JP7744568B2

JP7744568B2 - Rotor for eddy current reduction gear

Info

Publication number: JP7744568B2
Application number: JP2021162796A
Authority: JP
Inventors: 泰隆野口; 卓也藤田; 純一坂本; 友彰浜口; 裕野上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2021-10-01
Publication date: 2025-09-26
Anticipated expiration: 2041-10-01
Also published as: JP2023053637A

Description

本開示は、ロータに関し、さらに詳しくは、渦電流式減速装置（リターダ）に用いられる、渦電流式減速装置用ロータに関する。 This disclosure relates to rotors, and more specifically to rotors for eddy current retarders used in eddy current retarders.

バスやトラック等の大型自動車は、フットブレーキや排気ブレーキ等の制動装置を備える。最近の大型自動車ではさらに、渦電流式減速装置を備えるものが登場している。渦電流式減速装置は、リターダとも呼ばれる。たとえば、急勾配の長い下り坂等を走行する場合であって、エンジンブレーキや排気ブレーキを併用しても大型自動車の走行速度を減速しにくい場合、渦電流式減速装置を作動させる。これにより、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。 Large vehicles such as buses and trucks are equipped with braking devices such as foot brakes and exhaust brakes. Recent large vehicles have also been equipped with eddy current reduction devices, which 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. This further increases braking force, allowing the large vehicle to effectively slow down.

渦電流式減速装置は、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、円筒部（ドラム）と、プロペラシャフトにロータを固定するための円環状のホイール部と、円筒部とホイール部とをつなぐ複数のアーム部とを備える。ステータは、円筒体と、極性の異なる２種類の複数の永久磁石と、複数のポールピースとを備える。極性の異なる複数の永久磁石は、円筒部の外周面上に、円周方向に交互に配列される。ポールピースは、ロータの円筒部の内周面と永久磁石との間に、隙間を空けて配置される。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。 Eddy current reduction gears are available in two types: those that use electromagnets and those that use permanent magnets. Eddy current reduction gears that use permanent magnets comprise a rotor and a stator housed in the rotor. The rotor comprises a cylindrical portion (drum), an annular wheel portion for securing the rotor to the propeller shaft, and multiple arms connecting the cylindrical portion and the wheel portion. The stator comprises a cylindrical body, 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 peripheral surface of the cylindrical portion. The pole pieces are positioned with a gap between the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rotor and the permanent magnets. The cylindrical body of the stator, to which the multiple permanent magnets are attached, can rotate around its axis independently of the multiple pole pieces.

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、永久磁石の磁束がロータに到達しないようにする。この場合、永久磁石とロータの円筒部との間に磁気回路が形成されない。そのため、ロータの円筒部に渦電流が発生せず、制動力も発生しない。以上の動作により、渦電流式減速装置は、制動動作及び非制動動作を実行する。 When braking, that is, when the eddy current reduction gear device is operating, the magnetic flux of the stator's permanent magnet reaches the rotor via the pole pieces, forming a magnetic circuit between the permanent magnet and the cylindrical portion of the rotor. At this time, eddy currents are generated in the cylindrical portion of the rotor. The generation of eddy currents generates a Lorentz force. This Lorentz force becomes braking torque and applies a braking force to the large vehicle. On the other hand, when not braking, that is, when the operation of the eddy current reduction gear device is stopped, the relative position of the permanent magnet with respect to the pole pieces is shifted to prevent the magnetic flux of the permanent magnet from reaching the rotor. In this case, a magnetic circuit is not formed between the permanent magnet and the cylindrical portion of the rotor. As a result, no eddy currents are generated in the cylindrical portion of the rotor, and no braking force is generated. Through the above operations, the eddy current reduction gear device performs braking and non-braking operations.

ところで、制動力は、制動時のロータの円筒部に発生する渦電流量に依存する。そのため、制動時にロータの円筒部に発生する渦電流量は大きい方が好ましい。制動時に発生する渦電流量を増加させるためには、ロータの円筒部の電気抵抗が低い方が好ましい。 The braking force depends on the amount of eddy currents that occur in the cylindrical part of the rotor when braking. Therefore, it is preferable that the amount of eddy currents that occur in the cylindrical part of the rotor when braking is large. In order to increase the amount of eddy currents that occur when braking, it is preferable that the electrical resistance of the cylindrical part of the rotor is low.

さらに、制動時において、渦電流とともに発生するジュール熱によりロータは加熱され、ロータの温度が６５０～７００℃程度まで上昇する。一方、渦電流式減速装置の非制動時において、ロータは円筒部の外周面に形成されている複数の冷却フィンにより急速に冷却（空冷）される。つまり、ロータでは、制動及び非制動の繰り返しにより、熱サイクルが負荷される。そのため、渦電流式減速装置のロータには、高い高温強度が要求される。 Furthermore, during braking, the rotor is heated by Joule heat generated along with eddy currents, raising its temperature to approximately 650-700°C. Meanwhile, when the eddy current reduction gear device is not braking, the rotor is rapidly cooled (air-cooled) by multiple cooling fins formed on the outer surface of the cylindrical portion. In other words, the rotor is subjected to thermal cycles as it is repeatedly braked and unbraked. Therefore, the rotor of an eddy current reduction gear device must have high high-temperature strength.

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）及び特開２０２０－１８０３２４号公報（特許文献２）に開示されている。 Technology for achieving high high-temperature strength while reducing electrical resistance in rotors for eddy current reduction gears is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-49041 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-180324 (Patent Document 2).

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、重量割合で、Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｓｉ：０．１０～０．４０％、Ｍｎ：０．５～１．０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．２～１．０％、Ｎｂ：０．０１～０．０３％、Ｖ：０．０３～０．０７％、Ｂ：０．０００５～０．００３％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２～０．０９％、Ｎ：０．０１％以下を含有し、残部は実質的にＦｅからなる。この文献では、電気抵抗を高める元素であるＰ、Ｎｉ、Ｍｎの含有量を低減することにより、ロータ材の電気抵抗を低減する。さらに、Ｂを含有することにより、ロータ材の高温強度を高めている。 The rotor material for an eddy current reduction gear described in Patent Document 1 contains, by weight, the following: 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 consisting essentially of Fe. In this document, the electrical resistance of the rotor material is reduced by reducing the content of P, Ni, and Mn, elements that increase electrical resistance. Furthermore, the inclusion of B increases the high-temperature strength of the rotor material.

特許文献２に記載された渦電流式減速装置用ロータは、円筒部を備え、円筒部の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｓｉ：０．１０～０．４０％、Ｍｎ：０．５０～１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｍｏ：０．２０～１．００％、Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％、Ｖ：０．０４０～０．０８０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％、Ｂ：０．０００５～０．００５０％、Ｎ：０．００３～０．０１０％、Ｃｕ：０～０．２０％、Ｎｉ：０～０．２０％、Ｃｒ：０～０．１０％、及び、残部：Ｆｅ及び不純物、からなり、式（１）及び式（２）を満たし、ミクロ組織におけるマルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５．０％以上である。
０．０６０≦（５１／９３）Ｎｂ＋Ｖ≦０．１００（１）
０．５０＜Ｎｂ／Ｖ（２）
ここで、式（１）及び式（２）中の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入される。 The rotor for an eddy current type reduction gear described in Patent Document 2 has a cylindrical portion, and the chemical composition of the cylindrical portion is, in mass %, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.10 to 0.40%, Mn: 0.50 to 1.00%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Mo: 0.20 to 1.00%, Nb: 0.020 to 0.060%, V: 0.040 to 0.080%, sol. The alloy consists of Al: 0.030 to 0.100%, B: 0.0005 to 0.0050%, N: 0.003 to 0.010%, Cu: 0 to 0.20%, Ni: 0 to 0.20%, Cr: 0 to 0.10%, and the balance: Fe and impurities, and satisfies formula (1) and formula (2). The total area ratio of martensite and bainite in the microstructure is 95.0% or more.
0.060≦(51/93)Nb+V≦0.100 (1)
0.50<Nb/V (2)
Here, the content (mass %) of each element in formula (1) and formula (2) is substituted for the corresponding element symbol.

特開平８－４９０４１号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-49041 特開２０２０－１８０３２４号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-180324

ところで、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を小さくすることで、制動時に発生する渦電流量を増加させることができる。制動時に発生する渦電流量が増加すれば、渦電流式減速装置の制動力が高まる。しかしながら、制動時にロータが加熱されることで、長期使用に伴いロータの内周面に酸化膜が厚く形成されることがある。そのため、この形成され得る酸化膜の厚さ分を考慮して、隙間を設定しておく必要があった。なお、本明細書において、ロータの円筒部とポールピースとの隙間（単に隙間ということもある）とは、ロータの円筒部の内周面と、ポールピースの外周面との距離をいう。 By reducing the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces, it is possible to increase the amount of eddy currents that are generated during braking. Increasing the amount of eddy currents that are generated during braking increases the braking force of the eddy current reduction gear. However, as the rotor heats up during braking, a thick oxide film can form on the inner surface of the rotor over long-term use. For this reason, it was necessary to set the gap taking into account the thickness of this oxide film that could potentially form. In this specification, the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces (sometimes simply referred to as the gap) refers to the distance between the inner surface of the cylindrical portion of the rotor and the outer surface of the pole pieces.

上述の特許文献１及び特許文献２に開示された技術によれば、高い高温強度を有する渦電流式減速装置用ロータが得られる。しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を小さくする手段について検討されていない。 The technologies disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 make it possible to obtain a rotor for an eddy current reduction gear with high high-temperature strength. However, Patent Documents 1 and 2 do not consider means for reducing the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces.

本開示の目的は、高温強度に優れ、かつ、渦電流式減速装置を構成した際に、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を小さくできる渦電流式減速装置用ロータを提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a rotor for an eddy current reduction gear that has excellent high-temperature strength and, when used in an eddy current reduction gear, can reduce the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces.

本開示による渦電流式減速装置用ロータは、
円筒部を備え、
前記円筒部の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０５～０．１５％、
Ｓｉ：０．１０～０．４０％、
Ｍｎ：０．５０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｃｒ：０．１０％超～０．４０％、
Ｍｏ：０．２０～１．００％、
Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％、
Ｖ：０．０４０～０．０８０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００５０％、
Ｎ：０．００３～０．０１０％、
Ｃｕ：０～０．２０％、
Ｎｉ：０～０．２０％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物、からなる。 The rotor for an eddy current reduction gear according to the present disclosure comprises:
A cylindrical portion is provided,
The chemical composition of the cylindrical portion is, in mass%,
C: 0.05-0.15%,
Si: 0.10-0.40%,
Mn: 0.50-1.00%,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
Cr: more than 0.10% to 0.40%,
Mo: 0.20-1.00%,
Nb: 0.020-0.060%,
V: 0.040-0.080%,
sol. Al: 0.030 to 0.100%,
B: 0.0005-0.0050%,
N: 0.003-0.010%,
Cu: 0 to 0.20%,
Ni: 0 to 0.20%, and
The balance consists of Fe and impurities.

本開示による渦電流式減速装置用ロータは、７００℃程度まで達した場合においても、高い強度を有する。また、本開示による渦電流式減速装置用ロータを用いて渦電流式減速装置を構成した際に、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を小さくできる。 The rotor for an eddy current reduction gear according to the present disclosure maintains high strength even when temperatures reach approximately 700°C. Furthermore, when an eddy current reduction gear is constructed using the rotor for an eddy current reduction gear according to the present disclosure, the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces can be reduced.

図１は、渦電流式減速装置内におけるロータの円筒部とポールピースとの隙間と、渦電流式減速装置の制動トルクとの関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole piece in the eddy current reduction gear device and the braking torque of the eddy current reduction gear device. 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。FIG. 2 is a front view of an eddy current reduction gear to which the rotor for an eddy current reduction gear of this embodiment is applied. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view of the eddy current reduction gear shown in FIG. 2 in the axial direction of the propeller shaft when the eddy current reduction gear is fixed to the propeller shaft. 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。FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction (cross-sectional view in the radial direction) of the eddy current reduction gear device when not braking. 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。FIG. 5 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction (cross-sectional view in the radial direction) of the eddy current reduction gear device during braking.

本発明者らは、高温強度に優れ、かつ、渦電流式減速装置を構成した際に、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を小さくできる渦電流式減速装置用ロータについて調査及び検討を行った。 The inventors conducted research and studies into a rotor for an eddy current reduction gear that has excellent high-temperature strength and, when used in an eddy current reduction gear, can reduce the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces.

渦電流式減速装置を長期間使用した場合、ロータの円筒部の内周面上に酸化膜が形成される。ロータの円筒部と、ポールピースの外周面とが接触すれば、異音や車体の振動が発生してしまう。そのため、ロータの円筒部とポールピースとの隙間は、長期間使用後にロータの円筒部の内周面に酸化膜が厚く形成されても、ポールピースと接触しないように、形成され得る酸化膜の厚さ分を考慮して設定する必要がある。 When an eddy current reduction gear is used for an extended period of time, an oxide film forms on the inner surface of the rotor's cylindrical portion. If the rotor's cylindrical portion comes into contact with the outer surface of the pole piece, abnormal noise and vehicle vibration will occur. Therefore, the gap between the rotor's cylindrical portion and the pole piece must be set taking into account the thickness of the oxide film that may form, so that even if a thick oxide film forms on the inner surface of the rotor's cylindrical portion after extended use, it will not come into contact with the pole piece.

一方で、本発明者らは、渦電流式減速装置を長期間使用した場合であっても、ロータの円筒部の内周面上に形成される酸化膜が厚くならなければ、ロータの円筒部とポールピースとの隙間をより小さくできると考えた。ロータの円筒部とポールピースとの隙間をより小さくできれば、渦電流式減速装置の制動トルクを高めることができる。本発明者らは、渦電流式減速装置内におけるロータの円筒部とポールピースとの隙間と、渦電流式減速装置の制動トルクとの関係を調査した。具体的には、Ｃ：０．０９％、Ｓｉ：０．１９％、Ｍｎ：０．８５％、Ｐ：０．００９％、Ｓ：０．００８％、Ｃｒ：０．１７％、Ｍｏ：０．５２％、Ｎｂ：０．０２９％、Ｖ：０．０４５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０６６％、Ｂ：０．００１８％、Ｎ：０．００５％、Ｃｕ：０．０１％、Ｎｉ：０．０１％、及び、残部：Ｆｅ及び不純物からなる渦電流式減速装置用ロータを製造した。渦電流式減速装置用ロータの形状は、外径（直径）：４４０ｍｍ、内径（直径）：３９０ｍｍ、円筒部の肉厚：１１ｍｍ、軸方向の長さ：８５ｍｍ、冷却フィンの枚数：８５枚、エアギャップ：１０００μｍであった。制動トルクは、プロペラシャフトの回転数が３０００ｒｐｍの時点で測定した。化学組成及びその他の条件は変えずに、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を変化させるため、円筒部の肉厚を変化させた渦電流式減速装置用ロータを複数製造した。円筒部の肉厚：１１ｍｍ、エアギャップ：１０００μｍの場合の制動トルクを１として、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を変化させた場合の制動トルクの比を求めた。結果を図１に示す。 On the other hand, the inventors believed that the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces could be made smaller, even when the eddy current reduction gear was used for a long period of time, as long as the oxide film formed on the inner surface of the cylindrical portion of the rotor did not become thick. If the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces could be made smaller, the braking torque of the eddy current reduction gear could be increased. The inventors investigated the relationship between the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole pieces within the eddy current reduction gear and the braking torque of the eddy current reduction gear. Specifically, C: 0.09%, Si: 0.19%, Mn: 0.85%, P: 0.009%, S: 0.008%, Cr: 0.17%, Mo: 0.52%, Nb: 0.029%, V: 0.045%, sol. A rotor for an eddy current reduction gear was manufactured, consisting of 0.066% Al, 0.0018% B, 0.005% N, 0.01% Cu, 0.01% Ni, and the balance being Fe and impurities. The rotor had an outer diameter (diameter): 440 mm, an inner diameter (diameter): 390 mm, a cylindrical wall thickness: 11 mm, an axial length: 85 mm, 85 cooling fins, and an air gap: 1000 μm. The braking torque was measured when the propeller shaft rotation speed was 3000 rpm. While maintaining the same chemical composition and other conditions, multiple rotors for an eddy current reduction gear were manufactured with different cylindrical wall thicknesses to change the gap between the rotor's cylindrical portion and the pole pieces. The braking torque when the cylindrical wall thickness is 11 mm and the air gap is 1000 μm is set to 1, and the braking torque ratio was calculated when the gap between the cylindrical part of the rotor and the pole piece was changed. The results are shown in Figure 1.

図１を参照して、ロータの円筒部とポールピースとの隙間が小さくなるにしたがい、制動トルク比が高まる。また、隙間が大きい領域（１２００～１５００μｍの領域）と比較して、隙間が小さい領域（５００～８００μｍの領域）では、制動トルク比の変化量が大きい。つまり、ロータの円筒部とポールピースとの隙間が小さい領域では、制動トルクを顕著に高めることができることが分かる。 Referring to Figure 1, as the gap between the cylindrical portion of the rotor and the pole piece becomes smaller, the braking torque ratio increases. Furthermore, compared to the larger gap region (1200 to 1500 μm region), the change in braking torque ratio is greater in the smaller gap region (500 to 800 μm region). In other words, it can be seen that braking torque can be significantly increased in the smaller gap region between the cylindrical portion of the rotor and the pole piece.

また一方で、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、ロータが加熱されて高温（６５０～７００℃程度）になることで、ロータの円筒部の内周面で酸化が促進され、長期間使用した場合に酸化膜が厚く形成される場合がある。そのため、渦電流式減速装置の制動トルクを大きくするには、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を小さくして磁束の減衰を抑えることが有効であるものの、形成され得る酸化膜の厚さを考慮して、ロータの円筒部とポールピースとの隙間を設定せざるを得なかった。 On the other hand, Joule heat generated along with eddy currents during braking heats the rotor to high temperatures (approximately 650-700°C), accelerating oxidation on the inner surface of the rotor's cylindrical portion, which can lead to the formation of a thick oxide film over long periods of use. Therefore, while reducing the gap between the rotor's cylindrical portion and the pole pieces to suppress magnetic flux attenuation is an effective way to increase the braking torque of an eddy current reduction gear, it has previously been necessary to set the gap between the rotor's cylindrical portion and the pole pieces while taking into account the thickness of the oxide film that may form.

そこで本発明者らは、７００℃程度まで達するような高温での使用を想定した場合であっても、高い強度を有し、かつ、酸化膜の形成を抑制する手段について具体的に検討を行った。その結果、ロータの円筒部に０．１０％超～０．４０％のＣｒを含有させることが有効であることが分かった。０．１０％超～０．４０％のＣｒを含有させることで、酸化膜が抑制される理由としては以下の理由が考えられる。ロータの円筒部に０．１０％超～０．４０％のＣｒが含有されれば、高温（６５０～７００℃程度）で使用した際に、ロータの内周面又は内周面近傍に、Ｃｒ酸化物が形成される。Ｃｒ酸化物は、大気中からロータ内部への酸素の拡散、及び、ロータ内部からロータの表面への鉄の拡散を抑制する。これにより、ロータの円筒部の内周面において、酸化膜の形成を抑制する。ロータの円筒部に０．１０％超～０．４０％のＣｒを含有させればさらに、高温強度が高まる。 Therefore, the inventors conducted specific research into ways to maintain high strength and suppress the formation of oxide films, even when using at high temperatures up to approximately 700°C. As a result, they found that adding more than 0.10% to 0.40% Cr to the cylindrical portion of the rotor is effective. The following is believed to be the reason why adding more than 0.10% to 0.40% Cr suppresses the formation of oxide films. If the cylindrical portion of the rotor contains more than 0.10% to 0.40% Cr, Cr oxides will form on or near the inner surface of the rotor when used at high temperatures (approximately 650-700°C). Cr oxides suppress the diffusion of oxygen from the atmosphere into the rotor's interior and the diffusion of iron from the rotor's interior to the rotor's surface. This suppresses the formation of oxide films on the inner surface of the cylindrical portion of the rotor. Adding more than 0.10% to 0.40% Cr to the cylindrical portion of the rotor further improves high-temperature strength.

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の要旨は、次のとおりである。 The rotor for an eddy current reduction gear according to this embodiment, which was completed based on the above findings, is summarized as follows:

［１］
渦電流式減速装置用ロータであって、
円筒部を備え、
前記円筒部の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０５～０．１５％、
Ｓｉ：０．１０～０．４０％、
Ｍｎ：０．５０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｃｒ：０．１０％超～０．４０％、
Ｍｏ：０．２０～１．００％、
Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％、
Ｖ：０．０４０～０．０８０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００５０％、
Ｎ：０．００３～０．０１０％、
Ｃｕ：０～０．２０％、
Ｎｉ：０～０．２０％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物、からなる、
渦電流式減速装置用ロータ。 [1]
A rotor for an eddy current reduction gear,
A cylindrical portion is provided,
The chemical composition of the cylindrical portion is, in mass%,
C: 0.05-0.15%,
Si: 0.10-0.40%,
Mn: 0.50-1.00%,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
Cr: more than 0.10% to 0.40%,
Mo: 0.20-1.00%,
Nb: 0.020-0.060%,
V: 0.040-0.080%,
sol. Al: 0.030 to 0.100%,
B: 0.0005-0.0050%,
N: 0.003-0.010%,
Cu: 0 to 0.20%,
Ni: 0 to 0.20%, and
The balance consists of Fe and impurities.
Rotor for eddy current reduction gear.

［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％、及び、
Ｎｉ：０．０１～０．２０％、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。 [2]
[1] A rotor for an eddy current type reduction gear according to [1],
The chemical composition is
Cu: 0.01 to 0.20%, and
Ni: 0.01 to 0.20%; containing one or more elements selected from the group consisting of:
Rotor for eddy current reduction gear.

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。 The rotor for the eddy current reduction gear of this embodiment is described in detail below.

［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、渦電流式減速装置の正面図である。図２を参照して、渦電流式減速装置１は、渦電流式減速装置用ロータ１０（以下、単にロータ１０ともいう）と、ステータ２０とを備える。 [Configuration of eddy current reduction device]
2 is a front view of an eddy current reduction gear device to which the rotor for an eddy current reduction gear of this embodiment is applied. Referring to FIG. 2, the eddy current reduction gear device 1 includes a rotor for an eddy current reduction gear 10 (hereinafter simply referred to as the rotor 10) and a stator 20.

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に固定した場合の、渦電流式減速装置１の、プロペラシャフトの軸方向の断面図である。図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、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と、アーム部１２と、ホイール部１３とを備える。円筒部１１は、円筒状であり、ステータ２０の外径よりも大きい内径を有する。ホイール部１３は、円筒部１１の内径よりも小さい外径を有する円環状の部材であり、中心部に貫通孔を有する。ホイール部１３の厚さは、円筒部１１の厚さよりも薄い。ホイール部１３は、貫通孔にプロペラシャフト３０を挿入し、プロペラシャフト３０に固定される。アーム部１２は、図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。 3 is a cross-sectional view of the eddy current reduction gear device 1 shown in FIG. 2 in the axial direction of the propeller shaft when the eddy current reduction gear device 1 is fixed to the propeller shaft. Referring to FIG. 3, in this embodiment, the rotor 10 is fixed to the propeller shaft 30, and the stator 20 is fixed to a transmission (not shown). Referring to FIGS. 2 and 3, the rotor 10 includes a cylindrical portion (drum) 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 with 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 is thinner than the thickness of the cylindrical portion 11. The propeller shaft 30 is inserted into the through hole and the wheel portion 13 is fixed to the propeller shaft 30. As shown in FIGS. 2 and 3, the arm portion 12 connects the end of the cylindrical portion 11 to the wheel portion 13. Additionally, multiple cooling fins 11F are formed on the outer circumferential surface of the cylindrical portion 11.

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。永久磁石２２及び永久磁石２３は、磁石保持リング２１の外周面上に、円周方向に交互に配列されている。永久磁石２２の表面のうち、ロータ１０の円筒部１１の内周面と対向する表面はＮ極である。永久磁石２３の表面のうち、ロータ１０の円筒部１１の内周面と対向する表面はＳ極である。複数のポールピース２４は、ステータ２０の円周方向に配列されている。複数のポールピース２４は、複数の永久磁石２２及び２３と、円筒部１１の内周面との間に隙間を空けて配列されている。 Figure 4 is a cross-sectional view (radial cross-sectional view) perpendicular to the axial direction of the eddy current reducer 1 when not braking. Referring to Figure 4, the stator 20 includes a magnet retaining ring 21, multiple permanent magnets 22 and 23, and multiple pole pieces 24. The permanent magnets 22 and 23 are arranged alternately in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the magnet retaining ring 21. Of the surfaces of the permanent magnet 22, the surface facing the inner peripheral surface of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 is the north pole. Of the surfaces of the permanent magnet 23, the surface facing the inner peripheral surface of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 is the south pole. The multiple pole pieces 24 are arranged in the circumferential direction of the stator 20. The multiple pole pieces 24 are arranged with gaps between the multiple permanent magnets 22 and 23 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 11.

［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又は２３は、互いに隣り合う２つのポールピース２４と重複している。この場合、磁束Ｂは図４に示すとおり、ステータ２０内に流れ、具体的には、永久磁石２２及び２３と、ポールピース２４と、磁石保持リング２１との間を流れる。この場合、ロータ１０と永久磁石２２及び２３との間には磁気回路が形成されておらず、ロータ１０にローレンツ力が発生しない。そのため、制動力が作動しない。 [Regarding braking and non-braking operations of the eddy current reduction gear device 1]
4, when not braking, each permanent magnet 22 or 23 overlaps with two adjacent pole pieces 24 when viewed in the radial direction of the eddy current reducer 1. In this case, as shown in FIG. 4, magnetic flux B flows within the stator 20, specifically, between the permanent magnets 22 and 23, the pole piece 24, and the magnet retaining ring 21. In this case, 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. As a result, no braking force is applied.

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、１つのポールピース２４のみと重複しており、２つのポールピース２４には重複していない状態となる。そのため、磁束Ｂは図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。この場合、ロータ１０と永久磁石２２又は２３との間には磁気回路が形成される。このとき、ロータ１０の円筒部１１に渦電流が発生する。渦電流の発生に伴い、ローレンツ力が発生する。このローレンツ力が制動トルクとなり、制動力が発生する。 Figure 5 is a cross-sectional view (radial cross-sectional view) perpendicular to the axial direction of the eddy current reduction gear device 1 during braking. During braking, the magnet retaining ring 21 in the stator 20 rotates, shifting the relative positions of the permanent magnets 22 and 23 with respect to the pole pieces 24 compared to Figure 4. Specifically, in Figure 5, when viewed radially of the eddy current reduction gear device 1 during braking, each permanent magnet 22 or 23 overlaps with only one pole piece 24 and does not overlap with both pole pieces 24. Therefore, as shown in Figure 5, magnetic flux B flows between the magnet retaining ring 21, permanent magnet 22 or 23, pole piece 24, and cylindrical portion 11. In this case, a magnetic circuit is formed between the rotor 10 and the permanent magnet 22 or 23. At this time, eddy currents are generated in the cylindrical portion 11 of the rotor 10. The generation of eddy currents generates a Lorentz force. This Lorentz force becomes a braking torque, generating a braking force.

以上のとおり、渦電流式減速装置１は、ロータ１０に磁束Ｂを作用させて、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の内周面とポールピース２４の外周面との距離（ロータ１０の円筒部１１とポールピース２４との隙間Ｇ）は小さい方が、磁束Ｂがロータ１０の円筒部１１に作用するまでの減衰を抑制でき、高い制動力が得られる。そのため、ロータ１０の円筒部１１は、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ても変形が小さく、かつ、酸化膜が形成され難い材料で構成されるのが好ましい。渦電流式減速装置１のロータ１０は６５０℃から７００℃の高温で使用されるため、これらの温度で高い強度と耐酸化性を有する材料が求められている。以下、ロータ１０について詳述する。 As described above, the eddy current reduction gear 1 applies magnetic flux B to the rotor 10, generating a braking force through the eddy currents that are generated. Therefore, the smaller the distance between the inner circumferential surface of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the outer circumferential surface of the pole piece 24 (the gap G between the cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the pole piece 24), the more effectively the magnetic flux B is damped before it acts on the cylindrical portion 11 of the rotor 10, resulting in a high braking force. Therefore, the cylindrical portion 11 of the rotor 10 is preferably made of a material that undergoes minimal deformation even when subjected to thermal cycles caused by repeated braking and debraking, and that is resistant to the formation of an oxide film. Because the rotor 10 of the eddy current reduction gear 1 is used at high temperatures of 650°C to 700°C, a material with high strength and oxidation resistance at these temperatures is required. The rotor 10 is described in detail below.

［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。 [Regarding the eddy current reduction gear rotor 10]
[Chemical composition]
The chemical composition of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment contains the following elements: "%" relating to elements means mass % unless otherwise specified.

Ｃ：０．０５～０．１５％
炭素（Ｃ）は、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃはさらに、Ｎｂ炭化物、Ｖ炭化物等の析出強化型の微細な炭化物を生成し、鋼材の高温強度を高める。Ｃ含有量が０．０５％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上述の効果が十分に得られない。一方、Ｃ含有量が０．１５％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｃ含有量は０．０５～０．１５％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．０６％であり、さらに好ましくは０．０７％である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．１４％であり、さらに好ましくは０．１３％であり、さらに好ましくは０．１２％である。 C: 0.05-0.15%
Carbon (C) improves the hardenability of steel and increases its strength. Furthermore, C generates fine precipitation-strengthened carbides, such as Nb carbide and V carbide, thereby improving the high-temperature strength of the steel. If the C content is less than 0.05%, the above-mentioned effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the C content exceeds 0.15%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. This reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction gear device 1. In this case, the braking force of the eddy current reduction gear device 1 decreases. Therefore, the C content is 0.05 to 0.15%. The preferred lower limit of the C content is 0.06%, more preferably 0.07%. The preferred upper limit of the C content is 0.14%, more preferably 0.13%, and even more preferably 0.12%.

Ｓｉ：０．１０～０．４０％
シリコン（Ｓｉ）は、製鋼工程において、鋼を脱酸する。Ｓｉはさらに、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｓｉ含有量が０．１０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｉ含有量が０．４０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．１０～０．４０％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．１２％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．３８％であり、さらに好ましくは０．３６％である。 Si: 0.10-0.40%
Silicon (Si) deoxidizes steel during the steelmaking process. Si also improves the hardenability and strength of steel. If the Si content is less than 0.10%, the above effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Si content exceeds 0.40%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. This reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction gear device 1. In this case, the braking force of the eddy current reduction gear device 1 decreases. Therefore, the Si content is 0.10 to 0.40%. The preferred lower limit of the Si content is 0.12%, more preferably 0.15%. The preferred upper limit of the Si content is 0.38%, more preferably 0.36%.

Ｍｎ：０．５０～１．００％
マンガン（Ｍｎ）は、製鋼工程において、鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｍｎ含有量が０．５０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｎ含有量が１．００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．５０～１．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．５８％であり、さらに好ましくは０．６０％であり、さらに好ましくは０．６２％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．９４％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは０．８８％である。 Mn: 0.50-1.00%
Manganese (Mn) deoxidizes steel during the steelmaking process. Mn also improves the hardenability and strength of steel. If the Mn content is less than 0.50%, the above effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges 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 contents of other elements are within the ranges of this embodiment. This reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction gear device 1. In this case, the braking force of the eddy current reduction gear device 1 decreases. Therefore, the Mn content is 0.50 to 1.00%. The preferred lower limit of the Mn content is 0.58%, more preferably 0.60%, and even more preferably 0.62%. The preferred upper limit of the Mn content is 0.94%, more preferably 0.90%, and even more preferably 0.88%.

Ｐ：０．０３０％以下
燐（Ｐ）は不可避に含有される不純物である。つまり、Ｐ含有量は０％超である。Ｐは、鋼材の熱間加工性及び靱性を低下する。Ｐはさらに、鋼材の電気抵抗を高め、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量を減少させる。Ｐ含有量が０．０３０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性及び靱性が顕著に低下し、さらに、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２８％であり、さらに好ましくは０．０２６％であり、さらに好ましくは０．０２５％である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｐ含有量の過剰な低減は、製造コストを引き上げる。したがって、通常の工業生産を考慮した場合、Ｐ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％である。 P: 0.030% or less Phosphorus (P) is an unavoidable impurity. In other words, the P content is greater than 0%. P reduces the hot workability and toughness of the steel. P also increases the electrical resistance of the steel and reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction device 1. If the P content exceeds 0.030%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the hot workability and toughness of the steel are significantly reduced, and the braking force of the eddy current reduction device 1 is also reduced. Therefore, 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%. The P content is preferably as low as possible. However, excessive reduction of the P content increases manufacturing costs. Therefore, considering normal industrial production, the preferred lower limit of the P content is 0.001%, more preferably 0.003%.

Ｓ：０．０３０％以下
硫黄（Ｓ）は不可避に含有される不純物である。つまり、Ｓ含有量は０％超である。Ｓは、鋼材の熱間加工性及び靱性を低下させる。Ｓ含有量が０．０３０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性及び靱性が顕著に低下する。したがって、Ｓ含有量は０．０３０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２２％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｓ含有量の過剰な低減は、製造コストを引き上げる。したがって、通常の工業生産を考慮した場合、Ｓ含有量の好ましい下限は０．００１％である。 S: 0.030% or less Sulfur (S) is an unavoidable impurity. In other words, the S content is greater than 0%. S reduces the hot workability and toughness of the steel material. If the S content exceeds 0.030%, the hot workability and toughness of the steel material will be significantly reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the S content is 0.030% or less. A preferred upper limit of the S content is 0.025%, more preferably 0.022%, and even more preferably 0.020%. The S content is preferably as low as possible. However, excessive reduction of the S content increases production costs. Therefore, considering normal industrial production, a preferred lower limit of the S content is 0.001%.

Ｃｒ：０．１０％超～０．４０％
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。さらに、Ｃｒは、鋼材の耐高温酸化性を高め、酸化膜の形成を抑制する。Ｃｒが０．１０％以下であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、耐高温酸化性が十分に得られない。しかしながら、Ｃｒ含有量が０．４０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、ロータ１０の円筒部１１とポールピース間の隙間を小さくしても、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ため、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０．１０％超～０．４０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．１１％であり、さらに好ましくは０．１２％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は０．３８％であり、さらに好ましくは０．３５％である。 Cr: more than 0.10% to 0.40%
Chromium (Cr) improves the hardenability of steel and enhances its high-temperature strength. Furthermore, Cr improves the high-temperature oxidation resistance of steel and suppresses the formation of oxide films. If the Cr content is 0.10% or less, sufficient high-temperature oxidation resistance cannot be obtained, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. However, if the Cr content exceeds 0.40%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Even if the gap between the cylindrical portion 11 of the rotor 10 and the pole pieces is reduced, 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, resulting in a decrease in the braking force of the eddy current reduction device 1. Therefore, the Cr content is greater than 0.10% and less than 0.40%. The preferred lower limit of the Cr content is 0.11%, and more preferably 0.12%. The preferred upper limit of the Cr content is 0.38%, and more preferably 0.35%.

Ｍｏ：０．２０～１．００％
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼材の焼入れ性を高め、固溶強化及びＭｏ炭化物（Ｍｏ_２Ｃ）による析出強化（分散強化）により、高温強度を高める。Ｍｏはさらに、鋼材の靱性を高める。Ｍｏ含有量が０．２０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｏ含有量が１．００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｍｏ含有量は０．２０～１．００％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．３５％であり、さらに好ましくは０．４０％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．７０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。 Mo: 0.20~1.00%
Molybdenum (Mo) improves the hardenability of steel and enhances high-temperature strength through solid solution strengthening and precipitation strengthening (dispersion strengthening) by Mo carbide (Mo ₂ C). Mo also enhances the toughness of steel. If the Mo content is less than 0.20%, the above effects cannot be fully achieved even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Mo content exceeds 1.00%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. This reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction device 1. In this case, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases. Therefore, the Mo content is 0.20 to 1.00%. The preferred lower limit of the Mo content is 0.25%, more preferably 0.30%, even more preferably 0.35%, and even more preferably 0.40%. The upper limit of the Mo content is preferably 0.90%, more preferably 0.80%, even more preferably 0.70%, and still more preferably 0.60%.

Ｎｂ：０．０２０～０．０６０％
ニオブ（Ｎｂ）は、炭素と結合してＮｂ炭化物を生成し、析出強化により、鋼材の高温強度を高める。Ｎｂはさらに、結晶粒の粗大化を抑制する。Ｎｂ含有量が０．０２０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｎｂ含有量が０．０６０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｎｂ含有量が０．０６０％を超えればさらに、鋼材の靱性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０．０２０～０．０６０％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０３０％であり、さらに好ましくは０．０３２％であり、さらに好ましくは０．０３４％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０５８％であり、さらに好ましくは０．０５６％であり、さらに好ましくは０．０５４％である。 Nb: 0.020-0.060%
Niobium (Nb) combines with carbon to form Nb carbides, which enhance the high-temperature strength of the steel through precipitation strengthening. Nb also suppresses grain coarsening. If the Nb content is less than 0.020%, the above effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Nb content exceeds 0.060%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. This reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction gear device 1. In this case, the braking force of the eddy current reduction gear device 1 decreases. If the Nb content exceeds 0.060%, the toughness of the steel further decreases. Therefore, the Nb content is 0.020 to 0.060%. The preferred lower limit of the Nb content is 0.025%, more preferably 0.030%, even more preferably 0.032%, and even more preferably 0.034%. The upper limit of the Nb content is preferably 0.058%, more preferably 0.056%, and even more preferably 0.054%.

Ｖ：０．０４０～０．０８０％
バナジウム（Ｖ）は、炭素と結合してＶ炭化物を生成し、析出強化により、鋼材の高温強度を高める。Ｖはさらに、結晶粒の粗大化を抑制する。Ｖ含有量が０．０４０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｖ含有量が０．０８０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。Ｖ含有量が０．０８０％を超えればさらに、鋼材の靱性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０．０４０～０．０８０％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０．０４４％であり、さらに好ましくは０．０４８％であり、さらに好ましくは０．０５０％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．０７５％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。 V:0.040~0.080%
Vanadium (V) combines with carbon to form V carbides, which enhance the high-temperature strength of the steel through precipitation strengthening. V also suppresses grain coarsening. If the V content is less than 0.040%, the above effects are not fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the V content exceeds 0.080%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. This reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction device 1. In this case, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases. If the V content exceeds 0.080%, the toughness of the steel further decreases. Therefore, the V content is 0.040 to 0.080%. The preferred lower limit of the V content is 0.044%, more preferably 0.048%, and even more preferably 0.050%. The preferred upper limit of the V content is 0.075%, more preferably 0.070%.

ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３０～０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は、製鋼工程において、鋼を脱酸する。Ａｌはさらに、Ｎと結合してＡｌＮを生成して、鋼材の結晶粒を微細化する。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０３０％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．１００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０３０～０．１００％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０４０％であり、さらに好ましくは０．０５０％である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０９０％である。 Sol. Al: 0.030 to 0.100%
Aluminum (Al) deoxidizes steel during the steelmaking process. Furthermore, Al combines with N to form AlN, refining the grain size of the steel. If the sol. Al content is less than 0.030%, the above-mentioned effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the sol. Al content exceeds 0.100%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. This reduces the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction gear device 1. In this case, the braking force of the eddy current reduction gear device 1 decreases. Therefore, the sol. Al content is 0.030 to 0.100%. The preferred lower limit of the sol. Al content is 0.040%, and more preferably 0.050%. The preferred upper limit of the sol. Al content is 0.090%.

Ｂ：０．０００５～０．００５０％
ボロン（Ｂ）は鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｂ含有量が０．０００５％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｂ含有量が０．００５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靱性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０．０００５～０．００５０％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１２％であり、さらに好ましくは０．００１４％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．００４５％であり、さらに好ましくは０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。 B: 0.0005-0.0050%
Boron (B) improves the hardenability of steel and enhances its high-temperature strength. If the B content is less than 0.0005%, the above effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the B content exceeds 0.0050%, the toughness of the steel decreases, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the B content is 0.0005 to 0.0050%. The preferred lower limit of the B content is 0.0010%, more preferably 0.0012%, and even more preferably 0.0014%. The preferred upper limit of the B content is 0.0045%, more preferably 0.0040%, even more preferably 0.0035%, and even more preferably 0.0030%.

Ｎ：０．００３～０．０１０％
窒素（Ｎ）は、Ａｌと結合してＡｌＮを形成して、鋼材の結晶粒を微細化する。Ｎ含有量が０．００３％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｎ含有量が０．０１０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、ロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．００３～０．０１０％である。Ｎ含有量の好ましい下限は０．００４％である。Ｎ含有量の好ましい上限は０．００９％であり、さらに好ましくは０．００８％であり、さらに好ましくは０．００７％である。 N: 0.003-0.010%
Nitrogen (N) combines with Al to form AlN, thereby refining the grain size of the steel. If the N content is less than 0.003%, the above effect cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the N content exceeds 0.010%, the electrical resistance of the steel increases excessively, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, and the amount of eddy current flowing through the cylindrical portion 11 of the rotor 10 during braking of the eddy current reduction gear device 1 decreases. In this case, the braking force of the eddy current reduction gear device 1 decreases. Therefore, the N content is 0.003 to 0.010%. A preferred lower limit of the N content is 0.004%. A preferred upper limit of the N content is 0.009%, more preferably 0.008%, and even more preferably 0.007%.

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。 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 consists of Fe and impurities. Here, "impurities" refers to substances that are mixed in from raw materials such as ore or scrap or the manufacturing environment during the industrial production of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment, and are acceptable within a range that does not adversely affect the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of this embodiment.

［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及びＮｉ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、鋼材の焼入れ性を高める。 [Optional elements]
The chemical composition of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 of the eddy current reducer 1 of this embodiment may further contain one or more elements selected from Cu and Ni in place of a portion of Fe. These elements are optional elements and improve the hardenability of the steel material.

Ｃｕ：０～０．２０％
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｕ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｕは、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｃｕが少しでも含有されれば、上記効果はある程度得られる。しかしながら、Ｃｕ含有量が０．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０～０．２０％である。Ｃｕ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．１２％であり、さらに好ましくは０．１０％である。 Cu: 0-0.20%
Copper (Cu) is an optional element and may not be included. In other words, the Cu content may be 0%. When included, Cu improves the hardenability of the steel material and increases its high-temperature strength. Even if even a small amount of Cu is included, the above effects can be achieved to some extent. However, if the Cu content exceeds 0.20%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the electrical resistance of the steel material increases excessively, and 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. In this case, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases. Therefore, the Cu content is 0 to 0.20%. The preferred lower limit of the Cu content is greater than 0%, more preferably 0.01%, and even more preferably 0.02%. The preferred upper limit of the Cu content is 0.15%, more preferably 0.12%, and even more preferably 0.10%.

Ｎｉ：０～０．２０％
ニッケル（Ｎｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｎｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｉは、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の高温強度を高める。Ｎｉが少しでも含有されれば、上記効果はある程度得られる。しかしながら、Ｎｉ含有量が０．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の電気抵抗が過剰に高まり、渦電流式減速装置１の制動時において、渦電流式減速装置１のロータ１０の円筒部１１を流れる渦電流量が減少する。この場合、渦電流式減速装置１の制動力が低下する。したがって、Ｎｉ含有量は０～０．２０％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．１２％であり、さらに好ましくは０．１０％である。 Ni: 0-0.20%
Nickel (Ni) is an optional element and may not be contained. In other words, the Ni content may be 0%. When contained, Ni improves the hardenability of the steel material and increases the high-temperature strength of the steel material. Even if even a small amount of Ni is contained, the above effects can be achieved to some extent. However, if the Ni content exceeds 0.20%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the electrical resistance of the steel material increases excessively, and 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. In this case, the braking force of the eddy current reduction device 1 decreases. Therefore, the Ni content is 0 to 0.20%. The preferred lower limit of the Ni content is greater than 0%, more preferably 0.01%, even more preferably 0.02%, and even more preferably 0.03%. The preferred upper limit of the Ni content is 0.15%, even more preferably 0.12%, and even more preferably 0.10%.

［ミクロ組織］
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。例えば、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５％以上である。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。なお、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ため、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。 [Microstructure]
The microstructure of the cylindrical portion 11 of the rotor 10 for an eddy current type reduction gear of this embodiment is a structure consisting mainly of martensite and/or bainite. For example, the total area ratio of martensite and bainite is 95% or more. The remainder other than martensite and bainite is ferrite. Note that, since it is extremely difficult to distinguish between martensite and bainite in microstructural observation, the regions other than ferrite are recognized as "martensite and bainite."

［ミクロ組織観察方法］
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は、次の方法で測定できる。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２００００μｍ^２（２００μｍ×１００μｍ）とする。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。マルテンサイト及びベイナイトの総面積率（％）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－フェライトの面積率 [Microstructure observation method]
In this embodiment, the total area ratio of martensite and bainite in the microstructure can be measured by the following method. A sample is taken from the center 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 the observation field (200 μm × 100 μm) described below can be ensured. The surface of the sample, including the observation field, is mirror-polished. The mirror-polished sample is immersed in a nital solution for approximately 10 seconds to etch the surface, revealing the structure. An arbitrary field (observation field) within the observation surface, where the structure has been revealed by etching, is observed using an optical microscope at 500x magnification. The area of the observation field is 20,000 μm ² (200 μm × 100 μm). Within the observation field, ferrite can be easily distinguished from martensite and bainite based on their contrast. Therefore, the ferrite in the observation field is identified, and the area of the identified ferrite is determined. The area of ferrite is divided by the total area of the observation field to determine the area ratio (%) of ferrite. The total area ratio (%) of martensite and bainite is calculated using the following formula.
Total area ratio of martensite and bainite = 100 - area ratio of ferrite

［製造方法］
本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の製造方法の一例を説明する。以降に説明する製造方法は、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０を製造するための一例である。したがって、上述の構成を有する渦電流式減速装置用ロータ１０は、以降に説明する製造方法以外の他の製造方法により製造されてもよい。しかしながら、以降に説明する製造方法は、本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の製造方法の好ましい一例である。 [Manufacturing method]
An example of a method for manufacturing the eddy current reduction gear rotor 10 of this embodiment will be described. The manufacturing method described below is one example for manufacturing the eddy current reduction gear rotor 10 of this embodiment. Therefore, the eddy current reduction gear rotor 10 having the above-described configuration may be manufactured by a manufacturing method other than the manufacturing method described below. However, the manufacturing method described below is a preferred example of a method for manufacturing the eddy current reduction gear rotor 10 of this embodiment.

本実施形態の渦電流式減速装置用ロータ１０の製造方法は例えば、次の工程を含む。
（工程１）素材準備工程
（工程２）熱間加工工程
（工程３）調質処理工程
（工程４）機械加工工程
（工程５）ロータ形成工程
以下、各工程について説明する。 The manufacturing method of the rotor 10 for an eddy current reduction gear of this embodiment includes, for example, the following steps.
(Step 1) Material preparation step (Step 2) Hot working step (Step 3) Thermal refining step (Step 4) Machining step (Step 5) Rotor formation step Each step will be explained below.

［（工程１）素材準備工程］
素材準備工程では、各元素含有量が本実施形態の範囲内である素材を準備する。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。 [(Process 1) Material preparation process]
In the material preparation step, a material having an element content within the range of this embodiment is prepared. The material may be supplied by a third party. The material may also be manufactured. When manufacturing the material, for example, it may be manufactured by the following method.

各元素含有量が本実施形態の範囲内にある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。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にある化学組成を有する溶鋼を製造する。 Molten steel is produced having 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. During refining, alloy elements are added to adjust the composition, producing molten steel having a chemical composition in which the content of each element falls within the range of this embodiment.

上述の精錬方法により製造された溶鋼を用いて、周知の鋳造法により素材を製造する。たとえば、溶鋼を用いて造塊法によりインゴットを製造する。また、溶鋼を用いて連続鋳造法によりブルーム又はビレットを製造してもよい。製造されたブルーム又はインゴットを１０００～１３００℃に加熱した後、熱間加工を実施して、ビレットを製造してもよい。熱間加工はたとえば、熱間圧延、熱間鍛造等である。製造されたビレット（連続鋳造により製造されたビレット、又は、ブルーム又はインゴットを熱間加工して製造されたビレット）を、渦電流式減速装置用ロータ１０の素材とする。 The molten steel produced by the above-described refining method is used to manufacture a material using a well-known casting method. For example, an ingot is produced using the molten steel using an ingot casting method. Alternatively, a bloom or billet may be produced using the molten steel using a continuous casting method. The produced bloom or ingot may be heated to 1000-1300°C and then hot-worked to produce a billet. Hot-working methods include hot rolling and hot forging. The produced billet (a billet produced by continuous casting, or a billet produced by hot-working a bloom or ingot) is used as the material for the rotor 10 for the eddy current reduction gear.

［（工程２）熱間加工工程］
素材準備工程にて準備された素材に対して熱間加工（熱間鍛造及び／又は熱間圧延）を実施して、円筒部１１に相当する中間品を製造する。始めに、素材を１０００～１３００℃に加熱する。加熱後の素材に対して、熱間鍛造を実施して所定の寸法に成型する。熱間鍛造後さらに、熱間圧延を実施して、円筒状の中間品を製造する。加熱後の素材に対して、熱間鍛造又は熱間圧延を実施して、円筒状の中間品を製造してもよい。 [(Step 2) Hot working step]
The material prepared in the material preparation step is subjected to hot working (hot forging and/or hot rolling) to manufacture an intermediate product corresponding to the cylindrical portion 11. First, the material is heated to 1000 to 1300°C. The heated material is subjected to hot forging to form it into predetermined dimensions. After hot forging, hot rolling is further performed to manufacture a cylindrical intermediate product. The heated material may be subjected to hot forging or hot rolling to manufacture a cylindrical intermediate product.

［（工程３）調質処理工程］
熱間加工工程により製造された中間品に対して、調質処理工程を実施する。調質処理工程は、次の工程を含む。各工程には、主要な製造条件も記載する。
（工程３１）焼入れ処理工程
好ましい焼入れ温度：８７０～９３０℃
好ましい保持時間：０．５～３．０時間
（工程３２）焼戻し処理工程
好ましい焼き戻し温度：６６０～７１０℃
好ましい保持時間：０．５～３．０時間 [(Step 3) Tempering treatment step]
The intermediate product produced by the hot working process is subjected to a tempering process. The tempering process includes the following steps. The main manufacturing conditions for each step are also listed.
(Step 31) Quenching treatment step Preferred quenching temperature: 870 to 930°C
Preferred holding time: 0.5 to 3.0 hours (Step 32) Tempering treatment step Preferred tempering temperature: 660 to 710°C
Preferred retention time: 0.5 to 3.0 hours

［（工程３１）焼入れ処理工程］
始めに、中間品に対して、焼入れ処理を実施する。焼入れ温度は８７０～９３０℃である。焼入れ温度で保持する時間は、特に限定されないが、たとえば０．５～３．０時間である。焼入れ温度が８７０℃未満であれば、中間品のミクロ組織がオーステナイト単相にならないため、焼入れ後の組織において、マルテンサイト及び／又はベイナイトだけでなく、フェライトが残存してしまい、十分な高温強度が得られない。一方、焼入れ温度が９３０℃超であれば、オーステナイト結晶粒が粗大化し、ロータ１０の靭性や耐高温酸化性が低下する。したがって、焼入れ温度は８７０～９００℃である。焼入れ処理での急冷方法は、周知の方法で足りる。焼入れ処理での急冷方法はたとえば、水冷や油冷である。 [(Step 31) Quenching treatment step]
First, the intermediate product is quenched. The quenching temperature is 870 to 930°C. The time for holding at the quenching temperature is not particularly limited, but is, for example, 0.5 to 3.0 hours. If the quenching temperature is less than 870°C, the microstructure of the intermediate product will not be austenite single phase, and ferrite will remain in the quenched structure in addition to martensite and/or bainite, resulting in insufficient high-temperature strength. On the other hand, if the quenching temperature is more than 930°C, the austenite grains will coarsen, reducing the toughness and high-temperature oxidation resistance of the rotor 10. Therefore, the quenching temperature is 870 to 900°C. Well-known methods are sufficient for quenching during the quenching process. For example, water cooling or oil cooling is used for quenching during the quenching process.

［（工程３２）焼戻し処理工程］
焼入れ処理後の中間品に対して、焼戻し処理を実施する。焼戻し温度は６６０～７１０℃である。焼戻し温度で保持する時間は、特に限定されないが、たとえば０．５～３．０時間である。焼戻し温度が６６０℃未満であれば、十分な強度が得られない。一方、焼戻し温度が７１０℃を超えれば、焼戻しによる軟化が大きくなり、この場合も十分な強度が得られない。したがって、焼戻し温度は６６０℃～７１０℃とする。 [(Step 32) Tempering treatment step]
The intermediate product after quenching is subjected to tempering. The tempering temperature is 660 to 710°C. The time for holding at the tempering temperature is not particularly limited, but is, for example, 0.5 to 3.0 hours. If the tempering temperature is less than 660°C, sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, if the tempering temperature exceeds 710°C, softening due to tempering becomes significant, and in this case too, sufficient strength cannot be obtained. Therefore, the tempering temperature is set to 660 to 710°C.

［（工程４）機械加工工程］
焼戻し処理後の中間品の内周面及び外周面を機械加工する。このとき、外周面には冷却フィン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。 [(Step 4) Machining process]
The inner and outer peripheral surfaces of the tempered intermediate product are machined. At this time, cooling fins 11F are formed on the outer peripheral surface. The machining can be performed by a well-known method. Through the above steps, the cylindrical portion 11 is manufactured.

［（工程５）ロータ形成工程］
製造された円筒部１１に、ホイール部１３に取り付けられたアーム部１２を取り付けて、渦電流式減速装置用ロータ１０を製造する。取り付け方法は溶接であってもよいし、他の方法であってもよい。 (Step 5) Rotor Forming Step
The arm portion 12 attached to the wheel portion 13 is attached to the manufactured cylindrical portion 11, thereby manufacturing the rotor 10 for the eddy current reduction gear. The attachment method may be welding or another method.

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。 The rotor 10 for an eddy current reduction gear of this embodiment can be manufactured using the above manufacturing method. The rotor 10 for an eddy current reduction gear of this embodiment is not limited to the above manufacturing method, and the rotor 10 for an eddy current reduction gear of this embodiment may be manufactured using a manufacturing method other than the above manufacturing method, as long as it can manufacture the rotor 10 for an eddy current reduction gear having the above-described configuration. However, the above manufacturing method is a suitable example for manufacturing the rotor 10 for an eddy current reduction gear of this embodiment.

表１の化学組成を有する溶鋼を製造した。 Molten steel was produced with the chemical composition shown in Table 1.

表１中の空白部分は、実施形態に規定の桁数において０％であることを意味する。換言すれば、対応する元素の含有量が、実施形態に規定の桁数の端数を四捨五入した場合に０％であることを意味する。例えば、本実施形態で規定されたＣｒ含有量は少数第二位までの数値で規定されている。表１の試験番号１４は、測定されたＣｒ含有量を小数第三位で四捨五入した場合に０％であったことを意味する。 A blank space in Table 1 indicates 0% to the specified number of decimal places. In other words, the content of the corresponding element is 0% when rounded to the specified number of decimal places. For example, the Cr content specified in this embodiment is specified to two decimal places. Test number 14 in Table 1 indicates that the measured Cr content was 0% when rounded to three decimal places.

各試験番号の溶鋼を用いて、造塊法により、１８０ｋｇの円柱状のインゴットを製造した。インゴットの一部を切り出し、１２００℃に加熱した後、熱間鍛造を実施して、擬似中間品として、厚さ４０ｍｍの鋼板を製造した。擬似中間品に対して、９００℃の焼入れ温度で焼入れ処理を実施した。焼入れ温度での保持時間は１．５時間、冷却方法は水冷であった。焼入れ処理後の擬似中間品に対して、６９０℃の焼戻し温度で焼戻しを実施した。なお、焼戻し温度での保持時間は２時間、冷却方法は空冷であった。以上の製造工程により、渦電流式減速装置用ロータを擬似した、各試験番号の擬似ロータ（鋼板）を製造した。各試験番号の擬似ロータ（鋼板）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り、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９５％以上であった。 A 180 kg cylindrical ingot was produced using the molten steel of each test number using an ingot casting method. A portion of the ingot was cut out, heated to 1200°C, and hot forged to produce a 40 mm thick steel plate as a pseudo-intermediate product. The pseudo-intermediate product was quenched at a quenching temperature of 900°C. The holding time at the quenching temperature was 1.5 hours, and the cooling method was water cooling. The quenched pseudo-intermediate product was tempered at a tempering temperature of 690°C. The holding time at the tempering temperature was 2 hours, and the cooling method was air cooling. Using the above manufacturing process, a pseudo rotor (steel plate) of each test number was produced, simulating a rotor for an eddy current reduction gear. The microstructure of the pseudo rotor (steel plate) of each test number was primarily composed of martensite and/or bainite, with a total area ratio of martensite and bainite of 95% or more.

［７００℃での引張試験］
製造した各試験番号の擬似ロータの７００℃での降伏強度（ＭＰａ）を、ＪＩＳＧ０５６７（２０１２）に準拠した測定方法により求めた。具体的には、各試験番号の擬似ロータから、引張試験片を採取した。引張試験片の平行部の長さは４０ｍｍ、標点間の長さは３０ｍｍ、平行部の直径は６ｍｍであった。加熱炉を用いて引張試験片を加熱して、試験片の温度を７００℃にした。７００℃の引張試験片に対して、大気中にて引張試験を実施して、応力－ひずみ曲線を得た。得られた応力－ひずみ曲線から、オフセット法に基づく０．２％耐力を、降伏強度（ＭＰａ）と定義した。得られた７００℃での降伏強度（ＭＰａ）を、表２に示す。 [Tensile test at 700 ° C]
The yield strength (MPa) at 700°C of the manufactured pseudo rotors of each test number was determined using a measurement method in accordance with JIS G 0567 (2012). Specifically, tensile test specimens were taken from the pseudo rotors of each test number. The length of the parallel portion of the tensile test specimen was 40 mm, the length between the gauge points was 30 mm, and the diameter of the parallel portion was 6 mm. The tensile test specimens were heated using a heating furnace to a temperature of 700°C. A tensile test was performed on the 700°C tensile test specimens in air to obtain stress-strain curves. From the obtained stress-strain curves, the 0.2% proof stress based on the offset method was defined as the yield strength (MPa). The obtained yield strengths (MPa) at 700°C are shown in Table 2.

７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ以上であった試験番号についてのみ、熱負荷耐久試験を実施するための渦電流式減速装置用ロータを製造した。具体的には、試験番号１～４、１４及び１５のインゴットを１２００℃に加熱した後、熱間鍛造を実施して、円筒状素材を製造した。円筒状素材に対して、９００℃で１．５時間保持した後に水冷する焼入れ処理を実施し、その後、６９０℃で２時間保持した後に空冷する焼戻し処理を実施した。その後、機械加工し、ホイールに取り付けたアームを溶接で取り付けて、渦電流式減速装置用ロータを製造した。ロータの外径（直径）は４４０ｍｍ，内径（直径）は３９０ｍｍ，円筒部の肉厚は１１ｍｍ，軸方向の長さは８５ｍｍであり、ロータの外周面の冷却フィンの枚数は８１枚であった。 Eddy current reduction gear rotors were manufactured for thermal load durability tests only for test numbers with a yield strength of 140 MPa or greater at 700°C. Specifically, ingots for test numbers 1 to 4, 14, and 15 were heated to 1200°C and then hot forged to produce cylindrical blanks. The cylindrical blanks were quenched by holding them at 900°C for 1.5 hours and then water-cooled. They were then tempered by holding them at 690°C for 2 hours and then air-cooled. The blanks were then machined, and an arm attached to a wheel was welded to produce the eddy current reduction gear rotors. The rotors had an outer diameter of 440 mm, an inner diameter of 390 mm, a cylindrical wall thickness of 11 mm, and an axial length of 85 mm. The rotors had 81 cooling fins on their outer periphery.

［熱負荷耐久試験］
製造した試験番号１～４、１４及び１５のロータに対して、熱負荷耐久試験を実施した。熱負荷耐久試験では、ロータを３０００ｒｐｍで回転させた状態で、制動状態と非制動状態を繰り返し、ロータに熱サイクルを与えた。具体的には、制動状態にし、ロータの温度が７００℃に到達した時点で非制動状態に切り替え、ロータの温度が１００℃まで冷却された時点で制動状態に切り替えるという操作を繰り返し、最低温度１００℃、最高温度７００℃の熱サイクルを２万回与えた。２万回の熱サイクルを与えた後に、ロータの円筒部を軸方向長さの中央部で切断し、その切断面を観察することで、ロータの円筒部の内周面に形成された酸化膜の厚さを計測した。計測した酸化膜の厚さを表３に示す。 [Heat load durability test]
A thermal load endurance test was conducted on the manufactured rotors with test numbers 1 to 4, 14, and 15. In the thermal load endurance test, the rotor was rotated at 3,000 rpm and subjected to a thermal cycle by repeatedly switching between braking and non-braking states. Specifically, the rotor was placed in a braking state, and when the rotor temperature reached 700°C, the brake state was switched back to non-braking. When the rotor temperature cooled to 100°C, the brake state was switched back to braking. This cycle was repeated 20,000 times, resulting in a thermal cycle with a minimum temperature of 100°C and a maximum temperature of 700°C. After the 20,000 thermal cycles, the cylindrical portion of the rotor was cut at the center of its axial length, and the thickness of the oxide film formed on the inner circumferential surface of the cylindrical portion of the rotor was measured by observing the cut surface. The measured oxide film thicknesses are shown in Table 3.

［評価結果］
表２及び表３を参照して、試験番号１～４の擬似ロータは、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ以上であり、７００℃において高い強度を有した。試験番号１～４のロータは、熱サイクル後に形成された酸化膜の厚さが５００μｍ以下であった。すなわち、試験番号１～４のロータは、渦電流式減速装置を構成した際にロータの円筒部とポールピースとの隙間Ｇを小さくできることが分かった。 [Evaluation results]
Referring to Tables 2 and 3, the pseudo rotors of test numbers 1 to 4 had a yield strength of 140 MPa or more at 700°C, and had high strength at 700°C. The rotors of test numbers 1 to 4 had oxide films of 500 μm or less in thickness formed after the thermal cycle. In other words, it was found that the rotors of test numbers 1 to 4 can reduce the gap G between the cylindrical portion of the rotor and the pole piece when used in an eddy current reduction gear device.

一方、試験番号５では、Ｃ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 On the other hand, in test number 5, the C content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号６では、Ｓｉ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 6, the Si content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号７では、Ｍｎ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 7, the Mn content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号８では、Ｍｏ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 8, the Mo content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号９では、Ｖ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 9, the V content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号１０では、Ｎｂ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 10, the Nb content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号１１では、Ａｌ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 11, the Al content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号１２では、Ｂ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 12, the B content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号１３では、Ｎ含有量が低すぎた。そのため、７００℃での降伏強度が１４０ＭＰａ未満となり、７００℃での強度が低すぎた。 In test number 13, the N content was too low. As a result, the yield strength at 700°C was less than 140 MPa, making the strength at 700°C too low.

試験番号１４及び１５のロータは、Ｃｒ含有量が低すぎた。そのため、試験番号１４及び１５のロータは、熱サイクル後に形成された酸化膜の厚さが５００μｍ超であった。すなわち、試験番号１４及び１５のロータは、渦電流式減速装置を構成した際にロータの円筒部とポールピースとの隙間Ｇを小さくできないことが分かった。 The Cr content of the rotors of test numbers 14 and 15 was too low. As a result, the thickness of the oxide film formed on the rotors of test numbers 14 and 15 after the thermal cycle exceeded 500 μm. In other words, it was found that the rotors of test numbers 14 and 15 cannot reduce the gap G between the cylindrical portion of the rotor and the pole piece when used in an eddy current reduction gear device.

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。 The above describes embodiments of the present disclosure. However, the above-described embodiments are merely examples for implementing the present disclosure. Therefore, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by modifying the above-described embodiments as appropriate within the scope of the spirit of the present disclosure.

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
1 eddy current type reduction gear 10 rotor 11 cylindrical portion 12 arm portion 13 wheel portion 20 stator

Claims

A rotor for an eddy current reduction gear,
A cylindrical portion is provided,
The chemical composition of the cylindrical portion is, in mass%,
C: 0.05-0.15%,
Si: 0.10-0.40%,
Mn: 0.50-1.00%,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
Cr: more than 0.10% to 0.40%,
Mo: 0.20-1.00%,
Nb: 0.020-0.060%,
V: 0.040-0.080%,
sol. Al: 0.030 to 0.100%,
B: 0.0005-0.0050%,
N: 0.003-0.010%,
Cu: 0 to 0.20%,
Ni: 0 to 0.20%, and
The balance is composed of Fe and impurities,
In the microstructure of the cylindrical portion, the total area ratio of martensite and bainite is 95% or more.
Rotor for eddy current reduction gear.

2. The rotor for an eddy current type reduction gear according to claim 1,
The chemical composition is
Cu: 0.01 to 0.20%, and
Ni: 0.01 to 0.20%; containing one or more elements selected from the group consisting of:
Rotor for eddy current reduction gear.