聴覚、音響、振動の連成システムの 衝撃応答の解析
研究代表者 戸井 武司 研究員
理工学研究所 共同研究第２類
衝撃入力制御による衝撃応答改善：
パンチプレスの快音化
研究背景
・衝撃応答の特徴
– 短い時間の入力による広い周波数帯域の応答
衝撃入力の設計
ピッチ解析による認知特性の特定：
鐘の音の認知特性の把握
・衝撃応答の設計
‐従来の設計法：放射される音より構造を設計
衝撃入力制御と認知特性に基づく設計法の提案
‐入力のパワー分布と認知間に差が存在
認知される成分に対する対策が必要
‐入力制御によるシステム改善
構造変更が不要 図1 衝撃による入力と応答
図2 構造振動に基づく音の解析
- 0 .0 8 s 0 .2 1
- 6 0 9 e - 6
6 0 9 e - 6
Real
N
0 .0 0
1 .0 0
Amplitude
F Time forc e2 2 _4 0 0 _4 0 0 _- _3 .2 _3 0 _1 F Time forc e2 7 _5 0 _1 0 0 _4 0 0 __8 0 _TP0 _3 .2 _3 0 _1 F Time forc e1 _5 0 _4 0 0 _8 0 _3 .2 _3 0 _1 F Time forc e1 9 _5 0 _5 0 _- _3 .2 _3 0 _1
0 Time s 2.9E-1 -8.5
Force t
8.5
4 .4 7 Oc tave 1 / 3 1 1 2 2 0 .1 8
Hz 1 0 .0 e - 9
1 0 0 e - 6
LogN
1 0 .0 e - 9 1 0 0 e - 6
Log [0.00-12800.00 Hz]N
A L Oc tave 1 / 3 forc e2 2 _4 0 0 _4 0 0 _- _3 .2 _3 0 _1 Spe c tru m forc e (1 )2 7 _5 0 _1 0 0 _4 0 0 __8 0 _TP0 _3 .2 _3 0 _1 Spe c tru m forc e (2 )1 _5 0 _4 0 0 _8 0 _3 .2 _3 0 _1 Spe c tru m forc e (3 )1 9 _5 0 _5 0 _- _3 .2 _3 0 _1
5.0 Octave 1/3 Hz 1.0E+4 1.0E-4
Forcet
1.0
4 .4 7 Oc tave 1 / 3Hz 1 1 2 2 0 .1 8
4 0 .0 0 9 0 .0 0
dBPa
4 0 .0 0 9 0 .0 0
dB [0.00-12800.00 Hz]Pa
A L Oc tave 1 / 3 sou saban n2 2 _4 0 0 _4 0 0 _- _3 .2 _3 0 _1
Spe c tru m sou saban n (1 )2 7 _5 0 _1 0 0 _4 0 0 __8 0 _TP0 _3 .2 _3 0 _1 Spe c tru m sou saban n (2 )1 _5 0 _4 0 0 _8 0 _3 .2 _3 0 _1 Spe c tru m sou saban n (3 )1 9 _5 0 _5 0 _- _3 .2 _3 0 _1
5.0 Octave 1/3 Hz 1.0E+4 40
SPLdB
90
・ピッチ抽出アルゴリズム
‐Placement theory
(Terhardt, 1982)‐両端が異なる形の チューブ型鐘の音
音として聞こえる成分
図5 実験対象のチューブ型鐘
図6 ピッチ抽出アルゴリズムと解析結果
図7 パンチプレス
図8 打ち抜きパターンの制御
図9 打ち抜きパターンの変化による 入力と応答の変化
•
パンチプレス音の特徴
‐複雑な構造より動作音予測は困難
入力制御による音質改善を提案
•
認知特性に基づく音質設計
‐使用者が好む音を 目標音に設定
・設計因子
‐接触時間によって変化任意の入力実現は難しい
‐接触面積と接触パターンを設計
迫力因子 × 快適因子
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
迫力因子
快適因子快適因子
1.0
-1.0
快適な 不快な
0
-1.5
