JP7135725B2 - 渦電流式ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、渦電流式ダンパに関する。

地震等による振動から建物を保護するために、建物には制振装置が取り付けられる。制振装置は建物に与えられた運動エネルギを熱エネルギ等の他のエネルギに変換することで、建物の揺れを抑制する。このような制振装置として、渦電流式ダンパが知られている。

渦電流式ダンパはたとえば、特公平５－８６４９６号公報（特許文献１）に開示される。

特許文献１の渦電流式ダンパは、主筒に取り付けられた複数の永久磁石と、ねじ軸に接続されたヒステリシス材と、ねじ軸と噛み合うボールナットと、ボールナットに接続された副筒と、を備える。複数の永久磁石は、磁極の配置が交互に異なる。ヒステリシス材は、複数の永久磁石と対向し、相対回転可能である。この渦電流式ダンパに運動エネルギが与えられると、副筒及びボールナットが軸方向に往復移動し、ボールねじの作用によってヒステリシス材が回転する。これにより、ヒステリシス損が生じ、運動エネルギが消費される。また、ヒステリシス材に渦電流が発生するため、渦電流損により運動エネルギが消費される（減衰力が得られる）、と特許文献１には記載されている。

しかしながら、特許文献１の渦電流式ダンパでは、ボールナットの往復移動範囲の端においてヒステリシス材の回転方向が切り替わる。そのため、ボールナットが往復移動範囲の端に近づくにつれヒステリシス材の回転速度は低下し、発生する渦電流の強さが弱くなる。すなわち、特許文献１の渦電流式ダンパではその構造上、ボールナットの往復移動範囲の端近傍において渦電流による減衰力の低下が避けられない。

一方、建物に取り付けられるダンパとしては、渦電流式ダンパ以外にも粘性流体を用いた流体式ダンパが知られている。流体式ダンパでもピストンが往復移動することで減衰力が得られるため、ピストンの往復移動範囲の端近傍で減衰力は低下する。

この流体式ダンパの往復移動範囲の端近傍での減衰力の低下を改善する発明が、国際公開第２００７／０９１３９９号（特許文献２）に開示されている。

特許文献２の流体式ダンパでは、シリンダ内に磁性流体が封入され、ピストンロッドが磁性部及び非磁性部から構成されている。ピストンロッドが往復移動範囲の中央近傍にある場合は通常の流体式ダンパ同様に磁性流体の粘性抵抗で減衰力を得る。一方、ピストンロッドが往復移動範囲の端近傍に近づくと、ピストンロッドの磁性部が磁場発生装置（磁石等）に近づくことにより、磁気回路が形成される。この磁気回路の磁場により磁性流体の粘性抵抗が高まるため、往復移動範囲の端近傍における減衰力を向上できる、と特許文献２には記載されている。

特公平５－８６４９６号公報 国際公開第２００７／０９１３９９号

しかしながら、特許文献２の発明は、流体式ダンパに関するものであり、渦電流式ダンパとは根本的に構造が異なる。そのため、特許文献２の技術を渦電流式ダンパに採用することは困難である。

本発明の目的は、ねじ軸の往復移動範囲の端近傍における減衰力を向上させる渦電流式ダンパを提供することである。

本発明の渦電流式ダンパは、円筒形状の磁石保持部材と、複数の永久磁石と、円筒形状の導電部材と、ねじ軸と、ボールナットと、減衰機構と、を含む。複数の永久磁石は、磁石保持部材に固定され、磁石保持部材の円周方向に沿って隙間を空けて配置され、円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する。導電部材は、複数の永久磁石と磁石保持部材の径方向に隙間を空けて対向する。ねじ軸は、磁石保持部材の中心軸方向に沿って往復移動可能である。ボールナットは、ねじ軸とかみ合い、ねじ軸が移動することで複数の永久磁石と導電部材とを相対的に回転させる。減衰機構は、ねじ軸が往復移動中央位置から所定量以上変位したときにねじ軸の変位を制限する。

本発明の渦電流式ダンパによれば、往復移動範囲の端近傍における減衰力を向上させることができる。

図１は、第１実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。 図２は、図１の一部拡大図である。 図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図である。 図４は、図３の一部拡大図である。 図５は、第１実施形態の渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。 図６は、図１に示す状態からねじ軸が先端側に所定の距離変位した渦電流式ダンパの断面図である。 図７は、第２実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。 図８は、図７中の減衰機構近傍の拡大図である。 図９は、図８中のＩＸ－ＩＸ線での断面図である。 図１０は、図８中のＸ－Ｘ線での断面図である。 図１１は、第３実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。 図１２は、図１１中の減衰機構近傍の拡大図である。 図１３は、図１２に示す状態からねじ軸が往復移動範囲の先端側の端に到達した渦電流式ダンパの断面図である。

（１）本実施形態の渦電流式ダンパは、円筒形状の磁石保持部材と、複数の永久磁石と、円筒形状の導電部材と、ねじ軸と、ボールナットと、減衰機構と、を含む。複数の永久磁石は、磁石保持部材に固定され、磁石保持部材の円周方向に沿って隙間を空けて配置され、円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する。導電部材は、複数の永久磁石と磁石保持部材の径方向に隙間を空けて対向する。ねじ軸は、磁石保持部材の中心軸方向に沿って往復移動可能である。ボールナットは、ねじ軸とかみ合い、ねじ軸が移動することで複数の永久磁石と導電部材とを相対的に回転させる。減衰機構は、ねじ軸が往復移動中央位置から所定量以上変位したときにねじ軸の変位を制限する。

上記（１）の渦電流式ダンパによれば、渦電流式ダンパに振動が加わり、ねじ軸が軸方向に変位すると、ボールナットが回転する。これに伴い複数の永久磁石と導電部材とが相対的に回転することで、導電部材に渦電流が発生し、減衰力が得られる。また、往復移動するねじ軸の軸方向の速度は、往復移動範囲の端近傍に近づくにつれ低下する。そのため、ねじ軸の往復移動範囲の端近傍では、強い渦電流が発生しにくく、渦電流による減衰力が低下する。そこで本実施形態の渦電流式ダンパでは、ねじ軸が往復移動中央位置から所定の距離以上変位したときに、ねじ軸の変位（運動）を直接制限する減衰機構を設ける。これにより、ねじ軸が往復移動範囲の端近傍にある場合であっても、渦電流による減衰力に加えて減衰機構による減衰力が働き、渦電流式ダンパ全体としての減衰力の低下が抑制できる。

上記（１）の渦電流式ダンパは、以下の（２）～（４）のような構成とすることができる。

（２）ねじ軸は、ボールナットよりもねじ軸の根元側に配置されたフランジ部を含む。減衰機構は、ねじ軸が往復移動中央位置からねじ軸の先端側に所定量以上変位したときに、ねじ軸の先端と接触し、ねじ軸の変位を制限する第１減衰機構と、ねじ軸が往復移動中央位置からねじ軸の根元側に所定量以上変位したときに、フランジ部と接触し、ねじ軸の変位を制限する第２減衰機構と、を含む。

（３）渦電流式ダンパはさらに、渦電流式ダンパのねじ軸の先端側の端部を対象物に取り付ける取付具を備える。ねじ軸は、ねじ軸の先端にねじ軸の周方向に沿って配置され、中心軸方向に延びる複数の第１ロッドと、複数の第１ロッドの先端に固定された第１フランジ部と、を含み、取付具は、取付具の先端に固定され、中心軸方向に延び、第１フランジ部を貫通する第２ロッドと、第２ロッドの先端に固定され、複数の第１ロッドが貫通する第２フランジ部と、を含む。減衰機構は、ねじ軸が往復移動中央位置からねじ軸の先端側に所定量以上変位したときに、第１フランジ部と接触し、ねじ軸の変位を制限する第１減衰機構と、ねじ軸が往復移動中央位置からねじ軸の根元側に所定量以上変位したときに、第１フランジ部と接触し、ねじ軸の変位を制限する第２減衰機構と、を含む。

（４）減衰機構は、油圧ダンパである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。渦電流式ダンパ１は、磁石保持部材５と、複数の永久磁石６と、導電部材４と、ねじ軸２と、ボールナット３と、第１減衰機構７Ａと、第２減衰機構７Ｂと、を含む。

［磁石保持部材］
図２は、図１の一部拡大図である。磁石保持部材５は、内周面及び外周面を含む円筒形状である。内周面の内側にはボールナット３の一部が収容される。外周面には複数の永久磁石６が固定される。つまり、磁石保持部材５は、複数の永久磁石６を保持する。永久磁石６からの磁束を外部に漏れにくくするため、磁石保持部材５の材質は炭素鋼、鋳鉄等の磁性体であるのが好ましい。この場合、磁石保持部材５はヨークとしての役割を果たす。

磁石保持部材５の一方の端部はボールナット３のフランジ部に固定される。したがって、ボールナット３が回転すると、それに伴って磁石保持部材５も回転する。磁石保持部材５の他方の端部は自由端となっており、ラジアル軸受２４を介して導電部材４に支持されている。また、磁石保持部材５と導電部材４との軸方向の隙間にはスラスト軸受２３が設けられる。これにより、磁石保持部材５及びボールナット３は、ねじ軸２が変位しても軸方向には移動しない。

［永久磁石］
図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図である。複数の永久磁石６は、磁石保持部材５の外周面に固定される。複数の永久磁石６は、磁石保持部材５の円周方向に配列され、隣接する２つの永久磁石６の間には隙間が設けられる。

図４は、図３の一部拡大図である。複数の永久磁石６は、導電部材４の径方向において導電部材４の内周面と隙間を空けて対向する。隙間の大きさは、永久磁石６からの磁束を導電部材４に効率的に到達させるため、可能な限り小さいほうが好ましい。また、各永久磁石６と導電部材４の内周面との距離は一定であるのが好ましい。

複数の永久磁石６は、磁石保持部材５の円周方向に沿って磁極の配置を交互に反転して配列される。別の言葉で言えば、磁石保持部材５の円周方向において隣接する永久磁石６同士は互いに磁極の配置が反転する。なお、図４では、永久磁石６の磁極の配置が導電部材４の径方向である場合を示すが、磁極の配置はこれに限られず、磁石保持部材５の軸方向（すなわちねじ軸２の軸方向）であってもよい。

［導電部材］
図１を参照して、導電部材４は円筒形状であり、内部（円筒の内部空間）にはボールナット３、磁石保持部材５、永久磁石６及びねじ軸２の一部が収容される。永久磁石６が形成する磁場によって渦電流を発生させるため、導電部材４の材質は鋼等の導電性を有する材料である。

導電部材４の一方の端部は、対象物である建物に取り付けられた取付具２１に固定され、ラジアル軸受２４を介して磁石保持部材５を支持する。導電部材４の他方の端部は、自由端となっており、ラジアル軸受２４を介して磁石保持部材５を支持する。したがって、磁石保持部材５が回転しても導電部材４は回転しない。

［ねじ軸］
ねじ軸２は、直線状に延びる部材であり、外周面にはねじ部が形成されている。ねじ軸２は、建物に取り付けられた取付具２２に固定される。建物が揺れるとその振動は、取付具２２を介してねじ軸２に伝達され、ねじ軸２が軸方向に変位し、振動に同期して往復移動する。

図１では、ねじ軸２が往復移動中央位置にある状態を示す。往復移動中央位置とは、ねじ軸２の軸方向に沿った往復移動範囲の中央を意味する。渦電流式ダンパ１は、ねじ軸２を往復移動中央位置にして、建物に取り付けられる。なお、本明細書において「軸方向」とはねじ軸２の軸方向を意味する。

ねじ軸２は、フランジ部１０を含む。フランジ部１０は、ねじ軸の軸方向から見て円板形状である。フランジ部１０は、ボールナット３よりもねじ軸の根元側に配置される。なお、本明細書において「ねじ軸の根元側」とはねじ軸２の先端側とは反対側を意味する。

フランジ部１０は、ねじ軸２が往復移動中央位置にあるとき、ボールナット３からねじ軸２の軸方向に所定の距離離れて、かつ、第２減衰機構７Ｂからねじ軸２の軸方向に所定の距離離れてねじ軸２に固定されている。

［ボールナット］
ボールナット３は、ねじ軸２とボールねじを構成し、ねじ軸２が軸方向に変位するとボールナット３は回転する。すなわち、ボールナット３はねじ軸２の並進運動を回転運動に変換する。

ボールナット３は、貫通孔と、フランジ部とを含む。貫通孔にはねじ軸２が通され、貫通孔の内周面には、ねじ軸２のねじ部と噛み合うねじ部が形成されている。フランジ部は、軸方向から見て、中空の円板形状である。

［減衰機構］
減衰機構は、第１減衰機構７Ａと、第２減衰機構７Ｂと、を含む。

第１減衰機構７Ａは、粘弾性体であり、たとえばゴム、ウレタン、樹脂等である。第１減衰機構７Ａは、円柱形状であり、ねじ軸２の先端側の取付具２１に固定される。ねじ軸２が往復運動中央位置にあるとき、第１減衰機構７Ａは、ねじ軸２の軸方向においてねじ軸２の先端と所定の距離離れて対向する。

第２減衰機構７Ｂは、粘弾性体であり、たとえばゴムである。第２減衰機構７Ｂは、円筒形状であり、円筒形状の内部をねじ軸２が貫通する。第２減衰機構７Ｂは、フランジ部１０よりもねじ軸２の根元側に配置され、ねじ軸２の根元側のハウジング１６の端面に固定される。ねじ軸２が往復運動中央位置にあるとき、第２減衰機構７Ｂは、ねじ軸２の軸方向においてフランジ部１０と所定の距離離れて対向する。

［渦電流による減衰力］
第１実施形態の渦電流式ダンパ１に振動が加わった場合の減衰力について説明する。第１実施形態の渦電流式ダンパでは、渦電流による減衰力と、減衰機構による減衰力と、が働くが、まず渦電流による減衰力について説明する。

図５は、第１実施形態の渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。複数の永久磁石６は、隣接する永久磁石同士で磁極が反転している。そのため、ある永久磁石６のＮ極から出た磁束は、磁石保持部材５を通り、隣接する永久磁石６のＳ極に到達する。この永久磁石６のＮ極から出た磁束は、導電部材４を通り、永久磁石６のＳ極に到達する。すなわち、隣接する２つの永久磁石６、磁石保持部材５及び導電部材４によって磁気回路が形成される。

渦電流式ダンパに振動が加えられ前記複数の永久磁石と導電部材４が相対的に回転すると、導電部材４の内周面を通過する磁束が変化し、これにより導電部材４に渦電流が発生する。渦電流が発生すると、新たな磁束（反磁界）が生じる。この反磁界は、導電部材４の回転を妨げる（すなわちボールナット３の回転を妨げる）方向に働く。ボールナット３の回転が妨げられると、ねじ軸２の軸方向への運動も妨げられ、振動が減衰する。これが渦電流による減衰力となる。

［減衰機構による減衰力］
続いて、第１減衰機構７Ａ及び第２減衰機構７Ｂによる減衰力について説明する。以下では、渦電流式ダンパに振動が加えられ、ねじ軸２が往復移動している場合を考える。

図１を参照して、ねじ軸２が往復移動中央位置を通過するとき、ねじ軸２の先端は第１減衰機構７Ａと所定の距離離れており、フランジ部１０は第２減衰機構７Ｂと所定の距離離れている。したがって、ねじ軸２は第１減衰機構７Ａ及び第２減衰機構７Ｂに接触しておらず、渦電流式ダンパには渦電流による減衰力のみが作用し、第１減衰機構７Ａ及び第２減衰機構７Ｂによる減衰力は作用しない。

ここで、渦電流による減衰力は、常に一定ではなく、往復移動中央位置からのねじ軸２の変位（ねじ軸２の軸方向の速度）に応じて変動する。

例えば、正弦曲線に従って往復移動中のねじ軸２の軸方向の速度を見ると、図１に示されるようにねじ軸２が往復移動中央位置を通過するとき、ねじ軸２の軸方向の速度は最大となる。ねじ軸２の軸方向の速度とボールナット３の回転速度（すなわち複数の永久磁石６の回転速度）とは比例関係にあるため、ねじ軸２が往復移動中央位置を通過するとき複数の永久磁石６の回転速度は最大となる。つまり、往復移動中央位置では導電部材４に大きい渦電流が発生し、十分な減衰力が得られる。

しかしながら、ねじ軸２が往復移動中央位置から変位すると、ねじ軸２の軸方向の速度はねじ軸２が往復移動範囲の端に近づくにつれ低下し、往復移動範囲の端では０となる。そのため、ねじ軸２が往復移動範囲の端近傍にあるとき、渦電流による減衰力は往復移動中央位置の場合と比べて低下する。

そこで、第１実施形態の渦電流式ダンパでは、ねじ軸２が往復移動中央位置から所定の距離変位すれば、ねじ軸２が第１減衰機構７Ａ又は第２減衰機構７Ｂと接触するように構成されている。この点について、図６を参照して説明する。

図６は、図１に示す状態からねじ軸が先端側に所定の距離変位した渦電流式ダンパの断面図である。ねじ軸２が往復移動中央位置から先端側に所定の距離変位すると、ねじ軸２の先端は第１減衰機構７Ａと接触する。第１減衰機構７Ａは粘弾性体であるため、ねじ軸２の運動エネルギを吸収し、熱エネルギとして放散する。これにより、ねじ軸２の軸方向への運動が妨げられ、振動が減衰する。これが第１減衰機構７Ａによる減衰力となる。

第２減衰機構７Ｂによる減衰力も第１減衰機構７Ａによる減衰力と同様である。ねじ軸２が往復移動中央位置から根元側に所定の距離変位すると、第２減衰機構７Ｂとフランジ部１０とが接触する。第２減衰機構７Ｂは粘弾性体であるため、第１減衰機構７Ａと同様に減衰力が得られる。

要するに、第１実施形態の渦電流式ダンパでは、ねじ軸２が往復移動中央位置からねじ軸の先端側又は根元側に所定の距離離れるまでは、永久磁石の回転速度が速く、大きい渦電流を発生させることができるため、渦電流による減衰力のみで振動を減衰させる。一方、ねじ軸２が往復移動中央位置からねじ軸の先端側又は根元側に所定の距離以上離れれば、渦電流による減衰力が弱まるため、渦電流による減衰力に加えて第１減衰機構７Ａ又は第２減衰機構７Ｂによる減衰力が加わる。これにより、ねじ軸２の往復移動範囲の端近傍における減衰力を向上させることができる。

特に、建物に甚大な被害を与え得る長周期振動は振幅（ねじ軸２の変位量）が大きくなる傾向にあるため、このような大振幅の振動の減衰に第１実施形態の渦電流式ダンパは有効である。

また、第１実施形態の渦電流式ダンパでは、第１減衰機構７Ａ及び第２減衰機構７Ｂの材質等を調整することにより、減衰機構による減衰力を調整することができる。さらには、ねじ軸２が往復移動中央位置にあるときのねじ軸２の先端と第１減衰機構７Ａとの所定の距離、及び、フランジ部１０と第２減衰機構７Ｂとの所定の距離を調整することで、減衰機構による減衰力を効かせる範囲を調整することができる。このような構成により、渦電流式ダンパの使用環境に応じた仕様の変更を容易にすることができる。

さらに、第１実施形態の渦電流式ダンパでは、ボールナット３が導電部材４及び磁石保持部材５の内部に配置され、軸方向に移動しないように構成されている。このような構成により、渦電流式ダンパにボールナット３の軸方向への可動範囲を設ける必要がなく、渦電流式ダンパを小型にすることができる。

以上、第１実施形態の渦電流式ダンパについて説明した。しかしながら、本発明の渦電流式ダンパは、上述の第１実施形態に限られず、次のような実施形態とすることもできる。

［第２実施形態］
第２実施形態の渦電流式ダンパについて説明する。

図７は、第２実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。第２実施形態の渦電流式ダンパ１は、第１減衰機構７Ａ及び第２減衰機構７Ｂの双方がボールナット３よりもねじ軸２の先端側に配置される点で第１実施形態の渦電流式ダンパと相違する。以下の第２実施形態の渦電流式ダンパの説明では、第１実施形態の渦電流式ダンパと異なる点についてのみ説明し、同じ構成は説明を省略する。

［ねじ軸］
図８は、図７中の減衰機構近傍の拡大図である。ねじ軸２は、複数の第１ロッド９と、第１フランジ部８と、を含む。

複数の第１ロッド９は、ねじ軸２の先端に固定され、ねじ軸２の先端から軸方向に延びる。

図９は、図８中のＩＸ－ＩＸ線での断面図である。複数の第１ロッド９は、ねじ軸の周方向に沿って配置される。好ましくは、複数の第１ロッド９はねじ軸の周方向に沿って等間隔で配置される。

図８を参照して、第１フランジ部８は複数の第１ロッド９の先端に固定される。

図１０は、図８中のＸ－Ｘ線での断面図である。第１フランジ部８は、中空の円板形状である。

［取付具］
図８を参照して、ねじ軸２の先端側の取付具２１は、第２ロッド１２と、第２フランジ部１１と、を含む。

第２ロッド１２は、取付具２１の先端に固定され、取付具２１の先端からねじ軸２の軸方向に延びる。図１０を参照して、好ましくは、第２ロッド１２は、ねじ軸の中心軸と同軸に設けられる。第２ロッド１２は、第１フランジ部８を貫通する。

図８を参照して、第２フランジ部１１は、第２ロッド１２の先端に固定される。図９を参照して、第２フランジ部１１は、周方向に沿って複数の貫通孔を含み、複数の第１ロッド９はそれぞれ貫通孔を貫通する。

［減衰機構］
図８を参照して、第１減衰機構７Ａは、中空の円板形状であり、第２ロッド１２が第１減衰機構７Ａの中空部分を貫通する。第１減衰機構７Ａは、第１フランジ部８よりもねじ軸２の先端側に配置され、取付具２１に固定される。ねじ軸２が往復移動中央位置にあるとき、第１減衰機構７Ａは、ねじ軸２の軸方向において第１フランジ部８と所定の距離離れて対向する。

第２減衰機構７Ｂは、複数の貫通孔を含む円板形状であり、複数の第１ロッド９それぞれが対応する第２減衰機構７Ｂの貫通孔を貫通する。第２減衰機構７Ｂは、第１フランジ部８よりもねじ軸２の根元側に配置され、取付具の第２フランジ部１１に固定される。ねじ軸２が往復移動中央位置にあるとき、第２減衰機構７Ｂは、ねじ軸２の軸方向において第１フランジ部８と所定の距離離れて対向する。

このような構成の第２実施形態の渦電流式ダンパにおいても、第１実施形態と同様に、ねじ軸２が往復移動中央位置からねじ軸の先端側又は根元側に所定の距離離れるまでは、渦電流による減衰力のみで振動を減衰させる。一方、ねじ軸２が往復移動中央位置からねじ軸の先端側又は根元側に所定の距離以上離れれば、渦電流による減衰力に加えて第１減衰機構７Ａ又は第２減衰機構７Ｂによる減衰力が加わる。

［第３実施形態］
第３実施形態の渦電流式ダンパについて説明する。

図１１は、第３実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。第３実施形態の渦電流式ダンパ１は、減衰機構７が油圧ダンパである点で第１実施形態の渦電流式ダンパと相違する。以下の第３実施形態の渦電流式ダンパの説明では、第１実施形態の渦電流式ダンパと異なる点についてのみ説明し、同じ構成は説明を省略する。

［ねじ軸］
図１２は、図１１中の減衰機構近傍の拡大図である。ねじ軸２の構成は、第２実施形態と同じであるので説明は省略する。

［減衰機構］
減衰機構７は油圧式ダンパであり、シリンダー部１３と、ピストン部１４と、を含む。

シリンダー部１３は、ねじ軸２の先端側の取付具２１に固定される。シリンダー部１３は、内部にオイルを封入した容器である。

ピストン部１４は、第２フランジ部１１と、第３フランジ部１５と、第２ロッド１２とを含む。

第２フランジ部１１は、ねじ軸２の先端と第１フランジ部８との間に配置される。第２フランジ部１１は、ねじ軸２の周方向に沿って複数の貫通孔を含み、複数の貫通孔それぞれにはねじ軸の第１ロッド９が通される。

第３フランジ部１５は、シリンダー部１３の内部に配置される。第３フランジ部１５は、シリンダー部１３の内部の断面形状よりも僅かに小さい断面形状を有し、シリンダー部１３内部でねじ軸２の軸方向に沿って移動可能である。

第２ロッド１２は、第２フランジ部１１と第３フランジ部１５とを繋ぎ、ねじ軸の第１フランジ部８の中央の中空部分を貫通する。

ねじ軸２が往復移動中央位置にあるとき、第２フランジ部１１は第１フランジ部８とねじ軸の軸方向に所定の距離離れており、また第２フランジ部１１はねじ軸２の先端とねじ軸の軸方向に所定の距離離れている。このような構成の第３実施形態の渦電流式ダンパに振動が加わり、ねじ軸２が先端側に変位する場合を考える。

ねじ軸２の先端と第２フランジ部１１とは所定の距離離れているので、ねじ軸２が先端側に所定の距離変位するまでは油圧ダンパによる減衰力は作用せず、渦電流による減衰力のみが作用する。

ねじ軸２が先端側に所定の距離以上変位すると、ねじ軸２の先端が第２フランジ部１１に接触し、第２フランジ部１１はねじ軸２の先端側方向へ力を受ける。そうすると、第３フランジ部１５がシリンダー部１３内のオイルの粘性抵抗を受け、渦電流による減衰力に加え、油圧ダンパによる減衰力が作用する。続いて、ねじ軸２が往復移動範囲の先端側の端に到達し、ねじ軸２の根元側に変位する場合を考える。

図１３は、図１２に示す状態からねじ軸が往復移動範囲の先端側の端に到達した状態を示す断面図である。ねじ軸２が往復移動範囲の先端側の端に到達したとき、ねじ軸２の先端と第２フランジ部１１とは接触しており、第１フランジ部８と第２フランジ部１１とは所定の距離離れている。ねじ軸２が根元側に変位し始めると、第１フランジ部８が第２フランジ部１１に近づき、ねじ軸２が根元側に所定の距離以上変位すると、第１フランジ部８が第２フランジ部１１に接触し、シリンダー内の第３フランジ部１５がオイルの粘性抵抗を受け、渦電流による減衰力に加え、油圧ダンパによる減衰力が作用する。

以上、本実施形態の渦電流式ダンパについて説明した。その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

たとえば、図１に示す第１実施形態の渦電流式ダンパにおいて、第１減衰機構７Ａ及び第２減衰機構７Ｂを鋼等の金属で構成し、ねじ軸２の先端と対向する部分に孔を設ける。そして、ねじ軸２の先端にこの孔に挿入可能な突起部を設け、ねじ軸２が所定量以上変位したときにねじ軸２の突起部が孔に挿入され、突起部と孔の内面との摩擦によって、減衰力を得てもよい。

本発明の渦電流式ダンパは、建物の制振装置及び免振装置に有用である。

１ ：渦電流式ダンパ
２ ：ねじ軸
３ ：ボールナット
４ ：導電部材
５ ：磁石保持部材
６ ：永久磁石
７ ：減衰機構
７Ａ ：第１減衰機構
７Ｂ ：第２減衰機構
８ ：第１フランジ部
９ ：第１ロッド
１０ ：フランジ部
１１ ：第２フランジ部
１２ ：第２ロッド
１３ ：シリンダー部
１４ ：ピストン部
１５ ：第３フランジ部
１６ ：ハウジング
２１ ：取付具
２２ ：取付具
２３ ：スラスト軸受
２４ ：ラジアル軸受

Claims (2)

1. 円筒形状の磁石保持部材と、
   前記磁石保持部材に固定され、前記磁石保持部材の円周方向に沿って隙間を空けて配置され、前記円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する複数の永久磁石と、
   前記複数の永久磁石と前記磁石保持部材の径方向に隙間を空けて対向する円筒形状の導電部材と、
   前記磁石保持部材の中心軸方向に沿って往復移動可能なねじ軸と、
   前記ねじ軸とかみ合い、前記ねじ軸が移動することで前記複数の永久磁石と前記導電部材とを相対的に回転させるボールナットと、
   前記ねじ軸が往復移動中央位置から所定量以上変位したときに前記ねじ軸の変位を制限する減衰機構と、を備え、
   前記ねじ軸は、前記ボールナットよりも前記ねじ軸の根元側に配置されたフランジ部を含み、
   前記減衰機構は、
   前記ねじ軸が往復移動中央位置から前記ねじ軸の先端側に所定量以上変位したときに、前記ねじ軸の先端と接触し、前記ねじ軸の変位を制限する第１減衰機構と、
   前記ねじ軸が往復移動中央位置から前記ねじ軸の根元側に所定量以上変位したときに、前記フランジ部と接触し、前記ねじ軸の変位を制限する第２減衰機構と、を含む、渦電流式ダンパ。
2. 円筒形状の磁石保持部材と、
   前記磁石保持部材に固定され、前記磁石保持部材の円周方向に沿って隙間を空けて配置され、前記円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する複数の永久磁石と、
   前記複数の永久磁石と前記磁石保持部材の径方向に隙間を空けて対向する円筒形状の導電部材と、
   前記磁石保持部材の中心軸方向に沿って往復移動可能なねじ軸と、
   前記ねじ軸とかみ合い、前記ねじ軸が移動することで前記複数の永久磁石と前記導電部材とを相対的に回転させるボールナットと、
   前記ねじ軸が往復移動中央位置から所定量以上変位したときに前記ねじ軸の変位を制限する減衰機構と、を備え、
   前記ねじ軸の先端側の端部を対象物に取り付ける取付具をさらに備え、
   前記ねじ軸は、
   前記ねじ軸の先端に前記ねじ軸の周方向に沿って配置され、前記中心軸方向に延びる複数の第１ロッドと、
   前記複数の第１ロッドの先端に固定された第１フランジ部と、を含み、
   前記取付具は、
   前記取付具の先端に固定され、前記中心軸方向に延び、前記第１フランジ部を貫通する第２ロッドと、
   前記第２ロッドの先端に固定され、前記複数の第１ロッドが貫通する第２フランジ部と、を含み、
   前記減衰機構は、
   前記ねじ軸が往復移動中央位置から前記ねじ軸の先端側に所定量以上変位したときに、前記第１フランジ部と接触し、前記ねじ軸の変位を制限する第１減衰機構と、
   前記ねじ軸が往復移動中央位置から前記ねじ軸の根元側に所定量以上変位したときに、前記第１フランジ部と接触し、前記ねじ軸の変位を制限する第２減衰機構と、を含む、渦電流式ダンパ。

Images