(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌の車輪（２）の回転軸線（３８）に垂直な釣合い平面（１７、１８）内での車輌の車輪（２）の不釣合いを測定し、この不釣合いを修正するため釣合い錘（２０）を設置すべき車輪（２）上の位置を表示する車輪バランサであって、
支持手段（３０）と、
この支持手段（３０）内の回転軸線（３８）の周りに回転自在である主軸（３６）と、この主軸（３６）の前記回転軸線（３８）に前記車輌の車輪（２）の回転軸線が同軸になるよう前記車輌の車輪（２）を収容するため前記主軸（３６）上に設置された収容手段（３９）と、
前記車輌の車輪（２）の前記釣合い平面（１７、１８）とこの釣合い平面（１７、１８）に隣接する釣合い錘収容位置（１０）とを検出すると共に、基準平面に対し前記回転軸線（３８）に沿う前記釣合い平面（１７、１８）の位置とこの釣合い平面（１７、１８）に隣接する前記釣合い錘収容位置（１０）の半径とを表す信号を発生する感知手段（５３、９１）と、
前記主軸（３６）の回転を監視すると共に、この主軸（３６）内の不釣合い力の大きさと角度方向とを表す信号を発生する監視手段（４１、４４）と、
前記感知手段（５３、９１）、及び前記監視手段（４１、４４）によって発生する信号に応動して不釣合いを修正するため、前記釣合い平面（１７、１８）内の前記釣合い錘収容位置（１０）に設置すべき修正釣合い錘（２０）の大きさと角度位置とを計算する計算手段（４５、４６）と、
前記車輪の軸線に対し前記修正釣合い錘（２０）を設置すべき角度位置を表示するよう前記計算手段（４５、４６）に応動する位置表示手段（７０、７２）であって、前記釣合い平面（１７、１８）に隣接して前記釣合い錘収容位置（１０）内での前記修正釣合い錘（２０）を設置すべき釣合い錘位置（２２）を、視覚で知覚し得る表示（８６）によって表示し、また前記車輪の回転軸線に対する前記釣合い錘位置（２２）の前記角度位置、および前記基準平面に対するこの釣合い錘位置（２２）の位置を表示するよう構成した該位置表示手段（７０，７２）と
を具える該車輪バランサにおいて、
前記位置表示手段（７０，７２）は、レーザ光の光点（８６）を前記釣合い錘収容位置（１０）に投影することによって、前記主軸（３６）の前記回転軸線（３８）に平行な前記釣合い錘位置（２２）の中心線（２１）、および前記釣合い錘位置（２０）の円周側端縁（２５）を表示するよう構成した
ことを特徴とする車輪バランサ。
【請求項２】
前記釣合い錘位置（２２）が操作者にとって認知し易い位置になる回転位置に前記車輪（２）がある時、前記釣合い錘位置（２２）を表示するように前記表示手段（７０、７２）を構成したことを特徴とする請求項１に記載の車輪バランサ。
【請求項３】
前記釣合い錘位置（２２）が操作者にとって視覚で知覚し得る回転位置に前記車輪（２）がある時、前記釣合い錘位置（２２）を表示するように前記表示手段（７０、７２）を構成したことを特徴とする請求項１、又は２に記載の車輪バランサ。
【請求項４】
前記主軸（３６）によって画成された前記回転軸線（３８）が水平に延在しており、前記釣合い錘位置（２２）が前記主軸（３６）に対し車輪（２）の下半分の部分にある時、前記位置表示手段（７０、７２）が釣合い錘位置（２２）を表示するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項５】
前記釣合い錘位置（２２）が前記車輪（２）の下部死センタから±３０°〜±８０°の範囲の角度の位置にある時、前記位置表示手段（７０、７２）が釣合い錘位置（２２）を表示するよう構成したことを特徴とする請求項４に記載の車輪バランサ。
【請求項６】
前記釣合い錘位置（２２）が前記車輪（２）の下部死センタから±４５°〜±７５°の範囲の角度の位置にある時、前記位置表示手段（７０、７２）が釣合い錘位置（２２）を表示するよう構成したことを特徴とする請求項５に記載の車輪バランサ。
【請求項７】
前記釣合い錘位置（２２）が前記車輪（２）の下部死センタから±５７°〜±７１°の範囲の角度の位置にある時、前記位置表示手段（７０、７２）が釣合い錘位置（２２）を表示するよう構成したことを特徴とする請求項６に記載の車輪バランサ。
【請求項８】
前記支持手段（３０）が前記車輪バランサ（１）の前面（３１）、後面（３２）、及びこの前面（３１）と後面（３２）との間に延在する側面（３４）を画成しており、前記主軸（３６）が前記前面（３１）と後面（３２）との間に前記支持手段（３０）の前記側面（３４）から外方に突出しており、使用中、操作者はこの車輪バランサ（１）の前記前面（３１）の前の位置から車輪バランサ（１）を平素、操作し、前記主軸（３６）、及び前記支持手段（３０）に対し前記車輪（２）の下部前部の１／４の部分に前記釣合い錘位置（２０）がある時、前記位置表示手段（７０、７２）が釣合い錘位置（２２）を表示することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項９】
前記位置表示手段（７０、７２）によって前記釣合い錘位置（２２）が表示された時、操作者がこの釣合い錘位置（２２）を容易に認知し得るように前記支持手段（３０）と前記主軸（３６）とを相互に設置したことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項１０】
前記支持手段（３０）に隣接する前記釣合い錘位置（２２）の円周側端縁（２５）を前記位置表示手段（７０、７２）が表示するよう構成したことを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の車輪バランサ。
【請求項１１】
前記車輪（２）の動的釣合いのためそれぞれ軸線方向に離間した釣合い平面（１７、１８）に隣接して前記車輪（２）上の２個の釣合い錘位置（２２）を前記位置表示手段（２２）が表示するよう構成したことを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項１２】
前記位置表示手段（７０、７２）が、レーザ光ビーム（７２）を放出し、各釣合い錘位置（２２）を表示するレーザ光の光点（８６）を形成するレーザ光源（７０）を具えることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の車輪バランサ。
【請求項１３】
前記位置表示手段（７０、７２）が、ペンシル光ビーム（７２）を放出し、各釣合い錘位置（２２）を表示するレーザ光の光点（８６）を形成するよう構成したことを特徴とする請求項１２に記載の車輪バランサ。
【請求項１４】
操作者によって認知し得る位置にそれぞれの釣合い錘位置（２２）が来るようになる位置に、前記車輪（２）が回転した時のみ前記レーザ光の光点（８６）を放出するよう前記位置表示手段（７０、７２）に動力を供給するよう構成したことを特徴とする請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項１５】
操作者に認知し得る位置に各釣合い錘位置（２２）が留まっている時のみ前記レーザ光の光点（８６）を放出するよう、前記位置表示手段（７０、７２）に動力を供給するよう構成した請求項１４に記載の車輪バランサ。
【請求項１６】
各釣合い錘位置（２２）を表示するため単一平面内で回動するよう前記位置表示手段（７０、７２）を枢着し、前記計算手段（４５、４６）に応動してこの単一平面内で前記位置表示手段（７０、７２）を回動させるため駆動手段（４０）を設けたことを特徴とする請求項１〜１５のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項１７】
ほぼ垂直に延びる枢着軸線の周りに回動し得るよう前記位置表示手段（７０、７２）を構成したことを特徴とする請求項１６に記載の車輪バランサ。
【請求項１８】
前記主軸（３６）の下方の水平平面内に扇形状にレーザ光の光点（８６）を放出掃過させるため、前記位置表示手段（７０、７２）を水平平面内で回動し得るよう構成したことを特徴とする請求項１６または１７に記載の車輪バランサ。
【請求項１９】
前記主軸（３６）の前記回転軸線（３８）を含む水平平面の下方に前記位置表示手段（７０、７２）を配置したことを特徴とする請求項１６〜１８のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項２０】
前記主軸（３６）の前記回転軸線（３８）を含む垂直平面と前記支持手段（３０）の前記後面（３２）との間に前記支持手段（３０）の前記後面（３２）に向け前記位置表示手段（７０、７２）を取り付け、前記支持手段（３０）に対しほぼ側方前方に、この支持手段（３０）の前記側面（３４）の外方に、前記位置表示手段（７０、７２）がレーザ光の光点（８６）を指向させるよう構成したことを特徴とする請求項１６〜１９のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項２１】
前記支持手段（３０）の前記側面（３４）に隣接して前記位置表示手段（７０、７２）を取り付けたことを特徴とする請求項１６〜２０のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項２２】
前記車輌の車輪（２）の各釣合い平面（１７、１８）、及びこの各釣合い平面（１７、１８）に隣接する釣合い錘収容位置（１０）を検出するため前記感知手段（９１）を非接触感知手段にして前記位置表示手段（７０）に協働させ、各釣合い平面（１７、１８）に隣接する釣合い錘収容位置（１０）で車輪（２）に前記レーザ光の光点（８６）を当て、各釣合い錘収容位置（１０）に投影されるレーザ光の光点（８６）を前記感知手段（９１）によって検出し得るようにするため、前記車輪（２）に前記レーザ光の光点（８６）を指向させるよう前記位置表示手段（７０、７２）を移動可能に構成し、各釣合い平面（１７、１８）内の前記釣合い錘収容位置（１０）で前記レーザ光の光点（８６）が車輪（２）に衝突した時、前記位置表示手段（７０）の位置を示す信号を前記計算手段（４５、４６）にフィードバックするためフィードバック手段（８０）を設け、前記感知手段（９１）と前記フィードバック手段（８０）とによって発生した信号の組み合わせが前記基準平面に対して前記回転軸線（３８）に沿う各釣合い平面（１７、１８）の位置と、各釣合い平面（１７、１８）に隣接する前記釣合い錘収容位置（１０）の半径とを示すものであることを特徴とする請求項１から２１のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項２３】
前記位置表示手段（７０、７２）と前記感知手段（９１）とを取付け手段（９２）上の離間する位置に取り付け、各釣合い平面（１７、１８）内の前記釣合い錘収容位置（１０）を前記感知手段（９１）によって検出するのを容易にするため、各釣合い平面（１７、１８）内の前記釣合い錘収容位置（１０）で前記車輪（２）に前記レーザ光の光点（８６）を指向させるため前記位置表示手段（７０、７２）を動かすように前記取付け手段（９２）を移動可能に構成したことを特徴とする請求項２２に記載の車輪バランサ。
【請求項２４】
前記感知手段（９１）が電荷結合統合オプトセンサ（９１）であり、各釣合い平面（１７、１８）に隣接する前記釣合い錘収容位置（１０）に隣接して前記車輪（２）上に扇形に走査するように前記取付け手段（９２）に前記感知手段（９１）を取り付け、前記感知手段（９１）によって各釣合い平面（１７、１８）内の前記釣合い錘収容位置（１０）の検出を容易にするため、前記感知手段（９１）によって走査される扇形部内で前記車輪（２）に衝突するよう前記レーザ光の光点（８６）を指向させるように前記取付け手段（９２）に前記位置表示手段（７０、７２）を取り付けたことを特徴とする請求項２３に記載の車輪バランサ。
【請求項２５】
前記感知手段（９１）と前記位置表示手段（７０）とを前記取付け手段（９２）に固着したことを特徴とする請求項２４に記載の車輪バランサ。
【請求項２６】
各釣合い錘収容位置（１０）の位置と半径との三角測量によって行う前記計算手段（４５、４６）による計算を容易にするため、前記位置表示手段（７０）により投影されるレーザ光の光点が前記車輪（２）上で走査扇形部内で検出される位置を示す信号を前記オプトセンサ（９１）が発生するよう構成したことを特徴とする請求項２４または２５に記載の車輪バランサ。
【請求項２７】
各釣合い錘位置（２２）を表示するため前記位置表示手段（７０、７２）が周りに回動するこの位置表示手段（７０、７２）の回動軸線を画成するよう前記取付け手段（９２）を枢着したことを特徴とする請求項２３〜２６のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項２８】
前記感知手段（５３）が接触感知手段（５４）であることを特徴とする請求項１〜２１のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項２９】
前記感知手段（５３）は前記支持手段（３０）に連結された伸長可能なセンサアームを具え、この感知手段（５３）は各釣合い平面（１７、１８）に隣接する釣合い錘収容位置（１０）に隣接する車輪（２）に掛合するよう伸長可能であることを特徴とする請求項２８に記載の車輪バランサ。
【請求項３０】
前記センサアーム（５４）は抜き差し可能なセンサアーム（５４）であり、このセンサアーム（５４）は前記支持手段に枢着されており、一平面内のみで回動するものであることを特徴とする請求項２９に記載の車輪バランサ。
【請求項３１】
前記センサアーム（５４）は水平平面内で回動するものであることを特徴とする請求項３０に記載の車輪バランサ。
【請求項３２】
各釣合い平面（１７、１８）に隣接する釣合い錘収容位置（１０）で前記車輪（２）に掛合するため前記センサアーム（５４）が休止位置から突出する距離を表す信号を発生する第１信号発生手段（６０）と、各釣合い平面（１７、１８）に隣接する釣合い錘収容位置（１０）で前記車輪（２）に掛合するため休止位置からの前記センサアーム（５４）の角移動量を表す信号を発生する第２信号発生手段（６２）とを前記感知手段（５３）が更に具えることを特徴とする請求項３０または３１に記載の車輪バランサ。
【請求項３３】
車輪の空所（１５）を画成している車輪（２）の車輪ボス（４）の内面（１０）上に各釣合い錘位置（２２）を前記位置表示手段（７０、７２）が表示するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３２のうちいずれか１項に記載の車輪バランサ。
【請求項３４】
車輪ボス（４）が合金製の車輪ボス（４）である合金製車輪（２）を釣り合わせるのに前記車輪バランサが適合していることを特徴とする請求項３３に記載の車輪バランサ。
【請求項３５】
車輪ボス（４）の内側リム（７）と車輪ボス（４）のスポーク（１１）との間に軸線方向に存在する位置に、前記車輪の空所（１５）内に前記位置表示手段（７０、７２）が各釣合い錘位置（２２）を表示することを特徴とする請求項３３または３４に記載の車輪バランサ。
【請求項３６】
車輌の車輪（２）の回転軸線に垂直な釣合い平面（１７、１８）内で車輌の車輪（２）の不釣合いを測定するため車輪バランサ（１）を使用する方法であって、
支持手段（３０）内に回転自在に支持される車輪バランサ（１）の主軸（３６）上にある収容手段に車輌の車輪（２）をその回転軸線が前記主軸（３６）の回転軸線（３８）に合致するように取り付け、
釣合い平面（１７、１８）とこの釣合い平面（１７、１８）に隣接して修正釣合い錘（２０）を取り付けるべき釣合い錘収容位置（１０）とを前記車輪バランサ（１）の感知手段（５３、９１）によって検出し、
前記主軸（３６）の前記回転軸線（３８）に沿い基準平面に対する前記釣合い平面（１７、１８）の位置と、前記釣合い錘収容位置（１０）の半径とを示す信号を前記感知手段（５３、９１）によって発生し、
前記主軸（３６）の回転を監視手段（４１、４４）によって監視すると共に、この主軸（３６）内の不釣合い力の大きさと角度方向とを示す信号を前記監視手段（４１、４４）によって発生させ、
次に不釣合いを修正するため修正釣合い錘（２０）の大きさと、前記釣合い平面（１７、１８）に隣接する前記釣合い錘収容位置（１０）に修正釣合い錘（２０）を設置すべき角度位置とを、前記感知手段（５３、９１）、及び前記監視手段（４１、４４）から受け取った信号から計算手段（４５、４６）によって計算し、
この計算手段（４５、４６）から受け取った信号に応動して、位置表示手段（７０、７２）からの視覚で知覚し得る表示（８６）によって、前記釣合い平面（１７、１８）に隣接して前記釣合い錘収容位置（１０）内での前記修正釣合い錘（２０）を設置すべき釣合い錘位置（２２）を表示し、また前記位置表示手段（７０，７２）によって前記車輪の回転軸線に対する前記釣合い錘位置（２２）の前記角度位置、および前記基準平面に対するこの釣合い錘位置（２２）の位置を表示する
ことよりなる該車輪バランサの使用方法において、
前記主軸（３６）の前記回転軸線（３８）に平行な前記釣合い錘位置（２２）の中心線（２１）、および前記釣合い錘位置（２０）の円周側端縁（２５）を、レーザ光の光点（８６）を前記釣合い錘収容位置（１０）に投影する前記位置表示手段（７０，７２）によって、表示するようにした
ことを特徴とする車輪バランサの使用方法。
【請求項３７】
前記車輪バランサ（１）の操作者にとって認知し易い位置に前記釣合い錘位置（２２）があるような回転位置に車輪（２）がある時、前記釣合い錘位置（２２）を前記位置表示手段（７０、７２）によって表示するようにしたことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記車輪バランサ（１）の操作者にとって視覚で知覚し得る位置に前記釣合い錘位置（２２）があるような回転位置に車輪（２）がある時、前記釣合い錘位置（２２）を前記位置表示手段（７０、７２）によって表示するようにしたことを特徴とする請求項３６または３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記車輪バランサ（１）の前記支持手段（３０）に対し上方、及び後方に向くように前記釣合い錘位置（２２）がある時、前記釣合い錘位置（２２）を前記位置表示手段（７０、７２）によって表示するようにしたことを特徴とする請求項３７または３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は車輪バランサ、また特に、これに限定されないが、車輪の空所を画成している車輪ボスの部分の内面に釣合い錘を取り付けて、車輌の合金製車輪を釣り合わせる車輪バランサに関するものである。一般に、このような釣合い錘は接着剤によって車輪の空所に取り付けられており、言い換えれば、通常、車輪を車輌に取り付けた時、外観を良くする目的で、このような釣合い錘は見えないように車輪のスポークに対し内側に設置されている。
車輪を釣り合わせるための車輪バランサは良く知られており、一般に、動的バランサと、静的バランサとの２種類に分けられる。更に、動的バランサは低速バランサと、高速バランサとの２種類に細分される。低速動的バランサの場合には、車輪をバランサの主軸に取り付けて、一般に手で車輪を回転させる。高速動的バランサの場合には、一般に、車輪を取り付ける主軸を駆動電動機で回転させる。本発明は一般に、動的車輪バランサに関すると共に、静的車輪バランサにも関し、動的車輪バランサは高速バランサであってもよく、低速バランサであってもよい。
合金製車輪を釣り合わせる場合、車輪を車輌に取り付けた時、美的外観のため、見えないように釣合い錘を合金製車輪のボスに取り付けることは重要である。この目的、及びその他の目的のため、鋼製車輪ボスの内側リム、及び外側リムにクリップ止めするクリップ錘は合金製車輪を釣り合わせるのに適していない。合金製車輪を釣り合わせるのに一般に使用されている釣合い錘は付着錘と呼ばれており、車輪空所を画成している車輪ボスの内面に釣合い錘を接合するための自己接着コーティングを有している。一般に、車輪ボスのスポークと、車輪ボスの内側リムとの間にある２個の離間する釣合い平面内の位置に、空所を画成している面に釣合い錘は取り付けられている。言い換えれば、車輪ボスのスポークによって画成される平面の内側に釣合い錘は取り付けられている。このようにすれば、車輪を車輌に取り付けた時、一般に、釣合い錘は全く見えない。釣合い平面は車輪の回転軸線に対し軸線方向に離間しており、これ等釣合い平面は少なくとも50mmの距離離間しているのが好ましい。広いリムの車輪の場合には、一般に、釣合い平面間の離間距離は著しく大きくなる。
一般に、合金製車輪ボス上に釣合い平面を確認するマークや識別標識が無いから、釣合い錘を車輪ボスに取り付けている時、深い注意が必要である。一般に、実際には、深い注意を払っても、釣合い錘を正確に設置することは困難であり、特に、合金製車輪の回転軸線に対し軸線方向に、釣合い錘を正確に設置することは困難である。車輪ボスの釣合い平面内の適切な位置に釣合い錘を加えるためのアームを具える車輪バランサは既知である。このような車輪バランサでは、各釣合い錘をアームの自由端のクランプに設置し、次にこのアームを伸長し、クランプの釣合い錘を釣合い平面に合致させる。しかし、このような車輪バランサは比較的複雑で、高価であり、必ずしも正確でなく、しかも、一般に、特殊目的の釣合い錘を必要とする。
本発明の目的はこれ等の問題点を解決した車輪バランサと、これ等の問題点を解決するように車輪バランサを使用する方法とを得るにある。
本発明車輪バランサは車輌の車輪の回転軸線に垂直な釣合い平面内での車輌の車輪の不釣合いを測定し、この不釣合いを修正するため釣合い錘を設置すべき車輪上の位置を表示する車輪バランサであって、支持手段と、この支持手段内の回転軸線の周りに回転自在である主軸と、この主軸の回転軸線に前記車輌の車輪の回転軸線が同軸になるよう前記車輌の車輪を収容するため前記主軸上に設置された収容手段と、前記車輌の車輪の前記釣合い平面とこの釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置とを検出すると共に、基準平面に対し前記回転軸線に沿う前記釣合い平面の位置とこの釣合い平面に隣接する前記釣合い錘収容位置の半径とを表す信号を発生する感知手段と、前記主軸の回転を監視すると共に、この主軸内の不釣合い力の大きさと角度方向とを表す信号を発生する監視手段と、前記感知手段、及び前記監視手段によって発生する信号に応動して不釣合いを修正するため、前記釣合い平面内の前記釣合い錘収容位置に設置すべき修正釣合い錘の大きさと角度位置とを計算する計算手段と、前記車輪の軸線に対し前記修正釣合い錘を設置すべき角度位置を表示するよう前記計算手段に応動する位置表示手段とを具える車輪バランサにおいて、前記釣合い平面に隣接して前記釣合い錘収容位置内に前記修正釣合い錘を設置すべき釣合い錘位置と、この釣合い錘位置の前記角度位置と、基準平面に対するこの釣合い錘位置の位置とを位置表示手段によって表示するようこの位置表示手段を構成し、更に前記車輪上の視覚で知覚し得る表示によって前記位置表示手段が前記釣合い錘位置を表示し得るようこの位置表示手段を構成したことを特徴とする。
本発明は幾多の利点を有する。本発明の特に重要な利点は位置表示手段が車輪上の視覚で知覚し得る表示により釣合い錘位置を表示することによって達成される。この表示は視覚で知覚し得る表示であるから、操作者によって容易に識別することができ、操作者によって釣合い錘位置に釣合い錘を正確に設置することができる。
釣合い錘位置が操作者にとって認知し易い位置になる回転位置に車輪がある時、釣合い錘位置を表示するように表示手段を構成するのが好適である。本発明のこの要旨の利点は操作者が釣合い錘位置を容易に認知し得ることである。
釣合い錘位置が操作者にとって視覚で知覚し得る回転位置に車輪がある時、釣合い錘位置を表示するように表示手段を構成するのが有利である。本発明のこの要旨の利点は操作者が釣合い錘位置を確認する精度を著しく高めること、車輪に修正釣合い錘を取り付け得る精度をも著しく高めることができることである。
主軸によって画成された回転軸線が水平に延在しており、釣合い錘位置が主軸に対し車輪の下半分の部分にある時、位置表示手段が釣合い錘位置を表示するよう構成するのが理想的である。本発明のこの要旨の利点は操作者が釣合い錘位置を一層明瞭に知覚し得ることであり、従って、修正釣合い錘を釣合い錘位置に車輪に取り付ける正確さと、容易さとを一層高めることができることである。
本発明の一実施例では、釣合い錘位置が車輪の下部死センタから±３０°〜±８０°の範囲の角度の位置にある時、位置表示手段が釣合い錘位置を表示するよう構成する。釣合い錘位置が車輪の下部死センタから±４５°〜±７５°の範囲の角度の位置にある時、位置表示手段が釣合い錘位置を表示するよう構成するのが好適である。また、釣合い錘位置が車輪の下部死センタから±５７°〜±７１°の範囲の角度の位置にある時、位置表示手段が釣合い錘位置を表示するよう構成するのが有利である。
本発明の他の実施例では、支持手段が前記車輪バランサの前面、後面、及びこの前面と後面との間に延在する側面を画成しており、主軸が前面と後面との間に支持手段の側面から外方に突出しており、使用中、操作者はこの車輪バランサの前面の前の位置から車輪バランサを平素、操作し、主軸、及び支持手段に対し車輪の下部前部の１／４の部分に釣合い錘位置がある時、位置表示手段が釣合い錘位置を表示する。主軸と支持手段とに対し車輪の下部前部の１／４の部分に釣合い錘位置がある時、釣合い錘位置を表示することによって、車輪バランサの前方の正常な操作位置に立っている操作者は表示された釣合い錘位置を容易に見ることができ、特に、表示された釣合い錘位置に修正釣合い錘を容易に正確に設置し、取り付けることができる。更に、車輪の凹所を画成している車輪ボスの内面に釣合い錘位置が来た時、車輪の下部前部の１／４の部分に釣合い錘位置を表示することによって、操作者は上方から釣合い錘位置を見ることができ、操作者は身を屈めたり、見上げたりする必要がなく、修正釣合い錘を加えることができ、更に、操作者は容易に加えることができる下向きの圧力によって釣合い錘を固着することができ、上向きの圧力を加える必要がある時より著しく容易に釣合い錘を加えることができる。
位置表示手段によって釣合い錘位置が表示された時、操作者がこの釣合い錘位置を容易に認知し得るように支持手段と前記主軸とを相互に設置するのが好適である。
本発明の一実施例では、主軸の回転軸線に平行な釣合い錘位置の中心線を位置表示手段が表示するよう構成する。釣合い錘位置の円周側端縁を位置表示手段が表示するよう構成するのが有利である。支持手段に隣接する釣合い錘位置の円周側端縁を位置表示手段が表示するよう構成するのが好適である。このようにして位置表示手段によって表示された釣合い錘位置を操作者は見ることができると共に、釣合い錘を釣合い錘位置に設置し、取り付けることができる。
本発明の一実施例では、車輪の動的釣合いのためそれぞれ軸線方向に離間した釣合い平面に隣接して車輪上の２個の釣合い錘位置を位置表示手段が表示するよう構成する。
位置表示手段が非接触表示手段であるのが好適である。位置表示手段が各釣合い錘位置を表示するための光ビームを放出する光源を具えるのが有利であり、各釣合い錘位置を表示するため位置表示手段がペンシル光ビームを放出するよう構成するのが理想的である。
光源がレーザ光源であるのが好適であり、各釣合い錘位置を表示するため、光源が釣合い錘収容位置に光点を投影するよう構成するのが理想的である。また、各釣合い錘位置を正確に表示するため、光の光点を投影するのが良い。
操作者によって認知し得る位置にそれぞれの釣合い錘位置が来るようになる位置に、車輪が回転した時のみ光ビームを放出するよう位置表示手段に動力を供給するよう構成するのが理想的であり、操作者に認知し得る位置に各釣合い錘位置が留まっている時のみ光ビームを放出するよう、位置表示手段に動力を供給するよう構成するのが好適である。
本発明の一実施例では、各釣合い錘位置を表示するため単一平面内で回動するよう位置表示手段を枢着し、計算手段に応動してこの単一平面内で位置表示手段を回動させるため駆動手段を設ける。ほぼ垂直に延びる枢着軸線の周りに回動し得るよう位置表示手段を構成するのが良い。主軸の下方の水平平面内に扇形状に光ビームを放出掃過させるため、位置表示手段を水平平面内で回動し得るよう構成するのが理想的であり、主軸の回転軸線を含む水平平面の下方に位置表示手段を配置するのが好適である。
本発明の他の実施例では、主軸の回転軸線を含む垂直平面と支持手段の後面との間に支持手段の後面に向け位置表示手段を取り付け、支持手段に対しほぼ側方前方に、この支持手段の側面の外方に、位置表示手段が光ビームを指向させるよう構成する。支持手段の側面に隣接して位置表示手段を取り付けるのが好適である。
本発明の一実施例では、車輌の車輪の各釣合い平面、及びこの各釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置を検出するため感知手段を非接触感知手段にして位置表示手段に協働させ、各釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置で車輪にビームを当て、各釣合い錘収容位置に投影される光ビームからの光点を感知手段によって検出し得るようにするため、車輪に光ビームを指向させるよう位置表示手段を移動可能に構成し、各釣合い平面内の釣合い錘収容位置でビームが車輪に衝突した時、位置表示手段の位置を示す信号を計算手段にフィードバックするためフィードバック手段を設け、感知手段とフィードバック手段とによって発生した信号の組み合わせが基準平面に対して回転軸線に沿う各釣合い平面の位置と、各釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置の半径とを示すものである。この要旨は各選択された釣合い平面の位置と、この釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置の半径とを特に正確に決定するのを容易にする。
本発明の他の実施例では、位置表示手段と感知手段とを取付け手段上の離間する位置に取り付け、各釣合い平面内の釣合い錘収容位置を感知手段によって検出するのを容易にするため、各釣合い平面内の釣合い錘収容位置で車輪にビームを指向させるため位置表示手段を動かすように取付け手段を移動可能に構成する。
感知手段が電荷結合統合オプトセンサであり、各釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置に隣接して車輪上に扇形に走査するように取付け手段に感知手段を取り付け、感知手段によって各釣合い平面内の釣合い錘収容位置の検出を容易にするため、感知手段によって走査される扇形部内で車輪に衝突するようビームを指向させるように取付け手段に位置表示手段を取り付けるのが好適である。
感知手段と位置表示手段とを取付け手段に固着するのが有利である。本発明の他の実施例では、各釣合い錘収容位置と半径との三角測量によって行う計算手段による計算を容易にするため、光ビームによって形成される光点が車輪上で走査扇形部内で検出される位置を示す信号をオプトセンサが発生するよう構成する。
各釣合い錘位置を表示するため位置表示手段が周りに回動するこの位置表示手段の回動軸線を画成するよう取付け手段を枢着するのが好適である。
代案として、感知手段を接触感知手段にする。
本発明の一実施例では、感知手段は支持手段に連結された伸長可能なセンサアームを具え、この感知手段は各釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置に隣接する車輪に掛合するよう伸長可能である。
本発明の他の実施例では、センサアームは抜き差し可能なセンサアームであり、このセンサアームは支持手段に枢着されており、一平面内のみで回動する。
本発明の別の実施例では、センサアームは水平平面内で回動する。
各釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置で車輪に掛合するためセンサアームが休止位置から突出する距離を表す信号を発生する第１信号発生手段と、各釣合い平面に隣接する釣合い錘収容位置で車輪に掛合するため休止位置からのセンサアームの角移動量を表す信号を発生する第２信号発生手段とを感知手段が更に具えるのが好適である。
本発明の別の実施例では、車輪の空所を画成している車輪の車輪ボスの内面上に各釣合い錘位置を位置表示手段が表示するよう構成する。
本発明の一実施例では、車輪ボスが合金製車輪ボスである合金製車輪を釣り合わせるのに、この車輪バランサが適合している。
本発明の他の実施例では、車輪ボスの内側リムと車輪ボスのスポークとの間に軸線方向に存在する位置に、車輪の空所内に位置表示手段が各釣合い錘位置を表示する。
更に、本発明車輪バランサの使用方法は車輌の車輪の回転軸線に垂直な釣合い平面内で車輌の車輪の不釣合いを測定するため車輪バランサを使用するため、支持手段内に回転自在に支持される車輪バランサの主軸上にある収容手段に車輌の車輪をその回転軸線が前記主軸の回転軸線に合致するように取り付け、釣合い平面とこの釣合い平面に隣接して修正釣合い錘を取り付けるべき釣合い錘収容位置とを前記車輪バランサの感知手段によって検出し、前記主軸の前記回転軸線に沿い基準平面に対する前記釣合い平面の位置と、前記釣合い錘収容位置の半径とを示す信号を前記感知手段によって発生し、前記主軸の回転を監視手段によって監視すると共に、この主軸内の不釣合い力の大きさと角度方向とを示す信号を前記監視手段によって発生させ、次に不釣合いを修正するため修正釣合い錘の大きさと、前記釣合い平面に隣接する前記釣合い錘収容位置に修正釣合い錘を設置すべき角度位置とを、前記感知手段、及び前記監視手段から受け取った信号から計算手段によって計算し、この計算手段から受け取った信号に応動して、前記修正釣合い錘を設置すべき角度位置を位置表示手段によって表示して車輪バランサを使用するに当たり、前記釣合い平面に隣接する前記釣合い錘収容位置内の釣合い錘位置を位置表示手段によって表示し、前記釣合い錘位置の角度位置と、基準平面に対する前記釣合い錘位置の位置とを位置表示手段によって表示し、前記釣合い錘位置を車輪上の視覚で知覚し得る表示によって前記位置表示手段により表示することを特徴とする。
車輪バランサの操作者にとって認知し易い位置に釣合い錘位置があるような回転位置に車輪がある時、釣合い錘位置を位置表示手段によって表示するのが好適である。
車輪バランサの操作者にとって視覚で知覚し得る位置に釣合い錘位置があるような回転位置に車輪がある時、釣合い錘位置を位置表示手段によって表示するのが有利である。
車輪バランサの支持手段に対し上方、及び後方に向くように釣合い錘位置がある時、釣合い錘位置を位置表示手段によって表示するのが理想的である。
添付図面を参照し、例として若干の好適な実施例の次の説明によって本発明は一層明らかになるであろう。
図面中、図１は本発明車輪バランサの正面図である。
図２は図１の車輪バランサの平面図である。
図３は図１の車輪バランサの端面図である。
図４は図１の車輪バランサの一部を切除した前面図である。
図５は図１の車輪バランサの一部を切除し、一部を断面とする平面図である。
図６は図１の車輪バランサの一部を異なる位置に示す図５と同様の平面図である。
図７は図１の車輪バランサの詳細な部分の端面図である。
図８は図７の詳細な部分の一部を除去した端面図である。
図９は図７の詳細な部分のIX-IX線に沿う断面正面図である。
図１０は図７の詳細な部分のX-X線に沿う断面平面図である。
図１１は図１の車輪バランサの制御回路の線図的回路図である。
図１２は図１の車輪バランサの他の詳細な部分の線図的断面正面図である。
図１３は図１２の詳細な部分の線図的断面平面図である。
図１４は使用中の図１の車輪バランサの一部の線図的部分切除斜視図である。
図１５は使用中の図１の車輪バランサの一部の後方から見た図である。
図１６は使用中の図１の車輪バランサの一部の平面図である。
図１７は図１の車輪バランサにより釣り合わされた車輪の一部の斜視図である。
図１８は本発明の他の実施例の車輪バランサの正面図である。
図１９は図１８の車輪バランサの一部の図７と同様の端面図である。
図２０は図１８の車輪バランサの一部の斜視図である。
図２１は図１８の車輪バランサの一部の作動を示す線図的平面図である。
図２２は図１８の車輪バランサの制御回路の線図的回路図である。
図面、特に、最初は図１〜１７において、車輌の車輪２を釣り合わせる本発明車輪バランサ１を示す。この車輪バランサ１は高速動的車輪バランサであり、車輌の合金製車輪と称している形式の車輌の車輪２を釣り合わせるのに特に適している。一般に、このような合金製車輪は比較的軽量なアルミニウム合金製の車輪ボス４を具え、この車輪ボスにタイヤ５を取り付けている。この車輪ボス４の内側リム７と外側リム８とがボス４上にタイヤ５を保持している。スポーク１１も合金製材料から成り、一般に車輪ボス４と一体に鋳造されており、自動車輌の車軸上の車輪ドラム、又はその他の車輪支持体に取り付けるため、スポーク１１は車輪ボス４の内面１０から中心ボス１３まで延在する。一般に、スポーク１１は内側リム７までの距離よりも、外側リム８までの距離が一層近い位置１２にある車輪ボス４の内面１０から延びている。車輪ボス４の内面１０と、スポーク１１とは内側リム７から内方に延びる空所１５を画成している。
このような車輪の不釣合いを修正するための修正釣合い錘２０は、外観を良くする目的で、空所１５の内面１０に設置するのが望ましい。通常、車輪２の回転軸線に垂直であって、軸線方向に離間しているのが好適な２個の釣合い平面内に釣合い錘２０を設置する。これ等釣合い平面は少なくとも５０ｍｍは離間するのが好適である。通常、釣合い平面は符号１７、１８によって示される位置にあり、符号１７は内側釣合い平面を示し、符号１８は外側釣合い平面を示している。しかし、両方の釣合い平面１７、１８はスポーク１１の内側であり、車輌の車輪２を車輌に取り付けた時、釣合い錘２０はほぼ見えない。このような合金製車輪２を釣り合わせる方法は当業者には既知である。
以下説明する車輪バランサ１はそれぞれの釣合い平面１７、１８内での車輪２内の不釣合い力の大きさと、方向とを決定すると共に、この不釣合い力を打ち消すため、車輪ボス４の内面１０上の釣合い錘収容位置における釣合い平面１７、１８内に必要な修正釣合い錘２０の大きさを決定する。この車輪バランサ１は視覚で知覚し得る表示により、正確な釣合い錘位置２２を表示する。この位置はそれぞれの釣合い平面１７、１８内で車輪ボス４の内面１０にそれぞれの釣合い錘を取り付けるべき位置である。更に、車輪ボス４への釣合い錘２０の正確で、容易な取り付けを確実にするため、車輪バランサ１の前に立っている操作者にとって視覚で知覚し得るそれぞれの位置に、釣合い錘位置２２があるように車輪２を回転した時のみ、釣合い錘位置２２が示されるようにする。本発明のこの実施例では、次に説明するように、車輪の回転軸線に対し釣合い錘位置が車輪２の下部前部の１／４の部分にある時に、釣合い錘位置２２が表示される。
このような合金製車輪２を釣り合わせるために、一般に使用される釣合い錘２０は、通常、「付着錘」と呼ばれており、それぞれの釣合い位置２２に釣合い錘２０を取り付けるための接着裏当てを有する細長い釣合い錘２０である。釣合い錘２０は縦軸線２４を画成しており、釣合い錘２０の縦軸線２４が車輪２の回転軸線に対し、円周方向に延びると共に、対応する釣合い平面１７、又は１８に合致するように、釣合い錘２０は対応する釣合い錘位置に取り付けられる（図１７参照）。
この車輪バランサ１は支持手段、即ち地面掛合支持ハウジング３０を具え、この支持ハウジング３０は前壁３１と、後壁３２と、これ等前壁、後壁をそれぞれつなぐ側壁３３、３４とを有する。ハウジング３０の頂部に隣接して、この支持ハウジング３０内に副ハウジング３５を取り付け、側壁３４から突出させる。副ハウジング３５は主軸３６を回転可能に支持しており、釣り合わせるため車輪２をこの主軸３６に取り付ける。主軸３６を軸受２８内で回転軸線３８の周りに回転自在とする。これ等軸受２８は図１１では線図的にのみ示すが、副ハウジング３５内に設置されたスリーブ（図示せず）内にこれ等軸受２８は支持される。副ハウジング３５内での主軸３６の回転自在な取付けは当業者によく知られている。車輪取付けフランジ３９を具える収容手段を主軸３６上に支持し、車輪２の回転軸線を主軸３６の回転軸線３８に同軸になるよう車輪２を主軸３６上に取り付けられるようにする。軸駆動手段、即ち駆動モータ４０を支持ハウジング３０内に取り付け、切離し可能な伝動装置３７を介して、この駆動モータ４０により、希望する釣合い速度まで主軸３６を駆動する。車輪内の不釣合いを決定し得る希望する釣合い速度まで主軸３６を駆動した時、切離し可能な伝動装置３７によって、主軸３６を駆動モータ４０から切り離す。
車輪２内の不釣合い力によって主軸３６内に誘起される不釣合い力の大きさを監視する監視手段は軸線方向に離間した図１１に線図的にのみ示す１対の歪変換器４１を具える。副ハウジング３５内に主軸３６を回転自在にしているスリーブ（図示せず）を取り付ける軸線方向に離間したそれぞれの取付けブラケット（図示せず）に歪変換器４１を設置する。この歪変換器４１は取付けブラケット（図示せず）の位置での主軸３６内の不釣合い力の大きさを監視する。このような歪変換器の取り付けは当業者には良く知られている。主軸３６に固着されたエンコーダディスク４３を具える回転エンコーダ４２は光センサ光源組立体４４に協働し、主軸３６の角度位置を監視するのを容易にすると共に、歪変換器４１によって検出された不釣合い力の方向を決定する。回転エンコーダ４２を図１１には線図的にのみ示す。
歪変換器４１、及び光センサ光源組立体４４によって発生した信号は制御回路４５に送られ、この制御回路４５は車輪バランサ１の作動を制御する（図１１参照）。この制御回路４５は主軸３６内の不釣合い力の大きさと方向とを計算するマイクロプロセッサ４６を具える。このデータ、及び他のデータから、このマイクロプロセッサ４６は必要な修正釣合い錘２０の大きさを計算すると共に、釣合い平面１７、１８内に、内面１０上で、車輪ボス４に釣合い錘２０を取り付けるべき釣合い錘位置２２の角度位置を計算する。車輪バランサ１のこの態様は当業者には良く知られている。支持ハウジング３０上に設置された図１１に線図的にのみ示した視覚ディスプレイ４７は車輪２の不釣合いを修正するためにそれぞれの釣合い平面１７、１８内に必要な釣合い錘２０の大きさを表示する。
それぞれの釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置を検出する感知手段はセンサアーム５４を有する接触センサ５３を具える。支持ハウジング３０内で垂直に延びる枢着軸５５により、センサアーム５４を支持ハウジング３０に枢着し、スロット５２を通じてセンサアーム５４を支持ハウジング３０から突出する。支持ハウジング３０の頂部、及び前部の凹所５１は主軸３６に平行に延在する休止位置にあるセンサアーム５４を収容する（図１、図２、及び図３参照）。センサアーム５４は外側部材５７と、この外側部材５７内で抜き差しできる内側部材５８とを有する抜き差し構造である。釣合い錘収容位置を検出するため、選択された釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置に掛合するよう掛合指針５９を外側部材５７の末端に取り付ける。
図１、及び図２に示すように外側部材５７内に内側部材５８がはめ込まれた休止状態から、無数にある突出状態までセンサアーム５４は突出することができ、これによりそれぞれ選択された釣合い平面１７、１８内で車輪ボス４の内面１０に掛合指針５９が掛合するのを容易にする。同時にセンサアーム５４も主軸３６に平行に位置する休止状態から、水平平面Ｅを経て、枢着軸５５によって画成された垂直枢着軸線の周りに矢印Ａの方向に前方に回動することができ、これにより、外側部材５７が内側部材５８から突出しつつある時、それぞれ選択された釣合い平面１７、１８内で車輪ボス４の内面１０に掛合指針５９が掛合するのを容易にする。内側部材５８は枢着軸５５に固着された円形支持部材５６から半径方向に延びる。支持ハウジング３０内の軸受（図示せず）は枢着軸５５を回転可能に支持しており、センサアーム５４が水平平面を経て回動しつつある時、枢着軸５５はセンサアーム５４と共に回動する。
基準平面（図示せず）に対し、主軸３６の回転軸線３８に沿う釣合い平面１７、１８の位置を表す信号を発生すると共に、釣合い平面１７、１８内にあるそれぞれの釣合い錘収容位置の半径を表す信号を発生する第１、及び第２信号発生手段は、第１、及び第２ポテンショメータ６０、６１を具え、これ等第１、及び第２ポテンショメータ６０、６１は支持ハウジング３０内に取り付けられ、センサアーム５４に関連している。第１ポテンショメータ６０は、外側の抜き差し可能アーム、即ち外側部材５７が休止位置から、内側の抜き差し可能アーム、即ち内側部材５８の外方に突出する距離に比例する信号を出力する。第２ポテンショメータ６１は、センサアーム５４が休止位置から矢印Ａの方向に回動する角度に比例する信号を出力する。
特に図１２、図１３において、外側部材５７内でアイブラケット４８に連結されたケーブル６２はセンサアーム５４を通じて、また支持部材５６を通じてプーリ６３の周りに巻き付けられる。プーリ６３は軸４９に剛固に支持されており、この軸４９は支持ハウジング３０内に取り付けられた取付けブラケット５０内の軸受（図示せず）内に、回転自在に取り付けられている。軸４９に固着した歯車６６はプーリ６３と共に回転し、歯車６７を駆動する。プーリ６３の回転に比例する信号を出力するようにこの歯車６７はポテンショメータ６０を回転させる。このプーリ６３の回転はセンサアーム５４の内側部材５８に対して外側部材５７が突出する距離に比例している。ケーブル６２は引張りばね６４に連結されており、ケーブル６２に常に張力を維持するため、引張りばね６４はハウジング３０に繋止されている。枢着軸５５に固着されていて、この枢着軸５５と共に回転する歯車６８はポテンショメータ６１を回転させ、このポテンショメータ６１は休止位置から矢印Ａの方向に水平平面内でのセンサアーム５４の角移動に比例する信号を出力する。
ポテンショメータ６０、６１からのそれぞれの信号は制御回路４５に送られ、更に、マイクロプロセッサ４６に送られる。これは、それぞれの釣合い平面１７、１８の位置、及び釣合い平面１７、１８内のそれぞれの釣合い錘収容位置の半径をマイクロプロセッサ４６が計算するのを容易にするため、及び修正釣合い錘２０の大きさ、及び釣合い錘位置２２の角度位置をマイクロプロセッサ４６によって使用するためである。このようなセンサアーム、及びその作動、及び修正釣合い錘の大きさ、及び角度位置の計算は当業者には知られている。
車輪２内の不釣合いを修正するため、釣合い錘２０を設置すべき位置２２を車輪ボス４の内面１０上に、視覚で知覚し得るように、表示するための非接触位置表示手段は、支持ハウジング３０の側壁３４の凹所７１内に取り付けられた表示機構６５を具える。この表示機構６５はレーザ光源７０を具え、マイクロプロセッサ４６の制御の許に、それぞれの釣合い錘位置２２を光の光点８６によって示すため、車輪ボス４の下部前部の１／４の部分２３に、車輪空所１５の内面１０上に水平ペンシルレーザ光ビーム７２をこのレーザ光源７０によって投影する。図１５〜１７に、レーザ光ビーム７２を鎖線で示し、光点８６をも示す。カバー７４によって凹所７１を閉じ、このカバー７４の細長い水平スロット８５がその位置に通る光ビーム７２を収容する。垂直に延びる支持軸７３にレーザ光源７０を剛固に取り付け、凹所７１内に、支持ハウジング３０から突出している支持ブラケット７５に、回転自在に支持軸７３を支持する。主軸３６の回転軸線３８を含む垂直平面の後部に、レーザ光源７０を取り付け、支持軸７３が回転した時、主軸３６の下方に水平平面Ｈ内で水平扇形部Ｂを掃過するように、このレーザ光源７０は光ビームを投影する（図３、図５、及び図６参照）。
駆動手段、即ちステップモータ７６を一方のブラケット７５に、凹所７１内に取り付け、マイクロプロセッサ４６の制御の許に、このステップモータ７６によって支持軸７３を駆動し、支持軸７３によって画成される垂直軸線の周りにレーザ光源７０を回動させると共に、レーザ光源７０を一線にして、光ビーム７２を車輪ボス４の内面１０に投影し、以下に説明するように、それぞれの釣合い錘位置２２を表示する。ステップモータ７６はステップモータ７６の駆動軸７９上の歯車７８、及び支持軸７３上の歯車７７を介して、支持軸７３を駆動する。
ステップモータ７６はマイクロプロセッサ４６の制御の許に、支持軸７３を駆動するから、釣合い錘位置２２のいずれか一方の位置を表示するため、レーザ光源７０が光ビーム７２を投影している時、支持ハウジング３０の前部に配置される車輪ボス４の下部前部の１／４の部分２３の内面１０に向け、支持ハウジング３０の側方前方に、光ビーム７２は指向する。このようにして、光ビーム７２によって示された釣合い錘位置２２は操作者によって明瞭に視覚で知覚することができ、それぞれの修正釣合い錘を車輪ボス４に容易に取り付けることができる。本発明のこの実施例では、釣合い錘位置２２が車輪２の下部死センタからその前部に向け、５０°〜７１°の範囲の角度に釣合い錘位置２２が位置している時、釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置の半径に応じて、光ビーム７２によって、この釣合い錘位置２２が示される。
それぞれの釣合い錘位置２２が光源７０によって正確に示されるのを確実にするため、レーザ光源７０によって示すべき釣合い錘位置２２がレーザ光源７０に直接一線になるように、車輪が回転し終わった時のみ、光ビーム７２を放出するよう、光源７０に動力を供給する。更に、釣合い錘位置２２が光ビーム７２と一線のままである間だけ、光ビーム７２を放出するように、レーザ光源７０への動力の供給を維持し続ける。車輪が更に回転して、釣合い錘位置２２を光ビームとの一線の位置から外して動かしたら、光源７０への動力の供給を直ちに減少させる。
本発明のこの実施例では、車輪２の回転軸線に平行な各釣合い錘位置２２の角度中心線２１と、各釣合い錘位置２２の内側円周側端縁２５との交点に、内面１０上に、レーザ光ビーム７２は光点８６を形成している（図１５〜図１７参照）。ここに内側円周側端縁２５とは、車輪ボス４の内側リム７に最も近い釣合い錘位置２２の側端縁のことである。このようにして、釣合い錘２０を釣合い錘位置２２に正確に一線にし、操作者によって釣合い錘２０を正確に取り付けることができる。
更に、支持ハウジング３０に対する主軸３６、及び主軸３６上の取付けフランジ３９の位置は、それぞれの釣合い錘位置２２が光ビーム７２によって順次示される際、操作者が車輪バランサ１の前部に立った時、それぞれの釣合い錘位置２２を視覚的にも、手動操作的にも容易に確認することができるように構成されている。
レーザ光源７０は２個の極限位置の間の扇形部Ｂ（本発明のこの実施例では５５°である）（図６参照）にわたり、支持軸７３によって画成された垂直軸線の周りに、回動することができる。光ビーム７２ａを放出しているレーザ光源７０が第１極限位置にある時、主軸３６の回転軸線３８を含む垂直平面に垂直に光ビーム７２ａが貫通する。第２極限位置では、光ビーム７２ｂは主軸３６の回転軸線３８を含む垂直平面に３５°の角度で貫通する。光ビーム７２が掃過する水平平面Ｈは主軸３６の回転軸線３８を含む水平平面の下方約８３ｍｍにある。本発明がこれ等の寸法に限定されないことは言うまでもない。
図３において、主軸３６上に異なる寸法の２個の車輪リム４を取り付けた状態に車輪バランサ１を示す。車輪ボス４のリムの外周縁のみを点線で示す。これ等のリムはこの車輪バランサ１によって釣り合わすことができる車輪リムの最大寸法と最小寸法とを示すものでないが、車輪バランサ１上で釣り合わす車輪リム寸法の広い範囲を示している。図３から明らかなように、釣合い錘位置２２が一層小さい直径の車輪２の下部死センタ位置から５７°の角度Ｃにある時、釣合い錘位置２２は光ビーム７２によって表示される。一層大きな直径の車輪の場合には、釣合い錘位置２２が車輪２の下部死センタ位置から７１°の角度Ｄにある時、釣合い錘位置２２は光ビーム７２によって表示される。また、図３はセンサアーム５４が回動する水平平面Ｅを示している。本発明のこの実施例では、図３に示す最小直径、及び最大直径の車輪リム４について操作をしている時、センサアーム５４によって釣合い錘収容位置を検出すると共に、釣合い錘２０を車輪ボス４に取り付けるため、操作者が操作をする操作角Ｇは23.6°である。操作角Ｇは、センサアーム５４が一層大きな直径の車輪に接触する接触点と、光ビーム７２が一層小さな直径の車輪ボス４に接触する接触点とが主軸３６の回転軸線となす角度である。
２個の極限位置に対するレーザ光源７０の位置を制御回路４５に示すためのフィードバック手段はポテンショメータ８０を具え、このポテンショメータ８０は凹所７１内にあって、取付けブラケット７５の１個に支持されている。それぞれ支持軸７３に固着された歯車８１と、ポテンショメータ８０の軸８３に固着された歯車８２とを介して、ポテンショメータ８０は支持軸７３によって回転される。ハウジング８４は歯車８１、８２を収容する。従って、ポテンショメータ８０からの信号を読むことによって、光源７０が光ビーム７２を放出する角度を決定することができる。これにより光源７０によって放出されている光ビーム７２の角度のクロス検査を行うことができ、車輪バランサ１への動力を供給する時、光源７０の角度位置の校正を容易にすることができる。
使用に当たり、釣り合わせる車輪２の回転軸線が主軸３６の回転軸線３８に合致するよう、車輪２を車輪取付けフランジ３９に取り付ける。操作者は最も望ましい位置の釣合い平面１７、１８を選択し、センサアーム５４を突出させ、回動させ、それぞれの選択した釣合い平面１７、１８において、車輪ボス４の内面１０に掛合指針５９を連続的に掛合させる。それぞれの釣合い平面１７、１８において掛合指針５９が車輪ボス４の内面１０に順次掛合する際、支持ハウジング３０上の入力ボタン（図示せず）を操作者が操作して、それぞれ第１、及び第２のポテンショメータ６０、６１からの信号を制御回路に送る。次に、通常のようにこの車輪バランサを作動させ、駆動モータ４０によって主軸３６を希望する釣合い速度まで回転させ、次に駆動モータ４０を主軸３６から切り離し、車輪２と共に主軸３６を自由に回転させる。
マイクロプロセッサ４６は、釣合い平面１７、１８における車輪ボス４の内面１０上の釣合い錘収容位置の半径と、釣合い平面１７、１８の基準平面（図示せず）からの回転軸線３６に沿う距離とを、第１、及び第２ポテンショメータ６０、６１から受信した信号から計算する。次に、マイクロプロセッサ４６は、歪変換器４１、及び回転エンコーダ４２から受信した信号から、主軸３６に作用している不釣合い力を計算する。この計算、及び釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置の半径、及び軸線方向の位置の上述の計算から、マイクロプロセッサ４６は釣合い平面１７、１８内の車輪２の不釣合い力の大きさと、角度方向とを計算する。次に、釣合い平面１７、１８内の不釣合いを修正するために必要な釣合い錘２０の大きさをマイクロプロセッサ４６によって計算し、それぞれの釣合い錘２０の釣合い錘位置２２の角度位置をマイクロプロセッサ４６によって次に計算する。それぞれの釣合い錘２０の大きさを視覚ディスプレイ４７に表示し、釣合い錘２０のそれぞれの大きさが関連している釣合い平面１７、１８が確認される。
次に、マイクロプロセッサ４６の制御の許で、ステップモータ７６を作動させ、支持軸７３を回動させ、レーザ光源７０に動力を供給した時、光ビーム７２が車輪ボス４の内面１０に指向するように、レーザ光源７０を位置決めし、釣合い錘２０の１個を取り付けるべき釣合い錘位置２２を表示する。本発明のこの実施例では、釣合い平面１７内の釣合い錘位置２２を示すため、まず、レーザ光源７０をセットする。次に、操作者によって車輪２を緩やかに回転させ、釣合い平面１７内の釣合い錘位置２２がレーザ光源７０に直接一線になった時、レーザ光源７０に動力を供給して、光ビームを車輪ボス４に指向させる。光ビーム７２は車輪ボス４の内面１０上にレーザ交線の光点８６を形成し、この光点は主軸３６の回転軸線３８に平行な釣合い錘位置２２の角度中心線２１と、釣合い錘位置２２の内側円周側端縁２５との交点を示している。
次に、操作者は、第１釣合い平面１７内の釣合い錘位置２２に釣合い錘２０を正しく位置決めするため、内面１０上のレーザ光線の光点８６を使用して適切な値の釣合い錘２０を車輪ボス４に取り付ける。
次に、操作者は支持ハウジング３０上の他の入力ボタンスイッチ（図示せず）を操作することによって、制御回路４５に信号を送り、現在、操作者が必要としている第２釣合い平面１８の釣合い錘２０の釣合い錘位置２２をマイクロプロセッサ４６に示す。マイクロプロセッサ４６の制御の許にステップモータ７６を再び作動させ、釣合い平面１８内に釣合い錘位置２２を示すため、レーザ光源７０を再位置決めする。操作者によって車輪２を緩やかに再び回転させ、釣合い平面１８内の釣合い錘位置２２がレーザ光源７０に一線になった時、車輪４の内面１０上に光ビーム７２を指向させるため、レーザ光源７０に動力を供給し、上述したように、第２釣合い平面１８内に釣合い錘位置２２を表示する。
本発明車輪バランサは多くの利点を有するが、本発明のこの実施例の車輪バランサは２つの特に重要な利点を達成している。第１に、各釣合い錘を合金製車輪に取り付けるべき正確な位置をレーザ光源の光ビームが表示することにより、釣合い錘を合金製車輪に正確に取り付けることができる。言い換えれば、各釣合い錘位置２２の内側円周側端縁２５と、角度中心線２１との交点を示している光の光点によって、レーザ光源の光ビームが釣合い錘位置を示すことにより、釣合い錘を正確に位置決めし、車輪ボスに正確に取り付けることができる。第２に、それぞれの釣合い錘位置が車輪バランサに対し、車輪の下部前部の１／４の部分にある時、釣合い錘位置を表示することによって、操作者は車輪ボス４の内面１０を単に下方に見るだけで、各釣合い錘位置を容易に明瞭に見ることができ、更に、この釣合い錘位置に釣合い錘を正確に取り付けることができる。このようにして車輪ボスに釣合い錘を容易に正確に位置決めすることができる。
図１８〜図２２には、本発明の他の実施例の車輪バランサ９０を示す。この車輪バランサ９０は車輪バランサ１にほぼ類似しており、車輪バランサ１の構成部分と同一の車輪バランサ９０の構成部分を同一の符号にて示す。車輪バランサ９０と、車輪バランサ１との主な相違点はそれぞれの選択された釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置を検出するための感知手段にある。本発明のこの実施例では、センサアーム５４を省略しており、感知手段は非接触感知手段であり、６４×１統合電荷結合オプトセンサ９１を具えており、この場合、形式TSL214のTexas Instrumentsが供給しているオプトセンサを使用しており、このオプトセンサは1991年6月発行のこの会社のカタログの4.9頁に記載されている。このカタログは1991年8月に改正されている。このオプトセンサ９１は表示機構６５のレーザ光源７０に協働し、主軸３６が希望する釣合い速度まで回転する前に、それぞれ選択された釣合い平面１７、１８での釣合い錘収容位置を検出する。
支持軸７３上に支持された取付け手段、即ち取付けプラットフォーム９２にレーザ光源７０を取り付ける（図２０参照）。レーザ光源７０は支持軸７３に同軸であり、支持軸７３によって画成された垂直枢着軸線の周りに、レーザ光源７０は支持軸７３と共に回動する。マイクロプロセッサ４６の制御下にあるステップモータ７６により歯車７７、７８を介して支持軸７３を駆動し、車輪ボス４の下部前部１／４の部分２３に光ビーム７２を指向させるようにレーザ光源を位置決めし、それぞれの釣合い平面１７、１８内の釣合い錘位置２２を表示する。このことは、車輪バランサ１のステップモータ７６、及びレーザ光源７０の作動に類似する。更に、車輪バランサ１の場合と同様に、歯車８１、８２を介して支持軸７３によりポテンショメータ８０を駆動する。
本発明のこの実施例では、支持軸７３は相互に同軸の駆動部９３、及び被動部９４を有する２部分軸である。ステップモータ９６によって駆動部９３を駆動し、この駆動部９３は電動クラッチ９５を介して被動部９４を駆動する。この電動クラッチ９５によって取付けプラットフォーム９２、レーザ光源７０、及びオプトセンサ９１をステップモータ９６から容易に切り離すことができ、これにより以下に説明するように、釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置を容易に検出することができる。歯車８１、８２を介してポテンショメータ８０を支持軸７３の被動部９４に連結し、常に取付けプラットフォーム９２の角度方向を容易に決定することができる。
取付けプラットフォーム９２に剛固に連結され、この取付けプラットフォーム９２からカバー７４に貫通する軸９８に取り付けられたノブ９７を設け、これにより、クラッチ９５によって取付けプラットフォーム９２をステップモータ７６から切り離した時、取付けプラットフォーム９２、及びレーザ光源７０を容易に手動で回転することができ、それぞれ選択された釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置に光ビーム７２を指向させることができる。
レーザ光源７０から離間した位置に取付けプラットフォーム９２にオプトセンサ９１を剛固に取り付け、位置Ｘから位置Ｙ（図２１参照）までの光ビーム７２の長さを監視するよう、オプトセンサ９１の監視扇形部９６が配置されるように、オプトセンサ９１を指向させ、選択された釣合い平面１７、１８に光ビーム７２を手動で指向させる時、車輪ボス４の内面１０上に光ビーム７２によって形成されているレーザ光の光点をオプトセンサ９１が検出する。以下に説明するように、これにより、選択された釣合い平面１７、１８内の釣合い錘収容位置のそれぞれの半径と、基準平面（図示せず）に対するそれぞれの釣合い平面１７、１８の位置とをマイクロプロセッサ４６によって容易に計算することができる。
車輪の直径の比較的広い範囲内にある車輪ボスについて、代表的な釣合い平面１７、１８において車輪ボス４の内面１０に光ビーム７２によって形成されたレーザ光線の光点を検出するのを容易にするため、監視扇形部９６によって監視される基準位置Ｘ、Ｙ間の光ビーム７２の長さが十分な長さになるようにオプトセンサ９１を位置させる。本発明のこの実施例では、250mm〜500mmの範囲にある称呼直径の車輪の車輪ボスの内面において、それぞれの釣合い平面１７、１８での光ビーム７２のレーザ光線の光点を検出するように、オプトセンサ９１を配置する。従って、この車輪バランサは自動車の車輪に使用して特に適している。称呼直径が380mm〜620mm、及びそれ以上というような、例えばトラック、バス等の車輪のように一層大きな直径の車輪に使用するように、オプトセンサ、及びレーザ光源を配置し得ることは言うまでもなく、或る場合には、著しく広い範囲の称呼直径の車輪に対応し得るように、オプトセンサ、及びレーザ光源を配置することもできる。
オプトセンサ９１を制御回路４５に電気的に接続し、次にマイクロプロセッサ４６に接続し、主軸３６に取り付けられた車輪ボス４の内面１０上のレーザ光線の光点と、位置Ｘ、Ｙ間の光点の位置とを検出するオプトセンサ９１に応動して発生するオプトセンサ９１からの信号をマイクロプロセッサ４６が読み出す。選択された釣合い平面１７、又は１８で、釣合い錘収容位置に光ビーム７２を指向させるため、取付けプラットフォーム９２、及びレーザ光源７０が回転する角度と、位置Ｘ、Ｙ間に光ビーム７２によって形成された光点の位置とを知ることによって、マイクロプロセッサ４６は主軸３６の回転軸線３８に沿い基準平面（図示せず）に対する選択された釣合い平面１７、又は１８の位置と、選択された釣合い平面１７、又は１８での釣合い錘収容位置の半径とを容易に計算することができる。
使用に当たり、主軸３６に車輪２を取り付けた場合、ここに説明するように、それぞれの釣合い平面１７、１８の選択された位置はオプトセンサ９１によって検出される。クラッチ９５によって取付けプラットフォーム９２をステップモータ９６から外し、レーザ光源７０に動力を供給した時、操作者はノブ９７を回転し、それにより取付けプラットフォーム９２とレーザ光源７０とを回転させ、選択された釣合い平面１７、１８の一方に合致する位置に、内面１０上に、レーザ光源７０からの光ビーム７２がレーザ光の光点を形成するようにする。このレーザ光の光点はオプトセンサ９１によって検出され、このオプトセンサ９１は光ビーム７２上の位置Ｘからの光点の距離に比例する信号を出力する。選択された釣合い平面の位置で車輪ボス４の内面１０にレーザ光線の光点が形成された時、ハウジング３０上のボタンスイッチ（図示せず）を通じて、操作者によって信号を制御回路４５に入力する。この入力された信号に応動して、オプトセンサ９１によって出力された信号、及びポテンショメータ８０によって出力された信号をマイクロプロセッサ４６が読み出す。これ等２個の信号によって、選択された釣合い平面１７、又は１８での、車輪ボス４の内面１０上の釣合い錘収容位置の半径と、主軸３６の回転軸線３８に沿い基準平面（図示せず）からの選択された釣合い平面１７、又は１８の距離とをマイクロプロセッサ４６は決定する。
２個の釣合い平面１７、１８のうちの第１の平面の位置と、この選択された釣合い平面での釣合い錘収容位置の半径とが決定された後、２個の選択された釣合い平面１７、１８のうちの他方の位置に車輪ボス４の内面１０上にレーザ光線の光点を形成するように、レーザ光源７０からの光ビーム７２を指向させるため、操作者は再びノブ９７を回転する。レーザ光の光点が希望する位置に形成された時、上述したように、支持ハウジング３０上のボタンスイッチ（図示せず）によって、操作者は制御回路４５に信号を入力する。上述したように、選択された第２釣合い平面の第２釣合い錘収容位置の半径と、主軸３６の回転軸線３８に沿い基準平面（図示せず）からの選択された第２釣合い平面の距離とをマイクロプロセッサ４６が再び計算する。
次に、車輪バランサ１と同じように、必要な修正釣合い錘の大きさと、それぞれ選択された釣合い平面１７、１８内での釣合い錘位置２２の角度位置とを決定するため、この車輪バランサ９０を作動させる。
釣合い錘位置２２の角度位置と、それぞれの釣合い錘２０の大きさとを計算し終わった時、クラッチ９５を作動させて、支持軸７３の駆動部９３と、被動部９４との間を駆動伝動させると共に、車輪バランサ１について既に説明したように、レーザ光源７０を釣合い錘位置２２の一方に一線にするため、ステップモータ７６を作動させる。次に、操作者は車輪２を手で緩やかに回転させ、釣合い錘位置２２の一方が下部前部の１／４の部分２３にあって、レーザ光源７０に一線になった時、レーザ光源７０を作動させ、車輪ボス４の内面１０に光ビーム７２を指向させ、上述したように釣合い錘位置２２を表示する。このようにして、車輪バランサ１について既に説明したように、２個の釣合い錘位置２２を表示し、操作者は適切な釣合い錘２０をそれぞれの釣合い錘位置に取り付ける。
本発明車輪バランサは自己接着性付着錘で釣合いを取る合金製車輪を釣り合わせるのに適しており、また、車輪ボスの内側リム、及び外側リムに一般にクリップ止めするクリップ錘で従来の車輪を釣り合わせるのにも使用することができることは明らかである。その場合、内側釣合い平面内の釣合い錘の設置位置と半径とを検出するためセンサアーム、又はオプトセンサを使用することが考えられ、車輪バランサ上のキーボードを通じて、又はタッチスクリーンにより、又は任意その他の適切な入力手段により、外側釣合い平面の位置を車輪バランサの制御回路に入れることも考えられる。釣合い錘の位置が車輪の上部死センタにある時、外側リム上の釣合い錘の位置を慣例的に示すことができる。また、付着錘とクリップ錘とを組み合わせることが要求される車輪を釣り合わせるため、この車輪バランサを使用することができると考えられる。
釣合い錘位置が車輪の下部前部の１／４の部分にある時、位置表示手段によって釣合い錘位置を示すことは有利ではあるが、全ての場合にこのことは必須のことでない。或る場合には、釣合い錘位置が表示されている時、釣合い錘位置が上部の１／４の部分にあってもよい。しかし、釣合い錘位置が表示されている時、正常な作動位置にある車輪バランサの前に操作者が立てば、操作者が釣合い錘の位置を確認する目的で、身体を屈ませたり、上を見上げたりする必要無く、釣合い錘の位置が操作者にとって視覚的にも、手動操作的にも容易に確認し得る位置にあることが好ましい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２１】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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