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設計技術シリーズ

モータの騒音・振動と対策設計法

著者: 野田伸一氏((株)東芝)
価格: 3,600円(本体)+税
判型: A5
ページ数: 183 ページ
ISBN: 978-4-904774-17-5
発売日: 2014/3/16
- 書籍紹介 -
静けさは、良い製品と評価される重要な要素。その音の根源としてのモータ静音化設計を学ぶには、最良の教科書となっています。
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【著者紹介】

野田伸一(のだ しんいち)
1982年 芝浦工業大学を卒業。(株)東芝にてモータ(産業、鉄道、エレベータ、自動車、家電・空調など)の研究開発に従事。
2000年 三重大学にて工学博士を取得。モータ査読論文25件、発表論文55件、特許32件、専門書5冊。表彰歴(オーム技術賞など6件)、芝浦工業大学の非常勤講師。日本機械学会会員、電気学会会員。

【目次】

第1章 モータの基礎

  1. 1. モータの構造
  2. 2. モータはなぜ回るのか
  3. 3. 実際のモータの回転構成と特性
    1. 3.1 三相誘導モータ
    2. 3.2 ブラシレスDCモータ

第2章 騒音・振動の基礎

  1. 1. 騒音・振動の基礎
    1. 1.1 自由度モデル
    2. 1.2 1自由度モデルの強制振動
    3. 1.3 設置ベースに伝わる力
    4. 1.4 多自由度モデル
    5. 1.5 振動モード解析の基礎
  2. 2. 振動測定の基礎、周波数分析
    1. 2.1 振動測定
    2. 2.2 振動測定の原理
    3. 2.3 各種の振動ピックアップ
    4. 2.4 振動測定の方法と注意点
    5. 2.5 周波数分析
    6. 2.6 振動データの表示
  3. 3. 有限要素法による振動解析
    1. 3.1 CAEとは
    2. 3.2 有限要素法による解析
    3. 3.3 振動問題への取り組み
    4. 3.4 固有値解析
    5. 3.5 周波数応答解析

第3章 モータ構成部品の機械特性

  1. 1. 円環モデルの固有振動数と振動モード
    1. 1.1 円環モデルの固有振動数
    2. 1.2 実験方法
    3. 1.3 三次元円環モデルの有限要素法による振動解析
    4. 1.4 結果および考察
    5. 1.5 まとめ
  2. 2. 実際の固定子鉄心の固有振動数
    1. 2.1 簡易式による固定子鉄心の固有振動数の計算
    2. 2.2 実験
    3. 2.3 実験結果
  3. 3. 有限要素法による固有振動数解析
    1. 3.1 解析方法
    2. 3.2 スロット底の要素分割法による影響
    3. 3.3 解析結果
    4. 3.4 スロット内の巻線の影響
    5. 3.5 まとめ

第4章 モータの電磁力

  1. 1. モータ電磁振動・騒音の発生要因
    1. 1.1 電磁力の発生周波数と電磁力モード
    2. 1.2 電磁力の計算
  2. 2. モータの機械系の振動特性
    1. 2.1 電磁力による振動応答解析
    2. 2.2 測定結果
  3. 3. 騒音シミュレーション
  4. 4. まとめ

第5章 モータのファン騒音

  1. 1. モータのファン騒音
    1. 1.1 ファン騒音の大きさと発生周波数
    2. 1.2 冷却に必要な通風量
    3. 1.3  ァンによる送風量
  2. 2. モータファンの騒音実験
    1. 2.1 実験対象のモータの構造
    2. 2.2 ファン騒音の実測による検証
    3. 2.3 実験による空間共鳴周波数と騒音分布の検証
    4. 2.4 共鳴周波数解析
  3. 3. モータファンの低騒音化
    1. 3.1 回転風切り音の発生メカニズム
    2. 3.2 等配ピッチ羽根による回転風切り音
    3. 3.3 不等配ピッチ羽根による回転風切り音
  4. 4. まとめ

第6章 モータ軸受の騒音と振動

  1. 1. モータの軸受の種類と特徴
  2. 2. 軸受音の経過年数の傾向管理
  3. 3. 軸受音の調査方法
    1. 3.1 振動法とは
    2. 3.2 軸受の傷の有無の解析方法
    3. 3.3 軸受の音の周波数
  4. 4. モータ軸受振動と騒音の事例
  5. 5. まとめ

第7章 モータの騒音・振動の事例と対策

  1. 1. モータ騒音・振動の要因
    1. 1.1 電磁気的な要因
    2. 1.2 機械的振動の要因
    3. 1.3 軸受音の要因
    4. 1.4 通風音の要因
    5. 1.5 モータ据付け架台の要因
    6. 1.6 モータの基礎要因
  2. 事例 1 モータの磁気騒音 音源
  3. 事例 2 ファン用モータのうなり音 音源
  4. 事例 3 ファンモータの不等配羽ピッチ 通風の音源
  5. 事例 4 インバータ駆動によるモータ インバータ音源音
  6. 事例 5 モータ固定子鉄心の固有振動数 共振伝達
  7. 事例 6 モータ運転時間経過による騒音変化 伝達特性
  8. 事例 7 モータのスロットコンビ 音源と伝達
  9. 事例 8 ボール盤用モータの異常振動 音源
  10. 事例 9 モータ据付け系の振動 伝達系
  11. 事例 10 隣のモータからもらい振動 伝達
  12. 事例 11 モータの架台と振動 据付け振動
  13. 事例 12 工作機械とモータの振動 相性の振動

【参考文献】

  • 大久保信行:機械のモーダル・アナリシス、中央大学出版部 (1986)
  • 豊田利夫:回転機械診断の進め方、pp.50-53、日本プラントメンテナンス協会 (2000)
  • 末岡淳男、綾部隆:機械力学、森北出版 (2002)
  • 末岡淳男、金光陽一、近藤孝広:機械振動学、朝倉書店 (2002)
  • 井上順吉、松下修己:機械力学I ―線形実践振動論―、理工学社 (2002)
  • 豊田利夫:回転機械診断の進め方、日本プラントメンテナンス協会 (1996)
  • J.P.Den Hartog著、谷口修訳: Mechanical Vibrations、機械振動論、コロナ社 (1953)
  • S.Timoshenko著、谷下市松訳:Vibration problems in Engineering、工業振動学、東京図書 (1950)
  • 亘理厚:機械力学、共立出版 (1969)
  • 安田仁彦:振動工学ハンドブック、養賢堂 (1976)
  • 斉藤文利訳:ロー・ノイズ・モータ-電気機械の騒音の測定と抑制法-、総合電子出版、pp.53-55
  • S. Noda,S. Mori,F. Ishibashi,K. Itomi : Effect of coils on natural frequencies of stator core in small induction motor, IEEE Trans Energy Conv., EC2-1,93-99 (1987)
  • 野田伸一、石橋文徳、森貞明:小形誘導電動機の電磁振動について、電気学会論文誌D、112巻 3号、307-313(1992)
  • 野田伸一、石橋文徳、井手勝記:誘導電動機固定子鉄心の振動応答解析、日本機械学会論文集C編、59巻 562号 (1993-6)、1650-1656
  • 野田伸一、鈴木功、糸見和信、石橋文徳、森貞明:電動機固定子鉄心の固有振動数の簡易計算法、日本機械学会論文集C編、60巻 578号 (1994-10)、3245-3251
  • S. Noda,F. Ishibashi,K. Ide : Vibration response analysis of Induction motor stator core,JSME International Journal, SeriesC,Vol.38,No.3,420-425 (1995)
  • 野田伸一、鈴木功、糸見和信、石橋文徳、森貞明、池田洋一:誘導電動機のフレーム付き固定子鉄心の固有振動数、日本機械学会論文集C編、61巻 591号、4195-4201 (1995-11)
  • 石橋文徳、野田伸一:Frequencies and modes of electromagnetic vibration of a small Induction motor、電気学会論文誌D、116巻 11号、1110-1115 (1996-8)
  • 糸見和信、野田伸一、鈴木功、石橋文徳:電動機固定子鉄心の固有振動数解析、日本機械学会論文集C編、64巻 624号、2833-2839(1998-8)
  • 野田伸一、糸見和信、石橋文徳、井手勝記:二層円環におけるはめあい面圧と固有振動数、日本機械学会論文集C編、65巻 629号、23-29 (1999-1)
  • F. Ishibashi,S. Noda,M.Motizuki:Numerical simulation of electromagnetic vibration of small induction motors, IEE Proc.-Electr.Power Apple., Vol.145,No.6,528-534 (1998-11)
  • 石橋文徳、野田伸一:誘導電動機の電磁場-振動・騒音場連系解析、日本AME学会誌、Vol.7 No.1、21-27 (1999-3)
  • 野田伸一:モータの騒音・振動とその低減対策、エヌ・ティー・エス(2011-11)
  • 生井武文:送風機と圧縮機、朝倉書店、486-505 (1960)
  • 大坪俊、高井章:低騒音電動機、明電舎時報、第34号、30-36 (1961)
  • 高木正蔵、池谷定敬、青柳章:低騒音誘導電動機、東芝レビュー27巻4号、353-357 (1972)
  • 綿引誠之、甲藤協:低騒音電動機の進歩と使い方、電気計算、Vol.13、No.5、32-39 (1972)
  • 平山勝己:低騒音誘導電動機、明電舎時報、第112号、№5、54-62(1973)
  • 林是樹、光富寿雄、臼井純一:低騒音回転機、安川電機、第38巻、第146号、№2、133-144 (1974)
  • 平山勝己、久光行正、杉浦邦夫:低騒音電動機、明電時報、第116号、№3、39-41 (1974)
  • 蓮池公紀:電動機の騒音とその防音対策について、配管技術、102-107 (1974)
  • 桜井照男、尾高憲二、浜野福男、河内芳信:誘導電動機の騒音低減、日立評論、Vol.57、№7、65-70 (1975)
  • 山西晴男、内藤治夫:全閉外扇形電動機の冷却風量を増加させるファンの設計指標、電気学会論文誌.D、産業応用部門誌、Vol.120、No.12 (2000)
  • 野田伸一:送風機の低騒音設計 (羽根切り音と回転アンバランスを低減する翼配列の低減法)、日本機械学会論文誌C編、66巻649号、62-67 (2000)
  • 白石茂智、その他:全閉式主電動機の開発 (冷却構造の改良)、電気学会 回転機研究会 (2001)
  • 白石茂智、山田敏明、その他:全閉外扇式主電動機の開発と現車試験結果、鉄道サイバネティクス利用シンポジウム (2004)
  • 野田伸一、水野末良:鉄道車輌全閉外扇形主電動機におけるファン騒音と共鳴周波数、第11回鉄道技術連合シンポジウムJ-RAL2004、493-496 (2004)
  • 白石茂智、山田敏明、その他:全閉外扇式主電動機の開発と現車試験結果、鉄道サイバネティクス利用シンポジウム (2004)
  • 野田伸一、白石茂智、永山孝:低騒音を目指す密閉タイプの鉄道車輌用モータ、東芝レビューVol.60、No.12、28-31 (2005)
  • 小山泰平、他:電気学会全国大会論文集、5-104、147 (2006)
  • 小山泰平、他:第44回日本伝熱シンポジウム講演論文集 (2007)
  • 野田伸一:全閉外扇式主電動機の低騒音化、第45回 鉄道サイバネ・シンポジウム論文 (2008)
  • 五十嵐昭男:転がり軸受に音響および振動に関する研究論文集 (1986)
  • 高田浩年、相原了:転がり軸受の寿命と信頼性、日刊工業新聞社 (2005)
  • 豊田利夫:設備診断のための信号処理の進め方、日本プラントメンテナンス協会 (1996)
  • 野田伸一:モータの騒音・振動とその低減対策、エヌ・ティー・エス (2011)

【口コミ】

  • モータ設計を行う技術者のものです。対策設計法と銘打つだけあって、おかげで参考になる設計法が見つかりそうです。(業界:自動車、職種:モータ設計、年齢:35、性別:男)
  • ページ数の割にちょっと高い。ただ内容はモータ設計のトレンドを捉えていていい勉強になりそうです。(業界:自動車、職種:モータ設計、年齢:30、性別:男)
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