(57)【要約】【課題】  加振力の調整を容易とした加振器と，その加振器を利用した低コストで導入可能なアクティブ制振装置を提供すること．【解決手段】  固定子に対して可動子を振動させた際の駆動反力を加振力として利用する加振器において，前記可動子を前記固定子に対して振動方向に動作可能に支持する支持部材と，前記可動子を前記固定子に対して振動させるアクチュエータとを備え，前記可動子同士が各々連結可能であり，前記可動子と前記固定子と前記支持部材と前記アクチュエータからなるユニット同士を連結することにより前記加振力の大きさを調整可能とする．【選択図】  図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子に対して可動子を振動させた際の駆動反力を加振力として利用する加振器において，
前記可動子を前記固定子に対して振動方向に動作可能に支持する支持部材と，前記可動子を前記固定子に対して振動させるアクチュエータとを備え，前記可動子同士が各々連結可能であり，前記可動子と前記固定子と前記支持部材と前記アクチュエータからなるユニット同士を連結することにより前記加振力の大きさを調整可能であること
を特徴とする加振器．
【請求項２】
請求項1に記載の加振器であって，前記支持部材と前記アクチュエータとして，圧電素子を用いること
を特徴とする加振器．
【請求項３】
請求項1に記載の加振器であって，前記支持部材として弾性体を用い，前記アクチュエータとして電磁式のアクチュエータを用いること
を特徴とする加振器．
【請求項４】
構造体の複数箇所に設置された振動検出手段と，前記構造体の複数箇所に設置された，固定子に対して可動子を振動させた際の駆動反力を加振力として利用する加振器と，前記振動検出手段からの信号に応じて前記加振器の加振力を決定する制御信号を出力する制御手段とを備え，前記振動検出手段によって検出された前記構造体の振動を抑える様に前記加振器を駆動するアクティブ制振装置において，
請求項1ないし3に記載の加振器を連結して用いること
を特徴とするアクティブ制振装置．
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，振動減を有する装置の振動を低減するための，加振器及びそれを用いたアクティブ制振装置に関する．
【背景技術】
【０００２】
一般に，モータ等の振動源を有する装置において，この振動が装置の動作や性能に悪影響を及ぼすことがある．この振動を低減するため，対象の振動を検出し，その振動を抑制するような制御信号により加振器を駆動させて，対象の振動を低減するアクティブ制振技術が知られている．
本技術分野の背景技術として，特許文献1が知られている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2013-100850号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献1には，部品点数や重量の増加を抑えつつ，制御ユニットをコイルの近くに配置することができる電磁式アクチュエータと，それを用いたアクティブ制振器が記載されている．
アクティブ制振装置を適用する対象や環境によって，問題となる振動の大きさは異なり，加振器に要求される加振力も異なる．可動子を振動させて，その駆動反力を利用する加振器において，加振器の発生する加振力は，可動子の質量と振動加速度の積により求まる．そのため，必要な加振力や適用する対象によって，適切な加振器の大きさも決まり，個別に設計する必要がある．結果，適用対象が大量生産品でない場合は制振装置としてのコストは高くなる．また，適用後に加振力が不足しているなどの理由で仕様変更をする場合は，加振器の再設計が必要となり，更なるコストの増加を招く．
本発明の目的は，加振力の調整を容易とした加振器と，その加振器を利用した低コストで導入可能なアクティブ制振装置を提供することである．
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために，例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する．
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが，その一例を挙げるならば，固定子に対して可動子を振動させた際の駆動反力を加振力として利用する加振器において，
前記可動子を前記固定子に対して振動方向に動作可能に支持する支持部材と，前記可動子を前記固定子に対して振動させるアクチュエータとを備え，前記可動子同士が各々連結可能であり，前記可動子と前記固定子と前記支持部材と前記アクチュエータからなるユニット同士を連結することにより前記加振力の大きさを調整可能であることを特徴とする．
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，必要に応じて加振器同士を連結することにより加振力の調整が容易なアクティブ制振装置を提供することが可能となる．そのため，加振器の規格を揃えることができ，低コスト化も図れる．
上記した以外の課題，構成及び効果は，以下の実施形態の説明により明らかにされる．
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例1における加振器の例を示す斜視図である．
【図２】実施例1における加振器の例を示す断面図である．
【図３】実施例1における加振器を連結する様子を示す図である．
【図４】実施例1における加振器を連結した状態の断面図である．
【図５】実施例1におけるアクティブ制振装置を搭載した例を示す模式図である．
【図６】実施例1の効果の説明図である．
【図７】実施例1の効果の説明図である．
【図８】実施例2における加振器の例を示す斜視図である．
【図９】実施例2における加振器の例を示す断面図である．
【図１０】実施例2における加振器を連結する様子を示す斜視図である．
【図１１】実施例3における加振器の例を示す斜視図である．
【図１２】実施例3における加振器の例を示す断面図である．
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下，本発明を実施するための形態を具体的に説明する．
【実施例１】
【０００９】
本実施例では，加振力の調整が容易な加振器を用いたアクティブ制振装置の例を説明する． 
図1は本実施例における加振器30の例を示す斜視図，図2は断面図である．加振器30は，円柱状の固定子1と，固定子1の外周に固定された円筒形の圧電素子2と，圧電素子2の外周に固定された円筒形の可動子3を備える．圧電素子2は，電圧を加えるとせん断方向に変形し，固定子1に対して可動子3を図2中の上下方向に振動させる．固定子1は中央にネジ穴4を備える．また，可動子3は上下面にフランジを有し，上面フランジ部にネジ穴5を，下面フランジ部に長穴6を備える．また，固定子1と可動子3の高さは等しく，圧電素子2が未変形の状態では，固定子1と可動子3の上下面はそれぞれ一致している．
図3は本実施例における加振器30を連結する様子を示す図であり，図4は連結後の断面図である．加振器30は必要な個数だけ縦に重ねられ，植込みボルト7により，固定子1同士が連結される．また，ボルト8により，可動子3同士が連結される．最下段の固定子1の下部にはベース9が接続される．
図5は本実施例における加振器30を用いたアクティブ制振装置を搭載した例である．振動を低減すべき対象の装置31に加振器30が複数個所に設置されている．加振器30は，必要な加振力の大きさに応じて複数個重ねて連結されており，図5の例では上面に3個，側面に2個連結されている．連結された加振器30は，ベース9を介して装置31に固定される．ベース9を装置31に接着しても良いし，装置31の表面が磁性体であるならば，ベース9に磁石を内蔵しておき，磁力により固定しても良い．または，ネジでベース9を装置31に固定しても良いし，装置31表面にネジ穴4に対応するオネジを設けておき，ベース9を使わずに，最下部の固定子1を直接装置31に固定しても良い．装置31の他の部位には振動センサ32が複数設置されている．振動センサ32としては，加速度センサやひずみセンサなどを用いる．加振器30と振動センサ32はコントローラ33と接続されている．装置31が振動すると，振動センサ32が振動の大きさに応じた出力をコントローラ33に出力する．コントローラ33は，振動センサ32で検出される振動を抑える様な制御出力を加振器30に出力する．連結された加振器30にはそれぞれ同じ制御出力が出力される．加振器30は，コントローラ33からの制御出力に応じて可動子3を振動させ，その駆動反力が装置31への加振力として作用する．
本実施例の効果について説明する．図6は装置31に複数の加振器30が設置された場合の模式図である．装置31に設置された加振器30は，可動子3の質量mが圧電素子2の剛性kで支持された，1自由度のバネマス系と見なせる．必要な加振力が大きく，本実施例の加振器30を3個連結して使用した場合の例を図6(a)に示す．3つの可動子3が剛に連結されるため，一体の質量として振る舞い，質量3mが剛性3kで支持された状態と見なせる．これに対して，可動子3同士が連結されない場合の例を図6(b)に示す．可動子3同士が連結されないため，3つの質量mがそれぞれ剛性kで支持された状態と見なせる．
図7は複数の加振器30が設置された装置31の伝達関数のゲイン特性の例を示す図であり，図7(a)が図6(a)に，図7(b)が図6(b)に対応する．加振器の設置により新しく現れる振動モードについて考えると，図6(a)の場合は質量3mが振動するモードのみが存在し，伝達関数には図7(a)に示す様に一つの共振峰が現れる．対して，図6(b)の場合は3つの質量mが同相で振動するモードの他，逆相で振動するモードも存在し，これらのモードが重なり合った状態で振動する．そのため，伝達関数には図7(b)に示す様に各振動モードに対応した複数の共振峰が現れる．3つの質量mが同相で振動するモードでは，加振器3個分の加振力が装置31に加わるが，3つの質量mが逆相で振動するモードでは，加振力同士が相殺してしまい，所望の加振力が得られない．さらに，これら3つの振動モードは，近接した周波数に存在するが位相は異なっているため，どれかが発振する可能性があり，コントローラ33の制御系の安定性を確保することが難しい．従って，効率よく加振するためには，各可動子3の状態を観測するセンサなどが必要となる．しかし，本実施例の加振器30では，可動子3同士を剛に連結することにより，不要なモードの発生を防ぐことが出来るため，加振力の調整が容易となる．また，加振器30のユニットの組み合わせで複数パターンの加振力に対応可能であるため，設計や導入コストの低減が図れる．
また，本実施例では同サイズの加振器30のユニットを連結する例を示したが，可動子3の質量が異なる加振器30のユニットを用意しても構わない．例えば，加振器30の高さや，可動子3の材質や寸法を変化させることで可動子3の質量にバリエーションを持たせることが可能であり，より細やかな加振力の調整が可能となる．
【実施例２】
【００１０】
本実施例では，実施例1に対して，より省スペースで設置可能な加振器を用いたアクティブ制振装置の例を説明する．
図8は本実施例における加振器30の例を示す斜視図，図9は断面図である．図8，9において，図1〜4と同じもの又は同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する．加振器30は，固定子1と，固定子1の上に設置された円筒形の圧電素子2と，圧電素子2の上に設置された可動子3を備える．固定子1は中央にネジ穴を，可動子3は中央に貫通穴を備え，ボルト10により圧電素子2は与圧が加えられる．圧電素子2は，電圧を加えると円筒の軸方向に変形し，固定子1に対して可動子3を図9中の上下方向に振動させる．また，可動子3の上面にはネジ穴11を備える．
図10は本実施例における加振器30を連結する様子を示す図である．加振器30は必要な個数だけ横に並べられ，連結板12により可動子3同士が連結される．図10では一直線上に加振器30が連結されているが，2次元的に並べても構わない．振動を低減すべき対象の装置31に設置する際には，固定子1の下面を装置31に接着して固定する．もしくは，磁石やネジで固定しても構わない．本実施例における加振器30を用いたアクティブ制振装置の搭載例と，可動子3同士を連結することにより不要なモードの発生を防ぐ効果については，実施例1と同じである．
本実施例では，加振器30を横に並べて連結するため，上下方向のスペースを抑えて設置することが可能である．
【実施例３】
【００１１】
本実施例では，実施例1に対して，より低周波の振動に適したアクティブ制振装置の例を説明する．
図11は本実施における加振器30の例を示す斜視図，図12は断面図である．図11，12において，図1〜4と同じもの又は同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する．加振器30は，固定子1と可動子3を備える．固定子1は，円周方向に巻かれた円筒形のコイル13と，コイル13の上下に設置された接続部14から成り，接続部14の中央にネジ穴4を備える．可動子3は，コイル13の外側に位置する円筒形のマグネット15と，マグネット15に外接する円筒形のヨーク16と，コイル13の内側に位置する円柱形のヨーク17と，ヨーク16，17を上下で接続する部材18から成る．上下の部材18は上下面にフランジを有し，上面フランジ部にネジ穴5を，下面フランジ部に長穴6を備える．固定子1と可動子3はバネ19で連結され，可動子3が上下方向に動作可能に支持されている．マグネット15とヨーク16，17と部材18はコイル13を横切る半径方向の磁場を形成し，コイル13に円周方向の電流を流すことで上下方向の力が発生し，固定子1に対して可動子3を上下方向に振動させる．
本実施例の加振器30を連結する方法や，本実施例の加振器30を用いたアクティブ制振装置の搭載例と，可動子3同士を連結することにより不要なモードの発生を防ぐ効果については，実施例1と同じである．
本実施例では，電磁式のアクチュエータにより可動子3を加振しており，電磁アクチュエータは一般に圧電素子よりも大きなストロークを得やすいため，より低周波でも大きな加振力を得ることが可能である．
なお，本発明は上記した実施例に限定されるものではなく，様々な変形例が含まれる．例えば，上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり，必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない． 
また，制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており，製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない．実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い．
【符号の説明】
【００１２】
1…固定子，2…圧電素子，3…可動子，4，5，11…ネジ穴，6…長穴，7…植込みボルト，8，10…ボルト，9…ベース，12…連結板，13…コイル，14…接続部，15…マグネット，16，17…ヨーク，18…部材，19…バネ，30…加振器，31…装置，32…振動センサ，33…コントローラ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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