CN117222825A - 涡电流式阻尼器 - Google Patents

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CN117222825A CN202280029784.3A CN202280029784A CN117222825A CN 117222825 A CN117222825 A CN 117222825A CN 202280029784 A CN202280029784 A CN 202280029784A CN 117222825 A CN117222825 A CN 117222825A
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藤田卓也
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Abstract

本发明的涡电流式阻尼器(10)具备导电部件(1)、磁铁保持部件(2)、多个永久磁铁(3)和滑动件(91、92)。磁铁保持部件(2)配置在导电部件(1)的内侧。永久磁铁(3)由磁铁保持部件(2)的外周面保持,与导电部件(1)的内周面隔开间隙(G)而相对。在导电部件(1)的内周面及磁铁保持部件(2)的外周面的一方或双方设置凸部(11、12、21、22)。在沿中心轴的剖面观察阻尼器(10)时,在凸部(11、12、21、22)与相对部之间形成间隙(g1、g2)。凸部(11、12、21、22)与相对部之间的间隙(g1、g2)比导电部件(1)的内周面与永久磁铁(3)之间的间隙(G)小。滑动件(91、92)设置在凸部(11、12、21、22)、或导电部件(1)的内周面或磁铁保持部件(2)的外周面中与凸部(11、12、21、22)相对的部分。

Description

涡电流式阻尼器
技术领域
本发明涉及一种涡电流式阻尼器。
背景技术
为了保护建筑物免受地震等引起的振动,使用了减振装置。减振装置例如安装在建筑物的柱或梁上,以抑制建筑物的振动。作为这种减振装置的一种已知有涡电流式阻尼器(eddy current-type damper)。
专利文献1公开了一种包含圆筒状的导电部件、圆筒状的磁铁保持部件和多个永久磁铁的涡电流式阻尼器。在专利文献1的涡电流式阻尼器中,磁铁保持部件例如配置在导电部件的内侧。永久磁铁由磁铁保持部件保持,与导电部件隔开间隙而相对。在磁铁保持部件的轴向的一端部固定有滚珠螺杆的螺母。滚珠螺杆的螺杆轴贯通螺母并延伸到磁铁保持部件内。螺杆轴和导电部件分别通过安装部件安装在建筑物的柱或梁上。
当建筑物因地震等而振动,向专利文献1的涡电流式阻尼器输入振动时,滚珠螺杆的螺杆轴沿其轴向移动。伴随之,滚珠螺杆的螺母及磁铁保持部件绕螺杆轴旋转。由此,保持在磁铁保持部件的永久磁铁相对于导电部件相对旋转,因此,在导电部件上产生涡电流(涡流)。通过该涡电流与永久磁铁形成的磁场的相互作用,产生与螺母及磁铁保持部件的旋转方向相反方向的阻力(洛伦兹力),妨碍螺母及磁铁保持部件的旋转。其结果,螺杆轴的轴向的移动也被妨碍,建筑物的振动被衰减。
专利文献2及3也公开了一种包含导电部件、磁铁保持部件和多个永久磁铁的涡电流式阻尼器。在专利文献2的涡电流式阻尼器中,永久磁铁配置在设于磁铁保持部件的外周面的凹部内。也可以在磁铁保持部件的外周面中的在轴向上位于凹部的两侧的端部设置有散热片。根据专利文献2,通过散热片与磁铁保持部件一起旋转,涡电流式阻尼器内的空气流动,导电部件及永久磁铁的热被扩散。
在专利文献3的涡电流式阻尼器中,在磁铁保持部件的外周面设置有强磁性环部。强磁性环部设置在磁铁保持部件的轴向的两端部。强磁性环部与导电部件的内周面隔开间隙而相对。在专利文献3中记载,在永久磁铁的附近形成由强磁性环部构成的磁路,该磁路的磁场不朝向滚珠螺杆的螺母。由此,防止由永久磁铁形成的磁路的磁场泄漏,防止磁场到达螺母。因此,能够防止由磁路的磁场的泄漏引起的振动衰减性能的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2019/044722号
专利文献2:(日本)特开2019-100438号公报
专利文献3:(日本)特开2019-078332号公报
发明要解决的课题
如各专利文献所记载的那样,在使用永久磁铁的涡电流式阻尼器中,多个永久磁铁与导电部件隔开间隙而相对。该间隙越小,永久磁铁的磁场越容易影响导电部件。因此,为了提高涡电流式阻尼器的阻力,优选尽可能缩小永久磁铁与导电部件之间的间隙。但是,若缩小永久磁铁与导电部件之间的间隙,则永久磁铁有可能与导电部件接触。
例如,滚珠螺杆的螺母在旋转时沿径向摆动与在螺杆槽中滚动的滚珠的间隙的量。在这种情况下,保持永久磁铁的磁铁保持部件也与螺母一起沿径向摆动。使用涡电流式阻尼器时,滚珠越磨损,滚珠与螺母的间隙越扩大,因此旋转时的螺母的摆动越大。通过这样的螺母的摆动,有可能产生永久磁铁与导电部件的接触。
或者,由于构成涡电流式阻尼器的各部件间的间隙(晃动),相应地,保持永久磁铁的磁铁保持部件有时沿径向移动。由于永久磁铁的磁力(引力)作用于永久磁铁与导电部件之间,因此永久磁铁及磁铁保持部件容易接近导电部件。因此,有可能发生永久磁铁与导电部件的接触。
或者,在来自建筑物的振动相对于滚珠螺杆的螺杆轴相对于轴向倾斜地输入的情况下,构成涡电流式阻尼器的各部件有时变形,有时沿径向移动。由此,有可能产生永久磁铁与导电部件的接触。
这样,通过螺母的摆动、永久磁铁的引力、或者振动的输入方向、或者它们的组合,在涡电流式阻尼器的使用中,永久磁铁有可能与导电部件接触。在永久磁铁与导电部件的间隙过小的情况下,特别容易产生永久磁铁与导电部件的接触。在永久磁铁与导电部件接触的情况下,永久磁铁有破损的危险。但是,从提高涡电流式阻尼器的阻力的观点出发,需要缩小永久磁铁与导电部件之间的间隙。
发明内容
本发明的课题在于提供一种能够缩小永久磁铁与导电部件的间隙的同时,防止永久磁铁与导电部件的接触的涡电流式阻尼器(涡流式阻尼器)。
本发明的涡电流式阻尼器具备导电部件、磁铁保持部件、多个永久磁铁和滑动件。导电部件具有筒状。磁铁保持部件配置在导电部件的内侧。磁铁保持部件具有筒状。磁铁保持部件构成为能够绕其中心轴旋转。永久磁铁沿磁铁保持部件的周向排列。永久磁铁由磁铁保持部件的外周面保持。永久磁铁与导电部件的内周面隔开间隙而相对。滑动件具有比导电部件的内周面及磁铁保持部件的外周面的摩擦系数小的摩擦系数。在导电部件的内周面及磁铁保持部件的外周面的一方或双方设有凸部。凸部向导电部件或磁铁保持部件的径向突出,并沿周向延伸。在沿上述中心轴的剖面观察涡电流式阻尼器时,在凸部和在径向上与该凸部相对的相对部之间形成有间隙。在沿上述中心轴的剖面观察涡电流式阻尼器时,凸部与相对部的间隙比导电部件的内周面与永久磁铁的间隙小。滑动件例如设置在凸部。或者,也可以在导电部件的内周面或磁铁保持部件的外周面中与凸部相对的部分设置滑动件。
发明效果
根据本发明的涡电流式阻尼器,能够缩小永久磁铁与导电部件的间隙的同时,防止永久磁铁与导电部件的接触。
附图说明
图1是第一实施方式的涡电流式阻尼器的纵剖面图。
图2是第一实施方式的涡电流式阻尼器的横剖面图。
图3是图1所示的涡电流式阻尼器的纵剖面的局部放大图。
图4是第二实施方式的涡电流式阻尼器的纵剖面图,是放大表示该涡电流式阻尼器的一部分的图。
图5是第三实施方式的涡电流式阻尼器的纵剖面图,是放大表示该涡电流式阻尼器的一部分的图。
图6是第四实施方式的涡电流式阻尼器的纵剖面图,是放大表示该涡电流式阻尼器的一部分的图。
图7是第五实施方式的涡电流式阻尼器的纵剖面图,是放大表示该涡电流式阻尼器的一部分的图。
图8是各实施方式的变形例的涡电流式阻尼器的纵剖面图,是放大表示该涡电流式阻尼器的一部分的图。
图9是各实施方式的另一变形例的涡电流式阻尼器的纵剖面图,是放大表示该涡电流式阻尼器的一部分的图。
具体实施方式
实施方式的涡电流式阻尼器具备导电部件、磁铁保持部件、多个永久磁铁和滑动件。导电部件具有筒状。磁铁保持部件配置在导电部件的内侧。磁铁保持部件具有筒状。磁铁保持部件构成为能够绕其中心轴旋转。永久磁铁沿磁铁保持部件的周向排列。永久磁铁由磁铁保持部件的外周面保持。永久磁铁与导电部件的内周面隔开间隙而相对。滑动件具有比导电部件的内周面及磁铁保持部件的外周面的摩擦系数小的摩擦系数。在导电部件的内周面及磁铁保持部件的外周面的一方或双方设有凸部。凸部向导电部件或磁铁保持部件的径向突出,并沿周向延伸。在沿上述中心轴的剖面观察涡电流式阻尼器时,在凸部和在径向上与该凸部相对的相对部之间形成有间隙。在沿上述中心轴的剖面观察涡电流式阻尼器时,凸部与相对部的间隙比导电部件的内周面与永久磁铁的间隙小。滑动件例如设置在凸部。或者,也可以在导电部件的内周面或磁铁保持部件的外周面中与凸部相对的部分设置滑动件(第一结构)。
在第一结构的涡电流式阻尼器中,在导电部件的内周面及与其相对的磁铁保持部件的外周面中的一方或双方设置有凸部。在沿磁铁保持部件的中心轴的剖面(纵剖面)上观察涡电流式阻尼器时,凸部与和该凸部相对的相对部的间隙比导电部件的内周面与永久磁铁的间隙。因此,当保持在磁铁保持部件上的永久磁铁以某种原因接近导电部件的方式移动时,导电部件的内周面和磁铁保持部件的外周面优先在凸部的位置接触。在这种情况下,永久磁铁不与导电部件的内周面接触。因此,根据第一结构的涡电流式阻尼器,能够防止永久磁铁与导电部件的接触。另外,通过不产生永久磁铁与导电部件的接触,能够缩小永久磁铁与导电部件的间隙。其结果,能够提高涡电流式阻尼器的阻力。
在第一结构的涡电流式阻尼器中,在导电部件的内周面和/或磁铁保持部件的外周面所形成的凸部、或导电部件的内周面或磁铁保持部件的外周面中与凸部相对的部分设置有滑动件。因此,能够降低凸部位置的导电部件的内周面与磁铁保持部件的外周面之间的摩擦阻力。因此,当导电部件的内周面与磁铁保持部件的外周面在凸部的位置接触时,能够抑制因该接触而阻碍磁铁保持部件的旋转。另外,由于能够减轻导电部件的内周面及磁铁保持部件的外周面的磨损,所以能够将凸部位置的导电部件的内周面与磁铁保持部件的外周面的间隙维持得较小。由此,能够长期防止永久磁铁与导电部件的接触。
凸部与其相对部的间隙优选为导电部件的内周面与永久磁铁的间隙的70%以下(第二结构)。
上述涡电流式阻尼器还可以具备滚珠螺杆。滚珠螺杆包括螺母和螺杆轴。螺母例如固定在磁铁保持部件的轴向的一端部。螺杆轴贯通该螺母。在这种情况下,也可以在轴向上比磁铁保持部件的另一端部更接近螺母固定的一端部的位置配置凸部(第三结构)。
如上所述,作为产生永久磁铁与导电部件的接触的主要原因之一,可以列举出滚珠螺杆的螺母的摆动。与此相对,在第三结构中,在磁铁保持部件的轴向的两端部中,在接近固定螺母的端部的位置配置有凸部。因此,在使用涡电流式阻尼器时,即使旋转中的螺母摆动而磁铁保持部件与螺母一起向导电部件侧移动,凸部也会立即与导电部件的内周面或磁铁保持部件的外周面接触,从而能够限制磁铁保持部件的移动。因此,能够更有效地防止永久磁铁与导电部件的接触。
凸部也可以分别配置在磁铁保持部件的轴向的两端部。或者,凸部也可以分别配置在导电部件中与磁铁保持部件的两端部对应的位置(第四结构)。
在第四结构中,在磁铁保持部件的轴向的两端部或导电部件中与磁铁保持部件的两端部对应的位置配置有凸部。在这种情况下,导电部件的内周面与磁铁保持部件的外周面通过多个凸部接触。因此,能够使导电部件的内周面与磁铁保持部件的外周面之间的载荷分散到多个凸部,能够降低各凸部与导电部件的内周面或磁铁保持部件的外周面的接触面压。
凸部也可以设置在磁铁保持部件的外周面(第五结构)。
从沿中心轴的剖面观察涡电流式阻尼器时凸部也可以具有圆弧状(第六结构)。
在第六结构中,在涡电流式阻尼器的纵剖面图中,凸部具有圆弧状。在这种情况下,由于凸部能够与该相对部线状地接触,所以凸部与相对部的接触面积变小。由此,能够降低凸部位置的导电部件的内周面与磁铁保持部件的外周面之间的摩擦阻力。
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各图中,对于相同或相当的结构标注相同的符号,不重复相同的说明。
<第一实施方式>
[涡电流式阻尼器的整体结构]
图1是表示第一实施方式的涡电流式阻尼器10的概略结构的纵剖面图。涡电流式阻尼器10例如通过安装部件20a、20b安装在建筑物的柱或梁上,抑制建筑物的振动。
参照图1,涡电流式阻尼器10具备导电部件1、磁铁保持部件2、多个永久磁铁3和滚珠螺杆4。
(导电部件)
导电部件1具有以图1所示的点划线X为中心轴的筒状。导电部件1例如具有实质上的圆筒状。以下,关于涡电流式阻尼器10及其构成部件,将导电部件1的中心轴X延伸的方向称为轴向,将围绕中心轴X的圆或圆筒的径向简称为径向。
导电部件1的轴向两端部由支承部件51、52支承。支承部件51、52分别具有筒状。在本实施方式中,支承部件51、52中的导电部件1侧的部分形成为圆锥筒状,其他部分形成为圆筒状。支承部件51、52分别与导电部件1实质上同轴地配置。一支承部件51与导电部件1的轴向的一端部连接。另一个支承部件52与导电部件1的轴向的另一端部连接。支承部件52通过安装部件20b安装在建筑物的柱或梁上。由此,导电部件1被固定在建筑物上。
在图1的例子中,支承部件51、52与导电部件1一体形成。但是,支承部件51、52也可以与导电部件1分体。在支承部件51、52与导电部件1分体的情况下,例如可以使用螺栓等将支承部件51、52连接到导电部件1。
导电部件1由具有导电性的材质构成。导电部件1的材质例如是碳钢或铸铁等强磁性体。导电部件1的材质可以是铁素体系不锈钢等弱磁性体,也可以是铝合金、奥氏体系不锈钢或铜合金等非磁性体。
(磁铁保持部件)
磁铁保持部件2具有筒状。磁铁保持部件2例如具有实质上的圆筒状。磁铁保持部件2具有与导电部件1共通的中心轴X,配置在导电部件1的内侧。即,磁铁保持部件2在径向上在导电部件1的内侧与导电部件1实质上同轴地配置。磁铁保持部件2构成为能够绕中心轴X旋转。
磁铁保持部件2的轴向的两端部由支承部件61、62支承。支承部件61、62分别在径向上配置在导电部件1的支承部件51、52的内侧。
一支承部件61例如包括环状的凸缘部611和筒部612。凸缘部611及筒部612与磁铁保持部件2实质上同轴地配置。凸缘部611经由滚珠螺杆4固定在磁铁保持部件2的轴向的一端部。筒部612从凸缘部611向安装部件20a侧延伸。筒部612插入导电部件1的支承部件51的圆筒状部分。
另一支承部件62例如包括环状的凸缘部621和筒部622。凸缘部621及筒部622与磁铁保持部件2实质上同轴地配置。凸缘部621与磁铁保持部件2的轴向的另一端部连接。筒部622从凸缘部621向安装部件20b侧延伸。筒部622插入导电部件1的支承部件52的圆筒状部分。
在图1的例子中,支承部件62与磁铁保持部件2一体形成。但是,支承部件62也可以与磁铁保持部件2分体。在支承部件62与磁铁保持部件2分体的情况下,例如可以使用螺栓等将支承部件62连接到磁铁保持部件2。
在导电部件1的支承部件51、52与磁铁保持部件2的支承部件61、62之间,设置有用于支承轴向载荷的轴承71、72。在本实施方式中,轴承71在轴向上配置在支承部件51的圆筒状部分与支承部件61的凸缘部611之间。轴承72在轴向上配置在支承部件52的圆筒状部分与支承部件62的凸缘部621之间。
在导电部件1的支承部件51、52与磁铁保持部件2的支承部件61、62之间,还设置有用于支承径向载荷的轴承81、82。在本实施方式中,轴承81在径向上配置在支承部件51的圆筒状部分与支承部件61的筒部612之间。轴承82在径向上配置在支承部件52的圆筒状部分与支承部件62的筒部622之间。
作为轴承71、72、81、82,可以适当选择使用公知的轴承。用于支承轴向载荷的轴承71、72例如可以是滚珠轴承或滚柱轴承等滚动轴承,也可以是滑动轴承。同样地,用于支承径向载荷的轴承81、82例如可以是滚珠轴承或滚柱轴承等滚动轴承,也可以是滑动轴承。
在本实施方式中,磁铁保持部件2由具有磁性的材质构成。磁铁保持部件2的材质优选导磁率高的材质。所谓导磁率高的材质,例如是碳钢、铸铁等强磁性体。
(永久磁铁)
多个永久磁铁3由磁铁保持部件2的外周面保持。永久磁铁3的各个例如通过粘接剂固定在磁铁保持部件2的外周面上。永久磁铁3的各个也可以通过螺栓等固定在磁铁保持部件2的外周面上。永久磁铁3与导电部件1的内周面隔开间隙而相对。
图2是以与中心轴X垂直的平面切断涡电流式阻尼器10的剖面图(横剖面图)。在图2中,仅表示导电部件1、磁铁保持部件2及多个永久磁铁3的一部分。
参照图2,永久磁铁3在磁铁保持部件2的外周面上沿磁铁保持部件2的周向排列。这些永久磁铁3在磁铁保持部件2的整周上实质上等间隔地排列。在本实施方式中,永久磁铁3的各个磁极(N极及S极)沿径向排列。永久磁铁3以在磁铁保持部件2的周向上相邻的永久磁铁3彼此的磁极反转的方式设置在磁铁保持部件2上。即,在某个永久磁铁3中,N极配置在径向的外侧,S极配置在径向的内侧的情况下,在位于该永久磁铁3的两侧的永久磁铁3中,S极配置在径向的外侧,N极配置在径向的内侧。
(滚珠螺杆)
返回图1,滚珠螺杆4包括螺母41和螺杆轴42。
螺母41包括环状的凸缘部411和筒部412。凸缘部411及筒部412与磁铁保持部件2实质上同轴地配置。凸缘部411配置在磁铁保持部件2与支承部件61之间。更详细地说,凸缘部411配置在磁铁保持部件2的轴向的一端部与支承部件61的凸缘部611之间。筒部412从凸缘部411向磁铁保持部件2内延伸。
螺母41固定在磁铁保持部件2上。更具体地说,螺母41通过凸缘部411固定在磁铁保持部件2的轴向的一端部。螺母41也固定在磁铁保持部件2的支承部件61上。更具体地说,螺母41通过凸缘部411固定在支承部件61的凸缘部611上。螺母41例如通过螺栓等固定在磁铁保持部件2及支承部件61上。
螺杆轴42贯通螺母41。螺杆轴42构成为能够相对于螺母41沿轴向移动,并且随着轴向的移动而使螺母41绕螺杆轴42(中心轴X)旋转。随着螺母41的旋转,磁铁保持部件2绕中心轴X旋转。
滚珠介于螺杆轴42的外周面与螺母41的内周面之间。滚珠在螺杆轴42沿轴向移动时,沿着设于螺杆轴42的外周面及螺母41的内周面的螺杆槽滚动。螺杆轴42的轴向的一端部通过安装部件20a安装在建筑物的柱或梁上。即,螺杆轴42被固定在建筑物上。
[涡电流式阻尼器的详细结构]
图3是涡电流式阻尼器10的纵剖面(图1)的局部放大图。下面,参照图3,对涡电流式阻尼器10的更详细的结构进行说明。
如图3所示,在本实施方式中,在磁铁保持部件2的外周面设置有向径向突出的凸部21、22。凸部21、22是磁铁保持部件2的外周面中与其他部分相比向导电部件1侧突出的部分。凸部21、22相对于永久磁铁3向导电部件1侧突出。即,凸部21、22的表面的一部分在径向上位于永久磁铁3的外侧。
凸部21、22分别沿磁铁保持部件2的周向延伸。凸部21、22优选分别设置在磁铁保持部件2的整周上。凸部21、22分别例如在磁铁保持部件2的整周上不间断地设置。即,凸部21、22分别具有例如圆环状。或者,凸部21、22分别也可以在磁铁保持部件2的周向上被分割成多个部分。
凸部21、22在轴向上配置在永久磁铁3的两侧。凸部21、22分别配置在磁铁保持部件2的轴向的两端部。一凸部21在磁铁保持部件2的外周面上设置在轴向的一端部,换言之,设置在与螺母41邻接的端部。另一凸部22在磁铁保持部件2的外周面上设置在轴向的另一端部,换言之,设置在远离螺母41的端部。
在本实施方式中,涡电流式阻尼器10还具备滑动件91、92。滑动件91设置在导电部件1的内周面中与设置在磁铁保持部件2的外周面上的凸部21相对的部分。滑动件92设置在导电部件1的内周面中与设置在磁铁保持部件2的外周面的凸部22相对的部分。滑动件91、92分别在导电部件1的整周上不间断地设置。
滑动件91、92分别具有比导电部件1的内周面及磁铁保持部件2的外周面的摩擦系数小的摩擦系数。滑动件91、92例如可以使用氟树脂等低摩擦系数的材料构成。例如,也可以在导电部件1的内周面设置槽部,在该槽部埋入低摩擦系数的材料作为滑动件91、92。或者,滑动件91、92也可以是由低摩擦系数的材料制成的涂层。
从沿着中心轴X(图1)的剖面(纵剖面)观察涡电流式阻尼器10时,在设于磁铁保持部件2的外周面的凸部21与涡电流式阻尼器10中的在径向上与凸部21相对的部分(相对部)之间形成有间隙g1。间隙g1比导电部件1的内周面与永久磁铁3的间隙G小。同样地,从纵剖面观察涡电流式阻尼器10时,在设于磁铁保持部件2的外周面的凸部22与涡电流式阻尼器10中的在径向上与凸部22相对的部分(相对部)之间形成有间隙g2。间隙g2比导电部件1的内周面与永久磁铁3的间隙G小。间隙g1、g2是在凸部21、22的位置设置在导电部件1的内周面与磁铁保持部件2的外周面之间的空间。在纵剖面上观察涡电流式阻尼器10时,间隙g1、g2由从凸部21、22到它们的相对部的最短距离定义。如本实施方式那样,在导电部件1的内周面设有滑动件91、92的情况下,间隙g1、g2分别成为从凸部21、22的顶面到滑动件91、92的表面的径向上的距离。另一方面,在纵剖面上观察涡电流式阻尼器10时,间隙G由导电部件1与永久磁铁3的最短距离来定义。换言之,间隙G是从永久磁铁3的表面到导电部件1的内周面的径向上的距离。
形成在凸部21、22与滑动件91、92之间的间隙g1、g2例如可以为导电部件1与永久磁铁3的间隙G的70%以下。虽然没有特别限定,但是导电部件1和永久磁铁3的间隙G例如可以为0.5mm以上且2.0mm以下。凸部21、22各自与永久磁铁3的轴向上的距离例如可以为间隙G的5倍左右。
[涡电流式阻尼器的动作]
再次参照图1,建筑物因地震等而振动,当向涡电流式阻尼器10输入振动时,滚珠螺杆4的螺杆轴42沿轴向移动。伴随之,滚珠螺杆4的螺母41绕中心轴X旋转。磁铁保持部件2及永久磁铁3与螺母41一起绕中心轴X旋转。由此,永久磁铁3相对于固定在建筑物上的导电部件1相对地旋转,因此在导电部件1上产生涡电流。通过该涡电流与永久磁铁3形成的磁场的相互作用,产生与螺母41及磁铁保持部件2的旋转方向相反方向的阻力(洛伦兹力),妨碍螺母41及磁铁保持部件2的旋转。其结果,螺杆轴42的轴向移动也被妨碍,建筑物的振动被衰减。
[效果]
在本实施方式的涡电流式阻尼器10中,在磁铁保持部件2的外周面设有凸部21、22。另外,凸部21、22与它们的相对部即滑动件91、92之间的间隙g1、g2比导电部件1的内周面与永久磁铁3之间的间隙G小。因此,在涡电流式阻尼器10的动作中,在磁铁保持部件2及永久磁铁3以某种原因接近导电部件1的方式移动时,磁铁保持部件2的凸部21、22优先于永久磁铁3而与导电部件1侧的相对部接触。因此,能够防止永久磁铁3与导电部件1的接触。另外,由于不产生永久磁铁3与导电部件1的接触,所以能够缩小永久磁铁3与导电部件1的间隙G。其结果,能够提高涡电流式阻尼器10的阻力。
在本实施方式中,在导电部件1的内周面中与凸部21、22相对的部分设置有滑动件91、92。由此,能够降低凸部21、22与导电部件1之间的摩擦阻力。因此,在涡电流式阻尼器10的动作中,当凸部21、22与导电部件1接触时,能够抑制因该接触而阻碍磁铁保持部件2的旋转的情况。另外,能够减轻凸部21、22的磨损以及导电部件1的内周面中与凸部21、22相对的部分的磨损。因此,能够抑制在凸部21、22的位置的间隙g1、g2伴随着涡电流式阻尼器10的使用而扩大的情况。即,由于能够将间隙g1、g2维持得较小,所以能够长期防止永久磁铁3与导电部件1的接触。
在本实施方式中,在磁铁保持部件2的轴向的两端部分别配置有凸部21、22。因此,在涡电流式阻尼器10的动作中,当保持永久磁铁3的磁铁保持部件2以接近导电部件1的方式移动时,磁铁保持部件2的外周面通过多个凸部21、22与导电部件1侧的相对部接触。因此,能够使导电部件1的内周面与磁铁保持部件2的外周面之间的载荷分散到多个凸部21、22,能够降低凸部21、22各自与导电部件1的接触面压。
在本实施方式中,凸部21配置在磁铁保持部件2的轴向两端部中的比远离螺母41的端部更靠近与螺母41邻接的端部的位置。即,凸部21配置在螺母41的附近。因此,在使用涡电流式阻尼器10时,即使旋转中的螺母41摆动而磁铁保持部件2与螺母41一起向导电部件1侧移动,凸部21也会立即与导电部件1侧的相对部接触,从而能够限制磁铁保持部件2的移动。因此,能够更有效地防止永久磁铁3与导电部件1的接触。
在本实施方式中,在磁铁保持部件2的外周面设置有凸部21、22。另一方面,在导电部件1的内周面,没有设置超过永久磁铁3的径向外侧的表面而向磁铁保持部件2侧突出的部分。在这种情况下,能够容易地进行涡电流式阻尼器10的分解。
<第二实施方式>
图4是第二实施方式的涡电流式阻尼器10A的纵剖面图,是放大表示涡电流式阻尼器10A的一部分的图。如图4所示,本实施方式的涡电流式阻尼器10A与第一实施方式的涡电流式阻尼器10的不同之处在于,在磁铁保持部件2的外周面仅在螺母41的附近设置凸部21这一点。
本实施方式的涡电流式阻尼器10A也起到与第一实施方式的涡电流式阻尼器10同样的效果。即,在涡电流式阻尼器10A的动作中,即使在磁铁保持部件2及永久磁铁3以接近导电部件1的方式移动的情况下,也能够使磁铁保持部件2的凸部21优先于永久磁铁3而与导电部件1侧的相对部接触。因此,能够防止永久磁铁3与导电部件1的接触,并且能够缩小永久磁铁3与导电部件1的间隙G。另外,由于凸部21设置在螺母41的附近,因此特别是由于螺母41的摆动,在磁铁保持部件2及永久磁铁3接近导电部件1时,能够有效地防止永久磁铁3与导电部件1的接触。
<第三实施方式>
图5是第三实施方式的涡电流式阻尼器10B的纵剖面图,是放大表示涡电流式阻尼器10B的一部分的图。如图5所示,本实施方式的涡电流式阻尼器10B与第一实施方式的涡电流式阻尼器10的不同之处在于,滑动件91、92不是设置在导电部件1上,而是设置在磁铁保持部件2的凸部21、22上这一点。
即使在如本实施方式那样配置滑动件91、92的情况下,也与第一实施方式同样,能够降低凸部21、22与导电部件1之间的摩擦阻力。因此,能够抑制由于凸部21、22与导电部件1的接触而阻碍磁铁保持部件2的旋转。另外,能够减轻凸部21、22及导电部件1的内周面的磨损。
<第四实施方式>
图6是第四实施方式的涡电流式阻尼器10C的纵剖面图,是放大表示涡电流式阻尼器10C的一部分的图。如图6所示,本实施方式的涡电流式阻尼器10C与第一实施方式的涡电流式阻尼器10的不同之处在于,代替磁铁保持部件2的外周面而在导电部件1的内周面设置凸部11、12这一点。
在本实施方式中,在导电部件1的内周面设置有向径向突出的凸部11、12。凸部11、12是导电部件1的内周面中与其他部分相比向磁铁保持部件2侧突出的部分。在凸部11、12上设置有滑动件91、92。但是,滑动件91、92也可以设置在磁铁保持部件2的外周面中与凸部11、12相对的部分。
凸部11、12分别沿导电部件1及磁铁保持部件2的周向延伸。凸部11、12优选分别设置在导电部件1的整周上。凸部11、12分别例如在导电部件1的整周上不间断地设置。即,凸部11、12分别具有例如圆环状。或者,凸部11、12分别也可以在导电部件1的周向上被分割成多个部分。
凸部11、12与第一实施方式的凸部21、22(图3)同样,在轴向上配置在永久磁铁3的两侧。凸部11、12在导电部件1中分别配置在与磁铁保持部件2的轴向的两端部对应的位置。一凸部11设置在导电部件1的内周面上的轴向的一端侧。凸部11配置在磁铁保持部件2的轴向的两端部中的接近固定螺母41的端部的位置。另一凸部12在导电部件1的内周面设置在轴向的另一端侧。
与第一实施方式同样,在导电部件1的内周面的凸部11与涡电流式阻尼器10C中在径向上与凸部11相对的部分(相对部)之间形成有间隙g1。间隙g1比导电部件1的内周面与永久磁铁3的间隙G小。另外,在导电部件1的内周面的凸部12与涡电流式阻尼器10C中在径向上与凸部12相对的部分(相对部)之间形成有间隙g2。间隙g2比导电部件1的内周面与永久磁铁3的间隙G小。在从纵剖面观察涡电流式阻尼器10C时,间隙g1、g2以从凸部11、12上的滑动件91、92到凸部11、12的相对部的最短距离来定义。在图6的例子中,间隙g1、g2分别是从滑动件91、92的表面到磁铁保持部件2的外周面的径向上的距离。
本实施方式的涡电流式阻尼器10C通过凸部11、12与它们的相对部的间隙g1、g2比导电部件1的内周面与永久磁铁3的间隙G小,从而起到与第一实施方式的涡电流式阻尼器10同样的效果。即,在涡电流式阻尼器10C的动作中,磁铁保持部件2及永久磁铁3以某种原因接近导电部件1的方式移动时,磁铁保持部件2优先于永久磁铁3而与导电部件1的凸部11、12接触。因此,能够防止永久磁铁3与导电部件1的接触。
在本实施方式中,在导电部件1的内周面设置有多个凸部11、12。但是,如第二实施方式那样,在导电部件1的内周面上,例如也可以仅设置一凸部11。
<第五实施方式>
图7是第五实施方式的涡电流式阻尼器10D的纵剖面图,是放大表示涡电流式阻尼器10D的一部分的图。本实施方式的涡电流式阻尼器10D与上述各实施方式的涡电流式阻尼器的不同之处在于,在导电部件1的内周面及磁铁保持部件2的外周面双方设置凸部这一点。
如图7所示,在导电部件1的内周面设置有凸部11、12。在磁铁保持部件2的外周面设置有凸部21、22。导电部件1的凸部11、12分别在径向上与磁铁保持部件2的凸部21、22相对。在磁铁保持部件2的凸部21、22上设置有滑动件91、92。但是,也可以在导电部件1的凸部11或凸部12上设置滑动件91或滑动件92。
在导电部件1的内周面的凸部11与磁铁保持部件2的外周面的凸部21之间形成的间隙g1比导电部件1的内周面与永久磁铁3的间隙G小。另外,在导电部件1的内周面的凸部12与磁铁保持部件2的外周面的凸部22之间形成的间隙g2比导电部件1的内周面与永久磁铁3的间隙G小。间隙g1、g2分别是从凸部21、22上的滑动件91、92的表面到凸部11、12的顶面的径向上的距离。
本实施方式的涡电流式阻尼器10D也通过导电部件1的凸部11、12和与其相对的磁铁保持部件2的凸部21、22之间的间隙g1、g2比导电部件1的内周面与永久磁铁3之间的间隙G小,从而起到与第一实施方式的涡电流式阻尼器10相同的效果。即,在涡电流式阻尼器10D的动作中,在磁铁保持部件2及永久磁铁3以某种原因接近导电部件1的方式移动时,磁铁保持部件2的凸部21、22优先于永久磁铁3而与导电部件1的凸部11、12接触。因此,能够防止永久磁铁3与导电部件1的接触。
在本实施方式中,在导电部件1的内周面设置有多个凸部11、12,在磁铁保持部件2的外周面设置有多个凸部21、22。但是,在导电部件1的内周面,例如也可以仅设置一凸部11。同样地,在磁铁保持部件2的外周面,例如也可以仅设置一凸部21。
上述各实施方式的涡电流式阻尼器的结构,特别是凸部11、12、21、22以及滑动件91、92的结构,可以适当组合。
以上,对本发明所的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,只要不脱离其主旨,就能够进行各种变更。
在上述各实施方式中,在涡电流式阻尼器的纵剖面图中,导电部件1的内周面的凸部11、12及磁铁保持部件2的外周面的凸部21、22具有矩形状。但是,凸部11、12、21、22的形状并不限定于此。
例如,如图8所示,磁铁保持部件2的外周面的凸部21、22也可以在涡电流式阻尼器的纵剖面视图中在导电部件1侧具有凸的圆弧状。在该情况下,即使在涡电流式阻尼器的使用中发生磁铁保持部件的凸部21、22与导电部件1的接触,凸部21、22也能够与导电部件1线状接触,因此其接触面积变小。因此,能够降低在凸部21、21的位置的导电部件1的内周面与磁铁保持部件2的外周面之间的摩擦阻力。虽然省略了图示,但导电部件1的内周面的凸部11、12(图6及图7)也能够在涡电流式阻尼器的纵剖面视图中在磁铁保持部件2侧具有凸的圆弧状。在涡电流式阻尼器的纵剖面视图中,在导电部件1的凸部11、12或磁铁保持部件2的凸部21、22具有圆弧状的情况下,间隙g1、g2成为凸部11、12或凸部21、22的顶点与它们的相对部在径向上的距离。在这种情况下,如图8所示,也可以在导电部件1的内周面中与凸部21、22相对的部分、或磁铁保持部件2的外周面中与凸部11、12相对的部分设置滑动件91、92。或者,也可以在凸部11、12或凸部21、22上设置滑动件91、92。
上述各实施方式的涡电流式阻尼器具有用于支承径向载荷的轴承81、82。但是,如图9所示,在凸部21、22位置的导电部件1的内周面与磁铁保持部件2的外周面间的间隙非常小,在磁铁保持部件2旋转时导电部件1和磁铁保持部件2几乎总是在凸部21、22的位置接触的情况下,滑动件91、92作为用于支承径向载荷的滑动轴承而发挥作用时,可以省略轴承81和82(图1)。同样地,在导电部件1内周面设置凸部11、12的情况下(图6及图7),在凸部11、12的位置上的导电部件1的内周面与磁铁保持部件2的外周面的间隙非常小,且使滑动件91、92作为用于支承径向载荷的滑动轴承发挥作用时,可以省略轴承81和82(图1)。由此,能够使涡电流式阻尼器在轴向小型化。
在上述各实施方式的涡电流式阻尼器中,在磁铁保持部件2的外周面上设置有沿周向排列的一列永久磁铁3。但是,也可以在磁铁保持部件2的外周面上设置多列永久磁铁3。在这种情况下,也可以将设置在导电部件1的内周面和/或磁铁保持部件2的外周面的凸部配置在永久磁铁3的列彼此之间。
在上述第一~第三实施方式和第五实施方式中,在磁铁保持部件2的外周面设置有一个凸部21或两个凸部21、22。在上述第四实施方式和第五实施方式中,在导电部件1的内周面设置有一个凸部11或两个凸部11、22。但是,设置在导电部件1的内周面及磁铁保持部件2的外周面的一方或双方的凸部的数量并没有特别限定。例如,也可以在磁铁保持部件2的外周面设置三个以上的凸部。同样地,也可以在导电部件1的内周面设置三个以上的凸部。
在上述各实施方式及其变形例的涡电流式阻尼器(图1及图3~图9)中,示出了凸部11、12或凸部21、22与导电部件1或磁铁保持部件2一体形成的例子,但并不限定于此。凸部也可以是与导电部件1或磁铁保持部件2不同的部件。在凸部为与导电部件1或磁铁保持部件2不同的部件的情况下,例如可以通过螺栓等将凸部安装在导电部件1或磁铁保持部件2上。另外,也可以由具有比导电部件1及磁铁保持部件2的摩擦系数小的摩擦系数的材料构成凸部,使凸部自身作为滑动件而发挥作用。
在上述各实施方式中,永久磁铁3的各个磁极(N极及S极)沿磁铁保持部件2的径向排列。但是,永久磁铁3的各个磁极(N极及S极)也可以沿磁铁保持部件2的周向排列。在这种情况下,优选在周向上相邻的永久磁铁3之间配置极片,磁铁保持部件2优选由非磁性材料构成。
符号说明
10、10A、10B、10C、10D:涡电流式阻尼器
1:导电部件
11、12:凸部
2:磁铁保持部件
21、22:凸部
3:永久磁铁
4:滚珠螺杆
41:螺母
42:螺杆轴
91、92:滑动件

Claims (6)

1.一种涡电流式阻尼器,具备:
导电部件,其具有筒状;
磁铁保持部件,其配置在所述导电部件的内侧,具有筒状,并构成为能够绕中心轴旋转;
多个永久磁铁,其沿所述磁铁保持部件的周向排列,并且由所述磁铁保持部件的外周面保持,与所述导电部件的内周面隔开间隙而相对;
滑动件,其具有比所述导电部件的所述内周面及所述磁铁保持部件的所述外周面的摩擦系数小的摩擦系数,
在所述导电部件的所述内周面及所述磁铁保持部件的所述外周面的一方或双方,设置有向所述导电部件或所述磁铁保持部件的径向突出并沿所述周向延伸的凸部,
在沿所述中心轴的剖面观察所述涡电流式阻尼器时,在所述凸部与在所述径向上与所述凸部相对的相对部之间形成有间隙,所述凸部与所述相对部的间隙比所述导电部件的所述内周面与所述永久磁铁的间隙小,
所述滑动件设置在所述凸部、或所述导电部件的所述内周面或所述磁铁保持部件的所述外周面中与所述凸部相对的部分。
2.如权利要求1所述的涡电流式阻尼器,其中,
所述凸部与所述相对部的间隙为所述导电部件的所述内周面与所述永久磁铁的间隙的70%以下。
3.如权利要求1或2所述的涡电流式阻尼器,其中,
还具备滚珠螺杆,该滚珠螺杆包含:固定在所述磁铁保持部件轴向的一端部的螺母;以及贯通所述螺母的螺杆轴,
所述凸部配置在所述轴向上比所述磁铁保持部件的另一端部更靠近所述一端部的位置。
4.如权利要求1或2所述的涡电流式阻尼器,其中,
在所述磁铁保持部件的轴向的两端部或所述导电部件中与该两端部对应的位置分别配置有所述凸部。
5.如权利要求1~4中任一项所述的涡电流式阻尼器,其中,
所述凸部设置在所述磁铁保持部件的所述外周面。
6.如权利要求1~5中任一项所述的涡电流式阻尼器,其中,
所述凸部在沿所述中心轴的剖面观察所述涡电流式阻尼器时具有圆弧状。
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