WO2022249696A1 - 渦電流式ダンパ - Google Patents

渦電流式ダンパ Download PDF

Info

Publication number
WO2022249696A1
WO2022249696A1 PCT/JP2022/013859 JP2022013859W WO2022249696A1 WO 2022249696 A1 WO2022249696 A1 WO 2022249696A1 JP 2022013859 W JP2022013859 W JP 2022013859W WO 2022249696 A1 WO2022249696 A1 WO 2022249696A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
peripheral surface
conductive member
holding member
magnet holding
eddy current
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/013859
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
亮介 増井
憲治 今西
卓也 藤田
博行 山口
裕 野上
Original Assignee
日本製鉄株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本製鉄株式会社 filed Critical 日本製鉄株式会社
Priority to KR1020237032259A priority Critical patent/KR20230145605A/ko
Priority to JP2022551003A priority patent/JP7205675B1/ja
Priority to CN202280029784.3A priority patent/CN117222825A/zh
Publication of WO2022249696A1 publication Critical patent/WO2022249696A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/06Magnetic or electromagnetic

Definitions

  • the present disclosure relates to eddy current dampers.
  • a damping device is used to protect the building from vibrations caused by earthquakes, etc.
  • a vibration damping device is attached to, for example, a pillar or a beam of a building, and suppresses the vibration of the building.
  • An eddy current damper is known as one type of such a damping device.
  • Patent Document 1 discloses an eddy current damper that includes a cylindrical conductive member, a cylindrical magnet holding member, and a plurality of permanent magnets.
  • the magnet holding member is arranged inside the conductive member, for example.
  • the permanent magnet is held by a magnet holding member and faces the conductive member with a gap therebetween.
  • a ball screw nut is fixed to one axial end of the magnet holding member.
  • the threaded shaft of the ball screw extends through the nut and into the magnet retainer.
  • the screw shaft and the conductive member are attached to the pillars or beams of the building via attachment members, respectively.
  • Patent Documents 2 and 3 also disclose eddy current dampers that include a conductive member, a magnet holding member, and a plurality of permanent magnets.
  • the permanent magnets are arranged in recesses provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member. Fins may be provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member at ends located on both sides of the recess in the axial direction. According to Patent Document 2, the rotation of the fins together with the magnet holding member causes the air in the eddy current damper to flow, thereby diffusing the heat of the conductive member and the permanent magnet.
  • a ferromagnetic ring portion is provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • the ferromagnetic ring portions are provided at both ends in the axial direction of the magnet holding member.
  • the ferromagnetic ring portion faces the inner peripheral surface of the conductive member with a gap therebetween.
  • Patent Document 3 describes that a magnetic circuit is formed by a ferromagnetic ring portion in the vicinity of a permanent magnet, and the magnetic field of this magnetic circuit does not go toward the nut of the ball screw. This prevents the leakage of the magnetic field of the magnetic circuit formed by the permanent magnets and prevents the magnetic field from reaching the nut. Therefore, it is possible to prevent deterioration of vibration damping performance due to leakage of the magnetic field of the magnetic circuit.
  • a plurality of permanent magnets face a conductive member with a gap.
  • the smaller the gap the easier it is for the magnetic field of the permanent magnet to affect the conductive member. Therefore, in order to improve the resistance of the eddy current damper, it is preferable to reduce the gap between the permanent magnet and the conductive member as much as possible. However, if the gap between the permanent magnet and the conductive member is reduced, the permanent magnet may come into contact with the conductive member.
  • the magnet holding member that holds the permanent magnet may move in the radial direction by the amount of the gap (play) between the parts that make up the eddy current damper. Since the permanent magnet's magnetic force (attractive force) acts between the permanent magnet and the conductive member, the permanent magnet and the magnet holding member tend to approach the conductive member. Therefore, contact between the permanent magnet and the conductive member may occur.
  • the parts that make up the eddy current damper may deform or move radially. be. This can lead to contact between the permanent magnet and the conductive member.
  • the permanent magnet may come into contact with the conductive member during use of the eddy current damper due to the rocking of the nut, the attractive force of the permanent magnet, the input direction of vibration, or a combination thereof. If the gap between the permanent magnet and the conductive member is too small, contact between the permanent magnet and the conductive member is particularly likely to occur. If the permanent magnet contacts the conductive member, the permanent magnet may be damaged. However, from the viewpoint of improving the resistance of the eddy current damper, it is necessary to reduce the gap between the permanent magnet and the conductive member.
  • An object of the present disclosure is to provide an eddy current damper that can prevent contact between the permanent magnet and the conductive member while reducing the gap between the permanent magnet and the conductive member.
  • An eddy current damper includes a conductive member, a magnet holding member, multiple permanent magnets, and a sliding member.
  • the conductive member has a tubular shape.
  • the magnet holding member is arranged inside the conductive member.
  • the magnet holding member has a tubular shape.
  • the magnet holding member is configured to be rotatable around its central axis.
  • the permanent magnets are arranged along the circumferential direction of the magnet holding member.
  • a permanent magnet is held by the outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • the permanent magnet faces the inner peripheral surface of the conductive member with a gap therebetween.
  • the sliding member has a coefficient of friction smaller than that of the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • a protrusion is provided on one or both of the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • the convex portion protrudes in the radial direction of the conductive member or the magnet holding member and extends along the circumferential direction.
  • a gap is formed between the convex portion and a facing portion that faces the convex portion in the radial direction.
  • the gap between the convex portion and the facing portion is smaller than the gap between the inner peripheral surface of the conductive member and the permanent magnet.
  • the sliding member is provided, for example, on the convex portion.
  • a sliding member may be provided on a portion of the inner peripheral surface of the conductive member or the outer peripheral surface of the magnet holding member that faces the convex portion.
  • contact between the permanent magnet and the conductive member can be prevented while reducing the gap between the permanent magnet and the conductive member.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the eddy current damper according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a partial enlarged view of a longitudinal section of the eddy current damper shown in FIG.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper according to a second embodiment, showing an enlarged view of a portion of the eddy current damper.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper according to a third embodiment, showing an enlarged view of a part of the eddy current damper.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper according to a fourth embodiment, showing an enlarged view of a part of the eddy current damper.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of an eddy current damper according to a fifth embodiment, showing an enlarged view of a portion of the eddy current damper.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper according to a modification of each embodiment, showing an enlarged view of a part of the eddy current damper.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of an eddy current damper according to another modification of each embodiment, showing an enlarged view of a portion of the eddy current damper.
  • An eddy current damper includes a conductive member, a magnet holding member, a plurality of permanent magnets, and a sliding member.
  • the conductive member has a tubular shape.
  • the magnet holding member is arranged inside the conductive member.
  • the magnet holding member has a tubular shape.
  • the magnet holding member is configured to be rotatable around its central axis.
  • the permanent magnets are arranged along the circumferential direction of the magnet holding member.
  • a permanent magnet is held by the outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • the permanent magnet faces the inner peripheral surface of the conductive member with a gap therebetween.
  • the sliding member has a coefficient of friction smaller than that of the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • a protrusion is provided on one or both of the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • the convex portion protrudes in the radial direction of the conductive member or the magnet holding member and extends along the circumferential direction.
  • a gap is formed between the convex portion and a facing portion that faces the convex portion in the radial direction.
  • the gap between the convex portion and the facing portion is smaller than the gap between the inner peripheral surface of the conductive member and the permanent magnet.
  • the sliding member is provided, for example, on the convex portion.
  • a sliding member may be provided on a portion of the inner peripheral surface of the conductive member or the outer peripheral surface of the magnet holding member that faces the convex portion (first configuration).
  • convex portions are provided on one or both of the inner peripheral surface of the conductive member and the opposing outer peripheral surface of the magnet holding member.
  • the gap between the convex portion and the facing portion facing the convex portion is the same as the inner peripheral surface of the conductive member and the permanent magnet. smaller than the gap between Therefore, when the permanent magnet held by the magnet holding member moves closer to the conductive member for some reason, the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member preferentially move at the position of the protrusion. Contact.
  • the permanent magnet does not contact the inner peripheral surface of the conductive member. Therefore, according to the eddy current damper according to the first configuration, contact between the permanent magnet and the conductive member can be prevented. Moreover, since the permanent magnet and the conductive member do not come into contact with each other, the gap between the permanent magnet and the conductive member can be reduced. As a result, the resistance of the eddy current damper can be improved.
  • the projection formed on the inner peripheral surface of the conductive member and/or the outer peripheral surface of the magnet holding member, or the inner peripheral surface of the conductive member or the outer peripheral surface of the magnet holding member A sliding member is provided in a portion facing the convex portion. Therefore, it is possible to reduce the frictional resistance between the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member at the position of the protrusion. Therefore, when the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member come into contact with each other at the positions of the protrusions, it is possible to prevent the rotation of the magnet holding member from being hindered due to this contact.
  • the wear of the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member can be reduced, the gap between the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member at the position of the protrusion is kept small. can do. Thereby, contact between the permanent magnet and the conductive member can be prevented for a long period of time.
  • the gap between the convex portion and the facing portion is 70% or less of the gap between the inner peripheral surface of the conductive member and the permanent magnet (second configuration).
  • the eddy current damper can further include a ball screw.
  • a ball screw includes a nut and a screw shaft.
  • the nut is, for example, fixed to one axial end of the magnet holding member.
  • the screw shaft passes through this nut.
  • the protrusion may be arranged at a position closer to the one end of the magnet holding member to which the nut is fixed than the other end of the magnet holding member in the axial direction (third configuration).
  • one of the causes of contact between the permanent magnet and the conductive member is the swinging of the nut of the ball screw.
  • the protrusion is arranged at a position near the end to which the nut is fixed, of the axial ends of the magnet holding member. Therefore, when the eddy-current damper is used, even if the rotating nut swings and the magnet holding member moves toward the conductive member together with the nut, the protrusions on the inner peripheral surface of the conductive member or the outer peripheral surface of the magnet holding member are prevented. The parts immediately come into contact with each other, and the movement of the magnet holding member can be restricted. Therefore, contact between the permanent magnet and the conductive member can be more effectively prevented.
  • the protrusions may be arranged at both ends of the magnet holding member in the axial direction.
  • the projections may be arranged on the conductive member at positions corresponding to both ends of the magnet holding member (fourth configuration).
  • the projections are arranged at both ends of the magnet holding member in the axial direction or at positions corresponding to both ends of the magnet holding member in the conductive member.
  • the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member come into contact with each other at a plurality of protrusions. Therefore, the load between the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member can be distributed to the plurality of protrusions, and the respective protrusions and the inner peripheral surface of the conductive member or the outer peripheral surface of the magnet holding member can be distributed. contact surface pressure can be reduced.
  • the convex portion may be provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member (fifth configuration).
  • the convex portion may have an arc shape when the eddy current damper is viewed in cross section along the central axis (sixth configuration).
  • the convex portion has an arc shape in the longitudinal cross-sectional view of the eddy current damper.
  • the convex portion can linearly contact the opposing portion, the contact area between the convex portion and the opposing portion is reduced. Thereby, the frictional resistance between the inner peripheral surface of the conductive member and the outer peripheral surface of the magnet holding member at the position of the protrusion can be reduced.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an eddy current damper 10 according to the first embodiment.
  • the eddy current damper 10 is attached to, for example, columns or beams of a building by means of attachment members 20a and 20b, and suppresses vibration of the building.
  • the eddy current damper 10 includes a conductive member 1, a magnet holding member 2, a plurality of permanent magnets 3, and a ball screw 4.
  • the conductive member 1 has a cylindrical shape with the dashed-dotted line X shown in FIG. 1 as its central axis.
  • Conductive member 1 has, for example, a substantially cylindrical shape.
  • the direction in which the central axis X of the conductive member 1 extends is called the axial direction, and the radial direction of a circle or cylinder around the central axis X is simply called the radial direction.
  • Both ends of the conductive member 1 in the axial direction are supported by support members 51 and 52 .
  • Each of the support members 51 and 52 has a tubular shape.
  • the support members 51 and 52 have a conical cylindrical shape on the side of the conductive member 1, and a cylindrical shape on the other side.
  • the support members 51 and 52 are each arranged substantially coaxially with the conductive member 1 .
  • One support member 51 is connected to one axial end of the conductive member 1 .
  • the other support member 52 is connected to the other axial end of the conductive member 1 .
  • the support member 52 is attached to the pillar or beam of the building via the attachment member 20b. Thereby, the conductive member 1 is fixed to the building.
  • the support members 51 and 52 are integrally formed with the conductive member 1. However, the support members 51 and 52 may be separate from the conductive member 1 . If the support members 51 and 52 are separate from the conductive member 1, the support members 51 and 52 can be connected to the conductive member 1 using bolts or the like, for example.
  • the conductive member 1 is made of a conductive material.
  • the material of the conductive member 1 is, for example, a ferromagnetic material such as carbon steel or cast iron.
  • the material of the conductive member 1 may be a weak magnetic material such as ferritic stainless steel, or a non-magnetic material such as aluminum alloy, austenitic stainless steel, or copper alloy.
  • the magnet holding member 2 has a tubular shape.
  • the magnet holding member 2 has, for example, a substantially cylindrical shape.
  • the magnet holding member 2 has a common central axis X with the conductive member 1 and is arranged inside the conductive member 1 . That is, the magnet holding member 2 is arranged substantially coaxially with the conductive member 1 inside the conductive member 1 in the radial direction.
  • the magnet holding member 2 is configured to be rotatable around the central axis X. As shown in FIG.
  • Both ends of the magnet holding member 2 in the axial direction are supported by supporting members 61 and 62 .
  • the support members 61 and 62 are arranged inside the support members 51 and 52 of the conductive member 1 in the radial direction, respectively.
  • One support member 61 includes, for example, an annular flange portion 611 and a tubular portion 612 .
  • the flange portion 611 and the cylindrical portion 612 are arranged substantially coaxially with the magnet holding member 2 .
  • the flange portion 611 is fixed to one axial end portion of the magnet holding member 2 via the ball screw 4 .
  • the cylindrical portion 612 extends from the flange portion 611 toward the mounting member 20a.
  • the tubular portion 612 is inserted into the cylindrical portion of the support member 51 of the conductive member 1 .
  • the other support member 62 includes, for example, an annular flange portion 621 and a cylindrical portion 622.
  • the flange portion 621 and the cylindrical portion 622 are arranged substantially coaxially with the magnet holding member 2 .
  • the flange portion 621 is connected to the other axial end portion of the magnet holding member 2 .
  • the cylindrical portion 622 extends from the flange portion 621 toward the mounting member 20b.
  • the tubular portion 622 is inserted into the cylindrical portion of the support member 52 of the conductive member 1 .
  • the support member 62 is integrally formed with the magnet holding member 2. However, the support member 62 may be separate from the magnet holding member 2 . If the support member 62 is separate from the magnet holding member 2, the support member 62 can be connected to the magnet holding member 2 using, for example, bolts.
  • bearings 71 and 72 are provided for supporting loads in the axial direction.
  • the bearing 71 is arranged between the cylindrical portion of the support member 51 and the flange portion 611 of the support member 61 in the axial direction.
  • the bearing 72 is arranged between the cylindrical portion of the support member 52 and the flange portion 621 of the support member 62 in the axial direction.
  • bearings 81 and 82 are further provided for supporting loads in the radial direction.
  • the bearing 81 is arranged between the cylindrical portion of the support member 51 and the cylindrical portion 612 of the support member 61 in the radial direction.
  • the bearing 82 is arranged radially between the cylindrical portion of the support member 52 and the tubular portion 622 of the support member 62 .
  • bearings 71, 72, 81, 82 known bearings can be appropriately selected and used.
  • the bearings 71 and 72 for supporting axial loads may be, for example, rolling bearings such as ball bearings and roller bearings, or sliding bearings.
  • the bearings 81 and 82 for supporting radial loads may be, for example, rolling bearings such as ball bearings or roller bearings, or sliding bearings.
  • the magnet holding member 2 is made of a magnetic material. It is preferable that the material of the magnet holding member 2 has a high magnetic permeability.
  • a material with high magnetic permeability is, for example, a ferromagnetic material such as carbon steel or cast iron.
  • a plurality of permanent magnets 3 are held by the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • Each permanent magnet 3 is fixed to the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 with, for example, an adhesive.
  • Each of the permanent magnets 3 may be fixed to the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 with bolts or the like.
  • the permanent magnet 3 faces the inner peripheral surface of the conductive member 1 with a gap therebetween.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view (horizontal cross-sectional view) of the eddy current damper 10 taken along a plane perpendicular to the central axis X.
  • FIG. 2 only part of the conductive member 1, the magnet holding member 2 and the plurality of permanent magnets 3 are shown.
  • the permanent magnets 3 are arranged along the circumferential direction of the magnet holding member 2 on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 . These permanent magnets 3 are arranged at substantially equal intervals over the entire circumference of the magnet holding member 2 .
  • the magnetic poles (N pole and S pole) of the permanent magnets 3 are arranged in the radial direction.
  • the permanent magnets 3 are provided on the magnet holding member 2 so that the magnetic poles of the permanent magnets 3 adjacent to each other in the circumferential direction of the magnet holding member 2 are reversed. That is, when a certain permanent magnet 3 has an N pole radially outside and an S pole radially inside, the permanent magnets 3 located on both sides of this permanent magnet 3 have S poles radially outside. , the north pole is arranged radially inward.
  • the ball screw 4 includes a nut 41 and a screw shaft 42 .
  • the nut 41 includes an annular flange portion 411 and a tubular portion 412 .
  • the flange portion 411 and the cylindrical portion 412 are arranged substantially coaxially with the magnet holding member 2 .
  • the flange portion 411 is arranged between the magnet holding member 2 and the support member 61 . More specifically, the flange portion 411 is arranged between one axial end portion of the magnet holding member 2 and the flange portion 611 of the support member 61 .
  • the cylindrical portion 412 extends from the flange portion 411 into the magnet holding member 2 .
  • the nut 41 is fixed to the magnet holding member 2. More specifically, the nut 41 is fixed to one axial end of the magnet holding member 2 by a flange portion 411 . Nut 41 is also fixed to support member 61 of magnet holding member 2 . More specifically, the nut 41 is fixed to the flange portion 611 of the support member 61 by the flange portion 411 . The nut 41 is fixed to the magnet holding member 2 and the support member 61 by, for example, bolts.
  • the screw shaft 42 passes through the nut 41.
  • the screw shaft 42 is configured to be axially movable with respect to the nut 41 and to rotate the nut 41 around the screw shaft 42 (the central axis X) as it moves in the axial direction.
  • the magnet holding member 2 rotates around the central axis X. As shown in FIG.
  • a ball is interposed between the outer peripheral surface of the screw shaft 42 and the inner peripheral surface of the nut 41 .
  • the balls roll along thread grooves provided on the outer peripheral surface of the screw shaft 42 and the inner peripheral surface of the nut 41 when the screw shaft 42 moves in the axial direction.
  • One end in the axial direction of the screw shaft 42 is attached to a pillar or beam of the building via an attachment member 20a. That is, the screw shaft 42 is fixed to the building.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the longitudinal section (FIG. 1) of the eddy current damper 10. As shown in FIG. A more detailed configuration of the eddy current damper 10 will be described below with reference to FIG.
  • the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 is provided with projections 21 and 22 projecting in the radial direction.
  • the protrusions 21 and 22 are portions of the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 that protrude toward the conductive member 1 compared to other portions.
  • the protrusions 21 and 22 protrude toward the conductive member 1 with respect to the permanent magnet 3 . That is, part of the surface of the convex portions 21 and 22 is located outside the permanent magnet 3 in the radial direction.
  • Each of the protrusions 21 and 22 extends in the circumferential direction of the magnet holding member 2 .
  • Each of the protrusions 21 and 22 is preferably provided over the entire circumference of the magnet holding member 2 .
  • Each of the protrusions 21 and 22 is, for example, continuously provided over the entire circumference of the magnet holding member 2 . That is, each of the protrusions 21 and 22 has, for example, an annular shape.
  • each of the protrusions 21 and 22 may be divided into a plurality of portions in the circumferential direction of the magnet holding member 2.
  • the protrusions 21 and 22 are arranged on both sides of the permanent magnet 3 in the axial direction.
  • the protrusions 21 and 22 are arranged at both ends of the magnet holding member 2 in the axial direction.
  • One convex portion 21 is provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 at one end in the axial direction, in other words, at the end adjacent to the nut 41 .
  • the other projection 22 is provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 at the other end in the axial direction, in other words, at the end remote from the nut 41 .
  • the eddy current damper 10 further includes sliding members 91 and 92 .
  • the sliding member 91 is provided at a portion of the inner peripheral surface of the conductive member 1 that faces the convex portion 21 provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • the sliding material 92 is provided at a portion of the inner peripheral surface of the conductive member 1 that faces the convex portion 22 provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • the sliding members 91 and 92 are provided continuously over the entire circumference of the conductive member 1 .
  • the sliding members 91 and 92 each have a coefficient of friction smaller than that of the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • the sliding members 91 and 92 can be made of a material with a low coefficient of friction, such as fluororesin.
  • a groove may be provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and a material with a low coefficient of friction may be embedded in the groove as the sliding members 91 and 92 .
  • the sliding members 91, 92 may be coated with a material with a low coefficient of friction.
  • the convex portion 21 provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 and the radial direction of the eddy current damper 10
  • a gap g ⁇ b>1 is formed between the portion (opposing portion) facing the convex portion 21 in .
  • the gap g1 is smaller than the gap G between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the permanent magnet 3.
  • a gap g2 is formed between them.
  • Gap g2 is smaller than gap G between the inner peripheral surface of conductive member 1 and permanent magnet 3 .
  • the gaps g1 and g2 are spaces provided between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 at the positions of the protrusions 21 and 22 .
  • the gaps g1 and g2 are defined by the shortest distances from the protrusions 21 and 22 to their opposing portions when the eddy current damper 10 is viewed in longitudinal section.
  • the gaps g1 and g2 extend from the top surfaces of the convex portions 21 and 22 to the sliding members 91 and 92, respectively.
  • 92 is the radial distance to the surface.
  • the gap G is defined as the shortest distance between the conductive member 1 and the permanent magnet 3 when the eddy current damper 10 is viewed in longitudinal section. In other words, the gap G is the distance in the radial direction from the surface of the permanent magnet 3 to the inner peripheral surface of the conductive member 1 .
  • the gaps g1 and g2 formed between the protrusions 21 and 22 and the sliding members 91 and 92 can be set to 70% or less of the gap G between the conductive member 1 and the permanent magnet 3, for example.
  • the gap G between the conductive member 1 and the permanent magnet 3 can be, for example, 0.5 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the distance in the axial direction between each of the protrusions 21 and 22 and the permanent magnet 3 can be about five times the gap G, for example.
  • the magnet holding member 2 is provided with projections 21 and 22 on the outer peripheral surface thereof. Also, the gaps g1 and g2 between the protrusions 21 and 22 and the sliding members 91 and 92 that face them are smaller than the gap G between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the permanent magnet 3 . Therefore, when the magnet holding member 2 and the permanent magnet 3 move closer to the conductive member 1 for some reason during the operation of the eddy current damper 10 , the projections 21 and 22 of the magnet holding member 2 do not interfere with the permanent magnet 3 . contact with the opposing portion on the conductive member 1 side with priority over the contact. Therefore, contact between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 can be prevented. Moreover, since contact between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 does not occur, the gap G between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 can be reduced. As a result, the resistance of the eddy current damper 10 can be improved.
  • sliding members 91 and 92 are provided on portions of the inner peripheral surface of the conductive member 1 that face the convex portions 21 and 22 .
  • the frictional resistance between the protrusions 21 and 22 and the conductive member 1 can be reduced. Therefore, when the protrusions 21 and 22 contact the conductive member 1 during operation of the eddy current damper 10, it is possible to prevent the rotation of the magnet holding member 2 from being hindered by this contact.
  • wear of the protrusions 21 and 22 and wear of portions of the inner peripheral surface of the conductive member 1 facing the protrusions 21 and 22 can be reduced.
  • convex portions 21 and 22 are arranged at both ends of the magnet holding member 2 in the axial direction. Therefore, when the magnet holding member 2 holding the permanent magnet 3 moves closer to the conductive member 1 during operation of the eddy current damper 10, the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 forms a plurality of protrusions 21 and 22. , the opposite portion on the conductive member 1 side is contacted. Therefore, the load between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 can be distributed to the plurality of protrusions 21 and 22, and the contact between each of the protrusions 21 and 22 and the conductive member 1 can be reduced. Contact surface pressure can be reduced.
  • the convex portion 21 is arranged at a position closer to the end adjacent to the nut 41 than to the end remote from the nut 41 among both ends of the magnet holding member 2 in the axial direction. That is, the convex portion 21 is arranged near the nut 41 . Therefore, when the eddy current damper 10 is used, even if the rotating nut 41 swings and the magnet holding member 2 moves toward the conductive member 1 side along with the nut 41, the projection 21 immediately moves toward the conductive member 1 side. It contacts the opposing portion and can regulate the movement of the magnet holding member 2 . Therefore, contact between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 can be prevented more effectively.
  • projections 21 and 22 are provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • the inner peripheral surface of the conductive member 1 is not provided with a portion that protrudes toward the magnet holding member 2 beyond the radially outer surface of the permanent magnet 3 . In this case, the eddy current damper 10 can be easily disassembled.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper 10A according to the second embodiment, showing an enlarged view of a portion of the eddy current damper 10A.
  • the eddy current damper 10A according to the present embodiment is similar to the first embodiment in that the convex portion 21 is provided only near the nut 41 on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2. It differs from the eddy current damper 10 .
  • the eddy current damper 10A according to this embodiment also has the same effects as the eddy current damper 10 according to the first embodiment. That is, even if the magnet holding member 2 and the permanent magnet 3 move closer to the conductive member 1 during the operation of the eddy current damper 10A, the convex portion 21 of the magnet holding member 2 is moved closer to the permanent magnet 3 than the permanent magnet 3. can also be preferentially brought into contact with the facing portion on the conductive member 1 side. Therefore, contact between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 can be prevented, and the gap G between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 can be reduced.
  • the protrusion 21 is provided near the nut 41 , when the magnet holding member 2 and the permanent magnet 3 approach the conductive member 1 particularly due to the swinging of the nut 41 , the permanent magnet 3 and the conductive member 1 are separated from each other. can effectively prevent contact with
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper 10B according to a third embodiment, showing an enlarged view of a portion of the eddy current damper 10B.
  • the sliding members 91 and 92 are provided not on the conductive member 1 but on the projections 21 and 22 of the magnet holding member 2. , is different from the eddy current damper 10 according to the first embodiment.
  • the frictional resistance between the convex portions 21 and 22 and the conductive member 1 can be reduced as in the first embodiment. . Therefore, it is possible to prevent the rotation of the magnet holding member 2 from being hindered due to the contact between the protrusions 21 and 22 and the conductive member 1 . In addition, abrasion of the protrusions 21 and 22 and the inner peripheral surface of the conductive member 1 can be reduced.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper 10C according to a fourth embodiment, showing an enlarged view of a portion of the eddy current damper 10C.
  • the eddy current damper 10C according to the present embodiment is provided with protrusions 11 and 12 on the inner peripheral surface of the conductive member 1 instead of the outer peripheral surface of the magnet holding member 2. It differs from the eddy current damper 10 according to the embodiment.
  • the inner peripheral surface of the conductive member 1 is provided with projections 11 and 12 projecting in the radial direction.
  • the protrusions 11 and 12 are portions of the inner peripheral surface of the conductive member 1 that protrude toward the magnet holding member 2 compared to other portions.
  • Sliding members 91 and 92 are provided on the convex portions 11 and 12 .
  • the sliding members 91 and 92 may be provided at portions of the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 that face the protrusions 11 and 12 .
  • Each of the protrusions 11 and 12 extends in the circumferential direction of the conductive member 1 and magnet holding member 2 .
  • Each of the protrusions 11 and 12 is preferably provided over the entire circumference of the conductive member 1 .
  • Each of the convex portions 11 and 12 is provided, for example, continuously over the entire circumference of the conductive member 1 . That is, each of the protrusions 11 and 12 has, for example, an annular shape.
  • each of protrusions 11 and 12 may be divided into a plurality of portions in the circumferential direction of conductive member 1 .
  • the protrusions 11 and 12 are arranged on both sides of the permanent magnet 3 in the axial direction, similar to the protrusions 21 and 22 (FIG. 3) of the first embodiment.
  • the protrusions 11 and 12 are arranged on the conductive member 1 at positions corresponding to both ends of the magnet holding member 2 in the axial direction.
  • One convex portion 11 is provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 on one end side in the axial direction.
  • the convex portion 11 is arranged at a position close to the end portion to which the nut 41 is fixed, among both axial end portions of the magnet holding member 2 .
  • the other convex portion 12 is provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 on the other end side in the axial direction.
  • a gap g1 is provided between the convex portion 11 on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the portion (facing portion) of the eddy current damper 10C that faces the convex portion 11 in the radial direction. is formed.
  • the gap g1 is smaller than the gap G between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the permanent magnet 3.
  • a gap g2 is formed between the convex portion 12 on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and a portion (opposing portion) of the eddy current damper 10C that faces the convex portion 12 in the radial direction.
  • Gap g2 is smaller than gap G between the inner peripheral surface of conductive member 1 and permanent magnet 3 .
  • the gaps g1 and g2 are defined by the shortest distances from the sliding members 91 and 92 on the protrusions 11 and 12 to the opposing portions of the protrusions 11 and 12 when the eddy current damper 10C is viewed in longitudinal section.
  • the gaps g1 and g2 are distances in the radial direction from the surfaces of the sliding members 91 and 92 to the outer peripheral surface of the magnet holding member 2, respectively.
  • the magnet holding member 2 and the permanent magnet 3 move closer to the conductive member 1 for some reason during the operation of the eddy current damper 10C, the magnet holding member 2 has priority over the permanent magnet 3. It contacts the convex portions 11 and 12 of the member 1 . Therefore, contact between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 can be prevented.
  • a plurality of protrusions 11 and 12 are provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 .
  • the inner peripheral surface of the conductive member 1 may be provided with only one protrusion 11, for example.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an eddy current damper 10D according to the fifth embodiment, showing an enlarged view of a portion of the eddy current damper 10D.
  • the eddy current damper 10D according to the present embodiment differs from the eddy current dampers according to the above-described embodiments in that convex portions are provided on both the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer peripheral surface of the magnet holding member 2. .
  • convex portions 11 and 12 are provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 .
  • Protrusions 21 and 22 are provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • the protrusions 11 and 12 of the conductive member 1 are radially opposed to the protrusions 21 and 22 of the magnet holding member 2, respectively.
  • Sliding members 91 and 92 are provided on the protrusions 21 and 22 of the magnet holding member 2 .
  • the sliding member 91 or the sliding member 92 may be provided on the convex portion 11 or the convex portion 12 of the conductive member 1 .
  • a gap g1 formed between the convex portion 11 on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the convex portion 21 on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 is the gap G between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the permanent magnet 3. less than Further, the gap g2 formed between the convex portion 12 on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the convex portion 22 on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 is the gap between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the permanent magnet 3. smaller than the gap G.
  • the gaps g1 and g2 are distances in the radial direction from the surfaces of the sliding members 91 and 92 on the protrusions 21 and 22 to the top surfaces of the protrusions 11 and 12, respectively.
  • the gaps g1 and g2 between the projections 11 and 12 of the conductive member 1 and the projections 21 and 22 of the magnet holding member 2 facing them are the same as the inner circumference of the conductive member 1. Since it is smaller than the gap G between the surface and the permanent magnet 3, the same effect as the eddy current damper 10 according to the first embodiment can be obtained. That is, when the magnet holding member 2 and the permanent magnet 3 move closer to the conductive member 1 for some reason during the operation of the eddy current damper 10D, the magnet holding member 2 has priority over the permanent magnet 3. The protrusions 21 and 22 contact the protrusions 11 and 12 of the conductive member 1 . Therefore, contact between the permanent magnet 3 and the conductive member 1 can be prevented.
  • a plurality of protrusions 11 and 12 are provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and a plurality of protrusions 21 and 22 are provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • only one protrusion 11 may be provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 .
  • only one projection 21 may be provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2, for example.
  • the protrusions 11 and 12 on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the protrusions 21 and 22 on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 have a rectangular shape.
  • the shape of the protrusions 11, 12, 21, 22 is not limited to this.
  • the protrusions 21 and 22 on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 may have an arcuate shape protruding toward the conductive member 1 when viewed in longitudinal section of the eddy current damper.
  • the protrusions 21 and 22 of the magnet holding member and the conductive member 1 come into contact with each other during use of the eddy current damper, the protrusions 21 and 22 are in linear contact with the conductive member 1 . contact area is reduced. Therefore, the frictional resistance between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 at the positions of the protrusions 21, 21 can be reduced.
  • the protrusions 11 and 12 FIGGS.
  • the inner peripheral surface of the conductive member 1 also have an arcuate shape protruding toward the magnet holding member 2 when viewed in longitudinal section of the eddy current damper. can be done.
  • the gaps g1 and g2 are formed by the protrusions 11 and 12 or the protrusions 21 and 22 of the magnet holding member 2. It is the distance in the radial direction between the apexes of 21 and 22 and their opposing portions.
  • Sliders 91, 92 may be provided.
  • sliding members 91 and 92 may be provided on the convex portions 11 and 12 or the convex portions 21 and 22 .
  • the eddy current damper according to each of the above embodiments includes bearings 81 and 82 for supporting radial loads.
  • the gap between the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 at the positions of the protrusions 21 and 22 is very small, and the protrusions 21 , 22 in which the conductive member 1 and the magnet holding member 2 are almost always in contact with each other. , 82 (FIG. 1) can be omitted.
  • the protrusions 11 and 12 are provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 (FIGS.
  • the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer periphery of the magnet holding member 2 are located at the positions of the protrusions 11 and 12.
  • the bearings 81, 82 (FIG. 1) can be omitted when the gap between the surfaces is very small and the sliding members 91, 92 function as slide bearings for supporting radial loads. Thereby, the eddy current damper can be miniaturized in the axial direction.
  • a row of permanent magnets 3 arranged in the circumferential direction is provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • multiple rows of permanent magnets 3 may be provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • convex portions provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 and/or the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 can be arranged between the rows of the permanent magnets 3 .
  • one projection 21 or two projections 21 and 22 are provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • one protrusion 11 or two protrusions 11 and 22 are provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 .
  • the number of protrusions provided on one or both of the inner peripheral surface of the conductive member 1 and the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 is not particularly limited.
  • three or more protrusions can be provided on the outer peripheral surface of the magnet holding member 2 .
  • three or more protrusions can be provided on the inner peripheral surface of the conductive member 1 .
  • the convex portions 11 and 12 or the convex portions 21 and 22 are integrated with the conductive member 1 or the magnet holding member 2.
  • the convex portion may be a separate member from the conductive member 1 or the magnet holding member 2 . If the convex portion is a separate member from the conductive member 1 or the magnet holding member 2, the convex portion can be attached to the conductive member 1 or the magnet holding member 2 with, for example, bolts.
  • the convex portion may be made of a material having a coefficient of friction smaller than that of the conductive member 1 and the magnet holding member 2, and the convex portion itself may function as a sliding member.
  • the magnetic poles (N pole and S pole) of the permanent magnets 3 are arranged in the radial direction of the magnet holding member 2 .
  • each magnetic pole (N pole and S pole) of the permanent magnets 3 may be arranged in the circumferential direction of the magnet holding member 2 .
  • a pole piece is preferably arranged between the permanent magnets 3 adjacent in the circumferential direction, and the magnet holding member 2 is preferably made of a non-magnetic material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

渦電流式ダンパ(10)は、導電部材(1)と、磁石保持部材(2)と、複数の永久磁石(3)と、摺動材(91,92)とを備える。磁石保持部材(2)は、導電部材(1)の内側に配置される。永久磁石(3)は、磁石保持部材(2)の外周面によって保持され、導電部材(1)の内周面と隙間(G)を空けて対向する。導電部材(1)の内周面及び磁石保持部材(2)の外周面の一方又は双方には、凸部(11,12,21,22)が設けられる。ダンパ(10)を中心軸に沿った断面で見たとき、凸部(11,12,21,22)と対向部との間には隙間(g1,g2)が形成される。凸部(11,12,21,22)と対向部との隙間(g1,g2)は、導電部材(1)の内周面と永久磁石(3)との隙間(G)よりも小さい。摺動材(91,92)は、凸部(11,12,21,22)、又は、導電部材(1)の内周面若しくは磁石保持部材(2)の外周面のうち凸部(11,12,21,22)に対向する部分に設けられる。

Description

渦電流式ダンパ
 本開示は、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、制振装置が使用されている。制振装置は、例えば建物の柱又は梁に取り付けられ、建物の振動を抑制する。このような制振装置の一種として、渦電流式ダンパが知られている。
 特許文献1は、円筒状の導電部材と、円筒状の磁石保持部材と、複数の永久磁石とを含む渦電流式ダンパを開示する。特許文献1の渦電流式ダンパにおいて、磁石保持部材は、例えば、導電部材の内側に配置される。永久磁石は、磁石保持部材によって保持されており、導電部材と隙間を空けて対向する。磁石保持部材の軸方向の一端部には、ボールねじのナットが固定されている。ボールねじのねじ軸は、ナットを貫通し、磁石保持部材内に延びている。ねじ軸及び導電部材は、それぞれ、取付部材を介して建物の柱又は梁に取り付けられている。
 地震等によって建物が振動し、特許文献1の渦電流式ダンパに振動が入力されると、ボールねじのねじ軸がその軸方向に沿って移動する。これに伴い、ボールねじのナット及び磁石保持部材がねじ軸周りに回転する。これにより、磁石保持部材に保持された永久磁石が導電部材に対して相対的に回転するため、導電部材に渦電流が発生する。この渦電流と永久磁石が形成する磁界との相互作用により、ナット及び磁石保持部材の回転方向と逆方向の抵抗力(ローレンツ力)が生じ、ナット及び磁石保持部材の回転が妨げられる。その結果、ねじ軸の軸方向の移動も妨げられ、建物の振動が減衰される。
 特許文献2及び3も、導電部材と、磁石保持部材と、複数の永久磁石とを含む渦電流式ダンパを開示する。特許文献2の渦電流式ダンパにおいて、永久磁石は、磁石保持部材の外周面に設けられた凹部内に配置される。磁石保持部材の外周面のうち、軸方向において凹部の両側に位置する端部には、フィンが設けられていてもよい。特許文献2によれば、フィンが磁石保持部材とともに回転することにより、渦電流式ダンパ内の空気が流れ、導電部材及び永久磁石の熱が拡散される。
 特許文献3の渦電流式ダンパでは、磁石保持部材の外周面に強磁性リング部が設けられている。強磁性リング部は、磁石保持部材の軸方向の両端部に設けられる。強磁性リング部は、導電部材の内周面と隙間を空けて対向している。特許文献3には、永久磁石の近傍で強磁性リング部による磁気回路が形成され、この磁気回路の磁界はボールねじのナットに向かわないと記載されている。これにより、永久磁石によって形成される磁気回路の磁界の漏れが防止され、ナットへの磁界の到達が防止される。したがって、磁気回路の磁界の漏れに起因する振動減衰性能の低下を防止することができる。
国際公開第2019/044722号 特開2019-100438号公報 特開2019-078332号公報
 各特許文献に記載されているように、永久磁石を用いた渦電流式ダンパでは、複数の永久磁石が導電部材と隙間を空けて対向する。この隙間が小さくなるほど永久磁石の磁界が導電部材に影響を及ぼしやすくなる。よって、渦電流式ダンパの抵抗力を向上させるためには、永久磁石と導電部材との隙間をできるだけ縮小させることが好ましい。しかしながら、永久磁石と導電部材との隙間を縮小させると、永久磁石が導電部材に接触する恐れがある。
 例えば、ボールねじのナットは、回転時、ねじ溝を転動するボールとの隙間の分だけ径方向に揺れ動く。この場合、永久磁石を保持する磁石保持部材も、ナットとともに径方向に揺動する。渦電流式ダンパを使用するほどボールが摩耗し、ボールとナットとの隙間が拡大するため、回転時におけるナットの揺動は大きくなる。このようなナットの揺動により、永久磁石と導電部材との接触が発生する可能性がある。
 あるいは、渦電流式ダンパを構成する各部品間の隙間(ガタ)の分だけ、永久磁石を保持する磁石保持部材が径方向に移動することがある。永久磁石と導電部材との間には永久磁石の磁力(引力)が作用するため、永久磁石及び磁石保持部材は導電部材に近づきやすい。そのため、永久磁石と導電部材との接触が発生する可能性がある。
 あるいは、ボールねじのねじ軸に対し、建物からの振動が軸方向に対して斜めに入力された場合、渦電流式ダンパを構成する各部品が変形したり、径方向に移動したりすることがある。これにより、永久磁石と導電部材との接触が発生する可能性がある。
 このように、ナットの揺動、永久磁石の引力、若しくは振動の入力方向、あるいはこれらの組み合わせにより、渦電流式ダンパの使用中に永久磁石が導電部材に接触する可能性がある。永久磁石と導電部材との隙間が小さすぎる場合、永久磁石と導電部材との接触が特に生じやすい。永久磁石が導電部材に接触した場合、永久磁石が破損する恐れがある。しかしながら、渦電流式ダンパの抵抗力を向上させる観点からは、永久磁石と導電部材との隙間を縮小させる必要がある。
 本開示は、永久磁石と導電部材との隙間を縮小させつつ、永久磁石と導電部材との接触を防止することができる渦電流式ダンパを提供することを課題とする。
 本開示に係る渦電流式ダンパは、導電部材と、磁石保持部材と、複数の永久磁石と、摺動材とを備える。導電部材は、筒状を有する。磁石保持部材は、導電部材の内側に配置される。磁石保持部材は、筒状を有する。磁石保持部材は、その中心軸周りに回転可能に構成されている。永久磁石は、磁石保持部材の周方向に沿って配列される。永久磁石は、磁石保持部材の外周面によって保持される。永久磁石は、導電部材の内周面と隙間を空けて対向する。摺動材は、導電部材の内周面及び磁石保持部材の外周面の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する。導電部材の内周面及び磁石保持部材の外周面の一方又は双方には、凸部が設けられている。凸部は、導電部材又は磁石保持部材の径方向に突出し、周方向に沿って延びる。渦電流式ダンパを上記中心軸に沿った断面で見たとき、凸部と、径方向において当該凸部と対向する対向部との間には隙間が形成されている。渦電流式ダンパを上記中心軸に沿った断面で見たとき、凸部と対向部との隙間は、導電部材の内周面と永久磁石との隙間よりも小さい。摺動材は、例えば凸部に設けられる。あるいは、導電部材の内周面又は磁石保持部材の外周面のうち凸部に対向する部分に、摺動材が設けられてもよい。
 本開示に係る渦電流式ダンパによれば、永久磁石と導電部材との隙間を縮小させつつ、永久磁石と導電部材との接触を防止することができる。
図1は、第1実施形態に係る渦電流式ダンパの縦断面図である。 図2は、第1実施形態に係る渦電流式ダンパの横断面図である。 図3は、図1に示す渦電流式ダンパの縦断面の部分拡大図である。 図4は、第2実施形態に係る渦電流式ダンパの縦断面図であり、当該渦電流式ダンパの一部分を拡大して示す図である。 図5は、第3実施形態に係る渦電流式ダンパの縦断面図であり、当該渦電流式ダンパの一部分を拡大して示す図である。 図6は、第4実施形態に係る渦電流式ダンパの縦断面図であり、当該渦電流式ダンパの一部分を拡大して示す図である。 図7は、第5実施形態に係る渦電流式ダンパの縦断面図であり、当該渦電流式ダンパの一部分を拡大して示す図である。 図8は、各実施形態の変形例に係る渦電流式ダンパの縦断面図であり、当該渦電流式ダンパの一部分を拡大して示す図である。 図9は、各実施形態の別の変形例に係る渦電流式ダンパの縦断面図であり、当該渦電流式ダンパの一部分を拡大して示す図である。
 実施形態に係る渦電流式ダンパは、導電部材と、磁石保持部材と、複数の永久磁石と、摺動材とを備える。導電部材は、筒状を有する。磁石保持部材は、導電部材の内側に配置される。磁石保持部材は、筒状を有する。磁石保持部材は、その中心軸周りに回転可能に構成されている。永久磁石は、磁石保持部材の周方向に沿って配列される。永久磁石は、磁石保持部材の外周面によって保持される。永久磁石は、導電部材の内周面と隙間を空けて対向する。摺動材は、導電部材の内周面及び磁石保持部材の外周面の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する。導電部材の内周面及び磁石保持部材の外周面の一方又は双方には、凸部が設けられている。凸部は、導電部材又は磁石保持部材の径方向に突出し、周方向に沿って延びる。渦電流式ダンパを上記中心軸に沿った断面で見たとき、凸部と、径方向において当該凸部と対向する対向部との間には隙間が形成されている。渦電流式ダンパを上記中心軸に沿った断面で見たとき、凸部と対向部との隙間は、導電部材の内周面と永久磁石との隙間よりも小さい。摺動材は、例えば凸部に設けられる。あるいは、導電部材の内周面又は磁石保持部材の外周面のうち凸部に対向する部分に、摺動材が設けられてもよい(第1の構成)。
 第1の構成に係る渦電流式ダンパでは、導電部材の内周面、及びこれに対向する磁石保持部材の外周面の一方又は双方に凸部が設けられている。磁石保持部材の中心軸に沿った断面(縦断面)で渦電流式ダンパを見たとき、凸部と、当該凸部と対向する対向部との隙間は、導電部材の内周面と永久磁石との隙間よりも小さい。そのため、磁石保持部材に保持された永久磁石が何らかの要因で導電部材に対して近づくように移動したとき、導電部材の内周面と磁石保持部材の外周面とが凸部の位置で優先的に接触する。この場合、永久磁石は導電部材の内周面に接触しない。よって、第1の構成に係る渦電流式ダンパによれば、永久磁石と導電部材との接触を防止することができる。また、永久磁石と導電部材との接触が生じないことにより、永久磁石と導電部材との隙間を縮小させることができる。その結果、渦電流式ダンパの抵抗力を向上させることができる。
 第1の構成に係る渦電流式ダンパでは、導電部材の内周面及び/又は磁石保持部材の外周面に形成された凸部か、導電部材の内周面又は磁石保持部材の外周面のうち凸部に対向する部分に摺動材が設けられる。そのため、凸部の位置における導電部材の内周面と磁石保持部材の外周面との間の摩擦抵抗を低減することができる。よって、導電部材の内周面と磁石保持部材の外周面とが凸部の位置で接触したとき、この接触によって磁石保持部材の回転が阻害されるのを抑制することができる。また、導電部材の内周面及び磁石保持部材の外周面の摩耗を軽減することができるため、凸部の位置における導電部材の内周面と磁石保持部材の外周面との隙間を小さいまま維持することができる。これにより、永久磁石と導電部材との接触を長期にわたって防止することができる。
 凸部とその対向部との隙間は、導電部材の内周面と永久磁石との隙間の70%以下であることが好ましい(第2の構成)。
 上記渦電流式ダンパは、さらに、ボールねじを備えることができる。ボールねじは、ナットと、ねじ軸とを含む。ナットは、例えば、磁石保持部材の軸方向の一端部に固定される。ねじ軸は、このナットを貫通する。この場合、軸方向において磁石保持部材の他端部よりもナットが固定される一端部に近い位置に、凸部が配置されてもよい(第3の構成)。
 上述したように、永久磁石と導電部材との接触が生じる要因の1つとして、ボールねじのナットの揺動が挙げられる。これに対して、第3の構成では、磁石保持部材の軸方向の両端部のうち、ナットが固定される端部に近い位置に凸部が配置されている。そのため、渦電流式ダンパの使用時において、回転中のナットが揺動して磁石保持部材がナットとともに導電部材側に移動したとしても、導電部材の内周面又は磁石保持部材の外周面に凸部が直ちに接触し、磁石保持部材の移動を規制することができる。よって、永久磁石と導電部材との接触をより効果的に防止することができる。
 凸部は、磁石保持部材の軸方向の両端部にそれぞれ配置されてもよい。あるいは、凸部は、導電部材において磁石保持部材の両端部に対応する位置にそれぞれ配置されてもよい(第4の構成)。
 第4の構成では、磁石保持部材の軸方向の両端部か、導電部材のうち磁石保持部材の両端部に対応する位置に凸部が配置されている。この場合、導電部材の内周面と磁石保持部材の外周面とが複数の凸部で接触することになる。よって、導電部材の内周面と磁石保持部材の外周面との間の荷重を複数の凸部に分散させることができ、各凸部と導電部材の内周面又は磁石保持部材の外周面との接触面圧を低減することができる。
 凸部は、磁石保持部材の外周面に設けられてもよい(第5の構成)。
 凸部は、渦電流式ダンパを中心軸に沿った断面で見て、円弧状を有していてもよい(第6の構成)。
 第6の構成では、渦電流式ダンパの縦断面視で凸部が円弧状を有する。この場合、凸部がその対向部に対して線状に接触することができるため、凸部と対向部との接触面積が小さくなる。これにより、凸部の位置における導電部材の内周面と磁石保持部材の外周面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
 以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。
 <第1実施形態>
 [渦電流式ダンパの全体構成]
 図1は、第1実施形態に係る渦電流式ダンパ10の概略構成を示す縦断面図である。渦電流式ダンパ10は、例えば、取付部材20a,20bによって建物の柱又は梁に取り付けられ、建物の振動を抑制する。
 図1を参照して、渦電流式ダンパ10は、導電部材1と、磁石保持部材2と、複数の永久磁石3と、ボールねじ4とを備える。
 (導電部材)
 導電部材1は、図1に示す一点鎖線Xを中心軸とする筒状を有する。導電部材1は、例えば、実質的に円筒状を有する。以下、渦電流式ダンパ10及びその構成部品に関して、導電部材1の中心軸Xが延びる方向を軸方向といい、中心軸X周りの円又は円筒の径方向を単に径方向という。
 導電部材1の軸方向の両端部は、支持部材51,52によって支持されている。支持部材51,52の各々は、筒状を有する。本実施形態では、支持部材51,52のうち、導電部材1側の部分は円すい筒状に形成され、他の部分は円筒状に形成されている。支持部材51,52は、それぞれ、導電部材1と実質的に同軸に配置されている。一方の支持部材51は、導電部材1の軸方向の一端部に接続されている。他方の支持部材52は、導電部材1の軸方向の他端部に接続されている。支持部材52は、取付部材20bを介して建物の柱又は梁に取り付けられる。これにより、導電部材1が建物に固定される。
 図1の例において、支持部材51,52は、導電部材1と一体的に形成されている。ただし、支持部材51,52は、導電部材1と別体であってもよい。支持部材51,52が導電部材1と別体である場合、例えばボルト等を使用して、導電部材1に支持部材51,52を接続することができる。
 導電部材1は、導電性を有する材質で構成されている。導電部材1の材質は、例えば、炭素鋼や鋳鉄等の強磁性体である。導電部材1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、又は銅合金等の非磁性体であってもよい。
 (磁石保持部材)
 磁石保持部材2は、筒状を有する。磁石保持部材2は、例えば、実質的に円筒状を有する。磁石保持部材2は、導電部材1と共通の中心軸Xを有し、導電部材1の内側に配置されている。すなわち、磁石保持部材2は、径方向において導電部材1の内側で導電部材1と実質的に同軸に配置されている。磁石保持部材2は、中心軸X周りに回転可能に構成されている。
 磁石保持部材2の軸方向の両端部は、支持部材61,62によって支持される。支持部材61,62は、それぞれ、径方向において導電部材1の支持部材51,52の内側に配置されている。
 一方の支持部材61は、例えば、環状のフランジ部611と、筒部612とを含む。フランジ部611及び筒部612は、磁石保持部材2と実質的に同軸に配置されている。フランジ部611は、ボールねじ4を介して磁石保持部材2の軸方向の一端部に固定される。筒部612は、フランジ部611から取付部材20a側へと延びている。筒部612は、導電部材1の支持部材51の円筒状の部分に挿入されている。
 他方の支持部材62は、例えば、環状のフランジ部621と、筒部622とを含む。フランジ部621及び筒部622は、磁石保持部材2と実質的に同軸に配置されている。フランジ部621は、磁石保持部材2の軸方向の他端部に接続されている。筒部622は、フランジ部621から取付部材20b側へと延びている。筒部622は、導電部材1の支持部材52の円筒状の部分に挿入されている。
 図1の例において、支持部材62は、磁石保持部材2と一体的に形成されている。ただし、支持部材62は、磁石保持部材2と別体であってもよい。支持部材62が磁石保持部材2と別体である場合、例えばボルト等を使用して、磁石保持部材2に支持部材62を接続することができる。
 導電部材1の支持部材51,52と磁石保持部材2の支持部材61,62との間には、軸方向の荷重を支持するための軸受71,72が設けられている。本実施形態では、軸受71は、軸方向において、支持部材51の円筒状の部分と支持部材61のフランジ部611との間に配置されている。軸受72は、軸方向において、支持部材52の円筒状の部分と支持部材62のフランジ部621との間に配置されている。
 導電部材1の支持部材51,52と磁石保持部材2の支持部材61,62との間には、さらに、径方向の荷重を支持するための軸受81,82が設けられている。本実施形態では、軸受81は、径方向において、支持部材51の円筒状の部分と支持部材61の筒部612との間に配置されている。軸受82は、径方向において、支持部材52の円筒状の部分と支持部材62の筒部622との間に配置されている。
 軸受71,72,81,82としては、公知の軸受を適宜選択して使用することができる。軸方向の荷重を支持するための軸受71,72は、例えば、ボールベアリングやローラーベアリング等の転がり軸受であってもよいし、滑り軸受であってもよい。同様に、径方向の荷重を支持するための軸受81,82は、例えば、ボールベアリングやローラーベアリング等の転がり軸受であってもよいし、滑り軸受であってもよい。
 本実施形態において、磁石保持部材2は、磁性を有する材質で構成される。磁石保持部材2の材質は、透磁率の高いものであることが好ましい。透磁率の高い材質とは、例えば、炭素鋼、鋳鉄等の強磁性体である。
 (永久磁石)
 複数の永久磁石3は、磁石保持部材2の外周面によって保持される。永久磁石3の各々は、例えば接着剤により、磁石保持部材2の外周面に固定される。永久磁石3の各々は、ボルト等によって磁石保持部材2の外周面に固定されてもよい。永久磁石3は、導電部材1の内周面と隙間を空けて対向する。
 図2は、渦電流式ダンパ10を中心軸Xに垂直な平面で切断した断面図(横断面図)である。図2では、導電部材1、磁石保持部材2、及び複数の永久磁石3の一部分のみを示す。
 図2を参照して、永久磁石3は、磁石保持部材2の外周面上で、磁石保持部材2の周方向に沿って配列されている。これらの永久磁石3は、磁石保持部材2の全周にわたり、実質的に等間隔で配列されている。本実施形態では、永久磁石3の各々の磁極(N極及びS極)が径方向に並んでいる。永久磁石3は、磁石保持部材2の周方向に隣り合う永久磁石3同士の磁極が反転するように、磁石保持部材2上に設けられている。すなわち、ある永久磁石3においてN極が径方向の外側、S極が径方向の内側に配置されている場合、この永久磁石3の両隣に位置する永久磁石3では、S極が径方向の外側、N極が径方向の内側に配置されている。
 (ボールねじ)
 図1に戻り、ボールねじ4は、ナット41と、ねじ軸42とを含んでいる。
 ナット41は、環状のフランジ部411と、筒部412とを含む。フランジ部411及び筒部412は、磁石保持部材2と実質的に同軸に配置されている。フランジ部411は、磁石保持部材2と支持部材61との間に配置されている。より詳細には、フランジ部411は、磁石保持部材2の軸方向の一端部と、支持部材61のフランジ部611との間に配置されている。筒部412は、フランジ部411から磁石保持部材2内へと延びている。
 ナット41は、磁石保持部材2に固定されている。より具体的には、ナット41は、フランジ部411によって磁石保持部材2の軸方向の一端部に固定されている。ナット41は、磁石保持部材2の支持部材61にも固定されている。より具体的には、ナット41は、フランジ部411によって支持部材61のフランジ部611に固定されている。ナット41は、例えばボルト等により、磁石保持部材2及び支持部材61に固定される。
 ねじ軸42は、ナット41を貫通する。ねじ軸42は、ナット41に対して軸方向に移動可能であるとともに、軸方向の移動に伴ってナット41をねじ軸42(中心軸X)周りに回転させるように構成されている。ナット41の回転に伴い、磁石保持部材2が中心軸X周りに回転する。
 ねじ軸42の外周面とナット41の内周面との間には、ボールが介在する。ボールは、ねじ軸42が軸方向に移動するとき、ねじ軸42の外周面及びナット41の内周面に設けられたねじ溝に沿って転動する。ねじ軸42の軸方向の一端部は、取付部材20aを介して建物の柱又は梁に取り付けられる。すなわち、ねじ軸42は、建物に固定されている。
 [渦電流式ダンパの詳細構成]
 図3は、渦電流式ダンパ10の縦断面(図1)の部分拡大図である。以下、図3を参照して、渦電流式ダンパ10のより詳細な構成について説明する。
 図3に示すように、本実施形態において、磁石保持部材2の外周面には、径方向に突出する凸部21,22が設けられている。凸部21,22は、磁石保持部材2の外周面のうち、他の部分と比較して導電部材1側に突出する部分である。凸部21,22は、永久磁石3に対して導電部材1側に突出している。すなわち、凸部21,22の表面の一部は、径方向において永久磁石3よりも外側に位置づけられている。
 凸部21,22の各々は、磁石保持部材2の周方向に延びている。凸部21,22の各々は、磁石保持部材2の全周にわたって設けられていることが好ましい。凸部21,22の各々は、例えば、磁石保持部材2の全周にわたり途切れることなく設けられている。すなわち、凸部21,22の各々は、例えば円環状を有する。あるいは、凸部21,22の各々は、磁石保持部材2の周方向において複数の部分に分割されていてもよい。
 凸部21,22は、軸方向において永久磁石3の両側に配置されている。凸部21,22は、磁石保持部材2の軸方向の両端部にそれぞれ配置されている。一方の凸部21は、磁石保持部材2の外周面において、軸方向の一端部、言い換えるとナット41に隣接する端部に設けられている。他方の凸部22は、磁石保持部材2の外周面において、軸方向の他端部、言い換えるとナット41から離れた端部に設けられている。
 本実施形態において、渦電流式ダンパ10は、さらに、摺動材91,92を備えている。摺動材91は、導電部材1の内周面のうち、磁石保持部材2の外周面に設けられた凸部21に対向する部分に設けられている。摺動材92は、導電部材1の内周面のうち、磁石保持部材2の外周面に設けられた凸部22に対向する部分に設けられている。摺動材91,92は、それぞれ、導電部材1の全周にわたって途切れることなく設けられる。
 摺動材91,92は、それぞれ、導電部材1の内周面及び磁石保持部材2の外周面の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する。摺動材91,92は、例えばフッ素樹脂等、低摩擦係数の材料を用いて構成することができる。例えば、導電部材1の内周面に溝部を設け、この溝部に、摺動材91,92として低摩擦係数の材料が埋め込まれていてもよい。あるいは、摺動材91,92は、低摩擦係数の材料によるコーティングであってもよい。
 渦電流式ダンパ10を中心軸X(図1)に沿った断面(縦断面)で見て、磁石保持部材2の外周面に設けられた凸部21と、渦電流式ダンパ10のうち径方向において凸部21に対向する部分(対向部)との間には、隙間g1が形成されている。隙間g1は、導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さい。同様に、渦電流式ダンパ10を縦断面で見て、磁石保持部材2の外周面に設けられた凸部22と、渦電流式ダンパ10のうち径方向において凸部22に対向する部分(対向部)との間には、隙間g2が形成されている。隙間g2は、導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さい。隙間g1,g2は、凸部21,22の位置において導電部材1の内周面と磁石保持部材2の外周面との間に設けられた空間である。隙間g1,g2は、渦電流式ダンパ10を縦断面で見て、凸部21,22からこれらの対向部までの最短距離で定義される。本実施形態のように、導電部材1の内周面に摺動材91,92が設けられている場合、隙間g1,g2は、それぞれ、凸部21,22の頂面から摺動材91,92の表面までの径方向における距離となる。一方、隙間Gは、渦電流式ダンパ10を縦断面で見て、導電部材1と永久磁石3との最短距離で定義される。言い換えると、隙間Gは、永久磁石3の表面から導電部材1の内周面までの径方向における距離である。
 凸部21,22と摺動材91,92との間に形成される隙間g1,g2は、例えば、導電部材1と永久磁石3との隙間Gの70%以下とすることができる。特に限定されるものではないが、導電部材1と永久磁石3との隙間Gは、例えば、0.5mm以上、2.0mm以下とすることができる。凸部21,22の各々と永久磁石3との軸方向における距離は、例えば、隙間Gの5倍程度とすることができる。
 [渦電流式ダンパの動作]
 図1を再度参照して、地震等によって建物が振動し、渦電流式ダンパ10に振動が入力されると、ボールねじ4のねじ軸42が軸方向に沿って移動する。これに伴い、ボールねじ4のナット41が中心軸X周りに回転する。磁石保持部材2及び永久磁石3は、ナット41とともに中心軸X周りに回転する。これにより、永久磁石3が建物に固定された導電部材1に対して相対的に回転することになるため、導電部材1に渦電流が発生する。この渦電流と永久磁石3が形成する磁界との相互作用により、ナット41及び磁石保持部材2の回転方向と逆方向の抵抗力(ローレンツ力)が生じ、ナット41及び磁石保持部材2の回転が妨げられる。その結果、ねじ軸42の軸方向の移動も妨げられ、建物の振動が減衰される。
 [効果]
 本実施形態に係る渦電流式ダンパ10では、磁石保持部材2の外周面に凸部21,22が設けられている。また、凸部21,22とこれらの対向部である摺動材91,92との隙間g1,g2は、導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さい。そのため、渦電流式ダンパ10の動作中、磁石保持部材2及び永久磁石3が何らかの要因で導電部材1に対して近づくように移動したとき、磁石保持部材2の凸部21,22が永久磁石3よりも優先して導電部材1側の対向部に接触する。よって、永久磁石3と導電部材1との接触を防止することができる。また、永久磁石3と導電部材1との接触が生じないため、永久磁石3と導電部材1との隙間Gを縮小させることができる。その結果、渦電流式ダンパ10の抵抗力を向上させることができる。
 本実施形態では、導電部材1の内周面のうち凸部21,22に対向する部分に摺動材91,92が設けられている。これにより、凸部21,22と導電部材1との間の摩擦抵抗を低減することができる。よって、渦電流式ダンパ10の動作中、凸部21,22が導電部材1に接触したとき、この接触によって磁石保持部材2の回転が阻害されるのを抑制することができる。また、凸部21,22の摩耗、及び導電部材1の内周面のうち凸部21,22に対向する部分の摩耗を軽減することができる。そのため、凸部21,22の位置における隙間g1,g2が渦電流式ダンパ10の使用に伴って拡大するのを抑制することができる。すなわち、隙間g1,g2を小さいまま維持することができるため、永久磁石3と導電部材1との接触を長期にわたって防止することができる。
 本実施形態では、磁石保持部材2の軸方向の両端部にそれぞれ凸部21,22が配置されている。そのため、渦電流式ダンパ10の動作中、永久磁石3を保持する磁石保持部材2が導電部材1に対して近づくように移動したとき、磁石保持部材2の外周面が複数の凸部21,22で導電部材1側の対向部に接触することになる。よって、導電部材1の内周面と磁石保持部材2の外周面との間の荷重を複数の凸部21,22に分散させることができ、凸部21,22の各々と導電部材1との接触面圧を低減することができる。
 本実施形態において、凸部21は、磁石保持部材2の軸方向の両端部のうち、ナット41から離れた端部よりもナット41に隣接した端部に近い位置に配置される。すなわち、凸部21は、ナット41の近傍に配置されている。そのため、渦電流式ダンパ10の使用時において、回転中のナット41が揺動して磁石保持部材2がナット41とともに導電部材1側に移動したとしても、凸部21が直ちに導電部材1側の対向部に接触し、磁石保持部材2の移動を規制することができる。よって、永久磁石3と導電部材1との接触をより効果的に防止することができる。
 本実施形態では、磁石保持部材2の外周面に凸部21,22が設けられている。一方、導電部材1の内周面には、永久磁石3の径方向外側の表面を超えて磁石保持部材2側に突出する部分は設けられていない。この場合、渦電流式ダンパ10の分解を容易に行うことができる。
 <第2実施形態>
 図4は、第2実施形態に係る渦電流式ダンパ10Aの縦断面図であり、渦電流式ダンパ10Aの一部分を拡大して示す図である。図4に示すように、本実施形態に係る渦電流式ダンパ10Aは、磁石保持部材2の外周面においてナット41の近傍にのみ凸部21が設けられている点で、第1実施形態に係る渦電流式ダンパ10と異なる。
 本実施形態に係る渦電流式ダンパ10Aであっても、第1実施形態に係る渦電流式ダンパ10と同様の効果を奏する。すなわち、渦電流式ダンパ10Aの動作中、磁石保持部材2及び永久磁石3が導電部材1に対して近づくように移動した場合であっても、磁石保持部材2の凸部21を永久磁石3よりも優先して導電部材1側の対向部に接触させることができる。よって、永久磁石3と導電部材1との接触を防止することができ、かつ、永久磁石3と導電部材1との隙間Gを縮小させることができる。また、凸部21はナット41の近傍に設けられているため、特にナット41の揺動に起因して磁石保持部材2及び永久磁石3が導電部材1に近づくとき、永久磁石3と導電部材1との接触を効果的に防止することができる。
 <第3実施形態>
 図5は、第3実施形態に係る渦電流式ダンパ10Bの縦断面図であり、渦電流式ダンパ10Bの一部分を拡大して示す図である。図5に示すように、本実施形態に係る渦電流式ダンパ10Bは、摺動材91,92が導電部材1ではなく、磁石保持部材2の凸部21,22上に設けられている点で、第1実施形態に係る渦電流式ダンパ10と異なる。
 本実施形態のように摺動材91,92を配置する場合であっても、第1実施形態と同様に、凸部21,22と導電部材1との間の摩擦抵抗を低減することができる。そのため、凸部21,22と導電部材1との接触により、磁石保持部材2の回転が阻害されるのを抑制することができる。また、凸部21,22及び導電部材1の内周面の摩耗を軽減することができる。
 <第4実施形態>
 図6は、第4実施形態に係る渦電流式ダンパ10Cの縦断面図であり、渦電流式ダンパ10Cの一部分を拡大して示す図である。図6に示すように、本実施形態に係る渦電流式ダンパ10Cは、磁石保持部材2の外周面に代えて導電部材1の内周面に凸部11,12を設けた点で、第1実施形態に係る渦電流式ダンパ10と異なる。
 本実施形態において、導電部材1の内周面には、径方向に突出する凸部11,12が設けられている。凸部11,12は、導電部材1の内周面のうち、他の部分と比較して磁石保持部材2側に突出する部分である。凸部11,12上には、摺動材91,92が設けられている。ただし、摺動材91,92は、磁石保持部材2の外周面のうち凸部11,12に対向する部分に設けられていてもよい。
 凸部11,12の各々は、導電部材1及び磁石保持部材2の周方向に延びている。凸部11,12の各々は、導電部材1の全周にわたって設けられていることが好ましい。凸部11,12の各々は、例えば、導電部材1の全周にわたり途切れることなく設けられている。すなわち、凸部11,12の各々は、例えば円環状を有する。あるいは、凸部11,12の各々は、導電部材1の周方向において複数の部分に分割されていてもよい。
 凸部11,12は、第1実施形態の凸部21,22(図3)と同様、軸方向において永久磁石3の両側に配置されている。凸部11,12は、導電部材1において、磁石保持部材2の軸方向の両端部に対応する位置にそれぞれ配置されている。一方の凸部11は、導電部材1の内周面において、軸方向の一端側に設けられている。凸部11は、磁石保持部材2の軸方向の両端部のうちナット41が固定された端部に近い位置に配置されている。他方の凸部12は、導電部材1の内周面において、軸方向の他端側に設けられている。
 第1実施形態と同様に、導電部材1の内周面における凸部11と、渦電流式ダンパ10Cのうち径方向において凸部11に対向する部分(対向部)との間には、隙間g1が形成されている。隙間g1は、導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さい。また、導電部材1の内周面における凸部12と、渦電流式ダンパ10Cのうち径方向において凸部12に対向する部分(対向部)との間には、隙間g2が形成されている。隙間g2は、導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さい。隙間g1,g2は、渦電流式ダンパ10Cを縦断面で見て、凸部11,12上の摺動材91,92から凸部11,12の対向部までの最短距離で定義される。図6の例において、隙間g1,g2は、それぞれ、摺動材91,92の表面から磁石保持部材2の外周面までの径方向における距離である。
 本実施形態に係る渦電流式ダンパ10Cは、凸部11,12とこれらの対向部との隙間g1,g2が導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さいことにより、第1実施形態に係る渦電流式ダンパ10と同様の効果を奏する。すなわち、渦電流式ダンパ10Cの動作中、磁石保持部材2及び永久磁石3が何らかの要因で導電部材1に対して近づくように移動したとき、磁石保持部材2が永久磁石3よりも優先して導電部材1の凸部11,12に接触する。よって、永久磁石3と導電部材1との接触を防止することができる。
 本実施形態では、導電部材1の内周面に複数の凸部11,12が設けられている。しかしながら、第2実施形態のように、導電部材1の内周面には、例えば、一方の凸部11のみを設けることもできる。
 <第5実施形態>
 図7は、第5実施形態に係る渦電流式ダンパ10Dの縦断面図であり、渦電流式ダンパ10Dの一部分を拡大して示す図である。本実施形態に係る渦電流式ダンパ10Dは、導電部材1の内周面及び磁石保持部材2の外周面の双方に凸部を設けた点で、上記各実施形態に係る渦電流式ダンパと異なる。
 図7に示すように、導電部材1の内周面には、凸部11,12が設けられている。磁石保持部材2の外周面には、凸部21,22が設けられている。導電部材1の凸部11,12は、それぞれ、磁石保持部材2の凸部21,22と径方向において対向している。磁石保持部材2の凸部21,22上には、摺動材91,92が設けられている。ただし、導電部材1の凸部11又は凸部12上に摺動材91又は摺動材92が設けられていてもよい。
 導電部材1の内周面の凸部11と磁石保持部材2の外周面の凸部21との間に形成されている隙間g1は、導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さい。また、導電部材1の内周面の凸部12と磁石保持部材2の外周面の凸部22との間に形成されている隙間g2は、導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さい。隙間g1,g2は、それぞれ、凸部21,22上の摺動材91,92の表面から凸部11,12の頂面までの径方向における距離である。
 本実施形態に係る渦電流式ダンパ10Dも、導電部材1の凸部11,12と、これらに対向する磁石保持部材2の凸部21,22との隙間g1,g2が導電部材1の内周面と永久磁石3との隙間Gよりも小さいことにより、第1実施形態に係る渦電流式ダンパ10と同様の効果を奏する。すなわち、渦電流式ダンパ10Dの動作中、磁石保持部材2及び永久磁石3が何らかの要因で導電部材1に対して近づくように移動したとき、永久磁石3よりも優先して、磁石保持部材2の凸部21,22が導電部材1の凸部11,12に接触する。よって、永久磁石3と導電部材1との接触を防止することができる。
 本実施形態では、導電部材1の内周面に複数の凸部11,12が設けられ、磁石保持部材2の外周面に複数の凸部21,22が設けられている。しかしながら、導電部材1の内周面には、例えば、一方の凸部11のみが設けられていてもよい。同様に、磁石保持部材2の外周面には、例えば、一方の凸部21のみが設けられていてもよい。
 上記各実施形態に係る渦電流式ダンパの構成、特に凸部11,12,21,22及び摺動材91,92の構成は、適宜組み合わせることができる。
 以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
 上記各実施形態では、渦電流式ダンパの縦断面視で、導電部材1の内周面の凸部11,12及び磁石保持部材2の外周面の凸部21,22が矩形状を有する。しかしながら、凸部11,12,21,22の形状は、これに限定されるものではない。
 例えば、図8に示すように、磁石保持部材2の外周面における凸部21,22は、渦電流式ダンパの縦断面視で導電部材1側に凸の円弧状を有していてもよい。この場合、渦電流式ダンパの使用中に磁石保持部材の凸部21,22と導電部材1との接触が発生しても、凸部21,22は、導電部材1に対して線状に接触することができるため、その接触面積が小さくなる。よって、凸部21,21の位置における導電部材1の内周面と磁石保持部材2の外周面との間の摩擦抵抗を低減できる。図示を省略するが、導電部材1の内周面の凸部11,12(図6及び図7)も、渦電流式ダンパの縦断面視で磁石保持部材2側に凸の円弧状を有することができる。渦電流式ダンパの縦断面視で導電部材1の凸部11,12又は磁石保持部材2の凸部21,22が円弧状を有する場合、隙間g1、g2は、凸部11,12又は凸部21,22の頂点とこれらの対向部との径方向における距離となる。この場合も、図8に示すように、導電部材1の内周面のうち凸部21,22に対向する部分、又は磁石保持部材2の外周面のうち凸部11,12に対向する部分に摺動材91,92を設けることができる。あるいは、凸部11,12又は凸部21,22上に摺動材91,92が設けられてもよい。
 上記各実施形態に係る渦電流式ダンパは、径方向の荷重を支持するための軸受81,82を備えている。しかしながら、図9に示すように、凸部21,22の位置における導電部材1の内周面と磁石保持部材2の外周面との隙間が非常に小さく、磁石保持部材2の回転時には凸部21,22の位置で導電部材1と磁石保持部材2とがほとんど常時接触するような場合において、摺動材91,92を径方向の荷重を支持するための滑り軸受として機能させるときは、軸受81,82(図1)を省略することができる。同様に、導電部材1の内周面に凸部11,12を設ける場合(図6及び図7)も、凸部11,12の位置における導電部材1の内周面と磁石保持部材2の外周面との隙間が非常に小さく、かつ、摺動材91,92を径方向の荷重を支持するための滑り軸受として機能させるときは、軸受81,82(図1)を省略することができる。これにより、渦電流式ダンパを軸方向に小型化することができる。
 上記各実施形態に係る渦電流式ダンパでは、磁石保持部材2の外周面上に、周方向に配列された一列の永久磁石3が設けられている。しかしながら、磁石保持部材2の外周面上には、複数列の永久磁石3が設けられていてもよい。この場合、導電部材1の内周面及び/又は磁石保持部材2の外周面に設けられる凸部を永久磁石3の列同士の間に配置することもできる。
 上記第1~第3実施形態及び第5実施形態では、磁石保持部材2の外周面に1つの凸部21又は2つの凸部21,22が設けられる。上記第4実施形態及び第5実施形態では、導電部材1の内周面に1つの凸部11又は2つの凸部11,22が設けられる。しかしながら、導電部材1の内周面及び磁石保持部材2の外周面の一方又は双方に設けられる凸部の数は、特に限定されるものではない。例えば、磁石保持部材2の外周面に3つ以上の凸部を設けることもできる。同様に、導電部材1の内周面に3つ以上の凸部を設けることもできる。
 上記各実施形態及びその変形例に係る渦電流式ダンパ(図1、及び図3~図9)では、凸部11,12又は凸部21,22が導電部材1又は磁石保持部材2と一体的に形成されている例を示したが、これに限定されるものではない。凸部は、導電部材1又は磁石保持部材2と別部材であってもよい。凸部が導電部材1又は磁石保持部材2と別部材である場合、例えばボルト等により、凸部を導電部材1又は磁石保持部材2に取り付けることができる。また、凸部を導電部材1及び磁石保持部材2の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する材料で構成し、凸部自体を摺動材として機能させてもよい。
 上記各実施形態において、永久磁石3の各々の磁極(N極及びS極)は、磁石保持部材2の径方向に並んでいる。しかしながら、永久磁石3の各々の磁極(N極及びS極)は、磁石保持部材2の周方向に並んでいてもよい。この場合、周方向に隣り合う永久磁石3の間には、ポールピースが配置されることが好ましく、磁石保持部材2は、非磁性材で構成されることが好ましい。
 10,10A,10B,10C,10D:渦電流式ダンパ
 1:導電部材
 11,12:凸部
 2:磁石保持部材
 21,22:凸部
 3:永久磁石
 4:ボールねじ
 41:ナット
 42:ねじ軸
 91,92:摺動材

Claims (6)

  1.  渦電流式ダンパであって、
     筒状を有する導電部材と、
     前記導電部材の内側に配置され、筒状を有し、中心軸周りに回転可能に構成された磁石保持部材と、
     前記磁石保持部材の周方向に沿って配列されるとともに前記磁石保持部材の外周面によって保持され、前記導電部材の内周面と隙間を空けて対向する複数の永久磁石と、
     前記導電部材の前記内周面及び前記磁石保持部材の前記外周面の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する摺動材と、
    を備え、
     前記導電部材の前記内周面及び前記磁石保持部材の前記外周面の一方又は双方には、前記導電部材又は前記磁石保持部材の径方向に突出し前記周方向に沿って延びる凸部が設けられ、
     前記渦電流式ダンパを前記中心軸に沿った断面で見たとき、前記凸部と前記径方向において前記凸部と対向する対向部との間には隙間が形成されており、前記凸部と前記対向部との隙間は、前記導電部材の前記内周面と前記永久磁石との隙間よりも小さく、
     前記摺動材は、前記凸部、又は、前記導電部材の前記内周面若しくは前記磁石保持部材の前記外周面のうち前記凸部に対向する部分に設けられる、ダンパ。
  2.  請求項1に記載の渦電流式ダンパであって、
     前記凸部と前記対向部との隙間は、前記導電部材の前記内周面と前記永久磁石との隙間の70%以下である、ダンパ。
  3.  請求項1又は2に記載の渦電流式ダンパであって、さらに、
     前記磁石保持部材の軸方向の一端部に固定されるナットと、前記ナットを貫通するねじ軸とを含むボールねじ、
    を備え、
     前記凸部は、前記軸方向において前記磁石保持部材の他端部よりも前記一端部に近い位置に配置されている、ダンパ。
  4.  請求項1又は2に記載の渦電流式ダンパであって、
     前記磁石保持部材の軸方向の両端部、又は前記導電部材において当該両端部に対応する位置に、それぞれ前記凸部が配置される、ダンパ。
  5.  請求項1から4のいずれか1項に記載の渦電流式ダンパであって、
     前記凸部は、前記磁石保持部材の前記外周面に設けられる、ダンパ。
  6.  請求項1から5のいずれか1項に記載の渦電流式ダンパであって、
     前記凸部は、前記渦電流式ダンパを前記中心軸に沿った断面で見て、円弧状を有する、ダンパ。
PCT/JP2022/013859 2021-05-27 2022-03-24 渦電流式ダンパ WO2022249696A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020237032259A KR20230145605A (ko) 2021-05-27 2022-03-24 와전류식 댐퍼
JP2022551003A JP7205675B1 (ja) 2021-05-27 2022-03-24 渦電流式ダンパ
CN202280029784.3A CN117222825A (zh) 2021-05-27 2022-03-24 涡电流式阻尼器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-089304 2021-05-27
JP2021089304 2021-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022249696A1 true WO2022249696A1 (ja) 2022-12-01

Family

ID=84229785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/013859 WO2022249696A1 (ja) 2021-05-27 2022-03-24 渦電流式ダンパ

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7205675B1 (ja)
KR (1) KR20230145605A (ja)
CN (1) CN117222825A (ja)
TW (1) TWI809798B (ja)
WO (1) WO2022249696A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196507A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Toyota Motor Corp ショックアブソーバ
JP2019078332A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 新日鐵住金株式会社 渦電流式ダンパ
JP2019183906A (ja) * 2018-04-05 2019-10-24 株式会社免制震ディバイス マスダンパ
WO2020116344A1 (ja) * 2018-12-06 2020-06-11 日本製鉄株式会社 渦電流式ダンパ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201042181A (en) * 2009-05-20 2010-12-01 Nat Univ Chung Cheng Eddy current-actuated balancing device for rotating machine
JP6905594B2 (ja) * 2017-08-29 2021-07-21 日本製鉄株式会社 渦電流式ダンパ
US20200400211A1 (en) * 2017-09-13 2020-12-24 Nippon Steel Corporation Eddy current damper
JP6926996B2 (ja) 2017-11-30 2021-08-25 日本製鉄株式会社 渦電流式ダンパ
CN209725052U (zh) * 2018-12-28 2019-12-03 安邸建筑环境工程咨询(上海)有限公司 一种电涡流阻尼器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196507A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Toyota Motor Corp ショックアブソーバ
JP2019078332A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 新日鐵住金株式会社 渦電流式ダンパ
JP2019183906A (ja) * 2018-04-05 2019-10-24 株式会社免制震ディバイス マスダンパ
WO2020116344A1 (ja) * 2018-12-06 2020-06-11 日本製鉄株式会社 渦電流式ダンパ

Also Published As

Publication number Publication date
TW202300796A (zh) 2023-01-01
JP7205675B1 (ja) 2023-01-17
KR20230145605A (ko) 2023-10-17
CN117222825A (zh) 2023-12-12
TWI809798B (zh) 2023-07-21
JPWO2022249696A1 (ja) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11255407B2 (en) Eddy current damper
US20200400211A1 (en) Eddy current damper
US6933631B2 (en) Stepping motor
WO2022249696A1 (ja) 渦電流式ダンパ
JP2010159837A (ja) 電磁緩衝器
US20210363771A1 (en) Eddy current damper
JP2019173933A (ja) マスダンパ
JPS6146683B2 (ja)
JP7185393B2 (ja) 渦電流式ダンパ
JP2019100438A (ja) 渦電流式ダンパ
JP2022189107A (ja) 渦電流式ダンパ
JP2005083548A (ja) ころ軸受装置
JPH11341734A (ja) ディスク形モータ
JP2002266854A (ja) モータ
JP2007255520A (ja) 転がり軸受
JP2007056978A (ja) 磁性流体軸受
JP2007195349A (ja) リニアモータ
JP6680715B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP2020085029A (ja) 転がり軸受
JP2016217381A (ja) トルクリミッタ
JP2006342887A (ja) 磁性流体軸受
JP2019100396A (ja) 渦電流式ダンパ
JP5805984B2 (ja) 運動案内装置
JPH08291825A (ja) 転がり軸受
JP2007205388A (ja) 自動調心ころ軸受

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022551003

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22810972

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237032259

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020237032259

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280029784.3

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22810972

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1