WO2019107071A1 - 渦電流式ダンパ - Google Patents

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WO2019107071A1
WO2019107071A1 PCT/JP2018/040854 JP2018040854W WO2019107071A1 WO 2019107071 A1 WO2019107071 A1 WO 2019107071A1 JP 2018040854 W JP2018040854 W JP 2018040854W WO 2019107071 A1 WO2019107071 A1 WO 2019107071A1
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permanent magnet
conductive member
eddy current
holding member
magnet
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PCT/JP2018/040854
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裕 野上
今西　憲治
野口　泰隆
亮介 増井
薫平 佐野
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日本製鉄株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • F16F2234/00—Shape
    • F16F2234/02—Shape cylindrical

Definitions

  • the present invention relates to an eddy current damper.
  • a damping device In order to protect a building from the vibration by an earthquake etc., a damping device is attached to a building.
  • the damping device converts kinetic energy given to the building into other energy (eg, thermal energy). This suppresses large shaking of the building.
  • the damping device is, for example, a damper.
  • the types of dampers are, for example, oil type and shear resistance type. In general, oil type and shear resistance type dampers are often used in buildings.
  • the oil type damper uses the incompressible fluid in the cylinder to damp the vibration.
  • the shear resistance damper damps the vibration by using the shear resistance of the viscous fluid.
  • the viscosity of the viscous fluid used in particular in shear resistant dampers depends on the temperature of the viscous fluid. That is, the damping force of the shear resistance damper depends on the temperature. Therefore, when using a shear resistant damper in a building, it is necessary to select an appropriate viscous fluid in consideration of the use environment. Further, in a damper using a fluid such as an oil type or a shear resistance type, the pressure of the fluid may rise due to an excessive temperature rise or the like, and mechanical elements such as a cylinder seal may be damaged.
  • An eddy current damper is known as a damper with extremely small temperature dependence of damping force.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 5-86496
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-177880
  • Patent Document 3 2000-320607
  • the eddy current damper of Patent Document 1 includes a plurality of permanent magnets attached to a main cylinder, a hysteresis member connected to a screw shaft, a ball nut meshing with the screw shaft, and a sub cylinder connected to a ball nut. Equipped with The plurality of permanent magnets alternate in the arrangement of the magnetic poles.
  • the hysteresis material faces the plurality of permanent magnets and is capable of relative rotation.
  • the eddy current damper of Patent Document 2 includes a conductor bar, and a plurality of ring-shaped permanent magnets arranged in the axial direction of the conductor bar.
  • the conductor rod passes through the inside of the plurality of ring-shaped permanent magnets.
  • the conductor rod moves in the axial direction, the magnetic flux passing through the conductor rod from the plurality of permanent magnets changes, and an eddy current is generated on the surface of the conductor rod.
  • the conductor rod receives a force in the direction opposite to the moving direction. That is, Patent Document 2 describes that the conductor rod receives a damping force.
  • the eddy current damper of Patent Document 3 is attached to a guide nut that engages with a screw shaft, a drum of a conductor attached to the guide nut, a casing provided on the inner peripheral surface side of the drum, and an outer peripheral surface of the casing. And a plurality of permanent magnets opposed to the inner circumferential surface of the drum with a predetermined gap. Even if the guide nut and the drum rotate as the screw shaft advances and retracts, the inner circumferential surface of the drum and the permanent magnet do not slide because they do not contact each other. As a result, Patent Document 3 describes that the number of times of maintenance can be reduced compared to an oil type damper.
  • the guide nut is provided outside the drum, the flange portion of the guide nut is fixed to the drum, and the cylindrical portion of the guide nut extends toward the opposite side to the drum . Therefore, it is necessary to secure a long distance (stroke distance of the ball screw) between the end of the cylindrical portion of the guide nut opposite to the drum and the fixture fixed to the building, and the eddy current damper becomes large. Cheap.
  • An object of the present invention is to provide an eddy current damper which can be miniaturized.
  • the eddy current damper of the present embodiment includes a magnet holding member, a first permanent magnet, a second permanent magnet, a conductive member, a ball nut, a screw shaft, and a copper layer.
  • the magnet holding member has a cylindrical shape.
  • the first permanent magnet has a thickness H1 and is fixed to the magnet holding member.
  • the second permanent magnet has a thickness H1, is adjacent to the first permanent magnet with a gap in the circumferential direction of the magnet holding member, is fixed to the magnet holding member, and the arrangement of the first permanent magnet and the magnetic pole is reversed doing.
  • the cylindrical conductive member has conductivity and faces the first permanent magnet and the second permanent magnet with a gap.
  • the ball nut is disposed inside the magnet holding member and the conductive member, and is fixed to the magnet holding member or the conductive member.
  • the screw shaft is movable in the central axial direction and engages with the ball nut.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the eddy current damper in a plane along the axial direction.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the eddy current damper.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a first permanent magnet and a second permanent magnet.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper.
  • FIG. 7 is a view showing the relationship between the average energy absorption rate and the thickness of the first permanent magnet.
  • FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the heat input density and the thickness of the first permanent magnet.
  • FIG. 10 is a view showing the relationship between the thickness of the first permanent magnet and the thickness of the copper layer.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a first permanent magnet and a second permanent magnet in which magnetic poles are arranged circumferentially.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper of FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a plurality of first permanent magnets and a plurality of second permanent magnets arranged in the axial direction.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the second embodiment along the axial direction.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the eddy current damper of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the third embodiment along the axial direction.
  • FIG. 17 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the eddy current damper of the fourth embodiment taken along the axial direction.
  • the eddy current damper of the present embodiment includes a magnet holding member, a first permanent magnet, a second permanent magnet, a conductive member, a ball nut, a screw shaft, and a copper layer.
  • the magnet holding member has a cylindrical shape.
  • the first permanent magnet has a thickness H1 and is fixed to the magnet holding member.
  • the second permanent magnet has a thickness H1, is adjacent to the first permanent magnet with a gap in the circumferential direction of the magnet holding member, is fixed to the magnet holding member, and the arrangement of the first permanent magnet and the magnetic pole is reversed doing.
  • the cylindrical conductive member has conductivity and faces the first permanent magnet and the second permanent magnet with a gap.
  • the ball nut is disposed inside the magnet holding member and the conductive member, and is fixed to the magnet holding member or the conductive member.
  • the screw shaft is movable in the central axial direction and engages with the ball nut.
  • the ball nut is disposed inside the conductive member and the magnet holding member.
  • the ball nut is fixed to the magnet holding member or the conductive member.
  • Kinetic energy is given to the eddy current damper by vibration or the like, and the ball nut does not move in the axial direction even if the screw shaft moves in the direction of the central axis (hereinafter, also simply referred to as the axial direction). Therefore, it is not necessary to provide the movable region of the ball nut in the eddy current damper. Therefore, parts such as the magnet holding member and the conductive member can be made smaller. Thereby, downsizing of the eddy current damper can be realized. Moreover, weight reduction of the eddy current damper can be realized. Furthermore, since each component has a simple configuration, assembly of the eddy current damper is facilitated. Furthermore, the parts cost and manufacturing cost of the eddy current damper become low.
  • the thickness of the first permanent magnet and the thickness H1 / R1 of the second permanent magnet which are non-dimensionalized at a distance R1 from the central axis of the screw shaft to the center of gravity of the first permanent magnet, fall within a predetermined range.
  • the amount of magnetic flux reaching the conductive member from the first permanent magnet and the second permanent magnet is reduced, and the heat generation density of the conductive member is reduced. That is, excessive temperature rise of the conductive member is suppressed.
  • the generated eddy current weakens and the damping force of the eddy current damper decreases.
  • a copper layer is provided on the surface facing the first permanent magnet and the second permanent magnet of the conductive member. Since copper is highly conductive, a strong eddy current is generated in the copper layer even in a weak magnetic field. Thereby, the damping force of the eddy current damper is secured.
  • the present inventors examined the relationship between the thickness of an optimum permanent magnet and the thickness of a copper layer that can realize a high average energy absorption rate and a low heat input density of the eddy current damper. From the results, the upper limit of the thickness of the first permanent magnet and the thickness H1 / R1 of the second permanent magnet was found. Within this range, the eddy current damper can realize a high average energy absorption rate and a low heat input density. The higher the average energy absorption rate, the higher the performance of the eddy current damper, and the lower the heat input density, the lower the calorific value of the conductive member.
  • the eddy current damper is Higher average energy absorption rate and lower heat input density can be realized.
  • the eddy current damper includes a tip end bearing and a root end bearing.
  • the distal end side bearing is attached to the magnet holding member to support the conductive member or to the conductive member to support the magnet holding member on the tip end side of the screw shaft than the first permanent magnet and the second permanent magnet.
  • the root side bearing is attached to the magnet holding member to support the conductive member or to the conductive member to support the magnet holding member at the root side of the screw shaft than the first permanent magnet and the second permanent magnet.
  • two bearings attached to the conductive member or the magnet holding member support the magnet holding member or the conductive member at two points with the permanent magnet interposed therebetween. Therefore, even if the magnet holding member and the conductive member relatively rotate, the gap between the permanent magnet and the conductive member can be easily maintained constant.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the eddy current damper in a plane along the axial direction.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
  • the eddy current damper 1 includes a magnet holding member 2, a first permanent magnet 3, a second permanent magnet 4, a conductive member 5, a ball nut 6, and a screw shaft 7. And the copper layer 12.
  • the magnet holding member 2 includes a main cylinder 2A, a tip side sub cylinder 2B, and a root side sub cylinder 2C.
  • the main cylinder 2A has a cylindrical shape with the screw shaft 7 as a central axis.
  • the axial length of the screw shaft 7 of the main cylinder 2A is longer than the axial length of the screw shaft 7 of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4.
  • the tip side sub-cylinder 2B extends from the end of the tip side of the main cylinder 2A (the free end side of the screw shaft 7 or the attachment 8a side).
  • the tip side sub-cylinder 2B has a cylindrical shape with the screw shaft 7 as a central axis.
  • the outer diameter of the front end side sub-cylinder 2B is smaller than the outer diameter of the main cylinder 2A.
  • the root side sub-cylinder 2 ⁇ / b> C is provided on the root side (attachment 8 b side) of the main cylinder 2 ⁇ / b> A with the flange portion 6 ⁇ / b> A of the ball nut interposed.
  • the root side sub-cylinder 2C includes a flange fixing portion 21C and a cylindrical support portion 22C.
  • the flange fixing portion 21C has a cylindrical shape with the screw shaft 7 as a central axis, and is fixed to the flange portion 6A of the ball nut.
  • the cylindrical support portion 22C extends from the end of the root side (attachment 8b side) of the flange fixing portion 21C, and has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the cylindrical support portion is smaller than the outer diameter of the flange fixing portion 21C.
  • the magnet holding member 2 of such a configuration can accommodate the cylindrical portion 6B of the ball nut and a part of the screw shaft 7 inside.
  • the material of the magnet holding member 2 is not particularly limited. However, the material of the magnet holding member 2 is preferably steel or the like having high permeability.
  • the material of the magnet holding member 2 is, for example, a ferromagnetic material such as carbon steel or cast iron. In this case, the magnet holding member 2 plays a role as a yoke. That is, the magnetic flux from the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 hardly leaks to the outside, and the damping force of the eddy current damper 1 is increased. As described later, the magnet holding member 2 is rotatable with respect to the conductive member 5.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the eddy current damper.
  • the one part structure such as a screw shaft
  • the one part structure is abbreviate
  • the eddy current damper 1 includes the plurality of first permanent magnets 3 and the plurality of second permanent magnets 4, the plurality of first permanent magnets 3 is a main cylinder 2A of the magnet holding member 2. , And arranged along the circumferential direction of the magnet holding member 2.
  • the plurality of second permanent magnets 4 are arranged along the circumferential direction of the magnet holding member 2 around the screw axis.
  • One second permanent magnet 4 is disposed with a gap between adjacent two first permanent magnets 3. That is, the first permanent magnets 3 and the second permanent magnets 4 are alternately arranged along the circumferential direction of the magnet holding member 2.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a first permanent magnet and a second permanent magnet. Referring to FIGS. 4 and 5, first permanent magnet 3 and second permanent magnet 4 are fixed to the outer peripheral surface of magnet holding member 2. The second permanent magnet 4 is adjacent to the first permanent magnet 3 with a gap in the circumferential direction of the magnet holding member 2.
  • the magnetic poles of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are disposed in the radial direction of the magnet holding member 2.
  • the arrangement of the magnetic poles of the second permanent magnet 4 is opposite to the arrangement of the magnetic poles of the first permanent magnet 3.
  • the N pole of first permanent magnet 3 is disposed outside, and the S pole thereof is disposed inside. Therefore, the south pole of the first permanent magnet 3 is in contact with the magnet holding member 2.
  • the N pole of the second permanent magnet 4 is disposed inside, and the S pole thereof is disposed outside. Therefore, the N pole of the second permanent magnet 4 contacts the magnet holding member 2.
  • the size and nature of the second permanent magnet 4 are the same as the size and nature of the first permanent magnet 3. Since the thickness of the first permanent magnet 3 is H1, the thickness of the second permanent magnet 4 is also H1. The thickness of the first permanent magnet and the second permanent magnet will be described later.
  • the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are fixed to the magnet holding member 2 by an adhesive, for example. Of course, not only the adhesive but also the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 may be fixed by screws or the like.
  • conductive member 5 includes a central cylindrical portion 5A, a distal end side conical portion 5B, a distal end side cylindrical portion 5C, a root side conical portion 5D, and a root side cylindrical portion 5E. .
  • the central cylindrical portion 5A has a cylindrical shape with the screw shaft 7 as a central axis.
  • the inner circumferential surface of the central cylindrical portion 5A faces the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 with a gap.
  • the distance between the inner peripheral surface of the central cylindrical portion 5A and the first permanent magnet 3 (or the second permanent magnet 4) is constant along the axial direction of the screw shaft 7.
  • the axial length of the screw shaft 7 of the central cylindrical portion 5A is longer than the axial length of the screw shaft 7 of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4.
  • the tip side conical portion 5B has a conical shape with the screw shaft 7 as a central axis.
  • the tip side conical portion 5B extends from the end of the central cylindrical portion 5A on the tip end side (the free end side of the screw shaft 7 or the attachment 8a side), and on the tip end side (the free end side of the screw shaft 7 or the attachment 8a side)
  • the outer diameter and the inner diameter decrease as heading.
  • the front end side cylindrical portion 5C has a cylindrical shape with the screw shaft 7 as a central axis.
  • the distal end side cylindrical portion 5C extends from the end of the distal end side (the free end side of the screw shaft 7 or the attachment 8a side) of the distal end side conical portion 5B.
  • the end of the tip end side (the free end side of the screw shaft 7 or the attachment 8a side) of the tip end side cylindrical portion 5C is fixed to the attachment 8a.
  • the root side conical portion 5D has a conical shape with the screw shaft 7 as a central axis.
  • the root side conical portion 5D extends from the end of the central cylindrical portion 5A on the root side (attachment 8b side), and the outer diameter and the inner diameter decrease toward the root side (attachment 8b side).
  • the root side cylindrical portion 5E has a cylindrical shape with the screw shaft 7 as a central axis.
  • the root side cylindrical portion 5E extends from the end of the root side (fitting 8b side) of the root side conical portion 5D.
  • the end on the root side (attachment 8b side) of the root side cylindrical portion 5E is a free end.
  • the conductive member 5 having such a configuration can accommodate the magnet holding member 2, the first permanent magnet 3, the second permanent magnet 4, the ball nut 6, a part of the screw shaft 7 and the copper layer 12. That is, the magnet holding member 2 is concentrically disposed inside the conductive member 5.
  • the inner circumferential surface of the conductive member 5 (the inner circumferential surface of the central cylindrical portion 5A) faces the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 with a gap.
  • the conductive member 5 rotates relative to the magnet holding member 2 in order to generate an eddy current in the conductive member 5. Therefore, a gap is provided between the conductive member 5 and the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4.
  • the fixture 8 a is connected to the conductive member 5.
  • the fixture 8a integral with the conductive member 5 is fixed in the building support surface or in the building. Therefore, the conductive member 5 does not rotate around the screw shaft 7.
  • the conductive member 5 has conductivity.
  • the material of the conductive member 5 is, for example, a ferromagnetic material such as carbon steel or cast iron.
  • the material of the conductive member 5 may be a weak magnetic material such as a ferritic stainless steel, or a nonmagnetic material such as an aluminum alloy, an austenitic stainless steel, or a copper alloy.
  • the conductive member 5 rotatably supports the magnet holding member 2.
  • the support of the magnet holding member 2 is preferably configured as follows.
  • the eddy current damper 1 further includes a tip end bearing 9A and a root side bearing 9B.
  • the tip end side bearing 9A is a conductive member 5 (tip end side cylindrical portion 5C) on the tip end side of the screw shaft 7 (the free end side of the screw shaft 7 or the attachment 8a side) than the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 And the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 (tip side sub cylinder 2B).
  • root side bearing 9B is on the inner peripheral surface of the conductive member 5 (root side cylindrical portion 5E) on the root side (attachment 8b side) of the screw shaft 7 than the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 It is attached and supports the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 (cylindrical support 22C).
  • the magnet holding member 2 is supported on both sides of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 in the axial direction of the screw shaft 7. Therefore, even if the magnet holding member 2 rotates, the gap between the first permanent magnet 3 (the second permanent magnet 4) and the conductive member 5 is likely to be maintained at a constant distance. If the gap is kept at a fixed distance, the braking force by the eddy current can be stably obtained. Further, if the gap is kept at a constant distance, the possibility of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 coming into contact with the conductive member 5 is low, so the gap can be further reduced.
  • the amount of magnetic flux from the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 passing through the conductive member 5 increases, and the braking force can be further increased, or the number of permanent magnets can be reduced. Can also exert a desired braking force.
  • a thrust bearing 10 is provided between the magnet holding member 2 and the conductive member 5 in the axial direction of the magnet holding member 2.
  • the types of the tip side bearing 9A, the root side bearing 9B and the thrust bearing 10 are not particularly limited, and it is a matter of course that a ball type, a roller type, a sliding type or the like may be used.
  • the central cylindrical portion 5A, the distal end side conical portion 5B, the distal end side cylindrical portion 5C, the root side conical portion 5D and the root side cylindrical portion 5E are separate members, and are connected and assembled by bolts or the like.
  • copper layer 12 is fixed to the inner circumferential surface of conductive member 5.
  • the copper layer 12 is, for example, a copper plate or copper plating.
  • the copper layer 12 is provided on the entire area in the circumferential direction of the conductive member 5.
  • the copper layer 12 is ring-shaped.
  • the copper layer 12 opposes the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 with a gap.
  • the axial length of copper layer 12 is not particularly limited. However, at least a portion of the copper layer 12 is disposed at a position facing the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4. In other words, the copper layer 12 is disposed on the surface of the conductive member 5 facing the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4. Thereby, the eddy current is generated in the copper layer 12 as well as the conductive member 5.
  • the copper layer 12 may be provided in a partial region of the conductive member 5 in the circumferential direction. In this case, the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 may also face the copper layer 12 and also face the conductive member 5.
  • the conductive member 5 sandwiches the copper layer 12 and the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4. opposite.
  • the copper layer may be made of copper alone or may be a copper alloy. The relationship between the thickness H2 of the copper layer 12 and the thicknesses H1 of the first and second permanent magnets will be described later.
  • the ball nut 6 includes a flange portion 6A and a cylindrical portion 6B.
  • the flange portion 6A has a cylindrical shape.
  • the flange portion 6A is between the end of the root side (attachment 8b side) of the main cylinder 2A of the magnet holding member and the end of the tip end side (attachment 8a side) of the flange fixing portion 21C of the root side sub cylinder 2C. It is provided and fixed to both.
  • the cylindrical portion 6B is provided on the tip end side of the screw shaft 7 more than the flange portion 6A, and extends from the surface on the tip end side of the flange portion 6A.
  • the ball nut 6 having such a configuration is disposed inside the magnet holding member 2 and the conductive member 5. Since the ball nut 6 is fixed to the magnet holding member 2, when the ball nut 6 rotates, the magnet holding member 2 also rotates.
  • the type of ball nut 6 is not particularly limited.
  • the ball nut 6 may use a well-known ball nut.
  • a threaded portion is formed on the inner circumferential surface of the ball nut 6.
  • drawing of a part of cylindrical part 6B of the ball nut 6 is abbreviate
  • the screw shaft 7 penetrates the ball nut 6 and engages with the ball nut 6 through the ball.
  • a screw portion corresponding to the screw portion of the ball nut 6 is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 7, a screw portion corresponding to the screw portion of the ball nut 6 is formed.
  • the screw shaft 7 and the ball nut 6 constitute a ball screw.
  • the ball screw converts the axial movement of the screw shaft 7 into the rotational movement of the ball nut 6.
  • the fixture 8 b is connected to the screw shaft 7.
  • the fixture 8b integral with the screw shaft 7 is fixed in the building support surface or in the building.
  • the fixture 8b integral with the screw shaft 7 is fixed in the building and integrated with the conductive member 5
  • the fixture 8a is fixed to the building support surface.
  • the fixture 8b integral with the screw shaft 7 is fixed to the upper beam side of any layer and integrated with the conductive member 5
  • the fixture 8a is fixed to the lower beam side between arbitrary layers. Therefore, the screw shaft 7 does not rotate around the axis.
  • Fixing of the fixture 8b integral with the screw shaft 7 and the fixture 8a integral with the conductive member 5 may be reversed to the above description. That is, the fixture 8b integral with the screw shaft 7 may be fixed to the building support surface, and the fixture 8a integral with the conductive member 5 may be fixed within the building.
  • the screw shaft 7 can advance or withdraw in the axial direction into the magnet holding member 2 and the conductive member 5.
  • the screw shaft 7 moves in the axial direction.
  • the ball nut 6 rotates about the screw shaft by the action of the ball screw.
  • the magnet holding member 2 rotates.
  • an eddy current is generated in the conductive member 5 and the copper layer 12 Do.
  • a damping force is generated in the eddy current damper 1 to damp the vibration.
  • the ball nut 6 is disposed inside the conductive member 5 and the magnet holding member 2. Kinetic energy is given to the eddy current damper 1 by vibration or the like, and the ball nut 6 does not move in the axial direction even if the screw shaft 7 integral with the fixture 8 b moves in the axial direction. Therefore, it is not necessary to provide the eddy current damper 1 with the movable region of the ball nut 6. Therefore, parts such as the magnet holding member 2 and the conductive member 5 can be made smaller. Thereby, the eddy current damper 1 can be miniaturized, and the weight reduction of the eddy current damper 1 can be realized. Furthermore, since each component has a simple configuration, the assembly of the eddy current damper 1 is facilitated. Furthermore, the parts cost and manufacturing cost of the eddy current damper 1 become low.
  • the ball nut 6 is disposed inside the conductive member 5 and the magnet holding member 2 so that dust does not easily enter between the ball nut 6 and the screw shaft 7, and the screw shaft 7 becomes smooth over a long period of time. It can move. Further, by arranging the ball nut 6 inside the conductive member 5 and the magnet holding member 2, the end of the tip end side (attachment 8a side) of the fixture 8b and the root side of the conductive member 5 (attachment 8b side) It is possible to shorten the distance to the end of the coil and to miniaturize the eddy current damper. Furthermore, since each component has a simple configuration, the assembly of the eddy current damper 1 is facilitated. Furthermore, the parts cost and manufacturing cost of the eddy current damper 1 become low.
  • the conductive member 5 accommodates the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 therein. That is, the axial length of the screw shaft 7 of the conductive member 5 is longer than the axial length of the screw shaft 7 of the first permanent magnet 3 (second permanent magnet 4), and the volume of the conductive member 5 is large. As the volume of the conductive member 5 increases, the heat capacity of the conductive member 5 also increases. Therefore, the temperature rise of the electrically-conductive member 5 by generation
  • the temperature rise of the conductive member 5 is suppressed, the temperature rise of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 due to the radiant heat from the conductive member 5 is suppressed, and the temperatures of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 Demagnetization due to the rise is suppressed.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper.
  • the arrangement of the magnetic poles of the first permanent magnet 3 is opposite to the arrangement of the magnetic poles of the adjacent second permanent magnet 4. Therefore, the magnetic flux emitted from the N pole of the first permanent magnet 3 reaches the S pole of the adjacent second permanent magnet 4.
  • the magnetic flux emitted from the N pole of the second permanent magnet 4 reaches the S pole of the adjacent first permanent magnet 3.
  • a magnetic circuit is formed among the first permanent magnet 3, the second permanent magnet 4, the copper layer 12, the conductive member 5 and the magnet holding member 2. Since the gap between the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 and the copper layer 12 and the conductive member 5 is sufficiently small, the copper layer 12 and the conductive member 5 are in the magnetic field.
  • the magnet holding member 2 rotates (see the arrow in FIG. 6), the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 move relative to the conductive member 5. Therefore, the magnetic flux passing through the copper layer 12 and the conductive member 5 changes. As a result, an eddy current is generated in the copper layer 12 and the conductive member 5. When an eddy current is generated, a new magnetic flux (demagnetizing field) is generated. The new magnetic flux prevents relative rotation between the magnet holding member 2 (the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4) and the conductive member 5. In the case of this embodiment, the rotation of the magnet holding member 2 is prevented. If the rotation of the magnet holding member 2 is prevented, the rotation of the ball nut integrated with the magnet holding member 2 is also prevented. If the rotation of the ball nut is impeded, the axial movement of the screw shaft is also impeded. This is the damping force of the eddy current damper.
  • the arrangement of the magnetic poles of the first permanent magnet is reversed to the arrangement of the magnetic poles of the second permanent magnet adjacent to the first permanent magnet in the circumferential direction of the magnet holding member . Therefore, a magnetic field due to the first permanent magnet and the second permanent magnet is generated in the circumferential direction of the magnet holding member.
  • the amount of magnetic flux reaching the conductive member increases.
  • the eddy current generated in the conductive member is increased, and the damping force of the eddy current damper is increased.
  • kinetic energy given to the eddy current damper is converted to thermal energy to obtain a damping force. That is, an eddy current generated by kinetic energy due to vibration or the like raises the temperature of the conductive member.
  • the heat generation density in the vicinity of the surface of the conductive member facing the first permanent magnet and the second permanent magnet may be lowered.
  • the thickness of the first permanent magnet and the thickness of the second permanent magnet may be reduced. This is because the amount of magnetic flux passing through the conductive member is reduced.
  • simply reducing the thickness of the first permanent magnet and the thickness of the second permanent magnet weakens the eddy current generated in the conductive member and reduces the damping force of the eddy current damper.
  • the thickness of the 1st permanent magnet and the thickness of the 2nd permanent magnet are made thin, and excessive temperature rise of a conductive member is controlled.
  • the damping force of the eddy current damper is secured.
  • the eddy current damper is used in a low rotational speed range of several hundred rpm for securing the straightness of the magnetic flux, it is not necessary to use a thick permanent magnet to secure the straightness of the magnetic flux.
  • the inventors performed numerical calculations to investigate the optimum first permanent magnet size, the second permanent magnet size, and the thickness of the copper layer, which suppress the temperature rise of the conductive member.
  • Table 1 shows the sizes of the first permanent magnet and the second permanent magnet and the thickness of the copper layer used in the numerical calculation.
  • the size and characteristics of the first permanent magnet were the same as the second permanent magnet. Therefore, in the following, only the first permanent magnet is mentioned. Further, each dimension was made dimensionless at a distance R1 from the central axis of the screw shaft to the center of gravity of the first permanent magnet (see FIG. 2).
  • the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet was five patterns of 0.018, 0.023, 0.031, 0.046, and 0.092.
  • the cross-sectional area (H1 / R1) ⁇ (W1 / R1) of the first permanent magnet in a plane along the axial direction of the screw axis is constant as 0.038 (see FIG. 2). Therefore, the axial length W1 / R1 of the magnet holding member of the first permanent magnet was determined according to the value of H1 / R1.
  • the length of the copper layer in the axial direction of the conductive member was the same as the length W1 / R1 of the first permanent magnet.
  • the circumferential length L1 / R1 of the magnet holding member of the first permanent magnet was constant at 0.16 (see FIG. 4).
  • the thickness H2 / R1 of the copper layer was four patterns of 0.0, 0.0013, 0.0026, and 0.0065.
  • the copper layer was provided all over the circumferential direction of the conductive member. Moreover, the whole area of the surface on the side facing the first permanent magnet of the copper layer faced the first permanent magnet and the second permanent magnet.
  • the reference case is numerically designed to have a damping force and energy absorption performance comparable to or higher than that of a general viscosity damper.
  • Table 2 shows the characteristics of the first permanent magnet and the characteristics of the copper layer used in the numerical calculation.
  • the residual magnetic flux density of the first permanent magnet was 1.36 [T]
  • the coercivity was 938 [kA / m].
  • the conductivity of the copper layer was 5.935 ⁇ 10 7 [S / m].
  • the performance of the eddy current damper was evaluated using the results of numerical calculation.
  • an average energy absorption rate S and a heat input density Q were introduced.
  • the average energy absorption rate S was calculated by the following equation (1).
  • the average energy absorption rate S is an average absorbed energy per unit time and is equivalent to an average calorific value of the conductive member.
  • the heat input density Q was calculated by the following equation (2).
  • the heat input density Q is a value obtained by dividing the average energy absorption rate S by the area of the surface facing the copper layer of the first permanent magnet. That is, it corresponds to an average heat flux when heat generation in the conductive member is considered as heat input in the surface of the conductive member facing the first permanent magnet.
  • ⁇ means the angular velocity [rad / s] of the eddy current damper
  • ⁇ max means the maximum angular velocity of the eddy current damper, which is 750 rpm.
  • N in the equation (1) means the braking torque [N ⁇ m] at the angular velocity ⁇ .
  • FIG. 7 is a view showing the relationship between the average energy absorption rate and the thickness of the first permanent magnet.
  • the vertical axis represents the average energy absorption rate S
  • the horizontal axis represents the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet.
  • the average energy absorptivity S is 1.0 or more if the ratio is 0.025 or more and 0.046 or less. That is, when H1 / R1 is 0.025 or more and 0.046 or less, an energy absorption rate higher than the average energy absorption rate of the reference case (black circle) is realized.
  • the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet is between the point G and the point F, that is, 0.. If it is 018 or more and 0.028 or less, the average energy absorption rate S is 1.0 or more.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the heat input density and the thickness of the first permanent magnet.
  • the vertical axis indicates the heat input density Q
  • the horizontal axis indicates the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet.
  • the heat input density is obtained if the point B or less, that is, the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet is 0.046 or less Q was less than 1.0. That is, when H1 / R1 is 0.046 or less, the heat input density lower than the heat input density of the reference case (black circle mark) is realized.
  • FIG. 10 is a view showing the relationship between the thickness of the first permanent magnet and the thickness of the copper layer.
  • the vertical axis represents the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet
  • the horizontal axis represents the thickness H2 / R1 of the copper layer.
  • FIG. 10 is a plot of the values obtained from FIG. 8 and FIG.
  • FIG. 10 a cross hatching area surrounded by point B, point C, point G and point F in FIG. 10, that is, an average energy absorption rate S of 1.0 or more and an input heat density Q of 1.0 or less Find a certain area.
  • the heat input density Q is 1.0 or less at each of the points B, C, F and G. Therefore, when the points B, C, F and G are plotted in FIG. 10, the region surrounded by the points B, C, F and G has an average energy absorption rate S of 1.0 or less, And, the heat input density Q becomes 1.0 or less (cross hatching region).
  • the heat input density Q is greater than 1.0.
  • Such a region where the heat input density Q is larger than 1.0 is excluded from the single hatching region.
  • the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet is 0.018 or more and 0.060 or less
  • the thickness H2 / R1 of the copper layer is 0.0013 or more and 0.0065 or less
  • the single hatching region and the cross hatching region only indicate a range in which a remarkable effect can be obtained as compared with a conventional viscous damper or the like. Therefore, even in the area other than the single hatching area and the cross hatching area, the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet is not less than 0.018 and not more than 0.060, and the thickness H2 / of the copper layer. In the range where R1 is 0.0013 or more and 0.0065 or less, there is no problem in using as an eddy current type damper.
  • the conductive member 5 is disposed outside the magnet holding member 2. That is, the conductive member 5 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. Thereby, the conductive member 5 is cooled by the outside air. Therefore, the temperature rise of the conductive member 5 can be suppressed. As a result, temperature rise of the first permanent magnet and the second permanent magnet can be suppressed.
  • H1 / R1 of the first permanent magnet is in the range of the single hatching area in FIG.
  • the thickness H1 / R1 of the first permanent magnet and the thickness H2 / R1 of the copper layer are 1.8H2 / R1 + 0.013 ⁇ H1 / R1 ⁇ 4.6H2 / R1 + 0.016, and 0.0026 It is ⁇ H2 / R1 ⁇ 0.0065.
  • the average energy absorption S is 1.0 or more and the heat input density Q is 1 .0 or less. Therefore, sufficient damping force as an eddy current type damper can be secured, and temperature rise of the conductive member, the first permanent magnet, and the second permanent magnet can be suppressed.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a first permanent magnet and a second permanent magnet in which magnetic poles are arranged circumferentially.
  • the arrangement of the magnetic poles of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 is along the circumferential direction of the magnet holding member 2. Even in this case, the arrangement of the magnetic poles of the first permanent magnet 3 is opposite to the arrangement of the magnetic poles of the second permanent magnet 4.
  • a ferromagnetic pole piece 11 is provided between the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper of FIG. Referring to FIG. 12, the magnetic flux emitted from the N pole of the first permanent magnet 3 passes through the pole piece 11 to reach the S pole of the first permanent magnet 3. The same applies to the second permanent magnet 4. Thus, a magnetic circuit is formed among the first permanent magnet 3, the second permanent magnet 4, the pole piece 11 and the conductive member 5. Thus, the damping force is obtained in the eddy current damper 1 as described above.
  • the eddy current generated in the conductive member may be increased.
  • One way to generate large eddy currents is to increase the amount of magnetic flux exiting the first and second permanent magnets. That is, the sizes of the first permanent magnet and the second permanent magnet may be increased.
  • the large-sized first permanent magnet and the second permanent magnet are expensive, and their attachment to the magnet holding member is not easy.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a plurality of first permanent magnets and a plurality of second permanent magnets arranged in the axial direction.
  • a plurality of first permanent magnets 3 and second permanent magnets 4 may be arranged in the axial direction of one magnet holding member 2.
  • the size of each of the one first permanent magnet 3 and the one second permanent magnet 4 may be small.
  • the total size of the plurality of first permanent magnets 3 and the second permanent magnets 4 attached to the magnet holding member 2 is large. Therefore, the cost of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be reduced.
  • attachment to the magnet holding member 2 of the 1st permanent magnet 3 and the 2nd permanent magnet 4 is also easy.
  • the circumferential arrangement of the magnet holding member 2 of the axially arranged first and second permanent magnets 3 and 4 is the same as described above. That is, the first permanent magnets 3 and the second permanent magnets 4 are alternately arranged along the circumferential direction of the magnet holding member 2.
  • the first permanent magnet 3 is preferably adjacent to the second permanent magnet 4 in the axial direction of the magnet holding member 2.
  • the magnetic circuit is generated not only in the circumferential direction of the magnet holding member 2 but also in the axial direction. Therefore, the eddy current generated in the conductive member is increased. As a result, the damping force of the eddy current damper is increased.
  • the arrangement of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 in the axial direction of the magnet holding member 2 is not particularly limited. That is, in the axial direction of the magnet holding member 2, the first permanent magnet 3 may be disposed adjacent to the first permanent magnet 3 or may be disposed adjacent to the second permanent magnet 4.
  • the magnet holding member is disposed inside the conductive member, the first permanent magnet and the second permanent magnet are attached to the outer peripheral surface of the magnet holding member, and the magnet holding member rotates further did.
  • the eddy current damper of the present embodiment is not limited to this.
  • the magnet holding member is disposed outside the conductive member and does not rotate. Eddy current is generated by rotation of the inner conductive member.
  • the arrangement relationship between the magnet holding member and the conductive member is reverse to that of the first embodiment.
  • the shape of the magnet holding member of the second embodiment is the same as the conductive member of the first embodiment, and the shape of the conductive member of the second embodiment is the same as the magnet holding member of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the description of the detailed shapes of the magnet holding member and the conductive member is omitted.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the second embodiment along the axial direction.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the eddy current damper of the second embodiment.
  • magnet holding member 2 can accommodate conductive member 5, ball nut 6, screw shaft 7 and copper layer 12.
  • the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are attached to the inner peripheral surface of the magnet holding member 2.
  • the copper layer 12 is fixed to the outer peripheral surface of the conductive member 5. Therefore, the outer peripheral surface of the conductive member 5 and the copper layer 12 face the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 with a gap.
  • the fixture 8a shown in FIG. 1 is connected to the magnet holding member. Therefore, the magnet holding member 2 does not rotate around the screw shaft 7.
  • the ball nut 6 is connected to the conductive member 5. Therefore, when the ball nut 6 rotates, the conductive member 5 and the copper layer 12 rotate. Even in such a configuration, as described above, since the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 integral with the magnet holding member 2 rotate relative to the conductive member 5 and the copper layer 12, the conductive member 5 And, an eddy current is generated in the copper layer 12. As a result, a damping force is generated in the eddy current damper and the vibration can be damped.
  • the magnet holding member 2 is disposed outside the conductive member 5. That is, the magnet holding member 2 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. Thereby, the magnet holding member 2 is cooled by external air. Therefore, the first permanent magnet and the second permanent magnet can be cooled through the magnet holding member 2. As a result, temperature rise of the first permanent magnet and the second permanent magnet can be suppressed.
  • the magnet holding member is disposed inside the conductive member and does not rotate. An eddy current is generated by rotation of the outer conductive member.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the third embodiment along the axial direction.
  • FIG. 17 is a partially enlarged view of FIG.
  • conductive member 5 can accommodate magnet holding member 2, ball nut 6, screw shaft 7 and copper layer 12.
  • the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are attached to the outer peripheral surface of the magnet holding member 2.
  • the copper layer 12 is fixed to the inner peripheral surface of the conductive member 5. Therefore, the inner circumferential surface of the conductive member 5 and the copper layer 12 face the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 with a gap.
  • the fixture 8a is connected to the magnet holding member. Therefore, the magnet holding member 2 does not rotate around the screw shaft 7.
  • the ball nut 6 is connected to the conductive member 5. Therefore, when the ball nut 6 rotates, the conductive member 5 and the copper layer 12 rotate. Even in such a configuration, as described above, since the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 integral with the magnet holding member 2 rotate relative to the conductive member 5 and the copper layer 12, the conductive member 5 And, an eddy current is generated in the copper layer 12. As a result, a damping force is generated in the eddy current damper and the vibration can be damped.
  • the conductive member 5 is disposed outside the magnet holding member 2. That is, the conductive member 5 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. In addition, the conductive member 5 rotates around the screw shaft 7. Thus, the rotating conductive member 5 is efficiently cooled by the outside air. Therefore, the temperature rise of the conductive member 5 can be suppressed. As a result, temperature rise of the first permanent magnet and the second permanent magnet can be suppressed.
  • the conductive member is disposed inside the magnet holding member and does not rotate. Eddy current is generated by rotation of the outer magnet holding member.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the eddy current damper of the fourth embodiment taken along the axial direction.
  • magnet holding member 2 can accommodate conductive member 5, ball nut 6, screw shaft 7 and copper layer 12.
  • the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are attached to the inner peripheral surface of the magnet holding member 2.
  • the copper layer 12 is fixed to the outer peripheral surface of the conductive member 5. Therefore, the outer peripheral surface of the conductive member 5 and the copper layer 12 face the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 with a gap.
  • the fixture 8a shown in FIG. 1 is connected to the conductive member. Therefore, the conductive member 5 does not rotate around the screw shaft 7.
  • the ball nut 6 is fixed to the magnet holding member 2. Therefore, when the ball nut 6 rotates, the magnet holding member 2 rotates. Even in such a configuration, as described above, since the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 integral with the magnet holding member 2 rotate relative to the conductive member 5 and the copper layer 12, the conductive member 5 And, an eddy current is generated in the copper layer 12. As a result, a damping force is generated in the eddy current damper 1 to damp the vibration.
  • the magnet holding member 2 is disposed outside the conductive member 5. That is, the magnet holding member 2 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. In addition, the magnet holding member 2 rotates around the screw shaft 7. Thereby, the rotating magnet holding member 2 is efficiently cooled by the outside air. Therefore, the first permanent magnet and the second permanent magnet can be cooled through the magnet holding member 2. As a result, the temperature rise of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be suppressed.
  • the eddy current damper of the present embodiment has been described above. Since the eddy current is generated by the change of the magnetic flux passing through the conductive member 5, the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 may rotate relative to the conductive member 5. Further, as long as the conductive member 5 is present in the magnetic field generated by the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4, the positional relationship between the conductive member and the magnet holding member is not particularly limited.
  • the eddy current damper of the present invention is useful for a damping device and a seismic isolation device for a building.
  • Eddy current type damper 2 Magnet holding member 3: First permanent magnet 4: Second permanent magnet 5: Conductive member 6: Ball nut 7: Screw shaft 8a, 8b: Fittings 9: Radial bearing 10: Thrust bearing 11 : Pole piece 12: Copper layer

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Abstract

渦電流式ダンパ（１）は、磁石保持部材（２）と、厚さ（Ｈ１）の第１永久磁石（３）と、厚さ（Ｈ１）の第２永久磁石（４）と、導電部材（５）と、ボールナット（６）と、ねじ軸（７）と、厚さ（Ｈ２）の銅層（１２）と、を備える。第２永久磁石（４）は、磁石保持部材（２）の円周方向において第１永久磁石（３）と隙間を空けて隣接し、第１永久磁石（３）と磁極の配置が反転している。ボールナット（６）は、磁石保持部材（２）及び導電部材（５）の内部に配置され、磁石保持部材（２）又は導電部材（５）に固定される。銅層（１２）は、導電部材（５）に固定され、第１永久磁石（３）及び第２永久磁石（４）と隙間を空けて対向する。厚さ（Ｈ１）及び厚さ（Ｈ２）は、ねじ軸（７）の中心軸と第１永久磁石（３）の重心までの距離（Ｒ１）に対し、　０．０１８≦Ｈ１／Ｒ１≦０．０６０、かつ、　０．００１３≦Ｈ２／Ｒ１≦０．００６５、である。

Description

渦電流式ダンパ
　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築物を保護するために、建築物には制振装置が取り付けられる。制振装置は建築物に与えられた運動エネルギを他のエネルギ（例：熱エネルギ）に変換する。これにより、建築物の大きな揺れが抑制される。制振装置はたとえば、ダンパである。ダンパの種類はたとえば、オイル式、せん断抵抗式がある。一般に、建築物にはオイル式やせん断抵抗式ダンパが使用されることが多い。オイル式ダンパは、シリンダ内の非圧縮性流体を利用して振動を減衰させる。せん断抵抗式ダンパは、粘性流体のせん断抵抗を利用して振動を減衰させる。
　しかしながら、特にせん断抵抗式ダンパで用いられる粘性流体の粘度は、粘性流体の温度に依存する。すなわち、せん断抵抗式ダンパの減衰力は、温度に依存する。したがって、せん断抵抗式ダンパを建築物に使用する際には、使用環境を考慮して適切な粘性流体を選択する必要がある。また、オイル式やせん断抵抗式などの流体を用いているダンパは、過度な温度上昇等によって流体の圧力が上昇し、シリンダのシール材などの機械的な要素が破損する恐れがある。減衰力の温度依存が極めて小さいダンパとして、渦電流式ダンパがある。
　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）、特開平９－１７７８８０号公報（特許文献２）及び特開２０００－３２０６０７号公報（特許文献３）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、ヒステリシス損により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、と特許文献１には記載されている。
　特許文献２の渦電流式ダンパは、導体棒と、導体棒の軸方向に配列されたリング状の複数の永久磁石を備える。導体棒は、リング状の複数の永久磁石の内部を貫通する。導体棒が軸方向に移動すると、複数の永久磁石から導体棒を通過する磁束が変化し、導体棒の表面に渦電流が発生する。これにより、導体棒は移動方向とは反対方向の力を受ける。すなわち、導体棒は減衰力を受ける、と特許文献２には記載されている。
　特許文献３の渦電流式ダンパは、ねじ軸とかみ合う案内ナットと、案内ナットに取り付けられた導電体のドラムと、ドラムの内周面側に設けられたケーシングと、ケーシングの外周面に取り付けられ、ドラムの内周面と一定の隙間を空けて対向する複数の永久磁石とを含む。ねじ軸の進退に伴って案内ナット及びドラムが回転しても、ドラム内周面と永久磁石とは非接触であるため摺動しない。これにより、オイル式ダンパに比べてメンテナンス回数が低減される、と特許文献３には記載されている。
特公平５－８６４９６号公報 特開平９－１７７８８０号公報 特開２０００－３２０６０７号公報
　しかしながら、特許文献１の渦電流式ダンパでは、ボールナットがねじ軸の軸方向に移動する。このようなボールナットの可動域を確保するため、ダンパのサイズが大きい。特許文献２の渦電流式ダンパでは、リング状の永久磁石が軸方向に配列されるため、ダンパのサイズが大きい。特許文献３の渦電流式ダンパでは、案内ナットがドラムの外部に設けられているため案内ナットとボールねじとの間にダストが侵入しやすい。また、特許文献３の渦電流式ダンパでは、案内ナットがドラムの外部に設けられ、案内ナットのフランジ部がドラムに固定され、案内ナットの円筒部がドラムとは反対側に向かって延びている。そのため、案内ナットの円筒部のドラムとは反対側の端と建物に固定された取付具との間の距離（ボールねじのストローク距離）を長く確保する必要があり、渦電流式ダンパが大型化しやすい。
　本発明の目的は、小型化が可能な渦電流式ダンパを提供することである。
　本実施形態の渦電流式ダンパは、磁石保持部材と、第１永久磁石と、第２永久磁石と、導電部材と、ボールナットと、ねじ軸と、銅層と、を備える。磁石保持部材は、円筒形状である。第１永久磁石は、厚さＨ１を有し、磁石保持部材に固定される。第２永久磁石は、厚さＨ１を有し、磁石保持部材の円周方向において第１永久磁石と隙間を空けて隣接し、磁石保持部材に固定され、第１永久磁石と磁極の配置が反転している。円筒形状の導電部材は、導電性を有し、第１永久磁石及び第２永久磁石と隙間を空けて対向する。ボールナットは、磁石保持部材及び導電部材の内部に配置され、磁石保持部材又は導電部材に固定される。ねじ軸は、中心軸方向に移動可能であり、ボールナットとかみ合う。銅層は、厚さＨ２を有し、導電部材に固定され、第１永久磁石及び第２永久磁石と隙間を空けて対向する。厚さＨ１及び厚さＨ２は、ねじ軸の中心軸と第１永久磁石の重心までの距離Ｒ１に対し、
　　０．０１８≦Ｈ１／Ｒ１≦０．０６０、かつ、
　０．００１３≦Ｈ２／Ｒ１≦０．００６５、である。
　本実施形態の渦電流式ダンパによれば、小型化を実現できる。
図１は、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、渦電流式ダンパの軸方向に垂直な面での断面図である。 図４は、図３の一部拡大図である。 図５は、第１永久磁石及び第２永久磁石を示す斜視図である。 図６は、渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。 図７は、平均エネルギー吸収率と第１永久磁石の厚さとの関係を示す図である。 図８は、図７の一部拡大図である。 図９は、入熱密度と第１永久磁石の厚さとの関係を示す図である。 図１０は、第１永久磁石の厚さと銅層の厚さとの関係を示す図である。 図１１は、磁極の配置が円周方向である第１永久磁石及び第２永久磁石を示す斜視図である。 図１２は、図１１の渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。 図１３は、軸方向に複数個配置された第１永久磁石及び第２永久磁石を示す斜視図である。 図１４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１５は、第２実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に垂直な面での断面図である。 図１６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１７は、図１６の一部拡大図である。 図１８は、第４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。
　本実施形態の渦電流式ダンパは、磁石保持部材と、第１永久磁石と、第２永久磁石と、導電部材と、ボールナットと、ねじ軸と、銅層と、を備える。磁石保持部材は、円筒形状である。第１永久磁石は、厚さＨ１を有し、磁石保持部材に固定される。第２永久磁石は、厚さＨ１を有し、磁石保持部材の円周方向において第１永久磁石と隙間を空けて隣接し、磁石保持部材に固定され、第１永久磁石と磁極の配置が反転している。円筒形状の導電部材は、導電性を有し、第１永久磁石及び第２永久磁石と隙間を空けて対向する。ボールナットは、磁石保持部材及び導電部材の内部に配置され、磁石保持部材又は導電部材に固定される。ねじ軸は、中心軸方向に移動可能であり、ボールナットとかみ合う。銅層は、厚さＨ２を有し、導電部材に固定され、第１永久磁石及び第２永久磁石と隙間を空けて対向する。厚さＨ１及び厚さＨ２は、ねじ軸の中心軸と第１永久磁石の重心までの距離Ｒ１に対し、
　　０．０１８≦Ｈ１／Ｒ１≦０．０６０、かつ、
　０．００１３≦Ｈ２／Ｒ１≦０．００６５、である。
　本実施形態の渦電流式ダンパによれば、ボールナットが導電部材及び磁石保持部材の内部に配置される。ボールナットは、磁石保持部材又は導電部材に固定される。振動等により渦電流式ダンパに運動エネルギが与えられ、ねじ軸が中心軸方向（以下、単に軸方向ともいう。）に移動しても、ボールナットは軸方向に移動しない。したがって、渦電流式ダンパにボールナットの可動域を設ける必要がない。そのため、磁石保持部材及び導電部材等の部品を小さくできる。これにより、渦電流式ダンパの小型化を実現できる。しかも、渦電流式ダンパの軽量化を実現できる。さらに、各部品が簡素な構成であるため、渦電流式ダンパの組立が容易となる。さらに、渦電流式ダンパの部品コスト及び製造コストが安価となる。
　また、ねじ軸の中心軸と第１永久磁石の重心までの距離Ｒ１で無次元化した第１永久磁石の厚さ及び第２永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が所定の範囲であり、薄い。これにより、第１永久磁石及び第２永久磁石から導電部材に到達する磁束の量が低下し、導電部材の発熱密度が低くなる。すなわち、導電部材の過度な昇温が抑制される。一方、導電部材に到達する磁束の量が低下することで、発生する渦電流が弱まり、渦電流式ダンパの減衰力が低下する。これを補うために、導電部材の第１永久磁石及び第２永久磁石と対向する面に銅層が設けられる。銅は導電性が高いため、弱い磁界内であっても銅層には強い渦電流が発生する。これにより、渦電流式ダンパの減衰力が確保される。
　好ましくは、厚さＨ１の上限は、距離Ｒ１に対し、
　Ｈ１／Ｒ１＝０．０２３＋（０．２８Ｈ２／Ｒ１－０．００３６）０．５及び
　Ｈ１／Ｒ１＝－７．７Ｈ２／Ｒ１＋０．０９６のうち小さい方の値である。
　後述するように、本発明者らは、渦電流式ダンパが高い平均エネルギー吸収率、かつ、低い入熱密度を実現できる最適な永久磁石の厚さと銅層の厚さとの関係を検討した。その結果より、上記第１永久磁石の厚さ及び第２永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１の上限を見出した。この範囲であれば、渦電流式ダンパが高い平均エネルギー吸収率、かつ、低い入熱密度を実現できる。なお、平均エネルギー吸収率が高ければ渦電流式ダンパの性能が高いことを意味し、入熱密度が低ければ導電部材の発熱量が低いことを意味する。
　さらに好ましくは、厚さＨ１及び厚さＨ２は、距離Ｒ１に対し、
　１．８Ｈ２／Ｒ１＋０．０１３≦Ｈ１／Ｒ１≦４．６Ｈ２／Ｒ１＋０．０１６、かつ、
　０．００２６≦Ｈ２／Ｒ１≦０．００６５、である。
　後述する検討結果により、第１永久磁石の厚さ及び第２永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１と、銅層の厚さＨ２／Ｒ１との関係が上記範囲内であれば、渦電流式ダンパがより高い平均エネルギー吸収率、かつ、低い入熱密度を実現できる。
　さらに好ましくは、本実施形態の渦電流式ダンパは、先端側軸受と、根元側軸受と、を備える。先端側軸受は、第１永久磁石及び第２永久磁石よりもねじ軸の先端側において、磁石保持部材に取り付けられ導電部材を支持する、又は、導電部材に取り付けられ磁石保持部材を支持する。根元側軸受は、第１永久磁石及び第２永久磁石よりもねじ軸の根元側において、磁石保持部材に取り付けられ導電部材を支持する、又は、導電部材に取り付けられ磁石保持部材を支持する。
　このような構成によれば、導電部材又は磁石保持部材に取り付けられた２つの軸受が、永久磁石を挟んで磁石保持部材又は導電部材を２点で支持する。そのため、磁石保持部材と導電部材とが相対的に回転しても、永久磁石と導電部材との隙間が一定に維持されやすい。
　以下、図面を参照して、本実施形態の渦電流式ダンパについて説明する。
　［第１実施形態］
　図１は、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１及び図２を参照して、渦電流式ダンパ１は、磁石保持部材２と、第１永久磁石３と、第２永久磁石４と、導電部材５と、ボールナット６と、ねじ軸７と、銅層１２と、を備える。
　［磁石保持部材］
　磁石保持部材２は、主筒２Ａと、先端側副筒２Ｂと、根元側副筒２Ｃとを含む。
　主筒２Ａは、ねじ軸７を中心軸とする円筒形状である。主筒２Ａのねじ軸７の軸方向の長さは、第１永久磁石３及び第２永久磁石４のねじ軸７の軸方向の長さよりも長い。
　先端側副筒２Ｂは、主筒２Ａの先端側（ねじ軸７の自由端側又は取付具８ａ側）の端から延びる。先端側副筒２Ｂは、ねじ軸７を中心軸とする円筒形状である。先端側副筒２Ｂの外径は、主筒２Ａの外径よりも小さい。
　図２を参照して、根元側副筒２Ｃは、主筒２Ａの根元側（取付具８ｂ側）に、ボールナットのフランジ部６Ａを挟んで設けられる。根元側副筒２Ｃは、フランジ固定部２１Ｃと、円筒状支持部２２Ｃとを含む。フランジ固定部２１Ｃは、ねじ軸７を中心軸とする円筒形状であり、ボールナットのフランジ部６Ａに固定される。円筒状支持部２２Ｃは、フランジ固定部２１Ｃの根元側（取付具８ｂ側）の端から延び、円筒形状である。円筒状支持部の外径は、フランジ固定部２１Ｃの外径よりも小さい。
　このような構成の磁石保持部材２は、ボールナットの円筒部６Ｂ及びねじ軸７の一部を内部に収容可能である。磁石保持部材２の材質は、特に限定されない。しかしながら、磁石保持部材２の材質は、透磁率の高い鋼等が好ましい。磁石保持部材２の材質はたとえば、炭素鋼、鋳鉄等の強磁性体である。この場合、磁石保持部材２は、ヨークとしての役割を果たす。すなわち、第１永久磁石３及び第２永久磁石４からの磁束が外部に漏れにくくなり、渦電流式ダンパ１の減衰力が高まる。後述するように、磁石保持部材２は導電部材５に対して回転可能である。
　［第１永久磁石及び第２永久磁石］
　図３は、渦電流式ダンパの軸方向に垂直な面での断面図である。なお、図３ではねじ軸等の一部の構成を省略している。後述する図４及び図５も同様である。図３を参照して、渦電流式ダンパ１が、複数の第１永久磁石３及び複数の第２永久磁石４を含む場合、複数の第１永久磁石３は、磁石保持部材２の主筒２Ａの外周面に取り付けられ、磁石保持部材２の円周方向に沿って配列される。同様に、複数の第２永久磁石４は、ねじ軸の周りに磁石保持部材２の円周方向に沿って配列される。１つの第２永久磁石４は、隣接する２つの第１永久磁石３同士の間に隙間を空けて配置される。つまり、磁石保持部材２の円周方向に沿って第１永久磁石３と第２永久磁石４は、交互に配置される。
　図４は、図３の一部拡大図である。図５は、第１永久磁石及び第２永久磁石を示す斜視図である。図４及び図５を参照して、第１永久磁石３及び第２永久磁石４は、磁石保持部材２の外周面に固定される。第２永久磁石４は、磁石保持部材２の円周方向において第１永久磁石３と隙間を空けて隣接する。
　第１永久磁石３及び第２永久磁石４の磁極は、磁石保持部材２の径方向に配置される。第２永久磁石４の磁極の配置は第１永久磁石３の磁極の配置と反転している。たとえば図４及び図５を参照して、磁石保持部材２の径方向において、第１永久磁石３のＮ極は外側に配置され、そのＳ極は内側に配置される。そのため、第１永久磁石３のＳ極が磁石保持部材２と接する。一方、磁石保持部材２の径方向において、第２永久磁石４のＮ極は内側に配置され、そのＳ極は外側に配置される。そのため、第２永久磁石４のＮ極が磁石保持部材２と接する。
　第２永久磁石４のサイズ及び特質は第１永久磁石３のサイズ及び特質と同じであるのが好ましい。第１永久磁石３の厚さはＨ１であるため、第２永久磁石４の厚さもＨ１である。第１永久磁石及び第２永久磁石の厚さについては後述する。第１永久磁石３及び第２永久磁石４はたとえば、接着剤により磁石保持部材２に固定される。なお、接着剤に限らず、第１永久磁石３及び第２永久磁石４はネジ等で固定されてもよいことはもちろんである。
　［導電部材］
　図１及び図２を参照して、導電部材５は、中央円筒部５Ａと、先端側円錐部５Ｂと、先端側円筒部５Ｃと、根元側円錐部５Ｄと、根元側円筒部５Ｅとを含む。
　中央円筒部５Ａは、ねじ軸７を中心軸とする円筒形状である。中央円筒部５Ａの内周面は、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と隙間を空けて対向する。中央円筒部５Ａの内周面と第１永久磁石３（又は第２永久磁石４）との隙間の距離は、ねじ軸７の軸方向に沿って一定である。中央円筒部５Ａのねじ軸７の軸方向の長さは、第１永久磁石３及び第２永久磁石４のねじ軸７の軸方向の長さよりも長い。
　先端側円錐部５Ｂは、ねじ軸７を中心軸とする円錐形状である。先端側円錐部５Ｂは、中央円筒部５Ａの先端側（ねじ軸７の自由端側又は取付具８ａ側）の端から延び、先端側（ねじ軸７の自由端側又は取付具８ａ側）に向かうにつれ外径及び内径が小さくなる。
　先端側円筒部５Ｃは、ねじ軸７を中心軸とする円筒形状である。先端側円筒部５Ｃは、先端側円錐部５Ｂの先端側（ねじ軸７の自由端側又は取付具８ａ側）の端から延びる。先端側円筒部５Ｃの先端側（ねじ軸７の自由端側又は取付具８ａ側）の端は、取付具８ａに固定される。
　根元側円錐部５Ｄは、ねじ軸７を中心軸とする円錐形状である。根元側円錐部５Ｄは、中央円筒部５Ａの根元側（取付具８ｂ側）の端から延び、根元側（取付具８ｂ側）に向かうにつれ外径及び内径が小さくなる。
　根元側円筒部５Ｅは、ねじ軸７を中心軸とする円筒形状である。根元側円筒部５Ｅは、根元側円錐部５Ｄの根元側（取付具８ｂ側）の端から延びる。根元側円筒部５Ｅの根元側（取付具８ｂ側）の端は、自由端となっている。
　このような構成の導電部材５は、磁石保持部材２、第１永久磁石３、第２永久磁石４、ボールナット６、ねじ軸７の一部及び銅層１２を収容可能である。つまり、磁石保持部材２が導電部材５の内側に同心状に配置される。導電部材５の内周面（中央円筒部５Ａの内周面）が、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と隙間を空けて対向する。後述するように、導電部材５に渦電流を発生させるため、導電部材５は磁石保持部材２と相対的に回転する。そのため、導電部材５と第１永久磁石３及び第２永久磁石４との間には、隙間が設けられる。導電部材５に取付具８ａが接続される。導電部材５と一体の取付具８ａは、建物支持面又は建物内に固定される。そのため、導電部材５はねじ軸７周りに回転しない。
　導電部材５は、導電性を有する。導電部材５の材質はたとえば、炭素鋼、鋳鉄等の強磁性体である。その他に、導電部材５の材質は、フェライト系ステンレス鋼等の弱磁性体であってもよいし、アルミニウム合金、オーステナイト系ステンレス鋼、銅合金等の非磁性体であってもよい。
　導電部材５は磁石保持部材２を回転可能に支持する。磁石保持部材２の支持はたとえば、次のような構成とするのが好ましい。
　図１を参照して、渦電流式ダンパ１はさらに、先端側軸受９Ａと、根元側軸受９Ｂとを含む。先端側軸受９Ａは、第１永久磁石３及び第２永久磁石４よりもねじ軸７の先端側（ねじ軸７の自由端側又は取付具８ａ側）において、導電部材５（先端側円筒部５Ｃ）の内周面に取り付けられ、磁石保持部材２（先端側副筒２Ｂ）の外周面を支持する。また、根元側軸受９Ｂは、第１永久磁石３及び第２永久磁石４よりもねじ軸７の根元側（取付具８ｂ側）において、導電部材５（根元側円筒部５Ｅ）の内周面に取り付けられ、磁石保持部材２（円筒状支持部２２Ｃ）の外周面を支持する。
　このような構成により、ねじ軸７の軸方向において第１永久磁石３及び第２永久磁石４の両側で、磁石保持部材２が支持される。そのため、磁石保持部材２が回転しても、第１永久磁石３（第２永久磁石４）と導電部材５との隙間が一定の距離に保たれやすい。隙間が一定の距離に保たれれば、渦電流による制動力が安定して得られる。また、隙間が一定の距離に保たれれば、第１永久磁石３及び第２永久磁石４が導電部材５と接触する可能性が低いため、隙間をより小さくすることができる。そうすると、後述するように導電部材５を通過する第１永久磁石３及び第２永久磁石４からの磁束量が増加し、制動力をより増大させることができ、又は永久磁石の数を少なくしても所望の制動力を発揮することができる。
　磁石保持部材２の軸方向において、磁石保持部材２と導電部材５との間には、スラスト軸受１０が設けられる。なお、先端側軸受９Ａ、根元側軸受９Ｂ及びスラスト軸受１０の種類は、特に限定されることなく、ボール式、ローラー式、滑り式などでもよいことはもちろんである。
　なお、中央円筒部５Ａ、先端側円錐部５Ｂ、先端側円筒部５Ｃ、根元側円錐部５Ｄ及び根元側円筒部５Ｅはそれぞれ、別部材であり、ボルト等によって連結され組み立てられる。
　［銅層］
　図４を参照して、銅層１２は、導電部材５の内周面に固定される。銅層１２はたとえば、銅板、銅めっきである。銅層１２は、導電部材５の円周方向の全域に設けられる。したがって、銅層１２はリング状である。銅層１２は、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と隙間を空けて対向する。
　図２を参照して、銅層１２の軸方向の長さは特に限定されない。しかしながら、銅層１２の少なくとも一部が、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と対向する位置に配置される。換言すれば、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と対向する導電部材５の面に銅層１２が配置される。これにより、導電部材５と同様に銅層１２にも渦電流が発生する。なお、銅層１２は導電部材５の円周方向の一部の領域に設けられてもよい。この場合、第１永久磁石３及び第２永久磁石４は、銅層１２とも対向し、導電部材５とも対向する場合がある。また、第１永久磁石３及び第２永久磁石４の全域が銅層１２と対向する場合であっても、導電部材５は銅層１２を挟んで第１永久磁石３及び第２永久磁石４と対向する。銅層は、銅のみからなってもよいし、銅合金であってもよい。銅層１２の厚さＨ２と第１永久磁石及び第２永久磁石の厚さＨ１との関係は後述する。
　［ボールナット］
　ボールナット６は、フランジ部６Ａと、円筒部６Ｂとを含む。フランジ部６Ａは円筒形状である。フランジ部６Ａは、磁石保持部材の主筒２Ａの根元側（取付具８ｂ側）の端と、根元側副筒２Ｃのフランジ固定部２１Ｃの先端側（取付具８ａ側）の端との間に設けられ、両者に固定される。円筒部６Ｂは、フランジ部６Ａよりもねじ軸７の先端側に設けられ、フランジ部６Ａの先端側の面から延びる。
　図１を参照して、このような構成のボールナット６は、磁石保持部材２及び導電部材５の内部に配置される。ボールナット６は、磁石保持部材２に固定されるため、ボールナット６が回転すれば、磁石保持部材２も回転する。ボールナット６の種類は、特に限定されない。ボールナット６は、周知のボールナットを用いてよい。ボールナット６の内周面には、ねじ部が形成されている。なお、図１では、ボールナット６の円筒部６Ｂの一部の描画を省略し、ねじ軸７が見えるようにしてある。
　［ねじ軸］
　ねじ軸７は、ボールナット６を貫通し、ボールを介してボールナット６と噛み合う。ねじ軸７の外周面には、ボールナット６のねじ部に対応するねじ部が形成されている。ねじ軸７及びボールナット６は、ボールねじを構成する。ボールねじは、ねじ軸７の軸方向の移動をボールナット６の回転運動に変換する。ねじ軸７に取付具８ｂが接続される。ねじ軸７と一体の取付具８ｂは、建物支持面又は建物内に固定される。渦電流式ダンパ１が、たとえば建物内と建物支持面との間の免震層に設置される事例の場合、ねじ軸７と一体の取付具８ｂが建物内に固定され、導電部材５と一体の取付具８ａは建物支持面に固定される。渦電流式ダンパ１が、たとえば建物内の任意の層間に設置される事例の場合は、ねじ軸７と一体の取付具８ｂが任意の層間の上部梁側に固定され、導電部材５と一体の取付具８ａは任意の層間の下部梁側に固定される。そのため、ねじ軸７は軸周りに回転しない。
　ねじ軸７と一体の取付具８ｂ及び導電部材５と一体の取付具８ａの固定は、上述の説明の逆であってもよい。すなわち、ねじ軸７と一体の取付具８ｂが建物支持面に固定され、導電部材５と一体の取付具８ａが建物内に固定されてもよい。
　ねじ軸７は、磁石保持部材２及び導電部材５の内部に軸方向に沿って進出又は退出可能である。振動等により、渦電流式ダンパ１に運動エネルギが与えられると、ねじ軸７が軸方向に移動する。ねじ軸７が軸方向に移動すれば、ボールねじの作用によってボールナット６がねじ軸周りに回転する。ボールナット６の回転に伴い、磁石保持部材２が回転する。これにより、磁石保持部材２と一体の第１永久磁石３及び第２永久磁石４が導電部材５及び銅層１２に対して相対回転するため、導電部材５及び銅層１２には渦電流が発生する。その結果、渦電流式ダンパ１に減衰力が生じ、振動を減衰させる。
　本実施形態の渦電流式ダンパ１によれば、ボールナット６が導電部材５及び磁石保持部材２の内部に配置される。振動等により渦電流式ダンパ１に運動エネルギが与えられ、取付具８ｂと一体のねじ軸７が軸方向に移動しても、ボールナット６は軸方向に移動しない。したがって、渦電流式ダンパ１にボールナット６の可動域を設ける必要がない。そのため、磁石保持部材２及び導電部材５等の部品を小さくできる。これにより、渦電流式ダンパ１を小型にすることができ、渦電流式ダンパ１の軽量化を実現できる。さらに、各部品が簡素な構成であるため、渦電流式ダンパ１の組立が容易となる。さらに、渦電流式ダンパ１の部品コスト及び製造コストが安価となる。
　また、ボールナット６が導電部材５及び磁石保持部材２の内部に配置されることで、ボールナット６とねじ軸７との間にダストが侵入しにくくなり、長期間にわたりねじ軸７が円滑に動くことができる。また、ボールナット６が導電部材５及び磁石保持部材２の内部に配置されることで、取付具８ｂの先端側（取付具８ａ側）の端と導電部材５の根元側（取付具８ｂ側）の端との距離を短くすることができ、渦電流式ダンパを小型にすることができる。さらにまた、各部品が簡素な構成であるため、渦電流式ダンパ１の組立が容易となる。またさらに、渦電流式ダンパ１の部品コスト及び製造コストが安価となる。
　また、導電部材５は内部に第１永久磁石３及び第２永久磁石４を収容する。すなわち、導電部材５のねじ軸７の軸方向の長さは、第１永久磁石３（第２永久磁石４）のねじ軸７の軸方向の長さよりも長く、導電部材５の体積が大きい。導電部材５の体積が大きくなれば、導電部材５の熱容量も大きい。そのため、渦電流が発生することによる導電部材５の温度上昇が抑制される。導電部材５の温度上昇が抑制されれば、導電部材５からの輻射熱による第１永久磁石３及び第２永久磁石４の温度上昇が抑制され、第１永久磁石３及び第２永久磁石４の温度上昇による減磁が抑制される。
　続いて、渦電流の発生原理及び渦電流による減衰力の発生原理について説明する。
　［渦電流による減衰力］
　図６は、渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。図６を参照して、第１永久磁石３の磁極の配置は、隣接する第２永久磁石４の磁極の配置と反転している。したがって、第１永久磁石３のＮ極から出た磁束は、隣接する第２永久磁石４のＳ極に到達する。第２永久磁石４のＮ極から出た磁束は、隣接する第１永久磁石３のＳ極に到達する。これにより、第１永久磁石３、第２永久磁石４、銅層１２、導電部材５及び磁石保持部材２の中で、磁気回路が形成される。第１永久磁石３及び第２永久磁石４と、銅層１２及び導電部材５との間の隙間は十分に小さいため、銅層１２及び導電部材５は磁界の中にある。
　磁石保持部材２が回転すると（図６中の矢印参照）、第１永久磁石３及び第２永久磁石４は導電部材５に対して移動する。そのため、銅層１２及び導電部材５を通過する磁束が変化する。これにより銅層１２及び導電部材５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）が発生する。この新たな磁束は、磁石保持部材２（第１永久磁石３及び第２永久磁石４）と導電部材５との相対回転を妨げる。本実施形態の場合、磁石保持部材２の回転が妨げられる。磁石保持部材２の回転が妨げられれば、磁石保持部材２と一体のボールナットの回転も妨げられる。ボールナットの回転が妨げられれば、ねじ軸の軸方向の移動も妨げられる。これが渦電流式ダンパの減衰力である。
　本実施形態の渦電流式ダンパによれば、第１永久磁石の磁極の配置が、磁石保持部材の円周方向において第１永久磁石と隣接する第２永久磁石の磁極の配置と反転している。そのため、第１永久磁石及び第２永久磁石による磁界が磁石保持部材の円周方向に発生する。また、磁石保持部材の円周方向に第１永久磁石及び第２永久磁石を複数配列した場合、導電部材に到達する磁束の量が増える。これにより、導電部材に発生する渦電流が大きくなり、渦電流式ダンパの減衰力が高まる。一方、渦電流式ダンパに与えられた運動エネルギが熱エネルギに変換され、減衰力が得られる。すなわち、振動等による運動エネルギにより発生する渦電流は、導電部材の温度を上昇させる。
　続いて、本実施形態の渦電流式ダンパによる導電部材、第１永久磁石及び第２永久磁石の過度な温度上昇の抑制について説明する。
　［昇温抑制］
　渦電流式ダンパでは渦電流が発生する部材（導電部材）に集中的に熱が発生する。そのため、導電部材が高温になりやすい。渦電流を発生させるために導電部材は永久磁石の近傍に設けられる。導電部材が高温になると、輻射熱により永久磁石も高温になる。永久磁石が過度に高温になると、永久磁石が減磁し、発生する渦電流が弱まる。これにより、渦電流式ダンパの減衰力が低下する。
　導電部材の昇温を抑制するには、第１永久磁石及び第２永久磁石と対向する導電部材の表面近傍における発熱密度を低くすればよい。導電部材の発熱密度を低くするには、第１永久磁石の厚さ及び第２永久磁石の厚さを薄くすればよい。導電部材を通過する磁束の量が低下するからである。しかしながら、単に第１永久磁石の厚さ及び第２永久磁石の厚さを薄くすれば、導電部材に発生する渦電流が弱くなり、渦電流式ダンパの減衰力が低下する。また、一般に、渦電流を利用した制動装置を１０００ｒｐｍを超える高回転数域で使用すると、渦電流に起因する反磁界の影響で磁場に歪みが生じやすい。磁場に歪みが生じると、減衰力が低下する。これを防止するため、渦電流を利用した制動装置では、磁束の直進性確保に優れる厚肉の永久磁石が用いられる。
　そこで、本実施形態の渦電流式ダンパでは、第１永久磁石の厚さ及び第２永久磁石の厚さを薄くし、導電部材の過度な昇温を抑制する。その一方、第１永久磁石及び第２永久磁石と対向する導電部材の表面に銅層を設けることで、渦電流式ダンパの減衰力を確保する。また、磁束の直進性確保については、渦電流式ダンパは数百ｒｐｍの低回転数域で使用されるため、磁束の直進性を確保するために厚肉の永久磁石を用いなくてもよい。
　本発明者らは、導電部材の昇温を抑制する最適な第１永久磁石のサイズ、第２永久磁石のサイズ及び銅層の厚さについて調査するため数値計算を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に、数値計算で用いた第１永久磁石、第２永久磁石のサイズ及び銅層の厚さを示す。第１永久磁石のサイズ及び特性は、第２永久磁石と同じであった。したがって、以下では、第１永久磁石についてのみ言及する。また、各寸法は、ねじ軸の中心軸と第１永久磁石の重心までの距離Ｒ１で無次元化した（図２参照）。第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１は、０．０１８、０．０２３、０．０３１、０．０４６、０．０９２の５パターンであった。本数値計算では、ねじ軸の軸方向に沿った平面による第１永久磁石の断面積（Ｈ１／Ｒ１）×（Ｗ１／Ｒ１）は０．０３８として一定とした（図２参照）。したがって、第１永久磁石の磁石保持部材の軸方向の長さＷ１／Ｒ１はＨ１／Ｒ１の値に応じて決定された。導電部材の軸方向の銅層の長さは、第１永久磁石の長さＷ１／Ｒ１と同じであった。第１永久磁石の磁石保持部材の円周方向の長さＬ１／Ｒ１は、０．１６で一定であった（図４参照）。銅層の厚さＨ２／Ｒ１は、０．０、０．００１３、０．００２６、０．００６５の４パターンであった。銅層は、導電部材の円周方向の全域にわたり設けられた。また、銅層の第１永久磁石と対向する側の面の全域が、第１永久磁石及び第２永久磁石と対向した。
　Ｈ１／Ｒ１＝０．０４６、Ｈ２／Ｒ１＝０．００６５の渦電流式ダンパを基準ケースと定義する。基準ケースは、一般的な粘性ダンパと同程度か、それを上回る減衰力及びエネルギー吸収性能を有するように数値計算上、設計したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２は、数値計算で用いた第１永久磁石の特性及び銅層の特性を示す。第１永久磁石の残留磁束密度は１．３６［Ｔ］、保持力は９３８［ｋＡ／ｍ］であった。銅層の導電率は、５．９３５×１０７［Ｓ／ｍ］であった。
　数値計算の結果を用いて、渦電流式ダンパの性能を評価した。評価手法として、平均エネルギー吸収率Ｓ及び入熱密度Ｑを導入した。平均エネルギー吸収率Ｓは、以下の式（１）によって算出された。平均エネルギー吸収率Ｓは、単位時間当たりの平均的な吸収エネルギーであり、導電部材の平均的な発熱量と等価である。入熱密度Ｑは、以下の式（２）によって算出された。入熱密度Ｑは、平均エネルギー吸収率Ｓを第１永久磁石の銅層と対向する面の面積で除した値である。すなわち、導電部材での発熱を第１永久磁石に対向する導電部材の面での入熱と考えた場合の平均的な熱流束に相当する。式（１）中のωは渦電流式ダンパの角速度［ｒａｄ／ｓ］を意味し、ωｍａｘは渦電流式ダンパの角速度の最大値を意味し、７５０ｒｐｍであった。式（１）中のＮは角速度ωにおける制動トルク［Ｎ・ｍ］を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　数値計算による渦電流式ダンパの評価結果を図７～図１０に示す。図７～図１０では、平均エネルギー吸収率Ｓ及び入熱密度Ｑは、基準ケース（Ｈ１／Ｒ１＝０．０４６、Ｈ２／Ｒ１＝０．００６５、黒丸印）の計算結果の値で規格化して示す。
　図７は、平均エネルギー吸収率と第１永久磁石の厚さとの関係を示す図である。図７を参照して、縦軸は平均エネルギー吸収率Ｓを示し、横軸は第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１を示す。図７中の丸印は銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００６５の結果を示し、三角印はＨ２／Ｒ１＝０．００２６の結果を示し、四角印はＨ２／Ｒ１＝０．００１３の結果を示し、ひし形印は銅層がない場合の結果を示す。
　図８は、図７の一部拡大図である。図８を参照して、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００６５の計算結果（丸印）を見ると、点Ｃと点Ｂとの間、すなわち第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が０．０２５以上、０．０４６以下であれば、平均エネルギー吸収率Ｓが、１．０以上であった。つまり、Ｈ１／Ｒ１が０．０２５以上、０．０４６以下であれば、基準ケース（黒丸印）の平均エネルギー吸収率以上のエネルギー吸収率が実現された。同様に、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００２６の計算結果（三角印）を見ると、第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が、点Ｇと点Ｆとの間、すなわち０．０１８以上、０．０２８以下であれば、平均エネルギー吸収率Ｓが、１．０以上であった。
　図９は、入熱密度と第１永久磁石の厚さとの関係を示す図である。図９を参照して、縦軸は入熱密度Ｑを示し、横軸は第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１を示す。図９中の丸印は銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００６５の結果を示し、三角印はＨ２／Ｒ１＝０．００２６の結果を示し、四角印はＨ２／Ｒ１＝０．００１３の結果を示し、ひし形印は銅層がない場合の結果を示す。
　銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００６５の計算結果（丸印）を見ると、点Ｂ以下、すなわち第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が０．０４６以下であれば、入熱密度Ｑが、１．０以下であった。つまり、Ｈ１／Ｒ１が０．０４６以下であれば、基準ケース（黒丸印）の入熱密度以下の入熱密度が実現された。同様に、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００２６の計算結果（三角印）を見ると、第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が０．０７５以下であれば、入熱密度Ｑが、１．０以下であった。
　これらの平均エネルギー吸収率及び入熱密度の結果から、高い平均エネルギー吸収率Ｓ及び低い入熱密度Ｑの双方を実現できる、第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１と銅層の厚さＨ２／Ｒ１との関係を調査した。
　図１０は、第１永久磁石の厚さと銅層の厚さとの関係を示す図である。図１０を参照して、縦軸は第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１を示し、横軸は銅層の厚さＨ２／Ｒ１を示す。図１０は、図８及び図９から得られた値をプロットしたものである。
　図１０の求め方を説明する。まず、図１０中の点Ｂ、点Ｃ、点Ｇ及び点Ｆで囲まれたクロスハッチング領域、すなわち、平均エネルギー吸収率Ｓが１．０以上、かつ、入熱密度Ｑが１．０以下である領域を求める。
　図８を参照して、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００６５（丸印）では、平均エネルギー吸収率Ｓが１．０以上であるのは、点Ｂと点Ｃとの間である。また、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００２６（三角印）では、平均エネルギー吸収率Ｓが１．０以上であるのは、点Ｆと点Ｇとの間である。これら点Ｂ、点Ｃ、点Ｆ及び点Ｇを図９でみると、点Ｂ、点Ｃ、点Ｆ及び点Ｇではいずれも入熱密度Ｑは１．０以下である。したがって、点Ｂ、点Ｃ、点Ｆ及び点Ｇを図１０にプロットすると、点Ｂ、点Ｃ、点Ｆ及び点Ｇで囲まれた領域は平均エネルギー吸収率Ｓが１．０以下であり、かつ、入熱密度Ｑが１．０以下となる（クロスハッチング領域）。
　次に、図１０中の点Ｂ、点Ｄ、点Ｉ、点Ｈ、点Ｅ及び点Ｊで囲まれたシングルハッチング領域、すなわち、平均エネルギー吸収率Ｓが０．９以上、１．０未満、かつ、入熱密度Ｑが１．０以下である領域を求める。
　図８を参照して、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００６５（丸印）では、平均エネルギー吸収率Ｓが０．９以上であるのは、点Ａと点Ｄとの間である。また、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００２６（三角印）では、平均エネルギー吸収率Ｓが０．９以上であるのは、点Ｅと点Ｇとの間である。なお、永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が０．０１８未満の場合は、永久磁石の厚さが薄すぎ、実使用が考えられないため検討は省略した。これら点Ａ、点Ｄ、点Ｅ及び点Ｇを図９でみると、点Ｄ、点Ｅ及び点Ｇではいずれも入熱密度Ｑは１．０以下である。一方、点Ａでは入熱密度Ｑは１．０よりも大きい。このような入熱密度Ｑが１．０よりも大きくなる領域はシングルハッチング領域から除かれる。同様にして、銅層の厚さＨ２／Ｒ１＝０．００１３の場合についても求める。そうすると、図１０中において、点Ｂ、点Ｄ、点Ｉ、点Ｈ、点Ｅ及び点Ｊで囲まれたシングルハッチング領域が求まる。
　以上、まとめると、第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が０．０１８以上、０．０６０以下であって、かつ、銅層の厚さＨ２／Ｒ１が０．００１３以上、０．００６５以下である範囲では、平均エネルギー吸収率Ｓが高く、かつ、入熱密度Ｑが低いため、渦電流式ダンパに適することが分かった。なお、この領域では、図１０中のシングルハッチング領域及びクロスハッチング領域以外の領域が含まれる。すなわち、平均エネルギー吸収率Ｓが０．９未満の場合、入熱密度Ｑが１．０よりも大きい場合が含まれる。しかしながら、シングルハッチング領域及びクロスハッチング領域は、従来の粘性ダンパ等と比べて顕著な効果が得られる範囲を示すに過ぎない。したがって、シングルハッチング領域及びクロスハッチング領域以外の領域であっても、第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が０．０１８以上、０．０６０以下であって、かつ、銅層の厚さＨ２／Ｒ１が０．００１３以上、０．００６５以下である範囲では、渦電流式ダンパとして使用することに差し支えはない。
　また、第１実施形態の渦電流式ダンパでは、導電部材５が磁石保持部材２の外側に配置される。つまり、導電部材５が最も外側に配置されて外気と接する。これにより、導電部材５は外気によって冷却される。そのため、導電部材５の温度上昇を抑制できる。その結果、第１永久磁石及び第２永久磁石の温度上昇を抑制できる。
　第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１の上限は、Ｈ１／Ｒ１＝０．０２３＋（０．２８Ｈ２／Ｒ１－０．００３６）０．５及びＨ１／Ｒ１＝－７．７Ｈ２／Ｒ１＋０．０９６のうち小さい方の値であるのが好ましい。要するに、これは第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１が図１０中のシングルハッチング領域の範囲であることを意味する。ここで、Ｈ１／Ｒ１＝０．０２３＋（０．２８Ｈ２／Ｒ１－０．００３６）０．５は、図１０中の境界Ｂ１を意味し、Ｈ１／Ｒ１＝－７．７Ｈ２／Ｒ１＋０．０９６は、図１０中の境界Ｂ２を意味する。第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１の上限が、Ｈ１／Ｒ１＝０．０２３＋（０．２８Ｈ２／Ｒ１－０．００３６）０．５及びＨ１／Ｒ１＝－７．７Ｈ２／Ｒ１＋０．０９６のうち小さい方の値であれば、平均エネルギー吸収率Ｓが０．９以上であって、かつ、入熱密度Ｑが１．０以下となる。そのため、渦電流式ダンパとして十分な減衰力を確保し、かつ、導電部材、第１永久磁石及び第２永久磁石の昇温を抑制できる。
　さらに好ましくは、第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１及び銅層の厚さＨ２／Ｒ１は、１．８Ｈ２／Ｒ１＋０．０１３≦Ｈ１／Ｒ１≦４．６Ｈ２／Ｒ１＋０．０１６、かつ、０．００２６≦Ｈ２／Ｒ１≦０．００６５、である。これは、図１０中のクロスハッチング領域を意味する。１．８Ｈ２／Ｒ１＋０．０１３は、図１０中の境界Ｂ３を意味し、４．６Ｈ２／Ｒ１＋０．０１６は、図１０中の境界Ｂ４を意味する。すなわち、第１永久磁石の厚さＨ１／Ｒ１及び銅層の厚さＨ２／Ｒ１がこの範囲であれば、平均エネルギー吸収率Ｓが１．０以上であって、かつ、入熱密度Ｑが１．０以下となる。そのため、渦電流式ダンパとして十分な減衰力を確保し、かつ、導電部材、第１永久磁石及び第２永久磁石の昇温を抑制できる。
　続いて、本実施形態の渦電流式ダンパの好適な態様及び他の実施形態について説明する。
　［磁極の配置］
　上述の説明では、第１永久磁石及び第２永久磁石の磁極の配置は、磁石保持部材の径方向である場合について説明した。しかしながら、第１永久磁石及び第２永久磁石の磁極の配置は、これに限定されない。
　図１１は、磁極の配置が円周方向である第１永久磁石及び第２永久磁石を示す斜視図である。図１１を参照して、第１永久磁石３及び第２永久磁石４の磁極の配置は、磁石保持部材２の円周方向に沿う。この場合であっても、第１永久磁石３の磁極の配置は、第２永久磁石４の磁極の配置と反転している。第１永久磁石３と第２永久磁石４との間には、強磁性体のポールピース１１が設けられる。
　図１２は、図１１の渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。図１２を参照して、第１永久磁石３のＮ極から出た磁束は、ポールピース１１を通って、第１永久磁石３のＳ極に到達する。第２永久磁石４についても同様である。これにより、第１永久磁石３、第２永久磁石４、ポールピース１１及び導電部材５の中で、磁気回路が形成される。これにより、上述と同様に、渦電流式ダンパ１に減衰力が得られる。
　［永久磁石の軸方向への配置］
　渦電流式ダンパ１の減衰力をより大きくするには、導電部材に発生する渦電流を大きくすればよい。大きい渦電流を発生させる１つの方法は、第１永久磁石及び第２永久磁石から出る磁束の量を増やせばよい。すなわち、第１永久磁石及び第２永久磁石のサイズを大きくすればよい。しかしながら、サイズの大きい第１永久磁石及び第２永久磁石はコストが高く、磁石保持部材への取り付けも容易ではない。
　図１３は、軸方向に複数個配置された第１永久磁石及び第２永久磁石を示す斜視図である。図１３を参照して、第１永久磁石３及び第２永久磁石４は、１つの磁石保持部材２の軸方向に複数個配置されてもよい。これにより、１つの第１永久磁石３及び１つの第２永久磁石４それぞれのサイズは小さくて済む。一方で、磁石保持部材２に取り付けられた複数の第１永久磁石３及び第２永久磁石４の総サイズは大きい。したがって、第１永久磁石３及び第２永久磁石４のコストは安価で済む。また、第１永久磁石３及び第２永久磁石４の磁石保持部材２への取り付けも容易である。
　軸方向に配置された第１永久磁石３及び第２永久磁石４の、磁石保持部材２の円周方向の配置は、上述と同様である。すなわち、磁石保持部材２の円周方向に沿って第１永久磁石３と第２永久磁石４は交互に配置される。
　渦電流式ダンパ１の減衰力を高める観点から、磁石保持部材２の軸方向において、第１永久磁石３は第２永久磁石４と隣接するのが好ましい。この場合、磁気回路が磁石保持部材２の円周方向だけでなく、軸方向においても生じる。したがって、導電部材に発生する渦電流が大きくなる。その結果、渦電流式ダンパの減衰力が大きくなる。
　しかしながら、磁石保持部材２の軸方向において、第１永久磁石３及び第２永久磁石４の配置は特に限定されない。すなわち、磁石保持部材２の軸方向において、第１永久磁石３は第１永久磁石３の隣に配置されていてもよいし、第２永久磁石４の隣に配置されていてもよい。
　上述した第１実施形態では、磁石保持部材が導電部材の内側に配置されて第１永久磁石及び第２永久磁石が磁石保持部材の外周面に取り付けられ、さらに磁石保持部材が回転する場合について説明した。しかしながら、本実施形態の渦電流式ダンパは、これに限定されない。
　［第２実施形態］
　第２実施形態の渦電流式ダンパは、磁石保持部材が導電部材の外側に配置され、回転しない。渦電流は、内側の導電部材が回転することで発生する。なお、第２実施形態の渦電流式ダンパでは、磁石保持部材と導電部材との配置関係が第１実施形態と逆転している。しかしながら、第２実施形態の磁石保持部材の形状は第１実施形態の導電部材と同じであり、第２実施形態の導電部材の形状は第１実施形態の磁石保持部材と同じである。そのため、第２実施形態では磁石保持部材及び導電部材の詳細な形状の説明は省略する。
　図１４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１５は、第２実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に垂直な面での断面図である。図１４及び図１５を参照して、磁石保持部材２は、導電部材５、ボールナット６、ねじ軸７及び銅層１２を収容可能である。第１永久磁石３及び第２永久磁石４は、磁石保持部材２の内周面に取り付けられる。銅層１２は、導電部材５の外周面に固定される。したがって、導電部材５の外周面及び銅層１２が、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と隙間を空けて対向する。
　第２実施形態では、図１に示す取付具８ａは磁石保持部材に接続される。そのため、磁石保持部材２はねじ軸７周りに回転しない。一方で、ボールナット６は、導電部材５に接続される。したがって、ボールナット６が回転すれば、導電部材５及び銅層１２は回転する。このような構成の場合でも、上述したように、磁石保持部材２と一体の第１永久磁石３及び第２永久磁石４が導電部材５及び銅層１２に対して相対回転するため、導電部材５及び銅層１２には渦電流が発生する。その結果、渦電流式ダンパに減衰力が生じ、振動を減衰させることができる。
　また、第２実施形態の渦電流式ダンパでは、磁石保持部材２が導電部材５の外側に配置される。つまり、磁石保持部材２が最も外側に配置されて外気と接する。これにより、磁石保持部材２は外気によって冷却される。そのため、磁石保持部材２を通じて第１永久磁石及び第２永久磁石を冷却できる。その結果、第１永久磁石及び第２永久磁石の温度上昇を抑制できる。
　［第３実施形態］
　第３実施形態の渦電流式ダンパは、磁石保持部材が導電部材の内側に配置され、回転しない。渦電流は、外側の導電部材が回転することで発生する。
　図１６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１７は、図１６の一部拡大図である。図１６及び図１７を参照して、導電部材５は、磁石保持部材２、ボールナット６、ねじ軸７及び銅層１２を収容可能である。第１永久磁石３及び第２永久磁石４は、磁石保持部材２の外周面に取り付けられる。銅層１２は、導電部材５の内周面に固定される。したがって、導電部材５の内周面及び銅層１２が、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と隙間を空けて対向する。
　取付具８ａは磁石保持部材に接続される。そのため、磁石保持部材２はねじ軸７周りに回転しない。一方で、ボールナット６は、導電部材５に接続される。したがって、ボールナット６が回転すれば、導電部材５及び銅層１２は回転する。このような構成の場合でも、上述したように、磁石保持部材２と一体の第１永久磁石３及び第２永久磁石４が導電部材５及び銅層１２に対して相対回転するため、導電部材５及び銅層１２には渦電流が発生する。その結果、渦電流式ダンパに減衰力が生じ、振動を減衰させることができる。
　また、第３実施形態の渦電流式ダンパでは、導電部材５が磁石保持部材２の外側に配置される。つまり、導電部材５が最も外側に配置されて外気と接する。また、導電部材５は、ねじ軸７周りに回転する。これにより、回転する導電部材５は外気によって効率良く冷却される。そのため、導電部材５の温度上昇を抑制できる。その結果、第１永久磁石及び第２永久磁石の温度上昇を抑制できる。
　［第４実施形態］
　第４実施形態の渦電流式ダンパは、導電部材が磁石保持部材の内側に配置され、回転しない。渦電流は、外側の磁石保持部材が回転することで発生する。
　図１８は、第４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１８を参照して、磁石保持部材２は、導電部材５、ボールナット６、ねじ軸７及び銅層１２を収容可能である。第１永久磁石３及び第２永久磁石４は、磁石保持部材２の内周面に取り付けられる。銅層１２は、導電部材５の外周面に固定される。したがって、導電部材５の外周面及び銅層１２が、第１永久磁石３及び第２永久磁石４と隙間を空けて対向する。
　図１に示す取付具８ａは導電部材に接続される。そのため、導電部材５はねじ軸７周りに回転しない。一方で、ボールナット６は、磁石保持部材２に固定される。したがって、ボールナット６が回転すれば、磁石保持部材２は回転する。このような構成の場合でも、上述したように、磁石保持部材２と一体の第１永久磁石３及び第２永久磁石４が導電部材５及び銅層１２に対して相対回転するため、導電部材５及び銅層１２には渦電流が発生する。その結果、渦電流式ダンパ１に減衰力が生じ、振動を減衰させることができる。
　また、第４実施形態の渦電流式ダンパでは、磁石保持部材２が導電部材５の外側に配置される。つまり、磁石保持部材２が最も外側に配置されて外気と接する。また、磁石保持部材２は、ねじ軸７周りに回転する。これにより、回転する磁石保持部材２は外気によって効率良く冷却される。そのため、磁石保持部材２を通じて第１永久磁石及び第２永久磁石を冷却できる。その結果、第１永久磁石３及び第２永久磁石４の温度上昇を抑制できる。
　以上、本実施形態の渦電流式ダンパについて説明した。渦電流は導電部材５を通過する磁束の変化により発生するため、第１永久磁石３及び第２永久磁石４が導電部材５に対して相対回転すればよい。また、導電部材５が第１永久磁石３及び第２永久磁石４による磁界の中に存在する限り、導電部材と磁石保持部材との位置関係は特に限定されない。
　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。
　本発明の渦電流式ダンパは、建造物の制振装置及び免震装置に有用である。
　　１：渦電流式ダンパ
　　２：磁石保持部材
　　３：第１永久磁石
　　４：第２永久磁石
　　５：導電部材
　　６：ボールナット
　　７：ねじ軸
　　８ａ、８ｂ：取付具
　　９：ラジアル軸受
　１０：スラスト軸受
　１１：ポールピース
　１２：銅層

Claims (4)

  1. 　円筒形状の磁石保持部材と、
    　厚さＨ１を有し、前記磁石保持部材に固定された第１永久磁石と、
    　厚さＨ１を有し、前記磁石保持部材の円周方向において前記第１永久磁石と隙間を空けて隣接し、前記磁石保持部材に固定され、前記第１永久磁石と磁極の配置が反転した第２永久磁石と、
    　導電性を有し、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と隙間を空けて対向する円筒形状の導電部材と、
    　前記磁石保持部材及び前記導電部材の内部に配置され、前記磁石保持部材又は前記導電部材に固定されたボールナットと、
    　中心軸方向に移動可能であり、前記ボールナットとかみ合うねじ軸と、
    　厚さＨ２を有し、前記導電部材に固定され、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と隙間を空けて対向する銅層と、を備え、
    　前記厚さＨ１及び前記厚さＨ２は、前記ねじ軸の中心軸と前記第１永久磁石の重心までの距離Ｒ１に対し、
    　　０．０１８≦Ｈ１／Ｒ１≦０．０６０、かつ、
    　０．００１３≦Ｈ２／Ｒ１≦０．００６５、である、渦電流式ダンパ。
  2. 　請求項１に記載の渦電流式ダンパであって、
    　前記厚さＨ１の上限は、前記距離Ｒ１に対し、
    　Ｈ１／Ｒ１＝０．０２３＋（０．２８Ｈ２／Ｒ１－０．００３６）０．５及び
    　Ｈ１／Ｒ１＝－７．７Ｈ２／Ｒ１＋０．０９６のうち小さい方の値である、渦電流式ダンパ。
  3. 　請求項１に記載の渦電流式ダンパであって、
    　前記厚さＨ１及び前記厚さＨ２は、前記距離Ｒ１に対し、
    　１．８Ｈ２／Ｒ１＋０．０１３≦Ｈ１／Ｒ１≦４．６Ｈ２／Ｒ１＋０．０１６、かつ、
    　０．００２６≦Ｈ２／Ｒ１≦０．００６５、である、渦電流式ダンパ。
  4. 　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の渦電流式ダンパであってさらに、
    　前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石よりも前記ねじ軸の先端側において、前記磁石保持部材に取り付けられ前記導電部材を支持する、又は、前記導電部材に取り付けられ前記磁石保持部材を支持する先端側軸受と、
    　前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石よりも前記ねじ軸の根元側において、前記磁石保持部材に取り付けられ前記導電部材を支持する、又は、前記導電部材に取り付けられ前記磁石保持部材を支持する根元側軸受と、を備える、渦電流式ダンパ。
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