自動車産業―開発、振動解析および試験
コンセプトから量産までの製品開発は、ますます高速化しています。特に、 電動モビリティへの移行に伴い、エンジン音がなくなることで、これまでかき消されていた固体伝搬音の問題が顕在化し、不快に感じられるようになることが、自動車産業の変革を加速させています。そのため、新たなコンポーネントや軽量構造設計には、包括的な振動解析と試験が必要です。
シミュレーションにより、部品やアセンブリを開発の早い段階から詳細に検証できます。それでも、モデルを用いた実測は、計算結果を確実に検証するために不可欠です。
非接触測定手法であるレーザードップラー振動計測は部品の振動に影響を与えません。そのため、わずかな労力で高精度な結果を短時間で取得できます。
高い信号品質を誇るOptomet赤外線技術により、測定が難しい表面でも、材質や表面状態に左右されることなく、信頼性の高い測定が可能です。風洞、回転試験装置、音響ラボ、モーダル試験など、用途を問わず、Optometがお客様に最適な振動計測ソリューションの選定から測定課題の実現までサポートします。
空力音響
空力音響は、空気力学的な流れによって生じる騒音を扱う分野です。乱流や、構造物の内部および周囲を通る流れは、部品に振動を発生させます。この振動が音波を生成・放射し、場合によっては人に不快感を与えます。また、ますます厳格化する騒音排出規制により、低騒音設計の必要性も高まっています。
航空宇宙産業や自動車産業では、騒音低減が特に重要です。代表的な騒音として、航空機のエンジン音や、自動車および高速鉄道の風切り音が挙げられます。自動車の内燃機関から電動駆動への移行に見られるように、ほかの騒音が低減または解消されるほど、流れに起因する騒音がより顕著になり、耳障りに感じられるようになります。
空気伝搬音は、マイクロフォンまたはマイクロフォンアレイを用いて測定します。しかし、音源となり得る箇所を特定するには、スキャニングレーザードップラー振動計測のように、より高い空間分解能を備えた測定手法が必要です。
Optometの レーザースキャニング振動計を使用すれば では、小さな構造物から車両全体まで、非接触かつ高精度に測定できます。ユーザーフレンドリーな SMART Labソフトウェア により、測定を迅速に実施できるほか、多彩で有用な解析機能と、分かりやすい2次元表示およびアニメーション表示を利用できます。たとえば、振動モードと空気伝搬音として検出された周波数との相関から、音の発生位置や発生メカニズムに関する重要な知見を得て、騒音低減に向けた適切な設計対策を講じることができます。
この 赤外線レーザー技術 (SWIR) を採用したOptomet Scanning Vibrometerは、10メートルを超える長距離測定でも、信頼性の高い振動測定に十分な信号レベルを確保します。暗色の曲面や鏡面状の曲面でも、反射率を高める処理を施すことなく測定できます。また、振動計と測定対象物の間に厚いガラスがあっても、影響を受けずに測定できます。
電動アクチュエータ
現代の 車両には数多くの電動アクチュエータが搭載されています。その中には、パワーウィンドウ、サンルーフ駆動装置、ドアミラー調整モーター、ワイパー駆動装置、シート調整装置など、乗員が直接動作を認識するものがあります。一方、燃料ポンプ、冷却水ポンプ、ブロワーモーターなど、乗員に直接意識されることなく作動するものもあります。
これらの駆動装置は、本来の機能を果たす一方で、望ましくない異音 の発生源にもなり得ます。特に、主要な騒音源である内燃エンジンを使用しない電気自動車や、エンジンが停止するハイブリッド車では、こうした異音がはっきりと聞こえる場合があります。
Optometのレーザー振動計は、開発・試験エンジニアがこうした異音源を 特定・可視化・定量化する作業を支援します。さらに、Optometの非接触振動センサーは、これらのコンポーネントの耐振動性および耐衝撃性を詳細に試験する用途にも最適です。
不快な騒音はどこから発生するのか？
騒音・振動・ハーシュネス (NVH) とは、車両や機械から聞こえる騒音や体感される振動の特性、およびそれらの感じ方を指し、同時に関連する工学分野の総称でもあります。その目的は、不要な騒音や振動を特定して低減し、ユーザーの快適性と製品の体感品質を向上させることです。NVH解析では、振動源と音源を正確に特定し、乗員やユーザーにとって最適な結果を実現できます。
Optometのレーザースキャニング振動計 は、高い空間分解能と、あらゆる表面で得られる優れた信号対雑音比により、音源と振動源の特定に最適です。シンプルで直感的な測定ソフトウェア、情報量に優れた測定データの3D可視化、高速な自動スキャンプロセスにより、製品表面を短時間で測定できます。
測定データには多彩な表示・エクスポート機能が用意されており、同僚との情報共有を容易にします。エンジニアは測定結果に基づいて、たとえば部品の接合方法や形状を見直し、適切な箇所の減衰性能を高めることができます。
触覚ディスプレイ
タブレットやスマートフォンの時代となった今、私たちはタップする代わりにスワイプする操作にすっかり慣れています。しかし、指先で隠れてタッチスクリーン上のどの位置に触れているのか確認できないため、仮想キーボードでの入力を難しいと感じるユーザーも少なくありません。
車両の運転中にタッチスクリーンを操作すると、安全上の問題が生じます。その解決策となるのが、ディスプレイ上のボタンやスライダーを触覚で認識できるハプティックディスプレイです。画面に視線を向けなくても、操作が実行されたかどうかを指先へのフィードバックで確認できます。
Optomet レーザードップラー振動計は、このようなハプティックディスプレイの開発だけでなく、製造工程における品質保証にも欠かせない役割を果たします。
