JP7311758B2 - 渦電流式減速装置 - Google Patents
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Description
円筒体と円筒体の外周面上に配置される複数の磁石とを備えるステータと、
円筒体を収容する円筒部を備えるロータとを備え、
ロータの円筒部の内周面上に、内周面側から順に、
ニッケル合金からなる第一層と、
銅及び銅合金からなる群から選択される1種又は2種からなり、円筒部の軸方向断面において、第一層から円筒部の径方向に90μmの位置に内周面と並行な線分を仮定し、線分の全長を100%とした時に、線分と重複する長さが5μm以上の結晶粒が線分上の30%以上を占める第二層と、
ニッケル合金からなる第三層と、
ニッケルからなる第四層とを備える。
円筒体と円筒体の外周面上に配置される複数の磁石とを備えるステータと、
円筒体を収容する円筒部を備えるロータとを備え、
ロータの円筒部の内周面上に、内周面側から順に、
ニッケル合金からなる第一層と、
銅及び銅合金からなる群から選択される1種又は2種からなり、円筒部の軸方向断面において、第一層から円筒部の径方向に90μmの位置に内周面と並行な線分を仮定し、線分の全長を100%とした時に、線分と重複する長さが5μm以上の結晶粒が線分上の30%以上を占める第二層と、
ニッケル合金からなる第三層と、
ニッケルからなる第四層とを備える。
第二層の表面における最大高さ粗さRz(μm)が、第二層の厚さ(μm)の30%未満である。
図1は、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、ロータ10と、ステータ20とを備える。
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、制動力が発生しない。
第一層110は、ロータ10の円筒部11の内周面100上に形成されるめっき層である。第一層110はニッケル合金からなる。第一層110は、ロータ10の円筒部11と、高伝導率層である第二層120との熱膨張率の差によって生じる非弾性ひずみを緩和する。第一層110はさらに、第二層120に含まれる銅原子の円筒部11への拡散を抑制する。第一層110がニッケル合金であれば、第一層110の線膨張係数を、円筒部11の主成分である鉄及び第二層120に含まれる銅の線膨張係数と近似させることができる。これにより、熱サイクルを受けた場合にも、円筒部11と、第二層120との密着性を高めることができる。
第二層120は、第一層110上に積層されるめっき層である。第二層120は、銅及び銅合金からなる群から選択される1種又は2種からなる。銅、又は、銅合金は、いずれも電気抵抗が小さい。電気抵抗が小さい第二層120を形成することにより、渦電流式減速装置1の制動時に発生する渦電流量が高まる。その結果、渦電流式減速装置1の制動力が高まる。
第二層120は、円筒部11の軸方向断面において、第一層110から円筒部11の径方向に90μmの位置に内周面100と並行な線分Lを仮定し、線分Lの全長を100%とした時に、線分Lと重複する長さが5μm以上の結晶粒が線分L上の30%以上を占める。以下、第二層120の線分L上を5μm以上の結晶粒が占める割合を、5μm以上の結晶粒の占有率ともいう。第二層120の結晶粒が小さくなり過ぎないように調整することにより、第二層120内部のボイド形成及びボイドに起因するクラックを抑制できる。その結果、600℃を超える熱サイクルに曝された場合であっても、渦電流式減速装置1の熱的耐久性を向上できる。
好ましくは、第二層120の最大高さ粗さRz(μm)は、第二層120の厚さ(μm)の30%未満である。第二層120の表面粗さが小さければ、熱サイクル中の応力集中を抑制でき、第二層120のクラックをさらに抑制できる。その結果、600℃を超える熱サイクルを受けた場合の、渦電流式減速装置1の耐久性をさらに高めることができる。
第二層120の表面粗さは次の方法で測定する。めっき層を形成したロータ10の円筒部11を準備する。ロータ10の円筒部11を、円筒部11の軸方向に切断する。現れためっき層の断面の写真画像を作成する。得られた写真画像から、JIS B0601(2013)に準拠した方法で第二層120の表層の最大高さ粗さRz(μm)を求める。より具体的には、第一層110の表面、すなわち、第一層110と第二層120との界面を基準とし、基準から円筒部11の径方向に向かって、第二層120表面の最も高い部分の高さ(A)と、第二層120表面の最も低い部分の高さ(B)とを測定し、その差(A-B)を最大高さ(Zz)とする。このとき、基準長さは2.5mm、評価長さは12.5mmとする。
第三層130は、第二層120上に積層されるめっき層である。第三層130はニッケル合金からなる。第三層130は、第二層120と、第四層140との間に配置される。第三層130は、第二層120からの銅原子の熱拡散及び第四層140からのニッケル原子の熱拡散を抑制する。
第四層140は、第三層130上に積層されるめっき層である。第四層140はニッケルからなる。ニッケルは600~700℃の温度範囲で耐酸化性に優れている。ニッケルはさらに、軟質で延性に富んでいる。そのため、第四層140がニッケルからなる層であれば、熱サイクルや熱衝撃を受けた場合にもめっき層全体においてクラックの発生を抑制できる。その結果、高導電率層である第二層120の酸化防止に作用する。なお、ニッケルからなるとは、不純物を含む場合を含む。つまり、第四層140は、ニッケル及び不純物からなるめっき層であってもよい。
各めっき層の組成は、EDAX社製のEDS(Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy;エネルギー分散X線)を用いて測定する。具体的には、ロータ10の円筒部11の軸方向に沿ってめっき層を含む試験片を切り出し、樹脂に埋め込んで研磨する。各めっき層の断面に対して、SEMを用いて観察を行い、各めっき層を特定する。さらに、特定した各めっき層の断面に対してEDSを用いて、元素組成を分析する。第四層140であれば、ニッケルを特定する。第二層120であれば、銅を特定する。第一層110及び第三層130であれば、検出された元素全体(Ni及び合金元素)を100質量%として、合金元素(たとえばW、Fe、B、Co又はP)の割合(質量%)を算出する。各めっき層の組成は、たとえば、WDX(Wavelength Dispersive X-ray;波長分散型X線)を用いて測定してもよい。
各めっき層の厚さは次の方法で測定する。具体的には、ロータ10の円筒部11の軸方向に沿ってめっき層を含む試験片を切り出し、樹脂に埋め込んで研磨する。各めっき層の円筒部11の軸方向断面に対して、光学顕微鏡を用いて観察を行い、各めっき層を特定する。特定された各めっき層の厚さを測定する。めっき層の厚さは、各めっき層において、円筒部11の径方向の最短距離とする。また、各めっき層の厚さは膜厚計で測定することもできる。具体的には、超音波式、電磁式、渦電流式などの膜厚計を、各めっき層を形成した後にロータ10の内周面100(各めっき層の表面)に押し当て、各めっき層の厚さを測定する。
本開示の渦電流式減速装置1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、本開示の渦電流式減速装置1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1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。
円筒部成形工程では、周知の方法により渦電流式減速装置1のロータ10の円筒部11を成形する。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。製造されたビレットに対して、周知の熱間鍛造を行い、さらに、焼入れ及び焼戻し処理を実施する。焼戻し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が成形される。
成形された円筒部11にめっき層を形成する。各めっき層の形成方法の一例を説明する。
円筒部11の内周面100上に第一層110を形成する。第一層110は湿式の無電解めっき処理又は電気めっき処理により形成される。めっき液は、ニッケルイオンと合金元素のイオンとを含む。
第一層110上に第二層120を形成する。第二層120は、湿式の電気めっき処理により形成できる。めっき液は市販のシアン系銅めっき浴、ピロリン酸系銅めっき浴、硫酸系銅めっき浴及び塩化物系銅めっき浴等が使用できる。銅合金の第二層120を形成する場合は、めっき浴はさらに合金元素を含む。めっき液はたとえば,シアン系銅めっき浴では、シアン化第一銅:15~100g/Lを含有する。この場合、電気めっきの条件はたとえば、電流密度:1~8A/dm2、温度:40~70℃、pH:8~13である。硫酸系銅めっき浴ではたとえば、硫酸銅:40~300g/Lを含有する。この場合、電気めっきの条件はたとえば、電流密度:0.5~15A/dm2、温度:15~60℃、pH:1未満である。電気めっきのその他の条件は、適宜設定できる。
第二層120上に第三層130を形成する。第三層130は、湿式の無電解めっき処理又は電解めっき処理によって形成できる。めっき液は、ニッケルイオンと合金元素のイオンとを含有する。めっき処理の条件は適宜設定できる。第三層130は、第一層110と同様の方法により製造できる。
第三層130上に第四層140を形成する。第四層140は、湿式の電解めっき処理によって形成できる。めっき液は、ニッケルイオンを含有する。めっき液は市販のワット浴、ウッド浴、塩化物系ニッケルめっき浴及びスルファミン酸系ニッケルめっき浴等が使用できる。たとえば、ワット浴では、硫酸ニッケル:150~350g/L、塩化ニッケル:30~70g/Lを含有する。電気めっきの条件はたとえば、電流密度:1~12A/dm2、温度:35~80℃、pH:3~5である。ウッド浴では、塩化ニッケル:150~320g/Lを含有する。電気めっきの条件はたとえば、電流密度:1~15A/dm2、温度:10~40℃、pH:1~2である。スルファミン酸浴では、スルファミン酸ニッケル:300~600g/Lを含有する。電気めっきの条件はたとえば、電流密度:1~30A/dm2、温度:35~70℃、pH:3~5である。電気めっきの条件は、適宜設定できる。
製造したロータの円筒部を用いて、渦電流式減速装置を製造した。製造された渦電流式減速装置を回転試験機に取り付け、熱サイクルを受けた場合の耐久性を調査した。具体的には、渦電流式減速装置に対して繰り返し制動試験を実施した。繰り返し制動試験では、ロータの回転速度を2000rpmで一定とし、制動オンと制動オフとを繰り返して、ロータに繰り返し温度変動を与えた。制動オン及び制動オフの時間については、ロータの内表面の最高温度が約650℃、最低温度が約100℃となるように調整した。制動オン及び制動オフを10000サイクル繰り返した。試験後のロータの円筒部の断面に対して、光学顕微鏡を用いてのミクロ観察を行い、めっき層のクラックの発生状況を調査した。表2中、二重丸(◎)は、第二層においてボイド及びボイドに起因するクラックの両方が発生していなかったことを示す。白丸印(○)は、第二層においてボイドが発生しているもののボイドに起因するクラックが発生していなかったことを示す。バツ印(×)は、第二層においてボイド及びボイドに起因するクラックの両方が発生していたことを示す。
表1及び表2を参照して、試験番号1~試験番号10のロータの円筒部は、内周面上に適切なめっき層を有した。そのため、試験番号1~試験番号10における、繰り返し制動試験後の第二層は、ボイドに起因するクラックが発生していなかった。つまり、試験番号1~試験番号10の渦電流式減速装置は、600℃を超える熱サイクルに曝された場合の優れた耐久性を示した。
10 ロータ
11 円筒部
12 アーム部
13 ホイール部
20 ステータ
100 ロータの円筒部の内周面
110 第一層
120 第二層
130 第三層
140 第四層
Claims (2)
- 渦電流式減速装置であって、
円筒体と前記円筒体の外周面上に配置される複数の磁石とを備えるステータと、
前記円筒体を収容する円筒部を備えるロータとを備え、
前記ロータの前記円筒部の内周面上に、前記内周面側から順に、
ニッケル合金からなる第一層と、
銅及び銅合金からなる群から選択される1種又は2種からなり、前記円筒部の軸方向断面において、前記第一層から前記円筒部の径方向に90μmの位置に前記内周面と平行な線分を仮定し、前記線分の全長を100%とした時に、前記線分と重複する長さが5μm以上の結晶粒が前記線分上の30%以上を占める第二層と、
ニッケル合金からなる第三層と、
ニッケルからなる第四層とを備える、渦電流式減速装置。 - 請求項1に記載の渦電流式減速装置であって、
前記第二層の表面における最大高さ粗さRz(μm)が、前記第二層の厚さ(μm)の30%未満である、渦電流式減速装置。
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JP2014152344A (ja) | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Sh Copper Products Corp | 複合銅箔および複合銅箔の製造方法 |
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