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本研究は,機械の静音快適化設計手法を確立するために,鳴き音の美しいスズムシとコオロギの翅の構造と発音機構を,鳴き音の特徴と翅の振動モードとの関係から検討し,設計に応用する指針を得ることを目的とする.得られた結果は以下の通りである.
1.翅の構造を三次元内部構造顕微鏡により精密測定して全体形状を明らかにするとともに,翅への加振器となるやすり器のやすり歯形状を電子顕微鏡により観察し,各部分でのやすり歯のピッチを明らかにした.
2.スズムシの鳴き音の主周波数成分は4.5kHzであり,その2倍および3倍調波成分にもピークが存在することが分かった.また,コオロギの鳴き音は5.8kHz,5.8kHzと11.6kHzに主な周波数成分をもつ鳴き音,8.3kHz,14kHzに主な周波数成分をもつ鳴き音に分類できることが分かった.
3.高速度カメラにより発音動作を観察した結果,翅を閉じるときに発音し,擦る時間と使用している歯の数から翅への加振周波数はスズムシで5kHz,コオロギで5.4kHzであり,鳴き音の主な周波数成分と一致していることを明らかにした.
4.翅の振動モード解析を行った結果,鳴き音の主な周波数成分に該当する固有振動数ならびに固有モードを見出すことができ,それらを翅の薄膜部であるハープ部とミラー部における振動の腹の数および位相関係で分類することができた.
5.発音機構について,使用されるやすり歯の位置,形状,翅の固有モード,そして鳴き音の周波数成分が関連付けられることを明らかにした.
6.鳴き音を高周波正弦波と低周波正弦波のエンベロープの積でモデル化し,周波数を変化させて音を再生し心地よさを評価した結果,心地よく聞こえる周波数領域が存在することが分かった.

【研究分担者】
森川広一	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助手	(Kakenデータベース)
岩附信行	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助教授	(Kakenデータベース)