(57)【要約】【課題】巻掛伝動装置の無端巻掛伝動部材に発生している複数の周波数の振動のうちから、無端巻掛伝動部材の固有振動数を正しく弁別して、無端巻掛伝動部材の張力を正しく測定する。【解決手段】固有振動数算出部１３３は、モータ２１の回転速度ωが定速ω１である期間中の測定期間Ｐ１、回転速度ωが定速ω２である期間中の測定期間Ｐ２、回転速度ωが定速ω３である期間中の測定期間Ｐ３のそれぞれにおいて取得した３つの周波数スペクトルに共通してピークが表れている周波数であって、モータ２１の回転周波数の逓倍でない周波数をベルト２４の固有振動数ｆ０として算定する。【選択図】図２
2020008335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動プーリと１以上の従動プーリと前記原動プーリを回転するモータと前記原動プーリと前記１以上の従動プーリに巻き回された無端巻掛伝動部材を備えた巻掛伝動装置の前記無端巻掛伝動部材の張力を測定する張力測定システムであって、
前記無端巻掛伝動部材の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段が検出した振動の周波数スペクトルを算定する周波数スペクトル算定手段と、
前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する固有振動数検出手段と、
前記固有振動数検出手段が検出した前記固有振動数に基づいて前記無端巻掛伝動部材の張力を算定する張力算定手段とを有し、
前記固有振動数検出手段は、異なる複数の回転速度のそれぞれについて、当該回転速度で前記モータが回転しているときに前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルを取得し、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルにおいて、共通してピークが表れている周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出することを特徴とする張力測定システム。
【請求項２】
請求項１記載の張力測定システムであって、
前記固有振動数検出手段は、前記モータを制御して、前記異なる複数の回転速度のそれぞれについて、順次、当該回転速度で前記モータを定速回転させると共に、当該回転速度で前記モータが定速回転しているときに前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルを取得し、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルにおいて、共通してピークが表れている周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出することを特徴とする張力測定システム。
【請求項３】
請求項１記載の張力測定システムであって、
前記固有振動数検出手段は、前記モータを制御して、一定の回転加速度で前記モータを回転させると共に、当該一定の回転加速度で前記モータが回転しているときに、前記異なる複数の回転速度のそれぞれについて、当該回転速度で前記モータが回転しているときに前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルを取得し、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルにおいて、共通してピークが表れている周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出することを特徴とする張力測定システム。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の張力測定システムであって、
前記固有振動数検出手段は、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルに表れるピークの周波数のうちの、当該周波数スペクトルを算定したときの前記モータの回転周波数の逓倍となる周波数でない周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出することを特徴とする張力測定システム。
【請求項５】
請求項１、２または３記載の張力測定システムであって、
前記固有振動数検出手段は、少なくとも、前記取得した各回転速度の周波数スペクトルの一つである第１の周波数スペクトルに表れるピークの周波数のうちの、前記取得した各回転速度の周波数スペクトルの他の一つである第２の周波数スペクトルに、当該周波数との比が、前記第１の周波数スペクトルを算定したときの前記モータの回転速度と前記第２の周波数スペクトルを算定したときの前記モータの回転速度の比となる周波数のピークが存在しない周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出することを特徴とする張力測定システム。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載の張力測定システムであって、
前記固有振動数検出手段は、前記異なる複数の回転速度を正転の回転速度として前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する動作と、前記異なる複数の回転速度を逆転の回転速度として前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する動作とを行うことを特徴とする張力測定システム。
【請求項７】
原動プーリと１以上の従動プーリと前記原動プーリを回転するモータと前記原動プーリと前記１以上の従動プーリに巻き回された無端巻掛伝動部材を備えた巻掛伝動装置の前記無端巻掛伝動部材の張力を測定する張力測定システムであって、
前記無端巻掛伝動部材の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段が検出した振動の周波数スペクトルを算定する周波数スペクトル算定手段と、
前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する固有振動数検出手段と、
前記固有振動数検出手段が検出した前記固有振動数に基づいて前記無端巻掛伝動部材の張力を算定する張力算定手段とを有し、
前記固有振動数検出手段は、前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルのピークのうちの、前記モータが減速し停止するのに伴って、他のピークに対する相対的な大きさが増大方向に変化したピークの周波数を前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出することを特徴とする張力測定システム。
【請求項８】
請求項７記載の張力測定システムであって、
前記固有振動数検出手段は、前記モータを減速して停止させる前記モータの制御を行うと共に、当該制御によって、前記モータが減速し停止するのに伴って、他のピークに対する相対的な大きさが増大方向に変化したピークの周波数を前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出することを特徴とする張力測定システム。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の張力測定システムであって、
前記振動検出手段は、レーザドップラ振動計であり、
前記無端巻掛伝動部材は、無端のベルトであることを特徴とする張力測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻掛伝動装置の無端巻掛伝動部材の張力を測定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
巻掛伝動装置の無端巻掛伝動部材の張力を測定する技術としては、無端巻掛伝動部材として無端ベルトを備えた巻掛伝動装置において、光学式変位計を用いて計測した無端ベルトの振動やマイクロフォンでピックアップした無端ベルトが発生する音から、無端ベルトの固有振動数を求め、求めた固有振動数から、無端ベルトの張力を算定する技術が知られている（たとえば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２-２６７５５６号公報
【特許文献２】実開昭６２-１２８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のプーリに無端ベルトなどの無端巻掛伝動部材を巻き回した巻掛伝動装置においては、無端巻掛伝動部材に、各プーリの回転周波数の振動や、その高次の周波数の振動などの、固有振動数の振動以外の振動が発生する。
【０００５】
このために、無端巻掛伝動部材に発生している振動から、無端巻掛伝動部材の固有振動数の振動を弁別できずに、無端巻掛伝動部材の張力を正しく測定できない場合がある。
【０００６】
本発明は、巻掛伝動装置の無端巻掛伝動部材に振動が発生している複数の周波数から、無端巻掛伝動部材の固有振動数を正しく弁別して、無端巻掛伝動部材の張力を測定することを課題とする
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題達成のために、本発明は、原動プーリと１以上の従動プーリと前記原動プーリを回転するモータと前記原動プーリと前記１以上の従動プーリに巻き回された無端巻掛伝動部材を備えた巻掛伝動装置の前記無端巻掛伝動部材の張力を測定する張力測定システムに、前記無端巻掛伝動部材の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段が検出した振動の周波数スペクトルを算定する周波数スペクトル算定手段と、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する固有振動数検出手段と、前記固有振動数検出手段が検出した前記固有振動数に基づいて前記無端巻掛伝動部材の張力を算定する張力算定手段とを備えたものである。但し、前記固有振動数検出手段は、異なる複数の回転速度のそれぞれについて、当該回転速度で前記モータが回転しているときに前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルを取得し、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルにおいて、共通してピークが表れている周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出する。
【０００８】
このような張力測定システムは、前記固有振動数検出手段において、前記モータを制御して、前記異なる複数の回転速度のそれぞれについて、順次、当該回転速度で前記モータを定速回転させると共に、当該回転速度で前記モータが定速回転しているときに前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルを取得し、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルにおいて、共通してピークが表れている周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出するように構成してもよい。
【０００９】
このような張力測定システムは、前記固有振動数検出手段において、前記モータを制御して、一定の回転加速度で前記モータを回転させると共に、当該一定の回転加速度で前記モータが回転しているときに、前記異なる複数の回転速度のそれぞれについて、当該回転速度で前記モータが回転しているときに前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルを取得し、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルにおいて、共通してピークが表れている周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出するように構成してもよい。
【００１０】
以上の張力測定システムは、前記固有振動数検出手段において、少なくとも、取得した各回転速度の周波数スペクトルに表れるピークの周波数のうちの、当該周波数スペクトルを算定したときの前記モータの回転周波数の逓倍となる周波数でない周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出するように構成してもよい。
【００１１】
以上の張力測定システムは、前記固有振動数検出手段において、少なくとも、前記取得した各回転速度の周波数スペクトルの一つである第１の周波数スペクトルに表れるピーク周波数のうちの、前記取得した周波数スペクトルの他の一つである第２の周波数スペクトルに、当該周波数との比が、前記第１の周波数スペクトルを算定したときの前記モータの回転速度と前記第２の周波数スペクトルを算定したときの前記モータの回転速度の比となる周波数のピークが存在しない周波数を、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出するように構成してもよい。
【００１２】
以上の張力測定システムは、前記固有振動数検出手段において、前記異なる複数の回転速度を正転の回転速度として前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する動作と、前記異なる複数の回転速度を逆転の回転速度として前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する動作とを行うように構成してもよい。
【００１３】
以上のような張力測定システムによれば、ベルトの固有振動数の振動の他に、モータや原動プーリや従動プーリの回転に伴う振動が存在する場合にも、これらの振動数がモータの回転速度の変化に伴い変化することを利用して、無端巻掛伝動部材の真の固有振動数を正しく弁別して、無端巻掛伝動部材の張力を正しく測定できる。
【００１４】
また、前記課題達成のために、本発明は、原動プーリと１以上の従動プーリと前記原動プーリを回転するモータと前記原動プーリと前記１以上の従動プーリに巻き回された無端巻掛伝動部材を備えた巻掛伝動装置の前記無端巻掛伝動部材の張力を測定する張力測定システムに、前記無端巻掛伝動部材の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段が検出した振動の周波数スペクトルを算定する周波数スペクトル算定手段と、前記無端巻掛伝動部材の固有振動数を検出する固有振動数検出手段と、前記固有振動数検出手段が検出した前記固有振動数に基づいて前記無端巻掛伝動部材の張力を算定する張力算定手段とを備えたものである。ただし、前記固有振動数検出手段は、前記周波数スペクトル算定手段が算定した周波数スペクトルのピークのうちの、前記モータが減速し停止するのに伴って、他のピークに対する相対的な大きさが増大方向に変化したピークの周波数を前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出する。
【００１５】
ここで、このような張力測定システムは、前記固有振動数検出手段において、前記モータを減速して停止させる前記モータの制御を行うと共に、当該制御によって、前記モータが減速し停止するのに伴って、他のピークに対する相対的な大きさが増大方向に変化したピークの周波数を前記無端巻掛伝動部材の固有振動数として検出してもよい。
【００１６】
以上のような張力測定システムによれば、ベルトの固有振動数の振動の他に、モータや原動プーリや従動プーリの回転に伴う振動が存在する場合にも、これら振動が、前記モータが減速し停止するのに伴って、ベルトの固有振動数の振動に比べ速やかに大きく減衰することを利用して、無端巻掛伝動部材の真の固有振動数を正しく弁別して、無端巻掛伝動部材の張力を正しく測定できる。
【００１７】
なお、以上の張力測定システムにおいて、前記振動検出手段は、レーザドップラ振動計であることが好ましく、前記無端巻掛伝動部材は、無端のベルトであってよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、巻掛伝動装置の無端巻掛伝動部材に振動が発生している複数の周波数から、無端巻掛伝動部材の固有振動数を正しく弁別して、無端巻掛伝動部材の張力を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る張力測定システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る第１の張力測定シーケンスを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る第２の張力測定シーケンスを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る第３の張力測定シーケンスを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る他の張力測定シーケンスを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る張力測定システムの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る張力測定システムの構成を示す。
図示するように、張力測定システム１は、巻掛伝動装置２に対して用いられる測定システムである。
巻掛伝動装置２は、モータ２１と、モータ２１によって回転させられる原動プーリ２２と、従動プーリ２３と、原動プーリ２２と従動プーリ２３に巻き掛けられた無端のベルト２４を備えている。
【００２１】
そして、張力測定システムは、ヘッドユニット１１を介してベルト２４に垂直にレーザを照射し反射光からベルト２４の振動を計測するレーザドップラ振動計１２と、張力計測装置１３と、モータ２１を駆動してベルト２４を周回させるベルト駆動装置１４を備えている。
このように、振動の計測に、レーザドップラ振動計１２を用いることにより、周辺機器の振動や騒音の影響を受けない遠方から振動を計測できる。また、レーザドップラ振動計１２は高速な応答性を備えているので、過渡的な張力変動の計測も可能となる。
【００２２】
また、張力計測装置１３は、レーザドップラ振動計１２が計測した振動を高速フーリエ変換して周波数スペクトルを算出するＦＦＴ１３１、ベルト駆動装置１４を介してモータ２１の回転速度(角速度）を制御する回転速度制御部１３２、回転速度制御部１３２を介したモータ２１の回転速度の制御とＦＦＴ１３１からの周波数スペクトルの取得を伴う所定の測定シーケンスを実行してベルト２４の固有振動数ｆ０を算出する固有振動数算出部１３３、固有振動数算出部１３３が算出したベルト２４の固有振動数ｆ０を、ベルト２４の張力Ｔに変換する張力変換部１３４を備えている。
【００２３】
ここで、ベルト２４の固有振動数ｆ０（Ｈｚ）とベルト２４の張力Ｔ（Ｎ）の間には、Ｗ（ｋｇ／ｍ）をベルト２４の単位質量、Ｌ（ｍ）をベルト２４のスパン長さ（原動プーリ２２と従動プーリ２３の共通接線の接点間の距離）として、
ｆ０＝（１／２Ｌ）×（Ｔ／Ｗ）1/2
関係があることが知られており、
この関係を利用して、張力変換部１３４は、
Ｔ＝４×Ｗ×Ｌ2×ｆ０2
により、ベルト２４の固有振動数ｆ０をベルト２４の張力Ｔに変換する。
【００２４】
以下、このような構成において、固有振動数ｆ０の算出のために固有振動数算出部１３３が行う測定シーケンスについて説明する。
まず、第１の測定シーケンスについて説明する。
固有振動数算出部１３３は、図２ａに示すように、第１の測定シーケンスにおいて、回転速度制御部１３２を介してモータ２１の回転速度ωをω１とした後に一定期間定速ω１とし、その後、回転速度ωをω２とした後に一定期間定速ω２とし、回転速度ωをω３とした後に一定期間定速ω３とする。
【００２５】
また、固有振動数算出部１３３は、回転速度ωが定速ω１である期間中に設けた測定期間Ｐ１、回転速度ωが定速ω２である期間中に設けた測定期間Ｐ２、回転速度ωが定速ω３である期間中に設けた測定期間Ｐ３のそれぞれにおいて、ＦＦＴ１３１が算出した周波数スペクトルを取得し、取得した各周波数スペクトルを比較解析して、ベルト２４の固有振動数ｆ０を算出する。
【００２６】
ここで、稼働中のベルト２４には、固有振動数の振動の他に、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴って、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転周波数の振動や、その高次の振動が生じる。また、ベルト２４をタイミングベルトとし、原動プーリ２２や従動プーリ２３をタイミングプーリとした場合には、原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転周波数に、原動プーリ２２や従動プーリ２３の歯数を乗じた周波数の振動や、その高次の振動が生じる。
【００２７】
したがって、図２ｂの回転速度ωが定速ω１である期間中の測定期間Ｐ１にＦＦＴ１３１が算出した周波数スペクトルと、図２ｃの回転速度ωが定速ω２である期間中の測定期間Ｐ２にＦＦＴ１３１が算出した周波数スペクトルが示すように、ＦＦＴ１３１が算出した周波数スペクトルには、ベルト２４の固有振動数ｆ０のピーク周波数の他に、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動によるピーク周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が表れる。また、これらピーク周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４は、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転周波数と同じか、その逓倍となる。
【００２８】
そして、図２ｂ、ｃの、回転速度ωが定速ω１から定速ω２に変化した場合について示したように、これらモータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動によるピーク周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４は、モータ２１の回転速度(回転周波数）の変化に追従して変化する。
【００２９】
一方、モータ２１が定速回転している期間中のベルト２４の固有振動数ｆ０は、モータ２１の回転速度の変化に関わらず一定となる。
そこで、固有振動数算出部１３３は、モータ２１の回転速度ωが定速ω１である期間中の測定期間Ｐ１、回転速度ωが定速ω２である期間中の測定期間Ｐ２、回転速度ωが定速ω３である期間中の測定期間Ｐ３のそれぞれにおいて取得した３つの周波数スペクトルに共通してピークが表れている周波数をベルト２４の固有振動数ｆ０として算定する。
【００３０】
このように、固有振動数ｆ０を算定することにより、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動が存在する場合にも、真のベルト２４の固有振動数ｆ０を算出することができる。
ただし、３つの周波数スペクトルに共通してピークが表れている周波数であることの条件の他に、モータ２１の回転周波数の逓倍でない周波数であることや、モータ２１の回転速度ωの変化に追従して周波数が変化しないピークの周波数であることを、さらに、ベルト２４の固有振動数ｆ０の周波数であることの条件として、ベルト２４の固有振動数ｆ０を算定するようにしてもよい。
【００３１】
ここで、モータ２１の回転速度ωの変化に追従して周波数が変化しないピークであるかは、モータ２１の回転速度ωが定速ωｎ（ｎは１からの自然数）であるときに取得した周波数スペクトルにピーク周波数ｆｎがあり、モータ２１の回転速度ωが定速ωｍ（ｍは、ｍ＝ｎ＋１）であるときに取得した周波数スペクトルに、ωｍ／ωｎ×ｆｎのピーク周波数がある場合には、回転速度ωが定速ωｎであるときに取得した周波数スペクトルのピーク周波数ｆｎのピークと、回転速度ωが定速ωｍであるときに取得した周波数スペクトルのピーク周波数ωｍ／ωｎ×ｆｎのピークは、モータ２１の回転速度ωの変化に追従して周波数が変化するピークであると判定する。
【００３２】
これにより、より精度良くモータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動によるピーク周波数を排除して、ベルト２４の固有振動数ｆ０を算出できる。
【００３３】
以上、第１の測定シーケンスについて説明した。
次に第２の測定シーケンスについて説明する。
第２の測定シーケンスにおいて、固有振動数算出部１３３は、図３ａに示すように、回転速度制御部１３２を介してモータ２１の回転速度ωをω１とした後に減速させ停止させる。
【００３４】
また、固有振動数算出部１３３は、モータ２１の回転速度ωが０となる前後の短期間の測定期間Ｐ中の各時点においてＦＦＴ１３１が算出した周波数スペクトルの変化を解析して、ベルト２４の固有振動数ｆ０を算出する。
【００３５】
ここで、モータ２１の低速化、停止に伴って、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動は急速に減衰していくのに対して、ベルト２４の固有振動数の振動の減衰は、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動に比べ小さく、振動がより長期間継続する。
【００３６】
モータ２１が減速して回転速度ωが低速となって停止していく測定期間Ｐ中の、周波数スペクトルの変化を図３ｂから図３ｃに示す。モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動のピーク周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のピークは、ベルト２４の固有振動数ｆ０のピークに対して相対的に小さくなり、ベルト２４の固有振動数ｆ０のピークは、ピーク周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のピークに対して相対的に大きくなる。
【００３７】
そこで、固有振動数算出部１３３は、測定期間Ｐに表れていた周波数スペクトルの各ピーク周波数のピークのうち、測定期間Ｐに、他のピーク周波数のピークに対して相対的に大きくなったピークの周波数をベルト２４の固有振動数ｆ０として算定する。すなわち、測定期間Ｐに表れていた周波数スペクトルのピークのうち、測定期間Ｐの減衰の度合いが他のピークの減衰の度合よりも、所定レベル以上小さかったピークの周波数をベルト２４の固有振動数ｆ０として算定する。
【００３８】
このように、固有振動数ｆ０を算定することにより、モータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動が存在する場合にも、真のベルト２４の固有振動数ｆ０を算出できる。
【００３９】
以上、第２の測定シーケンスについて説明した。
次に、第３の測定シーケンスについて説明する。
第３の測定シーケンスは、モータ２１が一定の回転加速度をもって回転しているときの、ベルト２４の張力Ｔを測定する測定シーケンスである。
なお、モータ２１が一定の回転加速度をもって回転しているときにはベルト２４に回転加速度に応じた力が加わるので、ベルト２４の張力Ｔは、モータ２１が定速回転しているときの張力Ｔから変化する。
【００４０】
第３の測定シーケンスにおいて、固有振動数算出部１３３は、図４ａに示すように、回転速度制御部１３２を介してモータ２１の回転速度ωを、一定の回転加速度（角加速度）αで変化させる。
【００４１】
また、固有振動数算出部１３３は、回転速度ωが一定の回転加速度αで変化している期間を測定期間Ｐとして、測定期間Ｐ中の各時点においてＦＦＴ１３１が算出した周波数スペクトルを取得し、取得した各時点の周波数スペクトルを比較解析して、モータ２１が回転加速度αを持って回転しているときのベルト２４の固有振動数ｆ０を算出する。
【００４２】
ここで、図４ｂ、ｃに、回転速度ωが、図４ａの定速ωａから定速ωｂに変化した場合について示す。各時点において、周波数スペクトルに表れるベルト２４の固有振動数のピークの周波数ｆ０は変化しないが、周波数スペクトルに表れるモータ２１や原動プーリ２２や従動プーリ２３の回転に伴う振動のピーク周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４は、モータ２１の回転速度ωの変化に追従して変化する。
【００４３】
そこで、固有振動数算出部１３３は、各時点の周波数スペクトルに共通してピークが表れている周波数を、モータ２１が回転加速度αを持って回転しているときのベルト２４の固有振動数ｆ０として算定する。
【００４４】
ただし、第１の測定シーケンスの場合と同様に、各時点の周波数スペクトルに共通してピークが表れている周波数である条件の他に、その時点のモータ２１の回転周波数の逓倍でない周波数であることや、モータ２１の回転速度ωの変化に追従して周波数が変化していないピーク周波数であることを、さらに、ベルト２４の固有振動数ｆ０の周波数である条件に加え、モータ２１が回転加速度αを持って回転しているしているときのベルト２４の固有振動数ｆ０を算定してもよい。
【００４５】
以上、第３の測定シーケンスについて説明した。
固有振動数算出部１３３は、以上に示した第１、第２、第３の測定シーケンスの他にも、種々の測定シーケンスによってベルト２４の固有振動を算出することができる。
たとえば、固有振動数算出部１３３は、図５ａに示すように、モータ２１の回転加速度を変化させながら、回転加速度が変化している期間を測定期間Ｐとする測定シーケンスによって、各回転加速度におけるベルト２４の固有振動数ｆ０を算出してもよい。
【００４６】
この場合には、固有振動数算出部１３３は、各時点の周波数スペクトルに表れたピークのうちの、ピーク周波数がその時点のモータ２１の回転周波数の逓倍でなく、かつ、モータ２１の回転速度ωの変化に追従してピーク周波数が変化しておらず、各時点の周波数スペクトルに共通のピーク周波数のピークとして表れるピークのピーク周波数を、その時点の回転加速度におけるベルト２４の固有振動数ｆ０として算出する。
【００４７】
また、固有振動数算出部１３３は、図５ｂ、ｃに示すように、モータ２１の回転加速度が正と負の間で反転するモータ２１の回転速度の制御を行うと共に、モータ２１の回転加速度が反転する前後の期間を測定期間Ｐとする測定シーケンスによって、ベルト２４の固有振動数ｆ０を算出してもよい。
【００４８】
この場合には、固有振動数算出部１３３は、たとえば、回転加速度の反転後に反転前に比べて顕著に大きくなったピークのピーク周波数をベルト２４の固有振動数ｆ０として算出する。
【００４９】
また、固有振動数算出部１３３は、たとえば、図５ｄ、ｅ、ｆに示すように、以上の測定シーケンスをモータ２１の正回転と逆回転について、それぞれ行うようにしてもよい。
ここで、図５ｄは図２に示した第１の測定シーケンスをモータ２１の正回転と逆回転について行うモータ２１の回転速度の制御シーケンスを示し、図５ｅは図３に示した第２の測定シーケンスをモータ２１の正回転と逆回転について行うモータ２１の回転速度の制御シーケンスを示し、図５ｆは図４に示した第３の測定シーケンスをモータ２１の正回転と逆回転について行うモータ２１の回転速度の制御シーケンスを示している。なお、図５ｄ、ｅ、ｆにおいて、Ｐｉ（iは自然数）は、ベルト２４の固有振動数の算出に用いる周波数スペクトルを測定する測定期間である。
【００５０】
ここで、固有振動数算出部１３３における、モータ２１の逆回転時のベルト２４の固有振動数ｆ０の算出法は、正回転時と同様である。
このように、逆回転についても測定シーケンスを行うことで、ベルト２４の送り側と戻り側の双方についてレーザドップラ振動計１２で振動を測定しなくても、正回転時のベルト２４の「緩み側と張り側」の双方についてのベルト２４の張力を算出することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、本実施形態に係る張力測定システム１は、本来の役務を果たすための実働状態にある巻掛伝動装置２のベルト２４の張力の測定に適用するようにしてもよい。
すなわち、この場合には、図６に示すように、張力測定システム１に回転速度制御部１３２に代えて、外部の制御システム３によって動作が制御されている巻掛伝動装置２のモータ２１の回転速度を検出する回転計１３５を設ける。そして、固有振動数算出部において、モータ２１の挙動を監視し、ＦＦＴ１３１が算出したモータ２１の異なる速度における定速回転時の周波数スペクトルを収集して第１の測定シーケンスの場合と同様に固有振動数を算出したり、ＦＦＴ１３１が算出したモータ２１の減速、停止前後の期間の周波数スペクトルの変化から第２の測定シーケンスの場合と同様に固有振動数を算出したり、ＦＦＴ１３１が算出したモータ２１の定回転加速度期間中の各時点の周波数スペクトルから第３の測定シーケンスの場合と同様に固有振動数を算出する。
【００５２】
また、以上の実施形態は、巻掛伝動装置２の無端巻掛伝動部材として、ベルト２４に代えてロープ等の他の無端の部材を用いる場合にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…張力測定システム、２…巻掛伝動装置、３…制御システム、１１…ヘッドユニット、１２…レーザドップラ振動計、１３…張力計測装置、１４…ベルト駆動装置、２１…モータ、２２…原動プーリ、２３…従動プーリ、２４…ベルト、１３１…ＦＦＴ、１３２…回転速度制御部、１３３…固有振動数算出部、１３４…張力変換部、１３５…回転計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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