JP2000230603A - Multi-dimensionally synchronized passive vibration control device and active vibration control device - Google Patents
Multi-dimensionally synchronized passive vibration control device and active vibration control deviceInfo
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は２次元又は３次元に
おいて固有振動数或いは強制加振振動数が異なる建物や
乗り物など制振対象物の振動制御に用いる同調型受動又
は能動制振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunable passive or active vibration damping device used for vibration control of a vibration damping object such as a building or a vehicle having different natural frequencies or forced vibration frequencies in two or three dimensions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】付加質量を用いる制振装置には、一般的
に受動制御の場合には、最適同調形と***振形とがあ
る。また、アクティブ制御においても制振装置の共振増
幅を利用するハイブリッド形があり、これらのいずれに
おいても周波数の同調が重要な技術要素を占める。この
ような制振装置を例えば幹線道路に沿って建てられてい
る家屋に設置して、特に重量車両の通行に起因して発生
する低周波振動による家屋の水平方向２軸の振動を抑制
すると言う試みがこれまでになされてきた。2. Description of the Related Art Generally, in the case of passive control, there are two types of vibration damping devices using an added mass: an optimal tuning type and an anti-resonance type. There is also a hybrid type that utilizes resonance amplification of a vibration damping device in active control, and in any of these, tuning of frequency is an important technical factor. It is said that such a vibration damping device is installed, for example, in a house built along a main road to suppress the vibration in two horizontal axes of the house due to the low frequency vibration generated particularly due to the traffic of heavy vehicles. Attempts have been made so far.
【０００３】このような家屋の振動抑制装置として、１
つの制振質量体で異なる２方向の振動を抑制する事が実
用上好ましいが、家屋の平面形状は千差万別であり、異
なる２水平方向の固有振動数は通常異なる事が多い。ま
た、振動源の方向や種類も千差万別で一定していない。As such a vibration suppression device for a house, 1
It is practically preferable to suppress vibrations in two different directions with one vibration suppression mass body. However, the planar shapes of houses vary widely, and natural frequencies in two different horizontal directions are usually different. In addition, the direction and type of the vibration source vary widely and are not constant.
【０００４】従って、１つの制振質量体で異なる２水平
方向の振動を抑制する場合、従来の制振装置では、１方
向の振動数を変えるためにバネ定数を変更すると、これ
に連成して同時に別の方向の振動数も変化してしまい、
同時に２水平方向の振動数を家屋の異なる２軸方向の固
有振動数に同調させる事は出来なかった。この点は３次
元の場合でも同様で、現在の技術では解決されていなか
った。[0004] Therefore, in the case of suppressing two different horizontal vibrations with one damping mass, in the conventional vibration damping device, if the spring constant is changed in order to change the frequency in one direction, it is coupled with this. And the frequency in another direction changes at the same time,
At the same time, the frequency in the two horizontal directions could not be tuned to the natural frequency in the two different axes of the house. This is the same in the case of three dimensions, and has not been solved by the current technology.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたもので、１つの制振質量体
で、制振対象物の交差（直交を含む）する２軸の固有振
動数に独立して同調させる事が出来る多次元同調型受動
及び能動制振装置を開発する事を第１の課題にするもの
であり、更には１つの制振質量体で、制振対象物の交差
（直交を含む）する３軸の固有振動数に独立して同調さ
せる事が出来る多次元同調型受動及び能動制振装置を開
発する事を第２の課題にするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a single vibration-suppressing mass body has two axes that intersect (including orthogonally) a vibration-suppression object. The first task is to develop a multi-dimensional tuned passive and active vibration damping device that can be tuned independently of the frequency. It is a second object of the present invention to develop a multi-dimensional tuned passive and active vibration damping device that can be tuned independently to the natural frequencies of three axes crossing (including orthogonal).
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】「請求項１」は、本発明
に係る多次元同調型受動制振装置(A)に関し「制振質量
体(M)と、制振対象物(2)と、制振質量体(M)と制振対象
物(2)との間に配設され、異なる方向から制振質量体(M)
を支持する複数の支持体(S)とで構成されている多次元
同調型受動制振装置(A)であって、支持体(S)が、支持体
(S)の軸方向に加わる力に対しては高い剛性を示し、且
つ剪断方向の力に対しては低い剛性を示す剪断方向可撓
部(1)と、支持体(S)の軸方向に加わる力に対しては低い
剛性を示す軸方向可撓部(3)とで構成され、支持体(S)の
可撓部(1)又は／及び(3)が可撓方向の入力振動に対して
同調されている」事を特徴とする。A first aspect of the present invention relates to a multi-dimensional tuning type passive vibration damping device (A) according to the present invention. , Disposed between the damping mass body (M) and the vibration damping object (2), and from different directions.
A multi-dimensional tuned passive vibration damping device (A) comprising a plurality of supports (S) for supporting the
(S) shows a high rigidity against the force applied in the axial direction, and shows a low rigidity against the force in the shear direction, the shear direction flexible portion (1), the axial direction of the support (S) An axially flexible portion (3) exhibiting low rigidity against applied force is provided, and the flexible portion (1) and / or (3) of the support (S) is adapted to respond to input vibration in the flexible direction. Are synchronized. "
【０００７】制振対象物(2)の制振が必要な方向の固有
振動数を予め調べておき、この固有振動数に同調するよ
うに各支持体(S)の可撓部(1)又は／及び(3)のばね定数
を選定しておき、このような多次元同調型受動制振装置
(A)を制振対象物(2)に設置する。ここで、「可撓部(1)
又は／及び(3)」としたのは、可撓部(1)及び(3)のいず
れにおいても最適同調ばね定数を選定する事が出来るの
で、何れか一方或いは両方を同調させる場合を想定した
からである。このようにした制振対象物(2)にある方向
から振動が入力した場合、該振動の振動方向に対して平
行な剪断方向可撓部(1)は振動入力方向に対して高い剛
性を有するため、この方向に圧縮或いは引張されたとし
ても撓まないが、軸方向可撓部(3)の剛性は弱いため撓
む事になる。これによって制振対象物(2)に同調してい
る制振質量体(M)が受動的に振動して前記制振対象物(2)
の振動を抑制し、制振対象物(2)の振動を短時間に収束
させる。[0007] The natural frequency of the vibration control target (2) in the direction in which the vibration is required is checked in advance, and the flexible portion (1) or the flexible portion (1) of each support (S) is tuned to this natural frequency. And / or the spring constant of (3) is selected, and such a multi-dimensional tuning type passive vibration damping device is used.
(A) is installed on the target (2). Here, "flexible part (1)
Or / and (3) "is based on the assumption that either or both of the flexible parts (1) and (3) can be tuned because the optimum tuning spring constant can be selected. Because. When vibration is input from a direction to the vibration damping target (2) in this way, the shear direction flexible portion (1) parallel to the vibration direction of the vibration has high rigidity in the vibration input direction. Therefore, it does not bend even if it is compressed or pulled in this direction, but it will bend because the rigidity of the axial flexible portion (3) is weak. As a result, the damping mass body (M) tuned to the vibration damping object (2) passively vibrates and the vibration damping object (2)
The vibration of the vibration damping target (2) is converged in a short time.
【０００８】前記支持体(S)は、制振対象物(2)の制振を
必要とする方向に対してそれぞれ配設され、且つその可
撓部(1)又は／及び(3)のばね定数は、制振対象物(2)の
制振を必要とする方向に対してそれぞれ同調させてある
ので、あらゆる方向から振動が制振対象物(2)に入力し
たとしても1つの制振質量体(M)で対応することが出来る
ことになる。The supports (S) are respectively arranged in the directions in which the object (2) to be damped requires damping, and the springs of the flexible portions (1) and / or (3) are provided. The constants are tuned in the direction that requires damping of the damping object (2), so even if vibration is input to the damping object (2) from any direction, one damping mass It will be possible to respond with the body (M).
【０００９】「請求項２」は、多次元同調型能動制振装
置(B)に関し「制振質量体(M)と、制振対象物(2)と、制
振質量体(M)と制振対象物(2)との間に配設され、異なる
方向から制振質量体(M)を支持する複数の支持体(S)と、
異なる方向から制振質量体(M)を支持し、且つ制振対象
物(2)に入力する振動を検出して該入力振動をキャンセ
ルするように制振質量体(M)を作動させる能動制振体(4)
とで構成されている多次元同調型能動制振装置(B)であ
って、支持体(S)が、支持体(S)の軸方向に加わる力に対
しては高い剛性を示し、且つ剪断方向の力に対しては低
い剛性を示す剪断方向可撓部(1)と、支持体(S)の軸方向
に加わる力に対しては低い剛性を示す軸方向可撓部(3)
とで構成され、支持体の(S)の可撓部(1)又は／及び(3)
が可撓方向の入力振動に対して同調されている」事を特
徴とする。Claim 2 relates to a multi-dimensional tuned active vibration damping device (B), which is composed of a vibration damping mass (M), a vibration damping object (2), and a vibration damping mass (M). A plurality of supports (S) disposed between the vibration target (2) and supporting the damping mass (M) from different directions,
An active damper that supports the damping mass (M) from different directions, and detects vibration input to the vibration damping target (2) and operates the damping mass (M) so as to cancel the input vibration. Pendulum (4)
A multi-dimensional tuned active vibration damping device (B), wherein the support (S) exhibits high rigidity against a force applied in the axial direction of the support (S), and Shearing direction flexible portion (1) exhibiting low rigidity against force in the direction, and axial direction flexible portion (3) exhibiting low rigidity against force applied in the axial direction of the support (S).
And the flexible portion (1) and / or (3) of the support (S)
Are tuned to the input vibration in the flexible direction. "
【００１０】この場合は、複数の異なる方向において、
独立して受動的な制振機構をハイブリッド的に能動制振
機構に組み込むことで能動制振制御を行う時の制御エネ
ルギをそれぞれ小さくすることが出来、これれにより振
動収束をより迅速に達成出来る。In this case, in a plurality of different directions,
By independently incorporating a passive vibration damping mechanism into the active vibration damping mechanism in a hybrid manner, it is possible to reduce the control energy when performing active vibration damping control, thereby achieving faster vibration convergence. .
【００１１】ここで重要なことは、両制振装置(A)(B)に
おいて、支持体(S)が剪断方向可撓部(1)と軸方向可撓部
(3)とで構成されている事で、これにより一の支持体(S)
の可撓部(1)又は(3)のばね定数を変更しても他の方向の
異なる支持体(S)の可撓部(1)又は(3)のばね定数にほと
んど影響を与えることがないことである。従って、各支
持体(S)の可撓部(1)又は(3)のばね定数の調整はその支
持体(S)毎に独立して行え、制振質量体(M)が１つである
にも拘わらず、連成することなく２次元或いは３次元に
わたる複数方向の同調々整が簡単に行える事になる。What is important here is that, in both the vibration damping devices (A) and (B), the support (S) is composed of the shear direction flexible portion (1) and the axial direction flexible portion.
(3), which allows one support (S)
Even if the spring constant of the flexible part (1) or (3) is changed, the spring constant of the flexible part (1) or (3) of the support (S) in a different direction can be almost affected. That is not. Therefore, the adjustment of the spring constant of the flexible portion (1) or (3) of each support (S) can be performed independently for each support (S), and there is only one damping mass (M). Nevertheless, it is possible to easily perform tuning in two or three dimensions without coupling.
【００１２】この点をまず、本発明の２次元同調型受動
制振装置(A)の典型である図１〜３に従って説明する。
４つの支持体(S)が平面矩形の制振質量体(M)の各面の中
央と制振対象物(2)との間に互いに直交して取り付けら
れている。更に、前記制振質量体(M)の底面の四隅にお
いて、積層体(T)よりなる支持脚(8)が取り付けられてお
り、水平方向に自由に移動する事が出来るようになって
いる。積層体(T)は、その水平方向の撓みに対するバネ
定数は非常に小さいものとし、圧縮方向には大きい剛性
を示し、変形が小さいものとする。This point will be described first with reference to FIGS. 1 to 3 which are typical of the two-dimensional tuning type passive vibration damping device (A) of the present invention.
Four supports (S) are mounted orthogonally to each other between the center of each surface of the planar rectangular damping mass (M) and the vibration damping target (2). Further, support legs (8) made of a laminate (T) are attached to the four corners of the bottom surface of the vibration damping mass (M) so that the mass can be freely moved in the horizontal direction. The laminate (T) has a very small spring constant with respect to its deflection in the horizontal direction, has a large rigidity in the compression direction, and has a small deformation.
【００１３】前記支持体(S)は、剪断方向可撓部(1)と軸
方向可撓部(3)とで構成されており、剪断方向可撓部(1)
から延出され、その一部を構成する剛性板材(1a)の両面
に軸方向可撓部(3)が取り付けられている。本図では剪
断方向可撓部(1)が制振質量体(1)に取り付けられ、軸方
向可撓部(3)が制振対象物(2)に取り付けられている。勿
論、図示しないが、剪断方向可撓部(1)と軸方向可撓部
(3)の取り付け方が逆になっていてもよい。The support (S) comprises a flexible portion (1) in the shear direction and a flexible portion (3) in the axial direction.
An axially flexible portion (3) is attached to both sides of a rigid plate (1a) extending from and constituting a part of the rigid plate (1a). In this drawing, the shear direction flexible portion (1) is attached to the damping mass body (1), and the axial direction flexible portion (3) is attached to the vibration damping target (2). Of course, although not shown, the shear direction flexible portion (1) and the axial direction flexible portion
The mounting method of (3) may be reversed.
【００１４】そしてこの２次元同調型受動制振装置(A)
は、図22、23のような水平方向の制振を対象にした制振
対象物(2)、例えば家屋に設置される。そして予め測定
して入手しておいた制振対象物(2)のＸＹ交差（直交を
含む）軸方向の固有振動数にそれぞれ同調（即ち、制振
装置の固有振動数を制振対象物の固有振動数の近傍で制
振効果が大きくなる周波数に設定する）するようにＸＹ
方向の各軸方向可撓部(3)のバネ定数を設定する。更
に、最適同調型制振装置の場合、バネ力の他に減衰力を
最適同調させることが求められるが、本装置では支持脚
(8)と支持体(S)に減衰特性を持たせることが出来る。勿
論、支持脚(8)と支持体(S)に並列に、振制質量体(M)と
振制対象物(2)との間に作用する減衰機構、例えばシリ
コンオイルダンパ(d)などを配置して減衰力を同調して
もよい。なお、***振同調型の場合は減衰力は不要であ
る。The two-dimensional tuning type passive vibration damping device (A)
Is installed in a vibration damping object (2) for horizontal vibration damping as shown in FIGS. 22 and 23, for example, in a house. Then, it is tuned to the natural frequency in the XY crossing (including orthogonal) axis direction of the vibration damping object (2) obtained in advance by measurement (that is, the natural frequency of the vibration damping device is XY such that the frequency at which the vibration damping effect increases near the natural frequency)
The spring constant of each axially flexible portion (3) is set. Further, in the case of the optimally tuned type vibration damping device, it is required to tune the damping force in addition to the spring force optimally.
(8) and the support (S) can have damping characteristics. Of course, in parallel with the support leg (8) and the support (S), a damping mechanism acting between the damping mass (M) and the damping target (2), for example, a silicon oil damper (d), etc. It may be arranged to tune the damping force. In the case of the anti-resonance tuning type, no damping force is required.
【００１５】今、図３において、Ｙ方向に平行な剪断方
向可撓部(1)を(1Y)、Ｘ方向に平行な剪断方向可撓部(1)
を(1X)、Ｙ方向に平行な軸方向可撓部(3)を(3Y)、Ｘ方
向に平行な軸方向可撓部(3)を(3X)とし、更にＸＹ各方
向の剪断方向可撓部(1X)(1Y)の軸方向のバネ定数を(1XE
v)(1YEv)、水平方向のバネ定数を(1XEh)(1YEh)、ＸＹ各
方向の軸方向可撓部(3X)(3Y)の軸方向のバネ定数を(3XE
v)(3YEv)、水平方向のバネ定数を(3XEh)(3YEh)とする。
また、４本の各支持脚(8)の剪断方向は、ＸＹ各方向に
対して(8XE)＝(8YE)＝(8E)のバネ定数を持つものとす
る。Now, in FIG. 3, the shear direction flexible portion (1) parallel to the Y direction is (1Y), and the shear direction flexible portion (1) parallel to the X direction.
Is (1X), the axial flexible part (3) parallel to the Y direction is (3Y), the axial flexible part (3) parallel to the X direction is (3X), and the shear direction in each of the XY directions is possible. Set the spring constant in the axial direction of the flexure (1X) (1Y) to (1XE
v) (1YEv), the horizontal spring constant is (1XEh) (1YEh), and the axial spring constant of the XY flexible parts (3X) (3Y) is (3XEh).
v) (3YEv), and the spring constant in the horizontal direction is (3XEh) (3YEh).
The shear direction of each of the four support legs (8) has a spring constant of (8XE) = (8YE) = (8E) in each of the XY directions.
【００１６】ここで、簡略のために各剪断方向可撓部(1
X)(1Y)の軸方向の剛性は高いので、バネ定数(1XEv)(1YE
v)≒無限大と仮定する。一方、剪断方向の剛性は小さい
があるバネ力をもって撓むので、そのバネ定数を前述の
ように(1XEh)(1YEh)とする。そして、軸方向可撓部(3X)
(3Y)の軸方向のバネ定数を(3XEv)(3YEv)とする。軸方向
可撓部(3X)(3Y)の剪断方向のバネ定数は、各剪断方向可
撓部(1X)(1Y)の剪断方向の剛性は小さくこの部分が主と
して撓むので、ここでは無視するものとする。Here, for the sake of simplicity, each shear direction flexible portion (1
Since the axial rigidity of (X) (1Y) is high, the spring constant (1XEv) (1YE
v) Suppose ≒ infinity. On the other hand, since the rigidity in the shearing direction is small and bends with a certain spring force, the spring constant is set to (1XEh) (1YEh) as described above. And the axial flexible part (3X)
The axial spring constant of (3Y) is (3XEv) (3YEv). The spring constant in the shear direction of the axial flexible portions (3X) (3Y) is ignored here because the rigidity in the shear direction of each shear flexible portion (1X) (1Y) is small and this portion is mainly bent. Shall be.
【００１７】このように規定するとＹ方向のバネ定数は
全体で、［２×(3YEv＋1XEh)＋４×(8E)］となり、Ｘ方
向のバネ定数は全体で、［２×(3XEv＋1YEh)＋４×(8
E)］となる。そして前記式の内、図３の場合では、(3YE
v）(3XEv）とが可変であり、（1XEh）（1YEh）(8E)が或
る一定の値を持つ。それ故、制振対象物(2)のＸ、Ｙ方
向の固有振動数に本装置(A)を同調させるには(3YEv）(3
XEv）を調節することになる。With this definition, the spring constant in the Y direction is [2 × (3YEv + 1XEh) + 4 × (8E)] as a whole, and the spring constant in the X direction is [2 × (3XEv + 1YEh) + 4 × (8
E)]. Then, in the case of FIG. 3, (3YE
v) (3XEv) is variable, and (1XEh) (1YEh) (8E) has a certain value. Therefore, to tune the device (A) to the natural frequency in the X and Y directions of the vibration damping object (2), (3YEv) (3
XEv).
【００１８】ここで、制振対象物(2)に外部からＹ方向
に水平振動が伝達されてくると、静止している質量体
(M)に対して制振対象物(2)が図３のように移動する。こ
のＹ方向の振動に対してＹ方向の軸方向可撓部(3)がバ
ネ定数［２×(3YEv＋1XEh)＋４×(8E)］で変形し、制振
質量体(M)をＹ方向に振動させることになる。Here, when horizontal vibration is transmitted from the outside to the vibration damping object (2) in the Y direction, the stationary mass
The object (2) to be damped moves with respect to (M) as shown in FIG. In response to the vibration in the Y direction, the flexible portion (3) in the axial direction in the Y direction deforms with a spring constant [2 × (3YEv + 1XEh) + 4 × (8E)], and vibrates the damping mass (M) in the Y direction. Will be.
【００１９】前記バネ定数［２×(3YEv＋1XEh)＋４×(8
E)］は、制振対象物(2)のＹ方向の固有振動数に同調し
てセットされている「この場合バネ定数(3YEv)又は(1XE
h)の何れか一方或いは両方を同調する事が出来る」の
で、入力振動は質量体(M)のＹ方向の振動によって急速
にキャンセルされ収束してしまう。この点はＸ方向でも
同様である。そして、制振対象物(2)のＸ又はＹ方向の
固有振動数に同調させるために例えば支持体(S)を取り
替えて新たなＹ方向のバネ定数２×(3YEv＋1XEh)、Ｘ方
向のバネ定数２×(3XEv＋1YEh)の支持体(S)をセットし
たとしても、ＸＹの各支持体(S)は連成していないので
影響を受ける事がない。換言すれば、１つの制振質量体
(M)であるにも拘わらず、２方向の同調々整が独立して
行える事になる。この点は後述するように３次元の場合
でも同様である。The spring constant [2 × (3YEv + 1XEh) + 4 × (8
E)] is set in synchronization with the natural frequency of the vibration damping object (2) in the Y direction. In this case, the spring constant (3YEv) or (1XEv
h) one or both of them can be tuned ", so that the input vibration is quickly canceled and converged by the vibration of the mass body (M) in the Y direction. This is the same in the X direction. Then, in order to tune to the natural frequency of the vibration damping object (2) in the X or Y direction, for example, the support (S) is replaced and a new spring constant in the Y direction 2 × (3YEv + 1XEh), and a spring constant in the X direction Even if a 2 × (3XEv + 1YEh) support (S) is set, there is no effect because each support (S) of XY is not coupled. In other words, one damping mass
Despite being (M), tuning in two directions can be independently performed. This point is the same in a three-dimensional case as described later.
【００２０】３次元の場合は、図１〜３に記載した積層
体(T)よりなる支持脚(8)の代わりに、支持体(S)を４箇
所に取り付けた場合である。制振原理は２次元の場合で
も３次元の場合でも同じであり、３方向の支持脚(8)が
独立してそれぞれの方向の入力振動を制振する事にな
る。In the three-dimensional case, a support (S) is attached at four places instead of the support legs (8) composed of the laminate (T) shown in FIGS. The principle of vibration suppression is the same in two-dimensional and three-dimensional cases, and the support legs (8) in three directions independently control the input vibration in each direction.
【００２１】能動制振体(4)を装着した２次元能動制振
装置(B)の概念図が図６〜９で、それぞれに関して後述
する「請求項７〜１０」に規定しているので、ここでは
説明を省略する。FIGS. 6 to 9 are conceptual diagrams of the two-dimensional active vibration damping device (B) to which the active vibration damping body (4) is attached, which are respectively defined in claims 7 to 10 described later. Here, the description is omitted.
【００２２】図10及び11は、３次元能動制振装置(B)の
概念図で、これを簡単に説明する。なお、図10及び図11
では能動制振体(4)が各支持体(S)と制振対象物(2)との
間に装着されている図が示されているが、当然これは代
表例に過ぎず、この場合に限られることはない。FIGS. 10 and 11 are conceptual diagrams of the three-dimensional active vibration damping device (B), which will be described briefly. 10 and 11
Fig. Shows a diagram in which the active damping body (4) is mounted between each support (S) and the vibration damping target (2), but this is merely a typical example, and in this case, It is not limited to.
【００２３】この場合、制振質量体(M)の互いに交差
（直交する場合も含む）する水平２面の両端並びに底面
の４隅に支持体(S)と能動制振体(4)とが設けてあり、制
振対象物(2)に対して制振質量体(M)を３次元的に支持し
ている。そして、制振質量体(M)に３次元的に設置され
た３つのセンサ(9x)(9y)(9z)と、制振対象物(2)に３次
元的に設置された３つのセンサ「図面上では１つにまと
めて記載した」(10x)(10y)(10z)と、これらからの信号
を受け能動制振体(4)をフィードバック制御する制御装
置(11)とを具備している。支持体(S)による受動制振は
前述の通りであり、制御装置(11)によるフィードバック
制御をする事でより迅速に制振対象物(2)が制振される
事になる。In this case, the support (S) and the active damper (4) are provided at both ends of two horizontal surfaces of the damping mass (M) that intersect each other (including the case where they are orthogonal) and at four corners of the bottom surface. A three-dimensionally supporting the vibration damping mass (M) with respect to the vibration damping object (2). Then, three sensors (9x), (9y), and (9z) installed three-dimensionally on the damping mass body (M) and three sensors installed three-dimensionally on the object (2) to be damped In the drawings, they are collectively described as one "(10x), (10y), (10z), and a control device (11) that receives signals from these and performs feedback control of the active vibration damper (4). . The passive vibration suppression by the support (S) is as described above, and the vibration control target (2) is controlled more quickly by performing the feedback control by the control device (11).
【００２４】「請求項３」は、請求項に１又は２に記載
の制振装置(A)(B)における可撓部(1)又は／及び(3)に関
し「少なくともいずれか一方の可撓部(1)又は／及び(3)
の可撓方向のばね定数が可変になっている」事を特徴と
する。Claim 3 relates to the flexible part (1) and / or (3) of the vibration damping device (A) or (B) according to claim 1 or 2. Part (1) and / or (3)
Has a variable spring constant in the flexible direction. "
【００２５】本発明装置(A)(B)は前述のように２次元及
び３次元で各支持体(S)の「可撓部(1)又は／及び(3)」
のバネ定数を、予め測定して入手した固有振動数に合致
するように選定するものとしたが、請求項３に記載のよ
うにすれば、制振対象物(2)に制振装置(A)又は(B)を設
置した後、実際の入力振動に合わせて各「可撓部(1)又
は／及び(3)」のばね定数を変更する事で、各制振対象
物(2)の制振を必要とする方向の固有振動数に適した現
場での同調々整が可能となる。As described above, the devices (A) and (B) of the present invention use the "flexible part (1) and / or (3)" of each support (S) in two dimensions and three dimensions.
Is selected so as to match the natural frequency measured and obtained in advance. However, according to the third aspect, the vibration damping device (A) ) Or (B), after changing the spring constant of each "flexible part (1) and / or (3)" according to the actual input vibration, Tuning and adjustment at the site suitable for the natural frequency in the direction requiring vibration suppression can be performed.
【００２６】「請求項４」は、剪断方向可撓部(1)の素
材の一例に関し「剪断方向可撓部(1)が、棒状或いは板
状の弾性部材又は弾性体と板材の積層体(T)である」事
を特徴とする。棒状或いは板状の弾性部材又は積層体
(T)は、軸方向には圧縮されず、極めて大きい剛性を示
す。一方、剪断方向（例えば、軸に対して直角な方向）
にはある程度のばね性を有して撓む事が出来るものであ
り、このような部材は全て剪断方向可撓部(1)に含まれ
る。Claim 4 relates to an example of the material of the shearing direction flexible portion (1). "The shearing direction flexible portion (1) is made of a rod-shaped or plate-shaped elastic member or a laminate of an elastic body and a plate material ( T) ". Bar-shaped or plate-shaped elastic member or laminate
(T) is not compressed in the axial direction and shows extremely high rigidity. On the other hand, the shear direction (for example, the direction perpendicular to the axis)
Has a certain degree of resilience and can be bent, and all such members are included in the shearing direction flexible portion (1).
【００２７】「請求項５」は、軸方向可撓部(3)に用い
られる可撓素材(6)の一例に関し「その一面が剪断方向
可撓部(1)に取着され、他の面が制振質量体(M)或いは制
振対象物(2)に取着されたゴム、エラストマ或いはゲル
体である」事を特徴とする。また、「請求項６」は、軸
方向可撓部(3)に用いられる可撓素材(6)の他の例で「軸
方向可撓部(3)が、剪断方向可撓部(1)に直列に配設され
たバネである」事を特徴とする（図４及び図５参照）。Claim 5 relates to an example of a flexible material (6) used for the axially flexible portion (3), "one surface of which is attached to the shearing direction flexible portion (1) and the other surface is attached. Is a rubber, elastomer, or gel body attached to the damping mass body (M) or the vibration damping object (2). " Another aspect of the present invention relates to a flexible material (6) used for the axially flexible portion (3), wherein the "axially flexible portion (3) is a shearing direction flexible portion (1)". (See FIGS. 4 and 5).
【００２８】これらは前記のように剪断方向可撓部(1)
に取着される事で剪断方向可撓部(1)の軸方向に加わっ
た力に応じて撓むものであり、これにより振動方向に同
調された振動数で制振質量体(M)を振動させて制振する
事になる。These are the flexible portions (1) in the shear direction as described above.
When the vibration damping mass (M) vibrates at the frequency tuned in the vibration direction, it is bent in response to the force applied in the axial direction of the shear direction flexible portion (1). It will be damped.
【００２９】可撓素材(6)がゴム、エラストマ或いはゲ
ル体の場合、変形方向に直角な方向に加えた圧力を変え
ることで変形方向のバネ定数を自在に変えることが出来
る。特に、ゲル体の場合はその作用が顕著であり、また
減衰力の付与も同時に可能である。When the flexible material (6) is a rubber, an elastomer or a gel, the spring constant in the deformation direction can be freely changed by changing the pressure applied in a direction perpendicular to the deformation direction. In particular, in the case of a gel body, the effect is remarkable, and it is possible to provide a damping force at the same time.
【００３０】図５は、バネを使用する場合の具体的例の
拡大図で、剪断方向可撓部(1)に直列にコイルバネで構
成された軸方向可撓部(3)が配設されている。前記コイ
ルバネ巻数調整用ネジ部材(28)のバネ取付部(28a)が螺
着されおり、このバネ取付部(28a)は前記コイルバネに
合わせて外周に螺旋溝(28c)が形成されたものである。
また、前記巻数調整用ネジ部材(28)の後半部にはネジ部
(28b)が螺設されており、ベース(2a)「勿論これに限ら
れず、支柱(12)がベース(2a)に立設されている場合に
は、制振質量体(M)から垂設される。」に立設された固
定プレート(27)の通孔(27b)に挿通され、ナット(27a)に
て固定されるようになっている。この場合、巻数調整用
ネジ部材(28)のコイルバネへの螺入量を増減することで
有効に作用する巻き数を変える事が出来、バネ定数を可
変とする事が出来る。前記は連続的にバネの巻き数を変
更する場合であるが、単純に巻き数が異なるコイルバネ
を取り替える事でバネ定数の変更に対応することも出来
る。FIG. 5 is an enlarged view of a specific example in the case of using a spring. An axial flexible portion (3) composed of a coil spring is arranged in series with a shear flexible portion (1). I have. A spring mounting portion (28a) of the coil spring winding number adjusting screw member (28) is screwed, and the spring mounting portion (28a) has a spiral groove (28c) formed on the outer periphery in accordance with the coil spring. .
Also, a screw portion is provided at the rear half of the screw member (28) for adjusting the number of turns.
(28b) is screwed, and the base (2a) `` Of course, this is not the only option, and if the support (12) is installed upright on the base (2a), it will be suspended from the damping mass (M). Is inserted through the through hole (27b) of the fixing plate (27) which is provided upright, and is fixed by a nut (27a). In this case, by increasing or decreasing the amount of screwing of the number-of-turns adjusting screw member (28) into the coil spring, the number of effective turns can be changed, and the spring constant can be varied. In the above description, the number of turns of the spring is continuously changed. However, it is also possible to cope with a change in the spring constant by simply replacing a coil spring having a different number of turns.
【００３１】また、図示しないが皿ばねのようなものを
使用すれば、積層枚数を変えるだけでバネ定数を変更す
ることが出来るし、押し付け力を変えることで皿バネの
非線形特性を利用してバネ定数を変化させる事も出来
る。Although not shown, if a disc spring or the like is used, the spring constant can be changed only by changing the number of laminations, and by changing the pressing force, the non-linear characteristic of the disc spring is used. The spring constant can also be changed.
【００３２】「請求項７〜１０」は、能動制振体(4)の
種類とその取付方に関し「能動制振体(4)が流体アクチ
ュエータ(4r)又はサーボモータ駆動のネジ・ナット機構
(4n)の場合は、これが制振質量体と(M)制振対象物(2)と
の間に、又は支持体(S)の軸方向可撓部(1)と制振質量体
(M)との間に、或いは支持体(S)の軸方向可撓部(1)と制
振対象物(2)との間に配設されて」おり、「固体アクチ
ュエータ(4s)の場合には、これが支持体(S)の軸方向可
撓部(3)と制振質量体(M)との間に、或いは支持体(S)の
軸方向可撓部(3)と制振対象物(2)との間に配設されて」
おり、「リニア駆動機構(4l)の場合には、制振質量体
(M)と制振対象物(2)との間に配設されて」いる事を特徴
とする。Claims 7 to 10 relate to the type of the active vibration damper (4) and its mounting method, wherein the active vibration damper (4) is a screw / nut mechanism driven by a fluid actuator (4r) or a servomotor.
In the case of (4n), this is between the damping mass body and (M) the vibration damping object (2), or the axial flexible portion (1) of the support (S) and the vibration damping mass body.
(M) or between the flexible part (1) in the axial direction of the support (S) and the object (2) to be damped. '' This is between the axial flexible portion (3) of the support (S) and the damping mass (M), or between the axial flexible portion (3) of the support (S) and the vibration damping object. Arranged between object (2) ''
`` In the case of a linear drive mechanism (4 l),
(M) and the object (2) to be damped. "
【００３３】これにより、各能動制振体(4)は直接或い
は間接的に制振質量体(M)を振動させて入力振動をキャ
ンセルする事になる。能動制振体(4)の種類は、前記だ
けに限定されるものではなく、制振対象物(2)に入力す
る振動を検出して該入力振動をキャンセルするように制
振質量体(M)を作動させる機能を有するものは全て含ま
れる。この能動制振体(4)は、支持体(S)と同様制振質量
体(M)を異なる方向（例えば、制振質量体(M)を６面の支
持面を有する直方体とすれば、２次元の場合その直交
(勿論、直交しない場合もある。)する同一平面内の２面
又は対向面も用いて４面にて支持するようになり、３次
元の場合その直交(勿論、直交しない場合もある。)する
３軸に直交する３面若しくは対向面を含めた５面又は６
面にて支持するようになる。）からを支持するようにな
っている。なお、図示の場合は、能動制振体(4)の取付
方の一部を示しているだけである。Thus, each active vibration damper (4) directly or indirectly vibrates the vibration damping mass (M) to cancel the input vibration. The type of the active vibration damping body (4) is not limited to the above, and the vibration damping mass body (M) is configured to detect vibration input to the vibration damping target (2) and cancel the input vibration. ) Are all included. This active damping body (4) is similar to the supporting body (S) in that the damping mass body (M) has a different direction (for example, if the damping mass body (M) is a rectangular parallelepiped having six support surfaces, In the case of two dimensions, its orthogonality
(Of course, they may not be orthogonal.) The two planes in the same plane or the opposing planes are used to support them on four planes. In the case of three-dimensional, they are orthogonal (of course, they may not be orthogonal). 5 planes or 6 planes including 3 planes orthogonal to 3 axes or opposing planes
Will be supported by the surface. ) To support. In the case shown in the figure, only a part of how to attach the active vibration damper (4) is shown.
【００３４】なお、流体アクチュエータ(4r)としては、
例えば空気バネを使用する場合、油圧を使用する場合が
ある。又、固体アクチュエータ(4s)としては、ピエゾ素
子、超磁歪素子等があげられる。The fluid actuator (4r) includes:
For example, when using an air spring, hydraulic pressure may be used. Examples of the solid actuator (4s) include a piezo element and a giant magnetostrictive element.
【００３５】[0035]
【発明の実施の態様】以下、本発明を図示実施例を順に
詳述する。なお、図１３以降の実施例において、図１２
に示す本発明の２次元同調型受動制振装置(A1)の基本型
と重複する部分は煩雑を避けるために説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. In the embodiments after FIG.
The description of the part overlapping the basic type of the two-dimensional tuning type passive vibration damping device (A1) of the present invention shown in FIG.
【００３６】（実施例１ 図12） 平面正方形（勿論、
平面長方形その他の形状でもよい）で厚手の制振質量体
(M)と、本装置(A1)の一部を構成し、且つ制振対象物(2)
に取り付けられて制振対象物(2)の一部ともなるベース
(2a)の四隅に支持脚(8)が取り付けられており、制振質
量体(M)を水平方向に移動可能に支持している。支持脚
(8)の構造は、例えば図20のようにゴム(6)或いはエラス
トマ(6)又はゲル体(6)と硬質板材(7)とが交互に積層さ
れた積層体(T)などで、圧縮・引張方向の力に対しては
殆ど変形しないが、剪断方向の力に対しては容易に変形
する性質を有するものである。(Example 1 FIG. 12) Planar square (of course,
Flat rectangular shape or other shape)
(M) and a part of the device (A1), and the object to be damped (2)
A base that is attached to and becomes part of the damping object (2)
Support legs (8) are attached to the four corners of (2a), and support the damping mass (M) movably in the horizontal direction. Support leg
The structure of (8) is, for example, a laminated body (T) in which a rubber (6) or an elastomer (6) or a gel body (6) and a hard plate (7) are alternately laminated as shown in FIG. -It has the property of being hardly deformed by a force in a tensile direction, but easily deformed by a force in a shear direction.
【００３７】制振質量体(M)の下面中央には支柱(12a)が
垂設されており、放射状に４方に支持体(S)が配設され
ている。支持体(S)は、支柱(12a)にその一端が取り付け
られ、板バネにて構成された剪断方向可撓部(1)と、剪
断方向可撓部(1)の他端に配設された軸方向可撓部(3)と
で構成されている。ここでは、軸方向可撓部(3)はゲル
体(6)を使用した例が示されている。A column (12a) is suspended from the center of the lower surface of the vibration damping mass (M), and supports (S) are radially arranged on four sides. The support (S) has one end attached to the column (12a), and is provided at the other end of the shear direction flexible portion (1) formed of a leaf spring and the other end of the shear direction flexible portion (1). And an axially flexible portion (3). Here, an example is shown in which a gel body (6) is used for the axial flexible portion (3).
【００３８】ゲル体(6)は一般に使用されている市販材
で、衝撃吸収や防振等の用途に使用される超低硬度（ゴ
ム硬度０〜５０で、防振用途には一般に硬度１７〜５０
のものが使用され、制振用には０〜２５のものが使用さ
れる。）のエラストマで、通常のゴムの２〜３倍の防振
性を有し、３０Ｈｚ以上の振動をよく吸収する。また、
衝撃の９０％の以上も吸収する性能があり、且つ超軟質
であるため５００〜１０００％の高伸び率を有する。そ
して、ゲル体のバネ、減衰特性は、圧縮する事で変化さ
せる（即ち、係数を大きくする）事が出来る。換言すれ
ば、ゲル体(6)に加える圧縮圧力を変える事で圧縮方向
に直交する方向の作用特性（換言すれば、バネ定数、減
衰係数）を変える事が出来るものである。The gel body (6) is a commonly used commercially available material, and has an ultra-low hardness (rubber hardness 0 to 50, generally 17 to 17 for vibration absorption) used for applications such as shock absorption and vibration isolation. 50
And 0 to 25 are used for damping. ), Which has 2-3 times the vibration damping properties of ordinary rubber, and absorbs vibrations of 30 Hz or more well. Also,
It has the ability to absorb more than 90% of impact and has a high elongation of 500 to 1000% because it is super soft. The spring and damping characteristics of the gel body can be changed by compression (that is, the coefficient can be increased). In other words, by changing the compression pressure applied to the gel body (6), the action characteristics (in other words, the spring constant and the damping coefficient) in the direction perpendicular to the compression direction can be changed.
【００３９】この場合、前記ゲル体(6)は、図21に示す
ように板バネ製剪断方向可撓部(1)の端部に両側から接
着によって固定されており、更にその外側から取付プレ
ート(13)が配設されており、ボルトとナットとで構成さ
れる締結具(14)がその周囲に配置されていて締結具(14)
の締め込み量を調整することでゲル体(6)への押圧圧力
を調整している。そして、前記取付プレート(13)はベー
ス(2a)にボルト(15)にて固定されており、その間隔(W)
は、ボルト(15)が挿通されている長孔(16)によって調整
されるようになっている。ここでは、本装置(A1)の設置
後、本装置(A1)が設置される制振対象物(2)の直交する
水平２軸の固有振動数に合わせて各締結具(14)の締め込
み量を調整し、ゲル体(6)を同調させておく。In this case, as shown in FIG. 21, the gel body (6) is fixed to both ends of a leaf spring shearing direction flexible portion (1) by bonding from both sides, and furthermore, a mounting plate from outside thereof. (13) is provided, and a fastener (14) composed of a bolt and a nut is arranged around the fastener (14).
The pressing pressure on the gel body (6) is adjusted by adjusting the amount of tightening. The mounting plate (13) is fixed to the base (2a) with bolts (15), and the interval (W)
Is adjusted by an elongated hole (16) into which a bolt (15) is inserted. Here, after installing this device (A1), tighten each fastener (14) in accordance with the natural frequency of two horizontal axes perpendicular to the vibration damping object (2) on which this device (A1) is installed. Adjust the amount and keep the gel body (6) synchronized.
【００４０】このように構成された本装置(A1)が取り付
けられている例えば家屋のような制振対象物(2)に水平
方向の振動が入力すると、前述のように入力振動の振動
方向に交差する板バネ製剪断方向可撓部(1)と、前記板
バネ製剪断方向可撓部(1)に直交する板バネ製剪断方向
可撓部(1)の端部に取り付けられているゲル体(6)と支持
脚(8)と制振質量体(M)にバネ力と減衰力を作用し、そし
て、その反作用が制振対象物(2)を振動させ、入力振動
をキャンセルして急速に収束させる。When a horizontal vibration is input to a vibration damping object (2), such as a house, to which the apparatus (A1) configured as described above is attached, as described above, the vibration is applied in the vibration direction of the input vibration. A cross attached leaf spring shear direction flexible portion (1) and a gel attached to an end of the leaf spring shear direction flexible portion (1) orthogonal to the leaf spring shear direction flexible portion (1). A spring force and a damping force are applied to the body (6), the supporting legs (8), and the damping mass body (M), and the reaction causes the damping target (2) to vibrate, canceling the input vibration, and Converge quickly.
【００４１】図13は、図12に対して支持体(S)の取付方
が逆の場合で、支柱(12b)がベース(2a)に固定され、取
付プレート(13)が制振質量体(M)に取着されている場合
で、その作用効果は図１０と同じである。FIG. 13 shows a case where the support (S) is mounted in the opposite manner to FIG. 12, in which the support (12b) is fixed to the base (2a), and the mounting plate (13) is M), and the operation and effect are the same as those in FIG.
【００４２】図14は、前記図12、13の場合と変形する部
材が異なる。前記図12、13の場合、Ｘ方向に制振対象物
(2)が揺れると、ゲル体(6)が可撓部材である軸方向可撓
部(3)が撓み、バネ製の剪断方向可撓部(1)には剛性の高
い軸方向に力が加わるため撓まない。これに対して図14
では、Ｘ方向に制振対象物(2)が揺れると、Ｘ方向に直
交(又は或る角度を以て交差)する「バネ(3)」が撓み、
その中央を支持している「積層ゴム又は積層ゲル(6a)」
には圧縮方向の力が加わるが圧縮によって殆ど変形しな
い。この意味から制振質量体(M)の４辺に沿って配設さ
れている「バネ(3)」をＸ軸に対しする軸方向可撓部(3)
とし、中央の積層ゴム又は積層ゲル(6a)を剪断方向可撓
部(1)とする。この点は図15の場合も同じである。さ
て、このように規定した上で図14に付いて説明すると、
制振質量体(M)の４辺に沿ってバネ製軸方向可撓部(3)が
配設され、その中央の配設された積層ゴム又は積層ゲル
(6a)をその構成部材として保有する部分を剪断方向可撓
部(1)とする。前記積層ゴム又は積層ゲル(6a)を使用し
た剪断方向可撓部(1)がベース(2a)に取り付けられてお
り、板バネ製軸方向可撓部(3)の両端を支持する取付プ
レート(17)制振質量体(M)に移動可能にて取り付けられ
ている。FIG. 14 is different from FIGS. 12 and 13 in the members to be deformed. 12 and 13, the object to be damped in the X direction
When (2) shakes, the gel body (6) flexes in the axially flexible portion (3), which is a flexible member, and a force in the axial direction with high rigidity is applied to the spring-shaped flexible portion (1). It does not bend because it is added. In contrast, FIG.
Then, when the vibration damping object (2) shakes in the X direction, the `` spring (3) '' orthogonal to the X direction (or crossing at a certain angle) bends,
"Laminated rubber or gel (6a)" supporting the center
Is applied with a force in the compression direction, but hardly deforms due to compression. In this sense, an axially flexible portion (3) is provided along the four sides of the damping mass (M) with respect to the X-axis of the "spring (3)".
The laminated rubber or laminated gel (6a) at the center is defined as a flexible portion (1) in the shearing direction. This is the same in the case of FIG. Now, referring to FIG. 14 after defining the above,
Axial flexible portions (3) made of springs are provided along the four sides of the vibration damping mass (M), and a laminated rubber or a laminated gel provided in the center thereof is provided.
The portion holding (6a) as a component thereof is referred to as a shear direction flexible portion (1). A shearing direction flexible portion (1) using the laminated rubber or laminated gel (6a) is attached to the base (2a), and a mounting plate supporting both ends of the leaf spring axially flexible portion (3) ( 17) It is movably attached to the damping mass (M).
【００４３】前記取付プレート(17)の基部は、制振質量
体(M)の４周に形成されたスライド溝(18)に沿って移動
可能に取り付けられており、締結具(19)にて任意の位置
に固定できるようになっている。また、その先端側は、
挟持部材(20)にて板バネ製軸方向可撓部(3)の端部を挟
持固定出来るようになっており、取付プレート(17)の挟
持位置を変えることで板バネ製軸方向可撓部(3)のバネ
定数を任意に変える事が出来るようになっている。ま
た、剪断方向可撓部(1)は前述のように積層ゴム又は積
層ゲル(6a)をその構成部材として含み、Ｘ軸に対して剪
断方向に対して柔らかく自由に撓む事が出来るもので、
軸方向可撓部(3)の「板バネ」の面方向の力を伝達しな
いようにする事が出来るので、板バネ製軸方向可撓部
(3)のバネ定数を変えることで２次元の同調が可能とな
る。なお、前記関係は本明細書を通じてＹ軸に対しても
当てはまる事は言うまでもない。The base of the mounting plate (17) is movably mounted along slide grooves (18) formed on four circumferences of the vibration damping mass (M), and is attached by fasteners (19). It can be fixed at any position. Also, the tip side,
The end of the leaf spring axially flexible portion (3) can be clamped and fixed by the clamping member (20), and the leaf spring axial flexibility can be changed by changing the clamping position of the mounting plate (17). The spring constant of the part (3) can be changed arbitrarily. Further, the shearing direction flexible portion (1) includes a laminated rubber or a laminated gel (6a) as a constituent member thereof as described above, and is capable of flexing freely and freely in the shearing direction with respect to the X axis. ,
Since the force in the surface direction of the “leaf spring” of the axial flexible portion (3) can be prevented from being transmitted, the axial flexible portion made of a leaf spring can be used.
By changing the spring constant of (3), two-dimensional tuning is possible. It goes without saying that the above relationship applies to the Y axis throughout this specification.
【００４４】図15は、図14の逆の場合で、積層体(6a)を
使用した剪断方向可撓部(1)が制振質量体(M)に取り付け
られており、ベース(2a)に移動可能にて取付プレート(1
7)が取り付けられている。取付プレート(17)の基部は、
ベース(2a)の４周に形成されたスライド溝(18a)に沿っ
て移動可能に取り付けられており、締結具(19)にて任意
の位置に固定できるようになっている。そして、前記同
様その先端側は、挟持部材(20)にて板バネ製軸方向可撓
部(3)の端部を挟持固定出来るようになっており、取付
プレート(17)の挟持位置を変えることで板バネ製軸方向
可撓部(3)のバネ定数を任意に変える事が出来るように
なっている。FIG. 15 shows a case opposite to that of FIG. 14, in which the shearing direction flexible portion (1) using the laminated body (6a) is attached to the vibration damping mass (M), and is attached to the base (2a). Movable mounting plate (1
7) is installed. The base of the mounting plate (17)
It is movably attached along slide grooves (18a) formed on four circumferences of the base (2a), and can be fixed at any position by fasteners (19). And, as described above, the distal end side is configured so that the end of the leaf spring axially flexible portion (3) can be held and fixed by the holding member (20), and the holding position of the mounting plate (17) is changed. This makes it possible to arbitrarily change the spring constant of the leaf spring axially flexible portion (3).
【００４５】図16は、前記図15とは逆の場合で、固定具
(21)がベース(2a)に固定されており、取付プレート(17)
が制振質量体(M)の４周に形成されたスライド溝(18)に
沿って移動可能に取り付けられ、板バネ製軸方向可撓部
(3)の端部を挟持固定するようになっている。FIG. 16 shows a case opposite to that of FIG.
(21) is fixed to the base (2a) and the mounting plate (17)
Are movably mounted along slide grooves (18) formed on the four circumferences of the vibration damping mass (M), and are made of leaf spring axial flexible portions.
The end of (3) is clamped and fixed.
【００４６】図18は、前記図12にサーボモータ駆動のネ
ジ・ナット機構(4n)を能動制振体(4)として使用した具
体例を示している。サーボモータ駆動のネジ・ナット機
構(4n)は、前記図12で示した構成要件に加えてＸ又はＹ
軸に直交(又は或る角度で交差)する方向に移動するＸ軸
移動台(22X)及びＹ軸移動台(22Y)、前記Ｘ軸移動台(22
X)及びＹ軸移動台(22Y)がスライド自在に配設されてい
るＸ方向レール(23X)及びＹ方向レール(23Y)、Ｘ軸に平
行に配設されているＸ方向ねじ(24X)及びＹ軸に平行に
配設されているＹ方向ねじ(24Y)、Ｘ方向ナット(25X)及
びＹ方向ナット(25Y)、Ｘ方向サーボモータ(26X)及びＹ
方向サーボモータ(26Y)、制振質量体(M)側のＸ方向セン
サ(9X)及びＹ方向センサ(9Y)、制振対象物(2)側のＸ方
向センサ(10X)及びＹ方向センサ(10Y)、並びに制御装置
(11)とで構成されている。そして、前記制御装置(11)は
信号処理装置(11a)、コントローラ(11b)並びにドライバ
(11c)にて構成されている。FIG. 18 shows a specific example in which the screw / nut mechanism (4n) driven by the servo motor in FIG. 12 is used as the active vibration damper (4). The screw / nut mechanism (4n) driven by the servo motor has X or Y in addition to the constituent elements shown in FIG.
The X-axis slide (22X) and the Y-axis slide (22Y) that move in a direction orthogonal to (or intersect at a certain angle with) the axis, the X-axis slide (22
X) and the Y-axis moving base (22Y) are slidably disposed on the X-direction rail (23X) and the Y-direction rail (23Y), the X-direction screw (24X) disposed parallel to the X-axis, and Y direction screw (24Y), X direction nut (25X) and Y direction nut (25Y), X direction servo motor (26X) and Y
Direction servo motor (26Y), X-direction sensor (9X) and Y-direction sensor (9Y) on the damping mass body (M) side, X-direction sensor (10X) and Y-direction sensor (Y) on the damping target (2) side 10Y), and control device
(11). The control device (11) includes a signal processing device (11a), a controller (11b), and a driver.
(11c).
【００４７】Ｘ軸移動台(22X)及びＹ軸移動台(22Y)は、
制振質量体(M)の下面にそれぞれ固定されているＸ方向
レール(23X)及びＹ方向レール(23Y)にそれぞれ移動可能
に装着されている。前記Ｘ方向ナット(25X)及びＹ方向
ナット(25Y)はＸ軸移動台(22X)及びＹ軸移動台(22Y)に
それぞれ取り付けられており、Ｘ方向サーボモータ(26
X)及びＹ方向サーボモータ(26Y)にて回転駆動されるＸ
方向ねじ(24X)及びＹ方向ねじ(24Y)がそれぞれ螺進・螺
退自在に螺入されている。The X-axis carriage (22X) and the Y-axis carriage (22Y)
It is movably mounted on an X-direction rail (23X) and a Y-direction rail (23Y) respectively fixed to the lower surface of the vibration damping mass (M). The X-direction nut (25X) and the Y-direction nut (25Y) are attached to the X-axis slide (22X) and the Y-axis slide (22Y), respectively, and the X-direction servomotor (26
X) and X rotated by the Y-direction servomotor (26Y)
A directional screw (24X) and a Y-directional screw (24Y) are screwed in and out, respectively.
【００４８】そして、制振対象物(2)に水平方向の振動
が入力すると、前述のように互いに直交位置にある板バ
ネ製剪断方向可撓部(1)とゲル体(6)と支持脚(8)と制振
質量体(M)にバネ力と減衰力を作用し、そして、その反
作用が制振対象物(2)を振動させ入力振動をキャンセル
して急速に収束させるようにする。これと同時に制振対
象物(2)に装着されているセンサ(10X)又は／及び(10Y)
が前記入力振動をセンシングし、制御装置(11)にそのデ
ータを瞬時に送り込む。When a horizontal vibration is input to the vibration damping object (2), the shearing direction flexible portions (1) made of a leaf spring, the gel body (6), and the support legs, which are orthogonal to each other, as described above. (8) The spring force and the damping force act on the damping mass body (M), and the reaction causes the vibration damping object (2) to vibrate, cancel the input vibration, and rapidly converge. At the same time, the sensor (10X) and / or (10Y) attached to the vibration damping object (2)
Senses the input vibration and instantaneously sends the data to the control device (11).
【００４９】データが送り込まれた制御装置(11)では、
前記データを処理してサーボモータ(26X)又は／及び(26
Y)を演算結果に従って作動させる。すると、前記作動量
に合わせてＸ軸移動台(22X)又は／及びＹ軸移動台(22Y)
がゲル(6X)(6Y)の可撓範囲内で移動する。即ち、図18
中、振動方向がＸ方向であるとすれば、サーボモータ(2
6X)が作動し、Ｘ方向ねじ(24X)の回転によりＸ軸移動台
(22X)が押圧されて直接制振質量体(M)が振動させられる
事になる。In the control device (11) to which the data has been sent,
The data is processed and the servo motor (26X) or / and (26
Y) is operated according to the calculation result. Then, the X-axis slide (22X) and / or the Y-axis slide (22Y) according to the operation amount.
Move within the flexible range of the gel (6X) (6Y). That is, FIG.
If the vibration direction is the X direction, the servo motor (2
6X) operates, and the X-axis slide (24X) rotates to move the X-axis
(22X) is pressed to directly vibrate the damping mass (M).
【００５０】制振質量体(M)の振動はＸ方向のゲル体(6
X)、Ｙ方向の板バネ状剪断方向可撓部(1Y)並びに支持脚
(8)を撓ませる事になるが、これらのバネ定数の和は、
本制振装置のＸ方向の共振点が制振対象物(2)の最大振
幅を持つＸ方向の振動周波数の共振点に最適に同調する
ように設定されている。勿論、Ｙ方向も同様である。な
お、前記バネ定数の和の調整はゲル(6X)(6Y)によってそ
れぞれ行われる事になる。The vibration of the damping mass body (M) is applied to the gel body (6
X), Y-direction leaf spring-like flexible portion (1Y) and support leg
(8) is deflected, but the sum of these spring constants is
The resonance point in the X direction of the vibration damping device is set to be optimally tuned to the resonance point of the vibration frequency in the X direction having the maximum amplitude of the vibration damping target (2). Of course, the same applies to the Y direction. The adjustment of the sum of the spring constants is performed by the gels (6X) and (6Y).
【００５１】しかし、Ｙ方向には振動は入力していない
のでＹ方向の動きはない。従って、Ｙ方向の板バネ製剪
断方向可撓部(1Y)の支柱(12)の取り付け側が必要量だけ
Ｘ方向に移動出来るように撓む事になる。そして前記制
振質量体(M)がＸ方向に僅かに移動するのであるが、こ
の移動量は制振質量体(M)に装着されたセンサ(9X)によ
ってセンシングされ、制御装置(11)にフィードバックさ
れる。これにより、前記受動制振機能と相俟って能動的
にも急速に振動を収束させるようになる。なお、この点
はＹ方向も同様である。However, since no vibration is input in the Y direction, there is no movement in the Y direction. Therefore, the mounting side of the support column (12) of the shear direction flexible portion (1Y) made of a leaf spring in the Y direction bends so that it can move in the X direction by a required amount. Then, the vibration suppression mass body (M) slightly moves in the X direction, and this movement amount is sensed by a sensor (9X) attached to the vibration suppression mass body (M), and is transmitted to the control device (11). Feedback will be given. Thus, the vibration can be quickly and actively converged in conjunction with the passive vibration damping function. This is the same in the Y direction.
【００５２】図19は、前記図18と異なり、サーボモータ
駆動のネジ・ナット機構(4n)にて制振質量体(M)を間接
的に制御する場合の例であり、前記図18と一致する部分
は説明を省略し異なる部分のみ説明する。この場合ＸＹ
両方向の軸方向可撓部(3X)(3Y)は上下に直交（或いは交
差）させて重ねられたＸＹ方向のスライドプレート(30
X)(30Y)の両端に配設されている。そしてＸＹ方向のサ
ーボモータ駆動のネジ・ナット機構(4nX)(4nY)はＸＹ方
向のスライドプレート(30X)(30Y)にそれぞれ螺進・螺退
自在に螺着されている。また、上側のスライドプレート
(30X)の下面にはＸ方向のスライダ(31X)が装着され、下
側のスライドプレート(30Y)にはＸ方向のレール(32X)が
取り付けられており、下側のスライドプレート(30Y)に
対して上側のスライドプレート(30X)がＸ方向にスライ
ドするようになっている。FIG. 19 is an example in which the vibration damping mass (M) is indirectly controlled by the screw / nut mechanism (4n) driven by the servo motor, which is different from FIG. The description of the parts to be omitted is omitted, and only different parts will be described. In this case, XY
The axial flexible portions (3X) and (3Y) in both directions are vertically (or intersected) vertically and overlapped in the XY direction slide plate (30).
X) (30Y) are arranged at both ends. The screw / nut mechanisms (4nX) and (4nY) driven by the servo motors in the XY directions are screwed to the slide plates (30X) and (30Y) in the XY directions so as to be able to advance and retreat. Also, the upper slide plate
The X-direction slider (31X) is attached to the lower surface of (30X), the X-direction rail (32X) is attached to the lower slide plate (30Y), and the lower slide plate (30Y) is attached to the lower slide plate (30Y). On the other hand, the upper slide plate (30X) slides in the X direction.
【００５３】一方、下側のスライドプレート(30Y)の下
面にはＹ方向のスライダ(31Y)が装着され、ベース(2a)
にはＹ方向のレール(32Y)が取り付けられており、ベー
ス(2a)に対して下側のスライドプレート(30Y)がＹ方向
にスライドするようになっている。On the other hand, a Y-direction slider (31Y) is mounted on the lower surface of the lower slide plate (30Y), and the base (2a)
Is mounted with a rail (32Y) in the Y direction, and the lower slide plate (30Y) slides in the Y direction with respect to the base (2a).
【００５４】この場合も制振対象物(2)に水平方向の振
動が入力すると、前述同様制振対象物(2)のＸＹ方向に
それぞれに最適に同調された本制振装置の受動制振機能
と、サーボモータ(26X)(26Y)による能動制振機能とが相
共働して制振対象物(2)の振動を急速に収束させるよう
にする。ここで、図18では、ボールねじ(24X)(24Y)にか
かる剪断力を逃がすためレール機構を用い、図19では、
スライド可能にするためにレール(23X)(23Y)を用いてい
るが、レール(23X)(23Y)に代わって剪断方向に可撓な棒
状或いは板状の弾性部材或いは積層ゴムまたは積層ゲル
で支持してもよい。In this case as well, when horizontal vibration is input to the vibration damping object (2), the passive vibration damping of the vibration damping device optimally tuned in the X and Y directions of the vibration damping object (2) respectively as described above. The function and the active vibration damping function by the servo motors (26X) and (26Y) cooperate to rapidly converge the vibration of the vibration damping target (2). Here, in FIG. 18, a rail mechanism is used to release the shearing force applied to the ball screws (24X) (24Y).
Rails (23X) and (23Y) are used to enable sliding, but instead of rails (23X) and (23Y), they are supported by elastic rods or plate-like elastic members that are flexible in the shear direction, or laminated rubber or gel. May be.
【００５５】[0055]
【発明の効果】本発明は、以上の通りなので、１つの制
振質量体で、制振対象物の直交或いは交差する２軸或い
は３軸の固有振動数に対して独立して同調させる事が出
来る事になる。Since the present invention is as described above, it is possible to independently tune the natural frequency of two or three axes orthogonal or intersecting the object to be damped with one damping mass body. You can do it.
【図１】本発明の２次元受動制振装置の原理説明平面図FIG. 1 is a plan view illustrating the principle of a two-dimensional passive vibration damping device according to the present invention.
【図２】図１の側面図FIG. 2 is a side view of FIG. 1;
【図３】図１の制振作用の原理説明平面図FIG. 3 is a plan view for explaining the principle of the vibration damping action of FIG. 1;
【図４】図１の軸方向可撓部としてコイルスプリングを
利用した場合の原理説明平面図FIG. 4 is a plan view for explaining the principle when a coil spring is used as the axial flexible portion in FIG. 1;
【図５】図４のコイルスプリング部分の拡大側断面図FIG. 5 is an enlarged side sectional view of a coil spring part of FIG. 4;
【図６】リニヤモータ使用の本発明の２次元能動制振装
置の原理説明平面図FIG. 6 is a plan view illustrating the principle of a two-dimensional active vibration damping device of the present invention using a linear motor.
【図７】図６の側面図FIG. 7 is a side view of FIG. 6;
【図８】空気バネ使用の本発明の２次元能動制振装置の
原理説明平面図FIG. 8 is a plan view for explaining the principle of a two-dimensional active vibration damping device of the present invention using an air spring.
【図９】図８の側面図FIG. 9 is a side view of FIG. 8;
【図１０】固体アクチュエータ使用の本発明の３次元能
動制振装置の原理説明平面図FIG. 10 is a plan view illustrating the principle of a three-dimensional active vibration damping device of the present invention using a solid actuator.
【図１１】図１０の側面図FIG. 11 is a side view of FIG. 10;
【図１２】本発明に係る２次元受動制振装置の第１実施
例の斜視図FIG. 12 is a perspective view of a first embodiment of the two-dimensional passive vibration damping device according to the present invention.
【図１３】本発明に係る２次元受動制振装置の第２実施
例の斜視図FIG. 13 is a perspective view of a second embodiment of the two-dimensional passive vibration damping device according to the present invention.
【図１４】本発明に係る２次元受動制振装置の第３実施
例の斜視図FIG. 14 is a perspective view of a third embodiment of the two-dimensional passive vibration damping device according to the present invention.
【図１５】本発明に係る２次元受動制振装置の第４実施
例の斜視図FIG. 15 is a perspective view of a fourth embodiment of the two-dimensional passive vibration damping device according to the present invention.
【図１６】本発明に係る２次元受動制振装置の第５実施
例の斜視図FIG. 16 is a perspective view of a fifth embodiment of the two-dimensional passive vibration damping device according to the present invention.
【図１７】本発明に係る２次元受動制振装置の第６実施
例の斜視図FIG. 17 is a perspective view of a sixth embodiment of the two-dimensional passive vibration damping device according to the present invention.
【図１８】本発明に係る２次元能動制振装置の第１実施
例の斜視図FIG. 18 is a perspective view of a first embodiment of a two-dimensional active vibration damping device according to the present invention.
【図１９】本発明に係る２次元能動制振装置の第２実施
例の斜視図FIG. 19 is a perspective view of a second embodiment of the two-dimensional active vibration damping device according to the present invention.
【図２０】本発明に使用される積層体の斜視図FIG. 20 is a perspective view of a laminate used in the present invention.
【図２１】本発明に係る軸方向可撓部の１実施例の拡大
斜視図FIG. 21 is an enlarged perspective view of one embodiment of an axial flexible portion according to the present invention.
【図２２】本発明に係る２次元制振装置の制振対象物へ
の設置状態を示す平面図FIG. 22 is a plan view showing a state in which the two-dimensional vibration damping device according to the present invention is installed on an object to be damped.
【図２３】図２２の側面図FIG. 23 is a side view of FIG. 22;
(A) 多次元同調型受動制振装置 (M) 制振質量体 (S) 支持体 (1) 剪断方向可撓部 (2) 制振対象物 (3) 軸方向可撓部 (A) Multi-dimensional tuned passive vibration damper (M) Damping mass (S) Support (1) Flexible part in shear direction (2) Object to be damped (3) Flexible part in axial direction
フロントページの続き (72)発明者 民部 庄平 兵庫県尼崎市南初島町10−133 特許機器 株式会社内 (72)発明者 遠藤 健一 兵庫県尼崎市南初島町10−133 特許機器 株式会社内 Ｆターム(参考） 3J048 AA02 AD03 AD07 BA08 BF01 BF08 CB01 DA01 DA04 EA38Continued on the front page. (72) Inventor Shohei Minami Hatsushima-cho, Amagasaki-shi, Hyogo Prefecture 10-133 Patent Equipment Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Endo 10-133 Minami-Hatsushima-cho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Patent Equipment Co., Ltd. F Term (reference) 3J048 AA02 AD03 AD07 BA08 BF01 BF08 CB01 DA01 DA04 EA38
Claims (10)
振質量体と制振対象物との間に配設され、異なる方向か
ら制振質量体を支持する複数の支持体とで構成されてい
る多次元同調型受動制振装置であって、 支持体が、 支持体の軸方向に加わる力に対しては高い剛性を示し、
且つ剪断方向の力に対しては低い剛性を示す剪断方向可
撓部と、 支持体の軸方向に加わる力に対しては低い剛性を示す軸
方向可撓部とで構成され、 支持体の可撓部が可撓方向の入力振動に対して同調され
ている事を特徴とする多次元同調型受動制振装置。1. A vibration damping mass, a vibration damping object, and a plurality of supports disposed between the vibration damping mass and the vibration damping object and supporting the vibration damping mass from different directions. A multi-dimensional tuned passive vibration damping device, comprising: a support having high rigidity against a force applied in an axial direction of the support;
And a flexible portion in the shearing direction having low rigidity against the force in the shearing direction, and a flexible portion in the axial direction having low rigidity against the force applied in the axial direction of the support. A multi-dimensional tuned passive vibration damping device, characterized in that the bending portion is tuned to the input vibration in the flexible direction.
振質量体と制振対象物との間に配設され、異なる方向か
ら制振質量体を支持する複数の支持体と、異なる方向か
ら制振質量体を支持し、且つ制振対象物に入力する振動
を検出して該入力振動をキャンセルするように制振質量
体を作動させる能動制振体とで構成されている多次元同
調型能動制振装置であって、 支持体が、 支持体の軸方向に加わる力に対しては高い剛性を示し、
且つ剪断方向の力に対しては低い剛性を示す剪断方向可
撓部と、 支持体の軸方向に加わる力に対しては低い剛性を示す軸
方向可撓部とで構成され、 支持体の可撓部が可撓方向の入力振動に対して同調され
ている事を特徴とする多次元同調型能動制振装置。2. A vibration damping mass, a vibration damping object, and a plurality of supports disposed between the vibration damping mass and the vibration damping object and supporting the vibration damping mass from different directions, And an active vibration damper that supports the vibration damping mass from different directions, and operates the vibration damping mass to detect vibration input to the vibration damping target and cancel the input vibration. A dimensionally tuned active vibration damping device, wherein the support has high rigidity against a force applied in the axial direction of the support,
And a flexible portion in the shearing direction having low rigidity against the force in the shearing direction, and a flexible portion in the axial direction having low rigidity against the force applied in the axial direction of the support. A multi-dimensional tuning type active vibration damping device, characterized in that the bending portion is tuned to the input vibration in the flexible direction.
において、少なくともいずれか一方の可撓部の可撓方向
のばね定数が可変になっている事を特徴とする制振装
置。3. The vibration damping device according to claim 1, wherein at least one of the flexible portions has a variable spring constant in a flexible direction.
状の弾性部材又は弾性体と板材の積層体である事を特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置。4. The vibration damping device according to claim 1, wherein the shearing direction flexible portion is a rod-shaped or plate-shaped elastic member or a laminate of an elastic body and a plate material.
方向可撓部に取着され、他の面が制振質量体或いは制振
対象物に取着されたゴム、エラストマ或いはゲル体であ
る事を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制振
装置。5. A rubber, elastomer or gel body having an axially flexible portion, one surface of which is attached to the shearing direction flexible portion and the other surface of which is attached to a vibration damping mass or a vibration damping object. The vibration damping device according to claim 1, wherein the vibration damping device is provided.
に直列に配設されたバネである事を特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の制振装置。6. The spring according to claim 1, wherein the axial flexible portion is a spring arranged in series with the shear flexible portion.
The vibration damping device according to any one of claims 1 to 3.
であり、制振質量体と制振対象物との間に、又は支持体
の軸方向可撓部と制振質量体との間に、或いは支持体の
軸方向可撓部と制振対象物との間に配設されている事を
特徴とする請求項２〜５に記載の能動制振装置。7. The active vibration damper is a fluid actuator, and is provided between a vibration damping mass and an object to be damped, or between an axial flexible portion of a support and a vibration damping mass, or The active vibration damping device according to any one of claims 2 to 5, wherein the vibration damping device is disposed between the axially flexible portion of the body and the object to be damped.
ナット機構であり、制振質量体と制振対象物との間に、
又は支持体の軸方向可撓部と制振質量体との間に、或い
は支持体の軸方向可撓部と制振対象物との間に配設され
ている事を特徴とする請求項２〜５に記載の能動制振装
置。8. An active vibration damping device comprising: a motor driven screw;
Nut mechanism, between the damping mass body and the object to be damped,
3. The vibration control device according to claim 2, wherein the vibration control member is disposed between the axial flexible portion of the support and the damping mass body or between the axial flexible portion of the support and the vibration damping target. 6. The active vibration damping device according to any one of items 1 to 5.
であり、支持体の軸方向可撓部と制振質量体との間に、
或いは支持体の軸方向可撓部と制振対象物との間に配設
されている事を特徴とする請求項２〜５に記載の能動制
振装置。9. The active vibration damping body is a solid actuator, and an active vibration damping body is provided between an axially flexible portion of the support and the vibration damping mass body.
The active vibration damping device according to any one of claims 2 to 5, wherein the vibration damping device is disposed between the axially flexible portion of the support and the object to be damped.
り、制振質量体と制振対象物との間に配設されている事
を特徴とする請求項２〜５に記載の能動制振装置。10. The active vibration damping device according to claim 2, wherein the active vibration damping member is a linear drive mechanism and is disposed between the vibration damping mass body and the vibration damping target. apparatus.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033208A JP2000230603A (en) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | Multi-dimensionally synchronized passive vibration control device and active vibration control device |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000230603A true JP2000230603A (en) | 2000-08-22 |
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| JP11033208A Pending JP2000230603A (en) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | Multi-dimensionally synchronized passive vibration control device and active vibration control device |
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