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JP3473298B2 - Rotor for eddy current type reduction gear - Google Patents
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JP3473298B2 - Rotor for eddy current type reduction gear - Google Patents

Rotor for eddy current type reduction gear

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JP3473298B2
JP3473298B2 JP31234796A JP31234796A JP3473298B2 JP 3473298 B2 JP3473298 B2 JP 3473298B2 JP 31234796 A JP31234796 A JP 31234796A JP 31234796 A JP31234796 A JP 31234796A JP 3473298 B2 JP3473298 B2 JP 3473298B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トラックやバス等
の大型自動車に配設される渦電流式減速装置のローター
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor of an eddy current type speed reducer installed in a large automobile such as a truck or a bus.

【0002】[0002]

【従来の技術】トラックやバス等の大型自動車の制動装
置には、主ブレーキであるフットブレーキ、補助ブレー
キである排気ブレーキの他に、長い降坂時等において安
定した減速を行い、かつフットブレーキの焼損を防止す
るための渦電流式減速装置が使用されている。この渦電
流式減速装置には、磁石として永久磁石を使用するもの
と電磁石を使用するものとがある。
2. Description of the Related Art In addition to a foot brake which is a main brake and an exhaust brake which is an auxiliary brake, a braking device for a large automobile such as a truck or a bus is capable of performing stable deceleration even on a long downhill and the like. An eddy current type speed reducer is used to prevent the burnout. This eddy current type speed reducer includes one using a permanent magnet as a magnet and one using an electromagnet.

【0003】渦電流式減速装置の構造については、既に
いくつかの例が提案されている(たとえば、特開平1-23
4043号公報、特開平1-234045号公報、特開平1-298948号
公報等参照)。
Several examples have already been proposed for the structure of the eddy current type speed reducer (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-23).
4043, JP 1-234045, JP 1-298948, etc.).

【0004】図1は、永久磁石を使用した渦電流式減速
装置の一例とローター円筒部の一部拡大を示す縦断面図
である。図において、符号1はローター、2はローター
のアーム、3はローターの円筒部、4は冷却フィン、5
は永久磁石、6は磁石の支持リング、7はポールピー
ス、8はピストンロッド、9は油圧装置、10は回転軸、
11は案内棒である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of an eddy current type speed reducer using a permanent magnet and a partial enlargement of a rotor cylindrical portion. In the figure, reference numeral 1 is a rotor, 2 is an arm of the rotor, 3 is a cylindrical portion of the rotor, 4 is a cooling fin, 5
Is a permanent magnet, 6 is a magnet support ring, 7 is a pole piece, 8 is a piston rod, 9 is a hydraulic device, 10 is a rotating shaft,
11 is a guide rod.

【0005】ローター1 には、ローターのアーム2 を介
して強磁性体からなる円筒部3 が配設され、回転軸10の
片側端部に取り付けられている。ローターの円筒部3
は、回転軸10と一体に回転する。永久磁石5 は磁石の支
持リング6 に複数個周設され、磁石の支持リング6 は油
圧装置9 のピストンロッド8 に螺着され、油圧装置9 の
駆動によって複数の案内棒11に沿って回転軸の軸方向に
往復運動する。この往復運動によって永久磁石5 がポー
ルピース7 の位置、すなわちローターの円筒部3と磁気
的に対向する位置まで挿入された状態(図示の上部の状
態)が制動オンの状態である。反対に、永久磁石5 がポ
ールピース7 から離れた位置にある状態(図示の下部の
状態)が制動オフの状態である。
A cylindrical portion 3 made of a ferromagnetic material is arranged in the rotor 1 via an arm 2 of the rotor, and is attached to one end of the rotary shaft 10. Cylindrical part of rotor 3
Rotates integrally with the rotating shaft 10. A plurality of permanent magnets 5 are provided around a magnet supporting ring 6, and the magnet supporting ring 6 is screwed to a piston rod 8 of a hydraulic device 9 and driven by the hydraulic device 9 to rotate along a plurality of guide rods 11. Reciprocates in the axial direction. By this reciprocating motion, the state where the permanent magnet 5 is inserted to the position of the pole piece 7, that is, the position where it is magnetically opposed to the cylindrical portion 3 of the rotor (the upper state in the figure) is the braking on state. On the contrary, the state in which the permanent magnet 5 is away from the pole piece 7 (the lower state in the figure) is the braking off state.

【0006】制動オンの状態では、永久磁石5 から発す
る磁束を横切ってローターの円筒部3 が回転運動するの
で、円筒部の内壁部表面近傍に渦電流が流れる。この渦
電流と磁束の相互作用によってローターには制動トルク
が発生する。この円筒部は、渦電流にともなうジュール
熱で加熱され、制動オフの状態で冷却フイン4 によって
冷却される。このため、ローターの円筒部3 には、制動
のオン・オフの繰返しによって熱サイクルが負荷され
る。
In the braking ON state, the cylindrical portion 3 of the rotor makes a rotational movement across the magnetic flux generated from the permanent magnet 5, so that an eddy current flows near the inner wall surface of the cylindrical portion. A braking torque is generated in the rotor due to the interaction between the eddy current and the magnetic flux. This cylindrical portion is heated by the Joule heat associated with the eddy current, and is cooled by the cooling fin 4 in the braking off state. Therefore, a thermal cycle is applied to the cylindrical portion 3 of the rotor by repeating on / off of braking.

【0007】電磁石を使用した渦電流式減速装置におい
ても制動トルクの発生原理は、永久磁石の場合と同じで
ある。ただし、永久磁石を用いる場合には、前記のよう
に磁石が往復運動することによって制動のオン・オフを
行うのに対して、電磁石を用いる場合には、電磁石コイ
ルの電流を調整することによって制動のオン・オフを行
う。
In the eddy current type speed reducer using the electromagnet, the principle of generating the braking torque is the same as that of the permanent magnet. However, when a permanent magnet is used, braking is turned on and off by reciprocating motion of the magnet as described above, whereas when an electromagnet is used, braking is performed by adjusting the current of the electromagnet coil. Turn on and off.

【0008】制動トルクを大きくする方法として、ロー
ターの円筒部の磁石と対向する内壁面に、電気抵抗の小
さな材料(アルミニウム、銅または銅合金など)からな
る表面処理層を設けた渦電流式減速装置が提案されてい
る(たとえば、特開昭63-274359 号公報、特開昭64-304
50号公報、特開平1-288636号公報参照)。アルミニウム
は、軽量で電気抵抗も小さく表面処理層として好ましい
が、制動時には600℃を超える温度になることがあり、
溶融することがある。また、アルミニウム層を形成する
には、真空蒸着装置等を必要とし、製作が煩雑である。
銅または銅合金は、制動時の温度上昇によって酸化、減
肉され、制動トルクが低下する、という問題がある。
As a method of increasing the braking torque, an eddy current type deceleration in which a surface treatment layer made of a material (aluminum, copper or copper alloy) having a small electric resistance is provided on the inner wall surface facing the magnet of the cylindrical portion of the rotor. An apparatus has been proposed (for example, JP-A-63-274359 and JP-A-64-304).
(See Japanese Patent Laid-Open No. 50886/1989 and Japanese Patent Laid-Open No. 1-288636). Aluminum is lightweight and has low electric resistance and is preferable as a surface treatment layer, but the temperature may exceed 600 ° C. during braking.
May melt. Further, in order to form the aluminum layer, a vacuum vapor deposition device or the like is required, and the production is complicated.
Copper or a copper alloy has a problem that the braking torque is reduced due to oxidation and thickness reduction due to temperature increase during braking.

【0009】これを解決する方法として、ローターの円
筒部内壁の表面処理層をニッケル−銅−ニッケルの複数
の層で被覆した渦電流式減速装置例が提案されている
(特開平1-288636号公報参照)。これは、ニッケルを被
覆することによって銅または銅合金が制動時の温度上昇
によって酸化、減肉され、制動トルクが低下するのを防
止するためである。しかし、ニッケルは、600 ℃の高温
になると酸化損耗すること、熱サイクルによって亀裂が
発生しやすいことのため、銅または銅合金が露出し、制
動力が低下する。
As a method for solving this, an example of an eddy current type speed reducer in which the surface treatment layer on the inner wall of the cylindrical portion of the rotor is coated with a plurality of layers of nickel-copper-nickel is proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 1-288636). See the bulletin). This is because the coating of nickel prevents the copper or copper alloy from being oxidized and thinned due to the temperature rise during braking, and the braking torque being reduced. However, nickel is oxidatively worn at a high temperature of 600 ° C., and cracks easily occur due to thermal cycling, so that copper or a copper alloy is exposed and the braking force is reduced.

【0010】これを解決するため、銅または銅合金の保
護膜としてニッケル−クロム合金膜を設けることが提案
されている(特開平5-236732号公報参照)。この合金膜
は、減圧溶射によって形成するとしているが、その方法
でも空孔の残存は避けられず、銅または銅合金の酸化を
防止することができない。また、ニッケル−クロム合金
膜は、硬度が高いので靱性に乏しく、熱サイクルや熱衝
撃によって亀裂を発生し易い。
In order to solve this, it has been proposed to provide a nickel-chromium alloy film as a protective film of copper or copper alloy (see Japanese Patent Laid-Open No. 5-236732). This alloy film is supposed to be formed by reduced pressure spraying, but even with this method, it is unavoidable that voids remain and the oxidation of copper or copper alloy cannot be prevented. Further, since the nickel-chromium alloy film has high hardness, it has poor toughness, and cracks are likely to occur due to thermal cycling or thermal shock.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】近年、大型自動車の積
載重量が大きくなり、渦電流式減速装置に要求される制
動能力は増大する傾向にある。そのため制動中の温度
は、650 ℃程度になることもあり、このような過酷な条
件での使用にはさらに耐久性に優れた装置が望まれてい
る。
In recent years, the load capacity of large automobiles has increased, and the braking capacity required for eddy current type speed reducers has tended to increase. Therefore, the temperature during braking may be about 650 ° C., and a device having more excellent durability is desired for use under such severe conditions.

【0012】本発明の目的は、このような過酷な使用条
件下で優れた耐久性を有する渦電流式減速装置用ロータ
ーを提供するにある。
An object of the present invention is to provide a rotor for an eddy current type speed reducer, which has excellent durability under such severe use conditions.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、銅または
銅合金の保護膜をめっき法によって形成することを前提
に研究を行い、ローターの円筒部に直接に銅または銅合
金表面処理層を設け、その上をニッケル系合金、さらに
その上にニッケルを被覆することにより、600℃を超え
る温度に達しても優れた耐久性を有する渦電流式減速装
置用ローターが得られることを確認し、本発明を完成し
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted research on the assumption that a protective film of copper or a copper alloy is formed by a plating method, and a copper or copper alloy surface treatment layer is directly applied to a cylindrical portion of a rotor. It was confirmed that a rotor for an eddy current type speed reducer with excellent durability can be obtained even when a temperature of over 600 ° C is reached by providing a nickel-based alloy on top of this and coating nickel on it. The present invention has been completed.

【0014】本発明の要旨は、下記に示す渦電流式減速
装置用ローターにある(図1参照)。
The gist of the present invention is a rotor for an eddy current type speed reducer shown below (see FIG. 1).

【0015】強磁性体からなる円筒部3 を有し回転軸10
に連結されたローター1 と、前記円筒部内壁面と所定間
隔をもつて対向する位置に、複数個の磁石5 が周設され
回転しない支持リング6 を配置し、磁石の磁束により前
記円筒部に渦電流を発生するように構成された渦電流式
減速装置のローターであって、ローターの円筒部3 の内
壁面部には銅または銅合金からなる表面処理層31が設け
られ、その上にニッケル系合金からなる中間保護膜32
が、さらにその上にニッケルからなる上層保護膜33が設
けられている渦電流式減速装置用ローター。
A rotary shaft 10 having a cylindrical portion 3 made of a ferromagnetic material.
A rotor 1 connected to the rotor 1 and a support ring 6 around which a plurality of magnets 5 are circumferentially arranged and which does not rotate are arranged at a position facing the inner wall surface of the cylindrical portion at a predetermined interval. A rotor of an eddy current type speed reducer configured to generate an electric current, wherein a surface treatment layer 31 made of copper or a copper alloy is provided on an inner wall surface portion of a cylindrical portion 3 of the rotor, and a nickel-based alloy is provided thereon. Intermediate protective film 32 consisting of
However, the rotor for an eddy current type speed reducer further having an upper protective film 33 made of nickel provided thereon.

【0016】強磁性体からなる円筒部3を有し回転軸10
に連結されたローター1と、前記円筒部内壁面と所定間
隔をもつて対向する位置に、複数個の磁石5が周設され
回転しない支持リング6を配置し、磁石の磁束により前
記円筒部に渦電流を発生するように構成された渦電流式
減速装置のローターであって、ローターの円筒部3の内
壁面部には銅または銅合金からなる表面処理層31が設け
られ、その上にニッケル系合金からなる中間保護膜32
が、さらにその上にニッケルからなる上層保護膜33が設
けられていることを特徴とする渦電流式減速装置用ロー
ターであって、ニッケル系合金が、タングステン、鉄、
ボロン、コバルト及びリンから選ばれる1種以上を含有
することを特徴とする渦電流式減速装置用ローター
A rotary shaft 10 having a cylindrical portion 3 made of a ferromagnetic material.
A rotor 1 connected to the rotor 1, and a support ring 6 around which a plurality of magnets 5 are circumferentially arranged and which does not rotate are arranged at a position facing the inner wall surface of the cylindrical portion at a predetermined interval. A rotor of an eddy current type speed reducer configured to generate an electric current, wherein a surface treatment layer 31 made of copper or a copper alloy is provided on an inner wall surface portion of a cylindrical portion 3 of the rotor, and a nickel-based alloy thereon. Intermediate protective film 32 consisting of
Is a rotor for an eddy current type speed reducer characterized in that an upper protective film 33 made of nickel is further provided thereon , wherein the nickel alloy is tungsten, iron,
Contains one or more selected from boron, cobalt and phosphorus
An eddy current type speed reducer rotor characterized in that

【0017】 t1/(t1+t2)=0.05〜0.8 ・・・・(1) t1+t2= 5〜50μm ・・・・・・・・(2) 銅または銅合金からなる表面処理層、ニッケル系合金か
らなる中間保護膜およびニッケルからなる上層保護膜
は、電気めっき法や無電解めっき法によって形成され
る。銅合金の合金元素としては、亜鉛、すずなどが挙げ
られる。ニッケル系合金の合金元素としては、タングス
テン、鉄、ボロン、コバルト及びリンから選ばれる1種
以上が用いられる。そして、ニッケル系合金中の、ニッ
ケル以外の合金元素の含有量は1〜30重量%が好まし
い。なお、ニッケル系合金が、ニッケル以外の合金元素
を複数含有する場合には、ニッケル以外の合金元素の含
有量はその合金元素の合計量で規定している。
T 1 / (t 1 + t 2 ) = 0.05 to 0.8 (1) t 1 + t 2 = 5 to 50 μm (2) Surface treatment made of copper or copper alloy The layer, the intermediate protective film made of a nickel-based alloy, and the upper protective film made of nickel are formed by an electroplating method or an electroless plating method. Examples of alloying elements of the copper alloy include zinc and tin. As the alloy element of the nickel-based alloy, one kind selected from tungsten, iron, boron, cobalt and phosphorus
The above is used. Then, in the nickel-based alloy, the content of alloy elements other than nickel is preferably 1 to 30 wt%. When the nickel-based alloy contains a plurality of alloy elements other than nickel, the content of the alloy elements other than nickel is defined by the total amount of the alloy elements.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】銅または銅合金からなる表面処理
層の保護膜を、ニッケル系合金保護膜とニッケル保護膜
の二重皮膜とした理由について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reason why a protective film for a surface treatment layer made of copper or a copper alloy is a double film of a nickel-based alloy protective film and a nickel protective film will be described.

【0019】第1層としての銅または銅合金からなる表
面処理層は、渦電流の発生を促進し、制動力を増大させ
る。本発明では、この表面処理層をローターの円筒部に
直接設けることによって、さらに制動力を増大させてい
る。その銅または銅合金からなる表面処理層の厚さは、
500μm以下とするのが望ましい。
The surface treatment layer made of copper or a copper alloy as the first layer promotes the generation of eddy current and increases the braking force. In the present invention, the braking force is further increased by directly providing this surface treatment layer on the cylindrical portion of the rotor. The thickness of the surface treatment layer made of the copper or copper alloy is
It is desirable that the thickness be 500 μm or less.

【0020】ニッケルを上層保護膜とするのは、ニッケ
ルは 600〜700 ℃の温度範囲で耐酸化性に優れているこ
と、また軟質で延性に富んでいるため、熱サイクルや熱
衝撃に対しても亀裂の発生は少ないためである。しか
し、ニッケルを銅または銅合金の上に直接めっき被覆す
ると、めっき界面において銅からニッケルへ拡散が起こ
り、銅側に空孔(カーケンダールボイド)が生じ、ニッ
ケルめっき層が剥離する。ニッケル系合金は、上記の銅
側の空孔の生成を抑制するために中間保護膜として使用
する。ニッケル系合金の合金元素としては、タングステ
ン、鉄、ボロン、コバルト及びリンから選ばれる1種以
上が用いられる。ニッケル系合金におけるニッケル以外
の合金元素の含有量は1〜30重量%が好ましく、1〜
15重量%がさらに好ましい。ニッケル系合金は、ニッ
ケルよりも耐酸化性に優れ、さらに硬質で密着強度にも
優れている。しかし、硬質であるために前記のニッケル
−クロム合金の場合と同様で、熱サイクルや、熱衝撃に
よって亀裂を発生しやすい。そこで本発明では、銅また
は銅合金表面処理層の上に、ニッケル系合金からなるめ
っき層を中間保護膜として形成し、さらにその上にニッ
ケルめっき層からなる上層保護膜を設ける。
Nickel is used as the upper protective film because nickel has excellent oxidation resistance in the temperature range of 600 to 700 ° C. and is soft and rich in ductility, so that it is resistant to thermal cycles and thermal shock. This is because there are few cracks. However, when nickel is directly plated on copper or a copper alloy, diffusion occurs from copper to nickel at the plating interface, and voids (Kirkendal voids) are formed on the copper side, and the nickel plating layer is peeled off. The nickel-based alloy is used as an intermediate protective film in order to suppress the formation of the above-mentioned voids on the copper side. As the alloying element of the nickel-based alloy, one or more selected from tungsten, iron, boron, cobalt and phosphorus.
The above is used. The content of alloying elements other than nickel in the nickel-based alloy is preferably 1 to 30% by weight,
15% by weight is more preferred. Nickel-based alloys are superior to nickel in oxidation resistance, hard, and have excellent adhesion strength. However, since it is hard, it is similar to the case of the nickel-chromium alloy described above, and cracks are likely to occur due to thermal cycling or thermal shock. Therefore, in the present invention, a plating layer made of a nickel-based alloy is formed as an intermediate protective film on the copper or copper alloy surface treatment layer, and an upper protective film made of a nickel plating layer is further provided thereon.

【0021】図1のA部拡大図に、本発明の渦電流式減
速装置用ローターの円筒部の縦断面を示した。図におい
て、銅または銅合金表面処理層31と接しているのは、ニ
ッケル系合金の中間保護膜32である。即ち、銅または銅
合金はニッケルの上層保護膜33と直接は接触しない。し
たがって、ニッケルと合金をつくり難く、拡散による空
孔は発生しない。さらに、ニッケル系合金保護膜の表面
は、軟質のニッケル保護膜で被覆されているため、熱サ
イクルや熱衝撃を受けた場合でも、表面に亀裂は発生し
難い。
FIG. 1 is an enlarged view of a portion A showing a longitudinal section of the cylindrical portion of the rotor for an eddy current type speed reducer of the present invention. In the figure, the intermediate protective film 32 of nickel-based alloy is in contact with the copper or copper alloy surface treatment layer 31. That is, copper or copper alloy does not directly contact the upper protective film 33 of nickel. Therefore, it is difficult to form an alloy with nickel, and voids due to diffusion do not occur. Furthermore, since the surface of the nickel-based alloy protective film is covered with the soft nickel protective film, cracks are unlikely to occur on the surface even when subjected to a thermal cycle or thermal shock.

【0022】次に、保護膜の望ましい厚みについて説明
する。
Next, the desired thickness of the protective film will be described.

【0023】ニッケル系合金の中間保護膜の厚みをt1
ニッケルの上層保護膜の厚みをt2としたとき、 t1/(t1
+t2) を0.05〜0.8 とし、保護膜の厚み(t1+t2)を5
〜50μmの範囲になるように調整すると、650 ℃までの
温度域において、銅とニッケル間の拡散による空孔の発
生を防止できること、また、熱ひずみや熱衝撃によるニ
ッケル系合金の中間保護膜の亀裂を防止できる。
The thickness of the nickel-based alloy intermediate protective film is t 1 ,
When the thickness of the nickel upper protective film is t 2 , t 1 / (t 1
+ t 2 ) is 0.05 to 0.8, and the thickness of the protective film (t 1 + t 2 ) is 5
If adjusted to be in the range of up to 50 μm, it is possible to prevent the formation of vacancies due to diffusion between copper and nickel in the temperature range up to 650 ° C, and to protect the intermediate protective film of nickel-based alloy due to thermal strain or thermal shock. Can prevent cracks.

【0024】ニッケル系合金保護膜の厚みが薄く、t1/
(t1+t2)が0.05未満では、最高温度が650℃程度の過酷な
熱サイクルを受けた場合に、銅とニッケル間の拡散によ
る空孔の発生を防止する効果が不十分となり、部分的に
空孔が生じる場合がある。このため、t1/(t1+t2)が0.05
以上であることが望ましい。
The thickness of the nickel-based alloy protective film is thin and t 1 /
If (t 1 + t 2 ) is less than 0.05, the effect of preventing the generation of vacancies due to diffusion between copper and nickel is insufficient when subjected to a severe thermal cycle with a maximum temperature of about 650 ° C. Occasionally, holes may occur. Therefore, t 1 / (t 1 + t 2 ) is 0.05
The above is desirable.

【0025】ニッケル系合金保護膜の厚みが厚く、t1
(t1+t2)が0.8 を超えると、ニッケル保護膜の厚みが
薄くなり、最高温度が650℃程度の過酷な熱サイクルを
受けた場合に、ニッケル系合金保護膜の亀裂を防止する
効果が不十分となり、部分的に亀裂が生じる場合があ
る。このため、t1/(t1+t2)が0.8以下であることが望ま
しい。
The thickness of the nickel-based alloy protective film is large, t 1 /
If (t 1 + t 2 ) exceeds 0.8, the thickness of the nickel protective film becomes thin, and it is effective in preventing cracks in the nickel-based alloy protective film when subjected to a severe thermal cycle with a maximum temperature of about 650 ° C. It may be insufficient and may partially crack. Therefore, it is desirable that t 1 / (t 1 + t 2 ) is 0.8 or less.

【0026】次に、保護膜の厚み(t1+t2)が5μm未
満では、最高温度が650℃程度の過酷な熱サイクルを受
けた場合に、銅とニッケル間の拡散による空孔の発生を
防止する効果や、ニッケル系合金保護膜の亀裂を防止す
る効果が不十分となり、部分的に空孔が生じる場合があ
る。保護膜の厚み(t1+t2)が50μmを超えると、保護
効果が飽和し、経済的に不利となる。したがって、(t1
+t2)の厚みは、5〜50μmとするのが望ましい。
Next, when the thickness (t 1 + t 2 ) of the protective film is less than 5 μm, when a maximum temperature of about 650 ° C. is subjected to a severe thermal cycle, voids are generated due to diffusion between copper and nickel. The effect of preventing and the effect of preventing cracking of the nickel-based alloy protective film become insufficient, and voids may be partially formed. When the thickness (t 1 + t 2 ) of the protective film exceeds 50 μm, the protective effect is saturated, which is economically disadvantageous. Therefore, (t 1
The thickness of + t 2 ) is preferably 5 to 50 μm.

【0027】本発明のローターは、永久磁石式と電磁石
式のいずれの渦電流式減速装置へも適用が可能である。
The rotor of the present invention can be applied to any permanent magnet type or electromagnet type eddy current type speed reducer.

【0028】[0028]

【実施例】図1に示した渦電流式減速装置のローターの
円筒部3 の内壁面に表1に示すように銅表面処理層31、
ニッケル合金の中間保護膜32およびニッケルの上層保護
膜33を、いずれもめっき法によって被覆を施し、試験体
とした。これらの試験体を配設した渦電流式減速装置を
大型トラックのトランスミッション後部のプロペラシャ
フトの途中に装備して、制動トルクを測定するととも
に、耐久性を調査するための繰返し制動試験を実施し
た。試験に供した渦電流式減速装置は10トン車用であ
り、ローターの円筒部は、Cr−Mo系の低合金鋼(JIS SC
M415相当)からなり、円筒部3 の内径は約380 mm、肉厚
は約20mm、軸方向長さは約80mmであった。
EXAMPLE A copper surface treatment layer 31, as shown in Table 1, on the inner wall surface of the cylindrical portion 3 of the rotor of the eddy current type speed reducer shown in FIG.
Both the intermediate protective film 32 of nickel alloy and the upper protective film 33 of nickel were coated by a plating method to prepare a test body. An eddy current type speed reducer equipped with these test bodies was installed in the middle of a propeller shaft at the rear of the transmission of a heavy-duty truck to measure braking torque and carry out a repeated braking test to investigate durability. The eddy current type speed reducer used in the test is for 10-ton vehicles, and the cylindrical part of the rotor is made of Cr-Mo low alloy steel (JIS SC
The inner diameter of the cylindrical portion 3 was about 380 mm, the wall thickness was about 20 mm, and the axial length was about 80 mm.

【0029】銅からなる表面処理層は、シアン系銅めっ
き浴を用いて電気めっき法によって形成した。この際の
めっき浴の温度は50℃、電流密度は3A/dm2であった。
形成されためっき層は99.9重量%以上の銅を含み、その
厚みは100 μmまたは200 μmであった。ニッケル系合
金の中間保護膜は、その組成とめっき条件を表1に示し
た。なお、比較例のニッケル-クロム合金保護膜は、減
圧溶射によって形成した。上層のニッケル保護膜は、ワ
ット浴を用いて電気めっき法によって形成した。この際
のめっき浴の温度は50℃、電流密度は5A/dm2であっ
た。形成されためっき層は99.9重量%以上のニッケルを
含み、その厚みは表1に示した。また、比較のため中間
保護膜または上層保護膜を被覆しないものを作製した。
The surface treatment layer made of copper was formed by electroplating using a cyan copper plating bath. At this time, the temperature of the plating bath was 50 ° C. and the current density was 3 A / dm 2 .
The formed plating layer contained 99.9% by weight or more of copper and had a thickness of 100 μm or 200 μm. The composition and plating conditions of the nickel-based alloy intermediate protective film are shown in Table 1. The nickel-chromium alloy protective film of the comparative example was formed by reduced pressure spraying. The upper nickel protective film was formed by electroplating using a Watt bath. At this time, the temperature of the plating bath was 50 ° C. and the current density was 5 A / dm 2 . The formed plating layer contains 99.9% by weight or more of nickel, and the thickness is shown in Table 1. In addition, for comparison, a film not coated with the intermediate protective film or the upper protective film was prepared.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】保護膜の厚みおよび硬度は、電磁膜厚計お
よびマイクロビッカース硬度計によって測定した。制動
トルクの測定は、まずプロペラシャフト(図1の回転軸
10を連結しているシャフト)の回転速度が1000 rpm、お
よび2000 rpmで制動をオンとして制動トルクを測定し
た。また、繰返し制動試験は、プロペラシャフトの回転
速度を2000 rpmとした後制動をオンし、ローターの円筒
部内壁表面が約650 ℃に達したとき制動をオフとし、約
100 ℃まで冷却した後、再び制動をオンする繰り返し試
験を行った。この繰り返しを2000回行い、試験後のロー
ターの円筒部内壁表面を観察した。それらの結果を表1
および表2に示した。
The thickness and hardness of the protective film were measured by an electromagnetic film thickness meter and a micro Vickers hardness meter. To measure the braking torque, first measure the propeller shaft (rotating shaft in Fig. 1).
Braking torque was measured by turning on braking at rotational speeds of the shaft (connecting 10) of 1000 rpm and 2000 rpm. In the repeated braking test, the propeller shaft rotation speed was set to 2000 rpm, then the braking was turned on, and when the surface of the inner wall of the cylindrical part of the rotor reached about 650 ° C, the braking was turned off.
After cooling to 100 ° C., a repeated test was performed in which braking was turned on again. This repetition was repeated 2000 times, and the inner wall surface of the cylindrical portion of the rotor after the test was observed. The results are shown in Table 1.
And shown in Table 2.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】表1および表2から、制動トルクは、銅表
面処理層の厚みが大きいほど高くなるが、保護膜の有無
にはあまり影響を受けない、即ち、比較例とあまり差が
ないことがわかる。しかし、銅表面処理層の上にニッケ
ル合金の中間保護膜とニッケルの上層保護膜が設けられ
た発明例の試験体(No.1〜15)は、銅表面処理層にはほ
とんど酸化は観察されず、良好である。さらに、保護膜
の厚みを調整した試験体(No.5〜15)は、中間保護膜の
亀裂、および銅表面処理層界面での空孔の発生が観察さ
れなかった。
From Tables 1 and 2, the braking torque increases as the thickness of the copper surface treatment layer increases, but the braking torque is not significantly affected by the presence or absence of the protective film, that is, there is not much difference from the comparative example. Recognize. However, in the test samples (No. 1 to 15) of the invention example in which the intermediate protective film of nickel alloy and the upper protective film of nickel were provided on the copper surface treatment layer, almost no oxidation was observed in the copper surface treatment layer. No, it is good. Furthermore, in the test bodies (Nos. 5 to 15) in which the thickness of the protective film was adjusted, cracks in the intermediate protective film and generation of voids at the interface of the copper surface treatment layer were not observed.

【0034】これに対し、比較例の試験体(No.16 、1
7)は、保護膜を設けなかったので銅表面処理層が黒色
に酸化されているのが観察された。試験体(No.18 )
は、ニッケル−クロム合金を減圧溶射によって被覆し、
ニッケルの上層保護膜を設けなかったので、ニッケル−
クロム合金層に亀裂が発生し、亀裂部の銅表面処理層に
酸化にともなう膨れが発生した。試験体(No.19 )は、
ニッケルの保護膜だけを設けたので、Cu表面処理層に酸
化が観察され、保護膜との界面に空孔が観察され、空孔
部の保護膜が剥離した。
On the other hand, the test body of the comparative example (No. 16, 1
In 7), it was observed that the copper surface treatment layer was oxidized to black because no protective film was provided. Specimen (No.18)
Coats a nickel-chromium alloy by vacuum spraying,
Since the upper protective film for nickel was not provided, nickel-
Cracks occurred in the chromium alloy layer, and swelling due to oxidation occurred in the copper surface treatment layer at the cracked portion. The test piece (No. 19) is
Since only the nickel protective film was provided, oxidation was observed in the Cu surface treatment layer, voids were observed at the interface with the protective film, and the protective film in the void portion was peeled off.

【0035】試験体(No.20 〜22)は、ニッケル合金の
中間保護膜だけを設けたので、銅表面処理層に酸化が観
察され、中間保護膜に亀裂が発生し、亀裂部の銅表面処
理層に酸化にともなう膨れが発生した。
Since the test bodies (No. 20 to 22) were provided with only the intermediate protective film of nickel alloy, oxidation was observed in the copper surface treatment layer, cracks were generated in the intermediate protective film, and the copper surface of the cracked portion was observed. Swelling due to oxidation occurred in the treated layer.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の渦電流式減速装置用ローター
は、銅または銅合金層の上にニッケル合金の中間保護膜
とニッケルの上層保護膜を二重に設けたので、積載重量
の大きな自動車に搭載でき、過酷な条件の制動の繰り返
しによっても耐久性に優れ、長時間の減速においても安
定した制動力が得られる。
In the rotor for an eddy current type speed reducer of the present invention, since the intermediate protective film of nickel alloy and the upper protective film of nickel are doubly provided on the copper or copper alloy layer, an automobile having a large carrying weight is provided. It has excellent durability even after repeated braking under severe conditions, and provides stable braking force even during long-term deceleration.

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

【図1】永久磁石を使用した渦電流式減速装置の一例と
ローター円筒部の一部拡大を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of an eddy current type speed reducer using a permanent magnet and a partial enlargement of a rotor cylindrical portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.ローター 2.ローターアーム 3.ローターの円筒部 4.冷却フィン 5.永久磁石 6.磁石の支持リング 7.ポールピース 8.ピストンロッド 9.油圧装置 10.回転軸 11.案内棒 1. Rotor 2. Rotor arm 3. Cylindrical part of rotor 4. Cooling fins 5. Permanent magnet 6. Magnet support ring 7. Pole piece 8. Piston rod 9. Hydraulic system 10. Axis of rotation 11. Guide bar

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤崎 勝彦 大阪府大阪市此花区島屋5丁目1番109 号住友金属工業株式会社関西製造所製鋼 品事業所内 (72)発明者 福井 国博 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−236732(JP,A) 特公 昭60−38221(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 49/02,49/10 C25D 5/14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuhiko Akasaki 5-1109 Shimaya, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. Kansai Works Steel Works (72) Inventor Kunihiro Fukui Osaka City, Osaka Prefecture 4-5-3 Kitahama, Chuo-ku, Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. (56) Reference JP-A-5-236732 (JP, A) JP-B 60-38221 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) H02K 49 / 02,49 / 10 C25D 5/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】強磁性体からなる円筒部を有し回転軸に連
結されたローターと、前記円筒部内壁面と所定間隔をも
つて対向する位置に、複数個の磁石が周設され回転しな
い支持リングを配置し、磁石の磁束により前記円筒部に
渦電流を発生するように構成された渦電流式減速装置の
ローターであって、ローターの円筒部の内壁面部には銅
または銅合金からなる表面処理層が設けられ、その上に
ニッケル系合金からなる中間保護膜が、さらにその上に
ニッケルからなる上層保護膜が設けられていることを特
徴とする渦電流式減速装置用ローターであって、ニッケ
ル系合金が、タングステン、鉄、ボロン、コバルト及び
リンから選ばれる1種以上を含有することを特徴とする
渦電流式減速装置用ローター
1. A rotor which has a cylindrical portion made of a ferromagnetic material and which is connected to a rotating shaft, and a plurality of magnets which are circumferentially provided at a position facing the inner wall surface of the cylindrical portion at a predetermined interval so as not to rotate. A rotor of an eddy current type speed reducer having a ring arranged to generate an eddy current in the cylindrical portion by a magnetic flux of a magnet, the inner wall surface portion of the cylindrical portion of the rotor being a surface made of copper or copper alloy. A rotor for an eddy current type speed reducer characterized in that a treatment layer is provided, an intermediate protective film made of a nickel-based alloy thereon, and an upper protective film made of nickel is further provided thereon. Nicke
Alloys include tungsten, iron, boron, cobalt and
Characterized by containing at least one selected from phosphorus
Eddy current type speed reducer rotor .
【請求項2】ニッケル系合金が、ニッケル以外の合金成
分を1〜30重量%含有することを特徴とする、請求項
1記載の渦電流式減速装置用ローター。
2. The rotor for an eddy current type speed reducer according to claim 1, wherein the nickel-based alloy contains 1 to 30% by weight of an alloy component other than nickel.
【請求項3】ニッケル系合金からなる中間保護膜が、メ
ッキ膜であることを特徴とする、請求項1又は2に記載
の渦電流式減速装置用ローター。
3. The rotor for an eddy current type speed reducer according to claim 1, wherein the intermediate protective film made of a nickel-based alloy is a plating film.
【請求項4】ニッケル系合金からなる中間保護膜の厚み
t1とニッケルからなる上層保護膜の厚みt2が、下記(1)
式および(2) 式を満足することを特徴とする請求項1
ら3までのいずれかに記載の渦電流式減速装置用ロータ
ー。 t1/(t1+t2)=0.05〜0.8 ・・・・(1) t1+t2=5 〜50μm ・・・・・・・・(2)
4. The thickness of an intermediate protective film made of a nickel alloy.
t 1 and the thickness t 2 of the upper protective film made of nickel are as follows (1)
The expression (1) is satisfied, and the expression (2) is satisfied .
The rotor for an eddy current type speed reducer according to any one of 1 to 3 . t 1 / (t 1 + t 2 ) = 0.05 to 0.8 ・ ・ ・ ・ (1) t 1 + t 2 = 5 to 50 μm ・ ・ ・ ・ (2)
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