(57)【要約】【課題】ロータコアと、導体バー及び端絡環を含む二次導体とを有する誘導機の回転子の製造方法等に関し、誘導機の小型化及び高回転化に対応可能な誘導機の回転子の製造方法等を提供する。【解決手段】ロータ１の製造方法によれば、摩擦撹拌接合工程により、高速回転する摩擦撹拌接合ツール５０を、エンドリング３５の内周側及び外周側を周方向に移動させることで、エンドリング３５と、ロータコア２０の軸方向端面とを摩擦撹拌接合する。又、摩擦撹拌接合ツール５０を、各スロット２５のスロット開口部に沿って、軸方向に移動させる。これにより、スロット開口部近傍に位置するロータコア２０の導電材と、各スロット２５内部に配置された導体バー３１の導電材を摩擦撹拌接合する。【選択図】図６
2014103764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に配設された回転軸と、
前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、
前記ロータコアの各スロット内に配置される導電材からなる複数の導体バーと、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面において、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する端絡環と、を含む二次導体と、を有する誘導機の回転子の製造方法であって、
前記ロータコアの各スロット内に、夫々、前記導体バーを配置すると共に、前記ロータコアの軸方向端面に、前記端絡環を形成する二次導体配設工程と、
前記二次導体と前記ロータコアの界面近傍に対して、高速回転する摩擦撹拌接合ツールを接触させることにより、前記二次導体と前記ロータコアを摩擦撹拌接合する摩擦撹拌接合工程と、を有する
ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導機の回転子の製造方法であって、
前記摩擦撹拌接合工程は、
前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の周方向に移動させることにより、前記端絡環と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する
ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の誘導機の回転子の製造方法であって、
前記摩擦撹拌接合工程は、
前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の内周側に沿った周方向に移動させて、前記端絡環の内周側と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する第１摩擦撹拌接合工程と、
前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の外周側に沿った周方向に移動させて、前記端絡環の外周側と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する第２摩擦撹拌接合工程と、を有する
ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の誘導機の回転子の製造方法であって、
前記摩擦撹拌接合工程は、
前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の径方向に移動させて、前記端絡環と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する
ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の誘導機の回転子の製造方法であって、
前記摩擦撹拌接合工程は、
前記ロータコアの外周面において、各スロットに対応する部分に対して、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記回動軸の軸方向に沿って移動させて、前記各スロット内の導体バーと前記ロータコアを摩擦撹拌接合する
ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。
【請求項６】
回転可能に配設された回転軸と、
前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、
前記ロータコアの各スロット内に配置される導電材からなる複数の導体バーと、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面において、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する端絡環と、を含む二次導体と、を有する誘導機の回転子であって、
前記二次導体は、
当該二次導体と前記ロータコアの界面近傍に対して、高速回転する摩擦撹拌接合ツールを接触させることにより、前記二次導体と前記ロータコアを摩擦撹拌接合されている
ことを特徴とする誘導機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の周りに軸方向に延びる複数のスロットを備えるロータコアと、前記スロット内に配置された導体バー及び各導体バー端部を短絡する端絡環を含む二次導体とを有する誘導機の回転子の製造方法、誘導機の回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘導機の回転子の一つとして、かご形回転子が知られている。このようなかご形回転子は、回転軸に固着されたロータコアと、ロータコアにおいて、回転軸の周りに形成された複数のスロット内に配設された導体バー及び、ロータコアの軸方向端面において、各導体バーの端部を短絡する端絡環を含む二次導体とによって構成されている。そして、当該かご形回転子は、その周囲に発生する回転磁束と、この回転磁束により二次導体に生じる誘導電流との相互作用によって回転するように構成されている。
【０００３】
又、近年、かご形回転子を用いた誘導機は、自動車の駆動源に用いられる場合があり、このような用途においては、誘導機の小型化、高出力化が求められており、必然的に高速回転化が要求される傾向にある。高速回転化に関する要求に応える為には、回転子の回転に伴う遠心力の影響を考慮する必要がある。
【０００４】
具体的に説明すると、端絡環は、ロータコアの軸方向端面に沿って配設されているが、導体バーとのみ接続されており、ロータコアの軸方向端面と端絡環の間には、ダイキャスト成形による固着効果や接着効果は、設計上保証することが困難である。従って、回転子の高速回転に伴う遠心力は、端絡環が径方向外側に広がるように作用し、当該回転子の変形や破損の要因となる。
【０００５】
又、前記スロットは、一般的に、ロータコアの径方向に放射状に伸びる形状となっており、スロットと導体バーとの相互間において、ダイキャスト成形による固着効果や接着効果は、ほとんど得られない。従って、回転子の高速回転に伴う遠心力は、スロットに対して、ロータコアの外周部側に位置する部分に、当該スロット内に配設された導体バーを介して作用し、当該回転子の変形や破損の要因となる。
【０００６】
これらを考慮すると、高速回転化に対応する為には、回転子の高速回転に伴う遠心力が作用した場合であっても、端絡環の外径方向への変形を防止すると共に、各スロット内の所定位置に、導体バーを保持しておく必要がある。
【０００７】
この点に鑑み、高速回転に対応可能な回転子に関する発明として、特許文献１及び２記載の発明が知られている。特許文献１記載の回転子は、ロータコアに形成された各スロットの内壁面の内、径方向に延びる２つの内壁面に、凹部を有している。従って、特許文献１記載の回転子では、当該スロット内に導電材をダイキャストすれば、当該凹部に係合する突起が二次導体に成形される。スロット内壁面の凹部と、二次導体の凸部が係合することで、二次導体を介してロータコアに加わる遠心力を、凹部及び凸部の係合部分に分散させて受けている。又、特許文献２記載の発明では、ロータコアの軸方向端面に沿って形成された端絡環の内側に、補強リングを配設することにより、回転子の回転に伴う遠心力によって、端絡環が外径方向に広がるように変形することを防止している。このように、当該特許文献１及び２記載の回転子は、高速回転に伴う大きな遠心力に耐えることができ、高速回転化に対応し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２７８３７２号公報
【特許文献２】実開昭５８−１３１１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、特許文献１及び２記載の発明を用いると、高回転化に対応し得る誘導機の回転子を実現し得る。しかしながら、特許文献１記載の回転子の場合、各スロットの内壁面に凹部を形成することが必要となる。又、特許文献２記載の回転子の場合、端絡環の内径側に配設する補強リングが別部材として必要となってしまう。
【００１０】
本発明は、回転軸の周りに軸方向に延びる複数のスロットを備えるロータコアと、前記スロット内に配置された導体バー及び各導体バー端部を短絡する端絡環を含む二次導体とを有する誘導機の回転子の製造方法等に関し、誘導機の小型化及び高回転化に対応可能な誘導機の回転子の製造方法等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、回転可能に配設された回転軸と、前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、前記ロータコアの各スロット内に配置される導電材からなる複数の導体バーと、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面において、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する端絡環と、を含む二次導体と、を有する誘導機の回転子の製造方法であって、前記ロータコアの各スロット内に、夫々、前記導体バーを配置すると共に、前記ロータコアの軸方向端面に、前記端絡環を形成する二次導体配設工程と、前記二次導体と前記ロータコアの界面近傍に対して、高速回転する摩擦撹拌接合ツールを接触させることにより、前記二次導体と前記ロータコアを摩擦撹拌接合する摩擦撹拌接合工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
当該誘導機の回転子の製造方法によれば、二次導体配設工程において、前記ロータコアの各スロット内に、夫々、前記導体バーが配置されると共に、前記ロータコアの軸方向端面に、前記端絡環が形成される。その後、摩擦撹拌接合工程において、前記二次導体と前記ロータコアの界面近傍に対して、高速回転する摩擦撹拌接合ツールを接触させることにより、前記二次導体と前記ロータコアを摩擦撹拌接合する。ロータコアに対して二次導体を摩擦撹拌接合することにより、ロータコアと二次導体を一体化することができるので、当該誘導機の回転子の製造方法によれば、高速回転に伴う遠心力に対抗することができ、高回転化に対応可能な回転子を製造し得る。
【００１３】
そして、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、請求項１に記載の誘導機の回転子の製造方法であって、前記摩擦撹拌接合工程は、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の周方向に移動させることにより、前記端絡環と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合することを特徴とする。
【００１４】
当該誘導機の回転子の製造方法によれば、摩擦撹拌接合工程において、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の周方向に移動させることにより、前記端絡環と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合するので、端絡環の周方向全域において、ロータコアの軸方向端面に対して一体化することができる。この結果、当該誘導機の回転子の製造方法によれば、高速回転に伴う遠心力に対抗し得る端絡環を有する回転子を製造し得る。
【００１５】
又、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、請求項２記載の誘導機の回転子の製造方法であって、前記摩擦撹拌接合工程は、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の内周側に沿った周方向に移動させて、前記端絡環の内周側と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する第１摩擦撹拌接合工程と、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の外周側に沿った周方向に移動させて、前記端絡環の外周側と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する第２摩擦撹拌接合工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
当該誘導機の回転子の製造方法においては、前記摩擦撹拌接合工程として、第１摩擦撹拌接合工程と、第２摩擦撹拌接合工程と、が実行される。第１摩擦撹拌接合工程では、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の内周側に沿った周方向に移動させるため、前記端絡環の内周側と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合することができる。又、第２摩擦撹拌接合工程では、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の外周側に沿った周方向に移動させるため、前記端絡環の外周側と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する。これにより、当該誘導機の回転子の製造方法によれば、端絡環をロータコアの軸方向端面に対して更に強固に接合することができるので、高速回転に伴う遠心力により対抗し得る端絡環を有する回転子を製造し得る。
【００１７】
そして、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の誘導機の回転子の製造方法であって、前記摩擦撹拌接合工程は、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の径方向に移動させて、前記端絡環と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合することを特徴とする。
【００１８】
当該誘導機の回転子の製造方法において、摩擦撹拌接合工程では、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記端絡環の径方向に移動させて、前記端絡環と前記ロータコアの軸方向端面を摩擦撹拌接合する。これにより、当該誘導機の回転子の製造方法によれば、端絡環をロータコアの軸方向端面に対して強固に接合することができるので、高速回転に伴う遠心力により対抗し得る端絡環を有する回転子を製造し得る。
【００１９】
又、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の誘導機の回転子の製造方法であって、前記摩擦撹拌接合工程は、前記ロータコアの外周面において、各スロットに対応する部分に対して、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記回動軸の軸方向に沿って移動させて、前記各スロット内の導体バーと前記ロータコアを摩擦撹拌接合することを特徴とする。
【００２０】
当該誘導機の回転子の製造方法において、摩擦撹拌接合工程では、前記ロータコアの外周面において、各スロットに対応する部分に対して、前記摩擦撹拌接合ツールを、前記回動軸の軸方向に沿って移動させる。これにより、当該誘導機の回転子の製造方法によれば、前記各スロット内の導体バーと前記ロータコアを摩擦撹拌接合することができるので、高速回転に伴う遠心力により対抗し得る端絡環を有する回転子を製造し得る。
【００２１】
そして、本発明の一の側面に係る誘導機の回転子は、回転可能に配設された回転軸と、前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、前記ロータコアの各スロット内に配置される導電材からなる複数の導体バーと、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面において、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する端絡環と、を含む二次導体と、を有する誘導機の回転子であって、前記二次導体は、当該二次導体と前記ロータコアの界面近傍に対して、高速回転する摩擦撹拌接合ツールを接触させることにより、前記二次導体と前記ロータコアを摩擦撹拌接合されていることを特徴とする。
【００２２】
当該誘導機の回転子において、前記二次導体は、当該二次導体と前記ロータコアの界面近傍に対して、高速回転する摩擦撹拌接合ツールを接触させることにより、前記二次導体と前記ロータコアを摩擦撹拌接合されている。ロータコアに対して二次導体を摩擦撹拌接合することにより、ロータコアと二次導体を一体化することができるので、当該誘導機の回転子によれば、高速回転に伴う遠心力に対抗することができ、高回転化に対応し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係るロータの製造方法によって製造されたロータの概略構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係るロータを構成するロータコアを示す正面図である。
【図３】第１実施形態に係る二次導体配設工程後におけるロータの状態を示す正面図である。
【図４】第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程で用いられる摩擦撹拌接合ツールの外観図である。
【図５】第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程において、エンドリングとロータコアを摩擦撹拌接合している状態を示す部分断面図である。
【図６】第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程後のロータの状態を示す正面図である。
【図７】第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程において、導体バーとロータコアを摩擦撹拌接合している状態を示す説明図である。
【図８】第２実施形態に係る摩擦撹拌接合工程後のロータの状態を示す正面図である。
【図９】第３実施形態に係る摩擦撹拌接合工程後のロータの状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る誘導機の回転子の製造方法及び誘導機の回転子を、誘導電動機に用いられるかご形回転子であるロータ１に適用した一実施形態（第１実施形態）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
先ず、第１実施形態に係るロータ１の概略構成について、図１を参照しつつ詳細に説明する。第１実施形態に係るロータ１は、かご型回転子として構成されており、三相交流電流によって回転磁束を発生させるステータと共に、かご型三相誘導電動機を構成する。当該誘導電動機においては、ステータから発生する回転磁束と、かご型回転子として構成されたロータ１の導体バー３１に発生する誘導電流とが鎖交することにより、ロータ１に回転力が発生する。そして、当該誘導電動機においては、ロータ１は、略円筒形状を為すステータの径方向内側において、回転軸１０の軸芯周りに回転可能に支持されており、上述したロータ１、ステータは、ケース（図示せず）内部に収容されている。
【００２６】
図１に示すように、ロータ１は、回転軸１０に固設され、複数のスロット２５を有するロータコア２０と、複数の導体バー３１及びエンドリング３５を有する二次導体３０と、を有している。回転軸１０は、誘導電動機の軸方向両側において、軸受を介してケース（図示せず）に回転可能に支持されている。尚、図１は、後述する突部２２を含む面の断面である。
【００２７】
図１、図２に示すように、ロータコア２０は、複数の電磁鋼板製のプレートを積層することによって、回転軸１０を取り囲むように円筒形状に構成されており、回転軸１０に対して固定されている。又、当該ロータコア２０の外周面は、誘導電動機を構成する場合、円筒形状に形成されたステータの内周面（回転軸１０側の面）と間隔を隔てた状態で対向するように構成されている。
【００２８】
図２に示すように、ロータコア２０の外周面には、一定間隔で複数のスロット２５が形成されており、各スロット２５の間を区画する複数のティース２１も形成されている。即ち、複数のスロット２５は、回転軸１０を取り囲むように、ロータコア２０の外周面側に分散配置されている。各スロット２５は、ロータコア２０外周面側が開放されており、スロット２５内とロータコア２０外部とが連通したスロット開口部を有している（図２参照）。
【００２９】
そして、各ティース２１の先端部分（即ち、各スロット開口部に相当する位置）には、突部２２が形成されている。ティース２１の先端部分に、突部２２が形成されている為、各スロット２５におけるスロット開口部の幅寸法は、当該スロット２５の他の部分よりも狭くなる。即ち、当該スロット２５は、所謂、セミオープンスロットとして機能する。
【００３０】
図１等に示すように、導体バー３１は、当該ロータコア２０の外周面に分散配置された複数のスロット２５内に配設されている。複数の導体バー３１は、後述する二次導体配設処理により、各スロット２５内に、アルミニウム等の導電材をダイキャストすることによって形成されており、ロータコア２０の周方向に沿って、等間隔で分散配置されている。各導体バー３１は、ロータコア２０の軸方向に沿って一直線状に延びるように配設されている。又、各導体バー３１の長さ寸法は、ロータコア２０の軸方向寸法とほぼ等しく形成されている（図１参照）。
【００３１】
エンドリング３５は、端絡環又は短絡環と呼ばれる部材であり、図１に示すように、回転軸１０の軸方向におけるロータコア２０の両端面に沿って配置されている。当該エンドリング３５は、後述する二次導体配設工程によって、導体バー３１と同様にアルミニウム等によって、円環状に形成されており、各導体バー３１の端部に接合されている。これにより、各導体バー３１は、一対のエンドリング３５と接合されることにより、短絡されている。
【００３２】
次に、第１実施形態に係るロータ１の製造方法を構成する二次導体配設工程について、図３を参照しつつ詳細に説明する。図１、図２に示すように、ロータコア２０は、回転軸１０に固設されており、その外周面には、セミオープンスロットとして機能する複数のスロット２５を有している。
【００３３】
第１実施形態に係る二次導体配設工程においては、導電体の一例であるアルミニウムを、各スロット２５内にダイキャストすることにより、各スロット２５内部に導体バー３１を形成する。又、ロータコア２０の周囲には、所定形状を為す鋳型が配置されている。第１実施形態においては、各スロット２５内へダイキャストと同時に、ロータコア２０の軸方向両端面と、前記鋳型の内壁面の間にもダイキャストされる。これにより、二次導体配置工程を実行することで、図３に示すように、エンドリング３５が、ロータコア２０の軸方向両端面に沿って形成される。
【００３４】
続いて、第１実施形態に係るロータ１の製造方法を構成する摩擦撹拌接合工程について、図面を参照しつつ詳細に説明する。第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程においては、図４に示す摩擦撹拌接合ツール５０を使用する。
【００３５】
ここで、第１実施形態に係る摩擦撹拌接合ツール５０について、図４を参照しつつ詳細に説明する。図４に示すように、第１実施形態の摩擦撹拌接合ツール５０は、円柱状に形成され、高速回転可能な摩擦撹拌本体部５１と、摩擦撹拌本体部５１の端面において、摩擦撹拌本体部５１の回転軸上に突出形成された摩擦撹拌プローブ５２を有して構成されており、一般な摩擦撹拌接合を行う為に用いられるツールである。そして、当該摩擦撹拌接合ツール５０は、駆動装置（図示せず）によって、摩擦撹拌本体部５１を高速回転させることで、摩擦撹拌プローブ５２も高速回転するように構成されている。
【００３６】
次に、摩擦撹拌接合工程における摩擦撹拌接合ツール５０の使用について、図４、図５を参照しつつ詳細に説明する。尚、図５は、突部２２を含む面の断面である。第１実施形態における摩擦撹拌接合工程においては、摩擦撹拌接合ツール５０における摩擦撹拌本体部５１及び摩擦撹拌プローブ５２を高速回転させた状態で、エンドリング３５の軸方向端面に対して、摩擦撹拌プローブ５２をあてて埋没させ、摩擦撹拌本体部５１の端面をエンドリング３５の軸方向端面に接触させた状態で、摩擦撹拌接合ツール５０を移動させることにより行われる。つまり、二次導体３０側からロータコア２０との界面に摩擦撹拌接合ツール５０をあてた状態で、摩擦撹拌接合ツール５０を移動させている。
【００３７】
摩擦撹拌接合ツール５０と接触しているエンドリング３５及びロータコア２０は、摩擦撹拌プローブ５２の回転により発生する摩擦熱、及び摩擦撹拌本体部５１の端面とエンドリング３５の軸方向端面との摺動に伴い発生する摩擦熱によって軟化し、且つ、摩擦撹拌プローブ５２の高速回転により撹拌される。第１実施形態においては、摩擦熱により導電材が軟化し撹拌された部分を摩擦撹拌加工部Ｆという（図５参照）。
【００３８】
そして、摩擦撹拌接合ツール５０の移動に伴って、摩擦撹拌加工部Ｆは、摩擦撹拌プローブ５２の進行圧力を受けて摩擦撹拌プローブ５２が通過した部分を埋めるように、摩擦撹拌接合ツール５０の進行方向後方へと回り込む態様で塑性流動する。その後、摩擦撹拌加工部Ｆは、摩擦熱を急速に失って冷却固化する。これにより、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面が固相接合され、金属組織が接合過程で強化されるため、当該摩擦撹拌接合工程によって、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面を強固に接合することができ、高速回転に伴う遠心力に十分に対抗し得る。
【００３９】
そして、第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程では、図６に示すように、摩擦撹拌接合ツール５０を、エンドリング３５の軸方向端面において、当該エンドリング３５の内周側を周方向へ移動させる。又、摩擦撹拌接合ツール５０を、エンドリング３５の軸方向端面において、当該エンドリング３５の外周側を周方向へ移動させる。
【００４０】
第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程では、摩擦撹拌接合ツール５０を、図６に示す摩擦撹拌加工部Ｆのようにエンドリング３５の軸方向端面における内周側及び外周側を、周方向に移動させることにより、エンドリング３５は、当該エンドリング３５の内周側及び外周側で、ロータコア２０の軸方向端面に摩擦撹拌接合される。これにより、当該ロータ１の製造方法によれば、摩擦撹拌接合工程を実行することで、エンドリング３５の内周側及び外周側で、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面を接合し得るので、当該ロータ１の製造方法によれば、高速回転に対応可能なロータ１を製造し得る。
【００４１】
更に、第１実施形態に係る摩擦撹拌接合工程においては、図７に示すように、摩擦撹拌接合ツール５０を、各スロット２５のスロット開口部に沿って、軸方向に移動させる。本実施形態では、摩擦撹拌プローブ５２は、導体バー３１に埋没された位置で軸方向に移動される。この時、摩擦撹拌本体部５１の円筒面端部５３は、突部２２やティース２１に対応する部分に配置され、摩擦撹拌本体部５１の円筒面端部５３と、摩擦撹拌プローブ５２の円筒面端部５４と、摩擦撹拌本体部５１と摩擦撹拌プローブ５２との境界部５５とで形成される断面三角形の領域が、導体バー３１とロータコア２０との界面に存在する位置になる。これにより、スロット開口部近傍に位置するロータコア２０と、各スロット２５内部に配置された導体バー３１の導電材を摩擦撹拌接合することができる。この結果、当該ロータ１の製造方法によれば、高速回転に伴う遠心力が作用した場合であっても、各スロット２５内に導体バー３１を保持することができるので、高速回転に対応可能なロータ１を製造し得る。尚、導体バー３１とロータコア２０との界面と、摩擦撹拌接合ツール５０の相対位置は、上述した例に限らず、摩擦撹拌プローブ５２が導体バー３１とロータコア２０との界面に存在する位置で、軸方向に移動させてもよい。
【００４２】
以上説明したように、第１実施形態に係るロータ１の製造方法によれば、摩擦撹拌接合工程により、摩擦撹拌接合ツール５０を、エンドリング３５の内周側及び外周側を周方向に移動させることで、エンドリング３５と、ロータコア２０の軸方向端面とを摩擦撹拌接合し得る。これにより、エンドリング３５と、ロータコア２０の軸方向端面の間が強固に固相接合される為、当該ロータ１の製造方法によれば、高速回転に伴う遠心力が作用した場合でもエンドリング３５の変形を抑制することができ、もって、高速回転に対応可能なロータを製造し得る。
【００４３】
又、第１実施形態に係るロータ１の製造方法によれば、摩擦撹拌接合工程により、摩擦撹拌接合ツール５０を、各スロット２５のスロット開口部に沿って、軸方向に移動させる。これにより、スロット開口部近傍に位置するロータコア２０と、各スロット２５内部に配置された導体バー３１の導電材を摩擦撹拌接合することができる。この結果、当該ロータ１の製造方法によれば、高速回転に伴う遠心力が作用した場合であっても、各スロット２５内に導体バー３１を保持することができるので、高速回転に対応可能なロータ１を製造し得る。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態と異なる実施形態（第２実施形態）について、図８を参照しつつ詳細に説明する。尚、第２実施形態に係るロータ１の製造方法は、第１実施形態に係るロータ１の製造方法と略同一の基本的構成を有しており、摩擦撹拌接合工程で、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面とを接合する際の摩擦撹拌接合ツール５０の移動軌跡が相違する。第１実施形態と同一の構成については、その説明を省略し、相違点に係る構成について、詳細に説明する。
【００４５】
第２実施形態に係るロータ１の製造方法において、摩擦撹拌接合工程では、摩擦撹拌接合ツール５０を、図８に示す摩擦撹拌加工部Ｆのように、第１実施形態の摩擦撹拌加工部Ｆの間の部分である、エンドリング３５の軸方向端面上を、周方向に移動させることにより、エンドリング３５は、ロータコア２０の軸方向端面に摩擦撹拌接合される。これにより、当該ロータ１の製造方法によれば、摩擦撹拌接合工程を実行することで、エンドリング３５の全周において、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面を接合し得るので、当該ロータ１の製造方法によれば、高速回転に対応可能なロータ１を製造し得る。
【００４６】
（第３実施形態）
次に、上述した第１実施形態、第２実施形態と異なる実施形態（第３実施形態）について、図９を参照しつつ詳細に説明する。尚、第３実施形態に係るロータ１の製造方法は、第１実施形態に係るロータ１の製造方法と略同一の基本的構成を有しており、摩擦撹拌接合工程で、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面とを接合する際の摩擦撹拌接合ツール５０の移動軌跡が相違する。第１実施形態と同一の構成については、その説明を省略し、相違点に係る構成について、詳細に説明する。
【００４７】
第３実施形態に係るロータ１の製造方法において、摩擦撹拌接合工程では、図９に示す摩擦撹拌加工部Ｆのように、エンドリング３５の軸方向端面において、ロータコア２０に放射状に形成された各ティース２１に対して軸方向に重なる位置で、摩擦撹拌接合ツール５０を、ロータ１の径方向に移動させることにより、エンドリング３５は、ロータコア２０の軸方向端面に摩擦撹拌接合される。これにより、当該ロータ１の製造方法によれば、摩擦撹拌接合工程を実行することで、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面を強固に接合し得るので、当該ロータ１の製造方法によれば、高速回転に対応可能なロータ１を製造し得る。
【００４８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、エンドリング３５とロータコア２０の軸方向端面との摩擦撹拌接合に際して、図６、図８、図９の何れかに示す態様で、摩擦撹拌接合ツール５０を移動させていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、図６や図８のように、エンドリング３５の周方向へ摩擦撹拌接合ツール５０を移動させる態様と、図９に示すエンドリング３５の径方向へ摩擦撹拌接合ツール５０を移動させる態様を組み合わせてもよい。
【００４９】
又、上述した実施形態における摩擦撹拌接合工程においては、セミオープンスロットとして形成された各スロット２５のスロット開口部に対して、摩擦撹拌接合ツール５０を軸方向に移動させて、スロット開口部近傍のロータコア２０と、スロット２５内部の導体バー３１とを摩擦撹拌接合していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、クローズドスロットとして形成されたスロットの外径側にあたるロータコア２０の外周面に対して、摩擦撹拌接合ツール５０を軸方向に移動させることで、ロータコア２０の外周面と、スロット２５内部の導体バー３１とを摩擦撹拌接合してもよい。
【００５０】
上述した実施形態に係る二次導体配置工程においては、各スロット２５内に導体バー３１を配置する工程及び、エンドリング３５をロータコア２０の軸方向端面に沿って配置する工程を、何れも、アルミニウム等をダイキャストすることにより行っていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、一定の形状に成形された導体バー３１を、各スロット２５内に配置する工程であってもよいし、所定形状に形成されているエンドリング３５を、ロータコア２０の軸方向端面に沿って配置すると共に、各導体バー３１の端部と接続する工程であってもよい。エンドリング３５と導体バー３１の一方のみをダイキャストする構成であってもよい。又、導電材として、アルミニウム等の他、例えば、銅や、アルミニウム合金、銅合金を用いても良い。又、導体バー３１とエンドリング３５は、別材料でも良い。
又、摩擦撹拌接合ツール５０は、エンドリング３５の軸方向端面に垂直にあてる形態に限らず、斜めにあててもよいし、外径方向からあててもよい。この時、摩擦撹拌本体部５１の円筒面端部５３と、摩擦撹拌プローブ５２の円筒面端部５４と、摩擦撹拌本体部５１と摩擦撹拌プローブ５２との境界部５５とで形成される断面三角形の領域が、エンドリング３５とロータコア２０との界面に存在する位置になるようにしてもよい。
又、摩擦撹拌工程として、エンドリング３５とロータコア２０との界面と、導体バー３１とロータコア２０との界面のどちらか一方のみに摩擦撹拌接合ツール５０を接触させて接合してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１    ロータ
１０  回転軸
２０  ロータコア
２１  ティース
２５  スロット
３０  二次導体
３１  導体バー
３５  エンドリング
５０  摩擦撹拌接合ツール
５１  摩擦撹拌本体部
５２  摩擦撹拌プローブ
Ｆ    摩擦撹拌接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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