JPH0676741U - 棒状構造物の振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で簡単な構成により棒状構造物の振動を
減衰させる。 【構成】 棒状構造物１１の軸線１６から偏位した位置
に取り付けられ電圧をかけられることにより伸縮する圧
電体１２と、棒状構造物１１の振動を検知するための振
動検出手段たる歪みゲージ１３と、歪みゲージ１３の検
出値に基づいてその振動を抑制すべく圧電体１２に電圧
をかける印加手段１４とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、棒状構造物の振動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

移動されて使用される棒状の構造物、例えば図７に示すようなトランスファー プレスのクロスバー１は、垂直なロッド２，３により両端が支持され、水平方向 及び上下方向に適宜移動されることにより、プレス加工対象物（ワーク）を吸着 部材（図示せず）で保持して、順次所定のステーションに移送するようになって いる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところでこのようなクロスバー１は、移送動作の際に急加速及び急減速（急停 止）で駆動されると、図中二点鎖線にて示したように両端を節として振動し、撓 み変形を起こしてしまう。このため部材耐久性に悪影響を及ぼすと共に、動作の 位置決めにズレが生じて、ワークをつかみ損なったり、正確な移送ができなくな るという問題があった。言い換えると、このような振動が生じないように駆動速 度を制限せざるを得ず、処理工程の高速化を図ることができなかった。

【０００４】 この対策として、クロスバー１の材質を振動減衰機能が高い堅牢なものに代え ることも考えられるが、部材重量が増加してその支持構造が重厚にならざるを得 ないと共に、駆動力の増加をまねいてしまう。また構造物の振動を減衰させるた めの装置は種々提案されているが、棒状の構造物に適用できる軽量で簡単な構造 のものはなかった。

【０００５】 そこで本考案は、上記事情に鑑み、棒状構造物に適用される軽量で簡単な構成 の振動制御装置を提供すべく創案されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、棒状構造物の軸線から偏位した位置に取り付けられ電圧をかけられ ることにより伸縮する圧電体と、棒状構造物の振動を検知するための振動検出手 段と、この振動検出手段の検出値に基づいてその振動を抑制すべく圧電体に電圧 をかける印加手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】

上記構成によって、振動検出手段は、棒状構造物が振動したときにその振動を 示す検出信号を印加手段に入力させる。印加手段は、この検出値に対応する電圧 を圧電体にかける。圧電体はこの電圧により伸縮して棒状構造物の撓みを阻むこ とにより振動を抑制する。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に従って説明する。

【０００９】 図１は、本考案に係わる棒状構造物の振動制御装置の一実施例を示したもので ある。この振動制御装置は、棒状構造物１１に取り付けられた圧電体１２と、棒 状構造物１１の振動を検知するための振動検出手段たる歪みゲージ１３と、圧電 体１２に適宜電圧をかける印加手段１４とにより主として構成されている。

【００１０】 棒状構造物１１は、トランスファープレスのクロスバーのような両端支持の単 純支持梁とみなされるもので、上下方向の強制変位ａが作用したときに両端を節 とした振動が生じるものである。

【００１１】 圧電体１２は、公知の圧電性を有した物質（例えばＰＺＴ系圧電セラミックス ）で成形された短柱状の部材でなり、棒状構造物１１の長手方向中央の振動方向 （ａ）両側にブラケット１５を介して二個取り付けられている。すなわち棒状構 造物１１の軸線１６から偏位した位置に、平行に設けられている。従って圧電体 １２は、電圧をかけられて伸縮（振動変形）することにより、棒状構造物１１を 曲げるような圧力を加えるものである。

【００１２】 歪みゲージ１３は、棒状構造物１１の長手方向中央の外周面に取り付けられ、 棒状構造物１１が振動して撓んだときにその曲げ変形を感知するようになってい る。なお振動検出手段としては、歪みゲージの他、加速度計を用いてもよい。

【００１３】 印加手段１４は、歪みゲージ１３からの検出信号により棒状構造物１１の振動 状態に対応した電圧を演算して電気信号の形で出力するコントローラ１７と、こ のコントローラ１７の出力信号を増幅して圧電体１２に電圧をかけるアンプ１８ とで構成され、歪みゲージ１３とコントローラ１７との間にはフィルター１９が 設けられている。コントローラ１７には棒状構造物１１の歪みとこれを消去させ 得る圧力値との関係が予め組み込まれており、この圧力が生じるような電圧を演 算し、出力するものである。

【００１４】 次に本実施例の作用を説明する。

【００１５】 棒状構造物１１が急加速運動などで両端に強制変位を受けると、両端を節とし て振動する。この振動は歪みゲージ１３により検出され、コントローラ１７がそ の振動に対応する電気信号を出力する。この電気信号はアンプ１８で増幅され、 圧電体１２に所定の電圧として印加される。圧電体１２はこの電圧により伸縮し て棒状構造物１１の曲げ変形を強制的に戻し、速やかに原形の直線支持梁形状に 復帰させる。

【００１６】 このように、棒状構造物１１の側面部に圧電体１２を取り付けて、歪みゲージ １３の検出値に基づいてコントローラ１７により適宜な電圧を印加させるように したので、圧電体１２の伸縮力が棒状構造物１１の変形を抑え、有害な振動を減 衰させることができる。すなわち軽量で簡単な構成により、棒状構造物１１の振 動を防止することができ、トランスファープレスのクロスバーに適用すれば、そ の部材耐久性の向上、及び動作高速化の実現に貢献できる。

【００１７】 また図２は本考案の他の実施例を示したもので、棒状構造物２１の両端部の端 面２２と支持点側部材２３の端面２４との間に、軸線から偏位された圧電体２５ がそれぞれ二個平行に掛け渡されている。この構成では、圧電体２５に対して曲 げ方向の反力がかかることなく、伸縮力が有効に発揮される。その他の構成及び 作用効果は、前記実施例と同様なので省略する。

【００１８】 さらに図３及び図４は本考案のその他の実施例を示したもので、棒状構造物３ １の中央が分割され、細いシャフト３２で互いに連結されていると共に、分割面 の間に四本の圧電体３３が断面四隅の位置に設けられている。すなわち上下及び 左右方向の振動（ａ，ｂ）に対応できるものである。

【００１９】 本考案者らは、この図３の構成で振動のシミュレーションを行った。このシミ ュレーションでは圧電体のサイズを直方体（10×10×18mm）とし、図５に示すよ うに棒状構造物が振動するような諸条件でおこなった。すなわち従来の棒状構造 物と、本考案の振動制御装置を設けたものとの振動態様を対比した。この結果、 図６に示すように、本考案の振動制御装置を設けた棒状構造物の振動は、図５に 比べて最大振幅が2/3 程度に減少されると共に、振動継続時間が1/10以下にと大 幅に短縮された。すなわち、振動減衰効果が極めて大きく、本考案の実用性が明 確に証明された。

【００２０】 なお以上実施例では両端支持の棒状構造物について示したが、本考案はこれに 限るものではなく、振動して撓み変形を生じるもの等に広く適用されるものであ る。

【００２１】

【考案の効果】

以上要するに本考案によれば、次のような優れた効果を発揮する。

【００２２】 棒状構造物の軸線から偏位して取り付けられた圧電体と、棒状構造物の振動を 検知するための振動検出手段と、該振動検出手段の検出値に基づいて圧電体に電 圧をかける印加手段とを備えたので、圧電体の伸縮力により棒状構造物の曲げ変 形を強制的に戻すことができ、軽量で簡単な構成により振動を減衰させることが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる棒状構造物の振動制御装置の一
実施例を示した側面図である。

【図２】本考案の他の実施例を示した側面図である。

【図３】本考案のその他の実施例を示した側面図であ
る。

【図４】図３中のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図５】従来の棒状構造物の振動態様を示した振幅の時
間変化図である。

【図６】図３の作用効果を説明するための振幅の時間変
化図である。

【図７】棒状構造物の課題を説明するための側面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 棒状構造物 １２ 圧電体 １３ 歪みゲージ（振動検出手段） １４ 印加手段 １６ 軸線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状構造物の軸線から偏位した位置に取
   り付けられ電圧をかけられることにより伸縮する圧電体
   と、上記棒状構造物の振動を検知するための振動検出手
   段と、該振動検出手段の検出値に基づいてその振動を抑
   制すべく上記圧電体に電圧をかける印加手段とを備えた
   ことを特徴とする棒状構造物の振動制御装置。