JPH0842630A - 振動制御システム - Google Patents
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- JPH0842630A JPH0842630A JP7078812A JP7881295A JPH0842630A JP H0842630 A JPH0842630 A JP H0842630A JP 7078812 A JP7078812 A JP 7078812A JP 7881295 A JP7881295 A JP 7881295A JP H0842630 A JPH0842630 A JP H0842630A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 能動的装置の複雑さを回避する一方で、完全
に受動的装置の欠点を解消し、装置の構成要素の振動を
補正するため、オン・ラインで適応可能である、振動制
御システムを提供すること。 【構成】 各種の要素が感知された振動に応答してオン
・ラインで適応可能なようにすることの出来る受動的／
適応型の振動制御システムである。ばね質量／質量振動
吸収器６７が振動体２０に取り付けられて、該振動体に
より発生されたエネルギーを吸収し、振動体と機械的に
連通した構造体３０への振動の伝達を最小にする。振動
吸収器の質量６０は感知された振動を補正し得るようオ
ン・ラインで調節することが出来る。振動センサが振動
体に又は取り付け構造体の何れかに接続され、所望のレ
ベル以上の振動レベルを感知し、その振動を示す信号を
電子制御装置に送る。該電子制御装置５００は、質量を
適応可能にすべく感知された振動を補正するようにアク
チュエータに命令為し得るような設計とされている。
に受動的装置の欠点を解消し、装置の構成要素の振動を
補正するため、オン・ラインで適応可能である、振動制
御システムを提供すること。 【構成】 各種の要素が感知された振動に応答してオン
・ラインで適応可能なようにすることの出来る受動的／
適応型の振動制御システムである。ばね質量／質量振動
吸収器６７が振動体２０に取り付けられて、該振動体に
より発生されたエネルギーを吸収し、振動体と機械的に
連通した構造体３０への振動の伝達を最小にする。振動
吸収器の質量６０は感知された振動を補正し得るようオ
ン・ラインで調節することが出来る。振動センサが振動
体に又は取り付け構造体の何れかに接続され、所望のレ
ベル以上の振動レベルを感知し、その振動を示す信号を
電子制御装置に送る。該電子制御装置５００は、質量を
適応可能にすべく感知された振動を補正するようにアク
チュエータに命令為し得るような設計とされている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、概ね振動制御システ
ム、特に、補正可能な要素を有する受動的振動制御シス
テムに関する。
ム、特に、補正可能な要素を有する受動的振動制御シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】機械的に連通している構造体又は構造体
の組立体を通じて望ましくない機械的振動が伝達される
多くの場合がある。皿洗い器、冷蔵庫、人工衛星用アン
テナ、重荷重機械、精密なコンピュータ及びその他の電
気機器、レジャー車又は船舶用の電気冷蔵庫、排気管及
びマフラー、自動車のエンジン本体は、全て、その他の
構造体と連通した振動体を有する構造体の例である。
の組立体を通じて望ましくない機械的振動が伝達される
多くの場合がある。皿洗い器、冷蔵庫、人工衛星用アン
テナ、重荷重機械、精密なコンピュータ及びその他の電
気機器、レジャー車又は船舶用の電気冷蔵庫、排気管及
びマフラー、自動車のエンジン本体は、全て、その他の
構造体と連通した振動体を有する構造体の例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の装置は、受
動的な取り付けシステムを設計することにより、ある装
置における振動量を軽減しようとしている。この受動的
な取り付けシステムは、振動体に機械的に「適合さ
せ」、そのシステムがそのシステムの一次的作動振動数
にて共振せず、これにより、伝達される騒音及び振動量
を少なくするものである。然し乍ら、時の経過に伴って
取り付けシステムが摩耗し且つ傷付き、又、振動体及び
それに取り付けた構造体の運動特性が変化するため、シ
ステムは、「非適合」状態となり、所望の閾値を上廻る
振動となることがある。このため、完全な受動的取り付
けシステムでは今日の仕様基準を満足させることは出来
ない。
動的な取り付けシステムを設計することにより、ある装
置における振動量を軽減しようとしている。この受動的
な取り付けシステムは、振動体に機械的に「適合さ
せ」、そのシステムがそのシステムの一次的作動振動数
にて共振せず、これにより、伝達される騒音及び振動量
を少なくするものである。然し乍ら、時の経過に伴って
取り付けシステムが摩耗し且つ傷付き、又、振動体及び
それに取り付けた構造体の運動特性が変化するため、シ
ステムは、「非適合」状態となり、所望の閾値を上廻る
振動となることがある。このため、完全な受動的取り付
けシステムでは今日の仕様基準を満足させることは出来
ない。
【０００４】更に、例えば、電気器具及び高圧交流装置
のような業界は、現在、作動効率を高め、又機械の寿命
を長くするため、可変速度の産業用機械に適用可能なも
のの開発に重力点を置く傾向となっている。その結果、
一定の振動数に「適合」させた受動要素を使用して、作
動振動数の全範囲に亙って振動及び騒音を軽減すること
は実際的ではない。
のような業界は、現在、作動効率を高め、又機械の寿命
を長くするため、可変速度の産業用機械に適用可能なも
のの開発に重力点を置く傾向となっている。その結果、
一定の振動数に「適合」させた受動要素を使用して、作
動振動数の全範囲に亙って振動及び騒音を軽減すること
は実際的ではない。
【０００５】能動的な振動制御技術を利用して上述の問
題点を解決するための解決策が各種の文献及び特許に発
表されている。この問題点の解決のため、制御装置又は
作動機構の何れかを改良し、又はその双方改良した別の
技術を提案するものもある。しかしながら、これらの提
案された技術の多くは、能動的な騒音制御装置と共に機
能するように設計されており、振動制御の問題点の解決
手段にはなり得ないものである。能動的な振動制御技術
は、典型的に、複雑、高価であり、また、多くの型式の
産業用機械に経済的に採用することは出来ないものであ
る。更に、能動的な制御装置は、実際には、電気器具、
発電機、コンプレッサ等の振動を制御するのに必要とさ
れる程度を越える装置となる。
題点を解決するための解決策が各種の文献及び特許に発
表されている。この問題点の解決のため、制御装置又は
作動機構の何れかを改良し、又はその双方改良した別の
技術を提案するものもある。しかしながら、これらの提
案された技術の多くは、能動的な騒音制御装置と共に機
能するように設計されており、振動制御の問題点の解決
手段にはなり得ないものである。能動的な振動制御技術
は、典型的に、複雑、高価であり、また、多くの型式の
産業用機械に経済的に採用することは出来ないものであ
る。更に、能動的な制御装置は、実際には、電気器具、
発電機、コンプレッサ等の振動を制御するのに必要とさ
れる程度を越える装置となる。
【０００６】能動的装置の複雑さを回避する一方で、完
全に受動的装置の欠点を解消し、装置の構成要素の振動
を補正するため、オン・ラインで適応可能である、振動
制御システムが課題とされている。
全に受動的装置の欠点を解消し、装置の構成要素の振動
を補正するため、オン・ラインで適応可能である、振動
制御システムが課題とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、振動体から、
その振動体と機械的に連通した少なくとも一つの構造体
に伝達される振動を最小にする振動制御システムが提供
される。一つの実施例において、ばねが振動体に接続さ
れ、質量可変の重りがそのばねに接続される。その重り
の質量を変化させる目的にて、アクチュエータが該重り
と連通している更に、振動体によって装置内に存在する
振動を感知するセンサが使用される。感知された振動を
示すセンサからの信号を受け取り、その感知された振動
レベルに応答してアクチュエータに制御信号を送り、重
りの質量を自動的に調節するようアクチュエータに命令
を為し得るように電子制御装置が接続されている。
その振動体と機械的に連通した少なくとも一つの構造体
に伝達される振動を最小にする振動制御システムが提供
される。一つの実施例において、ばねが振動体に接続さ
れ、質量可変の重りがそのばねに接続される。その重り
の質量を変化させる目的にて、アクチュエータが該重り
と連通している更に、振動体によって装置内に存在する
振動を感知するセンサが使用される。感知された振動を
示すセンサからの信号を受け取り、その感知された振動
レベルに応答してアクチュエータに制御信号を送り、重
りの質量を自動的に調節するようアクチュエータに命令
を為し得るように電子制御装置が接続されている。
【０００８】他の実施例においては、連続的なこわさ
（stiffness）範囲に亙ってそのこわさが可変であるば
ねが振動体に接続される。重りがこのばねに接続され
る。このばねのこわさを変化させるアクチュエータが設
けられる。センサが振動体による装置内の振動レベルを
感知し、その装置内の振動に関する情報を電子制御装置
に送る。次に、制御装置は、その感知された振動に応答
してアクチュエータに制御信号を送り、上記ばねのこわ
さを自動的に調節するようアクチュアエータに命令を為
す。具体的な一つの実施例において、このばねは、装置
内で使用されるその有効ばね数が電子制御装置により制
御されるステッパモータにより設定される、機械的ばね
である。別実施例において、該ばねは、ポンプを作動さ
せ、弁を解放する電子制御装置によって空気圧力が制御
される、空気ばねを備えている。更に別の実施例では、
形状記憶合金から成るストリップがばね材料中に植え込
まれ、このストリップは、電子制御装置により得られる
信号に基づいて動作する電流源により作動される。
（stiffness）範囲に亙ってそのこわさが可変であるば
ねが振動体に接続される。重りがこのばねに接続され
る。このばねのこわさを変化させるアクチュエータが設
けられる。センサが振動体による装置内の振動レベルを
感知し、その装置内の振動に関する情報を電子制御装置
に送る。次に、制御装置は、その感知された振動に応答
してアクチュエータに制御信号を送り、上記ばねのこわ
さを自動的に調節するようアクチュアエータに命令を為
す。具体的な一つの実施例において、このばねは、装置
内で使用されるその有効ばね数が電子制御装置により制
御されるステッパモータにより設定される、機械的ばね
である。別実施例において、該ばねは、ポンプを作動さ
せ、弁を解放する電子制御装置によって空気圧力が制御
される、空気ばねを備えている。更に別の実施例では、
形状記憶合金から成るストリップがばね材料中に植え込
まれ、このストリップは、電子制御装置により得られる
信号に基づいて動作する電流源により作動される。
【０００９】更に、複数の励振振動数による振動を最小
にし得るように本発明の複数の実施例を縦接続状に組み
合わせることも可能である。
にし得るように本発明の複数の実施例を縦接続状に組み
合わせることも可能である。
【００１０】本発明の上記以外の目的及び利点は、以下
の好適な実施例に関する詳細な説明から明らかになるで
あろう。
の好適な実施例に関する詳細な説明から明らかになるで
あろう。
【００１１】
【実施例】本発明の原理を理解し易くするために、図示
した実施例について、特別な語を使用して説明する。し
かしながら、これは、本発明の範囲を何ら限定すること
を意図するものではなく、本発明の当業者により通常、
案出される程度の説明した装置の変更及び更なる改造、
及び本発明の原理の応用が可能であると理解すべきであ
る。
した実施例について、特別な語を使用して説明する。し
かしながら、これは、本発明の範囲を何ら限定すること
を意図するものではなく、本発明の当業者により通常、
案出される程度の説明した装置の変更及び更なる改造、
及び本発明の原理の応用が可能であると理解すべきであ
る。
【００１２】図１には、同一の速度で作動し、時間によ
り変化する単一の励振振動数を発生させる回転機械又は
振動体（モータ、コンプレッサ、エンジン等）のような
装置に起因する振動を吸収し、その振動の伝達を最小に
し得るように調節された、従来技術の受動的振動吸収シ
ステムを備える構造体が示してある。この明細書の目的
上、「振動体」という語は、回転機械等を含む、振動を
生じるあらゆる物体を含む意味を有するものとする。
り変化する単一の励振振動数を発生させる回転機械又は
振動体（モータ、コンプレッサ、エンジン等）のような
装置に起因する振動を吸収し、その振動の伝達を最小に
し得るように調節された、従来技術の受動的振動吸収シ
ステムを備える構造体が示してある。この明細書の目的
上、「振動体」という語は、回転機械等を含む、振動を
生じるあらゆる物体を含む意味を有するものとする。
【００１３】より具体的には、図１には、ドラム１５を
作動させるモータ２０を有する洗濯機械ドラム１５を備
える洗濯機械１０が示してある。該ドラム１５は、本体
取り付け具３０によって洗濯機械１０の機枠４０に接続
されている。作動時、洗濯機械１０は、ドラム１５に不
均衡な荷重５０が加わるため不釣り合い状態となる。こ
の不釣り合いの結果、機械的振動は、洗濯機械１０、及
びその洗濯機械１０と機械的に連通している構造体の組
立体の全体を通じて伝達される。
作動させるモータ２０を有する洗濯機械ドラム１５を備
える洗濯機械１０が示してある。該ドラム１５は、本体
取り付け具３０によって洗濯機械１０の機枠４０に接続
されている。作動時、洗濯機械１０は、ドラム１５に不
均衡な荷重５０が加わるため不釣り合い状態となる。こ
の不釣り合いの結果、機械的振動は、洗濯機械１０、及
びその洗濯機械１０と機械的に連通している構造体の組
立体の全体を通じて伝達される。
【００１４】従って、ばね６５と重り６０とから成る完
全な受動的振動吸収器６７は、望ましくない機械的振動
が発生するドラム１５に接続される。ばね６５のばね定
数ｋ及び重り６０の質量は、システムを機械的に「適合
させ」、システムの一定の一次的作動振動数にて装置の
共振が生じないようにし、これによりドラムに起因する
騒音及び振動の伝達量を少なくし得るようにオフ・ライ
ンにて選択される。この適合させた振動吸収器６７は、
ドラム１５内の不釣り合いに起因する振動を吸収する作
用を果たす。
全な受動的振動吸収器６７は、望ましくない機械的振動
が発生するドラム１５に接続される。ばね６５のばね定
数ｋ及び重り６０の質量は、システムを機械的に「適合
させ」、システムの一定の一次的作動振動数にて装置の
共振が生じないようにし、これによりドラムに起因する
騒音及び振動の伝達量を少なくし得るようにオフ・ライ
ンにて選択される。この適合させた振動吸収器６７は、
ドラム１５内の不釣り合いに起因する振動を吸収する作
用を果たす。
【００１５】図１の構造体、及び振動体や、取り付け構
造体を通じて振動体と機械的に連通している構造体を含
むシステムのその他の型式は、全体として図２及び図３
に示した形態とすることが出来る。より具体的には、図
２には、構造体３０′に取り付けられた振動体４０′を
含むシステム１０′が示してある。モータ及び／又は荷
重の組み合わせ体２０′に起因する不釣り合いのため、
振動体４０′及び該振動体と機械的に連通した構造体３
０′の双方を振動させる励振が生じる。図２のシステム
は古典的な構造としてあるから、図３からシステム１
０″内には、励振又は振動力Ｘ1が存在することが理解
出来る。振動体４０″は、質量Ｍ、こわさＫ、及び減衰
力Ｂを有する。Ｋ及びＢは、こわさ及び減衰程度が振動
体及びその取り付けシステムに対して等しく、２つの位
置にてＫ／２及びＢ／２として示してある。システム１
０″の振動吸収器６７″は、こわさｋを有する同等のば
ね６５″及び質量ｍを有する重り６０″を含む。このシ
ステムの振動数領域の分析に基づき、励振Ｆ（ｔ）を加
えたとき、質量Ｍ及びｍに対する次の変位量が求められ
る。ここで、Ｆ（ｔ）＝Ｆ0ｓｉｎωｔ。
造体を通じて振動体と機械的に連通している構造体を含
むシステムのその他の型式は、全体として図２及び図３
に示した形態とすることが出来る。より具体的には、図
２には、構造体３０′に取り付けられた振動体４０′を
含むシステム１０′が示してある。モータ及び／又は荷
重の組み合わせ体２０′に起因する不釣り合いのため、
振動体４０′及び該振動体と機械的に連通した構造体３
０′の双方を振動させる励振が生じる。図２のシステム
は古典的な構造としてあるから、図３からシステム１
０″内には、励振又は振動力Ｘ1が存在することが理解
出来る。振動体４０″は、質量Ｍ、こわさＫ、及び減衰
力Ｂを有する。Ｋ及びＢは、こわさ及び減衰程度が振動
体及びその取り付けシステムに対して等しく、２つの位
置にてＫ／２及びＢ／２として示してある。システム１
０″の振動吸収器６７″は、こわさｋを有する同等のば
ね６５″及び質量ｍを有する重り６０″を含む。このシ
ステムの振動数領域の分析に基づき、励振Ｆ（ｔ）を加
えたとき、質量Ｍ及びｍに対する次の変位量が求められ
る。ここで、Ｆ（ｔ）＝Ｆ0ｓｉｎωｔ。
【００１６】
【数１】
【数２】
【数３】ｋ＝ｍω2 （３） 又は
【数４】ｍ＝ｋ／ω2 （４） の何れかを選択することにより、励振Ｘ1の値は零とな
り、このため、システムの全体に振動は全く生じない。
一方、振動吸収器は、この励振によって発生した全ての
エネルギーを吸収する。
り、このため、システムの全体に振動は全く生じない。
一方、振動吸収器は、この励振によって発生した全ての
エネルギーを吸収する。
【００１７】かかる装置に伴う一つの問題点は、従来の
システムは、振動体の励振振動数が常に一定であること
を前提とする点である。このため、従来技術のシステム
は、等式（３）又は（４）を満足させるため、システム
をオフ・ラインで調節することにより振動Ｘ1に起因す
る振動を減衰させようとしており、そのため、システム
のこわさｋ及び質量ｍが一定の値となる。本発明は、適
応型の受動的システムであり、装置の多数の可変モータ
速度によるか、又は励振振動数を変化させる傾向のある
システムの摩耗、又は傷付きによるか、或いはその他の
原因によるかを問わずに振動数の変化する場合に、シス
テムの異なる振動数にて振動の減衰が行われるようにし
たシステムである。即ち、本発明の適応型の受動的シス
テムは、振動減衰システムのこわさｋ又は質量ｍを変化
させて、変化する励振振動数を補正することが出来るも
のである。
システムは、振動体の励振振動数が常に一定であること
を前提とする点である。このため、従来技術のシステム
は、等式（３）又は（４）を満足させるため、システム
をオフ・ラインで調節することにより振動Ｘ1に起因す
る振動を減衰させようとしており、そのため、システム
のこわさｋ及び質量ｍが一定の値となる。本発明は、適
応型の受動的システムであり、装置の多数の可変モータ
速度によるか、又は励振振動数を変化させる傾向のある
システムの摩耗、又は傷付きによるか、或いはその他の
原因によるかを問わずに振動数の変化する場合に、シス
テムの異なる振動数にて振動の減衰が行われるようにし
たシステムである。即ち、本発明の適応型の受動的シス
テムは、振動減衰システムのこわさｋ又は質量ｍを変化
させて、変化する励振振動数を補正することが出来るも
のである。
【００１８】図４には、本発明の一つの実施例が示して
あり、ここでは、システム内で感知された振動を補正す
るため、ばね／質量の振動吸収器の質量部分がオン・ラ
インで調節される。これらの振動は、上述のように、可
変モータ速度又はその他の理由に起因する励振振動数の
変化によるものである。本発明は、例えば、洗濯機械及
び液圧プレスのような液圧力を取り扱う装置に使用する
のに特に適している。しかしながら、本明細書の説明か
ら、その他の適用例も明らかになるであろう。
あり、ここでは、システム内で感知された振動を補正す
るため、ばね／質量の振動吸収器の質量部分がオン・ラ
インで調節される。これらの振動は、上述のように、可
変モータ速度又はその他の理由に起因する励振振動数の
変化によるものである。本発明は、例えば、洗濯機械及
び液圧プレスのような液圧力を取り扱う装置に使用する
のに特に適している。しかしながら、本明細書の説明か
ら、その他の適用例も明らかになるであろう。
【００１９】図４には、図１に示したものと同様の洗濯
装置１００が示してあり、その一つの主たる相違点は、
重り１６０の振動吸収器の質量が感知された振動に応答
して調節される点である。洗濯装置１００は、モータ１
２０によって駆動されるドラム１１５を備えている。ド
ラム１１５は、振動体取り付け具１３０によって洗濯機
械１００に機械的に接続されている。更に、ドラム１１
５で生じた振動量を測定するため、振動センサ１７０が
ドラム１１５に取り付けられている。これと代替的に、
実際に、洗濯装置１００に伝達される振動量を測定する
ため、振動センサ１７０を洗濯機械の本体に取り付ける
ことも可能である。本実施例において、例えば、モータ
の回転速度ｒ．ｐ．ｍの場合のように、励振振動数を直
接、測定する必要はない。ドラム１１５にて生じる振動
量を直接、測定すべく、加速度計のような振動センサ１
７０がフィードバックセンサとして使用される。これと
代替的に、本発明においては、振動センサからの信号に
加えて、又はその信号に代えて、励振振動数を測定し且
つ使用することが可能である。説明の目的上、本発明の
全ての実施例に振動センサが使用される。該振動センサ
１７０は、電子制御装置１８０に、及び入口弁１８２、
出口弁１８４に電気的に接続される。
装置１００が示してあり、その一つの主たる相違点は、
重り１６０の振動吸収器の質量が感知された振動に応答
して調節される点である。洗濯装置１００は、モータ１
２０によって駆動されるドラム１１５を備えている。ド
ラム１１５は、振動体取り付け具１３０によって洗濯機
械１００に機械的に接続されている。更に、ドラム１１
５で生じた振動量を測定するため、振動センサ１７０が
ドラム１１５に取り付けられている。これと代替的に、
実際に、洗濯装置１００に伝達される振動量を測定する
ため、振動センサ１７０を洗濯機械の本体に取り付ける
ことも可能である。本実施例において、例えば、モータ
の回転速度ｒ．ｐ．ｍの場合のように、励振振動数を直
接、測定する必要はない。ドラム１１５にて生じる振動
量を直接、測定すべく、加速度計のような振動センサ１
７０がフィードバックセンサとして使用される。これと
代替的に、本発明においては、振動センサからの信号に
加えて、又はその信号に代えて、励振振動数を測定し且
つ使用することが可能である。説明の目的上、本発明の
全ての実施例に振動センサが使用される。該振動センサ
１７０は、電子制御装置１８０に、及び入口弁１８２、
出口弁１８４に電気的に接続される。
【００２０】重り１６０は、一定容積の空の被包チャン
バを備えている。空のときの重り１６０の質量はｍ0Ａ
である。この質量は、重り１６０に流体を加え、又は重
りから流体を排出することで調節することが出来る。こ
の実施例は流体を使用して、重り１６０の質量を変更す
るが、その他の手段を使用して質量を変化させることも
可能であり、例えば、重りに砂を加え、又は排出するよ
うにしてもよい。しかしながら、この実施例には、流体
が好適な物質である。流体源１９２は、入口ホース１９
２を通じて重り１６０に接続される。電子制御装置１８
０は、入口弁１８２を作動させて、流体源１９２から重
り１６０まで流動することが許容される流体の量を制御
する。同様に、電子制御装置１８０は、重り１６０から
の流体の排出を制御し得るように出口ホース１９４に接
続された出口弁１８４を作動させる。出口ホース１９４
は、洗濯機械の外側にある、排液口に接続するか、又
は、洗濯機械と同一の排液流路内に排液し、或いは、排
液は、ポンプ（図示せず）を使用して、流体供給源の容
器１９２に更に戻すことも出来る。
バを備えている。空のときの重り１６０の質量はｍ0Ａ
である。この質量は、重り１６０に流体を加え、又は重
りから流体を排出することで調節することが出来る。こ
の実施例は流体を使用して、重り１６０の質量を変更す
るが、その他の手段を使用して質量を変化させることも
可能であり、例えば、重りに砂を加え、又は排出するよ
うにしてもよい。しかしながら、この実施例には、流体
が好適な物質である。流体源１９２は、入口ホース１９
２を通じて重り１６０に接続される。電子制御装置１８
０は、入口弁１８２を作動させて、流体源１９２から重
り１６０まで流動することが許容される流体の量を制御
する。同様に、電子制御装置１８０は、重り１６０から
の流体の排出を制御し得るように出口ホース１９４に接
続された出口弁１８４を作動させる。出口ホース１９４
は、洗濯機械の外側にある、排液口に接続するか、又
は、洗濯機械と同一の排液流路内に排液し、或いは、排
液は、ポンプ（図示せず）を使用して、流体供給源の容
器１９２に更に戻すことも出来る。
【００２１】流体を満たしたときの重り１６０の総質量
は、減衰させようとする装置内に存在する最低の励振振
動数に基づいて、最初に、オフ・ラインで選択される。
ばねのこわさｋは、励振振動数の平均値に対し好適なも
のとする。作動時、フィードバック振動センサ１７０に
よって振動が感知されたならば、制御回路が入口弁１８
２又は出口弁１８４の何れかを作動させて、重り１６０
に流体を導入し、又は重りから流体を排出し、重りの総
質量（総質量ｍ＝ｍ0＋Δｍ、ここでΔｍは、チャンバ
１６０内の流体の質量）の流体質量部分Δｍを調節する
ことにより、重り１６０の質量を変化させる。この励振
振動数が増大するならば、総質量ｍは小さくする必要が
ある。このため、出口弁１８４を開放して、振動吸収器
の総質量ｍのΔｍ部分を小さくする。励振振動数が低下
するならば、出口弁を閉じて、入口弁を開放し、振動吸
収器の総質量ｍを増大させる。このように、システムは
励振振動数を変化させ得るようにオン・ラインで適応可
能にすることが出来る。
は、減衰させようとする装置内に存在する最低の励振振
動数に基づいて、最初に、オフ・ラインで選択される。
ばねのこわさｋは、励振振動数の平均値に対し好適なも
のとする。作動時、フィードバック振動センサ１７０に
よって振動が感知されたならば、制御回路が入口弁１８
２又は出口弁１８４の何れかを作動させて、重り１６０
に流体を導入し、又は重りから流体を排出し、重りの総
質量（総質量ｍ＝ｍ0＋Δｍ、ここでΔｍは、チャンバ
１６０内の流体の質量）の流体質量部分Δｍを調節する
ことにより、重り１６０の質量を変化させる。この励振
振動数が増大するならば、総質量ｍは小さくする必要が
ある。このため、出口弁１８４を開放して、振動吸収器
の総質量ｍのΔｍ部分を小さくする。励振振動数が低下
するならば、出口弁を閉じて、入口弁を開放し、振動吸
収器の総質量ｍを増大させる。このように、システムは
励振振動数を変化させ得るようにオン・ラインで適応可
能にすることが出来る。
【００２２】図５乃至図７には、本発明の追加的な実施
例が示してあり、ここで、ばねのこわさｋは、ばね／質
量の振動吸収器を最適にし得るように調整される。より
具体的には、図５には、機械的ばねを有する本発明の一
実施例が示してある。この実施例において、ばねのこわ
さｋは次式で表すことが出来る。
例が示してあり、ここで、ばねのこわさｋは、ばね／質
量の振動吸収器を最適にし得るように調整される。より
具体的には、図５には、機械的ばねを有する本発明の一
実施例が示してある。この実施例において、ばねのこわ
さｋは次式で表すことが出来る。
【００２３】
【数５】 ここで、Ｄはコイルワイヤーの直径、Ｇはばねのせん断
係数、Ｒはばねの平均コイル半径、Ｎはばねにおける有
効コイル数である。等式（５）に基づいて、ばねのこわ
さｋを変更し、これにより振動吸収器をオン・ラインで
適応可能にするためには、システム内の有効コイル数は
変更する必要がある。図５には、振動吸収器内で使用さ
れるコイル数を変更し、よって、ばねのこわさｋを変更
するのに有用である本発明の一つの実施例が示してあ
る。
係数、Ｒはばねの平均コイル半径、Ｎはばねにおける有
効コイル数である。等式（５）に基づいて、ばねのこわ
さｋを変更し、これにより振動吸収器をオン・ラインで
適応可能にするためには、システム内の有効コイル数は
変更する必要がある。図５には、振動吸収器内で使用さ
れるコイル数を変更し、よって、ばねのこわさｋを変更
するのに有用である本発明の一つの実施例が示してあ
る。
【００２４】振動体２１０（例えば洗濯機械のドラム、
車両のエンジン、コンプレッサ等）は、取り付け具２３
０を介してアクチュエータ２７０と機械的に連通してい
る。小型のステッパモータ（又は直流モータ）２４０が
振動体２１０に取り付けられている。ヘリカルばね２６
５がステッパモータ２４０のモータシャフト２４５に取
り付けられ、該ばねは、支持ブラケット２５０を貫通し
ている。質量２６０が有効ばね２６５の自由端に取り付
けられている。モータが一方向（即ち、時計方向）に回
転するとき、該モータはばね１６５の上方部分を付勢し
て、ブラケット２５０を貫通させ、従って、ばね２６５
の有効コイル数を増す。等式（５）によれば、有効ばね
数が増えれば、ばね２６５のこわさｋは低下する。モー
タを反対方向に回転させると、該モータはばねのコイル
をブラケット２５０を通じて退却させ、これにより、有
効コイル数を増やし、こわさｋを増大させる。モータ２
４０は、図４の実施例に関して使用したものと同一とす
ることの出来る電子制御装置２８５によって制御され
る。同様に、図４に関して説明したように、振動体に又
は取り付け具２３０を介して振動体に機械的に接続され
た構造体の何れかに、振動センサ２７５を接続すること
が出来る。
車両のエンジン、コンプレッサ等）は、取り付け具２３
０を介してアクチュエータ２７０と機械的に連通してい
る。小型のステッパモータ（又は直流モータ）２４０が
振動体２１０に取り付けられている。ヘリカルばね２６
５がステッパモータ２４０のモータシャフト２４５に取
り付けられ、該ばねは、支持ブラケット２５０を貫通し
ている。質量２６０が有効ばね２６５の自由端に取り付
けられている。モータが一方向（即ち、時計方向）に回
転するとき、該モータはばね１６５の上方部分を付勢し
て、ブラケット２５０を貫通させ、従って、ばね２６５
の有効コイル数を増す。等式（５）によれば、有効ばね
数が増えれば、ばね２６５のこわさｋは低下する。モー
タを反対方向に回転させると、該モータはばねのコイル
をブラケット２５０を通じて退却させ、これにより、有
効コイル数を増やし、こわさｋを増大させる。モータ２
４０は、図４の実施例に関して使用したものと同一とす
ることの出来る電子制御装置２８５によって制御され
る。同様に、図４に関して説明したように、振動体に又
は取り付け具２３０を介して振動体に機械的に接続され
た構造体の何れかに、振動センサ２７５を接続すること
が出来る。
【００２５】図６には、本発明の更に別の実施例が示し
てあり、ここで、ばねのこわさｋは振動の吸収を支援
し、振動の伝達を最小にし得るように調節される。シス
テム３００は、図５のシステム４００と同様であり、振
動体３１０が振動体取り付け具３３０を介して構造体３
７０に機械的に接続され、又、装置の主構造体から振動
エネルギを吸収し得るように、ばね／質量の組み合せ体
が振動体に接続されている。
てあり、ここで、ばねのこわさｋは振動の吸収を支援
し、振動の伝達を最小にし得るように調節される。シス
テム３００は、図５のシステム４００と同様であり、振
動体３１０が振動体取り付け具３３０を介して構造体３
７０に機械的に接続され、又、装置の主構造体から振動
エネルギを吸収し得るように、ばね／質量の組み合せ体
が振動体に接続されている。
【００２６】同様に、振動体３１０に、又は基部構造体
３７０の何れかに振動センサ３７５を接続することが出
来る。更に、この振動センサからの信号に応答して、ば
ねのこわさｋを調節するため、制御装置３８５が使用さ
れる。
３７０の何れかに振動センサ３７５を接続することが出
来る。更に、この振動センサからの信号に応答して、ば
ねのこわさｋを調節するため、制御装置３８５が使用さ
れる。
【００２７】しかしながら、システム３００のこの実施
例は、完全な機械的ばねではなく、空気ばねが使用され
る点で図５に示した実施例と異なる。空気ばねである空
気袋３２０内の空気圧力を上昇させるときは空気ポンプ
３４０を使用する。空気圧を低下させるときは、電子制
御装置３８５によって制御される排出弁３４７を開弁す
る。空気ばねのこわさは次式により空気圧力で示され
る。
例は、完全な機械的ばねではなく、空気ばねが使用され
る点で図５に示した実施例と異なる。空気ばねである空
気袋３２０内の空気圧力を上昇させるときは空気ポンプ
３４０を使用する。空気圧を低下させるときは、電子制
御装置３８５によって制御される排出弁３４７を開弁す
る。空気ばねのこわさは次式により空気圧力で示され
る。
【００２８】
【数６】 ここで、Ｐは空気袋内の空気圧力、Ｖは空気袋の体積、
Ａは空気袋と振動体３１０との接触面積、ｎはポリトロ
ープ変化定数である。電子制御装置を使用して、空気袋
内の空気圧力を調節し、これにより、空気ばねのこわさ
ｋを調節する。
Ａは空気袋と振動体３１０との接触面積、ｎはポリトロ
ープ変化定数である。電子制御装置を使用して、空気袋
内の空気圧力を調節し、これにより、空気ばねのこわさ
ｋを調節する。
【００２９】図７に示した、本発明の更に別の実施例に
おいて、振動吸収器のばね部分内に形状記憶合金系材料
を組み込むことが出来る。この形状記憶合金は、感知さ
れた振動に応答して電流源４４０により発生された電流
によって作用する。この形状記憶合金ばね４６５のスト
リップは、振動吸収器の重り４６０と振動体４１０との
間に接続することが出来る。電流源４４０は、ばね４６
５のこわさｋを変更させるのに十分な電流を導体４４２
を介して形状記憶合金ばね４６５に伝達する。更に、制
御装置からの信号に応じて、電流源４４０から電流が特
定のストリップに選択的に印加され、そのばねのこわさ
が別個ではなくて、連続的に調節可能であるように、ば
ね材料に植え込み且つ電流源に接続される形状記憶合金
の数を変更することが可能である。例えば、電流が供給
される、植え込んだ形状記憶合金ストリップの数及び位
置に依存して、連続的なこわさ範囲に亙ってばね４６５
のこわさを変化させることが出来る（例えば、各ばねに
おける８つのストリップの内４つが作用し、他のストリ
ップは全て弛緩しているようにする）。更に、印加され
る電流レベルを変化させることにより、ばねのこわさを
別個にではなく、連続的に変化させ、形状記憶合金の完
全なマルテンサイト変化を防止して、こわさを変化させ
ることも可能である。上述の実施例の場合と同様に、電
子制御装置４８５により発生される信号は、振動センサ
４７５から得られる振動信号に応答する。
おいて、振動吸収器のばね部分内に形状記憶合金系材料
を組み込むことが出来る。この形状記憶合金は、感知さ
れた振動に応答して電流源４４０により発生された電流
によって作用する。この形状記憶合金ばね４６５のスト
リップは、振動吸収器の重り４６０と振動体４１０との
間に接続することが出来る。電流源４４０は、ばね４６
５のこわさｋを変更させるのに十分な電流を導体４４２
を介して形状記憶合金ばね４６５に伝達する。更に、制
御装置からの信号に応じて、電流源４４０から電流が特
定のストリップに選択的に印加され、そのばねのこわさ
が別個ではなくて、連続的に調節可能であるように、ば
ね材料に植え込み且つ電流源に接続される形状記憶合金
の数を変更することが可能である。例えば、電流が供給
される、植え込んだ形状記憶合金ストリップの数及び位
置に依存して、連続的なこわさ範囲に亙ってばね４６５
のこわさを変化させることが出来る（例えば、各ばねに
おける８つのストリップの内４つが作用し、他のストリ
ップは全て弛緩しているようにする）。更に、印加され
る電流レベルを変化させることにより、ばねのこわさを
別個にではなく、連続的に変化させ、形状記憶合金の完
全なマルテンサイト変化を防止して、こわさを変化させ
ることも可能である。上述の実施例の場合と同様に、電
子制御装置４８５により発生される信号は、振動センサ
４７５から得られる振動信号に応答する。
【００３０】更に、振動体は、時間と共に変化する２つ
の別個の振動数により励振させることが出来る。かかる
振動力は、次式で示すことが出来る。
の別個の振動数により励振させることが出来る。かかる
振動力は、次式で示すことが出来る。
【００３１】Ｆ（ｔ）＝Ａｓｉｎω1ｔ＋Ｂｓｉｎω2ｔ 時間と共に変化する別個の振動数が２つ存在するとき、
本発明の適応型の受動的振動吸収器は、直列に縦接続状
に配置され、即ち、同一の振動軸に沿って位置決めされ
た２つの適応型の振動吸収器を備え得るようにしてあ
る。図８には、かかる一つのシステムが示してあり、こ
こで図４に関して説明した型式の２つの振動吸収器が直
列に接続され、２つの別個の励振振動数による振動を吸
収し得るようにしてある。質量及び／又はこわさが可変
である、その他の組み合わせによる振動吸収器の採用も
可能である。例えば、図５乃至図７に関して説明したよ
うに、ばねこわさ可変／質量一定の振動吸収器を質量可
変／ばねこわさ一定の振動吸収器と縦接続状に組み合わ
せ得るように多数振動数の振動吸収器を採用することも
可能である。従って、古典的なシステム及び図４乃至図
７に示した実施例の各種の組み合わせを利用して、適応
型受動的振動吸収器を縦接続状の形態にて具体化するこ
とが出来る。更に、適応可能なこわさ及び適応可能な質
量要素の双方から成る適応型の振動吸収器も可能である
ことが理解されよう。
本発明の適応型の受動的振動吸収器は、直列に縦接続状
に配置され、即ち、同一の振動軸に沿って位置決めされ
た２つの適応型の振動吸収器を備え得るようにしてあ
る。図８には、かかる一つのシステムが示してあり、こ
こで図４に関して説明した型式の２つの振動吸収器が直
列に接続され、２つの別個の励振振動数による振動を吸
収し得るようにしてある。質量及び／又はこわさが可変
である、その他の組み合わせによる振動吸収器の採用も
可能である。例えば、図５乃至図７に関して説明したよ
うに、ばねこわさ可変／質量一定の振動吸収器を質量可
変／ばねこわさ一定の振動吸収器と縦接続状に組み合わ
せ得るように多数振動数の振動吸収器を採用することも
可能である。従って、古典的なシステム及び図４乃至図
７に示した実施例の各種の組み合わせを利用して、適応
型受動的振動吸収器を縦接続状の形態にて具体化するこ
とが出来る。更に、適応可能なこわさ及び適応可能な質
量要素の双方から成る適応型の振動吸収器も可能である
ことが理解されよう。
【００３２】図９は図８に示したようにシステムの古典
的な一例を示す図であり、ここで、システム内に存在す
る多数の励振振動数に作用するように多数の振動吸収器
が縦接続状に形成されている。より具体的には、図９に
は、直列に縦接続状に接続された２つの適応型の振動吸
収システムが示してある。伝達関数の分析から、次式が
得られる。
的な一例を示す図であり、ここで、システム内に存在す
る多数の励振振動数に作用するように多数の振動吸収器
が縦接続状に形成されている。より具体的には、図９に
は、直列に縦接続状に接続された２つの適応型の振動吸
収システムが示してある。伝達関数の分析から、次式が
得られる。
【００３３】
【数７】 質量Ｍであり、２つの異なる可変の励振振動数ω1、ω2
を有するＦ（ｔ）に基づいて、振動体から振動を完全に
吸収するためには、次式を満足させなければならない。
を有するＦ（ｔ）に基づいて、振動体から振動を完全に
吸収するためには、次式を満足させなければならない。
【００３４】
【数８】
【数９】 適応型のばねを使用することが望ましい場合、そのとき
のこわさは次式で求めることが出来る。
のこわさは次式で求めることが出来る。
【００３５】
【数１０】
【数１１】 ここで、α＝ω1／ω2 及び β＝ｍ2／ｍ1 これらのこわさの値が物理的に実現可能な値であること
を保証するためには、次式を満足させることを要する。
を保証するためには、次式を満足させることを要する。
【００３６】α＜１＝＞ω2＞ω1 β＜１−ａ2／２α 又は ｍ2＜ｍ1（ω2／２ω1−ω1
／２ω2） 質量が振動数の変化に適応可能である場合には次式を適
用する必要がある。
／２ω2） 質量が振動数の変化に適応可能である場合には次式を適
用する必要がある。
【００３７】
【数１２】
【数１３】 上記の何れの場合でも、本発明の添付図面の図４乃至図
７に示した設計の組み合わせを利用して、縦接続状に形
成した適応型の振動吸収器を具体化することが出来る。
この場合にも適応型の振動吸収器は、こわさが適応可能
な要素及び質量が適応可能な要素の双方で形成すること
が可能であることを理解すべきである。これは、図９か
ら理解され、ここでは、ばねｋ1、又はｋ2のこわさ、又
は、重りの質量ｍ1又はｍ2の任意のもの、又はその全て
を変更することが可能であることが示してある。従っ
て、図４乃至図８に示した個々の設計の複合体を利用す
ることが可能である。
７に示した設計の組み合わせを利用して、縦接続状に形
成した適応型の振動吸収器を具体化することが出来る。
この場合にも適応型の振動吸収器は、こわさが適応可能
な要素及び質量が適応可能な要素の双方で形成すること
が可能であることを理解すべきである。これは、図９か
ら理解され、ここでは、ばねｋ1、又はｋ2のこわさ、又
は、重りの質量ｍ1又はｍ2の任意のもの、又はその全て
を変更することが可能であることが示してある。従っ
て、図４乃至図８に示した個々の設計の複合体を利用す
ることが可能である。
【００３８】本発明の一つの実施例において、図１０に
は、車両のエンジン９５がエンジン取り付け具９０によ
り車両本体８０から分離された車両型システム７０が示
してある。図１０に示したシステムは、別のシステムを
示すことが容易であり、例えば、図１０のシステム７０
は、ゴム取り付け具９０により空調装置のハウジングか
ら分離された空調装置８０のコンプレッサ９５を示すこ
とが出来る。この型式のシステムにおいて、振動体は、
中間部材又は取り付けシステムにより、主構造体から分
離されている。この中間部材の目的は、振動体から主構
造体に伝達される振動を最小にすることである。本明細
書で説明したように、振動体の振動数が可変であるなら
ば、この受動的な取り付け具は全振動数領域に亙って伝
達される振動を最小にする効果は無い。従って、何らか
の形態の適応可能な取り付け具が望まれる。
は、車両のエンジン９５がエンジン取り付け具９０によ
り車両本体８０から分離された車両型システム７０が示
してある。図１０に示したシステムは、別のシステムを
示すことが容易であり、例えば、図１０のシステム７０
は、ゴム取り付け具９０により空調装置のハウジングか
ら分離された空調装置８０のコンプレッサ９５を示すこ
とが出来る。この型式のシステムにおいて、振動体は、
中間部材又は取り付けシステムにより、主構造体から分
離されている。この中間部材の目的は、振動体から主構
造体に伝達される振動を最小にすることである。本明細
書で説明したように、振動体の振動数が可変であるなら
ば、この受動的な取り付け具は全振動数領域に亙って伝
達される振動を最小にする効果は無い。従って、何らか
の形態の適応可能な取り付け具が望まれる。
【００３９】一般に、図１０のシステムは、図１１に示
すように、３つの部材（振動体、取り付けシステム及び
主構造体）から成るシステム７０′として具体化するこ
とが可能である。主構造体８０′は、互いに結合した幾
つかの振動モードから成っており、振動体９５′は、質
量Ｍであり、剛性であると仮定する。
すように、３つの部材（振動体、取り付けシステム及び
主構造体）から成るシステム７０′として具体化するこ
とが可能である。主構造体８０′は、互いに結合した幾
つかの振動モードから成っており、振動体９５′は、質
量Ｍであり、剛性であると仮定する。
【００４０】図１１のシステムにおいて、主構造体の動
きに対するインピーダンス（複合抵抗）は次式で示すこ
とが出来る。
きに対するインピーダンス（複合抵抗）は次式で示すこ
とが出来る。
【００４１】
【数１４】 ここで、Ｚ1は実際の部分であり、Ｚ2はインピーダンス
の仮想部分である。かかるシステム７０′の伝達特性は
次式で求められる。
の仮想部分である。かかるシステム７０′の伝達特性は
次式で求められる。
【００４２】
【数１５】 伝達性Ｔを小さくしようとするときは、∂Ｔ／∂ｋ及び
∂Ｔ／∂ｂ0は、ｋ0及びｂ0を有する関係とはならない
ことが理解される。このため、ｋ0及びｂ0の好適な値を
得るためには、（１−Ｔ）2の値を最大にする必要があ
る。（１−Ｔ）2が最大になる結果、好適な取り付けシ
ステムに対する次式が得られる。
∂Ｔ／∂ｂ0は、ｋ0及びｂ0を有する関係とはならない
ことが理解される。このため、ｋ0及びｂ0の好適な値を
得るためには、（１−Ｔ）2の値を最大にする必要があ
る。（１−Ｔ）2が最大になる結果、好適な取り付けシ
ステムに対する次式が得られる。
【００４３】
【数１６】
【数１７】 Ｚ1及びＺ2は、主構造体のモード分析によって求めるこ
とが出来る。２つのモード（ω1、ξ1）、（ω2、ξ2）
を有する構造体の場合Ｚは次式で求められる。
とが出来る。２つのモード（ω1、ξ1）、（ω2、ξ2）
を有する構造体の場合Ｚは次式で求められる。
【数１８】 ばねのこわさｋ0は、本明細書に記載したように、ばね
こわさ可変の本発明の実施例を採用して調節することが
出来る。然し、従来技術のシステムは、電子レオロジー
（Ｅ−Ｒ）流体、形状記憶合金、又は可変絞りを有する
液圧ダンパを使用して減衰力を調節している。本発明者
及びその他の者が研究した結果、これらのシステムは、
余りにも複雑過ぎることが確認されている。本発明は、
図１２に示したような適応可能な取り付け具の構成を利
用するものである。
こわさ可変の本発明の実施例を採用して調節することが
出来る。然し、従来技術のシステムは、電子レオロジー
（Ｅ−Ｒ）流体、形状記憶合金、又は可変絞りを有する
液圧ダンパを使用して減衰力を調節している。本発明者
及びその他の者が研究した結果、これらのシステムは、
余りにも複雑過ぎることが確認されている。本発明は、
図１２に示したような適応可能な取り付け具の構成を利
用するものである。
【００４４】この主構造体の公称励振振動数及びオフ・
ラインのモード分析に基づき、等式（１６）及び（１
７）から受動的取り付けシステムの特性（ｋ0、ｂ0）を
求めることが出来、また、こうした特性を持つ受動的取
り付けシステムは、受動的取り付け具として具体化し、
又は、適応型の振動吸収器と並列に接続することが出来
る。本発明の振動吸収器は、電子制御装置８５″によっ
て図４乃至図７の設計を使用してオン・ラインで適合さ
せることが出来る。主構造体に接続された振動センサ７
５″は、フィードバックセンサとして使用し、機枠８
０″で感知した振動を示す信号を電子制御装置８５″に
送る。この設計は、能動的取り付けシステムに比して幾
つかの有利な点がある。即ち、ｋ0及びｂ0を好適な値と
し、受動要素を使用する結果、振動を吸収するために振
動吸収器が加えなければならない力が少なくて済む。更
に、この好適な値ｋ0及びｂ0により、静止荷重を支承す
ることも可能である。これと同時に、この簡単で且つ低
廉な適応型の振動吸収システムの設計は装置の予想外の
振動を補正するためにも使用される。
ラインのモード分析に基づき、等式（１６）及び（１
７）から受動的取り付けシステムの特性（ｋ0、ｂ0）を
求めることが出来、また、こうした特性を持つ受動的取
り付けシステムは、受動的取り付け具として具体化し、
又は、適応型の振動吸収器と並列に接続することが出来
る。本発明の振動吸収器は、電子制御装置８５″によっ
て図４乃至図７の設計を使用してオン・ラインで適合さ
せることが出来る。主構造体に接続された振動センサ７
５″は、フィードバックセンサとして使用し、機枠８
０″で感知した振動を示す信号を電子制御装置８５″に
送る。この設計は、能動的取り付けシステムに比して幾
つかの有利な点がある。即ち、ｋ0及びｂ0を好適な値と
し、受動要素を使用する結果、振動を吸収するために振
動吸収器が加えなければならない力が少なくて済む。更
に、この好適な値ｋ0及びｂ0により、静止荷重を支承す
ることも可能である。これと同時に、この簡単で且つ低
廉な適応型の振動吸収システムの設計は装置の予想外の
振動を補正するためにも使用される。
【００４５】本明細書に記載した全ての実施例におい
て、振動吸収器をオン・ラインで適応可能にする電子制
御装置が使用される。図１３には、本発明の全ての実施
例で使用される制御システム５００のブロック図が示し
てある。この図１３のブロック図はアナログ回路を使用
して具体化することが出来る。
て、振動吸収器をオン・ラインで適応可能にする電子制
御装置が使用される。図１３には、本発明の全ての実施
例で使用される制御システム５００のブロック図が示し
てある。この図１３のブロック図はアナログ回路を使用
して具体化することが出来る。
【００４６】第一に、振動体又は構造体の何れかの一点
５０から振動信号Ｙaを得る。この振動信号は、加速計
のような装置とすることが出来る振動センサ５２０から
得られる。振動を示す信号は、振動センサ５２０から比
較器５３０に送られ、ここで実際の振動レベルＹaが振
動閾値Ｒである、所望の振動閾値と比較される。この閾
値Ｒは、入力５４０を使用して比較器に入力される。そ
の結果得られる比較器５３０からの信号は、制御装置５
５０に送られる。制御装置５５０に対する回路の一例が
図１４に示してある。その結果得られる制御装置５６０
からの制御信号を使用して、図４乃至図７に示したアク
チュエータを作動させる。例えば、この信号は、図４の
入口及び出口流量弁を駆動し、又は図５のモータ等を駆
動する。この制御の構成の場合、オン・ラインのマイク
ロプロセッサは一切、不要であることを理解すべきであ
る。このシステムは、アナログ要素を使用する電子回路
で具体化することが可能である。しかしながら、例え
ば、自動車又は冷蔵庫のように構造体が既にマイクロプ
ロセッサを搭載している場合は、ファジー制御装置を含
む、より高度の制御論理を組み込むことが可能である。
５０から振動信号Ｙaを得る。この振動信号は、加速計
のような装置とすることが出来る振動センサ５２０から
得られる。振動を示す信号は、振動センサ５２０から比
較器５３０に送られ、ここで実際の振動レベルＹaが振
動閾値Ｒである、所望の振動閾値と比較される。この閾
値Ｒは、入力５４０を使用して比較器に入力される。そ
の結果得られる比較器５３０からの信号は、制御装置５
５０に送られる。制御装置５５０に対する回路の一例が
図１４に示してある。その結果得られる制御装置５６０
からの制御信号を使用して、図４乃至図７に示したアク
チュエータを作動させる。例えば、この信号は、図４の
入口及び出口流量弁を駆動し、又は図５のモータ等を駆
動する。この制御の構成の場合、オン・ラインのマイク
ロプロセッサは一切、不要であることを理解すべきであ
る。このシステムは、アナログ要素を使用する電子回路
で具体化することが可能である。しかしながら、例え
ば、自動車又は冷蔵庫のように構造体が既にマイクロプ
ロセッサを搭載している場合は、ファジー制御装置を含
む、より高度の制御論理を組み込むことが可能である。
【００４７】図１４には電子制御装置５５０の一つの可
能な実施例の概略図が示してある。この制御装置５５０
は、３つの制御動作を提供する３つの作動増幅器を備え
ている。また、その他の制御回路を使用することも可能
である。制御装置は、アクチュエータ５６０に適正な信
号を送ればよく、この信号は、アクチュエータにより解
釈され、装置を作動させて、システムの振動吸収器の特
性を好適なものにすることが出来る。
能な実施例の概略図が示してある。この制御装置５５０
は、３つの制御動作を提供する３つの作動増幅器を備え
ている。また、その他の制御回路を使用することも可能
である。制御装置は、アクチュエータ５６０に適正な信
号を送ればよく、この信号は、アクチュエータにより解
釈され、装置を作動させて、システムの振動吸収器の特
性を好適なものにすることが出来る。
【００４８】本発明は、添付図面に図示し且つ上述の説
明にて詳細に説明したが、これは単に一例であり、本発
明の性質を限定するものではないと解釈されるべきであ
る。例えば、本発明は車両のエンジン、洗濯機械及びコ
ンプレッサを内蔵する構造体に関して説明した。然し、
これは限定的なものと解釈されるべきではない。レジャ
ー車、又は航空機、戦闘機、或いは民間の構造体及び建
物における皿洗い機、冷蔵庫、人工衛星用アンテナ、重
荷重機械、高度なコンピュータ及びその他の電子装置、
発電機、排気管及びマフラー及び車両のエンジン本体構
造体は、振動体を有する構造体の例であり、又その他の
構造体の組立体は、全て、本明細書の各種の実施例に示
した本発明の構造体の例である。好適な実施例のみを示
し且つ説明したが、本発明の精神に属する全ての変更及
び変更例は保護の対象に含まれるものとする。
明にて詳細に説明したが、これは単に一例であり、本発
明の性質を限定するものではないと解釈されるべきであ
る。例えば、本発明は車両のエンジン、洗濯機械及びコ
ンプレッサを内蔵する構造体に関して説明した。然し、
これは限定的なものと解釈されるべきではない。レジャ
ー車、又は航空機、戦闘機、或いは民間の構造体及び建
物における皿洗い機、冷蔵庫、人工衛星用アンテナ、重
荷重機械、高度なコンピュータ及びその他の電子装置、
発電機、排気管及びマフラー及び車両のエンジン本体構
造体は、振動体を有する構造体の例であり、又その他の
構造体の組立体は、全て、本明細書の各種の実施例に示
した本発明の構造体の例である。好適な実施例のみを示
し且つ説明したが、本発明の精神に属する全ての変更及
び変更例は保護の対象に含まれるものとする。
【図１】複数の受動的振動吸収器が設けられた従来技術
の装置の正面斜視図である。
の装置の正面斜視図である。
【図２】図１に示した型式の振動吸収器を備えるシステ
ムの正面図である。
ムの正面図である。
【図３】振動体に作用する力を示す、図２のシステムの
古典的モデルを示す図である。
古典的モデルを示す図である。
【図４】本発明の一実施例に従って、振動吸収器に使用
される重りの質量をオン・ラインで調節することの出来
る、ばね／質量の組み合わせ体を有する適応型の受動的
振動吸収器を備える装置の正面断面図である。
される重りの質量をオン・ラインで調節することの出来
る、ばね／質量の組み合わせ体を有する適応型の受動的
振動吸収器を備える装置の正面断面図である。
【図５】本発明の別の実施例に従って、機械的ばねのこ
わさをオン・ラインで調節することの出来る、適応型の
受動的ばね／質量型式の振動吸収器を含むシステムの一
部切欠き正面図である。
わさをオン・ラインで調節することの出来る、適応型の
受動的ばね／質量型式の振動吸収器を含むシステムの一
部切欠き正面図である。
【図６】本発明の別の実施例に従って、空気ばねのこわ
さをオン・ラインで調節することの出来る、適応型の受
動的ばね／質量型式の振動吸収器を含むシステムの正面
図である。
さをオン・ラインで調節することの出来る、適応型の受
動的ばね／質量型式の振動吸収器を含むシステムの正面
図である。
【図７】本発明の別の実施例に従って、ばねのこわさを
オン・ラインで調節することの出来る、形状記憶合金か
ら成るフランジのストリップを含む、適応型の受動的ば
ね／質量型式の振動吸収器を含むシステムの正面図であ
る。
オン・ラインで調節することの出来る、形状記憶合金か
ら成るフランジのストリップを含む、適応型の受動的ば
ね／質量型式の振動吸収器を含むシステムの正面図であ
る。
【図８】本発明の別の実施例に従って、直列に縦接続状
に配置された少なくとも２つの適応型−受動的ばね／質
量型式の振動吸収器を含むシステムの古典的モデルを示
す図である。
に配置された少なくとも２つの適応型−受動的ばね／質
量型式の振動吸収器を含むシステムの古典的モデルを示
す図である。
【図９】本発明の更に別の実施例に従って、直列に縦接
続状に配置された少なくとも２つの適応型−受動的ばね
／質量型式の振動吸収器を含むシステムの古典的モデル
を示す図である。
続状に配置された少なくとも２つの適応型−受動的ばね
／質量型式の振動吸収器を含むシステムの古典的モデル
を示す図である。
【図１０】取り付けブラケットを介して構造体と機械的
に連通した振動体を有するシステムの正面図である。
に連通した振動体を有するシステムの正面図である。
【図１１】振動体に作用する力を示す、図１０に示した
システムの古典的モデルを示す図である。
システムの古典的モデルを示す図である。
【図１２】本発明の更に別の実施例による振動吸収器を
示すシステムの図１０である。
示すシステムの図１０である。
【図１３】本発明に使用される制御論理のブロック図で
ある。
ある。
【図１４】本発明に使用される電子制御装置の一実施例
を示す概略図的な線図である。
を示す概略図的な線図である。
１０ 洗濯機械 １０′システム １５ ドラム ２０ モータ ３０ 本体取り付け具 ３０′構造体 ４０ 機枠 ４０′振動体 ６０ 重り ６５ ばね ６７ 受動的振動吸収器 Ｍ 質量 Ｋ 剛さ Ｂ 減衰力 Ｘ1 振動
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラーマット・エイ・シュウレシ アメリカ合衆国コロラド州80401，ゴール デン，コーポレート・サークル 400，ス イート・エフ，クーパー・アドバンスド・ テクノロジーズ内
Claims (12)
- 【請求項１】 振動体から該振動体と機械的に連通して
いる少なくとも一つの構造体に伝達される振動を最小に
する振動制御システムにして、 前記振動体に接続された第一のばねを含む第一のばね／
質量振動制御システムと、 該ばねに接続された第一の重りと、 前記重りの質量及び／又は前記ばねのこわさを変化させ
るアクチュエータ手段と、 前記振動体及び／又は該振動体に接続された構造体にお
ける振動を感知するセンサであって、感知された振動に
対応する可変の出力フィードバック信号を提供する前記
センサと、 感知された振動を示す前記センサからの前記フィードバ
ック信号を受け取り且つ前記アクチュエータに制御信号
を送り、前記アクチュエータに対し、感知された振動を
最小にするような方法でばね／質量システムを自動的に
調節するように命令を為し得るように接続された電気制
御装置と、を備えることを特徴とする振動制御システ
ム。 - 【請求項２】 前記センサが、前記振動体の励振振動数
を直接、感知することを特徴とする請求項１の振動制御
システム。 - 【請求項３】 前記重りが一定容積の流体保持チャンバ
を備え、前記チャンバが空であるとき、前記重りが質量
ｍ0を有することを特徴とする請求項２の振動制御シス
テム。 - 【請求項４】 前記チャンバと流体連通した流体供給源
を更に備え、前記チャンバ内の流体の量を調節すること
により前記重りの質量が変化されるようにしたことを特
徴とする請求項３の振動制御システム。 - 【請求項５】 前記アクチュエータが、前記制御装置か
ら前記出口弁への命令に応答して、流体供給源から前記
チャンバ内に流体を導入する少なくとも一つの入口弁
と、前記制御装置から前記出口弁への信号に応答して前
記チャンバから流体を排出する少なくとも一つの出口弁
とを備えることを特徴とする請求項４の振動制御システ
ム。 - 【請求項６】 互いに関して接続された第二のばね及び
第二の質量を更に備え、該第二のばねが前記第一の質量
にも接続されて、前記第一のばね／質量の振動制御シス
テムと直列の第二のばね／質量振動制御システムを形成
することを特徴とする請求項１の振動制御システム。 - 【請求項７】 前記第二の質量が可変質量であり且つ／
又は前記第二のばねが可変のこわさを有することを特徴
とする請求項６の振動制御システム。 - 【請求項８】 前記ばねが機械的ばねであり、 該機械的ばねが取り付けられたモータシャフトを有する
モータと、 前記機械的ばねの第一の端部が貫通する支持ブラケット
とを備え、 前記重りが前記機械的ばねの前記第一の端部に接続さ
れ、 前記電子制御装置が、感知された振動に応答して前記機
械的ばねのこわさを自動的に調節するよう前記モータに
命令する制御信号を前記モータに伝達し得るように接続
され、 第一の方向への前記モータ出力が、前記ばねの上方部分
を付勢して、前記ブラケットを貫通して下方に進ませ且
つ有効ばねコイル数を増し、 第二の方向への前記モータ出力が、ばねコイルを前記ブ
ラケットを通じて上方に退却させ、これにより、前記有
効ばねコイル数を少なくするようにしたことを特徴とす
る請求項１の振動制御システム。 - 【請求項９】 前記モータがステッパモータであること
を特徴とする請求項８の振動制御システム。 - 【請求項１０】 前記ばねがエアバッグを備える空気ば
ねであり、該空気ばねのこわさが連続的なこわさ範囲に
亙って可変であり、前記空気ばねが第一の端部にて振動
体に接続され、 前記空気ばねの第二の端部に接続された重りと、 前記空気ばねのこわさを変化させるアクチュエータであ
って、前記空気袋内の空気圧力を上昇させ得るように接
続されたポンプと、前記空気バッグ内の空気圧力を低下
させ得るように接続された放出弁とを備える前記アクチ
ュエータと、 感知された振動に応答して前記アクチュエータに制御信
号を伝達し、前記空気ばねのこわさを自動的に調節する
ように前記アクチュエータに命令を為し得るように接続
された電子制御装置とを備えることを特徴とする請求項
１の振動制御システム。 - 【請求項１１】 前記空気ばねに接続されたばね／質量
振動制御システムを更に備えることを特徴とする請求項
１０の振動制御システム。 - 【請求項１２】 前記ばねが連続的なこわさ範囲に亙っ
て可変であるこわさを有する機械的ばねであり、該機械
的ばねが少なくとも一つの形状記憶合金ストリップを有
し、前記ばねが第一の端部にて前記振動体に接続され、 前記空気ばねの第二の端部に接続された重りと、 前記機械的ばねのこわさを変化させるアクチュエータで
あって、形状記憶合金に可変の電流を印加して、前記合
金のこわさ、従って前記機械的ばねのこわさを変化させ
得るように前記形状記憶合金のストリップに電気的に接
続された電流源を備える前記アクチュエータと、 感知された振動に応答して前記アクチュエータに制御信
号を伝達し、前記形状記憶合金に印加される電流を自動
的に調節するように前記アクチュエータに命令を為し得
るように接続された電子制御装置とを備えることを特徴
とする請求項１の振動制御システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US222085 | 1994-04-04 | ||
| US08/222,085 US5564537A (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Adaptive-passive vibration control system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842630A true JPH0842630A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=22830757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7078812A Pending JPH0842630A (ja) | 1994-04-04 | 1995-04-04 | 振動制御システム |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5564537A (ja) |
| EP (1) | EP0676559B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0842630A (ja) |
| KR (1) | KR950034049A (ja) |
| AT (1) | ATE190120T1 (ja) |
| CA (1) | CA2146230C (ja) |
| DE (1) | DE69515191T2 (ja) |
| ES (1) | ES2145871T3 (ja) |
| MX (1) | MX9501646A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017180771A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | 制振装置 |
Families Citing this family (76)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5710714A (en) * | 1995-11-15 | 1998-01-20 | Applied Power Inc. | Electronic controller for an adaptively tuned vibration absorber |
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| US5811821A (en) * | 1996-08-09 | 1998-09-22 | Park Scientific Instruments | Single axis vibration reducing system |
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