JP7188686B2

JP7188686B2 - 検査対象物の状態評価装置

Info

Publication number: JP7188686B2
Application number: JP2018129913A
Authority: JP
Inventors: 智美添田; 智洋藤沼; 拓史千葉; 貴正三上; 雄平岸村
Original assignee: Fujita Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Fujita Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2038-07-09
Also published as: JP2023022127A; JP2023145584A; JP7329810B2; JP7553904B2; JP2019082460A

Description

本発明は、検査対象物の状態を評価する検査対象物の状態評価装置および状態評価方法に関する。

建物の外装材（外壁材）の剥離、剥落を未然に防止するため、建物の状態を診断する方法が種々提案されている。
特許文献１には、検査対象物の表面をハンマーで打撃した際に発生する打音をマイクを用いて検出し、マイクからの信号に基づいて打音検出波形を生成し、打音検出波形に発生する１周期分の波形の振幅に基づいて検査対象物の状態を評価する検査対象物の状態評価装置が提案されている。

特開２０１６－２０５９００号公報

上記従来技術では、状態評価装置毎のばらつき、例えば、マイクの感度の個体差、ハンマーを駆動するアクチュエータの個体差などの影響を受けて、生成された打音検出波形の振幅がばらつくことが懸念される。
また、同一の状態評価装置であっても、ハンマーを駆動するアクチュエータの動作毎のばらつきや状態評価装置の設置状態の影響を受けてハンマーの駆動力がばらつき、生成された打音検出波形の振幅がばらつくことが懸念される。
打音検出波形の振幅にばらつきが生じると、同一の検査対象物に対する評価結果にもばらつきが生じやすくなるため何らかの改善が求められる。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上で有利な検査対象物の状態評価装置および状態評価方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、検査対象物をハンマーで打撃する打撃部と、打音を検出するマイクと、前記マイクからの信号に基づいて打音検出波形を生成する波形生成部と、前記打音検出波形を構成する複数の１周期の波形のうちＮ番目（Ｎは１以上の自然数）の波形を第１の波形としたとき、前記第１の波形の振幅値または実効値を波形特性値として検出する波形特性値検出部と、予め定められた標準試験体を検査対象物としたときに前記波形特性値検出部で検出された前記波形特性値を用いて基準特性値を算出し、任意の検査対象物を検査対象とした時に前記波形特性値検出部で検出された前記波形特性値に基づく値を前記基準特性値で除すことによって正規化された正規化特性値を算出し、前記正規化特性値を底、任意の数をべき指数としたべき乗演算を行うことにより評価値を算出する評価値算出部と、前記評価値に基づいて前記任意の検査対象物の状態を評価する評価部と、を備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記評価値算出部は、前記ハンマーにより前記標準試験体を打撃して前記波形特性値検出部による前記波形特性値の検出を複数回行なうことで得られた複数の波形特性値の平均値を基準特性値として決定する基準特性値決定部と、前記任意の検査対象物を検査対象とした際に前記波形特性値検出部で検出された波形特性値を、前記基準特性値決定部で決定された前記基準特性値で除すことによって正規化した正規化特性値を算出する正規化特性値算出部と、前記正規化特性値算出部で算出された前記正規化特性値を底、前記任意の数をべき指数としたべき乗演算を行い、評価値を算出するべき乗演算部と、を備えることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記評価値算出部は、前記ハンマーによる打撃時に前記ハンマーに生じる打撃力の最大値である最大打撃力を検出する最大打撃力検出部と、前記波形特性値検出部で検出された前記波形特性値を前記最大打撃力で除すことで１次正規化特性値を算出する１次正規化特性値算出部と、前記ハンマーにより前記標準試験体を打撃して前記波形特性値検出部による前記波形特性値の検出を複数回行なうことで得られた複数の前記１次正規化特性値の平均値を前記基準特性値として決定する基準特性値決定部と、前記任意の検査対象物を検査対象とした際に前記１次正規化特性値算出部で算出された前記１次正規化特性値を前記基準特性値で除すことで２次正規化特性値を算出する２次正規化特性値算出部と、前記２次正規化特性値のうち前記波形特性値に関する係数および前記最大打撃力に関する係数を底、前記任意の数をべき指数としたべき乗演算を行い前記評価値を算出するべき乗演算部と、を備えることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記打撃部は、前記ハンマーと、前記ハンマーに打撃方向の駆動力を加えるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御して前記駆動力を調節する調整部と、前記ハンマー、前記アクチュエータ、前記駆動部および前記調整部の少なくともいずれかを収容する筐体と、を備え、前記筐体は、前記ハンマーで前記検査対象物を打撃する際には、前記検査対象物から離れた位置に配置される、ことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記評価部は、前記評価値と予め定められた第１のしきい値との比較結果に基づいて前記任意の検査対象物の内側の剥離の有無を判定する、ことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記ハンマーの打撃力を検出して打撃力検出波形を生成する打撃力波形生成部をさらに備え、前記波形生成部は、前記打音検出波形をサンプリングして波形データとしてサンプリングするサンプリング部を備え、前記打撃力検出波形のうち前記打音検出波形の前記第１の波形を発生させる１周期分の波形を第２の波形とし、前記第２の波形の最大値または最小値のうち時間的に早い方の値に対応する時刻を基準時刻としたとき、前記波形特性値検出部による前記第１の波形の波形特性値の検出は、前記サンプリング部によりサンプリングされた前記波形データのうち前記基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた前記波形データに基づいてなされる、ことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、前記評価部は、前記打撃力検出波形の波形特性値が予め定められた第２のしきい値未満であるときに前記検査対象物の状態の評価を中止する、ことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、前記マイクは、前記ハンマーを中心にして当該中心から等距離で対称に配置された複数のマイクで構成され、前記波形生成部、前記波形特性値検出部、前記評価値算出部は、前記各マイクに対応して１つずつ設けられ、それぞれの前記評価値算出部による前記評価値の算出は、前記各マイクに対応して検出された前記波形特性値を用いてなされ、前記評価部による前記任意の検査対象物の状態の評価は、それぞれの前記評価値算出部で算出された前記評価値に基づいてなされる、ことを特徴とする。
請求項９記載の発明は、検査対象物をハンマーで打撃したときの打音をマイクで検出し、前記マイクからの信号に基づいて打音検出波形を生成し、前記打音検出波形を構成する複数の１周期の波形のうちＮ番目（Ｎは１以上の自然数）の波形を第１の波形としたとき、前記第１の波形の振幅値または実効値を波形特性値として検出し、予め定められた標準試験体を検査対象物としたときに前記波形特性値検出部で検出された前記波形特性値を基準特性値とし、任意の検査対象物を検査対象とした時に前記波形特性値検出部で検出された前記波形特性値を前記基準特性値で除すことによって正規化された正規化特性値を算出し、前記正規化特性値を底、任意の数をべき指数としたべき乗演算を行うことにより評価値を算出し、前記評価値に基づいて前記任意の検査対象物の状態を評価する、ことを特徴とする。

請求項１および９記載の発明によれば、検査対象物をハンマーで打撃した際に発生する打音を検出して打音検出波形を生成し、打音検出波形を構成する複数の１周期の波形のうちＮ番目（Ｎは１以上の自然数）の波形を第１の波形としたとき、第１の波形の振幅値または実効値を波形特性値として検出し、この波形特性値に基づく値を基準特性値で除すことによって正規化された正規化特性値を算出し、更に正規化特性値にべき乗演算を行って評価値を算出し、評価値に基づいて検査対象物の状態の評価を行なうようにした。
したがって、状態評価装置毎のばらつき、例えば、マイクの感度の個体差、ハンマーを駆動するアクチュエータの個体差などの影響を受けて、生成された打音検出波形の振幅や実効値がばらついたとしても、評価値はばらつきの影響を受けないので、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、任意の検査対象物を打撃した際の波形特性値を、基準特性値で除すことによって正規化した正規化特性値を算出し、当該正規化特性値にべき乗演算を行って評価値を算出するので、例えばハンマーに生じる打撃力等を検出する必要がなく、簡易な方法で検査対象物の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、任意の検査対象物を打撃した際の波形特性値を最大打撃力で除すことで１次正規化特性値を算出し、標準試験体を用いて算出した１次正規化特性値である基準特性値により１次正規化特性値を除すことで２次正規化特性値を算出し、２次正規化特性値のうち波形特性値に関する係数および前記最大打撃力に関する係数にべき乗演算を行って評価値を算出するので、打撃時の打撃力に関わらず一定のしきい値により評価値を評価することができ、１台の状態評価装置による検査対象物の状態の評価を行なう毎に生じるハンマーの打撃力のばらつき、および、状態評価装置毎のばらつきの双方の影響を受けること無く、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、検査対象物の状態や材料に応じて適切な音圧の打音が得られるようにハンマーの打撃力を調整できるため、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上でより有利となる。また、ハンマーで前記検査対象物を打撃する際には、筐体が検査対象物から離れた位置に配置されるので、第１の波形の波形特性値を安定して検出する上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、評価値と第１のしきい値との比較結果に基づいて検査対象物の内側の剥離の有無を判定するので、検査対象物の内側の剥離の有無を簡単かつ確実に判定する上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、打撃力検出波形に基づいて基準時刻を設定し、基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた波形データから第１の波形の波形特性値を検出するので、第１の波形を正確に得ることができ、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。
請求項７記載の発明によれば、打撃力検出波形の波形特性値が予め定められた第２のしきい値未満であるときに検査対象物の状態の評価を中止するので、検査対象物の状態を誤って評価することを回避でき、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。
請求項８記載の発明によれば、各マイク毎に生成されたそれぞれの打音検出波形の第１の波形の波形特性値に対応する評価値を検査対象物の状態評価に用いるようにしたので、検査対象物の内部の剥離の有無及び健全部と剥離部と境界である剥離境界の評価判定を効率よく的確に行なう上で有利となる。

第１の実施の形態に係る検査対象物の状態評価装置の構成を示すブロック図である。検査対象物の状態評価装置の検出ユニットの側面図である。図２のＡ－Ａ線矢視図である。図２のＢ矢視図である。（Ａ）は標準試験体の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図である。外装材の状態と外装材の打音の音圧との関係を示す線図である。標準試験体を用いた基準振幅値の決定処理を説明するフローチャートである。第１の実施の形態に係る検査対象物の状態評価装置の動作フローチャートである。第２の実施の形態に係る検査対象物の状態評価装置の構成を示すブロック図である。検査対象物の状態評価装置の検出ユニットの側面図である。図１０のＡ－Ａ線断面図である。図１０のＢ矢視図である。標準試験体を用いた基準振幅値の決定処理を説明するフローチャートである。（Ａ）～（Ｄ）は第１～第４マイクと標準試験体の第１、第２中心線との位置関係を９０°ずつ位相を変えて示した説明図である。第２の実施の形態に係る検査対象物の状態評価装置の動作フローチャートである。検出ユニットを建物外面部にタイルが貼り付けられている部分に位置させた状態を示す正面図である。図１６のＡ－Ａ線断面図である。（Ａ）～（Ｄ）は第１～第４マイクに対応する４つの打音検出波形を示す波形図である。方法１における評価値算出部４６の機能的構成を示すブロック図である。方法２における評価値算出部４６の機能的構成を示すブロック図である。間隔Ｈを変更した場合の第１の波形の振幅値を比較するグラフである。Ｈ＝１ｍｍ時を基準値として相対振幅値と相対打撃力との関係を示すグラフである。Ｈ＝１ｍｍ時を基準値として相対振幅値と相対打撃力との関係を示すグラフである。Ｈ＝１ｍｍ時を基準値とした相対振幅値と相対打撃力との関係を示すグラフである。Ｈ＝１ｍｍ時を基準値とした相対振幅値と相対打撃力との関係を示すグラフである。実施例にかかる状態評価装置の検出ユニットの構成図である。検出ユニットの外観写真である。実施例で使用する試験体の構成図および外観写真である。隙間有測定時における測定方法を示す写真である。相対振幅値Ａｒと相対打撃力Ｆｒとの関係を示すグラフである。相対振幅値Ａｒと相対打撃力Ｆｒとの関係を示すグラフである。相対振幅値Ａｒと相対打撃力Ｆｒとの関係を示すグラフである。相対振幅値Ａｒと相対打撃力Ｆｒとの関係を示すグラフである。ケース１における評価値ＥとＦｒとの関係を示すグラフである。ケース２における評価値ＥとＦｒとの関係を示すグラフである。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係る検査対象物の状態評価装置（以下、状態評価装置という）について状態評価方法と共に図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本実施の形態の状態評価装置１０の構成について説明する。
本実施の形態では、状態評価装置１０が、検査対象物である建物外面部の状態、すなわち、タイルなどの外装材の浮きや剥がれなどの接着状態を評価する場合について説明する。
なお、本明細書において、検査対象物とは建物や構造物であり、検査対象物が建物であった場合、検査対象物は、建物外面部の他、例えば、室内の床、天井、壁面、室内のコンクリート躯体などを広く含むものである。
また、本明細書において建物外面とは、建物の最も外側に位置する建物の外面をいい、建物外面部とは、タイルやモルタルなどの外装材が設けられていない場合には、建物外面に加え、この建物外面近くの内部の状態を含むものとする。また、建物外面部とは、タイルやモルタルなどの外装材が設けられている場合には、外装材の表面に加え、外装材の表面の内側の外装材部分や外装材の内側の建物躯体の表面や表面近くの内部を含むものとする。
状態評価装置１０は、検出ユニット１２と、本体ユニット１４とで構成されている。
検出ユニット１２は、作業者が把持して状態を評価すべき外装材２の表面に当て付けて使用されるものであり、本体ユニット１４は、検出ユニット１２で検出された打撃力、打音および振動のうち一以上の物理量を表す信号に基づいて外装材２の状態を評価するものである。
検出ユニット１２と本体ユニット１４とは、前記の信号を伝送する不図示のケーブルによって接続されている。

図２から図４に示すように、検出ユニット１２は、筐体１６と、３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、ハンマー２０と、アクチュエータ２２と、第１マイク２４Ａと、第２マイク２４Ｂと、打撃力センサ２６とを含んで構成されている。
筐体１６は、矩形状の底壁１６０２と、底壁１６０２の四辺から起立する４つの側壁１６０４、１６０６、１６０８、１６１０と、４つの側壁１６０４、１６０６、１６０８、１６１０の上部を接続する上壁１６１２とを備えている。
底壁１６０２には後述するハンマー２０が出没する開口１６２０が設けられている。
３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃのうち、２個のローラ１８Ａ、１８Ｂは、底壁１６０２の対向する一対の端面に回転可能に取着され、同軸上に配置されている。
残りの１個のローラ１８Ｃは、側壁１６０８の下部に金具１７を介して回転可能に取着され、平面視したときにローラ１８Ｃは、２個のローラ１８Ａ、１８Ｂの軸線と平行する軸線上に配置されている。
そして、３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、それら３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの外周面が外装材２の表面に当接された状態で底壁１６０２の下面と外装材２の表面とが一定の間隔Ｈをおいて互いに平行するように設けられている。
すなわち、筐体１６は、ハンマー２０で検査対象物２を打撃する際には、検査対象物２から離れた位置に配置される。なお、図２等では底壁１６０２の下面と外装材２の表面との間隔Ｈがローラ１８の半径程度となっているが、例えば間隔Ｈが数ミリ程度となるように筐体１６に対するローラ１８の取付位置を設計してもよい。または、ハンマー２０による検査対象物２の打撃時に間隔Ｈが任意の値になるように、筐体１６を昇降させる昇降機構を設けてもよい。

図３に示すように、ハンマー２０は検査対象物である外装材２を打撃するものであり、アクチュエータ２２はハンマー２０に打撃方向の駆動力を加えるものである。
本実施の形態では、アクチュエータ２２としてソレノイド２２Ａを用いている。
ソレノイド２２Ａは、筐体１６の内部に配置され１つの側壁１６０６に取着されている。
ソレノイド２２Ａは、コイルを備えるソレノイド本体２２０２、３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが外装材２の表面に当接された状態で外装材２の表面と直交する方向に移動可能に設けられたプランジャ２２０４とを備えている。
プランジャ２２０４は、コイルに駆動電力が供給されることでソレノイド本体２２０２から突出する突出位置に移動され、駆動電力の供給が停止されることでソレノイド本体２２０２に没入する没入位置に移動されるように構成されている。
図３、図４に示すように、ハンマー２０は、プランジャ２２０４の下端に設けられ、プランジャ２２０４の移動により底壁１６０２の開口１６２０を介して出没する。
３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの外周面が外装材２の表面に当接された状態で、プランジャ２２０４が突出位置に移動することでハンマー２０が外装材２の表面を打撃し、プランジャ２２０４が没入位置に移動することでハンマー２０が外装材２の表面から離間する。

第１マイク２４Ａおよび第２マイク２４Ｂは、ハンマー２０が外装材２の表面を打撃したときに発生する打音を収音して打音に対応する検出信号を生成するものである。
図２、図３、図４に示すように、第１マイク２４Ａは、底壁１６０２の下面に取着され、第２マイク２４Ｂは、側壁１６１０の外面の下部に防振ゴム２３を介して取着されている。
本実施の形態では、第１マイク２４Ａ、第２マイク２４Ｂの２つのマイクを備える場合について説明するがマイクの数は１つでも３つ以上であってもよい。

図３に示すように、打撃力センサ２６は、ハンマー２０に取着され、ハンマー２０の外装材２への打撃によってハンマー２０に発生する反力（振動）、言い換えるとハンマー２０の打撃力を検出して打撃力に対応する検出信号を生成するものである。このような打撃力センサ２６として圧電センサなど従来公知の様々なセンサが使用可能である。

図１に示すように、本体ユニット１４は、駆動部３０と、操作部３２と、調整部３４と、打音波形検出回路３６と、打撃力波形検出回路３８と、打音波形サンプリング部４０と、打撃力波形サンプリング部４２と、波形特性値検出部４４と、評価値算出部４６と、評価部５０と、出力部５２とを含んで構成されている。

駆動部３０は、ソレノイド本体２２０２のコイルに駆動電力を供給するものである。
操作部３２は、作業者によって操作されることで駆動部３０に対してコイルへの駆動電力の供給を指示するものであり、押しボタンスイッチなどにより構成されている。
調整部３４は、駆動部３０を制御してハンマー２０に与える駆動力を調節するものである。
本実施の形態では、調整部３４は、作業者によって操作されることでソレノイド本体２２０２のコイルに供給する駆動電力の電圧を増減するものであり、例えば、回転ボリューム（可変抵抗器）などにより構成されている。
このようにハンマー２０に与える駆動力を調節可能とすることで、検査対象物の状態や材料に応じて適切な音圧の打音が得られるようにハンマー２０の打撃力を調整できるように図られている。
本実施の形態では、ハンマー２０、アクチュエータ２２、駆動部３０、操作部３２、調整部３４によって特許請求の範囲の打撃部が構成されている。

打音波形検出回路３６は、第１マイク２４Ａまたは第２マイク２４Ｂで生成された検出信号をＡ／Ｄ変換して打音検出波形を生成するものである。
本実施の形態では、打音波形検出回路３６は、基本的に筐体１６の外部にある第２の２４Ｂで生成された検出信号を用いて打音検出波形を生成する。これは、筐体１６の外部にある第２の２４Ｂを使用する方が筺体１６内の反響音等の影響を受けにくく、精度よく剥離判定できるためである。
一方、底壁１６０２の下面に取着された第１マイク２４Ａは、例えば第２マイク２４Ｂで正常に集音が行えているかの判定や、第２マイク２４Ｂでの集音に不具合があった場合のバックアップ用などに用いられる。
なお、後述する第２の実施の形態のように、第１マイク２４Ａで生成された検出信号と第２マイク２４Ｂで生成された検出信号とを別系統で処理し、それぞれの評価値を適宜利用できるようにしてもよい。

打撃力波形検出回路３８は、打撃力センサ２６で生成された検出信号をＡ／Ｄ変換して打撃力検出波形を生成するものである。

打音波形サンプリング部４０は、打音波形検出回路３６によって生成された打音検出波形を予め定められたサンプリング周期でサンプリングするものである。
本実施の形態では、打音波形検出回路３６、打音波形サンプリング部４０によって特許請求の範囲の波形生成部が構成されている。

打撃力波形サンプリング部４２は、打撃力波形検出回路３８によって生成された打撃力検出波形を予め定められたサンプリング周期でサンプリングするものである。
本実施の形態では、打撃力センサ２６、打撃力波形検出回路３８、打撃力波形サンプリング部４２によって特許請求の範囲の打撃力波形生成部が構成されている。

波形特性値検出部４４は、打音波形サンプリング部４０でサンプリングされた打音検出波形を構成する複数の１周期の波形のうちＮ番目（Ｎは１以上の自然数）の波形を第１の波形としたとき、この第１の波形の振幅値または実効値を波形特性値として検出するものである。
なお、第１の波形は、その振幅値または実効値が大きいほど、振幅や波長、実効値等の波長特性値を正確に計測する上で有利となる。したがって、本実施の形態では、打音検出波形のうち最初に発生する１周期分の波形が２番目以降の波形に比較して振幅値または実効値が大きく、そのため、打音検出波形のうち最初に発生する１周期分の波形を第１の波形とした場合について説明する。
しかしながら、第１マイク２４Ａ、第２マイク２４Ｂ、打音波形検出回路３６の特性、検出時の環境、あるいは、検査対象物の状態などの諸条件によっては、打音検出波形のうち２番目以降に発生する波形が最も振幅値または実効値が大きなものとなる場合がある。
したがって、その場合は、２番目以降に発生する振幅値または実効値が最も大きくなる波形を第１の波形とすればよい。
また、本実施の形態では、波形特性値として振幅値を用いる場合について説明する。波形特性値として実行値を用いる場合には、以下の説明の「振幅値」を「実効値」と読み替えればよい。
なお、本実施の形態では、第１の波形の振幅は、第１の波形の最大値と最小値との差分の絶対値とした。しかしながら、第１の波形の振幅は、振幅の基準値（０Ｖ）を基準として第１の波形の１周期のうち前半の波形のピーク値（極値）の絶対値としてもよく、あるいは、第１の波形の１周期のうち後半の波形のピーク値（極値）の絶対値としてもよい。

ここで、打撃力波形検出回路３８で検出され打撃力波形サンプリング部４２でサンプリングされた打撃力検出波形のうち、打音検出波形の第１の波形を発生させる１周期分の波形を第２の波形とし、第２の波形の最大値または最小値のうち時間的に早い方の値に対応する時刻を基準時刻とする。
本実施の形態では、打撃力検出波形のうち最初に発生する１周期分の波形を第２の波形とする。
波形特性値検出部４４は、打撃力波形サンプリング部４２から供給される打撃力検出波形に基づいて前記の基準時刻を決定する。
波形特性値検出部４４による第１の波形の振幅値の検出は、打音波形サンプリング部４０によりサンプリングされた波形データのうち基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた波形データに基づいてなされる。
このようにすることで第１の波形を確実に検出する上で有利となる。

評価値算出部４６（４６αまたは４６β）は、予め定められた標準試験体（図５参照）を検査対象物としたときに波形特性値検出部４４で検出された振幅値を基準振幅値とし、任意の検査対象物２（標準試験体以外の検査対象物）を検査対象とした時に波形特性値検出部４４で検出された振幅値を基準振幅値で除すことによって正規化された正規化振幅値を算出し、正規化振幅値を底、任意の数をべき指数としたべき乗演算を行うことにより評価値（剥離判定パラメータ）を算出する。
本実施の形態では、評価値算出部４６の具体的な演算方法について２つ例を挙げて説明する。

評価値算出部４６の説明に先立って、標準試験体について説明する。
図５（Ａ）、（Ｂ）に標準試験体の一例を示す。
標準試験体５４は、本体部５４０２と、閉塞板５４０４とを含んで構成されている。
本体部５４０２は、平面視正方形の扁平な板状を呈しており、例えば、一辺の長さが３００ｍｍ、高さが６０ｍｍである。
本体部５４０２の中央には、高さ方向に沿って円形の孔５４０６が貫通形成されており、例えば、孔５４０６の内径は１６０ｍｍである。
本実施の形態では、本体部５４０２の材料としてコンクリートを用いたが、金属材料、合成樹脂材料など従来公知の様々なソリッドな材料が使用可能である。

閉塞板５４０４は、本体部５４０２の上面と同じ寸法の正方形のガラス板で構成され、例えば、閉塞板５４０４の厚さは１０ｍｍである。
本実施の形態では、閉塞板５４０４の材料としてガラスを用いたが、コンクリート、金属材料、合成樹脂材料など従来公知の様々なソリッドな材料が使用可能である。
閉塞板５４０４は、本体部５４０２と輪郭を合致させた状態で本体部５４０２の上面に重ね合わされた状態で閉塞板５４０４の下面と本体部５４０２の上面とが図示しない接着剤により接着され固定されている。
接着剤は、本体部５４０２の上面の全域と閉塞板５４０４の下面との間に介在している。
本実施の形態では、接着剤としてエポキシ系接着剤を用いたが、接着剤としてシリコーン樹脂系接着剤、変性シリコーン樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ゴム系接着剤など従来公知の様々な接着剤が使用可能である。

閉塞板５４０４の上面には、閉塞板５４０４の対向する２辺の中央を延在し直交する２本の中心線ＣＬ１、ＣＬ２が表示されており、それら２本の中心線ＣＬ１、ＣＬ２の交差点が孔５４０６の中心軸と一致しており、交差点がハンマー２０で打撃する打撃目標点５４０８となっている。
なお、中心線ＣＬ１、ＣＬ２と、閉塞板５４０４の四辺との交点方向を、それぞれＮ方向、Ｅ方向、Ｓ方向、Ｗ方向とする（以下、単に「Ｎ」「Ｅ」「Ｓ」「Ｗ」等と記す）。
このように構成された標準試験体５４によれば、閉塞板５４０４ががたつくことなく本体部５４０２にしっかりと固定されているので、状態評価装置１０を用いてハンマー２０により打撃目標点５４０８を打撃したときに閉塞板５４０４の箇所から発生する打音のばらつきが少なく、したがって、打音検出波形の振幅のばらつきが抑制されたものとなる。
このような標準試験体５４を予め用意しておく。

つぎに、評価値算出部４６の具体的な演算方法について説明する。
＜方法１＞
図１９は、方法１における評価値算出部４６（評価値算出部４６αとする）の機能的構成を示すブロック図である。
評価値算出部４６αは、基準特性値決定部４６０２、正規化特性値算出部４６０４、べき乗演算部４６０６を備える。

基準特性値決定部４６０２は、ハンマー２０により標準試験体５４を打撃して波形特性値検出部４４による振幅値の検出を複数回行なうことで得られた複数の振幅値の平均値を基準振幅値Ａ０として決定するものである。
すなわち、作業者が状態評価装置１０を用いて標準試験体５４の打撃目標点５４０８をハンマー２０で打撃して波形特性値検出部４４で振幅値を検出する操作を複数回繰り返することで、複数の振幅値を得られる。
基準特性値決定部４６０２は、得られた複数の振幅値の平均値を算出し、平均値を基準振幅値Ａ０として決定する。

正規化特性値算出部４６０４は、任意の検査対象物２を検査対象とした際に波形特性値検出部４４で検出された振幅値Ａｉを、基準特性値決定部４６０２で決定された基準振幅値Ａ０で除すことによって正規化された正規化振幅値Ａｒ＝Ａｉ／Ａ０を算出するものである。
正規化振幅値Ａｒを用いる理由は以下の通りである。
状態評価装置１０を構成するマイクは、感度に個体差があり、同一音圧の打音を検出しても出力する検出信号の大きさにばらつきがある。
そこで、波形特性値検出部４４で検出された振幅値Ａｉを、基準振幅値Ａ０で除すことによって正規化された正規化振幅値Ａｒを求めると、マイクの感度のばらつきの影響を受けることなく、同一音圧の打音を検出すると同一の正規化振幅値を得ることができる。

べき乗演算部４６０６は、正規化特性値算出部４６０４で算出された正規化振幅値Ａｒを底、任意の数をべき指数としたべき乗演算を行い、評価値Ｅを算出する。本実施の形態では、べき指数を２とする。すなわち、評価値Ｅ＝Ａｒ^２＝（Ａｉ／Ａ０）^２となる。
なお、べき指数となる任意の数とは、例えば自然数（正の整数）の他、分数（３／４など）や小数を含む実数（１．５など）などであってもよい。また、任意の数＝１の場合は、実質的にべき乗演算が行われないこととなる。よって、任意の数は１以外とする。
また、正規化振幅値Ａｒ＝Ａｉ／Ａ０の分子部分と分母部分のべき指数を異なる値にしてもよい。具体的には、例えば評価値Ｅ＝Ａｉ^３／Ａ０^４などとする場合である。この場合、分子部分と分母部分のべき指数が共に１とならないようにする。すなわち、分子部分または分母部分いずれかのべき指数が１以外であればよい。

＜方法２＞
図２０は、方法２における評価値算出部４６（評価値算出部４６βとする）の機能的構成を示すブロック図である。
評価値算出部４６βは、最大打撃力検出部４６１０、１次正規化特性値算出部４６１２、基準特性値決定部４６１４、２次正規化特性値算出部４６１６、べき乗演算部４６１８を備える。

最大打撃力検出部４６１０は、打撃力検出サンプリング部４２でサンプリングされた打撃力検出波形からハンマー２０による打撃時にハンマー２０に生じる打撃力の最大値、言い換えると打撃力のピーク値である最大打撃力Ｆを特定するものである。

１次正規化特性値算出部４６１２は、波形特性値検出部４４で検出された第１の波形の振幅値Ａを、最大打撃力Ｆで除すことによって１次正規化振幅値を算出するものである。
ハンマー２０の打撃力は、アクチュエータ２２の動作状態や検出ユニット１２の設置状態などの影響を受けることから、ある程度の範囲でばらつくことがある。
そこで、第１の波形の振幅値Ａを最大打撃力Ｆで除すことで振幅値を正規化した１次正規化振幅値Ａ／Ｆを得ることにより振幅値に対する打撃力のばらつきの影響の抑制が図られている。

基準特性値決定部４６１４は、ハンマー２０により標準試験体５４を打撃して波形特性値検出部４４による振幅値の検出を複数回行なうことで得られた複数の１次正規化振幅値の平均値を基準振幅値Ａ０／Ｆ０として決定するものである。
すなわち、作業者が状態評価装置１０を用いて標準試験体５４の打撃目標点５８０８をハンマー２０で打撃して波形特性値検出部４４で振幅値を検出し１次正規化特性値算出部４８で１次正規化振幅値を算出する処理を複数回繰り返することで、複数の１次正規化振幅値を得る。
基準特性値決定部４６１４は、得られた複数の１次正規化振幅値の平均値を算出し、平均値を基準振幅値Ａ０／Ｆ０として決定する。
なお、基準振幅値Ａ０／Ｆ０のうち、Ａ０（第１の波形の振幅値Ａの平均値に対応）を「第１波振幅標準値」、Ｆ０（最大打撃力Ｆの平均値に対応）を「打撃力標準値」と称する。

２次正規化特性値算出部４６１６は、任意の検査対象物２を検査対象とした際に１次正規化特性値算出部４８で算出された１次正規化振幅値Ａｉ／Ｆｉを、基準特性値決定部で決定された基準振幅値Ａ０／Ｆ０で除すことによって正規化された２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒ＝（Ａｉ／Ｆｉ）／（Ａ０／Ｆ０）＝（Ａｉ／Ａ０）／（Ｆｉ／Ｆ０）を算出するものである。
なお、２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒのうち、振幅値Ａに関する係数（Ａｒ＝Ａｉ／Ａ０）を「相対振幅値」、打撃力に関する係数（Ｆｒ＝Ｆｉ／Ｆ０）「を相対打撃力」という。
２次正規化振幅値を用いる理由は以下の通りである。
状態評価装置１０を構成するマイク２４Ａ、２４Ｂは、感度に個体差があり、同一音圧の打音を検出しても出力する検出信号の大きさにばらつきがある。
そこで、１次正規化特性値算出部４６１２で算出された１次正規化振幅値Ａｉ／Ｆｉを、基準振幅値Ａ０／Ｆ０で除すことによって正規化された２次正規化振幅値を求めると、マイク２４Ａ、２４Ｂの感度のばらつきの影響を受けることなく、同一音圧の打音を検出すると同一の２次正規化振幅値を得ることができる。

べき乗演算部４６１８は、２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒのうち、振幅値Ａに関する係数および最大打撃力Ｆに関する係数をそれぞれ底とし、それぞれ底に対して任意の整数をべき指数としたべき乗演算を行い、評価値Ｅを算出する。振幅値Ａに関する係数とは、２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒ＝（Ａｉ／Ａ０）／（Ｆｉ／Ｆ０）のうち（Ａｉ／Ａ０）部分である。また、最大打撃力Ｆに関する係数とは、２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒ＝（Ａｉ／Ａ０）／（Ｆｉ／Ｆ０）のうち（Ｆｉ／Ｆ０）部分である。
すなわち、方法２における評価値Ｅは、Ｅ＝（Ａｒ）^ｉ／（Ｆｒ）^ｊ（ｉ，ｊは任意の数）とする。
例えば、振幅値Ａに関する係数に対するべき指数を２、最大打撃力Ｆに関する係数に対するべき指数を１とすれば、評価値Ｅ＝Ａｒ^２／Ｆｒ＝（Ａｉ／Ａ０）^２／（Ｆｉ／Ｆ０）となる。
なお、方法１と同様、べき指数となる任意の数とは、例えば自然数（正の整数）の他、分数（３／４など）や小数を含む実数（１．５など）などであってもよい。
また、任意の数＝１の場合は、実質的にべき乗演算が行われないこととなる。よって、振幅値Ａに関する係数または最大打撃力Ｆに関する係数の少なくともいずれかは、任意の数を１以外とする。
また、振幅値Ａに関する係数および最大打撃力Ｆに関する係数におけるべき指数が、異なる値であってよいことは無論である。具体的には、例えば上記のように評価値Ｅ＝Ａｒ^２／Ｆｒなどとする場合である。

評価部５０は、評価値Ｅに基づいて検査対象物の状態を評価するものである。
詳細に説明すると、評価部５０は、評価値Ｅと予め定められた第１のしきい値Ｔ１との比較結果に基づいて任意の検査対象物、すなわち外装材２の内側の剥離の有無を判定する。

ここで、第１の波形の振幅と外装材２の剥離の有無との関係について説明する。
図６は、外装材２の状態と外装材２の打音の音圧との関係を示す線図であり、言い換えると打音検出波形を示す。図６において、横軸は外装材２をハンマー２０で打撃してからの経過時間（μｓ）を示し、縦軸は打音の音圧（Ｐａ）を示す。
ハンマー２０で打撃する外装材２の箇所として以下の４箇所を選んでいる。
なお、本明細書において、外装材２の健全部とは建物躯体に対する外装材２の接着状態が良好で剥離が無い部分を示し、外装材２の剥離部とは外装材２が部分的に建物躯体から剥離した部分を示す。
ａ：健全部
ｂ：健全部きわ（健全部のうち外装材２が建物躯体から剥離した剥離部に近接した部分）
ｃ：剥離部きわ（剥離部のうち健全部に近接した部分）
ｄ：剥離部
図６から明らかなように、ａ健全部、ｂ健全部きわの打音検出波形の振幅に対して、ｃ剥離部きわ、ｄ剥離部の打音検出波形の振幅が大きな値となっていることがわかる。
このような知見から第１の波形の振幅に対応する評価値Ｅと予め定められた第１のしきい値Ｔ１との比較結果に基づいて外装材２の剥離の有無を判定することが可能となる。
なお、第１のしきい値Ｔ１は、図６のように、外装材２の接着状態、言い換えると、外装材２の剥離の有無のそれぞれに対応した評価値Ｅを求め、外装材２の剥離を確実に判定するに足る第１のしきい値Ｔ１を設定すればよい。
あるいは、外装材２の健全部において評価値Ｅを求め、その評価値Ｅに予め定められた定数を乗算しあるいは定数を加算するなどして第１のしきい値Ｔ１を設定すればよい。
なお、評価値算出部４６が方法１を採る場合には、第１のしきい値Ｔ１を一定値ではなく、打撃力Ｆ（特に相対打撃力（Ｆｉ／Ｆ０））の関数として定めてもよい。

また、評価部５０は、打撃力検出波形の振幅、言い換えると、最初に発生する打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２を下回ったときに外装材２の状態の評価を中止する。
すなわち、何らかの原因によってハンマー２０による外装材２の表面に対する打撃がなされなかった場合（空打ち）か、打撃が不十分であった場合には、外装材２の状態の評価を中止することで、外装材２の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。
なお、第２のしきい値Ｔ２は、ハンマー２０により外装材２の表面を打撃した場合と、空打ちした場合とのそれぞれで検出された打撃力検出波形の振幅を実測し、外装材２に対して正確に打撃がなされた状態と、空打ちあるいは不十分な打撃がなされた状態とを確実に判定するに足る第２のしきい値Ｔ２を設定すればよい。

出力部５２は、判定部による外装材２の剥離の有無の判定結果、および、判定部による空洞の位置検出結果を出力するものである。
出力部５２として以下のものが例示される。
判定結果を表示するディスプレイ装置。
判定結果を印刷媒体に印刷するプリンタ装置。
判定結果を記録媒体に記録する記録装置。
判定結果を回線を介して各種端末装置やデータロガーに送信する通信装置。

なお、波形特性値検出部４４、評価値算出部４６、評価部５０は、コンピュータによって構成することができる。
コンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク装置、キーボード、マウス、ディスプレイ装置、入出力インターフェースなどを有している。
ＲＯＭは所定の制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置は、波形特性値検出部４４、評価値算出部４６、評価部５０を実現するための制御プログラムを格納している。
キーボードおよびマウスは、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ装置は、画像を表示するものであり、例えば、液晶表示装置などで構成される。ディスプレイ装置は出力部５２として機能させることができる。

ここで、筐体１６の底壁１６０２の下面と外装材２の表面とに間隔Ｈ（隙間）を設ける理由について説明する。
図２１は、間隔Ｈを０ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとした場合（全ての方向に等しく隙間を開けた場合）の第１の波形の振幅値を比較するグラフである。
図２１では、間隔Ｈ＝１ｍｍの振幅値とした場合を基準に、Ｈ＝０ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの場合の振幅値を、ハンマー２０に加える駆動力（駆動電圧）ごとに比較している。横軸が間隔Ｈ＝１ｍｍの振幅値、縦軸がＨ＝０ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの場合の振幅値である。
隙間のある間隔Ｈ＝１ｍｍにおける振幅値と、同じく隙間のある間隔Ｈ＝２ｍｍおよび３ｍｍにおける振幅値とは相関は高くなっている（Ｒ^２＝０．９８以上）。これに対して、隙間のないＨ＝０ｍｍにおける振幅値との相関はばらつきがみられる。
このことから、筐体１６の底壁１６０２の下面と外装材２の表面とに間隔Ｈを設けた時の方が、安定して振幅値を計測できるものと考えられる。

つぎに、正規化振幅値に対してべき乗演算を行う理由について説明する。
図２２は、Ｈ＝１ｍｍ時を基準値（Ａ０）とした相対振幅値（Ａｉ／Ａ０）と相対打撃力（Ｆｉ／Ｆ０）との関係を示すグラフであり、図２２（Ａ）は剥離部、図２２（Ｂ）は健全部の値を示している。図２２の縦軸は方法１における正規化振幅値に対応する。
なお、図２２～図２４において、「gap(またはken_gap)_nαSβ.xlsx」（αおよびβは整数）との表記があるが、これは標準試験体５４（図５参照）のＮ方向にαｍｍ、Ｓ方向にβｍｍの隙間をそれぞれ設けたことを示す。αまたはβが０の場合は（その方向には）隙間なし、またαとβの値が異なる場合には場所によって隙間の高さが異なる（傾きがある）ことになる。
隙間をあけたＨ＝１ｍｍ時を基準とした場合、相対打撃力（Ｆｉ／Ｆ０＝Ｆｒ）と相対振幅値（Ａｉ／Ａ０）との相関関係は良好であり、実際の外壁診断時においても安定した結果を得やすいと考えられる。ただし、隙間がない（Ｈ＝０ｍｍ）場合や一部（片側）のみ隙間を設けた場合には、相関が悪くなっている。
一方で、相対打撃力（Ｆｉ／Ｆ０）と相対振幅値（Ａｉ／Ａ０）との関係は、原点を通る比例関係ではない。

図２３は、図２２の縦軸を（Ａｉ／Ａ０）／（Ｆｉ／Ｆ０）としたグラフであり、図２３（Ａ）は剥離部、図２３（Ｂ）は健全部の値を示している。図２３の縦軸は方法２における２次正規化振幅値に対応する。
縦軸を（Ａｉ／Ａ０）／（Ｆｉ／Ｆ０）＝Ａｒ／Ｆｒとした場合、打撃力が変わると値が変化し、一定のしきい値（第１のしきい値Ｔ１）で検査対象物の状態を判定することが不自然なことがわかる。

ここで、本発明者らは、打撃に対する音の出力を考えた場合、打撃が１点で行われるのに対し、被打撃面の振動は面的に伝播して拡散するため、そもそも打撃力と振幅値はそもそも線形近似とはならないのではと考えた。そこで、Ａｉ／Ａ０にべき乗演算（本実施の形態では２乗）を行い、相対打撃力との関係を確認したところ、良好な比例関係が得られた。
図２４は、図２２の縦軸を２乗したグラフであり、図２４（Ａ）は剥離部、図２４（Ｂ）は健全部の値を示している。図２４の縦軸は方法１の評価値Ｅに対応する。
図２４に示す通り、（Ａｉ／Ａ０）^２と相対打撃力Ｆｉ／Ｆ０はほぼ原点を通る比例関係となることが確認された。
また、図２５は、図２４の縦軸を相対打撃力Ｆｉ／Ｆ０で除した（（Ａｉ／Ａ０）^２／（Ｆｉ／Ｆ０））グラフであり、図２５の縦軸は方法２の評価値Ｅに対応する。なお、図２５では剥離部の値と健全部の値とを同一のグラフ上にプロットしている。
図２５に示すように、（Ａｉ／Ａ０）^２をＦｉ／Ｆ０で除した値を評価値Ｅとすることによって、打撃力によらず一定のしきい値（第１のしきい値Ｔ１）を用いて検査対象物の状態を判定することができる。
また、図２４に示す通り、（Ａｉ／Ａ０）^２と相対打撃力Ｆｉ／Ｆ０はほぼ原点を通る比例関係となることから、例えば相対打撃力Ｆｉ／Ｆ０を変数とする１次式などによって第１のしきい値Ｔ１を設定することができる。

次に状態評価装置１０の動作について説明する。以下の説明では、評価値算出部４６に上記方法１を適用した場合の動作について説明する。
まず、標準試験体５４を用いた基準振幅値Ａ０の決定について図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、状態評価装置１０の検出ユニット１２を標準試験体５４の閉塞板５４０４の上に載置し、ハンマー２０が打撃目標点５４０８の直上に位置するように位置決めする（ステップＳ１０）。
次に、作業者は、操作部３２を操作し（ステップＳ１２）、これによりハンマー２０が閉塞板５４０４の打撃目標点５４０８を打撃する（ステップＳ１４）。
ハンマー２０が閉塞板５４０４の打撃目標点５４０８を打撃することで発生した打音は、第１マイク２４Ａ、第２マイク２４Ｂによって検出され、それら２つのマイクから生成された検出信号（本実施の形態においては主に第２マイク２４Ｂ）に基づいて打音波形検出回路３６により打音検出波形が生成され、生成された打音検出波形は打音波形サンプリング部４０によってサンプリングされ、サンプリングされた波形データは波形特性値検出部４４に供給される（ステップＳ１６）。
波形特性値検出部４４は、供給された波形データに基づいて第１の波形の振幅値を検出する（ステップＳ１８）。
基準特性値決定部４６０２は、基準振幅値Ａ０を決定するための波形特性値検出部４４による第１の振幅値の検出動作が所定回数なされたか否かを判定する（ステップＳ２０）。
判定結果が否定であれば、基準特性値決定部４６０２は、操作部３２の操作が必要である旨をディスプレイ装置に表示させ、これにより制御はステップＳ１２に戻る。
判定結果が肯定であれば、基準特性値決定部４６０２は、振幅値の平均値を算出し基準振幅値を決定し、基準振幅値Ａ０を正規化特性値算出部４６０４に供給する（ステップＳ２２）。
以上で基準振幅値の決定動作が終了する。

次に、状態評価装置１０を用いて検査対象物である建物外面部の状態、すなわち、タイルなどの外装材２（任意の検査対象物）の浮きや剥がれなどの接着状態を評価する場合について図８のフローチャートを参照して説明する。
まず、作業者は、検出ユニット１２の３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを診断対象となる外装材２の表面に当接させる（ステップＳ３０）。必要があれば、底壁１６０２の下面と外装材２の表面との間隔Ｈが所定値になるように調整する。
次に、作業者は、操作部３２を操作し（ステップＳ３２）、これにより打撃部２０が外装材２の表面を打撃する（ステップＳ３４）。
打撃部２０が外装材２の表面を打撃することで発生した打音は、第１マイク２４Ａ、第２マイク２４Ｂによって検出され、それら２つのマイク（本実施の形態においては主に第２マイク２４Ｂ）から生成された検出信号に基づいて打音波形検出回路３６により打音検出波形が生成され、生成された打音検出波形は打音波形サンプリング部４０によってサンプリングされ波形特性値検出部４４に供給される（ステップＳ３６）。
また、打撃部２０が外装材２の表面を打撃することでハンマー２０で発生した打撃力は、打撃力センサ２６によって検出され、打撃力センサ２６から生成された検出信号に基づいて打撃力波形検出回路３８により打撃力検出波形が生成され、打撃力検出波形は、打撃力波形サンプリング部４２によってサンプリングされ、サンプリングされた波形データは波形特性値検出部４４に供給され、これにより波形特性値検出部４４は基準時刻を決定する（ステップＳ３８）。

波形特性値検出部４４は、サンプリングされた打音検出波形に基づいて、言い換えると、打音波形サンプリング部４０によりサンプリングされた波形データのうち基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた波形データによって形成される第１の波形に基づいて振幅値を検出し正規化特性値算出部４６０４に供給する（ステップＳ４０）。
正規化特性値算出部４６０４は、波形特性値検出部４４で検出された振幅値Ａｉ、すなわち、打音波形サンプリング部４０によってサンプリングされた波形データを、基準振幅値Ａ０で除すことによって正規化された正規化振幅値Ａｒ＝Ａｉ／Ａ０を算出する（ステップＳ４１）。また、べき乗演算部４６０６は、正規化特性値算出部４６０４で算出された正規化振幅値Ａｒを底、任意の整数（本実施の形態では２）をべき指数としたべき乗演算を行い、評価値Ｅ＝Ａｒ^２＝（Ａｉ／Ａ０）^２を算出し、評価部５０に供給する（ステップＳ４２）。

評価部５０は、打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。
打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満であると判定された場合には、評価部５０は、外装材２の状態の評価を中止し、出力部５２から測定のやり直しを促す旨の報知を行なう（ステップＳ５０）。このような報知は例えばディスプレイ装置により所定のやり直しを促す旨のコメントを表示することでなされる。
そして、ステップＳ３０に移行する。
一方、ステップＳ４４で打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満でないと判定された場合には、評価部５０は、正規化振幅値と第１のしきい値Ｔ１との比較に基づいて外装材２の剥離の有無の判定を行なう（ステップＳ４６）。
出力部５２は、評価部５０から供給された外装材２の剥離の有無の判定結果を出力し（ステップＳ４８）、一連の動作を終了する。これ以降、次の診断対象となる外装材２について上記と同様の処理を繰り返して行なう。

なお、打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満であるか否かを判定する処理ステップ（ステップＳ４４）と、打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満であると判定された場合には、評価部５０は、外装材２の状態の評価を中止し、出力部５２から測定のやり直しを促す旨の報知を行なう処理ステップ（ステップＳ５０）とは、打撃力検出波形の検出後であればどの時点で行っても良い。

また、方法２の場合には、上記図７および図８のフローチャートの以下の点を変更する。
図７については、ステップＳ１８とステップＳ２０の間に、最大打撃力検出部４６１０により今回の打撃時にハンマー２０に生じる最大打撃力を特定するステップ、１次正規化特性値算出部４６１２により第１の波形の振幅値を最大打撃力で除すことで１次正規化振幅値を算出するステップ、を行う。
また、ステップＳ２０では、基準特性値決定部４６１４が、基準振幅値を決定するため１次正規化特性値算出部４６１２による１次正規化振幅値の算出動作が所定回数なされたか否かを判定する。
ステップＳ２０の判定結果が否定であれば、基準特性値決定部４６１４は、操作部３２の操作が必要である旨をディスプレイ装置に表示させ、これにより制御はステップＳ１２に戻る。
ステップＳ２０の判定結果が肯定であれば、基準特性値決定部４６１４は、１次正規化振幅値の平均値を算出し基準振幅値Ａ０／Ｆ０を決定し、基準振幅値Ａ０／Ｆ０を２次正規化特性値算出部４６１６に供給する。

図８については、ステップＳ４１およびＳ４２に代えて、最大打撃力検出部４６１０によりサンプリングされた打撃力検出波形に基づいて、外装材２の打撃時の最大打撃力Ｆｉを特定し１次正規化特性値算出部４６１２に供給するステップ、１次正規化特性値算出部４６１２により第１の波形の振幅値Ａｉを最大打撃力Ｆｉで除して１次正規化振幅値を算出するステップ、２次正規化特性値算出部４６１６により１次正規化特性値算出部４６１２から供給された１次正規化振幅値Ａｉ／Ｆｉを基準振幅値Ａ０／Ｆ０で除して２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒを算出するステップ、２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒの振幅値Ａに関する係数Ａｒおよび打撃力に関する係数をそれぞれ底、任意の整数（本実施の形態では２および１）をべき指数としたべき乗演算を行い、評価値Ｅ＝Ａｒ^２／＝（Ａｉ／Ａ０）^２／（Ｆｉ／Ｆ０）を算出し、評価部５０に供給するステップ、を行う。

本実施の形態の状態評価装置１０によれば、建物躯体に接着された外装材２の表面をハンマー２０で打撃した際に発生する打音を検出して打音検出波形を生成し、打音検出波形を構成する複数の１周期の波形のうち１番目の波形を第１の波形としたとき、第１の波形の振幅値を検出し、この振幅値に基づく値を基準振幅値で除すことによって正規化された正規化振幅値を算出し、更に正規化振幅値にべき乗演算を行って評価値を算出し、評価値に基づいて検査対象物の状態の評価を行なうようにした。
したがって、状態評価装置１０毎のばらつき、例えば、マイクの感度の個体差、ハンマー２０を駆動するアクチュエータ２２の個体差などの影響を受けて、生成された打音検出波形の振幅がばらついたとしても、正規化振幅値はばらつきの影響を受けないので、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、正規化振幅値と予め定められた第１のしきい値との比較結果に基づいて検査対象物の内側の剥離の有無を判定するようにしたので、外装材２の剥離の有無を簡単かつ確実に判定する上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、ハンマー２０により標準試験体５４を打撃して振幅値の検出を複数回行なうことで得られた複数の振幅値の平均値、またはそれぞれの振幅値ごとに算出した１次正規化振幅値の平均値を基準振幅値として決定するようにしたので、基準振幅値の精度の向上を図れることから、評価値をより正確に得ることができ、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上でより有利となる。

また、本実施の形態では、ハンマー２０に加える打撃方向の駆動力を調節できるようにしたので、検査対象物の状態や材料に応じて適切な音圧の打音が得られるようにハンマー２０の打撃力を調整できるため、検査対象物の状態の評価を正確に行なう上でより有利となる。

また、本実施の形態では、波形特性値検出部４４による第１の波形の振幅値の検出は、打音波形サンプリング部４０によりサンプリングされた波形データのうち基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた前波形データに基づいてなされる。
したがって、第１の波形を正確に得ることができ、外装材２の状態の診断を正確に行なう上で有利となる。
なお、駆動部３０からソレノイド２２Ａに供給される駆動信号からトリガ信号を生成し、打音波形検出回路３６によって生成された打音検出波形を打音波形サンプリング部４０でトリガ信号に同期してサンプリングして第１の波形を得るようにしてもよいが、駆動信号は時間的なばらつきがあるため、第１の波形を安定して正確に得る上で不利となる。
これに対して、本実施の形態のようにすると、打撃力検出波形から生成された第２の波形から得た基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた波形データによって第１の波形を得ることができるため、第１の波形を安定して正確に得る上でより有利となる。

また、本実施の形態では、打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値未満であるときに検査対象物の状態の評価を中止するようにした。
したがって、ハンマー２０による外装材２の表面に対する打撃がなされなかった場合（空打ち）か、打撃が不十分であった場合には、外装材２の状態の評価を中止することにより、誤った評価を行なうことが回避でき、外装材２の状態の評価を正確に行なう上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、ハンマー２０やアクチュエータ２２の部分から発生する不要な音をマイク２０Ａ、２０Ｂが検出しないようにするために、マイク２０Ａ、２０Ｂをハンマー２０の外装材２（例えばタイル）への打点から一定の距離（例えばタイル一枚分に相当する距離）離した位置に配置することが好ましい。
そのため、検査対象物が多数のタイルから構成されている場合は、以下のような点が懸念される。
すなわち、タイルの打点がタイルの剥離箇所であるにもかかわらず、音をピックアップするマイクの位置が剥離のない健全部の真上にある場合、マイク２０Ａ、２０Ｂからは健全部と同等の打音検出信号、すなわち、健全部の場合と同程度に小さい振幅の打音検出信号しか出力されない場合がある。
その結果、タイルの剥離箇所を健全部と誤判定するおそれがあり、このような誤判定は、健全部と剥離部との境界付近で発生しやすい傾向となることから、剥離境界の様相をより正確に把握することで正確な検査対象物の状態評価を行なう必要がある。

そこで、第２の実施の形態では、検査対象物の表面をハンマー２０で打撃した際に発生する打音を、ハンマー２０による打撃点Ｐ１を中心に配置した複数のマイクにより検出して打音検出波形を各マイク毎に生成し、各マイク毎に打音検出波形をそれぞれ生成するようにした。
そして、第１の実施の形態と同様に各打音検出波形から検出される第１の波形の振幅値から評価値Ｅをそれぞれ求め、それら複数の評価値Ｅに基づいて検査対象物の状態の評価を行なうようにした。

なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について重点的に説明する。
図９に示すように、第１の実施の形態と同様に、状態評価装置１０Ａは、検出ユニット１２Ａと、本体ユニット１４Ａとで構成されている。

図１０から図１２に示すように、検出ユニット１２Ａは、筐体１６と、３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、ハンマー２０と、アクチュエータ２２と、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄと、打撃力センサ２６とを含んで構成されている。

図１１に示すように、アクチュエータ２２は第１の実施の形態と同様にソレノイド２２Ａで構成され、ソレノイド２２Ａの本体部２２０２は、筐体１６内の底壁１６０２上に設けられた台１６１４上に設置されている。

第１マイク２５Ａ、第２マイク２５Ｂ、第３マイク２５Ｃ及び第４マイク２５Ｄは、ハンマー２０が外装材２の表面を打撃したときに発生する打音を収音して打音に対応する検出信号を生成するもので、ハンマー２０による外装材２への打撃点Ｐ１（図１１参照）を中心にして当該中心から等距離（例えばタイル一枚分に相当する距離：５３ｍｍ）離して対称に配置されている。具体的には、打撃点Ｐ１を中心とする半径５３ｍｍの円周上に互いに９０°の角度をおいて点対称に配置されている。
なお、本実施の形態では、打撃点Ｐ１から各マイク２５Ａ～２５Ｄまでの距離を５３ｍｍとした場合について説明するが、これに限らず、１００ｍｍ以内であればよい。

このように配置された第１マイク２５Ａ、第２マイク２５Ｂ、第３マイク２５Ｃ及び第４マイク２５Ｄのうち、第１マイク２５Ａは、図１０、図１２に示すように、筐体１６を構成する前面側の側壁１６０４の外面下部に防振ゴム２３を介して取着されている。
第２マイク２５Ｂは、図１０、図１２に示すように、筐体１６を構成する後面側の側壁１６０６の外面下部に防振ゴム２３を介して取着されている。
第３マイク２５Ｃは、図１１、図１２に示すように、筐体１６を構成する左面側の側壁１６０８の外面下部に防振ゴム２３を介して取着されている。
第４マイク２５Ｄは、図１０、図１１、図１２に示すように、筐体１６を構成する右面側の側壁１６１０の外面下部に防振ゴム２３を介して取着されている。
本実施の形態では、第１マイク２５Ａ、第２マイク２５Ｂ、第３マイク２５Ｃ及び第４マイク２５Ｄの４つのマイクを備える場合について説明するが、マイクの数は２つまたは６つ乃至それ以上であってもよい。
また、各マイク２５Ａ～２５Ｄの受音面は、外装材２の検査対象面である表面に対して正対するように配置されており、外装材２の表面から各マイク２５Ａ～２５Ｄまでの高さは５ｍｍ以内であることが望ましい。

図１１に示すように、打撃力センサ２６は、第１の実施の形態と同様にハンマー２０に取着されている。

本体ユニット１４Ａは、図９に示すように、駆動部３０と、操作部３２と、調整部３４と、第１～第４打音波形検出回路３６Ａ～３６Ｄと、打撃力波形検出回路３８と、第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄと、打撃力波形サンプリング部４２と、第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄと、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄと、評価部５０と、出力部５２とを含んで構成されている。

駆動部３０、操作部３２、調整部３４、打撃力波形検出回路３８、打撃力波形サンプリング部４２は、第１の実施の形態と同様に構成されている。

第１～第４打音波形検出回路３６Ａ～３６Ｄは、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄで生成された検出信号をＡ／Ｄ変換してそれぞれ打音検出波形を生成するものである。
第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄは、第１～第４打音波形検出回路３６Ａ～３６Ｄによって生成された打音検出波形を予め定められたサンプリング周期でサンプリングするものである。
本実施の形態では、第１～第４打音波形検出回路３６Ａ～３６Ｄ、第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄが特許請求の範囲の波形生成部を構成している。

第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄは、第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄでサンプリングされた各打音検出波形を構成する複数の１周期の波形のうちＮ番目（Ｎは１以上の自然数）の波形を第１の波形としたとき、この第１の波形の振幅値をそれぞれ検出するものである。
なお、第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄによる第１の波形の振幅値の検出は、第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄによりサンプリングされたそれぞれの波形データのうち基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた波形データに基づいてなされることは第１の実施の形態と同様である。

第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄは、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄのそれぞれに対応して評価値Ｅを算出するものであり、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄの動作は第１の実施の形態の評価値算出部４６と同様である。すなわち、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄは、第１の実施の形態で説明した方法１（図１９参照）または方法２（図２０）のいずれかの動作を行う。なお、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄの動作方法（方法１を採るか、方法２を採るか）は統一されている。

評価部５０は、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄで算出された各評価値Ｅに基づいて検査対象物の状態を評価するものである。
図６で説明したように、健全部ａ、健全部きわｂ、剥離部きわｃ、剥離部ｄの打音検出波形をそれぞれ打音検出波形ａ、ｂ、ｃ、ｄとした場合、健全部ａの打音検出波形ａ、健全部きわｂの打音検出波形ｂの振幅に対して、剥離部きわｃの打音検出波形ｃ、剥離部ｄの打音検出波形ｄの振幅が大きな値となっていることがわかる。
このような知見から第１の波形の振幅に対応する評価値Ｅと予め定められた第１のしきい値Ｔ１との比較結果に基づいて、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄがそれぞれ対向する箇所の外装材２の剥離の有無の判定を行なうと共に、外装材２の健全部と剥離部の剥離境界を判定することが可能となる。
したがって、本実施の形態では、評価部５０は、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄで検出された各打音検出波形に対応する評価値Ｅと、予め定められた第１のしきい値Ｔ１との比較結果に基づいて検査対象物の内側の剥離の有無を判定し、また、検査対象物の健全部と剥離部の剥離境界を判定する。

次に、標準試験体５４を用いた基準振幅値の決定について図１３のフローチャートを参照して説明する。以下の説明でも、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄに上記方法１を適用した場合の動作について説明する。
まず、状態評価装置１０の検出ユニット１２Ａを標準試験体５４の閉塞板５４０４の上に載置し、ハンマー２０が打撃目標点５４０８の直上に位置するように位置決めする（ステップＳ６０）。
この際、平面視した状態で第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄが図１４（Ａ）に示す２本の中心線ＣＬ１、ＣＬ２と一致するように、検出ユニット１２Ａの位置決めを行なう。
なお、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄと、標準試験体５４の第１、第２中心線ＣＬ１、ＣＬ２との位置関係は、図１４（Ａ）～（Ｄ）に示すように、９０°ずつ位相が異なる４種類の位置関係が存在する。
そこで、本実施の形態では、４種類の位置関係のそれぞれで第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄのそれぞれから第１の波形の振幅値を得るようにする。

次に、作業者は、操作部３２を操作し（ステップＳ６２）、これによりハンマー２０が閉塞板５４０４の打撃目標点５４０８を打撃する（ステップＳ６４）。
ハンマー２０が閉塞板５４０４の打撃目標点５４０８を打撃することで発生した打音は、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄによって検出され、それら４つのマイクから生成された検出信号に基づいて第１～第４打音波形検出回路３６Ａ～３６Ｄにより打音検出波形がそれぞれ生成され、生成された各打音検出波形は第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄによってサンプリングされ、サンプリングされた各波形データは第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄに供給される（ステップＳ６６）。
第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄは、供給された各波形データに基づいて第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄに対応する第１の波形の振幅値をそれぞれ検出する（ステップＳ６８）。
第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄの基準振幅算出部４６０２（図１９参照）は、それぞれ基準振幅値Ａ０を決定するための第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄによる第１の振幅値の検出動作が所定回数なされたか否かを判定する（ステップＳ７０）。
判定結果が否定であれば、基準振幅算出部４６０２は、操作部３２の操作が必要である旨をディスプレイ装置に表示させ、これにより制御はステップＳ６２に戻る。
次に、作業者は、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄと、標準試験体５４の第１、第２中心線ＣＬ１、ＣＬ２との４種類の位置関係の全てについて第１の振幅値の検出動作がなされたか否かを判定する（ステップＳ７２）。
ステップＳ７２の判定結果が否定であれば、検出ユニット１２Ａを９０°回転させ（ステップＳ７４）、ステップＳ６２に戻る。
ステップＳ７２の判定結果が肯定であれば、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄの基準特性値決定部４６０２（図１９参照）は、それぞれ各振幅値の平均値を算出して第１～第４のマイクのそれぞれに対応する基準振幅値Ａ０を決定し、各基準振幅値Ａ０を正規化特性値算出部４６０４（図１９参照）に供給する（ステップＳ７６）。
以上で基準振幅値の決定動作が終了する。
なお、本実施の形態では、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄと、標準試験体５４の第１、第２中心線ＣＬ１、ＣＬ２との位置関係の位相を９０°ずつ変えて第１の波形の振幅値を複数個得るとともに、マイク毎に第１の波形の振幅値を平均化して各基準振幅値を決定したので、標準試験体５４の形状や構造の影響が抑制された基準振幅値を得る上で有利となる。

次に、状態評価装置１０を用いて検査対象物である建物外面部の状態、すなわち、タイルなどの外装材２の浮きや剥がれなどの接着状態を評価する場合について図１５のフローチャートを参照して説明する。
まず、作業者は、検出ユニット１２Ａの３個のローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを診断対象となる外装材２（任意の検査対象物）の表面に当接させる（ステップＳ８０）。
次に、作業者は、操作部３２を操作し（ステップＳ８２）、これにより打撃部２０が外装材２の表面を打撃する（ステップＳ８４）。
打撃部２０が外装材２の表面を打撃することで発生した打音は、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄによって検出され、それら４つのマイクから生成された検出信号に基づいて第１～第４打音波形検出回路３６Ａ～３６Ｄによりそれぞれ打音検出波形が生成され、生成された各打音検出波形は第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄによってサンプリングされ第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄに供給される（ステップＳ８６）。
また、打撃部２０が外装材２の表面を打撃することでハンマー２０に発生した打撃力は、打撃力センサ２６によって検出され、打撃力センサ２６から生成された検出信号に基づいて打撃力波形検出回路３８により打撃力検出波形が生成され、生成された打撃力検出波形は打撃力波形サンプリング部４２によってサンプリングされ第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄに供給される（ステップＳ８８）。

第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄは、サンプリングされた各打音検出波形に基づいて、言い換えると、第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄによりサンプリングされたそれぞれの波形データのうち基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた波形データによって形成される第１の波形に基づいて第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄに対応する振幅値Ａｉをそれぞれ検出し第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄに供給する（ステップＳ９０）。
第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄにそれぞれ設けられた正規化特性値算出部４６０４（図１９参照）は、第１～第４波形特性値検出部４４Ａ～４４Ｄで検出された振幅値Ａｉ、すなわち、第１～第４打音波形サンプリング部４０Ａ～４０Ｄによってサンプリングされた各波形データを、各基準振幅値Ａ０で除すことによって正規化された正規化振幅値Ａｒを算出する（ステップＳ９１）。そして、第１～第４評価値算出部４６Ａ～４６Ｄにそれぞれ設けられたべき乗演算部４６０６（図１９参照）は、正規化特性値算出部４６０４で算出された正規化振幅値Ａｒを底、任意の数（本実施の形態では２）をべき指数としたべき乗演算を行い、評価値Ｅ＝Ａｒ^２＝（Ａｉ／Ａ０）^２を算出し、評価部５０に供給する（ステップＳ９２）。

評価部５０は、打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ９４）。
打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満であると判定された場合には、評価部５０は、外装材２の状態の評価を中止し、出力部５２から測定のやり直しを促す旨の報知を行なう（ステップＳ１００）。
そして、ステップＳ８０に移行する。
一方、ステップＳ９４で打撃力検出波形の振幅が予め定められた第２のしきい値Ｔ２未満でないと判定された場合には、評価部５０は、評価値Ｅと第１のしきい値Ｔ１との比較に基づいて外装材２の剥離の有無の判定と、健全部と剥離部の剥離境界の判定とを行なう（ステップＳ９６）。
出力部５２は、評価部５０から供給された外装材２の剥離の有無の判定結果、健全部と剥離部の剥離境界の検出結果を出力し（ステップＳ９８）、一連の動作を終了する。これ以降、次の診断対象となる外装材２について上記と同様の処理を繰り返して行なう。

次に、外装材の健全部と剥離部の剥離境界の判定について具体的に説明する。
図１６は、建物外面部にタイルが貼り付けられている部分の正面図であり、検出ユニット１２Ａを４箇所の異なる位置Ｐ１０～Ｐ１３に位置させた状態を示している。
より詳細に説明すると、建物のコンクリート躯体４の外表面には、外装材２が設けられている。
外装材２は、コンクリート躯体４の外表面に層状に設けられた下地モルタル２０２と、下地モルタル２０２の外表面に張り付け材２０４により張り付けられたタイル２０６とを備えている。
また、図１６は、コンクリート躯体４の外表面と下地モルタル２０２との間に剥離部８が発生している場合を示しており、Ｌ１は剥離部８と健全部６との境界を表わす剥離境界線を示している。
図中、ハッチングが無い部分が健全部６であり、ハッチングが有る部分が剥離部８である。
図１７は、図１６のＡＡ線断面図である。なお、図１７では、筐体１６の底壁１６０２の下面と外装材２の表面との間隔Ｈは図示を省略している。
図１８（Ａ）～（Ｄ）は検出ユニット１２Ａの位置Ｐ１０～Ｐ１３に対応して検出された第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄに対応する４つの打音検出波形を示す波形図である。
なお、説明の都合上、図１８（Ａ）～（Ｃ）に比較して図１８（Ｄ）は時間軸（横軸）の単位距離当たりの時間（μｓ）を拡大して記載している。
また、図１８（Ａ）～（Ｃ）では、４つの打音検出波形の振幅が非常に小さいため、４つの打音検出波形が重なり合って表示されている。

（１）検出ユニット１２Ａが位置Ｐ１０に位置し、打撃点Ｐ１および第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄの全てが健全部６に位置している場合、図１７（Ａ）に示すように、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄの打音検出波形は振幅が小さいものとなっている。
したがって、各マイクの打音検出波形から得られる評価値Ｅと第１のしきい値Ｔ１との比較に基づいて打撃点Ｐ１が健全部６に位置していることがわかる。
（２）検出ユニット１２Ａが位置Ｐ１１に位置し、打撃点Ｐ１および第２～第４マイク２５Ｂ～２５Ｄが健全部６に位置し、第１マイク２５Ａが剥離部８きわに位置している場合、図１７（Ｂ）に示すように、第２～第４マイク２５Ｂ～２５Ｄの打音検出波形は振幅が小さいものとなっており、第１マイク２５Ａの打音検出波形は他の３つのマイクの打音検出波形の振幅よりも僅かに振幅が大きくなっているものの、その差は無視できる程度である。
したがって、各マイクの打音検出波形から得られる評価値Ｅと第１のしきい値Ｔ１との比較に基づいて打撃点Ｐ１が健全部６に位置していることがわかる。
（３）検出ユニット１２Ａが位置Ｐ１２に位置し、打撃点Ｐ１および第２～第４マイク２５Ｂ～２５Ｄが健全部６に位置し、第４マイク２５Ｄが剥離部８きわに位置している場合、図１７（Ｃ）に示すように、第１～第３マイク２５Ａ～２５Ｃの打音検出波形は振幅が小さいものとなっており、第４マイク２５Ｄの打音検出波形は他の３つのマイクの打音検出波形の振幅よりも僅かに振幅が大きくなっているものの、その差は無視できる程度である。
したがって、各マイクの打音検出波形から得られる評価値Ｅと第１のしきい値Ｔ１との比較に基づいて打撃点Ｐ１が健全部６に位置していることがわかる。
（４）検出ユニット１２Ａが位置Ｐ１３に位置し、打撃点Ｐ１および第２、第３マイク２５Ｂ、２５Ｃが剥離部８に位置し、第１マイク２５Ａ、第４マイク２５Ｄが健全部６に位置している場合、図１７（Ｄ）に示すように、第１、第４マイク２５Ａ、２５Ｄの打音検出波形の振幅に比較して、第２、第３マイク２５Ｂ、２５Ｃの打音検出波形の振幅が顕著に大きくなっており、振幅の差が明瞭にあらわれている。
したがって、各マイクの打音検出波形から得られる評価値Ｅと第１のしきい値Ｔ１との比較に基づいて打撃点Ｐ１が剥離部８に位置していることが判定される。

上述したように第２の実施の形態の状態評価装置１０によれば、ハンマー２０（打撃点Ｐ１）を中心にして当該中心から等距離で対称な位置に第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄを配置することで、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄにより打音検出波形を各マイク毎に生成し、この各マイク毎に生成されたそれぞれの打音検出波形の第１の波形の振幅に対応する評価値Ｅを検査対象物の状態評価に用いるようにした。
言い換えると、第１～第４マイク２５Ａ～２５Ｄの打音検出波形から得られる評価値Ｅと第１のしきい値との比較に基づいて、打撃点Ｐ１が健全部６、剥離部８の何れに位置しているか判定するようにした。
したがって、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、外装材２の剥離の有無及び外装材２の健全部６と剥離部８と境界である剥離境界の評価判定を効率よく的確に行なう上で有利となる。また、打撃点の周辺に複数のマイクを設けることで、一つの打撃点の周辺の浮き状況を面で捉えることが可能である。このため、検査対象物の状態評価を効率よく的確に行なう上で有利となる。

なお、実施の形態では、検査対象物が建物であり、タイル２０６などの外装材２の浮きや剥がれなどの接着状態を評価する場合について説明したが、本発明は、タイル２０６やモルタルなどの外装材２が設けられていない場合には、建物外面に加え、この建物外面近くの内部の状態を評価する場合、また、タイル２０６やモルタルなどの外装材２が設けられている場合には、外装材２の表面に加え、外装材２の表面の内側の外装材２部分や外装材２の内側の建物躯体の表面や表面近くの内部を評価する場合に広く適用可能である。
さらに、本発明は、建物の室内の床、天井、壁面、室内のコンクリート躯体などを評価する場合に広く適用可能である。
また、本発明は、検査対象物が建物に限定されず、高架橋やダムなどの構造物などを評価する場合に広く適用可能である。

（実施例）
以下、本発明にかかる検査対象物の状態評価装置および状態評価方法の実施例について説明する。
本実施例では、第２の実施の形態に示したような４方向にマイクを配置した検出ユニットを用い、また評価値Ｅについては方法２のように打撃力を用いて算出するものとする。
＜検出ユニットの構成＞
図２６は実施例にかかる状態評価装置の検出ユニット６０の構成図、図２７は検出ユニット６０の外観写真、表１は検出ユニット６０の仕様を示す表である。
なお、図２６および図２７は検出ユニット６０の主要部のみを示し、例えばローラ等の移動機構については図示を省略している。また、視認性の観点から図２７では符号の表示を省略している。
図２６に示すように、実施例にかかる状態評価装置の検出ユニット６０は、アルミニウム製の筐体６０２（筐体６０２の装置底板６１２）、マイク６０４、ソレノイドアクチュエータ６０６、圧電素子６０８、打撃ヘッド（ハンマー）６１０を備える。
ソレノイドアクチュエータ６０６は、最大打撃周波数１０Ｈｚでの高速打撃が可能であり、打撃ストロークは１０ｍｍである。ソレノイドアクチュエータ６０６の先端に取り付けられている打撃ヘッド６１０は、直径６ｍｍ、先端曲率半径５ｍｍのステンレス鋼である。最大ストローク時における打撃ヘッド６１０の装置底板６１２からの突出長を５ｍｍとし（図２６（Ｂ）参照）、多少の凹凸のあるタイル面でも打撃できるようにした。
打撃力センサとして、打撃ヘッド６１０とソレノイドアクチュエータ６０６のシャフト間に圧電素子６０８を取り付け、打撃時の圧電効果によって生じる電圧値を測定することとした。この打撃力センサ（圧電素子６０８）を用いれば、打撃応答音を補正できるだけでなく、打撃力をトリガとして、打撃応答音の大小によらず測定を行うことができるため、高速連続打撃におけるデータ収録を的確に行える利点がある。
ソレノイドアクチュエータ６０６の駆動電圧は、３．５，４，５，６，８Ｖの５段階で可変とし、検査対象に応じて適切に打撃力の変更ができるようにした。また，打撃力を可変とすることで、打撃力が打撃応答音に与える影響について実験的に検討を行えるようにした。

打撃応答音収録用のマイク６０４として、表１に示すように、小型かつ軽量で、十分な周波数特性を持つコンデンサマイクを選定した。マイク６０４の取り付け位置は、打撃機構を内蔵するアルミニウム製の筐体６０２の外部とし、打撃点Ｐを中心に４方向均等となるように４個取り付けた。打撃点Ｐからマイク中心までの水平距離は４０ｍｍ（±０．５ｍｍ）とし、マイク６０２と検査対象物（検査対象面）との距離は、装置底板６１２を検査対象面に密着させた場合に７．５ｍｍ（±０．５ｍｍ）とした。
サンプリング周波数は、打撃力および打撃応答音の波形を適切に収録できるように、２００ｋＨｚとした。

＜試験体の構成＞
つぎに、実施例で使用する試験体について説明する。
実施例では、図２８に示すような３種類の試験体を作製した。高精度で均質性を確保でき、陶磁器質タイルと似た物性とすることを意図して、いずれの試験体も試験面はガラス製とした。
試験体Ａは、直径３００ｍｍ、厚さ６０ｍｍの円板状の石英ガラス製試験体である。裏面中央部には直径１６０ｍｍ，深さ５０ｍｍの空洞を設けた。結果として、試験体表面に厚さ１０ｍｍの試験面を残存させたものである。
試験体Ａは、高精度で加工され、長期間変質することがないことから、装置較正のための標準試験体として位置づける。

試験体Ｂは、３００ｍｍ角、厚さ６０ｍのコンクリート平板の中央を直径１６０ｍｍでコア抜きしたものに、厚さ１０ｍｍのソーダ石灰ガラス（フロート板ガラス）を硬質のエポキシ樹脂系接着剤で接着（張代約１ｍｍ）した試験体である。
試験体Ｂは、タイルがコンクリートに張り付けられた状態に近い構成で剥離状態を模した試験体である。安価で作製可能なため、検査現場などで日常的に用いるのに適している。

試験体Ｃは、３００ｍｍ角、厚さ６０ｍのコンクリート平板に、厚さ１０ｍｍのソー
ダ石灰ガラスをエポキシ樹脂系接着剤で全面接着（張代約１ｍｍ）した試験体である。
試験体Ｃは、タイルがコンクリートに完全に接着され、剥離の生じていない健全状態を模したもので、試験体Ａおよび試験体Ｂの比較対象用の試験体として作製したものである。
なお、試験体Ａ～Ｃに用いたガラス（石英ガラスおよびソーダ石灰ガラス）の仕様を表２に示す。

＜試験体測定条件の設定＞
試験体の打撃箇所は、４つのマイク６０４に対して均等な打撃応答音が入力されると想定される試験体中央部とした。ここで、検出ユニット６０が傾いたり壁面から離れたりする状況として、表３に示すように装置底板６１２と試験面との間に種々の隙間が生じた場合を想定した測定条件を設定した。

例えば表３に示すケース「ｎ１ｓ１」とは、各試験体における装置底板６１２と試験体表面間との隙間が、図２８の各試験体平面図に示すＮ，Ｅ，Ｓ，Ｗの４方向のうちＮ方向は１ｍｍ、Ｓ方向は１ｍｍの状態であることを表す。この条件を満たすために、隙間が０ｍｍ以外の場合には、図２９に示すとおり、所定の厚みのスペーサー６２０を装置底板６１２（図中符号なし）の四隅の位置に挿入して測定を行った。測定時における各マイク６０４の向きは、Ｎ，Ｅ，Ｓ，Ｗのすべての方向を向くように、図２９に示す要領で９０度ずつ筐体６０２を回転させた。
同一測定条件・方向における測定回数は各２回とした。また，打撃力が打撃応答音に与える影響について考察するため、ソレノイドアクチュエータの駆動電圧６０６は、３．５，４，５，６，８Ｖの５通りとした。

＜最大打撃力および第１波最大振幅の相対化＞
最大打撃力Ｆおよび第１の波形の振幅値Ａ（以下「第１波振幅値Ａ」とする）を較正するための標準値として、標準試験体である試験体Ａの試験体中央を測定した際の、最大打撃力Ｆの平均値を打撃力標準値Ｆ０、また、第１波最大振幅Ａの平均値を第１波振幅標準値Ａ０とする。なお、標準値Ｆ０およびＡ０は、駆動電圧ごとおよび各マイク６０２ごとに設定した。
つぎに、上記の標準値を用いて最大打撃力および第１波振幅値を相対化することとし、下記式（１）および式（２）のように相対打撃力Ｆｒおよび相対振幅値Ａｒとして定義した。
Ｆｒ＝（Ｆｉ／Ｆ０）・・・（１）
Ａｒ＝（Ａｉ／Ａ０）・・・（２）
すなわち、第１の実施の形態で説明した２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒのうち、振幅値Ａに関する係数を相対振幅値Ａｒ、最大打撃力Ｆに関する係数を相対打撃力Ｆｒとした。
上述のように、装置底板６１２と試験体表面との間に生じる隙間を想定して表３のとおり種々の隙間条件を設定したが、どの隙間条件で測定した値を２次正規化用（較正用）の標準値Ｆ０，Ａ０とするかを検討した。

＜２次正規化における標準値設定のための隙間条件に関する考察＞
（１）密着状態（ｎ０ｓ０）を標準的な隙間条件として設定した場合
装置底板６１２と試験体Ａを密着させた状態（ｎ０ｓ０）での測定値ＦおよびＡを標準値Ｆ０およびＡ０とした場合の、相対振幅値Ａｒと相対打撃力Ｆｒとの関係を図３０に示す。なお、図３０～図３３において、（Ａ）には表３に示す全ての隙間条件の結果を示し、（Ｂ）には装置を傾けない４種の隙間条件（ｎ０ｓ０，ｎ１ｓ１，ｎ２ｓ２，ｎ３ｓ３）のみの結果を示した。
図３０では、密着状態である隙間条件ｎ０ｓ０の時のＦｒおよびＡｒが１となる。
また、図３０より、隙間厚が大きくなるとソレノイドアクチュエータ６０６のストロークが増すために相対打撃力Ｆｒが増大し、それに応じて相対振幅値Ａｒも増大する傾向があることがわかる。
また、密着状態を標準条件とすると、隙間がある条件におけるＡｒとＦｒの関係において大きなばらつきが生じる。さらに、装置を傾けて片側だけを密着させた条件（ｎ２ｓ０）では、装置底板６１２と試験体表面が密着している側のマイク６０４と、装置底板６１２と試験体表面に隙間がある側のマイク６０４とで、収録・算出されるＡｒが大きく異なることがわかる。

（２）隙間状態（ｎ１ｓ１）を標準的な隙間条件として設定した場合
装置底板６１２と試験体Ａとに均等に１ｍｍの隙間を設けた状態（ｎ１ｓ１）での測定値ＦおよびＡを標準値Ｆ０およびＡ０とした場合の、相対振幅値Ａｒと相対打撃力Ｆｒの関係を図３１に示す。
図３１について検討すると、ソレノイドアクチュエータ６０６のストロークが増すことでＦｒが増大し、それに伴いＡｒも増大する傾向は図３０と同様である。しかし、密着状態（ｎ０ｓ０）にある隙間条件を除いたその他の隙間条件においては、ＡｒとＦｒの関係におけるばらつきは小さく、より明確な関係性が認められる。

（３）標準値Ｆ０およびＡ０を得るための標準隙間条件の設定
図３０および図３１の結果から、標準試験体である試験体Ａを用いて標準値Ｆ０およびＡ０を測定する場合や、タイル壁面など実際の評価対象物の測定を行う場合に、安定したＡｒおよびＦｒを得るためには、所定のスペーサーを装置底板６１２に取り付けるなどして、測定時に常に隙間状態が保持されることが望ましいことが推測される。
一方で、隙間を大きくとりすぎると、ソレノイドアクチュエータ６０６のストロークの限界のため、打撃ヘッド６１０が壁面を打撃しにくくなる。
本実施の形態では、種々検討の結果、隙間条件ｎ１ｓ１を標準隙間条件に設定した。

（４）試験体Ｂおよび試験体ＣのＦｒ，Ａｒに関する考察
試験体ＢにおけるＡｒとＦｒの関係を図３２に示す。標準値Ｆ０およびＡ０は、標準試験体である試験体Ａの隙間条件ｎ１ｓ１での測定値ＦおよびＡである。
図３２より、試験体ＢにおけるＡｒとＦｒの関係は、試験体Ａの場合とほぼ同等であり、最大打撃力Ｆおよび第１波振幅Ａについては試験体Ａと試験体Ｂとの差異がほとんどないことがわかる。
つぎに、試験体ＣにおけるＡｒとＦｒの関係を図３３に示す。標準値Ｆ０およびＡ０は、図３２と同様に、試験体Ａの隙間条件ｎ１ｓ１での測定値ＦおよびＡである。
図３３より、試験体ＣのＦｒは、試験体Ａのそれと比較して１５％程度大きいが、試験体ＣのＡｒは非常に小さいことがわかる。

＜評価値Ｅについての検討＞
以上の検討結果をもとに、相対打撃力Ｆｒおよび相対振幅値Ａｒの関係を利用して、相対打撃力の変動によらず、安定して剥離判定ができるパラメータを検討することとした。
図３１のＡｒとＦｒの関係から、下記式（３）に示す評価値Ｅを定義する。
Ｅ＝（Ａｒ）^ｉ／（Ｆｒ）^ｊ・・・（３）（ｉ，ｊは任意の数）
本実施例では、変数ｉおよびｊの値として、試行的に式（４）および式（５）の２つの場合について検討することとした。
（ケース１）Ｅ＝Ａｒ／Ｆｒ・・・（４）（ｉ＝１，ｊ＝１）
（ケース２）Ｅ＝Ａｒ／√Ｆｒ・・・（５）（ｉ＝１，ｊ＝１／２）

ケース１の場合のＥとＦｒの関係を図３４に示す。
なお、図３４および図３５において（Ａ）は試験体Ａ、（Ｂ）は試験体Ｂ、（Ｃ）は試験体Ｃのグラフをそれぞれ示す。
図３４より、べき乗演算を行わないケース１ではＦｒの増加に対して、Ｅは減少傾向にあることがわかる。しかしながら、評価値Ｅは、駆動電圧や隙間条件により打撃力が変動した場合でも変動せずに安定していることが望ましい。
ケース２の場合のＥとＦｒの関係を図３５に示す。
図３５より、ケース２ではいずれの試験体においても、隙間条件によらずＥはほぼ一定となることがわかる。したがって、本発明にかかる状態評価装置においては、ケース２の方が、評価値Ｅとしてより適していると考える。
また、図３５において、剥離状態を模して裏面に空洞部を設けた試験体Ａおよび試験体Ｂの評価値Ｅ（図３５（Ａ）および（Ｂ）参照）と、コンクリートに完全に接着された健全状態を模した試験体Ｃの評価値Ｅ（図３５（Ｃ）参照）とを比較すると、空洞の有無によりＥの値が大きく異なることがわかる。このことからも、タイルの剥離判定を行う際に評価値Ｅを剥離判定パラメータとして用いることは有効であるといえる。

２外装材（検査対象物）
１０、１０Ａ状態評価装置
２０ハンマー
２２アクチュエータ
２４Ａ第１マイク
２４Ｂ第２マイク
２５Ａ第１マイク
２５Ｂ第２マイク
２５Ｃ第３マイク
２５Ｄ第４マイク
２６打撃力センサ
３０駆動部
３２操作部
３４調整部
３６検出回路
３６Ａ第１検出回路
３６Ｂ第２検出回路
３６Ｃ第３検出回路
３６Ｄ第４検出回路
３８打撃力波形検出回路
４０サンプリング部
４０Ａ第１サンプリング部
４０Ｂ第２サンプリング部
４０Ｃ第３サンプリング部
４０Ｄ第４サンプリング部
４２打撃力波形サンプリング部
４４波形特性値検出部
４４Ａ第１波形特性値検出部
４４Ｂ第２波形特性値検出部
４４Ｃ第３波形特性値検出部
４４Ｄ第４波形特性値検出部
４６（４６α、４６β）評価値算出部
４６Ａ第１評価値算出部
４６Ｂ第２評価値算出部
４６Ｃ第３評価値算出部
４６Ｄ第４評価値算出部
４６０２基準特性値決定部
４６０４正規化特性値算出部
４６０６べき乗演算部
４６１０最大打撃力検出部
４６１２１次正規化特性値算出部
４６１４基準特性値決定部
４６１６２次正規化特性値算出部
４６１８べき乗演算部
５０評価部
５２出力部
５４標準試験体

Claims

検査対象物をハンマーで打撃する打撃部と、
打音を検出するマイクと、
前記マイクからの信号に基づいて打音検出波形を生成する波形生成部と、
前記打音検出波形を構成する複数の１周期の波形のうちＮ番目（Ｎは１以上の自然数）の波形を第１の波形としたとき、前記第１の波形の振幅値を検出する波形特性値検出部と、
前記ハンマーの打撃力を検出して打撃力検出波形を生成する打撃力波形生成部と、
標準試験体を前記ハンマーにより打撃することにより得られる前記第1の波形の振幅値を第１波振幅標準値Ａ０とし、前記標準試験体を前記ハンマーにより打撃することで前記打撃力検出波形から検出される最大打撃力を打撃力標準値Ｆ０とし、前記検査対象物を前記ハンマーにより打撃することにより得られる前記第１の波形の振幅値を振幅値Ａｉとし、前記検査対象物を前記ハンマーにより打撃することで前記打撃力検出波形から検出される最大打撃力を打撃力Ｆｉとしたとき、以下の数式（１）で表される評価値Ｅを算出する評価値算出部と、
評価値Ｅ＝（Ａｒ）^ｉ／（Ｆｒ）^ｊ（ｉおよびｊの少なくともいずれかは１以外の任意の数）・・・（１）
但し、相対振幅値Ａｒ＝Ａｉ／Ａ０、相対打撃力Ｆｒ＝Ｆｉ／Ｆ０
前記評価値Ｅに基づいて前記検査対象物の状態を評価する評価部と、
を備え、
前記相対振幅値Ａｒをｉ乗した値と前記相対打撃力Ｆｒをｊ乗した値とは、ほぼ原点を通る比例関係である、
ことを特徴とする検査対象物の状態評価装置。
前記数式（１）において、ｉ＝２、ｊ＝１である、
ことを特徴とする請求項１記載の検査対象物の状態評価装置。
前記評価値算出部は、
前記打撃力検出波形から前記打撃力Ｆｉを検出する最大打撃力検出部と、
前記振幅値Ａｉを前記打撃力Ｆｉで除すことで１次正規化振幅値Ａｉ／Ｆｉを算出する１次正規化特性値算出部と、
前記標準試験体を前記ハンマーにより打撃して得られた複数の前記１次正規化振幅値の平均値を基準振幅値Ａ０／Ｆ０として決定する基準特性値決定部と、
前記検査対象物を検査対象とした際に前記１次正規化特性値算出部で算出された前記１次正規化振幅値を前記基準振幅値で除すことで２次正規化振幅値Ａｒ／Ｆｒ＝（Ａｉ／Ａ０）／（Ｆｉ／Ｆ０）を算出する２次正規化特性値算出部と、
前記評価値Ｅを算出するべき乗演算部と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の検査対象物の状態評価装置。
前記打撃部は、前記ハンマーと、前記ハンマーに打撃方向の駆動力を加えるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御して前記駆動力を調節する調整部と、前記ハンマー、前記アクチュエータ、前記駆動部および前記調整部の少なくともいずれかを収容する筐体と、を備え、
前記筐体は、前記ハンマーで前記検査対象物を打撃する際には、前記検査対象物から離れた位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の検査対象物の状態評価装置。
前記評価部は、前記評価値Ｅと予め定められた第１のしきい値との比較結果に基づいて前記検査対象物の内側の剥離の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の検査対象物の状態評価装置。
前記波形生成部は、前記打音検出波形をサンプリングして波形データとしてサンプリングするサンプリング部を備え、
前記打撃力検出波形のうち前記打音検出波形の前記第１の波形を発生させる１周期分の波形を第２の波形とし、前記第２の波形の最大値または最小値のうち時間的に早い方の値に対応する時刻を基準時刻としたとき、
前記波形特性値検出部による前記第１の波形の波形特性値の検出は、前記サンプリング部によりサンプリングされた前記波形データのうち前記基準時刻よりも前の時点からサンプリングされた前記波形データに基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項記載の検査対象物の状態評価装置。
前記評価部は、前記打撃力検出波形の波形特性値が予め定められた第２のしきい値未満であるときに前記検査対象物の状態の評価を中止する、
ことを特徴とする請求項６記載の検査対象物の状態評価装置。