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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2012 年 9 月

ゴムボールの衝撃力特性に関する検討‐落下高さ及び床仕上げ材が直線性に及ぼす影響

標準衝撃源	 

衝撃力	 

線形性	 

標準偏差	 

仕上げ材	 

落下高さ	 

正会員

○中森	  俊介*1

正会員	  高橋	  央*4	  同	  同	  田中	  学*2	  阿部	  恭子*3	  同	  同	  平光	  厚雄*5	  井上	  勝夫*6

1. はじめにゴムボール衝撃源（JIS A 1418-2 に規定される衝撃力特量を示した。なお、測定時の室温は 7~8℃であった。
表 1	  検討に用いたゴムボール性（2）を有する衝撃源）を用いた床衝撃音の測定結果に

記号

製造番号

質量(kg)

ゴム硬度（参考値）

1)

ついては、立ち位置の影響 、タイヤ衝撃源（同 JIS 衝撃A

10 番代

2.55

42 度

力特性（1）を有する衝撃源）との比較 2, 3)などが検討され

B

40 番代

2.54

39 度

C70 番代2.53

41 度

D90 番代2.4835 度

E150 番代

2.5037 度ている。しかし、落下高さ及び床仕上げ材が衝撃力特性に及ぼす影響ついて検討した例 4, 5)は少ない。そこで、数種類の床仕上げ材について、落下高さに対する衝撃力の表 2	  仕上げ材として用いた緩衝材について線形性について調査した。

種類(略記号)

また、同 JIS には衝撃力の許容範囲が規定されており、ゴムボール個々の衝撃力の偏差の影響が床衝撃音の測定結果に一定の範囲内で生じることが考えられる。そこで複数のゴムボールを対象に衝撃力の偏差についても検討を行った。

厚さ(mm)

変位(mm)(荷重 25 kgf)

変位(mm)(荷重 50 kgf)

板ゴム 75 度(RP)50.060.06

タイルカーペット(CP)クッション材付き
フローリング(FL)

6.5

0.400.58

132.482.86

発泡ウレタン(UR)2520.421.4

3. 落下高さ及び緩衝材の影響図 1 は落下高さ 100 cm のときの衝撃力暴露レベル及びゴム硬度を示した。使用したゴム硬度計は板ゴムを測定

落下高さを基準とした相対値を緩衝材なし（ST）とクッするためのものであるため、球体であるゴムボールの硬ション材付きフローリング（FL）について示したもので度は参考値とした。衝撃力測定装置は力ピックアップある。ゴムボールは表 1 の“D”を用い、エラーバーは繰（RION PF-31）を 3 個並列に取付けたアルミ製円盤であり返し 3 回のばらつき（る。落下高さは 10~120 cm とし、10 cm ごとのデータをなく、衝撃時間が一定であると仮定すると、落下高さが 2収集した。測定値は 31.5~500 Hz のオクターブバンドご倍（1/2 倍）になると衝撃力暴露レベルは+3 dB（-3 dB）との衝撃力暴露レベル（基準値 1 N）とした。仕上げ材のとなり、図中の近似式は y=4.33 ln(x)となる。31.5 Hz はほに表 2 に示す
15 cm 角の緩衝材をバタつかないように両面テープで全面固定した。
弾性を示す目安として静荷重（載荷面は直径 80 mm、集中荷重）25kgf と 50 kgf
に対する変位

衝撃力暴露レベルの差(dB落下高さ100cmを基準)

は、円盤の上31.5Hz

緩衝材なし（ST）

0-5

クッション材付き
フローリング（FL）

63Hz

31.5Hz63Hz125Hz125Hz250Hz250Hz500Hz500Hz-10-15-20-252
2

3回のばらつき σ
31.5Hz：y=4.366*ln(x),R2 =0.999
63Hz：y=5.195*ln(x),R2 =0.998
125Hz：y=7.472*ln(x),R2 =0.985
250Hz：y=9.425*ln(x),R2 =0.968
500Hz：y=11.35*ln(x),R2 =0.959

31.5Hz：y=4.287*ln(x),R2 =1.000
63Hz：y=4.862*ln(x),R2 =1.000
125Hz：y=5.446*ln(x),R2 =0.999
250Hz：y=6.620*ln(x),R2 =0.999
500Hz：y=8.449*ln(x),R2 =0.999
7
2
4 3
1 7
0.1 0.06
相対落下高さ（基準100cm）

22

7
2
4 3
1 7
0.1 0.06
相対落下高さ（基準100cm）

図 1 落下高さごとの衝撃力暴露レベル（緩衝材なし；左、クッション材付きフローリング；右）Study on characteristics of impact force using standard rubberball. -Influence of drop-height and surface materials on linearityof impact force.

σ）を示した。落下高さに関係5
落下高さ120cm

0
落下高さ80cm
緩衝材なし（ST）の場合-5

落下高さ40cm-10

3回のばらつき σ-15-2031.5Hz63Hz125Hz250Hz500Hz

ゴム75
RP
タイルCP
CP
FL防音FLUR
発泡ウレタン
ゴム75
RP
タイルCP
CP
FL防音FLUR
発泡ウレタン
ゴム75
RP
タイルCP
CP
FL防音FLUR
発泡ウレタン
ゴム75
RP
タイルCP
CP
FL防音FLUR
発泡ウレタン
ゴム75
RP
タイルCP
CP
FL防音FLUR
発泡ウレタン5

影響について

落下高さ100cmからの衝撃力暴露レベルの差(dB)

2. 測定方法
表 1 に、検討に用いたゴムボールの製造番号、質量、緩衝材及びオクターブバンド中心周波数

図 2 落下高さ及び緩衝材による衝撃力暴露レベルの変化

NAKAMORI Shunsuke, TANAKA Manabu, ABE Kyoko,TAKAHASHI Hisashi, HIRAMITSU Atsuo and INOUE Katsuo.

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ぼそれに一致しているが、周波数が高くなると勾配が急下高さに対する衝撃力の傾きが急になる。また、ゴムボになり、近似式との偏差が大きくなる。

ールの違いによる傾きの差はないといえる。

図 2 はそれぞれの緩衝材を設置した場合の落下高さ 100

緩衝材がゴムボールの衝撃力の偏差（個体差）に与えcm を基準とし、落下高さを 40、80、120 cm としたときのる影響について図 5 に示した。①では 63、125 Hz の標準衝撃力暴露レベルの相対値を示したものである。ゴムボ偏差がそれぞれ 0.6〜0.8、0.5〜0.6 dB である。緩衝材によールは“D”を用い、繰り返しによるばらつき（σ）をる個体差への影響（緩衝材なしからの標準偏差の差）はエラーバーで示した。緩衝材が柔らかく、また落下高さ最大で約 0.2 dB である。②の方法では緩衝材なしでは必100 cm から離れるほど、高い周波数で緩衝材なし（ST）

然的に標準偏差は 0 となる。緩衝材による影響は 31.5~との衝撃力暴露レベルの差が大きくなることがわかる。

250 Hz の標準偏差で最大 0.2 dB であり、500 Hz ではやや4. ゴムボール衝撃力の偏差（個体差）の検討
ここでは、ゴムボールの衝撃力の偏差について 3 つの大きくなる。③の方法では、31.5~125 Hz では衝撃力が規条件を検討した。（※規格の中央値とは許容範囲の中心の値である）

る方向に動くが、250、500 Hz では、落下高さによる衝撃①JIS の規格通り（落下高さ 100 cm による実測値）力の変化が大きいため標準偏差が大きくなる。

②実測値と規格中央値とのレベル差により衝撃力を補正

5. まとめゴムボールの衝撃力特性は落下高さに依存し、緩衝材格の中央値に近づく方向にあるため標準偏差が小さくな③規格の中央値（63 Hz）に落下高さを調整する方法
ただし③の場合、落下高さの調整しろの範囲では衝撃（仕上げ材）の影響により、特に高い周波数でスラブに力及び仕上げ材の応答は線形でなければならない。図 3

入力する衝撃力特性は変化すると考えられる。所定の落に各緩衝材を設置した際の 10 cm ごとの衝撃力のピーク

下高さ 100 cm で測定した場合は、個体差に対する仕上げ及び衝撃時間を示した。これをみると落下高さの変化に材の影響は小さいと考えられる。

よる衝撃力の変化が直線的で衝撃時間がある程度一定

参考文献

1) 漆戸, 綿谷「ゴムボール手動落下による床衝撃音レベル測定における人の影響について-その 4」音講論集 II, pp.1107-1108,’04.9cm）であれば、③の方法が可能であると考えられる。
2) 稲留, 井上「2 種類の標準重量衝撃源による床衝撃音レベルの対応性に関する検討」AIJ 梗概集, pp.199-202,’09.8
図 4 に今回検討に用いた 5 つのゴムボールの落下高さ
3) 田中, 漆戸, 羽染「ゴムボールによる重量床衝撃音遮断性能の測定ごとの衝撃力の測定結果を示した。各周波数帯域におけ方法の検討」AIJ 梗概集, pp.13-16, ’05.9
る規格の中央値を横線の実線、許容範囲を破線で示した。 4) S. Schoenwald, B. Zeitler, T. Nightingale “Excitation of wood joist floors
with the standard rubber ball”, inter-noise’09-851, ’09.8
100 cm の高さであれば規格の範囲内に入っているが、63、
5) 藤橋ほか「ゴムボールの落下高さと床衝撃音レベルの関係‐乾式
125 Hz では偏差が大きい。周波数が高くなるにつれ、落二重床を用いた実建物における検討‐」騒工論集, pp.39-42, ’06.4（衝撃力特性が線形に近い）な 100 cm 付近（80〜120

14000.032STRP

1200CPFL

1000

0.030.0280.026

UR

8000.024600

衝撃時間（縦軸；右）②衝撃力レベルの差
263Hz30125Hz20250Hz500Hz

10③落下高さを調整

200

02040

10.5000.020.018
60 80 100 120 140
落下高さ(cm)

図 3 各落下高さ、緩衝材における衝撃時間と衝撃力のピーク

-102
200

100

74321063Hz
125Hz250Hz
500HzSTRPCPFLURSTRPCPFLURSTRPCPFLURSTRPCPFLURSTRPCPFLUR
31.5Hz7 6

落下高さ（cm）

図 4 各ゴムボールの衝撃力（緩衝材なし）*1 (財) 小林理学研究所	  工修*2 (一財) 日本建築総合試験所	  工修*3 (一財) 建材試験センター*4 (一財) ベターリビングつくば建築試験研究センター 工修*5 (独) 建築研究所	  工修*6 日本大学理工学部	  教授・工博

A
B
C
D
E

1.5ST
RP
CP
FL
UR

4000.022

衝撃力暴露レベル(dB)

衝撃力（縦軸；左）

1600衝撃力のピーク(N)0.034

衝撃時間(s)1800

31.5Hz40①規格の通り（実測値）

ST
RP
CPFL
UR

0.036

2.5A
B
C
DE

ST
RP
CP
FL
UR
ST
RP
CP
FL
UR

2000

50ST
RP
CP
FL
UR

0.038

標準偏差σ(dB)

2200

緩衝材及びオクターブバンド中心周波数

図 5 ゴムボール衝撃力の偏差（仕上げ材の影響）*1 Kobayasi Institute of Physical Research, M. Eng.
*2 General Building Research Corporation of Japan, M. Eng.
*3 Japan Testing Center for Construction Materials*4 Tsukuba Building Research & Testing Lab., Center for Better Living, M. Eng.
*5 Building Research Institute, M. Eng.
*6 Prof., College of Science and Tech., Nihon Univ., Dr. Eng.

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