車両ホイールへのタイヤ着座具合を検査する方法及び装置
【課題】車両ホイールへのタイヤの着座具合を点検する方法及び装置を提供する。
【解決手段】車両ホイール（１）のリム（２）に取り付けられたチューブレスタイヤ（３）の着座具合を点検するため、車両ホイール（１）のリム（２）を回転マウントの中心に締結した状態で車両ホイールを少なくとも１回転、その回転軸線回りに回転させる。ホイールの回転中、リム（２）の半径方向外縁領域及びタイヤ（３）の隣接領域の外側輪郭を距離測定装置によって走査し、リム（２）とタイヤ（３）との軸方向距離の差を検出して評価する。
【解決手段】車両ホイール（１）のリム（２）に取り付けられたチューブレスタイヤ（３）の着座具合を点検するため、車両ホイール（１）のリム（２）を回転マウントの中心に締結した状態で車両ホイールを少なくとも１回転、その回転軸線回りに回転させる。ホイールの回転中、リム（２）の半径方向外縁領域及びタイヤ（３）の隣接領域の外側輪郭を距離測定装置によって走査し、リム（２）とタイヤ（３）との軸方向距離の差を検出して評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ホイール（本明細書では、ホイールという用語は、車輪を意味する場合がある）のリムに取り付けられたチューブレスタイヤの着座具合を点検する方法及び装置に関し、リムは、その周縁部に環状壁を有し、環状壁は、回転軸線に対して半径方向に延び、環状壁は、これら環状壁の互いに対面した内方側部によりタイヤビードのための軸方向係合面を形成している。
【背景技術】
【０００２】
車両ホイールの大量生産にあたり、タイヤとリムの取り付けは、自動設備を用いた組み立てラインで実施される場合が多く、自動設備は、タイヤをリムに取り付け、タイヤをインフレートさせ、そして組み立て状態のホイールのバランスを取る。組み立てラインの終わりのところに点検装置が設置されている場合があり、この点検装置は、タイヤトレッドの半径方向回転振れ及び更にタイヤサイドウォールの軸方向回転振れを点検する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、繰り返し生じる実際問題として、完全にバランスが取られて点検測定に合格したホイールであっても、ホイールがほんの僅かな距離走行した後では、ホイールが例外なしにアンバランス状態を示す。後で生じるかかるアンバランスは、タイヤビードが荷重を受けた走行中にリム上のその完全な着座位置に達しないことによって生じるということが推定される。したがって、リムへのタイヤビードの着座具合の点検技術の向上が要望されている。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、車両ホイールのリムに対するタイヤビードの着座具合を点検するのに適した方法を提供することにある。この方法は、自動的手段により大部分実現されると共に車両ホイールのための組み立てライン中への組み込みに適した具体化を可能にするはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１記載の特徴部を含む方法によって達成される。この方法の有利な実施形態は、別の請求項に記載されている。
【０００６】
本発明の方法では、車両ホイールのリムを回転マウントの中心に締結した状態で車両ホイールを少なくとも１回転、その回転軸線回りに回転させ、ホイールの回転中、リムの環状壁の半径方向外縁領域の外側輪郭及びタイヤの隣接領域の外側輪郭を距離測定装置によって走査し、環状壁とタイヤとの軸方向距離の差を検出して評価する。
【０００７】
驚くべきこととして、タイヤビードとリムの環状壁との軸方向位置の差の正確な測定により、タイヤビードの不完全な着座具合をタイヤサイドウォールに関する軸方向回転振れの測定よりも高い信頼性をもって検出することができるということが判明した。したがって、本発明の点検方法により、後で結果としてアンバランスをもたらす取り付け上の欠陥を早い時点で明らかにし、この欠陥を適当な補修作業で是正することが可能である。
【０００８】
当然のことながら、本明細書において開示するタイヤ着座具合の点検をリムの環状壁の両方について同時に又は連続して実施できることが理解されよう。
【０００９】
本発明の別の提案例によれば、走査のために非接触型距離測定装置が用いられる。走査されるべき領域を半径方向に延びるレーザ線で照明し、反射光を高速度カメラにより検出し、スプリットビーム技術により評価する形式の装置を用いることが特に有利である。この種の装置は、公知であり、測定対象の物体に対して比較的長い距離を置いたところで照明プロフィールの正確な測定を実施できるという利点をもたらす。
【００１０】
本発明によれば、更に、回転角度センサがホイールの回転角度位置を検出し、評価の際、距離測定装置により検出された距離の値がそれぞれの測定位置の回転角度に割り当てられるのが良い。これにより、タイヤビードの不正確な着座位置の回転角度位置を求めて評価することができる。
【００１１】
リムの環状壁とタイヤの位置の差の検出とは別に、本発明の別の提案例によれば、ホイールの軸方向回転振れの判定が可能であるようにするためにも距離測定装置の測定値を評価することが可能である。さらに、走査領域におけるタイヤ外側輪郭の検出位置を所定値と比較することによりタイヤのクランプ条件を求めるためにかかる走査領域におけるタイヤ外側輪郭の検出位置を用いることが可能である。
【００１２】
ホイールの位置決め及び回転のため、本発明の方法により提供される有利な手段は、ホイールがアンバランスであるかどうかを判定し又は点検するためのアンバランス測定ステーションの使用を含む。これにより、ホイールについて別個の回転支持体を製作する上での出費を招く必要性がなくなる。また、これにより、既存の組み立て設備のレトロフィットが特に容易になる。というのは、所要の距離測定装置を既存のアンバランス測定ステーションに組み込む必要があるだけだからである。
【００１３】
本発明の有利な装置は、車両ホイールの中心位置を定める回転スピンドルと、スピンドルを回転させる装置と、走査されるべき車両ホイールの領域上の測定位置に動くことができる距離測定装置と、距離測定装置に接続された電子評価装置とを有する。
【００１４】
以下において、添付の図面に示された実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のタイヤ着座具合の点検装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に断面で示された車両ホイール又は車輪１は、リム２及びチューブレスタイヤ３で構成されている。タイヤ３は、リム２の外周部に設けられている着座面６，７に堅実に着座する２つのタイヤビード４，５を有している。タイヤビード４，５は、リムの環状壁８，９に軸方向に当接し、これら環状壁は、着座面６，７に隣接して半径方向外方に延びており、着座面６，７に向いたこれらの側部によりタイヤビード４，５のための係合面を形成している。
【００１７】
ホイール１は、回転スピンドル１０に取り付けられている。スピンドル１０は、この目的のために、平面状の半径方向取り付け面を備えたマウント１１及び中心がスピンドル１０上に位置決めされた状態に且つ相対回転を阻止する仕方でリム２を保持するようリム２の中央ボアに嵌まり込むクランプ装置１２を有している。スピンドル１０は、駆動モータ１３に取り付けられていて、これによって回転するようになっている。
【００１８】
ホイール１の両側でスピンドル１０の回転軸線から距離を置いたところに光学距離測定装置１６のセンサ１４，１５が設けられている。センサ１４，１５は、評価装置１７に接続され、この評価装置は、センサ１４，１５の測定信号を処理し、所定の基準に従ったコンピュータ計算によってこれら測定信号を評価する。センサ１４，１５の各々は、環状壁８，９の半径方向外縁から半径方向内方に或る程度の距離に及ぶと共に半径方向外方に或る程度の距離に及ぶホイール１の側方領域を走査する。かくして、ホイール１が回転している状態で、センサ１４，１５は、リム２の環状縁領域及びタイヤ３の隣接の環状領域を走査する。距離測定装置１６は、スプリットビーム法に従って動作する。この方法では、センサ１４，１５は、走査されるべきホイール１の領域を本質的に半径方向に差し向けられたレーザ線により照明し、電子高速度カメラを用いてホイール１上へのレーザ線の投影像を観察する。評価装置１７は、写真測量法を利用して、レーザ線の検出カメラ像を３Ｄ座標に変換し、かかる座標から、走査輪郭の距離座標をコンピュータ計算することができる。
【００１９】
タイヤ着座具合の点検を実施するため、ホイール１を被動スピンドルによって回転させ、リム２の周縁の各側の領域をセンサ１４，１５により走査して測定する。次に、評価装置１７は、得られた距離測定値を用いてリムの周縁とタイヤ３の隣接サイドウォールとの距離の差をコンピュータ計算し、これらの距離の差を所定の限度値と比較する。所定の限度値を超えた場合、タイヤの着座具合が不正確であると見なされる。限度値を超えたことは、視覚的に又は可聴的に示される。次に、欠陥をなくすため、ホイール１を生産ラインから取り外して補修ステーションに運ぶのが良い。
【００２０】
それと同時に、測定作業をホイール１の横方向回転振れを点検するために、また、所定の限度値を超えたかどうかの指標を提供するために実施するのが良い。
【符号の説明】
【００２１】
１ 車輪又は車両ホイール
２ リム
３ チューブレスタイヤ
４，５ ビード
６，７ 着座面
８，９ 環状壁
１０ スピンドル
１１ マウント
１２ クランプ装置
１３ モータ
１４，１５ センサ
１６ 光学距離測定装置
１７ 評価装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ホイール（本明細書では、ホイールという用語は、車輪を意味する場合がある）のリムに取り付けられたチューブレスタイヤの着座具合を点検する方法及び装置に関し、リムは、その周縁部に環状壁を有し、環状壁は、回転軸線に対して半径方向に延び、環状壁は、これら環状壁の互いに対面した内方側部によりタイヤビードのための軸方向係合面を形成している。
【背景技術】
【０００２】
車両ホイールの大量生産にあたり、タイヤとリムの取り付けは、自動設備を用いた組み立てラインで実施される場合が多く、自動設備は、タイヤをリムに取り付け、タイヤをインフレートさせ、そして組み立て状態のホイールのバランスを取る。組み立てラインの終わりのところに点検装置が設置されている場合があり、この点検装置は、タイヤトレッドの半径方向回転振れ及び更にタイヤサイドウォールの軸方向回転振れを点検する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、繰り返し生じる実際問題として、完全にバランスが取られて点検測定に合格したホイールであっても、ホイールがほんの僅かな距離走行した後では、ホイールが例外なしにアンバランス状態を示す。後で生じるかかるアンバランスは、タイヤビードが荷重を受けた走行中にリム上のその完全な着座位置に達しないことによって生じるということが推定される。したがって、リムへのタイヤビードの着座具合の点検技術の向上が要望されている。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、車両ホイールのリムに対するタイヤビードの着座具合を点検するのに適した方法を提供することにある。この方法は、自動的手段により大部分実現されると共に車両ホイールのための組み立てライン中への組み込みに適した具体化を可能にするはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１記載の特徴部を含む方法によって達成される。この方法の有利な実施形態は、別の請求項に記載されている。
【０００６】
本発明の方法では、車両ホイールのリムを回転マウントの中心に締結した状態で車両ホイールを少なくとも１回転、その回転軸線回りに回転させ、ホイールの回転中、リムの環状壁の半径方向外縁領域の外側輪郭及びタイヤの隣接領域の外側輪郭を距離測定装置によって走査し、環状壁とタイヤとの軸方向距離の差を検出して評価する。
【０００７】
驚くべきこととして、タイヤビードとリムの環状壁との軸方向位置の差の正確な測定により、タイヤビードの不完全な着座具合をタイヤサイドウォールに関する軸方向回転振れの測定よりも高い信頼性をもって検出することができるということが判明した。したがって、本発明の点検方法により、後で結果としてアンバランスをもたらす取り付け上の欠陥を早い時点で明らかにし、この欠陥を適当な補修作業で是正することが可能である。
【０００８】
当然のことながら、本明細書において開示するタイヤ着座具合の点検をリムの環状壁の両方について同時に又は連続して実施できることが理解されよう。
【０００９】
本発明の別の提案例によれば、走査のために非接触型距離測定装置が用いられる。走査されるべき領域を半径方向に延びるレーザ線で照明し、反射光を高速度カメラにより検出し、スプリットビーム技術により評価する形式の装置を用いることが特に有利である。この種の装置は、公知であり、測定対象の物体に対して比較的長い距離を置いたところで照明プロフィールの正確な測定を実施できるという利点をもたらす。
【００１０】
本発明によれば、更に、回転角度センサがホイールの回転角度位置を検出し、評価の際、距離測定装置により検出された距離の値がそれぞれの測定位置の回転角度に割り当てられるのが良い。これにより、タイヤビードの不正確な着座位置の回転角度位置を求めて評価することができる。
【００１１】
リムの環状壁とタイヤの位置の差の検出とは別に、本発明の別の提案例によれば、ホイールの軸方向回転振れの判定が可能であるようにするためにも距離測定装置の測定値を評価することが可能である。さらに、走査領域におけるタイヤ外側輪郭の検出位置を所定値と比較することによりタイヤのクランプ条件を求めるためにかかる走査領域におけるタイヤ外側輪郭の検出位置を用いることが可能である。
【００１２】
ホイールの位置決め及び回転のため、本発明の方法により提供される有利な手段は、ホイールがアンバランスであるかどうかを判定し又は点検するためのアンバランス測定ステーションの使用を含む。これにより、ホイールについて別個の回転支持体を製作する上での出費を招く必要性がなくなる。また、これにより、既存の組み立て設備のレトロフィットが特に容易になる。というのは、所要の距離測定装置を既存のアンバランス測定ステーションに組み込む必要があるだけだからである。
【００１３】
本発明の有利な装置は、車両ホイールの中心位置を定める回転スピンドルと、スピンドルを回転させる装置と、走査されるべき車両ホイールの領域上の測定位置に動くことができる距離測定装置と、距離測定装置に接続された電子評価装置とを有する。
【００１４】
以下において、添付の図面に示された実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のタイヤ着座具合の点検装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に断面で示された車両ホイール又は車輪１は、リム２及びチューブレスタイヤ３で構成されている。タイヤ３は、リム２の外周部に設けられている着座面６，７に堅実に着座する２つのタイヤビード４，５を有している。タイヤビード４，５は、リムの環状壁８，９に軸方向に当接し、これら環状壁は、着座面６，７に隣接して半径方向外方に延びており、着座面６，７に向いたこれらの側部によりタイヤビード４，５のための係合面を形成している。
【００１７】
ホイール１は、回転スピンドル１０に取り付けられている。スピンドル１０は、この目的のために、平面状の半径方向取り付け面を備えたマウント１１及び中心がスピンドル１０上に位置決めされた状態に且つ相対回転を阻止する仕方でリム２を保持するようリム２の中央ボアに嵌まり込むクランプ装置１２を有している。スピンドル１０は、駆動モータ１３に取り付けられていて、これによって回転するようになっている。
【００１８】
ホイール１の両側でスピンドル１０の回転軸線から距離を置いたところに光学距離測定装置１６のセンサ１４，１５が設けられている。センサ１４，１５は、評価装置１７に接続され、この評価装置は、センサ１４，１５の測定信号を処理し、所定の基準に従ったコンピュータ計算によってこれら測定信号を評価する。センサ１４，１５の各々は、環状壁８，９の半径方向外縁から半径方向内方に或る程度の距離に及ぶと共に半径方向外方に或る程度の距離に及ぶホイール１の側方領域を走査する。かくして、ホイール１が回転している状態で、センサ１４，１５は、リム２の環状縁領域及びタイヤ３の隣接の環状領域を走査する。距離測定装置１６は、スプリットビーム法に従って動作する。この方法では、センサ１４，１５は、走査されるべきホイール１の領域を本質的に半径方向に差し向けられたレーザ線により照明し、電子高速度カメラを用いてホイール１上へのレーザ線の投影像を観察する。評価装置１７は、写真測量法を利用して、レーザ線の検出カメラ像を３Ｄ座標に変換し、かかる座標から、走査輪郭の距離座標をコンピュータ計算することができる。
【００１９】
タイヤ着座具合の点検を実施するため、ホイール１を被動スピンドルによって回転させ、リム２の周縁の各側の領域をセンサ１４，１５により走査して測定する。次に、評価装置１７は、得られた距離測定値を用いてリムの周縁とタイヤ３の隣接サイドウォールとの距離の差をコンピュータ計算し、これらの距離の差を所定の限度値と比較する。所定の限度値を超えた場合、タイヤの着座具合が不正確であると見なされる。限度値を超えたことは、視覚的に又は可聴的に示される。次に、欠陥をなくすため、ホイール１を生産ラインから取り外して補修ステーションに運ぶのが良い。
【００２０】
それと同時に、測定作業をホイール１の横方向回転振れを点検するために、また、所定の限度値を超えたかどうかの指標を提供するために実施するのが良い。
【符号の説明】
【００２１】
１ 車輪又は車両ホイール
２ リム
３ チューブレスタイヤ
４，５ ビード
６，７ 着座面
８，９ 環状壁
１０ スピンドル
１１ マウント
１２ クランプ装置
１３ モータ
１４，１５ センサ
１６ 光学距離測定装置
１７ 評価装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ホイールのリムに取り付けられたチューブレスタイヤの着座具合を点検する方法であって、前記リムがその周縁部に環状壁を有し、前記環状壁が回転軸線に対して半径方向に延びていて、これら環状壁の互いに対面した内方側部によりタイヤビードのための軸方向係合面を形成している、方法において、
前記車両ホイールのリムを回転マウントの中心に締結するステップと、
前記ホイールを少なくとも１回転、その回転軸線回りに回転させるステップと、
前記ホイールの回転中、前記リムの環状壁の半径方向外縁領域の外側輪郭及び前記タイヤの隣接領域の外側輪郭を距離測定装置によって走査するステップと、
前記リムの前記環状壁の前記半径方向外縁領域の前記外側輪郭と前記タイヤの前記隣接領域の前記外側輪郭との軸方向距離の差を検出して評価するステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記ホイールの前記領域を走査するために非接触型距離測定装置が用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
走査されるべき領域を半径方向に延びるレーザ線で照明し、反射光を高速度カメラにより検出し、スプリットビーム技術により評価する形式の装置が用いられる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
回転角度センサが前記ホイールの回転角度位置を検出し、前記距離測定装置により検出された距離の値がそれぞれの測定位置の回転角度に割り当てられる、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
前記距離測定装置の測定値は、前記ホイールの軸方向回転振れの判定が可能なように評価される、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
前記走査領域における前記タイヤ外側輪郭の検出位置は、これを所定値と比較することにより前記タイヤのクランプ条件を求めるために用いられる、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項７】
前記ホイールの位置を定めてこれを回転させるために、ホイールがアンバランスであるかどうかを判定し又は点検するためのアンバランス測定ステーションが用いられる、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一に記載の方法を実施するための装置において、車両ホイール（１）の中心位置を定める回転スピンドル（１０）と、前記スピンドル（１０）を回転させる装置と、走査されるべき前記車両ホイールの領域上の測定位置に動くことができ又は走査されるべき前記車両ホイールの領域に対して動くことができる距離測定装置（１６）と、前記距離測定装置（１６）に接続された電子評価装置（１７）とを有する、装置。
【請求項９】
アンバランス測定ステーションを有する、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
非接触型距離測定装置（１６）を有し、前記非接触型距離測定装置（１６）は、レーザ光源を含むと共に走査されるべき領域を照明する半径方向に延びるレーザ線を生じるよう設計されたラインプロジェクタと、前記レーザ線の光反射を検出する高速度カメラと、スプリットビーム技術を採用して前記カメラ像を評価する評価装置（１７）とを備えている、請求項８又は９記載の装置。
【請求項１】
車両ホイールのリムに取り付けられたチューブレスタイヤの着座具合を点検する方法であって、前記リムがその周縁部に環状壁を有し、前記環状壁が回転軸線に対して半径方向に延びていて、これら環状壁の互いに対面した内方側部によりタイヤビードのための軸方向係合面を形成している、方法において、
前記車両ホイールのリムを回転マウントの中心に締結するステップと、
前記ホイールを少なくとも１回転、その回転軸線回りに回転させるステップと、
前記ホイールの回転中、前記リムの環状壁の半径方向外縁領域の外側輪郭及び前記タイヤの隣接領域の外側輪郭を距離測定装置によって走査するステップと、
前記リムの前記環状壁の前記半径方向外縁領域の前記外側輪郭と前記タイヤの前記隣接領域の前記外側輪郭との軸方向距離の差を検出して評価するステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記ホイールの前記領域を走査するために非接触型距離測定装置が用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
走査されるべき領域を半径方向に延びるレーザ線で照明し、反射光を高速度カメラにより検出し、スプリットビーム技術により評価する形式の装置が用いられる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
回転角度センサが前記ホイールの回転角度位置を検出し、前記距離測定装置により検出された距離の値がそれぞれの測定位置の回転角度に割り当てられる、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
前記距離測定装置の測定値は、前記ホイールの軸方向回転振れの判定が可能なように評価される、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
前記走査領域における前記タイヤ外側輪郭の検出位置は、これを所定値と比較することにより前記タイヤのクランプ条件を求めるために用いられる、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項７】
前記ホイールの位置を定めてこれを回転させるために、ホイールがアンバランスであるかどうかを判定し又は点検するためのアンバランス測定ステーションが用いられる、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一に記載の方法を実施するための装置において、車両ホイール（１）の中心位置を定める回転スピンドル（１０）と、前記スピンドル（１０）を回転させる装置と、走査されるべき前記車両ホイールの領域上の測定位置に動くことができ又は走査されるべき前記車両ホイールの領域に対して動くことができる距離測定装置（１６）と、前記距離測定装置（１６）に接続された電子評価装置（１７）とを有する、装置。
【請求項９】
アンバランス測定ステーションを有する、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
非接触型距離測定装置（１６）を有し、前記非接触型距離測定装置（１６）は、レーザ光源を含むと共に走査されるべき領域を照明する半径方向に延びるレーザ線を生じるよう設計されたラインプロジェクタと、前記レーザ線の光反射を検出する高速度カメラと、スプリットビーム技術を採用して前記カメラ像を評価する評価装置（１７）とを備えている、請求項８又は９記載の装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−４２４７２（Ｐ２０１２−４２４７２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８３１４（Ｐ２０１１−１７８３１４）
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（５１１０４０４６９）シェンク ロテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（５１１０４０４６９）シェンク ロテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (4)
【Ｆターム（参考）】
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