JPH0269629A

JPH0269629A - 膜構造の膜張力測定方法と測定装置

Info

Publication number: JPH0269629A
Application number: JP22100888A
Authority: JP
Inventors: Akira Okada; 章岡田
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1988-09-03
Filing date: 1988-09-03
Publication date: 1990-03-08
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JP2534328B2

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」本発明は膜構造の膜張力測定方法と測定装置に関する。

「従来の技術」膜構造、特にサスペンション膜構造においては、膜面の
張力により剛性を確保するため、施工時において導入膜
張力を管理することが重要となる。

また維持管理面においても、クリープ、レラクゼーショ
ン等による膜張力の減少量を把握し、張力再導入時期の
決定を行うためには張力の監視は必要となる。

現状では適当な膜張力測定機器が無く、施工者または維
持管理者の経験もしくは膜面の形状や押えケーブル・境
界ケーブルの張力の計測値により膜張力の度合を予想す
る感による管理を行っている。すなわち、面体でなく綿
体で挟み付は可能なワイヤー（ケーブル）にあっては、
第４図に示す如く、張力Ｔのもとにあるワイヤー１の上
下をローラー２，３．３ではさみ、所定の撓みを生じさ
せる荷重Ｐから前記のワイヤー張力Ｔを換算することが
出来る。

しかし、膜材の張力を測定する場合は、被測定物が綿体
でなく、面体であるので、上下（裏表）からはさむ方法
は現実的でなく、叙上の要領をそのまま通用することは
出来ないためである。

「発明が解決しようとする課題」しかして、現状では膜張力の正確な把握は困難である。

よって、膜張力導入時、維持管理時のいずれにあっても
、膜自体についての正確な張力値を測定し得ていないた
めに、合理的な設計を期し得ることが出来ない。

本発明は、叙上の事情に鑑みなされたもので、撓み発生
用接触子のはさみつけ当接が不可能な膜に対し、片面の
みへの当接でもって、測定用撓みを発生させ得、膜張力
を算出することが出来る測定方法並びに測定装置を提供
することを目的としている。

「課題を解決するための手段」上記目的を達成するために、本発明方法は、所定の張力
で引張られている膜材片面に内部を減圧した内筒体を密
に押し当てて球面形状の撓み変形を形成させ、所定式％式％） δ：変形部の天頂部の変位（ｍ）より、測定したＰ、δ値に基づいて膜張力Ｎを算出する
としたものである。

また、本発明装置は、円筒形箱体に減圧機構を接続する
と共に膜面変位形並びに箱内圧についての圧力計を組付
けるとしたものである。

さらに、上記構成に付加して得られた測定値から膜張力
を算定し、出力する機能を持つ演算部と入出力制御の他
に、内圧値が予め設定した値を越えないような制御も行
う制御部を組込むとしたものである。

「作用」上記のように構成された本発明は、下記の原理に基づい
て成立する。すなわち、いま、第１図に示す如く球面形
状の膜材４に圧力Ｐが加わった時、次式で示す膜応力Ｎ
が発生する。

ＲＮ＝□　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（１）但し　Ｐ：圧力（ｋｇ／ボ）、Ｒ：膜曲面の曲率半径（ｍ）Ｎ：膜応力（ｋｇ／ｍ）ここで、第２図に示す如くある張力Ｎで引張られている
状態の膜材４”に、局部的に球面変形をもたらす圧力Ｐ
を加えた時の変形後の釣合式は、膜材４゛の異方性、伸
び剛性（−ヤング係数×膜厚）を無視すると、（１）式
と同じになる。

また、この時の膜材４゛の変形部の天頂部の変位δは、
曲率半径Ｒと次の様な関係で表わされる。

Ｄ：変形球面の直径（ｍ）（２）弐を（１）式に代入すると、この時膜材４”がδだけ変形することによる膜張力の増
分は、δがＤと比べて小さい時は無視できる。

よって、δくＤとして２次項を省略すると（３）式はＰ
Ｄ”　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（３・）となり、（３）式は、天頂部変位δと圧力Ｐ
が既知の場合、膜張力Ｎを求める式と解釈できる。

なおここでは等方性の膜を対象にしているが、一般に使
用されている直交異方性の膜に適用した場合でも施工管
理または維持管理上十分な精度が確保できると考えられ
る。

また、式導入時において無視した上述の項目は、同種の
膜材を用いた較正を行うと精度の向上が期待できる項目
である。

尚、叙上球面変形を膜材４”にもたらすには、図中想像
線で表わす如く、内部を減圧した円筒体５を膜材４゛に
押し当てればよい。

以上の原理により、本発明は膜材に対して片面から測定
用の撓み変形を形成させることで膜張力の算出が可能で
ある。

「実施例」実施例について図面を参照して説明すると、第３図にお
いて、円筒形箱体６には、減圧機構７よりのチューブ８
が接続されていて、電気式弁９でコントロールされるよ
うになっている。

また、箱体６には半導体圧力変換器１０が装着されてい
る。さらに、箱体６内には、差動トランス型変位計１１
が組付けられており、図中１１ａは、固定側の差動トラ
ンス、１１ｂは移動側のコアで、当該コアｌｌｂに付設
の膜材４゛に対して突き出された脚１１ｃの先端には当
接用の滑車ｌｉｄが配設されている。しかして、膜材４
゛の変位に従ってコアＩｌｂが変位することによって生
じる変位出力をもって変位δを検知し得る。

図中１２は、箱体６開ロ縁に周設するを良しとするリン
グ状の気密用ネオプレンゴムを示す。

張力Ｎの元にある膜材４”に対して円筒形箱体６の開口
を押し当て、減圧機構７を作用させて撓み変形を起こさ
せ、該半導体圧力変換器１０．差動トランス型変位計１
１よりＰ、δを得ることで、既述の（３゛）式により、
Ｎが算出出来る。

斜上算出を自動的に行なうには、上記のＰ、δを（３゛
）弐をプログラムした演算部に入力して算出値を出力さ
せればよい。

当該演算部と連結の制御部は、叙上の入出力制御の他に
、既述のδくＤなる前提が損なわれることのないように
、予め設定した最大変形量を越える変形が生じた場合、
電気式弁９を調整し、圧力を下げるものとするとよい。

「発明の効果」本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

（１）サスペンション膜構造の施工において、経験（勘
）あるいは間接的な計測に基づいて試行錯誤的に行って
いた導入膜張力施工管理が容易となり、また信顛性も向
上する。

（２）クリープ、レラクゼーション等に伴う膜張力の低
下現象を容易にモニターでき、維持管理面で有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、球面状膜材に圧力が加わった時の膜応力との
関係説明図、第２図は、ある張力の元にある膜材に局部
的変形が加えられた時の関係説明図、第３図は、本発明
装置の構造説明図、第４図は、綿体に於けるテンション
測定原理説明図である。フ歩し２リド・・ワイヤー、　　２．３・・・ローラー、　４，４
″・・・膜材、　５・・・円筒体、　６・・・円筒形箱
体、　７・・・減圧機構、　８・・・チューブ、　９・
・・電気式弁、　１０・・・半導体圧力変換器、　１１
・・・差動トランス型変位計、　ｌｌａ・・・差動トラ
ンス、　ｌｌｂ・・・移動側のコア、１１ｃ・・・脚、
　ｌｉｄ・・・滑車、　１２・・・機密用ネオプレンゴ
ム。ンクピ／ａ１１−一λＬ中９ドラ／ス型妾イＩす　　　　　１１゜
−１，り【も２，２い＋ｂ−−−ｎｔｑイ史１．ｎｒ７
　　　　　１　Ｉｃ−−−ＩＦ　　　　Ｉ　Ｉｄ−−−
４１万ヂＶンコ゛Ａ１２−猥宸引ネＰ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定の張力で引張られている膜材片面に内部を減
圧した内筒体を密に押し当てて球面形状の撓み変形を形
成させ、所定式Ｎ＝｛Ｐ（δ＾２＋［Ｄ＾２／４］）｝／４δＮ：膜応
力（ｋｇ／ｍ）Ｐ：筒内圧力（ｋｇ／ｍ＾２）Ｄ：球面直径（ｍ） δ：変形部の天頂部の変位（ｍ）より、測定したＰ、δ値に基づいて膜張力Ｎを算出する
としたことを特徴とする膜構造の膜張力測定方法。
（２）円筒形箱体に減圧機構を接続すると共に膜面変位
計ならびに箱内圧についての圧力計を組付けるとしてな
ることを特徴とする膜構造の膜張力測定装置。
（３）請求項２記載の装置に付加して得られた測定値か
ら膜張力を算定し、出力する機能を持つ演算部と入出力
制御の他に、内圧値が予め設定した値を越えないような
制御も行う制御部を組込むとした膜構造の膜張力測定装
置。