　騒音の大きさは「デシベル［dB］」で表現します。「デシ［d］」とは“10デシリットルが1リットル”の「デシ」です。「ベル」はというと、任天堂の人気ゲーム「どうぶつの森」シリーズの通貨の単位ではありません。「ベル」はアレクサンダー・グラハム・ベル（参考文献［2］）が定義した電話における電力の伝送減衰を表す量で、電力（パワー）が10分の1になるとき、－1［B］（ベル）としました。よって、電力が10分の1になるときは－10［dB］です。

　音の場合は、音圧レベル（SPL：Sound Pressure Level）をデシベルで表記します。次式となります。

式30

　音圧実効値は観測された圧力の実効値で、基準音圧は人がやっと聞こえるくらいの音の圧力です。エネルギーは振幅の二乗なので20という数字が出てきました。大体3［dB］の差があれば人は音が小さくなったと気付くそうです。－3［dB］を音圧の振幅で表現すると0.707倍です。振動変位を30［％］低減すると「おおっ、かなり下がったな」といわれるのですが、音圧を30［％］下げても「えっ、変わったの？」というくらいでしょうか。“騒音対策は、振幅をかなり下げないと効果が実感できない”のです。

　騒音計のキャリブレーション信号は多くの場合、94［dB］です。Lp＝94［dB］となります。94［dB］の音を出す校正器（音源）があって、騒音計と同時に購入するのですが、その音源に騒音計のマイクを挿入して、騒音計が94［dB］を指し示したら騒音計は正常です。また、騒音計から電圧信号が出て、それをFFTアナライザやAD変換器につなげるのですが、その電圧が94［dB］に相当します。94［dB］の音圧を計算すると次式となります。ちょうど1［Pa］ですね。

式31

参考文献：

［2］アレクサンダー・グラハム・ベル｜Wikipedia

実効値（rms値）

　前述した音圧は実効値です。100［V］コンセントに、オシロスコープをつなげると交流電圧の波形が振幅141［V］の正弦波になることは皆さんご存じでしょう。100［V］は実効値です。よって、コンセントの活線に触れて「ビビッ」ときた場合は、100［V］に感電したのではなく、141［V］に感電しているのです。式を書いておきます。Root Mean Squareですね。

式32

　振幅1の正弦波の場合は以下となって、実効値は0.707となります。

式33

　次回、騒音測定でよく使う「A特性」と「音響インテンシティ」について説明します。お楽しみに！　（次回へ続く）

⇒「連載バックナンバー」はこちら

Profile

高橋良一（たかはしりょういち）
ＲＴデザインラボ代表

1961年生まれ。技術士（機械部門）、計算力学技術者上級アナリスト、米MIT Francis Bitter Magnet Laboratory 元研究員。

構造・熱流体系のCAE専門家と機械設計者の両面を持つエンジニア。約40年間、大手電機メーカーにて医用画像診断装置（MRI装置）の電磁振動・騒音の解析、測定、低減設計、二次電池製造ラインの静音化、液晶パネル製造装置の設計、CTスキャナー用X線発生管の設計、超音波溶接機の振動解析と疲労寿命予測、超電導磁石の電磁振動に対する疲労強度評価、メカトロニクス機器の数値シミュレーションの実用化などに従事。現在ＲＴデザインラボにて、受託CAE解析、設計者解析の導入コンサルティングを手掛けている。⇒ ＲＴデザインラボ

マツダが取り組む音源寄与度分析、簡易モデルを用いた車内音予測手法による効率化事例
マツダは、ダッソー・システムズ主催の年次コミュニティーカンファレンス「SIMULIA Community Virtual Conference Japan 2021」のユーザー事例講演に登壇し、「量産開発適用に向けた効率的な風切り音予測および分析手法について」をテーマに、音源寄与度分析および簡易モデルを用いた車内音予測手法による効率化の取り組みを紹介した。
ランドリー（洗濯機）を題材に音振動の低次元化モデリングを考える
「1Dモデリング」に関する連載。連載第8回では音振動のモデリングの事例として、ランドリー（洗濯機）を取り上げる。まず、ランドリーとは何かを機能と構造の視点で考える。その後、音振動の伝達経路、ランドリー固有の要素を説明し、ランドリーの1D振動モデルを示す。また、振動数が変化する外力のモデリング方法とゴムのモデリング方法を紹介する。これらを踏まえ、ランドリーの振動モデルを構築、定式化、解析し、最後に音の1Dモデリングに言及する。
内装形状の最適化で不要振動を低減したサウンドシステムを新型車に採用
デンソーテンの新世代サウンドシステムが、トヨタ自動車の新型「クラウン」に採用された。スピーカー周辺のボディーや内装形状を最適化することで、スピーカー駆動時の不要振動を低減している。
航空機や自動車の騒音を低減する、高速で正確な音響解析ソフトウェア
エムエスシーソフトウェアは、音響解析ソフトウェア「Actran 2020」をリリースした。高速で正確な音響解析が可能になるため、航空機や自動車のメーカーは、騒音を低減し、乗員の快適性を向上する製品を開発できる。
3D解析が可能な音響解析ソフトウェアを活用し、排気系騒音の解析フローを確立
ユタカ技研が、エムエスシーソフトウェアの音響解析ソフトウェア「Actran」を用いて、排気系騒音を予測可能な手法を開発した。総合的な音響解析が可能になり、排気音・放射音を高精度に解析するシステムの構築に成功した。
三菱自動車が取り組んだ床下空力騒音解析、“弱点”を解決した道筋
ダッソー・システムズは、オンラインイベント「3DEXPERIENCE CONFERENCE JAPAN 2020 ONLINE」を開催。その中でカテゴリーセッションとして、三菱自動車工業第一車両技術開発本部機能実験部空力技術開発の奥津泰彦氏が登壇し「PowerFLOWとwave6を活用した自動車床下空力騒音の伝達メカニズム解明」をテーマに、床下空力騒音解析の数値計算手法と計算結果などを紹介した。