振動制御装置
【課題】 制振手段の出力を低減することができ、小型の制振手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供する。
【解決手段】 荷重支持部１０に対して相対移動する第２移動手段３２と、一端側３５ａ1を第２移動手段３２に当接された第１ねじりバネ３５ａと、一端側３５ｂ1を設置部Ｆに当接された第２ねじりバネ３５ｂと、一端を第２移動手段３２に、他端を設置部Ｆに回動可能に枢支されると共に、第１ねじりバネ３５ａと第２ねじりバネ３５ｂとの間に配置されるバネ支持部材３３とを有することを特徴とする。
【解決手段】 荷重支持部１０に対して相対移動する第２移動手段３２と、一端側３５ａ1を第２移動手段３２に当接された第１ねじりバネ３５ａと、一端側３５ｂ1を設置部Ｆに当接された第２ねじりバネ３５ｂと、一端を第２移動手段３２に、他端を設置部Ｆに回動可能に枢支されると共に、第１ねじりバネ３５ａと第２ねじりバネ３５ｂとの間に配置されるバネ支持部材３３とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開平１１−１８０２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図１７（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１７（ｂ）に示すように、シートＳの支持をアクチュエータ１２１とトーションスプリング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、トーションスプリング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。また、トーションスプリング１２２自体も大きくなり、組み付け性が悪かった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するものであって、小型のねじりバネで組み付け性の良い振動制御装置及び制振手段の出力を低減することができ、小型の制振手段で実現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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、前記荷重支持部と連結され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制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第１移動手段を有し、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部に対して相対移動する第２移動手段と、一端側を前記第２移動手段に当接された第１ねじりバネと、一端側を前記設置部に当接された第２ねじりバネと、一端を前記第２移動手段に、他端を前記設置部に回動可能に枢支されると共に、前記第１ねじりバネと前記第２ねじりバネとの間に配置されるバネ支持部材とを有することを特徴とする。
【０００６】
また、前記第１ねじりバネの一端側と前記第２移動手段との間に配置されると共に、前記第１ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記第２ねじりバネの一端側と前記設置部との間に配置されると共に、前記第２ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記調整手段は、スライド式アクチュエータであることを特徴とする。
【０００９】
また、前記バネ支持部材に回動可能に配置されると共に、前記バネ支持部材と前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの他端側との当接位置を調整する調整手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記調整手段は、前記バネ支持部材に軸支されたカム式アクチュエータであることを特徴とする。
【００１１】
また、前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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、前記荷重支持部と連結され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制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第１移動手段を有し、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部に対して相対移動する第２移動手段と、一端側を前記第２移動手段に当接された第１ねじりバネと、一端側を前記設置部に当接された第２ねじりバネと、一端を前記第２移動手段に、他端を前記設置部に回動可能に枢支されると共に、前記第１ねじりバネと前記第２ねじりバネとの間に配置されるバネ支持部材とを有するので、小型のねじりバネを適用することができ、組み付け性が良好になり、さらに調整幅も大きくとることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、前記第１ねじりバネの他端側と前記第２移動手段との間に配置されると共に、前記第１ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振手段の出力を低減し小型の制振手段で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、前記第２ねじりバネの一端側と前記設置部との間に配置されると共に、前記第２ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振手段の出力を低減し小型の制振手段で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、前記調整手段は、スライド式アクチュエータであるので、荷重に対する強度を強くすることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、前記バネ支持部材に回動可能に配置されると共に、前記バネ支持部材と前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの他端側との当接位置を調整する調整手段を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振手段の出力を低減し小型の制振手段で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、前記調整手段は、前記バネ支持部材に軸支されたカム式アクチュエータであるので、前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの角度を均等に変化させ、装置のバランスが良くなり、寿命が延びる。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたので、荷重の変化に対して適切に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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は第１移動手段の一例としての第１スライダ、１３は第１案内手段の一例としての第１スライダレール、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、２２は検知手段の一例としての荷重センサ、２３は検知手段の一例としての加速度センサ、３１は第２案内手段の一例としての第２スライダレール、３２は第２移動手段の一例としての第２スライダ、３３はバネ支持部材、３５はねじりバネ、Ｆは設置部、Ｓはシートである。
【００２０】
振動制御装置１は、荷重支持部１０により床等の設置部Ｆに設置され、振動制御部２０で振動制御装置１上のシートＳ等の荷重の振動をアクティブに制御するものである。
【００２１】
荷重支持部１０は、シートＳを支持する荷重支持部材１１、荷重支持部材１１に設けた第１スライダ１２及び設置部Ｆに設置された第１スライダレール１３等を有する。荷重支持部材１１は、シートＳの下方に設置され、第１スライダレール１３により上下方向に案内される第１スライダ１２を有し、振動制御部２０及びねじりバネ３５に載置されている。第１スライダ１２は、荷重支持部材１１に設けられ、第１スライダレール１３により上下方向に案内され、設置部Ｆに対して相対移動する。第１スライダレール１３は、設置部Ｆに設置され、第１スライダ１２及び荷重支持部材１１を上下方向に案内する。
【００２２】
振動制御部２０は、ボイスコイルモータ等の制振用アクチュエータ２１、ロードセル等の荷重センサ２２、加速度センサ２３等を有する。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、荷重センサ２２や加速度センサ２３等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。荷重センサ２２は、シートＳと荷重支持部材１１の間に備えられ、加速度センサ２３は、荷重支持部１０上の加速度を検知するもので、その検出値により制振用アクチュエータ２１を制御するものである。なお、本実施形態では、加速度センサ２３を適用したが、速度センサや変位センサ等の荷重支持部１０上の状態を検知するものを適用してもよい。
【００２３】
第２スライダレール３１は、荷重支持部材１１に設置され、第２スライダ３２を移動可能に案内する。第２スライダ３２は、バネ支持部材３３の一端に連結されると共に、第２スライダレール３１に案内され、荷重支持部１０に対して相対移動するものである。
【００２４】
バネ支持部材３３は、ねじりバネ３５を支持するもので、第１ねじりバネ３５ａと第２ねじりバネ３５ｂの間に配置される。ねじりバネ３５は、コイル部３５ａ3の中心で回動可能に第２スライダ３２に支持され、一端側３５ａ1を第２スライダ３２に連結し、他端側３５ａ2をバネ支持部材３３に連結する第１ねじりバネ３５ａと、一端側３５ｂ1を設置部Ｆに連結し、コイル部３３ｂ3及び他端側３５ｂ2をバネ支持部材３３に連結する第２ねじりバネ３５ｂとを有する。また、コイル部３５ｃ中心軸に棒状又は筒状等の部材を挿入し、第２スライダ３２に枢支してもよい。
【００２５】
なお、それぞれの部材の配置は、相互に干渉せず、正常に機能すれば、様々なものを考慮できる。
【００２６】
このような構造の振動制御装置１では、シートＳに乗員等の荷重が搭載されると、第１スライダ１２及び第２スライダ３２が移動する。それと共に、第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂは、それぞれ付勢力に抗して一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端部３５ａ2，３５ｂ2の角度が小さくなる。
【００２７】
このように、シートＳ上の荷重を第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂで受けるので、一つのバネで受けるよりも負荷の小さいバネで形成することができ、装置の組み付け性が向上する。
【００２８】
図２は、第２実施形態における振動制御装置１を示す。本実施形態は、図１の構造に、荷重によるモーメントと、ねじりバネの負荷に対するモーメントを釣り合わせるカウンタバランス部３０として、第２スライダレール３１、第２スライダ３２、バネ支持部材３３、ねじりバネ３５の他に、ねじりバネ３５ｂの取付角度を調整することができるプリロード調整用アクチュエータ３４及び第２バネ支持部材３６を付加したものである。
【００２９】
振動制御装置１は、荷重支持部１０により床等の設置部Ｆに設置され、振動制御部２０で振動制御装置１上のシートＳ等の荷重の振動をアクティブに制御すると共に、カウンタバランス部３０で荷重に対する力の釣り合いを設定し、自重をキャンセルするものである。
【００３０】
カウンタバランス部３０は、第２スライダレール３１、第２スライダ３２、バネ支持部材３３、ねじりバネ３５、第２バネ支持部材３６等を有する。第２スライダレール３１、第２スライダ３２、バネ支持部材３３及びねじりバネ３５については、第１実施例と同様なので、説明は省略する。
【００３１】
プリロード調整用アクチュエータ３４は、設置部Ｆと第２ねじりバネ３５ｂの間に設置され、第２バネ支持部材３６を支持し、荷重センサ２２や加速度センサ２３等からの荷重信号により、第２バネ支持部材３６との当接箇所を移動し、ねじりバネ３５の取付角度を変更するものである。本実施形態では、第２バネ支持部材３６の角度を変更可能なスライド式プリロード調整用アクチュエータ３４を使用する。
【００３２】
図３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。加速度センサ２３及び荷重センサ２２からの入力信号を制御手段としてのＥＣＵ４０に入力し、制振用アクチュエータ２１及びプリロード調整用アクチュエータ３４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。
【００３３】
次に、プリロード調整制御について説明する。図４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ＥＣＵ４０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プリロード調整用アクチュエータ３４を作動制御する（ＳＴ４）。
【００３４】
図５は、プリロード調整制御前後の振動制御装置１の状態を示すもので、図５（ａ）はプリロード調整制御前、図５（ｂ）はプリロード調整制御後の状態を示すものである。また、図６は、プリロード調整用アクチュエータ３４及びねじりバネ３５部分の拡大図である。図５（ａ）に示すプリロード調整制御前の状態から、図５（ｂ）に示すように、例えば乗員ＰがシートＳに座り、初期荷重に乗員Ｐの荷重が足されると、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が時計方向に回動し、ねじりバネ３５に負荷がかかり、第１ねじりバネ３５ａの他端側３５ａ2と第２スライダ３２の間の角度θ1及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ1と設置部Ｆの間の角度θ2が変更する。そこで、プリロード調整用アクチュエータ３４を作動させ、図６に示すように、第２ねじりバネ３５の一端側３５ｂ2の角度φを変更することにより、荷重とねじりバネ３５による負荷とを釣り合わせる。
【００３５】
図７は、荷重によるモーメントとねじりバネによるモーメントの関係を示すグラフである。横軸は水平面に対するバネ支持部材３３及びねじりバネ３５の一端側３５ａ1,３５ｂ1の角度θ、縦軸はモーメントの大きさを示す。また、Ｍ１はシートＳ上に何もない初期状態での荷重による第１モーメント、Ｍ１'はシートＳ上に人等が載置された状態での荷重による第１'モーメント、Ｍ２は初期状態でのねじりバネ３５の第２モーメント、Ｍ２'はシートＳ上に人等が載置された状態でのねじりバネ３５の第２'モーメントである。
【００３６】
図７に示すように、初期状態で、第１モーメントＭ１と第２モーメントＭ２は、ほぼ釣り合いを保持しており、荷重が変化した場合でも第２ねじりバネ３５の他端側３５ｂ2の水平面に対する角度φを調整することで、第１'モーメントＭ１'と第２'モーメントＭ２'の釣り合いを保持することができる。
【００３７】
このように、プリロード調整用アクチュエータ３４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。
【００３８】
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。
【００３９】
次に、他の振動制御の実施形態について説明する。この実施形態では、加速度センサ２３に代えて、加重センサ２２を適用する。図９は、振動制御のフローチャートを示す。まず、ステップ２１で、振動時の荷重を荷重センサ２２により検出する（ＳＴ２１）。次に、ステップ２２で、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と同じか比較する（ＳＴ２２）。同じ場合、制振用アクチュエータ２１を作動せず、振動制御を終了する。同じでない場合、ステップ２３で、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か判断する（ＳＴ２３）。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、ステップ２４で、制振用アクチュエータ２１を縮ませる（ＳＴ２４）。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、ステップ２５で、制振用アクチュエータ２１を伸ばす（ＳＴ２５）。
【００４０】
図１０は、振動制御の状態を示すもので、図１０（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図１０（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。
【００４１】
図１０（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、第２スライダ３２が前方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し小さくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５の反力、つまりモーメントギャップ（第１モーメントＭ１と第２モーメントＭ２の差）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。
【００４２】
図１０（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、第２スライダ３２が後方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が反時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し大きくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５の反力、つまりモーメントギャップ（第１モーメントＭ１と第２モーメントＭ２の差）は小さいものとなり、アクチュエータの推力も小さく抑えることができる。
【００４３】
図１１は、本実施形態の振動制御装置１を用いた場合と、図１７に示す従来技術の場合とをシミュレーションで比較した結果を示す。シミュレーションは、振幅２５ｍｍ周期７５０ｍｍの波状路を速度７０ｋｍ／ｈで走行する条件で、荷重の振動を０にするために必要な制振用アクチュエータを求めた。
【００４４】
図１１（ａ）は、図１７（ａ）に示すように、シートの支持をアクチュエータのみでする場合、図１１（ｂ）は、図１７（ｂ）に示すように、シートの支持をアクチュエータとねじりバネでする場合、図１１（ｃ）は、本実施形態の場合である。
【００４５】
このように、荷重とねじりバネ３５による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができるので、制振用アクチュエータ２１の出力を小さくし、小さなスペースに設置することができる。
【００４６】
図１２は、第３実施形態を示すもので、第２実施形態で用いたスライダ式のプリロード調整用アクチュエータ３４を第２スライダに設置したものである。
【００４７】
図１３は、第４実施形態を示すもので、第２実施形態で用いたスライダ式のプリロード調整用アクチュエータ３４に代えて、カム式のプリロード調整用アクチュエータ３７を適用し、設置部Ｆに配置したものである。なお、カム式のプリロード調整用アクチュエータ３７を第２スライダに設置してもよい。
【００４８】
図１４は、第５実施形態のプリロード調整制御前後の振動制御装置１の状態を示すもので、図１５は、プリロード調整用アクチュエータ３８及びねじりバネ３５部分の拡大図である。
【００４９】
図１４（ａ）は、第５実施形態のプリロード調整制御前の振動制御装置１の状態を示すもので、カム式のプリロード調整用アクチュエータ３８を適用し、バネ支持部材３３に設置したものである。カム式のプリロード調整用アクチュエータ３８は、バネ支持部材３３に軸支される軸部３８ａと略楕円形のカム部３８ｂを有する。
【００５０】
図１４（ｂ）は、第５実施形態のプリロード調整制御後の振動制御装置１の状態を示すもので、例えば乗員ＰがシートＳに座り、初期荷重に乗員Ｐの荷重が足されると、カウンタバランス部３０のバネ支持部３３が時計方向に回転し、ねじりバネ３５に負荷がかかり、第１ねじりバネ３５ａの他端側３５ａ2と第２スライダ３２の間の角度θ及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ2と設置部Ｆの間の角度θが変更する。そこで、プリロード調整用アクチュエータ３８を作動させ、カム部３８ａを回動させる。そして、図１５に示すように、第１ねじりバネ３５ａの他端側３５ａ2及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ2のバネ支持部３３に対する角度φを変更することにより、荷重とねじりバネ３５による負荷とを釣り合わせる。
【００５１】
図１６は、第５実施形態の振動制御の状態を示すもので、図１６（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図１６（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。
【００５２】
図１６（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、第２スライダ３２が前方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し小さくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５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。
【００５３】
図１６（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、第２スライダ３２が後方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が反時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し大きくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５の反力は小さいものとなり、アクチュエータの推力も小さく抑えることができる。
【００５４】
このように、本実施形態の振動制御装置１は、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と連結され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制振用アクチュエータ２１を有する振動制御部２０とを備えた振動制御装置１において、荷重支持部１０は、設置部Ｆに対して相対移動する第１スライダ１３を有し、前記カウンタバランス部３０は、荷重支持部１０に対して相対移動する第２スライダ３２と、一端側３５ａ1を前記第２スライダ３２に当接された第１ねじりバネ３５ａと、一端側３５ｂ1を設置部Ｆに当接された第２ねじりバネ３５ｂと、一端を第２スライダ３２に、他端を設置部Ｆに回動可能に枢支されると共に、第１ねじりバネ３５ａと第２ねじりバネ３５ｂとの間に配置されるバネ支持部材３３とを有するので、小型のねじりバネを適用することができ、組み付け性が良好になり、さらに調整幅も大きくとることができる。
【００５５】
また、第１ねじりバネ３５ａの一端側３５ａ1と設置部Ｆとの間に配置されると共に、第１ねじりバネ３５ａの一端側３５ａ1との当接位置を調整するプリロード調整用アクチュエータ３４を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振用アクチュエータ２１の出力を低減し小型の制振用アクチュエータ２１で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００５６】
また、第２ねじりバネ３５ｂの一端側３５ｂ1と設置部Ｆとの間に配置されると共に、第２ねじりバネ３５ｂの一端側３５ｂ1との当接位置を調整するプリロード調整用アクチュエータ３４を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振用アクチュエータ２１の出力を低減し小型の制振用アクチュエータ２１で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００５７】
また、プリロード調整用アクチュエータ３４は、スライド式アクチュエータであるので、荷重に対する強度を強くすることができる。
【００５８】
また、バネ支持部材３３に回動可能に配置されると共に、バネ支持部材３３と第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ2との当接位置を調整するプリロード調整用アクチュエータ３８を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振用アクチュエータ２１の出力を低減し小型の制振用アクチュエータ２１で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００５９】
また、プリロード調整用アクチュエータ３８は、バネ支持部材３３に軸支されたカム式アクチュエータであるので、第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂの角度を均等に変化させ、装置のバランスが良くなり、寿命が延びる。
【００６０】
また、荷重支持部１０上の状態を検知する加重センサ２２又は加速度センサ２３等を備え、荷重センサ２２又は加速度センサ２３等で検知した状態に応じてプリロード調整用アクチュエータ３４又は制振用アクチュエータ２１を作動するＥＣＵ４０を備えたので、荷重の変化に対して適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図２】第２実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図３】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。
【図４】プリロード調整制御のフローチャートを示す図である。
【図５】プリロード調整制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図６】プリロード調整用アクチュエータ及びねじりバネ部分の拡大図である。
【図７】荷重によるモーメントとねじりバネによるモーメントの関係を示すグラフである。
【図８】振動制御のフローチャートを示す図である。
【図９】他の振動制御のフローチャートを示す図である。
【図１０】振動制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図１１】第２実施形態の振動制御装置と従来の技術とを比較したシミュレーションを示す図である。
【図１２】第３実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図１３】第４実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図１４】第５実施形態のプリロード調整制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図１５】プリロード調整用アクチュエータ及びねじりバネ部分の拡大図である。
【図１６】振動制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図１７】従来の技術を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…振動制御装置、１０…荷重支持部、１１…荷重支持部材、１２…第１移動手段（第１スライダ）、１３…第１案内手段（第１スライダレール）、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（検知手段）、２３…加速度センサ（検知手段）、３０…カウンタバランス部、３１…第２案内手段（第２スライダレール）、３２…第２移動手段（第２スライダ）、３３…バネ支持部材、３４…スライド式プリロード調整用アクチュエータ（調整手段）、３５…ねじりバネ（付勢手段）、３６…第２バネ支持部材、３７，３８…カム式プリロード調整用アクチュエータ（調整手段）、４０…ＥＣＵ（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開平１１−１８０２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図１７（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１７（ｂ）に示すように、シートＳの支持をアクチュエータ１２１とトーションスプリング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、トーションスプリング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。また、トーションスプリング１２２自体も大きくなり、組み付け性が悪かった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するものであって、小型のねじりバネで組み付け性の良い振動制御装置及び制振手段の出力を低減することができ、小型の制振手段で実現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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、前記荷重支持部と連結され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制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第１移動手段を有し、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部に対して相対移動する第２移動手段と、一端側を前記第２移動手段に当接された第１ねじりバネと、一端側を前記設置部に当接された第２ねじりバネと、一端を前記第２移動手段に、他端を前記設置部に回動可能に枢支されると共に、前記第１ねじりバネと前記第２ねじりバネとの間に配置されるバネ支持部材とを有することを特徴とする。
【０００６】
また、前記第１ねじりバネの一端側と前記第２移動手段との間に配置されると共に、前記第１ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記第２ねじりバネの一端側と前記設置部との間に配置されると共に、前記第２ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記調整手段は、スライド式アクチュエータであることを特徴とする。
【０００９】
また、前記バネ支持部材に回動可能に配置されると共に、前記バネ支持部材と前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの他端側との当接位置を調整する調整手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記調整手段は、前記バネ支持部材に軸支されたカム式アクチュエータであることを特徴とする。
【００１１】
また、前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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、前記荷重支持部と連結され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制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第１移動手段を有し、前記カウンタバランス部は、前記荷重支持部に対して相対移動する第２移動手段と、一端側を前記第２移動手段に当接された第１ねじりバネと、一端側を前記設置部に当接された第２ねじりバネと、一端を前記第２移動手段に、他端を前記設置部に回動可能に枢支されると共に、前記第１ねじりバネと前記第２ねじりバネとの間に配置されるバネ支持部材とを有するので、小型のねじりバネを適用することができ、組み付け性が良好になり、さらに調整幅も大きくとることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、前記第１ねじりバネの他端側と前記第２移動手段との間に配置されると共に、前記第１ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振手段の出力を低減し小型の制振手段で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、前記第２ねじりバネの一端側と前記設置部との間に配置されると共に、前記第２ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振手段の出力を低減し小型の制振手段で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、前記調整手段は、スライド式アクチュエータであるので、荷重に対する強度を強くすることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、前記バネ支持部材に回動可能に配置されると共に、前記バネ支持部材と前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの他端側との当接位置を調整する調整手段を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振手段の出力を低減し小型の制振手段で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、前記調整手段は、前記バネ支持部材に軸支されたカム式アクチュエータであるので、前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの角度を均等に変化させ、装置のバランスが良くなり、寿命が延びる。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたので、荷重の変化に対して適切に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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は第１移動手段の一例としての第１スライダ、１３は第１案内手段の一例としての第１スライダレール、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、２２は検知手段の一例としての荷重センサ、２３は検知手段の一例としての加速度センサ、３１は第２案内手段の一例としての第２スライダレール、３２は第２移動手段の一例としての第２スライダ、３３はバネ支持部材、３５はねじりバネ、Ｆは設置部、Ｓはシートである。
【００２０】
振動制御装置１は、荷重支持部１０により床等の設置部Ｆに設置され、振動制御部２０で振動制御装置１上のシートＳ等の荷重の振動をアクティブに制御するものである。
【００２１】
荷重支持部１０は、シートＳを支持する荷重支持部材１１、荷重支持部材１１に設けた第１スライダ１２及び設置部Ｆに設置された第１スライダレール１３等を有する。荷重支持部材１１は、シートＳの下方に設置され、第１スライダレール１３により上下方向に案内される第１スライダ１２を有し、振動制御部２０及びねじりバネ３５に載置されている。第１スライダ１２は、荷重支持部材１１に設けられ、第１スライダレール１３により上下方向に案内され、設置部Ｆに対して相対移動する。第１スライダレール１３は、設置部Ｆに設置され、第１スライダ１２及び荷重支持部材１１を上下方向に案内する。
【００２２】
振動制御部２０は、ボイスコイルモータ等の制振用アクチュエータ２１、ロードセル等の荷重センサ２２、加速度センサ２３等を有する。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、荷重センサ２２や加速度センサ２３等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。荷重センサ２２は、シートＳと荷重支持部材１１の間に備えられ、加速度センサ２３は、荷重支持部１０上の加速度を検知するもので、その検出値により制振用アクチュエータ２１を制御するものである。なお、本実施形態では、加速度センサ２３を適用したが、速度センサや変位センサ等の荷重支持部１０上の状態を検知するものを適用してもよい。
【００２３】
第２スライダレール３１は、荷重支持部材１１に設置され、第２スライダ３２を移動可能に案内する。第２スライダ３２は、バネ支持部材３３の一端に連結されると共に、第２スライダレール３１に案内され、荷重支持部１０に対して相対移動するものである。
【００２４】
バネ支持部材３３は、ねじりバネ３５を支持するもので、第１ねじりバネ３５ａと第２ねじりバネ３５ｂの間に配置される。ねじりバネ３５は、コイル部３５ａ3の中心で回動可能に第２スライダ３２に支持され、一端側３５ａ1を第２スライダ３２に連結し、他端側３５ａ2をバネ支持部材３３に連結する第１ねじりバネ３５ａと、一端側３５ｂ1を設置部Ｆに連結し、コイル部３３ｂ3及び他端側３５ｂ2をバネ支持部材３３に連結する第２ねじりバネ３５ｂとを有する。また、コイル部３５ｃ中心軸に棒状又は筒状等の部材を挿入し、第２スライダ３２に枢支してもよい。
【００２５】
なお、それぞれの部材の配置は、相互に干渉せず、正常に機能すれば、様々なものを考慮できる。
【００２６】
このような構造の振動制御装置１では、シートＳに乗員等の荷重が搭載されると、第１スライダ１２及び第２スライダ３２が移動する。それと共に、第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂは、それぞれ付勢力に抗して一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端部３５ａ2，３５ｂ2の角度が小さくなる。
【００２７】
このように、シートＳ上の荷重を第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂで受けるので、一つのバネで受けるよりも負荷の小さいバネで形成することができ、装置の組み付け性が向上する。
【００２８】
図２は、第２実施形態における振動制御装置１を示す。本実施形態は、図１の構造に、荷重によるモーメントと、ねじりバネの負荷に対するモーメントを釣り合わせるカウンタバランス部３０として、第２スライダレール３１、第２スライダ３２、バネ支持部材３３、ねじりバネ３５の他に、ねじりバネ３５ｂの取付角度を調整することができるプリロード調整用アクチュエータ３４及び第２バネ支持部材３６を付加したものである。
【００２９】
振動制御装置１は、荷重支持部１０により床等の設置部Ｆに設置され、振動制御部２０で振動制御装置１上のシートＳ等の荷重の振動をアクティブに制御すると共に、カウンタバランス部３０で荷重に対する力の釣り合いを設定し、自重をキャンセルするものである。
【００３０】
カウンタバランス部３０は、第２スライダレール３１、第２スライダ３２、バネ支持部材３３、ねじりバネ３５、第２バネ支持部材３６等を有する。第２スライダレール３１、第２スライダ３２、バネ支持部材３３及びねじりバネ３５については、第１実施例と同様なので、説明は省略する。
【００３１】
プリロード調整用アクチュエータ３４は、設置部Ｆと第２ねじりバネ３５ｂの間に設置され、第２バネ支持部材３６を支持し、荷重センサ２２や加速度センサ２３等からの荷重信号により、第２バネ支持部材３６との当接箇所を移動し、ねじりバネ３５の取付角度を変更するものである。本実施形態では、第２バネ支持部材３６の角度を変更可能なスライド式プリロード調整用アクチュエータ３４を使用する。
【００３２】
図３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。加速度センサ２３及び荷重センサ２２からの入力信号を制御手段としてのＥＣＵ４０に入力し、制振用アクチュエータ２１及びプリロード調整用アクチュエータ３４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。
【００３３】
次に、プリロード調整制御について説明する。図４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ＥＣＵ４０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プリロード調整用アクチュエータ３４を作動制御する（ＳＴ４）。
【００３４】
図５は、プリロード調整制御前後の振動制御装置１の状態を示すもので、図５（ａ）はプリロード調整制御前、図５（ｂ）はプリロード調整制御後の状態を示すものである。また、図６は、プリロード調整用アクチュエータ３４及びねじりバネ３５部分の拡大図である。図５（ａ）に示すプリロード調整制御前の状態から、図５（ｂ）に示すように、例えば乗員ＰがシートＳに座り、初期荷重に乗員Ｐの荷重が足されると、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が時計方向に回動し、ねじりバネ３５に負荷がかかり、第１ねじりバネ３５ａの他端側３５ａ2と第２スライダ３２の間の角度θ1及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ1と設置部Ｆの間の角度θ2が変更する。そこで、プリロード調整用アクチュエータ３４を作動させ、図６に示すように、第２ねじりバネ３５の一端側３５ｂ2の角度φを変更することにより、荷重とねじりバネ３５による負荷とを釣り合わせる。
【００３５】
図７は、荷重によるモーメントとねじりバネによるモーメントの関係を示すグラフである。横軸は水平面に対するバネ支持部材３３及びねじりバネ３５の一端側３５ａ1,３５ｂ1の角度θ、縦軸はモーメントの大きさを示す。また、Ｍ１はシートＳ上に何もない初期状態での荷重による第１モーメント、Ｍ１'はシートＳ上に人等が載置された状態での荷重による第１'モーメント、Ｍ２は初期状態でのねじりバネ３５の第２モーメント、Ｍ２'はシートＳ上に人等が載置された状態でのねじりバネ３５の第２'モーメントである。
【００３６】
図７に示すように、初期状態で、第１モーメントＭ１と第２モーメントＭ２は、ほぼ釣り合いを保持しており、荷重が変化した場合でも第２ねじりバネ３５の他端側３５ｂ2の水平面に対する角度φを調整することで、第１'モーメントＭ１'と第２'モーメントＭ２'の釣り合いを保持することができる。
【００３７】
このように、プリロード調整用アクチュエータ３４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。
【００３８】
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。
【００３９】
次に、他の振動制御の実施形態について説明する。この実施形態では、加速度センサ２３に代えて、加重センサ２２を適用する。図９は、振動制御のフローチャートを示す。まず、ステップ２１で、振動時の荷重を荷重センサ２２により検出する（ＳＴ２１）。次に、ステップ２２で、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と同じか比較する（ＳＴ２２）。同じ場合、制振用アクチュエータ２１を作動せず、振動制御を終了する。同じでない場合、ステップ２３で、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か判断する（ＳＴ２３）。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、ステップ２４で、制振用アクチュエータ２１を縮ませる（ＳＴ２４）。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、ステップ２５で、制振用アクチュエータ２１を伸ばす（ＳＴ２５）。
【００４０】
図１０は、振動制御の状態を示すもので、図１０（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図１０（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。
【００４１】
図１０（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、第２スライダ３２が前方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し小さくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５の反力、つまりモーメントギャップ（第１モーメントＭ１と第２モーメントＭ２の差）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。
【００４２】
図１０（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、第２スライダ３２が後方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が反時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し大きくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５の反力、つまりモーメントギャップ（第１モーメントＭ１と第２モーメントＭ２の差）は小さいものとなり、アクチュエータの推力も小さく抑えることができる。
【００４３】
図１１は、本実施形態の振動制御装置１を用いた場合と、図１７に示す従来技術の場合とをシミュレーションで比較した結果を示す。シミュレーションは、振幅２５ｍｍ周期７５０ｍｍの波状路を速度７０ｋｍ／ｈで走行する条件で、荷重の振動を０にするために必要な制振用アクチュエータを求めた。
【００４４】
図１１（ａ）は、図１７（ａ）に示すように、シートの支持をアクチュエータのみでする場合、図１１（ｂ）は、図１７（ｂ）に示すように、シートの支持をアクチュエータとねじりバネでする場合、図１１（ｃ）は、本実施形態の場合である。
【００４５】
このように、荷重とねじりバネ３５による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができるので、制振用アクチュエータ２１の出力を小さくし、小さなスペースに設置することができる。
【００４６】
図１２は、第３実施形態を示すもので、第２実施形態で用いたスライダ式のプリロード調整用アクチュエータ３４を第２スライダに設置したものである。
【００４７】
図１３は、第４実施形態を示すもので、第２実施形態で用いたスライダ式のプリロード調整用アクチュエータ３４に代えて、カム式のプリロード調整用アクチュエータ３７を適用し、設置部Ｆに配置したものである。なお、カム式のプリロード調整用アクチュエータ３７を第２スライダに設置してもよい。
【００４８】
図１４は、第５実施形態のプリロード調整制御前後の振動制御装置１の状態を示すもので、図１５は、プリロード調整用アクチュエータ３８及びねじりバネ３５部分の拡大図である。
【００４９】
図１４（ａ）は、第５実施形態のプリロード調整制御前の振動制御装置１の状態を示すもので、カム式のプリロード調整用アクチュエータ３８を適用し、バネ支持部材３３に設置したものである。カム式のプリロード調整用アクチュエータ３８は、バネ支持部材３３に軸支される軸部３８ａと略楕円形のカム部３８ｂを有する。
【００５０】
図１４（ｂ）は、第５実施形態のプリロード調整制御後の振動制御装置１の状態を示すもので、例えば乗員ＰがシートＳに座り、初期荷重に乗員Ｐの荷重が足されると、カウンタバランス部３０のバネ支持部３３が時計方向に回転し、ねじりバネ３５に負荷がかかり、第１ねじりバネ３５ａの他端側３５ａ2と第２スライダ３２の間の角度θ及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ2と設置部Ｆの間の角度θが変更する。そこで、プリロード調整用アクチュエータ３８を作動させ、カム部３８ａを回動させる。そして、図１５に示すように、第１ねじりバネ３５ａの他端側３５ａ2及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ2のバネ支持部３３に対する角度φを変更することにより、荷重とねじりバネ３５による負荷とを釣り合わせる。
【００５１】
図１６は、第５実施形態の振動制御の状態を示すもので、図１６（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図１６（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。
【００５２】
図１６（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、第２スライダ３２が前方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し小さくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５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。
【００５３】
図１６（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、第２スライダ３２が後方に移動すると共に、カウンタバランス部３０のバネ支持部材３３が反時計方向に回動する。この時、ねじりバネ３５の一端側３５ａ1，３５ｂ1と他端側３５ａ2，３５ｂ2との間の角度が変化し大きくなるが、あらかじめプリロード調整を実行しているので、ねじりバネ３５の反力は小さいものとなり、アクチュエータの推力も小さく抑えることができる。
【００５４】
このように、本実施形態の振動制御装置１は、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と連結され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制振用アクチュエータ２１を有する振動制御部２０とを備えた振動制御装置１において、荷重支持部１０は、設置部Ｆに対して相対移動する第１スライダ１３を有し、前記カウンタバランス部３０は、荷重支持部１０に対して相対移動する第２スライダ３２と、一端側３５ａ1を前記第２スライダ３２に当接された第１ねじりバネ３５ａと、一端側３５ｂ1を設置部Ｆに当接された第２ねじりバネ３５ｂと、一端を第２スライダ３２に、他端を設置部Ｆに回動可能に枢支されると共に、第１ねじりバネ３５ａと第２ねじりバネ３５ｂとの間に配置されるバネ支持部材３３とを有するので、小型のねじりバネを適用することができ、組み付け性が良好になり、さらに調整幅も大きくとることができる。
【００５５】
また、第１ねじりバネ３５ａの一端側３５ａ1と設置部Ｆとの間に配置されると共に、第１ねじりバネ３５ａの一端側３５ａ1との当接位置を調整するプリロード調整用アクチュエータ３４を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振用アクチュエータ２１の出力を低減し小型の制振用アクチュエータ２１で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００５６】
また、第２ねじりバネ３５ｂの一端側３５ｂ1と設置部Ｆとの間に配置されると共に、第２ねじりバネ３５ｂの一端側３５ｂ1との当接位置を調整するプリロード調整用アクチュエータ３４を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振用アクチュエータ２１の出力を低減し小型の制振用アクチュエータ２１で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００５７】
また、プリロード調整用アクチュエータ３４は、スライド式アクチュエータであるので、荷重に対する強度を強くすることができる。
【００５８】
また、バネ支持部材３３に回動可能に配置されると共に、バネ支持部材３３と第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂの他端側３５ｂ2との当接位置を調整するプリロード調整用アクチュエータ３８を有するので、自重をキャンセルすることができ、制振用アクチュエータ２１の出力を低減し小型の制振用アクチュエータ２１で実現できると共に、カウンタウエイト等の重量物を適用する必要がないので、小さなスペースに設置することができる。
【００５９】
また、プリロード調整用アクチュエータ３８は、バネ支持部材３３に軸支されたカム式アクチュエータであるので、第１ねじりバネ３５ａ及び第２ねじりバネ３５ｂの角度を均等に変化させ、装置のバランスが良くなり、寿命が延びる。
【００６０】
また、荷重支持部１０上の状態を検知する加重センサ２２又は加速度センサ２３等を備え、荷重センサ２２又は加速度センサ２３等で検知した状態に応じてプリロード調整用アクチュエータ３４又は制振用アクチュエータ２１を作動するＥＣＵ４０を備えたので、荷重の変化に対して適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図２】第２実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図３】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。
【図４】プリロード調整制御のフローチャートを示す図である。
【図５】プリロード調整制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図６】プリロード調整用アクチュエータ及びねじりバネ部分の拡大図である。
【図７】荷重によるモーメントとねじりバネによるモーメントの関係を示すグラフである。
【図８】振動制御のフローチャートを示す図である。
【図９】他の振動制御のフローチャートを示す図である。
【図１０】振動制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図１１】第２実施形態の振動制御装置と従来の技術とを比較したシミュレーションを示す図である。
【図１２】第３実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図１３】第４実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図１４】第５実施形態のプリロード調整制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図１５】プリロード調整用アクチュエータ及びねじりバネ部分の拡大図である。
【図１６】振動制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図１７】従来の技術を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…振動制御装置、１０…荷重支持部、１１…荷重支持部材、１２…第１移動手段（第１スライダ）、１３…第１案内手段（第１スライダレール）、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（検知手段）、２３…加速度センサ（検知手段）、３０…カウンタバランス部、３１…第２案内手段（第２スライダレール）、３２…第２移動手段（第２スライダ）、３３…バネ支持部材、３４…スライド式プリロード調整用アクチュエータ（調整手段）、３５…ねじりバネ（付勢手段）、３６…第２バネ支持部材、３７，３８…カム式プリロード調整用アクチュエータ（調整手段）、４０…ＥＣＵ（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置部と、荷重を支持する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され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制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、
前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第１移動手段を有し、
前記カウンタバランス部は、
前記荷重支持部に対して相対移動する第２移動手段と、
一端側を前記第２移動手段に当接された第１ねじりバネと、
一端側を前記設置部に当接された第２ねじりバネと、
一端を前記第２移動手段に、他端を前記設置部に回動可能に枢支されると共に、前記第１ねじりバネと前記第２ねじりバネとの間に配置されるバネ支持部材と
を有することを特徴とする振動制御装置。
【請求項２】
前記第１ねじりバネの一端側と前記第２移動手段との間に配置されると共に、前記第１ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有す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】
前記第２ねじりバネの一端側と前記設置部との間に配置されると共に、前記第２ねじりバネの一端側と当接位置を調整する調整手段を有す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４】
前記調整手段は、スライド式アクチュエータであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の振動制御装置。
【請求項５】
前記バネ支持部材に回動可能に配置されると共に、前記バネ支持部材と前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの他端側との当接位置を調整する調整手段を有す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６】
前記調整手段は、前記バネ支持部材に軸支されたカム式アクチュエータであることを特徴とする請求項５に記載の振動制御装置。
【請求項７】
前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の振動制御装置。
【請求項１】
設置部と、荷重を支持する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され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制振手段を有する振動制御部とを備えた振動制御装置において、
前記荷重支持部は、前記設置部に対して相対移動する第１移動手段を有し、
前記カウンタバランス部は、
前記荷重支持部に対して相対移動する第２移動手段と、
一端側を前記第２移動手段に当接された第１ねじりバネと、
一端側を前記設置部に当接された第２ねじりバネと、
一端を前記第２移動手段に、他端を前記設置部に回動可能に枢支されると共に、前記第１ねじりバネと前記第２ねじりバネとの間に配置されるバネ支持部材と
を有することを特徴とする振動制御装置。
【請求項２】
前記第１ねじりバネの一端側と前記第２移動手段との間に配置されると共に、前記第１ねじりバネの一端側との当接位置を調整する調整手段を有す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】
前記第２ねじりバネの一端側と前記設置部との間に配置されると共に、前記第２ねじりバネの一端側と当接位置を調整する調整手段を有す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４】
前記調整手段は、スライド式アクチュエータであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の振動制御装置。
【請求項５】
前記バネ支持部材に回動可能に配置されると共に、前記バネ支持部材と前記第１ねじりバネ及び前記第２ねじりバネの他端側との当接位置を調整する調整手段を有す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６】
前記調整手段は、前記バネ支持部材に軸支されたカム式アクチュエータであることを特徴とする請求項５に記載の振動制御装置。
【請求項７】
前記荷重支持部上の状態を検知する検知手段を備え、前記検知手段で検知した状態に応じて前記調整手段又は前記制振手段を作動する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の振動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２３８８４９（Ｐ２００８−２３８８４９Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７８４９０（Ｐ２００７−７８４９０）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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