(57)【要約】【課題】テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合などでもテザーの張力や伸展速度を測定することができるテザー測定装置を提供する。【解決手段】テザー１０の張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定装置であって、光源１２ａと、受光部１２ｂと、信号処理部１３を備え、光源１２ａは、シート状の光Ｌを発光し、シート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過するように配置され、受光部１２ｂは、シート状の光Ｌを受光して受光信号を出力し、信号処理部１３は、受光信号が入力され、受光信号からテザー１０の張力及び／または伸展速度を算出する構成である。【選択図】図１
2009204365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定装置であって、
シート状の光を発光し、前記シート状の光が照射されている領域を前記テザーが通過するように配置された光源と、
前記シート状の光を受光し、受光信号を出力する受光部と、
前記受光信号が入力され、前記受光信号から前記テザーの張力及び／または伸展速度を算出する信号処理部と
を有するテザー測定装置。
【請求項２】
空間的に離間した少なくとも２箇所において、前記シート状の光が照射されている領域を前記テザーが通過するように、前記テザーに対して前記光源及び前記受光部が配置されている
請求項１に記載のテザー測定装置。
【請求項３】
前記光源及び前記受光部の組を２組以上有する
請求項２に記載のテザー測定装置。
【請求項４】
前記光源からの前記シート状の光を反射して前記受光部に入射させるミラーをさらに有する
請求項２に記載のテザー測定装置。
【請求項５】
前記テザーに振動を与える振動付与部をさらに有する
請求項１〜４のいずれかに記載のテザー測定装置。
【請求項６】
前記シート状の光がレーザ光である
請求項１〜５のいずれかに記載のテザー測定装置。
【請求項７】
前記信号処理部において、前記テザーの伸展速度ｖ、前記テザー上に伝達される横波の速度ｃ、時刻ｔ、前記テザーの長さ方向の位置ｘ、前記テザーの中心からの変位ｙについての下記式（１）から、前記テザーの伸展速度ｖを算出する
請求項１〜６のいずれかに記載のテザー測定装置。
【数１】
2009204365.tif 000016
【請求項８】
前記信号処理部において、前記テザーの張力Ｔ、前記テザー上に伝達される横波の振動の次数ｎ、前記テザーの前記横波が伝達される区間ｌ、前記テザー上に伝達される横波のｎ次の振動数ｆｎについての下記式（２）から、算出された前記テザーの伸展速度ｖを用いて、前記テザーの張力Ｔを算出する
請求項７に記載のテザー測定装置。
【数２】
2009204365.tif 000017
【請求項９】
テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定方法であって、
光源からシート状の光を発光し、前記シート状の光の領域を前記テザーが通過するように、前記シート状の光を前記テザーに照射する工程と、
受光部において前記シート状の光を受光して受光信号を出力する工程と、
前記受光信号から、前記テザーの張力及び／または伸展速度を算出する信号処理工程と
を有するテザー測定方法。
【請求項１０】
空間的に離間した少なくとも２箇所において、前記シート状の光が照射されている領域を前記テザーが通過するように、前記テザーに対して前記光源及び前記受光部を配置して、前記光源から前記シート状の光を前記テザーに照射し、前記受光部において前記シート状の光を受光する
請求項９に記載のテザー測定方法。
【請求項１１】
２組以上の前記光源及び前記受光部の組を用いて、前記光源から前記シート状の光を前記テザーに照射し、前記受光部において前記シート状の光を受光する
請求項１０に記載のテザー測定方法。
【請求項１２】
前記光源からの前記シート状の光を反射して前記受光部に入射させるミラーを用いて、前記光源から前記シート状の光を前記テザーに照射し、前記受光部において前記シート状の光を受光する
請求項１０に記載のテザー測定方法。
【請求項１３】
前記シート状の光を受光して受光信号を出力する工程の前に、前記テザーに振動を与える工程をさらに有する
請求項９〜１２のいずれかに記載のテザー測定方法。
【請求項１４】
前記光源として、前記シート状の光としてレーザ光を発光する光源を用いる
請求項９〜１３のいずれかに記載のテザー測定方法。
【請求項１５】
前記信号処理工程において、前記テザーの伸展速度ｖ、前記テザー上に伝達される横波の速度ｃ、時刻ｔ、前記テザーの長さ方向の位置ｘ、前記テザーの中心からの変位ｙについての下記式（１）から、前記テザーの伸展速度ｖを算出する
請求項９〜１４のいずれかに記載のテザー測定方法。
【数３】
2009204365.tif 000018
【請求項１６】
前記信号処理工程において、前記テザーの張力Ｔ、前記テザー上に伝達される横波の振動の次数ｎ、前記テザーの前記横波が伝達される区間ｌ、前記テザー上に伝達される横波のｎ次の振動数ｆｎについての下記式（２）から、算出された前記テザーの伸展速度ｖを用いて、前記テザーの張力Ｔを算出する
請求項１５に記載のテザー測定方法。
【数４】
2009204365.tif 000019
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定装置及びそれを用いたテザー測定方法に関し、特に、テザーの光学的な非接触測定によって張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定装置及びそれを用いたテザー測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アラミド樹脂などの樹脂繊維などからなる紐状体やアルミニウムなどの導電体を含有させて導電性を付与した紐状体、あるいはワイヤーなどはテザー（tether）と総称される。  繊維業界、金属製品業界、プラスチックなどの高分子製品業界などにおいて種々の特性を有するテザーの研究開発がなされており、さらには宇宙空間などで使用されることまで含めて開発が進められている。
【０００３】
テザーを巻き取り芯などに巻き取り時などにおいてテザーを伸展する場合、テザーは所定の張力が印加された状態となり、プーリなどの駆動により所定の速度で伸展される。
例えば電線や繊維製品などを生産するラインなどにおいて、製品の規格面及びコスト面から、テザーの張力や伸展速度を正確に求めることが重要な課題となっている。
例えば、非特許文献１〜３においては、上記のテザーの動力学的な解析が報告されている。
【０００４】
テザーの張力などを測定する装置として、例えば、センサ部をテザーに接触させて張力を測定する接触型のテザー張力測定装置（オンラインテンション計測センサＴＳ１、シュミット社）などが市販されている。
上記のテザー張力測定装置は、テザーにセンサ部を接触させて測定することから、テザーの材質などにより接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けるため正確な測定が困難である場合などにおいて、テザーの張力や伸展速度を測定することが困難となっていた。
【非特許文献１】H. C. Renezeder, A. Steindl and H. Troger, “On the dynamics of axially moving strings”, PAMM, volume 4, issue 1, 2004, p.201-202
【非特許文献２】Archibald, F. R. and a Emslie, A. G., “Vibration of a String Having a Uniform Motion Along Its Length”, Journal of Applied Mechanics, Trans. ASME, pp.347-348, March 1957.
【非特許文献３】B. Tabarrok, C. M. Leech and Y. K. Kim, “On the Dynamics of an Axially Moving Beam”, Journal of the Franklin Institute, Vol. 207, No. 3, March 1974.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする問題は、テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けて正確な測定が困難である場合などにおいて、テザーの張力や伸展速度を測定することが困難であることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明のテザー測定装置は、テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定装置であって、シート状の光を発光し、前記シート状の光が照射されている領域を前記テザーが通過するように配置された光源と、前記シート状の光を受光し、受光信号を出力する受光部と、前記受光信号が入力され、前記受光信号から前記テザーの張力及び／または伸展速度を算出する信号処理部とを有する。
【０００７】
上記の本発明のテザー測定装置は、テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定装置であって、光源と、受光部と、信号処理部を備える。
光源は、シート状の光を発光し、シート状の光が照射されている領域をテザーが通過するように配置される。
受光部は、シート状の光を受光し、受光信号を出力する。
信号処理部は、受光信号が入力され、受光信号からテザーの張力及び／または伸展速度を算出する。
【０００８】
上記の本発明のテザー測定装置は、好適には、空間的に離間した少なくとも２箇所において、前記シート状の光が照射されている領域を前記テザーが通過するように、前記テザーに対して前記光源及び前記受光部が配置されている。
さらに好適には、前記光源及び前記受光部の組を２組以上有する。
あるいは好適には、前記光源からの前記シート状の光を反射して前記受光部に入射させるミラーをさらに有する。
【０００９】
上記の本発明のテザー測定装置は、好適には、前記テザーに振動を与える振動付与部をさらに有する。
また、好適には、前記シート状の光がレーザ光である。
【００１０】
上記の本発明のテザー測定装置は、好適には、前記信号処理部において、前記テザーの伸展速度ｖ、前記テザー上に伝達される横波の速度ｃ、時刻ｔ、前記テザーの長さ方向の位置ｘ、前記テザーの中心からの変位ｙについての下記式（１）から、前記テザーの伸展速度ｖを算出する。
【００１１】
【数１】
2009204365.tif 000003
【００１２】
上記の本発明のテザー測定装置は、好適には、前記信号処理部において、前記テザーの張力Ｔ、前記テザー上に伝達される横波の振動の次数ｎ、前記テザーの前記横波が伝達される区間ｌ、前記テザー上に伝達される横波のｎ次の振動数ｆｎについての下記式（２）から、算出された前記テザーの伸展速度ｖを用いて、前記テザーの張力Ｔを算出する。
【００１３】
【数２】
2009204365.tif 000004
【００１４】
また、上記の課題を解決するため、本発明のテザー測定方法は、テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定方法であって、光源からシート状の光を発光し、前記シート状の光の領域を前記テザーが通過するように、前記シート状の光を前記テザーに照射する工程と、受光部において前記シート状の光を受光して受光信号を出力する工程と、前記受光信号から、前記テザーの張力及び／または伸展速度を算出する信号処理工程とを有する。
【００１５】
上記の本発明のテザー測定方法は、テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定方法であって、まず、光源からシート状の光を発光し、シート状の光の領域をテザーが通過するように、シート状の光をテザーに照射する。
次に、受光部においてシート状の光を受光して受光信号を出力する。
次に、信号処理工程として、受光信号から、テザーの張力及び／または伸展速度を算出する。
【００１６】
上記の本発明のテザー測定方法は、好適には、空間的に離間した少なくとも２箇所において、前記シート状の光が照射されている領域を前記テザーが通過するように、前記テザーに対して前記光源及び前記受光部を配置して、前記光源から前記シート状の光を前記テザーに照射し、前記受光部において前記シート状の光を受光する。
さらに好適には、２組以上の前記光源及び前記受光部の組を用いて、前記光源から前記シート状の光を前記テザーに照射し、前記受光部において前記シート状の光を受光する。
あるいは好適には、前記光源からの前記シート状の光を反射して前記受光部に入射させるミラーを用いて、前記光源から前記シート状の光を前記テザーに照射し、前記受光部において前記シート状の光を受光する。
【００１７】
上記の本発明のテザー測定方法は、好適には、前記シート状の光を受光して受光信号を出力する工程の前に、前記テザーに振動を与える工程をさらに有する。
あるいは好適には、前記光源として、前記シート状の光としてレーザ光を発光する光源を用いる。
【００１８】
上記の本発明のテザー測定方法は、好適には、前記信号処理工程において、前記テザーの伸展速度ｖ、前記テザー上に伝達される横波の速度ｃ、時刻ｔ、前記テザーの長さ方向の位置ｘ、前記テザーの中心からの変位ｙについての下記式（１）から、前記テザーの伸展速度ｖを算出する。
【００１９】
【数３】
2009204365.tif 000005
【００２０】
上記の本発明のテザー測定方法は、好適には、前記信号処理工程において、前記テザーの張力Ｔ、前記テザー上に伝達される横波の振動の次数ｎ、前記テザーの前記横波が伝達される区間ｌ、前記テザー上に伝達される横波のｎ次の振動数ｆｎについての下記式（２）から、算出された前記テザーの伸展速度ｖを用いて、前記テザーの張力Ｔを算出する。
【００２１】
【数４】
2009204365.tif 000006
【発明の効果】
【００２２】
上記の本発明のテザー測定装置及びテザー測定方法によれば、非接触での測定が可能であるので、テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けて正確な測定が困難である場合であっても、テザーの張力や伸展速度を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態に係るテザー測定装置及びそれを用いたテザー測定方法について、図面を参照して説明する。
【００２４】
第１実施形態
図１は、本実施形態に係るテザー測定装置の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るテザー測定装置は、テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定装置である。
テザー１０は、プーリ１１にかけられて、所定の張力Ｔで張られ、静止状態も含む所定の伸展速度ｖで矢印方向に伸展しているものとする。
【００２５】
本実施形態のテザー測定装置は、シート状の光Ｌを発光し、シート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過するように配置された光源１２ａと、シート状の光Ｌを受光し、受光信号を出力する受光部１２ｂとを有し、さらに、上記の受光信号が入力され、受光信号からテザー１０の張力Ｔ及び／または伸展速度ｖを算出する信号処理部１３を有する。
【００２６】
上記のテザー測定装置は、光源１２ａ及び受光部１２ｂの組１２を２組以上、本実施形態においては２組有しており、これにより、空間的に離間した少なくとも２箇所において、シート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過するように、テザー１０に対して光源１２ａ及び受光部１２ｂが配置されている構成となっている。
【００２７】
図２（ａ）は、本実施形態に係る光源１２ａ及び受光部１２ｂの組１２の斜視図であり、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）はシート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過している場合の正面図である。
【００２８】
光源１２ａは、例えば線状の光源であって、シート状の光Ｌを発光する。本明細書においてシート状の光とは、例えば、線状の光源によるシート状の光であるものとする。光源１２ａ内の発光部自体からシート状の光が発光される構成でも、シリンドリカルレンズなどを組合わせた光学系を用いてシート状でない光をシート状に加工して用いてもよい。
受光部１２ｂは、シート状の光Ｌに対応した受光面を有している。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、シート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過していない場合、受光部１２ｂでは受光領域内で均一な強度の光が受光され、テザーが非通過であることが確認される。
一方、図２（ｃ）に示すように、シート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過している場合、受光部１２ｂではテザーの位置において不均一となる強度の光が受光され、テザーの通過位置を検出することができる。
【００３０】
ここで、シート状の光Ｌはレーザ光であることが好ましい。レーザ光は指向性が強く、光の強度が落ちにくいことから、テザー１０の位置検出をより精密に行うことができる。
【００３１】
上記の光源１２ａ及び受光部１２ｂの組１２は、レーザ変位計として市販されているものを用いることが可能であり、例えばレーザ変位センサ（ＬＳ−７０００，キーエンス社）は、測定領域０．３〜３０ｍｍにおいて、２４００回／秒の高速サンプリングが可能であり、分解能は０．１μｍ程度である。
従って、テザーの時間履歴を測ることが可能となっており、即ち、上記の光源１２ａ及び受光部１２ｂの組１２においてテザー１０の位置検出をするときにテザー１０が振動している場合には、受光部１２ｂではテザー１０の振動に応答した信号を得て、テザー１０の振動を検出することができる。
【００３２】
テザーが速度ｖで伸展するとき、テザー上に伝達される横波のｎ次の振動数ｆｎは、次式（２）で表される。
【００３３】
【数５】
2009204365.tif 000007
【００３４】
式（２）中、Ｔはテザーの張力、ｎはテザー上に伝達される横波の振動の次数、ｌはテザーの横波が伝達される区間、ｆｎはテザー上に伝達される横波のｎ次の振動数である。
【００３５】
実験によりｆｎを求め、上記式（２）において、ｎ（通常１である）、ｌと、伸展速度ｖを代入すると、テザーの張力Ｔを算出することができる。
上記の伸展速度ｖは、以下のようにして求める。
【００３６】
伸展速度ｖと張力Ｔが一定であると仮定したときの運動方程式は、下記式（３）で表される。
【００３７】
【数６】
2009204365.tif 000008
【００３８】
上記の式（３）の解は、下記式（１）となる。
【００３９】
【数７】
2009204365.tif 000009
【００４０】
ここで、ｖはテザーの伸展速度、ｃはテザー上に伝達される横波の速度、ｔは時刻、ｘはテザーの長さ方向の位置、ｙはテザーの中心からの変位である。
【００４１】
上記の式（１）について、図３を参照して説明する。
図３（ａ）はテザー１０上に振動による横波Ｗが発生したときの模式図であり、図３（ｂ）は上記の横波Ｗがテザーの両端に向かって伝達されたときの横波Ｗの位置を示す模式図である。
横波Ｗは、テザー上に横波の速度ｃで伝達される。
このとき、図３（ｃ）に示すように、テザー１０自体が伸展速度ｖで伸展していた場合、前進波の速度はｃ＋ｖとなり、後退波の速度はｃ−ｖとなる。
上記の式（１）は、テザーの中心からの変位ｙは、速度（ｃ＋ｖ）の前進波と速度（ｃ−ｖ）の後退波の２種類の波の重ね合わせて表されることを示している。
【００４２】
ここで、上記のようにテザー１０の振動を検出して得たテザー１０の位置情報（ｘ、ｙ）から、テザー１０の伸展速度ｖを算出することができる。
図４は、上記の算出を説明するためのモデルである。
位置ｘ１と位置ｘ２に上述のような変位計を配置しているものとする。
時刻ｔ０において、位置ｘ１から速度（ｃ＋ｖ）の前進波が、位置ｘ２から速度（ｃ−ｖ）の後退波が伝達される。
ここで、前進波は時刻ｔ２＝ｔ０＋（ｘ２−ｘ１）／（ｃ＋ｖ）において位置ｘ２に到達し、一方、後退波は時刻ｔ１＝ｔ０＋（ｘ２−ｘ１）／（ｃ−ｖ）において位置ｘ１に到達する。
従って、上記各位置での時刻とテザーの変位から前進波と後退波の重ね合わせを観測することにより、テザーの伸展速度ｖを算出することができる。
【００４３】
また、図５（ａ）は図４に示すモデルを本実施形態のテザー測定装置に関連付けて説明する模式図であり、図５（ｂ）はテザーの長さ方向の位置ｘ１における変位ｙの時間変化であり、図５（ｃ）はテザーの長さ方向の位置ｘ２における変位ｙの時間変化である。
図５（ｂ）においてＡで示す波は前進波であり、図５（ｃ）ではＡ’で示す波として加速されている。一方、図５（ｃ）においてＢ’で示す波は後退波であり、図５（ｂ）ではＢで示す波として減速されている。これらの波の速度の差から、上記のようにして、テザーの伸展速度ｖを求めることが可能となるものである。
【００４４】
また、テザー上の横波の速度ｃは√（Ｔ／ρ）で表される。
静止時のジャンピングロールモードの回転速度をΩとすると、伸展しているテザーではジャンピングロールモードの形状は次式（４）で表される。
【００４５】
【数８】
2009204365.tif 000010
【００４６】
従って、式（４）から、ジャンピングロールモードの形状を測定することによっても、張力Ｔを求めることができる。
尚、誤差を少なくするためには、テザーの長さ方向の位置について広い領域で、できるだけ多数の箇所でテザーの変位を測定することが好ましい。
【００４７】
上記については、テザーの曲げ剛性が無視できる場合について説明しているが、金属線や高分子材料のテザーなどの曲げ剛性が無視できない場合は、伸展速度ｖと張力Ｔが一定であると仮定したときの運動方程式は下記式（５）で表される。
【００４８】
【数９】
2009204365.tif 000011
【００４９】
式（５）の解は、速度（ｃ＋ｖ）の前進波と速度（ｃ−ｖ）の後退波を示す項を有さない。即ち、一定の伝播速度で波形を保ったままで進む波はなく、下記式（６）で示される伝播速度ｃＢを有する波である。
【００５０】
【数１０】
2009204365.tif 000012
【００５１】
式（６）中、ＥＩは曲げ剛性であり、ωは波の角振動数である。即ち、伝播速度ｃＢは波の振動数（ω／２π）に依存する。
上記のように曲げ剛性ＥＩが無視できない場合においてもテザーの変位などの情報からテザーの伸展速度を測定することができる。
【００５２】
信号処理部１３は、受光部１２ｂで得られた受光信号が入力され、受光信号から上記の式に従ってテザー１０の張力Ｔ及び／または伸展速度ｖが算出される。
【００５３】
上記の本実施形態のテザー測定装置によれば、非接触での測定が可能であるので、テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けて正確な測定が困難である場合であっても、テザーの張力や伸展速度を測定することができる。
【００５４】
本実施形態のテザー測定方法は、テザーの張力及び／または伸展速度を測定するテザー測定方法であって、まず、光源１２ａからレーザ光などのシート状の光Ｌを発光し、シート状の光Ｌの領域をテザー１０が通過するように、シート状の光Ｌをテザー１０に照射する。
次に、受光部においてシート状の光を受光して受光信号を出力する。
【００５５】
２組以上の光源１２ａ及び受光部１２ｂの組を用いて、空間的に離間した少なくとも２箇所において、シート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過するように、テザーに対して光源１２ａ及び受光部１２ｂを配置して、光源１２ａからシート状の光Ｌをテザー１０に照射し、受光部１２ｂにおいてシート状の光Ｌを受光することが好ましく、本実施形態においては２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂを用いて、空間的に離間した２箇所において測定する。
次に、信号処理工程として、受光信号から、上記の式に従って、テザーの張力及び／または伸展速度を算出する。
【００５６】
上記の本実施形態のテザー測定方法によれば、非接触での測定が可能であるので、テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けて正確な測定が困難である場合であっても、テザーの張力や伸展速度を測定することができる。
【００５７】
第２実施形態
図６は、本実施形態に係るテザー測定装置の構成を示す模式図である。
実質的に第１実施形態と同様であるが、テザー１０に振動を与える振動付与部（Ｓ１，Ｓ２）をさらに有することが異なる。これにより、波動の測定を簡単に行うことができる。
テザー１０が静止状態である場合に、テザーの振動がゼロとなり、第１実施形態で説明するようにしてテザーの張力を算出することができない。
ここで、振動付与部においてテザーに人工的に振動を与えることにより、発生した振動に起因するテザーの変位を調べることにより、テザーの張力を算出することができる。
テザーが伸展している場合には、伸展時に発生する振動をそのまま利用できるので、振動付与部を用いなくてもよい。
振動付与部としては、例えばエアを噴きつける、あるいは、一時的に非接触状態からはずれるが、テザーを弾く構成などにより実現できる。
【００５８】
上記の本実施形態のテザー測定装置によれば、第１実施形態と同様に、非接触での測定が可能であるので、テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けて正確な測定が困難である場合であっても、テザーの張力や伸展速度を測定することができる。
上記の本実施形態のテザー測定装置によれば、非接触での測定が可能であるので、テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けて正確な測定が困難である場合であっても、テザーの張力や伸展速度を測定することができる。
【００５９】
（実施例１）
第２実施形態に係るテザー測定装置を用いて、伸展速度がゼロのときのテザーにおける前進波の速度ｃを測定した。
図６における２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂの組の間の距離は０．６４５ｍとし、図６中の振動付与部Ｓ１で振動を付与して振動させた。
また、図６中に示す箇所で接触式の測定装置により前進波の速度ｃを測定した。
図７は、２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂの組における、テザーの変位の時間変化を示す。２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂにおいて、横波の伝達に係る時間が異なり、一定の時間でずれた波が観測された。
上記の測定結果から、前進波の速度ｃを算出した結果（本発明）と、上記の接触式の測定装置による前進波の速度ｃの結果（従来例）を表１にまとめた。実験は３回行い、それぞれについて結果を示している。
表１に示すように、本発明によれば従来例と同等の結果となった。
【００６０】
【表１】
2009204365.tif 000013
【００６１】
（実施例２）
第２実施形態に係るテザー測定装置を用いて、伸展速度ｖのときのテザーにおける前進波の速度ｃ＋ｖを測定した。
テザーの伸展速度ｖとした以外は実施例１と同様である。
図８は、２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂの組における、テザーの変位の時間変化を示す。２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂにおいて、横波の伝達に係る時間が異なり、一定の時間でずれた波が観測された。
上記の測定結果から、前進波の速度ｃ＋ｖを算出した結果（本発明）と、接触式の測定装置による前進波の速度ｃ＋ｖの結果（従来例）を表２にまとめた。実験は３回行い、それぞれについて結果を示している。
表２に示すように、本発明によれば従来例と同等の結果となった。
【００６２】
【表２】
2009204365.tif 000014
【００６３】
（実施例３）
第２実施形態に係るテザー測定装置を用いて、伸展速度がゼロのときのテザーにおける後退波の速度ｃ−ｖを測定した。
テザーの伸展速度ｖとし、振動付与部Ｓ２において振動を付与したこと以外は実施例１と同様である。
図９は、２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂの組における、テザーの変位の時間変化を示す。２組の光源１２ａ及び受光部１２ｂにおいて、横波の伝達に係る時間が異なり、一定の時間でずれた波が観測された。
上記の測定結果から、後退波の速度ｃ−ｖを算出した結果（本発明）と、上記の接触式の測定装置による前進波の速度ｃ−ｖの結果（従来例）を表３にまとめた。実験は３回行い、それぞれについて結果を示している。
表３に示すように、本発明によれば従来例と同等の結果となった。
【００６４】
【表３】
2009204365.tif 000015
【００６５】
第３実施形態
図１０は、本実施形態に係るテザー測定装置の構成を示す模式図である。
光源１２ａからのシート状の光Ｌを反射して受光部１２ｂに入射させるミラー１２ｍ（本実施形態では２個）をさらに有している。即ち、第１実施形態のテザー測定装置における一方の光源及び受光部の組の受光部に代えてミラー１２ｍを配置し、他方の光源及び受光部の組の受光部に代えてミラー１２ｍを配置し、光源に代えて受光部１２ｂを配置し、光源１２ａからのシート状の光Ｌが２個のミラー１２ｍで反射されて受光部１２ｂに入射するように配置された構成となっている。
上記の構成において、空間的に離間した少なくとも２箇所において、シート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過するように、テザー１０に対して光源１２ａ及び受光部１２ｂが配置されている構成となっている。上記以外は第１あるいは第２実施形態と同様である。
上記の構成のテザー測定装置によれば、１組の光源及び受光部でテザー１０の長さ方向の位置の２箇所でのテザー１０の振動を測定が可能となり、第１あるいは第２実施形態と比べて光源及び受光部の数を減らすことが可能になる。
【００６６】
上記の本実施形態のテザー測定装置によれば、第１実施形態と同様に、非接触での測定が可能であるので、テザーの材質などによりテザーにセンサ部を接触させることが困難である場合、あるいは張力が小さくて接触させると測定が大きく影響を受けて正確な測定が困難である場合であっても、テザーの張力や伸展速度を測定することができる。
【００６７】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、光源と受光部の組は市販のレーザ変位計をそのまま用いてもよく、あるいはそれぞれを別途に構成するようにしてもよい。
光源と受光部の組は２個に限らず、より多くの箇所に設けてもよい。
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のテザー測定装置及びテザー測定方法は、繊維業界、金属製品業界、プラスチックなどの高分子製品業界などにおいて、テザーの張力及び伸展速度を求める装置及び方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係るテザー測定装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係る光源１２ａ及び受光部１２ｂの組１２の斜視図であり、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）はシート状の光Ｌが照射されている領域をテザー１０が通過している場合の正面図である。
【図３】図３（ａ）はテザー上に振動による横波が発生したときの模式図であり、図３（ｂ）及び（ｃ）は上記の横波がテザーの両端に向かって伝達されたときの横波の位置を示す模式図である。
【図４】図４はテザーの伸展速度の算出を説明するためのモデルである。
【図５】図５（ａ）は図４に示すモデルを第１実施形態のテザー測定装置に関連付けて説明する模式図であり、図５（ｂ）はテザーの長さ方向の位置ｘ１における変位ｙの時間変化であり、図５（ｃ）はテザーの長さ方向の位置ｘ２における変位ｙの時間変化である。
【図６】図６は本発明の第２実施形態に係るテザー測定装置の構成を示す模式図である。
【図７】図７は実施例１に係るテザーの変位の時間変化を示す。
【図８】図８は実施例２に係るテザーの変位の時間変化を示す。
【図９】図９は実施例３に係るテザーの変位の時間変化を示す。
【図１０】図１０は本発明の第３実施形態に係るテザー測定装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…テザー、１１…プーリ、１２ａ…光源、１２ｂ…受光部、１２ｍ…ミラー、１３…信号処理部、Ｌ…シート状の光、Ｓ１，Ｓ２…振動付与部
【図１】
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【図２】
2009204365.tif 000021
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2009204365.tif 000027
【図９】
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【図１０】
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