磁歪とメロディ

新地の会社で何やらでっかい変位センサのテストをしていたので覗いていた。いけませんなぁ、仕事もせずに…。

なにやら磁石を当てていたので何をやっているのかと聞いたら、磁歪センサのチェックだという。ちなみに“磁歪”とは「じわい」と読むそうな。

原理は理解不足なのだが、磁性体に磁界を断続的にかける（交番磁界）と磁性体の体積が膨張・収縮する変化がおきるらしく、それを利用して磁石の現在位置を読み取るという。わかりました？わからないでしょう。匝も調査中。

磁歪を身近に体験できるとしたら、京浜急行のメロディー電車。そうあの発車するときに“ドー　レミファソラシドー”（wikipedia“VVVF”によると変ロ長調なので“ミ”からはじまるらしい）って音の出るヤツです。知らない人はこちらの“私鉄の走行音”サイトの京浜急行2100系で聴くことができます。

ずっと前につくばエクスプレスのところで直流電車はインバータを使って交流モータを利用しているようなことを書いた記憶がありますが、このインバータ（VVVF）が音の発生源。直流では交流モータは動きませんから、インバータで擬似的に交流波形を作ります。つまり電気を流したり止めたりということを短時間で繰り返すわけです。すると電気が流れた時には磁界が発生しますから、コイルの鉄芯などが磁歪によって体積変化をし、「ぶーん」とかノイズ音を発生させます。

これが結構耳障りだったので、京急が採用したVVVFのメーカーであるシーメンスはいっそのこと「メロディにしちゃえ」っていうことで、周波数を調整しちゃった結果、メロディ電車になったのだそうだ。ちなみにこの電車は回生することができないらしく、減速時にはメロディを奏でないようです。

最近の電車はさらに高音域にして人間の耳に聞こえない周波数にまでしてノイズが気にならないよう工夫されているみたい。

ま、それはそれとして磁歪センサの詳しいしくみを理解したい。