JP6409529B2 - ロータおよびロータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータおよびロータの製造方法に関し、特に、複数の電磁鋼板同士が軸方向に沿って溶接されたコア溶接部を備えるロータおよびロータの製造方法に関する。

従来、複数の電磁鋼板同士が軸方向に沿って溶接されたコア溶接部を備えるロータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ロータとステータとを備える回転電機が開示されている。このロータのロータコアは、複数の電磁鋼板により構成されている。また、ロータコアの中央部には、回転シャフトを挿入するための貫通孔が設けられている。そして、ロータコアの貫通孔の内周面を軸方向に沿って溶接することにより、複数の電磁鋼板同士が溶接されてコア溶接部が形成される。また、このコア溶接部は、ロータコアの貫通孔の内周面の軸方向の一方端から他方端にわたって略同じ溶接深さで溶接されている。

ここで、上記特許文献１に記載のロータ（ロータコア）では、コア溶接部が軸方向の一方端から他方端にわたって略同じ溶接深さで溶接されているため、貫通孔の軸方向の端部では溶接の熱が外部に逃げにくいことに起因して、溶接時にロータコアの端部の温度が急激に上昇する。このため、ロータコアの端部においてスパッタ（溶融金属の飛散）が発生する場合や端部が破損する場合があるので、ロータコアの端部における溶接品質が不安定になるという不都合がある。

また、従来では、上記のような不都合を解消するため、ロータコアの端部近傍において溶接熱源の出力を弱めるように溶接することが行なわれている。このようにロータコアの端部近傍において溶接熱源の出力を弱めることにより、ロータコアの端部の急激な温度上昇が抑制されるので、ロータコアの端部におけるスパッタの発生や端部の破損が抑制されて溶接品質の安定化を図ることが可能となる。

特開２００８−１５４４３６号公報

しかしながら、上記のように、ロータコアの端部近傍において溶接熱源の出力を弱めた場合には、ロータコアの端部における溶接品質の安定化を図ることが可能となる一方、ロータコアの端部近傍における溶接深さが小さくなるため、ロータコアの端部近傍の接合強度が低下するという問題点がある。

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、ロータコアの端部における溶接品質の安定化を図りながら、ロータコアの接合強度を確保することが可能なロータおよびロータの製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるロータは、回転軸線回りに回転されるとともに、複数の電磁鋼板が回転軸線の延びる方向である軸方向に積層されることにより形成され、回転中心に貫通孔を有するロータコアと、ロータコアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材と、ロータコアの軸方向の端部に設けられ、ロータコアの貫通孔の内周面と回転伝達部材の外周面とが互いに溶接されたコア伝達部材溶接部と、を備え、ロータコアは、ロータコアの内周面に軸方向に延びるように設けられ、複数の電磁鋼板同士が軸方向に沿って溶接されたコア溶接部と、ロータコアの内周面においてコア溶接部の軸方向の端部からロータコアの軸方向のコア端面にわたって設けられ、コア溶接部よりも溶接が抑制された溶接抑制部とを含み、コア伝達部材溶接部のコア端面からの軸方向の溶接深さは、溶接抑制部のコア端面からの軸方向の長さ以上である。

この発明の第１の局面によるロータでは、上記のように、コア溶接部の軸方向の端部からロータコアの軸方向のコア端面にわたって設けられ、コア溶接部よりも溶接が抑制された溶接抑制部を含むようにロータコアを構成する。これにより、ロータコアの軸方向の端部側に設けられる溶接抑制部において溶接が抑制されるので、溶接時に端部の温度が急激に上昇するのが抑制される。その結果、溶接時のロータコアの端部におけるスパッタの発生や破損を抑制することができるので、ロータコアの端部における溶接品質の安定化を図ることができる。また、コア伝達部材溶接部のコア端面からの軸方向の溶接深さを、溶接抑制部のコア端面からの軸方向の長さ以上にすることによって、溶接抑制部を設けたことに起因して低下したロータコアの接合強度を、コア伝達部材溶接部により補填することができる。これにより、ロータコアの接合強度の低下を抑制することができる。これらによって、本発明では、ロータコアの端部における溶接品質の安定化を図りながら、ロータコアの接合強度を確保することができる。

この発明の第２の局面におけるロータの製造方法は、回転軸線回りに回転されるとともに、複数の電磁鋼板が回転軸線の延びる方向である軸方向に積層されることにより形成され、回転中心に貫通孔を有するロータコアと、ロータコアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材とを備えたロータの製造方法であって、ロータコアの内周面において、積層された複数の電磁鋼板同士を軸方向に沿って溶接することにより、軸方向に延びるコア溶接部を形成するとともに、ロータコアの内周面においてコア溶接部の軸方向の端部からロータコアの軸方向のコア端面にわたって、コア溶接部よりも溶接が抑制された溶接抑制部を形成する工程と、その後、ロータコアの貫通孔に回転伝達部材を挿入する工程と、ロータコアの軸方向の端部において、ロータコアの内周面と、貫通孔に挿入された回転伝達部材の外周面とを、溶接抑制部のコア端面からの軸方向の長さ以上のコア端面からの軸方向の溶接深さで互いに溶接することにより、コア伝達部材溶接部を形成する工程と、を備える。

この発明の第２の局面によるロータの製造方法では、上記のように、コア溶接部の軸方向の端部からロータコアの軸方向のコア端面にわたって、コア溶接部よりも溶接が抑制された溶接抑制部を形成する工程を備える。これにより、ロータコアの軸方向の端部側に設けられる溶接抑制部において溶接が抑制されるので、溶接時に端部の温度が急激に上昇するのが抑制される。その結果、溶接時のロータコアの端部におけるスパッタの発生や破損を抑制することができるので、ロータコアの端部における溶接品質の安定化を図ることができる。また、ロータコアの軸方向の端部において、ロータコアの内周面と、貫通孔に挿入された回転伝達部材の外周面とを、溶接抑制部のコア端面からの軸方向の長さ以上のコア端面からの軸方向の溶接深さで互いに溶接することにより、コア伝達部材溶接部を形成する工程を備える。その結果、溶接抑制部を設けたことに起因して低下したロータコアの接合強度を、コア伝達部材溶接部により補填することができる。これにより、ロータコアの接合強度の低下を抑制することができる。これらによって、本発明では、ロータコアの端部における溶接品質の安定化を図りながら、ロータコアの接合強度を確保することが可能なロータの製造方法を提供することができる。

本発明によれば、上記のように、ロータコアの端部における溶接品質の安定化を図りながら、ロータコアの接合強度を確保することが可能なロータおよびロータの製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態による回転電機の断面図である。 本発明の第１実施形態によるロータの軸方向（Ｚ１方向側）から見た正面図である。 図２の部分拡大図である。 図２の２００−２００線に沿った拡大断面図である。 ロータコアの内周面にコア溶接部および溶接抑制部を形成する工程を説明するための断面図である。 ロータコアの貫通孔にハブ部材を挿入する工程を説明するための断面図である。 ハブ部材溶接部を形成する工程を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態による回転電機のロータの断面図である。 参考例によるロータの断面図である。 本発明の第１および第２実施形態の変形例による回転電機の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

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

図１および図２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。

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。

ロータ２０は、ロータコア２１を備えている。ロータコア２１は、回転軸線回りに回転されるとともに、複数の電磁鋼板２２が回転軸線の延びる方向である軸方向（Ｚ方向）に積層されることにより形成されている。また、ロータコア２１には、回転中心に貫通孔２１ａが設けられている。また、ロータコア２１の貫通孔２１ａには、ハブ部材２３が取り付けられている。なお、ハブ部材２３は、本発明の「回転伝達部材」の一例である。また、ハブ部材２３には、回転軸２４が取り付けられている。また、ステータコア１１とロータコア２１とは、互いに対向するように配置されている。

また、図１〜図４に示すように、ロータコア２１には、永久磁石３０が挿入される挿入孔２１ｂが設けられている。挿入孔２１ｂは、周方向に沿って複数設けられている。また、挿入孔２１ｂは、ロータコア２１のＺ１方向側のコア端面２１ｃからＺ２方向側のコア端面２１ｄまで貫通して延びるように形成されている。

ロータコア２１の内周面２１ｆには、軸方向から見て、ロータコア２１の半径方向の外側に窪んだＵ字形状の溝部２１ｅが設けられている。溝部２１ｅは、軸方向に沿って、ロータコア２１のＺ１方向側のコア端面２１ｃからＺ２方向側のコア端面２１ｄまで延びるように形成されている。また、溝部２１ｅは、周方向に４５度の等角度間隔で８箇所設けられている。

また、図３および図４に示すように、ロータコア２１の内周面２１ｆには、コア溶接部２５が設けられている。コア溶接部２５は、ロータコア２１の内周面２１ｆのＵ字形状の溝部２１ｅの底部に軸方向に延びるように設けられている。また、コア溶接部２５は、複数の電磁鋼板２２同士を軸方向（積層方向）に沿って溶接することにより形成されている。

また、図４に示すように、コア溶接部２５は、ロータコア２１の半径方向（Ｘ方向）に溶接深さｄ１を有する。なお、コア溶接部２５の溶接深さｄ１は、軸方向に沿って略一定で変化しない。また、コア溶接部２５は、軸方向の長さＬ１を有する。

また、第１実施形態では、図２および図３に示すように、コア溶接部２５は、ロータコア２１の内周面２１ｆにおいて周方向に所定の角度間隔を隔てた複数の箇所において設けられている。具体的には、コア溶接部２５は、周方向に互いに４５度の等角度間隔で８箇所設けられた溝部２１ｅの各々に設けられている。

また、図４に示すように、ロータコア２１には、溶接抑制部２６が設けられている。溶接抑制部２６は、コア溶接部２５の軸方向の端部２５ａ（２５ｂ）からロータコア２１の軸方向のコア端面２１ｃ（２１ｄ）にわたって設けられている。すなわち、溶接抑制部２６は、ロータコア２１の軸方向の両方（Ｚ１方向およびＺ２方向）の端部に形成されている。溶接抑制部２６は、コア溶接部２５よりも溶接が抑制されることにより形成されている。なお、溶接の抑制は、溶接量を抑制することにより行われている。すなわち、溶接抑制部２６は、軸方向に直交する面で切断した断面において、溶接抑制部２６の溶接断面積をコア溶接部２５の溶接断面積よりも小さくすることにより、溶接の抑制が行われている。また、溶接抑制部２６は、周方向に互いに４５度の等角度間隔で８箇所設けられた溝部２１ｅ（図２参照）の各々に設けられている。

詳細には、溶接抑制部２６は、溶接スロープ部２７と溶接されていないコア未溶接部２８とを含んでいる。溶接スロープ部２７は、コア溶接部２５の軸方向の端部２５ａ（２５ｂ）からコア端面２１ｃ（２１ｄ）に向かって半径方向の溶接深さｄ２が徐々に減少されることにより形成されている。すなわち、溶接スロープ部２７の溶接深さｄ２は、コア溶接部２５の溶接深さｄ１と等しい溶接深さから徐々に小さくなり、最終的には０になる（０≦ｄ２≦ｄ１）。

また、溶接されていないコア未溶接部２８は、溶接スロープ部２７の軸方向の外側の端部２７１（２７２）からコア端面２１ｃ（２１ｄ）にわたって設けられている。

また、図４に示すように、ロータコア２１の軸方向の両方（Ｚ１方向およびＺ２方向）の端部２１ｇおよび２１ｈには、ハブ部材溶接部２９が設けられている。なお、ハブ部材溶接部２９は、本発明の「コア伝達部材溶接部」の一例である。ハブ部材溶接部２９は、ロータコア２１の貫通孔２１ａの内周面２１ｆとハブ部材２３の外周面２３ａとを互いに溶接することにより形成されている。また、ハブ部材溶接部２９は、コア端面２１ｃ（２１ｄ）から軸方向に溶接深さｄ３を有する。

また、第１実施形態では、図２に示すように、ハブ部材溶接部２９は、ロータコア２１の軸方向の端部２１ｇ（２１ｈ）において、ロータコア２１の貫通孔２１ａの内周面２１ｆに沿って周状に設けられている。すなわち、ハブ部材溶接部２９は、軸方向から見て、貫通孔２１ａの内周面２１ｆの略全周と、ハブ部材２３の外周面２３ａの略全周とを溶接している。なお、貫通孔２１ａの内周面２１ｆのうち、溝部２１ｅが設けられる部分は、図３に示すように、ハブ部材２３と溶接されない。

ここで、第１実施形態では、図４に示すように、ハブ部材溶接部２９のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ３は、溶接抑制部２６のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の長さＬ２よりも大きい（ｄ３＞Ｌ２）。すなわち、溶接深さｄ３は、溶接スロープ部２７の軸方向の長さＬ３とコア未溶接部２８の軸方向の長さＬ４との合計の長さＬ２よりも大きい（ｄ３＞Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４）。

また、第１実施形態では、ハブ部材溶接部２９のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ３は、コア溶接部２５のロータコアの半径方向（Ｘ方向）の溶接深さｄ１よりも大きい（ｄ３＞ｄ１）。

[コア溶接部の溶接断面積]
次に、コア溶接部２５の１箇所当たりの溶接断面積Ｓ（コア溶接部２５を半径方向に切断した際の断面積）の設定方法について説明する。コア溶接部２５の溶接断面積Ｓは、コア溶接部２５にかかるせん断応力（＝コア溶接部２５にかかるせん断荷重／コア溶接部２５の全体の接合面積）が、電磁鋼板２２の降伏応力よりも小さくなるように設定される。ここで、コア溶接部２５の全体の接合面積は、溶接断面積Ｓに接合箇所（ロータコア２１の軸方向の両側分）の合計の数を乗算することにより求められる。また、降伏応力とは、電磁鋼板２２に負荷を加えて変形させた場合において、弾性変形から塑性変形に変化する時の応力を意味する。

[ハブ部材溶接部の溶接深さの最小値]
次に、ハブ部材溶接部２９の溶接深さｄ３の最小値について説明する。ハブ部材溶接部２９の溶接深さｄ３は、ハブ部材溶接部２９にかかるせん断応力（＝ハブ部材溶接部２９にかかるせん断荷重／ハブ部材溶接部２９の全体の接合面積）が、電磁鋼板２２の降伏応力よりも小さくなるような大きさに設定される。この場合、ハブ部材溶接部２９の全体の接合面積は、溶接深さｄ３に接合箇所の長さ（ロータコア２１の軸方向の両側分）を乗算することにより求められる。つまり、ハブ部材溶接部２９にかかるせん断応力は、溶接深さｄ３に反比例するので、ハブ部材溶接部２９にかかるせん断応力を電磁鋼板２２の降伏応力よりも小さくするためには溶接深さｄ３を所定の値（最小値）よりも大きくする必要がある。すなわち、第１実施形態では、ハブ部材溶接部２９の溶接深さｄ３を、溶接抑制部２６のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の長さＬ２よりも大きく、かつ、ハブ部材溶接部２９にかかるせん断応力が電磁鋼板２２の降伏応力よりも小さくなるような大きさに設定する。

[ロータの製造方法]
次に、図５〜図７を参照して、第１実施形態によるロータ２０の製造方法について説明する。

まず、図５および図６に示すように、複数の電磁鋼板２２が軸方向に積層されることにより形成されたロータコア２１の内周面２１ｆに、コア未溶接部２８およびコア溶接部２５を形成する。この場合の溶接工法としては、たとえば、高エネルギービーム溶接（レーザ、電子ビームなど）や、ＴＩＧ溶接（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ ＧａｓＡｒｃ Ｗｅｌｄｉｎｇ）が望ましい。詳細には、まず、Ｚ１方向側のコア未溶接部２８を設けるために、溶接は、Ｚ１方向側のコア端面２１ｃからコア未溶接部２８の軸方向の長さＬ４分、ロータコア２１の軸方向の中心にずれた位置から開始される。これにより、Ｚ１方向側のコア未溶接部２８（図６参照）が設けられる。

Ｚ１方向側のコア未溶接部２８を設けた後、溶接熱源の出力を徐々に大きくしながら軸方向の中心に向かって溶接を行うことにより、溶接深さが徐々に大きくなるように、Ｚ１方向側の溶接スロープ部２７が形成される。Ｚ１方向側の溶接スロープ部２７は、軸方向の長さＬ３を有するように形成される。その後、溶接熱源の出力を一定にした状態で、Ｚ２方向側に向かって溶接を行うことにより、コア溶接部２５が形成される。コア溶接部２５は、軸方向の長さＬ１を有するように形成される。さらに、溶接熱源の出力を徐々に小さくしながらＺ２方向側のコア端面２１ｄに向かって溶接を行うことにより、Ｚ２方向側の溶接スロープ部２７が形成される。Ｚ２方向側の溶接スロープ部２７は、軸方向の長さＬ３を有するように形成される。その後、Ｚ２方向側のコア端面２１ｄからＺ１方向側に向かって長さＬ４の位置において、溶接が終了される。これにより、Ｚ２方向側のコア未溶接部２８が設けられる。これらによって、コア溶接部２５の軸方向の両方（Ｚ１方向およびＺ２方向）の端部２５ａおよび２５ｂ（図４参照）からロータコア２１の軸方向のコア端面２１ｃおよび２１ｄにわたって、溶接抑制部２６が形成される。

次に、図６に示すように、ロータコア２１の貫通孔２１ａにハブ部材２３を挿入する。

この後、図７に示すように、ロータコア２１の軸方向の両方（Ｚ１方向およびＺ２方向）の端部２１ｇおよび２１ｈにおいて、ロータコア２１の内周面２１ｆと、貫通孔２１ａに挿入されたハブ部材２３の外周面２３ａとを、高エネルギービーム（レーザ、電子ビームなど）などにより溶接する。これにより、ハブ部材溶接部２９が形成される。なお、ロータコア２１の内周面２１ｆと、ハブ部材２３の外周面２３ａとは、ハブ部材溶接部２９のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ３を、溶接抑制部２６のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の長さＬ２（図４参照）よりも大きく、かつ、ハブ部材溶接部２９にかかるせん断応力が電磁鋼板２２の降伏応力よりも小さくなるような大きさに設定して互いに溶接される。また、この溶接は、ロータコア２１およびハブ部材２３を軸回りに回転させながら行われ、ロータコア２１の内周面２１ｆとハブ部材２３の外周面２３ａとの略全周が溶接される。これにより、ロータ２０が完成する。

[第１実施形態の効果]
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、コア溶接部２５の軸方向の端部２５ａ（２５ｂ）からロータコア２１の軸方向のコア端面２１ｃ（２１ｄ）にわたって設けられ、コア溶接部２５よりも溶接が抑制された溶接抑制部２６を含むようにロータコア２１を構成する。これにより、ロータコア２１の軸方向の端部２１ｇ（２１ｈ）側に設けられる溶接抑制部２６において溶接が抑制されるので、溶接時に端部２１ｇ（２１ｈ）の温度が急激に上昇するのが抑制される。その結果、溶接時のロータコア２１の端部２１ｇ（２１ｈ）におけるスパッタの発生や破損を抑制することができるので、ロータコア２１の端部２１ｇ（２１ｈ）における溶接品質の安定化を図ることができる。また、ハブ部材溶接部２９のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ３を、溶接抑制部２６のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の長さＬ２よりも大きくすることによって、溶接抑制部２６を設けたことに起因して低下したロータコア２１の接合強度を、ハブ部材溶接部２９により補填することができる。これにより、ロータコア２１の接合強度の低下を抑制することができる。これらによって、第１実施形態では、ロータコア２１の端部２１ｇ（２１ｈ）における溶接品質の安定化を図りながら、ロータコア２１の接合強度を確保することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、溶接抑制部２６は、軸方向に直交する面で切断した断面において、溶接抑制部２６の溶接断面積をコア溶接部２５の溶接断面積よりも小さくすることにより、溶接の抑制を行うように構成する。これにより、コア溶接部２５に比べて溶接断面積の小さい溶接抑制部２６におけるロータコア２１への溶接の影響を小さくすることができるので、溶接時のスパッタの発生などを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ハブ部材溶接部２９および溶接抑制部２６を、ロータコア２１の軸方向の両方（Ｚ１方向およびＺ２方向）の端部２１ｇ（２１ｈ）に設けて、ロータコア２１の軸方向の両方の端部２１ｇ（２１ｈ）において、ハブ部材溶接部２９のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ３を、溶接抑制部２６のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の長さＬ２よりも大きくする。これにより、ロータコア２１の軸方向の両方の端部２１ｇ（２１ｈ）において、ロータコア２１の溶接品質の安定化を図りながら、ロータコア２１の接合強度を確保することができるので、ロータコア２１の端部２１ｇ（２１ｈ）における溶接品質の安定化およびロータコア２１の接合強度の確保をより十分に図ることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、コア溶接部２５を、ロータコア２１の内周面２１ｆにおいて周方向に４５度の等角度間隔を隔てた複数の箇所（８箇所）において軸方向に延びるように設ける。これにより、単一のコア溶接部２５を設ける場合と比べて、ロータコア２１の接合強度をより高めることができる。また、コア溶接部２５を、ロータコア２１の内周面２１ｆにおいて周方向に等角度間隔を隔てて設けることにより、コア溶接部２５が周方向に沿ってバランスよく配置されるので、ロータコア２１をバランスよく回転させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ハブ部材溶接部２９を、ロータコア２１の軸方向の端部２１ｇ（２１ｈ）において、ロータコア２１の貫通孔２１ａの内周面２１ｆに沿って周状に設ける。これにより、ハブ部材溶接部２９がロータコア２１の貫通孔２１ａの内周面２１ｆに局所的に設けられている場合と異なり、ロータコア２１とハブ部材２３との接合強度を高めることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、コア溶接部２５の軸方向の端部２５ａ（２５ｂ）からコア端面２１ｃ（２１ｄ）に向かって溶接深さｄ２が徐々に減少された溶接スロープ部２７と、溶接スロープ部２７の軸方向の端部２７１（２７２）からコア端面２１ｃ（２１ｄ）にわたって設けられた溶接されていないコア未溶接部２８とを含むように溶接抑制部２６を構成する。これにより、溶接スロープ部２７では溶接のためのレーザなどの照射が弱められ、コア未溶接部２８では溶接のためのレーザなどの照射が停止されるので、ロータコア２１の軸方向の端部２１ｇ（２１ｈ）において、溶接による温度上昇を抑制することができる。その結果、溶接時のロータコア２１の端部２１ｇ（２１ｈ）におけるスパッタの発生や端部２１ｇ（２１ｈ）の破損を抑制することができる。また、コア未溶接部２８では、溶接のためのレーザなどの照射が停止されるので、ロータコア２１の外部にレーザなどが照射されるのを抑制することができる。また、コア端面２１ｃ（２１ｄ）側にコア未溶接部２８が設けられることにより、ロータコア２１の外部に溶接のためのレーザなどが照射されるのを抑制しながら、コア未溶接部２８のコア端面２１ｃ（２１ｄ）とは反対側に溶接スロープ部２７が設けられることにより、溶接抑制部２６をコア未溶接部２８のみにより構成する場合よりもロータコア２１の接合強度を高めることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ハブ部材溶接部２９のコア端面２１ｃ（２１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ３を、コア溶接部２５のロータコア２１の半径方向の溶接深さｄ１よりも大きくする。これにより、ハブ部材溶接部２９の溶接深さｄ３が大きい分、溶接抑制部２６において溶接が抑制されることに起因して低下しているロータコア２１の接合強度を十分に補填することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ロータコア２１の貫通孔２１ａにハブ部材２３を取り付ける。これにより、ハブ部材２３の外周面２３ａとロータコア２１の貫通孔２１ａの内周面２１ｆとが直接溶接されるので、ロータコア２１の回転を確実にハブ部材２３に伝達することができる。

（第２実施形態）
[回転電機のロータの構造]
次に、図８を参照して、第２実施形態による回転電機１００ａのロータ４０の構造について説明する。第２実施形態では、上記溶接抑制部２６（図４参照）にコア未溶接部２８が設けられていた第１実施形態と異なり、溶接抑制部４３にコア未溶接部が設けられていない。

図８に示すように、ロータコア４１の内周面４１ａのうちの溝部４１ｂには、コア溶接部４２が設けられている。コア溶接部４２は、ロータコア４１の内周面４１ａに軸方向に延びるように設けられている。また、コア溶接部４２は、ロータコア４１の半径方向（Ｘ方向）に溶接深さｄ４を有する。

また、ロータコア４１の内周面４１ａには、コア溶接部４２の軸方向（Ｚ１方向）の端部４２ａからロータコア４１の軸方向のコア端面４１ｃにわたって、Ｚ１方向側の溶接抑制部４３が設けられている。Ｚ１方向側の溶接抑制部４３は、溶接スロープ部のみから構成されており、コア溶接部４２の軸方向の端部４２ａからコア端面４１ｃまで溶接深さｄ５が徐々に減少されることにより形成されている。すなわち、溶接深さｄ５は、コア溶接部４２のロータコア４１の半径方向の溶接深さｄ４と等しい溶接深さから徐々に小さくなり、最終的には０になる（０≦ｄ５≦ｄ４）。また、溶接抑制部４３は、コア端面４１ｃから軸方向に長さＬ５を有する。また、ロータコア４１の内周面４１ａには、コア溶接部４２の軸方向（Ｚ２方向）の端部４２ｂからロータコア４１の軸方向のコア端面４１ｄにわたって、Ｚ２方向側の溶接抑制部４３が設けられている。そして、ロータコア４１の軸方向の両方（Ｚ１方向およびＺ２方向）の端部４１ｅおよび４１ｆにおいて、ハブ部材溶接部４４のコア端面４１ｃ（４１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ６は、溶接抑制部４３のコア端面４１ｃ（４１ｄ）からの軸方向の長さＬ５よりも大きい（ｄ６＞Ｌ５）。なお、ハブ部材溶接部４４は、本発明の「コア伝達部材溶接部」の一例である。

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。

[第２実施形態の効果]
第２実施形態では、上記のように、溶接抑制部４３にコア未溶接部を設けずに、溶接抑制部４３を溶接スロープ部により構成することによって、複数の電磁鋼板２２が軸方向の一方端から他方端まで溶接されるので、ロータコア４１の接合強度をより高めることができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

[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特許請求の範囲によって示され、さらに特許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。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、ロータコアの軸方向の端部において、ハブ部材溶接部のコア端面からの軸方向の溶接深さが、溶接抑制部のコア端面からの軸方向の長さよりも大きい例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ハブ部材溶接部のコア端面からの軸方向の溶接深さが、溶接抑制部のコア端面からの軸方向の長さ以上（溶接深さと長さとが同じ場合も含む）であればよい。

また、上記第１実施形態では、コア未溶接部および溶接スロープ部により溶接抑制部を構成し、第２実施形態では、溶接スロープ部のみにより溶接抑制部を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溶接スロープ部を設けずにコア未溶接部のみにより溶接抑制部を構成してもよい。この場合、ハブ部材溶接部のコア端面からの軸方向の溶接深さは、コア未溶接部のコア端面からの軸方向の長さ以上に設定される。

また、上記第１実施形態では、コア未溶接部および溶接スロープ部により構成された溶接抑制部がロータコアの軸方向の両方の端部に設けられ、第２実施形態では、溶接スロープ部のみにより構成された溶接抑制部がロータコアの軸方向の両方の端部に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコアの軸方向の一方の端部の溶接抑制部をコア未溶接部および溶接スロープ部により構成し、他方の端部の溶接抑制部を溶接スロープ部のみにより構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、溶接抑制部がロータコアの軸方向の両方の端部に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溶接抑制部をロータコアの軸方向の一方の端部にのみ設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、コア溶接部がロータコアの内周面において周方向に４５度の等角度間隔を隔てて８箇所設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コア溶接部をロータコアの内周面に８箇所以外の数の箇所に等角度間隔または等角度間隔以外の間隔で設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ハブ部材溶接部が、ロータコアの軸方向の端部において、ロータコアの貫通孔の内周面の略全周にわたって設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコアの所望の接合強度が維持できるのであれば、ハブ部材溶接部を貫通孔の内周面に局所的に設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、コア溶接部がロータコアの内周面に設けられている例を示した。図９に示す参考例のロータ５０では、コア溶接部５２および溶接抑制部５３がロータコア５１の外周面５１ａに設けられている。なお、この場合も、図示しないハブ部材溶接部の溶接深さを溶接抑制部５３の軸方向（Ｚ方向）の長さ以上に設定する。

また、上記第１および第２実施形態では、ロータコアの貫通孔にハブ部材が取り付けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０に示す変形例のロータ６０に示すように、ロータコア６１の貫通孔６１ａに回転軸６２を取り付けてもよい。この場合、ロータコア６１の内周面６１ｂにコア溶接部６３および溶接抑制部６４が設けられるとともに、ロータコア６１の内周面６１ｂと回転軸６２の外周面６２ａとが互いに溶接されて、回転軸溶接部６５が形成される。なお、回転軸６２は、本発明の「回転伝達部材」の一例である。また、回転軸溶接部６５は、本発明の「コア伝達部材溶接部」の一例である。

ここで、図１０に示した変形例では、回転軸溶接部６５のコア端面６１ｃ（６１ｄ）からの軸方向の溶接深さｄ７は、溶接抑制部６４のコア端面６１ｃ（６１ｄ）からの軸方向（Ｚ方向）の長さＬ６以上の大きさを有する（ｄ７≧Ｌ６）。

また、上記第１および第２実施形態では、ハブ部材溶接部およびコア溶接部の溶接工法として、高エネルギービーム溶接やＴＩＧ溶接を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、高エネルギービーム溶接やＴＩＧ溶接以外の溶接工法を用いてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、溶接熱源の出力（ビームの出力）を小さくすることにより、溶接スロープ部を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溶接ビームの焦点をずらすことにより、溶接スロープ部を形成してもよい。

１１ ステータコア
２０、４０、６０ ロータ
２１、４１、６１ ロータコア
２１ａ、６１ａ 貫通孔
２１ｃ、２１ｄ、４１ｃ、４１ｄ、６１ｃ、６１ｄ コア端面
２１ｆ、４１ａ、６１ｂ 内周面
２１ｇ、２１ｈ、４１ｅ、４１ｆ 端部
２２ 電磁鋼板
２３ ハブ部材（回転伝達部材）
２３ａ 外周面
２５、４２、６３ コア溶接部
２５ａ、２５ｂ、４２ａ、４２ｂ 端部
２６、４３、６４ 溶接抑制部
２７ 溶接スロープ部
２８ コア未溶接部
２９、４４ ハブ部材溶接部（コア伝達部材溶接部）
６２ 回転軸（回転伝達部材）
６２ａ 外周面
６５ 回転軸溶接部（コア伝達部材溶接部）
２７１、２７２ 端部
ｄ１、ｄ４ （コア溶接部の）溶接深さ
ｄ３、ｄ６（ハブ部材溶接部の）溶接深さ
ｄ７ （回転軸溶接部の）溶接深さ
Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６ （溶接抑制部の）長さ

Claims (10)

1. 回転軸線回りに回転されるとともに、複数の電磁鋼板が前記回転軸線の延びる方向である軸方向に積層されることにより形成され、回転中心に貫通孔を有するロータコアと、
   前記ロータコアの前記貫通孔に取り付けられた回転伝達部材と、
   前記ロータコアの軸方向の端部に設けられ、前記ロータコアの前記貫通孔の内周面と前記回転伝達部材の外周面とが互いに溶接されたコア伝達部材溶接部と、を備え、
   前記ロータコアは、前記ロータコアの前記内周面に軸方向に延びるように設けられ、前記複数の電磁鋼板同士が軸方向に沿って溶接されたコア溶接部と、前記ロータコアの前記内周面において前記コア溶接部の軸方向の端部から前記ロータコアの軸方向のコア端面にわたって設けられ、前記コア溶接部よりも溶接が抑制された溶接抑制部とを含み、
   前記コア伝達部材溶接部の前記コア端面からの軸方向の溶接深さは、前記溶接抑制部の前記コア端面からの軸方向の長さ以上である、ロータ。
2. 前記溶接抑制部は、軸方向に直交する面で切断した断面において、前記溶接抑制部の溶接断面積を前記コア溶接部の溶接断面積よりも小さくすることにより、溶接の抑制を行うように構成されている、請求項１に記載のロータ。
3. 前記溶接抑制部は、前記コア溶接部の軸方向の端部から前記コア端面に向かって溶接深さが徐々に減少された溶接スロープ部、または、前記コア溶接部の軸方向の端部側から前記コア端面にわたって設けられた溶接されていないコア未溶接部の少なくとも一方を含む、請求項１または２に記載のロータ。
4. 前記溶接抑制部は、前記コア溶接部の軸方向の端部から前記コア端面に向かって溶接深さが徐々に減少された前記溶接スロープ部と、前記溶接スロープ部の軸方向の端部から前記コア端面にわたって設けられる溶接されていないコア未溶接部とを含み、
   前記ロータコアの軸方向の端部において、前記コア伝達部材溶接部の前記コア端面からの軸方向の溶接深さは、前記溶接スロープ部と前記コア未溶接部とを含む前記溶接抑制部の前記コア端面からの軸方向の長さ以上である、請求項３に記載のロータ。
5. 前記コア伝達部材溶接部および前記溶接抑制部は、前記ロータコアの軸方向の両方の端部に設けられており、
   前記ロータコアの軸方向の両方の端部において、前記コア伝達部材溶接部の前記コア端面からの軸方向の溶接深さは、前記溶接抑制部の前記コア端面からの軸方向の長さ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータ。
6. 前記コア溶接部は、前記ロータコアの前記内周面において周方向に所定の角度間隔を隔てた複数の箇所において軸方向に延びるように設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータ。
7. 前記コア伝達部材溶接部は、前記ロータコアの軸方向の端部において、前記ロータコアの前記貫通孔の内周面に沿って周状に設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータ。
8. 前記コア伝達部材溶接部の前記コア端面からの軸方向の溶接深さは、前記コア溶接部の前記ロータコアの半径方向の溶接深さよりも大きい、請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータ。
9. 前記回転伝達部材は、回転軸、または、前記回転軸が取り付けられるハブ部材のいずれか一方を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロータ。
10. 回転軸線回りに回転されるとともに、複数の電磁鋼板が回転軸線の延びる方向である軸方向に積層されることにより形成され、回転中心に貫通孔を有するロータコアと、
    前記ロータコアの前記貫通孔に取り付けられた回転伝達部材とを備えたロータの製造方法であって、
    前記ロータコアの内周面において、積層された前記複数の電磁鋼板同士を軸方向に沿って溶接することにより、軸方向に延びるコア溶接部を形成するとともに、前記ロータコアの前記内周面において前記コア溶接部の軸方向の端部から前記ロータコアの軸方向のコア端面にわたって、前記コア溶接部よりも溶接が抑制された溶接抑制部を形成する工程と、
    その後、前記ロータコアの前記貫通孔に前記回転伝達部材を挿入する工程と、
    前記ロータコアの軸方向の端部において、前記ロータコアの内周面と、前記貫通孔に挿入された前記回転伝達部材の外周面とを、前記溶接抑制部の前記コア端面からの軸方向の長さ以上の前記コア端面からの軸方向の溶接深さで互いに溶接することにより、コア伝達部材溶接部を形成する工程と、を備えた、ロータの製造方法。

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