JP2017114318A

JP2017114318A - スポーク車輪の不整合検出装置

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Publication number: JP2017114318A
Application number: JP2015252248A
Authority: JP
Inventors: 原　智巳; Tomomi Hara; 智巳原; 宇田川　浩; Hiroshi Udagawa; 浩宇田川; 力男倉金; Rikio Kurakane; 三郎下川; Saburo Shimokawa; 眞弘奥野; Masahiro Okuno
Original assignee: HOZAN KK; Geosystem Co Ltd Japan
Current assignee: HOZAN KK; Geosystem Co Ltd Japan
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: DE112016005961T5; US10527408B2; WO2017110125A1; JP6723008B2; US20180306572A1

Abstract

【課題】簡易な構成で、スポーク車輪の歪みの検出および修正ができる不整合検出装置を提供すること。
【解決手段】不整合検出装置は、検査すべきスポーク車輪３０をセットするための支持枠１２ａ，１２ｂと、前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向に第１の検出光を照射する第１光源１３と、前記第１の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第１の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の径方向の歪みを非接触で検出する第１ラインセンサー１４と、前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向と交差する方向に第２の検出光を照射する第２光源１５と、前記第２の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第２の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の軸径方向の歪みを非接触で検出する第２ラインセンサー１６と、を含む。
【選択図】図１

Description

この発明は、スポーク車輪の不整合検出装置に関する。

スポーク車輪は、回転中心部のハブと、一定間隔を隔ててハブの回りを囲むリムと、ハブとリムとを連結する多数本のスポークとを含み、リムの外周にタイヤが装着される構成をしている。このスポーク車輪の代表である自転車の車輪は、近年、リムの形状や材質が著しく進化している。たとえば、軽量化のためにアルミ合金やカーボン繊維等で形成されたリムが販売されている。また、ディスクブレーキの採用等により、従来リムの側面に設けられていたブレーキパッドが圧接される環状面が省略された径方向の厚みが薄いリムも存在する。さらに、リムの表面に、種々のロゴやデザイン模様などが施されたリムも出まわっている。

ところで、スポーク車輪は、回転中心部のハブとその周囲を囲むリムとを多数本のスポークで連結したものであるから、各スポークの連結張力や長さ等が適切に調整されていなければ、回転中心であるハブに対して、リムが回転軸方向に歪んだ状態になったり、ハブからリムまでの径方向寸法が円周方向にみてばらつきのある歪んだ状態になることが知られている。

そこで、従来より、振取台とか振れ検出装置と称されるスポーク車輪におけるリムの歪みを検出する装置が色々と提案されている。

特公平７−７３９６２号公報特公平８−２９６４２号公報米国公開特許公報２００９／００２０２３１Ａ１欧州特許公報ＥＰ１０９４２９５Ａ２

特許文献１および２に開示された従来のスポーク車輪の振れ検出装置は、ハブを中心に回転自在にスポーク車輪をセットし、スポーク車輪を回転させたときのリムの振れを、リムと接触しうる検出プローブや検出ローラ等で検出するという構成が採用されている。
このため、リムに歪みがある場合、歪んだ位置でリムは必然的に検出プローブや検出ローラと接触する。そして、係る接触は、リムの表面にデザイン模様などが施されている場合、そのデザイン模様にすりきずのようなダメージを与えるおそれがある。また、リムの表面が部分的に印刷インクの層で盛り上がっている場合に、その層の厚み分だけリムが歪んでいるとして、誤検出されるおそれもある。

一方、特許文献３および４に開示された装置は、リムに対して非接触で、リムの振れを検出できる。しかし、この特許文献３および４に開示された非接触型のセンサは、センサの構成が複雑で、かつ、高価であるといった課題がある。
この発明は、従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で、スポーク車輪の歪みを精密に検出できる不整合検出装置を提供することである。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、検査すべきスポーク車輪をセットするための支持枠と、前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向に第１の検出光を照射する第１光源と、前記第１の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第１の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の径方向の歪みを非接触で検出する第１ラインセンサーと、前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向と交差する方向に第２の検出光を照射する第２光源と、前記第２の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第２の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の軸方向の歪みを非接触で検出する第２ラインセンサーと、を含むことを特徴とする、スポーク車輪の不整合検出装置である。

請求項２記載の発明は、前記スポーク車輪は、回転中心となるハブと、ハブの周囲を所定間隔をあけて囲むリムと、前記ハブに一端が固定され、前記リムに他端が接続された複数本のスポークとを含み、前記第１ラインセンサーは、前記ハブに対する前記リムの径方向の歪みを検出するものであって、前記リムの径方向に沿って線状に配列された複数の光電変換素子を含み、前記第２ラインセンサーは、前記ハブに対する前記リムの軸方向の歪みを検出するものであって、前記リムの径方向と交差する方向に線状に配列された複数の光電変換素子を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスポーク車輪の不整合検出装置である。

請求項３記載の発明は、前記第１ラインセンサーおよび前記第２ラインセンサーは、それぞれ、前記検出光による対象物の像を光電変換素子面に結像させるためのピンホールレンズを含むことを特徴とする、請求項２に記載のスポーク車輪の不整合検出装置である。
請求項４記載の発明は、前記第１ラインセンサーは、前記複数本のスポークの各他端が接続されたリムの位置に対応付けて、当該対応付けた位置における検出光の読み取りを指示するトリガーを出力することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスポーク車輪の不整合検出装置である。

請求項５記載の発明は、さらに、前記に支持枠にセットされたスポーク車輪のリムの基準位置を検出する基準位置センサーを含み、基準位置センサーの出力に基づいて、前記スポークの各他端が接続されたリム位置に対応付けた位置に、スポーク番号を付与する処理手段を含むことを特徴とする、請求項４に記載のスポーク車輪の不整合検出装置である。
請求項６記載の発明は、検査すべきスポーク車輪をセットするための支持枠と、前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向に第１の検出光を照射する第１光源と、前記第１の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第１の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の径方向の歪みを非接触で検出する第１ラインセンサーと、を含むことを特徴とする、スポーク車輪の不整合検出装置である。

請求項７記載の発明は、前記請求項１〜６のいずれか一項に記載の不整合検出装置に対し、さらに、前記第１ラインセンサーおよび第２ラインセンサーの出力並びに前記処理手段の出力に基づいて、所定の演算を実行し、各スポーク毎に、張力を調整すべき調整値を出力する処理手段を設けたことを特徴とする、スポーク車輪の不整合検出修正装置である。

この発明によれば、簡易な構成でありながら、精密にリムの歪みを検出することができる。また、歪みの検出時に、リムにきずやダメージを与えることがない。よって、比較的廉価に不整合検出装置を製造でき、自転車店舗等に精密な検査のできる不整合検出装置を普及させることが期待できる。その結果、自転車の安全性や普及に貢献できる。

図１は、この発明の一実施形態に係るスポーク車輪の不整合検出修正装置１０の構成例を示す図である。図２は、ハブ受け部１７の一例を示す図である。図３は、一般的なスポーク車輪３０の構成例を示す図である。図４は、リムの歪み検出の原理および構成を示す図である。図５は、第１センサー１４および第２センサー１６に共通する測定の原理の説明図である。図６は、不整合検出修正装置１０を用いて測定したリム３３の径方向の歪みに関し、調整前後の状態表示例を示す図である。図７は、不整合検出修正装置１０を用いて測定したリム３３の軸方向の歪みに関し、調整前後の状態表示例を示す図である。図８は、不整合検出修正装置１０を用いた処理内容を説明するフロー図である。図９は、完成した自転車に取り付け可能な不整合検出装置の一例を示す図である。

以下では、図面を参照して、この発明の一実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係るスポーク車輪の不整合検出修正装置１０の構成例を示す図である。不整合検出修正装置１０は、一般に、振取台とも称されており、自転車店舗等に備えられるホイール調整用の道具である。
自転車店舗では、通常、販売する自転車の車輪に関し、ハブ、リム、スポーク等の部品単位で入荷する。そのため、それら部品を組み立てるホイール組みを行い、組み上がったホイール（スポーク車輪）を、振取台やリムセンターゲージ等を使用して調整する。また、最近は、「完組ホイール」と呼ばれる組み上がったスポーク車輪がメーカーから出荷されることもあるが、自転車店舗においては、販売前に、「完組ホイール」に対しても、念のために、不整合検出をし、必要があれば修正を行っておくことが、安全な自転車販売という観点からは望ましい。

さて、図１に示す不整合検出修正装置１０は、ベース１１と、ベース１１に立設された一対の支柱１２ａ，１２ｂと、支柱１２ａに取り付けられた第１光源１３と、支柱１２ｂに取り付けられ、第１光源１３が照射する第１の検出光Ｌ１を受光しうる第１センサー１４と、支柱１２ｂに取り付けられた第２光源１５と、支柱１２ｂに取り付けられ、第２光源１５が照射する第２の検出光Ｌ２を受光しうる第２センサー１６とを含んでいる。

第１センサー１４および第２センサー１６としては、後述するように、ラインセンサーが採用されており、簡易かつ安価な構成でありながら、高精度な歪み検出ができるように工夫されている。
一対の支柱１２ａ，１２ｂは、その間にスポーク車輪３０をセットできるように、一定の間隔が空けられている。一対の支柱１２ａ，１２ｂの各上端には、それぞれ、ハブ受け部１７が固着されている。ハブ受け部１７は、たとえば図２に示すように、支柱１２ａ，１２ｂの上端の一側方に固定された金属板１７で構成することができる。金属板（ハブ受け部）１７には、その上縁から下方に伸びる受け止め溝１８が形成されている。この受け止め溝１８にハブ３１から両側へ突出する車軸３２が係合される。このようにして、スポーク車輪３０は支柱１２ａ，１２ｂにセットされる。

図３を参照して、検査対象となるスポーク車輪３０は、一般に、回転中心となるハブ３１と、ハブ３１の周囲を所定間隔（一定の半径方向寸法）をあけて囲むリム３３と、ハブ３１に一端が固定され、リム３３に他端が接続された複数本のスポーク３４とを備えている。そして、各スポーク３４は、リム３３に接続された他端側において、締結ねじ３５を締めつけたり、緩めたりすることによって、スポーク３４の張度を調整することができる。複数本のスポーク３４の張度は、いずれも適切でなければならず、そうでない場合は、回転中心であるハブ３１に対して、リム３３に、径方向に歪んだ状態や、軸方向に歪んだ状態が生じる。特に、リム３３がアルミ合金やカーボン繊維等で形成されたスポーツ車輪の場合、各スポーク３４の張度は高めにしてスポーク車輪の強度や慣性力を向上させなければならないから、各スポーク３４の張度を精密に調整する必要がある。調整が不十分な場合は、リム３３に歪みが生じ、回転性能、走行性能が低下するなど、不具合が如実に現れる。

再び図１を参照して、第１光源１３および第１センサー１４は、セットされたスポーク車輪３０のリム３３の径方向の歪みの有無を検出するためのものである。第１光源１３から出力される光Ｌ１が、リム３３の内径面近傍に照射され、その光Ｌ１が第１センサー１４で受光されるように、第１光源１３および第１センサー１４は、支柱１２ａ，１２ｂに対する取り付け位置（取り付け高さ）が調整されている。また、第１光源１３および第１センサー１４は、検査するスポーク車輪３０の径が変わったとき、それに合わせてその高さ位置を調整できるように、支柱１２ａ，１２ｂに対して、高さ方向に位置をスライド可能にされている。

第２光源１５および第２センサー１６は、セットされたスポーク車輪３０のリム３３の軸方向の歪み有無を検出するためのものである。第２光源１５から出力される光Ｌ２が、リム３３の側面近傍に照射され、その光Ｌ２が第２センサー１６で受光されるように、第２光源１５および第２センサー１６は、支柱１２ｂに対する取り付け位置（取り付け高さ）が調整されている。より具体的には、支柱１２ｂの上方寄りの位置には、上下移動可能に保持部材１９が取り付けられ、第２の光源１５は、光の出射角度を変更できるように、保持部材１９に回動可能に取り付けられている。また、支柱１２ｂの下方寄りの位置には、上下移動可能に保持部材２０が取り付けられ、第２センサー１６は、第２光源１５からの光Ｌ２を受光できるように、保持部材２０に取り付けられている。

保持部材２０には、さらに、磁気センサー２１が取り付けられている。この磁気センサー２１は、検査するスポーク車輪３０の基準位置（基準角度位置）を検出するためのものである。検査時においては、リム３３の外周面の特定位置、たとえば、空気注入バルブが嵌められる位置に、永久磁石２２を貼着する。すると、スポーク車輪３０を回転させ、永久磁石２２が磁気センサー２１に対向する角度位置になる毎に、磁気センサー２１は検出信号を出力する。これにより、検査するスポーク車輪３０、換言すればリム３３の基準位置を検出することができる。よって、検出した基準位置に基づいて、各スポーク３４を個別に特定することが可能になる（この点に関する詳細は、後述する。）。

第１光源１３、第１センサー１４、第２光源１５、第２センサー１６および磁気センサー２１は、センサ制御部２３と電気的に接続されている。センサ制御部２３は、第１光源１３および第２光源１５の発光を制御し、かつ、第１センサー１４、第２センサー１６および磁気センサー２１の検出信号を受信して処理する制御ユニットである。このセンサ制御部２３は、不整合検出修正装置１０とは別の構成要素として図示されているが、たとえば、ベース１１などにセンサ制御部２３が取り付けられて、不整合検出修正装置１０に組み込まれた構成であってもよい。

この実施形態では、ベース１１は、一対の足板２４（足板２４は、図１において、紙面に垂直方向に延びる長手部材）に載せられ、紙面に垂直方向に移動可能とされている。また、ベース１１に立設された一対の支柱１２ａ，１２ｂは、ベース１１に沿って、左右に移動可能とされており、被試験体であるスポーク車輪３０の幅寸法に合わせて支柱１２ａ，１２ｂの間隔を変更可能とされている。

しかし、ベース１１、足板２４、一対の支柱１２ａ，１２ｂの構成は、この実施形態の構成に限定されるものではない。たとえば、ベース１１、足板２４、一対の支柱１２ａ，１２ｂが一体化された支持枠とされ、スポーク車輪３０をセットできるようにされてもよい。
センサ制御部２３には、パソコン２５およびディスプレイ２６が接続される。そして、センサ制御部２３の処理信号は、パソコン２５に与えられ、ディスプレイ２６に検査結果や修正指示内容等が表示される。

次に、図４を参照して、第１センサー１４および第２センサー１６の構成と、これらセンサー１４、１６によるリム３３の歪み検出の原理について説明する。
第１センサー１４は、リム３３の径方向の歪みを検出するためのラインセンサーである。そのために、リム３３の径方向に沿った上方方向に線状に配列された複数の光電変換素子１４ａを含んでいる。

図４では、説明の便宜のため、各光電変換素子１４ａは横幅のある形態であるが、このような形態に限らない。要は、縦方向に並んだ多数の光電変換素子１４ａを含むラインセンサーであればよい。
第１光源１３は、たとえばＬＥＤで構成され、第１センサー１４に向けて第１の検出光Ｌ１を出力する。第１光源１３が照射する第１検出光Ｌ１の光路上にはリム３３が存在するから、リム３３の内周縁３３Ｔより下方を通る第１検出光Ｌ１は遮られる。よって、リム３３が、径方向に、適正な位置にあるか、または矢印Ａ１で示すように上方もしくは下方（径方向）に偏位しているかにより、第１センサー１４に含まれる複数の受光素子１４ａのどの受光素子までが第１検出光Ｌ１を検出するかが変化する。

よって、複数の光電変換素子１４ａのどの素子までが光を受光したかに対応付けて、リム３３の径方向の位置（偏り）を検出できる。なお、第１センサー１４の入射側前方には、ピンホールレンズ（板材１４１に穿けられた単なる小孔、すなわちピンホール）１４０が設けられている。このピンホールレンズ１４０によって、複数の光電変換素子１４ａへの結像（焦点合せ）が図られている。

第２センサー１６は、リム３３の軸方向の歪みを検出するためのラインセンサーである。そのために、リム３３の径方向に対して斜め方向に線状に配列された複数の光電変換素子１６ａを含んでいる。複数の光電変換素子１６ａも、複数の光電変換素子１４ａと同様に、斜め横方向に線状に並んだ多数の光電変換素子１６ａを含むラインセンサーであればよい。

第２光源１５は、たとえばＬＥＤで構成され、第２センサー１６に向けて第２の検出光Ｌ２を出力する。第２光源１５が照射する第２検出光Ｌ２の光路上にはリム３３が存在するから、リム３３の一側縁３３Ｓより左側を通る第２検出光Ｌ２は遮られる。よって、リム３３が、軸方向に、適正な位置にあるか、または矢印Ａ２で示すように右方もしくは左方（軸方向）に偏位しているかにより、第２センサー１６に含まれる複数の受光素子１６ａのどの受光素子までが第２検出光Ｌ２を検出するかが変化する。

よって、複数の光電変換素子１６ａのどの受光素子までが光を受光したかに対応付けて、リム３３の軸方向の位置（偏り）を検出できる。
なお、第２センサー１６にも、ピンホールレンズ１４０が備えられている。
ところで、実際にスポーク車輪３０におけるリム３３の歪みを検出する場合には、リム３３には、一定間隔でスポーク３４が接続されているから（図３を参照）、検査をするスポーク車輪３０を回転させると、検出光Ｌ１は、スポーク３４によって、間欠的に遮断される。スポーク３４が検出光Ｌ１の光路上に位置する角度位置にスポーク車輪３０が回転したとき、ラインセンサー１４は光を受光しない。そこで、ラインセンサー１４の係る特性を利用して、各スポーク３４近傍の角度位置をリム３３の歪み検出のための角度位置と定めて、リム３３の歪み検出位置と、スポーク３４とを対応付けることができる。

図５は、第１センサー１４および第２センサー１６に共通する測定の原理の説明図である。以下の説明は、第１センサー１４を取り挙げて説明するが、第２センサー１６についても、測定の原理は同じである。
測定対象であるリム３３とセンサー１４との配置関係を、図５（Ａ）に示すように設定する。すなわち、リム３３とピンホールレンズ１４０との距離をＬｒ、ピンホールレンズ１４０と受光素子１４ａの受光面との距離をＬｓとする。そうすると、各受光素子１４ａの画素１ピクセルはＬｒ／Ｌｓ相当となる。

たとえば受光素子が、１ピクセルが０．０１４ｍｍとする。そして、受光素子をＬｒ＝２Ｌｓの関係に配置することにより、センサー１４の解像度は、
０．０２８ｍｍ／ピクセル ±０．０２８
となる。よって、リム３３の径方向の偏り（歪み）および軸方向の偏り（歪み）を検出・測定するのに十分な精度の分割能を有する。換言すれば、ラインセンサーという簡易で比較的廉価なセンサーを用いて、高精度の検出が実現できる。

図５（Ｂ）は、リム３３が下方に偏った状態、図５（Ｃ）は、リム３３が上方に偏った状態のセンサー１４の出力例を示している。
図６は、不整合検出修正装置１０を用いて測定したリム３３の径方向の歪みに関し、調整前後の状態表示例を示す図である。この表示例は、たとえば図１に示すディスプレイ２６に表示されてもよい。

リム３３の径方向の歪みに関しては、接続されているスポーク３４の本数および番号に関連付け、スポーク番号近傍のリム３３の歪み量が表示されている。
具体的に説明すると、調整前の測定結果では、スポーク１は張力過大、スポーク２は張力不足でその位置のリム３３は径方向外方へ歪んでいる。スポーク３は張力が強でその位置のリム３３は径方向内方へ歪んでいる。スポーク４〜７は張力不足で、それらの位置のリム３３は径方向外方へ歪んでいる。スポーク８〜１８は張力過大で、それらの位置のリム３３は径方向内方へ歪んでいる。スポーク１９は張力不足で、その位置のリム３３は径方向外方へ歪んでいる。スポーク２０〜２２は張力強で、それらの位置のリム３３は径方向内方へ歪んでおり、その歪み量は２０、２１、２２と大きくなっている。スポーク２３、２４は張力不足で、それらの位置のリム３３は径方向外方へ歪んでいる。スポーク２５から２９は、張力強で、それらの位置のリム３３は径方向内方へ歪んでいる。スポーク３０、３１、３３、３５、３６は張力不足で、それらの位置のリム３３は径方向外方へ歪み、逆にスポーク３２、３４は張力強で、それらの位置のリム３３は径方向内方へ歪んでいる。

以上のような測定結果を踏まえ、各スポークの張度を調整することにより、調整後の測定結果に示すように、リム３３を径方向に歪みのない状態にできる。
図７は、不整合検出修正装置１０を用いて測定したリム３３の軸方向歪みに関し、調整前後の状態表示例を示す図である。この表示例も、たとえば図１に示すディスプレイ２６に表示されてもよい。

リム３３の軸方向の歪みに関しても、接続されているスポーク３４の本数および番号に関連付け、スポーク番号近傍のリム３３の歪み量が表示されている。
具体的に説明すると、スポーク２、４、５〜７、１９、２２〜２４、３０、３１、３５の近傍位置では、リム３３は軸方向に歪んでおらず、スポーク３、２０、２１、２５〜２９、３２〜３４の近傍位置では、リム３３は軸方向に右側へ歪んでいる。また、スポーク１、８〜１８、３６の近傍位置では、リム３３は軸方向に右側へ歪んでいる、というのが測定結果である。

リム３３が軸方向に歪むのは、次の理由である。すなわち、各スポークの各他端は、リム３３に対し、軸方向中央に接続されるが、それらスポークの各一端は、ハブ３１の軸方向右側の取り付け環または軸方向左側の取り付け環に交互に固定されている。よって、リム３３はスポークを介して軸方向に右側および左側からの張力を受ける。これにより、リム３３の軸方向歪みが生じる。

よって、この歪みの調整においても、対応するスポークの張力を調整することにより、歪みを解消することができる（図７の調整後の測定結果を参照）。
図８は、不整合検出修正装置１０、センサ制御部２３、パソコン２５およびディスプレイ２６（図１を参照）によって行われる処理内容を説明するためのフロー図である。図８の流れに沿って、図１に示す装置により行われる処理について具体的に説明する。

まず、装置を起動させ（ステップＳ０）、初期値を入力する（ステップＳ１）。入力する初期値には、検査するスポーク車輪３０のリム径、リム幅、スポークの本数等が含まれる。
その後、ハブ受け部１７にセットした検査対象であるスポーク車輪３０のリム３３を回転させる（ステップＳ２）。この不整合検出修正装置１０には、スポーク車輪３０を回転させるための駆動機構は備えられていないから、リム３３は手動により回転させる。

リム３３の回転に伴って、リムに接続されている各スポーク３４が、順次第１センサー１４へ入射する検出光Ｌ１の光路を遮るから、第１センサー１４の出力に基づいて、スポーク３４の本数の読み取り（確認）が行われる（ステップＳ３）。
そして測定処理が開始され（ステップＳ４）、ステップＳ５〜Ｓ１３の一連の処理が実行される。

詳細に述べると、リム３３を回転させ（ステップＳ５）、リム３３の全周にわたって振れ（リム３３の歪み）の読み取りとスポーク毎の座標が算出される（ステップＳ６）。このステップＳ６の処理において、リム３３には、前述したように、たとえばリム３３におけるエア注入バルブの取付孔に関連付けて、永久磁石２２が取り付けられている。このため、永久磁石２２が磁気センサー２１に対向する位置にリム３３が回転したときに、磁気センサー２１が出力を出し、リム３３の基準位置（基準角度位置）が検出される。そして、リム３３の基準位置を基準として、リム３３の回転に応じて第１センサー１４によって次々と検出される各スポークが接続されたリム３３の角度位置（スポーク毎の座標）が検出されて算出される。

また、第１センサー１４によって検出された各スポークに関連するリム３３の角度位置がリム３３の検出角度位置であるとして、その位置毎に、検出用トリガーが出力される。第１センサー１４および第２センサー１６は、検出用トリガーと所定の読み取りクロックとが同時に入力されたタイミングで、リム３３の径方向の歪みおよび軸方向の歪み（リム３３の縦振れおよび横振れ）を検出する。そして、それら検出出力はセンサ制御部２３およびパソコン２５において処理される。

前記の永久磁石２２と磁気センサー２１を用いた基準位置の検出において、リム３３に取り付ける永久磁石２２は、Ｎ極とＳ極の２つの磁石がリム３３の周方向に隣接配置された、Ｎ極・Ｓ極を組み合わせた一対の永久磁石２２としてもよい。
このようなＮ極・Ｓ極の対をなす永久磁石２２を用いると、磁気センサー２１は、大バルクハウゼンジャンプを利用した複合磁気センサーとなり、電源を省略した省エネタイプの基準位置センサーとすることができる。

また、基準位置を検出するセンサーは、前記のような磁気センサー２１に代えて、第１センサー１４を利用した基準位置センサーとすることもできる。第１センサー１４を利用して基準位置センサーを実現するには、次のようにすればよい。
リム３３の特定位置、たとえばリム３３におけるエア注入バルブの取付孔に関連付けて、リム３３の内周面から径方向内方に向かって突出する所定幅の遮光板を立設する。そうして、リム３３を回転させると、リム３３の内周面の特定位置に立設する遮光板が、第１光源１３から出射される検出光Ｌ１の光路上を横切る毎に、第１センサー１４は検出光Ｌ１の検出が遮断される。この検出光Ｌ１の検出が遮断されるときのリム３３の角度位置を、リム３３の基準位置として検出する。

係る構成を採用すれば、リム３３の基準位置検出も、第１センサー１４を用いて行うことができ、より簡単な構成を実現できる。
ステップＳ７では、読み取られたリム３３の径方向歪みおよび軸方向歪みに基づいて、リム３３の仮想センターが算出されて設定される。そして、算出されたリム３３の仮想センターに対して、各スポークの角度位置（座標）において（より厳密には、各スポークの角度位置に隣接する検出角度位置において）、リム３３に生じている径方向歪み（縦振れ）および軸方向歪み（横振れ）、つまり変位量と、標準偏差とが算出される（ステップＳ８）。

ついで、算出されたスポーク毎の変位量と標準偏差に基づき、スポーク毎のニップル調整代が算出される（ステップＳ９）。スポーク毎のニップル調整代とは、あるスポークに対し、スポークの張力をいくら強めるか、または、弱めるかすれば、そのスポークに対応する角度位置におけるリム３３の変位（径方向の歪みおよび軸方向の歪み）がなくなるという、調整量のことである。

算出されたスポーク毎のニップル調整代は、調整指示としてディスプレイ２６に表示される（ステップＳ１０）。このニップル調整代の表示においては、たとえば、「スポークＮｏ．ｎ（ｎは、スポーク番号）の締結ねじ３５を、右（締め付け方向）に２．５回転させる。（または、左（緩める方向）に１回転させる。）」といった、スポーク毎の張力調整量を具体的に示す表示であることが好ましい。そうすることによって、十分な経験やスキルがない作業者であっても、リム３３の振れの矯正が正しく行えるからである。

ステップ１１で、上記のニップル調整代の表示に従って調整作業を行った後、再度、リム３３を回転させて、計測処理が行われる（ステップＳ１２）。
再計測の結果、調整後のリム３３の歪みが期待値範囲内か否かが評価され（この評価は、装置に予めインストールされたプログラムやデータに基づいて自動的に処理される）（ステップＳ１３）、評価が良好であれば、処理は完了する（ステップＳＦ）。

一方、ステップＳ１３における評価が不良であれば、再び、ステップＳ５からの処理が行われる。
この発明は、以上説明した実施形態の構成に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内であれば、種々の変更が可能である。たとえば、第１光源１３および第１センサー１４を有するリム３３の径方向歪みの検出センサーは、第１光源１３からの検出光Ｌ１をリム３３を透過させるいわゆる透過型センサーで構成したものを示した。しかし、リム３３の歪み検出センサーは、透過型センサーとせず、光源からの検出光が対象物であるリム３３で反射され、その反射光を検出するようにしたいわゆる反射型センサーで構成することも可能である。

また、各ラインセンサー１４、１６においては、簡易な構成とするためにピンホールレンズ１４０を採用した構成を示したが、一般的な光学レンズを採用して結像させるものでも、もちろんかまわない。
この実施形態では、２対のセンサー１４、１６を用いる構成を提案した。ところで、一般に、スポーク車輪は、縦振れ（径方向の歪み）を収束させると、横振れ（軸方向の歪み）も収まってくるという特性があるといわれている。このため、より簡易な構成としては、縦振れ（径方向の歪み）を検出するための第１センサー１４だけを採用した不整合検出修正装置とすることもできる。

上述の実施形態では、スポーク車輪を自転車用のスポーク車輪を一例として説明したが、オートバイ用のスポーク車輪、キャストホイール等や一般車両用のスポーク車輪に対しても、この発明の不整合検出装置を用いて不整合の検出を行うことができる。
さらに、自転車のフレームにスポーク車輪を取り付けた完成した自転車に対し、取り付けられたスポーク車輪の振れの検出を、乗車状態でも可能な不整合検出装置を構成することも可能である。

一例として、図９に示すように、自転車５０のフレーム５１、５２に、それぞれ、光源１３およびラインセンサー１４を取り付ける。そして、光源１３からの出力光が、車輪５３のリム５４の一側縁を通過するように配置する。つまり、光源１３からラインセンサー１４への検出光Ｌの光路が、リム５４に対して斜めになるように、光源１３およびラインセンサー１４のフレーム５１、５２への取り付け位置を調整する。

そして、ラインセンサー１４の検出出力に基づいて、上述の実施形態と同様に、車輪５３の振れを検出できる。この場合において、検出出力は、たとえば、自転車５０のハンドル等に取り付けられたスピードメーター等の他の電子機器を用いて出力表示できるようにするのが好ましい。

１０不整合検出修正装置
１１ベース
１２ａ、１２ｂ支柱
１３第１光源
１４第１センサー
１４ａ、１６ａ光電変換素子
１５第２光源
１６第２センサー
１７ハブ受け部
１８溝
１９、２０保持部材
２１磁気センサー
２２永久磁石
２３センサ制御部
２４足板
２５パソコン
２６ディスプレイ
３０スポーク車輪
３１ハブ
３２車軸
３３リム
３４スポーク
３５締結ねじ
１４０ピンホールレンズ
１４１板材
Ｌ１第１検出光
Ｌ２第２検出光

Claims

検査すべきスポーク車輪をセットするための支持枠と、
前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向に第１の検出光を照射する第１光源と、
前記第１の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第１の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の径方向の歪みを非接触で検出する第１ラインセンサーと、
前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向と交差する方向に第２の検出光を照射する第２光源と、
前記第２の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第２の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の軸方向の歪みを非接触で検出する第２ラインセンサーと、
を含むことを特徴とする、スポーク車輪の不整合検出装置。
前記スポーク車輪は、回転中心となるハブと、ハブの周囲を所定間隔をあけて囲むリムと、前記ハブに一端が固定され、前記リムに他端が接続された複数本のスポークとを含み、
前記第１ラインセンサーは、前記ハブに対する前記リムの径方向の歪みを検出するものであって、前記リムの径方向に沿って線状に配列された複数の光電変換素子を含み、
前記第２ラインセンサーは、前記ハブに対する前記リムの軸方向の歪みを検出するものであって、前記リムの径方向と交差する方向に線状に配列された複数の光電変換素子を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスポーク車輪の不整合検出装置。
前記第１ラインセンサーおよび前記第２ラインセンサーは、それぞれ、前記検出光による対象物の像を光電変換素子面に結像させるためのピンホールレンズを含むことを特徴とする、請求項２に記載のスポーク車輪の不整合検出装置。
前記第１ラインセンサーは、前記複数本のスポークの各他端が接続されたリムの位置に対応付けて、当該対応付けた位置における検出光の読み取りを指示するトリガーを出力することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスポーク車輪の不整合検出装置。
さらに、前記に支持枠にセットされたスポーク車輪のリムの基準位置を検出する基準位置センサーを含み、
基準位置センサーの出力に基づいて、前記スポークの各他端が接続されたリム位置に対応付けた位置に、スポーク番号を付与する処理手段を含むことを特徴とする、請求項４に記載のスポーク車輪の不整合検出装置。
検査すべきスポーク車輪をセットするための支持枠と、
前記支持枠に取り付けられ、前記支持枠にセットされたスポーク車輪に対し、当該スポーク車輪の軸方向に第１の検出光を照射する第１光源と、
前記第１の検出光を受光しうるように、前記支持枠に取り付けられ、受光した前記第１の検出光に基づいて、前記スポーク車輪の径方向の歪みを非接触で検出する第１ラインセンサーと、
を含むことを特徴とする、スポーク車輪の不整合検出装置。
前記請求項１〜６のいずれか一項に記載の不整合検出装置に対し、さらに、前記第１ラインセンサーおよび第２ラインセンサーの出力並びに前記処理手段の出力に基づいて、所定の演算を実行し、各スポーク毎に、張力を調整すべき調整値を出力する処理手段を設けたことを特徴とする、スポーク車輪の不整合検出修正装置。