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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024108844
(43)【公開日】2024-08-13
(54)【発明の名称】振動制御装置
(51)【国際特許分類】
F16F 15/31 20060101AFI20240805BHJP
F16F 15/131 20060101ALI20240805BHJP
【ＦＩ】
F16F15/31 G
F16F15/131
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023013446
(22)【出願日】2023-01-31
(71)【出願人】
【識別番号】504132881
【氏名又は名称】国立大学法人東京農工大学
(71)【出願人】
【識別番号】000125347
【氏名又は名称】学校法人近畿大学
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】田川 泰敬
(72)【発明者】
【氏名】田上 将治
(57)【要約】
【課題】制御方法を改善した振動制御装置を提供する。
【解決手段】被制御物１００に取付けられて、被制御物の振動を抑制する振動制御装置１であって、被制御物に取付けられる支持部材１０と、支持部材に取付けられ、第１面２８ａＡ上で第１軸Ｏ１回りの第１向きＤ１に回転する第１錘１５Ａと、支持部材に取付けられ、第１面と平行な第２面２８ａＢ上で第２軸Ｏ２回りの第１向きとは反対の第２向きＤ２に回転し、第１錘の質量に等しい質量を有する第２錘１５Ｂと、被制御物の状態を検出する検出部２０と、第１錘及び第２錘を回転駆動する制御部２５と、を備え、制御部は、検出部の検出した被制御物の状態の変化に応じて作成した制御信号を用いて、第１錘及び第２錘の回転を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】被制御物１００に取付けられて、被制御物の振動を抑制する振動制御装置１であって、被制御物に取付けられる支持部材１０と、支持部材に取付けられ、第１面２８ａＡ上で第１軸Ｏ１回りの第１向きＤ１に回転する第１錘１５Ａと、支持部材に取付けられ、第１面と平行な第２面２８ａＢ上で第２軸Ｏ２回りの第１向きとは反対の第２向きＤ２に回転し、第１錘の質量に等しい質量を有する第２錘１５Ｂと、被制御物の状態を検出する検出部２０と、第１錘及び第２錘を回転駆動する制御部２５と、を備え、制御部は、検出部の検出した被制御物の状態の変化に応じて作成した制御信号を用いて、第１錘及び第２錘の回転を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被制御物に取付けられて、前記被制御物の振動を抑制する振動制御装置であって、
前記被制御物に取付けられる支持部材と、
前記支持部材に取付けられ、第１面上で第１軸回りの第１向きに回転する第１錘と、
前記支持部材に取付けられ、前記第１面と平行な第２面上で第２軸回りの前記第１向きとは反対の第２向きに回転し、前記第１錘の質量に等しい質量を有する第２錘と、
前記被制御物の状態を検出する検出部と、
前記第１錘及び前記第２錘を回転駆動する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出部の検出した前記被制御物の前記状態の変化に応じて作成した制御信号を用いて、前記第１錘及び前記第２錘の回転を制御する、振動制御装置。
前記被制御物に取付けられる支持部材と、
前記支持部材に取付けられ、第１面上で第１軸回りの第１向きに回転する第１錘と、
前記支持部材に取付けられ、前記第１面と平行な第２面上で第２軸回りの前記第１向きとは反対の第２向きに回転し、前記第１錘の質量に等しい質量を有する第２錘と、
前記被制御物の状態を検出する検出部と、
前記第１錘及び前記第２錘を回転駆動する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出部の検出した前記被制御物の前記状態の変化に応じて作成した制御信号を用いて、前記第１錘及び前記第２錘の回転を制御する、振動制御装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記検出部が検出した検出信号の正負に応じて被制御２値信号を出力する被制御２値化部と、
前記第１錘及び前記第２錘の回転に応じて、前記制御信号である錘２値信号を出力する錘２値化部と、
前記第１錘及び前記第２錘の回転速度を制御する速度制御部と、
前記被制御２値信号及び前記錘２値信号が互いに一致するように、前記速度制御部により前記第１錘及び前記第２錘の回転速度を制御する一致制御部と、
を有する、請求項１に記載の振動制御装置。
前記検出部が検出した検出信号の正負に応じて被制御２値信号を出力する被制御２値化部と、
前記第１錘及び前記第２錘の回転に応じて、前記制御信号である錘２値信号を出力する錘２値化部と、
前記第１錘及び前記第２錘の回転速度を制御する速度制御部と、
前記被制御２値信号及び前記錘２値信号が互いに一致するように、前記速度制御部により前記第１錘及び前記第２錘の回転速度を制御する一致制御部と、
を有する、請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項3】
前記第１軸と前記第１錘との第１距離を調節する第１調節部と、
前記第２軸と前記第２錘との第２距離を調節する第２調節部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１調節部及び前記第２調節部を制御し、前記第１距離及び前記第２距離が互いに等しい状態を保ちつつ変化するように制御する、請求項１に記載の振動制御装置。
前記第２軸と前記第２錘との第２距離を調節する第２調節部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１調節部及び前記第２調節部を制御し、前記第１距離及び前記第２距離が互いに等しい状態を保ちつつ変化するように制御する、請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項4】
前記支持部材に取付けられ、第３面上で第３軸回りの前記第１向きに回転する第３錘と、
前記支持部材に取付けられ、前記第３面と平行な第４面上で第４軸回りの前記第２向きに回転し、前記第３錘の質量に等しい質量を有する第４錘と、
を備え、
前記制御部は、前記第１錘に対する前記第３錘の位相差と、前記第２錘に対する前記第４錘の位相差とが、互いに等しくなるように、前記第１錘、前記第２錘、前記第３錘、及び前記第４錘の回転を制御する、請求項１に記載の振動制御装置。
前記支持部材に取付けられ、前記第３面と平行な第４面上で第４軸回りの前記第２向きに回転し、前記第３錘の質量に等しい質量を有する第４錘と、
を備え、
前記制御部は、前記第１錘に対する前記第３錘の位相差と、前記第２錘に対する前記第４錘の位相差とが、互いに等しくなるように、前記第１錘、前記第２錘、前記第３錘、及び前記第４錘の回転を制御する、請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項5】
前記第１軸と前記第１錘との距離と、前記第２軸と前記第２錘との距離とが互いに等しい、請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項6】
前記制御部は、
自身の前記第１面上で前記第１錘を載置し、前記第１軸回りを回転する第１支持部材と、
自身の前記第２面上で前記第２錘を載置し、前記第２軸回りを回転する第２支持部材と、
を有する、請求項１又は３に記載の振動制御装置。
自身の前記第１面上で前記第１錘を載置し、前記第１軸回りを回転する第１支持部材と、
自身の前記第２面上で前記第２錘を載置し、前記第２軸回りを回転する第２支持部材と、
を有する、請求項１又は３に記載の振動制御装置。
【請求項7】
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、外周に外歯を有する円板であり、
前記第１支持部材の前記外歯と前記第２支持部材の前記外歯とが嵌め合うことで、互いに連動する、請求項６に記載の振動制御装置。
前記第１支持部材の前記外歯と前記第２支持部材の前記外歯とが嵌め合うことで、互いに連動する、請求項６に記載の振動制御装置。
【請求項8】
前記第１錘と前記第２錘とは、前記第１軸と前記第２軸を含む面に垂直な面に対し面対称に位置する、請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項9】
前記被制御物の前記状態は、前記被制御物の変位、速度、及び加速度の少なくとも一つである、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、振動制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、高層建物等の振動を抑制する代表的な振動制御装置として、屋上等に可動質量（錘）を設置しその反力で建物の振動を抑えるマスダンパ（Mass Damper）がある。マスダンパは、可動質量をばねとダンパを介して制振対象と接続するTuned Mass Damper（以下ではＴＭＤと言う）と、可動質量をアクチュエータを介して制振対象と接続する Active Mass Damper（以下ではＡＭＤと言う）とに分類される。
【0003】
ＡＭＤでは、可動質量がアクチュエータで駆動するため、ＴＭＤより大きな反力を発生できる。このため、ＡＭＤでは、より高い制振効果を実現できる。ＡＭＤは、可動質量、アクチュエータ、制御装置、制御を行うためのセンサ等から構成される。
また、ＴＭＤとＡＭＤの両方の特徴を合わせもつ、Semiactive Mass Damper、あるいは、Hybrid Mass Damper等も提案されている。いずれも可動質量は、リニアガイドに代表される直動機構を有している（例えば、非特許文献１参照）。すなわち、リニアガイドにより可動質量を往復移動させている。
また、ＴＭＤとＡＭＤの両方の特徴を合わせもつ、Semiactive Mass Damper、あるいは、Hybrid Mass Damper等も提案されている。いずれも可動質量は、リニアガイドに代表される直動機構を有している（例えば、非特許文献１参照）。すなわち、リニアガイドにより可動質量を往復移動させている。
【0004】
しかしながら、非特許文献１に開示された振動制御装置では、リニアガイドにおける移動範囲の第１端まで可動質量が移動すると、可動質量をリニアガイドにおける移動範囲の第２端に向かって移動させなければならず、被制御物の制振を連続的に行うことができないという問題がある。
【0005】
そこで、発明者等は、一対の錘をそれぞれ所定の軸回りに逆向きに回転させる振動制御装置を提案した（例えば、非特許文献２参照）。具体的には、所定の平面上で、第１錘を第１軸回りに回転させるとともに、第２錘を第２軸回りに、第１錘と同じ回転速度で逆回りに回転させる。一対の錘が回転する位相を調節することで、前記平面上において、一対の軸が並ぶ方向に対して直交する方向に、被制御物の制振を連続的に行うことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Akira Nishitani, Yutaka Inoue, “Overview of the application of active/semiactive control to building structures in Japan”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2001, 30, p.1565-1574
【非特許文献2】法華津依吹、田川泰敬、「遠心力を利用したアクティブ動吸振器による構造物の制振」、一般社団法人 日本機械学会、Dynamics and Design Conference 2018 講演論文集
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、非特許文献２の振動制御装置における制御方法には、改善の余地がある。
【0008】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、制御方法を改善した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】
【0009】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の態様１は、被制御物に取付けられて、前記被制御物の振動を抑制する振動制御装置であって、前記被制御物に取付けられる支持部材と、前記支持部材に取付けられ、第１面上で第１軸回りの第１向きに回転する第１錘と、前記支持部材に取付けられ、前記第１面と平行な第２面上で第２軸回りの前記第１向きとは反対の第２向きに回転し、前記第１錘の質量に等しい質量を有する第２錘と、前記被制御物の状態を検出する検出部と、前記第１錘及び前記第２錘を回転駆動する制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出部の検出した前記被制御物の前記状態の変化に応じて作成した制御信号を用いて、前記第１錘及び前記第２錘の回転を制御する、振動制御装置である。
（１）本発明の態様１は、被制御物に取付けられて、前記被制御物の振動を抑制する振動制御装置であって、前記被制御物に取付けられる支持部材と、前記支持部材に取付けられ、第１面上で第１軸回りの第１向きに回転する第１錘と、前記支持部材に取付けられ、前記第１面と平行な第２面上で第２軸回りの前記第１向きとは反対の第２向きに回転し、前記第１錘の質量に等しい質量を有する第２錘と、前記被制御物の状態を検出する検出部と、前記第１錘及び前記第２錘を回転駆動する制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出部の検出した前記被制御物の前記状態の変化に応じて作成した制御信号を用いて、前記第１錘及び前記第２錘の回転を制御する、振動制御装置である。
【0010】
（２）本発明の態様２は、前記制御部は、前記検出部が検出した検出信号の正負に応じて被制御２値信号を出力する二値化部と、前記第１錘及び前記第２錘の回転に応じて、前記制御信号である錘２値信号を出力する二値化信号出力と、前記第１錘及び前記第２錘の回転速度を制御する速度制御部と、前記被制御２値信号及び前記錘２値信号が互いに一致するように、前記速度制御部により前記第１錘及び前記第２錘の回転速度を制御する一致制御部と、を有する、（１）に記載の振動制御装置であってもよい。
【0011】
（３）本発明の態様３は、前記第１軸と前記第１錘との第１距離を調節する第１調節部と、前記第２軸と前記第２錘との第２距離を調節する第２調節部と、を備え、前記制御部は、前記第１調節部及び前記第２調節部を制御し、前記第１距離及び前記第２距離が互いに等しい状態を保ちつつ変化するように制御する、（１）に記載の振動制御装置であってもよい。
【0012】
（４）本発明の態様４は、前記支持部材に取付けられ、第３面上で第３軸回りの前記第１向きに回転する第３錘と、前記支持部材に取付けられ、前記第３面と平行な第４面上で第４軸回りの前記第２向きに回転し、前記第３錘の質量に等しい質量を有する第４錘と、を備え、前記制御部は、前記第１錘に対する前記第３錘の位相差と、前記第２錘に対する前記第４錘の位相差とが、互いに等しくなるように、前記第１錘、前記第２錘、前記第３錘、及び前記第４錘の回転を制御する、（１）に記載の振動制御装置であってもよい。
【0013】
（５）本発明の態様５は、前記第１軸と前記第１錘との距離と、前記第２軸と前記第２錘との距離とが互いに等しい、（１）から（４）のいずれか一に記載の振動制御装置であってもよい。
（６）本発明の態様６は、前記制御部は、自身の前記第１面上で前記第１錘を載置し、前記第１軸回りを回転する第１支持部材と、自身の前記第２面上で前記第２錘を載置し、前記第２軸回りを回転する第２支持部材と、を有する、（１）から（５）のいずれか一に記載の振動制御装置であってもよい。
（６）本発明の態様６は、前記制御部は、自身の前記第１面上で前記第１錘を載置し、前記第１軸回りを回転する第１支持部材と、自身の前記第２面上で前記第２錘を載置し、前記第２軸回りを回転する第２支持部材と、を有する、（１）から（５）のいずれか一に記載の振動制御装置であってもよい。
【0014】
（７）本発明の態様７は、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、外周に外歯を有する円板であり、前記第１支持部材の前記外歯と前記第２支持部材の前記外歯とが嵌め合うことで、互いに連動する、（６）に記載の振動制御装置であってもよい。
（８）本発明の態様８は、前記第１錘と前記第２錘とは、前記第１軸と前記第２軸を含む面に垂直な面に対し面対称に位置する、（１）から（７）のいずれか一に記載の振動制御装置であってもよい。
（８）本発明の態様８は、前記第１錘と前記第２錘とは、前記第１軸と前記第２軸を含む面に垂直な面に対し面対称に位置する、（１）から（７）のいずれか一に記載の振動制御装置であってもよい。
【0015】
（９）本発明の態様９は、前記被制御物の前記状態は、前記被制御物の変位、速度、及び加速度の少なくとも一つである、（１）から（８）のいずれか一に記載の振動制御装置であってもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明の振動制御装置では、制御方法を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第１実施形態の振動制御装置の斜視図である。
【図2】同振動制御装置における要部の平面図である。
【図3】同振動制御装置における制御部の制御ブロックを示す図である。
【図4】各信号を示す図であり、（Ａ）は被制御２値信号であり、（Ｂ）は錘２値信号であり、（Ｃ）は被制御２値信号と錘２値信号との重ね合わせである。
【図5】検出信号及び被制御２値信号の一例を示す図である。
【図6】時間に対する、ロータリーエンコーダのカウント値及び錘２値信号の変化を示す図である。
【図7】時間に対する、被制御２値信号及び錘２値信号の変化を示す図である。
【図8】時間に対する、各種加速度の変化を示す図である。
【図9】本発明の第２実施形態の振動制御装置の要部の平面図である。
【図10】同振動制御装置における制御部の制御ブロックを示す図である。
【図11】同振動制御装置において、錘が移動したときの平面図である。
【図12】本発明の第３実施形態の振動制御装置の要部の平面図である。
【図13】同振動制御装置における制御部の制御ブロックを示す図である。
【図14】角度θ０が０度の場合における、発生力及び合力を示す図である。
【図15】角度θ０が６０度の場合における、発生力及び合力を示す図である。
【図16】角度θ０が１２０度の場合における、発生力及び合力を示す図である。
【図17】角度θ０が１８０度の場合における、発生力及び合力を示す図である。
【図18】本発明の実施形態の変形例における振動制御装置の要部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る振動制御装置の第１実施形態を、図１から図８を参照しながら説明する。
図１に示す本実施形態の振動制御装置１は、実験用として、多層建築物等に見立てた被制御物１００に取付けられている。以下では、まず、被制御物１００について説明する。
被制御物１００の構成は、限定されない。例えば、被制御物１００は、支持材１０１と、複数の平行平板１０２と、を備える。
例えば、支持材１０１は、平面視で矩形状を呈する板状に形成されている。
複数の平行平板１０２は、薄板状に形成されている。複数の平行平板１０２は、平面視における支持材１０１の各隅部から上方に向かって延びている。
以下、本発明に係る振動制御装置の第１実施形態を、図１から図８を参照しながら説明する。
図１に示す本実施形態の振動制御装置１は、実験用として、多層建築物等に見立てた被制御物１００に取付けられている。以下では、まず、被制御物１００について説明する。
被制御物１００の構成は、限定されない。例えば、被制御物１００は、支持材１０１と、複数の平行平板１０２と、を備える。
例えば、支持材１０１は、平面視で矩形状を呈する板状に形成されている。
複数の平行平板１０２は、薄板状に形成されている。複数の平行平板１０２は、平面視における支持材１０１の各隅部から上方に向かって延びている。
【0019】
被制御物１００は、架台１０５により、基台の上面等の支持面Ｆ１上で支持されている。
架台１０５の構成は、限定されない。例えば、架台１０５は、複数の梁１０６と、複数の柱１０７と、を有する。
複数の梁１０６は、水平面に沿う所定の面上で、額縁状に配置されている。複数の平行平板１０２の上端部は、複数の梁１０６に固定されている。
複数の柱１０７は、複数の梁１０６の各隅部から下方に向かって延びている。複数の柱１０７の下端部は、支持面Ｆ１に固定されている。
被制御物１００及び架台１０５は、例えば鋼材等で形成される。
架台１０５の構成は、限定されない。例えば、架台１０５は、複数の梁１０６と、複数の柱１０７と、を有する。
複数の梁１０６は、水平面に沿う所定の面上で、額縁状に配置されている。複数の平行平板１０２の上端部は、複数の梁１０６に固定されている。
複数の柱１０７は、複数の梁１０６の各隅部から下方に向かって延びている。複数の柱１０７の下端部は、支持面Ｆ１に固定されている。
被制御物１００及び架台１０５は、例えば鋼材等で形成される。
【0020】
なお、振動制御装置１は、実際には、被制御物としての多層建築物１１０の屋上や最上層（階）に取付けられる。図１では、被制御物１１０を二点鎖線で示している。以下では、架台１０５により支持された被制御物１００に取付けられた振動制御装置１について説明する。
【0021】
振動制御装置１は、被制御物１００の振動を抑制する。図１及び図２に示すように、振動制御装置１は、支持部材１０と、第１錘１５Ａと、第２錘１５Ｂと、検出部２０と、制御部２５と、を備える。
支持部材１０の構成は、限定されない。支持部材１０は、被制御物１００に取付けられる。この例では、支持部材１０は、天板１１と、一対の脚部１２と、を有する。
天板１１は、平面視で矩形状を呈する板状に形成されている。天板１１は、被制御物１００の支持材１０１の上方に、支持材１０１に沿って配置されている。
一対の脚部１２は、平面視における天板１１の一対の隅部から下方に向かって延びている。一対の脚部１２の下端部は、支持材１０１に取付けられている。
支持部材１０の構成は、限定されない。支持部材１０は、被制御物１００に取付けられる。この例では、支持部材１０は、天板１１と、一対の脚部１２と、を有する。
天板１１は、平面視で矩形状を呈する板状に形成されている。天板１１は、被制御物１００の支持材１０１の上方に、支持材１０１に沿って配置されている。
一対の脚部１２は、平面視における天板１１の一対の隅部から下方に向かって延びている。一対の脚部１２の下端部は、支持材１０１に取付けられている。
【0022】
第１錘１５Ａの質量及び第２錘１５Ｂの質量は、互いに等しい。言い換えれば、第２錘１５Ｂは、第１錘１５Ａの質量に等しい質量を有する。第１錘１５Ａの形状及び第２錘１５Ｂの形状は、互いに等しいことが好ましい。
図１に示すように、検出部２０は、被制御物１００の状態を検出するセンサである。ここで言う被制御物１００の状態とは、被制御物１００の変位（振動）、速度、加速度等の少なくとも一つを意味する。検出部２０には、公知の加速度センサ等を用いることができる。例えば、検出部２０は、被制御物１００の支持材１０１の上面に取付けられている。検出部２０は、検出した検出信号を、制御部２５に送る。
図１に示すように、検出部２０は、被制御物１００の状態を検出するセンサである。ここで言う被制御物１００の状態とは、被制御物１００の変位（振動）、速度、加速度等の少なくとも一つを意味する。検出部２０には、公知の加速度センサ等を用いることができる。例えば、検出部２０は、被制御物１００の支持材１０１の上面に取付けられている。検出部２０は、検出した検出信号を、制御部２５に送る。
【0023】
制御部２５は、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂを回転駆動する。図１及び図３に示すように、制御部２５は、駆動部２６と、被制御２値化部３６と、錘２値化部３７と、一致制御部３８と、速度制御部３９と、を有する。
図１及び図２に示すように、駆動部２６は、モータ２７と、第１支持円板（第１支持部材）２８Ａと、第２支持円板（第２支持部材）２８Ｂと、支持軸２９と、を有する。
モータ２７には、ステッピングモータ、サーボモータ等が用いられる。モータ２７は、本体２７ａと、出力軸（ロータ）２７ｂと、を有する。
本体２７ａは、支持部材１０の天板１１の下面に固定されている。本体２７ａは、出力軸２７ｂを、出力軸２７ｂの軸線回りの所定の向きに回転させる。
出力軸２７ｂは、本体２７ａから上方に向かって、延びている。出力軸２７ｂは、天板１１よりも上方に突出している。
モータ２７には、出力軸２７ｂの回転角度を検出する、図示しないロータリーエンコーダが設けられている。ロータリーエンコーダは、制御部２５の後述する錘２値化部３７に接続されている。
図１及び図２に示すように、駆動部２６は、モータ２７と、第１支持円板（第１支持部材）２８Ａと、第２支持円板（第２支持部材）２８Ｂと、支持軸２９と、を有する。
モータ２７には、ステッピングモータ、サーボモータ等が用いられる。モータ２７は、本体２７ａと、出力軸（ロータ）２７ｂと、を有する。
本体２７ａは、支持部材１０の天板１１の下面に固定されている。本体２７ａは、出力軸２７ｂを、出力軸２７ｂの軸線回りの所定の向きに回転させる。
出力軸２７ｂは、本体２７ａから上方に向かって、延びている。出力軸２７ｂは、天板１１よりも上方に突出している。
モータ２７には、出力軸２７ｂの回転角度を検出する、図示しないロータリーエンコーダが設けられている。ロータリーエンコーダは、制御部２５の後述する錘２値化部３７に接続されている。
【0024】
第１支持円板２８Ａ及び第２支持円板２８Ｂは、互いに同一の形状である。第１支持円板２８Ａの側面、及び第２支持円板２８Ｂの側面には、図示しない外歯が形成されている。すなわち、第１支持円板２８Ａ及び第２支持円板２８Ｂは、それぞれ外周に外歯を有する円板である。第１支持円板２８Ａ及び第２支持円板２８Ｂは、水平面に沿う所定の面上に配置され、互いに嵌め合っている。第１支持円板２８Ａの外歯と第２支持円板２８Ｂの外歯とが嵌め合うことで、第１支持円板２８Ａ及び第２支持円板２８Ｂが互いに連動する。
第１支持円板２８Ａは、モータ２７の出力軸２７ｂの上端部に、出力軸２７ｂと同軸に固定されている。第１支持円板２８Ａ及び出力軸２７ｂそれぞれの中心軸が、第１軸Ｏ１である。
第１支持円板２８Ａは、モータ２７の出力軸２７ｂの上端部に、出力軸２７ｂと同軸に固定されている。第１支持円板２８Ａ及び出力軸２７ｂそれぞれの中心軸が、第１軸Ｏ１である。
【0025】
第１錘１５Ａは、第１支持円板２８Ａの上面である第１面２８ａＡにおける外縁側に固定されている。第１錘１５Ａの重心は、第１軸Ｏ１から離間している。第１錘１５Ａは、第１支持円板２８Ａ及びモータ２７を介して、支持部材１０の天板１１に取付けられている。第１支持円板２８Ａは、自身の第１面２８ａＡ上で第１錘１５Ａを載置し、第１軸Ｏ１回りを回転する。
第２錘１５Ｂは、第２支持円板２８Ｂの上面である第２面２８ａＢにおける外縁側に固定されている。第２面２８ａＢは、第１面２８ａＡと平行である。第１面２８ａＡ及び第２面２８ａＢは、同一面上に配置されていることが好ましい。
第２錘１５Ｂは、第２支持円板２８Ｂの上面である第２面２８ａＢにおける外縁側に固定されている。第２面２８ａＢは、第１面２８ａＡと平行である。第１面２８ａＡ及び第２面２８ａＢは、同一面上に配置されていることが好ましい。
【0026】
支持軸２９の上端部は、第２支持円板２８Ｂに取付けられている。支持軸２９は、第２支持円板２８Ｂと同軸に配置されている。第２支持円板２８Ｂ及び支持軸２９それぞれの中心軸が、第２軸Ｏ２である。支持軸２９は、公知の機構により、第２支持円板２８Ｂを第２軸Ｏ２回りに回転可能に支持している。第２軸Ｏ２は、第１軸Ｏ１と平行である。
第２錘１５Ｂと第２軸Ｏ２との距離は、第１錘１５Ａと第２軸Ｏ２第１軸Ｏ１との距離に等しい。
支持軸２９の下端部は、天板１１に固定されている。第２錘１５Ｂは、第２支持円板２８Ｂ及び支持軸２９を介して支持部材１０の天板１１に取付けられている。第２支持円板２８Ｂは、自身の第２面２８ａＢ上で第２錘１５Ｂを載置し、第２軸Ｏ２回りを回転する。
第１錘１５Ａは、第１面２８ａＡ上で第１軸Ｏ１回りの第１向きＤ１に回転する。第２支持円板２８Ｂは第１支持円板２８Ａに歯車などを介して嵌め合っているため、第２錘１５Ｂは、第２面２８ａＢ上で第２軸Ｏ２回りの第１向きＤ１とは反対の第２向きＤ２に回転する。
第２錘１５Ｂと第２軸Ｏ２との距離は、第１錘１５Ａと第２軸Ｏ２第１軸Ｏ１との距離に等しい。
支持軸２９の下端部は、天板１１に固定されている。第２錘１５Ｂは、第２支持円板２８Ｂ及び支持軸２９を介して支持部材１０の天板１１に取付けられている。第２支持円板２８Ｂは、自身の第２面２８ａＢ上で第２錘１５Ｂを載置し、第２軸Ｏ２回りを回転する。
第１錘１５Ａは、第１面２８ａＡ上で第１軸Ｏ１回りの第１向きＤ１に回転する。第２支持円板２８Ｂは第１支持円板２８Ａに歯車などを介して嵌め合っているため、第２錘１５Ｂは、第２面２８ａＢ上で第２軸Ｏ２回りの第１向きＤ１とは反対の第２向きＤ２に回転する。
【0027】
ここで、図２に示すように、第１軸Ｏ１及び第２軸Ｏ２からそれぞれ等しい距離に配置された面を、基準面Ｓ１と規定する。基準面Ｓ１は、第１軸Ｏ１と第２軸Ｏ２を含む面に垂直な面である。第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂは、基準面Ｓ１に対して面対称になるように配置されている（面対称に位置する）。
第１錘１５Ａの第１軸Ｏ１回りの回転速度、及び第２錘１５Ｂの第２軸Ｏ２回りの回転速度は、互いに同一である。
第１錘１５Ａの第１軸Ｏ１回りの回転速度、及び第２錘１５Ｂの第２軸Ｏ２回りの回転速度は、互いに同一である。
【0028】
例えば、モータ２７を駆動すると、図２に示すように、第１錘１５Ａ、第２錘１５Ｂは、基準面Ｓ１に対して面対称になるように配置されている状態を保ちつつ、面２８ａＡ，２８ａＢ上で第１向きＤ１、第２向きＤ２にそれぞれ回転する。このため、錘１５Ａ，１５Ｂの遠心力による合力としては、基準面Ｓ１に直交する方向の力は打ち消され、面２８ａＡ，２８ａＢ上であって、基準面Ｓ１に沿う合力Ｆ６が作用する。
錘１５Ａ，１５Ｂ、支持円板２８Ａ，２８Ｂにより、二重反転偏心重錘機構が構成される。
錘１５Ａ，１５Ｂ、支持円板２８Ａ，２８Ｂにより、二重反転偏心重錘機構が構成される。
【0029】
図３に示すように、被制御２値化部３６は、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）、及びヒステリシスコンパレータを有する。検出部２０が検出した検出信号は、重畳する雑音を除去するためＬＰＦにより処理される。その後、検出信号は、不感帯を持つヒステリシスコンパレータにより正値が１、負値が０となるよう２値化される。この２値化された信号が、図４（Ａ）に示す被制御２値信号（加速度パルス信号、制御信号）Ｌ１である。なお、図４（Ａ）における横軸は、時間（ｓ：秒）である。
被制御２値化部３６は、検出部２０が検出した検出信号の正負に応じて被制御２値信号Ｌ１を出力する。
被制御２値化部３６は、検出部２０が検出した検出信号の正負に応じて被制御２値信号Ｌ１を出力する。
【0030】
図３に示すように、錘２値化部３７は、パルス再現器３７ａと、疑似微分器３７ｂと、を有する。パルス再現器３７ａは、モータ２７のロータリーエンコーダから得られるモータ２７の出力軸２７ｂの回転角度に基づいて、図４（Ｂ）に示す錘２値信号（再現回転パルス信号）Ｌ２、及び回転速度情報を作り出す。錘２値信号Ｌ２は、例えば、偏心した錘１５Ａ，１５Ｂの１回転を１周期とするパルス信号である。錘１５Ａ，１５Ｂが所定の向きを向いたとき錘２値信号Ｌ２が１となり、そこから半回転後に錘２値信号Ｌ２が０となる。
回転速度情報は、疑似微分器３７ｂにより得られる。
回転速度情報は、疑似微分器３７ｂにより得られる。
【0031】
図３に示すように、一致制御部３８は、平滑化器３８ａと、ＰＩ制御器３８ｂと、を有する。
平滑化器３８ａの入口で、図４（Ｃ）に示すように、被制御２値信号Ｌ１と錘２値信号Ｌ２との差（以下では、差分信号と言う）を取る。例えば、差分信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号となる。差分信号を、低域通過フィルタを有する平滑化器３８ａで平滑化する。
平滑化器３８ａの入口で、図４（Ｃ）に示すように、被制御２値信号Ｌ１と錘２値信号Ｌ２との差（以下では、差分信号と言う）を取る。例えば、差分信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号となる。差分信号を、低域通過フィルタを有する平滑化器３８ａで平滑化する。
【0032】
平滑化された差分信号を位相差フィードバック信号とし、被制御２値信号Ｌ１と錘２値信号Ｌ２との目標位相差と、位相差フィードバック信号との差を、ＰＩ制御器３８ｂに与える。ＰＩ制御器３８ｂは、ＰＩ（Proportional-Integral）制御を行う。
また、この例では、目標位相差を０とした。これは、被制御２値信号Ｌ１と錘２値信号Ｌ２とを一致させる（位相差を０にする）ためである。
錘２値化部３７は、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転に応じて、錘２値信号Ｌ２を出力する。
ＰＩ制御器３８ｂの出力（位相差）を、モータ２７の目標回転速度とする。モータ２７の回転速度は、前記疑似微分器３７ｂから得られる。
また、この例では、目標位相差を０とした。これは、被制御２値信号Ｌ１と錘２値信号Ｌ２とを一致させる（位相差を０にする）ためである。
錘２値化部３７は、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転に応じて、錘２値信号Ｌ２を出力する。
ＰＩ制御器３８ｂの出力（位相差）を、モータ２７の目標回転速度とする。モータ２７の回転速度は、前記疑似微分器３７ｂから得られる。
【0033】
速度制御部３９は、ＰＩＤ制御器３９ａと、モータドライバ３９ｂと、を有する。
ＰＩＤ制御器３９ａは、モータ２７の目標回転速度、及びモータ２７の回転速度の２つから、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御により、モータ２７の回転速度をフィードバック制御する。なお、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂを適切に回転制御できれば、ＰＩ制御器３８ｂにおける制御はＰＩＤ制御でなくてもよい。
モータドライバ３９ｂは、ＰＩＤ制御器３９ａからの出力に基づいて、モータ２７を駆動して、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転速度を制御する。
ＰＩＤ制御器３９ａは、モータ２７の目標回転速度、及びモータ２７の回転速度の２つから、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御により、モータ２７の回転速度をフィードバック制御する。なお、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂを適切に回転制御できれば、ＰＩ制御器３８ｂにおける制御はＰＩＤ制御でなくてもよい。
モータドライバ３９ｂは、ＰＩＤ制御器３９ａからの出力に基づいて、モータ２７を駆動して、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転速度を制御する。
【0034】
一致制御部３８は、被制御２値信号Ｌ１及び錘２値信号Ｌ２が互いに一致するように、速度制御部３９により第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転速度を制御する。
制御部２５は、検出部２０の検出した状態の変化に応じて作成した錘２値信号Ｌ２を用いて、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転を制御する。
制御部２５は、検出部２０の検出した状態の変化に応じて作成した錘２値信号Ｌ２を用いて、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転を制御する。
【0035】
被制御２値信号Ｌ１及び錘２値信号Ｌ２が互いに一致すると、被制御物１００には、その速度とは逆方向に、錘１５Ａ，１５Ｂによる遠心力が作用する。このため、被制御物１００は、減衰する。
【0036】
〔実験結果〕
ここで、振動制御装置１による実験結果について説明する。
図５において、線Ｌ６は、検出部２０が検出した加速度である検出信号である。線Ｌ７は、被制御２値信号Ｌ１である。検出信号が正値の場合には被制御２値信号Ｌ１は１であり、検出信号が負値の場合には被制御２値信号Ｌ１は０であることが分かる。
図６に、パルス再現器３７ａの動作を示す。実線による線Ｌ９は、モータ２７のロータリーエンコーダのカウント値である。例えば、ロータリーエンコーダは、出力軸２７ｂが１回転すると、8192パルスをカウントする。
点線による線Ｌ１０は、このカウント値の上半分の値（4096～8192）では０を、下半分の値（0～4095）では１を取るようにした信号を表している。線Ｌ１０が、錘２値信号Ｌ２となる。
ここで、振動制御装置１による実験結果について説明する。
図５において、線Ｌ６は、検出部２０が検出した加速度である検出信号である。線Ｌ７は、被制御２値信号Ｌ１である。検出信号が正値の場合には被制御２値信号Ｌ１は１であり、検出信号が負値の場合には被制御２値信号Ｌ１は０であることが分かる。
図６に、パルス再現器３７ａの動作を示す。実線による線Ｌ９は、モータ２７のロータリーエンコーダのカウント値である。例えば、ロータリーエンコーダは、出力軸２７ｂが１回転すると、8192パルスをカウントする。
点線による線Ｌ１０は、このカウント値の上半分の値（4096～8192）では０を、下半分の値（0～4095）では１を取るようにした信号を表している。線Ｌ１０が、錘２値信号Ｌ２となる。
【0037】
図７に、疑似微分器３７ｂにより、線Ｌ７による被制御２値信号Ｌ１と、線Ｌ１０による錘２値信号Ｌ２と、が同期していく様子を示す。実験開始後、０秒（ｓ）から３秒程度までは、２値信号Ｌ１，Ｌ２の位相は、全く同期していない。しかし、３秒から８秒程度で、２値信号Ｌ１，Ｌ２の位相が揃いはじめ、８秒以降では、２値信号Ｌ１，Ｌ２の位相はほぼ完全に同期している（重なっている）。
【0038】
図８に、振動制御装置１による効果の一例を示す。なお、図８では、線を間引いて示している。
線Ｌ１３は、振動制御装置１による制御を行わない場合の、被制御物１００の加速度を表す。線Ｌ１４は、被制御物１００の質量の１％程度の質量を有する錘１５Ａ，１５Ｂを備える振動制御装置１を用いて制御した場合の、被制御物１００の加速度を表す。線Ｌ１５は、被制御物１００の質量の３％程度の質量を有する錘１５Ａ，１５Ｂを備える振動制御装置１を用いて制御した場合の、被制御物１００の加速度を表す。
振動制御装置１による制御を行わない場合には、線Ｌ１３で示すように、被制御物１００の振動の減衰が大変遅いことが分かる。
一方で、振動制御装置１による制御を行わない場合には、線Ｌ１４，Ｌ１５で示すように、振動減衰時間が大幅に短縮されることが分かる。そして、錘１５Ａ，１５Ｂの質量が大きいほど、振動減衰時間が短縮されることが分かる。
線Ｌ１３は、振動制御装置１による制御を行わない場合の、被制御物１００の加速度を表す。線Ｌ１４は、被制御物１００の質量の１％程度の質量を有する錘１５Ａ，１５Ｂを備える振動制御装置１を用いて制御した場合の、被制御物１００の加速度を表す。線Ｌ１５は、被制御物１００の質量の３％程度の質量を有する錘１５Ａ，１５Ｂを備える振動制御装置１を用いて制御した場合の、被制御物１００の加速度を表す。
振動制御装置１による制御を行わない場合には、線Ｌ１３で示すように、被制御物１００の振動の減衰が大変遅いことが分かる。
一方で、振動制御装置１による制御を行わない場合には、線Ｌ１４，Ｌ１５で示すように、振動減衰時間が大幅に短縮されることが分かる。そして、錘１５Ａ，１５Ｂの質量が大きいほど、振動減衰時間が短縮されることが分かる。
【0039】
〔振動制御装置の運動解析〕
振動制御装置１の運動方程式は、（１）式で表される。
振動制御装置１の運動方程式は、（１）式で表される。
【0040】
【数1】
【0041】
ここで、（１）式中の記号の定義は、以下のようである。
Ｊは、二重反転偏心重錘機構の重心周りの慣性モーメントである。Ｊｍは、モータ２７のロータの慣性モーメントである。ｎは、モータ２７と二重反転偏心重錘機構との間の歯車減速機の速度伝達比である。ｒは、軸Ｏ１，Ｏ２と錘１５Ａ，１５Ｂとの距離である。ｍは、二重反転偏心重錘機構の質量である。φは、二重反転偏心重錘機構の回転角度である。
ｘ・・（「ｘ」の上に「・・」が記載された記号。以下の表記も同様とする。）は、支持面Ｆ１に対する被制御物１００の相対加速度である。ｘ・・ ｄは、地震動等による支持面Ｆ１の絶対加速度である。Ｔは、二重反転偏心重錘機構に加わるモータ２７のトルクである。Ｃｍは、モータ２７の軸受部の粘性減衰係数である。
Ｊは、二重反転偏心重錘機構の重心周りの慣性モーメントである。Ｊｍは、モータ２７のロータの慣性モーメントである。ｎは、モータ２７と二重反転偏心重錘機構との間の歯車減速機の速度伝達比である。ｒは、軸Ｏ１，Ｏ２と錘１５Ａ，１５Ｂとの距離である。ｍは、二重反転偏心重錘機構の質量である。φは、二重反転偏心重錘機構の回転角度である。
ｘ・・（「ｘ」の上に「・・」が記載された記号。以下の表記も同様とする。）は、支持面Ｆ１に対する被制御物１００の相対加速度である。ｘ・・ ｄは、地震動等による支持面Ｆ１の絶対加速度である。Ｔは、二重反転偏心重錘機構に加わるモータ２７のトルクである。Ｃｍは、モータ２７の軸受部の粘性減衰係数である。
【0042】
さらに、二重反転偏心重錘機構を含む被制御物１００の運動方程式は、（２）式となる。被制御物１００の変位が微小な場合は、その運動は、ばね－質量－ダンパ系の運動方程式と等価な微分方程式となる。このため、ここではそのように置き換えて扱っている。
【0043】
【数2】
【0044】
ここで、（２）式中の記号の定義は、以下のようである。
Ｍは、被制御物１００の質量である。Ｃは、粘性減衰係数である。Ｋは、ばね定数である。
（２）式の右辺の第１項が、二重反転偏心重錘機構によって加えられる力を表している。錘１５Ａ，１５Ｂの回転速度が一定値に落ち着いた後は、φ・・はゼロになる。
（２）式は、被制御物１００には回転速度の自乗で決まる大きさの力が回転角度に応じて作用することを示している。
Ｍは、被制御物１００の質量である。Ｃは、粘性減衰係数である。Ｋは、ばね定数である。
（２）式の右辺の第１項が、二重反転偏心重錘機構によって加えられる力を表している。錘１５Ａ，１５Ｂの回転速度が一定値に落ち着いた後は、φ・・はゼロになる。
（２）式は、被制御物１００には回転速度の自乗で決まる大きさの力が回転角度に応じて作用することを示している。
【0045】
以上説明したように、本実施形態の振動制御装置１では、制御部２５は、検出部２０の検出結果に位相が一致するように作成した錘２値信号Ｌ２を用いて、第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転を制御する。従って、フィードバック制御により第１錘１５Ａ及び第２錘１５Ｂの回転を制御するため、振動制御装置１における制御方法を改善することができる。
制御部２５は、駆動部２６、被制御２値化部３６、錘２値化部３７、一致制御部３８、及び速度制御部３９を有する。このため、被制御２値信号Ｌ１及び錘２値信号Ｌ２に基づいて、一致制御部３８及び速度制御部３９により、２値信号Ｌ１、Ｌ２の位相を効率的に一致させることができる。
制御部２５は、駆動部２６、被制御２値化部３６、錘２値化部３７、一致制御部３８、及び速度制御部３９を有する。このため、被制御２値信号Ｌ１及び錘２値信号Ｌ２に基づいて、一致制御部３８及び速度制御部３９により、２値信号Ｌ１、Ｌ２の位相を効率的に一致させることができる。
【0046】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図９から図１１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図９及び図１０に示すように、本実施形態の振動制御装置２は、振動制御装置１の各構成において、さらに第１調節部４５Ａ、第２調節部４５Ｂを備え、また、制御部２５に代わる制御部５０を備えている。
図示はしないが、例えば、第１調節部４５Ａは、リニアガイド、モータ等で構成されている。図９に示すように、第１調節部４５Ａは、第１支持円板２８Ａの第１面２８ａＡに固定されている。第１調節部４５Ａは、第１軸Ｏ１と第１錘１５Ａとの第１距離Ｄ６を調節する。
第２調節部４５Ｂは、第１調節部４５Ａと同様に構成されている。第２調節部４５Ｂは、第２支持円板２８Ｂの第２面２８ａＢに固定されている。第２調節部４５Ｂは、第２軸Ｏ２と第２錘１５Ｂとの第２距離Ｄ７を調節する。
本実施形態では、二重反転偏心重錘機構には、調節部４５Ａ，４５Ｂが含まれる。
次に、本発明の第２実施形態について図９から図１１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図９及び図１０に示すように、本実施形態の振動制御装置２は、振動制御装置１の各構成において、さらに第１調節部４５Ａ、第２調節部４５Ｂを備え、また、制御部２５に代わる制御部５０を備えている。
図示はしないが、例えば、第１調節部４５Ａは、リニアガイド、モータ等で構成されている。図９に示すように、第１調節部４５Ａは、第１支持円板２８Ａの第１面２８ａＡに固定されている。第１調節部４５Ａは、第１軸Ｏ１と第１錘１５Ａとの第１距離Ｄ６を調節する。
第２調節部４５Ｂは、第１調節部４５Ａと同様に構成されている。第２調節部４５Ｂは、第２支持円板２８Ｂの第２面２８ａＢに固定されている。第２調節部４５Ｂは、第２軸Ｏ２と第２錘１５Ｂとの第２距離Ｄ７を調節する。
本実施形態では、二重反転偏心重錘機構には、調節部４５Ａ，４５Ｂが含まれる。
【0047】
図９では、錘１５Ａ，１５Ｂは、面２８ａＡ，２８ａＢにおける外縁側にそれぞれ配置されている。
一方で、図１１では、調節部４５Ａ，４５Ｂにより移動されることで、錘１５Ａ，１５Ｂは、面２８ａＡ，２８ａＢにおける軸Ｏ１，Ｏ２外縁側にそれぞれ配置されている。
二重反転偏心重錘機構で発生する力は、（２）式の右辺の第１項で与えられる。（２）式より、距離rを変更することで振動制御力を調整できる。
一方で、図１１では、調節部４５Ａ，４５Ｂにより移動されることで、錘１５Ａ，１５Ｂは、面２８ａＡ，２８ａＢにおける軸Ｏ１，Ｏ２外縁側にそれぞれ配置されている。
二重反転偏心重錘機構で発生する力は、（２）式の右辺の第１項で与えられる。（２）式より、距離rを変更することで振動制御力を調整できる。
【0048】
図１０に示すように、制御部５０は、制御部２５の各構成に加えて、距離制御部５１を有する。距離制御部５１は、調節部４５Ａ，４５Ｂを駆動して、第１距離Ｄ６及び第２距離Ｄ７をそれぞれ調節する。距離制御部５１には、目標位相差と位相差フィードバック信号との差に関する、ＰＩ制御器３８ｂの出力（位相差）が入力される。
距離制御部５１による距離Ｄ６，Ｄ７の調節は、モータ２７による錘１５Ａ，１５Ｂによる回転速度の調節と、独立して行うことができる。
距離制御部５１による距離Ｄ６，Ｄ７の調節は、モータ２７による錘１５Ａ，１５Ｂによる回転速度の調節と、独立して行うことができる。
【0049】
例えば、振動制御装置２による制御の当初では、距離Ｄ６，Ｄ７を比較的短くする。これは、錘１５Ａ，１５Ｂの回転の位相と被制御物１００の振動の位相とが一致するまでは、振動制御装置２による制御が加振力となってしまうため、振動制御装置２（二重反転偏心重錘機構）による力の発生は抑えたいためである。
例えば、距離制御部５１は、ＰＩ制御器３８ｂの出力が、予め定められた位相差閾値よりも小さくなると（被制御２値信号Ｌ１と錘２値信号Ｌ２とが一致すると）、調節部４５Ａ，４５Ｂを駆動して距離Ｄ６，Ｄ７を長くする。
例えば、距離制御部５１は、ＰＩ制御器３８ｂの出力が、予め定められた位相差閾値よりも小さくなると（被制御２値信号Ｌ１と錘２値信号Ｌ２とが一致すると）、調節部４５Ａ，４５Ｂを駆動して距離Ｄ６，Ｄ７を長くする。
【0050】
以上のように、制御部５０は、第１調節部４５Ａ及び第２調節部４５Ｂを制御し、第１距離Ｄ６及び第２距離Ｄ７が互いに等しい状態を保ちつつ変化するように制御する。
検出部２０等により、被制御物１００の振動が十分に小さくなったことが検出された場合には、制御部５０による制御（モータ２７の駆動）を停止する。
検出部２０等により、被制御物１００の振動が十分に小さくなったことが検出された場合には、制御部５０による制御（モータ２７の駆動）を停止する。
【0051】
以上説明したように、本実施形態の振動制御装置２では、振動制御装置２における制御方法を改善することができる。
さらに、被制御物１００の振動等に応じて、振動制御装置３により生じる振動制御力を調整することができる。
さらに、被制御物１００の振動等に応じて、振動制御装置３により生じる振動制御力を調整することができる。
【0052】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１２から図１７を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１２及び図１３に示すように、本実施形態の振動制御装置３は、振動制御装置１の各構成において、さらに第３錘１５Ｃ、第４錘１５Ｄを備え、また、制御部２５に代えて、制御部５５を備える。
図１２に示すように、第３錘１５Ｃ及び第４錘１５Ｄは、第１錘１５Ａと同様に構成されている。すなわち、第４錘１５Ｄは、第３錘１５Ｃの質量に等しい質量を有する。
次に、本発明の第３実施形態について図１２から図１７を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１２及び図１３に示すように、本実施形態の振動制御装置３は、振動制御装置１の各構成において、さらに第３錘１５Ｃ、第４錘１５Ｄを備え、また、制御部２５に代えて、制御部５５を備える。
図１２に示すように、第３錘１５Ｃ及び第４錘１５Ｄは、第１錘１５Ａと同様に構成されている。すなわち、第４錘１５Ｄは、第３錘１５Ｃの質量に等しい質量を有する。
【0053】
制御部５５は、制御部２５の駆動部２６に代えて、駆動部５６を有する。
駆動部５６は、駆動部２６の各構成に加えて、第３支持円板２８Ｃ、第４支持円板２８Ｄを有する。第３支持円板２８Ｃ及び第４支持円板２８Ｄは、第１支持円板２８Ａと同様に構成されている。
支持円板２８Ｃ，２８Ｄは、支持円板２８Ａ，２８Ｂと同一の面上に配置され、互いに嵌め合っている。第３支持円板２８Ｃの上面である第３面２８ａＣは、第４支持円板２８Ｄの上面である第４面２８ａＤと平行である。
第３支持円板２８Ｃには、図示しないギア機構により、モータ２７による駆動力が伝達される。
駆動部５６は、駆動部２６の各構成に加えて、第３支持円板２８Ｃ、第４支持円板２８Ｄを有する。第３支持円板２８Ｃ及び第４支持円板２８Ｄは、第１支持円板２８Ａと同様に構成されている。
支持円板２８Ｃ，２８Ｄは、支持円板２８Ａ，２８Ｂと同一の面上に配置され、互いに嵌め合っている。第３支持円板２８Ｃの上面である第３面２８ａＣは、第４支持円板２８Ｄの上面である第４面２８ａＤと平行である。
第３支持円板２８Ｃには、図示しないギア機構により、モータ２７による駆動力が伝達される。
【0054】
第３錘１５Ｃは、第３支持円板２８Ｃの第３面２８ａＣにおける外縁側に固定されている。第３錘１５Ｃは、第３支持円板２８Ｃ及び図示しない支持軸を介して、支持部材１０の天板１１に取付けられている。
第４錘１５Ｄは、第４支持円板２８Ｄの第４面２８ａＤにおける外縁側に固定されている。第４錘１５Ｄは、第４支持円板２８Ｄ及び図示しない支持軸を介して支持部材１０の天板１１に取付けられている。
第３錘１５Ｃは、第３面２８ａＣ上で、第３支持円板２８Ｃの中心軸である第３軸Ｏ３回りの第１向きＤ１に回転する。第４錘１５Ｄは、第４面２８ａＤ上で、第４支持円板２８Ｄの中心軸である第４軸Ｏ４回りの第２向きＤ２に回転する。
第４錘１５Ｄは、第４支持円板２８Ｄの第４面２８ａＤにおける外縁側に固定されている。第４錘１５Ｄは、第４支持円板２８Ｄ及び図示しない支持軸を介して支持部材１０の天板１１に取付けられている。
第３錘１５Ｃは、第３面２８ａＣ上で、第３支持円板２８Ｃの中心軸である第３軸Ｏ３回りの第１向きＤ１に回転する。第４錘１５Ｄは、第４面２８ａＤ上で、第４支持円板２８Ｄの中心軸である第４軸Ｏ４回りの第２向きＤ２に回転する。
【0055】
ここで、第３軸Ｏ３及び第４軸Ｏ４からそれぞれ等しい距離に配置された面を、基準面Ｓ２と規定する。第３錘１５Ｃ及び第４錘１５Ｄは、基準面Ｓ２に対して面対称になるように配置されている。基準面Ｓ２は、基準面Ｓ１と平行である。
第３錘１５Ｃの第３軸Ｏ３回りの回転速度、及び第４錘１５Ｄの第４軸Ｏ４回りの回転速度は、第１錘１５Ａの第１軸Ｏ１回りの回転速度と同一である。
ここで、第１軸Ｏ１と第１錘１５Ａとを結ぶ線と、第３軸Ｏ３と第３錘１５Ｃとを結ぶ線とのなす角度を、θＣと規定する。第２軸Ｏ２と第２錘１５Ｂとを結ぶ線と、第４軸Ｏ４と第４錘１５Ｄとを結ぶ線とのなす角度を、θＤと規定する。
角度θＣ及び角度θＤは、互いに等しい（以下では、角度θ０と言う）。
第３錘１５Ｃの第３軸Ｏ３回りの回転速度、及び第４錘１５Ｄの第４軸Ｏ４回りの回転速度は、第１錘１５Ａの第１軸Ｏ１回りの回転速度と同一である。
ここで、第１軸Ｏ１と第１錘１５Ａとを結ぶ線と、第３軸Ｏ３と第３錘１５Ｃとを結ぶ線とのなす角度を、θＣと規定する。第２軸Ｏ２と第２錘１５Ｂとを結ぶ線と、第４軸Ｏ４と第４錘１５Ｄとを結ぶ線とのなす角度を、θＤと規定する。
角度θＣ及び角度θＤは、互いに等しい（以下では、角度θ０と言う）。
【0056】
以下では、錘１５Ａ，１５Ｂをマスター錘と言い、錘１５Ｃ，１５Ｃをスレーブ錘と言う。
本実施形態では、二重反転偏心重錘機構は、錘１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ、支持円板２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄにより構成される。
本実施形態では、二重反転偏心重錘機構は、錘１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ、支持円板２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄにより構成される。
【0057】
二重反転偏心重錘機構で発生する力は、（２）式の右辺の第１項で与えられる。
錘１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの回転速度が一定値であったとすると、φ・・が０であるのため、二重反転偏心重錘機構で発生する力は、（５）式で与えられる。
錘１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの回転速度が一定値であったとすると、φ・・が０であるのため、二重反転偏心重錘機構で発生する力は、（５）式で与えられる。
【0058】
【数3】
【0059】
錘１５Ａ，１５Ｂと錘１５Ｃ，１５Ｄとの間に角度θ０をつけた場合、錘１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄを有する二重反転偏心重錘機構で発生する力は、（６）式となる。
【0060】
【数4】
【0061】
ここで、角度θ０を１８０度とすると、（７）式となる。
【0062】
【数5】
【0063】
これにより、二重反転偏心重錘機構で発生する力の大きさをゼロにすることができる。
【0064】
図１３に示すように、制御部５５は、制御部２５の各構成に加えて、位相制御部６１を有する。位相制御部６１は、スレーブ速度制御器６２と、疑似微分器６３と、マスター－スレーブ位相差制御器６４と、を有する。
錘１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの回転速度を同一にするため、ＰＩ制御器３８ｂからの出力が分岐されている。
スレーブ速度制御器６２は、速度制御部３９と同様に構成されている。疑似微分器６３は、疑似微分器３７ｂと同様に構成されている。
錘１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの回転速度を同一にするため、ＰＩ制御器３８ｂからの出力が分岐されている。
スレーブ速度制御器６２は、速度制御部３９と同様に構成されている。疑似微分器６３は、疑似微分器３７ｂと同様に構成されている。
【0065】
本実施形態では、マスター錘である錘１５Ａ，１５Ｂの回転角度φ１と、スレーブ錘である錘１５Ｃ，１５Ｃの回転角度φ２との差である（φ１－φ２）を角度θ０に一致させる必要がある。
そこで、（φ１－φ２）をフィードバック信号、角度θ０を目標値とする、マスター－スレーブ位相差制御器（ＣＰｈａｓｅ）６４を、位相制御部６１が有するとした。スレーブ位相差制御器６４の出力は、スレーブ速度制御器６２のモータドライバへの入力に足し込まれる。
（φ１－φ２）が角度θ０に一致すると、スレーブ位相差制御器６４の出力がゼロとなる。振動制御装置３は、マスター錘及びスレーブ錘の２系統の独立した回転速度制御系として動作する。
そこで、（φ１－φ２）をフィードバック信号、角度θ０を目標値とする、マスター－スレーブ位相差制御器（ＣＰｈａｓｅ）６４を、位相制御部６１が有するとした。スレーブ位相差制御器６４の出力は、スレーブ速度制御器６２のモータドライバへの入力に足し込まれる。
（φ１－φ２）が角度θ０に一致すると、スレーブ位相差制御器６４の出力がゼロとなる。振動制御装置３は、マスター錘及びスレーブ錘の２系統の独立した回転速度制御系として動作する。
【0066】
制御部５５は、第１錘１５Ａに対する第３錘１５Ｃの位相差（角度θＣ）と、第２錘１５Ｂに対する第４錘１５Ｄの位相差（角度θＤとが、互いに等しくなるように、第１錘１５Ａ、第２錘１５Ｂ、第３錘１５Ｃ、及び第４錘１５Ｄの回転を制御する。
【0067】
図１４から図１７に、角度θ０を０度から１８０度まで６０度刻みで変えた場合の、二重反転偏心重錘機構の発生力（１Ｈｚで振幅１Ｎの正弦波）と、その合成の結果を示す。図１４から図１７において、（Ａ）はマスター錘及びスレーブ錘それぞれによる発生力を表し、（Ｂ）はマスター錘の発生力とスレーブ錘の発生力との合力を表す。
図１４から図１７から、角度θ０を調整することで振幅を２Ｎ～０Ｎまで任意に調整できることが分かる。
図１４から図１７から、角度θ０を調整することで振幅を２Ｎ～０Ｎまで任意に調整できることが分かる。
【0068】
以上説明したように、本実施形態の振動制御装置４では、振動制御装置４における制御方法を改善することができる。
さらに、位相差を調整することで、振動制御装置４の発生力を調整することができる。
さらに、位相差を調整することで、振動制御装置４の発生力を調整することができる。
【0069】
以上、本発明の第１実施形態から第３実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、図１８に示す振動制御装置４のように、振動制御装置１において、第１錘７０Ａ及び第２錘７０Ｂの質量をそれぞれ調整できるように構成してもよい。
例えば、図１８に示す振動制御装置４のように、振動制御装置１において、第１錘７０Ａ及び第２錘７０Ｂの質量をそれぞれ調整できるように構成してもよい。
【0070】
（変形例）
第１錘７０Ａは、複数の第１錘片７０ａＡにより構成されている。複数の第１支持円板２８Ａは、上下方向に重ねて配置されている。各第１錘片７０ａＡは、第１支持円板２８Ａの第１面２８ａＡにおける外縁側に固定されている。
上下方向に隣り合う一対の第１支持円板２８Ａは、クラッチ７１Ａにより接続されている。クラッチ７１Ａは、一対の第１支持円板２８Ａの第１軸Ｏ１回りの相対的な回転を固定した固定状態と、一対の第１支持円板２８Ａの第１軸Ｏ１回りの相対的な回転を許容した可動状態と、とに切り替えることができる。クラッチ７１Ａを固定状態にすると、モータ２７により回転される第１錘片７０ａＡの数が増える。
第１錘７０Ａは、複数の第１錘片７０ａＡにより構成されている。複数の第１支持円板２８Ａは、上下方向に重ねて配置されている。各第１錘片７０ａＡは、第１支持円板２８Ａの第１面２８ａＡにおける外縁側に固定されている。
上下方向に隣り合う一対の第１支持円板２８Ａは、クラッチ７１Ａにより接続されている。クラッチ７１Ａは、一対の第１支持円板２８Ａの第１軸Ｏ１回りの相対的な回転を固定した固定状態と、一対の第１支持円板２８Ａの第１軸Ｏ１回りの相対的な回転を許容した可動状態と、とに切り替えることができる。クラッチ７１Ａを固定状態にすると、モータ２７により回転される第１錘片７０ａＡの数が増える。
【0071】
第２錘７０Ｂも、第１錘７０Ａと同様に、複数の第２錘片７０ａＢにより構成されている。
【0072】
例えば、前記第１実施形態から第３実施形態及び変形例では、制御信号は、被制御２値信号Ｌ１に限定されず、アナログ信号等でもよい。この場合、制御部は、被制御２値化部３６及び錘２値化部３７を有さない。
【符号の説明】
【0073】
１，２，３，４ 振動制御装置
１０ 支持部材
１５Ａ，７０Ａ 第１錘
１５Ｂ，７０Ｂ 第２錘
１５Ｃ 第３錘
１５Ｄ 第４錘
２０ 検出部
２５，５０，５５ 制御部
２８ａＡ 第１面
２８ａＢ 第２面
２８Ａ 第１支持円板（第１支持部材）
２８Ｂ 第２支持円板（第２支持部材）
３６ 被制御２値化部
３７ 錘２値化部
３８ 一致制御部
３９ 速度制御部
４５Ａ 第１調節部
４５Ｂ 第２調節部
１００，１１０ 被制御物
Ｄ１ 第１向き
Ｄ２ 第２向き
Ｌ２ 錘２値信号（制御信号）
Ｏ１ 第１軸
Ｏ２ 第２軸
Ｓ１ 基準面（第１軸と第２軸を含む面に垂直な面）
１０ 支持部材
１５Ａ，７０Ａ 第１錘
１５Ｂ，７０Ｂ 第２錘
１５Ｃ 第３錘
１５Ｄ 第４錘
２０ 検出部
２５，５０，５５ 制御部
２８ａＡ 第１面
２８ａＢ 第２面
２８Ａ 第１支持円板（第１支持部材）
２８Ｂ 第２支持円板（第２支持部材）
３６ 被制御２値化部
３７ 錘２値化部
３８ 一致制御部
３９ 速度制御部
４５Ａ 第１調節部
４５Ｂ 第２調節部
１００，１１０ 被制御物
Ｄ１ 第１向き
Ｄ２ 第２向き
Ｌ２ 錘２値信号（制御信号）
Ｏ１ 第１軸
Ｏ２ 第２軸
Ｓ１ 基準面（第１軸と第２軸を含む面に垂直な面）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】