JP6346482B2 - 制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、制振装置に関する。

設備機械や建物等の振動体の振動を低減するハイブリッド・マス・ダンパ（以下、「ＨＭＤ」という）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のＨＭＤは、例えば、１自由度または多自由度の振動系の構成する可動マス及び弾性体を備えた振動増幅機構と、可動マスを加振するアクチュエータと、可動マスが振動体とは逆位相で振動するようにアクチュエータを制御するコントローラとを備えている。

特開２０１３−０２９１３７号公報

ところで、振動体の振動を低減可能な振動数領域（以下、「制振対象振動数領域」という）を広げたいとの要望がある。しかしながら、制振対象振動数領域を広げると、振動体と振動増幅機構との位相差が１８０度以上になる場合があり、アクチュエータの制御が複雑化する可能性がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、アクチュエータの制御を単純化することを目的とする。

第１態様に係る制振装置は、弾性体と、前記弾性体を介して振動体に支持される可動マスと、を有する振動増幅機構と、前記可動マスを加振するアクチュエータと、前記振動体の振動を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記振動体の振動情報に基づいて、前記アクチュエータを制御する制御信号を出力するコントローラと、前記コントローラから出力される制御信号のうち、少なくとも前記振動体と前記振動増幅機構との位相差が１８０度以上の制御信号を１８０度未満の制御信号に補正する補正フィルタと、を備える。

第１態様に係る制振装置によれば、可動マスを加振するアクチュエータは、コントローラによって制御される。このコントローラは、検出部で検出された振動体の振動情報に基づいて、例えば、振動増幅機構（可動マス）の振動によって振動体の振動が打ち消されるように、アクチュエータを制御する制御信号を出力する。

ここで、振動体と振動増幅機構との位相差が１８０度以上になると、振動増幅機構が振動体とは逆位相で振動する。したがって、振動体と振動増幅機構との位相差が１８０度以上の場合に、位相差が１８０度未満の場合と同様にコントローラでアクチュエータを制御すると、振動体の振動が大きくなる恐れがある。

これに対して本発明では、コントローラが出力する制御信号のうち、少なくとも振動体と振動増幅機構との位相差が１８０度以上の制御信号を、補正フィルタによって１８０度未満の制御信号に補正する。そのため、コントローラは、振動体と振動増幅機構との位相差が１８０度以上の場合を考慮せずに、アクチュエータを制御することができる。したがって、アクチュエータの制御を単純化することができる。

第２態様に係る制振装置は、第１態様に係る制振装置において、前記振動増幅機構は、複数積層され、前記アクチュエータは、前記振動体と前記可動マス、隣接する前記可動マス、または最上層の前記可動マスに連結される。

第２態様に係る制振装置によれば、振動増幅機構が複数積層されている。これにより、多自由度多質点の振動系が構成されている。このような多自由度多質点の振動系では、固有振動数（１次固有振動数、２次固有振動数など）の増加に伴って振動増幅機構の振動が増幅される振動増幅領域が拡大するため、制振対象振動数領域を拡大し易くなる。その一方で、多自由度多質点の振動系では、振動体と振動増幅機構との位相差が１８０度以上になり易くなるため、コントローラによるアクチュエータの制御がより複雑化する。

このような多自由度多質点の振動系を構成する振動増幅機構に対して本発明は特に有効であり、本発明を適用することによりアクチュエータの制御を単純化することができる。

以上説明したように、本発明に係る制振装置によれば、アクチュエータの制御を単純化することができる。

本発明の第１実施形態に係る制振装置を示す振動モデル図である。 図１に示される制御部を示すブロック図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態における補正フィルタが適用された振動増幅機構の振動特性の一例を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る制振装置を示す振動モデル図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態における補正フィルタが適用された振動増幅機構の振動特性の一例を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る制振装置を示す振動モデル図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、一般的な多自由度多質点の振動系の振動増幅機構の振動特性の一例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第３実施形態における補正フィルタが適用された振動増幅機構の振動特性の一例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第３実施形態における補正フィルタが適用された振動増幅機構の振動特性の一例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第３実施形態における補正フィルタが適用された振動増幅機構の振動特性の一例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の変形例における補正フィルタが適用された振動増幅機構の振動特性の一例を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る制振装置について説明する。

先ず、第１実施形態について説明する。

図１には、第１実施形態に係る制振装置１０の振動モデルが示されている。この制振装置１０は、いわゆるＨＭＤ（ハイブリッド・マス・ダンパ）と同様の原理により振動体Ｖの振動を低減（制振）するものである。

なお、振動体Ｖとしては、例えば、地震等の外力によって振動する建物の建材（例えば、床、天井、壁等）や、モータ、ポンプ等の振動源を有する設備機械等が挙げられる。

制振装置１０は、振動増幅機構１４と、アクチュエータ２０と、制御部３０と、検出部３４とを備えている。振動増幅機構１４は、弾性体１６と、弾性体１６を介して振動体Ｖに支持される可動マス１８とを有し、１自由度１質点の振動系を構成している。

弾性体１６は、例えば、コイルばね、天然ゴム、合成ゴム、シリコン等の弾性体で構成され、伸縮方向を振動体Ｖの振動方向（矢印Ｚ方向）にして振動体Ｖと可動マス１８との間に配置されている。この弾性体１６によって、振動体Ｖと可動マス１８とが連結されると共に、可動マス１８が振動体Ｖの振動方向に振動可能に支持されている。なお、図１には、弾性体１６のバネ定数ｋ及び減衰係数ｃと、可動マス１８の質量ｍが模式的に示されている。

可動マス１８には、アクチュエータ２０が連結されている。アクチュエータ２０は、例えば、リニアモータ、ピエゾアクチュエータ、サーボモータ等で構成されており、可動マス１８の上に配置されている。このアクチュエータ２０は、可動マス１８を振動方向（矢印Ｚ方向）に加振（制御力ｆを付与）する。なお、アクチュエータ２０は、可動マス１８を加振する際に反力を得るための反力マス２０Ａを有している。なお、本実施形態では、可動マス１８が最上層の可動マスに相当する。

アクチュエータ２０には、制御部３０が電気的に接合されており、この制御部３０によって可動マス１８に付与する制御力ｆが制御される。制御部３０は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で構成される。

図２に示されるように、制御部３０は、振動増幅機構１４の振動（制振力Ｆ）によって振動体Ｖの振動が打ち消されるようにアクチュエータ２０を制御するコントローラ３２と、コントローラ３２から出力される制御信号を補正する補正フィルタ３６とを有している。

コントローラ３２には、検出部３４が電気的に接続されている。検出部３４は、例えば、振動体Ｖに設けられた加速度センサ、速度センサ、変位センサ等であり、振動体Ｖの加速度、速度、変位等の振動情報を検出してコントローラ３２に出力する。

コントローラ３２は、例えば、フィードバック回路を有し、検出部３４で検出された振動体Ｖの振動情報に基づいて、振動増幅機構１４（可動マス１８）が振動体Ｖとは逆位相で振動するようにアクチュエータ２０をフィードバック制御する制御信号を生成する。この制御信号には、アクチュエータ２０の制御量が含まれており、この制御量に応じてアクチュエータ２０が制御力ｆを発生するようになっている。

なお、ここでいう「逆位相」とは、振動増幅機構１４が振動体Ｖと位相差１８０度で振動する場合だけでなく、振動増幅機構１４が振動体Ｖと位相差１８０度付近（概ね逆位相）で振動する場合も含む概念である。また、アクチュエータ２０の制御方法としては、例えば、古典的なＰＩＤ制御や周波数整形フィルタ、あるいはＨ_∞制御（H-infinity Control）などの現代制御理論等を用いることができる。

ここで、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、振動増幅機構１４の振動特性の一例が示されている。なお、図３（Ａ）の縦軸は、振動体Ｖの加振力Ｆ_Ｖに対する振動増幅機構１４の制振力Ｆの増幅倍率である。

図３（Ａ）に示されるように、この例では、共振により振動数１０Ｈｚ（共振振動数）付近で振動増幅機構１４の増幅倍率が大きくなっており、振動増幅機構１４の制振力Ｆが増幅されることが分かる。そのため、一般的なＨＭＤでは、制振対象振動数領域が共振振動数付近に設定される。その一方で、振動体Ｖの振動には種々の振動数が含まれるため、制振対象振動数領域を広げたいとの要望がある。

ところが、制振対象振動数領域を広げると、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度未満の振動数領域と、１８０度以上の振動数領域とが混在することなり、コントローラ３２によるアクチュエータ２０の制御が複雑化する。具体的には、図３（Ｂ）に示されるように、共振振動数（１０Ｈｚ）では、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が略９０度になっている。一方、共振振動数よりも僅かに振動数が高くなると、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上になっている。

このように振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上になると、振動増幅機構１４（可動マス１８）が振動体Ｖとは逆位相で振動する。この場合、位相差が１８０度未満のときと同じように、振動増幅機構１４（可動マス１８）が振動体Ｖとは逆位相で振動するように、コントローラ３２でアクチュエータ２０を制御すると、振動体Ｖの振動が大きくなる恐れがある。したがって、制振対象振動数領域を広げた場合には、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上の場合を考慮してアクチュエータ２０を制御する必要があるため、コントローラ３２の設計が複雑化する。

この対策として本実施形態では、コントローラ３２から出力された制御信号を下記式（１）の補正フィルタ３６によって補正する。

ただし、
ｍ ：可動マスの質量
ｓ ：複素円振動数（＝虚数ｉ×振動体の円振動数ω）
ｃ ：弾性体の減衰係数
ｋ ：弾性体の剛性
ｆ_Ｈ：制振対象振動数の上限値
である。

この補正フィルタ３６は、例えば、コントローラ３２から出力された制御信号のうち、少なくとも振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上の制御信号（制御量ｕ）を１８０度未満の制御信号（制御量ｕ_１）に補正する。具体的には、補正フィルタ３６は、図３（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差がなくなるように、振動体Ｖに対する振動増幅機構１４の位相遅れを補正する。

なお、補正フィルタ３６を適用した場合の振動増幅機構１４の見かけ上の増幅倍率は、図３（Ａ）の二点鎖線のようになる。また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、補正フィルタ３６の特性が破線で示されている。さらに、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、振動増幅機構１４の固有振動数が１０Ｈｚ、減衰係数ｃが５％、制振対象振動数の上限値ｆ_Ｈが１００Ｈｚに設定されている。

ここで、補正フィルタ３６について補足すると、本実施形態における振動増幅機構１４の振動特性は、下記式（２）によって表される。この場合、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差を補正する補正フィルタとしては、式（２）の逆数（逆フィルタ）である下記式（３）が理想的であるが、この式（３）は安定しない。そこで、本実施形態では、式（３）の分母に「ｓ^２」の項を追加することにより、補正フィルタ３６（式（１））を安定化させている。

次に、第１実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る制振装置１０によれば、コントローラ３２は、検出部３４で検出された振動体Ｖの振動情報に基づいて、振動増幅機構１４の制振力Ｆによって振動体Ｖの加振力Ｆ_Ｖが打ち消されるようにアクチュエータ２０を制御する制御信号を生成する。より具体的には、コントローラ３２は、検出部３４で検出された振動体Ｖの振動情報に基づいて、振動増幅機構１４が振動体Ｖとは逆位相で振動するようにアクチュエータ２０を制御する制御信号を生成する。

ここで、前述したように制振対象振動数領域を広げると、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度未満の振動数領域と、１８０度以上の振動数領域とが混在することなり、コントローラ３２によるアクチュエータ２０の制御が複雑化する。

これに対して本実施形態では、コントローラ３２が出力する制御信号のうち、少なくとも振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上の制御信号（制御量ｕ）は、補正フィルタ３６（式（１））によって１８０度未満の制御信号（制御量ｕ_１）に補正されてアクチュエータ２０へ出力される。

そのため、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上の場合を考慮せずに、アクチュエータ２０を制御することができる。したがって、制振対象振動数領域を広げつつ、コントローラ３２の設計を単純化することができる。

次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成ものには同符号を付して説明を省略する。

図４には、第２実施形態に係る制振装置４０の振動モデルが示されている。この制振装置４０は、第１実施形態に係る制振装置１０と異なり、アクチュエータ２０が振動体Ｖと可動マス１８との間に設置されており、これらの振動体Ｖと可動マス１８とを連結している。なお、本実施形態に係るアクチュエータ２０は、反力マス２０Ａを有していない。

この制振装置４０では、コントローラ３２から出力された制御信号を下記式（４）で表される補正フィルタ３６によって補正する。


ただし、
ｍ ：可動マスの質量
ｓ ：複素円振動数（＝虚数ｉ×振動体の円振動数ω）
ｃ ：弾性体の減衰係数
ｋ ：弾性体の剛性
ｆ_Ｌ：制振対象振動数の下限値
ｈ ：下限値ｆ_Ｌでの増幅を調整するパラメータ
である。

補正フィルタ３６は、第１実施形態と同様に、コントローラ３２から出力された制御信号のうち、少なくとも振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上の制御信号（制御量ｕ）を１８０度未満の制御信号（制御量ｕ_１）に補正する。

具体的には、補正フィルタ３６は、図５（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、低振動数領域において、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差がなくなるように振動体Ｖに対する振動増幅機構１４の位相遅れを補正する。

なお、補正フィルタ３６を適用した場合の振動増幅機構１４の見かけ上の増幅倍率は、図５（Ａ）の二点鎖線のようになる。また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）では、振動増幅機構１４の固有振動数が１０Ｈｚ、減衰係数ｃが５％、制振対象振動数の下限値ｆ_Ｌが１Ｈｚ、パラメータｈが０．２に設定されている。なお、パラメータｈを大きくすると、図５（Ａ）において振動数１０^０Ｈｚ付近での増幅倍率が大きくなり、パラメータｈを小さくすると、振動数１０^０Ｈｚ付近での増幅倍率が小さくなる。

ここで、補正フィルタ３６について補足すると、本実施形態における振動増幅機構１４の振動特性は、下記式（５）によって表される。この場合、振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差を補正する補正フィルタとしては、式（５）の逆数（逆フィルタ）である下記式（６）が理想的であるが、この式（６）は安定しない。そこで、本実施形態では、式（６）の分母に「ｓ^１」及び「ｓ^０」の項を追加することにより、補正フィルタ３６（式（４））を安定化させている。

次に、第２実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る制振装置４０によれば、コントローラ３２は、検出部３４で検出された振動体Ｖの振動情報に基づいて、振動増幅機構１４の制振力Ｆによって振動体Ｖの加振力Ｆ_Ｖが打ち消されるようにアクチュエータ２０を制御する制御信号を生成する。より具体的には、コントローラ３２は、検出部３４で検出された振動体Ｖの振動情報に基づいて、振動増幅機構１４が振動体Ｖとは逆位相で振動するようにアクチュエータ２０を制御する制御信号を生成する。

この制御信号のうち、少なくとも振動体Ｖと振動増幅機構１４との位相差が１８０度以上の制御信号（制御量ｕ）は、補正フィルタ３６（式（４））により１８０度未満の制御信号（制御量ｕ_１）に補正されてアクチュエータ２０へ出力される。したがって、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、第３実施形態について説明する。なお、第１，第２実施形態と同じ構成ものには同符号を付して説明を省略する。

図６（Ａ）〜図６（Ｃ）には、第３実施形態に係る制振装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの振動モデルが示されている。各制振装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、２自由度２質点の振動系を構成する振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃをそれぞれ備えている。各振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃは、２つの第１振動増幅機構１４Ａ及び第２振動増幅機構１４Ｂを積層して形成されている。なお、振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃでは、アクチュエータ２０の位置がそれぞれ異なっている。

具体的には、第１振動増幅機構１４Ａは、第１弾性体１６Ａと、第１弾性体１６Ａを介して振動体Ｖに支持された第１可動マス１８Ａとを有している。また、第２振動増幅機構１４Ｂは、第２弾性体１６Ｂと、第２弾性体１６Ｂを介して第１可動マス１８Ａに支持された第２可動マス１８Ｂとを有している。隣接する第１可動マス１８Ａ及び第２可動マス１８Ｂは、第２弾性体１６Ｂを介して直列に連結されており、振動方向（矢印Ｚ方向）にそれぞれ振動可能になっている。

また、図６（Ａ）に示される制振装置５０Ａでは、アクチュエータ２０が第２可動マス１８Ｂの上に配置されており、最上層の第２可動マス１８Ｂにのみ連結されている。また、図６（Ｂ）に示される制振装置５０Ｂでは、アクチュエータ２０が第１可動マス１８Ａと第２可動マス１８Ｂとの間に配置されており、隣接する第１可動マス１８Ａと第２可動マス１８Ｂとに連結されている。さらに、図６（Ｃ）に示される制振装置５０Ｃでは、アクチュエータ２０が振動体Ｖと第１可動マス１８Ａとの間に配置されており、振動体Ｖと第１可動マス１８Ａとに連結されている。

なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）には、第１弾性体１６Ａ及び第２弾性体１６Ｂのバネ定数ｋ_１，ｋ_２及び減衰係数ｃ_１，ｃ_２と、第１可動マス１８Ａ及び第２可動マス１８Ｂの質量ｍ_１，ｍ_２がそれぞれ模式的に示されている。

ここで、多自由度多質点の振動系の振動増幅機構の振動特性について説明する。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、１自由度１質点（１自由度系）、２自由度２質点（２自由度系）、及び３自由度３質点（３自由度系）の振動増幅機構の振動特性がそれぞれ示されている。

図７（Ａ）に示されるように、２自由度系及び３自由度系の振動増幅機構では、共振振動数（１次固有振動数、２次固有振動数など）の増加に伴って、振動増幅機構の振動が増幅される振動増幅領域が拡大するため、制振対象振動数領域を拡大し易くなる。

その一方で、図７（Ｂ）に示されるように、２自由度２質点の振動増幅機構では、振動体と振動増幅機構との位相差が略１８０度となり、３自由度３質点の振動増幅機構では、振動体と振動増幅機構との位相差が略２７０度となる。つまり、多自由度多質点の振動増幅機構では、振動増幅領域を拡大することができる一方で、コントローラによるアクチュエータの制御がより複雑化する。

また、振動体と多自由度多質点の振動増幅機構との位相差を補正する補正フィルタとしては、振動増幅機構の振動特性式の逆数（逆フィルタ）が理想的であるが、この逆フィルタは上記第１，第２実施形態と同様に安定しない。

そこで、本実施形態では、２自由度２質点の各振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃの補正フィルタ３６を、安定である上記第１，第２実施形態に係る式（１）と式（２）との組み合わせにより形成している。以下、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示される制振装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの補正フィルタ３６について具体的に説明する。

先ず、図６（Ａ）に示される制振装置５０Ａの補正フィルタ３６について説明する。制振装置５０Ａでは、第１振動増幅機構１４Ａから第２振動増幅機構１４Ｂを見ると、第２振動増幅機構１４Ｂは第１振動増幅機構１４Ａを加振するアクチュエータと捉えることができる。したがって、振動体Ｖと第１振動増幅機構１４Ａとの位相差を補正する補正フィルタは、上記第１実施形態の式（１）における変数ｋ，ｃ，ｍに第１振動増幅機構１４Ａの諸元[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]を代入して得られる。以下、この補正フィルタを式（１）[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]と表す。

これと同様に、第１振動増幅機構１４Ａと第２振動増幅機構１４Ｂとの位相差を補正する補正フィルタは、上記第１実施形態の式（１）におけるｋ，ｃ，ｍに第２振動増幅機構１４Ｂの諸元[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]を代入して得られる。以下、補正フィルタを式（１）[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]と表す。

そして、振動増幅機構５２Ａ全体の補正フィルタ３６は、式（１）[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]と式（１）[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]との積で得られる（式（１）[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]×式（１）[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]）。この補正フィルタ３６は、図８（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、振動体Ｖと振動増幅機構５２Ａとの位相差がなくなるように、振動体Ｖに対する振動増幅機構５２Ａの位相遅れを補正する。

なお、補正フィルタ３６を適用した場合の振動増幅機構５２Ａの見かけ上の増幅倍率は、図８（Ａ）の二点鎖線のようになる。また、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）では、第１振動増幅機構１４Ａ及び第２振動増幅機構１４Ｂの固有振動数が１０Ｈｚ、減衰係数ｃ_１，ｃ_２が５％、制振対象振動数の上限値ｆ_Ｈが１００Ｈｚにそれぞれ設定されている。

次に、図６（Ｂ）に示される制振装置５０Ｂについて説明する。この制振装置５０Ｂでは、第１振動増幅機構１４Ａから第２振動増幅機構１４Ｂを見ると、第２振動増幅機構１４Ｂは第１振動増幅機構１４Ａを加振するアクチュエータと捉えることができる。したがって、振動体Ｖと第１振動増幅機構１４Ａとの位相差を補正する補正フィルタは、式（１）[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]で得られる。

一方、第２振動増幅機構１４Ｂから第１振動増幅機構１４Ａを見ると、第１振動増幅機構１４Ａはアクチュエータ２０によって連結された振動体と捉えることができる。したがって、第１振動増幅機構１４Ａと第２振動増幅機構１４Ｂの位相差を補正する補正フィルタは、上記第２実施形態の式（４）におけるｋ，ｃ，ｍに第２振動増幅機構１４Ｂの諸元[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]を代入して得られる。以下、補正フィルタを式（４）[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]と表す。

そして、振動増幅機構５２Ｂ全体の補正フィルタ３６は、式（１）[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]と式（４）[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]との積で得られる（式（１）[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]×式（４）[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]）。この補正フィルタ３６は、図９（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、振動体Ｖと振動増幅機構５２Ｂとの位相差がなくなるように、振動体Ｖに対する振動増幅機構５２Ｂの位相遅れを補正する。

なお、補正フィルタ３６を適用した場合の振動増幅機構５２Ｂの見かけ上の増幅倍率は、図９（Ａ）の二点鎖線のようになる。また、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、第１振動増幅機構１４Ａ及び第２振動増幅機構１４Ｂの固有振動数が１０Ｈｚ、減衰係数ｃ_１，ｃ_２が５％、制振対象振動数の上限値ｆ_Ｈが１００Ｈｚ、制振対象振動数の下限値ｆ_Ｌが１Ｈｚ、パラメータｈが０．２にそれぞれ設定されている。

次に、図６（Ｃ）に示される制振装置５０Ｃについて説明する。この制振装置５０Ｃでは、一般に、第１可動マス１８Ａよりも第２可動マス１８Ｂの重量が大きくなる。そこで、本実施形態では、振動増幅機構５２Ｃを第２弾性体１６Ｂ及び第２可動マス１８Ｂで形成された１自由度１質点の振動増幅機構と見なした。そうすると、振動体Ｖと振動増幅機構５２Ｃとの位相差を補正する補正フィルタ３６は、式（４）[ｋ_２，ｃ_２，ｍ_２]で得られる。

この補正フィルタ３６は、図１０（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、振動体Ｖと振動増幅機構５２Ｃとの位相差がなくなるように、振動体Ｖに対する振動増幅機構５２Ｃの位相遅れを補正する。

なお、補正フィルタ３６を適用した場合の振動増幅機構５２Ｃの見かけ上の増幅倍率は、図１０（Ａ）の二点鎖線のようになる。また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）では、第１振動増幅機構１４Ａ及び第２振動増幅機構１４Ｂの固有振動数が１０Ｈｚ、減衰係数ｃ_１，ｃ_２が５％、制振対象振動数の下限値ｆ_Ｌが１Ｈｚ、パラメータｈが０．２にそれぞれ設定されている。

次に、第３実施形態の作用について説明する。

本実施形態では、２自由度２質点の振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃと振動体Ｖとの位相差を補正する補正フィルタ３６を、安定である上記第１，第２実施形態に係る式（１）と式（４）との組み合わせにより形成する。これにより、上記第１，第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）、及び図１０（Ｂ）に示されるように、２自由度２質点の振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃと振動体Ｖとの位相差が可能な限りなくなるように、すなわち、振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃの振動特性がフラットになるように、補正フィルタ３６を形成したが、これに限らない。

例えば、従来の１自由１質点の振動増幅機構では、共振振動数で振動体と振動増幅機構との間に所定の位相差が生じるが、従来のコントローラはこのような位相差を考慮して設計されている。したがって、例えば、２自由度２質点の振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃの振動特性を、従来からある１自由度１質系の振動増幅機構の振動特性に補正することにより、従来のコントローラでも前述した制振装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを制御可能になる。

具体的には、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、制振装置５０Ｂの振動増幅機構５２Ｂに対して式（１）[ｋ_１，ｃ_１，ｍ_１]で表される補正フィルタ３６を適用すると、振動増幅機構５２Ｂの振動特性が１自由度１質点の振動増幅機構と同等の振動特性に補正される。これにより、従来のコントローラで制振装置５０Ｂのアクチュエータ２０を制御可能になる。したがって、コントローラの設計が容易となる。

なお、本実施形態では、２自由度２質点の振動増幅機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを例に説明したが、本実施形態は、多自由度多質点（３自由度以上３質点以上）の振動増幅機構にも適宜適用可能である。

次に、上記第１〜第３実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、第１実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は第２，第３実施形態にも適宜適用可能である。

上記第１実施形態では、振動体Ｖの上に制振装置１０を設置した例を示したが、これに限らない。制振装置１０は、例えば、床スラブ等の振動体の下面から吊り下げた状態で設置しても良い。

また、上記第１実施形態では、上下方向（矢印Ｚ方向）に振動する振動体Ｖに制振装置１０を適用した例を示したが、これに限らない。制振装置１０は、例えば、水平方向に振動する振動体Ｖにも適用可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 制振装置
１４ 振動増幅機構
１４Ａ 第１振動増幅機構
１４Ｂ 第２振動増幅機構
１６ 弾性体
１６Ａ 第１弾性体
１６Ｂ 第２弾性体
１８ 可動マス
１８Ａ 第１可動マス
１８Ｂ 第２可動マス
２０ アクチュエータ
３２ コントローラ
３４ 検出部
３６ 補正フィルタ
４０ 制振装置
５０Ａ 制振装置
５０Ｂ 制振装置
５０Ｃ 制振装置
５２ 振動増幅機構
Ｖ 振動体

Claims (4)

1. 弾性体と、前記弾性体を介して振動体に支持される可動マスと、を有する振動増幅機構と、
   反力マスを有し、前記可動マスに連結され、前記反力マスに反力をとって該可動マスを加振するアクチュエータと、
   前記振動体の振動を検出する検出部と、
   前記検出部で検出された前記振動体の振動情報に基づいて、前記アクチュエータを制御する制御信号を出力するコントローラと、
   前記コントローラから出力される制御信号のうち、少なくとも前記振動体と前記振動増幅機構との位相差が１８０度以上の制御信号を１８０度未満の制御信号に補正する下記式（１）を有する補正フィルタと、
   を備える制振装置。
   
   ただし、
   ｍ ：可動マスの質量
   ｓ ：複素円振動数（＝虚数ｉ×振動体の円振動数ω）
   ｃ ：弾性体の減衰係数
   ｋ ：弾性体の剛性
   ｆ _Ｈ ：制振対象振動数の上限値
   である。
2. 前記振動増幅機構は、複数積層され、
   前記アクチュエータは、最上層の前記可動マスに連結される、
   請求項１に記載の制振装置。
3. 弾性体と、前記弾性体を介して振動体に支持される可動マスと、を有する振動増幅機構と、
   前記振動体と前記可動マスとに連結され、該可動マスを加振するアクチュエータと、
   前記振動体の振動を検出する検出部と、
   前記検出部で検出された前記振動体の振動情報に基づいて、前記アクチュエータを制御する制御信号を出力するコントローラと、
   前記コントローラから出力される制御信号のうち、少なくとも前記振動体と前記振動増幅機構との位相差が１８０度以上の制御信号を１８０度未満の制御信号に補正する下記式（４）を有する補正フィルタと、
   を備える制振装置。
   
   ただし、
   ｍ ：可動マスの質量
   ｓ ：複素円振動数（＝虚数ｉ×振動体の円振動数ω）
   ｃ ：弾性体の減衰係数
   ｋ ：弾性体の剛性
   ｆ _Ｌ ：制振対象振動数の下限値
   ｈ ：下限値ｆ _Ｌ での増幅を調整するパラメータ
   である。
4. 前記振動増幅機構は、複数積層される、
   請求項３に記載の制振装置。