騒音対策～掃除機の静音化つづき～

音源の特定

騒音がどこから出ているのか？　また、音源が何なのかを突き止めるのは難しい問題です。
先の掃除機では、FFT処理により幾つかの卓越した音を見つけることができました。
また、SeeSV205S音源カメラによりそれぞれの音の位置を可視化することができました。しかし、掃除機のように音源が内部にもある場合、音源カメラだけでは音源を確定させることができません。
音源の特定を考えてみます。

特定の手順を、次のように考えます。

騒音の種類

先入観を持って調べることは、大切でもあり、発想の自由度を失う危険も伴いますが、FANのような回転機械を持つ機器の騒音を考えてみます。

素人の知識の域をでませんが、概ね次のような区分になるように思います。

回り道…（参考）

ここまで、実際の掃除機を対象に考えてきました。

音源探索を進める上で、一旦　もう少しシンプルな対象で実験と計測を進めてみたいと思います。

シロッコファン

定格電圧	12	V
ブレード枚数	55
スポーク	3
定格回転速度	6300	min^-1
最大風量(m³/min)	0.305	m³/min
最大風量（CFM)	10.777	CFM
最大静圧(Pa)	228	Pa
最大静圧(inchH₂O)	0.916	inchH₂O
音圧(dB[A])	42	dB(A)

写真のシロッコファンの音を録ります。

FFT処理を行い、周波数の分布からその音が何によるものなのかを考えてみます。

ファンは、送風機のうち圧力比1.1以下のもの、
ブロワは、送風機のうち圧力比1.1 – 2程度のもの
を指します。

また、圧力上昇が
0.1kgf/cm²（0.01MPa，1mH₂O ）以下のものをファンと呼び、
0.01－0.1MPa，1－10mH₂O のものをブロアとも定義されています。
（改正後の定義では送風機はファンと同義となり、ブロワは圧縮機の扱いとなったそうですが）
ということで、これは0.0232mH₂Oなのでブロワではなく、ファンと呼ぶことにします。

– 1mH₂O = 9806.65 Pa
– 1inchH₂O = 249.0899 Pa

サイズが分かったから何か分かるわけではないと思いますが、寸法を書いておきます。
　
さて、このファンをコントローラーに接続して回し、音を録ります。
コントローラーの仕様は下記のとおりです。
　DC入力 12V
　DC出力5.5-10.5V　
　300mmA

スマホで録った音にFFT処理をしました。

マイク特性から4kHzの値には疑問が生じますが1kHz以下の卓越音は確認することができます。
さて、この音は何の音でしょうか？

シロッコファンの翼通過騒音NZは、線状の卓越ではなく山形の音圧分布を形成します。

– 回転数　測定より4500rpm前後です。
– NZ　55(枚)*4500(rpm)/60(Sec)*n=4125n
– 羽根車のスポーク　3*4500/60*n=225n
– ケーシングのスポーク　:3
– スポークの干渉　225*3=675
– モーターの回転成分　:75
– モーターの極成分（4P4SLOT)　75*4=300
– 1000Hz以下の卓越音は、モーターの回転成分によるものとここでは考えておきます。