JP2009056875A

JP2009056875A - 振動制御装置

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Publication number: JP2009056875A
Application number: JP2007224341A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamakawa; 博幸山川; Munehiro Takahashi; 宗裕高橋
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: JP5267763B2

Abstract

【課題】振動制御部の出力を低減することができる効率的な振動制御装置を提供する。
【解決手段】設置部Ｆと、荷重を支持する荷重支持部１０と、荷重支持部１０上の荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部３０と、荷重支持部１０の設置部Ｆに対する振動を制御する振動制御部２０と、を備えた振動制御装置１において、荷重支持部１０と減速機構４０を介して連結され、荷重支持部１０を設置部Ｆに対して弾性的に支持するトーションバー５１を備え、トーションバー５１は、カウンタバランス部３０に連結され、荷重支持部１０上の荷重と釣り合う負荷を与えられることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート等の搭乗部、特に移動体等に設置されるシート等の搭乗部に加わる振動を抑制、又は低減する振動制御装置に関する。

従来、振動加速度に応じてシート下の直動型電動アクチュエータを動作制御してシートに加わる振動を抑制するシート用振動制御装置がある（特許文献１参照）。
特開平１１−１８０２０２号公報

しかしながら、図１０（ａ）に示すように、シートＳの支持をアクチュエータ１２１のみでする場合、停止状態を含め常にアクチュエータ１２１の出力が必要となる。また、図１０（ｂ）に示すように、シートＳの支持をアクチュエータ１２１とスプリング１２２でする場合、停止状態ではアクチュエータ１２１の出力を０とすることができるが、シートＳの振動を制御する場合、スプリング１２２のバネ力が反力となってしまい、振動制御分の出力の他にバネの反力分の出力がアクチュエータ１２１に必要となり、大きな出力が要求されていた。

本発明は、上記課題を解決するものであって、振動制御部の出力を低減することができる効率的な振動制御装置を提供することを目的とする。

そのために本発明は、設置部と、荷重を支持する荷重支持部と、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御部と、を備えた振動制御装置において、前記荷重支持部と減速機構を介して連結され、前記荷重支持部を前記設置部に対して弾性的に支持するトーションバーを備え、前記トーションバーは、前記カウンタバランス部に連結され、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を与えられることを特徴とする。

また、前記トーションバーは、前記設置部に回動可能に支持され、一端側で前記減速機構と連結され、他端側で前記カウンタバランス部と連結されることを特徴とする。

また、前記減速機構は、前記トーションバーと同期して回動する有歯部材と、前記荷重支持部と同期して回動する歯車と、を有することを特徴とする。

また、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部により設定された負荷を前記トーションバーに与えるリンク部と、を有することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、設置部と、荷重を支持する荷重支持部と、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御部と、を備えた振動制御装置において、前記荷重支持部と減速機構を介して連結され、前記荷重支持部を前記設置部に対して弾性的に支持するトーションバーを備え、前記トーションバーは、前記カウンタバランス部に連結され、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を与えられるので、振動制御部の出力及び重量を低減した振動制御装置を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、前記トーションバーは、前記設置部に回動可能に支持され、一端側で前記減速機構と連結され、他端側で前記カウンタバランス部と連結されるので、小型で効率的、且つ、低コストな振動制御装置を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、前記減速機構は、前記トーションバーと同期して回動する有歯部材と、前記荷重支持部と同期して回動する歯車と、を有するので、荷重支持部の変動を効率的にトーションバーに伝えることができる。

請求項４記載の発明によれば、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部により設定された負荷を前記トーションバーに与えるリンク部と、を有するので、負荷を正確且つ効率的にトーションバーに伝えることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態における振動制御装置１の斜視図、図２は、図１の側面図、図３は、平面図を示す。図中、１は振動制御装置、１０は荷重支持部、１１は荷重支持部材、１２はレバー、１３は歯車支持軸、２０は振動制御部、２１は制振手段の一例としての制振用アクチュエータ、３０はカウンタバランス部、３１はリンク部、３２は負荷設定部、４０は減速機構、４１は歯車、４２は有歯部材、５１はトーションバー、Ｆは設置部である。

振動制御装置１は、床等の設置部Ｆに設置され、制振用アクチュエータ２１で振動制御装置１上のシートＳ等を載置した荷重支持部材１１の振動をアクティブに制御するものである。

荷重支持部１０は、荷重支持部材１１、レバー１２及び歯車支持軸１３等を有する。荷重支持部材１１は、シートＳ等を上に載置し支持する部材である。レバー１２は、一端側で荷重支持部材１１に連結され、他端側で歯車支持軸１３を挿通し係止されている。歯車支持軸１３は、設置部Ｆに回動可能に支持されている。

振動制御部２０は、制振用アクチュエータ２１及び後述する加速度センサや荷重センサ等を有する。ボイスコイルモータ等の制振用アクチュエータ２１は、下部を設置部Ｆに設置、上部を荷重支持部材１１に当接され、図示しない加速度センサや荷重センサ等の荷重支持部材１１上の状態を検知するセンサからの信号により、上下動可能に制御される。なお、加速度センサの代わりに、速度センサや変位センサ等の荷重支持部材１１上の状態を検知するものを適用してもよい。

減速機構４０は、有歯部材４１及び歯車４２を有する。歯車４２は歯車支持軸１３に同期して回動するように係止される。有歯部材４１は、後述するトーションバー５１に同期して回動するように係止される。有歯部材４１と歯車４２とは、それぞれ歯部４１ａと歯部４２ａとで噛み合うように構成されている。

トーションバー５１は設置部Ｆに回動可能に支持され、一端側でトーションバー５１と共に回動する減速機構４０の有歯部材４１を係止し、他端側でカウンタバランス部３０のリンク部３１と連結されている。

図４は、カウンタバランス部３０の拡大斜視図である。

カウンタバランス部３０は、リンク部３１及び負荷設定部３２を有する。リンク部３１は、一方側でトーションバー５１に係止される第１リンク部３１ａと、一方側が第１リンク部３１ａの他方側と連結された第２リンク部３１ｂと、第１リンク部３１ａと第２リンク部３１ｂとを連結する第１連結部３１ａｂと、一方側が第２リンク部３１ｂの他方側と連結された第３リンク部３１ｃと、第２リンク部３１ｂと第３リンク部３１ｃとを連結する第２連結部３１ｂｃと、一方側で第３リンク部３１ｃの他方側と係止されるリンク軸３１ｄと、リンク軸３１ｄの他方側で負荷設定部３２と連結される第４リンク部３１ｅと、第４リンク部３１ｅと負荷設定部３２とを連結する第３連結部３１ｅｆを有する。

負荷設定部３２は、移動部材３２ａ及び案内部材３２ｂを有する。移動部材３２ａは、案内部材３２ｂに案内され、移動可能な部材であり、また、第４リンク３１ｅと第３連結部３１ｅｆで連結されている。

図５は、このような構造の振動制御装置１のブロック図を示す。荷重センサ２２や加速度センサ２３等の入力手段からの入力信号を制御手段としてのＥＣＵ６０に入力し、制振用アクチュエータ２１又はトーションバー５１を制御することで、荷重にあわせてアクティブに振動を制御する。

次に、プリロード調整制御について説明する。図６は、プリロード調整制御のフローチャートを示す。まず、ステップ１で、振動のない停止時における荷重を荷重センサ２２により検出する（ＳＴ１）。次に、ステップ２で、検出した荷重値の一定時間分をＥＣＵ６０に読み込む（ＳＴ２）。続いて、ステップ３で、一定時間分の荷重値から例えば平均値を計算して基準荷重値を算出する（ＳＴ３）。次に、ステップ４で、算出した基準荷重値にあわせて負荷設定部３２を作動制御する（ＳＴ４）。

次に、カウンタバランス部３０の作動について図７を参照して説明する。図７は、カウンタバランス部３０の拡大側面図である。カウンタバランス部３０によるプリロード調整は、図６のフローチャートに示したように、荷重センサ２２の荷重値に応じて負荷設定部３２の移動部材３２ａを移動させ、リンク部３１を経てトーションバー５１を回動させることにより実行する。移動部材３２ａの移動は、移動部材３２ａをセンサ値により案内部材３２ｂに沿って移動させる。また、移動部材３２ａと案内部材３２ｂとの当接部に螺子を設け、案内部材３２ｂを回転させることで移動部材３２ａを移動させてもよい。

移動部材３２ａが移動することにより、第３連結部３１ｅｆが移動し、第４リンク３１ｅがリンク軸３１ｄを中心に回動する。第４リンク３１ｅの回動により、リンク軸３１ｄが軸を中心に回動する。リンク軸３１ｄの回動により、第３リンク部３１ｃがリンク軸３１ｄを中心に回動する。第３リンク部３１ｃの回動により、第２連結部３１ｂｃが第３リンク部３１ｃに引っ張られ、第２リンク部３１ｂが移動する。第２リンク部３１ｂの移動により、第１連結部３１ａｂが第２リンク部３１ｂに引っ張られ、第１リンク部３１ａがトーションバー５１を中心に回動する。第１リンク部３１ａの回動により、トーションバー５１は軸を中心に回動する。

トーションバー５１の回動により、トーションバーに５１に負荷がかかり、荷重とトーションバー５１による負荷とを釣り合わせる。

図７（ａ）は通常状態の図を示す。また、図７（ｂ）は、移動部材３２ａを紙面に向かって右側に移動させた状態を示す。この状態では、トーションバーに５１は、時計回りに回動する。図７（ｃ）は、移動部材３２ａを紙面に向かって左側に移動させた状態を示す。この状態では、トーションバーに５１は、反時計回りに回動する。

このように、トーションバー５１を作動させることにより、荷重がキャンセルされ、その状態から振動制御をすることができるようになる。

次に、本実施形態の振動制御について説明する。図８は、振動制御のフローチャートを示す。まず、ステップ１１で、振動時の加速度を加速度センサ２３により検出する（ＳＴ１１）。次に、ステップ１２で、ＥＣＵ４０において制振用アクチュエータ２１の推力を計算する（ＳＴ１２）。推力計算は、例えば、加速度×フリクション×ゲイン×（−１）等の計算式やあらかじめ加速度に対応する推力の値を記憶しておくことにより実行する。ここで、計算式におけるゲインは制御の遅れ分、−１は向きの反転を表す。続いて、ステップ１３で、ステップ１２において計算した推力を制振用アクチュエータ２１に指示する。

図９は、振動制御の状態を示すもので、図９（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図９（ｂ）は制振用アクチュエータ２１を伸張した状態を示すものである。

図９（ａ）は、ステップ１３に対応する加速度から求めた推力指示が制振用アクチュエータ２１の収縮の場合又はステップ２４に対応する検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値より大きい場合であり、シートＳ上の振動を０にするため制振用アクチュエータ２１を収縮すると、レバー１２が歯車支持軸１３を中心に、図９（ａ）の紙面に向かって反時計回りに回動する。レバー１２の回動により、歯車支持軸１３及び歯車４２が回動する。

歯車４２の回動により、減速機構４０が作動し、歯車４２の歯部４２ａと歯部４１ａで噛み合っている有歯部材４１がトーションバー５１を中心に回動する。これにより、トーションバー５１が回動するが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、トーションバー５１の反力は小さいものとなり、制振用アクチュエータ２１の出力も小さく抑えることができる。

図９（ｂ）は、ステップ１３に対応する加速度から求めた推力指示が制振用アクチュエータ２１の伸張の場合又はステップ２５に対応する検出した荷重値がプリロード調整制御で求めた基準荷重値より小さい場合であり、シートＳ上の振動を０にするため制振用アクチュエータ２１を伸張すると、レバー１２が歯車支持軸１３を中心に、図９（ｂ）の紙面に向かって時計回りに回動する。レバー１２の回動により、歯車支持軸１３及び歯車４２が回動する。

このように、設置部Ｆと、荷重を支持する荷重支持部１０と、荷重支持部１０上の荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部３０と、荷重支持部１０の設置部Ｆに対する振動を制御する振動制御部２０と、を備えた振動制御装置１において、荷重支持部１０と減速機構４０を介して連結され、荷重支持部１０を設置部Ｆに対して弾性的に支持するトーションバー５１を備え、トーションバー５１は、カウンタバランス部３０に連結され、荷重支持部１０上の荷重と釣り合う負荷を与えられるので、振動制御部２０の出力及び重量を低減した振動制御装置１を提供することができる。

また、トーションバー５１は、設置部Ｆに回動可能に支持され、一端側で減速機構４０と連結され、他端側でカウンタバランス部３０と連結されるので、小型で効率的、且つ、低コストな振動制御装置１を提供することができる。

また、減速機構４０は、トーションバー５１と同期して回動する有歯部材４１と、荷重支持部１０と同期して回動する歯車４２と、を有するので、荷重支持部１０の変動を効率的にトーションバー５１に伝えることができる。

また、カウンタバランス部３０は、荷重支持部１０上の荷重と釣り合う負荷を設定する負荷設定部３２と、負荷設定部３２により設定された負荷をトーションバー５１に与えるリンク部３１と、を有するので、負荷を正確且つ効率的にトーションバー５１に伝えることができる。

本実施形態の振動制御装置を示す斜視図である。本実施形態の振動制御装置を示す側面図である。本実施形態の振動制御装置を示す平面図である。カウンタバランス部の拡大斜視図である。振動制御装置のシステム構成を示したブロック図である。プリロード調整制御のフローチャートを示す図である。プリロード調整制御時のカウンタバランス部の作動状態を示す図である。振動制御のフローチャートを示す図である。振動制御時の振動制御装置の作動状態を示す図である。従来の技術を示す図である。

符号の説明

１…振動制御装置、１０…荷重支持部、１１…荷重支持部材、１２……レバー、１３…歯車支持軸、２０…振動制御部、２１…制振用アクチュエータ（制振手段）、２２…荷重センサ（入力手段）、２３…加速度センサ（入力手段）、３０…カウンタバランス部、３１…リンク部、３２…負荷設定部、４０…減速機構、４１…歯車、４２…有歯部材、５１…トーションバー、Ｆ…設置部

Claims

設置部と、荷重を支持する荷重支持部と、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を与えるカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御部と、を備えた振動制御装置において、
前記荷重支持部と減速機構を介して連結され、前記荷重支持部を前記設置部に対して弾性的に支持するトーションバーを備え、
前記トーションバーは、前記カウンタバランス部に連結され、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を与えられる
ことを特徴とする振動制御装置。
前記トーションバーは、前記設置部に回動可能に支持され、一端側で前記減速機構と連結され、他端側で前記カウンタバランス部と連結されることを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。
前記減速機構は、前記トーションバーと同期して回動する有歯部材と、前記荷重支持部と同期して回動する歯車と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動制御装置。
前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部上の荷重と釣り合う負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部により設定された負荷を前記トーションバーに与えるリンク部と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動制御装置。