64チャンネルデータ収録システムを用いた車室内音場測定

技術部 大山 宏・忠平 好生
株式会社ブリヂストン 村瀬 正典・水野 恵一郎

1. はじめに

このシステムにつきましては、本誌第2号において紹介させていただきましたが、その概略を述べさせていただきます。

  1. その名のとおり、64チャンネルのデータ収録装置です。
  2. 変動騒音、過渡的な音振動現象の分布をとらえます。
  3. マイクと振動加速度ピックアップ(電圧出力型、電荷型)が使えます。
  4. ユニバーサルフィルターで任意周波数バンドパス処理できます。
  5. カラーノートパソコンでリアルタイムに分布を可視化します。
  6. RAMデータレコーダの併用で、生波形を収録できます。
  7. 収録した生波形は、ワークステーションでFFT計算や音響インテンシティ計算して、音場の時間変動を可視化します。
  8. バッテリー動作します。(もちろん AC 100V用電源も用意しています。)
  9. 従来のマルチチャンネルシステムに比べて大幅に小型化しました。
  10. 低価格です。是非、ご相談下さい。

RAMデータレコーダの写真
図-1 RAMデータレコーダ

解析ソフトウエアの画面の写真
図-2 解析ソフトウエアの画面

さて、今回はこのシステムを用いまして実際に測定を行ないました例をご紹介したいと思います。 この貴重なデータは、64チャンネルデータ収録システムを共同で開発いたしました(株)ブリヂストン様よりご提供いただきました。

2. 測定

自動車開発をすすめるにうえで、車室内の低騒音化は重要なテーマです。 近年、アクティブノイズコントロールを用いた乗用車も登場しているようですが、車室内の形状、 内装材や制振材などの対策を行なうことも非常に重要なことです。そのため、車室内の騒音分布を正確に把握して、 効果的な対策を検討することが第一に必要になります。
今回の測定は、普通乗用車の中に64個の超小型エレクトレットコンデンサマイクロホンを8点×8点のメッシュ状に配置して、 エンジンを徐々に加速していったときの音圧をRAMデータレコーダに収録しました。(測定位置図参照)
収録されたデータは、パソコンに転送された後、ネットワークを通じてワークステーションに転送され、 解析用ソフトウエアを用いてFFT分析、音響インテンシティ分析等を行ないました。


測定位置図測定位置図
図-3 測定位置図

なお、ここで使用しているマイクロホンが計測用のものでないため、その特性を懸念される方があるかもしれませんが、 このシステムでは、無響室において個々のマイクロホンとB&K社のマイクロホンの特性(インパルスレスポンス)を測定して、 その特性差を補正する逆フィルタを作り補正しています。

3. 測定結果

測定結果は、天井面及び垂直断面における音圧レベルのオーバーオール値で表示してありまして、 白いところが音が大きく、黒いところが小さくなっており、白と黒のレベル差は20dBとなっています。4気筒エンジン搭載車のこもり音は、 エンジンの回転2次成分です。通常はその周波数成分が卓越しますので、車室内こもり音の分布と考えていただいても結構かと思います。
ここでは、特徴的にモードのたっている測定結果をみていただいていますが、2400 rpmでは前後の1次モードで後部座席の音圧が高く、 4600 rpmになると2次のモードとなり前座席に移っています。さらに6000 rpmでは、上下の2次モードとなっていることがわかります。 誌面の都合であまり詳しいデータをお見せすることができないのが残念ですが、解析ソフトウエアでは、 エンジン回転数に応じて時々刻々と変化する車室内の音響モードの移り変わりを、アニメーションのように見ることができます。 また、このようなコンターの他に鳥瞰図や、音響インテンシティ計算結果はベクトルマップとして表示することができます。 もちろん、あるポイントに着目して時間波形の表示やその任意区間のFFT計算、ウォーターフォール表示などが可能です。

4. さて次は

このように、従来の測定方法では把握することが困難な音振動現象の解析が可能となっていますが、 さらに音響ホログラフィー、ウィグナー分布、ウェーブレット変換などの技術を導入して解析ソフトウエアを発展させる計画ですので、 ご期待いただきたいと思います。

測定結果
測定結果
測定結果
測定結果
図-4 測定結果(白いところが音が大きく、黒いところが小さい)