JPH08159212A - 圧電素子を使用した振動吸収装置 - Google Patents
圧電素子を使用した振動吸収装置Info
- Publication number
- JPH08159212A JPH08159212A JP33020494A JP33020494A JPH08159212A JP H08159212 A JPH08159212 A JP H08159212A JP 33020494 A JP33020494 A JP 33020494A JP 33020494 A JP33020494 A JP 33020494A JP H08159212 A JPH08159212 A JP H08159212A
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- resistor
- vibration
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動エネルギーを圧電素子で電気エネルギー
に変え、最終的に熱エネルギーとして消費する振動吸収
装置を提供する。 【構成】 機器本体１とカウンターマス２又は基台との
間に圧電素子３を設け、圧電素子３と抵抗器４を並列接
続したＣＲ共振回路を構成する。抵抗器４には、可燃抵
抗器を使用できる。 【効果】 熱発生源である抵抗器４を系外に配置できる
ため、熱影響なく高精度の測定，操作等が可能になる。
に変え、最終的に熱エネルギーとして消費する振動吸収
装置を提供する。 【構成】 機器本体１とカウンターマス２又は基台との
間に圧電素子３を設け、圧電素子３と抵抗器４を並列接
続したＣＲ共振回路を構成する。抵抗器４には、可燃抵
抗器を使用できる。 【効果】 熱発生源である抵抗器４を系外に配置できる
ため、熱影響なく高精度の測定，操作等が可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、振動エネルギーを電気
エネルギーに変える圧電素子を使用した振動吸収装置に
関する。
エネルギーに変える圧電素子を使用した振動吸収装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】外部から伝播する振動や衝撃等の影響か
ら精密測定装置，精密加工装置等の各種機器を保護する
ため、基台と機器との間にダンパーを介在させている。
この種のダンパーは、振動等の運動エネルギーを最終的
に熱エネルギーに変換し、熱エネルギーとして外部に放
出する。ダンパーは、エネルギー変換の過程に応じて、
内部損失を利用するゴム，合成樹脂等の弾性体を使用
するもの、オイル，ガス等の流体の摩擦損失を利用す
るもの、発電機構で振動エネルギーを電気エネルギー
に変換し、この電気エネルギーを熱として消費するもの
に分類される。
ら精密測定装置，精密加工装置等の各種機器を保護する
ため、基台と機器との間にダンパーを介在させている。
この種のダンパーは、振動等の運動エネルギーを最終的
に熱エネルギーに変換し、熱エネルギーとして外部に放
出する。ダンパーは、エネルギー変換の過程に応じて、
内部損失を利用するゴム，合成樹脂等の弾性体を使用
するもの、オイル，ガス等の流体の摩擦損失を利用す
るもの、発電機構で振動エネルギーを電気エネルギー
に変換し、この電気エネルギーを熱として消費するもの
に分類される。
【０００３】前掲した及びのダンパーは、最も広く
使用されているものであり、従来から種々のタイプが提
案されている。振動エネルギーを電気エネルギーに変換
するタイプに属するものとしては、磁場中で振動する
導体内部に生じる渦電流を導体内部で熱として消費する
渦電流ダンパーが、たとえば米国特許第４６０５１９４
号明細書で紹介されている。
使用されているものであり、従来から種々のタイプが提
案されている。振動エネルギーを電気エネルギーに変換
するタイプに属するものとしては、磁場中で振動する
導体内部に生じる渦電流を導体内部で熱として消費する
渦電流ダンパーが、たとえば米国特許第４６０５１９４
号明細書で紹介されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常、ダンパーは、装
置の設計段階当初から組込み箇所が考慮されているが、
装置の完成後に追加設置の必要に迫られることが多い。
従来のダンパーでは、装置自体の改造又は取外しが余儀
なくされ、簡単に追加設置することができない。また、
ガスの発生が懸念される真空系では使用できない場合が
ある。しかも、従来のダンパーでは、振動エネルギーを
最終的に熱エネルギーとして消費する場所が機器本体の
近傍であることから、発熱によって機器本体が悪影響を
受けやすい。熱影響は、特に高精度の測定や加工が要求
される機器に対しては、誤差要因となって現れる。本発
明は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、発電機構として圧電素子を使用することにより、構
造が極めて簡単で、しかも機器本体に対する熱影響を防
止できる振動吸収装置を提供することを目的とする。
置の設計段階当初から組込み箇所が考慮されているが、
装置の完成後に追加設置の必要に迫られることが多い。
従来のダンパーでは、装置自体の改造又は取外しが余儀
なくされ、簡単に追加設置することができない。また、
ガスの発生が懸念される真空系では使用できない場合が
ある。しかも、従来のダンパーでは、振動エネルギーを
最終的に熱エネルギーとして消費する場所が機器本体の
近傍であることから、発熱によって機器本体が悪影響を
受けやすい。熱影響は、特に高精度の測定や加工が要求
される機器に対しては、誤差要因となって現れる。本発
明は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、発電機構として圧電素子を使用することにより、構
造が極めて簡単で、しかも機器本体に対する熱影響を防
止できる振動吸収装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の振動吸収装置
は、その目的を達成するため、機器本体と基台との間に
介装した圧電素子と、該圧電素子に並列接続された抵抗
器とを備え、前記圧電素子と前記抵抗器とでＣＲ共振回
路が構成されていることを特徴とする。抵抗器として
は、固体抵抗器又は可変抵抗器の何れをも使用可能であ
る。また、回転軸や操作軸の周囲に圧電素子を設けるこ
とによって、軸のブレやビビリ等を防止することも可能
である。
は、その目的を達成するため、機器本体と基台との間に
介装した圧電素子と、該圧電素子に並列接続された抵抗
器とを備え、前記圧電素子と前記抵抗器とでＣＲ共振回
路が構成されていることを特徴とする。抵抗器として
は、固体抵抗器又は可変抵抗器の何れをも使用可能であ
る。また、回転軸や操作軸の周囲に圧電素子を設けるこ
とによって、軸のブレやビビリ等を防止することも可能
である。
【０００６】
【作用】本発明に従った振動吸収装置では、圧電素子で
振動エネルギーを電気エネルギーに変換し、圧電素子に
並列接続された抵抗器で熱エネルギーとして消費する。
圧電素子の容量と抵抗で構成されるＣＲ共振回路で吸収
しようとする振動数が特定されるため、固有振動数等の
振動エネルギーが効率よく且つ選択的に除去される。発
熱部である抵抗器は、機器本体から離れた任意の位置に
設けることができる。そのため、有害な熱影響から機器
本体が保護される。また、抵抗器を可変抵抗器に代える
と、チューナブルダンパーとなり、振動系の微調整も可
能となる。本発明に従った振動吸収装置は、種々の態様
で振動発生源に、又は振動伝播を防止しようとする機器
に取り付けることができる。
振動エネルギーを電気エネルギーに変換し、圧電素子に
並列接続された抵抗器で熱エネルギーとして消費する。
圧電素子の容量と抵抗で構成されるＣＲ共振回路で吸収
しようとする振動数が特定されるため、固有振動数等の
振動エネルギーが効率よく且つ選択的に除去される。発
熱部である抵抗器は、機器本体から離れた任意の位置に
設けることができる。そのため、有害な熱影響から機器
本体が保護される。また、抵抗器を可変抵抗器に代える
と、チューナブルダンパーとなり、振動系の微調整も可
能となる。本発明に従った振動吸収装置は、種々の態様
で振動発生源に、又は振動伝播を防止しようとする機器
に取り付けることができる。
【０００７】図１は、振動吸収装置の基本的構成を示
す。防振が必要とされる機器本体１とカウンターマス２
との間に、図１（ａ）に示すように圧電素子３を介在さ
せる。圧電素子３は、図１（ｂ）に示すように抵抗器４
と並列接続されており、ＣＲ共振回路を構成する。抵抗
器４は、そこで発生する熱が機器本体１に伝わらないよ
うに、機器本体１から離れた位置に設けることが好まし
い。逆に、熱による影響を無視できる場合、圧電素子と
抵抗器とを一体化し、より簡単な構造にすることも可能
である。機器本体１に伝播使用とする振動エネルギー
は、圧電素子３で電気エネルギーに変換され、機器本体
１から取り出されて系外の抵抗器４に送られる。或い
は、機器本体１で発生した振動が外部に伝播することを
防止する場合にも、同様な設備構成が採用される。
す。防振が必要とされる機器本体１とカウンターマス２
との間に、図１（ａ）に示すように圧電素子３を介在さ
せる。圧電素子３は、図１（ｂ）に示すように抵抗器４
と並列接続されており、ＣＲ共振回路を構成する。抵抗
器４は、そこで発生する熱が機器本体１に伝わらないよ
うに、機器本体１から離れた位置に設けることが好まし
い。逆に、熱による影響を無視できる場合、圧電素子と
抵抗器とを一体化し、より簡単な構造にすることも可能
である。機器本体１に伝播使用とする振動エネルギー
は、圧電素子３で電気エネルギーに変換され、機器本体
１から取り出されて系外の抵抗器４に送られる。或い
は、機器本体１で発生した振動が外部に伝播することを
防止する場合にも、同様な設備構成が採用される。
【０００８】抵抗器４では、供給された電気エネルギー
に応じた抵抗発熱が生じ、結果的に振動エネルギーが熱
エネルギーとして消費される。そのため、機器本体１が
振動から保護され、高精度が要求される測定や操作等が
振動に起因する外乱なく行われる。或いは、機器本体１
で発生した振動の外部への伝播が防止され、周辺機器へ
の悪影響がなくなる。既存の設備に振動吸収装置を後か
ら組み込む方式としては、たとえば図２に示すように、
すでに設置している機器本体１の周辺にカウンターマス
２を設け、機器本体１とカウンターマス２との間に圧電
素子３を配置する。
に応じた抵抗発熱が生じ、結果的に振動エネルギーが熱
エネルギーとして消費される。そのため、機器本体１が
振動から保護され、高精度が要求される測定や操作等が
振動に起因する外乱なく行われる。或いは、機器本体１
で発生した振動の外部への伝播が防止され、周辺機器へ
の悪影響がなくなる。既存の設備に振動吸収装置を後か
ら組み込む方式としては、たとえば図２に示すように、
すでに設置している機器本体１の周辺にカウンターマス
２を設け、機器本体１とカウンターマス２との間に圧電
素子３を配置する。
【０００９】装置の設置段階当初から振動吸収装置を組
み込む場合、図３に示すように、機器本体１の質量を利
用して圧電素子３を配置することも可能である。この場
合、基台５と機器本体１との間に圧電素子３及び緩衝材
６を配置し、圧電素子３及び緩衝材６で機器本体１の質
量を受ける。本発明に従った振動吸収装置は、回転軸，
操作軸等のブレやビビリを防止することにも有効であ
る。たとえば、図４に示すように、軸７の周囲を取り囲
むように圧電素子３を配置し、軸７と同心円状にカウン
ターマス２を配置する。圧電素子３に発生する電気エネ
ルギーは、振動伝播方向に沿って変動する。そのため、
大きな振動が加わるほど、その方向にある圧電素子が吸
収する振動エネルギーが軸７のブレやビビリを相殺する
ように増加する。
み込む場合、図３に示すように、機器本体１の質量を利
用して圧電素子３を配置することも可能である。この場
合、基台５と機器本体１との間に圧電素子３及び緩衝材
６を配置し、圧電素子３及び緩衝材６で機器本体１の質
量を受ける。本発明に従った振動吸収装置は、回転軸，
操作軸等のブレやビビリを防止することにも有効であ
る。たとえば、図４に示すように、軸７の周囲を取り囲
むように圧電素子３を配置し、軸７と同心円状にカウン
ターマス２を配置する。圧電素子３に発生する電気エネ
ルギーは、振動伝播方向に沿って変動する。そのため、
大きな振動が加わるほど、その方向にある圧電素子が吸
収する振動エネルギーが軸７のブレやビビリを相殺する
ように増加する。
【００１０】
【実施例】探針装置に本発明を適用した実施例を説明す
る。本実施例の探針装置は、図５に示すようにＬ型の基
台１０にスキャナーベース１１を介してチューブ型ピエ
ゾスキャナー１２を搭載している。ピエゾスキャナー１
２の先端に取り付けられた探針１３は、基台１０の起立
部１４に固定されている試料１５に探針１３が指向す
る。スキャナーベース１０は、衝撃力によって微小移動
できるように、後端側に圧電素子１６及びカウンターマ
ス１７を備えている。圧電素子１６及びカウンターマス
１７は、スキャナーベースが静止している状態ではダン
パーの一部として作用する。
る。本実施例の探針装置は、図５に示すようにＬ型の基
台１０にスキャナーベース１１を介してチューブ型ピエ
ゾスキャナー１２を搭載している。ピエゾスキャナー１
２の先端に取り付けられた探針１３は、基台１０の起立
部１４に固定されている試料１５に探針１３が指向す
る。スキャナーベース１０は、衝撃力によって微小移動
できるように、後端側に圧電素子１６及びカウンターマ
ス１７を備えている。圧電素子１６及びカウンターマス
１７は、スキャナーベースが静止している状態ではダン
パーの一部として作用する。
【００１１】基台１０と設置基盤１８との間に、本発明
に従った振動吸収装置が配置される。すなわち、基台１
０の質量を受けるように、基台１０の下方に緩衝材１９
及び圧電素子２０を配置する。圧電素子２０は、適宜の
抵抗器４（図１ｂ参照）と並列接続されてＣＲ共振回路
を構成する。外部から基台１０に伝播しようとする振動
は、基台１０と設置基盤１８との間にある圧電素子２０
で電気エネルギーに変換されて系外に取り出され、熱エ
ネルギーとして消費される。そのため、基台１０に振動
が伝播することがなくなり、試料１５を高精度で探針す
ることが可能になった。
に従った振動吸収装置が配置される。すなわち、基台１
０の質量を受けるように、基台１０の下方に緩衝材１９
及び圧電素子２０を配置する。圧電素子２０は、適宜の
抵抗器４（図１ｂ参照）と並列接続されてＣＲ共振回路
を構成する。外部から基台１０に伝播しようとする振動
は、基台１０と設置基盤１８との間にある圧電素子２０
で電気エネルギーに変換されて系外に取り出され、熱エ
ネルギーとして消費される。そのため、基台１０に振動
が伝播することがなくなり、試料１５を高精度で探針す
ることが可能になった。
【００１２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の振動吸
収装置は、圧電装置によって振動エネルギーを電気エネ
ルギーに変え、最終的に熱エネルギーとして消費してい
る。この振動吸収装置は、構造が極めて簡単であり、既
存の装置に対しても容易に組み込むことができ、装置全
体の振動特性を改善する。また、発熱源である抵抗器を
系外に配置できるため、機器本体が熱影響から保護さ
れ、高精度の測定や操作が可能になる。しかも、設置条
件が厳しくなく、真空中や水中でも容易に設置できる利
点を持っている。
収装置は、圧電装置によって振動エネルギーを電気エネ
ルギーに変え、最終的に熱エネルギーとして消費してい
る。この振動吸収装置は、構造が極めて簡単であり、既
存の装置に対しても容易に組み込むことができ、装置全
体の振動特性を改善する。また、発熱源である抵抗器を
系外に配置できるため、機器本体が熱影響から保護さ
れ、高精度の測定や操作が可能になる。しかも、設置条
件が厳しくなく、真空中や水中でも容易に設置できる利
点を持っている。
【図１】 本発明に従った振動吸収装置の基本構成を示
し、機器本体とカウンターマストの間に設けた圧電素子
（ａ）、及び圧電素子と抵抗器で構成したＣＲ共振回路
（ｂ）
し、機器本体とカウンターマストの間に設けた圧電素子
（ａ）、及び圧電素子と抵抗器で構成したＣＲ共振回路
（ｂ）
【図２】 既存の設備に追加した振動吸収装置
【図３】 機器本体の質量を受ける振動吸収装置
【図４】 軸のブレやビビリを防止する振動吸収装置
【図５】 探針装置に組み込んだ振動吸収装置
１：機器本体 ２：カウンターマス ３：圧電素子
４：抵抗器 ５：基台 ６：緩衝材 ７：軸 １０：基台 １１：スキャナーベース １２：ピエ
ゾスキャナー １３：探針 １４：起立部 １
５：試料 １６：圧電素子 １７：カウンターマス
１８：設置基盤 １９：緩衝材 ２０：圧電素
子
４：抵抗器 ５：基台 ６：緩衝材 ７：軸 １０：基台 １１：スキャナーベース １２：ピエ
ゾスキャナー １３：探針 １４：起立部 １
５：試料 １６：圧電素子 １７：カウンターマス
１８：設置基盤 １９：緩衝材 ２０：圧電素
子
Claims (4)
- 【請求項１】 装置本体とカウンターマス又は基台との
間に介装した圧電素子と、該圧電素子に並列接続された
抵抗器とを備え、前記圧電素子と前記抵抗器とでＣＲ共
振回路が構成されている振動吸収装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の抵抗器が可変抵抗器であ
る振動吸収装置。 - 【請求項３】 回転軸，操作軸等の軸体の周囲に設けら
れた圧電素子と、前記軸体と同心円状に配置されたカウ
ンターマスと、前記該圧電素子に並列接続された抵抗器
とを備え、前記圧電素子と前記抵抗器とでＣＲ共振回路
が構成されている振動吸収装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の抵抗器が可変抵抗器であ
る振動吸収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33020494A JPH08159212A (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 圧電素子を使用した振動吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33020494A JPH08159212A (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 圧電素子を使用した振動吸収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08159212A true JPH08159212A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=18230010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33020494A Pending JPH08159212A (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 圧電素子を使用した振動吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08159212A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926387A3 (en) * | 1997-12-26 | 2001-04-18 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for damping vibration in turbomachine components |
| KR20050046134A (ko) * | 2003-11-13 | 2005-05-18 | 현대자동차주식회사 | 수동변속기의 변속레버 진동 저감장치 |
| DE102005023072B3 (de) * | 2005-04-29 | 2006-09-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur Reduzierung von Wolfstönen bei Streichinstrumenten |
| JP2011169382A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 振動低減装置および振動低減方法 |
| JP2012180926A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 衝撃軽減装置 |
-
1994
- 1994-12-06 JP JP33020494A patent/JPH08159212A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926387A3 (en) * | 1997-12-26 | 2001-04-18 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for damping vibration in turbomachine components |
| US6299410B1 (en) | 1997-12-26 | 2001-10-09 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for damping vibration in turbomachine components |
| KR20050046134A (ko) * | 2003-11-13 | 2005-05-18 | 현대자동차주식회사 | 수동변속기의 변속레버 진동 저감장치 |
| DE102005023072B3 (de) * | 2005-04-29 | 2006-09-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur Reduzierung von Wolfstönen bei Streichinstrumenten |
| JP2011169382A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 振動低減装置および振動低減方法 |
| US9387925B2 (en) | 2010-02-17 | 2016-07-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Vibration reduction device and vibration reduction method |
| JP2012180926A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 衝撃軽減装置 |
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