JPS61278726A - 張力測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、張力測定器に係り、特にベルト・弦などの媒
体の張力測定を行なう張力測定器に関する。

〔従来の技術〕

従来のベルト・弦などの媒体の張力設定方法は。

経験的に人の親指でベルトを押さえ１弾性を感じる程度
とする簡単な方法と、三ツ星タイミング伝動設計編に記
述されているように、メーカで示された設計公式を用い
る方法とがある。しかし、これらの方法では、概略の張
力設定はできても精度よく張力を設定することはできな
い。

上記の２方法より精度のよい媒体の張力設定方法として
、媒体がベルトの場合を例にとると、機械学会講演論文
集４４巻３８７号（昭５３−１１）における小市民ほか
４名による「歯付ベルトの強度に関する研究（第３報）
」と題する文献に記されている方法がある。この方法は
、第３図に示すように、プーリ６に巻き掛けられたベル
ト２を軽く打撃し、発生した減衰音をコンデンサマイク
１３で測定し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アナライザ
１４で周波数分析し、あらかじめベルト２のスパン長（
ベルト２がプーリ６と接触していない長さ）Ｌ別に較正
したベルト２の固有振動数−張力曲線１５により人の手
を介して張力を求めるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記機械学会講演論文集に記載されている張力
設定方法は、精度のよい張力設定を行なうことができる
が、ＦＦＴアナライザ１４は非常に高価なものであり、
またベルト２の長さが変わるごとに、その都度ベルト２
の固有振動数−張力向、ｌ１１５を作り直す必要があり
、その作業は面倒であるという問題があった。また装置
全体が大型で、かつ重くなり、張力設定を行なう場合に
、取扱いが容易でないなど実用的な点についての配慮が
された張力設定方法ではなかった。

本発明は、このような問題点を解決し、ベルト・弦など
の媒体の振動を非接触で検出し、媒体の設定すべき張力
に対応した固有振動数の有無により媒体の張力測定を行
なう張力測定器を提供することを目的とするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的達成のため、本発明の張力測定器は、ベルト
・弦などの媒体の振動を非接触で検出する振動測定器と
、該振動測定器の出力信号から予め定められた帯域の振
動を取り出すフィルタと、該フィルタで取り出された振
動のレベルが設定レベル以上であるとき前記媒体の張力
が適正範囲にあることを表示する表示器とを設けたもの
である。

〔作用〕

上述の構成によれば、媒体の振動が非接触で振動測定器
により検出され、この振動測定器の出力信号から予め定
められた帯域の振動がフィルタにより取り出され、該フ
ィルタで取り出された振動のレベルが、設定レベル以上
であるとき、媒体の張力が適正範囲であることが表示器
により表示される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づｔ）て説明する
。

まず、本発明の詳細な説明すると１本発明は弦の振動に
着目し、媒体の張力測定に応用したものである。一般に
弦の振動は、固有振動数をｆｌ、モード次数をｎ、弦の
長さをし、縦弾性係数をＥ、断面二次係数を工、張力を
Ｔ、単位長さ当りの質量をｍとすると、 なる式で示される。式（１）で平方根中の分子の１項目
は弦の材質による特性を示し、２項目は張力による特性
を示す。

媒体の張力Ｔを求めるには、モード次数の異なる２つの
固有振動数を測定し、式（１）に代入し連立化して解け
ばよい。つまり、２つの異なる固有振動数をｆ、、ｆ、
（Ｍ：＃Ｎ）、各々のモード次数をＭ、Ｎとすると。

・・・・・・　（２） として求めることができる。

つぎに１式（１）は弦の材質による特性から決まる固有
振動数ｆ、、と、張力によって決まる固有振動数ｆ１の
和であることから１次式で示すことができる。

ｆ、”＝ｆ、、”＋ｆ、？”　　　　　　　　・・・・
・・　（３）式（３）より、目安として１項目と２項目
の比、つまり、ｆ、ｌｌ／ｆ、、が１／１０以下になる
ような媒体を用いた場合は、１項目を無視しても、張力
に対する誤差は無視できる程度となる。そのため、この
ような場合には、簡略式として式（１）よりｎ次の固有
振動数と張力との関係式を求めることができる。

式（４）より張力Ｔは、 Ｔ＝ｍ　（２ｆ、Ｌ／ｎ）”　　　　　・−・・　（５
）として求めることができる。

ここで注目すべきことは、弦は勿論のこと、タイミッグ
伝動用ベルトや搬送ベルトは、ｆ、、／ｆ、が１／１０
以下であり、簡易式（５）で十分な精度が得られるとい
うことである。ｆ、、／ｆ、？が１／１ｏ以下を満足す
る媒体を用い、打撃により音を測定したときの波形を第
４図に示す。同図から明らかなように、減衰音の波形は
、１次の固有振動数が支配的であり、１次の固有振動数
を検出することで媒体の張力測定が可能であることがわ
かる。

本発明は、上記のような原理によりなされたものであり
、以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する
。

第１図は、本発明に係る張力測定器の基本的な構成を示
したブロック線図であり、張力測定器１は、ベルト・弦
などの媒体２の振動を非接触で検出する振動測定器３と
、誤振動測定器３の出力信号から予め定められた帯域の
振動を取り出すフィルタ４と、該フィルタ４で取り出さ
れた振動のレベルが設定レベル以上であるとき、媒体２
の張力が適正範囲にあることを表示する表示器５とを備
えており、媒体２は複数、例えば３個のプーリ６に巻き
掛けられている。

なお第１図において、８は駆動軸である。また張力測定
を必要とする媒体２の構成は、第１図に示すものに限定
されることはない。

つぎに１本発明の実施例の作用を説明する。

振動測定器３は、媒体２の振動を非接触で測定できるこ
とを基本性能とし、本実施例では、マイクにより音圧を
測定する簡単方法が使用されている。なお、その他の方
法として、静電容量や光を利用した変位計を使用しても
よい。

フィルタ４は、設定すべき張力を用いて式（４）より固
有振動数を求め、遮断周波数を決定する。

固有振動数は、前述のように１次のみを検出すればよい
ので１式（４）においてｎ＝１とした場合である。フィ
ルタ４の遮断周波数の設定方法を第２図に示す。式（４
）より求めた媒体２の固有撮動数をｆＯＬとすると、媒
体２の張力のバラツキを考慮し、第２図に示すように、
ｆ　Ｌｌ　９　ｆ　Ｍｌなる遮断周波数を決定し、バン
ドパスフィルタとして使用する。媒体２の張力のバラツ
キは、媒体２の材料、成型法、固定法および長さにより
異なる°、また張力の許容値の設定によっては、第２図
に示すように、媒体２の固有振動数ｆ。に対して上下限
値の幅を変える場合も考えられる。

表示器５は、振動測定器３の出力信号が、フィルタ４を
通過後も残っている場合、換言すれば、張力の設定範囲
内に入っている場合に作動する。

しかし、フィルタ４の出力信号は、張力の設定範囲内で
あっても、打撃の強さや張力の大小により出力レベルが
異なる。このため、表示器５の前段には、一定電圧レベ
ルを超えた場合に表示器５の動作電圧を出力する比較器
（図示せず）を設ける。

ここで、表示ａ５はランプ点灯形成、ブザー鳴動方式又
は両者混在方式のいずれでもよい。

上記構成による張力測定器１で、組立・調整時における
媒体２の張力設定が可能となるもので、第１図において
、媒体２が走行中の場合は、駆動軸８に対してバックテ
ンション側の張力が増大し、テンション側の張力が減少
する。これらの張力変動を考慮し、フィルタ４の遮断周
波数を決定することにより、張力測定器１は媒体２の動
作中における張力モニタとして機能する。媒体２の動作
中における張力の許容値のずれは１例えばランプの消灯
により確認できる。

〔発明の効果〕

上述のとおり１本発明によれば、媒体の張力を高精度に
設定することができ、かつ張力測定器を小型で軽量にす
ることができるので、取扱いが容易で実用的な張力測定
器が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に係り、第１図は
張力測定器のブロック線図、第２図は張力測定器のフィ
ルタ部の特性図、第３図は従来例に係る張力測定器のブ
ロック線図、第４図は張力測定器により検出した減衰音
の波形図である。 １・・・張力測定器、２・・・媒体、３・・・振動測定
器、４代理人　弁理士　小川層外　　ゝ −電 １１図 茅３区 ￥４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベルト・弦などの媒体の振動を非接触で検出する振動測
   定器と、該振動測定器の出力信号から予め定められた帯
   域の振動を取り出すフィルタと、該フィルタで取り出さ
   れた振動のレベルが設定レベル以上であるとき前記媒体
   の張力が適正範囲にあることを表示する表示器とを設け
   たことを特徴とする張力測定器。