WO2024116347A1 - 渦電流式減速装置用ロータ及び渦電流式減速装置用ロータの製造方法 - Google Patents

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WO2024116347A1
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WO
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rotor
eddy current
reduction gear
less
cylindrical portion
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PCT/JP2022/044240
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友彰 浜口
泰隆 野口
卓也 藤田
祥太郎 楞川
裕 野上
憲治 今西
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日本製鉄株式会社
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/02—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
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    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

Definitions

  • This disclosure relates to a rotor and a method for manufacturing the rotor, and more specifically to a rotor for an eddy current type reduction device (retarder) used in the eddy current type reduction device and a method for manufacturing the same.
  • a rotor for an eddy current type reduction device (retarder) used in the eddy current type reduction device and a method for manufacturing the same.
  • Eddy current reduction devices are also called retarders. For example, when traveling down a long, steep slope and it is difficult to slow the large vehicle down even when using the engine brake and exhaust brake in combination, the eddy current reduction device is activated. By activating the eddy current reduction device, the braking force can be further increased, and the large vehicle's speed can be effectively slowed down.
  • An eddy current reduction gear using permanent magnets comprises a rotor and a stator housed in the rotor.
  • the rotor comprises, for example, a cylindrical portion (drum), an annular wheel portion for fixing the rotor to the propeller shaft, and multiple arm portions connecting the cylindrical portion and the wheel portion.
  • the stator comprises a cylinder, multiple permanent magnets of two types with different polarities, and multiple pole pieces.
  • the multiple permanent magnets with different polarities are arranged alternately in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the cylinder.
  • the pole pieces are arranged between the inner circumferential surface of the cylindrical portion of the rotor and the permanent magnets.
  • the cylinder to which the multiple permanent magnets are attached of the stator can rotate around the axis of the cylinder separately and independently of the multiple pole pieces.
  • the braking force depends on the amount of eddy currents that are generated in the cylindrical part of the rotor when braking. Specifically, the greater the amount of eddy currents that are generated in the cylindrical part of the rotor when braking, the greater the braking force. In other words, to increase the amount of eddy currents that are generated during braking and increase the braking force, it is preferable for the electrical resistance of the cylindrical part of the rotor to be low.
  • the rotor when braking, the rotor is heated by Joule heat generated along with eddy currents.
  • the eddy current reduction gear device when not braking, the rotor is rapidly cooled (air-cooled) by multiple cooling fins formed on the outer circumferential surface of the cylindrical portion. In other words, repeated braking and non-braking subjects the rotor to a thermal cycle. For this reason, rotors for eddy current reduction gears are required to have not only low electrical resistance but also high high-temperature strength.
  • Patent Document 1 A technology for achieving high high-temperature strength while reducing electrical resistance in rotors for eddy current reduction gears is disclosed in JP 8-49041 A (Patent Document 1).
  • the rotor material for an eddy current type reduction gear described in Patent Document 1 contains, by mass%, C: 0.05-0.15%, Si: 0.10-0.40%, Mn: 0.5-1.0%, P: 0.05% or less, Ni: 0.50% or less, 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% or less, with the balance being essentially Fe.
  • the electrical resistance of the rotor material is reduced by reducing the content of P, Ni, and Mn, which are elements that increase electrical resistance. Furthermore, the inclusion of B increases the high temperature strength of the rotor material.
  • Patent Document 1 provides a rotor for an eddy current reduction gear with reduced electrical resistance and increased high-temperature strength.
  • an eddy current reduction gear with reduced electrical resistance and increased high-temperature strength may be obtained by using a technology different from the technology disclosed in Patent Document 1.
  • the objective of this disclosure is to provide a rotor for an eddy current type reduction gear that has high high-temperature strength and low electrical resistance, and a method for manufacturing the rotor for an eddy current type reduction gear.
  • the rotor for an eddy current type reduction gear comprises: A cylindrical portion is provided.
  • the cylindrical portion is In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • Al 0.001 to 0.040%, B: 0.0005 to 0.0050%, and N: 0.001 to 0.010%;
  • the balance is Fe and impurities, and the chemical composition satisfies formula (1);
  • each element symbol in formula (1) is substituted with the content of the corresponding element in mass %.
  • the rotor for an eddy current type reduction gear comprises: A cylindrical portion is provided.
  • the cylindrical portion is In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • Al 0.001 to 0.040%, B: 0.0005 to 0.0050%, and N: 0.001 to 0.010%, and further Cu: 0.20% or less, Ni: 0.20% or less, and Ti: 0.050% or less,
  • the balance is Fe and impurities, and the chemical composition satisfies formula (1); A microstructure having a total area ratio of martensite and bainite of 99% or more; and a yield stress of 120 to 250 MPa at 700°C. Cr+4Si+3sol. Al + Mo ⁇ 3.00 (1)
  • each element symbol in formula (1) is substituted with the content of the corresponding element in mass %.
  • a method for manufacturing a rotor for an eddy current type reduction gear according to the present disclosure includes: In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • Al 0.001 to 0.040%, B: 0.0005 to 0.0050%, and N: 0.001 to 0.010%;
  • each element symbol in formula (1) is substituted with the content of the corresponding element in mass %.
  • a method for manufacturing a rotor for an eddy current type reduction gear according to the present disclosure includes: In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • the rotor for an eddy current type reduction gear according to the present disclosure has high high-temperature strength and low electrical resistance.
  • the manufacturing method for a rotor for an eddy current type reduction gear according to the present disclosure can manufacture the rotor for an eddy current type reduction gear described above.
  • FIG. 2 is a front view of an eddy current reduction gear to which the eddy current reduction gear rotor of this embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the eddy current reduction gear shown in FIG. 2 in the axial direction of a propeller shaft when the eddy current reduction gear is fixed to the propeller shaft.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction (radial cross-sectional view) of the eddy current reduction gear device when not braking.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction (radial cross-sectional view) of the eddy current reduction gear device during braking.
  • the inventors conducted research and studies into technology that combines high high-temperature strength and low electrical resistance in rotors for eddy current reduction gears. As a result, they obtained the following findings.
  • the inventors focused on the chemical composition of the cylindrical part of the rotor for an eddy current type reduction gear and investigated various methods for increasing the high-temperature strength of the rotor. As a result, they discovered that the high-temperature strength of the rotor can be increased by increasing the Cr content in the chemical composition of the cylindrical part of the rotor.
  • the inventors focused on the yield stress at 700°C as the high-temperature strength of a rotor for an eddy current type reduction gear.
  • the inventors further investigated, from the standpoint of chemical composition, rotors for eddy current type reduction gears that have a yield stress at 700°C of 120 to 250 MPa.
  • the cylindrical portion of a rotor for an eddy current type reduction gear is composed, by mass%, of C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • a rotor for an eddy current reduction gear with a yield stress of 120 to 250 MPa at 700°C can be obtained if the chemical composition contains Al: 0.001 to 0.040%, B: 0.0005 to 0.0050%, and N: 0.001 to 0.010%, and further contains one or more elements selected from the group consisting of Cu: 0.20% or less, Ni: 0.20% or less, and Ti: 0.050% or less, with the balance being Fe and impurities.
  • the Cr content in the chemical composition of the cylindrical portion is deliberately increased to the above-mentioned range, thereby increasing the high-temperature strength of the rotor.
  • a rotor for an eddy current type reduction gear including a cylindrical portion having the above-mentioned chemical composition with an increased Cr content is likely to have high electrical resistance. Therefore, the inventors of the present invention have conducted detailed studies on a method for reducing the electrical resistance even in a rotor for an eddy current type reduction gear including a cylindrical portion having the above-mentioned chemical composition.
  • F1 is defined as Cr + 4Si + 3sol. Al + Mo.
  • F1 is an index showing the level of electrical resistance in a rotor for an eddy current type reduction gear with a cylindrical portion having the above-mentioned chemical composition. If F1 is 3.00 or less, electrical resistance can be reduced even if the Cr content is increased to 0.30-2.00%. This point will be explained in detail using the drawings.
  • Figure 1 was created using F1 and the results of electrical resistance tests for steel materials that have the above-mentioned chemical composition, a microstructure with a total area ratio of martensite and bainite of 99% or more, and a yield stress of 120 to 250 MPa at 700°C, among the embodiments described below, and are considered to be rotors for eddy current type reduction gears.
  • F1 is set to 3.00 or less in the chemical composition of the cylindrical portion.
  • the rotor for an eddy current type reduction gear and the method for manufacturing the rotor for an eddy current type reduction gear according to this embodiment, which was completed based on the above findings, are summarized as follows.
  • a rotor for an eddy current type reduction gear A cylindrical portion is provided.
  • the cylindrical portion is In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • Al 0.001 to 0.040%, B: 0.0005 to 0.0050%, and N: 0.001 to 0.010%;
  • the balance is Fe and impurities, and the chemical composition satisfies formula (1);
  • Rotor for eddy current reduction gear. Cr+4Si+3sol. Al + Mo ⁇ 3.00 (1)
  • each element symbol in formula (1) is substituted with the content of the corresponding element in mass %.
  • a rotor for an eddy current type reduction gear A cylindrical portion is provided.
  • the cylindrical portion is In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • Al 0.001 to 0.040%, B: 0.0005 to 0.0050%, and N: 0.001 to 0.010%, and further Cu: 0.20% or less, Ni: 0.20% or less, and Ti: 0.050% or less,
  • the balance is Fe and impurities, and the chemical composition satisfies formula (1);
  • the content of each element in formula (1) is substituted in mass % for the corresponding element.
  • a method for manufacturing a rotor for an eddy current type reduction gear comprising the steps of: In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • each element symbol in formula (1) is substituted with the content of the corresponding element in mass %.
  • a method for manufacturing a rotor for an eddy current type reduction gear comprising the steps of: In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • the outline of the rotor for an eddy current type reduction gear device and the method for manufacturing the rotor for an eddy current type reduction gear device according to this embodiment can also be described as follows.
  • a rotor for an eddy current type reduction gear A cylindrical portion is provided.
  • the cylindrical portion comprises, in mass%, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • a rotor for an eddy current type reduction gear according to [1], The chemical composition is Cu: 0.01 to 0.20%, Ni: 0.01 to 0.20%, and Contains one or more elements selected from the group consisting of Ti: 0.001 to 0.050%; Rotor for eddy current reduction gear.
  • a method for manufacturing a rotor for an eddy current type reduction gear comprising the steps of: In mass percent, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.10 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 0.30 to 2.00%, Mo: 0.30 to 1.50%, V: 0.02 to 0.15%, Nb: 0.01 to 0.10%, sol.
  • [Configuration of eddy current reduction gear] 2 is a front view of the eddy current reduction gear 1 to which the rotor for the eddy current reduction gear of this embodiment is applied.
  • the eddy current reduction gear 1 includes a rotor 10 and a stator 20.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the eddy current reduction gear 1 in the axial direction of the propeller shaft 30 when the eddy current reduction gear 1 shown in FIG. 2 is fixed to the propeller shaft 30.
  • the rotor 10 is fixed to the propeller shaft 30.
  • the stator 20 is fixed to a transmission (not shown).
  • the rotor 10 has a cylindrical portion (drum) 11. More specifically, the rotor 10 has the cylindrical portion 11, an arm portion 12, and a wheel portion 13.
  • the cylindrical portion 11 is cylindrical and has an inner diameter larger than the outer diameter of the stator 20.
  • the wheel portion 13 is an annular member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 11, and has a through hole in the center.
  • the thickness of the wheel portion 13 (the axial length of the propeller shaft 30) is thinner than the thickness of the cylindrical portion 11 (the axial length of the propeller shaft 30).
  • the wheel portion 13 is fixed to the propeller shaft 30 by inserting the propeller shaft 30 into the through hole.
  • the arm portion 12 connects the end of the cylindrical portion 11 to the wheel portion 13.
  • a plurality of cooling fins 11F are formed on the outer circumferential surface of the cylindrical portion 11.
  • the cylindrical portion 11, the arm portion 12, and the wheel portion 13 may be integrally formed.
  • the cylindrical portion 11, the arm portion 12, and the wheel portion 13 may be composed of separate independent members.
  • the stator 20 includes a magnet retaining ring 21, a plurality of permanent magnets 22 and 23, and a plurality of pole pieces 24.
  • the plurality of permanent magnets 22 and 23 are arranged alternately in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the magnet retaining ring 21.
  • the surface facing the inner circumferential surface of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 is a north pole.
  • the surface facing the outer circumferential surface of the magnet retaining ring 21 is a south pole.
  • the surface facing the inner circumferential surface of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 is a south pole.
  • the surface facing the outer circumferential surface of the magnet retaining ring 21 is a north pole.
  • the plurality of pole pieces 24 are disposed above the plurality of permanent magnets 22 and 23, and are arranged in the circumferential direction of the stator 20.
  • the multiple pole pieces 24 are arranged between the multiple permanent magnets 22 and 23 and the inner surface of the cylindrical portion 11.
  • each permanent magnet 22 and each permanent magnet 23 are arranged so as to overlap two adjacent pole pieces 24.
  • one pole piece 24 is arranged so as to straddle the adjacent permanent magnets 22 and 23.
  • the magnetic flux B flows in the stator 20. Specifically, the magnetic flux B flows between the permanent magnets 22 and 23, the pole piece 24, and the magnet holding ring 21. Therefore, no magnetic circuit is formed between the rotor 10 and the permanent magnets 22 and 23, and no Lorentz force is generated in the rotor 10. Therefore, in FIG. 4, no braking force is applied.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view (radial cross-sectional view) perpendicular to the axial direction of the eddy current reduction gear 1 during braking.
  • the magnet retaining ring 21 in the stator 20 rotates, and the relative positions of the permanent magnets 22 and 23 with respect to the pole piece 24 are shifted compared to FIG. 4.
  • each permanent magnet 22 or 23 when viewed in the radial direction of the eddy current reduction gear 1 during braking, each permanent magnet 22 or 23 is disposed directly below the pole piece 24. In other words, each permanent magnet 22 and 23 is disposed so as to overlap only one pole piece 24. In this case, as shown in FIG.
  • the magnetic flux B flows between the magnet retaining ring 21, the permanent magnet 22 or 23, the pole piece 24, and the cylindrical portion 11. Therefore, a magnetic circuit is formed between the rotor 10 and the permanent magnet 22 or 23. At this time, an eddy current is generated in the cylindrical portion 11 of the rotor 10. With the generation of the eddy current, a Lorentz force is generated. This Lorentz force becomes a braking torque, and a braking force is generated.
  • the eddy current reduction gear 1 generates a braking force by eddy currents generated in the rotor 10. Therefore, it is preferable that the amount of eddy currents generated in the cylindrical portion 11 of the rotor 10 is large. This is because the braking force is larger. The smaller the electrical resistance of the cylindrical portion 11, the greater the amount of eddy currents generated. Therefore, it is preferable that the cylindrical portion 11 of the rotor 10 has low electrical resistance. Furthermore, the rotor 10 is subjected to a thermal cycle by repeatedly braking and unbraking. As described above, in recent years, there has been a demand for not only low electrical resistance but also high high-temperature strength. The rotor 10 will be described in detail below.
  • Carbon (C) improves the hardenability of the steel material constituting the rotor and increases the strength of the steel material. C also forms fine carbides such as V carbides and medium-sized carbides such as cementite to increase the high-temperature strength of the steel material. If the C content is less than 0.05%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. On the other hand, if the C content exceeds 0.15%, the electrical resistance of the steel material increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment.
  • the C content exceeds 0.15%, the toughness of the steel material may decrease even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. Therefore, the C content is 0.05 to 0.15%.
  • the preferable lower limit of the C content is 0.06%, more preferably 0.07%, and even more preferably 0.08%.
  • the upper limit of the C content is preferably 0.14%, more preferably 0.13%, and further preferably 0.12%.
  • Si 0.01 to 0.15%
  • Silicon (Si) deoxidizes steel in the steelmaking process. Si also improves the hardenability of steel and increases its strength. If the Si content is less than 0.01%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. On the other hand, if the Si content exceeds 0.15%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases during braking of the eddy current reduction gear device 1. As a result, the braking force of the eddy current reduction gear device 1 decreases. Therefore, the Si content is 0.01 to 0.15%.
  • the preferred lower limit of the Si content is more than 0.01%, more preferably 0.02%, and even more preferably 0.03%.
  • the preferred upper limit of the Si content is 0.12%, more preferably 0.10%, and even more preferably less than
  • Mn 0.10 to 1.00%
  • Manganese (Mn) deoxidizes steel in the steelmaking process. Mn also improves the hardenability of steel and increases its strength. If the Mn content is less than 0.10%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the other element contents are within the range of this embodiment. On the other hand, if the Mn content exceeds 1.00%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the other element contents are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases when the eddy current reduction gear 1 is braked. As a result, the braking force of the eddy current reduction gear 1 decreases.
  • the Mn content is 0.10 to 1.00%.
  • the lower limit of the Mn content is preferably 0.15%, more preferably 0.20%, more preferably 0.25%, and even more preferably 0.30%.
  • the upper limit of the Mn content is preferably 0.95%, more preferably 0.90%, more preferably 0.85%, and even more preferably 0.80%.
  • P 0.030% or less Phosphorus (P) is an impurity that is inevitably contained. That is, the P content is more than 0%.
  • P reduces the hot workability and toughness of the steel.
  • P also increases the electrical resistance of the steel. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases when the eddy current reduction device 1 is braked. As a result, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases. If the P content exceeds 0.030%, even if the contents of other elements are within the range of this embodiment, the hot workability and toughness of the steel significantly decrease, and further, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the P content is 0.030% or less.
  • the preferred upper limit of the P content is 0.028%, more preferably 0.026%, and even more preferably 0.025%. It is preferable that the P content is as low as possible. However, excessive reduction in the P content increases the manufacturing cost. Therefore, in consideration of normal industrial production, the lower limit of the P content is preferably 0.001%, and more preferably 0.003%.
  • S 0.030% or less Sulfur (S) is an impurity that is inevitably contained. That is, the S content is more than 0%.
  • S reduces the hot workability and toughness of the steel material.
  • S also increases the electrical resistance of the steel material. If the electrical resistance of the steel material increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction device 1 decreases. As a result, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases. If the S content exceeds 0.030%, even if the contents of other elements are within the range of this embodiment, the hot workability and toughness of the steel material are significantly reduced, and further, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the S content is 0.030% or less.
  • the preferred upper limit of the S content is 0.025%, more preferably 0.022%, and even more preferably 0.020%. It is preferable that the S content is as low as possible. However, excessive reduction of the S content increases the manufacturing cost. Therefore, in consideration of normal industrial production, the lower limit of the S content is preferably 0.001%, and more preferably 0.002%.
  • Chromium (Cr) improves the hardenability of steel and increases the high-temperature strength of the steel. Cr also forms carbides to increase the high-temperature strength of the steel. If the Cr content is less than 0.30%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. On the other hand, if the Cr content exceeds 1.30%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current reduction device 1 during braking of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the Cr content is 0.30 to 2.00%.
  • the preferable lower limit of the Cr content is 0.35%, more preferably 0.40%, more preferably 0.45%, and even more preferably 0.50%.
  • the upper limit of the Cr content is preferably 1.90%, more preferably 1.80%, and further preferably 1.75%.
  • Mo 0.30 to 1.50% Molybdenum (Mo) improves the hardenability of steel and increases the high-temperature strength of the steel. Mo also forms carbides to increase the high-temperature strength of the steel. Mo also increases the toughness of the steel. If the Mo content is less than 0.30%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. On the other hand, if the Mo content exceeds 1.50%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases during braking of the eddy current reduction gear device 1.
  • the Mo content is 0.30 to 1.50%.
  • the preferred lower limit of the Mo content is 0.32%, more preferably 0.35%, more preferably 0.38%, and even more preferably 0.40%.
  • the upper limit of the Mo content is preferably 1.40%, more preferably 1.35%, further preferably 1.30%, and further preferably 1.25%.
  • V 0.02 to 0.15%
  • Vanadium (V) forms carbides to increase the high-temperature strength of the steel. V also suppresses the coarsening of crystal grains. If the V content is less than 0.02%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. On the other hand, if the V content exceeds 0.15%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases during braking of the eddy current reduction device 1. As a result, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the V content is 0.02 to 0.15%.
  • the preferred lower limit of the V content is 0.03%, more preferably 0.04%, and even more preferably 0.05%.
  • the preferred upper limit of the V content is 0.13%, more preferably 0.11%, and even more preferably 0.10%.
  • Niobium (Nb) forms carbides to increase the high-temperature strength of the steel. Nb also suppresses the coarsening of crystal grains. If the Nb content is less than 0.01%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. On the other hand, if the Nb content exceeds 0.10%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases during braking of the eddy current reduction device 1. As a result, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the Nb content is 0.01 to 0.10%.
  • the preferred lower limit of the Nb content is 0.02%, more preferably 0.03%, and even more preferably 0.04%.
  • the preferred upper limit of the Nb content is 0.09%, more preferably 0.08%, and even more preferably 0.06%.
  • sol. Al 0.001 to 0.040%
  • Aluminum (Al) combines with nitrogen (N) to form AlN, which refines the grains of steel. If the sol. Al content is less than 0.001%, the contents of other elements are on the other hand, if the sol. Al content exceeds 0.040%, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of the present embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases when the eddy current reduction gear 1 is braking. The braking force of the reduction gear 1 decreases. Therefore, the sol. Al content is 0.001 to 0.040%. The lower limit of the sol.
  • Al content is preferably 0.005%, and more preferably 0.05%. .010%, and more preferably 0.015%.
  • the upper limit of the Al content is preferably less than 0.040%, more preferably 0.038%, further preferably 0.035%, and further preferably 0.030%.
  • the "sol. Al” content in this specification means the content of "acid-soluble Al”.
  • B 0.0005 to 0.0050% Boron (B) improves the hardenability of steel and enhances the high-temperature strength of steel. If the B content is less than 0.0005%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the other element contents are within the range of this embodiment. On the other hand, if the B content exceeds 0.0050%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the other element contents are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 decreases when the eddy current reduction gear 1 is braked. As a result, the braking force of the eddy current reduction gear 1 decreases.
  • the B content is 0.0005 to 0.0050%.
  • the preferable lower limit of the B content is 0.0008%, more preferably 0.0010%, more preferably 0.0012%, more preferably 0.0014%, and even more preferably 0.0015%.
  • the upper limit of the B content is preferably 0.0045%, more preferably 0.0040%, further preferably 0.0035%, and further preferably 0.0030%.
  • N 0.001 to 0.010%
  • Nitrogen (N) forms AlN and/or TiN to increase the high-temperature strength of the steel material.
  • AlN and/or TiN further refine the crystal grains of the steel material. If the N content is less than 0.001%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment.
  • the N content exceeds 0.010%, BN is formed and the high-temperature strength of the steel material is reduced even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. Therefore, the N content is 0.001 to 0.010%.
  • the preferred lower limit of the N content is 0.002%.
  • the preferred upper limit of the N content is 0.009%, more preferably 0.008%, more preferably 0.006%, and even more preferably 0.005%.
  • the remainder of the chemical composition of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current reduction gear 1 of this embodiment is composed of Fe and impurities.
  • impurities refer to substances that are mixed in from the raw materials, such as ore, scrap, or the manufacturing environment, when the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment is industrially manufactured, and are acceptable within a range that does not adversely affect the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment.
  • the chemical composition of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current reduction gear device 1 of this embodiment may further contain one or more elements selected from the group consisting of Cu, Ni, and Ti in place of a portion of Fe. All of these elements are optional elements, and increase the high-temperature strength of the steel material.
  • Cu 0 to 0.20%
  • Copper (Cu) is an optional element and may not be contained. That is, the Cu content may be 0%.
  • Cu improves the hardenability of the steel material and increases the high-temperature strength of the steel material. If even a small amount of Cu is contained, the above effect can be obtained to a certain extent. However, if the Cu content exceeds 0.20%, the electrical resistance of the steel material increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel material increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current reduction device 1 during braking of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the Cu content is 0 to 0.20%, and when Cu is contained, the Cu content is 0.20% or less.
  • the preferable lower limit of the Cu content is more than 0%, more preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and even more preferably 0.03%.
  • the upper limit of the Cu content is preferably 0.15%, more preferably 0.12%, and further preferably 0.10%.
  • Nickel (Ni) is an optional element and may not be contained. That is, the Ni content may be 0%. When Ni is contained, Ni improves the hardenability of the steel material and increases the high-temperature strength of the steel material. If even a small amount of Ni is contained, the above effect can be obtained to a certain extent. However, if the Ni content exceeds 0.20%, the electrical resistance of the steel material increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel material increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current reduction device 1 during braking of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the Ni content is 0 to 0.20%, and when Ni is contained, the Ni content is 0.20% or less.
  • the preferable lower limit of the Ni content is more than 0%, more preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and even more preferably 0.03%.
  • the upper limit of the Ni content is preferably 0.15%, more preferably 0.12%, and further preferably 0.10%.
  • Titanium (Ti) is an optional element and may not be contained. That is, the Ti content may be 0%. When Ti is contained, Ti forms Ti carbonitrides to increase the high-temperature strength of the steel. Ti also forms TiN to suppress the coarsening of crystal grains. If even a small amount of Ti is contained, the above effect can be obtained to a certain extent. However, if the Ti content exceeds 0.050%, the electrical resistance of the steel increases excessively even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. If the electrical resistance of the steel increases, the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current reduction device 1 during braking of the eddy current reduction device 1 decreases.
  • the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases. If the Ti content exceeds 0.050%, the toughness of the steel decreases further. Therefore, the Ti content is 0 to 0.050%, and if Ti is contained, the Ti content is 0.050% or less.
  • the lower limit of the Ti content is preferably more than 0%, more preferably 0.001%, more preferably 0.003%, and even more preferably 0.005%.
  • the upper limit of the Ti content is preferably 0.040%, more preferably 0.030%, and even more preferably 0.020%.
  • F1 is an index showing the level of electrical resistance, assuming that the cylindrical portion 11 of the rotor 10 for eddy current type reduction gears has the above-mentioned chemical composition. If F1 exceeds 3.00, the electrical resistance of the steel material will be excessively high even if the element content in the chemical composition is within the range of this embodiment.
  • the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current type reduction gear 1 during braking of the eddy current type reduction gear 1 will decrease.
  • the braking force of the eddy current type reduction gear 1 will decrease. Therefore, in the chemical composition of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current type reduction gear 1 of this embodiment, F1 is 3.00 or less.
  • the rotor 10 of this embodiment can not only increase high-temperature strength, but also sufficiently reduce electrical resistance.
  • the preferred upper limit of F1 is 2.95, more preferably 2.90, even more preferably 2.85, and even more preferably 2.80.
  • the lower limit of F1 is not particularly limited.
  • the lower limit of F1 is determined from the lower limit values of each component. That is, in the cylindrical portion 11 of this embodiment, the lower limit of F1 calculated from the above-mentioned chemical composition is 0.64.
  • F1 is a value obtained by rounding off the calculated numerical value to two decimal places.
  • the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment has a microstructure in which the total area ratio of martensite and bainite is 99% or more.
  • the microstructure of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment is a structure mainly composed of martensite and/or bainite.
  • "martensite and bainite” also includes tempered martensite and tempered bainite.
  • the remainder other than martensite and bainite is ferrite.
  • the area ratio of ferrite is 1% or less.
  • the microstructure of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment also affects the strength.
  • the microstructure of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment if the total area ratio of martensite and bainite is 99% or less and the area ratio of ferrite exceeds 1%, sufficient high-temperature strength cannot be obtained even if the above-mentioned chemical composition including F1 is satisfied.
  • the total area ratio of martensite and bainite is 99% or more and the area ratio of ferrite is 1% or less, high high-temperature strength can be obtained, provided that the content of each element in the chemical composition is within the range of this embodiment.
  • the total area ratio of martensite and bainite in the microstructure and the area ratio of ferrite can be measured by the following method.
  • a sample is taken from the center position of the wall thickness of the cylindrical portion 11 of the rotor 10.
  • the size of the sample is not particularly limited as long as an observation field (200 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m) described below can be secured.
  • the observation surface of the sample, including the observation field, is mirror-polished.
  • the mirror-polished sample is immersed in a nital solution for about 10 seconds to etch the sample, revealing the structure on the observation surface.
  • An arbitrary field (observation field) in the observation surface where the structure is revealed by etching is observed with an optical microscope at 500x magnification.
  • the observation field has an area of 20,000 ⁇ m 2 (200 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m).
  • the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment has a yield stress of 120 to 250 MPa at 700°C.
  • the yield stress in this specification means a 0.2% proof stress obtained in a tensile test at 700°C described below. If the yield stress at 700°C in the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment is less than 120 MPa, the desired high-temperature strength cannot be obtained. On the other hand, if the yield stress at 700°C in the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment exceeds 250 MPa, the high-temperature strength becomes too high, and the toughness of the cylindrical portion 11 may decrease. Therefore, in this embodiment, the cylindrical portion 11 of the rotor 10 has a yield stress of 120 to 250 MPa at 700°C.
  • the preferred lower limit of the yield stress of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment at 700°C is 125 MPa, and more preferably 130 MPa.
  • the preferred upper limit of the yield stress of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment at 700°C is 245 MPa, and more preferably 240 MPa.
  • the yield stress (MPa) of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 at 700°C is obtained by performing a tensile test in accordance with JIS G 0567 (2012). Specifically, a tensile test specimen is taken from the center position of the wall thickness of the cylindrical portion 11 of the rotor 10. The length of the parallel portion of the tensile test specimen is 40 mm, and the diameter of the parallel portion is 6 mm. The parallel portion of the tensile test specimen is parallel to the central axis of the cylindrical portion 11. The tensile test specimen is heated using a heating furnace to a temperature of 700°C and held for 10 minutes.
  • a tensile test is performed in air on the tensile test specimen held at 700°C for 10 minutes to obtain a stress-strain curve.
  • the 0.2% yield strength based on the offset method from the obtained stress-strain curve is defined as the yield stress (MPa). Note that in this embodiment, the yield stress (MPa) at 700°C is a value obtained by rounding off the calculated value to one decimal place.
  • the cylindrical portion 11 of the rotor 10 according to this embodiment has the above-mentioned chemical composition including formula (1) and the above-mentioned microstructure. As a result, the cylindrical portion 11 of the rotor 10 according to this embodiment exhibits low electrical resistance even when the yield stress at 700° C. is 120 to 250 MPa. In this embodiment, the electrical resistance of the cylindrical portion 11 can be evaluated by a method in accordance with JIS C 2526 (1994).
  • test piece including the center position of the thickness of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 is taken.
  • the test piece is a standard test piece of 3 mm x 4 mm x 60 mm.
  • the electrical resistance ( ⁇ cm) of the test piece is obtained by the double bridge method at room temperature (20 ⁇ 15°C). Note that in this embodiment, the electrical resistance ( ⁇ cm) of the test piece is a value obtained by rounding off the calculated value to one decimal place. If the obtained electrical resistance is 20.5 ⁇ cm or less, the cylindrical portion 11 can be evaluated as having low electrical resistance.
  • the manufacturing method of the rotor 10 for an eddy current type reduction gear in this embodiment includes a preparation step of manufacturing an intermediate product corresponding to the cylindrical portion 11, a quenching step of quenching the prepared intermediate product, a tempering step of tempering the quenched intermediate product, a processing step of machining the tempered intermediate product to form the cylindrical portion 11, and a rotor forming step of manufacturing the rotor 10 for an eddy current type reduction gear using the cylindrical portion 11.
  • a preparation step of manufacturing an intermediate product corresponding to the cylindrical portion 11 includes a quenching step of quenching the prepared intermediate product, a tempering step of tempering the quenched intermediate product, a processing step of machining the tempered intermediate product to form the cylindrical portion 11, and a rotor forming step of manufacturing the rotor 10 for an eddy current type reduction gear using the cylindrical portion 11.
  • the preparation step an intermediate product having the above-mentioned chemical composition is prepared.
  • the intermediate product here corresponds to the cylindrical portion 11.
  • the manufacturing method of the intermediate product is not particularly limited.
  • the preparation step may include, for example, a step of preparing a material (material preparation step) and a step of manufacturing the intermediate product by performing hot working on the prepared material (hot working step). Below, the case including the material preparation step and the hot working step will be described in detail.
  • a material having a chemical composition in which each element content falls within the range of this embodiment is prepared.
  • the material may be supplied from a third party.
  • the material may be manufactured.
  • the material may be manufactured, for example, by the following method.
  • Molten steel is produced that has a chemical composition in which the content of each element falls within the range of this embodiment.
  • the refining method is not particularly limited, and any well-known method may be used.
  • molten iron produced by a well-known method is refined in a converter (primary refining).
  • the molten steel tapped from the converter is subjected to well-known secondary refining.
  • alloy elements are added to adjust the composition, producing molten steel that has a chemical composition in which the content of each element falls within the range of this embodiment.
  • the molten steel produced by the above-mentioned refining method is used to manufacture a material by a well-known casting method.
  • an ingot may be manufactured by an ingot casting method using the molten steel.
  • a bloom or billet may be manufactured by a continuous casting method using the molten steel.
  • the manufactured bloom or ingot may be heated to 1000 to 1300°C and then hot processed to manufacture a billet.
  • the hot processing is, for example, hot rolling, hot forging, etc.
  • the manufactured billet (a billet manufactured by continuous casting, or a billet manufactured by hot processing a bloom or ingot) is used as the material for the rotor 10 for the eddy current reduction gear.
  • the material prepared in the material preparation step is subjected to hot working to manufacture an intermediate product corresponding to the cylindrical portion 11.
  • the hot working may be hot forging, or hot forging and hot rolling.
  • the material is first heated to 1000 to 1300°C.
  • the heated material is then hot forged to be shaped into a predetermined size. After the hot forging, hot rolling may be further performed.
  • an intermediate product is prepared.
  • the intermediate product may be prepared by the material preparation process and hot working process described above, or it may be prepared by purchasing an intermediate product manufactured by a third party.
  • the quenching process is described in detail below.
  • quenching means quenching an intermediate product having an A3 point or higher.
  • the quenching temperature is, for example, 880°C or higher.
  • the quenching temperature means the temperature of the intermediate product before quenching. If the quenching temperature is too low, precipitates such as carbides may not be sufficiently dissolved in the microstructure of the intermediate product. In this case, in the tempering process described below, the precipitates become coarse, and the high-temperature strength of the manufactured rotor 10 decreases.
  • the quenching temperature is 880°C or higher.
  • the more preferred lower limit of the quenching temperature is 890°C, and more preferably 900°C.
  • the upper limit of the quenching temperature is not particularly limited, but is, for example, 970°C.
  • the time for holding at the quenching temperature is, for example, 0.5 to 3.0 hours.
  • the intermediate product can be cooled at a faster cooling rate than natural cooling.
  • Methods for rapidly cooling the intermediate product include, for example, water cooling, mist cooling, and oil cooling.
  • the average cooling rate from the cooling start temperature (quenching temperature) to 400°C is, for example, 2 to 20°C/sec. The tempering process is described in detail below.
  • tempering is performed on the intermediate product that has been quenched in the quenching process described above.
  • tempering means holding at a temperature below the A c1 point.
  • the preferred tempering temperature is 700°C to below the A c1 point.
  • the higher the tempering temperature the lower the high-temperature strength tends to be.
  • the Cr content is increased in the chemical composition of the cylindrical portion 11. Therefore, in the tempering process according to this embodiment, tempering at a high temperature is also possible.
  • the tempering temperature is 700°C or higher, the rotor 10 is heated by Joule heat generated together with eddy currents during braking, and even if the temperature reaches a high temperature exceeding 650°C and reaching about 700°C, the microstructure is unlikely to change. If the tempering temperature is less than 700°C, the toughness of the steel material may decrease. Therefore, the tempering temperature is preferably 700°C or higher. On the other hand, if the tempering temperature is A c1 point or higher, austenite may remain in a part of the microstructure of the intermediate product, or precipitates such as carbides may become coarse. In this case, the high-temperature strength may decrease. Therefore, in the tempering process according to this embodiment, the tempering temperature is preferably 700°C to less than A c1 point.
  • the holding time for tempering is, for example, 0.5 to 5.0 hours.
  • the cooling method after tempering is, for example, natural cooling.
  • the intermediate product that has been tempered in the tempering step described above is processed to form the cylindrical portion 11.
  • the cooling fins 11F are formed by machining the outer peripheral surface of the intermediate product after tempering. The machining can be performed by a well-known method. Through the above steps, the cylindrical portion 11 is manufactured.
  • the rotor 10 for the eddy current type reduction gear is manufactured using the manufactured cylindrical portion 11.
  • the arm portion 12 attached to the wheel portion 13 is attached to the manufactured cylindrical portion 11 to manufacture the rotor 10 for the eddy current type reduction gear.
  • the attachment method may be welding or another method.
  • the above manufacturing method allows the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment to be manufactured.
  • the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment is not limited to the above manufacturing method, and the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment may be manufactured by a manufacturing method other than the above manufacturing method as long as the rotor 10 for an eddy current type reduction gear having the above configuration can be manufactured.
  • the above manufacturing method is a suitable example for manufacturing the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment.
  • the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment will be described in more detail below using examples.
  • Molten steel was produced having the chemical composition shown in Table 1.
  • the ingots were heated to 1250°C and then hot forged to produce 30mm thick steel plates as pseudo-intermediate products.
  • the pseudo-intermediate products were held at the quenching temperature (°C) for the quenching time (hours) listed in Table 2, and then rapidly cooled (oil cooled).
  • the pseudo-intermediate products of each test number were tempered. Specifically, they were held at the tempering temperature (°C) for the tempering time (hours) listed in Table 2.
  • pseudo rotors (steel plates) of each test number were produced, simulating rotors for eddy current reduction gears.
  • Microstructure observation test A sample was taken from the center of the plate thickness of the pseudo rotor of each test number. After mirror polishing the surface of the sample, it was immersed in a nital solution for about 10 seconds to perform etching and reveal the structure. An arbitrary field (observation field) of the surface where the structure was revealed by etching was observed with an optical microscope at 500 times magnification. The field area of the observation field was 20,000 ⁇ m 2 (200 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m). The phase in the observation field was identified by contrast. As a result, the microstructure in the observation field consisted of martensite, bainite, and ferrite. The area of the identified ferrite was calculated.
  • the yield stress (MPa) at 700°C of the pseudo rotor of each test number was obtained by a tensile test in accordance with JIS G 0567 (2012). Specifically, a tensile test specimen was taken from the pseudo rotor of each test number. The length of the parallel part of the tensile test specimen was 40 mm, and the diameter of the parallel part was 6 mm. The tensile test specimen was heated to 700°C using a heating furnace and held for 10 minutes. A tensile test was performed in air on the tensile test specimen held at 700°C for 10 minutes to obtain a stress-strain curve. The 0.2% proof stress obtained from the obtained stress-strain curve based on the offset method was taken as the yield stress (MPa). Table 2 shows the yield stress (MPa) at 700°C obtained for the pseudo rotor of each test number.
  • the electrical resistance of the pseudo rotor of each test number at room temperature was determined by a method conforming to JIS C 2526 (1994). Specifically, a test piece was taken from the pseudo rotor of each test number. The size of the test piece was 3 mm x 4 mm x 60 mm. The electrical resistance ( ⁇ cm) of the test piece was determined by the double bridge method at room temperature. The obtained electrical resistance ( ⁇ cm) of the pseudo rotor of each test number is shown in Table 2.
  • the pseudo rotor of test number 16 had a hardening temperature that was too low, and the total area ratio of martensite and bainite was less than 99%.
  • the yield stress at 700°C was less than 120 MPa, and it did not exhibit high enough high-temperature strength as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the tempering temperature of the pseudo rotor of test number 17 was too low. As a result, the yield stress at 700°C exceeded 250 MPa, and the rotor did not exhibit the desired mechanical properties as a rotor for an eddy current reduction gear.
  • the pseudo rotors of test numbers 18 to 22 had too high an F1.
  • the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as rotors in an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 23 had too low a C content.
  • the yield stress at 700°C was less than 120 MPa, and it did not exhibit high enough high-temperature strength to be used as a rotor for an eddy current reduction gear.
  • the pseudo rotor of test number 24 had too high a C content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 25 had too high a silicon content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 26 had too high a Mn content.
  • the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and did not exhibit a sufficiently low electrical resistance as a rotor for an eddy current type reduction gear.
  • the Mn content was too high, the austenite phase became stable and the A c1 transformation point dropped, necessitating low-temperature tempering.
  • the yield stress at 700°C exceeded 250 MPa, and did not exhibit the desired mechanical properties as a rotor for an eddy current type reduction gear.
  • the pseudo rotor of test number 27 had too high a P content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 28 had too high a S content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 29 had too low a Cr content.
  • the yield stress at 700°C was less than 120 MPa, and it did not exhibit high enough high-temperature strength as a rotor for an eddy current reduction gear.
  • the pseudo rotor of test number 30 had too high a Cr content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear.
  • the pseudo rotor of test number 31 had too high a Mo content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 32 had too much V content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear.
  • the pseudo rotor of test number 33 had too high a Nb content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 34 had too high a sol. Al content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear.
  • the pseudo rotor of test number 35 had too high a B content. As a result, the electrical resistance exceeded 20.5 ⁇ cm, and it did not exhibit a sufficiently low electrical resistance for use as a rotor for an eddy current reduction gear device.
  • the pseudo rotor of test number 36 had too high a N content.
  • the yield stress at 700°C was less than 120 MPa, and it did not exhibit high enough high-temperature strength as a rotor for an eddy current reduction gear.

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Abstract

高い高温強度と、低い電気抵抗とを有する渦電流式減速装置用ロータ、及び、その製造方法を提供する。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、円筒部は、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｓｉ：０．０１～０．１５％、Ｍｎ：０．１０～１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：０．３０～２．００％、Ｍｏ：０．３０～１．５０％、Ｖ：０．０２～０．１５％、Ｎｂ：０．０１～０．１０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、Ｂ：０．０００５～０．００５０％、Ｎ：０．００１～０．０１０％、及び、残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する。　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（１）

Description

渦電流式減速装置用ロータ及び渦電流式減速装置用ロータの製造方法
　本開示は、ロータ及びロータの製造方法に関し、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及びその製造方法に関する。
　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、制動装置として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。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。
　渦電流式減速装置には、電磁石を用いるタイプと、永久磁石を用いる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。ロータは例えば、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、円筒体の外周面上に、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させる場合、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（停止）を切り替える。
　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。具体的に、制動時にロータの円筒部に発生する渦電流量が大きいほど、制動力が高まる。すなわち、制動時に発生する渦電流量を増加させ、制動力を高めるためには、ロータの円筒部の電気抵抗は低い方が好ましい。
　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発熱によって、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、制動及び非制動の繰り返しにより、ロータには熱サイクルが負荷される。そのため、渦電流式減速装置用ロータには、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、及び、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
　上述のとおり、上記特許文献１では、電気抵抗を低減しつつ、高温強度を高めた渦電流式減速装置用ロータを提供する。しかしながら、上記特許文献１に開示される技術とは異なる技術によって、電気抵抗を低減しつつ高温強度を高めた渦電流式減速装置を得られてもよい。
　本開示の目的は、高い高温強度と低い電気抵抗とを有する渦電流式減速装置用ロータ、及び、その渦電流式減速装置用ロータの製造方法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、
　前記円筒部は、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、
　マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、
　７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　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、
　前記円筒部は、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、さらに、
　Ｃｕ：０．２０％以下、
　Ｎｉ：０．２０％以下、及び、
　Ｔｉ：０．０５０％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、
　マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、
　７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　本開示による渦電流式減速装置用ロータの製造方法は、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成を有する中間品を準備する準備工程と、
　前記中間品に対して、焼入れを実施する焼入れ工程と、
　前記焼入れ工程後の前記中間品に対して、７００℃～Ａc1点未満の温度で保持する焼戻しを実施する焼戻し工程と、
　前記焼戻し工程後の前記中間品を加工して、円筒部を形成する加工工程と、
　前記円筒部を用いて、渦電流式減速装置用ロータを製造するロータ形成工程と、を備える。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　本開示による渦電流式減速装置用ロータの製造方法は、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、さらに、
　Ｃｕ：０．２０％以下、
　Ｎｉ：０．２０％以下、及び、
　Ｔｉ：０．０５０％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成を有する中間品を準備する準備工程と、
　前記中間品に対して、焼入れを実施する焼入れ工程と、
　前記焼入れ工程後の前記中間品に対して、７００℃～Ａc1点未満の温度で保持する焼戻しを実施する焼戻し工程と、
　前記焼戻し工程後の前記中間品を加工して、円筒部を形成する加工工程と、
　前記円筒部を用いて、渦電流式減速装置用ロータを製造するロータ形成工程と、を備える。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　本開示による渦電流式減速装置用ロータは、高い高温強度と低い電気抵抗とを有する。本開示による渦電流式減速装置用ロータの製造方法は、上述の渦電流式減速装置用ロータを製造することができる。
図１は、本実施例におけるＦ１（＝Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ）と、電気抵抗（μΩｃｍ）との関係を示す図である。 図２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３は、図２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４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５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、渦電流式減速装置用ロータにおいて、高い高温強度と、低い電気抵抗とを両立させる技術について、調査及び検討を行った。その結果、次の知見を得た。
　まず、本発明者らは、渦電流式減速装置用ロータの円筒部の化学組成に着目して、ロータの高温強度を高める手法を種々検討した。その結果、ロータの円筒部の化学組成において、Ｃｒ含有量を高めることで、ロータの高温強度を高められることを知見した。
　具体的に本発明者らは、渦電流式減速装置用ロータの高温強度として、７００℃での降伏応力に着目した。本発明者らはさらに、７００℃での降伏応力が１２０～２５０ＭＰａを満たす渦電流式減速装置用ロータについて、化学組成の観点から検討した。本発明者らによる詳細な検討の結果、渦電流式減速装置用ロータの円筒部が、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｓｉ：０．０１～０．１５％、Ｍｎ：０．１０～１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：０．３０～２．００％、Ｍｏ：０．３０～１．５０％、Ｖ：０．０２～０．１５％、Ｎｂ：０．０１～０．１０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、さらに、Ｃｕ：０．２０％以下、Ｎｉ：０．２０％以下、Ｔｉ：０．０５０％以下、からなる群から選択される１元素以上を選択的に含有し、残部：Ｆｅ及び不純物、からなる化学組成であれば、７００℃での降伏応力が１２０～２５０ＭＰａを満たす渦電流式減速装置用ロータが得られる可能性があることが明らかになった。
　一方、渦電流式減速装置用ロータの円筒部の化学組成において、合金元素の含有量を高めれば、ロータの電気抵抗が高まる懸念がある。ロータの電気抵抗を高める効果は、元素によって異なり、Ｃｒは上述の化学組成の中でも電気抵抗を高める効果が高い。そのため、従前の渦電流式減速装置用ロータの円筒部の化学組成では、できるだけＣｒ含有量を低減しつつ、高温強度を高めてきた。
　しかしながら、本実施形態による渦電流式減速装置用ロータでは、円筒部の化学組成において、Ｃｒ含有量をあえて上述の範囲まで高めることで、ロータの高温強度を高めている。すなわち、Ｃｒ含有量を高めた上述の化学組成を有する円筒部を備える渦電流式減速装置用ロータは、電気抵抗が高くなりやすい。そこで本発明者らは、上述の化学組成を有する円筒部を備える渦電流式減速装置用ロータであっても、電気抵抗を低減する方法について詳細に検討した。その結果、上述の化学組成を有し、さらに、次の式（１）を満たせば、７００℃での降伏応力を１２０～２５０ＭＰａに維持したまま、電気抵抗を低減できる可能性があることを見出した。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　Ｆ１＝Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏと定義する。Ｆ１は上述の化学組成を有する円筒部を備える渦電流式減速装置用ロータにおける、電気抵抗の高さを示す指標である。Ｆ１が３．００以下であれば、Ｃｒの含有量を０．３０～２．００％まで高めた場合であっても、電気抵抗を低減することができる。この点について、図面を用いて具体的に説明する。
　図１は、本実施例におけるＦ１（＝Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ）と、電気抵抗（μΩｃｍ）との関係を示す図である。図１は、後述する実施例のうち、上述の化学組成と、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、７００℃で１２０～２５０ＭＰａの降伏応力とを有する鋼材を、渦電流式減速装置用ロータとみなして、各鋼材のＦ１と、電気抵抗試験の結果とを用いて作成した。図１を参照して、Ｆ１と電気抵抗との関係において、Ｆ１が３．００以下であれば、渦電流式減速装置用ロータとみなした鋼材の電気抵抗を２０．５μΩｃｍ以下にまで安定して低下できることが確認できる。
　したがって、本実施形態による渦電流式減速装置用ロータでは、円筒部の化学組成において、上述の化学組成に加えて、Ｆ１を３．００以下とする。その結果、本実施形態による渦電流式減速装置用ロータは、高い高温強度と、低い電気抵抗とを両立することができる。
　以上の知見に基づいて完成した本実施形態による渦電流式減速装置用ロータ及び渦電流式減速装置用ロータの製造方法の要旨は、次のとおりである。
　［１］
　渦電流式減速装置用ロータであって、
　円筒部を備え、
　前記円筒部は、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、
　マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、
　７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する、
　渦電流式減速装置用ロータ。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　［２］
　渦電流式減速装置用ロータであって、
　円筒部を備え、
　前記円筒部は、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、さらに、
　Ｃｕ：０．２０％以下、
　Ｎｉ：０．２０％以下、及び、
　Ｔｉ：０．０５０％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、
　マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、
　７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する、
　渦電流式減速装置用ロータ。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　［３］
　渦電流式減速装置用ロータの製造方法であって、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成を有する中間品を準備する準備工程と、
　前記中間品に対して、焼入れを実施する焼入れ工程と、
　前記焼入れ工程後の前記中間品に対して、７００℃～Ａc1点未満の温度で保持する焼戻しを実施する焼戻し工程と、
　前記焼戻し工程後の前記中間品を加工して、円筒部を形成する加工工程と、
　前記円筒部を用いて、渦電流式減速装置用ロータを製造するロータ形成工程と、を備える、
　［１］に記載の渦電流式減速装置用ロータの製造方法。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　［４］
　渦電流式減速装置用ロータの製造方法であって、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、さらに、
　Ｃｕ：０．２０％以下、
　Ｎｉ：０．２０％以下、及び、
　Ｔｉ：０．０５０％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成を有する中間品を準備する準備工程と、
　前記中間品に対して、焼入れを実施する焼入れ工程と、
　前記焼入れ工程後の前記中間品に対して、７００℃～Ａc1点未満の温度で保持する焼戻しを実施する焼戻し工程と、
　前記焼戻し工程後の前記中間品を加工して、円筒部を形成する加工工程と、
　前記円筒部を用いて、渦電流式減速装置用ロータを製造するロータ形成工程と、を備える、
　［２］に記載の渦電流式減速装置用ロータの製造方法。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　さらに、本実施形態による渦電流式減速装置用ロータ及び渦電流式減速装置用ロータの製造方法の要旨は、次のとおりに記載することもできる。
　［１］
　渦電流式減速装置用ロータであって、
　円筒部を備え、
　前記円筒部は、質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、
　Ｃｕ：０～０．２０％、
　Ｎｉ：０～０．２０％、
　Ｔｉ：０～０．０５０％、及び、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、
　マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、
　７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する、
　渦電流式減速装置用ロータ。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　［２］
　［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、
　Ｃｕ：０．０１～０．２０％、
　Ｎｉ：０．０１～０．２０％、及び、
　Ｔｉ：０．００１～０．０５０％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
　渦電流式減速装置用ロータ。
　［３］
　渦電流式減速装置用ロータの製造方法であって、
　質量％で、
　Ｃ：０．０５～０．１５％、
　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
　Ｐ：０．０３０％以下、
　Ｓ：０．０３０％以下、
　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
　Ｖ：０．０２～０．１５％、
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、
　Ｎ：０．００１～０．０１０％、
　Ｃｕ：０～０．２０％、
　Ｎｉ：０～０．２０％、
　Ｔｉ：０～０．０５０％、及び、
　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成を有する中間品を準備する準備工程と、
　前記中間品に対して、焼入れを実施する焼入れ工程と、
　前記焼入れ工程後の前記中間品に対して、７００℃～Ａc1点未満の温度で保持する焼戻しを実施する焼戻し工程と、
　前記焼戻し工程後の前記中間品を加工して、円筒部を形成する加工工程と、
　前記円筒部を用いて、渦電流式減速装置用ロータを製造するロータ形成工程と、を備える、
　［１］又は［２］に記載の渦電流式減速装置用ロータの製造方法。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
　［４］
　［３］に記載の渦電流式減速装置用ロータの製造方法であって、
　前記化学組成は、
　Ｃｕ：０．０１～０．２０％、
　Ｎｉ：０．０１～０．２０％、及び、
　Ｔｉ：０．００１～０．０５０％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
　渦電流式減速装置用ロータの製造方法。
　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２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１の正面図である。図２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は、図２に示す渦電流式減速装置１をプロペラシャフト３０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３０の軸方向の断面図である。図３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に固定される。そして、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２及び図３を参照して、ロータ１０は、円筒部（ドラム）１１を備える。より具体的には、ロータ１０は、円筒部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（プロペラシャフト３０の軸方向の長さ）は、円筒部１１の厚さ（プロペラシャフト３０の軸方向の長さ）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２及び図３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。円筒部１１と、アーム部１２と、ホイール部１３とは、一体的に形成されていてもよい。円筒部１１と、アーム部１２と、ホイール部１３とは、別個独立した部材で構成されていてもよい。
　図４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４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。複数の永久磁石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２２の表面のうち、磁石保持リング２１の外周面と対向する表面はＳ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。永久磁石２３の表面のうち、磁石保持リング２１の外周面と対向する表面はＮ極である。複数のポールピース２４は、複数の永久磁石２２及び２３の上方に配置され、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４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及び各永久磁石２３は、互いに隣り合う２つのポールピース２４と重なるように配置されている。換言すれば、渦電流式減速装置１の径方向に見た場合、１つのポールピース２４が、互いに隣り合う永久磁石２２及び２３を跨ぐように配置されている。この場合、磁束Ｂは図４に示すとおり、ステータ２０内を流れる。具体的には、磁束Ｂ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。そのため、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。したがって、図４では、制動力が作動しない。
　図５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４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５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、ポールピース２４の真下に配置されている。つまり、各永久磁石２２及び２３は、１つのポールピース２４のみに重なるように配置されている。この場合、磁束Ｂは図５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。そのため、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では渦電流の発生量が大きくなる方が好ましい。制動力が大きくなるためである。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、低い電気抵抗だけでなく、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、ロータを構成する鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃはさらに、Ｖ炭化物等の微細炭化物、及び、セメンタイト等の中型炭化物を形成して、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、上記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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｃ含有量が０．１５％を超えればさらに、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場合がある。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％であり、さらに好ましくは０．０８％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：０．０１～０．１５％
　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０．０１％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０．１５％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、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０．０１～０．１５％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．０１％超であり、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。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．１２％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１０％未満である。
　Ｍｎ：０．１０～１．００％
　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０．１０％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、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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｍｎ含有量が１．００％を超えればさらに、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、オーステナイト相が安定となりＡc1変態点が降下して、焼戻し温度を７００℃以上にできない場合がある。したがって、Ｍｎ含有量は０．１０～１．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．２５％であり、さらに好ましくは０．３０％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．９５％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは０．８５％であり、さらに好ましくは０．８０％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。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する。Ｓはさらに、鋼材の電気抵抗を高める。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。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、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％であり、さらに好ましくは０．００２％である。
　Ｃｒ：０．３０～２．００％
　クロム（Ｃｒ）は、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｃｒはさらに、炭化物を形成して、鋼材の高温強度を高める。Ｃｒ含有量が０．３０％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、Ｃｒ含有量が１．３０％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、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０．３０～２．００％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．３５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．４５％であり、さらに好ましくは０．５０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は１．９０％であり、さらに好ましくは１．８０％であり、さらに好ましくは１．７５％である。
　Ｍｏ：０．３０～１．５０％
　モリブデン（Ｍｏ）は、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｍｏはさらに、炭化物を形成して、鋼材の高温強度を高める。Ｍｏはさらに、鋼材の靱性を高める。Ｍｏ含有量が０．３０％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１．５０％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、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０．３０～１．５０％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．３２％であり、さらに好ましくは０．３５％であり、さらに好ましくは０．３８％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１．４０％であり、さらに好ましくは１．３５％であり、さらに好ましくは１．３０％であり、さらに好ましくは１．２５％である。
　Ｖ：０．０２～０．１５％
　バナジウム（Ｖ）は、炭化物を形成して、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０．０２％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０．１５％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｖ含有量は０．０２～０．１５％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０．０３％であり、さらに好ましくは０．０４％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．１３％であり、さらに好ましくは０．１１％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
　Ｎｂ：０．０１～０．１０％
　ニオブ（Ｎｂ）は、炭化物を形成して、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０．０１％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０．１０％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０．０１～０．１０％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０４％である。Ｎｂ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０．０６％である。
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％
　アルミニウム（Ａｌ）は、窒素（Ｎ）と結合してＡｌＮを形成し、鋼材の結晶粒を微細化する。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．００１％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０．０４０％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、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０．００１～０．０４０％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい下限は０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０１５％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０４０％未満であり、さらに好ましくは０．０３８％であり、さらに好ましくは０．０３５％であり、さらに好ましくは０．０３０％である。なお、本明細書にいう「ｓｏｌ．Ａｌ」含有量は、「酸可溶Ａｌ」の含有量を意味する。
　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、鋼材の電気抵抗が過剰に高まる。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｂ含有量が０．００５０％を超えればさらに、鋼材の靱性が低下する場合がある。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０．０００８％であり、さらに好ましくは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％であり、さらに好ましくは０．００１５％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：０．００１～０．０１０％
　窒素（Ｎ）は、ＡｌＮ及び／又はＴｉＮを形成して、鋼材の高温強度を高める。ＡｌＮ及び／又はＴｉＮはさらに、鋼材の結晶粒を微細化する。Ｎ含有量が０．００１％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、ＢＮを形成して、鋼材の高温強度を低下させる。したがって、Ｎ含有量は０．００１～０．０１０％である。Ｎ含有量の好ましい下限は０．００２％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０．００６％であり、さらに好ましくは０．００５％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Ｔｉからなる群から選択される１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、鋼材の高温強度を高める。
　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。Ｃｕが含有される場合、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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、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％であり、Ｃｕが含有される場合のＣｕ含有量は０．２０％以下である。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％であり、さらに好ましくは０．０３％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。Ｎｉが含有される場合、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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、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％であり、Ｎｉが含有される場合のＮｉ含有量は０．２０％以下である。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。
　Ｔｉ：０～０．０５０％
　チタン（Ｔｉ）は、任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｔｉ含有量は０％であってもよい。Ｔｉが含有される場合、Ｔｉは、Ｔｉ炭窒化物を形成して、鋼材の高温強度を高める。Ｔｉはさらに、ＴｉＮを形成して、結晶粒の粗大化を抑制する。Ｔｉ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、Ｔｉ含有量が０．０５０％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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｔｉ含有量が０．０５０％を超えればさらに、鋼材の靱性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０～０．０５０％であり、Ｔｉが含有される場合のＴｉ含有量は０．０５０％以下である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０４０％であり、さらに好ましくは０．０３０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。
　［式（１）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、上述の化学組成を満たした上で、さらに、次の式（１）を満たす。
　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（１）
　ここで、式（１）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が質量％で代入される。
　Ｆ１（＝Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ）は、上述の化学組成を有する円筒部１１を備える渦電流式減速装置用ロータ１０における、電気抵抗の高さを示す指標である。すなわち、Ｆ１は、渦電流式減速装置用ロータ１０の円筒部１１が、上述の化学組成を有することを前提として、電気抵抗の高さを示す指標となる。Ｆ１が３．００を超えれば、化学組成における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る。鋼材の電気抵抗が高まれば、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。その結果、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、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の化学組成において、Ｆ１は３．００以下である。その結果、本実施形態のロータ１０は、高温強度を高められるだけでなく、電気抵抗を十分に低減することができる。
　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の化学組成において、Ｆ１の好ましい上限は２．９５であり、さらに好ましくは２．９０であり、さらに好ましくは２．８５であり、さらに好ましくは２．８０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の化学組成において、Ｆ１の下限は特に限定されない。しかしながら、上述の化学組成を前提とす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では、Ｆ１の下限は、各成分の下限値から決定される。すなわち、本実施形態の円筒部１１において、上述の化学組成から求めたＦ１の下限は０．６４である。なお、本実施形態においてＦ１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とする。
　［ミクロ組織について］
　本実施形態のロータ１０の円筒部１１は、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織を有する。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１％以下である。
　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、上述の炭化物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は極めて小さく、後述のミクロ組織観察によって面積を確認するのは、困難である。そのため、マルテンサイト及びベイナイト並びにフェライトの面積率を求める際は、析出物及び介在物を無視することとする。よって、マルテンサイト及びベイナイト内に存在する析出物及び介在物は、マルテンサイト及びベイナイトの面積率に含まれ、フェライト内に存在する析出物及び介在物はフェライトの面積率に含まれる。
　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９９％以下であり、フェライトの面積率が１％を超える場合、Ｆ１を含む上述の化学組成を満たしていても、十分な高温強度が得られない。一方、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上であり、フェライトの面積率が１％以下であれば、化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であることを前提として、高い高温強度が得られる。
　本実施形態において、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、次の方法で測定することができる。ロータ１０の円筒部１１の肉厚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する。鏡面研磨後のサンプルを、ナイタル液に１０秒程度浸漬してエッチングを実施し、観察面に組織を現出させる。エッチングにより組織が現出された観察面内の任意の１視野（観察視野）を、５００倍の光学顕微鏡により観察する。観察視野の視野面積は２００００μｍ2（２００μｍ×１００μｍ）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。なお、フェライトの面積率（％）は、算出された数値の小数第二位を四捨五入して得られた値とする。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（％）
　［高温強度］
　本実施形態のロータ１０の円筒部１１は、７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力を有する。本明細書でいう降伏応力は、以下に説明する７００℃における引張試験で得られた０．２％耐力を意味する。本実施形態のロータ１０の円筒部１１において、７００℃での降伏応力が１２０ＭＰａ未満であれば、所望の高温強度が得られない。一方、本実施形態のロータ１０の円筒部１１において、７００℃での降伏応力が２５０ＭＰａを超えれば、高温強度が高くなりすぎ、円筒部１１の靭性が低下する場合がある。したがって、本実施形態では、ロータ１０の円筒部１１は、７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力を有する。
　本実施形態のロータ１０の円筒部１１の７００℃での降伏応力の好ましい下限は１２５ＭＰａであり、さらに好ましくは１３０ＭＰａである。本実施形態のロータ１０の円筒部１１の７００℃での降伏応力の好ましい上限は２４５ＭＰａであり、さらに好ましくは２４０ＭＰａである。
　本実施形態において、ロータ１０の円筒部１１の７００℃での降伏応力（ＭＰａ）は、ＪＩＳ　Ｇ　０５６７（２０１２）に準拠した引張試験を実施して求める。具体的には、ロータ１０の円筒部１１の肉厚中央位置から引張試験片を採取する。引張試験片は、平行部の長さを４０ｍｍとし、平行部の直径を６ｍｍとする。引張試験片の平行部は、円筒部１１の中心軸と平行とする。加熱炉を用いて引張試験片を加熱して、引張試験片の温度を７００℃にして、１０分間保持する。７００℃で１０分間保持された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％耐力を降伏応力（ＭＰａ）と定義する。なお、本実施形態において７００℃での降伏応力（ＭＰａ）は、算出された数値の小数第一位を四捨五入して得られた値とする。
　［電気抵抗］
　本実施形態によるロータ１０の円筒部１１は、式（１）を含む上述の化学組成と、上述のミクロ組織とを有する。その結果、本実施形態によるロータ１０の円筒部１１は、７００℃での降伏応力が１２０～２５０ＭＰａであっても、低い電気抵抗を示す。本実施形態では、円筒部１１の電気抵抗を、ＪＩＳ　Ｃ　２５２６（１９９４）に準拠した方法で評価できる。
　具体的に、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。なお、本実施形態において試験片の電気抵抗（μΩｃｍ）は、算出された数値の小数第二位を四捨五入して得られた値とする。得られた電気抵抗が２０．５μΩｃｍ以下であれば、円筒部１１は低い電気抵抗を有すると評価できる。
　［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って製造されてもよい。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、円筒部１１に相当する中間品を製造する準備工程と、準備された中間品に対して焼入れを実施する焼入れ工程と、焼入れ後の中間品に焼戻しを実施する焼戻し工程と、焼戻し後の中間品を加工して、円筒部１１を形成する加工工程と、円筒部１１を用いて、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を備える。以下、各工程について説明する。
　［準備工程］
　準備工程では、上述の化学組成を有する中間品を準備する。ここでいう中間品とは、円筒部１１に相当する。中間品が上述の化学組成を有していれば、中間品の製造方法は特に限定されない。準備工程は、たとえば、素材を準備する工程（素材準備工程）と、準備された素材に対して熱間加工を実施して中間品を製造する工程（熱間加工工程）とを含んでもよい。以下、素材準備工程と、熱間加工工程を含む場合について、詳述する。
　［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の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の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。例えば、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の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してもよい。又は、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。熱間加工は例えば、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、ブルームや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。熱間加工は、熱間鍛造であってもよく、熱間鍛造及び熱間圧延であってもよい。この場合、はじめに、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もよい。
　以上のとおり、準備工程では中間品を準備する。中間品は、上述の素材準備工程及び熱間加工工程によって準備されてもよく、第三者により製造された中間品を購入して準備してもよい。以下、焼入れ工程について詳述する。
　［焼入れ工程］
　焼入れ工程では、上述の準備工程にて準備された中間品に対して、焼入れを実施する。本明細書において「焼入れ」とは、Ａ3点以上の中間品を急冷することを意味する。焼入れ工程において、焼入れ温度はたとえば、８８０℃以上である。なお、本明細書において、焼入れ温度とは、急冷前の中間品の温度を意味する。焼入れ温度が低すぎれば、中間品のミクロ組織において、炭化物等の析出物が十分に固溶しない場合がある。この場合、後述する焼戻し工程において、析出物が粗大化し、製造されたロータ１０の高温強度が低下する。焼入れ温度が低すぎればさらに、中間品のミクロ組織がオーステナイト単相に変態せず、製造されたロータ１０のミクロ組織において、フェライトが１％を超えて残存する場合がある。この場合、ロータ１０の高温強度が低下する。したがって、本実施形態において、好ましい焼入れ温度は８８０℃以上である。本実施形態による焼入れ工程において、焼入れ温度のさらに好ましい下限は８９０℃であり、さらに好ましくは９００℃である。なお、焼入れ温度の上限は特に限定されないが、たとえば、９７０℃である。
　焼入れ工程において、中間品を加熱保持してから急冷する場合、上記焼入れ温度にて保持する時間は、たとえば、０．５～３．０時間である。また、焼入れ工程では、中間品を放冷より速い冷却速度で冷却できればよい。中間品を急冷する方法は、たとえば、水冷、ミスト冷却、及び、油冷である。また、急冷では、たとえば、冷却開始温度（焼入れ温度）から４００℃までの平均冷却速度を２～２０℃／秒とする。以下、焼戻し工程について詳述する。
　［焼戻し工程］
　焼戻し工程では、上述の焼入れ工程にて焼入れが実施された中間品に対して、焼戻しを実施する。本明細書において「焼戻し」とは、Ａc1点未満の温度で保持することを意味する。焼戻し工程において、好ましい焼戻し温度は７００℃～Ａc1点未満である。通常、焼戻し温度が高いほど、高温強度は低下する傾向がある。しかしながら、上述のとおり、本実施形態によるロータ１０では、円筒部１１の化学組成においてＣｒ含有量を高めている。そのため、本実施形態による焼戻し工程では、高温での焼戻しを実施することも可能である。
　ここで、上述の化学組成を有する中間品に対して焼戻しを実施する場合、焼戻し温度が７００℃以上であれば、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１０が加熱され、６５０℃を超え７００℃程度まで達するような高温になったとしても、ミクロ組織の変化が生じにくくなる。また、７００℃未満であれば、鋼材の靱性が低下する場合がある。そのため、焼戻し温度は７００℃以上が好ましい。一方、焼戻し温度がＡc1点以上であれば、中間品のミクロ組織の一部にオーステナイトが残存したり、炭化物等の析出物が粗大化したりする場合がある。この場合、高温強度が低下する可能性がある。したがって、本実施形態による焼戻し工程では、焼戻し温度を７００℃～Ａc1点未満とするのが好ましい。なお、焼戻しの保持時間は、たとえば、０．５～５．０時間である。また、焼戻し後の冷却方法は、たとえば、放冷である。
　［加工工程］
　加工工程では、上述の焼戻し工程にて焼戻しが実施された中間品を加工して、円筒部１１を形成する。具体的には、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が製造される。
　［ロータ形成工程］
　ロータ形成工程では、製造された円筒部１１を用いて、渦電流式減速装置用ロータ１０を製造する。具体的には、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。以下、実施例によって本実施形態による渦電流式減速装置用ロータ１０をさらに具体的に説明する。
　表１の化学組成を有する溶鋼を製造した。また、表１に記載の化学組成と、上述の定義とから求めたＦ１（＝Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ）を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１中の「－」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。たとえば、試験番号１のＣｕ含有量、及び、Ｎｉ含有量は、小数第三位を四捨五入した値が０％であったことを意味する。試験番号１のＴｉ含有量は、小数第四位を四捨五入した値が０％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１２５０℃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３０ｍｍの鋼板を製造した。擬似中間品に対して、表２に記載の焼入れ温度（℃）で、焼入れ時間（時間）だけ保持した後、急冷する焼入れ（油冷）を実施した。焼入れ後の各試験番号の擬似中間品に対して、焼戻しを実施した。具体的に、表２に記載の焼戻し温度（℃）で焼戻し時間（時間）だけ保持する焼戻しを実施した。以上の製造工程により、渦電流式減速装置用ロータを模擬した、各試験番号の擬似ロータ（鋼板）を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　［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位置から、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（２００μｍ×１００μｍ）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
　各試験番号の擬似ロータについて、得られ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℃での降伏応力（ＭＰａ）を、ＪＩＳ　Ｇ　０５６７（２０１２）に準拠した引張試験により求めた。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、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７００℃に加熱して、１０分間保持した。７００℃で１０分間保持された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いて求めた０．２％耐力を降伏応力（ＭＰａ）とした。各試験番号の擬似ロータについて、得られた７００℃での降伏応力（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。各試験番号の擬似ロータについて、得られた電気抵抗（μΩｃｍ）を、表２に示す。
　［試験結果］
　表１及び表２を参照して、試験番号１～１５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、式（１）を満たし、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上であった。その結果、７００℃での降伏応力が１２０～２５０ＭＰａを満たし、渦電流式減速装置のロータとして、十分に高い高温強度を示した。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、十分に低い電気抵抗を示した。
　一方、試験番号１６の擬似ロータは、焼入温度が低すぎ、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％未満であった。その結果、７００℃での降伏応力が１２０ＭＰａ未満となり、渦電流式減速装置のロータとして十分に高い高温強度を示さなかった。
　試験番号１７の擬似ロータは、焼戻し温度が低すぎた。その結果、７００℃での降伏応力が２５０ＭＰａを超え、渦電流式減速装置のロータとして所望の機械的特性を示さなかった。
　試験番号１８～２２の擬似ロータは、Ｆ１が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号２３の擬似ロータは、Ｃ含有量が低すぎた。その結果、７００℃での降伏応力が１２０ＭＰａ未満となり、渦電流式減速装置のロータとして十分に高い高温強度を示さなかった。
　試験番号２４の擬似ロータは、Ｃ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号２５の擬似ロータは、Ｓｉ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号２６の擬似ロータは、Ｍｎ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。また、Ｍｎ含有量が高すぎたため、オーステナイト相が安定となりＡc1変態点が降下して、低温焼戻しをせざるを得なかった。その結果、７００℃での降伏応力が２５０ＭＰａを超え、渦電流式減速装置のロータとして所望の機械的特性を示さなかった。
　試験番号２７の擬似ロータは、Ｐ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号２８の擬似ロータは、Ｓ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号２９の擬似ロータは、Ｃｒ含有量が低すぎた。その結果、７００℃での降伏応力が１２０ＭＰａ未満となり、渦電流式減速装置のロータとして十分に高い高温強度を示さなかった。
　試験番号３０の擬似ロータは、Ｃｒ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号３１の擬似ロータは、Ｍｏ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号３２の擬似ロータは、Ｖ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号３３の擬似ロータは、Ｎｂ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号３４の擬似ロータは、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号３５の擬似ロータは、Ｂ含有量が高すぎた。その結果、電気抵抗が２０．５μΩｃｍを超え、渦電流式減速装置のロータとして十分に低い電気抵抗を示さなかった。
　試験番号３６の擬似ロータは、Ｎ含有量が高すぎた。その結果、７００℃での降伏応力が１２０ＭＰａ未満となり、渦電流式減速装置のロータとして十分に高い高温強度を示さなかった。
　以上、本開示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開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示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 (4)

  1. 　渦電流式減速装置用ロータであって、
    　円筒部を備え、
    　前記円筒部は、
    　質量％で、
    　Ｃ：０．０５～０．１５％、
    　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
    　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
    　Ｐ：０．０３０％以下、
    　Ｓ：０．０３０％以下、
    　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
    　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
    　Ｖ：０．０２～０．１５％、
    　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
    　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
    　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
    　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、
    　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、
    　マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、
    　７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する、
    　渦電流式減速装置用ロータ。
    　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
  2. 　渦電流式減速装置用ロータであって、
    　円筒部を備え、
    　前記円筒部は、
    　質量％で、
    　Ｃ：０．０５～０．１５％、
    　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
    　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
    　Ｐ：０．０３０％以下、
    　Ｓ：０．０３０％以下、
    　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
    　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
    　Ｖ：０．０２～０．１５％、
    　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
    　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
    　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
    　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、さらに、
    　Ｃｕ：０．２０％以下、
    　Ｎｉ：０．２０％以下、及び、
    　Ｔｉ：０．０５０％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
    　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成と、
    　マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９９％以上のミクロ組織と、
    　７００℃において１２０～２５０ＭＰａの降伏応力と、を有する、
    　渦電流式減速装置用ロータ。
    　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
  3. 　渦電流式減速装置用ロータの製造方法であって、
    　質量％で、
    　Ｃ：０．０５～０．１５％、
    　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
    　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
    　Ｐ：０．０３０％以下、
    　Ｓ：０．０３０％以下、
    　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
    　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
    　Ｖ：０．０２～０．１５％、
    　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
    　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
    　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
    　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、
    　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成を有する中間品を準備する準備工程と、
    　前記中間品に対して、焼入れを実施する焼入れ工程と、
    　前記焼入れ工程後の前記中間品に対して、７００℃～Ａc1点未満の温度で保持する焼戻しを実施する焼戻し工程と、
    　前記焼戻し工程後の前記中間品を加工して、円筒部を形成する加工工程と、
    　前記円筒部を用いて、渦電流式減速装置用ロータを製造するロータ形成工程と、を備える、
    　請求項１に記載の渦電流式減速装置用ロータの製造方法。
    　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
  4. 　渦電流式減速装置用ロータの製造方法であって、
    　質量％で、
    　Ｃ：０．０５～０．１５％、
    　Ｓｉ：０．０１～０．１５％、
    　Ｍｎ：０．１０～１．００％、
    　Ｐ：０．０３０％以下、
    　Ｓ：０．０３０％以下、
    　Ｃｒ：０．３０～２．００％、
    　Ｍｏ：０．３０～１．５０％、
    　Ｖ：０．０２～０．１５％、
    　Ｎｂ：０．０１～０．１０％、
    　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０４０％、
    　Ｂ：０．０００５～０．００５０％、及び、
    　Ｎ：０．００１～０．０１０％、を含有し、さらに、
    　Ｃｕ：０．２０％以下、
    　Ｎｉ：０．２０％以下、及び、
    　Ｔｉ：０．０５０％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
    　残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）を満たす化学組成を有する中間品を準備する準備工程と、
    　前記中間品に対して、焼入れを実施する焼入れ工程と、
    　前記焼入れ工程後の前記中間品に対して、７００℃～Ａc1点未満の温度で保持する焼戻しを実施する焼戻し工程と、
    　前記焼戻し工程後の前記中間品を加工して、円筒部を形成する加工工程と、
    　前記円筒部を用いて、渦電流式減速装置用ロータを製造するロータ形成工程と、を備える、
    　請求項２に記載の渦電流式減速装置用ロータの製造方法。
    　Ｃｒ＋４Ｓｉ＋３ｓｏｌ．Ａｌ＋Ｍｏ≦３．００　（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が質量％で代入される。
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