振動伝搬特性算出装置及び振動伝搬特性算出方法
【課題】簡易な構成で建物内の振動伝搬特性の変化を常時監視する。
【解決手段】振動が発生する振動発生部位の近傍に配設した、振動伝搬特性を測定する基
準となる基準振動が発生したか否かを検出する基準振動検出手段１３と、所望の測定部位
に配設した、前記基準振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測定する振動測定手
段ＶＳｉｊと、前記基準振動検出手段１３が前記基準振動を検出したときに、前記基準振
動を表す基準振動データと前記伝搬振動データとを記憶する振動データ記憶手段２１と、
前記振動データ記憶手段に記憶した前記基準振動データと前記伝搬振動データとに基づい
て前記測定部位での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出手段２０とを備えている。
【解決手段】振動が発生する振動発生部位の近傍に配設した、振動伝搬特性を測定する基
準となる基準振動が発生したか否かを検出する基準振動検出手段１３と、所望の測定部位
に配設した、前記基準振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測定する振動測定手
段ＶＳｉｊと、前記基準振動検出手段１３が前記基準振動を検出したときに、前記基準振
動を表す基準振動データと前記伝搬振動データとを記憶する振動データ記憶手段２１と、
前記振動データ記憶手段に記憶した前記基準振動データと前記伝搬振動データとに基づい
て前記測定部位での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出手段２０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、戸建て住宅やマンション、オフィスビル等の建物の振動伝搬特性を算出する
振動伝搬特性算出装置及び振動伝搬特性算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、戸建て住宅やマンション、オフィスビル等の建物での耐震強度が重要な関心事と
なっている。
このような建物の耐震強度を診断するために、戸建て建物の重心部の真上に当たる２階
部分に起振機を配置し、この起振機でＸ及びＹ方向に夫々震度１〜２に相当する２〜８ｇ
ａｌの加速度で起振させて、建物に適宜配置した震度計等の加速度センサで振動を検出し
、その特性を記録し、記録した特性から建物の共振周波数を求めることにより、動的耐震
強度を推定するようにした起振診断に基づく耐震補強方法が知られている（例えば、特許
文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３３２３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、耐震強度を診断するた
めに、起振機を重心位置の真上に配置し、この起振機によって震度１〜２に相当する加速
度の起振を行う必要があり、耐震診断が大掛かりとなると共に、耐震強度、すなわち振動
伝搬特性の変化を常時監視することができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、簡易な
構成で建物内の振動伝搬特性の変化を常時監視することができる振動伝搬特性測定装置及
び振動伝搬特性測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、振動
が発生する振動発生部位の近傍に配設した、振動伝搬特性を測定する基準となる基準振動
が発生したか否かを検出する基準振動検出手段と、所望の測定部位に配設した、前記基準
振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測定する振動測定手段と、前記基準振動検
出手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振動を表す基準振動データと前記伝搬
振動データとを記憶する振動データ記憶手段と、前記振動データ記憶手段に記憶した前記
基準振動データと前記伝搬振動データとに基づいて前記測定部位での振動伝搬特性を算出
する振動伝搬特性算出手段とを備えたことを特徴としている。
【０００５】
この第１の形態では、例えば建物内における例えば開閉ドア、洗濯機等の振動発生部位
の近傍に配設した基準振動検出手段で基準振動を検出し、この基準振動を検出したときに
、建物内の所望の測定部位に配設した振動測定手段で基準振動から伝搬した振動を表す伝
搬振動データを測定し、基準振動データ及び伝搬振動データを振動データ記憶手段に記憶
し、記憶した基準振動データ及び伝搬振動データに基づいて振動伝搬特性を測定するので
、別途起振機を設けることなく常時振動伝搬特性を測定することができる。
【０００６】
また、本発明の第２の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、上記第１の形態において、
前記振動発生部位は開閉ドアの近傍であることを特徴としている。
この第２の形態では、開閉ドアの近傍に基準振動検出手段を配設するので、開閉ドアの
開閉が行われる毎に基準振動を検出することができ、振動伝搬特性の変化を監視すること
ができる。
【０００７】
さらに、本発明の第３の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、上記第１又は第２の形態
において、前記振動伝搬特性算出手段は、前記基準振動データ及び前記伝搬振動データを
フーリエ変換し、前記フーリエ変換の演算結果を用いて、前記基準振動データ及び前記伝
搬振動データのパワースペクトル及びクロススペクトルを算出し、算出された前記パワー
スペクトル及び前記クロススペクトルを用いて、前記振動発生部位と前記測定部位との間
の伝達関数を算出することにより、前記振動伝搬特性を算出することを特徴としている。
【０００８】
この第３の形態では、振動伝搬特性の算出を、前記基準振動データ及び前記伝搬振動デ
ータをフーリエ変換し、前記フーリエ変換の演算結果を用いて、前記基準振動データ及び
前記伝搬振動データのパワースペクトル及びクロススペクトルを算出し、算出された前記
パワースペクトル及び前記クロススペクトルを用いて、前記振動発生部位と前記測定部位
との間の伝達関数を算出することにより行うので、基準振動検出手段及び各測定部位の振
動測定手段との間の伝達関数を正確に算出することができる。
【０００９】
さらにまた、本発明の第４の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、前記第１〜第３の形
態の何れか１つにおいて、前記振動データ記憶手段は、所定期間のうち前記基準振動が最
大のときの前記基準振動データ及び前記伝搬振動データとを記憶するように構成されてい
ることを特徴としている。
この第４の形態では、振動データ記憶手段で、１日、半日、数時間等の所定期間の測定
データのうち基準振動データが最大のときの基準振動データ及び伝搬振動データを記憶す
るようにしているので、振動解析が可能となる大きな基準振動が発生したときのデータを
記憶することにより、振動データ記憶手段の記憶容量を小さくすることができる。
【００１０】
なおさらに、本発明の第５の形態に係る振動伝搬特性算出方法は、振動が発生する振動
発生部位の近傍に配設した振動検出手段と、所望の測定部位に配設した測定手段と、記憶
手段と、演算手段とを備えた振動伝搬特性算出装置を用いた振動伝搬特性算出方法であっ
て、前記振動検出手段が、振動伝搬特性を測定する基準となる基準振動が発生したか否か
を検出する基準振動検出ステップと、前記測定手段が、前記基準振動から伝搬した振動を
表す伝搬振動データを測定する振動測定ステップと、前記記憶手段が、前記基準振動検出
手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振動を表す基準振動データと前記伝搬振
動データとを記憶する振動データ記憶ステップと、前記演算手段が、前記振動データ記憶
ステップで記憶した前記基準振動データと前記伝搬振動データとに基づいて前記測定部位
での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出ステップとを有することを特徴としている
。
この第５の形態では、前記第１の形態と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用し得る例えばマンションの間取り図であって、玄関１に開閉自在
な右開きの玄関ドア２が配設されていると共に、玄関１の両脇にダイニングルーム３及び
リビングルーム４が設置され、ダイニングルーム３の奥側にキッチン５が配置され、リビ
ングルーム４の奥側に寝室６が配設され、キッチン５と寝室６との間に浴室７が配置され
た構成とされている。
【００１２】
玄関ドア２は、図２に示すように、躯体に配設された玄関ドア枠２ａとこの玄関ドア枠
２ａにヒンジ２ｂによって回動自在に支持された玄関ドア本体２ｃとで構成されている。
ここで、玄関ドア本体２ｃには、その上部に例えばジャイロセンサで構成される角速度セ
ンサ１１が内装されていると共に、加速度センサ１２が内装されている。
また、玄関ドア枠２ａのヒンジ２ｂとは反対側の戸当り面２ｄの近傍における躯体８に
玄関ドア本体２ｃが戸当り面２ｄに衝接したときに生じる振動を基準振動として検出する
例えば加速度センサで構成される基準振動検出手段としての基準振動センサ１３が配設さ
れている。
【００１３】
一方、耐震強度変化を監視したいダイニングルーム３、リビングルーム４、キッチン５
、寝室６及び浴室７の夫々には、例えば４隅の耐震強度測定部位における躯体を構成する
柱部や梁部に振動を測定する振動測定手段としての例えば加速度センサで構成される振動
センサＶＳ１１〜ＶＳ１４、ＶＳ２１〜ＶＳ２４、ＶＳ３１〜ＶＳ３４、ＶＳ４１〜ＶＳ
４４、ＶＳ５１〜ＶＳ５４が配設されている。ここで、基準振動センサ１３及び振動セン
サＶＳ１１〜ＶＳ１４、ＶＳ２１〜ＶＳ２４、ＶＳ３１〜ＶＳ３４、ＶＳ４１〜ＶＳ４４
、ＶＳ５１〜ＶＳ５４の夫々は、検出した基準振動データ及び伝搬振動データを一時格納
するバッファメモリを備えており、このバッファメモリに少なくとも振動が発生してから
収束するまでの伝搬振動データが一時格納される。
【００１４】
そして、図３に示すように、玄関ドア本体２ｃに取付けられた角速度センサ１１及び加
速度センサ１２で検出した検出データと、玄関１の躯体８に配設した基準振動センサ１３
で検出した基準振動データ及び各部屋に設置された振動センサＶＳｉｊ（ｉ＝１〜５，ｊ
＝１〜４）で測定した伝搬振動データとが、マイクロコンピュータ等で構成される演算処
理装置２０に入力されている。この演算処理装置２０には、基準振動データ、各伝搬振動
データ等を記憶する不揮発性メモリで構成される振動データ記憶手段としての記憶装置２
１が接続されている。
【００１５】
そして、演算処理装置２０では、図４に示す振動伝搬特性監視処理を実行する。
この振動伝搬特性監視処理は、先ず、ステップＳ１で、玄関ドア本体２ｃに取付けられ
た角速度センサ１１及び加速度センサ１２で検出した角速度データ及び加速度データを読
込み、次いでステップＳ２に移行して、玄関ドア本体２ｃが閉操作状態であるか否かを表
すドア閉操作フラグＦ１が“１”にセットされているか否かを判定し、ドア閉操作フラグ
Ｆ１が“０”にリセットされているときにはステップＳ３に移行して、ステップＳ１で読
込んだ角速度データ及び加速度データに基づいて玄関ドア本体２ｃが閉操作されているか
否かを判定し、玄関ドア本体２ｃが閉操作されていないときにはそのまま前記ステップＳ
１に戻り、玄関ドア本体２ｃが閉操作されているときにはステップＳ４に移行して、ドア
閉操作フラグＦ１を“１”にセットしてからステップＳ５に移行する。
【００１６】
また、前記ステップＳ２の判定結果が、ドア閉操作フラグＦ１が“１”にセットされて
いるときには直接ステップＳ５にジャンプする。
ステップＳ５では、ステップＳ１で読込んだ玄関ドア本体２ｃの角速度データ及び加速
度データに基づいて玄関ドア本体２ｃが閉じたか否かを判定し、玄関ドア本体２ｃが閉じ
ていないときにはそのまま前記ステップＳ１に戻り、玄関ドア本体２ｃが閉じたときには
ステップＳ６に移行する。
【００１７】
このステップＳ６では、基準振動センサ１３のバッファメモリに格納されている基準振
動データを読込み、次いでステップＳ７に移行して、玄関ドア本体２ｃが戸当り面２ｄに
衝接することにより発生する基準振動を検出したか否かを判定し、基準振動を検出してい
ないときには、前記ステップＳ１に戻り、基準振動を検出したときにはステップＳ８に移
行する。
【００１８】
このステップＳ８では、基準振動が発生した年月日を含む時刻データを読込み、次いで
ステップＳ９に移行して、ドア閉操作フラグＦ１を“０”にリセットしてからステップＳ
１０に移行し、基準振動センサ１３で基準振動を検出してから振動伝達時間が一番遅い振
動センサで基準振動に基づく振動を測定し終わるまでの所定時間が経過したか否かを判定
し、所定時間が経過していないときには所定時間が経過するまで待機し、所定時間が経過
したときにはステップＳ１１に移行して、基準振動センサ１３及び各振動センサＶＳｉｊ
のバッファメモリから基準振動データ及び各伝搬振動データを読込み、これら基準振動デ
ータ及び各伝搬振動データを前記ステップＳ８で読込んだ時刻データをインデックスとし
て記憶装置２１に記憶する。
【００１９】
次いで、ステップＳ１２に移行して、記憶装置２１に記憶されている基準振動データ及
び各耐震強度測定部位における伝搬振動データを読出し、基準振動データの発生時刻と各
振動センサＶＳｉｊで振動の測定を開始した時刻と各伝搬振動データとから基準振動がど
のように伝搬したかを解析し、解析データに基づいて各部屋の振動伝搬特性を算出する。
この振動伝搬特性の算出は、基準振動データ及び伝搬振動データを個別にフーリエ変換し
てから基準振動データ及び伝搬振動データのパワースペクトルを算出すると共に、基準振
動データ及び伝搬振動データのクロススペクトルを算出し、算出したパワースペクトル及
びクロススペクトルに基づいて伝達関数Ｈｉｊを算出することにより行う。
【００２０】
すなわち、基準振動センサ１３で検出した基準振動データをＡ／Ｄ変換した時系列信号
をＡ（ｔ）として各振動センサＶＳｉｊで測定した伝搬振動データをＡ／Ｄ変換した時系
列信号をＢ（ｔ）とすると、これら時系列信号Ａ（ｔ）及びＢ（ｔ）のフーリエ変換した
値ＦA及びＦBは下記（１）式及び（２）式で表される。
【００２１】
【数１】
【００２２】
これらはフーリエ変換値ＦA及びＦBに基づいてパワースペクトルＧAA，ＧBB及びクロス
パワースペクトルＧBAは下記（３）〜（５）式で算出される。
ＧAA＝ＦA（ｆ）・ＦA*（ｆ） …………（３）
ＧBB＝ＦB（ｆ）・ＦB*（ｆ） …………（４）
ＧBA＝ＦB（ｆ）・ＦA*（ｆ） …………（５）
そして、算出されたパワースペクトルＧAAとクロスパワースペクトルＧBAとに基づいて
下記（６）式の演算を行うことにより基準振動センサ１３と振動センサＶＳｉｊとの間の
伝達関数Ｈｉｊを算出することができる。
Ｈｉｊ＝ＦB（ｆ）／ＦA（ｆ）＝ＧBA／ＧAA …………（６）
【００２３】
次いで、ステップＳ１３に移行して、算出した各部屋の振動センサＶＳｉｊと基準振動
センサ１３との間の伝達関数Ｈｉｊで表される振動伝搬特性を前記ステップＳ７で読込ん
だ時刻データをインデックスとして記憶装置２１に記憶してから前記ステップＳ１に戻る
。
【００２４】
また、演算処理装置２０では、これに接続されたキーボードやマウス等の入力装置２２
から振動伝搬特性監視結果を演算処理装置２０に接続された液晶表示装置等の表示装置２
３で表示する監視結果表示要求が入力されたときに、図５に示す監視結果表示処理を実行
する。この監視結果表示処理は、先ず、ステップＳ２１で、表示する監視結果の態様を選
択する監視結果表示メニューを表示装置２３に表示する。この監視結果表示メニューには
、図６に示すように、入力装置２２で指定した時刻の前後における各部屋の振動伝搬特性
を表示する指定時刻前後特性表示を選択する表示選択部３１と、各部屋の振動伝搬特性の
全履歴を表示する全履歴表示を選択する表示選択部３２と、月単位或いは年単位の各部屋
の平均振動伝搬特性を算出して月単位又は年単位での平均振動伝搬特性表示を選択する表
示選択部３３と、表示終了処理を選択する表示選択部３４と、監視結果表示メニューを表
示する表示選択部３５等が表示される。
【００２５】
次いで、ステップＳ２２に移行して、監視結果表示メニューから指定時刻前後特性表示
処理を行う表示選択部３１が選択されたか否かを判定し、表示選択部３１が選択されたと
きにはステップＳ２３に移行して、指定時刻の入力要求メッセージを表示装置２３に表示
し、次いでステップＳ２４に移行して、指定時刻が入力されたか否かを判定し、指定時刻
が入力されていないときには指定時刻が入力されるまで待機し、指定時刻が入力されたと
きにはステップＳ２５に移行する。
【００２６】
このステップＳ２５では、指定された時刻を挟む前後における各部屋の振動伝搬特性を
記憶装置２１から読出し、両者を表示装置２３に並列表示してからステップＳ２６に移行
して、入力装置２２で表示終了要求処理を行う表示選択部３４が選択されたか否かを判定
し、表示選択部３４が選択されたときにはそのまま監視結果表示処理を終了し、表示終了
要求が入力されていないときにはステップＳ２７に移行して、監視結果表示メニュー表示
処理を行う表示選択部３５が選択されたか否かを判定し、表示選択部３５が選択されてい
ないときには前記ステップＳ２６に戻り、表示選択部３５が選択されたときに前記ステッ
プＳ２１に戻る。
【００２７】
一方、前記ステップＳ２２の判定結果が、表示選択部３１が選択されていないときには
ステップＳ２８に移行して、振動伝搬特性の全履歴の表示処理を行う表示選択部３２が選
択されているか否かを判定し、表示選択部３２が選択されているときにはステップＳ２９
に移行して、記憶装置２１に記憶されている各部屋の振動伝搬特性を時刻順次に全て読出
し、読出順に各部屋の振動伝搬特性を順次表示装置２３に所定時間間隔でスクロール表示
してからステップＳ３０に移行して、表示終了要求を表す表示選択部３４が選択されたか
否かを判定し、表示選択部３４が選択されたときにはそのまま監視結果表示処理を終了し
、表示選択部３４が選択されていないときにはステップＳ３１に移行して、監視結果表示
メニュー表示を選択する表示選択部３５が選択されたか否かを判定し、表示選択部３５が
選択されないときには前記ステップＳ２９に戻り、表示選択部３５が選択されたときには
前記ステップＳ２１に戻る。
【００２８】
さらに、前記ステップＳ２８の判定結果が、表示選択部３２が選択されていないときに
はステップＳ３０に移行して、平均振動伝搬特性表示処理を行う表示選択部３３が選択さ
れているか否かを判定し、表示選択部３３が選択されているときには、ステップＳ３３に
移行して、例えば週単位、月単位、年単位の平均する期間を選択する平均期間選択メニュ
ーを表示し、次いでステップＳ３４に移行して、平均期間選択メニューから平均期間が選
択されたか否かを判定し、平均期間が選択されていないときには平均期間が選択されるま
で待機し、平均期間が選択されたときにはステップＳ３５に移行して、選択された平均期
間で記憶装置２１に記憶されている各部屋の振動伝搬特性を平均処理して平均処理結果を
表示装置２３に表示してからステップＳ３６に移行する。
【００２９】
このステップＳ３６では、表示終了要求処理を表す表示選択部３４が選択されたか否か
を判定し、表示選択部３４が選択されたときにはそのまま監視結果表示処理を終了し、表
示選択部３４が選択されていないときにはステップＳ３７に移行して、監視結果表示メニ
ューの表示処理を行う表示選択部３４が選択されたか否かを判定し、表示選択部３５が選
択されていないときには前記ステップＳ３６に戻り、表示選択部３５が選択されていると
きには前記ステップＳ２１に戻る。
【００３０】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、玄関ドア本体２ｃが閉じられているものとすると、この状態では、玄関ドア本体２
ｃに取付けられた角速度センサ１１及び加速度センサ１２から検出信号が得られず、図４
の振動伝搬特性監視処理で、ドア開閉フラグＦ１が“０”にリセットされているものとす
ると、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、玄関ドア本体２ｃが閉じられているので
、そのままステップＳ１に戻ることを繰り返し、振動伝搬特性の測定は行われない。
【００３１】
この状態から居住者が玄関ドア本体２ｃを開いてから閉じると、角速度センサ１１及び
加速度センサ１２から玄関ドア本体２ｃの開閉操作に応じて異なる符号の角速度データ及
び加速度データが出力されることにより、これら角速度データ及び加速度データから玄関
ドア本体２ｃの閉操作を検出することができる。このため、玄関ドア本体２ｃの閉操作を
検出したときに、ステップＳ３からステップＳ４に移行して開操作フラグＦ１を“１”に
セットし、次いでステップＳ６で基準振動センサ１３のバッファメモリに記憶されている
基準振動データを読込み、ステップＳ７で、玄関ドア本体２ｃが玄関ドア枠２ａの戸当り
面２ｄに衝接することによる振動を基準振動として検出したか否かを判定し、基準振動を
検出していない場合には前記ステップＳ１に戻る。
【００３２】
その後、玄関ドア本体２ｃが閉じられて、玄関ドア枠２ａの戸当り面２ｄに衝接すると
、このときに生じる振動が基準振動センサ１３で検出されることになり、図４の処理にお
いてステップＳ７からステップＳ８に移行して、年月日を含む基準振動発生時刻を読込み
、次いでステップＳ９でドア閉操作フラグＦ１を“０”にリセットしてからステップＳ１
０に移行する。
【００３３】
この基準振動が発生することにより、躯体を振動が伝搬して各部屋の振動測定センサＶ
Ｓｉｊに到達し、伝搬された振動が振動測定センサＶＳｉｊで測定されてバッファメモリ
に記憶される。
その後、基準振動が発生してから一番遅く振動が伝達される振動測定センサＶＳｉｊま
での振動伝達時間より長い所定時間が経過した時点でステップＳ１０からステップＳ１１
に移行して、基準振動センサ１３で検出してバッファメモリに記憶されている基準振動デ
ータ及び各部屋の振動測定センサＶＳｉｊで測定されてバッファメモリに記憶されている
伝搬振動データを読込み、これらを前記ステップＳ８で読込んだ基準振動発生時刻データ
をインデックスとして記憶装置２１に記憶する。
【００３４】
そして、ステップＳ１２に移行して、記憶装置２１に記憶されている基準振動データ及
び伝搬振動データを読出し、これら基準振動データ及び各伝搬振動データをフーリエ変換
してからパワースペクトル及びクロスパワースペクトルを算出することにより、各部屋の
振動測定センサＶＳｉｊ位置と基準振動センサ１３との間の伝達特性Ｈｉｊを算出し、次
いでステップＳ１３に移行して、算出した各伝達特性Ｈｉｊを振動伝搬特性として記憶装
置２１に基準振動発生時刻をインデックスとして記憶する。
【００３５】
このように、玄関ドア本体２ｃを開操作してから閉じて、玄関ドア本体２ｃが戸当り面
２ｄに衝接することにより発生する基準振動を基準振動センサ１３で検出すると共に、発
生した基準振動が躯体を伝搬して各部屋の振動測定センサＶＳｉｊに到達したときに、そ
の振動を振動測定センサＶＳｉｊで測定するので、別途起振機を設けることなく常時基準
振動センサ１３と各部屋の振動測定センサＶＳｉｊとの間の振動伝搬特性を測定すること
ができる。
【００３６】
しかも、図４の振動伝搬特性監視処理で、玄関ドア本体２ｃが閉操作されてから閉じた
後に発生する基準振動に基づいて振動伝搬特性を測定するので、基準振動センサ１３で玄
関ドア本体２ｃによる振動以外の振動を検出したとしても、振動伝搬特性の測定を行うこ
とを確実に防止することができ、玄関ドア本体２ｃを閉じたときに発生する基準振動のみ
に基づいて振動伝搬特性を測定するので、正確な振動伝搬特性の測定を行うことができる
。
【００３７】
また、玄関ドア本体２ｃが玄関ドア枠２ａの戸当り面２ｄに衝接したときに発生する振
動を基準振動としているので、一般に玄関ドア枠２ａは建物を構成する躯体に直接取付け
られているので、玄関ドア本体２ｃを閉じることにより発生する基準振動が躯体を通じて
各部屋に確実に伝搬することになり、各部屋で振動伝搬特性を正確に測定することができ
る。
【００３８】
さらに、記憶装置２１に玄関ドア本体２ｃを開閉する毎に測定した基準振動データ及び
各部屋の伝搬振動データを記憶しているので、記憶されている基準振動データ及び各部屋
の伝搬振動データを読出して、詳しい振動伝搬解析を行うことができる。
このように、記憶装置２１に玄関ドア本体２ｃを開閉する毎に基準振動センサ１３と各
部屋の振動測定センサＶＳｉｊとの間の伝達関数Ｈｉｊでなる振動伝搬特性が基準振動発
生時刻をインデックスとして記憶されているので、所望時に入力装置２２から監視結果表
示要求を演算処理装置２０に入力することにより、図５に示す監視結果表示処理を実行さ
せて監視結果を表示することができる。
【００３９】
このとき、先ず、図６に示す監視結果表示メニューが表示装置２３に表示され、表示さ
れた監視結果表示メニューから所望の表示処理を選択することにより、監視結果を表示装
置２３に表示することができる。
例えば、比較的大きな地震が発生して、その前後の各部屋の振動伝搬特性の変化を確認
したいときには、図６の監視結果表示メニューから指定時刻前後特性表示処理を行う表示
選択部３１を選択することにより、地震発生時刻の前後で玄関ドア本体２ｃを開閉したと
きの各部屋の振動伝搬特性を表示装置２３に表示することができ、地震発生時刻の前後の
各部屋の振動伝搬特性を比較することにより、地震の影響が生じているか否かを正確に把
握することができると共に、地震の影響を受けている部位を正確に特定することができる
。このとき、より詳しく振動伝搬特性を解析したいときには、記憶装置２１に記憶されて
いる地震発生時刻の前後の基準振動データ及び各部屋の伝搬振動データを読出し、これら
に基づいてより詳しい分析を行うことにより、より詳しい振動伝搬特性の分析を行うこと
ができる。
【００４０】
また、振動伝搬特性の経時変化を確認したい場合には、監視結果表示メニューから平均
振動伝搬特性表示処理を行う表示選択部３３を選択し、所望の平均期間を選択することに
より、平均期間での振動伝搬特性の平均値が算出され、算出された振動伝搬特性の平均値
が順次表示装置２３に表示されることにより、この振動伝搬特性の平均値の変化から建物
の劣化状態を正確に把握することができる。
【００４１】
さらに、より詳しく振動伝搬特性の変化を確認したい場合には、監視結果表示メニュー
から振動伝搬特性の全履歴の表示処理を行う表示選択部３２を選択することにより、記憶
装置２１に記憶されている過去の玄関ドア開閉時の全ての基準振動データ及び各部屋の伝
搬振動データを表示装置２３にスクロール表示することができるので、振動伝搬特性の変
化をより詳細に検討することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、玄関ドア本体２ｃを開閉する毎に、基準振動データ及
び各部屋の伝搬振動データを記憶装置２１に記憶する場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、記憶装置２１に記憶されている現在から過去１週間分程度の基準
振動データ及び各部屋の伝搬振動データは保存するが、それ以前の基準振動データ及び各
部屋の伝搬振動データについては例えば１日分や１週間分等の任意の期間内で基準振動デ
ータが最大となる基準振動データ及びこれに応じた各部屋の伝搬振動データについてのみ
保存するようにして記憶装置２１の記憶容量を低減させるようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態においては、玄関ドア本体２ｃが閉じたときに発生する振動を基準
振動とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、各部屋の出入り口
に配設されている開閉ドアを閉じたときに発生する振動をその近傍に配設した基準振動セ
ンサで検出するようにしてもよく、さらには開閉ドアに限らず洗濯機のように振動を発生
する機器の近傍に基準振動センサを配設して基準振動として検出するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、上記実施形態においては、本発明をマンションに適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、戸建て住宅やオフィスビル等の任意の建物に本発
明を適用することができる。
さらにまた、振動センサとしては加速度センサに限らず、衝撃センサ、角速度センサ、
振動計等の任意の振動センサを適用することができる。
【００４５】
なおさらに、上記実施形態においては、基準振動検出手段として基準振動センサ１３を
設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、玄関ドア本体２ｃに角
速度センサ１１及び加速度センサ１２を設けているので、これら角速度センサ１１及び加
速度センサ１２の検出信号に基づいて玄関ドア本体２ｃが戸当り面２ｄに衝接したときに
発生する基準振動データを推定することができ、推定した基準振動データと各部屋の振動
測定センサＶＳｉｊの伝搬振動データとに基づいて振動伝搬特性を算出するようにしても
よい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、各部屋に振動測定センサＶＳｉｊを４つ設けた場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、振動測定センサの数は任意に設定す
ることができると共に、振動測定センサの設置位置も任意の振動測定部位に設定すること
ができる。
さらに、上記実施形態においては、演算処理装置２０、記憶装置２１、入力装置２２及
び表示装置２３が住居内に配設されている場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、角速度センサ１１、加速度センサ１２、基準振動センサ１３及び振動測定セ
ンサＶＳ１１〜ＶＳ５４を住居内ネットワークに接続し、この住居内ネットワークを例え
ばインターネット等の外部ネットワークを介して演算処理装置２０の機能を有するサーバ
に接続して、サーバで振動伝搬特性監視処理及び監視結果表示処理を行うようにしてもよ
く、サーバで信徒を伝搬特性監視処理のみを行い、住居内に設けたパーソナルコンピュー
タをサーバに接続して監視結果表示処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用し得るマンションの間取り図である。
【図２】玄関ドアの詳細を示す斜視図である。
【図３】本発明の電気的接続関係を示すブロック図である。
【図４】図３の演算処理装置で実行する振動伝搬特性監視処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図３の演算処理装置で実行する監視結果表示処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】監視結果表示メニューの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…玄関、２…玄関ドア、２ａ…玄関ドア枠、２ｂ…ヒンジ、２ｃ…玄関ドア本体、２
ｄ…戸当り面、３…ダイニングルーム、４…リビングルーム、５…キッチン、６…寝室、
７…浴室、１１…角速度センサ、１２…加速度センサ、１３…基準振動センサ、ＶＳｉｊ
…振動測定センサ、２０…演算処理装置、２１…記憶装置、２２…入力装置、２３…表示
装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、戸建て住宅やマンション、オフィスビル等の建物の振動伝搬特性を算出する
振動伝搬特性算出装置及び振動伝搬特性算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、戸建て住宅やマンション、オフィスビル等の建物での耐震強度が重要な関心事と
なっている。
このような建物の耐震強度を診断するために、戸建て建物の重心部の真上に当たる２階
部分に起振機を配置し、この起振機でＸ及びＹ方向に夫々震度１〜２に相当する２〜８ｇ
ａｌの加速度で起振させて、建物に適宜配置した震度計等の加速度センサで振動を検出し
、その特性を記録し、記録した特性から建物の共振周波数を求めることにより、動的耐震
強度を推定するようにした起振診断に基づく耐震補強方法が知られている（例えば、特許
文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３３２３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、耐震強度を診断するた
めに、起振機を重心位置の真上に配置し、この起振機によって震度１〜２に相当する加速
度の起振を行う必要があり、耐震診断が大掛かりとなると共に、耐震強度、すなわち振動
伝搬特性の変化を常時監視することができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、簡易な
構成で建物内の振動伝搬特性の変化を常時監視することができる振動伝搬特性測定装置及
び振動伝搬特性測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、振動
が発生する振動発生部位の近傍に配設した、振動伝搬特性を測定する基準となる基準振動
が発生したか否かを検出する基準振動検出手段と、所望の測定部位に配設した、前記基準
振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測定する振動測定手段と、前記基準振動検
出手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振動を表す基準振動データと前記伝搬
振動データとを記憶する振動データ記憶手段と、前記振動データ記憶手段に記憶した前記
基準振動データと前記伝搬振動データとに基づいて前記測定部位での振動伝搬特性を算出
する振動伝搬特性算出手段とを備えたことを特徴としている。
【０００５】
この第１の形態では、例えば建物内における例えば開閉ドア、洗濯機等の振動発生部位
の近傍に配設した基準振動検出手段で基準振動を検出し、この基準振動を検出したときに
、建物内の所望の測定部位に配設した振動測定手段で基準振動から伝搬した振動を表す伝
搬振動データを測定し、基準振動データ及び伝搬振動データを振動データ記憶手段に記憶
し、記憶した基準振動データ及び伝搬振動データに基づいて振動伝搬特性を測定するので
、別途起振機を設けることなく常時振動伝搬特性を測定することができる。
【０００６】
また、本発明の第２の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、上記第１の形態において、
前記振動発生部位は開閉ドアの近傍であることを特徴としている。
この第２の形態では、開閉ドアの近傍に基準振動検出手段を配設するので、開閉ドアの
開閉が行われる毎に基準振動を検出することができ、振動伝搬特性の変化を監視すること
ができる。
【０００７】
さらに、本発明の第３の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、上記第１又は第２の形態
において、前記振動伝搬特性算出手段は、前記基準振動データ及び前記伝搬振動データを
フーリエ変換し、前記フーリエ変換の演算結果を用いて、前記基準振動データ及び前記伝
搬振動データのパワースペクトル及びクロススペクトルを算出し、算出された前記パワー
スペクトル及び前記クロススペクトルを用いて、前記振動発生部位と前記測定部位との間
の伝達関数を算出することにより、前記振動伝搬特性を算出することを特徴としている。
【０００８】
この第３の形態では、振動伝搬特性の算出を、前記基準振動データ及び前記伝搬振動デ
ータをフーリエ変換し、前記フーリエ変換の演算結果を用いて、前記基準振動データ及び
前記伝搬振動データのパワースペクトル及びクロススペクトルを算出し、算出された前記
パワースペクトル及び前記クロススペクトルを用いて、前記振動発生部位と前記測定部位
との間の伝達関数を算出することにより行うので、基準振動検出手段及び各測定部位の振
動測定手段との間の伝達関数を正確に算出することができる。
【０００９】
さらにまた、本発明の第４の形態に係る振動伝搬特性算出装置は、前記第１〜第３の形
態の何れか１つにおいて、前記振動データ記憶手段は、所定期間のうち前記基準振動が最
大のときの前記基準振動データ及び前記伝搬振動データとを記憶するように構成されてい
ることを特徴としている。
この第４の形態では、振動データ記憶手段で、１日、半日、数時間等の所定期間の測定
データのうち基準振動データが最大のときの基準振動データ及び伝搬振動データを記憶す
るようにしているので、振動解析が可能となる大きな基準振動が発生したときのデータを
記憶することにより、振動データ記憶手段の記憶容量を小さくすることができる。
【００１０】
なおさらに、本発明の第５の形態に係る振動伝搬特性算出方法は、振動が発生する振動
発生部位の近傍に配設した振動検出手段と、所望の測定部位に配設した測定手段と、記憶
手段と、演算手段とを備えた振動伝搬特性算出装置を用いた振動伝搬特性算出方法であっ
て、前記振動検出手段が、振動伝搬特性を測定する基準となる基準振動が発生したか否か
を検出する基準振動検出ステップと、前記測定手段が、前記基準振動から伝搬した振動を
表す伝搬振動データを測定する振動測定ステップと、前記記憶手段が、前記基準振動検出
手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振動を表す基準振動データと前記伝搬振
動データとを記憶する振動データ記憶ステップと、前記演算手段が、前記振動データ記憶
ステップで記憶した前記基準振動データと前記伝搬振動データとに基づいて前記測定部位
での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出ステップとを有することを特徴としている
。
この第５の形態では、前記第１の形態と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用し得る例えばマンションの間取り図であって、玄関１に開閉自在
な右開きの玄関ドア２が配設されていると共に、玄関１の両脇にダイニングルーム３及び
リビングルーム４が設置され、ダイニングルーム３の奥側にキッチン５が配置され、リビ
ングルーム４の奥側に寝室６が配設され、キッチン５と寝室６との間に浴室７が配置され
た構成とされている。
【００１２】
玄関ドア２は、図２に示すように、躯体に配設された玄関ドア枠２ａとこの玄関ドア枠
２ａにヒンジ２ｂによって回動自在に支持された玄関ドア本体２ｃとで構成されている。
ここで、玄関ドア本体２ｃには、その上部に例えばジャイロセンサで構成される角速度セ
ンサ１１が内装されていると共に、加速度センサ１２が内装されている。
また、玄関ドア枠２ａのヒンジ２ｂとは反対側の戸当り面２ｄの近傍における躯体８に
玄関ドア本体２ｃが戸当り面２ｄに衝接したときに生じる振動を基準振動として検出する
例えば加速度センサで構成される基準振動検出手段としての基準振動センサ１３が配設さ
れている。
【００１３】
一方、耐震強度変化を監視したいダイニングルーム３、リビングルーム４、キッチン５
、寝室６及び浴室７の夫々には、例えば４隅の耐震強度測定部位における躯体を構成する
柱部や梁部に振動を測定する振動測定手段としての例えば加速度センサで構成される振動
センサＶＳ１１〜ＶＳ１４、ＶＳ２１〜ＶＳ２４、ＶＳ３１〜ＶＳ３４、ＶＳ４１〜ＶＳ
４４、ＶＳ５１〜ＶＳ５４が配設されている。ここで、基準振動センサ１３及び振動セン
サＶＳ１１〜ＶＳ１４、ＶＳ２１〜ＶＳ２４、ＶＳ３１〜ＶＳ３４、ＶＳ４１〜ＶＳ４４
、ＶＳ５１〜ＶＳ５４の夫々は、検出した基準振動データ及び伝搬振動データを一時格納
するバッファメモリを備えており、このバッファメモリに少なくとも振動が発生してから
収束するまでの伝搬振動データが一時格納される。
【００１４】
そして、図３に示すように、玄関ドア本体２ｃに取付けられた角速度センサ１１及び加
速度センサ１２で検出した検出データと、玄関１の躯体８に配設した基準振動センサ１３
で検出した基準振動データ及び各部屋に設置された振動センサＶＳｉｊ（ｉ＝１〜５，ｊ
＝１〜４）で測定した伝搬振動データとが、マイクロコンピュータ等で構成される演算処
理装置２０に入力されている。この演算処理装置２０には、基準振動データ、各伝搬振動
データ等を記憶する不揮発性メモリで構成される振動データ記憶手段としての記憶装置２
１が接続されている。
【００１５】
そして、演算処理装置２０では、図４に示す振動伝搬特性監視処理を実行する。
この振動伝搬特性監視処理は、先ず、ステップＳ１で、玄関ドア本体２ｃに取付けられ
た角速度センサ１１及び加速度センサ１２で検出した角速度データ及び加速度データを読
込み、次いでステップＳ２に移行して、玄関ドア本体２ｃが閉操作状態であるか否かを表
すドア閉操作フラグＦ１が“１”にセットされているか否かを判定し、ドア閉操作フラグ
Ｆ１が“０”にリセットされているときにはステップＳ３に移行して、ステップＳ１で読
込んだ角速度データ及び加速度データに基づいて玄関ドア本体２ｃが閉操作されているか
否かを判定し、玄関ドア本体２ｃが閉操作されていないときにはそのまま前記ステップＳ
１に戻り、玄関ドア本体２ｃが閉操作されているときにはステップＳ４に移行して、ドア
閉操作フラグＦ１を“１”にセットしてからステップＳ５に移行する。
【００１６】
また、前記ステップＳ２の判定結果が、ドア閉操作フラグＦ１が“１”にセットされて
いるときには直接ステップＳ５にジャンプする。
ステップＳ５では、ステップＳ１で読込んだ玄関ドア本体２ｃの角速度データ及び加速
度データに基づいて玄関ドア本体２ｃが閉じたか否かを判定し、玄関ドア本体２ｃが閉じ
ていないときにはそのまま前記ステップＳ１に戻り、玄関ドア本体２ｃが閉じたときには
ステップＳ６に移行する。
【００１７】
このステップＳ６では、基準振動センサ１３のバッファメモリに格納されている基準振
動データを読込み、次いでステップＳ７に移行して、玄関ドア本体２ｃが戸当り面２ｄに
衝接することにより発生する基準振動を検出したか否かを判定し、基準振動を検出してい
ないときには、前記ステップＳ１に戻り、基準振動を検出したときにはステップＳ８に移
行する。
【００１８】
このステップＳ８では、基準振動が発生した年月日を含む時刻データを読込み、次いで
ステップＳ９に移行して、ドア閉操作フラグＦ１を“０”にリセットしてからステップＳ
１０に移行し、基準振動センサ１３で基準振動を検出してから振動伝達時間が一番遅い振
動センサで基準振動に基づく振動を測定し終わるまでの所定時間が経過したか否かを判定
し、所定時間が経過していないときには所定時間が経過するまで待機し、所定時間が経過
したときにはステップＳ１１に移行して、基準振動センサ１３及び各振動センサＶＳｉｊ
のバッファメモリから基準振動データ及び各伝搬振動データを読込み、これら基準振動デ
ータ及び各伝搬振動データを前記ステップＳ８で読込んだ時刻データをインデックスとし
て記憶装置２１に記憶する。
【００１９】
次いで、ステップＳ１２に移行して、記憶装置２１に記憶されている基準振動データ及
び各耐震強度測定部位における伝搬振動データを読出し、基準振動データの発生時刻と各
振動センサＶＳｉｊで振動の測定を開始した時刻と各伝搬振動データとから基準振動がど
のように伝搬したかを解析し、解析データに基づいて各部屋の振動伝搬特性を算出する。
この振動伝搬特性の算出は、基準振動データ及び伝搬振動データを個別にフーリエ変換し
てから基準振動データ及び伝搬振動データのパワースペクトルを算出すると共に、基準振
動データ及び伝搬振動データのクロススペクトルを算出し、算出したパワースペクトル及
びクロススペクトルに基づいて伝達関数Ｈｉｊを算出することにより行う。
【００２０】
すなわち、基準振動センサ１３で検出した基準振動データをＡ／Ｄ変換した時系列信号
をＡ（ｔ）として各振動センサＶＳｉｊで測定した伝搬振動データをＡ／Ｄ変換した時系
列信号をＢ（ｔ）とすると、これら時系列信号Ａ（ｔ）及びＢ（ｔ）のフーリエ変換した
値ＦA及びＦBは下記（１）式及び（２）式で表される。
【００２１】
【数１】
【００２２】
これらはフーリエ変換値ＦA及びＦBに基づいてパワースペクトルＧAA，ＧBB及びクロス
パワースペクトルＧBAは下記（３）〜（５）式で算出される。
ＧAA＝ＦA（ｆ）・ＦA*（ｆ） …………（３）
ＧBB＝ＦB（ｆ）・ＦB*（ｆ） …………（４）
ＧBA＝ＦB（ｆ）・ＦA*（ｆ） …………（５）
そして、算出されたパワースペクトルＧAAとクロスパワースペクトルＧBAとに基づいて
下記（６）式の演算を行うことにより基準振動センサ１３と振動センサＶＳｉｊとの間の
伝達関数Ｈｉｊを算出することができる。
Ｈｉｊ＝ＦB（ｆ）／ＦA（ｆ）＝ＧBA／ＧAA …………（６）
【００２３】
次いで、ステップＳ１３に移行して、算出した各部屋の振動センサＶＳｉｊと基準振動
センサ１３との間の伝達関数Ｈｉｊで表される振動伝搬特性を前記ステップＳ７で読込ん
だ時刻データをインデックスとして記憶装置２１に記憶してから前記ステップＳ１に戻る
。
【００２４】
また、演算処理装置２０では、これに接続されたキーボードやマウス等の入力装置２２
から振動伝搬特性監視結果を演算処理装置２０に接続された液晶表示装置等の表示装置２
３で表示する監視結果表示要求が入力されたときに、図５に示す監視結果表示処理を実行
する。この監視結果表示処理は、先ず、ステップＳ２１で、表示する監視結果の態様を選
択する監視結果表示メニューを表示装置２３に表示する。この監視結果表示メニューには
、図６に示すように、入力装置２２で指定した時刻の前後における各部屋の振動伝搬特性
を表示する指定時刻前後特性表示を選択する表示選択部３１と、各部屋の振動伝搬特性の
全履歴を表示する全履歴表示を選択する表示選択部３２と、月単位或いは年単位の各部屋
の平均振動伝搬特性を算出して月単位又は年単位での平均振動伝搬特性表示を選択する表
示選択部３３と、表示終了処理を選択する表示選択部３４と、監視結果表示メニューを表
示する表示選択部３５等が表示される。
【００２５】
次いで、ステップＳ２２に移行して、監視結果表示メニューから指定時刻前後特性表示
処理を行う表示選択部３１が選択されたか否かを判定し、表示選択部３１が選択されたと
きにはステップＳ２３に移行して、指定時刻の入力要求メッセージを表示装置２３に表示
し、次いでステップＳ２４に移行して、指定時刻が入力されたか否かを判定し、指定時刻
が入力されていないときには指定時刻が入力されるまで待機し、指定時刻が入力されたと
きにはステップＳ２５に移行する。
【００２６】
このステップＳ２５では、指定された時刻を挟む前後における各部屋の振動伝搬特性を
記憶装置２１から読出し、両者を表示装置２３に並列表示してからステップＳ２６に移行
して、入力装置２２で表示終了要求処理を行う表示選択部３４が選択されたか否かを判定
し、表示選択部３４が選択されたときにはそのまま監視結果表示処理を終了し、表示終了
要求が入力されていないときにはステップＳ２７に移行して、監視結果表示メニュー表示
処理を行う表示選択部３５が選択されたか否かを判定し、表示選択部３５が選択されてい
ないときには前記ステップＳ２６に戻り、表示選択部３５が選択されたときに前記ステッ
プＳ２１に戻る。
【００２７】
一方、前記ステップＳ２２の判定結果が、表示選択部３１が選択されていないときには
ステップＳ２８に移行して、振動伝搬特性の全履歴の表示処理を行う表示選択部３２が選
択されているか否かを判定し、表示選択部３２が選択されているときにはステップＳ２９
に移行して、記憶装置２１に記憶されている各部屋の振動伝搬特性を時刻順次に全て読出
し、読出順に各部屋の振動伝搬特性を順次表示装置２３に所定時間間隔でスクロール表示
してからステップＳ３０に移行して、表示終了要求を表す表示選択部３４が選択されたか
否かを判定し、表示選択部３４が選択されたときにはそのまま監視結果表示処理を終了し
、表示選択部３４が選択されていないときにはステップＳ３１に移行して、監視結果表示
メニュー表示を選択する表示選択部３５が選択されたか否かを判定し、表示選択部３５が
選択されないときには前記ステップＳ２９に戻り、表示選択部３５が選択されたときには
前記ステップＳ２１に戻る。
【００２８】
さらに、前記ステップＳ２８の判定結果が、表示選択部３２が選択されていないときに
はステップＳ３０に移行して、平均振動伝搬特性表示処理を行う表示選択部３３が選択さ
れているか否かを判定し、表示選択部３３が選択されているときには、ステップＳ３３に
移行して、例えば週単位、月単位、年単位の平均する期間を選択する平均期間選択メニュ
ーを表示し、次いでステップＳ３４に移行して、平均期間選択メニューから平均期間が選
択されたか否かを判定し、平均期間が選択されていないときには平均期間が選択されるま
で待機し、平均期間が選択されたときにはステップＳ３５に移行して、選択された平均期
間で記憶装置２１に記憶されている各部屋の振動伝搬特性を平均処理して平均処理結果を
表示装置２３に表示してからステップＳ３６に移行する。
【００２９】
このステップＳ３６では、表示終了要求処理を表す表示選択部３４が選択されたか否か
を判定し、表示選択部３４が選択されたときにはそのまま監視結果表示処理を終了し、表
示選択部３４が選択されていないときにはステップＳ３７に移行して、監視結果表示メニ
ューの表示処理を行う表示選択部３４が選択されたか否かを判定し、表示選択部３５が選
択されていないときには前記ステップＳ３６に戻り、表示選択部３５が選択されていると
きには前記ステップＳ２１に戻る。
【００３０】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、玄関ドア本体２ｃが閉じられているものとすると、この状態では、玄関ドア本体２
ｃに取付けられた角速度センサ１１及び加速度センサ１２から検出信号が得られず、図４
の振動伝搬特性監視処理で、ドア開閉フラグＦ１が“０”にリセットされているものとす
ると、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、玄関ドア本体２ｃが閉じられているので
、そのままステップＳ１に戻ることを繰り返し、振動伝搬特性の測定は行われない。
【００３１】
この状態から居住者が玄関ドア本体２ｃを開いてから閉じると、角速度センサ１１及び
加速度センサ１２から玄関ドア本体２ｃの開閉操作に応じて異なる符号の角速度データ及
び加速度データが出力されることにより、これら角速度データ及び加速度データから玄関
ドア本体２ｃの閉操作を検出することができる。このため、玄関ドア本体２ｃの閉操作を
検出したときに、ステップＳ３からステップＳ４に移行して開操作フラグＦ１を“１”に
セットし、次いでステップＳ６で基準振動センサ１３のバッファメモリに記憶されている
基準振動データを読込み、ステップＳ７で、玄関ドア本体２ｃが玄関ドア枠２ａの戸当り
面２ｄに衝接することによる振動を基準振動として検出したか否かを判定し、基準振動を
検出していない場合には前記ステップＳ１に戻る。
【００３２】
その後、玄関ドア本体２ｃが閉じられて、玄関ドア枠２ａの戸当り面２ｄに衝接すると
、このときに生じる振動が基準振動センサ１３で検出されることになり、図４の処理にお
いてステップＳ７からステップＳ８に移行して、年月日を含む基準振動発生時刻を読込み
、次いでステップＳ９でドア閉操作フラグＦ１を“０”にリセットしてからステップＳ１
０に移行する。
【００３３】
この基準振動が発生することにより、躯体を振動が伝搬して各部屋の振動測定センサＶ
Ｓｉｊに到達し、伝搬された振動が振動測定センサＶＳｉｊで測定されてバッファメモリ
に記憶される。
その後、基準振動が発生してから一番遅く振動が伝達される振動測定センサＶＳｉｊま
での振動伝達時間より長い所定時間が経過した時点でステップＳ１０からステップＳ１１
に移行して、基準振動センサ１３で検出してバッファメモリに記憶されている基準振動デ
ータ及び各部屋の振動測定センサＶＳｉｊで測定されてバッファメモリに記憶されている
伝搬振動データを読込み、これらを前記ステップＳ８で読込んだ基準振動発生時刻データ
をインデックスとして記憶装置２１に記憶する。
【００３４】
そして、ステップＳ１２に移行して、記憶装置２１に記憶されている基準振動データ及
び伝搬振動データを読出し、これら基準振動データ及び各伝搬振動データをフーリエ変換
してからパワースペクトル及びクロスパワースペクトルを算出することにより、各部屋の
振動測定センサＶＳｉｊ位置と基準振動センサ１３との間の伝達特性Ｈｉｊを算出し、次
いでステップＳ１３に移行して、算出した各伝達特性Ｈｉｊを振動伝搬特性として記憶装
置２１に基準振動発生時刻をインデックスとして記憶する。
【００３５】
このように、玄関ドア本体２ｃを開操作してから閉じて、玄関ドア本体２ｃが戸当り面
２ｄに衝接することにより発生する基準振動を基準振動センサ１３で検出すると共に、発
生した基準振動が躯体を伝搬して各部屋の振動測定センサＶＳｉｊに到達したときに、そ
の振動を振動測定センサＶＳｉｊで測定するので、別途起振機を設けることなく常時基準
振動センサ１３と各部屋の振動測定センサＶＳｉｊとの間の振動伝搬特性を測定すること
ができる。
【００３６】
しかも、図４の振動伝搬特性監視処理で、玄関ドア本体２ｃが閉操作されてから閉じた
後に発生する基準振動に基づいて振動伝搬特性を測定するので、基準振動センサ１３で玄
関ドア本体２ｃによる振動以外の振動を検出したとしても、振動伝搬特性の測定を行うこ
とを確実に防止することができ、玄関ドア本体２ｃを閉じたときに発生する基準振動のみ
に基づいて振動伝搬特性を測定するので、正確な振動伝搬特性の測定を行うことができる
。
【００３７】
また、玄関ドア本体２ｃが玄関ドア枠２ａの戸当り面２ｄに衝接したときに発生する振
動を基準振動としているので、一般に玄関ドア枠２ａは建物を構成する躯体に直接取付け
られているので、玄関ドア本体２ｃを閉じることにより発生する基準振動が躯体を通じて
各部屋に確実に伝搬することになり、各部屋で振動伝搬特性を正確に測定することができ
る。
【００３８】
さらに、記憶装置２１に玄関ドア本体２ｃを開閉する毎に測定した基準振動データ及び
各部屋の伝搬振動データを記憶しているので、記憶されている基準振動データ及び各部屋
の伝搬振動データを読出して、詳しい振動伝搬解析を行うことができる。
このように、記憶装置２１に玄関ドア本体２ｃを開閉する毎に基準振動センサ１３と各
部屋の振動測定センサＶＳｉｊとの間の伝達関数Ｈｉｊでなる振動伝搬特性が基準振動発
生時刻をインデックスとして記憶されているので、所望時に入力装置２２から監視結果表
示要求を演算処理装置２０に入力することにより、図５に示す監視結果表示処理を実行さ
せて監視結果を表示することができる。
【００３９】
このとき、先ず、図６に示す監視結果表示メニューが表示装置２３に表示され、表示さ
れた監視結果表示メニューから所望の表示処理を選択することにより、監視結果を表示装
置２３に表示することができる。
例えば、比較的大きな地震が発生して、その前後の各部屋の振動伝搬特性の変化を確認
したいときには、図６の監視結果表示メニューから指定時刻前後特性表示処理を行う表示
選択部３１を選択することにより、地震発生時刻の前後で玄関ドア本体２ｃを開閉したと
きの各部屋の振動伝搬特性を表示装置２３に表示することができ、地震発生時刻の前後の
各部屋の振動伝搬特性を比較することにより、地震の影響が生じているか否かを正確に把
握することができると共に、地震の影響を受けている部位を正確に特定することができる
。このとき、より詳しく振動伝搬特性を解析したいときには、記憶装置２１に記憶されて
いる地震発生時刻の前後の基準振動データ及び各部屋の伝搬振動データを読出し、これら
に基づいてより詳しい分析を行うことにより、より詳しい振動伝搬特性の分析を行うこと
ができる。
【００４０】
また、振動伝搬特性の経時変化を確認したい場合には、監視結果表示メニューから平均
振動伝搬特性表示処理を行う表示選択部３３を選択し、所望の平均期間を選択することに
より、平均期間での振動伝搬特性の平均値が算出され、算出された振動伝搬特性の平均値
が順次表示装置２３に表示されることにより、この振動伝搬特性の平均値の変化から建物
の劣化状態を正確に把握することができる。
【００４１】
さらに、より詳しく振動伝搬特性の変化を確認したい場合には、監視結果表示メニュー
から振動伝搬特性の全履歴の表示処理を行う表示選択部３２を選択することにより、記憶
装置２１に記憶されている過去の玄関ドア開閉時の全ての基準振動データ及び各部屋の伝
搬振動データを表示装置２３にスクロール表示することができるので、振動伝搬特性の変
化をより詳細に検討することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、玄関ドア本体２ｃを開閉する毎に、基準振動データ及
び各部屋の伝搬振動データを記憶装置２１に記憶する場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、記憶装置２１に記憶されている現在から過去１週間分程度の基準
振動データ及び各部屋の伝搬振動データは保存するが、それ以前の基準振動データ及び各
部屋の伝搬振動データについては例えば１日分や１週間分等の任意の期間内で基準振動デ
ータが最大となる基準振動データ及びこれに応じた各部屋の伝搬振動データについてのみ
保存するようにして記憶装置２１の記憶容量を低減させるようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態においては、玄関ドア本体２ｃが閉じたときに発生する振動を基準
振動とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、各部屋の出入り口
に配設されている開閉ドアを閉じたときに発生する振動をその近傍に配設した基準振動セ
ンサで検出するようにしてもよく、さらには開閉ドアに限らず洗濯機のように振動を発生
する機器の近傍に基準振動センサを配設して基準振動として検出するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、上記実施形態においては、本発明をマンションに適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、戸建て住宅やオフィスビル等の任意の建物に本発
明を適用することができる。
さらにまた、振動センサとしては加速度センサに限らず、衝撃センサ、角速度センサ、
振動計等の任意の振動センサを適用することができる。
【００４５】
なおさらに、上記実施形態においては、基準振動検出手段として基準振動センサ１３を
設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、玄関ドア本体２ｃに角
速度センサ１１及び加速度センサ１２を設けているので、これら角速度センサ１１及び加
速度センサ１２の検出信号に基づいて玄関ドア本体２ｃが戸当り面２ｄに衝接したときに
発生する基準振動データを推定することができ、推定した基準振動データと各部屋の振動
測定センサＶＳｉｊの伝搬振動データとに基づいて振動伝搬特性を算出するようにしても
よい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、各部屋に振動測定センサＶＳｉｊを４つ設けた場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、振動測定センサの数は任意に設定す
ることができると共に、振動測定センサの設置位置も任意の振動測定部位に設定すること
ができる。
さらに、上記実施形態においては、演算処理装置２０、記憶装置２１、入力装置２２及
び表示装置２３が住居内に配設されている場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、角速度センサ１１、加速度センサ１２、基準振動センサ１３及び振動測定セ
ンサＶＳ１１〜ＶＳ５４を住居内ネットワークに接続し、この住居内ネットワークを例え
ばインターネット等の外部ネットワークを介して演算処理装置２０の機能を有するサーバ
に接続して、サーバで振動伝搬特性監視処理及び監視結果表示処理を行うようにしてもよ
く、サーバで信徒を伝搬特性監視処理のみを行い、住居内に設けたパーソナルコンピュー
タをサーバに接続して監視結果表示処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用し得るマンションの間取り図である。
【図２】玄関ドアの詳細を示す斜視図である。
【図３】本発明の電気的接続関係を示すブロック図である。
【図４】図３の演算処理装置で実行する振動伝搬特性監視処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図３の演算処理装置で実行する監視結果表示処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】監視結果表示メニューの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…玄関、２…玄関ドア、２ａ…玄関ドア枠、２ｂ…ヒンジ、２ｃ…玄関ドア本体、２
ｄ…戸当り面、３…ダイニングルーム、４…リビングルーム、５…キッチン、６…寝室、
７…浴室、１１…角速度センサ、１２…加速度センサ、１３…基準振動センサ、ＶＳｉｊ
…振動測定センサ、２０…演算処理装置、２１…記憶装置、２２…入力装置、２３…表示
装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動が発生する振動発生部位の近傍に配設した、振動伝搬特性を測定する基準となる基
準振動が発生したか否かを検出する基準振動検出手段と、
所望の測定部位に配設した、前記基準振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測
定する振動測定手段と、
前記基準振動検出手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振動を表す基準振動
データと前記伝搬振動データとを記憶する振動データ記憶手段と、
前記振動データ記憶手段に記憶した前記基準振動データと前記伝搬振動データとに基づ
いて前記測定部位での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出手段と
を備えたことを特徴とする振動伝搬特性算出装置。
【請求項２】
前記振動発生部位は開閉ドアの近傍であることを特徴とする請求項１に記載の振動伝搬
特性算出装置。
【請求項３】
前記振動伝搬特性算出手段は、前記基準振動データ及び前記伝搬振動データをフーリエ
変換し、前記フーリエ変換の演算結果を用いて、前記基準振動データ及び前記伝搬振動デ
ータのパワースペクトル及びクロススペクトルを算出し、算出された前記パワースペクト
ル及び前記クロススペクトルを用いて、前記振動発生部位と前記測定部位との間の伝達関
数を算出することにより、前記振動伝搬特性を算出することを特徴とする請求項１または
２に記載の振動伝搬特性算出装置。
【請求項４】
前記振動データ記憶手段は、所定期間のうち前記基準振動が最大のときの前記基準振動
データ及び前記伝搬振動データとを記憶するように構成されていることを特徴とする請求
項１乃至３の何れか１項に記載の振動伝搬特性算出装置。
【請求項５】
振動が発生する振動発生部位の近傍に配設した振動検出手段と、所望の測定部位に配設
した測定手段と、記憶手段と、演算手段とを備えた振動伝搬特性算出装置を用いた振動伝
搬特性算出方法であって、
前記振動検出手段が、振動伝搬特性を測定する基準となる基準振動が発生したか否かを
検出する基準振動検出ステップと、
前記測定手段が、前記基準振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測定する振動
測定ステップと、
前記記憶手段が、前記基準振動検出手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振
動を表す基準振動データと前記伝搬振動データとを記憶する振動データ記憶ステップと、
前記演算手段が、前記振動データ記憶ステップで記憶した前記基準振動データと前記伝
搬振動データとに基づいて前記測定部位での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出ス
テップと
を有することを特徴とする振動伝搬特性算出方法。
【請求項１】
振動が発生する振動発生部位の近傍に配設した、振動伝搬特性を測定する基準となる基
準振動が発生したか否かを検出する基準振動検出手段と、
所望の測定部位に配設した、前記基準振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測
定する振動測定手段と、
前記基準振動検出手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振動を表す基準振動
データと前記伝搬振動データとを記憶する振動データ記憶手段と、
前記振動データ記憶手段に記憶した前記基準振動データと前記伝搬振動データとに基づ
いて前記測定部位での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出手段と
を備えたことを特徴とする振動伝搬特性算出装置。
【請求項２】
前記振動発生部位は開閉ドアの近傍であることを特徴とする請求項１に記載の振動伝搬
特性算出装置。
【請求項３】
前記振動伝搬特性算出手段は、前記基準振動データ及び前記伝搬振動データをフーリエ
変換し、前記フーリエ変換の演算結果を用いて、前記基準振動データ及び前記伝搬振動デ
ータのパワースペクトル及びクロススペクトルを算出し、算出された前記パワースペクト
ル及び前記クロススペクトルを用いて、前記振動発生部位と前記測定部位との間の伝達関
数を算出することにより、前記振動伝搬特性を算出することを特徴とする請求項１または
２に記載の振動伝搬特性算出装置。
【請求項４】
前記振動データ記憶手段は、所定期間のうち前記基準振動が最大のときの前記基準振動
データ及び前記伝搬振動データとを記憶するように構成されていることを特徴とする請求
項１乃至３の何れか１項に記載の振動伝搬特性算出装置。
【請求項５】
振動が発生する振動発生部位の近傍に配設した振動検出手段と、所望の測定部位に配設
した測定手段と、記憶手段と、演算手段とを備えた振動伝搬特性算出装置を用いた振動伝
搬特性算出方法であって、
前記振動検出手段が、振動伝搬特性を測定する基準となる基準振動が発生したか否かを
検出する基準振動検出ステップと、
前記測定手段が、前記基準振動から伝搬した振動を表す伝搬振動データを測定する振動
測定ステップと、
前記記憶手段が、前記基準振動検出手段が前記基準振動を検出したときに、前記基準振
動を表す基準振動データと前記伝搬振動データとを記憶する振動データ記憶ステップと、
前記演算手段が、前記振動データ記憶ステップで記憶した前記基準振動データと前記伝
搬振動データとに基づいて前記測定部位での振動伝搬特性を算出する振動伝搬特性算出ス
テップと
を有することを特徴とする振動伝搬特性算出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２２３４０４（Ｐ２００８−２２３４０４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６６３３３（Ｐ２００７−６６３３３）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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