JPS61191933A - 車両ホイ−ルのアンバランス測定方法 - 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、車両ホイールのアンバランス測定方法に関し
、特に、車両に実装されたままのホイールを回転させな
がら、タイヤを含む該ホイールのアンバランス量とその
位置を求める方法（いわゆるオンザカ一方式）に関する
。

一般に、第４図〜第６図に示すように、タイヤを含む車
両ホイールａの車軸すに取付けたピックアップＣからの
出力ｄは、波形整形回路ｅに入力され、これから出力ｆ
としてアナログ信号処理回路ｇに入力されるが、出力ｄ
と出力ｆの波形は、夫々第５図のＩと■に例示する如く
、位相ズレφを発生する。しかも、この位相ズレφは第
６図のように車両ホイール回転数Ｎによって変化する。

ところが、ＦＦ車の前輪のように、差動歯車装置を介し
て回転駆動される車両ホイールについて、数多くの測定
と実験を繰返した結果、「エンジンドライブによる回転
中、スピードメータによってアクセルを一定に保って踏
んだ状態下、同一サイドの車両ホイールはその回転数Ｎ
が変化する」ということが判明した。

このようにホイールの回転数が一定とならない場合、ホ
イールのアンバランス位置等の測定の精度に問題をなげ
かけ信頼性を損なう。さらに、特開昭５９−６８６３７
号公報に記載のように、左右の車両ホイールに十分な大
きさの速度差□例として４０％もの速度差□をわざわざ
外部から強制的に付加する技術が記載されている。この
ような大きな速度差を外部の加速力又は制動力として与
えるためには、その装置が大馬力のものを必要とすると
共に、かつ、差動歯車装置が著しく損傷を受ける虞も大
である。しかも、測定するホイールの回転数を一定に保
つことが一層困難となるという大きな欠点があった。

そもそも、外部から全く力を加えなくとも、左右の駆動
ホイールが同一回転数になることは極めてまれであって
、僅かの回転速度差を有しているものであるから、わざ
わざ外部から速度差を生ぜしめる必要性は極めて疑問で
ある。

本発明はこのような点に鑑みて発明されたもので、作業
者に経験と熟練を要することなく容易にかつ精度の高い
測定が実現できる測定方法の提供、及び車両の差動歯車
装置に損傷を与えない測定方法の提供を目的とする。

以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説する。

第１図に示す実施例に於て、ｌａ、ｌｂはＦＦ車に実装
されたままの車両ホイール（前車輪）であり、駆動用車
軸２の両端に車両ホイールｌａ。

ｌｂが取付けられ、エンジン２１の回転駆動力は、差動
歯車装置２２を介してこの車軸２へ伝達され、左右両ホ
イールＩａ、ｌｂは差動的に回転する。

２３はこの車軸２を持ち上げるための測定スタンドであ
る。荷重ピックアップ３はこのスタンド２３に付設され
る。２４はオンザカーバランサ装置で、電動モータを搭
載しており、円錐台形の駆動盤４はこの電動モータ（通
常１〜５Ｋｈ）にて駆動される。

回転中のこの駆動盤４を一方のホイール１のタイヤの外
周面に押圧して、摩擦接触させる。５はピックアップ３
で検出された信号電圧の増幅回路、６は波形整形フィル
タ、７はＡＤコンバータ、１８はゼロクロス検出回路で
あり、マイクロコンピュータ８に共に入力される。

９．９は回路検出用センサーで、その検出信号を波形整
形回路１０を介して上記マイクロコンピュータ８に入力
する。１１はディスプレイでマイクロコンピュータ８の
演算結果によるアンバランススペクトルの大きさと方向
を表示する。

このような回路を用いて、オンザカ一方式で車両ホイー
ルｌａ、ｌｂアンバランスを測定するには、一方づつ行
う。そこでまず一方の車両ホイール１ａについて測定す
る場合から説明すると、まず第２図■に示す如く、車両
に実装されたままの車両ホイール１ａのタイヤ１３の任
意の円周位置をベースポイント１４　（基準点）に選定
し、このベースポイン）１４に赤外線反射テープ１５を
貼り付け、かつこのベースポイント１４と同一円周位置
（同図ではテープ１５の真下位置）にベースウェイト１
６を取付ける。

このように、テープ１５とベースウェイト１６を取付け
た車両ホイール１ａを、車の運転席に座った一人の運転
者が、実車の速度メータ２５を目視で確認しつつ、予め
決めておいた一定速度で車両ホイールｌａ、ｌｂを回転
駆動する。そして、一方の車両ホイール１ａに、このエ
ンジンとは別個独立した電動モータ□即ちオンザカーバ
ランサ装置２４に内蔵された電動モータ□によって回転
駆動された駆動盤４を押圧する。

この駆動盤４の回転数は、上述の速度メータ２５の表示
速度、及びタイヤ１３の駆動盤４が押圧される位置の半
径、及び駆動盤４のタイヤ１３に接触する位置から設定
する。つまり、左右夫々の車両ホイールｌａ、ｌｂの回
転数Ｎａ、　Ｎｂが同一であって、上記の速度メータ２
５に対応する回転数に駆動盤４が回転するように設定信
号２６を調整器２７から入力しておく。

既述のように、速度メータ２５□エンジン２１の回転数
−を一定に保っていたときにも、時々刻々、一方の車両
ホイール１ａの回転数が増減変動する。本発明では、こ
のように押圧する駆動１４によって、タイヤ１３を加速
し、あるいは制御して、左右の車両ホイールｌａ、ｌｂ
の回転数を略等しい回転数に保持させる役目をなす。こ
のようにして、駆動盤４をタイヤ１３に当てて、車両ホ
イール１ａを所定回転数Ｎａで回転させて、第３図に例
示する第１アンバランスベクトルＦ、を測定し記憶する
。即ち、第１図に於て、測定すべき側の車両ホイール１
ａを回転することによって発生した振動を感知しこれを
電気信号に変換したピックアップ３からの信号は前置増
幅回路５により増幅され、波形整形フィルタ６に入力さ
れる。波形整形フィルタ６によりノイズを除去し、その
後、ＡＤコンバータ７とゼロクロス検出回路１８を夫々
介して、マイクロコンピュータ８に入力し、記憶測定を
行うのである。つまり、アンバランスベクトルＦ１の大
きさくグラム数）、及びベースポイント１４から位相角
度（θＩ）をマイクロコンピュータ８の記憶回路にて記
憶する。

他方、同時に、回転中のタイヤ１３に照射した赤外線の
反射テープ１５からの反射光を、回転検出用センサー９
．９にて検出し、もって、回転方向と回転数を検出する
。この検出信号を波形整形回路１０を介してマイクロコ
ンピュータ８に入力し、もって上記第１アンバランスベ
クトルＦ＋の大きさと方向の記憶の他に、同時にそのと
きの車両ホイールの回転数Ｎ、を記憶させておく。

なお、第１アンバランスベクトルＦＩは、タイヤ１３を
含むホイール１本来のアンバランス量と、既知のベース
ウェイト１６との合成であって、かつ位相ズレφを含む
。

その後、前記ベースウェイト１６を取除いて、第２回目
の状態にて、同様の測定方法によって第３図に例示する
第２アンバランスベクトルＦλを測定する（通常測定と
呼ぶ）。但し、この第２アンバランスベクトルＦλを測
定する時点は、次のように決定する。即ち、実車の速度
メータ２５を第１回目と同一に保ちつつ、さらにオンザ
カーバランサ装置２４の駆動盤４をタイヤ１３の同一半
径位置に押圧しつつ、加速又は制御を加えて、左右の車
両ホイールｌａ、ｌｂの回転数を略等しく保持し、かつ
、その回転数Ｎλが第１アンバランスベクトルＦｌの測
定時に記憶された上述の回転数Ｎ１と相等しくなった時
点とする。即ち、ベクトルＦ、とＦｌの測定は同一回転
数にて行う必要があり、マイクロコンピュータ８によっ
て、第２アンバランスベクトルＦ１の測定時点を決定す
る。

第２アンバランスベクトルＦ２は、第３図ではベースポ
イント１４からの位相角度θ２であり、前述の位相ズレ
φを含んでいる。

ここで、 Ｆ＋＝Ｘｃｏｓ（ωｊ＋θ１） Ｆｚ＝ｙｃｏｓ（ωｔ　＋θコ　） なる測定結果が、第１回と第２回の測定によって得られ
たとすると、（第３図参照）既知のベースウェイト１６
のみのアンバランスベクトルＷを、Ｗ　ｚ　ｚ　（ｏｓ
（ωｔ＋θ２） として、次の関係式が成立している。

Ｗ冨Ｆ＋　−Ｆｉ ｚｃｏｓ（ωｔ＋θｚ）＝ｘｃｏｓ（ωＬ十〇＋）−ｙ
ｃｏｓ（ωｔ＋０２）（但し、（ｘｃｏｓ　θ１−　ｙ
ｃｏｓへ）〈０の場合、θ２をＩ８０゛反転する。） マイクロコンピュータ８に於て上記式（１）と式（２）
に基づく演算を行って、ベースウェイトベクトルＷの測
定値としての大きさ２及び位相ズレθ２を知ることがで
きる。つまり、第１図における波形整形フィルタ６等を
含む測定演算回路による前述の位相ズレφが、この位相
ズレθ２に相当するのであり、この位相ズレθ２及び（
ベクトルの大きさの）倍率をもって、上記第２アンバラ
ンスベクトルＦ２をマイクロコンピュータ８で修正演算
して、車両ホィール１自体のアンバランス量及び円周位
置を求め、ディスプレイ１１に表示する。即ち、ホィー
ル１自体の真のアンバランスｉＹは、位相角度θＹは、
θＹ＝θ２−θＺとして演算する。第３図中の破線で示
すベクトルＦｌが修正された真のホイール自体のアンバ
ランスの方向を示す。

その大きさくグラム数）はディジタル表示するのが望ま
しい。

なお、その後左右反対側の車両ホイール１ｂについても
、上述と同様の手順で測定が行われる。

本発明に係るアンバランス測定方法は、上述のように、
左右の車両ホイールｌａ、ｌｂをエンジン２１にて回転
させつつ、該ホイールｌａ、ｌｂの一方に、エンジン２
１とは別個独立した電動モータによって回転駆動される
駆動盤４を、摩擦接触させて、エンジン２１及び駆動盤
４による回転として、左右の車両ホイールｌａ、ｌｂの
回転速度差１Ｎａ−Ｎｂｌを減少させ、左右略等しい回
転数一つまり、Ｎａ１５Ｎｂ−に保持しつつ、各々の車
両ホイールｌａ、ｌｂのアンバランス量及び円周位置を
求めるものである。

具体的には、左右の車両ホイールｌａ、ｌｂの回転速度
差を１５％未満とした場合を、本発明においては「左右
略等しい回転数」と定義する。即ち、と定義する。

さらに、好ましいのは左右の回転速度差を１％〜１０％
の範囲とすることである。最も望ましいのは、左右の回
転速度差を２％〜８％の範囲とすることである。　なお
、本発明は上述の実施例以外にも変更自由であり、Ｆユ
を先に求め、その後にＦ。

を求めるも、好ましい。また、回転検出用センサー９．
９と赤外線反射テープ１５による回転数検出は、可視光
線等のそれ以外の方式とするも自由である。

本発明の実施例では上述のようにベースウェイト１６を
取付け、取外す方法によるもので、タイヤサイズによる
測定時の回転数のちがいがあっても、（Ｆ＋とＦ２の測
定時の回転数を相等しくすれば十分であり、）正確に車
両ホィール１自体のアンバランス量及び円周位置を知っ
て、ウェイト修正が容易にかつ正確に行い得る利点があ
る。また、測定装置の感度校正、装置の経年変化に対す
る補正、及び装置の電気回路の温度変化に対する補正等
が全て不要となり、一層正確な測定が実現された。

かつ作業者に熟練を要さないという利点もある。

なお、従来の駆動車両ホイールの測定方法としては、駆
動盤４を押圧して、ホイールの一方を大馬力で強制的に
加速又は制御して、左右ホイールに約４０％もの速度差
を生ぜしめて、差動歯車装置を損傷していたが、本発明
では、ＦＦ車等の駆動輪のような車両ホイールｌａ、ｌ
ｂでは、現実に、左右が全く同一回転数となることがま
れであり、僅かでも左右の回転数が相違する。従って、
ピックアップ３は左右両ホイールｌａ、Ｉｂからの信纏
を送出すとしても、周波数成分は左右必ず相違し、この
ため、測定すべき一方の周波数成分のみを抽出し、測定
演算することが出来る。具体的には、固有の回転数が相
違するため、ピックアップ３から送出される信号は、左
右ホイール１ａ、１ｂの合成信号となり、周期的に波形
が変化するがこの合成信号から他方の周波数成分を除去
すれば、当該測定ホイール１ａの信号のみが取出される
のである。左右ホイールｌａ、ｌｂの回転数差が１％未
満であると必要データの抽出サンプリングに時間が掛り
好ましくない。しかし、実際の測定において、回転数Ｎ
ａとＮｂとを略等しくするためにオンザカーバランサ装
置２４の駆動盤４を摩擦接触させたとき、完全に同一と
なることは極めてまれであって、必ず僅かの差が生じて
、現実のアンバランス測定には何の支障も生じないばか
りか、差動歯車装置の損傷を防止し、静宙な測定も可能
であり、かつ、オンザカーバラン号装面の馬力も小さな
もので十分となる利点がある。

なお、第１図中の回路の装置は、オンザカーバランサ装
置２４に付設し、この装置２４の上に別の人が乗って、
タイヤｌａに接近したり離れる操作等を行う。

〔発明の効果〕

本発明は次のうような著大な効果を奏する。

■　差動歯車装置２２の左右出力軸は略同−回転数に常
に保持されるため、その装置２２の損傷を有効に防止出
来る。また、測定時の騒音も防止出来る。

■　オンザカーバランサ装置２４の駆動用電動モータは
小馬力、小型のものとすることが可能である。

■　第１回目と第２回目の測定時の回転数を同一とする
操作が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、ブロック図及び簡略
構成を示す図を含む説明図、第２図は車両ホイールとベ
ースウェイトと反射テープとの関係説明図、第３図は測
定の一例を示すベクトル図である。 第４図は従来の問題点を説明するブロック図、第５図は
その波形説明図、第６図は位相ズレと回転数ヒの関係の
一例を示すグラフ図である。 ｌａ、ｌｂ・・・車両ホイール、４・・・駆動盤、８・
・・マイクロコンピュータ、１３・・・タイヤ、１４・
・・ベースポイント、１６・・・ベースウェイト、ＦＩ
・・・第１アンバランスベクトル、Ｆユ・・・第２アン
バランスベクトル、Ｗ・・・ベースウェイトアンバラン
スベクトル、２１・・・エンジン、２２・・・差動歯車
装置、Ｎａ、　Ｎｂ・・・回転数。 特　許　出　願　人　　東洋精器工業株式会社第４図 第６図 手続補正書 １、事件の表示 昭和６０年特許願第３２２５０号 ２、発明の名称 車両ホイールのアンバランス測定方法 ３、補正をする者 羽生との隙系　　特許出願人 名　　　　称　　東洋精器工業株式会社４、４４１１１
４２人、 ■５３０電話（０６）　３４４−０１７７番大阪市北区
梅田２丁目５番８号　千代田ピノＬ４Ｓ′Ａｌ進自　　
　　発 ６、補正の対象　　　　　　　　　　　　　　　　　、
−−明細書の発明の詳細な説明の欄。 ’　　６０．　４．　３ ７、補正の内容 （１）明細書中、第５頁第１１行目の「回路」を「回云
」に訂正する。 閾　同書、第５頁第１４〜第１５行目の「アンバランス
スペクトル」を「アンバランスベクトル」に訂正する。 （３）同書第７頁第３行目の「しておく。」の次に、下
記文章を加入する。 「なお、これとは逆に、調整器２７を省略し、オンザカ
ーバランサ装置２４の駆動盤４の回転数を一定に保ち、
上述のタイヤ１３と駆動盤４との接触位置の各々の半径
等から計算される数値となるように、エンジン２１の方
の回転数を、速度メータ２５を見ながら変更調整するも
、望ましいことである。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、差動歯車装置を介してエンジンによって回転駆動さ
   れるタイヤを含む車両ホイールのアンバランスを車両に
   実装したままで測定する方法に於て、左右の車両ホイー
   ルをエンジンにて回転させつつ、該左右の車両ホイール
   の一方に、該エンジンとは別個独立した電動モータによ
   って回転駆動される駆動盤を、摩擦接触させて、左右の
   該車両ホイールの回転速度差を減少させ、左右略等しい
   回転数に保持しつつ、各々の車両ホイールのアンバラン
   ス量及び円周位置を求めることを特徴とする車両ホイー
   ルのアンバランス測定方法。 ２、左右の該車両ホイールの回転速度差を１５％未満と
   して左右略等しく保持した特許請求の範囲第１項記載の
   車両ホイールのアンバランス測定方法。 ３、左右の該車両ホイールの回転速度差を１％〜１０％
   の範囲として、左右略等しく保持した特許請求の範囲第
   １項記載の車両ホイールのアンバランス測定方法。 ４、左右該車両ホイールの回転速度差を２％〜８％の範
   囲として、左右略等しく保持した特許請求の範囲第１項
   記載の車両ホイールのアンバランス測定方法。