JP6769260B2 - 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する。

従来、複数の電磁鋼板が回転軸線方向に積層され、回転中心に貫通孔を有するロータコアを備えるロータの製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、積層された薄板コア（積層コア）に対して、レーザ溶接装置からレーザを照射することにより、積層された薄板コアを溶接する積層コア製造方法が開示されている。この積層コア製造方法では、薄板コアの積層方向に対して直交する方向から積層方向に沿って、レーザ溶接装置からレーザが照射されている。また、この積層コア製造方法では、積層された薄板コアのうちの先頭（開始側）の薄板コアの溶接の開始時にレーザ溶接装置のレーザ照射がオンされるとともに、レーザ溶接装置の溶接位置が、最後尾に配置される薄板コアの溶接端位置に達する時に、レーザ溶接装置のレーザ照射がオフされる。

ここで、上記特許文献１に記載のような従来のレーザ溶接装置では、レーザ溶接装置のレーザ照射のオンオフを切り替えることでのみ、積層された薄板コアへのレーザ照射をコントロールしているので、溶接の開始時から終了時までの間におけるレーザ溶接装置のレーザ出力は一定であると考えられる。そして、薄板コアの積層方向に対して直交する方向から積層方向に沿って一定出力のレーザを照射して積層された薄板コアを溶接すると、積層された薄板コアの先頭（端部）の薄板コアには、先頭（端部）の薄板コアの溶接開始側に、隣り合う薄板コアが存在しないため、端部以外の薄板コア（両端部の薄板コアに挟まれている薄板コア）の溶接と比べて、溶接の熱が先頭（端部）の薄板コアから逃げにくい状態となり、溶接の熱が先頭（端部）の薄板コアに留まりやすくなる。これにより、溶接時に積層コアの端部の温度が急激に上昇し、積層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り、積層コアの端部における溶接品質が不安定になる。

また、薄板コアには絶縁皮膜が設けられており、溶接の熱が留まりやすい積層コアの端部において、絶縁皮膜に比較的高い出力のレーザが照射されることにより絶縁皮膜がガス化する。そして、ガス化した絶縁皮膜の吹き上げが発生するため、積層コアの端部における溶接品質が不安定になる。

特開２００４−５５５７３号公報

そこで、従来では、積層コアの端部での溶接品質が不安定になるのを抑制するために、積層コアの端部において、レーザ出力を弱めて溶接することが行なわれている。ここで、上記のように、積層コアの端部においてレーザ出力を弱めて溶接した場合、その分、積層コアの端部における溶接断面積が減少し、一体化された積層コアの剛性が弱くなってしまう。この減少した溶接断面積を補償するために、たとえば、溶接個所を増加する、もしくは溶接以外の手段、たとえばボルト締結によって一体化された積層コアの剛性を向上させる、等の手段を用いる必要があり、製造コストがアップしてしまう。

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、剛性の高いロータコアを低コストで生産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回転軸線方向に積層され、回転中心にロータコア側貫通孔を有するロータコアと、ロータコアの回転軸線方向の端部に配置され、回転中心にエンドプレート側貫通孔を有するエンドプレートと、エンドプレートの側面とロータコアの複数の電磁鋼板の側面とが溶接された溶接部とを備え、溶接部における、溶接開始点は、エンドプレートに配置されており、溶接部は、エンドプレートからロータコアの複数の電磁鋼板に連続して設けられており、エンドプレートは、鉄を含有する非磁性体であるステンレス鋼を含み、ロータコアにおける溶接断面積は、溶接開始点近傍のエンドプレートにおける溶接断面積よりも大きい。

この発明の第１の局面によるロータは、上記のように、エンドプレートの側面とロータコアの複数の電磁鋼板の側面とが溶接された溶接部を備え、溶接部における、溶接開始点は、エンドプレートに配置されている。これにより、エンドプレートは、積層された複数の電磁鋼板と異なり、絶縁皮膜が設けられていないので、エンドプレートに比較的高い出力のレーザが照射されても、ガス化した絶縁皮膜の吹き上げは発生しない。その結果、エンドプレートにおいてレーザの出力を比較的高くすることができるので、エンドプレートから開始された溶接がロータコア（複数の電磁鋼板）の端部に到達した際には、レーザの出力が比較的高い状態となる。これにより、ロータコアの端部における溶接断面積を十分に確保することができるので、ロータコアとハブ部材との溶接の溶接断面積を大きくする必要がない。その結果、ハブ部材が歪むのが防止される。また、ロータコアの回転軸線方向の端部にエンドプレートが配置されているので、ロータコア（複数の電磁鋼板）の端部を溶接する際の熱がエンドプレート側にも伝達される。これにより、溶接の熱がロータコア（複数の電磁鋼板）の端部に留まることに起因する、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を防止することができる。このように、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、剛性の高いロータコアを低コストで生産することができる。また、ロータコアとハブ部材との溶接の溶接断面積を大きくする必要がないので、溶接熱源が大型化するのを防止することができる。

この発明の第２の局面におけるロータの製造方法は、鉄を含有する非磁性体であるステンレス鋼を含むエンドプレートと、ロータコアの複数の電磁鋼板との間において連続的に設けられている溶接部を備えるロータの製造方法であって、複数の電磁鋼板を、回転軸線の延びる方向である回転軸線方向に積層して、回転軸線回りに回転されるとともに、回転中心にロータコア側貫通孔を有するロータコアを形成する工程と、ロータコアの回転軸線方向の端部に、回転中心にエンドプレート側貫通孔を有するエンドプレートを配置する工程と、溶接開始点がエンドプレートに配置されるように、エンドプレートの側面とロータコアの複数の電磁鋼板の側面とを溶接して溶接部を形成する工程とを備え、溶接部を形成する工程は、エンドプレートから複数の電磁鋼板に連続して溶接部を形成する工程であり、複数の電磁鋼板の溶接時の溶接熱源の出力は、エンドプレートにおける溶接の開始時の溶接熱源の出力よりも大きい。

この発明の第２の局面によるロータの製造方法は、上記のように、溶接開始点がエンドプレートに配置されるように、エンドプレートの側面とロータコアの複数の電磁鋼板の側面とを溶接して溶接部を形成する工程とを備える。これにより、エンドプレートは、積層された複数の電磁鋼板と異なり、絶縁皮膜が設けられていないので、エンドプレートに比較的高い出力のレーザが照射されても、ガス化した絶縁皮膜の吹き上げは発生しない。その結果、エンドプレートにおいてレーザの出力を比較的高くすることができるので、エンドプレートから開始された溶接がロータコア（複数の電磁鋼板）の端部に到達した際には、レーザの出力が比較的高い状態となる。これにより、ロータコアの端部における溶接断面積を十分に確保することができるので、ロータコアとハブ部材との溶接の溶接断面積を大きくする必要がない。その結果、ハブ部材が歪むのが防止される。また、ロータコアの回転軸線方向の端部にエンドプレートが配置されているので、ロータコア（複数の電磁鋼板）の端部を溶接する際の熱がエンドプレート側にも伝達される。これにより、溶接の熱がロータコア（複数の電磁鋼板）の端部に留まることに起因する、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を防止することができる。このように、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、剛性の高いロータコアを低コストで生産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。また、ロータコアとハブ部材との溶接の溶接断面積を大きくする必要がないので、溶接熱源が大型化するのを防止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、剛性の高いロータコアを低コストで生産することができる。

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を軸方向（Ｚ方向側）から見た正面図である。 図２の２００−２００線に沿った拡大断面図である。 図２の３００−３００線に沿った拡大断面図である。 図２の部分拡大図である。 図２の部分拡大図（ロータコア）である。 図２の部分拡大図（エンドプレート）である。 ロータコアの内側面に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実施形態によるロータコアの断面図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例によるロータコアの断面図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例によるロータコアの断面図である。

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］
（回転電機の構造）
図１〜図７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。

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）の回転軸線に沿った方向（Ｃ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）の中心に向かう方向（Ｃ１方向、図２参照）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）の外に向かう方向（Ｃ２方向、図２参照）を意味する。

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Ｃ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Ｃ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Ｃ０に貫通孔２３が設けられている。また、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。また、ハブ部材３０には、回転軸３１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。なお、貫通孔２３は、特許請求の範囲の「ロータコア側貫通孔」の一例である。また、ハブ部材３０は、特許請求の範囲の「回転伝達部材」の一例である。

また、図２〜図４に示すように、ロータコア２１には、永久磁石３２が挿入される挿入孔２４が設けられている。挿入孔２４は、円環状のロータコア２１の周方向に沿って複数設けられている。また、挿入孔２４は、ロータコア２１のＺ１方向側のコア端面２５ａ（図３参照）からＺ２方向側のコア端面２５ｂまで貫通して延びるように形成されている。

図５および図６に示すように、ロータコア２１には、回転軸線方向から見て、貫通孔２３の内径側から外径側に窪む凹部２６と、後述するエンドプレート４０の凸部４２にオーバラップするように凹部２６の底部から回転中心Ｃ０に向かって突出するように設けられる凸部２７とを含む。具体的には、凹部２６は、回転軸線方向から見て、外径側に窪む半円形状の２つの部分２６ａおよび２６ｂを含む。そして、凸部２７は、部分２６ａおよび２６ｂの間に設けられ、回転中心Ｃ０に向かって先細る形状を有する。また、凹部２６（凸部２７）は、ロータコア２１の周方向に４５度の等角度間隔で８個設けられている。なお、凸部２７は、特許請求の範囲の「ロータコア側凸部」の一例である。

また、図３に示すように、ロータ２０は、ロータコア２１の回転軸線方向の端部（コア端面２５ａ、コア端面２５ｂ）に配置され、回転中心Ｃ０に貫通孔４１を有するエンドプレート４０を備えている。エンドプレート４０は、ロータコア２１の挿入孔２４に挿入された永久磁石３２を固定するための樹脂（図示せず）が、ロータ２０の外に飛び出すのを抑制する機能を有する。また、エンドプレート４０は、略円環形状を有する。なお、貫通孔４１は、特許請求の範囲の「エンドプレート側貫通孔」の一例である。

また、第１実施形態では、エンドプレート４０は、鉄を含有する非磁性体を含む。たとえば、エンドプレート４０は、ＳＵＳ（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）３０４により構成されている。また、エンドプレート４０の厚みｔ１は、１枚の電磁鋼板２２の厚みｔ２よりも大きい。なお、電磁鋼板２２は、たとえばケイ素鋼により構成されている。また、電磁鋼板２２の表面には、絶縁皮膜（図示せず）が設けられている。一方、エンドプレート４０には、絶縁皮膜（図示せず）は、設けられていない。

また、図５および図７に示すように、エンドプレート４０は、回転軸線方向から見て、貫通孔４１の内径側から回転中心Ｃ０に向かって突出するように設けられる凸部４２を含む。凸部４２は、回転中心Ｃ０に向かって先細る形状を有する。また、凸部４２は、ロータコア２１の周方向に４５度の等角度間隔で８個設けられている。すなわち、凸部４２の数と、ロータコア２１の凸部２７の数とは等しい。なお、凸部４２は、特許請求の範囲の「エンドプレート側凸部」の一例である。

また、図５に示すように、回転軸線方向から見て、ロータコア２１は、エンドプレート４０の貫通孔４１から内径側に突出するように設けられている。すなわち、図２に示すように、回転中心Ｃ０からエンドプレート４０の内径側（内側面４１ａ）までの距離（径）ｒ１は、回転中心Ｃ０からロータコア２１の内径側（内側面２３ａ）までの距離（径）ｒ２よりも大きい。なお、回転中心Ｃ０からエンドプレート４０の外径側までの距離（径）ｒ１１は、回転中心Ｃ０からロータコア２１の外径側までの距離（径）ｒ１２よりも小さい。

ここで、第１実施形態では、図３に示すように、ロータ２０は、エンドプレート４０の貫通孔４１の内側面４１ａから、ロータコア２１の貫通孔２３の内側面２３ａに渡って、エンドプレート４０とロータコア２１の複数の電磁鋼板２２とが溶接された溶接部５０を備えている。そして、溶接部５０における、溶接開始点Ｓ１および溶接終了点Ｅ１は、エンドプレート４０に配置されている。なお、溶接部５０とは、エンドプレート４０とロータコア２１の複数の電磁鋼板２２とが溶接された後に形成される溶接痕である。そして、溶接部５０により、エンドプレート４０と、エンドプレート４０に隣接する電磁鋼板２２とが固定され、さらに、複数の電磁鋼板２２同士が固定される。

また、第１実施形態では、エンドプレート４０は、ロータコア２１の回転軸線方向の一方側に設けられるエンドプレート４０ａと、ロータコア２１の回転軸線方向の他方側に設けられるエンドプレート４０ｂとを含む。そして、溶接部５０の溶接開始点Ｓ１は、エンドプレート４０ａに設けられ、溶接部５０の溶接終了点Ｅ１は、エンドプレート４０ｂに設けられている。具体的には、溶接開始点Ｓ１（溶接終了点Ｅ１）は、エンドプレート４０ａ（エンドプレート４０ｂ）の回転軸線方向外側の端部よりも、ロータコア２１（内側）に配置されている。また、エンドプレート４０ａおよび４０ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１エンドプレート」および「第２エンドプレート」の一例である。

また、第１実施形態では、溶接部５０は、エンドプレート４０からロータコア２１の複数の電磁鋼板２２に連続して設けられている。すなわち、溶接は、エンドプレート４０ａから、複数の電磁鋼板２２を介して、エンドプレート４０ｂまで、連続的に行われている。

また、第１実施形態では、溶接部５０は、エンドプレート４０（４０ａ）に位置する溶接部５０の回転軸線方向の端部からロータコア２１側に向かって溶接断面積（溶接深さｄ１）が徐々に増加された溶接スロープ部５１（溶接スロープ部５１ａおよび５１ｂ）を含む。なお、「溶接深さ」とは、回転軸線方向に直交する方向（Ｘ方向）の溶接部５０の深さ（長さ）を意味する。

溶接スロープ部５１ａの溶接深さｄ１（溶接断面積）は、溶接開始点Ｓ１において０であり、ロータコア２１側に向かって溶接深さｄ１が徐々に略直線的に大きくなる。そして、溶接スロープ部５１ａの溶接深さｄ１（溶接断面積）は、エンドプレート４０ａにおいて、最大になる。その後、溶接部５０は、最大の溶接深さｄ１（最大の溶接断面積）が維持された状態で、エンドプレート４０ａから、複数の電磁鋼板２２を介して、エンドプレート４０ｂ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。

そして、溶接スロープ部５１ｂは、エンドプレート４０ｂにおいて、ロータコア２１側からエンドプレート４０ｂの回転軸線方向外側に向かって、溶接深さｄ１が徐々に略直線的に小さくなる。そして、溶接部５０（溶接スロープ部５１ｂ）は、溶接終了点Ｅ１において、溶接深さｄ１（溶接断面積）が０になる。すなわち、第１実施形態では、溶接スロープ部５１（溶接スロープ部５１ａおよび５１ｂ）の最大の溶接深さｄ１（最大の溶接断面積）の部分が、エンドプレート４０（エンドプレート４０ａおよび４０ｂ）に配置されている。つまり、複数の電磁鋼板２２における、溶接部５０の溶接深さｄ１（溶接断面積）は、略一定である。

また、第１実施形態では、図５に示すように、エンドプレート４０の凸部４２と、ロータコア２１の貫通孔４１から内径側に突出した部分とが溶接されることにより、溶接部５０が構成されている。上記のように、ロータコア２１にエンドプレート４０を重ねた状態で、エンドプレート４０の貫通孔４１からロータコア２１が露出する。そして、エンドプレート４０の内径側に突出する凸部４２と、ロータコア２１の露出した部分から内径側に突出する凸部２７とが溶接されることにより、溶接部５０が構成されている。

詳細には、回転軸線方向から見て、エンドプレート４０の凸部４２と、ロータコア２１の凸部２７とは、回転中心Ｃ０に向かって先細る略同じ形状を有する。そして、回転軸線方向から見て、エンドプレート４０の凸部４２とロータコア２１の凸部２７とがオーバラップするように配置されている。そして、このオーバラップしたエンドプレート４０の凸部４２の先端部とロータコア２１の凸部２７の先端部とが、溶接されることにより、溶接部５０が形成される。

また、第１実施形態では、図２に示すように、回転軸線方向から見て、溶接部５０は、ロータコア２１の周方向に沿って等角度間隔で複数設けられている。具体的には、溶接部５０は、凸部４２および凸部２７と同様に、周方向に沿って４５度間隔で８個設けられている。

また、図５に示すように、回転軸線方向から見て、ハブ部材３０には、回転中心Ｃ０に向かって窪む凹部３０ａが設けられている。また、ロータコア２１には、回転中心Ｃ０に向かって突出する凸部２８（図６参照）が設けられている。また、エンドプレート４０には、回転中心Ｃ０に向かって突出する凸部４３（図７参照）が設けられている。そして、図５に示すように、エンドプレート４０の凸部４３およびロータコア２１の凸部２８と、ハブ部材３０の凹部３０ａとが嵌合されている。

また、第１実施形態では、ロータ２０は、ロータコア２１の貫通孔２３に取り付けられたハブ部材３０を備えている。そして、ロータコア２１の貫通孔４１から内径側に突出した部分の内側面２３ａと、ハブ部材３０の外側面３０ｂとが溶接されている。なお、ロータコア２１とハブ部材３０との溶接の溶接深さｄ２（溶接断面積）（図４参照）は、周方向に沿って、略一定である。また、ロータコア２１とハブ部材３０との溶接は、ロータコア２１（ハブ部材３０）の全周に渡るのではなく、ロータコア２１（ハブ部材３０）の周方向に沿って部分的に行われる。また、ロータコア２１とハブ部材３０との溶接は、ロータ２０の回転軸線方向の両側において行われている。

（ロータの製造方法）
次に、図４、図５および図８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。

（積層工程）
まず、図８に示すように、円環形状を各々有する、複数の電磁鋼板２２が、回転軸線の延びる方向である回転軸線方向に積層される。これにより、回転軸線回りに回転されるとともに、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。

（エンドプレート配置工程）
次に、ロータコア２１（積層された複数の電磁鋼板２２）の回転軸線方向の端部に、回転中心Ｃ０に貫通孔４１を有するエンドプレート４０を配置する。エンドプレート４０（エンドプレート４０ａおよび４０ｂ）は、ロータコア２１の回転軸線方向の両端にそれぞれ配置される。また、図５に示すように、ロータコア２１の回転軸線方向の端部にエンドプレート４０が配置された状態で、回転軸線方向から見て、ロータコア２１（凸部２７）は、貫通孔４１から内径側に突出する（露出する）。また、ロータコア２１の凸部２７は、エンドプレート４０の凸部４２にオーバラップする。

（溶接工程）
次に、第１実施形態では、図８に示すように、溶接開始点Ｓ１がエンドプレート４０に配置されるように、エンドプレート４０の貫通孔４１の内側面４１ａと、ロータコア２１の複数の電磁鋼板２２の内側面（貫通孔２３の内側面２３ａ）とが溶接されて、溶接部５０が形成される。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）が用いられる。また、合計８個の溶接部５０は、同時ではなく、１つずつ順に形成される。

具体的には、第１実施形態では、溶接の開始時（溶接開始点Ｓ１）から溶接熱源の出力を徐々に上げながら、エンドプレート４０ａの内側面４１ａに対して溶接ヘッド６０を相対的に移動させることにより、エンドプレート４０ａに位置する溶接部５０の回転軸線方向の端部からロータコア２１側に向かって溶接深さｄ１（溶接断面積）が徐々に増加された溶接スロープ部５１（溶接スロープ部５１ａ）が形成される。溶接熱源の出力は、たとえば、直線的に増加される。また、溶接熱源の出力は、溶接ヘッド６０がエンドプレート４０ａに対向している状態（つまり、エンドプレート４０と電磁鋼板２２との溶接が開始される前）で、最大の出力（または、所定の出力）にされる。これにより、溶接深さｄ１が最大の部分（溶接断面積が最大の部分）は、エンドプレート４０ａに配置される。

その後、溶接熱源の出力が最大の出力に維持された状態で、エンドプレート４０ａと電磁鋼板２２との溶接が行われる。その後、電磁鋼板２２同士の溶接が行われる。さらに、溶接熱源の出力が最大の出力に維持された状態で、電磁鋼板２２とエンドプレート４０ｂとの溶接が行われる。

そして、溶接ヘッド６０がエンドプレート４０ｂに対向している状態で、溶接熱源の出力を徐々に下げながら、エンドプレート４０ｂの内側面４１ａに対して溶接ヘッド６０を相対的に移動させる。これにより、エンドプレート４０ｂのロータコア２１側から、エンドプレート４０ｂの回転軸線方向の端部に向かって溶接深さｄ１（溶接断面積）が徐々に減少された溶接スロープ部５１（溶接スロープ部５１ｂ）が形成される。溶接熱源の出力は、たとえば、直線的に減少される。

（ハブ部材の挿入工程）
次に、図４に示すように、ロータコア２１の貫通孔２３にハブ部材３０が挿入される。その後、ロータコア２１の内側面２３ａと、貫通孔２３に挿入されたハブ部材３０の外側面３０ｂとが、高エネルギービーム（レーザ、電子ビームなど）などにより溶接される。これにより、溶接部５２が形成される。その後、永久磁石３２が、挿入孔２４に挿入される。そして、ロータ２０が完成する。

［第２実施形態］
次に、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、溶接部１５０に溶接スロープ部５１（図３参照）は形成されていない。

図９に示すように、ロータ１２０のロータコア１２１では、エンドプレート１４０の貫通孔１４１の内側面１４１ａから、ロータコア１２１の貫通孔１２３の内側面１２３ａに渡って、エンドプレート１４０とロータコア１２１の複数の電磁鋼板１２２とが溶接された溶接部１５０が設けられている。そして、第２実施形態では、溶接部１５０の溶接深さｄ１１（溶接断面積）は、エンドプレート１４０に位置する溶接部１５０の回転軸方向の端部からロータコア１２１の複数の電磁鋼板１２２に渡って（溶接部１５０の全体に渡って）一定になるように構成されている。すなわち、溶接部１５０では、上記第１実施形態の溶接スロープ部５１（図３参照）とは異なり、溶接深さｄ１１（溶接断面積）は徐々に増加（減少）せずに、一定である。つまり、エンドプレート１４０における溶接部１５０の溶接深さｄ１１（溶接断面積）と、複数の電磁鋼板１２２における溶接部１５０の溶接深さｄ１１（溶接断面積）とは、略等しい。なお、「一定」とは、略一定の状態も含む広い概念である。また、貫通孔１４１は、特許請求の範囲の「エンドプレート側貫通孔」の一例である。

また、第２実施形態では、溶接深さｄ１１（溶接断面積）が、エンドプレート１４０に位置する溶接部１５０の回転軸方向の端部からロータコア１２１の複数の電磁鋼板１２２に渡って一定である溶接部１５０の溶接開始点Ｓ２は、エンドプレート１４０ａの回転軸方向の端部よりもロータコア１２１側に配置されている。同様に、溶接部１５０の溶接終了点Ｅ２は、エンドプレート１４０ｂの回転軸方向の端部よりもロータコア１２１側に配置されている。つまり、溶接部１５０の形成（エンドプレート１４０に対するレーザの照射）は、エンドプレート１４０ａの回転軸方向の端部からは開始されないとともに、エンドプレート１４０ｂの回転軸方向の端部において終了されない。また、エンドプレート１４０ａおよび１４０ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１エンドプレート」および「第２エンドプレート」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。
（ロータの製造方法）
次に、図９を参照して、第２実施形態によるロータ１２０の製造方法について説明する。

積層工程、および、エンドプレート配置工程は、上記第１実施形態と同様である。

（溶接工程）
次に、第２実施形態では、図９に示すように、溶接の開始時から溶接熱源（図示せず）の出力を一定にした状態で、エンドプレート１４０の内側面１４１ａ、および、ロータコア１２１の内側面１２３ａに対して溶接ヘッド６０（図８参照）を相対的に移動させる。これにより、溶接深さｄ１１（溶接断面積）がエンドプレート１４０に位置する溶接部１５０の回転軸方向の端部からロータコア１２１に渡って一定になる溶接部１５０が形成される。たとえば、溶接の開始時から溶接熱源の出力が最大にされた状態のままで溶接が行われる。また、溶接の開始時から溶接熱源（図示せず）の出力を一定にした状態で、エンドプレート１４０ａから、複数の電磁鋼板１２２を介して、エンドプレート１４０ｂまで、溶接が行われる。

また、ハブ部材３０の挿入工程は、上記第１実施形態と同様である。

（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。なお、以下の効果は、後述する変形例によるロータ（２２０、３２０）についての効果も含んでいる。

第１および第２実施形態では、上記のように、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）の貫通孔（４１、１４１）の内側面（４１ａ、１４１ａ）と、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の複数の電磁鋼板（２２、１２２、３２２）の内側面（貫通孔（２３、１２３）の内側面（２３ａ、１２３ａ））とが溶接された溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）の、溶接開始点（Ｓ１、Ｓ２）は、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）に配置されている。これにより、積層された複数の電磁鋼板（２２、１２２、３２２）と異なり、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）は、絶縁皮膜が設けられていないので、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）に比較的高い出力のレーザが照射されても、ガス化した絶縁皮膜の吹き上げは発生しない。その結果、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）においてレーザの出力が比較的高くすることができるので、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）から開始された溶接がロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）（複数の電磁鋼板（２２、１２２、３２２））の端部に到達した際には、レーザの出力が比較的高い状態となる。これにより、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の端部における溶接断面積を十分に確保することができるので、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）と回転伝達部材（３０）との溶接の溶接断面積（溶接深さｄ２）を大きくする必要がない。その結果、回転伝達部材（３０）が歪むのが防止される。また、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の回転軸線方向の端部にエンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）が配置されているので、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）（複数の電磁鋼板（２２、１２２、３２２））の端部を溶接する際の溶接の熱がエンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）側にも伝達される。これにより、溶接の熱がロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）（複数の電磁鋼板（２２、１２２、３２２））の端部に留まることに起因する、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の端部におけるスパッタの発生や端部の破損を防止することができる。このように、第１および第２実施形態では、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の端部における溶接品質の安定化を図りながら、剛性の高いロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）を低コストで生産することができる。また、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）と回転伝達部材（３０）との溶接の溶接断面積（溶接深さｄ２）を大きくする必要がないので、溶接熱源が大型化するのを防止することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）は、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）からロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の複数の電磁鋼板（２２、１２２、３２２）に連続して設けられている。このように構成すれば、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）とロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）（複数の電磁鋼板（２２、１２２、３２２））とを確実に固定することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）は、鉄を有する非磁性体を含む。このように構成すれば、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）にアルミニウム（非鉄金属）を用いる場合と異なり、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）と電磁鋼板（２２、１２２、３２２）とを容易に溶接することができる、

また、第１実施形態では、上記のように、溶接部（５０、２５０、３５０）は、エンドプレート（４０、２４０、３４０）に位置する溶接部（５０、２５０、３５０）の回転軸線方向の端部からロータコア（２１、２２１、３２１）側に向かって溶接断面積（溶接深さｄ１、ｄ２１）が徐々に増加された溶接スロープ部（５１、３５１）を含む。このように構成すれば、溶接スロープ部（５１、３５１）の最も溶接断面積（溶接深さｄ１、ｄ２１）の大きい部分がロータコア（２１、２２１、３２１）の端部近傍に位置することになるので、溶接部（５０、２５０、３５０）のうち、電磁鋼板（２２、３２２）に対応する部分の溶接断面積（溶接深さｄ１、ｄ２１）が比較的大きくなり、その分、ロータコア（２１、２２１、３２１）と回転伝達部材（３０）との溶接の溶接断面積（溶接深さｄ２）を小さくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、溶接スロープ部（５１）の最大の溶接断面積（溶接深さｄ１）の部分が、エンドプレート（４０）に配置されている。このように構成すれば、エンドプレート（４０）において開始された溶接が、ロータコア（２１）の電磁鋼板（２２）に達した時点で溶接部（５０）の溶接断面積（溶接深さｄ１）は、最大に達していることになる。これにより、溶接部（５０）の電磁鋼板（２２）の端部の溶接断面積（溶接深さｄ１）が確実に大きくなるので、その分、ロータコア（２１）と回転伝達部材（３０）との溶接の溶接断面積（溶接深さｄ２）を確実に小さくすることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、溶接部（１５０）の溶接断面積（溶接深さｄ１１）は、エンドプレート（１４０）に位置する溶接部（１５０）の回転軸方向の端部からロータコア（１２１）の複数の電磁鋼板（１２２）に渡って一定になるように構成されている。このように構成すれば、溶接スロープ部（５１、３５１）を設けるために溶接熱源の出力を調節する必要がない（一定の出力のままでよい）ので、溶接熱源の制御を簡略化することができる。また、エンドプレート（１４０）の厚みが比較的大きい場合（熱容量が大きい）には、溶接の熱がエンドプレート（１４０）内において拡散（伝達）されやすい。この場合、エンドプレート（１４０）の溶接におけるレーザの出力を短期間に増大させても（当初から最大にしても）、溶接の熱の影響が少ない。これにより、特に、厚みが比較的大きいエンドプレート（１４０）を設ける場合に、溶接断面積（溶接深さｄ１１）が一定の溶接部（１５０）を容易に形成することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、溶接断面積（溶接深さｄ１１）が、エンドプレート（１４０）に位置する溶接部（１５０）の回転軸方向の端部からロータコア（１２１）の複数の電磁鋼板（１２２）に渡って一定である溶接部（１５０）の溶接開始点（Ｓ２）は、エンドプレート（１４０）の回転軸方向の端部よりもロータコア（１２１）側に配置されている。ここで、電磁鋼板（１２２）の製造時の公差に起因して、積層された複数の電磁鋼板（１２２）の回転軸方向の長さには、ばらつきがある。つまり、積層された複数の電磁鋼板（１２２）に配置されるエンドプレート（１４０）の位置もばらつく。そこで、溶接開始点（Ｓ２）を、エンドプレート（１４０）の回転軸方向の端部よりもロータコア（１２１）側に配置する（つまり、溶接ヘッド（６０）の溶接開始位置を、エンドプレート（１４０）の回転軸方向の端部よりもロータコア（１２１）側に設定する）ことによって、エンドプレート（１４０）の位置がばらついた場合でも、レーザをエンドプレート（１４０）に確実に照射することができる。すなわち、レーザがエンドプレート（１４０）に照射されずにエンドプレート（１４０）の側面側を素通りしてしまうのを防止することができる。

また、第１および第２実施形態では、溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）の溶接開始点（Ｓ１、Ｓ２）は、第１エンドプレート（４０ａ、１４０ａ）に設けられ、溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）の溶接終了点（Ｅ１、Ｅ２）は、第２エンドプレート（４０ｂ、１４０ｂ）に設けられている。このように構成すれば、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の両端において、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）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、第１および第２実施形態では、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）は、回転軸線方向から見て、貫通孔（４１、１４１）の内径側から回転中心（Ｃ０）に向かって突出するように設けられる凸部（４２）を含み、凸部（４２）と、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の貫通孔（２３、１２３）から内径側に突出した部分とが溶接されることにより、溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）が構成されている。このように構成すれば、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）の凸部（４２）以外の部分（エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）の本体部）が溶接される場合と異なり、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）に対する溶接（熱）の影響がエンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）の本体部に及ぶのを抑制することができる。

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、２２１、３２１）は、回転軸線方向から見て、貫通孔（２３、１２３）の内径側から外径側に窪む凹部（２６）と、凸部（４２）にオーバラップするように凹部（２６）の底部から回転中心（Ｃ０）に向かって突出するように設けられる凸部（２７）とを含み、凸部（４２）と凸部（２７）とが溶接されることにより、溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）が構成されている。このように構成すれば、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）の凸部（４２）に溶接されるロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の凸部（２７）が、凹部（２６）によりロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の本体部（凹部（２６）以外の部分）から周方向に離間される。これにより、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）に対する溶接（熱）の影響がロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の本体部に及ぶのを抑制することができる。

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、２２１、３２１）の貫通孔（２３、１２３）から内径側に突出した部分の内側面（２３ａ）と、回転伝達部材（３０）の外側面（３０ｂ）とが溶接されている。このように構成すれば、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）にエンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）が配置された状態でも、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）と回転伝達部材（３０）とを容易に溶接することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、回転軸線方向から見て、溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）は、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の周方向に沿って等角度間隔で複数設けられている。このように構成すれば、回転軸線方向から見て、溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）が設けられた状態のロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）が対称な形状（線対称、点対称）になるので、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の形状のアンバランスを防止することができる。その結果、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）をバランスよく回転させることができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、溶接開始点（Ｓ１、Ｓ２）がエンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）に配置されるように、エンドプレート（４０、１４０、２４０、３４０）の貫通孔（４１、１４１）の内側面（４１ａ、１４１ａ）と、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の貫通孔（２３、１２３）の内側面（２３ａ、１２３ａ）とを溶接して溶接部（５０、１５０、２５０、３５０）を形成する工程を備える。このように構成すれば、ロータコア（２１、１２１、２２１、３２１）の端部における溶接品質の安定化を図りながら、溶接に起因する歪が大きくなるのを防止することが可能なロータ（２０、１２０、２２０、３２０）の製造方法を提供することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、溶接部（５０、２５０、３５０）を形成する工程は、溶接の開始時から溶接熱源の出力を徐々に上げながら、エンドプレート（４０、２４０、３４０）に対して溶接ヘッド（６０）を相対的に移動させることにより、エンドプレート（４０、２４０、３４０）に位置する溶接部（５０、２５０、３５０）の回転軸線方向の端部からロータコア（２１、２２１、３２１）側に向かって溶接断面積（溶接深さｄ１、ｄ２１）が徐々に増加された溶接スロープ部（５１、３５１）を形成する工程を含む。このように構成すれば、溶接部（５０、２５０、３５０）の電磁鋼板（２２、３２２）に対応する部分の溶接断面積（溶接深さｄ１、ｄ２１）が比較的大きくなるので、その分、ロータコア（２１、２２１、３２１）と回転伝達部材（３０）との溶接の溶接断面積（溶接深さｄ２）を小さくすることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、溶接部（１５０）を形成する工程は、溶接の開始時から溶接熱源の出力を一定にした状態で、エンドプレート（１４０）およびロータコア（１２１）に対して溶接ヘッド（６０）を相対的に移動させることにより、溶接断面積（溶接深さｄ１１）がエンドプレート（１４０）に位置する溶接部（１５０）の回転軸方向の端部からロータコア（１２１）に渡って一定になる溶接部（１５０）を形成する工程である。このように構成すれば、溶接熱源の出力を調節する必要がない（一定の出力のままでよい）ので、溶接熱源の制御を簡略化することができる。

[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、エンドプレートの貫通孔の内側面から、ロータコアの貫通孔の内側面に渡って溶接部が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０の第１実施形態の第１変形例によるロータ２２０のように、エンドプレート２４０の外側面２４０ａから、ロータコア２２１の外側面２２０ａに渡って溶接部２５０を設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、溶接開始点および溶接終了点の両方が、エンドプレートに配置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、溶接開始点および溶接終了点のうちの一方のみが、エンドプレートに配置されていてもよい。この場合、ロータコア（複数の電磁鋼板）において、溶接が開始（または終了）されるが、ロータコアの端部において、溶接熱源の出力を徐々に増加（または減少）させることにより、溶接品質の安定化を図ることが可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、エンドプレートがＳＵＳ３０４から構成さ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、エンドプレートが鉄を含む非磁性体であれば、ＳＵＳ３０４以外の材料から構成されていてもよい。

また、上記第１実施形態では、溶接部の両端に溶接スロープ部が設けられ、上記第２実施形態では、溶接部の両端に溶接スロープ部が設けられていない例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溶接部の一方端に溶接スロープ部を設けて、溶接部の他方端に溶接スロープ部を設けなくてもよい。

また、上記第１実施形態では、溶接スロープ部の最大の溶接断面積（溶接深さ）の部分が、エンドプレートに配置さ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１１の第１実施形態の第２変形例によるロータ３２０のように、溶接部３５０の溶接スロープ部３５１の最大の溶接断面積（溶接深さｄ２１）の部分が、エンドプレート３４０ではなく、ロータコア３２１（複数の電磁鋼板３２２）に配置されていてもよい。すなわち、溶接熱源の出力がエンドプレート３４０からロータコア３２１（複数の電磁鋼板３２２）に渡って、徐々に増加（または、減少）される。

また、上記第１および第２実施形態では、エンドプレートの凸部と、ロータコアの凸部とが溶接される例を示したが、本発明はこれに限られない。エンドプレートおよびロータコアの溶接される部分の形状は凸部以外の形状でもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、レーザがエンドプレートおよびロータコアに対して垂直に（回転軸線方向に直交するように）照射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、レーザをエンドプレートおよびロータコアに対して傾斜させて照射してもよい。

２０、１２０、２２０、３２０ ロータ
２１、１２１、２２１、３２１ ロータコア
２２、１２２、３２２ 電磁鋼板
２３、１２３ 貫通孔（ロータコア側貫通孔）
２３ａ、１２３ａ （ロータコア側貫通孔の）内側面
２６ 凹部
２７ 凸部（ロータコア側凸部）
３０ ハブ部材（回転伝達部材）
３０ｂ （回転伝達部材の）外側面
４０、１４０、２４０、３４０ エンドプレート
４０ａ、１４０ａ エンドプレート（第１エンドプレート）
４０ｂ、１４０ｂ エンドプレート（第２エンドプレート）
４１、１４１ 貫通孔（エンドプレート側貫通孔）
４１ａ、１４１ａ （エンドプレート側貫通孔の）内側面
４２ 凸部（エンドプレート側凸部）
５０、１５０、２５０、３５０ 溶接部
５１、３５１ 溶接スロープ部
６０ 溶接ヘッド
２２０ａ （ロータコアの）外側面
２４０ａ （エンドプレートの）外側面
Ｅ１、Ｅ２ 溶接終了点
Ｓ１、Ｓ２ 溶接開始点

Claims (7)

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回転軸線方向に積層され、回転中心にロータコア側貫通孔を有するロータコアと、
   前記ロータコアの回転軸線方向の端部に配置され、回転中心にエンドプレート側貫通孔を有するエンドプレートと、
   前記エンドプレートの側面と前記ロータコアの前記複数の電磁鋼板の側面とが溶接された溶接部とを備え、
   前記溶接部における、溶接開始点は、前記エンドプレートに配置されており、
   前記溶接部は、前記エンドプレートから前記ロータコアの前記複数の電磁鋼板に連続して設けられており、
   前記エンドプレートは、鉄を含有する非磁性体であるステンレス鋼を含み、
   前記ロータコアにおける溶接断面積は、溶接開始点近傍の前記エンドプレートにおける溶接断面積よりも大きい、ロータ。
2. 前記溶接部は、前記エンドプレートに位置する前記溶接部の回転軸線方向の端部から前記ロータコア側に向かって溶接断面積が徐々に増加された溶接スロープ部を含む、請求項１に記載のロータ。
3. 前記エンドプレートの厚みは、前記電磁鋼板の厚みよりも大きい、請求項１または２に記載のロータ。
4. 前記エンドプレートは、前記ロータコアの回転軸線方向の一方側に設けられる第１エンドプレートと、前記ロータコアの回転軸線方向の他方側に設けられる第２エンドプレートとを含み、
   前記溶接部の溶接開始点は、前記第１エンドプレートに設けられ、前記溶接部の溶接終了点は、前記第２エンドプレートに設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータ。
5. 前記ロータコアの前記ロータコア側貫通孔に取り付けられた回転伝達部材をさらに備え、
   前記ロータコアの前記エンドプレート側貫通孔から内径側に突出した部分の内側面と、前記回転伝達部材の外側面とが溶接されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータ。
6. 鉄を含有する非磁性体であるステンレス鋼を含むエンドプレートと、ロータコアの複数の電磁鋼板との間において連続的に設けられている溶接部を備えるロータの製造方法であって、
   前記複数の電磁鋼板を、回転軸線の延びる方向である回転軸線方向に積層して、回転軸線回りに回転されるとともに、回転中心にロータコア側貫通孔を有する前記ロータコアを形成する工程と、
   前記ロータコアの回転軸線方向の端部に、回転中心にエンドプレート側貫通孔を有する前記エンドプレートを配置する工程と、
   溶接開始点が前記エンドプレートに配置されるように、前記エンドプレートの側面と前記ロータコアの前記複数の電磁鋼板の側面とを溶接して溶接部を形成する工程とを備え、
   前記溶接部を形成する工程は、前記エンドプレートから前記複数の電磁鋼板に連続して前記溶接部を形成する工程であり、
   前記複数の電磁鋼板の溶接時の溶接熱源の出力は、前記エンドプレートにおける溶接の開始時の前記溶接熱源の出力よりも大きい、ロータの製造方法。
7. 前記溶接部を形成する工程は、溶接の開始時から前記溶接熱源の出力を徐々に上げながら、前記エンドプレートに対して溶接ヘッドを相対的に移動させることにより、前記エンドプレートに位置する前記溶接部の回転軸線方向の端部から前記ロータコア側に向かって溶接断面積が徐々に増加された溶接スロープ部を形成する工程を含む、請求項６に記載のロータの製造方法。

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