WO2009116199A1 - 産業機械の振動減衰装置 - Google Patents

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WO2009116199A1
WO2009116199A1 PCT/JP2008/068672 JP2008068672W WO2009116199A1 WO 2009116199 A1 WO2009116199 A1 WO 2009116199A1 JP 2008068672 W JP2008068672 W JP 2008068672W WO 2009116199 A1 WO2009116199 A1 WO 2009116199A1
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vibration
actuator
damping device
displacement
vibration damping
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PCT/JP2008/068672
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尚史 丸林
俊之 宇山
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ヤンマー株式会社
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/50—Seat suspension devices
    • B60N2/501—Seat suspension devices actively controlled suspension, e.g. electronic control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60N2/50—Seat suspension devices
    • B60N2/54—Seat suspension devices using mechanical springs
    • B60N2/548—Torsion springs, e.g. torsion helicoidal springs

Definitions

  • the present invention comprises an anti-vibration support member made slidable in the vertical direction of an airframe, comprising a link mechanism provided with an elastic body provided between an upper body and a lower body constituting the airframe, and an upper body or a lower body.
  • Vibration damping device for industrial machine for reducing the vibration applied to the upper body or the lower body comprising: means for detecting the vibration of the body; and an actuator for sliding the anti-vibration support member separately from the elastic body in the vertical direction of the machine More specifically, the vibration damping device controls the actuator to drive and stop the actuator from the time of the first impact upon displacement exceeding the set value detected by the means for detecting the vibration to the time of displacement convergence. It relates to the means.
  • a driver's seat, a floor surface, and the like as an active seat that isolates the driver's seat from vibrations input to the vehicle body due to irregularities (road surface reaction force) such as road surface during traveling.
  • an elastic body such as an air spring and an actuator such as an electric motor are installed in the space of the elevating link mechanism, for example, according to the road surface reaction force from the vibration detector.
  • the controller Based on the signal, the controller drives a ball screw or the like through the actuator, and applies an acceleration in the reverse direction to reverse the acceleration caused by the road surface reaction force to the driver's seat to receive the road surface reaction force received by the driver's seat.
  • Patent Document 1 for example, Patent Document 1
  • the actuator is controlled to operate the ball screw etc. for vibration of all magnitudes received by the detector detected by the detector, and vibration damping operation of the driver's seat is performed.
  • the vibration is absorbed by both the elastic body such as a coil spring provided in the elevating link mechanism and the ball screw, so the vertical vibration of the driver's seat accompanying the large vibration is
  • the energy required for the actuator increases in accordance with the magnitude of the vibration, which hinders downsizing of the device and increases the cost.
  • an object of the present invention is to provide an actuator control means for driving or stopping an actuator for an initial impact and a displacement convergence time associated with a displacement equal to or greater than a set value detected by the means for detecting vibration. Vibration of a compact, low-cost manufacturable industrial machine that enables damping of vibration with an actuator that improves the habitability and stability in the area to be shaken and that also suppresses the volume against large vibrations It is to provide a damping device. Another object of the present invention is to provide a vibration damping device for an industrial machine, which maintains the vibration damping property of the portion to be damped highly and improves the assembling performance and reduces the cost.
  • an anti-vibration device which is provided with an elastic link mechanism provided between an upper body and a lower body constituting an airframe, and which is slidable in the vertical direction of the airframe.
  • the upper body comprising a support member, means for detecting vibration of the upper body or the lower body, and an actuator for sliding the anti-vibration support member separately from the elastic body in the vertical direction of the airframe Or in a vibration damping device of an industrial machine for reducing the vibration applied to the lower body,
  • the vibration damping device includes an actuator control means for driving and stopping the actuator from the time of the first impact due to the displacement equal to or more than the set value detected by the means for detecting the vibration to the time of displacement convergence.
  • the invention according to claim 2 is the vibration damping device for an industrial machine according to claim 1, wherein the control means is configured to stop the actuator at a displacement equal to or greater than a set value detected by the means for detecting the vibration. Do.
  • the invention according to claim 3 is the vibration damping device for an industrial machine according to claim 1, wherein the means for detecting the vibration detects the displacement of the vibration, and the first impact accompanied by the vibration is detected. And detecting a positive / negative switching point of the displacement.
  • the invention described in claim 4 is the vibration damping device for an industrial machine according to claims 1 and 3, wherein the control means sets the drive timing of the actuator within the positive / negative switching region of the displacement.
  • the invention according to claim 5 is the vibration damping device for an industrial machine according to claim 1, wherein the means for detecting the vibration has the displacement which is within the set allowable change width of the displacement as the displacement convergence time. It is characterized by detecting.
  • the invention described in claim 6 is the vibration damping device for an industrial machine according to claims 1 and 5, wherein the control means sets the stop timing of the actuator at the displacement convergence time.
  • the invention according to claim 7 relates to the vibration damping device for an industrial machine according to claim 1, wherein the actuator is a side portion of the anti-vibration support member and in the vicinity of a pivot point of the anti-vibration support member. And a drive shaft of the actuator is connected to the pivot.
  • the anti-vibration support member made slidable in the vertical direction of the airframe, comprising a link mechanism provided with an elastic body, provided between the upper body and the lower body constituting the airframe. And means for detecting the vibration of the upper or lower body, and an actuator for sliding the anti-vibration support member separately from the elastic body in the vertical direction of the airframe, thereby reducing the vibration applied to the upper or lower body
  • the after shock absorbing until displacement convergence of vibration by driving the actuator it is possible to quickly attenuate the vibrations. Furthermore, at the time of convergence of displacement, the control mode of the actuator can be switched so that normal sheet characteristics can be obtained, and seat comfort can be stabilized. Therefore, it is possible to provide a compact, low-cost and manufacturable industrial machine vibration damping device that enables damping of vibrations by means of an actuator with a reduced capacity even for large vibrations.
  • the control means sets the stop timing of the actuator to a displacement equal to or more than the set value detected by the means for detecting the vibration, so that the first large vibration in which the large vibration is vibrated
  • the impact can be absorbed only by the expansion and contraction of the elastic body, and the occupant in the area to be damped, such as sitting on a seat, has discomfort or fatigue such as the hardness of seat comfort when receiving the first large impact. You can sit comfortably without having to. Therefore, a compact, low-cost manufacturing industry that enables damping of vibration with an actuator that improves the habitability and stability in the area to be damped and that suppresses the capacity even for large vibrations.
  • a vibration damping device of a machine can be provided.
  • the means for detecting the vibration detects the displacement of the vibration and also detects the positive / negative switching point of the displacement at the time of the first impact accompanying the vibration.
  • the drive of the actuator can be controlled based on the positive / negative switching point as the drive timing of the actuator based on this positive / negative switching point, which switches from the first large impact involved to the vibration that repeats the amplitude. Therefore, it is possible to provide a compact, low-cost and manufacturable industrial machine vibration damping device that enables damping of vibrations by means of an actuator with a reduced capacity even for large vibrations.
  • the control means comfortably absorbs the first large impact with only the elastic body and repeats the subsequent amplitude.
  • the vibration can be quickly damped by the sliding of the anti-vibration support member by the drive of the actuator together with the elastic body. Therefore, it is possible to provide a compact, low-cost and manufacturable industrial machine vibration damping device that enables damping of vibrations by means of an actuator with a reduced capacity even for large vibrations.
  • the means for detecting the vibration detects the displacement having within the set allowable change width of the displacement as the displacement convergence time, so that the controller converges the stop timing of the actuator.
  • large vibrations can be damped quickly and reliably. Therefore, it is possible to provide a compact, low-cost and manufacturable industrial machine vibration damping device that enables damping of vibrations by means of an actuator with a reduced capacity even for large vibrations.
  • the controller since the control means sets the stop timing of the actuator at the displacement convergence time, the controller sets the stop timing of the actuator at the displacement convergence time quickly and reliably large vibrations. And at the time of displacement convergence, the actuator can be switched to drive control to make the normal sheet characteristics. Therefore, it is possible to provide a compact, low-cost and manufacturable industrial machine vibration damping device that enables damping of vibrations by means of an actuator with a reduced capacity even for large vibrations.
  • the actuator is disposed on the side of the anti-vibration support member in the vicinity of the pivot point of the anti-vibration support member, and the drive shaft of the actuator is connected to the pivot point. Therefore, it is not necessary to separately use a sliding member such as a ball screw, and the transmission efficiency of power from the actuator to the anti-vibration support member is improved to damp the vibration of the upper body or the lower body accurately and quickly. Can. And by not installing the actuator in the lower body, the actuator does not directly receive the impact and the vibration transmitted from the lower body. Therefore, it is possible to provide a vibration damping device of an industrial machine which maintains the vibration damping property of the upper body or the lower body to be damped highly and improves the assemblability and reduces the cost.
  • FIG. 1 is a left side view of a wheeled tractor as a work vehicle, showing an embodiment of an industrial machine provided with an upper body and a lower body according to the present invention. It is a top view of the same tractor. It is the perspective view which looked at the upper body from the left side. It is a left side schematic diagram of the upper part which equips the lower part with a vibration damping device. It is a left side schematic diagram of a vibration damping device. It is a back schematic diagram of a vibration damping device. It is the graph which showed roughly an example of the time-dependent change which detected the up-and-down vibration of the upper part as displacement by a vibration detector. It is a block diagram which shows the control means of an actuator. It is a transition diagram of a control means.
  • FIG. 1 is a left side view of a wheel type tractor as a work vehicle showing an embodiment of an industrial machine having an upper body and a lower body according to the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the same tractor.
  • a tractor 1 of a working vehicle which is exemplified as this industrial machine, includes front wheels 3 and rear wheels 4 at the front and rear of a vehicle body frame 2 and forms a bonnet 5 above the front wheels 3 as a prime mover inside
  • An engine 6 and a clutch housing 7 are disposed, and further, a transmission case 8 is disposed at the rear of the clutch housing 7 so that power from the engine 6 is transmitted to the front wheels 3 and the rear wheels 4.
  • a cabin 9 is provided on the vehicle body frame 2 continuously to the rear of the bonnet 5 of the lower body 1B having such a configuration.
  • the tractor 1 may be a ropes specification.
  • an operation pedal 10 such as a brake pedal or a clutch pedal, a steering handle 11, and a seat 12 as an upper body 1A described later are provided.
  • various operation levers such as a main shift lever 14, a sub shift lever, and a PTO shift lever are provided in a protruding manner.
  • the motive power of the engine 6 is transmitted to a PTO shaft (not shown) projecting forward and backward from the transmission case 8 and mounted on the rear end of the vehicle via a three-point link type work machine mounting device 19 by driving the PTO shaft.
  • the work machine (not shown) is driven.
  • FIG. 3 is a perspective view of the upper body viewed from the left side
  • FIG. 4 is a schematic left side view of the upper body provided with the vibration damping device below
  • FIG. 5 is a schematic left side view of the vibration damping device
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view of the upper body viewed from the left side
  • FIG. 4 is a schematic left side view of the upper body provided with the vibration damping device below
  • FIG. 5 is a schematic left side view of the vibration damping device
  • the upper body 1A such as the seat 12 (a steering portion such as the cabin 9 on the vehicle body frame 2 and a part on which the passenger rides is the upper body 1A.
  • the seat 12 is hereinafter referred to as the upper body 1A) on the lower body 1B such as the vehicle body frame 2 via the vibration isolation member such as an elastic material not shown but generally used.
  • the vibration isolation member such as an elastic material not shown but generally used.
  • mounted on the pedestal 21 as a part of And the lower part of this upper body 1A may cover the cover 22 in the four directions.
  • FIG. 4 As shown in FIG. 4 below the upper body 1A, vibration between the upper body 1A and the lower body 1B is input to the lower body 1B of the vehicle or the like due to the unevenness of the road surface during traveling. , And a vibration damping device 23 for damping the upper body 1A.
  • the cover 22 described above is removed so that the vibration damping device 23 can be seen.
  • illustration of the elastic body 20 is abbreviate
  • the vibration damping device 23 is composed of anti-vibration support members 24 and 25 (link mechanism) such as pantographs, an elastic body 20 such as a coil spring, and an actuator 26 such as an electric motor.
  • the vibration damping device 23 includes, for example, an upper plate 27 which is a part of the upper body 1A attached to the bottom of the upper body 1A and a lower plate 28 which is a part of the lower body 1B attached on the lower body 1B.
  • two arms 24a, 24b and 25a, 25b are connected at the pivot point k in a substantially X shape on both sides of the upper plate 27 and the lower plate 28 in the vehicle left-right direction.
  • the front part of the arm is fixed to the upper plate 27 and the lower plate 28 by an appropriate method such as bolt fastening or welding, and the upper body 1A is rotated by the link mechanism that allows the rear part of the arm to slide in the vehicle longitudinal direction.
  • Anti-vibration support members 24 and 25 which can slide in the vertical direction of the vehicle centering on the support point k are installed in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the pantograph structure of the anti-vibration support members 24 and 25 is a known technique, the detailed description will be omitted.
  • an elastic body 20 is installed between the upper plate 27 and the lower plate 28 and in front of the upper plate 27 and the lower plate 28 so as to be extensible and contractible in the vertical direction.
  • the elastic body 20 is not limited to a coil spring, and may be an urging means such as an air damper, a hydraulic damper, or an accumulator. Further, the elastic body 20 is between the upper plate 27 and the lower plate 28, and if the reaction force acts in the vertical direction of the machine, the installation direction and the installation position such as the left and right direction are not limited.
  • the actuator 26 is attached to the arm 24 b located at the inner side of the swing support member 24 by an appropriate method such as bolt fastening.
  • the arm 24 b divides the vicinity of the center so that the drive shaft 26 a of the actuator 26 does not contact, and the actuator 26 is attached so as to bridge the vicinity of the divided center.
  • the actuator 26 may be attached to the anti-vibration support member 25 reverse to the above, or may be attached to both the anti-vibration support members 24 and 25.
  • the rotation of the drive shaft 26a causes the arm 24a to rotate clockwise and counterclockwise around the drive shaft 26a.
  • the rear end of the arm 24a slides in the front-rear direction. Therefore, the drive of the actuator 26 causes the vertical support slide of the anti-vibration support member 24 to slide in the vertical direction via the upper plate 27.
  • the upper body 1A is supported by the elastic body 20 and the anti-vibration support members 24 and 25.
  • the actuator 26 is not limited to the above-described electric motor, and may be a rotary actuator.
  • the actuator 26 is a vibration detector such as an acceleration detector, for example, as means for detecting the magnitude of the vibration received by the upper body 1A, which is attached to an appropriate position of the upper body 1A via a controller 32 described later. Connected to 30.
  • a vibration detector such as an acceleration detector, for example, as means for detecting the magnitude of the vibration received by the upper body 1A, which is attached to an appropriate position of the upper body 1A via a controller 32 described later. Connected to 30.
  • the vibration detector 30 is not limited to the acceleration detector, and may be a displacement detector, and it is preferable that those detectors be installed on the upper body 1A or the lower body 1B.
  • the vibration detector 30 may be a rotation sensor such as a rotation sensor, a gyro, or an inclination sensor other than those described above, and in the case of these detectors, the vibration detector 30 may be installed on the vibration proofing support members 24 and 25. Is preferred.
  • the upper body 1A When the upper body 1A is subjected to the vibration in the vertical direction of the vehicle caused by the unevenness of the road surface by the vibration damping device 23 as described above, the upper body 1A expands and contracts the elastic body 20 and drives the drive shaft 26a by the drive of the actuator 26.
  • the anti-vibration support members 24 and 25 are in proportion to the elastic force and the speed proportional to the displacement by the upper plate 27 by the up and down sliding of the anti-vibration support members 24 and 25 given in the direction opposite to the vibration direction. Force such as inertial force proportional to acceleration, and quickly damp the vibration that the upper body 1A receives due to the above-mentioned force of both the elastic body 20 and the anti-vibration support members 24 and 25. it can.
  • the installation number and installation position of these anti-vibration support members and actuators are not limited to the above-mentioned.
  • FIG. 7 is a graph schematically showing an example of temporal change in which the vertical vibration of the upper body is detected as a displacement by the vibration detector.
  • the vibration detector 30 according to the present invention as shown in FIG. 7, particularly when vibration in the vertical direction of the machine is excited in the upper body 1A (machine), in addition to normal medium or less vibration detection, in particular A large vibration whose relative speed shown as an example of displacement for detecting the magnitude of vibration set in advance is equal to or greater than the set value a is detected as the first impact (punching), and the upper body 1A is positive.
  • the setting value a of the relative speed can be changed as appropriate.
  • the above-mentioned punching refers to the first big fall impact after an aircraft body passes over a projection etc.
  • the set value a may be a sign of punching in addition to the punching described above.
  • the relative velocity due to the vibration gradually reduces the change width of the relative velocity as the vibration damps
  • the relative velocity due to the vibration falls within the preset allowable change width c. Can be detected as the convergence of vibration. Note that the allowable change width c of the relative speed can be changed as appropriate.
  • FIG. 8 is a block diagram showing control means of the actuator
  • FIG. 9 is a transition diagram of the control means.
  • the vibration detector 30 is connected to the controller 32 and connected to the actuator 26 so that the controller 32 controls the drive of the actuator 26 based on the detection information of the vibration detector 30.
  • the control means of the actuator 26 will be described in detail.
  • the controller 32 first moves the actuator 26 if the displacement such as the relative velocity which is the detected value is smaller than the set value a. Is controlled in the control mode A as known. That is, for relatively moderate vibrations or less, as described above, the upper body 1A is in the direction opposite to the vibration direction due to the rotation of the drive shaft 26a by the drive of the actuator 26 together with the expansion and contraction of the elastic body 20.
  • the above-mentioned force is applied to the upper plate 27 by the vertical movement of the anti-vibration support members 24 and 25 to be applied, whereby the elastic body 20 and the anti-vibration support members 24 and 25 both receive the above-mentioned force.
  • the force applied to the upper body 1A can be quickly dampened.
  • the controller 32 sets the actuator 26 from the control mode A as shown by the arrow a as the previous stage of punching. Transition to control mode B for control. That is, the controller 32 stops the drive of the actuator 26 with the set value a as the stop timing. At this time, the actuator 26 is separated from the control system so as not to contribute to the vertical sliding of the anti-vibration support members 24 and 25 at all. In addition, the elastic body 20 stores energy of impact due to punching.
  • the anti-vibration support members 24 and 25 are not slid by the actuator 26, so that the anti-vibration support members 24 and 25 do not exert the above-described force on the upper plate 27, and the punching received by the upper body 1A is It can be absorbed by the expansion and contraction of only the elastic body 20. Therefore, the occupant of the upper body 1A produces discomfort or fatigue due to hardness such as sitting comfort due to the large impact received by the upper body 1A being received by both the elastic body 20 and the anti-vibration support members 24 and 25. You can get comfortable livability without.
  • the actuator 26 is moved As shown in FIG. 4, the control mode B is switched to the control mode C to drive control. That is, the controller 32 drives the actuator 26 with the positive / negative switching area b ′ as the drive timing based on the positive / negative switching point b, and the impact stored in the elastic body 20 by the sliding of the anti-vibration support members 24 and 25. Damping the energy quickly damps the vibration of the upper body 1A. As a result, damping of vibration can be made possible by the actuator whose capacity is reduced even for large vibrations (punching).
  • the positive / negative switching region b ′ is preferably within about 1 ⁇ 4 cycle before and after the natural frequency of the upper body 1A with reference to the positive / negative switching point b.
  • the controller 32 When the vibration detector 30 detects that the actuator 26 is applied to the airframe (upper body 1A) more newly set than the setting value a while the actuator 26 is being driven in the control mode C, the controller 32 causes the actuator 26 to transition (return) from the control mode C to the control mode B as indicated by the arrow C, to stop the driving of the actuator 26 as described above, and absorb the punching by the expansion and contraction of the elastic body 20 alone.
  • the controller 32 causes the actuator 26 to move in the control mode C as shown by the arrow d. And transition to the control mode A for drive control. That is, the controller 32 switches the operation of the actuator 26 from the operation for damping the vibration due to the punching to the operation for the normal seat characteristic during the normal traveling.
  • the above-described force of both the anti-vibration support members 24 and 25 by the elastic body 20 and the actuator 26 is applied to the upper plate 27
  • the stability of the upper body 1A is improved by slightly hardening the habitability such as the sitting comfort of the upper body 1A.
  • the controller 32 shifts the drive control of the actuator 26 from the control mode C to the control mode A as indicated by the arrow D when the displacement by the detection of the vibration detector 30 falls within the allowable change width c. If the actuator has been returned but the displacement has deviated from within the allowable change width c for some reason or not entered, the controller 32 returns the actuator 26 from the control mode A to the control mode C again as indicated by the arrow E. Drive control can also be performed.
  • the controller 32 shifts the actuator 26 from the control mode A to the control mode B as indicated by the arrow a when the displacement detected by the vibration detector 30 is punching equal to or greater than the set value a. If the displacement does not exceed the set value a for some reason, the controller 32 can also control the actuator 26 from the control mode B back to the control mode A as indicated by the arrow. .
  • the drive of the actuator 26 is stopped to absorb the impact only by the expansion and contraction of the elastic body 20.
  • the comfort can be made comfortable, such as sitting comfort, and the actuator 26 can be driven from this shock absorption until the vibration converges to damp the vibration quickly. Therefore, the actuator 26 with reduced capacity even for large vibrations can provide a compact and low-cost vibration damping device 23 that enables damping of the vibrations.
  • the actuator 26 can be stopped and the actuator 26 can be driven and controlled to have normal sheet characteristics to stabilize the sitting comfort of the upper body 1A.
  • the actuator 26 is installed in the vicinity of the pivot point k of the anti-vibration support members 24 and 25, and the drive shaft 26 a of the actuator 26 is the anti-vibration support member 24 or the anti-vibration support member 25 or both Since it is not necessary to use a separate sliding member such as a ball screw for integration, the transmission efficiency of the power from the actuator 26 to the upper plate 27 via the anti-vibration support members 24 and 25 is improved, so that accurate and quick The upper plate 27 can be slid.
  • the vibration damping device 23 of the industrial machine of this example is the upper and lower sides of the airframe, which comprises the link mechanism provided with the elastic body 20 provided between the upper body 1A and the lower body 1B constituting the airframe.
  • the vibration proofing support members 24 and 25 which can slide in the direction, means for detecting the vibration of the upper body 1A or the lower body 1B (vibration detector 30), and the vibration proofing support members 24 and 25
  • the vibration damping device 23 reduces the vibration applied to the upper body 1A or the lower body 1B, which is composed of an actuator 26 which slides separately in the vertical direction of the airframe, and the vibration damping device 23 displaces a set value a or more detected by the vibration detector 30.
  • the actuator 26 is provided with control means for driving and stopping the actuator 26 from the time of the first impact involved to the time of displacement convergence.
  • the vibration detector 30 for detecting the displacement detects the positive / negative switching point b of the displacement at the time of the first impact accompanying the vibration
  • the control means has the set value a or more by the detection of the vibration detector 30 respectively.
  • the vibration of the actuator 26 is referred to as the stop timing of the actuator 26, the vibration within the positive / negative switching region b 'as the drive timing of the actuator 26, and the vibration within the allowable change width c as the stop timing of the actuator 26.
  • the actuator 26 is disposed on the side of the anti-vibration support members 24 and 25 near the pivot point k of the anti-vibration support members 24 and 25 and the drive shaft 26 a of the actuator 26 is Connect to
  • FIG. 10 is a schematic rear view of a vibration damping device including an actuator provided with a reduction gear.
  • the actuator 26 is a geared motor 26 'integrated with a reduction gear 31 such as a gear box, and a portion of the reduction gear 31 is attached to an arm 24b. Then, the rotational speed of the drive shaft 26a of the actuator 26 is reduced to a rotational speed suitable for vibration damping by the reduction gear 31 that generates high torque, as described above. As a result of sliding smoothly in the vertical direction according to the reverse acceleration accompanying the vibration, etc., the vibration of the upper body 1A can be damped smoothly.
  • the geared motor 26 '(the reduction gear 31) is a known technique, the detailed description will be omitted.
  • the actuator 26 is preferably installed near the pivot point k of the anti-vibration support member 24 (which may be the anti-vibration support member 25). However, the actuator 26 is installed on the upper body 1A or the lower body 1B.
  • FIG. 11 is a schematic left side view (a) and a schematic rear view (b) of a vibration damping device having an actuator mounted on the upper body
  • FIG. 12 is a left schematic view of the vibration damping device having an actuator mounted on the lower body (a) And a rear schematic view (b)
  • FIG. 13 is a perspective view seen from the rear of the vibration damping device showing another example in which the actuator is installed in the lower body.
  • the actuator 26 is attached to the upper body 1A, and the drive shaft 26a is fitted (connected) to the pivot fulcrum 1 having the top of the front of the arm 24b.
  • the arm 24b has the rear end of the arm 24b in the front-rear direction about the pivot point l.
  • the vibration of the upper body 1A can be damped by the vertical sliding of the upper plate 27 via the anti-vibration support members 24 and 25. Therefore, the actuator 26 can be stably installed by supporting its weight on the upper body 1A, and vibration from the lower body 1B can be prevented.
  • the actuator 26 is attached to the lower body 1B, and is installed on the inner side of the anti-vibration support member 24 (it may be the inner side of the vibration support member 25).
  • 24b is fitted to the pivot point m provided at the lower part of the front part.
  • the actuator 26 can be stably installed by supporting its weight on the lower body 1B, and can also prevent vibration from the upper body 1A.
  • FIG. 13 shows an example in which the actuator 26 attached to the lower body 1B is provided on the outer side of the anti-vibration support member 24.
  • FIG. 14 is a schematic rear view of the vibration damping device including one anti-vibration support member between the upper and lower plates.
  • only one anti-vibration support member 24 may be provided between the upper plate 27 and the lower plate 28.
  • the anti-vibration support member 24 is installed near the center between the upper plate 27 and the lower plate 28 and the right side portion (or left side portion) of the anti-vibration support member 24 may be Similarly, one actuator 26 is installed, and the drive shaft 26 a is integrated with the pivot point k of the arm 24 a of the anti-vibration support member 24.
  • the installation position of the anti-vibration support member 24 is not limited to the vicinity of the center between the upper plate 27 and the lower plate 28 described above.
  • the anti-vibration support member 24 and the like are vertically moved about the pivot fulcrum shaft k by the rotation of the drive shaft 26a of the actuator 26 accompanying the controller control.
  • the actuator 26 can be slid, and the actuator 26 does not require a sliding member or the like, and does not require a space (stroke) by its operation, and efficiently transmits the driving force of the actuator 26 to the anti-vibration support member 24 or the like. While being able to be, space is securable between the upper board 27 and the lower board 28, and maintainability and an assemblability can be improved.
  • wheel type tractor has been described above as an example of an industrial machine
  • the present invention is not limited to this, and a backhoe as a construction work vehicle in addition to an agricultural work vehicle such as a crawler type tractor, a combine, and a rice transplanter.
  • the invention can be applied to all industrial machines equipped with parts to be damped such as aircraft and ships, as well as vehicles such as snow plows and ambulances, etc.
  • the vibration damping device 23 is not limited to the above-described application to the vibration control of the upper body 1A of the airframe, and for example, the control unit or the passenger cabin is provided in the lower body 1B of the airframe
  • the present invention can be applied to any industrial machine such as a lower type monorail that a portion to be damped has in the lower body 1B of the airframe.

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Abstract

　防振すべき部位内の居住性や安定性を向上させるとともに、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供する。

Description

産業機械の振動減衰装置
　本発明は、機体を構成する上部体および下部体の間に設けた、弾性体を備えたリンク機構からなる、機体の上下方向に摺動可能とした防振支持部材と、上部体または下部体の振動を検出する手段と、防振支持部材を弾性体とは別個に機体の上下方向に摺動させるアクチュエータと、からなる、上部体または下部体に加わる振動を減少させる産業機械の振動減衰装置に関するものであり、より詳細には、振動減衰装置は、振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位に伴う最初の衝撃時から変位収束時までにアクチュエータを駆動および停止させる、アクチュエータの制御手段に関する。
　従来の産業機械の車両には、例えば、走行時に路面などの凹凸（路面反力）に起因して車体へ入力される振動から、運転席を防振するアクティブシートとして、運転シートと、床面との間に昇降リンク機構を介在させるとともに、この昇降リンク機構の空間には、エアバネなどの弾性体および電動モータなどのアクチュエータを設置し、振動検出器からの路面反力に応じた、例えば加速度信号に基づいて、コントローラがアクチュエータを介してボールねじなどを駆動させ、路面反力による前記加速度を打ち消すだけの上下逆方向の加速度をこの運転シートに付加して、運転シートが受ける路面反力を低減させるものがある。（例えば特許文献１）
特開平１１－１２３９７２号公報
　しかし、このような車両のアクティブシートでは、検出器により検出された、車両が受ける大小あらゆる振動に対して、アクチュエータを駆動制御してボールねじなどを作動させ、運転シートの振動減衰操作を行っており、特に車両が大きな振動を受けた際には、昇降リンク機構に有するコイルバネなどの弾性体と、ボールねじとの両者によって、振動を吸収しようするため、大きな振動に伴う運転シートの上下振動を抑えるには、その振動の大きさに応じてアクチュエータに要求されるエネルギーが大きくなり、装置のコンパクト化を妨げたり、コストが上昇してしまうという問題があった。
　また、床面に設置したアクチュエータと、運転シート底部との間に距離を有するため、アクチュエータに接続し、運転シートに固定させてこの運転シートを実際に上下変位させるボールねじなど摺動部材のストロークを長くしなければならず、アクチュエータから運転シートを上下動させる動力の伝達効率が悪いほか、長い摺動部材を用いることで、コストアップや組み立て性が悪いほか、上述したように、運転シートを上下変位させるアクチュエータを床面上に設置しているため、このアクチュエータが、路面反力による衝撃や振動を、床面を介して直接受け易く、アクチュエータの故障や作動不良を引き起こし、運転シートの防振性を低下させるとともに、頻繁にアクチュエータをメンテナンスしなければならず、作業性が低下するという問題もあった。
　そこで、この発明の目的は、振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位に伴う最初の衝撃時および変位収束時に対してアクチュエータを駆動または停止させる、アクチュエータの制御手段を備えることで、防振すべき部位内の居住性や安定性を向上させるとともに、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供することにある。さらには、防振すべき部位の振動減衰性を高く維持させるとともに、組み立て性の向上およびコストダウンを図った産業機械の振動減衰装置を提供することにある。
　このため、請求項１に記載の発明は、機体を構成する上部体および下部体の間に設けた、弾性体を備えたリンク機構からなる、前記機体の上下方向に摺動可能とした防振支持部材と、前記上部体または前記下部体の振動を検出する手段と、前記防振支持部材を前記弾性体とは別個に前記機体の上下方向に摺動させるアクチュエータと、からなる、前記上部体または前記下部体に加わる振動を減少させる産業機械の振動減衰装置において、
前記振動減衰装置は、前記振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位に伴う最初の衝撃時から変位収束時までに前記アクチュエータを駆動および停止させる、アクチュエータの制御手段を備えることを特徴とする。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置において、前記制御手段は、前記アクチュエータの停止タイミングを、前記振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位とする。
　請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置において、前記振動を検出する手段は、前記振動の前記変位を検出するとともに、前記振動に伴う最初の衝撃時の、前記変位の正負切替点を検出することを特徴とする。
　請求項４に記載の発明は、請求項１および３に記載の産業機械の振動減衰装置において、前記制御手段は、前記アクチュエータの駆動タイミングを、前記変位の正負切替領域内とする。
　請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置において、前記振動を検出する手段は、設定した前記変位の許容変化幅内に有する前記変位を前記変位収束時として検出することを特徴とする。
　請求項６に記載の発明は、請求項１および５に記載の産業機械の振動減衰装置において、前記制御手段は、前記アクチュエータの停止タイミングを、前記変位収束時とする。
　請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置において、前記アクチュエータを、前記防振支持部材の側部であって、前記防振支持部材の回動支点近傍に設置し、かつ前記アクチュエータの駆動軸を、前記回動支点に連結させることを特徴とする。
　請求項１に記載の発明によれば、機体を構成する上部体および下部体の間に設けた、弾性体を備えたリンク機構からなる、機体の上下方向に摺動可能とした防振支持部材と、上部体または下部体の振動を検出する手段と、防振支持部材を弾性体とは別個に機体の上下方向に摺動させるアクチュエータと、からなる、上部体または下部体に加わる振動を減少させる産業機械の振動減衰装置において、振動減衰装置は、振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位に伴う最初の衝撃時から変位収束時までにアクチュエータを駆動および停止させる、アクチュエータの制御手段を備えるので、機体に大きな振動が加振された最初の大きな衝撃時にアクチュエータを停止して、弾性体の伸縮のみで衝撃を吸収させ、シートの座り心地など居住性を快適にするとともに、この衝撃吸収後から振動の変位収束時まではアクチュエータを駆動して、振動を迅速に減衰させることができる。さらに、変位収束時には、通常のシート特性となるようにアクチュエータの制御モードを切替えて、シートの座り心地を安定させることができる。
　従って、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供することができる。
　請求項２に記載の発明によれば、制御手段は、アクチュエータの停止タイミングを、振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位とするので、機体に大きな振動が加振された最初の大きな衝撃を弾性体の伸縮のみで吸収でき、シートに着座などする防振すべき部位内の乗員は、最初の大きな衝撃を受けた時に、シートの座り心地の硬さなど不快感や疲労感を有することなく快適に着座することができる。従って、防振すべき部位内の居住性や安定性を向上させるとともに、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供することができる。
　請求項３に記載の発明によれば、振動を検出する手段は、振動の変位を検出するとともに、振動に伴う最初の衝撃時の、変位の正負切替点を検出するので、コントローラは、振動に伴う最初の大きな衝撃から振幅を繰り返す振動に切り替わる、この正負切替点を基準としてアクチュエータの駆動タイミングとし、アクチュエータの駆動を制御することができる。従って、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供することができる。
　請求項４に記載の発明によれば、制御手段は、アクチュエータの作動タイミングが、変位の正負切替領域内であるので、最初の大きな衝撃を弾性体のみで快適に吸収し、その後の振幅を繰り返す振動を、弾性体とともにアクチュエータの駆動による防振支持部材の摺動で、迅速に減衰することができる。従って、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供することができる。
　請求項５に記載の発明によれば、振動を検出する手段は、設定した変位の許容変化幅内に有する変位を変位収束時として検出するので、コントローラは、アクチュエータの停止タイミングを、この変位収束時として、大きな振動を迅速、かつ確実に減衰させることができる。従って、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供することができる。
　請求項６に記載の発明によれば、制御手段は、アクチュエータの停止タイミングを、変位収束時とするので、コントローラは、アクチュエータの停止タイミングを、この変位収束時として、大きな振動を迅速、かつ確実に減衰させるとともに、この変位収束時でアクチュエータを、通常のシート特性にする駆動制御に切換えることができる。従って、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置を提供することができる。
　請求項７に記載の発明によれば、アクチュエータを、防振支持部材の側部であって、防振支持部材の回動支点近傍に設置し、かつアクチュエータの駆動軸を、回動支点に連結させるので、別途ボールねじなどの摺動部材を用いる必要がなく、アクチュエータから防振支持部材への動力の伝達効率が向上して、正確、かつ迅速に上部体または下部体の振動を減衰させることができる。そして、アクチュエータを下部体に設置しないことにより、下部体から伝わる衝撃や振動を直接アクチュエータが受けることがない。従って、防振すべき上部体または下部体の振動減衰性を高く維持させるとともに、組み立て性の向上およびコストダウンを図った産業機械の振動減衰装置を提供することができる。
本発明の上部体および下部体を備える産業機械の一実施例を示す、作業車両としてのホイール式トラクタの左側面図である。 同トラクタの平面図である。 上部体を左側面から見た斜視図である。 振動減衰装置を下方に備える上部体の左側面模式図である。 振動減衰装置の左側面模式図である。 振動減衰装置の背面模式図である。 振動検出器により上部体の上下振動を変位として検出した経時変化の一例を概略的に示したグラフである。 アクチュエータの制御手段を示すブロック図である。 制御手段の遷移図である。 減速装置を設けたアクチュエータを備える振動減衰装置の背面模式図である。 アクチュエータを上部体に設置した振動減衰装置の左側面模式図（ａ）および背面模式図（ｂ）である。 アクチュエータを下部体に設置した振動減衰装置の左側面模式図（ａ）および背面模式図（ｂ）である。 アクチュエータを下部体に設置した他の例を示す振動減衰装置を後方から見た斜視図である。 上板と下板との間に防振支持部材を１基備えた振動減衰装置の背面模式図である。
符号の説明
　１Ａ　　上部体
　１２　　シート　　
　２０　　弾性体
　２３　　振動減衰装置
　２４，２５　　防振支持部材
　２４ａ，２４ｂ　　アーム
　２６　　アクチュエータ
　２６ａ　　駆動軸
　２７　　上板
　３０　　振動検出器
　３１　　減速装置
３２　　コントローラ
Ａ，Ｂ，Ｃ　　制御モード
ａ　　設定値
ｂ　　正負切替点
ｂ´　　正負切替領域　
ｃ　　許容変化幅
ｋ，ｌ，ｍ　　回動支点
イ、ロ、ハ、ニ、ホ、へ　　矢印
　以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
　図１は本発明の、上部体および下部体を備える産業機械の一実施例を示す、作業車両としてのホイール式トラクタの左側面図、図２は同トラクタの平面図である。
　この産業機械として例示する、作業車両のトラクタ１は、車体フレーム２の前後に、前輪３および後輪４を備え、前輪３の上方にボンネット５を形成するとともに、その内側には原動機部としてのエンジン６およびクラッチハウジング７が配置され、さらにこのクラッチハウジング７の後部にはミッションケース８が配設されており、エンジン６からの動力が前輪３および後輪４に伝達される。このような構成を有する下部体１Ｂのボンネット５の後部に連続して車体フレーム２上にはキャビン９が設けられる。なお、トラクタ１は、上述したようなキャビン仕様のほか、ロプス仕様であってもよい。
　次いで、キャビン９内には、操縦部として、ブレーキペダルやクラッチペダルなどの操作ペダル１０、ステアリングハンドル１１、後述する上部体１Ａとしてのシート１２が設けられる。また、シート１２の両側方に有する一部不図示の左右フェンダには、例えば、主変速レバー１４や副変速レバー、ＰＴＯ変速レバーなどの各種操作レバーが突設されている。また、キャビン９の外周は、それぞれフロントガラス１５、リヤガラス１６、ドア１７、屋根１８などを取付けてもよい。
　そして、エンジン６の動力は、ミッションケース８から前後に突出した不図示のＰＴＯ軸に伝達され、このＰＴＯ軸の駆動により三点リンク式などの作業機装着装置１９を介して車両後端に装着された図示しない作業機が駆動される。
　次に、本願発明の振動減衰装置について、その具体的構成を説明する。図３は上部体を左側面から見た斜視図、図４は振動減衰装置を下方に備える上部体の左側面模式図、図５は振動減衰装置の左側面模式図、図６は振動減衰装置の背面模式図である。
　まず、図３に示すように、シート１２などの上部体１Ａ（車体フレーム２上のキャビン９などの操縦部をはじめ、乗員の乗る部位が上部体１Ａであるが、本発明では、シート１２の振動減衰を説明するため、以後このシート１２を上部体１Ａとする）は、車体フレーム２などの下部体１Ｂ上に、図示しないが通常用いられる弾性材などの防振部材を介して下部体１Ｂの一部として取付けた、例えば台座２１上に設置することができる。そして、この上部体１Ａの下方は、その四方にカバー２２を覆設してもよい。
　上部体１Ａの下方には、図４に示すように、上部体１Ａと、下部体１Ｂとの間に、走行時に路面などの凹凸に起因して車両の下部体１Ｂなどへ入力される振動から、上部体１Ａを防振する振動減衰装置２３が備えられる。なお、図４では、振動減衰装置２３が見えるように、上述したカバー２２を取り外したものである。また、図６では、弾性体２０の図示を省略する。
　振動減衰装置２３は、図５～６に示すように、パンタグラフなどの防振支持部材２４，２５（リンク機構）や、コイルバネなどの弾性体２０、電動モータなどのアクチュエータ２６などから構成される。この振動減衰装置２３は、例えば、上部体１Ａの底部に取り付けられた上部体１Ａの一部である上板２７と、下部体１Ｂ上に取り付けられた下部体１Ｂの一部である下板２８との間であって、これら上板２７および下板２８の車両左右方向の両側部には、それぞれ２本のアーム２４ａ，２４ｂおよび２５ａ，２５ｂを略Ｘ字状に回動支点ｋで連結し、アームの前部をボルト締結や溶接など適宜方法で上板２７および下板２８に固定するとともに、アームの後部を車両前後方向に摺動自在としたリンク機構で、上部体１Ａを、回動支点ｋを中心として車両の上下方向に摺動可能とする、防振支持部材２４，２５が、車両の前後方向に設置される。なお、防振支持部材２４，２５のパンタグラフ構造は周知の技術であるため、詳細な説明は省略する。
　また、上板２７と、下板２８との間であって、これら上板２７および下板２８の前部には、弾性体２０が上下方向に伸縮自在に設置される。なお、弾性体２０は、コイルバネに限定されず、空気ダンパや油圧ダンパ、アキュムレータなどの付勢手段であってもよい。また、弾性体２０は、上板２７と、下板２８との間であり、かつその反力が機体上下方向に作用すれば、左右方向などその設置向きや設置位置は限定されない。
　さらに、上板２７と、下板２８との間、かつ、防振支持部材２４，２５の中央近傍であって、防振支持部材２４，２５の回動支点ｋ近傍であって、例えば、防振支持部材２４の内側部に位置するアーム２４ｂには、アクチュエータ２６がボルト締結など適宜方法で取付けられる。なお、アーム２４ｂは、アクチュエータ２６の駆動軸２６ａが接触しないように、中央近傍を分断し、この分断した中央近傍を架橋するようにしてアクチュエータ２６が取付けられる。なお、アクチュエータ２６は、上記とは逆の防振支持部材２５に取付けてもよく、さらには防振支持部材２４，２５の両方に取付けてもよい。
　このアクチュエータ２６の駆動軸２６ａを、防振支持部材２４におけるアーム２４ａの回動支点ｋと一体とすることで、駆動軸２６ａの回転によりアーム２４ａが駆動軸２６ａを中心として時計回りおよび反時計回りに回動するため、アーム２４ａの後端部が前後方向に摺動する。従って、アクチュエータ２６の駆動により、防振支持部材２４の上下方向の摺動が上板２７を介して防振支持部材２５も上下方向に摺動する構成とされる。そして、上部体１Ａは、これら弾性体２０や、防振支持部材２４，２５で支持される。なお、アクチュエータ２６は、上述した電動モータに限定されず、回転型のアクチュエータであればよい。
　また、アクチュエータ２６は、後述するコントローラ３２を介して、上部体１Ａの適宜位置に取付けられた、上部体１Ａが受ける振動の大きさを検出する手段として、例えば、加速度検出器などの振動検出器３０に接続される。
　なお、振動検出器３０は、加速度検出器に限定されず、変位検出器であってもよく、それらの検出器は、上部体１Ａもしくは下部体１Ｂに設置されることが好ましい。また、振動検出器３０は、上述以外にも回転センサや、ジャイロ、傾斜センサなどの回転検出器であってもよく、これら検出器の場合は、防振支持部材２４，２５に設置されることが好ましい。
　このような振動減衰装置２３により、上部体１Ａが路面の凹凸などに起因する機体上下方向の振動を受けた場合、上部体１Ａは、弾性体２０の伸縮とともに、アクチュエータ２６の駆動による駆動軸２６ａの回転で、振動方向とは逆方向に与える防振支持部材２４，２５の上下摺動により、この防振支持部材２４，２５が上板２７に、変位に比例する弾性力や、速度に比例する減衰力、加速度に比例する慣性力などの力を作用させ、弾性体２０および防振支持部材２４，２５の両者の上述したような力により上部体１Ａが受ける振動を迅速に減衰することができる。なお、これら防振支持部材やアクチュエータの設置数や設置位置は、上述に限定されない。
　次に、図７は、振動検出器により上部体の上下振動を変位として検出した経時変化の一例を概略的に示したグラフである。本願発明の振動検出器３０は、図７に示すように、上部体１Ａ（機体）に、機体の上下方向の振動が加振されたとき、通常の中程度以下の振動検出以外にも、特に予め設定しておいた、振動の大きさを検出する変位の一例として示す相対速度が、設定値ａ以上となった大きな振動を最初の衝撃（パンチング）として検出するとともに、上部体１Ａが、正速度または負速度の一方（機体の下方向）に受けた前記パンチングとは正負逆速度に変わる（機体の上下の振幅方向が変わる）点を、相対速度の正負切替点ｂとして検出することができる。この相対速度の設定値ａは適宜設定を変更することができる。なお、上述したパンチングとは、機体が突起物などを乗り越えた後の最初の大きな落下衝撃を指す。また、設定値ａは、上述したパンチングとする他に、パンチングの予兆としてもよい。
　また、振動による相対速度は、振動の減衰に伴いその相対速度の変化幅が徐々に縮小してゆくが、振動検出器３０は、振動による相対速度が、予め設定した許容変化幅ｃ以内に入った点を振動の収束時として検出することができる。なお、相対速度の許容変化幅ｃは適宜設定を変更することができる。
　ここで、本願発明の特徴である、上部体１Ａが大きな振動を受けた場合の振動減衰装置２３におけるアクチュエータ２６の制御手段を、図８～９を用いて説明する。なお、図８はアクチュエータの制御手段を示すブロック図、図９は制御手段の遷移図である。
　図８に示すように、振動検出器３０は、コントローラ３２に接続するとともに、コントローラ３２をアクチュエータ２６に接続することで、振動検出器３０の検出情報によりコントローラ３２がアクチュエータ２６の駆動を制御する。
　以下、アクチュエータ２６の制御手段を詳述する。コントローラ３２は、まず、例えば図９に示すように、振動検出器３０が機体の振動を検出したとき、その検出値である相対速度などの変位が設定値ａよりも小さい場合には、アクチュエータ２６を周知のように制御モードＡで駆動制御する。つまり、比較的中程度以下の振動に対しては、上述したように、上部体１Ａは、弾性体２０の伸縮とともに、アクチュエータ２６の駆動による駆動軸２６ａの回転で、振動方向とは逆方向に与える防振支持部材２４，２５の上下摺動により、この防振支持部材２４，２５が上板２７に、前述の力を作用させ、弾性体２０および防振支持部材２４，２５の両者の前記力により上部体１Ａが受ける振動を迅速に減衰させることができる。
　次いで、振動検出器３０により検出された変位の大きさが、設定値ａ以上のパンチングであった場合には、コントローラ３２は、パンチングの前期として、アクチュエータ２６を矢印イのように制御モードＡから制御モードＢに遷移して制御する。つまり、コントローラ３２は、この設定値ａを停止タイミングとして、アクチュエータ２６の駆動を停止させる。このとき、アクチュエータ２６を制御系から切り離して、防振支持部材２４，２５の上下摺動に全く寄与しない構成とする。また、弾性体２０には、パンチングによる衝撃のエネルギーが蓄えられる。その結果、防振支持部材２４，２５がアクチュエータ２６によって摺動されないことにより、この防振支持部材２４，２５が上板２７に前述した力を作用させず、上部体１Ａが受けたパンチングを、弾性体２０のみの伸縮で吸収することができる。従って、上部体１Ａの乗員は、上部体１Ａが受ける大きな衝撃を、弾性体２０および防振支持部材２４，２５の両者で受けることによる座り心地などの硬さに起因する不快さや疲労感を生じることなく、快適な居住性を得ることができる。
　次いで、コントローラ３２は、振動検出器３０の検出により、振動に伴う上部体１Ａの変位が正負切替点ｂに達した、もしくは達すると予測した場合、パンチング後期に対応して、アクチュエータ２６を矢印ロのように制御モードＢから制御モードＣに遷移して駆動制御する。つまり、コントローラ３２は、この正負切替点ｂを基準として、正負切替領域ｂ´を駆動タイミングとしてアクチュエータ２６を駆動させて、防振支持部材２４，２５の摺動により、弾性体２０に蓄えた衝撃エネルギーを減衰させることで、上部体１Ａの振動を迅速に減衰する。その結果、大きな振動（パンチング）に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とすることができる。なお、正負切替領域ｂ´は、正負切替点ｂを基準として、上部体１Ａの固有振動数の前後１/４周期程度以内とすることが好ましい。
　なお、アクチュエータ２６が、制御モードＣにおいて駆動中に、設定値ａ以上のさらに新たなパンチングが機体（上部体１Ａ）に印加されたことを振動検出器３０が検出などした場合には、コントローラ３２は、アクチュエータ２６を矢印ハのように制御モードＣから制御モードＢに遷移して（戻して）、上述したようにアクチュエータ２６の駆動を停止させ、パンチングを、弾性体２０のみの伸縮で吸収させる。
　次いで、コントローラ３２は、振動検出器３０の検出により、振動に伴う上部体１Ａの変位が、予め設定した変位の許容変化幅ｃ以内に入った場合、アクチュエータ２６を矢印ニのように制御モードＣから制御モードＡに遷移して駆動制御する。つまり、コントローラ３２は、アクチュエータ２６をパンチングによる振動を減衰させる作動から、通常走行時における通常のシート特性にする作動に切換える。その結果、変位が許容変化幅ｃ以内に入った比較的小さな振動を含む振動収束時において、弾性体２０およびアクチュエータ２６による防振支持部材２４，２５両者の前記した力を上板２７に作用させて、上部体１Ａの座り心地など居住性をやや硬くすることで、上部体１Ａの安定性を向上させる。
　なお、コントローラ３２は、上述したように、振動検出器３０の検出による変位が許容変化幅ｃ以内に入ったことで、アクチュエータ２６の駆動制御を矢印ニのように制御モードＣから制御モードＡに戻したが、変位が何らかの原因で許容変化幅ｃ以内から外れた、もしくは入っていなかった場合などは、コントローラ３２は、アクチュエータ２６を矢印ホのように制御モードＡから制御モードＣに再度戻して駆動制御することもできる。
　さらに、コントローラ３２は、上述したように、振動検出器３０の検出による変位が設定値ａ以上のパンチングであった場合には、アクチュエータ２６を矢印イのように制御モードＡから制御モードＢに遷移して制御するが、変位が何らかの原因で設定値ａを越えていなかった場合などは、コントローラ３２はアクチュエータ２６を、矢印へのように制御モードＢから制御モードＡに戻して制御することもできる。
　以上のような構成にすることで、機体に大きな振動が加振された衝撃（パンチング）時に、アクチュエータ２６の駆動を停止して、弾性体２０の伸縮のみで衝撃を吸収させ、上部体１Ａの座り心地など居住性を快適にするとともに、この衝撃吸収後から振動収束時まではアクチュエータ２６を駆動して、振動を迅速に減衰させることができる。従って、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータ２６により、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストな振動減衰装置２３とすることができる。さらに、振動による変位収束時には、アクチュエータ２６を停止させるとともに、通常のシート特性となるようにアクチュエータ２６を駆動制御して、上部体１Ａの座り心地を安定させることができる。また、アクチュエータ２６が、防振支持部材２４，２５の回動支点ｋ近傍に設置するとともに、アクチュエータ２６の駆動軸２６ａを防振支持部材２４または防振支持部材２５もしくは両者の回動支点ｋと一体とするため、別途ボールねじなどの摺動部材を用いる必要がなく、アクチュエータ２６から防振支持部材２４，２５を介して上板２７への動力の伝達効率が向上して、正確、かつ迅速に上板２７を摺動させることができる。
　以上詳述したように、この例の産業機械の振動減衰装置２３は、機体を構成する上部体１Ａおよび下部体１Ｂの間に設けた、弾性体２０を備えたリンク機構からなる、機体の上下方向に摺動可能とした防振支持部材２４，２５と、上部体１Ａまたは下部体１Ｂの振動を検出する手段（振動検出器３０）と、防振支持部材２４，２５を弾性体２０とは別個に機体の上下方向に摺動させるアクチュエータ２６と、からなる、上部体１Ａまたは下部体１Ｂに加わる振動を減少させ、振動減衰装置２３は、振動検出器３０が検出した設定値ａ以上の変位に伴う最初の衝撃時から変位収束時までにアクチュエータ２６を駆動および停止させる、アクチュエータ２６の制御手段を備えるものである。
　加えて、変位を検出する振動検出器３０は、振動に伴う最初の衝撃時の変位の、正負切替点ｂを検出するとともに、制御手段は、それぞれ振動検出器３０の検出による、設定値ａ以上の振動をアクチュエータ２６の停止タイミング、正負切替領域ｂ´内の振動をアクチュエータ２６の駆動タイミング、許容変化幅ｃ内の振動をアクチュエータ２６の停止タイミングとする。また、アクチュエータ２６を、防振支持部材２４，２５の側部であって、防振支持部材２４，２５の回動支点ｋ近傍に設置し、かつアクチュエータ２６の駆動軸２６ａを、回動支点ｋに連結させる。
　なお、上述した、防振支持部材２４の回動支点ｋ近傍に設置するアクチュエータ２６に、減速装置３１を設けることもできる。図１０は減速装置を設けたアクチュエータを備える振動減衰装置の背面模式図である。
　この図１０に示すように、アクチュエータ２６は、ギアボックスなどの減速装置３１と一体のギアードモータ２６´とし、減速装置３１の部分がアーム２４ｂに取付けられる。そして、高トルクを発生させるこの減速装置３１により、アクチュエータ２６の駆動軸２６ａの回転数を、振動減衰に適した回転数に減少させることで、防振支持部材２４，２５を、上述のように振動に伴う逆の加速度などに応じて上下方向に円滑に摺動させる結果、上部体１Ａの振動を円滑に減衰することができる。なお、ギアードモータ２６´（減速装置３１）は周知技術であるため、詳細な説明は省略する。
　上述のように、アクチュエータ２６を、防振支持部材２４（防振支持部材２５でもよい）の回動支点ｋ近傍に設置することが好ましいが、アクチュエータ２６は、上部体１Ａまたは下部体１Ｂに設置してもよい。図１１はアクチュエータを上部体に設置した振動減衰装置の左側面模式図（ａ）および背面模式図（ｂ）、図１２はアクチュエータを下部体に設置した振動減衰装置の左側面模式図（ａ）および背面模式図（ｂ）、図１３はアクチュエータを下部体に設置した他の例を示す振動減衰装置を後方から見た斜視図である。
　この場合、例えば、図１１に示すように、アクチュエータ２６を上部体１Ａに取付けるとともに、駆動軸２６ａをアーム２４ｂ前部の上部に有する回動支点ｌに嵌合（接続）させる。このような構成にすることで、上述のように振動に伴う逆の加速度などに応じて駆動軸２６を回転させると、アーム２４ｂは回動支点ｌを中心としてアーム２４ｂの後端部が前後方向に摺動される結果、防振支持部材２４，２５を介した上板２７の上下摺動により、上部体１Ａの振動を減衰することができる。このため、アクチュエータ２６は、その重量を上部体１Ａに支持させることで安定設置できるほか、下部体１Ｂからの振動を防ぐことができる。
　また、図１２に示すように、アクチュエータ２６を下部体１Ｂに取付けるとともに、防振支持部材２４の内側部（振支持部材２５の内側部であってもよい）に設置し、駆動軸２６をアーム２４ｂ前部の下部に有する回動支点ｍに嵌合させる。このような構成にすることで、上述のように振動に伴う逆の加速度などに応じて駆動軸２６を回転させると、アーム２４ｂは回動支点ｍを中心としてアーム２４ｂの後端部が前後方向に摺動される結果、防振支持部材２４，２５を介した上板２７の上下摺動により、上部体１Ａの振動を減衰することができる。このため、アクチュエータ２６は、その重量を下部体１Ｂに支持させることで安定設置できるほか、上部体１Ａからの振動を防ぐことができる。なお、図１３は、下部体１Ｂに取付けたアクチュエータ２６を、防振支持部材２４の外側部に備える例を示したものである。
　また、図１４は、上板と下板との間に防振支持部材を１基備えた振動減衰装置の背面模式図である。該図に示すように、防振支持部材２４を、上板２７と、下板２８との間に１基だけ設置してもよい。この場合、例えば、防振支持部材２４は、上板２７と、下板２８との間の中央近傍に設置されるとともに、この防振支持部材２４の右側部（左側部でもよい）に、上述同様にしてアクチュエータ２６を１台設置し、駆動軸２６ａを、防振支持部材２４におけるアーム２４ａの回動支点ｋと一体とする。このように防振支持部材３２を１基だけ設置した構成にすることで、上板２７と、下板２８との間にスペースを確保でき、上部体１Ａの下方を簡潔な構成にできるとともに、振動減衰装置２３のメンテナンス性も向上することができる。なお、防振支持部材２４の設置位置は、上述した上板２７と、下板２８との間の中央近傍に限定されない。
　以上のような構成にすることで、車両に振動が加わった際、コントローラ制御に伴うアクチュエータ２６の駆動軸２６ａの回転により、回動支点軸ｋを中心として防振支持部材２４などを上下方向に摺動させることができ、アクチュエータ２６が、摺動部材などを必要とせず、またその作動によるスペース（ストローク）も必要とせず、アクチュエータ２６の駆動力を防振支持部材２４などに効率的に伝達できるとともに、上板２７と、下板２８との間にスペースを確保でき、メンテナンス性や組立性を向上することができる。
　以上は、産業機械の一例として、ホイール式トラクタについて説明してきたが、この発明はこれに限定されるものではなく、クローラ式トラクタやコンバイン、田植機など農作業車両のほか、建設作業車両として、バックホーやブルトーザなど、また除雪車や救急車などの車両のほか、航空機、船舶など防振すべき部位を備えたあらゆる産業機械に適用することができる。
　さらに、この振動減衰装置２３は、上述してきたような、機体の上部体１Ａの防振に限定して適用されるものではなく、例えば、操縦部や客室などを機体の下部体１Ｂに備える吊り下げ式モノレールなど、防振すべき部位が機体の下部体１Ｂに有するあらゆる産業機械にも適用することができる。
　本発明によれば、防振すべき部位内の居住性や安定性を向上させるとともに、大きな振動に対しても容量を抑えたアクチュエータにより、振動の減衰を可能とする、コンパクト、かつ低コストで製造可能な産業機械の振動減衰装置が提供され、有用である。　　

Claims (7)

  1. 　機体を構成する上部体および下部体の間に設けた、弾性体を備えたリンク機構からなる、前記機体の上下方向に摺動可能とした防振支持部材と、前記上部体または前記下部体の振動を検出する手段と、前記防振支持部材を前記弾性体とは別個に前記機体の上下方向に摺動させるアクチュエータと、からなる、前記上部体または前記下部体に加わる振動を減少させる産業機械の振動減衰装置において、
    　前記振動減衰装置は、前記振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位に伴う最初の衝撃時から変位収束時までに前記アクチュエータを駆動および停止させる、アクチュエータの制御手段を備えることを特徴とする産業機械の振動減衰装置。
  2. 　前記制御手段は、前記アクチュエータの停止タイミングを、前記振動を検出する手段が検出した設定値以上の変位とする、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置。
  3. 　前記振動を検出する手段は、前記振動の前記変位を検出するとともに、前記振動に伴う最初の衝撃時の前記変位の、正負切替点を検出することを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置。
  4. 　前記制御手段は、前記アクチュエータの駆動タイミングを、前記変位の正負切替領域内とする、請求項１よび３に記載の産業機械の振動減衰装置。
  5. 　前記振動を検出する手段は、設定した前記変位の許容変化幅内に有する前記変位を前記変位収束時として検出することを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置。
  6. 　前記制御手段は、前記アクチュエータの停止タイミングを、前記変位収束時とする、請求項１および５に記載の産業機械の振動減衰装置。
  7. 　前記アクチュエータは、前記防振支持部材の側部であって、前記防振支持部材の回動支点近傍に設置し、かつ前記アクチュエータの駆動軸を、前記回動支点に連結させることを特徴とする、請求項１に記載の産業機械の振動減衰装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017218149A (ja) * 2013-03-15 2017-12-14 ボーズ・コーポレーションＢｏｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 回転アクチュエータ方式の振動絶縁

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109747497B (zh) * 2019-01-17 2021-07-13 南京农业大学 一种座椅悬架自适应控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09109757A (ja) * 1995-10-24 1997-04-28 Mitsubishi Motors Corp 車両用シートのサスペンション装置
JPH11334441A (ja) * 1998-05-22 1999-12-07 Tachi S Co Ltd 車両用シートのエアサスペンション制御方法およびその制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09109757A (ja) * 1995-10-24 1997-04-28 Mitsubishi Motors Corp 車両用シートのサスペンション装置
JPH11334441A (ja) * 1998-05-22 1999-12-07 Tachi S Co Ltd 車両用シートのエアサスペンション制御方法およびその制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017218149A (ja) * 2013-03-15 2017-12-14 ボーズ・コーポレーションＢｏｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 回転アクチュエータ方式の振動絶縁
CN108839592A (zh) * 2013-03-15 2018-11-20 伯斯有限公司 旋转致动器驱动的振动隔离
US11353084B2 (en) 2013-03-15 2022-06-07 Clearmotion Acquisition I Llc Rotary actuator driven vibration isolation

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