JPH0481274A - 電磁クラッチ磁気遮断部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は産業用電磁クラッチの磁気遮断部品の製造方法
に関し、更に詳しくは、鋼製円盤（磁性材料）の一部に
安定した低い透磁率を有する非磁性部分を設ける方法に
関する。 （従来の技術及び解決しようとする課題）産業用電磁ク
ラッチの主要部品であるロータは、鋼製円盤（磁性材料
）の一部に非磁性部分を設けることにより、磁気を遮断
し、クラッチとしての機能を保持している。 この磁気遮断部品の製作方法としては、従来、次のよう
な（１）〜（３）の方法がある。 （１）　ｍ製円盤に同心円状に溝加工を施し、そこにリ
ング状のステンレス鋼を挿入の後、銅ろう等のろう材を
用いて真空中或いは雰囲気中でロウ付けを行う方法（第
１図参照）。 （２）鋼製円盤に同心円状に溝加工を施し、そこにリン
グ状のステンレス鋼を挿入の後、その鋼製円盤とステン
レス鋼の接合面を電子ビーム溶接或いはレーザビーム溶
接により一体化し、その後、機械加工により底部の未溶
着部を削除する方法（第２図参照）。 （３）鋼製同心円状にＶ形の溝を加工し、ステンレス制
用の消耗式電極を用いた多パスアーク溶接によりその開
先内を溶接金属で満たす方法（第３図参照）。 しかし、これらの方法には次のような欠点があった。 Ωｙ外方鷹聾ユ ■ろう付は部の強度は、嵌め合いの寸法精度、ろう材の
配置方法、ろう付は温度、ろう付は時間、ろう付は雰囲
気の微小な変化により大きく変動する。このため、ろう
付は部の強度は安定しないことが多く、クラッチとして
の信頼性に乏しい。 ■したがって、これらの変動因子の精度を特に厳密にコ
ントロールしなければならず、材料の加工精度並びにろ
う付は装置の制御精度を極めて高くしなければならない
。 ■難削材であるステンレス鋼をリング状に加工するコス
トが高い。 ■ろう付は作業がバッチ式となり、能率が劣る。 このため、大量生産に不向きである。 ΩＢ欠か直上 ■溶接部はステンレス鋼と異材溶接となるためビーム照
射位置により溶接金属の化学組成が変動し、割れ等の欠
陥を生ずることがあり、ろう付は部の強度が不安定であ
る。 ■電子ビーム溶接、レーザ溶接では、例えば、０．５ｍ
ｍφ程度の小さなスポットのビームを照射するため、リ
ング状のステンレス鋼と鋼製円盤の溝部との開先間隔が
このビームスポットより大きいと、ビームが開先間を通
過して溶接ができないことがある。 ■これらを防ぐためには、開先及びリング状ステンレス
鋼の加工精度を極めて高くする必要があり、コストが高
くなる。 ■開先加工精度を極めて高くしても、ビームスポットが
そこに照射されなければ、良好な溶接はできない。この
ため、開先位置をビームスポット照射位置に一致させる
ために高度の位置決め機構が必要であり、溶接装置のコ
ストが高くなる。 ■難削材であるステンレス鋼をリング状に加工するため
、コストが高い。 ■溶接装置である電子ビーム溶接機、レーザ溶接機のイ
ニシアルコストが極めて高い。 ■電子ビーム溶接は、通常真空中で行なわれるため、作
業がバッチ式となり、能率が劣る。 Ω瀉欠机汲ふ 加工した開先内に、被覆アーク溶接、ガスシールドアー
ク溶接、サブマージアーク溶接等の消耗式電極を用いて
肉盛溶接を行う方法であるので、一般のステンレス鋼用
の溶接材料が使用でき、かつ溶接施工がアーク溶接用設
備でよく、工事が比較的容易であるという特徴を有して
いる。しかし、開先内を多パス溶接するため、溶接方法
、溶接条件の選定が不適当であると、母材である鋼製円
盤中の鉄（Ｆｅ）が溶接金属中に多量に侵入し、溶接金
属に割れを生じたり、溶接金属の透磁率が高くなりすぎ
て、クラッチの磁気遮断部品としての機能を果たさなく
なる。 例えば、サブマージアーク溶接は単位時間当たりの溶着
金属量が多いので、能率的な施工方法であるが、上記の
ように溶接金属中に多量の鉄が侵入して溶接金属に割れ
が生じ、かつクラッチの磁気遮断部品として必要な透磁
率が得られず、適用できない。 このように、従来技術では、いずれも安定的な性能を有
する磁気遮断部品を製作できないという欠点があった。 したがって、磁気遮断部品をクラッチ機能として必要な
十分な接合強度と透磁率を有する製造方法の開発が望ま
れているのが実情である。 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的とするところは、鋼製円盤
の一部にクラッチ機能を果たすのに必要な透磁率と安定
した十分な接合強度を有する非磁性部分を得る方法を提
供することにある。 （課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため、本発明者は、従来法のうち、
特に（３）の方法における欠点を解消し得る方法につい
て鋭意研究を重ねた結果、一定の開先寸法のもとてＭＩ
Ｇ溶接により１層当たり１バスの条件で余盛りすること
により可能であることを見い出し、ここに本発明をなし
たものである。 すなわち、本発明は、電磁クラッチ磁気遮断部品におけ
る鋼製円盤の一部に非磁性部分を設けるに当たり、鋼製
円盤に幅９〜１１ｍｍのＵ溝を加工し、その溝を開先と
し、ＪＩＳ　　ｚ３３２．Ｉ　　Ｙ３０９或いはＹ３０
９Ｌに適合したステンレス鋼用消耗式電極を用いたＭＩ
Ｇ溶接にて１層当たり１パスの条件にて溶接し、かつ、
その溶接部の最終層の表面高さが母材を基準として１ｍ
ｍ以上３ｍｍ以下低い寸法になるように溶接施工するこ
とを特徴とする電磁クラッチ磁気遮断部品の製造方法を
要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 前述のように、本発明は、要するに、鋼製円盤に形成す
る開先として＠９〜１１ｍｍの狭開先幅とすること、ス
テンレス鋼用の消耗式電極ＪＩＳＺ３３２１　　Ｙ３０
９或いはＹ３０９Ｌを用イテその溝内を１層当たり１パ
スにて溶接し、かつ溶接金属の最終層表面が母材の表面
より１ｍｍ以上３ｍｍ以下となるように施工することに
ある。 開先幅が９ｍｍ未満の場合及び１１ｍｍを超える場合は
、融合不良が生じるので、開先幅は９〜１１ｍｍの範囲
とする。 ＭＩＧ溶接に用いる電極材料としては、非磁性の溶接金
属において電磁クラッチ用磁気遮断部品として必要な透
磁率を得るために、ステンレス鋼用の電極としてＪＩＳ
　　２３３２１（溶接用ステンレス鋼棒及びワイヤ）に
規定されているもののうち、ｙ３０９ｔいはＹ３０９Ｌ
を使用する。しかし、Ｎｉ及びＣｒ量が比較的少ないＹ
３０９やＹ３０８Ｌ、Ｃｒ量が比較的少なく且つＭｏ含
有のＹ３１６や３１６Ｌでは、電磁クラッチ用磁気遮断
部品として必要な透磁率が得られない。 なお、Ｙ３０９及びＹ　３０９　Ｌ（７）化学成分は、
Ｎｉ：１２．Ｏ〜１４．０％、Ｃｒ：２３．０−２５．
０％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ≦０．０３％、Ｍｎ：１．０
〜２．５％、ＳｉＳ２．６５％、Ｃ５０，１２％（Ｙ３
０９ＬではＣ５０，０３０％）である。 ＭＩＧ溶接の積層法は、１層当たり１パスの条件で開先
溝を溶接する必要がある。１層当たり２パス以上の多パ
スにすると、母材（鋼製円盤）中のＦｅが溶接金属中に
多量に浸入して、溶接金属に割れが生じたり、溶接金属
の透磁率が高くなりすぎるので好ましくない。 更に、溶接金属の最終層の高さは、母材の表面よりも１
〜３ｍｍ低い高さとする必要がある。母材表面から１ｍ
ｍ以内である場合（同一高さや、母材表面上に余盛が出
る高さを含む）は、透磁率が高くなりすぎ、また母材表
面から３ｍｍよりも低くすると、溶接作業性が悪くなる
と共に溶接施工後の母材の切削コストが高くなる。 なお、他のＭＩＧ溶接条件は特に制限されない。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 失旅孤圭 第４図に示すように、鋼材（８１０Ｃ）の円盤に＠（Ｗ
）が７〜１５ｍｍ、深さ（Ｄ）が１５ｍｍのＵ型の開先
溝を加工した。 次いで、第５図に示すように、ＪＩＳ　　Ｚ３３２１　
　Ｙ３０９或いは３０９Ｌに適合する消耗式電極を用い
、第２表に示す溶接条件で溝内を１層当たり１パスにて
ＭＩＧ溶接した。その際、溶接金属最終層の高さを母材
である鋼材（８１０Ｇ）の表面より１ｍｍ低くした。そ
の後、第６図に示すように母材表面側より機械加工にて
切削して仕上げた。 このようにして製作した一部に非磁性部品を有する鋼製
円盤について、放射線透過試験にて内部の欠陥を調査し
た。その結果を第１表に示す。 第１表より明らかなように、開先の溝幅が９〜１１ｎ＋
ｎ＋の範囲の場合に限り、溶接部に融合不良などの欠陥
が認められないが、溝幅が８ｍｍ以下及び１２ｍｍ以上
では融合不良欠陥が認められた。したがって、クラッチ
用ロータとしては開先の溝幅が９〜１１ｍｍの範囲が適
切であることがわかる。また、このように開先幅が９〜
１１ｍｍ、すなわち、１０ｍｍ±１ｍｍでよいので、機
械加工の精度がかなり余裕があり、大幅な加工費の低減
も可能となる。 第 表 実施例２ 実施例１の場合と同様の要領にて鋼製円盤に幅１０．５
ｍｍ、深さ１５ｍｍのＵ型の開先溝を加工し、次いで第
３表に示す種々のワイヤ（ＪＪＳＺ３３２１のＹ３０９
、Ｙ３０９、Ｙ３０９Ｌ、Ｙ３１６及びＹ３１６Ｌ）を
使用して、第４表に示す条件にてＭＩＧ溶接を行い、そ
の後仕上加工した。 溶接金属最終層の表面高さは実施例１の場合と同じにし
た。 最終層溶接金属部の透磁率を測定した結果を第３表に示
す。 第３表より、ワイヤとしてＹ３０９とＹ３０９Ｌを用い
た場合に限り、電磁クラッチ用磁気遮断部品として必要
な透磁率μ≦１．２が得られることがわかる。

【以下余白】

矢」１」灸 実施例１の場合と同様の要領にて鋼製円盤に幅１０．０
ｍｍ、深さ１５ｍｍのＵ型の開先溝を加工し、次いでワ
イヤＹ３０９を用い、第６表に示す条件にて、ＭＩＧ溶
接を行った。その際、最終層溶接部の高さを母材表面を
基準として一５ｍｍから＋５ｍｍの範囲に変化させて溶
接した（第７図（、）、（ｂ）参照）。溶接後、仕上加
工した。 溶接部表面の透磁率の測定結果を第５表に示す。 第５表より、最終層溶接部の高さを母材表面を基準とし
て−１１より深くすれば、電磁クラッチ用磁気遮断部品
として必要な透磁率μ≦１．２の溶接金属が得られるこ
とがわかる。なお、この最終溶接部の高さは一１ｍｍよ
り深ければ透磁率に大きな変動はないが、−４ｍｍ以上
深くなると溶接作業がやりにくくなると共に仕上加ニジ
こよる母材の削除範囲が大きくなって工数が増加するの
で、最大−３ｍｍが限度である。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、電磁クラッチ磁
気遮断部品の鋼製円盤の一部に継手強度が十分で、かつ
安定した低い透磁率を有する非磁性部分を設けることが
できるので、産業用電磁クラッチ磁気遮断部品の信頼性
、安全性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来法の溶接要領を説明する図、第４
図は開先溝の寸法形状を示す説明図、第５図はその溝の
積層法を説明する図、第６図は溶接後の仕上加工を説明
する図、第７図（ａ）、（ｂ）は余盛り高さを説明する
図で、（ａ）は母材表面を基準としてプラス（＋）の場
合、（ｂ）はマイナス（−）の場合をそれぞれ示してい
る。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 同　　　　神鋼電機株式会社 代理人弁理士　中　　村　　　尚 第 図 ステンレス個　。 ＼　Ｃ′ ｌ１ｌ）’ 「−］ アー７ｊ）％１） １６一 徐４にリ　７ｖう又（十） （ｂ） ７＃：盗１１マイナス（−）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁クラッチ磁気遮断部品における鋼製円盤の一
   部に非磁性部分を設けるに当たり、鋼製円盤に幅９〜１
   １ｍｍのＵ溝を加工し、その溝を開先とし、ＪＩＳＺ３
   ３２１Ｙ３０９或いはＹ３０９Ｌに適合したステンレス
   鋼用消耗式電極を用いたＭＩＧ溶接にて１層当たり１パ
   スの条件にて溶接し、かつ、その溶接部の最終層の表面
   高さが母材を基準として１ｍｍ以上３ｍｍ以下低い寸法
   になるように溶接施工することを特徴とする電磁クラッ
   チ磁気遮断部品の製造方法。
2. （２）前記溶接施工後に、最終層の高さまで母材を切削
   仕上加工する請求項１に記載の方法。