(57)【要約】【課題】  回転工具（例えば砥石車１ａ）の振動を能動的に制振して加工精度を飛躍的に向上させる。【解決手段】  砥石車１ａの振動を検出する振動センサ２を設けるとともに、砥石車支持機構１ａをＸ軸方向に押すＸ圧電アクチュエータ６とＹ軸方向に押すＹ圧電アクチュエータ７とを設ける。前記振動センサ２で検出した振動情報に基づいて、Ｘ圧電アクチュエータ６およびＹ圧電アクチュエータ７に振動電圧を印加し、これらの圧電アクチュエータが発生する脈動的な押動力によって砥石車１ａの振動を打ち消す。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石車を備えた研削機を制振する方法において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
砥石車支持機構(１ａ)の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）と、上記砥石車支持機構にＸ軸方向の力を与えるＸ圧電アクチュエータ（６）と、該砥石車支持機構にＹ軸方向の力を与えるＹ圧電アクチュエータ（７）とを設置し、
前記の振動センサ（２）から出力された電気的信号をＸ成分とＹ成分とに区分し、
区分されたＸ成分とＹ成分と毎に、振幅・周波数・位相の内の少なくとも何れか２つの要素を含むＸ成分振動情報（４）とＹ成分振動情報（５）とを求め、
前記Ｘ成分振動情報（４）をＸ発振回路（８）に与えて、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）をして、『砥石車支持機構（１ａ）のＸ軸方向振動を打ち消す押動力』を発生せしめるＸ方向駆動信号（１０）を出力せしめるとともに、
前記Ｙ成分振動情報（５）をＹ発振回路（９）に与えて、前記Ｙ圧電アクチュエータ（８）をして、砥石車支持機構（１ａ）のＹ軸方向振動を打ち消す押動力』を発生せしめるＹ方向駆動信号（１１）を出力せしめること砥を特徴とする、砥石車を備えた研削機における制振方法。
【請求項２】
砥石車を備えた研削機を制振する方法において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、                      
砥石車支持機構(１ａ)の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）と、上記砥石車支持機構をＸ軸方向に押動するＸ圧電アクチュエータ（６）と、該砥石車支持機構をＹ軸方向に押動するＹ圧電アクチュエータ（７）とを設置し、
前記振動センサ（２）から出力された電気的信号をＸ成分とＹ成分とに区分して、
区分されたＸ成分の振動を表す電気的信号の位相を反転するとともに、反転した電気的出力を増幅して前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）に印加し、
かつ、区分されたＹ成分の振動を表す電気的信号の位相を反転するとともに、反転した電気的信号を増幅して前記Ｙ圧電アクチュエータ（７）に印加することを特徴とする、砥石車を備えた研削機における制振方法。
【請求項３】
前記振動センサは、振動のＸ成分およびＹ成分について、振幅と位相とを表す電気的信号を出力するものとし、
上記振動センサ（２）と別体に、砥石車の回転速度を検知して電気的信号を出力するタコメータ（１８）を設け、
上記タコメータの出力信号を、前記Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）に供給して、上記タコメータが出力する回転速度情報を用いて「砥石車支持機構の振動周波数情報」に代替することを特徴とする、請求項１に記載の砥石車を備えた研削機における制振方法。
【請求項４】
前記の「Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）」または前記の「Ｘ成分の振動を表す電気的信号の位相を反転する手段およびＹ成分の振動の位相を反転する手段」に対して、
振動の周波数・振幅・位相の少なくとも何れか一つについて、手動により、または自動的に補正を加えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の砥石車を備えた研削機における制振方法。
【請求項５】
前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）を、Ｘ軸に対して同心に配置し、または、複数個のＸ圧電アクチュエータをＸ軸に関して対称に配置し、  かつ、前記Ｙ圧電アクチュエータ（７）を、Ｙ軸に対して同心に配置し、または、複数個のＹ圧電アクチュエータをＹ軸に関して対称に配置することを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の砥石車を備えた研削機における制振方法。
【請求項６】
前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）と別体に、砥石車支持機構（１ａ）をＸ軸方向に押動して、該砥石車支持機構をＸ軸方向に位置ぎめする位置制御圧電アクチュエータ（１２）を設け、
研削作業開始前には上記位置制御圧電アクチュエータによって砥石車支持機構（１ａ）のＸ軸方向の位置を定め、
かつ、研削作業開始後は該位置制御圧電アクチュエータ（１２）に振動電圧を印加して、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）による制振機能を補助することを特徴とする、請求項１ないし請求項５の何れかに記載の砥石車を備えた研削機における制振方法。
【請求項７】
砥石車を備えた研削機の振動を抑制する装置において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
砥石車支持機構（１ａ）の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）が設置されるとともに、
上記砥石車支持機構に対してＸ軸方向の脈動的な押動力を与えるＸ圧電アクチュエータ（６）と、  同じく砥石車支持機構に対してＹ軸方向の脈動的な押動力を与えるＹ圧電アクチュエータ（７）とが設置されており、
かつ、前記振動センサ（２）の出力信号に基づいて、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）に対しＸ方向駆動信号（１０）を出力するＸ発振回路（８）と、
同じく振動センサ（２）の出力信号に基づいて、前記Ｙ圧電アクチュエータ（７）に対してＹ方向駆動信号（１１）を出力するＹ発振回路（９）とが設置されていることを特徴とする、砥石車を備えた研削機における制振装置。
【請求項８】
砥石車を備えた研削機の振動を抑制する装置において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
砥石車支持機構（１ａ）の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）が設置されるとともに、
上記砥石車支持機構に対してＸ軸方向の押動力を与えるＸ圧電アクチュエータ（６）と、  同じく砥石車支持機構に対してＹ軸方向の押動力を与えるＹ圧電アクチュエータ（７）とが設置されており、
かつ、前記振動センサ（２）によって出力された電気的信号の内で、Ｘ軸方向の振動成分の波形を反転・増幅してＸ圧電アクチュエータ（６）に印加するＸ振動反転増幅回路（２１）と、
前記電気的信号の内で、Ｙ軸方向の振動成分の波形を反転・増幅してＹ圧電アクチュエータ（７）に印加するＹ振動反転増幅回路（２２）とを具備していることを特徴とする砥石車を備えた研削機における制振装置。
【請求項９】
前記振動センサ（２）は、砥石車支持機構（１ａ）の振動の振幅および位相を表す電気的信号を出力する機能を有するものであり、
上記振動センサ（２）と別体に、もしくは該振動センサに組み込まれて、砥石車（１ｂ）の回転速度を表す回転速度情報信号（１９）を出力するタコメータ（１８）が設けられていて、
前記Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）は、それぞれ上記の回転速度情報信号（１９）を入力されて、回転速度に応じた周波数のＸ方向駆動信号（１０）およびＹ方向駆動信号（１１）を出力するようになっていることを特徴とする、請求項７に記載の砥石車を備えた研削機における制振装置。
【請求項１０】
前記「Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）」または、前記「Ｘ振動反転増幅回路（２１）およびＹ振動反転増幅回路（２２）」が、それぞれ『周波数微調整器（１５）、振幅調節器（１６）、および位相微調整器（１７）の内の何れか一つ』を備えていることを特徴とする請求項７ないし請求項９の何れかに記載の砥石車を備えた研削機における制振装置。
【請求項１１】
前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）がＸ軸と同心に配置されており、または、複数個のＸ圧電アクチュエータ（６）がＸ軸に関して対称に配置されており、
かつ、Ｙ圧電アクチュエータ（７）がＹ軸と同心に配置されており、または、複数個のＹ圧電アクチュエータ（７）がＹ軸に関して対称に配置されていることを特徴とする、請求項７ないし請求項１０の内の何れかに記載の砥石車を備えた研削機における制振装置。
【請求項１２】
回転刃を備えた工作機械を制振する方法において、
回転刃の回転軸の中心線をＺとし、回転刃の切り込み方向をＹ軸とする直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
回転刃のスピンドル支持機構の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサと、
上記スピンドル支持機構にＸ軸方向の力を与えるＸ圧電アクチュエータと、
該スピンドル支持機構にＹ軸方向の力を与えるＹ圧電アクチュエータとを設置し、
前記振動センサから出力された電気的信号をＸ成分とＹ成分とに区分し、
区分されたＸ成分とＹ成分と毎に、振幅・周波数・位相の内の少なくとも何れか２つの要素を含むＸ成分振動情報とＹ成分振動情報とを求め、
上記Ｘ成分振動情報とＹ成分振動情報とに基づいて、前記Ｘ圧電アクチュエータおよびＹ圧電アクチュエータとのそれぞれに対して『検出された振動成分を打ち消す力を発生させる振動電圧』を印加することを特徴とする回転刃を備えた工作機械における制振方法。
【請求項１３】
回転刃物を支持している機構の振動を検出して電気的信号を出力するセンサと、
上記回転刃物に対して瞬時的な押動力を繰り返し与える圧電アクチュエータと、前記電気的信号出力に基づいて、上記圧電アクチュエータに「回転工具支持機構の振動を能動的に抑制する力」を発生させる電気的駆動信号を出力する電気回路と、から成ることを特徴とする回転刃を備えた工作機械用の制振ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石車で被加工物を研削する方式の研削機や、回転刃で被加工物を切削する方式の工作機械における振動を抑制する方法および同装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動を防止する技術の根本は振動を発生させないようにすることである。
然し乍ら、振動の発生を抑制することには限界があり、振動発生を零にはできない場合が少なくない。
振動発生が零でないとき、振動の害を防止するためには、受動制御と能動制御との二つの方式が公知である。
受動制御は、例えば対象物を弾性材で支持するとか、対象物の固有振動周波数を振動源の振動周波数からずらせるとかいうように、要するに対象物への振動の伝播を遮断する（いわば古典的な）制振方法である。
これに対して能動制御は、振動している対象物に対して、「その振動を打ち消す力」を与える。
この能動制御方式によると、対象物自身が振動源であっても制御効果が得られるという長所が有り、最近の技術的研究は主としてこの能動的な制御に向けられている。
【０００３】
能動制御用の機器としては、例えば盟和商事株式会社の市販になる「アクティブ制御除振システムＭＯＤシリーズ（商標名）が有る。
この装置は、積載量９０〜１５００Ｋｇ重、消費電力１０〜５０Ｗ、対応振動周波数０．５〜２００Ｈｚである。
上記の対応周波数から容易に推察できるように、この装置は主として建造物を地震災害から守るために開発されたものであって、その本来の目的（ビルの耐震）に関しては極めて優れた効果を奏する。
これに類似した機器を用いて建造された耐震高層建築物としては、例えば竹中工務店の設計に係るアプローズタワー（所在地・大阪、地上３４階）などが広く知られている。
工作機械に対して能動的に制振する技術は、未だ理論的な学術研究の段階であり、工業生産分野では、未だ能動的制振が実用化していない。
【非特許文献１】アクティブ制御除振システムＭＯＤシリーズ（商標名）カタログ（盟和商事株式会社発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は工作機械の分野で能動的な制振技術を実用化しようとするものである。適用の対象は精密機械加工に限り、主として砥石車を用いる研削機用として創作した。ただし、砥石車に代えて回転刃を用いる切削機にも適用することができる。本発明の目的を上記のように定めた理由は次のとおりである。
ａ．精密機械加工においては、機械の振動によって加工精度が下がる。従って、これを制振することによって、直ちに加工精度の飛躍的向上という効果を期待することができる。この故に、精密機械加工を研究のターゲットとした。
ｂ．精密機械加工は種々あるが、例えば平削盤やボール盤は作業条件が時々刻々に変化し、従って振動の様相もまた時々刻々に変化する。すなわち、例えばボール盤の場合は、一瞬の静止も無く、穿たれた穴の深さが変化（増大）してゆくので、振動の様相もまた、常に変化する。
こうした観点において、砥石車を備えた研削機の振動条件は、通常、デシ秒単位で不変を保つ。この故に、砥石車を備えた研削機を実用化研究の対象とした。
ただし、創作された本発明は回転刃を備えた工作機械にも適用することができ、実用的価値の有る効果が確認された。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的（砥石車もしくは回転刃を備えた精密工作機械の制振）を達成するために創作した本発明の基本的な原理を、その１実施形態に対応する図１を参照して略述すると次のとおりである。
すなわち、砥石車１ｂを支持して回転駆動している砥石車支持機構１ａに対して、Ｘ軸方向の瞬間的な押動力を繰り返し与えるＸ圧電アクチュエータ６と、
Ｙ軸方向の瞬間的な押動力を繰り返し与えるＹ圧電アクチュエータ７とを設ける。符号８はＸ圧電アクチュエータ６に対して脈動的伸長・収縮を行わせるためのＸ方向駆動信号１０を発生させるＸ発振回路である。
同様に符号９は、Ｙ圧電アクチュエータ７に対してＹ方向駆動信号１１を与えるＹ発振回路である。
【０００６】
前記砥石車支持機構１ａの振動を振動センサ２によって検出し、その信号出力を信号解析回路３に入力させる。
信号解析回路３は、前記Ｘ圧電アクチュエータ６およびＹ圧電アクチュエータ７をして、『砥石車支持機構１ａの振動を打ち消すような脈動的押動力』を発生させるように、Ｘ発振回路８およびＹ発振回路９に制御情報４，５を与える。
上述のように圧電アクチュエータを用いた理由は、主として、応答が速いこと、および、形状寸法に比して押動出力が大きいことによる。
【０００７】
上述した原理に基づいて、請求項１に係る発明方法の構成は、（図１参照）、砥石車を備えた研削機を制振する方法において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
砥石車支持機構(１ａ)の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）と、上記砥石車支持機構をＸ軸方向に押動するＸ圧電アクチュエータ（６）と、該砥石車支持機構をＹ軸方向に押動するＹ圧電アクチュエータ（７）とを設置して、
前記振動センサ（２）から出力された電気的信号を、Ｘ成分とＹ成分とに区分する。  
【０００８】
区分されたＸ成分とＹ成分と毎に、振幅・周波数・位相の内の少なくとも何れか２つの要素を含むＸ成分振動情報（４）とＹ成分振動情報（５）とを求め、
前記Ｘ成分振動情報（４）をＸ発振回路（８）に与えて、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）をして、『砥石車支持機構（１ａ）のＸ軸方向振動を打ち消す押動力』を発生せしめるＸ方向駆動信号（１０）を出力せしめるとともに、
前記Ｙ成分振動情報（５）をＹ発振回路（９）に与えて、前記Ｙ圧電アクチュエータ（８）をして、『砥石車支持機構（１ａ）のＹ軸方向振動を打ち消す押動力』を発生せしめるＹ方向駆動信号（１１）を出力せしめることを特徴とする。
【０００９】
以上に説明した請求項１の発明方法によると、砥石車の軸心に直交するＸ，Ｙ両軸方向それぞれの振動が、圧電アクチュエータによって打ち消される。
砥石車の振動が被研削物の精度に影響を及ぼすのは主としてＸ軸方向の振動とＹ軸方向の振動とが合成された振動であるから、上述のようにＸ軸方向，Ｙ軸方向それぞれの振動が抑制されることは、研削加工の精度を向上させるために非常に有効である。
【００１０】
本発明方法においては、砥石車支持機構の振動を検出するとともに、検出された振動情報をＸ方向成分とＹ方向成分とに区分し、それぞれＸ発振回路とＹ発振回路とを制御してアクチュエータの駆動信号を発生させるので、高精度の制振制御が可能である。
このアクチュエータ駆動信号を与えられた圧電アクチュエータは応答性が良いので、砥石車支持機構の振動を有効に制振することができる。
さらに、圧電アクチュエータは外形寸法に比して大きい押動力を発生するので、研削機の全体的な形状，重量をほとんど増加させずに、実用上充分な制振力を発生することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明方法の構成は、（図５参照）砥石車を備えた研削機を制振する方法において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
砥石車支持機構(１ａ)の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）と、上記砥石車支持機構をＸ軸方向に押動するＸ圧電アクチュエータ（６）と、該砥石車支持機構をＹ軸方向に押動するＹ圧電アクチュエータ（７）とを設置し、
前記振動センサ（２）から出力された電気的信号をＸ成分とＹ成分とに区分して、
区分されたＸ成分の振動を表す電気的信号の位相を反転するとともに、反転された電気的出力を増幅して前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）に印加し、
かつ、区分されたＹ成分の振動を表す電気的信号の位相を反転するとともに、
反転された電気的信号を増幅して前記Ｙ圧電アクチュエータ（７）に印加することを特徴とする。
【００１２】
以上に説明した請求項２の発明方法によっても、前記請求項１におけると同様に、Ｘ，Ｙ両軸方向それぞれの振動が、圧電アクチュエータによって有効に打ち消され、制振効果によって「砥石車を備えた研削機」の加工精度が飛躍的に向上する。
圧電アクチュエータが大きい押動力を発生することに因る効果も、圧電アクチュエータの応答が速いことに因る効果も、請求項１の発明方法におけると同様に発揮される。
本請求項２の発明方法が請求項１の発明方法に比して異なる基本的な構成は次のとおりである。
【００１３】
請求項１においては、圧電アクチュエータによって与える駆動信号を発振回路によって作り出するのに比して、
請求項２においては独自の発振回路を用いることなく、振動センサから出力された振動波形を反転・増幅して圧電アクチュエータに与える。
その結果、請求項１において  圧電アクチュエータに印加する電圧波形が単振動（正弦波もしくはこれに類似する波形）であるのに比して、請求項２において圧電アクチュエータに印加する電圧波形は、砥石車支持機構の実際の振動波形を逆位相にしたものである。
【００１４】
従って、この請求項２の発明方法においては、振動の高調波成分も逆位相に反転して圧電アクチュエータに印加される。
何れが優れているか一概には言えないが、
砥石車を備えた研削機は多種多様であるから、その時々の条件に応じて、請求項１の発明方法と請求項２の発明方法との選択が可能であることは、工程設計の自由度を拡大するという意味においても好都合である。
【００１５】
請求項３に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、（図４参照）前記振動センサが、振動のＸ成分およびＹ成分について、振幅と位相とを表す電気的信号を出力するものとし、
上記振動センサ（２）と別体に、砥石車の回転速度を検知して電気的信号を出力するタコメータ（１８）を設け、
上記タコメータの出力信号を、前記Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）に供給して、上記タコメータが出力する回転速度情報で「砥石車支持機構の振動周波数情報」に代替することを特徴とする。
【００１６】
以上に説明した請求項３の発明方法によると、振動センサの構成を簡略にすることができ、本発明方法を実施するための機材費が節減される。
すなわち、基本的に振動情報は振幅・位相・周波数の３要素を有しているが、
タコメータによって検知される回転速度情報を以て周波数情報に代え得るということは、本発明者の多年の研究，経験の蓄積によって得られた知見であり、この請求項３の発明方法は上述の知見に産業上の利用可能性を与えたものである。
この構成を皮相的に見ると、新たにタコメータを設置しなければならないものと錯覚するかも知れないが、そうではない。
およそ砥石車を備えた研削機は、何らかの方法で砥石車の回転速度を検知して、これを制御しているものである。従って、回転速度を表す電気的信号を取り出すことに、別段のコストを要せず、技術的困難を伴わない。
【００１７】
請求項４に係る発明方法の構成は、前記請求項１または請求項２の構成要件に加えて、（図２，図５参照）前記の「Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）」または、前記の「Ｘ成分の振動を表す電気的信号の位相を反転する手段およびＹ成分の振動の位相を反転する手段」に対して、
振動の周波数・振幅・位相の少なくとも何れか一つについて、手動により、または自動的に補正を加えることを特徴とする。
【００１８】
以上に説明した請求項４の発明方法によると、実用条件下においてより完全な制振作用を得ることができる。
すなわち、請求項１または請求項２の発明方法を適用すると、理論的には完全な制振作用が可能であるが、実際の適用対象である研削機は、質量に因る慣性力が作用したり、「砥石車およびその支持機構を構成しているそれぞれの部材」が固有振動数を有していたりする上に、圧電アクチュエータにも微小な応答遅れが有るので、振動情報に基づく駆動信号の位相や振動周波数に対して微調整を与えることにより、制振作用をより完全ならしめることができる。
さらに、砥石車を含む砥石車支持機構の振動を相殺するためにいくらの力を与える必要が有るかについて、完全な予測計算は不可能的に難しい。従って、本請求項４を適用して振幅調整を行うことによって、実用的効果が向上する。
【００１９】
請求項５に係る発明方法の構成は、前記請求項１ないし請求項４の発明方法の構成要件に加えて、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）をＸ軸に対して同心に配置し、または、複数個のＸ圧電アクチュエータをＸ軸に関して対称に配置し、
かつ、前記Ｙ圧電アクチュエータ（７）をＹ軸に対して同心に配置し、または、複数個のＹ圧電アクチュエータをＹ軸に関して対称に配置することを特徴とする。
【００２０】
以上に説明した請求項５の発明方法によると、砥石車支持機構が発生している振動（本来的な振動）を過不足なく制振することができる。
すなわち、本発明方法の副作用として新たな捩れ振動を生じさせる虞れを未然に防止する。
本請求項５の発明方法は、振動源である砥石車の重心を通るＸ軸およびＹ軸に対して、圧電アクチュエータの押動力の作用線を一致させる。
該圧電アクチュエータが複数個であるあるときは、該複数個の圧電アクチュエータの押動力の合力をＸ，Ｙ軸に一致させるのであるが、
この場合、「砥石車を含む砥石車支持機構」の重心を通る線を選ばず、砥石車の重心を通る線を選択したのは、本発明者が砥石車の制振に関して多年の研究，経験の蓄積から得られた知見に基づくものであり、本請求項５はこの知見に産業上の利用可能性を与えたものである。
【００２１】
請求項６に係る発明方法の構成は、前記請求項１ないし請求項５の発明方法の構成要件に加えて、（図１，図５参照）前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）と別体に、砥石車支持機構（１ａ）をＸ軸方向に押動して、該砥石車支持機構をＸ軸方向に位置ぎめする位置制御圧電アクチュエータ（１２）を設け、
研削作業開始前には上記位置制御圧電アクチュエータによって砥石車支持機構（１ａ）のＸ軸方向の位置を定め、
かつ、研削作業開始後は該位置制御圧電アクチュエータ（１２）に振動電圧を印加して、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）による制振機能を補助することを特徴とする。
【００２２】
以上に説明した請求項６の発明方法によると、Ｘ圧電アクチュエータおよびＹ圧電アクチュエータと別個に設けた位置制御用圧電アクチュエータを用いて、研削の実質的な工程に入る前の準備段階においては砥石車支持機構のＸ方向（切り込み送り方向）の位置ぎめを高精度で行い、かつ、実質的な研削工程に入ってからは、該位置制御用圧電アクチュエータを利用して「砥石車支持機構の振動の内のＸ軸方向成分」を制振することができる。
砥石車支持機構はＸ軸方向にもＹ軸方向にも振動するが、切り込み方向であるＸ軸方向成分の振動が加工精度に著しく影響する。こうした観点から、特にＸ軸方向の制振に対して位置制御用アクチュエータを協力させて完璧を期することの意義は大きい。
【００２３】
請求項７に係る発明装置は前記請求項１の発明方法を実施するために創作されたものであって、その構成は（図１参照）砥石車を備えた研削機の振動を抑制する装置において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ
軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
砥石車支持機構（１ａ）の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）が設置される。
【００２４】
そして、  上記砥石車支持機構に対してＸ軸方向の押動力を与えるＸ圧電アクチュエータ（６）と、  同じく砥石車支持機構に対してＹ軸方向の押動力を与えるＹ圧電アクチュエータ（７）とが設置されており、
かつ、前記振動センサ（２）の出力信号に基づいて、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）に対しＸ方向駆動信号（１０）を出力するＸ発振回路（８）と、
同じく振動センサ（２）の出力信号に基づいて、前記Ｙ圧電アクチュエータ（７）に対してＹ方向駆動信号（１１）を出力するＹ発振回路（９）とが設置されていることを特徴とする。
【００２５】
以上に説明した請求項７の発明装置によると、Ｘ軸方向の振動成分を制振するＸ圧電アクチュエータと、Ｙ軸方向の振動成分を制振するＹ圧電アクチュエータとが設けられているので、立体的なＸ，Ｙ振動が有効に制振される。
すなわち、砥石車支持機構の振動が振動センサによって検出され、
振動センサによって制御されるＸ発振回路がＸ圧電アクチュエータを駆動するとともに、上記振動センサによって駆動されるＹ発振回路がＹ圧電アクチュエータを駆動するので前記Ｘ圧電アクチュエータ及びＹ圧電アクチュエータが正確に駆動され、砥石車支持機構を有効に制振することができる。
【００２６】
請求項８の発明装置は、前記請求項７の発明装置と異なる構成で同様の作用，効果を得るように創作されたもので、（図５参照）砥石車を備えた研削機の振動を抑制する装置において、
砥石車の回転軸の中心線をＺ軸とし、ほぼ水平なＸ軸、および、ほぼ垂直なＹ軸とからなる直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
砥石車支持機構（１ａ）の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサ（２）が設置される。
【００２７】
さらに、上記砥石車支持機構に対してＸ軸方向の押動力を与えるＸ圧電アクチュエータ（６）と、
同じく砥石車支持機構に対してＹ軸方向の押動力を与えるＹ圧電アクチュエータ（７）とが設置されており、
かつ、前記振動センサ（２）によって出力された電気的信号の内で、Ｘ軸方向の振動成分の波形を反転・増幅してＸ圧電アクチュエータ（６）に印加するＸ振動反転増幅回路（２１）と、
前記電気的信号の内で、Ｙ軸方向の振動成分の波形を反転・増幅してＹ圧電アクチュエータ（７）に印加するＹ振動反転増幅回路（２２）とを具備していることを特徴とする。
【００２８】
以上に説明した請求項８の発明装置によっても、前記請求項７におけると同様に砥石車支持機構の振動を有効に抑制することができる。
この請求項８においても、砥石車支持機構の振動を検出する振動センサを設けること、およおび、Ｘ圧電アクチュエータとＹ圧電アクチュエータとを設けることは、前記請求項７におけると同様であるが、
本請求項８においては独立した発振回路を設けることなく、振動センサが検出した振動波形を反転（位相を１８０度進め、または遅らせること）し、これを増幅して前記Ｘ圧電アクチュエータおよびＹ圧電アクチュエータのそれぞれに印加する。
【００２９】
上記のような構成であるから発振回路を必要とせず、正確に圧電アクチュエータを駆動して有効に制振することができる。  前記請求項７における圧電アクチュエータ駆動信号が「発振回路で作り出した正弦波形」であったのに比して、本請求項８における圧電アクチュエータ駆動信号は「現に発生している振動波形」そのものである（反転していても本質的には同じ振動である）。
このため、理論的には完全な制振が可能である。実務的には、「砥石車の振動が高調波成分を多く含んでいる場合」に適している。
【００３０】
請求項９に係る発明装置の構成は、前記請求項７の発明装置の構成要件に加えて、（図４参照）前記振動センサ（２）が、砥石車支持機構（１ａ）の振動の振幅および位相を表す電気的信号を出力する機能を有するものであり、
上記振動センサ（２）と別体に、もしくは該振動センサに組み込まれて、砥石車（１ｂ）の回転速度を表す回転速度情報信号（１９）を出力するタコメータ（１８）が設けられていて、
前記Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）が、それぞれ上記の回転速度情報信号（１９）を入力されて、砥石車の回転速度に応じた周波数のＸ方向駆動信号（１０）およびＹ方向駆動信号（１１）を出力するようになっていることを特徴とする。
【００３１】
以上に説明した請求項９の発明を前記請求項７の発明装置に適用すると、振動センサの構成が簡単なもので足り、しかも、正確な振動周波数を検知することができる。
すなわち、単振動の特性は周波数と、振幅と、位相とによって表されるが、これらの３要素の内で、周波数については、砥石車の振動周波数と回転速度とが等しいので、
これに基づいて本請求項９においてはタコメータにより回転速度を検出し、
この回転速度と等しい振動周波数の電気信号を発振させることによって正確な制振作用が可能となる。
【００３２】
従って前記の振動センサは振動周波数に関する信号を出力する必要が無くなり、Ｘ軸方向とＹ軸方向とについて振幅と位相とを表す情報だけを発振回路に与えれば足りるようになる。
なお、前記のタコメータによって機械装置の寸法，重量，製造コストを増加させる虞れは無い。その理由は次のとおりである。
砥石車を備えた研削機は本来的に、該砥石車の回転速度を検出する手段（すなわちタコメータ、若しくは、これと等価なる機器）を具備している。本請求項９を実施するために新たなタコメータを設置するに及ばない。 
【００３３】
請求項１０に係る発明装置の構成は、前記請求項７ないし請求項９の発明装置の構成要件に加えて、（図２，図５参照）  前記「Ｘ発振回路（８）およびＹ発振回路（９）」または、前記「Ｘ振動反転増幅回路（２１）およびＹ振動反転増幅回路（２２）」が、それぞれ『周波数微調整器（１５）、振幅調節器（１６）、および位相微調整器（１７）の内の何れか一つ』を備えていることを特徴とする。
【００３４】
以上に説明した請求項１０の発明装置によると、振動センサで検出し、振動解析回路で解析された振動情報に対して補正を与えることができるので、制振機能を完全に近からしめる。
特に、振幅については、「砥石車を含む砥石車支持機構」が慣性を有しているので、この慣性に比例した押動力を圧電アクチュエータによって与えなければならない。このため、該圧電アクチュエータに印加すべき駆動電圧を調節できることの実用的価値は大きい。
【００３５】
請求項１１に係る発明装置の構成は、前記請求項７ないし請求項１０の発明装置の構成要件に加えて、前記Ｘ圧電アクチュエータ（６）がＸ軸と同心に配置されており、または、複数個のＸ圧電アクチュエータ（６）がＸ軸に関して対称に配置されており、
かつ、Ｙ圧電アクチュエータ（７）がＹ軸と同心に配置されており、または、複数個のＹ圧電アクチュエータ（７）がＹ軸に関して対称に配置されていることを特徴とする。
【００３６】
以上に説明した請求項１１の発明装置によると、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれについて、
圧電アクチュエータが１個である場合も、複数個である場合も、該圧電アクチュエータの押動力（または押動力の合力）の作用線が、砥石車の重心を通るので、該砥石車に対して「座標原点周りの回転」や捩れを与えること無く制振機能を発揮する。
【００３７】
請求項１２の発明方法の構成は、回転刃を備えた工作機械を制振する方法において、
回転刃の回転軸の中心線をＺとし、回転刃の切り込み方向をＹ軸とする直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定し、
回転刃のスピンドル支持機構の振動を検知して電気的信号を出力する振動センサと、
上記スピンドル支持機構にＸ軸方向の力を与えるＸ圧電アクチュエータと、
このスピンドル支持機構にＹ軸方向の力を与えるＹ圧電アクチュエータとを設け、
前記振動センサから出力された電気的信号をＸ成分とＹ成分とに区分し、
区分されたＸ成分とＹ成分と毎に、振幅・周波数・位相の内の少なくとも何れか２つの要素を含むＸ成分振動情報とＹ成分振動情報とを求め、
上記Ｘ成分振動情報とＹ成分振動情報とに基づいて、前記Ｘ圧電アクチュエータおよびＹ圧電アクチュエータとのそれぞれに対して『検出された振動成分を打ち消す力を発生させる振動電圧』を印加することを特徴とする。
【００３８】
以上に説明した請求項１２の発明方法によると、回転刃を備えた工作機械における振動を振動センサで検出し、圧電アクチュエータによって上記の振動を打ち消す力を与えることにより、上記の振動を能動的に制振することができ、
これによって該工作機械の加工精度が飛躍的に向上する。
【００３９】
請求項１３に係る発明の構成は、回転刃物を支持している機構の振動を検出して電気的信号を出力するセンサと、
上記回転刃物に対して瞬時的な押動力を繰り返し与え得るアクチュエータと、
前記電気的信号出力に基づいて、上記のアクチュエータに「回転工具支持機構の振動を能動的に抑制する力」を発生させる電気的駆動信号を出力する電気回路と、から成ることを特徴とする。
【００４０】
以上に説明した請求項１３の発明によると、請求項１２の発明方法を実施するために必要な「振動検出用のセンサ」と、「能動的な制振力を発生する圧電アクチュエータ」と、「上記圧電アクチュエータに駆動電圧を印加する電気回路」とが組合わされてユニットが構成されているので、このユニットが市場流通の単位として商品価値を有する。
専門メーカーで上記ユニットを生産して供給すれば、各種の工作機械メーカーは高品質の制振ユニットを安価に入手して組み込むことができ、工作機械全般の加工精度を向上せしめて、工作機械産業の発展に貢献するところ多大である。
【発明の効果】
【００４１】
以上に本発明の実施形態を挙げて その構成,作用を明らかならしめたように、
請求項１の発明方法によると、砥石車の軸心に直交するＸ，Ｙ両軸方向それぞれの振動が、圧電アクチュエータによって打ち消される。
砥石車の振動が被研削物の精度に影響を及ぼすのは主としてＸ軸方向の振動とＹ軸方向の振動とが合成された振動であるから、上述のようにＸ軸方向，Ｙ軸方向それぞれの振動が抑制されることは、研削加工の精度を向上させるために非常に有効である。
【００４２】
この請求項１の発明方法によると、砥石車支持機構の振動を検出するとともに、検出された振動情報をＸ方向成分とＹ方向成分とに区分し、区分された信号に基づいて、それぞれＸ発振回路とＹ発振回路とを制御してアクチュエータの駆動信号を発生させるので、高精度の制振制御が可能である。
このアクチュエータ駆動信号を与えられた圧電アクチュエータは応答性が良いので、砥石車支持機構の振動を有効に制振することができる。
さらに、圧電アクチュエータは外形寸法に比して大きい押動力を発生するので、研削機の全体的な形状，重量をほとんど増加させずに、実用上充分な制振力を発生することができる。
【００４３】
請求項２の発明方法によっても、前記請求項１におけると同様に、Ｘ，Ｙ両軸方向それぞれの振動が、圧電アクチュエータによって有効に打ち消され、制振効果によって「砥石車を備えた研削機」の加工精度が飛躍的に向上する。
圧電アクチュエータが大きい押動力を発生することに因る効果も、圧電アクチュエータの応答が速いことに因る効果も、請求項１の発明方法におけると同様に発揮される。
本請求項２の発明方法が請求項１の発明方法に比して異なる基本的な構成は次のとおりである。
【００４４】
前記請求項１においては、圧電アクチュエータによって与える駆動信号を発振回路によって作り出したのに比して、
請求項２においては独自の発振回路を用いることなく、振動センサから出力された振動波形を反転・増幅して圧電アクチュエータに与える。
その結果、請求項１において  圧電アクチュエータに印加する電圧波形が単振動（正弦波もしくはこれに類似する波形）であるのに比して、請求項２において圧電アクチュエータに印加する電圧波形は、砥石車支持機構の実際の振動波形を逆位相にしたものである。
【００４５】
この請求項２の発明方法においては高調波成分も逆位相に反転して圧電アクチュエータに印加される。
何れが優れているか一概には言えないが、
砥石車を備えた研削機は多種多様であるから、その時々の条件に応じて、請求項１の発明方法と請求項２の発明方法との選択が可能であることは、工程設計の自由度を拡大するという意味においても好都合である。
【００４６】
請求項３の発明方法によると、振動センサの構成を簡略にすることができ、本発明方法を実施するための機材費が節減される。
すなわち、基本的に振動情報は振幅・位相・周波数の３要素を有しているが、  タコメータによって検知される回転速度情報を以て周波数情報に代え得るということは、本発明者の多年の研究，経験の蓄積によって得られた知見であり、この請求項３の発明方法は上述の知見に産業上の利用可能性を与えたものである。
この構成を皮相的に見ると、新たにタコメータを設置しなければならないものと錯覚するかも知れないが、そうではない。
およそ砥石車を備えた研削機は、何らかの方法で砥石車の回転速度を検知して、これを制御しているものである。従って、回転速度を表す電気的信号を取り出すことに、別段のコストを要せず、技術的困難を伴わない。
【００４７】
請求項４の発明方法によると、実用条件下においてより完全な制振作用を得ることができる。
すなわち、請求項１または請求項２の発明方法を適用すると、理論的には完全な制振作用が可能であるが、実際の適用対象である研削機は、質量に因る慣性力が作用したり、「砥石車およびその支持機構を構成しているそれぞれの部材」が固有振動数を有していたりする上に、圧電アクチュエータにも微小な応答遅れが有るので、振動情報に基づく駆動信号の位相や振動周波数に対して微調整を与えることにより、制振作用をより完全ならしめることができる。
さらに、砥石車を含む砥石車支持機構の振動を相殺するためにいくらの力を与える必要が有るかについて、完全な予測計算は不可能的に難しい。従って、本請求項４を適用して振幅調整を行うことによって、実用的効果が向上する。
【００４８】
請求項５の発明方法によると、砥石車支持機構が発生している振動（本来的な振動）を過不足なく制振することができる。
すなわち、本発明方法の副作用として新たな捩れ振動を生じさせる恐れを未然に防止する。
本請求項５の発明方法は、振動源である砥石車の重心を通るＸ軸およびＹ軸に対して、圧電アクチュエータの押動力の作用線を一致させる。
該圧電アクチュエータが複数個であるあるときは、該複数個の圧電アクチュエータの押動力の合力をＸ，Ｙ軸に一致させる。
この場合、「砥石車を含む砥石車支持機構」の重心を通る線を選ばず、砥石車の重心を通る線を選択したのは、本発明者が砥石車の制振に関して多年の研究，経験の蓄積から得られた知見に基づくものであり、本請求項５はこの知見に産業上の利用可能性を与えたものである。
【００４９】
請求項６の発明方法によると、Ｘ圧電アクチュエータおよびＹ圧電アクチュエータと別個に設けた位置制御用圧電アクチュエータを用いて、研削の実質的な工程に入る前の準備段階においては砥石車支持機構のＸ方向（切り込み送り方向）の位置ぎめを高精度で行い、かつ、実質的な研削工程に入ってからは、該位置制御用圧電アクチュエータを利用して「砥石車支持機構の振動の内のＸ軸方向成分」を制振することができる。
砥石車支持機構はＸ軸方向にもＹ軸方向にも振動するが、切り込み方向であるＸ軸方向成分の振動が加工精度に著しく影響する。こうした観点から、特にＸ軸方向の制振に対して位置制御用アクチュエータを協力させて完璧を期することの意義は大きい。
【００５０】
請求項７の発明装置によると、Ｘ軸方向の振動成分を制振するＸ圧電アクチュエータと、Ｙ軸方向の振動成分を制振するＹ圧電アクチュエータとが設けられているので、立体的なＸ，Ｙ合成振動が有効に制振される。
すなわち、砥石車支持機構の振動が振動センサによって検出され、
振動センサによって制御されるＸ発振回路がＸ圧電アクチュエータを駆動するとともに、上記振動センサによって駆動されるＹ発振回路がＹ圧電アクチュエータを駆動するので前記Ｘ圧電アクチュエータ及びＹ圧電アクチュエータが正確に駆動され、砥石車支持機構を有効に制振することができる。
【００５１】
請求項８の発明装置によっても、前記請求項７におけると同様に砥石車支持機構の振動を有効に抑制することができる。
この請求項８においても、砥石車支持機構の振動を検出する振動センサを設けること、およおび、Ｘ圧電アクチュエータとＹ圧電アクチュエータとを設けることは、前記請求項７におけると同様であるが、
本請求項８においては独立した発振回路を設けることなく、振動センサが検出した振動波形を反転（位相を１８０度進め、または遅らせること）し、これを増幅して前記Ｘ圧電アクチュエータおよびＹ圧電アクチュエータのそれぞれに印加する。
【００５２】
請求項８は上記のような構成であるから発振回路を必要とせず、正確に圧電アクチュエータを駆動して有効に制振することができる。
前記請求項７における圧電アクチュエータ駆動信号が「発振回路で作り出した正弦波形」であったのに比して、本請求項８における圧電アクチュエータ駆動信号は「現に発生している振動波形」そのものである（反転していても本質的には同じ振動である）。
このため、理論的には完全な制振が可能である。実務的には、「砥石車の振動が高調波成分を多く含んでいる場合」に適している。
【００５３】
請求項９の発明を前記請求項７の発明装置に適用すると、振動センサの構成が簡単なもので足り、しかも、正確な振動周波数を検知することができる。
すなわち、単振動の特性は周波数と、振幅と、位相とによって表されるが、これらの３要素の内で、周波数については、砥石車の振動周波数と回転速度とが等しいので、
これに基づいて本請求項９においてはタコメータにより回転速度を検出し、
この回転速度と等しい振動周波数の電気信号を発振させることによって正確な制振作用が可能となる。
【００５４】
従ってこの請求項９の発明装置における振動センサは振動周波数に関する信号を出力する必要が無く、Ｘ軸方向とＹ軸方向とについて振幅と位相とを表す情報を発振回路に与えれば足りる。
なお、前記のタコメータによって機械装置の寸法，重量，製造コストを増加させる虞れは無い。その理由は次のとおりである。
砥石車を備えた研削機は本来的に、該砥石車の回転速度を検出する手段（すなわちタコメータ、若しくは、これと等価なる機器）を具備している。本請求項９を実施するために新たなタコメータを設置するに及ばない。 
【００５５】
請求項１０の発明装置によると、振動センサで検出し、振動解析回路で解析された振動情報に対して補正を与えることができるので、制振機能を完全に近からしめる。
特に、振幅については、「砥石車を含む砥石車支持機構」が慣性を有しているので、この慣性に比例した押動力を圧電アクチュエータによって与えなければならない。このため、該圧電アクチュエータに印加すべき駆動電圧を調節できることの実用的価値は大きい
【００５６】
請求項１１の発明装置によると、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれについて、
圧電アクチュエータが１個である場合も、複数個である場合も、該圧電アクチュエータの押動力（または押動力の合力）の作用線が、砥石車の重心を通るので、該砥石車に対して「座標原点周りの回転」や捩れを与えること無く制振機能を発揮する。
【００５７】
請求項１２の発明方法によると、回転刃を備えた工作機械における振動を振動センサで検出し、圧電アクチュエータによって上記の振動を打ち消す力を与えることにより、上記の振動を能動的に制振することができ、
これによって該工作機械の加工精度が飛躍的に向上する。
【００５８】
請求項１３の発明によると、請求項１２の発明方法を実施するために必要な「振動検出用のセンサ」と、「能動的な制振力を発生する圧電アクチュエータ」と、「上記圧電アクチュエータに駆動電圧を印加する電気回路」とが組合わされてユニットが構成されているので、このユニットが市場流通の単位として商品価値を有する。
専門メーカーで上記ユニットを生産して供給すれば、各種の工作機械メーカーは高品質の制振ユニットを安価に入手して組み込むことができ、工作機械全般の加工精度を向上せしめて、工作機械産業の発展に貢献するところ多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
図１は、本発明の１実施形態を模式的に表した系統図である。
研削機１は、本例においてはセンタレス研削機をイメージしているが、本発明の適用対象はセンタレス研削機に限定されず、例えば有心の内面研削機であってもよい。要するに、砥石車１ｂを備えた研削機であれば適用できる。
上記の砥石車１ｂは砥石車支持機構１ａによって回転可能に支持され、回転駆動される。
上記砥石車支持機構１ａはベッド１ｃに搭載され、図の左方へ切り込み送りされる。符号１ｄを付して示したのは、地盤に対して静止しているベースである。
【００６０】
砥石車１ｂの回転中心線は、本図１においては紙面と垂直であって、点Ｚで表されている。この回転中心線をＺ軸とする。
Ｘ，Ｙ，Ｚは直交座標軸であって、Ｘ軸は砥石車１ｂの切り込み送り方向とする。従って、通常ほぼ水平方向となる。その結果、Ｙ軸はほぼ垂直になる。
前記砥石車支持機構１ａをＹ軸方向に押動するＹ圧電アクチュエータ７を、前記のベッド１ｃに設置する。
【００６１】
Ｙ圧電アクチュエータ７が１個の場合は、本図１のようにＹ軸と同心に設置する。該Ｙ圧電アクチュエータ７が複数個の場合はＹ軸と平行に、かつ、Ｙ軸に関して対称に設置する。
同様に、砥石車支持機構１ａをＸ軸方向に押動するＸ圧電アクチュエータ６を、Ｘ軸と同心に、またはＸ軸に関して対称に設置する。
【００６２】
前記のＸ圧電アクチュエータ６は静止ベース１ｄに対して固定してある。図示を省略するが、本実施形態の応用例として、前記Ｘ圧電アクチュエータ６を静止ベース１ｄに固定する代りに、重錘（図示省略）に対して固定することもできる。本発明における圧電アクチュエータは静的な押圧力を定常的に発生するものではなく、振動を相殺するように脈動力を発生する部材であるから、作用する力の反力を重錘の慣性力で受けることができる。
【００６３】
前記振動センサ２の電気的な出力信号を振動解析回路３に入力して、振動を表す信号をＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とに分離し、それぞれについて振幅，周波数，位相を表す信号を抽出する。
本図１の実施形態と異なる実施形態として、前記の振動センサ２が、その出力信号をＸ，Ｙ成分に分離して出力し得る機器であっても良い。また、図示の振動解析回路３と等価な構成部分が振動センサ２に内蔵されていても良い。いずれの場合も本発明の技術的範囲に属するものである。
【００６４】
Ｘ発振回路８およびＹ発振回路９は、それぞれ電気振動を発生させる電気回路である。
Ｘ発振回路８は、振動解析回路３からＸ成分振動情報４を与えられて、Ｘ方向駆動信号１０を出力する。該Ｘ方向駆動信号１０は増幅回路２０で増幅されてＸ圧電アクチュエータ６に印加される。
前記Ｘ発振回路８は、前記Ｘ成分振動情報４によって制御され、Ｘ圧電アクチュエータ６をして「砥石車支持機構１ａのＸ方向振動を打ち消さしめるような脈動的押動力」を発生させるＸ方向駆動信号１０を出力する機能を有している。
【００６５】
同様に、Ｙ発振回路９は、前記Ｙ成分振動情報５によって制御され、「Ｙ圧電アクチュエータ７をして「砥石車支持機構１ａのＹ方向振動を打ち消さしめるような押動力」を発生させるＹ方向駆動信号１１を出力する機能を有している。
このようにして砥石車支持機構１ａは、その振動を検出され、解析されて、圧電アクチュエータにより能動的に制振される。
【００６６】
図１を参照して以上に述べた構造と作用とによって基本的な制振が行われる。
本実施形態においては補助的構成として位置制御アクチュエータ１２を備えている。
砥石車支持機構１ａは、ベッド１ｃに、Ｘ軸方向の摺動可能に搭載され、図示しないネジ送り機構の被動側（通常の構造ではナット側）に、Ｘ軸方向の位置制御圧電アクチュエータ１２が設置され、砥石車支持機構１ａを切り込み方向（図において左向き）に押している。符号１３は位置決め制御盤であって、位置制御圧電アクチュエータ１２に対して初期位置微調整信号１４を与える。
【００６７】
本実施形態における圧電アクチュエータは、株式会社ナノコントロール製のピエゾドライバを用いた。その主要諸元は、
ストローク…１０マイクロメータ
発 生 力 … ３８０Ｋｇｆ
分 解 能 … １ナノメータ
応答時間 … ２ミリ秒
である。
【００６８】
砥石車支持機構１ａのＸ軸方向位置は、図示を省略したネジ送り機構によって精度±１マイクロメータで粗位置決めされ、かつ、前記位置制御アクチュエータ１２によって±０．０５マイクロメータの高精度位置決めが行われる。
さらに、前記Ｘ圧電アクチュエータ６とＹ圧電アクチュエータ７とだけでは振動を除き切れない場合（例えばＺ軸周り捩れ振動が残った場合）、位置制御アクチュエータ１２に駆動信号を印加して、上記の「除き切れなかった振動」を能動的に制振することもできる。
【００６９】
図２は、前掲の図１に示した実施形態の改良例を示す。図１と異なるところは次のとおりである。
Ｘ発振回路８およびＹ発振回路９のそれぞれに対して、周波数微調整器１５、振幅調節器１６、および位相微調整器１７が設けられている。
前記の振幅調節器１６の設置に代えて、振幅回路２０の増幅率を調節し得るようにしても同様の効果が得られ、本発明の技術的範囲に属する。
【００７０】
Ｘ発振回路８は振動解析回路３の出力信号で制御されるので、砥石車支持機構１ａのＸ軸方向振動成分をリアルタイムで入力され、これを打ち消すようにＸ圧電アクチュエータ６に駆動信号を印加する。
しかし、上記Ｘ圧電アクチュエータ６には微小（約２ミリ秒）ながら応答遅れが有り、さらに、押動力を受ける砥石車支持機構１ａが慣性を有するとともに微小ながら弾性を有しているので、振動力学的な位相遅れを生じる場合が有る。
このため、位相微調整器具１７で上記の位相遅れを補正することによって、完全に近い制振が可能となる。
実用的な使用方法の１例として、該位相微調整器１７を緩徐に手動操作して、振動が消える点を探ることも一法である。振動が極小となる位相を自動的に求めることも、公知技術を利用して可能である。
本段落における以上の説明はＸ発振回路８およびＸ圧電アクチュエータ６についてのものであったが、Ｙ発振回路９およびＹ圧電アクチュエータ７に対する位相微調整器１７の作用，効果も同様である。
【００７１】
本発明においては、砥石車支持機構１ａの振動を解析し、その振幅に応じて、振動加速度に比例する押動力を圧電アクチュエータに発生させる。従って、研削機の機種、型式に応じて予め「印加電圧／振幅」を設定しておくことができる。
しかし、実用技術においては計測誤差や研削条件変化が有るので、先に述べた振幅調節器１６を設けて「能動制振作用を行わせる押動力」を加減して、相殺作用の過不足を無くすることが望ましい。
また、周波数微調整器１５によって、振動センサ２の振動周波数検出誤差を補正することができる。
【００７２】
図３は、前掲の図２に示した実施形態における制振実験のデータである。
横軸は時間軸である。基準時点を０秒とし、該基準時点で図２の実施形態の制振作動を開始した。本図３は、−１秒から３秒までの４秒間を表している。
基準時点（０秒）以前の振動は、振動加速度０．０７メートル毎秒秒であったが、基準時点（制振開始）以降は０．０４メートル毎秒秒になっている。
砥 石 車 回 転 速 度……………２１４８ｒｐｍ
圧電アクチュエータ位相遅れ……２. ４ミリ秒
振動計はリオン株式会社製ＶＭ−８２（商標名）を用いた。計測した振動方向はＸ軸方向である。
この計測はセンタレス研削機を用いて行った。センタレス研削機の振動が本図３のように減少したとき、センタレス研削仕上げの精度が向上する効果は絶大である。
【００７３】
図４は、前掲の図２に示した実施形態の変形例である。本図４が図２に比して異なるところは次のとおりである。  イ．砥石車１ｂの回転速度を検出するタコメータ１８を設け、
ロ．上記タコメータ１８の検出信号を以て、「発振回路を制御する振動周波数信号」に代えたこと、である。
これに伴って、振動センサ２は振動周波数を検出する必要が無くなり、振動解析回路３は振動周波数を抽出、出力する必要が無くなる。
タコメータは研削機に本来的に備えられている計器であるから、これを利用すればよく、製造の部品コストを増加させる虞れは無い。
【００７４】
図５は、前記の何れとも異なる実施形態を模式的に描いた系統図である。    図１，図２，および図４の実施形態においては、圧電アクチュエータに印加される駆動信号（例えば図１における符号１０，１１）は、発振回路（８，９）で作り出した電気振動であった。振動情報（４，５）は、上記発振回路の作動を制御する役目を担っていた。
これに比して本実施形態（図５）においては、自発的に電気振動を作り出すことはせず、  Ｘ成分の振動情報４の波形を反転し、かつ増幅してＸ方向駆動信号１０とし、これをＸ圧電アクチュエータ６に印加する。
同様にＹ成分の振動情報５の波形を反転し、かつ増幅してＹ方向駆動信号１１とし、これをＹ圧電アクチュエータ７に印加する。
【００７５】
前記の波形を反転するとは、位相を１８０度進め、又は１８０度遅らせることである。
ところが、このように位相を反転することは、圧電アクチュエータに印加する電圧の正負を入れ替えることによって簡単に達成される。
従って、本実施形態におけるＸ振動反転増幅回路２１およびＹ振動反転増幅回路２２は単なる増幅機能を有すれば足り、殊更に位相差を与える電子回路を有していなくても良い。
以上の考察から理解されるように、図５、請求項２および請求項８における「位相反転・増幅」を、単に「増幅」と読み替えた構成も、本発明の技術的範囲に属する。
【００７６】
図１，図２，および図４の実施形態において発振回路（８，９）から出力されて圧電アクチュエータ（６，７）に印加される駆動信号が単振動であるのに比して、図５の実施形態において圧電アクチュエータ（６，７）に印加される駆動信号は、振動センサで検知された砥石車支持機構１ａの振動波形そのものであって、高調波を含んでいる。
何れが好適であるかは、研削機の種類によって異なる。例えばセンタレス研削機においては、砥石車支持機構１ａの振動の中で高調波成分が比較的少ないので「独自の発振回路で単振動の電気信号を作り出して精密に制御する方式」の図１，図２，図４の実施形態が好適である。
高調波成分が比較的多い種類の研削機においては図５に示した反転・増幅回路方式が推奨される。
【００７７】
次に、図１および図５を援用して、改良発明について説明する。
これらの図１，図５は、先に述べたようにセンタレス研削機をイメージして描かれたものであり、そのような実施形態について作用を説明した。
これらの図を、切削刃物を備えた工作機械（例えばフライス盤）として見ると、符号１ａの部材「砥石車」を、「回転刃（回転刃物）」と読み替えるだけで、そのまま「回転刃物を備えた工作機械の制振装置」として成立する。ただし、上記に付随して砥石車支持機構を回転刃物支持機構（マシニングセンタ）と読み替えることになる。
【００７８】
以上に実施形態を挙げて説明したように、本発明を適用することにより各種研削機および切削機が有効に制振され、仕上げ精度の飛躍的な向上が期待される。
この制振技術に用いられる振動センサや圧電アクチュエータ、および、これらの機器類を制御する電子回路は、従来の工作機械製造技術と異なる技術分野であることに鑑みて、上記の「振動センサ・圧電アクチュエータ・電子回路」をユニットとして生産、供給されることが望ましい。
このような専門の制振用機器メーカーが独立して、総ての工作機械メーカーに対して制振機器ユニットを供給すれば、各工作機械メーカーは高品質で低価格の制振機器ユニットの供給を受けて、工作機械の仕上げ加工精度を容易に向上せしめることができ、工作機械ユーザーが受ける恩恵も多大である。
請求項１３の発明に係る制振ユニットは、このような考えに基づいて創作されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の１実施形態を示し、要部の模式的な正面図に制御系統図を付記した図である。
【図２】前掲の図１と異なる実施形態を示し、要部の模式的な正面図に制御系統を付記した図である。
【図３】前掲の図１に示した実施形態における効果を説明するための図表であって、横軸は時間軸（１目盛り０．５秒）であり、縦軸は砥石車支持機構の振動加速度を表している。
【図４】前掲の図１および図２の何れとも異なる実施形態を示し、要部の模式的な正面図に制御系統を付記した図である。
【図５】前掲の図１および図２並びに図４のいずれとも異なる実施形態を示し、要部の模式的な正面図に制御系統を付記した図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…研削機、１ａ…砥石車支持機構、１ｂ…砥石車、１ｃ…ベッド、１ｃ…静止ベース、２…振動センサ、３…振動解析回路、４…Ｘ成分振動情報、５…Ｙ成分振動情報、６…Ｘ圧電アクチュエータ、７…Ｙ圧電アクチュエータ、８…Ｘ発振回路、９…Ｙ発振回路、１０…Ｘ方向駆動信号、１１…Ｙ方向駆動信号、１２…位置制御アクチュエータ、１３…位置決め制御盤、１４…初期位置微調整信号、１５…振幅微調整器、１６…振幅調節器、１７…位相調整器、１８…タコメータ、１９…振動周波数信号、２０…増幅回路、２１…Ｘ振動反転増回路、２２…Ｙ振動反転増幅回路。
【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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