(57)【要約】【課題】導体バーとエンドリングとに対して所望の接合強度を確保すると共に電気的接合面積を増大させることで誘導電動機の性能を向上させ、回転子の製造に要する費用を削減する。【解決手段】導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面上から外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロットに導体バー１２を装着し、ロータ鉄心１１の端面にエンドリング１３の表面を当接させ、各収容穴１３ａに導体バー１２の各端部１２ａを装着する。回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の径方向内方に向かいエンドリング１３の外周面１３Ａに押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の外周部内に相対的に押し込み、回転工具２２をエンドリング１３の外周部に沿って周方向に相対的に周回させる。【選択図】      図５
2004236456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部を収容する収容穴を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子であって、
前記エンドリングは前記収容穴を有する複数の積層リングが前記回転軸方向に積層されてなり、
各前記複数の積層リング毎に、先端に凸部を具備する回転工具の前記凸部を、前記収容穴に前記導体バーを収容した前記積層リングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記収容穴とを接合することを特徴とする誘導電動機の回転子。
【請求項２】
略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部を収容する収容穴を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子であって、
前記エンドリングは、少なくとも内周面上から径方向内方に突出する突出部または外周面上から径方向外方に向かい突出する突出部の何れか一方を備え、
先端に凸部を具備する回転工具の前記凸部を、前記収容穴に前記導体バーを収容した前記エンドリングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記収容穴とを接合し、前記凸部の周回の終端位置を前記突出部に設定することを特徴とする誘導電動機の回転子。
【請求項３】
略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部を収容する収容穴を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子であって、
前記エンドリングは、表面上から前記回転軸方向に突出するフィンを備え、
先端に凸部を具備する回転工具による摩擦攪拌により前記導体バーと前記収容穴とを接合することを特徴とする誘導電動機の回転子。
【請求項４】
略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、略円環状のエンドリングが周方向に沿って分割されてなり、前記導体バーと接合された複数の略円弧状のエンドリング片とを備えた誘導電動機の回転子であって、
前記複数のエンドリング片の少なくとも内周面または外周面の何れか一方に当接するリングを備え、
周方向で隣り合う前記エンドリング片間に前記導体バーを収容した状態で、先端に凸部を具備する回転工具の前記凸部を、前記リングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記エンドリング片とを接合することを特徴とする誘導電動機の回転子。
【請求項５】
略円筒状のロータ鉄心において周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部と当接する当接部を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子の製造方法であって、
先端に凸部を具備する回転工具の中心軸を前記回転軸方向に交差する方向に向けた状態で前記凸部を、前記当接部を含む前記エンドリングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記エンドリングとを接合することを特徴とする誘導電動機の回転子の製造方法。
【請求項６】
略円筒状のロータ鉄心において周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部と当接する当接部を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子の製造方法であって、
先端に凸部を具備する複数の回転工具の前記凸部を、前記当接部を含む前記エンドリングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記エンドリングとを接合することを特徴とする誘導電動機の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、略円筒状のロータ鉄心と、このロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、スロットに装着された導体バーと、ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に導体バーに接合された略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機のかご形の回転子を製造する方法、特に導体バーとエンドリングとを接合する方法として、例えば導体バーの長さをロータ鉄心の長さよりも長く設定し、導体バーの両端部をエンドリングにより両側から挟み込み、互いの端部に向かい加圧することによって拡散接合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、例えばエンドリングの収容穴に挿入した導体バーの端部をエンドリングの端面よりも外側に向かい僅かに突出するように設定し、導体バーの両端部を互いの端部に向かい加圧することで塑性変形させ、エンドリングにかしめる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、例えば導体バーの長さをロータ鉄心の長さよりも長く設定し、ロータ鉄心の両端面から外側に向かい突出した突出部をロータ鉄心の外面に沿って屈曲させ、この屈曲部に別体のエンドリングを接合する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２６４８１９号公報
【特許文献２】
特開平８−３４０６６４号公報
【特許文献３】
特開平９−１１７１１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術に係る誘導電動機の回転子の製造方法において、拡散接合によって導体バーとエンドリングとを接合する方法では、所望の接合強度を確保できない虞がある。
また、かしめによって導体バーとエンドリングとを接合する方法では、接合部の電気的接合が不完全となり電動機の性能が低下したり、所望の接合強度を確保できない虞がある。
また、導体バーの屈曲部にエンドリングを接合するでは、屈曲部を確保する分だけ導体バーの長さを長く形成する必要があり、材料費が嵩むという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、導体バーとエンドリングとに対して所望の接合強度を確保すると共に電気的接合面積を増大させることで誘導電動機の性能を向上させ、回転子の製造に要する費用を削減することが可能な誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の誘導電動機の回転子は、略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部を収容する収容穴を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子（例えば、実施の形態での回転子３０）であって、前記エンドリングは前記収容穴を有する複数の積層リング（例えば、実施の形態での積層リング１３ｂ，…，１３ｂ）が前記回転軸方向に積層されてなり、各前記複数の積層リング毎に、先端に凸部を具備する回転工具の前記凸部を、前記収容穴に前記導体バーを収容した前記積層リングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記収容穴とを接合することを特徴としている。
【０００６】
上記構成の誘導電動機の回転子によれば、エンドリングを複数の積層リングを積層して構成したことにより、エンドリングの回転軸方向の厚さを適宜の厚さに設定することができる。
しかも、各積層リング毎に摩擦攪拌溶接を行うことで、例えばエンドリングの回転軸方向の厚さが厚くなる場合であっても、各導体バーとエンドリングとの間に所望の接合強度を確保することができると共に、接合部における欠陥や電気的接合不良等が生じることを抑制することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明の誘導電動機の回転子は、略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部を収容する収容穴を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子（例えば、実施の形態での回転子４０）であって、前記エンドリングは、少なくとも内周面上から径方向内方に突出する突出部（例えば、実施の形態での内周側突出部４２）または外周面上から径方向外方に向かい突出する突出部（例えば、実施の形態での外周側突出部４１）の何れか一方を備え、先端に凸部を具備する回転工具の前記凸部を、前記収容穴に前記導体バーを収容した前記エンドリングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記収容穴とを接合し、前記凸部の周回の終端位置（例えば、実施の形態での終端位置４１ａ、４２ａ）を前記突出部に設定することを特徴としている。
【０００８】
上記構成の誘導電動機の回転子によれば、摩擦攪拌溶接での回転工具の終端位置が、エンドリングから突出する突出部に設定されていることから、例えば終端位置に加工痕として適宜の穴等が形成される場合であっても、エンドリングの二次抵抗が増大したり、エンドリングと導体バーとの接合強度が低下してしまうことを防止することができる。
さらに、複数の突出部を設けることによって、エンドリングおよび回転子の放熱性を向上させることができる。また、突出部を回転子のバランサとして利用することもできる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明の誘導電動機の回転子は、略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部を収容する収容穴を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子（例えば、実施の形態での回転子５０）であって、前記エンドリングは、表面上から前記回転軸方向に突出するフィン（例えば、実施の形態でのフィン５１）を備え、先端に凸部を具備する回転工具による摩擦攪拌により前記導体バーと前記収容穴とを接合することを特徴としている。
【００１０】
上記構成の誘導電動機の回転子によれば、エンドリングおよび回転子の放熱性を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明の誘導電動機の回転子は、略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットと、前記スロットに装着された導体バーと、略円環状のエンドリングが周方向に沿って分割されてなり、前記導体バーと接合された複数の略円弧状のエンドリング片とを備えた誘導電動機の回転子（例えば、実施の形態での回転子６０）であって、前記複数のエンドリング片の少なくとも内周面または外周面の何れか一方に当接するリング（例えば、実施の形態での内周リング６５、外周リング６６）を備え、周方向で隣り合う前記エンドリング片間に前記導体バーを収容した状態で、先端に凸部を具備する回転工具の前記凸部を、前記リングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記エンドリング片とを接合することを特徴としている。
【００１２】
上記構成の誘導電動機の回転子によれば、複数のエンドリング片の少なくとも内周面または外周面の何れか一方に当接するリングを備えたことにより、摩擦攪拌によって導体バーとエンドリング片とを接合する際に、エンドリング片および導体バーの各内周部および各外周部に未接合領域が生じることを防止し、各エンドリング片と各導体バーとの接合強度を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明の誘導電動機の回転子の製造方法は、略円筒状のロータ鉄心において周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部と当接する当接部（例えば、実施の形態での収容穴１３ａ、隣り合うエンドリング片６４ａ，６４ａ間）を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子の製造方法であって、先端に凸部を具備する回転工具の中心軸を前記回転軸方向に交差する方向に向けた状態で前記凸部を、前記当接部を含む前記エンドリングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記エンドリングとを接合することを特徴としている。
【００１４】
上記の誘導電動機の回転子の製造方法によれば、エンドリングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により、エンドリングの外周から内周に向かう、あるいは、内周から外周に向かう径方向の摩擦攪拌溶接によって導体バーとエンドリングとが接合されることで、エンドリングの当接部（例えば、導体バーの収容穴等）と導体バーとの接合強度を向上させることができる。
また、例えばエンドリングの形状やエンドリングの径方向における導体バーの配置位置等が変化する場合であっても、導体バーとエンドリングとの間に所望の接合強度を確保することができると共に、接合部における欠陥や電気的接合不良が生じることを抑制することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明の誘導電動機の回転子の製造方法は、略円筒状のロータ鉄心において周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向に貫通する複数のスロットに装着された導体バーと、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面を両側から挟み込むと共に前記導体バーの端部と当接する当接部（例えば、実施の形態での収容穴１３ａ、隣り合うエンドリング片６４ａ，６４ａ間）を有する略円環状のエンドリングとを備えた誘導電動機の回転子の製造方法であって、先端に凸部を具備する複数の回転工具の前記凸部を、前記当接部を含む前記エンドリングの周方向に沿って相対的に周回させて行う摩擦攪拌により前記導体バーと前記エンドリングとを接合することを特徴としている。
【００１６】
上記の誘導電動機の回転子の製造方法によれば、複数の回転工具によって、同時に摩擦攪拌溶接を行うことから、例えば単一の回転工具によって摩擦攪拌溶接を行う場合に比べて、接合時間を短縮することができる。
また、例えば複数の回転工具をエンドリングに対して対称に配置することによって、例えば接合時における局部的な発熱によりエンドリングに非対称な熱変形が生じてしまうことを抑制することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法の第１の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
第１の実施形態による誘導電動機の回転子１０は、例えば図１から図３に示すように、いわゆるかご型ロータであって、例えば、この回転子１０の外周部に対向配置される内周部を有する略円筒形の固定子（図示略）を備えて誘導電動機が構成されている。
【００１８】
回転子１０は、珪素鋼板等の電磁鋼板１１ａが積層されてなる略円筒状のロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸Ｏ方向に貫通する貫通孔からなる複数のスロット１１ｂ，…，１１ｂと、各スロット１１ｂ，…，１１ｂ内に装着された略棒状の導体バー１２，…，１２と、各導体バー１２の回転軸Ｏ方向の各端部１２ａが装着される各収容穴１３ａを有し、導体バー１２，…，１２と一体に形成されると共に、ロータ鉄心１１の回転軸Ｏ方向の端面１１Ａ，１１Ｂを両側から挟み込むようにして配置された一対の略円環板状のエンドリング１３，１３とを備えて構成されている。
（なお、図１から図３においては、複数の導体バー１２，…，１２の個数を８個としたが、導体バー１２の個数はこれに限定されるものではない。）
【００１９】
ここで、略棒状の導体バー１２は、例えば銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属で形成され、回転軸Ｏに直交する断面形状は、例えば回転子１０の径方向内方に向かい漸次、幅が狭くなる先細り形状とされている。
さらに、回転軸Ｏ方向において、導体バー１２はロータ鉄心１１の寸法よりも長く形成され、ロータ鉄心１１のスロット１１ｂに装着された導体バー１２の各端部１２ａが、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ，１１Ｂ上から外側に向かい突出するようになっている。
【００２０】
略円環板状のエンドリング１３は、例えば導体バー１２と同様に、銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属で形成され、導体バー１２の端部１２ａが装着される各収容穴１３ａは、例えば回転軸Ｏ方向に貫通する貫通孔とされ、ロータ鉄心１１の各スロット１１ｂの開口部に臨んで連通するように形成されている。
そして、エンドリング１３の各収容穴１３ａに装着された導体バー１２の端部１２ａは、後述するように、先端に凸部２１を有する回転工具２２による摩擦攪拌溶接によって、エンドリング１３の径方向から各収容穴１３ａに接合されている。
【００２１】
第１の実施形態による誘導電動機の回転子１０は上記構成を備えており、次に、この回転子１０の製造方法、特に、エンドリング１３と導体バー１２とを摩擦攪拌溶接によって一体に接合する方法について説明する。
先ず、例えば図４（ａ）に示すように、導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロット１１ｂに導体バー１２を装着し、さらに、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に、エンドリング１３の表面を当接させ、各収容穴１３ａに導体バー１２の各端部１２ａを装着する（ステップＳ０１）。
【００２２】
次に、例えば図５に示すように、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の径方向に沿って、例えば径方向内方に向かいエンドリング１３の外周面１３Ａに押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の外周部内に押し込み、回転工具２２をエンドリング１３の外周部に沿って周方向に周回、もしくは、中心軸Ｐ周りに高速で回転させた回転工具２２の凸部２１がエンドリング１３内に押し込まれるようにロータ鉄心１１およびエンドリング１３を、回転工具２２の中心軸Ｐ方向に移動させ、回転工具２２の凸部２１がエンドリング１３内に押し込まれた状態でエンドリング１３の外周部に沿って周方向に周回するようにロータ鉄心１１および積層リング１３ｂを回転軸Ｏ周りに回転させる（ステップＳ０２）。
このようなエンドリング１３と回転工具２２との相対移動および相対回転により、例えば図４（ｂ）に示すように、エンドリング１３の外周部において周方向に沿って形成され、各収容穴１３ａ，…，１３ａに到達する溶融攪拌領域Ｙの全域においてエンドリング１３と導体バー１２とが攪拌されて融合し、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００２３】
上述したように、第１の実施形態による誘導電動機の回転子１０によれば、エンドリング１３の外周部から内周部に向かう径方向の摩擦攪拌溶接によって各導体バー１２と各収容穴１３ａとが接合されることで、エンドリング１３の外周部において、各収容穴１３ａと導体バー１２との接合強度を向上させることができる。
しかも、第１の実施形態による誘導電動機の回転子の製造方法によれば、エンドリング１３の外周部から内周部に向かう径方向に摩擦攪拌溶接を行うことで、例えばエンドリング１３の形状やエンドリング１３の径方向における導体バー１２の配置位置等が変化する場合であっても、各導体バー１２とエンドリング１３との間に所望の接合強度を確保することができると共に、接合部における欠陥や電気的接合不良が生ずることを抑制することができる。
【００２４】
なお、上述した第１の実施形態においては、エンドリング１３を略円環板状としたが、これに限定されず、例えばエンドリング１３を複数のリング状部材１３―１，…，１３―ｎ（ただし、ｎは任意の自然数）により形成してもよい。
なお、以下において、上述した実施形態と同一部分には同じ符号を配して説明を省略または簡略化する。
例えば、図６に示す第１の実施形態の第１変形例に係るエンドリング１３は、第１のリング状部材１３―１と第２のリング状部材１３―２とを備えて構成されている。
第１のリング状部材１３―１は、例えば円環板状の内周部１３―１ａと、この内周部１３―１ａに対して回転軸Ｏ方向の厚さが一段小さく形成された円環板状の外周部１３―１ｂとを備えて構成され、周方向に直交する断面形状が略Ｌ字型に形成されている。そして、第１のリング状部材１３―１の外周部１３―１ｂには、この外周部１３―１ｂを回転軸Ｏ方向に貫通する各収容穴１３ａ，…，１３ａが設けられている。
そして、第２のリング状部材１３―２は、回転軸Ｏ方向で第１のリング状部材１３―１の外周部１３―１ｂに積層され、第１のリング状部材１３―１の内周部１３―１ａの外周面に当接する内周面を有する略円環板状に形成されている。
【００２５】
この第１の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子の製造方法においては、先ず、例えば図７（ａ）に示すように、導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から回転軸Ｏ方向の外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロット１１ｂに導体バー１２を装着し、さらに、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に、各収容穴１３ａ，…，１３ａを具備する第１のリング状部材１３―１を当接させ、この第１のリング状部材１３―１の外周部１３―１ｂに設けられた各収容穴１３ａに導体バー１２の各端部１２ａを装着する（ステップＳ１１）。
【００２６】
次に、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿って第１のリング状部材１３―１の外周部１３―１ｂの表面に押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を第１のリング状部材１３―１の外周部１３―１ｂ内に相対的に押し込み、さらに、回転工具２２を各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿って相対的に周回させる（ステップＳ１２）。
これにより、例えば図７（ｂ）に示すように、第１のリング状部材１３―１の外周部１３―１ｂの各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿った周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域において第１のリング状部材１３―１と導体バー１２とが攪拌されて融合し、第１のリング状部材１３―１と導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００２７】
次に、例えば図７（ｂ）に示すように、導体バー１２と接合された第１のリング状部材１３―１の内周部１３―１ａの外周面および外周部１３―１ｂの表面に当接するようにして、第２のリング状部材１３―２を装着する（ステップＳ１３）。
次に、例えば図７（ｃ）に示すように、第１のリング状部材１３―１の内周部１３―１ａと第２のリング状部材１３―２との当接部αに、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿って押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を相対的に当接部α内に押し込み、回転工具２２を当接部αの周方向に沿って相対的に周回させる。さらに、第１のリング状部材１３―１の外周部１３−１ｂと第２のリング状部材１３―２との当接部βに、回転工具２２の凸部２１を各リング状部材１３―１，１３―２の径方向内方に向かって押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を相対的に当接部β内に押し込み、回転工具２２を当接部βの周方向に沿って相対的に周回させる（ステップＳ１４）。
これにより、第１のリング状部材１３―１の内周部１３―１ａおよび外周部１３―１ｂと第２のリング状部材１３―２との間で周方向に沿って設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域において第１および第２のリング状部材１３―１，１３―２が攪拌されて融合し、第１および第２のリング状部材１３―１，１３―２が接合される。
【００２８】
また、上述した第１の実施形態においては、各スロット１１ｂに装着される導体バー１２の本体形状と、エンドリング１３の各収容穴１３ａに装着される導体バー１２の端部１２ａの形状とを同等に設定したが、これに限定されず、例えば図８（ａ）に示す第１の実施形態の第２変形例に係る導体バー１２のように、導体バー１２の端部１２ａの内周部に切欠部１２ｂを設け、回転軸Ｏ方向に直交する断面形状が略Ｌ字形となるように形成してもよい。
この第１の実施形態の第２変形例においてエンドリング１３と導体バー１２とを摩擦攪拌溶接によって一体に接合する際には、先ず、例えば図８（ａ）に示すように、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から外側に向かい突出する導体バー１２の各端部１２ａをエンドリング１３の各収容穴１３ａに装着した状態で、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の径方向内方に向かいエンドリング１３の外周面１３Ａに押し当てる。そして、回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３内に相対的に押し込み、さらに、回転工具２２を外周面１３Ａの周方向に沿って相対的に周回させる。
これにより、例えば図８（ｂ）に示すように、エンドリング１３の外周部において周方向に沿って形成され、各収容穴１３ａ，…，１３ａに到達する溶融攪拌領域Ｙの全域においてエンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとが攪拌されて融合し、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００２９】
また、上述した第１の実施形態においては、回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の径方向内方に向かってエンドリング１３の外周面１３Ａに押し当てるとしたが、これに限定されず、例えば回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の径方向外方に向かってエンドリング１３の内周面１３Ｂに押し当て、エンドリング１３の内周部から外周部に向かい摩擦攪拌溶接を行ってもよい。
この場合、例えば図９（ａ）に示す第１の実施形態の第３変形例に係るエンドリング１３のように、エンドリング１３の内周面１３Ｂを、回転軸Ｏ方向の外側に向かい漸次拡径するテーパ状に形成することによって、エンドリング１３に対する回転工具２２の相対移動、つまり内周面１３Ｂに対する進退や周方向の周回等を容易に行うことができる。
さらに、この第１の実施形態の第３変形例においては、例えば図９（ａ）に示すように、エンドリング１３の内周面１３Ｂおよび外周面１３Ａの両方から回転工具２２により摩擦攪拌溶接を行うことによって、例えば図９（ｂ）に示すように、エンドリング１３の内周部および外周部の各周方向に沿って各収容穴１３ａ，…，１３ａに到達する溶融攪拌領域Ｙが形成され、エンドリング１３と導体バー１２との接合強度を向上させることができる。
【００３０】
以下、本発明の誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法の第２の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
なお、上述した実施形態と同一部分には同じ符号を配して説明を省略または簡略化する。
第２の実施形態による誘導電動機の回転子１０において、例えば図１０に示すエンドリング１３の各収容穴１３ａに装着された導体バー１２の端部１２ａは、先端に凸部２１を有する複数の回転工具２２，…，２２により同時に行われる摩擦攪拌溶接によって、エンドリング１３の径方向や回転軸Ｏ方向から各収容穴１３ａに接合されている。
【００３１】
第２の実施形態による誘導電動機の回転子１０は上記構成を備えており、次に、この回転子１０の製造方法、特に、エンドリング１３と導体バー１２とを摩擦攪拌溶接によって一体に接合する方法について説明する。
この第２の実施形態においては、先ず、導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から回転軸Ｏ方向の外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロット１１ｂに導体バー１２を装着し、さらに、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に、エンドリング１３の表面を当接させ、各収容穴１３ａに導体バー１２の各端部１２ａを装着する（ステップＳ２１）。
そして、例えば図１０に示すように、先端に凸部２１を有する複数、例えば２つの回転工具２２，２２を、エンドリング１３の周方向に所定間隔を置いて、例えば径方向に対向する位置で、各回転工具２２の中心軸Ｐを回転軸Ｏと平行に配置し、エンドリング１３の表面に各回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿って押し当てた状態で各回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、各回転工具２２の凸部２１を相対的にエンドリング１３内に押し込み、各回転工具２２を各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿って同等の相対周回速度で相対的に複数回に亘って周回させる（ステップＳ２２）。
これにより、エンドリング１３の各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿った周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域においてエンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとが攪拌されて融合し、第１のリング状部材１３―１と導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００３２】
上述したように、第２の実施形態による誘導電動機の回転子１０によれば、エンドリング１３の径方向で対向する位置において同時に行われる摩擦攪拌溶接によって、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとが接合されることから、例えば接合時における局部的な発熱によりエンドリング１３に非対称な熱変形が生じてしまうことを抑制することができる。
しかも、第２の実施形態による誘導電動機の回転子の製造方法によれば、複数の回転工具２２，…，２２によって、同時に摩擦攪拌溶接を行うことから、例えば単一の回転工具２２によって摩擦攪拌溶接を行う場合に比べて、接合時間を短縮することができる。
【００３３】
なお、上述した第２の実施形態においては、エンドリング１３の一方の表面に対して、複数の回転工具２２，…，２２を複数回に亘って相対的に周回させるとしたが、これに限定されず、例えば図１１に示す第２の実施形態の第１変形例のように、例えばエンドリング１３の一方の表面に対して回転工具２２による相対的な周回数が１回でよい場合等においては、２つの回転工具２２，２２のうち、一方の回転工具２２をエンドリング１３の一方の表面に対して相対的に周回させ、これと同時に、他方の回転工具２２をエンドリング１３の他方の表面に対して相対的に周回させてもよい。
【００３４】
また、上述した第２の実施形態においては、エンドリング１３の回転軸Ｏ方向から摩擦攪拌溶接を行うとしたが、これに限定されず、例えば図１２に示す第２の実施形態の第２変形例のように、回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の径方向に沿って、例えば径方向外方に向かいエンドリング１３の内周面に、あるいは、径方向内方に向かいエンドリング１３の外周面に押し当て、内周面あるいは外周面の周方向に沿って摩擦攪拌溶接を行ってもよい。
この場合には、例えば図１２に示すように、２つの回転工具２２，２２をエンドリング１３の径方向で対向する位置、つまり回転軸Ｏ周りの周回に対して１８０°の位相差を有する位置に配置し、一方の回転工具２２をエンドリング１３の外周面に対して相対的に周回させ、これと同時に、他方の回転工具２２をエンドリング１３の内周面に対して相対的に周回させてもよいし、あるいは、両方の回転工具２２，２２をエンドリング１３の外周面に対して相対的に周回させてもよいし、両方の回転工具２２，２２をエンドリング１３の内周面に対して相対的に周回させてもよい。
【００３５】
また、例えば図１３に示す第２の実施形態の第３変形例のように、回転軸Ｏ方向に沿った摩擦攪拌溶接と、エンドリング１３の径方向に沿った摩擦攪拌溶接とを、同時に組み合わせて実行してもよい。
例えば、この第２の実施形態の第３変形例においては、２つの回転工具２２，２２をエンドリング１３の径方向で対向する位置、つまり回転軸Ｏ周りの周回に対して１８０°の位相差を有する位置に配置し、一方の回転工具２２をエンドリング１３の外周面に対して相対的に周回させ、これと同時に、他方の回転工具２２をエンドリング１３の表面に対して相対的に周回させる。
【００３６】
以下、本発明の誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法の第３の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
なお、上述した実施形態と同一部分には同じ符号を配して説明を省略または簡略化する。
第３の実施形態による誘導電動機の回転子３０は、例えば図１４から図１６に示すように、いわゆるかご型ロータであって、例えば、この回転子３０の外周部に対向配置される内周部を有する略円筒形の固定子（図示略）を備えて誘導電動機が構成されている。
【００３７】
回転子３０は、珪素鋼板等の電磁鋼板１１ａが積層されてなる略円筒状のロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸Ｏ方向に貫通する貫通孔からなる複数のスロット１１ｂ，…，１１ｂと、各スロット１１ｂ，…，１１ｂ内に装着された略棒状の導体バー１２，…，１２と、各導体バー１２の回転軸Ｏ方向の各端部１２ａが装着される各収容穴１３ａを有し、導体バー１２，…，１２と一体に形成されると共に、ロータ鉄心１１の回転軸Ｏ方向の端面１１Ａ，１１Ｂを両側から挟み込むようにして配置された一対の略円環状のエンドリング１３，１３とを備えて構成されている。
（なお、図１４から図１６においては、複数の導体バー１２，…，１２の個数を８個としたが、導体バー１２の個数はこれに限定されるものではない。）
【００３８】
ここで、略円環状のエンドリング１３は、例えば導体バー１２と同様に、銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属で形成され、例えば同等の内径および外径を有する複数（例えば、２個等）の略円環板状の積層リング１３ｂ，…，１３ｂが回転軸Ｏ方向に積層されて構成されている。
ここで、複数の積層リング１３ｂ，…，１３ｂのうち、少なくともロータ鉄心１１の端面１１Ａ，１１Ｂに当接する各積層リング１３ｂには、ロータ鉄心１１の各スロット１１ｂの開口部に臨んで連通し、導体バー１２の端部１２ａが装着される各貫通孔１３ｃが設けられ、これらの各貫通孔１３ｃによって収容穴１３ａが形成されている。
すなわち、例えば図１４に示すように、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ，１１Ｂに当接する各積層リング１３ｂのみに各導体バー１２の端部１２ａが装着される各貫通孔１３ｃが設けられ、さらに積層される各積層リング１３ｂに、貫通孔１３ｃが設けられていない場合には、各収容穴１３ａは凹穴となる。一方、例えば全ての積層リング１３ｂ，…，１３ｂに導体バー１２の端部１２ａが装着される各貫通孔１３ｃが設けられた場合には、各収容穴１３ａは貫通穴となる。
【００３９】
そして、後述するように、先ず、各導体バー１２がロータ鉄心１１のスロット１１ｂに挿通された状態で、導体バー１２の各端部１２ａが各々対応する積層リング１３ｂの貫通孔１３ｃに嵌入され、この状態で積層リング１３ｂの貫通孔１３ｃと導体バー１２の端部１２ａとが、先端に凸部２１を有する回転工具２２による摩擦攪拌溶接によって接合される。そして、次に、さらに積層リング１３ｂが積層され、凸部２１を有する回転工具２２による摩擦攪拌溶接によって、積層された積層リング１３ｂ，１３ｂが接合され、複数の積層リング１３ｂ，…，１３ｂからなるエンドリング１３と導体バー１２とが一体に接合される。
【００４０】
第３の実施形態による誘導電動機の回転子３０は上記構成を備えており、次に、この回転子３０の製造方法、特に、エンドリング１３と導体バー１２とを摩擦攪拌溶接によって一体に接合する方法について説明する。
先ず、例えば図１７（ａ）に示すように、導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から回転軸Ｏ方向の外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロット１１ｂに導体バー１２を装着し、さらに、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に、各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃを具備する積層リング１３ｂを当接させ、各貫通孔１３ｃに導体バー１２の各端部１２ａを装着する（ステップＳ３１）。
【００４１】
次に、例えば図１８および図１９に示すように、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿って積層リング１３ｂの表面に押し当てた状態で回転工具２２を中心軸周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を積層リング１３ｂ内に押し込み、回転工具２２を積層リング１３ｂの各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃに沿って周回、もしくは、中心軸周りに高速で回転させた回転工具２２の凸部２１が積層リング１３ｂ内に押し込まれるようにロータ鉄心１１および積層リング１３ｂを回転軸Ｏ方向に移動させ、回転工具２２の凸部２１が積層リング１３ｂ内に押し込まれた状態で各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃに沿って周回するようにロータ鉄心１１および積層リング１３ｂを回転軸Ｏ周りに回転させる（ステップＳ３２）。
このような積層リング１３ｂと回転工具２２との相対移動および相対回転により、例えば図１７（ｂ）および図１９に示すように、積層リング１３ｂの各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃに沿った周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域において積層リング１３ｂと導体バー１２とが攪拌されて融合し、積層リング１３ｂと導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００４２】
次に、例えば図１７（ｃ）に示すように、導体バー１２と接合された積層リング１３ｂに対して、貫通孔１３ｃを具備しない積層リング１３ｂを回転軸Ｏ方向に積層し、この積層リング１３ｂの表面に、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿って押し当てた状態で回転工具２２を中心軸周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を相対的に積層リング１３ｂ内に押し込み、回転工具２２を積層リング１３ｂの周方向に沿って相対的に周回させる（ステップＳ３３）。
これにより、例えば図１７（ｄ）に示すように、積層された積層リング１３ｂ，１３ｂ間において周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域において積層リング１３ｂ，１３ｂが攪拌されて融合し、積層リング１３ｂ，１３ｂが接合される。
【００４３】
上述したように、第３の実施形態による誘導電動機の回転子３０によれば、エンドリング１３を複数の略円環板状の積層リング１３ｂ，…，１３を積層して構成したことにより、エンドリング１３の回転軸Ｏ方向の厚さを適宜の厚さに設定することができる。
しかも、第３の実施形態による誘導電動機の回転子の製造方法によれば、各積層リング１３ｂ毎に摩擦攪拌溶接を行うことで、例えばエンドリング１３の回転軸Ｏ方向の厚さが厚くなる場合であっても、各導体バー１２とエンドリング１３との間に所望の接合強度を確保することができると共に、接合部における欠陥や電気的接合不良が生ずることを抑制することができる。
【００４４】
なお、上述した第３の実施形態においては、エンドリング１３を同等の内径および外径を有する複数の略円環板状の積層リング１３ｂ，…，１３ｂにより形成するとしたが、これに限定されず、例えば互いに異なる内径および外径を有する略円環状の積層リングにより形成してもよい。
例えば、図２０から図２３に示す第３の実施形態の変形例に係る誘導電動機の回転子３０おいて、エンドリング１３は、第１積層リング１３ｄと第２積層リング１３ｅとを備えて構成されている。
第１積層リング１３ｄは、例えば図２０（ａ）に示すように、略円環板状に形成され、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に当接する一方の表面に対向する他方の表面１３Ｄ上に略円環状の嵌合凹部１３ｆが形成され、この嵌合凹部１３ｆの底部に各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃが設けられている。
そして、第２積層リング１３ｅは、第１積層リング１３ｄの嵌合凹部１３ｆに嵌合する略円環板状に形成されている。
【００４５】
この第３の実施形態の変形例に係る誘導電動機の回転子の製造方法においては、先ず、例えば図２０（ａ）に示すように、導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロット１１ｂに導体バー１２を装着し、さらに、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に、各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃを具備する第１積層リング１３ｄを当接させ、各貫通孔１３ｃに導体バー１２の各端部１２ａを装着する（ステップＳ４１）。
【００４６】
次に、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿って第１積層リング１３ｄの嵌合凹部１３ｆの底面に押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を嵌合凹部１３ｆの底部内に相対的に押し込み、さらに、回転工具２２を各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃに沿って相対的に周回させる（ステップＳ４２）。
これにより、例えば図２０（ｂ）に示すように、第１積層リング１３ｄの嵌合凹部１３ｆの各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃに沿った周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域において第１積層リング１３ｄと導体バー１２とが攪拌されて融合し、第１積層リング１３ｄと導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００４７】
次に、例えば図２０（ｃ）に示すように、導体バー１２と接合された第１積層リング１３ｄの嵌合凹部１３ｆに、貫通孔１３ｃを具備しない第２積層リング１３ｅを嵌合する（ステップＳ４３）。
次に、例えば図２０（ｄ）に示すように、第２積層リング１３ｅの表面に、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿って押し当てた状態で回転工具２２を中心軸周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を相対的に第２積層リング１３ｅ内に押し込み、回転工具２２を第２積層リング１３ｅの周方向に沿って相対的に周回させる（ステップＳ４４）。
これにより、嵌合凹部１３ｆに嵌合された第２積層リング１３ｅと第１積層リング１３ｄとの間において周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域において第１および第２積層リング１３ｄ，１３ｅが攪拌されて融合し、第１および第２積層リング１３ｄ，１３ｅが接合される。
【００４８】
なお、上述したステップＳ４４において、第２積層リング１３ｅに対して摩擦攪拌溶接を行う際には、例えば第２積層リング１３ｅの径方向の幅寸法に比べて回転工具２２の凸部２１の外径寸法が相対的に小さい場合等において、回転工具２２を第２積層リング１３ｅの周方向に沿って複数回に亘り、相対的に周回させてもよい。
例えば図２１に示すように、第２積層リング１３ｅの内周部および外周部において回転工具２２を第２積層リング１３ｅの周方向に沿って相対的に周回させることによって、第１および第２積層リング１３ｄ，１３ｅの接合強度を向上させることができる。
【００４９】
また、上述した第３の実施形態においては、例えば図２２および図２３に示すように、例えば各貫通孔１３ｃ，…，１３ｃの径方向の寸法に比べて回転工具２２の凸部２１の外径寸法が相対的に小さい場合等において、回転工具２２を積層リング１３ｂの径方向の異なる位置で周方向に沿って複数回に亘り、相対的に周回させてもよい。
【００５０】
以下、本発明の誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法の第４の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
なお、上述した実施形態と同一部分には同じ符号を配して説明を省略または簡略化する。
第４の実施形態による誘導電動機の回転子４０は、例えば図２４に示すように、いわゆるかご型ロータであって、珪素鋼板等の電磁鋼板１１ａが積層されてなる略円筒状のロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸Ｏ方向に貫通する貫通孔からなる複数のスロット１１ｂ，…，１１ｂと、各スロット１１ｂ，…，１１ｂ内に装着された略棒状の導体バー１２，…，１２と、各導体バー１２の回転軸Ｏ方向の各端部１２ａが装着される各収容穴１３ａを有し、導体バー１２，…，１２と一体に形成されると共に、ロータ鉄心１１の回転軸Ｏ方向の端面１１Ａ，１１Ｂを両側から挟み込むようにして配置された一対の略円環状のエンドリング１３，１３とを備えて構成されている。
【００５１】
略円環板状のエンドリング１３は、例えば導体バー１２と同様に、銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属で形成され、導体バー１２の端部１２ａが装着される各収容穴１３ａは、例えば回転軸Ｏ方向に貫通する貫通孔とされ、ロータ鉄心１１の各スロット１１ｂの開口部に臨んで連通するように形成されている。
そして、例えば図２５に示すように、エンドリング１３の周方向において各収容穴１３ａが設けられた位置には、エンドリング１３の外周面１３Ａ上から径方向外方に向かって突出する外周側突出部４１が設けられている。
そして、後述するように、この外周側突出部４１には、先端に凸部２１を有する回転工具２２をエンドリング１３の周方向に沿って相対的に周回させ、摩擦攪拌溶接によってエンドリング１３の各収容穴１３ａに導体バー１２の各端部１２ａを接合する際における、エンドリング１３での周回に対する終端位置４１ａが設定されている。
【００５２】
第４の実施形態による誘導電動機の回転子４０は上記構成を備えており、次に、この回転子４０の製造方法、特に、エンドリング１３と導体バー１２とを摩擦攪拌溶接によって一体に接合する方法について説明する。
先ず、導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から回転軸Ｏ方向の外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロット１１ｂに導体バー１２を装着し、さらに、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に、各収容穴１３ａ，…，１３ａを具備するエンドリング１３を当接させ、各収容穴１３ａに導体バー１２の各端部１２ａを装着する（ステップＳ５１）。
【００５３】
次に、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向に沿ってエンドリング１３の表面に押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３内に押し込み、回転工具２２をエンドリング１３の各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿って周回、もしくは、中心軸Ｐ周りに高速で回転させた回転工具２２の凸部２１がエンドリング１３内に押し込まれるようにロータ鉄心１１およびエンドリング１３を回転軸Ｏ方向に移動させ、回転工具２２の凸部２１がエンドリング１３内に押し込まれた状態で各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿って周回するようにロータ鉄心１１およびエンドリング１３を回転軸Ｏ周りに回転させる（ステップＳ５２）。
このようなエンドリング１３と回転工具２２との相対移動および相対回転により、エンドリング１３の各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿った周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域においてエンドリング１３と導体バー１２とが攪拌されて融合し、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００５４】
そして、一連の摩擦攪拌溶接の処理において、エンドリング１３の周方向に沿った回転工具２２の相対的な周回を終了させる際には、エンドリング１３に対して相対的に周回移動する回転工具２２の凸部２１を滑らかに外周側突出部４１へ移動させる（ステップＳ５３）。
そして、回転工具２２の凸部２１が外周側突出部４１の端部における終端位置４１ａに到達した時点で回転工具２２の移動を停止し、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３内から引き抜き（ステップＳ５４）、一連の処理を終了する。
【００５５】
上述したように、第４の実施形態による誘導電動機の回転子４０によれば、摩擦攪拌溶接での回転工具２２の終端位置４１ａが、エンドリング１３から突出する外周側突出部４１に設定されていることから、例えば終端位置４１ａに加工痕として適宜の穴等が形成される場合であっても、エンドリング１３の二次抵抗が増大したり、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとの接合強度が低下してしまうことを防止することができる。
しかも、エンドリング１３の周方向において各収容穴１３ａが設けられた位置に対応して、複数の外周側突出部４１，…，４１をエンドリング１３の外周面１３Ａ上の周方向に沿って所定間隔をおいて配置することにより、回転子４０の回転バランスを所望の状態に保持することができる。
さらに、複数の外周側突出部４１，…，４１を設けることによって、エンドリング１３および回転子４０の放熱性を向上させることができる。
また、第４の実施形態による誘導電動機の回転子の製造方法によれば、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとの接合強度が低下してしまうことを防止しつつ、回転子４０の所望の性能を確保することができる。
【００５６】
なお、上述した第４の実施形態による誘導電動機の回転子４０においては、一連の摩擦攪拌溶接の処理が終了した後に、外周側突出部４１，…，４１を削除してもよい。
また、上述した第４の実施形態による誘導電動機の回転子４０においては、エンドリング１３に対して相対的に周回移動する回転工具２２の凸部２１を滑らかに外周側突出部４１へ移動させるとしたが、これに限定されず、例えば図２６に示す第４の実施形態の第１変形例に係る回転子４０の製造方法のように、エンドリング１３の周方向において各収容穴１３ａが設けられた位置において、エンドリング１３内に押し込んだ回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の内周部から収容穴１３ａを介して外周部へ、さらに、外周部から外周側突出部４１へと径方向外方に向かい移動させてもよい。この場合には、各外周側突出部４１において回転工具２２の凸部２１が各終端位置４１ａに到達した時点で回転工具２２の移動を停止し、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３内から引き抜けばよい。
また、この第４の実施形態の第１変形例においては、エンドリング１３内に押し込んだ回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の径方向に沿って複数回に亘り進退動させてもよい。
【００５７】
また、上述した第４の実施形態による誘導電動機の回転子４０においては、エンドリング１３の外周面１３Ａ上から径方向外方に向かって突出する外周側突出部４１を設けるとしたが、これに限定されず、例えば図２７に示す第４の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子４０のエンドリング１３のように、エンドリング１３の内周面１３Ｂ上から径方向内方に向かって突出する内周側突出部４２を設けてもよい。
この第４の実施形態の第２変形例においては、エンドリング１３に対して相対的に周回移動する回転工具２２の凸部２１を滑らかに適宜の内周側突出部４２へ移動させ、回転工具２２の凸部２１が内周側突出部４２の端部における終端位置４２ａに到達した時点で回転工具２２の移動を停止し、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３内から引き抜く。
【００５８】
あるいは、例えば図２８に示す第４の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子４０のエンドリング１３における回転工具２２の移動状態のように、エンドリング１３の周方向において各収容穴１３ａが設けられた位置において、エンドリング１３内に押し込んだ回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の外周部から収容穴１３ａを介して内周部へ、さらに、内周部から内周側突出部４２へと径方向内方に向かい移動させてもよい。この場合には、各内周側突出部４２において回転工具２２の凸部２１が各終端位置４２ａに到達した時点で回転工具２２の移動を停止し、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３内から引き抜けばよい。
【００５９】
また、上述した第４の実施形態による誘導電動機の回転子４０においては、例えば図２９に示す第４の実施形態の第４変形例に係るエンドリング１３のように、エンドリング１３を、周方向に所定間隔をおいた位置で分割してなる複数の略扇形板状のエンドリング片４３―１，…，４３―ｎ（ｎは任意の自然数）により構成してもよい。
この第４の実施形態の第４変形例においては、例えば図２９に示すように、各エンドリング片４３―ｋ（１≦ｋ≦ｎ）の周方向における略央部に収容穴１３ａおよび内周側突出部４２が設けられ、例えば、複数のエンドリング片４３―１，…，４３―ｎからなるエンドリング１３に対して相対的に周回移動する回転工具２２の凸部２１を滑らかに適宜の内周側突出部４２へ移動させ、回転工具２２の凸部２１が内周側突出部４２の端部における終端位置４２ａに到達した時点で回転工具２２の移動を停止し、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３内から引き抜くようになっている。
【００６０】
また、例えば図３０に示す第４の実施形態の第５変形例に係るエンドリング１３において、エンドリング１３は、周方向に所定間隔をおいた位置で分割してなる複数の略扇形板状のエンドリング片４３―１，…，４３―ｎ（ｎは任意の自然数）により構成され、各エンドリング片４３―ｋ（１≦ｋ≦ｎ）の周方向における略央部に収容穴１３ａが設けられている。
そして、各エンドリング片４３―ｋ（１≦ｋ≦ｎ）の周方向における両端部において、各エンドリング片４３―ｋの内周面上から径方向内方に向かい突出する第１内周側突出部４３―ｋａおよび第２内周側突出部４３―ｋｂが設けられ、隣り合うエンドリング片４３―ｊ，４３―（ｊ＋１）；（１≦ｊ≦ｎ−１）の第１内周側突出部４３―ｊａと第２内周側突出部４３―（ｊ＋１）ｂとが当接するように設定されている。
そして、隣り合う第１内周側突出部４３―ｊａと第２内周側突出部４３―（ｊ＋１）ｂとの当接部の内周側端部に摩擦攪拌溶接での回転工具２２の終端位置４３ａが設定されている。この場合には、例えば、複数のエンドリング片４３―１，…，４３―ｎからなるエンドリング１３に対して相対的に周回移動する回転工具２２の凸部２１を、適宜の隣り合う第１内周側突出部４３―ｊａと第２内周側突出部４３―（ｊ＋１）ｂとの当接部に沿って滑らかに終端位置４３ａに移動させる。これにより、各エンドリング片４３―ｋに過剰な加工痕が形成されてしまうことを防止しつつ、各エンドリング片４３―ｋと導体バー１２の各端部１２ａとを接合させることができ、さらに、隣り合うエンドリング片４３―ｊ，４３―（ｊ＋１）同士の接合強度を向上させることができる。
【００６１】
以下、本発明の誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法の第５の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
なお、上述した実施形態と同一部分には同じ符号を配して説明を省略または簡略化する。
第５の実施形態による誘導電動機の回転子５０は、例えば図３１に示すように、いわゆるかご型ロータであって、珪素鋼板等の電磁鋼板１１ａが積層されてなる略円筒状のロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸Ｏ方向に貫通する貫通孔からなる複数のスロット１１ｂ，…，１１ｂと、各スロット１１ｂ，…，１１ｂ内に装着された略棒状の導体バー１２，…，１２と、各導体バー１２の回転軸Ｏ方向の各端部１２ａが装着される各収容穴１３ａを有し、導体バー１２，…，１２と一体に形成されると共に、ロータ鉄心１１の回転軸Ｏ方向の端面１１Ａ，１１Ｂを両側から挟み込むようにして配置された一対の略円環状のエンドリング１３，１３とを備えて構成されている。
【００６２】
略円環板状のエンドリング１３は、例えば導体バー１２と同様に、銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属で形成され、導体バー１２の端部１２ａが装着される各収容穴１３ａは、例えば回転軸Ｏ方向に貫通する貫通孔とされ、ロータ鉄心１１の各スロット１１ｂの開口部に臨んで連通するように形成されている。
そして、エンドリング１３の周方向において隣り合う収容穴１３ａ，１３ａの間には、エンドリング１３の表面上から回転軸Ｏ方向の外側に向かい突出するフィン５１が設けられている。
そして、エンドリング１３の各収容穴１３ａに装着された導体バー１２の端部１２ａは、後述するように、先端に凸部２１を有する回転工具２２による摩擦攪拌溶接によって、エンドリング１３の径方向から各収容穴１３ａに接合されている。
【００６３】
第５の実施形態による誘導電動機の回転子５０は上記構成を備えており、次に、この回転子５０の製造方法、特に、エンドリング１３と導体バー１２とを摩擦攪拌溶接によって一体に接合する方法について説明する。
先ず、導体バー１２の各端部１２ａがロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）上から回転軸Ｏ方向の外側に向かい突出するようにしてロータ鉄心１１のスロット１１ｂに導体バー１２を装着し、さらに、ロータ鉄心１１の端面１１Ａ（または、端面１１Ｂ）に、各収容穴１３ａ，…，１３ａおよびフィン５１，…，５１を具備するエンドリング１３を当接させ、各収容穴１３ａに導体バー１２の各端部１２ａを装着する（ステップＳ６１）。
【００６４】
次に、エンドリング１３の外周面１３Ａに、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の径方向内方に向かって押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を相対的にエンドリング１３の外周部内に押し込み、回転工具２２を外周部の周方向に沿って相対的に周回させる（ステップＳ６２）。
このようなエンドリング１３と回転工具２２との相対移動および相対回転により、エンドリング１３の各収容穴１３ａ，…，１３ａに沿った周方向に設けられる溶融攪拌領域Ｙの全域においてエンドリング１３と導体バー１２とが攪拌されて融合し、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとが接合される。
【００６５】
そして、一連の摩擦攪拌溶接の処理において、エンドリング１３の周方向に沿った回転工具２２の相対的な周回を終了させる際には、周方向の適宜の位置で回転工具２２の周回移動を停止し、回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の外周部内から引き抜き（ステップＳ６３）、一連の処理を終了する。
【００６６】
上述したように、第５の実施形態による誘導電動機の回転子５０によれば、エンドリング１３の表面上に複数のフィン５１，…，５１を備えたことにより、エンドリング１３および回転子４０の放熱性を向上させることができる。
さらに、第５の実施形態による誘導電動機の回転子の製造方法によれば、予め複数のフィン５１，…，５１を備えたエンドリング１３に対して、径方向から摩擦攪拌溶接を行うことで、各導体バー１２とエンドリング１３とを容易に接合させることができる。
しかも、エンドリング１３の外周部あるいは内周部の適宜の位置に回転工具２２の終端位置を設定することによって、例えば終端位置に加工痕として適宜の穴等が形成される場合であっても、エンドリング１３の二次抵抗が増大したり、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとの接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。
【００６７】
なお、上述した第５の実施形態による誘導電動機の回転子５０においては、一連の摩擦攪拌溶接の処理において、周方向の適宜の位置で回転工具２２の周回移動を停止するとしたが、これに限定されず、例えば図３２に示す第５の実施形態の第１変形例に係るエンドリング１３での回転工具２２の移動状態のように、エンドリング１３の表面上から突出するフィン５１の端部に、回転工具２２のエンドリング１３での周回に対する終端位置５１ａを設定してもよい。
この第５の実施形態の第１変形例においては、例えば上述したステップＳ６２の処理の実行後等において、エンドリング１３の周方向に沿った回転工具２２の相対的な周回を終了させる際には、エンドリング１３に対して相対的に周回移動する回転工具２２の凸部２１をエンドリング１３の外周部から滑らかにフィン５１へ移動させる（ステップＳ６４）。
そして、回転工具２２の凸部２１がフィン５１の端部における終端位置５１ａに到達した時点で回転工具２２の移動を停止し、回転工具２２の凸部２１をフィン５１から引き抜き（ステップＳ６５）、一連の処理を終了する。
この場合には、例えば終端位置５１ａに加工痕として適宜の穴等が形成される場合であっても、エンドリング１３の二次抵抗が増大したり、エンドリング１３と導体バー１２の端部１２ａとの接合強度が低下してしまうことを防止することができる。
【００６８】
また、上述した第５の実施形態による誘導電動機の回転子５０においては、例えば図３３および図３４に示す第５の実施形態の第２変形例に係るエンドリング１３のように、エンドリング１３の周方向において各収容穴１３ａが設けられた位置において、エンドリング１３の内周面１３Ｂ上から径方向内方に向かって突出する内周側突出部４２を設けてもよい。
この第５の実施形態の第２変形例においては、エンドリング１３の周方向において各収容穴１３ａが設けられた位置において、例えば回転軸Ｏ方向に沿ってエンドリング１３内に押し込んだ回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の外周部から収容穴１３ａを介して内周部へ、さらに、内周部から内周側突出部４２へと径方向内方に向かい移動させてもよい。この場合には、各内周側突出部４２において回転工具２２の凸部２１が各終端位置４２ａに到達した時点で回転工具２２の移動を停止し、回転工具２２の凸部２１を各内周側突出部４２内から引き抜けばよい。
また、この第５の実施形態の第２変形例においては、エンドリング１３内に押し込んだ回転工具２２の凸部２１を、エンドリング１３の径方向に沿って複数回に亘り進退動させてもよい。
【００６９】
以下、本発明の誘導電動機の回転子および誘導電動機の回転子の製造方法の第６の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
なお、上述した実施形態と同一部分には同じ符号を配して説明を省略または簡略化する。
第６の実施形態による誘導電動機の回転子６０は、例えば図３５に示すように、いわゆるかご型ロータであって、例えば、この回転子６０の外周部に対向配置される内周部を有する略円筒形の固定子（図示略）を備えて誘導電動機が構成されている。
【００７０】
回転子６０は、分割型のロータ鉄心６１と、このロータ鉄心６１のスロット６２に装着される導体バー６３と、上下一対の円環状の分割型のエンドリング６４，６４と、各エンドリング６４を径方向の両側から挟み込む内周リング６５および外周リング６６とを備えて構成されている。
ここで、スロット６２とは導体バー６３を収容するためロータ鉄心６１に確保された空間部を示す。
なお、この実施形態では導体バー６３を８個備えた場合を例にしたが、導体バー６３の個数はこれに限られない。
【００７１】
ロータ鉄心６１は、径方向に沿って分割された複数の円弧状のロータ鉄心片６１ａにより構成され、各ロータ鉄心片６１ａが回転子６０の周方向に沿って配置されたものである。各ロータ鉄心片６１ａは珪素鋼板等の電磁鋼板６１ｂが積層されて構成されており、各ロータ鉄心片６１ａ間は導体バー６３が配置されるスロット６２となっている。なお、各電磁鋼板６１ｂはその表面に設けた図示しない係止部等により互いに積層された状態で分離しないようになっている。
【００７２】
導体バー６３は、例えば銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属で形成され、この実施形態ではエンドリング６４の外周側に対応する側では幅が広く、内周側に行くほど幅の狭い断面先細り形状で、かつ、全長に渡って一様な断面形状に形成され、かつ、ロータ鉄心６１の回転軸Ｏ方向の寸法よりも長く形成されている。
例えば、導体バー６３の回転軸Ｏ方向の寸法は、各ロータ鉄心片６１ａの回転軸Ｏ方向の両端面を両側から挟み込むようにして各一対のエンドリング６４，６４が配置された状態での寸法と同等に設定されている。
なお、導体バー６３の形状は丸型や楕円型や長方形でもよく、導体バー６３の形状に合わせてロータ鉄心片６１ａの形状も変更すればよい。
【００７３】
エンドリング６４は、例えば導体バー６３と同様に、銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属で円環状に形成されたものであり、ロータ鉄心６１の回転軸Ｏ方向の端面６１Ａ，６１Ｂを両側から挟み込むようにして一対配置されている。
エンドリング６４は、径方向に沿って分割された複数の円弧状のエンドリング片６４ａにより構成され、各エンドリング片６４ａが回転子６０の周方向に沿って配置されたものである。
各エンドリング片６４ａ間は導体バー６３の端部６３ａが嵌入される空間部として形成されている。
【００７４】
内周リング６５は、各エンドリング片６４ａ間に導体バー６３の端部６３ａが嵌入された状態で、各エンドリング片６４ａおよび導体バー６３の各内周面に面接触する外周面６５Ａを備え、外周リング６６は、各エンドリング片６４ａ間に導体バー６３の端部６３ａが嵌入された状態で、各エンドリング片６４ａおよび導体バー６３の各外周面に面接触する内周面６６Ａを備えている。
そして、回転軸Ｏ方向における各エンドリング片６４ａの厚さと内周リング６５および外周リング６６の各厚さとは同等になるように形成され、内周リング６５および外周リング６６は、各エンドリング片６４ａおよび導体バー６３の端部６３ａを、径方向の両側から挟み込むようにして配置されている。
そして、後述するように、各エンドリング片６４ａ間に装着された導体バー６３の端部６３ａは、後述するように、先端に凸部２１を有する回転工具２２による摩擦攪拌溶接によって、回転軸Ｏ方向から各エンドリング片６４ａおよび内周リング６５および外周リング６６に接合されている。
なお、内周リング６５及び外周リング６６はいずれも、エンドリング６４や導体バー６３と同等の材料からなり、例えば、銅やアルミニウム等からなる低抵抗の金属からなる。
【００７５】
第６の実施形態による誘導電動機の回転子６０は上記構成を備えており、次に、この回転子６０の製造方法、特に、各エンドリング片６４ａおよび内周リング６５および外周リング６６と導体バー６３の端部６３ａとを摩擦攪拌溶接によって一体に接合する方法について説明する。
先ず、各導体バー６３を隣り合うロータ鉄心片６１ａ，６１ａ間のスロット６２に挿通した状態で、各ロータ鉄心片６１ａの回転軸Ｏ方向の両端面を両側から挟み込むようにして各一対のエンドリング片６４ａ，６４ａを配置し、さらに、例えば図３６に示すように、内周リング６５および外周リング６６によって、各エンドリング片６４ａおよび隣り合うエンドリング片６４ａ，６４ａ間に装着された導体バー６３の端部６３ａの各内周面および外周面を径方向の両側から挟み込む（ステップＳ７１）。
【００７６】
次に、例えば図３７および図３８に示すように、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向から各エンドリング片６４ａの表面に押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を各エンドリング片６４ａ内に相対的に押し込み、回転工具２２をエンドリング４３の外周部および内周部に沿って周方向に相対的に周回させる（ステップＳ７２）。
このようなエンドリング４３と回転工具２２との相対移動および相対回転により、例えば図３７に示すように、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各外周部から外周リング６６の内周部に亘る溶融攪拌領域Ｙにおいて、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび外周リング６６が攪拌されて融合する。さらに、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部から内周リング６５の外周部に亘る溶融攪拌領域Ｙにおいて、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび内周リング６５が攪拌されて融合する。これにより、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび内周リング６５および外周リング６６が一体に接合される。
【００７７】
この場合、各エンドリング片６４ａと各導体バー６３の端部６３ａとが当接する当接部近傍において径方向の両端部には、例えば図３７に示すように、溶融攪拌が生じない未接合領域Ｚが、厚さ方向つまり回転軸Ｏ方向に沿って回転工具２２の凸部２１から離間することに伴い増大するようにして形成されるが、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部を覆う内周リング６５および各外周部を覆う外周リング６６を備えたことにより、未接合領域Ｚは内周リング６５の内周部および外周リング６６の外周部に形成される。そして、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部および各外周部は溶融攪拌領域Ｙとなる。
【００７８】
上述したように、第６の実施形態による誘導電動機の回転子６０によれば、摩擦攪拌溶接によって各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部および各外周部と一体に接合される内周リング６５および外周リング６６を備えたことにより、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部および各外周部に未接合領域Ｚが生じることを防止し、各エンドリング片６４ａと各導体バー６３の端部６３ａとの接合強度を向上させることができる。
さらに、第６の実施形態による誘導電動機の回転子の製造方法によれば、回転工具２２をエンドリング４３の外周部および内周部に沿って周方向に相対的に周回させることで、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各外周部から外周リング６６の内周部に亘る溶融攪拌領域Ｙと、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部から内周リング６５の外周部に亘る溶融攪拌領域Ｙとを形成することができ、各エンドリング片６４ａと各導体バー６３の端部６３ａとの接合強度を向上させることができる。
【００７９】
なお、上述した第６の実施形態において、例えば図３７に示すように、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの径方向の央部に未接合領域Ｚが生じる場合には、回転工具２２による摩擦攪拌溶接において、回転工具２２をエンドリング４３の径方向の央部に沿って周方向に相対的に周回させればよい。さらに、未接合領域Ｚが生じる虞がある位置等に応じて、回転工具２２をエンドリング４３の径方向の適宜の位置に沿って周方向に相対的に周回させてもよい。
【００８０】
なお、上述した第６の実施形態においては、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａを径方向の両側から挟み込む内周リング６５および外周リング６６を備えるとしたが、これに限定されず、少なくとも内周リング６５または外周リング６６の何れか一方を備えるようにしてもよい。
例えば図３９に示す第６の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子６０のように、外周リング６６を省略し、内周リング６５を装着した場合には、回転工具２２による摩擦攪拌溶接において、まず、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向からエンドリング４３の表面に押し当てた状態で、エンドリング４３の内周部に沿って周方向に相対的に周回させ、いわば回転軸Ｏ方向から摩擦攪拌溶接を行う。そして、回転工具２２の凸部２１をエンドリング４３の径方向内方に向かいエンドリング４３の外周面に押し当てた状態で、エンドリング４３の外周部に沿って周方向に相対的に周回させ、いわば径方向から摩擦攪拌溶接を行う。一方、内周リング６５を省略し、外周リング６６を装着した場合には、回転工具２２による摩擦攪拌溶接において、まず、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向からエンドリング４３の表面に押し当てた状態で、エンドリング４３の外周部に沿って周方向に相対的に周回させ、いわば回転軸Ｏ方向から摩擦攪拌溶接を行う。そして、回転工具２２の凸部２１をエンドリング４３の径方向外方に向かいエンドリング４３の内周面に押し当てた状態で、エンドリング４３の内周部に沿って周方向に相対的に周回させ、いわば径方向から摩擦攪拌溶接を行う。
これにより、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部および各外周部に溶融攪拌領域Ｙを形成することができ、各エンドリング片６４ａと各導体バー６３の端部６３ａとの接合強度を向上させることができる。
【００８１】
また、上述した第６の実施形態においては、例えば図４０および図４１に示す第６の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子６０のように、内周リング６５および外周リング６６を略円環板状の連結部材６７により一体に接続してなる一体リング６８を備えてもよい。
ここで、回転軸Ｏ方向における連結部材６７の厚さは、内周リング６５および外周リング６６の厚さよりも薄く形成され、例えば連結部材６７に各エンドリング片６４ａが積層された状態での厚さが、内周リング６５および外周リング６６の厚さと同等になるように形成されている。
これにより、略円環板状の連結部材６７の内周面が内周リング６５の外周面に当接し、連結部材６７の外周面が外周リング６６の内周面に当接することによって、連結部材６７が内周リング６５および外周リング６６により径方向の両側から挟み込まれるようにして固定されてなる一体リング６８には、各エンドリング片６４ａが装着される円環状の凹部６８ａが形成されている。
そして、この凹部６８ａの底部をなす連結部材６７には、各導体バー６３の端部６３ａを装着するための各装着孔６７ａが形成されている。
【００８２】
この第６の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子６０を製造する際には、例えば図４０に示すように、先ず、各導体バー６３を隣り合うロータ鉄心片６１ａ，６１ａ間のスロット６２に挿通した状態で、各ロータ鉄心片６１ａの回転軸Ｏ方向の両端面を両側から挟み込むようにして一対の一体リング６８，６８を配置し、各一体リング６８の各装着孔６７ａに各導体バー６３の端部６３ａを挿入する（ステップＳ８１）。
このとき、一体リング６８の凹部６８ａの開口部が回転軸Ｏ方向における各ロータ鉄心片６１ａの外側に向かい開口するようにして一体リング６８を配置する。すなわち、一対の一体リング６８，６８の互いの凹部６８ａ，６８ａの開口部は、回転軸Ｏ方向において互いに反対方向に向かい開口している。
そして、各一体リング６８の凹部６８ａに周方向に沿って複数のエンドリング片６４ａ，…，６４ａを装着し、一体リング６８の各装着孔６７ａから突出するように形成された各導体バー６３の端部６３ａを、隣り合うエンドリング片６４ａ，６４ａ間に挟み込む（ステップＳ８２）。
【００８３】
そして、例えば図４２に示すように、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向から各エンドリング片６４ａの表面に押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を各エンドリング片６４ａ内に相対的に押し込み、回転工具２２をエンドリング４３の外周部および内周部に沿って周方向に相対的に周回させる（ステップＳ８３）。
これにより、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各外周部から外周リング６６の内周部および連結部材６７の外周部に亘る溶融攪拌領域Ｙにおいて、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび外周リング６６および連結部材６７が攪拌されて融合する。さらに、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部から内周リング６５の外周部および連結部材６７の内周部に亘る溶融攪拌領域Ｙにおいて、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび内周リング６５および連結部材６７の内周部が攪拌されて融合する。これにより、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび一体リング６８が一体に接合される。
【００８４】
なお、上述した第６の実施形態の第２変形例においては、一対の一体リング６８，６８の互いの凹部６８ａ，６８ａの開口部が、回転軸Ｏ方向において互いに反対方向に向かい開口するようにして、一対の一体リング６８，６８を配置するとしたが、これに限定されず、例えば図４３に示す第６の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子６０のように、一対の一体リング６８，６８の互いの凹部６８ａ，６８ａの開口部が、回転軸Ｏ方向において互いに対向するようにして、一対の一体リング６８，６８を配置してもよい。
この第６の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子６０を製造する際には、例えば図４３および図４４に示すように、先ず、各導体バー６３を隣り合うロータ鉄心片６１ａ，６１ａ間のスロット６２に挿通した状態で、各ロータ鉄心片６１ａの回転軸Ｏ方向の両端面を両側から挟み込むようにして各一対のエンドリング片６４ａ，６４ａを配置し、各導体バー６３の端部６３ａを、隣り合うエンドリング片６４ａ，６４ａ間に挟み込む（ステップＳ９１）
【００８５】
そして、一対の一体リング６８，６８の互いの凹部６８ａ，６８ａの開口部が、回転軸Ｏ方向において互いに対向するように配置し、各ロータ鉄心片６１ａの回転軸Ｏ方向の両端面に配置された各一対のエンドリング片６４ａ，６４ａを、各凹部６８ａ，６８ａに装着する。そして、隣り合うエンドリング片６４ａ，６４ａ間から突出するように形成された各導体バー６３の端部６３ａを、各一体リング６８の各装着孔６７ａに挿入する（ステップＳ９２）。
【００８６】
そして、例えば図４５に示すように、回転工具２２の凸部２１を回転軸Ｏ方向から各一体リング６８の連結部材６７の表面に押し当てた状態で回転工具２２を中心軸Ｐ周りに高速で回転させ、回転工具２２の凸部２１を連結部材６７内に相対的に押し込み、回転工具２２を連結部材６７の外周部および内周部に沿って周方向に相対的に周回させる（ステップＳ９３）。
これにより、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各外周部から外周リング６６の内周部および連結部材６７の外周部に亘る溶融攪拌領域Ｙにおいて、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび外周リング６６および連結部材６７が攪拌されて融合する。さらに、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａの各内周部から内周リング６５の外周部および連結部材６７の内周部に亘る溶融攪拌領域Ｙにおいて、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび内周リング６５および連結部材６７の内周部が攪拌されて融合する。これにより、各エンドリング片６４ａおよび各導体バー６３の端部６３ａおよび一体リング６８が一体に接合される。
【００８７】
なお、上述した第６の実施形態の第３変形例において、例えば、導体バー６３の回転軸Ｏ方向の寸法が、各ロータ鉄心片６１ａの回転軸Ｏ方向の両端面を両側から挟み込むようにして各一対のエンドリング６４，６４が配置された状態での寸法と同等に設定されている場合には、連結部材６７から、各導体バー６３の端部６３ａを装着するための各装着孔６７ａを省略してもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明の誘導電動機の回転子によれば、エンドリングを複数の積層リングを積層して構成したことにより、エンドリングの回転軸方向の厚さを適宜の厚さに設定することができる。しかも、各積層リング毎に摩擦攪拌溶接を行うことで、例えばエンドリングの回転軸方向の厚さが厚くなる場合であっても、各導体バーとエンドリングとの間に所望の接合強度を確保することができると共に、接合部における欠陥や電気的接合不良等が生じることを抑制することができる。
また、請求項２に記載の発明の誘導電動機の回転子によれば、例えば終端位置に加工痕として適宜の穴等が形成される場合であっても、エンドリングの二次抵抗が増大したり、エンドリングと導体バーとの接合強度が低下してしまうことを防止することができる。さらに、複数の突出部を設けることによって、エンドリングおよび回転子の放熱性を向上させることができる。
【００８９】
また、請求項３に記載の発明の誘導電動機の回転子によれば、エンドリングおよび回転子の放熱性を向上させることができる。しかも、予めフィンを備えたエンドリングに対して、径方向から摩擦攪拌溶接を行うことで、導体バーとエンドリングとを容易に接合させることができる。
また、請求項４に記載の発明の誘導電動機の回転子によれば、摩擦攪拌によって導体バーとエンドリング片とを接合する際に、エンドリング片および導体バーの各内周部および各外周部に未接合領域が生じることを防止し、各エンドリング片と各導体バーとの接合強度を向上させることができる。
【００９０】
また、請求項５に記載の発明の誘導電動機の回転子の製造方法によれば、エンドリングの内周部あるいは外周部における接合強度を向上させることができ、例えばエンドリングの形状やエンドリングの径方向における導体バーの配置位置等が変化する場合であっても、導体バーとエンドリングとの間に所望の接合強度を確保することができると共に、接合部における欠陥や電気的接合不良が生じることを抑制することができる。
また、請求項６に記載の発明の誘導電動機の回転子の製造方法によれば、例えば単一の回転工具によって摩擦攪拌溶接を行う場合に比べて、接合時間を短縮することができる。さらに、例えば複数の回転工具をエンドリングに対して対称に配置することによって、例えば接合時における局部的な発熱によりエンドリングに非対称な熱変形が生じてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る誘導電動機の回転子の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る誘導電動機の回転子の斜視図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子のエンドリングの分解斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る誘導電動機の回転子の斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子の回転軸Ｏ方向に平行な側面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子の回転軸Ｏ方向に平行な側面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子の回転軸Ｏ方向に平行な側面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る誘導電動機の回転子の分解斜視図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る誘導電動機の回転子の斜視図である。
【図１７】図１７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る誘導電動機の回転子の斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図１９】図１５に示す領域Ａの拡大図である。
【図２０】図２０（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態の変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態の変形例に係る誘導電動機の回転子の斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態の変形例に係る領域Ａの拡大図である。
【図２４】本発明の第４の実施形態に係る誘導電動機の回転子の斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図２６】本発明の第４の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図２８】本発明の第４の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図２９】本発明の第４の実施形態の第４変形例に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図３０】本発明の第４の実施形態の第５変形例に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図３１】本発明の第５の実施形態に係る誘導電動機の回転子の斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図３２】本発明の第５の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子のエンドリングの斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図３３】本発明の第５の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子のエンドリングの斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図３４】本発明の第５の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図３５】本発明の第６の実施形態に係る誘導電動機の回転子の分解斜視図である。
【図３６】本発明の第６の実施形態に係る誘導電動機の回転子を回転軸Ｏ方向から見た平面図である。
【図３７】本発明の第６の実施形態に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図３８】本発明の第６の実施形態に係る誘導電動機の回転子のエンドリングの斜視図であって、摩擦攪拌溶接での回転工具の位置を示す図である。
【図３９】本発明の第６の実施形態の第１変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図４０】本発明の第６の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子の分解斜視図である。
【図４１】本発明の第６の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図４２】本発明の第６の実施形態の第２変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図４３】本発明の第６の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子の分解斜視図である。
【図４４】本発明の第６の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【図４５】本発明の第６の実施形態の第３変形例に係る誘導電動機の回転子の製造工程を示す図であって、回転子の周方向に直交する要部断面図である。
【符号の説明】
１０  誘導電動機の回転子
３０  誘導電動機の回転子
４０  誘導電動機の回転子
５０  誘導電動機の回転子
６０  誘導電動機の回転子
１３ａ  収容穴（収容穴、当接部）
１３ｂ  積層リング
４１  外周側突出部（突出部）
４１ａ  終端位置
４２  内周側突出部（突出部）
４２ａ  終端位置
５１  フィン
６５  内周リング（リング）
６６  外周リング（リング）
【図１】
2004236456.tif 000003
【図２】
2004236456.tif 000004
【図３】
2004236456.tif 000005
【図４】
2004236456.tif 000006
【図５】
2004236456.tif 000007
【図６】
2004236456.tif 000008
【図７】
2004236456.tif 000009
【図８】
2004236456.tif 000010
【図９】
2004236456.tif 000011
【図１０】
2004236456.tif 000012
【図１１】
2004236456.tif 000013
【図１２】
2004236456.tif 000014
【図１３】
2004236456.tif 000015
【図１４】
2004236456.tif 000016
【図１５】
2004236456.tif 000017
【図１６】
2004236456.tif 000018
【図１７】
2004236456.tif 000019
【図１８】
2004236456.tif 000020
【図１９】
2004236456.tif 000021
【図２０】
2004236456.tif 000022
【図２１】
2004236456.tif 000023
【図２２】
2004236456.tif 000024
【図２３】
2004236456.tif 000025
【図２４】
2004236456.tif 000026
【図２５】
2004236456.tif 000027
【図２６】
2004236456.tif 000028
【図２７】
2004236456.tif 000029
【図２８】
2004236456.tif 000030
【図２９】
2004236456.tif 000031
【図３０】
2004236456.tif 000032
【図３１】
2004236456.tif 000033
【図３２】
2004236456.tif 000034
【図３３】
2004236456.tif 000035
【図３４】
2004236456.tif 000036
【図３５】
2004236456.tif 000037
【図３６】
2004236456.tif 000038
【図３７】
2004236456.tif 000039
【図３８】
2004236456.tif 000040
【図３９】
2004236456.tif 000041
【図４０】
2004236456.tif 000042
【図４１】
2004236456.tif 000043
【図４２】
2004236456.tif 000044
【図４３】
2004236456.tif 000045
【図４４】
2004236456.tif 000046
【図４５】
2004236456.tif 000047