JP2000065128A - アクティブ除振装置 - Google Patents
アクティブ除振装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で低価格な半導体加速度センサや圧電型
加速度センサ、及び比較的低価格な圧力制御弁を用いて
構成することにより、低価格でかつ安定した除振性能を
発揮するアクティブ除振装置を提供する。 【解決手段】 アクティブ除振装置は、補助質量部材２
０，第２のばね２１，第２の減衰器２２，第２のアクチ
ュエータ２３及び第２の変位センサ２４を有してなるア
クティブ動吸振器を制御対象１０上に備える。本装置
は、加速度センサ１５より得られた中・高振動数の加速
度信号に基づいて第２のアクチュエータ２３を駆動して
中・高振動数の除振・制振制御を行い、また制御対象１
０に対する補助質量部材２０の相対位置を制御するため
にアクティブ動吸振器で生成する制御信号から得られた
低振動数加速度信号に基づいて第１のアクチュエータ１
３を駆動して低振動数の除振・制振制御を行う。
加速度センサ、及び比較的低価格な圧力制御弁を用いて
構成することにより、低価格でかつ安定した除振性能を
発揮するアクティブ除振装置を提供する。 【解決手段】 アクティブ除振装置は、補助質量部材２
０，第２のばね２１，第２の減衰器２２，第２のアクチ
ュエータ２３及び第２の変位センサ２４を有してなるア
クティブ動吸振器を制御対象１０上に備える。本装置
は、加速度センサ１５より得られた中・高振動数の加速
度信号に基づいて第２のアクチュエータ２３を駆動して
中・高振動数の除振・制振制御を行い、また制御対象１
０に対する補助質量部材２０の相対位置を制御するため
にアクティブ動吸振器で生成する制御信号から得られた
低振動数加速度信号に基づいて第１のアクチュエータ１
３を駆動して低振動数の除振・制振制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ除振装
置、より詳細には、例えば振動により障害を生じやすい
精密機器等を搭載し、外部にて発生した振動が精密機器
等に伝播しないように駆動制御を行う除振装置に関す
る。
置、より詳細には、例えば振動により障害を生じやすい
精密機器等を搭載し、外部にて発生した振動が精密機器
等に伝播しないように駆動制御を行う除振装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】振動により障害を受けやすい精密機器等
は、当該機器に伝わる振動を低減させる除振装置上に搭
載される。一般的な除振手段として用いられるパッシブ
除振装置は、精密機器等を搭載する搭載台等を除振の制
御対象とし、その制御対象を支持する支持手段（例えば
空気ばね、防振ゴム、電磁力、金属ばね等）を有し、必
要に応じて減衰器が付加されている。
は、当該機器に伝わる振動を低減させる除振装置上に搭
載される。一般的な除振手段として用いられるパッシブ
除振装置は、精密機器等を搭載する搭載台等を除振の制
御対象とし、その制御対象を支持する支持手段（例えば
空気ばね、防振ゴム、電磁力、金属ばね等）を有し、必
要に応じて減衰器が付加されている。
【０００３】図３は、従来のパッシブ除振装置の一例を
示す概略構成図で、図中、３０は質量ｍｌの制御対象
（機器搭載台）、３１はばね定数ｋ１のばね、３２は減
衰定数ｃ１の減衰器（ダンパ）、Ｇは床（設置基準面）
である。ここでは垂直方向の振動のみを扱うものとし、
床Ｇの垂直方向絶対位置をＸ０とし、質量３０の垂直方
向絶対位置をＸ１とする。このパッシブ除振装置は、制
御対象３０を支持する支持手段として、ばね３１が用い
られ、さらに減衰器（ダンパ）３２がばね３１と並列に
付加されて、ばね−質量−ダンパ系を構成している。な
お図示しないが、ばね３１として空気ばねを用いた場
合、床Ｇに対する制御対象３０の相対位置を検出し、検
出結果に基づいて空気ばねに対する空気の入出量を調整
することにより、制御対象３０の高さを所望の位置に保
つ手段が付加されることが多い。
示す概略構成図で、図中、３０は質量ｍｌの制御対象
（機器搭載台）、３１はばね定数ｋ１のばね、３２は減
衰定数ｃ１の減衰器（ダンパ）、Ｇは床（設置基準面）
である。ここでは垂直方向の振動のみを扱うものとし、
床Ｇの垂直方向絶対位置をＸ０とし、質量３０の垂直方
向絶対位置をＸ１とする。このパッシブ除振装置は、制
御対象３０を支持する支持手段として、ばね３１が用い
られ、さらに減衰器（ダンパ）３２がばね３１と並列に
付加されて、ばね−質量−ダンパ系を構成している。な
お図示しないが、ばね３１として空気ばねを用いた場
合、床Ｇに対する制御対象３０の相対位置を検出し、検
出結果に基づいて空気ばねに対する空気の入出量を調整
することにより、制御対象３０の高さを所望の位置に保
つ手段が付加されることが多い。
【０００４】図４は、従来のパッシブ除振装置の振動伝
達率の計算例を示すグラフで、このグラフにおいて、横
軸は振動数比Ｕ＝ｆ／ｆｎ（ｆは振動数、ｆｎは固有振
動数）、縦軸は振動伝達率絶対値ｄＢ（２０ｄＢ＝１０
倍）を示している。除振装置の床振動絶縁性能は、床上
加速度Ｘ０″→被支持対象加速度Ｘ1″の振動伝達率で
表される。図４に示すように、パッシブ除振装置の場
合、共振振動数（Ｕ＝１）前後の振動数範囲では床上の
振動が増幅されて制御対象に伝播している。また、制御
対象に直接外乱力Ｆdが加わったときの振動の減衰が十
分でない場合もある。
達率の計算例を示すグラフで、このグラフにおいて、横
軸は振動数比Ｕ＝ｆ／ｆｎ（ｆは振動数、ｆｎは固有振
動数）、縦軸は振動伝達率絶対値ｄＢ（２０ｄＢ＝１０
倍）を示している。除振装置の床振動絶縁性能は、床上
加速度Ｘ０″→被支持対象加速度Ｘ1″の振動伝達率で
表される。図４に示すように、パッシブ除振装置の場
合、共振振動数（Ｕ＝１）前後の振動数範囲では床上の
振動が増幅されて制御対象に伝播している。また、制御
対象に直接外乱力Ｆdが加わったときの振動の減衰が十
分でない場合もある。
【０００５】これらの問題を解決するために、各種のア
クティブ除振装置が提案されている。図５は、従来のア
クティブ除振装置の一例を示す概略構成図で、図中、図
３と同様の機能を有する部分には図３と同じ符号が付し
てあり、さらに３３はアクチュエータ、３４は床Ｇに対
する制御対象３０の相対位置を検出する変位センサ、３
５は制御対象３０の加速度を検出する第１の加速度セン
サ、３６は床Ｇの加速度を検出する第２の加速度センサ
である。
クティブ除振装置が提案されている。図５は、従来のア
クティブ除振装置の一例を示す概略構成図で、図中、図
３と同様の機能を有する部分には図３と同じ符号が付し
てあり、さらに３３はアクチュエータ、３４は床Ｇに対
する制御対象３０の相対位置を検出する変位センサ、３
５は制御対象３０の加速度を検出する第１の加速度セン
サ、３６は床Ｇの加速度を検出する第２の加速度センサ
である。
【０００６】除振制御の対象とする制御対象３０は、図
３に示したパッシブ除振装置と同様、ばね３１及び減衰
器３２で支持され、床Ｇに対する制御対象の相対位置信
号Ｘ １−Ｘ０や制御対象３０の加速度信号Ｘ１″をそれ
ぞれ変位センサ３４、第１の加速度センサ３５により検
出してフィードバックし、アクチュエータ３３により、
制御対象３０に直接または間接に制御力を加える。アク
チュエータ３３としては、ばね３１として用いられる空
気ばねの内圧を制御する圧力制御弁、ボイスコイルモー
タ、電磁石、もしくは圧電素子等を用いることができ
る。また床Ｇの加速度Ｘ０″を検出し、その検出信号に
基づいた制御入力も加えるようにしたフィードフォワー
ド制御も提案されている。なお、上記の圧力制御弁をア
クチュエータ３３として用いた場合、圧力制御弁は空気
バネであるばね３１に接続される形態となり、図示する
構成とは異なったものとなる。
３に示したパッシブ除振装置と同様、ばね３１及び減衰
器３２で支持され、床Ｇに対する制御対象の相対位置信
号Ｘ １−Ｘ０や制御対象３０の加速度信号Ｘ１″をそれ
ぞれ変位センサ３４、第１の加速度センサ３５により検
出してフィードバックし、アクチュエータ３３により、
制御対象３０に直接または間接に制御力を加える。アク
チュエータ３３としては、ばね３１として用いられる空
気ばねの内圧を制御する圧力制御弁、ボイスコイルモー
タ、電磁石、もしくは圧電素子等を用いることができ
る。また床Ｇの加速度Ｘ０″を検出し、その検出信号に
基づいた制御入力も加えるようにしたフィードフォワー
ド制御も提案されている。なお、上記の圧力制御弁をア
クチュエータ３３として用いた場合、圧力制御弁は空気
バネであるばね３１に接続される形態となり、図示する
構成とは異なったものとなる。
【０００７】図６は、上述のような従来のアクティブ除
振装置の振動伝達率の計算例を示すグラフで、図５に示
したパッシブ除振装置に比し、共振振動数前後の振動増
幅が解消されていることがわかる。
振装置の振動伝達率の計算例を示すグラフで、図５に示
したパッシブ除振装置に比し、共振振動数前後の振動増
幅が解消されていることがわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アクテ
ィブ除振装置は、一般に制御対象の加速度を検出するサ
ーボ型加速度センサ、制御対象の相対変位を検出する非
接触変位センサ、圧力制御弁によるアクチュエータ、及
び制御コントローラ等が必要になり、装置全体が高価格
になるという問題を有する。特にサーボ型加速度センサ
や高速応答性を有する圧力制御弁は高価である。
ィブ除振装置は、一般に制御対象の加速度を検出するサ
ーボ型加速度センサ、制御対象の相対変位を検出する非
接触変位センサ、圧力制御弁によるアクチュエータ、及
び制御コントローラ等が必要になり、装置全体が高価格
になるという問題を有する。特にサーボ型加速度センサ
や高速応答性を有する圧力制御弁は高価である。
【０００９】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、小型で低価格な半導体加速度センサや圧電
型加速度センサ、及び比較的低価格な圧力制御弁を用い
て構成することにより、低価格でかつ安定した除振性能
を発揮するアクティブ除振装置を提供することを目的と
する。
れたもので、小型で低価格な半導体加速度センサや圧電
型加速度センサ、及び比較的低価格な圧力制御弁を用い
て構成することにより、低価格でかつ安定した除振性能
を発揮するアクティブ除振装置を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、除振
制御の対象とされ、機器の搭載を可能とした機器搭載台
と、該機器搭載台を設置基準面に対して支持する第１の
支持手段と、前記機器搭載台を駆動する第１のアクチュ
エータと、該機器搭載台の加速度を検出する加速度セン
サと、前記設置基準面に対する前記機器搭載台の相対変
位を検出する第１の変位センサとを有するアクティブ除
振装置において、補助質量部材と、該補助質量部材を前
記機器搭載台に対して支持する第２の支持手段と、前記
補助質量部材を駆動する第２のアクチュエータと、前記
機器搭載台に対する前記補助質量部材の相対変位を検出
する第２の変位センサとを有してなるアクティブ動吸振
器を前記機器搭載台上に有し、前記加速度センサにより
出力された加速度信号に基づいて生成された中・高振動
数制御信号を用いて前記第２のアクチュエータを作動さ
せて前記機器搭載台の中・高振動数の除振制御を行い、
前記第２の変位センサで検出された変位信号に基づいて
前記機器搭載台に対する前記補助質量部材の相対変位を
一定化するために前記アクティブ動吸振器が生成する制
御信号を用いて前記第１のアクチュエータを作動させて
前記機器搭載台の低振動数の除振制御を行うことを特徴
としたものである。
制御の対象とされ、機器の搭載を可能とした機器搭載台
と、該機器搭載台を設置基準面に対して支持する第１の
支持手段と、前記機器搭載台を駆動する第１のアクチュ
エータと、該機器搭載台の加速度を検出する加速度セン
サと、前記設置基準面に対する前記機器搭載台の相対変
位を検出する第１の変位センサとを有するアクティブ除
振装置において、補助質量部材と、該補助質量部材を前
記機器搭載台に対して支持する第２の支持手段と、前記
補助質量部材を駆動する第２のアクチュエータと、前記
機器搭載台に対する前記補助質量部材の相対変位を検出
する第２の変位センサとを有してなるアクティブ動吸振
器を前記機器搭載台上に有し、前記加速度センサにより
出力された加速度信号に基づいて生成された中・高振動
数制御信号を用いて前記第２のアクチュエータを作動さ
せて前記機器搭載台の中・高振動数の除振制御を行い、
前記第２の変位センサで検出された変位信号に基づいて
前記機器搭載台に対する前記補助質量部材の相対変位を
一定化するために前記アクティブ動吸振器が生成する制
御信号を用いて前記第１のアクチュエータを作動させて
前記機器搭載台の低振動数の除振制御を行うことを特徴
としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるアクティブ
除振装置の一実施形態を示す概略構成図で、図中、１０
は質量ｍ１の制御対象（機器搭載台）、１１はばね定数
ｋ１の第１のばね、１２は減衰定数ｃ１の第１の減衰器
（ダンパ）、１３は第１のアクチュエータ、１４は床Ｇ
に対する制御対象１０の相対位置を検出する第１の変位
センサ、１５は制御対象１０の加速度を検出する加速度
センサ、２０は質量ｍ２の補助質量部材、２１はばね定
数ｋ２の第２のばね、２２は減衰定数ｃ２の第２の減衰
器（ダンパ）、２３は第２のアクチュエータ、２４は制
御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置を検出
する第２の変位センサである。
除振装置の一実施形態を示す概略構成図で、図中、１０
は質量ｍ１の制御対象（機器搭載台）、１１はばね定数
ｋ１の第１のばね、１２は減衰定数ｃ１の第１の減衰器
（ダンパ）、１３は第１のアクチュエータ、１４は床Ｇ
に対する制御対象１０の相対位置を検出する第１の変位
センサ、１５は制御対象１０の加速度を検出する加速度
センサ、２０は質量ｍ２の補助質量部材、２１はばね定
数ｋ２の第２のばね、２２は減衰定数ｃ２の第２の減衰
器（ダンパ）、２３は第２のアクチュエータ、２４は制
御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置を検出
する第２の変位センサである。
【００１２】本発明のアクティブ除振装置は、補助質量
部材２０，第２のばね２１，第２の減衰器２２，第２の
アクチュエータ２３，及び第２の変位センサ２４を有し
てなるアクティブ動吸振器を制御対象１０上に備えるこ
とを特徴とし、加速度センサ１５により得られた中・高
振動数の加速度信号に基づいて第２のアクチュエータ２
３を駆動して中・高振動数の除振・制振制御を行う中・
高振動数制御機能と、第２の変位センサ２４による検出
結果に基づいて第２のアクチュエータ２３を駆動して制
御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置を制御
する補助質量部材位置制御機能と、その補助質量部材位
置制御機能を実行するための制御信号から得られた制御
対象の低振動数加速度信号に基づいて第１のアクチュエ
ータ１３を駆動して低振動数の除振・制振制御を行う低
振動制御機能と、第１の変位センサ１４による検出結果
に基づいて第１のアクチュエータ１３を駆動して床Ｇに
対する制御対象１０の相対位置を制御する位置制御機能
とを有する。
部材２０，第２のばね２１，第２の減衰器２２，第２の
アクチュエータ２３，及び第２の変位センサ２４を有し
てなるアクティブ動吸振器を制御対象１０上に備えるこ
とを特徴とし、加速度センサ１５により得られた中・高
振動数の加速度信号に基づいて第２のアクチュエータ２
３を駆動して中・高振動数の除振・制振制御を行う中・
高振動数制御機能と、第２の変位センサ２４による検出
結果に基づいて第２のアクチュエータ２３を駆動して制
御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置を制御
する補助質量部材位置制御機能と、その補助質量部材位
置制御機能を実行するための制御信号から得られた制御
対象の低振動数加速度信号に基づいて第１のアクチュエ
ータ１３を駆動して低振動数の除振・制振制御を行う低
振動制御機能と、第１の変位センサ１４による検出結果
に基づいて第１のアクチュエータ１３を駆動して床Ｇに
対する制御対象１０の相対位置を制御する位置制御機能
とを有する。
【００１３】本発明のアクティブ除振装置によれば、中
・高振動数の除振・制振制御は、制御対象上の加速度セ
ンサ１５により検出された中・高振動数の加速度信号に
基づいて、アクティブ動吸振器により行い、一方、低振
動数の除振・制振制御は、アクティブ動吸振器の制御信
号から得られた低振動数加速度信号に基づいて制御対象
を直接駆動するアクチュエータにより行う。これにより
低価格なアクティブ除振装置を実現することができる。
・高振動数の除振・制振制御は、制御対象上の加速度セ
ンサ１５により検出された中・高振動数の加速度信号に
基づいて、アクティブ動吸振器により行い、一方、低振
動数の除振・制振制御は、アクティブ動吸振器の制御信
号から得られた低振動数加速度信号に基づいて制御対象
を直接駆動するアクチュエータにより行う。これにより
低価格なアクティブ除振装置を実現することができる。
【００１４】以下、本実施形態の動作を図１及び図２を
参照してより具体的に説明する。第１のばね１１及び第
１の減衰器１２により床Ｇに支持された制御対象１０
は、第１のアクチュエータ１３（制御入力ｕ１）により
駆動される。床の垂直方向絶対位置をＸ０、制御対象の
垂直方向絶対位置をＸ１とし、補助質量部材２０の垂直
方向絶対位置をＸ２とする。床Ｇに対する制御対象１０
の相対位置Ｘ１−Ｘ０が第１の変位センサ１４により、
制御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置Ｘ２
−Ｘ１が第２の変位センサ２４により検出される。ま
た、制御対象１０の加速度Ｘ１″が加速度センサ１５に
より検出される。
参照してより具体的に説明する。第１のばね１１及び第
１の減衰器１２により床Ｇに支持された制御対象１０
は、第１のアクチュエータ１３（制御入力ｕ１）により
駆動される。床の垂直方向絶対位置をＸ０、制御対象の
垂直方向絶対位置をＸ１とし、補助質量部材２０の垂直
方向絶対位置をＸ２とする。床Ｇに対する制御対象１０
の相対位置Ｘ１−Ｘ０が第１の変位センサ１４により、
制御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置Ｘ２
−Ｘ１が第２の変位センサ２４により検出される。ま
た、制御対象１０の加速度Ｘ１″が加速度センサ１５に
より検出される。
【００１５】図２は、図１に示すアクティブ除振装置の
制御方式を説明するための図である。制御対象１０の除
振・制振制御は、第１のアクチュエータ１３の制御上限
振動数ｆｃ１付近を境として、低振動数域と中・高振動
数域に分けて実行する。補助質量部材２０を駆動する第
２のアクチュエータ２３への入力ｕ２は、ｕ２ａ１とｕ
２ｒ２の和として得られる。ｕ２ａ１は、加速度センサ
１５の出力Ｘ１″に制御補償器Ｋ２ａ１（Ｓ）を乗じた
もので、制御対象１０の中・高振動数成分の除振・制振
制御を行うアクティブ動吸振器制御入力である。Ｋ２ａ
１（Ｓ）は、Ｘ１″の中・高振動数成分を取り出すハイ
パスフィルタと、制御対象の中・高振動数成分の除振・
制振制御を行う制御補償器の積である。ハイパスフィル
タのカットオフ振動数は、ｆｃ１付近に設定する。ま
た、ｕ２ｒ２は、第２の変位センサ２４の出力Ｘ２−Ｘ
１（制御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置
出力）に制御補償器Ｋ２ｒ２（Ｓ）を乗じたもので、制
御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置を一定
に保つための制御入力である。この相対位置制御におけ
る制御上限振動数もｆｃ１付近に設定する。
制御方式を説明するための図である。制御対象１０の除
振・制振制御は、第１のアクチュエータ１３の制御上限
振動数ｆｃ１付近を境として、低振動数域と中・高振動
数域に分けて実行する。補助質量部材２０を駆動する第
２のアクチュエータ２３への入力ｕ２は、ｕ２ａ１とｕ
２ｒ２の和として得られる。ｕ２ａ１は、加速度センサ
１５の出力Ｘ１″に制御補償器Ｋ２ａ１（Ｓ）を乗じた
もので、制御対象１０の中・高振動数成分の除振・制振
制御を行うアクティブ動吸振器制御入力である。Ｋ２ａ
１（Ｓ）は、Ｘ１″の中・高振動数成分を取り出すハイ
パスフィルタと、制御対象の中・高振動数成分の除振・
制振制御を行う制御補償器の積である。ハイパスフィル
タのカットオフ振動数は、ｆｃ１付近に設定する。ま
た、ｕ２ｒ２は、第２の変位センサ２４の出力Ｘ２−Ｘ
１（制御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置
出力）に制御補償器Ｋ２ｒ２（Ｓ）を乗じたもので、制
御対象１０に対する補助質量部材２０の相対位置を一定
に保つための制御入力である。この相対位置制御におけ
る制御上限振動数もｆｃ１付近に設定する。
【００１６】制御対象１０を駆動する第１のアクチュエ
ータ１３への入力ｕ１は、ｕ１ａ１とｕ１ｒ１の和とし
て得られる。制御入力ｕ２ｒ２は、制御上限振動数すな
わちｆｃ１より低い振動数域では制御対象の加速度に比
例する。ｕ１ａ１は、相対位置制御入力ｕ２ｒ２に制御
補償器Ｋ１ａ１（Ｓ）を乗じたもので、制御対象の低振
動数成分の除振・制振制御を行う制御入力である。Ｋ１
ａ１（Ｓ）は、ｕ２ｒ ２の低振動数成分を取り出すロー
パスフィルタと、制御対象の低振動数成分の除振・制振
制御を行う制御補償器の積である。ローパスフィルタの
カットオフ振動数はｆｃ１付近に設定する。またｕ１ｒ
１は、第１の変位センサ１４の出力Ｘ１−Ｘ０（床Ｇに
対する制御対象の相対位置）に制御補償器Ｋ１ｒ
１（Ｓ）を乗じたもので、床Ｇに対する制御対象１０の
相対位置を一定に保つための（または目標位置入力に追
従させるための）制御入力である。
ータ１３への入力ｕ１は、ｕ１ａ１とｕ１ｒ１の和とし
て得られる。制御入力ｕ２ｒ２は、制御上限振動数すな
わちｆｃ１より低い振動数域では制御対象の加速度に比
例する。ｕ１ａ１は、相対位置制御入力ｕ２ｒ２に制御
補償器Ｋ１ａ１（Ｓ）を乗じたもので、制御対象の低振
動数成分の除振・制振制御を行う制御入力である。Ｋ１
ａ１（Ｓ）は、ｕ２ｒ ２の低振動数成分を取り出すロー
パスフィルタと、制御対象の低振動数成分の除振・制振
制御を行う制御補償器の積である。ローパスフィルタの
カットオフ振動数はｆｃ１付近に設定する。またｕ１ｒ
１は、第１の変位センサ１４の出力Ｘ１−Ｘ０（床Ｇに
対する制御対象の相対位置）に制御補償器Ｋ１ｒ
１（Ｓ）を乗じたもので、床Ｇに対する制御対象１０の
相対位置を一定に保つための（または目標位置入力に追
従させるための）制御入力である。
【００１７】なお、本発明では、第１のバネ１１として
空気バネを用い、かつ、第１のアクチュエータ１３とし
てこの空気バネの内圧を制御する圧力制御弁を好適に用
いることができる。この場合、図１に示す構成とは異な
り、第１のバネ１１に第１のアクチュエータ１３が接続
される構成となる。このときに圧力制御弁としては、制
御上限振動数が高いものを必要とせず、低コスト化を実
現できる。また加速度センサ１５としては、圧電加速度
センサまたは半導体型加速度センサを好適に用いること
ができる。またアクティブ動吸振器における第２のアク
チュエータ２３として、ボイスコイルモータまたは電磁
石を好適に用いることができる。なお、ばね１１，加速
度センサ１５，第２のアクチュエータ２３等の具体的な
仕様については、上記の例に限定されることなく、本発
明を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはい
うまでもない。
空気バネを用い、かつ、第１のアクチュエータ１３とし
てこの空気バネの内圧を制御する圧力制御弁を好適に用
いることができる。この場合、図１に示す構成とは異な
り、第１のバネ１１に第１のアクチュエータ１３が接続
される構成となる。このときに圧力制御弁としては、制
御上限振動数が高いものを必要とせず、低コスト化を実
現できる。また加速度センサ１５としては、圧電加速度
センサまたは半導体型加速度センサを好適に用いること
ができる。またアクティブ動吸振器における第２のアク
チュエータ２３として、ボイスコイルモータまたは電磁
石を好適に用いることができる。なお、ばね１１，加速
度センサ１５，第２のアクチュエータ２３等の具体的な
仕様については、上記の例に限定されることなく、本発
明を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはい
うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、制御対象上に設けられ
たアクティブ動吸振器で得られる低振動数の制御信号に
基づいて第１のアクチュエータを動作させることにより
制御対象の低振動数の除振制御を行い、また制御対象上
の加速度センサによる検出信号に基づいて、アクティブ
動吸振器が有する第２のアクチュエータを動作させるこ
とにより制御対象の中・高振動数の除振制御を行うた
め、例えば第１のアクチュエータとして制御上限振動数
の高くない低価格の圧力制御弁を用いることができ、低
価格でかつ安定した除振性能を発揮するアクティブ除振
装置が得られる。
たアクティブ動吸振器で得られる低振動数の制御信号に
基づいて第１のアクチュエータを動作させることにより
制御対象の低振動数の除振制御を行い、また制御対象上
の加速度センサによる検出信号に基づいて、アクティブ
動吸振器が有する第２のアクチュエータを動作させるこ
とにより制御対象の中・高振動数の除振制御を行うた
め、例えば第１のアクチュエータとして制御上限振動数
の高くない低価格の圧力制御弁を用いることができ、低
価格でかつ安定した除振性能を発揮するアクティブ除振
装置が得られる。
【図１】 本発明によるアクティブ除振装置の一実施形
態を示す概略構成図である。
態を示す概略構成図である。
【図２】 図１に示すアクティブ除振装置の制御方式を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】 従来のパッシブ除振装置の一例を示す概略構
成図である。
成図である。
【図４】 従来のパッシブ除振装置の振動伝達率の計算
例を示すグラフである。
例を示すグラフである。
【図５】 従来のアクティブ除振装置の一例を示す概略
構成図である。
構成図である。
【図６】 従来のアクティブ除振装置の振動伝達率の計
算例を示すグラフである。
算例を示すグラフである。
１０…制御対象（機器搭載台）、１１…第１のばね、１
２…第１の減衰器（ダンパ）、１３…第１のアクチュエ
ータ、１４…第１の変位センサ、１５…加速度センサ、
２０…補助質量部材、２１…第２のばね、２２…第２の
減衰器（ダンパ）、２３…第２のアクチュエータ、２４
…第２の変位センサ、３０…制御対象（機器搭載台）、
３１…ばね、３２…減衰器（ダンパ）、３３…アクチュ
エータ、３４…変位センサ、３５…第１の加速度セン
サ、３６…第２の加速度センサ、Ｇ…床（設置基準
面）。
２…第１の減衰器（ダンパ）、１３…第１のアクチュエ
ータ、１４…第１の変位センサ、１５…加速度センサ、
２０…補助質量部材、２１…第２のばね、２２…第２の
減衰器（ダンパ）、２３…第２のアクチュエータ、２４
…第２の変位センサ、３０…制御対象（機器搭載台）、
３１…ばね、３２…減衰器（ダンパ）、３３…アクチュ
エータ、３４…変位センサ、３５…第１の加速度セン
サ、３６…第２の加速度センサ、Ｇ…床（設置基準
面）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 俊郎 神奈川県横浜市都築区荏田東三丁目４番26 号 (72)発明者 日向 勝美 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１−１− 25 明立精機株式会社内 (72)発明者 村山 誠 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１−１− 25 明立精機株式会社内 Ｆターム(参考） 3J048 AA02 AB08 AB11 AD02 AD03 AD07 BC01 EA13
Claims (1)
- 【請求項１】 除振制御の対象とされ、機器の搭載を可
能とした機器搭載台と、該機器搭載台を設置基準面に対
して支持する第１の支持手段と、前記機器搭載台を駆動
する第１のアクチュエータと、該機器搭載台の加速度を
検出する加速度センサと、前記設置基準面に対する前記
機器搭載台の相対変位を検出する第１の変位センサとを
有するアクティブ除振装置において、補助質量部材と、
該補助質量部材を前記機器搭載台に対して支持する第２
の支持手段と、前記補助質量部材を駆動する第２のアク
チュエータと、前記機器搭載台に対する前記補助質量部
材の相対変位を検出する第２の変位センサとを有してな
るアクティブ動吸振器を前記機器搭載台上に有し、前記
加速度センサにより出力された加速度信号に基づいて生
成された中・高振動数制御信号を用いて前記第２のアク
チュエータを作動させて前記機器搭載台の中・高振動数
の除振制御を行い、前記第２の変位センサで検出された
変位信号に基づいて前記機器搭載台に対する前記補助質
量部材の相対変位を一定化するために前記アクティブ動
吸振器が生成する制御信号を用いて前記第１のアクチュ
エータを作動させて前記機器搭載台の低振動数の除振制
御を行うことを特徴とするアクティブ除振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23880198A JP2978162B1 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | アクティブ除振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23880198A JP2978162B1 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | アクティブ除振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2978162B1 JP2978162B1 (ja) | 1999-11-15 |
| JP2000065128A true JP2000065128A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17035502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23880198A Expired - Lifetime JP2978162B1 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | アクティブ除振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2978162B1 (ja) |
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| CN114527298B (zh) * | 2022-02-18 | 2022-08-26 | 广东工业大学 | 一种主/被动抑振融合的纳米平台 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP23880198A patent/JP2978162B1/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8390951B2 (en) | 2009-09-17 | 2013-03-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Vibration damping device and disc device having vibration damping device |
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| JP7009296B2 (ja) | 2018-04-23 | 2022-01-25 | 倉敷化工株式会社 | アクティブ除振システム |
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|---|---|
| JP2978162B1 (ja) | 1999-11-15 |
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