JP2012002550A

JP2012002550A - ホイールバランス測定装置

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Publication number: JP2012002550A
Application number: JP2010135581A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Mimura; 義雄三村
Original assignee: Onodani Kiko KK
Current assignee: Onodani Kiko KK
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-14
Also published as: JP5432829B2

Abstract

【課題】構成を簡素化し、騒音の低減を図ることができるホイールバランス測定装置を提供する。
【解決手段】ハウジング２内の上部領域に電動モータ１２を設置し、その回転を下部領域に設けられる回転伝達手段１６を介して回転軸７に伝達する。上部領域３を防爆構造要求高さＨよりも上方に選ぶことによって、電動モータ１２および偏心量測定手段８などの電気的構成を防爆構造とする必要がなくなり、構成が簡素化される。また電動モータ１２および回転伝達手段１４は支持体１５，１６によって支持され、これらの支持体１５，１６は緩衝部材を介してハウジングに連結し、これらの緩衝部材によって振動を吸収し、騒音を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールにタイヤが装着される車輪組立体の重心の回転中心からのずれなどに起因するアンバランス量を回転位置に対応させて測定することができるホイールバランス測定装置に関する。

典型的な将来の技術は、たとえば特許文献１に示されている。この先行技術のホイールバランス測定装置は、水平な回転軸線まわりに回転駆動されて回転軸の軸線方向一端部に、タイヤが装着されたホイールが着脱自在に取付けられ、ハウジング内に位置の軸受によって軸支されている。回転軸の各軸受間には、プーリが同軸に固定され、このプーリに巻き掛けられたベルトによって電動モータからの回転力が伝達され、回転軸が前記回転軸線まわりに回転駆動される。回転軸の軸線方向他端部には、円板状のエンコーダディスクが同軸に固定される。このエンコーダディスクの外周部には、周方向に等間隔をあけてスリットが形成され、フォトインタアダプタなどによって実現される光検出器によって前記エンコーダディスク、したがって回転軸の回転速度および回転速度が光学的に検出される。

各軸受とハウジングとの間には、歪検出器が介在され、これらの歪検出器によって前記タイヤが装着されたホイールの重心位置が前記回転軸の回転軸線に対してどの程度どの角度位置でずれているかを定量的に検出し、表示装置に表示されるように構成されている。

特開平６−２３５６７４号公報

前記従来の技術では、回転軸を回転駆動するための電動モータは、タイヤを装着したホイールを高速、たとえば３６０ｒｐｍで回転駆動するために大きな回転トルクを必要とするため、ＡＣ２００Ｖの三相交流電動機が用いられる。このような三相交流電動機は、タイヤバランス測定装置が設置される床面からの高さが６００ｍｍ以下の領域であれば、ハウジング内を防爆構造としなければならず、また防爆モータのような構成を採用する必要があり、製造コストが高価になってしまうという問題がある。また前記三相交流電動機は大きな回転ドルクを出力することができるが、それに伴う振動も大きく、運転時に大きな騒音を生じるという問題がある。

本発明の目的は、低コストおよび低騒音のホイールバランス測定装置を提供することである。

本発明は、ハウジングと、
ハウジング内の上部領域で略水平な回転軸線まわりに回転自在に保持され、ハウジングから突出しかつホイールにタイヤを装着した車輪組立体が同軸にかつ着脱可能に装着される回転軸と、
前記回転軸の回転に伴う応力変化を検出し、その応力変化に基づいて前記車輪組立体の偏心量を回転位置に対応させて測定する偏心量測定手段と、
ハウジングの上部に設けられ、前記偏心量計測手段によって測定された偏心量の測定値を表示する表示手段と、
ハウジング内の上部領域に収容され、前記回転軸の回転軸線に平行な回転軸線まわりに回転駆動する出力軸を有する電動モータと、
ハウジング内の下部領域に収容され、前記電動モータの回転を減速して前記回転軸に伝達する回転伝達手段と、
前記ハウジングの上部領域で前記ハウジングに緩衝部材を介して連結され、前記電動モータを支持する第１支持体と、
前記ハウジングの下部領域で前記ハウジングに緩衝部材を介して連結され、前記回転伝達手段を支持する第２支持体とを含むことを特徴とするホイールバランス測定装置である。

本発明に従えば、ハウジング内の空間を上部領域と下部領域に分割し、上部領域には回転軸と電動モータとこの電動モータを支持する第１支持体とが設けられる。また下部領域には、前記電動モータの回転を減速して回転軸に伝達する回転伝達手段と、この回転伝達手段を支持する第２支持体とが設けられる。回転軸には、ホイールにタイヤを装着した車輪組立体が同軸にかつ着脱可能に装着される。

このような回転軸の回転に伴う応力変化は、偏心量測定手段によって測定され、前記応力変化に基づく車輪組立体の偏心量が検出される。このような偏心量計測手段によって測定された偏心量の測定値は、表示手段に表示され、オペレータが偏心量に応じた重量のバランスウエイトを前記偏心量を相殺することができる回転位置に、容易かつ正確に装着することができる。

このようなホイールバランス測定装置において、ハウジングに電動モータを第１支持体によってハウジング内の上部領域に設け、下部領域で回転伝達手段を第２支持手段によって支持するように構成されるので、前記上部領域を設置面から上方に防爆構造が適用される高さ以上とすることによって、火花などが発生する恐れがある電力系統を防爆構造とする必要がなくなり、構成を簡素化し、低コストを図ることができる。

また第１および第２支持体は、緩衝部材を介してハウジングに連結されるので、電動モータおよび回転軸の回転によって発生する振動に起因する騒音を低減し、低騒音化を図ることができる。

また本発明は、前記回転伝達手段は、前記回転軸の軸線方向他端部に固定される第１プーリと、前記電動モータの出力軸に固定される第２プーリと、前記ハウジングの下部領域に前記電動モータの出力軸の回転軸線および前記回転軸の回転軸線に平行な回転軸線まわりに回転自在に設けられる第３プーリと、前記第１プーリおよび第３プーリ間に巻き掛けられて張架される第１ベルトと、前記第２プーリおよび第３プーリ間に巻き掛けられて張架される第２ベルトを含むことを特徴とする。

本発明に従えば、前記回転軸の軸線方向他端部には第１プーリが固定され、電動モータの出力軸には第２プーリが固定される。回転軸および電動モータは、前述のように上部領域に配置されるので、前記第１および第２プーリもまた、上部領域に配置される。また、ハウジングの各領域には、第３プーリが前記回転軸の回転軸線に平行な回転軸線まわりに回転自在に設けられる。第１プーリおよび第３プーリ間には第１ベルトが巻き掛けられて張架され、第２および第３プーリ間には第２ベルトが巻き掛けられて張架される。

前記電動モータが回転駆動すると、その出力軸の回転は第２ベルトを介して第３プーリに伝達され、この第３プーリの回転は、第１ベルトを介して第１プーリに伝達され、回転軸が回転駆動される。このように電動モータの出力軸の回転は、第２プーリ、第２ベルト、第３プーリ、第１ベルト、および第１プーリにこの順序で伝達されて、回転軸が回転駆動されるが、このような回転伝達手段はハウジングの各領域に緩衝部材を介して連結される第２支持体によって支持されるので、第１および第２ベルトを介して第３プーリに伝達される振動を前記緩衝部材によって吸収することができ、これによって運転時の騒音を低減することができる。

さらに本発明は、前記ハウジングには、前記回転伝達手段に臨んで開口する開口部が形成されることを特徴とする。

本発明に従えば、ハウジングに開口部が前記回転伝達手段に臨んで形成されるので、第１および第２ベルトの交換ならびにハウジング内の保守点検作業を行いやすく、メンテナンス性を向上することができる。

さらに本発明は、前記ハウジングには、前記回転伝達手段に臨んで開口する開口部が形成され、この開口部には複数のスリットが形成された蓋体が着脱可能に設けられることを特徴とする。

本発明に従えば、ハウジングに開口部が前記回転伝達手段に臨んで形成され、この開口部は複数のスリットが形成された蓋体によって塞がれる。この蓋体は前記開口部に着脱可能に設けられるので、第１および第２ベルトの交換ならびにハウジング内の保守点検などの保守点検作業を行いやすく、メンテナンス性を向上することができる。また前記蓋体には複数のスリットが形成されるので、電動モータおよび回転伝達手段の運転時における昇温によって加熱された空気を前記複数のスリットを介して外部に排出し、ハウジング内の空間の過剰な温度上昇を防ぎ、また外部からハウジング内に異物が浸入することを防止することができる。

さらに本発明は、前記ハウジングの上部領域は、予め定める防爆構造要求領域よりも上方に選ばれることを特徴とする。

本発明に従えば、ハウジングの上部領域が予め定める防爆構造要求領域よりも上方であるので、前記上部領域に設置される電動モータおよびそれに関連する電気設備を防爆構造とする必要がなくなり、構成を簡素化し、低コスト化を図ることができる。

本発明によれば、ハウジングの上部領域に電動モータを設置し、この電動モータの回転を下部領域に設置される回転伝達手段を介して前記上部領域に設けられる回転軸に伝達するように構成されるので、電動モータおよびその配線などの電気設備を防爆構造要求領域よりも上方に配置することができ、これによって構成の簡素化および製造の低コスト化を図ることができる。また、第１および第２支持体は緩衝部材を介してハウジングに上部領域および下部領域でそれぞれ連結されるので、前記電動モータおよび回転伝達手段などによって発生する振動を吸収し、運転時の騒音を低減することができる。

また本発明によれば、回転軸の軸線方向他端部に第１プーリが固定され、電動モータの出力軸には第２プーリが固定され、これらの第１プーリおよび第２プーリは回転伝達手段を構成する第３プーリならびに第１および第２ベルトによって連結されて回転力が伝達されるので、電動モータなどの電気系統設備を防爆構造が要求されない領域に配置し、かつホイールバランス測定装置の高さを小さくして、装置を小形化することができる。

さらに本発明によれば、ハウジングに開口部が設けられることによって、ハウジング内の保守点検作業を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上することができる。

さらに本発明によれば、ハウジングに開口部が形成され、この開口部は着脱可能な蓋体によって塞がれるので、ハウジング内の通気性を確保して、過剰な温度上昇を防止することができるとともに、ハウジング内への外部からの異物の浸入を防止することができる。

本発明によれば、前記ハウジング内の上部領域が予め定める防爆構造要求領域よりも上方に選ばれるので、前記上部領域に配置される電動モータおよびそれに関連する電気系統設備を防爆構造とする必要がなくなり、構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。

本発明の実施の一形態のホイールバランス測定装置１を示す正面図である。ホイールバランス測定装置１の左側面図である。ホイールバランス測定装置１の平面図である。蓋体２６の正面図である。ホイールバランス測定装置１の電気的構成を示す系統図である。ハウジング２および表示手段１０の分解斜視図である。回転軸７に電動モータ１２から回転が伝達される系統に関連する構成を示す分解斜視図である。モータベース基板７１を示す平面図である。軸受ベース基板９５の側面図である。軸受ベース基板９５を図９の上方から見た平面図である。偏心量測定手段８の具体的構成を示す分解斜視図である。ホイル内径測定手段１５１の構成を示す分解斜視図である。

図１は、本発明の実施の一形態のホイールバランス測定装置１を示す正面図であり、図２はホイールバランス測定装置１の左側面図であり、図３はホイールバランス測定装置１の平面図である。本実施形態のホイールバランス測定装置１は、ハウジング２と、ハウジング２内の上部領域３で略水平な回転軸線Ｌ１まわりに回転自在に保持され、ハウジング２から突出し、かつホイール４にタイヤ５を装着した車輪組立体６が同軸にかつ着脱可能に装着される回転軸７と、回転軸７の回転に伴う応力変化を検出し、その応力変化に基づいて前記車輪組立体６の偏心量を回転位置に対応させて測定する偏心量測定手段８とハウジング２の上部９に設けられ、前記偏心量測定手段８によって測定された偏心量の測定値を表示する表示手段１０と、ハウジング２内の上部領域３に収容され、前記回転軸７の回転軸線Ｌ１まわりに回転駆動する出力軸１１を有する電動モータ１２と、ハウジング２内の下部領域１３に収容され、前記電動モータ１２の回転を減速して前記回転軸７に伝達する回転伝達手段１４と、前記ハウジング２の上部領域３で前記ハウジング２に連結され、電動モータ１２を支持する第１支持体１５と、前記ハウジング２の下部領域１３で前記ハウジング２に連結され、回転伝達手段１４を支持する第２支持体１６とを含む。

このようなホイールバランス測定装置１は、自動車修理工場、給油所および自動車整備工場などの床１７に設置され、前記偏心量測定手段８の測定アーム１８の先端部１９をホイール４のリム２０に内側から接触させて内径を測定した後、車輪組立体６を回転させることによって、その偏心量に応じた回転軸７の歪を検出し、その偏心量の測定値を車輪組立体６の回転位置とともに前記表示手段１０に表示させ、その偏心量の測定値および回転位置からホイール４に取付けられるべきバランスウエイトの重量および取付位置を表示することができるように構成されている。

前記ハウジング２は、図１の上下方向である長手方向に垂直な断面形状が長方形であり、たとえばステンレス鋼板などの耐腐食性の高い金属によって形成される。ハウジング２内の空間は、前述の上部領域３と下部領域１３とに分割される。下部領域１３は、ホイールバランス測定装置１が床１７に設置された状態で、床１７から鉛直上方に予め定める防爆構造要求領域として、消防法に規定される高さＨに選ばれる。この高さＨは、たとえば６００ｍｍである。

ハウジング２は、前述のように長手方向に垂直な断面が長方形であり、その上部９には前記表示手段１０が搭載され、下部２１はベースプレート２２が前記長手方向に垂直に固定され、このベースプレート２２によって床１７上に垂直に安定して載置されている。ハウジング２は互いに直角に連なる４つの側壁２３ａ〜２３ｄから成り、これらの側壁２３ａ〜２３ｄの長辺側の一方の側壁２３ａには、前記回転伝達手段１４に臨んで開口する開口部２５が形成され、この開口部２５には蓋体２６が複数のビス２７によって前記ハウジングに対して着脱自在に取付けられる。

図４は蓋体２６の正面図である。前記蓋体２６は、前述のハウジング２と同一材料、すなわちステンレス鋼板から成り、縦幅ａおよび横幅ｂが２５０ｍｍ〜３００ｍｍの正方形の板状体によって実現される。このような蓋体２６には、図４の左右方向である横幅方向に長さＬ２にわたって延びる複数のスリット２８が前記横幅に垂直な縦幅方向（図４の上下方向）に間隔ΔＬをあけて平行に形成される。各スリット２８は、縦幅ａに平行な方向に幅ΔＬ１を有する。本実施例において、スリット２８の長さＬ２は２０５ｍｍに選ばれ、間隔ΔＬは４０ｍｍに選ばれ、幅ΔＬ１は５ｍｍに選ばれる。これらの長さＬ２、間隔ΔＬおよび幅ΔＬ１は、これに限定されるものではなく、蓋体２６の形状およびハウジング２内の空間に対する通気性および運転時に発生する騒音の吸音特性などに応じて、適宜選択される。

前記スリット２８は、蓋体２６の外部側に配置された一方の表面から内部側に配置される他方の表面に向かって上方に傾斜して形成されてもよい。これによって散水および雨滴のハウジング内への浸入を防止することができるとともに、前記ハウジング２内で発生する振動音に対する吸音性を向上し、騒音の軽減を図ることができる。

図５はホイールバランス測定装置１の電気的構成を示す系統図である。前記回転軸７は、その回転軸線Ｌ１と共通な一直線を成す軸線方向に間隔をあけて第１支持体１５に固定される一対の軸受３０，３１によって軸支され、各軸受３０，３１間にはディスク状遮光板３２が固定される。この遮光板３２の外周部には、周方向に等間隔をあけて複数のスリットが形成され、このスリットが形成される外周部を挟む両側には発光部３３と受光部３４とが対向して配置された光検出器３５が設けられる。この光検出器３５は、たとえばフォトインタアダプタによって実現される。光検出器３５と遮光板３２とによって、回転検出手段３６が構成される。

光検出器３５は、受光部３４が発光部３３から発する光をスリットを介して受光するとハイレベルとなり、各スリット間の遮光板部分によって発光部からの光が遮断されるとローレベルとなる。回転検出信号を出力して、回転軸７の回転状態を検出する。

各軸受３０，３１には、歪ゲージなどによって実現される歪検出器３７，３８が固定される。各歪検出器３７，３８は、各軸受３０，３１に生じた歪を大きさに応じた歪検出信号を出力する。

前記偏心量測定手段８はさらに、ホイール４の内径を測定するためのロータリエンコーダ４１と、この内径測定個所の回転軸線Ｌ１に沿う軸線方向位置を検出するためのリニアエンコーダ４２とを有する位置検出手段４３を含む。

前記表示手段１０は、回転検出手段３６の光検出器３５からの回転検出信号、各歪検出器３７，３８からの歪検出信号、ロータリエンコーダ４１からの回転量検出信号およびリニアエンコーダ４２からの移動量検出信号が入力され、これらの回転検出信号、各歪検出信号、回転量検出信号および移動量検出信号に基づいて車輪組立体６の偏心量とその位置とを演算して求める信号処理部４５と、この信号処理部４５によって求められた偏心量とその回転比とを表示する表示部４６とを含む。

信号処理部４５は、回転検出信号によって与えられたパルスのカウント値を、ロータリエンコーダ４１による回転量検出信号およびリニアエンコーダ４２による移動量検出信号に対応付けて記憶し、車輪組立体６の回転周期で各歪検出器３７，３８からの歪検出信号によって与えられた各歪量に基づいて、車輪組立体の偏心方向を表す回転角度位置と、偏心量とを演算して求め、これらの回転角度位置と偏心量とを表示部４６に出力して表示させる。

このような信号処理部４５の具体的な回転角度位置および偏心量を求めた情報は、真のアンバランス成分Ｅｓとノイズ成分Ｅｎを含む歪み検出信号Ｅｕ、
Ｅｕ＝Ｅｓ＋Ｅｎ …（１）
で表される。

Ｅｓは回転と同期した信号であるから回転数を角速度で表してω１とし、時間をｔとすると、
Ｅｓ＝ｅ１ｓｉｎ（ω１ｔ＋δ１） …（２）
と表現できる。

式２において、ｅ１はアンバランスの大きさに相等する。またδ１は角度基準信号に対する位相のずれ、すなわちアンバランスの角度に相当する。
ノイズ成分Ｅｎは一般にこれをフーリエ級数展開した次式３の形で表される。

角度基準信号は回転数と同期した歪みの無い正弦波であるから、
Ｅｒ＝ｅｒｓｉｎω１ｔ …（４）
である。
そこでＥｕとＥｒの乗算を行うと、

が得られる。この積の平均値

を考えると、第２項および第３項は周期関数であるから平均値はゼロ、また第４項は周波数の異なった正弦関数の積であるから、正弦関数の直交性ゆえにゼロ、したがってこれも平均値はゼロである。
ゆえに、

ここで求めた値はアンバランス成分ＥｓのＸ成分である。
同様に角度基準余弦波ｅｒｃｏｓω１ｔを使うと、アンバランス成分ＥｓのＹ成分が求められる。ＥｓのＸ成分をＥｓＸとし、ＥｓのＹ成分ＥｓＹとすると、アンバランス量｜Ｅｓ｜は、ＥｓＸの２乗とＥｓＹの２乗の和の平方根として求められる。アンバランス角度δ１は、
ｔａｎδ１＝ＥｓＹ／ＥｓＸ …（７）
で求められる。

前記角度基準信号は、信号処理部４５において回転同期信号として用いられ、前記角度基準余弦波はロータリエンダ４１によって生成される。

図６は、ハウジング２および表示手段１０の分解斜視図である。前記ハウジング２内には、上部領域３に第１支持体１５が、また下部領域１３に第２支持体１６がそれぞれ連結され、第１支持体１５よりも上方の空間には、制御基板５０、電源基板５１および電動モータ１２などが収容される。

前記制御基板５０は、パネルカバー５２に形成された開口周縁部５３に複数のビス５４によって裏側から固定される。開口周縁部５３には、外側から金属製のパネルシート基板５５が前記ビス５４によって前記制御基板５０とともに固定され、パネルシート基板５５上には可撓性のパネルシート５６が嵌着される。

図７は回転軸７に電動モータ１２から回転が伝達される系統に関連する構成を示す分解斜視図である。前記電動モータ１２は、前述したように第１支持体１５によってハウジング２に上部領域３で連結される。前記回転軸７の軸線方向一端部６１は、ハウジング２の一側壁２３ｄに上方に臨んで開放して形成される切欠き６２（図６参照）から外部へ突出し、この回転軸７の軸線方向他端部６３には第１プーリ６４が固定される。

電動モータ１２の出力軸１１には、第２プーリ６５が固定される。前記回転伝達手段１４は、前記ハウジング２の下部領域３に前記電動モータ１２の出力軸１１の回転軸線および前記回転軸７の回転軸線Ｌ１に平行な回転軸線まわりに回転自在に設けられる第３プーリ６６と、第１プーリ６４および第３プーリ６６間に巻き掛けられて張架される第１ベルト６７と、第２プーリ６５および第３プーリ６６間に巻き掛けられて張架される第２ベルト６８とを有する。

図８はモータベース基板７１を示す平面図である。前述の図６および図７をも参照して、前記第１支持体１５は、モータベース基板７１と、合成ゴムなどの可撓性および弾発性を有する材料から成る第１の緩衝部材７２と、複数のロックボルト７３，７４と、調整ボルト７５とを含む。電動モータ１２には、ブラケット７６が設けられ、このブラケット７６には４つの長孔７７が形成される。

前記モータベース基板７１は金属製の長方形の板状態から成り、長手方向一端部には前記ロックボルト７３の軸部が挿通する一対のボルト挿通孔７８が形成される。モータベース基板７１の長手方向他端部には、一方の長辺側の一側部寄りに、前記長手方向に延びる長孔７９が形成される。モータベース基板７１の長手方向両端部間の中間部には、前記ロックボルト７４の軸部がそれぞれ挿通する４つのボルト挿通孔８０が形成される。前記緩衝部材７２の長手方向両端部には、前記ロックボルト７３の軸部が挿通する一対のボルト挿通孔８１が形成される。この第１の緩衝部材７２は、前記モータベース基板７１の短辺方向にほぼ等しい長さを有し、モータベース基板７１の長手方向一端部が乗載される。

前記モータベース基板７１は、複数（本実施形態では４）の前記ロックボルト７４の軸部を各ボルト挿通孔８０、ブラケット７６の各長孔７７を挿通させ、ナット８２を螺着することによって電動モータ１２に固定される。各ロックボルト７３は、ワッシャ、座板が装着され、モータベース基板７１のボルト挿通孔７８および緩衝部材７２の各ボルト挿通孔８１を挿通し、前記ハウジング２の上部領域３内に設けられるフレーム８３にナット８４によって連結される。モータベース基板７１の他端部には、前記調整ボルト７５が各一対のワッシャ、座金によって連結される。

前述のようにしてモータベース基板７１が取付けられた電動モータ１２は、ハウジング２の上部領域３内に収容される。このハウジング２の上部領域３には、ハウジング２の内面に溶接などによって予め水平に連結される第１および第２支持プレート８６，８７上に乗載される。第１支持プレート８６は、平面視で一方の長辺側側壁２３ａに水平に固定され、第２支持プレート８７は第１支持プレート８６の下面に近接して、一方の端辺側側壁２３ｂ寄りに間隔をあけて各長辺側側壁２３ａ，２３ｃ間にわたって張架して設けられる。この第２支持プレート８７には、前記調整ボルト７５が一対のナット８８によって連結され、上方に配置される一方のナット８８から上方に突出する調整ボルト７５は、前記モータベース基板７１の両側に配置される一対のナット８９ａ，８９ｂ、座金９０ａ，９０ｂおよび挟持プレート９１ａ，９１ｂによって前記モータベース基板７１に連結される。この状態では、前記調整ボルト７５はモータベース基板７１の長孔７９を挿通している。

電動モータ１２をその回転軸線Ｌ１が水平となるようにハウジング２に対して位置決めするには、前記一対のナット８９ａ，８９ｂを緩め、モータベース基板７１を前記長孔７９が形成される長手方向他端部側を変位させ、これによってモータベース基板７１が第１の緩衝部材７２に支持された流れ方向一端部を中心として角変位し、回転軸線Ｌ１が水平となるように位置決めすることができる。

このようにして電動モータ１２は、第１支持手段によってハウジング２の上部領域３に収容されるので、電動モータ１２の駆動時に発生する振動は、モータベース基板７１と第１支持プレート８６との間に介在される第１の緩衝部材７２によって吸収され、ハウジング２に振動が伝達されて、騒音を発生することが防がれる。また、モータベース基板７１は、前述のように、２本のロックボルト７３と１本の調整ボルト７５とによって、第１および第２支持プレート８６，８７を介してハウジングに連結されるので、電動モータ１２の位置決めを容易に行うことができるとともに、２本のロックボルト７３は、第１の緩衝部材７２によって第１支持プレート８６に連結され、モータベース基板７１の長手方向他端部は１本の調整ボルト７５だけによって第２支持プレート８７に連結される。このような構成によって、一対の挟持プレート９１ａ，９１ｂに挟着された領域を除く残余の領域は、前記挟持された領域に比べて拘束状態が緩慢であり、したがって電動モータ１２から伝達された振動を前記残余の領域で放散することができる。

図９は軸受ベース基板９５の側面図であり、図１０は軸受ベース基板９５を図９の上方から見た平面図である。前述の図６および図７をも参照して、前記回転伝達手段１４は、前記第３プーリ６６、第１および第２ベルト６７，６８を含み、さらに支軸９３、一対の軸受９４ａ，９４ｂおよび軸受ベース基板９５を含む。支軸９３は一対の軸受９４ａ，９４ｂによって軸支される。一方の軸受９４ａは、支軸９３の軸線方向一端部を軸支する。また他方の軸受９４ｂは、支軸９３の軸線方向他端部よりも前記軸線方向一端部寄りの部分を軸支し、前記軸線方向他端部は他方の軸受９４ｂから突出し、前記第３プーリ６６が固定される。この第３プーリ６６は、２つの溝を有し、一方の溝には第１ベルト６７が巻き掛けられ、他方の溝には第２ベルト６８が巻き掛けられる。

各軸受９４ａ，９４ｂは、各一対のボルト９６ａ，９６ｂによって、軸受ベース基板９５の長手方向中央部に、前記支軸９３の軸線が回転軸７の回転軸線Ｌ１と平行となるように固定される。このような回転伝達手段１４は、前述の第２支持体１６によってハウジング２に支持される。ハウジング２の下部領域１３には、一方の側壁２３に沿って第３支持プレート９７が固定される。前記第２支持体１６は、前述の調整ボルト９８と、一対のナット９９と、一対のばね受部材１０１ａ，１０１ｂと、緩衝ばね１０２と一対のロックナット１０３と、第３支持プレート９７の長手方向他端部とハウジング長辺側の側壁２３ｃに沿って設けられる第４支持プレート１０４との間に介在される第２の緩衝部材１０５とを含む。この第２の緩衝部材１０５もまた、前述の第１の緩衝部材７２と同様に、合成ゴムなどの可撓性および弾発性を有する材料から成る。

前記緩衝ばね１０２は、圧縮コイルばねによって実現され、この緩衝ばね１０２によって装着された調整ボルトの軸線方向一端部は、一方のばね受部材１０１を挿通して、一対のナット９９が螺着されて、抜け止めされる。

一方のばね受部材１００ａは、有底直円筒状の筒状部材から成り、その底部には前記調整ボルト９８が挿通することができる挿通孔が形成され、緩衝ばね１０２の一端部が嵌着される。他方のばね受部材１０１ｂは、直円筒状の部材から成り、軸受ベース基板９５の長手方向一端部に、たとえば溶接して固定される。この軸受ベース基板９５の長手方向他端部には、前記他方のばね受部材１０１ｂの内側に、他方のばね受部材１０１ｂと同軸に前記緩衝ばね１０２よりも小径の透孔１０６が形成される。

したがって他方のばね受部材１０１ｂが軸受ベース基板９５に固定された状態では、他方の軸受部材１０１ｂの内方に透孔１０６の周縁部が露出し、この周縁部によって緩衝ばね１０２の他端部が支持される。この緩衝ばね１０２の一端部に一方のばね受部材１０１ａが装着され、緩衝ばね１０２の他端部は他方のばね受部材１０１ｂに嵌着された状態では、一方のばね受部材１０１ａから調整ボルト９８の軸線方向一端部が突出し、この突出する部分に前記一対のロックナット１０３が螺着され、その締付け位置を調整することによって緩衝ばね１０２のばね力を最適に設定することができる。

調整ボルト９８の他端部は、軸受ベース基板９５の前記透孔１０６を挿通して下方に突出し、この突出する部分は第３支持プレート９７に形成される軸孔を挿通し、その両側に配置されるように螺着された前記一対のナット９９によって、第３支持プレート９７に連結される。これらのナット９９を緩めて調整ボルト９８の軸線方向の位置を調整することによって、軸受ベース基板９５が、前記第４支持プレート１０４上に第２の緩衝部材１０５を介して長手方向他端部が支持された状態で角変位し、支軸９３の軸線が回転軸９７の回転軸線Ｌ１と平行となり、かつ第１および第２ベルト６７，６８の張力が最適となるように、軸受ベース基板９５の位置を調整することができる。

このような軸受ベース基板９５の長手方向他端部には、一対のボルト挿通孔１０７が形成され、さらに第２の緩衝部材１０５の長手方向両端部にもボルト挿通孔１０８が形成される。第４支持プレート１０４には、各一対のボルト挿通孔１０７，１０８と同一の間隔をあけてボルト挿通孔１０９が形成される。これらのボルト挿通孔１０７，１０８，１０９には、取付ボルト１１１がそれぞれ挿通され、軸受ベース基板９５上に突出した部分には座金１１２が装着されてナット１１３が螺着され、こうして軸受ベース基板９５の長手方向他端部が第２の緩衝部材１０５を介して第４支持プレート１０４、したがってハウジング２に支持される。

これによって第１および第２ベルト６７，６８、第３プーリ、支軸９３、各軸受９４から軸受ベース基板９５に伝達される振動は、第２の緩衝部材１０５によって吸収されハウジング２に伝達されて騒音が生じることが防がれる。

図１１は偏心量測定手段８の具体的構成を示す分解斜視図である。前記偏心量測定手段８は、回転軸７の回転に伴なう重心のずれを、各軸受３０，３１に発生する歪応力によって検出する。回転軸７は、先端軸１２１と、先端軸１２１がキャップボルト１２２によって同軸に固定される主軸１２３とによって構成される。主軸１２３は、前記一対の軸受３０，３１によって軸支され、各軸受３０，３１は軸受ハウジング１２４，１２５に嵌着される。各軸受ハウジング１２４，１２５は、各一対の板ばね１２６ａ，１２６ｂ；１２７ａ，１２７ｂによって基台１２８に同一軸線上に連結される。各一方の板ばね１２６ａ，１２７ａには、歪ゲージ１２９，１３０がそれぞれ固着され、各軸受ハウジング１２４，１２５の基台１２８に対する偏心する方向の力を、歪応力の変化として検出することができる。

主軸１２３の各軸受ハウジング１２４，１２５間のほぼ中央の位置には、前記遮光板３２が固定される。この遮光板３２は、直円筒状のスリーブ１３１と、スリーブ１３１の軸線方向一端部に固定される原点スリット板１３２と、スリーブ１３１の軸線方向他端部に固定される多点スリット板１３３とを有する。基台１２８には、前記原点スリット板１３２および多点スリット板１３３にそれぞれ対応して、各スリットによる透光領域と遮光領域とを検出して、回転検出信号を出力する前述の光検出器３５が設けられる。これらのスリーブ１３１、原点スリット板１３２および多点スリット板１３３は、バランスリング１３４に装着され、このバランスリング１３４には前記主軸１２３が挿通し、主軸１２３とともに回転し、原点スリット板１３２に形成された１つのスリットが通過するたびに原点位置と回転量とを回転検出信号として出力することができるように構成されている。

主軸１２３の軸線方向一端部は、一方の軸受３０から突出し、この突出する部分には前記第３プーリ６６が装着される。主軸１２３の軸線方向一端部には、キー溝１３６が形成され、このキー溝１３６には前記第３プーリ６６が装着された状態でキー１３７が差込まれ、止めねじ１３８によって固定される。こうして第３プーリ６６が取付けられた主軸１２３の軸線方向一端部の端面には、端板１３９がビス１４０によって固定され、第３プーリ６６の主軸１２３からの抜け出しが防がれる。

前記先端軸１２１は、軸部１４１と、軸部１４１の軸線方向一端部に一体的に形成されるフランジ部１４２とを有す。また前記主軸１２３は、軸部１４３と、軸部１４３の軸線方向他端部に一体的に形成されるカップリング部１４４とを有する。カップリング部１４４の底部には、先端軸１２１のフランジ部１４２が挿入されて当接し、キャップボルト１２２によって先端軸１２１が主軸１２３に同軸に固定され、こうして回転軸７が構成される。

このような回転軸７において、主軸１２３の軸部１４３には、前記他方の軸受３１、スリーブ１４５、バランスリング１３４、遮光板３２および一方の軸受３０が装着され、各軸受３０，３１は前述したように各軸受ハウジング１２４，１２５にそれぞれ装着される。一方の軸受３０は、軸受ハウジング１２４からの離脱を防止するため、複数のビス４６によって軸受ハウジング１２４に固定された押さえ板１４７によって抜け止めされ、各軸受３０，３１および各軸受ハウジング１２４，１２５の両側に第３プーリ６６およびカップリング部１４４が配置された状態で、回転軸７が基台１２８に支持される。基台１２８は、ハウジング２の上部領域３に設けられた第５支持プレート１４８上に図示しない複数のボルトによって固定される。

この状態では、ハウジング２に形成された切欠き６２から他方の軸受ハウジング１２５が基台１２８の一部とともに突出し、これらを覆うように第４の側壁２３ｃにはカバー体１４９が設けられ、このカバー体１４９の切欠き１５０からカップリング部１４４および先端軸１２１が突出し、前述の図５に示されるように車輪組立体６が装着される。

図１２はホイル内径測定手段１５１の構成を示す分解斜視図である。前記ハウジング２内の第５支持プレート１４８には、ホイール４の内径を測定するためのホイール内径測定手段１５１が設けられる。このホイール内径測定手段１５１は、軸直角断面が正方形の角形スリーブ１５２と、角形スリーブ１５２に装着される復帰ばね１５３と、角形スリーブ１５２に挿入される案内軸１５４と、角形スリーブ１５２をその軸線方向に移動自在に保持する基台１５５と、角形スリーブ１５２に設けられる測距センサ１５６と、角形スリーブ１５２に設けられる回転ポテンショメータ１５７と、基台１５５に設けられるスリット板１５８とを含む。

前記角形スリーブ１５２の軸線方向一端部には、一対の取付金具１６１ａ，１６１ｂがビス１６２によって固定され、上方の取付金具１６１ａにはブラケット１６３がビス１６４によって固定され、このブラケット１６３の遊端部に前記回転ポテンショメータ１５７が取付けられる。案内軸１５４は、前記角形スリーブ１５２に挿入された状態で、その軸線まわりに回動自在であり、角形スリーブ１５２から突出する軸線方向一端部には、前記回転ポテンショメータ１５７の入力軸が連結される。また案内軸１５４の軸線方向他端部には、前記測定アーム１８の基端部が連結される。

前記基台１５５は、底板１６５と、底板１６５の長手方向一端部に垂直に立設される側板１６６と、底板１６５の長手方向他端部に垂直に立接される支柱１６７と、底板１６５の下面に複数のビス１６８によって平行に連結される受板１６９とを有する。側板１６６の上部には、前記角形スリーブ１５２が軸線方向に移動自在に挿通する挿通孔１７１が形成される。側板１６６の前記挿通孔１７１の周縁部には、一対の止め具１７２がビス１７３によって固定され、これらの止め具１７２によって角形スリーブ１５２に装着された復帰ばね５３の一端部１７４ａが支持される。また復帰ばね１５３の他端部１７４ｂは、前記一対の取付金具１６１ａ，１６１ｂによって支持される。したがって角形スリーブ１５２が挿通孔１７１を挿通して軸線方向に沿って矢符Ａ方向に移動すると、復帰ばね１５３が圧縮され、その弾性回復力によって角形スリーブ１５２は矢符Ａ方向とは逆方向へ復帰させることができる。側板１６６および支柱１６７には、前記スリット板１５８が押さえ部材１７５および受け部材１７６とともにビス１７７によって長手方向両端部が固定される。このように基台１５５に設けられるスリット板１５８は、前記角形スリーブ１５２および案内軸１５４の各軸線と平行に延び、直線ポテンショメータ１５６によって角形スリーブ１５２が案内軸１５４および測定アーム１８とともに軸線方向に移動した距離が計測される。

直線ポテンショメータ１５６は、基板１７８に電気的かつ機械的に接続され、基板１７８はビス１７９によって前記角形スリーブ１５２に固定される。角形スリーブ１５２は、前述のように基台１５５の側板１６６に形成される挿通孔１７１を挿通して、一対の止め具１７２によって回転が阻止されかつ軸線方向の移動が許容される。また案内軸１５４の軸線方向一端部にはストッパ１８０が設けられ、案内軸１５４が角形スリーブ１５２に挿入された状態で、案内軸１５４の軸線まわりの回転が許容され、軸線方向の移動が阻止されるので、測定アーム１８を角変位させると、案内軸１５４によってその回転量が回転ポテンショメータ１５７によって検出される。また測定アーム１８をハウジング２から引出すと、その引出し方向Ａに案内軸１５４および角形スリーブ１５２が移動し、その移動量が直線ポテンショメータ１５６によって検出される。これらの直線ポテンショメータ１５６および回転ポテンショメータ１５７の出力は、信号処理部４５に入力され、表示部４６によって各歪検出器３７，３８によって検出された車輪組立体６の偏心量とその回転位置とにタイヤを付けて表示され、その偏心量が相殺される重量のバランスウエイトと、ホイール４に対する取付位置とを容易に認識することができるように構成される。

以上のように本実施の形態のホイールバランス測定装置１によれば、第１および第２支持体１５，１６はハウジング２内で緩衝部材７２，１０５を介して前記ハウジング２に連結されるので、電動モータ１２および回転伝達手段１４などによって発生する振動を吸収し、騒音の発生を低減することができる。また前記電動モータ１２はハウジング２内の上部領域に設置されるので、防爆構造とする必要がなくなり、構成を簡素化することができる。

１ホイールバランス測定装置
２ハウジング
３上部領域
４ホイール
５タイヤ
６車輪組立体
７回転軸
８偏心量測定手段
９ハウジング２の上部
１０表示手段
１１出力軸
１２電動モータ
１３下部領域
１４回転伝達手段
１５第１支持体
１６第２支持体
１８測定アーム
１９測定アーム１８の先端部
３０，３１軸受
３６回転検出手段
３７，３８歪検出器
４５信号処理部
４６表示部
５２パネルカバー
６４第１プーリ
６５第２プーリ
６６第３プーリ
６７第１ベルト
６８第２ベルト
７２第１の緩衝部材
１０５第２の緩衝部材
１２４，１２５軸受ハウジング
１５１ホイール内径測定手段
１５２角形スリーブ
１５３復帰ばね
１５４案内軸
１５６直線ポテンショメータ
１５７回転ポテンショメータ

Claims

ハウジングと、
ハウジング内の上部領域で略水平な回転軸線まわりに回転自在に保持され、ハウジングから突出しかつホイールにタイヤを装着した車輪組立体が同軸にかつ着脱可能に装着される回転軸と、
前記回転軸の回転に伴う応力変化を検出し、その応力変化に基づいて前記車輪組立体の偏心量を回転位置に対応させて測定する偏心量測定手段と、
ハウジングの上部に設けられ、前記偏心量計測手段によって測定された偏心量の測定値を表示する表示手段と、
ハウジング内の上部領域に収容され、前記回転軸の回転軸線に平行な回転軸線まわりに回転駆動する出力軸を有する電動モータと、
ハウジング内の下部領域に収容され、前記電動モータの回転を減速して前記回転軸に伝達する回転伝達手段と、
前記ハウジングの上部領域で前記ハウジングに緩衝部材を介して連結され、前記電動モータを支持する第１支持体と、
前記ハウジングの下部領域で前記ハウジングに緩衝部材を介して連結され、前記回転伝達手段を支持する第２支持体とを含むことを特徴とするホイールバランス測定装置。
前記回転伝達手段は、前記回転軸の軸線方向他端部に固定される第１プーリと、前記電動モータの出力軸に固定される第２プーリと、前記ハウジングの下部領域に前記電動モータの出力軸の回転軸線および前記回転軸の回転軸線に平行な回転軸線まわりに回転自在に設けられる第３プーリと、前記第１プーリおよび第３プーリ間に巻き掛けられて張架される第１ベルトと、前記第２プーリおよび第３プーリ間に巻き掛けられて張架される第２ベルトを含むことを特徴とする請求項１記載のホイールバランス測定装置。
前記ハウジングには、前記回転伝達手段に臨んで開口する開口部が形成される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ス測定装置。
前記ハウジングには、前記回転伝達手段に臨んで開口する開口部が形成され、この開口部には複数のスリットが形成された蓋体が着脱可能に設けられる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ス測定装置。
前記ハウジングの上部領域は、予め定める防爆構造要求領域よりも上方に選ばれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のホイールバランス測定装置。