JPH10252820A - 振動絶縁装置 - Google Patents
振動絶縁装置Info
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- JPH10252820A JPH10252820A JP6498197A JP6498197A JPH10252820A JP H10252820 A JPH10252820 A JP H10252820A JP 6498197 A JP6498197 A JP 6498197A JP 6498197 A JP6498197 A JP 6498197A JP H10252820 A JPH10252820 A JP H10252820A
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- vibration
- rigid body
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、アクティブ制振装置のアクチュ
エータによる制振力が振動体による励振力より小くて
も、良好な振動絶縁が行なえる振動絶縁装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 振動絶縁装置において、構造物１と振動
体２との間に配されており、構造物１に第１緩衝部材１
１、１２を介して支持されかつ振動体２を第２緩衝部材
２１、２２を介して支持する剛体３、および剛体３に制
振力を付与するためのアクティブ制振装置３１、３２、
３３を備えていることを特徴とする。
エータによる制振力が振動体による励振力より小くて
も、良好な振動絶縁が行なえる振動絶縁装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 振動絶縁装置において、構造物１と振動
体２との間に配されており、構造物１に第１緩衝部材１
１、１２を介して支持されかつ振動体２を第２緩衝部材
２１、２２を介して支持する剛体３、および剛体３に制
振力を付与するためのアクティブ制振装置３１、３２、
３３を備えていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジン、電動
モータ等の振動体の振動的な力が、振動体を支持する構
造物に伝わるのを防止する振動絶縁装置に関する。
モータ等の振動体の振動的な力が、振動体を支持する構
造物に伝わるのを防止する振動絶縁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】振動体の振動的な力が、振動体を支持す
る構造物に伝わるのを防止する振動絶縁装置としては、
パッシブ制振装置と、アクティブ制振装置とがある。
る構造物に伝わるのを防止する振動絶縁装置としては、
パッシブ制振装置と、アクティブ制振装置とがある。
【０００３】図１１は、従来のパッシブ制振装置の構成
を示している。
を示している。
【０００４】振動体である回転機械２は、ばね要素４１
およびダンパ要素４２とを備えた緩衝部材を介して構造
物１に支持されている。回転機械２の上には、マス（重
り）４３が設けられている。
およびダンパ要素４２とを備えた緩衝部材を介して構造
物１に支持されている。回転機械２の上には、マス（重
り）４３が設けられている。
【０００５】このようなパッシブ制振装置では、図１２
に示すように、制振性（回転機械２の振動）と、絶縁性
（構造物１に伝わる力）とがトレードオフの関係とな
る。つまり、ばね要素４１のばね定数およびダンパ要素
４２の減衰係数が小さいときには、回転機械２の振動は
大きくなるが、構造物１に伝わる力は小さくなる。逆
に、ばね要素４１のばね定数およびダンパ要素４２の減
衰係数が大きいときには、回転機械２の振動は小さくな
るが、構造物１に伝わる力は大きくなる。
に示すように、制振性（回転機械２の振動）と、絶縁性
（構造物１に伝わる力）とがトレードオフの関係とな
る。つまり、ばね要素４１のばね定数およびダンパ要素
４２の減衰係数が小さいときには、回転機械２の振動は
大きくなるが、構造物１に伝わる力は小さくなる。逆
に、ばね要素４１のばね定数およびダンパ要素４２の減
衰係数が大きいときには、回転機械２の振動は小さくな
るが、構造物１に伝わる力は大きくなる。
【０００６】したがって、構造物１に伝わる力を小さく
しようとすると、回転機械２は大きく揺れるという問題
があるので、パッシブ制振装置では構造物１に伝わる力
を０にすることは困難である。
しようとすると、回転機械２は大きく揺れるという問題
があるので、パッシブ制振装置では構造物１に伝わる力
を０にすることは困難である。
【０００７】図１３は、従来のアクティブ制振装置の構
成を示している。
成を示している。
【０００８】振動体である回転機械２は、ばね要素４１
およびダンパ要素４２とを備えた緩衝部材を介して構造
物１に支持されている。回転機械２には、回転機械２の
励振力と逆方向の制振力を回転機械２に付与するための
アクチュエータ５１が設けられている。
およびダンパ要素４２とを備えた緩衝部材を介して構造
物１に支持されている。回転機械２には、回転機械２の
励振力と逆方向の制振力を回転機械２に付与するための
アクチュエータ５１が設けられている。
【０００９】このようなアクティブ制振装置では、アク
チュエータ５１による制振力が回転機械２による励振力
とほぼ等しい場合には、回転機械２の振動および構造物
１に伝わる力をともに小さくすることができるが、図１
４に示すように、アクチュエータ５１による制振力が回
転機械２による励振力より小さい場合には、振動絶縁が
行なえないという問題がある。
チュエータ５１による制振力が回転機械２による励振力
とほぼ等しい場合には、回転機械２の振動および構造物
１に伝わる力をともに小さくすることができるが、図１
４に示すように、アクチュエータ５１による制振力が回
転機械２による励振力より小さい場合には、振動絶縁が
行なえないという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、アクティ
ブ制振装置のアクチュエータによる制振力が振動体によ
る励振力より小くても、良好な振動絶縁が行なえる振動
絶縁装置を提供することを目的とする。
ブ制振装置のアクチュエータによる制振力が振動体によ
る励振力より小くても、良好な振動絶縁が行なえる振動
絶縁装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明による振動絶縁
装置は、構造物と振動体との間に配されており、構造物
に第１緩衝部材を介して支持されかつ振動体を第２緩衝
部材を介して支持する剛体、および剛体に制振力を付与
するアクティブ制振装置を備えていることを特徴とす
る。
装置は、構造物と振動体との間に配されており、構造物
に第１緩衝部材を介して支持されかつ振動体を第２緩衝
部材を介して支持する剛体、および剛体に制振力を付与
するアクティブ制振装置を備えていることを特徴とす
る。
【００１２】各緩衝部材としては、たとえば、バネ要素
とダンパ要素とからなるものが用いられる。アクティブ
制振装置としては、たとえば、剛体の振動を検出する振
動センサ、剛体に制振力を付与するためのアクチュエー
タおよび振動センサの検出信号に基づいて、剛体の励振
力と逆方向の制振力をアクチュエータに発生せしめるた
めの制御装置とを備えているものが用いられる。
とダンパ要素とからなるものが用いられる。アクティブ
制振装置としては、たとえば、剛体の振動を検出する振
動センサ、剛体に制振力を付与するためのアクチュエー
タおよび振動センサの検出信号に基づいて、剛体の励振
力と逆方向の制振力をアクチュエータに発生せしめるた
めの制御装置とを備えているものが用いられる。
【００１３】振動体はたとえば、エンジン、電動モータ
等の回転装置である。アクチュエータとしては、たとえ
ば、リニアモータが用いられる。
等の回転装置である。アクチュエータとしては、たとえ
ば、リニアモータが用いられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１５】〔１〕振動絶縁装置の説明
【００１６】図１は、振動絶縁装置の構成を示してい
る。
る。
【００１７】この振動絶縁装置は、回転機械２の上下方
向の励振力が、構造物１に伝わるのを防止することを目
的とした振動絶縁装置である。振動構造物１と振動体と
しての回転機械２との間に剛体３が配されている。剛体
３は、ばね要素１１およびダンパ要素１２とを備えた緩
衝部材を介して構造物１に支持されている。回転機械２
は、ばね要素２１およびダンパ要素２２とを備えた緩衝
部材を介して剛体３に支持されている。回転機械２は、
たとえば、エンジンまたは電動モータである。
向の励振力が、構造物１に伝わるのを防止することを目
的とした振動絶縁装置である。振動構造物１と振動体と
しての回転機械２との間に剛体３が配されている。剛体
３は、ばね要素１１およびダンパ要素１２とを備えた緩
衝部材を介して構造物１に支持されている。回転機械２
は、ばね要素２１およびダンパ要素２２とを備えた緩衝
部材を介して剛体３に支持されている。回転機械２は、
たとえば、エンジンまたは電動モータである。
【００１８】剛体３には、剛体３の振動を検出するため
の振動センサ３１と、剛体３に制振力を付与するための
アクチュエータ３２とが取り付けられている。振動セン
サ３１の検出信号は、コントローラ（制御装置）３３に
送られる。コントローラ３３は、振動センサ３１の検出
信号に基づいて、剛体３の励振力と逆方向の制振力をア
クチュエータ３２に発生させるように、アクチュエータ
３２を制御する。アクチュエータ３２としては、たとえ
ばリニアモータが用いられる。
の振動センサ３１と、剛体３に制振力を付与するための
アクチュエータ３２とが取り付けられている。振動セン
サ３１の検出信号は、コントローラ（制御装置）３３に
送られる。コントローラ３３は、振動センサ３１の検出
信号に基づいて、剛体３の励振力と逆方向の制振力をア
クチュエータ３２に発生させるように、アクチュエータ
３２を制御する。アクチュエータ３２としては、たとえ
ばリニアモータが用いられる。
【００１９】コントローラ３３は、たとえば、周波数重
み付け最適制御により、剛体３の励振力と逆方向の制振
力をアクチュエータ３２に発生させるように、アクチュ
エータを制御する。つまり、振動絶縁装置では、回転機
械２の振動を止めるのではなく、剛体３の振動を止める
ようにアクチュエータ３２によって制振力が剛体３に付
与される。この結果、構造物１に伝わる力を０にするこ
とができる。
み付け最適制御により、剛体３の励振力と逆方向の制振
力をアクチュエータ３２に発生させるように、アクチュ
エータを制御する。つまり、振動絶縁装置では、回転機
械２の振動を止めるのではなく、剛体３の振動を止める
ようにアクチュエータ３２によって制振力が剛体３に付
与される。この結果、構造物１に伝わる力を０にするこ
とができる。
【００２０】このような振動絶縁装置では、図２に示す
ように、構造物１に作用する力を０にするために必要な
アクチュエータ３２の励振力（絶縁に必要なアクチュエ
ータ力）と、回転機械２の振動とは反比例することにな
る。
ように、構造物１に作用する力を０にするために必要な
アクチュエータ３２の励振力（絶縁に必要なアクチュエ
ータ力）と、回転機械２の振動とは反比例することにな
る。
【００２１】〔２〕シミューレーション結果
【００２２】上記振動絶縁装置の有効性を検討するため
にシミュレーションを行なったので、シミュレーション
結果について報告する。
にシミュレーションを行なったので、シミュレーション
結果について報告する。
【００２３】シミュレーションの条件は、次の通りであ
る。 ・ばね要素１１のばね定数：３×１０5 [kg/s2] ・ダンパ要素１２の減衰係数：１×１０4 [kg/s] ・剛体３の質量：５[kg] ・回転機械２の質量：５[kg] ・回転機械２による励振力：６０００sin （１００ｔ）
[kg ・cm/s2] ・アクチュエータ：リニアモータ ・コントローラ３３による制御方式：周波数重み付け最
適制御 ・シミュレーションの積分手法：Ｒｕｎｇｅ−Ｋｕｔｔ
ａ法（５次）
る。 ・ばね要素１１のばね定数：３×１０5 [kg/s2] ・ダンパ要素１２の減衰係数：１×１０4 [kg/s] ・剛体３の質量：５[kg] ・回転機械２の質量：５[kg] ・回転機械２による励振力：６０００sin （１００ｔ）
[kg ・cm/s2] ・アクチュエータ：リニアモータ ・コントローラ３３による制御方式：周波数重み付け最
適制御 ・シミュレーションの積分手法：Ｒｕｎｇｅ−Ｋｕｔｔ
ａ法（５次）
【００２４】〔２−１〕シミュレーション１
【００２５】回転機械２と剛体３との間のばね要素２１
のばね定数およびダンパ要素２２の減衰係数とを変更し
た場合の、コントローラの出力[V] および構造物１に作
用する力[kg cm/s2]の比較
のばね定数およびダンパ要素２２の減衰係数とを変更し
た場合の、コントローラの出力[V] および構造物１に作
用する力[kg cm/s2]の比較
【００２６】（１）ばね要素２１のばね定数およびダン
パ要素２２の減衰係数が比較的小さい場合（回転機械２
の振動がある場合）
パ要素２２の減衰係数が比較的小さい場合（回転機械２
の振動がある場合）
【００２７】ばね要素２１のばね定数を９８００[kg/
s2] とし、ダンパ要素２２の減衰係数を３０[kg/s]とし
て、シミュレーションを行なった。この場合のコントロ
ーラの出力[V] を図３に示し、構造物１に作用する力[k
g cm/s2]を図４に示す。
s2] とし、ダンパ要素２２の減衰係数を３０[kg/s]とし
て、シミュレーションを行なった。この場合のコントロ
ーラの出力[V] を図３に示し、構造物１に作用する力[k
g cm/s2]を図４に示す。
【００２８】（２）ばね要素２１のばね定数およびダン
パ要素２２の減衰係数が比較的大きい場合（回転機械２
の振動がない場合）
パ要素２２の減衰係数が比較的大きい場合（回転機械２
の振動がない場合）
【００２９】ばね要素２１のばね定数を９８０００[kg/
s2] とし、ダンパ要素２２の減衰係数を３０００[kg/s]
として、シミュレーションを行なった。この場合のコン
トローラの出力[V] を図５に示し、構造物１に作用する
力[kg cm/s2]を図６に示す。
s2] とし、ダンパ要素２２の減衰係数を３０００[kg/s]
として、シミュレーションを行なった。この場合のコン
トローラの出力[V] を図５に示し、構造物１に作用する
力[kg cm/s2]を図６に示す。
【００３０】上記（１）、（２）のシミュレーション結
果から、構造物１に作用する力[kgcm/s2]を０にするた
めには、ばね要素２１のばね定数およびダイパ要素２２
の減衰係数を小さくすれば、コントローラ３３の出力
（アクチュエータ３２の制振力）を小さくすることがで
きることがわかる。
果から、構造物１に作用する力[kgcm/s2]を０にするた
めには、ばね要素２１のばね定数およびダイパ要素２２
の減衰係数を小さくすれば、コントローラ３３の出力
（アクチュエータ３２の制振力）を小さくすることがで
きることがわかる。
【００３１】〔２−２〕シミュレーション２
【００３２】図１３の従来のアクティブ制振装置と本実
施の形態による振動絶縁装置との比較
施の形態による振動絶縁装置との比較
【００３３】（１）図１３の従来のアクティブ制振装置
についてのシミュレーション結果
についてのシミュレーション結果
【００３４】図１３の従来のアクティブ制振装置のばね
要素４１のばね定数を９８００[kg/s2] とし、ダイパ要
素４２の減衰係数を３０[kg/s]として、シミュレーショ
ンを行なった。この場合のコントローラの出力[V] を図
７に示し、構造物１に作用する力[kg cm/s2]を図８に示
す。
要素４１のばね定数を９８００[kg/s2] とし、ダイパ要
素４２の減衰係数を３０[kg/s]として、シミュレーショ
ンを行なった。この場合のコントローラの出力[V] を図
７に示し、構造物１に作用する力[kg cm/s2]を図８に示
す。
【００３５】（２）本実施の形態による振動絶縁装置に
ついてのシミュレーション結果
ついてのシミュレーション結果
【００３６】本実施の形態による振動絶縁装置のばね要
素２１のばね定数を９８００[kg/s2] とし、ダイパ要素
２２の減衰係数を３０[kg/s]として、シミュレーション
を行なった。この場合のコントローラの出力[V] を図９
に示し、構造物１に作用する力[kg cm/s2]を図１０に示
す。
素２１のばね定数を９８００[kg/s2] とし、ダイパ要素
２２の減衰係数を３０[kg/s]として、シミュレーション
を行なった。この場合のコントローラの出力[V] を図９
に示し、構造物１に作用する力[kg cm/s2]を図１０に示
す。
【００３７】上記（１）、（２）のシミュレーション結
果から、本実施の形態による振動絶縁装置では、従来の
アクティブ制振装置に比べて、コントローラ３３の出力
（アクチュエータ３２の制振力）を小さくしても、構造
物１に作用する力[kg cm/s2]を０にすることができるこ
とがわかる。
果から、本実施の形態による振動絶縁装置では、従来の
アクティブ制振装置に比べて、コントローラ３３の出力
（アクチュエータ３２の制振力）を小さくしても、構造
物１に作用する力[kg cm/s2]を０にすることができるこ
とがわかる。
【００３８】この理由は、従来のアクティブ制振装置で
は、回転機械２に対してアクチュエータによる制振力が
付与されているのに対し、本実施の形態による振動絶縁
装置では、ばね要素２１およびダンパ要素２２からなる
緩衝部材（パッシブ制御要素）を介して回転機械２を支
持する剛体３に対してアクチュエータによる制振力が付
与されているからである。
は、回転機械２に対してアクチュエータによる制振力が
付与されているのに対し、本実施の形態による振動絶縁
装置では、ばね要素２１およびダンパ要素２２からなる
緩衝部材（パッシブ制御要素）を介して回転機械２を支
持する剛体３に対してアクチュエータによる制振力が付
与されているからである。
【００３９】つまり、本実施の形態による振動絶縁装置
では、回転機械２の励振力は、ばね要素２１およびダン
パ要素２２からなる緩衝部材（パッシブ制御要素）によ
って弱められて剛体３に伝達されている。このため、剛
体３の励振力は、回転機械２の励振力より小さい。そし
て、回転機械２の励振力より小さい剛体３の励振力が構
造物１に伝わらないように、剛体３の励振力をアクチュ
エータによって制振させているので、回転機械２の励振
力を制振させる場合に比べてアクチュエータによる制振
力を小さくできるのである。
では、回転機械２の励振力は、ばね要素２１およびダン
パ要素２２からなる緩衝部材（パッシブ制御要素）によ
って弱められて剛体３に伝達されている。このため、剛
体３の励振力は、回転機械２の励振力より小さい。そし
て、回転機械２の励振力より小さい剛体３の励振力が構
造物１に伝わらないように、剛体３の励振力をアクチュ
エータによって制振させているので、回転機械２の励振
力を制振させる場合に比べてアクチュエータによる制振
力を小さくできるのである。
【００４０】
【発明の効果】この発明によれば、アクティブ制振装置
のアクチュエータによる制振力が振動体による励振力よ
り小くても、良好な振動絶縁が行なえるようになる。
のアクチュエータによる制振力が振動体による励振力よ
り小くても、良好な振動絶縁が行なえるようになる。
【図１】振動絶縁装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１の振動絶縁装置における、絶縁に必要なア
クチュエータ力と、回転機械の振動との関係を示すグラ
フである。
クチュエータ力と、回転機械の振動との関係を示すグラ
フである。
【図３】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図７】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】シミュレーション結果を示すグラフである。
の模式図である。
の模式図である。
【図１１】従来のパッシブ制振装置の構成を示す模式図
である。
である。
【図１２】図１１のパッシブ制振装置において、制振性
と絶縁性とがトレードオフの関係となることを示すグラ
フである。
と絶縁性とがトレードオフの関係となることを示すグラ
フである。
【図１３】従来のアクティブ制振装置の構成を示す模式
図である。
図である。
【図１４】図１３のアクティブ制振装置において、アク
チュエータの力に対する、回転機械の振動および構造物
に作用する力の関係を示すグラフである。
チュエータの力に対する、回転機械の振動および構造物
に作用する力の関係を示すグラフである。
１ 構造物 ２ 回転機械（振動体） ３ 剛体 １１、２１ ばね要素 １２、２２ ダンパ要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 靖治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 大隅 正人 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 構造物と振動体との間に配されており、
構造物に第１緩衝部材を介して支持されかつ振動体を第
２緩衝部材を介して支持する剛体、および剛体に制振力
を付与するアクティブ制振装置を備えている振動絶縁装
置。 - 【請求項２】 各緩衝部材は、バネ要素とダンパ要素と
からなることを特徴とする請求項１に記載の振動絶縁装
置。 - 【請求項３】 アクティブ制振装置は、剛体の振動を検
出する振動センサ、剛体に制振力を付与するためのアク
チュエータおよび振動センサの検出信号に基づいて、剛
体の励振力と逆方向の制振力をアクチュエータに発生せ
しめるための制御装置とを備えている請求項１および２
のいずれかに記載の振動絶縁装置。 - 【請求項４】 振動体が回転装置であり、アクチュエー
タがリニアモータである請求項１、２および３のいずれ
かに記載の振動絶縁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6498197A JPH10252820A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 振動絶縁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6498197A JPH10252820A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 振動絶縁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10252820A true JPH10252820A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13273753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6498197A Pending JPH10252820A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 振動絶縁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10252820A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001029445A3 (en) * | 1999-10-22 | 2001-11-22 | Honeywell Inc | Hybrid passive and active vibration isolator architecture |
| CN100429424C (zh) * | 2002-09-27 | 2008-10-29 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于主动振动隔离和主动振动消除的系统和方法 |
| CN106678269A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-17 | 中国船舶重工集团公司第七研究所 | 一种船舶柴油机推进动力模块的减振降噪装置 |
| JP2021089033A (ja) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | 清水建設株式会社 | 防振構造 |
| JP2021110370A (ja) * | 2020-01-09 | 2021-08-02 | 倉敷化工株式会社 | アクティブ防振装置 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP6498197A patent/JPH10252820A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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