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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113290
(43)【公開日】2024-08-22
(54)【発明の名称】発電機能を備えたダンパ
(51)【国際特許分類】
F16F 15/03 20060101AFI20240815BHJP
E04H 9/02 20060101ALI20240815BHJP
H02K 7/18 20060101ALI20240815BHJP
H02K 7/06 20060101ALI20240815BHJP
【ＦＩ】
F16F15/03 Z
E04H9/02 311
H02K7/18 A
H02K7/06 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023018170
(22)【出願日】2023-02-09
(71)【出願人】
【識別番号】504242342
【氏名又は名称】株式会社免制震ディバイス
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100095566
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 友雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179453
【弁理士】
【氏名又は名称】會田 悠介
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(72)【発明者】
【氏名】中南 滋樹
(72)【発明者】
【氏名】田中 久也
【テーマコード（参考）】
2E139
3J048
5H607
【Ｆターム（参考）】
2E139AA01
2E139AB00
2E139AB06
2E139AC19
2E139AC43
2E139BA10
2E139BA14
2E139BB36
2E139BD14
2E139BD16
3J048AA06
3J048AC07
3J048BF14
3J048EA38
5H607BB02
5H607BB07
5H607BB14
5H607CC03
5H607CC05
5H607DD03
5H607DD16
5H607EE53
5H607FF21
5H607GG01
5H607GG02
5H607GG04
5H607GG08
5H607JJ05
(57)【要約】
【課題】構造物の振動を抑制しながら発電することができ、その発電による電気を良好に取り出して貯めることができる発電機能を備えたダンパを提供する。
【解決手段】構造物を含む系内の相対変位する第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位による相対変位を利用して発電する発電機能を備えたダンパであって、第１部位と第２部位による相対変位を内筒１３の回転運動に変換するボールねじ１２と、内筒１３の外周面に配置された複数の発電用永久磁石２１と、内筒１３を覆う外筒１４と、外筒１４に周方向に沿って配置され、各発電用永久磁石２１がコイル１５ｂに接近及び離隔することにより、コイル１５ｂに誘導電流を生じさせることによって発電する複数の発電コイル部１５と、発電コイル部１５で発生した電気を貯めるための蓄電部１７と、を備えている。
【選択図】図１
【解決手段】構造物を含む系内の相対変位する第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位による相対変位を利用して発電する発電機能を備えたダンパであって、第１部位と第２部位による相対変位を内筒１３の回転運動に変換するボールねじ１２と、内筒１３の外周面に配置された複数の発電用永久磁石２１と、内筒１３を覆う外筒１４と、外筒１４に周方向に沿って配置され、各発電用永久磁石２１がコイル１５ｂに接近及び離隔することにより、コイル１５ｂに誘導電流を生じさせることによって発電する複数の発電コイル部１５と、発電コイル部１５で発生した電気を貯めるための蓄電部１７と、を備えている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物を含む系内の相対変位する第１部位と第２部位の間に設けられ、当該構造物の振動に伴う前記第１部位と前記第２部位による相対変位を利用して発電する発電機能を備えたダンパであって、
所定方向に延びる軸線を中心として回転自在の回転体を有し、前記第１部位と前記第２部位による相対変位を、前記回転体の回転運動に変換する回転体駆動機構と、
各々が永久磁石から成り、前記回転体の外周面にその周方向に沿って配置され、発電を行うための複数の発電用永久磁石と、
前記回転体の外周面を覆うように設けられた回転体カバーと、
各々が鉄心及びその周囲に巻かれたコイルを有し、当該コイルの一端部が前記回転体の外周面に向いた状態で、前記回転体カバーに周方向に沿って配置され、前記回転体と一体に前記複数の発電用永久磁石が回転するのに伴い、当該各発電用永久磁石が前記コイルに接近及び離隔することにより、当該コイルに誘導電流を生じさせることによって発電する複数の発電コイル部と、
これらの複数の発電コイル部に電気的に接続され、当該発電コイル部で発生した電気を貯めるための蓄電部と、
を備えていることを特徴とする発電機能を備えたダンパ。
所定方向に延びる軸線を中心として回転自在の回転体を有し、前記第１部位と前記第２部位による相対変位を、前記回転体の回転運動に変換する回転体駆動機構と、
各々が永久磁石から成り、前記回転体の外周面にその周方向に沿って配置され、発電を行うための複数の発電用永久磁石と、
前記回転体の外周面を覆うように設けられた回転体カバーと、
各々が鉄心及びその周囲に巻かれたコイルを有し、当該コイルの一端部が前記回転体の外周面に向いた状態で、前記回転体カバーに周方向に沿って配置され、前記回転体と一体に前記複数の発電用永久磁石が回転するのに伴い、当該各発電用永久磁石が前記コイルに接近及び離隔することにより、当該コイルに誘導電流を生じさせることによって発電する複数の発電コイル部と、
これらの複数の発電コイル部に電気的に接続され、当該発電コイル部で発生した電気を貯めるための蓄電部と、
を備えていることを特徴とする発電機能を備えたダンパ。
【請求項2】
前記回転体駆動機構は、
前記軸線に沿って延びるとともに、一端部が前記第１部位に連結されるねじ軸、及びこのねじ軸にボールを介して螺合するナットを有するボールねじと、
前記回転体として構成され、前記ねじ軸が内側に挿通された円筒状に形成されるとともに、前記ナットと一体に回転可能にかつ外周面に前記複数の発電用永久磁石が配置された第１磁石ホルダと、
を有しており、
前記回転体カバーとして構成されかつ前記第１磁石ホルダに隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が前記第２部位に連結されるとともに、前記複数の発電コイル部が周方向に配置された回転不能の筒体を、
さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を備えたダンパ。
前記軸線に沿って延びるとともに、一端部が前記第１部位に連結されるねじ軸、及びこのねじ軸にボールを介して螺合するナットを有するボールねじと、
前記回転体として構成され、前記ねじ軸が内側に挿通された円筒状に形成されるとともに、前記ナットと一体に回転可能にかつ外周面に前記複数の発電用永久磁石が配置された第１磁石ホルダと、
を有しており、
前記回転体カバーとして構成されかつ前記第１磁石ホルダに隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が前記第２部位に連結されるとともに、前記複数の発電コイル部が周方向に配置された回転不能の筒体を、
さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項3】
前記第１磁石ホルダには、フライホイールが着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項4】
前記第１部位と前記ボールねじの前記ねじ軸との間が、弾性材料から成る連結部材で連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項5】
前記第１磁石ホルダと前記筒体との間に設けられ、前記第１磁石ホルダが回転する際に、当該第１磁石ホルダの回転を減衰させるための減衰部を、さらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項6】
前記筒体は、導電性を有する材料で構成されており、
前記減衰部は、前記第１磁石ホルダの外周面に、周方向に沿ってかつ前記筒体の内周面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、当該第１磁石ホルダに、その回転と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする請求項５に記載の発電機能を備えたダンパ。
前記減衰部は、前記第１磁石ホルダの外周面に、周方向に沿ってかつ前記筒体の内周面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、当該第１磁石ホルダに、その回転と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする請求項５に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項7】
前記複数の発電用永久磁石は、前記複数の減衰用永久磁石よりも、前記第１磁石ホルダの中心から径方向に離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項8】
前記減衰部は、前記第１磁石ホルダの外周面と前記筒体の内周面との間に充填された粘性体を有していることを特徴とする請求項５に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項9】
前記回転体駆動機構は、
前記軸線に沿って延びるとともに、一端部が前記第１部位に連結されるねじ軸、及びこのねじ軸にボールを介して螺合するナットを有するボールねじと、
前記ねじ軸が内側に挿通された円筒状に形成されるとともに、前記ナットと一体に回転可能に構成された第１内筒と、
前記回転体として構成され、円筒状に形成されるとともに、前記第１内筒と一体に回転可能にかつ外周面に前記複数の発電用永久磁石が配置された第２内筒と、
を有しており、
前記第１内筒に隙間をもって嵌合する筒状に形成されるとともに、回転不能に構成された第１外筒と、
前記第１内筒と前記第１外筒との間に設けられ、前記第１内筒が回転する際に、当該第１内筒の回転を減衰させるための減衰部と、
前記回転カバーとして構成されかつ前記第２内筒に隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が前記第１外筒に連結されるとともに、他端部が前記第２部位に連結され、前記複数の発電コイル部が周方向に配置された回転不能の第２外筒と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を備えたダンパ。
前記軸線に沿って延びるとともに、一端部が前記第１部位に連結されるねじ軸、及びこのねじ軸にボールを介して螺合するナットを有するボールねじと、
前記ねじ軸が内側に挿通された円筒状に形成されるとともに、前記ナットと一体に回転可能に構成された第１内筒と、
前記回転体として構成され、円筒状に形成されるとともに、前記第１内筒と一体に回転可能にかつ外周面に前記複数の発電用永久磁石が配置された第２内筒と、
を有しており、
前記第１内筒に隙間をもって嵌合する筒状に形成されるとともに、回転不能に構成された第１外筒と、
前記第１内筒と前記第１外筒との間に設けられ、前記第１内筒が回転する際に、当該第１内筒の回転を減衰させるための減衰部と、
前記回転カバーとして構成されかつ前記第２内筒に隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が前記第１外筒に連結されるとともに、他端部が前記第２部位に連結され、前記複数の発電コイル部が周方向に配置された回転不能の第２外筒と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項10】
前記第２内筒及び前記第２外筒は、ユニット化されており、前記第１内筒及び前記第１外筒と、前記第２部位との間に、着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項11】
前記第１外筒は、導電性を有する材料で構成されており、
前記減衰部は、前記第１内筒の外周面に、周方向に沿ってかつ前記第１外筒の内周面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、当該第１外筒に、その回転と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする請求項９又は１０に記載の発電機能を備えたダンパ。
前記減衰部は、前記第１内筒の外周面に、周方向に沿ってかつ前記第１外筒の内周面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、当該第１外筒に、その回転と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする請求項９又は１０に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項12】
前記回転体駆動機構は、
作動流体が充填され、前記第１部位に連結されたシリンダと、
このシリンダ内に摺動自在に設けられ、前記シリンダ内を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記第２部位に連結されたピストンと、
前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通する連通路と、
この連通路に設けられ、当該連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換する圧力モータと、
前記回転体として構成され、円板状に形成されるとともに、前記圧力モータによって回転駆動され、外周面に前記複数の発電用永久磁石が配置された第２磁石ホルダと、
を有していることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を備えたダンパ。
作動流体が充填され、前記第１部位に連結されたシリンダと、
このシリンダ内に摺動自在に設けられ、前記シリンダ内を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記第２部位に連結されたピストンと、
前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通する連通路と、
この連通路に設けられ、当該連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換する圧力モータと、
前記回転体として構成され、円板状に形成されるとともに、前記圧力モータによって回転駆動され、外周面に前記複数の発電用永久磁石が配置された第２磁石ホルダと、
を有していることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項13】
前記回転体カバーは、前記第２磁石ホルダの一方及び他方の平面を覆うように構成されており、
前記第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面と前記回転体カバーとの間には、前記第２磁石ホルダが回転する際に、当該第２磁石ホルダの回転を減衰させるための減衰部が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の発電機能を備えたダンパ。
前記第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面と前記回転体カバーとの間には、前記第２磁石ホルダが回転する際に、当該第２磁石ホルダの回転を減衰させるための減衰部が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の発電機能を備えたダンパ。
【請求項14】
前記回転体カバーは、導電性を有する材料で構成されており、
前記減衰部は、前記第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面に、前記回転体カバーの内面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、当該第２磁石ホルダに、その回転方向と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする請求項１３に記載の発電機能を備えたダンパ。
前記減衰部は、前記第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面に、前記回転体カバーの内面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、当該第２磁石ホルダに、その回転方向と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする請求項１３に記載の発電機能を備えたダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造物に設けられ、地震などによる構造物の振動を抑制するとともに、その振動を利用して発電する発電機能を備えたダンパに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種のダンパとして、例えば本出願人がすでに出願した特許文献１及び２に記載されたものが知られている。特許文献１のダンパは、構造物において相対変位する部位間に設置され、作動流体が充填されたシリンダと、そのシリンダ内に摺動自在に設けられ、シリンダ内を第１流体室と第２流体室に区画するピストンとを備えている。また、シリンダには、ピストンをバイパスし、第１流体室及び第２流体室に連通する連通路が設けられ、その連通路に、作動流体の流動を回転運動に変換する歯車モータが設けられている。さらに、歯車モータの出力軸には、これと一体の円板状のフライホイールが設けられ、その上面及び下面に、複数の永久磁石が配置されている。そして、これらのフライホイール及び永久磁石は、鋼材などの導電材料で構成されたケーシングに収容され、このケーシングの上壁及び下壁にはそれぞれ、複数のコイルが設けられている。
【0003】
以上のように構成されたダンパ（以下、本欄において適宜、「歯車モータ式ダンパ」という）では、その両側の部位間において、構造物の振動に伴い相対変位が発生すると、ピストンがシリンダ内を移動し、第１流体室又は第２流体室内の作動流体がピストンで押し出され、連通路に流入する。この連通路内の作動流体の流動が、歯車モータで回転運動に変換されることにより、その出力軸と一体のフライホイールが回転駆動され、フライホイールによる回転慣性質量効果が発揮される。
【0004】
また、フライホイールと一体に複数の永久磁石が回転することにより、導電材料で構成されたケーシングが、複数の永久磁石の磁界内を相対的に回転する。これにより、ケーシング内の上面及び底面に渦電流が発生すると同時に、渦電流と永久磁石の磁界との相互作用によって、フライホイールの回転と反対方向にローレンツ力が発生する。そして、このローレンツ力がフライホイールに抵抗力として作用することで、減衰効果が発揮される。
【0005】
さらに、フライホイールの上述した回転によってケーシングに発生した渦電流は、各コイルに流れ、その渦電流による電気エネルギーがコンデンサに蓄電されるようになっている。
【0006】
一方、特許文献２のダンパは、構造物におけるＶ型ブレースの下端部に取り付けられ、下梁と平行に延びかつ下面に複数の永久磁石が取り付けられた磁石ホルダと、下梁と平行に延びかつ下梁に取り付けられ、上側の磁石ホルダに対し上下方向に所定距離を隔てて対向する対向延設体と、磁石ホルダと対向延設体が相対的に移動する際に、その移動による直線運動を回転運動に変換し、変換した回転運動によって発電する発電部とを備えている。また、このダンパでは、磁石ホルダと対向延設体が相対的に移動する際に、その移動を妨げる抵抗力を発生させるための渦電流が生じるように構成されている。
【0007】
以上のように構成されたダンパ（以下、本欄において適宜、「渦電流式ダンパ」という）では、構造物の振動に伴い、磁石ホルダと対向延設体が相対的に移動すると、磁石ホルダと一体に複数の永久磁石が移動し、磁場が変化することで、それらの永久磁石が対向する対向延設体の表面に、電磁誘導による渦電流が生じる。そして、この渦電流によるローレンツ力及びその反作用力が、磁石ホルダと対向延設体の相対移動を妨げる抵抗力として作用する。
【0008】
また、発電部は、磁石ホルダの上面に設けられたラックと、これに噛み合うピニオンと、このピニオンの回転に基づいて発電する発電機とを備えている。磁石ホルダと対向延設体が相対移動することにより、ラックが移動するとともに、これに噛み合うピニオンが回転する。そして、ピニオンと一体に発電機のロータが回転することによって発生した電気がバッテリに蓄電されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２０２０－３７９５９号公報
【特許文献2】特開２０２２－４４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上述した特許文献１の歯車モータ式ダンパでは、フライホイールの回転に伴ってケーシング側に発生する渦電流が、そのケーシング内の天井面や底面の表面に広がりやすい。そのため、得られる電力が不十分であり、加えて、発生した渦電流を十分に回収することができない。一方、特許文献２の渦電流式ダンパでは、下梁と平行に延びる磁石ホルダ及び対向延設体が比較的長尺に構成されているため、ダンパ自体が全体として大きくなってしまう。したがって、以上のダンパには、改善の余地がある。
【0011】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、構造物の振動を抑制しながら発電することができ、その発電による電気を良好に取り出して貯めることができる発電機能を備えた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】
【0012】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、構造物を含む系内の相対変位する第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位による相対変位を利用して発電する発電機能を備えたダンパであって、所定方向に延びる軸線を中心として回転自在の回転体を有し、第１部位と第２部位による相対変位を、回転体の回転運動に変換する回転体駆動機構と、各々が永久磁石から成り、回転体の外周面にその周方向に沿って配置され、発電を行うための複数の発電用永久磁石と、回転体の外周面を覆うように設けられた回転体カバーと、各々が鉄心及びその周囲に巻かれたコイルを有し、コイルの一端部が回転体の外周面に向いた状態で、回転体カバーに周方向に沿って配置され、回転体と一体に複数の発電用永久磁石が回転するのに伴い、各発電用永久磁石がコイルに接近及び離隔することにより、コイルに誘導電流を生じさせることによって発電する複数の発電コイル部と、これらの複数の発電コイル部に電気的に接続され、発電コイル部で発生した電気を貯めるための蓄電部と、を備えていることを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、発電機能を有するダンパが、構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位による相対変位を利用して発電する。具体的には、まず、回転体駆動機構により、第１部位と第２部位による相対変位が回転体の回転運動に変換される。回転体の外周面には、その周方向に沿って、複数の発電用永久磁石が配置される一方、回転体の外周面を覆う回転体カバーには、その周方向に沿って、鉄心及びコイルを有する複数の発電コイル部が配置されている。回転体と一体に複数の発電用永久磁石が回転するのに伴い、各発電用永久磁石が、各発電コイル部のコイルに接近及び離隔することにより、そのコイルに誘導電流を生じさせることによって発電する。そして、複数の発電コイル部で発生した電気が、蓄電部に貯められる。以上のように、本発明によれば、ダンパとして構造物の振動を抑制しながら発電することができ、その発電による電気を良好に取り出して貯めることができる。
【0014】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、回転体駆動機構は、軸線に沿って延びるとともに、一端部が第１部位に連結されるねじ軸、及びこのねじ軸にボールを介して螺合するナットを有するボールねじと、回転体として構成され、ねじ軸が内側に挿通された円筒状に形成されるとともに、ナットと一体に回転可能にかつ外周面に複数の発電用永久磁石が配置された第１磁石ホルダと、を有しており、回転体カバーとして構成されかつ第１磁石ホルダに隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が第２部位に連結されるとともに、複数の発電コイル部が周方向に配置された回転不能の筒体を、さらに備えていることを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、回転体駆動機構が、ねじ軸及びナットを有するボールねじと、回転体として構成された第１磁石ホルダとを有しており、ねじ軸の一端部が第１部位に連結されている。また、回転体カバーとして構成された回転不能の筒体は、第１磁石ホルダに隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が第２部位に連結されるとともに、複数の発電コイル部が周方向に配置されている。第１部位と第２部位の間に相対変位が発生すると、ねじ軸の相対的な直線運動が、ねじ軸に螺合するナットの回転運動に変換され、そのナットと一体に第１磁石ホルダが回転する。これに伴い、第１磁石ホルダの外周面の複数の発電用永久磁石も回転し、筒体の周方向に配置された複数の発電コイル部で発電する。以上のように、ボールねじによる回転体駆動機構を備えたダンパにおいて、発電機能を比較的容易に付加することができる。
【0016】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、前記第１磁石ホルダには、フライホイールが着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
【0017】
この構成によれば、第１磁石ホルダにフライホイールが着脱自在に取り付けられているので、そのフライホイールの重量を変更することにより、ダンパにおける回転体としての第１磁石ホルダの慣性質量を容易に調整することができる。
【0018】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、第１部位とボールねじのねじ軸との間が、弾性材料から成る連結部材で連結されていることを特徴とする。
【0019】
この構成によれば、弾性材料から成る連結部材によって、第１部位とボールねじのねじ軸との間が連結されることにより、連結部材が振動系における直列のばね要素の役割を果たす。これにより、ダンパを含む振動系において、そのダンパ周期を構造物に対して同調させることにより、ダンパにおける発電効果を高めることができる。
【0020】
請求項５に係る発明は、請求項２に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、第１磁石ホルダと筒体との間に設けられ、第１磁石ホルダが回転する際に、第１磁石ホルダの回転を減衰させるための減衰部を、さらに備えていることを特徴とする。
【0021】
この構成によれば、第１磁石ホルダと筒体との間に設けられた減衰部により、第１磁石ホルダが回転する際に、その回転が減衰される。このように、減衰部によって、第１磁石ホルダに抵抗力を作用させ、減衰効果を発揮させることにより、構造物の振動抑制効果を高めることができる。
【0022】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、筒体は、導電性を有する材料で構成されており、減衰部は、第１磁石ホルダの外周面に、周方向に沿ってかつ筒体の内周面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、第１磁石ホルダに、その回転と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする。
【0023】
この構成によれば、減衰部として、永久磁石から成る複数の減衰用永久磁石を有しており、これらの減衰用永久磁石が、第１磁石ホルダの外周面に、その周方向に沿ってかつ筒体の内周面との間に隙間を存して配置されている。第１磁石ホルダが回転すると、それに伴い、複数の減衰用永久磁石も回転する。これにより、導電材料から成る筒体に渦電流が発生すると同時に、その渦電流と減衰用永久磁石の磁界との相互作用によって、第１磁石ホルダの回転と反対方向のローレンツ力が発生し、抵抗力として第１磁石ホルダに作用することで、減衰効果を発揮させることができる。
【0024】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、複数の発電用永久磁石は、複数の減衰用永久磁石よりも、第１磁石ホルダの中心から径方向に離れた位置に配置されていることを特徴とする。
【0025】
この構成によれば、複数の発電用永久磁石が、減衰用永久磁石よりも、第１磁石ホルダの中心から径方向に離れた位置に配置されているので、第１磁石ホルダの回転時に、発電用永久磁石の回転速度が、減衰用永久磁石のそれよりも速くなる。これにより、発電用永久磁石の回転による発電効果を、より高めることができる。
【0026】
請求項８に係る発明は、請求項５に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、減衰部は、第１磁石ホルダの外周面と筒体の内周面との間に充填された粘性体を有していることを特徴とする。
【0027】
この構成によれば、減衰部として、第１磁石ホルダの外周面と筒体の内周面との間に充填された粘性体を有しているので、この粘性体の粘性抵抗（せん断抵抗）によって、ダンパに入力される振動エネルギーが吸収され、熱変換されることで、第１磁石ホルダの回転速度に応じた粘性減衰効果を発揮させることができる。
【0028】
請求項９に係る発明は、請求項１に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、回転体駆動機構は、軸線に沿って延びるとともに、一端部が第１部位に連結されるねじ軸、及びこのねじ軸にボールを介して螺合するナットを有するボールねじと、ねじ軸が内側に挿通された円筒状に形成されるとともに、ナットと一体に回転可能に構成された第１内筒と、回転体として構成され、円筒状に形成されるとともに、第１内筒と一体に回転可能にかつ外周面に複数の発電用永久磁石が配置された第２内筒と、を有しており、第１内筒に隙間をもって嵌合する筒状に形成されるとともに、回転不能に構成された第１外筒と、第１内筒と第１外筒との間に設けられ、第１内筒が回転する際に、第１内筒の回転を減衰させるための減衰部と、回転カバーとして構成されかつ第２内筒に隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が第１外筒に連結されるとともに、他端部が第２部位に連結され、複数の発電コイル部が周方向に配置された回転不能の第２外筒と、を備えていることを特徴とする。
【0029】
この構成によれば、回転体駆動機構が、ねじ軸及びナットを有するボールねじと、ナットと一体に回転可能な第１内筒と、回転体として構成された第２内筒とを有している。また、第１内筒とこれに隙間をもって嵌合する回転不能の第１外筒との間に、第１内筒の回転を減衰させるための減衰部が設けられている。この減衰部によって、第１内筒に抵抗力を作用させ、減衰効果を発揮させることにより、構造物の振動を抑制することができる。また、回転体カバーとして構成された回転不能の第２外筒は、第２内筒に隙間をもって嵌合する筒状に形成され、一端部が第１外筒に連結されるとともに、他端部が第２部位に連結され、複数の発電コイル部が周方向に配置されている。第２内筒の回転に伴い、その外周面に配置された複数の発電コイル部も回転し、それにより、第２外筒に設けられた複数の発電コイル部で発電する。以上のように、ボールねじによる回転体駆動機構を備えたダンパにおいて、構造物の振動を抑制しながら発電することができる。
【0030】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、前記第２内筒及び前記第２外筒は、ユニット化されており、前記第１内筒及び第１外筒と、第２部位との間に、着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
【0031】
この構成によれば、第２内筒及び第２外筒がユニット化（以下「発電ユニット」という）されているので、この発電ユニットを、第１内筒及び第１外筒と第２部位との間に、容易に取り付けることができる。また、メンテナンス時には、ダンパから発電ユニットを取り外し、メンテナンスを容易に行うことができる。
【0032】
請求項１１に係る発明は、請求項９又は１０に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、第１外筒は、導電性を有する材料で構成されており、減衰部は、第１内筒の外周面に、周方向に沿ってかつ第１外筒の内周面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、第１外筒に、その回転と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする。
【0033】
この構成によれば、減衰部として、永久磁石から成る複数の減衰用永久磁石を有しており、これらの減衰用永久磁石が、第１内筒の外周面に、その周方向に沿ってかつ筒体の内周面との間に隙間を存して配置されている。第１内筒が回転すると、それに伴い、複数の減衰用永久磁石も回転する。これにより、導電材料から成る第１外筒に渦電流が発生すると同時に、その渦電流と減衰用永久磁石の磁界との相互作用によって、第１内筒の回転と反対方向にローレンツ力が発生し、抵抗力として第１内筒に作用することで、減衰効果を発揮させることができる。
【0034】
請求項１２に係る発明は、請求項１に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、回転体駆動機構は、作動流体が充填され、第１部位に連結されたシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に設けられ、シリンダ内を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、第２部位に連結されたピストンと、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通する連通路と、この連通路に設けられ、連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換する圧力モータと、回転体として構成され、円板状に形成されるとともに、圧力モータによって回転駆動され、外周面に複数の発電用永久磁石が配置された第２磁石ホルダと、を有していることを特徴とする。
【0035】
この構成によれば、回転体駆動機構が、上記のシリンダ、ピストン、連通路、圧力モータ及び第２磁石ホルダを有している。この回転体駆動機構を備えたダンパにおいて、第１部位と第２部位の間に相対変位が発生すると、その相対変位に応じた方向及びストロークで、ピストンがシリンダ内を摺動する。このピストンの移動に伴い、シリンダの第１又は第２流体室内の作動流体がピストンで押し出され、連通路に流入する。この連通路内の作動流体の流動が、圧力モータにより回転運動に変換されることによって、第２磁石ホルダが回転駆動され、第２磁石ホルダによる回転慣性質量効果が発揮される。
【0036】
また、回転体として構成された第２磁石ホルダを覆う回転カバーには、その周方向に沿って複数の発電コイル部が配置されているので、第２磁石ホルダと一体に複数の発電用永久磁石が回転するのに伴い、複数の発電コイル部において発電する。以上のように、圧力モータによる回転体駆動機構を備えたダンパにおいて、発電機能を比較的容易に付加することができる。
【0037】
請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、回転体カバーは、第２磁石ホルダの一方及び他方の平面を覆うように構成されており、第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面と回転体カバーとの間には、第２磁石ホルダが回転する際に、第２磁石ホルダの回転を減衰させるための減衰部が設けられていることを特徴とする。
【0038】
この構成によれば、第２磁石ホルダの一方及び他方の平面を覆う回転体カバーと、第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面との間に設けられた減衰部により、第２磁石ホルダが回転する際に、その回転が減衰される。このように、減衰部によって、第２磁石ホルダに抵抗力を作用させ、減衰効果を発揮させることにより、構造物の振動抑制効果を高めることができる。
【0039】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載の発電機能を備えたダンパにおいて、回転体カバーは、導電性を有する材料で構成されており、減衰部は、第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面に、回転体カバーの内面との間に隙間を存して配置された複数の永久磁石から成り、第２磁石ホルダに、その回転方向と反対方向の、渦電流によるローレンツ力を発生させるように構成された複数の減衰用永久磁石を有していることを特徴とする。
【0040】
この構成によれば、減衰部として、永久磁石から成る複数の減衰用永久磁石を有しており、これらの減衰用永久磁石が、第２磁石ホルダの少なくとも一方の平面に、回転体カバーの内面との間に隙間を存して配置されている。第２磁石ホルダが回転すると、それに伴い、複数の減衰用永久磁石も回転する。これにより、導電材料から成る回転体カバーに渦電流が発生すると同時に、その渦電流と減衰用永久磁石の磁界との相互作用によって、第２磁石ホルダの回転と反対方向にローレンツ力が発生し、抵抗力として第２磁石ホルダに作用することで、減衰効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の一実施形態による発電機能を備えたダンパを、設置した建物の一部の構造材とともに概略的に示す図であり、（ａ）は、Ｖ型ブレースの下部に２つのダンパを水平に設置した状態、（ｂ）は、単一のブレースと一体にダンパを設置した状態を示す。
【図2】第１実施形態によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【図4】第２実施形態によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【図5】第３実施形態によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【図6】第３実施形態の第１変形例によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【図7】第３実施形態の第２変形例によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【図8】第４実施形態によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【図9】第５実施形態によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【図10】（ａ）は、図９のＢ－Ｂ線に沿って切断したときのフライホイールの上面及びその周囲を示すとともに、コイルの配線を説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）の最上位の発電コイル部及びその周囲を拡大して示す図である。
【図11】第６実施形態によるダンパを、一部切り欠いて示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による発電機能を備えたダンパ１を、これを設置した建物Ｓ（構造物）の一部の構造材とともに概略的に示している。同図に示す建物Ｓは、例えば高層のビルであり、上下方向に延びる複数の柱（左柱ＰＬ及び右柱ＰＲのみ図示）と、水平に延びる複数の梁（上梁ＢＵ及び下梁ＢＬのみ図示）を井桁状に組み合わせたラーメン構造を有している。
【0043】
図１（ａ）の例では、互いに下方に向かって接近する２つのブレース２ａ、２ａを有するＶ型ブレース２において、その下端部のブレース連結部２ｂ（第１部位又は第２部位）と、左柱ＰＬ及び右柱ＰＲ（第２部位又は第１部位）との間にそれぞれ、左右２つのダンパ１、１が水平に設置されている。一方、図１（ｂ）の例では、斜めに直線状に延びるように配置され、長尺ブレース３ａ及び短尺ブレース３ｂを有するブレース３において、長尺ブレース３ａ（第１部位又は第２部位）と短尺ブレース３ｂ（第２部位又は第１部位）との間に、ダンパ１が設置されている。
【0044】
図２は、第１実施形態によるダンパ１（以下、適宜、１Ａの符号を付す）を示している。このダンパ１Ａは、それが設置された両側の部位間の相対変位を、ボールねじを用いて回転運動に変換するタイプのものである。ダンパ１Ａは、左右の両端部にそれぞれ配置されたクレビス継ぎ手１１、１１（以下、単に「左クレビス１１Ｌ」及び「右クレビス１１Ｒ」という）と、左クレビス１１Ｌに固定されたボールねじ１２と、このボールねじ１２の後述するナット１２ｂと一体に回転する内筒１３（第１磁石ホルダ）と、この内筒１３を覆った状態に設けられ、右クレビス１１Ｒに固定された外筒１４（筒体）と、この外筒１４に、外周に沿って設けられた複数の発電コイル部１５と、これらの発電コイル部１５に電線１６を介して電気的に接続され、各発電コイル部１５で発生した電気を貯めるための蓄電部１７などを備えている。
【0045】
ボールねじ１２は、所定長さを有するねじ軸１２ａと、このねじ軸１２ａに多数のボール（図示せず）を介して螺合するナット１２ｂとを有している。ねじ軸１２ａは、その外側の端部（図２の左端部）が、第１フランジ１８を介して、左クレビス１１Ｌに取り付けられ、内側の端部（図２の右側の端部）が、内筒１３の内部において、ナット１２ｂから突出するように延びている。
【0046】
内筒１３は、所定の外径を有する円筒状の本体部１３ａと、この本体部１３ａの軸線方向の両側にそれぞれ設けられ、本体部１３ａの外径よりも小さくかつねじ軸１２ａの外径よりも大きい径を有する第１小径部１３ｂ及び第２小径部１３ｃとで構成されている。また、内筒１３の本体部１３ａの外周面には、長さ方向（図２の左右方向）の所定位置に、周方向に沿って、複数の発電用永久磁石２１が設けられている。
【0047】
図３（ａ）は、図２のＡ－Ａ線に沿って切断したときのダンパ１Ａの断面図を示すとともに、発電コイル部１５の配線の一部を示している。なお、図３（ａ）では、同図に示す最上位の発電コイル部１５と最下位の発電コイル部１５との配線のみを示し、他の発電コイル部１５の配線については省略している。
【0048】
図３（ａ）に示すように、複数（本実施形態では６つ）の発電用永久磁石２１は、内筒１３の本体部１３ａの外周面に、その周方向に沿って、互いに等角度で配置されている。また、内筒１３の周方向に配置された複数の発電用永久磁石２１は、内筒１３の径方向外側の極性（Ｎ極又はＳ極）が交互に異なるように、つまり互いに隣接する発電用永久磁石２１、２１の上記極性が互いに異なるように配置されている。
【0049】
また、図２に示すように、内筒１３では、本体部１３ａの軸線方向（図２の左右方向）の両側に配置されたスラスト軸受２２、２２によって、本体部１３ａの軸線方向に作用する荷重が支えられながら、本体部１３ａが回転自在に支持されている。さらに、内筒１３の第１小径部１３ｂ及び第２小径部１３ｃがそれぞれ、ラジアル軸受２３、２３によって回転自在に支持されている。
【0050】
外筒１４は、円筒状の本体部１４ａと、この本体部１４ａの第１フランジ１８側の端部に設けられ、ねじ軸１２ａが貫通する蓋板１４ｂとを備えており、本体部１４ａの蓋板１４ｂと反対側に設けられた第２フランジ１９を介して、右クレビス１１Ｒに取り付けられている。
【0051】
外筒１４の本体部１４ａには、内筒１３の本体部１３ａに設けられた発電用永久磁石２１に対応する位置に、径方向に貫通する複数（本実施形態では６つ）の貫通孔１４ｃが形成されている。そして、複数の発電コイル部１５が、貫通孔１４ｃを介して内筒１３側に臨むように、外筒１４にそれぞれ取り付けられている。
【0052】
図３（ｂ）に示すように、発電コイル部１５は、所定長さを有しかつ円柱状又は角柱状の鉄から成る鉄心１５ａと、その鉄心１５ａの周囲に巻かれたコイル１５ｂと、これらの鉄心１５ａ及びコイル１５ｂを覆った状態で、鉄心１５ａ及びコイル１５ｂの所定の一端部を、内筒１３の中心に向けた状態に保持するコイルホルダ１５ｃとを備えている。
【0053】
また、図３（ａ）に示すように、複数の発電コイル部１５では、内筒１３を間にした状態で、互いに径方向に対向する２つの発電コイル部１５、１５が、互いに電気的に接続されるとともに、蓄電部１７にそれぞれ接続されている。具体的には、互いに対向する２つの発電コイル部１５、１５において、一方のコイル１５ｂの径方向外側の端部と、他方のコイル１５ｂの径方向内側の端部とが、電線１６ａを介して接続されている。また、上記の両発電コイル部１５、１５において、一方のコイル１５ｂの径方向内側の端部、及び他方のコイル１５ｂの径方向外側の端部が、電線１６ｂを介して蓄電部１７に接続されている。
【0054】
なお、他の発電コイル部１５も、上記と同様に、対向する発電コイル部１５及び蓄電部１７に電気的に接続されている。なお、ダンパ１Ａ全体を示す図２、及び後述する他の実施形態のダンパ全体を示す図では、図示の便宜上、発電コイル部１５と蓄電部１７とを接続する電線１６のみを示している。
【0055】
以上のように構成されたダンパ１Ａは、前述した図１に示すように設置される。地震時などに振動エネルギーが建物Ｓに入力され、左右のクレビス１１Ｌ、１１Ｒ間に相対変位が発生すると、左クレビス１１Ｌに第１フランジ１８を介して連結されたねじ軸１２ａの相対的な直線運動が、ねじ軸１２ａに螺合するナット１２ｂの回転運動に変換され、ナット１２ｂに連結された内筒１３が回転する。この内筒１３の回転により、ダンパ１Ａにおける回転慣性質量効果を得ることができ、建物Ｓの振動が抑制される。
【0056】
また、内筒１３の回転と一体に、複数の発電用永久磁石２１も回転する。この場合、各発電コイル部１５に対し、各発電用永久磁石２１がコイル１５ｂの径方向内側の端部に接近及び離隔し、それにより、コイル１５ｂに誘導電流が生じることで発電する。そして、各発電コイル部１５で発生した電気が蓄電部１７に貯められる。
【0057】
以上のように、第１実施形態のダンパ１Ａによれば、ダンパとして建物Ｓの振動を抑制しながら、発電することができ、その発電による電気を良好に取り出して貯めることができる。
【0058】
図４は、第２実施形態によるダンパ１Ｂを示している。このダンパ１Ｂは、上述した第１実施形態のダンパ１Ａに対し、内筒１３にフライホイール３１が取り付けられるとともに、左クレビス１１Ｌと第１フランジ１８との間にゴムユニット３２（連結部材）が設けられている点が異なっている。したがって、以下の説明では、第１実施形態のダンパ１Ａと同じ構成部分については、同一の符号を付して、その説明を省略し、ダンパ１Ａと異なる点を中心に説明するものとする。
【0059】
図４に示すように、このダンパ１Ｂでは、内筒１３の内部に、複数（図４では５枚）のドーナツ状の金属板３１ａから成るフライホイール３１が、複数（図４では２本のみ図示）のボルト３１ｂを介して、内筒１３の本体部１３ａに固定されている。このフライホイール３１では、ボールねじ１２のねじ軸１２ａが遊挿している。したがって、ねじ軸１２ａの相対的な直線運動によってナット１２ｂが回転するのに伴い、内筒１３と一体にフライホイール３１が回転し、このフライホイール３１が内筒１３に慣性質量を付加する。
【0060】
なお、フライホイール３１の金属板３１ａの枚数を増減することで、フライホイール３１の重量を容易に変更することができる。それにより、ダンパ１Ｂにおける内筒１３の慣性質量を容易に調整することができる。
【0061】
また、ダンパ１Ｂの第１フランジ１８と左クレビス１１Ｌが、所定の弾性を有するゴムユニット３２を介して連結されている。このゴムユニット３２は、振動系における直列のばね要素の役割を果たしている。したがって、ダンパ１Ｂを含む振動系において、そのダンパ周期を構造物に対して同調させることにより、ダンパ１Ｂにおける発電効果を高めることができる。なお、上記のゴムユニット３２については、第１フランジ１８と左クレビス１１Ｌの間に設けたが、第２フランジ１９と右クレビス１１Ｒとの間に、同様の機能を有するゴムユニットを設けることも可能である。
【0062】
図５は、第３実施形態によるダンパ１Ｃを示している。このダンパ１Ｃは、上述した第１実施形態のダンパ１Ａに対し、内筒１３の回転を減衰させるための減衰部が設けられている点が異なっている。したがって、以下の説明では、第１実施形態のダンパ１Ａと同じ構成部分については、同一の符号を付して、その説明を省略し、ダンパ１Ａと異なる点を中心に説明するものとする。
【0063】
図５に示すように、このダンパ１Ｃでは、内筒１３の本体部１３ａの外周面に、減衰部として、各々が永久磁石から成る複数の減衰用永久磁石３４が、本体部１３ａの外周面に沿って取り付けられている。これらの減衰用永久磁石３４は、発電用永久磁石２１に対し、内筒１３の軸線方向に所定距離、隔てた位置に配置されるとともに、外筒１４の本体部１４ａの内周面に隙間を存して配置されている。また、内筒１３の周方向に配置された複数の減衰用永久磁石３４は、内筒１３の径方向外側の極性が交互に異なるように、つまり、互いに隣接する減衰用永久磁石３４、３４の上記極性が互いに異なるように配置されている。
【0064】
また、内筒１３の本体部１３ａの外周面には、上記の各減衰用永久磁石３４と各発電用永久磁石２１との間に、鉄から成るヨーク３５が取り付けられている。このヨーク３５により、減衰用永久磁石３４及び発電用永久磁石２１の一方が他方に対して磁界による影響を及ぼさないようになっている。なお、上記のヨーク３５については、省略することも可能である。
【0065】
このように構成されたダンパ１Ｃでは、左右のクレビス１１Ｌ、１１Ｒ間に相対変位が発生すると、ねじ軸１２ａの相対的な直線運動が、ねじ軸１２ａに螺合するナット１２ｂの回転運動に変換され、ナット１２ｂに連結された内筒１３が回転する。この内筒１３と一体に、複数の発電用永久磁石２１に加えて、複数の減衰用永久磁石３４も回転する。これにより、前述した第１実施形態のダンパ１Ａと同様、各発電コイル部１５で発電し、その電気が蓄電部１７に貯められる。加えて、複数の減衰用永久磁石３４の回転により、外筒１４の内周面に渦電流が発生すると同時に、その渦電流と減衰用永久磁石３４の磁界との相互作用によって、内筒１３の回転と反対方向のローレンツ力が発生し、抵抗力として内筒１３に作用することで、減衰効果が発揮される。このように、本実施形態のダンパ１Ｃによれば、内筒１３に抵抗力を作用させ、減衰効果を発揮させることにより、建物Ｓの振動抑制効果高めることができる。
【0066】
図６は、上述した第３実施形態の第１変形例を示している。同図に示すダンパ１Ｃａは、上記第３実施形態のダンパ１Ｃに対し、発電用永久磁石２１の位置が異なっている。具体的には、各発電用永久磁石２１は、所定の厚さを有する台座３６を介して、内筒１３の外周面に取り付けられている。これにより、各発電用永久磁石２１は、台座３６の厚さ分、減衰用永久磁石３４よりも内筒１３の径方向外側に配置されている。その結果、この第１変形例のダンパ１Ｃａでは、上記第３実施形態のダンパ１Ｃに比べて、内筒１３が回転する際の発電用永久磁石２１の回転速度が、減衰用永久磁石のそれよりも速くなり、発電効果を高めることができる。
【0067】
図７は、上述した第３実施形態の第２変形例を示している。同図に示すダンパ１Ｃｂは、上記第３実施形態の第１変形例のダンパ１Ｃａに対し、減衰用永久磁石３４に代えて、減衰部として、粘性体３７が設けられている。この粘性体３７は、内筒１３の本体部１３ａと外筒１４の本体部１４ａとの間のスペースに、シール３８、３９を介して液密状態で充填されている。なお、粘性体３７は、所定の粘度を有する粘性材（例えばシリコンオイル）で構成されている。
【0068】
上記のような粘性体３７を減衰部として設けることにより、粘性体３７の粘性抵抗（せん断抵抗）によって、ダンパ１Ｃｂに入力される振動エネルギーが吸収され、熱変換されることで、内筒１３の回転速度に応じた粘性減衰効果を発揮させることができる。
【0069】
図８は、第４実施形態によるダンパ１Ｄを示している。このダンパ１Ｄは、上述した第３実施形態のダンパ１Ｃに対して主に、前述した複数の発電コイル部１５を有する発電ユニット４１が、ダンパ本体４２に着脱自在に連結されている点が異なっている。なお、以下の説明では、第１及び第３実施形態のダンパ１Ａ及１Ｃと同じ構成部分については、同一の符号を付して、その説明を省略し、ダンパ１Ａ及び１Ｃと異なる点を中心に説明するものとする。
【0070】
図８に示すように、ダンパ本体４２は、ボールねじ１２のナット１２ｂと一体に回転する第１内筒４３と、この第１内筒４３を覆った状態で、回転不能に構成された第１外筒４４とを備えている。第１内筒４３は、前記内筒１３の本体部１３ａ、第１及び第２小径部１３ｂ及び１３ｃと同様の本体部４３ａ、第１及び第２小径部４３ｂ及び４３ｃを有している。また、第１内筒４３の本体部４３ａの外周面には、その周方向に沿って、複数の減衰用永久磁石３４が、本体部４３ａの軸線方向に２列で設けられている。各減衰用永久磁石３４は、第１外筒４４の本体部４４ａの内周面に隙間を存して配置されている。
【0071】
また、第１内筒４３では、本体部４３ａがスラスト軸受２２、２２によって回転自在に支持されるとともに、第１小径部４３ｂ及び第２小径部４３ｃがそれぞれ、ラジアル軸受２３、２３によって回転自在に支持されている。
【0072】
第１外筒４４は、導電性を有する材料で構成されており、円筒状の本体部４４ａと、この本体部４４ａの第１フランジ１８側の端部に設けられ、ねじ軸１２ａが貫通する蓋板４４ｂとを備えている。
【0073】
一方、発電ユニット４１は、円筒状の第２内筒４５と、この第２内筒４５を覆った状態で配置された第２外筒４６と、第２内筒４５の外周面に設けられた複数の発電用永久磁石２１と、第２外筒４６に、周方向に沿って配置された複数の発電コイル部１５とを備えている。また、第２内筒４５は、その両端部がそれぞれ、ラジアル軸受４７、４７によって回転自在に支持されている。さらに、第２内筒４５のダンパ本体４２側（図８の左側）の端部には、発電ユニット４１がダンパ本体４２に取り付けられた際に、第１内筒４３の端部と連結するための内筒連結部４８が設けられている。
【0074】
このように構成された発電ユニット４１は、ダンパ本体４２と右クレビス１１Ｒとの間に着脱自在に取り付けられている。具体的には、発電ユニット４１における第２外筒４６の一端部（図８の左端部）が、複数のボルト４９ａを介して、ダンパ本体４２における第１外筒４４の端部（図８の右端部）に取り付けられるとともに、第２外筒４６の他端部（図８の右端部）が、複数のボルト４９ｂを介して、右クレビス１１Ｒに取り付けられている。
【0075】
このように構成されたダンパ１Ｄでは、左右のクレビス１１Ｌ、１１Ｒ間に相対変位が発生すると、ねじ軸１２ａの相対的な直線運動が、ねじ軸１２ａに螺合するナット１２ｂの回転運動に変換され、ナット１２ｂに連結された第１内筒４３が回転する。この場合、第１内筒４３と一体に、減衰用永久磁石３４が回転することにより、第１外筒４４の内周面に渦電流が発生すると同時に、その渦電流と減衰用永久磁石３４の磁界との相互作用によって、第１内筒４３の回転と反対方向にローレンツ力が発生し、抵抗力として第１内筒４３に作用することで、減衰効果が発揮される。
【0076】
また、上記の第１内筒４３の回転とともに、これに内筒連結部４８を介して連結された第２内筒４５が回転する。この場合、前述した第１実施形態のダンパ１Ａと同様、各発電コイル部１５で発電し、その電気が蓄電部１７に貯められる。
【0077】
上記のように構成されたダンパ１Ｄでは、発電ユニット４１がダンパ本体４２に着脱自在に連結されるので、例えばメンテナンス時に、発電ユニット４１をダンパ本体４２から取り外し、メンテナンスを容易に行うことができる。
【0078】
図９は、本発明の第５実施形態によるダンパ１Ｅを示している。このダンパ１Ｅは、上述した第１～第４実施形態のボールねじ１２を用いたダンパ１Ａ～１Ｄと異なり、圧力モータを用いて直線運動を回転運動に変換する、発電機能を有するダンパである。
【0079】
図９に示すように、このダンパ１Ｅは、シリンダ５１と、シリンダ５１内に摺動自在に設けられたピストン５２と、ピストン５２をバイパスし、シリンダ５１内に連通する連通路５３と、この連通路５３に配置された歯車モータ５４（圧力モータ）と、歯車モータ５４の出力軸５５に一体に連結されたフライホイール５６（回転体、第２磁石ホルダ）と、フライホイール５６の外周面に、その周方向に沿って配置された複数の発電用永久磁石５７と、フライホイール５６を覆うように設けられたフライホイールカバー５８（回転体カバー）と、このフライホイールカバー５８の内周面に設けられ、その周方向に沿って配置された複数の発電コイル部５９などを備えている。
【0080】
シリンダ５１は、円筒状の周壁５１ａと、その左右の端部に設けられた円板状の第１及び第２端壁５１ｂ、５１ｃを一体に有し、これらの３つの壁５１ａ～５１ｃによって、シリンダ５１内に空間が画成されている。また、第１端壁５１ｂには、その外方に突出する中空状のロッド収容部５１ｆが同心状に一体に設けられ、その端部には、左クレビス６１Ｌが設けられている。
【0081】
ピストン５２は、シリンダ５１内に軸線方向（図９の左右方向）に摺動自在に設けられており、シリンダ５１内を、図９の左側の第１流体室５１ｄと、右側の第２流体室５１ｅとに区画している。これらの第１及び第２流体室５１ｄ、５１ｅと連通路５３には、作動流体ＨＦが充填されている。作動流体ＨＦは、適度な粘度を有する通常の作動油などで構成されている。
【0082】
また、ピストン５２には、ピストンロッド６０が同心状に一体に設けられている。ピストンロッド６０は、ピストン５２の両側に延びており、第１端壁５１ｂ及び第２端壁５１ｃの各ロッド案内孔５１ｇを、シールを介して液密に貫通した状態で、外方に延びている。ピストンロッド６０の一端部は、シリンダ５１のロッド収容部５１ｆに収容され、他端部には、右クレビス６１Ｒが設けられている。
【0083】
連通路５３は、シリンダ５１の周壁５１ａの両端部に形成された連通口５１ｈ、５１ｈを介して、第１流体室５１ｄ及び第２流体室５１ｅにそれぞれ連通している。
【0084】
歯車モータ５４は、連通路５３に配置されたギヤ５４ａ及び上方に延びる出力軸５５を有しており、連通路５３内の作動流体ＨＦの流動を回転運動に変換し、出力軸５５が回転するように構成されている。なお、この歯車モータ５４として、内接式又は外接式のものを採用することが可能である。
【0085】
フライホール５６は、例えば鋼材などの金属によって、円板状に形成されており、出力軸５５に同軸状に一体に取り付けられている。
【0086】
図１０（ａ）は、図９のＢ－Ｂ線に沿って切断したときのフライホイール５６及びその周囲、並びに発電コイル部５９の配線の一部を示している。なお、図１０（ａ）では、同図に示す最上位の発電コイル部５９と最下位の発電コイル部５９との配線のみを示し、他の発電コイル得５９の配線については省略している。
【0087】
図１０（ａ）に示すように、複数（本実施形態では６つ）の発電用永久磁石５７は、フライホイール５６の外周面に、その周方向に沿って、互いに等角度で配置されている。また、フライホイール５６の周方向に配置された複数の発電用永久磁石５７は、フライホイール５６の径方向外側の極性が交互に異なるように、つまり互いに隣接する発電用永久磁石５７、５７の上記極性が互いに異なるように配置されている。
【0088】
図９に示すように、フライホイールカバー５８は、導電性を有する材料で構成されており、フライホイール５６の上面、下面及び周面をそれぞれ覆う上壁５８ａ、下壁５８ｂ及び周壁５８ｃを有している。このフライホイールカバー５８は、カバーサポート６５を介して、シリンダ５１の周壁５１ａ上に支持されている。また、フライホイールカバー５８内には、周壁５８ｃに沿って、複数（本実施形態では６つ）の発電コイル部５９が設けられている。
【0089】
図１０（ｂ）に示すように、発電コイル部５９は、所定長さを有しかつ円柱状又は角柱状の鉄から成る鉄心５９ａと、その鉄心５９ａの周囲に巻かれたコイル５９ｂとを有している。これらの鉄心５９ａ及びコイル５９ｂは、図示しないコイルホルダによって、鉄心５９ａ及びコイル５９ｂの所定の一端部を、フライホイール５６の中心に向けた状態で保持されている。
【0090】
また、図１０（ａ）に示すように、複数の発電コイル部５９では、フライホイール５６を間にした状態で、互いに径方向に対向する２つの発電コイル部５９、５９が、互いに電気的に接続されるとともに、蓄電部６２にそれぞれ接続されている。具体的には、互いに対向する２つの発電コイル部５９、５９において、一方のコイル５９ｂの径方向外側の端部と、他方のコイル５９ｂの径方向内側の端部とが、電線６３ａを介して接続されている。また、上記の両発電コイル部５９、５９において、一方のコイル５９ｂの径方向内側の端部、及び他方のコイル５９ｂの径方向外側の端部が、電線６３ｂを介して蓄電部６２に接続されている。
【0091】
以上のように構成されたダンパ１Ｅでは、左右のクレビス６１Ｌ、６１Ｒ間に相対変位が発生すると、その相対変位に応じた方向及びストロークで、ピストン５２がシリンダ５１内を移動する。このピストン５２の移動に伴い、第１又は第２流体室５１ｄ、５１ｅ内の作動流体ＨＦがピストン５２で押し出され、連通路５３に流入する。この連通路５３内の作動流体ＨＦの流動が、歯車モータ５４により回転運動に変換されることによって、出力軸５５と一体のフライホイール５６が回転駆動され、フライホイール５６による回転慣性質量効果が発揮される。
【0092】
また、フライホイール５６の回転に伴い、複数の発電用永久磁石５７も回転する。この場合、各発電コイル部５９に対し、各発電用永久磁石５７がコイル５９ｂの径方向内側の端部に接近及び離隔し、それにより、コイル５９ｂに誘導電流が生じることで発電する。そして、各発電コイル部５９で発生した電気が蓄電部６２に貯められる。
【0093】
以上のように、第５実施形態のダンパ１Ｅによれば、前述した第１実施形態のダンパ１Ａと同様、ダンパとして建物Ｓの振動を抑制しながら、発電することができ、その発電による電気を良好に取り出して貯めることができる。なお、本実施形態では、圧力モータとして歯車モータ５４を採用したが、ピストンモータを使用することも可能である。
【0094】
図１１は、第６実施形態によるダンパ１Ｆを示している。このダンパ１Ｆは、上述した第５実施形態のダンパ１Ｅに対し、フライホイール５６の回転を減衰させるための減衰部が設けられている点が異なっている。したがって、以下の説明では、第５実施形態のダンパ１Ｅと同じ構成部分については、同一の符号を付して、その説明を省略し、ダンパ１Ｅと異なる点を中心に説明するものとする。
【0095】
図１１に示すように、このダンパ１Ｆでは、フライホイール５６の上面及び下面に、減衰部として、各々が永久磁石から成る複数の減衰用永久磁石６７、６８が取り付けられている。具体的には、図１２に示すように、フライホイール５６の上面には、複数（本実施形態では６つ）の減衰用永久磁石６７が環状に、かつ、互いに隣接する減衰用永久磁石６７、６７の上側の極性が互いに異なるように配置されている。
【0096】
なお、フライホイール５６の下面には、上述した複数の減衰用永久磁石６７に対して上下対称に、複数の減衰用永久磁石６８が配置されている。また、上側の減衰用永久磁石６７及び下側の減衰用永久磁石６８はそれぞれ、フライホイールカバー５８の上壁５８ａ及び下壁５８ｂに隙間を存して配置されている。
【0097】
上記のように構成されたダンパ１Ｆでは、左右のクレビス６１Ｌ、６１Ｒ間に相対変位が発生すると、前述した第５実施形態のダンパ１Ｅと同様、ピストン５２がシリンダ５１内を移動するのに伴い、第１又は第２流体室５１ｄ、５１ｅ内の作動流体ＨＦが押し出され、連通路５３内の作動流体ＨＦの流動によって、歯車モータ５４が回転し、出力軸５５と一体のフライホイール５６が回転駆動される。そして、フライホイール５６と一体に、複数の発電用永久磁石５７が回転することにより、各発電コイル部５９で電気が発生し、蓄電部６２に貯められる。
【0098】
加えて、フライホイール５６と一体に、その上面及び下面の減衰用永久磁石６７、６８が回転することにより、フライホイールカバー５８の上壁５８ａ及び下壁５８ｂの内面に渦電流が発生する。そして、これらの渦電流が発生するのと同時に、渦電流と減衰用永久磁石６７、６８の磁界との相互作用によって、フライホイール５６の回転と反対方向のローレンツ力が発生し、抵抗力としてフライホイール５６に作用することで、減衰効果が発揮される。
【0099】
以上のように、第６実施形態のダンパ１Ｆによれば、前述した第５実施形態のダンパ１Ｅと同様の効果を得ることができ、加えて、複数の減衰用永久磁石６７、６８による減衰効果により、建物Ｓの振動抑制効果を高めることができる。
【0100】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。また、実施形態で示したダンパ１Ａ～１Ｆの細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
【符号の説明】
【0101】
１ ダンパ
１Ａ 第１実施形態のダンパ
１Ｂ 第２実施形態のダンパ
１Ｃ 第３実施形態のダンパ
１Ｄ 第４実施形態のダンパ
１Ｅ 第５実施形態のダンパ
１Ｆ 第６実施形態のダンパ
２ Ｖ型ブレース
２ａ ブレース
２ｂ ブレース連結部（第１部位又は第２部位）
３ ブレース
３ａ 長尺ブレース（第１部位又は第２部位）
３ｂ 短尺ブレース（第２部位又は第１部位）
１１ クレビス継ぎ手
１１Ｌ 左クレビス
１１Ｒ 右クレビス
１２ ボールねじ
１２ａ ねじ軸
１２ｂ ナット
１３ 内筒（回転体、第１磁石ホルダ）
１４ 外筒（筒体）
１５ 発電コイル部
１５ａ 鉄心
１５ｂ コイル
１５ｃ コイルホルダ
１６ 電線
１７ 蓄電部
２１ 発電用永久磁石
３１ フライホイール
３２ ゴムユニット（連結部材）
３４ 減衰用永久磁石
３６ 台座
３７ 粘性体
４１ 発電ユニット
４２ ダンパ本体
４３ 第１内筒
４４ 第１外筒
４５ 第２内筒
４６ 第２外筒
４８ 内筒連結部
５１ シリンダ
５１ｄ 第１流体室
５１ｅ 第２流体室
５２ ピストン
５３ 連通路
５４ 歯車モータ（圧力モータ）
５５ 出力軸
５６ フライホイール（回転体、第２磁石ホルダ）
５７ 発電用永久磁石
５８ フライホイールカバー（回転体カバー）
５８ａ 上壁
５８ｂ 下壁
５８ｃ 周壁
５９ 発電コイル部
５９ａ 鉄心
５９ｂ コイル
６１Ｌ 左クレビス
６１Ｒ 右クレビス
６２ 蓄電部
６３ 電線
６７ 上側の減衰用永久磁石
６８ 下側の減衰用永久磁石
Ｓ 建物（構造物）
ＰＬ 左柱（第２部位又は第１部位）
ＰＲ 右柱（第２部位又は第１部位）
ＢＵ 上梁
ＢＬ 下梁
１Ａ 第１実施形態のダンパ
１Ｂ 第２実施形態のダンパ
１Ｃ 第３実施形態のダンパ
１Ｄ 第４実施形態のダンパ
１Ｅ 第５実施形態のダンパ
１Ｆ 第６実施形態のダンパ
２ Ｖ型ブレース
２ａ ブレース
２ｂ ブレース連結部（第１部位又は第２部位）
３ ブレース
３ａ 長尺ブレース（第１部位又は第２部位）
３ｂ 短尺ブレース（第２部位又は第１部位）
１１ クレビス継ぎ手
１１Ｌ 左クレビス
１１Ｒ 右クレビス
１２ ボールねじ
１２ａ ねじ軸
１２ｂ ナット
１３ 内筒（回転体、第１磁石ホルダ）
１４ 外筒（筒体）
１５ 発電コイル部
１５ａ 鉄心
１５ｂ コイル
１５ｃ コイルホルダ
１６ 電線
１７ 蓄電部
２１ 発電用永久磁石
３１ フライホイール
３２ ゴムユニット（連結部材）
３４ 減衰用永久磁石
３６ 台座
３７ 粘性体
４１ 発電ユニット
４２ ダンパ本体
４３ 第１内筒
４４ 第１外筒
４５ 第２内筒
４６ 第２外筒
４８ 内筒連結部
５１ シリンダ
５１ｄ 第１流体室
５１ｅ 第２流体室
５２ ピストン
５３ 連通路
５４ 歯車モータ（圧力モータ）
５５ 出力軸
５６ フライホイール（回転体、第２磁石ホルダ）
５７ 発電用永久磁石
５８ フライホイールカバー（回転体カバー）
５８ａ 上壁
５８ｂ 下壁
５８ｃ 周壁
５９ 発電コイル部
５９ａ 鉄心
５９ｂ コイル
６１Ｌ 左クレビス
６１Ｒ 右クレビス
６２ 蓄電部
６３ 電線
６７ 上側の減衰用永久磁石
６８ 下側の減衰用永久磁石
Ｓ 建物（構造物）
ＰＬ 左柱（第２部位又は第１部位）
ＰＲ 右柱（第２部位又は第１部位）
ＢＵ 上梁
ＢＬ 下梁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
