JP2008215468A - Vibration control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート等の搭乗部、特に移動体等に設置されるシート等の搭乗部に加わる振動を抑制、又は低減する振動制御装置に関する。 The present invention relates to a vibration control device that suppresses or reduces vibration applied to a riding section such as a seat, particularly a riding section such as a seat installed in a moving body.
従来、振動加速度に応じて シート下の直動型電動アクチュエータを動作制御してシートに加わる振動を抑制するシート用振動制御装置がある(特許文献1参照)。
しかしながら、図8(a)に示すように、シートSの支持をアクチュエータ121のみでする場合、停止状態を含め常にアクチュエータ121の出力が必要となる。また、図8(b)に示すように、シートSの支持をアクチュエータ121とスプリング122でする場合、停止状態ではアクチュエータ121の出力を0とすることができるが、シートSの振動を制御する場合、スプリング122のバネ力が反力となってしまい、振動制御分の出力の他にバネの反力分の出力がアクチュエータ121に必要となり、大きな出力が要求されていた。
However, as shown in FIG. 8A, when the sheet S is supported only by the
本発明は、上記課題を解決するものであって、制振手段の出力を低減することができ、小型の制振手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an efficient vibration control device that can reduce the output of the vibration damping means and can be realized by a small vibration damping means.
そのために本発明は、設置部に設置された荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第1移動手段を有し、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部に対して相対移動する第2移動手段と、前記設置部に一端を支持された付勢手段と、前記設置部に支点を枢支され、一端側を前記第2移動手段に回動可能に連結され、他端側を付勢手段の他端に回動可能に連結された天秤部と、を有し、前記天秤部は、長さを変更する調整手段を有すると共に、前記天秤部の支点は、一端と他端を通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されることを特徴とする。 Therefore, the present invention provides a load support unit installed in an installation unit, a counter balance unit that is connected to the load support unit and applies a load that balances the load, and a vibration control that controls vibration of the load support unit with respect to the installation unit. In the vibration control device including a vibration control unit having a means, the load support unit includes a first moving unit that moves relative to the installation unit, and the counter balance unit is configured to move relative to the load support unit. A second moving means that moves relative to each other, an urging means supported at one end by the installation portion, a fulcrum is pivotally supported by the installation portion, and one end side is rotatably connected to the second movement means, A balance portion pivotally connected to the other end of the biasing means, and the balance portion has an adjustment means for changing the length, and the fulcrum of the balance portion has one end Against the straight line passing through the other end Characterized in that it is arranged on the side.
また、前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたことを特徴とする。 In addition, a detection unit that detects a state on the load support portion is provided, and a control unit that operates the adjustment unit or the vibration suppression unit according to the state detected by the detection unit.
請求項1記載の発明によれば、設置部に設置された荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第1移動手段を有し、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部に対して相対移動する第2移動手段と、前記設置部に一端を支持された付勢手段と、前記設置部に支点を枢支され、一端側を前記第2移動手段に回動可能に連結され、他端側を付勢手段の他端に回動可能に連結された天秤部と、を有し、前記天秤部は、長さを変更する調整手段を有すると共に、前記天秤部の支点は、一端と他端を通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されるので、制振手段の出力を低減し、付勢手段の水平方向の負荷をキャンセルするので、小型の制振手段で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さいスペースに配置することができる。 According to the first aspect of the present invention, the load support unit installed in the installation unit, the counter balance unit connected to the load support unit and providing a load that balances the load, and the vibration of the load support unit with respect to the installation unit. And a vibration control unit including a vibration control unit that controls the load support unit, the load support unit includes a first movement unit that moves relative to the installation unit, and the counter balance unit includes the load A second moving means that moves relative to the support section; an urging means that is supported at one end by the installation section; a fulcrum is pivotally supported by the installation section; and one end side is rotatable by the second movement means A balance part pivotally connected to the other end of the biasing means, the balance part having an adjusting means for changing the length, and the balance part of the balance part. The fulcrum is biased against a straight line passing through one end and the other end. Because it is arranged on the opposite side of the stage, the output of the damping means is reduced and the horizontal load of the urging means is canceled, so it can be realized with a small damping means and a heavy object such as a counterweight is applied. It is not necessary to do so, so it can be arranged in a small space.
請求項2記載の発明によれば、前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたので、状態の変化に対して適切に対応することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a detecting means for detecting a state on the load supporting portion, and a control means for operating the adjusting means or the vibration damping means according to the state detected by the detecting means. Therefore, it is possible to appropriately cope with a change in state.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態における振動制御装置1を示す。図中、1は振動制御装置、10は荷重支持部、11は荷重支持部材、12は第1移動手段の一例としての第1スライダ、13は第1案内手段の一例としての第1スライダレール、20は振動制御部、21は制振手段の一例としての制振用アクチュエータ、22は検知手段の一例としての荷重センサ、23は検知手段の一例としての加速度センサ、30はカウンタバランス部、31は第2案内手段の一例としての第2スライダレール、32は第2移動手段の一例としての第2スライダ、33は天秤部、34は調整手段の一例としてのプリロード調整用アクチュエータ、35は付勢手段の一例としてのスプリング、Fは設置部、Sはシートである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vibration control device 1 according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a vibration control device, 10 is a load support portion, 11 is a load support member, 12 is a first slider as an example of a first moving means, 13 is a first slider rail as an example of a first guide means, 20 is a vibration control unit, 21 is a vibration control actuator as an example of a vibration control unit, 22 is a load sensor as an example of a detection unit, 23 is an acceleration sensor as an example of a detection unit, 30 is a counter balance unit, and 31 is Second slider rail as an example of second guide means, 32 is a second slider as an example of second moving means, 33 is a balance section, 34 is an actuator for preload adjustment as an example of adjustment means, and 35 is an urging means As an example, a spring, F is an installation portion, and S is a seat.
振動制御装置1は、荷重支持部10により床等の設置部Fに設置され、振動制御部20で振動制御装置1上のシートS等の荷重の振動をアクティブに制御すると共に、カウンタバランス部30で荷重に対する力の釣り合いを設定するものである。
The vibration control device 1 is installed on the installation unit F such as a floor by the
荷重支持部10は、シートSを支持する荷重支持部材11、荷重支持部材11に設けた第1スライダ12及び設置部Fに設置された第1スライダレール13等を有する。荷重支持部材11は、シートSの下方に設置され、第1スライダレール13により上下方向に案内される第1スライダ12を有し、振動制御部20及びカウンタバランス部30に載置されている。第1スライダ12は、荷重支持部材11に設けられ、第1スライダレール13により上下方向に案内され、設置部Fに対して相対移動する。第1スライダレール13は、設置部Fに設置され、第1スライダ12及び荷重支持部材11を上下方向に案内する。
The
振動制御部20は、ボイスコイルモータ等の制振用アクチュエータ21、ロードセル等の荷重センサ22、加速度センサ23等を有する。制振用アクチュエータ21は、下部を設置部Fに設置、上部を荷重支持部材11に当接され、荷重センサ22や加速度センサ23等の状態を検知するセンサからの信号により、上下動可能に制御される。荷重センサ22は、シートSと荷重支持部材11の間に備えられ、その検出値により主にプリロード調整用アクチュエータを制御するものである。加速度センサ23は、荷重支持部10上の加速度を検知するもので、その検出値により主に制振用アクチュエータを制御するものである。なお、本実施形態では、加速度センサ23を適用したが、速度センサや変位センサ等の荷重支持部10上の状態を検知するものを適用してもよい。
The
カウンタバランス部30は、第2スライダレール31、第2スライダ32、天秤部33、プリロード調整用アクチュエータ34、スプリング35等を有する。第2スライダレール31は、荷重支持部材11に設置され、第2スライダ32を移動可能に案内する。第2スライダ32は、天秤部33の一端に連結されると共に、第2スライダレール31に案内され、第2スライダレール31に案内され、荷重支持部10に対して相対移動するものである。
The
天秤部33は、設置部Fに支点33aを有し、一端33b側を第2スライダ32に、他端33c側をプリロード調整用アクチュエータ34を介してスプリング35に回動可能に連結する。本実施形態では、天秤部33は、支点33aを一端33bと他端33cを通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されるように、一端33b側に対して他端33c側を支点33aで屈曲させている。これによって、天秤部33を配置するためのスペースが小さくなる。なお、天秤部33の形状は、支点33aでの屈曲に限らず、他の部分で屈曲させたり、湾曲形状としてもよい。
The
プリロード調整用アクチュエータ34は、長さを可変することができるもので、一端を天秤部33に連結され、他端をスプリング35に固着されている。スプリング35は、一端をプリロード調整用アクチュエータ34に固着され、他端を設置部Fに固着されている。
The
なお、それぞれの部材の配置は、相互に干渉せず、正常に機能すれば、様々なものを考慮できる。 In addition, various arrangement | positioning can be considered if arrangement | positioning of each member does not interfere mutually and functions normally.
図2は、このような構造の振動制御装置1のブロック図を示す。加速度センサ23及び荷重センサ22からの入力信号を制御手段としてのECU40に入力し、制振用アクチュエータ21及びプリロード調整用アクチュエータ34を制御することで、荷重にあわせてアクティブに振動を制御する。
FIG. 2 shows a block diagram of the vibration control apparatus 1 having such a structure. Input signals from the
次に、プリロード調整制御について説明する。図3は、プリロード調整制御のフローチャートを示す。まず、ステップ1で、振動のない停止時における荷重を荷重センサ22により検出する(ST1)。次に、ステップ2で、検出した荷重値の一定時間分をECU40に読み込む(ST2)。続いて、ステップ3で、一定時間分の荷重値から例えば平均値を計算して基準荷重値を算出する(ST3)。次に、ステップ4で、算出した基準荷重値にあわせてプリロード調整用アクチュエータ34を作動制御する(ST4)。
Next, preload adjustment control will be described. FIG. 3 shows a flowchart of the preload adjustment control. First, in step 1, the load at the time of stopping without vibration is detected by the load sensor 22 (ST1). Next, in step 2, the detected load value for a certain time is read into the ECU 40 (ST2). Subsequently, in step 3, for example, an average value is calculated from the load values for a certain period of time to calculate a reference load value (ST3). Next, in step 4, the
図4は、プリロード調整制御前後の振動制御装置1の状態を示すもので、図4(a)はプリロード調整制御前、図4(b)はプリロード調整制御後の状態を示すものである。図4(a)に示すプリロード調整制御前の状態から、例えば乗員PがシートSに座り、初期荷重に乗員Pの荷重が足されると、カウンタバランス部30の天秤部33が反時計方向に回転し、スプリング35に負荷がかかる。そこで、図4(b)に示すように、プリロード調整用アクチュエータ34を作動させ、天秤部33の長さを変えることにより、荷重とスプリング35による負荷とを釣り合わせる。
4 shows the state of the vibration control device 1 before and after the preload adjustment control. FIG. 4 (a) shows the state before the preload adjustment control, and FIG. 4 (b) shows the state after the preload adjustment control. From the state before the preload adjustment control shown in FIG. 4A, for example, when the occupant P sits on the seat S and the load of the occupant P is added to the initial load, the
このように、プリロード調整用アクチュエータ34を作動させることにより、荷重がキャンセルされ、その状態から振動制御をすることができるようになる。
Thus, by operating the
次に、本実施形態の振動制御について説明する。図5は、振動制御のフローチャートを示す。まず、ステップ11で、振動時の荷重を荷重センサ22により検出する(ST11)。次に、ステップ12で、検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値と同じか比較する(ST12)。同じ場合、制振用アクチュエータ21を作動せず、振動制御を終了する。同じでない場合、ステップ13で、検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値より大きいか判断する(ST13)。検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値より大きい場合、ステップ14で、制振用アクチュエータ21を縮ませる(ST14)。検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値より小さい場合、ステップ15で、制振用アクチュエータ21を伸ばす(ST15)。
Next, the vibration control of this embodiment will be described. FIG. 5 shows a flowchart of vibration control. First, in
図6は、振動制御の状態を示すもので、図6(a)は制振用アクチュエータ21を収縮した状態、図6(b)は制振用アクチュエータ21を伸張した状態を示すものである。
6 shows a state of vibration control. FIG. 6A shows a state in which the damping
図6(a)はステップ14に対応する検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値より大きい場合であり、シートS上の振動を0にするため制振用アクチュエータ21を収縮すると、スライダ32が前方に移動すると共に、カウンタバランス部30の天秤部33が反時計方向に回転する。この時、スプリング35は伸張するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング35の伸張による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング35による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができる。
FIG. 6A shows a case where the detected load value corresponding to step 14 is larger than the reference load value obtained by the preload adjustment control. When the
図6(b)はステップ15に対応する検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値より小さい場合であり、シートS上の振動を0にするため制振用アクチュエータ21を伸張すると、第2スライダ32が後方に移動すると共に、カウンタバランス部30の天秤部33が時計方向に回転する。この時、スプリング35は収縮するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング35の収縮による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング35による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができる。
FIG. 6B shows a case where the detected load value corresponding to step 15 is smaller than the reference load value obtained by the preload adjustment control, and when the damping
このように、荷重とスプリング35による負荷は、常にほぼ釣り合い状態を保持することができるので、制振用アクチュエータ21の出力を小さくすることができる。
Thus, the load and the load by the
図7は、本実施形態の振動制御装置1を用いた場合と、図8に示す従来技術の場合とをシミュレーションで比較した結果を示す。シミュレーションは、振幅25mm周期750mmの波状路を速度70km/hで走行する条件で、荷重の振動を0にするために必要な制振用アクチュエータを求めた。 FIG. 7 shows the result of comparing the case of using the vibration control device 1 of the present embodiment and the case of the prior art shown in FIG. 8 by simulation. In the simulation, an actuator for vibration suppression necessary for reducing the vibration of the load to 0 under the condition of traveling on a wavy path with an amplitude of 25 mm and a period of 750 mm at a speed of 70 km / h was obtained.
図7(a)は、図8(a)に示すように、シートの支持をアクチュエータのみでする場合、図7(b)は、図8(b)に示すように、シートの支持をアクチュエータとスプリングでする場合、図7(c)は、本実施形態の場合である。 FIG. 7A shows the case where the sheet is supported only by the actuator as shown in FIG. 8A. FIG. 7B shows the case where the sheet is supported by the actuator as shown in FIG. 8B. In the case of using a spring, FIG. 7C shows the case of this embodiment.
このように、本実施形態の振動制御装置1は、設置部Fに設置された荷重支持部10と、荷重支持部10と連結され荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部30と、荷重支持部10の設置部Fに対する振動を制御する制振用アクチュエータ21を有する振動制御部20とを備えた振動制御装置1において、荷重支持部10は、設置部Fに対して相対移動する第1スライダ13を有し、カウンタバランス部30は、荷重支持部10に対して相対移動する第2スライダ32と、設置部Fに一端を支持されたスプリング35と、設置部Fに支点33aを枢支され、一端33a側を第2スライダ32に回動可能に連結され、他端33c側をスプリング35の他端に回動可能に連結した天秤部33と、を有し、天秤部33は、長さを変更するプリロード調整用アクチュエータ34を有すると共に、天秤部33の支点33aは、一端33bと他端33cを通る直線に対してスプリング35の反対側に配置されるので、スプリング35の水平方向の負荷をキャンセルし、制振用アクチュエータ21の出力を低減することにより、小型の制振用アクチュエータ21で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さいスペースに配置することができる。
As described above, the vibration control device 1 according to the present embodiment includes the
また、荷重支持部10上の状態を検知する荷重センサ22又は加速度センサ23等を備え、荷重センサ22又は加速度センサ23等で検知した状態に応じてプリロード調整用アクチュエータ34又は制振用アクチュエータ21を作動するECU40を備えたので、荷重の変化に対して適切に対応することができる。
In addition, a
1…振動制御装置、10…荷重支持部、11…荷重支持部材、12…第1移動手段(第1スライダ)、13…第1案内手段(第1スライダレール)、20…振動制御部、21…制振用アクチュエータ(制振手段)、22…荷重センサ(検知手段)、23…加速度センサ(検知手段)、30…カウンタバランス部、31…第2案内手段(第2スライダレール)、32…第2移動手段(第2スライダ)、33…天秤部、34…プリロード調整用アクチュエータ(調整手段)、35…スプリング(付勢手段)、40…ECU(制御手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration control apparatus, 10 ... Load support part, 11 ... Load support member, 12 ... 1st moving means (1st slider), 13 ... 1st guide means (1st slider rail), 20 ... Vibration control part, 21 ... damping actuator (vibration means), 22 ... load sensor (detection means), 23 ... acceleration sensor (detection means), 30 ... counter balance section, 31 ... second guide means (second slider rail), 32 ... Second moving means (second slider), 33 ... balance unit, 34 ... preload adjusting actuator (adjusting means), 35 ... spring (biasing means), 40 ... ECU (control means)
Claims (2)
前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第1移動手段を有し、
前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部に対して相対移動する第2移動手段と、前記設置部に一端を支持された付勢手段と、前記設置部に支点を枢支され、一端側を前記第2移動手段に回動可能に連結され、他端側を付勢手段の他端に回動可能に連結された天秤部と、を有し、
前記天秤部は、長さを変更する調整手段を有すると共に、前記天秤部の支点は、一端と他端を通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されることを特徴とする振動制御装置。 A vibration control unit including a load support unit installed in the installation unit, a counter balance unit connected to the load support unit to provide a load that balances the load, and a vibration control unit that controls vibration of the load support unit with respect to the installation unit. In a vibration control device comprising:
The load support portion includes first moving means that moves relative to the installation portion,
The counter balance unit includes a second moving unit that moves relative to the load support unit, an urging unit that is supported at one end by the installation unit, and a fulcrum that is pivotally supported by the installation unit. A balance portion pivotally connected to the second moving means and having the other end side rotatably connected to the other end of the biasing means,
The balance part has an adjusting means for changing the length, and a fulcrum of the balance part is arranged on the opposite side of the urging means with respect to a straight line passing through one end and the other end. Control device.
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a detection unit that detects a state on the load support unit, and a control unit that operates the adjustment unit or the vibration suppression unit according to the state detected by the detection unit. The vibration control apparatus as described.
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