特開 2025-7783 振動測定治具、振動測定システム、および振動測定方法

(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】P2025007783

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】振動測定治具、振動測定システム、および振動測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01H 1/00 20060101AFI20250109BHJP

   E04B 5/02 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

G01H1/00 G

E04B5/02 C

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023109406

(22)【出願日】2023-07-03

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ２０２２年度日本建築学会大会学術講演梗概集、第４６３頁から第４６６頁、令和４年７月２０日発行、一般社団法人日本建築学会

(71)【出願人】

【識別番号】000198787

【氏名又は名称】積水ハウス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117101

【弁理士】

【氏名又は名称】西木 信夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120318

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 朋浩

(72)【発明者】

【氏名】杉田 朋哉

(72)【発明者】

【氏名】小林 礼奈

【テーマコード（参考）】

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G064AA05

2G064AB02

2G064BA02

2G064BD02

(57)【要約】

【課題】床面を構成する各構造物の振動を安定して精度良く測定可能な振動測定治具、振動測定システム、および振動測定方法を提供する。
【解決手段】振動測定治具１０は、建築物の構造材の下面に取り付けられて振動測定装置２０を保持する金属製の振動測定治具であって、一対の天板１１と、一対の天板１１のそれぞれから下方に延出する一対の側板１２と、一対の側板１２を繋ぐ載置板１３と、を備えている。載置板１３の上面に振動測定装置２０が載置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建築物の構造材の下面に取り付けられて振動測定装置を保持する金属製の振動測定治具であって、
一対の天板と、
上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、
上記一対の側板を繋ぐ載置板と、を備えており、
上記載置板の上面に上記振動測定装置が載置される振動測定治具。

【請求項2】

上記天板の下面と上記側板の外面とを接続する第１補強板をさらに備える請求項１に記載の振動測定治具。

【請求項3】

上記側板の内面と上記載置板の上面とを接続する第２補強板をさらに備える請求項２に記載の振動測定治具。

【請求項4】

建築物の構造材と、
上記構造材の下面に取り付けられる金属製の振動測定治具と、
振動測定装置と、を備えており、
上記振動測定治具は、
上記構造材の下面に取り付けられる一対の天板と、
上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、
上記一対の側壁と繋ぐ載置板と、を備えており、
上記載置板の上面に上記振動測定装置が載置される振動測定システム。

【請求項5】

一対の天板と、上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、上記一対の側壁と繋ぐ載置板と、を備えた金属製の振動測定治具を用いた振動測定方法であって、
上記載置板に振動測定装置を載置し、
建築物の構造材の下方から、上記一対の天板を当該構造材の下面に取り付け、
上記振動測定装置により上記構造材の振動を計測する振動測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、梁の振動測定に関する振動測定治具、振動測定システム、および振動測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、構造物の振動を計測する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特に、建築物においては、上階の床面に載置して、床面の振動を測定する振動底装置が知られている。床面に載置することにより、振動測定装置を安定させて、振動を精度良く測定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１７－５０７３３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

振動測定装置を設置するには、上階の床面へのアクセスが必須である。上階の床面にアクセスできない場合には、振動測定装置を設置できない。床面に載置される関係上、振動測定装置によって計測される振動には、梁、床版、床下地材、および床版などの構造物全体の振動が全て含まれる。そこで、床面を構成する各構造物の振動を安定して精度よく測定できれば好ましい。

【0005】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、床面を構成する各構造物の振動を安定して精度良く測定可能な振動測定治具、振動測定システム、および振動測定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１） 請求項１に係る振動測定治具は、建築物の構造材の下面に取り付けられて振動測定装置を保持する金属製の振動測定治具であって、一対の天板と、上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、上記一対の側板を繋ぐ載置板と、を備えており、上記載置板の上面に上記振動測定装置が載置される振動測定治具である。

【0007】

上記構成によれば、構造材の振動が、構造材から天板および側板を通して載置板に伝達される。載置板の振動が振動測定装置によって測定される。構造材の下方から振動測定治具を取り付けられるので、構造材の下方に位置する居室からの作業により梁の振動を測定できる。

【0008】

（２） 請求項２に係る振動測定治具は、上記天板の下面と上記側板の外面とを接続する第１補強板をさらに備える請求項１に記載の振動測定治具である。

【0009】

上記構成によれば、振動測定治具の剛性が高まり、構造材の振動が載置板に伝達されやすい。

【0010】

（３） 請求項３に係る振動測定治具は、上記側板の内面と上記載置板の上面とを接続する第２補強板をさらに備える請求項１または２に記載の振動測定治具である。

【0011】

上記構成によれば、振動測定治具の剛性が高まる。載置板の載置された振動測定装置が落下しにくい。

【0012】

（４） 請求項４に係る振動測定システムは、建築物の構造材と、上記構造材の下面に取り付けられる金属製の振動測定治具と、振動測定装置と、を備えており、上記振動測定治具は、上記構造材の下面に取り付けられる一対の天板と、上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、上記一対の側壁と繋ぐ載置板と、を備えており、上記載置板の上面に上記振動測定装置が載置される振動測定システムである。

【0013】

（５） 請求項５に係る振動測定方法は、一対の天板と、上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、上記一対の側壁と繋ぐ載置板と、を備えた金属製の振動測定治具を用いた振動測定方法であって、上記載置板に振動測定装置を載置し、建築物の構造材の下方から、上記一対の天板を当該構造材の下面に取り付け、上記振動測定装置により上記構造材の振動を計測する振動測定方法である。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る振動測定治具、振動測定システム、および振動測定方法によれば、床面を構成する各構造物の振動を安定して精度良く測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、振動測定システムを示す斜視図である。

【図2】図２は、振動測定治具を示す平面図である。

【図3】図３は、振動測定治具を示す底面図である。

【図4】図４は、振動測定治具を示す側面図である。

【図5】図５は、振動測定治具を示す他の側面図である。

【図6】図６は、振動測定治具を示す斜視図である。

【図7】図７は、振動測定治具を示す他の斜視図である。

【図8】図８は、振動測定装置を振動測定治具に載置した状態の斜視図である。

【図9】図９は、建築物の梁と振動測定治具との位置関係を示す底面図である。

【図10】図１０は、建築物の制振装置に振動測定治具を設置した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具現化された一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

【0017】

また、以下の説明では、矢印の起点から終点に向かう進みが向きと表現され、矢印の起点と終点とを結ぶ線上の往来が方向と表現される。振動測定治具１０、振動測定システム１、および振動測定方法に関する方法として、上下方向７、前後方向８、および左右方向９が与えられている。前後方向８および左右方向９は、共に、上下方向７に直交する横方向であって、相互に直交している。前後方向８は、詳しくは後述する梁１００のウェブ１０１の長手方向に交差する方向である。左右方向９は、詳しくは後述する梁１００のウェブ１０１の長手方向に沿う方向である。

【0018】

図１に示されるように、振動測定システム１は、建築物の梁１００（構造材の一例）の振動を測定するシステムである。振動測定システム１では、例えば、振動測定治具１０を介して、梁１００の下面１０３に振動測定装置２０が接続されている。振動測定システム１は、梁１００と、振動測定治具１０と、振動測定装置２０と、を備えている。

【0019】

［梁１００］
梁１００は、例えば、共同住宅などの建築物において、上階の床を支持する。床は、例えば、ＡＬＣ（Ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ａｅｒａｔｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）パネル、床下地材、化粧材などからなる。梁１００は、例えば、Ｈ型鋼であり、前後方向８に長手方向を向けて位置している。梁１００のウェブ１０１は、上下方向７に沿って位置している。梁１００のフランジ１０２は、ウェブ１０１の上端及び下端から、左方および右方の両側にそれぞれ延出されている。

【0020】

［振動測定治具１０］
図１に示されるように、振動測定治具１０は、建築物の梁１００の下面１０３に取り付けられて、後述する振動測定装置２０を保持する治具である。振動測定装置２０は、例えば、金属製である。図２から図７に示されるように、振動測定治具１０は、天板１１と、側板１２と、載置板１３と、第１補強板１４と、第２補強板１５と、固定具１６と、を備えている。なお、以下の振動測定治具１０の説明では、梁１００の下面１０３に対して振動測定治具１０を近接または離間する方向を上下方向７として説明する。梁１００の下面１０３に取り付けられた状態で、梁１００のウェブ１０１に直交する方向を前後方向８として説明する（図９参照）。

【0021】

図１から図７に示されるように、天板１１は、一対に構成される板体である。天板１１は、前後方向８および左右方向９に拡がる平板である。天板１１は、左右方向９に沿って間隔を開けて並べられている。天板１１は、平面視における外形が略台形状である。天板１１の下底１１１側（長辺側）の端面は、互いに対向する。天板１１の上面１１３は、振動測定治具１０を梁１００に取り付ける際に、梁１００に当接する当接面である。

【0022】

天板１１には、厚さ方向（上下方向７）に貫通する複数の貫通孔１１２が位置する（図２および図３参照）。貫通孔１１２は、各天板１１の台形状に沿ってそれぞれ４つが位置している。各貫通孔１１２は、例えば、前後方向８の中央位置Ｃ（図２参照）を挟んで、対称となる位置にある。

【0023】

図１から図７に示されるように、側板１２は、左右方向９に並んだ一対の平板である。側板１２の主面は、上下方向７および前後方向８に沿って拡がる。側板１２は、側面視における外形が矩形である（図４参照）。側板１２は、一対の天板１１のそれぞれから下方に延出する。具体的には、側板１２は、天板１１の対向する端部から下方に延出する。一対の側板１２の主面（以下、内面１２１ともいう）は、左右方向９において対向する。側板１２の前後方向８に沿った長さは、例えば、天板１１の上記端部の前後方向８に沿った長さと同じである。

【0024】

載置板１３は、平面視における外形が矩形の平板である。載置板１３の主面は、前後方向８および左右方向９に沿って拡がる。載置板１３は、一対の側板１２を繋いでいる。具体的には、載置板１３の左右方向９に沿う方向の両端は、一対の側板１２の下端と連続する。載置板１３の前後方向８に沿った長さは、側板１２の前後方向８に沿った長さと同じである。載置板１３の上面１３１と天板１１の上面１１３とが上下方向７に離れている長さＬ１は、後述する振動測定装置２０の高さよりも大きい。天板１１、側板１２、および載置板１３は、１枚の鋼板が折り曲げられて形成されてもよいし、複数の鋼板が溶接されて構成されてもよい。

【0025】

第１補強板１４は、左右方向９に一対が位置する平板である。図４に示されるように、第１補強板１４は、側面視における外形が三角形状である。第１補強板１４の主面は、上下方向７および左右方向９に沿って拡がる。第１補強板１４は、天板１１の下面１１４と側板１２の外面１２２とを接続する。

【0026】

第２補強板１５は、複数の平板である。図４および図６に示されるように、第２補強板１５は、側面視における外形が三角形状である。第２補強板１５の主面は、上下方向７および左右方向９に沿って拡がる。第２補強板１５は、側板１２の内面１２１と載置板１３の上面１３１とを接続する。第２補強板１５は、４つが位置している。第２補強板１５のそれぞれは、載置板１３の上面１３１において、４つの角部１３２に近接する（図２参照）。第２補強板１５の下端の長さＬ２は、載置板１３の左右方向９における長さＬ３の半分よりも短い（Ｌ２＜Ｌ３／２）。左右方向９に並ぶ第２補強板１５の間には、空間１５３が位置する。

【0027】

図１に示されるように、固定具１６は、例えば、ボルトおよびナットである。例えば、ボルトが、貫通孔１１２と梁１００のフランジ１０２の貫通孔とに挿通されて、フランジ１０２の上方においてボルトにナットが螺合されることにより、梁１００に振動測定治具１０が固定される。

【0028】

［振動測定装置２０］
振動測定装置２０は、例えば、振動レベル計である。図１に示されるように、振動測定装置２０は、据え置き型の測定装置であり、自身の下面に伝わる振動を測定する。振動測定装置２０は、例えば、上下方向７、前後方向８、および左右方向９の３方向の振動レベルを測定する。振動測定装置２０として、例えば、特開平０６－３４１８９１号公報などで開示されている周知の振動ピックアップを用いることができる。

【0029】

（梁１００への振動測定装置２０の取付）
次に、振動測定装置２０の取付について説明する。
振動測定治具１０は、例えば、梁１００の下方に位置する居室内の床や机などに、載置板１３の上面１３１を上方に向けた状態で置かれる。次に、図８に示されるように、振動測定治具１０の載置板１３に振動測定装置２０が載置される。振動測定装置２０は、４つの第２補強板１５、載置板１３の上面１３１、および側板１２の内面１２１によって囲まれる空間に位置する（図１および図８参照）。振動測定装置２０に接続されるケーブルなどの接続線９１は、２つの第２補強板１５の間の空間１５３の位置から外方に延出される（図１参照）。

【0030】

次に、振動測定治具１０は、床や机などから持ち上げられる。振動測定治具１０は、測定対象となる梁１００の下方から、梁１００に近付けられる。振動測定治具１０が梁１００に近付けられることで、天板１１の上面１１３は、梁１００の下面に当接する。図９に示されるように、振動測定治具１０の第１補強板１４は、梁１００のウェブ１０１の下方で上下方向７に重なるように位置合わせされる。第１補強板１４とウェブ１０１とが位置合わせされた状態で、貫通孔１１２には、固定具１６が挿通される。これにより、振動測定治具１０の天板１１が梁１００の下面に取り付けられる。

【0031】

（振動測定装置２０による振動の測定）
次に、振動測定装置２０による振動の測定について説明する。
梁１００が振動すると、振動測定治具１０も梁１００とともに振動する。振動測定治具１０の天板１１は、梁１００とともに振動する。具体的には、天板１１は、梁１００の上下方向７、左右方向９、および前後方向８の振動に合わせて振動する。天板１１の振動は、側板１２および載置板１３に伝達される。振動測定装置２０は、載置板１３の振動に合わせて振動する。振動測定装置２０は、上下方向７、左右方向９、および前後方向８の各方向における振動レベルを検知して電気信号を出力する。振動測定装置２０が出力する電気信号を、演算装置などによって解析することにより、梁１００の振動が測定される。

【0032】

（実施形態の作用効果）
梁１００の振動が、梁１００から天板１１および側板１２を通して載置板１３に伝達される。載置板１３の振動が振動測定装置２０によって測定される。梁１００の下方から振動測定治具１０を取り付けられるので、梁１００の下方に位置する居室からの作業により梁１００の振動を測定できる。

【0033】

第１補強板１４が位置することで、振動測定治具１０の剛性が高まり、構造材の振動が載置板１３に伝達されやすい。

【0034】

第２補強板１５を位置させることで、振動測定治具１０の剛性が高まる。載置板１３の載置された振動測定装置２０が落下しにくい。

【0035】

（変形例）
上記実施形態において、構造材の例として梁１００を説明したが、これに限定されない。構造材として、ＡＬＣパネルなどの床パネルであってもよい。これにより、床パネルの固有の振動を計測できる。また、構造材として、図１０に示されるように、延伸方向に交差する方向（例えば、前後方向８）に並設される梁１００の間に設置され、梁１００の制振装置である同調質量ダンパー１５０（ＴＭＤ：Ｔｕｎｅｄ Ｍａｓｓ Ｄａｍｐｅｒ）のマス１６１（重り）の下面１６２に固定されてもよい。この際、振動測定治具１０は、例えば、第１補強板１４の板面に沿う方向を前後方向８に向けて固定される。これにより、同調質量ダンパーにおける振動を測定できる。梁１００は、鋼鉄製の梁１００に限らず、木製梁などであってもよい。

【0036】

上記実施形態において、固定具１６としてボルトおよびナットを例示したが、これに限定されない。固定具１６は、例えば、磁石であってもよい。梁１００は、鉄などの強磁性体であってよい。磁石は、天板１１の上面１１３と、梁１００の下面１０３との間に位置してよい。これにより、梁１００の形状を変更することなく、梁１００に振動測定治具１０を固定できる。固定具１６は、例えば、ビスであってもよい。これにより、梁１００や床パネルの形状を変更することなく、梁１００に振動測定治具１０を固定できる。固定具１６は、構造物に振動測定治具１０を固定可能であればよく、両面テープまたは面ファスナなどであってよい。

【0037】

上記実施形態において、振動測定装置２０として、振動ピックアップを例示したがこれに限定されない。構造物の固有振動数の確認が目的であれば、加速度計を有するスマートフォンなどの小型の計測装置であってもよい。

【0038】

振動測定治具１０は、建築物の構造材の振動測定用の治具であり、振動計を建築構造物の下面に取り付けるために用いられる。２つの側板１２の間に振動計を載置する載置板１３を有している。２つの側板１２の上端に繋がっている天板１１が建築構造物の下面に固定される固定板である。

【0039】

［請求項１］
建築物の構造材の下面に取り付けられて振動測定装置を保持する金属製の振動測定治具であって、
一対の天板と、
上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、
上記一対の側板を繋ぐ載置板と、を備えており、
上記載置板の上面に上記振動測定装置が載置される振動測定治具。

【0040】

［請求項２］
上記天板の下面と上記側板の外面とを接続する第１補強板をさらに備える請求項１に記載の振動測定治具。

【0041】

［請求項３］
上記側板の内面と上記載置板の上面とを接続する第２補強板をさらに備える請求項２に記載の振動測定治具。

【0042】

［請求項４］
建築物の構造材と、
上記構造材の下面に取り付けられる金属製の振動測定治具と、
振動測定装置と、を備えており、
上記振動測定治具は、
上記構造材の下面に取り付けられる一対の天板と、
上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、
上記一対の側壁と繋ぐ載置板と、を備えており、
上記載置板の上面に上記振動測定装置が載置される振動測定システム。

【0043】

［請求項５］
一対の天板と、上記一対の天板のそれぞれから下方に延出する一対の側板と、上記一対の側壁と繋ぐ載置板と、を備えた金属製の振動測定治具を用いた振動測定方法であって、
上記載置板に振動測定装置を載置し、
建築物の構造材の下方から、上記一対の天板を当該構造材の下面に取り付け、
上記振動測定装置により上記構造材の振動を計測する振動測定方法。

【符号の説明】

【0044】

１ 振動測定システム
１１ 天板
１２ 側板
１３ 載置板
１４ 第１補強板
１５ 第２補強板
２０ 振動測定装置
１０ 振動測定治具
１００ 梁
１０３，１１４ 下面
１２１ 内面
１２２ 外面
１３１ 上面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】