要旨（Abstract）
冷蔵庫のコンプレッサの配管振動による騒音対策
Noise and Vibration of Pipe in Refrigerator
猿渡 克己、江連 勝彦、佐々木 正人
Katsumi Sawatari, Katsuhiko Ezure, Masato Sasaki
要旨
従来から、家電製品は静音化が行われてきたが、設計時には予期しない振動や異音が発生することがある。これは製造等における部品のばらつきや取り付け状態の差によって、予期しない不具合が生じることに起因している。これに対し、異常振動や異常音の対策を早急に行うため、現象を可視化して異常部位を、どのように変更すべきかを、検討するシステムが待ち望まれている。本報では、冷蔵庫の異音を、音響インテンシティ、実験モード解析、実稼動解析等のツールを用いて、音源探査による原因部位の発見から対策までのシステマティックな対応について報告する。
Abstract
Household electric products sometime generate unexpected noise and vibration that is unpredictable at the design stage although product manufactures have attempted to lesson their noise. This is due to uneven quality of the product parts or inappropriate conjunction between the parts. On the other hand, in order to take prompt measures against such an unexpected noise, it is required that the system allows visualization of the phenomenon. This report describes a series of investigations for unexpected noise of refrigerator that is to find the region generating the noise by means of the sound source identification and to take countermeasures against the unexpected noise by employing the sound intensity technique, empirical Modal Analysis and Operating Deflection Shapes (ODS).
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圧電フィルムによるOA機器の振動制御
Vibration Control of A Reflecting Mirror using Piezoelectric Films
江連 勝彦、 猿渡 克己、 梶原 逸朗
Katsuhiko Ezure, Katsumi Sawatari, Itsuro Kajiwara
要旨
本稿では、制御対象にコピー機やプリンタに使われている反射鏡を選び、圧電フィルムを使った振動制御の可否、及び振動制御実現に際しての問題点と課題を明らかにする。コピー機などは、レーザー光を反射鏡に反射させて画像や文字を描画する仕組みとなっている。このため、印刷速度の増大により、反射鏡単体の振動そのものが問題となる可能性がある。また、制御デバイスに圧電フィルムを使用する。圧電フィルムは軽薄であり、貼付した物の特性に与える影響が小さいだけでなく、センサとしてもアクチュエータとしても使うことができる。一方、制御系設計には、H2制御及びH∞制御を採用する。H2制御は制御性能を振動応答エネルギで評価するが、H∞制御は制御性能を最大応答レベルで評価するため、周波数整形に基づくロバスト安定性を考慮できる。圧電フィルムによる反射鏡の振動制御の有効性を、H2制御及びH∞制御で設計した各々のコントローラを用いて、数値解析と実験により検証した。
Abstract
The object of this paper is to clarify the problem on the realization of vibration control and to examine the possibility of vibration control by making use of piezoelectric film attached on the reflecting mirror mounted on the photocopier or the printer. These machines enable to print a picture and a character by making use of a laser beam which is reflected by the mirror. Therefore, the vibration of the reflecting mirror due to the increase of printing speed might cause a serious problem in the quality of printing. The piezoelectric film is very light in weight and this allows to minimize the influence on the vibration characteristics of the object. The piezoelectric film also has a superior property that it works both as a sensor and as an actuator. Consequently, the piezoelectric film was used in our experimental apparatus for the vibration control of the reflecting mirror. In addition, the H2 control and the H∞ control theories were applied to the control system design. The H2 control system designs a control performance by evaluating the total energy of vibration response. On the other hand, the H∞ control system designs a control performance by evaluating the maximum level of vibration response, which enables the control system to include the robust stability through the shaping of frequency response. Through the numerical analysis and the experimental test, we demonstrated the performance of the present system on the vibration control of a reflecting mirror.
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幾何音響学に基づく各種シミュレーション手法について
A review of computer simulation study based on geometrical acoustics
石田 康二
Koji Ishida
要旨
室内音場の解析手法の一つである幾何音響学に基づく虚像法、音線法について、その計算手法を整理する。まず、各手法の計算アルゴリズムについて述べ、精度や計算時間など、特徴の比較を行う。また、後部残響音のシミュレーション手法について提案されている方法を紹介する。さらに、虚像法の波動論における理論的な位置づけを行い、幾何音響学的手法が抱える課題として、境界条件の問題、シミュレーション手法のvalidityについて言及する。
Abstract
A review of computer simulation study based on geometrical acoustics is presented. Traditional prediction methods of sound field in a room, namely image and ray tracing method, are depicted. Algorithms of calculation methods are elucidated, and accuracy and computing time for these are compared. Proposed simulation methods of late reverberant sounds are also introduced. Theoretical evaluation of image method in the wave theory is discussed and problems concerned with boundary condition and validity of simulation methods are also described.
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剛壁面上にある多孔質層に斜め方向から平面波が入射する場合の吸音率の一推定法
Estimation of sound absorption coefficients for plane sound waves impinging
obliquely upon a porous layer mounted on an infinitely extended rigid plane
boundary
大越 勝、城戸 健一
Masaru Okoshi, Keniti Kido
要旨
本報告は、剛壁面上にある多孔質層に斜め方向から平面波が入射する場合の吸音率の推定法を示すものである。多孔質材料の伝播定数および実効密度が計算には用いられるが、この測定法についてはUtsunoらによってすでに報告されているものである。結論としては、本手法による斜め入射吸音率の値は実験値とよく一致しており、任意の入射角に対する計算による斜め入射吸音率の計算が可能なことが確認できた。
Abstract
In this paper, we propose an estimation method of sound absorption coefficients for plane sound waves impinging obliquely upon a porous layer mounted on an infinitely extended rigid plane boundary. The sound propagation constants and the effective density of porous material are used in the calculation of sound fields. These constants are estimated by the method proposed by Utsuno et.al. As a result, the values estimated by the presented method give fairly good agreement with those obtained by the experimental method. Hence, the present method proposed by us will be applicable to the estimation problem of sound absorption coefficients for plane sound waves having arbitrary oblique incident angles.
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マイクロ波による木材含水率計 EW-5100
Moisture Content Meter for Timber (EW-5100) using microwave
星 靖洋、中島 吉隆、加藤 智、菅田 正美、田崎 健二
Yasuhiro Hoshi, Yoshitaka Nakajima, Satoshi Kato, Masami Sugata, Kenji Tazaki
要旨
マイクロ波を用いた木材含水率計（EW-5100）は、非接触であるためにオンラインでの検査機器として有望視されている。本報告は、マイクロ波方式による基本実験を杉材を用いた実検証についてまとめた。その結果、含水率20%以下の杉材については、本機は有効であることが確認できたが、20%以上の材料については木材の水分分布が一様でなかったため、計測誤差が大きくなった。
Abstract
Moisture Content Meter for Timber (EW-5100) using microwave is regarded as a promising online inspection equipment since it is a non-contact measurement system. This report describes a basic empirical examination of this system using a sugi (Cryptomeria japonica D.DoN). It was found that the system is available to the precise measurement of moisture content less than 20%. However, a certain measurement error was observed for a specimen grater than 20% of moisture content. This error may be caused by the spatial inhomogeneity of moisture distribution in the specimen..
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ディーゼル燃料（軽油）とDMEを用いた多段噴射の噴射率の測定
Measurement of the Multiple Fuel Injection Rate using Diesel Fuel and DME (Dimethyl ether)
大森 幸光
Yukimitsu Ohmori
要旨
Zeuchの方法を使用した噴射率計で多段噴射におけるpre-（またはearly-）噴射を測定する場合、噴射による検出器内の微少な圧力変化を測定するために高感度な圧力センサを使用できるが、main-噴射後のpost-（またはlate-）噴射の場合には、高感度センサの出力は飽和してしまい使用できない。したがって、main-噴射後のpost-（またはlate-）噴射の場合には、前記センサに比べて低感度なセンサで微少な圧力変化を測定しなければならない。今回カム式キャリブレータと実噴射との組合せによる3段噴射相当の評価試験において、開発された計測システムのpre-，post-噴射に対する高い測定精度を確認できた。また、将来のディーゼルエンジン用代替燃料の一つであるジメチルエーテル（DME）を用いてコモンレール噴射システムでの多段噴射計測の予備実験を行なった。
Abstract
A high sensitivity pressure sensor can be used for the measurement of minute pressure variation derived from the injection in the chamber when pre-injection in the multiple injection is measured with the injection rate meter based on W. Zeuch's method. However, the high sensitivity sensor can not be applied for the case of post injection that arises after the main injection due to the saturation of the sensor output. Therefore it is necessary to measure fine pressure variation with a lower sensitivity sensor. The measurement results were found to be precise with developed measurement system on the evaluation test. The test was carried out by means of the combination of the cam driven piston calibrator and the actual injection system corresponding to three stage per cycle. Also, preliminary experiments of multiple injections were accomplished on the common rail injection system using DME which is one of the alternative fuels for the diesel engine in the future.
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排気脈動流測定を例にしたランダムデータのFFT処理について
FFT processing on random data of exhaust gas flow pulsation
竹川 博之、吉田 信俊
Hiroyuki Takekawa, Nobutoshi Yoshida
要旨
自動車用エンジンの排気脈動流測定をLDVを用いて実施した。この脈動流の解析のためには周波数分析を必要とするが、LDVのデータはトレーサ粒子が不連続に測定点を通過する関係上、ランダムのサンプリングとなるため、通常のFFT処理では解析が不可能となっている。そこで今回、その解析を行うための方法と実際のデータによる検討を行なったので報告する。
Abstract
Measurements of exhaust gas flow pulsation for vehicle engine were carried out using Laser Doppler Velocimetry (LDV). For examining this flow pulsation, the frequency analysis is thought to be inevitable. However, the sampling interval of the data with LDV turns to be random due to the fact that the tracer particles pass the measurement point irregularly. Therefore, the analysis of flow pulsation does not work with an ordinary Fast Fourier Transform (FFT) technique. Consequently the method of flow pulsation analysis with FFT using rigorous resampling method was accomplished. This paper describes the results of examination with actual data using developed method.
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音場・測定法による音響パワーレベル測定結果の差異
Difference among sound power levels measured by various sound power
measurement methods and sound field conditions
渡辺 直樹、安斎 正三、石田 康二
Naoki Watanabe, Masazou Anzai, Koji Ishida
要旨
本稿では、基準音源の試作機として製作した、周波数特性がほぼ平坦で無指向性の床置き型多面体スピーカ音源を用いて、測定音場、及びJIS規格で定められた測定法の違いによる音響パワーレベルの測定結果を比較した。さらに、測定の容易さから最も一般的に用いられる半無響室における方法で、測定点の配置方法を変えた場合の結果を比較検討した。一般的に、測定点における音圧レベルのばらつきが大きい場合、水平方向に測定点を追加する方法がJIS規格では推奨されている。しかし、高さを変えずに測定点を追加しても、直接音と床からの反射音による干渉の影響は軽減できない。この干渉による影響を軽減するためには、高さ方向に各測定点を分散させて配置することが必要である。
Abstract
Measurements were performed in order to compare the sound power level of the prototype of the reference sound source with various measurement methods outlined in the related standard in JIS (Japanese Industrial Standard). A polyhedral loud speaker was used for the sound source which has almost flat frequency and omni-directional characteristics. In addition, the effects of different manner of the measurement locations were examined in semi-anechoic room. It is suggested in the standard that the supplementary measurements should be accomplished by adding points in the horizontal plane, if the amount of scatter in the measured sound pressure levels was too large for all the measurement points. However, the influence of the interference was unchanged between the direct sound and the reflected sound from the floor even if the measurement points were added in the horizontal plane without changing their heights. Randomly distributed measurement points were tested in order to examine the influence of the interference, and consequently this measurement procedure was found to be practical to reduce the amount of scatter by the interference.
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ソーバイオリンのモード解析
Modal Analysis of Saw Violin
猿渡 克己、江連 勝彦
Katsumi Sawatari, Katsuhiko Ezure
要旨
のこぎりを打撃すると、特得な音が出ることは周知である。この特性を利用して作成された楽器が、ソーバイオリンである。演奏者は、ソーバイオリンの弓の位置や、のこぎりの曲げる量などを操作して、楽曲を奏でる。慶応大学、久納研究室では、このソーバイオリンの音の放射の、メカニズムについて研究してきた。今回、振動モードと放射音の関係を調べる実験に協力する機会を得、その結果から、音の放射が縦横の1次曲げモードから始まる一連のモードと関連していたので報告する。
Abstract
It is well known that a characteristic sound is generated by rubbing a western saw with bow for a violin. This is commonly called メSaw Violinモ as a musical instrument. A player plays it by bending the saw and by changing the bow position in order to generate different pitches of sound. The staff of Kuno Laboratory in Keio University has made some investigations on the mechanism of sound radiation from the saw violin. They used a trapezoid board as a model of the saw violin and investigated on the interrelation between the characteristics of sound radiation and vibration of the plate. Along with the research, we discovered that the effective sound radiation occurs whenever an ellipse-form vibration mode appears in the center of the saw violin, which was verified by the observation of vibration modes by making use of the modal analysis technique.
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現代制御理論
Modern Control Theory
猿渡 克己
Katsumi Sawatari
要旨
1950年代から確立した古典制御理論から、今年で約50年も経過するにあたり現代制御理論の中の最適制御理論とポスト現代制御理論のなかで最も応用されているであろうH・制御理論について触れる。計測と制御は不可分な領域もあり簡単な制御の知識を持つことは有益であろう。本報は前半はその歴史的な流れを、後半は数式を交えてそれぞれの制御法について簡単に述べる。
Abstract
About fifty years has passed after the establishment of the classical control theory in 1950's. At this opportunity, we try to review the optimum control theory in the modern control theories is reviewed and the H infinity control theory that is most popular in the post modern control theory. This review offers a fundamental concepts on control theory especially in sound and vibration systems. The historical background of the control theory is depicted in the first half and the method of each control theory is described with some expressions in the second.
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