JPH10274281A - 振動減衰装置 - Google Patents
振動減衰装置Info
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- JPH10274281A JPH10274281A JP7827497A JP7827497A JPH10274281A JP H10274281 A JPH10274281 A JP H10274281A JP 7827497 A JP7827497 A JP 7827497A JP 7827497 A JP7827497 A JP 7827497A JP H10274281 A JPH10274281 A JP H10274281A
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- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
- B60G17/0157—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit non-fluid unit, e.g. electric motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
- B60G17/021—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means the mechanical spring being a coil spring
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- B60G2202/40—Type of actuator
- B60G2202/42—Electric actuator
- B60G2202/422—Linear motor
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
- B60G2204/419—Gears
- B60G2204/4191—Planetary or epicyclic gears
-
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- B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
- B60G2204/419—Gears
- B60G2204/4193—Gears worm gears
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、振動のエネルギ回生を行いながら効
率的にアクティブ制御を行うことが出来る振動減衰装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明に係る振動減衰装置は、（Ａ）バネ
５と、（Ｂ）アクチュエータ４と、（Ｃ）アクチュエー
タ駆動装置兼エネルギ回生装置６と、（Ｄ）振動センサ
７から成り、（Ｅ）前記アクチュエータ４は、電磁式直
動モータで構成し、（Ｆ）前記アクチュエータ４の速度
の速い領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を加
えるとともに、発電電力を供給電力側に回生し、（Ｇ）
前記電アクチュエータ４の速度の遅い領域では、電力の
回生により貯蔵されたエネルギを利用して制御力を加
え、（Ｈ）アクティブ制振と、電力を回生するハイブリ
ッド動作を行うことを特徴とする。
率的にアクティブ制御を行うことが出来る振動減衰装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明に係る振動減衰装置は、（Ａ）バネ
５と、（Ｂ）アクチュエータ４と、（Ｃ）アクチュエー
タ駆動装置兼エネルギ回生装置６と、（Ｄ）振動センサ
７から成り、（Ｅ）前記アクチュエータ４は、電磁式直
動モータで構成し、（Ｆ）前記アクチュエータ４の速度
の速い領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を加
えるとともに、発電電力を供給電力側に回生し、（Ｇ）
前記電アクチュエータ４の速度の遅い領域では、電力の
回生により貯蔵されたエネルギを利用して制御力を加
え、（Ｈ）アクティブ制振と、電力を回生するハイブリ
ッド動作を行うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動減衰装置に関
する。本発明は、自動車や鉄道車両のサスペンシヨンと
して、あるいは、超高層ビルや橋梁の主塔のアクティブ
制振装置として幅広く利用することができる。
する。本発明は、自動車や鉄道車両のサスペンシヨンと
して、あるいは、超高層ビルや橋梁の主塔のアクティブ
制振装置として幅広く利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来の受動型振動絶縁技術は、バネとダ
ンパで振動を遮断し、制振を与えてきた。また構造物の
振動を抑える技術としては、質量と、バネと、ダンパと
によって共振を持たせながら振動エネルギを吸収するタ
イプが広く使われてきた。
ンパで振動を遮断し、制振を与えてきた。また構造物の
振動を抑える技術としては、質量と、バネと、ダンパと
によって共振を持たせながら振動エネルギを吸収するタ
イプが広く使われてきた。
【０００３】このような受動型の振動遮断技術や、制振
技術には自ずと限界があり、必ずしも大きな制振効果は
期待できなかった。これを解決する手段として、能動型
の振動遮断および制振技術が開発され、使われてきた。
技術には自ずと限界があり、必ずしも大きな制振効果は
期待できなかった。これを解決する手段として、能動型
の振動遮断および制振技術が開発され、使われてきた。
【０００４】これは、受動型の振動減衰装置のダンパを
アクチュエータに置き換え、振動を打ち消すようにエネ
ルギを加え、高度の制振性能を発揮させようとするもの
である。
アクチュエータに置き換え、振動を打ち消すようにエネ
ルギを加え、高度の制振性能を発揮させようとするもの
である。
【０００５】振動減衰装置としては自動車のアクテイプ
サスペンションや、精密機械の能動除振台などで、制振
装置としては長大橋の主塔や高層ビルデイングのアクテ
ィブマスダンパ等が実用化され、大きな制振効果が得ら
れている。
サスペンションや、精密機械の能動除振台などで、制振
装置としては長大橋の主塔や高層ビルデイングのアクテ
ィブマスダンパ等が実用化され、大きな制振効果が得ら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 （１）アクティブ型の制振装置では、制振のためのエネ
ルギ消費量が極めて大きく、例えば自動車のアクテイブ
サスペンシヨンでは数馬力のエネルギを消費し、（２）
高層ビルの制振装置では、想定される最大の振動に備え
て制振電力を確保するために大きな電力契約を結ぶ必要
があり、コスト的に大きな負担となっている。
は、次のような問題がある。 （１）アクティブ型の制振装置では、制振のためのエネ
ルギ消費量が極めて大きく、例えば自動車のアクテイブ
サスペンシヨンでは数馬力のエネルギを消費し、（２）
高層ビルの制振装置では、想定される最大の振動に備え
て制振電力を確保するために大きな電力契約を結ぶ必要
があり、コスト的に大きな負担となっている。
【０００７】本発明は、これらの問題を解決することが
できる装置、すなわち、能動制振装置のように制振のた
めに大きなエネルギを必要とせず、かつ受動型に比べ大
きな制振効果が得られる制振装置を提供することを目的
とする。
できる装置、すなわち、能動制振装置のように制振のた
めに大きなエネルギを必要とせず、かつ受動型に比べ大
きな制振効果が得られる制振装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
（第１の手段）本発明に係る振動減衰装置は、（Ａ）バ
ネ５と、（Ｂ）アクチュエータ４と、（Ｃ）アクチュエ
ータ駆動装置兼エネルギ回生装置６と、（Ｄ）振動セン
サ７から成り、（Ｅ）前記アクチュエータ４は、電磁式
直動モータで構成し、（Ｆ）前記アクチュエータ４の速
度の速い領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を
加えるとともに、発電電力を供給電力側に回生し、
（Ｇ）前記電アクチュエータ４の速度の遅い領域では、
電力の回生により貯蔵されたエネルギを利用して制御力
を加え、（Ｈ）アクティブ制振と、電力を回生するハイ
ブリッド動作を行うことを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る振動減衰装置は、（Ａ）構
造物８の振動を減衰させる質量９と、（Ｂ）バネ５と、
（Ｃ）アクチュエータ４と、（Ｄ）アクチュエータ駆動
装置兼エネルギ回生装置６と、（Ｅ）振動センサ７から
成り、（Ｆ）前記アクチュエータ４は、電磁式直動モー
タで構成し、（Ｇ）前記アクチュエータ４の速度の速い
領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を加えると
ともに、発電電力を供給電力側に回生し、（Ｈ）前記ア
クチュエータ４の速度の遅い領域では、電力の回生によ
り貯蔵されたエネルギを利用して制御力を加え、アクテ
ィブ制振と、電力を回生するハイブリッド動作を行うこ
とを特徴とする。 （第３の手段）本発明に係る振動減衰装置は、第１の手
段または第２の手段において、アクチュエータ４は、直
動・回転変換器と回転モータで構成し、アクティブ制振
と、電力を回生するハイブリッド動作を行うことを特徴
とする。
ネ５と、（Ｂ）アクチュエータ４と、（Ｃ）アクチュエ
ータ駆動装置兼エネルギ回生装置６と、（Ｄ）振動セン
サ７から成り、（Ｅ）前記アクチュエータ４は、電磁式
直動モータで構成し、（Ｆ）前記アクチュエータ４の速
度の速い領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を
加えるとともに、発電電力を供給電力側に回生し、
（Ｇ）前記電アクチュエータ４の速度の遅い領域では、
電力の回生により貯蔵されたエネルギを利用して制御力
を加え、（Ｈ）アクティブ制振と、電力を回生するハイ
ブリッド動作を行うことを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る振動減衰装置は、（Ａ）構
造物８の振動を減衰させる質量９と、（Ｂ）バネ５と、
（Ｃ）アクチュエータ４と、（Ｄ）アクチュエータ駆動
装置兼エネルギ回生装置６と、（Ｅ）振動センサ７から
成り、（Ｆ）前記アクチュエータ４は、電磁式直動モー
タで構成し、（Ｇ）前記アクチュエータ４の速度の速い
領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を加えると
ともに、発電電力を供給電力側に回生し、（Ｈ）前記ア
クチュエータ４の速度の遅い領域では、電力の回生によ
り貯蔵されたエネルギを利用して制御力を加え、アクテ
ィブ制振と、電力を回生するハイブリッド動作を行うこ
とを特徴とする。 （第３の手段）本発明に係る振動減衰装置は、第１の手
段または第２の手段において、アクチュエータ４は、直
動・回転変換器と回転モータで構成し、アクティブ制振
と、電力を回生するハイブリッド動作を行うことを特徴
とする。
【０００９】したがって、次のように作用する。本発明
は、振動そのものが、１つのエネルギであることに着目
し、前述の手段により、（１）この振動エネルギを利用
しながら制振するもので、（２）小さな回生電圧でもこ
れを電源に回収し、（３）電源電圧よりも小さい回生電
圧の範囲では、回生して貯蔵されたエネルギを利用して
制御力を加えるアクティブ制振を行うことにより、アク
ティプ制振の性能に近い大きな制振効果を持ったまま、
エネルギ回生を行うことができる。
は、振動そのものが、１つのエネルギであることに着目
し、前述の手段により、（１）この振動エネルギを利用
しながら制振するもので、（２）小さな回生電圧でもこ
れを電源に回収し、（３）電源電圧よりも小さい回生電
圧の範囲では、回生して貯蔵されたエネルギを利用して
制御力を加えるアクティブ制振を行うことにより、アク
ティプ制振の性能に近い大きな制振効果を持ったまま、
エネルギ回生を行うことができる。
【００１０】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態を図１
〜図６に示す。図１は、第１の実施の形態に係る装置を
エネルギ回生サスペンションに利用した例を示す図。
〜図６に示す。図１は、第１の実施の形態に係る装置を
エネルギ回生サスペンションに利用した例を示す図。
【００１１】図２は、図１の装置のモデル実験装置を示
す図。図３は、図１の装置のエネルギ回生減衰力を示す
図。図４は、図１の装置の効果を検証するシミュレーシ
ョン結果の周波数応答を示す図。
す図。図３は、図１の装置のエネルギ回生減衰力を示す
図。図４は、図１の装置の効果を検証するシミュレーシ
ョン結果の周波数応答を示す図。
【００１２】図５は、図１の装置の効果を検証するモデ
ル実験で用いたリレー制御系を示す図。図６は、図１の
装置の効果を検証するモデル実験で得られた振動伝達率
を示す図。
ル実験で用いたリレー制御系を示す図。図６は、図１の
装置の効果を検証するモデル実験で得られた振動伝達率
を示す図。
【００１３】自動車のアクテイブサスペンシヨンに本発
明装置を利用する場合には、図１に示すように、従来の
シヨフクアブソーバの代わりに、電磁式直動アクチュエ
ータを取り付け、その制御に本発明装置を利用する。
明装置を利用する場合には、図１に示すように、従来の
シヨフクアブソーバの代わりに、電磁式直動アクチュエ
ータを取り付け、その制御に本発明装置を利用する。
【００１４】図２は、本発明装置の試験をする実験モデ
ルの実施例である。乗り物の振動の場合は縦型である
が、これを横置きとして、電磁式直動アクチュエータ４
の磁石側を乗り物本体１に見立てた主系質量１１とし、
アクチュエータ４の可動側が接続されている右側のブロ
ックを車軸２に相当するものとする。
ルの実施例である。乗り物の振動の場合は縦型である
が、これを横置きとして、電磁式直動アクチュエータ４
の磁石側を乗り物本体１に見立てた主系質量１１とし、
アクチュエータ４の可動側が接続されている右側のブロ
ックを車軸２に相当するものとする。
【００１５】この電磁式直動アクチュエータ４の発生す
る逆起電力で減衰を与えると、図３に示すような減衰力
ＦD が発生する。点線は抵抗だけを接続した場合で、従
来のシヨフクアブソーバと同じ受動的な減衰である。
る逆起電力で減衰を与えると、図３に示すような減衰力
ＦD が発生する。点線は抵抗だけを接続した場合で、従
来のシヨフクアブソーバと同じ受動的な減衰である。
【００１６】逆起電力を電源に回生すると、電源電圧ま
では減衰力を発生しないため、図３の実線のような不感
帯を持つ減衰力となり制振効果が悪化する。この領域に
能動制振を適用し、制振効果を悪化させないような制御
則を適用する。
では減衰力を発生しないため、図３の実線のような不感
帯を持つ減衰力となり制振効果が悪化する。この領域に
能動制振を適用し、制振効果を悪化させないような制御
則を適用する。
【００１７】図４は、シミュレーションによって得た周
波数応答である。図４において、（ａ）〜（ｅ）は、入
力振幅を表す。図４（Ａ）は、車軸から車休への振動伝
達率を示す。
波数応答である。図４において、（ａ）〜（ｅ）は、入
力振幅を表す。図４（Ａ）は、車軸から車休への振動伝
達率を示す。
【００１８】点線が受動サスペンション、１点鎖線が能
動サスペンシヨン、実線が本発明装置のエネルギ回生と
アクテイブ制振の併用制御の場合である。
動サスペンシヨン、実線が本発明装置のエネルギ回生と
アクテイブ制振の併用制御の場合である。
【００１９】本発明装置による制御方法は非線形制御で
あるため、入力振幅（ａ）〜（ｅ）で応答は変化する。
しかし、すべての応答で振動伝達率は１以下で、良好な
応答を示している。
あるため、入力振幅（ａ）〜（ｅ）で応答は変化する。
しかし、すべての応答で振動伝達率は１以下で、良好な
応答を示している。
【００２０】図４（Ｂ）は、車軸に加わるエネルギと回
生エネルギの比率、即ち、エネルギ回生率を示す。マイ
ナスは能動制御でエネルギを加えることを、プラスはエ
ネルギが回生されることを示している。制振効果及びエ
ネルギ回生効果は、次の等価減衰率ζeqで決まる。
生エネルギの比率、即ち、エネルギ回生率を示す。マイ
ナスは能動制御でエネルギを加えることを、プラスはエ
ネルギが回生されることを示している。制振効果及びエ
ネルギ回生効果は、次の等価減衰率ζeqで決まる。
【００２１】
【数１】
【００２２】図４は、等価減衰率ζeqが０．５（図４の
点線）の場合を示す。この等価減衰率ζeqが小さいと、
減衰効果もエネルギ回生効果も悪化する。リニアな制御
則の場合には、駆動増幅器の内部損失も無視できない。
点線）の場合を示す。この等価減衰率ζeqが小さいと、
減衰効果もエネルギ回生効果も悪化する。リニアな制御
則の場合には、駆動増幅器の内部損失も無視できない。
【００２３】そこで、実験ではリレー制御を適用した。
実験で用いた制御系の構成を図５に示す。この制御によ
って得られた振動伝達率を図６に示す。
実験で用いた制御系の構成を図５に示す。この制御によ
って得られた振動伝達率を図６に示す。
【００２４】図６の（ａ）は、Ｐａｓｓｉｖｅ（ζeq＝
０．２３）、即ち、等価減衰率ζeq＝０．２３におけ
る、受動制振の場合を示す。
０．２３）、即ち、等価減衰率ζeq＝０．２３におけ
る、受動制振の場合を示す。
【００２５】図６の（ｂ）は、 Ｒｅｌａｙ ａｎｄ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌｌ （ζeq＝０．２３）、即ち、等価減衰率ζeq＝０．２３
における、リレー制御による能動制御とエネルギ回生を
併用したときの応答を示し、応答は良く制御されてい
る。
ｎｔｒｏｌｌ （ζeq＝０．２３）、即ち、等価減衰率ζeq＝０．２３
における、リレー制御による能動制御とエネルギ回生を
併用したときの応答を示し、応答は良く制御されてい
る。
【００２６】シミュレーションによって得た周波数応答
ほどではないが、エネルギ回生もされていることが確認
できた。図６の（ｃ）は、Ｐａｓｓｉｖｅ（ζeq＝０．
００）、即ち、等価減衰率ζeq＝０．００における、受
動制振の場合を示す。
ほどではないが、エネルギ回生もされていることが確認
できた。図６の（ｃ）は、Ｐａｓｓｉｖｅ（ζeq＝０．
００）、即ち、等価減衰率ζeq＝０．００における、受
動制振の場合を示す。
【００２７】したがって、良いアクチュエータを用いれ
ば、十分実用になりうるという結果を得た。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態を図７
〜図８に示す。
ば、十分実用になりうるという結果を得た。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態を図７
〜図８に示す。
【００２８】図７は、第２の実施の形態に係る装置を高
層ビルの制振のエネルギ回生マスダンパに利用した例を
示す図であり、図８は、図７の装置のモデル実験装置を
示す図である。
層ビルの制振のエネルギ回生マスダンパに利用した例を
示す図であり、図８は、図７の装置のモデル実験装置を
示す図である。
【００２９】第２の実施の形態では、従来のダンパの代
わりに電磁式直動アクチュエータを取り付け、その制御
に本発明装置を利用する。アクチュエータは、第１の実
施の形態の同じアクチュエータを用い実験装置を構成し
た。
わりに電磁式直動アクチュエータを取り付け、その制御
に本発明装置を利用する。アクチュエータは、第１の実
施の形態の同じアクチュエータを用い実験装置を構成し
た。
【００３０】制御則も第１の実施の形態と類似のもの
で、同様の結果を得ることができる。 （第３の実施の形態）本発明の第３の実施の形態を図９
に示す。
で、同様の結果を得ることができる。 （第３の実施の形態）本発明の第３の実施の形態を図９
に示す。
【００３１】図９は、第３の実施の形態に係る装置をエ
ネルギ回生マスダンパに利用した例を示す図である。図
９において、アクチュエータ（電磁式回転モータ）４ｃ
は、振動速度が速い場合には、発電機として作動し、振
動速度が遅い場合には、モータとして作動する。
ネルギ回生マスダンパに利用した例を示す図である。図
９において、アクチュエータ（電磁式回転モータ）４ｃ
は、振動速度が速い場合には、発電機として作動し、振
動速度が遅い場合には、モータとして作動する。
【００３２】図９に示すように、建築物等の制振対象構
造物８の上部に質量（マスダンパ用質量）９がアクチュ
エータ（直動・回転変換器）４ａに支持され、その一端
はバネ５で建築物等の制振対象構造物８と繋がってい
る。
造物８の上部に質量（マスダンパ用質量）９がアクチュ
エータ（直動・回転変換器）４ａに支持され、その一端
はバネ５で建築物等の制振対象構造物８と繋がってい
る。
【００３３】アクチュエータ（直動・回転変換器）４ａ
は、軸受け１３で支持され、片側にアクチュエータ（歯
車伝導機構）４ｂが有り、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃへと接続される。
は、軸受け１３で支持され、片側にアクチュエータ（歯
車伝導機構）４ｂが有り、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃへと接続される。
【００３４】建築物等の制振対象構造物８上の振動セン
サ７ａと質量（マスダンパ用質量）９上の振動センサ７
ｂからの振動信号がアクチュエータ（モータ）駆動兼エ
ネルギ回生装置６に入力する。
サ７ａと質量（マスダンパ用質量）９上の振動センサ７
ｂからの振動信号がアクチュエータ（モータ）駆動兼エ
ネルギ回生装置６に入力する。
【００３５】従って、つぎのように作用する。 （１）振動速度が速い場合、建築物等の制振対象構造物
８が、地震等により振動すると、質量（マスダンパ用質
量）９がそれに伴い振動する。そのため、質量（マスダ
ンパ用質量）９はアクチュエータ（直動・回転変換器）
４ａの軸上を軸方向にスライドする。
８が、地震等により振動すると、質量（マスダンパ用質
量）９がそれに伴い振動する。そのため、質量（マスダ
ンパ用質量）９はアクチュエータ（直動・回転変換器）
４ａの軸上を軸方向にスライドする。
【００３６】その時に、アクチュエータ（直動・回転変
換器）４ａでは、軸方向の移動を回転に変換する。その
回転は、アクチュエータ（歯車伝導機構）４ｂを経由し
てアクチュエータ（電磁式回転モータ）４ｃへ伝えられ
る。
換器）４ａでは、軸方向の移動を回転に変換する。その
回転は、アクチュエータ（歯車伝導機構）４ｂを経由し
てアクチュエータ（電磁式回転モータ）４ｃへ伝えられ
る。
【００３７】アクチュエータ駆動装置兼エネルギ回生装
置６では、振動センサ７ａ、７ｂの情報により、振動速
度が速いと判断した時は、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃが発電機として作動し、その発電制動によ
り、減衰を加えるとともに、発電電力をアクチュエータ
駆動装置兼エネルギ回生装置６で回生する。 （２）振動速度が遅い場合、振動速度が遅くエネルギ回
生ができない時は、アクチュエータ駆動装置兼エネルギ
回生装置６の指令により、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃを回転させ、その回転をアクチュエータ
（歯車伝導機構）４ｂを経て、アクチュエータ（直動・
回転変換器）４ａに伝え、質量（マスダンパ用質量）９
を能動的に移動させ、振動を減衰させる。 （第４の実施の形態）本発明の第４の実施の形態を図１
０に示す。
置６では、振動センサ７ａ、７ｂの情報により、振動速
度が速いと判断した時は、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃが発電機として作動し、その発電制動によ
り、減衰を加えるとともに、発電電力をアクチュエータ
駆動装置兼エネルギ回生装置６で回生する。 （２）振動速度が遅い場合、振動速度が遅くエネルギ回
生ができない時は、アクチュエータ駆動装置兼エネルギ
回生装置６の指令により、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃを回転させ、その回転をアクチュエータ
（歯車伝導機構）４ｂを経て、アクチュエータ（直動・
回転変換器）４ａに伝え、質量（マスダンパ用質量）９
を能動的に移動させ、振動を減衰させる。 （第４の実施の形態）本発明の第４の実施の形態を図１
０に示す。
【００３８】図１０は、第４の実施の形態に係る装置を
エネルギ回生マスダンパに利用した例を示す図である。
図１０において、アクチュエータ（電磁式回転モータ）
４ｃは、振動速度が速い場合には、発電機として作動
し、振動速度が遅い場合には、モータとして作動する。
エネルギ回生マスダンパに利用した例を示す図である。
図１０において、アクチュエータ（電磁式回転モータ）
４ｃは、振動速度が速い場合には、発電機として作動
し、振動速度が遅い場合には、モータとして作動する。
【００３９】図１０に示すように、アクチュエータ（直
動・回転変換器）４ａの振動は、振動センサ７により検
出され、その振動信号がアクチュエータ（モータ）駆動
兼エネルギ回生装置６に入力される。
動・回転変換器）４ａの振動は、振動センサ７により検
出され、その振動信号がアクチュエータ（モータ）駆動
兼エネルギ回生装置６に入力される。
【００４０】従って、つぎのように作用する。 （１）振動速度が速い場合、制振対象物（車軸２）が振
動すると、アクチユエータ４ａも振動する。
動すると、アクチユエータ４ａも振動する。
【００４１】その時に、アクチュエータ（直動・回転変
換器）４ａでは、軸方向の移動（振動）を回転に変換す
る。その回転は、アクチュエータ（歯車伝導機構）４ｂ
を経由してアクチュエータ（電磁式回転モータ）４ｃへ
伝えられる。
換器）４ａでは、軸方向の移動（振動）を回転に変換す
る。その回転は、アクチュエータ（歯車伝導機構）４ｂ
を経由してアクチュエータ（電磁式回転モータ）４ｃへ
伝えられる。
【００４２】アクチュエータ駆動装置兼エネルギ回生装
置６では、振動センサ７の情報により、振動速度が速い
と判断した時は、アクチュエータ（電磁式回転モータ）
４ｃが発電機として作動し、その発電制動により、減衰
を加えるとともに、発電電力をアクチュエータ駆動装置
兼エネルギ回生装置６で回生する。 （２）振動速度が遅い場合、振動速度が遅くエネルギ回
生ができない時は、アクチュエータ駆動装置兼エネルギ
回生装置６の指令により、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃを回転させ、その回転をアクチュエータ
（歯車伝導機構）４ｂを経て、アクチュエータ（直動・
回転変換器）４ａに伝え、振動を減衰させる。
置６では、振動センサ７の情報により、振動速度が速い
と判断した時は、アクチュエータ（電磁式回転モータ）
４ｃが発電機として作動し、その発電制動により、減衰
を加えるとともに、発電電力をアクチュエータ駆動装置
兼エネルギ回生装置６で回生する。 （２）振動速度が遅い場合、振動速度が遅くエネルギ回
生ができない時は、アクチュエータ駆動装置兼エネルギ
回生装置６の指令により、アクチュエータ（電磁式回転
モータ）４ｃを回転させ、その回転をアクチュエータ
（歯車伝導機構）４ｂを経て、アクチュエータ（直動・
回転変換器）４ａに伝え、振動を減衰させる。
【００４３】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明によれば、振動のエネルギ回生を行いなが
ら効率的にアクティブ制御を行うことが出来る。 （２）そのため、能動型制振装置のように制振のために
大きなエネルギを必要とせず、かつ受動型制振装置に比
べて大きな制振効果が得られる制振装置を実現すること
ができる。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明によれば、振動のエネルギ回生を行いなが
ら効率的にアクティブ制御を行うことが出来る。 （２）そのため、能動型制振装置のように制振のために
大きなエネルギを必要とせず、かつ受動型制振装置に比
べて大きな制振効果が得られる制振装置を実現すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置をエネル
ギ回生サスペンションに利用した例を示す図。
ギ回生サスペンションに利用した例を示す図。
【図２】図１の装置のモデル実験装置を示す図。
【図３】図１の装置のエネルギ回生減衰力を示す図。
【図４】図１の装置の効果を検証するシミュレーション
結果の周波数応答を示す図。
結果の周波数応答を示す図。
【図５】図１の装置の効果を検証するモデル実験で用い
たリレー制御系を示す図。
たリレー制御系を示す図。
【図６】図１の装置の効果を検証するモデル実験で得ら
れた振動伝達率を示す図。
れた振動伝達率を示す図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る装置をエネル
ギ回生マスダンパに利用した例を示す図。
ギ回生マスダンパに利用した例を示す図。
【図８】図７の装置のモデル実験装置を示す図。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る装置をエネル
ギ回生マスダンパに利用した例を示す図。
ギ回生マスダンパに利用した例を示す図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る装置をエネ
ルギ回生マスダンパに利用した例を示す図。
ルギ回生マスダンパに利用した例を示す図。
１ …車体（乗り物本体） ２ …車軸 ３ …タイヤ（あるいは車輪） ４ …アクチュエータ（電磁式直動アクチュエータ、も
しくは直動・回転変換器と回転モータ） ４ａ…アクチュエータ（直動・回転変換器） ４ｂ…アクチュエータ（歯車伝導機構） ４ｃ…アクチュエータ（電磁式回転モータ：ＤＣサーボ
モータ等） ５ …バネ（コイルバネなど） ６ …アクチュエータ駆動装置兼エネルギ回生装置 ７ …振動センサ ７ａ…振動センサ ７ｂ…振動センサ ８ …構造物（高層ビル、橋梁等） ９ …質量（マスダンパ用質量） １０…ガイド １１…主系質量 １２…主系バネ １３…軸受け ｅB …バッテリ電圧 ＦD …減衰力ＦD ｋ …サスペンション系のバネ定数（Ｎ／ｍ） ｍ …サスペンション系の質量（ｋｇ） Ｒ …駆動回路の抵抗（Ω） ζeq…等価減衰率、 ψ …アクチュエータの力係数（Ｎ／Ａ）＝逆起電力係
数（Ｖｓ／ｍ）
しくは直動・回転変換器と回転モータ） ４ａ…アクチュエータ（直動・回転変換器） ４ｂ…アクチュエータ（歯車伝導機構） ４ｃ…アクチュエータ（電磁式回転モータ：ＤＣサーボ
モータ等） ５ …バネ（コイルバネなど） ６ …アクチュエータ駆動装置兼エネルギ回生装置 ７ …振動センサ ７ａ…振動センサ ７ｂ…振動センサ ８ …構造物（高層ビル、橋梁等） ９ …質量（マスダンパ用質量） １０…ガイド １１…主系質量 １２…主系バネ １３…軸受け ｅB …バッテリ電圧 ＦD …減衰力ＦD ｋ …サスペンション系のバネ定数（Ｎ／ｍ） ｍ …サスペンション系の質量（ｋｇ） Ｒ …駆動回路の抵抗（Ω） ζeq…等価減衰率、 ψ …アクチュエータの力係数（Ｎ／Ａ）＝逆起電力係
数（Ｖｓ／ｍ）
Claims (3)
- 【請求項１】（Ａ）バネ（５）と、（Ｂ）アクチュエー
タ（４）と、（Ｃ）アクチュエータ駆動装置兼エネルギ
回生装置（６）と、（Ｄ）振動センサ（７）から成り、
（Ｅ）前記アクチュエータ（４）は、電磁式直動モータ
で構成し、（Ｆ）前記アクチュエータ（４）の速度の速
い領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を加える
とともに、発電電力を供給電力側に回生し、（Ｇ）前記
電アクチュエータ（４）の速度の遅い領域では、電力の
回生により貯蔵されたエネルギを利用して制御力を加
え、（Ｈ）アクティブ制振と、電力を回生するハイブリ
ッド動作を行うことを特徴とする振動減衰装置。 - 【請求項２】（Ａ）構造物（８）の振動を減衰させる質
量（９）と、（Ｂ）バネ（５）と、（Ｃ）アクチュエー
タ（４）と、（Ｄ）アクチュエータ駆動装置兼エネルギ
回生装置（６）と、（Ｅ）振動センサ（７）から成り、
（Ｆ）前記アクチュエータ（４）は、電磁式直動モータ
で構成し、（Ｇ）前記アクチュエータ（４）の速度の速
い領域では、電磁気的な発電制動によって減衰を加える
とともに、発電電力を供給電力側に回生し、（Ｈ）前記
アクチュエータ（４）の速度の遅い領域では、電力の回
生により貯蔵されたエネルギを利用して制御力を加え、
（Ｉ）アクティブ制振と、電力を回生するハイブリッド
動作を行うことを特徴とする振動減衰装置。 - 【請求項３】アクチュエータ（４）は、直動・回転変換
器と回転モータで構成し、アクティブ制振と、電力を回
生するハイブリッド動作を行うことを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の振動減衰装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7827497A JPH10274281A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 振動減衰装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7827497A JPH10274281A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 振動減衰装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274281A true JPH10274281A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13657408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7827497A Pending JPH10274281A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 振動減衰装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10274281A (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002042659A3 (en) * | 2000-11-27 | 2002-08-22 | Song-Doug Kang | Smart hybrid damper |
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-
1997
- 1997-03-28 JP JP7827497A patent/JPH10274281A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040601 |