(57)【要約】【課題】複数の振動モードを有する防振対象物に適用した場合の制振性能の向上、及び、防振対象物の振動モードの振動周波数が逐次変化する場合の制振性能の向上を図ることができる振動抑制装置を提供する。【解決手段】供給される電荷に応じて防振対象物１０を変形させる駆動用圧電素子２１と、駆動用圧電素子２１の相当容量より大きな容量からなる第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２と、防振対象物１０の振動を検出する振動検出センサ２２と、振動検出センサ２２の出力信号に基づき切替動作を行うスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を備える。スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の切替動作は、駆動用圧電素子２１の他方極と第１コンデンサＣ１の負極とを接続する場合と、駆動用圧電素子２１の他方極と第２コンデンサＣ２の正極とを接続する場合とを切り替える動作である。【選択図】図３
2007040382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防振対象物の振動を抑制する振動抑制装置であって、
前記防振対象物に取り付けられ、供給される電荷に応じて前記防振対象物を変形させる駆動用圧電素子と、
前記駆動用圧電素子の相当容量より大きな容量からなるコンデンサと、
前記防振対象物の振動を検出する振動検出センサと、
前記振動検出センサの出力信号に基づき、前記駆動用圧電素子の一方極と前記コンデンサの正極とを接続し且つ前記駆動用圧電素子の他方極と前記コンデンサの負極とを接続する場合と、前記駆動用圧電素子の一方極と前記コンデンサの負極とを接続し且つ前記駆動用圧電素子の他方極と前記コンデンサの正極とを接続する場合とを切り替える第１切替動作を行う駆動用スイッチと、
を備えることを特徴とする振動抑制装置。
【請求項２】
前記コンデンサは、
前記駆動用圧電素子の相当容量より大きな容量からなり、正極を前記駆動用圧電素子の一方極に接続された第１コンデンサと、
前記駆動用圧電素子の相当容量より大きな容量からなり、負極を前記駆動用圧電素子の一方極に接続された第２コンデンサと、
を備え、
前記駆動用スイッチの前記第１切替動作は、前記駆動用圧電素子の他方極と前記第１コンデンサの負極とを接続する場合と、前記駆動用圧電素子の他方極と前記第２コンデンサの正極とを接続する場合とを切り替える動作である請求項１記載の振動抑制装置。
【請求項３】
電荷を出力可能な電荷出力部と、
前記駆動用スイッチにより前記駆動用圧電素子の他方極に接続されていない前記第１コンデンサと前記電荷出力部とを接続する場合と、前記駆動用圧電素子の他方極に接続されていない前記第２コンデンサと前記電荷出力部とを接続する場合とを切り替える第２切替動作を行う充電用スイッチと、
をさらに備える請求項２記載の振動抑制装置。
【請求項４】
前記充電用スイッチは、前記振動検出センサの出力信号に基づき前記第２切替動作を行う請求項３記載の振動抑制装置。
【請求項５】
前記駆動用スイッチ及び前記充電用スイッチは、同一である請求項４記載の振動抑制装置。
【請求項６】
前記振動検出センサの出力信号に基づき特定周波数成分を抽出して特定周波数信号を生成する特定周波数帯抽出部をさらに備え、
前記駆動用スイッチは、前記特定周波数信号に基づき前記第１切替動作を行う請求項１又は２に記載の振動抑制装置。
【請求項７】
前記振動検出センサの出力信号に基づき特定周波数成分を抽出して特定周波数信号を生成する特定周波数帯抽出部をさらに備え、
前記駆動用スイッチは、前記特定周波数信号に基づき前記第１切替動作を行い、
前記充電用スイッチは、前記特定周波数信号に基づき前記第２切替動作を行う請求項４記載の振動抑制装置。
【請求項８】
前記駆動用スイッチは、前記特定周波数信号の半周期毎に前記第１切替動作を行う請求項６記載の振動抑制装置。
【請求項９】
前記駆動用スイッチは、前記特定周波数信号の半周期毎に前記第１切替動作を行い、
前記充電用スイッチは、前記特定周波数信号の半周期毎に前記第２切替動作を行う請求項８記載の振動抑制装置。
【請求項１０】
前記振動検出センサは、前記防振対象物に取り付けられ前記防振対象物の変形に応じた信号を出力する圧電素子である請求項１〜９の何れか一項に記載の振動抑制装置。
【請求項１１】
前記振動検出センサは、前記防振対象物に取り付けられ前記防振対象物の変形に応じた信号を出力する圧電素子であり、
前記駆動用スイッチは、前記振動検出センサの出力信号の正負が切り替わる際に前記第１切替動作を行う請求項１記載の振動抑制装置。
【請求項１２】
前記振動検出センサは、前記防振対象物に取り付けられ前記防振対象物の変形に応じた信号を出力する圧電素子であり、
前記駆動用スイッチは、前記振動検出センサの出力信号の正負が切り替わる際に前記第１切替動作を行い、
前記充電用スイッチは、前記振動検出センサの出力信号の正負が切り替わる際に前記第２切替動作を行う請求項４記載の振動抑制装置。
【請求項１３】
前記振動検出センサは、前記防振対象物に取り付けられ前記防振対象物の変形に応じた電荷を発生する圧電素子であり、
前記電荷出力部は、前記振動検出センサを含む請求項３〜５の何れか一項に記載の振動抑制装置。
【請求項１４】
前記防振対象物は、板状体である請求項１〜１３の何れか一項に記載の振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防振対象物の振動を抑制する振動抑制装置、例えば防振対象物として自動車のフロントガラス等に伝搬する振動を抑制する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車のフロントガラス等に伝搬する振動を抑制する振動抑制装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１には、自動車用窓ガラスの外周部に貼り付けられた圧電素子と、当該圧電素子に接続されたシャント回路とを有するものが記載されている。当該シャント回路は、第１抵抗素子と第１インダクタンス素子を直列接続した第１回路と、第２抵抗素子と第２インダクタンス素子とコンデンサ素子とを直列接続した第２回路とを並列接続してなる回路とされている。つまり、特許文献１に記載されたシャント回路と圧電素子とにより共振回路を構成し、共振現象を利用して防振対象物の振動を抑制している。
【特許文献１】特開２００４−２３２６７８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、複数の振動モードを有する防振対象物に上記振動抑制装置を適用した場合には、高次モードの影響により圧電素子自身が発生する電圧の挙動が複雑化するため、制振性能が低下するおそれがある。また、防振対象物の振動モードの振動周波数が逐次変化する場合には、共振回路の共振周波数を振動モードの振動周波数に一致させる必要がある。そのためには、シャント回路のインダクタンスや抵抗値を変化させることにより、共振回路の共振周波数を振動モードの振動周波数に一致させることが必要である。しかし、可変インダクタや可変抵抗などを用いてインダクタンスや抵抗値を変化させる場合には、共振回路の共振周波数の変化に対する応答性が良好とは言えない。そのため、共振回路の共振周波数を振動モードの振動周波数に確実に一致させることができないおそれがある。従って、この場合、良好な制振性能を発揮することができないおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、複数の振動モードを有する防振対象物に適用した場合の制振性能の向上、及び、防振対象物の振動モードの振動周波数が逐次変化する場合の制振性能の向上を図ることができる振動抑制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】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、コンデンサとスイッチを用いることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明の振動抑制装置は、防振対象物の振動を抑制する振動抑制装置であって、防振対象物に取り付けられ、供給される電荷に応じて防振対象物を変形させる駆動用圧電素子と、駆動用圧電素子の相当容量より大きな容量からなるコンデンサと、防振対象物の振動を検出する振動検出センサと、振動検出センサの出力信号に基づき第１切替動作を行う駆動用スイッチとを備えることを特徴とする。ここで、駆動用スイッチの第１切替動作は、駆動用圧電素子の一方極とコンデンサの正極とを接続し且つ駆動用圧電素子の他方極とコンデンサの負極とを接続する場合と、駆動用圧電素子の一方極とコンデンサの負極とを接続し且つ駆動用圧電素子の他方極とコンデンサの正極とを接続する場合とを切り替える動作である。
【０００７】
例えば、駆動用圧電素子の一方極とコンデンサの正極とを接続し且つ駆動用圧電素子の他方極とコンデンサの負極とを接続する場合に駆動用圧電素子は伸長変形し、駆動用圧電素子の一方極とコンデンサの負極とを接続し且つ駆動用圧電素子の他方極とコンデンサの正極とを接続する場合に駆動用圧電素子は収縮変形する。このように、駆動用スイッチの第１切替動作を行うことで、駆動用圧電素子の伸縮変形が切り替わる。
【０００８】
つまり、コンデンサに蓄積された電荷を駆動用圧電素子に供給することにより、駆動用圧電素子を伸縮変形させている。具体的には、コンデンサから駆動用圧電素子に供給する電荷は、駆動用圧電素子が防振対象物の振動を抑制する方向に変形するような電荷とする。ここで、防振対象物の振動に伴い駆動用圧電素子は伸長したり収縮したりする。つまり、コンデンサから駆動用圧電素子に供給する電荷は、防振対象物の振動に伴う駆動用圧電素子の伸縮変形の逆方向へ駆動用圧電素子を伸縮変形させるような電荷とする。
【０００９】
そして、防振対象物の振動に伴う駆動用圧電素子の伸縮変形の逆方向へ駆動用圧電素子を伸縮変形させることができるので、駆動用圧電素子の変形が抑制されるように作用する。つまり、防振対象物の振動が抑制されるように作用する。このように、本発明の振動抑制装置によれば、確実に防振対象物の振動を抑制することができる。
【００１０】
さらに、本発明の振動抑制装置は、駆動用圧電素子の相当容量より大きな容量からなるコンデンサから駆動用圧電素子に電荷を供給することにより、防振対象物の振動を抑制するようにしている。すなわち、コンデンサの正極と負極との電位差が、駆動用圧電素子の一方極と他方極との電位差より大きくなる。従って、防振対象物の振動に伴い駆動用圧電素子に電荷が発生したとしても、電位差の大きなコンデンサから駆動用圧電素子に電荷が供給される。すなわち、防振対象物の変形に伴い駆動用圧電素子に発生する電荷は、防振対象物の振動抑制に対してはそれほど影響を受けない。つまり、防振対象物が複数の振動モードを有する場合に、高次モードの影響により駆動用圧電素子に発生する電荷の挙動が複雑化したとしても、本発明の振動抑制装置の制振性能には影響を受けない。従って、本発明の振動抑制装置によれば、防振対象物が複数の振動モードを有する場合であっても、制振性能を向上することができる。
【００１１】
さらに、本発明の振動抑制装置によれば、駆動用スイッチの第１切替動作により、コンデンサから駆動用圧電素子に供給する電荷の正負を変化させている。ここで、駆動用スイッチの切替周期は、防振対象物の振動を抑制する周期の半分とされる。つまり、駆動用スイッチの第１切替動作の周波数を適宜変更することで、容易に防振対象物の振動を抑制する周波数を変更することができる。そして、防振対象物の振動を抑制する周波数の変更は、駆動用スイッチの第１切替動作により直ちに変更することができる。つまり、防振対象物の振動を抑制する周波数を変化させる応答性は、非常に良好となる。従って、防振対象物の振動モードの振動周波数が逐次変化する場合であっても、防振対象物の振動を抑制する周波数を振動モードの振動周波数へ直ちに一致させることができる。その結果、制振性能を良好にすることができる。
【００１２】
ここで、本発明の振動抑制装置において、上述したコンデンサは、駆動用圧電素子の相当容量より大きな容量からなり、正極を駆動用圧電素子の一方極に接続された第１コンデンサと、駆動用圧電素子の相当容量より大きな容量からなり、負極を駆動用圧電素子の一方極に接続された第２コンデンサとを備え、駆動用スイッチの第１切替動作は、駆動用圧電素子の他方極と第１コンデンサの負極とを接続する場合と、駆動用圧電素子の他方極と第２コンデンサの正極とを接続する場合とを切り替える動作としてもよい。
【００１３】
つまり、第１コンデンサと第２コンデンサの一方極を駆動用圧電素子の一方極に常時接続することにより、駆動用スイッチの第１切替動作の対象を駆動用圧電素子の他方極側のみとすることができる。これにより、駆動用スイッチの回路が非常に容易な構成とすることができる。また、コンデンサは比較的安価であるので、第１コンデンサと第２コンデンサとを設けたとしても、それほどコスト高になることはない。一方、駆動用スイッチの回路を容易な構成とすることにより、より低コスト化を図ることができる。つまり、全体として、低コスト化を図ることができる。さらに、駆動用スイッチの回路を容易な構成とすることで、第１切替動作の制御タイミングが容易となる。これにより、駆動用スイッチの第１切替動作をより安定化することができる。
【００１４】
また、第１コンデンサと第２コンデンサを備える場合において、本発明の振動抑制装置は、電荷を出力可能な電荷出力部と、第２切替動作を行う充電用スイッチとをさらに備えるようにしてもよい。充電用スイッチの第２切替動作は、駆動用スイッチにより駆動用圧電素子の他方極に接続されていない第１コンデンサと電荷出力部とを接続する場合と、駆動用圧電素子の他方極に接続されていない第２コンデンサと電荷出力部とを接続する場合とを切り替える動作である。
【００１５】
つまり、第１コンデンサ及び第２コンデンサの何れか一方が駆動用圧電素子へ接続されている場合に、第１コンデンサ及び第２コンデンサの他方が電荷出力部に接続されることになる。ここで、第１コンデンサ又は第２コンデンサが駆動用圧電素子に接続されている場合には、第１コンデンサ又は第２コンデンサに蓄積されている電荷が駆動用圧電素子へ供給されることにより減少する。一方、第１コンデンサ又は第２コンデンサが電荷出力部に接続されている場合には、第１コンデンサ又は第２コンデンサは電荷出力部により充電される。さらには、第１コンデンサ又は第２コンデンサは、駆動用圧電素子に接続されていない場合に電荷出力部に接続されているので、第１コンデンサ又は第２コンデンサの電荷を確実に増加させることができる。つまり、第１コンデンサ及び第２コンデンサに蓄積されている電荷が駆動用圧電素子へ電荷を供給することにより減少したとしても、第１コンデンサ及び第２コンデンサは電荷出力部により確実に充電される。これにより、第１コンデンサ又は第２コンデンサは、駆動用圧電素子に接続された場合に、確実に駆動用圧電素子へ電荷を供給できる。従って、防振対象物の振動を確実に抑制することができる。
【００１６】
また、充電用スイッチは、振動検出センサの出力信号に基づき第２切替動作を行うようにしてもよい。この場合、駆動用スイッチと充電用スイッチの両方が、振動検出センサの出力信号に基づき切替動作を行うことになる。ここで、充電用スイッチの第２切替動作は、上述したように、駆動用スイッチにより駆動用圧電素子の他方極に接続されていない第１コンデンサと電荷出力部とを接続する場合と、駆動用圧電素子の他方極に接続されていない第２コンデンサと電荷出力部とを接続する場合とを切り替える動作である。つまり、充電用スイッチの第２切替動作は、駆動用スイッチの第１切替動作とほぼ同じタイミングとなる。そこで、駆動用スイッチと充電用スイッチの両方を同一の出力信号に基づき切替動作を行うことで、駆動用スイッチの第１切替動作と充電用スイッチの第２切替動作のタイミングを確実にほぼ同じにすることができる。つまり、一方のコンデンサを駆動用圧電素子に接続し、他方のコンデンサを電荷出力部に接続することが確実にできる。
【００１７】
特に、駆動用スイッチ及び前記充電用スイッチは、同一のものとしてもよい。これにより、駆動用スイッチの第１切替動作と充電用スイッチの第２切替動作のタイミングを確実に同じにすることができる。つまり、一方のコンデンサを駆動用圧電素子に接続し、他方のコンデンサを電荷出力部に接続することが確実にできる。また、駆動用スイッチと充電用スイッチを同一にすることで、部品点数を削減することができることにより、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の振動抑制装置は、振動検出センサの出力信号に基づき特定周波数成分を抽出して特定周波数信号を生成する特定周波数帯抽出部をさらに備え、駆動用スイッチは、特定周波数信号に基づき第１切替動作を行うようにしてもよい。ここで、振動検出センサの出力信号には、複数の周波数成分が含まれた複数の振動モードを有することが多い。このように防振対象物の振動が複数の振動モードを有する場合には、特定の振動モードの振動、すなわち特定周波数帯の振動に対して抑制させるようにしたい場合がある。例えば、１次モードのみの振動に対して抑制させるようにする場合や、２次モードのみの振動に対して抑制させるようにする場合などである。ここで、上述した特定周波数帯抽出部は、例えば振動検出センサの出力信号に含まれる多数の周波数成分の中から１次モードの振動成分や２次モードの振動成分などの特定の振動モードの振動成分を抽出した特定周波数信号を生成することができる。そして、駆動用スイッチは、この生成された特定周波数信号に基づき第１切替動作を行っている。従って、駆動用圧電素子は、抽出された振動成分に対して振動抑制効果を発揮することができる。つまり、１次モードのみの振動や２次モードのみの振動に対して抑制させることができる。ここで、特定周波数帯抽出部としては、例えば、バンドパスフィルタや、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などを用いて特定周波数帯を抽出する処理部などである。
【００１９】
なお、防振対象物の１次モードの振動を抑制させる場合には、上述したように、本発明の振動抑制装置によればそもそも高次モードの影響をそれほど受けない。従って、特定周波数帯抽出部を設けないとしても、十分に防振対象物の１次モードの振動を抑制させることができる。ただし、特定周波数帯抽出部を設けることにより、１次モードの振動を確実に抽出することができるので、より確実に防振対象物の１次モードの振動を抑制させることができる。つまり、より高い制振性能を発揮することができる。
【００２０】
ここで、駆動用スイッチは、特定周波数信号の半周期毎に第１切替動作を行うようにするとよい。これにより、確実に駆動用圧電素子により特定の周波数成分の振動を抑制することができる。
【００２１】
また、本発明の振動抑制装置が充電用スイッチを備える場合には、本発明の振動抑制装置は、振動検出センサの出力信号に基づき特定周波数成分を抽出して特定周波数信号を生成する特定周波数帯抽出部をさらに備え、駆動用スイッチは、特定周波数信号に基づき第１切替動作を行い、充電用スイッチは、特定周波数信号に基づき第２切替動作を行うようにしてもよい。ここで、特定周波数帯抽出部及び駆動用スイッチについては、上述したとおりである。そして、充電用スイッチは、駆動用スイッチの第１切替動作の基準信号と同様の特定周波数帯抽出部により生成された特定周波数信号に基づき、第２切替動作を行っている。従って、駆動用スイッチの第１切替動作と充電用スイッチの第２切替動作のタイミングを確実にほぼ同じにすることができつつ、抽出された振動成分に対して振動抑制効果を発揮することができる。
【００２２】
この場合、駆動用スイッチは、特定周波数信号の半周期毎に第１切替動作を行い、充電用スイッチは、特定周波数信号の半周期毎に第２切替動作を行うようにするとよい。これにより、確実に、駆動用圧電素子により特定の周波数成分の振動を抑制することができ、且つ、第１コンデンサ又は第２コンデンサを電荷出力部により充電することができる。
【００２３】
また、振動検出センサは、防振対象物に取り付けられ、防振対象物の変形に応じた信号を出力する圧電素子としてもよい。この圧電素子（以下、「検出用圧電素子」）は、防振対象物の変形に応じた電荷を発生し、発生した電荷に応じた電流を出力する。つまり、検出用圧電素子は、防振対象物が振動した場合における防振対象物の変形に応じた信号を出力する。このように、振動検出センサを検出用圧電素子とすることで、防振対象物の振動に応じた信号を容易に得ることができる。なお、検出用圧電素子は、防振対象物に直接的に取り付けられるようにしてもよいし、駆動用圧電素子に重ね合わせるように取り付けられるようにしてもよい。
【００２４】
また、振動検出センサは、防振対象物に取り付けられ防振対象物の変形に応じた信号を出力する圧電素子（検出用圧電素子）であり、駆動用スイッチは、振動検出センサの出力信号の正負が切り替わる際に第１切替動作を行うようにしてもよい。ここで、防振対象物が振動することにより、防振対象物に取り付けられた検出用圧電素子は、伸縮変形する。つまり、検出用圧電素子が伸長した場合と収縮した場合とでは、検出用圧電素子に発生する電荷の向きが異なる。例えば、検出用圧電素子が伸長した場合に検出用圧電素子は正の信号を出力し、検出用圧電素子が収縮した場合に検出用圧電素子は負の信号を出力する。ここで、例えば、駆動用圧電素子と検出用圧電素子とが重ね合わせて防振対象物に取り付けられている場合には、駆動用圧電素子と検出用圧電素子とは同様の変形をする。そして、駆動用圧電素子及び検出用圧電素子が伸長変形した場合には、駆動用圧電素子を収縮変形させるようにすることで、防振対象物の振動を抑制できる。すなわち、検出用圧電素子が正の信号を出力している場合に、駆動用圧電素子を収縮変形させるように駆動用スイッチの第１切替動作を行うようにすればよい。一方、駆動用圧電素子及び検出用圧電素子が収縮変形した場合には、駆動用圧電素子を伸長変形させるようにすることで、防振対象物の振動を抑制できる。すなわち、検出用圧電素子が負の信号を出力している場合に、駆動用圧電素子を伸長変形させるように駆動用スイッチの第１切替動作を行うようにすればよい。このように、検出用圧電素子の出力信号の正負によって駆動用スイッチの第１切替動作を行うことで、確実に防振対象物の振動を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の振動抑制装置が充電用スイッチを備える場合には、振動検出センサは、防振対象物に取り付けられ防振対象物の変形に応じた信号を出力する圧電素子（検出用圧電素子）であり、駆動用スイッチは、振動検出センサの出力信号の正負が切り替わる際に第１切替動作を行い、充電用スイッチは、振動検出センサの出力信号の正負が切り替わる際に第２切替動作を行うようにしてもよい。ここで、検出用圧電素子の出力信号の正負によって駆動用スイッチの第１切替動作を行うことについては、上述したとおりである。そして、充電用スイッチは、駆動用スイッチの第１切替動作の基準信号と同様の検出用圧電素子の出力信号の正負によって第２切替動作を行っている。従って、駆動用スイッチの第１切替動作と充電用スイッチの第２切替動作のタイミングを確実にほぼ同じにすることができつつ、確実に防振対象物の振動を抑制することができる。
【００２６】
また、電荷出力部を備える本発明の振動抑制装置において、振動検出センサは、防振対象物に取り付けられ防振対象物の変形に応じた電荷を発生する圧電素子（検出用圧電素子）であり、電荷出力部は、振動検出センサを含むようにしてもよい。ここで、検出用圧電素子は、防振対象物の変形に応じた電荷を発生し、発生した電荷に応じた電流を出力する。そして、電荷出力部が検出用圧電素子を含むということは、防振対象物の変形に応じて検出用圧電素子が発生した電荷を第１コンデンサ及び第２コンデンサへ出力するということを意味する。つまり、検出用圧電素子は、駆動用スイッチの第１切替動作又は充電用スイッチの第２切替動作に用いるのみならず、第１コンデンサ及び第２コンデンサを充電するためにも用いている。このように、第１コンデンサ及び第２コンデンサの充電用に別途設けることなく構成できるので、低コスト化を図ることができる。
【００２７】
なお、電荷出力部としては、検出用圧電素子に換えてバッテリを用いても良い。さらに、電荷出力部として、検出用圧電素子に加えてバッテリなどを用いても良い。検出用圧電素子のみでは電力が小さいため、コンデンサを十分に充電できない場合がある。このような場合に、検出用圧電素子及びバッテリを用いることで、コンデンサを確実に充電することができる。
【００２８】
また、本発明の振動抑制装置における防振対象物は、板状体とすることができる。この場合、駆動用圧電素子及び検出用圧電素子は、例えば、板状体の表面に貼り付けられる。つまり、駆動用圧電素子及び検出用圧電素子は、板状体の振動に伴い伸縮変形する。このことから、板状体からなる防振対象物に対して本発明の振動抑制装置を適用することで、確実に板状体からなる防振対象物の振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の振動抑制装置によれば、複数の振動モードを有する防振対象物に適用した場合の制振性能の向上、及び、防振対象物の振動モードの振動周波数が逐次変化する場合の制振性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００３１】
（１）防振対象物１０の説明
まず、本実施形態の振動抑制装置２０により振動を抑制する防振対象物１０の一例について、図１を参照して説明する。図１は、防振対象物１０を示す斜視図である。図１に示すように、防振対象物１０は、鋼製からなる矩形状の平板としている。この防振対象物１０の外周が、基台１１の上に固定された矩形のフレーム１２の内側に固定されている。そして、この防振対象物１０は、例えば、インパルスハンマなどにより加振されたり、他の振動発生部材から振動が伝搬されたりすると、フレーム１２に固定されている状態でたわみ変形して振動する。
【００３２】
そして、後述するが、防振対象物１０の両面のほぼ中央に板状の圧電素子２１、２２が貼り付けられている。一方の圧電素子（以下、「駆動用圧電素子」という）２１は、防振対象物１０の振動を抑制するために用いられる圧電素子であり、他方の圧電素子（以下、「検出用圧電素子」という）２２（図２にのみ示す）は、防振対象物１０の振動を検出するために用いられる圧電素子である。
【００３３】
なお、図１に示す防振対象物１０は、説明を容易にするための一例を挙げた。この防振対象物１０の他の例としては、例えば、自動車窓ガラスなどの種々の板状体を挙げることができる。さらに、その他に振動する部材であれば、全て本実施形態の防振対象物１０とすることができる。
【００３４】
（２）振動抑制装置２０の全体構成
次に、本実施形態の振動抑制装置２０の全体構成について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の振動抑制装置２０の全体構成を示す図である。図２に示すように、振動抑制装置２０は、駆動用圧電素子２１と、検出用圧電素子２２と、シャント回路部２３と、電流−電圧変換部２４と、バンドパスフィルタ２５と、増幅器２６と、バッテリ２７と、比較器２８と、ローパスフィルタ２９とから構成される。
【００３５】
駆動用圧電素子２１は、薄肉の略矩形扁平板状からなる。この駆動用圧電素子２１は、防振対象物１０よりも小さな形状からなる。そして、駆動用圧電素子２１は、防振対象物１０の中央付近に貼り付けられている。この駆動用圧電素子２１は、電荷が供給されると当該電荷に応じて扁平方向に伸縮変形し、扁平方向に伸縮変形すると当該変形量に応じて電荷を発生するという圧電現象を生じさせる。
【００３６】
なお、駆動用圧電素子２１は、主として、電荷が供給されることにより当該電荷に応じて扁平方向の伸縮変形をさせることに用いる。つまり、駆動用圧電素子２１は、駆動用圧電素子２１自身が伸縮変形することにより、防振対象物１０をたわみ変形させる。具体的には、駆動用圧電素子２１の一方側の電極に正の電荷が供給された場合には、例えば、駆動用圧電素子２１は伸長変形する。この場合、防振対象物１０のうち駆動用圧電素子２１が貼り付けられている面は、伸長変形する。一方、駆動用圧電素子２１の一方側の電極に負の電荷が供給された場合には、例えば、駆動用圧電素子２１は収縮変形する。この場合、防振対象物１０のうち駆動用圧電素子２１が貼り付けられている面は、収縮変形する。
【００３７】
検出用圧電素子２２は、駆動用圧電素子２１とほぼ同形状からなる。そして、検出用圧電素子２２は、防振対象物１０のうち駆動用圧電素子２１が貼り付けられている面と反対側の面の中央付近に貼り付けられている。この検出用圧電素子２２は、駆動用圧電素子２１と同様に、電荷が供給されると当該電荷に応じて扁平方向に伸縮変形し、扁平方向に伸縮変形すると当該変形量に応じて電荷を発生するという圧電現象を生じさせる。
【００３８】
なお、検出用圧電素子２２は、主として、扁平方向に伸縮変形すると当該変形量に応じて電荷を発生することに用いる。ここで、防振対象物１０が伸縮変形した場合に、その変形に応じて、検出用圧電素子２２が伸縮変形する。具体的には、防振対象物１０のうち検出用圧電素子２２の貼り付けられている面が凸状にたわみ変形した場合には、検出用圧電素子２２が伸長変形する。この場合、検出用圧電素子２２の一方側の電極には、例えば、正の電荷が発生し、それに応じた電流が流れる。一方、防振対象物１０のうち検出用圧電素子２２の貼り付けられている面が凹状にたわみ変形した場合には、検出用圧電素子２２が収縮変形する。この場合、検出用圧電素子２２の一方側の電極には、例えば、負の電荷が発生し、それに応じた電流が流れる。
【００３９】
つまり、検出用圧電素子２２は、防振対象物１０の伸縮変形に応じた電荷を発生し、それに応じた電流を出力している。換言すると、検出用圧電素子２２は、防振対象物１０の伸縮変形、すなわち防振対象物１０の振動を検出していることになる。
【００４０】
シャント回路部２３は、出力側が駆動用圧電素子２１に接続されている。そして、シャント回路部２３は、適切な電荷を駆動用圧電素子２１に出力して、駆動用圧電素子２１を駆動している。このシャント回路部２３は、増幅器２６、比較器２８、及びローパスフィルタ２９から信号を入力している。つまり、シャント回路部２３は、これらの入力信号に基づいて駆動用圧電素子２１へ電荷を出力している。なお、シャント回路部２３の詳細な構成については、後述する。
【００４１】
電流−電圧変換部２４は、検出用圧電素子２２に接続されており、検出用圧電素子２２から出力される電流が入力される。そして、電流−電圧変換部２４は、入力された電流を電圧に変換している。
【００４２】
バンドパスフィルタ（特定周波数帯抽出部）２５は、電流−電圧変換部２４により変換された電圧を入力している。そして、バンドパスフィルタ２５は、入力された電圧から特定周波数帯の信号成分のみを抽出して、特定周波数信号Ｓ１を生成する。この特定周波数信号Ｓ１は、特定周波数帯の信号成分からなるので、周期性の信号となる。ここで、防振対象物１０の振動には、複数の振動モードが含まれている。従って、検出用圧電素子２２が出力する電流、及びその電流を変換された電圧には、複数の振動モードが含まれている。そこで、バンドパスフィルタ２５により、複数の振動モードが含まれている電圧から特定周波数帯の信号成分を抽出している。例えば、特定周波数信号Ｓ１は、１次モードの周波数帯や２次モードの周波数帯などからなる信号とすることができる。なお、この特定周波数は、防振対象物１０の複数の振動モードのうち抑制したい振動モードの周波数帯とする。従って、特定周波数信号Ｓ１が１次モードの周波数帯の信号の場合には、振動抑制の対象が防振対象物１０の１次モードの振動となる。
【００４３】
増幅器２６は、バンドパスフィルタ２５及びバッテリ２７に接続されている。この増幅器２６は、バンドパスフィルタ２５により生成された特定周波数信号Ｓ１を増幅している。そして、増幅器２６は、増幅した電圧Ｓ２をシャント回路部２３に出力している。増幅器２６が出力する電圧Ｓ２は、周期性の信号となる。なお、増幅器２６から出力される電力は、検出用圧電素子２２から出力される電力に比べて、非常に大きい。
【００４４】
比較器２８は、バンドパスフィルタ２５により生成された特定周波数信号Ｓ１を入力する。そして、比較器２８は、特定周波数信号Ｓ１が正か負かを判定し、正負に応じた電圧からなる第１切替信号Ｓ３をシャント回路部２３及びローパスフィルタ２９へ出力する。この比較器２８が出力する第１切替信号Ｓ３は、ほぼ矩形波の信号となる。この第１切替信号Ｓ３は、シャント回路部２３の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の切替動作に用いる。
【００４５】
ローパスフィルタ２９は、比較器２８から出力された第１切替信号Ｓ３を入力し、ローパスフィルタリング処理を施した第２切替信号Ｓ４をシャント回路部２３へ出力する。この第２切替信号Ｓ４は、シャント回路部２３の第３スイッチＳＷ３の切替動作に用いる。ここで、第２切替信号Ｓ４は、矩形波である第１切替信号Ｓ３に対して、時間遅れを生じた信号となる。すなわち、第３スイッチＳＷ３が、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２に比べて、切替動作が遅れるようにされている。
【００４６】
（３）シャント回路部２３の詳細構成
次に、シャント回路部２３の詳細構成について、図３を参照して説明する。図３は、シャント回路部２３の詳細構成について説明する回路図である。シャント回路部２３は、上述したように、出力側が駆動用圧電素子２１に接続されている。さらに、シャント回路部２３は、増幅器２６、比較器２８、及びローパスフィルタ２９からそれぞれ信号Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４を入力している。このシャント回路部２３は、図３に示すように、第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、反転増幅器Ａと、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第３スイッチＳＷ３とから構成される。
【００４７】
第１コンデンサＣ１は、駆動用圧電素子２１に並列に接続される。具体的には、第１コンデンサＣ１の一方極（図３の下側）が、駆動用圧電素子２１の一方側の電極（図３の下側、以下「下側極」という）に直接的に接続されている。また、第１コンデンサＣ１の他方極（図３の上側）は、第１スイッチＳＷ１を介して、駆動用圧電素子２１の他方側の電極（図３の上側、以下「上側極」という）に接続されている。また、第１コンデンサＣ１の容量は、駆動用圧電素子２１の相当容量に比べて、非常に大きなものとしている。なお、詳細には後述するが、第１コンデンサＣ１は、一方極に負の電荷を、他方極に正の電荷を蓄積するように用いられる。そこで、以下、第１コンデンサＣ１の他方極を「第１コンデンサＣ１の正極」といい、第１コンデンサＣ１の一方極を「第１コンデンサＣ１の負極」という。
【００４８】
第２コンデンサＣ２は、駆動用圧電素子２１及び第１コンデンサＣ１に並列に接続される。具体的には、第２コンデンサＣ２の一方極（図３の下側）が、駆動用圧電素子２１の下側極に直接的に接続されている。また、第２コンデンサＣ２の他方極（図３の上側）は、第２スイッチＳＷ２を介して、駆動用圧電素子２１の上側極に接続されている。また、第２コンデンサＣ２は、第１コンデンサＣ１とほぼ同等の容量からなる。すなわち、第２コンデンサＣ２の容量は、駆動用圧電素子２１の相当容量に比べて、非常に大きなものとしている。なお、詳細には後述するが、第２コンデンサＣ２は、一方極に正の電荷を、他方極に負の電荷を蓄積するように用いられる。そこで、以下、第２コンデンサＣ２の他方極を「第２コンデンサＣ２の負極」といい、第２コンデンサＣ２の一方極を「第２コンデンサＣ２の正極」という。
【００４９】
反転増幅器Ａは、増幅器２６から出力される電圧Ｓ２を入力して、極を反転し且つ増幅させた電圧Ｓ５を出力している。この反転増幅器Ａは、第１ダイオードＤ１及び第１スイッチＳＷ１を介して第１コンデンサＣ１の正極に接続されている。さらに、反転増幅器Ａは、第２ダイオードＤ２及び第２スイッチＳＷ２を介して第２コンデンサＣ２の負極に接続されている。そして、反転増幅器Ａは、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２へ、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２を充電する電荷を供給している。
【００５０】
第１ダイオードＤ１は、アノードが反転増幅器Ａの出力側に接続され、カソードが第１スイッチＳＷ１を介して第１コンデンサＣ１の正極に接続される。つまり、第１ダイオードＤ１は、反転増幅器Ａの出力電圧が正の場合に、第１コンデンサＣ１に電荷を供給することになる。換言すると、反転増幅器Ａの出力電圧が正の場合に、第１コンデンサＣ１が充電されることになる。すなわち、第１コンデンサＣ１の正極に正の電荷が蓄積されることになる。
【００５１】
第２ダイオードＤ２は、カソードが反転増幅器Ａの出力側に接続され、アノードが第２スイッチＳＷ２を介して第２コンデンサＣ２の負極に接続される。つまり、第２ダイオードＤ２は、反転増幅器Ａの出力電圧が負の場合に、第２コンデンサＣ２に電荷を供給することになる。換言すると、反転増幅器Ａの出力電圧が負の場合に、第２コンデンサＣ２が充電されることになる。すなわち、第２コンデンサＣ２の負極に負の電荷が蓄積されることになる。
【００５２】
第１スイッチＳＷ１は、第１コンデンサＣ１の正極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続する場合と、第１コンデンサＣ１の正極と第１ダイオードＤ１のカソードとを接続する場合とを切り替えるスイッチである。この第１スイッチＳＷ１は、比較器２８から出力される第１切替信号Ｓ３に基づいて切替動作を行う。具体的には、第１スイッチＳＷ１は、第１切替信号Ｓ３が所定閾値より大きい場合に、第１コンデンサＣ１の正極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続するように動作する。また、第１スイッチＳＷ１は、第１切替信号Ｓ３が所定閾値より小さい場合に、第１コンデンサＣ１の正極と第１ダイオードＤ１のカソードとを接続するように動作する。すなわち、第１スイッチＳＷ１は、特定周波数信号Ｓ１の半周期毎に切替動作を行っている。
【００５３】
第２スイッチＳＷ２は、第２コンデンサＣ２の負極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続する場合と、第２コンデンサＣ２の負極と第２ダイオードＤ２のアノードとを接続する場合とを切り替えるスイッチである。この第２スイッチＳＷ２は、比較器２８から出力される第１切替信号Ｓ３に基づいて切替動作を行う。従って、第２スイッチＳＷ２の切替動作は、第１スイッチＳＷ１の切替動作と同時に行われる。具体的には、第２スイッチＳＷ２は、第１切替信号Ｓ３が所定閾値より大きい場合に、第２コンデンサＣ２の負極と第２ダイオードＤ２のアノードとを接続するように動作する。また、第２スイッチＳＷ２は、第１切替信号Ｓ３が所定閾値より小さい場合に、第２コンデンサＣ２の負極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続するように動作する。すなわち、第２スイッチＳＷ２は、特定周波数信号Ｓ１の半周期毎に切替動作を行っている。
【００５４】
第３スイッチＳＷ３は、第１ダイオードＤ１のカソードとアースとを接続する場合と、第２ダイオードＤ２のアノードとアースとを接続する場合とを切り替えるスイッチである。この第３スイッチＳＷ３は、ローパスフィルタ２９から出力される第２切替信号Ｓ４に基づいて切替動作を行う。具体的には、第３スイッチＳＷ３は、第２切替信号Ｓ４が所定閾値より大きい場合に、第１ダイオードＤ１のカソードとアースとを接続するように動作する。また、第３スイッチＳＷ３は、第２切替信号Ｓ４が所定閾値より小さい場合に、第２ダイオードＤ２のアノードとアースとを接続するように動作する。すなわち、第２スイッチＳＷ２は、特定周波数信号Ｓ１の半周期毎に切替動作を行っている。
【００５５】
ここで、ローパスフィルタ２９から出力される第２切替信号Ｓ４は、比較器２８から出力される第１切替信号Ｓ３に対して、時間遅れを生じている。従って、第３スイッチＳＷ３の切替動作は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の切替動作に比べて、少し遅れて行われる。具体的には、第１スイッチＳＷ１により第１コンデンサＣ１の正極と駆動用圧電素子２１の上側極とが接続され、且つ、第２スイッチＳＷ２により第２コンデンサＣ２の負極と第２ダイオードＤ２のアノードが接続される状態に切り替えられた後に、一時的に第３スイッチＳＷ３により第２コンデンサＣ２の負極とアースとが接続された状態を維持する。また、第１スイッチＳＷ１により第１コンデンサＣ１の正極と第１ダイオードＤ１のカソードとが接続され、且つ、第２スイッチＳＷ２により第２コンデンサＣ２の負極と駆動用圧電素子２１の上側極が接続される状態に切り替えられた後に、一時的に第３スイッチＳＷ３により第１コンデンサＣ１の正極とアースとが接続される状態を維持する。
【００５６】
（４）振動抑制装置２０の動作
次に、上述した構成からなる振動抑制装置２０の動作について、図４（ａ）〜図４（ｄ）を参照して説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、時間の経過に伴う振動抑制装置２０の動作について説明する図である。具体的には、図４（ａ）は、特定周波数信号Ｓ１が正となり所定時間経過した場合を示す図である。図４（ｂ）は、特定周波数信号Ｓ１が正から負に切り替わった直後を示す図である。図４（ｃ）は、特定周波数信号Ｓ１が負となり所定時間経過した場合を示す図である。図４（ｄ）は、特定周波数信号Ｓ１が負から正に切り替わった直後を示す図である。
【００５７】
まず、図４（ａ）に示すように、バンドパスフィルタ２５から出力される特定周波数信号Ｓ１が正となり所定時間経過した場合には、反転増幅器Ａから出力される電圧Ｓ５は負となり、第１切替信号Ｓ３及び第２切替信号Ｓ４は正となる。従って、第１スイッチＳＷ１は、第１コンデンサＣ１の正極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続し、第２スイッチＳＷ２は、第２コンデンサＣ２の負極と第２ダイオードＤ２のアノードとを接続し、第３スイッチＳＷ３は、第１ダイオードＤ１のカソードとアースとを接続する。
【００５８】
このとき、第１コンデンサＣ１は駆動用圧電素子２１に並列に接続され、且つ、第１コンデンサＣ１の容量は駆動用圧電素子２１の相当容量に比べて十分に大きいので、駆動用圧電素子２１の電圧の時間変移をほぼ零とみなすことができる。従って、駆動用圧電素子２１には、第１コンデンサＣ１によりほぼ一定の電圧が印加されることになる。そうすると、駆動用圧電素子２１は、例えば伸長変形して、防振対象物１０の一方面を伸長変形させるように作用する。一方、第２コンデンサＣ２から反転増幅器Ａへ電流が流れていく。これは、図４（ａ）の状態の直前に電荷が放出されて零になった第２コンデンサＣ１とアースとを接続していた第３スイッチＳＷ３が開放されることによるものである。そして、第２コンデンサＣ２から反転増幅器Ａへ電流が流れることにより、第２コンデンサＣ２は充電される。このとき、第２コンデンサＣ２の負極側（図４の上側）には、負の電荷が蓄積される。
【００５９】
次に、図４（ｂ）に示すように、バンドパスフィルタ２５から出力される特定周波数信号Ｓ１が正から負に切り替わった直後には、反転増幅器Ａから出力される電圧Ｓ５は正となり、第１切替信号Ｓ３は負となり、第２切替信号Ｓ４は正のままとなる。従って、第１スイッチＳＷ１は、第１コンデンサＣ１の正極と第１ダイオードＤ１のカソードとを接続し、第２スイッチＳＷ２は、第２コンデンサＣ２の負極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続し、第３スイッチＳＷ３は、第１ダイオードＤ１のカソードとアースとを接続する。
【００６０】
このとき、第２コンデンサＣ２は駆動用圧電素子２１に並列に接続され、且つ、第２コンデンサＣ２の容量は駆動用圧電素子２１の相当容量に比べて十分に大きいので、駆動用圧電素子２１には、第２コンデンサＣ２により印加される電圧は逆転する。すなわち、駆動用圧電素子２１の上側極に負の電圧の印加が開始される。そうすると、駆動用圧電素子２１は、例えば収縮変形を開始して、防振対象物１０の一方面を収縮変形させるように作用する。一方、第１コンデンサＣ１の正極がアースに接続されることにより、第１コンデンサＣ１に蓄積されていた電荷が放出されて零になる。
【００６１】
次に、図４（ｃ）に示すように、バンドパスフィルタ２５から出力される特定周波数信号Ｓ１が負となり所定時間経過した場合には、反転増幅器Ａから出力される電圧Ｓ５は正となり、第１切替信号Ｓ３及び第２切替信号Ｓ４は負となる。従って、第１スイッチＳＷ１は、第１コンデンサＣ１の正極と第１ダイオードＤ１のカソードとを接続し、第２スイッチＳＷ２は、第２コンデンサＣ２の負極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続し、第３スイッチＳＷ３は、第２ダイオードＤ２のアノードとアースとを接続する。
【００６２】
このとき、第２コンデンサＣ２は駆動用圧電素子２１に並列に接続され、且つ、第２コンデンサＣ２の容量は駆動用圧電素子２１の相当容量に比べて十分に大きいので、駆動用圧電素子２１の電圧の時間変移をほぼ零とみなすことができる。従って、駆動用圧電素子２１には、第２コンデンサＣ２によりほぼ一定の電圧が印加されることになる。そうすると、駆動用圧電素子２１は、例えば収縮変形して、防振対象物１０の一方面を収縮変形させるように作用する。一方、電荷が放出されて零になった第１コンデンサＣ１とアースとを接続していた第３スイッチＳＷ３が開放されることにより、反転増幅器Ａから第１ダイオードＤ１及び第１スイッチＳＷ１を通って第１コンデンサＣ１へ電流が流れ込む。これにより、第１コンデンサＣ１は充電される。このとき、第１コンデンサＣ１の正極側（図４の上側）には、正の電荷が蓄積される。
【００６３】
次に、図４（ｄ）に示すように、バンドパスフィルタ２５から出力される特定周波数信号Ｓ１が負から正に切り替わった直後には、反転増幅器Ａから出力される電圧Ｓ５は負となり、第１切替信号Ｓ３は正となり、第２切替信号Ｓ４は負のままとなる。従って、第１スイッチＳＷ１は、第１コンデンサＣ１の正極と駆動用圧電素子２１の上側極とを接続し、第２スイッチＳＷ２は、第２コンデンサＣ２の負極と第２ダイオードＤ２のアノードとを接続し、第３スイッチＳＷ３は、第２ダイオードＤ２のアノードとアースとを接続する。
【００６４】
このとき、第１コンデンサＣ２は駆動用圧電素子２１に並列に接続され、且つ、第１コンデンサＣ２の容量は駆動用圧電素子２１の相当容量に比べて十分に大きいので、駆動用圧電素子２１には、第１コンデンサＣ１により印加される電圧は逆転する。すなわち、駆動用圧電素子２１の上側極に正の電圧の印加が開始される。そうすると、駆動用圧電素子２１は、例えば伸長変形を開始して、防振対象物１０の一方面を伸長変形させるように作用する。一方、第２コンデンサＣ２の負極がアースに接続されることにより、第２コンデンサＣ２に蓄積されていた電荷が放出されて零になる。そして、図４（ｄ）の状態の次には、上述した図４（ａ）の場合となる。
【００６５】
（５）振動抑制効果の検証実験
振動抑制装置２０による振動抑制効果の検証実験について説明する。防振対象物１０の左下をインパルスハンマで加振し、レーザドップラセンサにより防振対象物１０の中央付近の振動速度を計測する検証実験を行った。また、バンドパスフィルタ２５の特定周波数帯は、防振対象物１０の振動の１次モードとした。すなわち、振動抑制の対象が、防振対象物の振動の１次モードとした。なお、ここでは、防振対象物１０の振動の１次モードの周波数は、約７０Ｈｚである。
【００６６】
この検証実験の結果を図５に示す。図５は、レーザドップラセンサにより計測された防振対象物１０の中央付近の振動速度についての周波数に対するゲインを示す図である。なお、図５において、実線は本実施形態の振動抑制装置２０を適用した結果を示し、破線は本実施形態の振動抑制装置２０を適用していない結果を示す。
【００６７】
図５に示すように、振動抑制装置２０を適用した場合における防振対象物１０の振動の１次モードのピークゲインは、振動抑制装置２０を適用していない場合に比べて、約２２ｄＢ低減している。このように、本実施形態の振動抑制装置２０を適用することにより、非常に効果的に特定周波数帯の振動を抑制することができる。つまり、防振対象物が複数の振動モードを有する場合であっても、振動抑制効果を発揮することができる。
【００６８】
また、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、及び第３スイッチＳＷ３の切替動作の応答性は、非常に良好となる。従って、防振対象物の振動モードが逐次変化する場合であっても、防振対象物の振動を抑制する周波数を振動モードの振動周波数へ直ちに一致させることができる。従って、このような場合であっても、確実に防振対象物の振動を抑制することができる。
【００６９】
（６）その他
なお、上記実施形態においては、駆動用圧電素子２１と検出用圧電素子２２とは、防振対象物１０の両面に貼り付けたが、防振対象物１０の一方面に貼り付けるようにしてもよい。この場合、駆動用圧電素子２１と検出用圧電素子２２とが、防振対象物１０の一方面の異なる場所にそれぞれ貼り付けてもよいし、両者を重ね合わせるように貼り付けてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態において、シャント回路部２３は、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とを備えるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、１のコンデンサのみを備えるようにして、そのコンデンサの両極と駆動用圧電素子２１の両極との接続を適宜切り替えるようにしてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態において、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、及び第３スイッチＳＷ３は、第１コンデンサＣ１又は第２コンデンサＣ２から駆動用圧電素子２１へ電荷を供給することと、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２を充電することの両方の機能を有するようにした。これに対して、第１コンデンサＣ１又は第２コンデンサＣ２から駆動用圧電素子２１へ電荷を供給するための駆動用スイッチと、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２を充電するための充電用スイッチを別に設けるようにしてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態においては、振動抑制装置２０はバンドパスフィルタ２５を備える構成としたが、バンドパスフィルタ２５を備えない構成としてもよい。ただし、この場合には、１次モードのみの振動を抑制することができるに止まる。また、バンドパスフィルタ２５に換えて、高速フーリエ変換などを用いて特定周波数帯の信号成分を抽出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】防振対象物１０を示す斜視図である。
【図２】振動抑制装置２０の全体構成を示す図である。
【図３】シャント回路部２３の詳細構成について説明する回路図である。
【図４】時間の経過に伴う振動抑制装置２０の動作について説明する図である。
【図５】検証実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０：防振対象物、  １１：基台、  １２：フレーム、  ２０：振動抑制装置、
２１：駆動用圧電素子、  ２２：検出用圧電素子（振動検出センサ、電荷出力部）、
２３：シャント回路部、  ２４：電流−電圧変換部、
２５：バンドパスフィルタ（特定周波数帯抽出部、電荷出力部）、
２６：増幅器（電荷出力部）、  ２７：バッテリ、  ２８：比較器、
２９：ローパスフィルタ、
Ｃ１：第１コンデンサ、  Ｃ２：第２コンデンサ、  Ａ：反転増幅器、
Ｄ１：第１ダイオード、  Ｄ２：第２ダイオード、  ＳＷ１：第１スイッチ、
ＳＷ２：第２スイッチ、  ＳＷ３：第３スイッチ
【図１】
2007040382.tif 000003
【図２】
2007040382.tif 000004
【図３】
2007040382.tif 000005
【図４】
2007040382.tif 000006
【図５】
2007040382.tif 000007