(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023098328
(43)【公開日】2023-07-10
(54)【発明の名称】ホイールバランサ測定装置
(51)【国際特許分類】
G01M 1/32 20060101AFI20230703BHJP
【ＦＩ】
G01M1/32
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021215030
(22)【出願日】2021-12-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-05-29
(71)【出願人】
【識別番号】000185916
【氏名又は名称】小野谷機工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100075557
【弁理士】
【氏名又は名称】西教 圭一郎
(72)【発明者】
【氏名】牧野 智將
【テーマコード（参考）】
2G021
【Ｆターム（参考）】
2G021AB01
2G021AC03
2G021AG05
2G021AG06
2G021AL09
2G021AM08
(57)【要約】
【課題】 タイヤ付きホイールのアンバランス量および回転位置を短時間で得ることができるホイールバランサ測定装置を提供する。
【解決手段】 本体部２と、把持部３を有する回転軸４と、電動モータ５と、第１計測端７１と一方の側壁部Ｔ１との間の第１距離ＺＤを、第１軸線Ｌ１に沿って非接触で計測する第１計測部７と、第２計測端８１とホイールＷのリム部Ｗ１の内周面Ｗ１ａとの間の第２距離ＬＲ１を、非接触で計測する第２計測部８と、第２計測部８を第１軸線Ｌ１に沿って移動させる移動部９と、タイヤＴが装着されたホイールＷの偏心量を回転位置に対応させて計測する偏心量計測部１０と、第１距離ＺＤ、第２距離ＬＲ１および偏心量に基づいて、タイヤＴが装着されたホイールＷのアンバランス量を回転位置に対応させて算出する信号処理部１１と、信号処理部１１によって算出されたアンバランス量および回転位置を表す情報を表示する表示部１３と、を含む。
【選択図】 図１
【解決手段】 本体部２と、把持部３を有する回転軸４と、電動モータ５と、第１計測端７１と一方の側壁部Ｔ１との間の第１距離ＺＤを、第１軸線Ｌ１に沿って非接触で計測する第１計測部７と、第２計測端８１とホイールＷのリム部Ｗ１の内周面Ｗ１ａとの間の第２距離ＬＲ１を、非接触で計測する第２計測部８と、第２計測部８を第１軸線Ｌ１に沿って移動させる移動部９と、タイヤＴが装着されたホイールＷの偏心量を回転位置に対応させて計測する偏心量計測部１０と、第１距離ＺＤ、第２距離ＬＲ１および偏心量に基づいて、タイヤＴが装着されたホイールＷのアンバランス量を回転位置に対応させて算出する信号処理部１１と、信号処理部１１によって算出されたアンバランス量および回転位置を表す情報を表示する表示部１３と、を含む。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体部と、
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含むことを特徴とするホイールバランサ測定装置。
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含むことを特徴とするホイールバランサ測定装置。
【請求項2】
前記第１計測部は、超音波計測器であることを特徴とする請求項１に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項3】
前記第２計測部は、
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のホイールバランサ測定装置。
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項4】
前記偏心量計測部は、前記検出した歪み量および前記回転位置を表す歪み検出信号を前記信号処理部に出力する歪み検出部を、さらに含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項5】
前記信号処理部は、前記回転位置に対応する前記ホイールの前記内周面上の位置に、前記検出した歪み量の最大値に対応する前記回転位置を表す参照光を前記第２計測部によって照射するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のホイールバランサ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車のタイヤが装着されたタイヤ付きホイールの、タイヤの摩耗などによって生じる重心の回転軸線に対する偏心が相殺されるように、バランスウエイトとも呼ばれる重錘のホイールへの取付け位置を表示することができるホイールバランサ測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来技術のホイールバランサ測定装置は、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１には、回転主軸の先端部にタイヤが装着されたホイールを装着した状態で回転し、発生する遠心力によるアンバランス量および回転位置を測定するホイールバランサ装置が記載されている。
【0003】
特許文献１のホイールバランサ装置は、リムのイン側内径、リム幅、およびセンサーからリムのイン側までの距離であるディスタンスを測定するために、レーザー測長センサーが装置本体に設けられ、該レーザー測長センサーはスライド棒の先端に取着され、スライド棒をスライドさせるレーザー移動装置を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１－４７７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の特許文献１に記載される従来技術では、ホイールのリム幅を測定するための構成を備えていないので、リム幅ゲージと呼ばれる専用の測定工具によって作業者が測定し、あるいはホイールに明記されている数値を作業者が読み取り、その測定値または読み取り値を表示・操作部から装置本体に手動入力している。したがって、特許文献１に記載される従来技術では、タイヤ付きホイールのアンバランス量および回転位置を得るために時間を要するという課題がある。
【0006】
本発明の目的は、タイヤ付きホイールのアンバランス量および回転位置を短時間で得ることができるホイールバランサ測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、本体部と、
前記水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイール部を着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含むことを特徴とするホイールバランサ測定装置である。
前記水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイール部を着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含むことを特徴とするホイールバランサ測定装置である。
【0008】
また本発明は、前記第１計測部は、超音波計測器であることを特徴とする。
【0009】
また本発明は、前記第２計測部は、
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする。
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする。
【0010】
また本発明は、前記偏心量計測部は、前記検出した歪み量および前記回転位置を表す歪み検出信号を前記信号処理部に出力する歪み検出部を、さらに含むことを特徴とする。
【0011】
また本発明は、前記信号処理部は、前記回転位置に対応する前記ホイールの前記内周面上の位置に、前記検出した歪み量の最大値に対応する前記回転位置を表す参照光を前記第２計測部によって照射するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、第１計測部によって、タイヤのサイドウォールとも呼ばれる外側の側壁部までの第１距離が計測され、第２計測部によって、ホイールのリム部の内周面の第２距離が第１軸線に沿って走査されて計測される。また、偏心量計測部によって、回転軸の回転時における偏心量が回転位置に対応させて計測される。信号処理部は、第１距離、第２距離および偏心量に基づいて、タイヤが装着されたホイールのアンバランス量および回転位置を算出し、算出されたアンバランス量および回転位置は、表示部によって表示される。したがって前記従来技術のように、ホイールのリム幅を作業者が手作業で測定する必要がなくなり、タイヤ付きホイールのアンバランス量および回転位置を短時間で計測することができる。
【0013】
また本発明によれば、第１計測部が超音波計測器によって実現されるので、タイヤの一方の側壁部が第１計測端に向かって凸に湾曲した構成であっても、一方の側壁部と第１計測端との間の最短距離を第１距離として正確に計測することができる。
【0014】
また本発明によれば、ホイールのリムの内周面のような段差を有する被計測部の形状であっても、出射部から出射されたレーザビーム光を照射し、その反射光を受光部によって受光し、第２計測端とホイールのリムの内周面との間の距離を第２距離として正確に計測することができる。
【0015】
また本発明によれば、偏心量計測部の検出部によって回転軸の歪み量およびその回転位置を検出して、検出した歪み量および回転位置を歪み検出信号として信号処理部に出力するので、タイヤが装着されたホイールの回転時の歪み量およびその回転位置を得ることができ、車両走行時の歪み量および回転位置を正確に計測することができる。
【0016】
また本発明によれば、ホイールの内周面上に計測によって得られた回転位置を表す参照光が照射されるので、作業者によって計測された歪み量に対応する重錘を容易にかつ正確にホイールの内周面の参照光が照射されている位置に取り付けることができ、作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態のホイールバランサ測定装置１の一部を切欠いた正面図である。
【図2】ホイールバランサ装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】ホイールバランサ測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】ホイールバランスの測定に必要なデータを説明するためのホイールの断面図である。
【図5】スケールレバーＳＬによる測定状態を示す斜視図である。
【図6】第２計測部８による測定状態を示す斜視図である。
【図7】第２計測部８による計測距離とホイールＷとの関係を示す断面図である。
【図8】第２計測部８の測定手順を説明するための断面図である。
【図9】第１計測部７の取付け構造を示す斜視図である。
【図10】第１計測部７の外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１は、本発明の一実施形態のホイールバランサ測定装置１の一部を切欠いた正面図である。図２は、ホイールバランサ装置１の電気的構成を示すブロック図である。本実施形態のホイールバランサ測定装置１は、普通自動車、バス、トラックなどの自動車の車輪であるタイヤ付きホイールの重心の偏心量を計測し、偏心量が相殺されるように、ホイールＷのリムＷ１にバランスウエイトとも呼ばれる回転体平衡用調節おもりとしての重錘ｗ１，ｗ２の重さおよびその取付位置を作業者に呈示するために用いられる。ホイールＷは、例えばアルミニウム合金から成る。
【0019】
ホイールバランサ装置１は、本体部２と、回転軸４と、電動モータ５と、第１計測部７と、第２計測部８と、移動部９と、偏心量計測部１０と、信号処理部１１と、表示部１３と、を含んで構成される。回転軸４は、水平な第１軸線Ｌ１まわりに回転可能に本体部２に設けられ、タイヤＴが装着されたホイールＷを、着脱可能に把持する把持部３を有する。電動モータ５は、本体部２に設けられ、回転軸４を第１軸線Ｌ１まわりに回転駆動する。
【0020】
第１計測部７は、本体部２に、把持部３によって把持されたタイヤＴの外側に位置する一方の側壁部Ｔ１に対向するように設けられる。第１計測部７は、第１計測端７１を有し、第１計測端７１と前記一方の側壁部Ｔ１との間の第１距離ＺＤを、第１軸線Ｌ１に沿って一方の側壁部Ｔ１に対して非接触で計測する。第２計測部８は、本体部２に第１軸線Ｌ１に沿って移動可能に設けられる。第２計測部８は、第２計測端８１を有し、第２計測端８１とホイールＷのリム部Ｗ１の内周面Ｗ１ａとの間の第２距離ＬＲ１を、リム部Ｗ１の内周面Ｗ１ａに非接触で第１軸線Ｌ１に沿って走査して計測する。
【0021】
移動部９は、本体部２に設けられ、第２計測部８を第１軸線Ｌ１に沿って移動させる。偏心量計測部１０は、回転軸４の回転時に該回転軸４の歪み量を検出し、検出した歪み量に基づいて、タイヤＴが装着されたホイールＷの偏心量を回転軸４の第１軸線Ｌ１まわりの回転位置に対応させて測定する。信号処理部１１は、第１距離ＺＤ、第２距離ＬＲ１および偏心量に基づいて、タイヤＴが装着されたホイールＷのアンバランス量を回転位置に対応させて算出する。表示部１３は、信号処理部１１によって算出されたアンバランス量および回転位置を表す情報を表示する。
【0022】
信号処理部１１は、コンピュータによって実現される制御手段１２に備えられる中央演算処理装置（Central Processing Unit；ＣＰＵ）から成る。信号処理部１１は、回転軸４を回転駆動する前述の電動モータ５と、回転軸４の回転を制動するための制動装置１４と、回転軸４の回転速度を検出する速度検出器１５と、回転軸４の位相を検出する位相検出器１６と、一対の歪検出器４１，４２とを含む。ホイールバランサ装置１は、前述の表示部１３と、操作部１９と、制御手段１２によって読み込んで実行されるプログラムが格納されるメモリ２０と、をさらに含んで構成される。
【0023】
本実施形態において、歪検出は歪みゲージを使用して外力荷重を歪み量で検出し電気信号に変換するが、圧電検出は圧電センサーを使用して外力荷重を圧力で検出し電気信号に変換する。超音波センサーを使用する場合、バランサー自体は歪検出による構成であってもよく圧電検出による構成であってもよい。
【0024】
制御手段１２は、速度検出器１５からの回転量検出信号および歪検出器４１，４２からの歪検出信号などに基づいて、タイヤ付きホイールＷの偏心量とその回転位置とを演算して求め、求められた偏心量と回転位置とを対応させて表示部１３に表示させる。歪検出器４１，４２は、例えば歪みゲージから成る。作業者は、このように表示された表示部１３の偏心量と回転位置とを確認して、ホイールＷのリムＷ１上の対応する回転位置に、偏心量に対応するアンバランス量である重量の重錘ｗ１，ｗ２を貼付けて固定する。内側の重錘ｗ１は、リムＷ１の内周面Ｗ１ａにねじ込まれ、外側の重錘ｗ２は粘着剤によって粘着されてもよい。内側重錘ｗ１はホイールＷの形状によって使い分けてもよい。内側リムの形状が重錘が打ち込めるフランジ形状であれば打ち込むが、フランジ部が無い形状であれば貼り付けるようにしてもよい。外側重錘ｗ２はホイールＷの種類によって使い分けてもよい。スチールホイールならば重錘ｗ２が打ち込めるフランジ形状があるので、打ち込ことができるが、アルミホイールは外側にフランジ部がないのでホイールＷの内面に貼り付けるようにしてもよい。
【0025】
本体部２は、例えばステンレス鋼板などの耐腐食性の高い金属製の筐体を有している。本体部２の上部には、複数の重錘が重量などの種類毎に区分けして収容される複数の凹部２１を有する上部パネル体２２が装着される。また本体部２の下部には、基台２３が長手方向に垂直に固定され、この基台２３によってホイールバランサ装置１が床２４に垂直に安定して設置される。
【0026】
このような本体部２の筐体は、互いにほぼ直角に連なる４つの側壁を有し、これらの側壁の上方には、制御手段１２が上部パネル体２２に乗載されて設置され、この制御手段１２上に表示部１３が搭載される。表示部１３は、液晶表示装置によって実現されてもよい。また制御手段１２は、操作部１９を有し、コンピュータを内蔵した制御ユニットによって実現される。操作部１９は、例えばキーボード、タッチパネル等によって実現されてもよい。
【0027】
偏心量計測部１０は、消防法によって防爆構造要求領域として規定される、本体部２内の上部空間に設けられる。この上部空間は、本体部２内の空間のうち、床２４から鉛直上方に高さＨ＝６００ｍｍ以上でかつ上部パネル体２２よりも下方の空間である。
【0028】
偏心量計測部１０は、前述したリムＷ１の内径を測定する手段であるスケールレバーＳＬと、本体部２内の床２４から高さＨの高さ位置に設けられる支持体３０と、支持体３０に第１軸線Ｌ１と同軸に互いに間隔をあけて固定される一対の軸受３１，３２と、回転軸４の各軸受３１，３２間に固定される円環状の遮光板３３と、遮光板３３の外周部を挟む両側に設けられる図示しない発光部および受光部を有する光検出器３６とを備える。
【0029】
光検出器３６は、たとえばフォトインタラプタによって実現される。遮光板３３は、外周部に複数のスリットが周方向に等間隔に形成される。発光部から遮光板３３に照射された光は、遮光板３３のスリットを介して受光部に受光される。受光部は、その遮光板３３のスリットを介する光を受光する毎に、検出信号をローレベルからハイレベルに切換え、発光部から受光部に向って照射される光が、遮光板３３の周方向に隣接する各スリット間の遮光部分によって遮断されると、ハイレベルからローレベルとなるパルス波形の回転検出信号を出力する。
【0030】
各軸受３１，３２には、歪検出器４１，４２が固定される。各歪検出器４１，４２は、回転軸４に取付けられたタイヤＴ付きホイールＷのぶれなどに起因する回転軸４の歪み量を検出し、その検出した歪み量を歪検出信号としてホイールＷの回転位置に対応付けて制御手段１２の信号処理部１１に出力する。制御手段１２は、光検出器３６から出力される回転検出信号に同期して、表示部１３の表示画面にタイヤＴ付きホイールＷのリム部Ｗ１における偏心量および重錘ｗ１，ｗ２の重量を表示するように構成される。
【0031】
第１計測部７は、超音波計測器によって実現される。第２計測部８は、レーザビーム光を出射する出射部８１と、出射部８１を第１軸線Ｌ１と平行に移動させる移動部９とを有するレーザ測距装置によって実現される。移動部９は、例えばステッピングモーターに歯車を取り付け、歯車とラックとをかみ合わせ、ステッピングモーターを回転させることでラックが前進後進する構成によって実現されてもよい。
【0032】
第２計測部８は、レーザビーム光を出射する出射部と対象物の反射光を受光する受光部とを有し、出射部からのレーザビーム光の出射光と受光部による反射光の入射光との波長のずれ量から測長するレーザ測距器が用いられてもよい。レーザ測距器としては、例えばオプテックス株式会社製、型番ＣＤ３３－２５０ＮＡを用いることができる。
【0033】
図３は、ホイールバランサ測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。ステップｓ１で、回転軸４の偏心量を測定するための作業が開始され、作業者によって操作部１９のスタートボタンが押下されると、操作部１９からの起動信号が制御手段１２に出力され、制御手段１２は測定開始時における初期状態にリセットされる。
【0034】
ステップｓ２で、制御手段１２は電動モータ５に回転動作指令信号を出力して回転動作を開始させる。
【0035】
電動モータ５の回転動作の開始によって、回転軸４が第１軸線Ｌ１まわりに回転駆動されると、制御手段１２は速度検出器１５および位相検出器１６による検出信号に基づいて、回転が開始されたか否かを判断し、回転が開始されたと判断した場合には、ステップｓ３へ移る。回転が開始されていない場合、たとえば速度検出器１５からの検出信号である光検出器３６によるパルス信号が変化しない場合には、回転が開始されていないものと判断して、予め定める時間、３～１０ｓｅｃの期間を待機した後、ステップｓ５で処理を終了する。
【0036】
ステップｓ３において、制御手段１２は速度検出器１５および位相検出器１６からの検出信号に基づいて、回転軸４の回転位置に対応した偏心量を算出し、表示部１３に回転位置とともに偏心量を表示する。回転軸４の回転数は、約２１０ｒｐｍ～３６０ｒｐｍであり、第１軸線Ｌ１に垂直な右側方から見て、反時計まわりに回転駆動される。このような回転軸４に取付け可能なタイヤ付きホイールＷは、ホイール径１０～３０インチ、ホイール幅が２～１５インチ、最大タイヤ外径が９００ｍｍである。このようなタイヤ付きホイールＷの偏心量の測定が終了すると、ステップｓ４に移り、制御手段１２は制動装置１４を動作させて、電動モータ５の回転を制動し、回転軸４を停止させる。制動装置１４は、電動モータ５に制動機構が内蔵された、いわゆるブレーキ付モータによって実現されてもよい。制御手段１２が、速度検出器１５および位相検出器１６からの検出信号に基づいて、回転が停止したことを検出すると、ステップｓ５で処理を終了する。
【0037】
作業者は表示部１３の画面に表示されている偏心量に対応するバランスウエイトを、ホイールＷの該偏心量の回転位置に取付け、タイヤ付きホイールＷを回転軸４から取外し、ホイールバランス測定作業を終了する。
【0038】
図４は、ホイールバランスの測定に必要なデータを説明するためのホイールの断面図である。図４（ａ）は両側の重錘ｗ１，ｗ２を打ち込む場合の断面を示し、図４（ｂ）は内側の重錘ｗ１と打ち込み、外側の重錘ｗ２を貼付ける場合の断面を示し、図４（ｃ）は両側の重錘ｗ１，ｗ２を貼り付けた場合の断面を示す。各重錘ｗ１，ｗ２は、ホイールＷのリムＷ１の内周面Ｗ１ａに打ち込むか、或いは貼付けられるので、両側に打ち込む場合には、図４（ａ）に示されるように、第２距離ＬＲ１とリム幅ＬＷとが信号処理部１１で算出される。
【0039】
また内側の重錘ｗ１を打ち込み、外側の重錘ｗ２を貼付ける場合は、図４（ｂ）に示されるように、第２距離ＬＲ１と内側フランジから外側重錘ｗ２の取付け位置までの距離Ｌ２とが算出され、内側の重錘ｗ１および外側の重錘ｗ２のどちらも貼付ける場合は、図４（ｃ）に示されるように、第２距離ＬＲ１と各重錘ｗ１，ｗ２の取付け位置間の距離Ｌ３とが算出される。
【0040】
レーザー走査の場合、重錘を取付ける位置はホイールの内側の平坦な場所と外側の平坦な場所に貼り付けるので、レーザー走査にてリムの形状を読み取り、平坦な位置がどこかであるかを解析して求めている。解析した結果、各重錘ｗ１とｗ２の位置が決まり、リム幅が判明する。また、スケール入力の場合、重錘を付ける位置は作業者が判断するので、打ち込みをする場合には打ち込むフランジ部にスケールを当てて測定距離を入力し、貼り付けるならば、平坦な部分にスケールを当てて測定距離を入力することによって、重錘を付ける位置を決定することができる。
【0041】
図５は、スケールレバーＳＬによる測定状態を示す斜視図であり、図６は第２計測部８による測定状態を示す斜視図である。ホイールバランサ装置１の回転軸４にホイールＷを装着して高速回転するが、測定に先立って重錘ｗ１が取付けられるリム内側の直径、重錘ｗ２が取付けられる外側と内側との間の距離（リム幅）、およびスケールレバーＳＬと内側重錘ｗ１が取付けられるリムイン側までの距離の測定が行われる。スケールレバーＳＬは、例えばレバーの角変位量をロータリエンコーダによって読み取る構成であってもよい。
【0042】
図７は、第２計測部８による計測距離とホイールＷとの関係を示す断面図である。第２計測部８は、本体部２の一側部２ａよりも内側に退避した待機位置から第１軸線Ｌ１に沿って一側部２ａから突出した計測開始位置までの距離ＬＤだけ移動部９によって移動される。この計測開始位置は、内側の重錘ｗ１を検出した位置に対応し、第２計測部８は移動部９によって、計測開始位置から外側の重錘ｗ２の検出位置まで移動され、図８に示すホイール幅ＷＢを計測する。
【0043】
図８は、第２計測部８の測定手順を説明するための断面図である。第１計測部７によるタイヤＴの外側に位置する一方の側壁部Ｔ１と第１計測部７の第１計測端７１との間の第１距離をＺＤ、計測開始位置にある第１計測部７の第１計測端７１と第２計測部８の第２計測端８１との間の距離をＣ、第２距離をＬＲ１、フランジ部の直径線方向の幅Ａ１、フランジから内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う距離をＢ、およびタイヤＴの形状による固定値をＤとしたとき、信号処理部１１は、各重錘ｗ１，ｗ２を両面打ち込みの場合、ホイール直径ＷＲは、
【0044】
ＷＲ＝ＬＲ１＋Ａ１＋Ａ１ …（１）
によって求められ、第２計測部８の第２計測端８１から内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う距離ＬＤ１は、第２計測部８の内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う移動量をＬＤとしたとき、
によって求められ、第２計測部８の第２計測端８１から内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う距離ＬＤ１は、第２計測部８の内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う移動量をＬＤとしたとき、
【0045】
ＬＤ１＝ＬＤ－Ｂ …（２）
によって算出され、ホイール幅ＷＢは、
によって算出され、ホイール幅ＷＢは、
【0046】
ＷＢ＝Ｃ－ＬＤ１－ＺＤ－Ｄ …（３）
によって算出される。
によって算出される。
【0047】
図９は、第１計測部７の取付け構造を示す斜視図であり、図１０は第１計測部７の外観を示す斜視図である。上記の式１～式３は、メモリ２０に記憶され、制御手段１２第１計測部７は、例えば超音波計測器である超音波センサーによって実現されてもよい。超音波センサーとしては、たとえばオムロン社製、型番Ｅ４Ｃ－ＤＳ３０Ｌを商業的に容易に入手することができる。第１計測部７に超音波センサーを用いることによって、測定範囲がある程度広い範囲を測定でき、測定環境による外部からの影響（日光や電灯）を受けずに、タイヤＴの一方の側壁部Ｔ１が側方に凸に湾曲した形状であっても、正確に距離を計測することができる。
【0048】
第１計測部７は、本体部２から回転軸４の先端部４ａを超えて突出し、平面視において略Ｌ字状に屈曲したアーム２５の先端部寄りの部位に設けられたケース２６内に収容して設けられている。第１計測部７は、第１計測端７１を有する。この第１計測端７１は、例えば第１計測部７が超音波センサーである場合、超音波の送受信部であり、距離を測定する起点となる位置に選ばれる。
【0049】
また第２計測部８によって、上記のようにレーザビーム光によってホイールＷの各距離を測定するので、ホイールＷのリムＷ１の内周面Ｗ１ａのような段差を有する対象物の形状であっても、出射部から出射されたレーザビーム光を照射し、その反射光を受光部によって受光し、第２計測端８１とホイールＷのリムＷ１の内周面Ｗ１ａとの間の距離を第２距離ＬＲ１として正確に計測することができる。またバランス測定が終了した後に、重錘を取り付ける位置を作業者に教えるので、レーザビーム光であればピンポイントで位置を指示することができる。
【0050】
以上のように本実施形態によれば、タイヤＴのサイドウォールとも呼ばれる外側の側壁部Ｔ１までの第１距離ＺＤが、第１計測部７によって計測され、ホイールＷのリム部Ｗ１の内周面Ｗ１ａの第２距離ＬＲ１が、第２計測部８によって第１軸線Ｌ１に沿って走査されて計測される。また、偏心量計測部１０によって、回転軸４の回転時における偏心量が回転位置に対応させて計測される。信号処理部１１は、第１距離ＺＤ、第２距離ＬＲ１および偏心量に基づいて、タイヤＴが装着されたホイールＷのアンバランス量を各重錘ｗ１，ｗ２の重量として算出し、回転位置をホイールＷの回転角度位置によって算出し、算出されたアンバランス量および回転位置は、表示部１３によって表示される。したがって前記従来技術のように、ホイールＷのリム幅を作業者が手作業で測定する必要がなくなり、タイヤＴ付きホイールＷのアンバランス量および回転位置を短時間で計測することができる。
【0051】
また、第１計測部７が超音波計測器によって実現されるので、タイヤＴの一方の側壁部Ｔ１が第１計測端７１に向かって凸に湾曲した構成であっても、一方の側壁部Ｔ１と第１計測端７１との間の最短距離を第１距離ＺＤとして正確に計測することができる。
【0052】
また、ホイールＷのリムＷ１の内周面のような段差を有する形状であっても、出射部から出射されたレーザビーム光を照射し、その反射光を受光部によって受光し、第２計測端８１とホイールＷのリムＷ１の内周面との間の距離を第２距離ＬＲ１として正確に計測することができる。
【0053】
また、偏心量計測部１０の検出部によって回転軸４の歪み量およびその回転位置を検出して、検出した歪み量および回転位置を歪み検出信号として信号処理部１１に出力するので、タイヤＴが装着されたホイールＷの回転時の歪み量およびその回転位置を得ることができ、車両走行時の歪み量および回転位置を正確に計測することができる。
【0054】
また、ホイールＷの内周面上に、計測によって得られた歪み量の最大値に対応する回転位置を表す可視光の参照光が照射されるので、作業者によって計測された歪み量に対応する重錘ｗ１，ｗ２を容易にかつ正確にホイールＷの内周面の参照光が照射されている位置に取り付けることができ、作業性を向上することができる。
【0055】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、また、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【0056】
１ ホイールバランサ測定装置
２ 本体部
３ 把持部
４ 回転軸
５ 電動モータ
７ 第１計測部
７１ 第１計測端
８ 第２計測部
８１ 第２計測端
９ 移動部
１０ 偏心量計測部
１１ 信号処理部
１３ 表示部
１２ 制御手段
１４ 制動装置
１５ 速度検出器
１６ 位相検出器
１９ 操作部
２０ メモリ
２１ 凹部
２２ 上部パネル体
２３ 基台
２４ 床
３０ 支持体
３１，３２ 軸受
３３ 遮光板
３６ 光検出器
４１，４２ 歪検出器
Ｌ１ 第１軸線
ＬＲ１ 第２距離
Ｔ タイヤ
Ｔ１ 一方の側壁部
Ｗ ホイール
Ｗ１ リム
Ｗ１ａ 内周面
ｗ１，ｗ２ 重錘
ＺＤ 第１距離
２ 本体部
３ 把持部
４ 回転軸
５ 電動モータ
７ 第１計測部
７１ 第１計測端
８ 第２計測部
８１ 第２計測端
９ 移動部
１０ 偏心量計測部
１１ 信号処理部
１３ 表示部
１２ 制御手段
１４ 制動装置
１５ 速度検出器
１６ 位相検出器
１９ 操作部
２０ メモリ
２１ 凹部
２２ 上部パネル体
２３ 基台
２４ 床
３０ 支持体
３１，３２ 軸受
３３ 遮光板
３６ 光検出器
４１，４２ 歪検出器
Ｌ１ 第１軸線
ＬＲ１ 第２距離
Ｔ タイヤ
Ｔ１ 一方の側壁部
Ｗ ホイール
Ｗ１ リム
Ｗ１ａ 内周面
ｗ１，ｗ２ 重錘
ＺＤ 第１距離
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2023-02-13
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体部と、
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの前記距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ装置。
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの前記距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ装置。
【請求項2】
前記第１計測部は、超音波計測器であることを特徴とする請求項１に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項3】
前記第２計測部は、
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする請求項１または２記載のホイールバランサ測定装置。
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする請求項１または２記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項4】
前記偏心量計測部は、前記検出した歪み量および前記回転位置を表す歪み検出信号を前記信号処理部に出力する歪み検出部を、さらに含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項5】
前記信号処理部は、前記回転位置に対応する前記ホイールの前記内周面上の位置に、前記検出した歪み量の最大値に対応する前記回転位置を表す参照光を前記第２計測部によって照射するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のホイールバランサ装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明は、本体部と、
前記水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールの貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの前記距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ装置である。
前記水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールの貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの前記距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ装置である。
【手続補正書】
【提出日】2023-03-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体部と、
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ測定装置。
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ測定装置。
【請求項2】
前記第１計測部は、超音波計測器であることを特徴とする請求項１に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項3】
前記第２計測部は、
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のホイールバランサ測定装置。
レーザビーム光を出射する出射部と、
前記出射部から照射された前記レーザビーム光の前記ホイールの前記内周面による反射光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項4】
前記偏心量計測部は、前記回転軸の歪み量および前記回転位置を表す歪み検出信号を前記信号処理部に出力する歪み検出部を、さらに含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のホイールバランサ測定装置。
【請求項5】
前記信号処理部は、前記回転位置に対応する前記ホイールの前記内周面上の位置に、前記回転軸の歪み量の最大値に対応する前記回転位置を表す参照光を前記第２計測部によって照射するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のホイールバランサ測定装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明は、本体部と、
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ測定装置である。
水平な第１軸線まわりに回転可能に前記本体部に設けられ、タイヤが装着されたホイールを着脱可能に把持する把持部を有する回転軸と、
前記本体部に設けられ、前記回転軸を前記第１軸線まわりに回転駆動する電動モータと、
前記本体部に、前記把持部によって把持されたタイヤの外側に位置する一方の側壁部に対向するように設けられる第１計測部であって、第１計測端を有し、前記第１計測端と前記一方の側壁部との間の第１距離を、前記第１軸線に沿って前記一方の側壁部に非接触で計測する第１計測部と、
前記本体部に、前記第１軸線に沿って移動可能に設けられる第２計測部であって、第２計測端を有し、前記第２計測端と前記ホイールのリム部の内周面との間の第２距離を、前記リム部の内周面に非接触で計測する第２計測部と、
前記本体部に設けられ、前記第２計測部を前記第１軸線に沿って移動させる移動部と、
前記本体部に設けられ、前記タイヤが装着された前記ホイールの偏心量を前記回転軸の前記第１軸線まわりの回転位置に対応させて計測する偏心量計測部と、
前記第１距離、前記第２距離および前記偏心量に基づいて、前記タイヤが装着されたホイールのアンバランス量を前記回転位置に対応させて算出する信号処理部と、
前記信号処理部によって算出された前記アンバランス量および前記回転位置を表す情報を表示する表示部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記アンバランス量に対応する重量を有する２つの重錘を前記ホイールに打ち込む場合、前記第２距離と前記リム部の幅とを算出し、
内側の重錘を前記ホイールに打ち込み、外側の重錘を前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記リム部の内側フランジから外側の重錘の取付け位置までの距離とを算出し、
２つの重錘のいずれも前記ホイールに貼付ける場合、前記第２距離と前記２つの重錘の取付け位置間の距離とを算出する、
ことを特徴とするホイールバランサ測定装置である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
前記偏心量計測部は、前記回転軸の歪み量および前記回転位置を表す歪み検出信号を前記信号処理部に出力する歪み検出部を、さらに含むことを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
前記信号処理部は、前記回転位置に対応する前記ホイールの前記内周面上の位置に、前記回転軸の歪み量の最大値に対応する前記回転位置を表す参照光を前記第２計測部によって照射するように構成されていることを特徴とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態のホイールバランサ測定装置１の一部を切欠いた正面図である。
【図2】ホイールバランサ測定装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】ホイールバランサ測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】ホイールバランスの測定に必要なデータを説明するためのホイールの断面図である。
【図5】スケールレバーＳＬによる測定状態を示す斜視図である。
【図6】第２計測部８による測定状態を示す斜視図である。
【図7】第２計測部８による計測距離とホイールＷとの関係を示す断面図である。
【図8】第２計測部８の測定手順を説明するための断面図である。
【図9】第１計測部７の取付け構造を示す斜視図である。
【図10】第１計測部７の外観を示す斜視図である。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0018】
図１は、本発明の一実施形態のホイールバランサ測定装置１の一部を切欠いた正面図である。図２は、ホイールバランサ測定装置１の電気的構成を示すブロック図である。本実施形態のホイールバランサ測定装置１は、普通自動車、バス、トラックなどの自動車の車輪であるタイヤ付きホイールの重心の偏心量を計測し、偏心量が相殺されるように、ホイールＷのリムＷ１にバランスウエイトとも呼ばれる回転体平衡用調節おもりとしての重錘ｗ１，ｗ２の重さおよびその取付位置を作業者に呈示するために用いられる。ホイールＷは、例えばアルミニウム合金から成る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0019】
ホイールバランサ測定装置１は、本体部２と、回転軸４と、電動モータ５と、第１計測部７と、第２計測部８と、移動部９と、偏心量計測部１０と、信号処理部１１と、表示部１３と、を含んで構成される。回転軸４は、水平な第１軸線Ｌ１まわりに回転可能に本体部２に設けられ、タイヤＴが装着されたホイールＷを、着脱可能に把持する把持部３を有する。電動モータ５は、本体部２に設けられ、回転軸４を第１軸線Ｌ１まわりに回転駆動する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0022】
信号処理部１１は、コンピュータによって実現される制御手段１２に備えられる中央演算処理装置（Central Processing Unit；ＣＰＵ）から成る。偏心量計測部１０は、回転軸４を回転駆動する前述の電動モータ５と、回転軸４の回転を制動するための制動装置１４と、回転軸４の回転速度を検出する速度検出器１５と、回転軸４の位相を検出する位相検出器１６と、一対の歪検出器４１，４２とを含む。ホイールバランサ測定装置１は、前述の表示部１３と、操作部１９と、制御手段１２によって読み込んで実行されるプログラムが格納されるメモリ２０と、をさらに含んで構成される。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0025】
本体部２は、例えばステンレス鋼板などの耐腐食性の高い金属製の筐体を有している。本体部２の上部には、複数の重錘が重量などの種類毎に区分けして収容される複数の凹部２１を有する上部パネル体２２が装着される。また本体部２の下部には、基台２３が長手方向に垂直に固定され、この基台２３によってホイールバランサ測定装置１が床２４に垂直に安定して設置される。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0031】
第１計測部７は、超音波計測器によって実現される。第２計測部８は、レーザビーム光を出射する出射部と、出射部を第１軸線Ｌ１と平行に移動させる移動部９とを有するレーザ測距装置によって実現される。移動部９は、例えばステッピングモーターに歯車を取り付け、歯車とラックとをかみ合わせ、ステッピングモーターを回転させることでラックが前進後進する構成によって実現されてもよい。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0041】
図５は、スケールレバーＳＬによる測定状態を示す斜視図であり、図６は第２計測部８による測定状態を示す斜視図である。ホイールバランサ測定装置１の回転軸４にホイールＷを装着して高速回転するが、測定に先立って重錘ｗ１が取付けられるリム内側の直径、重錘ｗ２が取付けられる外側と内側との間の距離（リム幅）、およびスケールレバーＳＬと内側重錘ｗ１が取付けられるリムイン側までの距離の測定が行われる。スケールレバーＳＬは、例えばレバーの角変位量をロータリエンコーダによって読み取る構成であってもよい。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0044】
ＷＲ＝２・ＬＲ１＋Ａ１＋Ａ１ …（１）
によって求められ、第２計測部８の第２計測端８１から内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う距離ＬＤ１は、第２計測部８の内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う移動量をＬＤとしたとき、
によって求められ、第２計測部８の第２計測端８１から内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う距離ＬＤ１は、第２計測部８の内側重錘ｗ１の取付け位置までの第１軸線Ｌ１に沿う移動量をＬＤとしたとき、
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】
図９は、第１計測部７の取付け構造を示す斜視図であり、図１０は第１計測部７の外観を示す斜視図である。上記の式１～式３は、メモリ２０に記憶される。第１計測部７は、例えば超音波計測器である超音波センサーによって実現されてもよい。超音波センサーとしては、たとえばオムロン社製、型番Ｅ４Ｃ－ＤＳ３０Ｌを商業的に容易に入手することができる。第１計測部７に超音波センサーを用いることによって、測定範囲がある程度広い範囲を測定でき、測定環境による外部からの影響（日光や電灯）を受けずに、タイヤＴの一方の側壁部Ｔ１が側方に凸に湾曲した形状であっても、正確に距離を計測することができる。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0050】
以上のように本実施形態によれば、第１計測端７１からタイヤＴのサイドウォールとも呼ばれる外側の側壁部Ｔ１までの第１距離ＺＤが、第１計測部７によって計測され、ホイールＷのリム部Ｗ１の内周面Ｗ１ａの第２距離ＬＲ１が、第２計測部８によって第１軸線Ｌ１に沿って走査されて計測される。また、偏心量計測部１０によって、回転軸４の回転時における偏心量が回転位置に対応させて計測される。信号処理部１１は、第１距離ＺＤ、第２距離ＬＲ１および偏心量に基づいて、タイヤＴが装着されたホイールＷのアンバランス量を各重錘ｗ１，ｗ２の重量として算出し、回転位置をホイールＷの回転角度位置によって算出し、算出されたアンバランス量および回転位置は、表示部１３によって表示される。したがって前記従来技術のように、ホイールＷのリム幅を作業者が手作業で測定する必要がなくなり、タイヤＴ付きホイールＷのアンバランス量および回転位置を短時間で計測することができる。
【手続補正15】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図1】
【手続補正16】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図7】
【手続補正17】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図8】
