特開 2020-46417 環境振動測定方法、環境振動測定装置及び環境振動測定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-46417(P2020-46417A)

(43)【公開日】2020年3月26日

(54)【発明の名称】環境振動測定方法、環境振動測定装置及び環境振動測定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20200303BHJP

   E04B 1/98 20060101ALI20200303BHJP

【ＦＩ】

   G01H17/00 Z

   E04B1/98 ZESW

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2019-104560(P2019-104560)

(22)【出願日】2019年6月4日

(31)【優先権主張番号】特願2018-173983(P2018-173983)

(32)【優先日】2018年9月18日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】899000057

【氏名又は名称】学校法人日本大学

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(72)【発明者】

【氏名】冨田 隆太

【テーマコード（参考）】

2E001

2G064

【Ｆターム（参考）】

2E001DG00

2E001QA02

2G064AA05

2G064AB01

2G064AB02

2G064BA02

2G064BA12

2G064CC41

2G064DD26

(57)【要約】

【課題】建築構造体の被覆材を剥がすことなく、被覆材の共振特性に影響を受けずに基体の環境振動を簡易に測定可能とする。
【解決手段】センサが内蔵された振動ピックアップ２を用いて建築構造体１０の振動を測定する環境振動測定方法であって、建築構造体１０が、基体１１と、基体１１の表面に被覆された被覆材１２と、を有し、被覆材１２上に被覆材１２よりもばね定数が小さい介挿シート２０を配置し、介挿シート２０を介して基体１１から伝達される振動を振動ピックアップ２で測定し、振動ピックアップ２の測定結果を介挿シート２０の共振特性に基づいて補正することで、基体１１の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求める。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサが内蔵された振動ピックアップを用いて建築構造体の振動を測定する環境振動測定方法であって、
前記建築構造体が、基体と、前記基体の表面に被覆された被覆材と、を有し、
前記被覆材上に前記被覆材よりもばね定数が小さい介挿部材を配置し、
前記介挿部材を介して前記基体から伝達される振動を前記振動ピックアップで測定し、
前記振動ピックアップの測定結果を前記介挿部材の共振特性に基づいて補正することで、前記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求める
ことを特徴とする環境振動測定方法。

【請求項2】

前記共振特性は、振動周波数と、介挿部材の共振による基体振幅からの振幅変化量との関係を示す特性であることを特徴とする請求項１記載の環境振動測定方法。

【請求項3】

前記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも高い振動周波数の測定時に前記介挿部材を介して前記基体から伝達される振動を前記振動ピックアップで測定して前記振動ピックアップの測定結果を前記介挿部材の共振特性に基づいて補正し、
前記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数の測定時に前記介挿部材を介することなく前記基体から伝達される振動を前記振動ピックアップで測定して前記振動ピックアップの測定結果を前記被覆材の共振特性に基づいて補正する
ことを特徴とする請求項１または２記載の環境振動測定方法。

【請求項4】

センサが内蔵された振動ピックアップを用いて建築構造体の振動を測定する環境振動測定装置であって、
前記建築構造体が、基体と、前記基体の表面に被覆された被覆材と、を有し、
前記被覆材上に配置されて前記被覆材よりもばね定数が小さい介挿部材に当接された振動ピックアップの測定結果を前記介挿部材の共振特性に基づいて補正することで、前記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求める演算処理部を備えることを特徴とする環境振動測定装置。

【請求項5】

前記共振特性は、振動周波数と、介挿部材の共振による基体振幅からの振幅変化量との関係を示す特性であることを特徴とする請求項４記載の環境振動測定装置。

【請求項6】

前記演算処理部は、
前記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも高い振動周波数の測定時に前記介挿部材を介して前記基体から伝達される振動の測定結果を前記介挿部材の共振特性に基づいて補正して前記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求め、
前記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数の測定時に前記介挿部材を介することなく前記基体から伝達される振動の測定結果を前記被覆材の共振特性に基づいて補正して前記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求める
ことを特徴とする請求項４または５記載の環境振動測定装置。

【請求項7】

センサが内蔵された振動ピックアップの測定結果に基づいて建築構造体の振動をコンピュータに求めさせる環境振動測定プログラムであって、
前記建築構造体が、基体と、前記基体の表面に被覆された被覆材と、を有し、
前記被覆材上に配置されて前記被覆材よりもばね定数が小さい介挿部材に当接された振動ピックアップの測定結果を前記介挿部材の共振特性に基づいて補正させることで、前記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを前記コンピュータに求めさせることを特徴とする環境振動測定プログラム。

【請求項8】

前記共振特性は、振動周波数と、介挿部材の共振による基体振幅からの振幅変化量との関係を示す特性であることを特徴とする請求項７記載の環境振動測定プログラム。

【請求項9】

前記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも高い振動周波数の測定時には、前記コンピュータに、前記介挿部材を介して前記基体から伝達される振動の測定結果を前記介挿部材の共振特性に基づいて補正させて前記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求めさせ、
前記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数の測定時には、前記コンピュータに、前記介挿部材を介することなく前記基体から伝達される振動の測定結果を前記被覆材の共振特性に基づいて補正させて前記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求めさせる
ことを特徴とする請求項７または８記載の環境振動測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環境振動測定方法、環境振動測定装置及び環境振動測定プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

マンションやオフィスビル等の建築構造体では、周辺道路における車両通行等の環境の影響によって振動が発生する。このような環境によって生じる振動（環境振動）は、建築構造体の居住者に不快感を与える恐れがある。一方で、環境振動に対する感じ方は個人によって感じ方が異なる。このため、センサが内蔵された振動ピックアップを備える環境振動測定装置によって環境振動を数値化する必要がある。このような環境振動測定装置は、振動ピックアップの測定結果に基づいて、振動周波数ごとの建築構造体の振動加速度レベルを数値化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−２０１０１２号公報

【特許文献2】特開２０１４−２１８８４６号公報

【特許文献3】特開２０１５−１３２５８６号公報

【特許文献4】特開２０１６−９９２８８号公報

【特許文献5】特開２０１７−６８７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、一般的には、マンションやオフィスビル等は、コンクリートからなる基体がカーペット等の被覆材によって覆われている。このため、振動ピックアップを被覆材に当てた状態で環境振動を測定しようとすると、被覆材の振動周波数に対する共振特性に影響を受けて、基体の振動を正確に計測することができない。しかしながら、環境振動の測定のために居住者に被覆材の取り外しの許可を貰うことは一般的に困難である。被覆材の共振特性が既知である場合には、被覆材の共振特性による影響を低減する補正する信号処理を行うことが可能であるが、被覆材の種類は膨大であり、被覆材の種類ごとに共振特性を予め取得するは極めて困難である。

【0005】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、建築構造体の被覆材を剥がすことなく、被覆材の共振特性に影響を受けずに基体の環境振動を簡易に測定可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

【0007】

第１の発明は、センサが内蔵された振動ピックアップを用いて建築構造体の振動を測定する環境振動測定方法であって、上記建築構造体が、基体と、上記基体の表面に被覆された被覆材と、を有し、上記被覆材上に上記被覆材よりもばね定数が小さい介挿部材を配置し、上記介挿部材を介して上記基体から伝達される振動を上記振動ピックアップで測定し、上記振動ピックアップの測定結果を上記介挿部材の共振特性に基づいて補正することで、上記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求めるという構成を採用する。

【0008】

第２の発明は、上記第１の発明において、上記共振特性が、振動周波数と、介挿部材の共振による基体振幅からの振幅変化量との関係を示す特性であるという構成を採用する。

【0009】

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも高い振動周波数の測定時に上記介挿部材を介して上記基体から伝達される振動を上記振動ピックアップで測定して上記振動ピックアップの測定結果を上記介挿部材の共振特性に基づいて補正し、上記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数の測定時に上記介挿部材を介することなく上記基体から伝達される振動を上記振動ピックアップで測定して上記振動ピックアップの測定結果を上記被覆材の共振特性に基づいて補正するという構成を採用する。

【0010】

第４の発明は、センサが内蔵された振動ピックアップを用いて建築構造体の振動を測定する環境振動測定装置であって、上記建築構造体が、基体と、上記基体の表面に被覆された被覆材と、を有し、上記被覆材上に配置されて上記被覆材よりもばね定数が小さい介挿部材に当接された振動ピックアップの測定結果を上記介挿部材の共振特性に基づいて補正することで、上記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求める演算処理部を備えるという構成を採用する。

【0011】

第５の発明は、上記第４の発明において、上記共振特性が、振動周波数と、介挿部材の共振による基体振幅からの振幅変化量との関係を示す特性であるという構成を採用する。

【0012】

第６の発明は、上記第４または第５の発明において、上記演算処理部が、上記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも高い振動周波数の測定時に上記介挿部材を介して上記基体から伝達される振動の測定結果を上記介挿部材の共振特性に基づいて補正して上記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求め、上記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数の測定時に上記介挿部材を介することなく上記基体から伝達される振動の測定結果を上記被覆材の共振特性に基づいて補正して上記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求めるという構成を採用する。

【0013】

第７の発明は、センサが内蔵された振動ピックアップの測定結果に基づいて建築構造体の振動をコンピュータに求めさせる環境振動測定プログラムであって、上記建築構造体が、基体と、上記基体の表面に被覆された被覆材と、を有し、上記被覆材上に配置されて上記被覆材よりもばね定数が小さい介挿部材に当接された振動ピックアップの測定結果を上記介挿部材の共振特性に基づいて補正させることで、上記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを上記コンピュータに求めさせるという構成を採用する。

【0014】

第８の発明は、上記第７の発明において、上記共振特性が、振動周波数と、介挿部材の共振による基体振幅からの振幅変化量との関係を示す特性であるという構成を採用する。

【0015】

第９の発明は、上記第７または第８の発明において、上記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも高い振動周波数の測定時には、上記コンピュータに、上記介挿部材を介して上記基体から伝達される振動の測定結果を上記介挿部材の共振特性に基づいて補正させて上記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求めさせ、上記介挿部材の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数の測定時には、上記コンピュータに、上記介挿部材を介することなく上記基体から伝達される振動の測定結果を上記被覆材の共振特性に基づいて補正させて上記基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを求めさせるという構成を採用する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、建築構造体の被覆材よりもばね定数が小さい介挿部材を介して振動ピックアップで計測を行う。被覆材よりばね定数が小さな介挿部材を介することによって、振動ピックアップの測定結果が被覆材の共振特性の影響を受けにくくなる。介挿部材の共振特性は予め取得可能であることから、介挿部材の共振特性を用いて振動ピックアップの計測結果を補正することによって、基体の振動加速度あるいは振動加速度レベルを正確に求めることができる。したがって、本発明によれば、建築構造体の被覆材を剥がすことなく、被覆材の共振特性に影響を受けずに基体の環境振動を簡易に測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態における環境振動測定システムの概略構成図である。

【図2】本発明の一実施形態における環境振動測定システムの機能構成を概略的に示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態における環境振動測定システムが備える振動ピックアップを含む模式的な断面図である。

【図4】床材Ｃ１を被覆材として有する建築構造体を対象とした実験結果を示す表及びグラフである。

【図5】床材Ｃ２を被覆材として有する建築構造体を対象とした実験結果を示す表及びグラフである。

【図6】床材Ｃ３を被覆材として有する建築構造体を対象とした実験結果を示す表及びグラフである。

【図7】床材Ｃ４を被覆材として有する建築構造体を対象とした実験結果を示す表及びグラフである。

【図8】床材Ｃ５を被覆材として有する建築構造体を対象とした実験結果を示す表及びグラフである。

【図9】床材を設置せずに基体上に直接的に介挿シートを配置して振動を測定した結果と、図４〜図８に示した床材Ｃ１〜Ｃ５を介した場合の結果を並べて表示した表及びグラフである。

【図10】コンクリートからなる基体上に床材Ｃ３を被覆した場合における効果を説明するためのグラフである。

【図11】コンクリートからなる基体上に床材Ｃ４を被覆した場合における効果を説明するためのグラフである。

【図12】コンクリートからなる基体上に床材Ｃ５を被覆した場合における効果を説明するためのグラフである。

【図13】木材によって形成された基体を用い、建築構造体に対して鉛直方向に変位する鉛直振動を付与した場合における効果について説明するためのグラフである。

【図14】木材によって形成された基体を用い、建築構造体に対して鉛直方向に変位する鉛直振動を付与した場合における効果について説明するためのグラフである。

【図15】基体がコンクリートによって形成されている場合の測定方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図16】基体が木材によって形成されている場合の測定方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図17】建築構造体に対して水平方向に変位する水平振動を付与した場合における効果について説明するためのグラフである。

【図18】建築構造体に対して水平方向に変位する水平振動を付与した場合における介挿シートの共振特性を示すグラフである。

【図19】建築構造体に対して水平方向に変位する水平振動を付与した場合における測定値と基体表面との振動加速度レベル差を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明に係る環境振動測定方法、環境振動測定装置及び環境振動測定プログラムの一実施形態について説明する。

【0019】

図１は、本実施形態の環境振動測定システム１（環境振動測定装置）の概略構成図である。また、図２は、本実施形態の環境振動測定システム１の機能構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態の環境振動測定システム１は、コンクリート材や木材等の強度部材からなる基体１１と、基体１１の上面に被覆されたカーペットや絨毯等の被覆材１２とを有する建築構造体１０の環境振動を測定するためのシステムである。本実施形態の環境振動測定システム１は、このような建築構造体１０の基体１１の振動周波数と振動加速度レベルとを計測する。なお、環境振動測定システム１は、振動加速度を計測するようにもできる。振動加速度レベルと振動加速度との関係式は、下式（１）で表される。

【0020】

［振動加速度レベル］＝２０×ｌｏｇ_１０（［振動加速度］／１０^−５）……（１）

【0021】

これらの図１及び図２に示すように、本実施形態の環境振動測定システム１は、振動ピックアップ２と、振動レベル計３と、コンピュータ４とを備えている。振動ピックアップ２は、当接された部材から伝達される振動を信号に変換して出力するセンサが内蔵されており、センサから出力される電気信号を測定結果として出力する。この振動ピックアップ２は、接続コード５によって振動レベル計３と有線接続されており、振動レベル計３に向けて測定結果を出力する。

【0022】

図３は、振動ピックアップ２を含む模式的な断面図である。この図に示すように、本実施形態の環境振動測定システム１においては、建築構造体１０の被覆材１２上に介挿シート２０（介挿部材）を介挿した状態で振動ピックアップ２を載置して計測を行う。つまり、本実施形態の環境振動測定システム１においては、建築構造体１０の被覆材１２上に介挿シート２０が載置され、介挿シート２０の上面に振動ピックアップ２を当接させた状態で振動測定が行われる。

【0023】

介挿シート２０は、被覆材１２よりもばね定数が小さな材料によって形成されたシート部材である。この介挿シート２０の材質は特に限定されるものではないが、エーテル系の発泡ポリウレタン・エラストマーを用いることができる。エーテル系の発泡ポリウレタン・エラストマーを用いて介挿シート２０を形成することによって、一般的に使用されている住宅やオフィスビル等の床材よりも介挿シート２０のばね定数を小さくすることができるため、介挿シート２０の汎用性が向上する。

【0024】

介挿シート２０の厚さ寸法は、特に限定されるものではない。ただし、介挿シート２０上に振動ピックアップ２を載置した場合には、介挿シート２０が振動ピックアップ２の重量によって押しつぶされる。このため、振動ピックアップ２の重量で介挿シート２０が押しつぶされた場合に、介挿シート２０のばね定数が被覆材１２よりも大きくならないように介挿シート２０の厚さ寸法を設定する。また、平面視における介挿シート２０の形状も、特に限定されるものではない。ただし、介挿シート２０は、環境振動測定システム１を扱う作業者が環境振動測定システム１と一緒に持ち運び可能な大きさとすることが好ましい。

【0025】

ここで、図４〜図９を参照して、介挿シート２０を用いた実験の結果について説明する。なお、本実験では、種類の異なる床材Ｃ１〜Ｃ５が被覆材１２として用いられた建築構造体１０に対して、介挿シート２０を介挿せずに振動を計測した場合と、同一の介挿シート２０を介挿して振動を計測した場合とにおける振動状態を比較した。また、本実験では、３．１５Ｈｚ〜８０Ｈｚの振動を基体１１に対して付与し、振動周波数を変化させて計測を行った。また、本実験では、コンクリートによって形成された基体１１を用い、建築構造体１０に対して鉛直方向に変位する鉛直振動を付与した。

【0026】

図４〜図９においては、予め床材Ｃ１〜Ｃ５及び介挿シート２０が設置されていない状態にて基体１１の表面に振動ピックアップ２を当接して得られた測定結果に対する差分（以下、振動加速度レベル差）を測定結果として示している。図４〜図９において、下部は数値データを示す表であり、上部は下部の表を横軸が振動周波数で縦軸が振動加速度レベル差としてグラフ化したものである。図４〜図９において、振動加速度レベル差がゼロに近いほど、床材Ｃ１〜Ｃ５あるいは介挿シート２０の表面が基体１１と同期して振動していることを示し、振動加速度レベル差の絶対値が大きいほど床材Ｃ１〜Ｃ５あるいは介挿シート２０の共振レベルが大きいことを示している。つまり、図４〜図９に示す表及びグラフは、床材Ｃ１〜Ｃ５あるいは介挿シート２０の環境振動に対する共振特性を示している。

【0027】

図４は、床材Ｃ１を被覆材１２として有する建築構造体１０を対象とした実験結果を示している。この図に示すように、介挿シート２０の介挿せずに振動を測定した結果、振動周波数が３．１５Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６．３Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１２．５Ｈｚ、１６Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３１．５Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６３Ｈｚ、８０Ｈｚの場合における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−８．０、−５．１、−２．６、−０．７、１．３、０．３、０．４、０．８、０．９、０．９、１．０、１．３、２．６、３．４、３．６であった。一方、介挿シート２０を介挿して振動を測定した結果、同振動数における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−１０．７、−４．３、−１．８、０．２、２．４、３．９、７．９、１２．２、８．１、−１．３、−５．４、−９．５、−１３．３、−１７．６、−２２．５であった。

【0028】

図５は、床材Ｃ２を被覆材１２として有する建築構造体１０を対象とした実験結果を示している。この図に示すように、介挿シート２０の介挿せずに振動を測定した結果、振動周波数が３．１５Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６．３Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１２．５Ｈｚ、１６Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３１．５Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６３Ｈｚ、８０Ｈｚの場合における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−６．７、−２．１、−２．５、−０．４、０．３、−０．３、０．６、１．０、１．２、１．５、１．９、３．０、５．３、７．７、８．０であった。一方、介挿シート２０を介挿して振動を測定した結果、同振動数における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−６．７、−３．０、−２．６、０．７、１．６、３．８、７．８、１２．０、７．３、−２．２、−６．１、−１０．３、−１４．２、−１８．９、−２２．８であった。

【0029】

図６は、床材Ｃ３を被覆材１２として有する建築構造体１０を対象とした実験結果を示している。この図に示すように、介挿シート２０の介挿せずに振動を測定した結果、振動周波数が３．１５Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６．３Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１２．５Ｈｚ、１６Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３１．５Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６３Ｈｚ、８０Ｈｚの場合における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−８．０、０．１、−０．９、−１．０、−１．０、−０．２、０．５、１．０、１．２、１．４、１．７、２．８、４．３、５．５、１０．８であった。一方、介挿シート２０を介挿して振動を測定した結果、同振動数における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−５．２、−４．１、−１．４、１．２、１．９、４．３、８．２、１２．２、７．３、−１．９、−５．５、−９．９、−１３．８、−１７．９、−２２．１であった。

【0030】

図７は、床材Ｃ４を被覆材１２として有する建築構造体１０を対象とした実験結果を示している。この図に示すように、介挿シート２０の介挿せずに振動を測定した結果、振動周波数が３．１５Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６．３Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１２．５Ｈｚ、１６Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３１．５Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６３Ｈｚ、８０Ｈｚの場合における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−６．５、０．３、０．３、０．７、−０．９、−０．２、０．４、０．４、０．７、０．８、０．７、１．４、２．４、３．５、４．９であった。一方、介挿シート２０を介挿して振動を測定した結果、同振動数における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−６．１、−０．７、１．２、２．３、２．２、３．８、７．２、１１．８、７．９、−１．３、−５．５、−９．４、−１３．２、−１８．０、−２２．１であった。

【0031】

図８は、床材Ｃ５を被覆材１２として有する建築構造体１０を対象とした実験結果を示している。この図に示すように、介挿シート２０の介挿せずに振動を測定した結果、振動周波数が３．１５Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６．３Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１２．５Ｈｚ、１６Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３１．５Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６３Ｈｚ、８０Ｈｚの場合における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−９．８、−１．１、−２．５、−０．４、０．０、０．１、０．７、１．０、１．３、１．５、１．８、２．５、４．６、６．７、７．２であった。一方、介挿シート２０を介挿して振動を測定した結果、同振動数における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、−６．１、−２．８、−２．４、１．８、１．０、３．１、６．９、１１．９、７．７、−１．７、−５．６、−１０．０、−１３．８、−１８．４、−２２．７であった。

【0032】

図９は、床材を設置せずに基体１１上に直接的に介挿シート２０を配置して振動を測定した結果と、図４〜図８に示した床材Ｃ１〜Ｃ５を介した場合の結果を並べて表示した表及びグラフである。この図に示すように、床材を設置せずに基体１１上に直接的に介挿シート２０を配置して振動を測定した結果、振動周波数が３．１５Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６．３Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１２．５Ｈｚ、１６Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３１．５Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６３Ｈｚ、８０Ｈｚの場合における振動加速度レベル差（単位ｄＢ）は、各々、０．６、０．１、３．１、１．４、２．８、４．２、６．９、１１．７、８．５、−０．７、−５．２、−９．４、−１３．２、−１８．３、−２２．８であった。

【0033】

図９に示されているように、床材の有無及び床材Ｃ１〜Ｃ５の種類に関わらず、介挿シート２０を配置して測定した結果は、ほぼ一致している。これは、介挿シート２０を設置することによって、振動ピックアップ２での測定結果から床材の有無や床材のばね定数による影響を排除できることを意味する。このため、介挿シート２０の共振特性（振動周波数ごとにおける振動加速度レベル差）を予め取得しておけば、この共振特性がキャンセルされるように振動ピックアップ２での測定結果を補正することで、床材Ｃ１〜Ｃ５の種類に関わらずに基体１１の振動加速度レベルを正確に算出可能であることが分かる。

【0034】

特に、床材の有無及び床材Ｃ１〜Ｃ５の種類に関わらず、介挿シート２０を配置して測定した結果は、振動周波数が１６Ｈｚ以上において一致している。この振動周波数１６Ｈｚは、介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍に相当する。このため、介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍よりも高い振動周波数の測定時には、介挿シート２０を介して基体１１から伝達される振動の測定結果を介挿シート２０の共振特性に基づいて補正して基体１１の振動加速度レベルを求めることで、より正確に基体１１の振動加速度レベルを求めることが可能となる。

【0035】

また、図４〜図８を参照すると、介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数では、介挿シート２０を介挿せずに測定した結果の振動加速度レベル差の絶対値が小さい。つまり、介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数では、床材Ｃ１〜Ｃ５の種類によって振動加速度レベルが大きく変化しない。このため、介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数では、介挿シート２０を設置しないで測定しても良い。これによって、介挿シート２０を設置する作業工程を排除できる。

【0036】

図１及び図２に戻り、振動レベル計３は、接続コード５を介して入力される電気信号に基づいて、振動加速度レベル値や振動周波数等をデジタル値として求めると共に、求めた値をコンピュータに向けて出力する。

【0037】

コンピュータ４は、振動レベル計３に無線あるいは有線にて接続されており、振動レベル計３の出力値をパラメータとする演算処理を行うと共に演算処理結果をディスプレイや印刷装置によって可視化して出力する。このコンピュータ４は、通信部４ａと、入力部４ｂと、出力部４ｃと、記憶部４ｄと、演算処理部４ｅとを備えている。

【0038】

通信部４ａは、振動レベル計３と信号の通信を行うモジュールであり、演算処理部４ｅと振動レベル計３との電気的な通信を中継する。なお、コンピュータ４と振動レベル計３とのデータの送受信は、通信部４ａによる方式に限られるものではない。例えば、記憶媒体を介して、コンピュータ４と振動レベル計３とでデータが送受信できるようにしても良い。また、インターネット等のネットワークを介してコンピュータ４と振動レベル計３とを接続するようにしても良い。

【0039】

入力部４ｂは、測定者によって操作され、演算処理部４ｅに対して測定者の各種の指示を入力するためのものである。この入力部４ｂは、例えばキーボードやマウス等からなる。出力部４ｃは、演算処理部４ｅの演算結果を可視化して表示する装置であり、液晶表示装置や印刷装置からなる。

【0040】

記憶部４ｄは、コンピュータ４で実行される各種プログラムや演算処理に必要な各種データを格納しており、例えばハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive）等を備えている。また、記憶部４ｄは、演算処理部４ｅでの演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory)等の半導体メモリも備えている。

【0041】

本実施形態においては、記憶部４ｄに対して、環境振動測定プログラムＰが格納されている。この環境振動測定プログラムＰは、振動ピックアップ２の測定結果に基づいて建築構造体１０の基体１１の振動をコンピュータ４に求めさせるプログラムである。この環境振動測定プログラムＰは、被覆材１２上に配置されて被覆材１２よりもばね定数が小さい介挿シート２０に当接された振動ピックアップ２の測定結果を介挿シート２０の共振特性に基づいて補正させる。なお、介挿シート２０の共振特性は、介挿シート共振特性データとして記憶部４ｄに記憶されている。この介挿シート共振特性データは、振動周波数と、介挿シート２０の共振による基体１１の振幅からの振幅変化量（すなわち振動加速度レベル差）との関係特性を示すデータ群である。

【0042】

また、環境振動測定プログラムＰは、介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも高い振動周波数の測定時には、コンピュータ４に、介挿シート２０を介して基体１１から伝達される振動の測定結果を介挿シート共振特性に基づいて補正させて基体１１の振動加速度レベルを求めさせる。一方、環境振動測定プログラムＰは、介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い振動周波数の測定時には、例えばコンピュータ４に、介挿シート２０を介することなく基体１１から伝達される振動の測定結果を被覆材１２の共振特性に基づいて補正させて基体１１の振動加速度レベルを求めさせる。なお、被覆材１２の共振特性は、被覆材共振特性データとして記憶部４ｄに記憶されている。この被覆材共振特性データは、振動周波数と、被覆材１２の共振による基体１１の振幅からの振幅変化量（すなわち振動加速度レベル差）との関係特性を示すデータ群である。

【0043】

演算処理部４ｅは、環境振動測定プログラムＰ等に基づいて所定の演算処理を行うものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる。この演算処理部４ｅは、環境振動測定プログラムＰの下に、振動ピックアップ２の測定結果に基づいて建築構造体１０の基体１１の振動を求める演算処理を行い、処理結果を出力部４ｃに表示させる。

【0044】

続いて、このような構成の環境振動測定システム１を用いた環境振動の測定方法（環境振動測定方法）について説明する。

【0045】

まず、建築構造体１０の被覆材１２上に介挿シート２０を配置する。この介挿シート２０上に振動ピックアップ２を載置し、介挿シート２０を介して基体１１から伝達される振動を振動ピックアップ２で測定する。振動ピックアップ２の測定信号は、振動レベル計３に入力され、振動レベル計３から振動加速度レベルや振動周波数がデジタル値として出力される。

【0046】

振動レベル計３から出力された振動加速度レベルや振動周波数はコンピュータ４に対して入力される。コンピュータ４では、環境振動測定プログラムＰの下、介挿シート共振特性に基づいて振動ピックアップ２の測定結果を補正する。より詳細には、コンピュータ４は、振動レベル計３から入力された振動周波数に照らし合わせて、介挿シート共振特性から対応する振動周波数における振動加速度レベル差を取得し、振動レベル計３から入力された振動加速度レベルに振動加速度レベル差を加算することで、振動ピックアップ２の測定結果を補正する。そして、補正後の測定結果は、出力部４ｃにおいて可視化されて出力される。

【0047】

なお、例えば振動ピックアップ２から入力された振動周波数が介挿シート２０の共振周波数の２の平方根倍の振動周波数よりも低い場合には、コンピュータ４は、出力部４ｃに介挿シート２０を取り外して測定するように表示する。その後、コンピュータ４は、振動レベル計３から入力された振動周波数に照らし合わせて、被覆材共振特性から対応する振動周波数における振動加速度レベル差を取得し、振動レベル計３から入力された振動加速度レベルに振動加速度レベル差を加算することで、振動ピックアップ２の測定結果を補正する。

【0048】

以上のような本実施形態の環境振動測定システム１、環境振動測定方法及び環境振動測定プログラムＰによれば、建築構造体１０の被覆材１２よりもばね定数が小さい介挿シート２０を介して振動ピックアップ２で計測を行う。被覆材１２よりばね定数が小さな介挿シート２０を介することによって、振動ピックアップ２の測定結果が被覆材１２の共振特性の影響を受けにくくなる。介挿シート２０の共振特性は予め取得可能であることから、介挿シート２０の共振特性を用いて振動ピックアップ２の計測結果を補正することによって、基体１１の振動加速度レベルを正確に求めることができる。したがって、本実施形態の環境振動測定システム１によれば、建築構造体１０の被覆材１２を剥がすことなく、被覆材１２の共振特性に影響を受けずに基体１１の環境振動を簡易に測定することが可能となる。

【0049】

また、本実施形態の環境振動測定システム１、環境振動測定方法及び環境振動測定プログラムＰにおいては、介挿シート２０の共振特性が、振動周波数と、介挿シート２０の共振による基体振幅からの振幅変化量との関係を示す特性であるものとした。このため、この特性を示すテーブルを用いることで、振動周波数から、容易に補正値として振幅変化量を求めることが可能となる。ただし、共振特性として、例えば振動周波数と振幅変化量との関係を示す関係式を用いるようにしても良い。

【0050】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0051】

例えば、上記実施形態においては、介挿部材として、シート状の介挿シート２０を用いる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。介挿部材の形状は特に限定されるものではなく、ブロック状の介挿部材を用いることも可能である。

【0052】

続いて、図１０〜図１２を参照して、コンクリートによって形成された基体１１を用い、建築構造体１０に対して鉛直方向に変位する鉛直振動を付与した場合における効果について説明する。図１０は、上記実験の床材Ｃ３を被覆材１２として用いた場合における効果を説明するためのグラフである。図１１は、上記実験の床材Ｃ４を被覆材１２として用いた場合における効果を説明するためのグラフである。図１２は、上記実験の床材Ｃ５を被覆材１２として用いた場合における効果を説明するためのグラフである。

【0053】

なお、図１０〜図１２において、横軸が周波数を示し、縦軸が振動加速度レベル差を示している。また、図１０〜図１２においては、素面（基体１１の表面）に床材及び介挿シート２０を配置しない状態での測定値を黒丸にて示し、床材のみを基体１１上に配置した状態での測定値を白丸にて示し、床材及び介挿シート２０を配置した上で介挿シート２０の共振特性に基づいて補正を行った測定値を白四角にて示している。なお、床材及び介挿シート２０を配置した実験では、介挿シート２０の共振周波数の平方根倍よりも大きな振動周波数においてのみ介挿シート２０の共振特性に基づく補正を行った。

【0054】

これらの図１０〜図１２に示すように、いずれの床材を用いた場合であっても、白四角で示すグラフに示すように、床材及び介挿シート２０を配置し、測定値を介挿シート２０の共振特性に基づいて補正を行うことで、補正後の測定値が素面の振動と一致することが確認された。

【0055】

続いて、図１３及び図１４を参照して、木材によって形成された基体１１を用い、建築構造体１０に対して鉛直方向に変位する鉛直振動を付与した場合における効果について説明する。図１３及び図１４は、木材によって形成された基体１１に対して上記実験の床材Ｃ１を被覆材１２として用いた場合における効果を説明するためのグラフである。なお、図１３は、介挿シート２０の共振周波数の平方根倍よりも大きな振動周波数においてのみ介挿シート２０の共振特性に基づいた補正を行った結果を示している。また、図１４は、介挿シート２０の共振周波数の平方根倍よりも大きな振動周波数のみならず、介挿シート２０の共振周波数の平方根倍以下の振動周波数においても介挿シート２０の共振特性を用いた補正を行った結果を示している。

【0056】

なお、図１３及び図１４において、横軸が周波数を示し、縦軸が振動加速度レベル差を示している。また、図１３及び図１４においては、素面（基体１１の表面）に床材Ｃ１及び介挿シート２０を配置しない状態での測定値を黒丸にて示し、床材Ｃ１のみを基体１１上に配置した状態での測定値を白丸にて示し、床材Ｃ１及び介挿シート２０を配置した上で介挿シート２０の共振特性に基づいて補正を行った測定値を白四角にて示している。

【0057】

これらの図１３及び図１４に示すように、基体１１が木材によって形成された場合であっても、白四角で示すグラフに示すように、床材及び介挿シート２０を配置し、測定値を介挿シート２０の共振特性に基づいて補正を行うことで、補正後の測定値が素面の振動と一致することが確認された。

【0058】

図１０〜図１４で示す結果から、基体１１がコンクリートによって形成されている場合には、介挿シート２０の共振周波数の平方根倍以下の振動周波数では、介挿シート２０の共振特性に基づく補正を行わなくても被覆材１２を介して基体１１の振動を正確に測定することが可能であり、基体１１が木材によって形成された場合には、介挿シート２０の共振周波数の平方根倍以下の振動周波数では、介挿シート２０の共振特性に基づく補正を行うことが好ましいことが分かった。介挿シート２０の共振特性に基づく補正を行わなくても良いということは、介挿シート２０を用いて測定を行う必要がないことを意味している。介挿シート２０を用いなくても測定が可能である場合には、余計な振動系（介挿シート２０）を増やすことなく測定が可能ということであるから、介挿シート２０を用いずに測定することが良いと考えられる。

【0059】

また、上記実施形態においては、振動測定の現場で作業を行うよりも以前に、予め介挿シート２０の介挿シート共振特性データを取得している。しかしながら、何らかの外的要因によって、測定現場における介挿シート２０の共振特性が、予め取得した介挿シート共振特性データに対して僅かに変化する場合がある。このため、例えば、測定現場において、介挿シート２０の共振周波数（ピーク周波数）を測定し、予め取得した介挿シート２０の共振特性におけるピーク周波数と異なる結果が出た場合には、それらピーク周波数の差分に基づいて、予め取得した介挿シート共振特性データ（すなわち周波数に対する振動加速度レベル差）を修正することが好ましい。

【0060】

これらの知見に基づくと、基体１１がコンクリートによって形成されている場合には、図１５のフローチャートで示すように、測定を行うことが考えられる。まず、介挿シート２０の共振特性（介挿シート共振特性データ）を取得する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、測定現場と異なる場所にて予め取得しておく。

【0061】

続いて、測定現場では、被覆材１２上に振動ピックアップ２を載置して測定を行う（ステップＳ２）。さらに、介挿シート２０を被覆材１２上に載置し、介挿シート２０上に振動ピックアップ２を載置して測定を行う（ステップＳ３）。なお、ステップＳ２とステップＳ３とは順番を逆とすることも可能である。

【0062】

続いて、介挿シート２０の共振特性の確認を行う（ステップＳ４）。ここでは、例えば、ステップＳ２で得られた測定データとステップＳ３で得られた測定データとの差分（測定現場での介挿シート２０の共振特性）を求める。さらに、この差分が示すピーク周波数（共振周波数）がステップＳ１で取得された介挿シート共振特性データのピーク周波数と一致するかによって介挿シート２０の共振特性の確認を行う。

【0063】

そして、上述のピーク周波数が一致しない場合には、振動加速度レベル差の修正が必要と判断（ステップＳ５）し、振動周波数に対する振動加速度レベル差（すなわち介挿シート共振特性データ）を修正してステップＳ７に移行する。一方、上述のピーク周波数が一致する場合には、振動加速度レベル差の修正が不要と判断（ステップＳ５）してステップＳ７に移行する。

【0064】

ステップＳ７では、建築構造体１０の周波数が介挿シート２０の共振周波数の平方根倍より高いか否かを判断する。建築構造体１０の周波数が介挿シート２０の共振周波数の平方根倍以下である場合には、ステップＳ２で取得された測定値を介挿シート２０の共振特性に基づいて補正することなく出力する（ステップＳ８）。一方、建築構造体１０の振動周波数が介挿シート２０の共振周波数の平方根倍より高い場合には、ステップＳ３で取得された測定値を介挿シート２０の共振特性に基づいて補正した値を出力する（ステップＳ９）。

【0065】

一方で基体１１が木材によって形成されている場合には、図１６のフローチャートで示すように、図１５のフローチャートで示すステップＳ７及びステップＳ８の工程を削除し、ステップＳ５あるいはステップＳ６からステップＳ９に移行することが考えられる。

【0066】

このような図１５及び図１６で示すように測定を行うことによって、より正確に、被覆材１２の共振特性の影響を受けずに基体１１の環境振動を簡易に測定することが可能となる。

【0067】

続いて、図１７〜図１９を参照して、建築構造体１０に対して水平方向に変位する水平振動を付与した場合における効果について説明する。本効果を確認するために、基体１１上に上記実験で用いた床材Ｃ１を被覆材１２として配置した状態で介挿シート２０を用いた実験と、床材Ｃ１を設置せずに介挿シート２０を用いた実験を行った。図１７は、横軸が周波数を示し、縦軸が振動加速度レベル差を示すグラフである。この図に示すように、水平振動を付与した場合においても、床材Ｃ１の有無に関わらず、同様の測定結果が得られることが確認された。つまり、水平振動においても、介挿シート２０を用いることにより、床材Ｃ１の共振特性を無視して測定が可能であることが確認された。

【0068】

図１８は、床材Ｃ１を被覆材１２として配置して介挿シート２０を用いて取得したグラフから、床材Ｃ１を被覆材１２として配置して介挿シート２０を用いずに取得したグラフを引くことで、介挿シート２０の共振特性のみを抽出した結果を示すグラフである。この図１８では、介挿シート２０は、１２．５Ｈｚ帯域が共振周波数（ピーク周波数）であることを示しており、その共振周波数の平方根倍が１７．６７７６７Ｈｚであることが分かった。

【0069】

そこで、１７．７８２８Ｈｚ以上の振動周波数において、介挿シート２０を用いた補正を行った。この結果を図１９に示す。図１９は、横軸が周波数を示し、縦軸が測定値と基体１１の表面との振動加速度レベル差を示している。図１９に示すように、１７．７８２８Ｈｚ以上の周波数において、介挿シート２０の共振特性を用いて測定値を補正することによって、補正後の測定値と基体１１の表面との振動加速度レベル差とが小さくなっていることが確認できる。したがって、介挿シート２０を用いた測定を行うことで、建築構造体１０の水平振動についても、被覆材１２の共振特性に影響を受けずに簡易に測定することができることが分かった。

【符号の説明】

【0070】

１……環境振動測定システム（環境振動測定装置）、２……振動ピックアップ、３……振動レベル計、４……コンピュータ、４ａ……通信部、４ｂ……入力部、４ｃ……出力部、４ｄ……記憶部、４ｅ……演算処理部、５……接続コード、１０……建築構造体、１１……基体、１２……被覆材、２０……介挿シート（介挿部材）、Ｐ……環境振動測定プログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】