一歩先へ！富士電機の基盤技術

シミュレーションを行うには、まず文献や当社製品に関する報告資料などから騒音に影響する要因を推定。次に構造を単純化した原理検証機を使って試験を行い、その結果（データ）を基に、パソコン上で形状や物理現象をモデル化します。ここでは、「電磁振動」によるシミュレーションの例として、変圧器を挙げます。

変圧器は、鉄心に2本のコイルを巻き、双方のコイルの巻き数によって電圧を変える製品ですが、電気が流れると、鉄心・コイルの周辺に「磁界」が発生します。そこから生じる電磁力の影響で、周辺の部材が変形・振動することが、騒音の原因になります。

そこで、まず鉄心・コイルの原理検証機を製作して実際に電気を流し、振動、変形量、磁束密度などの項目を測定します。鉄心は薄い鉄板がミルフィーユ上に積み重ねられた「積層構造」になっていますが、この鉄板の重ね方はもちろん、コイルの巻き方、巻き数など、騒音に影響するさまざまな要因をシミュレーションモデルとして構築します。

次に、構築したモデルを基に、シミュレータで計算を行います。ここでは「流体圧力変動」により生じる騒音のシミュレーションを紹介します。

本シミュレーションでは、冷却ファンなどを搭載しているモータや自動販売機、インバータなどを音響解析できます。例えばモータは、連続して駆動させると高温になるため、冷却用ファンでモータの表面に風を送り冷やします。このとき冷却用ファンの周辺では、空気の流れが乱れ、空気が振動することで騒音が生じます。

そこで私たちは、シミュレータを使って騒音の原因となる「空気の流れ（流体）」を見える化し、発生した音がどこに、どのように伝わるかを解析します。開発の初期段階で適用することで、製品の騒音対策にかかる時間やコストを大幅に削減できます。