TWI688717B - 渦電流式阻尼器 - Google Patents

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Abstract

渦電流式阻尼器(1)，具備：磁鐵保持構件(2)、厚度(H1)的第1永久磁鐵(3)、厚度(H1)的第2永久磁鐵(4)、導電構件(5)、滾珠螺母(6)、螺紋軸(7)、厚度(H2)的銅層(12)。第2永久磁鐵(4)，是在磁鐵保持構件(2)的圓周方向與第1永久磁鐵(3)空出間隙來相鄰接，且磁極的配置與第1永久磁鐵(3)相反。滾珠螺母(6)，是配置在磁鐵保持構件(2)及導電構件(5)的內部而固定在磁鐵保持構件(2)或導電構件(5)。銅層(12)，是固定於導電構件(5)，並與第1永久磁鐵(3)及第2永久磁鐵(4)空出間隙來相對向。厚度(H1)及厚度(H2)，對於從螺紋軸(7)的中心軸到第1永久磁鐵(3)的重心為止的距離(R1)，為： 0.018≦H1/R1≦0.060，且為 0.0013≦H2/R1≦0.0065。

Description

渦電流式阻尼器
本發明是關於渦電流式阻尼器。
為了從地震等的振動來保護建築物，在建築物安裝有制振裝置。制振裝置是將賦予至建築物的運動能量變換為其他的能量(例如：熱能量)。藉此，抑制建築物之較大的搖晃。制振裝置例如為阻尼器。阻尼器的種類例如為油壓式、剪斷阻抗式。一般來說，於建築物多使用有油壓式或剪斷阻抗式阻尼器。油壓式阻尼器，是利用缸體內的非壓縮性流體來使振動衰減。剪斷阻抗式阻尼器，是利用黏性流體的剪斷阻抗來使振動衰減。
但是，特別是在剪斷阻抗式阻尼器所使用之黏性流體的黏度，是依存於黏性流體的溫度。亦即，剪斷阻抗式阻尼器的減振力，是依存於溫度。於是，在將剪斷阻抗式阻尼器使用於建築物之際，有必要考慮使用環境來選擇適當的黏性流體。且，油壓式或剪斷阻抗式等之使用流體的阻尼器，會因過度的溫度上昇等而使流體的壓力上昇，有著缸體的密封材等之機械要件破損之虞。作為減振力之溫度依存極小的阻尼器，有著渦電流式阻尼器。
渦電流式阻尼器，例如揭示於日本特公平5-86496號公報(專利文獻1)、日本特開平9-177880號公報(專利文獻2)及日本特開2000-320607號公報(專利文獻3)。
專利文獻1的渦電流式阻尼器，具備：安裝在主筒的複數個永久磁鐵、連接於螺紋軸的磁滯材、與螺紋軸咬合的滾珠螺母、連接於滾珠螺母的副筒。複數個永久磁鐵，其磁極的配置是交互相異。磁滯材，是與複數個永久磁鐵相對向，而可相對旋轉。若對該渦電流式阻尼器賦予運動能量的話，副筒及滾珠螺母會往軸方向移動，藉由滾珠螺桿的作用來使磁滯材旋轉。藉此，因磁滯損而消費運動能量。且，由於在磁滯材產生渦電流，故因渦電流損而消費運動能量，這些都記載於專利文獻1。
專利文獻2的渦電流式阻尼器，是具備：導體棒、在導體棒的軸方向所配列之環狀的複數個永久磁鐵。導體棒，是貫通環狀的複數個永久磁鐵的內部。當導體棒往軸方向移動時，從複數個永久磁鐵通過導體棒的磁通會變化，而在導體棒的表面產生渦電流。藉此，導體棒會受到與移動方向相反方向的力。亦即，導體棒會受到減振力，這些都記載於專利文獻2。
專利文獻3的渦電流式阻尼器，含有：與螺紋軸咬合的導引螺帽、安裝在導引螺帽的導電體之筒體、設在筒體之內周面側的殼體、安裝在殼體之外周面且與筒體之內周面空出一定的間隙來相對向的複數個永久磁鐵。即使伴隨著螺紋軸的進退而使導引螺帽及筒體旋轉，由於筒體內周面與永久磁鐵為非接觸故不會滑動。藉此，與油壓式阻尼器相比之下使保養次數降低，這些都記載於專利文獻3。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特公平5-86496號公報
[專利文獻2]日本特開平9-177880號公報
[專利文獻3]日本特開2000-320607號公報
但是，在專利文獻1的渦電流式阻尼器，滾珠螺母是朝螺紋軸的軸方向移動。為了確保這種滾珠螺母的可動區域，阻尼器的尺寸會較大。在專利文獻2的渦電流式阻尼器，由於環狀的永久磁鐵是配列於軸方向，故阻尼器的尺寸較大。在專利文獻3的渦電流式阻尼器，由於導引螺帽是設在筒體的外部，故灰塵容易侵入至導引螺帽與滾珠螺桿之間。且，在專利文獻3的渦電流式阻尼器，導引螺帽是設在筒體的外部，導引螺帽的凸緣部是固定於筒體，導引螺帽的圓筒部是朝向與筒體的相反之側來延伸。因此，有必要將導引螺帽之圓筒部之與筒體相反側的端部和固定於建築物的安裝件之間的距離(滾珠螺桿的行程距離)確保為較長，渦電流式阻尼器容易大型化。
本發明的目的，是提供可小型化的渦電流式阻尼器。
本實施形態的渦電流式阻尼器，具備：磁鐵保持構件、第1永久磁鐵、第2永久磁鐵、導電構件、滾珠螺母、螺紋軸、銅層。磁鐵保持構件，為圓筒形狀。第1永久磁鐵，是具有厚度H1，且固定在磁鐵保持構件。第2永久磁鐵，是具有厚度H1，且在磁鐵保持構件的圓周方向與第1永久磁鐵空出間隙來相鄰接，其固定在磁鐵保持構件，且磁極的配置是與第1永久磁鐵相反。圓筒形狀的導電構件，是具有導電性，且與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵空出間隙來相對向。滾珠螺母，是配置在磁鐵保持構件及導電構件的內部而固定在磁鐵保持構件或導電構件。螺紋軸，可在中心軸方向移動，且與滾珠螺母咬合。銅層，是具有厚度H2，且固定於導電構件，並與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵空出間隙來相對向。厚度H1及厚度H2，與從螺紋軸之中心軸到第1永久磁鐵的重心為止的距離R1的關係為：0.018≦H1/R1≦0.060，且為0.0013≦H2/R1≦0.0065。
根據本實施形態的渦電流式阻尼器，可實現小型化。
本實施形態的渦電流式阻尼器，具備：磁鐵保持構件、第1永久磁鐵、第2永久磁鐵、導電構件、滾珠螺母、螺紋軸、銅層。磁鐵保持構件，為圓筒形狀。第1永久磁鐵，是具有厚度H1，且固定在磁鐵保持構件。第2永久磁鐵，是具有厚度H1，且在磁鐵保持構件的圓周方向與第1永久磁鐵空出間隙來相鄰接，其固定在磁鐵保持構件，且磁極的配置是與第1永久磁鐵相反。圓筒形狀的導電構件，是具有導電性，且與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵空出間隙來相對向。滾珠螺母，是配置在磁鐵保持構件及導電構件的內部而固定在磁鐵保持構件或導電構件。螺紋軸，可在中心軸方向移動，且與滾珠螺母咬合。銅層，是具有厚度H2，且固定於導電構件，並與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵空出間隙來相對向。厚度H1及厚度H2，對於從螺紋軸之中心軸到第1永久磁鐵的重心為止的距離R1，為： 0.018≦H1/R1≦0.060，且為 0.0013≦H2/R1≦0.0065。
根據本實施形態的渦電流式阻尼器，滾珠螺母是配置在導電構件及磁鐵保持構件的內部。滾珠螺母，是固定在磁鐵保持構件或導電構件。即使藉由振動等來對渦電流式阻尼器賦予運動能量，而使螺紋軸往中心軸方向(以下亦僅稱為軸方向)移動，滾珠螺母亦不會往軸方向移動。於是，沒有必要在渦電流式阻尼器設置滾珠螺母的可動區域。因此，可使磁鐵保持構件及導電構件等的零件變小。藉此，可實現渦電流式阻尼器的小型化。而且，還可實現渦電流式阻尼器的輕量化。此外，由於各零件為簡易的構造，故渦電流式阻尼器的組裝為容易。此外，渦電流式阻尼器的零件成本及製造成本為便宜。
且，在從螺紋軸的中心軸到第1永久磁鐵的重心為止的距離R1無因次化之第1永久磁鐵的厚度及第2永久磁鐵的厚度H1/R1為既定的範圍，較薄。藉此，從第1永久磁鐵及第2永久磁鐵到達導電構件的磁通之量降低，導電構件的發熱輸入密度變低。亦即，使導電構件之過度的昇溫受到抑制。另一方面，由於到達導電構件的磁通之量降低，故所產生的渦電流變弱，渦電流式阻尼器的減振力會降低。為了補償這情況，是在導電構件之與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵相對向的面設有銅層。由於銅的導電性高，故即使在較弱的磁場內亦能在銅層產生較強的渦電流。藉此，確保渦電流式阻尼器的減振力。
較佳為，厚度H1的上限對於距離R1，是在 H1/R1=0.023+(0.28H2/R1-0.0036)0.5 及 H1/R1=-7.7H2/R1+0.096之中較小那方的值。
如後述般，本發明者們，是檢討最適當之永久磁鐵的厚度與銅層的厚度之間的關係，而可實現渦電流式阻尼器之較高的平均能量吸收率，且較低的熱輸入密度。藉由其結果，發現上述第1永久磁鐵的厚度及第2永久磁鐵的厚度H1/R1之上限。只要在此範圍的話，可實現渦電流式阻尼器之較高的平均能量吸收率，且較低的熱輸入密度。又，平均能量吸收率越高則代表著渦電流式阻尼器的性能越高，熱輸入密度越低則代表導電構件的發熱量越低。
進一步較佳為，厚度H1及厚度H2對於距離R1，為 1.8H2/R1+0.013≦H1/R1≦4.6H2/R1+0.016，且為 0.0026≦H2/R1≦0.0065。
藉由後述的檢討結果，只要第1永久磁鐵的厚度及第2永久磁鐵的厚度H1/R1與銅層的厚度H2/R1之間的關係在上述範圍內的話，可實現渦電流式阻尼器之較高的平均能量吸收率，且較低的熱輸入密度。
進一步較佳為，本實施形態的渦電流式阻尼器，具備：前端側軸承、根部側軸承。前端側軸承，是在比第1永久磁鐵及第2永久磁鐵還靠螺紋軸的前端側，安裝在磁鐵保持構件來支撐導電構件，或是，安裝在導電構件來支撐磁鐵保持構件。根部側軸承，是在比第1永久磁鐵及第2永久磁鐵還靠螺紋軸的根部側，安裝在磁鐵保持構件來支撐導電構件，或是，安裝在導電構件來支撐磁鐵保持構件。
根據這種構造，安裝在導電構件或磁鐵保持構件的2個軸承，是夾著永久磁鐵而在2處支撐磁鐵保持構件或導電構件。因此，即使磁鐵保持構件與導電構件相對地旋轉，永久磁鐵與導電構件之間的間隙也容易維持在一定。
以下，參照圖式，針對本實施形態的渦電流式阻尼器進行說明。
[第1實施形態] 圖1是渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。圖2是圖1的一部分擴大圖。參照圖1及圖2，渦電流式阻尼器1，具備：磁鐵保持構件2、第1永久磁鐵3、第2永久磁鐵4、導電構件5、滾珠螺母6、螺紋軸7、銅層12。
[磁鐵保持構件] 磁鐵保持構件2，含有：主筒2A、前端側副筒2B、根部側副筒2C。
主筒2A，是以螺紋軸7為中心軸的圓筒形狀。主筒2A之螺紋軸7之軸方向的長度，比第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4之螺紋軸7之軸方向的長度還長。
前端側副筒2B，是從主筒2A之前端側(螺紋軸7的自由端側或安裝件8a側)的端部延伸。前端側副筒2B，是以螺紋軸7為中心軸的圓筒形狀。前端側副筒2B的外徑，是比主筒2A的外徑還小。
參照圖2，根部側副筒2C，是在主筒2A的根部側(安裝件8b側)，夾著滾珠螺母的凸緣部6A來設置。根部側副筒2C，含有：凸緣固定部21C、圓筒狀支撐部22C。凸緣固定部21C，是以螺紋軸7為中心軸的圓筒形狀，固定在滾珠螺母的凸緣部6A。圓筒狀支撐部22C，是從凸緣固定部21C之根部側(安裝件8b側)的端部延伸，為圓筒形狀。圓筒狀支撐部的外徑，比凸緣固定部21C的外徑還小。
如此構成的磁鐵保持構件2，可將滾珠螺母6之圓筒部6B及螺紋軸7的一部分收容在內部。磁鐵保持構件2的材質，並無特別限定。但是，磁鐵保持構件2的材質，以磁導率高的鋼等為佳。磁鐵保持構件2的材質，例如為碳鋼、鑄鐵等的強磁性體。該情況時，磁鐵保持構件2，是發揮作為磁軛的功能。亦即，來自第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的磁通難以洩漏至外部，提高渦電流式阻尼器1的減振力。如後述般，磁鐵保持構件2可對於導電構件5來旋轉。
[第1永久磁鐵及第2永久磁鐵] 圖3是渦電流式阻尼器之與軸方向垂直之面的剖面圖。又，在圖3省略螺紋軸等之一部分的構造。後述的圖4及圖5亦相同。參照圖3，渦電流式阻尼器1，在含有複數個第1永久磁鐵3及複數個第2永久磁鐵4的情況，複數個第1永久磁鐵3，是安裝在磁鐵保持構件2之主筒2A的外周面，且沿著磁鐵保持構件2的圓周方向來配列。同樣地，複數個第2永久磁鐵4，是繞螺紋軸而沿著磁鐵保持構件2的圓周方向來配列。1個第2永久磁鐵4，是在鄰接的2個第1永久磁鐵3彼此之間空出間隙來配置。也就是說，沿著磁鐵保持構件2的圓周方向交互配置第1永久磁鐵3與第2永久磁鐵4。
圖4是圖3的一部分擴大圖。圖5是表示第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的立體圖。參照圖4及圖5，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，是固定在磁鐵保持構件2的外周面。第2永久磁鐵4，是在磁鐵保持構件2的圓周方向上，與第1永久磁鐵3空出間隙來鄰接。
第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的磁極，是配置在磁鐵保持構件2的徑方向。第2永久磁鐵4的磁極的配置是與第1永久磁鐵3的磁極的配置相反。例如參照圖4及圖5，在磁鐵保持構件2的徑方向上，第1永久磁鐵3的N極是配置在外側，其S極是配置在內側。因此，第1永久磁鐵3的S極是與磁鐵保持構件2相接。另一方面，在磁鐵保持構件2的徑方向上，第2永久磁鐵4的N極是配置在內側，其S極是配置在外側。因此，第2永久磁鐵4的N極是與磁鐵保持構件2相接。
第2永久磁鐵4的尺寸及特質是與第1永久磁鐵3的尺寸及特質相同為佳。第1永久磁鐵3的厚度為H1，第2永久磁鐵4的厚度亦為H1。關於第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的厚度待留後述。第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，是例如藉由接著劑來固定於磁鐵保持構件2。又，不限於接著劑，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4當然亦可用螺絲等來固定。
[導電構件] 參照圖1及圖2，導電構件5，含有：中央圓筒部5A、前端側圓錐部5B、前端側圓筒部5C、根部側圓錐部5D、根部側圓筒部5E。
中央圓筒部5A，是以螺紋軸7為中心軸的圓筒形狀。中央圓筒部5A的內周面，是與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4空出間隙而相對向。中央圓筒部5A的內周面與第1永久磁鐵3(或第2永久磁鐵4)之間的間隙的距離，是沿著螺紋軸7的軸方向成為一定。中央圓筒部5A之螺紋軸7之軸方向的長度，比第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4之螺紋軸7之軸方向的長度還長。
前端側圓錐部5B，是以螺紋軸7為中心軸的圓錐形狀。前端側圓錐部5B，是從中央圓筒部5A之前端側(螺紋軸7的自由端側或安裝件8a側)的端部延伸，隨著朝向前端側(螺紋軸7的自由端側或安裝件8a側)使外徑及內徑變小。
前端側圓筒部5C，是以螺紋軸7為中心軸的圓筒形狀。前端側圓筒部5C，是從前端側圓錐部5B之前端側(螺紋軸7的自由端側或安裝件8a側)的端部延伸。前端側圓筒部5C之前端側(螺紋軸7的自由端側或安裝件8a側)的端部，是固定於安裝件8a。
根部側圓錐部5D，是以螺紋軸7為中心軸的圓錐形狀。根部側圓錐部5D，是從中央圓筒部5A之根部側(安裝件8b側)的端部延伸，隨著朝向根部側(安裝件8b側)使外徑及內徑變小。
根部側圓筒部5E，是以螺紋軸7為中心軸的圓筒形狀。根部側圓筒部5E，是從根部側圓錐部5D之根部側(安裝件8b側)的端部延伸。根部側圓筒部5E之根部側(安裝件8b側)的端部，是成為自由端。
如此構成的導電構件5，可收容磁鐵保持構件2、第1永久磁鐵3、第2永久磁鐵4、滾珠螺母6、螺紋軸7的一部分及銅層12。也就是說，磁鐵保持構件2在導電構件5的內側配置成同心狀。導電構件5的內周面(中央圓筒部5A的內周面)，是與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4空出間隙而相對向。如後述般，為了在導電構件5產生渦電流，導電構件5是與磁鐵保持構件2相對地旋轉。因此，在導電構件5與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4之間，設有間隙。在導電構件5連接有安裝件8a。與導電構件5一體的安裝件8a，是固定在建築物支撐面或建築物內。因此，導電構件5不會繞螺紋軸7旋轉。
導電構件5具有導電性。導電構件5的材質，例如為碳鋼、鑄鐵等的強磁性材。其他，導電構件5的材質，為鐵氧體系不銹鋼等的弱磁性體亦可，為鋁合金、沃斯田鐵系不銹鋼、銅合金等的非磁性體亦可。
導電構件5是將磁鐵保持構件2支撐成可旋轉。磁鐵保持構件2的支撐，例如為下述的構造為佳。
參照圖1，渦電流式阻尼器1，進一步含有：前端側軸承9A、根部側軸承9B。前端側軸承9A，是在比第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4還靠螺紋軸7的前端側(螺紋軸7的自由端側或安裝件8a側)，安裝在導電構件5(前端側圓筒部5C)的內周面，且支撐磁鐵保持構件2(前端側副筒2B)的外周面。且，根部側軸承9B，是在比第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4還靠螺紋軸7的根部側(安裝件8b側)，安裝在導電構件5(根部側圓筒部5E)的內周面，且支撐磁鐵保持構件2(圓筒狀支撐部22C)的外周面。
藉由這種構造，於螺紋軸7之軸方向在第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的兩側支撐磁鐵保持構件2。因此，即使磁鐵保持構件2旋轉，第1永久磁鐵3(第2永久磁鐵4)與導電構件5之間的間隙也容易保持一定的距離。只要間隙保持在一定的距離的話，可穩定得到渦電流所致的制動力。且，只要間隙保持在一定的距離的話，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4與導電構件5接觸的可能性較低，故可使間隙變得更小。如此一來，如後述般通過導電構件5之來自第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的磁通量會增加，可使制動力更加增大，即使永久磁鐵的數量減少亦可發揮出所期望的制動力。
在磁鐵保持構件2的軸方向上，於磁鐵保持構件2與導電構件5之間，設有推力軸承10。又，前端側軸承9A、根部側軸承9B及推力軸承10的種類，並未特別限定，為滾珠式、輥子式、滑動式等皆可。
又，中央圓筒部5A、前端側圓錐部5B、前端側圓筒部5C、根部側圓錐部5D及根部側圓筒部5E，是各自為不同構件，藉由螺栓等來連結組裝。
[銅層] 參照圖4，銅層12，是固定在導電構件5的內周面。銅層12，例如為銅板、鍍銅。銅層12，是設在導電構件5之圓周方向的全域。於是，銅層12為環狀。銅層12，是與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4空出間隙而相對向。
參照圖2，銅層12之軸方向的長度並未特別限定。但是，銅層12的至少一部分，是配置在與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4相對向的位置。換言之，是在與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4相對向的導電構件5之面配置有銅層12。藉此，與導電構件5同樣地亦在銅層12產生渦電流。又，銅層12亦可設在導電構件5之圓周方向之一部分的區域。該情況時，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，有著亦與銅層12相對向，亦與導電構件5相對向的情況。且，即使是第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的全域與銅層12相對向的情況，導電構件5亦夾著銅層12來與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4相對向。銅層，僅由銅所成亦可，為銅合金亦可。銅層12的厚度H2與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的厚度H1之間的關係待留後述。
[滾珠螺母] 滾珠螺母6，含有：凸緣部6A、圓筒部6B。凸緣部6A為圓筒形狀。凸緣部6A，是設在磁鐵保持構件之主筒2A之根部側(安裝件8b側)的端部與根部側副筒2C之凸緣固定部21C之前端側(安裝件8a側)的端部之間，且固定於兩者。圓筒部6B，是設在比凸緣部6A還靠螺紋軸7的前端側，且從凸緣部6A之前端側的面延伸。
參照圖1，如此構成的滾珠螺母6，是配置在磁鐵保持構件2及導電構件5的內部。滾珠螺母6，是固定在磁鐵保持構件2，故若滾珠螺母6旋轉的話，磁鐵保持構件2也會旋轉。滾珠螺母6的種類，並未特別限定。滾珠螺母6，是使用周知的滾珠螺母即可。於滾珠螺母6的內周面，形成有螺紋部。又，在圖1，是省略滾珠螺母6之圓筒部6B之一部分的描繪，而能看得見螺紋軸7。
[螺紋軸] 螺紋軸7，是貫通滾珠螺母6，而透過滾珠來與滾珠螺母6咬合。在螺紋軸7的外周面，形成有與滾珠螺母6的螺紋部對應的螺紋部。螺紋軸7及滾珠螺母6，是構成滾珠螺桿。滾珠螺桿，是將螺紋軸7之軸方向的移動變換成滾珠螺母6的旋轉運動。於螺紋軸7連接有安裝件8b。與螺紋軸7一體的安裝件8b，是固定在建築物支撐面或建築物內。渦電流式阻尼器1，例如為設置在建築物內與建築物支撐面之間的避震層之事例的情況，與螺紋軸7一體的安裝件8b是固定在建築物內，與導電構件5一體的安裝件8a是固定在建築物支撐面。渦電流式阻尼器1，例如為設置在建築物內之任意的層間之事例的情況，與螺紋軸7一體的安裝件8b是固定在任意的層間的上部樑側，與導電構件5一體的安裝件8a是固定在任意的層間的下部樑側。因此，螺紋軸7不會繞軸旋轉。
與螺紋軸7一體的安裝件8b及與導電構件5一體的安裝件8a的固定，亦可與上述的說明相反。亦即，與螺紋軸7一體的安裝件8b是固定在建築物支撐面，與導電構件5一體的安裝件8a是固定在建築物內亦可。
螺紋軸7，可在磁鐵保持構件2及導電構件5的內部沿著軸方向前進或後退。若因振動等而對渦電流式阻尼器1賦予運動能量的話，螺紋軸7會往軸方向移動。若螺紋軸7往軸方向移動的話，會藉由滾珠螺桿的作用而使滾珠螺母6繞螺紋軸旋轉。伴隨著滾珠螺母6的旋轉，磁鐵保持構件2會旋轉。藉此，與磁鐵保持構件2一體的第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4會對導電構件5及銅層12進行相對旋轉，而在導電構件5及銅層12產生渦電流。其結果，於渦電流式阻尼器1產生減振力，而使振動衰減。
根據本實施形態的渦電流式阻尼器1，滾珠螺母6是配置在導電構件5及磁鐵保持構件2的內部。即使藉由振動等來對渦電流式阻尼器1賦予運動能量，而使與安裝件8b一體的螺紋軸7往軸方向移動，滾珠螺母6亦不會往軸方向移動。於是，沒有必要在渦電流式阻尼器1設置滾珠螺母6的可動區域。因此，可使磁鐵保持構件2及導電構件5等的零件變小。藉此，可使渦電流式阻尼器1變得小型，可實現渦電流式阻尼器1的輕量化。此外，由於各零件為簡易的構造，故渦電流式阻尼器1的組裝為容易。此外，渦電流式阻尼器1的零件成本及製造成本為便宜。
且，藉由使滾珠螺母6配置在導電構件5及磁鐵保持構件2的內部，而使灰塵不易侵入滾珠螺母6與螺紋軸7之間，可長期間地使螺紋軸7圓滑地動作。且，藉由使滾珠螺母6配置在導電構件5及磁鐵保持構件2的內部，可使安裝件8b之前端側(安裝件8a側)的端部與導電構件5之根部側(安裝件8b側)的端部之間的距離變短，可使渦電流式阻尼器變得小型。此外，由於各零件為簡易的構造，故渦電流式阻尼器1的組裝為容易。此外，渦電流式阻尼器1的零件成本及製造成本為便宜。
且，導電構件5是在內部收容第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4。亦即，導電構件5之螺紋軸7之軸方向的長度，比第1永久磁鐵3(第2永久磁鐵4)之螺紋軸7之軸方向的長度還長，導電構件5的體積較大。若導電構件5的體積較大的話，導電構件5的熱容量也較大。因此，因產生渦電流所致之導電構件5的溫度上昇會受到抑制。若導電構件5的溫度上昇受到抑制的話，來自導電構件5的輻射熱所致之第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的溫度上昇會受到抑制，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的溫度上昇所致之減磁會受到抑制。
接著，針對渦電流的產生原理及渦電流所致之減振力的產生原理進行說明。
[渦電流所致的減振力] 圖6是表示渦電流式阻尼器之磁通路的示意圖。參照圖6，第1永久磁鐵3之磁極的配置，是與鄰接的第2永久磁鐵4之磁極的配置相反。於是，從第1永久磁鐵3的N極出來的磁通，是到達鄰接的第2永久磁鐵4的S極。從第2永久磁鐵4的N極出來的磁通，是到達鄰接的第1永久磁鐵3的S極。藉此，在第1永久磁鐵3、第2永久磁鐵4、銅層12、導電構件5及磁鐵保持構件2之中，形成有磁通路。由於第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4和銅層及導電構件5之間的間隙夠小，故銅層12及導電構件5是位於磁場之中。
若磁鐵保持構件2旋轉的話(參照圖6中的箭頭)，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4會對導電構件5移動。因此，通過銅層12及導電構件5的磁通會變化。藉此，在銅層12及導電構件5產生渦電流。若產生渦電流的話，會產生新的磁通(抗磁場)。該新的磁通，會妨礙磁鐵保持構件2(第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4)與導電構件5的相對旋轉。本實施形態的情況，是妨礙磁鐵保持構件2的旋轉。若磁鐵保持構件2的旋轉受到妨礙的話，與磁鐵保持構件2一體的滾珠螺母的旋轉也會受到妨礙。若滾珠螺母的旋轉受到妨礙的話，螺紋軸之軸方向的移動也會受到妨礙。這就是渦電流式阻尼器的減振力。
根據本實施形態的渦電流式阻尼器，第1永久磁鐵之磁極的配置，在磁鐵保持構件的圓周方向上，第1永久磁鐵與鄰接的第2永久磁鐵之磁極的配置相反。因此，第1永久磁鐵及第2永久磁鐵所致的磁場是在磁鐵保持構件的圓周方向產生。且，在磁鐵保持構件的圓周方向複數配列第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的情況，到達導電構件的磁通之量會增加。藉此，在導電構件產生的渦電流變大，使渦電流式阻尼器的減振力變高。另一方面，賦予至渦電流式阻尼器的運動能量會變換成熱能量，而得到減振力。亦即，因振動等而由運動能量所產生的渦電流，會使導電構件的溫度上昇。
接著，針對本實施形態之渦電流式阻尼器的導電構件、第1永久磁鐵及第2永久磁鐵之過度的溫度上昇的抑制進行說明。
[昇溫抑制] 在渦電流式阻尼器產生渦電流的構件(導電構件)會集中地產生熱。因此，導電構件容易成為高溫。為了產生渦電流，導電構件是設在永久磁鐵的附近。若導電構件成為高溫的話，因輻射熱而使永久磁鐵也會變高溫。若永久磁鐵變得過度高溫的話，永久磁鐵會減磁，所產生的渦電流會變弱。因此，渦電流式阻尼器的減振力會降低。
為了抑制導電構件的昇溫，只要使與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵相對向之導電構件的表面附近的發熱密度變低即可。為了使導電構件的發熱輸入密度變低，只要使第1永久磁鐵的厚度及第2永久磁鐵的厚度變薄即可。這是因為通過導電構件的磁通之量會降低的緣故。但是，若僅讓第1永久磁鐵的厚度及第2永久磁鐵的厚度變薄的話，在導電構件所產生的渦電流會變弱，會使渦電流式阻尼器的減振力降低。且，一般來說，利用渦電流的制動裝置若在超過1000rpm的高轉數域使用的話，容易以起因於渦電流之抗磁場的影響而在磁場產生歪曲。若在磁場產生歪曲的話，減振力會降低。為了防止這情況，在利用渦電流的制動裝置，是使用優異地確保磁通之直進性的較厚的永久磁鐵。
於是，在本實施形態的渦電流式阻尼器，是使第1永久磁鐵的厚度及第2永久磁鐵的厚度變薄，來抑制導電構件的過度昇溫。另一方面，在與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵相對向的導電構件之表面設置銅層，藉此確保渦電流式阻尼器的減振力。且，對於確保磁通的直進性，由於渦電流式阻尼器是在數百rpm的低轉數域使用，故不必為了確保磁通的直進性而使用較厚的永久磁鐵。
本發明者們，是針對最適合抑制導電構件之昇溫的第1永久磁鐵的尺寸、第2永久磁鐵的尺寸及銅層的厚度進行調査而進行了數值計算。
[表1]
Figure 107140951-A0304-0001
於表1，示出在數值計算所使用的第1永久磁鐵、第2永久磁鐵的尺寸及銅層的厚度。第1永久磁鐵的尺寸及特性，與第2永久磁鐵相同。於是，以下，僅言及第1永久磁鐵。且，各尺寸，是以從螺紋軸的中心軸到第1永久磁鐵的重心為止的距離R1無因次化(參照圖2)。第1永久磁鐵的厚度H1/R1，是有著0.018、0.023、0.031、0.046、0.092的5種類。在本數值計算，沿著螺紋軸之軸方向的平面之第1永久磁鐵的剖面積(H1/R1)×(W1/R1)是固定為0.038(參照圖2)。於是，第1永久磁鐵之磁鐵保持構件之軸方向的長度W1/R1是因應H1/R1的值來決定。導電構件之軸方向之銅層的長度，與第1永久磁鐵的長度W1/R1相同。第1永久磁鐵之磁鐵保持構件之圓周方向的長度L1/R1，是固定為0.16(參照圖4)。銅層的厚度H2/R1，是有著0.0、0.0013、0.0026、0.0065的4種類。銅層，是遍及導電構件之圓周方向的全域來設置。且，銅層之與第1永久磁鐵相對向之側的面的全域，是與第1永久磁鐵及第2永久磁鐵相對向。
將H1/R1=0.046、H2/R1=0.0065的渦電流式阻尼器定義為基準範例。基準範例，是在數值計算上設計成具有與一般的黏性阻尼器相同程度，或是高過此的減振力及能量吸收性能。
[表2]
Figure 107140951-A0304-0002
表2，表示出在數值計算所使用之第1永久磁鐵的特性及銅層的特性。第1永久磁鐵的剩磁通密度為1.36[T]，保磁力為938[kA/m]。銅層的導電率為5.935×107 [S/m]。
使用數值計算的結果，來評價渦電流式阻尼器的性能。作為評價手法，是導入平均能量吸收率S及熱輸入密度Q。平均能量吸收率S，是由以下的式(1)來算出。平均能量吸收率S，是每單位時間的平均吸收能量，與導電構件之平均的發熱量等價。熱輸入密度Q，是由以下的式(2)來算出。熱輸入密度Q，是將平均能量吸收率S除以第1永久磁鐵之與銅層相對向之面的面積所得的值。亦即，相當於將導電構件的發熱當成與第1永久磁鐵相對向之導電構件之面的熱輸入的情況之平均的熱通量。式(1)中的ω代表渦電流式阻尼器的角速度[rad/s]，ωmax代表渦電流式阻尼器之角速度的最大值，為750rpm。式(1)中的N代表角速度ω的制動轉矩[N・m]。
Figure 02_image001
Figure 02_image003
將數值計算之渦電流式阻尼器的評價結果示於圖7～圖10。在圖7～圖10，平均能量吸收率S及熱輸入密度Q，是以基準範例(H1/R1=0.046、H2/R1=0.0065、黑圓形)的計算結果的值來標準化顯示。
圖7是表示平均能量吸收率與第1永久磁鐵的厚度之間關係的圖。參照圖7，縱軸表示平均能量吸收率S，橫軸表示第1永久磁鐵的厚度H1/R1。圖7中的圓形是表示銅層的厚度為H2/R1=0.0065的結果，三角形是表示H2/R1=0.0026的結果，四角形是表示H2/R1=0.0013的結果，菱形是表示沒有銅層的結果。
圖8是圖7的一部分擴大圖。參照圖8，看到銅層的厚度H2/R1=0.0065的計算結果(圓形)，點C與點B之間，亦即第1永久磁鐵的厚度H1/R1為0.025以上、0.046以下的話，平均能量吸收率S為1.0以上。也就是說，H1/R1為0.025以上、0.046以下的話，能實現基準範例(黑圓形)之平均能量吸收率以上的能量吸收率。同樣地，看到銅層的厚度H2/R1=0.0026的計算結果(三角形)，第1永久磁鐵的厚度H1/R1為點G與點F之間亦即0.018以上、0.028以下的話，平均能量吸收率S為1.0以上。
圖9是表示熱輸入密度與第1永久磁鐵的厚度之間關係的圖。參照圖9，縱軸表示熱輸入密度Q，橫軸表示第1永久磁鐵的厚度H1/R1。圖9中的圓形是表示銅層的厚度為H2/R1=0.0065的結果，三角形是表示H2/R1=0.0026的結果，四角形是表示H2/R1=0.0013的結果，菱形是表示沒有銅層的結果。
看到銅層的厚度H2/R1=0.0065的計算結果(圓形)，在點B以下亦即第1永久磁鐵的厚度H1/R1為0.046以下的話，熱輸入密度Q為1.0以下。也就是說，H1/R1為0.046以下的話，能實現基準範例(黑圓形)之熱輸入密度以下的熱輸入密度。同樣地，看到銅層的厚度H2/R1=0.0026的計算結果(三角形)，第1永久磁鐵的厚度H1/R1為0.075以下的話，熱輸入密度Q為1.0以下。
由該等之平均能量吸收率及熱輸入密度的結果，調查出第1永久磁鐵的厚度H1/R1與銅層的厚度H2/R1之間的關係，其可實現高平均能量吸收率S及低熱輸入密度Q之雙方。
圖10是表示第1永久磁鐵的厚度與銅層的厚度之間關係的圖。參照圖10，縱軸表示第1永久磁鐵的厚度H1/R1，橫軸表示銅層的厚度H2/R1。圖10，是將圖8及圖9所得的值予以區塊圖表化者。
說明圖10的求得方式。首先是求出圖10中的點B、點C、點G及點F所包圍的格線網底區域，亦即平均能量吸收率S為1.0以上且熱輸入密度Q為1.0以下的區域。
參照圖8，在銅層的厚度H2/R1=0.0065(圓形)，平均能量吸收率S為1.0以上的情況是在點B與點C之間。且，在銅層的厚度H2/R1=0.0026(三角形)，平均能量吸收率S為1.0以上情況是在點F與點G之間。將該等的點B、點C、點F及點G放到圖9來看時，點B、點C、點F及點G的熱輸入密度Q均為1.0以下。於是，將點B、點C、點F及點G在圖10區塊圖表化時，點B、點C、點F及點G所包圍的區域是平均能量吸收率S為1.0以下且熱輸入密度Q為1.0以下(格線網底區域)。
接著，求出圖10中的點B、點D、點I、點H、點E及點J所包圍的斜線網底區域，亦即平均能量吸收率S為0.9以上未達1.0未滿且熱輸入密度Q為1.0以下的區域。
參照圖8，在銅層的厚度H2/R1=0.0065(圓形)，平均能量吸收率S為0.9以上的情況是在點A與點D之間。且，在銅層的厚度H2/R1=0.0026(三角形)，平均能量吸收率S為0.9以上的情況是在點E與點G之間。又，永久磁鐵的厚度H1/R1未達0.018未滿的情況，是認為永久磁鐵的厚度過薄，而無法實際使用，故省略檢討。將該等的點A、點D、點E及點G放到圖9來看時，點D、點E及點G的熱輸入密度Q均為1.0以下。另一方面，點A的熱輸入密度Q比1.0還大。這種熱輸入密度Q比1.0還大的區域是從斜線網底區域除外。同樣地，亦同樣地求出銅層的厚度H2/R1=0.0013的情況。如此一來，在圖10中，求出點B、點D、點I、點H、點E及點J所包圍的斜線網底區域。
以上，統整起來，在第1永久磁鐵的厚度H1/R1為0.018以上、0.060以下，且銅層的厚度H2/R1為0.0013以上、0.0065以下的範圍，平均能量吸收率S較高，且熱輸入密度Q較低，故得知適合渦電流式阻尼器。又，在該區域，含有圖10中之斜線網底區域及格線網底區域以外的區域。亦即，含有平均能量吸收率S未達0.9的情況，熱輸入密度Q比1.0還大的情況。但是，斜線網底區域及格線網底區域，只是表示與以往的黏性阻尼器等相比之下能得到顯著的效果的範圍。於是，即使是斜線網底區域及格線網底區域以外的區域，只要是在第1永久磁鐵的厚度H1/R1為0.018以上、0.060以下，且銅層的厚度H2/R1為0.0013以上、0.0065以下的範圍，都可作為渦電流式阻尼器來使用。
且，在第1實施形態的渦電流式阻尼器，是使導電構件5配置在磁鐵保持構件2的外側。也就是說，導電構件5是配置在最外側而與外氣接觸。藉此，導電構件5是藉由外氣來冷卻。因此，可抑制導電構件5的溫度上昇。其結果，可抑制第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的溫度上昇。
第1永久磁鐵的厚度H1/R1上限，為H1/R1= 0.023+(0.28H2/R1-0.0036)0.5 及H1/R1=-7.7H2/R1+0.096之中較小那方的值為佳。簡而言之，這代表著第1永久磁鐵的厚度H1/R1在圖10中之斜線網底區域的範圍。在此，H1/R1=0.023+(0.28H2/R1-0.0036)0.5 ，代表著圖10中的邊界B1，H1/R1=-7.7H2/R1+0.096，代表著圖10中的邊界B2。第1永久磁鐵的厚度H1/R1上限，為H1/R1=0.023+ (0.28H2/R1-0.0036)0.5 及H1/R1=-7.7H2/R1+0.096之中較小那方的值的話，平均能量吸收率S為0.9以上，且熱輸入密度Q為1.0以下。因此，可確保作為渦電流式阻尼器之充分的減振力，且抑制導電構件、第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的昇溫。
進一步較佳為，第1永久磁鐵的厚度H1/R1及銅層的厚度H2/R1，為1.8H2/R1+0.013≦H1/R1≦4.6H2/ R1+0.016，且0.0026≦H2/R1≦0.0065。這代表著圖10中的格線網底區域。1.8H2/R1+0.013，代表著圖10中的邊界B3，4.6H2/R1+0.016，代表著圖10中的邊界B4。亦即，第1永久磁鐵的厚度H1/R1及銅層的厚度H2/R1在該範圍的話，平均能量吸收率S為1.0以上，且熱輸入密度Q為1.0以下。因此，可確保作為渦電流式阻尼器之充分的減振力，且抑制導電構件、第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的昇溫。
接著，針對本實施形態之渦電流式阻尼器之適合的態樣及其他實施形態進行說明。
[磁極的配置] 在上述的說明，第1永久磁鐵及第2永久磁鐵之磁極的配置，是以磁鐵保持構件之徑方向的情況進行了說明。但是，第1永久磁鐵及第2永久磁鐵之磁極的配置，並不限定於此。
圖11是表示磁極之配置為圓周方向的第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的立體圖。參照圖11，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4之磁極的配置，是沿著磁鐵保持構件2的圓周方向。即使是該情況，第1永久磁鐵3之磁極的配置，也是與第2永久磁鐵4之磁極的配置相反。在第1永久磁鐵3與第2永久磁鐵4之間，設有強磁性體的磁極片11。
圖12是表示圖11之渦電流式阻尼器之磁通路的示意圖。參照圖12，從第1永久磁鐵3的N極出來的磁通，是通過磁極片11而到達第1永久磁鐵3的S極。關於第2永久磁鐵4亦相同。藉此，在第1永久磁鐵3、第2永久磁鐵4、磁極片11及導電構件5之中，形成有磁通路。藉此，與上述同樣地，於渦電流式阻尼器1得到減振力。
[永久磁鐵往軸方向的配置] 為了使渦電流式阻尼器1的減振力變得更大，只要使產生在導電構件的渦電流變大即可。產生較大渦電流的1個方法，只要增加從第1永久磁鐵及第2永久磁鐵出來的磁通之量即可。亦即，只要使第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的尺寸變大即可。但是，尺寸較大的第1永久磁鐵及第2永久磁鐵成本較高，對磁鐵保持構件的安裝亦不容易。
圖13是表示於軸方向配置複數個之第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的立體圖。參照圖13，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，是在1個磁鐵保持構件2的軸方向配置複數個亦可。藉此，1個第1永久磁鐵3及1個第2永久磁鐵4各自的尺寸可以較小。另一方面，安裝在磁鐵保持構件2的複數個第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的總尺寸較大。於是，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的成本較為便宜。且，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4對磁鐵保持構件2的安裝亦為容易。
配置在軸方向的第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，在磁鐵保持構件2之圓周方向的配置，是與上述相同。亦即，沿著磁鐵保持構件2的圓周方向交互配置第1永久磁鐵3與第2永久磁鐵4。
就提高渦電流式阻尼器1的減振力的觀點來看，在磁鐵保持構件2的軸方向上，第1永久磁鐵3是與第2永久磁鐵4鄰接為佳。該情況時，磁通路不僅是在磁鐵保持構件2的圓周方向，在軸方向也會產生。於是，在導電構件產生的渦電流變大。其結果，渦電流式阻尼器的減振力變大。
但是，在磁鐵保持構件2的軸方向上，第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的配置並未特別限定。亦即，在磁鐵保持構件2的軸方向上，第1永久磁鐵3是配置在第1永久磁鐵3的旁邊亦可，配置在第2永久磁鐵4的旁邊亦可。
在上述的第1實施形態，是針對磁鐵保持構件配置在導電構件的內側且第1永久磁鐵及第2永久磁鐵是安裝在磁鐵保持構件的外周面，而且是使磁鐵保持構件旋轉的情況進行了說明。但是，本實施形態的渦電流式阻尼器，並不限定於此。
[第2實施形態] 第2實施形態的渦電流式阻尼器，是使磁鐵保持構件配置在導電構件的外側，不會旋轉。渦電流，是藉由內側的導電構件旋轉而產生。又，在第2實施形態的渦電流式阻尼器，磁鐵保持構件與導電構件的配置關係是與第1實施形態相反。但是，第2實施形態的磁鐵保持構件的形狀是與第1實施形態的導電構件相同，第2實施形態的導電構件的形狀是與第1實施形態的磁鐵保持構件相同。因此，在第2實施形態省略磁鐵保持構件及導電構件之詳細形狀的說明。
圖14是第2實施形態之渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。圖15是第2實施形態之渦電流式阻尼器之與軸方向垂直之面的剖面圖。參照圖14及圖15，磁鐵保持構件2，可收容導電構件5、滾珠螺母6、螺紋軸7及銅層12。第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，是安裝在磁鐵保持構件2的內周面。銅層12，是固定在導電構件5的外周面。於是，導電構件5的外周面及銅層12，是與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4空出間隙來相對向。
在第2實施形態，圖1所示的安裝件8a是連接於磁鐵保持構件。因此，磁鐵保持構件2不會繞螺紋軸7旋轉。另一方面，滾珠螺母6，是連接於導電構件5。於是，若滾珠螺母6旋轉的話，導電構件5及銅層12會旋轉。即使是這種構造的情況，亦如上述般，與磁鐵保持構件2一體的第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4會對導電構件5及銅層12進行相對旋轉，而在導電構件5及銅層12產生渦電流。其結果，於渦電流式阻尼器產生減振力，而可使振動衰減。
且，在第2實施形態的渦電流式阻尼器，是使磁鐵保持構件2配置在導電構件5的外側。也就是說，磁鐵保持構件2是配置在最外側而與外氣接觸。藉此，磁鐵保持構件2是藉由外氣來冷卻。因此，可通過磁鐵保持構件2來冷卻第1永久磁鐵及第2永久磁鐵。其結果，可抑制第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的溫度上昇。
[第3實施形態] 第3實施形態的渦電流式阻尼器，是使磁鐵保持構件配置在導電構件的內側，不會旋轉。渦電流，是藉由外側的導電構件旋轉而產生。
圖16是第3實施形態之渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。圖17是圖16的一部分擴大圖。參照圖16及圖17，導電構件5，可收容磁鐵保持構件2、滾珠螺母6、螺紋軸7及銅層12。第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，是安裝在磁鐵保持構件2的外周面。銅層12，是固定在導電構件5的內周面。於是，導電構件5的內周面及銅層12，是與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4空出間隙來相對向。
安裝件8a是連接於磁鐵保持構件。因此，磁鐵保持構件2不會繞螺紋軸7旋轉。另一方面，滾珠螺母6，是連接於導電構件5。於是，若滾珠螺母6旋轉的話，導電構件5及銅層12會旋轉。即使是這種構造的情況，亦如上述般，與磁鐵保持構件2一體的第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4會對導電構件5及銅層12進行相對旋轉，而在導電構件5及銅層12產生渦電流。其結果，於渦電流式阻尼器產生減振力，而可使振動衰減。
且，在第3實施形態的渦電流式阻尼器，是使導電構件5配置在磁鐵保持構件2的外側。也就是說，導電構件5是配置在最外側而與外氣接觸。且，導電構件5是繞螺紋軸7旋轉。藉此，旋轉的導電構件5是藉由外氣而效率良好地被冷卻。因此，可抑制導電構件5的溫度上昇。其結果，可抑制第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的溫度上昇。
[第4實施形態] 第4實施形態的渦電流式阻尼器，是使導電構件配置在磁鐵保持構件的內側，不會旋轉。渦電流，是藉由外側的磁鐵保持構件旋轉而產生。
圖18是第4實施形態之渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。參照圖18，磁鐵保持構件2，可收容導電構件5、滾珠螺母6、螺紋軸7及銅層12。第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4，是安裝在磁鐵保持構件2的內周面。銅層12，是固定在導電構件5的外周面。於是，導電構件5的外周面及銅層12，是與第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4空出間隙來相對向。
圖1所示的安裝件8a是連接於導電構件。因此，導電構件5不會繞螺紋軸7旋轉。另一方面，滾珠螺母6，是固定在磁鐵保持構件2。於是，若滾珠螺母6旋轉的話，磁鐵保持構件2會旋轉。即使是這種構造的情況，亦如上述般，與磁鐵保持構件2一體的第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4會對導電構件5及銅層12進行相對旋轉，而在導電構件5及銅層12產生渦電流。其結果，於渦電流式阻尼器1產生減振力，而可使振動衰減。
且，在第4實施形態的渦電流式阻尼器，是使磁鐵保持構件2配置在導電構件5的外側。也就是說，磁鐵保持構件2是配置在最外側而與外氣接觸。且，磁鐵保持構件2是繞螺紋軸7旋轉。藉此，旋轉的磁鐵保持構件2是藉由外氣而效率良好地被冷卻。因此，可通過磁鐵保持構件2來冷卻第1永久磁鐵及第2永久磁鐵。其結果，可抑制第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的溫度上昇。
以上，針對本實施形態的渦電流式阻尼器進行了說明。由於渦電流是因應通過導電構件5的磁通的變化而產生，故第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4對導電構件5進行相對旋轉即可。且，只要導電構件5存在於第1永久磁鐵3及第2永久磁鐵4的磁場之中的話，就沒有特別限定導電構件與磁鐵保持構件的位置關係。
其他，本發明並不限定於上述的實施形態，在不超脫本發明之主旨的範圍，自然可進行各種的變更。 [產業上的可利用性]
本發明的渦電流式阻尼器，在建築物的制振裝置及避震裝置上為有用。
1‧‧‧渦電流式阻尼器 2‧‧‧磁鐵保持構件 3‧‧‧第1永久磁鐵 4‧‧‧第2永久磁鐵 5‧‧‧導電構件 6‧‧‧滾珠螺母 7‧‧‧螺紋軸 8a、8b‧‧‧安裝件 9‧‧‧徑向軸承 10‧‧‧推力軸承 11‧‧‧磁極片 12‧‧‧銅層
圖1是渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。 圖2是圖1的一部分擴大圖。 圖3是渦電流式阻尼器之與軸方向垂直之面的剖面圖。 圖4是圖3的一部分擴大圖。 圖5是表示第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的立體圖。 圖6是表示渦電流式阻尼器之磁通路的示意圖。 圖7是表示平均能量吸收率與第1永久磁鐵的厚度之間關係的圖。 圖8是圖7的一部分擴大圖。 圖9是表示熱輸入密度與第1永久磁鐵的厚度之間關係的圖。 圖10是表示第1永久磁鐵的厚度與銅層的厚度之間關係的圖。 圖11是表示磁極之配置為圓周方向的第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的立體圖。 圖12是表示圖11之渦電流式阻尼器之磁通路的示意圖。 圖13是表示於軸方向配置複數個之第1永久磁鐵及第2永久磁鐵的立體圖。 圖14是第2實施形態之渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。 圖15是第2實施形態之渦電流式阻尼器之與軸方向垂直之面的剖面圖。 圖16是第3實施形態之渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。 圖17是圖16的一部分擴大圖。 圖18是第4實施形態之渦電流式阻尼器之沿著軸方向之面的剖面圖。
1‧‧‧渦電流式阻尼器
2‧‧‧磁鐵保持構件
2A‧‧‧主筒
2B‧‧‧前端側副筒
2C‧‧‧根部側副筒
3‧‧‧第1永久磁鐵
4‧‧‧第2永久磁鐵
5‧‧‧導電構件
5A‧‧‧中央圓筒部
6‧‧‧滾珠螺母
6A‧‧‧凸緣部
6B‧‧‧圓筒部
7‧‧‧螺紋軸
10‧‧‧推力軸承
12‧‧‧銅層
21C‧‧‧凸緣固定部
22C‧‧‧圓筒狀支撐部
H1、H2‧‧‧厚度
R1‧‧‧距離

Claims (4)

  1. 一種渦電流式阻尼器，其具備：圓筒形狀的磁鐵保持構件；第1永久磁鐵，是具有厚度H1且固定在前述磁鐵保持構件；第2永久磁鐵，是具有厚度H1，且在前述磁鐵保持構件的圓周方向與前述第1永久磁鐵空出間隙來相鄰接，其固定在前述磁鐵保持構件，且磁極的配置是與前述第1永久磁鐵相反；圓筒形狀的導電構件，是具有導電性，且與前述第1永久磁鐵及前述第2永久磁鐵空出間隙來相對向；滾珠螺母，其配置在前述磁鐵保持構件及前述導電構件的內部而固定在前述磁鐵保持構件或前述導電構件；螺紋軸，可於中心軸方向移動，且與前述滾珠螺母咬合；以及銅層，是具有厚度H2，且固定於前述導電構件，並與前述第1永久磁鐵及前述第2永久磁鐵空出間隙來相對向，前述厚度H1及前述厚度H2，與從前述螺紋軸的中心軸到前述第1永久磁鐵的重心為止的距離R1的關係為：0.018≦H1/R1≦0.060，且為0.0013≦H2/R1≦0.0065。
  2. 如請求項1所述之渦電流式阻尼器，其中， 前述厚度H1的上限與前述距離R1的關係為：H1/R1=0.023+(0.28H2/R1-0.0036)0.5及H1/R1=-7.7H2/R1+0.096之中較小那方的值。
  3. 如請求項1所述之渦電流式阻尼器，其中，前述厚度H1及前述厚度H2與前述距離R1的關係為：1.8H2/R1+0.013≦H1/R1≦4.6H2/R1+0.016，且為0.0026≦H2/R1≦0.0065。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述之渦電流式阻尼器，其進一步具備：前端側軸承，是在比前述第1永久磁鐵及前述第2永久磁鐵還靠前述螺紋軸的前端側，安裝在前述磁鐵保持構件來支撐前述導電構件，或是，安裝在前述導電構件來支撐前述磁鐵保持構件；以及根部側軸承，是在比前述第1永久磁鐵及前述第2永久磁鐵還靠前述螺紋軸的根部側，安裝在前述磁鐵保持構件來支撐前述導電構件，或是，安裝在前述導電構件來支撐前述磁鐵保持構件。
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