JPWO2018123975A1 - ロータコアの製造方法及びロータコア - Google Patents

Abstract

回転電機用のロータコアの製造方法は、複数枚の電磁鋼板（２０）をそれぞれの孔部が連なって貫通孔（Ｈ）を形成するように積層する積層工程と、貫通孔（Ｈ）に不活性ガス（Ｇ）を充填した状態で貫通孔（Ｈ）の内面を積層方向（Ａ）に沿って溶接する溶接工程とを含む。

Description

本発明は、回転電機用のロータコア及びその製造方法に関する。

回転電機で用いられるロータコアは、軸方向に積層された複数枚の電磁鋼板で構成される場合がある。そのような構成のロータコアを製造するにあたり、複数枚の電磁鋼板を積層した状態でその外周面をレーザー溶接して複数枚の電磁鋼板を互いに一体化することが、特開２００２−２０９３４５号公報（特許文献１）に開示されている。レーザー溶接を利用することで、製造工程を簡易化し、製造時間を短縮することが可能となっている。

しかし、一般にレーザー溶接では、プルームの発生等が問題となる場合がある。この点、特開２０１２−１７９６１５号公報（特許文献２）には、プルームの発生や加工部の酸化を抑制するために、溶接部へ不活性ガスを供給しつつ排気しながら、レーザー溶接を行うことが開示されている。しかしこの場合、積層した電磁鋼板を専用のチャンバ室内に配置した状態で溶接する必要があるため、生産性が悪化する。

特開２００２−２０９３４５号公報 特開２０１２−１７９６１５号公報

複数枚の電磁鋼板を積層状態で溶接一体化してロータコアを製造する際の生産性を向上させることが望まれている。

本開示に係るロータコアの製造方法は、
回転電機用のロータコアの製造方法であって、
孔部を有する電磁鋼板を複数枚用い、これら複数枚の前記電磁鋼板をそれぞれの前記孔部が連なって貫通孔を形成するように積層する積層工程と、
前記貫通孔に不活性ガスを充填した状態で、前記貫通孔の内面を積層方向に沿って溶接する溶接工程と、を含む。

この構成によれば、ロータコアに形成される貫通孔に不活性ガスを充填した状態で溶接するので、溶接工程において、複数枚の電磁鋼板を専用のチャンバ室内に配置する必要がない。従って、複数枚の電磁鋼板を積層状態で溶接一体化してロータコアを製造する際の生産性を向上させることができる。

本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係るロータの斜視図 ロータの拡大平面図 積層工程を示す模式図 溶接工程の一局面（ガス充填工程）を示す模式図 溶接工程の一局面（第一レーザー照射工程）を示す模式図 第１のレーザー照射工程の完了後の溶接強度の分布を示す模式図 溶接工程の一局面（第二レーザー照射工程）を示す模式図 第２のレーザー照射工程の完了後の溶接強度の分布を示す模式図

ロータコアを備えたロータの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のロータ１００は、例えばハイブリッド車両や電気自動車等において車輪の駆動力源として用いられる回転電機に備えられる。回転電機は、非回転部材に固定されたステータと、そのステータに対して径方向に隣接して回転可能に支持されたロータ１００とを備えている。本実施形態のロータ１００は、ステータの径方向内側に配置されたインナーロータとして構成されている。

図１に示すように、ロータ１００は、ロータコア１と、このロータコア１に埋め込まれた永久磁石３０とを備えている。すなわち、本実施形態のロータ１００は、永久磁石埋込型のロータとして構成されている。

ロータコア１は、軸方向Ａに積層された複数枚の電磁鋼板２０で構成されている。電磁鋼板２０は、円環板状に形成されている。複数枚の電磁鋼板２０は、軸方向Ａに積層された状態でレーザー溶接によって一体化されている。

ロータコア１は、一体化された複数枚の電磁鋼板２０からなるコア本体１０を備えている。コア本体１０は、その径方向内側に中心孔１２を有する。また、コア本体１０は、複数の磁石挿入孔１４及び複数の磁気バリア孔１９を、周方向に分散した状態で有する。ロータコア１（コア本体１０）は、中心孔１２に挿通されるロータ軸に固定される。ロータコア１（コア本体１０）の外周面は、ステータに対向するステータ対向面１０ａとなっている。

磁石挿入孔１４及び磁気バリア孔１９はいずれも軸方向Ａに貫通している。これらの磁石挿入孔１４及び磁気バリア孔１９の少なくとも一方が「貫通孔Ｈ」に相当し、本実施形態ではこれらのうちの磁気バリア孔１９が貫通孔Ｈに相当する。磁石挿入孔１４は、永久磁石３０が挿入される孔であり、本実施形態では図２に示すように１磁極あたり３つの磁石挿入孔１４が設けられている。第一磁石挿入孔１４Ａは、コア本体１０の径方向外側部位に、概ね周方向に沿って形成されている。第二磁石挿入孔１４Ｂ及び第三磁石挿入孔１４Ｃは、第一磁石挿入孔１４Ａに対して周方向両側に分かれて、概ね径方向に沿って形成されている。

磁石挿入孔１４は、永久磁石３０が配置される磁石配置部１５と、その長手方向両側に設けられる一対の磁気バリア部１７とを有する。磁気バリア部１７は、ロータコア１（コア本体１０）を流れる磁束に対して磁気抵抗（フラックスバリア）として機能する。磁石配置部１５と磁気バリア部１７との境界部には、永久磁石３０の長手方向両側の端面に係止される係止部１６が設けられている。永久磁石３０は、係止部１６によって磁石配置部１５に位置決めされている。その状態で、永久磁石３０は、ロータコア１を軸方向Ａに貫通する状態でロータコア１に埋め込まれている。

磁気バリア孔１９は、第二磁石挿入孔１４Ｂ及び第三磁石挿入孔１４Ｃのそれぞれの径方向内側の端部（径方向内側の磁気バリア部１７）どうしの周方向の間に形成されている。磁気バリア孔１９も、磁石挿入孔１４の磁気バリア部１７と同様、ロータコア１（コア本体１０）を流れる磁束に対して磁気抵抗（フラックスバリア）として機能する。磁気バリア孔１９は、ロータコア１（コア本体１０）における磁束の流れを制限する。

本実施形態の回転電機用のロータコア１の製造方法は、積層工程と溶接工程とを含む。

積層工程では、図３に示すように、孔部２１を有する電磁鋼板２０を複数枚用い、これら複数枚の電磁鋼板２０をそれぞれの孔部２１が軸方向Ａに連なって貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）を形成するように積層する。その際、磁石挿入孔１４も同様に、軸方向Ａに貫通するように形成される。本実施形態では、積層工程において、複数枚の電磁鋼板２０を上下方向に沿って積層する。本実施形態では、軸方向Ａが複数枚の電磁鋼板２０の「積層方向」に相当する。

溶接工程は、レーザー溶接装置５（図５等を参照）を用いて行うことができる。レーザー溶接装置５は、レーザー光Ｌを照射するためのレーザー照射機構５Ａを備えている。このようなレーザー照射機構５Ａは、レーザー発振器５１と光路５２と集光レンズ５３とを含んでいる。レーザー発振器５１は、例えばＣＯ_２レーザー又はＹＡＧレーザー等のレーザー光Ｌを発振する。レーザー発振器５１からのレーザー光Ｌは、固定光学系又は光ファイバー等で構成される光路５２を通って集光レンズ５３で集光され、被加工物（ワーク）である電磁鋼板２０の積層体（具体的には、貫通孔Ｈとしての磁気バリア孔１９の内面１９ａ）に照射される。本実施形態では、レーザー溶接装置５は、照射するレーザー光Ｌを走査する（レーザー光Ｌの焦点を移動させる）ことができるように構成されている。

また、本実施形態のレーザー溶接装置５は、シールドガスを供給するためのガス供給機構５Ｂをさらに備えている。このようなガス供給機構５Ｂは、ガス供給源５６と、そのガス供給源５６に接続された管路５７と、管路５７の先端部に接続されたガスノズル５８とを含んでいる。ガス供給源５６は、例えばガスボンベであり、窒素ガス、アルゴンガス、又はヘリウムガス等の不活性ガスＧを供給する。ガス供給源５６からの不活性ガスＧは、管路５７を通ってガスノズル５８から噴射される。ガスノズル５８は、被加工物である電磁鋼板２０の積層体（具体的には、貫通孔Ｈとしての磁気バリア孔１９）に対向するように設けられている。

レーザー照射機構５Ａとガス供給機構５Ｂとは、被加工物である電磁鋼板２０の積層体に対して、積層方向（軸方向Ａ）の両側に分かれて配置されている。本実施形態では特に、ガス供給機構５Ｂが電磁鋼板２０の積層体よりも上方に配置され、レーザー照射機構５Ａが電磁鋼板２０の積層体よりも下方に配置されている。

溶接工程では、このようなレーザー溶接装置５を用いて、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）に不活性ガスＧを充填した状態で、貫通孔Ｈの内面を積層方向（軸方向Ａ）に沿って溶接する。本実施形態の溶接工程は、ガス充填工程とレーザー照射工程とを含み、さらにレーザー照射工程は第一レーザー照射工程と第二レーザー照射工程とを含む。

ガス充填工程では、図４に示すように、ガスノズル５８から不活性ガスＧを噴射させて、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）に不活性ガスＧを充填する。このとき、電磁鋼板２０の積層体に形成される貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）は比較的狭小な孔部であるため、当該貫通孔Ｈの内部において、位置に応じた不活性ガスＧの濃度のばらつきを小さく抑えることができる。また、電磁鋼板２０の積層体を収容する空間全体に不活性ガスＧを供給するような構成に比べて、不活性ガスＧの供給量を少なく抑えることができる。

本実施形態では、ガス充填工程の完了後（貫通孔Ｈ内に不活性ガスＧが充満した後）も、ガスノズル５８からの不活性ガスＧの噴射を継続する。ガス充填工程の完了後のガス流量は、ガス充填工程中のガス流量と同じであっても良いし、それよりも低流量であっても良い。

図５及び図７に示すように、レーザー照射工程（第一レーザー照射工程及び第二レーザー照射工程）では、貫通孔Ｈ内に不活性ガスＧを流通させながら、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａを積層方向（軸方向Ａ）に沿ってレーザー溶接する。このとき、貫通孔Ｈ内への不活性ガスＧの注入と、貫通孔Ｈ内へのレーザー照射とを、積層方向（軸方向Ａ）において互いに反対側から行う。より具体的には、レーザー照射工程において、不活性ガスＧを上方から注入して下方に向かって流通させながら、レーザー光Ｌを下方から照射して、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａを溶接する。

また、本実施形態では、レーザー照射工程において、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａのうち、ステータとの対向面（ステータ対向面１０ａ）から遠い側の内面である遠位側内面１９ｄをレーザー溶接する。

図５に示すように、レーザー照射工程のうちの前半の工程である第一レーザー照射工程では、複数枚の電磁鋼板２０の積層方向（本例では軸方向Ａ）の一方側である積層方向第一側（本例では軸方向第一側Ａ１）から、第１のレーザー照射を行う。第一レーザー照射工程では、貫通孔Ｈにおける積層方向第一側（軸方向第一側Ａ１）に位置する第一領域Ｒ１に対して、積層方向第一側（軸方向第一側Ａ１）から第１のレーザー照射を行う。その際、貫通孔Ｈの中央部側から積層方向第一側（軸方向第一側Ａ１）の端部側となる下方側に向けてレーザー光Ｌを走査して、積層方向（軸方向Ａ）に沿ってレーザー溶接を行う。

第一レーザー照射工程が完了すると、図６に示すように、貫通孔Ｈ内の第一領域Ｒ１に溶接部４０が生じる。この溶接部４０は、その全域において同程度の溶接強度を有している訳ではなく、積層方向（軸方向Ａ）の位置に応じて溶接強度が異なる。これは、レーザー光Ｌの出力特性とも関係している。すなわち、本実施形態のレーザー光Ｌは、出力開始時には時間（ｔ）の経過とともにレーザー強度（Ｉ）が次第に増加し、所定時間の経過後はレーザー強度（Ｉ）が一定となる出力特性を有する。レーザー光Ｌを定速で走査させるとすると、積層方向（軸方向Ａ）の位置と溶接強度との関係は、経過時間（ｔ）とレーザー強度（Ｉ）との関係に応じたものとなる。本例では、第一領域Ｒ１のうち貫通孔Ｈの中央部側の部位が、他の部位に比べて溶接強度が低くなる。

第一レーザー照射工程の完了後、図７に示すように、電磁鋼板２０の積層体を積層方向（軸方向Ａ）に反転させる。この反転操作により、第一レーザー照射工程によって生じた積層方向第一側（軸方向第一側Ａ１）の第一領域Ｒ１の溶接部４０が、上方に配置される。また、下方には、複数枚の電磁鋼板２０の積層方向（本例では軸方向Ａ）の他方側である積層方向第二側（本例では軸方向第二側Ａ２）に位置する第二領域Ｒ２が配置される。なお、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とは、貫通孔Ｈの中央部側において、互いに部分的に重複している（図８を参照）。

レーザー照射工程のうちの後半の工程である第二レーザー照射工程では、積層方向第二側（本例では軸方向第二側Ａ２）から、第２のレーザー照射を行う。第二レーザー照射工程では、貫通孔Ｈにおける積層方向第二側（軸方向第二側Ａ２）に位置する第二領域Ｒ２に対して、積層方向第二側（軸方向第二側Ａ２）から第２のレーザー照射を行う。その際、貫通孔Ｈの中央部側から積層方向第二側（軸方向第二側Ａ２）の端部側となる下方側に向けてレーザー光Ｌを走査して、積層方向（軸方向Ａ）に沿ってレーザー溶接を行う。

第二レーザー照射工程が完了すると、図８に示すように、貫通孔Ｈ内の第二領域Ｒ２に溶接部４０が生じる。この第二領域Ｒ２の溶接部４０も、第一領域Ｒ１の溶接部４０と同様、貫通孔Ｈの中央部側の部位が、他の部位に比べて溶接強度が低くなる。第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とが互いに重複し合う貫通孔Ｈの中央部側の部位では、各領域Ｒ１，Ｒ２においていずれも溶接強度が十分には高くないものの、これらは溶接強度の不足分を互いに補い合う。当該部位では、図８において破線で示される第一領域Ｒ１のレーザー強度（Ｉ）と、実線で示される第二領域Ｒ２のレーザー強度（Ｉ）との和に応じた溶接強度が確保される。その結果、積層方向（軸方向Ａ）の全域に、ほぼ一様かつ十分な溶接強度を有する溶接部４０が形成される。

レーザー照射工程（第一レーザー照射工程及び第二レーザー照射工程）では、貫通孔Ｈ内に不活性ガスＧを充填した状態でレーザー溶接するので、不活性ガスＧの存在下、ブローホールやスパッタ等が発生しにくい。しかも、貫通孔Ｈは比較的狭小であるため、当該貫通孔Ｈの内部において、位置に応じた不活性ガスＧの濃度のばらつきを小さく抑えることができ、この点からもブローホールやスパッタ等の発生を抑制することができる。

さらに、貫通孔Ｈ内に不活性ガスＧを流通させながらレーザー溶接するので、仮にスパッタ等が発生したとしても、不活性ガスＧの注入圧で、発生したスパッタ等がロータコア１に付着するのを抑制することができる。しかも、貫通孔Ｈは比較的狭小であるため、当該貫通孔Ｈの内部において不活性ガスＧが拡散せずにその注入圧を維持しやすい。よって、発生したスパッタ等を流動させ、これらがロータコア１に付着するのを効果的に抑制することができる。

このようにして製造されるロータコア１は、以下の構成を有するものとなる。すなわち、ロータコア１は、軸方向Ａに積層された複数枚の電磁鋼板２０で構成され、複数枚の電磁鋼板２０を軸方向Ａに貫通する貫通孔Ｈとして磁気バリア孔１９を備える。そして、ロータコア１は、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａに、軸方向Ａに沿って延びる溶接部４０を有する。この溶接部４０には、ブローホールやスパッタが少量しか含まれておらず、十分な溶接強度を有するとともに異物の付着が少ないロータコア１を得ることができる。

溶接部４０は、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａのうち、ステータとの対向面（ステータ対向面１０ａ）から遠い側の内面である遠位側内面１９ｄに形成されている。このため、溶接部４０が貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａのうちステータ対向面１０ａに近い側に形成される場合に比べて、ロータコア１（コア本体１０）を流れる磁束に対する影響を小さく抑えることができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、積層工程において、複数枚の電磁鋼板２０を上下方向に沿って積層する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば複数枚の電磁鋼板２０を左右方向に沿って積層しても良い。

（２）上記の実施形態では、ガス充填工程において、貫通孔Ｈの両端を開放した状態で当該貫通孔Ｈに不活性ガスＧを供給する構成を主に想定して説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば貫通孔Ｈの少なくとも一方の端部を蓋体で覆った状態で不活性ガスＧを供給しても良い。このような蓋体が設置される場合には、当該蓋体には、不活性ガスＧが通過可能なように、供給用又は排出用の通気孔が設けられると良い。供給側においては、蓋体の通気孔にガスノズル５８が接続されても良い。

（３）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、貫通孔Ｈ内に不活性ガスＧを流通させながらレーザー溶接する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば不活性ガスＧを流通させずに貫通孔Ｈ内に充満だけさせた状態でレーザー溶接しても良い。

（４）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、貫通孔Ｈ内に不活性ガスＧを上方から流通させながらレーザー溶接する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば不活性ガスＧを下方から流通させながらレーザー溶接しても良い。

（５）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、貫通孔Ｈ内への不活性ガスＧの注入と、貫通孔Ｈ内へのレーザー照射とを、積層方向（軸方向Ａ）において互いに反対側から行う構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば貫通孔Ｈ内への不活性ガスＧの注入とレーザー照射とを積層方向（軸方向Ａ）の同じ側から行っても良い。

（６）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、レーザー照射を、第一領域Ｒ１に対する第１のレーザー照射と第二領域Ｒ２に対する第２のレーザー照射との２回に分けて行う構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば積層方向（軸方向Ａ）の全域に亘るレーザー照射を１回で行っても良い。

（７）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、第１のレーザー照射が行われる第一領域Ｒ１と第２のレーザー照射が行われる第二領域Ｒ２とが部分的に重複して配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とが互いに重複しないように設定されても良い。

（８）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａのうちステータ対向面１０ａから遠い側の遠位側内面１９ｄをレーザー溶接する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば貫通孔Ｈ（磁気バリア孔１９）の内面１９ａのうちステータ対向面１０ａに近い側の内面（近位側内面）をレーザー溶接しても良い。

（９）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、磁気バリア孔１９の内面１９ａをレーザー溶接する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば磁石挿入孔１４（例えば磁気バリア部１７）の内面をレーザー溶接しても良い。この場合、磁石挿入孔１４が「貫通孔Ｈ」に相当する。

（１０）上記の実施形態では、レーザー照射工程において、１つの貫通孔Ｈ内で積層方向（軸方向Ａ）の全体に亘ってレーザー溶接する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば複数の貫通孔Ｈに対して積層方向（軸方向Ａ）の位置を異ならせてレーザー溶接し、それら複数の貫通孔Ｈに分けて全体として積層方向（軸方向Ａ）の全体に亘る溶接部４０を形成しても良い。

（１１）上記の実施形態では、ロータコア１がインナーロータ用のロータコアである構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本開示の技術は、例えばアウターロータのロータコアにも同様に適用可能である。

（１２）上記の実施形態では、車両の車輪の駆動力源として用いられる回転電機に備えられるロータコア１を例として説明した。しかし、車両駆動用に限定されることなく、本開示の技術は、他のあらゆる用途の回転電機に備えられるロータコアにも同様に適用可能である。

（１３）上述した各実施形態（上記の実施形態及びその他の実施形態を含む；以下同様）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

〔実施形態の概要〕
以上をまとめると、本開示に係るロータコアの製造方法は、好適には、以下の各構成を備える。
回転電機用のロータコア（１）の製造方法であって、
孔部（２１）を有する電磁鋼板（２０）を複数枚用い、これら複数枚の前記電磁鋼板（２０）をそれぞれの前記孔部（２１）が連なって貫通孔（Ｈ）を形成するように積層する積層工程と、
前記貫通孔（Ｈ）に不活性ガス（Ｇ）を充填した状態で、前記貫通孔（Ｈ）の内面を積層方向（Ａ）に沿って溶接する溶接工程と、を含む。

この構成によれば、ロータコア（１）に形成される貫通孔（Ｈ）に不活性ガス（Ｇ）を充填した状態で溶接するので、溶接工程において、複数枚の電磁鋼板（２０）を専用のチャンバ室内に配置する必要がない。従って、複数枚の電磁鋼板（２０）を積層状態で溶接一体化してロータコア（１）を製造する際の生産性を向上させることができる。

一態様として、
前記貫通孔（Ｈ）は、永久磁石（３０）が挿入される磁石挿入孔（１４）及び磁束の流れを制限する磁気バリア孔（１９）の少なくとも一方であることが好ましい。

この構成によれば、永久磁石埋込型のロータに通常設けられる磁石挿入孔（１４）及び磁気バリア孔（１９）の少なくとも一方を利用して、生産性を向上させることができる。

一態様として、
前記溶接工程において、前記貫通孔（Ｈ）の内面のうちステータとの対向面（１０ａ）から遠い側の内面を溶接することが好ましい。

この構成によれば、貫通孔（Ｈ）の内面のうちステータとの対向面（１０ａ）に近い側の内面を溶接する場合に比べて、ロータコア（１）を流れる磁束に対する影響を小さく抑えることができる。

一態様として、
前記溶接工程において、前記貫通孔（Ｈ）に前記不活性ガス（Ｇ）が常に供給され、かつ、当該貫通孔（Ｈ）から前記不活性ガス（Ｇ）が常に排出される状態で溶接することが好ましい。

専用のチャンバ室に不活性ガス（Ｇ）を供給しながらレーザー溶接を行う場合であっても、不活性ガス（Ｇ）の位置による濃度のばらつきにより、溶接部にブローホールが発生する場合がある。このようなブローホールが溶接部に発生すると、溶接強度が低下してしまうので好ましくない。また、高エネルギーのレーザー照射によりスパッタやヒュームが発生し、それらが溶接部の近傍に残留する場合もある。このような異物が残留すると、ロータコア（１）が組み込まれた回転電機の使用中（ロータの回転中）に当該異物が脱落して回転電機の性能低下につながる可能性があるので好ましくない。
この点、本開示の技術では、ロータコア（１）に形成される比較的狭小な貫通孔（Ｈ）に不活性ガス（Ｇ）を充填した状態で溶接するので、貫通孔（Ｈ）の内部において、位置に応じた不活性ガス（Ｇ）の濃度のばらつきを小さく抑えることができる。よって、そもそも、ブローホールやスパッタ等が発生しにくい。さらに、上記の構成によれば、仮にスパッタ等が発生したとしても、不活性ガス（Ｇ）の注入圧によって、発生したスパッタ等を流動させ、これらがロータコア（１）に付着することを抑制できる。

一態様として、
前記溶接工程において、前記貫通孔（Ｈ）における前記積層方向（Ａ）の一方側である積層方向第一側（Ａ１）から前記不活性ガス（Ｇ）が常に供給され、かつ、前記貫通孔（Ｈ）における前記積層方向（Ａ）の他方側である積層方向第二側（Ａ２）から前記不活性ガス（Ｇ）が常に排出される状態で溶接することが好ましい。

この構成によれば、貫通孔（Ｈ）の内部で、積層方向第一側（Ａ１）から積層方向第二側（Ａ２）へと向かう不活性ガス（Ｇ）の円滑な流れを形成することができる。よって、仮にスパッタ等が発生したとしても、発生したスパッタ等がロータコア（１）に付着することをより効果的に抑制できる。

一態様として、
前記積層工程において複数枚の前記電磁鋼板（２０）を上下方向に沿って積層し、
前記溶接工程において、前記不活性ガス（Ｇ）を上方から常に供給しながら溶接することが好ましい。

この構成によれば、不活性ガス（Ｇ）の注入圧に加え重力の作用も利用して、発生したスパッタ等がロータコア（１）に付着することを効果的に抑制できる。

一態様として、
前記溶接工程をレーザー溶接で行い、当該溶接工程において、前記貫通孔（Ｈ）内への前記不活性ガス（Ｇ）の注入と前記貫通孔（Ｈ）内へのレーザー照射とを前記積層方向（Ａ）において互いに反対側から行うことが好ましい。

この構成によれば、不活性ガス（Ｇ）を供給するためのガス供給機構とレーザー光（Ｌ）を照射するためのレーザー照射機構とを互いに干渉することなく適切に配置することができる。よって、貫通孔（Ｈ）内に不活性ガス（Ｇ）を流通させながらレーザー溶接する構成を適切に実現することができる。

一態様として、
前記溶接工程をレーザー溶接で行い、当該溶接工程において、前記貫通孔（Ｈ）における前記積層方向（Ａ）の一方側である積層方向第一側（Ａ１）に位置する第一領域（Ｒ１）に対して、前記積層方向第一側（Ａ１）から第１のレーザー照射を行い、前記貫通孔（Ｈ）における前記積層方向（Ａ）の他方側である積層方向第二側（Ａ２）に位置しかつ前記第一領域（Ｒ１）と部分的に重複する第二領域（Ｒ２）に対して、前記積層方向第二側（Ａ２）から第２のレーザー照射を行うことが好ましい。

この構成によれば、積層方向（Ａ）の互いに異なる側から２回に分けてレーザー照射を行うことで、比較的狭小な貫通孔（Ｈ）の内部においてでも、その全域で軸方向（Ａ）に沿って適切に溶接を行うことができる。その際、第一領域（Ｒ１）と第二領域（Ｒ２）とを部分的に重複させることで、例えばレーザー光（Ｌ）の出力特性が一定ではない場合であっても、積層方向（Ａ）の全域において十分な溶接強度を確保しやすい。

また、本開示に係るロータコアは、好適には、以下の各構成を備える。

回転電機用のロータコア（１）であって、
軸方向（Ａ）に積層された複数枚の電磁鋼板（２０）で構成されており、
複数枚の前記電磁鋼板（２０）を前記軸方向（Ａ）に貫通する貫通孔（Ｈ）として、永久磁石（３０）が挿入される磁石挿入孔（１４）及び磁束の流れを制限する磁気バリア孔（１９）の少なくとも一方を備え、
前記貫通孔（Ｈ）の内面に、前記軸方向（Ａ）に沿って延びる溶接部（４０）を有する。

この構成によれば、磁石挿入孔（１４）及び磁気バリア孔（１９）の少なくとも一方を利用して、例えばそれらの孔に不活性ガス（Ｇ）を充填した状態で当該孔の内面を積層方向（Ａ）に沿って溶接することで、生産性良くロータコア（１）を提供することができる。

一態様として、
前記溶接部（４０）が、前記貫通孔（Ｈ）の内面のうちステータとの対向面（１０ａ）から遠い側の内面に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、貫通孔（Ｈ）の内面のうちステータとの対向面（１０ａ）に近い側の内面に溶接部（４０）が設けられる場合に比べて、ロータコア（１）を流れる磁束に対する影響を小さく抑えることができる。

本開示に係るロータコアの製造方法及びロータコアは、上述した各効果のうち、少なくとも１つを奏することができれば良い。

１ ロータコア
１０ａ ステータ対向面
１４ 磁石挿入孔
１９ 磁気バリア孔
１９ａ 内面
１９ｄ 遠位側内面（ステータとの対向面から遠い側の内面）
２０ 電磁鋼板
２１ 孔部
３０ 永久磁石
４０ 溶接部
Ｈ 貫通孔
Ｌ レーザー光
Ｇ 不活性ガス
Ａ 軸方向（積層方向）
Ｒ１ 第一領域
Ｒ２ 第二領域

Claims (10)

1. 回転電機用のロータコアの製造方法であって、
   孔部を有する電磁鋼板を複数枚用い、これら複数枚の前記電磁鋼板をそれぞれの前記孔部が連なって貫通孔を形成するように積層する積層工程と、
   前記貫通孔に不活性ガスを充填した状態で、前記貫通孔の内面を積層方向に沿って溶接する溶接工程と、を含むロータコアの製造方法。
2. 前記貫通孔は、永久磁石が挿入される磁石挿入孔及び磁束の流れを制限する磁気バリア孔の少なくとも一方である請求項１に記載のロータコアの製造方法。
3. 前記溶接工程において、前記貫通孔の内面のうちステータとの対向面から遠い側の内面を溶接する請求項１又は２に記載のロータコアの製造方法。
4. 前記溶接工程において、前記貫通孔に前記不活性ガスが常に供給され、かつ、当該貫通孔から前記不活性ガスが常に排出される状態で溶接する請求項１から３のいずれか一項に記載のロータコアの製造方法。
5. 前記溶接工程において、前記貫通孔における前記積層方向の一方側である積層方向第一側から前記不活性ガスが常に供給され、かつ、前記貫通孔における前記積層方向の他方側である積層方向第二側から前記不活性ガスが常に排出される状態で溶接する請求項４に記載のロータコアの製造方法。
6. 前記積層工程において複数枚の前記電磁鋼板を上下方向に沿って積層し、
   前記溶接工程において、前記不活性ガスを上方から常に供給しながら溶接する請求項４又は５に記載のロータコアの製造方法。
7. 前記溶接工程をレーザー溶接で行い、当該溶接工程において、前記貫通孔内への前記不活性ガスの注入と前記貫通孔内へのレーザー照射とを前記積層方向において互いに反対側から行う請求項４から６のいずれか一項に記載のロータコアの製造方法。
8. 前記溶接工程をレーザー溶接で行い、当該溶接工程において、前記貫通孔における前記積層方向の一方側である積層方向第一側に位置する第一領域に対して、前記積層方向第一側から第１のレーザー照射を行い、前記貫通孔における前記積層方向の他方側である積層方向第二側に位置しかつ前記第一領域と部分的に重複する第二領域に対して、前記積層方向第二側から第２のレーザー照射を行う請求項１から７のいずれか一項に記載のロータコアの製造方法。
9. 回転電機用のロータコアであって、
   軸方向に積層された複数枚の電磁鋼板で構成されており、
   複数枚の前記電磁鋼板を前記軸方向に貫通する貫通孔として、永久磁石が挿入される磁石挿入孔及び磁束の流れを制限する磁気バリア孔の少なくとも一方を備え、
   前記貫通孔の内面に、前記軸方向に沿って延びる溶接部を有するロータコア。
10. 前記溶接部が、前記貫通孔の内面のうちステータとの対向面から遠い側の内面に設けられている請求項９に記載のロータコア。
    

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