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JP2019100396A - Eddy current damper - Google Patents

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JP2019100396A JP2017230015A JP2017230015A JP2019100396A JP 2019100396 A JP2019100396 A JP 2019100396A JP 2017230015 A JP2017230015 A JP 2017230015A JP 2017230015 A JP2017230015 A JP 2017230015A JP 2019100396 A JP2019100396 A JP 2019100396A
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亮介 増井
今西 憲治
Kenji Imanishi
憲治 今西
山口 博行
Hiroyuki Yamaguchi
博行 山口
野口 泰隆
Yasutaka Noguchi
泰隆 野口
裕 野上
Yutaka Nogami
裕 野上
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Abstract

【課題】減衰力の調整を容易に行える渦電流式ダンパを提供する。【解決手段】渦電流式ダンパ1は、ねじ軸7と、複数の磁石保持リング2と、複数の第1永久磁石3と、複数の第2永久磁石4と、複数の導電リング5と、ねじ軸7と噛み合うボールナット6と、を備える。複数の磁石保持リング2は、ねじ軸7の軸方向に連結される。複数の第1磁石3は、複数の磁石保持リング2のそれぞれに保持される。複数の第1磁石3は、各々が磁石保持リング2の円周方向に沿って配列される。複数の第2磁石4は、複数の磁石保持リング2のそれぞれに保持される。複数の第2永久4は、各々が第1磁石3同士の間に配置され、第1磁石3と磁極の配置を反転される。複数の導電リング5は、各々が導電性を有し、第1磁石3及び第2磁石4と隙間を空けて対向する。ボールナット6は、磁石保持リング2及び導電リング5の内部に配置されて磁石保持リング2に固定される。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an eddy current type damper capable of easily adjusting a damping force. An eddy current type damper 1 includes a screw shaft 7, a plurality of magnet holding rings 2, a plurality of first permanent magnets 3, a plurality of second permanent magnets 4, a plurality of conductive rings 5, and a screw. A ball nut 6 that meshes with the shaft 7 is provided. The plurality of magnet holding rings 2 are connected in the axial direction of the screw shaft 7. The plurality of first magnets 3 are held by each of the plurality of magnet holding rings 2. Each of the plurality of first magnets 3 is arranged along the circumferential direction of the magnet holding ring 2. The plurality of second magnets 4 are held by each of the plurality of magnet holding rings 2. Each of the plurality of second permanent 4s is arranged between the first magnets 3, and the arrangements of the first magnet 3 and the magnetic poles are reversed. Each of the plurality of conductive rings 5 has conductivity and faces the first magnet 3 and the second magnet 4 with a gap. The ball nut 6 is arranged inside the magnet holding ring 2 and the conductive ring 5 and fixed to the magnet holding ring 2. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、渦電流式ダンパに関する。   The present invention relates to an eddy current damper.

地震等による振動から建築物を保護するために、建築物に制震装置が取り付けられる。制震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。制震装置はたとえば、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。   In order to protect the building from vibrations due to earthquakes, etc., a damping system is attached to the building. The vibration control device converts kinetic energy given to the building into other energy (eg, thermal energy). This suppresses large shaking of the building. The vibration control 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.

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、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。減衰力が温度に依存しないダンパとして、渦電流式ダンパがある。   However, 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 temperature rise and the like, and mechanical elements such as the seal material of the cylinder may be damaged. As a damper whose damping force does not depend on temperature, there is an eddy current damper.

従来の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。   A conventional eddy current type damper is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 5-86496 (Patent Document 1).

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主筒の案内によって軸方向に移動し、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。   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. When kinetic energy is given to the eddy current type damper, the sub cylinder and the ball nut move in the axial direction by the guidance of the main cylinder, and the hysteresis material is rotated by the action of the ball screw. Thereby, kinetic energy is consumed by the hysteresis loss. Further, it is described in Patent Document 1 that kinetic energy is consumed by an eddy current loss because an eddy current is generated in the hysteresis material.

特公平5−86496号公報Japanese Examined Patent Publication 5-86496

特許文献1の渦電流式ダンパでは、複数の永久磁石が円周方向に沿って配列される。このダンパに運動エネルギが与えられると、永久磁石のそれぞれによって生じる磁界の中でヒステリシス材が回転する。その際、ヒステリシス材の表面のうち、永久磁石のそれぞれと対向する領域にそれぞれ渦電流が発生する。これにより、回転するヒステリシス材に制動トルクが与えられ、減衰力が発生する。   In the eddy current damper of Patent Document 1, a plurality of permanent magnets are arranged along the circumferential direction. When kinetic energy is applied to the damper, the hysteresis material rotates in the magnetic field generated by each of the permanent magnets. At this time, eddy currents are generated in the regions of the surface of the hysteresis material facing the respective permanent magnets. Thereby, a damping torque is given to the rotating hysteresis material, and a damping force is generated.

ここで、渦電流式ダンパの減衰力は、永久磁石を備える主筒の寸法、及び主筒と対になるヒステリシス材の寸法に応じて一義的に定まる。従来の渦電流式ダンパの場合、要求される減衰力ごとに、主筒及びヒステリシス材の適切な寸法を設計しなければならない。要するに、従来の渦電流式ダンパでは、減衰力の調整を簡単には行えない。   Here, the damping force of the eddy current damper is uniquely determined according to the size of the main cylinder provided with the permanent magnet and the size of the hysteresis material paired with the main cylinder. In the case of a conventional eddy current damper, appropriate dimensions of the main cylinder and the hysteresis material must be designed for each required damping force. In short, the conventional eddy current damper can not easily adjust the damping force.

本発明の目的は、減衰力の調整を容易に行える渦電流式ダンパを提供することである。   An object of the present invention is to provide an eddy current damper that can easily adjust the damping force.

本実施形態の渦電流式ダンパは、ねじ軸と、ねじ軸の軸方向に連結された複数の磁石保持リングと、複数の磁石保持リングのそれぞれに保持された複数の第1永久磁石であって、各々が磁石保持リングの円周方向に沿って配列された複数の第1永久磁石と、複数の磁石保持リングのそれぞれに保持された複数の第2永久磁石であって、各々が第1永久磁石同士の間に配置され、第1永久磁石と磁極の配置を反転された複数の第2永久磁石と、連結された複数の磁石保持リングと対をなす円筒形状の導電部材であって、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導電部材と、磁石保持リング及び導電部材の内部に配置されて磁石保持リング又は導電部材に固定され、ねじ軸と噛み合うボールナットと、を備える。   The eddy current damper according to the present embodiment is a screw shaft, a plurality of magnet holding rings connected in the axial direction of the screw shaft, and a plurality of first permanent magnets held by each of the plurality of magnet holding rings. A plurality of first permanent magnets each arranged along a circumferential direction of the magnet holding ring, and a plurality of second permanent magnets held by each of the plurality of magnet holding rings, each being a first permanent magnet It is a cylindrical conductive member which is disposed between magnets, and forms a pair with a plurality of second permanent magnets in which the arrangement of the first permanent magnet and the magnetic pole is reversed and a plurality of connected magnet holding rings, A conductive member which has flexibility and is opposed to the first permanent magnet and the second permanent magnet with a gap, and is disposed inside the magnet holding ring and the conductive member and fixed to the magnet holding ring or the conductive member, and has a screw shaft And a ball nut for meshing.

本実施形態の渦電流式ダンパによれば、要求される減衰力ごとに、磁石保持リングの数が選定される。選定された数の磁石保持リングが連結される。連結された磁石保持リングの総長さに対応する長さの導電部材が選択される。選択された導電部材が組み付けられる。これにより、減衰力の調整を容易に行える。   According to the eddy current damper of the present embodiment, the number of magnet holding rings is selected for each required damping force. A selected number of magnet retaining rings are coupled. A conductive member of a length corresponding to the total length of the coupled magnet retaining ring is selected. The selected conductive member is assembled. This makes it easy to adjust the damping force.

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。FIG. 1 is a cross-sectional view of the eddy current damper in a plane along the axial direction. 図2は、図1の一部拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the eddy current damper. 図4は、図3の一部拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 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。FIG. 5 is a perspective view showing a first permanent magnet and a second permanent magnet. 図6は、渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper. 図7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。FIG. 7 is a perspective view showing a first permanent magnet and a second permanent magnet in which the arrangement of magnetic poles is in the circumferential direction. 図8は、図7の渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper of FIG. 図9は、第1永久磁石及び第2永久磁石の配置の変形例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a modification of the arrangement of the first permanent magnet and the second permanent magnet. 図10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。FIG. 10 is a cross-sectional view in a plane along the axial direction of the eddy current damper of the second embodiment. 図11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。FIG. 11 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the eddy current damper of the second embodiment. 図12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。FIG. 12 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the third embodiment along the axial direction. 図13は、図12の一部拡大図である。FIG. 13 is a partially enlarged view of FIG. 図14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。FIG. 14 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the fourth embodiment along the axial direction. 図15は、第5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。FIG. 15 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the fifth embodiment along the axial direction. 図16は、実施例の結果を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the results of the example. 図17は、実施例の結果を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the results of the example. 図18は、実施例の結果を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the results of the example. 図19は、実施例の結果を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the results of the example.

本実施形態の渦電流式ダンパは、ねじ軸と、複数の磁石保持リングと、複数の第1永久磁石と、複数の第2永久磁石と、円筒形状の導電部材と、ねじ軸と噛み合うボールナットと、を備える。複数の磁石保持リングは、ねじ軸の軸方向に連結される。複数の第1永久磁石は、複数の磁石保持リングのそれぞれに保持される。複数の第1永久磁石は、各々が磁石保持リングの円周方向に沿って配列される。複数の第2永久磁石は、複数の磁石保持リングのそれぞれに保持される。複数の第2永久磁石は、各々が第1永久磁石同士の間に配置され、第1永久磁石と磁極の配置を反転される。導電部材は、連結された複数の磁石保持リングと対をなす。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、磁石保持リング及び導電部材の内部に配置されて磁石保持リング又は導電部材に固定される。   The eddy current damper according to the present embodiment includes a screw shaft, a plurality of magnet holding rings, a plurality of first permanent magnets, a plurality of second permanent magnets, a cylindrical conductive member, and a ball nut engaged with the screw shaft. And. The plurality of magnet holding rings are coupled in the axial direction of the screw shaft. The plurality of first permanent magnets are held by each of the plurality of magnet holding rings. The plurality of first permanent magnets are each arranged along the circumferential direction of the magnet holding ring. The plurality of second permanent magnets are held by each of the plurality of magnet holding rings. Each of the plurality of second permanent magnets is disposed between the first permanent magnets, and the arrangement of the first permanent magnet and the magnetic pole is reversed. The conductive member is paired with a plurality of coupled magnet retaining rings. The conductive member is conductive and faces the first permanent magnet and the second permanent magnet with a gap. The ball nut is disposed inside the magnet holding ring and the conductive member and fixed to the magnet holding ring or the conductive member.

本実施形態の渦電流式ダンパによれば、ダンパに運動エネルギが与えられると、ねじ軸が軸方向に移動する。ねじ軸の軸方向の移動により、ボールナットが回転する。これにより、第1及び第2永久磁石のそれぞれによって生じる磁界の中で、導電部材が第1及び第2永久磁石に対して相対回転する。その際、導電部材の表面のうち、第1及び第2永久磁石のそれぞれと対向する領域にそれぞれ渦電流が発生する。これにより、回転する導電部材に制動トルクが与えられ、減衰力が発生する。   According to the eddy current damper of the present embodiment, when kinetic energy is given to the damper, the screw shaft moves in the axial direction. The axial movement of the screw shaft causes the ball nut to rotate. Thereby, in the magnetic field generated by each of the first and second permanent magnets, the conductive member rotates relative to the first and second permanent magnets. At this time, eddy currents are generated in the regions of the surface of the conductive member facing the respective first and second permanent magnets. Thereby, a braking torque is given to the rotating conductive member, and a damping force is generated.

本実施形態の渦電流式ダンパでは、要求される減衰力ごとに、磁石保持リングの数が選定される。そして、選定された数の磁石保持リングが連結される。連結された磁石保持リングの総長さに対応する長さの導電部材が選択される。選択された導電部材が組み付けられる。これにより、減衰力の調整を容易に行える。磁石保持リングの数の増加に応じて、減衰力を示す制動トルクは増加する。   In the eddy current damper of the present embodiment, the number of magnet holding rings is selected for each required damping force. Then, a selected number of magnet holding rings are connected. A conductive member of a length corresponding to the total length of the coupled magnet retaining ring is selected. The selected conductive member is assembled. This makes it easy to adjust the damping force. As the number of magnet retaining rings increases, the braking torque that indicates the damping force increases.

上記した本実施形態の渦電流式ダンパは、下記の(1)〜(4)のいずれかの構成を採用することができる。   The above-described eddy current damper of the present embodiment can adopt any of the following configurations (1) to (4).

(1)磁石保持リングが導電部材の内側に配置される。第1永久磁石及び第2永久磁石が磁石保持リングの外周面に取り付けられる。ボールナットが磁石保持リングに固定される。   (1) The magnet holding ring is disposed inside the conductive member. The first permanent magnet and the second permanent magnet are attached to the outer circumferential surface of the magnet holding ring. A ball nut is fixed to the magnet holding ring.

この場合、導電部材の内周面が、第1及び第2永久磁石と隙間を空けて対向する。ねじ軸の軸方向の移動により、ボールナット及び磁石保持リングが回転する。一方、導電部材は回転しない。これにより、第1及び第2永久磁石から導電部材を通過する磁束が変化し、導電部材の内周面に渦電流が発生する。この渦電流によって反磁界が発生し、回転する磁石保持リングに反力(制動トルク)が与えられる。その結果、ねじ軸が減衰力を受ける。   In this case, the inner circumferential surface of the conductive member faces the first and second permanent magnets with a gap. The axial movement of the screw shaft rotates the ball nut and the magnet holding ring. On the other hand, the conductive member does not rotate. As a result, the magnetic flux passing through the conductive member from the first and second permanent magnets changes, and an eddy current is generated on the inner peripheral surface of the conductive member. A demagnetizing field is generated by this eddy current, and a reaction force (braking torque) is applied to the rotating magnet holding ring. As a result, the screw shaft receives a damping force.

また、この場合、導電部材が磁石保持リングの外側に配置されて外気と接する。これにより、導電部材は外気によって冷却される。その結果、導電部材の温度上昇を抑制できる。   Also, in this case, the conductive member is disposed on the outside of the magnet holding ring and contacts the outside air. Thereby, the conductive member is cooled by the outside air. As a result, the temperature rise of the conductive member can be suppressed.

(2)導電部材が磁石保持リングの内側に配置される。第1永久磁石及び第2永久磁石が磁石保持リングの内周面に取り付けられる。ボールナットが導電部材に固定される。   (2) The conductive member is disposed inside the magnet holding ring. The first permanent magnet and the second permanent magnet are attached to the inner circumferential surface of the magnet holding ring. The ball nut is fixed to the conductive member.

この場合、導電部材の外周面が、第1及び第2永久磁石と隙間を空けて対向する。ねじ軸の軸方向の移動により、ボールナット及び導電部材が回転する。一方、磁石保持リングは回転しない。これにより、第1及び第2永久磁石から導電部材を通過する磁束が変化し、導電部材の外周面に渦電流が発生する。この渦電流によって反磁界が発生し、回転する導電部材に反力が与えられる。その結果、ねじ軸が減衰力を受ける。   In this case, the outer circumferential surface of the conductive member faces the first and second permanent magnets with a gap. The axial movement of the screw shaft rotates the ball nut and the conductive member. On the other hand, the magnet holding ring does not rotate. As a result, the magnetic flux passing through the conductive member from the first and second permanent magnets changes, and an eddy current is generated on the outer peripheral surface of the conductive member. A demagnetizing field is generated by this eddy current, and a reaction force is given to the rotating conductive member. As a result, the screw shaft receives a damping force.

また、この場合、磁石保持リングが導電部材の外側に配置されて外気と接する。これにより、磁石保持リングは外気によって冷却される。その結果、第1及び第2永久磁石の温度上昇を抑制できる。   Also, in this case, the magnet holding ring is disposed on the outside of the conductive member to be in contact with the outside air. Thereby, the magnet holding ring is cooled by the outside air. As a result, the temperature rise of the first and second permanent magnets can be suppressed.

(3)磁石保持リングが導電部材の内側に配置される。第1永久磁石及び第2永久磁石が磁石保持リングの外周面に取り付けられる。ボールナットが導電部材に固定される。   (3) The magnet holding ring is disposed inside the conductive member. The first permanent magnet and the second permanent magnet are attached to the outer circumferential surface of the magnet holding ring. The ball nut is fixed to the conductive member.

この場合、導電部材の内周面が、第1及び第2永久磁石と隙間を空けて対向する。ねじ軸の軸方向の移動により、ボールナット及び導電部材が回転する。一方、磁石保持リングは回転しない。これにより、第1及び第2永久磁石から導電部材を通過する磁束が変化し、導電部材の内周面に渦電流が発生する。この渦電流によって反磁界が発生し、回転する導電部材に反力が与えられる。その結果、ねじ軸が減衰力を受ける。   In this case, the inner circumferential surface of the conductive member faces the first and second permanent magnets with a gap. The axial movement of the screw shaft rotates the ball nut and the conductive member. On the other hand, the magnet holding ring does not rotate. As a result, the magnetic flux passing through the conductive member from the first and second permanent magnets changes, and an eddy current is generated on the inner peripheral surface of the conductive member. A demagnetizing field is generated by this eddy current, and a reaction force is given to the rotating conductive member. As a result, the screw shaft receives a damping force.

また、この場合、導電部材が磁石保持リングの外側に配置されて外気と接する。これにより、回転する導電部材は外気によって効率良く冷却される。その結果、導電部材の温度上昇を抑制できる。   Also, in this case, the conductive member is disposed on the outside of the magnet holding ring and contacts the outside air. Thus, the rotating conductive member is efficiently cooled by the outside air. As a result, the temperature rise of the conductive member can be suppressed.

(4)導電部材が磁石保持リングの内側に配置される。第1永久磁石及び第2永久磁石が磁石保持リングの内周面に取り付けられる。ボールナットが磁石保持リングに固定される。   (4) The conductive member is disposed inside the magnet holding ring. The first permanent magnet and the second permanent magnet are attached to the inner circumferential surface of the magnet holding ring. A ball nut is fixed to the magnet holding ring.

この場合、導電部材の外周面が、第1及び第2永久磁石と隙間を空けて対向する。ねじ軸の軸方向の移動により、ボールナット及び磁石保持リングが回転する。一方、導電部材は回転しない。これにより、第1及び第2永久磁石から導電部材を通過する磁束が変化し、導電部材の外周面に渦電流が発生する。この渦電流によって反磁界が発生し、回転する磁石保持リングに反力が与えられる。その結果、ねじ軸が減衰力を受ける。   In this case, the outer circumferential surface of the conductive member faces the first and second permanent magnets with a gap. The axial movement of the screw shaft rotates the ball nut and the magnet holding ring. On the other hand, the conductive member does not rotate. As a result, the magnetic flux passing through the conductive member from the first and second permanent magnets changes, and an eddy current is generated on the outer peripheral surface of the conductive member. The eddy current generates a demagnetizing field, and a reaction force is given to the rotating magnet holding ring. As a result, the screw shaft receives a damping force.

また、この場合、磁石保持リングが導電部材の外側に配置されて外気と接する。これにより、回転する磁石保持リングは外気によって効率良く冷却される。その結果、第1及び第2永久磁石の温度上昇を抑制できる。   Also, in this case, the magnet holding ring is disposed on the outside of the conductive member to be in contact with the outside air. Thereby, the rotating magnet holding ring is efficiently cooled by the outside air. As a result, the temperature rise of the first and second permanent magnets can be suppressed.

典型的な例では、連結された複数の磁石保持リングにおいて、第1永久磁石がねじ軸の軸方向に沿って配置されるとともに、第2永久磁石がねじ軸の軸方向に沿って配置される。この場合、ねじ軸の軸方向で第1永久磁石が第1永久磁石のみに隣接するとともに、第2永久磁石が第2永久磁石のみに隣接する。つまり、ねじ軸の軸方向で同極の永久磁石が隣接する。以下、このような永久磁石の配置をNN型配置ともいう。   In a typical example, in the plurality of coupled magnet holding rings, the first permanent magnet is disposed along the axial direction of the screw shaft, and the second permanent magnet is disposed along the axial direction of the screw shaft . In this case, the first permanent magnet is adjacent to only the first permanent magnet in the axial direction of the screw shaft, and the second permanent magnet is adjacent to only the second permanent magnet. That is, permanent magnets of the same polarity are adjacent in the axial direction of the screw shaft. Hereinafter, such arrangement of permanent magnets is also referred to as NN-type arrangement.

別の典型的な例では、連結された複数の磁石保持リングにおいて、第1永久磁石と第2永久磁石とがねじ軸の軸方向に沿って交互に配置される。この場合、ねじ軸の軸方向で第1永久磁石が第2永久磁石のみに隣接するとともに、第2永久磁石が第1永久磁石のみに隣接する。つまり、ねじ軸の軸方向で異極の永久磁石が隣接する。以下、このような永久磁石の配置をNS型配置ともいう。   In another typical example, in the plurality of coupled magnet holding rings, the first permanent magnet and the second permanent magnet are alternately arranged along the axial direction of the screw shaft. In this case, the first permanent magnet is adjacent to only the second permanent magnet in the axial direction of the screw shaft, and the second permanent magnet is adjacent to only the first permanent magnet. That is, permanent magnets of different polarity are adjacent in the axial direction of the screw shaft. Hereinafter, such an arrangement of permanent magnets is also referred to as an NS type arrangement.

ただし、連結された複数の磁石保持リングにおいて、第1永久磁石と第2永久磁石の配置形態は、上記の典型的な例に限定されない。たとえば、ねじ軸の軸方向で第1永久磁石が第1永久磁石の一部と第2永久磁石の一部に隣接するとともに、第2永久磁石が第1永久磁石の一部と第2永久磁石の一部に隣接してもよい。   However, in the plurality of coupled magnet holding rings, the arrangement form of the first permanent magnet and the second permanent magnet is not limited to the above-described typical example. For example, the first permanent magnet is adjacent to a portion of the first permanent magnet and a portion of the second permanent magnet in the axial direction of the screw shaft, and the second permanent magnet is a portion of the first permanent magnet and the second permanent magnet It may be adjacent to part of

本実施形態の渦電流式ダンパにおいて、導電部材は、ねじ軸の軸方向に連結された複数の導電リングからなり、複数の導電リングは、複数の磁石保持リングのそれぞれと対をなすことでもよい。つまり、1つの磁石保持リングと1つの導電リングが対になってもよい。このような渦電流式ダンパによれば、要求される減衰力ごとに、磁石保持リング及び導電リングの対の数が選定される。選定された数の磁石保持リングが連結されるとともに、選定された数の導電リングが連結される。これにより、減衰力の調整を容易に行える。この場合、連結された磁石保持リングの総長さに対応する長さの導電部材を選択する必要はない。つまり、長さの異なる複数の導電部材を準備しておく必要がない。   In the eddy current damper of the present embodiment, the conductive member may include a plurality of conductive rings connected in the axial direction of the screw shaft, and the plurality of conductive rings may be paired with each of the plurality of magnet holding rings. . That is, one magnet holding ring and one conductive ring may be paired. According to such an eddy current damper, the number of magnet holding ring and conductive ring pairs is selected for each required damping force. A selected number of magnet retaining rings are coupled and a selected number of conductive rings are coupled. This makes it easy to adjust the damping force. In this case, it is not necessary to select a conductive member of a length corresponding to the total length of the coupled magnet retaining rings. That is, it is not necessary to prepare a plurality of conductive members having different lengths.

本実施形態の渦電流式ダンパにおいて、複数の磁石保持リングの連結方法は、特に限定されない。その連結方法として、溶接、キー、焼ばめ、ねじ、ピン、ボルト、圧入、スプラインなどが挙げられる。導電部材が複数の導電リングからなる場合、複数の導電リングの連結方法も、特に限定されない。その連結方法として、溶接、キー、焼ばめ、ねじ、ピン、ボルト、圧入、スプラインなどが挙げられる。   In the eddy current damper of the present embodiment, the connection method of the plurality of magnet holding rings is not particularly limited. The connection methods include welding, keys, shrink fitting, screws, pins, bolts, press-fits, splines, and the like. When a conductive member consists of a plurality of conductive rings, the connection method of a plurality of conductive rings is not particularly limited. The connection methods include welding, keys, shrink fitting, screws, pins, bolts, press-fits, splines, and the like.

NN型配置の場合、軸方向で隣接する永久磁石同士の間に磁気反発力が作用する。そのため、磁気反発力によって磁石保持リング同士がずれないように留意することが好ましい。このような状況は、ねじ軸の軸方向で第1永久磁石が第1永久磁石の一部と第2永久磁石の一部に隣接するとともに、第2永久磁石が第1永久磁石の一部と第2永久磁石の一部に隣接する場合も同様である。一方、NS型配置の場合、軸方向で隣接する永久磁石同士の間に磁気吸引力が作用する。そのため、磁石保持リング同士のずれは磁気吸引力によって自然に防止される。   In the case of the NN-type arrangement, magnetic repulsion acts between the axially adjacent permanent magnets. Therefore, it is preferable to be careful not to shift the magnet holding rings due to magnetic repulsion. In such a situation, the first permanent magnet is adjacent to a portion of the first permanent magnet and a portion of the second permanent magnet in the axial direction of the screw shaft, and the second permanent magnet is a portion of the first permanent magnet The same is true when adjacent to a part of the second permanent magnet. On the other hand, in the case of the NS type arrangement, a magnetic attraction force acts between the axially adjacent permanent magnets. Therefore, the displacement between the magnet holding rings is naturally prevented by the magnetic attraction force.

ここで、NN型配置の場合、軸方向で隣接する永久磁石同士の隙間(以下、「磁石隙間」ともいう。)は小さいのが好ましい。この場合、後述する実施例で示すように、磁石隙間が0〜20mmの範囲内であれば、磁石隙間が小さいほど、制動トルクが増加し、磁石隙間が20mmを超えれば制動トルクがほぼ一定になるからである。したがって、この場合の磁石隙間の下限は、好ましくは0mm(隙間なし)である。磁石隙間の下限は、5mmであってもよいし、10mmであってもよい。この場合の磁石隙間の上限は特に限定されない。ただし、磁石隙間があまりに大きすぎるとダンパ全体が大型化する。したがって、この場合の磁石隙間の上限は、好ましくは50mmであり、より好ましくは40mmであり、さらに好ましくは30mmである。   Here, in the case of the NN type arrangement, it is preferable that the gap between the permanent magnets axially adjacent to each other (hereinafter, also referred to as “magnet gap”) be small. In this case, as shown in the embodiment described later, if the magnet gap is in the range of 0 to 20 mm, the braking torque increases as the magnet gap decreases, and if the magnet gap exceeds 20 mm, the braking torque becomes almost constant. It is because Therefore, the lower limit of the magnet gap in this case is preferably 0 mm (no gap). The lower limit of the magnet gap may be 5 mm or 10 mm. The upper limit of the magnet gap in this case is not particularly limited. However, if the magnet gap is too large, the entire damper increases in size. Therefore, the upper limit of the magnet gap in this case is preferably 50 mm, more preferably 40 mm, and still more preferably 30 mm.

一方、NS型配置の場合、磁石隙間は大きいのが好ましい。この場合、後述する実施例で示すように、磁石隙間が0〜20mmの範囲内であれば、磁石隙間が大きいほど、制動トルクが増加し、磁石隙間が20mmを超えれば制動トルクがほぼ一定になるからである。ただし、この場合の磁石隙間は0mm(隙間なし)でも構わない。磁石隙間が0mmであっても制動トルクが生じるからである。この場合の磁石隙間の下限は、5mmであってもよいし、10mmであってもよい。磁石隙間の上限は特に限定されない。ただし、磁石隙間があまりに大きすぎるとダンパ全体が大型化する。したがって、この場合、磁石隙間の上限は、好ましくは50mmであり、より好ましくは40mmであり、さらに好ましくは30mmである。   On the other hand, in the case of the NS type arrangement, the magnet gap is preferably large. In this case, as shown in the embodiment described later, if the magnet gap is in the range of 0 to 20 mm, the braking torque increases as the magnet gap is larger, and if the magnet gap exceeds 20 mm, the braking torque is almost constant. It is because However, the magnet gap in this case may be 0 mm (no gap). This is because braking torque is generated even if the magnet gap is 0 mm. The lower limit of the magnet gap in this case may be 5 mm or 10 mm. The upper limit of the magnet gap is not particularly limited. However, if the magnet gap is too large, the entire damper increases in size. Therefore, in this case, the upper limit of the magnet gap is preferably 50 mm, more preferably 40 mm, and still more preferably 30 mm.

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。   Hereinafter, the eddy current damper of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

[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、複数の磁石保持リング2と、複数の第1永久磁石3と、複数の第2永久磁石4と、複数の導電リング5と、ボールナット6と、ねじ軸7とを備える。複数の導電リング5は連結される。連結された複数の導電リング5は円筒形状の導電部材を構成する。導電部材は、複数の磁石保持リング2と対をなす。具体的には、複数の導電リング5のそれぞれは、複数の磁石保持リング2のそれぞれと対をなす。そのため、導電リング5の数は磁石保持リング2の数と同じである。第1実施形態では、磁石保持リング2及び導電リング5の対の数が4つである例を示す。
First Embodiment
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. Referring to FIGS. 1 and 2, the eddy current damper 1 includes a plurality of magnet holding rings 2, a plurality of first permanent magnets 3, a plurality of second permanent magnets 4, and a plurality of conductive rings 5. A ball nut 6 and a screw shaft 7 are provided. The plurality of conductive rings 5 are connected. The plurality of conductive rings 5 connected form a cylindrical conductive member. The conductive member is paired with the plurality of magnet holding rings 2. Specifically, each of the plurality of conductive rings 5 is paired with each of the plurality of magnet holding rings 2. Therefore, the number of conductive rings 5 is the same as the number of magnet holding rings 2. In the first embodiment, an example in which the number of pairs of the magnet holding ring 2 and the conductive ring 5 is four is shown.

[磁石保持リング]
複数の磁石保持リング2は、ねじ軸7を中心軸とする円筒形状である。複数の磁石保持リング2はねじ軸7の軸方向に連結される。具体的には、複数の磁石保持リング2の軸方向の両端それぞれには、概ね円筒状のホルダ12が設けられる。2つのホルダ12を貫く複数の長尺なボルト13によって、複数の磁石保持リング2は2つのホルダ12の間に挟み込まれる。これにより、複数の磁石保持リング2は強固に連結される。連結された磁石保持リング2はホルダ12と一体である。
Magnet holding ring
The plurality of magnet holding rings 2 have a cylindrical shape with the screw shaft 7 as a central axis. The plurality of magnet holding rings 2 are connected in the axial direction of the screw shaft 7. Specifically, substantially cylindrical holders 12 are provided at both axial ends of the plurality of magnet holding rings 2. The plurality of magnet holding rings 2 are sandwiched between the two holders 12 by the plurality of long bolts 13 penetrating the two holders 12. Thereby, the plurality of magnet holding rings 2 are firmly connected. The coupled magnet holding ring 2 is integral with the holder 12.

連結された磁石保持リング2は、ボールナット6及びねじ軸7を収容可能である。磁石保持リング2の材質は、特に限定されない。しかしながら、磁石保持リング2の材質は、透磁率の高い鋼等が好ましい。磁石保持リング2の材質はたとえば、炭素鋼、鋳鉄等の強磁性材である。この場合、磁石保持リング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、磁石保持リング2は、対応する導電リング5に対して回転可能である。複数の磁石保持リング2は同じサイズで同じ材質である。ただし、複数の磁石保持リング2は同じサイズでなくてもよいし、同じ材質でなくてもよい。   The connected magnet holding ring 2 can accommodate the ball nut 6 and the screw shaft 7. The material of the magnet holding ring 2 is not particularly limited. However, the material of the magnet holding ring 2 is preferably steel or the like having high permeability. The material of the magnet holding ring 2 is, for example, a ferromagnetic material such as carbon steel or cast iron. In this case, the magnet holding ring 2 serves 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 below, the magnet holding ring 2 is rotatable relative to the corresponding conductive ring 5. The plurality of magnet holding rings 2 are the same size and the same material. However, the plurality of magnet holding rings 2 may not be the same size, or may not be the same material.

[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。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3〜図5を参照して、複数の第1永久磁石3及び第2永久磁石4は、複数の磁石保持リング2それぞれの外周面に取り付けられる。第1永久磁石3は、ねじ軸の周りに磁石保持リング2の円周方向に沿って配列される。同様に、第2永久磁石4は、ねじ軸の周りに磁石保持リング2の円周方向に沿って配列される。第2永久磁石4は、第1永久磁石3同士の間に配置される。つまり、磁石保持リング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。
[First Permanent Magnet and Second Permanent Magnet]
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. Referring to FIGS. 3 to 5, the plurality of first permanent magnets 3 and the plurality of second permanent magnets 4 are attached to the outer peripheral surface of each of the plurality of magnet holding rings 2. The first permanent magnet 3 is arranged along the circumferential direction of the magnet holding ring 2 around a screw axis. Similarly, the second permanent magnets 4 are arranged along the circumferential direction of the magnet holding ring 2 around the screw axis. The second permanent magnet 4 is disposed between the 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 ring 2.

第1永久磁石3及び第2永久磁石4の磁極は、磁石保持リング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、磁石保持リング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極が磁石保持リング2と接する。一方、磁石保持リング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極が磁石保持リング2と接する。   The magnetic poles of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are arranged in the radial direction of the magnet holding ring 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. For example, referring to FIGS. 4 and 5, in the radial direction of magnet holding ring 2, 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 ring 2. On the other hand, in the radial direction of the magnet holding ring 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 ring 2.

図5を参照して、連結された磁石保持リング2同士の永久磁石3、4の配置はNN型配置である。具体的には、連結された磁石保持リング2において、第1永久磁石3がねじ軸7の軸方向に沿って配置される。同様に、第2永久磁石4がねじ軸7の軸方向に沿って配置される。この場合、ねじ軸7の軸方向で第1永久磁石3が第1永久磁石3のみに隣接するとともに、第2永久磁石4が第2永久磁石4のみに隣接する。つまり、ねじ軸7の軸方向で同極の永久磁石3、4が隣接する。   Referring to FIG. 5, the arrangement of permanent magnets 3 and 4 of connected magnet holding rings 2 is an NN-type arrangement. Specifically, in the connected magnet holding ring 2, the first permanent magnet 3 is disposed along the axial direction of the screw shaft 7. Similarly, the second permanent magnet 4 is disposed along the axial direction of the screw shaft 7. In this case, the first permanent magnet 3 is adjacent to only the first permanent magnet 3 in the axial direction of the screw shaft 7, and the second permanent magnet 4 is adjacent to only the second permanent magnet 4. That is, permanent magnets 3 and 4 of the same polarity are adjacent in the axial direction of the screw shaft 7.

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。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リング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。   The size and the nature of the second permanent magnet 4 are the same as the size and the nature of the first permanent magnet 3. The first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are fixed to the magnet holding ring 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.

[導電リング(導電部材)]
図1及び図2を参照して、導電部材としての複数の導電リング5は、ねじ軸7を中心軸とする円筒形状である。複数の導電リング5はねじ軸7の軸方向に連結される。具体的には、複数の導電リング5の軸方向の両端それぞれには、概ね円筒状のハウジング14が設けられる。2つのハウジング14のフランジ14aを貫く複数の長尺なボルト15によって、複数の導電リング5は2つのハウジング14の間に挟み込まれる。これにより、複数の導電リング5は強固に連結される。連結された導電リング5はハウジング14と一体である。
[Conductive ring (conductive member)]
Referring to FIGS. 1 and 2, a plurality of conductive rings 5 as conductive members have a cylindrical shape with screw shaft 7 as a central axis. The plurality of conductive rings 5 are connected in the axial direction of the screw shaft 7. Specifically, a substantially cylindrical housing 14 is provided at each of both axial ends of the plurality of conductive rings 5. The plurality of conductive rings 5 are sandwiched between the two housings 14 by the plurality of elongated bolts 15 penetrating the flanges 14 a of the two housings 14. Thereby, the plurality of conductive rings 5 are firmly connected. The connected conductive ring 5 is integral with the housing 14.

連結された導電リング5は、連結された磁石保持リング2、第1永久磁石3、第2永久磁石4、ボールナット6及びねじ軸7を収容可能である。つまり、磁石保持リング2が、対応する導電リング5の内側に同心状に配置される。導電リング5の内周面が、対応する磁石保持リング2に保持された第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、導電リング5の表面(内周面)に渦電流を発生させるため、導電リング5は、対応する磁石保持リング2と相対的に回転する。そのため、導電リング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。連結された導電リング5と一体の一方のハウジング14に取付具8aが接続される。導電リング5(ハウジング14)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、導電リング5はねじ軸7周りに回転しない。   The connected conductive ring 5 can accommodate the connected magnet holding ring 2, the first permanent magnet 3, the second permanent magnet 4, the ball nut 6, and the screw shaft 7. That is, the magnet holding ring 2 is concentrically disposed inside the corresponding conductive ring 5. The inner circumferential surface of the conductive ring 5 faces the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 held by the corresponding magnet holding ring 2 with a gap. As described later, in order to generate an eddy current on the surface (inner peripheral surface) of the conductive ring 5, the conductive ring 5 rotates relative to the corresponding magnet holding ring 2. Therefore, a gap is provided between the conductive ring 5 and the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4. The fixture 8 a is connected to one housing 14 integral with the connected conductive ring 5. The fixture 8a integral with the conductive ring 5 (housing 14) is fixed in the building support surface or in the building. Therefore, the conductive ring 5 does not rotate around the screw shaft 7.

導電部材としての導電リング5は、導電性を有する。導電リング5の材質はたとえば、炭素鋼、鋳鉄等の強磁性材である。その他に、導電リング5の材質は、フェライト系ステンレス鋼等の弱磁性材であってもよいし、アルミニウム合金、オーステナイト系ステンレス鋼、銅合金等の非磁性材であってもよい。第1及び第2永久磁石3、4が対向する導電リング5の面に、銅、銅合金等のような導電率の高い金属層が設けられてもよい。導電リング5に金属層を形成する手法としては、めっき、肉盛溶接、ろう付け、溶射、及び熱拡散接合などが挙げられる。複数の導電リング5は同じサイズで同じ材質である。ただし、複数の導電リング5は同じサイズでなくてもよいし、同じ材質でなくてもよい。   The conductive ring 5 as a conductive member has conductivity. The material of the conductive ring 5 is, for example, a ferromagnetic material such as carbon steel or cast iron. In addition, the material of the conductive ring 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. A metal layer with high conductivity such as copper, copper alloy or the like may be provided on the surface of the conductive ring 5 opposed to the first and second permanent magnets 3 and 4. Methods of forming a metal layer on the conductive ring 5 include plating, build-up welding, brazing, thermal spraying, thermal diffusion bonding, and the like. The plurality of conductive rings 5 are the same size and the same material. However, the plurality of conductive rings 5 may not be the same size, or may not be the same material.

連結された導電リング5と一体のハウジング14は、連結された磁石保持リング2と一体のホルダ12を回転可能に支持する。たとえば図1を参照して、磁石保持リング2の径方向において、ホルダ12とハウジング14との間には、ラジアル軸受9が設けられる。また、磁石保持リング2の軸方向において、ホルダ12とハウジング14との間には、スラスト軸受10が設けられる。なお、ラジアル軸受9やスラスト軸受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。   A housing 14 integral with the connected conductive ring 5 rotatably supports a holder 12 integral with the connected magnet holding ring 2. For example, referring to FIG. 1, a radial bearing 9 is provided between holder 12 and housing 14 in the radial direction of magnet holding ring 2. Further, a thrust bearing 10 is provided between the holder 12 and the housing 14 in the axial direction of the magnet holding ring 2. The types of the radial bearing 9 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.

[ボールナット]
ボールナット6は、連結された磁石保持リング2及び連結された導電リング5の内部に配置される。ボールナット6は、連結された磁石保持リング2と一体のホルダ12に固定される。したがって、ボールナット6が回転すれば、連結された磁石保持リング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。
[Ball nut]
The ball nut 6 is disposed inside the coupled magnet holding ring 2 and the coupled conductive ring 5. The ball nut 6 is fixed to a holder 12 integral with the coupled magnet holding ring 2. Therefore, when the ball nut 6 rotates, the coupled magnet holding ring 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.

[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、導電リング5(ハウジング14)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、導電リング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。
[Screw shaft]
The screw shaft 7 penetrates the ball nut 6 and engages with the ball nut 6 through the ball. 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. In the case where the eddy current damper 1 is installed, for example, in the seismic isolation layer between the inside of the building and the building support surface, the fixture 8b integral with the screw shaft 7 is fixed in the building, and the conductive ring 5 The fixture 8a integral with 14) is fixed to the building support surface. In the case where the eddy current damper 1 is installed, for example, in any layer in a building, the fixture 8b integral with the screw shaft 7 is fixed to the upper beam side of any layer and integrated with the conductive ring 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.

ねじ軸7と一体の取付具8b及び導電リング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、導電リング5と一体の取付具8aが建物内に固定されてもよい。   Fixation of the fixture 8b integral with the screw shaft 7 and the fixture 8a integral with the conductive ring 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 ring 5 may be fixed inside the building.

ねじ軸7は、連結された磁石保持リング2及び連結された導電リング5の内部で軸方向に沿って進退移動可能である。したがって、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、連結された複数の磁石保持リング2が回転する。これにより、磁石保持リング2と一体の第1永久磁石3及び第2永久磁石4が、対応する導電リング5に対して相対回転するため、導電リング5のそれぞれ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。   The screw shaft 7 can be advanced and retracted along the axial direction inside the coupled magnet holding ring 2 and the coupled conductive ring 5. Therefore, when kinetic energy is given to the eddy current damper 1 by vibration or the like, the screw shaft 7 moves in the axial direction. When 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. As the ball nut 6 rotates, the plurality of coupled magnet holding rings 2 rotate. As a result, since the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 integral with the magnet holding ring 2 rotate relative to the corresponding conductive ring 5, an eddy current is generated in each of the conductive rings 5. As a result, a damping force is generated in the eddy current damper 1 to damp the vibration.

本実施形態の渦電流式ダンパ1では、要求される減衰力ごとに、磁石保持リング2及び導電リング5の対の数が選定される。そして、選定された数の磁石保持リング2が連結されるとともに、選定された数の導電リング5が連結される。これにより、減衰力の調整を容易に行える。   In the eddy current damper 1 of the present embodiment, the number of pairs of the magnet holding ring 2 and the conductive ring 5 is selected for each required damping force. Then, the selected number of magnet holding rings 2 are connected, and the selected number of conductive rings 5 are connected. This makes it easy to adjust the damping force.

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。   Subsequently, the generation principle of the eddy current and the generation principle of the damping force by the eddy current will be described.

[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、磁石保持リング2のそれぞれにおいて、第1永久磁石3の磁極の配置は、周方向で隣接する第2永久磁石4の磁極の配置と反転している。したがって、磁石保持リング2のそれぞれにおいて、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、導電リング5及び磁石保持リング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、導電リング5との間の隙間は十分に小さいため、対応する導電リング5は磁界の中にある。
[Attenuation force due to eddy current]
FIG. 6 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper. Referring to FIG. 6, in each of the magnet holding rings 2, 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 magnets 4 in the circumferential direction. Therefore, in each of the magnet holding rings 2, 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. Thus, a magnetic circuit is formed among the first permanent magnet 3, the second permanent magnet 4, the conductive ring 5 and the magnet holding ring 2. Since the gap between the first and second permanent magnets 3 and 4 and the conductive ring 5 is sufficiently small, the corresponding conductive ring 5 is in the magnetic field.

磁石保持リング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は導電リング5に対して移動する。そのため、導電リング5の表面(図6では第1永久磁石3及び第2永久磁石4が対向する導電リング5の内周面)を通過する磁束が変化する。これにより導電リング5の表面(図6では導電リング5の内周面)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、磁石保持リング2(第1永久磁石3及び第2永久磁石4)と導電リング5との相対回転を妨げる。本実施形態の場合、磁石保持リング2の回転が妨げられる。磁石保持リング2の回転が妨げられれば、磁石保持リング2と一体のボールナット6の回転も妨げられる。ボールナット6の回転が妨げられれば、ねじ軸7の軸方向の移動も妨げられる。これが渦電流式ダンパ1の減衰力(減衰トルク)である。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。すなわち、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。   When the magnet holding ring 2 rotates (see the arrow in FIG. 6), the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 move relative to the conductive ring 5. Therefore, the magnetic flux passing through the surface of the conductive ring 5 (in FIG. 6, the inner peripheral surface of the conductive ring 5 opposed to the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4) changes. As a result, an eddy current is generated on the surface of the conductive ring 5 (the inner peripheral surface of the conductive ring 5 in FIG. 6). 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 ring 2 (the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4) and the conductive ring 5. In the case of this embodiment, the rotation of the magnet holding ring 2 is hindered. If rotation of the magnet holding ring 2 is prevented, rotation of the ball nut 6 integral with the magnet holding ring 2 is also prevented. If the rotation of the ball nut 6 is blocked, the axial movement of the screw shaft 7 is also blocked. This is the damping force (damping torque) of the eddy current damper 1. Eddy current generated by kinetic energy due to vibration or the like raises the temperature of the conductive member. That is, kinetic energy given to the eddy current damper is converted to thermal energy to obtain a damping force.

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、磁石保持リング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リングの円周方向に発生する。また、磁石保持リングの円周方向に第1永久磁石及び第2永久磁石を複数配列することにより、導電リングに到達する磁束の量が増える。これにより、導電リング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。   According to the eddy current damper of the present embodiment, 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 ring . 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 ring. Further, by arranging a plurality of first permanent magnets and second permanent magnets in the circumferential direction of the magnet holding ring, the amount of magnetic flux reaching the conductive ring is increased. As a result, the eddy current generated in the conductive ring increases and the damping force of the eddy current damper increases.

[磁石保持リングそれぞれの永久磁石の磁極の配置の変形例]
上述の説明では、磁石保持リングそれぞれにおいて、第1永久磁石及び第2永久磁石の磁極の配置が、磁石保持リング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。
[Modification of arrangement of magnetic poles of permanent magnets for each of magnet holding rings]
In the above description, in each of the magnet holding rings, the magnetic poles of the first permanent magnet and the second permanent magnet are arranged in the radial direction of the magnet holding ring. However, the arrangement of the magnetic poles of the first permanent magnet and the second permanent magnet is not limited to this.

図7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7を参照して、磁石保持リング2のそれぞれにおいて、第1永久磁石3及び第2永久磁石4の磁極の配置は、磁石保持リング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。   FIG. 7 is a perspective view showing a first permanent magnet and a second permanent magnet in which the arrangement of magnetic poles is in the circumferential direction. Referring to FIG. 7, in each of the magnet holding rings 2, 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 ring 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.

図8は、図7の渦電流式ダンパの磁気回路を示す模式図である。図8を参照して、磁石保持リング2のそれぞれにおいて、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及び導電リング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。   FIG. 8 is a schematic view showing a magnetic circuit of the eddy current damper of FIG. Referring to FIG. 8, in each of magnet holding rings 2, the magnetic flux emitted from the N pole of first permanent magnet 3 passes through pole piece 11 to reach the S pole of first permanent magnet 3. The same applies to the second permanent magnet 4. Thereby, a magnetic circuit is formed among the first permanent magnet 3, the second permanent magnet 4, the pole piece 11 and the conductive ring 5. Thus, the damping force is obtained in the eddy current damper 1 as described above.

[連結された磁石保持リング同士の永久磁石の配置の変形例]
上述の説明では、連結された磁石保持リング同士の第1永久磁石及び第2永久磁石の配置は、第1永久磁石がねじ軸の軸方向に沿って配置され、第2永久磁石がねじ軸の軸方向に沿って配置され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永久磁石の配置は、このようなNN型配置に限定されない。
[Modification of arrangement of permanent magnets between coupled magnet holding rings]
In the above description, in the arrangement of the first permanent magnet and the second permanent magnet of the coupled magnet holding rings, the first permanent magnet is disposed along the axial direction of the screw shaft, and the second permanent magnet is the screw shaft. The case where it arrange | positions along an axial direction was demonstrated. However, the arrangement of the first permanent magnet and the second permanent magnet is not limited to such an NN-type arrangement.

図9は、第1永久磁石及び第2永久磁石の配置の変形例を示す斜視図である。図9を参照して、連結された磁石保持リング2同士の永久磁石3、4の配置はNS型配置である。具体的には、連結された磁石保持リング2において、第1永久磁石3と第2永久磁石4とがねじ軸7の軸方向に沿って交互に配置される。この場合、ねじ軸7の軸方向で第1永久磁石3が第2永久磁石4のみに隣接するとともに、第2永久磁石4が第1永久磁石3のみに隣接する。つまり、ねじ軸7の軸方向で異極の永久磁石3、4が隣接する。   FIG. 9 is a perspective view showing a modification of the arrangement of the first permanent magnet and the second permanent magnet. Referring to FIG. 9, the arrangement of permanent magnets 3 and 4 of connected magnet holding rings 2 is an NS type arrangement. Specifically, in the coupled magnet holding ring 2, the first permanent magnets 3 and the second permanent magnets 4 are alternately arranged along the axial direction of the screw shaft 7. In this case, the first permanent magnet 3 is adjacent to only the second permanent magnet 4 in the axial direction of the screw shaft 7, and the second permanent magnet 4 is adjacent to only the first permanent magnet 3. That is, the permanent magnets 3 and 4 of different poles are adjacent in the axial direction of the screw shaft 7.

後述する実施例で示すように、NN型配置の場合、磁石隙間が0〜10mmの範囲内であれば、磁石隙間が小さいほど、制動トルクが顕著に増加する。導電リング5に対する第1及び第2永久磁石3、4(磁石保持リング2)の相対的な回転数、すなわちボールナットの回転数が高い場合(例:750rpm)、軸方向で隣接する永久磁石3、4同士の隙間(磁石隙間)が0〜7.5mmの範囲内であれば、NN型配置での制動トルクはNS型配置での制動トルクよりも大きくなる。この場合、磁石隙間が10〜40mmの範囲内であれば、NS型配置での制動トルクはNN型配置での制動トルクよりも大きくなる。ここで、磁石隙間が0mmのときにNN型配置での制動トルクは最大となる。磁石隙間が30mmのときにNS型配置での制動トルクは最大となる。   As shown in the embodiment described later, in the case of the NN type arrangement, the braking torque is significantly increased as the magnet clearance is smaller if the magnet clearance is in the range of 0 to 10 mm. When the rotational speed of the first and second permanent magnets 3 and 4 (the magnet holding ring 2) relative to the conductive ring 5, that is, the rotational speed of the ball nut is high (eg 750 rpm), the axially adjacent permanent magnets 3 The braking torque in the NN-type arrangement is larger than the braking torque in the NS-type arrangement if the gap between the four members (magnet gap) is in the range of 0 to 7.5 mm. In this case, if the magnet gap is in the range of 10 to 40 mm, the braking torque in the NS type arrangement is larger than the braking torque in the NN type arrangement. Here, when the magnet gap is 0 mm, the braking torque in the NN type arrangement is maximum. When the magnet gap is 30 mm, the braking torque in the NS type arrangement is maximum.

また、ボールナットの回転数が低い場合(例:250rpm)、磁石隙間が0〜40mmの範囲内であれば、NN型配置での制動トルクはNS型配置での制動トルクよりも大きくなる。   When the rotational speed of the ball nut is low (e.g. 250 rpm), the braking torque in the NN type arrangement is larger than the braking torque in the NS type arrangement if the magnet gap is in the range of 0 to 40 mm.

したがって、想定されるボールナットの回転数、及びその回転数で要求される減衰力(制動トルク)に応じて、軸方向での永久磁石の配置(例:NN型配置、NS型配置)及び磁石隙間を適宜選定すればよい。例えば、NN型配置を採用する場合、磁石隙間は0〜10mmであることが好ましい。減衰力の向上を実現できるからである。その場合の磁石隙間の上限は、好ましくは7.5mmであり、より好ましくは5mmである。   Therefore, the arrangement of permanent magnets in the axial direction (example: NN-type arrangement, NS-type arrangement) and magnets according to the assumed rotational speed of the ball nut and the damping force (braking torque) required by the rotational speed The gap may be selected as appropriate. For example, in the case of adopting the NN type arrangement, the magnet gap is preferably 0 to 10 mm. It is because the improvement of damping force can be realized. The upper limit of the magnet gap in that case is preferably 7.5 mm, more preferably 5 mm.

[磁石保持リングの連結方法の一例]
上記のとおり、NS型配置の場合、異極の永久磁石に作用する磁気吸引力を利用することにより、磁石保持リングの連結を容易に行うことができる。
[One Example of Coupling Method of Magnet Holding Ring]
As described above, in the case of the NS type arrangement, connection of the magnet holding ring can be easily performed by utilizing the magnetic attraction force acting on the permanent magnet of the different polarity.

NN型配置の場合、異極の永久磁石に作用する磁気吸引力、及び同極の永久磁石に作用する磁気反発力を利用することにより、磁石保持リングの連結を行うことができる。たとえば、連結対象の2つの磁石保持リングのうちの一方の磁石保持リングの端部に、磁石保持リングの軸回りで等間隔に複数のキーが設けられる。キーは磁石保持リングの軸方向に突出し、キーの先端部が磁石保持リングの径方向の外向きに折れ曲がる。他方の磁石保持リングの端部には、複数のキーにそれぞれ対応する複数のキー溝が設けられる。キー溝は磁石保持リングの内周面に鉤状に形成される。キー溝は、磁石保持リングの軸方向に沿って延びる始端領域と、円周方向に沿って延びる中間領域と、軸方向に沿って延びる終端領域と、を備える。   In the case of the NN type arrangement, the connection of the magnet holding ring can be performed by utilizing the magnetic attraction force acting on the permanent magnet of the different polarity and the magnetic repulsion force acting on the permanent magnet of the same polarity. For example, a plurality of keys are provided at equal intervals around the axis of the magnet holding ring at the end of one of the two magnet holding rings to be connected. The key protrudes in the axial direction of the magnet holding ring, and the tip of the key is bent outward in the radial direction of the magnet holding ring. At the end of the other magnet holding ring, a plurality of key grooves respectively corresponding to the plurality of keys are provided. The key groove is formed in a bowl shape on the inner circumferential surface of the magnet holding ring. The key groove has a start area extending along the axial direction of the magnet holding ring, an intermediate area extending along the circumferential direction, and a terminal area extending along the axial direction.

連結作業では、まず、一方の磁石保持リングの端部を他方の磁石保持リングの端部に対向させる。つまり、キーの先端部をキー溝の始端に合わせ、キーの先端部をキー溝の始端領域に挿入する。この挿入の際、連結対象の2つの磁石保持リングが備える永久磁石は互いに軸方向で異極に配置されている。そのため、磁気吸引力によって、キーの先端部がキー溝の始端領域に沿って自然に挿入される。次に、一方の磁石保持リングを他方の磁石保持リングに対して軸回りに回転させる。つまり、キーの先端部をキー溝の中間領域に沿って移動させる。回転に伴って永久磁石が互いに軸方向で同極に配置されたとき、回転の力を開放させる。これにより、磁気反発力によって、キーの先端部がキー溝の終端領域に沿って移動し、キー溝の終端で止まる。そして、キー溝の中間領域と終端領域の境界部にピンを打ち込む。これにより、キー溝からのキーの先端部の抜けが防止される。このようにして、NN型配置の磁石保持リングの連結を行うことができる。   In the connection operation, first, the end of one magnet holding ring is made to face the end of the other magnet holding ring. That is, the tip of the key is aligned with the beginning of the key groove, and the tip of the key is inserted into the beginning of the key groove. At the time of this insertion, the permanent magnets provided in the two magnet holding rings to be connected are arranged in mutually different poles in the axial direction. Therefore, the tip of the key is naturally inserted along the start end area of the key groove by the magnetic attraction force. Next, one of the magnet holding rings is rotated about the axis with respect to the other magnet holding ring. That is, the tip of the key is moved along the middle region of the key groove. When the permanent magnets are arranged axially in the same pole in the same axial direction as the rotation is performed, the rotational force is released. Thereby, the magnetic repulsion causes the tip of the key to move along the end region of the key groove and to stop at the end of the key groove. Then, a pin is driven into the boundary between the middle area and the end area of the key groove. This prevents the tip of the key from coming off the keyway. In this way, it is possible to connect the magnet retaining rings of the NN arrangement.

上述した第1実施形態では、磁石保持リングが導電リング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リングの外周面に取り付けられ、さらに磁石保持リング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。   In the first embodiment described above, the case where the magnet holding ring is disposed inside the conductive ring, the first permanent magnet and the second permanent magnet are attached to the outer circumferential surface of the magnet holding ring, and the magnet holding ring rotates further did. However, the eddy current damper of the present embodiment is not limited to this.

[第2実施形態]
第2実施形態の渦電流式ダンパは、磁石保持リングが導電リングの外側に配置され、回転しない。渦電流は、内側の導電リングが回転することで発生する。
Second Embodiment
In the eddy current damper of the second embodiment, the magnet holding ring is disposed outside the conductive ring and does not rotate. Eddy current is generated by rotation of the inner conductive ring.

図10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11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10及び図11を参照して、連結された複数の磁石保持リング2は、連結された複数の導電リング5、ボールナット6及びねじ軸7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、複数の磁石保持リング2それぞれの内周面に取り付けられる。したがって、導電リング5の外周面が、対応する磁石保持リング2に保持された第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。   FIG. 10 is a cross-sectional view in a plane along the axial direction of the eddy current damper of the second embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the eddy current damper of the second embodiment. Referring to FIGS. 10 and 11, the plurality of coupled magnet holding rings 2 can accommodate the plurality of coupled conductive rings 5, the ball nut 6, and the screw shaft 7. The first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are attached to the inner circumferential surface of each of the plurality of magnet holding rings 2. Therefore, the outer circumferential surface of the conductive ring 5 faces the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 held by the corresponding magnet holding ring 2 with a gap.

第2実施形態では、複数の磁石保持リング2は2つのハウジング14の間に挟み込まれる。これにより、複数の磁石保持リング2は連結される。連結された磁石保持リング2はハウジング14と一体である。複数の導電リング5は2つのホルダ12の間に挟み込まれる。これにより、複数の導電リング5は連結される。連結された導電リング5はホルダ12と一体である。   In the second embodiment, the plurality of magnet holding rings 2 are sandwiched between the two housings 14. Thereby, the plurality of magnet holding rings 2 are connected. The coupled magnet holding ring 2 is integral with the housing 14. The plurality of conductive rings 5 are sandwiched between the two holders 12. Thereby, the plurality of conductive rings 5 are connected. The connected conductive ring 5 is integral with the holder 12.

図1に示す取付具8aは、連結された磁石保持リング2と一体の一方のハウジング14に接続される。そのため、磁石保持リング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、連結された導電リング5と一体のホルダ12に接続される。したがって、ボールナット6が回転すれば、連結された導電リング5は回転する。このような構成の場合でも、上述したように、磁石保持リング2と一体の第1永久磁石3及び第2永久磁石4が、対応する導電リング5に対して相対回転するため、導電リング5のそれぞれ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。   The fixture 8 a shown in FIG. 1 is connected to one housing 14 integral with the coupled magnet holding ring 2. Therefore, the magnet holding ring 2 does not rotate around the screw shaft 7. On the other hand, the ball nut 6 is connected to the holder 12 integral with the connected conductive ring 5. Therefore, when the ball nut 6 rotates, the connected conductive ring 5 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 ring 2 rotate relative to the corresponding conductive ring 5, An eddy current is generated in each. As a result, a damping force is generated in the eddy current damper 1 to damp the vibration.

[第3実施形態]
第3実施形態の渦電流式ダンパは、磁石保持リングが導電リングの内側に配置され、回転しない。渦電流は、外側の導電リングが回転することで発生する。
Third Embodiment
In the eddy current damper of the third embodiment, the magnet holding ring is disposed inside the conductive ring and does not rotate. Eddy current is generated as the outer conductive ring rotates.

図12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13は、図12の一部拡大図である。図12及び図13を参照して、連結された複数の導電リング5は、連結された複数の磁石保持リング2、ボールナット6及びねじ軸7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、複数の磁石保持リング2それぞれの外周面に取り付けられる。したがって、導電リング5の内周面が、対応する磁石保持リング2に第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。   FIG. 12 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the third embodiment along the axial direction. FIG. 13 is a partially enlarged view of FIG. Referring to FIGS. 12 and 13, the plurality of connected conductive rings 5 can receive the plurality of connected magnet holding rings 2, the ball nut 6, and the screw shaft 7. The first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are attached to the outer peripheral surface of each of the plurality of magnet holding rings 2. Accordingly, the inner circumferential surface of the conductive ring 5 faces the corresponding magnet holding ring 2 with a gap between the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4.

第3実施形態では、複数の磁石保持リング2は2つのホルダ12の間に挟み込まれる。これにより、複数の磁石保持リング2は連結される。連結された磁石保持リング2はホルダ12と一体である。複数の導電リング5は2つのハウジング14の間に挟み込まれる。これにより、複数の導電リング5は連結される。連結された導電リング5はハウジング14と一体である。   In the third embodiment, the plurality of magnet holding rings 2 are sandwiched between two holders 12. Thereby, the plurality of magnet holding rings 2 are connected. The coupled magnet holding ring 2 is integral with the holder 12. The plurality of conductive rings 5 are sandwiched between the two housings 14. Thereby, the plurality of conductive rings 5 are connected. The connected conductive ring 5 is integral with the housing 14.

取付具8aは、連結された磁石保持リング2と一体の一方のホルダ12に接続される。そのため、磁石保持リング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、連結された導電リング5と一体のハウジング14に接続される。したがって、ボールナット6が回転すれば、連結された導電リング5は回転する。このような構成の場合でも、上述したように、磁石保持リング2と一体の第1永久磁石3及び第2永久磁石4が、対応する導電リング5に対して相対回転するため、導電リング5のそれぞれ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。   The fixture 8 a is connected to one holder 12 integral with the coupled magnet holding ring 2. Therefore, the magnet holding ring 2 does not rotate around the screw shaft 7. On the other hand, the ball nut 6 is connected to the housing 14 integral with the connected conductive ring 5. Therefore, when the ball nut 6 rotates, the connected conductive ring 5 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 ring 2 rotate relative to the corresponding conductive ring 5, An eddy current is generated in each. As a result, a damping force is generated in the eddy current damper 1 to damp the vibration.

[第4実施形態]
第4実施形態の渦電流式ダンパは、導電リングが磁石保持リングの内側に配置され、回転しない。渦電流は、外側の磁石保持リングが回転することで発生する。
Fourth Embodiment
In the eddy current damper of the fourth embodiment, the conductive ring is disposed inside the magnet holding ring and does not rotate. Eddy current is generated as the outer magnet holding ring rotates.

図14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14を参照して、連結された複数の磁石保持リング2は、連結された複数の導電リング5、ボールナット6及びねじ軸7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、複数の磁石保持リング2それぞれの内周面に取り付けられる。したがって、導電リング5の外周面が、対応する磁石保持リング2に保持された第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。   FIG. 14 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the fourth embodiment along the axial direction. Referring to FIG. 14, the plurality of coupled magnet holding rings 2 can accommodate the plurality of coupled conductive rings 5, the ball nut 6, and the screw shaft 7. The first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 are attached to the inner circumferential surface of each of the plurality of magnet holding rings 2. Therefore, the outer circumferential surface of the conductive ring 5 faces the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 held by the corresponding magnet holding ring 2 with a gap.

第4実施形態では、複数の磁石保持リング2は2つのハウジング14の間に挟み込まれる。これにより、複数の磁石保持リング2は連結される。連結された磁石保持リング2はハウジング14と一体である。複数の導電リング5は2つのホルダ12の間に挟み込まれる。これにより、複数の導電リング5は連結される。連結された導電リング5はホルダ12と一体である。   In the fourth embodiment, the plurality of magnet holding rings 2 are sandwiched between two housings 14. Thereby, the plurality of magnet holding rings 2 are connected. The coupled magnet holding ring 2 is integral with the housing 14. The plurality of conductive rings 5 are sandwiched between the two holders 12. Thereby, the plurality of conductive rings 5 are connected. The connected conductive ring 5 is integral with the holder 12.

図1に示す取付具8aは、連結された導電リング5と一体の一方のホルダ12に接続される。そのため、導電リング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、連結された磁石保持リング2と一体のハウジング14に固定される。したがって、ボールナット6が回転すれば、連結された磁石保持リング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、磁石保持リング2と一体の第1永久磁石3及び第2永久磁石4が、対応する導電リング5に対して相対回転するため、導電リング5のそれぞれ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。   The fixture 8 a shown in FIG. 1 is connected to one holder 12 integral with the connected conductive ring 5. Therefore, the conductive ring 5 does not rotate around the screw shaft 7. On the other hand, the ball nut 6 is fixed to the housing 14 integral with the coupled magnet holding ring 2. Therefore, when the ball nut 6 rotates, the coupled magnet holding ring 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 ring 2 rotate relative to the corresponding conductive ring 5, An eddy current is generated in each. As a result, a damping force is generated in the eddy current damper 1 to damp the vibration.

上述したように、渦電流式ダンパが減衰力を発生すると、導電リングの温度は上昇する。第1永久磁石及び第2永久磁石は、導電リングと対向する。したがって、第1永久磁石及び第2永久磁石は、導電リングからの輻射熱によって温度が上昇するかもしれない。永久磁石の温度が上昇すれば、磁力が低下するおそれがある。   As described above, when the eddy current damper generates a damping force, the temperature of the conductive ring rises. The first permanent magnet and the second permanent magnet face the conductive ring. Therefore, the temperature may rise due to the radiant heat from the conductive ring for the first permanent magnet and the second permanent magnet. If the temperature of the permanent magnet is increased, the magnetic force may be reduced.

第1実施形態の渦電流式ダンパでは、導電リング5が磁石保持リング2の外側に配置される。つまり、導電リング5が最も外側に配置されて外気と接する。これにより、導電リング5は外気によって冷却される。そのため、導電リング5の温度上昇を抑制できる。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。   In the eddy current damper of the first embodiment, the conductive ring 5 is disposed outside the magnet holding ring 2. That is, the conductive ring 5 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. Thus, the conductive ring 5 is cooled by the outside air. Therefore, the temperature rise of the conductive ring 5 can be suppressed. As a result, the temperature rise of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be suppressed.

第2実施形態の渦電流式ダンパでは、磁石保持リング2が導電リング5の外側に配置される。つまり、磁石保持リング2が最も外側に配置されて外気と接する。これにより、磁石保持リング2は外気によって冷却される。そのため、磁石保持リング2を通じて第1永久磁石3及び第2永久磁石4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。   In the eddy current damper of the second embodiment, the magnet holding ring 2 is disposed outside the conductive ring 5. That is, the magnet holding ring 2 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. Thereby, the magnet holding ring 2 is cooled by the outside air. Therefore, the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be cooled through the magnet holding ring 2. As a result, the temperature rise of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be suppressed.

第3実施形態の渦電流式ダンパでは、導電リング5が磁石保持リング2の外側に配置される。つまり、導電リング5が最も外側に配置されて外気と接する。また、導電リング5は、ねじ軸7周りに回転する。これにより、回転する導電リング5は外気によって効率良く冷却される。そのため、導電リング5の温度上昇を抑制できる。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。   In the eddy current damper of the third embodiment, the conductive ring 5 is disposed outside the magnet holding ring 2. That is, the conductive ring 5 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. In addition, the conductive ring 5 rotates around the screw shaft 7. Thus, the rotating conductive ring 5 is efficiently cooled by the outside air. Therefore, the temperature rise of the conductive ring 5 can be suppressed. As a result, the temperature rise of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be suppressed.

第4実施形態の渦電流式ダンパでは、磁石保持リング2が導電リング5の外側に配置される。つまり、磁石保持リング2が最も外側に配置されて外気と接する。また、磁石保持リング2は、ねじ軸7周りに回転する。これにより、回転する磁石保持リング2は外気によって効率良く冷却される。そのため、磁石保持リング2を通じて第1永久磁石3及び第2永久磁石4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。   In the eddy current damper of the fourth embodiment, the magnet holding ring 2 is disposed outside the conductive ring 5. That is, the magnet holding ring 2 is disposed at the outermost side to be in contact with the outside air. In addition, the magnet holding ring 2 rotates around the screw shaft 7. Thereby, the rotating magnet holding ring 2 is efficiently cooled by the outside air. Therefore, the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be cooled through the magnet holding ring 2. As a result, the temperature rise of the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 can be suppressed.

[第5実施形態]
第5実施形態の渦電流式ダンパは、上記した第1実施形態の渦電流式ダンパを変形したものである。
Fifth Embodiment
The eddy current damper of the fifth embodiment is a modification of the eddy current damper of the first embodiment described above.

図15は、第5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を参照して、本実施形態の渦電流式ダンパ1は、第1実施形態における連結された複数の導電リングに代えて、1つの円筒形状の導電部材5Aを備える。導電部材5Aの特性は、上記した導電リングの特性と同じである。   FIG. 15 is a cross-sectional view of a surface of the eddy current damper of the fifth embodiment along the axial direction. Referring to FIG. 15, the eddy current damper 1 of the present embodiment includes one cylindrical conductive member 5A instead of the plurality of conductive rings connected in the first embodiment. The characteristics of the conductive member 5A are the same as the characteristics of the conductive ring described above.

本実施形態の渦電流式ダンパ1によれば、要求される減衰力ごとに、磁石保持リング2の数が選定される。そして、選定された数の磁石保持リング2が連結される。連結された磁石保持リング2の総長さに対応する長さの導電部材5Aが選択される。選択された導電部材5Aが組み付けられる。これにより、減衰力の調整を容易に行える。   According to the eddy current damper 1 of the present embodiment, the number of the magnet holding rings 2 is selected for each required damping force. Then, the selected number of magnet holding rings 2 are connected. A conductive member 5A of a length corresponding to the total length of the coupled magnet holding ring 2 is selected. The selected conductive member 5A is assembled. This makes it easy to adjust the damping force.

第2〜第4実施形態における連結された複数の導電リングに代えて、第5実施形態の導電部材5Aを適用することもできる。   The conductive member 5A of the fifth embodiment can also be applied instead of the plurality of conductive rings connected in the second to fourth embodiments.

本実施形態の渦電流式ダンパの性能を確認するため、上記の第1実施形態の渦電流式ダンパについて、数値解析によって制動トルクを調査した。解析モデルとして、NN型配置のモデルとNS型配置のモデルを採用した。   In order to confirm the performance of the eddy current damper of the present embodiment, the braking torque was investigated by numerical analysis for the eddy current damper of the first embodiment described above. As an analysis model, a model of NN type arrangement and a model of NS type arrangement were adopted.

各モデルにおいて、磁石保持リング及び導電リングの対の数は2つとした。磁石保持リングそれぞれが備える永久磁石の数は30個とした。磁石保持リングの材質はSS400(JIS G 3101で規定される一般構造用圧延鋼材)とし、永久磁石と対向する導電リングの内周面に銅層を形成した。磁石保持リングの電気抵抗率は15.9μΩ・cmとし、銅層の電気抵抗率は1.55μΩ・cmとした。各モデルを用いた解析において、軸方向で隣接する永久磁石同士の隙間(磁石隙間)を変更した。さらに各モデルを用いた解析において、導電リングに対する磁石保持リング(永久磁石)の相対的な回転数、すなわちボールナットの回転数を変更した。磁石隙間及び回転数ごとに、発生する制動トルクを調査した。   In each model, the number of magnet holding ring and conductive ring pairs was two. The number of permanent magnets included in each of the magnet holding rings was 30. The material of the magnet holding ring was SS400 (rolled steel material for general structure specified in JIS G 3101), and a copper layer was formed on the inner circumferential surface of the conductive ring facing the permanent magnet. The electrical resistivity of the magnet holding ring was 15.9 μΩ · cm, and the electrical resistivity of the copper layer was 1.55 μΩ · cm. In the analysis using each model, the gap between adjacent permanent magnets in the axial direction (magnet gap) was changed. Furthermore, in the analysis using each model, the relative rotation number of the magnet holding ring (permanent magnet) to the conductive ring, that is, the rotation number of the ball nut was changed. The braking torque generated was investigated for each magnet gap and rotation speed.

図16〜図19は、実施例の結果を示す図である。これらの図のうち、図16は、回転数が100rpmである場合の結果を示す。図17は、回転数が250rpmである場合の結果を示す。図18は、回転数が500rpmである場合の結果を示す。図19は、回転数が750rpmである場合の結果を示す。   16-19 is a figure which shows the result of an Example. Of these figures, FIG. 16 shows the results when the rotational speed is 100 rpm. FIG. 17 shows the results when the rotational speed is 250 rpm. FIG. 18 shows the results when the rotational speed is 500 rpm. FIG. 19 shows the results when the rotational speed is 750 rpm.

図16〜図19に示す結果から、下記のことが示される。NN型配置の場合、磁石隙間が0〜10mmの範囲内であれば、磁石隙間が小さいほど、制動トルクが顕著に増加した。図19を参照して、回転数が750rpmと高い場合、磁石隙間が0〜7.5mmの範囲内であれば、NN型配置での制動トルクはNS型配置での制動トルクよりも大きかった。この場合、磁石隙間が10〜40mmの範囲内であれば、NS型配置での制動トルクはNN型配置での制動トルクよりも大きかった。磁石隙間が0mmのときにNN型配置での制動トルクは最大となった。磁石隙間が30mmのときにNS型配置での制動トルクは最大となった。   From the results shown in FIGS. 16 to 19, the following is shown. In the case of the NN type arrangement, when the magnet gap is in the range of 0 to 10 mm, the braking torque is significantly increased as the magnet gap is smaller. Referring to FIG. 19, when the rotational speed is as high as 750 rpm, the braking torque in the NN-type arrangement is larger than the braking torque in the NS-type arrangement if the magnet gap is in the range of 0 to 7.5 mm. In this case, if the magnet gap is in the range of 10 to 40 mm, the braking torque in the NS type arrangement is larger than the braking torque in the NN type arrangement. When the magnet gap was 0 mm, the braking torque in the NN type arrangement became maximum. When the magnet gap was 30 mm, the braking torque in the NS type arrangement became maximum.

また、図16及び図17を参照して、回転数が100rpm、250rpmと低い場合、磁石隙間が0〜40mmの範囲内であれば、NN型配置での制動トルクはNS型配置での制動トルクよりも大きかった。   Referring to FIGS. 16 and 17, when the rotational speed is as low as 100 rpm and 250 rpm, the braking torque in the NN-type arrangement is the braking torque in the NS-type arrangement if the magnet gap is in the range of 0 to 40 mm. It was bigger than.

以上、本実施形態の渦電流式ダンパについて説明した。渦電流は導電リング5(導電部材5A)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が導電リング5に対して相対回転すればよい。また、導電リング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、導電リング5と磁石保持リング2との位置関係は特に限定されない。   The eddy current damper of the present embodiment has been described above. Since the eddy current is generated by a change in magnetic flux passing through the conductive ring 5 (conductive member 5A), the first permanent magnet 3 and the second permanent magnet 4 may rotate relative to the conductive ring 5. Further, as long as the conductive ring 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 ring 5 and the magnet holding ring 2 is not particularly limited.

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。   In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の渦電流式ダンパは、建造物の制震装置および免震装置に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The eddy current damper of the present invention is useful as a seismic control device and seismic isolation device for a building.

1:渦電流式ダンパ
2:磁石保持リング
3:第1永久磁石
4:第2永久磁石
5:導電リング
5A: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:ホルダ
13:ボルト
14:ハウジング
14a:フランジ
15:ボルト
1: Eddy current type damper 2: Magnet holding ring 3: First permanent magnet 4: Second permanent magnet 5: Conductive ring 5A: Conductive member 6: Ball nut 7: Screw shaft 8a, 8b: Fitting 9: Radial bearing 10 : Thrust bearing 11: pole piece 12: holder 13: bolt 14: housing 14 a: flange 15: bolt

Claims (4)

ねじ軸と、
前記ねじ軸の軸方向に連結された複数の磁石保持リングと、
前記複数の磁石保持リングのそれぞれに保持された複数の第1永久磁石であって、各々が前記磁石保持リングの円周方向に沿って配列された複数の第1永久磁石と、
前記複数の磁石保持リングのそれぞれに保持された複数の第2永久磁石であって、各々が前記第1永久磁石同士の間に配置され、前記第1永久磁石と磁極の配置を反転された複数の第2永久磁石と、
連結された前記複数の磁石保持リングと対をなす円筒形状の導電部材であって、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導電部材と、
前記磁石保持リング及び前記導電部材の内部に配置されて前記磁石保持リング又は前記導電部材に固定され、前記ねじ軸と噛み合うボールナットと、を備える、渦電流式ダンパ。
Screw shaft,
A plurality of magnet holding rings axially connected to the screw shaft;
A plurality of first permanent magnets held by each of the plurality of magnet holding rings, each of the plurality of first permanent magnets being arranged along a circumferential direction of the magnet holding ring;
A plurality of second permanent magnets held by each of the plurality of magnet holding rings, each being disposed between the first permanent magnets, and in which the arrangement of the first permanent magnet and the magnetic pole is reversed Of the second permanent magnet,
A cylindrical conductive member paired with the plurality of coupled magnet holding rings, the conductive member having conductivity and facing the first permanent magnet and the second permanent magnet with a gap therebetween;
An eddy current damper, comprising: a ball nut disposed inside the magnet holding ring and the conductive member, fixed to the magnet holding ring or the conductive member, and meshed with the screw shaft.
請求項1に記載の渦電流式ダンパであって、
連結された前記複数の磁石保持リングにおいて、前記第1永久磁石が前記ねじ軸の軸方向に沿って配置されるとともに、前記第2永久磁石が前記ねじ軸の軸方向に沿って配置される、渦電流式ダンパ。
An eddy current damper according to claim 1, wherein
In the plurality of coupled magnet holding rings, the first permanent magnet is disposed along the axial direction of the screw shaft, and the second permanent magnet is disposed along the axial direction of the screw shaft. Eddy current damper.
請求項1に記載の渦電流式ダンパであって、
連結された前記複数の磁石保持リングにおいて、前記第1永久磁石と前記第2永久磁石とが前記ねじ軸の軸方向に沿って交互に配置される、渦電流式ダンパ。
An eddy current damper according to claim 1, wherein
The eddy current damper according to any one of the plurality of coupled magnet holding rings, wherein the first permanent magnet and the second permanent magnet are alternately arranged along the axial direction of the screw shaft.
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、
前記導電部材は、前記ねじ軸の軸方向に連結された複数の導電リングからなり、前記複数の導電リングは、前記複数の磁石保持リングのそれぞれと対をなす、渦電流式ダンパ。
An eddy current damper according to any one of claims 1 to 3, wherein
The eddy current damper, wherein the conductive member comprises a plurality of conductive rings connected in the axial direction of the screw shaft, and the plurality of conductive rings are paired with the plurality of magnet holding rings.
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