JP2022044253A - Eddy current type damper - Google Patents
Eddy current type damper Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022044253A JP2022044253A JP2020149789A JP2020149789A JP2022044253A JP 2022044253 A JP2022044253 A JP 2022044253A JP 2020149789 A JP2020149789 A JP 2020149789A JP 2020149789 A JP2020149789 A JP 2020149789A JP 2022044253 A JP2022044253 A JP 2022044253A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extension
- eddy current
- extension body
- current type
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 50
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 37
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 18
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
本発明は、構造物の振動を抑制するためのダンパに関し、特に、構造物の柱及び梁による架構や、構造物とそれを支持する基礎との間の免震層に、ブレースなどとともに設けられる渦電流式ダンパに関する。 The present invention relates to a damper for suppressing vibration of a structure, and is particularly provided on a frame made of columns and beams of the structure and a seismic isolation layer between the structure and a foundation supporting the structure together with braces and the like. Regarding eddy current type dampers.
従来、構造物の架構にブレースとともに設けられるダンパとして、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。このダンパは、架構の内側に設けられたV字形のブレース(以下、本明細書において「∨型ブレース」という)の下端部の接合部材に対し、左右両側及び下側の三方にダンパが取り付けられている。上記の∨型ブレースは、左右の柱と上側の梁との接合部から下方に傾斜して互いに接近するように延びる2つのブレース材を有しており、両ブレース材の下端部が、梁の長さ方向に沿って水平に延びる接合部材に接合されている。この接合部材の左右両側には、オイルダンパがそれぞれ設けられ、接合部材の下側には、慣性質量ダンパが設けられている。
Conventionally, as a damper provided together with a brace on a frame of a structure, for example, one disclosed in
各オイルダンパは、その一端部が接合部材の端部に取り付けられるとともに、他端部が柱と下側の梁との接合部付近のダンパ取付治具に取り付けられている。これらの両オイルダンパ及び接合部材は、共通の水平軸線上に位置するように設置されている。一方、慣性質量ダンパは、所定の取付部材を介して、接合部材に回動可能な状態でピン接合されている。また、慣性質量ダンパは、梁の長さ方向に沿って延びるように配置され、両端部がリニアガイドを介して、下側の梁に対し、その長さ方向にスライド可能にかつ上下方向に不動な状態に支持されている。 One end of each oil damper is attached to the end of the joint member, and the other end is attached to a damper mounting jig near the joint between the column and the lower beam. Both oil dampers and joining members are installed so as to be located on a common horizontal axis. On the other hand, the inertial mass damper is pin-bonded to the joining member in a rotatably state via a predetermined mounting member. In addition, the inertial mass damper is arranged so as to extend along the length direction of the beam, and both ends are slidable in the length direction and immovable in the vertical direction with respect to the lower beam via the linear guide. It is supported by the state.
上述した∨型ブレースとともに架構に設けられる3つのダンパは、∨型ブレースの下端部の接合部材と、左右の柱及び下側の梁との間にそれぞれ連結されている。これらの連結をボルト止めによって行う場合、各ダンパ側の連結部と、接合部材、ダンパ取付治具及びリニアガイド側の連結部との間で、複数のボルト孔をそれぞれ合致させる必要があり、非常に高い精度が求められる。しかし、製造時における製造誤差や構造物のねじれなどが生じていると、各ダンパの取付けの際に、上記連結部のボルト孔などを適正に合致させることができず、その結果、各ダンパを適切に設置することができなくなったり、設置に手間がかかったりするおそれがある。 The three dampers provided on the frame together with the above-mentioned ∨ type brace are connected between the joining member at the lower end of the ∨ type brace and the left and right columns and the lower beam, respectively. When these connections are made by bolting, it is necessary to match multiple bolt holes between the connection part on each damper side and the connection part on the joining member, damper mounting jig and linear guide side, which is extremely difficult. High accuracy is required. However, if manufacturing errors or twists in the structure occur during manufacturing, it is not possible to properly match the bolt holes of the connecting parts when installing each damper, and as a result, each damper is used. It may not be installed properly or it may take time to install.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、構造物の振動を抑制し得るダンパを、適切にかつ容易に設置することができる渦電流式ダンパを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and to provide an eddy current type damper capable of appropriately and easily installing a damper capable of suppressing vibration of a structure. The purpose.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、構造物の柱及び梁による架構に所定形状のブレースとともに設けられ、構造物の振動を抑制するための渦電流式ダンパであって、ブレースは、上下方向に所定距離を隔てて配置された上梁及び下梁の一方に連結され、上梁及び下梁の他方に向かって互いに接近するように延びる一対のブレース材を有しており、一対のブレース材の先端部に設けられ、上梁及び下梁の他方の長さ方向に沿って所定長さ延びる第1延設体と、上梁及び下梁の他方と一体に設けられ、他方の長さ方向に沿って所定長さ延びるとともに、第1延設体に対し上下方向に所定距離を隔てて対向する第2延設体と、第1延設体及び第2延設体の一方に取り付けられ、第1延設体及び第2延設体の他方に間隔を隔てて対向しかつ第1延設体及び第2延設体の一方の長さ方向に沿って配置された複数の永久磁石と、を備え、第1延設体及び第2延設体の他方は、複数の永久磁石と間隔を隔てて対向する面において、第1延設体と第2延設体が相対的に移動する際に、その移動を妨げる抵抗力を発生させるための渦電流が生じるように構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、上梁及び下梁の一方に連結されかつ上梁及び下梁の他方に向かって互いに接近するように延びる一対のブレース材を有するブレースは、V字形のブレース(∨型ブレース)、又は逆V字形のブレース(以下、本明細書において「∧型ブレース」という)に構成されている。なお、以下の説明では、特に区別しない限り、∨型ブレースという場合には、∧型ブレースを含むものとする。 According to this configuration, the brace having a pair of brace materials connected to one of the upper and lower beams and extending toward the other of the upper and lower beams so as to approach each other is a V-shaped brace (∨-shaped brace). ) Or an inverted V-shaped brace (hereinafter referred to as "∧-shaped brace" in the present specification). In the following explanation, unless otherwise specified, the term ∨-type brace includes ∧-type brace.
一対のブレース材の先端部、すなわち両ブレース材が互いに接近する、∨型ブレースの頂部には、上梁及び下梁の前記他方の長さ方向に沿って所定長さ延びるように、第1延設体が設けられている。また、上梁及び下梁の前記他方には、当該他方の長さ方向に沿って所定長さ延びるとともに、第1延設体に対し上下方向に所定距離を隔てて対向する第2延設体が設けられている。さらに、これらの第1延設体及び第2延設体の一方に取り付けられた複数の永久磁石が、第1延設体及び第2延設体の他方に間隔を隔てて対向しかつ第1延設体及び第2延設体の一方の長さ方向に沿って配置されている。なお、本欄の以下の説明において、第1延設体及び第2延設体の一方、すなわち複数の永久磁石が取り付けられた延設体を適宜、「磁石側延設体」といい、第1延設体及び第2延設体の他方、すなわち複数の永久磁石が間隔を隔てて対向する延設体を適宜、「対向延設体」というものとする。 The tips of the pair of braces, that is, the tops of the ∨-shaped braces where both braces are close to each other, are first extended so as to extend a predetermined length along the other length direction of the upper beam and the lower beam. The structure is provided. Further, the other of the upper beam and the lower beam extends by a predetermined length along the length direction of the other, and the second extension body faces the first extension body in the vertical direction at a predetermined distance. Is provided. Further, a plurality of permanent magnets attached to one of the first extension body and the second extension body face the other of the first extension body and the second extension body at a distance and first. It is arranged along the length direction of one of the extension body and the second extension body. In the following description of this column, one of the first extension body and the second extension body, that is, the extension body to which a plurality of permanent magnets are attached is appropriately referred to as a "magnet side extension body". The other of the one extension body and the second extension body, that is, the extension body in which a plurality of permanent magnets face each other at intervals is appropriately referred to as an "opposite extension body".
そして、複数の永久磁石が対向する、第1延設体及び第2延設体の他方、すなわち対向延設体は、永久磁石と間隔を隔てて対向する面において、第1延設体と第2延設体が相対的に移動する際に、その移動を妨げる抵抗力を発生させるための渦電流が生じるように構成されている。 Then, the other of the first extension body and the second extension body, that is, the opposite extension body, to which the plurality of permanent magnets face each other, is the first extension body and the first extension body on the surface facing the permanent magnets at a distance from each other. 2 When the extension body moves relatively, an eddy current for generating a resistance force that hinders the movement is generated.
具体的には、地震などの振動による構造物の上梁と下梁の相対変位に伴い、第1延設体と第2延設体が相対的に移動すると、磁石側延設体が複数の永久磁石と一体に移動する。これにより、複数の永久磁石による磁場が変化することで、それらの永久磁石が対向する対向延設体の表面には、電磁誘導による渦電流が生じる。そして、この渦電流によるローレンツ力及びその反作用力が、第1延設体と第2延設体の相対移動を妨げる抵抗力として作用する。このように、本発明の渦電流式ダンパは、地震などによる構造物への振動エネルギーを、渦電流による抵抗力によって吸収し、構造物の振動を減衰させることができる。 Specifically, when the first extension body and the second extension body move relatively due to the relative displacement of the upper beam and the lower beam of the structure due to vibration such as an earthquake, there are a plurality of magnet-side extension bodies. It moves integrally with the permanent magnet. As a result, the magnetic field generated by the plurality of permanent magnets changes, and an eddy current due to electromagnetic induction is generated on the surface of the opposed extension body on which the permanent magnets face each other. Then, the Lorentz force due to this eddy current and its reaction force act as a resistance force that hinders the relative movement of the first extension body and the second extension body. As described above, the eddy current type damper of the present invention can absorb the vibration energy to the structure due to an earthquake or the like by the resistance force due to the eddy current, and can dampen the vibration of the structure.
また、上記の渦電流式ダンパでは、複数の永久磁石を含む、第1延設体及び第2延設体の一方である磁石側延設体と、第1延設体及び第2延設体の他方である対向延設体とが、互いに分離した状態に構成されている。つまり、本発明の渦電流式ダンパでは、第1延設体をブレースの頂部に、第2延設体を上梁又は下梁にそれぞれ取り付ければよく、例えば、単一のダンパについて、その両端部などの2カ所を、架構側の固定部にそれぞれ取り付ける場合に比べて、渦電流式ダンパを適切かつ容易に取り付けることができる。 Further, in the above-mentioned eddy current type damper, the magnet-side extension body, which is one of the first extension body and the second extension body, and the first extension body and the second extension body, which include a plurality of permanent magnets, are included. The other side of the extension body is configured to be separated from each other. That is, in the eddy current type damper of the present invention, the first extension body may be attached to the top of the brace and the second extension body may be attached to the upper beam or the lower beam. The eddy current type damper can be attached appropriately and easily as compared with the case where the two places such as the above are attached to the fixed portions on the frame side.
請求項2に係る発明は、構造物と地盤の間及び構造物の中層部の一方に設定される免震層に、所定形状の支持体とともに設けられ、免震層よりも下側の下層部から上側の上層部へ伝達される振動を抑制するための渦電流式ダンパであって、支持体は、互いに上下方向に所定距離を隔てて配置された上層部及び下層部の一方に連結され、上層部及び下層部の他方に向かって延びるように形成されており、支持体の先端部に設けられ、水平に所定長さ延びる第1延設体と、上層部及び下層部の他方と一体に設けられ、第1延設体の長さ方向に沿って所定長さ延びるとともに、第1延設体に対し上下方向に所定距離を隔てて対向する第2延設体と、第1延設体及び第2延設体の一方に取り付けられ、第1延設体及び第2延設体の他方に間隔を隔てて対向しかつ第1延設体及び第2延設体の一方の長さ方向に沿って配置された複数の永久磁石と、を備え、第1延設体及び第2延設体の他方は、複数の永久磁石と間隔を隔てて対向する面において、第1延設体と第2延設体が相対的に移動する際に、その移動を妨げる抵抗力を発生させるための渦電流が生じるように構成されていることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、構造物と地盤の間及び構造物の中層部の一方に設定される免震層に、所定形状の支持体とともに渦電流式ダンパが設けられており、これらの支持体及び渦電流式ダンパにより、免震層よりも下側の下層部から上側の上層部へ伝達される振動が抑制される。上記の支持体は、互いに上下方向に所定距離を隔てて配置された上記の上層部及び下層部の一方に連結され、それらの他方に向かって延びるように形成されている。そして、支持体の先端部、並びに上層部及び下層部の一方にはそれぞれ、前述した請求項1と同様の第1延設体及び第2延設体が設けられている。また、請求項1と同様、第1延設体及び第2延設体の一方(磁石側延設体)には複数の永久磁石が取り付けられ、第1延設体及び第2延設体の他方(対向延設体)は、それらの延設体が相対的に移動する際に、その移動を妨げる抵抗力を発生させるための渦電流が生じるように構成されている。
According to this configuration, an eddy current type damper is provided together with a support having a predetermined shape in the seismic isolation layer set between the structure and the ground and one of the middle layers of the structure. The eddy current type damper suppresses the vibration transmitted from the lower layer below the seismic isolation layer to the upper layer above the seismic isolation layer. The support is connected to one of the upper layer portion and the lower layer portion arranged at a predetermined distance in the vertical direction from each other, and is formed so as to extend toward the other. A first extension body and a second extension body similar to those in
このように構成された渦電流式ダンパによれば、請求項1と同様の作用効果、すなわち、地震などによって、地盤から構造物への振動エネルギーを、渦電流による抵抗力によって吸収し、構造物の振動を減衰させることができる。加えて、本発明の渦電流式ダンパの第1延設体を支持体の先端部に、第2延設体を上層部又は下層部にそれぞれ取り付ければよく、渦電流式ダンパを適切かつ容易に取り付けることができる。
According to the eddy current type damper configured in this way, the same action and effect as in
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の渦電流式ダンパにおいて、支持体は、上層部及び下層部の一方から他方に向かって互いに接近するように延びる一対のブレース材を有していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the eddy current type damper according to the second aspect, the support has a pair of brace materials extending from one of the upper layer portion and the lower layer portion so as to approach each other toward the other. It is characterized by being.
この構成によれば、支持体として、一対のブレース材を有する∨型ブレースを用いることにより、その頂部に支持する第1延設体を、安定して支持することができる。 According to this configuration, by using a ∨-shaped brace having a pair of brace materials as a support, the first extension body supported on the top thereof can be stably supported.
請求項4に係る発明は、請求項1から3のいずれかに記載の渦電流式ダンパにおいて、複数の永久磁石は、隣り合う磁石の第1延設体及び第2延設体の他方に臨む磁極が互いに異なるように配置されていることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、第1延設体及び第2延設体の前記一方(磁石側延設体)に取り付けられた複数の永久磁石において、隣り合う磁石の第1延設体及び第2延設体の前記他方(対向延設体)に臨む磁極が互いに異なるように配置されることにより、隣り合う磁石と対向する対向延設体との間に、N極からS極に向かうループ状の磁力線が生じる。このような磁力線を有する磁界において、第1延設体及び第2延設体がそれらの長さ方向に相対移動することにより、対向延設体に渦電流が効率よく発生し、その渦電流によるローレンツ力を、第1延設体と第2延設体の相対移動を妨げる抵抗力として効果的に作用させることができる。 According to this configuration, in a plurality of permanent magnets attached to one of the first extension body and the second extension body (magnet side extension body), the first extension body and the second extension of adjacent magnets are used. By arranging the magnetic poles facing the other side (opposing extending body) of the building so as to be different from each other, a loop shape from the north pole to the south pole is formed between the adjacent magnets and the facing facing extending body. Magnetic lines are generated. In a magnetic field having such lines of magnetic force, the first extension body and the second extension body move relative to each other in the length direction thereof, so that an eddy current is efficiently generated in the facing extension body, and the eddy current causes the eddy current. The Lorentz force can be effectively acted as a resistance force that hinders the relative movement of the first extension and the second extension.
請求項5に係る発明は、請求項1から4のいずれかに記載の渦電流式ダンパにおいて、第1延設体及び第2延設体の一方には、磁性材から成り、複数の永久磁石のうちの第1延設体及び第2延設体の一方の長さ方向の端部に配置された磁石である端部磁石に隣接し、端部磁石とでループ状の磁力線を生成するための磁性部材が取り付けられていることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、第1延設体及び第2延設体の一方(磁石側延設体)において、複数の永久磁石のうちの磁石側延設体の長さ方向の端部に配置された磁石である端部磁石に隣接するように、磁性材から成る磁性部材が取り付けられている。これにより、端部磁石と磁性部材との間でループ状の磁力線が生成され、端部磁石の磁力が外部に漏れるのを抑制しながら、その磁力を、第1延設体及び第2延設体の他方(対向延設体)に安定して及ぼすことができる。 According to this configuration, in one of the first extension body and the second extension body (magnet side extension body), the magnet side extension body is arranged at the end portion of the plurality of permanent magnets in the length direction. A magnetic member made of a magnetic material is attached so as to be adjacent to the end magnet which is a magnet. As a result, a loop-shaped magnetic force line is generated between the end magnet and the magnetic member, and while suppressing the magnetic force of the end magnet from leaking to the outside, the magnetic force is applied to the first extension body and the second extension. It can be stably applied to the other side of the body (opposite extension).
請求項6に係る発明は、請求項1から5のいずれかに記載の渦電流式ダンパにおいて、複数の永久磁石の、第1延設体及び第2延設体の他方に作用する磁力を調整することにより、抵抗力の大きさを調整する抵抗力調整機構を、さらに備えていることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、抵抗力調整機構により、複数の永久磁石の、第1延設体及び第2延設体の他方(対向延設体)に作用する磁力を調整し、それにより、前記抵抗力、すなわち、第1延設体と第2延設体が相対移動する際の移動を妨げる抵抗力の大きさを調整する。このように、上記抵抗力の大きさを調整できることにより、設置場所などに応じた所望の抵抗力を有する渦電流式ダンパを、適切に設置することができる。 According to this configuration, the resistance adjusting mechanism adjusts the magnetic force of the plurality of permanent magnets acting on the other of the first extension and the second extension (opposing extension), thereby adjusting the resistance. The magnitude of the force, that is, the resistance force that hinders the movement when the first extension body and the second extension body move relative to each other is adjusted. By adjusting the magnitude of the resistance force in this way, it is possible to appropriately install an eddy current type damper having a desired resistance force according to the installation location and the like.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載の渦電流式ダンパにおいて、抵抗力調整機構は、非磁性材から成り、第1延設体及び第2延設体の一方に取り付けられた複数の永久磁石と第1延設体及び第2延設体の他方との間に配置され、一方の長さ方向に沿って所定長さ延びるとともに、長さ方向に沿って移動自在に設けられたスライダと、磁性材から成り、複数の永久磁石にそれぞれ対応するように配置され、対応する永久磁石との間、並びに第1延設体及び第2延設体の他方との間にそれぞれ間隔を隔てた状態で、スライダに保持された複数のポールピースと、スライダを駆動するスライダ駆動機構と、を有していることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the eddy current type damper according to
この構成によれば、抵抗力調整機構が、上記のスライダ、複数のポールピース及びスライダ駆動機構を有している。各々が磁性材から成る複数のポールピースにおいて、対応する永久磁石との上下方向の重なり度合が大きい場合には、その永久磁石による磁束の大部分が、対応するポールピースを通って、第1延設体及び第2延設体の他方(対向延設体)に到達する。これにより、第1延設体と第2延設体の相対移動の際に、比較的大きな渦電流が発生し、その結果、第1延設体と第2延設体の相対移動に対し、それを妨げる比較的大きな抵抗力が作用する。 According to this configuration, the resistance adjusting mechanism has the above-mentioned slider, a plurality of pole pieces, and a slider driving mechanism. In a plurality of pole pieces, each made of a magnetic material, when the degree of vertical overlap with the corresponding permanent magnet is large, most of the magnetic flux generated by the permanent magnet passes through the corresponding pole piece and is first extended. It reaches the other side of the erection and the second extension (opposite extension). As a result, a relatively large eddy current is generated during the relative movement of the first extension and the second extension, and as a result, with respect to the relative movement of the first extension and the second extension. A relatively large resistance force acts to prevent it.
一方、各ポールピースと対応する永久磁石との上下方向の重なり度合が小さい場合には、その永久磁石による磁束の一部が、対応するポールピースを通り、対向延設体に到達することなく、隣接する永久磁石との間につながり、いわゆる短絡を生じる。これにより、永久磁石の磁束のうち、対向延設体に到達する磁束が減少し、第1延設体と第2延設体の相対移動の際に発生する渦電流が小さくなる。その結果、第1延設体と第2延設体の相対移動に対し、それを妨げる抵抗力が低下する。 On the other hand, when the degree of vertical overlap between each pole piece and the corresponding permanent magnet is small, a part of the magnetic flux generated by the permanent magnet passes through the corresponding pole piece and does not reach the facing extension. It connects with an adjacent permanent magnet and causes a so-called short circuit. As a result, among the magnetic fluxes of the permanent magnets, the magnetic flux reaching the facing extension body is reduced, and the eddy current generated during the relative movement of the first extension body and the second extension body is reduced. As a result, the resistance to prevent the relative movement of the first extension body and the second extension body is reduced.
以上のことから、スライダ駆動機構によって、スライダを駆動し、各永久磁石と対応するポールピースとの上下方向の重なり度合を調整することにより、第1延設体と第2延設体の相対移動の際に、その移動を妨げる抵抗力の大きさを容易に調整することができる。 From the above, by driving the slider with the slider drive mechanism and adjusting the degree of vertical overlap between each permanent magnet and the corresponding pole piece, the relative movement of the first extension body and the second extension body is performed. At that time, the magnitude of the resistance force that hinders the movement can be easily adjusted.
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の渦電流式ダンパにおいて、構造物に入力された振動の加速度を検出する加速度検出手段と、検出された加速度に応じて、スライダ駆動機構を制御する制御部と、をさらに備え、制御部は、加速度が大きいほど、各永久磁石と対応する各ポールピースとの上下方向の重なり度合が大きくなるように、スライダ駆動機構を制御することを特徴とする。 According to the eighth aspect of the present invention, in the eddy current type damper according to the seventh aspect, the acceleration detecting means for detecting the acceleration of the vibration input to the structure and the slider drive mechanism are controlled according to the detected acceleration. The control unit is characterized in that the slider drive mechanism is controlled so that the greater the acceleration, the greater the degree of vertical overlap between each permanent magnet and the corresponding pole piece. do.
この構成によれば、上記制御部は、構造物に入力された振動の加速度に応じ、その加速度が大きいほど、各永久磁石と対応するポールピースとの上下方向の重なり度合が大きくなるように、スライダ駆動機構を制御する。これにより、例えば大きな地震により、構造物に入力される振動の加速度が大きい場合には、各永久磁石と対応するポールピースとの上下方向の重なり度合が大きくなるように制御することで、第1延設体と第2延設体の相対移動に対し、その移動を妨げる比較的大きな抵抗力を得ることができる。一方、小さな地震により、上記加速度が小さい場合には、各永久磁石と対応するポールピースとの上下方向の重なり度合が小さくなるように制御することで、第1延設体と第2延設体の相対移動に対し、その移動を妨げる比較的小さな抵抗力を得ることができる。以上のように、上記の加速度に応じて、適切な大きさの抵抗力を得ることができる。 According to this configuration, the control unit responds to the acceleration of vibration input to the structure, and the greater the acceleration, the greater the degree of vertical overlap between each permanent magnet and the corresponding pole piece. Controls the slider drive mechanism. As a result, for example, when the acceleration of vibration input to the structure is large due to a large earthquake, the degree of vertical overlap between each permanent magnet and the corresponding pole piece is controlled to be large, so that the first method is performed. With respect to the relative movement of the extension body and the second extension body, a relatively large resistance force that hinders the movement can be obtained. On the other hand, when the acceleration is small due to a small earthquake, the first extension body and the second extension body are controlled so that the degree of vertical overlap between each permanent magnet and the corresponding pole piece becomes small. It is possible to obtain a relatively small resistance force that hinders the relative movement of the magnet. As described above, a resistance force having an appropriate magnitude can be obtained according to the above acceleration.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態による渦電流式ダンパを、これを設置した建物S(構造物)の一部の構造材とともに概略的に示している。同図(a)に示す建物Sは、例えば高層のビルであり、上下方向に延びる複数の柱(左柱PL及び右柱PRのみ図示)と、水平に延びる複数の梁(上梁BU及び下梁BDのみ図示)を井桁状に組み合わせたラーメン構造を有している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an eddy current type damper according to the first embodiment of the present invention together with a part of structural materials of a building S (structure) in which the damper is installed. The building S shown in FIG. 6A is, for example, a high-rise building, and has a plurality of columns extending in the vertical direction (only the left column PL and the right column PR are shown) and a plurality of horizontally extending beams (upper beam BU and lower beam). It has a rigid frame structure in which only the beam BD (shown only) is combined in a grid shape.
図1(a)に示すように、この渦電流式ダンパ1は、上記の左右の柱PL及びPRと、上下の梁BU及びBDとによって構成される架構の内側に、正面形状がV字状に形成された∨型ブレース2(支持体)とともに設けられている。∨型ブレース2は、上梁BUと左右の柱PL、PRとの2カ所の接合部分から下方に向かって互いに接近するように延びる一対のブレース材2a、2aを有しており、それらの下側の先端部に、渦電流式ダンパ1の後述する磁石ホルダ3が取り付けられている。各ブレース材2aは、H形鋼などから成り、上端部が上梁BUと左右の柱PL又はPRとの接合部分にボルト止めなどにより固定され、下端部が磁石ホルダ3の長さ方向の中央付近にボルト止めなどにより固定されている。なお、両ブレース材2a、2aは、それらの下部の所定部位において、水平に延びる補助リブ2bを介して連結されている。
As shown in FIG. 1A, the eddy
渦電流式ダンパ1は、下梁BDの長さ方向(図1(a)の左右方向)に沿って水平に所定長さ延びる磁石ホルダ3(第1延設体)と、下梁BDの長さ方向に沿って水平に所定長さ延びるとともに、上記磁石ホルダ3に対し上下方向に所定距離を隔てて対向し、下梁BD上に固定された対向延設体4(第2延設体)と、磁石ホルダ3の下面に取り付けられ、対向延設体4の上面に所定間隔を隔てて対向する複数(本実施形態では6つ)の永久磁石(以下、単に「磁石」という)5及び磁極ブロック6(磁性部材)とを備えている。
The eddy
磁石ホルダ3は、磁性材(例えば炭素鋼や鋳鉄)から成り、前述したように、比較的長い所定長さを有するとともに、長さ方向の中央部が∨型ブレース2の下端部にボルトなどによって固定されている。なお,図1(c)では、図示の便宜上、磁石ホルダ3の横断面を矩形状で示しているが、下面が水平で複数の磁石5を取り付け可能であれば、種々の形状の横断面を有するもの(例えばH形鋼など)を採用することが可能である。
The
対向延設体4は、導電性を有する材料、例えば炭素鋼や鋳鉄などの強磁性を有する金属から成り、磁石ホルダ3とほぼ同じ長さ寸法を有している。また、対向延設体4は、磁石ホルダ3に対し、上下方向に所定距離を隔てて平行に延びるように配置されており、下端部において、長さ方向に沿って延びかつ前後方向(図1(a)の表裏方向、同図(c)の左右方向)に突出するフランジ部において、下梁BD上にボルト止めされている。この対向延設体4の材料については、上述した炭素鋼や鋳鉄以外に、例えばステンレス鋼やアルミニウム、銅、それらの合金など、弱磁性材や非磁性材の金属を採用することも可能である。なお、図1では、図示の便宜上、対向延設体4の横断面をほぼ矩形状で示しているが、上面が水平で、各磁石5と所定間隔を隔てた状態に構成されていれば、種々の形状の横断面を有するもの(例えばH形鋼など)を採用することが可能である。
The opposed extending
各磁石5は、平面形状が矩形状で所定サイズを有するブロック状に形成されており、上半部と下半部で磁極(N極及びS極)が異なるように構成されている。また、隣り合う磁石5、5では、下方の対向延設体4に臨む磁極が互いに異なるように配置されている。一方、各磁極ブロック6は、鉄などの磁性材から成り、磁石5と同様の形状及びサイズを有するブロック状に形成されている。これらの磁石5及び磁極ブロック6は、磁石ホルダ3の長さ方向に沿って、互いに所定間隔を隔てた状態で一列に配置されており、対向延設体4に対し上下方向に所定間隔を隔てて対向した状態で、磁石ホルダ3の下面に、接着やボルト止めなどによって取り付けられている。なお、以下の説明では、一列に配置された複数の磁石5をまとめて適宜、「磁石列5」というものとする。
Each
上記の磁極ブロック6は、磁石列5の左右両端部の磁石である端部磁石5a、5aにそれぞれ隣接するように配置されている。これにより、後述するように、端部磁石5aと磁極ブロック6との間で、その端部磁石5aによるループ状の磁力線が生成される。
The
なお、図示は省略するが、渦電流式ダンパ1には、その周囲を覆った状態で、下梁BDに取り付けられるカバーが設けられている。このようなカバーにより、ゴミや埃などが対向延設体4と磁石5及び磁極ブロック6との間に侵入するのを防止することができる。また、上記カバーを、磁気をシールド可能な材料で構成することにより、各磁石5の磁気が外部に漏れるのを防止することができる。
Although not shown, the eddy
以上のように構成された渦電流式ダンパ1において、磁石ホルダ3の下面に取り付けられた磁石列5では、図1(b)に示すように、各磁石5のN極から出た磁力線は、上側の磁石ホルダ3と下側の対向延設体4との間において、隣り合う2つの磁石5、5を通り、元の磁石5のS極に戻るように、ループ状に生成される。
In the eddy
また、磁石列5の左右に配置された2つの磁極ブロック6、6では、隣接する端部磁石5aとの間で、その端部磁石5aによる磁力線がループ状に生成される。上記のような磁極ブロック6を設けることにより、端部磁石5aの磁力が外部に漏れるのを抑制しながら、その磁力を対向延設体4に安定して及ぼすことができる。
Further, in the two magnetic pole blocks 6 and 6 arranged on the left and right sides of the
次に、以上のように構成された渦電流式ダンパ1の動作について説明する。図2(a)は、渦電流式ダンパ1の動作前の状態を示している。同図(a)に示す状態から、地震や風により、上梁BUと下梁BDの間で、それらの長さ方向に相対変位が生じると、それに伴い、例えば同図(b)に示すように、∨型ブレース2を介して上梁BUに連結された磁石ホルダ3が右方に移動する一方、下梁BDと一体に対向延設体4が左方に移動する。この場合、磁石ホルダ3が、磁石列5と一体に対向延設体4に対して移動することにより、磁石列5による磁場が変化し、それにより、対向延設体4の上面には、電磁誘導による渦電流が生じる。そして、その渦電流によるローレンツ力及びその反作用力が、磁石ホルダ3及び対向延設体4に対し、両者の相対移動を妨げる抵抗力として作用する。
Next, the operation of the eddy
また、図2(a)に示す状態から、上記とは逆に、同図(c)に示すように、磁石ホルダ3が左方に移動する一方、対向延設体4が右方に移動する場合も、磁石列5による磁場が変化することで、対向延設体4の上面に電磁誘導による渦電流が生じる。そして、その渦電流によるローレンツ力及びその反作用力が、磁石ホルダ3及び対向延設体4に対し、両者の相対移動を妨げる抵抗力として作用する。
Further, from the state shown in FIG. 2A, contrary to the above, as shown in FIG. 2C, the
以上詳述したように、本実施形態の渦電流式ダンパ1によれば、地震などによる建物Sへの振動エネルギーを、渦電流による抵抗力によって吸収し、建物Sの振動を減衰させることができる。
As described in detail above, according to the eddy
また、上述した渦電流式ダンパ1では、複数の磁石5を含む磁石ホルダ3と対向延設体4とが、互いに分離した状態に構成されている。つまり、本実施形態の渦電流式ダンパ1では、磁石ホルダ3を∨型ブレース2の下端部に、対向延設体4を下梁BDにそれぞれ取り付ければよく、例えば単一のダンパについて、その両端部などの2カ所を、架構側の固定部にそれぞれ取り付ける場合に比べて、渦電流式ダンパ1を適切かつ容易に取り付けることができる。
Further, in the eddy
次に、図3~図5を参照しながら、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の渦電流式ダンパ1Aにおいて、第1実施形態と同様の構成部品については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略するものとする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5. In the eddy
この渦電流式ダンパ1Aには、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動を妨げる抵抗力を調整するための抵抗力調整機構11と、この抵抗力調整機構11の駆動に利用される電力を発電する発電装置12が設けられている。
The eddy
抵抗力調整機構11は、磁石列5と対向延設体4との間に配置され、磁石ホルダ3の長さ方向に沿って所定長さ延び、その長さ方向に沿って移動自在のスライダ14と、このスライダ14に取り付けられ、複数の磁石5にそれぞれ対応する複数(本実施形態では6つ)のポールピース15と、スライダ14を駆動するスライダ駆動機構16とを備えている。
The
スライダ14は、非磁性材から成り、磁石ホルダ3よりも若干長く延びる板状に形成されている。また、スライダ14の前端部及び後端部は、磁石ホルダ3の下面の前端部及び後端部から垂下する垂下壁17、17(図3(b)参照)にそれぞれ、スライダ14の長さ方向(図3(a)の左右方向)にスライド自在の状態で係合している。さらに、スライダ14には、上方の複数の磁石5にそれぞれ対応する位置に、上下方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、それらの貫通孔にポールピース15が嵌め込まれた状態で取り付けられている。なお、スライダ14は、非磁性材で構成されていればよく、例えば合成樹脂やステンレス、アルミニウム合金など、種々の材料を採用することが可能である。
The
ポールピース15は、磁性材から成り、平面形状が矩形状で所定サイズのブロック状に形成され、前述した磁石5とほぼ同じサイズの横断面を有している。また、ポールピース15は、上側の磁石5との間、及び下側の対向延設体4との間にそれぞれ、所定間隔を隔てて配置されている。
The
スライダ駆動機構16は、モータ16aと、このモータ16aによって駆動されるギヤ機構16bとを備えている。ギヤ機構16bは、複数のギヤなどで構成され、モータ16aから出力される回転運動を、スライダ14を駆動する直線運動に変換するように構成されている。なお、スライダ14と対向延設体4との間は、前後(図3(b)の左右)のカバー18、18によって覆われている。
The
一方、発電装置12は、上述した渦電流式ダンパ1Aの磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動による直線運動を回転運動に変換し、その変換した回転運動によって発電する発電部21を備えている。
On the other hand, the
図3(b)に示すように、発電部21は、磁石ホルダ3の長さ方向に沿って所定長さ延び、磁石ホルダ3の上面に固定されたラック22と、これに噛み合うピニオン23と、このピニオン23の回転に基づいて発電する発電機24と、上記のピニオン23及び発電機24を支持した状態で、それらを覆うとともに、下梁BDに取り付けられた支持カバー25とを備えている。なお、上記の支持カバー25は、下梁BDに代えて、対向延設体4に取り付けるようにすることも可能である。
As shown in FIG. 3B, the
発電機24は、ロータ26と、その外周及び一方の端部(図3(b)の右端部)を囲むように設けられたステータ27とを備えている。ロータ26の外周面全体には、その周方向に沿って、複数(図3(b)では2つのみ図示)の永久磁石26aが設けられている。一方、ステータ27には、ロータ26の外周面全体の永久磁石26aに対向した状態で、複数(図3(b)では2つのみ図示)のコイル27aが周方向に沿って設けられている。
The
上記のピニオン23及び発電機24のロータ26には、それらの中心部を貫通した状態で固定された共通の回転軸28が設けられている。この回転軸28は、その一端部(図3(b)の左端部)が支持カバー25に回転自在に支持されるとともに、他端部(図3(b)の右端部)が、支持カバー25、又はこれに固定された発電機24のステータ27に回転自在に支持されている。
The
また、図3(a)に示すように、右梁PRには、前述した抵抗力調整機構11のスライダ駆動機構16を制御するための制御部29が取り付けられるとともに、上梁BUには、建物Sに入力される振動の大きさを表す加速度を検出するための加速度センサ30(加速度検出手段)が取り付けられている。なお、発電装置12によって発電された電力は、例えば支持カバー25内や制御部29付近に設けられたバッテリ(図示せず)に蓄電されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3A, a
制御部29は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。加速度センサ30で検出された加速度ACは、入力インターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに入力される。CPUは、検出された加速度ACに応じ、ROMに記憶された制御プログラムに基づいて、スライダ駆動機構16を制御する。
The
上記のように構成された発電装置12では、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動に伴い、ラック22に噛み合うピニオン23が回転する。そして、このピニオン23と一体に発電機24のロータ26が回転し、ステータ27のコイル27aで発生した電力が、バッテリに出力される。そして、このバッテリに蓄電された電力は、抵抗力調整機構11の駆動源として利用される。
In the
図4は、渦電流式ダンパ1Aの抵抗力調整機構11におけるスライダ駆動機構16の動作、及び磁石5によるループ状の磁力線を示している。同図(a)は、スライダ駆動機構16におけるスライダ14が第1所定位置に位置する状態を示している。この第1所定位置では、各磁石5と対応するポールピース15が上下方向にほぼぴったりと重なり、その上下方向の重なり度合が大きくなっている。この場合には、同図(a)に示すように、各磁石5によるほぼ全ての磁力線(磁束)が、対応するポールピース15を通って、対向延設体4に到達する。これにより、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動の際に、比較的大きな渦電流が発生し、その結果、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動に対し、それを妨げる比較的大きな抵抗力が作用する。
FIG. 4 shows the operation of the
また、図4(b)は、スライダ14が第2所定位置に位置する状態を示している。この第2所定位置では、各磁石5と対応するポールピース15の重なり度合が、上述した同図(a)の第1所定位置の場合よりも小さくなっている。この場合には、同図(b)に示すように、各磁石5による磁束の一部が、対応するポールピース15を介して、隣接する磁石5に短絡した状態となる。これにより、各磁石5による磁束のうち、対応するポールピース15を通って対向延設体4に到達する磁束が少なくなる。その分、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動の際に発生する渦電流が小さくなり、それに伴い、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動を妨げる抵抗力も小さくなる。
Further, FIG. 4B shows a state in which the
さらに、図4(c)は、スライダ14が第3所定位置に位置する状態を示している。この第3所定位置では、各磁石5と対応するポールピース15の重なり度合が上述した同図(b)の第2所定位置の場合よりも小さくなっている。この場合には、同図(c)に示すように、各磁石5による磁束の一部が、対応するポールピース15を介して、隣接する磁石5に、より一層多く短絡した状態となる。これにより、各磁石5による磁束のうち、対応するポールピース15を通って対向延設体4に到達する磁束がより一層少なくなる。その分、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動の際に発生する渦電流が、より一層小さくなり、それに伴い、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動を妨げる抵抗力も、より一層小さくなる。
Further, FIG. 4C shows a state in which the
図5は、加速度センサ30で検出された加速度ACに応じ、スライダ駆動機構16におけるスライダ14の駆動制御処理の一例を示している。なお、本処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。
FIG. 5 shows an example of drive control processing of the
本処理では、まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、加速度ACが比較的小さい所定の小基準加速度AC_S以上であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、建物Sに入力される振動がほとんどなく、抵抗力調整機構11を作動させる必要がないとして、そのまま本処理を終了する。
In this process, first, in step 1 (shown as “S1”; the same applies hereinafter), it is determined whether or not the acceleration AC is equal to or higher than a predetermined small reference acceleration AC_S, which is relatively small. When this determination result is NO, it is assumed that there is almost no vibration input to the building S and it is not necessary to operate the resistance
一方、ステップ1の判別結果がYESのときには、ステップ2に進み、加速度ACが上記小基準加速度AC_Sよりも大きい所定の中基準加速度AC_M以上であるか否かを判別する。この判別結果がNOのとき、すなわち、AC_S≦AC<AC_Mのときには、スライダ14の位置(以下、単に「スライダ位置SP」という)を、前述した図4(c)に示す第3所定位置P3に設定し(ステップ3)、本処理を終了する。なお、スライダ14がすでに第3所定位置SP3に位置しているときは、スライダ14をそのまま維持し、スライダ14が第3所定位置SP3以外に位置しているときには、スライダ14を第3所定位置SP3に移動させる。
On the other hand, when the determination result in
また、ステップ2の判別結果がYESのときには、ステップ4に進み、加速度ACが、上記中基準加速度AC_Mよりも大きい所定の大基準加速度AC_L以上であるか否かを判別する。この判別結果がNOのとき、すなわち、AC_M≦AC<AC_Lのときには、スライダ位置SPを、前述した図4(b)に示す第2所定位置SP2に設定し(ステップ5)、本処理を終了する。なお、スライダ14がすでに第2所定位置SP2に位置しているときには、スライダ14をそのまま維持し、スライダ14が第2所定位置SP2以外に位置しているときには、スライダ14を第2所定位置SP2に移動させる。
If the determination result in
一方、ステップ4の判別結果がYESのとき、すなわち、加速度ACが上記大基準加速度AC_L以上のときには、スライダ位置SPを、前述した図4(a)に示す第1所定位置SP1に設定し(ステップ6)、本処理を終了する。なお、スライダ14がすでに第1所定位置SP1に位置しているときには、スライダ14をそのまま維持し、スライダ14が第1所定位置SP1以外に位置しているときには、スライダ14を第1所定位置SP1に移動させる。
On the other hand, when the determination result in
上述した小基準加速度AC_S、中基準加速度AC_M及び大基準加速度AC_Lの具体例として、例えば周期が0.5~6秒の建物(制震建物及び免震建物を含む)の応答加速度(gal)は以下のとおりである。
小基準加速度AC_S:応答加速度≦5~11(震度0~3)
中基準加速度AC_M:5~11<応答加速度≦50~110(震度4~5)
大基準加速度AC_L:50~110<応答加速度(震度5強)
As specific examples of the above-mentioned small reference acceleration AC_S, medium reference acceleration AC_M, and large reference acceleration AC_L, for example, the response acceleration (gal) of a building having a period of 0.5 to 6 seconds (including a vibration control building and a seismic isolation building) is It is as follows.
Small reference acceleration AC_S: Response acceleration ≤ 5 to 11 (seismic intensity 0 to 3)
Medium reference acceleration AC_M: 5 to 11 <Response acceleration ≤ 50 to 110 (
Large reference acceleration AC_L: 50-110 <Response acceleration (
以上詳述したように、本実施形態の渦電流式ダンパ1Aによれば、前述した第1実施形態と同様、地震などによる建物Sへの振動エネルギーを、渦電流による抵抗力によって吸収し、建物Sの振動を減衰させることができる。
As described in detail above, according to the eddy
また、渦電流式ダンパ1Aには、抵抗力調整機構11及び発電装置12が設けられており、この発電装置12により、建物Sの振動に伴う磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動の際に、両者3及び4の相対移動による直線運動を回転運動に変換し、その変換した回転運動によって発電する。そして、発電された電力を駆動源として、抵抗力調整機構11を駆動する。このように、建物Sの振動を利用して得られた電力を用いて、抵抗力調整機構11を駆動することができる。また、抵抗力調整機構11において、スライダ駆動機構16によってスライダ14を駆動し、各磁石5と対応するポールピース15との上下方向の重なり度合を調整することにより、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動の際に、その移動を妨げる抵抗力の大きさを容易に調整することができる。
Further, the eddy
さらに、抵抗力調整機構11では、建物Sに入力された振動の加速度ACに応じ、その加速度ACが大きいほど、磁石5と対応するポールピース15との上下方向の重なり度合が大きくなるように、スライダ駆動機構16が制御される。これにより、例えば、大きな地震により、建物Sに入力される振動の加速度が大きい場合には、各磁石5と対応するポールピース15との上下方向の重なり度合が大きくなるように、スライダ駆動機構16を制御することで、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動に対し、その移動を妨げる比較的大きな抵抗力を得ることができる。一方、小さな地震により、上記加速度ACが小さい場合には、各磁石5と対応するポールピース15との上下方向の重なり度合が小さくなるように制御することで、磁石ホルダ3と対向延設体4の相対移動に対し、その移動を妨げる比較的小さな抵抗力を得ることができる。以上のように、上記の加速度ACに応じて、適切な大きさの抵抗力を得ることができる。
Further, in the resistance
なお、本実施形態では、抵抗力調整機構11の駆動に発電装置12を用いたが、これに代えて、建物S内の電源コンセントを利用することも可能である。
In the present embodiment, the
次に、図6及び図7を参照しながら、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の渦電流式ダンパ1Bにおいて、第1実施形態と同様の構成部品については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略するものとする。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In the eddy
この渦電流式ダンパ1Bは、前述した第1実施形態の渦電流式ダンパ1とほぼ同じ構成を有しており、建物Sと地盤Gの間に設定される免震層Lに設置される点が、第1実施形態と異なっている。
This eddy
図6に示すように、建物Sの底部には、平面形状が格子状に設けられた上部基礎梁FUと、その上部基礎梁FUの交差部から下方に突出する複数(図6(b)では12個)の上部基礎FSが一体に設けられている。一方、地盤Gには、上記の上部基礎梁FUに対応するように、下部基礎梁FDが格子状に設けられるとともに、複数の上部基礎FSに対応する位置に、上方に突出する複数の下部基礎FGが一体に設けられている。各下部基礎FGとそれに対応する上部基礎FSとの間には、免震装置32が設置されている。一方、下部基礎梁FDと上部基礎梁FUとの間には、複数(本実施形態では17個)の渦電流式ダンパ1Bが、それを支持する∨型ブレース2とともに設置されている。
As shown in FIG. 6, at the bottom of the building S, an upper foundation beam FU having a grid-like planar shape and a plurality of projects protruding downward from the intersection of the upper foundation beam FU (FIG. 6 (b)). Twelve) upper foundation FSs are integrally provided. On the other hand, in the ground G, lower foundation beams FD are provided in a grid pattern so as to correspond to the upper foundation beam FU, and a plurality of lower foundations projecting upward at positions corresponding to the plurality of upper foundation FSs. The FG is integrally provided. A
なお、詳細な説明は省略するが、免震装置32は、例えば鉛プラグや錫プラグを用いたプラグ入り積層ゴムなどで構成されている。また、この免震装置32は、建物Sの鉛直荷重を支持するとともに、地盤Gから入力される地震動に対して水平方向に変形可能であるとともに、元の位置に戻る復元機能を有している。
Although detailed description is omitted, the
図7に示すように、∨型ブレース2では、各ブレース材2aの上端部が、図示しない複数のアンカーボルトを介して、上部基礎梁FUに下方から固定され、両ブレース材2a、2aの下端部が、渦電流式ダンパ1Bの磁石ホルダ3の長さ方向の中央付近に固定されている。また、渦電流式ダンパ1Bの対向延設体4が、図示しない複数のアンカーボルトを介して、下部基礎梁FD上に上方から固定されている。
As shown in FIG. 7, in the ∨
以上のように、本実施形態の渦電流式ダンパ1Bによれば、前述した第1実施形態と同様の作用効果、すなわち、地震などによる建物Sへの振動エネルギーを、渦電流による抵抗力によって吸収し、建物Sの振動を減衰させることができる。
As described above, according to the eddy
図8は、本発明の第4実施形態を示している。本実施形態は、上述した第3実施形態の∨型ブレース2に代えて、正面形状が矩形状の支持プレート34(支持体)を採用したものである。この支持プレート34は、鋼板などから成る上下対称の2つのプレート材(以下、上下のプレート材をそれぞれ「上側プレート材35」及び「下側プレート材36」という)を互いに上下に連結して構成されている。上側プレート材35は、正面形状が横長板状の本体部35aとその上端部に設けられたフランジ部35bとにより、縦断面がT字状に形成されている。そして、上側プレート材35は、フランジ部35bが図示しない複数のアンカーボルトを介して、上部基礎梁FUに下方から固定され、本体部35aの下端部が、下側プレート材36に連結されている。
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a support plate 34 (support body) having a rectangular front shape is used instead of the ∨-shaped
下側プレート材36は、上述した上側プレート材35の本体部35a及びフランジ部35bと同様に構成された本体部36a及びフランジ部36bを有している。この下側プレート材36では、フランジ部36bが本体部36aの下端部に設けられており、縦断面が逆T字状に形成されている。そして、上記の上側プレート材35の本体部35aの下端部と、下側プレート材36の本体部36aの上端部が、左右方向に延びる前後2枚の連結プレートで挟持された状態で、複数(本実施形態では18個)のボルト38及びナット39を介して、固定されており、これにより、上側プレート材35と下側プレート材36が強固に連結されている。
The
また、本実施形態の渦電流式ダンパ1Cでは、支持プレート34の下端部、具体的には下側プレート材36のフランジ部36bが、前述した各渦電流式ダンパ1、1A及び1Bの磁石ホルダ3の役割を果たしている。すなわち、下側プレート材36のフランジ部36bの下面に、その長さ方向に沿って、複数の磁石5が間隔を隔てて配置されるとともに、両端の各端部磁石5aに隣接するように、磁極ブロック6が配置されている。
Further, in the eddy
また、下部基礎梁FD上には、対向延設体4が、図示しないアンカーボルトを介して固定されている。この対向延設体4は、前述した第1~第3実施形態と同様、各磁石5及び磁極ブロック6との間に間隔を隔てた状態で、下部基礎梁FDの長さ方向に沿って所定長さ延びるように配置されている。
Further, on the lower foundation beam FD, the facing
以上のように、本実施形態の渦電流式ダンパ1Cによれば、前述した第1及び第3実施形態と同様の作用効果、すなわち、地震などによる建物Sへの振動エネルギーを、渦電流による抵抗力によって吸収し、建物Sの振動を減衰させることができる。また、本実施形態では、∨型ブレース2に代えて、正面形状が矩形状の支持プレート34を用いることにより、その支持プレート34の下端部を、磁石ホルダとして利用できるとともに、複数の磁石5及び磁極ブロック6を、所望の位置に安定して支持することができる。
As described above, according to the eddy
なお、本発明は、説明した各実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第1~第4実施形態の渦電流式ダンパ1、1A、1B及び1Cでは、上下に配置された磁石ホルダ3(第4実施形態のフランジ部36bを含む)及び対向延設体4のうち、上側の磁石ホルダ3に複数の磁石5及び磁極ブロック6を取り付けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、磁石ホルダ3に代えて、下側の対向延設体4に、磁石5及び磁極ブロック6を取り付けることも可能である。
The present invention is not limited to each of the described embodiments, and can be carried out in various embodiments. For example, in the eddy
また、第1~第3実施形態では、渦電流式ダンパ1、1A及び1Bを支持する支持体として、∨型ブレース2を採用したが、逆V字形の∧型ブレースを採用することも、もちろん可能である。この場合には、∧型ブレースの頂部(上端部)に、磁石ホルダ3及び対向延設体4の一方が連結され、上梁BUの下面に、磁石ホルダ3及び対向延設体4の他方が連結される。また、第3及び第4実施形態では、渦電流式ダンパ1B及び1Cを、建物Sと地盤Gの間に設定される免震層Lに設置した基礎免震建物を例示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、建物の中層部に免震層が設定される中間階免震建物に適用することも可能である。
Further, in the first to third embodiments, the ∨-shaped
さらに、各実施形態で示した渦電流式ダンパ1、1A、1B及び1C、並びに∨型ブレース2の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
Further, the detailed configurations of the eddy
1 渦電流式ダンパ
1A 渦電流式ダンパ
1B 渦電流式ダンパ
1C 渦電流式ダンパ
2 ∨型ブレース(支持体)
2a ブレース材
3 磁石ホルダ(第1延設体)
4 対向延設体(第2延設体)
5 永久磁石
5a 端部磁石
6 磁極ブロック(磁性部材)
11 抵抗力調整機構
12 発電装置
14 スライダ
15 ポールピース
16 スライダ駆動機構
29 制御部
30 加速度センサ(加速度検出手段)
34 支持プレート(支持体)
S 建物(構造物)
PL 左柱
PR 右柱
BU 上梁
BD 下梁
AC 加速度
AC_S 小基準加速度
AC_M 中基準加速度
AC_L 大基準加速度
SP スライダ位置
P1 第1所定位置
P2 第2所定位置
P3 第3所定位置
FU 上部基礎梁
FD 下部基礎梁
FS 上部基礎
FG 下部基礎
L 免震層
1 Eddy
4 Opposing extension body (second extension body)
5
11
34 Support plate (support)
S building (structure)
PL Left pillar PR Right pillar BU Upper beam BD Lower beam AC acceleration AC_S Small reference acceleration AC_M Medium reference acceleration AC_L Large reference acceleration SP Slider position P1 First predetermined position P2 Second predetermined position P3 Third predetermined position FU Upper foundation beam FD Lower part Foundation beam FS Upper foundation FG Lower foundation L Seismic isolation layer
Claims (8)
前記ブレースは、上下方向に所定距離を隔てて配置された上梁及び下梁の一方に連結され、前記上梁及び下梁の他方に向かって互いに接近するように延びる一対のブレース材を有しており、
前記一対のブレース材の先端部に設けられ、前記上梁及び下梁の前記他方の長さ方向に沿って所定長さ延びる第1延設体と、
前記上梁及び下梁の前記他方と一体に設けられ、当該他方の長さ方向に沿って所定長さ延びるとともに、前記第1延設体に対し上下方向に所定距離を隔てて対向する第2延設体と、
前記第1延設体及び第2延設体の一方に取り付けられ、当該第1延設体及び第2延設体の他方に間隔を隔てて対向しかつ当該第1延設体及び第2延設体の前記一方の長さ方向に沿って配置された複数の永久磁石と、
を備え、
前記第1延設体及び第2延設体の前記他方は、前記複数の永久磁石と間隔を隔てて対向する面において、前記第1延設体と前記第2延設体が相対的に移動する際に、その移動を妨げる抵抗力を発生させるための渦電流が生じるように構成されていることを特徴とする渦電流式ダンパ。 An eddy current damper that is provided on a frame made of columns and beams of a structure together with braces of a predetermined shape to suppress vibration of the structure.
The brace has a pair of brace materials connected to one of an upper beam and a lower beam arranged at a predetermined distance in the vertical direction and extending toward the other of the upper beam and the lower beam so as to approach each other. And
A first extension body provided at the tip of the pair of brace materials and extending by a predetermined length along the other length direction of the upper beam and the lower beam.
A second beam that is provided integrally with the other of the upper beam and the lower beam, extends by a predetermined length along the length direction of the other beam, and faces the first extension body in the vertical direction at a predetermined distance. With the extension body,
Attached to one of the first extension and the second extension, facing the other of the first extension and the second extension at a distance and facing the other of the first extension and the second extension at a distance, and the first extension and the second extension. A plurality of permanent magnets arranged along the length direction of one of the structures,
Equipped with
The other of the first extension and the second extension moves relative to the first extension and the second extension on a surface facing the plurality of permanent magnets at a distance from each other. An eddy current type damper characterized in that it is configured to generate an eddy current to generate a resistance force that hinders its movement.
前記支持体は、互いに上下方向に所定距離を隔てて配置された前記上層部及び下層部の一方に連結され、前記上層部及び下層部の他方に向かって延びるように形成されており、
前記支持体の先端部に設けられ、水平に所定長さ延びる第1延設体と、
前記上層部及び下層部の前記他方と一体に設けられ、前記第1延設体の長さ方向に沿って所定長さ延びるとともに、当該第1延設体に対し上下方向に所定距離を隔てて対向する第2延設体と、
前記第1延設体及び第2延設体の一方に取り付けられ、当該第1延設体及び第2延設体の他方に間隔を隔てて対向しかつ当該第1延設体及び第2延設体の前記一方の長さ方向に沿って配置された複数の永久磁石と、
を備え、
前記第1延設体及び第2延設体の前記他方は、前記複数の永久磁石と間隔を隔てて対向する面において、前記第1延設体と前記第2延設体が相対的に移動する際に、その移動を妨げる抵抗力を発生させるための渦電流が生じるように構成されていることを特徴とする渦電流式ダンパ。 It is provided together with a support having a predetermined shape in the seismic isolation layer set between the structure and the ground and in one of the middle layers of the structure, from the lower layer below the seismic isolation layer to the upper layer above. An eddy current type damper for suppressing transmitted vibration.
The support is connected to one of the upper layer portion and the lower layer portion arranged at a predetermined distance in the vertical direction from each other, and is formed so as to extend toward the other of the upper layer portion and the lower layer portion.
A first extension body provided at the tip of the support and horizontally extending by a predetermined length,
It is provided integrally with the other of the upper layer portion and the lower layer portion, extends by a predetermined length along the length direction of the first extension body, and is separated from the first extension body by a predetermined distance in the vertical direction. With the second extension body facing each other,
Attached to one of the first extension and the second extension, facing the other of the first extension and the second extension at a distance and facing the other of the first extension and the second extension at a distance, and the first extension and the second extension. A plurality of permanent magnets arranged along the length direction of one of the structures,
Equipped with
The other of the first extension and the second extension moves relative to the first extension and the second extension on a surface facing the plurality of permanent magnets at a distance from each other. An eddy current type damper characterized in that it is configured to generate an eddy current to generate a resistance force that hinders its movement.
非磁性材から成り、前記第1延設体及び第2延設体の前記一方に取り付けられた前記複数の永久磁石と前記第1延設体及び第2延設体の前記他方との間に配置され、前記一方の長さ方向に沿って所定長さ延びるとともに、当該長さ方向に沿って移動自在に設けられたスライダと、
磁性材から成り、前記複数の永久磁石にそれぞれ対応するように配置され、当該対応する永久磁石との間、並びに前記第1延設体及び第2延設体の前記他方との間にそれぞれ間隔を隔てた状態で、前記スライダに保持された複数のポールピースと、
前記スライダを駆動するスライダ駆動機構と、
を有していることを特徴とする請求項6に記載の渦電流式ダンパ。 The resistance adjusting mechanism is
Between the plurality of permanent magnets made of a non-magnetic material and attached to the one of the first extension and the second extension and the other of the first extension and the second extension. A slider that is arranged, extends a predetermined length along the one length direction, and is movably provided along the length direction.
It is made of a magnetic material and is arranged so as to correspond to each of the plurality of permanent magnets, and is spaced between the corresponding permanent magnets and the other of the first extension and the second extension. A plurality of pole pieces held by the slider with the magnets separated from each other.
A slider drive mechanism that drives the slider,
The eddy current type damper according to claim 6, wherein the damper is provided with an eddy current type damper.
前記検出された加速度に応じて、前記スライダ駆動機構を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記加速度が大きいほど、前記各永久磁石と対応する前記各ポールピースとの上下方向の重なり度合が大きくなるように、前記スライダ駆動機構を制御することを特徴とする請求項7に記載の渦電流式ダンパ。 Acceleration detection means for detecting the acceleration of vibration input to the structure, and
A control unit that controls the slider drive mechanism according to the detected acceleration,
Further prepare
7. The control unit controls the slider drive mechanism so that the greater the acceleration, the greater the degree of vertical overlap between each of the permanent magnets and the corresponding pole pieces. Eddy current type damper described in.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020149789A JP2022044253A (en) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Eddy current type damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020149789A JP2022044253A (en) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Eddy current type damper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022044253A true JP2022044253A (en) | 2022-03-17 |
Family
ID=80678982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020149789A Pending JP2022044253A (en) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Eddy current type damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022044253A (en) |
-
2020
- 2020-09-07 JP JP2020149789A patent/JP2022044253A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3608605A1 (en) | A single axis solar tracker with a torsional vibration damping device | |
JP2017096086A (en) | Seismic strengthening device | |
Ma et al. | On the design of nonlinear damping with electromagnetic shunt damping | |
CN111033078A (en) | Vortex type vibration damper | |
JP2009108630A (en) | Damper | |
Hu et al. | Semi-active vibration control of two flexible plates using an innovative joint mechanism | |
JP5973732B2 (en) | Wind turbine generator with damping device and damping device for tower building | |
JP2013044155A (en) | Vibration control structure | |
JP2022044253A (en) | Eddy current type damper | |
JP2022044254A (en) | Power generator and eddy current type damper having the same | |
JP2013040497A (en) | Vibration control beam and gantry beam having vibration control beam | |
CN108678478A (en) | A kind of magnetic rheology elastic body formula coupling beam damper | |
CN107061598A (en) | It is applicable adjustable, the combined suspension cable eddy current damper used of any installation site | |
KR101245107B1 (en) | Anti vibration device for construction | |
JP4198013B2 (en) | Overall yield structure of building frame | |
Liu et al. | Optimization for the APS-U magnet support structure | |
JP7219626B2 (en) | damping system | |
JP3099706B2 (en) | Seismic isolation structure of pile | |
JP5364624B2 (en) | Damping damper | |
JP2021147853A (en) | Eddy current type damper | |
JPH0960688A (en) | Vibration damping damper for structure | |
CN215990534U (en) | Electromagnetic actuator and electromagnetic vibration control device | |
CN204285663U (en) | A kind of air-conditioner outdoor unit | |
CN109737162A (en) | A kind of electric and magnetic oscillation recovers energy tuned mass damper | |
JPH0571237A (en) | Damper with variable damping force |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240226 |