(57)【要約】【課題】従来のラジアル方向の振動減衰に有効な磁気ダンパに僅かのギャップ形状の変形を採用することにより、ラジアル方向及びアキシアル方向の振動を効果的に減衰させることができる磁気ダンパを提供すること。【解決手段】リング状の磁石１１と、リング状の磁極１２、１３と、該磁石１１の内部又は外部で該両磁極を磁気的に閉じるヨーク１４を具備し、磁極１２、１３とヨーク１４のギャップＧ１、Ｇ２が弾性体１５、１６により保持され、両磁極１２、１３とヨーク１４がギャップＧ１、Ｇ２を介して対面する部分を磁石１１の中心軸に対して所定の角度を有する円錐面１２ａ、１３ａ、１４ａ、１４ｂとし、２つのギャップＧ１、Ｇ２の半径をヨーク又は磁石と磁極の組立体が、該組立体又は該ヨークに挿入配置できるように大小の異径にした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石と、該磁石の両極に接合される２つの磁極、及び該磁石の内部又は外部で該両磁極を磁気的に閉じるヨークとを具備し、該両磁極と該ヨークのギャップが弾性体により保持され、
前記両磁極と該ヨークが前記ギャップを介して対面する部分を前記磁石又はヨークの中心軸に対して所定の角度を有する傾斜面とし、
前記２つのギャップを上下に水平位置をずらして配置していることを特徴とする磁気ダンパ。
【請求項２】
リング状の磁石と、該磁石の両極に接合される２つのリング状の磁極と、該磁石の内部又は外部で該両磁極を磁気的に閉じるヨークを具備し、該両磁極と該ヨークのギャップが弾性体により保持され、
前記両磁極と前記ヨークが前記ギャップを介して対面する部分を磁石の中心軸に対して所定の角度を有する円錐面とし、
前記２つのギャップの半径を前記ヨーク又は前記磁石と磁極の組立体が、該組立体又は該ヨークに挿入配置できるように大小の異径にしたことを特徴とする磁気ダンパ。
【請求項３】
リング状の磁石と、該リング状の磁石の両極に接合される２つのリング状の磁極と、該リング状磁石の内部又は外部で該両磁極を磁気的に閉じるヨークを具備し、該両磁極と該ヨークのギャップが弾性体により保持され、
前記両磁極と前記ヨークが前記ギャップを介して対面する部分を磁石の中心軸に対して垂直面と該中心軸に対して同心円筒面とを組合せた面とし、
前記２つのギャップの半径を前記ヨーク又は前記磁石と磁極の組立体が、該組立体又は該ヨークに挿入配置できるように大小の異径にしたことを特徴とする磁気ダンパ。
【請求項４】
請求項１又は２又は３に記載の磁気ダンパにおいて、
前記ギャップに弾性体を挟み込むことを特徴とする磁気ダンパ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気ダンパにおいて、
前記磁極及びヨークは高透磁率で且つ導電材料で構成されることを特徴とする磁気ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁石を用いて振動を減衰させる磁気ダンパに関し、特にラジアル方向の振動の減衰に有効な磁気ダンパに僅かのギャップ形状の変形を採用することによりアキシアル方向の振動の減衰にも有効な磁気ダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の磁気ダンパとしては特許文献１に開示されたものがある。図１は該特許文献１に開示された磁気ダンパの構成を示す図である。図示するように、本磁気ダンパは上下端がＮ、Ｓに着磁された角柱状の永久磁石１１１と、該永久磁石１１１の上下両端に装着された電磁軟鉄等の磁性材料からなる磁極１１２と、永久磁石１１１及び磁極１１２の外側に２個のコ字状のヨーク１１３が配置された構成である。ヨーク１１３も磁極１１２と同様、高透磁率の磁性軟鉄等の材料が用いられている。
【０００３】
上記構成の磁気ダンパは、例えば永久磁石１１１及び磁極１１２の組立体を振動対象物に装着し、ヨーク１１３をその近傍の静止体に固定して使用する。図１（ａ）に示すように、永久磁石１１１及び磁極１１２がヨーク１１３とヨーク１１３の中間に位置し、磁極１１２とヨーク１１３間のギャップＧＬ、ＧＲの大きさが左右等しければ、両ヨーク１１３に等しい磁束Φが通る。矢印Ａに示すような振動が発生し、図１（ｂ）に示すように左側のギャップＧＬが小さく、右側のギャップＧＲが大きくなると、左側ヨーク１１３の磁束はΦ＋ΔΦ、右側ヨーク１１３の磁束はΦ−ΔΦとなり、反対に図１（ｃ）に示すように左側のギャップＧＬが大きく、右側のギャップＧＲが小さくなると、左側ヨーク１１３の磁束はΦ−ΔΦ、右側ヨーク１１３の磁束はΦ＋ΔΦとなる。
【０００４】
上記のように振動が発生し、磁極１１２とヨーク１１３間のギャップＧが変動することによりヨーク１１３、１１３を通る磁束が変化し、これにより磁極１１２とヨーク１１３からなる磁路に磁束ΔΦの大きな交流磁界を誘起し、それが磁極１１２とヨーク１１３で構成する導電性磁路の表皮効果によって交流磁束の位相遅れを伴うためギャップＧで発生する磁気吸引力の交流成分が直接減衰力となって振動が減衰する。
【０００５】
図２は従来の磁気ダンパの構成例を示す図である。図示するように、本磁気ダンパは上下端がＮ、Ｓに着磁されたリング状の磁石１２１と、該磁石１２１の上下両端に装着された電磁軟鉄等の磁性材料からなるリング状の磁極１２２と、磁石１２１及び磁極１２２の内部に、該磁極１２２からギャップＧを隔てて配置されたリング状のヨーク１２３が配置された構成である。ヨーク１２３も磁極１２２と高透磁率の磁性軟鉄等の材料が用いられている。
【０００６】
上記構成の磁気ダンパは、例えばヨーク１２３を振動対象物に装着し、磁石１２１及び磁極１２２の組立体をその近傍の静止体に固定して使用する。ヨーク１２３の軸中心と磁石１２１及び磁極１２２の軸中心が一致している間はヨーク１２３と磁極１２２との間のギャップ長さが周方向に沿って一定であるから、ヨーク１２３と磁極１２２には周方向に沿って均一な分布の直流磁束が流れるが、矢印Ｂ方向の振動によるヨーク１２３のラジアル変位によってヨーク１２３と磁極１２２との間のギャップＧの大きさが周方向に沿って一定でなくなり、図３に示すように、磁極１２２周方向に沿って流れる交流磁束１３０が新規に発生するので、磁束がギャップの狭い付近に移動することによる磁束の時間変化を妨げる電流か流れて減衰効果が発生する。ヨーク１２３の交流磁束は磁極１２２の場合とは逆にギャップ変化の大きい付近が大きくなり、それを妨げる渦電流が磁極１２２及びヨーク１２３に流れる。図３は渦電流が流れない場合の磁束分布の変化分で、変位が逆になればこれらの磁束の方向も図４に示すように逆となる。
【特許文献１】特開平１１−２２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１及び図２に示す構成の磁気ダンパは、いずれもラジアル方向の振動を減衰させる効果はあるが、アキシアル方向の振動を減衰させることはできないという問題がある。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記従来のラジアル方向の振動減衰に有効な磁気ダンパに僅かのギャップ形状の変形を採用することにより、ラジアル方向及びアキシアル方向の振動を効果的に減衰させることができ、組立の容易な磁気ダンパを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、磁石と、該磁石の両極に接合される２つの磁極、及び該磁石の内部又は外部で該両磁極を磁気的に閉じるヨークとを具備し、該両磁極と該ヨークのギャップが弾性体により保持され、両磁極と該ヨークがギャップを介して対面する部分を磁石又はヨークの中心軸に対して所定の角度を有する傾斜面とし、２つのギャップを上下に水平位置をずらして配置していることを特徴とする磁気ダンパにある。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、リング状の磁石と、該磁石の両極に接合される２つのリング状の磁極と、該磁石の内部又は外部で該両磁極を磁気的に閉じるヨークを具備し、該両磁極と該ヨークのギャップが弾性体により保持され、両磁極とヨークがギャップを介して対面する部分を磁石の中心軸に対して所定の角度を有する円錐面とし、２つのギャップの半径を前記ヨーク又は前記磁石と磁極の組立体が、該組立体又は該ヨークに挿入配置できるように大小の異径にしたことを特徴とする磁気ダンパにある。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、リング状の磁石と、該リング状の磁石の両極に接合される２つのリング状の磁極と、該リング状磁石の内部又は外部で該両磁極を磁気的に閉じるヨークを具備し、該両磁極と該ヨークのギャップが弾性体により保持され、両磁極とヨークがギャップを介して対面する部分を磁石の中心軸に対して垂直面と該中心軸に対して同心円筒面とを組合せた面とし、２つのギャップの半径を前記ヨーク又は前記磁石と磁極の組立体が、該組立体又は該ヨークに挿入配置できるように大小の異径にしたことを特徴とする磁気ダンパにある。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２又は３に記載の磁気ダンパにおいて、ギャップに弾性体を挟み込むことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気ダンパにおいて、磁極及びヨークは高透磁率で且つ導電性の材料で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、両磁極と該ヨークがギャップを介して対面する部分を磁石又はヨークの中心軸に対して所定の角度を有する傾斜面としたので、ラジアル方向及びアキシアル方向の振動が発生すると、この傾斜面間で形成されるギャップの大きさが変動し、これにより両磁極とヨークの内部の磁束分布のみならず外部の漏れ磁束分布にも変化が生じ、これらの両変化によって磁極、及びヨークに流れる磁束の磁束密度が変化し、該磁束密度の変化を妨げる誘導電流が磁極及びヨークに発生し、この電流による発熱により、ラジアル及びアキシアル両方向の振動が効果的に減衰する。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、両磁極とヨークがギャップを介して対面する部分を磁石の中心軸に対して所定の角度を有する円錐面としたので、アキシアル方向の振動が発生するとこの円錐面で形成されるギャップの大きさが変動し、これにより漏れ磁束が変化し、ヨークに流れる磁束の磁束密度が変化し、磁極及びヨークにこの磁束密度の変化を妨げる誘導電流が発生し、この電流による発熱で振動エネルギーが減衰する。また、ラジアル２軸方向又はこの軸回りの振動が発生するとギャップの円周方向に狭いところと広いところが混在して分布し、この分布が振動により移動するので、周方向に流れる成分の磁束が発生し、ヨークに磁束分布の変化が発生する。この磁束分布の変化を妨げるように磁極やヨークに誘導電流が流れ、この電流による発熱により、振動が減衰する。また、２つのギャップの半径を前記ヨーク又は前記磁石と磁極の組立体が、該組立体又は該ヨークに挿入配置できるように大小の異径にしたので、磁気ダンパの組立が容易となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、両磁極とヨークがギャップを介して対面する部分を磁石の中心軸に対して垂直面と該中心軸に対して同心円筒面との組合せた面としたので、アキシアル方向の振動が発生するとこの水平面で形成されるギャップの大きさが変動し、これにより漏れ磁束が変化し、この磁束の変化により磁束の変化を妨げる誘導電流が発生し、この電流による発熱で振動エネルギーが減衰する。また、ラジアル２軸方向又はこの軸回りの振動が発生するとギャップの円周方向に狭いところと広いところが混在して分布し、この分布が振動により移動するので、周方向に流れる成分の磁束が発生し、ヨークに磁束分布の変化が発生する。この磁束分布の変化を妨げるように磁極やヨークに誘導電流が流れ、この電流による発熱により、振動が減衰する。また、２つのギャップの半径を前記ヨーク又は前記磁石と磁極の組立体が、該組立体又は該ヨークに挿入配置できるように大小の異径にしたので、磁気ダンパの組立が容易となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、ギャップに弾性体を挟み込むことにより、この弾性体による減衰効果も期待できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、磁極及びヨークは高透磁率で且つ導電材料で構成されるので、電気抵抗が小さく誘導電流の発熱により高い減衰効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図５は本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す断面図である。図示するように本磁気ダンパ１０は、リング状の磁石１１を具備し、該磁石１１の内側にリング状のヨーク１４を配置した構成である。磁石１１の上下両極（Ｎ極、Ｓ極）には、リング状の磁極１２、１３が接合されている。リング状の磁極１２、１３とヨーク１４のギャップＧ１、Ｇ２を介して対面する部分が磁石１１の中心軸（ヨーク１４の中心軸）に対して所定の角度を有する円錐面１２ａ、１３ａ、１４ａ、１４ｂとなっており、上方のギャップＧ１の底部外径、即ちの磁極１２の底部内径Ｄ１は下方のギャップＧ２の上部外径、即ちヨーク１４の磁極１３の円錐面１３ａと対向する部分の上部外径Ｄ２より大きく（Ｄ１＞Ｄ２）なっている。このため、磁石１１と磁極１２、１３との組立体内にヨーク１４を挿入配置することができ、磁気ダンパ１０の組立が容易になる。また、ギャップＧ１、Ｇ２に弾性体１５、１６としてゴム材が介在している。このゴム材は細長い板状のものを放射状に配置してもよいし、ギャップＧ１、Ｇ２の全体にゴム材を埋め込んでもよい。なお、磁極１２、１３及びヨーク１４の材料として電磁軟鉄等の磁性材料（高透磁率で且つ導電性の材料）を用いる。
【００２１】
上記構成の本磁気ダンパ１０を、例えば図６に示すように、ヨーク１４を振動発生体の装置のベース１７に固定し、磁石１１及び磁極１２、１３の組立体をテーブル１８に固定又は滑りにくい状態で置く。この状態で振動が発生した場合、アキシアル方向１軸（Ｚ軸方向）とラジアル方向２軸（Ｘ，Ｙ軸方向）の計３軸の振動が効果的に減衰されることが確認された。ラジアル方向２軸（Ｘ，Ｙ軸方向）の減衰は、図３及び図４で説明した図２に示す磁気ダンパと同じ作用で減衰するものと考えられる。次に、アキシアル方向１軸（Ｚ軸方向）の減衰について説明する。
【００２２】
アキシアル方向の振動が発生するとギャップＧ１、Ｇ２の大きさが変化する。磁石１１からでる全磁束数は不変なので、ギャップＧ１、Ｇ２が大きくなると漏れ磁束が増大しその分ギャップＧ１、Ｇ２を通る磁束が減少する。逆にギャップＧ１、Ｇ２が小さくなると逆の現象となる。この漏れ磁束増減の現象を図７に模式的に示す。ここでは磁石を省略し、１つのギャップＧについて大きさが図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と変化した場合について示す。図７（ａ）に示すように、ギャップＧが大きく、該ギャップＧから膨らんで外へ円弧状にはみ出した漏れ磁束は、磁極１９、ヨーク２０の側面から出入しているので、ギャップＧの吸引力方向と略直角となり、吸引力としては作用しない。ここで、振動の中央位置を図７（ｂ）とし、この時のギャップＧの大きさをｇ０とし、これよりΔｇだけ大きくなりｇ０＋Δｇとなった場合を図７（ａ）に、Δｇだけ小さくなりｇ０−Δｇとなった場合を図７（ｃ）に示す。
【００２３】
図７を更に単純化したものを図８に示す。図８では、ギャップＧの大きさをｇ０に固定したままで漏れ磁束ΔΦを半円形の２つのループとして表現し、ギャップＧ内の磁束の増減をギャップ外磁束の増減に置き換えている。但し２つの半円は断面であって、これらギャップＧ付近の導体磁路外周を取り囲むので両者は閉じたパイプ状になっている。ループ磁束ΔΦの経路にはギャップＧ以外に半円形部分の殆どに空気の磁路があり、さらにループ内には導電性部分のエッジ部分が２本の閉じた鎖交ループとして含まれて、これらには誘導電流ｉが流れる。この誘導電流ｉはループ磁束ΔΦの変化を妨げる方向に磁束Φｉを発生する。
【００２４】
以下、この電流回路のインダクタンスをＬ、抵抗をＲとすれば、誘導電流ｉが発生する磁束Φｉは、
Φｉ＝Ｌ×ｉ                                                        （１）
となる。可動部の変位Δｇをｇ０で無次元化したｘで表現すると、
ｘ≡Δｇ／ｇ０≪１                                                  （２）
となり、漏れ磁束ΔΦは無次元化変位ｘに比例するから、Φ０を無変位時の磁束として
ΔΦ＝Φ０×ｘ                                                      （３）
となる。従って断面積ＳｇのギャップＧに流れる全磁束Φは、
Φ＝Φ０−ΔΦ＋Φｉ＝Φ０−Φ０×ｘ＋Φｉ                          （４）
となる。
【００２５】
ギャップＧが往復で２つあるので両ギャップの吸引力−Ｆｘは、真空透磁率をμ０、磁束密度をＢ０、磁界をＨ０≡Ｂ０／μ０として、
−Ｆｘ＝（Ｓｇ／μ０）（Φ／Ｓｇ）２
≒（Φ０２−２Φ０２×ｘ＋２Φ０×Ｌ×ｉ）／μ０Ｓｇ
＝Ｈ０（Φ０−２Φ０×ｘ＋２Ｌ×ｉ）                          （５）
となる。可動部側の全質量をＭとすれば外力をｆ（ｔ）として、
Ｍｄ２ｘ／ｄｔ２−Ｆ０＋Ｋｍｘ
＝−Ｈ０（Φ０−２Φ０×ｘ＋２Ｌ×ｉ）＋ｆ（ｔ）                  （６）
となる。但し、Ｆ０はｘ＝０のときのギャップＧで挟んだ残性材の圧縮反撥力、Ｋｍはそこからの変位に対する弾性係数とする。つまり、
Ｆ０≡Ｈ０×Φ０                                                    （７）
となる。従って、前述力学系の方程式は、
Ｍｄ２ｘ／ｄｔ２＋（Ｋｍ−２Φ０Ｈ０）ｘ＝−２Ｈ０Ｌ×ｉ＋ｆ（ｔ）  （８）
となる。
【００２６】
一方、電流回路の起電力は−ｄ（−ΔΦ＋Φｉ）／ｄｔであるから：
−ｄ（−ΔΦ＋Φｉ）／ｄｔ＝Φ０ｄｘ／ｄｔ−ｄΦｉ／ｄｔ＝Ｒｉ        （９）
∴Ｌｄｉ／ｄｔ＋Ｒｉ＝Φ０ｄｘ／ｄｔ              （１０）
となる。力学系と電気系の両微分方程式は初期値をゼロとしたラプラス変換し、ｘ，ｉのラプラス変換量をそれぞれＸ（ｓ）、Ｉ（ｓ）とすれば、
【数１】
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となる。但し
Ｋ＝Ｋｍ−２Φ０Ｈ０                                              （１２）
【００２７】
従って、
Ｘ（ｓ）／Ｆ（ｓ）
＝（Ｌｓ＋Ｒ）／｛（Ｍｓ２＋Ｋ）（Ｌｓ＋Ｒ）＋ＤＬｓ｝          （１３）
となる。但し
Ｄ＝２Φ０Ｈ０＝２Φ０２／（Ｓｇμ０）                            （１４）
Ｋ＝Ｋｍ−Ｄ                                                        （１５）
つまりＤは磁石による不安定剛性に相当する。
【００２８】
この系の特性方程式は、
Ｍｓ２＋｛Ｌ／（Ｌｓ＋Ｒ）｝Ｄｓ＋Ｋ＝０                          （１６）
となる。このような系の減衰項である第２項を最大にするためには電流回路の位相遅れ角θ＝４５ｄｅｇ又は外力の振動角周波数をωとすると類似の解析（村上力、佐藤一樹；新方式渦電流ダンパの研究，電気学会主宰第９回「電磁力関連のダイナミックス」シンポジウム，（９ｔｈＳＥＡＤ），Ａ４７，１９９７，６月，札幌ｐｐ１８７−１９２）から次のようになる。
ωＬ＝Ｒ                                                          （１７）
つまり電流回路としてはある程度の電気抵抗が必要である。本実施例では、上記のように磁極１２、１３及びヨーク１４を電磁軟鉄等の磁性材料（高透磁率の磁性軟鉄）で構成しているのでこの条件は満足する。
【００２９】
図５に示す構成の磁気ダンパにおいて、磁極１２、磁石１１及び磁極１３の組立体の外径２６ｍｍ、高さ寸法１５ｍｍ、磁気ダンパ１０の高さ寸法１６ｍｍのものを試作し、下記の加振動実験をおこなった。
【００３０】
実施例１の実験結果（１）
・ハンマーによる水平加振実験
上記試作した磁気ダンパのヨーク１４を剛体ブロックに固定し、磁極１２、磁石１１及び磁極１３の組立体を台座に固定し、ハンマーで剛体ブロックを水平方向に打撃加振動実験を行い、その振動の減衰を測定した結果を図９に示す。図９において、Ａは本発明に係る磁気ダンパを、Ｂは比較例をそれぞれ示す。ここで比較例は図５において磁石１１を用いず、該磁石１１、磁極１２、１３の組立体に替え同形状の剛体部材を用い、ギャップＧ１、Ｇ２に弾性体１５、１６としてゴム材を介在させたものである（比較例１）。図示するように、磁石１１を用いた本発明に係る磁気ダンパは優れた減衰特性を有することが解る。なお、図９において、横軸は経過時間（ｓｅｃ）を示し、縦軸は振動の振幅の大きさを比較するため、ハンマーで打撃した直後の振幅を１として、その比率を示している。
【００３１】
図１０は図９のデータを周波数解析機で表現しなおしたものである。共振曲線の先鋭度を見るため［ｄＢ］でなく線形スケールである。比較例１ではＢに示すように、ギャップＧに挟んだゴム材がほぼ単振動のバネになっていることが解る。磁石１１が入った本発明に係る磁気ダンパでは、Ａに示すように磁石１１によりゴム材のバネ係数が増大したために共振周波数も増大していることが解る。
【００３２】
実施例１の実験結果（２）
・加振器による水平梁の上下方向正弦波加振実験
真鍮製の厚さ１ｍｍ、長さ２０ｃｍ、質量３００ｇの梁の両端を本発明に係る磁石ダンパ（上記試作した磁気ダンパ）、上記比較例１、鉄の柱（比較例２）の３種類で支えて加振台に固定し、梁の中央部に上下方向の加速度計を取り付け、周波数を変えながら正弦波加振を行った。梁単体の両端単純支持理論固有振動数は４１［Ｈｚ］である。ダンパを含めた系の固有振動数で加振されるとき、出力となる梁中央の加速度の振幅は最大となる。その最大振幅が小さいほど、梁を支えるダンパの減衰効果が高いといえる。この実験結果を図１１に示す。図１１において、縦軸を入力と出力の加速度の振幅比［Ａｏ／Ａｉ］とし、横軸に加振の振動周波数をとっている。振幅比の値が小さいほど、減衰効果により振幅のピークが抑えられている。
【００３３】
図１１から明らかなように梁の両端を本発明に係る磁気ダンパで支えたＡが、比較例１で支えたＢ、比較例２で支えたＣより、減衰効果が大きい。ギャップＧに挟んだゴム材によりかなりの減衰の効果が見られるが、磁石１１を用いることによってピーク値の低下だけでなく、減衰比が約２．７倍に増大しており、本発明に係るダンパの有効性が確認できた。
【００３４】
実施例１の実験結果（３）
・加振器による錘搭載の上下方向加振実験
本発明に係る磁気ダンパ（上記試作した磁気ダンパ）のヨーク１４を真鍮円板（質量１ｋｇ）の下面に固定し、磁極１２、磁石１１及び磁極１３の組立体を加振台に固定し、周波数スイープ実験を行った。その結果を図１２に示す。図１２おいて、Ａは本発明に係る磁気ダンパを、Ｂは比較例１を示す。図示するように、比較例１では、ゴム材の剛性と重りから成る約５０［Ｈｚ］に共振点を有する鈍い共振系となっているのに対し、磁石１１を有する本発明に係る磁気ダンパの場合はゴム材が圧縮されているために共振点が約１００［Ｈｚ］を越えた位置に移動するのは当然としても、共振点の先鋭度が極めて鈍くなっており、且つピーク値が約６［ｄＢ］下がっている。
【実施例２】
【００３５】
図１３は本発明に係る磁気ダンパの他の構成例を示す断面図である。図示するように本磁気ダンパ３０は、リング状の磁石３１を具備し、該磁石３１の外側にリング状のヨーク３４を配置した構成である。磁石３１の上下両極（Ｎ極、Ｓ極）には、リング状の磁極３２、３３が接合されている。このリング状の磁極３２、３３と、ヨーク３４のギャップＧ１、Ｇ２を介して対面する部分が磁石３１の中心軸（ヨーク３４の中心軸）に対して所定の角度を有する円錐面３２ａ、３３ａ、３４ａ、３４ｂとなっている。ギャップＧ１、Ｇ２には弾性体３５、３６としてゴム材が介在している。このゴム材は細長い板状のものを放射状に配置してもよいし、ギャップＧ１、Ｇ２の全体にゴム材を埋め込んでもよい。
【００３６】
磁気ダンパ３０を上記のように構成しても、図５に示す構成の磁気ダンパと同様、アキシアル方向１軸、ラジアル方向２軸の計３軸方向の振動が効果的に減衰できる。なお、上方のギャップＧ１の底部外径、即ちヨーク３４の磁極３２に対向する円錐面３４ａ底部内径寸法Ｄ１は下方のギャップＧ２の上部外径、即ち磁極３３のヨーク３４の円錐面３４ｂに対向する部分の上部外径Ｄ２より大きく（Ｄ１＞Ｄ２）なっている。このため磁石３１と磁極３２、３３の組立体をヨーク３４内に挿入配置することができ、磁気ダンパー３０の組立てが容易となる。なお、磁極３２、３３及びヨーク３４の材料として電磁軟鉄等の磁性材料（高透磁率で且つ導電性の材料）を用いる。
【実施例３】
【００３７】
図１４は本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す正面図である。図示するように本磁気ダンパ４０は、所定の間隔を設けて配置した一対の角柱状の磁石４１、４１を具備し、該磁石４１と磁石４１の間に角柱状のヨーク４４を配置した構成である。磁石４１、４１のそれぞれの上下両極（Ｎ極、Ｓ極）には、板状の磁極４２、４３が接合されている。磁石４１、４１の両極に接合された磁極４２、４３と、ヨーク４４のギャップＧ１、Ｇ２を介して対面する部分がヨーク４４の中心軸（磁極４１、４１間の中心軸）に対して所定の角度を有する傾斜面４２ａ、４３ａ、４４ａ、４４ｃ、４４ｄとなっている。ギャップＧ１、Ｇ２には弾性体４５、４６としてゴム材が介在している。
【００３８】
磁気ダンパ４０を上記のように構成しても、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向の振動に対して優れた減衰効果を有する。なお、磁極４２、４３及びヨーク４４の材料として電磁軟鉄等の磁性材料（高透磁率で且つ導電性の材料）を用いる。
【実施例４】
【００３９】
図１５は本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す正面図である。図示するように本磁気ダンパ５０は、角柱状の磁石５１を具備し、磁石５１の上下両極（Ｎ、Ｓ）には磁極５２、５３とが接合され、該磁石５１の両外側に角柱状のヨーク５４、５４を配置した構成である。磁石５１の両極に接合される磁極５２、５３とヨーク５４のギャップＧ１、Ｇ２を介して対面する部分が磁石５１の中心軸（ヨーク５４、５４間の中心軸）に対して所定の角度を有する傾斜面５２ａ、５３ａ、５４ａ、５４ｂとなっている。ギャップＧ１、Ｇ２に弾性体５５、５６としてゴム材が介在している。
【００４０】
磁気ダンパ５０を上記のように構成しても、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向の振動に対して優れた減衰作用を奏する。なお、磁極５２、５３及びヨーク４４の材料として電磁軟鉄等の磁性材料（高透磁率で且つ導電性の材料）を用いる。
【実施例５】
【００４１】
図１６は本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す断面図である。図示するように本磁気ダンパ６０は、リング状の磁石６１を具備し、該磁石６１の内側にリング状のヨーク６４を配置した構成である。磁石６１の上下両極（Ｎ極、Ｓ極）には、リング状の磁極６２、６３が接合されている。磁石６１の両極に接合される２つのリング状の磁極６２、６３のギャップＧ１、Ｇ２に対面する部分はヨーク６４の中心軸に対して垂直面（水平面）６２ａ、６３ａと該中心軸に対して同心円筒面（垂直面）６２ｂ、６３ｂとの組合せた面となっており、ヨーク６４のギャップＧ１、Ｇ２に対面する部分はヨーク６４の中心軸に対して垂直面６４ａ、６４ｃと該中心軸に対して同心円筒面（垂直面）６４ｂ、６４ｄとの組合せた面となっている。ギャップＧ１、Ｇ２に弾性体６５、６６としてゴム材が介在している。このゴム材はギャップＧ１、Ｇ２の水平部では細長い板状のゴム材を放射状に、垂直部では円周上に等間隔に配置してもよいし、ギャップＧ１、Ｇ２全体をゴム材で埋め込んでもよい。
【００４２】
磁気ダンパ６０を上記のように構成しても、ラジアル方向２軸（Ｘ、Ｙ軸）、アキシアル方向１軸（Ｚ軸）の計３軸方向の振動に対する優れた減衰特性が得られる。なお、上方のギャップＧ１の底部外径、即ちの磁極６２の内径Ｄ１は下方のギャップＧ２の外径、即ち磁極６３の水平面６３ａと対向する部分の外径Ｄ２より大きく（Ｄ１＞Ｄ２）になっている。このため、磁気ダンパ６０の組立が容易となる。なお、磁極６２、６３及びヨーク６４の材料として電磁軟鉄等の磁性材料（高透磁率で且つ導電性の材料）を用いる。
【実施例６】
【００４３】
図１７は本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す断面図である。図示するように本磁気ダンパ７０は、リング状の磁石７１を具備し、該磁石７１の外側にリング状のヨーク７４を配置した構成である。磁石７１の上下両極（Ｎ極、Ｓ極）には、リング状の磁極７２、７３が接合されている。リング状の磁極７２、７３のギャップＧ１、Ｇ２に対面する部分は磁石７１の中心軸（ヨーク７４の中心軸）に対して垂直面（水平面）７２ａ、７３ａと該中心軸に対して同心円筒面（垂直面）７２ｂ、７３ｂとの組合せた面となってり、ヨーク７４のギャップＧ１、Ｇ２に対面する部分は磁石７１の中心軸（ヨーク７４の中心軸）に対して垂平面７４ａ、７４ｃと該中心軸に対して同心円筒面（垂直面）７４ｂ、７４ｄとの組合せた面となっている。ギャップＧ１、Ｇ２には図１６の場合と同様、弾性体７５、７６としてゴム材が介在している。
【００４４】
磁気ダンパ７０を上記のように構成しても、ラジアル方向２軸（Ｘ、Ｙ軸）、アキシアル方向１軸（Ｚ軸）の計３軸方向の振動に対する優れた減衰特性が得られる。なお、上方のギャップＧ１の底部外径、即ちのヨークの垂直面７４ｂの内径Ｄ１は下方のギャップＧ２の外径、即ち磁極７３のヨーク７４の水平面７４ｃと対向する部分の外径Ｄ２より大きく（Ｄ１＞Ｄ２）になっている。このため、磁気ダンパ７０の組立が容易となる。なお、磁極７２、７３及びヨーク７４の材料として電磁軟鉄等の磁性材料（高透磁率で且つ導電性の材料）を用いる。
【００４５】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の磁気ダンパの構成を示す図である。
【図２】従来の磁気ダンパの構成を示す図である。
【図３】図２の磁気ダンパのヨーク変位による交流磁束の流れを説明するための図である。
【図４】図２の磁気ダンパのヨーク変位による交流磁束の流れを説明するための図である。
【図５】本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す図である。
【図６】本発明に係る磁気ダンパの取付け状態の構成例を示す図である。
【図７】ギャップ変化における磁束の変化状態を説明するための図である。
【図８】ギャップ変化における磁束の変化状態を説明するための図である。
【図９】本発明に係る磁気ダンパのハンマーによる水平加振実験の結果を示す図である。
【図１０】図９のデータを周波数解析機で表現しなおしたものを示す図である。
【図１１】本発明に係る磁気ダンパの加振器による水平梁の上下方向正弦波加振実験の結果を示す図である。
【図１２】本発明に係る磁気ダンパの加振器による重り搭載の上下方向加振実験の結果を示す図である。
【図１３】本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す図である。
【図１４】本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す図である。
【図１５】本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す図である。
【図１６】本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す図である。
【図１７】本発明に係る磁気ダンパの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０      磁気ダンパ
１１      磁石
１２      磁極
１３      磁極
１４      ヨーク
１５      弾性体
１６      弾性体
１７      ベース
１８      テーブル
１９      磁極
２０      ヨーク
３０      磁気ダンパ
３１      磁石
３２      磁極
３３      磁極
３４      ヨーク
３５      弾性体
３６      弾性体
４０      磁気ダンパ
４１      磁石
４２      磁極
４３      磁極
４４      ヨーク
４５      弾性体
４６      弾性体
５０      磁気ダンパ
５１      磁石
５２      磁極
５３      磁極
５４      ヨーク
５５      弾性体
５６      弾性体
６０      磁気ダンパ
６１      磁石
６２      磁極
６３      磁極
６４      ヨーク
６５      弾性体
６６      弾性体
７０      磁気ダンパ
７１      磁石
７２      磁極
７３      磁極
７４      ヨーク
７５      弾性体
７６      弾性体
１１１    磁石
１１２    磁極
１１３    ヨーク
１２１    磁石
１２２    磁極
１２３    ヨーク
１３０    磁束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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