JP7234773B2 - 渦電流式減速装置用ロータ - Google Patents

Description

本開示は、ロータに関し、さらに詳しくは、渦電流式減速装置（リターダ）に用いられる、渦電流式減速装置用ロータに関する。

バスやトラック等の大型自動車は、フットブレーキや排気ブレーキ等の制動装置を備える。最近の大型自動車ではさらに、渦電流式減速装置を備えるものが登場している。渦電流式減速装置は、リターダとも呼ばれる。たとえば、急勾配の長い下り坂等を走行する場合であって、エンジンブレーキや排気ブレーキを併用しても大型自動車の走行速度を減速しにくい場合、渦電流式減速装置を作動させることにより、制動力をさらに高め、大型自動車の走行速度を有効に減速させることができる。

渦電流式減速装置は、電磁石を用いたタイプと、永久磁石を用いたタイプとが存在する。永久磁石を用いた渦電流式減速装置は、ロータと、ロータに収納されるステータとを備える。ロータは、円筒部（ドラム）と、プロペラシャフトにロータを固定するための円環状のホイール部と、円筒部とホイール部とをつなぐ複数のアーム部とを備える。ステータは、円筒体と、極性の異なる２種類の複数の永久磁石と、複数のポールピースとを備える。極性の異なる複数の永久磁石は、円筒部の外周面上に、円周方向に交互に配列される。ポールピースは、ロータの円筒部の内周面と、永久磁石との間に配置される。ステータのうち、複数の永久磁石が取り付けられた円筒体は、複数のポールピースとは別個独立して、円筒体の軸まわりを回転可能である。

制動時、つまり、渦電流式減速装置を作動させる場合、ステータの永久磁石の磁束がポールピースを介してロータに到達して、永久磁石とロータの円筒部との間に磁気回路が形成される。このとき、ロータの円筒部に渦電流が発生する。渦電流の発生に伴い、ローレンツ力が発生する。このローレンツ力が制動トルクとなり、大型自動車に制動力を付与する。一方、非制動時、つまり、渦電流式減速装置の動作を停止する場合、ポールピースに対する永久磁石の相対位置をずらして、永久磁石の磁束をロータに到達しないようにする。この場合、永久磁石とロータの円筒部との間に磁気回路が形成されない。そのため、ロータの円筒部に渦電流が発生せず、制動力も発生しない。以上の動作により、渦電流式減速装置は、制動動作及び非制動動作を実行する。

ところで、制動力は、制動時のロータの円筒部に発生する渦電流量に依存する。そのため、制動時にロータの円筒部に発生する渦電流量は大きい方が好ましい。制動時に発生する渦電流量を増加させるためには、ロータの円筒部の電気抵抗が低い方が好ましい。

さらに、制動時において、渦電流とともに発生するジュール熱により、ロータは加熱される。一方、渦電流式減速装置の非制動時において、ロータは円筒部の外周面に形成されている複数の冷却フィンにより急速に冷却（空冷）される。つまり、ロータでは、制動及び非制動の繰り返しにより、熱サイクルが負荷される。そのため、渦電流式減速装置のロータには、低い電気抵抗だけでなく、高い高温強度も要求される。

渦電流式減速装置用ロータにおいて、電気抵抗を低減しつつ、高い高温強度を得る技術が特開平８－４９０４１号公報（特許文献１）に開示されている。

特許文献１に記載された渦電流式減速装置用ロータ材は、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｓｉ：０．１０～０．４０％、Ｍｎ：０．５～１．０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．２～１．０％、Ｎｂ：０．０１～０．０３％、Ｖ：０．０３～０．０７％、Ｂ：０．０００５～０．００３％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２～０．０９％、Ｎ：０．０１％以下を含有し、残部は実質的にＦｅからなる。この文献では、電気抵抗を高める元素であるＰ、Ｎｉ、Ｍｎの含有量を低減することにより、ロータ材の電気抵抗を低減する。さらに、Ｂを含有することにより、ロータ材の高温強度を高めている。

特開平８－４９０４１号公報

特許文献１に記載されたロータ材は、常温での電気抵抗を２１μΩｃｍ以下とし、６５０℃での引張強度を２７ｋｇｆ／ｍｍ²（２６５ＭＰａ）以上とすることができる（特許文献１の段落［００３２］）。ところで、最近では、車載重量が大きい、より大型の自動車での渦電流式減速装置の活用も検討されている。このような、より車載重量が大きい大型の自動車で渦電流式減速装置を使用した場合、制動時のジュール熱により、ロータの温度が６５０℃よりも高い、７００℃に達する場合もある。７００℃の高温強度は６５０℃での高温強度と顕著に異なる。つまり、６５０℃で高い強度を有している場合であっても、７００℃では強度が急激に低下する場合がある。

本開示の目的は、電気抵抗を低く抑えることができ、かつ、７００℃においても高い強度を維持できる、渦電流式減速装置用ロータを提供することである。

本開示による渦電流式減速装置用ロータは、
円筒部を備え、
前記円筒部の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０５～０．１５％、
Ｓｉ：０．１０～０．４０％、
Ｍｎ：０．５０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｍｏ：０．２０～１．００％、
Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％、
Ｖ：０．０４０～０．０８０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００５０％、
Ｎ：０．００３～０．０１０％、
Ｃｕ：０～０．２０％、
Ｎｉ：０～０．２０％、
Ｃｒ：０～０．１０％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）及び式（２）を満たし、
ミクロ組織におけるマルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％以上である。
０．０６０≦（５１／９３）Ｎｂ＋Ｖ≦０．１００ （１）
０．５０＜Ｎｂ／Ｖ （２）
ここで、式（１）及び式（２）中の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入される。

本開示による渦電流式減速装置用ロータは、電気抵抗を低く抑えることができ、かつ、７００℃においても高い強度を維持できる。

図１は、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータが適用される、渦電流式減速装置の正面図である。 図２は、図１に示す渦電流式減速装置をプロペラシャフトに固定した場合の、渦電流式減速装置の、プロペラシャフトの軸方向の断面図である。 図３は、非制動時の渦電流式減速装置の軸方向に垂直な断面図（径方向の断面図）である。 図４は、制動時の渦電流式減速装置の軸方向に垂直な断面図（径方向の断面図）である。

本発明者らは、電気抵抗を低く抑えつつ、かつ、７００℃においても高い強度を維持できる渦電流式減速装置用ロータについて調査及び検討を行った。

特許文献１に記載されたロータ材では、特許文献１の段落［００２９］に記載のとおり、ロータ材の電気抵抗を低減するために、含有される元素のうち、Ｐ含有量、Ｎｉ含有量、及び、Ｍｎ含有量を低減し、かつ、高温強度を高めるために、焼入れ性を高めるＢを微量添加している。さらに、段落［００４５］及び［００４６］に記載のとおり、焼入れ及び６００～７００℃での焼戻しを実施することによりロータ材を製造している。これにより、特許文献１に記載されたロータ材では、６５０℃での高温強度を２７ｋｇｆ／ｍｍ²（２６５ＭＰａ）以上としている。

しかしながら、特許文献１に記載のロータ材の温度が６５０℃を超えて７００℃となった場合、降伏強度が顕著に低下する場合があった。

そこで、本発明者らは、化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｓｉ：０．１０～０．４０％、Ｍｎ：０．５０～１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｍｏ：０．２０～１．００％、Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％、Ｖ：０．０４０～０．０８０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％、Ｂ：０．０００５～０．００５０％、Ｎ：０．００３～０．０１０％、Ｃｕ：０～０．２０％、Ｎｉ：０～０．２０％、Ｃｒ：０～０．１０％、及び、残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、焼入れ及び焼戻しを実施した鋼材をロータとみなして、電気抵抗と、７００℃での降伏強度とを調査した。その結果、上述の化学組成を有する鋼材であっても、低い電気抵抗を維持しつつ、７００℃において十分な降伏強度が得られない場合があった。

そこで、本発明者らは、７００℃における強度の維持メカニズムについて、検討を行った。転位密度によりロータ用鋼材の強度を高めている場合、ロータ用鋼材が６５０℃の場合よりも、７００℃の場合の方が、転位密度が顕著に低減する。そのため、ロータ用鋼材の強度を転位密度により確保している場合、７００℃において、高い降伏強度を維持することが困難となる。

そこで、本発明者らは、転位密度による高温強度の向上よりも、析出強化による高温強度の向上をより重視した鋼材の組織設計を検討した。上述の化学組成において、生成する析出物としては、Ｍｏ炭化物（Ｍｏ₂Ｃ）、セメンタイト、Ｎｂ炭化物（ＮｂＣ）、Ｖ炭化物（ＶＣ）、Ａｌ窒化物（ＡｌＮ）等が存在する。析出強化は、析出物が微細であるほど、強度を高めることができる。これらの析出物のうち、微細な析出物は、ＭＸ型析出物のＮｂ炭化物及びＶ炭化物である。ＭＸ型析出物のＮｂ炭化物及びＶ炭化物の析出量により高温強度を確保すれば、６５０℃から７００℃に温度が上昇した場合であっても、転位密度は顕著に減少するものの、ＭＸ型析出物は消滅せずに鋼材中に維持されている。そのため、７００℃においても十分な降伏強度を維持することができると考えられる。

そこで、本発明者らは、上述の化学組成において、電気抵抗を低く維持しつつ、７００℃の高温強度を確保できるＭＸ型析出物の析出量について検討を行った。その結果、次の式（１）を満たすことにより、７００℃での高温強度を高く維持することができるＭＸ型析出物の析出量を確保することができることを見出した。
０．０６０≦（５１／９３）Ｎｂ＋Ｖ≦０．１００ （１）
ここで、式（１）中の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入される。

しかしながら、上述の化学組成の鋼材において、式（１）を満たすだけでは、依然として７００℃での降伏強度が低くなる場合があった。そこで、本発明者らはさらなる調査を行った。その結果、本発明者らは、次の知見を得た。Ｎｂ炭化物とＶ炭化物とのサイズを比較した場合、Ｎｂ炭化物の方が、Ｖ炭化物よりも微細である。ＮｂはＶに比較して固溶量が少ないため、焼戻し時にＮｂ炭化物として析出した後のオストワルド成長がＶ炭化物に比較して少ない。その結果、上述の化学組成の鋼材の場合、Ｎｂ炭化物の方がＶ炭化物よりも微細になる。上述のとおり、析出物が微細である方が、析出強化による強度を高めることができる。

Ｎｂ炭化物はＶ炭化物と比較して微細である。そのため、本発明者らは、式（１）を満たしつつ、Ｎｂ炭化物の個数割合を増やす方法を検討した。その結果、式（１）を満たしつつ、かつ、式（２）を満たすことにより、ＭＸ型析出物を十分に生成し、かつ、Ｎｂ炭化物の個数割合も十分に増やすことができ、電気抵抗を低く抑えつつ、７００℃において優れた高温強度も得ることができることを見出した。
０．５０＜Ｎｂ／Ｖ （２）
ここで、式（２）中の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入される。

以上の知見により完成した本実施形態の渦電流式減速装置用ロータは、次の構成を備える。

［１］の渦電流式減速装置用ロータは、
円筒部を備え、
前記円筒部の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０５～０．１５％、
Ｓｉ：０．１０～０．４０％、
Ｍｎ：０．５０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｍｏ：０．２０～１．００％、
Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％、
Ｖ：０．０４０～０．０８０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００５０％、
Ｎ：０．００３～０．０１０％、
Ｃｕ：０～０．２０％、
Ｎｉ：０～０．２０％、
Ｃｒ：０～０．１０％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）及び式（２）を満たし、
ミクロ組織におけるマルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％以上である。
０．０６０≦（５１／９３）Ｎｂ＋Ｖ≦０．１００ （１）
０．５０＜Ｎｂ／Ｖ （２）
ここで、式（１）及び式（２）中の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入される。

［２］の渦電流式減速装置用ロータは、［１］に記載の渦電流式減速装置用ロータであって、
前記化学組成はさらに、
Ｃｕ：０．０１～０．２０％、
Ｎｉ：０．０１～０．２０％、及び、
Ｃｒ：０．０１～０．１０％、からなる群から選択される１元素又は２元素以上を含有する。

以下、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータについて詳述する。

［渦電流式減速装置の構成］
図１は、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータが適用される、渦電流式減速装置の正面図である。図１を参照して、渦電流式減速装置１は、渦電流式減速装置用ロータ１０（以下、単にロータ１０ともいう）と、ステータ２０とを備える。

図２は、図１に示す渦電流式減速装置１をプロペラシャフトに固定した場合の、渦電流式減速装置１の、プロペラシャフトの軸方向の断面図である。図２を参照して、本実施形態では、ロータ１０がプロペラシャフト３０に固定され、ステータ２０が、図示しないトランスミッションに固定される。図１及び図２を参照して、ロータ１０は、円筒部（ドラム）１１と、アーム部１２と、ホイール部１３とを備える。円筒部１１は、円筒状であり、ステータ２０の外径よりも大きい内径を有する。ホイール部１３は、円筒部１１の内径よりも小さい外径を有する円環状の部材であり、中心部に貫通孔を有する。ホイール部１３の厚さは、円筒部１１の厚さよりも薄い。ホイール部１３は、貫通孔にプロペラシャフト３０を挿入し、プロペラシャフト３０に固定される。アーム部１２は、図１及び図２に示すとおり、円筒部１１の端部と、ホイール部１３とを繋いでいる。なお、円筒部１１の外周面には、複数の冷却フィン１１Ｆが形成されている。

図３は、非制動時の渦電流式減速装置１の軸方向に垂直な断面図（径方向の断面図）である。図３を参照して、ステータ２０は、磁石保持リング２１と、複数の永久磁石２２及び２３と、複数のポールピース２４とを備える。永久磁石２２及び永久磁石２３は、磁石保持リング２１の外周面上に、円周方向に交互に配列されている。永久磁石２２の表面のうち、ロータ１０の円筒部１１の内周面と対向する表面はＮ極である。永久磁石２３の表面のうち、ロータ１０の円筒部１１の内周面と対向する表面はＳ極である。複数のポールピース２４は、ステータ２０の円周方向に配列されている。複数のポールピース２４は、複数の永久磁石２２及び２３と、円筒部１１の内周面との間に配列されている。

［渦電流式減速装置１の制動及び非制動の動作について］
図３を参照して、非制動時において、渦電流式減速装置１の径方向に見た場合、各永久磁石２２又は２３は、互いに隣り合う２つのポールピース２４と重複している。この場合、磁束Ｂは図３に示すとおり、ステータ２０内に流れ、具体的には、永久磁石２２及び２３と、ポールピース２４と、磁石保持リング２１との間を流れる。この場合、ロータ１０と永久磁石２２及び２３との間には磁気回路が形成されておらず、ロータ１０にローレンツ力が発生しない。そのため、制動力が作動しない。

図４は、制動時の渦電流式減速装置１の軸方向に垂直な断面図（径方向の断面図）である。制動時において、ステータ２０内の磁石保持リング２１が回転して、図３と比較して、永久磁石２２及び２３の、ポールピース２４に対する相対位置をずらす。具体的には、図４では、制動時において、渦電流式減速装置１の径方向に見た場合、各永久磁石２２又は２３は、１つのポールピース２４のみと重複しており、２つのポールピース２４には重複していない状態となる。そのため、磁束Ｂは図４に示すとおり、磁石保持リング２１、永久磁石２２又は２３、ポールピース２４、及び、円筒部１１との間を流れる。この場合、ロータ１０と永久磁石２２又は２３との間には磁気回路が形成される。このとき、ロータ１０の円筒部１１に渦電流が発生する。渦電流の発生に伴い、ローレンツ力が発生する。このローレンツ力が制動トルクとなり、制動力が発生する。

以上のとおり、渦電流式減速装置１は、ロータ１０に発生する渦電流により、制動力を発生させる。したがって、ロータ１０の円筒部１１は渦電流の発生量が大きくなる方が好ましい。円筒部１１の電気抵抗が小さいほど、渦電流の発生量が大きくなる。そのため、ロータ１０の円筒部１１は、電気抵抗が小さい方が好ましい。ロータ１０はさらに、制動及び非制動を繰り返すことにより、熱サイクルが負荷される。上述のとおり、最近では、７００℃になっても高い高温強度が得られることが求められている。以下、ロータ１０について詳述する。

［渦電流式減速装置用ロータ１０について］
［化学組成］
本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１の化学組成は、次の元素を含有する。元素に関する「％」は、特に断りがない限り、質量％を意味する。

［必須元素について］
Ｃ：０．０５～０．１５％
炭素（Ｃ）は、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃはさらに、Ｎｂ炭化物、Ｖ炭化物等の析出強化型の微細な炭化物を生成し、鋼材の高温強度を高める。Ｃ含有量が０．０５％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上述の効果が十分に得られない。一方、Ｃ含有量が０．１５％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｃ含有量は０．０５～０．１５％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．０６％であり、さらに好ましくは０．０７％である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．１４％であり、さらに好ましくは０．１３％であり、さらに好ましくは０．１２％である。

Ｓｉ：０．１０～０．４０％
シリコン（Ｓｉ）は、製鋼工程において、鋼を脱酸する。Ｓｉはさらに、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｓｉ含有量が０．１０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｉ含有量が０．４０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．１０～０．４０％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．１２％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．３８％であり、さらに好ましくは０．３６％である。

Ｍｎ：０．５０～１．００％
マンガン（Ｍｎ）は、製鋼工程において、鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｍｎ含有量が０．５０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｎ含有量が１．００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．５０～１．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．５８％であり、さらに好ましくは０．６０％であり、さらに好ましくは０．６２％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．９４％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは０．８８％である。

Ｐ：０．０３０％以下
燐（Ｐ）は不可避に含有される不純物である。つまり、Ｐ含有量は０％超である。Ｐは、鋼材の熱間加工性及び靱性を低下する。Ｐはさらに、鋼材の電気抵抗を高め、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量を減少させる。Ｐ含有量が０．０３０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性及び靱性が顕著に低下し、さらに、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２８％であり、さらに好ましくは０．０２６％であり、さらに好ましくは０．０２５％である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｐ含有量の過剰な低減は、製造コストを引き上げる。したがって、通常の工業生産を考慮した場合、Ｐ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％である。

Ｓ：０．０３０％以下
硫黄（Ｓ）は不可避に含有される不純物である。つまり、Ｓ含有量は０％超である。Ｓは、鋼材の熱間加工性及び靱性を低下させる。Ｓ含有量が０．０３０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性及び靱性が顕著に低下する。したがって、Ｓ含有量は０．０３０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２２％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｓ含有量の過剰な低減は、製造コストを引き上げる。したがって、通常の工業生産を考慮した場合、Ｓ含有量の好ましい下限は０．００１％である。

Ｍｏ：０．２０～１．００％
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼材の焼入れ性を高め、固溶強化及びＭｏ炭化物（Ｍｏ₂Ｃ）による析出強化（分散強化）により、高温強度を高める。Ｍｏはさらに、鋼材の靱性を高める。Ｍｏ含有量が０．２０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｏ含有量が１．００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｍｏ含有量は０．２０～１．００％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．３５％であり、さらに好ましくは０．４０％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．７０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。

Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％
ニオブ（Ｎｂ）は、炭素と結合してＮｂ炭化物を生成し、析出強化により、鋼材の高温強度を高める。Ｎｂはさらに、結晶粒の粗大化を抑制する。Ｎｂ含有量が０．０２０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｎｂ含有量が０．０６０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｎｂ含有量が０．０６０％を超えればさらに、鋼材の靱性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０．０２０～０．０６０％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０３０％であり、さらに好ましくは０．０３２％であり、さらに好ましくは０．０３４％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０５８％であり、さらに好ましくは０．０５６％であり、さらに好ましくは０．０５４％である。

Ｖ：０．０４０～０．０８０％
バナジウム（Ｖ）は、炭素と結合してＶ炭化物を生成し、析出強化により、鋼材の高温強度を高める。Ｖはさらに、結晶粒の粗大化を抑制する。Ｖ含有量が０．０４０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｖ含有量が０．０８０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｖ含有量が０．０８０％を超えればさらに、鋼材の靱性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０．０４０～０．０８０％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０．０４４％であり、さらに好ましくは０．０４８％であり、さらに好ましくは０．０５０％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．０７５％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。

ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は、製鋼工程において、鋼を脱酸する。Ａｌはさらに、Ｎと結合してＡｌＮを生成して、鋼材の結晶粒を微細化する。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０３０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．１００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０３０～０．１００％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０４０％であり、さらに好ましくは０．０５０％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０９０％である。

Ｂ：０．０００５～０．００５０％
ボロン（Ｂ）は鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｂ含有量が０．０００５％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｂ含有量が０．００５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靱性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０．０００５～０．００５０％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１２％であり、さらに好ましくは０．００１４％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．００４５％であり、さらに好ましくは０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。

Ｎ：０．００３～０．０１０％
窒素（Ｎ）は、Ａｌと結合してＡｌＮを形成して、鋼材の結晶粒を微細化する。Ｎ含有量が０．００３％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｎ含有量が０．０１０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．００３～０．０１０％である。Ｎ含有量の好ましい下限は０．００４％である。Ｎ含有量の好ましい上限は０．００９％であり、さらに好ましくは０．００８％であり、さらに好ましくは０．００７％である。

本実施形態の渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここで、不純物とは、本実施形態のロータ１０の円筒部１１を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は、製造環境などから混入されるものであって、本実施形態のロータ１０の円筒部１１に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。

［任意元素について］
本実施形態の渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｒからなる群から選択される１元素又は２元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材の焼入れ性を高める。

Ｃｕ：０～０．２０％
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｕ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｕは、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｃｕが少しでも含有されれば、上記効果はある程度得られる。しかしながら、Ｃｕ含有量が０．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０～０．２０％である。Ｃｕ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．１２％であり、さらに好ましくは０．１０％である。

Ｎｉ：０～０．２０％
ニッケル（Ｎｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｎｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｉは、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｎｉが少しでも含有されれば、上記効果はある程度得られる。しかしながら、Ｎｉ含有量が０．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｎｉ含有量は０～０．２０％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．１２％であり、さらに好ましくは０．１０％である。

Ｃｒ：０～０．１０％
クロム（Ｃｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｒ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｒは、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｃｒが少しでも含有されれば、上記効果はある程度得られる。しかしながら、Ｃｒ含有量が０．１０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０～０．１０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．０９％であり、さらに好ましくは０．０８％であり、さらに好ましくは０．０７％であり、さらに好ましくは０．０６％であり、さらに好ましくは０．０５％である。

［式（１）及び式（２）について］
本実施形態の渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の化学組成はさらに、次の式（１）及び式（２）を満たす。
０．０６０≦（５１／９３）Ｎｂ＋Ｖ≦０．１００ （１）
０．５＜Ｎｂ／Ｖ （２）
ここで、式（１）及び式（２）中の各元素記号には、本実施形態のロータ１０の円筒部１１の化学組成中の対応する元素の含有量（質量％）が代入される。

［式（１）について］
Ｆ１＝（５１／９３）Ｎｂ＋Ｖと定義する。Ｆ１は、ＭＸ型析出物を形成するＮｂ炭化物及びＶ炭化物の析出量の指標である。以下、Ｆ１を、「ＭＸ型析出物量指標」という。ＭＸ型析出物量指標Ｆ１は、Ｎｂ含有量及びＶ含有量を全てＶ含有量として換算した量である。ＭＸ型析出物量指標Ｆ１が０．０６０未満であれば、化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１中のＭＸ型析出物の生成量が不十分であり、十分な高温強度が得られない。具体的には、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の７００℃における降伏強度が１４０ＭＰａ未満となる。一方、ＭＸ型析出物量指標Ｆ１が０．１００を超えれば、化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ロータ１０の円筒部１１中のＭＸ型析出物の生成量が多すぎる。この場合、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の電気抵抗が高まってしまう。したがって、ＭＸ型析出物量指標Ｆ１は０．０６０～０．１００である。この場合、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１において、十分な高温強度が得られる。具体的には、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の７００℃における引張強度が１４０ＭＰａ以上になる。さらに、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の靱性が高まる。ＭＸ型析出物量指標Ｆ１の好ましい下限は０．０６５であり、さらに好ましくは０．０７０である。ＭＸ型析出物量指標Ｆ１の好ましい上限は０．０９５であり、さらに好ましくは０．０９２である。なお、ＭＸ型析出物量指標Ｆ１は、算出された数値の小数第四位を四捨五入して得られた値（つまり、小数第三位の値）である。

［式（２）について］
Ｆ２＝Ｎｂ／Ｖと定義する。Ｆ２はＭＸ型析出物の微細度合いを示す指標である。以下、Ｆ２を「ＭＸ型析出物微細度合い指標」という。ＭＸ型析出物であるＮｂ炭化物とＶ炭化物とを比較した場合、Ｎｂ炭化物の方がＶ炭化物と比較して成長が遅い。つまり、ロータ１０の円筒部１１中において、Ｎｂ炭化物はＶ炭化物よりも微細である。ＭＸ型析出物が微細な方が、鋼材の高温強度をより高めることができる。ＭＸ型析出物微細度合い指標Ｆ２は、Ｎｂ含有量のＶ含有量に対する比率を規定している。つまり、ＭＸ型析出物微細度合い指標Ｆ２は、Ｎｂ炭化物個数の、Ｖ炭化物個数に対する比率を意味している。ＭＸ型析出物微細度合い指標Ｆ２が０．５０以下であれば、微細なＮｂ炭化物個数の、Ｖ炭化物個数に対する比率が小さい。この場合、化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であり、かつ、式（１）を満たしていても、微細なＭＸ型析出物個数の割合が少ない。そのため、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１の高温強度を十分に高めることができない。具体的には、ＭＸ型析出物微細度合い指標Ｆ２が０．５０以下であれば、７００℃における渦電流式減速装置のロータの円筒部の降伏強度が１４０ＭＰａ未満になる。

ＭＸ型析出物微細度合い指標Ｆ２が０．５０を超えれば、化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であり、かつ、式（１）を満たすことを条件として、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１において、十分な高温強度が得られる。具体的には、ロータ１０の円筒部１１の７００℃における降伏強度が１４０ＭＰａ以上になる。ＭＸ型析出物微細度合い指標Ｆ２の好ましい下限は０．５５であり、さらに好ましくは０．６０である。なお、ＭＸ型析出物微細度合い指標Ｆ２は、算出された数値の小数第三位を四捨五入して得られた値（つまり、小数第二位の値）である。

［ミクロ組織について］
本実施形態のロータ１０の円筒部１１のミクロ組織では、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％以上である。つまり、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１のミクロ組織は、主としてマルテンサイト及び／又はベイナイトからなる組織である。本明細書でいう「マルテンサイト及びベイナイト」は、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトも含む。本実施形態のロータ１０の円筒部１１のミクロ組織において、マルテンサイト及びベイナイト以外の残部はフェライトである。つまり、フェライトの面積率は５．０％未満である。

なお、円筒部１１のミクロ組織には、マルテンサイト、ベイナイト及びフェライト以外に、Ｎｂ炭化物及びＶ炭化物等に代表される析出物や、介在物も存在する。しかしながら、これらの析出物及び介在物の総面積率は、マルテンサイト、ベイナイト及びフェライトの面積率と比較して極めて小さく、無視できる。

また、後述のミクロ組織観察において、マルテンサイトとベイナイトとを区別することは極めて困難である。一方で、フェライトと、マルテンサイト及びベイナイトとは、コントラストにより極めて容易に区別できる。したがって、ミクロ組織観察において、フェライト以外の領域を、「マルテンサイト及びベイナイト」と認定する。

本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１のミクロ組織も、強度に影響する。本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１のミクロ組織において、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％未満であり、フェライトの面積率が５．０％以上であれば、化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であって、式（１）及び式（２）を満たしていても、７００℃において十分な降伏強度が得られない。一方、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％以上であり、フェライトの面積率が５．０％未満であれば、化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であって、式（１）及び式（２）を満たすことを前提として、７００℃において十分な降伏強度が得られる。具体的には、７００℃における降伏強度が１４０ＭＰａ以上になる。

ここで、ミクロ組織中のマルテンサイト及びベイナイトの総面積率と、フェライトの面積率とは、次の方法で測定可能である。ロータ１０の円筒部１１の厚さ中央位置からサンプルを採取する。サンプルは、後述の観察視野（２００μｍ×１００μｍ）が確保できれば、サイズは特に限定されない。サンプルの表面のうち、上記観察視野を含む観察面を鏡面研磨した後、ナイタル腐食液に１０秒程度浸漬してエッチングを実施し、組織を現出させる。エッチングにより組織が現出された観察視野を、５００倍の光学顕微鏡により観察する。観察視野の視野面積は２００００μｍ²とする。上述のとおり、観察視野中において、フェライトと、マルテンサイト及びベイナイトとは、コントラストに基づいて容易に区別できる。そこで、観察視野中のフェライトを特定して、特定されたフェライトの面積を求める。フェライトの面積を、観察視野の総面積で除して、フェライトの面積率（％）を求める。上述のとおり、本実施形態のロータ１０の円筒部１１のミクロ組織では、フェライト以外の残部はマルテンサイト及び／又はベイナイトである。したがって、マルテンサイト及びベイナイトの総面積（％）を、次の式で求める。
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率＝１００．０－フェライトの面積率

［７００℃での降伏強度の測定方法］
渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１の７００℃での降伏強度（ＭＰａ）は、ＪＩＳ Ｇ ０５６７（２０１２）に準拠した測定方法により求めることができる。具体的には、ロータ１０の円筒部１１の厚さ中央位置を含む引張試験片を採取する。引張試験片の平行部の長さは４０ｍｍとし、標点間の長さは３０ｍｍ、平行部の直径は６ｍｍとする。加熱炉を用いて引張試験片を加熱して、試験片の温度を７００℃にする。７００℃での保持時間は１０分とする。７００℃の試験片に対して、大気中にて引張試験を実施して、応力－ひずみ曲線を得る。得られた応力－ひずみ曲線から、オフセット法に基づく０．２％耐力を、降伏強度（ＭＰａ）と定義する。

［電気抵抗の測定方法］
ロータ１０の円筒部１１の電気抵抗は、ＪＩＳ Ｃ ２５２６（１９９４）に準拠した測定方法により求めることができる。具体的には、ロータ１０の円筒部１１の厚さ中央位置を含む試験片を採取する。試験片は、３ｍｍ×４ｍｍ×６０ｍｍの標準試験片とする。常温（２０±１５℃）で、ダブルブリッジ法により、試験片の電気抵抗（μΩｃｍ）を求める。

以上のとおり、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１は、化学組成中の各元素含有量が上述の本実施形態の範囲内であり、かつ、化学組成が、式（１）及び式（２）を満たし、ミクロ組織において、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％以上である。そのため、７００℃の高温においても析出強化機構を維持するＭＸ型析出物が微細かつ十分な量存在している。その結果、優れた高温強度が得られる。具体的には、７００℃における降伏強度が１４０ＭＰａ以上になる。

［製造方法］
本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の製造方法の一例を説明する。以降に説明する製造方法は、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０を製造するための一例である。したがって、上述の構成を有する渦電流式減速装置用ロータ１０は、以降に説明する製造方法以外の他の製造方法により製造されてもよい。しかしながら、以降に説明する製造方法は、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の製造方法の好ましい一例である。

本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の製造方法は、渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１の素材を準備する素材準備工程と、準備された素材に対して熱間鍛造及び熱間圧延を実施して、円筒部１１に相当する中間品を製造する熱間加工工程と、中間品に対して焼入れ処理及び焼戻し処理を実施する調質処理工程と、中間品の内外周面を切削して円筒部１１及び複数の冷却フィン１１Ｆを形成する機械加工工程と、ホイール部１３に取り付けられたアーム部１２を円筒部１１に取り付けて、渦電流式減速装置用ロータ１０を製造するロータ形成工程とを備える。以下、各工程について説明する。

［素材準備工程］
素材準備工程では、各元素含有量が本実施形態の範囲内であって、式（１）及び式（２）を満たす化学組成を有する素材を準備する。素材は第三者から供給されたものであってもよい。素材を製造してもよい。製造する場合、たとえば、次の方法で製造する。

各元素含有量が本実施形態の範囲内であって、式（１）及び式（２）を満たす化学組成を有する溶鋼を製造する。精錬方法は特に限定されず、周知の方法を用いればよい。たとえば、周知の方法で製造された溶銑に対して転炉での精錬（一次精錬）を実施する。転炉から出鋼した溶鋼に対して、周知の二次精錬を実施する。二次精錬において、成分調整の合金元素の添加を実施して、各元素含有量が本実施形態の範囲内であって、式（１）及び式（２）を満たす化学組成を有する溶鋼を製造する。

上述の精錬方法により製造された溶鋼を用いて、周知の鋳造法により素材を製造する。たとえば、溶鋼を用いて造塊法によりインゴットを製造する。また、溶鋼を用いて連続鋳造法によりブルーム又はビレットを製造してもよい。製造されたブルーム又はインゴットを１０００～１３００℃に加熱した後、熱間加工を実施して、ビレットを製造してもよい。熱間加工はたとえば、熱間圧延、熱間鍛造等である。製造されたビレット（連続鋳造により製造されたビレット、又は、ブルーム又はインゴットを熱間加工して製造されたビレット）を、渦電流式減速装置用ロータ１０の素材とする。

［熱間加工工程］
素材準備工程にて準備された素材に対して熱間加工（熱間鍛造及び／又は熱間圧延）を実施して、円筒部１１に相当する中間品を製造する。始めに、素材を１０００～１３００℃に加熱する。加熱後の素材に対して、熱間鍛造を実施して所定の寸法に成型する。熱間鍛造後さらに、熱間圧延を実施して、円筒状の中間品を製造する。加熱後の素材に対して、熱間鍛造又は熱間圧延を実施して、円筒状の中間品を製造してもよい。

［調質処理工程］
熱間加工工程により製造された中間品に対して、調質処理工程を実施する。具体的には、中間品に対して、焼入れ処理を実施した後、焼戻し処理を実施する。

［焼入れ処理］
始めに、中間品に対して、焼入れ処理を実施する。焼入れ温度は８７０～９３０℃である。焼入れ温度が８７０℃未満であれば、熱間加工工程により生成したＭＸ型析出物（Ｎｂ炭化物及びＶ炭化物）が十分に固溶しない。この場合、次工程の焼戻し処理において、焼入れ処理後に中間品内に残存する未固溶のＭＸ型析出物が粗大化してしまう。また、中間品のミクロ組織がオーステナイト単相にならないため、焼入れ後の組織において、マルテンサイト及び／又はベイナイトだけでなく、フェライトが残存してしまう。一方、焼入れ温度が９３０℃以上であれば、オーステナイト結晶粒が粗大化する。したがって、焼入れ温度は８７０～９００℃である。焼入れ処理での急冷方法は、周知の方法で足りる。焼入れ処理での急冷方法はたとえば、水冷である。

［焼戻し処理］
焼入れ処理後の中間品に対して、焼戻し処理を実施する。焼戻し処理により、ＭＸ型析出物を生成する。焼戻し温度は６６０～７００℃である。焼戻し温度が６６０℃未満であれば、ＭＸ型析出物のうち、特にＮｂ炭化物が生成しにくくなる。焼戻し温度が６６０℃未満であればさらに、転位密度が多く残存したままとなる。この場合、転位密度が強度の担保を行うため、７００℃での高温強度が急激に低下してしまう。一方、焼戻し温度が７００℃を超えれば、ミクロ組織の一部がオーステナイトに変態してしまう可能性がある。したがって、焼戻し温度は６６０～７００℃である。

［機械加工工程］
焼戻し処理後の中間品の外周面を機械加工することにより、冷却フィン１１Ｆを形成する。機械加工は周知の方法で実施すれば足りる。以上の工程により、円筒部１１が製造される。

［ロータ形成工程］
製造された円筒部１１に、ホイール部１３に取り付けられたアーム部１２を取り付けて、渦電流式減速装置用ロータ１０を製造する。取り付け方法は溶接であってもよいし、他の方法であってもよい。

以上の製造方法により、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０を製造できる。なお、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０は、上記製造方法に限定されず、上述の構成を有する渦電流式減速装置用ロータ１０が製造できれば、上記製造方法以外の他の製造方法で本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０を製造してもよい。ただし、上記製造方法は、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の製造に好適な例である。

表１の化学組成を有する溶鋼を製造した。

表１中の空白部分は、対応する元素の含有量が検出限界未満であったことを意味する。溶鋼を用いて造塊法により、直径１２０ｍｍ、３０ｋｇの円柱状のインゴットを製造した。

インゴットを１２００℃に加熱した後、熱間鍛造を実施して、擬似中間品として、厚さ４０ｍｍの鋼板を製造した。擬似中間品に対して、９００℃の焼入れ温度で焼入れ処理を実施した。焼入れ温度での保持時間は９０分であった。焼入れ処理後の擬似中間品に対して、６９０℃の焼戻し温度で焼戻しを実施した。なお、焼戻し温度での保持時間は１２０分であった。以上の製造工程により、渦電流式減速装置用ロータを擬似した、各試験番号の擬似ロータ（鋼板）を製造した。

［評価試験］
製造した各試験番号の擬似ロータに対して、次の評価試験を実施した。

［ミクロ組織観察試験］
各試験番号の擬似ロータの板厚中央部から、サンプルを採取した。サンプルの表面を鏡面研磨した後、ナイタル腐食液に１０秒程度浸漬してエッチングを実施し、組織を現出させた。エッチングにより組織が現出された表面の任意の１視野（観察視野）を、５００倍の光学顕微鏡により観察した。観察視野の視野面積は２００００μｍ²であった。コントラストにより、観察視野中の相を特定した。その結果、観察視野中のミクロ組織は、マルテンサイト及び／又はベイナイトと、フェライトとからなった。特定されたフェライトの面積を求めた。フェライトの面積を、観察視野の総面積で除して、フェライトの面積率（％）を求めた。上述のとおり、観察視野中のミクロ組織では、フェライト以外の残部はマルテンサイト及び／又はベイナイトであった。そこで、マルテンサイト及びベイナイトの総面積（％）を、次の式で求めた。
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率＝１００．０－フェライトの面積率
求めたマルテンサイト及びベイナイトの総面積率（％）を、表２に示す。

［７００℃での引張試験］
各試験番号の擬似ロータの７００℃での降伏強度（ＭＰａ）を、ＪＩＳ Ｇ ０５６７（２０１２）に準拠した測定方法により求めた。具体的には、各試験番号の擬似ロータから、引張試験片を採取した。引張試験片の平行部の長さは４０ｍｍ、標点間の長さは３０ｍｍ、平行部の直径は６ｍｍであった。加熱炉を用いて引張試験片を加熱して、試験片の温度を７００℃にした。７００℃の引張試験片に対して、大気中にて引張試験を実施して、応力－ひずみ曲線を得た。得られた応力－ひずみ曲線から、オフセット法に基づく０．２％耐力を、降伏強度（ＭＰａ）と定義した。得られた７００℃での降伏強度（ＭＰａ）を、表２に示す。

［電気抵抗の測定方法］
各試験番号の擬似ロータの常温での電気抵抗を、ＪＩＳ Ｃ ２５２６（１９９４）に準拠した測定方法により求めた。具体的には、各試験番号の擬似ロータから、試験片を採取した。試験片のサイズは３ｍｍ×４ｍｍ×６０ｍｍであった。試験片に対して、常温で、ダブルブリッジ法により、試験片の電気抵抗（μΩｃｍ）を求めた。得られた電気抵抗（μΩｃｍ）を、表２に示す。

［試験結果］
表２を参照して、試験番号１～５の擬似ロータの化学組成中の各元素の含有量はいずれも適切であり、Ｆ１が式（１）を満たし、Ｆ２が式（２）を満たした。さらに、ベイナイト面積率はいずれも９５．０％以上であった。そのため、７００℃での降伏強度はいずれも１４０ＭＰａ以上であり、７００℃の高温環境下においても、極めて高い降伏強度を維持することができた。さらに、電気抵抗は２０．５μΩｃｍ以下であり、渦電流式減速装置のロータとして、十分な電気抵抗を示した。

一方、試験番号６では、Ｍｏ含有量及びＢ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での高温強度が低すぎた。

試験番号７では、Ｃ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での高温強度が低すぎた。

試験番号８では、Ｃ含有量が高すぎた。さらに、Ｃｒ含有量が高すぎた。そのため、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、電気抵抗が高すぎた。

試験番号９では、各元素の含有量は適切であったものの、Ｆ１が式（１）の下限未満となった。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での高温強度が低すぎた。

試験番号１０では、各元素の含有量は適切であったものの、Ｆ２が式（２）を満たさなかった。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での高温強度が低すぎた。

試験番号１１では、各元素の含有量は適切であったものの、Ｆ１が式（１）の上限を超えた。そのため、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、電気抵抗が高すぎた。

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。

１ 渦電流式減速装置
１０ ロータ
１１ 円筒部
１２ アーム部
１３ ホイール部
２０ ステータ

Claims (2)

1. 渦電流式減速装置用ロータであって、
   円筒部を備え、
   前記円筒部の化学組成が、質量％で、
   Ｃ：０．０５～０．１５％、
   Ｓｉ：０．１０～０．４０％、
   Ｍｎ：０．５０～１．００％、
   Ｐ：０．０３０％以下、
   Ｓ：０．０３０％以下、
   Ｍｏ：０．２０～１．００％、
   Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％、
   Ｖ：０．０４０～０．０８０％、
   ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％、
   Ｂ：０．０００５～０．００５０％、
   Ｎ：０．００３～０．０１０％、
   Ｃｕ：０～０．２０％、
   Ｎｉ：０～０．２０％、
   Ｃｒ：０～０．１０％、及び、
   残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）及び式（２）を満たし、
   ミクロ組織におけるマルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％以上である、
   渦電流式減速装置用ロータ。
   ０．０６０≦（５１／９３）Ｎｂ＋Ｖ≦０．１００ （１）
   ０．５０＜Ｎｂ／Ｖ （２）
   ここで、式（１）及び式（２）中の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入される。
2. 請求項１に記載の渦電流式減速装置用ロータであって、
   前記化学組成はさらに、
   Ｃｕ：０．０１～０．２０％、
   Ｎｉ：０．０１～０．２０％、及び、
   Ｃｒ：０．０１～０．１０％、からなる群から選択される１元素又は２元素以上を含有する、
   渦電流式減速装置用ロータ。

Images