JPH0862084A - ホイールバランサのデジタル出力の力変換器 - Google Patents
ホイールバランサのデジタル出力の力変換器Info
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- JPH0862084A JPH0862084A JP7131021A JP13102195A JPH0862084A JP H0862084 A JPH0862084 A JP H0862084A JP 7131021 A JP7131021 A JP 7131021A JP 13102195 A JP13102195 A JP 13102195A JP H0862084 A JPH0862084 A JP H0862084A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/14—Determining imbalance
- G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
- G01M1/22—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables
- G01M1/225—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables for vehicle wheels
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Casings For Electric Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 力変換器から発生するアナログ信号を比較的
電気的な干渉を受けないようにシールドされた環境内で
デジタル信号に変換する。 【構成】 力変換素子からのアナログ出力をデジタル信
号に変換する変換手段であって、力変換素子を囲む囲み
と、その囲み内に置かれていて力変換器に接続されたア
ナログ・デジタルコンバータとを備え、そのアナログ・
デジタルコンバータが囲みからデジタル信号を出力する
変換手段である。
電気的な干渉を受けないようにシールドされた環境内で
デジタル信号に変換する。 【構成】 力変換素子からのアナログ出力をデジタル信
号に変換する変換手段であって、力変換素子を囲む囲み
と、その囲み内に置かれていて力変換器に接続されたア
ナログ・デジタルコンバータとを備え、そのアナログ・
デジタルコンバータが囲みからデジタル信号を出力する
変換手段である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は自動車両のホイールの
ような回転体のバランス（平衡）をとる装置であって一
般にホイールバランサと称される装置に関する。特に、
本願発明は力変換器組立体に関し、それはその力変換器
から発生するアナログ信号を比較的電気的な干渉を受け
ないシールドされた環境内でデジタル信号に変換する装
置に用いられる。
ような回転体のバランス（平衡）をとる装置であって一
般にホイールバランサと称される装置に関する。特に、
本願発明は力変換器組立体に関し、それはその力変換器
から発生するアナログ信号を比較的電気的な干渉を受け
ないシールドされた環境内でデジタル信号に変換する装
置に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】電動化された種類及び手で回転させる種
類のホイールバランサの両方ともが自動車サービス機器
の技術において知られている。例えば、ヒル(Hill)に特
許されて本願の出願人が譲り受けた米国特許第４，０４
６，０１７号は電動化されたホイールバランサを開示し
ており、それはバランスをとる予定のホールが取り付け
られた回転シャフトと、このシャフトの近くに配置され
た一対の力変換器とを備えており、これによってホイー
ルの内側及び外側リムの両方のアンバランス力を示す信
号を出力する。従来のホイールバランサに採用されてい
る力変換器は圧電クリスタル荷重計のような典型的なア
ナログ装置であり、それはアナログ信号を発生するもの
であり、その信号はその後その変換器から離れた中央処
理装置に伝送されなければならない。
類のホイールバランサの両方ともが自動車サービス機器
の技術において知られている。例えば、ヒル(Hill)に特
許されて本願の出願人が譲り受けた米国特許第４，０４
６，０１７号は電動化されたホイールバランサを開示し
ており、それはバランスをとる予定のホールが取り付け
られた回転シャフトと、このシャフトの近くに配置され
た一対の力変換器とを備えており、これによってホイー
ルの内側及び外側リムの両方のアンバランス力を示す信
号を出力する。従来のホイールバランサに採用されてい
る力変換器は圧電クリスタル荷重計のような典型的なア
ナログ装置であり、それはアナログ信号を発生するもの
であり、その信号はその後その変換器から離れた中央処
理装置に伝送されなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】典型的な従来技術のア
ナログ力変換器が持つ１つの問題は、それらは高インピ
ーダンス装置であり、それは低レベルのアナログ信号を
出力し、その信号はその後中央処理装置に接続された変
換及びデジタル化回路に伝達されるという点にある。変
換及びデジタル化回路は高インピーダンス負荷を示し、
その変換及びデジタル化回路が力変換器から離れて配置
されている場合には、その変換器からの信号は電気的干
渉つまりホイールバランス装置の周囲において普通に経
験するノイズの影響を非常に受けやすくなる。このノイ
ズは通常はアナログまたはデジタルのフィルタ技術を用
いることによって取り除かれる。また、その高インピー
ダンス負荷が高い値の抵抗を用いる結果発生する場合に
は、温度及び湿度がゲインとなるＤＣドリフトは問題と
なる。
ナログ力変換器が持つ１つの問題は、それらは高インピ
ーダンス装置であり、それは低レベルのアナログ信号を
出力し、その信号はその後中央処理装置に接続された変
換及びデジタル化回路に伝達されるという点にある。変
換及びデジタル化回路は高インピーダンス負荷を示し、
その変換及びデジタル化回路が力変換器から離れて配置
されている場合には、その変換器からの信号は電気的干
渉つまりホイールバランス装置の周囲において普通に経
験するノイズの影響を非常に受けやすくなる。このノイ
ズは通常はアナログまたはデジタルのフィルタ技術を用
いることによって取り除かれる。また、その高インピー
ダンス負荷が高い値の抵抗を用いる結果発生する場合に
は、温度及び湿度がゲインとなるＤＣドリフトは問題と
なる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】これらの及び他の問題
は、電気的にシールドされたハウジング内に設けた変換
器回路ボード及び圧電クリスタル変換器からなる力変換
器組立体を用いることによって解消できる。変換器回路
ボードは演算増幅器（「オペアンプ」）回路及びアナロ
グ・デジタル（「Ａ／Ｄ」）変換器を備える。従って、
その力変換器組立体は比較的に電気的干渉の影響を受け
にくいデジタル信号を発生して、中央処理装置において
追加的にフィルタをおこなう必要性を除くことができ
る。望ましくは、そのＡ／Ｄ変換器は組み込み型のロー
パスフィルタを持つ高分解能のシグマ／デルタタイプの
変換器であり、そのローパスフィルタは１６ビットの単
調性データを保証し、さらに、変換器帯域を、予想シャ
フト周波数を丁度越える周波数まで効果的に減少してシ
ステムノイズをさらに減少させるとともに、デジタル信
号がより正確に測定された実際のアナログ力を示すこと
ができるようにする。加えて、オペアンプ回路は望まし
くは高入力インピーダンスを持つ。高入力インピーダン
スのオぺアンプを持つ高分解能のＡ／Ｄ変換器を用いる
と１段のアナログ増幅のみが必要となり、アナログゲイ
ン調整は不要となる。これにより、温度及び湿度に伴う
ＤＣドリフトによる誤差をかなり減少させることができ
る。
は、電気的にシールドされたハウジング内に設けた変換
器回路ボード及び圧電クリスタル変換器からなる力変換
器組立体を用いることによって解消できる。変換器回路
ボードは演算増幅器（「オペアンプ」）回路及びアナロ
グ・デジタル（「Ａ／Ｄ」）変換器を備える。従って、
その力変換器組立体は比較的に電気的干渉の影響を受け
にくいデジタル信号を発生して、中央処理装置において
追加的にフィルタをおこなう必要性を除くことができ
る。望ましくは、そのＡ／Ｄ変換器は組み込み型のロー
パスフィルタを持つ高分解能のシグマ／デルタタイプの
変換器であり、そのローパスフィルタは１６ビットの単
調性データを保証し、さらに、変換器帯域を、予想シャ
フト周波数を丁度越える周波数まで効果的に減少してシ
ステムノイズをさらに減少させるとともに、デジタル信
号がより正確に測定された実際のアナログ力を示すこと
ができるようにする。加えて、オペアンプ回路は望まし
くは高入力インピーダンスを持つ。高入力インピーダン
スのオぺアンプを持つ高分解能のＡ／Ｄ変換器を用いる
と１段のアナログ増幅のみが必要となり、アナログゲイ
ン調整は不要となる。これにより、温度及び湿度に伴う
ＤＣドリフトによる誤差をかなり減少させることができ
る。
【０００５】本願発明のこれらの及び他の目的並びに利
点は添付図面を参照することによって以下の詳細な説明
から明白になるであろう。
点は添付図面を参照することによって以下の詳細な説明
から明白になるであろう。
【０００６】
【実施例】本願発明に係る力変換器は様々な用途に応用
できるが、それは特に自動車車両のホイールバランサに
用いるのに適する。図１は、本願発明に係る２つの力変
換器組立体１０を、典型的な自動車車両のホイールバラ
ンサ１２に組み込んだ状態で示す。図１に示す特定のホ
イールバランサは２つのサスペンションブラケット１６
に保持されたベアリングチューブ１４を備える。当業者
に知られている方法により、ベアリングチューブ１４は
回転自在な搭載シャフト１８を受け入れることができ、
そのシャフトにホイールＷを取り付けてアンバランスの
修正を行う。サスペンションブロック１６はベアリング
チューブ１４の軸線と直交する方向に変形するように設
計されており、力変換器組立体１０はサスペンション１
４の適切な位置に取り付けられていて、ホイールＷが回
転した際にそのホイールＷのアンバランスによって発生
する力をベアリングチューブ１４を介して力変換器組立
体１０に伝達する。力変換器組立体１０が取り付けられ
ている構造のより詳しい説明は本願発明の理解には重要
ではない。
できるが、それは特に自動車車両のホイールバランサに
用いるのに適する。図１は、本願発明に係る２つの力変
換器組立体１０を、典型的な自動車車両のホイールバラ
ンサ１２に組み込んだ状態で示す。図１に示す特定のホ
イールバランサは２つのサスペンションブラケット１６
に保持されたベアリングチューブ１４を備える。当業者
に知られている方法により、ベアリングチューブ１４は
回転自在な搭載シャフト１８を受け入れることができ、
そのシャフトにホイールＷを取り付けてアンバランスの
修正を行う。サスペンションブロック１６はベアリング
チューブ１４の軸線と直交する方向に変形するように設
計されており、力変換器組立体１０はサスペンション１
４の適切な位置に取り付けられていて、ホイールＷが回
転した際にそのホイールＷのアンバランスによって発生
する力をベアリングチューブ１４を介して力変換器組立
体１０に伝達する。力変換器組立体１０が取り付けられ
ている構造のより詳しい説明は本願発明の理解には重要
ではない。
【０００７】力変換器組立体１０によって発生するデジ
タル信号は、詳しくは後述するが、中央処理回路２０に
伝達される。中央処理回路２０は適切なマイクロプロセ
ッサ装置を備えていて、デジタル信号を処理するととも
にホイールＷに与えることが必要な重さの位置及び大き
さを示すデータを発生してホイールＷのアンバランスを
修正する。このデータはコンソール２４内に設けられた
適当な表示回路２２に伝達される。表示回路２２は視覚
表示装置２６のデータの表示を制御する。力変換器組立
体１０、中央処理回路２０、表示回路２２及びモータ制
御回路（図示せず）は望ましくは別々の回路ボード上に
互いに離して配置して、各回路ボードから発生する電気
的干渉が他のボード又は力変換器組立体１０に影響を与
えることを防ぐ。
タル信号は、詳しくは後述するが、中央処理回路２０に
伝達される。中央処理回路２０は適切なマイクロプロセ
ッサ装置を備えていて、デジタル信号を処理するととも
にホイールＷに与えることが必要な重さの位置及び大き
さを示すデータを発生してホイールＷのアンバランスを
修正する。このデータはコンソール２４内に設けられた
適当な表示回路２２に伝達される。表示回路２２は視覚
表示装置２６のデータの表示を制御する。力変換器組立
体１０、中央処理回路２０、表示回路２２及びモータ制
御回路（図示せず）は望ましくは別々の回路ボード上に
互いに離して配置して、各回路ボードから発生する電気
的干渉が他のボード又は力変換器組立体１０に影響を与
えることを防ぐ。
【０００８】図２は圧電変換素子２８を備える力変換器
組立体１０を示す。本願発明の望ましい実施例において
は、変換素子２８はチャネライト(Channelite)５５００
又はネイビータイプII(Navy Type II)（ミル規格1386
（シップ）(ship)）と同等なチタン・ジルコン酸鉛(lea
d zirconate titanate) のようなピエゾセラミック材料
から作られ、それは両面に銀が塗られ、軸線方向と平行
な圧縮負荷に対して極を形成し、さらに、約１６．０mm
（０．６３０インチ）の直径及び１．０７mm（０．０４
２インチ）の幅を持ち、これにより、２９００ピコファ
ラッドの静電容量を持ち１ニュートンあたり４００クー
ロンの出力を生成する。そのような変換素子は多数の圧
電デバイスの製造業者から得ることができ、その内の１
つとして、ペンシルバニア州ベルフォンテのピエゾキネ
ティックス社(Piezo Kinetics Incorporated) がある。
変換素子２８は２つの接触プレート３０の間に挟まれて
おり、それらのプレートの各々は変換器回路ボード３４
の適当な接合部にはんだ付けされたコンタクト３２を備
えており、それについてはより十分に後述する。
組立体１０を示す。本願発明の望ましい実施例において
は、変換素子２８はチャネライト(Channelite)５５００
又はネイビータイプII(Navy Type II)（ミル規格1386
（シップ）(ship)）と同等なチタン・ジルコン酸鉛(lea
d zirconate titanate) のようなピエゾセラミック材料
から作られ、それは両面に銀が塗られ、軸線方向と平行
な圧縮負荷に対して極を形成し、さらに、約１６．０mm
（０．６３０インチ）の直径及び１．０７mm（０．０４
２インチ）の幅を持ち、これにより、２９００ピコファ
ラッドの静電容量を持ち１ニュートンあたり４００クー
ロンの出力を生成する。そのような変換素子は多数の圧
電デバイスの製造業者から得ることができ、その内の１
つとして、ペンシルバニア州ベルフォンテのピエゾキネ
ティックス社(Piezo Kinetics Incorporated) がある。
変換素子２８は２つの接触プレート３０の間に挟まれて
おり、それらのプレートの各々は変換器回路ボード３４
の適当な接合部にはんだ付けされたコンタクト３２を備
えており、それについてはより十分に後述する。
【０００９】力変換器組立体１０はさらに２つの絶縁体
ディスク３６を備えており、それらは変換素子２８と同
じピエゾセラミック材料から作られるが、銀が塗られて
なくまた極を形成しない。絶縁体ディスク３６は接触プ
レート３０を上部スラストプレート４０及び底部スラス
トプレート４２の個々の一段高い突起部３８との間の電
気的接触から絶縁しており、両方のスラストプレートは
ともにスチールのような金属材料から作られている。変
換素子２８、接触プレート３０及び絶縁ディスク３６
は、適当な絶縁材料から作られているスリーブ４４によ
って２つの突起部３８の間に保持されている。スリーブ
４４は２つのスロット４６を備えており、それらのスロ
ットはコンタクト３２を受け入れることができ、これに
よってスリーブ４４が接触プレート３０の周りに位置す
ることができる。変換器回路ボード３４はねじ４８によ
って底部スラストプレート４２に固定されている。変換
器回路ボード３４と底部スラストプレート４２との間に
は、離隔体５０によって適当な空間が形成されている。
ねじ４８及び離隔体５０はまた変換器回路ボード３４の
底部スラストプレート４２への接地も行う。ケーブル５
２が変換器回路ボード３４の適当な接合部にはんだ付け
された多数のワイヤ５４を備え、さらにワイヤ５４の末
端部に接続されたコネクタ５６を有していて、変換器回
路ボード３４と中央処理回路ボード２０との間で電気的
通信が行えるようにする。ケーブル５２は上部スラスト
プレート４０の孔５８を通過して延び、また、結び付け
ラップ６０を用いて変換器回路ボード３４に固定されて
いる。
ディスク３６を備えており、それらは変換素子２８と同
じピエゾセラミック材料から作られるが、銀が塗られて
なくまた極を形成しない。絶縁体ディスク３６は接触プ
レート３０を上部スラストプレート４０及び底部スラス
トプレート４２の個々の一段高い突起部３８との間の電
気的接触から絶縁しており、両方のスラストプレートは
ともにスチールのような金属材料から作られている。変
換素子２８、接触プレート３０及び絶縁ディスク３６
は、適当な絶縁材料から作られているスリーブ４４によ
って２つの突起部３８の間に保持されている。スリーブ
４４は２つのスロット４６を備えており、それらのスロ
ットはコンタクト３２を受け入れることができ、これに
よってスリーブ４４が接触プレート３０の周りに位置す
ることができる。変換器回路ボード３４はねじ４８によ
って底部スラストプレート４２に固定されている。変換
器回路ボード３４と底部スラストプレート４２との間に
は、離隔体５０によって適当な空間が形成されている。
ねじ４８及び離隔体５０はまた変換器回路ボード３４の
底部スラストプレート４２への接地も行う。ケーブル５
２が変換器回路ボード３４の適当な接合部にはんだ付け
された多数のワイヤ５４を備え、さらにワイヤ５４の末
端部に接続されたコネクタ５６を有していて、変換器回
路ボード３４と中央処理回路ボード２０との間で電気的
通信が行えるようにする。ケーブル５２は上部スラスト
プレート４０の孔５８を通過して延び、また、結び付け
ラップ６０を用いて変換器回路ボード３４に固定されて
いる。
【００１０】力変換器組立体１０はさらに筒状ハウジン
グ６２を備えており、その中には上部スラストプレート
４０及び底部スラストプレート４２が滑動自在に受け入
れられて上記の変換器組立体１０の他の構成要素の完全
な囲みを形成する。ハウジング６２は望ましくは上部及
び底部スラストプレート４０及び４２と同一の金属材料
から作られていて、変換器回路ボード３４の電気的シー
ルドを行う。加えて、ハウジング６２と上部及び底部ス
ラストプレート４０及び４２との間に、望ましくは、導
電性の銀エポキシ接着剤をつける。この方法によると、
ハウジング６２並びに上部及び底部スラストプレート４
０及び４２によって形成された囲み全体が接地電位に維
持され、これにより、変換器回路ボード３４を、ホイー
ルバランサ１２によって発生する電気的干渉から電気的
にシールドする。さらに、エラストマーのＯリング６４
が、素子がハウジング６２に組み込まれる前に、上部及
び底部スラストプレート４０及び４２の周囲に沿って配
置されていて変換器回路ボード３４及び力変換器組立体
１０の他の構成要素に、シールされた囲みを与える。ケ
ーブル５２と孔５８との間にシリコーンの密封部材を設
けることによって密封シールされた環境が完全に作られ
る。この方法により、変換器回路ボード３４及び変換器
１０の他の構成要素は湿度及び周囲の汚染から保護され
る。
グ６２を備えており、その中には上部スラストプレート
４０及び底部スラストプレート４２が滑動自在に受け入
れられて上記の変換器組立体１０の他の構成要素の完全
な囲みを形成する。ハウジング６２は望ましくは上部及
び底部スラストプレート４０及び４２と同一の金属材料
から作られていて、変換器回路ボード３４の電気的シー
ルドを行う。加えて、ハウジング６２と上部及び底部ス
ラストプレート４０及び４２との間に、望ましくは、導
電性の銀エポキシ接着剤をつける。この方法によると、
ハウジング６２並びに上部及び底部スラストプレート４
０及び４２によって形成された囲み全体が接地電位に維
持され、これにより、変換器回路ボード３４を、ホイー
ルバランサ１２によって発生する電気的干渉から電気的
にシールドする。さらに、エラストマーのＯリング６４
が、素子がハウジング６２に組み込まれる前に、上部及
び底部スラストプレート４０及び４２の周囲に沿って配
置されていて変換器回路ボード３４及び力変換器組立体
１０の他の構成要素に、シールされた囲みを与える。ケ
ーブル５２と孔５８との間にシリコーンの密封部材を設
けることによって密封シールされた環境が完全に作られ
る。この方法により、変換器回路ボード３４及び変換器
１０の他の構成要素は湿度及び周囲の汚染から保護され
る。
【００１１】図３及び図４を参照しながら変換器回路ボ
ード３４をより十分に説明する。図６に図３及び図４に
それぞれの図に示す回路の配線の接続関係を示す。力変
換器組立体１０の作動の際には、変換素子２８は、上部
及び底部スラストプレート４０及び４２に伝達された力
の負荷に応じて電荷を出力する。その力は回転ホイール
Ｗへのアンバランス負荷によって生じるもので、ベアリ
ングチューブ１４及びサスペンションブラケット１６を
介して上部及び底部スラストプレート４０及び４２に伝
達される。電荷は接触プレート３０及びそれらの個々の
コンタクト３２を通じて高インピーダンス演算増幅器
（「オペアンプ」）回路６６に伝達され、そこで、それ
は電圧に変換される。オペアンプ回路６６の出力電圧は
変換素子２８から出力された電荷の量及びオペアンプ６
６の入力インピーダンスに依存する。必要とする入力イ
ンピーダンスは搭載シャフト１８の保持組立体の感度、
つまり、回転ホイールＷのアンバランス負荷を力変換器
組立体１０に伝達するためのベアリングチューブ１４及
びサスペンションブラケット１６の能力に依存する。保
持組立体の感度が高ければ高いほど、変換素子２８から
出力される電荷が増加し、従って、オペアンプＵ２の飽
和を避けるのに必要とする入力インピーダンスが低下す
る。比較的感度が高い保持組立体のためには、オペアン
プ回路６６のインピーダンスは入力抵抗Ｒ１によって決
定され、その抵抗はこの実施例においては図３に示すよ
うに１メガオームである。オペアンプＵ２はアナログデ
バイス(Analog Devices)社から入手可能なＯＰ７７ＧＳ
オペアンプのような低ノイズ、低ドリフト増幅器であ
る。オペアンプＵ２の入力オフセット電流ドリフト及び
入力オフセット電圧ドリフトは、ホイールバランサ１２
の通常の作動温度においてはほとんど誤差を引き起こさ
ないようなものである。
ード３４をより十分に説明する。図６に図３及び図４に
それぞれの図に示す回路の配線の接続関係を示す。力変
換器組立体１０の作動の際には、変換素子２８は、上部
及び底部スラストプレート４０及び４２に伝達された力
の負荷に応じて電荷を出力する。その力は回転ホイール
Ｗへのアンバランス負荷によって生じるもので、ベアリ
ングチューブ１４及びサスペンションブラケット１６を
介して上部及び底部スラストプレート４０及び４２に伝
達される。電荷は接触プレート３０及びそれらの個々の
コンタクト３２を通じて高インピーダンス演算増幅器
（「オペアンプ」）回路６６に伝達され、そこで、それ
は電圧に変換される。オペアンプ回路６６の出力電圧は
変換素子２８から出力された電荷の量及びオペアンプ６
６の入力インピーダンスに依存する。必要とする入力イ
ンピーダンスは搭載シャフト１８の保持組立体の感度、
つまり、回転ホイールＷのアンバランス負荷を力変換器
組立体１０に伝達するためのベアリングチューブ１４及
びサスペンションブラケット１６の能力に依存する。保
持組立体の感度が高ければ高いほど、変換素子２８から
出力される電荷が増加し、従って、オペアンプＵ２の飽
和を避けるのに必要とする入力インピーダンスが低下す
る。比較的感度が高い保持組立体のためには、オペアン
プ回路６６のインピーダンスは入力抵抗Ｒ１によって決
定され、その抵抗はこの実施例においては図３に示すよ
うに１メガオームである。オペアンプＵ２はアナログデ
バイス(Analog Devices)社から入手可能なＯＰ７７ＧＳ
オペアンプのような低ノイズ、低ドリフト増幅器であ
る。オペアンプＵ２の入力オフセット電流ドリフト及び
入力オフセット電圧ドリフトは、ホイールバランサ１２
の通常の作動温度においてはほとんど誤差を引き起こさ
ないようなものである。
【００１２】感度が非常に低い保持組立体のためには、
他の実施例のオペアンプ回路６６を用いることができ
る。そのようなオペアンプ回路を図５に示しており、そ
れを参照番号６８で示す。オペアンプ６８は一般的に
「ブートストラップ」のように称されている公知の方法
により、大きな値の抵抗を用いることなく、高入力イン
ピーダンスを達成する。オペアンプ回路６８において、
抵抗Ｒ３、Ｒ４及びＲ５がそれぞれ２０，０００、２０
０，０００及び２００オームの値を持つ。そのような小
さな抵抗を用いる利点は、温度による入力バイアス電流
ドリフト及び温度による入力オフセット電圧ドリフトに
よる出力電圧誤差の低下を達成することができる点にあ
る。湿気への回路の敏感性が非常に減少する。オペアン
プ回路６８は約２０メガオームの入力インピーダンスを
持つ。オペアンプ回路Ｕ６は望ましくは図３のオペアン
プＵ２と同一のＯＰ７７ＧＳである。
他の実施例のオペアンプ回路６６を用いることができ
る。そのようなオペアンプ回路を図５に示しており、そ
れを参照番号６８で示す。オペアンプ６８は一般的に
「ブートストラップ」のように称されている公知の方法
により、大きな値の抵抗を用いることなく、高入力イン
ピーダンスを達成する。オペアンプ回路６８において、
抵抗Ｒ３、Ｒ４及びＲ５がそれぞれ２０，０００、２０
０，０００及び２００オームの値を持つ。そのような小
さな抵抗を用いる利点は、温度による入力バイアス電流
ドリフト及び温度による入力オフセット電圧ドリフトに
よる出力電圧誤差の低下を達成することができる点にあ
る。湿気への回路の敏感性が非常に減少する。オペアン
プ回路６８は約２０メガオームの入力インピーダンスを
持つ。オペアンプ回路Ｕ６は望ましくは図３のオペアン
プＵ２と同一のＯＰ７７ＧＳである。
【００１３】いずれのオペアンプ回路を用いるかにかか
わらず、出力電圧は１６ビット シグマ／デルタ・アナ
ログ・デジタル（「Ａ／Ｄ」）コンバータＵ１に直接に
送られる。そのコンバータは望ましくは内臓型６ポー
ル、１０ヘルツのローパスフィルタを備える。適当なＡ
／ＤコンバータＵ１はアナログデバイス社から入手でき
るＡＤ７７０１である。Ａ／ＤコンバータＵ１の出力は
１６ビット流れのシリアル情報である。Ａ／Ｄコンバー
タＵ１は１６ビットの単調性データを保証し、変換素子
２８の帯域幅を搭載シャフト１８の予想周波数の丁度越
えた所まで効果的に減少させる。これによりシステムノ
イズが減少し、デジタル信号が、測定されたアナログ力
をより正確に表すことができる。Ａ／ＤコンバータＵ１
の出力はケーブル５２によってさらに処理を行うために
中央処理回路ボード２０に伝達される。
わらず、出力電圧は１６ビット シグマ／デルタ・アナ
ログ・デジタル（「Ａ／Ｄ」）コンバータＵ１に直接に
送られる。そのコンバータは望ましくは内臓型６ポー
ル、１０ヘルツのローパスフィルタを備える。適当なＡ
／ＤコンバータＵ１はアナログデバイス社から入手でき
るＡＤ７７０１である。Ａ／ＤコンバータＵ１の出力は
１６ビット流れのシリアル情報である。Ａ／Ｄコンバー
タＵ１は１６ビットの単調性データを保証し、変換素子
２８の帯域幅を搭載シャフト１８の予想周波数の丁度越
えた所まで効果的に減少させる。これによりシステムノ
イズが減少し、デジタル信号が、測定されたアナログ力
をより正確に表すことができる。Ａ／ＤコンバータＵ１
の出力はケーブル５２によってさらに処理を行うために
中央処理回路ボード２０に伝達される。
【００１４】適当な電源が接合部７０及び７２から変換
回路ボード３４に供給され、電源調整器Ｕ４及びＵ５が
それぞれ結合部７４及び７６において一定の＋５Ｖ及び
−５Ｖ電圧を保証する。さらに、一定の２．５Ｖの基準
電圧が素子Ｕ３によってＡ／ＤコンバータＵ１に供給さ
れる。
回路ボード３４に供給され、電源調整器Ｕ４及びＵ５が
それぞれ結合部７４及び７６において一定の＋５Ｖ及び
−５Ｖ電圧を保証する。さらに、一定の２．５Ｖの基準
電圧が素子Ｕ３によってＡ／ＤコンバータＵ１に供給さ
れる。
【００１５】力変換器組立体１０は、従って、ハウジン
グ６２と上部及び底部スラストプレート４０及び４２か
ら形成されるシールドされた囲みの中で、変換素子２８
からのアナログ出力をデジタル信号に変換する。これに
より、信号への電気的干渉の影響を非常に減少させ、さ
らに中央処理回路ボード２０においてさらにフィルタを
行う必要性を排除することができる。さらに、高分解能
のＡ／ＤコンバータＵ１を用いることにより、高入力イ
ンピーダンスに加えて、オペアンプ回路は一段のアナロ
グ増幅のみを必要とし、ゲイン調整の必要性を除く。こ
のことにより、温度によるＤＣドリフトによる誤差を非
常に減少させることができる。
グ６２と上部及び底部スラストプレート４０及び４２か
ら形成されるシールドされた囲みの中で、変換素子２８
からのアナログ出力をデジタル信号に変換する。これに
より、信号への電気的干渉の影響を非常に減少させ、さ
らに中央処理回路ボード２０においてさらにフィルタを
行う必要性を排除することができる。さらに、高分解能
のＡ／ＤコンバータＵ１を用いることにより、高入力イ
ンピーダンスに加えて、オペアンプ回路は一段のアナロ
グ増幅のみを必要とし、ゲイン調整の必要性を除く。こ
のことにより、温度によるＤＣドリフトによる誤差を非
常に減少させることができる。
【図１】本願発明に係る変換器組立体を組み込んだホイ
ールバランサの一部を切り欠いた斜視図である。
ールバランサの一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】本願発明に係る変換器組立体の分解斜視図であ
る。
る。
【図３】本願発明の変換器回路図の一部である。
【図４】本願発明の変換器回路図の一部である。
【図５】図３及び図４に示す回路の一部の第２の実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図６】図３及び図４にそれぞれ示す回路の接続関係を
示す図である。
示す図である。
１０ 力変換器組立体 １２ ホイールバランサ ２０ 中央処理回路 ２８ 圧電変換素子 ３４ 変換器回路ボード ４０ 上部スラストプレート ４２ 底部スラストプレート ６２ 筒状ハウジング ６６ オペアンプ回路 Ｕ１ Ａ／Ｄコンバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・ディー・スウェイン アメリカ合衆国、アーカンソー州 72120、 シァーウッド、オーバーカップ・ドライブ 15
Claims (9)
- 【請求項１】 力変換素子からのアナログ出力をデジタ
ル信号に変換する装置であって、 前記力変換素子を囲む囲みと、 該囲み内に配置され、前記力変換素子に接続されたアナ
ログ・デジタルコンバータとを備え、 前記アナログ・デジタルコンバータが前記囲みからデジ
タル信号を出力する装置。 - 【請求項２】 請求項１の装置において、前記囲みが、
金属材料から作られ、さらに、力変換器組立体及びアナ
ログ・デジタルコンバータに電気的なシールドを与える
ように接地されている装置。 - 【請求項３】 請求項１の装置において、前記囲みが湿
度の侵入を防ぐようにシールされている装置。 - 【請求項４】 バランスをとるホイールが取り付けられ
た回転自在なシャフトと、回転ホイールのアンバランス
によって前記シャフトに伝達された力を表す出力を発生
する少なくとも１つの力変換器手段と、該力変換器手段
から発生した出力から前記ホイールのアンバランスの大
きさ及び位置を決定するための処理手段とを備える自動
車車両ホイールバランサであって、 前記力変換器手段が置かれた囲みと、 前記力変換器手段の出力を、前記回転ホイールのアンバ
ランスによって前記シャフトに伝達された力を示すデジ
タル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータ手段
であって、前記囲み内に配置されたアナログ・デジタル
コンバータ手段と、 デジタル信号を前記処理手段に伝達する手段とを備える
自動車車両ホイールバランサ。 - 【請求項５】 請求項４のホイールバランサにおいて、 少なくとも１つのスラストプレートであって、該スラス
トプレートを介してシャフトに伝達された力を前記力変
換器に伝達するスラストプレートと、 該スラストプレートとともに、前記力変換器手段及び前
記アナログ・デジタルコンバータ手段用の完全な囲みを
形成するハウジングとを備えるホイールバランサ。 - 【請求項６】 請求項５のホイールバランサにおいて、
前記囲みが金属材料から作られているホイールバラン
サ。 - 【請求項７】 請求項６のホイールバランサにおいて、
前記囲みが接地されていて前記力変換器手段及び前記ア
ナログ・デジタルコンバータ手段に電気的シールドを与
えるホイールバランサ。 - 【請求項８】 請求項５のホイールバランサにおいて、
前記囲みが湿度の侵入を防ぐために密閉されているホイ
ールバランサ。 - 【請求項９】 バランスをとるホイールが取り付けられ
た回転自在なシャフトと、回転ホイールのアンバランス
によって前記シャフトに伝達された力を表す出力を発生
する少なくとも１つの力変換器手段と、該力変換器手段
から発生した出力から前記ホイールのアンバランスの大
きさ及び位置を決定するための処理手段とを備える自動
車車両ホイールバランサであって、 前記力変換器手段が置かれた囲みと、 前記力変換器手段の出力を、前記回転ホイールのアンバ
ランスによって前記シャフトに伝達された力を示すデジ
タル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータ手段
であって、前記囲み内に配置されたアナログ・デジタル
コンバータ手段とを備え、 前記囲みが上部スラストプレートと底部スラストプレー
トと、該囲みの側面を形成するハウジングとを備え、 前記上部スラストプレート及び底部スラストプレート
が、前記ハウジングに滑動自在に受け入れられて完全な
囲みを形成し、さらに、 該自動車車両ホイールバランサがデジタル信号を前記処
理手段に伝達する手段を備えており、 前記囲みが、金属材料から作られ、また、接地されてい
て前記力変換器手段及び前記アナログ・デジタルコンバ
ータ手段に電気的シールドを与え、さらに、湿度の侵入
を防ぐために密閉されている自動車車両ホイールバラン
サ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23558794A | 1994-04-29 | 1994-04-29 | |
| US08/235,587 | 1994-04-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862084A true JPH0862084A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=22886133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7131021A Pending JPH0862084A (ja) | 1994-04-29 | 1995-05-01 | ホイールバランサのデジタル出力の力変換器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862084A (ja) |
| KR (1) | KR950033448A (ja) |
| CA (1) | CA2148159A1 (ja) |
| DE (1) | DE19515654A1 (ja) |
| FR (1) | FR2719408B1 (ja) |
| IT (1) | IT1274404B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011128097A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Yamato Scale Co Ltd | タイヤ用ダイナミックバランス検査装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2886732B1 (fr) * | 2005-06-01 | 2007-10-05 | Jeumont Sa Sa | Procede de controle de l'etat d'un arbre d'entrainement de machine tournante |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6360853A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-16 | ヤ−ゲンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 巻取り機に巻管を装入する装置 |
| JPH01250028A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-10-05 | Toledo Scale Corp | 秤量装置、ロードセル及びロードセルの製作方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1573842A1 (de) * | 1965-01-08 | 1970-04-16 | Schladitz Hermann J | Mikro-Zerreissmaschine |
| US4507964A (en) * | 1982-11-29 | 1985-04-02 | Willy Borner | Slow speed dynamic wheel balancer |
| CH682182A5 (ja) * | 1990-05-31 | 1993-07-30 | Kk Holding Ag | |
| CH681406A5 (ja) * | 1990-05-31 | 1993-03-15 | Kk Holding Ag | |
| FR2686412B1 (fr) * | 1992-01-16 | 1997-05-09 | Univ Joseph Fourier | Capteur piezoelectrique compense en temperature. |
-
1995
- 1995-04-28 IT ITMI950863A patent/IT1274404B/it active IP Right Grant
- 1995-04-28 FR FR9505132A patent/FR2719408B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-28 CA CA002148159A patent/CA2148159A1/en not_active Abandoned
- 1995-04-28 DE DE19515654A patent/DE19515654A1/de not_active Withdrawn
- 1995-04-29 KR KR1019950010893A patent/KR950033448A/ko not_active Application Discontinuation
- 1995-05-01 JP JP7131021A patent/JPH0862084A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6360853A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-16 | ヤ−ゲンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 巻取り機に巻管を装入する装置 |
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| JP2011128097A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Yamato Scale Co Ltd | タイヤ用ダイナミックバランス検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ITMI950863A0 (it) | 1995-04-28 |
| ITMI950863A1 (it) | 1996-10-28 |
| FR2719408A1 (fr) | 1995-11-03 |
| KR950033448A (ko) | 1995-12-26 |
| IT1274404B (it) | 1997-07-17 |
| CA2148159A1 (en) | 1995-10-30 |
| FR2719408B1 (fr) | 1998-05-07 |
| DE19515654A1 (de) | 1995-11-02 |
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