― 73 ―全身振動測定装置による屋内振動の測定
末岡伸一

須田忠明*

(*現・東京都下水道サービス(株))要旨

筆者らは、新しく開発された全身振動測定装置による振動の基礎データ収集と同装置の屋内振動評価への活用について検討を行っている。本報では、建設作業周辺２箇所、在来線鉄道周辺１箇所の住宅で屋内振動の測定を行い、測定手法等の検討を行った。その結果によれば、垂直方向のみならず水平方向についても無視できない屋内振動が生じており、提案されている各種評価量の試算を行ったところ、ピーク値については閾値を越えていた。今後、測定の積み重ねが必要であるが、全身振動測定装置による屋内振動評価は、十分に推奨できると思われる。なお、今回は板張りの床で測定を行ったが、我が国では、畳やじゅうたんの上に座るという独特の生活形態が一般的である。そのため、これらに対応したセンサーやアタッチメントの開発やそれに伴う評価手法の検討を早急に行う必要が認められた。

キーワード：振動、在来鉄道、建設作業、振動レベル計、振動加速度、全身振動測定装置、屋内振動、ピックアップ、RMS、MTVV、CF、VDV、Peak 値、振動合成値

Measurement by whole-body vibration measuring
instrumentation
SUEOKA Shinichi, SUDA Tadaaki ** Tokyo Metropolitan Sewerage Service Co., Ltd.

Summary
We collect basics data of vibration and examine the evaluation of indoor vibration with awhole-body vibration measuring instrumentation developed newly.

We measured indoor vibration ofa house with two places around construction work, one place around a convention rail line, and we
examined measurement technique by this measurement result. According to the result, not only
vibration of a vertical direction but also vibration of a horizontal direction showed the value that wecannot ignore. The peak values exceeded the threshold.
We measured it on a floor, but general, in our country, a unique ecotype state to sit down on atatami mat and carpet coped with these, and development of a sensor and an attachment and theneed that examined evaluation technique were recognized this time by being examination of a trial.
Key word : vibration, railroad, construction work, vibration level meter, vibration acceleration,
whole-body vibration meter, indoor vibration, sensor, RMS, MTVV, CF, VDV, Peak values,
compound vibration values

東京都環境科学研究所年報2006

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１ はじめに(2) 測定機器

昭和 51 年に制定された振動規制法や公害防止条例（現

屋内振動については、振動レベル計により振動加速度環境確保条例）による規制や制御技術等の進展により振の原データを計測するとともに、全身振動測定装置を使動対策は進んだが、依然として振動苦情は多く生じていって振動の人体応答に関する諸統計量の計算を行った。

る。一方、振動評価手法についての国際的検討は大きく

なお、原データは、データレコーダーに WAVE ファイルと前進し、振動規制法制定当時の最新の知見に基づいて定して収録して、1/3 オクターブ分析、FFT 分析を行った。

められた現行の手法も見直しを迫られる状況となってき

1/3 オクターブ分析については、時定数を FAST として解た。このようななかで、平成 16 年 3 月には JIS を国際整析したもので、あらかじめ周波数範囲を 100Hz 以下に遮合化させることから ISO（国際標準化機構）規格を翻訳断して分析した。FFT については、ハニングウィンドウ

した JIS B 7760 シリーズが全身振動測定装置として発行により解析したものでサンプリング点数は 2048 である。

された。手腕振動に係る JIS B 7761 シリーズを含めて、(3) 測定方法

これらの新しい JIS は、振動が人体に入力する地点で測建設作業については、作業状況をみながら 10 分間の定評価する考え方であり、現行の振動規制等に使われて測定を数回実施し、在来線鉄道については、通過する列いる振動レベル計（JIS C 1510）とは、根本的に異なっ車ごとに測定を行った。屋内での測定は、すべて板張りており、2 つの国内規格が存在することになっている。の床面で測定を行い、従来の振動レベル計用センサーをこれらから、環境部門としても測定評価のあり方を見直使用し、垂直方向を Z 軸、音源方向を X 軸とした。

して、依然として苦情の多い環境振動についての対処を(4) 周波数補正特性検討する必要が生じている。

全身振動測定装置には、全身振動、船舶居住振動、手筆者らは、新しく開発された全身振動測定装置による腕振動などに区分して 9 つの周波数補正特性が用意され基礎データの収集と屋内振動の評価への活用について検ており、その概要は、表２に示すとおりである。この多討を行っている。本報告は、今後の振動測定装置の開発数の補正をどのように使い分けるかも課題であるが、本方向や振動測定評価の具体的な課題について、全身振動

報は、試行的であることから Wd 特性により XYZ 軸ともに測定装置による実測経験をふまえて、測定実務の面から分析を行った。なお、我が国においては、畳やじゅうた課題の整理を行ったものである。なお、本研究は、環境んに座った生活が一般的に見られ、振動苦情もこれらの省からの受託研究として実施した。

生活形態から生じていると考えられる。この点からは、椅子での生活を前提として作成された ISO 規格を翻訳し２ 調査内容

た JIS の周波数補正特性については、その適用について(1) 調査対象十分に検討を行う必要がある。

今回の検討は、新しい JIS に基づき開発された全身振(5) 評価量

動測定装置を、工場、建設作業及び交通機関による屋内振動評価量は、JIS B 7760 シリーズに基づき XYZ 方向振動の測定評価に活用することについての調査である。

について、①加速度実効値（RMS）、②最大過渡振動値

そこで、代表的な振動データを取得するため、表１に示（MTVV）、③クレストファクター（CF）、④振動暴露量値

す、建設作業２箇所、在来線鉄道 1 箇所で測定を行った。

（VDV）、⑤ピーク値、⑥振動合成値（XYZ 軸ともに係数

具体的な測定は、家屋内に全身振動測定装置と振動レベは k=1 とした。
）について算出した。表３に算出した評価

ル計を設置し、参考に玄関先と伝播経路上にそれぞれ振量の解説を掲げる。

動レベル計を設置して測定を行った。
表１ 調査地点
対象振動場所

概要

１

建設作業

東京都北区滝野川

建物の取り壊し工事に隣接した戸建住宅

２

建設作業

東京都江東区亀戸

多数の重機による大規模再開発工事近辺の戸建住宅

３

在来鉄道

東京都北区中十条

埼京線に近接する戸建住宅

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表２ JIS に示された周波数補正特性
名称

周波数範囲

適用

Wb

0.5〜80Hz

乗員･乗客の座位、立位、仰臥位の垂直方向の全身振動

Wc0.5〜80Hz

椅子の背もたれにおける水平方向の全身振動

Wd

0.5〜80Hz

座位、立位、仰臥位における水平方向の全身振動We

0.5〜80Hz

座位におけるすべての座標軸の回転振動

Wf

0.1〜0.5Hz

座位、立位における垂直方向の乗り物酔い

Wj

0.5〜80Hz

仰臥位における頭の垂直振動

Wk

0.5〜80Hz

座位、立位、仰臥位における垂直方向の全身振動

Wm

1〜80Hz

建物内におけるすべての座標軸

表３ 振動統計量の概説
評価量

概要

RMS

周波数補正後の振動加速 度の計測時間における（補正加速度実効値）

実行値で、単位は、 m/s ２MTVV移動時間 1S で積分された移動加速度実効値の最（最大過渡振動値）大値で、単位は、 m/s ２

CF

波高率とよばれ瞬時値の最大値と実効値の比で、（クレストファクター）ピークの状況を表す指標

VDV

ピークに敏感になるよう瞬時値の 4 乗積分値の 4（振動暴露量値）乗根で、単位は、m/s 1.75、rad/s 1.75

ピーク値

計測時間における最大の振動加速度であり、単位は、 m/s ２合成振動値

3 軸の振動加速度 2 乗値について係数を乗じて合計した値の 2 乗根で、単位は、 m/s ２

なお、振動の評価は、RMS 値が使われるが、衝撃度が(1) 建設作業による振動

高く CF が 9 を超えると補正加速度実効値では評価できな

建設作業に伴う強い振動は、基礎部の解体作業などでいとされ、ピーク値や VDV などで評価すると ISO 規格で生じやすいが、常時強い振動が出ている例は少ない。今は記述されている。また、ピーク値で、0.01m/s2 以下で回も苦情発生に合わせて測定を行ったが、時々弱い振動振動は感知されるといわれており、住宅における反応にが記録される程度であった。今後の課題であるが、住民ついては、多くの国でこの感覚閾値よりわずかに大きいにとって一番気になる強い振動の生じている日時をどの値で苦情が生じるとされ行政的措置等がとられている。

ようにとらえるかが実務的には問題が残る。
図１と表４、
図２と表５に地点１及び地点２における垂直方向の周波３ 測定結果

数分析結果と算出した統計量を示した。なお、ここで示

今回の調査結果及び算出した統計量の結果は、以下に示すとおりである。

したデータは 10 分単位に数回実施した測定のうち一番大きい測定結果である。

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― 76 ―という従来の経験則に沿っている。ただし、ピーク値については、0.0189 m/s2 であり、我が国で使用しているdB 値に直すと、65.5dB となる。今回の測定時の騒音はかなり高かったが、振動は、最も大きい日時ではなく、極弱く発生する状況であったため、CF が比較的大きくあらわれ、VDV も結果的に大きくなっている。
地点２については、かなり大きな 2 階建て戸建住宅で、建設工事現場から道をはさんで反対側にあり、玄関に続く 1 階の板張り廊下で測定を行った。
卓越した周波数は、
図１ 建設作業（地点１）における周波数分析結果（垂直方向）

10Hz 前後であり、FFT 分析でも同様の結果であった。工

表４ 建設作業（地点１）における統計量が動き回っている状況であったが、地点１と同様に一番方向

RMS

MTVV

CFVDV

ﾋﾟｰｸ値

X

0.00040.002423.7

0.00520.0115

Y0.00020.001014.4

0.00240.0039Z

0.00080.004222.1

0.01010.0189

合成事内容は、かなり巨大な再開発工事であり、多数の重機振動の大きい日時ではなかった。ただし、合成振動値が0.0029m/s2 と地点 1 よりは大きくなっており、MTVV も同0.0009様であった。また、3 軸方向でみても、地点１と同様に垂直方向の値が高くピーク値で 0.0151 m/s2 であり、我が国で使用している dB 値に直すと、63.6dB となっている。
(2) 在来線鉄道による振動
在来線は、長い歴史もあり線路に密接して多くの住宅が立地している場合が多く、今回測定を行った地点も、比較的小規模の住宅が線路に沿って立ち並んでいる。最近は、振動対策が推進されているが、車両の大型化、高速化、長編成化などから振動は依然として認められる状況にある。図３は、15 本の列車についての実測結果から振動測定結果の上位 3 本について整理したものである。

図２ 建設作業（地点２）における周波数分析結果（垂直方向）

いずれも通勤用電車である。

表５ 建設作業（地点２）における統計量
方向

RMS

MTVV

X

0.00170.0035

Y0.00120.0028Z

0.00200.0052

CFVDV

ﾋﾟｰｸ値

5.10.0116

0.00866.00.0087

0.00747.50.0146

0.0151

合成0.0029

このうち地点１は、解体工事を中心とする工事現場に隣接する 2 階建てのミニ開発の住宅であり、1 階のダイニング（板の間）で測定した。周波数分析の結果からは、5〜10Hz にピークがあり、FFT 分析でも同様の結果であった。算出した評価量は、RMS 振動値で、0.0009m/s2 とそ

図３ 在来線（地点３）における周波数分析結果（垂直方向）

れほど大きくなく、MTVV も大きくない。3 軸方向でみてみると、Z 方向の値が高くなっており、垂直方向が高い

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表６ 在来線（地点３）における統計量
方向

１２３RMSMTVVCFVDV

ﾋﾟｰｸ値

X0.00200.00684.70.0080

0.0097

Y0.00240.00685.50.0092

0.0135Z

0.00250.00656.2

0.00970.0160X

0.00140.00347.8

0.00680.0109Y

0.00140.00386.4

0.00710.0094Z

0.00240.00686.9

0.01200.0168X

0.00180.00304.1

0.00550.0076

Y

0.00260.00444.7

0.00840.0126Z

0.00300.00543.8

0.00910.0115

測定地点は、小規模な 2 階建て戸建住宅で、板張りの合成

0.00400.00310.0044

良を行うことが求められ、さらに下記の事項についての1 階ダイニング部で測定を行った。20Hz 前後で高くなっ検討が急務と考えられる。ており、FFT 分析でも同様の結果であった。また、1/3(1) センサーとアタッチメント

オクターブでは明確でないが、FFT 分析では 80Hz と高い

欧米における振動評価は、靴を履いた状態で椅子又は周波数でかなり明瞭な周波数成分があり、これらは電車立位（立った状態）での振動が課題となる。しかしながによる直接的な振動と考えられる。ここでは、列車の通ら、我が国の生活実態は、欧米諸国と大きく異なってお過時に明瞭な振動が生じており、振動の大きい 3 例につり、靴を脱いで畳やフローリングに座る和風の生活が主いて掲げた。全般的にみれば、Z 方向が高くなっているなものとなっている。こられのことから、我が国においが、水平方向もかなりの振動となっており、合成振動値ては、少なくとも畳、フローリング、じゅうたんの 3 種もかなりの値となっている。ピーク値 0.0160m/s2 とかなの床生活を想定し、さらに椅子による生活を加えて機器りの振動が列車の通過ごとに生じている。

等の開発検討が行われなければならず、センサー及びア(3) まとめ

タッチメントもこれらに対応させなければならない。現建設作業周辺の戸建住宅内振動の測定結果については、行の振動レベル計用のセンサーを畳に設置するのは、設一番振動の大きい日時の測定ではなかったが、閾値を越置共振等が生じる可能性が高く好ましくない。そこで、える振動が発生していた。今後ともデータの収集と解析

従来の経験から考えれば、生け花用の剣山、アルミ等のを行って行くが、戸建住宅においては、垂直方向に比べ軽量板に接着した小型センサー、椅子用のシートセンサて水平方向も無視できない振動が生じていると考えられーの活用、などが考えられるが、行政的利用を前提とす2る。また、在来線近傍の測定結果は、0.015m/s 以上のピれば、測定法を統一して示す必要が認められる。

ーク値が列車通過ごとに記録された。今回の調査におい(2) 評価量と測定時間ては、ピーク値でみるかぎり苦情が生じる値となってい全身振動測定装置による屋内振動の測定評価においてたし、垂直方向に比べて水平方向も無視できない値を示

は、最大値系に着目するのか、平均値系を使用するのかしていた。

が大きな問題である。特に JIS に示された諸統計量については、住民の反応との対応が良好なのはどれかについ４ 全身振動測定装置についての所見て加振機による被験者実験が不可欠である。また、大き全身振動測定装置は、ようやく一部のメーカーから販な振動が間欠的に発生する場合と一定の振動が常時生じ売が開始されたが、ほとんど普及しておらず実測データている場合とでは、住民の反応が異なることが考えられ、の収集、測定のマニュアル整備などが求められる。
特に、振動源別の実測データを早急に収集する必要が認められ行政部門での活用を考えると、必ずしも振動について専る。

門知識を有しない行政職員が平易に測定できるように改東京都環境科学研究所年報2006

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５ おわりに
全身振動測定装置による屋内振動の計測は、おそらく我が国ではじめての試みである。現在、行政部門で規制等に使用している振動レベル計は、年数を経たことから国際規格とは、大きく異なってしまった。その点から、国際規格のうごきに合わせて振動レベル計を廃止すべきとの意見もあるが、筆者としては、工場や建設作業の敷地境界規制に活用されていることから、直ちに廃止を検討するよりは、多くの苦情が生じている屋内振動の測定評価に新しい測定装置の活用を図ることが適切と考えている。すなわち、振動苦情は、屋内の生活において生じているものであり、屋内振動の「目安」を示すのが振動対策の要で、経過的に 2 種類の測定評価法があっても、やむを得ないと思っている。
全身振動測定装置による屋内振動評価については、検討すべき課題が多くあるが、振動の評価を人間に入力する地点で行うというのは、きわめて筋の通った考えかたである。この点から、諸課題について逐次検討を加えながら屋内振動測定手法の確立を図っていきたい。

参考文献
1) JIS B 7760-1：全身振動―第 1 部：測定装置 (2004)
2) JIS B 7760-2：全身振動―第 2 部：測定方法及び評価に関する基本的要求 (2004)
3) 振動法令研究会：振動規制の手引き (2003)、技報堂

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