JPH061097B2 - 動吸振器 - Google Patents
動吸振器Info
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- JPH061097B2 JPH061097B2 JP11257183A JP11257183A JPH061097B2 JP H061097 B2 JPH061097 B2 JP H061097B2 JP 11257183 A JP11257183 A JP 11257183A JP 11257183 A JP11257183 A JP 11257183A JP H061097 B2 JPH061097 B2 JP H061097B2
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- vibration
- acceleration
- dynamic vibration
- phase
- frequency
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は動吸振器に係るのもである。詳しくは振動体の
振動低減に供する位相制御型の動吸振器に係るものであ
る。
振動低減に供する位相制御型の動吸振器に係るものであ
る。
[従来技術] 従来、振動体の振動を減衰させる場合には動吸振器を用
い、動吸振器の予め設定された固有周波数を外部強制力
Fによる振動体の周波数(以下振動周波数fという)と
同一にし、振動体の振動を吸収している。しかし大量に
生産される振動体、例えば自動車では構成部品にばらつ
きが生じ車両間の振動体の固有周波数f1にばらつきを
生じたり、更には動吸振器を構成する部品のばらつきに
より動吸振器自体の固有周波数にもばらつきを生ずる結
果となる。
い、動吸振器の予め設定された固有周波数を外部強制力
Fによる振動体の周波数(以下振動周波数fという)と
同一にし、振動体の振動を吸収している。しかし大量に
生産される振動体、例えば自動車では構成部品にばらつ
きが生じ車両間の振動体の固有周波数f1にばらつきを
生じたり、更には動吸振器を構成する部品のばらつきに
より動吸振器自体の固有周波数にもばらつきを生ずる結
果となる。
このため、動吸振器の固有周波数を吸収したい振動体の
振動周波数fと同一にすることが非常に難しい。よっ
て、動吸振器の固有周波数における吸振効果は得らる
が、それが狙った振動周波数fとずれている場合には、
動吸振器と振動体が共振して、本来吸収したい振動周波
数fにおいて、振動体がかえって大きく振動してしまう
という問題が発生する。
振動周波数fと同一にすることが非常に難しい。よっ
て、動吸振器の固有周波数における吸振効果は得らる
が、それが狙った振動周波数fとずれている場合には、
動吸振器と振動体が共振して、本来吸収したい振動周波
数fにおいて、振動体がかえって大きく振動してしまう
という問題が発生する。
また、このような従来の動吸振器は、予め設定した動吸
振器の固有周波数と同一の振動体の振動周波数fにのみ
吸振効果が得られるものであるため、例えば、振動体の
振動周波数fが変化するような環境下では、吸収したい
振動周波数fの数だけ動吸振器を設けなければならず、
非常に不経済であり、また、重畳が必要以上に増加して
しまうという問題がある。
振器の固有周波数と同一の振動体の振動周波数fにのみ
吸振効果が得られるものであるため、例えば、振動体の
振動周波数fが変化するような環境下では、吸収したい
振動周波数fの数だけ動吸振器を設けなければならず、
非常に不経済であり、また、重畳が必要以上に増加して
しまうという問題がある。
ここで、かかる問題を解決するために、振動体の振動周
波数fを検出して、動吸振器の主要部を機械的あるいは
電気的に変化させ動吸振器振動系のばね定数を変化させ
ることにより、動吸振器の固有周波数f0を振動体の振
動周波数fに同期させる動吸振器が提供されるに至っ
た。
波数fを検出して、動吸振器の主要部を機械的あるいは
電気的に変化させ動吸振器振動系のばね定数を変化させ
ることにより、動吸振器の固有周波数f0を振動体の振
動周波数fに同期させる動吸振器が提供されるに至っ
た。
しなしながら、この動吸振器においても、動吸振器の構
成部品のばらつきによって、せっかく動吸振器の主要部
を変化させても適切な動吸振器振動系のばね定数を得る
ことができないことがある。
成部品のばらつきによって、せっかく動吸振器の主要部
を変化させても適切な動吸振器振動系のばね定数を得る
ことができないことがある。
そしてなによりも、上述の動吸振器では、減衰させたい
振動周波数fを正確に検出する必要があるため、例え
ば、自動車内のようにエンジン回転数の車速の変化等に
より振動体の振動周波数fが複雑に変化するような環境
下においては、複雑な周波数検出回路を設ける必要があ
った。そして更に、たとえ振動周波数fが正確に検出で
きたとしても、振動周波数fが変化してから動吸振器振
動系のばね定数を変えるので、この変化に追従して動吸
振器振動系のばね定数を変化させることができず、十分
な吸振効果を得ることができなかった。
振動周波数fを正確に検出する必要があるため、例え
ば、自動車内のようにエンジン回転数の車速の変化等に
より振動体の振動周波数fが複雑に変化するような環境
下においては、複雑な周波数検出回路を設ける必要があ
った。そして更に、たとえ振動周波数fが正確に検出で
きたとしても、振動周波数fが変化してから動吸振器振
動系のばね定数を変えるので、この変化に追従して動吸
振器振動系のばね定数を変化させることができず、十分
な吸振効果を得ることができなかった。
[発明の目的] そこで、本発明は、複雑な周波数検出回路を設けなくて
も、複雑に変化する振動周波数fに追従して効率よく振
動体の振動を吸収することができる動吸振器を提供する
ことを目的とする。
も、複雑に変化する振動周波数fに追従して効率よく振
動体の振動を吸収することができる動吸振器を提供する
ことを目的とする。
[発明の構成] かかる目的を達成するための本発明の構成は振動体に固
定し該振動体の振動を吸収し該振動体の振動を低減する
動吸振器において、 該動吸振器本体と該動吸振器本体外部に設けた重錘体と
を連結する腕部と、 該腕部の、前記動吸振器本体に対して振動可能な部分の
長さを変える腕部可変手段と、 前記振動体の加速度を検出し振動体加速度信号を出力す
る振動体加速度検出手段と、 前記重錘体の加速度を検出し重錘体加速度信号を出力す
る重錘体加速度検出手段と、 前記振動体加速度信号に基づき検出される振動体の振動
加速度の位相と前記重錘体加速度信号に基づき検出され
る重錘体の振動加速度の位相との位相差が所定範囲にな
るよう前記腕部可変手段に制御信号を出力する制御手
段、 とを備えたことを特徴とする動吸振器を要旨としてい
る。
定し該振動体の振動を吸収し該振動体の振動を低減する
動吸振器において、 該動吸振器本体と該動吸振器本体外部に設けた重錘体と
を連結する腕部と、 該腕部の、前記動吸振器本体に対して振動可能な部分の
長さを変える腕部可変手段と、 前記振動体の加速度を検出し振動体加速度信号を出力す
る振動体加速度検出手段と、 前記重錘体の加速度を検出し重錘体加速度信号を出力す
る重錘体加速度検出手段と、 前記振動体加速度信号に基づき検出される振動体の振動
加速度の位相と前記重錘体加速度信号に基づき検出され
る重錘体の振動加速度の位相との位相差が所定範囲にな
るよう前記腕部可変手段に制御信号を出力する制御手
段、 とを備えたことを特徴とする動吸振器を要旨としてい
る。
[作用及び発明の効果] 以上のように構成された本発明の動吸振器においては、
振動体加速度検出手段が、振動体の加速度を検出し振動
体加速度信号を出力する。また、重錘体加速度検出手段
が、重錘体の加速度を検出し重錘体加速度信号を出力す
る。すると、制御手段が、この振動体加速度信号と重錘
体加速度信号とから、それぞれ、振動体の振動加速度の
位相と、重錘体の振動加速度の位相とを検出し、これら
の位相差が常に所定範囲となるように腕部可変手段へ制
御信号を出力する。そして、この腕部可変手段が、上記
制御信号に基づき、当該動吸振器本体と該動吸振器本体
の外部に設けた重錘体とを連結する腕部の、上記動吸振
器本体に対して振動可能な部分の長さを変える。
振動体加速度検出手段が、振動体の加速度を検出し振動
体加速度信号を出力する。また、重錘体加速度検出手段
が、重錘体の加速度を検出し重錘体加速度信号を出力す
る。すると、制御手段が、この振動体加速度信号と重錘
体加速度信号とから、それぞれ、振動体の振動加速度の
位相と、重錘体の振動加速度の位相とを検出し、これら
の位相差が常に所定範囲となるように腕部可変手段へ制
御信号を出力する。そして、この腕部可変手段が、上記
制御信号に基づき、当該動吸振器本体と該動吸振器本体
の外部に設けた重錘体とを連結する腕部の、上記動吸振
器本体に対して振動可能な部分の長さを変える。
即ち、本発明の動吸振器においては、振動体の振動加速
度の位相と、重錘体の振動加速度の位相との位相差が、
常に所定範囲になるように、腕部の、上記動吸振器本体
に対して振動可能な部分の長さを変化させることにより
当該動吸振器の振動系ばね定数を変化させるのである。
度の位相と、重錘体の振動加速度の位相との位相差が、
常に所定範囲になるように、腕部の、上記動吸振器本体
に対して振動可能な部分の長さを変化させることにより
当該動吸振器の振動系ばね定数を変化させるのである。
これは、後述するように、振動体の振動加速度の位相
と、重錘体の振動加速度の位相との位相差を、所定範囲
(好ましくは70°から90°)に制御すれば、そのと
きの振動体の振動周波数fに当該動吸振器の固有周波数
f0を合わせることができ、その近傍で確実に振動体の
振幅を減少させることができるからである。
と、重錘体の振動加速度の位相との位相差を、所定範囲
(好ましくは70°から90°)に制御すれば、そのと
きの振動体の振動周波数fに当該動吸振器の固有周波数
f0を合わせることができ、その近傍で確実に振動体の
振幅を減少させることができるからである。
従つて、本発明の動吸振器においては、複雑な周波数検
出回路を設けなくても十分な吸振効果が得られる。そし
て、この吸振効果は、振動体及び動吸振器自身を構成す
る部品の製造ばらつきに影響されることもない。
出回路を設けなくても十分な吸振効果が得られる。そし
て、この吸振効果は、振動体及び動吸振器自身を構成す
る部品の製造ばらつきに影響されることもない。
更に、本発明の動吸振器は、振動体の振動周波数fだけ
を検出する従来の動吸振器のように、振動周波数fが変
化してから動吸振器振動系のばね定数を変えるのではな
く、上記位相差に基づき上記ばね定数を制御するため、
例えば、自動車内のようにエンジン回転数や車速の変化
等により振動体の振動周波数fが複雑に変化するような
環境下においても、振動周波数fが変化していく過程に
おいて振動体の振動を吸収することができる。
を検出する従来の動吸振器のように、振動周波数fが変
化してから動吸振器振動系のばね定数を変えるのではな
く、上記位相差に基づき上記ばね定数を制御するため、
例えば、自動車内のようにエンジン回転数や車速の変化
等により振動体の振動周波数fが複雑に変化するような
環境下においても、振動周波数fが変化していく過程に
おいて振動体の振動を吸収することができる。
つまり、複雑に変化する振動周波数fに追従して、十分
な吸振効果が得られ、これにより吸収したい振動周波数
fの数だけ動吸振器を設けるような必要もない。
な吸振効果が得られ、これにより吸収したい振動周波数
fの数だけ動吸振器を設けるような必要もない。
[実施例] 以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説明する。
第1図は本発明の第1実施例である自動車用の位相制御
型動吸振器を示している。
第1図は本発明の第1実施例である自動車用の位相制御
型動吸振器を示している。
1は動吸振器ケース、2a,2bは動吸振器ケース1に
穿設された軸穴、3a,3bは該軸穴に内設されたベア
リング、4a,4bは動吸振器ケース1に穿設された動
吸振器装着用の固定穴、5は動吸振器ケース1内に配設
されたモータ、6はモータ5に直結されたピニオンギャ
を表わしている。そしてモータ5、ピニオンギャ6によ
り腕部可変手段は構成され、動吸振器本体は動吸振器ケ
ース1、軸穴2a,2b、ベアリング3a,3b、固定
穴4a,4b、モータ5、ピニオンギャ6により構成さ
れ、更に固定穴4a,4bに挿入されたボルト7a,7
bにて振動体8に装着される。
穿設された軸穴、3a,3bは該軸穴に内設されたベア
リング、4a,4bは動吸振器ケース1に穿設された動
吸振器装着用の固定穴、5は動吸振器ケース1内に配設
されたモータ、6はモータ5に直結されたピニオンギャ
を表わしている。そしてモータ5、ピニオンギャ6によ
り腕部可変手段は構成され、動吸振器本体は動吸振器ケ
ース1、軸穴2a,2b、ベアリング3a,3b、固定
穴4a,4b、モータ5、ピニオンギャ6により構成さ
れ、更に固定穴4a,4bに挿入されたボルト7a,7
bにて振動体8に装着される。
尚、振動体8としては具体的に、例えばエンジン、ステ
アリングコラム、排気管、シート、車両フレーム、サス
ペンション等の各装置が挙げられる。
アリングコラム、排気管、シート、車両フレーム、サス
ペンション等の各装置が挙げられる。
9は金属等よりなり、適宜、質量を調整された重錘体、
10は重錘体9に固定され、腕部に該当する位置可変レ
バーを表わす。更に位置可変レバー10には所定の位置
にラック11が刻設されている。位置可変レバー10は
軸穴2a,2bに挿通されると共にラック11が前記ピ
ニオンギャ6と歯合されている。その結果、前記モータ
5が駆動されピニオンギャ6が回転することにより、重
錘体9は位置可変レバー10の変位によって図上水平方
向に往復動し、腕部としての位置可変レバー10の、動
吸振器本体としての動吸振器ケース1に対して振動可能
な有効長がlが変化する。
10は重錘体9に固定され、腕部に該当する位置可変レ
バーを表わす。更に位置可変レバー10には所定の位置
にラック11が刻設されている。位置可変レバー10は
軸穴2a,2bに挿通されると共にラック11が前記ピ
ニオンギャ6と歯合されている。その結果、前記モータ
5が駆動されピニオンギャ6が回転することにより、重
錘体9は位置可変レバー10の変位によって図上水平方
向に往復動し、腕部としての位置可変レバー10の、動
吸振器本体としての動吸振器ケース1に対して振動可能
な有効長がlが変化する。
そして、12は振動体加速度検出手段に該当する振動体
加速度センサであり振動体8の振動加速度を検出し、振
動体加速度信号を出力する。振動体加速度センサ12は
前記動吸振器ケース1の所定表面に固定されている。
加速度センサであり振動体8の振動加速度を検出し、振
動体加速度信号を出力する。振動体加速度センサ12は
前記動吸振器ケース1の所定表面に固定されている。
13は重錘体加速度検出手段に該当する重錘体加速度セ
ンサであり重錘体9の振動加速度を検出し重錘体加速度
信号を出力する。重錘体加速度センサ13は重錘体9の
所定表面に固定される。
ンサであり重錘体9の振動加速度を検出し重錘体加速度
信号を出力する。重錘体加速度センサ13は重錘体9の
所定表面に固定される。
尚、振動体加速度センサ12、重錘体加速度センサ13
は同方向の加速度を検出するように固定されている。
は同方向の加速度を検出するように固定されている。
次に第2図により振動体と動吸振器からなる振動系のモ
デルを示す。
デルを示す。
外部強制力Fが振動体8に印加される場合について説明
する。
する。
振動体8のばね定数をk1,減衰定数をc1,質量をm
1,振幅をx1,動吸振器のばね定数をk2,減衰定数
をc2,重錘体の質量をm1,振幅をx2とすると、 ばね定数k1,k2のみの場合、振動系の微分方程式は
(1)式となる。
1,振幅をx1,動吸振器のばね定数をk2,減衰定数
をc2,重錘体の質量をm1,振幅をx2とすると、 ばね定数k1,k2のみの場合、振動系の微分方程式は
(1)式となる。
(1)式を変形すると(2)式となる。
(2)式において更に減衰定数c1,c2の項を付加す
ると、以下の(3)式のようになる。
ると、以下の(3)式のようになる。
ここで、外部強制力Fによる振動体8の角振動数をωと
し、F0,x10,x20を比例定数、Ψ1を振動体8
の振動加速度の位相(以下単に、位相Ψ1という)、Ψ
2を動吸振器の振動加速度の位相(以下単に位相Ψ2と
いう)として、F,x1,x2をそれぞれ(4)式のよ
うにおくと、 x1及びx2を、時間tでそれぞれ一次微分及び二次微
分したものは(5)式及び(6)式のようになる。
し、F0,x10,x20を比例定数、Ψ1を振動体8
の振動加速度の位相(以下単に、位相Ψ1という)、Ψ
2を動吸振器の振動加速度の位相(以下単に位相Ψ2と
いう)として、F,x1,x2をそれぞれ(4)式のよ
うにおくと、 x1及びx2を、時間tでそれぞれ一次微分及び二次微
分したものは(5)式及び(6)式のようになる。
次に、(4)式、(5)式、及び(6)式を(3)式へ
代入すると、(7)式のようになる。
代入すると、(7)式のようになる。
ここで、 A=k1k2−m1ω2+j(c1+c2)ω, B=−k2−jc2ω, C=k2−m2ω2+jc2ω とおくと、 (7)式は、t=Oの時、(8)式の如く行列式とな
る。
る。
そして、(8)を解くと、(9)式のようになる。
そして、(9)式より(10)式が導かれる。
ここで、動吸振器の固有周波数をω0とし、 とすると、(10)式より(11)式が得られる。
よって、位相Ψ1と位相Ψ2との位相差をφ(以下単に位
相差φという)とすると、動吸振器の固有周波数f0に
おける位相差φは、 tenφ=k2/c2ω (12) となる。このとき一般の減衰定数の範囲内では位相差は
70°〜90°近傍の値をとる。
相差φという)とすると、動吸振器の固有周波数f0に
おける位相差φは、 tenφ=k2/c2ω (12) となる。このとき一般の減衰定数の範囲内では位相差は
70°〜90°近傍の値をとる。
即ち第3図には外部強制力Fによる振動体の振動周波数
fと位相差φの関係が示され、固有周波数f0近傍では
位相差φは90°近傍の値となる。動吸振器装着前後の
振動周波数fと振動体の振幅x1の関係(以下吸振特性
という。)は第4図に示すグラフの如くになり、点線は
動吸振器装着前、実線は固有周波数f0近傍での動吸振
器装着後の関係を示す。
fと位相差φの関係が示され、固有周波数f0近傍では
位相差φは90°近傍の値となる。動吸振器装着前後の
振動周波数fと振動体の振幅x1の関係(以下吸振特性
という。)は第4図に示すグラフの如くになり、点線は
動吸振器装着前、実線は固有周波数f0近傍での動吸振
器装着後の関係を示す。
つまり動吸振器装着後は固有周波数f0近傍では振幅x1
は減少している。このように位相差φは70°〜90°
であれば振動は効率的に吸収されることがわかる。した
がって位相差φが70°〜90°になるよう動吸振器を
制御すれば良い。
は減少している。このように位相差φは70°〜90°
であれば振動は効率的に吸収されることがわかる。した
がって位相差φが70°〜90°になるよう動吸振器を
制御すれば良い。
以下、位相差が90°における場合について説明する。
k、c、ωを確定させた場合には、その値(φ)を基準
として位相を検出することにより正確な制御が可能とな
る。
k、c、ωを確定させた場合には、その値(φ)を基準
として位相を検出することにより正確な制御が可能とな
る。
上述した理論に基づき振動低減を達成するため本実施例
においては制御手段に該当する帰還回路14は第5図に
示されるよう構成されている。以下帰還回路14の構成
と作用について説明する。
においては制御手段に該当する帰還回路14は第5図に
示されるよう構成されている。以下帰還回路14の構成
と作用について説明する。
21は重錘体加速度信号が入力する入力端子、22は振
動体加速度信号が入力する入力端子を表わす。23は外
部強制力Fの角周波数(例えばエンジン回転数)に比例
した出力電圧Vωを得る角周波数センサである。同セン
サを設けた理由としては、本実施例において、振動体は
エンジン、プロペラシャフト、車輪等の様々な部品から
成立しているので、例えばエンジンの回転に起因する振
動を主に吸収したい場合でも、車輪等の様々な部品から
の振動が合成され、基本波と高周波とからなる複雑なひ
ずみ波の信号が振動体加速度センサ12から帰還回路1
4に入ってしまうからである。よって、本実施例では、
複数の振動源に起因する振動周波数の中から、特に吸振
したい振動源(例えばエンジン)に起因する振動の周波
数帯域における振動加速度だけを取り出すために、かか
る各周波数センサ23を設け、これにより、減衰させた
いエンジンの周波数を検出し、その周波数信号に基づき
トラッキングフィルタ24、25のフィルタリング周波
数を変化させている。
動体加速度信号が入力する入力端子を表わす。23は外
部強制力Fの角周波数(例えばエンジン回転数)に比例
した出力電圧Vωを得る角周波数センサである。同セン
サを設けた理由としては、本実施例において、振動体は
エンジン、プロペラシャフト、車輪等の様々な部品から
成立しているので、例えばエンジンの回転に起因する振
動を主に吸収したい場合でも、車輪等の様々な部品から
の振動が合成され、基本波と高周波とからなる複雑なひ
ずみ波の信号が振動体加速度センサ12から帰還回路1
4に入ってしまうからである。よって、本実施例では、
複数の振動源に起因する振動周波数の中から、特に吸振
したい振動源(例えばエンジン)に起因する振動の周波
数帯域における振動加速度だけを取り出すために、かか
る各周波数センサ23を設け、これにより、減衰させた
いエンジンの周波数を検出し、その周波数信号に基づき
トラッキングフィルタ24、25のフィルタリング周波
数を変化させている。
24,25はそれぞれ重錘体加速度センサ13、振動体
加速度センサ12から得られた出力の周波数成分のうち
角周波数センサ23の出力に応じた周波数成分だけを通
過させるためのトラッキングフィルタである。26はト
ラッキングフィルタ24の出力の位相を90°進相させ
る移相器である。27はトラッキングフィルタ25、移
相器26の出力の位相差に比例した出力信号を得る位相
差検出器である。以下この位相差検出器27について説
明する。
加速度センサ12から得られた出力の周波数成分のうち
角周波数センサ23の出力に応じた周波数成分だけを通
過させるためのトラッキングフィルタである。26はト
ラッキングフィルタ24の出力の位相を90°進相させ
る移相器である。27はトラッキングフィルタ25、移
相器26の出力の位相差に比例した出力信号を得る位相
差検出器である。以下この位相差検出器27について説
明する。
28、29は移相器26、トラッキングフィルタ25の
出力信号がそれぞれ正極性の場合は正、負極性の場合は
負の一定電圧が得られるよう構成された極性判別器であ
り、30は極性判別器28からの出力を整流するダイオ
ード、31は同じく極性判別器29からの出力を整流す
るダイオード、32はダイオード30、31からの信号
を入力R、入力Vとし入力R、Vの位相差を比例し、そ
れに応じた信号を出力する位相比較器である。この位相
比較器32としては、例えば第6図に示すように、複数
のNANDゲートよりなる公知の回路が挙げられ、同回
路は立上り位相が等しいとき二つの出力U、Dは高レベ
ルとなり、入力Rが入力Vに対して位相が進んでいる場
合は、その位相差に相当する時間だけ出力Uは低レベル
となり、逆に入力Rが入力Vに対して位相が遅れている
場合はその位相差に相当する時間だけ出力Dが低レベル
になるよう構成されている。そして33は出力Uを反転
させる位相反転器、34は出力Dを反転させる位相反転
器、35は該反転器33、34からの出力を判別し該出
力に比例する直流電圧を出力するリニア差動アンプであ
る。以上のように位相差検出器27は構成されている。
出力信号がそれぞれ正極性の場合は正、負極性の場合は
負の一定電圧が得られるよう構成された極性判別器であ
り、30は極性判別器28からの出力を整流するダイオ
ード、31は同じく極性判別器29からの出力を整流す
るダイオード、32はダイオード30、31からの信号
を入力R、入力Vとし入力R、Vの位相差を比例し、そ
れに応じた信号を出力する位相比較器である。この位相
比較器32としては、例えば第6図に示すように、複数
のNANDゲートよりなる公知の回路が挙げられ、同回
路は立上り位相が等しいとき二つの出力U、Dは高レベ
ルとなり、入力Rが入力Vに対して位相が進んでいる場
合は、その位相差に相当する時間だけ出力Uは低レベル
となり、逆に入力Rが入力Vに対して位相が遅れている
場合はその位相差に相当する時間だけ出力Dが低レベル
になるよう構成されている。そして33は出力Uを反転
させる位相反転器、34は出力Dを反転させる位相反転
器、35は該反転器33、34からの出力を判別し該出
力に比例する直流電圧を出力するリニア差動アンプであ
る。以上のように位相差検出器27は構成されている。
そして36は該検出器27よりの直流電圧を入力しモー
タ5に駆動信号を出力するモータ駆動回路である。
タ5に駆動信号を出力するモータ駆動回路である。
このように構成された帰還回路14により、位相差φが
90°でない時は、位相差φに比例した直流電圧に基づ
いて位相差φが90°になるまでモータは駆動され、重
錘体9、位置可変レバー10は往復動され、その結果、
動吸振器のばね定数k2,c2は変化される。この位相
差φが90°になればモータ5、重錘体9、位置可変レ
バー10を停止する。すなわち振動体と動吸振器からな
る振動系は常に両者の振動の位相差φが90°になるよ
う構成されている。
90°でない時は、位相差φに比例した直流電圧に基づ
いて位相差φが90°になるまでモータは駆動され、重
錘体9、位置可変レバー10は往復動され、その結果、
動吸振器のばね定数k2,c2は変化される。この位相
差φが90°になればモータ5、重錘体9、位置可変レ
バー10を停止する。すなわち振動体と動吸振器からな
る振動系は常に両者の振動の位相差φが90°になるよ
う構成されている。
この帰還回路14に種々の位相差の信号が入った場合の
同回路14の各素子の出力変化を第7図に示す。図にお
いて(a)は位相ψ1が位相ψ2より90°遅れている
場合、(b)は位相ψ1と位相ψ2が同位相の場合、
(c)は位相ψ1が位相ψ2より45°進んでいる場
合、(d)は位相ψ1が位相ψ2より135°進んでい
る場合がそれぞれ表わされている。そして21inは重錘
体9の重錘体加速度センサ13からの入力、22inは振
動体加速度センサ12からの入力、26outは移相器の
出力、30Routはダイオード30の出力R、31Vout
はダイオード31の出力V、32Uoutは位相比較器3
2の出力U、32Doutは位相比較器32の出力D、3
3outは位相比較器33の出力、34outは位相比較器3
4の出力、35outはリニア差動アンプ35の出力をそ
れぞれ表わしている。
同回路14の各素子の出力変化を第7図に示す。図にお
いて(a)は位相ψ1が位相ψ2より90°遅れている
場合、(b)は位相ψ1と位相ψ2が同位相の場合、
(c)は位相ψ1が位相ψ2より45°進んでいる場
合、(d)は位相ψ1が位相ψ2より135°進んでい
る場合がそれぞれ表わされている。そして21inは重錘
体9の重錘体加速度センサ13からの入力、22inは振
動体加速度センサ12からの入力、26outは移相器の
出力、30Routはダイオード30の出力R、31Vout
はダイオード31の出力V、32Uoutは位相比較器3
2の出力U、32Doutは位相比較器32の出力D、3
3outは位相比較器33の出力、34outは位相比較器3
4の出力、35outはリニア差動アンプ35の出力をそ
れぞれ表わしている。
尚、上述した帰還回路14の他に同様の回路として第8
図の如き位相差検出器40が組み込まれた帰還回路41
が挙げられる。この帰還回路41は前述の帰還回路14
におけるリニア差動アンプ35の代わりにNANDゲー
ト42、積分器43、RSフリップフロップ44が組み
込まれ、その他の構成は帰還回路14と同様である。そ
して、位相差に比例した電圧を出力する前記積分器43
と、2値出力によりモータ5の回転方向、位置可変レバ
ー10の移動方向を指示するRSフリップフロップ44
の両者の信号をモータ駆動回路45に出力するよう構成
されている。
図の如き位相差検出器40が組み込まれた帰還回路41
が挙げられる。この帰還回路41は前述の帰還回路14
におけるリニア差動アンプ35の代わりにNANDゲー
ト42、積分器43、RSフリップフロップ44が組み
込まれ、その他の構成は帰還回路14と同様である。そ
して、位相差に比例した電圧を出力する前記積分器43
と、2値出力によりモータ5の回転方向、位置可変レバ
ー10の移動方向を指示するRSフリップフロップ44
の両者の信号をモータ駆動回路45に出力するよう構成
されている。
以上に述べた本実施例の動吸振器によって、前述の角周
波数センサ23の手助けにより複数の振動源に起因する
振動周波数の中から検出された所望の振動源(例えばエ
ンジン)に起因する周波数帯域bの振動は、第9図(低
周波領域の場合)、第10図(中間周波領域の場合)及
び第11図(高周波領域の場合)で示す吸振特性で表わ
され、それぞれ周波数帯域bにおいて振動体の振動が効
率的に吸振される。
波数センサ23の手助けにより複数の振動源に起因する
振動周波数の中から検出された所望の振動源(例えばエ
ンジン)に起因する周波数帯域bの振動は、第9図(低
周波領域の場合)、第10図(中間周波領域の場合)及
び第11図(高周波領域の場合)で示す吸振特性で表わ
され、それぞれ周波数帯域bにおいて振動体の振動が効
率的に吸振される。
また第12図に示すように振動周波数fの変化に対し振
幅x1がさほど変化しない振動体(以下剛性特性の振動
体という。)においても前述したように帰還回路を作動
させ位相差φを90°とすることにより目的とする周波
数の振動だけを吸収できる。
幅x1がさほど変化しない振動体(以下剛性特性の振動
体という。)においても前述したように帰還回路を作動
させ位相差φを90°とすることにより目的とする周波
数の振動だけを吸収できる。
次に第13図に示す如き、本発明の第2実施例について
説明する。61は動吸振器ケースである。62は該動吸
振器ケース1に穿設された軸穴である。尚、同穴62内
周には雌ねじ63が切られている。64a,bは動吸振
器ケース1に穿設される動吸振器装着用の固定穴であ
る。65は動吸振器ケース61に内設されたモータであ
り、該モータ65にピニオンギャ66が直結されてい
る。そして、また動吸振器本体は動吸振器ケース61、
軸穴62、固定穴64a,64b、モータ65、ピニオ
ンギャ66により構成され、固定穴64a,64bに挿
入される。ボルト67a,67bにより振動体68に装
着される。
説明する。61は動吸振器ケースである。62は該動吸
振器ケース1に穿設された軸穴である。尚、同穴62内
周には雌ねじ63が切られている。64a,bは動吸振
器ケース1に穿設される動吸振器装着用の固定穴であ
る。65は動吸振器ケース61に内設されたモータであ
り、該モータ65にピニオンギャ66が直結されてい
る。そして、また動吸振器本体は動吸振器ケース61、
軸穴62、固定穴64a,64b、モータ65、ピニオ
ンギャ66により構成され、固定穴64a,64bに挿
入される。ボルト67a,67bにより振動体68に装
着される。
69は金属等よりなり、適宜、質量を調整された重錘
体、70は腕部に該当し、ゴム等の弾性を有する材料よ
りなる中空の円筒形の重錘体連結部であり、重錘体連結
部70は第13図に示されるように重錘体69と動吸振
器本体とを結合するよう構成され、軸穴62と重錘体連
結部70の中空部は連通されている。
体、70は腕部に該当し、ゴム等の弾性を有する材料よ
りなる中空の円筒形の重錘体連結部であり、重錘体連結
部70は第13図に示されるように重錘体69と動吸振
器本体とを結合するよう構成され、軸穴62と重錘体連
結部70の中空部は連通されている。
71は下端にギャ71aが設けられ円頭71bを有する
ボルト状のロッドを表わし、ロッド71外周には雄ねじ
が切られ、そして重錘体連結部70の中空部に嵌入さ
れ、軸穴62の雌ねじ63と螺合されている。ピニオン
ギャ66はギャ71aと歯合され、モータ65が駆動さ
れるとピニオンギャ66が回転され、更にピニオンギャ
66によって前記ギャ71aが回転し、回転する方向に
より上下に往復動する。それに応じて、腕部としての重
錘体連結部70の、動吸振器本体としての動吸振器ケー
ス61に対して振動可能な有効長lが変化する。
ボルト状のロッドを表わし、ロッド71外周には雄ねじ
が切られ、そして重錘体連結部70の中空部に嵌入さ
れ、軸穴62の雌ねじ63と螺合されている。ピニオン
ギャ66はギャ71aと歯合され、モータ65が駆動さ
れるとピニオンギャ66が回転され、更にピニオンギャ
66によって前記ギャ71aが回転し、回転する方向に
より上下に往復動する。それに応じて、腕部としての重
錘体連結部70の、動吸振器本体としての動吸振器ケー
ス61に対して振動可能な有効長lが変化する。
尚、モータ65、ピニオンギャ66、ロッド71、ギャ
71aにより腕部可変手段は構成される。72は振動体
加速度検出手段に該当する振動体加速度センサであり振
動体68の振動加速度を検出し振動体加速度信号を出力
する。振動体加速度センサ72は前記吸振器ケース61
の所定表面上に固定されている。
71aにより腕部可変手段は構成される。72は振動体
加速度検出手段に該当する振動体加速度センサであり振
動体68の振動加速度を検出し振動体加速度信号を出力
する。振動体加速度センサ72は前記吸振器ケース61
の所定表面上に固定されている。
73は重錘体加速度検出手段に該当する重錘体加速度セ
ンサであり重錘体69の振動加速度を検出し重錘体加速
度信号を出力する。重錘体加速度センサ73は重錘体6
9の所定表面上に固定されている。
ンサであり重錘体69の振動加速度を検出し重錘体加速
度信号を出力する。重錘体加速度センサ73は重錘体6
9の所定表面上に固定されている。
制御手段に該当する帰還回路74は第1実施例の帰還回
路14と構成、作用とも同一である。
路14と構成、作用とも同一である。
以上のように構成された第2実施例は位相ψ1,ψ2を
上記センサ72、73より検出し位相差φを常に90°
に制御するよう帰還回路74が作動し重錘体連結部70
がロッド71に規制され振動可能な部分、即ち、腕部有
効長lが変化することにより動吸振器のばね定数は変化
する。したがって振動周波数に連動された固有周波数f
0近傍にて動吸振器の吸振効果が最大となる。
上記センサ72、73より検出し位相差φを常に90°
に制御するよう帰還回路74が作動し重錘体連結部70
がロッド71に規制され振動可能な部分、即ち、腕部有
効長lが変化することにより動吸振器のばね定数は変化
する。したがって振動周波数に連動された固有周波数f
0近傍にて動吸振器の吸振効果が最大となる。
以上、第1実施例、第2実施例共に振動体の位相ψ1と
重錘体の位相ψ2との位相差が常に90°に保たれるよ
うに、腕部の、動吸振器本体に対して振動可能な部分の
長さを制御して、動吸振器のばね定数k2を変えられる
ように構成されている。
重錘体の位相ψ2との位相差が常に90°に保たれるよ
うに、腕部の、動吸振器本体に対して振動可能な部分の
長さを制御して、動吸振器のばね定数k2を変えられる
ように構成されている。
このため振動体や動吸振器の構成部品のばらつきにより
それぞれの固有周波数にばらつきがある場合でも、ばら
つきにかかわりなく所望の周波数の振動を吸収すること
ができる。
それぞれの固有周波数にばらつきがある場合でも、ばら
つきにかかわりなく所望の周波数の振動を吸収すること
ができる。
また、振動体の振動源の振動周波数が変化してもそれに
追従して振動を吸収できるので、振動周波数に合せて動
吸振器を数多く用いる必要がなく常に吸振したい所望の
周波数で振動体の振動を効率よく吸振することができ
る。
追従して振動を吸収できるので、振動周波数に合せて動
吸振器を数多く用いる必要がなく常に吸振したい所望の
周波数で振動体の振動を効率よく吸振することができ
る。
尚、第1実施例、第2実施例共に、帰還回路はマイクロ
コンピュータであってもよく、位相差φは70°〜90
°の範囲であれば良く、いずれも本実施例に限定される
ものではない。
コンピュータであってもよく、位相差φは70°〜90
°の範囲であれば良く、いずれも本実施例に限定される
ものではない。
また、第1実施例、第2実施例の場合共に、複数の振動
源に起因する振動の中から、例えばエンジンに起因する
振動だけを減衰させたいために、角周波数センサ23と
トラッキングフィルタ24、25とを追加して設けた
が、例えば、振動体の振動源が単一の場合、あるいは吸
振させたい振動源に起因する振動周波数が、その他の振
動源に起因する振動周波数にさほど影響されないような
場合であれば、重錘体加速度センサ13の出力信号を直
接、移相器26へ入力し、振動体加速度センサ12の出
力信号を直接、位相差検出器27,40内の極性判別器
29へ入力しても、振動体や動吸振器の構成部品のばら
つきにかかわらず、また、振動体の振動周波数が複雑に
変化しても、確実に振動を吸収することができる。
源に起因する振動の中から、例えばエンジンに起因する
振動だけを減衰させたいために、角周波数センサ23と
トラッキングフィルタ24、25とを追加して設けた
が、例えば、振動体の振動源が単一の場合、あるいは吸
振させたい振動源に起因する振動周波数が、その他の振
動源に起因する振動周波数にさほど影響されないような
場合であれば、重錘体加速度センサ13の出力信号を直
接、移相器26へ入力し、振動体加速度センサ12の出
力信号を直接、位相差検出器27,40内の極性判別器
29へ入力しても、振動体や動吸振器の構成部品のばら
つきにかかわらず、また、振動体の振動周波数が複雑に
変化しても、確実に振動を吸収することができる。
第1図は本発明の第1実施例の構成図、第2図は振動体
と動吸振器からなる振動系のモデルを示す模式図、第3
図は振動周波数fと位相差φとの関係を示すグラフ、第
4図は吸振特性を示すグラフ、第5図は第1実施例の帰
還回路のブロック図、第6図は位相比較器の一例を示す
構成図、第7図は種々の位相差における帰還回路内の信
号のタイミングチャート、第8図は第1実施例の他の帰
還回路のブロック図、第9図は低周波数領域における吸
振特性を示すグラフ、第10図は中間周波領域における
吸振特性を示すグラフ、第11図は高周波領域における
吸振特性を示すグラフ、第12図は剛特性の振動体の吸
振特性、第13図は第2実施例の構成図を表わす。 8、68…振動体 9、69…重錘体 10…位置可変レバー 12、72…振動体加速度センサ 13、73…重錘体加速度センサ 24、25…トラッキングフィルタ 28、29…極性判別器 30、31…ダイオード 32…位相比較器 71…ロッド
と動吸振器からなる振動系のモデルを示す模式図、第3
図は振動周波数fと位相差φとの関係を示すグラフ、第
4図は吸振特性を示すグラフ、第5図は第1実施例の帰
還回路のブロック図、第6図は位相比較器の一例を示す
構成図、第7図は種々の位相差における帰還回路内の信
号のタイミングチャート、第8図は第1実施例の他の帰
還回路のブロック図、第9図は低周波数領域における吸
振特性を示すグラフ、第10図は中間周波領域における
吸振特性を示すグラフ、第11図は高周波領域における
吸振特性を示すグラフ、第12図は剛特性の振動体の吸
振特性、第13図は第2実施例の構成図を表わす。 8、68…振動体 9、69…重錘体 10…位置可変レバー 12、72…振動体加速度センサ 13、73…重錘体加速度センサ 24、25…トラッキングフィルタ 28、29…極性判別器 30、31…ダイオード 32…位相比較器 71…ロッド
Claims (1)
- 【請求項1】振動体に固定し該振動体の振動を吸収し該
振動体の振動を低減する動吸振器において、 動吸振器本体と該動吸振器本体外部に設けた重錘体とを
連結する腕部と、 該腕部の、前記動吸振器本体に対して振動可能な部分の
長さを変える腕部可変手段と、 前記振動体の加速度を検出し、振動体加速度信号を出力
する振動体加速度検出手段と、 前記重錘体の加速度を検出し重錘体加速度信号を出力す
る重錘体加速度検出手段と 前記振動体加速度信号に基づき検出される振動体の振動
加速度の位相と前記重錘体加速度信号に基づき検出され
る重錘体の振動加速度の位相との位相差が所定範囲にな
るよう前記腕部可変手段に制御信号を出力する制御手
段、とを備えたことを特徴とする動吸振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11257183A JPH061097B2 (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 動吸振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11257183A JPH061097B2 (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 動吸振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604642A JPS604642A (ja) | 1985-01-11 |
| JPH061097B2 true JPH061097B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=14590038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11257183A Expired - Lifetime JPH061097B2 (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 動吸振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061097B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100244B2 (ja) * | 1984-07-09 | 1994-12-12 | マツダ株式会社 | バネ定数可変式ダイナミツクダンパ− |
| JPH0735842B2 (ja) * | 1985-07-14 | 1995-04-19 | 一登 背戸 | 振子式制振装置 |
| JPS62298651A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPH0712835B2 (ja) * | 1986-06-30 | 1995-02-15 | ヤマハ発動機株式会社 | ハンドルバ−の防振装置 |
| JPS6396336A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Nippon Seiko Kk | 自動調整式吸振装置 |
| JPH0675246B2 (ja) * | 1986-11-12 | 1994-09-21 | 一登 背戸 | 振子式制振装置 |
| JPS63243544A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-11 | Nkk Corp | 動吸振器の制御装置 |
| JPS6441743U (ja) * | 1987-09-09 | 1989-03-13 | ||
| JPH0229341U (ja) * | 1988-08-11 | 1990-02-26 | ||
| JPH089472Y2 (ja) * | 1988-12-05 | 1996-03-21 | 現代重工業株式会社 | 自動調節動的吸収器 |
| JPH03107642A (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-08 | Takenaka Komuten Co Ltd | 制振床構造 |
| JP5466924B2 (ja) * | 2009-11-10 | 2014-04-09 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 磁気ダンパ装置及びインターナルポンプシステム |
| JP2015230059A (ja) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 株式会社豊田自動織機 | ダイナミックダンパ |
| JP6185885B2 (ja) * | 2014-06-11 | 2017-08-23 | 本田技研工業株式会社 | ダイナミックダンパ |
| CN116176853B (zh) * | 2022-11-17 | 2025-11-07 | 中国直升机设计研究所 | 一种确定桨叶摆式吸振器最优频率的方法 |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11257183A patent/JPH061097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS604642A (ja) | 1985-01-11 |
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