(57)【要約】【課題】欠陥や変形の発生を抑えつつ振動や歪に耐え得る回転電機用構造支持体を製造する。【解決手段】実施の形態に係る回転電機用構造支持体の製造方法は、配置工程、第１及び第２の接合工程を有する。配置工程では、第１の被接合部材と複数の板材が積層一体化された第２の被接合部材とを、互いの端部どうしが接触する位置にそれぞれ配置する。第１の接合工程では、前記端部どうしを接触させた前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分へ、当該境界部分の第１の外形面側から貫入させた回転駆動するツールを、前記境界部分の界面に沿ってスライドさせる。第２の接合工程では、前記第１の外形面の背面側に位置する前記境界部分の第２の外形面側から、当該境界部分へ貫入させた前記回転駆動するツールを、前記界面に沿ってスライドさせることによって、前記第１及び第２の被接合部材が互いに接合された回転電機用構造支持体を得る。【選択図】図２
2016107302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被接合部材と複数の板材が積層一体化された第２の被接合部材とを、互いの端部どうしが接触する位置にそれぞれ配置する配置工程と、
前記端部どうしを接触させた前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分へ、当該境界部分の第１の外形面側から貫入させた回転駆動するツールを、前記境界部分の界面に沿ってスライドさせる第１の接合工程と、
前記第１の外形面の背面側に位置する前記境界部分の第２の外形面側から、当該境界部分へ貫入させた前記回転駆動するツールを、前記界面に沿ってスライドさせることによって、前記第１及び第２の被接合部材が互いに接合された回転電機用構造支持体を得る第２の接合工程と、
を有する回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の接合工程は、前記回転駆動するツールをスライドさせる移動経路上に、前記第１又は第２の被接合部材の材料と同じ材料を供給しながら実施される、
請求項１に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項３】
前記配置工程並びに前記第１及び第２の接合工程を実施することによって、前記第２の被接合部材の両端部に一対の前記第１の被接合部材の一端部をそれぞれ接合する、
請求項１又は２に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の接合工程は、前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との間における少なくとも前記境界部分を冷却しながら実施される、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項５】
前記境界部分の冷却は、シールドガスを供給すること、又は冷媒が内部を通過する冷却用部材を前記第１及び第２の被接合部材に接触させること、によって行われる、
請求項４に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項６】
前記配置工程で直接接触させる前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とのそれぞれの端面全体は、いずれも平坦な面で形成されている、
請求項１に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項７】
前記配置工程では、前記端部どうしを接触させた前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分を、前記第１及び第２の外形面それぞれの側面側に位置する第３及び第４の外形面側から、挟持するように一対の挟持部材をさらに配置し、
前記第１及び第２の接合工程では、前記第１又は第２の外形面側から一方の前記挟持部材へ貫入させた前記回転駆動するツールを、前記境界部分の界面に沿って他方の前記挟持部材上へとスライドさせる、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項８】
前記配置工程では、前記端部どうしを接触させた前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分の前記第１又は第２の外形面上に保護部材をさらに配置し、
前記第１及び第２の接合工程では、前記第１又は第２の外形面側から、前記保護部材越しに前記境界部分へ貫入させた前記回転駆動するツールを、前記界面に沿ってスライドさせる、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項９】
前記配置工程では、前記端部どうしを接触させた前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分を、前記第１及び第２の外形面それぞれの側面側に位置する第３及び第４の外形面側から、挟持するように一対の挟持部材を配置すると共に、前記一対の挟持部材上及び前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分の前記第１又は第２の外形面上に保護部材をさらに配置し、
前記第１及び第２の接合工程では、前記第１又は第２の外形面側から、前記保護部材越しに一方の前記挟持部材側へ貫入させた前記回転駆動するツールを、前記境界部分の界面に沿って他方の前記挟持部材側へとスライドさせる、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項１０】
前記配置工程では、それぞれ配置された前記一対の挟持部材と前記保護部材とを摩擦攪拌接合を用いて一体化する、
請求項９に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項１１】
前記配置工程では、前記端部どうしを接触させた前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分を、前記第１及び第２の外形面それぞれの側面側に位置する第３及び第４の外形面側から挟持する一対の挟持部と、前記境界部分の前記第１又は第２の外形面上に載置される保護部と、を備えた接合補助部材をさらに配置し、
少なくとも前記第１の接合工程では、前記第１の外形面側から、前記接合補助部材の一方の前記挟持部へ貫入させた前記回転駆動するツールを、前記境界部分の界面に沿って前記保護部上及び他方の前記挟持部上へと順次スライドさせる、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の被接合部材の端部は、前記第２の被接合部材の端部を前記第１及び第２の外形面側から挟持するための一対の第２の挟持部を有しており、
前記配置工程では、前記第１の被接合部材における前記一対の第２の挟持部で前記第２の被接合部材の端部を挟持させるように、前記第１及び第２の被接合部材をそれぞれ配置し、
前記第１及び第２の接合工程では、前記第１又は第２の外形面側から一方の前記第２の挟持部へ貫入させた前記回転駆動するツールを、当該一方の第２の挟持部上でスライドさせる、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２の被接合部材の材料は、銅又は銅合金である、
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項１４】
製造対象の回転電機用構造支持体は、回転電機の回転子側に配置される、
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の回転電機用構造支持体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の回転子コイルの製造方法によって製造された回転電機用構造支持体を備える回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機用構造支持体の製造方法及び回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電などで利用される回転電機用の回転子は、遠心力によって生じる内部応力に起因した歪を吸収できるようにするために、比較的硬いソリッドな部材と複数の薄板を積層一体化した可とう性を持つ積層体とを接合した構造支持体を備えている。
【０００３】
このような構造支持体は、例えば、複数の薄板の端部どうしを、まずＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接によって接合して積層一体化し、さらに開先形状をＫ開先などに加工成形した後、この開先加工された積層体と上記したソリッドな部材とをさらにＴＩＧ溶接することによって製作される。なお、ＴＩＧ溶接される薄板などを含む接合対象の各部材は、材料として銅や銅合金が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１８８７７号公報
【特許文献２】特許２０１３−１９２４３９号公報
【特許文献３】特許第５２５０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した構造支持体は、遠心力によって生じる振動や歪に耐え得る機械的強度が必要となる。しかしながら、構造支持体は、上述したように、銅や銅合金といった難溶接材を材料として適用しているため、溶接箇所に欠陥が生じやすく、また、母材の強度を低下させてしまう溶接時の熱的影響範囲が広くなり、さらには溶接後の変形、各々の薄板の剥離、破損なども懸念される。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、欠陥や変形、剥離、破損の発生を抑えつつ振動や歪に耐え得る機械的強度を確保できる回転電機用構造支持体の製造方法及び回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態に係る回転電機用構造支持体の製造方法は、配置工程、並びに第１及び第２の接合工程を有する。配置工程では、第１の被接合部材と複数の板材が積層一体化された第２の被接合部材とを、互いの端部どうしが接触する位置にそれぞれ配置する。第１の接合工程では、前記端部どうしを接触させた前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との境界部分へ、当該境界部分の第１の外形面側から貫入させた回転駆動するツールを、前記境界部分の界面に沿ってスライドさせる。第２の接合工程では、前記第１の外形面の背面側に位置する前記境界部分の第２の外形面側から、当該境界部分へ貫入させた前記回転駆動するツールを、前記界面に沿ってスライドさせることによって、前記第１及び第２の被接合部材が互いに接合された回転電機用構造支持体を得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る回転電機用構造支持体を備えた回転電機の断面を概略的に示す図。
【図２】図１の回転電機用構造支持体の製造方法を第１の外形面側から示した斜視図。
【図３】図１の回転電機用構造支持体の製造方法を平面方向（上面方向）から示した図。
【図４】図１の回転電機用構造支持体の製造方法を第２の外形面側から示した斜視図。
【図５】図２の回転電機用構造支持体の製造方法から製造工程を一部変更したものを示した斜視図。
【図６】図２及び図５の回転電機用構造支持体の製造方法から製造工程を一部変更したものを示した斜視図。
【図７】第２の実施形態に係る回転電機用構造支持体の製造方法を第１の外形面側から示した斜視図。
【図８】図７の回転電機用構造支持体の製造方法から製造工程を一部変更したものを示した斜視図。
【図９】第３の実施形態に係る回転電機用構造支持体の製造方法を第１の外形面側から示した斜視図。
【図１０】図９の回転電機用構造支持体の製造方法から製造工程を一部変更したものを示した斜視図。
【図１１】図９及び図１０の回転電機用構造支持体の製造方法から製造工程を一部変更したものを示した斜視図。
【図１２】図１１の回転電機用構造支持体の製造方法を平面方向（上面方向）から示した図。
【図１３】図９〜図１１の回転電機用構造支持体の製造方法から製造工程を一部変更したものを示した斜視図。
【図１４】図９〜図１１及び図１３の回転電機用構造支持体の製造方法から製造工程を一部変更したものを示した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法によって製造された回転電機用構造支持体１７を備える回転電機１０を示している。図１に示すように、この回転電機１０は、例えば可変速の回転電機であって、より具体的には、揚水発電などで用いられる例えば可変速発電電動機である。
【００１０】
回転電機１０は、固定子（ステータ）３、回転子（ロータ）５などを備えている。また、回転電機１０は、回転子５の回転軸９の両端にそれぞれ対称的に設けられた例えばファン１５や通風ダクトを備えた冷却機構などを有している。回転軸９は、固定子３を含む構造部分に軸受機構を介して支持されている。固定子３は、固定子コイル１２と固定子鉄心１４とを備えている。一方、回転子５は、回転軸９と一体的に設けられた回転子鉄心８及び回転子コイル７を備えている。
【００１１】
ここで、回転電機（可変速発電電動機）１０の速度変化を伴う運転時において、回転子５は、遠心力によって生じる内部応力に起因した歪や振動を吸収できるようにするために、図１に示すように、上述した回転電機用構造支持体１７を備えている。すなわち、回転電機用構造支持体１７は、後述する図２に示すように、直方体状のソリッドな構造を有している第１の被接合部材３２と、複数の板材（薄板）２０ａを積層一体化した可とう性を持つ積層体である第２の被接合部材３１と、を互いに接合して構成されている。第２の被接合部材（積層体）３１は、例えば厚さ０．２５ｍｍの複数の板材２０ａを積層一体化して例えば２０ｍｍの厚さで構成されている。
【００１２】
図１に示すように、このような回転電機用構造支持体１７は、回転子５に遠心力が作用した際にその構造上、例えば内部応力が集中しやすい箇所などに適宜配置されている。また、図２に示すように、回転電機用構造支持体１７を構成する第１及び第２の被接合部材３２、３１の材料には、銅や銅合金が適用されている。なお、第１及び第２の被接合部材３２、３１は、材料としてアルミニウムやアルミニウム合金を用いて構成することも可能である。また、ソリッドな構造を有する第１の被接合部材３２よりも、積層体である第２の被接合部材３１のほうに、機械的強度（例えば縦弾性係数など）が高い材料を適用してもよい。
【００１３】
次に、第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との接合を好適に実現する本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法を主に図２〜図４に基づき説明する。本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法は、配置工程、第１の接合工程、及び第２の接合工程を有している。まず、配置工程では、図２、図３に示すように、第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１とを、互いの端部３２ａ、３１ａどうしが接触する位置にそれぞれ配置する。より具体的には、このような第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１とを例えば専用の治具などを介して所定の加工盤上に固定する。
【００１４】
ここで、接合対象となる第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との開先形状は、いわゆるＩ開先（Ｉ形開先）である。つまり、配置工程で直接接触させる第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１とのそれぞれの端面全体（端部３２ａ、３１ａどうしの対向面）は、いずれも平坦な面で形成されている。
【００１５】
次に、第１の接合工程では、図２、図３に示すように、端部３２ａ、３１ａどうしを接触させた第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との境界部分２５へ、当該境界部分２５の第１の外形面Ｆ１側から貫入させた矢印Ｓ１方向に回転駆動するツール３０を、境界部分２５の界面２５ａに沿って矢印Ｂ１方向にスライド（移動）させる。
【００１６】
ツール３０は、大径のショルダ部３０ａとこのショルダ部３０ａの先端部側に設けられた小径の突起部３０ｂとを有する段付きの略円柱形状の接合工具（接合ツール）である。また、ツール３０は、３軸方向に移動可能であると共に自身の軸心を回転中心として自転（回転駆動）する。突起部３０ｂは、境界部分２５（被接合部分３０ｃ、３０ｄ）に直接的に貫入される貫入部である。突起部３０ｂの突出長さは、貫入される方向の境界部分２５の厚さに応じて適宜設定される。
【００１７】
また、ツール３０の動作は、矢印Ｓ１方向への回転速度が例えば５００〜１５００ｒｐｍ、矢印Ｂ１方向への移動速度が例えば１７〜３０ｃｍ／ｍｉｎ、突起部３０ｂが境界部分２５に貫入する荷重が例えば３０００〜５０００ｋｇｆ、となるように調整される。
【００１８】
ここで、第１の接合工程では、図２、図３に示すように、スライドしながら回転するツール３０（突起部３０ｂ）が貫入している境界部分２５（被接合部分３０ｃ）は、摩擦熱が発生して軟化すると共に、塑性流動が生じて母材が混練された後、硬化する。これにより、まず、境界部分２５における第１の外形面Ｆ１側（被接合部分３０ｃ）が、摩擦攪拌接合（FSW：Friction Stir Welding）される。
【００１９】
次に、第２の接合工程では、被接合部分３０ｃが摩擦攪拌接合された第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１とを、図４に示すように、第１の外形面Ｆ１の背面側に位置する第２の外形面Ｆ２側が上面になるように裏返し、前述した治具などを介して加工盤上に固定する。さらに、第２の接合工程では、図４に示すように、境界部分２５の第２の外形面Ｆ２側から、当該境界部分２５（被接合部分３０ｄ）へ貫入させた矢印Ｓ１方向に回転駆動するツール３０を、界面２５ａに沿って矢印Ｂ１方向にスライド（移動）させることによって、第１及び第２の被接合部材３２、３１が互いに接合された回転電機用構造支持体１７を得る。なお、ツール３０における回転速度、移動速度、荷重などの動作条件は、前述したように調整される。つまり、第２の接合工程では、図４に示すように、境界部分２５における第２の外形面Ｆ２側（被接合部分３０ｄ）が、摩擦攪拌接合される。
【００２０】
したがって、本実施形態に係る回転電機用構造支持体の製造方法では、第１の外形面Ｆ１側と第２の外形面Ｆ２側との２パス（２回）に分けて、第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１とを摩擦攪拌接合するので、摩擦攪拌されて境界部分２５（母材）が熱的影響を受ける熱的影響範囲（軟化領域）を狭くすることが可能となる。
【００２１】
つまり、例えば１パスで境界部分２５を摩擦攪拌接合する場合には、境界部分２５の厚さ方向全体を一度に摩擦攪拌させるために、例えば剛性などを考慮してサイズを大きくしたツールを適用することになるので、熱的影響範囲を広げてしまう結果となる。これに対して、２パスで境界部分２５を摩擦攪拌接合する本実施形態の製法では、合理的にサイズを小さくしたツールを二度に分けて適用するので、結果的に熱的影響範囲を狭めることが可能となる。
【００２２】
これにより、本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法によれば、境界部分２５（母材）における熱的影響に起因した強度の低下を抑えることができ、所望の機械的強度を確保できる。また、本実施形態の製法では、難溶接材である銅や銅合金製の第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１とを、ＴＩＧ溶接などの溶接技術を用いずに（難溶接材の接合に適したプロセスである溶融現象を伴わない摩擦攪拌接合を用いて）互いを接合するので、接合箇所での欠陥や変形の発生を抑制することが可能となる。さらに、本実施形態の製法によれば、溶接する場合に例えば必要となる接合箇所の開先形状の加工や、予熱を与えることなどが不要となり、製造コストを低減することができる。
【００２３】
また、このようにして製造される回転電機用構造支持体１７を回転子５に備えた回転電機１０によれば、速度変化を伴う運転時において、遠心力により回転子５に生じる振動や歪を効果的に吸収することができる。
【００２４】
ここで、本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法は、図５に示すように、回転駆動するツール３０をスライドさせる移動経路上に、例えば第１又は第２の被接合部材３２、３１の材料と、同じ材料を供給しながら実施することも可能である。具体的には、図５に示すように、第１及び第２の外形面側からの摩擦攪拌接合中に粉末供給装置３３から銅や銅合金の粉末３４を供給する。これにより、ツール３０の例えばショルダ部３０ａの端面との摺動により生じる第１及び第２の被接合部材３２、３１の各表面（各上面）の凹みを摩擦攪拌接合の過程で補修することができる。
【００２５】
また、本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法は、前述した配置工程並びに第１及び第２の接合工程を実施することによって、図６に示すように、第２の被接合部材３１の両端部３１ａ、３１ｂに一対の第２の被接合部材３２、３５の一端部３２ａ、３５ａをそれぞれ接合することも可能である。
【００２６】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態を図７、図８に基づき説明する。なお、図７、図８において、図２などに示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
【００２７】
本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法は、第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との間における少なくとも境界部分２５を冷却しながら第１及び第２の接合工程を実施する。この場合の冷却は、例えば、冷媒が内部を通過する冷却用部材を、第１及び第２の被接合部材３２、３１と接触させることなどで実現される。
【００２８】
具体的には、図７に示すように、第１の実施形態で述べた第１及び第２の被接合部材３２、３１を固定するための例えば銅や銅合金製の加工盤３８を冷却用部材として適用する。さらに、この加工盤３８の内部に例えば冷却水などを流すための冷媒の流路３９を形成しておく。
【００２９】
また、これに代えて、図８に示すように、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスをシールドガス５２として供給するシールドガス供給装置５１を用意し、第１及び第２の接合工程を実施する際に、第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２側から境界部分２５へシールドガス５２を供給し、境界部分２５を冷却するようにしてもよい。
【００３０】
したがって、第２の実施形態に係る回転電機用構造支持体の製造方法によれば、摩擦攪拌接合時に生じる発熱を抑制できるので、熱的影響に起因した境界部分２５（被接合部分）の強度の低下を抑えることができ、これにより、第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１とが接合される当該境界部分２５において所望の剛性を確保できる。
【００３１】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態を図９〜図１４に基づき説明する。なお、図９〜図１４において、図２、図４などに示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
【００３２】
本実施形態の回転電機用構造支持体の製造方法は、図９に示すように、まず、配置工程では、端部どうしを接触させた第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との境界部分２５を、第１及び第２の外形面Ｆ１、Ｆ２それぞれの側面側に位置する第３及び第４の外形面Ｆ３、Ｆ４側から、矢印Ｐ１、Ｐ２方向に挟持するように一対の挟持部材５３、５４をさらに配置する。一対の挟持部材５３、５４は、例えば銅や銅合金で構成されている。
【００３３】
さらに第１及び第２の接合工程では、図９に示すように、第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２側から一方の挟持部材５３へ貫入させた回転駆動するツール３０を、境界部分の界面に沿って他方の挟持部材５４上へとスライド（移動）させる。
【００３４】
この製法によれば、ツール３０の突起部（貫入部）３０ｂによる摩擦攪拌接合時の接合痕が境界部分２５の表面（上面）に残ってしまうことなどを抑制できることに加え、第２の被接合部材３１本体から板材２０ａがばらけることなどを防止できる。なお、境界部分２５の接合後、第１及び第２の被接合部材３２、３１側から、接合された一対の挟持部材５３、５４を除去してもよい。
【００３５】
また、図１０に示す回転電機用構造支持体の製造方法を適用することもできる。すなわち、配置工程では、図１０に示すように、端部３２ａ、３１ａどうしを接触させた第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との境界部分２５の第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２上に保護部材５５をさらに配置する。
【００３６】
保護部材５５は、銅や銅合金を材料とする厚さ０．５〜２ｍｍ以上の矩形状の薄板である。この保護部材５５は、自身の長手方向を、ツール３０のスライド方向（矢印Ｂ１方向）に揃えて、境界部分２５（第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２上の境界線）を覆い隠すように配置され、治具などを介してこの位置に固定される。また、保護部材５５の短手方向の長さは、ツール３０におけるショルダ部３０ａの直径以上の長さで構成されている。さらに、保護部材５５の厚さは、摩擦攪拌接合時に、ツール３０の例えばショルダ部３０ａの端面との摺動により生じ得る凹み以上の厚さで構成されている。
【００３７】
このような保護部材５５を配置した後、第１及び第２の接合工程では、第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２側から、保護部材５５越しに境界部分２５へ貫入させた回転駆動するツール３０を、界面２５ａに沿ってスライド（移動）させる。このような製法によれば、ツール３０のショルダ部３０ａとの摺動により生じる凹み分を保護部材５５の厚さで補填することができ、境界部分２５（被接合部分）の接合強度を確保することができる。また、第２の被接合部材（積層体）３１に座屈などが生じることを抑制できる。
【００３８】
また、図１１に示す回転電機用構造支持体の製造方法を適用することも可能である。つまり、図１１に示すように、配置工程では、端部３２ａ、３１ａどうしを接触させた第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との境界部分２５を、第１及び第２の外形面Ｆ１、Ｆ２それぞれの側面側に位置する第３及び第４の外形面Ｆ３、Ｆ４側から、挟持するように一対の挟持部材５３、５４を配置すると共に、一対の挟持部材５３、５４上及び第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との境界部分２５の第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２上に保護部材６１をさらに配置する。
【００３９】
さらに、第１及び第２の接合工程では、第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２側から、保護部材６１越しに一方の挟持部材５３側へ貫入させた回転駆動するツール３０を、境界部分２５の界面に沿って他方の挟持部材５４側へとスライド（移動）させる。
【００４０】
このような図１１にした回転電機用構造支持体の製造方法によれば、ツール３０の突起部（貫入部）３０ｂによる接合痕が、境界部分２５に残ることなどを抑制できると共、第２の被接合部材３１からの板材２０ａの分散などを防止でき、また、ツール３０のショルダ部３０ａとの摺動が原因となる凹みの発生を抑えることができる。さらに、第２の被接合部材（積層体）３１に座屈などが発生することを抑制できる。
【００４１】
ここで、配置工程では、図１１に示したように、それぞれ配置された一対の挟持部材５３、５４と保護部材６１とを、図１２に示すように、摩擦攪拌接合を用いて（接合箇所３０ｅを設けて）一体化してもよい。この場合、一対の挟持部材５３、５４及び保護部材６１をセットする際の作業性を高めることができる。
【００４２】
また、このような製法に代えて、図１３に示す回転電機用構造支持体の製造方法を適用することもできる。つまり、配置工程では、図１３に示すように、断面がコの字状の接合補助部材５６を配置する。この接合補助部材５６は、図９、図１１に示した一対の挟持部材５３、５４の機能を有する一対の挟持部５６ｂ、５６ｃと、図１０、図１１に示した保護部材５５、６１の機能を有する保護部５６ａと、を備えている。
【００４３】
図１３に示すように、一対の挟持部５６ｂ、５６ｃは、端部３１ａ、３２ａどうしを接触させた第１の被接合部材３２と第２の被接合部材３１との境界部分２５を、第１及び第２の外形面Ｆ１、Ｆ２それぞれの側面側に位置する第３及び第４の外形面Ｆ３、Ｆ４側から挟持する。一方、保護部５６ａは、境界部分２５の第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２上に載置される。すなわち、接合補助部材５６は、図９、図１１に示した一対の挟持部材５３、５４と図１０、図１１に示した保護部材５５（又は６１）とを一体化した構造を有する。
【００４４】
このような接合補助部材５６を配置した後、少なくとも第１の接合工程を実施する場合には、第１の外形面Ｆ１側から、接合補助部材５６の一方の挟持部５６ｂへ貫入させた回転駆動するツール３０を、境界部分２５の界面２５ａに沿って前記保護部５６ａ上及び他方の挟持部５６ｃ上へと順次スライド（移動）させる。なお、第２の接合工程を実施する場合には、図１０に示した例えば保護部材５５を第２の外形面Ｆ２上に配置した後、ツール３０を用いた摩擦攪拌接合を行うようにしてもよい。
【００４５】
既述したように、図１３に示した回転電機用構造支持体の製造方法によれば、ツール３０の突起部（貫入部）３０ｂによる接合痕が、境界部分２５に残ることなどを抑制できることに加え、第２の被接合部材３１からの板材２０ａの分散などを防止でき、しかも、ツール３０のショルダ部３０ａとの摺動が原因となる凹みの発生を抑えることができる。また、第２の被接合部材３１に座屈などが生じることを抑制できる。さらに、図１３に示した回転電機用構造支持体の製造方法によれば、保護部と一対の挟持部とを一体化させた接合補助部材５６を用いることで、当該接合補助部材５６をセットする際の作業性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、このような製法に代えて、図１４に示す回転電機用構造支持体の製造方法を適用することも可能である。すなわち、図１４に示すように、第１の被接合部材３２に代えて、第１の被接合部材７２を用意する。第１の被接合部材７２の端部７２ｃは、断面がコの字状に形成されており、第２の被接合部材３１の端部３１ａを第１及び第２の外形面Ｆ１、Ｆ２側から挟持するための一対の第２の挟持部７２ａ、７２ｂを有している。
【００４７】
さらに、配置工程では、図１４に示すように、第１の被接合部材７２における一対の第２の挟持部７２ａ、７２ｂで第２の被接合部材３１の端部を挟持させるように、第１及び第２の被接合部材７２、３１をそれぞれ配置する。また、図１４に示すように、第１及び第２の接合工程では、第１又は第２の外形面Ｆ１、Ｆ２側から一方の第２の挟持部７２ａ（又は７２ｂ）へ貫入させた回転駆動するツール３０を、当該一方の第２の挟持部７２ａ（又は７２ｂ）上でスライド（移動）させる。
【００４８】
したがって、この製法によれば、第２の被接合部材３１から板材２０ａがばらけることなどを抑制できると共に、ツール３０のショルダ部３０ａとの摺動が原因となる凹みの発生を抑えることができる。さらに、第２の被接合部材（積層体）３１に座屈などが発生することを抑制できる。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
７…回転子コイル、１０…回転電機、２０ａ…板材、２５…境界部分、２５ａ…界面、３０…ツール、３０ａ…ショルダ部、３０ｂ…突起部、３０ｃ，３０ｄ…被接合部分、３０ｅ…接合箇所、３１…第２の被接合部材、３１ａ…第２の被接合部材の端部、３２、７２…第１の被接合部材、３２ａ，７２ｃ…第１の被接合部材の端部、３９…冷媒の流路、３３…粉末供給装置、３４…粉末、３８…加工盤、５１…シールドガス供給装置、５２…シールドガス、５３，５４…挟持部材、５５，６１…保護部材、５６…接合補助部材、５６ａ…保護部、５６ｂ，５６ｃ…挟持部、７２ａ，７２ｂ…第２の挟持部、Ｆ１…第１の外形面、Ｆ２…第２の外形面、Ｆ３…第３の外形面、Ｆ４…第４の外形面。
【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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