JPH0295233A - ホイールの動釣合い試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は釣合い試験機に関し、より詳しくは、車両用ホ
イールの動釣合いを補足するのに特に有効な、バランシ
ングパラメータの自動入力、タイアの心振れ（ｒｕｎ　
ｏｕｔ）すなわち力変動（ｆｏｒｃｅνａｒｉａｔｉｏ
ｎ）の自動検出、及びホイールの心振れの自動検出を行
う手段を備えた動釣合い試験機に関する。

ホイール振動を発生させる３つの原因として、ホイール
／タイア組立体の力変動、心振れ及びインバランスがあ
る。従来の釣合い試験機は、これらの原因の各々を別個
の問題として取り扱っており、従って、３つの別々の機
械及び作業が必要とされている。

従来の動釣合い試験機に関しては、少なくとも３種類の
測定を手動で行ない、次いで、関連のダイアル又はキー
を操作することにより、各測定値を動釣合い試験機のコ
ンピュータ部に手動により入力しなければならず、従っ
てかような構成では、人為的誤差が生じる６つの段階が
含まれることになる。

従来の動釣合い試験機で車両用ホイールのバランス出し
をする場合に入力しなければならない３つの代表的な値
は、ホイールの直径ｒＤＪ　、ホイールの幅（すなわち
、ホイールのリム間の間隔）「ｂ」、及び「３寸法」　
（すなわち、釣合い試験機に面するホイールのリムの平
面と釣合い試験機の既知の位置との間の変位）である。

以下に説明するように、本発明の動釣合い試験機には、
試験機の作業者が簡単な操作を行うことによりこれらの
値を自動入力できる手段が設けられているため、操作回
数を減少でき、従って人為的エラー及びバランス出しに
要する時間を大幅に低減することができる。

また、このようにして入力される情報は、パラメータ、
すなわち「３寸法」、ホイールの幅ｒｂＪ及び直径ｒＤ
Ｊを計算するのに使用される。

概略的に説明すると、本発明の動釣合い試験機は、ホイ
ールを回転すべく一端に支持する長い駆動軸と、該駆動
軸を回転できるように支持する支持手段とを備えており
、該試験機には、以下に説明するような自動データ入力
装置が設けられていて、バランシングパラメータの値の
計算に使用する測定情報はこの自動データ入力装置によ
り入力されるようになっている。この自動データ入力装
置は、ホイールの２つのリムの各々の平面内にあるホイ
ールの部分と接触するように前進しかつ接触しないよう
に後退すべく移動自在に試験機に支持された手段を備え
ており、該手段は、バランス出しすべきホイールの幅を
代表する信号を人力する手段を形成している。また、本
発明の動釣合い試験機は、隣接するホイールのリムの部
分と接触及び離脱すべく移動できるように試験機に支持
された手段を備えており、該手段は、試験機の所定部分
からの、隣接ホイールのリムの平面の変位の測定に用い
ることができる情報を入力でき、これにより、「３寸法
」を得ることができるようになっている。

更に本発明の自動データ入力装置は、バランス出しすべ
きホイールの直径に変換できる情報を表わす電気信号の
形態の情報を発生すべく位置決めできる可動軸手段の自
由端に支持された手段を備えている。

本発明の広い目的は、動釣合い試験機と組み合わせて使
用される改善されたデータ入力組立体を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、作業者の簡単な操作により、複数
のパラメータの値が自動的に入力されるようにしたデー
タ入力組立体を提供することにある。

本発明の他の目的は、動釣合い試験機の自動データ入力
装置であって、自動的に入力される情報からホイールの
リム間の間隔を容易に求めることができるようにした自
動データ人力装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、動釣合い試験機の自動データ入力
装置であって、試験機により検出された情報から、ホイ
ールの「３寸法」及び直径が容易に計算できるようにし
た自動データ入力装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、バランス出しサイクル中に自動的
に係合するように構成された別の心振れ／力変動装置゛
を提供することにある。

本発明の他の目的は、ホイールのブレーキ手段として作
用する自動６振れ／力変動測定装置を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、単に動的インバランスを検出でき
るだけでなく、ホイール及びホイールフッ４フ組立体の
心振れの検出並びに力変動の度合及び位置を検出するこ
とができる動釣合い試験機を提供することにある。

本発明の他の目的は、心振れ又は力変動による高スポッ
トと心振れの低スポットとをマツチングさせて、これら
の両スポットの間の角度変位を見出すことができる手段
を提供することにある。

本発明の上記目的及び他の目的は、添付図面を参照して
の、本発明の好ましい実施例についての以下の詳細な説
明により明らかになろう。

第１図に示すように、本発明によるホイールの動釣合い
試験機１０はフレームすなわちハウジング１１を有して
おり、該ハウジング１１には試験機の傾斜前部に制御パ
ネル１２が設けられている。

回転軸１６の一端に支持されたホイール１３及びタイ了
１４は、モータ１７により回転される。

コンピュータ部１８は、入力組立体１９（第２図に最も
良く示す）により測定された入力パラメータの値を計算
すべ（作動する。

従って、本発明の自動データ入力装置は、バランシング
パラメータ（バランス出しパラメータ）又は他のデータ
の計算に用いるためコンピュータ手段１８に供給すべき
入力情報を測定する働きをなす。データ（情報）入力装
置は長いラジアスアーム２１を有しており、８亥ラジア
スアーム２１は、バランサすなわち動釣合い試験機ｌＯ
の側面から横方向に延在するようにして固定された剛体
アーム２０により支持されている。ラジアスアーム２１
は、実質的に垂直な第１軸線２２の回りで枢動して、軸
線２２上に配置されたポテンショメータ２３のような第
１角度検出手段を作動し、実質的に水平な平面内でのラ
ジアスアーム２１の枢動の度合を検出できるようになっ
ている。このため、軸線２２の回りでのラジアスアーム
２１の回転により、ポテンショメータ２３内のワイパ（
図示せず）が移動されるようになっている。

ラジアスアーム２１によりほぼ垂直に支持された長い軸
２４が、第１軸線２２から間隔を隔てた位置において該
第１軸線に対して横方向に配置された実質的に水平な第
２軸線２６の回りで枢動できるように取り付けられてい
る。実質的に垂直平面内での軸２４の枢動の度合は、第
２ポテンショメータ２７により検出される。軸２４は所
定の長さ２８を有しており、この長さ２８の上端部すな
わち軸２４の上端部は、空間内での基準点２９を形成す
べく作用する。この基準点２９から両側に向かって、長
い接触アーム３１．３２が横方向に延在している。各接
触アーム３１．３２の端部には、マイクロスイッチの形
態をなすセンサ手段３３が支持されていて、コンピュー
タ１８に情報を入力できるようになっている（この情報
は、ポテンショメータ２３．２７のような角度検出手段
の状態により得ることができる）。更に、軸２４の上端
部にはオフセットグリップ３４が支持されており、該オ
フセットグリップ３４には情報入力制御ボタン３５が設
けられている。かような構成により、ポテンショメータ
２３．２７により検出された角度の値は、接触応答セン
サ３３によりコンピュータ１８に供給され、その後、単
にタイ了に接触させるだけで、情報を入力することがで
きる。センサ３３は、ボールベアリングのような表面従
動エレメントに取り替えてタイ了１４の側面に押し付け
、その後押しボタン３５を押すことにより、ポテンショ
メータ２３．２７の各々により測定された値を伝達する
ことができる。

第５図に示すように、入力組立体１９により検出された
情報は、以下に述べるように空間内の点を形成するパラ
メータｘ、ｙ、ｚに容易に変換される。ラジアスアーム
２１に沿う既知の変位を及び軸２４に沿う既知の変位Ｓ
は、ポテンショメータ２３．２７のような角度検出手段
により検出された角度を経て上記のように移動され、そ
れぞれ角度θ、φを形成する。

従って、ｘ、ｙ平面内での斜辺は、（ｔ＋ｓ　ｓｉｎ　
φ）の結合値（ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｖａｌｕｅ）として
求められ、そのとき、Ｘの値は、（ｔ＋ｓ　ｓｉｎ　φ
）ｓｉｎθとして測定され、ｙの値は（ｔ＋ｓ　ｓｉｎ
　φ）ｃｏｓθとなり、２の値は簡単に、（ｓ　ｃｏｓ
φ）となる。

３つのパラメータｘ、ｙ、ｚについて上記の計算を行う
ことにより、空間内の点を容易に測定して求めることが
できる。次に、空間内の２つの点についてのパラメータ
を入力することにより、「３寸法」、ホイールのリム幅
ｒｂＪ又はホイールの直径ｒＤＪのような適当な寸法を
容易に計算できるように、コンピュータ１８を適宜プロ
グラムすることができる。また、ラジアスアーム２１の
描く半径は既知の値である。軸２４及びラジアスアーム
２１の運動角度は、ポテンショメータ２３．２７により
求められる。以上から、本発明によれば、第３図に最も
良く示すような改善されたデータ入力装置を提供できる
ことが容易に明らかになるであろう。

寸法ｒａＪ、ｒｂＪ、「Ｄ」　（第４図）は、上記のよ
うに直接計算する代わりに、ロックアツプテーブルを用
いて求めることができる。

第３図のデータ入力装置３０は、コンピュータ１８の制
御に適したスイッチ４２に電力を供給する電源４１を有
している。２つのポテンショメータ２３．２７の各々か
らの出力は、リード線４３．４４及び情報入力制御ボタ
ン３５により制御されるスイッチ手段３５ａ、３５ｂを
介して、公知の構造のＡ／Ｄ変換手段４６に入力される
。従って、コンピュータ１８は、ｘ、ｙ、ｚに関して（
所望ならば極座標に関して）空間内の点についてのパラ
メータ又はロックアツプテーブル等を決定すべく作動す
る。パラメータｘ、ｙ、ｚを決定した後、コンピュータ
１８は、３つのホイールバランシングパラメータａ、ｂ
、ｌ）（第４図）の各々に関して、空間内の２つの点の
間の所望の比較が行えるように適当にプログラムされる
。

作動に際し、接触アーム３１のセンサ従動接触子（又は
マイクロスイッチ）３３が、ラジアスアーム２１を移動
させることにより、軸２４と共に横方向に移動され、リ
ム１５の外周リップと係合される。センサ従動接触子３
３がリム１５の外周リップと係合すると、情報入力制御
ボタン３５を操作することにより、又はリム１５への接
触子３３の接触により該接触子３３が付勢されてポテン
ショメータからの情報を伝達できる状態になることによ
り、ポテンショメータ２３．２７により検出される角度
に関する情報がコンピュータ１８に入力される。次いで
、軸２４をハウジング１１の前部の平面から引き離し、
タイ了１４を充分に越える（クリア）ことができる位置
に移動する。

接触アーム３２に関連する接触子３３を横方向に移動し
、ホイール／タイ了組立体の外側リム１５’と接触させ
る。これにより、ポテンショメータ２３．２７による新
しい読出し値がコンピュータ１８に人力され、前述のよ
うにして空間内の第２の点が求められる。空間内のこの
第２の点は、ホイール１３に関して空間内の第１の点と
は反対側にある。

上記情報がコンピュータ１８に入力されることにより、
コンピュータ１８には、ホイールの幅ｂ１「３寸法」及
び直径りのパラメータを計算するデータが与えられる。

すなわち、軸２４の２つの位置における２つの読出し値
を得ることにより、ホイールのバランス出しに要するこ
れらの３つのパラメータについての全ての情報が計算さ
れ、空間内の種々の点の追求及び比較に使用することが
可能になる。

以上より、本発明によれば、人が関与する度合を最小限
にできる改善された情報入力装置を提供できることが容
易に明らかになろう。従って、人為的エラーを最小限に
できかつ作業時間を短縮できる。

本発明の更に別の実施例によれば、バランス出しサイク
ル中に、枢動アームに支持されたローラ又は他の手段を
自動的に（又は任意の時点で手動により）付勢して、タ
イ了及びホイールの心振れ又は力変動を測定するように
構成できる。

タイ了の材料が完全に均一ではないことは知られており
、一般に、タイ了にはハードスポット（硬点）が含まれ
ている。これらのハードスポットは乗車時に振動を生じ
させ、この振動は、ホイールのバランス出しを行うだけ
では必ずしも簡単に除去されないものである。従ってか
ようなハードスポットがどこに位置しているかは重要な
問題であり、本発明の実施例によればかようなハードス
ポットを検出することが可能である。

このことは、力変動と呼ばれているものである。

第６図に示すように、ローラ１００がレバーアーム１０
１により支持されており、該レバーアーム１０１の一端
にはピニオン１０５が支持されており、レバーアーム１
０１が支持部１０２の回りで枢動できるように構成され
ている。

更に、タイ了及び／又はリムに心振れがあると、バラン
ス出しがなされていても振動が生じることも知られてい
る。

コンピュータ１８により制御される弁１１４を介して作
動されるシリンダ装置１０３は、そのピストン（図示せ
ず）を押圧して、ローラ１００が、回転する種々のサイ
ズのタイ了１４と接触できるように移動させる。このよ
うにして、ローラ１００がタイ了１４に対して確実に押
し付けられ、適当な力検出手段（又は角度検出手段）１
０４により半径方向の心振れすなわち力変動情報が検出
される。これらの情報の読出し値はコンピュータ１８に
入力されかつデイスプレー３６に表示される。

タイ了の半径方向の心振れすなわち力変動、又はリムの
半径方向の心振れは、コンピュータ１８により記憶され
、タイ了及びホイールは、該タイ了及びホイールの最小
量の心振れが得られるようにマツチングされる。フレー
ムすなわちハウジング１１とレバーアーム１０１との間
には戻しばね１１６が係止されており、シリンダ装置１
０３の空気を抜いたときにローラ１００を後退できるよ
うになっている。

好ましい実施例においては、ローラ１００は、バランス
出しサイクル中に自動的にタイ了と保合及び離脱して、
タイ了の心振れすなわち力変動の測定が行えるようにな
っている。

タイ了のこの心振れすなわち力変動は、バランス情報と
共に表示される。

もしもこの心振れすなわち力変動が過大である場合には
、作業者はホイールリムの心振れを手動により測定する
ことができる。タイ了の最大６振れとホイールの最小心
振れとが一致しない場合（かような場合は珍しいことで
ある）には、タイ了の最大６振れすなわち力変動及びホ
イールの最小心振れの角度変位がコンピュータにより計
算されて表示される。

このようにして、作業者によりタイ了が回転され、ホイ
ール／ダイアの全体的組立体の最大［真円度（ｒｏｕｎ
ｄｎｅｓｓ）　Ｊに関してできる限り最適のホイール／
タイア組立体が得られ、又は力変動が最小のダイア／ホ
イール組立体が得られる。

好ましい実施例は、バランス出しの読出しがなされた後
であってブレーキサイクルの始動前において、自動的に
終了する。ローラ１００による最大６振れすなわち力変
動の量及び角度変位は、コンピュータ１８に記憶されか
つデイスプレー３６に表示される。

次いで作業者は、接触アーム３１の従動接触子３３を、
空気注入口４９に隣接するリム１５又は他の基準点に対
して押し付けた状態にしたまま、リム６振れボタン４８
　（第１図）を押す。次いでコンピュータ１８は、空気
注入口４９の位置に関してリムの最小心振れと一致させ
るべく最大力変動すなわち主心振れ点を整合させるのに
必要な角度を計算しかつ表示する。

「マツチ」ボタン５０を押すことにより、この角度が表
示される。

本発明の動釣合い試験機は、タイ了又はホイールのいず
れかに過大の心振れが存在する場合に、作業者が、タイ
了又はり、ムの心振れを手動又は自動的に測定すること
を可能にする。

接触アーム３１が、タイ了１４と接触する位置に配置さ
れる。次いでホイール／タイア組立体を回転すると、角
度θの変化により実際の心振れが求められ、この心振れ
がデイスプレー３６に表示される。同様に、接触アーム
３１の自由端がリム上に載るように保持して、ホイール
を手で回転すれば、Ｘ−Ｙ平面内でのリムの心振れを、
ポテンショメータ２３のワイパの運動に応答して、デイ
スプレー３６上に表示することができる。

本発明の好ましい実施例は、第６図に示すように、ロー
ラ１００と関連するブレーキ手段を備えている。このブ
レーキ手段は、力変動及び／又は心振れが測定された後
に自動的に付勢され、ダイア／ホイール組立体を制動又
は制動の補助を行う。

従って、第６図に示すように、レバーアーム１０１に支
持されたエアシリンダ装置１１２により、ブレーキシュ
ー１１１がローラ１００の表面と保合及び離脱すべく移
動される。これにより、コンピュータ１８の制御の下で
シリンダ装置１１２内のピストンを駆動するためのソレ
ノイド弁１１３の作動に応答して、ローラ１００及びタ
イ了組立体１４の双方に引きずり力（ドラッグ）を作用
する。その後ブレーキシュー１１１は、シリンダ装置１
１２内の戻しばね（図示せず）により、後退位置決され
る。

このようにして、両センサ２３．２７から得られた値の
組み合わせを計算することにより、各ホイールのバラン
シングパラメータａ、ｂ、Ｄを求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるホイールの動釣合い試験機の斜
視図である。 第２図は、第１図の動釣合い試験機に使用される本発明
の自動データ人力装置の拡大斜視図である。 第３図は、本発明によるデータ入力装置（システム）を
示すブロック図である。 第４図は、ホイールの直径、３寸法及び厚さの３つのパ
ラメータを説明する平面図である。 第５図は、検出した情報を、いかにして空間内の点のパ
ラメータｘ、ｙ、ｚに変換するかを示す図表である。 第６図は、タイ了の力変動すなわち心振れを検出する手
段を示す側面図である。 Ｏ・・・動釣合い試験機、 ２・・・制御パネル、　　　　１３・・・ホイール、４
・・・タイ了、　　　　　　１６・・・回転軸、８・・
・コンピュータ部、　　２０・・・剛体アーム、■・・
・ラジアスアーム、　２２・・・第１軸線、３・・・ポ
テンショメータ、２４・・・軸、６・・・第２軸線、 ７・・・ポテンショメータ、 ８・・・軸２４の長さ、　　２９・・・基準点、１．３
２・・・接触アーム、 ３・・・センサ手段（センサ従動接触子）、４・・・オ
フセットグリップ、 ５・・・情報入力制御ボタン、 ６・・・デイスプレー　　　１００・・・ローラ、０１
・・・レバーアーム、　　１０３・・・シリンダ装置、
０４・・・力検出手段（角度検出手段）、０５・・・ピ
ニオン、　　　　１１６・・・戻しばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）コンピュータ手段を備えた形式のホイールの動釣
   合い試験機において、 ホイールに接触して情報の検出を行ない、この情報を、
   ホイール本体のバランス出しに用いる空間内の点のパラ
   メータに関連するデータに変換すべく前記コンピュータ
   手段に供給する入力装置を有しており、 前記情報は、バランス出しすべきホイールの直径を確定
   する、空間内の第１の対の点を定めることができる適当
   なパラメータを求めるのに使用され、 また前記情報は、バランス出しすべき車両用ホイールの
   リム間の間隔を確定する、空間内の第２の対の点を定め
   ることができる適当なパラメータを求めるのに使用され
   、 空間内の第３の対の点が、前記動釣合い試験機の側面に
   面するリムの平面と動釣合い試験機上の既知の位置との
   間の変位を確定することを特徴とするホイールの動釣合
   い試験機。（２）コンピュータ手段と、回転すべきホイ
   ールを一端に支持する長い駆動軸とを備えた形式のホイ
   ールの動釣合い試験機において、 前記コンピュータ手段に供給してバランシングデータの
   計算に使用する入力情報を測定するための自動データ入
   力装置を有しており、 該自動データ入力装置が、第１軸線の回りで枢動できる
   ように支持された長いラジアスアームを備えており、 前記第１軸線上には、前記ラジアスアームの枢動の度合
   を検出するポテンショメータが配置されており、 該ポテンショメータのワイパは、前記第１軸線の回りで
   の前記ラジアスアームの回転により移動することができ
   、 前記ラジアスアームにより長い軸が支持されており、 該軸は、前記第１軸線から間隔を隔てた位置において前
   記第１軸線に対して横方向に延在する第２軸線の回りで
   枢動できるように取り付けられており、 前記軸の枢動の度合を検出する第２ポテンショメータが
   設けられており、 前記軸は所定の長さを有しており、 前記軸の上端部は、空間内での前記動釣合い試験機の基
   準点を形成すべく作用し、 長い接触アームが前記基準点の両側に横方向に延在して
   おり、 前記両接触アームの端部には、前記コンピュータ手段に
   情報を入力する手段が支持されており、 前記情報は、前記ポテンショメータの状態から得ること
   ができ、 前記ポテンショメータの状態を前記コンピュータ手段に
   伝達する手段を更に有していることを特徴とするホイー
   ルの動釣合い試験機。 （３）前記両ポテンショメータの両軸線が、互いに実質
   的に垂直に配置されていることを特徴とする請求項２に
   記載のホイールの動釣合い試験機。 （４）前記軸の上端部には制御ボタンが支持されていて
   、該制御ボタンを押すことにより動釣合い試験機の制御
   装置を付勢できることを特徴とする請求項２に記載のホ
   イールの動釣合い試験機。 （５）コンピュータ手段と、ホイールにより支持された
   タイアと接触して該タイアの力変動を検出する入力装置
   とを備えた形式のホイールの動釣合い試験機において、 タイアの周囲の基準点を前記コンピュータ手段に入力す
   る手段と、 回転するタイアのトレッドに対しローラを押し付ける手
   段と、 タイアの回転中に前記ローラに加えられる力を検出する
   手段と、 前記基準点に対して前記タイアのトレッドの最も硬い部
   分の位置を前記コンピュータ手段が決定できるように、
   最後の情報を前記コンピュータ手段に供給する手段とを
   有していることを特徴とするホイールの動釣合い試験機
   。 （６）駆動軸の端部と共にホイール／タイア組立体が回
   転できるように支持する手段を備えた形式のホイールの
   動釣合い試験機において、ホイール／タイア組立体の力
   変動及び半径方向の心振れを検出する手段を有しており
   、該検出手段が長いレバーアームを備えていて、該レバ
   ーアームはその両端部の間で枢着されており、前記レバ
   ーアームの一端には、前記ホイール／タイア組立体のタ
   イアのトレッドに対して横方向に延在するローラが支持
   されており、該ローラを押圧して前記トレッドと係合さ
   せる手段と、タイアの全周に亘って前記ローラに加えら
   れる力を検出して、タイアのトレッドにおけるハードス
   ポットの位置を検出する手段とを更に有していることを
   特徴とするホイールの動釣合い試験機。 （７）前記ホイール／タイア組立体に引きずり力を加え
   るべく作用するブレーキ手段を更に有しており、該ブレ
   ーキ手段が前記レバーアームに支持されていることを特
   徴とする請求項６に記載のホイールの動釣合い試験機。 （８）前記ブレーキ手段がブレーキシューを備えており
   、該ブレーキシューは、後退位置と前進位置との間で移
   動して、前記ローラが前記タイア上に載っている間に前
   記ローラと係合し、前記レバーアームに支持されたシリ
   ンダ装置の流体作動形ピストンからなる、前記ブレーキ
   シューの駆動手段を更に備えていることを特徴とする請
   求項７に記載のホイールの動釣合い試験機。