JP4234490B2 - 環状回転体の機種判別装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、環状回転体の機種判別装置に関し、特に、環状回転体の動釣合い試験の際に利用可能な機種判別装置に関する。さらに、この発明は、環状回転体として、タイヤホイールやブレーキドラム等を測定対象とする機種判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に取り付けられるタイヤは、ホイールのリムに装着されてタイヤホイールとされた後、動釣合い試験機によって不釣合い測定がなされる。そして、測定された不釣合いを解消するように、鉛等でできたウエイトが取り付けられる。
ウエイトの取り付け位置は、通常、リムの内周面や外周縁である。すなわち、ウエイトの取り付け位置であるリムの内周面や外周縁がタイヤホイールの不釣合い修正面である。よって、この不釣合い修正面での不釣合いの角度と量とを測定し、取り付けるべきウエイトの重量および取り付け角度位置を決定する。このため、タイヤホイールの動釣合い試験を行う際に、その機種が判別できれば、ウエイトの取り付けを自動化するのに有益である。なぜなら、タイヤホイールは、その機種により、リムの内径およびリムの高さが異なるから、タイヤホイールの機種がわかれば、タイヤホイールの大きさや形状に応じてウエイトの取り付け位置を決定でき、ウエイトをその位置に自動的にセットすることができるからである。
【０００３】
従来、不釣合い修正に関連して、タイヤホイールの寸法等を測定する技術としては、特許文献１、２、３に開示された技術があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−６８７１４号公報
【特許文献２】
特開平９−１１３３９７号公報
【特許文献３】
特開２００２−３６５１５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、動釣合い試験に関係してタイヤホイールの寸法等を測定する技術は、いずれのものも、タイヤホイールに機械的に接触する部材を利用してタイヤホイールの寸法等を測定するものであった。
このため、検出用の接触式機構が複雑であったり、構成が大型である等の欠点があった。
【０００６】
この発明は、かかる技術背景に基づいてなされたもので、簡易な構成で、タイヤホイールをはじめとする各種の環状回転体について、その機種判別を行うことのできる装置を提供することを主たる目的とする。
この発明は、動釣合い試験機に組み込むかまたは併設することができ、動釣合い試験の際に容易に環状回転体の機種判別を行うことのできる装置を提供することを他の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、環状回転体の内径および軸方向の高さを検出し、その検出した値を予め記憶されている機種情報と照合して、環状回転体の機種を特定するようにした環状回転体の機種判別装置であって、測定光を照射する照射手段と、前記照射手段により照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に当該回転体の内側へ導き、かつ、回転体の回転軸心側から回転体の半径方向に回転体の内周面に導き、内周面で反射された測定光を半径方向に回転体の回転軸心側へと導き、かつ、回転軸心と平行な方向に回転体の外側へと導く第１の光路と、前記照射手段により照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に、当該回転体の外周縁に向かって導き、回転体の外周縁で反射された測定光を回転体の回転軸心と平行な方向に、回転体から遠ざかる方向へと導く第２の光路と、前記第１の光路および第２の光路でそれぞれ導かれる環状回転体で反射された測定光を受光する受光手段と、前記照射手段による測定光の照射および前記受光手段による測定光の受光に基づいて、前記環状回転体の内径および軸方向の高さを算出する演算手段とを含むことを特徴とする環状回転体の機種判別装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記第１の光路は、前記照射手段から照射される測定光を環状回転体の回転軸心と平行な方向に反射する第１ミラーと、第１ミラーにより反射された測定光を環状回転体の半径方向に反射する第２ミラーとを含み、第２ミラーおよび第１ミラーは、前記環状回転体の内周面で反射された測定光をそれぞれ環状回転体の半径方向および受光手段へと反射することを特徴とする、請求項１記載の環状回転体の機種判別装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記第２の光路は、前記照射手段から照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に反射する第３ミラーを含み、当該第３ミラーは、前記環状回転体の外周縁で反射された測定光を受光手段へと反射することを特徴とする、請求項１または２記載の環状回転体の機種判別装置である。
請求項４記載の発明は、前記照射手段、受光手段、第１ミラー、第２ミラーおよび第３ミラーは、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の三次元空間内において、次の（１）〜（５）の関係を満たすように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の環状回転体の機種判別装置である。
【００１０】
（１）照射手段および受光手段は同じ位置にあり、Ｘ方向およびＹ方向へ変位可能である。
（２）第１ミラーは、照射手段および受光手段に対して、Ｙ方向に固定距離Ｙ１離れている。照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ０のとき、第１ミラーは照射手段および受光手段に対し光を反射する。
（３）第２ミラーは、第１ミラーに対してＺ方向に固定距離Ｚ１離れている。
【００１１】
（４）第３ミラーは、第１ミラーに対して、Ｘ方向に距離Ｘ１離れている。第３ミラーは、照射手段および受光手段に対してＹ方向に固定距離Ｙ２離れている。照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ１のとき、第３ミラーは照射手段および受光手段に対し光を反射する。
（５）照射手段および受光手段がＹ方向に変位すると、それに伴い第３ミラーもＹ方向に変位する。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記環状回転体は、ホイールのリムにタイヤが装着されてなるタイヤホイールを含み、タイヤホイールのリムの内径および高さを検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の環状回転体の機種判別装置である。
請求項１記載の構成によれば、照射手段から照射される測定光は、第１の光路により、環状回転体の内周面に導かれ、当該環状回転体の内周面で反射されて受光手段へ与えられる。演算手段では、照射手段による測定光の照射および受光手段による測定光の受光ならびに、第１の光路に基づいて、環状回転体の内径を算出する。
【００１３】
また、照射手段が照射する測定光は、第２の光路により、環状回転体の外周縁に照射され、環状回転体の外周縁で反射された測定光は受光手段へ与えられる。演算手段では、上述と同様に、照射手段による測定光の照射および受光手段による測定光の受光ならびに、第２の光路に基づいて、環状回転体の高さを算出する。
そして算出された環状回転体の内径および高さは、予めテーブル等に記憶されている機種情報と照合される。その結果、環状回転体の内径および高さにより、環状回転体の機種が特定できる。
【００１４】
第１の光路および第２の光路は、それぞれ、請求項２および請求項３で特定したように、第１ミラー、第２ミラーおよび第３ミラーを用いて作ることができる。
そして、第１〜第３ミラーを用いてこの発明を構築した場合には、照射手段および受光手段ならびに第１ミラー、第２ミラーおよび第３ミラーは、請求項４記載の関係を満たすように配置すればよい。
【００１５】
請求項４の関係を満たす場合には、照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ０のときに、照射手段から照射される測定光は、第１ミラーおよび第２ミラーで反射されて環状回転体の内周面を照射する。そして環状回転体の内周面で反射された測定光は第２ミラーおよび第１ミラーで反射されて受光手段に与えられる。一方、環状回転体の外周縁を測定する場合は、照射手段および受光手段をＸ方向の位置Ｘ１に移動させる。この状態では、照射手段から照射される測定光は第３ミラーで反射されて環状回転体の回転軸心と平行方向に照射される。その状態で、照射手段および受光手段ならびに第３ミラーを、一体的にＹ方向へ変位させると、Ｙ方向所定の位置で第３ミラーで反射される測定光が環状回転体の外周縁に照射され、環状回転体の外周縁で反射された測定光を受光手段が受光できる。
【００１６】
第１ミラーおよび第２ミラーで反射される光の光路と、第３ミラーで反射される光の光路とは、Ｘ方向に距離Ｘ１離れているから、両者が干渉し合うことはない。
請求項５記載のように、測定する環状回転体が、タイヤホイールの場合には、タイヤホイールのリムの内径および高さを非接触で検出でき、タイヤホイールの機種を短時間で正しく判別できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
以下の実施形態の説明では、機種判別をすべき環状回転体として、タイヤホイールを例にとって説明する。
図１は、タイヤホイール用動釣合い試験機１に、タイヤホイールの機種判別装置８が併設された図を示す概略図である。
【００１８】
動釣合い試験機１は、垂直方向に配置されたスピンドル２を備えている。スピンドル２は、下端が固定され、スピンドルが取付けられた振動部を支えるばねによって振動可能に保持されている。スピンドル２の近傍には、下端が固定された保持フレーム３が設けられている。保持フレーム３には駆動モータ４が取付けられており、駆動モータ４の回転力はベルト５によってスピンドル２に伝達される。スピンドル２の上端には、不釣合い測定（動釣合い試験）を行うべきタイヤホイール６を取り付けるための取付け部７が、簡略して図示されている。
【００１９】
取付け部７にタイヤホイール６が取り付けられた状態でスピンドル２が回転され、タイヤホイール６に不釣合いが存在すると、その不釣合いに応じてスピンドル２に周期的な振動が生じる。この振動は、図示されていない振動検知センサによって検知される。動釣合い試験機１は、振動検知センサの検知出力とスピンドル２に取付けられたタイヤホイール６の回転角度位置に基づいて、タイヤホイール６の不釣合いを測定する。
【００２０】
動釣合い試験機１に併設された機種判別装置８は、下端が固定された保持台９と、保持台９に保持された光ユニット１０および光路変更装置１１と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３と、第３ミラー１４と、制御部１５と、演算部１６と、機種情報記憶部１７と、照合部１８とを有してる。この機種判別装置８は、光（具体的にはレーザビーム）を用いて、タイヤホイール６に対して非接触で、タイヤホイールの種別（機種）を判別するものである。機種判別装置８は、非接触で、タイヤホイールの機種を判別できるので、動釣合い試験機１にタイヤホイール６が取付けられた後、タイヤホイール６が停止状態でも、回転状態でも、タイヤホイール６の機種を判別できる。この実施形態では、タイヤホイール６の動釣合い試験と並列して、機種判別装置８によりタイヤホイール６の機種が判別される。
【００２１】
図２は、機種判別装置８に含まれる光ユニット１０、光路変更装置１１、第１ミラー１２、第２ミラー１３、および第３ミラー１４の具体的構成例を示す斜視図であり、図３はその側面図である。以下の説明では、機種判別装置８が配置された空間を互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸で規定される三次元空間として説明する。
光路変更装置１１は、Ｘ方向に伸びるＸスライダ１９と、Ｙ方向に伸びるＹスライダ２０とを含む。
【００２２】
Ｙスライダ２０は、その上面に一定間隔をあけてＹ方向に平行に伸びる一対のレール２１，２２と、レール２１，２２の間に配置されてＹ方向に伸びる送りねじ軸２３と、送りねじ軸２３の後部（図において右側）に連結され、送りねじ軸２３を回転させるためのモータ２４とを有する。
Ｘスライダ１９は、Ｙスライダ２０の上に取付けられている。Ｘスライダ１９は、その下面に一対のレール２１，２２がはまる係合凹部および、送りねじ軸２３と歯合する嵌合部（図示せず）を有する。このため、モータ２４によって送りねじ軸２３が回転されると、Ｘスライダ１９はＹ方向に前後に、任意の位置へ細かく移動させ得る。
【００２３】
Ｘスライダ１９は、その上面にＸ方向に伸びるレール２５を有する。レール２５の上には、レール２５に案内されてＸ方向に移動可能に光ユニット１０が配置されている。Ｘスライダ１９の後部（図において右端）には、シリンダ２６が連結されている。シリンダ２６からＸ方向に伸び出たピストンロッド２７は、その先端が光ユニット１０に取付けられており、制御部１５によって、シリンダ２６内の圧力が変化させられることにより、ピストンロッド２７によって光ユニット１０は、Ｘ０の位置とＸ１の位置とに迅速に移動され得る。なおシリンダ２６のかわりにモータと送りねじ軸を使用したＹスライダ２０と同様の構成を採用し、光ユニット１０を任意のＸ方向の位置に移動できるようにしてもよい。
【００２４】
光ユニット１０は、タイヤホイール６の回転軸側へ向けてレーザビームを照射するレーザ源と、タイヤホイール６の回転軸側から戻ってくるレーザビームを受光する受光素子とを含む。
Ｙスライダ２０の前部（図において左端）には、Ｙ方向に伸びるアーム２８が取付けられ、さらにそのアーム２８の前端（図において左端）には、Ｚ方向に伸びるアーム２９が連結されている。第１ミラー１２は、タイヤホイール６の回転軸が位置するＹＺ平面上で、反射面を光ユニット１０側に向け、ＸＹ平面に対して４５度傾くように、アーム２９に取付けられている。第２ミラー１３は、タイヤホイール６の回転軸が位置するＹＺ平面上で、反射面を第１ミラー１２側に向け、ＺＸ平面に対して４５度傾くように、アーム２９に取付けられている。
【００２５】
なお、アーム２８の長さは、光ユニット１０がＹ０の位置のとき、光ユニット１０から第１ミラー１２までの距離がＹ１となる長さとされている。距離Ｙ１は、タイヤホイール６の直径の大小にかかわりなく、動釣合い試験機１にセットされたタイヤホイール６の外径が光路変更装置１１と接触しない必要十分な距離である。アーム２９の長さは、第２ミラー１３から第１ミラー１２までの距離がＺ１となるようにされている。距離Ｚ１は、タイヤホイール６の下方に位置する第１ミラー１２に対して、第２ミラー１３がタイヤホイール６の内部に入り込んで位置するために必要十分な距離である。さらに、光ユニット１０と第１ミラー１２とは、Ｚ方向に、Ｚ０の位置（等しい高さの位置）に配置されている。
【００２６】
図３に示すように、光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、タイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にリム６１の内方へ進み、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、タイヤホイール６の回転軸側からタイヤホイール６の半径方向にリム６１の内周面へと達する。リム６１の内周面で反射された測定光はタイヤホイール６の半径方向に回転軸側へ進み、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられタイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にリム６１の外側へ進み、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。この測定光の経路を光路１とする。
【００２７】
演算部１６により、光路１を測定光が通過するのに要した時間が検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
図４は、光ユニット１０を、Ｘ方向にＸ０の位置からＸ１の位置に移動させた図であり、図５はその側面図である。
Ｘスライダ１９の前部（図において左端）には、Ｙ方向に伸び出るアーム３０が取付けられ、アーム３０の先端には、第３ミラー１４が取付けられている。第３ミラー１４は、光ユニット１０と同じＸＹ平面上で、反射面を光ユニット１０側に向け、ＸＹ平面に対して４５度傾くように、第１ミラー１２からＸ方向に固定距離Ｘ１、光ユニット１０からＹ方向に固定距離Ｙ２離れた位置に配置されている。
【００２８】
演算部１６で算出されたリム６１の内径に基づいて、制御部１５は、Ｙスライダ２０に取り付けられたモータ２４を制御し、送りねじ軸２３を回転させることによって、第３ミラー１４をＸスライダ１９と共に、第３ミラー１４によって光線をリム６１の外周縁に反射できる位置まで、Ｙ方向に移動させる。
図５に示すように、光ユニット１０から第３ミラー１４に向かって照射された測定光は、第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、タイヤホイール６の回転軸心と平行な方向に進み、リム６１の外周縁へ達する。リム６１の外周縁で反射された測定光はタイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にリム６１から遠ざかる方向へと進み、さらに第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。この測定光の経路を光路２とする。
【００２９】
演算部１６によって光路２を測定光が通過するのに要した時間が検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
上記算出されたリム６１の内径および高さの情報と、機種情報記憶部１７に記憶されている機種情報とが、照合部１８にて照合されることにより、タイヤホイール６の機種を特定することができる。
また、モータ２４を制御し、送りねじ軸２３を回転させることによって、破線のように、第３ミラー１４をＸスライダ１９と共に、光ユニット１０から照射された測定光を第３ミラー１４によってタイヤ６２の側面に照射できる複数の位置に、Ｙ方向に移動させ、光ユニット１０から第３ミラー１４に向かって照射された測定光を、第３ミラー１４によって９０度方向を変化させ、タイヤホイール６の回転軸心と平行な方向に進め、タイヤ６２の側面へ導き、タイヤ６２の側面で反射された測定光をタイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にタイヤ６２の側面から遠ざかる方向へと進ませ、さらに第３ミラー１４によって９０度方向を変化させ、光ユニット１０に戻らせる経路を選択することも可能である。この経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてタイヤ６２の幅（太さ）が算出される。この場合、上記算出されるリム６１の高さに変わり、タイヤ６２の幅（太さ）の情報を照合部１８に送り、すでに算出されているリム６１の内径の情報を照合部に送り、機種情報記憶部１７に記憶されている機種情報を取り出し、照合部１８にてこれらの情報が照合されることにより、タイヤホイール６の機種を特定することができる。
【００３０】
このように、タイヤ６２へと向かう測定光の経路を選択することで、リム６１に、不釣合い修正のためのウエイトが取付けられていても、タイヤ６２の幅（太さ）を算出し、リム６１の内径の情報と併せて、照合部１８にて機種情報記憶部１７から取り出したタイヤホイールの機種情報と照合することでタイヤホイール６の機種を特定できる。
以上説明した実施形態に対して以下の変形例が考えられる。
【００３１】
変形例１
図６は、変形例１における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３と、第３ミラー１４との位置関係を簡略的に示す概略図である。
この変形例では、光ユニット１０がＺ方向に移動可能で、第３ミラー１４がＹ方向に移動可能に取り付けられている。Ｚ方向に移動可能な光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３２】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
また、光ユニット１０を、第３ミラー１４に光線を照射できる位置までＺ方向に移動下降させる。そして、第３ミラー１４を、リム６１の外周縁に光線を照射できる位置までＹ方向に移動させる。
光ユニット１０からタイヤホイール６に向かって照射された測定光は、第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁に達する。リム６１の外周縁で反射された測定光は、再び第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３３】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
変形例２
図７は、変形例２における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３との位置関係を簡略的に示す概略図である。
変形例２では、光ユニット１０は、その位置が固定されており、第１ミラー１２だけがＹ方向に移動可能にされている。リム６１の内径の測定時には、第１ミラー１２は、Ｙ１の位置（第２ミラー１３とＹ方向に同じ位置）に配置される。光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３４】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
次いで算出されたリム６１の内径に基づいて、第１ミラー１２は、光線をリム６１の外周縁に反射できる位置Ｙ２へ移動される。そして光ユニット１０から測定光が照射される。測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁へ進む。リム６１の外周縁で反射された測定光は、再び第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３５】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
変形例３
図８は、変形例３における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３との位置関係を簡略的に示す概略図である。
変形例３では、光ユニット１０がＸ方向に移動可能であり、光ユニット１０からＹ方向に伸びたアーム３１により第１ミラー１２が保持されている。第２ミラー１３は、第１ミラー１２とは別に、独立して配置されている。タイヤホイール６の内径測定時には光ユニット１０および第１ミラー１２は、光ユニット１０によって照射される測定光を第２ミラー１３に反射できるＸ方向の位置に移動される。光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３６】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
次いで算出されたリム６１の内径に従い、第１ミラー１２を光ユニット１０と共に、光線をリム６１の外周縁に照射できる位置までＸ方向に移動させる。
その位置で光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁へ進む。リム６１の外周縁で反射された測定光は、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３７】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
変形例４
図９は、変形例４における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３と、第３ミラー１４との位置関係を簡略的に示す概略図である。
変形例４では、光ユニット１０がＸ方向に移動可能である。また、予め記憶されている複数のタイヤホイールの機種情報に対応して、測定光をそれぞれのタイヤホイールの外周縁に反射できるＹ方向の位置に、複数の第３ミラー１４が設定されている。複数の第３ミラー１４および第１ミラー１２は、光ユニット１０からの一照射光を、互いに干渉しないように反射するため、Ｘ方向に異なる位置に設けられている。光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３８】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
次いで算出されたリム６１の内径に従い、予め設定されている複数の第３ミラー１４からリム６１の内径に該当する位置にある一の第３ミラー１４に、測定光を照射できる位置に、光ユニット１０は、Ｘ方向に移動される。
光ユニット１０から所定の第３ミラー１４に向かって照射された測定光は、当該第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁へ進む。リム６１の外周縁で反射された測定光は、さらに第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３９】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
この発明は、以上説明した実施形態および変形例に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、測定光を照射してからその反射光を受光するまでの時間に基づいてリムの内径や高さを測定するのに代えて、三角測距法を利用して測定光により非接触でリムの内径や高さを測定するようにしてもよい。
【００４０】
また、レーザビームに代えて、別の非接触距離センサを用いることも可能である。
また、測定対象物は、タイヤホイールに限らず、たとえば図１０に示すようなブレーキドラムであってもよい。図１０はブレーキドラム３２の構成を図解的に示した側面図である。ブレーキドラム３２は、機種によって、形状や大きさが異なるので、その内径および高さが測定できれば、そのブレーキドラム３２の機種を特定できる。図１０において、実線、破線および二点鎖線は、それぞれ、異なる機種のブレーキドラム３２を示している。
【００４１】
さらに、以上の実施例では、回転体の内径面と下面の上下方向の位置の寸法を測定しているが、必要に応じて、回転体の外側面や上面の位置の寸法を測定することによって回転体の機種を特定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤホイール用動釣合い試験機にタイヤホイールの機種判別装置が併設された図を示した概略図である。
【図２】タイヤホイールの機種判別装置に含まれる光路変更装置の構成とミラーの位置関係を示した図解的な斜視図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】タイヤホイールの機種判別装置に含まれる光路変更装置の構成とミラーの位置関係を示した図解的な斜視図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】変形例１における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーと、第３ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図７】変形例２における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図８】変形例３における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図９】変形例４における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーと、第３ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図１０】ブレーキドラムの構成を図解的に示した側面図である。
【符号の説明】
１ 動釣合い試験機
６ タイヤホイール
６１ リム
６２ タイヤ
８ 機種判別装置
９ 保持台
１０ 光ユニット
１１ 光路変更装置
１２ 第１ミラー
１３ 第２ミラー
１４ 第３ミラー
１５ 制御部
１６ 演算部
１７ 機種情報記憶部
１８ 照合部
１９ Ｘスライダ
２０ Ｙスライダ
２６ シリンダ
２７ ピストンロッド
２８ アーム
２９ アーム
３０ アーム
３１ アーム
３２ ブレーキドラム
【発明の属する技術分野】
この発明は、環状回転体の機種判別装置に関し、特に、環状回転体の動釣合い試験の際に利用可能な機種判別装置に関する。さらに、この発明は、環状回転体として、タイヤホイールやブレーキドラム等を測定対象とする機種判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に取り付けられるタイヤは、ホイールのリムに装着されてタイヤホイールとされた後、動釣合い試験機によって不釣合い測定がなされる。そして、測定された不釣合いを解消するように、鉛等でできたウエイトが取り付けられる。
ウエイトの取り付け位置は、通常、リムの内周面や外周縁である。すなわち、ウエイトの取り付け位置であるリムの内周面や外周縁がタイヤホイールの不釣合い修正面である。よって、この不釣合い修正面での不釣合いの角度と量とを測定し、取り付けるべきウエイトの重量および取り付け角度位置を決定する。このため、タイヤホイールの動釣合い試験を行う際に、その機種が判別できれば、ウエイトの取り付けを自動化するのに有益である。なぜなら、タイヤホイールは、その機種により、リムの内径およびリムの高さが異なるから、タイヤホイールの機種がわかれば、タイヤホイールの大きさや形状に応じてウエイトの取り付け位置を決定でき、ウエイトをその位置に自動的にセットすることができるからである。
【０００３】
従来、不釣合い修正に関連して、タイヤホイールの寸法等を測定する技術としては、特許文献１、２、３に開示された技術があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−６８７１４号公報
【特許文献２】
特開平９−１１３３９７号公報
【特許文献３】
特開２００２−３６５１５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、動釣合い試験に関係してタイヤホイールの寸法等を測定する技術は、いずれのものも、タイヤホイールに機械的に接触する部材を利用してタイヤホイールの寸法等を測定するものであった。
このため、検出用の接触式機構が複雑であったり、構成が大型である等の欠点があった。
【０００６】
この発明は、かかる技術背景に基づいてなされたもので、簡易な構成で、タイヤホイールをはじめとする各種の環状回転体について、その機種判別を行うことのできる装置を提供することを主たる目的とする。
この発明は、動釣合い試験機に組み込むかまたは併設することができ、動釣合い試験の際に容易に環状回転体の機種判別を行うことのできる装置を提供することを他の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、環状回転体の内径および軸方向の高さを検出し、その検出した値を予め記憶されている機種情報と照合して、環状回転体の機種を特定するようにした環状回転体の機種判別装置であって、測定光を照射する照射手段と、前記照射手段により照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に当該回転体の内側へ導き、かつ、回転体の回転軸心側から回転体の半径方向に回転体の内周面に導き、内周面で反射された測定光を半径方向に回転体の回転軸心側へと導き、かつ、回転軸心と平行な方向に回転体の外側へと導く第１の光路と、前記照射手段により照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に、当該回転体の外周縁に向かって導き、回転体の外周縁で反射された測定光を回転体の回転軸心と平行な方向に、回転体から遠ざかる方向へと導く第２の光路と、前記第１の光路および第２の光路でそれぞれ導かれる環状回転体で反射された測定光を受光する受光手段と、前記照射手段による測定光の照射および前記受光手段による測定光の受光に基づいて、前記環状回転体の内径および軸方向の高さを算出する演算手段とを含むことを特徴とする環状回転体の機種判別装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記第１の光路は、前記照射手段から照射される測定光を環状回転体の回転軸心と平行な方向に反射する第１ミラーと、第１ミラーにより反射された測定光を環状回転体の半径方向に反射する第２ミラーとを含み、第２ミラーおよび第１ミラーは、前記環状回転体の内周面で反射された測定光をそれぞれ環状回転体の半径方向および受光手段へと反射することを特徴とする、請求項１記載の環状回転体の機種判別装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記第２の光路は、前記照射手段から照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に反射する第３ミラーを含み、当該第３ミラーは、前記環状回転体の外周縁で反射された測定光を受光手段へと反射することを特徴とする、請求項１または２記載の環状回転体の機種判別装置である。
請求項４記載の発明は、前記照射手段、受光手段、第１ミラー、第２ミラーおよび第３ミラーは、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の三次元空間内において、次の（１）〜（５）の関係を満たすように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の環状回転体の機種判別装置である。
【００１０】
（１）照射手段および受光手段は同じ位置にあり、Ｘ方向およびＹ方向へ変位可能である。
（２）第１ミラーは、照射手段および受光手段に対して、Ｙ方向に固定距離Ｙ１離れている。照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ０のとき、第１ミラーは照射手段および受光手段に対し光を反射する。
（３）第２ミラーは、第１ミラーに対してＺ方向に固定距離Ｚ１離れている。
【００１１】
（４）第３ミラーは、第１ミラーに対して、Ｘ方向に距離Ｘ１離れている。第３ミラーは、照射手段および受光手段に対してＹ方向に固定距離Ｙ２離れている。照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ１のとき、第３ミラーは照射手段および受光手段に対し光を反射する。
（５）照射手段および受光手段がＹ方向に変位すると、それに伴い第３ミラーもＹ方向に変位する。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記環状回転体は、ホイールのリムにタイヤが装着されてなるタイヤホイールを含み、タイヤホイールのリムの内径および高さを検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の環状回転体の機種判別装置である。
請求項１記載の構成によれば、照射手段から照射される測定光は、第１の光路により、環状回転体の内周面に導かれ、当該環状回転体の内周面で反射されて受光手段へ与えられる。演算手段では、照射手段による測定光の照射および受光手段による測定光の受光ならびに、第１の光路に基づいて、環状回転体の内径を算出する。
【００１３】
また、照射手段が照射する測定光は、第２の光路により、環状回転体の外周縁に照射され、環状回転体の外周縁で反射された測定光は受光手段へ与えられる。演算手段では、上述と同様に、照射手段による測定光の照射および受光手段による測定光の受光ならびに、第２の光路に基づいて、環状回転体の高さを算出する。
そして算出された環状回転体の内径および高さは、予めテーブル等に記憶されている機種情報と照合される。その結果、環状回転体の内径および高さにより、環状回転体の機種が特定できる。
【００１４】
第１の光路および第２の光路は、それぞれ、請求項２および請求項３で特定したように、第１ミラー、第２ミラーおよび第３ミラーを用いて作ることができる。
そして、第１〜第３ミラーを用いてこの発明を構築した場合には、照射手段および受光手段ならびに第１ミラー、第２ミラーおよび第３ミラーは、請求項４記載の関係を満たすように配置すればよい。
【００１５】
請求項４の関係を満たす場合には、照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ０のときに、照射手段から照射される測定光は、第１ミラーおよび第２ミラーで反射されて環状回転体の内周面を照射する。そして環状回転体の内周面で反射された測定光は第２ミラーおよび第１ミラーで反射されて受光手段に与えられる。一方、環状回転体の外周縁を測定する場合は、照射手段および受光手段をＸ方向の位置Ｘ１に移動させる。この状態では、照射手段から照射される測定光は第３ミラーで反射されて環状回転体の回転軸心と平行方向に照射される。その状態で、照射手段および受光手段ならびに第３ミラーを、一体的にＹ方向へ変位させると、Ｙ方向所定の位置で第３ミラーで反射される測定光が環状回転体の外周縁に照射され、環状回転体の外周縁で反射された測定光を受光手段が受光できる。
【００１６】
第１ミラーおよび第２ミラーで反射される光の光路と、第３ミラーで反射される光の光路とは、Ｘ方向に距離Ｘ１離れているから、両者が干渉し合うことはない。
請求項５記載のように、測定する環状回転体が、タイヤホイールの場合には、タイヤホイールのリムの内径および高さを非接触で検出でき、タイヤホイールの機種を短時間で正しく判別できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
以下の実施形態の説明では、機種判別をすべき環状回転体として、タイヤホイールを例にとって説明する。
図１は、タイヤホイール用動釣合い試験機１に、タイヤホイールの機種判別装置８が併設された図を示す概略図である。
【００１８】
動釣合い試験機１は、垂直方向に配置されたスピンドル２を備えている。スピンドル２は、下端が固定され、スピンドルが取付けられた振動部を支えるばねによって振動可能に保持されている。スピンドル２の近傍には、下端が固定された保持フレーム３が設けられている。保持フレーム３には駆動モータ４が取付けられており、駆動モータ４の回転力はベルト５によってスピンドル２に伝達される。スピンドル２の上端には、不釣合い測定（動釣合い試験）を行うべきタイヤホイール６を取り付けるための取付け部７が、簡略して図示されている。
【００１９】
取付け部７にタイヤホイール６が取り付けられた状態でスピンドル２が回転され、タイヤホイール６に不釣合いが存在すると、その不釣合いに応じてスピンドル２に周期的な振動が生じる。この振動は、図示されていない振動検知センサによって検知される。動釣合い試験機１は、振動検知センサの検知出力とスピンドル２に取付けられたタイヤホイール６の回転角度位置に基づいて、タイヤホイール６の不釣合いを測定する。
【００２０】
動釣合い試験機１に併設された機種判別装置８は、下端が固定された保持台９と、保持台９に保持された光ユニット１０および光路変更装置１１と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３と、第３ミラー１４と、制御部１５と、演算部１６と、機種情報記憶部１７と、照合部１８とを有してる。この機種判別装置８は、光（具体的にはレーザビーム）を用いて、タイヤホイール６に対して非接触で、タイヤホイールの種別（機種）を判別するものである。機種判別装置８は、非接触で、タイヤホイールの機種を判別できるので、動釣合い試験機１にタイヤホイール６が取付けられた後、タイヤホイール６が停止状態でも、回転状態でも、タイヤホイール６の機種を判別できる。この実施形態では、タイヤホイール６の動釣合い試験と並列して、機種判別装置８によりタイヤホイール６の機種が判別される。
【００２１】
図２は、機種判別装置８に含まれる光ユニット１０、光路変更装置１１、第１ミラー１２、第２ミラー１３、および第３ミラー１４の具体的構成例を示す斜視図であり、図３はその側面図である。以下の説明では、機種判別装置８が配置された空間を互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸で規定される三次元空間として説明する。
光路変更装置１１は、Ｘ方向に伸びるＸスライダ１９と、Ｙ方向に伸びるＹスライダ２０とを含む。
【００２２】
Ｙスライダ２０は、その上面に一定間隔をあけてＹ方向に平行に伸びる一対のレール２１，２２と、レール２１，２２の間に配置されてＹ方向に伸びる送りねじ軸２３と、送りねじ軸２３の後部（図において右側）に連結され、送りねじ軸２３を回転させるためのモータ２４とを有する。
Ｘスライダ１９は、Ｙスライダ２０の上に取付けられている。Ｘスライダ１９は、その下面に一対のレール２１，２２がはまる係合凹部および、送りねじ軸２３と歯合する嵌合部（図示せず）を有する。このため、モータ２４によって送りねじ軸２３が回転されると、Ｘスライダ１９はＹ方向に前後に、任意の位置へ細かく移動させ得る。
【００２３】
Ｘスライダ１９は、その上面にＸ方向に伸びるレール２５を有する。レール２５の上には、レール２５に案内されてＸ方向に移動可能に光ユニット１０が配置されている。Ｘスライダ１９の後部（図において右端）には、シリンダ２６が連結されている。シリンダ２６からＸ方向に伸び出たピストンロッド２７は、その先端が光ユニット１０に取付けられており、制御部１５によって、シリンダ２６内の圧力が変化させられることにより、ピストンロッド２７によって光ユニット１０は、Ｘ０の位置とＸ１の位置とに迅速に移動され得る。なおシリンダ２６のかわりにモータと送りねじ軸を使用したＹスライダ２０と同様の構成を採用し、光ユニット１０を任意のＸ方向の位置に移動できるようにしてもよい。
【００２４】
光ユニット１０は、タイヤホイール６の回転軸側へ向けてレーザビームを照射するレーザ源と、タイヤホイール６の回転軸側から戻ってくるレーザビームを受光する受光素子とを含む。
Ｙスライダ２０の前部（図において左端）には、Ｙ方向に伸びるアーム２８が取付けられ、さらにそのアーム２８の前端（図において左端）には、Ｚ方向に伸びるアーム２９が連結されている。第１ミラー１２は、タイヤホイール６の回転軸が位置するＹＺ平面上で、反射面を光ユニット１０側に向け、ＸＹ平面に対して４５度傾くように、アーム２９に取付けられている。第２ミラー１３は、タイヤホイール６の回転軸が位置するＹＺ平面上で、反射面を第１ミラー１２側に向け、ＺＸ平面に対して４５度傾くように、アーム２９に取付けられている。
【００２５】
なお、アーム２８の長さは、光ユニット１０がＹ０の位置のとき、光ユニット１０から第１ミラー１２までの距離がＹ１となる長さとされている。距離Ｙ１は、タイヤホイール６の直径の大小にかかわりなく、動釣合い試験機１にセットされたタイヤホイール６の外径が光路変更装置１１と接触しない必要十分な距離である。アーム２９の長さは、第２ミラー１３から第１ミラー１２までの距離がＺ１となるようにされている。距離Ｚ１は、タイヤホイール６の下方に位置する第１ミラー１２に対して、第２ミラー１３がタイヤホイール６の内部に入り込んで位置するために必要十分な距離である。さらに、光ユニット１０と第１ミラー１２とは、Ｚ方向に、Ｚ０の位置（等しい高さの位置）に配置されている。
【００２６】
図３に示すように、光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、タイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にリム６１の内方へ進み、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、タイヤホイール６の回転軸側からタイヤホイール６の半径方向にリム６１の内周面へと達する。リム６１の内周面で反射された測定光はタイヤホイール６の半径方向に回転軸側へ進み、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられタイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にリム６１の外側へ進み、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。この測定光の経路を光路１とする。
【００２７】
演算部１６により、光路１を測定光が通過するのに要した時間が検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
図４は、光ユニット１０を、Ｘ方向にＸ０の位置からＸ１の位置に移動させた図であり、図５はその側面図である。
Ｘスライダ１９の前部（図において左端）には、Ｙ方向に伸び出るアーム３０が取付けられ、アーム３０の先端には、第３ミラー１４が取付けられている。第３ミラー１４は、光ユニット１０と同じＸＹ平面上で、反射面を光ユニット１０側に向け、ＸＹ平面に対して４５度傾くように、第１ミラー１２からＸ方向に固定距離Ｘ１、光ユニット１０からＹ方向に固定距離Ｙ２離れた位置に配置されている。
【００２８】
演算部１６で算出されたリム６１の内径に基づいて、制御部１５は、Ｙスライダ２０に取り付けられたモータ２４を制御し、送りねじ軸２３を回転させることによって、第３ミラー１４をＸスライダ１９と共に、第３ミラー１４によって光線をリム６１の外周縁に反射できる位置まで、Ｙ方向に移動させる。
図５に示すように、光ユニット１０から第３ミラー１４に向かって照射された測定光は、第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、タイヤホイール６の回転軸心と平行な方向に進み、リム６１の外周縁へ達する。リム６１の外周縁で反射された測定光はタイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にリム６１から遠ざかる方向へと進み、さらに第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。この測定光の経路を光路２とする。
【００２９】
演算部１６によって光路２を測定光が通過するのに要した時間が検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
上記算出されたリム６１の内径および高さの情報と、機種情報記憶部１７に記憶されている機種情報とが、照合部１８にて照合されることにより、タイヤホイール６の機種を特定することができる。
また、モータ２４を制御し、送りねじ軸２３を回転させることによって、破線のように、第３ミラー１４をＸスライダ１９と共に、光ユニット１０から照射された測定光を第３ミラー１４によってタイヤ６２の側面に照射できる複数の位置に、Ｙ方向に移動させ、光ユニット１０から第３ミラー１４に向かって照射された測定光を、第３ミラー１４によって９０度方向を変化させ、タイヤホイール６の回転軸心と平行な方向に進め、タイヤ６２の側面へ導き、タイヤ６２の側面で反射された測定光をタイヤホイール６の回転軸心と平行な方向にタイヤ６２の側面から遠ざかる方向へと進ませ、さらに第３ミラー１４によって９０度方向を変化させ、光ユニット１０に戻らせる経路を選択することも可能である。この経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてタイヤ６２の幅（太さ）が算出される。この場合、上記算出されるリム６１の高さに変わり、タイヤ６２の幅（太さ）の情報を照合部１８に送り、すでに算出されているリム６１の内径の情報を照合部に送り、機種情報記憶部１７に記憶されている機種情報を取り出し、照合部１８にてこれらの情報が照合されることにより、タイヤホイール６の機種を特定することができる。
【００３０】
このように、タイヤ６２へと向かう測定光の経路を選択することで、リム６１に、不釣合い修正のためのウエイトが取付けられていても、タイヤ６２の幅（太さ）を算出し、リム６１の内径の情報と併せて、照合部１８にて機種情報記憶部１７から取り出したタイヤホイールの機種情報と照合することでタイヤホイール６の機種を特定できる。
以上説明した実施形態に対して以下の変形例が考えられる。
【００３１】
変形例１
図６は、変形例１における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３と、第３ミラー１４との位置関係を簡略的に示す概略図である。
この変形例では、光ユニット１０がＺ方向に移動可能で、第３ミラー１４がＹ方向に移動可能に取り付けられている。Ｚ方向に移動可能な光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３２】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
また、光ユニット１０を、第３ミラー１４に光線を照射できる位置までＺ方向に移動下降させる。そして、第３ミラー１４を、リム６１の外周縁に光線を照射できる位置までＹ方向に移動させる。
光ユニット１０からタイヤホイール６に向かって照射された測定光は、第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁に達する。リム６１の外周縁で反射された測定光は、再び第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３３】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
変形例２
図７は、変形例２における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３との位置関係を簡略的に示す概略図である。
変形例２では、光ユニット１０は、その位置が固定されており、第１ミラー１２だけがＹ方向に移動可能にされている。リム６１の内径の測定時には、第１ミラー１２は、Ｙ１の位置（第２ミラー１３とＹ方向に同じ位置）に配置される。光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３４】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
次いで算出されたリム６１の内径に基づいて、第１ミラー１２は、光線をリム６１の外周縁に反射できる位置Ｙ２へ移動される。そして光ユニット１０から測定光が照射される。測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁へ進む。リム６１の外周縁で反射された測定光は、再び第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３５】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
変形例３
図８は、変形例３における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３との位置関係を簡略的に示す概略図である。
変形例３では、光ユニット１０がＸ方向に移動可能であり、光ユニット１０からＹ方向に伸びたアーム３１により第１ミラー１２が保持されている。第２ミラー１３は、第１ミラー１２とは別に、独立して配置されている。タイヤホイール６の内径測定時には光ユニット１０および第１ミラー１２は、光ユニット１０によって照射される測定光を第２ミラー１３に反射できるＸ方向の位置に移動される。光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３６】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
次いで算出されたリム６１の内径に従い、第１ミラー１２を光ユニット１０と共に、光線をリム６１の外周縁に照射できる位置までＸ方向に移動させる。
その位置で光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁へ進む。リム６１の外周縁で反射された測定光は、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３７】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
変形例４
図９は、変形例４における光ユニット１０と、第１ミラー１２と、第２ミラー１３と、第３ミラー１４との位置関係を簡略的に示す概略図である。
変形例４では、光ユニット１０がＸ方向に移動可能である。また、予め記憶されている複数のタイヤホイールの機種情報に対応して、測定光をそれぞれのタイヤホイールの外周縁に反射できるＹ方向の位置に、複数の第３ミラー１４が設定されている。複数の第３ミラー１４および第１ミラー１２は、光ユニット１０からの一照射光を、互いに干渉しないように反射するため、Ｘ方向に異なる位置に設けられている。光ユニット１０から第１ミラー１２に向かって照射された測定光は、第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、さらに第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、リム６１の内周面へと進む。リム６１の内周面で反射された測定光は、再び第２ミラー１３によって９０度方向を変化させられ、さらに第１ミラー１２によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３８】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の内径が算出される。
次いで算出されたリム６１の内径に従い、予め設定されている複数の第３ミラー１４からリム６１の内径に該当する位置にある一の第３ミラー１４に、測定光を照射できる位置に、光ユニット１０は、Ｘ方向に移動される。
光ユニット１０から所定の第３ミラー１４に向かって照射された測定光は、当該第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、リム６１の外周縁へ進む。リム６１の外周縁で反射された測定光は、さらに第３ミラー１４によって９０度方向を変化させられ、光ユニット１０に戻る。
【００３９】
上記経路を測定光が通過するのに要した時間が演算部１６により検出され、それに基づいてリム６１の高さが算出される。
この発明は、以上説明した実施形態および変形例に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、測定光を照射してからその反射光を受光するまでの時間に基づいてリムの内径や高さを測定するのに代えて、三角測距法を利用して測定光により非接触でリムの内径や高さを測定するようにしてもよい。
【００４０】
また、レーザビームに代えて、別の非接触距離センサを用いることも可能である。
また、測定対象物は、タイヤホイールに限らず、たとえば図１０に示すようなブレーキドラムであってもよい。図１０はブレーキドラム３２の構成を図解的に示した側面図である。ブレーキドラム３２は、機種によって、形状や大きさが異なるので、その内径および高さが測定できれば、そのブレーキドラム３２の機種を特定できる。図１０において、実線、破線および二点鎖線は、それぞれ、異なる機種のブレーキドラム３２を示している。
【００４１】
さらに、以上の実施例では、回転体の内径面と下面の上下方向の位置の寸法を測定しているが、必要に応じて、回転体の外側面や上面の位置の寸法を測定することによって回転体の機種を特定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤホイール用動釣合い試験機にタイヤホイールの機種判別装置が併設された図を示した概略図である。
【図２】タイヤホイールの機種判別装置に含まれる光路変更装置の構成とミラーの位置関係を示した図解的な斜視図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】タイヤホイールの機種判別装置に含まれる光路変更装置の構成とミラーの位置関係を示した図解的な斜視図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】変形例１における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーと、第３ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図７】変形例２における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図８】変形例３における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図９】変形例４における、光ユニットと、第１ミラーと、第２ミラーと、第３ミラーとの位置関係を示した側面図である。
【図１０】ブレーキドラムの構成を図解的に示した側面図である。
【符号の説明】
１ 動釣合い試験機
６ タイヤホイール
６１ リム
６２ タイヤ
８ 機種判別装置
９ 保持台
１０ 光ユニット
１１ 光路変更装置
１２ 第１ミラー
１３ 第２ミラー
１４ 第３ミラー
１５ 制御部
１６ 演算部
１７ 機種情報記憶部
１８ 照合部
１９ Ｘスライダ
２０ Ｙスライダ
２６ シリンダ
２７ ピストンロッド
２８ アーム
２９ アーム
３０ アーム
３１ アーム
３２ ブレーキドラム
Claims (5)
- 環状回転体の内径および軸方向の高さを検出し、その検出した値を予め記憶されている機種情報と照合して、環状回転体の機種を特定するようにした環状回転体の機種判別装置であって、
測定光を照射する照射手段と、
前記照射手段により照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に当該回転体の内側へ導き、かつ、回転体の回転軸心側から回転体の半径方向に回転体の内周面に導き、内周面で反射された測定光を半径方向に回転体の回転軸心側へと導き、かつ、回転軸心と平行な方向に回転体の外側へと導く第１の光路と、
前記照射手段により照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に、当該回転体の外周縁に向かって導き、回転体の外周縁で反射された測定光を回転体の回転軸心と平行な方向に、回転体から遠ざかる方向へと導く第２の光路と、
前記第１の光路および第２の光路でそれぞれ導かれる環状回転体で反射された測定光を受光する受光手段と、
前記照射手段による測定光の照射および前記受光手段による測定光の受光に基づいて、前記環状回転体の内径および軸方向の高さを算出する演算手段と、
を含むことを特徴とする環状回転体の機種判別装置。 - 前記第１の光路は、
前記照射手段から照射される測定光を環状回転体の回転軸心と平行な方向に反射する第１ミラーと、
第１ミラーにより反射された測定光を環状回転体の半径方向に反射する第２ミラーとを含み、
第２ミラーおよび第１ミラーは、前記環状回転体の内周面で反射された測定光をそれぞれ環状回転体の半径方向および受光手段へと反射することを特徴とする、請求項１記載の環状回転体の機種判別装置。 - 前記第２の光路は、
前記照射手段から照射される測定光を、環状回転体の回転軸心と平行な方向に反射する第３ミラーを含み、
当該第３ミラーは、前記環状回転体の外周縁で反射された測定光を受光手段へと反射することを特徴とする、請求項１または２記載の環状回転体の機種判別装置。 - 前記照射手段、受光手段、第１ミラー、第２ミラーおよび第３ミラーは、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の三次元空間内において、次の（１）〜（５）の関係を満たすように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の環状回転体の機種判別装置。
（１）照射手段および受光手段は同じ位置にあり、Ｘ方向およびＹ方向へ変位可能である。
（２）第１ミラーは、照射手段および受光手段に対して、Ｙ方向に固定距離Ｙ１離れている。照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ０のとき、第１ミラーは照射手段および受光手段に対し光を反射する。
（３）第２ミラーは、第１ミラーに対してＺ方向に固定距離Ｚ１離れている。
（４）第３ミラーは、第１ミラーに対して、Ｘ方向に距離Ｘ１離れている。第３ミラーは、照射手段および受光手段に対してＹ方向に固定距離Ｙ２離れている。照射手段および受光手段がＸ方向の位置Ｘ１のとき、第３ミラーは照射手段および受光手段に対し光を反射する。
（５）照射手段および受光手段がＹ方向に変位すると、それに伴い第３ミラーもＹ方向に変位する。 - 前記環状回転体は、ホイールのリムにタイヤが装着されてなるタイヤホイールを含み、タイヤホイールのリムの内径および高さを検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の環状回転体の機種判別装置。
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