JP7638549B2 - 振動計 - Google Patents

Description

この発明は、振動計に関する。

従来から、振動を計測する振動計が知られている。特許文献１に記載の振動計は、振動センサとしての加速度センサと、記録装置とを備えている。そして、加速度センサは、記録装置と別に設けられている。そして、加速度センサと記録装置とは、ケーブル（配線）によって接続されている。加速度センサからの検出出力は、ケーブルを介して記録装置に与えられる。

特開２０１１－２０２９６１号公報

振動計測は、様々な計測地点で行われる。振動計によって振動を計測する場合、作業者（計測者）は、振動計を計測地点まで運搬する必要がある。

しかし、上記の振動計では、振動センサ（加速度センサ）が記憶装置と別に設けられているため、振動センサと記憶装置とを別々に持ち運びする必要がある。そのため、持ち運びに適していない。すなわち、ポータビリティに欠けている、という問題がある。

また、振動計測の際には、その準備のために、振動センサを記録装置に接続させる。すなわち、振動計測の度に、ケーブルを介して振動センサを接続したり、そのケーブルの接続を解除したりする作業が必要になる。そのため、振動計測のための準備作業が煩わしい。

さらには、ケーブルをケース外において引き回すために、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、計測地点が工場等である場合には、ケーブルを地面や床に這わせることにより、迷走電流等のノイズを信号として受け取る可能性がある。また、ケーブルがケース外に配線されているために、ケーブルの断線等の障害の発生する可能性がある。また、複数種のケーブルによって、振動センサと記録装置とを接続する場合には、作業者の接続ミスを招くおそれもある。

そこで、この発明の目的は、ポータビリティ性に優れ、かつ計測の準備作業の煩わしさが低減された振動計を提供することである。

この発明の一実施形態は、次のような特徴を有する振動計を提供する。

１． 振動を計測するための振動計であって、
内部空間を有するケースと、
前記内部空間に収容された振動センサと、
前記内部空間に収容され、前記振動センサから出力される検出出力に基づいて計測処理を行う処理ユニットとを含む、振動計。

この構成によれば、振動センサが内部空間に収容されている。そのため、振動センサおよび処理ユニットを、一体に持ち運びできる。これにより、振動計のポータビリティ性が向上する。

また、振動計測の度に、振動センサをケースや処理ユニットに接続する必要がない。そのため、振動計測のための準備作業が簡便になり、準備作業の煩わしさが低減される。さらには、ケース外でケーブルが引き回されないので、これに起因する不具合を回避できる。

ゆえに、ポータビリティ性に優れ、かつ計測の準備作業の煩わしさを低減できる振動計を提供できる。

２． 前記振動センサを支持する台座であって、前記内部空間に収容されている前記振動センサを、前記ケースから独立して支持可能な台座をさらに含む、項１に記載の振動計。

振動センサがケースの内部空間に収容されていると、次のような問題がある。すなわち、計測地点が屋外である場合には、ケースは、風等の影響を受けて微細に振動することがある。また、内部空間に収容されている他の機器の振動が入力されることにより、ケースが微細に振動することもある。これらの微細な振動が、ケースを介して振動センサに伝わると、振動センサがこれらの振動までも検出してしまい、振動センサの検出出力に誤差が発生するおそれがある。これにより、振動計測の精度が低下するおそれがある。

上記の構成によれば、振動センサを支持する台座は、内部空間に収容されている振動センサを、ケースから独立して支持可能である。振動センサをケースから独立して台座が支持している状態では、振動センサはケースに接触していないだけでなく、振動センサとケースとが連結していない。すなわち、振動センサが、ケースから物理的に切り離されている。そのため、ケースから振動センサに振動が伝わらない。これにより、振動を高精度に計測できる。ゆえに、ポータビリティ性に優れ、かつ高精度な振動計測を実現可能な振動計を提供できる。

台座が、載置面に接触する脚部を有していてもよい。
台座が、振動センサと一体的に、ケースおよび処理ユニットに対して昇降可能であってもよい。
前記台座が、平面視で円形であってもよい。前記脚部が複数であってもよい。複数の前記脚部が、平面視で前記台座の中心を除く位置において、前記台座の周方向に間隔を空けて配置されていてもよい。
３． 前記ケースには、当該ケースの底壁を上下に貫通する貫通穴が形成されており、
前記台座の下端は、前記貫通穴を介して、前記ケースの下方に突出可能である、項２に記載の振動計。

この構成によれば、台座の下端が、ケースの底壁に形成された収容された貫通穴を介して、載置面に当接可能である。そのため、内部空間に収容されている振動センサをケースから独立して台座によって支持する構成を、簡単な構成で実現できる。

４． 前記ケースに形成された第１係合部と、
前記台座に形成され、前記第１係合部と係合可能な第２係合部とを含み、
前記第１係合部の前記ケースの第１下端からの第１距離が、前記第２係合部の前記台座の第２下端からの第２距離よりも短い、項２または３に記載の振動計。

この構成によれば、第１係合部のケースの第１下端からの第１距離が、第２係合部の台座の第２下端からの第２距離よりも短い。そのため、ケースおよび台座が載置面に載置された載置状態において、第１係合部と第２係合部とが係合しない。そのため、この載置状態において、振動センサを、ケースから確実に物理的に切り離すことができる。振動計による振動計測は、振動計の載置状態において行われる。そのため、振動センサをケース２から確実に物理的に切り離した状態で、振動計を用いて振動計測できる。

また、ケースが持ち上げられた振動計の持ち上げ状態において、第１係合部と第２係合部との係合により、振動センサおよび台座がケースに吊り下げ支持されてもよい。これにより、振動センサ、台座およびケースを一体に持ち運びできるから、振動計のポータビリティ性をより一層向上できる。

また、前記振動計が、前記ケースを持ち上げるための把持部をさらに含んでいてもよい。これにより、ポータビリティ性を、さらに一層向上できる。

５． 前記第１係合部および前記第２係合部が、互いに上下に当接する第１当接面および第２当接面を含む、項４に記載の振動計。

６． 前記第１当接面および前記第２当接面が、円錐台状である、項５に記載の振動計。

この構成によれば、第１当接面および第２当接面が円錐台状であるので、第１当接面および第２当接面が当接している状態では、ケースに対する台座の横方向への移動が規制される。これにより、振動計の持ち上げ状態において、振動センサおよび台座がケースに対して移動することを抑制できる。ゆえに、ケースに対する振動センサおよび台座の移動を効果的に規制しながら、振動計を持ち運びできる。

前記振動計が、前記ケースに形成された第１係合部と、前記台座に形成され、前記第１係合部と係合可能な第２係合部とを含んでいてもよい。前記第１係合部および前記第２係合部が、互いに上下に対向するケース側当接面および台座側当接面を有していてもよい。前記台座側当接面が、前記台座に形成され、前記台座の内方に向かうに従って下方に向かうテーパ状の台座側当接面であってもよい。前記ケース側当接面が、前記ケースに形成され、前記台座側当接面に整合するテーパ状のケース側当接面であってもよい。前記振動計が前記載置面から離反した状態において、前記台座側当接面と前記ケース側当接面とが面接触してもよい。前記振動計が前記載置面に配置された状態において、前記振動センサおよび前記台座が前記ケースによって支持されていなくてもよい。
７． 前記振動センサと前記台座との間に配置された粘性シートをさらに含む、項４～６のいずれか一項に記載の振動計。

振動センサとして加速度センサが用いられることがある。加速度センサは衝撃に弱い。そのため、振動計の運搬時にケースに加わる衝撃を、振動センサにできるだけ伝えないようにすることが望ましい。

上記の構成によれば、振動センサと台座との間に、粘性シートが配置される。粘性シートは、振動を吸収する。そのため、ケースに大きな衝撃が加わった場合でも、その衝撃は、粘性シートによって吸収される。これにより、ケースから振動センサに伝わる衝撃を低減または零にできる。これにより、振動センサを保護できる。ゆえに、ケースに大きな衝撃が加わった場合でも、振動センサに衝撃が伝わるのを抑制または防止できる。

８．前記振動センサは、微細な振動（微動加速度）を測定するためのセンサである、項１～７のいずれか一項に記載の振動計。

微細な振動を測定するための振動計は、様々な計測地点において計測される。そのため、ポータビリティ性に優れている必要がある。

上記の構成によれば、微細な振動を測定するための振動センサが、内部空間に収容されている。そのため、この振動センサおよび処理ユニットを、一体に持ち運びできる。これにより、微細な振動を測定するための振動計において、ポータビリティ性を向上できる。

９．前記ケースの底部を覆う保護カバーであって、前記台座に対してねじ締結可能に結合可能な保護カバーをさらに含む、項２～７のいずれか一項に記載の振動計。

この構成によれば、保護カバーによって、ケースの底部が覆われる、これにより、ケース２の底部を保護することができ、振動センサに衝撃が伝わるのを抑制または防止できる。

また、保護カバーを台座にねじ締結することによって、ねじ込みにより台座をケースに押し付けて、台座をケースに位置決めできる。これにより、振動センサが内部空間でぐらつくことを抑制または防止できる。ゆえに、振動計の運搬を良好に実現できる。

この発明の第１実施形態に係る振動計の要部の模式的な断面図である。 図１の切断面線II-IIから見た模式的な断面図である。 前記振動計を持ち上げた状態における前記振動計の断面図であり、図２に対応する図である。 前記振動計の模式的な斜視図であり、蓋を開いた状態を示している。 前記振動計の模式的な斜視図であり、図４に示す状態から処理ユニットを取り除いた状態を示している。 前記振動計の模式的な斜視図であり、図５からセンサ収容ユニットを取り除いた状態を示している。 前記センサ収容ユニットの斜視図である。 前記振動計の電気的構成を示すブロック図である。 前記振動計を用いた振動計測処理の流れを示す流れ図である。 保護カバーの斜視図である。 この発明の第２実施形態に係る振動計の要部の模式的な断面図であり、図２に対応する図である。 粘性シートの特性を説明するためのグラフである。

以下では、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。

図１は、この発明の第１実施形態に係る振動計１の要部の模式的な断面図である。図２は、図１の切断面線II-IIから見た模式的な断面図である。図３は、振動計１を持ち上げた状態における振動計１の断面図であり、図２に対応する図である。図４～図６は、振動計１の斜視図である。図７は、センサ収容ユニット８の斜視図である。

図１の紙面の左右方向は、振動計１の左右方向Ｘと一致し、図１の紙面に略直交する方向は、振動計１の前後方向Ｙと一致し、図１の紙面の上下方向は、振動計１の上下方向Ｚと一致している。左右方向Ｘおよび前後方向Ｙは、横方向に含まれる。

図１～図３を参照して、振動計１は、予め定める計測地点に配置され、その計測地点における振動を計測するために用いられる。具体的には、振動計１は、計測地点における微動（常時微動および地震動の少なくとも一方を計測するために用いられてもよい。振動計１は、計測地点における地盤、床、机等の載置面１００（図１～図３参照）に載置され、当該載置面１００（すなわち、地盤や床）の振動を計測する。載置面１００は、平坦面であることが好ましい。

図１～図６を参照して、振動計１は、ケース２と、振動センサ３と、バッテリー４と、表示ユニット５と、ハンドル（把持部）６と、処理ユニット７と、センサ収容ユニット８とを備えている。振動計１は、センサとして、振動センサ３の他、地磁気センサ、ＧＰＳセンサ、温度センサ、湿度センサ等を備えている（図８を参照）。図４には、ケース２の蓋１１を開き、かつバッテリー４を取り除いた状態、すなわち、ケース本体１０に、振動センサ３、処理ユニット７およびセンサ収容ユニット８が収容されている状態が示されている。図５には、図４に示す状態から、振動センサ３および処理ユニット７を取り除いた状態が示され、図６には、図５に示す状態からセンサ収容ユニット８を取り除いた状態が示されている。

図１～図６を参照して、ケース２は、ケース本体１０と、ケース本体１０に取り付けられた蓋１１と、ロック部１２（図４等参照）と、ケース本体１０の底部１０ａ（底壁１４）に取り付けられた底部リング１３（図１～図３参照）とを備えている。蓋１１は、ヒンジＨ（図２等参照）を介してケース本体１０に結合されている。蓋１１は、ケース本体１０の上面を片開き可能に閉塞する。ロック部１２は、蓋１１をケース本体１０に開閉可能に固定する。ロック部１２によって蓋１１がケース本体１０に固定された場合、蓋１１が、ケース本体１０に対して回動不能になる。蓋１１には、表示ユニット５が内蔵されている。なお、バッテリー４が、ケース本体１０ではなく、蓋１１側（たとえば、蓋１１の上面と表示ユニット５との間の空間）に配置されていてもよい。

図１～図６（とくに図６）を参照して、ケース本体１０は、中空の箱状に形成されている。ケース本体１０は、内部空間２０を有している。ケース本体１０は、底部１０ａおよび４つの側壁１０ｂを有するボックス状である。底部１０ａは、底壁１４と、複数（たとえば４つの）の第１脚部１５とを含む。底壁１４は平板状である。底壁１４の中央部には、円形の第１貫通穴１６（とくに図６参照）が形成されている。複数の第１脚部１５は、底壁１４の下面において、底壁１４の四隅に配置されている。各第１脚部１５の底面を第１下端１５ａとする。

図１～図３を参照して、底部リング１３は、平面視で円形のリング状である。底部リング１３は、磁性を持たない金属または合成樹脂材料を用いて形成されている。底部リング１３は、第１貫通穴１６に下側から嵌められている。底部リング１３は、第２貫通穴１８を有している。第２貫通穴１８の内周壁が、底部リング１３の内周面である。第２貫通穴１８の内周壁には、第１当接面（第１係合部）１９が形成されている。第１当接面１９は、次に述べる台座４１の第２当接面（第２係合部）４７と上下に対向している。第１当接面１９は、内側に向かって低くなるテーパ面である。第１当接面１９は、水平面に対して、たとえば３０°以上６０°以内の傾斜角度（図１等の例では、たとえば４５°）で傾斜している。第１当接面１９は平滑面である。第１当接面１９は円錐台状である。底部リング１３は、センサ収容ユニット８の後述する外枠４８の外枠板５１に取り付けられている。底部リング１３は、ねじ等の締結部材（図示せず）を用いて外枠板５１に固定されていてもよい。

図１～図３および図６を参照して、ケース本体１０は、中空に形成された直方体状の内部空間２０を有している。内部空間２０には、振動センサ３と、処理ユニット７と、センサ収容ユニット８とが収容されている。

図１～図３を参照して、振動センサ３は、たとえば加速度センサであり、たとえば、センサ軸三方向の加速度の大きさを検出する三軸加速度センサである。より具体的には、振動センサ３は、たとえば、圧電素子または水晶が使用された加速度センサである。振動センサ３は、微動加速度（微細な振動）を計測する。振動センサ３からの加速度の大きさは、デジタル値で出力されてもよい。振動センサ３は、処理ユニット７に、ケーブル２１（図１参照）を介して接続されている。振動センサ３の検出出力は、ケーブル２１を介して、処理ユニット７の次に述べる制御装置７０（図８参照）に付与される。

バッテリー４は、たとえば、リチウムイオン電池である。バッテリー４は、１次電池であってもよいし、２次電池であってもよい。バッテリー４は、内部空間２０における最も上部分に配置されている。バッテリー４は、他の位置に配置されていてもよいが、バッテリーの重さが、振動計１の重心位置に影響を与えないような（振動計１が偏心しないような）位置に配置される。

表示ユニット５は、たとえば液晶表示パネルを有している。この液晶表示パネルは、液晶表示部１７ａを下面（前面）に有している。液晶表示部１７ａは、たとえば８インチの液晶表示部である。表示ユニット５は、蓋１１の内面の全域に形成されている。そのため、図４～図６に示すように、蓋１１を開いた状態において、表示ユニット５の液晶表示部１７ａが露出する。

ハンドル６は、たとえば把手であり、蓋１１の上面に取り付けられている。蓋１１が閉じられた状態でハンドル６を掴むことにより、振動計１を持ち運びできる。ハンドル６は、図１～図３に示すような傾倒可能な把手である。ハンドル６で振動計１を吊り下げることにより、振動計１の底面が水平になり、そのまま載置面１００に載置（設置）できる。

ケース２が小型であり、バッテリー４および表示ユニット５も小型タイプが採用されている。そのため、振動計１は小型化および軽量化が図られている。そのため、振動計１は、ポータブル性に優れ、持ち運びが容易である。しかも、ハンドル６付きであるため、ポータブル性のより一層の向上が図られている。

図１～図４を参照して、処理ユニット７（図８も併せて参照）は、振動計用制御基板２２（図８も併せて参照）および板金部材２３を、それぞれ下および上に備えた構成である。振動計用制御基板２２は、配線基板２４と、配線基板２４に実装された部品２５を含む。部品２５は、電気部品、端子台等を含む。この電気部品は、後述する制御装置７０（図８参照）、記憶ユニット７２（図８参照）、地磁気センサ、ＧＰＳセンサ、温度センサ、湿度センサ、開始ボタン７４（図８参照）、終了ボタン７５（図８参照）等を含む。板金部材２３は、振動計用制御基板２２の上方（配線基板２４の上方）の全域を覆う。板金部材２３は、主として、電気部品の発熱を抑制するための板金部材である。振動計用制御基板２２および板金部材２３は、固定手段を用いて一体に結合されている。

図１～図３、図５および図６を参照して、センサ収容ユニット８は、振動センサ３（加速度センサ）を下方から支持する台座４１と、振動センサ３および台座４１を収容する収容枠４２とを含む。センサ収容ユニット８は、振動センサ３を収容している。センサ収容ユニット８は、内部空間２０の略下半分に収容されている。

図１～図３、図５および図７を参照して、台座４１は、平面視で円形である。台座４１は、ケース本体１０の底壁１４に対して上下動自在に取り付けられている。台座４１は、後述する収容枠４２の内枠４９に当接することにより、ケース２に対する上限位置が規制されている。台座４１は、底部リング１３に当接することにより、ケース２に対する下限位置が規制されている。すなわち、台座４１は、ケース２に対し、その上限位置と下限位置との間で上下動自在である。台座４１は、振動センサ３が載置される台座本体４３と、底部リング１３に接触するケース対向部４４と、たとえば３つの第２脚部４５とを含む。

台座本体４３は、平面視で円形である。台座本体４３の上面は、振動センサ３が配置されるセンサ配置面４６である。振動センサ３は、センサ配置面４６にねじ等の締結部材（図示せず）を用いて固定されている。台座本体４３は、磁性を持たない金属または合成樹脂材料を用いて形成されている。

ケース対向部４４は、平面視で円形である。ケース対向部４４の下面の周縁部には、環状の第２当接面（第２係合部）４７が形成されている。第２当接面４７は、内側に向かって低くなるテーパ面である。第２当接面４７は、水平面に対して、たとえば３０°以上６０°以内の傾斜角度（図１等の例では、たとえば４５°）で傾斜している。第２当接面４７は平滑面である。第２当接面４７は円錐台状である。第２当接面４７は、第１当接面１９と平行である。ケース対向部４４は、磁性を持たない金属または合成樹脂材料を用いて形成されている。

この実施形態では、ケース対向部４４および台座本体４３は、一体に形成されている。台座本体４３およびケース対向部４４が互いに別部材で形成され、ねじ等の締結部材（図示せず）を用いて台座本体４３に結合されていてもよい。

３つの第２脚部４５は、ケース対向部４４の下面に、台座４１の周方向に等間隔に配置されている。３つの第２脚部４５は、互いに同じ高さを有している。第２脚部４５の下端を第２下端４５ａとする。３つの第２脚部４５は、ねじまたはピンなどにより、ケース対向部４４に下方から固定されている。台座４１は、ケース２に対する下限位置と、ケース２に対する上限位置との間で上下動自在である。第２脚部４５の第２下端４５ａ、すなわち台座４１の第２下端４５ａは、第２貫通穴１８を介して、ケース２の底壁１４の底面よりも下方に突出可能である。

図５および図７を参照して、収容枠４２は、外枠４８と、内枠４９とを含む。外枠４８と、内枠４９とは別の板金によって形成されている。収容枠４８は、ねじ等の締結部材（図示せず）によって、ケース２に固定されていてもよい。外枠４８と内枠４９との結合は、ねじ等の締結部材（図示せず）を用いて行われてもよい。

図７を参照して、外枠４８は、上面が開放された有底のボックス状であり、平面視で四角形の外枠板５１と、外枠板５１の四隅から立ち上がった４つの支柱５２と、左側板５３と、右側板５４とを備えている。各支柱５２は断面視Ｌ字状である。左側板５３は、左側の２つの支柱５２とつながっている。右側板５４は、右側の２つの支柱５２とつながっている。外枠板５１、４つの支柱５２、左側板５３および右側板５４は、板金により一体に形成されている。外枠４８は、たとえばアルミ製である。この実施形態では、４つの支柱５２の上端および右側板５４の上端は、いずれも同じ高さ位置である。４つの支柱５２の上端および右側板５４の上端は、収容枠４２の上端を構成する。また、図示を省略するが、外枠４８が、４つの支柱５２の上端を連結する連結板をさらに備えていてもよい。

図５および図７を参照して、内部空間２０において、収容枠４２の上方に処理ユニット７が収容されている。収容枠４２は、処理ユニット７を下方から支持している。内部空間２０に、収容枠４２および処理ユニット７が収容されている状態において、収容枠４２の上端が処理ユニット７の下端（下面）に当接している。収容枠４２の上端が処理ユニット７に当接することにより、振動センサ３を配置するための空間を台座４１の上方に十分に確保できる。別の言い方では、４つの支柱５２の上端が処理ユニット７に当接することにより、処理ユニット７が振動センサ３に当接することを回避できる。

図７を参照して、内枠４９は、台座４１の上面の一部を覆うように配置されている。内枠４９は、左右一対の内枠板５６を有している。内枠板５６は、前後方向Ｙに対向するように配置されている。各内枠板５６は、前後方向Ｙの途中部に上側に凸の凸部を形成している。

図７を参照して、センサ収容ユニット８は、さらに、収容枠４２に対する台座４１の横方向移動および回動を規制するための規制部５７を有している。規制部５７は、台座４１の上面に結合された係合突起５８と、各内枠板５６に形成された係合凹部５９とを含む。係合凹部５９は、図７の例では係合穴であるが、係合溝であってもよい。係合突起５８と係合凹部５９とが係合することにより、収容枠４２に対する台座４１の横方向移動および回動が所定範囲に規制される。台座４１の上下位置によらずに（図１および図２に示す位置にある場合および図３に示す位置にある場合のいずれであっても）、係合突起５８と係合凹部５９との係合が保たれる。図示を省略するが、係合凹部５９が、内枠４９でなく、外枠４８に形成されていてもよい。また、図示を省略するが、係合突起５８が収容枠４２側に形成され、係合凹部５９が台座４１側に形成されていてもよい。

図１～図３を参照して（とくに図３を参照）、第１当接面１９と第１下端１５ａとの間の第１距離Ｈ１が、第２当接面４７と第２下端４５ａとの間の第２距離Ｈ２に比べて、数ｍｍ～十数ｍｍ（たとえば約５ｍｍ）短い。具体的には、第１当接面１９における所定位置と、第２当接面４７における前記所定位置と当接可能な位置との間の第１距離Ｈ１が、第２当接面４７と第２下端４５ａとの間の第２距離Ｈ２よりも短い。

載置面１００上に載置された振動計１の状態（図１および図２に示す状態）を載置状態とする。台座４１は、ケース２に対して、その上限位置と下限位置との間で上下動自在である。この載置状態では、台座４１の第２下端４５ａは、第２貫通穴１８を介して載置面１００に当接する。そして、この載置状態では、ケース２の第１下端１５ａと、台座４１の第２下端４５ａとが、同じ高さ位置にある。前述のように、第１当接面１９と第１下端１５ａとの間の第１距離Ｈ１が、第２当接面４７と第２下端４５ａとの間の第２距離Ｈ２よりも短い。そのため、ケース２および台座４１を載置面１００上に載置した載置状態（図１および図２に示す状態）において、第１当接面１９と第２当接面４７とは互いに当接（係合）せず、第１当接面１９と第２当接面４７との間には隙間Ｓ（図３参照）が形成されている。この隙間Ｓは、数ｍｍ～十数ｍｍ（上下方向Ｚの距離）であってもよい。振動計１の載置状態では、台座４１が、ケース対向部４４に接触しておらず、そのため、台座４１は、ケース対向部４４によって支持されていない。

なお、この載置状態において、台座４１のセンサ配置面４６は、内枠４９（内枠板５６）に当接してない。載置状態において、センサ配置面４６は、内枠４９（内枠板５６）に当接しないように、内枠板５６のサイズ等が調整されている。

この載置状態（図１および図２に示す状態）において、台座４１は、内部空間２０に収容されている振動センサ３を、ケース２から独立して支持している。この載置状態では、振動センサ３がケース２に接触していないだけでなく、振動センサ３とケース２とが連結していない。すなわち、振動センサ３が、ケース２から物理的に切り離されている。

振動計１の運搬時には、作業者は振動計１を持ち上げる。この場合、作業者は、ハンドル６を掴んで振動計１を持ち上げる。ケース２が上方に持ち上げられることにより、ケース２の底部リング１３が台座４１に対して、上方に移動する。そして、ケース２の底部リング１３の第１当接面１９が台座４１の第２当接面４７に当接し、これにより、図３に示すように、底部リング１３が台座４１に接触する。その後、ケース２がさらに上方に持ち上げられる。すなわち、作業者がハンドル６を持って振動計１を持ち上げることにより、台座４１が底部リング１３にずれずに納めることができる。

ケース２が上方に持ち上げられている振動計１の状態（図３に示す状態）を持ち上げ状態とする。この持ち上げ状態において、第１当接面１９と第２当接面４７とが当接している。振動計１の持ち上げ状態（図３に示す状態）では、台座４１が、ケース２の底部リング１３によって接触支持されている。すなわち、振動計１の持ち上げ状態（図３に示す状態）において、振動センサ３および台座４１がケース２によって支持されている。別の言い方では、振動センサ３および台座４１が、ケース２に吊り下げ支持されている。

前述のように、台座４１は、ケース２に対して上下動可能である。そして、振動計１の載置状態（図１および図２に示す状態）と振動計１の持ち上げ状態（図３に示す状態）とでは、ケース２に対する台座４１の高さ位置が異なる。振動計１の載置状態（図１および図２に示す状態）では、台座４１は下位置にある。振動計１の持ち上げ状態（図３に示す状態）では、台座４１は上位置にある。

図８は、振動計１の電気的構成を示すブロック図である。振動計１は、制御装置７０を含む。制御装置７０は、マイクロコンピューターを含む構成である。より具体的には、制御装置７０は、演算ユニット７１、記憶部およびタイマー等を含む。演算ユニット７１は、プロセッサを含む。プロセッサは、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含む。記憶部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含む。制御装置７０は、記憶ユニット７２に接続されている。記憶ユニット７２は、不揮発性メモリやハードディスクドライブといった記憶デバイスによって構成されている。記憶ユニット７２は、様々な情報を記憶する。記憶ユニット７２には、制御装置７０の演算ユニット７１によって実行可能なプログラムが記憶されている。

制御装置７０には、振動センサ３が接続されている。制御装置７０は、振動センサ３の検出出力を、記憶ユニット７２に記録データ７３として記憶する。記録データ７３には、振動センサ３の検出出力が、検出時刻やその他の測定条件と紐付いた形で記憶される。また、制御装置７０には、地磁気センサ、ＧＰＳセンサ、温度センサ、湿度センサ等が接続されている。

この実施形態では、制御装置７０は、重力加速度の方向がＺ軸に一致するように、振動センサ３（加速度センサ）の三方向出力値をセンサ三軸の座標系から所定の直交座標系（第２の直交座標系）に変換する。また、制御装置７０は、変換後の加速度値を、振動センサ３（加速度センサ）のセンサ軸（ｙ軸）が北（磁北）を向くように、前記直交座標系と異なる所定の直交座標系（第１の直交座標系）に変換する。

制御装置７０には、開始ボタン７４および終了ボタン７５が接続されている。制御装置７０は、開始ボタン７４の操作信号の入力に基づいて、振動センサ３による計測を開始させる。制御装置７０は、終了ボタン７５の操作信号の入力に基づいて、振動センサ３による計測を終了させる。

この実施形態では、加速度センサ１３が三軸加速度センサによって構成されている。加速度センサ１３は重力加速度を加速度として含めて測定する。そのため、加速度センサ３によって出力されたセンサ軸三方向の加速度値に基づき、振動計１が、加速度センサ３の傾きを把握可能である。また、振動計１が、地磁気センサを含む。そのため、振動計１が、振動計１の水平方向の方位を把握可能である。そして、制御装置７０は、加速度センサ３から出力されるセンサ軸三方向の座標系の加速度値を、所定の直交座標系に変換する。この加速度の座標変換は、特開２０２２－１７１２４５号公報に開示の手法を用いて行われる。 これにより、振動計１の傾きや方位に拘わりなく、振動計１に作用する、南北方向、東西方向および鉛直方向の三方向の加速度大きさを、良好に計測できる。

図９は、振動計１を用いた振動計測処理の流れを示す流れ図である。図１～図３、図８および図９を参照しながら、振動計１を用いた振動計測処理の流れを説明する。

作業者は、予め定める計測地点において、地盤、床、机等の載置面１００上に振動計１を設置（載置）する。振動センサ３に接続されているケーブル２１は、既に内部空間２０に収容されている。そのため、振動計１の設置の度に、ケーブル２１を挿したり抜いたりする必要がない。加速度の方向を水平・鉛直に変換するため、振動計１を水平にするためのレベル調整は不要である、さらに振動計１の方向を磁北に合わせて調整する必要もない。ゆえに、振動計１の設置のための準備作業が簡便になり、準備作業の煩わしさが低減される。そして、ケーブル２１がケース２外で引き回されることはないので、このことに起因する不具合を回避できる。

振動計１の載置状態（図１および図２に示す状態）において、台座４１は、内部空間２０に収容されている振動センサ３を、ケース２から独立して支持している。振動計１の載置状態では、振動センサ３が、ケース２から物理的に切り離れており、そのため、ケース２から振動センサ３に振動が伝わらない。これにより、振動計１によって、振動を高精度に計測できる。ゆえに、ポータビリティ性に優れ、かつ高精度な振動計測を実現できる振動計１を提供できる。

振動計測時において、風や他の機器の影響によりケース２が微細に振動することも考えられる。しかし、このような場合であっても、微細な振動がケース２から振動センサ３に伝わらないので、振動センサ３の検出出力に誤差が発生しない。これにより、振動計１による振動計測の精度を高く保つことができる。

また、第１当接面１９と第１下端１５ａとの間の第１距離Ｈ１が、第２当接面４７と第２下端４５ａとの間の第２距離Ｈ２よりも短い。そのため、ケース２および台座４１を、水平面からなる載置面１００に載置した載置状態（図１および図２に示す状態）において、第１当接面１９と第２当接面４７との間に隙間Ｓが形成される。そのため、ケース２および台座４１を載置面１００に載置した載置状態において、振動センサ３を、ケース２から確実に物理的に切り離すことができる。振動計１による振動計測は、振動計１の載置状態において行われる。そのため、振動センサ３をケース２から確実に物理的に切り離した状態で振動計測できる。

振動計１を載置した後、作業者は、開始ボタン７４を操作する。開始ボタン７４の操作があると（図９のステップＳ１でＹＥＳ）、制御装置は、振動センサ３の検出出力を出力開始させる（図９のステップＳ２）。制御装置７０は、開始ボタン７４が操作されても直ちには、検出出力の記録を開始しない。そして、開始ボタン７４の操作から３０秒が経過すると（図９のステップＳ３でＹＥＳ）、制御装置７０は、振動センサ３の検出出力の記録を開始する（図９のステップＳ４）。検出出力は、記録データ７３に記録される。このとき、制御装置７０は、振動センサ３の検出出力だけでなく、他のセンサ（地磁気センサ、ＧＰＳセンサ、温度センサ、湿度センサ等）の検出出力の記録データ７３への記録も開始される。

また、開始ボタン７４が操作されてから所定期間（たとえば３０秒）が経過した後、検出出力の記録が開始される。前述のように、振動計１の載置状態（図１および図２に示す状態）では、振動センサ３がケース２から物理的に切り離れている。しかし、作業者による開始ボタン７４の操作に伴う衝撃や作業者の歩行の振動が、ケース２から載置面１００を介して台座４１に伝わり、台座４１から振動センサ３に伝わるおそれもある。この場合、振動センサ３がこの振動を検出してしまい、振動センサ３の検出出力に誤差が発生するおそれがある。そのため、開始ボタン７４が操作された後直ちに検出出力の記録を開始すると、誤差が発生している検出出力が、記録データ７３に記録されるおそれがある。

この実施形態では、開始ボタン７４が操作されてから検出出力の記録が開始されるまで、所定期間待つ。そして、開始ボタン７４の操作に伴う衝撃が収まった後に、検出出力の記録が開始される。これにより、開始ボタン７４の操作に伴う影響を排除した記録データ７３を得ることができる。

計測処理の終了タイミングになると、作業者が、終了ボタン７５を操作する。終了ボタン７５の操作があると（図９のステップＳ５でＹＥＳ）、制御装置７０は、振動センサ３の検出出力を終了させ、かつ検出出力の記憶を終了する（図９のステップＳ６）。

その後、作業者は、ハンドル６を掴んで振動計１を持ち上げ、次の測定位置へと振動計１を運搬する。

この振動計１の持ち上げ状態（図３に示す状態）において、第１当接面１９と第２当接面４７とが当接（係合）する。そして、第１当接面１９および第２当接面４７が円錐台状であるので、第１当接面１９および第２当接面４７が当接している状態では、ケース２に対する台座４１の横方向（左右方向Ｘおよび前後方向Ｙ）への移動が規制される。これにより、振動計１の持ち上げ状態（図７参照）において、振動センサ３および台座４１がケース２に対して移動することを抑制できる。そのため、ケース２に対する振動センサ３および台座４１の移動を効果的に規制しながら、振動計１を持ち運びできる。ゆえに、振動計１のポータビリティ性をより一層向上できる。

ところで、振動計１では振動センサ３がケース２内に収容されているため、振動計１の運搬において、次に述べる問題がある。すなわち、振動計１の運搬時の振動に伴って、振動センサ３がケース２内でぐらついてケース２内の他の部材等とぶつかるおそれがある。その衝撃が大きいと、振動センサ３が損傷するおそれがある。とくに、振動センサ３として用いられる水晶型（クォーツ型）加速度センサや圧電素子型センサは衝撃に弱いため、その問題が顕在化する。このような問題の発生を未然に防止するために、振動計１は、運搬時に取り付けられる保護カバー８０を備えている。図１０は、保護カバー８０の斜視図である。

図３および図１０を参照して、振動計１の運搬時には、保護カバー８０が振動計１の底部１０ａに取り付けられる。保護カバー８０は、平面視四角形の四角枠８１と、４つのスペーサリブ８２と、４つの第３脚部８３と、締結用のボルト８４（図３参照）とを備えている。図３では、保護カバー８０を二点鎖線で示している。保護カバー８０は、台座４１（つまり、台座４１および振動センサ３）を底部リング１３に位置決めする（固定する）機能と、振動計１の底部１０ａを保護するための機能との２つの機能を備えている。

図１～図３を参照して、底部リング１３は、平面視で円形のリング状である。底部リング１３は、磁性を持たない金属または合成樹脂材料を用いて形成されている。底部リング１３は、第１貫通穴１６に下側から嵌められている。底部リング１３は、第２貫通穴１８を有している。第２貫通穴１８の内周壁が、底部リング１３の内周面である。第２貫通穴１８の内周壁には、第１当接面（ケース側当接面、第１係合部）１９が形成されている。第１当接面１９は、次に述べる台座４１の第２当接面（台座側当接面、第２係合部）４７と上下に対向している。第１当接面１９は、内側に向かって低くなるテーパ面である。第１当接面１９は、水平面に対して、たとえば３０°以上６０°以内の傾斜角度（図１等の例では、たとえば４５°）で傾斜している。第１当接面１９は平滑面である。第１当接面１９は円錐台状である。底部リング１３は、センサ収容ユニット８の後述する外枠４８の外枠板５１に取り付けられている。底部リング１３は、ねじ等の締結部材（図示せず）を用いて外枠板５１に固定されていてもよい。

振動計１の運搬時には、図３に二点鎖線で示すように、保護カバー８０が、振動計１の底部１０ａ全体を覆うように装着される。保護カバー８０によって振動計１の底部１０ａを保護することにより、振動センサ３に衝撃が伝わるのを抑制または防止できる。

保護カバー８０の装着状態で、４つの第１脚部１５は、対応する脚部収容凹所８８に収容される。また、この保護カバー８０の装着状態で、台座４１のボルト穴８９が、金属板８５のボルト挿通穴８７に上下に対向している。そして、ボルト８４を、ボルト挿通穴８７を介してボルト穴８９にねじ込む。これにより、ボルト８４がボルト穴８９に締結される。ボルト８４のねじ込み量が大きくなると、スペーサリブ８２によって金属板８５とボルト穴８９との距離が一定に保たれつつ、ボルト８４の頭部と台座４１とが接近する。そのため、台座４１が底部リング１３に押し付けられ、これにより、台座４１をケース２の底部に位置決め（固定）できる。したがって、振動センサ３が内部空間２０でぐらつくことを抑制または防止できる。ゆえに、振動計１の運搬を良好に実現できる。

図１１は、この発明の第２実施形態に係る振動計２０１の要部の模式的な断面図であり、図２に対応する図である。図１２は、粘性シート２１１の特性を説明するためのグラフである。第２実施形態において、第１実施形態に示された各部に対応する部分には、図１～図１０の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。振動計２０１が、振動計１と相違する点は、振動センサ３と台座４１との間に、それぞれ粘性シート２１１を配置した点にある。

振動センサ３と台座４１との間には、第１粘性シート２１１が配置されている。第１粘性シート２１１は、振動センサ３と台座４１との間の全域に配置されている。

粘性シート２１１は、高い粘性を有するシートである。粘性シート２１１は、振動を吸収するシートであり、衝撃吸収シートである。粘性シート２１１は、たとえばウレタンゲルを用いて形成されている。

第２実施形態によれば、ケース２に大きな衝撃が加わった場合でも、その衝撃は、粘性シート２１１によって吸収される。これにより、ケース２から振動センサ３に伝わる衝撃を低減または零にできる。これにより、振動センサ３を保護できる。ゆえに、ケース２に大きな衝撃が加わった場合でも、振動センサ３に衝撃が伝わるのを抑制または防止でき、これにより、振動センサ３が損傷することを未然に防止できる。

粘性シート２１１は、たとえば、ハイパーゲルシート（株式会社エクシール製）である。図１２のサンプル１、サンプル２およびサンプル３のずれかを、粘性シート２１１として用いる。サンプル１、サンプル２およびサンプル３は、それぞれハイパーゲルシート（株式会社エクシール製）の「ハイパーゲル３０」（商品名）、「ハイパーゲル５０」（商品名）および「ハイパーゲル７０」（商品名）であってもよい。図１２に示すように、サンプル１～サンプル３のいずれにおいても、３０Ｈｚ以下での振動伝達率が高く、かつ５０Ｈｚ以上での振動伝達率が低い。振動計２０１を用いて計測したい周波数領域は１０Ｈｚ以下である。一方、衝撃による周波数領域は、５０Ｈｚ以上である。すなわち、粘性シート２１１は、衝撃による周波数領域（５０Ｈｚ以上）における振動伝達率が低く、計測したい周波数領域（１０Ｈｚ以下）における振動伝達率が高い粘性シート２１１を用いることにより、振動計２０１による振動計測の精度を高く保ちながら、振動センサ３の破損を防止できる。

以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。

たとえば、第１当接面１９および第２当接面４７が、円錐台状であるとして説明したが、いずれも環状のテーパ面であれば、円錐台状を採用しなくてもよい。

また、第１当接面１９および第２当接面４７が、テーパ面であるとして説明したが、第１当接面１９および第２当接面４７が、テーパ面でなく、水平面を有していてもよい。この場合、第１当接面１９および第２当接面４７は、平面視で円形であってもよいし、他の環状であってもよい。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内において種々の変更が可能である。

１ ：振動計
２ ：ケース
３ ：振動センサ
６ ：ハンドル（把持部）
７ ：処理ユニット
１０ａ ：底部
１５ａ ：第１下端
１９ ：第１当接面（第１係合部）
２０ ：内部空間
４１ ：台座
４５ａ ：第２下端
４７ ：第２当接面（第２係合部）
８０ ：保護カバー
２０１ ：振動計
２１１ ：粘性シート
Ｈ１ ：第１距離
Ｈ２ ：第２距離

Claims (7)

1. 載置面に配置された状態で振動を計測するための振動計であって、
   内部空間を有するケースと、
   前記内部空間に収容された振動センサと、
   前記内部空間に収容され、前記振動センサから出力される検出出力に基づいて計測処理を行う処理ユニットと、
   前記振動センサを支持する台座であって、載置面に当接する脚部を有し、前記内部空間に収容されている前記振動センサと一体的に、前記ケースおよび前記処理ユニットに対して昇降可能な台座と、
   前記台座に形成され、前記台座の内方に向かうに従って下方に向かうテーパ状の台座側当接面と、
   前記ケースに形成され、前記台座側当接面と上下に対向し、前記台座側当接面に整合するテーパ状のケース側当接面とを含み、
   前記振動計が前記載置面から離反した状態において、前記台座側当接面と前記ケース側当接面とが面接触し、
   前記振動計が前記載置面に配置された状態において、前記振動センサおよび前記台座が前記ケースによって支持されていない、振動計。
2. 前記ケースには、当該ケースの底壁を上下に貫通する貫通穴が形成されており、
   前記台座の下端は、前記貫通穴を介して、前記ケースの下方に突出可能である、請求項１に記載の振動計。
3. 前記ケース側当接面の第１下端からの第１距離が、前記台座側当接面の第２下端からの第２距離よりも短い、請求項１に記載の振動計。
4. 前記ケース側当接面および前記台座側当接面が、円錐台状である、請求項１に記載の振動計。
5. 前記振動センサと前記台座との間に配置された粘性シートをさらに含む、請求項１または４に記載の振動計。
6. 前記台座が、平面視で円形であり、
   前記脚部が複数であり、
   複数の前記脚部が、平面視で前記台座の中心を除く位置において、前記台座の周方向に間隔を空けて配置されている、請求項１または４に記載の振動計。
7. 振動を計測するための振動計であって、
   内部空間を有するケースと、
   前記内部空間に収容された振動センサと、
   前記内部空間に収容され、前記振動センサから出力される検出出力に基づいて計測処理を行う処理ユニットと、
   前記振動センサを支持する台座であって、前記内部空間に収容されている前記振動センサを、前記ケースから独立して支持可能な台座とを含み、
   前記ケースの底部を覆う保護カバーであって、前記台座に対してねじ締結可能に結合可能な保護カバーをさらに含む、振動計。

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