JP2001317585A

JP2001317585A - 振動制御装置およびその駆動方法

Info

Publication number: JP2001317585A
Application number: JP2000142233A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yasuda; 正志安田
Original assignee: Tokkyokiki Corp
Current assignee: Tokkyokiki Corp
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】低周波域での優れたアクティブ振動遮断性能
を維持しつつ、固有振動数が低く高周波域でのパッシブ
振動遮断性能に優れた小型の振動制御装置を提供する。【解決手段】作用子５、液体室６および駆動板７を具
備した変位拡大のために用いられる液体梃子機構４と、
液体室６の容積を変化させる方向に変位可能なピエゾア
クチュエータ２と、液体梃子機構４およびピエゾアクチ
ュエータ２との間にこれらに対して直列に配置された弾
性部材である防振ゴム３とを備えている。防振ゴム３と
して弾性係数の大きいコンパクトなものを用いることが
できるので、振動制御装置１の小型化を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床などの環境振動
から精密機器を能動的に除振するアクティブ除振装置や
微振動環境のシミュレーションや機器の微振動感度を計
測する微振動加振装置に用いることが可能であってしか
もパッシブな振動遮断性能を有効に利用することが可能
である、固体アクチュエータを具備した振動制御装置お
よびその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、圧電（ピエゾ）素子および磁歪素
子などの固体アクチュエータは、防振、除振といった振
動制御や振動発振などの様々な分野において使用されて
いる。しかしながら、これらの固体アクチュエータは、
それ単独での変位が比較的小さいために所定の目的を達
成できないことが多い。そこで、大径ピストンと小径ピ
ストンの間に液体を満たした変位拡大機構と固体アクチ
ュエータとを組み合わせた振動制御装置を用いることが
提案されている（例えば特開平７−３０１３５４号公報
参照）。このような変位拡大機構と固体アクチュエータ
とを組み合わせた振動制御装置により、大径ピストンと
小径ピストンとの面積比に応じて固体アクチュエータの
変位を拡大して小径ピストン側から出力することが可能
となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような変位拡
大機構および固体アクチュエータを具備した振動制御装
置は、固体アクチュエータを駆動してアクティブ制御を
行った際における低周波域での振動遮断性能（アクティ
ブ振動遮断性能）の点で優れている。しかしながら、ア
クティブ制御は発振の可能性を潜在的に持っているの
で、高周波域での振動制御をアクティブ制御によって行
うのは困難である。そこで、高周波域においては、振動
制御装置自体がもつ固有の振動遮断特性（パッシブ振動
遮断特性）を有効に利用して振動制御を行うことが望ま
しい。ところが、上述したような変位拡大機構および固
体アクチュエータを備えた振動制御装置は、その固有振
動数が比較的高く、高周波域でのパッシブ振動遮断特性
の点で満足のいくものではない。一方で、固体アクチュ
エータを備えた振動制御装置の小型化への要求が益々大
きくなっている。

【０００４】そこで、本発明の主な目的は、比較的小型
であり、低周波域での優れたアクティブ振動遮断性能を
維持しつつ、固有振動数が低く高周波域でのパッシブ振
動遮断性能に優れた振動制御装置を提供することであ
る。

【０００５】

【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の振動制御装置は、第１および第２の可動
部を有し、前記第１の可動部に入力された変位が拡大さ
れて前記第２の可動部から出力されるような変位拡大機
構と、前記第１の可動部に対して前記第２の可動部とは
反対側に配置されており、供給された電気信号に基づい
て前記変位拡大機構の前記第１の可動部を移動させる方
向に変位可能な固体アクチュエータと、前記第２の可動
部と前記固体アクチュエータとの間に両者に対して直列
に配置された内側弾性部材とを備えている。

【０００６】請求項１の振動制御装置では、第１の可動
部に入力された変位を拡大して第２の可動部から出力す
る変位拡大機構の第１の可動部側に固体アクチュエータ
が配置されている。このような変位拡大機構を用いるこ
とによって、固体アクチュエータの変位を拡大すること
ができる。そのため、例えば制振や除振を行う場合に低
周波域において優れたアクティブ振動遮断性能が得られ
る。

【０００７】従来の圧電素子などの固体アクチュエータ
を用いたアクティブ除振装置は、固体アクチュエータの
ストロークを稼ぐために固体素子を多段に積み重ねたア
クチュエータを用いてきた。例えば、ピエゾ素子を用い
た固体アクチュエータでは、ｄ３３形のピエゾ素子を１
０ｃｍほど積み重ねることで７０μｍほどの変形量を得
ることができる。これに対して、本発明では、変位拡大
率１０倍の変位拡大機構を用いれば、長さ２０ｍｍほど
の積層ピエゾを用いて１５０μｍほどの変形量を容易に
得ることができるのである。このことによるコストメリ
ットは大変に大きく、アクティブ振動制御装置の普及に
大きく寄与することができる。

【０００８】そして、変位拡大機構を採用することによ
って、大きな変位が容易に得られるために、空気アクチ
ュエータでなければ実用できなかった位置制御、姿勢制
御にも振動制御装置を適用することができる。また、変
位拡大機構をもたない振動制御装置では、制御対象部材
が比較的柔らかいものである場合（特に、アクチュエー
タおよび制御対象部材を支持している支持系の剛性が十
分でない場合）に変位が制御対象部材の変形に吸収され
てしまい、制御対象部材に対する適切な制御を行うこと
ができなかった。しかし、上述した１５０μｍほどの変
位量はこのような場合にも適切な制御を行うことができ
る十分な大きさである。そのため、固体アクチュエータ
を用いた振動制御装置の用途を大幅に広げることができ
る。

【０００９】また、請求項１によると、変位拡大機構お
よび固体アクチュエータに加えて内側弾性部材が直列に
配置されているために、この振動制御装置の固有振動数
が従来よりも低下したものとなり、高周波域において優
れたパッシブ振動遮断性能が得られる。例えば、内側弾
性部材を具備していない振動制御装置の固有振動数が１
０〜２０Ｈｚ程度であるとすると、これに内側弾性部材
を付加した振動制御装置の固有振動数を１〜１０Ｈｚ程
度に低下させることができる。

【００１０】つまり、請求項１の振動制御装置では、内
側弾性部材の変位（ストローク）の大小に拘わらず、柔
らかい（すなわち、固有振動数が小さい）支持系を作る
ことができるという、パッシブ除振系にとって好適な特
性を得ることができる。内側弾性部材を固体アクチュエ
ータおよび変位拡大機構と直列に配置することは内側弾
性部材の変形によるロスが発生することから今まで採用
されなかったと思われるが、振動絶縁系を考えるときに
は上述のメリットがそのデメリットを越えるものであ
る。このことによって、固体アクチュエータが有する小
容積という特徴を十分に生かした振動制御系を作ること
ができる。例えば変位拡大機構による変位拡大率を１０
倍、内側弾性部材の弾性定数をＫとすると、第２の可動
部の支持弾性定数は０．１Ｋとなり、内側弾性部材の１
／１０の弾性定数が簡単に得られる。このとき、固体ア
クチュエータの制御力は１／１０に減じて取り出される
ことになるが、微振動では制御力は小さくても通常問題
はほとんどない。

【００１１】また、固体アクチュエータを用いることの
利点に高周波域まで作動することがあげられるが、この
特性は請求項１の振動制御装置のように内側弾性部材が
直列に配置されているものでも十分に生かすことができ
る。なぜなら、固体アクチュエータは加えた電気信号
（電流）に比例して変位するので、十分に高周波までエ
ネルギーを供給できるアンプを用いれば、振幅一定の出
力を得ることができるからである。この振幅をｘとする
と、上述のように変位拡大機構の変位拡大率を１０倍、
内側弾性部材の弾性定数をＫとした場合に第２の可動部
から取り出される作用力は０．１Ｋｘとなり、これは一
定の制御力を高い周波数まで出力できるということを意
味している。

【００１２】また、請求項１では、内側弾性部材が第２
の可動部と固体アクチュエータとの間に両者に対して直
列に配置されているので、内側弾性部材が第２の可動部
に対して第１の可動部とは反対側に配置されている場合
に比べて弾性係数が大きく変位が小さい（言い換える
と、硬い）内側弾性部材を用いることが可能である。そ
のため、内側弾性部材の体積を縮小することができるこ
とになり、振動制御装置の小型化を図ることが可能とな
る。

【００１３】本発明において、内側弾性部材としては、
ゴムやばねなど公知のものをいずれも用いることができ
る。具体的には、ドリフトや温度変化による特性変化の
少ないもの（例えば、複数の小さなコイルスプリングが
並列に配置されたばねユニットや、このユニットがゲル
でモールドされたもの、或いは、皿ばねなど）を用いる
ことが好ましい。

【００１４】また、請求項２の振動制御装置は、前記変
位拡大機構が、内部に液体が封入された液体室を有する
液体変位拡大機構であって、前記第１の可動部が前記液
体室内の液体と接触しており、前記第２の可動部が前記
第１の可動部よりも小さい接触面積で前記液体室内の液
体と接触していることを特徴とするものである。

【００１５】請求項２の振動制御装置において、液体変
位拡大機構は、内部に液体が封入された液体室、第１の
可動部、および、前記第１の可動部よりも液体との接触
面積が小さい第２の可動部を有し、第１の可動部側に固
体アクチュエータが配置されたものとなっている（以
下、このような構造を有する機構を本明細書において、
「液体梃子機構」ということがある）。

【００１６】液体梃子機構においては力伝達が液体で行
われることから、力を作用させる場所や方向を高い自由
度で変更できるというメリットがある。このことを用い
れば、固体アクチュエータをメンテナンスしやすい場所
に配置し、第２の可動部を制御対象部材の近くに配置し
た振動制御装置を構成することができるという従来の装
置では実現できない効果が得られる。

【００１７】さらに、液体梃子機構は、例えばレバーを
用いるなどした機械的な変位拡大機構と比べた場合に、
非剛体内部自由度による高次振動モードをほとんど持た
ないという利点がある。

【００１８】液体室内部の液体としてはシリコンオイル
などの不揮発性で安定なものを用いることが好ましい
が、これに限定されるものではない。液体自身は振動に
対する減衰性を持っている必要はなく、むしろ粘度が小
さく流動性がよい方が制御の立ち上がりに優れている。

【００１９】請求項３の振動制御装置は、前記流体室内
の圧力を調整するための機構をさらに備えている。例え
ば、液体室内に外部からピストンを挿入して第２の可動
部の位置を変更するという手段は簡便である。従来の固
体アクチュエータを備えた振動制御装置では、固体アク
チュエータの少ないストロークを少しでも有効に使うた
めに、固体アクチュエータの位置調整を厳密に行う必要
があり、しかもその調整はジャッキを用いるなど難度が
高いものであった。本発明では、液体室内の圧力を変更
することで簡易に固体アクチュエータに与えられる予圧
レベルの調整を行うことができる。

【００２０】請求項４の振動制御装置では、前記第１の
可動部の周縁が、前記内側弾性部材によってシールされ
ている。液体梃子にとって液体の漏れがないように液体
室の第１および第２の可動部を確実にシールすることは
重要であり、第１の可動部の周縁を内側弾性部材によっ
てシールすることで、液体の漏れを高い確率で防止する
とともに、内側弾性部材とは別の部材でシールを行う場
合に比べて部品点数および製造工程数が削減され、製造
コストを低下させることができる。

【００２１】請求項５の振動制御装置では、前記内側弾
性部材が液体室の内部に配置されている。これにより、
液体室の外部に別に内側弾性部材を配置する必要がなく
なって、振動制御装置のより一層コンパクトにすること
ができる。

【００２２】請求項６の振動制御装置は、前記内側弾性
部材が、前記第１の可動部と前記固体アクチュエータと
の間に配置されたものである。請求項６によると、内側
弾性部材が第１の可動部と固体アクチュエータとの間に
配置されるので、例えば第１の可動部と第２の可動部の
間の液体室内に内側弾性部材が配置される場合に比べ
て、内側弾性部材のメンテナンスが容易となる。

【００２３】請求項７の振動制御装置は、前記内側弾性
部材の変形方向の両端に剛性部材が配置されたものであ
る。請求項７の振動制御装置では、内側弾性部材の変形
方向の両端に剛性部材が配置されているために、局所的
に配置された固体アクチュエータの変位を効率的に変位
拡大機構に与えることができる。

【００２４】請求項８の振動制御装置は、前記変位拡大
機構、前記固体アクチュエータおよび前記内側弾性部材
が、１つのケース内に組み入れられたものである。これ
により、振動制御装置をより小型化することが可能であ
る。

【００２５】請求項９の振動制御装置は、前記固体アク
チュエータに加えられる負荷を制御することが可能に構
成されている。そして、請求項１０の振動制御装置は、
前記固体アクチュエータと並列に配置された内側並列弾
性部材をさらに備えているものである。

【００２６】請求項９、１０によると、固体アクチュエ
ータに負荷される荷重を制御して固体アクチュエータを
最適動作させることができるようになる。つまり、支持
荷重を全て固体アクチュエータに分担させると、固体ア
クチュエータをその作動の最適点で作動させることがで
きない。そこで、請求項９のようにそれぞれの固体アク
チュエータをその最適点で使うためには荷重の調整を行
うことが好ましく、請求項１０ではそれを実現するため
に固体アクチュエータと並列に内側並列弾性部材が配置
されている。

【００２７】請求項１１の振動制御装置は、前記固体ア
クチュエータを被覆する被覆部材をさらに備えている。
このような構造は、固体アクチュエータを弾性部材など
でモールドすることによって実現することができる。ま
た、固体アクチュエータを内側並列弾性部材でモールド
することによって、固体アクチュエータを外部湿度の影
響から遮断することもでき、固体アクチュエータの長寿
命化を図ることができる。

【００２８】また、請求項１２の振動制御装置は、内部
に液体が封入されているとともに弾性的に体積可変であ
る多数の小粒が分散された液体室、前記液体室内の液体
と接触している第１の可動部、および、前記第１の可動
部よりも小さい接触面積で前記液体室内の液体と接触し
ている第２の可動部を有する変位拡大機構と、前記第１
の可動部に対して前記第２の可動部とは反対側に配置さ
れており、供給された電気信号に基づいて前記変位拡大
機構の前記第１の可動部を移動させる方向に変位可能な
固体アクチュエータとを備えている。

【００２９】請求項１２によると、請求項１、２と同様
に、液体梃子機構によって固体アクチュエータの変位を
拡大することができ、低周波域において優れたアクティ
ブ振動遮断性能が得られるとともに、固有振動数が従来
よりも低下したものとなって高周波域で優れたパッシブ
振動遮断性能が得られる。また、内側弾性部材の代わり
に液体室内に弾性的に体積可変である多数の小粒が分散
されており、これが請求項１の弾性部材と同様の機能を
果たすので、液体室の外に別の弾性部材を配置する必要
がなく、振動制御装置をさらに小型化することが可能と
なる。

【００３０】また、請求項１４の振動制御装置は、内部
に気体が封入されており弾性的に容積可変である気体
室、前記気体室内の気体と接触している第１の可動部、
および、前記第１の可動部よりも小さい接触面積で前記
気体室内の気体と接触している第２の可動部を有する変
位拡大機構と、前記第１の可動部に対して前記第２の可
動部とは反対側に配置されており、供給された電気信号
に基づいて前記変位拡大機構の前記第１の可動部を移動
させる方向に変位可能な固体アクチュエータとを備えて
いる。

【００３１】請求項１４によると、請求項１と同様の原
理にしたがって、気体梃子機構によって固体アクチュエ
ータの変位を拡大することができ、低周波域において優
れたアクティブ振動遮断性能が得られるとともに、固有
振動数が従来よりも低下したものとなって高周波域で優
れたパッシブ振動遮断性能が得られる。また、内側弾性
部材の代わりに弾性的に容積可変である気体室を用いて
おり、これが請求項１の弾性部材と同様の機能を果たす
ので、気体室の外に別の弾性部材を配置する必要がな
く、振動制御装置をさらに小型化することが可能とな
る。

【００３２】請求項１６の振動制御装置は、前記第１の
可動部および前記第２の可動部の周縁が、弾性シール部
材によってそれぞれシールされたものである。液体梃子
機構や気体梃子機構にとって液体、気体の漏れがないよ
うに液体室または気体室の第１、第２の可動部を確実に
シールすることは重要である。本発明の振動制御装置は
主として微振動制御に用いられるため、請求項１６のよ
うに弾性シール部材を採用することで、液体または気体
の漏れを高い確率で防止している。

【００３３】請求項１７の振動制御装置は、前記第２の
可動部に対して前記第１の可動部とは反対側に配置され
た緩衝弾性部材をさらに備えている。これにより、第２
の可動部の移動方向と交差する方向の剪断力が外部から
加えられた場合に、緩衝弾性部材が剪断力の緩衝部材
（言い換えると、剪断力を逃がすための部材）として機
能するために第２の可動部の破損を防止することができ
る。

【００３４】請求項１８の振動制御装置は、前記緩衝弾
性部材が、前記第２の可動部と直列および並列に配置さ
れたものである。請求項１８の振動制御装置では、緩衝
弾性部材が前記第２の可動部と並列にも配置されている
ことにより、第２の可動部に負荷される力を調整するこ
とが可能となって、固体アクチュエータに負荷される力
の制御も可能である。つまり、第２の可動部の負担を減
らして第２の可動部には制御力だけを分担させることが
できる。このような並列配置される緩衝弾性部材は、第
２の可動部の変位方向だけに弾性変形して弾性力を生じ
る。また、並列配置される緩衝弾性部材での振動減衰が
少なくなるほど、制御効率が高められる。

【００３５】請求項１９の振動制御装置は、前記緩衝弾
性部材が、鋼板および樹脂板の少なくともいずれか一方
とエラストマとが交互に積層された部分を有するもので
ある。請求項１９の振動制御装置のように、弾性部材
が、鋼板および樹脂板の少なくともいずれか一方とエラ
ストマとを交互に積層したもの（以下、「非干渉化弾性
部材」という）は、剪断力の緩衝部材として良好に機能
する。

【００３６】請求項２０の振動制御装置は、複数の前記
固体アクチュエータが並列に配置されたものである。こ
れにより、大きな作用力を生成することができる。

【００３７】請求項２１の振動制御装置は、１つの前記
変位拡大機構に対し複数の前記第２の可動部が並列に設
けられたものである。これにより、一つの変位拡大機構
で複数の第２の可動部を同時に作動させることができ、
例えば作用力を及ぼすべき物体を安定して駆動すること
ができたり、２つの異なる物体に同時に作用力を与える
ことができるという効果をもたらす。

【００３８】請求項２２の振動制御装置は、それぞれ複
数設けられた前記第１の可動部および前記固体アクチュ
エータが、前記変位拡大機構の両端に対向するように配
置されたものである。請求項２２によると、外部に逃げ
る作用力が減少するので作用力を高い割合で第２の可動
部に与えることが可能になる。これは、特に請求項１２
のような弾性的に体積可変である多数の小粒が分散され
た液体室を有する変位拡大機構や、請求項１４のような
弾性的に容積可変である気体室を有する変位拡大機構に
対して有効である。また、狭い平面積内に比較的多くの
ピエゾアクチュエータを配置して大きな作用力を得るこ
とが可能となる。

【００３９】請求項２３の振動制御装置は、前記第２の
可動部に対して前記第１の可動部とは反対側に配置され
た制御対象部材までの距離を測定するためのセンサをさ
らに備えてたものである。これにより、固体アクチュエ
ータを用いて制御対象部材の位置および配向（すなわ
ち、姿勢）の制御を的確に行うことができるようにな
る。

【００４０】請求項２４の振動制御装置は、前記固体ア
クチュエータがピエゾ素子を含むものであり、請求項２
５の振動制御装置は、前記固体アクチュエータが超磁歪
素子を含むものである。特に超磁歪素子を含む固体アク
チュエータは変位が大きく壊れにくいという点で有利で
ある。

【００４１】また、上述の振動制御装置を請求項２６〜
２８のように駆動することにより、制御対象部材の振動
発生および振動抑制のための装置として適切に動作させ
ることができる。また、請求項２９の駆動方法のように
複数の前記固体アクチュエータのうち破損したものへの
通電を遮断することで、省電力駆動を実現することがで
きる。この際、固体アクチュエータの制御回路内にヒュ
ーズ機構が組み込まれており、適当なヒューズを切断す
ることで、破損した固体アクチュエータへの通電が遮断
されるようになっていてもよい。

【００４２】次に、本発明の振動制御装置の具体的な用
途について説明する。昨今の精密機器は設置環境の微振
動の影響を受けてその精度が低下したり、生産能力が低
下したりするため、その対処として圧電素子などの固体
アクチュエータを有するアクティブ除振装置が用いられ
ている。アクティブ除振装置は床振動を能動的に制御し
て振動を抑制するとともに機器自体が発生する振動に対
しても抑制能力を有している。アクティブ除振装置の制
御は一般に３次元６自由度で行われており、直交方向に
配向された複数の固体アクチュエータが使用される。こ
のような目的で開発されたアクティブ除振装置のアクチ
ュエータとしては、空気圧素子、リニアモータ、ピエゾ
素子、超磁歪素子が実用化されている。本発明はこれら
アクティブ除振装置の高性能化を図ることを可能とした
ものである。

【００４３】また、微振動のシミュレーションを可能と
する微振動加振台が開発されているが、このような微振
動加振台も、除振と加振の双方を広い周波数範囲で可能
とする本発明の振動制御装置の有望な適用対象である。
さらに質量体を振動させてその反力で制振するというア
クティブ制振装置が実用されているが、本発明の振動制
御装置は、この領域にも有効な装置となり得る。

【００４４】

【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。

【００４５】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
る振動制御装置の断面図である。図１に示すように、本
実施の形態の振動制御装置１は、ピエゾ（圧電）素子を
含むピエゾアクチュエータ２と、弾性部材である防振ゴ
ム３と、変位拡大機構である液体梃子機構４とが、シリ
ンダケース８内に直列に配置されたものである。液体梃
子機構４は、内部に液体が封入された液体室６と、液体
室６内の液体と接触するように且つ液体室６と防振ゴム
３との間に配置された駆動板７と、液体室６内の液体と
接触するように且つ液体室６に対して駆動板７とは反対
側に配置された作用子５とを有している。また、液体室
６内の液体との接触面積は、駆動板７よりも作用子５の
方が小さくなっている。作用子５の液体室６とは反対側
の端部は、シリンダケース８に設けられた孔を通ってそ
の外部に露出している。このようにピエゾアクチュエー
タ２を含めすべての部材がシリンダケース８内に収納さ
れているために、本実施の形態の振動制御装置１は小型
であり、省スペースに寄与することが可能なものとなっ
ている。

【００４６】ピエゾアクチュエータ２は、図示しないド
ライバから供給された電気信号に基づいて微小振動す
る。その振動の方向は、ピエゾアクチュエータ２と防振
ゴム３と液体梃子機構４とが直列配置された方向と平行
となっている。また、この直列配置方向における防振ゴ
ム３の両端には、例えば金属や樹脂などからなる肉薄の
剛性板９ａ、９ｂがそれぞれ配置されている。このよう
に防振ゴム３の両側に剛性板９ａ、９ｂを配置しておく
ことで、局所的に配置されたピエゾアクチュエータ２の
変位を液体室６内の液体に対して効率的に与えるように
している。

【００４７】また、作用子５および駆動板７の側面とシ
リンダケース８との間には、その間隙を埋めて液体室６
内の液体が漏れないようにするための弾性シール部材１
０ａ、１０ｂがそれぞれ配置されている。本実施の形態
では、駆動板７の周縁にある弾性シール部材１０ａの液
体室内の液体との接触面積が駆動板７の液体室内の液体
との接触面積の１％未満となっている。そのため、作用
子５および駆動板７の変位時に液体室６の内圧によって
弾性シール部材１０ａが変形したとしても液体室の容積
変化量が少なく、作用子５への力の伝達効率を高く維持
することができる。なお、弾性シール部材１０ａは、剪
断力が加えられた際に作用子５を保護するという役割を
も有している。

【００４８】駆動板７に対して液体室６とは反対側であ
ってピエゾアクチュエータ２、防振ゴム３および剛性板
９ａ、９ｂが配置されていない空間には空気が充填され
ており、その空気圧は図示しないバルブやコンプレッサ
などの装置（図１１参照）によって調整可能となってい
る。つまり、この空間は空気圧調整が可能で、ピエゾア
クチュエータ２と並列に配置された空気ばねとして機能
する。従って、当該空間の空気圧を調節することで、ピ
エゾアクチュエータ２に負荷される荷重を制御してピエ
ゾアクチュエータ２を最適動作させることができるよう
になる。

【００４９】このように構成された本実施の形態の振動
制御装置１の動作について説明する。振動制御装置１で
は、ピエゾアクチュエータ２を駆動することによって振
動が生じると、その振動が防振ゴム３を介して駆動板７
に与えられる。駆動板７はピエゾアクチュエータ２の変
位量とほぼ同じだけ変位するが、作用子５の液体との接
触面積が駆動板７のそれよりも小さいために、両者の比
の分だけ作用子５の変位が拡大される。つまり、作用子
５と駆動板７の液体接触面積比が１：１０であれば、作
用子５と駆動板７の変位量比は１０：１となる。このよ
うに、本実施の形態によると、液体梃子機構４が設けら
れているために、ピエゾアクチュエータ２の変位を大き
く拡大して取り出すことが可能である。そのためピエゾ
アクチュエータの積層数を従来よりも減少させることが
できて、製造コストを大幅に低下させることができる。

【００５０】しかも、本実施の形態の振動制御装置１に
おいては、液体梃子機構４、ピエゾアクチュエータ２お
よび防振ゴム３が直列に配置されているために、防振ゴ
ム３が直列に配置されていないものと比較して振動制御
装置１の固有振動数が従来よりも小さくなっている。そ
のため、高周波域で優れたパッシブ振動遮断性能が得ら
れる。

【００５１】この点について図２を参照して説明する。
図２は、本実施の形態の振動制御装置１、および、直列
配置の防振ゴム３を持たないという点以外はこれと同様
に構成された別の振動制御装置の固有振動特性およびそ
れぞれの振動制御装置でアクティブ制御を行った際の振
動遮断特性を示したグラフである。図２において、曲線
２１は振動制御装置１の固有振動特性を表しており、曲
線２２は防振ゴム３を持たない振動制御装置の固有振動
特性を表している。また、曲線２３は振動制御装置１で
アクティブ制御を行った際の振動遮断特性を表してお
り、曲線２４は防振ゴム３を持たない振動制御装置でア
クティブ制御を行った際の振動遮断特性を表している。

【００５２】図２から明らかなように、曲線２１は曲線
２２が全体的に低周波側にシフトしたものとなってい
る。また、曲線２３および曲線２４について見ると、低
周波域ではそれぞれが有するアクティブ振動遮断性能に
よって振動の伝達率が低下している一方で、曲線２１お
よび曲線２２にそれぞれ漸近する高周波域ではそれぞれ
が有するパッシブ振動遮断性能によって振動の伝達率が
低下している。

【００５３】周波数が同じときの伝達率を比較すると明
らかなように、本実施の形態の振動制御装置１は、直列
配置された防振ゴム３を持たない振動制御装置と比較し
て、高周波になるほど伝達率の低下が大きくパッシブ振
動遮断性能が優れているといえる。従って、本実施の形
態の振動制御装置１によると、小容積で高速応答可能で
あるというピエゾアクチュエータ２が有する利益を保持
しつつ、低周波域では変位の大きな優れたアクティブ振
動遮断性能を発揮することができ、しかも高周波域では
優れたパッシブ振動遮断性能を発揮することができると
いういままでの振動制御装置によっては実現できなかっ
た振動制御系が比較的低コストで構成される。

【００５４】また、本実施の形態の振動制御装置１にお
いては、防振ゴム３が液体梃子機構４とピエゾアクチュ
エータ２との間に両者に対して直列に配置されているの
で、防振ゴム３が作用子５に対して駆動板７とは反対側
に配置されている場合と比較して、防振ゴム３として弾
性係数が大きく変位が小さいものを用いることが可能で
ある。これにより、比較的体積の小さい防振ゴム３を用
いることができて、振動制御装置１の一層の小型化を実
現することができる。

【００５５】さらに、変位拡大機構として液体梃子機構
を用いた本実施の形態の振動制御装置１は、例えば後述
する第２の実施の形態のようにレバーを用いるなどした
機械的な変位拡大機構を用いたものと比較して、構成が
比較的簡単であり且つ非剛性内部自由度における高次振
動モードをほとんど持たないという点からも好ましい。

【００５６】次に、本発明の第２の実施の形態について
図３を参照して説明する。なお、本実施の形態において
第１の実施の形態と同等の部材については同じ符号を用
いその説明を省略する。本実施の形態の振動制御装置３
１においては、第１の実施の形態において用いられてい
た液体梃子機構４に代わって、機械式梃子機構３７が配
置されている。

【００５７】機械式梃子機構３７は、防振ゴム３側に配
置された駆動板３２と、後述するように駆動板３２の変
位を拡大するレバー３４と、レバー３４に対して駆動板
３２とは反対側に配置された作用子３６とを有してい
る。作用子３６のレバー３４とは反対側の端部は、シリ
ンダケース８に設けられた孔を通ってその外部に露出し
ている。レバー３４は、その一端３４ａにおいてシリン
ダケース８と回動可能に接続されているとともに、他端
３４ｂにおいて作用子３６と回動可能に接続されてい
る。また、レバー３４は、駆動板３２上に設けられた支
持部３２ａと比較的狭い面積で接触することで駆動板３
２に支持されている。

【００５８】このように構成された本実施の形態の振動
制御装置３１では、ピエゾアクチュエータ２を駆動する
ことによって振動が生じると、その振動が防振ゴム３を
介して駆動板３２に与えられる。駆動板３２が上下に変
位すると、支持部３２ａから力が与えられたレバー３４
は端部３４ａを中心として回動し、作用子３６は上下に
変位する。このとき、（作用子３６の変位の大きさ：駆
動板３２の変位の大きさ）は、（レバー３４の両端部３
４ａ、３４ｂ間の距離：レバー３４の端部３４ａ−支持
部３２ａ間の距離）となり、駆動板３２の変位は拡大さ
れて作用子３６から取り出される。

【００５９】このように、本実施の形態によると、機械
的梃子機構３７が設けられているために、ピエゾアクチ
ュエータ２の変位を大きく拡大して取り出すことが可能
である。そのためピエゾアクチュエータの積層数を従来
よりも減少させることができて、製造コストを大幅に低
下させることができる。しかも、本実施の形態の振動制
御装置３１においては、機械式梃子機構３、ピエゾアク
チュエータ２および防振ゴム３が直列に配置されている
ために、防振ゴム３が直列に配置されていないものと比
較して振動制御装置３１の固有振動数が従来よりも小さ
くなっている。そのため、高周波域で優れたパッシブ振
動遮断性能が得られる。さらに、防振ゴム３の小型化に
より振動制御装置３１をコンパクトに構成することが可
能である。なお、これらの効果は、後述する実施の形態
においても同様に得ることが可能である。

【００６０】次に、本発明の第３の実施の形態について
図４を参照して説明する。なお、本実施の形態において
第１および第２の実施の形態と同等の部材については同
じ符号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動
制御装置４１においては、第１の実施の形態において液
体梃子機構４とピエゾアクチュエータ２との間に配置さ
れていた防振ゴム３に加えて、作用子５の液体室６とは
反対側の先端部５ａに積層弾性体４６が配置されてい
る。積層弾性体４６は、鋼板（若しくは樹脂板またはこ
れらの両方）と防振ゴムなどのエラストマとを交互に積
層した非干渉化弾性部材である。積層弾性体４６の両端
には、剛性板４９ａ、４９ｂがそれぞれ配置されてい
る。

【００６１】このように、本実施の形態では、作用子５
の液体室６とは反対側の先端部５ａにピエゾアクチュエ
ータ２および液体梃子機構４と直列配置された積層弾性
体４６が配置されていることにより、作用子５の変位方
向（つまり直列配置方向）と交差する方向の剪断力が外
部から加えられた場合に、積層弾性体４６が剪断力の緩
衝部材として作用子５に大きな剪断力がかからないよう
に機能する。従って、作用子５の破損を効果的に防止す
ることができる。なお、積層弾性体４６は積層されてい
ない通常の弾性体であってもよいが、本実施の形態のよ
うに積層された非干渉化弾性部材は剪断力の緩衝部材と
して良好に機能する。

【００６２】また、本実施の形態の振動制御装置４１
は、液体室６内の圧力を調整するための液体室圧力制御
機構４２をさらに具備している。液体室圧力制御機構４
２は、液体室６内への侵入が可能なピストン部４４と、
例えばねじの回動による前後移動に応じてピストン部４
４の液体室６内への侵入深さを任意の深さに調節するた
めのピストン位置調節部４３とを有している。ピストン
部４４の周縁は、弾性シール部材１０ｃによってシール
されており、液体室６内の液体が外部に漏れないように
なっている。

【００６３】本実施の形態では、ピストン位置調整部４
３でピストン部４４の液体室６内への侵入深さを調節す
ることで、液体室６内の圧力を制御することができる。
従って、ピエゾアクチュエータ２に与えられる予圧レベ
ルの調整を簡易に行うことができる。

【００６４】次に、本発明の第４の実施の形態について
図５を参照して説明する。なお、本実施の形態において
第１〜第３の実施の形態と同等の部材については同じ符
号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動制御
装置５１は、液体室６の外側に作用子５と直列および並
列に防振ゴム５３を配置したものである。防振ゴム５３
の両端には、剛性板５９ａ、５９ｂがそれぞれ配置され
ている。

【００６５】防振ゴム５３のうち作用子５との並列部分
５３ａは外部から加えられる力を作用子５と分担して作
用子５に加えられる外力負担を減らす役割を有してい
る。そのため、より精度の高い振動制御が行えるように
なり、防振ゴム５３での振動減衰が少なくなるほど制御
効率が高められる。また、防振ゴム５３のうち作用子５
との直列部分５３ｂは、上述した第２および第３の実施
の形態における積層弾性体３２と同様に、作用子５に加
えられる剪断力の緩衝部材として機能する。なお、並列
部分５３ａと直列部分５３ｂとは、別体として設けられ
ていてもよい。

【００６６】次に、本発明の第５の実施の形態について
図６を参照して説明する。なお、本実施の形態において
第１〜第４の実施の形態と同等の部材については同じ符
号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動制御
装置６１は、第４の実施の形態の振動制御装置５１にお
いて、防振ゴム５３を作用子５に対する直列部分の積層
弾性体４６と並列部分の防振ゴム６３とに置き換えたも
のである。そして、これらの両端部および境界部には、
剛性板６９ａ、６９ｂ、６９ｃがそれぞれ配置されてい
る。本実施の形態では、直列部分が非干渉化弾性体であ
る積層弾性体４６に置き換えられているために、外部か
ら加えられた剪断力をより効果的に逃がして作用子５を
好適に保護することができる。

【００６７】次に、本発明の第６の実施の形態について
図７を参照して説明する。なお、本実施の形態において
第１〜第５の実施の形態と同等の部材については同じ符
号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動制御
装置７１は、第１の実施の形態の振動制御装置１におい
て、１つのピエゾアクチュエータ２を互いに離隔して並
列配置された３つのピエゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、
２ｃに置き換えたものである。３つのピエゾアクチュエ
ータ２ａ、２ｂ、２ｃは図示しない駆動部からの信号に
したがって同期駆動される。これにより、本実施の形態
の振動制御装置７１は、大きな制御力を生成することが
できるものとなっている。

【００６８】次に、本発明の第７の実施の形態について
図８を参照して説明する。なお、本実施の形態において
第１〜第６の実施の形態と同等の部材については同じ符
号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動制御
装置８１は、第６の実施の形態の振動制御装置７１にお
いて、弾性シール部材１０ｂの代わりに防振ゴム８３に
よって液体室６がシールされるように防振ゴム８３がシ
リンダケース８の内周面と密着するようにするとともに
剛性板９ａを取り除いたものである。つまり、弾性シー
ル部材と防振ゴムとを別々に設ける必要がなくなって部
品点数および製造工程数が削減されるため、本実施の形
態の振動制御装置８１は、比較的低いコストでの製造が
可能である。

【００６９】次に、本発明の第８の実施の形態について
図９を参照して説明する。なお、本実施の形態において
第１〜第７の実施の形態と同等の部材については同じ符
号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動制御
装置９１は、第１の実施の形態の振動制御装置１におい
て、防振ゴムの形状を変更して防振ゴム９３がピエゾア
クチュエータと直列および並列に配置されるようにする
とともに剛性板９９ａ、９９ｂを防振ゴム９３の両端に
取り付けたものである。これにより、第１の実施の形態
において空気ばねの調整により行っていたピエゾアクチ
ュエータ２の最適動作制御を防振ゴム９３の並列配置部
分によって行うことができるようになる。従って、第１
の実施の形態のように空気ばねに接続されるバルブやコ
ンプレッサが不要になって装置構成が簡略化されるとい
う利点がある。また、防振ゴム９３によってピエゾアク
チュエータ２を外気から遮断することができるので、ピ
エゾアクチュエータ２を外部湿度の影響から遮断するこ
とができ、ピエゾアクチュエータ２の長寿命化を図るこ
とができるという利点もある。なお、防振ゴム９３の直
列配置部分と並列配置部分は別体として設けられていて
もよい。

【００７０】次に、本発明の第９の実施の形態について
図１０を参照して説明する。なお、本実施の形態におい
て第１〜第８の実施の形態と同等の部材については同じ
符号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動制
御装置１０１は、第７の実施の形態の振動制御装置８１
において、互いに離隔して並列配置された３つのピエゾ
アクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃの周囲をエラストマ１
０３で被覆モールドしたものである。エラストマ１０３
の代わりにゲルなどの他の弾性部材を用いてもよい。ま
た、図１０では、エラストマ１０３によって３つのピエ
ゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃの間隙が埋められて
いるように描かれているが、エラストマ１０３の間が離
隔していてもよい。

【００７１】本実施の形態によっても、上述の第８の実
施の形態と同様に、ピエゾアクチュエータ２の最適動作
制御を簡単な装置構成で実現することができるという効
果が得られるとともに、エラストマ１０３によってピエ
ゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃを外気から遮断する
ことができるので、ピエゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、
２ｃを外部湿度の影響から遮断することができ、ピエゾ
アクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃの長寿命化を図ること
ができるという効果が得られる。

【００７２】次に、本発明の第１０の実施の形態につい
て図１１を参照して説明する。なお、本実施の形態にお
いて第１〜第９の実施の形態と同等の部材については同
じ符号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振動
制御装置１１１においては、第１の実施の形態の振動制
御装置１において用いられていたピエゾアクチュエータ
２に代えて、超磁歪素子を含んだ超磁歪アクチュエータ
１１２が用いられている。超磁歪アクチュエータ１１２
は、超磁歪ロッド１１４と、超磁歪ロッド１１４の振動
変位方向の両端に配置されたバイアス永久磁石１１５
ａ、１１５ｂと、超磁歪ロッド１１４の側方に配置され
た駆動コイル１１６とを具備しており、これらはエラス
トマ１１７によってモールドされることにより一体とな
っている。駆動コイル１１６は外部の駆動回路１１８と
接続されており、これによって駆動されて超磁歪ロッド
１１４の周囲に磁界を発生する。

【００７３】超磁歪ロッド１１４は、例えば希土類元素
と鉄が１：２で存在するものであることが好ましく、例
えばＴｂＦｅ2 、ＤｙＦｅ2 、ＳｍＦｅ2 、ＨｏＦｅ2
、ＥｒＦｅ2 、Ｔｂ0.3 Ｄｙ0.7 Ｆｅ2 を用いること
ができる。このような超磁歪ロッド１１４を有する超磁
歪アクチュエータ１１２は、ピエゾアクチュエータと比
較して、最大磁歪が大きく、応答が高速であり、発生す
る応力が大きいなどの優れた特性を有しており、本実施
の形態のような振動制御装置１１１に用いて非常に好適
である。

【００７４】また、シリンダケース８内の空隙部分は、
空気レギュレータ１１３を介して空気圧源１１９に接続
されている。これにより、上述したように、シリンダケ
ース８内の空隙部分の圧力を任意に制御して、超磁歪ア
クチュエータ１１２に加えられる負荷を最適値に調整す
ることが可能となっている。また、振動制御装置１１１
には、第３の実施の形態の振動制御装置４１と同様に、
作用子５の液体室６とは反対側の先端部５ａに超磁歪ア
クチュエータ１１２および液体梃子機構４と直列配置さ
れた積層弾性体４６が配置されている。

【００７５】次に、本発明の第１１の実施の形態につい
て図１２を参照して説明する。なお、本実施の形態にお
いて第１〜第１０の実施の形態と同等の部材については
同じ符号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振
動制御装置１２１は、１つの液体室６に対して３つの作
用子５ａ、５ｂ、５ｃを並列に設けた液体梃子機構１２
４を具備しており、これら３つの作用子５ａ、５ｂ、５
ｃの先端に取り付けられた支持板１２５が３つの積層弾
性体４６ａ、４６ｂ、４６ｃを支持している。これによ
り、比較的大きな物体の異なる部分に同時に作用力を与
えて物体を安定して駆動することができたり、または、
異なる複数の物体に同時に作用力を与えてそれらを同時
に駆動することができるようになる。

【００７６】次に、本発明の第１２の実施の形態につい
て図１３を参照して説明する。なお、本実施の形態にお
いて第１〜第１１の実施の形態と同等の部材については
同じ符号を用いその説明を省略する。本実施の形態にお
いては、振動制御装置に結合された制御対象部材に対し
て振動発生または振動抑制制御を行う場合の振動制御装
置の駆動方法についても併せて説明する。なお、本実施
の形態で説明する振動制御装置の駆動方法は、他の実施
の形態の振動制御装置に対しても同様にして適用可能な
ものである。

【００７７】本実施の形態の振動制御装置１３１では、
液体梃子機構１３４の一部を構成する液体室１３６が、
シリンダケース１３８内に設けられた第１液体室１３６
ａと、作用子１３５が配置された下面板１４２に設けら
れた第２液体室１３６ｂと、両者の間を連結するパイプ
１３６ｃとに分割されている。また、作用子１３５の周
囲は弾性シール部材１４０でシールされており、作用子
１３５からの作用力は積層弾性体４６を介して制御対象
部材である上面板１４１に与えられるようになってい
る。下面板１４２には、上面板１４１との間の距離を測
定するためのセンサ１４４が配置されており、上面板１
４１にはその振動加速度を測定するためのセンサ１４５
が配置されている。また、シリンダケース１３８内に
は、エラストマ１０３でモールドされたピエゾアクチュ
エータ２ａ、２ｂ、２ｃ、防振ゴム８３、および、駆動
板１３７が直列に配置収納されている。

【００７８】センサ１４４、１４５から得られた検出信
号は、前置信号処理器１４６に供給される。制御器１４
７は、前置信号処理器１４６からの信号に基づいて、各
ピエゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃに与えられる制
御信号を求める。そして、この制御信号に応じて各ピエ
ゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃがピエゾ素子ドライ
バ１４８によって駆動される。

【００７９】このように、本実施の形態の振動制御装置
１３１では、２つの液体室１３６ａ、１３６ｂをパイプ
１３６ｃで連結することにより、ピエゾアクチュエータ
２ａ、２ｂ、２ｃの配置場所と作用子１３５の配置場所
とをパイプ１３６ｃの長さに応じた任意の距離だけ離隔
させることができる。また、上述の第１〜第１１の実施
の形態では、駆動板の変位方向と作用子の変位方向は常
に同じであるが、本実施の形態ではこれが全く逆になっ
ている。つまり、液体梃子機構１３４を採用すること
で、力を作用させる方向についても任意の方向を選択す
ることができる。従って、ピエゾアクチュエータ２ａ、
２ｂ、２ｃをメンテナンスしやすい場所に配置する一方
で作用子１３５をピエゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２
ｃから遠方に配置し、作用子１３５をピエゾアクチュエ
ータ２ａ、２ｂ、２ｃの配向とは無関係に配向すること
も可能である。

【００８０】次に、本実施の形態の振動制御装置１３１
の駆動方法について説明する。上面板１４１に所望の振
動を発生させる場合には、まず、センサ１４５によって
作用子１３５の変位方向（ここでは鉛直方向）について
の上面板１４１の振動信号を測定する。そして、この振
動信号に基づいてフィードバック制御を行い、上面板１
４１が所定の振動を起こすような駆動信号を制御器１４
７およびドライバ１４８で生成する。そして、この駆動
信号でピエゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃを駆動す
る。このような制御を行うことで、制御対象部材である
上面板１４１に所望の振動を起こさせることができる。
また、上面板１４１の振動を抑制する場合にも同様にし
て振動制御装置１３１が駆動されてよい。

【００８１】また、センサ１４４からの変位信号をも加
味して制御を行うようにしてよい。すなわち、上面板１
４１の相対変位をセンサ１４４で検出して上面板１４１
の目標位置からの相対的な位置誤差を制御器１４７で求
める。そして、上面板１４１が目標位置に追従するよう
に、ピエゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃに供給され
る電気信号を制御器１４７によって制御する。このよう
にすることで、上面板１４１と下面板１４２との間の距
離を適切な距離に維持することができる。

【００８２】また、本実施の形態では、ピエゾアクチュ
エータ２ａ、２ｂ、２ｃのうち破損したものへの通電を
遮断するようにしている。これにより、無駄な電力消費
を防止して省電力駆動を実現することができる。そのた
めに、各ピエゾアクチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃにはそ
の破損検出のためのセンサ（図示せず）が設けられてお
り、これらセンサからの検出信号が制御器１４７に供給
されるものとする。

【００８３】次に、本発明の第１３の実施の形態につい
て図１４を参照して説明する。なお、本実施の形態にお
いて第１〜第１２の実施の形態と同等の部材については
同じ符号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振
動制御装置１５１では、液体室６を挟んで上下に駆動板
７ａ、７ｂおよびピエゾアクチュエータ２ａ〜２ｅが対
向するように配置されている。そして、液体梃子機構１
５４は、液体室６と、これを挟み込む駆動板７ａ、７ｂ
と、駆動板７ａの中央に設けられた作用子５とを具備し
たものとなっている。駆動板７ａはピエゾアクチュエー
タ２ｄ、２ｅによって駆動され、駆動板７ｂはピエゾア
クチュエータ２ａ、２ｂ、２ｃによって駆動される。

【００８４】また、本実施の形態においては、駆動板７
ａと液体室６との間、および、駆動板７ｂと液体室６と
の間にそれぞれ防振ゴム１５６ａ、１５６ｂが配置され
ている。防振ゴム１５６ａ、１５６ｂは、第７の実施の
形態の防振ゴム８３と同様に液体室６をシールして液体
が漏れないようにするという役割を有している。さら
に、防振ゴム１５６ａ、１５６ｂは、第１の実施の形態
の防振ゴム３と同様に、振動制御装置１５１の固有振動
数を低下させて高周波域で優れたパッシブ振動遮断性能
を発揮させることを可能とする。また、防振ゴム１５６
ａ、１５６ｂとしてはそれが作用子５の外側（液体室６
とは反対側）に配置されている場合と比較して弾性係数
が大きく硬いものを用いることが可能であるので、防振
ゴム１５６ａ、１５６ｂの体積の小型化により振動制御
装置１５１をコンパクトな構成とすることが可能とな
る。

【００８５】また、本実施の形態では、シリンダケース
８に与えられて外部に逃げる作用力がほとんどなく、ピ
エゾアクチュエータ２ａ〜２ｅで生じた作用力を上述の
実施の形態よりも高い割合で作用子５に与えることが可
能であり、ピエゾアクチュエータ２ａ〜２ｅを高効率で
動作させることが可能である。また、本実施の形態のよ
うに多くのピエゾアクチュエータ２ａ〜２ｅを対向させ
て用いることにより、狭い平面積内に比較的多くのピエ
ゾアクチュエータを配置して大きな作用力を得ることが
できるという利点もある。

【００８６】次に、本発明の第１４の実施の形態につい
て図１５を参照して説明する。なお、本実施の形態にお
いて第１〜第１３の実施の形態と同等の部材については
同じ符号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振
動制御装置１６１は、防振ゴム１５６ａ、１５６ｂの代
わりに弾性シール部材１０ｂが配置されている点および
液体室１６６内の液体として弾性的に体積可変である多
数の小粒が分散されたものが用いられている点において
第１３の実施の形態のものと相違している。弾性的に体
積可変である多数の小粒としては例えば気体が封入され
た樹脂やエラストマの粉末体が用いられてよい。

【００８７】本実施の形態によると、液体室１６６内に
分散された多数の小粒が弾性部材と同等に機能するた
め、液体梃子機構１６４の液体室１６６の外に別に防振
ゴムなどの弾性部材を配置しなくとも、上述した第１３
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。従っ
て、上述した効果を保持しつつ振動制御装置１６１をよ
りコンパクトに構成することが可能である。

【００８８】次に、本発明の第１５の実施の形態につい
て図１６を参照して説明する。なお、本実施の形態にお
いて第１〜第１４の実施の形態と同等の部材については
同じ符号を用いその説明を省略する。本実施の形態の振
動制御装置１７１は、液体梃子機構１６４の代わりに気
体梃子機構１７４が用いられている点において第１４の
実施の形態のものと相違している。気体梃子機構１７４
は、液体室６、１６６と比較して非常に高さが小さく上
下の駆動板７ａ、７ｂ間の距離が接近した気体室１７６
を具備している。

【００８９】このように構成された気体梃子機構１７４
の気体室１７６は弾性部材として機能するため、本実施
の形態によっても第１４および第１５の実施の形態と同
等の効果を得ることが可能である。また、気体梃子機構
１７４は上述した実施の形態で用いた液体梃子機構に比
べて小型であってその外部に弾性部材をさらに配置する
必要がないので、非常にコンパクトな振動制御装置を得
ることが可能となる。

【００９０】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様
々な設計変更が可能なものである。例えば、第１２の実
施の形態のように作用子の変位方向と制御対象物の変位
方向は同じでなくともよく、公知の作用方向変換機構を
用いることにより作用子の変位方向が制御対象物の変位
方向と９０°をなすようにしてもよい。また、第３の実
施の形態で説明したような液体室圧力制御機構が、例え
ば第１４および第１５の実施の形態のような他の実施の
形態に用いられてもよい。また、第１０および第１１の
実施の形態で説明したような超磁歪アクチュエータが、
例えば第１４および第１５の実施の形態のような他の実
施の形態に用いられてもよい。また、第１２の実施の形
態で説明したような複数の部分からなる梃子機構が、例
えば第１４および第１５の実施の形態のような他の実施
の形態に用いられてもよい。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の振動制御
装置によると、例えば制振や除振を行う場合に低周波域
において優れたアクティブ振動遮断性能が得られるとと
も高周波域において優れたパッシブ振動遮断性能が得ら
れ、さらに振動制御装置の小型化を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図２】図１に示した振動制御装置および従来の振動制
御装置の振動特性を示したグラフである。

【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図６】本発明の第５の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図７】本発明の第６の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図８】本発明の第７の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図９】本発明の第８の実施の形態にかかる振動制御装
置の断面図である。

【図１０】本発明の第９の実施の形態にかかる振動制御
装置の断面図である。

【図１１】本発明の第１０の実施の形態にかかる振動制
御装置の断面図である。

【図１２】本発明の第１１の実施の形態にかかる振動制
御装置の断面図である。

【図１３】本発明の第１２の実施の形態にかかる振動制
御装置の断面図である。

【図１４】本発明の第１３の実施の形態にかかる振動制
御装置の断面図である。

【図１５】本発明の第１４の実施の形態にかかる振動制
御装置の断面図である。

【図１６】本発明の第１５の実施の形態にかかる振動制
御装置の断面図である。

【符号の説明】

１振動制御装置２ピエゾアクチュエータ３防振ゴム４液体梃子機構５作用子６液体室７駆動板８シリンダケース９ａ、９ｂ剛性板１０ａ、１０ｂ弾性シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１および第２の可動部を有し、前記第
１の可動部に入力された変位が拡大されて前記第２の可
動部から出力されるような変位拡大機構と、前記第１の可動部に対して前記第２の可動部とは反対側
に配置されており、供給された電気信号に基づいて前記
変位拡大機構の前記第１の可動部を移動させる方向に変
位可能な固体アクチュエータと、前記第２の可動部と前記固体アクチュエータとの間に両
者に対して直列に配置された内側弾性部材とを備えてい
ることを特徴とする振動制御装置。
【請求項２】前記変位拡大機構が、内部に液体が封入
された液体室を有する液体変位拡大機構であって、前記
第１の可動部が前記液体室内の液体と接触しており、前
記第２の可動部が前記第１の可動部よりも小さい接触面
積で前記液体室内の液体と接触していることを特徴とす
る請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項３】前記流体室内の圧力を調整するための機
構をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載
の振動制御装置。
【請求項４】前記第１の可動部の周縁が、前記内側弾
性部材によってシールされていることを特徴とする請求
項２または３に記載の振動制御装置。
【請求項５】前記内側弾性部材が液体室の内部に配置
されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１
項に記載の振動制御装置。
【請求項６】前記内側弾性部材が、前記第１の可動部
と前記固体アクチュエータとの間に配置されていること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動
制御装置。
【請求項７】前記内側弾性部材の変形方向の両端に剛
性部材が配置されていることを特徴とする請求項６に記
載の振動制御装置。
【請求項８】前記変位拡大機構、前記固体アクチュエ
ータおよび前記内側弾性部材が、１つのケース内に組み
入れられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
か１項に記載の振動制御装置。
【請求項９】前記固体アクチュエータに加えられる負
荷を制御す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１〜８のいずれか１項に記載の振動制御装
置。
【請求項１０】前記固体アクチュエータと並列に配置
された内側並列弾性部材をさらに備えていることを特徴
とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の振動制御装
置。
【請求項１１】前記固体アクチュエータを被覆する被
覆部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜
１０のいずれか１項に記載の振動制御装置。
【請求項１２】内部に液体が封入されているとともに
弾性的に体積可変である多数の小粒が分散された液体
室、前記液体室内の液体と接触している第１の可動部、
および、前記第１の可動部よりも小さい接触面積で前記
液体室内の液体と接触している第２の可動部を有する変
位拡大機構と、前記第１の可動部に対して前記第２の可動部とは反対側
に配置されており、供給された電気信号に基づいて前記
変位拡大機構の前記第１の可動部を移動させる方向に変
位可能な固体アクチュエータとを備えていることを特徴
とする振動制御装置。
【請求項１３】前記流体室内の圧力を調整するための
機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１２に
記載の振動制御装置。
【請求項１４】内部に気体が封入されており弾性的に
容積可変である気体室、前記気体室内の気体と接触して
いる第１の可動部、および、前記第１の可動部よりも小
さい接触面積で前記気体室内の気体と接触している第２
の可動部を有する変位拡大機構と、前記第１の可動部に対して前記第２の可動部とは反対側
に配置されており、供給された電気信号に基づいて前記
変位拡大機構の前記第１の可動部を移動させる方向に変
位可能な固体アクチュエータとを備えていることを特徴
とする振動制御装置。
【請求項１５】前記気体室内の圧力を調整するための
機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１４に
記載の振動制御装置。
【請求項１６】前記第１の可動部および前記第２の可
動部の周縁が、弾性シール部材によってそれぞれシール
されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか
１項に記載の振動制御装置。
【請求項１７】前記第２の可動部に対して前記第１の
可動部とは反対側に配置された緩衝弾性部材をさらに備
えていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１
項に記載の振動制御装置。
【請求項１８】前記緩衝弾性部材が、前記第２の可動
部と直列および並列に配置されていることを特徴とする
請求項１７に記載の振動制御装置。
【請求項１９】前記緩衝弾性部材が、鋼板および樹脂
板の少なくともいずれか一方とエラストマとが交互に積
層された部分を有していることを特徴とする請求項１７
または１８に記載の振動制御装置。
【請求項２０】複数の前記固体アクチュエータが並列
に配置されていることを特徴とする請求項１〜１９のい
ずれか１項に記載の振動制御装置。
【請求項２１】１つの前記変位拡大機構に対し複数の
前記第２の可動部が並列に設けられていることを特徴と
する請求項１〜２０のいずれか１項に記載の振動制御装
置。
【請求項２２】それぞれ複数設けられた前記第１の可
動部および前記固体アクチュエータが、前記変位拡大機
構の両端に対向するように配置されていることを特徴と
する請求項１〜２１のいずれか１項に記載の振動制御装
置。
【請求項２３】前記第２の可動部に対して前記第１の
可動部とは反対側に配置された制御対象部材までの距離
を測定するためのセンサをさらに備えていることを特徴
とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の振動制御
装置。
【請求項２４】前記固体アクチュエータがピエゾ素子
を含んでいることを特徴とする請求項１〜２３のいずれ
か１項に記載の振動制御装置。
【請求項２５】前記固体アクチュエータが超磁歪素子
を含んでいることを特徴とする請求項１〜２３のいずれ
か１項に記載の振動制御装置。
【請求項２６】請求項１〜２５のいずれか１項に記載
の振動制御装置の駆動方法において、前記第２の可動部の変位に基づく制御対象部材の振動信
号を測定し、前記振動信号に基づいて、前記制御対象部材が所定の振
動を起こすような駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記固体アクチュエータを駆動すること
を特徴とする振動制御装置の駆動方法。
【請求項２７】請求項１〜２５のいずれか１項に記載
の振動制御装置の駆動方法において、前記第２の可動部の変位に基づく制御対象部材の振動信
号を測定し、前記振動信号に基づいて、前記制御対象部材の振動を抑
制するような駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記固体アクチュエータを駆動すること
を特徴とする振動制御装置の駆動方法。
【請求項２８】前記制御対象部材の相対変位を検出し
て前記制御対象部材の目標位置からの位置誤差を求め、前記制御対象部材が目標位置に追従するように、前記固
体アクチュエータに供給される電気信号を制御すること
を特徴とする請求項２６または２７に記載の振動制御装
置の駆動方法。
【請求項２９】複数の前記固体アクチュエータのうち
破損したものへの通電を遮断することを特徴とする請求
項２６〜２８のいずれか１項に記載の振動制御装置の駆
動方法。