JP2020016309A - 渦電流式ダンパ - Google Patents
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Abstract
Description
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、ねじ軸2と、ボールナット3と、を含む。なお、本明細書において「軸方向」とはねじ軸2の軸方向を意味する。
ねじ軸2は、直線状に延びる部材であり、建物に取り付けられた取付具21に固定される。建物が揺れるとその振動は、取付具21を介してねじ軸2に伝達され、ねじ軸2が軸方向に変位し、振動に同期して往復運動する。ねじ軸2の外周面にはねじ部が形成されている。
ボールナット3は、ねじ軸2とボールねじを構成し、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。
磁石保持部材4は、円筒形状であり、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、磁石保持部材4も回転する。
図3は、図2中のIII−III線での断面図である。複数の永久磁石5は、磁石保持部材4の外周面に固定される。複数の永久磁石5は、磁石保持部材4の円周方向に配列され、隣接する2つの永久磁石5の間には隙間が設けられる。
図2を参照して、導電部材6は、円筒形状であり、その内部に永久磁石5、磁石保持部材4、ねじ軸2及びボールナット3を収容する。導電部材6の内周面は、複数の永久磁石5と隙間を空けて対向する。「対向する」とは、対象とする部材のみを磁石保持部材4の径方向に投影したときに両者が重複することを意味する。隙間の大きさは、永久磁石5からの磁束を導電部材6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5と導電部材6の内周面との距離は一定であるのが好ましい。
図2を参照して、2つのシール部材7はそれぞれ、リング形状であり、磁石保持部材4の外周面と導電部材6の内周面との間を隙間なく埋める。2つのシール部材7は、軸方向に所定の間隔を空けて設けられる。つまり、2つのシール部材7、導電部材6の内周面及び磁石保持部材4の外周面によって密閉空間が形成される。2つのシール部材7は、後述するように密閉空間に封入された熱吸収液9が外部に漏れることを抑制する。また、2つのシール部材7はそれぞれ、軸受としての機能を有し、磁石保持部材4の回転を許容する。シール部材7はたとえば、内部にばねを有するオイルシールである。
磁石保護カバー8は、筒状部13と、第1端部14と、第1取付部15と、第2端部16と、第2取付部17とを含む。
熱吸収液9は液体であり、たとえば、水、油、シリコーンオイル等である。熱吸収液9は、液体収容室12に充填される。そのため、熱吸収液9は導電部材6の内周面及び磁石保護カバー8の導電部材6側の面と接触する。
渦電流式ダンパ1に振動が加えられると、ねじ軸2が軸方向に変位し、ボールナット3、磁石保持部材4及び永久磁石5が回転する。永久磁石5が回転すると、導電部材6を通過する永久磁石5からの磁束が変化し、導電部材6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、導電部材6の回転を妨げる(すなわちボールナット3の回転を妨げる)。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。これが渦電流式ダンパの減衰力となる。
磁石収容室11には、断熱材が封入されるのが好ましい。断熱材は、導電部材6からの輻射熱が永久磁石5に伝わることを抑制する。断熱材は、繊維系又は発泡系の固体断熱材であってもよいし、空気等の熱伝導率の低い気体であってもよい。
第2実施形態の渦電流式ダンパについて説明する。
磁石保持部材4は、円筒形状であり、その内部に永久磁石5、導電部材6、ねじ軸2及びボールナット3を収容する。磁石保持部材4の一方の端部は取付具に固定され、磁石保持部材4の他方の端部は自由端となっている。したがって、磁石保持部材4は回転しない。
複数の永久磁石5は、磁石保持部材4の内周面に固定される。
導電部材6は、円筒形状であり、ボールナット3に固定される。したがって、ボールナット3が回転すると、導電部材6も回転する。導電部材6の外周面は、複数の永久磁石5と隙間を空けて対向する。
2つのシール部材7は、磁石保持部材4の内周面と導電部材6の外周面との間を隙間なく埋める。つまり、2つのシール部材7、導電部材6の外周面及び磁石保持部材4の内周面によって密閉空間が形成される。
磁石保護カバー8の筒状部13は、複数の永久磁石5と導電部材6の外周面との間に位置する。磁石保護カバー8の第1取付部15及び第2取付部17は、磁石保持部材4の内周面に固定される。
熱吸収液9は液体収容室12に充填され、導電部材6の外周面と接触する。
第3実施形態の渦電流式ダンパについて説明する。
図7は、図6の一部拡大図である。磁石保持部材4の一方の端部は取付具に固定され、磁石保持部材4の他方の端部は自由端となっている。したがって、磁石保持部材4は回転しない。
導電部材6は、その内部に永久磁石5、磁石保持部材4、ねじ軸2及びボールナット3を収容する。導電部材6の一方の端部はボールナット3に固定される。したがって、ボールナット3が回転すると、導電部材6も回転する。導電部材6の他方の端部は自由端となっている。
第4実施形態の渦電流式ダンパについて説明する。
磁石保持部材4の一方の端部はボールナット3に固定される。したがって、ボールナット3が回転すれば、磁石保持部材4も回転する。磁石保持部材4の他方の端部は自由端となっている。
導電部材6の一方の端部は取付具に固定され、他方の端部は自由端となっている。導電部材6の両端部において、導電部材6と磁石保持部材4との間にはスラスト軸受及びラジアル軸受が設けられる。したがって、ボールナット3が回転すると、磁石保持部材4は回転するが、導電部材6は回転しない。
2:ねじ軸
3:ボールナット
4:磁石保持部材
5:永久磁石
6:導電部材
7:シール部材
8:磁石保護カバー
9:熱吸収液
11:磁石収容室
12:液体収容室
13:筒状部
14:第1端部
15:第1取付部
16:第2端部
17:第2取付部
18:スラスト軸受
19:ラジアル軸受
21:取付部
22:取付部
Claims (6)
- ねじ軸及びボールナットを用いて永久磁石と導電部材とを相対的に回転させることで減衰力を得る渦電流式ダンパであって、
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周方向に磁極の配置を交互に反転して配列された複数の永久磁石と、
前記複数の永久磁石と隙間を空けて対向し、前記複数の永久磁石に対して相対的に回転可能な円筒形状の導電部材と、
前記導電部材と前記磁石保持部材との隙間に設けられ、前記導電部材及び前記磁石保持部材と密閉空間を形成する2つのシール部材と、
前記密閉空間を前記複数の永久磁石が収容された磁石収容室と、液体収容室とに仕切り、前記磁石保持部材に固定された磁石保護カバーと、
前記液体収容室に収容された熱吸収液と、を備える渦電流式ダンパ。 - 請求項1に記載の渦電流式ダンパであって、
前記磁石保持部材は、前記ボールナットに固定され、
前記複数の永久磁石は、前記磁石保持部材の外周面に固定され、
前記導電部材の内周面が、前記複数の永久磁石と隙間を空けて対向する、渦電流式ダンパ。 - 請求項1に記載の渦電流式ダンパであって、
前記導電部材は、前記ボールナットに固定され、
前記複数の永久磁石は、前記磁石保持部材の内周面に固定され、
前記導電部材の外周面が、前記複数の永久磁石と隙間を空けて対向する、渦電流式ダンパ。 - 請求項1に記載の渦電流式ダンパであって、
前記導電部材は、前記ボールナットに固定され、
前記複数の永久磁石は、前記磁石保持部材の外周面に固定され、
前記導電部材の内周面が、前記複数の永久磁石と隙間を空けて対向する、渦電流式ダンパ。 - 請求項1に記載の渦電流式ダンパであって、
前記磁石保持部材は、前記ボールナットに固定され、
前記複数の永久磁石は、前記磁石保持部材の内周面に固定され、
前記導電部材の外周面が、前記複数の永久磁石と隙間を空けて対向する、渦電流式ダンパ。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の渦電流式ダンパであって、
前記磁石収容室には、断熱材が封入される、渦電流式ダンパ。
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