(57)【要約】【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】  振動制御装置１は、設置部Ｆに設置された荷重支持部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、カウンタバランス部３０の天秤部３３は、長さを変更する調整手段３４を有すると共に、天秤部３３の支点３３ａは、一端３３ｂと他端３３ｃを通る直線に対して付勢手段３５の反対側に配置されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置部に設置された荷重支持部と、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、前記設置部に一端を支持された付勢手段と、前記設置部に支点を枢支され、一端側を前記第２移動手段に回動可能に連結され、他端側を付勢手段の他端に回動可能に連結された天秤部と、を有し、
前記天秤部は、長さを変更する調整手段を有すると共に、前記天秤部の支点は、一端と他端を通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されることを特徴とする振動制御装置。
【請求項２】
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１に記載の振動制御装置。
【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８（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８（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。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するものであって、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、設置部に設置された荷重支持部と、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、前記設置部に一端を支持された付勢手段と、前記設置部に支点を枢支され、一端側を前記第２移動手段に回動可能に連結され、他端側を付勢手段の他端に回動可能に連結された天秤部と、を有し、前記天秤部は、長さを変更する調整手段を有すると共に、前記天秤部の支点は、一端と他端を通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されることを特徴とする。
【０００６】
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】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、設置部に設置された荷重支持部と、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、前記設置部に一端を支持された付勢手段と、前記設置部に支点を枢支され、一端側を前記第２移動手段に回動可能に連結され、他端側を付勢手段の他端に回動可能に連結された天秤部と、を有し、前記天秤部は、長さを変更する調整手段を有すると共に、前記天秤部の支点は、一端と他端を通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されるので、制振手段の出力を低減し、付勢手段の水平方向の負荷をキャンセルするので、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、小さいスペースに配置することができる。
【０００８】
請求項２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、状態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】
【０００９】
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、３０はカウンタバランス部、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は天秤部、３４は調整手段の一例としてのプリロード調整用アクチュエータ、３５は付勢手段の一例としてのスプリング、Ｆは設置部、Ｓはシートである。
【００１０】
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するものである。
【００１１】
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及びカウンタバランス部３０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。
【００１２】
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、その検出値により主にプリロード調整用アクチュエータを制御するものである。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、その検出値により主に制振用アクチュエータ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。
【００１３】
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、天秤部３３、プリロード調整用アクチュエータ３４、スプリング３５等を有する。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、天秤部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、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。
【００１４】
天秤部３３は、設置部Ｆに支点３３ａを有し、一端３３ｂ側を第２スライダ３２に、他端３３ｃ側をプリロード調整用アクチュエータ３４を介してスプリング３５に回動可能に連結する。本実施形態では、天秤部３３は、支点３３ａを一端３３ｂと他端３３ｃを通る直線に対して前記付勢手段の反対側に配置されるように、一端３３ｂ側に対して他端３３ｃ側を支点３３ａで屈曲させている。これによって、天秤部３３を配置するためのスペースが小さくなる。なお、天秤部３３の形状は、支点３３ａでの屈曲に限らず、他の部分で屈曲させたり、湾曲形状としてもよい。
【００１５】
プリロード調整用アクチュエータ３４は、長さを可変することができるもので、一端を天秤部３３に連結され、他端をスプリング３５に固着されている。スプリング３５は、一端をプリロード調整用アクチュエータ３４に固着され、他端を設置部Ｆに固着されている。
【００１６】
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。
【００１７】
図２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。
【００１８】
次に、プリロード調整制御について説明する。図３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）。
【００１９】
図４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４（ａ）はプリロード調整制御前、図４（ｂ）はプリロード調整制御後の状態を示すものである。図４（ａ）に示すプリロード調整制御前の状態から、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の天秤部３３が反時計方向に回転し、スプリング３５に負荷がかかる。そこで、図４（ｂ）に示すように、プリロード調整用アクチュエータ３４を作動させ、天秤部３３の長さを変えることにより、荷重とスプリング３５による負荷とを釣り合わせる。
【００２０】
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。
【００２１】
次に、本実施形態の振動制御について説明する。図５は、振動制御のフローチャートを示す。まず、ステップ１１で、振動時の荷重を荷重センサ２２により検出する（ＳＴ１１）。次に、ステップ１２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（ＳＴ１２）。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１３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（ＳＴ１３）。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１４で、制振用アクチュエータ２１を縮ませる（ＳＴ１４）。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１５で、制振用アクチュエータ２１を伸ばす（ＳＴ１５）。
【００２２】
図６は、振動制御の状態を示すもので、図６（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図６（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。
【００２３】
図６（ａ）はステップ１４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、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の天秤部３３が反時計方向に回転する。この時、スプリング３５は伸張するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング３５の伸張による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング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。
【００２４】
図６（ｂ）はステップ１５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の天秤部３３が時計方向に回転する。この時、スプリング３５は収縮するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング３５の収縮による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング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。
【００２５】
このように、荷重とスプリング３５による負荷は、常に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の出力を小さくすることができる。
【００２６】
図７は、本実施形態の振動制御装置１を用いた場合と、図８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。
【００２７】
図７（ａ）は、図８（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７（ｂ）は、図８（ｂ）に示すように、シートの支持をアクチュエータとスプリングでする場合、図７（ｃ）は、本実施形態の場合である。
【００２８】
このように、本実施形態の振動制御装置１は、設置部Ｆに設置された荷重支持部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、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、設置部Ｆに一端を支持されたスプリング３５と、設置部Ｆに支点３３ａを枢支され、一端３３ａ側を第２スライダ３２に回動可能に連結され、他端３３ｃ側をスプリング３５の他端に回動可能に連結した天秤部３３と、を有し、天秤部３３は、長さを変更するプリロード調整用アクチュエータ３４を有すると共に、天秤部３３の支点３３ａは、一端３３ｂと他端３３ｃを通る直線に対してスプリング３５の反対側に配置されるので、スプリング３５の水平方向の負荷をキャンセルし、制振用アクチュエータ２１の出力を低減することにより、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、小さいスペースに配置することができる。
【００２９】
また、荷重支持部１０上の状態を検知する荷重センサ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】
【００３０】
【図１】本実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図２】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３】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４】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５】振動制御のフローチャートを示す図である。
【図６】振動制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図７】本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８】従来の技術を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
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…天秤部、３４…プリロード調整用アクチュエータ（調整手段）、３５…スプリング（付勢手段）、４０…ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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