(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状をなす複数の導体と、
摩擦撹拌接合により前記複数の導体の一端と接合され、表面のうち、少なくとも前記複数の導体が延出する側と反対側の表面全体と、側面の一部とが、該摩擦撹拌接合により撹拌されてなる第１の端絡環と、
摩擦撹拌接合により前記複数の導体の他端と接合され、表面のうち、少なくとも前記複数の導体が延出する側と反対側の表面全体と、側面の一部とが、該摩擦撹拌接合により撹拌されてなる第２の端絡環と、
前記第１および第２の端絡環の間に設けられ、筒状をなす鉄心であって、中心軸方向に沿って前記複数の導体をそれぞれ挿通可能な複数の挿通孔が形成された鉄心と、
を備えたことを特徴とする回転子。
【請求項２】
前記第１および第２の端絡環は、前記摩擦撹拌接合により撹拌されてなることを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
棒状をなす複数の導体と、該複数の導体をそれぞれ挿通可能な複数の挿通孔が形成された筒状をなす鉄心と、前記複数の導体の両端とそれぞれ接合する第１および第２の端絡環とを備えた回転子の製造方法であって、
母材に前記複数の導体の端部を収容した状態で、筒状をなす鉄心を該鉄心の中心軸方向で含むように前記母材と前記複数の導体とを摩擦撹拌接合する摩擦撹拌接合ステップと、
前記摩擦撹拌接合ステップ後の母材の表面であって、少なくとも前記複数の導体が延出する側と反対側の表面全体が、前記摩擦撹拌接合により撹拌されてなる表面となるように該母材を切断して前記端絡環を成形する成形ステップと、
を含むことを特徴とする回転子の製造方法。
【請求項４】
前記摩擦撹拌接合ステップは、前記導体と同一の材料からなる前記母材に形成された挿通孔に該導体の端部を挿通後、前記摩擦撹拌接合により前記導体と前記母材とを接合することを特徴とする請求項３に記載の回転子の製造方法。
【請求項５】
前記摩擦撹拌接合ステップは、前記導体と異なる材料からなる前記母材に形成された凹部に該導体の端部を嵌合後、前記摩擦撹拌接合により前記導体と前記母材とを接合することを特徴とする請求項３に記載の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子およびこの回転子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転磁界を形成する固定子と、該固定子の内部に設けられ、回転磁界の形成により回転する回転子とを備えた誘導電動機が知られている。誘導電動機は、入力される交流電源の種類によって、単相誘導電動機と三相誘導電動機とに大別される。このうち三相誘導電動機は、汎用モータとして広く用いられている。
【０００３】
三相誘導電動機は、太い銅線（バー）がかご形に配置された回転子を有する。回転子は、鉄心と、複数の銅線と、エンドリングとを備えている。回転子は、複数の鋼板が積層されてなる鉄心に複数の銅線を挿通し、該銅線の両端をエンドリングによって固定することにより作製される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
特許文献１では、銅線とエンドリングとを摩擦撹拌接合によって固定している。摩擦撹拌接合を用いることにより、ろう付けなどの接合方法と比して低コストで接合を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７３０５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように摩擦撹拌接合によって銅線とエンドリングとを接合した場合、摩擦撹拌された領域の周辺領域には摩擦による熱のみが伝達される。このため、伝達された熱によって周辺領域の機械的な強度が低下し、回転子の破損などを引き起こすおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、摩擦撹拌接合を用いて接合を行った場合でも強度を維持することができる回転子およびこの回転子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる回転子は、棒状をなす複数の導体と、摩擦撹拌接合により前記複数の導体の一端と接合され、表面のうち、少なくとも前記複数の導体が延出する側と反対側の表面が、該摩擦撹拌接合により撹拌されてなる第１の端絡環と、摩擦撹拌接合により前記複数の導体の他端と接合され、表面のうち、少なくとも前記複数の導体が延出する側と反対側の表面が、該摩擦撹拌接合により撹拌されてなる第２の端絡環と、前記第１および第２の端絡環の間に設けられ、筒状をなす鉄心であって、中心軸方向に沿って前記複数の導体をそれぞれ挿通可能な複数の挿通孔が形成された鉄心と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる回転子は、上記の発明において、前記第１および第２の端絡環は、前記摩擦撹拌接合により撹拌されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる回転子の製造方法は、棒状をなす複数の導体と、該複数の導体をそれぞれ挿通可能な複数の挿通孔が形成された筒状をなす鉄心と、前記複数の導体の両端とそれぞれ接合する第１および第２の端絡環とを備えた回転子の製造方法であって、母材に前記複数の導体の端部を収容した状態で、筒状をなす鉄心を該鉄心の中心軸方向で含むように前記母材と前記複数の導体とを摩擦撹拌接合する摩擦撹拌接合ステップと、前記摩擦撹拌接合ステップ後の母材の表面であって、少なくとも前記複数の導体が延出する側と反対側の表面が、前記摩擦撹拌接合により撹拌されてなる表面となるように該母材を切断して前記端絡環を成形する成形ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる回転子の製造方法は、上記の発明において、前記摩擦撹拌接合ステップは、前記導体と同一の材料からなる前記母材に形成された挿通孔に該導体の端部を挿通後、前記摩擦撹拌接合により前記導体と前記母材とを接合することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる回転子の製造方法は、上記の発明において、前記摩擦撹拌接合ステップは、前記導体と異なる材料からなる前記母材に形成された凹部に該導体の端部を嵌合後、前記摩擦撹拌接合により前記導体と前記母材とを接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、摩擦撹拌接合を用いて接合を行った場合でも強度を維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する平面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１にかかる回転子の要部の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる回転子の製造方法を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる回転子の要部の構成を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかる回転子の要部の構成を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかる回転子の製造方法を説明する図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかる回転子回転子の製造方法を説明する図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態２にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態２にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態２にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態２にかかる回転子の要部の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる回転子１の構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態１にかかる回転子の構成を示す断面図である。図１，２に示す回転子１は、誘導電動機に用いられ、固定子の内部に設けられて該固定子の回転磁界に応じて回転するものである。
【００１７】
回転子１は、太い銅線（バー）がかご形に配置されたかご形回転子である。回転子１は、複数のバー（導体）１０と、エンドリング（端絡環）１１，１２と、鉄心１３と、を備えている。
【００１８】
バー１０は、例えば銅または銅合金を用いて形成され、角柱状（棒状）をなしている。バー１０は、回転子１の構成に応じて複数設けられる。なお、本明細書では、１６本のバー１０を用いるものとして説明するが、この数に限らず、設計に応じた数だけ設けられる。また、角柱状をなすもののほか、円柱状など棒状をなすものであれば適用可能である。
【００１９】
エンドリング１１，１２は、銅または銅合金を用いて形成され、中空円柱状をなしている。エンドリング１１（第１の端絡環）は、摩擦撹拌接合により複数のバー１０の一端とそれぞれ接合している（図２の撹拌領域Ｒ１）。エンドリング１２（第２の端絡環）は、摩擦撹拌接合により複数のバー１０の他端とそれぞれ接合している。
【００２０】
鉄心１３は、例えば複数の電磁鋼板１３ａが積層されてなる。電磁鋼板１３ａは、電気エネルギーと磁気エネルギーの変換効率が高い鋼（例えば鉄にケイ素を添加したもの）を用いて形成され、中空円盤状をなしている。また、電磁鋼板１３ａには、板厚方向に貫通し、バー１０を挿通可能な貫通孔が、バー１０の数に応じて複数形成されている。鉄心１３は、複数の電磁鋼板１３ａが端面を揃えて積層されることにより、円筒状をなすとともに、複数の貫通孔が連通することによりバー１０を挿通する挿通孔１３１を形成している。なお、鉄心１３は、中心軸と直交する断面の外縁が円をなすものに限らず、楕円や多角形をなすものであってもよい。
【００２１】
回転子１は、複数の電磁鋼板１３ａが積層されてなる鉄心１３の挿通孔１３１に複数のバー１０が挿通され、該バー１０の両端がエンドリング１１，１２によってそれぞれ固定されることで作製される。また、回転子１の中空空間には、誘導電動機のシャフトが挿通する。
【００２２】
つぎに、回転子１の製造方法について図３〜図９を参照して説明する。図３〜６は、本実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する斜視図である。図７は、本実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する平面図である。図８は、本実施の形態１にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する断面図である。図９は、本実施の形態１にかかる回転子の要部の構成を示す断面図である。なお、図８，９は、回転子１の中心軸Ｎ０（バー１０の長手方向）を通過し、かつこの中心軸と平行な平面を切断面とする部分断面図である。
【００２３】
まず、母材１２０に形成された貫通孔１２０ａにバー１０の一端部を収容する（図３参照）。母材１２０は、エンドリング１２を形成するためのものであって、銅または銅合金を用いて形成され、中空円柱状をなしている。母材１２０は、外径がエンドリング１２の外径より大きく、内径がエンドリング１２の内径より小さい。上述した処理により、母材１２０から複数のバー１０が延出した状態となる。
【００２４】
つぎに、母材１２０から延出している複数のバー１０に複数の電磁鋼板１３ａを順次差し込む（図４参照）。
【００２５】
その後、母材１１０に形成された貫通孔１１０ａに、鉄心１３（電磁鋼板１３ａ）から延出したバー１０の他端部を差し込む（図５参照）。母材１１０は、エンドリング１１を形成するためのものであって、銅または銅合金を用いて形成され、中空円柱状をなしている。母材１１０は、外径がエンドリング１１の外径より大きく、内径がエンドリング１１の内径より小さい。バー１０に母材１１０を差し込んだ際、バー１０の端面は、母材１１０の端面と同一平面上にあるか、若干貫通孔１１０ａの開口端より内部に退避した状態となっている。
【００２６】
続いて、母材１１０とバー１０とを摩擦撹拌接合により接合する（図６参照：摩擦撹拌接合ステップ）。摩擦撹拌接合では、接合部材２００を用いて接合処理を行う。接合部材２００は、先端にプローブ２０１を同軸上に有するショルダ２０２を備える。プローブ２０１およびショルダ２０２は、円筒状をなし、プローブ２０１の外径はショルダ２０２の外径より小さい。ショルダ２０２は、自身の中心軸Ｎ１のまわりに自転可能である（矢印Ｙ１）。ショルダ２０２が自転すると、ショルダ２０２に取り付けられているプローブ２０１も連動して回転する。
【００２７】
摩擦撹拌接合では、ショルダ２０２を自転させながら母材１１０の表面（バー１０が延出する側と反対側の表面）に押し当てることで発生した摩擦熱により母材１１０およびバー１０が軟化して、さらにショルダ２０２の回転力によって接合部周辺が塑性流動して練り混ざり、その後固化することで母材１１０の一部とバー１０の端部とが一体化する。摩擦撹拌接合を用いることにより、接合後の金属組織が微細化するため、高い接合強度を得ることができる。また、摩擦撹拌接合は、銅などの材料を融点以下の低温で接合することができるとともに、接合後の残留応力や変形が、溶融溶接した場合の残留応力や変形と比して小さい。
【００２８】
摩擦撹拌接合では、ショルダ２０２を自転させながら、母材１１０の中心軸Ｎ２のまわりで回転（公転：図６の矢印Ｙ２）させることによって、各バー１０と母材１１０とを接合する。図７に示すように、ショルダ２０２の移動により、摩擦撹拌により接合された撹拌領域Ｒ１は、母材１１０の表面において円環状をなしている。なお、この撹拌領域Ｒ１の径方向（母材１１０の径方向）の長さ（幅）は、ショルダ２０２の外径と略等しい。換言すれば、ショルダ２０２の外径を調整することにより、撹拌領域Ｒ１の幅を調整することができる。また、撹拌領域Ｒ１は、図８に示す断面図のように、母材１１０との境界が弧状をなしている。
【００２９】
ここで、摩擦撹拌接合において、摩擦撹拌された領域（撹拌領域Ｒ１）の周辺領域は摩擦による熱のみが伝達される。例えば、撹拌領域Ｒ１の周辺領域には、撹拌されずに摩擦熱のみが伝達した熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２が生じる（図８参照）。熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２は、ショルダ２０２の移動方向に沿って、それぞれ円環状に形成される。熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２が発生すると、この領域の機械的な強度が熱により低下し、回転子１の破損などを引き起こすおそれがある。そのため、本実施の形態１では、母材１１０の一部を切断して、母材１１０から熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２を除去する処理を施す。
【００３０】
母材１１０の径方向において、外周側および内周側で母材１１０を切断する切断位置Ｃ１，Ｃ２間の距離をｔ１、熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２間の最短距離をｔ２とすると、ｔ１≦ｔ２が成り立つ。また、本実施の形態１では、鉄心１３の外周側と内周側との間の径（幅）をｔ３、バー１０の径をｔ４、母材１１０の表面における撹拌領域Ｒ１の幅（ショルダ２０２の径）をｔ５とすると、鉄心１３の径ｔ３が切断面間の距離ｔ１以下であり（ｔ３≦ｔ１）、バー１０の径ｔ４が撹拌領域Ｒ１の幅ｔ５より小さい（ｔ４＜ｔ５）。換言すれば、撹拌領域Ｒ１は、中心軸Ｎ２（鉄心１３の中心軸）方向で鉄心１３を含んでいる（ｔ３＜ｔ５）。
【００３１】
上述した関係を満たす切断位置Ｃ１，Ｃ２で母材１１０を切断することにより、図９に示すエンドリング１１を成形することができる（成形ステップ）。エンドリング１１は、熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２を有しないため、熱によりエンドリングとしての機械的な強度が低下することを抑制し、エンドリング１１としての強度を維持したものとなっている。
【００３２】
また、エンドリング１２についても、上述したエンドリング１１の製造工程と同様にして、母材１２０を切断することにより形成することができる。
【００３３】
なお、母材１１０（および母材１２０）の切り出し処理において、例えば、ｔ１≦０．７ｔ５を目安として外周側および内周側で母材１１０を切断する切断位置Ｃ１，Ｃ２間の距離ｔ１を設定して切断位置を決定するものであってもよい。
【００３４】
また、母材１１０（および母材１２０）の切り出し処理では、ｔ１≦ｔ２を満たし、熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２を有しないエンドリング１１（エンドリング１２）を形成することができれば、図８に示す断面においてバー１０の中心軸に対して左右対称に切り出さなくてもよい。母材１１０とバー１０とが撹拌接合し、かつ切断後のエンドリング１１が熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２を含まなければ母材１１０の切り出し位置（切断面の位置）はいかなる場所であってもよく、鉄心１３の側面の一部を切断する位置であってもよい。
【００３５】
上述した実施の形態１によれば、回転子１において、母材１１０とバー１０とを摩擦撹拌接合で接合した際に生じた熱影響領域（熱影響領域Ｈ１１，Ｈ１２）を除去したエンドリング（エンドリング１１，１２）を形成するようにしたので、摩擦撹拌接合を用いて接合を行った場合でも強度を維持することができる。
【００３６】
なお、上述した実施の形態１では、バー１０において、貫通孔１１０ａに挿通された部分すべてが摩擦撹拌接合されるものとして説明したが、貫通孔１１０ａに挿通されている一部が摩擦撹拌接合されるものであってもよい。換言すれば、プローブ２０１のショルダ２０２からの突出長さが、母材１１０の厚さよりも小さい接合部材２００を用いて摩擦撹拌接合を行ってもよい。
【００３７】
（実施の形態１の変形例１）
図１０は、本実施の形態１の変形例１にかかる回転子の製造方法を説明する図であって、回転子１の中心軸（バー１０の長手方向）を通過し、かつこの中心軸と平行な平面を切断面とする部分断面図である。図１１は、本実施の形態１の変形例１にかかる回転子の要部の構成を示す断面図である。本変形例１は、エンドリング１１ａが、摩擦撹拌接合された領域のみからなるものとして説明する。
【００３８】
ショルダ２０２の径を調整することにより、母材に対する撹拌領域の径方向の距離を大きくすることができる。図１０に示す断面図では、母材１１０の表面における撹拌領域Ｒ２の幅ｔ６が上述した幅ｔ５より大きい撹拌領域Ｒ２が形成されている。撹拌領域Ｒ２は、鉄心１３との接触面をすべて覆っている。このため、撹拌領域Ｒ２により生じた熱影響領域Ｈ２１，２２間の最短距離ｔ７は、切断位置Ｃ１，Ｃ２間の距離ｔ１より十分大きくなり、かつ切断後のエンドリング１１ａが、撹拌領域Ｒ２のみから形成されるものとなる。このため、エンドリング１１ａの強度を一段と確実に維持することができる。
【００３９】
（実施の形態１の変形例２）
図１２は、本実施の形態１の変形例２にかかる回転子の要部の構成を示す斜視図である。図１３は、本実施の形態１の変形例２にかかる回転子の製造方法を説明する図である。摩擦撹拌接合では、撹拌処理の終点（ショルダ２０２の停止位置）においてプローブ２０１の跡が残ることがある。プローブ２０１の跡が残ると、塑性流動による混合の均一性が低下して接合強度の低下を引き起こすおそれがある。
【００４０】
本変形例２にかかる母材１３０は、図１２に示すように、円環状をなす円環部１３１と、円環部１３１の側面の一部に設けられ、該側面から円環部１３１の径方向に延出する延出部１３２と、を有する。円環部１３１には、バー１０を挿通するための貫通孔１３１ａが形成されている。延出部１３２は、径方向および幅方向（表面において径方向と直交する方向）の長さがショルダ２０２の径以上となるように突出している。
【００４１】
母材１３０とバー１０とを接合する際には、図１３に示すように、円環部１３１の周方向に一周した後、延出部１３２に到達するようにショルダ２０２を移動させる。軌跡Ｌは、ショルダ２０２の移動によりプローブ２０１の中心軸が描く軌跡を示している。軌跡Ｌを描くようにショルダ２０２が移動することにより、撹拌領域Ｒ３が形成される。これにより、撹拌処理の終点（ショルダ２０２の停止位置）におけるプローブ２０１の跡が円環部１３１から外れた位置となるため、成形後のエンドリングにプローブ２０１の跡が残ることはない。
【００４２】
本変形例２では、成形後のエンドリングにプローブ２０１の跡が残らないようにしたので、プローブ２０１の跡の残存により塑性流動による混合の均一性が低下して接合強度の低下を引き起こすことはなく、摩擦撹拌接合を用いて接合を行った場合でも一層確実に強度を維持することが可能となる。
【００４３】
（実施の形態１の変形例３）
図１４は、本実施の形態１の変形例３にかかる回転子の要部の構成を示す断面図である。上述した実施の形態１では、バー１０の径ｔ４がショルダ２０２の径（すなわち母材１１０の表面における撹拌領域Ｒ１の幅ｔ５）よりも小さいものとして説明したが、本変形例３では、バー１０ａの径ｔ８がショルダ２０２の径（幅ｔ５）よりも大きい。
【００４４】
本変形例３にかかる回転子は、バー１０および鉄心１３に代えて、径（径ｔ８）がショルダ２０２の径（幅ｔ５）よりも大きいバー１０ａと、バー１０ａを挿通可能な挿通孔１４１が形成された円筒状の鉄心１４とを備える。鉄心１４は、複数の電磁鋼板１４ａが積層されてなる。
【００４５】
バー１０ａの径ｔ８がショルダ２０２の径（幅ｔ５）よりも大きい場合、図１４に示すように、ショルダ２０２は、母材１１０の表面を周回するとともに、径方向に移動して撹拌領域Ｒ４を形成する。母材１１０の径方向において、バー１０ａの径をｔ８（＞ｔ５）、外周側および内周側で母材１１０をそれぞれ切断する切断位置Ｃ３，Ｃ４間の距離をｔ９、熱影響領域Ｈ３１，Ｈ３２間の最短距離をｔ１０とすると、ｔ９≦ｔ１０が成り立つ。また、本変形例３では、鉄心１４の外周側と内周側との間の径をｔ１１とすると、鉄心１４の径ｔ１１が切断面間の距離ｔ９以下である（ｔ１１≦ｔ９）。
【００４６】
本変形例３によれば、バー１０ａの径ｔ８がショルダ２０２の径（幅ｔ５）よりも大きい場合であっても、熱影響領域（熱影響領域Ｈ３１，Ｈ３２）を除去したエンドリングを形成することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。図１５〜１７は、本発明の実施の形態２にかかる回転子の製造方法を模式的に説明する断面図である。図１８は、本発明の実施の形態２にかかる回転子の要部の構成を示す断面図である。なお、図１５〜１８は、回転子１の中心軸（バー１０の長手方向）を通過し、かつこの中心軸と平行な平面を切断面とする断面図である。また、図１等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００４８】
本実施の形態２にかかる回転子は、バー１０とは異なり、銅と比して軟らかい材料、例えばアルミニウム、鉄、チタンおよびマグネシウム、ならびにこれらの金属のうちのいずれかを主成分とする合金からなる母材１５０を用いてエンドリングを成形する。
【００４９】
母材１５０は、平板状をなし、一方の表面には、複数の凹部１５１が設けられている。複数の凹部１５１は、バー１０の数および接合位置に応じて設けられる。
【００５０】
母材１５０とバー１０とを接合する際には、図１５，１６に示すように、凹部１５１にバー１０の先端を嵌め合わせる。これにより、母材１５０に対してバー１０が位置決めされた状態となる。
【００５１】
その後、摩擦撹拌接合により母材１５０とバー１０とを撹拌接合する（図１７参照）。このとき、プローブ２０１のショルダ２０２からの突出長さは、凹部１５１の底部から母材１５０の上面までの厚さがｄとなるように調整されている。このため、本実施の形態２では、摩擦撹拌により母材１５０を塑性流動により混合するとともに、バー１０については、先端部のみを摩擦撹拌することによって、両者を接合する。
【００５２】
摩擦撹拌接合後、撹拌領域Ｒ５の形成により生じた熱影響領域Ｈ４１，Ｈ４２に応じて切断面間の距離ｔ１２および切断位置Ｃ５，Ｃ６を決定して母材１５０の切断処理を行う。これにより、異種材料同士を摩擦撹拌により接合し、かつ熱影響領域Ｈ４１，Ｈ４２を有しないエンドリング１５を成形することができる。
【００５３】
上述した実施の形態２によれば、異なる材料を用いて形成される母材１５０とバー１０とを摩擦撹拌接合で接合した際に生じた熱影響領域（熱影響領域Ｈ４１，Ｈ４２）を除去したエンドリング１５を形成するようにしたので、異なる材料同士を摩擦撹拌接合により接合した場合でも強度を維持することができる。
【００５４】
なお、上述した実施の形態２では、両端のエンドリングを母材１５０から形成するようにしてもよいし、一方のエンドリングを母材１５０から成形し、他方のエンドリングを母材１１０（または母材１３０）から成形するようにしてもよい。また、実施の形態１の変形例３のように、バー１０の径がショルダ２０２の径（幅）よりも大きい場合は、ショルダを径方向に移動させて撹拌領域を形成すればよい。上述した実施の形態１（変形例を含む）および実施の形態２の組み合わせは、使用する回転子の仕様により適宜選択することができる。
【００５５】
上述した実施の形態１，２では、成形後のエンドリングの上面、および側面の一部が摩擦撹拌された領域（撹拌領域）を含んでいるものとして説明したが、母材とバーとが撹拌接合し、かつ切断後のエンドリングが熱影響領域を含まなければよい。例えば、撹拌領域の境界が、エンドリングの断面において、図８に示すような略半円状の境界のなす曲線の平均曲率半径より小さい平均曲率半径を有する場合、エンドリングの表面のうち、少なくとも上面（バーと接合する側と反対側の表面）が、摩擦撹拌接合により塑性加工されてなるものであればよい。
【００５６】
上述した実施の形態１，２では、摩擦撹拌された領域（撹拌領域）の中心を基準として対称に切断位置を決定するものとして説明したが、母材とバーとが撹拌接合し、かつ切断後のエンドリングが熱影響領域を含まなければ、切断位置間の中心が、撹拌領域の中心からずれた位置であってもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態１，２は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。
【００５８】
以上のように、本発明にかかる回転子およびこの回転子の製造方法は、摩擦撹拌接合を用いて接合を行った場合でも強度を維持するのに有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  回転子
１０，１０ａ  バー
１１，１１ａ，１２，１５  エンドリング
１３，１４  鉄心
１３ａ，１４ａ  電磁鋼板
１１０，１２０，１３０，１５０  母材
１１０ａ，１２０ａ，１３１ａ  貫通孔
１５１  凹部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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