JP2001271871A - Active vibration control device - Google Patents
Active vibration control deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ防振装
置に関し、特に小型且つ軽量なアクティブ防振装置に関
する。ここで、「防振」とは、振動源となる機器からそ
の支持体への力の伝達を遮断することを意味し、床その
他の支持体からこれに支持された振動を嫌う機器に伝播
するのを抑制することを意味する「除振」とは異なる概
念である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active vibration isolator and, more particularly, to a small and lightweight active vibration isolator. Here, "vibration isolation" means to cut off the transmission of force from the device that is the source of vibration to its support, and propagate from the floor or other support to the device that dislikes the vibration supported by it. This is a different concept from “vibration isolation”, which means suppressing the vibration.
【0002】[0002]
【従来の技術】エンジンなどの振動体(振動源)が発生
する振動力がその支持体に伝達されないようにするため
の防振装置として、パッシブ防振装置が知られている。
パッシブ防振装置は、弾性作用および減衰作用(ダンパ
作用)を有する緩衝部材からなり、振動源とその支持体
との間に配置される。このようにして形成されたパッシ
ブ防振系の固有振動数は、振動源の振動数よりも低くな
るように設計される。しかしながら、パッシブ防振装置
には、振動源の振動数が非常に低い場合や、振動源に衝
撃振動が加えられた場合に、固有振動数付近の振動を増
幅して支持体に伝えてしまうという問題がある。2. Description of the Related Art A passive vibration isolator is known as a vibration isolator for preventing a vibration force generated by a vibrating body (vibration source) such as an engine from being transmitted to a supporting body thereof.
The passive vibration isolator includes a cushioning member having an elastic action and a damping action (damper action), and is arranged between a vibration source and its support. The passive vibration isolation system thus formed is designed so that the natural frequency is lower than the frequency of the vibration source. However, the passive vibration isolator amplifies the vibration near the natural frequency and transmits it to the support when the vibration frequency of the vibration source is extremely low or when the vibration source is subjected to impact vibration. There's a problem.
【0003】そのため、近年、アクチュエータを備えた
アクティブ防振装置の開発が盛んに行われている。かか
るアクティブ防振装置の一種として、振動源と支持体と
の間に中間質量体を配置するようにしたものが特開平1
0−252820号公報に記載されている。特開平10
−252820号公報に記載のアクティブ防振装置の概
略的な構造を図17に示す。[0003] Therefore, in recent years, active vibration isolators provided with actuators have been actively developed. As one type of such active vibration isolator, Japanese Patent Laid-Open Publication No. HEI 1 (1999) discloses a device in which an intermediate mass is arranged between a vibration source and a support.
No. 0-252820. JP Hei 10
FIG. 17 shows a schematic structure of an active vibration isolator described in Japanese Patent Application Publication No. 252820.
【0004】図17に示すアクティブ防振装置は、ばね
要素211およびダンパ要素212を介して支持体20
1と接続され且つばね要素221およびダンパ要素22
2を介して振動源202と接続された中間質量体203
と、中間質量体203の振動を検出するセンサ204
と、センサ204の検出信号が入力されるコントローラ
205と、中間質量体203にだけ結合されているとと
もにコントローラ205からの制御信号に基づいて中間
質量体203の振動を相殺する制振力を与えるアクチュ
エータ206とを有している。このように構成されたア
クティブ防振装置によると、アクチュエータ206によ
って中間質量体203の振動を抑制することで支持体2
01の振動を防止することができるので、振動源202
の振動数が非常に低い場合や振動源202に衝撃振動が
加えられた場合であっても支持体201の良好な防振を
行うことが可能である。[0004] The active vibration isolator shown in FIG. 17 includes a support 20 through a spring element 211 and a damper element 212.
1 and a spring element 221 and a damper element 22
Intermediate body 203 connected to vibration source 202 through
And a sensor 204 for detecting vibration of the intermediate mass body 203
And a controller 205 to which a detection signal of the sensor 204 is input, and an actuator coupled only to the intermediate mass body 203 and providing a vibration damping force for canceling vibration of the intermediate mass body 203 based on a control signal from the controller 205 206. According to the active vibration isolator configured as described above, the vibration of the intermediate mass body 203 is suppressed by the actuator 206, so that the support 2
01 can be prevented, the vibration source 202
When the vibration frequency of the support 201 is very low, or when an impact vibration is applied to the vibration source 202, the support 201 can be favorably damped.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されたアクティブ防振装置において、中間質量
体203にだけ結合されたアクチュエータ206から中
間質量体203に制振力を及ぼすためには、アクチュエ
ータ206がそれ自体で質量を有しているアクティブ動
吸振器である必要がある(上記公報に係る発明の特許法
第30条第1項適用申請の根拠とされた「第39回 自
動制御連合講演会」の予稿集191ページ参照)。その
ため、アクチュエータ206は比較的大型となり、これ
に伴ってアクティブ防振装置も大型化してしまい、その
構造が複雑になり、しかも低コストで製造することがで
きないという問題が生じてしまう。However, in the active vibration isolator described in the above-mentioned publication, in order to apply a vibration damping force to the intermediate mass body 203 from the actuator 206 coupled only to the intermediate mass body 203, it is necessary to use an actuator. 206 is required to be an active dynamic vibration absorber having a mass of its own (the 39th Automatic Control Alliance Lecture, which was the basis of the application for the application of Patent Law Article 30 (1) of the invention according to the above publication) (See page 191). Therefore, the actuator 206 becomes relatively large, and accordingly, the active vibration isolator also becomes large, causing a problem that its structure becomes complicated and that it cannot be manufactured at low cost.
【0006】そこで、本発明の目的は、比較的小型であ
って構造が簡単であり、低コストで製造することが可能
な中間質量体を有するアクティブ防振装置を提供するこ
とである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an active vibration isolator having an intermediate mass that is relatively small, has a simple structure, and can be manufactured at low cost.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1のアクティブ防振装置は、振動体と支持体
との間に配置される中間質量体と、前記中間質量体の前
記振動体側に設けられた第1の緩衝部材と、前記中間質
量体の前記支持体側に設けられた第2の緩衝部材と、前
記中間質量体に与えられる制振力を制御することが可能
であって、前記振動体および前記中間質量体の間に配置
されて両者を結合する結合部分を有する制振力制御手段
とを備えていることを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an active vibration isolator which includes an intermediate mass disposed between a vibrating body and a support; It is possible to control a first shock-absorbing member provided on the vibrating body side, a second shock-absorbing member provided on the support side of the intermediate mass body, and a damping force applied to the intermediate mass body. And a damping force control means disposed between the vibrating body and the intermediate mass body and having a coupling portion for coupling the two.
【0008】請求項1によると、制振力制御手段が振動
体および中間質量体の間に配置されて両者を結合する結
合部分を有しているので、中間質量体に制振力を与える
際に振動体の慣性力を制振力の源として中間質量体に制
振力を与えると同時に振動体にその反力を与えることが
可能となり(つまり、結合部分は、制御反力を振動体に
負担させることになる)、制振力制御手段のうち結合部
分自体が質量を有していなくてもよくなる。そのため、
第1の緩衝部材と結合部分とを共通部材で形成すること
ができるようになり、アクティブ防振装置が比較的軽量
且つ小型で構造が簡略化されたものとなって、低コスト
での製造が可能になる。According to the first aspect, the damping force control means has a connecting portion which is arranged between the vibrating body and the intermediate mass body and couples the both, so that the vibration damping force is applied to the intermediate mass body. The inertial force of the vibrating body can be used as a source of damping force to apply a damping force to the intermediate mass body and at the same time to apply a reaction force to the vibrating body. And the connecting portion itself of the damping force control means does not have to have a mass. for that reason,
Since the first cushioning member and the connecting portion can be formed by a common member, the active vibration isolator is relatively lightweight, small-sized and has a simplified structure, and can be manufactured at low cost. Will be possible.
【0009】なお、請求項1において、第1の緩衝部材
および第2の緩衝部材は、弾性作用および減衰作用をと
もに有するものであることが好ましい。また、振動体と
しては、エンジン、ポンプ、ファンなどの回転機械、プ
レス機や鍛造機などの衝撃機械だけでなく、歩行者、エ
アロビクスなどの衝撃性振動体(或いはこれらと直接的
に接触して振動が伝えられる部材)などどのようなもの
であってもよい。本発明によると、特に従来のパッシブ
防振装置では有効な防振をすることが難しかった衝撃性
振動体に対して効果的な防振を行うことができる。In the first aspect, it is preferable that the first cushioning member and the second cushioning member have both an elastic action and a damping action. In addition, the vibrating body includes not only rotating machines such as engines, pumps, and fans, but also shocking machines such as presses and forging machines, as well as shocking vibrating bodies such as pedestrians and aerobics (or by directly contacting them). Any member such as a member to which vibration is transmitted may be used. According to the present invention, it is possible to perform effective vibration damping especially for an impact vibrating body, which is difficult to perform effective vibration damping with the conventional passive vibration damping device.
【0010】ここで、請求項1のアクティブ防振装置の
4つのモデル(本発明はこれら4つのモデルに限定され
るものではない)について、その概略的な構成を示す図
1〜図4に基づいて順次説明する。図1に示す<モデル
1>は、振動源2の鉛直方向の振動が床などの支持体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
あって、その結合部分6は第1の緩衝部材(ばね要素2
1および減衰要素22)と並列に配置されている。支持
体1と振動源2との間には、中間質量体としての付加制
御質量体3が配置されている。付加制御質量体3は、鉛
直方向に変位可能なばね要素11および減衰要素12か
らなる第2の緩衝部材を介して支持体1と結合されてい
る。また、付加制御質量体3は、鉛直方向に変位可能な
ばね要素21および減衰要素22からなる第2の緩衝部
材を介して振動源2と結合されている。Here, four models of the active vibration isolator according to claim 1 (the present invention is not limited to these four models) will be described with reference to FIGS. Will be sequentially described. <Model 1> shown in FIG. 1 shows that the vertical vibration of the vibration source 2
A vibration isolating device for preventing transmission to the first damping member (spring element 2).
1 and the damping element 22). An additional control mass 3 as an intermediate mass is arranged between the support 1 and the vibration source 2. The additional control mass 3 is connected to the support 1 via a second damping element comprising a vertically displaceable spring element 11 and a damping element 12. Further, the additional control mass body 3 is connected to the vibration source 2 via a second buffer member including a spring element 21 and a damping element 22 that can be displaced in the vertical direction.
【0011】また、振動源2と付加制御質量体3との間
には、付加制御質量体3に与えられる制振力を鉛直方向
に制御することができるとともに、振動源2および付加
制御質量体3の両方と結合された結合部分6が設けられ
ている。鉛直方向についての制振力を発生する結合部分
6は、付加制御質量体3に取り付けられたセンサ4、お
よび、センサ4からの振動加速度を表すフィードバック
信号を受け取るコントローラ5とともに制振力制御手段
を構成している。なお、制振力制御手段は、振動源2に
取り付けられて、その振動加速度を表すフィードフォワ
ード信号またはフィードバック信号を発生するセンサ
7、および/または、支持体1に取り付けられて、その
振動加速度を表すフィードバック信号を発生するセンサ
8をさらに有していてもよい。Further, between the vibration source 2 and the additional control mass body 3, the vibration damping force applied to the additional control mass body 3 can be controlled in the vertical direction, and the vibration source 2 and the additional control mass body 3 can be controlled. A coupling portion 6 is provided which is coupled to both of them. The coupling portion 6 for generating a vibration damping force in the vertical direction includes a vibration damping force control means together with a sensor 4 attached to the additional control mass 3 and a controller 5 for receiving a feedback signal representing a vibration acceleration from the sensor 4. Make up. The damping force control means is attached to the vibration source 2 and generates a feed-forward signal or a feedback signal representing the vibration acceleration, and / or is attached to the support 1 to control the vibration acceleration. It may further comprise a sensor 8 for generating a feedback signal to represent.
【0012】結合部分6は、センサ4からの振動加速度
を表すフィードバック信号(センサ7、8からの振動加
速度を表すフィードフォワード信号および/またはフィ
ードバック信号を加算してもよい)に基づいてコントロ
ーラ5で生成された制御信号によって、付加制御質量体
3の振動を消去するような制振力を付加制御質量体3に
与えるように動作する。その結果、付加制御質量体3の
振動が抑制されて、支持体1に振動が伝えられるのを効
果的に防止することができる。[0014] The coupling portion 6 is connected to the controller 5 based on a feedback signal representing the vibration acceleration from the sensor 4 (a feed-forward signal and / or a feedback signal representing the vibration acceleration from the sensors 7 and 8 may be added). With the generated control signal, an operation is performed to apply a vibration damping force to the additional control mass body 3 to cancel the vibration of the additional control mass body 3. As a result, the vibration of the additional control mass body 3 is suppressed, and the transmission of the vibration to the support 1 can be effectively prevented.
【0013】このように、制振力制御手段の結合部分6
は、ばね要素21および減衰要素22と同様に、振動源
2および付加制御質量体3の両方に結合されている。そ
のため、結合部分6自体が質量を有していなくとも、振
動源2の慣性力を付加制御質量体3への制振力の源とす
ることができる。よって、結合部分6をばね要素21お
よび減衰要素22と共通部材とし、その弾性係数および
減衰係数を制御することによって付加制御質量体3の振
動をほぼ消去することが可能である。従って、請求項1
によると、結合部分6とばね要素21および減衰要素2
2とを別体として設ける必要がなくなり、アクティブ防
振装置を比較的軽量且つ小型で構造が簡略化されたもの
とすることができて、これを低コストで製造することが
できるようになる。As described above, the coupling portion 6 of the vibration damping force control means is provided.
, Like the spring element 21 and the damping element 22, are coupled to both the vibration source 2 and the additional control mass 3. Therefore, the inertial force of the vibration source 2 can be used as a source of the vibration damping force to the additional control mass body 3 even if the coupling portion 6 itself has no mass. Accordingly, the vibration of the additional control mass body 3 can be substantially eliminated by using the coupling portion 6 as a common member with the spring element 21 and the damping element 22 and controlling the elastic coefficient and the damping coefficient thereof. Therefore, claim 1
According to this, the coupling part 6 and the spring element 21 and the damping element 2
This eliminates the need to provide the active vibration isolator 2 separately from the active vibration isolator, so that the active vibration isolator can be made relatively lightweight, small in size and simplified in structure, and can be manufactured at low cost.
【0014】図2に示す<モデル2>は、振動源2の鉛
直方向の振動が支持体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って、結合部分6が第1の緩
衝部材のうちのばね要素21および減衰要素22と並列
に、互いに並列に配置されたばね要素23および減衰要
素24と直列に配置されている。<Model 2> shown in FIG. 2 is a vibration isolator for preventing the vertical vibration of the vibration source 2 from being transmitted to the support 1, wherein the coupling portion 6 is provided with the first portion. It is arranged in parallel with the spring element 21 and the damping element 22 of the buffer member, and in series with the spring element 23 and the damping element 24 arranged in parallel with each other.
【0015】このモデルは、結合部分6が例えばピエゾ
(圧電)素子や超磁歪素子などの固体素子からなる場合
に、大きな制振力を発生させるために用いて好適であ
る。なぜなら、固体素子は変位アクチュエータであっ
て、その変位量とこれに直列な弾性要素のばね定数との
積で制振力が決定され、振動源2の重量が大きくなると
<モデル1>では適切な大きさの制振力が得られなくな
るからである。This model is suitable for generating a large damping force when the coupling portion 6 is made of a solid-state element such as a piezo (piezoelectric) element or a giant magnetostrictive element. This is because the solid-state element is a displacement actuator, and the damping force is determined by the product of the amount of displacement and the spring constant of the elastic element connected in series with the displacement element. This is because a large vibration damping force cannot be obtained.
【0016】図3に示す<モデル3>は、振動源2の水
平方向の振動が支持体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って、第1および第2の緩衝
部材であるばね要素41、51、減衰要素42、52が
水平方向に変位可能に配置されており、結合部分36が
水平方向についての制振力を発生する点においてのみ図
1の<モデル1>と相違している。<Model 3> shown in FIG. 3 is a vibration isolator for preventing horizontal vibration of the vibration source 2 from being transmitted to the support 1, and includes a first and a second buffer. The spring elements 41 and 51 and the damping elements 42 and 52, which are members, are arranged so as to be displaceable in the horizontal direction, and only at the point where the coupling portion 36 generates a vibration damping force in the horizontal direction <Model 1> of FIG. Is different.
【0017】通常、水平方向の制振を行うには、振動源
2の重量を支持するために、結合部分36とは並列にば
ね要素51および減衰要素52が不可避的に別体として
配置される。鉛直および水平方向の同時制御を行うとき
も同様である。このとき、必要な制振力の大きさは増大
することになり、3次元の制御を考える場合には、制御
軸と直交する方向の弾性要素は極力小さなパラメータに
なるように工夫する必要がある。固体素子を利用すると
きには、弾性体を素子と直列に配置して用いる。Normally, in order to perform horizontal vibration suppression, a spring element 51 and a damping element 52 are inevitably disposed separately from each other in parallel with the coupling portion 36 in order to support the weight of the vibration source 2. . The same applies to simultaneous control in the vertical and horizontal directions. At this time, the magnitude of the required damping force increases, and when considering three-dimensional control, it is necessary to devise an elastic element in a direction orthogonal to the control axis to a parameter as small as possible. . When a solid element is used, an elastic body is arranged and used in series with the element.
【0018】図4に示す<モデル4>は、振動源2の水
平方向の振動が支持体3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って、第1の緩衝部材である
ばね要素53および減衰要素54が並列に接続されてい
るとともにこれらが結合部分36と直列に接続されてい
る点においてのみ図3の<モデル3>と相違している。<Model 4> shown in FIG. 4 is a vibration isolator for preventing horizontal vibration of the vibration source 2 from being transmitted to the support 3, and is a first buffer member. 3 only in that the spring element 53 and the damping element 54 are connected in parallel and they are connected in series with the coupling part 36.
【0019】図5は、本発明による防振効果の一例を説
明するためのグラフである。図5において、曲線Aは中
間質量体が付加されておらず、振動源だけが存在すると
きの支持体への振動伝達特性を表しており、曲線Bは振
動源と支持体との間に中間質量体を付加してこれに対す
る制御を行わないときの支持体への振動伝達特性を表し
ており、曲線Cは振動源と支持体との間に中間質量体を
付加してこれに対して適切な制御を行ったときの支持体
への振動伝達特性を表している。FIG. 5 is a graph for explaining an example of the anti-shake effect according to the present invention. In FIG. 5, a curve A represents a vibration transmission characteristic to the support when no intermediate mass is added and only the vibration source is present, and a curve B is an intermediate between the vibration source and the support. The curve C represents the vibration transmission characteristic to the support when the mass is added and the control for the mass is not performed. FIG. 6 shows the characteristics of transmitting vibration to the support when various controls are performed.
【0020】曲線Bは共振点が2つ現れる二重防振系を
示しており、一部の周波数では曲線Aよりも振動が大き
くなっている。しかしながら、中間質量体の振動加速度
を表すフィードバック信号に基づいて結合部分を駆動
し、中間質量体の振動を抑制することによって、曲線C
に示すように支持体の振動を大幅に低下させることが可
能となる。A curve B shows a double vibration isolation system in which two resonance points appear. The vibration is larger than the curve A at some frequencies. However, by driving the coupling portion based on a feedback signal representing the vibration acceleration of the intermediate mass and suppressing the vibration of the intermediate mass, the curve C
As shown in (1), the vibration of the support can be greatly reduced.
【0021】なお、必ずしも必要ではないが、中間質量
体からのフィードバック信号に加えて、センサ7からの
振動源2の振動加速度を表すフィードバック信号または
フィードフォワード信号に基づいて結合部分を駆動する
と、制御の自由度が大きくなって、支持体1の振動をよ
り一層低下させることができる。It is to be noted that, although not necessarily required, when the coupling portion is driven based on a feedback signal or a feedforward signal representing the vibration acceleration of the vibration source 2 from the sensor 7 in addition to the feedback signal from the intermediate mass body, Is increased, and the vibration of the support 1 can be further reduced.
【0022】また、支持体1に取り付けられたセンサ8
をコントローラ5での制御に用いることで、より一層防
振効果を高めることができる。つまり、センサ8からの
フィードバック信号は、例えば支持体1の共振点での増
幅情報などの支持体1の動特性情報を含んでおり、その
ためこのフィードバック信号を制御に用いることで、支
持体1の共振による増幅に起因した付加制御質量体3の
振動を取り除くことが可能となる。The sensor 8 attached to the support 1
Is used for the control by the controller 5, thereby further improving the anti-vibration effect. That is, the feedback signal from the sensor 8 includes dynamic characteristic information of the support 1 such as amplification information at the resonance point of the support 1, and therefore, by using this feedback signal for control, the feedback signal of the support 1 It is possible to eliminate vibration of the additional control mass body 3 caused by amplification due to resonance.
【0023】なお、このような制御を実現するためには
必ずセンサ8が必要になるものではなく、支持体1の動
特性情報が予め分かっている場合には、それに基づいて
センサ4からのフィードバック信号に重みを付けた制御
を行えば、センサ8を用いたときと同等の効果を得るこ
とが可能である。また、振動源2についてもこれと同様
の事項が当てはまり、センサ7を用いずに振動源2の動
特性情報に基づいてセンサ4からのフィードバック信号
に重みを付けた制御を行うようにしてもよい。In order to realize such control, the sensor 8 is not always necessary. If the dynamic characteristic information of the support 1 is known in advance, the feedback from the sensor 4 is performed based on the information. If control is performed with weighted signals, the same effect as when the sensor 8 is used can be obtained. The same applies to the vibration source 2, and control may be performed by weighting the feedback signal from the sensor 4 based on the dynamic characteristic information of the vibration source 2 without using the sensor 7. .
【0024】また、例えば地震などのために支持体1に
大きな振動が発生した場合、上述したような通常の制御
では、振動源2から中間質量体3に振動が伝えられるの
を防止することが前提となっているため、支持体1に起
因した中間質量体3の振動が外乱となって好適に中間質
量体3を制御することができなくなる。そのため、支持
体1から中間質量体3までの伝達関数を用いて伝達量を
予測し、支持体1の振動に起因する中間質量体3の振動
を補償することに基づいて結合部分を制御することが好
ましい。このとき、例えば、支持体1の振動と振動源2
の振動とを比較して、両者の間に有意な差がある場合
に、このような制御を行うようにしてもよい。In the case where a large vibration is generated in the support 1 due to, for example, an earthquake or the like, the normal control as described above can prevent transmission of the vibration from the vibration source 2 to the intermediate mass 3. Because of this premise, the vibration of the intermediate mass body 3 caused by the support body 1 becomes a disturbance, and the intermediate mass body 3 cannot be suitably controlled. Therefore, the transfer amount is predicted using the transfer function from the support 1 to the intermediate mass 3, and the coupling portion is controlled based on compensating for the vibration of the intermediate mass 3 caused by the vibration of the support 1. Is preferred. At this time, for example, the vibration of the support 1 and the vibration source 2
Such a control may be performed when there is a significant difference between the two in comparison with the above vibration.
【0025】本発明においては、前記結合部分が前記第
1の緩衝部材との共通部材として形成された空気ばねで
あってもよい。このとき、前記空気ばねが前記中間質量
体に対して鉛直方向の制振力を与えることが好ましい。
なぜなら、空気ばねは圧力を変更するだけで容易に振動
源の静荷重を支持することができ、後述する圧電素子や
リニアモータのように静荷重を支持しておくために常に
電流を消費することがなく、そのため発熱による温度上
昇が生じることもないからである。In the present invention, the connecting portion may be an air spring formed as a common member with the first cushioning member. At this time, it is preferable that the air spring applies a vertical vibration damping force to the intermediate mass body.
This is because the air spring can easily support the static load of the vibration source only by changing the pressure, and always consumes current to support the static load like a piezoelectric element or linear motor described later. This is because there is no occurrence, and therefore, no temperature rise due to heat generation occurs.
【0026】また、本発明においては、前記結合部分が
前記第1の緩衝部材との共通部材として形成された、電
歪素子(例えば圧電素子)または磁歪素子(超磁歪素子
を含む)といった固体アクチュエータであってもよい。
このとき、前記電歪素子および磁歪素子が前記中間質量
体に対して水平方向の制振力を与えることが好ましい。
なぜなら、これらえは高周波数域での制振特性に優れて
おり、しかも、水平方向であれば常に静荷重を支持して
おく必要がないため小型省スペースにすることができる
からである。Further, in the present invention, a solid actuator such as an electrostrictive element (for example, a piezoelectric element) or a magnetostrictive element (including a giant magnetostrictive element), wherein the coupling portion is formed as a common member with the first buffer member. It may be.
At this time, it is preferable that the electrostrictive element and the magnetostrictive element apply a horizontal vibration damping force to the intermediate mass body.
This is because they have excellent vibration damping characteristics in a high frequency range, and need not always support a static load in the horizontal direction, so that the space can be reduced in size and space.
【0027】また、本発明においては、前記結合部分が
前記第1の緩衝部材との共通部材として形成されたリニ
アモータであってよい。リニアモータは中間質量体と振
動源とを非接触で結合することができるので、これらに
動的な変化を与えることなく制振力を加えることができ
るという利点がある。このとき、前記リニアモータが前
記中間質量体に対して水平方向の制振力を与えることが
好ましい。なぜなら、リニアモータは高周波数域での制
振特性に優れており、しかも、水平方向であれば常に静
荷重を支持しておく必要がなくため電流消費も少なくて
済み、さらに、弾性を持たないために伝達振動を増大さ
せてしまうことがないからである。Further, in the present invention, the connecting portion may be a linear motor formed as a common member with the first buffer member. Since the linear motor can couple the intermediate mass and the vibration source in a non-contact manner, there is an advantage that a vibration damping force can be applied without giving a dynamic change thereto. At this time, it is preferable that the linear motor applies a horizontal damping force to the intermediate mass body. Because the linear motor has excellent vibration damping characteristics in the high frequency range, and it is not necessary to always support a static load in the horizontal direction, so the current consumption is small, and furthermore, it has no elasticity. This is because the transmission vibration does not increase.
【0028】また、本発明においては、前記制振力制御
手段が、互いに交差する2方向または同一平面内にない
互いに交差する3方向の制振力を前記中間質量体に対し
て与えることが可能に構成されていてよい。これによる
と、例えばXY方向についていわゆる2軸制御またはX
YZ方向についていわゆる3軸制御を行うことができ
る。In the present invention, the damping force control means can apply damping forces in two directions crossing each other or three directions crossing each other that are not in the same plane to the intermediate mass body. May be configured. According to this, for example, so-called two-axis control or X
So-called three-axis control can be performed in the YZ directions.
【0029】また、本発明においては、上述したような
アクティブ防振装置が複数組み合わされていてもよい。
これによると、複数のアクティブ防振装置を適宜用いる
ことで、任意の多次元多自由度の制御が可能となる。例
えば3軸制御を行う場合には、同一平面内にない互いに
交差する3方向の制振力を前記中間質量体に対して与え
ることが可能なアクティブ防振装置を3個所に配置する
ことにより、制御対象の3次元6自由度でのより高精度
な制振制御が可能となる。Further, in the present invention, a plurality of the above-described active anti-vibration devices may be combined.
According to this, by using a plurality of active vibration isolation devices as appropriate, it is possible to control arbitrary multidimensional and multiple degrees of freedom. For example, in the case of performing three-axis control, by arranging active vibration isolating devices capable of applying to the intermediate mass body three different vibration damping forces that are not in the same plane but intersect with each other, at three places, Higher-precision vibration suppression control with three-dimensional six-degree-of-freedom of the control object is possible.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しつつ説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0031】図6は、本発明の第1の実施の形態にかか
るアクティブ防振装置の使用状態を説明するための側面
方向の概略図である。図6において、本実施の形態のア
クティブ防振装置60は、支持体61と鉛直方向に振動
する振動源62との間に配置された中間質量体である付
加制御質量体63と、付加制御質量体63の振動源62
側に設けられた空気ばね64(第1の緩衝部材、結合部
分)と、付加制御質量体63を挟んで空気ばね64と対
向する位置にある空気ばね65(第2の緩衝部材)と、
空気ばね65を支持する台座61bと、ともに台座61
bに支持された変位センサ59bおよびメカニカルレベ
ラー59cとを有している。空気ばね64、65は、内
圧の変化によって伸張収縮が可能であって、弾性作用お
よび減衰作用を有している。FIG. 6 is a schematic side view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, an active vibration isolator 60 according to the present embodiment includes an additional control mass 63 that is an intermediate mass disposed between a support 61 and a vibration source 62 that vibrates in a vertical direction. Vibration source 62 of body 63
An air spring 64 (a first cushioning member, a coupling portion) provided on the side, and an air spring 65 (a second cushioning member) at a position facing the air spring 64 with the additional control mass body 63 interposed therebetween.
A pedestal 61b for supporting the air spring 65;
b, a displacement sensor 59b and a mechanical leveler 59c. The air springs 64 and 65 can expand and contract by a change in internal pressure, and have an elastic action and a damping action.
【0032】空気ばね64には、電気的に開閉可能であ
って、空気ばね64の内圧を動的に制御することが可能
なサーボバルブ66aを介して、空気ばね64への空気
の供給源としてのコンプレッサ67が接続されている。
また、空気ばね65およびメカニカルレベラー59cに
は、メカニカル三方弁やレギュレータなどのレベリング
バルブ66bを介してコンプレッサ67が接続されてい
る。空気ばね65の内圧はレベリングバルブ66bによ
って予め一定値に調整されている。The air spring 64 is electrically openable and closable, and serves as a supply source of air to the air spring 64 via a servo valve 66a that can dynamically control the internal pressure of the air spring 64. Are connected.
A compressor 67 is connected to the air spring 65 and the mechanical leveler 59c via a leveling valve 66b such as a mechanical three-way valve or a regulator. The internal pressure of the air spring 65 is previously adjusted to a constant value by a leveling valve 66b.
【0033】変位センサ59bは、通常ギャップセンサ
と呼ばれる渦電流を利用した相対変位計である。電位セ
ンサ59bは、その上側面と振動源62との間の間隙距
離hを検出し、その目標値との差を制御誤差としてコン
トローラ68に出力する。The displacement sensor 59b is a relative displacement meter using an eddy current, usually called a gap sensor. The potential sensor 59b detects a gap distance h between the upper surface thereof and the vibration source 62, and outputs a difference from the target value to the controller 68 as a control error.
【0034】付加制御質量体63には、その振動加速度
を検出するためのセンサ59が貼り付けられており、セ
ンサ59の出力信号はフィードバック信号としてセンサ
アンプを含むコントローラ68に送られる。コントロー
ラ68は、センサ59の出力信号に基づいて、付加制御
質量体63の振動を除去するような制振力を空気ばね6
4が発生するようにサーボバルブ66aを開閉させる制
御信号を生成し、その制御信号をサーボバルブドライバ
69に出力する。コントローラ68は、センサ59側か
ら順に、前置処理器、A/D変換器、マトリックス演算
器、フィルタ演算器、マトリックス演算器、D/A変換
器が配列されたものであってよい。A sensor 59 for detecting the vibration acceleration is attached to the additional control mass 63, and an output signal of the sensor 59 is sent as a feedback signal to a controller 68 including a sensor amplifier. Based on the output signal of the sensor 59, the controller 68 applies a vibration damping force for eliminating vibration of the additional control mass 63 to the air spring 6
A control signal for opening and closing the servo valve 66a so as to generate the signal No. 4 is generated, and the control signal is output to the servo valve driver 69. The controller 68 may include a preprocessor, an A / D converter, a matrix calculator, a filter calculator, a matrix calculator, and a D / A converter arranged in order from the sensor 59 side.
【0035】制御信号は、付加制御質量体63の励振力
とは逆方向の制振力を空気ばね64、65が発生するよ
うに、例えば周波数重み付け最適制御によって生成する
ことができる。この制御信号に応じてサーボバルブドラ
イバ69によってサーボバルブ66aまたはレベリング
バルブ66bを開閉させることで、空気ばね64、65
の弾性係数および減衰係数を変化させることができ、そ
の結果として付加制御質量体63の振動が除去され、支
持体61に振動が伝達されるのを防止することができ
る。The control signal can be generated by, for example, frequency-weighted optimal control such that the air springs 64 and 65 generate a damping force in a direction opposite to the exciting force of the additional control mass 63. By opening and closing the servo valve 66a or the leveling valve 66b by the servo valve driver 69 in response to this control signal, the air springs 64, 65 are opened.
Can be changed, and as a result, the vibration of the additional control mass body 63 is removed, and the transmission of the vibration to the support body 61 can be prevented.
【0036】本実施の形態において、レベル制御(アク
ティブ防振制御)は、空気ばね64、65のどちらが受
け持ってもよい。レベリングバルブ66bは制御性能と
しては応答が遅いものの、メカニカル方式のものとする
と安価にすることができる。一方サーボバルブ66aは
高速応答して制御も正確であるが比較的高価である。以
下、いくつかの場合を例示する。In this embodiment, either of the air springs 64 and 65 may perform the level control (active vibration control). Although the leveling valve 66b has a slow response in terms of control performance, a mechanical system can reduce the cost. On the other hand, the servo valve 66a responds at high speed and the control is accurate, but is relatively expensive. Hereinafter, some cases will be exemplified.
【0037】(1) 空気ばね65は静圧だけ、つまりレベ
リングバルブ66bをマニュアルで設定した一定の圧力
で空気ばね65により付加制御質量体63を浮上させ、
レベル制御は変位センサ59bの検出結果に基づいてサ
ーボバルブ66aで行う。 (2) レベリングバルブ66bを電空レギュレータや比例
弁のようなものにして、変位センサ59bの出力信号に
基づいてサーボバルブ66aおよびレベリングバルブ6
6bの両方でレベル制御を行う。 (3) メカニカルレベラ59cを用いてレベリングバルブ
66bでレベル制御をする。空気ばね64は一定圧で浮
上させる。サーボバルブ66aはその一定圧分をバイア
スとし、それにセンサ59の振動信号のみを加算して制
御する。 (4) 上記(3) に変位センサ59bの出力信号を追加して
空気ばね64をさらに位置制御してもよい。(1) The air spring 65 causes the additional control mass body 63 to float by the air spring 65 only at static pressure, that is, at a constant pressure set manually by the leveling valve 66b.
The level control is performed by the servo valve 66a based on the detection result of the displacement sensor 59b. (2) The leveling valve 66b is made like an electropneumatic regulator or a proportional valve, and the servo valve 66a and the leveling valve 6 are controlled based on the output signal of the displacement sensor 59b.
6b, the level control is performed. (3) The level is controlled by the leveling valve 66b using the mechanical leveler 59c. The air spring 64 floats at a constant pressure. The servo valve 66a controls the bias by using the constant pressure as a bias and adding only the vibration signal of the sensor 59 to the bias. (4) The output signal of the displacement sensor 59b may be added to (3) to further control the position of the air spring 64.
【0038】このように、本実施の形態において、制振
力制御手段は、空気ばね64、65、センサ59、コン
トローラ68、サーボバルブドライバ69、および、サ
ーボバルブ66a、レベリングバルブ66b,変位セン
サ59b、メカニカルレベラ59cから構成されてい
る。このうち、空気ばね64は、振動源62と結合され
ているとともに付加制御質量体63とも結合されている
ので、振動源62と付加制御質量体63との間で緩衝作
用を行う第1の緩衝部材として機能する。また、それに
加えて、空気ばね64は、振動源62に制振力を付与す
る結合部分としても機能する。つまり、本実施の形態で
は、従来のように、付加制御質量体63に制振力を与え
るための部材を空気ばね64のほかに別途設ける必要が
ない。As described above, in the present embodiment, the damping force control means includes the air springs 64 and 65, the sensor 59, the controller 68, the servo valve driver 69, the servo valve 66a, the leveling valve 66b, and the displacement sensor 59b. , And a mechanical leveler 59c. Among them, the air spring 64 is connected to the vibration source 62 and also to the additional control mass body 63, so that the first buffer that performs a buffering action between the vibration source 62 and the additional control mass body 63 is provided. Functions as a member. In addition, the air spring 64 also functions as a coupling part that applies a vibration damping force to the vibration source 62. That is, in the present embodiment, it is not necessary to separately provide a member for giving a vibration damping force to the additional control mass body 63 in addition to the air spring 64 as in the related art.
【0039】従って、本実施の形態のアクティブ制振装
置は、上述した特開平10−252820号公報の装置
よりも小型であって装置全体の省スペース化が可能であ
るとともに、簡単な構造であるために低コストで製造可
能である。Therefore, the active vibration damping device according to the present embodiment is smaller than the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-252820, can save the space of the entire device, and has a simple structure. Therefore, it can be manufactured at low cost.
【0040】また、本実施の形態では、空気ばね64が
付加制御質量体63に対して鉛直方向の制振力を与える
ように構成されているので、空気ばね64の内圧を変更
するだけで容易に振動源62の静荷重を支持することが
でき、後述する圧電素子やリニアモータのように静荷重
を支持しておくために常に電流を消費することがなく、
そのため発熱による温度上昇が生じることもないという
利点がある。Further, in this embodiment, since the air spring 64 is configured to apply a vertical vibration damping force to the additional control mass body 63, it is easy to change only the internal pressure of the air spring 64. Can support the static load of the vibration source 62, and does not consume current constantly to support the static load like a piezoelectric element or a linear motor described later.
Therefore, there is an advantage that the temperature does not increase due to heat generation.
【0041】本実施の形態において、空気ばね64、6
5としては、ベローズ形、ローリングシール形、ダイヤ
フラム形など公知のものをいずれも使用することができ
る。例えば、空気ばね64として、制御軸に直交する方
向のばね剛性が大きいローリングシール形を用いる場合
には、空気ばね65の代わりに積層ゴムなどの弾性要素
を直列に配置することが好ましい(図8参照)。In this embodiment, the air springs 64, 6
As 5, any known one such as a bellows type, a rolling seal type, and a diaphragm type can be used. For example, when a rolling seal type having a large spring stiffness in a direction perpendicular to the control axis is used as the air spring 64, it is preferable to arrange an elastic element such as a laminated rubber in series instead of the air spring 65 (FIG. 8). reference).
【0042】次に、本発明の第2の実施の形態につい
て、図7を参照して説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0043】図7(a)は、本発明の第2の実施の形態
にかかるアクティブ防振装置の使用状態を説明するため
の側面方向の概略図であり、図7(b)は平面方向の概
略図である。これらの図面において、図6で説明した第
1の実施の形態と同様の部材には同じ符号を用いるもの
とし、本実施の形態では詳細な説明を省略する。図7
(a)、(b)に示すように、本実施の形態のアクティ
ブ防振装置70は、支持体61と鉛直方向に振動する振
動源72との間に配置された中間質量体である付加制御
質量体63と、付加制御質量体63の振動源72側に設
けられた空気ばね64(第1の緩衝部材)と、付加制御
質量体63の支持体61側に設けられた空気ばね65
(第2の緩衝部材)と、付加制御質量体63の振動源7
2側に互いに対向して設けられた一対のリニアモータ7
3、74(結合部分)とを有している。本実施の形態で
は、振動源72の周端部が付加制御質量体63の側面か
ら離隔した状態を保ちつつ下方に延在しており、この振
動源72の下方延在部と付加制御質量体63の側面との
間にリニアモータ73、74が配置されている。空気ば
ね64、65は、内圧の変化によって伸張収縮が可能で
あって、弾性作用および減衰作用を有している。FIG. 7A is a schematic side view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the second embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram. In these drawings, the same members as those in the first embodiment described with reference to FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted in this embodiment. FIG.
As shown in (a) and (b), the active vibration damping device 70 of the present embodiment is an additional control that is an intermediate mass body disposed between the support 61 and the vibration source 72 that vibrates in the vertical direction. A mass body 63, an air spring 64 (first buffer member) provided on the vibration source 72 side of the additional control mass body 63, and an air spring 65 provided on the support body 61 side of the additional control mass body 63
(Second buffer member) and the vibration source 7 of the additional control mass body 63
A pair of linear motors 7 provided on two sides facing each other
3, 74 (coupling portion). In the present embodiment, the peripheral end of the vibration source 72 extends downward while maintaining a state separated from the side surface of the additional control mass body 63, and the lower extension of the vibration source 72 and the additional control mass body Linear motors 73, 74 are arranged between the side surfaces of the motor 63. The air springs 64 and 65 can expand and contract by a change in internal pressure, and have an elastic action and a damping action.
【0044】リニアモータ73、74は、振動源72と
接続されたコイルと、コイルを挟み込むようにこれと離
隔して配置されており、付加制御質量体63と接続され
た一対の磁石とを具備するものであってよい。このよう
にリニアモータ73、74は付加制御質量体63および
振動源72の両方と結合されており、付加制御質量体6
3に対して鉛直方向の制振力を付与する。Each of the linear motors 73 and 74 includes a coil connected to the vibration source 72 and a pair of magnets arranged to be separated from the coil so as to sandwich the coil and connected to the additional control mass 63. It may be. In this way, the linear motors 73 and 74 are connected to both the additional control mass 63 and the vibration source 72, and the additional control mass 6
A vertical damping force is applied to 3.
【0045】付加制御質量体63には、その振動加速度
を検出するためのセンサ59が貼り付けられており、セ
ンサ59の出力信号はフィードバック信号としてセンサ
アンプを含むコントローラ68に送られる。コントロー
ラ68は、センサ59の出力信号に基づいて、付加制御
質量体63の振動を除去するような制振力をリニアモー
タ73、74が発生するような制御信号を生成し、その
制御信号をリニアドライバアンプ76に出力する。この
制御信号に応じてリニアドライバアンプ76によってリ
ニアモータ73、74を駆動することで、付加制御質量
体63の振動が除去され、支持体61に振動が伝達され
るのを防止することができる。A sensor 59 for detecting the vibration acceleration is attached to the additional control mass 63, and an output signal of the sensor 59 is sent as a feedback signal to a controller 68 including a sensor amplifier. The controller 68 generates, based on the output signal of the sensor 59, a control signal that causes the linear motors 73 and 74 to generate a damping force that eliminates the vibration of the additional control mass 63, and converts the control signal into a linear signal. Output to the driver amplifier 76. By driving the linear motors 73 and 74 by the linear driver amplifier 76 according to the control signal, the vibration of the additional control mass body 63 is removed, and the transmission of the vibration to the support body 61 can be prevented.
【0046】このように、本実施の形態において、制振
力制御手段は、リニアモータ73、74、センサ59、
コントローラ68、および、リニアドライバアンプ76
から構成されている。このうち、リニアモータ73、7
4は、振動源72および付加制御質量体63に結合され
た結合部分であるとともに、両者の間で緩衝作用を施す
第1の緩衝部材でもある。本実施の形態では、第1の実
施の形態のように空気ばね64に圧縮ガスを供給するコ
ンプレッサが不要となって構成が簡略化されるという利
点がある。As described above, in the present embodiment, the vibration damping force control means includes the linear motors 73 and 74, the sensor 59,
Controller 68 and linear driver amplifier 76
It is composed of Of these, the linear motors 73, 7
Reference numeral 4 denotes a connecting portion connected to the vibration source 72 and the additional control mass body 63, and also a first buffering member for providing a buffering action between the both. In the present embodiment, there is an advantage that the compressor is not required to supply the compressed gas to the air spring 64 as in the first embodiment, and the configuration is simplified.
【0047】本実施の形態のアクティブ制振装置70に
よると、リニアモータ73、74において磁石とコイル
とが非接触であるので、付加制御質量体63に動的な変
化を与えることなく制振力を加えることができるという
利点がある。また、本実施の形態のアクティブ制振装置
は、上述した特開平10−252820号公報の装置よ
りも小型であって装置全体の省スペース化が可能である
とともに、簡単な構造であるために低コストで製造可能
である。According to the active vibration damping device 70 of the present embodiment, since the magnets and the coils are not in contact with each other in the linear motors 73 and 74, the vibration damping force is not applied to the additional control mass 63 without giving a dynamic change. There is an advantage that can be added. Further, the active vibration damping device of the present embodiment is smaller than the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-252820, and can save space in the entire device. Manufacturable at cost.
【0048】本実施の形態において、リニアモータ7
3、74としては、平面配置のものやVCM形の円形の
ものなど公知のものをいずれも使用することができる。In this embodiment, the linear motor 7
As the members 3 and 74, any known members such as those arranged in a plane and circular ones of a VCM type can be used.
【0049】次に、本発明の第3の実施の形態につい
て、図8を参照して説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0050】図8(a)は、本発明の第3の実施の形態
にかかるアクティブ防振装置の使用状態を説明するため
の側面方向の概略図であり、図8(b)は平面方向の概
略図である。これらの図面において、第1、第2の実施
の形態と同様の部材には同じ符号を用いるものとし、本
実施の形態では詳細な説明を省略する。図8(a)、
(b)に示すように、本実施の形態のアクティブ防振装
置80は、支持体61と水平方向に振動する振動源82
との間に配置された中間質量体である付加制御質量体8
3と、付加制御質量体83の振動源82側に設けられた
空気ばね64(第1の緩衝部材)と、付加制御質量体8
3の支持体61側に設けられた弾性体である防振ゴム8
5(第2の緩衝部材)と、付加制御質量体83に対して
側面から水平に挿入されたピエゾ素子86と、ピエゾ素
子86と直列となるように付加制御質量体83の両側に
配置された弾性体である積層ゴム87a、87b(結合
部分)とを有している。本実施の形態では、振動源82
の周端部が付加制御質量体63の側面から離隔した状態
を保ちつつ下方に延在しており、この振動源82の下方
延在部と付加制御質量体63の側面との間に積層ゴム8
7a、87bが配置されている。空気ばね64および防
振ゴム85は、弾性作用および減衰作用を有している。FIG. 8A is a schematic side view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the third embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram. In these drawings, the same members as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted in this embodiment. FIG. 8A,
As shown in (b), the active vibration isolator 80 of the present embodiment includes a vibration source 82 that vibrates in the horizontal direction with the support 61.
Additional mass 8 which is an intermediate mass disposed between
3, an air spring 64 (first buffer member) provided on the vibration source 82 side of the additional control mass body 83, and an additional control mass body 8
3 is a vibration-proof rubber 8 which is an elastic body provided on the support 61 side.
5 (second buffer member), a piezo element 86 inserted horizontally from the side with respect to the additional control mass body 83, and both sides of the additional control mass body 83 so as to be in series with the piezo element 86. It has laminated rubbers 87a and 87b (coupling portions) which are elastic bodies. In the present embodiment, the vibration source 82
Of the additional control mass body 63 extends downward while maintaining a state of being separated from the side surface of the additional control mass body 63. A laminated rubber is provided between the lower extension portion of the vibration source 82 and the side surface of the additional control mass body 63. 8
7a and 87b are arranged. The air spring 64 and the vibration isolating rubber 85 have an elastic action and a damping action.
【0051】ピエゾ素子86は、超磁歪素子と同様の変
位アクチュエータであって積層ゴム87a、87bのよ
うな弾性体と直列に配置されることにより、弾性体のば
ね定数とアクチュエータ変位との積で決められる制振力
を発生する。そして、その制振力によって振動源82の
水平方向における制振が図られる。The piezo element 86 is a displacement actuator similar to a giant magnetostrictive element, and is arranged in series with an elastic body such as laminated rubbers 87a and 87b, so that the piezo element 86 is the product of the spring constant of the elastic body and the actuator displacement. Generates a determined damping force. Then, the vibration source 82 is damped in the horizontal direction by the damping force.
【0052】付加制御質量体83には、その振動加速度
を検出するためのセンサ88が貼り付けられており、セ
ンサ88の出力信号はフィードバック信号としてセンサ
アンプを含むコントローラ68に送られる。コントロー
ラ68は、センサ88の出力信号に基づいて、付加制御
質量体83の振動を除去するような制振力をピエゾ素子
86および積層ゴム87a、87bが発生するような制
御信号を生成し、その制御信号をピエゾドライバアンプ
89に出力する。この制御信号に応じてピエゾドライバ
アンプ89によってピエゾ素子86を駆動することで、
付加制御質量体83の振動が除去され、支持体61に振
動が伝達されるのを防止することができる。A sensor 88 for detecting the vibration acceleration is attached to the additional control mass 83, and the output signal of the sensor 88 is sent as a feedback signal to the controller 68 including a sensor amplifier. Based on the output signal of the sensor 88, the controller 68 generates a control signal such that the piezo element 86 and the laminated rubbers 87a and 87b generate a vibration damping force for eliminating vibration of the additional control mass body 83, The control signal is output to the piezo driver amplifier 89. By driving the piezo element 86 by the piezo driver amplifier 89 according to this control signal,
The vibration of the additional control mass body 83 is removed, and the transmission of the vibration to the support body 61 can be prevented.
【0053】このように、本実施の形態において、制振
力制御手段は、ピエゾ素子86、積層ゴム87a、87
b、センサ88、コントローラ68、および、ピエゾド
ライバアンプ89から構成されている。このうち、ピエ
ゾ素子86と積層ゴム87a、87bは、振動源82お
よび付加制御質量体83に結合された結合部分であると
ともに、両者の間で緩衝作用を施す第1の緩衝部材でも
ある。本実施の形態では、水平方向の制振力をピエゾ素
子86を用いて発生させているので、高周波数域におい
て優れた制御性が得られる。また、本実施の形態のアク
ティブ制振装置は、上述した特開平10−252820
号公報の装置よりも小型であって装置全体の省スペース
化が可能であるとともに、簡単な構造であるために低コ
ストで製造可能である。As described above, in the present embodiment, the vibration damping force control means includes the piezo element 86, the laminated rubbers 87a, 87
b, a sensor 88, a controller 68, and a piezo driver amplifier 89. Among these, the piezo element 86 and the laminated rubbers 87a and 87b are a coupling portion coupled to the vibration source 82 and the additional control mass body 83, and are also a first cushioning member that performs a cushioning action between them. In the present embodiment, since the horizontal vibration damping force is generated using the piezo element 86, excellent controllability can be obtained in a high frequency range. Also, the active vibration damping device of the present embodiment is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-252820
The apparatus is smaller than the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209, and the entire apparatus can be saved in space. In addition, since the apparatus has a simple structure, it can be manufactured at low cost.
【0054】上述した第3の実施の形態によるアクティ
ブ防振装置において、第1の実施の形態と同様にして空
気ばね64にサーボバルブおよびコンプレッサを接続す
るとともにセンサ59を配置することにより、振動源8
2の鉛直方向の制振を行うようにしてもよい。これによ
り、水平1方向と鉛直1方向の2方向について制振力を
発生することができるようになる。In the active vibration isolator according to the third embodiment described above, the servo valve and the compressor are connected to the air spring 64 and the sensor 59 is arranged in the same manner as in the first embodiment, so that the vibration source 8
The vertical vibration damper 2 may be performed. As a result, it is possible to generate a damping force in two directions, one horizontal direction and one vertical direction.
【0055】このように構成されたアクティブ防振装置
を複数用いれば3次元6自由度での防振が可能になる。
この例について図9を参照して説明する。図9は、領域
90内に4つのアクティブ防振装置80a〜80dが整
列配置されている。これら4つのアクティブ防振装置は
第3の実施の形態で説明したアクティブ防振装置80に
おいて、空気ばね64にサーボバルブおよびコンプレッ
サを接続するとともにセンサ59を配置することによ
り、振動源82の鉛直方向の制振をも可能としたもので
あって、鉛直方向に沿った1自由度の制振力と水平方向
の1自由度の制振力とを発生するものである。図9に描
かれた4つのアクティブ防振装置80a〜80dのう
ち、アクティブ防振装置80a、80bは、水平方向に
は図中左右方向に関する制振力のみを発生するように配
置されており、アクティブ防振装置80c、80dは、
水平方向には図中上下方向に関する制振力のみを発生す
るように配置されている。By using a plurality of active vibration isolators configured as described above, it is possible to perform vibration reduction with three dimensions and six degrees of freedom.
This example will be described with reference to FIG. In FIG. 9, four active vibration isolators 80 a to 80 d are arranged in an area 90. These four active vibration isolators are different from the active vibration isolators 80 described in the third embodiment in that a servo valve and a compressor are connected to an air spring 64 and a sensor 59 is disposed, so that the vibration source 82 is moved in the vertical direction. And a vibration damping force having one degree of freedom along the vertical direction and a vibration damping force having one degree of freedom in the horizontal direction are generated. Of the four active anti-vibration devices 80a to 80d depicted in FIG. 9, the active anti-vibration devices 80a and 80b are arranged so as to generate only a vibration damping force in the horizontal direction in the horizontal direction in the drawing. The active vibration isolator 80c, 80d
In the horizontal direction, they are arranged so as to generate only a damping force in the vertical direction in the figure.
【0056】このように4つのアクティブ防振装置80
a〜80dを配置し、これらが発生する制振力を適宜組
み合わせることにより、図9に示す水平面内において並
進の2自由度および回転の1自由度で合計3自由度での
制振制御を行うことが可能となる。また、空気ばね64
による鉛直方向の制振を組み合わせると3次元6自由度
の制御が可能である。As described above, the four active vibration isolators 80
By arranging a to 80d and appropriately combining the damping forces generated by them, the damping control is performed in two horizontal degrees of freedom and one degree of rotation in the horizontal plane shown in FIG. 9 with a total of three degrees of freedom. It becomes possible. Also, the air spring 64
In combination with the vertical vibration suppression by the above, three-dimensional control with six degrees of freedom is possible.
【0057】次に、本発明の第4の実施の形態につい
て、図10を参照して説明する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0058】図10は、本発明の第4の実施の形態にか
かるアクティブ防振装置の使用状態を説明するための側
面方向の概略図である。この図面において、第1〜第3
の実施の形態と同様の部材には同じ符号を用いるものと
し、本実施の形態では詳細な説明を省略する。図10に
示すように、本実施の形態のアクティブ防振装置100
は、支持体61と水平および垂直方向に振動する振動源
82との間に配置された中間質量体である付加制御質量
体103と、付加制御質量体103に対して上面から鉛
直に挿入されたピエゾ素子104aと、ピエゾ素子10
4aと振動源82との間に配置された弾性体である積層
ゴム105aと、ピエゾ素子104aと直列となるよう
に付加制御質量体103の反対側に配置された弾性体で
ある防振ゴム85(第2の緩衝部材)と、付加制御質量
体103に対して側面から水平に挿入されたピエゾ素子
104bと、ピエゾ素子104bと直列となるように付
加制御質量体103の両側に配置された弾性体である積
層ゴム105b、105cとを有している。本実施の形
態では、振動源82の周端部が付加制御質量体103の
側面から離隔した状態を保ちつつ下方に延在しており、
この振動源82の下方延在部と付加制御質量体103の
側面との間に積層ゴム105b、105cが配置されて
いる。FIG. 10 is a schematic side view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the fourth embodiment of the present invention. In this drawing, first to third
The same reference numerals are used for members that are the same as in the above-described embodiment, and a detailed description thereof is omitted in this embodiment. As shown in FIG. 10, the active vibration isolator 100 according to the present embodiment
Is an additional control mass 103 that is an intermediate mass disposed between the support 61 and the vibration source 82 that vibrates in the horizontal and vertical directions, and is vertically inserted into the additional control mass 103 from above. The piezo element 104a and the piezo element 10
A laminated rubber 105a which is an elastic body disposed between the vibration control element 4a and the vibration source 82, and an anti-vibration rubber 85 which is an elastic body disposed on the opposite side of the additional control mass body 103 so as to be in series with the piezo element 104a. (A second cushioning member), a piezo element 104b inserted horizontally from the side with respect to the additional control mass body 103, and elastic members arranged on both sides of the additional control mass body 103 in series with the piezo element 104b. It has laminated rubber 105b and 105c which are bodies. In the present embodiment, the peripheral end of the vibration source 82 extends downward while maintaining a state separated from the side surface of the additional control mass body 103,
Laminated rubber pieces 105b and 105c are arranged between the downwardly extending portion of the vibration source 82 and the side surface of the additional control mass body 103.
【0059】付加制御質量体103には、その水平方向
の振動加速度を検出するためのセンサ106aと鉛直方
向の振動加速度を検出するためのセンサ106bとが貼
り付けられており、センサ106a、106bの出力信
号はフィードバック信号としてセンサアンプを含むコン
トローラ68に送られる。コントローラ68は、センサ
106a、106bの出力信号に基づいて、付加制御質
量体103の水平および鉛直方向の振動を除去するよう
な制振力をピエゾ素子104a、104b、積層ゴム1
05a〜105cおよび防振ゴム85が発生するような
制御信号を生成し、その制御信号をピエゾドライバアン
プ89に出力する。この制御信号に応じてピエゾドライ
バアンプ89によってピエゾ素子104a、104bを
駆動することで、付加制御質量体103の振動が除去さ
れ、支持体61に振動が伝達されるのを防止することが
できる。A sensor 106a for detecting the vibration acceleration in the horizontal direction and a sensor 106b for detecting the vibration acceleration in the vertical direction are attached to the additional control mass 103. The output signal is sent as a feedback signal to a controller 68 including a sensor amplifier. Based on the output signals of the sensors 106a and 106b, the controller 68 applies a vibration damping force for eliminating horizontal and vertical vibrations of the additional control mass body 103 to the piezo elements 104a and 104b,
A control signal for generating the anti-vibration rubber 85 is generated, and the control signal is output to the piezo driver amplifier 89. By driving the piezo elements 104a and 104b by the piezo driver amplifier 89 in response to the control signal, the vibration of the additional control mass body 103 is removed, and the transmission of the vibration to the support 61 can be prevented.
【0060】このように、本実施の形態において、制振
力制御手段は、ピエゾ素子104a、104b、積層ゴ
ム105a〜105cおよび防振ゴム85、センサ10
6a、106b、コントローラ68、および、ピエゾド
ライバアンプ89から構成されている。このうち、ピエ
ゾ素子104a、104bと積層ゴム105a〜105
cは、振動源82および付加制御質量体103に結合さ
れた結合部分であるとともに、両者の間で緩衝作用を施
す第1の緩衝部材でもある。本実施の形態では、水平お
よび鉛直方向の制振力をピエゾ素子104a、104b
を用いて発生させているので、高周波数域において優れ
た制御性が得られる。また、本実施の形態のアクティブ
制振装置は、上述した特開平10−252820号公報
の装置よりも小型であって装置全体の省スペース化が可
能であるとともに、簡単な構造であるために低コストで
製造可能である。As described above, in the present embodiment, the vibration damping force control means includes the piezo elements 104a and 104b, the laminated rubbers 105a to 105c and the vibration isolating rubber 85, the sensor 10
6a and 106b, a controller 68, and a piezo driver amplifier 89. Among them, the piezo elements 104a and 104b and the laminated rubbers 105a to 105
c is a coupling portion coupled to the vibration source 82 and the additional control mass body 103, and is also a first cushioning member that performs a cushioning action between the both. In the present embodiment, the horizontal and vertical damping forces are applied to the piezo elements 104a and 104b.
, And excellent controllability can be obtained in a high frequency range. Further, the active vibration damping device of the present embodiment is smaller than the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-252820, and can save space in the entire device. Manufacturable at cost.
【0061】次に、本発明の第5の実施の形態につい
て、図11を参照して説明する。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0062】図11(a)は、本発明の第5の実施の形
態にかかるアクティブ防振装置の使用状態を説明するた
めの側面方向の概略図であり、図11(b)は平面方向
の概略図である。これらの図面において、第1〜第4の
実施の形態と同様の部材には同じ符号を用いるものと
し、本実施の形態では詳細な説明を省略する。図11
(a)、(b)に示すように、本実施の形態のアクティ
ブ防振装置110は、支持体61と水平方向に振動する
振動源82との間に配置された中間質量体である付加制
御質量体103と、付加制御質量体103に対して上面
から鉛直に挿入されたピエゾ素子104aと、ピエゾ素
子104aと振動源82との間に配置された弾性体であ
る積層ゴム105aと、ピエゾ素子104aと直列とな
るように付加制御質量体103の反対側に配置された弾
性体である防振ゴム85(第2の緩衝部材)と、付加制
御質量体103の側面と振動源82との間に配置された
作用方向が直交する2つのボイスコイル形リニアモータ
112a、112bとを有している。本実施の形態で
は、振動源82の周端部が付加制御質量体103の側面
から離隔した状態を保ちつつ下方に延在しており、この
振動源82の下方延在部と付加制御質量体103の側面
との間にリニアモータ112a、112bが配置されて
いる。FIG. 11A is a schematic side view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram. In these drawings, the same members as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted in the present embodiment. FIG.
As shown in (a) and (b), the active vibration damping device 110 of the present embodiment is an additional control that is an intermediate mass body disposed between the support body 61 and the vibration source 82 that vibrates in the horizontal direction. A mass body 103, a piezo element 104 a vertically inserted into the additional control mass body 103 from above, a laminated rubber 105 a which is an elastic body disposed between the piezo element 104 a and the vibration source 82, and a piezo element An anti-vibration rubber 85 (second cushioning member), which is an elastic body, disposed on the opposite side of the additional control mass body 103 so as to be in series with 104 a; And two voice coil linear motors 112a and 112b whose operation directions are orthogonal to each other. In the present embodiment, the peripheral end of the vibration source 82 extends downward while maintaining a state separated from the side surface of the additional control mass body 103, and the lower extension of the vibration source 82 and the additional control mass body Linear motors 112 a and 112 b are disposed between the linear motors 103 and 103.
【0063】本実施の形態において、ピエゾ素子104
a、積層ゴム105aおよび防振ゴム85は、付加制御
質量体103に対する鉛直方向の制振力を発生し、リニ
アモータ112a、112bは、付加制御質量体103
に対する直交する水平2方向の制振力を発生する。In this embodiment, the piezo element 104
a, the laminated rubber 105a and the vibration damping rubber 85 generate a vertical vibration damping force on the additional control mass body 103, and the linear motors 112a and 112b
Generates two horizontal vibration damping forces orthogonal to each other.
【0064】付加制御質量体103には、その水平方向
の振動加速度を検出するためのセンサ106a、106
bと鉛直方向の振動加速度を検出するためのセンサ10
6cとが貼り付けられており、センサ106a〜106
cの出力信号はフィードバック信号としてセンサアンプ
を含むコントローラ68に送られる。コントローラ68
は、センサ106a〜106cの出力信号に基づいて、
付加制御質量体103の水平および鉛直方向の振動を除
去するような制振力をピエゾ素子104a、積層ゴム1
05a、防振ゴム85およびリニアモータ112a、1
12bが発生するような制御信号を生成し、その制御信
号をピエゾドライバアンプ89およびリニアドライブア
ンプ76に出力する。この制御信号に応じてピエゾドラ
イバアンプ89によってピエゾ素子104aを駆動し且
つリニアドライブアンプ76でリニアモータ112a、
112bを駆動することで、付加制御質量体103の水
平および鉛直方向の振動がほぼ除去され、支持体61に
振動が伝達されるのを防止することができる。The additional control mass body 103 has sensors 106a, 106 for detecting its horizontal vibration acceleration.
b and a sensor 10 for detecting vertical vibration acceleration
6c are attached, and the sensors 106a to 106c are attached.
The output signal of c is sent as a feedback signal to the controller 68 including the sensor amplifier. Controller 68
Is based on the output signals of the sensors 106a to 106c,
The piezo element 104a and the laminated rubber 1 apply a vibration damping force to eliminate horizontal and vertical vibrations of the additional control mass body 103.
05a, anti-vibration rubber 85 and linear motor 112a, 1
A control signal for generating 12b is generated, and the control signal is output to the piezo driver amplifier 89 and the linear drive amplifier 76. In response to the control signal, the piezo element 104a is driven by the piezo driver amplifier 89, and the linear motor 112a,
By driving the 112b, the horizontal and vertical vibrations of the additional control mass body 103 are substantially eliminated, and the transmission of the vibrations to the support 61 can be prevented.
【0065】このように、本実施の形態において、制振
力制御手段は、ピエゾ素子104a、積層ゴム105
a、防振ゴム85、リニアモータ112a、112b、
センサ106a〜106c、コントローラ68、ピエゾ
ドライバアンプ89、および、リニアドライブアンプ7
6から構成されている。このうち、ピエゾ素子104
a、積層ゴム105a、リニアモータ112a、112
bは、振動源82および付加制御質量体103に結合さ
れた結合部分であるとともに、両者の間で緩衝作用を施
す第1の緩衝部材でもある。本実施の形態では、水平方
向の制振力をリニアモータ112a、112bを用いて
発生させているので、高周波数域において優れた制御性
が得られる。また、水平方向であれば常に静荷重を支持
しておく必要がなくためリニアモータ112a、112
bの電流消費も少なくて済み、さらに、リニアモータ1
12a、112bは弾性を持たないために伝達振動を増
大させてしまうことがない。また、本実施の形態のアク
ティブ制振装置は、上述した特開平10−252820
号公報の装置よりも小型であって装置全体の省スペース
化が可能であるとともに、簡単な構造であるために低コ
ストで製造可能である。また、リニアモータ112a、
112bは振動源82および付加制御質量体103を非
接触で結合することができるので、これらに動的な変化
を与えることなく制振力を加えることができるという利
点がある。As described above, in the present embodiment, the vibration damping force control means includes the piezo element 104a, the laminated rubber 105
a, anti-vibration rubber 85, linear motors 112a, 112b,
Sensors 106a to 106c, controller 68, piezo driver amplifier 89, and linear drive amplifier 7
6. Among them, the piezo element 104
a, laminated rubber 105a, linear motors 112a, 112
“b” is a coupling portion coupled to the vibration source 82 and the additional control mass body 103, and is also a first cushioning member that performs a cushioning action between the both. In the present embodiment, since the horizontal vibration damping force is generated using the linear motors 112a and 112b, excellent controllability can be obtained in a high frequency range. In addition, in the horizontal direction, there is no need to always support a static load, so the linear motors 112a, 112
b consumes less current, and the linear motor 1
Since 12a and 112b do not have elasticity, transmission vibration does not increase. Further, the active vibration damping device of the present embodiment is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-252820.
The apparatus is smaller than the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209, and the entire apparatus can be saved in space. In addition, since the apparatus has a simple structure, it can be manufactured at low cost. Also, the linear motor 112a,
Since 112b can couple the vibration source 82 and the additional control mass 103 in a non-contact manner, there is an advantage that a vibration damping force can be applied without giving a dynamic change to them.
【0066】次に、本発明の第6の実施の形態につい
て、図12を参照して説明する。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0067】図12(a)は、本発明の第6の実施の形
態にかかるアクティブ防振装置の使用状態を説明するた
めの側面方向の概略図であり、図12(b)は平面方向
の概略図である。これらの図面において、第1〜第5の
実施の形態と同様の部材には同じ符号を用いるものと
し、本実施の形態ではその詳細な説明を省略する。図1
2(a)、(b)に示すように、本実施の形態のアクテ
ィブ防振装置120は、支持体61と鉛直および水平方
向に振動する振動源82との間に配置された中間質量体
である付加制御質量体103と、付加制御質量体103
に対して上面から鉛直に挿入されたピエゾ素子104a
と、ピエゾ素子104aと振動源82との間に配置され
た弾性体である積層ゴム105aと、ピエゾ素子104
aと直列となるように付加制御質量体103の反対側に
配置された弾性体である防振ゴム85(第2の緩衝部
材)と、付加制御質量体103の側面と振動源82との
間に配置された作用方向が直交する2組の空気ばね12
1a、121b:122a、122bとを有している。
本実施の形態では、振動源82の周端部が付加制御質量
体103の側面から離隔した状態を保ちつつ下方に延在
しており、この振動源82の下方延在部と付加制御質量
体103の側面との間に2組の空気ばね121a、12
1b:122a、122bが配置されている。2つの空
気ばね121a、121bは付加制御質量体103を挟
んで対向するように配置されており、これらは逆相とな
るように制御される。別の2つの空気ばね122a、1
22bについても同様である。FIG. 12A is a schematic side view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram. In these drawings, the same members as those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted in this embodiment. FIG.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the active vibration isolator 120 of the present embodiment is an intermediate mass body disposed between the support 61 and the vibration source 82 that vibrates vertically and horizontally. An additional control mass body 103 and an additional control mass body 103
Element 104a vertically inserted from the upper surface with respect to
A laminated rubber 105a which is an elastic body disposed between the piezoelectric element 104a and the vibration source 82;
a between the side of the additional control mass body 103 and the vibration source 82, which is an elastic body, which is an elastic body and is disposed on the opposite side of the additional control mass body 103 so as to be in series with “a”. Sets of air springs 12 arranged in the
1a and 121b: 122a and 122b.
In the present embodiment, the peripheral end of the vibration source 82 extends downward while maintaining a state separated from the side surface of the additional control mass body 103, and the lower extension of the vibration source 82 and the additional control mass body The two sets of air springs 121a, 121a and 12
1b: 122a and 122b are arranged. The two air springs 121a and 121b are arranged so as to face each other with the additional control mass body 103 interposed therebetween, and these are controlled so as to be in opposite phases. Another two air springs 122a, 1
The same applies to 22b.
【0068】空気ばね121a、122aには、電気的
に開閉可能であって、空気ばね121a、122aの内
圧を動的に制御することが可能なサーボバルブ66aを
介して、空気ばね121a、122aへの空気の供給源
としてのコンプレッサ67が接続されている。また、空
気ばね121b、122bには、レベリングバルブ66
bを介してコンプレッサ67が接続されている。空気ば
ね121b、122bの内圧はレベリングバルブ66b
によって予め一定値に調整されている。The air springs 121a and 122a are electrically openable and closable, and are connected to the air springs 121a and 122a via a servo valve 66a which can dynamically control the internal pressure of the air springs 121a and 122a. The compressor 67 is connected as a supply source of air. The air springs 121b and 122b have a leveling valve 66.
The compressor 67 is connected via b. The internal pressure of the air springs 121b and 122b is adjusted by the leveling valve 66b.
Is adjusted in advance to a constant value.
【0069】本実施の形態において、ピエゾ素子104
a、積層ゴム105aおよび防振ゴム85は、付加制御
質量体103に対する鉛直方向の制振力を発生し、空気
ばね121a、121b:122a、122bは、付加
制御質量体103に対する直交する水平2方向の制振力
を発生する。In this embodiment, the piezo element 104
a, the laminated rubber 105a and the vibration-isolating rubber 85 generate a vertical damping force on the additional control mass body 103, and the air springs 121a, 121b: 122a, 122b are arranged in two horizontal directions perpendicular to the additional control mass body 103. Generates vibration damping force.
【0070】付加制御質量体103には、その水平方向
の振動加速度を検出するためのセンサ106a、106
bと鉛直方向の振動加速度を検出するためのセンサ10
6cとが貼り付けられており、センサ106a〜106
cの出力信号はフィードバック信号としてセンサアンプ
を含むコントローラ68に送られる。コントローラ68
は、センサ106a〜106cの出力信号に基づいて、
付加制御質量体103の水平および鉛直方向の振動を除
去するような制振力をピエゾ素子104a、積層ゴム1
05a、防振ゴム85および空気ばね121a、121
b:122a、122bが発生するような制御信号を生
成し、その制御信号をピエゾドライバアンプ89および
サーボバルブドライバ69に出力する。この制御信号に
応じてピエゾドライバアンプ89によってピエゾ素子1
04aを駆動し且つサーボバルブドライバ69でサーボ
バルブ66aを開閉させることで、付加制御質量体10
3の振動が除去され、支持体61に振動が伝達されるの
を防止することができる。The additional control mass body 103 has sensors 106a and 106 for detecting its horizontal vibration acceleration.
b and a sensor 10 for detecting vertical vibration acceleration
6c are attached, and the sensors 106a to 106c are attached.
The output signal of c is sent as a feedback signal to the controller 68 including the sensor amplifier. Controller 68
Is based on the output signals of the sensors 106a to 106c,
The piezo element 104a and the laminated rubber 1 apply a vibration damping force to eliminate horizontal and vertical vibrations of the additional control mass body 103.
05a, anti-vibration rubber 85 and air springs 121a, 121
b: Generate a control signal for generating 122a and 122b, and output the control signal to the piezo driver amplifier 89 and the servo valve driver 69. In response to this control signal, the piezo element 1
04a, and the servo valve 66a is opened and closed by the servo valve driver 69, whereby the additional control mass 10
3 is removed, and the transmission of the vibration to the support 61 can be prevented.
【0071】このように、本実施の形態において、制振
力制御手段は、ピエゾ素子104a、積層ゴム105
a、防振ゴム85、空気ばね121a、121b:12
2a、122b、センサ106a〜106c、コントロ
ーラ68、ピエゾドライバアンプ89、および、サーボ
バルブドライバ69から構成されている。このうち、ピ
エゾ素子104a、積層ゴム105a、空気ばね121
a、121b:122a、122bは、振動源82およ
び付加制御質量体103に結合された結合部分であると
ともに、両者の間で緩衝作用を施す第1の緩衝部材でも
ある。本実施の形態のアクティブ制振装置は、上述した
特開平10−252820号公報の装置よりも小型であ
って装置全体の省スペース化が可能であるとともに、簡
単な構造であるために低コストで製造可能である。As described above, in the present embodiment, the vibration damping force control means includes the piezo element 104a, the laminated rubber 105
a, anti-vibration rubber 85, air springs 121a, 121b: 12
2a and 122b, sensors 106a to 106c, a controller 68, a piezo driver amplifier 89, and a servo valve driver 69. Among them, the piezo element 104a, the laminated rubber 105a, the air spring 121
a, 121b: 122a, 122b are coupling portions coupled to the vibration source 82 and the additional control mass body 103, and are also first cushioning members that provide a cushioning action between them. The active vibration damping device according to the present embodiment is smaller than the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-252820, and can save space in the entire device. Manufacturable.
【0072】次に、上述した第6の実施の形態のよるア
クティブ防振装置を複数用いて多自由度での防振を可能
とした例について説明する。図13は、この場合の例を
示す図であって、領域130内に3つのアクティブ防振
装置120a〜120cが整列配置されている。これら
3つのアクティブ防振装置は第6の実施の形態で説明し
たアクティブ防振装置120と同様のものであって、水
平2方向および鉛直方向の合計3つの自由度の制振力を
発生するものである。Next, an example in which a plurality of active vibration isolators according to the above-described sixth embodiment can be used to perform vibration isolation with multiple degrees of freedom will be described. FIG. 13 is a diagram showing an example of this case, in which three active vibration isolation devices 120a to 120c are arranged in the area 130. These three active anti-vibration devices are similar to the active anti-vibration device 120 described in the sixth embodiment, and generate a total of three degrees of freedom in two horizontal directions and a vertical direction. It is.
【0073】このように3つのアクティブ防振装置12
0a〜120cを配置し、これらが発生する制振力を適
宜組み合わせることにより、3次元6自由度での制振制
御を行うことが可能となる。このようにアクティブ防振
装置120を用いることにより、図9で説明した例より
も3次元6自由度を実現するために必要なアクティブ防
振装置の数を3つに減らすことができる。As described above, the three active vibration isolators 12
By arranging Oa to 120c and appropriately combining the damping forces generated by them, it becomes possible to perform three-dimensional vibration suppression control with six degrees of freedom. By using the active anti-vibration device 120 in this manner, the number of active anti-vibration devices required to realize three-dimensional six degrees of freedom can be reduced to three as compared with the example described with reference to FIG.
【0074】次に、本発明の第7の実施の形態につい
て、図14を参照して説明する。Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0075】図14は、本発明の第7の実施の形態にか
かるアクティブ防振装置の使用状態を説明するための側
面方向の概略図である。この図面において、第1〜第6
の実施の形態と同様の部材には同じ符号を用いるものと
し、本実施の形態では詳細な説明を省略する。図14に
示すように、本実施の形態のアクティブ防振装置140
は、支持体61と水平および垂直方向に振動する振動源
82との間に配置された中間質量体である付加制御質量
体103と、付加制御質量体103に対して上面から鉛
直に挿入されたピエゾ素子104aと、ピエゾ素子10
4aと振動源82との間に配置された弾性体である積層
ゴム105aと、ピエゾ素子104aと直列となるよう
に付加制御質量体103の反対側の台座61b上に配置
された弾性体である防振ゴム85(第2の緩衝部材)
と、付加制御質量体103に対して側面から水平に挿入
されたピエゾ素子104bと、ピエゾ素子104bと直
列となるように付加制御質量体103の両側に配置され
た弾性体である積層ゴム105b、105cとを有して
いる。本実施の形態では、振動源82の周端部が付加制
御質量体103の側面から離隔した状態を保ちつつ下方
に延在しており、この振動源82の下方延在部と付加制
御質量体103の側面との間に積層ゴム105b、10
5cが配置されている。FIG. 14 is a schematic side view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the seventh embodiment of the present invention. In this drawing, first to sixth
The same reference numerals are used for members that are the same as in the above-described embodiment, and a detailed description thereof is omitted in this embodiment. As shown in FIG. 14, the active vibration isolator 140 of the present embodiment
Is an additional control mass 103 that is an intermediate mass disposed between the support 61 and the vibration source 82 that vibrates in the horizontal and vertical directions, and is vertically inserted into the additional control mass 103 from above. The piezo element 104a and the piezo element 10
A laminated rubber 105a that is an elastic body disposed between the vibration control element 4a and the vibration source 82, and an elastic body disposed on the pedestal 61b opposite to the additional control mass body 103 so as to be in series with the piezo element 104a. Anti-vibration rubber 85 (second cushioning member)
A piezo element 104b inserted horizontally from the side with respect to the additional control mass body 103, and a laminated rubber 105b which is an elastic body disposed on both sides of the additional control mass body 103 so as to be in series with the piezo element 104b; 105c. In the present embodiment, the peripheral end of the vibration source 82 extends downward while maintaining a state separated from the side surface of the additional control mass body 103, and the lower extension of the vibration source 82 and the additional control mass body The laminated rubber 105b, 10
5c is arranged.
【0076】付加制御質量体103には、その水平方向
の振動加速度を検出するためのセンサ106bと鉛直方
向の振動加速度を検出するためのセンサ106aとが貼
り付けられている。また、振動源82には、その水平方
向の振動加速度を検出するためのセンサ107bと鉛直
方向の振動加速度を検出するためのセンサ107aとが
貼り付けられている。これらセンサ106a、106
b、107a、107bの出力信号はフィードバック信
号としてセンサアンプを含むコントローラ68a、68
bに送られる。すなわち、本実施の形態では、センサ1
06a、106b、107a、107bによる付加制御
質量体103の制御は、センサ信号を近傍のアクチュエ
ータに戻す各自フィードバック制御となっている。A sensor 106b for detecting the horizontal vibration acceleration and a sensor 106a for detecting the vertical vibration acceleration are attached to the additional control mass 103. A sensor 107b for detecting the horizontal vibration acceleration and a sensor 107a for detecting the vertical vibration acceleration are attached to the vibration source 82. These sensors 106a, 106
The output signals of b, 107a, and 107b are controllers 68a, 68 including a sensor amplifier as a feedback signal.
b. That is, in the present embodiment, the sensor 1
Control of the additional control mass body 103 by 06a, 106b, 107a, and 107b is feedback control for returning a sensor signal to a nearby actuator.
【0077】本実施の形態において、振動源82に取り
付けられたセンサ107a、107bは、振動源である
機械の揺れを抑制したり、加振信号をフィードフォワー
ドにより抑制するために用いられる。振動源82に取り
付けられるセンサは、本実施の形態のようにアクチュエ
ータ(本実施の形態ではピエゾ素子104a、104
b)の近傍にアクチュエータと同じ数だけ配置してロー
カルループを構成する以外に、振動機械の6自由度の運
動を6個のセンサで検出して座標変換して直交座標系或
いはモード座標系で制御したりすることができる。モー
ド座標系の場合、センサの数は6個である必要はなく、
センサ数は制御したいモードに合わせて可観測になるよ
うに決定すればよい。In the present embodiment, the sensors 107a and 107b attached to the vibration source 82 are used for suppressing the vibration of the machine which is the vibration source and for suppressing the excitation signal by feedforward. A sensor attached to the vibration source 82 is an actuator (piezoelectric elements 104a, 104a in this embodiment) as in this embodiment.
In addition to forming a local loop by arranging the same number of actuators in the vicinity of b), the motion of the vibrating machine having six degrees of freedom is detected by six sensors and coordinate-transformed to obtain a rectangular coordinate system or a mode coordinate system. Can be controlled. In the case of the mode coordinate system, the number of sensors need not be six,
The number of sensors may be determined so as to be observable according to the mode to be controlled.
【0078】また、本実施の形態では、台座61b上に
は、その水平方向の振動加速度を検出するためのセンサ
108bと鉛直方向の振動加速度を検出するためのセン
サ108aとが設けられている。センサ108a、10
8bの出力信号は、床振動補償器109a、109bを
介してコントローラ68a、68bにそれぞれ供給され
る。床振動補償器109a、109bは、支持体61自
身が振動源となった場合に、その振動のキャンセラーと
して用いることができる。つまり、支持体61が比較的
大きく振動する場合、その振動は付加制御質量体103
に伝達されてセンサ106a、106bからのフィード
バック信号として検出され、本来振動源82が持ってい
ない振動で振動源82が加振されることになる。In this embodiment, a sensor 108b for detecting the horizontal vibration acceleration and a sensor 108a for detecting the vertical vibration acceleration are provided on the pedestal 61b. Sensors 108a, 10
The output signal of 8b is supplied to controllers 68a and 68b via floor vibration compensators 109a and 109b, respectively. When the support 61 itself becomes a vibration source, the floor vibration compensators 109a and 109b can be used as a canceller of the vibration. That is, when the support 61 vibrates relatively large, the vibration is generated by the additional control mass 103.
And is detected as a feedback signal from the sensors 106a and 106b, and the vibration source 82 is vibrated by vibration that the vibration source 82 does not originally have.
【0079】そこで、本実施の形態では、支持体61の
振動の付加制御質量体103への寄与分を制御ループか
ら消してしまう。つまり、センサ108a、108bか
らの信号x0 を床振動補償器109a、109bでV0
(z)=H×T×x0 に変換してコントローラ68
a、68bに加算する。ここで、Tはセンサ108a、
108bからセンサ106a、106bまでの伝達特
性、Hはコントローラ68a、68bの加算点までの伝
達特性である。一方、付加制御質量体103の振動をx
1 とすると、センサ106a、106bからのフィー
ドバック信号はV1(z)=H×x1 と置くことがで
き、求める制御信号はV(z)=V1 (z)−V
0 (z)のように与えられる。ここで、(z)はz変換
による離散領域での演算を示すが、この演算をアナログ
で行うことも可能である。Therefore, in the present embodiment, the contribution of the vibration of the support 61 to the additional control mass 103 is eliminated from the control loop. That is, the signal x 0 from the sensors 108a and 108b is converted to V 0 by the floor vibration compensators 109a and 109b.
(Z) = H × T × x 0
a and 68b. Here, T is the sensor 108a,
H is a transfer characteristic from 108b to the sensors 106a and 106b, and H is a transfer characteristic from the controller 68a to the addition point of the controller 68b. On the other hand, the vibration of the additional control
When 1, the sensor 106a, a feedback signal from 106b can be placed between V 1 (z) = H × x 1, control signals for determining the V (z) = V 1 ( z) -V
0 (z). Here, (z) indicates an operation in a discrete region by z-transformation, but this operation can be performed in an analog manner.
【0080】なお、支持体61自体で発生する振動を考
慮しなくてもよい場合には、センサ108a、108b
からの信号を床振動補償器109a、109bを介する
ことなくコントローラ68a、68bに供給してもよ
い。If it is not necessary to consider the vibration generated in the support 61 itself, the sensors 108a, 108b
May be supplied to the controllers 68a and 68b without passing through the floor vibration compensators 109a and 109b.
【0081】コントローラ68a、68bは、センサ1
06a、106b、107a、107b、108a、1
08bの出力信号に基づいて、付加制御質量体103の
水平および鉛直方向の振動を除去するような制振力をピ
エゾ素子104a、104b、積層ゴム105a〜10
5cおよび防振ゴム85が発生するような制御信号を生
成し、その制御信号をピエゾドライバアンプ89a、8
9bに出力する。この制御信号に応じてピエゾドライバ
アンプ89、89bによってピエゾ素子104a、10
4bを駆動することで、付加制御質量体103の振動が
除去され、支持体61に振動が伝達されるのを防止する
ことができる。The controllers 68a and 68b
06a, 106b, 107a, 107b, 108a, 1
08b, a vibration damping force for eliminating horizontal and vertical vibrations of the additional control mass body 103 is applied to the piezo elements 104a and 104b and the laminated rubbers 105a to 105a.
5c and a control signal for generating the vibration isolating rubber 85, and the control signal is transmitted to the piezo driver amplifiers 89a and 89a.
9b. In response to this control signal, the piezo driver amplifiers 89, 89b cause the piezo elements 104a,
By driving 4b, the vibration of the additional control mass body 103 is removed, and the transmission of the vibration to the support body 61 can be prevented.
【0082】このように、本実施の形態において、制振
力制御手段は、ピエゾ素子104a、104b、積層ゴ
ム105a〜105cおよび防振ゴム85、センサ10
6a、106b、107a、107b、108a、10
8b、コントローラ68a、68b、および、ピエゾド
ライバアンプ89a、89bから構成されている。この
うち、ピエゾ素子104a、104bと積層ゴム105
a〜105cは、振動源82および付加制御質量体10
3に結合された結合部分であるとともに、両者の間で緩
衝作用を施す第1の緩衝部材でもある。本実施の形態で
は、水平および鉛直方向の制振力をピエゾ素子104
a、104bを用いて発生させているので、高周波数域
において優れた制御性が得られる。また、本実施の形態
のアクティブ制振装置は、上述した特開平10−252
820号公報の装置よりも小型であって装置全体の省ス
ペース化が可能であるとともに、簡単な構造であるため
に低コストで製造可能である。As described above, in the present embodiment, the vibration damping force control means includes the piezo elements 104a, 104b, the laminated rubbers 105a to 105c, the vibration damping rubber 85, the sensor 10
6a, 106b, 107a, 107b, 108a, 10
8b, controllers 68a and 68b, and piezo driver amplifiers 89a and 89b. Among them, the piezo elements 104a and 104b and the laminated rubber 105
a to 105c are the vibration source 82 and the additional control mass body 10;
3 as well as a first cushioning member that buffers between them. In the present embodiment, the horizontal and vertical damping forces are applied to the piezo element 104.
Since it is generated by using a and 104b, excellent controllability can be obtained in a high frequency range. Further, the active vibration damping device according to the present embodiment is described in
The apparatus is smaller than the apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 820 and can save space in the entire apparatus, and can be manufactured at low cost because of its simple structure.
【0083】さらに、本実施の形態のアクティブ制振装
置は、支持体61に起因した付加制御質量体103の振
動を床振動補償器109a、109bを用いて補償する
ので、支持体61の制振をより高精度に実現することが
できる。Further, the active vibration damping device of the present embodiment compensates for the vibration of the additional control mass body 103 caused by the support 61 using the floor vibration compensators 109a and 109b. Can be realized with higher accuracy.
【0084】次に、本発明の第8の実施の形態につい
て、図15を参照して説明する。Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0085】図15は、本発明の第8の実施の形態にか
かるアクティブ防振装置の使用状態を説明するための概
略的な斜視図である。図15に示すように、本実施の形
態のアクティブ防振装置150は、下方の支持体(図示
せず)と水平および垂直方向に振動する振動源92との
間に配置された中間質量体である付加制御質量体93
と、付加制御質量体93と振動源92との間に配置され
た4つの空気ばね94a〜94dと、空気ばね94a〜
94dと支持体との間に配置された弾性体である4つの
積層ゴム95a〜95d(図15には95dは描かれて
いない)と、振動源92の隣接する2つの側面にそれぞ
れ2つずつ水平方向に配置されたリニアモータ(非接触
のアクチュエータであり、空気ばねや固体アクチュエー
タとは異なり、静圧のバランスを考える必要がない)9
6a〜96dとを有している。なお、図示は省略する
が、本実施の形態においても、上述した第1〜第7の実
施の形態と同様に、センサやコントローラなどの制御系
が設けられており、同様の振動制御が行われるものとす
る。FIG. 15 is a schematic perspective view for explaining a use state of the active vibration isolator according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the active vibration isolator 150 of the present embodiment is an intermediate mass body disposed between a lower support (not shown) and a vibration source 92 that vibrates in the horizontal and vertical directions. Some additional control mass 93
And four air springs 94a to 94d disposed between the additional control mass body 93 and the vibration source 92, and the air springs 94a to 94d.
Four laminated rubbers 95a to 95d (not shown in FIG. 15), which are elastic bodies, are disposed between the support 94d and the support, and two on each of two adjacent side surfaces of the vibration source 92. Linear motor arranged horizontally (non-contact actuator, unlike air spring or solid actuator, it is not necessary to consider the balance of static pressure) 9
6a to 96d. Although illustration is omitted, in the present embodiment, similarly to the first to seventh embodiments, a control system such as a sensor or a controller is provided, and similar vibration control is performed. Shall be.
【0086】ただし、本実施の形態では、4つの空気ば
ね94a〜94dを用いることにより、鉛直方向の3軸
(Z,Xθ,Yθ)の制御を行うことができ、4つのリ
ニアモータ96a〜96dを用いることにより水平方向
の3軸(X,Y,Zθ)の制御を行うことができる。こ
のように、本実施の形態では、多軸制御が行われるの
で、本アクティブ防振装置を1つ用いるだけで、制御対
象の3次元6自由度での高精度な制振制御が可能とな
る。However, in the present embodiment, by using the four air springs 94a to 94d, three axes (Z, Xθ, Yθ) in the vertical direction can be controlled, and the four linear motors 96a to 96d can be controlled. , Three horizontal axes (X, Y, Zθ) can be controlled. As described above, in the present embodiment, since multi-axis control is performed, high-precision vibration control with three-dimensional and six degrees of freedom of a control target can be performed by using only one active vibration damping device. .
【0087】次に、本実施の形態の変形例について図1
6を参照して説明する。図16(a)は、図15の例で
4つの空気ばね94a〜94dをそのままにリニアモー
タの配置場所を変更した例である。本例において、リニ
アモータ97a〜97dは、これらが振動源92に与え
るトルクのバランスが釣り合うように配置されている。Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 16A is an example in which the arrangement position of the linear motor is changed while the four air springs 94a to 94d are kept as they are in the example of FIG. In this example, the linear motors 97a to 97d are arranged such that the balance of the torque applied to the vibration sources 92 by these motors is balanced.
【0088】また、図16(b)に示した例は、図15
の例で4つの空気ばね94a〜94dをそのままにリニ
アモータを空気ばねに変更しその配置場所および数を変
更した例である。本例において、8つの空気ばね98a
〜98hは、振動源92の各辺に2つずつ互いに対向す
る位置に配置されている。Further, the example shown in FIG.
In this example, the linear motor is changed to an air spring while the four air springs 94a to 94d are kept as they are, and the arrangement place and number thereof are changed. In this example, eight air springs 98a
To 98h are arranged at positions facing each other, two on each side of the vibration source 92.
【0089】また、図16(c)に示した例は、図15
の例で4つの空気ばね94a〜94dを3つにするとと
もに、リニアモータの配置場所および数を変更した例で
ある。本例において、振動源92に水平方向の力を与え
る3つの空気ばね99a〜98cは、振動源92の1辺
に1つ、これに隣接する辺に2つ配置されている。この
例のように、少なくとも鉛直方向に3つ、水平方向に3
つのアクチュエータを配置することで、3次元6自由度
の振動制御が可能である。なお、ここで用いたアクチュ
エータの種類は公知のものに任意に変更することが可能
である。Further, the example shown in FIG.
In this example, four air springs 94a to 94d are reduced to three, and the location and number of linear motors are changed. In this example, three air springs 99a to 98c that apply a horizontal force to the vibration source 92 are arranged on one side of the vibration source 92 and two on the side adjacent thereto. As in this example, at least three in the vertical direction and three in the horizontal direction
By arranging the two actuators, three-dimensional vibration control with six degrees of freedom is possible. The type of the actuator used here can be arbitrarily changed to a known type.
【0090】[0090]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1による
と、制振力制御手段が振動源および中間質量体の間に配
置されて両者を結合する結合部分を有しているので、中
間質量体に制振力を与える際に振動源の慣性力を制振力
の源として中間質量体に制振力を与えると同時に振動源
にその反力を与えることが可能となり、制振力制御手段
のうち結合部分自体が質量を有していなくてもよくな
る。そのため、第1の緩衝部材と結合部分とを共通部材
で形成することができるようになり、制振力制御手段お
よびこれを含むアクティブ防振装置が比較的軽量且つ小
型で構造が簡略化されたものとなって、低コストでの製
造が可能になる。As described above, according to the first aspect, since the vibration damping force control means has a connecting portion which is disposed between the vibration source and the intermediate mass body and connects the two, the intermediate mass control means is provided. It is possible to apply the inertia force of the vibration source to the body as the source of the damping force when applying the damping force to the body, and to apply the reaction force to the vibration source at the same time as applying the reaction force to the vibration source. Of these, the binding portion itself does not have to have a mass. Therefore, the first shock-absorbing member and the coupling portion can be formed by a common member, and the vibration-damping-force control means and the active vibration isolator including the same are relatively lightweight and small, and the structure is simplified. As a result, manufacturing at low cost becomes possible.
【0091】また、請求項2、3によると、圧力を変更
するだけで容易に振動源の静荷重を支持することがで
き、圧電素子やリニアモータのように静荷重を支持して
おくために常に電流を消費することがなく、そのため発
熱による温度上昇が生じることもない。According to the second and third aspects, it is possible to easily support the static load of the vibration source only by changing the pressure, and to support the static load like a piezoelectric element or a linear motor. Current is not always consumed, and therefore no temperature rise due to heat generation occurs.
【0092】また、請求項4、5によると、電歪素子お
よび磁歪素子は高周波数域での制振特性に優れており、
しかも、小さなスペースに配置することができるので、
防振のために床の高さがかさ上げされる量を小さくする
ことができる。According to claims 4 and 5, the electrostrictive element and the magnetostrictive element have excellent vibration damping characteristics in a high frequency range.
Moreover, because it can be placed in a small space,
The amount by which the floor is raised for vibration isolation can be reduced.
【0093】また、請求項6によると、リニアモータは
中間質量体と振動源とを非接触で結合することができる
ので、これらに動的な変化を与えることなく制振力を加
えることができる。また、請求項7によると、リニアモ
ータは高周波数域での制振特性に優れており、しかも、
水平方向であれば常に静荷重を支持しておく必要がなく
ため電流消費も少なくて済み、さらに、弾性を持たない
ために伝達振動を増大させてしまうことがない。According to the sixth aspect, since the linear motor can couple the intermediate mass body and the vibration source in a non-contact manner, it is possible to apply a vibration damping force without dynamically changing them. . According to the seventh aspect, the linear motor has excellent vibration damping characteristics in a high frequency range.
In the horizontal direction, there is no need to constantly support a static load, so that the current consumption is small. Further, since it has no elasticity, the transmission vibration does not increase.
【0094】また、請求項8、9によると、多軸制御が
行われるので、本アクティブ防振装置を1つ用いるだけ
で、制御対象の多次元多自由度での高精度な制振制御が
可能となる。また、請求項10によると、本アクティブ
防振装置を複数個所に配置することにより、制御対象の
多次元多自由度での高精度な制振制御が可能となる。According to the eighth and ninth aspects of the present invention, since multi-axis control is performed, high-precision vibration suppression control with multi-dimensional and multi-degree-of-freedom of a control target can be achieved by using only one active vibration damping device. It becomes possible. According to the tenth aspect of the present invention, by arranging the active vibration damping device at a plurality of locations, it is possible to perform high-precision vibration suppression control with a multidimensional and multi-degree of freedom of a control target.
【0095】また、請求項11によると、振動源、支持
体および中間質量体の少なくともいずれか1つの振動を
検出することにより、精度の高い制御が行われる。ま
た、請求項12によると、支持体の振動特性に基づいて
結合部分を制御することにより、センサの不要な簡略化
された構成となる。請求項13によると、振動源および
支持体の少なくともいずれか1つの振動特性に制御重み
を付けた制御を行うことにより、請求項12の場合に制
御の精度を高めることができる。請求項14によると、
支持体の振動に起因する中間質量体の振動を補償するの
で、支持体が振動源となる場合にも高精度の制御を行う
ことができる。According to the eleventh aspect, high-precision control is performed by detecting the vibration of at least one of the vibration source, the support, and the intermediate mass body. According to the twelfth aspect, by controlling the coupling portion based on the vibration characteristics of the support, a simplified configuration that does not require a sensor is provided. According to the thirteenth aspect, by performing control in which at least one of the vibration characteristics of the vibration source and the support is weighted with the control weight, the accuracy of the control can be improved in the case of the twelfth aspect. According to claim 14,
Since the vibration of the intermediate mass body caused by the vibration of the support is compensated, high-precision control can be performed even when the support is a vibration source.
【図1】本発明のアクティブ防振装置の概略的な構成の
一例である<モデル1>を模式的に示す図である。FIG. 1 is a view schematically showing a <model 1> which is an example of a schematic configuration of an active vibration isolator of the present invention.
【図2】本発明のアクティブ防振装置の概略的な構成の
一例である<モデル2>を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating <model 2> which is an example of a schematic configuration of an active vibration isolation device of the present invention.
【図3】本発明のアクティブ防振装置の概略的な構成の
一例である<モデル3>を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating <model 3> which is an example of a schematic configuration of the active vibration isolator of the present invention.
【図4】本発明のアクティブ防振装置の概略的な構成の
一例である<モデル4>を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing <model 4> which is an example of a schematic configuration of the active vibration isolator of the present invention.
【図5】本発明による防振効果の一例を説明するための
グラフである。FIG. 5 is a graph for explaining an example of an anti-shake effect according to the present invention.
【図6】本発明の第1の実施の形態にかかるアクティブ
防振装置の使用状態を説明するための概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a use state of the active vibration isolator according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施の形態にかかるアクティブ
防振装置の使用状態を説明するための概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a use state of the active vibration isolator according to the second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施の形態にかかるアクティブ
防振装置の使用状態を説明するための概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a use state of an active vibration isolation device according to a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の形態のよるアクティブ防振装置
を複数用いて多自由度での防振を可能とした例について
説明するための概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an example in which a plurality of active vibration isolators according to an embodiment of the present invention are used to enable vibration isolation with multiple degrees of freedom.
【図10】本発明の第4の実施の形態にかかるアクティ
ブ防振装置の使用状態を説明するための概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a use state of an active vibration isolator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第5の実施の形態にかかるアクティ
ブ防振装置の使用状態を説明するための概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a use state of an active vibration isolator according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第6の実施の形態にかかるアクティ
ブ防振装置の使用状態を説明するための概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a use state of an active vibration isolator according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第6の実施の形態のよるアクティブ
防振装置を複数用いて多自由度での防振を可能とした例
について説明するための概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram for explaining an example in which a plurality of active anti-vibration devices according to the sixth embodiment of the present invention are used to enable anti-vibration with multiple degrees of freedom.
【図14】本発明の第7の実施の形態にかかるアクティ
ブ防振装置の使用状態を説明するための概略図である。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a use state of an active vibration isolation device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第8の実施の形態にかかるアクティ
ブ防振装置の使用状態を説明するための概略的な斜視図
である。FIG. 15 is a schematic perspective view for explaining a use state of an active vibration isolator according to an eighth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第8の実施の形態にかかるアクティ
ブ防振装置の変形例を説明するための概略的な平面図で
ある。FIG. 16 is a schematic plan view for explaining a modification of the active vibration isolator according to the eighth embodiment of the present invention.
【図17】従来技術によるアクティブ防振装置の概略的
な構造を示す図である。FIG. 17 is a view showing a schematic structure of an active vibration isolator according to the related art.
1 支持体 2 振動源 3 付加制御質量 4、7 センサ 5 コントローラ 6 結合部分 11、21 ばね要素 12、22 減衰要素 59 センサ 60 アクティブ防振装置 61 支持体 62 振動源 63 付加制御質量体 64、65 空気ばね 66a サーボバルブ 67 コンプレッサ 68 コントローラ 69 サーボバルブドライバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support 2 Vibration source 3 Additional control mass 4, 7 Sensor 5 Controller 6 Connection part 11, 21 Spring element 12, 22 Damping element 59 Sensor 60 Active vibration isolator 61 Support 62 Vibration source 63 Additional control mass 64, 65 Air spring 66a Servo valve 67 Compressor 68 Controller 69 Servo valve driver
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 33/06 H02K 33/06 33/16 33/16 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02K 33/06 H02K 33/06 33/16 33/16 A
Claims (14)
質量体と、 前記中間質量体の前記振動体側に設けられた第1の緩衝
部材と、 前記中間質量体の前記支持体側に設けられた第2の緩衝
部材と、 前記中間質量体に与えられる制振力を制御することが可
能であって、前記振動体および前記中間質量体の間に配
置されて両者を結合する結合部分を有する制振力制御手
段とを備えていることを特徴とするアクティブ防振装
置。1. An intermediate mass body disposed between a vibrating body and a support, a first buffer member provided on the vibrating body side of the intermediate mass body, and on a support side of the intermediate mass body. A second shock-absorbing member provided, and a coupling portion that is capable of controlling a damping force applied to the intermediate mass body, is disposed between the vibrating body and the intermediate mass body, and couples the two. An active vibration isolator, comprising: a vibration suppression force control unit having:
共通部材として形成された空気ばねであることを特徴と
する請求項1に記載のアクティブ防振装置。2. The active vibration isolator according to claim 1, wherein the coupling portion is an air spring formed as a common member with the first cushioning member.
鉛直方向の制振力を与えることを特徴とする請求項2に
記載のアクティブ防振装置。3. The active vibration damping device according to claim 2, wherein the air spring applies a vertical damping force to the intermediate mass body.
共通部材として形成された固体アクチュエータであるこ
とを特徴とする請求項1に記載のアクティブ防振装置。4. The active vibration isolator according to claim 1, wherein the coupling portion is a solid actuator formed as a common member with the first buffer member.
体に対して水平方向の制振力を与えることを特徴とする
請求項4に記載のアクティブ防振装置。5. The active vibration damping device according to claim 4, wherein the solid actuator applies a horizontal vibration damping force to the intermediate mass body.
共通部材として形成されたリニアモータであることを特
徴とする請求項1に記載のアクティブ防振装置。6. The active vibration isolator according to claim 1, wherein the coupling portion is a linear motor formed as a common member with the first buffer member.
して水平方向の制振力を与えることを特徴とする請求項
6に記載のアクティブ防振装置。7. The active vibration damping device according to claim 6, wherein the linear motor applies a horizontal vibration damping force to the intermediate mass body.
2方向の制振力を前記中間質量体に対して与えることが
可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜7の
いずれか1項に記載のアクティブ防振装置。8. The apparatus according to claim 1, wherein said damping force control means is capable of giving damping forces in two directions crossing each other to said intermediate mass body. An active vibration isolator according to any one of the preceding claims.
い互いに交差する3方向の制振力を前記中間質量体に対
して与えることが可能に構成されていることを特徴とす
る請求項1〜7のいずれか1項に記載のアクティブ防振
装置。9. The vibration control device according to claim 1, wherein said vibration control force control means is capable of applying to said intermediate mass body three different vibration control forces which are not in the same plane but intersect with each other. Item 8. The active vibration isolator according to any one of Items 1 to 7.
うに、請求項1〜9のいずれか1項に記載のアクティブ
防振装置が複数組み合わされていることを特徴とするア
クティブ防振装置。10. An active anti-vibration device comprising a plurality of active anti-vibration devices according to any one of claims 1 to 9 so that multi-dimensional and multi-degree-of-freedom control is possible. apparatus.
前記支持体および前記中間質量体の少なくともいずれか
1つの振動を検出することに基づいて前記結合部分を制
御可能であることを特徴とする請求項1〜10のいずれ
か1項に記載のアクティブ防振装置。11. The vibration control device according to claim 11, wherein
The active prevention device according to any one of claims 1 to 10, wherein the coupling portion can be controlled based on detection of vibration of at least one of the support and the intermediate mass. Shaking device.
振動特性に基づいて前記結合部分を制御可能であること
を特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のア
クティブ防振装置。12. The active protection device according to claim 1, wherein said vibration damping force control means can control said coupling portion based on vibration characteristics of said support. Shaking device.
よび前記支持体の少なくともいずれか1つの振動特性に
制御重みを付けた制御を行うことを特徴とする請求項1
2に記載のアクティブ防振装置。13. The vibration control apparatus according to claim 1, wherein the vibration control unit controls the vibration characteristics of at least one of the vibrator and the support with a control weight.
3. The active vibration isolator according to 2.
よび前記中間質量体の振動を検出し、前記支持体の振動
に起因する前記中間質量体の振動を補償することに基づ
いて前記結合部分を制御可能であることを特徴とする請
求項1〜13のいずれか1項に記載のアクティブ防振装
置。14. The coupling based on detecting vibration of the support and the intermediate mass body by the vibration suppression force control means and compensating for vibration of the intermediate mass body caused by vibration of the support body. The active vibration isolator according to any one of claims 1 to 13, wherein the portion is controllable.
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