DE102019219838A1 - Vorrichtung zum dämpfen eines plattenförmigen elements - Google Patents

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Shunji Suzuki
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Abstract

Eine Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements enthält einen Piezoelektrisches-Element-Aktuator, einen Piezoelektrisches-Element-Sensor sowie eine Steuerschaltung, die eine Rückkopplungsregelung des Betriebs des Piezoelektrisches-Element-Aktuators basierend auf einer Ausgangsspannung von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor ausführt, um Vibration des plattenförmigen Elements zu unterdrücken. Die Steuerschaltung enthält einen Tiefpassfilter, der eine hochfrequente Komponente einer in den Piezoelektrisches-Element-Aktuator eingegebenen Spannung in einem Bereich reduziert, in dem eine Vibrationsfrequenz des plattenförmigen Elements einen vorbestimmten Wert hat oder größer ist. Daher kann Vibrationsverstärkung in diesem Frequenzbereich unterdrückt werden. Dementsprechend wird ein Rückkopplungsfaktor bei einer Steuer-Zielfrequenz vergrößert, so dass Vibration unterdrückt werden kann und mit der Vibration einhergehendes Geräusch reduziert werden kann.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements, welches aufweist: einen Piezoelektrisches-Element-Aktuator und einen Piezoelektrisches-Element-Sensor, die auf einer Oberfläche eines plattenförmigen Elements angeordnet sind, und eine Steuerschaltung, die eine Rückkopplungsregelung des Betriebs des Piezoelektrisches-Element-Aktuators basierend auf einer Ausgangsspannung von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor ausführt, um Vibration des plattenförmigen Elements zu unterdrücken,
  • BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2014-206257 hat eine Anordnung bekannt gemacht, in der ein Piezoelektrisches-Element-Sensor (piezoelektrisches Element zur Detektion) und ein Piezoelektrisches-Element-Aktuator (Piezoelement zur Dämpfung) an einer Umfangswandfläche eines Dämpfers eines Automobilaufhängungssystems befestigt sind, wobei der Piezoelektrisches-Element-Sensor als Spannungssignal seine eigene Verformung detektiert, die mit einer Vibration des Dämpfers einhergeht, und der Piezoelektrisches-Element-Aktuator durch Verstärken des Spannungssignal mittels einer Verstärkerschaltung angetrieben wird, um somit den Dämpfer zu dehnen und zu kontrahieren und die Vibration zu unterdrücken.
  • Ein Piezoelektrisches-Element-Aktuator und ein Piezoelektrisches-Element-Sensor sind an einer Oberfläche eines plattenförmigen Elements befestigt, wobei der Eingang in den Piezoelektrisches-Element-Aktuator von einer Schaltung basierend auf einem vom Piezoelektrisches-Element-Sensor ausgegebenen Spannungssignal rückgekoppelt wird, der eine in Antwort auf Folienflächenvibration des plattenförmigen Elements in der Oberfläche der Platte erzeugte Dehnung detektiert, wodurch die Vibration des plattenförmigen Elements unterdrückt wird und einhergehendes Geräusch vermieden werden kann.
  • Damit der Piezoelektrisches-Element-Aktuator einen Dämpfeffekt erzielt, ist es notwendig, den Rückkopplungsfaktor auf größer als 0 dB zu setzen, aber wenn, wie in der „Beschreibung der bevorzugten Ausführung“ im Detail erläutert, der Rückkopplungsfaktor auf größer als 0 dB gesetzt wird, um einen größeren Dämpfbetrag zu erlangen, besteht ein Problem darin, dass die Vibration verstärkt wird und Geräusch in einem Frequenzbereich verstärkt wird, in dem die Phasenverzögerung der Ausgangsspannung des Piezoelektrisches-Element-Sensors 180° überschreitet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist im Lichte der obigen Umstände erzielt worden, und eine Aufgabe ist es, es in einer Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements, wobei die Vorrichtung mit einem Piezoelektrisches-Element-Aktuator, einem Piezoelektrisches-Element-Sensor und einer Steuerschaltung ausgestattet ist, möglich zu machen, die Verstärkung von Vibration in einem Bereich zu verhindern, in dem die Vibrationsfrequenz einen vorbestimmten Wert hat oder größer ist, und um den Rückkopplungsfaktor zu vergrößern, um hierdurch die Vibration zu unterdrücken und mit der Vibration einhergehendes Geräusch zu reduzieren.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements angegeben, welche aufweist: einen Piezoelektrisches-Element-Aktuator und einen Piezoelektrisches-Element-Sensor, die auf einer jeweiligen Oberfläche eines plattenförmigen Elements angeordnet sind, und eine Steuerschaltung, die eine Rückkopplungsregelung des Betriebs des Piezoelektrisches-Element-Aktuators basierend auf einer Ausgangsspannung von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor ausführt, um Vibration des plattenförmigen Elements zu unterdrücken, wobei die Steuerschaltung einen Tiefpassfilter aufweist, der eine hochfrequente Komponente einer Eingangsspannung zu dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator in einem Bereich entfernt, in dem eine Vibrationsfrequenz des plattenförmigen Elements einen vorbestimmten Wert hat oder größer ist.
  • Da gemäß dem ersten Aspekt die Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements den Piezoelektrisches-Element-Aktuator und den Piezoelektrisches-Element-Sensor enthält, die auf einer Oberfläche des plattenförmigen Elements angeordnet sind, sowie die Steuerschaltung, die eine Rückkopplungsregelung des Betriebs des Piezoelektrisches-Element-Aktuators basierend auf einer Ausgangsspannung von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor ausführt, um Vibration des plattenförmigen Elements zu unterdrücken, ist es möglich, die Vibration des plattenförmigen Elements zu unterdrücken und mit der Vibration einhergehendes Geräusch zu reduzieren.
  • Da die Steuerschaltung den Tiefpassfilter enthält, der die Hochfrequenzverstärkung der in den Piezoelektrisches-Element-Aktuator eingegebenen Spannung reduziert, kann eine Verstärkung von Vibration in einem Bereich, in dem die Vibrationsfrequenz einen vorbestimmten Wert hat oder größer ist, verhindert werden, kann der Rückkopplungsfaktor vergrößert werden, kann die Vibration vermieden werden und kann mit der Vibration einhergehendes Geräusch bzw. Rauschen reduziert werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem ersten Aspekt, bildet der Piezoelektrisches-Element-Aktuator zumindest einen Teil des Tiefpassfilters.
  • Da gemäß dem zweiten Aspekt der Piezoelektrisches-Element-Aktuator eine Rolle als Kondensatorkomponente innerhalb des Tiefpassfilters übernimmt, ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Kondensator zur Bildung des Tiefpassfilters separat vorgesehen wird, möglich, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren, die Größe zu verringern, das Gewicht leichter zu machen und die Kosten zu reduzieren.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zum zweiten Aspekt, umfasst der Tiefpassfilter den Piezoelektrisches-Element-Aktuator und einen Widerstand, der innerhalb der Steuerschaltung unmittelbar vor dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator angeordnet und mit diesem verbunden ist.
  • Da gemäß dem dritten Aspekt der Tiefpassfilter aus dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator und dem Widerstand gebildet ist, der innerhalb der Steuerschaltung unmittelbar vor dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator angeordnet und mit diesem verbunden ist, wird es möglich, den Tiefpassfilter aus dem Widerstand und dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator zu bilden.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zum dritten Aspekt, sind der Widerstand und der Piezoelektrisches-Element-Aktuator seriell oder parallel verbunden.
  • Da gemäß dem vierten Aspekt der Widerstand und der Piezoelektrisches-Element-Aktuator seriell oder parallel verbunden sind, nimmt, wenn der Widerstand und der Piezoelektrisches-Element-Aktuator seriell verbunden sind, die Kapazität des Kondensators ab, und kann der Widerstandswert vergrößert werden, und nimmt, wenn der Widerstand und der Piezoelektrisches-Element-Aktuator parallel verbunden sind, die Kapazität des Kondensators zu, und kann der Widerstandswert verkleinert werden, um hierdurch den Freiheitsgrad beim Einstellen des Widerstandswerts zu vergrößern.
  • Die obigen und andere Ziele, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus unten angegebenen detaillierten Beschreibungen der bevorzugten Ausführungen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen klar.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein plattenförmiges Element, das mit einem Sensor und einem Aktuator ausgestattet ist.
    • 2 zeigt die Gesamtanordnung einer Dämpfvorrichtung.
    • 3 ist ein Steuerblockdiagramm der Dämpfvorrichtung.
    • 4A und 4B sind Bode-Plots einer Schleifentransferfunktion eines Steuersystems der Dämpfvorrichtung.
    • 5 ist ein Schaltplan der Dämpfvorrichtung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
  • Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung basierend auf den 1 bis 5 erläutert.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein plattenförmiges Element 11, an dem eine Dämpfvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung angewendet wird, aus einer rechteckigen Platte gebildet, die aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist, und ist ein Metallrahmen, der ein Außenumfangsteil des plattenförmigen Elements 11 über ein elastisches Material trägt, das einen ausreichend geringeren Elastizitätsmodul hat als jenen des Metallrahmens, mit einer Anregungsvorrichtung 13 verbunden und wird bei verschiedenen Frequenzen angeregt. Die Dämpfvorrichtung zum Dämpfen des plattenförmigen Elements 11, das durch die Anregungsvorrichtung 13 in Vibration versetzt wird, enthält zwei rechteckige schichtförmige Piezoelektrisches-Element-Aktuatoren 14, einen rechteckigen schichtförmigen Piezoelektrisches-Element-Sensor 15, eine Stromversorgung 16 sowie eine Steuerschaltung 17, die den Betrieb des Piezoelektrisches-Element-Aktuators 14 basierend auf einer Ausgabe des Piezoelektrisches-Element-Sensors 15 steuert.
  • Wie in 5 gezeigt, enthält die Steuerschaltung 17, die zwischen dem Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 und dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 angeordnet ist, einen Verstärker 18, der aus einem Operationsverstärker gebildet ist, einen Hochpassfilter 21, der aus einem Kondensator 19 und einem dazu parallel geschalteten Widerstand 20 gebildet ist, sowie einen Tiefpassfilter 24, die aus einem Widerstand 22 und einem hierzu seriell geschalteten Kondensator 23 gebildet ist. Der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14, der als Kondensator fungieren kann, wird auch als der Kondensator 23 des Tiefpassfilters 24 genutzt.
  • Wenn das plattenförmige Element 11 zum Beispiel in einem horizontalen Zustand angeordnet wird, ist ein Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 an einem zentralen Teil einer Oberfläche (zum Beispiel einer Oberseite) des plattenförmigen Elements 11 durch Verklebung befestigt, und sind die zwei Piezoelektrisches-Element-Aktuatoren 14 durch Verklebung an der Oberseite des plattenförmigen Elements 11 so befestigt, dass sie den einen Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 von entgegengesetzten Seiten zwischen sich aufnehmen.
  • Da der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 an der Oberseite des plattenförmigen Elements 11 befestigt ist, das durch die Anregungsvorrichtung 13 einer Folienoberflächenschwingung in der Oben-Unten-Richtung ausgesetzt wird, wird, wenn das plattenförmigen Element 11 so gekrümmt wird, dass es nach oben vorsteht, der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 gestreckt und gibt eine negative Spannung aus, und wenn andererseits das plattenförmige Element 11 so gekrümmt wird, dass es nach unten vorsteht, wird der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 zusammengezogen und gibt eine positive Spannung aus.
  • Da der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 an der Oberseite des plattenförmigen Elements 11 befestigt ist, wird, wenn an den Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 eine positive Spannung angelegt wird, um zu veranlassen, dass er sich in der Ebenen-Richtung zusammenzieht, wenn das plattenförmige Element 11 nach oben vorstehend gekrümmt wird, eine Dämpfkraft erzeugt, die die Krümmung des plattenförmigen Elements 11 unterdrückt, und wird andererseits, wenn an den Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 eine negative Spannung angelegt wird, um zu veranlassen, dass er sich in der Ebenen-Richtung streckt, wenn das plattenförmige Element 11 nach unten vorstehend gekrümmt wird, eine Dämpfkraft erzeugt, die die Krümmung des plattenförmigen Elements 11 unterdrückt.
  • Daher wird es aufgrund der Steuerschaltung 17, die eine Rückkopplungsregelung des Streckens und Zusammenziehens des Piezoelektrisches-Element-Aktuators 14 ausführt, so dass eine Dehnung des plattenförmigen Elements 11, die durch den Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 detektiert wird, der eine Dehnung der Plattenoberfläche aufgrund der Biegeschwingung einer Platte detektiert, auf Null konvergiert, möglich, die Schwingung des plattenförmigen Elements 11 zu dämpfen.
  • In einem primären Resonanzmodus oder einem tertiären Resonanzmodus, in dem das plattenförmige Element 11 einer besonders starken Schwingung ausgesetzt ist, wird das zentrale Teil des plattenförmigen Elements 11 zu einem Schwingungsbauch und wird die Amplitude am größten, und macht es das Platzieren des Piezoelektrisches-Element-Sensors 15 an dieser Position möglich, die Dehnung des plattenförmigen Elements 11 zuverlässig zu detektieren und die durch Resonanz verstärkte Vibration effektiv zu dämpfen.
  • In einem in 3 gezeigten Blockdiagramm des Steuersystems ist P(s) [V/V] eine Transferfunktion (FRF) der von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 ausgegebenen Spannung in Bezug auf die an den Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 angelegte Spannung, ist C(s) [V/V] eine Transferfunktion der in den Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 eingegebenen Spannung in Bezug auf die von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 ausgegebenen Spannung, ist SA(s) [V/m/s2] eine Sensorspannung/-beschleunigungs-Transferfunktion, wenn die Anregung durch die Anregungsvorrichtung 13 ausgeführt wird, und ist AS(s) [m/s2/V] eine Beschleunigungs-/Sensorspannungs-Transferfunktion, wenn die Anregung durch den Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 ausgeführt wird.
  • P(s), die durch die Piezoelektrisches-Element-Sensor/ Piezoelektrisches-Element-Aktuator-/SNS/ACT)-Transferfunktion beschrieben ist, wird durch das Layout bestimmt, das die Dimensionen, Formen und Positionsbeziehung des Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 und des Piezoelektrisches-Element-Sensors 15 enthält. C(s), das die Transferfunktion der Steuerschaltung 17 ist, definiert den Verstärkungsbetrag der Steuerschaltung 17. Da SA(s) und AS(s) in einer im Wesentlichen reziproken Beziehung stehen, wird eine Schleifen-Transferfunktion, die die Dampfleistung des Steuersystems bestimmt, ausgedrückt als [C(s) xP(s)].
  • Die 4A und 4B sind Bode-Plots der Schleifen-Transferfunktion [C(s) x P(s)]; 4A ist ein Verstärkungs-Plot in Bezug auf die Vibrationsfrequenz des plattenförmigen Elements 11, und ist 4B ein Phasen-Plot in Bezug auf die Vibrationsfrequenz des plattenförmigen Elements 11. Die unterbrochene Linie repräsentiert die Charakteristiken P(s), die Kettenlinie repräsentiert die Charakteristiken nach dem Verstärker 18 der Steuerschaltung 17, und die durchgehende Linie repräsentiert die Charakteristiken, nachdem die Vibrationsunterdrückung in einem Frequenzbereich von 100 Hz oder darunter ausgeführt worden ist, und die Verstärkung und Unterdrückung von hochfrequenter Vibration von der Steuerschaltung 17 ausgeführt worden sind.
  • Aufgrund der Wirkung des Hochpassfilters, der später erläutert wird, findet in einem Frequenzbereich von 100 Hz oder darunter eine Abnahme der Verstärkung und eine Vorverlagerung der Phase statt, wie mit der Kettenlinie gezeigt.
  • Damit der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 wirksame Dämpffunktion aufzeigt, ist es erforderlich, dass die Verstärkung größer als 0 dB ist, und für die Phasenverschiebung in einem Bereich von -90° bis +90° liegt, aber weil die mit der unterbrochenen Linie gezeigten Charakteristiken vor der Verstärkung so sind, dass die Verstärkung kleiner als 0 dB ist, ist es durch Vergrößern der Verstärkung durch den Verstärker 18 der Steuerschaltung 17 erforderlich, dass sie größer als 0 dB wird, um den mit der Kettenlinie gezeigten Zustand zu erlangen. Wenn jedoch der Rückkopplungsfaktor vergrößert wird und die Verstärkung größer als 0 dB wird, um die Vibration zu reduzieren, weicht, in einem Frequenzbereich von 100 Hz oder darunter, die Phasenverschiebung von einem Bereich -90° bis +90° stark ab und überschreitet 180°, weil die Vibration in diesem Frequenzbereich verstärkt wird und Geräusch erzeugt wird.
  • Der Grund dafür, warum die Phasenverschiebung 180° überschreitet, ist folgender. Es ist unvermeidbar, dass die Ausgabe des Piezoelektrisches-Element-Sensors 15, aufgrund des Einflusses einer Temperaturänderung oder statischer Verformung, eine Gleichstromkomponente enthält; wenn die Vibrationskomponente der Ausgabe des Piezoelektrisches-Element-Sensors 15 in einem Zustand verstärkt wird, in dem die Gleichstromkomponente enthalten ist, erlangt der Verstärker 18 seine Verstärkungsgrenze, und es wird daher notwendig, die Gleichstromkomponente mittels des Hochpassfilters 21 zu entfernen. Wenn jedoch der Hochpassfilter 21 verwendet wird, nimmt nicht nur die Verstärkung ab, sondern wird auch die Phase vorverlagert, und wenn zwei oder mehr Hochpassfilter 21 verwendet werden, überschreitet die Phasenverschiebung 180°.
  • Da ferner der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 und der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 über eine vorbestimmte Distanz angeordnet sind, ist es unvermeidbar, dass eine bestimmte Zeitverzögerung auftreten wird, bevor die in dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 erzeugte Spannung zu dem Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 übertragen und detektiert wird. Da die Vibrationsperiode im niederfrequenten Bereich lang ist, ist der Einfluss der Zeitverzögerung auf die Phase relativ klein, aber da im hochfrequenten Bereich die Vibrationsperiode kurz ist, ist der Einfluss der Zeitverzögerung auf die Phase relativ groß, so dass die im hochfrequenten Bereich von 1000 Hz oder größer die Phasenverschiebung stark von dem -90°- bis +90°-Bereich abweicht und -180° überschreitet, wobei die Verstärkung in diesem hochfrequenten Bereich verstärkt wird, und Geräusch erzeugt wird, was ein Problem ist.
  • Um den Abstand zwischen dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 und dem Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 zu verringern, könnten der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 und der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 einander überlappend angeordnet werden, aber durch diese die Maßnahme detektiert der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 mit Präferenz die Dehnung des plattenförmigen Elements 11, die durch den Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 hervorgerufen wird, und es wird schwierig, die durch eine externe Störung verursachte Dehnung des plattenförmigen Elements 11 zu detektieren, was zu dem Problem führt, dass die Dampfleistung schlechter wird.
  • Die vorliegende Erfindung löst, unter Schwingungsphänomenen im sehr niedrigen Frequenzbereich und hohen Frequenzbereich, wie oben beschrieben, das Schwingungsproblem im hochfrequenten Bereich mittels des Tiefpassfilters 24 der Steuerschaltung 17.
  • Das heißt, in den Bode-Plots der 4A und 4B besteht, weil der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 und der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 mit einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, das Problem, dass die Phasenverzögerung -180° überschreitet und die Schwingung im hochfrequenten Bereich verstärkt wird, wobei aber die Hochfrequenzverstärkung mittels des Tiefpassfilters 24 der Steuerschaltung 17 auf weniger als 0 dB reduziert wird. Im Ergebnis wird es möglich, durch Unterdrücken der Vibrationsverstärkung im hochfrequenten Bereich, den Rückkopplungsfaktor zu vergrößern, um hierdurch die Vibration zu unerdrücken und das damit einhergehende Geräusch reduziert wird.
  • Weil darüber hinaus der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 zum Dämpfen des plattenförmigen Elements 11 als der Kondensator 23 des Tiefpassfilters 24 genutzt wird, ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem der Kondensator separat vorgesehen wird, möglich, die Anzahl der Bauteile der Dämpfvorrichtung zu verringern, die Größe zu reduzieren, das Gewicht leichter zu machen und die Kosten zu reduzieren.
  • Oben ist eine Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutert worden, aber die vorliegende Erfindung kann auf zahlreichen Weisen modifiziert werden, solange die Modifikationen nicht von der Idee der vorliegenden Erfindung abweichen.
  • Zum Beispiel sind in der Ausführung der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 und der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 auf derselben Seite des plattenförmigen Elements 11 befestigt, aber der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 kann auch auf einer Seite des plattenförmigen Elements 11 befestigt sein, und der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 kann an der anderen Seite des plattenförmigen Elements 11 befestigt sein. Weil sich darüber hinaus die Polarität der Ausgangsspannung des Piezoelektrisches-Element-Sensors 15 dementsprechend ändert, an welcher Seite er befestigt ist, ist es notwendig, die Polarität der Ausgangsspannung des Piezoelektrisches-Element-Sensors 15 mittels der Steuerschaltung 17 gemäß der Seite, an der der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 befestigt ist, zu bearbeiten.
  • Ferner sind in der Ausführung der Widertand 22 und der Kondensator 23 (Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14) seriell geschaltet, aber sie können auch parallel geschaltet sein. Da die Sperrfrequenz des Tiefpassfilters 24 als 1/2πRC ausgedrückt wird (das Produkt von Widerstandswert und Kapazität) ist es, wenn die Kapazität des Kondensators 23 (des Piezoelektrisches-Element-Aktuators 14) bestimmt wird, notwendig, die Sperrfrequenz mittels des Widerstandswerts einzustellen. Wenn in diesem Fall der Widerstandswert sehr gering ist, ist es notwendig, einen temperaturstabilen Widerstand zu verwenden, und könnten die Kosten ansteigen, und wenn er sehr hoch ist, können die Kosten auch ansteigen. Vom Blickpunkt der Kostenreduzierung reduziert eine Änderung des Piezoelektrisches-Element-Aktuators 14 von paralleler Schaltung zu serieller Schaltung die Kapazität des Kondensators, um hierdurch den Widerstandswert erhöhen zu können, und erhöht eine Änderung des Piezoelektrisches-Element-Aktuators 14 von serieller Schaltung zu paralleler Schaltung die Kapazität des Kondensators, um den Widerstandswert verringern zu können, wodurch der Freiheitsgrad beim Festlegen des Widerstandswerts vergrößert wird.
  • Darüber hinaus sind die Anzahl der Piezoelektrisches-Element-Aktuatoren 11 und die Anzahl der Piezoelektrisches-Element-Sensoren 14 nicht auf jene in der Ausführung beschränkt und es kann auch eine beliebige Anzahl verwendet werden.
  • Ferner ist das Material des plattenförmigen Elements 11 nicht auf die kohlefaserverstärkte Kunststoffplatte der Ausführung beschränkt, sondern es kann auch ein beliebiger anderer Typ von faserverstärktem Kunststoffmaterial oder ein beliebiges Metallblech wie etwa ein Stahlblech oder ein Aluminiumblech, verwendet werden.
  • Darüber hinaus sind in der Ausführung der Piezoelektrisches-Element-Aktuator 14 und der Piezoelektrisches-Element-Sensor 15 an dem plattenförmige Element 11 durch Klebung befestigt, aber sie können auch durch ein anderes Verfahren als Klebung befestigt werden und können auch abnehmbar montiert werden.
  • Eine Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements enthält einen Piezoelektrisches-Element-Aktuator, einen Piezoelektrisches-Element-Sensor sowie eine Steuerschaltung, die eine Rückkopplungsregelung des Betriebs des Piezoelektrisches-Element-Aktuators basierend auf einer Ausgangsspannung von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor ausführt, um Vibration des plattenförmigen Elements zu unterdrücken. Die Steuerschaltung enthält einen Tiefpassfilter, der eine hochfrequente Komponente einer in den Piezoelektrisches-Element-Aktuator eingegebenen Spannung in einem Bereich reduziert, in dem eine Vibrationsfrequenz des plattenförmigen Elements einen vorbestimmten Wert hat oder größer ist.
  • Daher kann Vibrationsverstärkung in diesem Frequenzbereich unterdrückt werden. Dementsprechend wird ein Rückkopplungsfaktor bei einer Steuer-Zielfrequenz vergrößert, so dass Vibration unterdrückt werden kann und mit der Vibration einhergehendes Geräusch reduziert werden kann.

Claims (4)

  1. Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements, welche aufweist: einen Piezoelektrisches-Element-Aktuator (14) und einen Piezoelektrisches-Element-Sensor (15), die auf einer jeweiligen Oberfläche eines plattenförmigen Elements (11) angeordnet sind, und eine Steuerschaltung (17), die eine Rückkopplungsregelung des Betriebs des Piezoelektrisches-Element-Aktuators (14) basierend auf einer Ausgangsspannung von dem Piezoelektrisches-Element-Sensor (15) ausführt, um Vibration des plattenförmigen Elements (11) zu unterdrücken, wobei die Steuerschaltung (17) einen Tiefpassfilter (24) aufweist, der eine hochfrequente Komponente einer Eingangsspannung zu dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator (14) in einem Bereich entfernt, in dem eine Vibrationsfrequenz des plattenförmigen Elements (11) einen vorbestimmten Wert hat oder größer ist.
  2. Die Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements nach Anspruch 1, wobei der Piezoelektrisches-Element-Aktuator (14) zumindest ein Teil des Tiefpassfilters (24) bildet.
  3. Die Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements nach Anspruch 2, wobei der Tiefpassfilters (24) den Piezoelektrisches-Element-Aktuator (14) und einen Widerstand (22) aufweist, der innerhalb der Steuerschaltung (17) unmittelbar vor dem Piezoelektrisches-Element-Aktuator (14) angeordnet und mit diesem verbunden ist.
  4. Die Vorrichtung zum Dämpfen eines plattenförmigen Elements nach Anspruch 3, wobei der Widerstand (22) und der Piezoelektrisches-Element-Aktuator (14) seriell oder parallel verbunden sind.
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