WO2024247285A1 - Wheel balancer/tire polishing device, retrofitted tire polishing unit for wheel balancer, tire uniformity device, and tire polishing device - Google Patents
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Definitions
- Wheel balancing services are well known as a service related to automobile tires. Wheel balancing services optimize the weight balance of wheels fitted with tires, improving driving stability and driving comfort (ride quality). Wheel balancing services are performed when a new car is shipped, as well as when the wheels or tires are replaced. Therefore, wheel balancing services are widely performed not only at tire shops, but also at auto repair shops, gas stations that also do repairs, and so on. Hereinafter, these establishments will be referred to as "tire shops, etc.”
- a device called a wheel balancer is used for wheel balancing services.
- a wheel balancer is a device that detects the weight balance of a wheel and indicates the amount of weight that should be corrected and the correction position.
- wheel refers collectively to a wheel or to a combination of a wheel and a tire attached to the wheel.
- a wheel balancer may detect the weight balance of the wheel alone, but typically it detects the weight balance when a tire is attached. Therefore, although the name wheel balancer is common, in this specification it will be called a wheel balancer.
- a wheel balancer may detect the weight balance of the wheel alone, or it may detect the overall weight balance consisting of the wheel and tire.
- a service that uses a wheel balancer to optimize weight balance will be referred to as a wheel balancing service.
- a wheel balancer is a device that detects the weight balance of a wheel by fixing the wheel to a rotating shaft through the center bore, driving the rotating shaft to rotate the wheel at high speed, and detecting the vibrations generated through the rotating shaft.
- the vibrations detected through the rotating shaft include the effects of centrifugal force caused by uneven distribution of weight in the circumferential direction, and analyzing the vibrations makes it possible to detect how uneven the distribution is.
- the weight balance of a wheel is corrected and optimized by attaching small weights.
- the wheel balancer is configured to detect vibrations during high-speed rotation, identify the location (circumferential position) where the weight balance is deteriorated and its degree, and teach the weight and location of the weight to be attached. Therefore, the wheel balancing service involves removing the wheels from the vehicle and mounting them on the wheel balancer to detect the weight balance, and attaching weights to the taught locations.
- a tire polishing service Another service related to automobile tires is known as a tire polishing service.
- This service is performed on certain types of tires, such as studless tires, and is a service that restores the grip of the tires.
- studless tires With studless tires, the surface roughness decreases with use, and even though there is still plenty of tread left, the grip decreases, and there are cases where the tires have to be discarded. Even in such cases, the grip can be restored by roughly polishing the surface. For this reason, tire polishing devices are used.
- An example of a device used for such a tire polishing service is disclosed in Patent Document 1.
- the wheel balancing service described above is suitable for almost all tires, whereas the tire polishing service is suitable for some tires such as studless tires. For this reason, wheel balancers are more widely used than tire polishing machines, and are installed and operated in many tire shops, etc. Tire shops that have wheel balancers installed but no tire polishing equipment can provide wheel balancing services but cannot provide tire polishing services. However, in recent years, the demand for tire polishing services has been increasing due to the popularity of studless tires, and an increasing number of tire shops are considering installing tire polishing equipment.
- the present invention has been made to solve such problems at tire shops and the like that provide tire-related services, and aims to enable various tire-related services to be provided even in business establishments with limited space, and to enable various tire-related services to be provided to customers without requiring large investments.
- the wheel balancer and tire grinding device is A rotating shaft that is inserted into a center bore of the wheel and to which the wheel is fixed; A rotary drive source that rotates the rotary shaft; a balance detector that detects a weight balance of the wheel or a wheel set consisting of the wheel and a tire attached to the wheel when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source; a grinding head including a grinding body that is attached to the wheel and contacts the surface of the rotating tire when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
- the tire has a speed changing means for making the rotational speed of the tire when the polishing body comes into contact with the tire slower than the rotational speed when the balance detector detects the balance.
- the grinding body may be an endless grinding belt that is stretched around a pair of belt pulleys, one of which is a drive pulley.
- the grinding head can be capable of being positioned at any position in the width direction of the tire so that the grinding body contacts the tire at any position in the width direction of the rotating tire.
- the retrofit grinding unit for a wheel balancer of the disclosed invention is a unit that is retrofitted to a wheel balancer and includes a rotating shaft that is inserted into the center bore of the wheel to which the wheel is fixed, a rotational drive source that rotates the rotating shaft, and a balance detector that detects the weight balance of the wheel, consisting of the wheel or a tire attached to the wheel, when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by the rotational drive source.
- a grinding head includes a grinding body that is attached to a wheel and contacts a rotating tire when the wheel fixed to a rotating shaft rotates; The tire rotation speed when the polishing body comes into contact with the tire is slower than the rotation speed when the balance detector detects the weight balance.
- the sanding body may be an endless sanding belt that is stretched and rotated around a pair of belt pulleys, one of which is a drive pulley.
- the polishing head is capable of bringing the polishing body into contact with the peripheral surface of the tire even when the tire is not rotating, and is capable of moving the polishing body in the circumferential direction or tangential direction of the peripheral surface of the tire.
- a rotation restriction means is provided to prevent the tire from rotating against the torque applied to the tire by the polishing body when the polishing head moves the polishing body in the circumferential direction or tangential direction of the peripheral surface of the tire to perform polishing.
- the polishing head can be positioned at any position in the tire width direction, polishing can be performed at any position in the tire width direction, which makes it possible to suitably perform polishing when eliminating unevenness in the tire width direction, such as uneven wear, or unevenness in the grip performance of studless tires in the tire width direction.
- the tire uniformity device according to the disclosed invention can perform both uniformity detection and tire polishing with a single device, making it suitable for providing various tire-related services to customers with low investment costs.
- it since it does not require the installation space of two devices, it is particularly suitable for small-scale businesses.
- the rotating shaft for uniformity detection is also used for tire polishing, so the structure is simplified and the number of parts is reduced, reducing the cost of the device.
- the tire can be polished on the spot to correct the uniformity without removing the tire, making this a favorable device in terms of workability as well.
- a tire uniformity device configuration in which the uniformity detector detects the circumferential uniformity of the tire surface and which includes a rotation control means for controlling the rotation of the tire so that the contact position of the polishing body is maintained at any position around the tire when the polishing body comes into contact with the tire to polish it, is particularly suitable for correcting reductions in circumferential uniformity such as localized protrusions.
- a tire uniformity device configuration in which the uniformity detector detects the uniformity in the width direction of the tire's circumferential surface and the polishing head can position the polishing body at any position in the width direction of the rotating tire so that the polishing body contacts the tire at any position in the width direction of the tire is particularly suitable for correcting localized decreases in uniformity in the width direction.
- the tire grinding device according to the disclosed invention makes it possible to grind the tire uniformly in the circumferential direction by bringing the grinding body into contact with the circumferential surface of the tire while rotating the tire, and also makes it possible to grind specific locations of the circumferential or widthwise surface of the tire selectively while keeping the tire stationary. This makes it possible to grind tires for both purposes, such as restoring the grip of studless tires, and for the purpose of improving uniformity, resulting in a highly versatile device.
- FIGS. 1 and 2 are schematic perspective views of a wheel balancer and tire grinding device according to an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic perspective view seen from the front side
- FIG. 2 is a schematic perspective view seen from the opposite side.
- the wheel balancer and tire grinding device shown in FIGS. 1 and 2 is a device configured by retrofitting a retrofit grinding unit to a wheel balancer, and is therefore composed of the original wheel balancer (hereinafter referred to as the main balancer) 1 and the retrofit grinding unit 2.
- the main body balancer 1 includes a rotating shaft 11 that is inserted into the center bore of the wheel to which the wheel is fixed, a rotary drive source 12 that rotates the rotating shaft, and a balance detector 13.
- the rotating shaft 11 will be referred to as the main rotating shaft
- the rotary drive source 12 will be referred to as the main rotary drive source.
- the main body balancer 1 includes a housing box 14 that is substantially rectangular.
- the main rotating shaft 11 is provided so as to protrude horizontally from the side of the housing box 14.
- the main rotary drive source 12 to which the main rotating shaft 11 is connected is installed in a housing box 14.
- the main rotary drive source 12 is a motor that can be rotated at a rotation speed at which the weight balance can be detected.
- An AC servo motor or other motor is appropriately selected and used.
- a circular backing plate 111 with a diameter sufficiently larger than the various diameters of the center bores is fixed to the main rotating shaft 11.
- a blade screw 112 and a cone 113 are used as jigs used when fixing the main rotating shaft 11.
- the cone 113 is a hollow semicircular cone-shaped member. It may be interposed between the backing plate 111 and the wheel, or between the wheel and the blade screw 112, but in either case, it is arranged in a direction in which its diameter gradually decreases toward the center bore of the wheel.
- the cone 113 is a member that fills the gap between the center bore and the main rotating shaft 11 at various diameters of the center bore to prevent the rotating shaft 11 from spinning freely.
- the peripheral surface on the tip side of the main rotating shaft 11 is threaded, and the wheel is pressed against the backing plate 111 with the cone 113 interposed, and the blade screw 112 is screwed into the main rotating shaft 11 and tightened to fix the wheel to the main rotating shaft 11.
- the balance detector 13 includes a vibration sensor 131 that detects the vibration of the main rotating shaft 11 that is rotated by the main rotary drive source 12 with the wheel fixed, an angle sensor 132 such as a rotary encoder that detects the rotation angle of the main rotating shaft 11, and a signal processor 133 that processes the output signals from the vibration sensor 131 and the angle sensor 132 to detect the weight balance.
- a vibration sensor 131 that detects the vibration of the main rotating shaft 11 that is rotated by the main rotary drive source 12 with the wheel fixed
- an angle sensor 132 such as a rotary encoder that detects the rotation angle of the main rotating shaft 11
- a signal processor 133 that processes the output signals from the vibration sensor 131 and the angle sensor 132 to detect the weight balance.
- the weight balance detection result by the signal processor 133 includes information on the weight distribution in the circumferential direction, as well as the weight and attachment position of the weights attached to optimize the balance.
- the configuration of the balance detector 13 can be the same as that of a commercially available wheel balance
- a main body control unit (not shown) that controls each part of the main body balancer 1 is provided inside the housing box 14.
- a main body operation panel 16 is provided on the top surface of the housing box 14.
- the main body operation panel 16 includes a main body display 161 that displays various information, and the results of the weight balance detection by the signal processing unit 133 are displayed on the main body display 161.
- the add-on grinding unit 2 which is attached to the main body balancer 1, includes a grinding body that comes into contact with and grinds a tire mounted on a wheel fixed to the main rotating shaft 11 when the tire is rotated by the main rotary drive source 12.
- a belt-shaped grinding body (grinding belt 21) is used as the grinding body.
- the grinding belt 21 is endless (loop-shaped).
- the post-installation sanding unit 2 includes a belt rotation mechanism 22 that rotates the sanding belt 21 and presses it against the tire.
- FIG. 3 is a perspective schematic view showing the configuration of the belt rotation mechanism 22.
- the upper pulley 221 is a driven pulley and the lower pulley 222 is a driving pulley. However, both may be driving pulleys.
- a polishing rotary drive source 223 is connected to the lower pulley 222.
- the upper pulley 221 is supported by an upper pulley holder 220 that includes a horizontal driven shaft.
- the lower pulley 222 is supported by the output shaft of the polishing rotary drive source 223.
- the driven shaft of the upper pulley 221 and the drive shaft of the lower pulley 222 are parallel to each other and are located on the same vertical plane.
- the belt rotation mechanism 22 also includes a pulley position changing mechanism 23 that is operated when attaching or detaching the polishing belt 21.
- Fig. 4 is a schematic side view showing the configuration and operation of the pulley position changing mechanism 23.
- the pulley position change mechanism 23 comprises a U-shaped frame 231 having an upper plate portion 23a and a lower plate portion 23b, a lifting block 232 that rises and falls within the frame 231, two pillars 233 whose lower ends are fixed to the lifting block 232 and extend upward by being inserted through insertion holes in the upper plate portion 23a, a coil spring 234 provided between the lifting block 233 and the lower plate portion 23b, a cam 235 connected to the lifting block 233, an arm 236 connected to the cam 235, and a handle portion 237 provided at the tip of the arm 236.
- the cam 235 is a block-shaped member that is roughly rectangular when viewed from the side.
- the cam 235 is connected to the lifting block 232 via a rotating shaft, and can be in a state where its longitudinal direction is horizontal or vertical by rotating around the rotating shaft.
- the tip of the arm 236 is connected to the longitudinal end of the cam 235.
- the other end of the arm 236 forms a handle portion 237.
- a cover 239 is provided behind the abrasive belt 21 that is stretched around the pair of pulleys 221, 222 (the side opposite the side that contacts the tire) to prevent abrasive dust from scattering.
- the gap between the pair of pulleys 221, 222 is narrowed in advance. That is, the handle 57 is held and the arm 236 is rotated and lifted until it is in a nearly horizontal state as shown in FIG. 4 (1).
- the cam 235 connected to the tip of the arm 236 rotates and the longitudinal direction becomes vertical.
- the cam 235 is connected to the lifting block 232 via a rotating shaft at the center position in the longitudinal direction, and the upward displacement of the cam 235 in the vertical position is restricted by the upper plate portion 23a on the upper side, so that the lifting block 232 is relatively pushed down.
- the lifting block 232 compresses each coil spring 234. That is, the force of the person lifting the arm 236 acts to compress the coil spring 234 via the cam 235 and the lifting block 232.
- the two spring rods 238 are also in the lowered position together with the lifting block 232.
- the element 20 consisting of the polishing belt 21 and the belt rotation mechanism 22 described above is hereinafter referred to as the polishing head.
- the polishing head 20 is provided with an arm mechanism 24 so that the polishing head 20 can be positioned at any position.
- the arm mechanism 24 is of a multi-joint type as shown in Figures 1 and 2.
- the arm mechanism 24 is composed of a first arm 241 that holds the belt rotation mechanism 22 at its tip, and a second arm 242 that is connected to the rear end of the first arm 241.
- both the first arm 241 and the second arm 242 are arms that extend in the horizontal direction.
- the first arm 241 holds the polishing head 20 via the swivel pin 243.
- the swivel pin 243 is fixed to the bracket bottom plate 225 that holds the belt rotation mechanism 22 as a whole and protrudes downward.
- a pinhole that is long in the vertical direction and has a circular cross section is formed at the tip of the first arm 241, and the swivel pin 243 is cylindrical and fits into the pinhole, and is rotatably fitted into the pinhole.
- a crank 244 is connected to the bracket bottom plate 225 via an L-shaped plate (reference number omitted). The crank 244 is for limiting and stabilizing the angle of the swing of the polishing head 20.
- the direction of the swing is indicated by R1 in FIG.
- the second arm 242 is connected via a vertically oriented rotational axis pin (not shown) provided at the rear end of the first arm 241. Therefore, the first arm 241 can rotate around the rotational axis pin (vertical rotational axis) relative to the second arm 242.
- the second arm 242 has a shape that protrudes slightly from the connection point of the first arm 241, and a linear drive source 245 is connected to the tip of the protrusion.
- a vertically oriented connecting rod 248 is provided at the tip of the protrusion.
- the linear drive source 245 is fixed to the side of the rear end side of the first arm 41 and has an output rod that can move forward and backward.
- the tip of the output rod is annular, and the connecting rod 248 is inserted into it.
- the linear drive source 245 is an air cylinder, and the output rod has two positions: a forward limit position and a backward limit position (retracted).
- the output rod When the output rod is in the forward limit position, it can be pushed back by pressure, and can take a position between the forward limit position and the backward limit position depending on the pressure.
- the rear end of the second arm 242 is bent vertically, forming a substantially L-shaped member. However, it does not have to be substantially L-shaped, and may be a straight arm.
- the rear end of the second arm 242 is connected to an arm holder 246 fixed to the unit base board 25.
- the arm holder 246 includes a rotating rod (reference number omitted) attached in a vertical position.
- the rotating rod is rotatable around a vertical central axis, and the rear end of the second arm 242 is fixed to the rotating rod.
- the rotating rod is provided as a mechanism for manual follower rotation (free rotation).
- the arm mechanism 24 includes a manual handle 27, and the second arm 242 rotates via the rotating rod by operating the manual handle 27.
- the direction of rotation is indicated by R3 in FIG. 2.
- the arm mechanism 24 can position the polishing head 20 at any position within its operating range (horizontal range) by rotating R2 and R3.
- the orientation (posture) of the polishing head 20 also rotates R1 (swings) in accordance with the shape of the tire when the polishing head 20 moves in the tire width direction.
- Such an add-on polishing unit 2 is equipped with a unit control box 26 that incorporates a unit control unit that controls the operation of the entire unit.
- a box support 261 is fixed to a position near the tip of the second arm 242 and extends upward.
- the unit control box 26 is fixed to the upper end of the box support 261.
- a unit display 260 is attached to the top surface of the unit control box 26.
- the upper end of the box support 261 is bent diagonally, and the unit display 260 faces diagonally upward.
- the polishing rotary drive source 223 and the linear drive source 245 are connected to the unit control unit in the unit control box 26 by a signal line arranged in the first arm 241.
- the unit control unit includes a power switch on the unit control box 26 for turning the power on and off, as well as control circuits for the polishing rotary drive source 223 and the linear drive source 245.
- the unit display 260 is a touch panel, and the unit control unit is equipped with a function for displaying a main screen for polishing work and an input screen for each setting information.
- the main screen displays a polishing start button that starts the operation of the polishing rotary drive source 223 and a polishing end button that stops the operation. Note that, as a configuration for inputting operation signals to the unit control unit, in addition to the case where the unit display 260 is configured as a touch panel, a configuration in which push button switches, snap switches, etc. are appropriately arranged may be adopted.
- Each drive source 223, 245 is powered by a power cable arranged inside each arm 241, 242.
- the power cable passes through the unit base board 25 and is connected to the main balancer 1 side, and is connected to a commercial power source via a power supply unit (not shown) provided on the main balancer 1.
- the add-on polishing unit 2 in this example is equipped with a manual handle 27.
- the manual handle 27 is the upper end portion of an auxiliary rod 271 that is in a vertical position.
- the auxiliary rod 271 is connected near the tip of the second arm 242 via a connecting rod (symbol omitted) that extends horizontally.
- the connecting rod is a rod with a fixed position (does not rotate), and the second arm 242 can be manually rotated in the direction of R3 (Fig. 2) by using the manual handle 27.
- the auxiliary rod 271 is equipped with a stopper mechanism.
- the auxiliary rod 271 is hollow, and a stopper rod 272 is inserted into it.
- the upper part of the stopper rod 272 is screwed into the inner surface of the auxiliary rod 271, and a knob 273 is fixed to the part that protrudes from the auxiliary rod 271.
- the lower end of the stopper rod 272 protrudes downward from the auxiliary rod 271, and the second arm 242 is fixed by turning the knob 273 to press the stopper rod 272 against the floor.
- the add-on polishing unit 2 configured as described above includes a speed changing means as an element provided in relation to the fact that it also serves as the main rotating shaft 11 in the main body balancer 1.
- the speed changing means is a means for making the rotational speed of the tire when the polishing belt 21 comes into contact slower than the rotational speed when the balance detector 13 detects the balance.
- the main rotating shaft 11 rotates freely (can be rotated by hand) when the main rotary drive source 12 is not operating (off state). Therefore, the speed changing means in this embodiment is a means for applying a separate torque to rotate the tire when the main rotary drive source 12 is off, and the rotation speed caused by the application of this external torque is set to be slower than the speed during weight balance detection.
- the speed change means includes a friction roller 281 that comes into contact with the tire when the tire is polished, and a polishing tire rotation drive source 282 that rotates the friction roller 281.
- the polishing tire rotation drive source 282 is a drive source that rotates the friction roller 281 that comes into contact with the tire when the main rotation drive source 12 is off, thereby rotating the tire by frictional force.
- the tire is mounted on a wheel, and the wheel is fixed to the main rotation shaft 11, so that the wheel and main rotation shaft 11 also rotate in response to the rotation of the tire due to the polishing tire rotation drive source 282.
- a geared motor is preferably used as the polishing tire rotation drive source 282 in order to reduce the rotation speed.
- the friction roller 281 is configured to be pressed against the tire with sufficient pressure when rotated by the polishing tire rotation drive source 282.
- An example of the configuration for this purpose is shown in Fig. 5.
- Fig. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration for pressing the friction roller 281 against the tire. 1 and 5, the friction roller 281 is attached to the tip of a roller arm 283.
- the arm holder 246 is a structural material fixed with sufficient strength to the unit base board 25, and is a columnar member extending upward.
- the roller arm 283 is attached to the arm holder 246 via a horizontal rotation shaft pin 247, and is capable of swinging around the rotation shaft pin 247.
- a roller pressing source 284 is provided as a driving source for pressing the friction roller 281 against the tire.
- the roller pressing source 284 is linearly driven, and an air cylinder is used.
- the roller pressing source 284 is provided with an output shaft protruding upward, and the upper end of the output shaft is connected to the roller arm 283.
- the roller pressing source 284 also has a pressing source holder 285 at its bottom, and is held by the pressing source holder 285.
- the pressing source holder 285 is fixed to the arm holder 246 via a horizontal rotating shaft pin 286. Therefore, the roller pressing source 284 is able to swing around the horizontal rotating shaft (rotating shaft pin 286) at its lower end.
- the output shaft pushes up the roller arm 283. This causes the roller arm 283 to rotate around the rotation shaft pin 247 and swing upward. This also pushes up the friction roller 281 and makes contact with the tire.
- the upper limit position of the output shaft of the roller pressing source 284 is set higher than the position where it comes into contact with the tire, and after it comes into contact with the tire, the output of the roller pressing source 284 acts to press the friction roller 281 against the tire.
- the grinding tire rotation drive source 282 is also fixed to the tip of the roller arm 283.
- the surface to which the grinding tire rotation drive source 282 is fixed is the opposite side to the side on which the friction roller 281 is provided.
- An opening is provided at the tip of the roller arm 283, and the output shaft of the grinding tire rotation drive source 282 is inserted into this opening and connected to the friction roller 281.
- the friction roller 281 is made of a material that generates sufficient frictional force when it comes into contact with the tire, such as rubber.
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Abstract
Description
この出願の発明は、ホイールとホイールに装着されたタイヤとから成る車輪について、重量バランスを検出したり、タイヤを研磨したりする技術に関するものである。 The invention of this application relates to technology for detecting the weight balance of a wheel consisting of a wheel and a tire mounted on the wheel, and for grinding the tire.
自動車用タイヤの分野では、タイヤの高性能化、高機能化が顕著であり、用途や気候に応じて種々のタイヤが開発されて市販されている。代表的なものは、冬季や寒冷地において使用されるスタッドレスタイヤである。この他、低燃費性に優れたエコタイヤや四輪駆動車に適したオールテレーンタイヤ、走行時の快適性(乗り心地)を特に重視したコンフォートタイヤなども開発されて市販されている。 In the field of automobile tires, there has been a remarkable trend towards high performance and functionality, and various tires have been developed and sold commercially depending on the application and climate. A typical example is studless tires used in winter and cold regions. In addition, eco-tires with excellent fuel efficiency, all-terrain tires suitable for four-wheel drive vehicles, and comfort tires that place special emphasis on driving comfort (ride quality) have also been developed and are sold commercially.
このような種々のタイヤが開発されて市販されていることを背景として、ホイールやタイヤを販売するショップ(以下、タイヤショップと総称する。)は、タイヤ関連のサービスにも力を入れるようになってきている。
自動車用タイヤに関連するサービスとしては、ホイールバランスサービスがよく知られている。ホイールバランスサービスは、タイヤを装着したホイールについて重量バランスを最適化し、走行の安定性や走行時の快適性(乗り心地)を向上させるサービスである。ホイールバランスサービスは、新車の出荷時に行われる他、ホイールを交換したり、タイヤを交換したりした場合に行われる。したがって、ホイールバランスサービスは、タイヤショップの他、自動車修理工場、修理も行うガソリンスタンド等でも広く行われている。以下、これらの事業所を「タイヤショップ等」と呼ぶ。 ホイールバランスサービスには、ホイールバランサーと呼ばれる装置が使用される。ホイールバランサーは、車輪の重量バランスを検出し、補正すべき重量の大きさと補正位置を教示する装置である。
With the development and commercialization of such a wide variety of tires, shops that sell wheels and tires (hereinafter collectively referred to as tire shops) have begun to focus on tire-related services.
Wheel balancing services are well known as a service related to automobile tires. Wheel balancing services optimize the weight balance of wheels fitted with tires, improving driving stability and driving comfort (ride quality). Wheel balancing services are performed when a new car is shipped, as well as when the wheels or tires are replaced. Therefore, wheel balancing services are widely performed not only at tire shops, but also at auto repair shops, gas stations that also do repairs, and so on. Hereinafter, these establishments will be referred to as "tire shops, etc." A device called a wheel balancer is used for wheel balancing services. A wheel balancer is a device that detects the weight balance of a wheel and indicates the amount of weight that should be corrected and the correction position.
尚、この明細書において、ホイール又はホイールとホイールに装着されたタイヤとからなるものを総称して「車輪」と呼ぶ。ホイールバランサーは、ホイール単体の重量バランスを検出する場合もあるが、通常は、タイヤを装着した状態での重量バランスを検出するものである。したがって、ホイールバランサーの名称が一般的ではあるものの、この明細書では、車輪バランサーと呼ぶ。車輪バランサーは、ホイール単体の重量バランスを検出する場合もあるし、ホイールとタイヤとから成る全体の重量バランスを検出する場合もある。また、車輪バランサーを使用して重量バランスを最適化するサービスを車輪バランスサービスと言い換える。 In this specification, the term "wheel" refers collectively to a wheel or to a combination of a wheel and a tire attached to the wheel. A wheel balancer may detect the weight balance of the wheel alone, but typically it detects the weight balance when a tire is attached. Therefore, although the name wheel balancer is common, in this specification it will be called a wheel balancer. A wheel balancer may detect the weight balance of the wheel alone, or it may detect the overall weight balance consisting of the wheel and tire. A service that uses a wheel balancer to optimize weight balance will be referred to as a wheel balancing service.
車輪バランサーは、センターボアを通して車輪を回転軸に固定し、回転軸を駆動して車輪を高速回転させ、その際に生じる振動を回転軸を介して検出することで車輪の重量バランスを検出する装置である。回転軸を介して検出される振動には、周方向の重量の分布が不均一であることにより生じた遠心力の影響が含まれ、振動を解析することでどのように不均一であるかが検出できる。
車輪の重量バランスは、小さなウェイト(重り)を貼り付けることで補正され、最適化される。車輪バランサーは、高速回転時の振動を検出して重量バランスが悪化している箇所(周方向の位置)とその程度を特定し、貼り付けるウェイトの重さ及び貼り付ける箇所を教示するよう構成されている。したがって、車輪バランスサービスは、車両から車輪を取り外して車輪バランサーに装架して重量バランスを検出させ、教示された箇所にウェイトを貼り付けるサービスである。
A wheel balancer is a device that detects the weight balance of a wheel by fixing the wheel to a rotating shaft through the center bore, driving the rotating shaft to rotate the wheel at high speed, and detecting the vibrations generated through the rotating shaft. The vibrations detected through the rotating shaft include the effects of centrifugal force caused by uneven distribution of weight in the circumferential direction, and analyzing the vibrations makes it possible to detect how uneven the distribution is.
The weight balance of a wheel is corrected and optimized by attaching small weights. The wheel balancer is configured to detect vibrations during high-speed rotation, identify the location (circumferential position) where the weight balance is deteriorated and its degree, and teach the weight and location of the weight to be attached. Therefore, the wheel balancing service involves removing the wheels from the vehicle and mounting them on the wheel balancer to detect the weight balance, and attaching weights to the taught locations.
一方、自動車用タイヤに関連した別のサービスとして、タイヤ研磨サービスが知られている。このサービスは、スタッドレスタイヤのようなある種のタイヤについて実施されるもので、タイヤのグリップ力を回復させるサービスである。スタッドレスタイヤについては、使用により表面の粗さが低下し、まだ十分に溝が残っているにも関わらずグリップ力が低下し、廃棄をせざるを得ない場合がある。このような場合でも、表面を粗く研磨すればグリップ力が回復できる。このため、タイヤ研磨装置が使用される。このようなタイヤ研磨サービスに使用される装置の一例が、特許文献1に開示されている。
Meanwhile, another service related to automobile tires is known as a tire polishing service. This service is performed on certain types of tires, such as studless tires, and is a service that restores the grip of the tires. With studless tires, the surface roughness decreases with use, and even though there is still plenty of tread left, the grip decreases, and there are cases where the tires have to be discarded. Even in such cases, the grip can be restored by roughly polishing the surface. For this reason, tire polishing devices are used. An example of a device used for such a tire polishing service is disclosed in
上述した車輪バランスサービスは、ほぼ全てのタイヤについて行われると好適なサービスであるのに対し、タイヤ研磨サービスは、スタッドレスタイヤのような一部のタイヤについて好適に実施されるサービスである。このため、タイヤ研磨装置に比べると、車輪バランサーの方が広く普及しており、多くのタイヤショップ等に設置されて稼働している。
車輪バランサーは設置されているもののタイヤ研磨装置は設定されていないタイヤショップ等では、車輪バランスサービスは提供できるものの、タイヤ研磨サービスは提供できない。とはいえ、近年、スタッドレスタイヤの普及によりタイヤ研磨サービスの需要は増しつつあり、タイヤ研磨装置を導入しようと思っているタイヤショップ等も多くなってきている。
The wheel balancing service described above is suitable for almost all tires, whereas the tire polishing service is suitable for some tires such as studless tires. For this reason, wheel balancers are more widely used than tire polishing machines, and are installed and operated in many tire shops, etc.
Tire shops that have wheel balancers installed but no tire polishing equipment can provide wheel balancing services but cannot provide tire polishing services. However, in recent years, the demand for tire polishing services has been increasing due to the popularity of studless tires, and an increasing number of tire shops are considering installing tire polishing equipment.
しかしながら、車輪バランサーに加えてタイヤ研磨装置も設置するとなると、かなりのスペースを必要とするので、スペースに余裕のないタイヤショップ等では導入できない場合もある。また、車輪バランサーに加えてタイヤ研磨装置を購入するとなると高額の投資が必要になってしまうため、躊躇してしまうこともあり得る。
本願の発明は、タイヤ関連サービスを提供するタイヤショップ等におけるこのような課題を解決するために為されたものであり、スペース的に余裕のない事業所であっても種々のタイヤ関連サービスを提供できるようにし、また高額の投資を必要とせずに顧客に対し種々のタイヤ関連サービスを提供できるようにすることを解決課題としている。
However, installing a tire grinding device in addition to a wheel balancer requires a considerable amount of space, so tire shops and other locations with limited space may not be able to install them. Also, purchasing a tire grinding device in addition to a wheel balancer requires a large investment, which may make some shop owners hesitant to do so.
The present invention has been made to solve such problems at tire shops and the like that provide tire-related services, and aims to enable various tire-related services to be provided even in business establishments with limited space, and to enable various tire-related services to be provided to customers without requiring large investments.
上記課題を解決するため、この明細書において、車輪バランサー兼タイヤ研磨装置、車輪バランサー用後付けタイヤ研磨ユニット、タイヤユニフォミティ装置、及びタイヤ研磨装置が開示される。
開示された発明に係る車輪バランサー兼タイヤ研磨装置は、
ホイールのセンターボアに挿通されてホイールが固定される回転軸と、
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、ホイール又はホイールとホイールに装着されたタイヤとから成る車輪の重量バランスを検出するバランス検出器と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、ホイールに装着されて回転するタイヤの表面に接触する研磨体を含む研磨ヘッドと、
研磨体が接触する際のタイヤの回転速度を、バランス検出器がバランスを検出する際の回転速度より遅くする速度変更手段と
を備えている。
また、この車輪バランサー兼タイヤ研磨装置において、研磨体は、一方が駆動プーリである一対のベルトプーリに張架されて周回する無終端状の研磨ベルトであり得る。
また、この車輪バランサー兼タイヤ研磨装置において、研磨ヘッドは、回転するタイヤの幅方向の任意の位置で研磨体がタイヤに接触するようタイヤの幅方向の任意の位置に位置することができるものであり得る。
また、開示された発明に係る車輪バランサー用後付け研磨ユニットは、ホイールのセンターボアに挿通されてホイールが固定される回転軸と、回転軸を回転させる回転駆動源と、回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、ホイール又はホイールに装着されたタイヤとから成る車輪の重量バランスを検出するバランス検出器とを備えた車輪バランサーに対して後付けで搭載されるユニットである。
そして、この車輪バランサー用後付け研磨ユニットは、
回転軸に固定されたホイールが回転している際、ホイールに装着されて回転しているタイヤに接触する研磨体を含む研磨ヘッドと、
研磨体がタイヤに接触する際のタイヤの回転速度をバランス検出器が重量バランスを検出する際の回転速度より遅くする速度変更手段と
を備えている。
また、この車輪バランサー用後付け研磨ユニットにおいて、研磨体は、一方が駆動プーリである一対のベルトプーリに張架されて周回する無終端状の研磨ベルトであり得る。
また、この車輪バランサー用後付け研磨ユニットにおいて、研磨ヘッドは、回転するタイヤの幅方向の任意の位置で研磨体がタイヤに接触するようタイヤの幅方向の任意の位置に位置することができるものであり得る。
また、開示された発明に係るタイヤユニフォミティ装置は、
タイヤが装着されたホイールのセンターボアに挿通されてホイールが固定される回転軸と、
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、回転するタイヤの周面の周方向の形状の均一性を検出するユニフォミティ検出器と、
ホイールに装着されたタイヤに接触してタイヤを研磨する研磨体を含む研磨ヘッドと
を備えている。
研磨ヘッドは、研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に研磨体を移動させることができるものである。
そして、このタイヤユニフォミティ装置には、研磨ヘッドが研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に移動させながらタイヤを研磨する際、研磨体の接触位置がタイヤの周方向の任意の位置で維持されるようタイヤの回転を規制する回転規制手段が設けられている。
また、開示された別の発明に係るタイヤユニフォミティ装置は、
タイヤが装着されたホイールのセンターボアに挿通されてホイールが固定される回転軸と、
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、回転するタイヤの周面の幅方向の形状の均一性を検出するユニフォミティ検出器と、
ホイールに装着されて回転するタイヤに接触してタイヤを研磨する研磨体を含む研磨ヘッドと
を備えている。
そして、このタイヤユニフォミティ装置において、研磨ヘッドは、回転するタイヤの幅方向の任意の位置で研磨体がタイヤに接触するようタイヤの幅方向の任意の位置に位置することができるものである。
また、上記各タイヤユニフォミティ装置において、研磨体は、一方が駆動プーリである一対のベルトプーリ及び一対のベルトプーリに張架されて周回する無終端状の研磨ベルトであり得る。
また、開示された発明に係るタイヤ研磨装置は、
タイヤが装着されたホイールのセンターボアに挿通されてホイールが固定される回転軸と、
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、ホイールに装着されたタイヤに接触してタイヤを研磨する研磨体を含む研磨ヘッドと
を備えている。
研磨ヘッドは、タイヤが回転していない状態においてもタイヤの周面に研磨体を接触させることが可能であって、研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に研磨体を移動させることができるものである。
そして、研磨ヘッドが研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に移動させて研磨を行う際、研磨体がタイヤに与えるトルクに抗してタイヤが回転しない状態とする回転規制手段が設けられている。
In order to solve the above problems, this specification discloses a wheel balancer/tire grinding machine, a retrofit tire grinding unit for a wheel balancer, a tire uniformity device, and a tire grinding machine.
The wheel balancer and tire grinding device according to the disclosed invention is
A rotating shaft that is inserted into a center bore of the wheel and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
a balance detector that detects a weight balance of the wheel or a wheel set consisting of the wheel and a tire attached to the wheel when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
a grinding head including a grinding body that is attached to the wheel and contacts the surface of the rotating tire when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
The tire has a speed changing means for making the rotational speed of the tire when the polishing body comes into contact with the tire slower than the rotational speed when the balance detector detects the balance.
In this wheel balancer/tire grinding apparatus, the grinding body may be an endless grinding belt that is stretched around a pair of belt pulleys, one of which is a drive pulley.
In addition, in this wheel balancer/tire grinding apparatus, the grinding head can be capable of being positioned at any position in the width direction of the tire so that the grinding body contacts the tire at any position in the width direction of the rotating tire.
In addition, the retrofit grinding unit for a wheel balancer of the disclosed invention is a unit that is retrofitted to a wheel balancer and includes a rotating shaft that is inserted into the center bore of the wheel to which the wheel is fixed, a rotational drive source that rotates the rotating shaft, and a balance detector that detects the weight balance of the wheel, consisting of the wheel or a tire attached to the wheel, when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by the rotational drive source.
And this retrofit grinding unit for wheel balancers is,
A grinding head includes a grinding body that is attached to a wheel and contacts a rotating tire when the wheel fixed to a rotating shaft rotates;
The tire rotation speed when the polishing body comes into contact with the tire is slower than the rotation speed when the balance detector detects the weight balance.
In this retrofit sanding unit for a wheel balancer, the sanding body may be an endless sanding belt that is stretched and rotated around a pair of belt pulleys, one of which is a drive pulley.
In addition, in this retrofit polishing unit for a wheel balancer, the polishing head can be capable of being positioned at any position in the width direction of the tire so that the polishing body contacts the tire at any position in the width direction of the rotating tire.
In addition, a tire uniformity device according to the disclosed invention includes:
A rotating shaft that is inserted into a center bore of a wheel on which a tire is mounted and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
a uniformity detector that detects the uniformity of a circumferential shape of a rotating tire surface when a wheel fixed to a rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
and a grinding head including a grinding body that comes into contact with the tire mounted on the wheel and grinds the tire.
The polishing head is capable of moving the polishing body in the circumferential direction of the circumferential surface of the tire or in the tangential direction of the circumferential surface.
This tire uniformity device is provided with a rotation restricting means for restricting the rotation of the tire so that the contact position of the polishing body is maintained at any position in the circumferential direction of the tire when the polishing head polishes the tire by moving the polishing body in the circumferential direction or tangential direction of the circumferential surface of the tire.
In addition, a tire uniformity device according to another disclosed invention is
A rotating shaft that is inserted into a center bore of a wheel on which a tire is mounted and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
a uniformity detector that detects the uniformity of a shape in a width direction of a circumferential surface of a rotating tire when a wheel fixed to a rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
and a grinding head including a grinding body that is attached to a wheel and comes into contact with the rotating tire to grind the tire.
In this tire uniformity apparatus, the polishing head can be positioned at any position in the width direction of the tire so that the polishing body comes into contact with the tire at any position in the width direction of the rotating tire.
In each of the tire uniformity apparatuses described above, the abrasive body may be a pair of belt pulleys, one of which is a drive pulley, and an endless abrasive belt that is stretched around and rotates around the pair of belt pulleys.
In addition, the tire grinding device according to the disclosed invention is
A rotating shaft that is inserted into a center bore of a wheel on which a tire is mounted and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
The grinding head includes a grinding body that comes into contact with a tire mounted on the wheel and grinds the tire when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source.
The polishing head is capable of bringing the polishing body into contact with the peripheral surface of the tire even when the tire is not rotating, and is capable of moving the polishing body in the circumferential direction or tangential direction of the peripheral surface of the tire.
A rotation restriction means is provided to prevent the tire from rotating against the torque applied to the tire by the polishing body when the polishing head moves the polishing body in the circumferential direction or tangential direction of the peripheral surface of the tire to perform polishing.
以下に説明する通り、開示された発明に係る車輪バランサー兼タイヤ研磨装置によれば、一台の装置で重量バランス検出とタイヤ研磨との両方が行える。このため、顧客に対して種々のタイヤ関連サービスを提供しようとしているタイヤショップ等において特に好適なものとなっている。2台分の装置の設置スペースを要することがないので、小規模の事業所において特に好適であり、装置の価格としても2台分の装置に比べて格段に安くなるので、好適である。
装置の構造的な長所としては、重量バランス検出用の回転軸を兼用してタイヤ研磨を行うので、構造が簡略化されており、また部品点数も少なくなることから装置コストも低減する。
その上、速度変更手段を備えているので、重量バランス検出時よりも低速の好適な速度でタイヤ研磨が行える。このため、タイヤ研磨が不十分になることはない。
また、開示された発明に係る車輪バランサー用後付け研磨ユニットによれば、既存の車輪バランサーに後付けでタイヤ研磨機能を追加して実装することができるので、既存の車輪バランサーを活かしつつ車輪バランサー兼タイヤ研磨装置を実現できる。このため、投下コストを抑えつつ種々のサービスの提供を可能にするという効果が得られる。
また、研磨体が、一方が駆動プーリである一対のプーリにより周回する研磨ベルトである構成によれば、研磨量の調節が容易であり、また研磨ベルトの摩耗を均一化させて研磨ベルトの寿命を長くしたり、作業労力を軽減化したりする効果が得られる。
また、研磨ヘッドがタイヤの幅方向の任意の位置に位置することができる構成によれば、幅方向の任意の位置で研磨が行える。このため、偏摩耗のような幅方向の形状不均一性を解消させたり、スタッドレスタイヤのグリップ性能の幅方向での不均一性を解消させたりする際の研磨を好適に行うことができる。
また、開示された発明に係るタイヤユニフォミティ装置によれば、ユニフォミティ検出とタイヤ研磨が1台の装置で行えるので、少ない投下コストで種々のタイヤ関連サービスを顧客に提供するのに適したものとなる。また、2台分の装置の設置スペースを要することがないので、小規模の事業所において特に好適となる。そして、装置の構造的な長所としては、ユニフォミティ検出用の回転軸を兼用してタイヤ研磨を行うので、構造が簡略化されており、また部品点数も少なくなることから装置コストも低減する。
その上、作業上のメリットとして、ユニフォミティ検出をした後、タイヤを取り外すことなくその場でタイヤ研磨を行ってユニフォミティを補正することができる。このため、作業性の点でも好適な装置となっている。
ユニフォミティ検出器がタイヤの周面の周方向のユニフォミティを検出するものであり、研磨体がタイヤに接触して研磨を行う際、研磨体の接触位置がタイヤの周方向の任意の位置で維持されるようタイヤの回転を規制する回転規制手段を備えたタイヤユニフォミティ装置の構成によれば、局所的な突出のような周方向のユニフォミティ低下を補正するのに特に好適となる。
また、ユニフォミティ検出器がタイヤの周面の幅方向のユニフォミティを検出するものであり、研磨ヘッドが、回転するタイヤの幅方向の任意の位置で研磨体がタイヤに接触するようタイヤの幅方向の任意の位置に研磨体を位置することができるものであるタイヤユニフォミティ装置の構成によれば、幅方向における局所的なユニフォミティ低下を補正するのに特に好適となる。
また、開示された発明に係るタイヤ研磨装置によれば、タイヤを回転させながら研磨体をタイヤの周面に接触させることで周方向において均一に研磨を行うことが可能であるとともに、タイヤを静止させてタイヤの周面の周方向又は幅方向の特定の箇所を選択的に研磨することも可能となっている。このため、スタッドレスタイヤのグリップ力回復のような目的でのタイヤ研磨とユニフォミティ改善の目的でのタイヤ研磨との双方が行え、多用性に富んだ装置となるという効果が得られる。
As described below, the wheel balancer and tire grinding device according to the disclosed invention can perform both weight balance detection and tire grinding with one device. This makes it particularly suitable for tire shops and the like that are looking to provide various tire-related services to customers. Since it does not require the installation space of two devices, it is particularly suitable for small-scale businesses, and the price of the device is also significantly cheaper than that of two devices, making it ideal.
The structural advantage of the device is that the rotating shaft for detecting the weight balance is also used for polishing the tires, so the structure is simplified and the number of parts is reduced, which reduces the cost of the device.
In addition, since the speed changing means is provided, the tire can be polished at a suitable speed lower than that at the time of weight balance detection, so that the tire is not polished insufficiently.
In addition, the wheel balancer retrofit grinding unit according to the disclosed invention can add a tire grinding function to an existing wheel balancer, making it possible to realize a wheel balancer/tire grinding device while making use of the existing wheel balancer. This has the effect of making it possible to provide various services while keeping investment costs down.
Furthermore, if the polishing body is a polishing belt rotated by a pair of pulleys, one of which is a drive pulley, it is easy to adjust the amount of polishing, and the wear of the polishing belt can be made uniform, thereby extending the life of the polishing belt and reducing the amount of work required.
Furthermore, with a structure in which the polishing head can be positioned at any position in the tire width direction, polishing can be performed at any position in the tire width direction, which makes it possible to suitably perform polishing when eliminating unevenness in the tire width direction, such as uneven wear, or unevenness in the grip performance of studless tires in the tire width direction.
In addition, the tire uniformity device according to the disclosed invention can perform both uniformity detection and tire polishing with a single device, making it suitable for providing various tire-related services to customers with low investment costs. In addition, since it does not require the installation space of two devices, it is particularly suitable for small-scale businesses. As for the structural advantages of the device, the rotating shaft for uniformity detection is also used for tire polishing, so the structure is simplified and the number of parts is reduced, reducing the cost of the device.
Moreover, as an operational advantage, after uniformity detection, the tire can be polished on the spot to correct the uniformity without removing the tire, making this a favorable device in terms of workability as well.
A tire uniformity device configuration in which the uniformity detector detects the circumferential uniformity of the tire surface and which includes a rotation control means for controlling the rotation of the tire so that the contact position of the polishing body is maintained at any position around the tire when the polishing body comes into contact with the tire to polish it, is particularly suitable for correcting reductions in circumferential uniformity such as localized protrusions.
Furthermore, a tire uniformity device configuration in which the uniformity detector detects the uniformity in the width direction of the tire's circumferential surface and the polishing head can position the polishing body at any position in the width direction of the rotating tire so that the polishing body contacts the tire at any position in the width direction of the tire is particularly suitable for correcting localized decreases in uniformity in the width direction.
Furthermore, the tire grinding device according to the disclosed invention makes it possible to grind the tire uniformly in the circumferential direction by bringing the grinding body into contact with the circumferential surface of the tire while rotating the tire, and also makes it possible to grind specific locations of the circumferential or widthwise surface of the tire selectively while keeping the tire stationary. This makes it possible to grind tires for both purposes, such as restoring the grip of studless tires, and for the purpose of improving uniformity, resulting in a highly versatile device.
次に、この出願の発明を実施するための形態(実施形態)について説明する。
まず、車輪バランサー兼タイヤ研磨装置の発明の実施形態、車輪バランサー用後付けタイヤ研磨ユニットの発明の実施形態について説明する。
実施形態に係る車輪バランサー用後付けタイヤ研磨ユニット(以下、後付け研磨ユニットと略称する。)は、既存の車輪バランサーに対して後付けで搭載されてタイヤ研磨機能を追加するユニットである。タイヤ研磨ユニットが後付けで搭載された車輪バランサーが、実施形態の車輪バランサー兼タイヤ研磨装置である。
Next, a mode (embodiment) for carrying out the invention of this application will be described.
First, an embodiment of the invention of a wheel balancer/tire grinding device and an embodiment of the invention of a retrofit tire grinding unit for a wheel balancer will be described.
The retrofit tire grinding unit for a wheel balancer according to the embodiment (hereinafter, abbreviated as the retrofit grinding unit) is a unit that is retrofitted to an existing wheel balancer to add a tire grinding function. The wheel balancer to which the tire grinding unit is retrofitted is the wheel balancer/tire grinding device according to the embodiment.
図1及び図2は、実施形態の車輪バランサー兼タイヤ研磨装置の斜視概略図である。このうち、図1は正面側から見た斜視概略図であり、図2はこれとは反対側から見た斜視概略図である。図1及び図2に示す車輪バランサー兼タイヤ研磨装置は、車輪バランサーに対して後付け研磨ユニットを後付けして構成された装置であるので、元々の車輪バランサー(以下、本体バランサーと言い換える。)1と、後付け研磨ユニット2とから構成されている。
FIGS. 1 and 2 are schematic perspective views of a wheel balancer and tire grinding device according to an embodiment. Of these, FIG. 1 is a schematic perspective view seen from the front side, and FIG. 2 is a schematic perspective view seen from the opposite side. The wheel balancer and tire grinding device shown in FIGS. 1 and 2 is a device configured by retrofitting a retrofit grinding unit to a wheel balancer, and is therefore composed of the original wheel balancer (hereinafter referred to as the main balancer) 1 and the
本体バランサー1は、ホイールのセンターボアに挿通されてホイールが固定される回転軸11と、回転軸を回転させる回転駆動源12と、バランス検出器13とを備えている。以下、他の要素の区別のため、回転軸11を主回転軸とし、回転駆動源12を主回転駆動源とする。図1及び図2に示すように、本体バランサー1は、ほぼ直方体状の筐体ボックス14を備えている。主回転軸11は、筐体ボックス14の側面から水平に突出した状態で設けられている。
主回転軸11が連結された主回転駆動源12は、筐体ボックス14内に設置されている。主回転駆動源12は、重量バランス検出可能な回転速度で回転駆動可能なモータである。ACサーボモータその他のモータが適宜選択されて使用される。
The
The main
図1及び図2に示すように、主回転軸11には、種々の径のセンターボアより十分に大きな径の円環状の当て板111が固定されている。また、主回転軸11に固定する際に使用される治具として、羽根ネジ112と、コーン113とが使用される。コーン113は、中空の半円錘状の部材である。当て板111とホイールとの間に介在させる場合とホイールと羽根ネジ112との間に介在させる場合とがあるが、いずれにしても、ホイールのセンターボアに向けて徐々に径が小さくなる向きで配置される。コーン113は、センターボアの種々の径において、センターボアと主回転軸11との間の隙間を埋めて回転軸11が空回りしないようにする部材である。主回転軸11の先端側の周面はねじ切りされており、コーン113を介在させた状態でホイールを当て板111に押し当て、羽根ネジ112を主回転軸11に螺合させて締め付けることでホイールは主回転軸11に固定される。
As shown in Figures 1 and 2, a
図1中に概略的に示すように、バランス検出器13は、ホイールが固定された状態で主回転駆動源12によって回転する主回転軸11の振動を検出する振動センサ131と、主回転軸11の回転角度を検出するロータリーエンコーダ等の角度センサ132と、振動センサ131及び角度センサ132からの出力信号を処理して重量バランスを検出する信号処理部133とを備えている。振動センサ131は一つのみ図示されているが、二つの振動センサが設けられる場合が多い。信号処理部133による重量バランスの検出結果は、前述したように、周方向の重量分布に加え、バランス最適化のために貼り付けるウェイトの重さ、貼り付け位置の情報を含む。バランス検出器13の構成は、市販されている車輪バランサーと同様にでき、また非特許文献1にも詳説されているので、さらなる説明は省略する。
As shown diagrammatically in FIG. 1, the
尚、筐体ボックス14内には、本体バランサー1の各部を制御する不図示の本体制御部が設けられている。また、筐体ボックス14の上面には、本体操作盤16が設けられている。本体操作盤16は、各種情報を表示する本体ディスプレイ161を含んでおり、信号処理部133による重量バランスの検出結果は本体ディスプレイ161に表示されるようになっている。
In addition, a main body control unit (not shown) that controls each part of the
このような本体バランサー1に対して後付けされている後付け研磨ユニット2は、主回転軸11に固定されたホイールに装着されているタイヤが主回転駆動源12により回転している際、タイヤに接触して研磨を行う研磨体を含んでいる。この実施形態では、研磨体として、ベルト状のもの(研磨ベルト21)が使用されている。研磨ベルト21は、この実施形態では無終端状(輪っか状)である。
この実施形態では、後付け研磨ユニット2は、上記研磨ベルト21を周回させながらタイヤに押し当てるベルト周回機構22を備えている。図3は、ベルト周回機構22の構成を示した斜視概略図である。
The add-on grinding
In this embodiment, the
図3に示すように、ベルト周回機構22は、一対のプーリ221,222を含んでいる。一対のプーリ221,222は、研磨ベルト21を張った状態とするものである。一対のプーリ221,222は、上下に配設されている。研磨ベルト21は、一対のプーリ221,222によって形成される周回軌道上を周回する。以下、上側のプーリ221を上プーリと呼び、下側のプーリ222を下プーリと呼ぶ。尚、この例では一対のプーリ221,222は同じ大きさであるが、異なる大きさとされる場合もある。
As shown in FIG. 3, the
この例では、上プーリ221は従動プーリとなっており、下プーリ222が駆動プーリとなっている。但し、双方が駆動プーリであっても良い。下プーリ222には、研磨用回転駆動源223が連結されている。上プーリ221は、水平な従動軸を含む上プーリホルダー220によって軸支されている。下プーリ222は、研磨用回転駆動源223の出力軸によって軸支されている。上プーリ221の従動軸及び下プーリ222の駆動軸は互いに平行であり、同一鉛直面上に位置している。
In this example, the
また、ベルト周回機構22は、研磨ベルト21の着脱の際に操作されるプーリ位置変更機構23を含んでいる。図4は、プーリ位置変更機構23の構成及びその動作について示した側面概略図である。
図3及び図4に示すように、プーリ位置変更機構23は、上板部23a及び下板部23bとを有するコ状のフレーム231と、フレーム231内で昇降する昇降ブロック232と、昇降ブロック232に下端が固定され、上板部23aの挿通孔を通して挿通されて上方に延びる2本の支柱233と、昇降ブロック233と下板部23bとの間に設けられたコイルスプリング234と、昇降ブロック233に連結されたカム235と、カム235に連結されたアーム236と、アーム236の先端に設けられたハンドル部237とを備えている。
The
As shown in Figures 3 and 4, the pulley
2本の支柱233の先端は、上プーリ221を保持したプーリホルダー220の下面に固定されており、上プーリ221を支えている。昇降ブロック232の下面には、2本のスプリングロッド238が固定されている。コイルスプリング234は、2本のスプリングロッド238のそれぞれに設けられており、スプリングロッド238の周囲において上下方向に弾性を作用させるものとなっている。各コイルスプリング234は、下板部23bと昇降ブロック232との間に挟まれた状態で設けられており、昇降ブロック232を上側に押し上げるよう弾性を作用させるものとなっている。各スプリングロッド238は、下板部23bに設けられた不図示の挿通孔を通して下方に突出しており、昇降ブロック232とともに昇降可能となっている。スプリングロッド238は、コイルスプリング234が外れないように係止するためのものである。
The tips of the two
カム235は、側面で見るとほぼ長方形のブロック状の部材である。カム235は、回転軸を介して昇降ブロック232に連結されており、回転軸の回りの回転により長手方向が水平になる状態と長手方向が垂直になる状態を取り得るものとなっている。アーム236の先端は、カム235の長手方向の端部に連結されている。アーム236の他端は、ハンドル部237となっている。尚、一対のプーリ221,222に張架された研磨ベルト21の背後(タイヤに接触する側とは反対側)には、研磨カスの飛散を防止するカバー239が設けられている。
The
研磨ベルト21を張架する場合、一対のプーリ221,222の間隔を予め狭めておく。即ち、ハンドル部57を持って、図4(1)に示すようにほぼ水平な状態になるまでアーム236を回転させて持ち上げる。この際、アーム236の先端に連結されているカム235が回転し、長手方向が垂直方向になる。カム235は、長手方向の中央の位置で回転軸を介して昇降ブロック232に連結されており、長手方向が垂直方向となった姿勢のカム235は上側の上板部23aによって上側の変位が規制されているので、相対的に昇降ブロック232が押し下げられる状態となる。この際、昇降ブロック232は、各コイルスプリング234を圧縮する。即ち、アーム236を持ち上げる人の力は、カム235及び昇降ブロック232を介してコイルスプリング234を圧縮するよう作用する。尚、2本のスプリングロッド238も昇降ブロック232とともに下降位置にある。
When tensioning the polishing
図4(1)の状態で研磨ベルト21を上プーリ221に被せ、下側を下プーリ222の下側に回して装着する。そして、ハンドル部237を持ってアーム236を回転させて押し下げ、図4(3)に示すようにアーム236がほぼ垂直な姿勢になるようにする。これにより、カム235が90度回転し、長手方向が水平方向に向く姿勢となる。カム235は、長手方向の面が上板部23aに当接して上側への変位が規制された状態となる。このカム235の姿勢変化に伴い、昇降ブロック232が上昇し、昇降ブロック232に固定されている2本の支柱233も上昇する。このため、プーリホルダー220で保持されている上プーリ221も上昇する。これにより、上プーリ221と下プーリ222の離間距離が長くなり、研磨ベルト21が張った状態となる。昇降ブロック232の上昇は上板部23aで規制されており、研磨ベルト21が最適な張力となるように上板部23aの位置や支柱233の長さが選定されている。尚、スプリングロッド238も昇降ブロック232とともに上昇する。
尚、ベルト周回機構22は、垂直な姿勢のブラケット側板224によって保持されており、ブラケット側板224の下端にはブラケット底板225が固定されている。ブラケット底板225には、後述する首振りピン243が固定されている。
In the state shown in FIG. 4(1), the polishing
The
研磨ベルト21と上述したベルト周回機構22とから成る要素20を、以下、研磨ヘッドと呼ぶ。研磨ヘッド20については、任意の位置に研磨ヘッド20を位置させることができるようにするため、アーム機構24が付設されている。この実施形態では、アーム機構24は、図1及び図2に示すように多関節型のものである。この例では、アーム機構24は、先端でベルト周回機構22を保持した第一アーム241と、第一アーム241の後端に連結された第二アーム242とから成っている。尚、アーム機構24以外の構成としては、研磨ヘッド20を保持した支柱をロック可能なキャスター付きの台座に固定し、台座を移動させるころで研磨ヘッド20を任意の位置に位置させる構成が考えられる。
The
図1及び図2に示すように、第一アーム241及び第二アーム242とも、水平方向に延びるアームである。第一アーム241は、首振りピン243を介して研磨ヘッド20を保持している。上述したように、ベルト周回機構22を全体に保持したブラケット底板225には首振りピン243が固定されて下方に突出している。第一アーム241の先端には、垂直方向に長い断面円形のピン穴が形成されており、首振りピン243はピン穴に適合した円柱状であり、ピン穴に回転可能に嵌合している。
図2に示すように、ブラケット底板225には、L字プレート(符号省略)を介してクランク244が連結されている。クランク244は、研磨ヘッド20の首振りの角度を制限し安定化させるためのものである。首振りの方向を図1においてR1で示す。
1 and 2, both the
2, a
第二アーム242は、第一アーム241の後端に設けられた不図示の垂直な姿勢の回転軸ピンを介して連結されている。したがって、第一アーム241は、第二アーム242に対して回転軸ピン(垂直な回転軸)の回りに回転可能となっている。図1及び図2に示すように、第二アーム242は、第一アーム241の連結箇所から少し突出した形状となっており、突出部の先端に直線駆動源245が連結されている。突出部の先端には、垂直な姿勢の連結ロッド248が設けられている。直線駆動源245は、第一アーム41の後端側の側面に固定されており、進退可能な出力ロッドを備えている。出力ロッドの先端は円環状となっており、そこに連結ロッド248が挿通されている。出力ロッドが進退すると、先端が突出部の先端に連結されているため、図2にR2で示すように第一アーム241が回転軸ピンの回りに回転する。この例では、直線駆動源245はエアシリンダであり、出力ロッドは前進限度位置と後退限度位置(退避)との二つの位置となるものである。出力ロッドは、前進限度位置に位置した際、圧力によって押し込まれると後退可能なものであり、圧力に応じて前進限度位置と後退限度位置の間の位置を取り得る。
The
第二アーム242は、後端部分が垂直に折れ曲がっており、略L字状の部材となっている。但し、略L字状である必要はなく、直線状のアームであっても良い。第二アーム242の後端は、ユニットベース盤25に固定されたアーム保持体246に連結されている。アーム保持体246は、垂直な姿勢で取り付けられた回転ロッド(符号省略)を含んでいる。回転ロッドは、垂直な中心軸の回りに回転可能であり、第二アーム242の後端は回転ロッドに固定されている。回転ロッドは、手動による従動回転(フリー回転)する機構として設けられている。後述するように、アーム機構24は手動ハンドル27を備えており、手動ハンドル27の操作により、回転ロッドを介して第二アーム242は回転する。回転の向きを図2においてR3で示す。
アーム機構24は、R2及びR3の回転を行うことで、研磨ヘッド20を動作範囲内(水平方向の範囲内)の任意の位置に位置させることができるようになっている。そして、研磨ヘッド20の向き(姿勢)も、研磨ヘッド20がタイヤの幅方向に移動した際にタイヤの形状にならってR1の回転(首振り)を行うようになっている。
The rear end of the
The
このような後付け研磨ユニット2は、ユニット全体の動作を制御するユニット制御部を内蔵したユニット制御ボックス26を備えている。図1及び図2に示すように、第二アーム242の先端寄りの位置には、ボックス支柱261が固定されて上に延びている。ユニット制御ボックス26は、ボックス支柱261の上端に固定されている。ユニット制御ボックス26の上面には、ユニットディスプレイ260が取り付けられている。ボックス支柱261は上端部分が斜めに折れ曲がっており、ユニットディスプレイ260は斜め上方に向いている。
Such an add-on polishing
研磨用回転駆動源223及び直線駆動源245は、第一アーム241内に配設された信号線によってユニット制御ボックス26内のユニット制御部に接続されている。ユニット制御部は、電源をオンオフする電源スイッチをユニット制御ボックス26上に備えている他、研磨用回転駆動源223及び直線駆動源245の各制御回路を含んでいる。また、ユニットディスプレイ260はタッチパネルとなっており、ユニット制御部には研磨作業を行う際のメイン画面や各設定情報の入力画面等を表示する機能が実装されている。メイン画面には、研磨用回転駆動源223の動作を開始させる研磨開始ボタンやその動作を停止させる研磨終了ボタン等が表示されるようになっている。尚、ユニット制御部に対して操作信号を入力する構成としては、ユニットディスプレイ260をタッチパネルで構成する場合の他、押しボタンスイッチやスナップスイッチ等を適宜配置した構成が採用されることもある。
The polishing
各駆動源223,245は、各アーム241,242内に配設された電源ケーブルによって電源が確保されている。電源ケーブルは、ユニットベース盤25を貫通して本体バランサー1側に接続されており、本体バランサー1に設けられた不図示の電源ユニットを介して商用電源に接続されている。
Each
また、図1及び図2に示すように、この例の後付け研磨ユニット2は、手動ハンドル27を備えている。手動ハンドル27は、垂直な姿勢の補助ロッド271の上端部分の部位である。補助ロッド271は、水平方向に延びる連結棒(符号省略)を介して第二アーム242の先端付近に連結されている。連結棒は、姿勢が固定された(回転しない)棒であり、手動ハンドル27により第二アーム242をR3(図2)の方向に手動回転できるようになっている。
As shown in Figs. 1 and 2, the add-on polishing
尚、補助ロッド271には、ストッパ機構が付設されている。補助ロッド271は中空となっており、内部にストッパロッド272が挿通されている。ストッパロッド272の上側部分は補助ロッド271の内面に螺合しており、補助ロッド271から突出した部分に摘まみ部273が固定されている。ストッパロッド272の下端は補助ロッド271から下方に突出しており、摘まみ部273を回してストッパロッド272を床に圧接することで第二アーム242が固定されるようになっている。
The
このような構成の後付け研磨ユニット2は、本体バランサー1における主回転軸11を兼用することとの関連で設けられた要素として、速度変更手段を備えている。速度変更手段は、研磨ベルト21が接触する際のタイヤの回転速度を、バランス検出器13がバランスを検出する際の回転速度より遅くする手段である。
この実施形態では、主回転軸11は、主回転駆動源12が動作していない状態(オフ状態)ではフリー回転する(人が手で回転させることができる)ものとなっている。このため、この実施形態における速度変更手段は、主回転駆動源12のオフ時に別途トルクを付与してタイヤを回転させる手段となっており、その外部トルク付与によって生じる回転速度が重量バランス検出の際の速度より低速になるようしている。
The add-on polishing
In this embodiment, the main
より具体的に説明すると、速度変更手段は、タイヤ研磨の際にタイヤに接触する摩擦ローラ281と、摩擦ローラ281を回転させる研磨用タイヤ回転駆動源282とを備えている。研磨用タイヤ回転駆動源282は、主回転駆動源12のオフ時にタイヤに接触する摩擦ローラ281を回転させて摩擦力によりタイヤを回転させる駆動源である。タイヤはホイールに装着されており、ホイールは主回転軸11に固定されているので、研磨用タイヤ回転駆動源282によりホイールや主回転軸11もタイヤの回転に従動して回転する。研磨用タイヤ回転駆動源282としては、回転の低速化のため、ギヤードモーターが好適に使用される。
More specifically, the speed change means includes a
摩擦ローラ281は、研磨用タイヤ回転駆動源282によって回転する際、十分な圧力でタイヤに押し付けられるようになっている。このための構成の一例が、図5に示されている。図5は、摩擦ローラ281のタイヤへの押圧のための構成の一例について示した概略図である。
図1及び図5において、摩擦ローラ281はローラアーム283の先端に取り付けられている。アーム保持体246は、ユニットベース盤25に対して十分な強度で固定された構造材であり、上方に延びる柱状の部材である。ローラアーム283は、アーム保持体246に対して水平な回転軸ピン247を介して取り付けられており、回転軸ピン247の回りに揺動可能である。
The
1 and 5, the
摩擦ローラ281をタイヤに押圧する駆動原として、ローラ押圧源284が設けられている。この例では、ローラ押圧源284は、直線駆動するものとなっており、エアシリンダが採用されている。図5に示すように、ローラ押圧源284は、出力軸が上方に突出した状態で設けられており、出力軸の上端はローラアーム283に連結されている。また、ローラ押圧源284は、底部に押圧源ホルダー285を備えており、押圧源ホルダー285で保持されている。押圧源ホルダー285は、水平な回転軸ピン286を介してアーム保持体246に固定されている。このため、ローラ押圧源284は下端の水平な回転軸(回転軸ピン286)の回りに揺動可能となっている。
A
ローラ押圧源284が動作して出力軸が上昇すると、出力軸はローラアーム283を押し上げる。これにより、ローラアーム283は回転軸ピン247の回りに回転して上側に向けて揺動する。これにより、摩擦ローラ281も押し上げられ、タイヤに当接する。ローラ押圧源284の出力軸の上限位置は、タイヤに当接する位置により高く設定されており、タイヤに当接した後、ローラ押圧源284の出力は摩擦ローラ281をタイヤに押圧するよう作用する。尚、出力軸が上記動作をする際、出力軸はローラアーム283に固定されており、ローラアーム283は回転軸ピン247の回りに旋回するので、ローラ押圧源284は、クランクのように回転軸ピン286の回りに少し揺動して傾き、姿勢が変化する。
When the
尚、研磨用タイヤ回転駆動源282も、ローラアーム283の先端に固定されている。研磨用タイヤ回転駆動源282が固定された面は、摩擦ローラ281が設けられた側とは反対側である。ローラアーム283の先端には開口が設けられており、この開口に研磨用タイヤ回転駆動源282の出力軸が挿通されて摩擦ローラ281に連結されている。尚、摩擦ローラ281は、タイヤに接触した際に十分な摩擦力が生じる材料で形成されており、例えばゴム製である。
The grinding tire
このような速度変更手段は、重量バランス検出時の車輪の回転速度と、タイヤ研磨時の車輪の回転速度とが大きく異なることを考慮して設けられている。前述したように、車輪バランサーは、車輪を回転させた際に主回転軸11を伝わる振動を検出してその解析により重量バランスを測定する機器である。振動は、より高速で回転させた方が大きくなり、センサからの信号も大きくなる。このため、一般的に車輪バランサーにおける車輪の回転速度は非常に高く、300rpm程度である。高性能の振動センサ131を採用した高級機種では低速回転でも重量バランス測定が可能となっているが、それでも100rpm程度である。
Such speed changing means is provided in consideration of the large difference between the rotational speed of the wheel when detecting the weight balance and the rotational speed of the wheel when grinding the tire. As mentioned above, a wheel balancer is an instrument that measures the weight balance by detecting the vibrations transmitted through the main
一方、タイヤ研磨においても周方向で均一に研磨を行うためにタイヤを回転させるが、その回転速度は、1~10rpm程度であり、重量バランス検出時と比べるとかなり低い(1/10以下)。タイヤ研磨の際にタイヤを高速で回転させてしまうと、かえって研磨が十分にできなくなる。タイヤ研磨の際には、表面が粗い研磨ベルト21をタイヤの表面に押し付けて擦ることで行うが、研磨ベルト21がタイヤの表面に接触している時間がある程度長く確保される必要があり、研磨ベルト21が瞬時に移動してまうと、十分な接触時間が確保できない。タイヤ研磨の際、研磨ベルト21も周回して移動しているが、この際の研磨ベルト21の移動の向きは、回転するタイヤの表面が移動する向きと同じ場合もあり、逆の場合もある(すれ違い)。いずれの場合でも、100~300rpmといった高速でタイヤを回転させてしまうと、研磨ベルト21を接触させても十分に研磨を行うことができない。
On the other hand, when polishing tires, the tire is rotated to polish uniformly in the circumferential direction, but the rotation speed is about 1 to 10 rpm, which is considerably slower than when detecting the weight balance (less than 1/10). If the tire is rotated at high speed when polishing tires, the polishing will not be sufficient. When polishing tires, the polishing
このような事情を考慮し、実施形態の後付け研磨ユニット2は、速度変更手段を備えている。この実施形態では、速度変更手段は摩擦ローラ281と研磨用タイヤ回転駆動源282とを備えた構成なので、研磨用タイヤ回転駆動源282の出力を適宜調整することにより、タイヤ研磨時のタイヤの回転速度を最適化する。例えば、タイヤ研磨時の最適な回転速度が5rpmである場合、5rpmになるように研磨用タイヤ回転駆動源282の出力が調整される。
ユニット制御ボックス260内のユニット制御部は、研磨用タイヤ回転駆動源282に制御信号を出力する回路を含んでおり、ユニット制御ボックス26の上面にはこの回路に接続されている速度調節部(例えば調節つまみ)が設けられている。
Considering these circumstances, the add-on polishing
The unit control section in the
尚、本体バランサー1は、ロータリーエンコーダ等の角度センサ132の出力に従って主回転軸11の回転速度を検出する機能を有しており、重量バランス検出中の回転速度を本体ディスプレイ161に表示する機能を有している。したがって、研磨用タイヤ回転駆動源282によりタイヤを介して主回転軸11を回転させながら本体ディスプレイ161で回転速度を確認し、タイヤ研磨に最適な回転速度となるように速度調節部を操作して研磨用タイヤ回転駆動源282の出力を調整する。
The
このような実施形態の車輪バランサー兼タイヤ研磨装置の動作について、以下に説明する。
まず、後付け研磨ユニット2の本体バランサー1に対する搭載について説明する。図6は、後付け研磨ユニット2の本体バランサー1に対する搭載について示した斜視概略図である。
後付け研磨ユニット2には、ユニットベース盤25に加え、本体バランサー1のための本体ベース盤10が設けられる。即ち、図6に示すように、本体ベース盤10に対して所定位置で後付け研磨ユニット2が固定される。この例では、方形である本体ベース盤10の右奥の隅の位置にユニットベース盤25が位置するよう後付け研磨ユニット2を配置する。ユニットベース盤25と本体ベース盤10とは、ボルト等により頑丈に固定される。
The operation of this embodiment of the wheel balancer and tire grinder will now be described.
First, a description will be given of how the add-on polishing
The
このように組み上げられた本体ベース盤付きの後付け研磨ユニット2は、本体バランサー1が設置されている作業場所に搬入され、本体バランサー1に対して搭載される。即ち、設置されている本体バランサー1をいったん持ち上げ、本体ベース盤10上の所定位置に載置する。所定位置とは、主回転軸1にホイールが固定された際、そのホイールに装着されたタイヤの側面に研磨ヘッド20の研磨ベルト21が接触可能となる位置である。本体バランサー1は、この位置で本体ベース盤10に固定される。本体バランサー1がロック可能なキャスターを備えている場合にはその位置でキャスターが固定される。もしくは、キャスターを取り外してL字プレート等で本体ベース盤10に固定される。
The attached
そして、後付け研磨ユニット2の電源ケーブルを本体バランサー1の電源ユニットを介して商用電源に接続することで、搭載が完了する。尚、本体ベース盤10の下面には適宜キャスターが設けられおり、後付け研磨ユニット2が後付けされた本体バランサー1は、適宜の位置(例えば元々の位置)に移動される。
Then, the power cable of the
このようにして後付け研磨ユニット2が搭載された後も、重量バランス検出については同様に実施できる。即ち、ホイールのセンターボアに主回転軸11を挿通させながら車輪を主回転軸11に装架し、コーン113を適宜使用して羽根ネジ112で車輪を主回転軸11に固定する。そして、本体バランサー1の本体操作盤16を操作して主回転駆動源12を動作させ、車輪を高速回転させる。この際、後付け研磨ユニット2における摩擦ローラ281は退避位置とされる。そして、バランス検出器13の作用により車輪の重量バランスが検出され、バランス補正のためのウェイトの重量及びウェイトの貼り付け位置が本体ディスプレイ161に表示される。作業者は、車輪を主回転軸に固定したまま、表示に従ってウェイトを貼り付け、重量バランス補正を行う。
Even after the
図7は、タイヤ研磨の際の装置の状態の一例を示した斜視概略図である。タイヤ研磨を行う場合には、図7に示すように、タイヤTが装着されたホイールWに主回転軸11を挿通させ、ホイールWを主回転軸11に固定する。そして、後付け研磨ユニット2のユニット制御ボックス260に設けられた電源スイッチをオンにし、ユニットディスプレイ260にメイン画面を表示する。そして、手動ハンドル27を操作して、研磨作業のスタンバイ位置に研磨ヘッド20を位置させる。スタンバイ位置は、装架された車輪のタイヤTの表面から少し離れた位置に研磨ヘッド20が位置する位置である。
また、ローラ押圧源284を動作させ、ローラアーム283を揺動させて摩擦ローラ281を退避位置から動作位置に移動させる。これにより、摩擦ローラ281がタイヤTに圧接された状態となる。
Fig. 7 is a schematic perspective view showing an example of the state of the device during tire grinding. When performing tire grinding, as shown in Fig. 7, the main
Furthermore, the
この状態で、研磨作業の開始ボタンを押し、研磨用回転駆動源223を動作させて研磨ベルト21を周回させる。また、本体バランサー1の主回転駆動源12がオフであることを確認した後、研磨用タイヤ回転駆動源282の電源スイッチを押し、摩擦ローラ281を回転させる。これによりタイヤTが回転し、ホイールWや主回転軸11も従動回転する。この際のタイヤTの回転速度は、重量バランス検出時の回転速度よりも低い回転速度、即ちタイヤ研磨に適した回転速度である。
In this state, the polishing operation start button is pressed to operate the polishing
そして、直線駆動源245をオンにし、出力ロッドを前進位置にする。これにより、第一アーム241が少し揺動して研磨ヘッド20が前進し、周回している研磨ベルト21がタイヤTに接触した状態となる。この状態では、直接駆動源245の出力ロッドは前進限度位置よりも少し手前の位置であり、研磨ベルト21がタイヤTに当接しているためにタイヤTによって少し押し戻された状態となっている。即ち、エアシリンダである直線駆動原245における設定圧力と研磨ベルト21を介してタイヤTが研磨ヘッド20を押し返す力とが釣り合った状態となっている。
Then, the
回転しているタイヤTは、周回している研磨ベルト21との接触により周面が削られ、研磨処理が行われる。この際、手動ハンドル27を操作し、研磨ヘッド20をタイヤの幅方向の任意の位置に位置させる。研磨ヘッド20の位置を変える場合、研磨ベルト21がタイヤTに接触している状態を保ちながら、手動ハンドル21を操作して第二アーム242を回転させ、タイヤTの幅方向の任意の位置とする。この際、第一アーム241の角度が少し変わるので、研磨ヘッド20はタイヤTとの接触の際、少し首振りをする形になる。
The rotating tire T has its circumferential surface scraped by contact with the revolving
必要な箇所についての必要量の研磨を行った後、直線駆動源245の出力ヘッドを後退限度位置に戻し、研磨ヘッド20をタイヤTから遠ざけて研磨ベルト21の接触を解除する。そして、研磨用回転駆動源223の動作を停止するとともに、研磨用タイヤ回転駆動源282の動作を停止させてタイヤTの回転を停止させる。そして、羽根ネジ112を回して車輪を主回転軸11から取り外す。この際、ローラ押圧源284を動作させて摩擦ローラ281を後退限度位置(退避位置)に戻す。
尚、上記研磨の際、研磨ヘッド20は、タイヤの幅方向の形状にならって従動して首振りを行う。例えばタイヤの幅方向の一方の側の端部(肩部)に対して研磨を行うために研磨ヘッド20を端部側に移動させていった際、直線駆動源245による押圧力のために研磨ヘッド20はR1の向きに多少首振りをして肩部に対して研磨ベルト21がほぼ平行になる。この動作は、特許文献1に開示された動作と同様である。
After performing the required amount of polishing on the required locations, the output head of the
During the above-mentioned polishing, the polishing
このような実施形態の車輪バランサー兼タイヤ研磨装置によれば、一台の装置で重量バランス検出とタイヤ研磨との両方が行える。このため、顧客に対して種々のタイヤ関連サービスを提供しようとしているタイヤショップ等において特に好適なものとなっている。2台分の装置の設置スペースを要することがないので、小規模の事業所において特に好適であり、装置の価格としても2台分の装置に比べて格段に安くなるので、好適である。
装置の構造的な長所としては、重量バランス検出用の主回転軸11を兼用してタイヤ研磨を行うので、構造が簡略化されており、また部品点数も少なくなることから装置コストも低減する。
その上、速度変更手段を備えているので、重量バランス検出時よりも低速の好適な速度でタイヤ研磨が行える。このため、タイヤ研磨が不十分になることはない。
According to the wheel balancer and tire grinding machine of this embodiment, both weight balance detection and tire grinding can be performed with one machine. Therefore, it is particularly suitable for tire shops and the like that are trying to provide various tire-related services to customers. Since it does not require the installation space of two machines, it is particularly suitable for small-scale businesses, and the price of the machine is also much cheaper than that of two machines, which is also preferable.
The structural advantage of the device is that the main
In addition, since the speed changing means is provided, the tire can be polished at a suitable speed lower than that at the time of weight balance detection, so that the tire is not polished insufficiently.
また、商品としての後付け研磨ユニット2は、既に設置されて稼働している車輪バランサー(本体バランサー1)に後付けでタイヤ研磨機能を追加して実装することを可能にしている。この点には、減価償却が済んでおらずまだ十分に使用可能な車輪バランサーを活かしつつ車輪バランサー兼タイヤ研磨装置を実現できる意義がある。即ち、投下コストを抑えつつ種々のサービスを提供することができるようになるという意義がある。
Furthermore, the add-on polishing
尚、速度変更手段の構成としては、摩擦ローラ281と研磨用タイヤ回転駆動源282とを備えた構成の他、本体バランサー1において主回転駆動源12の出力を調節する構成を採用しても良い。主回転駆動源12の出力を制御する本体制御部において重量バランサー検出用の出力値とタイヤ研磨時の出力値とを設定する。そして、主回転駆動源12を制御する際の出力の目標値を切り換えて制御がされるよう本体制御部を構成する。
In addition, the speed changing means may be configured to include a
上記構成の方がスマートであるが、タイヤ研磨機能を後付けで追加する場合には難しい面もある。即ち、本体バランサー1における本体制御部の改造が必要であり、技術的な困難性の他、改造が許可されていない場合もある。これに比べると、実施形態の後付け研磨ユニット2は、摩擦ローラ281をタイヤに圧接して外側からトルクを付与してタイヤを回転させるので、本体バランサー1の本体制御部については改造が必要がなく、極めて簡便である。
The above configuration is smart, but there are some difficulties when adding a tire grinding function later. That is, it is necessary to modify the main body control unit of the
尚、主回転駆動源12がオフの際に主回転軸11がフリー回転しない場合には、摩擦ローラ281に対してトルクモータを接続し、逆向きのトルクを付与することで主回転軸11を減速させる構成が採用され得る。この場合、トルクモータは、重量バランス検出の際の主回転駆動源12の出力(定格出力)に対して負荷となる逆向きトルクを与えるものであり、負荷によって主回転軸11の回転を減速させるものである。
If the main
上記実施形態において、研磨ヘッド20は、研磨体としてベルト状のもの(研磨ベルト21)を備える構成であったが、他の構成も可能である。例えば、ディスク(円盤)状の研磨体を使用することもできる。例えば、ディスクグラインダーのようなディスク状研磨体を回転駆動源で回転させる構成の研磨ヘッドが使用されることもある。この場合、ディスク状研磨体とその回転駆動源とはフレームによって保持され、フレームは、前述したのと同様、下面に首振りピンを備え、首振りピンがピン穴に回転可能に嵌合した構成とされる。
In the above embodiment, the polishing
但し、ディスク状研磨体の場合には、高速で回転してしまうため、研磨量の調整が難しい面がある。これと比較すると、研磨ベルト21の場合、周回速度を任意に調整できるので、研磨量の調整が容易である。また、周回する研磨ベルト21は、タイヤに接触した際、タイヤにより少し湾曲した状態(周回軌道が湾曲した状態)になることが可能である。この湾曲の量の大きさは研磨ベルト21のタイヤに対する圧力の大きさということになり、それを調節することによって研磨量の調整が可能である。上記の例では、直線駆動原245による押圧力を適宜調節することで研磨量の調整が可能である。
However, in the case of a disk-shaped polishing body, it rotates at high speed, making it difficult to adjust the amount of polishing. In comparison, in the case of the polishing
研磨ベルト21を使用する場合、ベルト周回機構22は必須ということではなく、ベルト周回機構22がなくても発明は実施可能である。ベルト周回機構22以外の構成としては、研磨ベルト21がタイヤの周面の接線方向に前後移動(この例では上下移動)させる機構を設けたり、手作業で研磨ベルト21をタイヤの周面に擦り付けたりする構成が考えられる。但し、これらに比べると、ベルト周回機構22を設けた構成は、研磨ベルト21の摩耗を均一化できるので研磨ベルト21の寿命を長くでき、また作業労力が軽減化されるので、好適である。尚、研磨ベルト21をタイヤの周面の接線方向に移動させる構成における接線方向としては、タイヤの幅方向(この例では水平方向)である場合もある。タイヤの幅方向に研磨ベルト21を前後移動(左右移動)させる機構を設けたり、垂直な回転軸の回りに回転する一対のプーリに研磨ベルト21を張架して水平方向に長い周回軌道に沿って研磨ベルト21を回転させる機構を設けたりする構成が考えられる。
When using the
また、この実施形態の車輪バランサー兼タイヤ研磨装置によれば、研磨ヘッド20はタイヤの幅方向の任意の位置に位置することができるものであるので、幅方向の任意の位置で研磨が行える。このため、偏摩耗のような幅方向の形状不均一性を解消させるための研磨を行うのに好適となっている。この他、スタッドレスタイヤのグリップ性能が幅方向で不均一となっていてグリップ性能が低下している箇所がある場合、その部分のみ選択的に研磨を行うこともできるので、好適である。
Furthermore, with the wheel balancer and tire grinding device of this embodiment, the grinding
次に、タイヤユニフォミティ装置の発明の実施形態について説明する。図8は、実施形態に係るタイヤユニフォミティ装置の斜視概略図である。
車輪バランサーは、車輪の重量バランス(重量分布の均一性)を検出する装置であるが、タイヤユニフォミティ装置は、タイヤの形状の均一性を検出する装置である。路面に接触するタイヤの周面の形状が均一でないと、走行時に異音やガタつきが生じて乗り心地が悪化する。形状の不均一性は、周方向のある箇所だけ部分的に突出しているといった周方向での不均一性の他、タイヤの幅方向でも生じる場合がある。典型的なのは偏摩耗と呼ばれる現象で、タイヤの端部のみが多く摩耗して肩下がりのような状態になったり、逆に中央部のみが多く摩耗して凹部ができた状態になったりする現象である。走行時に異音やガタつきが生じて乗り心地が悪化した場合、タイヤのユニフォミティが悪化したのではないかと推測し、タイヤユニフォミティ装置を使用してユニフォミティを測定する場合がある。このような用途で、タイヤユニフォミティ装置は使用される。
Next, an embodiment of the tire uniformity apparatus according to the present invention will be described. Fig. 8 is a schematic perspective view of the tire uniformity apparatus according to the embodiment.
A wheel balancer is a device that detects the weight balance (uniformity of weight distribution) of a wheel, while a tire uniformity device is a device that detects the uniformity of the shape of a tire. If the shape of the circumferential surface of a tire that contacts the road surface is not uniform, abnormal noise and rattling will occur during driving, and the ride quality will deteriorate. The unevenness of the shape can occur not only in the circumferential direction, such as a certain point protruding only in the circumferential direction, but also in the width direction of the tire. A typical example is a phenomenon called uneven wear, in which only the ends of the tire wear more, resulting in a drooping shoulder-like state, or conversely, only the center wears more, resulting in a recessed state. If abnormal noise or rattling occurs during driving and the ride quality deteriorates, it is assumed that the uniformity of the tire has deteriorated, and the tire uniformity device may be used to measure the uniformity. For such purposes, a tire uniformity device is used.
図8に示すように、実施形態のタイヤユニフォミティ装置は、タイヤが装着されたホイールのセンターボアに挿通されてホイールが固定される主回転軸11と、主回転軸11を回転させる主回転駆動源12とを備えている。そして、主回転駆動源12により主回転軸11を回転させた際、回転するタイヤの周面の形状の均一性を検出するユニフォミティ検出器31が設けられている。
主回転軸11や主回転駆動源12の構成は、車輪バランサー兼タイヤ研磨装置における構成と同様で良い。タイヤユニフォミティ装置においても、治具としてコーン113や羽根ネジ112が使用され、ホイールとホイールに装着されたタイヤとから成る車輪が主回転軸11に十分に固定される。
8, the tire uniformity device of the embodiment includes a main
The configurations of the main
この実施形態では、ユニフォミティ検出器31は、タイヤの周面の周方向の均一性を検出するものとなっている。周方向の均一性とは、タイヤの周面の各点が中心軸(この場合には主回転軸11)を中心とする円周上にどの程度ずれなく位置しているかということである。このような不均一性を検出するユニフォミティ検出器31を構成するものとして、この実施形態の装置は、ローラー状の部材(以下、ユニフォミティローラ)311を備えている。
In this embodiment, the
ユニフォミティローラ311は、ローラアーム312の先端に取り付けられており、ローラアーム312によって軸支されている。ローラアーム312は、筐体ボックス14に設けられたアーム開口141に挿通されて筐体ボックス14に延びている。ローラアーム312の後端は、筐体ボックス14内に設けられたリニアガイド313に連結されている。リニアガイド313の向きは垂直方向となっており、ローラアーム312及びユニフォミティローラ311は、全体に上下動可能となっている。
ローラアーム312は、先端に軸支したユニフォミティローラ311が、主回転軸11に装架された車輪のタイヤの周面に接触するよう長さ及び取付位置が選定されている。また、ユニフォミティローラ311は、主回転駆動源12によって車輪が回転した際、接触するタイヤの回転によって(タイヤとの摩擦力によって)従動回転するようローラアーム312に取り付けられている。
The
The length and mounting position of the
図8に示すように、ローラアーム312には、ローラ押圧源314が取り付けられている。ローラ押圧源314としては、例えばエアシリンダが使用される。ローラ押圧源314の出力ロッドは、ローラアーム312を下側に押し下げてユニフォミティローラ311をタイヤに接触させる前進位置と、想定し得る最も大きなタイヤの場合でもユニフォミティローラ311がタイヤに接触しない退避位置とを取り得る。前進位置にある出力ロッドは、主回転駆動源12によって車輪が回転した際も、ユニフォミティローラ311がタイヤから離れない程度の圧力で軽く圧接する。また、前進位置にある出力ロッドは、タイヤの周面の形状にならってユニフォミティローラ311が上下動するのを許容するものとなっている。
As shown in FIG. 8, a roller
そして、ユニフォミティ検出器31を構成するものとして、ローラアーム312の上下位置の変化を検出する変位センサ315が設けられている。変位センサ315が検出するローラアーム312の変位の小ささは、ユニフォミティローラ312が接触するタイヤの周方向の形状均一性を表している。即ち、回転するタイヤの周面のうち周方向において局所的に突出した部分があると、この部分を圧接した際にユニフォミティローラ311は上側に変位する。この変位が変位センサ315により検出される。
The
筐体ボックス14内には、変位センサ315からの出力信号を処理してユニフォミティ検出の結果を得る信号処理部316が設けられている。また、筐体ボックス14の上面に設けられた本体操作盤16には、ユニフォミティ検出の結果を表示する本体ディスプレイ161が設けられている。信号処理部316は、変位センサ315からの信号を処理し、検査対象のタイヤの周方向の各点の位置をプロットした形状を本体ディスプレイ161に表示し、またユニフォミティを%表示のような数値で表示するよう構成されている。
A
さらに、信号処理部316は、ユニフォミティが悪化している箇所を特定する機能も有している。例えば、部分的に突出している箇所がある場合、その位置(周方向の位置)を特定して本体ディスプレイ161に表示する。タイヤには、周方向における基準となる位置が予め設定されている。例えば、重量バランスにおいて最も軽くなっている箇所を表示するマークがタイヤに設けられている場合がある。この場合、ホイールにおいて最も重くなっている箇所(例えばバルブが設けられた箇所)を示す目印がホイールにおいてもされており、両者の位置を合わせる(周方向で同じ位置とする)ことで車輪全体の重量バランスが最適化される。このような目的で設けられた目印の位置が原点とされ、タイヤユニフォミティ装置における信号処理部316に設定される。信号処理部316は、設定された原点に対する角度で、ユニフォミティ悪化箇所の位置を特定して本体ディスプレイ161に表示する。
Furthermore, the
ユニフォミティを検出する装置は、特許文献2等にも開示されているので、更なる説明は割愛する。尚、本実施形態の装置は、重量バランス検出とユニフォミティ検出との双方が行える装置となっている。重量バランス検出のための構成については、車輪バランサー兼タイヤ研磨装置の実施形態と同様にできるので、説明は省略する。
Since a device for detecting uniformity is also disclosed in
このようなタイヤユニフォミティ装置は、同様に、後付け研磨ユニット2が後付けで搭載された構成となっている。同様に、予め本体ベース盤10をユニットベース盤25の下側に固定しておき、後付け研磨ユニット2を設置した後、本体ベース盤10上の所定位置にタイヤユニフォミティ装置を載置し、筐体ボックス14を本体ベース盤10に固定する。
後付け研磨ユニット2については、車輪バランサー兼タイヤ研磨装置におけるものとほぼ同様であるが、タイヤ研磨時にタイヤの回転を規制する回転規制手段が追加されている。回転規制手段は、主回転軸11に装架された車輪がタイヤ研磨時に回転しないように固定する手段である。タイヤ研磨時には、周回する研磨ベルト21が接触するので、研磨ベルト21によりトルクがタイヤに与えられる。回転規制手段は、このトルクに抗してタイヤが回転しないようにする手段である。
This type of tire uniformity device is similarly configured to have the add-on polishing
The
回転規制手段については、主回転軸11にロック機構を設けることで実装できる。ロック機構としては、周面が三角波状に形成された円盤状のロックギヤを主回転軸11に固定し、このロックギヤの周面に係合する開閉フックを設ける構成が考えられる。フックを開くとロックが解除され、フックを閉じてロックギヤに係合させるとロックがされる。このような構成は、主回転軸11に対する改造になり、難しい場合がある。これを考慮し、この実施形態では、摩擦ローラ281を併用する構成が採用されている。
The rotation restriction means can be implemented by providing a locking mechanism on the main
具体的に説明すると、実施形態のタイヤユニフォミティ装置は、摩擦ローラ281に連結された研磨用ローラ回転駆動源282として、ブレーキ付きモーターが使用される。より具体的には、研磨用ローラ回転駆動源282は、ブレーキ付きギヤードモーターである。回転規制をする際には、ローラ押圧源284を動作させて摩擦ローラ281をタイヤに押圧しておき、研磨用ローラ回転駆動源282のブレーキを動作させる。この状態で、前述したのと同様にベルト周回機構22により周回している研磨ベルト21をタイヤに接触させ、研磨を行う。この際、研磨ベルト21は摩擦力によりタイヤにトルクを与えて回転させようとするが、摩擦ローラ281による摩擦力及び押圧力はこれに抗し、タイヤが静止したままの状態とする。即ち、回転規制が達成される。
Specifically, the tire uniformity device of the embodiment uses a motor with a brake as the polishing roller
次に、このようなタイヤユニフォミティ装置の好適な動作例について説明する。
例えば、乗り心地が悪化した車両について、車輪を取り外して重量バランスを検出してバランス補正をしたが、あまり乗り心地が改善しない場合に、ユニフォミティが悪化しているのではないかと考え、タイヤショップ等にユニフォミティ検出を依頼する。タイヤショップ等では、依頼があった車両の各車輪を作業員がタイヤユニフォミティ装置に投入してユニフォミティをチェックする。即ち、車輪を主回転軸11に装架して固定し、ローラ押圧源314を動作させてユニフォミティローラ311をタイヤに接触させ、主回転駆動源12を動作させてユニフォミティ検出器31にユニフォミティを検出させる。
この結果、例えばタイヤの周方向のある箇所に局所的な突出があるという検査結果となり、この突出の位置(基準に対する角度)が本体ディスプレイ161に表示されたとする。作業員は、表示に従い、この位置に目印をする。
Next, a preferred operation example of such a tire uniformity apparatus will be described.
For example, if the ride comfort of a vehicle deteriorates and the wheels are removed to detect the weight balance and correct the balance, but the ride comfort does not improve much, the vehicle owner may suspect that the uniformity has deteriorated and may request a tire shop or the like to detect the uniformity. At the tire shop or the like, an operator will insert each wheel of the requested vehicle into a tire uniformity device to check the uniformity. That is, the wheel is mounted and fixed on the main
As a result, for example, the inspection result indicates that there is a localized protrusion at a certain point in the circumferential direction of the tire, and the position of this protrusion (its angle with respect to the reference point) is displayed on the
作業員は、次に、ローラ押圧源314を動作させてユニフォミティローラ311を退避位置に戻す。その上で、車輪を取り外さずに、そのままタイヤ研磨を行う。作業員は、手動にて車輪を回し、目印をした位置が研磨作業位置になるようにする。研磨作業位置とは、周回する研磨ベルト21がタイヤに接触する位置であり、この例では、作業員が正面側に立った場合、主回転軸11の水平方向手前側の位置である。この状態にした後、作業員は、回転規制手段を動作させる。即ち、ローラ押圧源284を動作させて摩擦ローラ281をタイヤに圧接するとともに、ブレーキ付きギヤードモーターである研磨時ローラ回転駆動源282のブレーキを動作させる。
The worker then operates the
そして、作業員は、手動ハンドル27を操作して研磨ヘッド20をタイヤに接近した位置(スタンバイ位置)に位置させるとともに、研磨開始ボタンを押してベルト周回機構22の動作を開始させる。そして、直線駆動源245を動作させて研磨ヘッド20を前進させ、研磨ベルト21をタイヤに接触させる。この際、目印をした位置において研磨ベルト21がタイヤに接触するよう、手動ハンドル27により研磨ヘッド20の位置が予め調整される。作業員は、本体ディスプレイ161に表示されたユニフォミティの値(突出の%表示)や目視による突出具合を参照しながら、適宜の量の研磨を行う。これにより、タイヤが局所的に研磨され、ユニフォミティ検出器31が検出した局所的な突出が解消される。この研磨の際、タイヤには研磨ベルト21との摩擦力によりトルクが与えられるが、回転規制手段によりタイヤは静止した状態を保つ。
Then, the worker operates the
その後、必要に応じて、ユニフォミティ検出を再度行う。即ち、摩擦ローラ281を退避状態とし、アーム機構24を動作させて研磨ヘッド20を退避位置に戻す。そして、ローラ押圧源314を動作させてユニフォミティローラ311がタイヤに接触した状態とする。この状態で、本体操作盤16の電源スイッチを押し、本体主回転駆動源12を動作させてユニフォミティ検出器31にユニフォミティを検出させる。これにより、ユニフォミティの検出結果が本体ディスプレイ161に表示され、作業員は、研磨によりユニフォミティが改善したことを確認する。
Then, if necessary, uniformity detection is performed again. That is, the
このような実施形態のタイヤユニフォミティ装置によれば、ユニフォミティ検出とタイヤ研磨が1台の装置で行えるので、少ない投下コストで種々のタイヤ関連サービスを顧客に提供するのに適したものとなる。また、2台分の装置の設置スペースを要することがないので、小規模の事業所において特に好適となる。そして、装置の構造的な長所としては、ユニフォミティ検出用の主回転軸11を兼用してタイヤ研磨を行うので、構造が簡略化されており、また部品点数も少なくなることから装置コストも低減する。
その上、作業上のメリットとして、ユニフォミティ検出をした後、タイヤを取り外しことなくその場でタイヤ研磨を行ってユニフォミティを補正することができる。このため、作業性の点でも好適な装置となっている。
According to the tire uniformity apparatus of this embodiment, uniformity detection and tire polishing can be performed by a single apparatus, making it suitable for providing various tire-related services to customers at low investment costs. In addition, since the installation space for two apparatuses is not required, it is particularly suitable for small-scale businesses. As for the structural advantages of the apparatus, the main
Furthermore, as an operational advantage, after uniformity detection, the tire can be polished on the spot to correct the uniformity without having to remove the tire, making this a favorable device in terms of workability as well.
この実施形態のタイヤユニフォミティ装置は、車輪バランサーを兼用したものであるので、上記のようにユニフォミティ検出とタイヤ研磨(ユニフォミティの補正)を行った後、さらに重量バランス検出を行い、必要に応じて重量バランス補正(ウェイトの貼り付け)を行う場合もある。
尚、タイヤユニフォミティ装置の実施形態としては、重量バランス検出機能を有していることは必須ではなく、ユニフォミティ検出とタイヤ研磨機能のみを有していても良い。この場合は、重量バランス検出機能を有しないタイヤユニフォミティ装置に対して後付け研磨ユニット2を後付けする形になるので、当該後付け研磨ユニットは、タイヤユニフォミティ装置用後付け研磨ユニットということになる。
The tire uniformity device of this embodiment also serves as a wheel balancer, so after uniformity detection and tire polishing (uniformity correction) are performed as described above, weight balance detection is further performed and, if necessary, weight balance correction (attachment of weights) may be performed.
In addition, as an embodiment of the tire uniformity apparatus, it is not essential that it has a weight balance detection function, and it may have only the uniformity detection and tire polishing functions. In this case, since the add-on polishing
また、上述したタイヤユニフォミティ装置は、ユニフォミティローラ311を保持したローラアーム312がタイヤの周面の凹凸に応じて上下動するものであったが、揺動するものであっても良い。この場合は、ローラアーム312の後端が回転軸ピンに固定され、ローラアーム312の角度変化をセンサが検出する構成とされる。ユニフォミティローラ311がタイヤに接触した状態を保つための手段としては、回転軸ピンにトルクモータを連結する構成が考えられる。
In addition, in the tire uniformity device described above, the
次に、タイヤ研磨装置の発明の実施形態について、補足的に説明する。上述した実施形態に係るタイヤユニフォミティ装置は、タイヤ研磨装置の発明の実施形態にも相当している。従来のタイヤ研磨装置は、タイヤの周面を周方向において均一に研磨することを目的とした装置である。したがって、研磨中は車輪を常に回転させる装置であった。一方、実施形態のタイヤ研磨装置は、タイヤの周面の周方向の特定の箇所を選択的に研磨することを可能にする装置である。このため、研磨中に車輪が回転しないように規制する回転規制手段を備えている。 Next, a supplementary explanation will be given regarding an embodiment of the tire grinding device invention. The tire uniformity device according to the above-mentioned embodiment also corresponds to an embodiment of the tire grinding device invention. A conventional tire grinding device is a device that aims to grind the tire's peripheral surface uniformly in the circumferential direction. Therefore, the device is a device that constantly rotates the wheel during grinding. On the other hand, the tire grinding device of the embodiment is a device that makes it possible to selectively grind specific points in the circumferential direction of the peripheral surface of the tire. For this reason, it is equipped with a rotation restriction means that restricts the wheel from rotating during grinding.
実施形態のタイヤ研磨装置は、車輪を回転させながら研磨ベルト21を接触させることで周方向において均一に研磨を行うことが可能であるとともに、車輪を静止させて周方向の特定の箇所を選択的に研磨することも可能となっている。このため、スタッドレスタイヤのグリップ力回復のような目的でのタイヤ研磨とユニフォミティ改善の目的でのタイヤ研磨との双方が行え、多用性に富んだ装置となっている。
The tire grinding device of this embodiment is capable of grinding uniformly in the circumferential direction by contacting the grinding
尚、局所的な研磨については、タイヤの幅方向においても行える。即ち、前述したように、主回転軸11に装架された車輪に対して、アーム機構24は研磨ヘッド20を幅方向の任意の位置に配置することができ、この位置で研磨ベルト21を接触させて研磨を行うことができる。このため、例えばタイヤの幅方向の一方の側の端部(肩部)のみがすり減っている偏摩耗が生じている場合、その部分より中央側で研磨を行うことで幅方向のユニフォミティを改善することができる。尚、幅方向の局所的な研磨を行う場合、通常よりも幅の狭い研磨ベルト21を一対のプーリ221,222に張架して行う場合もある。
In addition, localized polishing can also be performed in the width direction of the tire. That is, as mentioned above, the
上記実施形態のタイヤユニフォミティ装置は、ユニフォミティローラ311を使用してユニフォミティを検出するものであったが、他の構成もあり得る。この一例が図9に示すされている。図9は、他の実施形態のタイヤユニフォミティ装置の主要部の概略図である。
図9の例は、ユニフォミティを光学的に検出するユニフォミティ検出器31が採用されている。ユニフォミティ検出器31は、主回転軸に固定されて回転するホイールWに装着されたタイヤTの周面に光照射するように配置した発光器317と、タイヤTの周面に反射した発光器317からの光を受光する位置に配置された受光器318と、受光器318からの信号を処理してユニフォミティを検出する信号処理部316とを備えている。信号処理部316には、主回転軸11に設けられたロータリーエンコーダ等の回転角度センサの信号も入力される。尚、タイヤTは通常黒色であるが、このような対象物についても反射型の光センサとして上記のように使用することができるものが市販されている。例えば、株式会社キーエンスから販売されているレーザ判別変位センサILシリーズから適宜選択して使用することができ、IL-S100等が使用可能である。受光器318が受光する光は、反射光ではなく散乱光の場合もある。
Although the tire uniformity apparatus of the above embodiment detects uniformity using the
In the example of FIG. 9, a
タイヤTを回転させながら発光器317を動作させた際、受光器318が受光する光の量は、理想的なユニフォミティである場合には一定であるが、ユニフォミティが低下すると、変動する。信号処理部316はこの変動の量及び変動があった際の回転角度を特定し、ユニフォミティの検出結果としてディスプレイに表示するよう構成されている。尚、タイヤTの表面にはグリッド(溝)が多数形成されているので、受光する光の強度は非常に短い周期で変動するが、ユニフォミティを評価する際の光の変動はそれよりも十分に長い周期であり、識別が可能である。
When the
また、図9に示す例は、発光器317と受光器318とを備えた光センサ310がタイヤTの幅方向に複数設けられており、幅方向の複数箇所で受光強度の変動を検出する構成となっている。このような構成では、幅方向の複数箇所(この例では3箇所)で周方向のユニフォミティが検出でき、偏摩耗のような幅方向でのユニフォミティ低下も検出できる。さらに、ユニフォミティが低下している箇所を、幅方向の位置と周方向の位置との両方で特定する(ピンポイントで特定する)ことができ、よりきめ細かなユニフォミティ検出が可能である。
このような構成のユニフォミティ検出器31を備えたタイヤユニフォミティ装置も、上述した実施形態と同様に、後付けタイヤ研磨ユニット2が搭載されており、ユニフォミティ低下が検出された場合、後付けタイヤ研磨ユニット2を使用して研磨を行ってユニフォミティを改善させることができる。
9, a plurality of
A tire uniformity device equipped with a
尚、局所的な研磨を行って車輪の重量バランスを改善したり、またはタイヤユニフォミティを改善したりすることは、電気自動車(EV)用の車輪において特に有意義である。EVの場合、エンジン音がなく走行時の静粛性に特に優れているが、それだけにタイヤの異音等が顕著になってしまう。言い換えると、EVの場合には異音防止のために車輪の重量バランスやタイヤユニフォミティがより高く要求される。したがって、タイヤを局所的に研磨できる装置の構成は特に有意義である。また、EVの場合には車両がスタートする際に車輪にかかるトルクが大きいため、タイヤの偏摩耗が生じ易い。このため、偏摩耗を解消するタイヤ研磨が行える意義は大きい。 In addition, performing localized polishing to improve the weight balance of the wheels or improve tire uniformity is particularly useful for wheels for electric vehicles (EVs). EVs are particularly quiet when driving because there is no engine noise, but this makes abnormal tire noises more noticeable. In other words, in the case of EVs, higher wheel weight balance and tire uniformity are required to prevent abnormal noises. Therefore, a device configuration that can polish tires locally is particularly useful. Also, in the case of EVs, the torque applied to the wheels is large when the vehicle starts, making it easy for uneven tire wear to occur. For this reason, the ability to perform tire polishing to eliminate uneven wear is of great significance.
上記各実施形態の構成は、後付け研磨ユニット2が後付けで搭載される構成であったが、車輪バランサー兼タイヤ研磨装置の構成としては、最初から(装置の出荷時)から研磨ユニットが搭載されている構成であっても良いことは勿論である。この点は、ユニフォミティ装置の実施形態についても同様である。
In the above embodiments, the
1 本体バランサー
11 主回転軸
12 主回転駆動源
13 バランス検出器
131 振動センサ
132 角度センサ
133 信号処理部
14 筐体ボックス
15 本体制御部
16 本体操作盤
161 本体ディスプレイ
2 後付け研磨ユニット
21 研磨ベルト
22 ベルト周回機構
221 上プーリ
222 下プーリ
23 プーリ位置変更機構
24 アーム機構
241 第一アーム
242 第二アーム
25 ユニットベース盤
26 ユニット制御ボックス
260 ユニットディスプレイ
31 ユニフォミティ検出器
311 ユニフォミティローラ
313 リニアガイド
315 変位センサ
316 信号処理部
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、ホイール又はホイールとホイールに装着されたタイヤとから成る車輪の重量バランスを検出するバランス検出器と、
回転軸に固定されたホイールが回転している際、ホイールに装着されて回転するタイヤの表面に接触する研磨体を含む研磨ヘッドと、
研磨体が接触する際のタイヤの回転速度を、バランス検出器がバランスを検出する際の回転速度より遅くする速度変更手段と
を備えていることを特徴とする車輪バランサー兼タイヤ研磨装置。 A rotating shaft that is inserted into a center bore of the wheel and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
a balance detector that detects a weight balance of the wheel or a wheel set consisting of the wheel and a tire attached to the wheel when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
A grinding head includes a grinding body that is attached to the wheel and contacts the surface of the rotating tire when the wheel fixed to the rotating shaft rotates;
and a speed changing means for making the rotational speed of the tire when the grinding body comes into contact with the tire slower than the rotational speed when the balance detector detects the balance.
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、ホイール又はホイールに装着されたタイヤとから成る車輪の重量バランスを検出するバランス検出器とを備えた車輪バランサーに対して後付けで搭載される後付けタイヤ研磨ユニットであって、
回転軸に固定されたホイールが回転している際、ホイールに装着されて回転しているタイヤに接触する研磨体を含む研磨ヘッドと、
研磨体がタイヤに接触する際のタイヤの回転速度をバランス検出器が重量バランスを検出する際の回転速度より遅くする速度変更手段と
を備えていることを特徴とする車輪バランサー用後付けタイヤ研磨ユニット。 A rotating shaft that is inserted into a center bore of the wheel and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
A tire grinding unit that is retrofitted to a wheel balancer and includes a balance detector that detects the weight balance of a wheel consisting of a wheel or a tire attached to the wheel when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source,
A grinding head includes a grinding body that is attached to a wheel and contacts a rotating tire when the wheel fixed to a rotating shaft rotates;
A retrofit tire grinding unit for a wheel balancer, comprising a speed changing means for making the rotational speed of the tire when the grinding body comes into contact with the tire slower than the rotational speed when the balance detector detects the weight balance.
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、回転するタイヤの周面の周方向の形状の均一性を検出するユニフォミティ検出器と、
ホイールに装着されたタイヤに接触してタイヤを研磨する研磨体を含む研磨ヘッドと
を備えており、
研磨ヘッドは、研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に研磨体を移動させることができるものであり、
研磨ヘッドが研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に移動させながらタイヤを研磨する際、研磨体の接触位置がタイヤの周方向の任意の位置で維持されるようタイヤの回転を規制する回転規制手段が設けられていることを特徴とするタイヤユニフォミティ装置。 A rotating shaft that is inserted into a center bore of a wheel on which a tire is mounted and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
a uniformity detector that detects the uniformity of a circumferential shape of a rotating tire surface when a wheel fixed to a rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
and a grinding head including a grinding body that comes into contact with the tire mounted on the wheel and grinds the tire.
The polishing head is capable of moving the polishing body in a circumferential direction of the circumferential surface of the tire or in a tangential direction of the circumferential surface of the tire,
A tire uniformity device characterized in that, when a polishing head polishes a tire while moving the polishing body in the circumferential direction or tangential direction of the circumferential surface of the tire, a rotation restricting means is provided for restricting the rotation of the tire so that the contact position of the polishing body is maintained at any position in the circumferential direction of the tire.
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、回転するタイヤの周面の幅方向の形状の均一性を検出するユニフォミティ検出器と、
回転軸に固定されたホイールに装着されて回転するタイヤに接触してタイヤを研磨する研磨体を含む研磨ヘッドと
を備えており、
研磨ヘッドは、回転するタイヤの幅方向の任意の位置で研磨体がタイヤに接触するようタイヤの幅方向の任意の位置に研磨体を位置することができるものであることを特徴とするタイヤユニフォミティ装置。 A rotating shaft that is inserted into a center bore of a wheel on which a tire is mounted and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
a uniformity detector that detects the uniformity of a shape in a width direction of a circumferential surface of a rotating tire when a wheel fixed to a rotating shaft is rotated by a rotary drive source;
and a grinding head including a grinding body attached to a wheel fixed to a rotating shaft and contacting the rotating tire to grind the tire,
A tire uniformity device characterized in that the polishing head can position the polishing body at any position in the width direction of the rotating tire so that the polishing body contacts the tire at any position in the width direction of the tire.
回転軸を回転させる回転駆動源と、
回転軸に固定されたホイールが回転駆動源により回転している際、ホイールに装着されたタイヤに接触してタイヤを研磨する研磨体を含む研磨ヘッドと
を備えており、
研磨ヘッドは、タイヤが回転していない状態においてもタイヤの周面に研磨体を接触させることが可能であって、研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に研磨体を移動させることができるものであり、
研磨ヘッドが研磨体をタイヤの周面の周方向又は周面の接線方向に移動させて研磨を行う際、研磨体がタイヤに与るトルクに抗してタイヤが回転しない状態とする回転規制手段が設けられていることを特徴とするタイヤ研磨装置。 A rotating shaft that is inserted into a center bore of a wheel on which a tire is mounted and to which the wheel is fixed;
A rotary drive source that rotates the rotary shaft;
and a grinding head including a grinding body that comes into contact with a tire mounted on the wheel and grinds the tire when the wheel fixed to the rotating shaft is rotated by a rotary drive source,
The polishing head is capable of bringing the polishing body into contact with the circumferential surface of the tire even when the tire is not rotating, and is capable of moving the polishing body in the circumferential direction or the tangential direction of the circumferential surface of the tire,
This tire grinding device is characterized in that, when the grinding head moves the grinding body in the circumferential direction or tangential direction of the tire's circumferential surface to grind the tire, a rotation restriction means is provided to prevent the tire from rotating against the torque applied to the grinding body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/020728 WO2024247285A1 (en) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | Wheel balancer/tire polishing device, retrofitted tire polishing unit for wheel balancer, tire uniformity device, and tire polishing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/020728 WO2024247285A1 (en) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | Wheel balancer/tire polishing device, retrofitted tire polishing unit for wheel balancer, tire uniformity device, and tire polishing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024247285A1 true WO2024247285A1 (en) | 2024-12-05 |
Family
ID=93657491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/020728 Pending WO2024247285A1 (en) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | Wheel balancer/tire polishing device, retrofitted tire polishing unit for wheel balancer, tire uniformity device, and tire polishing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2024247285A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02502361A (en) * | 1986-11-27 | 1990-08-02 | ニユータン,ラバト,パーク,ザ・スアード | Grinder/balancer combination |
| JP2007196347A (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Ais:Kk | Automobile tire surface polishing equipment |
| JP2014510258A (en) * | 2010-11-23 | 2014-04-24 | マイクロ−ポイズ メジャーメント システムズ,リミティド ライアビリティ カンパニー | Tire uniformity test system |
-
2023
- 2023-06-02 WO PCT/JP2023/020728 patent/WO2024247285A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02502361A (en) * | 1986-11-27 | 1990-08-02 | ニユータン,ラバト,パーク,ザ・スアード | Grinder/balancer combination |
| JP2007196347A (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Ais:Kk | Automobile tire surface polishing equipment |
| JP2014510258A (en) * | 2010-11-23 | 2014-04-24 | マイクロ−ポイズ メジャーメント システムズ,リミティド ライアビリティ カンパニー | Tire uniformity test system |
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