■概要■
・輸送機器、機械、電子機器の性能低下や故障の原因となるモータの“騒音”と“振動”
・モータの研究開発に長年関わってきた著者がQ&A方式で騒音・振動対策を解説！
・モータの振動・騒音に悩む研究者・技術者必携の一冊！
＜1＞モータ騒音・振動全般
1．背景─モータ騒音・振動の基本と対策の概要─
Q1 SDGs「持続可能な開発目標」とモータとの背景や方向性はどう進んでいるのか
Q2 「省エネルギーや脱炭素化」への要請が必須の中で、世界で発電される電力のうちモータが使う電力は
どのくらいの割合なのか
Q3 エネルギー効率を高めるためのモータ性能向上での課題は何か など
2．モータの回転原理
Q12 モータはなぜ回るのか
Q13 BLI則とは何か など
3．モータの構造
Q28 モータの基本構成はどうなっているのか
Q29 モータはどのような視点で分類するのか
Q30 産業用誘導モータの構造はどうなっているのか など
＜2＞モータ電磁音
1．電磁音
Q1 モータの振動騒音の種類は何か
Q2 電磁音の加振動力の電磁力を導き出す基本波主磁束による式はどうなるのか
Q3 2f 電磁力と磁束密度Bの関係を図で示すとどうなるのか など
2．電磁騒音─高調波─
Q34 電磁音の中で、時間高調波と空間高調波とは何か
Q35 インバータ（PWM）の電磁騒音について測定する中で、騒音の発生原因に時間高調波が発生する。
この時間高調波、空間高調波とは、何が原因で発生するのか
Q36 電磁力モードは空間高調波という認識で良いのか など
3．トルクリップルによる振動
Q50 モータのトルクリップルの発生要因とは何か
Q51 トルクリップルの振動挙動を簡易的に見る調査方法はあるのか
Q52 トルクリップルは、騒音・振動の測定結果にどのように表れるのか など
4．ダイレクトドライブモータ（DDM）の騒音
Q66 ダイレクトドライブモータ（DDM）とはどのような機構なのか
Q67 DDMを使用した装置の特長として「静音性」とあるが、なぜ静かになるのか
Q68 DDMの洗濯機での騒音問題、その対策方法とは など
5．インバータによるモータ騒音対策─キャリア音、キャリア分散─
Q81 インバータ装置とはどんな装置か。インバータのどの部分で騒音が発生するのか
Q82 なぜインバータ装置が必要なのか
Q83 インバータ駆動運転にモータからキーンという甲高い金属音が発生する要因は何か など
＜3＞モータ構成部品の固有振動数
1．ステータ鉄心の固有振動数
Q1 モータの振動は、ステータ鉄心やロータ鉄心からどのようにして音になるのか
Q2 ティースなどを有するステータ鉄心の固有振動数は どのように扱って計算するのか
Q3 円環の固有振動数の計算となる対象モデルの寸法は何か など
2．巻線端付きの固有振動数
Q27 分布巻の巻線端とはどのような方式か。その巻線とコイルは呼び方が異なるのか
Q28 分布巻と集中巻の違いは何か
Q29 巻線の材料は銅線だけなのか。電源からの電線の呼び方、巻線の英語での呼び方は何か など
＜4＞通風音─騒音発生メカニズム─
1．ファン騒音の発生メカニズム
Q1 ファン騒音を低減するにはどうすればいいのか
Q2 ファン騒音は「大小さまざまな渦の発生」とは何か
Q3 ファンカバー内での共鳴音はなぜ起きるのか など
2．ファン騒音の要因と発生メカニズム
Q12 モータのファン騒音の要因は何か
Q13 モータのファン騒音の発生メカニズムはどのようになるのか
Q14 ファンカバー内の空間共鳴を起こし音として拡大する場合があるとは、具体的にどういう現象か など
＜5＞ロータ振動
1．ロータ・ダイナミクス─ロータの振動問題、ジャイロ効果─
Q1 ロータの振動の具体的な課題はどのような種類があるのか
Q2 ロータ回転時の代表的な振動問題ではどのような現象があるのか
Q3 ロータの振動の特徴とは何か。どのような現象があるのか など
2．モータ高速化の振動対応
Q25 誘導モータ（IM）と永久磁石同期モータ（PMSM）は高速化回転ではどのような作用があるのか
Q26 モータを高速回転することによって高い出力にできるとはどういう意味なのか
Q27 誘導モータの高速化対応において、ロータ強度の飛散防止の対策は何か など
3．ロータアンバランス、トラブル事例─軸受クリープ─
Q56 ロータの回転不釣り合い（アンバランス）振動とは何か。どこの部分に表れるのか
Q57 静バランスと動バランスの違いは何か
Q58 軸方向に長いロータが回転すると何が発生するのか など
＜6＞モータ軸受音
1．モータ軸受音の要因
Q1 設備保全上、モータ振動で問題が多い要素は何か
Q2 モータに使われる代表的な軸受において、軸受振動・音はその構造のどこから発生するのか
Q3 軸受で発生する騒音・振動はどのように分けるのか。発生時の特徴は何か など
2．モータ軸受音の診断方法
Q7 軸受の実際の経過年数ごとの振動トレンドデータはあるのか。どのような現象が生じるのか
Q8 5年5ヵ月経過したあたりで振動は大きくなるがどのような現象なのか
Q9 5年5ヵ月経過の軸受交換前と後のFFTの波形を比較できるのか など
3．モータ軸受の予圧
Q17 「ラジアルすきま」「アキシアルすきま」とは何の役目をするのか
Q18 保持器音の対策に予圧を与える目的と用途は何か
Q19 軸受は軸およびハウジングとのすきまや固定も重要になるのか など
＜7＞モータのCAE構造解析
1．CAE解析とは
Q1 CAEという用語のツール、活用目的は何か
Q2 モータの開発にCAEを使うメリットは何か
Q3 モータのCAEを支える技術分野は何か など
2．CAE解析の基礎
Q33 モータのロータにおいての振動問題とは何か
Q34 ロータの危険速度のうち、振動による問題で疲労とは何か
Q35 振動問題の定式化において、振動に関与する力は何か など
3．CAE モデル化─ステータの固有振動数─
Q59 モータ騒音・振動予測シミュレーションにおいてどのような課題があるのか
Q60 ステータ鉄心の固有振動数の予測計算をするためには積層鉄心ではどのような課題があるのか
Q61 積層ステータ鉄心とブロック円環厚肉円筒の違いにおいて、対象モータ、形状と寸法はどのくらいなのか など
4．CAEモデル化─ロータ1次曲げと騒音問題─
Q92 モータ騒音の原因はロータの固有振動数にある。ロータの固有振動数においてCAE解析には
どのような課題があるのか
Q93 有限要素法によるCAE解析の対象モデルは何か
Q94 ロータの1次元シミュレーションCAEモデル化で何を特に考慮すべきか など
＜8＞モータの計測・診断技術
1．振動の種類と振動レベル
Q1 振動とはどういう現象で、振動が大きくなるとどのような影響があるのか
Q2 振動にはどのような種類があるのか
Q3 振動現象が示す変位、速度、加速度の数学的な関係はどうなっているのか など
2．モータ振動計測方法
Q8 モータや相手機械の振動はどこの部分を測定するのか。どういう観測の目的があるのか
Q9 加速度センサの固定設置はどのような方法があるのか。その周波数特性はどうなるのか
Q10 振動センサにノイズが入る場合、どう対策するのか など
3．インパルスハンマによるハンマリング試験
Q22 インパルスハンマによるハンマリング試験とは何か
Q23 モータのステータ鉄心の円環振動モードはどうなるのか
Q24 円環振動の振動モードの計測点数はどうするのか など
4．騒音レベルと音質評価
Q39 音のレベル表示（dB）はどのようなものがあるのか
Q40 音圧レベルはなぜ20log なのか
Q41 モータ1台の騒音レベルが70 dBの場合、2台では140dBになるのか。4台では騒音レベルは何dBになるのか など
＜9＞モータ騒音・振動のトラブル解決方法
1．騒音対策の手順と解決方法
Q1 モータを振動源とするときの騒音発生メカニズムはどうなるのか
Q2 モータ騒音・振動の種類と要因は何か
Q3 モータの電磁的な一般的な対策はどのような内容か など
2．モータのトラブル解決方法
Q20 トラブルや品質問題の解決方法の分析方法には何があるのか
Q21 品質問題の解決への基本の手順は何か
Q22 トラブル対応で知っておきたい現象要因図の手法・使い方のポイントは何か など
■著者■
野田 伸一（のだ しんいち）
1982年、芝浦工業大学卒業。
2000年、三重大学にて「モータの振動騒音」で工学博士取得。
株式会社東芝にてモータ(産業、鉄道、エレベータ、自動車、家電・空調など)の研究開発・品質問題に従事（部長）。
2013年、ニデック（旧 日本電産）株式会社モータ基礎研究所にてブラシレスDCモータの研究・開発、品質問題に従事（研究所 部門長）。
