特許 6992974 ホイールバランサ並びにホイールバランス調整作業システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-13

(45)【発行日】2022-01-13

(54)【発明の名称】ホイールバランサ並びにホイールバランス調整作業システム

(51)【国際特許分類】

   G01M 1/02 20060101AFI20220105BHJP

   G01M 1/16 20060101ALI20220105BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

G01M1/02

G01M1/16

B60C19/00 H

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018013818

(22)【出願日】2018-01-30

(65)【公開番号】P2019132660

(43)【公開日】2019-08-08

【審査請求日】2020-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】590003021

【氏名又は名称】東洋精器工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114030

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿島 義雄

(72)【発明者】

【氏名】阿瀬 正浩

【審査官】岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－１０９１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６５０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２９３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３２６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２１５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２８４１４７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １／００－１／３８

Ｇ０１Ｍ １７／００－１７／１０

Ｂ６０Ｃ １／００－１９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホイールを取り付けるための回転軸が本体の側面から水平に突出させてあるホイールバランサと、前記回転軸にホイールを取り付けるためのタイヤリフトとの組み合わせからなり、
前記ホイールバランサは、前記回転軸を回転させることで当該回転軸に取り付けたホイールのアンバランスを検出する検出手段と、検出されたアンバランス量とその位置を表示するモニタと、取付対象となるホイールに向かってレーザビームを放射するレーザ発光器とを備え、
前記タイヤリフトは、昇降機構を介して昇降可能に設けられた昇降部と、前記ホイールの軸穴を前記ホイールバランサの回転軸の先端面に向けた姿勢で当該ホイールを定位置に載置して前記回転軸の軸方向に沿ってスライドできるように前記昇降部に取り付けられたスライド部材とを備え、
前記回転軸は、その軸心を貫通する貫通穴を備え、この貫通穴を通って前記回転軸の先端面からレーザビームを放射するように、前記本体の内部に前記レーザ発光器が配置され、
前記レーザ発光器から放射されるレーザビームのアライメントマークが、前記昇降部に載置されて昇降するホイールの軸穴の周辺部分を投影できるように形成されているホイールバランス調整作業システム。

【請求項2】

前記回転軸の先端部分にレーザビームの光路が拡がるように屈折させる光学レンズ系を設けた請求項１に記載のホイールバランス調整作業システム。

【請求項3】

ホイールを取り付けるための回転軸が本体の側面から水平に突出させてあるホイールバランサと、前記回転軸にホイールを取り付けるためのタイヤリフトとの組み合わせからなり、
前記ホイールバランサは、前記回転軸を回転させることで当該回転軸に取り付けたホイールのアンバランスを検出する検出手段と、検出されたアンバランス量とその位置を表示するモニタと、取付対象となるホイールに向かってレーザビームを放射するレーザ発光器とを備え、
前記タイヤリフトは、昇降機構を介して昇降可能に設けられた昇降部と、前記ホイールの軸穴を前記ホイールバランサの回転軸の先端面に向けた姿勢で当該ホイールを定位置に載置して前記回転軸の軸方向に沿ってスライドできるように前記昇降部に取り付けられたスライド部材とを備え、
前記レーザ発光器が、前記ホイールバランサの回転軸の先端軸心部分に装着され、
前記レーザ発光器から放射されるレーザビームのアライメントマークが、前記昇降部に載置されて昇降するホイールの軸穴の周辺部分を投影できるように形成されているホイールバランス調整作業システム。

【請求項4】

ホイールを取り付けるための回転軸が本体の側面から水平に突出させてあるホイールバランサと、前記回転軸にホイールを取り付けるためのタイヤリフトとの組み合わせからなり、
前記ホイールバランサは、前記回転軸を回転させることで当該回転軸に取り付けたホイールのアンバランスを検出する検出手段と、検出されたアンバランス量とその位置を表示するモニタと、取付対象となるホイールに向かってレーザビームを放射するレーザ発光器とを備え、
前記タイヤリフトは、昇降機構を介して昇降可能に設けられた昇降部と、前記ホイールの軸穴を前記ホイールバランサの回転軸の先端面に向けた姿勢で当該ホイールを定位置に載置して前記回転軸の軸方向に沿ってスライドできるように前記昇降部に取り付けられたスライド部材とを備え、
前記レーザ発光器が、前記ホイールバランサの本体の外壁側面で前記回転軸の軸心を中心とする仮想円に沿って複数設けられ、
前記レーザ発光器から放射されるレーザビームのアライメントマークが、前記昇降部に載置されて昇降するホイールの軸穴の周辺部分を投影できるように形成されているホイールバランス調整作業システム。

【請求項5】

前記レーザビームのアライメントマークが、十字印、×印、米印、Ｙ印もしくは星印等の中心点が解る図形で形成されている請求項１～請求項４のいずれかに記載のホイールバランス調整作業システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤを装着したホイールのバランスを調整するためのホイールバランサ並びにホイールバランス調整作業システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、タイヤを装着したホイール（以下これを単に「ホイール」という）のアンバランス状態を修正するために、特許文献１や特許文献２で示すようなホイールバランサが用いられている。

【0003】

ホイールバランサの回転軸へホイールを取り付けるときに、軽量のホイールであれば作業者が一人で比較的簡単に持ち上げて取り付けることができるが、乗用車でも大径ホイールやライトトラック、さらには大型トラック用等の重いホイールの場合、ホイールによっては作業者が毎回一人で持ち上げることは身体への負担も大きく困難である。そこで、タイヤリフトを用いてホイールを回転軸の位置まで持ち上げて取り付けることが行われている。

【0004】

図８は、ホイールバランサとタイヤリフトを用いた従来のホイールバランス調整作業システムの一例を示す図である。
ホイールバランサＡ’は、本体２の側面に水平に突出する回転軸１’を備え、この回転軸１’にホイールＤを取り付けて高速回転させることで本体２の内部に備えた検出手段によりアンバランス量とアンバランス位置を検出してモニタ３に表示するようにしている。
タイヤリフトＢは、クロス状に組み合わされた伸縮アームによる昇降機構５によって水平姿勢で上下動する昇降板（昇降部）６に、ホイールバランサＡ’の回転軸１’に向かってスライドするスライド部材７が設けられており、このスライド部材７の定位置にホイールＤが載置される。タイヤリフトＢは、載置されたホイールＤの軸穴８の中心が、ホイールバランサＡ’の回転軸１’の軸心の延長線に対して直交する垂直線に沿って昇降するように予め位置合わせして設置される。昇降機構５は、支持部材９に設けられたハンドルまたは押しボタン等の操作部１０で操作するように形成されている。

【0005】

回転軸１’にホイールＤを取り付けるときは、操作部１０を操作してホイールＤの軸穴８の中心が回転軸１’の軸心と一致する位置まで昇降板６を上昇させた後、スライド部材７を回転軸１’の方向（図における左方向）に移動させてホイールＤの軸穴８を回転軸１’に挿入する。そして、カップリングとともにロックナット（図示外）を回転軸１’にねじ込んでホイールＤを固定し、スライド部材７を後退させて取り付けを完了する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００５－０４９２９０号公報

【文献】特開２００５－１２１５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、このような構成では、タイヤリフトＢの昇降板６を上昇させてホイールＤの軸穴８の中心と回転軸１’の軸心との位置合わせを行うときに、作業者が操作部１０を片手で操作しながら、あるいは片脚で脚踏みペダルを操作しながら、ホイールＤの軸穴８から回転軸１’の先端を覗き込んで位置合わせをしなければならず、その操作が大変面倒で時間がかかっていた。
また、ホイールバランサＡ’の回転軸１’は、精密な軸調整を行った上で使用可能となるものであり、ホイールＤを取り付けるときに誤って回転軸１’にホイールＤをぶつけて衝撃を与えてしまうと、衝撃の度合いによっては再度ホイールバランサＡ’自体の軸調整が必要になる場合もあり、細心の注意を払う必要があった。

【0008】

そこで本発明は、ホイールの軸穴の中心とホイールバランサの回転軸の軸心との位置合わせを簡単かつ正確に行うことのできるホイールバランサ並びにホイールバランス調整作業システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明のホイールバランス調整作業システムは、ホイールを取り付けるための回転軸が本体の側面から水平に突出させてあるホイールバランサと、前記回転軸にホイールを取り付けるためのタイヤリフトとの組み合わせからなり、前記ホイールバランサは、前記回転軸を回転させることで当該回転軸に取り付けたホイールのアンバランスを検出する検出手段と、検出されたアンバランス量とその位置を表示するモニタと、取付対象となるホイールに向かってレーザビームを放射するレーザ発光器を備えており、前記タイヤリフトは、昇降機構を介して昇降可能に設けられた昇降部と、前記ホイールの軸穴を前記ホイールバランサの回転軸の先端面に向けた姿勢で当該ホイールを定位置に載置して前記回転軸の軸方向に沿ってスライドできるように前記昇降部に取り付けられたスライド部材とを備え、前記回転軸は、その軸心を貫通する貫通穴を備え、この貫通穴を通って前記回転軸の先端面からレーザビームを放射するように、前記本体の内部に前記レーザ発光器が配置され、前記レーザ発光器から放射されるレーザビームのアライメントマークが、前記昇降部に載置されて昇降するホイールの軸穴の周辺部分を投影できるように形成されている構成とした。

【0010】

ここで、前記レーザビームのアライメントマークが、十字印、×印、米印、Ｙ印もしくは星印等の中心点が解る図形で形成されるようにするのがよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明は上記のごとく構成したので、ホイールの上昇過程で、回転軸の先端面から放射されるレーザビームのアライメントマークがホイールの軸穴の周辺部分に投影されるのを目視で確認し、その位置で昇降部を停止させることにより、簡単かつ正確にホイールの軸穴と回転軸との位置合わせを行うことができ、ホイールバランス調整作業の効率化を図ることができる、といった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るホイールバランス調整作業システムの一例を示す側面図。

【図2】タイヤリフトを示す斜視図。

【図3】本発明におけるホイール取付過程の第１段階を示す側面図。

【図4】ホイール取付過程の第２段階を示す側面図。

【図5】レーザビーム照射時のアライメントマークを示す正面図。

【図6】本発明に係る別実施例の特徴部分を示す説明図。

【図7】本発明に係るさらなる別実施例を示す側面図。

【図8】従来のホイールバランス調整作業システムを示す側面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下において、本発明の詳細をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。なお、図８に示した従来のホイールバランス調整作業システムと同様のものについては、同じ符号を付すことにより説明の一部を省略する。
本発明に係るホイールバランス調整作業システムは、図１に示すように、ホイールＤを取り付けるための回転軸１を本体２の側面から水平に突出させたホイールバランサＡと、この回転軸１にホイールＤを取り付けるためのタイヤリフトＢとの組み合わせにより構成される。

【0014】

ホイールバランサＡは、ホイールＤを取り付けた回転軸１を高速回転させることで、ホイールＤのアンバランス量とその位置を検出する検出手段を備えている。この検出手段は、従来のホイールバランサで用いられる周知の技術と同じものである。したがって、その詳細な説明は省略するが、概略的には、回転軸１が本体２の内部で所定の距離をあけて配置された２カ所の軸受け４、４により軸支されており、ホイールＤを取り付けた回転軸１をモータ１３で高速回転させることで、アンバランス状態にあるホイールＤに発生する遠心力が両方の軸受け４、４に作用するようにしてある。そして、この両方の軸受け４、４に働く負荷を検知してコンピュータ制御部Ｓで演算し、アンバランス量とその位置のデータをモニタ３に表示するようにしてある。

【0015】

上記のホイールバランサＡにおいて、本発明では、回転軸１の軸心を貫通する貫通穴１ａを設けて、この貫通穴１ａを通って回転軸１の先端面から外部に向けてレーザビームを放射するレーザ発光器１１を本体２の内部に設置している。このレーザビームは、後述するタイヤリフトＢの昇降板（昇降部）６に載置されて上昇するホイールＤの軸穴８の周辺部分を照射して、十字印のアライメントマークＭ（図５参照）を投影するように形成されている。なお、レーザビームは進行方向に進むにつれて次第に拡がるため単独で使用してもよいが、回転軸１の先端部分にレーザビームの光路が拡がるように積極的に屈折させる凹レンズ等の光学レンズ系１ｂを取り付けて、アライメントマークＭがより拡大して投影されるようにしてもよい。

【0016】

タイヤリフトＢは、図１並びに図２に示すように、架台１２と、この架台１２の上面で昇降機構５を介して昇降可能に設けられた昇降板６と、昇降板６上にホイールＤを載置してホイールバランサＡの回転軸１の方向に向かって水平にスライドできるように組み込まれたスライド部材７とを備えている。

【0017】

スライド部材７は、ホイールＤの軸穴８をホイールバランサＡの回転軸１の先端面に向けた姿勢でホイールＤを安定よく定位置で載置できるよう、その上面に窪み７ａが形成されており、かつ、ホイールＤの側面を支えて傾倒を防ぐパイプ枠７ｂを備えている。このパイプ枠７ｂは、スライド部材７を手動でスライドさせるときの掴み部を兼用する。

【0018】

昇降機構５は、昇降板６を水平姿勢で昇降できる機構のものであればどのようなものであってもよいが、本実施例では、Ｘ状に組み付けられた伸縮アーム５ａをエア等の流体圧力で作動する流体シリンダ５ｂにより伸縮させて昇降板６を昇降させる機構が用いられている。そして、架台１２に固定された柱状の支持部材９の上部には、昇降機構５を操作するハンドルまたは押しボタン等の操作部１０が設けられている。なお、図示は省略するが、操作部１０は、脚で操作可能な低い位置での脚踏み式ペダル方式で形成することも可能である。

【0019】

また、回転軸１の先端面から放射されるレーザビームが、昇降板６上のスライド部材７に載置されて上昇するホイールＤの軸穴８の周辺部分を照射して、図５に示すような十字印のアライメントマークＭを投影するように形成されている。
したがって、ホイールＤの軸穴８の中心が回転軸１の軸心を直交する垂直線に沿って昇降するように昇降板６並びにスライド部材７の位置が予め設定されている。なお、図示は省略するが、回転軸１の先端部分には、回転軸１の先端からレーザビームの光路が拡がるように屈折させる光学レンズ系が組み込まれている。

【0020】

使用に当たっては、まず、レーザ発光器１１からのレーザビームを回転軸１の先端面から放射させた状態で、ホイールＤを載置した昇降板６を上昇させる。次いで、レーザビームがホイールＤの軸穴８の中心を貫通する位置までホイールＤが持ち上がると、十字印のアライメントマークＭが図５（ａ）のようにホイールＤの軸穴８の周辺部分にも均等に投影されるので、その位置で昇降板６を停止させる。なお、図５（ｂ）はホイールＤが上がりすぎた場合のアライメントマークＭを示しており、図５（ｃ）はホイールＤが下がりすぎた場合のアライメントマークＭを示している。これによりホイールＤの軸穴８と回転軸１との位置合わせを簡単に行うことができる。この後、スライド部材７を回転軸１の方向に移動させてホイールＤの軸穴８を回転軸１に挿入する。そして、カップリングとともにロックナット（図示外）を回転軸１にねじ込んでホイールＤを固定し、スライド部材７を後退させて取り付けを完了する。

【0021】

このように、ホイールＤの上昇過程でアライメントマークＭがホイールＤの軸穴８の周辺部分に投影されるのを目視で確認し、その位置で昇降板６を停止させることにより、簡単かつ正確にホイールＤの軸穴８と回転軸１との位置合わせを行うことができ、ホイールバランス調整作業の効率化を図ることができる。

【0022】

本発明の別実施例を図６に示す。この実施例では、回転軸１の先端軸心部分に、細長いペンシル形状のレーザ発光器１１’が着脱自在に埋め込まれている。このレーザ発光器１１’は、例えば充電式、あるいは交換式の電池で作動する形式のものがよい。このレーザ発光器１１’から放射されるレーザビームによって、先の実施例と同様の効果を得ることができる。

【0023】

また、本発明のさらなる別実施例を図７に示す。この実施例では、２つのレーザ発光器１１、１１が、ホイールバランサＡの本体２の外壁側面で、回転軸１の軸心を挟んだ対称位置に取り付けられている。これらレーザ発光器１１、１１からのレーザビームは、いずれも昇降板６に載置されて上昇してくるホイールＤの周辺部分を対称位置で均等に投影できるようにしてある。これにより、先の実施例と同様にホイールＤと回転軸１との軸合わせを容易に行うことができる。
なお、レーザ発光器１１は２つに限らず、回転軸１の軸心を中心とする仮想円に沿って等間隔に３個または４個設けて形成することも可能である。

【0024】

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば、タイヤリフトＢは、ホイールＤの軸穴８を回転軸１の先端面に向けた姿勢でホイールＤを載置して昇降する昇降板６と、この昇降板６上で回転軸１の先端面に向けてスライドさせて回転軸１にホイールＤをはめ込むスライド部材７を備えたものであればどのような機構であってもよい。また、昇降板６の昇降操作を行う操作部１０は、上述したハンドルや押しボタンや脚踏み式ペダルに代えてリモコン等で操作するようにしてもよい。また、上記実施例では、昇降板６にホイールＤを載置して昇降するようにしたが、これに限らず、ホイールＤを安定して昇降可能な昇降部であればよい。例えば昇降板６に代えて、水平方向に並べて配置した一対の昇降ロッドを昇降部としてこれに載置するようにしてもよいし、ホイールＤの一部を両側から把持して固定する昇降部を設けるようにしてもよい。さらに、レーザビームのアライメントマークＭは、上記した十字印に限らず、×印や米印やＹ印もしくは星印等の中心点が解る図形とすることができる。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0025】

本発明のホイールバランサ並びにホイールバランス調整作業システムは、ホイールバランサの回転軸にホイールを取り付けるときに利用することができる。

【符号の説明】

【0026】

Ａ ホイールバランサ
Ｂ タイヤリフト
Ｄ ホイール
Ｍ アライメントマーク
Ｓ コンピュータ制御部
１ 回転軸
１ａ 貫通穴
１ｂ 光学レンズ系
２ 本体
３ モニタ
４ 軸受け
５ 昇降機構
６ 昇降板（昇降部）
７ スライド部材
８ 軸穴
９ 支持部材
１０ 操作部
１１ レーザ発光器
１２ 架台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】