掃除機の騒音対策

身近な家庭用掃除機で騒音の静音化、快音化に挑戦してみます。
掃除機は写真のようなスティックタイプのものです。vacuum001
騒音の収録は、スマートフォンのAndroid対応アプリなどで手軽に行えます。今回は、

・Cogi
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.cogi.mobile&hl=ja
・Easiest Voice Recorder
(アドレス不明)

を比較として使用しました。

同時にリアルタイムでの周波数および音の大きさをそれぞれ

・Spectral Audio Analyzer
https://play.google.com/store/apps/details?id=radonsoft.net.spectralview&hl=ja
・FrequenSee – スペクトラムアナライザ
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.DanielBach.FrequenSee&hl=ja
・騒音測定器 : Sound Meter
https://play.google.com/store/apps/details?id=kr.sira.sound&hl=ja

で録っています。

Cogiの音です。
 
Easiest Voice Recorderの音です。

(※再生時には、スピーカー音量にご注意下さい。)

騒音分析

簡易測定では、瞬間的に7KHzあたりの卓越音を確認できましたが、アプリの制約上8kHz以上の測定はできていません。

SeeSV205S(音響カメラ)を用いて音源の可視化と録音を実施し、出力したwavファイルから、AudacityとEXCELベースのプログラムで周波数特性を確認しました。

Audacity時系列データ

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0.01-0.05秒間での時間軸の波形を確認します。

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EXCELベースの振幅スペクトルグラフ

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羽根枚数:7, 回転数:41000rpm

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音源の確認

主だった卓越音の音源を可視化カメラで確認しました。
ダストパック横の電源コードの取り出し口から強い騒音がでていることがわかります。また、排気、吸気音が強く出ている箇所も確認することができました。
それぞれの卓越音の関係から、モーターとFANに起因する音を見つけることができます。
それ以外の卓越音が回転に起因するものか、構造の振動に起因するものかを探って行く必要があります。
  

音の耳障り感

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音の騒音レベルの指標として、耳への聞こえ方であるA特性の補正を行ってみました。
低周波、高周波の領域で騒音レベルが下がり1-5kHzの帯域で上がることが分かります。
耳障りになっていると思われる卓越な音を聞いてみましょう。

441kHz
 right1
684kHz
all 
4784kHz
9569KHz

 
いかがでしたか? 結構甲高い音が耳に残りますね。
  

構造

掃除機を開いて中の構造を確認してみました。
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左図:ノズル、吸い込みホースから掃除機本体背面を通って本体に取り付けられたダストカップに流れます。
中図:右上の流入口→ダストカップ流出を通って左上の口から下部に吸い込まれます。
右図:吸い込みFANを通して外部に排出されます。