JP4823368B2 - 振動低減装置および振動低減方法 - Google Patents

Description

本発明は、振動低減装置および振動低減方法に関し、特に、振動を低減するときに利用される振動低減装置および振動低減方法に関する。

機体の上に回転翼をもち、垂直の上昇・降下や前進後退・空中停止などが可能であるヘリコプターが知られている。そのヘリコプターは、その回転翼がＮ枚（Ｎは、自然数。）であるときに、その回転翼がＮ／ｒｅｖ振動を発生し、さらに、そのヘリコプターが受ける風等の影響によるそのＮ／ｒｅｖ振動と異なる他の振動が発生する。そのヘリコプターは、居住性が良いことが望まれ、そのヘリコプターの乗員に伝達される振動を低減することが望まれている。

特表２００４−５１１７３２号公報には、構造体内の振動を抑制することができ、さらに圧電アクチュエータの構造容積縮小と、それに対立する傾向のある圧電アクチュエータの力導入の効率を格段に向上させる圧電歪みアクチュエータが開示されている。その歪みアクチュエータは、構造体内の振動低減用の圧電歪アクチュエータであって、歪アクチュエータが、構造体の表面に固定された出力素子の間に設置されるｄ３３圧電素子から構成される圧電積層体を有することを特徴としている。

特表２００４−５１１７３２号公報

本発明の課題は、制振対象をより確実に制振する振動低減装置および振動低減方法を提供することにある。

以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による振動低減装置は、制振対象（５）に固定される振動伝達部材（１４）を曲げるように振動伝達部材（１４）に力を印加するアクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）と、制振対象（５）の加速度を測定する加速度センサ（１１−１〜１１−３）と、その加速度に基づいてアクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）を制御する制御装置（１７）とを備えている。このような振動低減装置は、複数の振動成分を含んでいる振動が振動伝達部材（１４）を介して制振対象（５）に伝達される場合に、その振動による曲げ荷重を打ち消すように振動伝達部材（１４）に曲げ荷重を印加することにより、その振動をより確実に低減することができ、制振対象（５）をより確実に制振することができる。

アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）は、振動伝達部材（１４）が面内曲げされにくい１つの平面における面内曲げを振動伝達部材（１４）が受けるように、振動伝達部材（１４）を曲げることが好ましい。

振動伝達部材（１４）は、帯状に形成されるウェブ部分（２１）と、ウェブ部分（２１）のうちの一方の縁に形成される第１フランジ部分（２２）と、ウェブ部分（２１）のうちのその一方の縁の反対側の他方の縁に形成される第２フランジ部分（２３）とを備えている。アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）は、ウェブ部分（２１）が沿う平面における面内曲げを振動伝達部材（１４）が受けるように、振動伝達部材（１４）を曲げることが好ましい。

アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）は、第１フランジ部分（２２）を伸縮させる第１アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）と、第２フランジ部分（２３）を伸縮させる第２アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）とを含んでいる。

アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）は、振動伝達部材（１４）に両端が固定される圧電素子（３２）と、圧電素子（３２）に電圧を印加するピエゾドライバー（１８）とを備えている。制御装置（１７）は、振動伝達部材（１４）が曲がるように、ピエゾドライバー（１８）を制御する。

本発明による振動低減装置は、回転体（３）が単位時間当たりに回転する回転数を測定する回転数センサ（１２）をさらに備えている。制御装置（１７）は、その回転数にさらに基づいてアクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）を制御することが好ましい。

本発明によるヘリコプターは、本発明による振動低減装置と、回転することにより本ヘリコプターが推進する推進力を生成するローターブレード（３）とを備えている。ローターブレード（３）は、振動伝達部材（１４）に回転可能に支持されている。

本発明による振動低減方法は、制振対象（５）の加速度を測定するステップと、制振対象（５）に固定される振動伝達部材（１４）を曲げるように振動伝達部材（１４）に力を印加するアクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）をその加速度に基づいて制御するステップとを備えている。このような振動低減方法によれば、アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）を制御する制御装置（１７）は、複数の振動成分を含んでいる振動が振動伝達部材（１４）を介して制振対象（５）に伝達される場合に、その振動による曲げ荷重を打ち消すように振動伝達部材（１４）に曲げ荷重を印加することにより、その振動をより確実に低減することができ、制振対象（５）をより確実に制振することができる。

アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）は、第１フランジ部分（２２）を伸縮させる第１アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）と、第２フランジ部分（２３）を伸縮させる第２アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）とを含んでいることが好ましい。

アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）は、振動伝達部材（１４）に両端が固定される圧電素子（３２）と、圧電素子（３２）に電圧を印加するピエゾドライバー（１８）とを備えている。制御装置（１７）は、振動伝達部材（１４）が曲がるように、ピエゾドライバー（１８）を制御することが好ましい。

本発明による振動低減方法は、振動伝達部材（１４）に回転可能に支持される回転体（３）が単位時間当たりに回転する回転数を測定するステップをさらに備えている。アクチュエータ（１３−１〜１３−ｎ）は、その回転数にさらに基づいて制御されることが好ましい。

本発明によるコンピュータプログラムは、本発明による振動低減方法をコンピュータ（１７）に実行させることが好ましい。

本発明による振動低減装置および振動低減方法は、振動伝達部材を介して振動が制振対象に伝達される場合に、その振動が複数の振動成分を含んでいるときでも、その振動伝達部材を適切に曲げることにより、その振動伝達部材を伝達する振動をより確実に低減することができ、その制振対象をより確実に制振することができる。

図１は、本発明によるヘリコプターを示す図である。 図２は、本発明による振動低減装置を示すブロック図である。 図３は、主構造の一部を示す斜視図である。 図４は、ビームを示す断面図である。 図５は、弾性梁曲げ吸振素子を示す図である。 図６は、制御装置を示すブロック図である。 図７は、ピエゾドライバーが第１アクチュエータと第２アクチュエータとに印加する電気信号の電圧の変化の例を示すグラフである。 図８は、ピエゾドライバーが第１アクチュエータと第２アクチュエータとに印加する電気信号の電圧の変化の他の例を示すグラフである。

図面を参照して、本発明によるヘリコプターの実施の形態を記載する。そのヘリコプターは、図１に示されているように、ヘリコプター本体に振動低減装置が設けられている。そのヘリコプター本体は、主構造１とトランスミッション２とメインローターブレード３とキャビン５とを備えている。主構造１は、ヘリコプターの骨格を形成している。トランスミッション２は、主構造１に対してメインローターブレード３を回転可能に支持している。トランスミッション２は、さらに、主構造１に対してメインローターブレード３が所定の回転数で回転するように、図示されていない回転動力源からメインローターブレード３に回転動力を伝達する。メインローターブレード３は、翼が形成されている。その翼は、主構造１に対してメインローターブレード３が回転するときに、揚力を生成する。すなわち、メインローターブレード３は、主構造１に対して回転ことにより、そのヘリコプターの推進力を生成する。

キャビン５は、箱型に形成され、キャビン天井６と床下構造７と複数の座席８とを備えている。キャビン天井６は、キャビン５の上部に配置され、主構造１に支持されている。床下構造７は、キャビン５の下部に配置され、主構造１に支持されている。複数の座席８は、キャビン５の内部に配置され、床下構造７に固定され、そのヘリコプターの乗員が着席することに利用される。

このとき、メインローターブレード３が回転することにより発生する振動は、トランスミッション２を介して主構造１に伝達され、主構造１からキャビン５に伝達され、キャビン５の座席８からその乗員に伝達される。

その振動低減装置は、複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３とメインローター回転数センサ１２と複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）とを備えている。機体加速度センサ１１−１〜１１−３は、床下構造７のうちの複数の座席８がそれぞれ固定される複数の位置にそれぞれ固定されている。複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３の各機体加速度センサ１１−ｊ（ｊ＝１，２，３）は、床下構造７のうちの機体加速度センサ１１−ｊが固定されている部分の加速度を計測する。

メインローター回転数センサ１２は、主構造１に対してメインローターブレード３が単位時間当たりに回転する回転数を計測する。

複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２は、それぞれ、主構造１の一部に固定されている。

図２は、その振動低減装置を示している。その振動低減装置は、さらに、入力装置１６と制御装置１７とピエゾドライバー１８とを備えている。入力装置１６は、キャビン５の内部に形成されるコクピットに配置され、ユーザに操作されることにより情報を生成し、その情報を制御装置１７に出力する。たとえば、入力装置１６は、ユーザに操作されることにより制御ＯＮまたは制御ＯＦＦのうちから一方のモードを選択し、その選択されたモードを制御装置１７に出力する。ピエゾドライバー１８は、そのヘリコプターの内部に配置され、制御装置１７に制御されることにより、複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２に所定の電気信号を出力する。

制御装置１７は、そのヘリコプターの内部に配置されている。制御装置１７は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置とリムーバルメモリドライブとインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、制御装置１７にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を一時的に記録する。そのリムーバルメモリドライブは、記録媒体が挿入されたときに、その記録媒体に記録されているデータを読み出すことに利用される。そのリムーバルメモリドライブは、さらに、コンピュータプログラムが記録されている記録媒体が挿入されたときに、そのコンピュータプログラムを制御装置１７にインストールするときに利用される。その記録媒体としては、フラッシュメモリ、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク）、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスクが例示される。そのインターフェースは、制御装置１７に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３とメインローター回転数センサ１２と入力装置１６とピエゾドライバー１８とを含んでいる。

図３は、主構造１の一部を示している。主構造１は、複数のビーム１４と複数のフレーム１５と複数のストリンガー１９とを備えている。複数のビーム１４は、それぞれ、鋼材から形成され、互いに固定されている。トランスミッション２は、複数のビーム１４に固定されている。キャビン５のキャビン天井６と床下構造７とは、複数のビーム１４のうちのいずれかに固定されている。複数のフレーム１５は、それぞれ、鋼材から形成され、複数のビーム１４のいずれかに固定されている。複数のストリンガー１９は、それぞれ、鋼材から形成され、複数のビーム１４のいずれかに固定され、または、複数のフレーム１５のいずれかに固定されている。本発明によるヘリコプターの外装は、複数のストリンガー１９に固定されている。なお、複数のビーム１４と複数のフレーム１５と複数のストリンガー１９とは、鋼材と異なる他の材料から形成されることもできる。その材料としては、アルミ、チタン、複合材が例示される。

図４は、ビーム１４を示している。ビーム１４は、いわゆるＩ形鋼から形成され、すなわち、ウェブ部分２１と第１フランジ部分２２と第２フランジ部分２３とから形成されているウェブ部分２１は、帯状に形成されている。第１フランジ部分２２は、帯状に形成されている。第２フランジ部分２３は、第１フランジ部分２２と同様にして、帯状に形成されている。ビーム１４は、ウェブ部分２１の一方の縁に第１フランジ部分２２が接合されるように、かつ、ウェブ部分２１のその縁の反対側の縁に第２フランジ部分２３が接合されるように、形成されている。ビーム１４は、さらに、第１フランジ部分２２と第２フランジ部分２３とがウェブ部分２１を介して対向するように、形成されている。

このようなビーム１４は、ウェブ部分２１が沿う平面に沿って面内曲げされにくく、その面内曲げに比較して、その平面に沿って面外曲げされやすい。

図４は、さらに、複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−ｎのうちの１つの弾性梁曲げ吸振素子１３−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）を示している。弾性梁曲げ吸振素子１３−ｉは、第１アクチュエータ２４−１〜２４−２と第２アクチュエータ２５−１〜２５−２とを備えている。第１アクチュエータ２４−１〜２４−２は、第１フランジ部分２２のうちの第２フランジ部分２３に対向する面に配置されている。第１アクチュエータ２４−１〜２４−２は、さらに、第１アクチュエータ２４−１と第１アクチュエータ２４−２との間にウェブ部分２１が配置されるように、配置されている。第２アクチュエータ２５−１〜２５−２は、第２フランジ部分２３のうちの第１フランジ部分２２に対向する面に配置されている。第２アクチュエータ２５−１〜２５−２は、さらに、第２アクチュエータ２５−１と第２アクチュエータ２５−２との間にウェブ部分２１が配置されるように、配置されている。

図５は、第１アクチュエータ２４−１を示している。第１アクチュエータ２４−１は、支持部材３１とピエゾアクチュエータ３２と弾性体３３とを備えている。支持部材３１は、第１フランジ部分２２に固定されている。支持部材３１は、第１フランジ部分２２のうちの第２フランジ部分２３に対向する面から突起する２つの突起を形成している。ピエゾアクチュエータ３２は、圧電素子から形成され、支持部材３１の２つの突起の間に配置されている。弾性体３３は、支持部材３１とピエゾアクチュエータ３２とに挟まれるようにピエゾアクチュエータ３２の両端に配置されている。弾性体３３は、ピエゾアクチュエータ３２を圧縮するように、弾性力をピエゾアクチュエータ３２に印加している。このとき、第１アクチュエータ２４−１のピエゾアクチュエータ３２は、ピエゾドライバー１８により所定の電気信号（電圧）が印加されることにより、ウェブ部分２１が沿う平面に沿って第１フランジ部分２２が外側になるようにビーム１４が面内曲げされるように、力を印加する。

第１アクチュエータ２４−２は、第１アクチュエータ２４−１と同様に形成されている。このとき、第１アクチュエータ２４−２のピエゾアクチュエータ３２は、ピエゾドライバー１８により所定の電気信号（電圧）が印加されることにより、ウェブ部分２１が沿う平面に沿って第１フランジ部分２２が外側になるようにビーム１４が面内曲げされるように、力を印加する。

第２アクチュエータ２５−１は、第１アクチュエータ２４−１と同様にして、支持部材３１とピエゾアクチュエータ３２と弾性体３３とを備えている。支持部材３１は、第２フランジ部分２３に固定されている。支持部材３１は、第２フランジ部分２３のうちの第１フランジ部分２２に対向する面から突起する２つの突起を形成している。ピエゾアクチュエータ３２は、圧電素子から形成され、支持部材３１の２つの突起の間に配置されている。弾性体３３は、支持部材３１とピエゾアクチュエータ３２とに挟まれるようにピエゾアクチュエータ３２の両端に配置されている。弾性体３３は、ピエゾアクチュエータ３２を圧縮するように、弾性力をピエゾアクチュエータ３２に印加している。このとき、第２アクチュエータ２５−１のピエゾアクチュエータ３２は、ピエゾドライバー１８により所定の電気信号（電圧）が印加されることにより、ウェブ部分２１が沿う平面に沿って第２フランジ部分２３が外側になるようにビーム１４が面内曲げされるように、力を印加する。

第２アクチュエータ２５−２は、第２アクチュエータ２５−１と同様に形成されている。このとき、第２アクチュエータ２５−２のピエゾアクチュエータ３２は、ピエゾドライバー１８により所定の電気信号（電圧）が印加されることにより、ウェブ部分２１が沿う平面に沿って第２フランジ部分２３が外側になるようにビーム１４が面内曲げされるように、力を印加する。

制御装置１７にインストールされるコンピュータプログラムは、制御装置１７に複数の機能を実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。その複数の機能は、図６に示されているように、計測値収集部４１と運動算出部４２と制御部４３とを含んでいる。

計測値収集部４１は、複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３とメインローター回転数センサ１２とから計測値を収集する。その計測値は、複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３によりそれぞれ計測された複数の加速度と、メインローター回転数センサ１２により計測された回転数とを含んでいる。

運動算出部４２は、計測値収集部４１により収集された計測値に基づいて、複数の曲げ荷重を算出する。その複数の曲げ荷重は、複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２に対応している。その複数の曲げ荷重は、ビーム１４のうちの複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２がそれぞれ配置される複数の部分を曲げようとする力を示している。すなわち、その複数の曲げ荷重のうちの弾性梁曲げ吸振素子１３−ｉに対応する曲げ荷重は、ビーム１４のうちの弾性梁曲げ吸振素子１３−ｉが配置されている部分を曲げようとする力を示している。その複数の曲げ荷重は、さらに、複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２がその複数の曲げ荷重をそれぞれビーム１４に印加したときに、ビーム１４がトランスミッション２からキャビン５に伝達する振動を打ち消す（もしくは、低減する）ように、すなわち、キャビン５の振動が低減するように、算出される。

制御部４３は、複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２が運動算出部４２により算出された複数の曲げ荷重をそれぞれビーム１４に印加するように、ピエゾドライバー１８を制御する。

図７は、ピエゾドライバー１８が第１アクチュエータ２４−１〜２４−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電気信号の電圧の変化を示している。その変化５１は、その電圧が周期５３で周期的であり、その電圧が周期５３ごとに概ね等しく変化することを示している。周期５３は、ビーム１４によりトランスミッション２からキャビン５に伝達される振動の周期に一致し、低減しようとする振動の周期に一致している。周期５３は、期間５４と期間５５とから形成されている。変化５１は、期間５４にピエゾドライバー１８が第１アクチュエータ２４−１〜２４−２のピエゾアクチュエータ３２に所定の電圧を印加することを示し、期間５５にピエゾドライバー１８が第１アクチュエータ２４−１〜２４−２のピエゾアクチュエータ３２に電圧を印加しないことを示している。

図７は、さらに、ピエゾドライバー１８が第２アクチュエータ２５−１〜２５−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電気信号の電圧の変化を示している。その変化５２は、その電圧が周期５３で周期的であり、その電圧が周期５３ごとに概ね等しく変化することを示している。変化５２は、期間５４にピエゾドライバー１８が第２アクチュエータ２５−１〜２５−２のピエゾアクチュエータ３２に電圧を印加しないことを示し、期間５５にピエゾドライバー１８が第２アクチュエータ２５−１〜２５−２のピエゾアクチュエータ３２にその所定の電圧を印加することを示している。

このような電圧の印加によれば、弾性梁曲げ吸振素子１３−ｉは、ビーム１４を曲げようとする力をより高効率にビーム１４に印加することができる。

このような振動低減装置は、本発明によるヘリコプターを新規に製造するときに、設置される。また、既存のヘリコプターは、このような振動低減装置が設置されることにより、本発明によるヘリコプターに改造されることもできる。

本発明による振動低減方法の実施の形態は、このような振動低減装置により実行される。制御装置１７は、複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３とメインローター回転数センサ１２とから計測値を収集する。その計測値は、複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３によりそれぞれ計測された複数の加速度と、メインローター回転数センサ１２により計測された回転数とを含んでいる。

制御装置１７は、その収集された計測値に基づいて、複数の曲げ荷重を算出する。その複数の曲げ荷重は、複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２に対応している。その複数の曲げ荷重は、ビーム１４がトランスミッション２からキャビン５に振動を伝達するときに、その振動を低減するように、または、その振動の伝達を阻害するように、算出される。

制御装置１７は、入力装置１６により制御ＯＦＦが選択されているときに、ピエゾドライバー１８が複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２のピエゾアクチュエータ３２に電気信号を印加しないように、ピエゾドライバー１８を制御する。

制御装置１７は、入力装置１６により制御ＯＮが選択されているときに、その算出された複数の曲げ荷重に基づいてピエゾドライバー１８を制御する。このとき、ピエゾドライバー１８は、制御装置１７により制御されることにより、ビーム１４がその算出された複数の曲げ荷重をそれぞれ実行するように、複数の弾性梁曲げ吸振素子１３−１〜１３−２のピエゾアクチュエータ３２に複数の電気信号をそれぞれ供給する。

各弾性梁曲げ吸振素子１３−ｉのピエゾアクチュエータ３２は、ピエゾドライバー１８から電気信号が印加されたときに、その算出された曲げ荷重をビーム１４に印加する。ビーム１４は、その曲げ荷重を受けることにより、トランスミッション２からキャビン５に伝達する振動を低減することができる。このため、このような振動低減装置は、ビーム１４を介してトランスミッション２からキャビン５に伝達される振動を低減することができ、キャビン５の振動を低減することができる。

トランスミッション２は、メインローターブレード３の翼がＮ枚（Ｎは、自然数。）であるときに、Ｎ／ｒｅｖ振動を発生する。トランスミッション２は、さらに、そのヘリコプターが風を受ける影響等により、そのＮ／ｒｅｖ振動と異なる他の振動が発生する。本発明による振動低減装置は、ビーム１４を様々な周波数で面内曲げさせることができ、ビーム１４を介して伝達される様々な周波数の振動を低減することができ、キャビン５に伝達される様々な周波数の振動を低減することができる。

すなわち、このような振動低減装置は、弾性体と錘とを備えるパッシブ型の動吸振器に比較して、より広範囲の周波数の振動を低減することができる。このような振動低減装置は、さらに、そのパッシブ型の動吸振器に比較して軽量に作製されることができる。ヘリコプターは、そのパッシブ型の動吸振器に置換してこのような振動低減装置が搭載されるときに、そのパッシブ型の動吸振器を備える他のヘリコプターに比較して、より軽量化されることができる。

なお、ピエゾドライバー１８は、矩形波と異なる他の波形の電気信号をピエゾアクチュエータ３２に印加することもできる。図８は、ピエゾドライバー１８が第１アクチュエータ２４−１〜２４−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電気信号の電圧の変化の他の例を示している。その変化６１は、正弦波を示し、その電圧が周期６３で周期的であり、その電圧が周期６３ごとに概ね等しく変化することを示している。周期６３は、ビーム１４によりトランスミッション２からキャビン５に伝達される振動の周期に一致し、低減しようとする振動の周期に一致している。周期６３は、第１時刻６６と第２時刻６７とを含んでいる。変化６１は、第１時刻６６にピエゾドライバー１８が第１アクチュエータ２４−１〜２４−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電圧が最大であることを示し、第２時刻６７にピエゾドライバー１８が第１アクチュエータ２４−１〜２４−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電圧が最小であることを示している。

図８は、さらに、ピエゾドライバー１８が第２アクチュエータ２５−１〜２５−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電気信号の電圧の変化を示している。その変化６２は、その電圧が周期６３で周期的であり、その電圧が周期６３ごとに概ね等しく変化することを示している。変化６２は、第１時刻６６にピエゾドライバー１８が第２アクチュエータ２５−１〜２５−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電圧が最小であることを示し、第２時刻６７にピエゾドライバー１８が第２アクチュエータ２５−１〜２５−２のピエゾアクチュエータ３２に印加する電圧が最大であることを示している。

矩形波と異なるこのような波形の電圧の印加でも、弾性梁曲げ吸振素子１３−ｉは、ビーム１４を曲げようとする力をビーム１４に印加することができる。このため、このような電圧の印加でも、その振動低減装置は、矩形波と異なる波形の電圧をピエゾアクチュエータ３２に印加した場合でも、既述の実施の形態と同様にして、振動を低減することができる。

なお、その振動低減装置は、ビーム１４が伸縮するように第１アクチュエータ２４−１〜２４−２と第２アクチュエータ２５−１〜２５−２とを制御することもできる。このとき、その振動低減装置は、トランスミッション２の振動によりビーム１４が受ける圧縮荷重と引張荷重とを打ち消す（または低減する）ことができる。この結果、その振動低減装置は、既述の実施の形態における振動低減装置に比較して、さらに広い周波数範囲の振動をより確実に低減することができる。

なお、ピエゾアクチュエータ３２は、ビーム１４を運動させる他のアクチュエータに置換されることができる。そのアクチュエータとしては、印加される磁界に基づいて変形する超磁歪素子を備えるアクチュエータが例示される。このようなアクチュエータが適用された振動低減装置は、既述の実施の形態における振動低減装置と同様にして、振動をより確実に低減することができる。

なお、第１アクチュエータ２４−１〜２４−２と第２アクチュエータ２５−１〜２５−２とは、第１フランジ部分２２と第２フランジ部分２３と間と異なる他の位置に配置されることもできる。たとえば、第１アクチュエータ２４−１〜２４−２は、第１フランジ部分２２のうちの第２フランジ部分２３に対向する面の反対側の面に配置され、第２アクチュエータ２５−１〜２５−２は、第２フランジ部分２３のうちの第１フランジ部分２２に対向する面の反対側の面に配置されることができる。このような配置が適用された振動低減装置は、既述の実施の形態における振動低減装置と同様にして、振動をより確実に低減することができる。

なお、その振動低減装置は、第１アクチュエータ２４−１〜２４−２のみを用いて、キャビン５の振動を低減するためにビーム１４に十分な曲げ荷重を印加させることができるときに、第２アクチュエータ２５−１〜２５−２を省略することもできる。このとき、その振動低減装置は、ビーム１４が１方向の面内曲げをするような荷重しかビーム１４に印加することができないが、既述の実施の形態における振動低減装置と同様にして、広い周波数範囲のキャビン５の振動をより確実に低減することができる。

なお、ビーム１４は、Ｉ形鋼の断面形状と異なる他の断面形状に形成されるビームに置換されることもできる。そのビームとしては、Ｈ形鋼、Ｃ形鋼が例示される。このとき、第１アクチュエータ２４−１〜２４−２と第２アクチュエータ２５−１〜２５−２とは、面内曲げされにくい平面に沿ってそのビームを面内曲げさせるように、配置される。このようなビームに適用された振動低減装置は、既述の実施の形態における振動低減装置と同様にして、振動をより確実に低減することができる。

なお、その振動低減装置は、複数の機体加速度センサ１１−１〜１１−３により計測された加速度のみに基づいて、その乗客に伝達される振動を十分に低減することができるような曲げ荷重を算出することができるときに、メインローター回転数センサ１２を省略することもできる。

なお、そのヘリコプターは、その乗客に伝達される振動を十分に低減することができるときに、その振動低減装置を１個だけ設置することもできる。

このような振動低減装置は、ヘリコプター以外の機器の振動を低減することに利用されることもできる。その機器としては、自動車、洗濯機が例示される。

１ ：主構造
２ ：トランスミッション
３ ：メインローターブレード
５ ：キャビン
６ ：キャビン天井
７ ：床下構造
８ ：座席
１１−１〜１１−３：機体加速度センサ
１２：メインローター回転数センサ
１３−１〜１３−ｎ：複数の弾性梁曲げ吸振素子
１４：複数のビーム
１５：複数のフレーム
１６：入力装置
１７：制御装置
１８：ピエゾドライバー
２１：ウェブ部分
２２：第１フランジ部分
２３：第２フランジ部分
２４−１〜２４−２：第１アクチュエータ
２５−１〜２５−２：第２アクチュエータ
３１：支持部材
３２：ピエゾアクチュエータ
３３：弾性体
４１：計測値収集部
４２：運動算出部
４３：制御部
５１：変化
５２：変化
５３：周期
５４：期間
５５：期間
６１：変化
６２：変化
６３：周期
６６：第１時刻
６７：第２時刻

Claims (11)

1. 制振対象に固定される振動伝達部材を曲げるように前記振動伝達部材に力を印加するアクチュエータと、
   前記制振対象の加速度を測定する加速度センサと、
   前記振動伝達部材に回転可能に支持されるローターブレードが単位時間当たりに回転する回転数を測定する回転数センサと、前記ローターブレードは、回転することにより本ヘリコプターが推進する推進力を生成し、
   前記加速度と前記回転数とに基づいて前記アクチュエータを制御する制御装置
   とを具備するヘリコプター。
2. 請求項１において、
   前記アクチュエータは、さらに、前記振動伝達部材が伸縮するように、前記振動伝達部材に力を印加する
   ヘリコプター。
3. 請求項１または請求項２のいずれかにおいて、
   前記振動伝達部材は、
   帯状に形成されるウェブ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの一方の縁に形成される第１フランジ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの前記一方の縁の反対側の他方の縁に形成される第２フランジ部分とを備え、
   前記アクチュエータは、前記ウェブ部分が沿う平面における面内曲げを前記振動伝達部材が受けるように、前記振動伝達部材に力を印加する
   ヘリコプター。
4. 請求項３において、
   前記アクチュエータは、
   前記第１フランジ部分を伸縮させる第１アクチュエータと、
   前記第２フランジ部分を伸縮させる第２アクチュエータとを含む
   ヘリコプター。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
   前記アクチュエータは、
   前記振動伝達部材に両端が固定される圧電素子と、
   前記圧電素子に電圧を印加するピエゾドライバーとを備え、
   前記制御装置は、前記振動伝達部材に力が印加されるように、前記ピエゾドライバーを制御する
   ヘリコプター。
6. 制振対象の加速度を測定するステップと、
   前記制振対象に固定される振動伝達部材に回転可能に支持されるローターブレードが単位時間当たりに回転する回転数を測定するステップと、前記ローターブレードは、回転することによりヘリコプターが推進する推進力を生成し、
   前記振動伝達部材を曲げるように前記振動伝達部材に力を印加するアクチュエータを前記加速度と前記回転数とに基づいて制御するステップ
   とを具備する振動低減方法。
7. 請求項６において、
   前記アクチュエータは、さらに、前記振動伝達部材が伸縮するように、前記振動伝達部材に力を印加するように制御される
   振動低減方法。
8. 請求項６または請求項７のいずれかにおいて、
   前記振動伝達部材は、
   帯状に形成されるウェブ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの一方の縁に形成される第１フランジ部分と、
   前記ウェブ部分のうちの前記一方の縁の反対側の他方の縁に形成される第２フランジ部分とを備え、
   前記アクチュエータは、前記ウェブ部分が沿う平面における面内曲げを前記振動伝達部材が受けるように、前記振動伝達部材に力を印加するように制御される
   振動低減方法。
9. 請求項８において、
   前記アクチュエータは、
   前記第１フランジ部分を伸縮させる第１アクチュエータと、
   前記第２フランジ部分を伸縮させる第２アクチュエータとを含む
   振動低減方法。
10. 請求項６〜請求項９のいずれかにおいて、
    前記アクチュエータは、
    前記振動伝達部材に両端が固定される圧電素子と、
    前記圧電素子に電圧を印加するピエゾドライバーとを備え、
    前記振動伝達部材に力が印加されるように、前記ピエゾドライバーを制御するステップ
    をさらに具備する振動低減方法。
11. 請求項６〜請求項１０のいずれかに記載される振動低減方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。

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