JP4849413B2

JP4849413B2 - Vibration control device

Info

Publication number: JP4849413B2
Application number: JP2007139786A
Authority: JP
Inventors: 宏一洞; 久雄加藤
Original assignee: Tokkyokiki Corp
Current assignee: Tokkyokiki Corp
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-05-25
Also published as: JP2008291954A

Description

本発明は、構造物の二点間に圧縮力または伸張力を加えることで前記構造物に生じるモードを低減する制振装置に関する。 The present invention relates to a vibration damping equipment to reduce the modes generated in the structure by applying a compressive force or stretching force between the two points of the structure.

従来、特許文献１に示す振動低減装置は、図１６に示すように、車両のパネル８０の振動を、逆相の振動により低減するものであって、板状の２枚の圧電素子８１１，８１２からなる振動板８１と、スペーサ８２と、振動板８１に付加された質量体８３とからなる。 Conventionally, as shown in FIG. 16 , the vibration reduction device disclosed in Patent Document 1 reduces vibrations of a vehicle panel 80 by antiphase vibrations, and includes two plate-like piezoelectric elements 811 and 812. A vibration plate 81, a spacer 82, and a mass body 83 attached to the vibration plate 81.

圧電素子８１１，８１２は、電圧を印加したときに面に沿う方向へ伸縮する力を発生するように形成され、これら２枚の圧電素子８１１，８１２を電極８４を介在して貼り合せることで、振動板８１が形成されている。スペーサ８２は、振動板８１とパネル８０との間に間隔をおくために設けられている。上記の構成により、パネル８０の振動モードと大きさが実質的に同じで逆相の振動モードをパネル８０に加えることができる。 The piezoelectric elements 811 and 812 are formed so as to generate a force that expands and contracts in the direction along the surface when a voltage is applied, and the two piezoelectric elements 811 and 812 are bonded together with the electrode 84 interposed therebetween. A diaphragm 81 is formed. The spacer 82 is provided to leave a space between the vibration plate 81 and the panel 80. With the configuration described above, a vibration mode having substantially the same magnitude as the vibration mode of the panel 80 and having a reverse phase can be applied to the panel 80.

特許文献１の振動低減装置では振動板８１を使用していることから、車両のパネル８０等の面状の構造物の制振には適しているが、梁や柱などを持つ構造物の制振には適していない。
なお、特許文献２に記載の構造物制振装置に使用されている圧電素子、特許文献３に記載の振動減衰装置に使用されている圧電素子は、特許文献１に記載されている振動板と同様に、面状素子であるので、梁や柱などを持つ構造物の制振には適さないことが予想される。 Since the vibration reducing device of Patent Document 1 uses the diaphragm 81, it is suitable for damping a planar structure such as a panel 80 of a vehicle. Not suitable for shaking.
The piezoelectric element used piezoelectric element used in the structure vibration control device described in Patent Document 2, the vibration damping apparatus according to Patent Document 3 is described in Patent Document 1 vibration Since it is a planar element like a plate, it is expected that it is not suitable for damping a structure having a beam or a column.

構造物の梁や柱に対しては、特許文献５に記載されるような可変曲げ剛性の制御システムが知られている。この制御システムでは、図１７に示されるように、構造物９０の柱９１に沿って柱と略平行に拘束材９２を設け拘束材９２と柱９１との連結状態を補助的に変化させ、構造物全体の剛性を制御するように構成されている。すなわち、この制御システムは、柱の伸縮剛性を変化させるものであり、上梁９３と下梁９４との間にジャッキを設けることにより柱の曲げ剛性を補助するものである。
特開平６−１０９８８号公報特開２００２−６１７０８号公報特開２００６−１８９６９７号公報特開平０１−２６３３３３号公報 For a beam or column of a structure, a variable bending stiffness control system as described in Patent Document 5 is known. In this control system, as shown in FIG. 17 , a restraint material 92 is provided along the pillar 91 of the structure 90 substantially in parallel with the pillar, and the connection state between the restraint material 92 and the pillar 91 is changed to assist the structure. It is configured to control the rigidity of the entire object. That is, this control system changes the expansion / contraction rigidity of the column, and assists the bending rigidity of the column by providing a jack between the upper beam 93 and the lower beam 94.
JP-A-6-10988 JP 2002-61708 A JP 2006-189697 A Japanese Patent Laid-Open No. 01-263333

しかし、図１７の制御システムでは、固有振動のモード形状を考慮していないので、両端に梁や柱が位置するようなジャッキを使用すれば可変曲げ剛性の制御ができるが、構造物の固有振動を低減する場合（モード形状に着目して、固有振動を低減する場合）には、適用ができない。 However, since the mode shape of the natural vibration is not considered in the control system of FIG. 17 , variable bending rigidity can be controlled by using a jack with beams and columns positioned at both ends. Cannot be applied when reducing the natural vibration (when focusing on the mode shape and reducing the natural vibration).

本発明の目的は、リニア駆動するアクチュエータにより大型構造物の制振が可能であり、節の長さが短い振動モードについてはもちろん、節の長さが長い振動モードにも高効率の制振を行うことにある。 The object of the present invention is to control a large structure with a linear drive actuator, and not only a vibration mode with a short node length but also a vibration mode with a long node length can be controlled with high efficiency. There is to do .

本発明は、（１）から（５）を要旨とする。
（１）
制御装置により、少なくとも一個の振動センサが検出した振動に基づきアクチュエータを駆動して、構造物の二点間に圧縮力または伸張力を加えることで前記構造物に生じる振動モードを低減する制振装置であって、
前記構造物に生じる振動を検出する前記振動センサと、
所定の方向に駆動力を発生する少なくとも１個のアクチュエータと、
前記アクチュエータに連結され、前記駆動力を、前記圧縮力または前記伸張力として、あるいは前記圧縮力または前記伸張力に変換して伝達する少なくとも１個の伝達体と、
前記圧縮力または前記伸張力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた２つの支持手段と、
前記伝達体を前記圧縮力または前記伸張力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記二点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分のカーブトップとその隣に存在するカーブボトムとの間、または前記構造物の端点とその隣に存在する前記カーブトップまたは前記カーブボトムとの間に選び、
前記アクチュエータは、非駆動の状態で、所定の大きさの押し力または引張り力を前記伝達体および前記支持手段を介して前記構造物に与え、
前記制御装置は、前記振動センサから前記構造物に生じる振動を検出する信号を受信し、当該信号に基づき、前記制振装置のアクチュエータに駆動信号を送出すること特徴とする制振装置。
上記の伝達体として、棒状体やワイヤーからなるものを使用することができる。棒状体やワイヤーは、通常はアクチュエータに対して長尺であるが、必ずしも長尺でなくともよい。アクチュエータは、押す力（押し力）のみを発生するもの、引く力（引張り力）のみを発生するもの、または押す力と引く力の双方を発生するタイプであってもよい。
また、伝達体の作用力（圧縮力または伸長力）の方向はアクチュエータの駆動力の方向と同じであってもよいし異なっていてもよい。
アクチュエータの押し力および引張り力は伝達体および支持手段を介して構造物に伝えられる。伝達体は、アクチュエータと一体となって、圧縮力や伸長力を２つの支持手段を介して構造物に与えることもあるし、伝達体のみで圧縮力または伸長力を支持手段を介して構造物に与えることもある。
支持手段は、構造物に取り付けられたブラケット（支持片）やブロック（支持ブロック）でもよいし、伝達体がワイヤーであるときは、構造物に形成されたワイヤー係止孔であってもよい。
（２）
前記二点が端点を含まない場合において、前記二点を、当該二点間に前記距離微分がゼロとなる点が位置するように選んだことを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
（３）
制御装置により、少なくとも一個の振動センサが検出した振動に基づきアクチュエータを駆動して、構造物の二点間に圧縮力または伸張力を加えることで前記構造物に生じる振動モードを低減する制振装置であって、
前記構造物に生じる振動を検出する前記振動センサと、
所定の方向に駆動力を発生する少なくとも１個のアクチュエータと、
前記アクチュエータに連結され、前記駆動力を、前記圧縮力または前記伸張力として、あるいは前記圧縮力または前記伸張力に変換して伝達する少なくとも１個の伝達体と、
前記圧縮力または前記伸張力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた２つの支持手段と、
前記伝達体を前記圧縮力または前記伸張力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記二点のうち一方の点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分がゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いカーブトップとの間に選ぶとともに他方の点を前記カーブトップの前記距離微分がゼロとなる点とは反対側の近傍に選び、または、前記二点のうち一方の点を、前記距離微分がゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いカーブボトムとの間に選ぶとともに他方の点を前記カーブボトムの前記距離微分がゼロとなる点とは反対側の近傍に選び、
前記アクチュエータは、非駆動の状態で、所定の大きさの押し力または引張り力を前記伝達体および前記支持手段を介して前記構造物に与え、
前記制御装置は、前記振動センサから前記構造物に生じる振動を検出する信号を受信し、当該信号に基づき、前記制振装置のアクチュエータに駆動信号を送出すること特徴とする制振装置。
（４）
制御装置により、少なくとも一個の振動センサが検出した振動に基づきアクチュエータを駆動して、構造物の二点間に圧縮力または伸張力を加えることで前記構造物に生じる振動モードを低減する制振装置であって、
前記構造物に生じる振動を検出する前記振動センサと、
所定の方向に駆動力を発生する少なくとも１個のアクチュエータと、
前記アクチュエータに連結され、前記駆動力を、前記圧縮力または前記伸張力として、あるいは前記圧縮力または前記伸張力に変換して伝達する少なくとも１個の伝達体と、
前記圧縮力または前記伸張力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた２つの支持手段と、
前記伝達体を前記圧縮力または前記伸張力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記二点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分のカーブトップ近傍とその隣に存在するカーブボトム近傍、または前記構造物の端点の近傍とその隣に存在するカーブトップまたはカーブボトム近傍に選び、
前記アクチュエータは、非駆動の状態で、所定の大きさの押し力または引張り力を前記伝達体および前記支持手段を介して前記構造物に与え、
前記制御装置は、前記振動センサから前記構造物に生じる振動を検出する信号を受信し、当該信号に基づき、前記制振装置のアクチュエータに駆動信号を送出すること特徴とする制振装置。
（５）
前記アクチュエータは圧電素子からなり、当該圧電素子はアクチュエータは、前記振動センサとして動作することを特徴とする（１）から（４）の何れか１項に記載の制振装置。
This onset Ming is summarized as (5) (1).
(1)
A vibration control device that reduces the vibration mode generated in the structure by driving the actuator based on the vibration detected by at least one vibration sensor and applying a compression force or an extension force between two points of the structure by the control device. Because
The vibration sensor for detecting vibration generated in the structure;
At least one actuator for generating a driving force in a predetermined direction;
At least one transmission body coupled to the actuator and transmitting the driving force as the compression force or the extension force or by converting the drive force into the compression force or the extension force;
Two supporting means for applying the compressive force or the stretching force to the structure, both attached to the structure, or one attached to the structure and the other part of the structure; ,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of the compression force or the extension force;
With
The two points are present between the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom existing next thereto, or the end point of the structure and next thereto. Choose between the curve top or the curve bottom,
The actuator applies a pressing force or a pulling force of a predetermined size to the structure through the transmission body and the support means in a non-driven state,
The said control apparatus receives the signal which detects the vibration which arises in the said structure from the said vibration sensor, and sends a drive signal to the actuator of the said vibration suppression apparatus based on the said signal.
As said transmission body, what consists of a rod-shaped body and a wire can be used. The rod-like body and the wire are usually long with respect to the actuator, but are not necessarily long. The actuator may be of a type that generates only a pressing force (pushing force), a type that generates only a pulling force (tensile force), or a type that generates both a pressing force and a pulling force.
In addition, the direction of the acting force (compression force or extension force) of the transmission body may be the same as or different from the direction of the driving force of the actuator.
The pushing force and pulling force of the actuator are transmitted to the structure through the transmission body and the support means. The transmission body may be integrated with the actuator to apply a compression force or an extension force to the structure via the two support means, or the transmission body alone may apply the compression force or the extension force to the structure via the support means. It may be given to.
The support means may be a bracket (support piece) or a block (support block) attached to the structure, or may be a wire locking hole formed in the structure when the transmission body is a wire.
(2)
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein when the two points do not include an end point, the two points are selected such that a point where the distance differentiation is zero is located between the two points. .
(3)
A vibration control device that reduces the vibration mode generated in the structure by driving the actuator based on the vibration detected by at least one vibration sensor and applying a compression force or an extension force between two points of the structure by the control device. Because
The vibration sensor for detecting vibration generated in the structure;
At least one actuator for generating a driving force in a predetermined direction;
At least one transmission body coupled to the actuator and transmitting the driving force as the compression force or the extension force or by converting the drive force into the compression force or the extension force;
Two supporting means for applying the compressive force or the stretching force to the structure, both attached to the structure, or one attached to the structure and the other part of the structure; ,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of the compression force or the extension force;
With
One of the two points is selected between a point where the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable is zero and the curve top closest to the zero point. Select the other point near the point on the curve top opposite to the point where the distance derivative is zero, or one of the two points is zero when the distance derivative is zero Choose between the curve bottom closest to the point and select the other point near the point opposite the point where the distance derivative of the curve bottom is zero,
The actuator applies a pressing force or a pulling force of a predetermined size to the structure through the transmission body and the support means in a non-driven state,
The said control apparatus receives the signal which detects the vibration which arises in the said structure from the said vibration sensor, and sends a drive signal to the actuator of the said vibration suppression apparatus based on the said signal.
(4)
A vibration control device that reduces the vibration mode generated in the structure by driving the actuator based on the vibration detected by at least one vibration sensor and applying a compression force or an extension force between two points of the structure by the control device. Because
The vibration sensor for detecting vibration generated in the structure;
At least one actuator for generating a driving force in a predetermined direction;
At least one transmission body coupled to the actuator and transmitting the driving force as the compression force or the extension force or by converting the drive force into the compression force or the extension force;
Two supporting means for applying the compressive force or the stretching force to the structure, both attached to the structure, or one attached to the structure and the other part of the structure; ,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of the compression force or the extension force;
With
The two points are in the vicinity of the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom near the adjacent point, or near the end point of the structure and the adjacent point. Select the curve top or near the curve bottom
The actuator applies a pressing force or a pulling force of a predetermined size to the structure through the transmission body and the support means in a non-driven state,
The said control apparatus receives the signal which detects the vibration which arises in the said structure from the said vibration sensor, and sends a drive signal to the actuator of the said vibration suppression apparatus based on the said signal.
(5)
The vibration control device according to any one of (1) to (4), wherein the actuator includes a piezoelectric element, and the piezoelectric element operates as the vibration sensor.

支承部材として、リニアベアリング、すべり支承体、積層ゴム、滑車を使用することができる。支承部材は、単に置くだけの構造の台座等であってもよい場合もある。 Linear bearings, sliding bearings, laminated rubber, and pulleys can be used as the bearing members. The support member may be a pedestal or the like that is simply placed.

振動センサは、構造物に生じる振動に起因するなんらかの物理的な変化として検出できるものであれば、どのようなセンサであってもよく、たとえば、伝達体の作用力（圧縮力や伸長力）に垂直な方向の構造物の変位、当該変位の一次時間微分（速度）、二次時間微分（加速度）を検出する変位センサ、速度センサ、加速度センサ、あるいは伝達体の作用力（圧縮力や伸長力）に平行な方向の構造物の歪みを検出する歪みセンサである。 The vibration sensor may be any sensor as long as it can be detected as some physical change caused by vibration generated in the structure. For example, it can be applied to the acting force (compression force or extension force) of the transmission body. The displacement of the structure in the vertical direction, the displacement sensor that detects the primary time derivative (velocity), the secondary time derivative (acceleration) of the displacement, the speed sensor, the acceleration sensor, or the acting force (compressive force or extension force) of the transmitter ) Is a strain sensor for detecting the strain of the structure in the parallel direction.

本発明の制振装置では、基本的には、前記二点（構造物に圧縮力または伸張力を加える支持手段が配置される点）を、当該二点間（ただし、各点近傍の領域を除く）にモード形状関数の距離微分のカーブトップやカーブボトムが含まれないように選ぶことで、振動モードの次数に対応した制振を効率よく行うことができる。具体的には、前記二点は、上記した（２）から（４）に記載されるような位置に選ばれる。 In the vibration damping device of the present invention, basically, the two points (the points where the supporting means for applying a compressive force or an extension force to the structure are arranged) are located between the two points (however, the region in the vicinity of each point) By selecting so that the curve top and the curve bottom of the distance differentiation of the mode shape function are not included in (excluding)), vibration control corresponding to the order of the vibration mode can be performed efficiently. Specifically, the two points are selected at positions as described in (2) to (4) above.

モード形状関数は、一般にφ The mode shape function is generally φ _nn （ｎは正の整数）で表されるが、上記したモード形状関数は、制振したいモードの次数についての関数（すなわち、この次数をｋとするとφ(Where n is a positive integer), the above-described mode shape function is a function for the order of the mode to be damped (ie, if this order is k, φ _kk ）である。).
なお、本発明の制振装置における制御では、制御パラメータに温度を含めておき、伝達体等の熱膨張・熱収縮を考慮した補正をするようにできる。 In the control in the vibration damping device of the present invention, the temperature can be included in the control parameter, and correction can be made in consideration of the thermal expansion / contraction of the transmission body or the like.

本発明によれば、リニア駆動するアクチュエータにより、大型構造物の制振が可能である。すなわち、節の間隔が短い振動モードについてはもちろん、節の間隔が長い振動モードに対しても高効率の制振を行うことができる（００２９）。 According to the onset bright, by an actuator of the linear drive, it is possible damping of large structures. That is, high-efficiency vibration suppression can be performed not only for vibration modes with short node intervals but also for vibration modes with long node intervals (0029).

以下本発明の実施形態を説明する。
図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の制振装置を示す平面図、側面図、正面図であり、この制振装置は構造物に振動を加えることで構造物に生じる振動を低減することができる。図１では、説明の便宜上、構造物１００の一部（ここではＨ鋼）のみを示してある。
制振装置１１は、１つのアクチュエータ１１１と、１つの伝達体（本実施形態では棒状体）１１２と、一対の支持手段１１３Ａ，１１３Ｂと、１つの支承部材１１４とからなる。なお、図１（Ａ）では、支承部材１１４は図示されていないし、図１（Ｃ）ではアクチュエータ１１１，伝達体１１２，支持手段１１３Ｂ，支承部材１１４は図示されていない。 Embodiments of the present invention will be described below.
1A, 1B, and 1C are a plan view, a side view, and a front view showing a vibration damping device of the present invention. This vibration damping device is generated in a structure by applying vibration to the structure. Vibration can be reduced. In FIG. 1, for convenience of explanation, only a part of the structure 100 (here, H steel) is shown.
The vibration control device 11 includes one actuator 111, one transmission body (in this embodiment, a rod-like body) 112, a pair of support means 113A and 113B, and one support member 114. In FIG. 1A, the support member 114 is not shown, and in FIG. 1C, the actuator 111, the transmission body 112, the support means 113B, and the support member 114 are not shown.

アクチュエータ１１１は、図１では圧電材（素子）であり、図１（Ａ），（Ｂ）に示すＸ軸方向（±Ｘ方向）に押し力を発生する。アクチュエータとして、圧電材のほか、油圧アクチュエータ、電磁アクチュエータ（リニアモータ、回転−直線変換機構を用いた回転モータ）を使用することもできる。 The actuator 111 is a piezoelectric material (element) in FIG. 1 and generates a pressing force in the X-axis direction (± X direction) shown in FIGS. In addition to piezoelectric materials, hydraulic actuators and electromagnetic actuators (linear motors, rotary motors using a rotation-linear conversion mechanism) can also be used as actuators.

図１（Ａ），（Ｂ）に示すように構造物１００の二点Ｐ₁，Ｐ₂に取り付けた支持手段１１３Ａ，１１３Ｂはブラケットとして機能し、アクチュエータ１１１と伝達体１１２とをその両端から支持する。本実施形態では、点Ｐ₁は支持手段１１３Ａが構造物１００に接している面の中心点、点Ｐ₂は支持手段１１３Ｂが構造物１００に接している面の中心点である。なお、点Ｐ₁を支持手段１１３Ａのアクチュエータ１１１側の構造物１００に接している面上の端点とし、点Ｐ₂を支持手段１１３Ｂの伝達体１１２側の構造物１００に接している面上の端点とすることもできる。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the support means 113A and 113B attached to the two points P ₁ and P ₂ of the structure 100 function as brackets, and support the actuator 111 and the transmission body 112 from both ends thereof. To do. In this embodiment, the point P ₁ is the center point of the surface where the support means 113A is in contact with the structure 100, and the point P ₂ is the center point of the surface where the support means 113B is in contact with the structure 100. Note that the point P ₁ is an end point on the surface in contact with the structure 100 on the actuator 111 side of the support means 113A, and the point P ₂ is on the surface in contact with the structure 100 on the transmission body 112 side of the support means 113B. It can also be an end point.

支承部材１１４はアクチュエータ１１１と構造物１００との間に設けられたリニアベアリングを備えた装置（リニアブッシュ）であり、伝達体１１２を構造物１００側から駆動力の方向に拘束することなく支承する。なお、本発明では、支承部材（図１では符号１１４）は、伝達体１１２の座屈防止やずれ防止等のために設けられるが、座屈やずれ等の危険がないような場合には設けなくてもよい。 The support member 114 is a device (linear bush) provided with a linear bearing provided between the actuator 111 and the structure 100, and supports the transmission body 112 from the structure 100 side without being restricted in the direction of the driving force. . In the present invention, the support member (reference numeral 114 in FIG. 1) is provided to prevent buckling or displacement of the transmission body 112, but is provided when there is no danger of buckling or displacement. It does not have to be.

本実施形態では、アクチュエータ１１１には、金属からなる取付けジグ１１５が設けられており、取付けジグ１１５はアクチュエータ１１１に押し当てられている。なお、支持手段１１３Ａに設けられたジャッキボルトは、支持手段１１３Ａと１１３Ｂの間の長さと、伝達体１１２とアクチュエータ１１１と取付けジグ１１５の長さを合計した長さの差を調整するとともに、支持手段間に所定の伸張力を与える。
アクチュエータ１１１が押し引き型でない場合、アクチュエータの駆動指令として、一定値のバイアス成分（例えば最大能力の５０％）を加えた状態を非作動状態とすれば、２０％〜８０％の駆動指令を与えた場合、±３０％の押し引き力が作用したことに相当する。 In the present embodiment, the actuator 111 is provided with a mounting jig 115 made of metal, and the mounting jig 115 is pressed against the actuator 111. The jack bolt provided on the support means 113A adjusts the difference between the total length of the length between the support means 113A and 113B and the length of the transmission body 112, the actuator 111, and the mounting jig 115, and supports the jack bolt. A predetermined stretching force is applied between the means.
If the actuator 111 is not a push-pull type, a drive command of 20% to 80% is given as a drive command for the actuator, if a state in which a bias component of a constant value (for example, 50% of the maximum capacity) is added to the non-actuated state In this case, it corresponds to the pushing / pulling force of ± 30%.

図２（Ａ）は、２つの伝達体要素１１２Ａ，１１２Ｂ（図１（Ａ），（Ｂ）に示した伝達体１１２参照）を連結して１つの伝達体として使用する態様を示す図である。図２（Ａ）では、伝達体要素１１２Ａ，１１２Ｂとの連結のために連結具１１６が設けられており、伝達体要素１１２Ａ，１１２Ｂと構造物１００との間にはそれぞれ支承部材１１４が設けられている。 FIG. 2A is a diagram showing a mode in which two transmitter elements 112A and 112B (see the transmitter 112 shown in FIGS. 1A and 1B) are connected and used as one transmitter. . In FIG. 2A, a coupling tool 116 is provided for connection with the transmission element 112A, 112B, and a support member 114 is provided between the transmission element 112A, 112B and the structure 100, respectively. ing.

図２（Ｂ）は、３つの伝達体要素１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃを連結して１つの伝達体として使用する態様を示す図であり、伝達体要素１１２Ａ，１１２Ｂの連結、伝達体要素１１２Ｂ，１１２Ｃの連結のために、それぞれ連結具１１６が設けられている。また、伝達体要素１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃと構造物１００との間にはそれぞれ支承部材１１４が設けられている。 FIG. 2 (B) is a diagram showing a mode in which three transmitter elements 112A, 112B, and 112C are connected and used as one transmitter, and the transmitter elements 112A and 112B are connected, and the transmitter elements 112B and 112C are used. For the connection, a connecting tool 116 is provided. Further, support members 114 are provided between the transmission element 112A, 112B, 112C and the structure 100, respectively.

図１の制振装置１１や図２（Ａ）や図２（Ｂ）の制振装置１１では、支承部材１１４としてリニアベアリングを用いた例を示したが、支承部材１１４として、伝達体１１２を移動可能に支承する種々の構成が採用できる。たとえば、図３に示すように支承部材１１４としてすべり支承を用いることができる。このすべり支承は、すべり性に優れた材料により表面処理が施された部材であり（図３では斜線で示す）、この部材により伝達体１１２を支承するように構成されている。また、たとえば支承部材１１４として、すべり性に優れた材料による表面処理が特に施されていない金属やセラミックとすることができる。 In the vibration damping device 11 in FIG. 1 and the vibration damping device 11 in FIGS. 2A and 2B, an example in which a linear bearing is used as the support member 114 is shown. Various configurations that can be movably supported can be employed. For example, a sliding support can be used as the support member 114 as shown in FIG. This sliding support is a member that has been surface-treated with a material having excellent sliding properties (indicated by hatching in FIG. 3), and is configured to support the transmission body 112 by this member. Further, for example, the support member 114 may be a metal or ceramic that is not particularly subjected to a surface treatment with a material having excellent sliding properties.

また、すべり支承部材１１４として、図４（Ａ）の平面図，（Ｂ）の側面図，（Ｃ）の正面図に示すような板バネを使用することができる。図４では、すべり支承部材１１４は、板バネＨと板バネＨの両端に設けられた板バネ固定部Ｓと板バネ固定部Ｂからなり、板バネ固定部Ｓは構造部材１００に取り付けられ、板バネ固定部Ｂは伝達体１１２に取り付けられる。この板バネＨは、伝達体１１２を中心軸方法に移動可能に支持することができる。 Further, as the sliding support member 114, a leaf spring as shown in the plan view of FIG. 4A, the side view of FIG. 4B, and the front view of FIG. In FIG. 4, the sliding support member 114 includes a leaf spring H and a leaf spring fixing portion S and a leaf spring fixing portion B provided at both ends of the leaf spring H, and the leaf spring fixing portion S is attached to the structural member 100. The leaf spring fixing portion B is attached to the transmission body 112. The leaf spring H can support the transmission body 112 so as to be movable in the center axis method.

図１の実施形態、図２（Ａ），（Ｂ）の実施形態、図３の実施形態では、アクチュエータ１１１として圧電材を用いたものを示したが、本発明ではこれに限定されず、図５に示すように油圧ジャッキを使用することができる。なお、図５では、アクチュエータ１１１（油圧ジャッキ）は、支持手段１１３Ａにボルト締め等により取り付けられており、取付けジグ１１５は用いてはいない。 In the embodiment shown in FIG. 1, the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, and the embodiment shown in FIG. 3, the actuator 111 is shown using a piezoelectric material. However, the present invention is not limited to this. A hydraulic jack can be used as shown in FIG. In FIG. 5, the actuator 111 (hydraulic jack) is attached to the supporting means 113A by bolting or the like, and the attachment jig 115 is not used.

上記した制振装置１１では、伝達体１１２に圧縮力が加えられる場合を説明したが、伝達体１１２に伸張力が加えられるように制振装置１１を構成することができる。図６（Ａ）は制振装置１１の側面図、図６（Ｂ）は（Ａ）において矢印ｑ₁，ｑ₁方向を見た説明図、図６（Ｃ）は（Ａ）において矢印ｑ₂，ｑ₂方向を見た説明図である。 In the above-described vibration damping device 11, the case where a compressive force is applied to the transmission body 112 has been described, but the vibration damping device 11 can be configured such that an extension force is applied to the transmission body 112. 6A is a side view of the vibration damping device 11, FIG. 6B is an explanatory view when the directions of the arrows q ₁ and q ₁ are viewed in FIG. 6A, and FIG. 6C is the arrow q ₂ in FIG. , Q ₂ direction.

図６（Ａ）では、伝達体把持具１１７により伝達体１１２の端部を把持し、アクチュエータの押し力を伝達体１１２の伸張力に変換している。
伝達体１１２に圧縮力が加えられる場合には、伝達体１１２として棒状体を使用しなくてはならず座屈の危険があるが、図６（Ａ）から（Ｃ）では伝達体１１２に伸張力が加えられるので、伝達体１１２として棒状体を使用したとしても座屈の危険はない。図６（Ａ）〜（Ｃ）では、伝達体１１２として棒状体を使用しているが、ワイヤーを使用することもできる。 In FIG. 6A, the end of the transmission body 112 is gripped by the transmission body gripping tool 117, and the pushing force of the actuator is converted into the extension force of the transmission body 112.
When a compressive force is applied to the transmission body 112, a rod-shaped body must be used as the transmission body 112, and there is a risk of buckling. However, in FIGS. 6A to 6C, the transmission body 112 expands. Since force is applied, there is no risk of buckling even if a rod-like body is used as the transmission body 112. In FIGS. 6A to 6C, a rod-shaped body is used as the transmission body 112, but a wire can also be used.

図７は、本発明の制振装置を両端固定の構造物（両端固定の断面が一様な梁とした例）に適用した実施形態を示すモデル図である。以下、図７の制振装置の動作を、図１から図６において説明した制振装置１１の動作を含めて説明する。なお、図７では制振装置１１の全体は示されておらず、支持手段１１３Ａ，１１３Ｂのみが示されている。 FIG. 7 is a model diagram showing an embodiment in which the vibration damping device of the present invention is applied to a structure that is fixed at both ends (an example in which both ends are fixed to have a uniform cross section). Hereinafter, the operation of the vibration damping device of FIG. 7 will be described including the operation of the vibration damping device 11 described in FIGS. 1 to 6. In FIG. 7, the entire vibration damping device 11 is not shown, and only the support means 113A and 113B are shown.

本実施形態では、構造物１００の両端が固定されている。また、構造物１００上の二点Ｐ₁，Ｐ₂に支持手段１１３Ａ，１１３Ｂが取り付けられ、支持手段１１３Ａ，１１３Ｂ間に図示しないアクチュエータと伝達体とが設けられる。図７では、支持手段１１３Ａ，１１３Ｂを押し広げるように伝達体に力が加えられる様子を示してあり、これにより構造物にはモーメントＭ，−Ｍが働く。 In this embodiment, both ends of the structure 100 are fixed. Support means 113A and 113B are attached to two points P ₁ and P ₂ on the structure 100, and an actuator and a transmission body (not shown) are provided between the support means 113A and 113B. FIG. 7 shows a state in which a force is applied to the transmission body so as to spread the support means 113A and 113B, whereby moments M and −M act on the structure.

構造物１００が固有振動する場合の振る舞いは、一般にモード形状関数φ_n（ｘ）で表される。
ここで、φ_n（ｘ）は、長さが構造物のＸ軸方向に定義された関数であり、本実施形態の両端固定の断面が一様な梁では、
φ_n（ｘ）
＝ｃｏｓｈｋ_nｘ−ｃｏｓｋ_nｘ
−〔（ｃｏｓｋ_nＬ−ｃｏｓｈｋ_nＬ）／（ｓｉｎｋ_nＬ−ｓｉｎｈｋ_nＬ）〕
×（ｓｉｎｈｋ_nｘ−ｓｉｎｋ_nｘ）・・・（１）
である。また、φ_nの微分は以下のように表される。
ｄφ_n（ｘ）／ｄｘ
＝ｋ_nｓｉｎｈｋ_nｘ＋ｋ_nｓｉｎｋ_nｘ
−〔（ｃｏｓｋ_nＬ−ｃｏｓｈｋ_nＬ）／（ｓｉｎｋ_nＬ−ｓｉｎｈｋ_nＬ）〕
×（ｋ_nｃｏｓｈｋ_nｘ−ｋ_nｃｏｓｋ_nｘ）・・・（２）
上記の（１）式，（２）式において、ｋ_n（ｎ＝１，２，３，４，・・・）は、
ｋ₁＝（２．２６７）^1/2×π／Ｌ
ｋ₂＝（６．２４９）^1/2×π／Ｌ
ｋ₃＝（１２．２５）^1/2×π／Ｌ
ｋ₄＝（２０．２５）^1/2×π／Ｌ
となる。
ここで、Ｌは、梁の長さである。 The behavior when the structure 100 undergoes natural vibration is generally represented by a mode shape function φ _n (x).
Here, φ _n (x) is a function whose length is defined in the X-axis direction of the structure, and in a beam having a uniform cross section fixed at both ends in this embodiment,
φ _n (x)
= Coshk _n x-cosk _n x
-[(Cosk _n L-coshk _n L) / (sink _n L-sinhk _n L)]
X (sinhk _n x-sink _n x) (1)
It is. Further, the differentiation of φ _n is expressed as follows.
dφ _n (x) / dx
_{_{= K n sinhk n x + k}} n sink n x
-[(Cosk _n L-coshk _n L) / (sink _n L-sinhk _n L)]
_{_{× (k n coshk n x-}} k n cosk n x) ··· (2)
In the above equations (1) and (2), k _n (n = 1, 2, 3, 4,...) Is
k ₁ = (2.267) ^1/2 × π / L
k ₂ = (6.249) ^1/2 × π / L
k ₃ = (12.25) ^1/2 × π / L
k ₄ = (20.25) ^1/2 × π / L
It becomes.
Here, L is the length of the beam.

図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に、ｎ＝１，２，３，４のときのモード形状関数φ_n（ｘ）を実線で示し、ｄφ_n（ｘ）／ｄｘを破線で示す。また、ｄφ_n（ｘ）／ｄｘが極大となる点を白丸で示し、極小となる点を黒丸で示す。図７では、構造物１００の全長を無単位の数値４．０としてあり、振幅も無単位の数値で示してある。
なお、白三角で示してある端点にも、ｄφ_n（ｘ）／ｄｘ＝０の点と同様に扱うことができる（Ｐ₁，Ｐ₂を選ぶときの点の候補とできる）。
なお、図７に示すアクチュエータ１１１の取り付け態様の場合、はり上の任意の二点をＰ₁、Ｐ₂とすると、モードに対する影響を示す関数としてΔ（φ_n′）が定義できる。
Δ（φ_n′）＝ｄφ_n（Ｐ₁）／ｄｘ−ｄφ_n（Ｐ₂）／ｄｘ・・・（３） 8 (A), (B), (C), and (D), the mode shape function φ _n (x) when n = 1, 2, 3, 4 is indicated by a solid line, and dφ _n (x) / dx is indicated by a broken line. Further, a point at which dφ _n (x) / dx is maximized is indicated by a white circle, and a point at which dφ _n (x) / dx is minimized is indicated by a black circle. In FIG. 7, the total length of the structure 100 is a unitless numerical value 4.0, and the amplitude is also indicated by a unitless numerical value.
Note that the end points indicated by white triangles can be handled in the same manner as the points of dφ _n (x) / dx = 0 (can be point candidates when selecting P ₁ and P ₂ ).
In the case of the attachment mode of the actuator 111 shown in FIG. 7, if two arbitrary points on the beam are P ₁ and P ₂ , Δ (φ _n ′) can be defined as a function indicating the influence on the mode.
Δ (φ _n ′) = dφ _n (P ₁ ) / dx−dφ _n (P ₂ ) / dx (3)

制振の対象とするｋ次モードの形状関数φ_kの微分ｄφ_k（ｘ）／ｄｘの山の頂点（カーブトップ、白丸の点）ｘ₁とその隣に存在する谷の最下点（カーブボトム、黒丸の点）ｘ₂がとすると、Δ（φ_k′）は、Ｐ₁を点ｘ₁（白丸の点）に選び、Ｐ₂をその隣に存在する極小となる点（黒丸の点）ｘ₂に選んだときに最大となる。 The top of the peak (curve top, white circle point) x ₁ of the differential dφ _k (x) / dx of the shape function φ _k of the _k-th mode to be controlled, and the lowest point (curve) If the bottom, black circle point) x ₂ , then Δ (φ _k ′) selects P ₁ as the point x ₁ (white circle point), and P ₂ becomes the local minimum point (black dot) ) becomes the maximum when you select to x _2.

図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）に、図８（Ａ）に示した一次モードについての二点Ｐ₁，Ｐ₂の選択の態様を説明する。
図９（Ａ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、ｄφ₁／ｄｘのカーブトップ（白丸）とその隣に存在するｄφ₁／ｄｘのカーブボトム（黒丸）との間（この領域を斜線で示す）に選んだ場合を示している。図９（Ａ）では、Ｐ₁，Ｐ₂間にｄφ₁／ｄｘがゼロとなる点が位置しないように選んである。 9 (A), (B), (C), (D), (E), and (F) are shown in FIG. 8 (A) in which two points P ₁ and P ₂ are selected for the primary mode. Will be explained.
9 (A) is two points P _1, P _2, hatched between (the area between the curve top d.phi ₁ / dx (open circles) and d.phi ₁ / dx curve bottom present in the next (closed circles) Shows the case of selecting. In FIG. 9A, a point where dφ ₁ / dx becomes zero is selected between P ₁ and P ₂ so as not to be located.

図９（Ｂ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、ｄφ₁／ｄｘのカーブトップ（白丸）とその隣に存在するｄφ₁／ｄｘのカーブボトム（黒丸）との間（この領域を斜線で示す）で、かつＰ₁，Ｐ₂間に距離微分ｄφ₁／ｄｘがゼロとなる点が位置するように選んだ場合を示している。 FIG. 9 (B) the two points P _1, P _2, hatched between (the area between the curve top d.phi ₁ / dx (open circles) and d.phi ₁ / dx curve bottom present in the next (closed circles) And a point where the distance differential dφ ₁ / dx is zero is selected between P ₁ and P ₂ .

図９（Ｃ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、ｄφ₁／ｄｘがゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いｄφ₁／ｄｘのカーブトップ（白丸）との間（この領域を斜線で示す）に選ぶとともに他方の点Ｐ₂をｄφ₁／ｄｘのカーブトップのｄφ₁／ｄｘがゼロとなる前記点とは反対側の近傍に選んだ場合を示している。 FIG. 9C shows two points P ₁ and P ₂ between a point where dφ ₁ / dx is zero and a curve top (white circle) of dφ ₁ / dx closest to the zero point (this region). And the other point P ₂ is selected in the vicinity of the opposite side of the point where dφ ₁ / dx of the curve top of dφ ₁ / dx becomes zero.

図９（Ｄ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、ｄφ₁／ｄｘのカーブトップ近傍とその隣に存在するｄφ₁／ｄｘのカーブボトム近傍（カーブトップ近傍およびカーブボトム近傍の領域を斜線で示す）に選んだ場合を示している。 Figure 9 (D), the two points _{_{_{P 1, P 2, dφ 1}}} / dx curve top near the d.phi ₁ / dx hatched curve bottom near (curve top and near the curve bottom near the region of that present in the next Shows the case of selecting.

図９（Ｅ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、構造物１００の端点（図では左端の白三角）とその隣に存在するｄφ₁／ｄｘのカーブトップ（白丸）との間（この領域を斜線で示す）に選んだ場合を示している。
図９（Ｆ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、構造物１００の端点（図では左端の白三角）近傍とその隣に存在するｄφ₁／ｄｘのカーブトップ（白丸）の近傍（この領域を斜線で示す）に選んだ場合を示している。 FIG. 9E shows two points P ₁ and P ₂ between the end point of the structure 100 (the white triangle at the left end in the figure) and the curve top (white circle) of dφ ₁ / dx existing next to it (this circle) The area is indicated by hatching).
FIG. 9 (F) shows two points P ₁ and P ₂ in the vicinity of the end point of the structure 100 (the white triangle at the left end in the figure) and the vicinity of the curve top (white circle) of dφ ₁ / dx existing next to it. The area is indicated by hatching).

図９（Ｄ）の場合が最もモードに対する影響度は大きく制振効率が最も高いが、構造物の何らかの制約から実施できない場合があり、その場合には図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｅ），（Ｆ）の何れかを選ぶことになる。 In the case of FIG. 9 (D), the influence on the mode is the largest and the vibration damping efficiency is the highest, but there are cases where it cannot be implemented due to some restrictions of the structure, in which case FIGS. One of C), (E), and (F) is selected.

図１０は、本発明の制振装置を片端固定の構造物（片持ち梁）に適用した実施形態を示すモデル図である。以下、図１０の制振装置の動作を説明する。
図１０では、構造物１００の一端が固定され、他端が自由となっている以外は、図７と構成が同じである。
図１０の構造物１００についてのｎ次のモード形状関数φ_n（ｘ）は、
φ_n（ｘ）
＝ｃｏｓｈｋ_nｘ−ｃｏｓｋ_nｘ
−〔（ｃｏｓｋ_nＬ＋ｃｏｓｈｋ_nＬ）／（ｓｉｎｋ_nＬ＋ｓｉｎｈｋ_nＬ）〕
×（ｓｉｎｈｋ_nｘ−ｓｉｎｋ_nｘ）・・・（４）
で表される。また、φ_nの微分は以下のように表される。
ｄφ_n（ｘ）／ｄｘ
＝ｋ_nｓｉｎｈｋ_nｘ＋ｋ_nｓｉｎｋ_nｘ
−〔（ｃｏｓｋ_nＬ＋ｃｏｓｈｋ_nＬ）／（ｓｉｎｋ_nＬ＋ｓｉｎｈｋ_nＬ）〕
×（ｋ_nｃｏｓｈｋ_nｘ−ｋ_nｃｏｓｋ_nｘ）・・・（５）
ｋ₁＝（０．３５６）^1/2×π／Ｌ
ｋ₂＝（２．２３２）^1/2×π／Ｌ
ｋ₃＝（６．２５２）^1/2×π／Ｌ
ｋ₄＝（１２．２５）^1/2×π／Ｌ FIG. 10 is a model diagram showing an embodiment in which the vibration damping device of the present invention is applied to a one-end fixed structure (cantilever beam). Hereinafter, the operation of the vibration damping device of FIG. 10 will be described.
10 is the same as FIG. 7 except that one end of the structure 100 is fixed and the other end is free.
The nth-order mode shape function φ _n (x) for the structure 100 of FIG.
φ _n (x)
= Coshk _n x-cosk _n x
− [(Cos _{k n} L + coshk _n L) / (sink _n L + sinhk _n L)]
X (sinhk _n x-sink _n x) (4)
It is represented by Further, the differentiation of φ _n is expressed as follows.
dφ _n (x) / dx
_{_{= K n sinhk n x + k}} n sink n x
− [(Cos _{k n} L + coshk _n L) / (sink _n L + sinhk _n L)]
_{_{× (k n coshk n x-}} k n cosk n x) ··· (5)
k ₁ = (0.356) ^1/2 × π / L
k ₂ = (2.232) ^1/2 × π / L
k ₃ = (6.252) ^1/2 × π / L
k ₄ = (12.25) ^1/2 × π / L

図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に、ｎ＝１，２，３，４のときのモード形状関数φ_n（ｘ）を実線で示し、ｄφ_n（ｘ）／ｄｘを破線で示す。また、ｄφ_n（ｘ）／ｄｘが極大となる点を白丸で示し、極小となる点を黒丸で示す。図１１では、構造物１００の全長を無単位の数値４．０としてあり、振幅も無単位の数値で示してある。なお、白三角で示してある端点にも、ｄφ_n（ｘ）／ｄｘ＝０の点と同様に扱うことができる（Ｐ₁，Ｐ₂を選ぶときの点の候補とできる）。
なお、本実施形態でも、モードに対する影響を示す関数として、（３）式のΔ（φ_n′）が定義できる。ｋ次モードを対象とした場合、Δ（φ_k′）は、Ｐ₁を点ｘ₁（白丸の点）に選び、Ｐ₂をその隣に存在する極小となる点（黒丸の点）ｘ₂に選んだときに最大となる。 In FIGS. 11A, 11B, 11C, and 11D, the mode shape function φ _n (x) when n = 1, 2, 3, 4 is indicated by a solid line, and dφ _n (x) / dx is indicated by a broken line. Further, a point at which dφ _n (x) / dx is maximized is indicated by a white circle, and a point at which dφ _n (x) / dx is minimized is indicated by a black circle. In FIG. 11, the total length of the structure 100 is a unitless numerical value 4.0, and the amplitude is also indicated by a unitless numerical value. Note that the end points indicated by white triangles can be handled in the same manner as the points of dφ _n (x) / dx = 0 (can be point candidates when selecting P ₁ and P ₂ ).
In the present embodiment, Δ (φ _n ′) in the expression (3) can be defined as a function indicating the influence on the mode. In the case of the k-th order mode, Δ (φ _k ′) selects P ₁ as a point x ₁ (white circle point), and P ₂ becomes a minimum point (black circle point) x ₂ adjacent to it. Maximum when selected.

図１２（Ａ），（Ｂ）に、図１１（Ａ）に示した一次モードについての二点Ｐ₁，Ｐ₂の選択の態様を説明する。
図１２（Ａ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、構造物の端点（白三角）（この場合はｄφ₁（ｘ）／ｄｘの極小値でもある）とその隣に存在するｄφ₁／ｄｘのカーブトップ（白丸）（この場合は端点でもある。）との間（この領域を斜線で示す）に選んだ場合を示している。 12 (A) and 12 (B), the mode of selection of the two points P ₁ and P ₂ for the primary mode shown in FIG. 11 (A) will be described.
FIG. 12 (A) shows two points P ₁ and P ₂ as an end point (white triangle) (in this case, a minimum value of dφ ₁ (x) / dx) and dφ ₁ / A case is shown in which it is selected between the curve top (white circle) of dx (which is also an end point in this case) (this region is indicated by hatching).

図１２（Ｂ）は、二点Ｐ₁，Ｐ₂を、構造物の端点（白三角）近傍とその隣に存在するｄφ₁／ｄｘのカーブトップ（白丸）近傍（端点近傍およびカーブトップ近傍の領域を斜線で示す）に選んだ場合を示している。
ここでは、単純な一様断面梁のふたつの例について示したが、複雑な構造に対しても有限要素解析からモード形状関数を求めれば、同様の手法で適切なＰ₁、Ｐ₂を導き出すことできる。 FIG. 12 (B) shows two points P ₁ and P ₂ near the end point (white triangle) of the structure and the curve top (white circle) of dφ ₁ / dx existing next to it (the vicinity of the end point and the vicinity of the curve top). The area is indicated by hatching).
Here, two examples of a simple uniform cross-section beam have been shown. If a mode shape function is obtained from a finite element analysis even for a complicated structure, appropriate P ₁ and P ₂ can be derived by the same method. it can.

通常の構造物では、制振が必要とされる振動モードの次数は低次であることが多いが、振動モードが高次の場合にも本発明は有効である。
制振が必要となる振動モードは、１つの構造物について１つであるとは限らず、２つまたは３つ以上であることもある。たとえば、構造物上の異なる所定の二点間における、所定の二点を結ぶ方向が同一であり、構造物に同一構成の２つの制振装置を２つ取り付けることができる。たとえば、構造物の、ある梁または柱については、ｉ次のモード形状関数φ_Aiについて制振が必要であり、同時に構造物の他の梁または柱については、ｊ次のモード形状関数φ_Bjについて制振が必要となることがある。また、矩形枠の対向する２辺について、ｉ次のモード形状関数φ_Aiについての制振を行い、残りの対向する２辺についてｊ次のモード形状関数φ_Bjについての制振を行うこともある。 In ordinary structures, the order of vibration modes that require damping is often low, but the present invention is also effective when the vibration mode is high.
The vibration mode that requires damping is not limited to one for one structure, and may be two or three or more. For example, it is possible to attach two two vibration control devices having the same configuration to two different predetermined points on the structure in the same direction connecting the two predetermined points. For example, for a certain beam or column of a structure, vibration suppression is necessary for the i-th order mode shape function φ _Ai , and at the same time for a j-th order mode shape function φ _Bj for the other beams or columns of the structure. Vibration suppression may be required. In addition, the i-order mode shape function φ _Ai may be controlled for two opposing sides of the rectangular frame, and the j-order mode shape function φ _Bj may be controlled for the remaining two opposing sides. .

図１３（Ａ）から（Ｅ）はアクチュエータの駆動力の方向が、伝達体２１２に生じる力の方向と直交する場合の実施形態の説明図である。
図１３（Ａ）において、構造物２００に設けられている制振装置２１は、アクチュエータ２１１とワイヤーからなる伝達体２１２と、支持手段２１３Ａ，２１３Ｂと、滑車からなる支承部材２１４とからなる。図１３（Ｂ）では、支持手段２１３Ａ，２１３ＢがＰ₁，Ｐ₂に取り付けられた様子が示されている。
図１３（Ｃ）は、たるみ防止用のバネ２１６がアクチュエータ２１１に併設された実施形態を示し、図１３（Ｄ）は、さらに減衰器２１７が併設された実施形態を示している。
図１３（Ｅ）は、図１３（Ａ）の制振装置２１におけるワイヤー，滑車に代えてリンク機構を用いた実施形態を示している。伝達体２１２は二本のリンクロッドであり、支承部材２１４は支点である。それぞれのリンクロッドの一端はアクチュエータに設けられたリンク軸に取り付けられ、リンクロッドのもう一端は、支持手段２１３Ａ、２１３Ｂに設けられたリンク軸にそれぞれ接続されている。図１３（Ｅ）に示していないが、アクチュエータ２１１にばねを併設する場合や減衰器を併設する場合もある。 FIGS. 13A to 13E are explanatory views of the embodiment in the case where the direction of the driving force of the actuator is orthogonal to the direction of the force generated in the transmission body 212.
In FIG. 13A, the vibration damping device 21 provided in the structure 200 includes an actuator 211, a transmission body 212 made of a wire, support means 213A and 213B, and a support member 214 made of a pulley. FIG. 13B shows a state where the supporting means 213A and 213B are attached to P ₁ and P ₂ .
FIG. 13C shows an embodiment in which a spring 216 for preventing sagging is provided along with the actuator 211, and FIG. 13D shows an embodiment in which an attenuator 217 is further provided.
FIG. 13E shows an embodiment using a link mechanism in place of the wire and pulley in the vibration damping device 21 of FIG. The transmission body 212 is two link rods, and the support member 214 is a fulcrum. One end of each link rod is attached to a link shaft provided in the actuator, and the other end of the link rod is connected to a link shaft provided in the support means 213A and 213B. Although not shown in FIG. 13 (E), there may be a case where a spring is added to the actuator 211 or an attenuator.

図１４は、本発明の制振装置の機能ブロック図である。図１４において、構造物１００の振動は振動センサ１１８により検出され、制御装置１１９は振動センサからの情報に基づき、アクチュエータ１１１の駆動信号を生成する。図１４では、制御装置は、図示しない温度計から温度情報Ｔを取得しており、伝達体等の熱膨張・熱収縮によるサイズ変化等を補正することもある。 FIG. 14 is a functional block diagram of the vibration damping device of the present invention. In FIG. 14, the vibration of the structure 100 is detected by the vibration sensor 118, and the control device 119 generates a drive signal for the actuator 111 based on information from the vibration sensor. In FIG. 14, the control device acquires temperature information T from a thermometer (not shown), and may correct a change in size due to thermal expansion / contraction of the transmission body or the like.

次に、本発明の振動検出装置の実施形態を説明する。
振動検出装置の構成は、基本的には上述した圧電素子からなるアクチュエータを備えた制振装置の構造と同じである。周知のように、圧電素子は、振動センサとして使用できるので、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、図２（Ａ），（Ｂ）、図３、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）に記載の制振装置は、そのまま本発明の振動検出装置として使用することができる。 Next, an embodiment of the vibration detection device of the present invention will be described.
The configuration of the vibration detection device is basically the same as the structure of the vibration damping device including the actuator composed of the piezoelectric element described above. As is well known, since a piezoelectric element can be used as a vibration sensor, FIGS. 1 (A), (B), (C), FIGS. 2 (A), (B), FIG. 3, FIG. 4 (A), ( B), (C), FIG. 6 (A), (B), (C), FIG. 13 (A), (B), (C), (D), (E) It can be used as it is as the vibration detection apparatus of the present invention.

また、これらの振動検出装置を用いて、本発明の振動検出装置を構成することができる。すなわち、本発明の振動検出装置の構成，作用等は、図７、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）、図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）に示した両端固定の振動検出装置、図１０、図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）、図１２（Ａ），（Ｂ）に示した片端固定（片持ち梁）の振動検出装置の構成，作用等と概ね同じである。 Further, using these vibration detection device, it is possible to configure the vibration detecting device of the present invention. That is, the configuration, operation, and the like of the vibration detection device of the present invention are shown in FIGS. 7, 8A, 8B, 9C, 9D, 9A, 9B, 9C, and 9C. (D), (E), (F) a vibration detecting device at both ends fixed shown in FIG. 10, FIG. 11 (a), (B) , (C), (D), FIG. 12 (a), (B ) at one end fixed (configuration of the vibration detecting device of the cantilever) shown is substantially the same as the action and the like.

図１５は、本発明の振動検出装置の機能ブロック図である。図１５において、構造物１００′の振動は、振動検出装置１１′が検出信号を出力し（具体的には圧電素子１１１′が電圧信号を出力し）、振動検出回路１１９′が振動を数値等として出力する。なお、図１５では、支持手段を符号２１３Ａ′，２１３Ｂ′で示し、伝達体を符号１１２′で示してある。 FIG. 15 is a functional block diagram of the vibration detection apparatus of the present invention. In FIG. 15, the vibration of the structure 100 ′ is detected by the vibration detection device 11 ′ (specifically, the piezoelectric element 111 ′ outputs a voltage signal), and the vibration detection circuit 119 ′ indicates the vibration numerically. Output as. In FIG. 15, the support means are indicated by reference numerals 213A ′ and 213B ′, and the transmission body is indicated by reference numeral 112 ′.

図１５では、振動検出装置１１′は、対応するモード振動の大きさを効率よく検出できる。すなわち、モード振動に対応できない装置では、複数のモード振動を同時に検出してしまうが、本発明では、特定のモード振動に対して感度良く検出することができる。また、たとえば、複数の振動モードに対応して、複数の振動検出装置を構造物に用意しておくこともできる。 In FIG. 15, the vibration detection device 11 ′ can efficiently detect the magnitude of the corresponding mode vibration. That is, in a device that cannot cope with mode vibration, a plurality of mode vibrations are detected at the same time. However, in the present invention, it is possible to detect a specific mode vibration with high sensitivity. In addition, for example, a plurality of vibration detection devices can be prepared in a structure corresponding to a plurality of vibration modes.

（Ａ）は本発明の制振装置を示す平面図、（Ｂ）は同じく側面図，（Ｃ）は同じく正面図である。(A) is a top view which shows the damping device of this invention, (B) is a side view similarly, (C) is a front view similarly. （Ａ）は２つの伝達体要素を連結して１つの伝達体として使用する態様を示す図、（Ｂ）は３つの伝達体要素を連結して１つの伝達体として使用する態様を示す図である。(A) is a figure which shows the aspect which connects two transmitter elements and uses it as one transmitter, (B) is a figure which shows the aspect which connects three transmitter elements and uses as one transmitter is there. 支承部材として、すべり支承を用いた実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment using a sliding bearing as a supporting member. 支承部材として、板バネによる支承を用いた実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。It is a figure which shows embodiment using the support by a leaf | plate spring as a support member, (A) is a top view, (B) is a side view, (C) is a front view. 油圧ジャッキを使用した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment using a hydraulic jack. 伝達体に伸張力が加えられるように制振装置を構成した実施形態を示す図であり、（Ａ）は制振装置の側面図、（Ｂ）は（Ａ）において矢印ｑ₁，ｑ₁方向を見た説明図、（Ｃ）は（Ａ）において矢印ｑ₂，ｑ₂方向を見た説明図である。Is a diagram showing an embodiment constituted damping device as stretching force is applied to the transfer member, (A) is a side view of a vibration damping device, (B) is an arrow q _1, q ₁ direction in (A) (C) is an explanatory view of arrows q ₂ and q ₂ viewed in (A). 本発明の制振装置を両端固定の構造物に適用した実施形態を示すモデル図である。It is a model figure which shows embodiment which applied the damping device of this invention to the structure fixed at both ends. （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図７のモデル図においてｎ＝１，２，３，４としたときのモード形状関数φ_n（ｘ）とその微分関数ｄφ_n（ｘ）／ｄｘを示す図である。(A), (B), (C), (D) are the mode shape function φ _n (x) and its differential function dφ _n when n = 1, 2, 3, 4 in the model diagram of FIG. It is a figure which shows (x) / dx. （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）は、図８（Ａ）に示した一次モードについての二点の選択の態様を示す図である。 (A), (B), (C), (D), (E), (F) is a figure which shows the aspect of selection of two points | pieces about the primary mode shown to FIG. 8 (A) . 本発明の制振装置を一端固定、一端自由の構造物（片持ち梁）に適用した実施形態を示すモデル図である。It is a model figure which shows embodiment which applied the damping device of this invention to the structure (cantilever) of one end fixation and one end freedom. （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図１０のモデル図においてｎ＝１，２，３，４としたときのモード形状関数φ_n（ｘ）とその微分関数ｄφ_n（ｘ）／ｄｘを示す図である。(A), (B), (C), (D) are the mode shape function φ _n (x) and its differential function dφ _n when n = 1, 2, 3, 4 in the model diagram of FIG. It is a figure which shows (x) / dx. （Ａ），（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示した一次モードについての二点の選択の態様を示す説明図である。(A), (B) is explanatory drawing which shows the aspect of selection of 2 points | pieces about the primary mode shown to FIG. 11 (A). （Ａ）から（Ｅ）はアクチュエータの駆動力の方向が、伝達体に加えられる力の方向と直交する実施形態の説明図である。(A) to (E) are explanatory views of an embodiment in which the direction of the driving force of the actuator is orthogonal to the direction of the force applied to the transmission body. 本発明の制振装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the damping device of this invention. 振動検出装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the vibration detecting device. 車両のパネルの振動を、逆相の振動により低減する従来技術の説明図である。It is explanatory drawing of the prior art which reduces the vibration of the panel of a vehicle by the vibration of a reverse phase. 図１６の制振技術における不都合を解消するために考えられる制振装置を示す図である。It is a diagram showing a vibration suppression apparatus contemplated in order to solve the disadvantages in the damping technique of FIG 16.

１００構造物
１１制振装置
１１１アクチュエータ
１１２伝達体
１１３Ａ，１１３Ｂ支持手段
１１４支承部材
１１５取付けジグ
１１６連結具
Ｌはりの長さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Structure 11 Damping apparatus 111 Actuator 112 Transmission body 113A, 113B Support means 114 Bearing member 115 Jig 116 Connection tool L Length of beam

Claims

The control unit drives the actuator based on the vibration at least one vibration sensor detects vibration damping device for reducing vibration mode generated in the structure by applying a compressive force or stretching force between the two points of the structure Because
The vibration sensor for detecting vibration generated in the structure;
At least one actuator for generating a driving force in a predetermined direction;
At least one transmission body coupled to the actuator and transmitting the driving force as the compression force or the extension force or by converting the drive force into the compression force or the extension force;
Two supporting means for applying the compressive force or the stretching force to the structure, both attached to the structure, or one attached to the structure and the other part of the structure; ,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of the compression force or the extension force;
With
The two points are present between the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom existing next thereto, or the end point of the structure and next thereto. Choose between the curve top or the curve bottom,
The actuator applies a pressing force or a pulling force of a predetermined size to the structure through the transmission body and the support means in a non-driven state ,
The said control apparatus receives the signal which detects the vibration which arises in the said structure from the said vibration sensor, and sends a drive signal to the actuator of the said vibration suppression apparatus based on the said signal .

In the case where the two points does not include the endpoint, vibration damping device according to the two points, to claim 1, wherein the distance differential between the two points is equal to or chosen to be located is a point to be zero .

The control unit drives the actuator based on the vibration at least one vibration sensor detects vibration damping device for reducing vibration mode generated in the structure by applying a compressive force or stretching force between the two points of the structure Because
The vibration sensor for detecting vibration generated in the structure;
At least one actuator for generating a driving force in a predetermined direction;
At least one transmission body coupled to the actuator and transmitting the driving force as the compression force or the extension force or by converting the drive force into the compression force or the extension force;
Two supporting means for applying the compressive force or the stretching force to the structure, both attached to the structure, or one attached to the structure and the other part of the structure; ,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of the compression force or the extension force;
With
One of the two points is selected between a point where the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable is zero and the curve top closest to the zero point. Select the other point near the point on the curve top opposite to the point where the distance derivative is zero, or one of the two points is zero when the distance derivative is zero Choose between the curve bottom closest to the point and select the other point near the point opposite the point where the distance derivative of the curve bottom is zero,
The actuator applies a pressing force or a pulling force of a predetermined size to the structure through the transmission body and the support means in a non-driven state,
The said control apparatus receives the signal which detects the vibration which arises in the said structure from the said vibration sensor, and sends a drive signal to the actuator of the said vibration suppression apparatus based on the said signal .

The control unit drives the actuator based on the vibration at least one vibration sensor detects vibration damping device for reducing vibration mode generated in the structure by applying a compressive force or stretching force between the two points of the structure Because
The vibration sensor for detecting vibration generated in the structure;
At least one actuator for generating a driving force in a predetermined direction;
At least one transmission body coupled to the actuator and transmitting the driving force as the compression force or the extension force or by converting the drive force into the compression force or the extension force;
Two supporting means for applying the compressive force or the stretching force to the structure, both attached to the structure, or one attached to the structure and the other part of the structure; ,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of the compression force or the extension force;
With
The two points are in the vicinity of the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom near the adjacent point, or near the end point of the structure. Select the curve top or near the curve bottom
The actuator applies a pressing force or a pulling force of a predetermined size to the structure through the transmission body and the support means in a non-driven state ,
The said control apparatus receives the signal which detects the vibration which arises in the said structure from the said vibration sensor, and sends a drive signal to the actuator of the said vibration suppression apparatus based on the said signal .

5. The vibration damping device according to claim 1, wherein the actuator includes a piezoelectric element, and the piezoelectric element operates as the vibration sensor. 6.