磁鋼板１３を有している。ステータコア１１は、複数の電磁鋼板１３が、回転軸線Ｃが延びる方向である回転軸線方向（Ｚ方向）に積層されることにより形成されている。ステータコア１１は、略円環形状を有している。

【0016】

ロータ２０は、回転軸線Ｃ周りに回転可能な回転子である。ロータ２０は、ロータコア２１を備えている。ロータコア２１は、略円環形状を有している。回転電機１００では、ステータコア１１とロータコア２１とは、径方向に互いに対向するように配置されている。なお、ロータコア２１は、請求の範囲の「モータコア」の一例である。

【0017】

図１〜図３に示すように、ロータコア２１は、複数の電磁鋼板２２を有している。ロータコア２１は、複数の電磁鋼板２２が、回転軸線方向（Ｚ方向）に積層されることにより形成されている。ロータコア２１は、積厚Ｔ（図３参照）を有している。ロータコア２１の積厚Ｔは、電磁鋼板２２の積層方向（Ｚ方向）におけるロータコア２１の一方端部２１ａ（Ｚ１方向側の端部、図３参照）から他方端部２１ｂ（Ｚ２方向側の端部、図３参照）までの長さである。第１実施形態では、ロータコア２１の外径側における積厚Ｔは、隣接する全ての電磁鋼板２２の間に隙間を有しないときの積厚である最小積厚である。また、最小積厚は、言い換えると、加圧力を大きくする程積厚が小さくなり、ロータコア２１の積厚がある積厚に収束する場合に、加圧により収束したときの積厚である。また、積厚が最小積厚になる加圧力が、積厚が飽和する加圧力である。つまり、第１実施形態のロータコア２１は、ロータ２０が完成した状態で、ロータコア２１の外径側（磁石挿入孔２４の近傍）では、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間を有しない。なお、図３では、ロータコア２１の内径側においても、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間を有しないようにロータコア２１を図示しているが、ロータコア２１は、内径側では、若干の隙間を有している。

【0018】

ロータコア２１には、回転中心Ｃ０に貫通孔２３が設けられている。ロータコア２１の貫通孔２３には、ハブ部材３０が取り付けられている。ハブ部材３０には、回転軸３１が取り付けられている。これにより、回転軸３１は、ロータコア２１の回転に伴って回転するように構成されている。

【0019】

また、ロータコア２１には、永久磁石３２が挿入される磁石挿入孔２４が設けられている。磁石挿入孔２４は、ロータコア２１の回転軸線方向（Ｚ方向）の一方端部２１ａ（図３参照）から他方端部２１ｂ（図３参照）まで延びるように形成された貫通孔である。また、磁石挿入孔２４は、ロータコア２１の外周面の近傍に形成されている。磁石挿入孔２４は、周方向に沿って等角度間隔で複数（１６個）設けられている。つまり、磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２も、周方向に沿って等角度間隔で複数（１６個）設けられている。磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２は、磁石挿入孔２４と同様に、ロータコア２１の回転軸線方向の一方端部２１ａから他方端部２１ｂ（図３参照）まで延びるように形成されている。第１実施形態では、磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２は、樹脂により固定されている。なお、永久磁石３２は、請求の範囲の「磁石」の一例である。

【0020】

図２〜図４に示すように、ロータコア２１の内周面には、被溶接部２５が設けられている。被溶接部２５は、ロータコア２１の複数の電磁鋼板２２を一体化するために、レーザビームなどの高エネルギビームにより溶接（キーホール溶接）される部分である。被溶接部２５は、回転軸線方向（Ｚ方向）から見て、内径側（Ｃ１方向側）に向かって突出する凸形状を有している。具体的には、被溶接部２５は、回転軸線方向から見て、内径側に向かって徐々に先細るように形成されている。また、被溶接部２５は、ロータコア２１の回転軸線方向（Ｚ方向）の一方端部２１ａ（Ｚ１方向側の端部、図３参照）から他方端部２１ｂ（Ｚ２方向側の端部、図３参照）まで、回転軸線方向に沿って延びるように形成されている。被溶接部２５は、周方向に沿って等角度間隔で複数（８つ）設けられている。なお、「キーホール」とは、レーザ等の高密度エネルギーを被溶接部に照射して形成される円形状の孔を意味する。また、「キーホール溶接」とは、キーホールの周囲に溶融池が形成され、形成された溶融池が凝固されることにより溶接する技術であり、レーザ溶接の他に、電子ビーム溶接等がある。「キーホール溶接」では、少ないエネルギーで深い溶け込みの溶接を行うことが可能である。

【0021】

また、被溶接部２５には、溶接部分２５ａが形成されている。溶接部分２５ａは、ロータコア２１を溶接する際に、被溶接部２５に生じる溶接痕である。溶接部分２５ａは、被溶接部２５と同様に、ロータコア２１の回転軸線方向の一方端部２１ａから他方端部２１ｂまで、回転軸線方向に沿って延びるように形成されている。つまり、ロータコア２１は、一方端部２１ａから他方端部２１ｂまで回転軸線方向に沿って溶接されている。言い換えると、ロータコア２１では、複数の電磁鋼板２２の全部が溶接により一体化されている。また、複数の被溶接部２５（溶接部分２５ａ）の各々と複数の磁石挿入孔２４（磁石３２）の各々とは、径方向から見て互いに重なる位置に配置されている。

【0022】

また、ロータコア２１の内周面には、冷却用流体通路２６が設けられている。冷却用流体通路２６は、ロータ２０を冷却するために、油などの冷却用流体が流れる通路である。なお、図４では、冷却用流体の流れを太い二点鎖線により示している。冷却用流体通路２６は、回転軸線方向（Ｚ方向）から見て、外径側（Ｃ２方向側）に窪む凹形状を有している。冷却用流体通路２６は、回転軸線方向から見て、外径側に向かって徐々に先細るように形成されている。また、冷却用流体通路２６は、ロータコア２１の回転軸線方向（Ｚ方向）の一方端部２１ａ（図３参照）から他方端部２１ｂ（図３参照）まで、回転軸線方向に沿って延びるように形成されている。また、冷却用流体通路２６は、周方向に沿って等角度間隔で複数（８つ）設けられている。

【0023】

また、冷却用流体通路２６は、被溶接部２５に隣接する位置に配置されている。具体的には、冷却用流体通路２６は、被溶接部２５に対して周方向の一方側において、被溶接部２５に隣接する第１通路２６ａと、被溶接部２５に対しての周方向の他方側において、被溶接部２５に隣接する第２通路２６ｂとを有している。冷却用流体通路２６は、第１通路２６ａと、第２通路２６ｂとにより、被溶接部２５を周方向に挟むように形成されている。被溶接部２５は、冷却用流体通路２６の一部を構成している。

【0024】

図１〜図３に示すように、ロータ２０は、ロータコア２１の回転軸線方向の一方端部２１ａおよび他方端部２１ｂにそれぞれ配置される略円環状のエンドプレート４０を備えている。エンドプレート４０は、回転軸線方向の両側からロータコア２１を支持するように構成されている。ロータ２０では、エンドプレート４０は、溶接部分４０ａにより、ハブ部材３０とともにロータコア２１の内周面に溶接されている。

【0025】

（ロータの製造方法）
次に、図５〜図７を参照して、第１実施形態のロータ２０の製造方法について説明する。

【0026】

図５に示すように、まず、ステップＳ１では、円環形状を各々有する、複数の電磁鋼板２２が、回転軸線方向に積層される。これにより、回転中心Ｃ０に貫通孔２３を有するロータコア２１が形成される。

【0027】

次に、ステップＳ２では、回転軸線方向（Ｚ方向）に加圧された状態で、ロータコア２１が溶接される。

【0028】

ここで、第１実施形態では、ロータコア２１の積厚Ｔが飽和する加圧力（荷重）よりも小さい加圧力（荷重）で、ロータコア２１を積層方向に加圧（押圧）した状態で、ロータコア２１がキーホール溶接により溶接される。つまり、ロータコア２１を溶接する工程では、図６および図７に示すように、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有した状態で、ロータコア２１が溶接される。溶接の際のロータコア２１の積厚Ｔは、たとえば、最小積厚の１．００３倍以上１．００７倍以下である。溶接の際のロータコア２１の積厚Ｔは、たとえば、最小積厚が６０ｍｍである場合、６０．２ｍｍ以上６０．４ｍｍ以下である。なお、図６および図７では、ロータコア２１が、全部の隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有した状態を示しているが、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間を有した状態とは、これに限られず、ロータコア２１が、一部の隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有した状態であってもよい。また、「ロータコア２１の積厚Ｔが飽和する加圧力（荷重）よりも小さい加圧力（荷重）で、ロータコア２１を積層方向に加圧（押圧）した状態でロータコア２１を溶接する」とは、実際に積厚Ｔが飽和する加圧力よりも小さい加圧力でロータコア２１を積層方向に加圧した状態でロータコア２１を溶接することに加えて、飽和した状態の積厚Ｔ（最小積厚）よりも少し大きい積厚Ｔになるように、ロータコア２１を加圧する一対の加圧部（押圧パンチ）の間の距離を少し広げた状態でロータコア２１を溶接することも含む。

【0029】

具体的には、ステップＳ２では、ロータコア２１が最小積厚よりも大きい予め定められた積厚Ｔになる所定の加圧力で、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有したロータコア２１を加圧した状態で、ロータコア２１が溶接される。所定の加圧力は、ロータコア２１が最小積厚になる加圧力（たとえば、２０ｋＮ以上）よりも小さい加圧力（たとえば、１ｋＮ）である。

【0030】

つまり、ステップＳ２では、隣接する電磁鋼板２２の間の隙間Ｄが無くならないように、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有したロータコア２１を加圧しながら、ロータコア２１が溶接される。したがって、図７に示すように、溶接前後のロータコア２１は、共に、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有した状態である。なお、溶接後の隣接する電磁鋼板２２の間の隙間Ｄの大きさは、溶接前の隣接する電磁鋼板２２の間の隙間Ｄの大きさよりもわずかに小さくなる。

【0031】

また、所定の加圧力は、ロータコア２１の密度がステータコア１１の密度以上になるように、ロータコア２１を加圧する加圧力である。したがって、ステップＳ２では、ロータコア２１の密度がステータコア１１の密度以上になる積厚Ｔで、ロータコア２１が溶接される。なお、ロータコア２１（ステータコア１１）の密度とは、ロータコア２１（ステータコア１１）の質量をロータコア２１（ステータコア１１）の体積で除したものである。したがって、ロータコア２１（ステータコア１１）を形成する電磁鋼板２２（１３）の数が変わらなければ、ロータコア２１（ステータコア１１）の積厚Ｔが大きい程、ロータコア２１（ステータコア１１）の密度は小さい。最小積厚である場合に、ロータコア２１（ステータコア１１）の密度は最も大きくなる。

【0032】

また、第１実施形態では、図６に示すように、溶接ヘッド５０から高エネルギビームを出力させながら、溶接ヘッド５０をロータコア２１の被溶接部２５に対して相対的に移動させることにより、ロータコア２１の回転軸線方向の一方端部２１ａから他方端部２１ｂまで、ロータコア２１が溶接（キーホール溶接）される。この結果、被溶接部２５に溶接部分２５ａが形成される。また、合計８個の被溶接部２５は、同時ではなく、１つずつ順に溶接される。

【0033】

次に、ステップＳ３では、ロータコア２１の各磁石挿入孔２４に永久磁石３２が挿入（圧入）される。

【0034】

次に、ステップＳ４では、回転軸線方向（Ｚ方向）に加圧された状態で、ロータコア２１の磁石挿入孔２４に樹脂が注入されることにより、ロータコア２１の磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２が樹脂により固定される。ステップＳ４では、ロータコア２１が最小積厚になる加圧力（たとえば、２５０ｋＮ）で、ロータコア２１を加圧した状態で、ロータコア２１の磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２が樹脂により固定される。つまり、ステップＳ４では、隣接する電磁鋼板２２の間の隙間Ｄが無くなるように、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有した溶接後のロータコア２１を加圧した状態で、ロータコア２１の磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２が樹脂により固定される。また、ステップＳ４では、ロータコア２１の外径側（磁石挿入孔２４の近傍）が加圧されるため、少なくともロータコア２１の外径側（磁石挿入孔２４の近傍）において、隣接する電磁鋼板２２の間の隙間Ｄが無くなる。一方、ロータコア２１の内径側では、電磁鋼板２２の間の隙間Ｄは、若干残っている。その後、エンドプレート４０およびハブ部材３０が、溶接可能な所定の位置に配置されるとともに、ロータコア２１の内周面に溶接される。そして、ロータ２０が完成する。

【0035】

［第２実施形態］
次に、図８および図９を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、完成した状態のロータのロータコアは、隣接する電磁鋼板の間に隙間を有している。

【0036】

本発明の第２実施形態による回転電機２００は、ロータ１２０を備える点で、上記第１実施形態の回転電機１００と相違する。また、本発明の第２実施形態によるロータ１２０は、図８に示すように、ロータコア１２１を備える点で、上記第１実施形態のロータ２０と相違する。

【0037】

第２実施形態では、ロータコア１２１の積厚Ｔは、最小積厚よりも大きい。つまり、第２実施形態のロータコア１２１は、図８に示すように、ロータ１２０が完成した状態で、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有している。また、第２実施形態では、磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２は、接着剤により固定されている。

【0038】

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0039】

（ロータの製造方法）
次に、図９を参照して、第２実施形態のロータ１２０の製造方法について説明する。

【0040】

図９に示すように、まず、ステップＳ１０１では、円環形状を各々有する、複数の電磁鋼板２２が、回転軸線方向に積層される。これにより、回転中心Ｃ０に貫通孔２３を有するロータコア１２１が形成される。

【0041】

次に、ステップＳ１０２では、ロータコア１２１の各磁石挿入孔２４に永久磁石３２が挿入（圧入）される。第２実施形態では、接着剤が塗布され、乾燥された永久磁石３２が、ロータコア１２１の各磁石挿入孔２４に挿入される。

【0042】

次に、ステップＳ１０３では、回転軸線方向（Ｚ方向）に加圧された状態で、ロータコア１２１の磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２が接着剤により固定される。ここで、第２実施形態では、ロータコア１２１が最小積厚になる加圧力よりも小さい加圧力で、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有したロータコア１２１を加圧した状態で、ロータコア１２１の磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２が接着剤により固定される。つまり、ステップＳ１０３では、隣接する電磁鋼板２２の間の隙間Ｄが無くならないように、隣接する電磁鋼板２２の間に隙間Ｄを有したロータコア１２１を加圧しながら、ロータコア１２１の磁石挿入孔２４に挿入された永久磁石３２が接着剤により固定される。なお、磁石固定時の加圧力は、ロータコア１２１が最小積厚になる加圧力でなければ、ステップＳ１０４の溶接時の加圧力以上であってもよい。

【0043】

次に、ステップＳ１０４では、第１実施形態のステップＳ２と同様に、回転軸線方向（Ｚ方向）に加圧された状態で、ロータコア１２１が溶接される。ステップＳ１０４は、ステップＳ２と同様であるので、詳細な説明は省略する。その後、エンドプレート４０およびハブ部材３０が、溶接可能な所定の位置に配置されるとともに、ロータコア１２１の内周面に溶接される。そして、ロータ１２０が完成する。

【0044】

（第１および第２実施形態の効果）
第１および第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0045】

第１および第２実施形態では、上記のように、ロータ（２０、１２０）の製造方法は、ロータコア（２１、１２１）の一方側の端部（一方端部（２１ａ））から他方側の端部（他方端部（２１ｂ））までの長さである積層方向における積厚（Ｔ）が飽和する加圧力よりも小さい加圧力で、ロータコア（２１、１２１）を積層方向に加圧した状態で、ロータコア（２１、１２１）をキーホール溶接により溶接する工程を備える。これにより、第１および第２実施形態では、図１０Ａに示すように、電磁鋼板（２２）の間に隙間（Ｄ）を有した状態で、ロータコア（２１、１２１）を溶接することができる。この場合、図１０Ｂに示すような電磁鋼板（２２）の間に隙間（Ｄ）が無い状態で、ロータコア（２１、１２１）が溶接される場合と異なり、隣接する電磁鋼板（２２）の間の隙間（Ｄ）の分だけ、ロータコア（２１、１２１）を回転軸線方向（隣接する電磁鋼板が接近する方向）に収縮させることができる。その結果、溶接部分（２５ａ）が常温まで冷却されて、溶接時の膨張した状態から常温の状態まで収縮する際に、溶接部分（２５ａ）とともにロータコア（２１、１２１）を収縮させることができる。これにより、ロータコア（２１、１２１）を収縮させることが可能な分、収縮した溶接部分（２５ａ）に生じる引張応力を低減することができるので、溶接部分（２５ａ）にロータ（２０、１２０）の電磁鋼板（２２）の積層面に沿って延びる割れが生じることを低減することができる。なお、図１０ＡおよびＢでは、溶接部分２５ａに生じる引張応力を白矢印により模式的に示している。この効果は、入熱量が少なく、溶融範囲が小さいため、引張応力を吸収する範囲が小さく応力が集中しやすいキーホール溶接を行う構成において、非常に効果的である。

【0046】

また、第１および第２実施形態では、上記のように、ロータコア（２１、１２１）を溶接する工程は、ロータコア（２１、１２１）が最小積厚になる加圧力よりも小さい加圧力で、電磁鋼板（２２）の間に隙間（Ｄ）を有したロータコア（２１、１２１）を加圧した状態で、ロータコア（２１、１２１）を溶接する工程である。このように構成すれば、加圧することによりロータコア（２１、１２１）の積厚（Ｔ）を適度に小さくしつつ、隣接する電磁鋼板（２２）の間の隙間（Ｄ）を残したままロータコア（２１、１２１）を溶接することができる。なお、ロータコア（２１、１２１）を加圧しない場合には、ロータコア（２１、１２１）の積厚（Ｔ）を十分に小さくすることができず、ロータコア（２１、１２１）の密度を十分に大きくすることができないため、ロータコア（２１、１２１）を備える回転電機（１００、２００）において、トルク特性などの性能が低下する場合がある。したがって、上記のように構成すれば、ロータコア（２１、１２１）の積厚（Ｔ）を最小積厚よりも大きくすることに起因してロータコア（２１、１２１）を備える回転電機（１００、２００）の性能が低下することを抑制しつつ、ロータコア（２１、１２１）の溶接部分（２５ａ）に割れが生じることを低減することができる。

【0047】

また、第１実施形態では、上記のように、ロータ（２０）の製造方法は、ロータコア（２１）を溶接する工程の後に、ロータコア（２１）が最小積厚になる加圧力で、ロータコア（２１）を加圧した状態で、ロータコア（２１）の磁石挿入孔（２４）に挿入された永久磁石（３２）を樹脂により固定する工程を備える。このように構成すれば、ロータコア（２１）を溶接する工程では、隣接する電磁鋼板（２２）の間に隙間（Ｄ）を有した状態で、ロータコア（２１）を溶接して、ロータコア（２１）の溶接部分（２５ａ）に割れが生じることを低減しつつ、ロータコア（２１）を溶接する工程の後の永久磁石（３２）を樹脂により固定する工程では、ロータコア（２１）が最小積厚になる加圧力で、ロータコア（２１）を加圧することにより、隣接する電磁鋼板（２２）の間の隙間（Ｄ）を無くすことができる。その結果、永久磁石（３２）を樹脂により固定する工程において隣接する電磁鋼板（２２）の間の隙間（Ｄ）に樹脂が入り込むことを防止することができるとともに、ロータコア（２１）の積厚（Ｔ）を最小積厚よりも大きくすることに起因してロータコア（２１）を備える回転電機（１００）の性能が低下することを防止することができる。

【0048】

また、第２実施形態では、上記のように、ロータ（１２０）の製造方法は、ロータコア（１２１）を溶接する工程の前に、ロータコア（１２１）が最小積厚（Ｔ）になる加圧力よりも小さい加圧力で、電磁鋼板（２２）の間に隙間（Ｄ）を有したロータコア（１２１）を加圧した状態で、ロータコア（１２１）の磁石挿入孔（２４）に挿入された永久磁石（３２）を接着剤により固定する工程を備える。このように構成すれば、ロータコア（１２１）を溶接する工程の前に、永久磁石（３２）を固定する工程を行う場合にも、永久磁石（３２）を固定する工程において、隣接する電磁鋼板（２２）の間の隙間（Ｄ）が無くならないので、ロータコア（１２１）を溶接する工程において、隣接する電磁鋼板（２２）の間に隙間（Ｄ）を有した状態で、ロータコア（１２１）を溶接することができる。

【0049】

また、第１および第２実施形態では、上記のように、ロータコア（２１、１２１）を溶接する工程は、ロータコア（２１、１２１）の密度がロータコア（２１、１２１）と対向して配置されるステータコア（１１）の密度以上になる積厚（Ｔ）で、ロータコア（２１、１２１）を溶接する工程である。このように構成すれば、ロータコア（２１、１２１）およびステータコア１１を備える回転電機（１００、２００）において、ロータコア（２１、１２１）の密度がステータコア（１１）の密度よりも小さくなることが無い。その結果、ロータコア（２１、１２１）の積厚（Ｔ）を最小積厚よりも大きくした状態でロータコア（２１、１２１）を溶接したとしても、ロータコア（２１、１２１）の積厚（Ｔ）に起因して、ロータコア（２１、１２１）およびステータコア（１１）を備える回転電機（１００、２００）の性能が低下することを防止することができる。

【0050】

また、第２実施形態では、上記のように、ロータ（２０、１２０）の製造方法は、ロータコア（２１、１２１）を溶接する工程の前に、ロータコア（２１、１２１）の磁石挿入孔（２４）に、永久磁石（３２）を挿入する工程を備える。ここで、図１１ＡおよびＢに示すように、ロータコア（２１、１２１）を溶接すると、溶接部分（２５ａ）の収縮に起因して、ロータコア（２１、１２１）が溶接部分（２５ａ）の収縮に応じて変形する。そこで、上記のように（図１１Ｂに示すように）構成すれば、図１１Ａに示すようにロータコア（２１、１２１）の磁石挿入孔（２４）に永久磁石（３２）を挿入しない状態でロータコア（２１、１２１）を溶接する場合に比べて、ロータコア（２１、１２１）の磁石挿入孔（２４）に挿入された永久磁石（３２）により、溶接部分（２５ａ）の収縮に応じたロータコア（２１、１２１）の変形を抑制して、溶接部分（２５ａ）の収縮に応じたロータコア（２１、１２１）の変形量を低減することができる。なお、図１１ＡおよびＢでは、変形したロータコア（２１、１２１）を二点鎖線により模式的に示している。

【0051】

また、第１および第２実施形態では、上記のように、ロータコア（２１、１２１）を溶接する工程は、ロータコア（２１、１２１）の回転軸線方向の一方端部（２１ａ）から他方端部（２１ｂ）まで、ロータコア（２１、１２１）を溶接する工程である。このように構成すれば、ロータコア（２１、１２１）の複数の電磁鋼板（２２）の全部を一様に溶接することができるので、ロータコア（２１、１２１）の複数の電磁鋼板（２２）が部分的に溶接されている場合に比べて、剛性（機械的な強度）が高いロータコア（２１、１２１）を製造することができる。また、ロータコア（２１、１２１）の複数の電磁鋼板（２２）の全部を一様に溶接する場合、溶接部分（２５ａ）の長さが長くなる分だけ、溶接部分（２５ａ）に生じる引張応力が大きくなる。このような構成において、収縮した溶接部分（２５ａ）に生じる引張応力を低減して、溶接部分（２５ａ）に割れが生じることを低減できることは、特に有効である。

【0052】

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0053】

たとえば、上記第１および第２実施形態では、ロータコアの内周面が溶接される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコアの外周面が溶接されてもよい。

【0054】

また、上記第１実施形態では、ロータコアを溶接する工程の後に、ロータコアの磁石挿入孔に挿入された磁石を樹脂により固定する工程を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコアが最小積厚にならなければ、ロータコアを溶接する工程の前に、ロータコアの磁石挿入孔に挿入された磁石を樹脂により固定する工程を行ってもよい。

【0055】

また、上記第２実施形態では、ロータコアを溶接する工程の前に、ロータコアの磁石挿入孔に挿入された磁石を接着剤により固定する工程を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコアを溶接する工程の後に、ロータコアの磁石挿入孔に挿入された磁石を接着剤により固定する工程を行ってもよい。

【0056】

また、上記第１および第２実施形態では、ロータコアを溶接する工程の前に、ロータコアの磁石挿入孔に磁石を挿入する工程を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコアを溶接する工程の後に、ロータコアの磁石挿入孔に磁石を挿入する工程を行ってもよい。

【0057】

また、上記第１および第２実施形態では、ロータコアの回転軸線方向の一方端部から他方端部まで、ロータコアを溶接する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータコアの回転軸線方向の一方端部から他方端部まで、ロータコアを溶接しなくてもよい。たとえば、ロータコアの回転軸線方向の一方端部から他方端部までではなく、ロータコアの回転軸線方向の一方端部から他方端部までの間の一部を溶接してもよい。

【0058】

また、上記第１および第２実施形態では、ロータコアの被溶接部が凸形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータコアの被溶接部は、凸形状以外の形状を有していてもよい。

【0059】

また、上記第１および第２実施形態では、本発明の回転電機用部材の製造方法として、ロータの製造方法を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、回転電機用部材の製造方法として、モータコアとしてのステータコアを備えるステータの製造方法に適用されてもよい。この場合、ステータの製造方法は、複数の電磁鋼板を積層してステータコアを形成する工程と、ステータコアの積厚が飽和する加圧力よりも小さい加圧力で、ステータコアを積層方向に加圧した状態で、ステータコアをキーホール溶接により溶接する工程と、を備える。

【符号の説明】

【0060】

２０、１２０ ロータ（回転電機用部材）
２１、１２１ ロータコア（モータコア）
２１ａ 一方端部
２１ｂ 他方端部
２２ 電磁鋼板
２４ 磁石挿入孔
３２ 永久磁石（磁石）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】