JP2000039369A

JP2000039369A - 張力測定装置

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Publication number: JP2000039369A
Application number: JP10207500A
Authority: JP
Inventors: Toru Sakatani; 亨坂谷; Hiroki Ueda; 宏樹上田; Hideo Utsuno; 秀夫宇津野; Masafumi Yamanaka; 雅史山中; Kazumitsu Nakamura; 和光中村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-02-08
Anticipated expiration: 2018-07-23
Also published as: JP4008109B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単および安価な構成で帯状体１の表面を傷
つけることなく張力および張力バランスを高精度に求め
る。【解決手段】長手方向の２点の位置で第１ロール８お
よび第２ロール９により支持された帯状体１の振動を計
測することにより張力を測定するものである。帯状体１
の変位量を非接触で検出する非接触変位計３と、非接触
変位計３からの変位量を基にして幅方向右側および幅方
向左側の変位量信号の１次固有振動数をそれぞれ求め、
これら１次固有振動数を基にして幅方向右側および幅方
向左側の張力をそれぞれ求めると共に、これら張力を平
均化して総張力を求める張力演算器４とを有している。
非接触変位計３は、幅方向右側および幅方向左側に配置
されていると共に、幅方向中央部に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銅板等の帯状体の
振動を計測することにより帯状体の張力および幅方向の
張力バランスを測定する張力測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、銅板やアルミ板、鋼板等の帯状
体の通板もしくは巻き取りは、帯状体の走行経路上の前
後にロールをそれぞれ配置し、各ロールで帯状体を挟持
しながら送り出すと共に、所定の張力を帯状体に付与す
ることにより行われる。この際、ロール間における張力
の変動や幅方向の張力バランスの崩れが生じた場合に
は、帯状体の走行が不安定になったり、巻きずれが起き
る等の問題が生じる。また、圧延工程の製造ラインにお
いては、圧延ロールの出入り口で張力の変動や幅方向の
張力バランスの崩れが生じると、帯状体の板厚が変動す
るという問題が生じる。

【０００３】従って、帯状体の製造ラインにおいては、
張力および幅方向の張力バランスを知ることが生産性や
品質を向上させる上で極めて重要なものとなっており、
従来から帯状体の張力および張力バランスを測定する各
種の方法が実施および提案されている。

【０００４】即ち、張力は、図９に示すように、走行す
る帯状体５１の上流側および下流側に案内ローラ５２を
配置して帯状体５１を支持し、案内ローラ５２間におい
て中間ロール５３を帯状体５１に押し当てる。そして、
中間ロール５３に生じた反力をロードセル５４で測定
し、ロードセル５４による測定値Ｆと走行角度αとを用
いて張力を求める方法が一般に採用されている。

【０００５】また、幅方向の張力バランスは、図１０に
示すように、帯状体５１の幅方向に配置した複数の変位
センサ５５により各配置箇所の固有振動数を測定し、こ
れらの測定値を基にして求める方法が提案されている
（特開昭６０−４６４０９号公報、特開平７−２１８３
５８号公報、特開平６−４３０５１号公報等）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、張力と張力バランスとの両者を得ようと
した場合、中間ロール５３やロードセル５４、変位セン
サ５５等の多くの機器が必要となって設備コストが高騰
すると共に、機器構成が複雑化するという問題がある。

【０００７】さらに、図９に示すように、従来の張力を
測定する方法では、中間ロール５３を帯状体５１に押し
当てて張力を測定したときに、中間ロール５３が帯状体
５１の表面に傷をつける場合がある。また、帯状体５１
が非常に小さな張力で走行している場合には、帯状体５
１の曲げ剛性によりロードセル５４に反力が生じるた
め、ロードセル５４の測定値Ｆを基にして得られる張力
Ｔに大きな誤差が生じることになる。

【０００８】そこで、本発明は、簡単および安価な構成
であると共に、帯状体５１の表面を傷つけることなく張
力および張力バランスを高精度に求めることができる張
力測定装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、長手方向の２点の位置で支持さ
れた帯状体の振動を計測することにより張力を測定する
張力測定装置であって、前記帯状体の変位量を非接触で
検出する変位量検出手段と、前記変位量検出手段からの
変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右側および幅
方向左側の１次固有振動数をそれぞれ求め、これら１次
固有振動数を基にして幅方向右側および幅方向左側の張
力をそれぞれ求めると共に、これら張力を平均化して総
張力を求める張力演算手段とを有していることを特徴と
している。

【００１０】上記の構成によれば、幅方向右側および幅
方向左側の変位量を基にして１次固有振動数をそれぞれ
求めた後、各１次固有振動数を用いて幅方向右側および
幅方向左側の張力を求めるため、これらの張力を用いて
幅方向における張力バランスを確認することができる。
また、張力を平均化して総張力を求めることによって、
帯状体の全体に生じている張力を得ることができる。そ
して、これらの総張力および張力バランスを求めるため
の変位量は、変位量検出手段により非接触で検出されて
いる。従って、従来のように中間ロールを帯状体に押し
当てて帯状体の張力を測定した場合には、帯状体の表面
に傷を生じさせたり、中間ロールの反力による検出精度
の低下を生じさせることになるが、上記の構成によれ
ば、帯状体の表面を傷つけることなく張力および張力バ
ランスを高精度に求めることができる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の張力測
定装置であって、前記変位量検出手段が幅方向右側およ
び幅方向左側にそれぞれ配置され、前記張力演算手段に
おいて、前記幅方向右側の変位量検出手段からの変位量
信号の周波数特性を基にして幅方向右側の１次固有振動
数を求め、前記幅方向左側の変位量検出手段からの変位
量信号の周波数特性を基にして幅方向左側の１次固有振
動数を求めることを特徴としている。上記の構成によれ
ば、変位量検出手段を幅方向右側および幅方向左側に配
置するという簡単および安価な構成で、帯状体の表面を
傷つけることなく張力および張力バランスを高精度に求
めることができる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２記載の張力測
定装置であって、さらに幅方向中央部に変位量検出手段
を有し、前記張力演算手段において、前記幅方向中央部
の変位量検出手段からの変位量信号の周波数特性を用い
て、前記幅方向右側および左側の変位量検出手段からの
変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右側および幅
方向左側の１次固有振動数をそれぞれ識別して求めるこ
とを特徴としている。上記の構成によれば、中央部に大
きな振れが発生することによって、右側、左側および中
央部の振れに対応する１次固有振動数がそれぞれ出現し
た場合であっても、中央部に配置した変位量検出手段か
ら得られた周波数特性により中央部に出現した１次固有
振動数であるか否かを識別し、さらに、右側および左側
の１次固有振動数を識別することができるため、結果と
して帯状体の張力および張力バランスを高精度に求める
ことができる。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１記載の張力測
定装置であって、前記変位量検出手段が前記帯状体の幅
方向中央部に配置され、前記張力演算手段において、前
記変位量検出手段からの変位量信号の周波数特性を基に
して幅方向右側の１次固有振動数および幅方向左側の１
次固有振動数を求めることを特徴としている。上記の構
成によれば、一つの変位量検出手段で右側および左側の
１次固有振動数を識別して帯状体の張力および張力バラ
ンスを高精度に求めることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図８に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る張
力測定装置は、図１に示すように、銅板やアルミ板、鋼
板等の帯状体１の製造ラインに適用されるようになって
いる。この製造ラインには、第１ロール８と第２ロール
９とが帯状体１の走行方向（長手方向）の前後（２点）
にそれぞれ配設されている。これらの各ロール８・９
は、任意の速度で回転駆動される駆動ローラ８ａ・９ａ
と、回転自在に設けられた従動ローラ８ｂ・９ｂとから
なっている。そして、両ロール８・９は、駆動ローラ８
ａ・９ａと従動ローラ８ｂ・９ｂとで帯状体１を挟持
し、図示しない制御装置により各駆動ローラ８ａ・９ａ
の回転速度が制御されることによって、両ロール８・９
間の帯状体１に所定の張力を付与しながら帯状体１を送
り出すようになっている。

【００１５】上記の帯状体１の張力は、本実施形態の張
力測定装置で測定されている。張力測定装置は、帯状体
１の振動を非接触で検出する複数の非接触変位計３を有
している。非接触変位計３は、帯状体１の幅方向におけ
る右側、中央部および左側の３箇所に配置されており、
各箇所の帯状体１の変位を検出するようになっている。
そして、幅方向右側および幅方向左側の非接触変位計３
・３は、帯状体１の張力の算出に使用される変位量を得
るために用いられる。一方、幅方向中央部の非接触変位
計３は、ロール８・９による２点間の支持間長さである
帯状体１の板長が帯状体１の板幅と略同一である場合
に、右側、中央部および左側で大きく振れる固有振動数
を判別するために使用される。尚、非接触変位計３とし
ては、光反射式の距離センサ等を挙げることができる。

【００１６】上記の各非接触変位計３は、張力演算器４
に接続されており、張力演算器４に対して変位量に対応
した変位信号を出力するようになっている。張力演算器
４は、図示しないＡ／Ｄ変換部や入出力部、記憶部、演
算部等を信号バスを介して接続した構成にされている。
Ａ／Ｄ変換部は、非接触変位計３からの変位信号を情報
処理に適したデジタル信号（変位データ）に変換して張
力演算器４内に取り込むようになっている。

【００１７】また、記憶部には、所定の計測時間内に得
られた全変位データを記憶する変位データ記憶領域が形
成されていると共に、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)
処理等の演算時に使用される演算データ領域が形成され
ている。さらに、記憶部には、変位データを基にして幅
方向右側および幅方向左側の張力を算出する図３の張力
算出ルーチンが記憶されている。尚、張力算出ルーチン
による張力の算出方法の詳細については後述する。ま
た、入出力部は、図示しない制御装置に接続されてお
り、求めた張力を制御装置に出力するようになってい
る。そして、制御装置は、張力が予め設定された目標張
力となるように、第１ロール８および第２ロール９の回
転速度をフィードバック制御するようになっている。

【００１８】上記の構成において、張力測定装置の動作
について説明する。先ず、帯状体１の前後を挟持する第
１ロール８および第２ロール９が回転駆動されることに
よって、走行する帯状体１に所定の張力が付与される。
これにより、帯状体１は、走行方向の両端が各ロール８
・９でそれぞれ支持された状態になっているため、両ロ
ール８・９間の中央部を振動の腹とした振動モードの１
次固有振動数ｆで振動する。そして、この帯状体１に付
与される張力Ｔと１次固有振動数ｆとは、（１）式の関
係を有することになる。

【００１９】Ｔ＝４Ｌ²ｆ²ρＡ・・・・（１）ここで、Ｔ：張力値、Ｌ：支持間長さ、ｆ：１次固有振
動数、ρ：帯状体比重、Ａ：帯状体断面積である。

【００２０】次に、帯状体１の振動が幅方向に配置され
た各非接触変位計３により計測され、右側、中央部およ
び左側における帯状体１の変位量を示す変位信号が張力
演算器４にそれぞれ出力される。この際、張力演算器４
は、図３の張力算出ルーチンを実行しており、張力演算
器４に出力された全ての変位信号は、Ａ／Ｄ変化部を介
してデジタル量の変位データに変換された後、記憶部に
順次格納される（Ｓ１）。そして、所定の計測時間が経
過したときに、この計測時間内に収集された全変位デー
タの中から、右側の非接触変位計３により得られた右側
変位データが記憶部から読み出され（Ｓ２）、これらの
右側変位データを用いて１次固有振動数検出処理が行わ
れる（Ｓ３）。

【００２１】即ち、図４の１次固有振動数検出ルーチン
が実行されることによって、右側変位データのＦＦＴ処
理が行われる。これにより、例えば図５に示すように、
整数倍の周波数毎にピーク値を有した振動の周波数成分
が得られることになる（Ｓ１１）。

【００２２】次に、得られた周波数成分の中から振幅が
最大となるピーク値が検出され、このピーク値が１次モ
ードピーク値ｆ１として選択される（Ｓ１２）。そし
て、選択された１次モードピーク値ｆ１に各モード変数
ｎ（例えばｎ＝２〜４）が積算され、１次モードピーク
値ｆ１に対して整数倍の２次〜４次モードピーク値ｆ２
〜ｆ４がそれぞれ算出される（Ｓ１３）。この後、ＦＦ
Ｔ処理で得られた周波数成分から、２次〜４次モードピ
ーク値ｆ２〜ｆ４の誤差Δｆ範囲内でのピーク値が検出
され（Ｓ１４）、各モードピーク値ｆ２〜ｆ４の誤差Δ
ｆ範囲内にピーク値が存在するか否かが判定される（Ｓ
１５）。

【００２３】周波数成分のピーク値が存在しない場合に
は（Ｓ１５，ＮＯ）、Ｓ１２で検出された最大のピーク
値の次に大きな振幅のピーク値が検出され、このピーク
値が新たな１次モードピーク値ｆ１として選択される
（Ｓ１６）。そして、この１次モードピーク値ｆ１を用
いてＳ１３から再実行される。

【００２４】一方、各モードピーク値ｆ２〜ｆ４に対応
した周波数成分のピーク値が存在する場合には（Ｓ１
５，ＹＥＳ）、選択された１次モードピーク値ｆ１が帯
状体１の１次固有振動数であると認識され、本ルーチン
が終了されて図３の張力算出ルーチンにリターンされ
る。

【００２５】上記の１次モードピーク値ｆ１は、右側変
位データを基にして求めたものであるため、図２に示す
ように、帯状体１の幅方向の右側における１次固有振動
数ｆ（＝ｆｒ）として認識される。そして、この１次固
有振動数ｆが上述の（１）式に代入されることによっ
て、帯状体１の幅方向右側に生じている右側張力Ｔｒが
算出される（Ｓ４）。

【００２６】次に、左側の非接触変位計３により得られ
た左側変位データが記憶部から読み出され（Ｓ５）、こ
れらの左側変位データを用いて１次固有振動数検出処理
が行われる（Ｓ６）。これにより、図４の１次固有振動
数検出ルーチンが上述と同様の動作により実行されるこ
とによって、例えば図６に示すように、左側変位データ
のＦＦＴ処理により整数倍の周波数毎にピーク値を有し
た振動の周波数成分が得られた後、１次モードピーク値
ｆ１が帯状体１の幅方向の左側における１次固有振動数
ｆ（＝ｆｌ）として求められる。そして、この１次固有
振動数ｆが上述の（１）式に代入されることによって、
帯状体１の幅方向左側に生じている左側張力Ｔｌが算出
される（Ｓ７）。

【００２７】上記のようにして右側張力Ｔｒおよび左側
張力Ｔｌが算出されると、これらの張力Ｔｒ・Ｔｌが張
力演算器４や図示しない制御装置の表示装置に数値や図
形として画面表示される。そして、帯状体１の幅方向の
不均一度が張力バランスとしてオペレータに報知される
ことによって、帯状体１の中のびや耳波の発生の有無の
確認に使用される（Ｓ８）。この後、右側張力Ｔｒと左
側張力Ｔｌとが平均化されることによって、総張力Ｔto
tal （＝〔Ｔｒ＋Ｔｌ〕／２）が算出される（Ｓ９）。

【００２８】次に、帯状体比重ρが８９００ｋｇ／
ｍ³、帯状体厚さが０．５ｍｍ、帯状体幅が１８８ｍｍ
の帯状体１に対して張力測定装置を適用し、総張力Ｔto
tal と、張力バランス（右側張力Ｔｒおよび左側張力Ｔ
ｌ）とを求めた。

【００２９】この結果、図５、図６、図７に示すような
周波数応答が幅方向の右側、中央部および左側において
それぞれ得られ、これらの周波数応答から幅方向右側に
おける１次固有振動数ｆ（＝ｆｒ）が２２．５Ｈｚ、幅
方向左側における１次固有振動数ｆ（＝ｆｒ）が１４．
５Ｈｚであるという測定結果が得られた。そして、これ
らの１次固有振動数ｆ（＝ｆｒ・ｆｌ）と、帯状体１の
条件とが上述の（１）式に代入されることによって、右
側張力Ｔｒ（４０３．２ｋｇｆ）と左側張力Ｔｌ（２８
２．４ｋｇｆ）とが求められた後、これら張力Ｔｒ・Ｔ
ｌが平均化されることによって、３４２．８ｋｇｆの総
張力Ｔtotal が得られた。

【００３０】一方、上記の帯状体１を歪みゲージにより
測定したところ、幅方向右側の張力が４１５ｋｇｆ、幅
方向左側の張力が２７２．３ｋｇｆ、総張力Ｔtotal が
３４３．７ｋｇｆであった。これにより、本実施形態の
張力測定装置は、歪みゲージを用いて帯状体１の幅方向
の右側および左側を測定した場合と略同等の測定精度で
総張力Ｔtotal および張力バランスを知ることができる
ものであることが確認された。

【００３１】以上のように、本実施形態の張力測定装置
は、図１に示すように、長手方向の２点の位置で第１ロ
ール８および第２ロール９により支持された帯状体１の
振動を計測することにより張力を測定する張力測定装置
であって、帯状体１の変位量を非接触で検出する変位量
検出手段（非接触変位計３）と、変位量検出手段からの
変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右側および幅
方向左側の１次固有振動数ｆをそれぞれ求め、これら１
次固有振動数ｆを基にして幅方向右側および幅方向左側
の張力をそれぞれ求めると共に、これら張力を平均化し
て総張力を求める張力演算手段（張力演算器４）とを有
した構成にされている。

【００３２】具体的には、変位量検出手段（非接触変位
計３）が幅方向右側および幅方向左側にそれぞれ配置さ
れ、張力演算手段において、幅方向右側の変位量検出手
段からの変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右側
の１次固有振動数ｆを求め、幅方向左側の変位量検出手
段からの変位量信号の周波数特性を基にして幅方向左側
の１次固有振動数ｆを求める構成にされている。

【００３３】そして、この構成によれば、変位量検出手
段を幅方向右側および幅方向左側に配置するという簡単
および安価な構成によって、帯状体１の表面を傷つける
ことなく張力および張力バランスを高精度に求めること
ができることになる。

【００３４】また、本実施形態の張力測定装置は、上記
の構成に加えて、さらに幅方向中央部に変位量検出手段
（非接触変位計３）を有し、張力演算手段（張力演算器
４）において、図８の１次固有振動数検出ルーチンによ
り１次固有振動数検出処理を行うことによって、幅方向
中央部の変位量検出手段からの変位量信号の周波数特性
を用いて、幅方向右側および左側の変位量検出手段から
の変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右側および
幅方向左側の１次固有振動数ｆをそれぞれ識別して求め
る構成にされていても良い。

【００３５】即ち、図８の１次固有振動数検出ルーチン
による１次固有振動数検出処理を具体的に説明すると、
図３の張力算出ルーチンにおいて右側変位データが読み
出された後、１次固有振動数検出処理として図８の１次
固有振動数検出ルーチンが実行される。これにより、右
側変位データの第１ＦＦＴ処理が行われ、例えば図５に
示すように、整数倍の周波数毎にピーク値を有した振動
の周波数成分が得られることになる（Ｓ２１）。

【００３６】次に、第１ＦＦＴ処理で得られた周波数成
分の中から振幅が最大となるピーク値が検出され、この
ピーク値が１次モードピーク値ｆ１として選択される
（Ｓ２２）。この後、中央部の非接触変位計３により検
出された中央部変位データが読み出され（Ｓ２３）、中
央部変位データについての第２ＦＦＴ処理が行われる
（Ｓ２４）。そして、Ｓ２２において選択された１次モ
ードピーク値ｆ１が第２ＦＦＴ処理で得られた周波数成
分の中で振幅が最大となるピーク値ｆ１’と一致するか
否かが判定される（Ｓ２５）。

【００３７】一致すると判定された場合には（Ｓ２５，
ＹＥＳ）、帯状体１の右側および左側に加えて中央部に
も大きな振れが存在していると認識され、Ｓ２２で選択
されたピーク値ｆ１が中央部で大きく振れる振動の１次
固有振動数であると認識される。尚、このような中央部
における大きな振れは、帯状体１の板幅と板長との比率
が１に近づく程、即ち、ロール８・９間の帯状体１が正
方形の形状に近づく程出現し易いものである。これによ
り、Ｓ２２で検出された最大のピーク値の次に大きな振
幅のピーク値が右側変位データの第１ＦＦＴ処理の結果
から検出され、このピーク値が新たな１次モードピーク
値ｆ１として選択される（Ｓ２６）。そして、このピー
ク値ｆ１を用いて上述のＳ２５が再実行される。

【００３８】次に、一致しないと判定された場合には
（Ｓ２５，ＮＯ）、１次モードピーク値ｆ１に各モード
変数ｎ（例えばｎ＝２〜４）が積算され、１次モードピ
ーク値ｆ１に対して整数倍の２次〜４次モードピーク値
ｆ２〜ｆ４がそれぞれ算出される（Ｓ２７）。この後、
ＦＦＴ処理で得られた周波数成分から、２次〜４次モー
ドピーク値ｆ２〜ｆ４の誤差Δｆ範囲内でのピーク値が
検出され（Ｓ２８）、各モードピーク値ｆ２〜ｆ４の誤
差Δｆ範囲内にピーク値が存在するか否かが判定される
（Ｓ２９）。

【００３９】周波数成分のピーク値が存在しない場合に
は（Ｓ２９，ＮＯ）、次に大きな振幅のピーク値が右側
変位データの第１ＦＦＴ処理の結果から検出され、この
ピーク値が新たな１次モードピーク値ｆ１として選択さ
れる（Ｓ２６）。そして、この１次モードピーク値ｆ１
を用いてＳ２５から再実行される。

【００４０】一方、各モードピーク値ｆ２〜ｆ４に対応
した周波数成分のピーク値が存在する場合には（Ｓ２
５，ＹＥＳ）、選択された１次モードピーク値ｆ１が帯
状体１の１次固有振動数であると認識され、本ルーチン
が終了されて図３の張力算出ルーチンにリターンされ
る。

【００４１】上記の構成によれば、幅方向中央部で大き
く振れる固有振動数ｆｃが出現した場合であっても、幅
方向右側および幅方向左側の１次固有振動数ｆをそれぞ
れ識別して帯状体１の張力および張力バランスを高精度
に求めることができることになる。

【００４２】即ち、例えば帯状体１の板幅が長くなって
板長との比率が小さくなると、幅方向の張力分布状態に
よっては、幅方向右側で大きく振れる固有振動数ｆｒや
幅方向左側で大きく振れる固有振動数ｆｌだけでなく、
幅方向中央部で大きく振れる固有振動数ｆｃが出現する
場合がある。これらの固有振動数ｆｒ・ｆｌ・ｆｃは、
図５、図６、図７の周波数分析結果のグラフにおいて、
ピーク部分として現れる。そして、中央部の固有振動数
ｆｃも両側の固有振動数ｆｒ・ｆｌと同様に、整数倍に
ピークを持っている。従って、幅方向の左側および右側
の２点での計測結果からのみでは、各固有振動数ｆｒ・
ｆｌ・ｆｃを判別することが困難になる場合がある。そ
こで、上記の構成のように、幅方向中央部に変位量検出
手段を配置すれば、この変位量検出手段からの変位量信
号の周波数特性を基にして中央部の固有振動数ｆｃであ
るか否かを判別することができるため、幅方向右側およ
び幅方向左側の変位量検出手段によりそれぞれの側の１
次固有振動数ｆｒ・ｆｌを容易に判別して得ることがで
きる。

【００４３】以上、本発明を好適な実施の形態に基づい
て説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲にお
いて変更が可能である。

【００４４】即ち、本実施形態においては、第１ロール
８と第２ロール９とで帯状体１１を挟持することによっ
て、帯状体１１を２点で支持するようになっているが、
帯状体１１の表面や裏面の一方面にロールを当接させる
ことにより支持するようになっていても良い。また、本
実施形態においては、非接触変位計３を幅方向の右側、
中央部および左側の３箇所に配置しているが、４箇所以
上に配置していても良いし、幅方向右側および幅方向左
側の２箇所に配置していても良い。

【００４５】さらに、張力測定装置は、変位量検出手段
（非接触変位計３）を帯状体１の幅方向中央部に配置
し、張力演算手段（張力演算器４）において、上記の変
位量検出手段からの変位量信号の周波数特性を基にして
幅方向右側の１次固有振動数ｆｒおよび幅方向左側の１
次固有振動数ｆｌを求めるように構成にされていても良
い。即ち、張力演算手段（張力演算器４）は、中央部に
配置された変位量検出手段からの変位量信号の周波数特
性から最大の１次モードピーク値ｆ１と次に大きな１次
モードピーク値ｆ１とを検出し、これら１次モードピー
ク値ｆ１・ｆ１をそれぞれ右側および左側の１次固有振
動数ｆｒ・ｆｌとして求めるようになっていても良い。
そして、この構成であれば、中央部に配置した変位量検
出手段のみで帯状体１の張力および張力バランスを求め
ることができる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明は、長手方向の２点の位
置で支持された帯状体の振動を計測することにより張力
を測定する張力測定装置であって、前記帯状体の変位量
を非接触で検出する変位量検出手段と、前記変位量検出
手段からの変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右
側および幅方向左側の１次固有振動数をそれぞれ求め、
これら１次固有振動数を基にして幅方向右側および幅方
向左側の張力をそれぞれ求めると共に、これら張力を平
均化して総張力を求める張力演算手段とを有している構
成である。

【００４７】上記の構成によれば、幅方向右側および幅
方向左側の変位量を基にして１次固有振動数をそれぞれ
求めた後、各１次固有振動数を用いて幅方向右側および
幅方向左側の張力を求めるため、これらの張力を用いて
幅方向における張力バランスを確認することができる。
また、張力を平均化して総張力を求めることによって、
帯状体の全体に生じている張力を得ることができる。そ
して、これらの総張力および張力バランスを求めるため
の変位量は、変位量検出手段により非接触で検出されて
いる。従って、従来のように中間ロールを帯状体に押し
当てて帯状体の張力を測定した場合には、帯状体の表面
に傷を生じさせたり、中間ロールの反力による検出精度
の低下を生じさせることになるが、上記の構成によれ
ば、帯状体の表面を傷つけることなく張力および張力バ
ランスを高精度に求めることができるという効果を奏す
る。

【００４８】請求項２の発明は、請求項１記載の張力測
定装置であって、前記変位量検出手段が幅方向右側およ
び幅方向左側にそれぞれ配置され、前記張力演算手段に
おいて、前記幅方向右側の変位量検出手段からの変位量
信号の周波数特性を基にして幅方向右側の１次固有振動
数を求め、前記幅方向左側の変位量検出手段からの変位
量信号の周波数特性を基にして幅方向左側の１次固有振
動数を求める構成である。上記の構成によれば、変位量
検出手段を幅方向右側および幅方向左側に配置するとい
う簡単および安価な構成で、帯状体の表面を傷つけるこ
となく張力および張力バランスを高精度に求めることが
できるという効果を奏する。

【００４９】請求項３の発明は、請求項２記載の張力測
定装置であって、さらに幅方向中央部に変位量検出手段
を有し、前記張力演算手段において、前記幅方向中央部
の変位量検出手段からの変位量信号の周波数特性を用い
て、前記幅方向右側および左側の変位量検出手段からの
変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右側および幅
方向左側の１次固有振動数をそれぞれ識別して求める構
成である。上記の構成によれば、中央部に大きな振れが
発生することによって、右側、左側および中央部の振れ
に対応する１次固有振動数がそれぞれ出現した場合であ
っても、中央部に配置した変位量検出手段から得られた
周波数特性により中央部に出現した１次固有振動数であ
るか否かを識別し、さらに、右側および左側の１次固有
振動数を識別することができるため、結果として帯状体
の張力および張力バランスを高精度に求めることができ
るという効果を奏する。

【００５０】請求項４の発明は、請求項１記載の張力測
定装置であって、前記変位量検出手段が前記帯状体の幅
方向中央部に配置され、前記張力演算手段において、前
記変位量検出手段からの変位量信号の周波数特性を基に
して幅方向右側の１次固有振動数および幅方向左側の１
次固有振動数を求める構成である。上記の構成によれ
ば、一つの変位量検出手段で右側および左側の１次固有
振動数を識別して帯状体の張力および張力バランスを高
精度に求めることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】張力測定装置の配置状態を示す説明図である。

【図２】帯状体と張力の関係を示す説明図である。

【図３】張力算出ルーチンのフローチャートである。

【図４】１次固有振動数検出ルーチンのフローチャート
である。

【図５】幅方向右側における周波数と変位との関係を示
すグラフである。

【図６】幅方向左側における周波数と変位との関係を示
すグラフである。

【図７】幅方向中央部における周波数と変位との関係を
示すグラフである。

【図８】１次固有振動数検出ルーチンのフローチャート
である。

【図９】従来の張力測定装置で張力を検出する状態を示
す説明図である。

【図１０】従来の張力測定装置の斜視図である。

【符号の説明】

１帯状体３非接触変位計４張力演算器８第１ロール９第２ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇津野秀夫兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者山中雅史山口県下関市長府港町14番１号株式会社神戸製鋼所長府製造所内 (72)発明者中村和光山口県下関市長府港町14番１号株式会社神戸製鋼所長府製造所内Ｆターム(参考） 2F051 AA13 AB04 AC01 AC09 CA00 3F105 AA08 AB11 BA01 DA02 DB11 DC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向の２点の位置で支持された帯状
体の振動を計測することにより張力を測定する張力測定
装置であって、前記帯状体の変位量を非接触で検出する変位量検出手段
と、前記変位量検出手段からの変位量信号の周波数特性を基
にして幅方向右側および幅方向左側の１次固有振動数を
それぞれ求め、これら１次固有振動数を基にして幅方向
右側および幅方向左側の張力をそれぞれ求めると共に、
これら張力を平均化して総張力を求める張力演算手段と
を有していることを特徴とする張力測定装置。
【請求項２】前記変位量検出手段が幅方向右側および
幅方向左側にそれぞれ配置され、前記張力演算手段において、前記幅方向右側の変位量検
出手段からの変位量信号の周波数特性を基にして幅方向
右側の１次固有振動数を求め、前記幅方向左側の変位量
検出手段からの変位量信号の周波数特性を基にして幅方
向左側の１次固有振動数を求めることを特徴とする請求
項１記載の張力測定装置。
【請求項３】さらに幅方向中央部に変位量検出手段を
有し、前記張力演算手段において、前記幅方向中央部の変位量
検出手段からの変位量信号の周波数特性を用いて、前記
幅方向右側および左側の変位量検出手段からの変位量信
号の周波数特性を基にして幅方向右側および幅方向左側
の１次固有振動数をそれぞれ識別して求めることを特徴
とする請求項２記載の張力測定装置。
【請求項４】前記変位量検出手段が前記帯状体の幅方
向中央部に配置され、前記張力演算手段において、前記変位量検出手段からの
変位量信号の周波数特性を基にして幅方向右側の１次固
有振動数および幅方向左側の１次固有振動数を求めるこ
とを特徴とする請求項１記載の張力測定装置。