WO2020116344A1 - 渦電流式ダンパ - Google Patents

Abstract

渦電流式ダンパ（１）は、円筒形状の磁石保持部材（５）と、複数の永久磁石（６）と、円筒形状の導電部材（４）と、ねじ軸（２）と、ボールナット（３）と、連結機構（７）と、を含む。複数の永久磁石（６）は、磁石保持部材（５）に固定され、磁石保持部材（５）の円周方向に沿って相互に隙間を空けて配置され、円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する。導電部材（４）は、複数の永久磁石（６）と磁石保持部材（５）の径方向に隙間を空けて対向する。ねじ軸（２）は、磁石保持部材（５）の中心軸方向に沿って往復移動可能である。ボールナット（３）は、ねじ軸（２）と噛み合い、ねじ軸（２）が移動することで複数の永久磁石（６）と導電部材（４）とを相対的に回転させる。連結機構（７）は、磁石保持部材（５）と導電部材（４）とを繋ぎ、磁石保持部材（５）と導電部材（４）とを互いに逆方向に回転させる。

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

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

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

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

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

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

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

特公平５－８６４９６号公報 国際公開第２００７／０９１３９９号

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

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

　本発明の実施形態による渦電流式ダンパは、円筒形状の磁石保持部材と、複数の永久磁石と、円筒形状の導電部材と、ねじ軸と、ボールナットと、連結機構と、を含む。複数の永久磁石は、磁石保持部材に固定される。複数の永久磁石は、磁石保持部材の円周方向に沿って相互に隙間を空けて配置される。複数の永久磁石は、円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する。導電部材は、複数の永久磁石と磁石保持部材の径方向に隙間を空けて対向する。ねじ軸は、磁石保持部材の中心軸方向に沿って往復移動可能である。ボールナットは、ねじ軸と噛み合い、ねじ軸が移動することで複数の永久磁石と導電部材とを相対的に回転させる。連結機構は、磁石保持部材と導電部材とを繋ぎ、磁石保持部材と導電部材とを互いに逆方向に回転させる。

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

図１は、第１実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。 図２は、図１の一部拡大図である。 図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図である。 図４は、図３の一部拡大図である。 図５は、図１中のＶ－Ｖ線での断面図である。 図６は、第１実施形態の渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。 図７は、渦電流式ダンパに正弦波の振動が加わった場合のねじ軸の変位、速度及び加速度を示す図である。 図８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の一部拡大図である。

　本実施形態の渦電流式ダンパは、円筒形状の磁石保持部材と、複数の永久磁石と、円筒形状の導電部材と、ねじ軸と、ボールナットと、連結機構と、を含む。複数の永久磁石は、磁石保持部材に固定される。複数の永久磁石は、磁石保持部材の円周方向に沿って相互に隙間を空けて配置される。複数の永久磁石は、円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する。導電部材は、複数の永久磁石と磁石保持部材の径方向に隙間を空けて対向する。ねじ軸は、磁石保持部材の中心軸方向に沿って往復移動可能である。ボールナットは、ねじ軸と噛み合い、ねじ軸が移動することで複数の永久磁石と導電部材とを相対的に回転させる。連結機構は、磁石保持部材と導電部材とを繋ぎ、磁石保持部材と導電部材とを互いに逆方向に回転させる。

　このような構成の渦電流式ダンパによれば、渦電流式ダンパに振動が加わり、ねじ軸が軸方向に変位すると、ボールナットが回転する。ボールナットが回転することで磁石保持部材（又は導電部材）が回転し、永久磁石と導電部材とが相対的に回転する。加えて、連結機構の機能により、導電部材（又は磁石保持部材）が磁石保持部材（又は導電部材）の回転方向とは逆方向に回転する。これにより、永久磁石と導電部材との相対速度差を大きくすることができ、渦電流による減衰力を大きくすることができる。

　また、磁石保持部材及び導電部材は加速度を持って回転するため、磁石保持部材及び導電部材にはそれぞれ慣性力が生じる。磁石保持部材及び導電部材の回転方向が反転するとき、すなわちねじ軸が往復移動範囲の端にあるとき、その慣性力は最大となって、連結機構及びボールナットを介してねじ軸に伝わり、ねじ軸の運動を妨げる抵抗力として働く。本実施形態の渦電流式ダンパでは磁石保持部材及び導電部材の双方が回転するため、慣性力は、磁石保持部材及び導電部材のいずれか一方が回転する渦電流式ダンパと比べて大きくなる。したがって、本実施形態の渦電流式ダンパでは、ねじ軸が往復移動範囲の端近傍にあるとき、慣性力による抵抗力を従来よりも大きく働かせることができる。その結果、ねじ軸の往復移動範囲の端近傍におけるねじ軸の運動に対する抵抗力を向上させることができる。

　上記の渦電流式ダンパは次の構成であるのが好ましい。連結機構は、磁石保持部材に固定された第１歯車と、導電部材に固定された第２歯車と、第１歯車と第２歯車と噛み合う遊星歯車と、を含む。

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

　［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態の渦電流式ダンパの軸方向に沿った面での断面図である。渦電流式ダンパ１は、磁石保持部材５と、複数の永久磁石６と、導電部材４と、ねじ軸２と、ボールナット３と、連結機構７と、を含む。なお、本明細書において「軸方向」とはねじ軸２の中心軸方向を意味し、ねじ軸２の中心軸は磁石保持部材５及び導電部材４の中心軸と一致する。また、本明細書において「径方向」とは磁石保持部材５及び導電部材４の半径方向を意味する。本明細書において「円周方向」とは磁石保持部材５及び導電部材４の円周方向を意味する。

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

　磁石保持部材５の一方の端部は、後述する第１歯車７Ａを介してボールナット３のフランジ部に固定される。したがって、ボールナット３が回転すると、それに伴って磁石保持部材５も回転する。磁石保持部材５の他方の端部は自由端となっており、スラスト軸受２４を介してハウジング８に支持されている。

　［永久磁石］
　図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図である。図３では、磁石保持部材５、複数の永久磁石６及び導電部材４のみ図示し、他の構成の図示は省略している。複数の永久磁石６は、磁石保持部材５の外周面に固定される。複数の永久磁石６は、磁石保持部材５の円周方向に配列され、相互に隣接する２つの永久磁石６の間には隙間が設けられる。

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

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

　［導電部材］
　図１を参照して、導電部材４は円筒形状である。導電部材４の内部（円筒の内部空間）には、ねじ軸２の一部、ボールナット３の一部、磁石保持部材５及び永久磁石６が収容される。つまり、導電部材４は磁石保持部材５の外側に配置される。別の観点では、導電部材４は磁石保持部材５と同心状に配置される。導電部材４は磁石保持部材５を包囲する。永久磁石６が形成する磁場によって渦電流を発生させるため、導電部材４の材質は鋼等の導電性を有する材料である。

　図２を参照して、導電部材４の一方の端部は自由端となっており、後述する第２歯車７Ｂ、スラスト軸受２４、及び歯車固定部材７Ｄを介してハウジング８に支持されている。導電部材４の他方の端部は自由端となっており、スラスト軸受２４を介してハウジング８に支持されている。

　［ねじ軸］
　図１を参照して、ねじ軸２は、直線状に延びる部材であり、外周面にはねじ部が形成されている。ねじ軸２は、建物に取り付けられた取付具２２に固定される。建物が揺れるとその振動は、取付具２２を介してねじ軸２に伝達される。これにより、ねじ軸２が軸方向に変位し、振動に同期して往復移動する。

　図１では、ねじ軸２が往復移動中央位置にある状態を示す。往復移動中央位置とは、ねじ軸２の軸方向に沿った往復移動範囲の中央を意味する。渦電流式ダンパ１は、ねじ軸２を往復移動中央位置にした状態で、建物に取り付けられる。

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

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

　［連結機構］
　図２を参照して、連結機構７は、第１歯車７Ａと、第２歯車７Ｂと、遊星歯車７Ｃと、を含む。第１歯車７Ａ及び第２歯車７Ｂはいずれもリング形状であり、相互に同心状に配置される。本実施形態では、第２歯車７Ｂが固定された導電部材４は、第１歯車７Ａが固定された磁石保持部材５の外側に配置されている。このため、第２歯車７Ｂは第１歯車７Ａを包囲する。

　図５は、図１中のＶ－Ｖ線での断面図である。図５では、連結機構７のみ図示し、他の構成の図示は省略している。第１歯車７Ａはリング形状であり、外周面に歯が形成されている。つまり、第１歯車７Ａは外歯歯車である。第１歯車７Ａの歯の種類は特に限定されない。第１歯車７Ａは、たとえば平歯、はす歯等である。第２歯車７Ｂはリング形状であり、内周面に歯が形成されている。つまり、第２歯車７Ｂは内歯歯車である。第２歯車７Ｂの歯の種類は特に限定されないが、第１歯車７Ａの歯と同じ種類である。第２歯車７Ｂの内周面の直径は、第１歯車７Ａの外周面の直径よりも大きい。遊星歯車７Ｃは、第１歯車７Ａ及び第２歯車７Ｂと噛み合う。すなわち、遊星歯車７Ｃは、径方向において第１歯車７Ａと第２歯車７Ｂとの間に配置される。連結機構７は、遊星歯車７Ｃを２つ以上含んでもよい。この場合、複数の遊星歯車７Ｃは円周方向に沿って等間隔に配置されるのが好ましい。

　図２を参照して、第１歯車７Ａは、磁石保持部材５の一方の端部とボールナット３のフランジ部との間に配置される。第１歯車７Ａは、磁石保持部材５及びボールナット３の双方に固定される。固定方法は特に限定されないが、たとえばボルトによる締結、接着剤による接着等である。第１歯車７Ａはボールナット３と同期して回転し、これに伴い磁石保持部材５もボールナット３と同期して回転する。

　第２歯車７Ｂは、導電部材４の一方の端部とスラスト軸受２４との間に配置される。第２歯車７Ｂは、導電部材４及びスラスト軸受２４の双方に固定される。スラスト軸受２４は歯車固定部材７Ｄを介してハウジング８に支持されている。第２歯車７Ｂはハウジング８に対して回転することができる。第２歯車７Ｂの回転に伴い導電部材４も第２歯車７Ｂと同期して回転することができる。

　遊星歯車７Ｃ、第１歯車７Ａ及び第２歯車７Ｂは、軸方向において相互に噛み合うことが可能な位置に配置され、好ましくは軸方向において同じ位置に配置される。

　連結機構７はさらに、歯車固定部材７Ｄを含んでもよい。歯車固定部材７Ｄは、ハウジング８に固定される。歯車固定部材７Ｄは、遊星歯車７Ｃを回転可能に支持し、遊星歯車７Ｃの軸方向、径方向及び円周方向への移動を制限する。このような歯車固定部材７Ｄを設けることで、遊星歯車７Ｃが安定して第１歯車７Ａ及び第２歯車７Ｂと噛み合うことができる。

　連結機構７は、歯車固定部材７Ｄを複数含んでもよい。すなわち、遊星歯車７Ｃが複数設けられる場合、１つの歯車固定部材７Ｄが１つの遊星歯車７Ｃを支持してもよい。しかしながら、歯車固定部材７Ｄの数は１つでもよく、１つの歯車固定部材７Ｄが複数の遊星歯車７Ｃを支持してもよい。

　このような構成の第１実施形態の渦電流式ダンパに振動が加わった場合の動作について説明する。

　建物に振動が加わると、その振動は取付具２２に伝わり、ねじ軸２が軸方向に変位する。ねじ軸２が変位すると、ボールねじの作用によりボールナット３、第１歯車７Ａ、磁石保持部材５及び複数の永久磁石６が同一方向に回転する。第１歯車７Ａが回転することで、第１歯車７Ａと噛み合っている遊星歯車７Ｃが回転し、遊星歯車７Ｃと噛み合っている第２歯車７Ｂが回転する。

　ここで、遊星歯車７Ｃの機能により、第２歯車７Ｂの回転方向は、第１歯車７Ａの回転方向とは逆方向になる。第２歯車７Ｂには導電部材４が固定されているため、導電部材４も第１歯車７Ａとは逆方向に回転する。すなわち、第１実施形態の渦電流式ダンパでは、振動が加わったとき、導電部材４と複数の永久磁石６（磁石保持部材５）とが互いに逆方向に回転する。

　続いて、このような動作をする第１実施形態の渦電流式ダンパの減衰力について説明する。第１実施形態の渦電流式ダンパの減衰力としては、渦電流による減衰力と、慣性力による抵抗力とがある。

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

　渦電流式ダンパに振動が加えられて、複数の永久磁石６と導電部材４が相対的に回転すると、導電部材４の内周面を通過する磁束が変化し、導電部材４に渦電流が発生する。渦電流が発生すると、新たな磁束（反磁界）が生じる。この反磁界は、導電部材４の回転を妨げる方向に働く。導電部材４は連結機構７を介して磁石保持部材５と連動して回転するため、導電部材４の回転が妨げられると、磁石保持部材５の回転（すなわちボールナット３の回転）が妨げられる。ボールナット３の回転が妨げられると、ねじ軸２の軸方向への運動も妨げられ、振動が減衰する。これが渦電流による減衰力となる。

　渦電流による減衰力の強さは、複数の永久磁石６と導電部材４との相対的な回転速度差に依存する。この点、第１実施形態の渦電流式ダンパでは、複数の永久磁石６（磁石保持部材５）と導電部材４とは互いに逆方向に回転するため、複数の永久磁石６及び導電部材４のいずれか一方のみが回転する場合に比べて、複数の永久磁石６と導電部材４との相対的な速度差を大きくすることができる。

　要するに、第１実施形態の渦電流式ダンパによれば、従来とボールナット３の回転速度が同じであっても、より大きな渦電流による減衰力を得ることができる。続いて、慣性力による抵抗力について説明する。

　［慣性力による抵抗力］
　図１を参照して、上述したように第１実施形態の渦電流式ダンパでは、渦電流式ダンパに振動が加わると、振動に同期してねじ軸２が軸方向に沿って往復移動し、上述した渦電流による減衰力が働く。

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

　図７は、渦電流式ダンパに正弦波の振動が加わった場合のねじ軸の変位、速度及び加速度を示す図である。図７では、ねじ軸の往復移動中央位置を位相０としている。ねじ軸の変位及び速度のグラフを見ると、ねじ軸の変位が往復移動中央位置から往復移動範囲の端（π／２）に近づくにつれ、ねじ軸の速度は低下し、往復移動範囲の端では速度は０となる。その後、ねじ軸は移動の向きを変える。ねじ軸の変位が往復移動の端から往復移動中央位置（π）に向かうにつれ、ねじ軸の速度は増加し、往復移動中央位置で最大となる。ねじ軸の速度は導電部材に発生する渦電流の強さに比例する。このため、渦電流による減衰力は、ねじ軸の往復移動中央位置で最大となり、往復移動範囲の端に近づくにつれ弱くなり、往復移動範囲の端では０となる。

　一方、ねじ軸の変位及び加速度のグラフを見ると、ねじ軸の変位が往復移動中央位置から往復移動範囲の端（π／２）に近づくにつれ、ねじ軸の加速度は増加し、往復移動範囲の端では最大となる。この点は、連結機構及びボールナットを介してねじ軸と連動する磁石保持部材及び導電部材の回転方向の加速度についても同じである。つまり、ねじ軸が往復移動範囲の端にあるとき、磁石保持部材及び導電部材の回転方向の加速度は最大となる。

　ここで、物体が加速すると、加速度の向きと反対方向に慣性力が働くことは周知のとおりである。この点を磁石保持部材及び導電部材について見ると、ねじ軸が往復移動範囲の端にあるとき磁石保持部材及び導電部材の加速度は最大となるため、磁石保持部材及び導電部材の慣性力も最大となる。そして、磁石保持部材及び導電部材の慣性力は連結機構及びボールナットを介してねじ軸に伝わり、その向きはねじ軸が往復移動中央位置に向かうことを妨げる方向となる。つまり、磁石保持部材及び導電部材の慣性力により、ねじ軸の軸方向への運動が妨げられ、ねじ軸の移動量が低減される。

　図１を参照して、第１実施形態の渦電流式ダンパ１では、磁石保持部材５及び導電部材４が互いに逆方向に回転する。そのため、第１実施形態の渦電流式ダンパ１に生じる慣性力によるねじ軸２の運動に対する抵抗力は、磁石保持部材５及び導電部材４のいずれか一方のみが回転する渦電流式ダンパ１に生じる慣性力による抵抗力よりも大きくなる。さらに、磁石保持部材５及び導電部材４の慣性力の大きさは、磁石保持部材５及び導電部材４の径方向の大きさに依存する。この点、第１実施形態の渦電流式ダンパ１では、導電部材４が磁石保持部材５の径方向外側に配置されるため径方向に大きい。したがって、導電部材４の慣性力の大きさをより大きくすることができ、慣性力によるねじ軸２の運動に対する抵抗力をさらに大きくすることができる。

　要するに、第１実施形態の渦電流式ダンパ１では、導電部材４と磁石保持部材５（永久磁石６）とが互いに逆方向に回転するため、導電部材４と永久磁石６との相対速度差を大きくすることができ、渦電流による減衰力を大きくすることができる。また、渦電流による減衰力は、ねじ軸２が往復移動範囲の端に近づくにつれ弱くなるが、これを導電部材４及び磁石保持部材５の双方の慣性力によるねじ軸２の運動に対する抵抗力によって補うことができる。

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

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

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

　［第２実施形態］
　第２実施形態の渦電流式ダンパについて説明する。

　図８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の一部拡大図である。第２実施形態の渦電流式ダンパは、磁石保持部材５と導電部材４との配置関係が逆になっている点で第１実施形態の渦電流式ダンパと相違する。また、第１歯車７Ａと第２歯車７Ｂとの配置関係が逆になっている点でも第１実施形態の渦電流式ダンパと相違する。つまり、第２実施形態では、第１歯車７Ａが固定された磁石保持部材５は、第２歯車７Ｂが固定された導電部材４の外側に配置されている。この場合、第１歯車７Ａは内歯歯車であり、第２歯車７Ｂは外歯歯車である。第２実施形態の渦電流式ダンパのその他の構成は、第１実施形態の渦電流式ダンパと同じであるので詳細な説明は省略する。

　このような第２実施形態の渦電流式ダンパでも、磁石保持部材５（永久磁石６）と導電部材４とが互いに逆方向に回転するため、第１実施形態の渦電流式ダンパと同様の効果が得られる。

　もっとも、上記した通り、渦電流式ダンパに振動が加えられて、永久磁石６と導電部材４が相対的に回転すると、導電部材４には渦電流が発生する。このとき、ジュール熱により導電部材４は温度上昇して熱膨張する。第１実施形態では、第２歯車７Ｂが固定された導電部材４は、第１歯車７Ａが固定された磁石保持部材５の外側に配置されている。つまり、第２歯車７Ｂが遊星歯車７Ｃの外側に配置されている。この場合、導電部材４が熱膨張すると、第２歯車７Ｂと遊星歯車７Ｃとの間のバックラッシが大きくなる。これに対して、第２実施形態では、第２歯車７Ｂが固定された導電部材４は、第１歯車７Ａが固定された磁石保持部材５の内側に配置されている。つまり、第２歯車７Ｂが遊星歯車７Ｃの内側に配置されている。この場合、導電部材４が熱膨張すると、第２歯車７Ｂと遊星歯車７Ｃとの間のバックラッシが小さくなる。第２歯車７Ｂと遊星歯車７Ｃとの間のバックラッシが小さくなれば、遊星歯車７Ｃの円滑な回転が阻害されるおそれがある。したがって、遊星歯車７Ｃの円滑な回転を確保する観点から、第２実施形態よりも第１実施形態のほうが優れる。

　相互に噛み合う第２歯車７Ｂ及び遊星歯車７Ｃの歯形は、インボリュート歯形とすることが好ましい。インボリュート歯形同士の噛み合いであれば、バックラッシが変動した場合でも一定の回転速度で噛み合うことができる。つまり、導電部材４が熱膨張した場合であっても、永久磁石６と導電部材４の相対的な回転速度を維持できる。遊星歯車７Ｃの歯形をインボリュート歯形とした場合、遊星歯車７Ｃと噛み合う第１歯車７Ａもインボリュート歯形とすることが好ましい。

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

　たとえば、第１実施形態及び第２実施形態の渦電流式ダンパにおいて、ボールナット３を磁石保持部材５ではなく、導電部材４に固定してもよい。

　本発明の渦電流式ダンパは、建物の制振装置及び免振装置に有用である。

　　１：渦電流式ダンパ
　　２：ねじ軸
　　３：ボールナット
　　４：導電部材
　　５：磁石保持部材
　　６：永久磁石
　　７：連結機構
　　７Ａ：第１歯車
　　７Ｂ：第２歯車
　　７Ｃ：遊星歯車
　　７Ｄ：歯車固定部材
　　８：ハウジング
　　２２：取付具
　　２４：スラスト軸受

 

Claims (2)

1. 　円筒形状の磁石保持部材と、
   　前記磁石保持部材に固定され、前記磁石保持部材の円周方向に沿って相互に隙間を空けて配置され、前記円周方向に沿って磁極の配置が交互に反転する複数の永久磁石と、
   　前記複数の永久磁石と前記磁石保持部材の径方向に隙間を空けて対向する円筒形状の導電部材と、
   　前記磁石保持部材の中心軸方向に沿って往復移動可能なねじ軸と、
   　前記ねじ軸と噛み合い、前記ねじ軸が移動することで前記複数の永久磁石と前記導電部材とを相対的に回転させるボールナットと、
   　前記磁石保持部材と前記導電部材とを繋ぎ、前記磁石保持部材と前記導電部材とを互いに逆方向に回転させる連結機構と、を備える、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、
   　前記連結機構は、
   　前記磁石保持部材に固定された第１歯車と、
   　前記導電部材に固定された第２歯車と、
   　前記第１歯車と前記第２歯車と噛み合う遊星歯車と、を含む、渦電流式ダンパ。
   
    

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