KR20230145605A - 와전류식 댐퍼 - Google Patents

와전류식 댐퍼 Download PDF

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KR20230145605A
KR20230145605A KR1020237032259A KR20237032259A KR20230145605A KR 20230145605 A KR20230145605 A KR 20230145605A KR 1020237032259 A KR1020237032259 A KR 1020237032259A KR 20237032259 A KR20237032259 A KR 20237032259A KR 20230145605 A KR20230145605 A KR 20230145605A
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conductive member
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magnet holding
eddy current
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KR1020237032259A
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Inventor
료스케 마스이
겐지 이마니시
다쿠야 후지타
히로유키 야마구치
히로시 노가미
Original Assignee
닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

와전류식 댐퍼(10)는, 도전 부재(1)와, 자석 유지 부재(2)와, 복수의 영구 자석(3)과, 슬라이딩재(91, 92)를 구비한다. 자석 유지 부재(2)는, 도전 부재(1)의 내측에 배치된다. 영구 자석(3)은, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 의해 유지되며, 도전 부재(1)의 내주면과 간극(G)을 두고 대향한다. 도전 부재(1)의 내주면 및 자석 유지 부재(2)의 외주면 중 한쪽 또는 양쪽에는, 볼록부(11, 12, 21, 22)가 형성된다. 댐퍼(10)를 중심축을 따른 단면에서 보았을 때, 볼록부(11, 12, 21, 22)와 대향부 사이에는 간극(g1, g2)이 형성된다. 볼록부(11, 12, 21, 22)와 대향부의 간극(g1, g2)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 슬라이딩재(91, 92)는, 볼록부(11, 12, 21, 22), 또는, 도전 부재(1)의 내주면 혹은 자석 유지 부재(2)의 외주면 중 볼록부(11, 12, 21, 22)에 대향하는 부분에 설치된다.

Description

와전류식 댐퍼
본 개시는, 와전류식 댐퍼에 관한 것이다.
지진 등에 의한 진동으로부터 건물을 보호하기 위하여, 제진 장치가 사용되고 있다. 제진 장치는, 예를 들면 건물의 기둥 또는 빔에 장착되어, 건물의 진동을 억제한다. 이와 같은 제진 장치의 일종으로서, 와전류식 댐퍼가 알려져 있다.
특허문헌 1은, 원통 형상의 도전 부재와, 원통 형상의 자석 유지 부재와, 복수의 영구 자석을 포함하는 와전류식 댐퍼를 개시한다. 특허문헌 1의 와전류식 댐퍼에 있어서, 자석 유지 부재는, 예를 들면, 도전 부재의 내측에 배치된다. 영구 자석은, 자석 유지 부재에 의해 유지되어 있으며, 도전 부재와 간극을 두고 대향한다. 자석 유지 부재의 축방향의 일단부에는, 볼 나사의 너트가 고정되어 있다. 볼 나사의 나사 축은, 너트를 관통하고, 자석 유지 부재 내로 연장되어 있다. 나사 축 및 도전 부재는, 각각, 장착 부재를 개재하여 건물의 기둥 또는 빔에 장착되어 있다.
지진 등에 의해 건물이 진동하고, 특허문헌 1의 와전류식 댐퍼에 진동이 입력되면, 볼 나사의 나사 축이 그 축방향을 따라 이동한다. 이에 수반하여, 볼 나사의 너트 및 자석 유지 부재가 나사 축 둘레로 회전한다. 이에 의해, 자석 유지 부재에 유지된 영구 자석이 도전 부재에 대해 상대적으로 회전하기 때문에, 도전 부재에 와전류가 발생한다. 이 와전류와 영구 자석이 형성하는 자계의 상호 작용에 의해, 너트 및 자석 유지 부재의 회전 방향과 역방향의 저항력(로렌츠 힘)이 발생하여, 너트 및 자석 유지 부재의 회전이 방해를 받는다. 그 결과, 나사 축의 축방향의 이동도 방해를 받아, 건물의 진동이 감쇠된다.
특허문헌 2 및 3도, 도전 부재와, 자석 유지 부재와, 복수의 영구 자석을 포함하는 와전류식 댐퍼를 개시한다. 특허문헌 2의 와전류식 댐퍼에 있어서, 영구 자석은, 자석 유지 부재의 외주면에 형성된 오목부 내에 배치된다. 자석 유지 부재의 외주면 중, 축방향에 있어서 오목부의 양측에 위치하는 단부에는, 핀이 설치되어 있어도 된다. 특허문헌 2에 의하면, 핀이 자석 유지 부재와 더불어 회전함으로써, 와전류식 댐퍼 내의 공기가 흐르고, 도전 부재 및 영구 자석의 열이 확산된다.
특허문헌 3의 와전류식 댐퍼에서는, 자석 유지 부재의 외주면에 강자성 링부가 설치되어 있다. 강자성 링부는, 자석 유지 부재의 축방향의 양단부에 설치된다. 강자성 링부는, 도전 부재의 내주면과 간극을 두고 대향하고 있다. 특허문헌 3에는, 영구 자석의 근방에서 강자성 링부에 의한 자기 회로가 형성되고, 이 자기 회로의 자계는 볼 나사의 너트를 향하지 않는다고 기재되어 있다. 이에 따라, 영구 자석에 의해 형성되는 자기 회로의 자계의 누설이 방지되고, 너트로의 자계의 도달이 방지된다. 따라서, 자기 회로의 자계의 누설에 기인하는 진동 감쇠 성능의 저하를 방지할 수 있다.
국제공개 제2019/044722호 일본국 특허공개 2019-100438호 공보 일본국 특허공개 2019-078332호 공보
각 특허문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 영구 자석을 이용한 와전류식 댐퍼에서는, 복수의 영구 자석이 도전 부재와 간극을 두고 대향한다. 이 간극이 작아질수록 영구 자석의 자계가 도전 부재에 영향을 미치기 쉬워진다. 따라서, 와전류식 댐퍼의 저항력을 향상시키기 위해서는, 영구 자석과 도전 부재의 간극을 가능한 한 축소시키는 것이 바람직하다. 그러나, 영구 자석과 도전 부재의 간극을 축소시키면, 영구 자석이 도전 부재에 접촉할 우려가 있다.
예를 들면, 볼 나사의 너트는, 회전 시, 나사 홈을 전동하는 볼과의 간극만큼 경방향(徑方向)으로 흔들려 움직인다. 이 경우, 영구 자석을 유지하는 자석 유지 부재도, 너트와 더불어 경방향으로 요동한다. 와전류식 댐퍼를 사용할수록 볼이 마모되고, 볼과 너트의 간극이 확대되기 때문에, 회전 시에 있어서의 너트의 요동은 커진다. 이와 같은 너트의 요동에 의해, 영구 자석과 도전 부재의 접촉이 발생할 가능성이 있다.
혹은, 와전류식 댐퍼를 구성하는 각 부품 간의 간극(덜컹거림)만큼, 영구 자석을 유지하는 자석 유지 부재가 경방향으로 이동하는 경우가 있다. 영구 자석과 도전 부재 사이에는 영구 자석의 자력(인력)이 작용하기 때문에, 영구 자석 및 자석 유지 부재는 도전 부재에 접근하기 쉽다. 그 때문에, 영구 자석과 도전 부재의 접촉이 발생할 가능성이 있다.
혹은, 볼 나사의 나사 축에 대해, 건물로부터의 진동이 축방향에 대해 비스듬하게 입력된 경우, 와전류식 댐퍼를 구성하는 각 부품이 변형되거나, 경방향으로 이동하는 경우가 있다. 이에 의해, 영구 자석과 도전 부재의 접촉이 발생할 가능성이 있다.
이와 같이, 너트의 요동, 영구 자석의 인력, 또는 진동의 입력 방향, 혹은 이들의 조합에 의해, 와전류식 댐퍼의 사용 중에 영구 자석이 도전 부재에 접촉할 가능성이 있다. 영구 자석과 도전 부재의 간극이 지나치게 작은 경우, 영구 자석과 도전 부재의 접촉이 특히 발생하기 쉽다. 영구 자석이 도전 부재에 접촉한 경우, 영구 자석이 파손될 우려가 있다. 그러나, 와전류식 댐퍼의 저항력을 향상시키는 관점에서는, 영구 자석과 도전 부재의 간극을 축소시킬 필요가 있다.
본 개시는, 영구 자석과 도전 부재의 간극을 축소시키면서, 영구 자석과 도전 부재의 접촉을 방지할 수 있는 와전류식 댐퍼를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 개시에 따른 와전류식 댐퍼는, 도전 부재와, 자석 유지 부재와, 복수의 영구 자석과, 슬라이딩재를 구비한다. 도전 부재는, 통 형상을 갖는다. 자석 유지 부재는, 도전 부재의 내측에 배치된다. 자석 유지 부재는, 통 형상을 갖는다. 자석 유지 부재는, 그 중심축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다. 영구 자석은, 자석 유지 부재의 둘레 방향을 따라 배열된다. 영구 자석은, 자석 유지 부재의 외주면에 의해 유지된다. 영구 자석은, 도전 부재의 내주면과 간극을 두고 대향한다. 슬라이딩재는, 도전 부재의 내주면 및 자석 유지 부재의 외주면의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 갖는다. 도전 부재의 내주면 및 자석 유지 부재의 외주면 중 한쪽 또는 양쪽에는, 볼록부가 형성되어 있다. 볼록부는, 도전 부재 또는 자석 유지 부재의 경방향으로 돌출되며, 둘레 방향을 따라 연장된다. 와전류식 댐퍼를 상기 중심축을 따른 단면에서 보았을 때, 볼록부와, 경방향에 있어서 당해 볼록부와 대향하는 대향부 사이에는 간극이 형성되어 있다. 와전류식 댐퍼를 상기 중심축을 따른 단면에서 보았을 때, 볼록부와 대향부의 간극은, 도전 부재의 내주면과 영구 자석의 간극보다 작다. 슬라이딩재는, 예를 들면 볼록부에 설치된다. 혹은, 도전 부재의 내주면 또는 자석 유지 부재의 외주면 중 볼록부에 대향하는 부분에, 슬라이딩재가 설치되어도 된다.
본 개시에 따른 와전류식 댐퍼에 의하면, 영구 자석과 도전 부재의 간극을 축소시키면서, 영구 자석과 도전 부재의 접촉을 방지할 수 있다.
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼의 종단면도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼의 횡단면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 와전류식 댐퍼의 종단면의 부분 확대도이다.
도 4는, 제2 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼의 종단면도이며, 당해 와전류식 댐퍼의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 5는, 제3 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼의 종단면도이며, 당해 와전류식 댐퍼의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 6은, 제4 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼의 종단면도이며, 당해 와전류식 댐퍼의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 7은, 제5 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼의 종단면도이며, 당해 와전류식 댐퍼의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 8은, 각 실시 형태의 변형예에 따른 와전류식 댐퍼의 종단면도이며, 당해 와전류식 댐퍼의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 9는, 각 실시 형태의 다른 변형예에 따른 와전류식 댐퍼의 종단면도이며, 당해 와전류식 댐퍼의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼는, 도전 부재와, 자석 유지 부재와, 복수의 영구 자석과, 슬라이딩재를 구비한다. 도전 부재는, 통 형상을 갖는다. 자석 유지 부재는, 도전 부재의 내측에 배치된다. 자석 유지 부재는, 통 형상을 갖는다. 자석 유지 부재는, 그 중심축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다. 영구 자석은, 자석 유지 부재의 둘레 방향을 따라 배열된다. 영구 자석은, 자석 유지 부재의 외주면에 의해 유지된다. 영구 자석은, 도전 부재의 내주면과 간극을 두고 대향한다. 슬라이딩재는, 도전 부재의 내주면 및 자석 유지 부재의 외주면의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 갖는다. 도전 부재의 내주면 및 자석 유지 부재의 외주면 중 한쪽 또는 양쪽에는, 볼록부가 형성되어 있다. 볼록부는, 도전 부재 또는 자석 유지 부재의 경방향으로 돌출되며, 둘레 방향을 따라 연장된다. 와전류식 댐퍼를 상기 중심축을 따른 단면에서 보았을 때, 볼록부와, 경방향에 있어서 당해 볼록부와 대향하는 대향부 사이에는 간극이 형성되어 있다. 와전류식 댐퍼를 상기 중심축을 따른 단면에서 보았을 때, 볼록부와 대향부의 간극은, 도전 부재의 내주면과 영구 자석의 간극보다 작다. 슬라이딩재는, 예를 들면 볼록부에 설치된다. 혹은, 도전 부재의 내주면 또는 자석 유지 부재의 외주면 중 볼록부에 대향하는 부분에, 슬라이딩재가 설치되어도 된다(제1 구성).
제1 구성에 따른 와전류식 댐퍼에서는, 도전 부재의 내주면, 및 이에 대향하는 자석 유지 부재의 외주면 중 한쪽 또는 양쪽에 볼록부가 형성되어 있다. 자석 유지 부재의 중심축을 따른 단면(종단면)에서 와전류식 댐퍼를 보았을 때, 볼록부와, 당해 볼록부와 대향하는 대향부의 간극은, 도전 부재의 내주면과 영구 자석의 간극보다 작다. 그 때문에, 자석 유지 부재에 유지된 영구 자석이 어떠한 요인으로 도전 부재에 대해 접근하도록 이동했을 때, 도전 부재의 내주면과 자석 유지 부재의 외주면이 볼록부의 위치에서 우선적으로 접촉한다. 이 경우, 영구 자석은 도전 부재의 내주면에 접촉하지 않는다. 따라서, 제1 구성에 따른 와전류식 댐퍼에 의하면, 영구 자석과 도전 부재의 접촉을 방지할 수 있다. 또, 영구 자석과 도전 부재의 접촉이 발생하지 않음에 따라, 영구 자석과 도전 부재의 간극을 축소시킬 수 있다. 그 결과, 와전류식 댐퍼의 저항력을 향상시킬 수 있다.
제1 구성에 따른 와전류식 댐퍼에서는, 도전 부재의 내주면 및/또는 자석 유지 부재의 외주면에 형성된 볼록부나, 도전 부재의 내주면 또는 자석 유지 부재의 외주면 중 볼록부에 대향하는 부분에 슬라이딩재가 설치된다. 그 때문에, 볼록부의 위치에 있어서의 도전 부재의 내주면과 자석 유지 부재의 외주면 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 도전 부재의 내주면과 자석 유지 부재의 외주면이 볼록부의 위치에서 접촉했을 때, 이 접촉에 의해 자석 유지 부재의 회전이 저해되는 것을 억제할 수 있다. 또, 도전 부재의 내주면 및 자석 유지 부재의 외주면의 마모를 경감할 수 있기 때문에, 볼록부의 위치에 있어서의 도전 부재의 내주면과 자석 유지 부재의 외주면의 간극을 작은 채로 유지할 수 있다. 이에 의해, 영구 자석과 도전 부재의 접촉을 장기에 걸쳐 방지할 수 있다.
볼록부와 그 대향부의 간극은, 도전 부재의 내주면과 영구 자석의 간극의 70% 이하인 것이 바람직하다(제2 구성).
상기 와전류식 댐퍼는, 추가로, 볼 나사를 구비할 수 있다. 볼 나사는, 너트와, 나사 축을 포함한다. 너트는, 예를 들면, 자석 유지 부재의 축방향의 일단부에 고정된다. 나사 축은, 이 너트를 관통한다. 이 경우, 축방향에 있어서 자석 유지 부재의 타단부보다 너트가 고정되는 일단부에 가까운 위치에, 볼록부가 배치되어도 된다(제3 구성).
상술한 바와 같이, 영구 자석과 도전 부재의 접촉이 발생하는 요인의 하나로서, 볼 나사의 너트의 요동을 들 수 있다. 이에 대해, 제3 구성에서는, 자석 유지 부재의 축방향의 양단부 중, 너트가 고정되는 단부에 가까운 위치에 볼록부가 배치되어 있다. 그 때문에, 와전류식 댐퍼의 사용 시에 있어서, 회전 중의 너트가 요동하여 자석 유지 부재가 너트와 더불어 도전 부재 측으로 이동했다고 해도, 도전 부재의 내주면 또는 자석 유지 부재의 외주면에 볼록부가 즉시 접촉하고, 자석 유지 부재의 이동을 규제할 수 있다. 따라서, 영구 자석과 도전 부재의 접촉을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
볼록부는, 자석 유지 부재의 축방향의 양단부에 각각 배치되어도 된다. 혹은, 볼록부는, 도전 부재에 있어서 자석 유지 부재의 양단부에 대응하는 위치에 각각 배치되어도 된다(제4 구성).
제4 구성에서는, 자석 유지 부재의 축방향의 양단부나, 도전 부재 중 자석 유지 부재의 양단부에 대응하는 위치에 볼록부가 배치되어 있다. 이 경우, 도전 부재의 내주면과 자석 유지 부재의 외주면이 복수의 볼록부에서 접촉하게 된다. 따라서, 도전 부재의 내주면과 자석 유지 부재의 외주면 사이의 하중을 복수의 볼록부에 분산시킬 수 있고, 각 볼록부와 도전 부재의 내주면 또는 자석 유지 부재의 외주면의 접촉면압을 저감할 수 있다.
볼록부는, 자석 유지 부재의 외주면에 형성되어도 된다(제5 구성).
볼록부는, 와전류식 댐퍼를 중심축을 따른 단면에서 보아, 원호 형상을 갖고 있어도 된다(제6 구성).
제6 구성에서는, 와전류식 댐퍼의 종단면에서 볼 때 볼록부가 원호 형상을 갖는다. 이 경우, 볼록부가 그 대향부에 대해 선 형상으로 접촉할 수 있기 때문에, 볼록부와 대향부의 접촉 면적이 작아진다. 이에 의해, 볼록부의 위치에 있어서의 도전 부재의 내주면과 자석 유지 부재의 외주면 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다.
이하, 본 개시된 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 같은 설명을 반복하지 않는다.
<제1 실시 형태>
[와전류식 댐퍼의 전체 구성]
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다. 와전류식 댐퍼(10)는, 예를 들면, 장착 부재(20a, 20b)에 의해 건물의 기둥 또는 빔에 장착되어, 건물의 진동을 억제한다.
도 1을 참조하여, 와전류식 댐퍼(10)는, 도전 부재(1)와, 자석 유지 부재(2)와, 복수의 영구 자석(3)과, 볼 나사(4)를 구비한다.
(도전 부재)
도전 부재(1)는, 도 1에 나타내는 일점 쇄선 X를 중심축으로 하는 통 형상을 갖는다. 도전 부재(1)는, 예를 들면, 실질적으로 원통 형상을 갖는다. 이하, 와전류식 댐퍼(10) 및 그 구성 부품에 관하여, 도전 부재(1)의 중심축(X)이 연장되는 방향을 축방향이라고 하고, 중심축(X) 둘레의 원 또는 원통의 경방향을 간단히 경방향이라고 한다.
도전 부재(1)의 축방향의 양단부는, 지지 부재(51, 52)에 의해 지지되어 있다. 지지 부재(51, 52) 각각은, 통 형상을 갖는다. 본 실시 형태에서는, 지지 부재(51, 52) 중, 도전 부재(1) 측의 부분은 원뿔 통 형상으로 형성되고, 다른 부분은 원통 형상으로 형성되어 있다. 지지 부재(51, 52)는, 각각, 도전 부재(1)와 실질적으로 동축으로 배치되어 있다. 한쪽의 지지 부재(51)는, 도전 부재(1)의 축방향의 일단부에 접속되어 있다. 다른 쪽의 지지 부재(52)는, 도전 부재(1)의 축방향의 타단부에 접속되어 있다. 지지 부재(52)는, 장착 부재(20b)를 개재하여 건물의 기둥 또는 빔에 장착된다. 이에 의해, 도전 부재(1)가 건물에 고정된다.
도 1의 예에 있어서, 지지 부재(51, 52)는, 도전 부재(1)와 일체적으로 형성되어 있다. 단, 지지 부재(51, 52)는, 도전 부재(1)와 별체여도 된다. 지지 부재(51, 52)가 도전 부재(1)와 별체인 경우, 예를 들면 볼트 등을 사용하여, 도전 부재(1)에 지지 부재(51, 52)를 접속할 수 있다.
도전 부재(1)는, 도전성을 갖는 재질로 구성되어 있다. 도전 부재(1)의 재질은, 예를 들면, 탄소강이나 주철 등의 강자성체이다. 도전 부재(1)의 재질은, 페라이트계 스테인리스강 등의 약자성체여도 되고, 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스강, 또는 구리 합금 등의 비자성체여도 된다.
(자석 유지 부재)
자석 유지 부재(2)는, 통 형상을 갖는다. 자석 유지 부재(2)는, 예를 들면, 실질적으로 원통 형상을 갖는다. 자석 유지 부재(2)는, 도전 부재(1)와 공통의 중심축(X)을 가지며, 도전 부재(1)의 내측에 배치되어 있다. 즉, 자석 유지 부재(2)는, 경방향에 있어서 도전 부재(1)의 내측에서 도전 부재(1)와 실질적으로 동축으로 배치되어 있다. 자석 유지 부재(2)는, 중심축(X) 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다.
자석 유지 부재(2)의 축방향의 양단부는, 지지 부재(61, 62)에 의해 지지된다. 지지 부재(61, 62)는, 각각, 경방향에 있어서 도전 부재(1)의 지지 부재(51, 52)의 내측에 배치되어 있다.
한쪽의 지지 부재(61)는, 예를 들면, 환상의 플랜지부(611)와, 통부(612)를 포함한다. 플랜지부(611) 및 통부(612)는, 자석 유지 부재(2)와 실질적으로 동축으로 배치되어 있다. 플랜지부(611)는, 볼 나사(4)를 개재하여 자석 유지 부재(2)의 축방향의 일단부에 고정된다. 통부(612)는, 플랜지부(611)로부터 장착 부재(20a) 측으로 연장되어 있다. 통부(612)는, 도전 부재(1)의 지지 부재(51)의 원통 형상의 부분에 삽입되어 있다.
다른 쪽의 지지 부재(62)는, 예를 들면, 환상의 플랜지부(621)와, 통부(622)를 포함한다. 플랜지부(621) 및 통부(622)는, 자석 유지 부재(2)와 실질적으로 동축으로 배치되어 있다. 플랜지부(621)는, 자석 유지 부재(2)의 축방향의 타단부에 접속되어 있다. 통부(622)는, 플랜지부(621)로부터 장착 부재(20b) 측으로 연장되어 있다. 통부(622)는, 도전 부재(1)의 지지 부재(52)의 원통 형상의 부분에 삽입되어 있다.
도 1의 예에 있어서, 지지 부재(62)는, 자석 유지 부재(2)와 일체적으로 형성되어 있다. 단, 지지 부재(62)는, 자석 유지 부재(2)와 별체여도 된다. 지지 부재(62)가 자석 유지 부재(2)와 별체인 경우, 예를 들면 볼트 등을 사용하여, 자석 유지 부재(2)에 지지 부재(62)를 접속할 수 있다.
도전 부재(1)의 지지 부재(51, 52)와 자석 유지 부재(2)의 지지 부재(61, 62) 사이에는, 축방향의 하중을 지지하기 위한 베어링(71, 72)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 베어링(71)은, 축방향에 있어서, 지지 부재(51)의 원통 형상의 부분과 지지 부재(61)의 플랜지부(611) 사이에 배치되어 있다. 베어링(72)은, 축방향에 있어서, 지지 부재(52)의 원통 형상의 부분과 지지 부재(62)의 플랜지부(621) 사이에 배치되어 있다.
도전 부재(1)의 지지 부재(51, 52)와 자석 유지 부재(2)의 지지 부재(61, 62) 사이에는, 추가로, 경방향의 하중을 지지하기 위한 베어링(81, 82)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 베어링(81)은, 경방향에 있어서, 지지 부재(51)의 원통 형상의 부분과 지지 부재(61)의 통부(612) 사이에 배치되어 있다. 베어링(82)은, 경방향에 있어서, 지지 부재(52)의 원통 형상의 부분과 지지 부재(62)의 통부(622) 사이에 배치되어 있다.
베어링(71, 72, 81, 82)으로서는, 공지의 베어링을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 축방향의 하중을 지지하기 위한 베어링(71, 72)은, 예를 들면, 볼 베어링이나 롤러 베어링 등의 구름 베어링이어도 되고, 미끄럼 베어링이어도 된다. 마찬가지로, 경방향의 하중을 지지하기 위한 베어링(81, 82)은, 예를 들면, 볼 베어링이나 롤러 베어링 등의 구름 베어링이어도 되고, 미끄럼 베어링이어도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 자석 유지 부재(2)는, 자성을 갖는 재질로 구성된다. 자석 유지 부재(2)의 재질은, 투자율이 높은 것인 것이 바람직하다. 투자율이 높은 재질이란, 예를 들면, 탄소강, 주철 등의 강자성체이다.
(영구 자석)
복수의 영구 자석(3)은, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 의해 유지된다. 영구 자석(3) 각각은, 예를 들면 접착제에 의해, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 고정된다. 영구 자석(3) 각각은, 볼트 등에 의해 자석 유지 부재(2)의 외주면에 고정되어도 된다. 영구 자석(3)은, 도전 부재(1)의 내주면과 간극을 두고 대향한다.
도 2는, 와전류식 댐퍼(10)를 중심축(X)에 수직인 평면으로 절단한 단면도(횡단면도)이다. 도 2에서는, 도전 부재(1), 자석 유지 부재(2), 및 복수의 영구 자석(3)의 일부분만을 나타낸다.
도 2를 참조하여, 영구 자석(3)은, 자석 유지 부재(2)의 외주면 상에서, 자석 유지 부재(2)의 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 이들 영구 자석(3)은, 자석 유지 부재(2)의 전체 둘레에 걸쳐, 실질적으로 등간격으로 배열되어 있다. 본 실시 형태에서는, 영구 자석(3)의 각각의 자극(N극 및 S극)이 경방향으로 늘어서 있다. 영구 자석(3)은, 자석 유지 부재(2)의 둘레 방향으로 서로 이웃하는 영구 자석(3)들의 자극이 반전되도록, 자석 유지 부재(2) 상에 설치되어 있다. 즉, 어느 영구 자석(3)에 있어서 N극이 경방향의 외측, S극이 경방향의 내측에 배치되어 있는 경우, 이 영구 자석(3)의 양 이웃에 위치하는 영구 자석(3)에서는, S극이 경방향의 외측, N극이 경방향의 내측에 배치되어 있다.
(볼 나사)
도 1로 돌아와, 볼 나사(4)는, 너트(41)와, 나사 축(42)을 포함하고 있다.
너트(41)는, 환상의 플랜지부(411)와, 통부(412)를 포함한다. 플랜지부(411) 및 통부(412)는, 자석 유지 부재(2)와 실질적으로 동축으로 배치되어 있다. 플랜지부(411)는, 자석 유지 부재(2)와 지지 부재(61) 사이에 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 플랜지부(411)는, 자석 유지 부재(2)의 축방향의 일단부와, 지지 부재(61)의 플랜지부(611) 사이에 배치되어 있다. 통부(412)는, 플랜지부(411)로부터 자석 유지 부재(2) 내로 연장되어 있다.
너트(41)는, 자석 유지 부재(2)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 너트(41)는, 플랜지부(411)에 의해 자석 유지 부재(2)의 축방향의 일단부에 고정되어 있다. 너트(41)는, 자석 유지 부재(2)의 지지 부재(61)에도 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 너트(41)는, 플랜지부(411)에 의해 지지 부재(61)의 플랜지부(611)에 고정되어 있다. 너트(41)는, 예를 들면 볼트 등에 의해, 자석 유지 부재(2) 및 지지 부재(61)에 고정된다.
나사 축(42)은, 너트(41)를 관통한다. 나사 축(42)은, 너트(41)에 대해 축방향으로 이동 가능함과 더불어, 축방향의 이동에 수반하여 너트(41)를 나사 축(42)(중심축(X)) 둘레로 회전시키도록 구성되어 있다. 너트(41)의 회전에 수반하여, 자석 유지 부재(2)가 중심축(X) 둘레로 회전한다.
나사 축(42)의 외주면과 너트(41)의 내주면 사이에는, 볼이 개재된다. 볼은, 나사 축(42)이 축방향으로 이동할 때, 나사 축(42)의 외주면 및 너트(41)의 내주면에 형성된 나사 홈을 따라 전동한다. 나사 축(42)의 축방향의 일단부는, 장착 부재(20a)를 개재하여 건물의 기둥 또는 빔에 장착된다. 즉, 나사 축(42)은, 건물에 고정되어 있다.
[와전류식 댐퍼의 상세 구성]
도 3은, 와전류식 댐퍼(10)의 종단면(도 1)의 부분 확대도이다. 이하, 도 3을 참조하여, 와전류식 댐퍼(10)의 보다 상세한 구성에 대하여 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 자석 유지 부재(2)의 외주면에는, 경방향으로 돌출되는 볼록부(21, 22)가 형성되어 있다. 볼록부(21, 22)는, 자석 유지 부재(2)의 외주면 중, 다른 부분과 비교하여 도전 부재(1) 측으로 돌출되는 부분이다. 볼록부(21, 22)는, 영구 자석(3)에 대해 도전 부재(1) 측으로 돌출되어 있다. 즉, 볼록부(21, 22)의 표면의 일부는, 경방향에 있어서 영구 자석(3)보다 외측에 위치되어 있다.
볼록부(21, 22) 각각은, 자석 유지 부재(2)의 둘레 방향으로 연장되어 있다. 볼록부(21, 22) 각각은, 자석 유지 부재(2)의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 것이 바람직하다. 볼록부(21, 22) 각각은, 예를 들면, 자석 유지 부재(2)의 전체 둘레에 걸쳐 도중에 끊어지는 일 없이 형성되어 있다. 즉, 볼록부(21, 22) 각각은, 예를 들면 원환 형상을 갖는다. 혹은, 볼록부(21, 22) 각각은, 자석 유지 부재(2)의 둘레 방향에 있어서 복수의 부분으로 분할되어 있어도 된다.
볼록부(21, 22)는, 축방향에 있어서 영구 자석(3)의 양측에 배치되어 있다. 볼록부(21, 22)는, 자석 유지 부재(2)의 축방향의 양단부에 각각 배치되어 있다. 한쪽의 볼록부(21)는, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 있어서, 축방향의 일단부, 바꾸어 말하면 너트(41)에 인접하는 단부에 형성되어 있다. 다른 쪽의 볼록부(22)는, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 있어서, 축방향의 타단부, 바꾸어 말하면 너트(41)로부터 떨어진 단부에 형성되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 와전류식 댐퍼(10)는, 추가로, 슬라이딩재(91, 92)를 구비하고 있다. 슬라이딩재(91)는, 도전 부재(1)의 내주면 중, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 형성된 볼록부(21)에 대향하는 부분에 설치되어 있다. 슬라이딩재(92)는, 도전 부재(1)의 내주면 중, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 형성된 볼록부(22)에 대향하는 부분에 설치되어 있다. 슬라이딩재(91, 92)는, 각각, 도전 부재(1)의 전체 둘레에 걸쳐 도중에 끊어지는 일 없이 설치된다.
슬라이딩재(91, 92)는, 각각, 도전 부재(1)의 내주면 및 자석 유지 부재(2)의 외주면의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 갖는다. 슬라이딩재(91, 92)는, 예를 들면 불소 수지 등, 저마찰 계수의 재료를 이용하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 도전 부재(1)의 내주면에 홈부를 형성하고, 이 홈부에, 슬라이딩재(91, 92)로서 저마찰 계수의 재료가 매입(埋入)되어 있어도 된다. 혹은, 슬라이딩재(91, 92)는, 저마찰 계수의 재료에 의한 코팅이어도 된다.
와전류식 댐퍼(10)를 중심축(X)(도 1)을 따른 단면(종단면)에서 보아, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 형성된 볼록부(21)와, 와전류식 댐퍼(10) 중 경방향에 있어서 볼록부(21)에 대향하는 부분(대향부) 사이에는, 간극(g1)이 형성되어 있다. 간극(g1)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 마찬가지로, 와전류식 댐퍼(10)를 종단면에서 보아, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 형성된 볼록부(22)와, 와전류식 댐퍼(10) 중 경방향에 있어서 볼록부(22)에 대향하는 부분(대향부) 사이에는, 간극(g2)이 형성되어 있다. 간극(g2)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 간극(g1, g2)은, 볼록부(21, 22)의 위치에 있어서 도전 부재(1)의 내주면과 자석 유지 부재(2)의 외주면 사이에 형성된 공간이다. 간극(g1, g2)은, 와전류식 댐퍼(10)를 종단면에서 보아, 볼록부(21, 22)로부터 이들의 대향부까지의 최단 거리로 정의된다. 본 실시 형태와 같이, 도전 부재(1)의 내주면에 슬라이딩재(91, 92)가 설치되어 있는 경우, 간극(g1, g2)은, 각각, 볼록부(21, 22)의 정면(頂面)으로부터 슬라이딩재(91, 92)의 표면까지의 경방향에 있어서의 거리가 된다. 한편, 간극(G)은, 와전류식 댐퍼(10)를 종단면에서 보아, 도전 부재(1)와 영구 자석(3)의 최단 거리로 정의된다. 바꾸어 말하면, 간극(G)은, 영구 자석(3)의 표면으로부터 도전 부재(1)의 내주면까지의 경방향에 있어서의 거리이다.
볼록부(21, 22)와 슬라이딩재(91, 92) 사이에 형성되는 간극(g1, g2)은, 예를 들면, 도전 부재(1)와 영구 자석(3)의 간극(G)의 70% 이하로 할 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 도전 부재(1)와 영구 자석(3)의 간극(G)은, 예를 들면, 0.5mm 이상, 2.0mm 이하로 할 수 있다. 볼록부(21, 22) 각각과 영구 자석(3)의 축방향에 있어서의 거리는, 예를 들면, 간극(G)의 5배 정도로 할 수 있다.
[와전류식 댐퍼의 동작]
도 1을 재차 참조하여, 지진 등에 의해 건물이 진동하고, 와전류식 댐퍼(10)에 진동이 입력되면, 볼 나사(4)의 나사 축(42)이 축방향을 따라 이동한다. 이에 수반하여, 볼 나사(4)의 너트(41)가 중심축(X) 둘레로 회전한다. 자석 유지 부재(2) 및 영구 자석(3)은, 너트(41)와 더불어 중심축(X) 둘레로 회전한다. 이에 의해, 영구 자석(3)이 건물에 고정된 도전 부재(1)에 대해 상대적으로 회전하게 되기 때문에, 도전 부재(1)에 와전류가 발생한다. 이 와전류와 영구 자석(3)이 형성하는 자계의 상호 작용에 의해, 너트(41) 및 자석 유지 부재(2)의 회전 방향과 역방향의 저항력(로렌츠 힘)이 발생하여, 너트(41) 및 자석 유지 부재(2)의 회전이 방해를 받는다. 그 결과, 나사 축(42)의 축방향의 이동도 방해를 받아, 건물의 진동이 감쇠된다.
[효과]
본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)에서는, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 볼록부(21, 22)가 형성되어 있다. 또, 볼록부(21, 22)와 이들의 대향부인 슬라이딩재(91, 92)의 간극(g1, g2)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 그 때문에, 와전류식 댐퍼(10)의 동작 중, 자석 유지 부재(2) 및 영구 자석(3)이 어떠한 요인으로 도전 부재(1)에 대해 접근하도록 이동했을 때, 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21, 22)가 영구 자석(3)보다 우선하여 도전 부재(1) 측의 대향부에 접촉한다. 따라서, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉을 방지할 수 있다. 또, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉이 발생하지 않기 때문에, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 간극(G)을 축소시킬 수 있다. 그 결과, 와전류식 댐퍼(10)의 저항력을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도전 부재(1)의 내주면 중 볼록부(21, 22)에 대향하는 부분에 슬라이딩재(91, 92)가 설치되어 있다. 이에 의해, 볼록부(21, 22)와 도전 부재(1) 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 와전류식 댐퍼(10)의 동작 중, 볼록부(21, 22)가 도전 부재(1)에 접촉했을 때, 이 접촉에 의해 자석 유지 부재(2)의 회전이 저해되는 것을 억제할 수 있다. 또, 볼록부(21, 22)의 마모, 및 도전 부재(1)의 내주면 중 볼록부(21, 22)에 대향하는 부분의 마모를 경감할 수 있다. 그 때문에, 볼록부(21, 22)의 위치에 있어서의 간극(g1, g2)이 와전류식 댐퍼(10)의 사용에 수반하여 확대되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 간극(g1, g2)을 작은 채로 유지할 수 있기 때문에, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉을 장기에 걸쳐 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 자석 유지 부재(2)의 축방향의 양단부에 각각 볼록부(21, 22)가 배치되어 있다. 그 때문에, 와전류식 댐퍼(10)의 동작 중, 영구 자석(3)을 유지하는 자석 유지 부재(2)가 도전 부재(1)에 대해 접근하도록 이동했을 때, 자석 유지 부재(2)의 외주면이 복수의 볼록부(21, 22)에서 도전 부재(1) 측의 대향부에 접촉하게 된다. 따라서, 도전 부재(1)의 내주면과 자석 유지 부재(2)의 외주면 사이의 하중을 복수의 볼록부(21, 22)에 분산시킬 수 있고, 볼록부(21, 22) 각각과 도전 부재(1)의 접촉면압을 저감할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 볼록부(21)는, 자석 유지 부재(2)의 축방향의 양단부 중, 너트(41)로부터 떨어진 단부보다 너트(41)에 인접한 단부에 가까운 위치에 배치된다. 즉, 볼록부(21)는, 너트(41)의 근방에 배치되어 있다. 그 때문에, 와전류식 댐퍼(10)의 사용 시에 있어서, 회전 중의 너트(41)가 요동하여 자석 유지 부재(2)가 너트(41)와 더불어 도전 부재(1) 측으로 이동했다고 해도, 볼록부(21)가 즉시 도전 부재(1) 측의 대향부에 접촉하고, 자석 유지 부재(2)의 이동을 규제할 수 있다. 따라서, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 볼록부(21, 22)가 형성되어 있다. 한편, 도전 부재(1)의 내주면에는, 영구 자석(3)의 경방향 외측의 표면을 넘어 자석 유지 부재(2) 측으로 돌출되는 부분은 형성되어 있지 않다. 이 경우, 와전류식 댐퍼(10)의 분해를 용이하게 행할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 4는, 제2 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10A)의 종단면도이며, 와전류식 댐퍼(10A)의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10A)는, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 있어서 너트(41)의 근방에만 볼록부(21)가 형성되어 있는 점에서, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)와 상이하다.
본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10A)여도, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)와 동일한 효과를 발휘한다. 즉, 와전류식 댐퍼(10A)의 동작 중, 자석 유지 부재(2) 및 영구 자석(3)이 도전 부재(1)에 대해 접근하도록 이동한 경우여도, 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21)를 영구 자석(3)보다 우선하여 도전 부재(1) 측의 대향부에 접촉시킬 수 있다. 따라서, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉을 방지할 수 있고, 또한 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 간극(G)을 축소시킬 수 있다. 또, 볼록부(21)는 너트(41)의 근방에 형성되어 있기 때문에, 특히 너트(41)의 요동에 기인하여 자석 유지 부재(2) 및 영구 자석(3)이 도전 부재(1)에 접근할 때, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉을 효과적으로 방지할 수 있다.
<제3 실시 형태>
도 5는, 제3 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10B)의 종단면도이며, 와전류식 댐퍼(10B)의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10B)는, 슬라이딩재(91, 92)가 도전 부재(1)가 아니라, 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21, 22) 상에 설치되어 있는 점에서, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)와 상이하다.
본 실시 형태와 같이 슬라이딩재(91, 92)를 배치하는 경우여도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 볼록부(21, 22)와 도전 부재(1) 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 그 때문에, 볼록부(21, 22)와 도전 부재(1)의 접촉에 의해, 자석 유지 부재(2)의 회전이 저해되는 것을 억제할 수 있다. 또, 볼록부(21, 22) 및 도전 부재(1)의 내주면의 마모를 경감할 수 있다.
<제4 실시 형태>
도 6은, 제4 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10C)의 종단면도이며, 와전류식 댐퍼(10C)의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10C)는, 자석 유지 부재(2)의 외주면을 대신하여 도전 부재(1)의 내주면에 볼록부(11, 12)를 형성한 점에서, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)와 상이하다.
본 실시 형태에 있어서, 도전 부재(1)의 내주면에는, 경방향으로 돌출되는 볼록부(11, 12)가 형성되어 있다. 볼록부(11, 12)는, 도전 부재(1)의 내주면 중, 다른 부분과 비교하여 자석 유지 부재(2) 측으로 돌출되는 부분이다. 볼록부(11, 12) 상에는, 슬라이딩재(91, 92)가 설치되어 있다. 단, 슬라이딩재(91, 92)는, 자석 유지 부재(2)의 외주면 중 볼록부(11, 12)에 대향하는 부분에 설치되어 있어도 된다.
볼록부(11, 12) 각각은, 도전 부재(1) 및 자석 유지 부재(2)의 둘레 방향으로 연장되어 있다. 볼록부(11, 12) 각각은, 도전 부재(1)의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 것이 바람직하다. 볼록부(11, 12) 각각은, 예를 들면, 도전 부재(1)의 전체 둘레에 걸쳐 도중에 끊어지는 일 없이 형성되어 있다. 즉, 볼록부(11, 12) 각각은, 예를 들면 원환 형상을 갖는다. 혹은, 볼록부(11, 12) 각각은, 도전 부재(1)의 둘레 방향에 있어서 복수의 부분으로 분할되어 있어도 된다.
볼록부(11, 12)는, 제1 실시 형태의 볼록부(21, 22)(도 3)와 마찬가지로, 축방향에 있어서 영구 자석(3)의 양측에 배치되어 있다. 볼록부(11, 12)는, 도전 부재(1)에 있어서, 자석 유지 부재(2)의 축방향의 양단부에 대응하는 위치에 각각 배치되어 있다. 한쪽의 볼록부(11)는, 도전 부재(1)의 내주면에 있어서, 축방향의 일단 측에 형성되어 있다. 볼록부(11)는, 자석 유지 부재(2)의 축방향의 양단부 중 너트(41)가 고정된 단부에 가까운 위치에 배치되어 있다. 다른 쪽의 볼록부(12)는, 도전 부재(1)의 내주면에 있어서, 축방향의 타단 측에 형성되어 있다.
제1 실시 형태와 마찬가지로, 도전 부재(1)의 내주면에 있어서의 볼록부(11)와, 와전류식 댐퍼(10C) 중 경방향에 있어서 볼록부(11)에 대향하는 부분(대향부) 사이에는, 간극(g1)이 형성되어 있다. 간극(g1)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 또, 도전 부재(1)의 내주면에 있어서의 볼록부(12)와, 와전류식 댐퍼(10C) 중 경방향에 있어서 볼록부(12)에 대향하는 부분(대향부) 사이에는, 간극(g2)이 형성되어 있다. 간극(g2)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 간극(g1, g2)은, 와전류식 댐퍼(10C)를 종단면에서 보아, 볼록부(11, 12) 상의 슬라이딩재(91, 92)로부터 볼록부(11, 12)의 대향부까지의 최단 거리로 정의된다. 도 6의 예에 있어서, 간극(g1, g2)은, 각각, 슬라이딩재(91, 92)의 표면으로부터 자석 유지 부재(2)의 외주면까지의 경방향에 있어서의 거리이다.
본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10C)는, 볼록부(11, 12)와 이들의 대향부의 간극(g1, g2)이 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작은 것에 의해, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)와 동일한 효과를 발휘한다. 즉, 와전류식 댐퍼(10C)의 동작 중, 자석 유지 부재(2) 및 영구 자석(3)이 어떠한 요인으로 도전 부재(1)에 대해 접근하도록 이동했을 때, 자석 유지 부재(2)가 영구 자석(3)보다 우선하여 도전 부재(1)의 볼록부(11, 12)에 접촉한다. 따라서, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도전 부재(1)의 내주면에 복수의 볼록부(11, 12)가 형성되어 있다. 그러나, 제2 실시 형태와 같이, 도전 부재(1)의 내주면에는, 예를 들면, 한쪽의 볼록부(11)만을 형성할 수도 있다.
<제5 실시 형태>
도 7은, 제5 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10D)의 종단면도이며, 와전류식 댐퍼(10D)의 일부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10D)는, 도전 부재(1)의 내주면 및 자석 유지 부재(2)의 외주면의 양쪽에 볼록부를 형성한 점에서, 상기 각 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼와 상이하다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 도전 부재(1)의 내주면에는, 볼록부(11, 12)가 형성되어 있다. 자석 유지 부재(2)의 외주면에는, 볼록부(21, 22)가 형성되어 있다. 도전 부재(1)의 볼록부(11, 12)는, 각각, 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21, 22)와 경방향에 있어서 대향하고 있다. 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21, 22) 상에는, 슬라이딩재(91, 92)가 설치되어 있다. 단, 도전 부재(1)의 볼록부(11) 또는 볼록부(12) 상에 슬라이딩재(91) 또는 슬라이딩재(92)가 설치되어 있어도 된다.
도전 부재(1)의 내주면의 볼록부(11)와 자석 유지 부재(2)의 외주면의 볼록부(21) 사이에 형성되어 있는 간극(g1)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 또, 도전 부재(1)의 내주면의 볼록부(12)와 자석 유지 부재(2)의 외주면의 볼록부(22) 사이에 형성되어 있는 간극(g2)은, 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작다. 간극(g1, g2)은, 각각, 볼록부(21, 22) 상의 슬라이딩재(91, 92)의 표면으로부터 볼록부(11, 12)의 정면까지의 경방향에 있어서의 거리이다.
본 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10D)도, 도전 부재(1)의 볼록부(11, 12)와, 이들에 대향하는 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21, 22)의 간극(g1, g2)이 도전 부재(1)의 내주면과 영구 자석(3)의 간극(G)보다 작은 것에 의해, 제1 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼(10)와 동일한 효과를 발휘한다. 즉, 와전류식 댐퍼(10D)의 동작 중, 자석 유지 부재(2) 및 영구 자석(3)이 어떠한 요인으로 도전 부재(1)에 대해 접근하도록 이동했을 때, 영구 자석(3)보다 우선하여, 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21, 22)가 도전 부재(1)의 볼록부(11, 12)에 접촉한다. 따라서, 영구 자석(3)과 도전 부재(1)의 접촉을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도전 부재(1)의 내주면에 복수의 볼록부(11, 12)가 형성되고, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 복수의 볼록부(21, 22)가 형성되어 있다. 그러나, 도전 부재(1)의 내주면에는, 예를 들면, 한쪽의 볼록부(11)만이 형성되어 있어도 된다. 마찬가지로, 자석 유지 부재(2)의 외주면에는, 예를 들면, 한쪽의 볼록부(21)만이 형성되어 있어도 된다.
상기 각 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼의 구성, 특히 볼록부(11, 12, 21, 22) 및 슬라이딩재(91, 92)의 구성은, 적절히 조합할 수 있다.
이상, 본 개시에 따른 실시 형태에 대하여 설명했으나, 본 개시는 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
상기 각 실시 형태에서는, 와전류식 댐퍼의 종단면에서 볼 때, 도전 부재(1)의 내주면의 볼록부(11, 12) 및 자석 유지 부재(2)의 외주면의 볼록부(21, 22)가 직사각형 형상을 갖는다. 그러나, 볼록부(11, 12, 21, 22)의 형상은, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 있어서의 볼록부(21, 22)는, 와전류식 댐퍼의 종단면에서 볼 때 도전 부재(1) 측으로 볼록한 원호 형상을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 와전류식 댐퍼의 사용 중에 자석 유지 부재의 볼록부(21, 22)와 도전 부재(1)의 접촉이 발생해도, 볼록부(21, 22)는, 도전 부재(1)에 대해 선 형상으로 접촉할 수 있기 때문에, 그 접촉 면적이 작아진다. 따라서, 볼록부(21, 21)의 위치에 있어서의 도전 부재(1)의 내주면과 자석 유지 부재(2)의 외주면 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 도시를 생략하지만, 도전 부재(1)의 내주면의 볼록부(11, 12)(도 6 및 도 7)도, 와전류식 댐퍼의 종단면에서 볼 때 자석 유지 부재(2) 측으로 볼록한 원호 형상을 가질 수 있다. 와전류식 댐퍼의 종단면에서 볼 때 도전 부재(1)의 볼록부(11, 12) 또는 자석 유지 부재(2)의 볼록부(21, 22)가 원호 형상을 갖는 경우, 간극(g1, g2)은, 볼록부(11, 12) 또는 볼록부(21, 22)의 정점과 이들의 대향부의 경방향에 있어서의 거리가 된다. 이 경우도, 도 8에 나타내는 바와 같이, 도전 부재(1)의 내주면 중 볼록부(21, 22)에 대향하는 부분, 또는 자석 유지 부재(2)의 외주면 중 볼록부(11, 12)에 대향하는 부분에 슬라이딩재(91, 92)를 설치할 수 있다. 혹은, 볼록부(11, 12) 또는 볼록부(21, 22) 상에 슬라이딩재(91, 92)가 설치되어도 된다.
상기 각 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼는, 경방향의 하중을 지지하기 위한 베어링(81, 82)을 구비하고 있다. 그러나, 도 9에 나타내는 바와 같이, 볼록부(21, 22)의 위치에 있어서의 도전 부재(1)의 내주면과 자석 유지 부재(2)의 외주면의 간극이 매우 작고, 자석 유지 부재(2)의 회전 시에는 볼록부(21, 22)의 위치에서 도전 부재(1)와 자석 유지 부재(2)가 거의 상시 접촉하는 경우에 있어서, 슬라이딩재(91, 92)를 경방향의 하중을 지지하기 위한 미끄럼 베어링으로서 기능시킬 때에는, 베어링(81, 82)(도 1)을 생략할 수 있다. 마찬가지로, 도전 부재(1)의 내주면에 볼록부(11, 12)를 형성하는 경우(도 6 및 도 7)도, 볼록부(11, 12)의 위치에 있어서의 도전 부재(1)의 내주면과 자석 유지 부재(2)의 외주면의 간극이 매우 작고, 또한, 슬라이딩재(91, 92)를 경방향의 하중을 지지하기 위한 미끄럼 베어링으로서 기능시킬 때에는, 베어링(81, 82)(도 1)을 생략할 수 있다. 이에 의해, 와전류식 댐퍼를 축방향으로 소형화시킬 수 있다.
상기 각 실시 형태에 따른 와전류식 댐퍼에서는, 자석 유지 부재(2)의 외주면 상에, 둘레 방향으로 배열된 일렬의 영구 자석(3)이 설치되어 있다. 그러나, 자석 유지 부재(2)의 외주면 상에는, 복수 열의 영구 자석(3)이 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 도전 부재(1)의 내주면 및/또는 자석 유지 부재(2)의 외주면에 형성되는 볼록부를 영구 자석(3)의 열들 사이에 배치할 수도 있다.
상기 제1~제3 실시 형태 및 제5 실시 형태에서는, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 1개의 볼록부(21) 또는 2개의 볼록부(21, 22)가 형성된다. 상기 제4 실시 형태 및 제5 실시 형태에서는, 도전 부재(1)의 내주면에 1개의 볼록부(11) 또는 2개의 볼록부(11, 22)가 설치된다. 그러나, 도전 부재(1)의 내주면 및 자석 유지 부재(2)의 외주면 중 한쪽 또는 양쪽에 형성되는 볼록부의 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 자석 유지 부재(2)의 외주면에 3개 이상의 볼록부를 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 도전 부재(1)의 내주면에 3개 이상의 볼록부를 설치할 수도 있다.
상기 각 실시 형태 및 그 변형예에 따른 와전류식 댐퍼(도 1, 및 도 3~도 9)에서는, 볼록부(11, 12) 또는 볼록부(21, 22)가 도전 부재(1) 또는 자석 유지 부재(2)와 일체적으로 형성되어 있는 예를 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 볼록부는, 도전 부재(1) 또는 자석 유지 부재(2)와 별도의 부재여도 된다. 볼록부가 도전 부재(1) 또는 자석 유지 부재(2)와 별도의 부재인 경우, 예를 들면 볼트 등에 의해, 볼록부를 도전 부재(1) 또는 자석 유지 부재(2)에 장착할 수 있다. 또, 볼록부를 도전 부재(1) 및 자석 유지 부재(2)의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 갖는 재료로 구성하고, 볼록부 자체를 슬라이딩재로서 기능시켜도 된다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 영구 자석(3)의 각각의 자극(N극 및 S극)은, 자석 유지 부재(2)의 경방향으로 늘어서 있다. 그러나, 영구 자석(3)의 각각의 자극(N극 및 S극)은, 자석 유지 부재(2)의 둘레 방향으로 늘어서 있어도 된다. 이 경우, 둘레 방향으로 서로 이웃하는 영구 자석(3)의 사이에는, 폴 피스가 배치되는 것이 바람직하고, 자석 유지 부재(2)는, 비자성재로 구성되는 것이 바람직하다.
10, 10A, 10B, 10C, 10D: 와전류식 댐퍼 1: 도전 부재
11, 12: 볼록부 2: 자석 유지 부재
21, 22: 볼록부 3: 영구 자석
4: 볼 나사 41: 너트
42: 나사 축 91, 92: 슬라이딩재

Claims (6)

  1. 와전류식 댐퍼로서,
    통 형상을 갖는 도전 부재와,
    상기 도전 부재의 내측에 배치되고, 통 형상을 가지며, 중심축 둘레로 회전 가능하게 구성된 자석 유지 부재와,
    상기 자석 유지 부재의 둘레 방향을 따라 배열됨과 더불어 상기 자석 유지 부재의 외주면에 의해 유지되며, 상기 도전 부재의 내주면과 간극을 두고 대향하는 복수의 영구 자석과,
    상기 도전 부재의 상기 내주면 및 상기 자석 유지 부재의 상기 외주면의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 갖는 슬라이딩재
    를 구비하고,
    상기 도전 부재의 상기 내주면 및 상기 자석 유지 부재의 상기 외주면 중 한쪽 또는 양쪽에는, 상기 도전 부재 또는 상기 자석 유지 부재의 경방향(徑方向)으로 돌출되며 상기 둘레 방향을 따라 연장되는 볼록부가 형성되고,
    상기 와전류식 댐퍼를 상기 중심축을 따른 단면에서 보았을 때, 상기 볼록부와 상기 경방향에 있어서 상기 볼록부와 대향하는 대향부 사이에는 간극이 형성되어 있으며, 상기 볼록부와 상기 대향부의 간극은, 상기 도전 부재의 상기 내주면과 상기 영구 자석의 간극보다 작고,
    상기 슬라이딩재는, 상기 볼록부, 또는, 상기 도전 부재의 상기 내주면 혹은 상기 자석 유지 부재의 상기 외주면 중 상기 볼록부에 대향하는 부분에 설치되는, 댐퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼록부와 상기 대향부의 간극은, 상기 도전 부재의 상기 내주면과 상기 영구 자석의 간극의 70% 이하인, 댐퍼.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    추가로, 상기 자석 유지 부재의 축방향의 일단부에 고정되는 너트와, 상기 너트를 관통하는 나사 축을 포함하는 볼 나사
    를 구비하고,
    상기 볼록부는, 상기 축방향에 있어서 상기 자석 유지 부재의 타단부보다 상기 일단부에 가까운 위치에 배치되어 있는, 댐퍼.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 자석 유지 부재의 축방향의 양단부, 또는 상기 도전 부재에 있어서 당해 양단부에 대응하는 위치에, 각각 상기 볼록부가 배치되는, 댐퍼.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부는, 상기 자석 유지 부재의 상기 외주면에 형성되는, 댐퍼.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부는, 상기 와전류식 댐퍼를 상기 중심축을 따른 단면에서 보아, 원호 형상을 갖는, 댐퍼.
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