JP2002079178A - 能動振動減衰電磁加振機及び能動振動減衰制御方法 - Google Patents
能動振動減衰電磁加振機及び能動振動減衰制御方法Info
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 機械・防振支持系の固有振動数を変化させ
ることなく直接速度フィードバック制御の能動防振を実
現し、防振ゴム等による弾性支持法の共振による振動伝
搬の増大を押さえ、共振周波数帯域にある振動成分の防
振効果の向上を得る。 【解決手段】 支持用弾性体２によって支持部４に支え
られた永久磁石１を慣性質量とし、永久磁石１と支持側
に固定された電磁コイル３によって電磁力を発生する電
磁加振機７において、電磁加振機７の慣性質量を支える
弾性体２より伝わる伝達力の検出手段５と支持部４の速
度の検出手段６を取り付ける。また、弾性体２より伝わ
る伝達力の検出手段５には、力センサ、変位センサ、速
度センサ又は加速度センサを使用し、速度の検出手段６
には、速度センサ又は加速度センサを使用する。
ることなく直接速度フィードバック制御の能動防振を実
現し、防振ゴム等による弾性支持法の共振による振動伝
搬の増大を押さえ、共振周波数帯域にある振動成分の防
振効果の向上を得る。 【解決手段】 支持用弾性体２によって支持部４に支え
られた永久磁石１を慣性質量とし、永久磁石１と支持側
に固定された電磁コイル３によって電磁力を発生する電
磁加振機７において、電磁加振機７の慣性質量を支える
弾性体２より伝わる伝達力の検出手段５と支持部４の速
度の検出手段６を取り付ける。また、弾性体２より伝わ
る伝達力の検出手段５には、力センサ、変位センサ、速
度センサ又は加速度センサを使用し、速度の検出手段６
には、速度センサ又は加速度センサを使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、能動振動減衰装置
とその制御方法に係り、より詳しくは、機械・防振支持
系の共振周波数帯域にある振動成分の防振効果を向上さ
せる能動振動減衰用電磁加振機とその制御方法に関す
る。
とその制御方法に係り、より詳しくは、機械・防振支持
系の共振周波数帯域にある振動成分の防振効果を向上さ
せる能動振動減衰用電磁加振機とその制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】建物や船などの構造部材の機械的振動は
起振源である機械の振動の伝搬によって生じる。このた
め、構造部材の振動の低減には、起振源からの振動の伝
搬を遮断することが大きな効果を持つ。従来こうした起
振源からの振動を抑制する方法としては、起振源の支持
部に防振ゴム等の防振用弾性体を挿入する受動的な方法
が一般的に用いられてきた。防振ゴム等の防振用弾性体
による支持は広い周波数帯にわたって振動遮断効果をも
つが、防振用弾性体と起振源で構成される機械・防振支
持系に共振が起こり、この共振周波数付近では振動が増
幅される欠陥があった。このため、加振機で振動を与え
て制振する能動振動減衰制御が考えられるようになっ
た。
起振源である機械の振動の伝搬によって生じる。このた
め、構造部材の振動の低減には、起振源からの振動の伝
搬を遮断することが大きな効果を持つ。従来こうした起
振源からの振動を抑制する方法としては、起振源の支持
部に防振ゴム等の防振用弾性体を挿入する受動的な方法
が一般的に用いられてきた。防振ゴム等の防振用弾性体
による支持は広い周波数帯にわたって振動遮断効果をも
つが、防振用弾性体と起振源で構成される機械・防振支
持系に共振が起こり、この共振周波数付近では振動が増
幅される欠陥があった。このため、加振機で振動を与え
て制振する能動振動減衰制御が考えられるようになっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】共振時の能動防振とし
て、振動を低減する部分の速度に比例する力をその速度
検出部に加えることによって制振する直接速度フィード
バック法が知られている。この方法を起振源である機械
を防振用弾性体により支持して振動遮断する方法に適用
する場合に、機械と建物や船などの構造部材の間に加振
機を挿入して制振用の力を作用させると、この制振用の
力が支持構造材に伝達され制振効果を発生できない。そ
のため、慣性質量を加振機で動かし、その反力で制振用
の力を発生させる必要がある。このような慣性質量をも
つ構造の加振機は市販されている。しかし、慣性質量を
もつ構造の加振機は、慣性質量を重力に抗して支える支
持用弾性体が必要であるため、慣性質量を動かす加振機
の力以外に慣性質量を支える支持用弾性体より伝わる力
があり、加振機の電磁コイルに入力する電圧を前記の速
度に比例させても計画の振動減衰効果が得られない。
て、振動を低減する部分の速度に比例する力をその速度
検出部に加えることによって制振する直接速度フィード
バック法が知られている。この方法を起振源である機械
を防振用弾性体により支持して振動遮断する方法に適用
する場合に、機械と建物や船などの構造部材の間に加振
機を挿入して制振用の力を作用させると、この制振用の
力が支持構造材に伝達され制振効果を発生できない。そ
のため、慣性質量を加振機で動かし、その反力で制振用
の力を発生させる必要がある。このような慣性質量をも
つ構造の加振機は市販されている。しかし、慣性質量を
もつ構造の加振機は、慣性質量を重力に抗して支える支
持用弾性体が必要であるため、慣性質量を動かす加振機
の力以外に慣性質量を支える支持用弾性体より伝わる力
があり、加振機の電磁コイルに入力する電圧を前記の速
度に比例させても計画の振動減衰効果が得られない。
【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は機械・防振支持系の共振周波数
帯における防振効果を向上させる能動振動減衰電磁加振
機と能動振動減衰制御方法を提供することにある。
れたもので、その目的は機械・防振支持系の共振周波数
帯における防振効果を向上させる能動振動減衰電磁加振
機と能動振動減衰制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明の能動振動減衰用電磁加振機は、支持用弾性
体によって支えられた永久磁石を慣性質量とし、前記永
久磁石と支持側に固定された電磁コイルによって電磁力
を発生する電磁加振機において、前記支持用弾性体を通
して伝達される力の検出手段と支持部の速度の検出手段
を取り付けたものである。
め、本発明の能動振動減衰用電磁加振機は、支持用弾性
体によって支えられた永久磁石を慣性質量とし、前記永
久磁石と支持側に固定された電磁コイルによって電磁力
を発生する電磁加振機において、前記支持用弾性体を通
して伝達される力の検出手段と支持部の速度の検出手段
を取り付けたものである。
【０００６】本発明の能動振動減衰制御方法は、上記能
動振動減衰電磁加振機において、検出した支持部の速度
に能動減衰係数を掛け、これと検出した支持用弾性体を
伝わる伝達力を加えた後、増幅した電圧を前記能動振動
減衰電磁加振機の電磁コイルに入力するものである。
動振動減衰電磁加振機において、検出した支持部の速度
に能動減衰係数を掛け、これと検出した支持用弾性体を
伝わる伝達力を加えた後、増幅した電圧を前記能動振動
減衰電磁加振機の電磁コイルに入力するものである。
【０００７】本発明の速度検出法は、前記能動振動減衰
電磁加振機において、支持部の速度の検出手段にかわ
り、支持部の加速度を加速度センサにより検出し、これ
を積分して速度に変換するものである。
電磁加振機において、支持部の速度の検出手段にかわ
り、支持部の加速度を加速度センサにより検出し、これ
を積分して速度に変換するものである。
【０００８】本発明の第１の伝達力検出方法は、前記能
動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を通して
伝達される力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の
相対変位を変位センサにより検出し、これに支持用弾性
体のばね定数を掛けて伝達力に変換するものである。
動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を通して
伝達される力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の
相対変位を変位センサにより検出し、これに支持用弾性
体のばね定数を掛けて伝達力に変換するものである。
【０００９】本発明の第２の伝達力検出方法は、前記能
動振動減衰電磁加振機において支持用弾性体を通して伝
達される力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相
対速度を速度センサにより検出し、これを積分し、支持
用弾性体のばね定数を掛けて伝達力に変換するものであ
る。
動振動減衰電磁加振機において支持用弾性体を通して伝
達される力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相
対速度を速度センサにより検出し、これを積分し、支持
用弾性体のばね定数を掛けて伝達力に変換するものであ
る。
【００１０】本発明の第３の伝達力検出方法は、前記能
動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を通して
伝達される力の検出手段にかわり、支持部の加速度と永
久磁石部の加速度を加速度センサにより検出し、これを
２回積分し、これらの差に支持用弾性体のばね定数を掛
けて伝達力に変換するものである。
動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を通して
伝達される力の検出手段にかわり、支持部の加速度と永
久磁石部の加速度を加速度センサにより検出し、これを
２回積分し、これらの差に支持用弾性体のばね定数を掛
けて伝達力に変換するものである。
【００１１】
【作 用】上記の方法によると、電磁加振機の慣性質量
を支える支持用弾性体より伝わる伝達力と支持部の速度
を検出し、これを加えた信号を電磁加振機に増幅して入
力しているので、電磁加振機の慣性質量を支える支持用
弾性体を伝わる力と電磁コイルによる電磁力の合計の力
を支持部の速度に比例させ、機械・防振支持系の固有振
動数を変化させることなく直接速度フィードバック制御
を実現でき、防振ゴム等による弾性支持方式の共振によ
る振動伝搬の増大を押さえることができる。
を支える支持用弾性体より伝わる伝達力と支持部の速度
を検出し、これを加えた信号を電磁加振機に増幅して入
力しているので、電磁加振機の慣性質量を支える支持用
弾性体を伝わる力と電磁コイルによる電磁力の合計の力
を支持部の速度に比例させ、機械・防振支持系の固有振
動数を変化させることなく直接速度フィードバック制御
を実現でき、防振ゴム等による弾性支持方式の共振によ
る振動伝搬の増大を押さえることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき図面を参照して説明する。第１図は本発明の伝達力
と速度の検出手段を取り付けた能動振動減衰電磁加振機
７である。支持用弾性体２によって支えられた永久磁石
１は慣性質量としても作用する。前記永久磁石１と支持
側に固定された電磁コイル３によって力を発生する。前
記支持用弾性体２を通して伝達される力の検出手段５
は、支持部４と支持用弾性体２の間の円周上に取り付け
られる。速度の検出手段６は支持部４に取り付けられ
る。この構造により、支持用弾性体からの伝達力と支持
部の速度が検出できるので、本発明の能動振動減衰制御
方法を用いて、直接速度フィードバックによる能動振動
減衰が実現できる。伝達力の検出手段５は市販の力セン
サを、速度の検出手段６は市販の速度センサをそのまま
使用することができる。
づき図面を参照して説明する。第１図は本発明の伝達力
と速度の検出手段を取り付けた能動振動減衰電磁加振機
７である。支持用弾性体２によって支えられた永久磁石
１は慣性質量としても作用する。前記永久磁石１と支持
側に固定された電磁コイル３によって力を発生する。前
記支持用弾性体２を通して伝達される力の検出手段５
は、支持部４と支持用弾性体２の間の円周上に取り付け
られる。速度の検出手段６は支持部４に取り付けられ
る。この構造により、支持用弾性体からの伝達力と支持
部の速度が検出できるので、本発明の能動振動減衰制御
方法を用いて、直接速度フィードバックによる能動振動
減衰が実現できる。伝達力の検出手段５は市販の力セン
サを、速度の検出手段６は市販の速度センサをそのまま
使用することができる。
【００１３】第２図は本発明の能動振動減衰制御方法を
説明する図である。本発明の能動振動減衰電磁加振機７
が振動源である機械８に複数個取り付けられる。振動源
である機械８は防振用弾性体９によって支持され、建物
や船体などの構造部材10への振動を遮断している。ここ
で、振動源である機械８の質量をＭ、防振用弾性体９の
ばね定数をＳ、防振用弾性体９の減衰定数をＧ、機械内
部の起振力をＦ、能動振動減衰電磁加振機７から機械８
に伝達される力をＦT 、機械８の変位をz とすると、機
械・防振支持系の運動方程式は、
説明する図である。本発明の能動振動減衰電磁加振機７
が振動源である機械８に複数個取り付けられる。振動源
である機械８は防振用弾性体９によって支持され、建物
や船体などの構造部材10への振動を遮断している。ここ
で、振動源である機械８の質量をＭ、防振用弾性体９の
ばね定数をＳ、防振用弾性体９の減衰定数をＧ、機械内
部の起振力をＦ、能動振動減衰電磁加振機７から機械８
に伝達される力をＦT 、機械８の変位をz とすると、機
械・防振支持系の運動方程式は、
【００１４】
【数１】
【００１５】となる。再び第１図において、支持部４は
機械に取り付けられているため変位はｚである。永久磁
石１と支持部４の相対変位をｙ、永久磁石１の変位を
ｘ、永久磁石１の質量をm 、支持用弾性体の減衰定数を
c 、支持用弾性体のばね定数をｋとすると、能動振動減
衰電磁加振機７の運動方程式は、
機械に取り付けられているため変位はｚである。永久磁
石１と支持部４の相対変位をｙ、永久磁石１の変位を
ｘ、永久磁石１の質量をm 、支持用弾性体の減衰定数を
c 、支持用弾性体のばね定数をｋとすると、能動振動減
衰電磁加振機７の運動方程式は、
【００１６】
【数２】
【００１７】ここで、f は電磁コイル３に電気を流すこ
とによって生じる電磁コイルの電磁力である。能動振動
減衰用電磁加振機７から機械８に伝達される力ＦT は、
とによって生じる電磁コイルの電磁力である。能動振動
減衰用電磁加振機７から機械８に伝達される力ＦT は、
【００１８】
【数３】
【００１９】式（３）のＦT が、
【００２０】
【数４】
【００２１】であるとき、これを式（１）に代入する
と、
と、
【００２２】
【数５】
【００２３】となる。これは、機械の運動方程式の減衰
定数が防振用弾性体８の減衰定数Ｇに新たに能動減衰係
数ｂが加わり、共振時の振幅を低減できることを示して
いる。式（４）の制御を行うためには、これが式（３）
と等しいため、電磁コイル３の電磁力は
定数が防振用弾性体８の減衰定数Ｇに新たに能動減衰係
数ｂが加わり、共振時の振幅を低減できることを示して
いる。式（４）の制御を行うためには、これが式（３）
と等しいため、電磁コイル３の電磁力は
【００２４】
【数６】
【００２５】でなければならない。ここで、Ｆs は支持
用弾性体２を通して支持部４に伝わる伝達力で、式
（７）で現され、伝達力の検出手段５により検出し、制
御に利用される。
用弾性体２を通して支持部４に伝わる伝達力で、式
（７）で現され、伝達力の検出手段５により検出し、制
御に利用される。
【００２６】
【数７】
【００２７】式（６）におけるｄｚ／ｄｔは支持部の速
度の検出手段６によって検出される。式（６）の制御
は、検出した支持部の速度に能動減衰係数ｂを掛け、こ
れと検出した支持用弾性体を伝わる伝達力Ｆs を加えた
後、増幅した電圧を電磁加振機の電磁コイル３に入力す
ることにより実現される。従来方式では、支持用弾性体
を伝わる伝達力Ｆs を検出しない。仮に、式（６）のＦ
s ＝０で制御した場合には、機械・防振支持系の運動方
程式は、
度の検出手段６によって検出される。式（６）の制御
は、検出した支持部の速度に能動減衰係数ｂを掛け、こ
れと検出した支持用弾性体を伝わる伝達力Ｆs を加えた
後、増幅した電圧を電磁加振機の電磁コイル３に入力す
ることにより実現される。従来方式では、支持用弾性体
を伝わる伝達力Ｆs を検出しない。仮に、式（６）のＦ
s ＝０で制御した場合には、機械・防振支持系の運動方
程式は、
【００２８】
【数８】
【００２９】となるため、機械・防振支持系の固有振動
数を変化させ、設計の防振支持効果が得られない。第３
図は本発明の防振効果を表す。横軸は周波数、縦軸は機
械の振動振幅であり、Ａは式（１）の能動防振をしてい
ない場合、Ｂは式（６）の本発明の制御法を用いた場
合、Ｃは従来手法の式（８）の場合である。Ｄは機関の
回転成分など防振したい基本の周波数を表している。式
（８）による従来の方法では、ある程度の減衰効果は得
られても固有振動数が変化して、本来振動を大きく低減
したい周波数に機械・防振支持系の固有振動数が移り、
この周波数で振動が増大する欠点が在る。これに比べ
て、本発明の方法は初期設計の固有振動数を変化させる
ことなく、共振振幅を大きく減衰させることができる。
第４図は能動振動減衰制御方法のブロック線図である。
係数器１１によって式（６）の能動減衰係数ｂを、速度
の検出手段６で検出した支持台４の速度に掛ける。これ
と伝達力の検出手段５で検出した支持用弾性体２を伝わ
る力を加算器１２で加え、この信号を増幅器１３で増幅
して電磁コイル３に入力する。
数を変化させ、設計の防振支持効果が得られない。第３
図は本発明の防振効果を表す。横軸は周波数、縦軸は機
械の振動振幅であり、Ａは式（１）の能動防振をしてい
ない場合、Ｂは式（６）の本発明の制御法を用いた場
合、Ｃは従来手法の式（８）の場合である。Ｄは機関の
回転成分など防振したい基本の周波数を表している。式
（８）による従来の方法では、ある程度の減衰効果は得
られても固有振動数が変化して、本来振動を大きく低減
したい周波数に機械・防振支持系の固有振動数が移り、
この周波数で振動が増大する欠点が在る。これに比べ
て、本発明の方法は初期設計の固有振動数を変化させる
ことなく、共振振幅を大きく減衰させることができる。
第４図は能動振動減衰制御方法のブロック線図である。
係数器１１によって式（６）の能動減衰係数ｂを、速度
の検出手段６で検出した支持台４の速度に掛ける。これ
と伝達力の検出手段５で検出した支持用弾性体２を伝わ
る力を加算器１２で加え、この信号を増幅器１３で増幅
して電磁コイル３に入力する。
【００３０】第５図は支持部の速度の検出手段にかわ
り、支持部の加速度を加速度センサにより検出し、これ
を積分して速度に変換する速度検出方法における加速度
センサ１４の取り付け状況を示す。第６図は加速度セン
サ１４の信号を積分器１５に入力し、これを積分して速
度信号変換する場合の制御ブロック線図である。
り、支持部の加速度を加速度センサにより検出し、これ
を積分して速度に変換する速度検出方法における加速度
センサ１４の取り付け状況を示す。第６図は加速度セン
サ１４の信号を積分器１５に入力し、これを積分して速
度信号変換する場合の制御ブロック線図である。
【００３１】第７図は支持用弾性体を通して伝達される
伝達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相対変
位を変位センサにより検出し、これに支持部のばね定数
ｋを掛けて伝達力に変換する伝達力検出方法における変
位センサ１６の取り付け状況図である。変位センサ１６
はその一端を永久磁石１に他端を支持台４に取り付け、
これらの間の相対変位を検出する。
伝達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相対変
位を変位センサにより検出し、これに支持部のばね定数
ｋを掛けて伝達力に変換する伝達力検出方法における変
位センサ１６の取り付け状況図である。変位センサ１６
はその一端を永久磁石１に他端を支持台４に取り付け、
これらの間の相対変位を検出する。
【００３２】第８図は伝達力の検出手段にかわり、支持
部と永久磁石の相対変位を変位センサにより検出する場
合の制御ブロック線図である。変位センサ１６によって
検出された信号は係数器１７で支持用弾性体２のばね定
数ｋを掛けて、支持用弾性体２を伝わる力に変換する。
この場合、支持用弾性体２の減衰係数ｃより伝わる力
は、支持用弾性体２のばね定数ｋにより伝わる力に比べ
て小さく無視できると仮定する。無視できない場合は変
位を微分し、これに支持用弾性体２の減衰係数ｃを掛け
たものを加える演算を追加する。第１図のように、伝達
力の検出手段５が力センサの場合は、弾性体の下部全て
に複数個または、弾性体が円周状である場合にも３個以
上の複数個を円周上に取り付け、これらの和を伝達力と
する計算が必要である。さらに、弾性体２と支持部４を
力センサで結合することになり、複雑な取り付け手段が
必要である。
部と永久磁石の相対変位を変位センサにより検出する場
合の制御ブロック線図である。変位センサ１６によって
検出された信号は係数器１７で支持用弾性体２のばね定
数ｋを掛けて、支持用弾性体２を伝わる力に変換する。
この場合、支持用弾性体２の減衰係数ｃより伝わる力
は、支持用弾性体２のばね定数ｋにより伝わる力に比べ
て小さく無視できると仮定する。無視できない場合は変
位を微分し、これに支持用弾性体２の減衰係数ｃを掛け
たものを加える演算を追加する。第１図のように、伝達
力の検出手段５が力センサの場合は、弾性体の下部全て
に複数個または、弾性体が円周状である場合にも３個以
上の複数個を円周上に取り付け、これらの和を伝達力と
する計算が必要である。さらに、弾性体２と支持部４を
力センサで結合することになり、複雑な取り付け手段が
必要である。
【００３３】第９図は支持用弾性体を通して伝達される
伝達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相対速
度を速度センサにより検出し、これを積分し、支持部の
ばね定数を掛けて伝達力に変換する伝達力検出方法にお
ける速度センサ１８の取り付け状況図である。速度セン
サ１８はその一端を永久磁石１に他端を支持台４に取り
付け、これらの間の相対速度を検出する。第１０図は伝
達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相対速度
を速度センサにより検出する場合の制御ブロック線図で
ある。速度センサ１８によって検出された信号は積分器
１５で積分して変位に変換し、その後、係数器１７で支
持用弾性体２のばね定数ｋを掛けて、支持用弾性体２を
伝わる力に変換する。この場合、支持用弾性体２の減衰
係数ｃより伝わる力は、支持用弾性体２のばね定数ｋに
より伝わる力に比べて小さく無視できると仮定する。無
視できない場合は速度センサ１８によって検出された速
度に支持用弾性体２の減衰係数ｃを掛けたものを、ばね
定数ｋによる伝達力に加える演算を追加する。
伝達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相対速
度を速度センサにより検出し、これを積分し、支持部の
ばね定数を掛けて伝達力に変換する伝達力検出方法にお
ける速度センサ１８の取り付け状況図である。速度セン
サ１８はその一端を永久磁石１に他端を支持台４に取り
付け、これらの間の相対速度を検出する。第１０図は伝
達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石の相対速度
を速度センサにより検出する場合の制御ブロック線図で
ある。速度センサ１８によって検出された信号は積分器
１５で積分して変位に変換し、その後、係数器１７で支
持用弾性体２のばね定数ｋを掛けて、支持用弾性体２を
伝わる力に変換する。この場合、支持用弾性体２の減衰
係数ｃより伝わる力は、支持用弾性体２のばね定数ｋに
より伝わる力に比べて小さく無視できると仮定する。無
視できない場合は速度センサ１８によって検出された速
度に支持用弾性体２の減衰係数ｃを掛けたものを、ばね
定数ｋによる伝達力に加える演算を追加する。
【００３４】第１１図は支持用弾性体を通して伝達され
る伝達力の検出手段にかわり、支持部の加速度と永久磁
石部の加速度を加速度センサにより検出し、これを２回
積分し、これらの差に支持部のばね定数を掛けて伝達力
に変換する伝達力検出方法における加速度センサの取り
付け状況を示す。第１１図の場合、支持部の速度検出を
第６図の加速度センサ１４の信号を積分して速度に変換
する方法を採用し、加速度センサ１４の信号を伝達力検
出用の支持部の加速度センサとして併用している。永久
磁石１の加速度を検出する加速度センサ１９は永久磁石
１に取り付ける。第１２図は伝達力の検出手段にかわ
り、支持部と永久磁石の相対加速度をそれぞれに取り付
けた加速度センサにより検出する場合の制御ブロック線
図である。加速度センサ１９によって検出した信号と加
速度センサ１４によって検出した信号の差を引き算器２
０によって計算する。これを積分器１５で速度に、さら
にもう一台の積分器１５で変位に変換し、その後、係数
器１７で支持用弾性体２のばね定数ｋを掛けて、支持用
弾性体２を伝わる力に変換する。相対変位とするための
差を取る計算は積分の後でもよい。この場合、支持用弾
性体２の減衰係数ｃより伝わる力は、支持用弾性体２の
ばね定数ｋにより伝わる力に比べて小さく無視できると
仮定する。無視できない場合は第１回目の積分後の信号
である相対速度に支持用弾性体２の減衰係数ｃを掛けた
ものを、ばね定数ｋによる伝達力に加える演算を追加す
る。
る伝達力の検出手段にかわり、支持部の加速度と永久磁
石部の加速度を加速度センサにより検出し、これを２回
積分し、これらの差に支持部のばね定数を掛けて伝達力
に変換する伝達力検出方法における加速度センサの取り
付け状況を示す。第１１図の場合、支持部の速度検出を
第６図の加速度センサ１４の信号を積分して速度に変換
する方法を採用し、加速度センサ１４の信号を伝達力検
出用の支持部の加速度センサとして併用している。永久
磁石１の加速度を検出する加速度センサ１９は永久磁石
１に取り付ける。第１２図は伝達力の検出手段にかわ
り、支持部と永久磁石の相対加速度をそれぞれに取り付
けた加速度センサにより検出する場合の制御ブロック線
図である。加速度センサ１９によって検出した信号と加
速度センサ１４によって検出した信号の差を引き算器２
０によって計算する。これを積分器１５で速度に、さら
にもう一台の積分器１５で変位に変換し、その後、係数
器１７で支持用弾性体２のばね定数ｋを掛けて、支持用
弾性体２を伝わる力に変換する。相対変位とするための
差を取る計算は積分の後でもよい。この場合、支持用弾
性体２の減衰係数ｃより伝わる力は、支持用弾性体２の
ばね定数ｋにより伝わる力に比べて小さく無視できると
仮定する。無視できない場合は第１回目の積分後の信号
である相対速度に支持用弾性体２の減衰係数ｃを掛けた
ものを、ばね定数ｋによる伝達力に加える演算を追加す
る。
【００３５】第１３図は従来技術による能動振動減衰制
御方法のブロック線図である。係数器１１によって能動
減衰係数ｂを増幅器１３で増幅して電磁コイル３に入力
する。制御回路は簡単であるが、上述のように精緻な制
御を行うことができないため、固有振動数を変化させ、
本来振動を低減したい周波数で振動が増大する欠点が在
る。
御方法のブロック線図である。係数器１１によって能動
減衰係数ｂを増幅器１３で増幅して電磁コイル３に入力
する。制御回路は簡単であるが、上述のように精緻な制
御を行うことができないため、固有振動数を変化させ、
本来振動を低減したい周波数で振動が増大する欠点が在
る。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３７】本発明の能動振動減衰電磁加振機によれ
ば、電磁加振機の慣性質量を支える弾性体より伝わる伝
達力と支持部の速度の検出手段を取り付けているので、
直接速度フィードバック制御が実現でき、防振ゴム等に
よる弾性支持法の共振による振動伝搬の増大を押さえる
ことができる。
ば、電磁加振機の慣性質量を支える弾性体より伝わる伝
達力と支持部の速度の検出手段を取り付けているので、
直接速度フィードバック制御が実現でき、防振ゴム等に
よる弾性支持法の共振による振動伝搬の増大を押さえる
ことができる。
【００３８】本発明の能動振動減衰制御方法によれば、
前記能動振動減衰電磁加振機において、検出した支持部
の速度に能動減衰係数を掛け、これと検出した支持用弾
性体を伝わる伝達力を加えた後、増幅した電圧を前記電
磁加振機の電磁コイルに入力するので、直接速度フィー
ドバック制御が実現でき、機械・防振支持系の固有振動
数を変化させることなく、防振ゴム等による弾性支持法
の共振による振動伝搬の増大を押さえることができる。
前記能動振動減衰電磁加振機において、検出した支持部
の速度に能動減衰係数を掛け、これと検出した支持用弾
性体を伝わる伝達力を加えた後、増幅した電圧を前記電
磁加振機の電磁コイルに入力するので、直接速度フィー
ドバック制御が実現でき、機械・防振支持系の固有振動
数を変化させることなく、防振ゴム等による弾性支持法
の共振による振動伝搬の増大を押さえることができる。
【００３９】本発明の速度検出法によれば、前記能動振
動減衰電磁加振機において、支持部の速度の検出手段に
かわり、支持部の加速度を加速度センサにより検出し、
これを積分して速度に変換するので、大型・高価である
速度サンサに代わり小型・低価格の加速度センサが使用
でき、かつ、取り付けが簡便化される。
動減衰電磁加振機において、支持部の速度の検出手段に
かわり、支持部の加速度を加速度センサにより検出し、
これを積分して速度に変換するので、大型・高価である
速度サンサに代わり小型・低価格の加速度センサが使用
でき、かつ、取り付けが簡便化される。
【００４０】本発明の第１の伝達力検出方法によれは、
前記能動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を
通して伝達される伝達力の検出手段にかわり、支持部と
永久磁石の相対変位を変位センサにより検出し、これに
支持部のばね定数を掛けて伝達力に変換するので、支持
用弾性体の下部に複数の力センサを取り付ける必要がな
く、構造が簡略化される。
前記能動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を
通して伝達される伝達力の検出手段にかわり、支持部と
永久磁石の相対変位を変位センサにより検出し、これに
支持部のばね定数を掛けて伝達力に変換するので、支持
用弾性体の下部に複数の力センサを取り付ける必要がな
く、構造が簡略化される。
【００４１】本発明の第２の伝達力検出方法は、前記能
動振動減衰電磁加振機において支持用弾性体を通して伝
達される伝達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石
の相対変位を速度センサにより検出し、これを積分し、
支持部のばね定数を掛けて伝達力に変換するので、支持
用弾性体の下部に複数の力センサを取り付ける必要がな
く、構造が簡略化される。
動振動減衰電磁加振機において支持用弾性体を通して伝
達される伝達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁石
の相対変位を速度センサにより検出し、これを積分し、
支持部のばね定数を掛けて伝達力に変換するので、支持
用弾性体の下部に複数の力センサを取り付ける必要がな
く、構造が簡略化される。
【００４２】本発明の第３の伝達力検出方法によれば、
前記能動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を
通して伝達される伝達力の検出手段にかわり、支持部の
加速度と永久磁石の加速度を加速度センサにより検出
し、これを２回積分し、これらの差に支持部のばね定数
を掛けて伝達力に変換するので、支持用弾性体の下部に
複数の力センサを取り付ける必要がなく、構造が簡略化
され、センサの取り付けも容易になる。
前記能動振動減衰電磁加振機において、支持用弾性体を
通して伝達される伝達力の検出手段にかわり、支持部の
加速度と永久磁石の加速度を加速度センサにより検出
し、これを２回積分し、これらの差に支持部のばね定数
を掛けて伝達力に変換するので、支持用弾性体の下部に
複数の力センサを取り付ける必要がなく、構造が簡略化
され、センサの取り付けも容易になる。
【図１】本発明の能動振動減衰電磁加振機の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の能動振動減衰制御方法を説明する図で
ある。
ある。
【図３】本発明の防振効果を説明する図である。
【図４】本発明の能動振動減衰制御方法の制御ブロック
線図である。
線図である。
【図５】支持部の速度の検出手段にかわり、加速度を速
度に変換する場合の速度センサの取り付け状況図であ
る。
度に変換する場合の速度センサの取り付け状況図であ
る。
【図６】加速度を速度信号変換する場合の制御のブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図７】伝達力の検出手段にかわり、相対変位から伝達
力を求める場合の変位センサ取り付け状況図である。
力を求める場合の変位センサ取り付け状況図である。
【図８】相対変位から伝達力を求める場合の制御ブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図９】伝達力の検出手段にかわり、相対速度から伝達
力を求める場合の速度センサの取り付け状況図である。
力を求める場合の速度センサの取り付け状況図である。
【図１０】相対速度から伝達力を求める場合の制御ブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図１１】伝達力の検出手段にかわり、支持部と永久磁
石の加速度から伝達力を求める場合の加速度センサの取
り付け状況図である。
石の加速度から伝達力を求める場合の加速度センサの取
り付け状況図である。
【図１２】加速度から伝達力を求める場合の制御ブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図１３】従来技術による能動振動減衰制御方法のブロ
ック線図である。
ック線図である。
１……永久磁石 ２……支持用弾性体 ３……電磁コイル ４……支持部 ５……伝達力の検出手段 ６……速度の検出手段 ７……能動振動減衰電磁加振機 ８……機械 ９……防振用弾性体 １０……構造部材 １１……係数器 １２……加算器 １３……増幅器 １４……加速度センサ １５……積分器 １６……変位センサ １７……係数器 １８……速度センサ １９……加速度センサ ２０……引き算器 Ａ……能動防振をしていない場合 Ｂ……本発明の制御法の場合 Ｃ……従来手法の場合 Ｄ……機関の基本周波数
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 15/03 Ｆ１６Ｆ 15/03 Ｇ Ｈ０２Ｋ 33/06 Ｈ０２Ｋ 33/06 33/16 33/16 Ａ Ｆターム(参考） 3J048 AA02 AB09 AB11 AC08 BA01 BC01 BE09 BF01 DA01 EA07 EA13 EA38 5D107 AA16 BB10 CC09 CC10 CD05 FF10 5H633 BB08 GG02 GG09 GG17 GG24 HH03 JA02
Claims (6)
- 【請求項１】 支持用弾性体によって支持部に支えられ
た永久磁石を慣性質量とし、前記永久磁石と支持側に固
定された電磁コイルによって電磁力を発生する電磁加振
機において、前記支持用弾性体を通して伝達される力の
検出手段と支持部の変位速度の検出手段を取り付け、前
記支持用弾性体より伝わる伝達力と支持部の変位速度を
検出し、この検出値を加えた信号を電磁加振機に増幅し
て入力し、前記支持用弾性体より伝わる力と電磁コイル
による電磁力の合計の力を支持部の変位速度に比例さ
せ、機械・防振支持系の固有振動数を変化させることな
く直接速度フィードバック制御を実現でき、防振ゴム等
による弾性支持方式における共振による振動伝搬の増大
を押さえることを特徴とする能動振動減衰電磁加振機。 - 【請求項２】 請求項１の電磁加振機において、検出し
た支持部の速度に能動減衰係数を掛け、これと検出した
支持用弾性体を伝わる伝達力を加えた後、増幅した電圧
を前記能動振動減衰電磁加振機の電磁コイルに入力する
ことを特徴とする能動振動減衰制御方法。 - 【請求項３】 請求項１の電磁加振機において、支持部
の速度の検出手段において、支持部の加速度を加速度セ
ンサにより検出し、これを積分して速度に変換すること
を特徴とする速度検出方法 - 【請求項４】 請求項１の電磁加振機において、支持用
弾性体を通して伝達される力の検出手段にかわり、支持
部と永久磁石の相対変位を変位センサにより検出し、こ
れに支持用弾性体のばね定数を掛けて伝達力に変換する
ことを特徴とする伝達力検出方法。 - 【請求項５】 請求項１の電磁加振機において、支持用
弾性体を通して伝達される力の検出手段にかわり、支持
部と永久磁石の相対速度を速度センサにより検出し、こ
れを積分し、支持用弾性体のばね定数を掛けて伝達力に
変換することを特徴とする伝達力検出方法。 - 【請求項６】 請求項１の電磁加振機において、支持用
弾性体を通して伝達される力の検出手段にかわり、支持
部の加速度と永久磁石の加速度を加速度センサにより検
出し、これを２回積分し、これらの差に支持用弾性体の
ばね定数を掛けて伝達力に変換することを特徴とする伝
達力検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000273626A JP3486673B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 能動振動減衰電磁加振機及び能動振動減衰制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000273626A JP3486673B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 能動振動減衰電磁加振機及び能動振動減衰制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002079178A true JP2002079178A (ja) | 2002-03-19 |
| JP3486673B2 JP3486673B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=18759533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000273626A Expired - Lifetime JP3486673B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 能動振動減衰電磁加振機及び能動振動減衰制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486673B2 (ja) |
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| CN113639006A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-12 | 东风越野车有限公司 | 一种主被动相结合自适应振动控制悬置系统及控制方法 |
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-
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- 2000-09-08 JP JP2000273626A patent/JP3486673B2/ja not_active Expired - Lifetime
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