JPH09172770A - Eddy current decelerator rotor - Google Patents

Eddy current decelerator rotor

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JPH09172770A
JPH09172770A JP7329031A JP32903195A JPH09172770A JP H09172770 A JPH09172770 A JP H09172770A JP 7329031 A JP7329031 A JP 7329031A JP 32903195 A JP32903195 A JP 32903195A JP H09172770 A JPH09172770 A JP H09172770A
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rotor
surface treatment
treatment layer
copper
less
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Mitsuo Miyahara
光雄 宮原
Katsuhiko Akasaki
勝彦 赤崎
Akiyoshi Ishida
昭佳 石田
Shozo Suehiro
祥三 末廣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an eddy current decelerator rotor which exhibits both a high braking torque and durability. SOLUTION: The rotor cylindrical part 3 of a rotor is made of steel whose chemical composition is 0.75-12wt.% of Cr and 0.3-2.5wt.% of Mo+(W/2) containing at least one among Mo and W. A surface treatment layer made of copper or copper alloy is applied to the surface of the rotor cylindrical part 3 on the side facing a permanent magnet 5. Or, the rotor cylindrical part 3 of the rotor is made of steel whose chemical composition is 0.04-0.3wt.% of C, not more than 1wt.% of Si, 0.3-1wt.% of Mn, not more than 0.03wt.% of P, not more than 0.03wt.% of S, not more than 0.5wt.% of Ni, 0.75-12wt.% of Cr, 0.3-2.5wt.% of Mo+(W/2) containing at least one among Mo and W, not more than 0.1wt.% of Nb, not more than 0.3wt.% of V and remainders of Fe and unavoidable impurities. A surface treatment layer made of copper or copper alloy is applied to the surface of the rotor cylindrical part on the side facing the permanent magnet 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トラックやバス等
の大型自動車に使用される渦電流式減速装置用ローター
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor for an eddy current type speed reducer used in large automobiles such as trucks and buses.

【0002】[0002]

【従来の技術】大型自動車の制動装置には、主ブレーキ
であるフットブレーキ、補助ブレーキである排気ブレー
キのほかに、長い坂道の降坂時等において安定した減速
を行い、フットブレーキの焼損を防止するための渦電流
式減速装置が使用される。
2. Description of the Related Art In addition to a foot brake, which is a main brake, and an exhaust brake, which is an auxiliary brake, a braking device for a large-sized automobile performs stable deceleration when descending a long hill and prevents burnout of the foot brake. An eddy current type speed reducer is used for this purpose.

【0003】図1は、永久磁石を使用した渦電流式減速
装置の一例を示す縦断面図である(特開平1−2340
43号公報、特開平1−234045号公報、特開平1
−298948号公報等)。この装置において、ロータ
ー1はローターアーム2およびローター円筒部3と一体
に接合されている。回転軸10の片側端部に取り付けら
れたローター1は、回転軸10の回転につれ、ローター
の部材であるローターアーム2およびローター円筒部3
などと一体になって回転する。永久磁石5を周設された
磁石支持リング6はピストンロッド8と螺着され、シリ
ンダー9の駆動により、複数の案内棒11に沿って摺動
自在に往復する。シリンダー9を作動して磁石支持リン
グ6を進退させることにより、永久磁石5の磁極面は、
ローター円筒部3に対してポールピース7を介して磁気
的に全面対向した位置(制動オンの状態)から磁気的に
外れた位置(制動オフの状態)までを往復する。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of an eddy current type speed reducer using a permanent magnet (Japanese Patent Laid-Open No. 1-2340).
No. 43, No. 1-234045, No. 1
-298948). In this device, the rotor 1 is integrally joined to the rotor arm 2 and the rotor cylindrical portion 3. The rotor 1 attached to one end of the rotating shaft 10 has a rotor arm 2 and a rotor cylindrical portion 3 which are members of the rotor as the rotating shaft 10 rotates.
It rotates together with the above. A magnet support ring 6 around the permanent magnet 5 is screwed to a piston rod 8 and is slidably reciprocated along a plurality of guide rods 11 by driving a cylinder 9. By operating the cylinder 9 to move the magnet support ring 6 forward and backward, the magnetic pole surface of the permanent magnet 5 becomes
The rotor cylinder portion 3 is reciprocated from a position magnetically opposed to the rotor cylindrical portion 3 via a pole piece 7 (braking on state) to a magnetically deviating position (braking off state).

【0004】永久磁石の磁極面がローターに磁気的に全
面対向する位置(制動オンの状態)では、永久磁石から
発する磁束を横切ってローター円筒部3が運動すること
によりローター円筒部表面に渦電流が流れる。この渦電
流と磁束の相互作用により制動トルクが発生する。この
円筒部は、制動オン時に渦電流の発生にともなうジュー
ル熱により加熱され、制動オフ時には冷却フィン4によ
って空冷される。このため、ローター円筒部3には、制
動のオン・オフ制御の繰り返しによって著しい熱サイク
ルが負荷される。以下において、ローター円筒部3の材
料を「ローター材」という場合がある。
At a position where the magnetic pole surface of the permanent magnet is magnetically entirely opposed to the rotor (in a braking-on state), the rotor cylindrical portion 3 moves across the magnetic flux generated from the permanent magnet to cause an eddy current on the surface of the rotor cylindrical portion. Flows. A braking torque is generated by the interaction between the eddy current and the magnetic flux. The cylindrical portion is heated by Joule heat accompanying the generation of eddy current when the braking is turned on, and is air-cooled by the cooling fin 4 when the braking is turned off. For this reason, the rotor cylindrical portion 3 is subjected to a remarkable thermal cycle due to repeated on / off control of braking. Hereinafter, the material of the rotor cylindrical portion 3 may be referred to as “rotor material”.

【0005】近年、大型自動車では渦電流式減速装置を
搭載する車種が増加している。とくに従来よりも積載重
量の大きなトラックやトレーラーなどにはこの減速装置
の搭載が進められている。このため、渦電流式減速装置
に対する要求制動性能は益々高度化する傾向にあり、車
種によっては70〜100kg・mの制動トルクを必要
とする場合もある。
In recent years, the number of large-sized automobiles equipped with an eddy current type speed reducer has been increasing. In particular, the reduction gears are being installed on trucks and trailers, which have a heavier load than before. For this reason, the required braking performance for the eddy current type speed reducer tends to become more sophisticated, and depending on the vehicle model, a braking torque of 70 to 100 kg · m may be required.

【0006】渦電流式減速装置の制動力を増加するに
は、以下の三つの方法がある。
There are the following three methods for increasing the braking force of the eddy current type speed reducer.

【0007】一つは、永久磁石の個数を増加するか寸法
を大型化する方法である。この場合、装置の重量が増加
するとともに装置自身が大型化するため、積載空間や総
重量が制限された車両への搭載装置としては不利であ
る。さらに、一装置当たりの永久磁石に要する費用が増
加するため、コスト面からも不利である。
One is a method of increasing the number of permanent magnets or increasing the size. In this case, the weight of the device increases and the size of the device itself increases, which is disadvantageous as a device mounted on a vehicle in which the loading space and total weight are limited. Further, the cost required for the permanent magnet per device increases, which is also disadvantageous in terms of cost.

【0008】二番目は、ローター材の電気抵抗を出来る
だけ小さくする方法である。従来、渦電流式減速装置の
ローター材としては鋳鋼が使用されていたが、近年、熱
間鍛造後焼入れ焼戻しを施したNi、Mo、Nb、Vお
よびBを含む鋼からなるローター材およびその製造方法
が提案されている(特願平6−204313号公報)。
同提案は、ローター材の電気抵抗の低減によって、渦電
流式減速装置の制動性能を向上させることを主目的とす
るが、静的な高温強度も向上させ、オン・オフ制御の繰
り返しに伴う熱変形を抑制することも考慮している。同
提案では、とくにCrのように、高温強度の向上に効果
があるが、電気抵抗を大きく増加させる元素は、除いて
ある。この提案の実施例では38〜44kg・mの制動
トルクが得られることが示されている。
The second method is to reduce the electric resistance of the rotor material as much as possible. Conventionally, cast steel has been used as a rotor material of an eddy current type speed reducer, but in recent years, a rotor material made of steel containing Ni, Mo, Nb, V, and B that has been subjected to quenching and tempering after hot forging and its production. A method has been proposed (Japanese Patent Application No. 6-204313).
The main purpose of the proposal is to improve the braking performance of the eddy current type speed reducer by reducing the electrical resistance of the rotor material, but also to improve the static high temperature strength and to improve the heat generated by repeated on / off control. It also considers suppressing deformation. According to the proposal, an element such as Cr, which has an effect of improving high temperature strength but greatly increases electric resistance, is excluded. The proposed example shows that a braking torque of 38-44 kg.m is obtained.

【0009】しかし、より高い制動トルクを得ようとし
ても、ローター材のみを対象とした電気抵抗の低減には
限界がある。制動トルクが高い場合は、とくに熱変形に
対する耐久性が重要であるが、耐久性を高めるためには
合金元素の添加は避けられず、合金元素を添加すれば電
気抵抗は低減できない。したがって、ローター材のみの
改良では上記の制動トルクを大幅に向上することは不可
能である。
However, even if an attempt is made to obtain a higher braking torque, there is a limit in reducing the electric resistance only for the rotor material. When the braking torque is high, durability against thermal deformation is particularly important, but addition of alloying elements is unavoidable in order to improve durability, and electrical resistance cannot be reduced by adding alloying elements. Therefore, it is impossible to significantly improve the braking torque by improving only the rotor material.

【0010】三番目は、ローターの磁石と対向する面に
電気抵抗の小さな材料からなる金属層を設ける方法であ
る(特開昭63−274359号公報、特開昭64−3
0450号公報)。これらの発明では、電気抵抗の小さ
い材料からなる金属層をローター表面に設けることによ
りローターに生じる渦電流を増加させ、制動トルクを向
上させている。ただし、ローター材そのものへの言及は
されていない。これら発明では、金属層の材質として、
銅、銅合金またはアルミニウムが挙げられている。上記
の特開昭63−274359号公報では、ローターに厚
さ1mmの銅層を設けることにより、制動トルクが約
0.9kg・mから約2.2kg・mに増加するとの実
施例が提示されている。
The third method is to provide a metal layer made of a material having a small electric resistance on the surface of the rotor facing the magnet (Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-274359 and 64-3).
No. 0450). In these inventions, a metal layer made of a material having a low electric resistance is provided on the rotor surface to increase the eddy current generated in the rotor and improve the braking torque. However, no reference is made to the rotor material itself. In these inventions, as the material of the metal layer,
Copper, copper alloys or aluminum are mentioned. In the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 63-274359, an example is presented in which the braking torque is increased from about 0.9 kg · m to about 2.2 kg · m by providing the rotor with a copper layer having a thickness of 1 mm. ing.

【0011】しかしながら、制動トルクが小さい範囲で
はローター材に熱変形に対する対策をする必要はない
が、制動トルクが大きくなると、電気抵抗の小さな表面
処理層に渦電流が集中し、表面処理層とその近傍のロー
ター材の温度が著しく高温となる。したがって、制動ト
ルクが大きく、ローターの最高温度が600℃を超える
高温となると、ローターの熱変形が大きくなり、耐久性
が低下するという問題が生じる。また、制動トルクを大
きくすることから、破壊靭性にも優れていることが要求
される。
However, it is not necessary to take measures against thermal deformation of the rotor material in a range where the braking torque is small, but when the braking torque becomes large, eddy currents concentrate on the surface-treated layer having a small electric resistance, and the surface-treated layer and its The temperature of the rotor material in the vicinity becomes extremely high. Therefore, when the braking torque is large and the maximum temperature of the rotor exceeds 600 ° C., the thermal deformation of the rotor becomes large and the durability deteriorates. Further, since the braking torque is increased, the fracture toughness is also required to be excellent.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】電気抵抗の小さな表面
処理層を設けた場合の温度上昇は、高密度の渦電流が流
れるため、ローター材のみの場合(表面処理層がない場
合)よりも大きい。このため、表面処理層を設けた場合
の熱変形の問題は前記の高強度ローター材(特願平6−
204313号公報)程度の改善では解決されない。
The temperature rise in the case where the surface treatment layer having a small electric resistance is provided is larger than that in the case where only the rotor material is used (when there is no surface treatment layer) because a high density eddy current flows. . Therefore, the problem of thermal deformation in the case of providing the surface treatment layer is the above-mentioned high-strength rotor material (Japanese Patent Application No.
(No. 204313 publication) cannot be solved by the improvement.

【0013】本発明は、表面処理層を施すことにより高
い制動トルクをもちながら、しかも熱変形が少なく、同
時に破壊靭性にも優れた耐久性のよい渦電流式減速装置
用ローターを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a rotor for an eddy current type speed reducer which has a high braking torque by applying a surface treatment layer, has less thermal deformation, and at the same time has excellent fracture toughness and excellent durability. To aim.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】発明者らは図1の渦電流
式減速装置を対象に、有限要素法による電磁場解析を行
い(解析手法:榎園正人、佐藤尚史、坂本東男、荒木健
詞、第3回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講
演論文集(日本機械学会、電気学会: 1991)p.480-485
)、電気抵抗の小さい銅からなる表面処理層を設けた
場合と設けない場合の制動トルクにおよぼローター円筒
部の材料の電気抵抗の影響を明らかにした。
[Means for Solving the Problems] The inventors conducted an electromagnetic field analysis by the finite element method for the eddy current type speed reducer of FIG. 1 (analysis method: Masato Enokizono, Naofumi Sato, Too Sakamoto, Kenji Araki). , Proc. Of the 3rd Electromagnetic Force Dynamics Symposium (The Japan Society of Mechanical Engineers, The Institute of Electrical Engineers of Japan: 1991) p.480-485
), The effect of the electric resistance of the material of the rotor cylindrical portion on the braking torque with and without the surface treatment layer made of copper having a low electric resistance was clarified.

【0015】図2は、電磁場解析により求めた、表面の
銅層の厚さを変えたときの制動トルクにおよぼすロータ
ーの回転速度の影響を表す図面である。
FIG. 2 is a drawing showing the influence of the rotational speed of the rotor on the braking torque when the thickness of the copper layer on the surface is changed, which is obtained by electromagnetic field analysis.

【0016】図3は、電磁場解析により求めた、銅から
なる表面処理層を設けた場合と設けない場合のローター
材の電気抵抗と最大制動トルクの関係を表す図面であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the electric resistance of the rotor material and the maximum braking torque with and without the surface treatment layer made of copper, which is obtained by electromagnetic field analysis.

【0017】これらの図は上記の有限要素法による電磁
場解析の結果得られたものである。
These figures are obtained as a result of the electromagnetic field analysis by the above finite element method.

【0018】解析はつぎの条件によった。The analysis was performed under the following conditions.

【0019】共通:ローター円筒部の内径380m
m、肉厚20mm、軸方向長さ80mm、銅の電気抵抗
1.67μΩcm、銅の比透磁率1 図2:ローター材の電気抵抗20μΩcm、ローター
材の比透磁率1000 図3:ローター材の比透磁率1000 これらの図に示すように、電気抵抗の小さな表面処理層
を設けた場合の制動トルクは、表面処理層を設けない場
合に比べて大幅に改善される。また、図2に示すように
表面処理層の厚みを0.1〜0.5mmの間で変えた場
合には、回転数と制動トルクの関係は変化するが、制動
トルクの最大値の変化は少ない。したがって、表面処理
層の厚みは、所望の制動トルク曲線が得られるように設
定すれば良い。すなわち、どの回転速度のときに制動ト
ルクを最大にするかによって表面処理層の厚さを決めれ
ばよい。
Common: Inner diameter of rotor cylinder is 380 m
m, wall thickness 20 mm, axial length 80 mm, copper electrical resistance 1.67 μΩcm, copper relative permeability 1 FIG. 2: Rotor material electrical resistance 20 μΩcm, rotor material relative permeability 1000 FIG. 3: Rotor material ratio Permeability 1000 As shown in these figures, the braking torque when the surface treatment layer having a small electric resistance is provided is significantly improved as compared with the case where the surface treatment layer is not provided. Further, as shown in FIG. 2, when the thickness of the surface treatment layer is changed between 0.1 and 0.5 mm, the relationship between the rotation speed and the braking torque changes, but the maximum value of the braking torque does not change. Few. Therefore, the thickness of the surface treatment layer may be set so that a desired braking torque curve can be obtained. That is, the thickness of the surface treatment layer may be determined depending on at which rotation speed the braking torque is maximized.

【0020】図3に示すようにローター材の電気抵抗が
制動トルクに及ぼす影響は、表面処理層による改善効果
に比べて小さい。また、表面処理層を設けた場合にはロ
ーター材の電気抵抗が大きい方が制動トルクがやや大き
くなる傾向があり、表面処理層を設けない場合とは逆の
傾向を示す。これは、表面処理層を設けた場合には、渦
電流が表面処理層に限定され、ローター材の電気抵抗が
小さい場合よりも多くの渦電流が表面処理層に流れるた
めである。
As shown in FIG. 3, the effect of the electric resistance of the rotor material on the braking torque is smaller than the improvement effect of the surface treatment layer. Further, when the surface treatment layer is provided, the braking torque tends to increase a little as the electric resistance of the rotor material increases, which is the reverse of the case where the surface treatment layer is not provided. This is because when the surface treatment layer is provided, the eddy current is limited to the surface treatment layer, and more eddy current flows in the surface treatment layer than when the electric resistance of the rotor material is small.

【0021】したがって、ローター材としては、従来の
ローターのように電磁気特性、特に、電気抵抗を低くす
る材質選定を行う必要はなく、ローター全体の熱変形を
抑制するため、もっぱら高温強度に優れた材質を選定す
れば良い。
Therefore, as the rotor material, it is not necessary to select a material that lowers the electromagnetic characteristics, especially the electric resistance, unlike the conventional rotor, and the thermal deformation of the entire rotor is suppressed, so that the rotor material has excellent high temperature strength. Just select the material.

【0022】さらに、発明者らは、ローター円筒部に各
種の材料を使用し、低電気抵抗の表面処理層を設けたロ
ーターを用いて耐久試験を行い、熱変形を調査した。そ
の結果、最高温度が600℃を超える条件で使用する場
合のローターの熱変形量は、最高使用温度近傍でのロー
ター材のクリープ強度と相関が有ることを確認した。
Further, the inventors conducted a durability test using a rotor provided with a surface treatment layer having a low electric resistance by using various materials for the rotor cylindrical portion, and investigated thermal deformation. As a result, it was confirmed that the amount of thermal deformation of the rotor when used under the condition where the maximum temperature exceeds 600 ° C. is correlated with the creep strength of the rotor material near the maximum operating temperature.

【0023】すなわちローター全体の熱変形を抑制する
ためには、ローター円筒部にクリープ強度の高い材料を
使用すれば良い。その条件を満たした上で高温の静的な
引張強度に優れた材料であればなお良い。渦電流は電気
抵抗の低い表面処理層のみを流れるので、ローター材は
熱変形を抑制するためにクリープ強度のみを優先したも
のとすることができる。したがって、ローター材には、
従来、電磁気特性(特に電気抵抗)を悪化させるとの理
由で含有量が抑制されていたCrなどの元素が積極的に
活用できることになる。
That is, in order to suppress thermal deformation of the entire rotor, a material having a high creep strength may be used for the cylindrical portion of the rotor. It is even better if the material satisfies the conditions and is excellent in high temperature static tensile strength. Since the eddy current flows only in the surface-treated layer having a low electric resistance, the rotor material can be given priority only to the creep strength in order to suppress thermal deformation. Therefore, in the rotor material,
Conventionally, elements such as Cr, the content of which has been suppressed for the reason of deteriorating electromagnetic characteristics (especially electric resistance), can be positively utilized.

【0024】ここに本発明は、下記の表面処理層が施さ
れた、下記の材料からなるローター円筒部を有するロー
ターをその要旨とする。
Here, the gist of the present invention is a rotor having a rotor cylindrical portion made of the following materials, which is provided with the following surface treatment layer.

【0025】(1)ローター円筒部が下記の化学組成
をもつ鋼であり、その永久磁石に対向する表面側に銅ま
たは銅合金からなる表面処理層を有することを特徴とす
る渦電流式減速装置用ローター(〔発明1〕とする)。
(1) An eddy current type speed reducer characterized in that the rotor cylindrical portion is steel having the following chemical composition and has a surface treatment layer made of copper or copper alloy on the surface side facing the permanent magnet. Rotor (referred to as [Invention 1]).

【0026】重量%にて、Cr:0.75〜12%お
よびMoとWの1種または2種をMo(%)+(W
(%)/2)にて0.3〜2.5%含む鋼。
In weight%, Cr: 0.75 to 12% and one or two of Mo and W are Mo (%) + (W
(%) / 2) steel containing 0.3 to 2.5%.

【0027】(2)ローター円筒部が下記の化学組成
をもつ鋼であり、その永久磁石に対向する表面側に銅ま
たは銅合金からなる表面処理層を有することを特徴とす
る渦電流式減速装置用ローター(〔発明2〕とする)。
(2) The eddy current type speed reducer characterized in that the rotor cylindrical portion is steel having the following chemical composition, and has a surface treatment layer made of copper or copper alloy on the surface side facing the permanent magnet. Rotor (referred to as [Invention 2]).

【0028】重量%にて、C:0.04〜0.3%、
Si:1%以下、Mn:0.3〜1%、P:0.03%
以下、S:0.03%以下、Ni:0.5%以下、C
r:0.75〜12%、MoおよびWの1種または2種
をMo(%)+(W(%)/2)にて0.3〜2.5
%、Nb:0.1%以下、V:0.3%以下、B:0.
006%以下およびsolAl:0.005〜0.1%
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物。
% By weight, C: 0.04 to 0.3%,
Si: 1% or less, Mn: 0.3 to 1%, P: 0.03%
Below, S: 0.03% or less, Ni: 0.5% or less, C
r: 0.75 to 12%, one or two kinds of Mo and W in Mo (%) + (W (%) / 2) 0.3 to 2.5
%, Nb: 0.1% or less, V: 0.3% or less, B: 0.
006% or less and solAl: 0.005-0.1%
Containing the balance iron and inevitable impurities.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】次に、本発明において、上記のよ
うなローターとした理由を述べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reason why the above rotor is used in the present invention will be described below.

【0030】1.表面処理層 表面処理層はローター円筒部の永久磁石に対向する表
面、すなわち、ローター円筒部の内面に設けられる。表
面処理層の材質は電気抵抗の小さな材料がよい。
1. Surface Treatment Layer The surface treatment layer is provided on the surface of the rotor cylindrical portion facing the permanent magnet, that is, on the inner surface of the rotor cylindrical portion. The material of the surface treatment layer is preferably a material having low electric resistance.

【0031】その代表例として、特開昭63−2743
59号公報にも例示されているように、銅もしくは銅合
金またはアルミニウムがある。この内、アルミニウムは
融点が低いため、制動トルクが小さくローターの最高温
度が低い場合には使用できるが、制動トルクが大きく、
最高温度が600℃を超える場合には使用できない。し
たがって、本発明では、電気抵抗が小さな表面処理層の
材質としては、融点や高温強度が比較的高い銅および銅
合金に限定した。
As a typical example thereof, JP-A-63-2743
As exemplified in Japanese Patent Publication No. 59, there are copper or copper alloy or aluminum. Among them, aluminum has a low melting point, so it can be used when the braking torque is small and the maximum temperature of the rotor is low, but the braking torque is large,
It cannot be used when the maximum temperature exceeds 600 ° C. Therefore, in the present invention, the material of the surface treatment layer having a low electric resistance is limited to copper and copper alloy having a relatively high melting point and high temperature strength.

【0032】銅は通常のタフピッチ銅、脱酸銅などの純
度のものを用いてよい。リン脱酸銅の場合でも、通常の
P濃度0.02%以下であればよい。通常は後記するよ
うに、メッキにより表面処理層が設けられるので、不純
物は比較的低い。銅合金は電気抵抗が高くないもの、例
えばCrを0.5〜1.2%含有したクロム銅を用いて
よい。ただし、銅と異なり銅合金を用いると、電気抵抗
が高くなることが避けられないので、高温での強度がと
くに必要な場合に限られる。
Copper having a purity of ordinary tough pitch copper, deoxidized copper or the like may be used. Even in the case of phosphorous deoxidized copper, the usual P concentration may be 0.02% or less. Usually, as will be described later, since the surface treatment layer is provided by plating, the impurities are relatively low. A copper alloy having a low electric resistance, for example, chromium copper containing 0.5 to 1.2% of Cr may be used. However, when a copper alloy is used unlike copper, it is unavoidable that the electric resistance increases, so that it is limited to the case where strength at high temperature is particularly required.

【0033】表面処理層の厚さは、0.05〜1.00
mmの範囲にあることが望ましい。
The thickness of the surface treatment layer is 0.05 to 1.00.
It is desirable to be in the range of mm.

【0034】0.05mm未満では充分な渦電流が流れ
ないからであり、1.00mmを超えると、最大制動ト
ルクが発生する回転速度が低下し、制動を行う対象の回
転速度で高い制動トルクが得られなくなるとともに、銅
および銅合金は非磁性であるため、ローター円筒部に入
る磁束の量が減少し、最大制動トルクも低下するためで
ある。厚さは上記の範囲内で、図2を基に搭載するトラ
ックの車種に応じて使用頻度の高い回転速度を考慮して
定めることが望ましい。
This is because if it is less than 0.05 mm, a sufficient eddy current does not flow, and if it exceeds 1.00 mm, the rotation speed at which the maximum braking torque is generated decreases, and a high braking torque is generated at the rotation speed of the object to be braked. This is because copper and copper alloys are non-magnetic and the amount of magnetic flux entering the rotor cylindrical portion is reduced and the maximum braking torque is also reduced. It is desirable that the thickness be determined within the above range in consideration of the rotation speed that is frequently used according to the type of the truck mounted based on FIG.

【0035】表面処理層は、通常、めっき処理により施
される。めっき処理は通常の方法で行ってよい。表面処
理層をもつ円筒を、銅または銅合金を溶着あるいは内面
クラッドした鋼管によっても製造することができ、この
方法は大量生産する場合に特に適した方法である。
The surface treatment layer is usually applied by plating. The plating treatment may be performed by a usual method. The cylinder having the surface-treated layer can also be manufactured by a steel tube having copper or copper alloy welded or internally clad, and this method is particularly suitable for mass production.

【0036】2.ローター円筒部の材料 1)ローター円筒部材料の成分組成 上記の表面処理層が設けられるローター円筒部を構成す
る材料の化学組成を限定した理由を述べる。以下、
「%」は「重量%」を意味する。
2. Material of Rotor Cylindrical Section 1) Component Composition of Rotor Cylindrical Section Material The reason why the chemical composition of the material forming the rotor cylindrical section provided with the surface treatment layer is limited will be described. Less than,
“%” Means “% by weight”.

【0037】Cr:0.75〜12% Crは鋼の高温強度、クリープ強度および耐酸化性など
の耐熱性を決める最も重要な元素である。Crが0.7
5%未満では十分な高温強度、クリープ強度が得られな
い。また、12%を超えても強度の改善効果が飽和し、
経済的に不利であるとともに、加工性の悪化や破壊靭性
の低下が生じ、さらに、めっき処理によって表面処理層
を形成することも困難になるので、Cr量は0.75〜
12%とする。従来、電気抵抗を低下させるために使用
しなかったが、本発明では上記した表面処理層を設けた
ために、使用できる。むしろ、表面処理層に高密度の渦
電流が発生し、熱変形が大きくなるので、それを防止す
るために積極的に使用するものである。
Cr: 0.75 to 12% Cr is the most important element that determines the heat resistance of steel such as high temperature strength, creep strength and oxidation resistance. Cr is 0.7
If it is less than 5%, sufficient high temperature strength and creep strength cannot be obtained. Moreover, even if it exceeds 12%, the effect of improving strength is saturated,
The amount of Cr is 0.75 because it is economically disadvantageous, workability deteriorates, fracture toughness decreases, and it becomes difficult to form a surface treatment layer by plating.
12%. Conventionally, it was not used for reducing the electric resistance, but in the present invention, it can be used because the above-mentioned surface treatment layer is provided. Rather, a high-density eddy current is generated in the surface-treated layer, which causes large thermal deformation, and therefore, it is actively used to prevent it.

【0038】 Mo(%)+(W(%)/2):0.3〜2.5% Moには鋼の靭性,高温強度およびクリープ強度を向上
させる作用がある。また、WにはMoと同じく鋼の高温
強度およびクリープ強度を向上させる作用があるが、M
oと同等の効果を得るためにはMo量の2倍の量が必要
である。本発明ではローターの高温強度とクリープ強度
の確保のため、MoとWのいずれか、または両方を添加
する。Mo(%)+(W(%)/2)の量が0.3%未
満ではローターに必要なクリープ強度を確保することが
できない。一方、2.5%を超えても高温強度とクリー
プ強度の向上効果が飽和して経済的に不利であるととも
に、破壊靭性が低下するので、Mo(%)+(W(%)
/2)の量は、0.3〜2.5%とする。
Mo (%) + (W (%) / 2): 0.3 to 2.5% Mo has the effect of improving the toughness, high temperature strength and creep strength of steel. Further, W has an action of improving the high temperature strength and the creep strength of steel like Mo, but M
To obtain the same effect as o, the amount of Mo is required to be twice the amount. In the present invention, either or both of Mo and W are added in order to secure high temperature strength and creep strength of the rotor. If the amount of Mo (%) + (W (%) / 2) is less than 0.3%, the creep strength required for the rotor cannot be secured. On the other hand, if it exceeds 2.5%, the effect of improving the high temperature strength and creep strength is saturated, which is economically disadvantageous and the fracture toughness decreases, so Mo (%) + (W (%)
The amount of / 2) is 0.3 to 2.5%.

【0039】本発明は、Cr、MoおよびWは、かなら
ず上記した量含まれていなければならない。上記の量含
まれていなければ、後記する650℃での1000時間
クリープ強度5kgf/mm2 以上を確保できないから
である。〔発明1〕は、ローター材に上記した範囲にC
r、MoおよびWが含まれていれば、他の化学成分およ
びその含有量は問わない。ただし、鋼の範疇に入るもの
に限定される。
In the present invention, Cr, Mo and W must be contained in the above amounts. This is because if the above amount is not contained, it is not possible to secure a 1000-hour creep strength of 5 kgf / mm 2 or more at 650 ° C., which will be described later. [Invention 1] is a rotor material having C within the above range.
As long as r, Mo and W are contained, other chemical components and their contents are not limited. However, it is limited to those that fall into the category of steel.

【0040】〔発明2〕のローター円筒部材料は、上記
〔発明1〕のそれの望ましい態様として化学組成を特定
したものである。これは、前記のCr、Mo、W以外に
下記する化学成分を下記する範囲に含有する。
The rotor cylinder material of [Invention 2] has a chemical composition specified as a desirable embodiment of the above [Invention 1]. This contains the following chemical components in addition to the above-mentioned Cr, Mo and W in the following range.

【0041】C:0.04〜0.3% Cは強度を決める最も基本的な元素であるが、その含有
量が0.04%未満であるとローター材に必要なクリー
プ強度レベルを確保することができない。一方、その含
有量が0.3%を超えるとクリープ強度の改善効果が飽
和するとともに、溶接性の低下や破壊靭性の低下などの
不利益をもたらすため、0.04〜0.3%とする。
C: 0.04 to 0.3% C is the most basic element that determines the strength, but if the content is less than 0.04%, the creep strength level required for the rotor material is secured. I can't. On the other hand, if the content exceeds 0.3%, the effect of improving the creep strength is saturated, and there are disadvantages such as a decrease in weldability and a decrease in fracture toughness, so the content is made 0.04 to 0.3%. .

【0042】Si:1%以下 Siは鋼の脱酸剤として作用すると共に焼入れ性を向上
させる作用をも有している。鋼の脱酸剤として使用はす
るが、成分元素として鋼に含有させなくてもよい。焼入
れ性向上のために添加する場合、Siは粒界及び母相の
靭性という観点からは多量に含有されることは好ましく
なく、1%を超えると破壊靭性の低下をもたらす。した
がって、Si含有量は1%以下とする。
Si: 1% or less Si acts as a deoxidizing agent for steel and also has an effect of improving hardenability. Although it is used as a deoxidizing agent for steel, it may not be contained in steel as a constituent element. When added for improving the hardenability, Si is not preferably contained in a large amount from the viewpoint of the toughness of the grain boundary and the matrix phase, and if it exceeds 1%, the fracture toughness is lowered. Therefore, the Si content is 1% or less.

【0043】Mn:0.3〜1% Mnは鋼の脱酸剤および硫黄の固定剤として作用すると
共に、焼入れ性改善及び固溶強化による強度向上作用を
も有している。Mn含有量が0.3%未満の場合には高
強度化の効果が十分に得られない。しかし、Mn含有量
が増加し、1%を超えると強度改善効果は飽和する。し
たがって、Mn含有量は0.3〜1%とする。
Mn: 0.3 to 1% Mn acts as a deoxidizing agent for steel and a fixing agent for sulfur, and also has an effect of improving hardenability and strength by solid solution strengthening. If the Mn content is less than 0.3%, the effect of increasing the strength cannot be sufficiently obtained. However, when the Mn content increases and exceeds 1%, the strength improving effect is saturated. Therefore, the Mn content is 0.3 to 1%.

【0044】P:0.03%以下 Pは固溶強化により鋼の強度を上昇に有効な元素である
が、その含有量が0.03%を超えると熱間鍛造性が悪
化する。そこで、Pの上限を0.03%とする。Pは実
質的に0でもよい。
P: 0.03% or less P is an element effective in increasing the strength of steel by solid solution strengthening, but if its content exceeds 0.03%, hot forgeability deteriorates. Therefore, the upper limit of P is set to 0.03%. P may be substantially zero.

【0045】S:0.03%以下 SはMnSなどの硫化物を生成して、破壊靭性や疲労特
性を劣化させるとともに、S量の増加に伴って電気抵抗
が増加するため、その含有量は0.03%以下とする。
Sは少ないほどよい。
S: 0.03% or less S forms sulfides such as MnS to deteriorate the fracture toughness and fatigue properties, and the electrical resistance increases with an increase in the S content. 0.03% or less.
The smaller the S, the better.

【0046】Ni:0.5%以下 Niは積極的に添加しなくてもよい。Niは焼入れ性と
固溶強化による鋼の高強度化作用を有しているが、その
含有量が0.5%を超えて増加すると強度の改善効果が
飽和する。また、Niによるクリープ強度の改善効果は
ほとんどない。
Ni: 0.5% or less Ni need not be added positively. Ni has the effect of increasing the strength of steel by quenching and solid solution strengthening, but if the content thereof exceeds 0.5%, the effect of improving strength is saturated. Further, Ni has almost no effect of improving creep strength.

【0047】したがって、Ni量は0.5%以下とす
る。
Therefore, the Ni content is 0.5% or less.

【0048】Nb:0.1%以下 Nbは添加しなくてもよい。しかし、Nbは鋼の結晶粒
を微細化する作用に加えて、高温強度およびクリープ強
度を改善する作用を有しているため、クリープ強度の調
整のために必要に応じて添加する。添加する場合は0.
01%以上とするのが望ましい。0.01%未満では、
明確な効果が得られないからである。しかし、0.1%
を超えて含有させると靭性低下を招くことから、0.1
%以下とする。
Nb: 0.1% or less Nb may not be added. However, Nb has an effect of improving the high temperature strength and the creep strength in addition to the effect of refining the crystal grains of steel, so Nb is added as necessary for adjusting the creep strength. When adding it, 0.
Desirably, it is not less than 01%. Below 0.01%,
This is because no clear effect can be obtained. But 0.1%
If it is contained in excess of 0.1%, the toughness will be reduced.
% Or less.

【0049】V:0.3%以下 Vは添加しなくてもよい。しかし、Vはバナジウム炭化
物の析出強化により鋼の高温強度およびクリープ強度を
向上させる作用を有しているため、クリープ強度の調整
のために必要に応じて添加する。添加する場合は、0.
02%以上とするのが好ましい。0.02%未満では、
明確なクリープ強度の上昇が得られないからである。し
かし、0.3%を超えて含有させるとクリープ強度の改
善効果が飽和するとともに、靭性低下を招くため、0.
3%以下とする。
V: 0.3% or less V may not be added. However, V has the effect of improving the high temperature strength and creep strength of steel by the precipitation strengthening of vanadium carbide, so V is added as necessary to adjust the creep strength. When adding, 0.
It is preferably set to 02% or more. Below 0.02%,
This is because a clear increase in creep strength cannot be obtained. However, if the content exceeds 0.3%, the effect of improving the creep strength is saturated and the toughness decreases, so that
3% or less.

【0050】B:0.006%以下 Bは添加しなくてもよい。しかし、Bは、極微量で焼入
れ性を向上させるとともに、炭化物を分散させ安定化
し、高温強度とクリープ強度の確保に効果があるので、
必要に応じて添加する。添加する場合は、0.0005
%以上とするのが望ましい。0.0005%未満では明
確な効果が得られないからである。しかし、0.006
%を超えると、クリープ強度の向上効果が飽和するとと
もに靭性低下を招くので、0.006%以下とする。
B: 0.006% or less B may not be added. However, B has an effect of ensuring high temperature strength and creep strength by improving the hardenability with a very small amount and dispersing and stabilizing carbides.
Add as needed. If added, 0.0005
% Is desirable. This is because if it is less than 0.0005%, a clear effect cannot be obtained. However, 0.006
%, The effect of improving the creep strength is saturated and the toughness is lowered, so the content is made 0.006% or less.

【0051】solAl:0.005〜0.1% Nは、クリープ強度を高めるが、それは固溶状態のNが
転位上に析出して転位の運動の妨げとなるからである。
本発明においては、靭性を考慮してAlを添加してNを
AlNとして固定するので、このようなNによるクリー
プ強度向上の効果は得られない。したがって、Nは通常
含まれる0.001〜0.02%の範囲とし、Alはそ
のNをAlNとして固定するのに必要な量、すなわちs
olAlとして0.005〜0.1%とする。このNお
よびsolAlの量は、通常の電気炉鋼および転炉鋼に
含まれる範囲である。
SolAl: 0.005 to 0.1% N increases the creep strength because N in a solid solution state precipitates on dislocations and hinders the movement of dislocations.
In the present invention, considering the toughness, Al is added and N is fixed as AlN, so such an effect of improving creep strength by N cannot be obtained. Therefore, N is usually contained in the range of 0.001 to 0.02%, and Al is the amount necessary to fix the N as AlN, that is, s.
It is 0.005-0.1% as olAl. The amounts of N and solAl are in the range contained in ordinary electric furnace steel and converter steel.

【0052】上記の成分以外の残部はFeおよび不可避
的不純物である。
The balance other than the above components is Fe and inevitable impurities.

【0053】2)ローター材のクリープ強度 本発明では、制動トルクの改善は電気抵抗の小さな表面
処理層によって確保し、ローター全体の熱変形の抑制は
ローター材自身のクリープ強度によって確保する。した
がって、ローター材としては本発明の渦電流式減速装置
の最高使用温度近傍でのクリープ強度が高いことが必要
である。ローター材の650℃での1000時間クリー
プ強度が5kgf/mm2 以上必要な理由は、1000
時間クリープ強度が5kgf/mm2 未満の場合には、
制動オン・オフの繰り返しに伴う熱変形が大きくなり、
耐久性が確保できないためである。
2) Creep Strength of Rotor Material In the present invention, the improvement of the braking torque is ensured by the surface treatment layer having a small electric resistance, and the thermal deformation of the entire rotor is suppressed by the creep strength of the rotor material itself. Therefore, it is necessary for the rotor material to have high creep strength near the maximum operating temperature of the eddy current type speed reducer of the present invention. The reason why the 1000 hour creep strength of the rotor material at 650 ° C. is 5 kgf / mm 2 or more is 1000
When the time creep strength is less than 5 kgf / mm 2 ,
Thermal deformation increases with repeated braking on / off,
This is because durability cannot be ensured.

【0054】上記した組成の範囲内の鋼は、通常の熱間
圧延あるいは熱間鍛造を施したままでも、上記のクリー
プ強度を持つ。しかし、さらに下記〜の各熱処理を
施してもよい。
The steel having the above-mentioned composition range has the above-mentioned creep strength even after being subjected to usual hot rolling or hot forging. However, the following heat treatments 1 to 3 may be further performed.

【0055】焼入れ焼戻し 焼きならし(焼準)あるいは焼きならし・焼戻し 焼きなまし(焼鈍)あるいは焼きなまし・焼戻しQuenching and tempering Normalizing (normalizing) or normalizing / tempering Annealing (annealing) or annealing / tempering

【0056】[0056]

【実施例】続いて、本発明の効果を実施例によって更に
具体的に説明する。
EXAMPLES Next, the effects of the present invention will be described more specifically by way of examples.

【0057】表1は実施に供したローター材の化学組成
を示す一覧表である。本発明例1〜11はいずれも、
〔発明1〕の望ましい実施態様である〔発明2〕に含ま
れるものである。比較例1〜5および従来例1〜3は、
いずれも本発明の範囲外の化学組成である。同表に示す
化学組成の鋼を溶製し、1250℃に加熱して最終厚さ
40mmに熱間鍛造後、下記の熱処理を行い、供試材と
した。
Table 1 is a list showing the chemical composition of the rotor material used for the implementation. The invention examples 1 to 11 are all
It is included in [Invention 2] which is a preferable embodiment of [Invention 1]. Comparative Examples 1-5 and Conventional Examples 1-3
Both are chemical compositions outside the scope of the present invention. Steel having the chemical composition shown in the same table was melted, heated to 1250 ° C. and hot forged to a final thickness of 40 mm, and then the following heat treatment was performed to obtain a test material.

【0058】従来例1〜3:焼入れ・焼戻し(900℃
×15min水冷+650℃×30min放冷) 本発明例6〜8、比較例4および5:焼きなまし・焼も
どし(1000℃×15min炉冷+700℃×30m
in放冷) その他の例:焼きなまし・焼もどし(950℃×15m
in炉冷+700℃×30min放冷) ここで、従来例1〜3は前記特願平6−204313号
公報の発明の鋼と同じものである。これら従来例1〜3
も、本発明のローターを構成するローター材に対する比
較材である。
Conventional Examples 1 to 3: Quenching and tempering (900 ° C
Inventive Examples 6 to 8 and Comparative Examples 4 and 5: Annealing / tempering (1000 ° C. × 15 min furnace cooling + 700 ° C. × 30 m)
in cooling) Other examples: Annealing / tempering (950 ℃ × 15m)
In furnace cooling + 700 ° C. × 30 min cooling) Here, the conventional examples 1 to 3 are the same as the steel of the invention of Japanese Patent Application No. 6-204313. These conventional examples 1 to 3
Is also a comparative material to the rotor material that constitutes the rotor of the present invention.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】表2は、表1の各鋼についての室温におけ
る電気抵抗ρ、破壊靭性値、650℃における降伏応力
(0.2%耐力)、引張強さおよび650℃でのクリー
プ破断試験により評価した1000hrクリープ強度を
示す。同表に示すように、〔発明1〕の望ましい実施態
様である〔発明2〕に含まれる本発明例1〜11のロー
ター材は、静的な高温強度では、従来例を下回っている
ものもあるが、クリープ強度は全て従来例より優れてい
る。また、本発明例1〜11のローター材の破壊靭性値
は従来材と同等以上であり、200kgf/mm1.5
上の優れた値となっている。
Table 2 shows the electric resistance ρ at room temperature, the fracture toughness value, the yield stress (0.2% proof stress) at 650 ° C., the tensile strength and the creep rupture test at 650 ° C. for each of the steels in Table 1. The measured creep strength is 1000 hr. As shown in the table, the rotor materials of Examples 1 to 11 of the present invention included in [Invention 2], which is a preferred embodiment of [Invention 1], are lower in static high temperature strength than conventional examples. However, all the creep strengths are superior to the conventional example. Further, the fracture toughness values of the rotor materials of Examples 1 to 11 of the present invention are equal to or higher than those of conventional materials, and are excellent values of 200 kgf / mm 1.5 or more.

【0061】[0061]

【表2】 [Table 2]

【0062】比較例1〜3はMoおよびW(すなわち、
Mo+(W/2))またはCrの含有量が少ないため、
高温強度およびクリープ強度が低い。また、比較例4で
はCrを、比較例5ではMo+(W/2)を本発明のロ
ーター材の組成範囲よりも多く含有しているが、高温強
度およびクリープ強度は、本発明例に比べて必ずしも改
善されていない。すなわち、過度のCrまたはMo+
(W/2)を含有してもクリープ強度は改善されない
し、かえって破壊靭性値は低くなる。
Comparative Examples 1 to 3 are Mo and W (that is,
Since the content of Mo + (W / 2)) or Cr is small,
Low high temperature strength and creep strength. Further, Comparative Example 4 contains Cr in a larger amount and Comparative Example 5 contains Mo + (W / 2) in a larger amount than the composition range of the rotor material of the present invention, but the high temperature strength and creep strength are higher than those of the present invention example. Not necessarily improved. That is, excessive Cr or Mo +
The inclusion of (W / 2) does not improve the creep strength, but rather lowers the fracture toughness value.

【0063】次に、表1に示した各供試材を用いて、図
1に示した渦電流式減速装置用ローターを作製した。こ
れを適用した渦電流式減速装置を大型トラックのトラン
スミッション後部のプロペラシャフトの途中に装備し
て、制動トルクを測定するとともに、耐久性を調査する
ための繰り返し制動試験を実施した。今回の測定に用い
た渦電流式減速装置は10トン車用であり、ローター円
筒部の内径は約380mm、肉厚は約20mm、軸方向
長さは約80mmであった。ローター円筒部の内表面に
は銅からなる表面処理層をめっき処理により設けた。め
っき処理はシアン化銅浴(主なめっき浴組成:シアン化
銅60g/l、シアン化カリウム115g/l)にて行
い、浴温度は55℃、pHは10.2および電流密度は
1.5A/dm2 とした。めっき処理層の厚みは0.2
mmとした。また、比較のため従来例1〜3については
表面処理層を設けない条件でも制動トルクの測定を行っ
た。
Next, the eddy current type speed reducer rotor shown in FIG. 1 was produced using each of the test materials shown in Table 1. An eddy current type speed reducer to which this was applied was installed in the middle of the propeller shaft at the rear of the transmission of a heavy-duty truck to measure braking torque and to carry out repeated braking tests to investigate durability. The eddy current type speed reducer used for this measurement was for a 10-ton vehicle, and the inner diameter of the rotor cylindrical portion was about 380 mm, the wall thickness was about 20 mm, and the axial length was about 80 mm. A surface treatment layer made of copper was provided on the inner surface of the rotor cylinder by plating. The plating treatment is carried out in a copper cyanide bath (main plating bath composition: copper cyanide 60 g / l, potassium cyanide 115 g / l), the bath temperature is 55 ° C., the pH is 10.2 and the current density is 1.5 A / dm. 2 Thickness of plating layer is 0.2
mm. Further, for comparison, in Conventional Examples 1 to 3, the braking torque was measured even under the condition that the surface treatment layer was not provided.

【0064】制動トルクの測定にあたっては、まずプロ
ペラシャフト(図1の10が連結しているシャフト)の
回転速度を徐々に上げて行き、回転速度が1000rp
m、2000rpmとなった時点での制動トルクを測定
した。また、繰返し制動試験にあたっては、プロペラシ
ャフトの回転速度を2000rpmで一定とし、制動と
非制動を繰返してローターに繰返し温度変動を与えた。
制動オン時間は120秒、制動オフ時間は180秒とし
た。この際のローター内表面の最高温度は表面処理層が
無い場合が約600℃であったのに対して、表面処理層
を設けた場合には700℃近くに達した。
In measuring the braking torque, first, the rotational speed of the propeller shaft (the shaft to which 10 in FIG. 1 is connected) is gradually increased until the rotational speed is 1000 rp.
The braking torque was measured at m and 2000 rpm. Further, in the repeated braking test, the rotational speed of the propeller shaft was kept constant at 2000 rpm, and the rotor was repeatedly subjected to braking and non-braking to repeatedly change the temperature.
The braking on time was 120 seconds and the braking off time was 180 seconds. The maximum temperature of the inner surface of the rotor at this time was about 600 ° C. when the surface treatment layer was not provided, while it reached nearly 700 ° C. when the surface treatment layer was provided.

【0065】この制動と非制動を1000サイクル繰返
し、試験後のローター円筒部の熱変形量を測定した。熱
変形量の測定に際しては、ローター円筒部の内径を軸方
向中央部で測定し、内径の拡大量(円周方向8ケ所の平
均値)を熱変形量とした。
The braking and non-braking were repeated 1000 cycles, and the thermal deformation amount of the rotor cylindrical portion after the test was measured. When measuring the amount of thermal deformation, the inner diameter of the rotor cylindrical portion was measured at the central portion in the axial direction, and the amount of enlargement of the inner diameter (average value at eight circumferential positions) was taken as the amount of thermal deformation.

【0066】以上の試験結果を表3に示す。従来例1〜
3について、銅からなる表面処理層を設けた場合と設け
ない場合を比較すると、制動トルクは表面処理層を設け
た場合の方が大きくなるが、ローターの熱変形量も大き
くなり、耐久性の観点からは従来例は不適当である。
Table 3 shows the above test results. Conventional example 1
Regarding No. 3, comparing the case where the surface treatment layer made of copper is provided and the case where it is not provided, the braking torque is larger when the surface treatment layer is provided, but the amount of thermal deformation of the rotor is also larger and durability is improved. From the point of view, the conventional example is inappropriate.

【0067】一方、本発明例では、従来例のうち表面処
理層が無いものに比べて制動トルクは大きい。また、従
来例と本発明例の熱変形量を比較すると、本発明例の方
が熱変形量は小さく、とくに本発明例1〜10は表2に
見たようにローター材自体の靭性も高いことから、耐久
性に優れていることがわかる。
On the other hand, in the example of the present invention, the braking torque is larger than that of the conventional example having no surface treatment layer. Further, comparing the heat deformation amounts of the conventional example and the present invention example, the heat deformation amount of the present invention example is smaller, and particularly in the present invention examples 1 to 10, as shown in Table 2, the toughness of the rotor material itself is high. Therefore, it can be seen that the durability is excellent.

【0068】また、比較例1〜3の場合には本発明例よ
りも熱変形量は非常に大きい。
Further, in the case of Comparative Examples 1 to 3, the amount of thermal deformation is much larger than that of the examples of the present invention.

【0069】[0069]

【表3】 [Table 3]

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば、従来の渦電流式減速装
置用ローターに比べて制動トルクを向上できるととも
に、繰り返し使用時の熱変形が抑制され、同時に破壊靭
性値も高いため耐久性が向上する。本ローターは工業的
に安価大量に製造できるものであり、産業上極めて有用
な効果がもたらされる。
According to the present invention, the braking torque can be improved as compared with the conventional rotor for an eddy current type speed reducer, the thermal deformation during repeated use can be suppressed, and at the same time, the fracture toughness value is high, so that the durability is improved. improves. This rotor is industrially inexpensive and can be mass-produced, and has an extremely useful effect industrially.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、永久磁石を使用した渦電流式減速装置
の一例を示す図面である。
FIG. 1 is a drawing showing an example of an eddy current type speed reducer using a permanent magnet.

【図2】図2は、電磁場解析により求めた、表面の銅層
の厚さを変えたときの制動トルクにおよぼすローターの
回転速度の影響を表す図面である。
FIG. 2 is a drawing showing the influence of the rotational speed of the rotor on the braking torque when the thickness of the copper layer on the surface is changed, which is obtained by electromagnetic field analysis.

【図3】図3は、電磁場解析により求めた、銅からなる
表面処理層を設けた場合と設けない場合のローター材の
電気抵抗と最大制動トルクの関係を表す図面である。
FIG. 3 is a drawing showing the relationship between the electric resistance of the rotor material and the maximum braking torque with and without the surface treatment layer made of copper, which is obtained by electromagnetic field analysis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ローター、 2…ローターアーム、 3…ローター円筒部、 4…冷却フィン、 5…永久磁石、 6…磁石支持リング、 7…ポールピース、 8…ピストンロッド、 9…シリンダー、 10…回転軸、 11…案内棒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor, 2 ... Rotor arm, 3 ... Rotor cylindrical part, 4 ... Cooling fin, 5 ... Permanent magnet, 6 ... Magnet support ring, 7 ... Pole piece, 8 ... Piston rod, 9 ... Cylinder, 10 ... Rotation axis, 11 ... Guide rod

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 昭佳 大阪府大阪市此花区島屋5丁目1番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品事 業所内 (72)発明者 末廣 祥三 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akiyoshi Ishida 5-1-1109 Shimaya, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. Kansai Works Steel Works (72) Inventor Shozo Suehiro Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. 4-53-3 Kitahama, Chuo-ku, Osaka

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ローター円筒部が下記の化学組成をもつ
鋼であり、その永久磁石に対向する表面側に銅または銅
合金からなる表面処理層を有することを特徴とする渦電
流式減速装置用ローター。 重量%にて、Cr:0.75〜12%およびMoとW
の1種または2種をMo(%)+(W(%)/2)にて
0.3〜2.5%含む鋼。
1. An eddy current type speed reducer characterized in that the rotor cylindrical portion is made of steel having the following chemical composition, and has a surface treatment layer made of copper or copper alloy on the surface side facing the permanent magnet. rotor. Cr: 0.75 to 12% and Mo and W in wt%
Steel containing 0.3 to 2.5% of Mo (%) + (W (%) / 2).
【請求項2】ローター円筒部が下記の化学組成をもつ
鋼であり、その永久磁石に対向する表面側に銅または銅
合金からなる表面処理層を有することを特徴とする渦電
流式減速装置用ローター。 重量%にて、C:0.04〜0.3%、Si:1%以
下、Mn:0.3〜1%、P:0.03%以下、S:
0.03%以下、Ni:0.5%以下、Cr:0.75
〜12%、MoおよびWの1種または2種をMo(%)
+(W(%)/2)にて0.3〜2.5%、Nb:0.
1%以下、V:0.3%以下、B:0.006%以下お
よびsolAl:0.005〜0.1%を含有し、残部
が鉄および不可避的不純物。
2. An eddy current type speed reducer characterized in that the rotor cylindrical portion is steel having the following chemical composition and has a surface treatment layer made of copper or copper alloy on the surface side facing the permanent magnet. rotor. % By weight, C: 0.04 to 0.3%, Si: 1% or less, Mn: 0.3 to 1%, P: 0.03% or less, S:
0.03% or less, Ni: 0.5% or less, Cr: 0.75
~ 12%, 1 or 2 kinds of Mo and W are Mo (%)
+ (W (%) / 2) 0.3 to 2.5%, Nb: 0.
1% or less, V: 0.3% or less, B: 0.006% or less and solAl: 0.005-0.1%, with the balance being iron and unavoidable impurities.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006340428A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Eddy current type reduction gear
JP2017073865A (en) * 2015-10-06 2017-04-13 新日鐵住金株式会社 Method for manufacturing eddy current type deceleration apparatus
JPWO2020218276A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-29
JP2020180324A (en) * 2019-04-24 2020-11-05 日本製鉄株式会社 Rotor for eddy current-type reduction gear
WO2024116347A1 (en) * 2022-11-30 2024-06-06 日本製鉄株式会社 Eddy-current-type reduction gear rotor and method for manufacturing eddy-current-type reduction gear rotor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006340428A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Eddy current type reduction gear
JP4600156B2 (en) * 2005-05-31 2010-12-15 住友金属工業株式会社 Eddy current reducer
JP2017073865A (en) * 2015-10-06 2017-04-13 新日鐵住金株式会社 Method for manufacturing eddy current type deceleration apparatus
JPWO2020218276A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-29
WO2020218276A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-29 日本製鉄株式会社 Rotor for eddy-current-type deceleration device
JP2020180324A (en) * 2019-04-24 2020-11-05 日本製鉄株式会社 Rotor for eddy current-type reduction gear
CN113710827A (en) * 2019-04-24 2021-11-26 日本制铁株式会社 Rotor for eddy current type speed reducer
WO2024116347A1 (en) * 2022-11-30 2024-06-06 日本製鉄株式会社 Eddy-current-type reduction gear rotor and method for manufacturing eddy-current-type reduction gear rotor

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