JP2974162B2 - 車輪リム／タイヤ組立体パラメータ測定装置 - Google Patents

車輪リム／タイヤ組立体パラメータ測定装置

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JP2974162B2
JP2974162B2 JP3032207A JP3220791A JP2974162B2 JP 2974162 B2 JP2974162 B2 JP 2974162B2 JP 3032207 A JP3032207 A JP 3032207A JP 3220791 A JP3220791 A JP 3220791A JP 2974162 B2 JP2974162 B2 JP 2974162B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は心棒により回転運動するように置
かれたボデーまたは製作品の物理的形状を決定するとと
もに、光ビームを心棒によりボデーの方に投射する光ビ
ーム投射装置と、光ビームを単一平面に事実上含まれる
ビームに変換する光学装置とを含む装置に関する。さら
に、本発明に係る装置は、受信された反射に応動する出
力信号を供給するために光ビームが衝突したボデーの部
分から反射された光に露出される感光装置を含む。この
感光装置には、位置、方向、サイズ、形状および整合の
ようなボデー形状に関するデータを供給する信号を処理
する装置が結合されている。
【０００２】本発明の方法によると、ボデーが既知のボ
デー座標系内での心棒による回転運動のために置かれて
いる、既知の一般的なボデー特徴を有するボデーまたは
製作品の物理的特徴が決定できる。この工程には、ボデ
ーの座標系に関して既知の方向からボデーに平らな光ア
レーを向ける段階が含まれている。さらにこの工程に
は、平らな光アレーに関して既知の方向からボデーに平
らな光のアレーが当たるのを検出する段階が含まれてい
る。さらにこの工程には、検出された衝突を既知のボデ
ー座標系における不連続な位置に変換する変換段階が含
まれており、それによって一般の既知ボデー特徴位置が
ボデー座標系に設定される。
【０００３】本明細書に開示される本発明は、一般に自
動車サービス機器に用いられるが、他の使用方法もあ
る。本明細書におけるこの開示は、本発明が機能する特
定な形の自動車サービス機器に関して行われる。そのよ
うな機器には、車輪平衡器、自動車制動円板旋盤、およ
び車輪調整器が含まれている。
【０００４】図面の図１には、車輪平衡器のフレーム構
造１６によって支持される軸受１３および１４に置かれ
た回転駆動式の車輪取付軸１２を有する車両を離れた形
の車輪不平衡測定装置１１が示されている。１対の力変
換器１７および１８が軸受１３および１４の場所で軸に
隣接しかつ軸に沿う軸線方向に隔置されたフレーム構造
内に置かれている。力変換器は軸に機械結合されて、軸
が回転駆動されているときに軸を通して伝達される動的
な不平衡の力を表わす周期的な電気出力信号を供給す
る。軸の角度位置は、軸の完全な各回転中に軸エンコー
ダ（図示されていない）によって監視されている。変換
器の出力信号は平衡器内の電気回路で通常デジタル化さ
れ、軸回転の各角度増分での不平衡な力の測定が得るた
めに、このデジタル信号に対して計算が行われる。不平
衡な力の計算には、軸１２上のリム１９およびタイヤ２
１の取付位置に関して所定の測定が行われることが必要
である。距離「ａ」および「ｂ」は平衡器の物理的形状
から既知である。距離「ｃ」および「ｅ」は内側および
外側のリム位置を得るように測定しなければならず、こ
れよりリムおよびタイヤ組立体が軸１２の上でスピン回
転するときに測定されるリムおよびタイヤ組立体の不平
衡を相殺するように、釣合いおもりをリムに適用するこ
とができる。リムの幅「ｄ」はこれらの計算にも必要で
あり、測定された量「ｅ」および「ｃ」から容易に計算
し得ると思われる。本発明の装置は、平衡機械１１の構
造に見られる座標系に関してリム１９の内側および外側
位置を測定することができる。第１図に示された例で
は、外側リムの位置は面Ｐ１から距離「ｅ」として測定
され、かつ内側リムの位置は面Ｐ１から距離「ｃ」とし
て測定される。
【０００５】同様に図２に示される通り、車輪アライナ
または車輪平衡器において、リム１９の縁の位置は、図
２に２２で示された光の「すじ」が、タイヤリムの縁を
越えて広がるときに「衝突」または不連続性を示すこと
を認識することによって検出できる。その光の「すじ」
はアライナまたは車輪平衡器の構造物１６に対して所定
の関係に置かれる投射器２６から事実上平面２４内に出
るビーム２３の形をした光を投射することによって形成
される。同様な形で、光の「すじ」は、それがリム／タ
イヤ組立体にあるバルブ・ステム２７を横切って落ちる
ときに、バルブ・ステムの回転および放射方向にその場
所を照射する。投射された光パターンまたはアレーは、
半分の面、縁、格子、または多数のすじといったような
いくつかの形の内の１つであってもよい。「すじ」とい
う語は、この投射された幾何パターンを表わす。投射器
に対して既知の関係に置かれている感知器またはカメラ
２８は、光の「すじ」が交差するときに（リムの縁また
はバルブ・ステムのような）対象物の特徴のある位置を
検出する働きをし、さらに、そのような位置を表わす信
号を供給する。投射器と感知器との間の既知の関係に
は、平らな光アレーと感知器によって受光される中央光
線の方向との間の図２で表われる角度φの認識が含まれ
る。
【０００６】図３は、車の制動装置内で車の制動パッド
が当たる円板上に適当な表面を得るために、旋盤の面上
で回転するように制動円板３２が取付けられた軸３１が
延出する駆動電動機２９を含む自動車制動旋盤の一部分
を示す。平らな光アレー２３を出す光投射器２６と前述
の図２の説明で触れた方向および形状をした感光器２８
とは、前述の機能を果たすために図３に示された装置内
に具備されている。もし円板３２が軸３１の上で回転さ
れるにつれて動揺したり、図１および図２に示されたリ
ムおよびタイヤ組立体１９／２１が軸１２（または車軸
取付心棒）のまわりを回転するにつれて動揺するなら
ば、検出器２８は円板３２、リム１９またはタイヤ２１
の周縁位置の変化を観測する。本装置は明らかに、リム
周縁（「衝突」２３での）またはバルブ・ステム２７
（図２）のような軸取付けボデーの物理的特徴、あるい
は円板３２（図３）の制動もしくは摩擦面上のスコア・
マークを検出するとともに、円板３２（図３）の内面お
よび外面ならびに距離「ｃ」および「ｅ」でそれぞれ表
わされる（図１）内面および外面のリム面の位置を検出
することもできる。
【０００７】本明細書に開示された本発明の一般的な使
用は、それが自動車サービス機器の様々な形に適用でき
ので、図４に見られるような車輪平衡器に関して本発明
を詳しく説明する。車輪平衡器のフレーム構造１６に取
り付けられた２組の投射器２６ａおよび２６ｂが図示さ
れている。投射器からの投射方向に対して既知の方向に
ある感知軸線を有するように車輪平衡器のフレーム構造
に置かれている２個の感光器２８ａおよび２８ｂも図示
されている。投射器および感光器の対２６ａ／２８ａ
は、軸１２の軸線にほぼ直角に向けられるのが分かる。
他の投射器２６ｂおよび感光器２８ｂは、平衡器の軸１
２の軸線にほぼ平行な方向を向くように車輪平衡器のフ
レームに設けられている。車輪平衡器用に定められた座
標系に関する投射器および感光器の方向を考慮するアル
ゴリズムにとって、投射器および感光器の対の方向は、
感光器２８によって供給されるデータを減少させるのに
有効である。図４の車輪平衡器用の３次元座標系は、例
えば垂直方向にＸ軸を、水平方向にＹ軸を、そして軸１
２の軸線といずれも共直線のＺ軸を有しかつＸおよびＹ
軸に直角なものが説明される。これは図４に関して見る
ことができる。座標系変換器は、ミカエル・イー・モー
テンソン（Ｍｉｃｈａｅｌ Ｅ．Ｍｏｒｔｅｎｓｏ
ｎ）、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ
Ｗｉｌｅｙ ａｎｄＳｏｎｓ）の１９８５年著作権文書
第３６６−３６９頁および第５１２−５２２頁記載の
「幾何モデリング」から導かれる。
【０００８】本発明の他の実施例に係る投射器および感
光器を図５に示す。この場合もまた、リムおよびタイヤ
組立体１９／２１の外側表面を見るための投射器２６ｃ
および感光器または検出器２８ｃを取り付けている構造
物３３がしっかり取り付けられている車輪平衡器フレー
ム構造が示されている。また、構造物３３は、リムおよ
びタイヤ組立体１９／２１の内側表面に接近するために
構造物３３の中に置かれる投射器および感光器の対２６
ｄおよび２８ｄを持つ。注意すべきことは、図４でも図
５でも、リム１９の周辺に取り付けられた釣り合いおも
り３４が示されていることである。リム１９またはバル
ブ・ステム２７の縁の位置について説明した通り、釣り
合いおもり３４は本発明の装置によって検出されかつ取
付けられる。
【０００９】図６は、タイヤのトレッドを測定する目的
で使用される発明を示している。トレッドを横切る「す
じ」２２を投射するものと思われるタイヤ２１の周辺に
当たる平らな光ビーム２３を投射する投射器２６が示さ
れている。「すじ」は、前述の通り、投射器２６の投射
方向から所定の角度θで向けられた観測路を持つ感光器
またはカメラ２８によって観測される。タイヤのサイズ
およびトレッド深さならびにタイヤ２１のトレッド幅を
横切る条件は、後で説明する通りに計算することができ
る。図６の１つの目的は、平らな光アレー２４が向う目
的物の光の「すじ」を示すことであり、また光ビーム２
３の方向とカメラ２８の観測角との間の所定角θを示す
ことである。後でも説明するが、観測方向のまわりのカ
メラ２８の回転も、本発明において制御でき、中央受光
光線の方向およびビーム２３の平面２４に対するカメラ
／感光器２８の回転方向のいずれも知られている。
【００１０】図７Ａには、投射器２６の１つの実施例の
ブロック図が示されている。シャープ（Ｓｈａｒｐ）が
レーザ・ダイオードの使用者向けに１９８６年に発行し
た同社の取扱説明書の第２６頁および第２７頁に示され
た形のレーザ・ドライバ３６は、シャープ製の記号ＬＴ
０２０ＭＣのような、レーザ・ダイオード３７に結合さ
れている。ビーム成形器３８は、やや楕円形のレーザ・
ダイオード・ビームを円筒形ビームに形成するためにレ
ーザ・ダイオード・ビームの通路内に配置されている。
適当なビーム成形器としてはメレス・グリオット（Ｍｅ
ｌｌｅｓ Ｇｒｉｏｔ）によって製造された製造番号０
６ ＧＰＡ００１のレーザ・ダイオード取付式の歪像プ
リズム対が代表的である。成形ビームは、メレス・グリ
オット製の製品番号０６ ＧＬＣ ００１のようなコリ
メート・レンズ３９を通される。コリメートされたビー
ムは、次に円筒形レンズ４１に向けられる。円筒形レン
ズは、直径約１ｍｍのガラス棒であることができる。平
らなビームの縁が図７Ａにある円筒形レンズから出てい
るのが示されている。
【０００１１】別の１つの平らな光ビーム源が図７Ｂに
示される投射器内に見られる。白熱電球などのような任
意の光源４２が使用されて、レンズ係４３に向けられ
る。レンズ系は、エキスパンダ／コリメータと、コリメ
ートされた光の「すじ」を通すスリットと、面内に光を
分散させるためにコリメートされた光のスリットの通路
内に配置された平凹レンズとを含むことがある。別な方
法として、１線に配列された点光源は、平らな光ビーム
を作るために、簡単なレンズ系と共に使用することがで
きる。
【００１２】図８Ａは本装置の感光器２８の１つの実施
例のブロック図である。（平らな光ビーム２３がビーム
が向けられたボデーに当たる場合に）「すじ」２２から
反射される光は、帯域フィルタ４４により受光されて、
受光した反射光から周囲の光または他の光エネルギー
「ノイズ」が除去される。フィルタされた光は、電荷結
合デバイスでよい撮像デバイス４７の上に受光した光の
像を結ぶ働きをするレンズ系４６に通さ４れる。光はパ
ルス化されて、さらに漂遊光「ノイズ」の影響を除去す
るように電荷結合デバイス４７と時間同期される。電荷
結合デバイスからの信号は、前述のモーテンソンの教え
から導かれる座標変換アルゴリズムによって、未処理入
力データで作動するマイクロプロセッサ４９に従う信号
を作る信号調整回路４８に接続される。マイクロプロセ
ッサからの出力は、情報分散の目的で表示装置５１に結
合される。
【００１３】図８Ｂは本明細書の図４および図５に例と
して示された複数個の感光器２８を示す。感光器は、方
向性を持って観測されたり、表面特徴の測定を受けたり
するボデーの異なる区分から光を受けるように位置ぎめ
される。図８Ｂは、リムおよびにタイヤ組立体の左リム
部分、周辺および右リム部分から来る光検出信号を示す
が、左、周辺および右の信号はそれぞれの信号調整回路
４８ａ，ｂおよびｃに送信される。これらの３つの調整
された信号は、マイクロプロセッサ４９に順次結合さ
れ、車輪平衡器系統の場合は、車輪組立体のランナウト
（ｒｕｎｏｕｔ）、リムの幅、リムの直径、リムの位
置、バルブ・ステム位置、ラグ穴位置、取り付けた釣合
おもりの過重、リムの損傷、リムの同心性、およびリム
の「丸さの不完全さ」に関する情報が得られる。その情
報はデジタルまたは数字読出しの形で直接表示された
り、リムその他の自動車部品が受けなければならない特
定のサービス忠告および手順に変換されたりする。
【００１４】外部リム表面１９ａ、内部リム表面１９
ｂ、接着剤付きのおもりが加えられる平表面１９ｃ、落
下中心分１９ｄ、および中央部取付穴１９ｅを有する典
型的なリム１９が図９に示されている。リムのステム受
け穴を通って出るバルブ・ステム２７も図示されてい
る。外部リム１９ａの検査によると、後で説明するリム
上に取り付けたタイヤ・ビードに隣接するリムの周辺に
不連続性があることがわかる。
【００１５】図１０Ａは、タイヤ／リム組立体２１／１
９のような目的物に光の面が当たることにより装置のカ
メラまたは感光器２８によって観測される目的物を横切
って左右する光の「すじ」２２を表わす「場面」の図で
ある。光源２８には、図１０Ｂに見られるような感光セ
ルの２次元マトリックスであるような前に言及した電荷
結合デバイス４７が含まれている。マトリックス・アレ
ーは例えば、セル駆動回路を持つ２５６×２５６感光セ
ルであるかもしれない。各セルはピクセルと呼ばれる。
図１０Ａの「場面」が図１０Ｂの感光セル・アレーに露
出されると、セルまたはピクセルのあるものは受けたも
のによって励起される。「場面」は感光セルのアレー
に、図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて整列されている。
図１０Ａおよび図１０Ｂの左側から右側に進むと、図１
０Ｂにおいて隣り合うものよりかなり上方にある２個の
ピクセル５２ｂの不連続性または励起が「場面」内にあ
る高い点５２ａと対応するのがわかる。これは、リムお
よびタイヤ組立体のリムの上にあるバルブ・ステム２７
と平らな光ビームとの交差のカメラ検分に相当する。さ
らに図１０Ａおよび図１０Ｂの右に向かって進むと、
「場面」の「Ｖ」形部分５３ａが、図１０Ｂの励起され
た感光器またはピクセル５３ｂの同様な「Ｖ」形群によ
って達成されているのがわかる。これは図９のリム１９
の周辺と平らな光ビームとの交差、つまり、図２の光の
「すじ」２２にある「衝突」に相当する。図１２に見ら
れる通り、電荷結合デバイス・アレー４７およびその駆
動回路は、個々のピクセルに落ちる反射光の強度に順次
左右される励起されたピクセルからの信号強度値による
アナログ・データの流れを供給する。アナログ・デジタ
ル変換器５４は、アナログ光セル信号の連続した流れを
受信して、これらの信号をデジタル化する。デジタル化
された信号はメモリ５６に記憶されて、マイクロプロセ
ッサ４９によって呼び出され、そして図１５の流れ図に
したがってマイクロプロセッサに入力されたプログラム
によって操作される。この発明の好適な実施例に用いら
れたマイクロプロセッサは、インテル（Ｉｎｔｅｌ）８
０２８６である。こうしてマイクロプロセッサの操作に
より得られたデータは、ある測定にとって予備的であっ
たり、所望の測定そのものを表わす情報を供給する目的
で前述のような自動車サービス機器に送られる（図２〜
図６）。オプションとして、ここに開示された発明によ
り測定されデータは、表示がある利点を立証するよう
に、数字もしくは図面又はその両方で表示することがで
きる。表示される特徴は、測定、診断、サービス忠告、
などである。
【００１６】マイクロプロセッサ４９によって実行され
るプログラムが図１０Ｂのマトリックスからの出力によ
って与えられるデータに基づいて作動方法が図１５の流
れ図に示されている。まず、プログラムは測定を行うの
に適しているかどうかを質問する。適否は軸１２に取り
付けられた軸エンコーダからの指示によって車輪平衡器
内で決定される。もし時間が正しければ、測定要求が提
出される。ときには「スナップショット」と呼ばれる像
が得られる。この指令により、量化された感知器の像を
供給する図１０Ｂの感光器マトリックスによって図１０
Ａの感光器で見られる場面から像が得られる。像は図１
０Ｂのピクセルの走査によって得られる。走査は完了さ
れ、デジタル化されて、感光データがメモリ内に置かれ
る。メモリ内のデータの概略調査は任意の全体的な問題
の存在、例えば感光レンズの不明瞭さのためにデータが
とれないことや部分的なデータしか得られないことを検
出するために行われる。もし問題がデータに存在するな
らば、状況を修正し、問題が単にレンズ上の光減少膜だ
けにあるならば、感知器の感度を調節したり、光の「す
じ」の輝度を増加することにより物事は解決される。調
節の後で、測定が反復される。
【００１７】像取得がメモリ内のデータから確認される
と、像は「唯一の機能」に変えられるが、これはノイズ
およびあいまいさが除去されていることを意味する。こ
の時点で、唯一の機能は対象の特徴について調査され
る。識別は応用次第である。図１０Ａおよび図１０Ｂに
示される通り、対象の特徴は車輪平衡器用のバルブ・ス
テムおよびリムの位置である。特徴が識別されないなら
ば、プログラムは次の測定要求を受けるように戻る。特
徴が識別されるならば、特徴の座標は前述のモーテンソ
ンの取扱説明書に記載された方法を用いて決定される。
【００１８】次に、「成功」メッセージが、発見された
特徴およびその特徴がどこにあるのか、例えば、車輪平
衡器用の軸１２の上の６度の回転位置にバルブがあると
いうことを示すリストを供なって作成される。次に、利
用できる空間（この例では６度位置）は出力キュー（ｑ
ｕｅｕｅ）において識別され、さらに、特徴および位置
はそれらのキューに書き込まれる。そのとき、プログラ
ムは次の測定要求まで前進することを要求しかつその工
程が繰り返される。この形式では、対象の特徴のすべて
は、車輪平衡器軸の車輪のような回転をする製作品また
はボデーについて（バルブステム、過重重量、リムな
ど）、または整合装置によって位置決めされた車輪のよ
うな静止ボデーについて（車輪先端、車輪ランアウトな
ど）、場所的に得られる。
【００１９】実行するために実際に減少された本発明の
感光器およびデータ減少部分のもう１つの実施例は図１
１に示されている。ソニー（Ｓｏｎｙ）ＸＣ−３８カメ
ラ５７は、レンズ４６を通る光の「すじ」反射を受ける
とともにカリフォルニア州カールスバッドのインターナ
ショナル・ロボメーション株式会社（Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎｌ Ｒｏｂｏ−ｍａｔｉｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒ
ａｔｅｄ ｏｆ Ｃａｒｌｓｂａｄ）製のＤ２５６６８
０００マイクロプロセッサ５８に結合されるデータを供
給する感光器２８のような働きをする。マイクロプロセ
ッサは、ＸＣ−３８カメラによって供給されるデータを
減少する働きをする。マイクロプロセッサ５８はさら
に、減少されたデータを、図１２の説明に関して前述し
たような、自動車サービス機に供給するとともに所望通
りの特徴表示装置に供給する。
【００２０】ここに説明された装置の実施例は、前述の
測定および方向決定を行う際に有用なデータを得るよう
に校正しなければならない。図１３は、車輪平衡器フレ
ーム構造１６を示しており、このフレーム構造は、図４
および図５に見られるようにこのフレーム構造から延在
する軸１２を持つ。カラー５９は軸に取り付けられてい
て、図１３に見られるように、軸１２の軸線を含む平面
から下方に又は位置がずらされている平面内に延在する
プレート６１を持つ。プレートは、その上に矩形パター
ンに配列される上方向に出ている短い４本のロッド６２
のアレーを具備している。ロッドは、軸１２の回転軸線
を通過する面の中にすべてが横たわる基準マークつまり
基準点６３を有している。軸１２の軸線を通る４個の点
６３を含む面の延長は、モーテンソンの取扱説明書に示
された座標変換を簡潔化する目的に過ぎない。光源は、
ロッド６２の上の４個の点６３を光の面が通過するよう
に、したがって、軸１２の回転軸線１２を光の面が通過
するように、フレーム構造１６および軸１２に対して所
定位置に配置される。平らな光ビーム２３の発散角度は
カメラ２８に観測されるボデー上の対象のすべての点を
囲む程度、また校正中に点６３の全４点に当たる程度の
広さである。プレート６１の上のロッド６２の間隔はあ
らかじめ定められている。例えば、その距離はロッド間
で５インチ（１２．７ｃｍ）であり、したがってプレー
ト上で四角を形成する。感光器つまりカメラ２８は、カ
メラ軸線６４が図６の説明に関して説明した通り既知の
角度θとなるように向けられる。したがって、校正モー
ドでは、カメラは４個の点６３を見ることができ、また
角度θおよび点６３の間の寸法は既知であるので、光面
２４が観測または測定すべき特徴を有する製作品または
ボデーに当たるとき、光の「すじ」２２に沿って見られ
る距離の観測スケールを正確に決定する。
【００２１】光源は座標軸Ｘｐ，ＹｐおよびＺｐと関連
付けされている。照射２４の面はＸｐ，Ｙｐ面と一致す
る。つまり、照射面は、面を通じてＺ＝０の位置にあ
る。したがって光源座標系の軸Ｚは光面２４に垂直であ
る。つまり、いったん校正されると、カメラまたは感光
器２８は、光源座標系においてＸｐ，ＹｐおよびＺ＝０
である点を光の「すじ」２２に沿って検出することが分
かる。したがってＸｐ，Ｙｐの実際の位置はＸｐ，Ｙｐ
空間に定められる。この面にある任意な点の３次元座標
は、１９８５年、出版者、著作権の、ミカエル・イー・
モーテンソン、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ、に
よるテキスト幾何的モデリング、の第３６６頁〜３６９
頁および第５１２頁〜第５２２頁に記載された手順を用
いて決定することができる。以後、Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ座
標系で得られたデータを、図面の図４にある車輪平衡器
の説明に関して示されたＸ，Ｙ，Ｚ座標系に変換するこ
とがよく知られている。
【００２２】図１４は、ここに説明された本発明のもう
１つの校正方法を示しており、この方法によると、光面
２４の中心線２４ａが車輪平衡器のフレーム構造１６か
ら出ている軸１２の軸線に平行に向けられている。さら
に、感光器の視線または軸線６４および光面の中心線２
４ａは、光面２４に垂直な面の中にある。前述の通り、
図１３の一般校正の場合の説明の前に述べた通り、カラ
ー５９はプレート６１から出る４本のロッド６２のアレ
ーを有する。ロッド６２の上の目標点６３は相互にかつ
軸１２の軸線と共に共面である。カメラ２８の感光器
は、図１３に関して説明した通り、光面２４に対して既
知の仰角θで向けられたカメラ２８の中心線６４を持つ
ような図１３の構造物について述べたのと同じように働
く。ロッド６２は、既知の距離だけ（すなわち各ロッド
間で１１．２ｃｍ（５インチ）であり、それによりプレ
ート６１の上に四角が形成される）隔置されるので、カ
メラの観測角はＸｐ，Ｙｐ，Ｚｐ座標系の内部での光の
「すじ」２２に沿う観測範囲内に囲まれるボデー特徴の
真の距離を測定するように校正されることができる。こ
れらの距離および位置は次にＸ，Ｙ，Ｚ座標系（図４）
に変換される。図１４の校正方式の目的はモーテンソン
の説明された幾何手段を簡単化するに過ぎない。
【００２３】本発明を実行するための最良モードが図示
されかつ説明されたが、本発明の主題事項と見なされる
ものから逸脱せずに、変形および変化が可能であること
は明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を利用する不平衡測定装置の概略
正面図であ。
【図２】図２は本発明を利用する自動車サービス機器の
概略斜視図である。
【図３】図３は本発明を利用する制動円板旋盤の概略斜
視図である。
【図４】図４は本発明を用いる車輪平衡器の概略斜視図
である。
【図５】図５は本発明を利用する他の車輪平衡器の概略
斜視図である。
【図６】図６は本発明を利用するタイヤトレッド距測定
装置の概略斜視図である。
【図７】図７Ａは本発明の１つの実施例の投射器を示す
ブロック図である。図７Ｂは本発明のもう１つの実施例
の投射器のブロック図である。
【図８】図８Ａは本発明に利用される１つの実施例の光
検出器のブロック図である。図８Ｂは本発明に用いられ
るもう１つの実施例の光検出器のブロック図である。
【図９】図９は車輪リムの正面断面図である。
【図１０】図１０Ａは本発明の光検出器に観察された場
面の図である。図１０Ｂは本発明に利用される感光マト
リックスの図である。
【図１１】図１１は本発明の光検出および計算部分のブ
ロック図である。
【図１２】図１２は本発明の受光および計算部分のもう
１つのブロック図である。
【図１３】図１３は本発明の校正装置の斜視図である。
【図１４】図１４は本発明の別な校正方式の斜視図であ
る。
【図１５】図１５は装置のプロセッサによって実行され
るプログラムの制御機能を示す流れ図である。
【符号の説明】
２２ すじ ２３ ビーム ２６ 投射器 ２８ カメラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 599061970 420 Ｂａｒｃｌａｙ Ｂｏｕｌｅｖａ ｒｄ，Ｌｉｎｃｏｌｎｓｈｉｒｅ，Ｉｌ ｌｉｎｏｉｓ 60069，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 レイモンド・ティツウォース アメリカ合衆国、72032 アーカンソー 州コンウェイ、ルート ２、ボックス 22‐00 (72)発明者 ドナルド・ジェイ・クリスチャン アメリカ合衆国、94539 カリフォルニ ア州フレモント、ビア・ソンブリオ 1672 (72)発明者 マイケル・エル・ベアード アメリカ合衆国、94024 カリフォルニ ア州ロス・アルトス、テラス・ドライブ 815 (56)参考文献 特開 昭60−230835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−405（ＪＰ，Ａ) 特表 昭58−501290（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01M 17/02 G01B 11/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車輪リム／タイヤ組立体を回転自在に取
    り付ける心棒と該心棒と関連する三次元座標系の車輪平
    衡器座標系とを持つ動的車輪平衡器用の車輪リム／タイ
    ヤ組立体パラメータ測定装置であって、 前記車輪平衡器に取り付けられていて、前記心棒上の車
    輪リム／タイヤ組立体に向かう進路に沿った光ビームを
    与える光ビーム投射装置であって、該装置と関連する光
    ビーム投射座標系を持つ光ビーム投射装置と、 前記光ビームを概略単一の平面内に含まれるビームに変
    換する光学装置と、 前記変換された光ビームが衝突した前記車輪リム／タイ
    ヤ組立体上の領域から反射した光にさらされる感光装置
    であって、前記光ビーム投射座標系に関連して前記反射
    した光に応答する信号を提供する感光装置と、 該感光装置から与えられた前記信号を受取って、該信号
    を前記リム／タイヤ組立体の回転を通じて円周方向にわ
    たって処理し、前記光ビーム投射座標系における前記処
    理済み信号を前記三次元座標系の車輪平衡器座標系に変
    換し、さらに、該三次元座標系の車輪平衡器座標系に関
    して、車輪リム／タイヤ組立体の円周方向にわたる特徴
    的位置、寸法および物理的形状に関するデータを提供す
    る信号受信装置とを備える車輪リム／タイヤ組立体パラ
    メータ測定装置。
  2. 【請求項２】 回転可能な部材の回転軸線に対する該回
    転可能部材の振れを検出し、該回転可能な部材と関連す
    る三次元座標系の振れ測定装置座標系を持つ、振れ測定
    装置であって、 前記回転可能な部材に向かう進路に沿って光ビームを投
    射する光ビーム投射装置であって、該装置と関連する光
    ビーム投射座標系を持つ光ビーム投射装置と、 前記光ビームをほぼ平らなビームに変換する光学装置
    と、 前記回転可能な部材から反射した前記ほぼ平らなビーム
    からの光を受けるように露出された感光装置であって、
    前記光ビーム投射座標系に関連する前記平らなビーム反
    射を表す出力信号を供給する感光装置と、 前記出力信号に接続されていて、前記回転可能な部材が
    回転する間該回転可能な部材の周縁にわたって前記出力
    信号を処理し、前記光ビーム投射座標系における前記処
    理済み信号を前記三次元座標系の振れ測定装置座標系に
    変換し、さらに 、該三次元座標系の振れ測定装置座標系
    に関連して、前記回転可能な部材が前記回転軸線の周り
    を回転する間の該回転可能な部材の周縁位置における変
    化の測定値を表すデータを生成する信号処理装置とを備
    える振れ測定装置。
  3. 【請求項３】 既知のいくつかの一般的なボデー特性及
    び特徴を有するボデーであって三次元座標系の既知のボ
    デー座標系を持つ心棒上で回転運動を行うように置かれ
    たボデーの特定の物理的特性および特徴を求める方法で
    あって、 前記三次元座標系のボデー座標系に関して既知の方向か
    ら平らな光アレーを前記ボデーに向ける段階と、 前記ボデーが回転する間に、前記平らな光アレーの既知
    方向に対する既知の方向からの前記ボデーへの前記光ア
    レーの衝突を検出する段階と、 前記光アレーの検出衝突を前記三次元座標系の既知のボ
    デー座標系における距離および位置に対応させる段階
    と、 前記対応させた検出衝突を前記三次元座標系の既知のボ
    デー座標系の別々の距離および位置に変換し、前記ボデ
    ーの周縁にわたる該ボデーの特定の物理的特性および特
    徴のある位置を前記三次元座標系のボデー座標系内に設
    定する変換段階とを備えるボデーの特定の物理的特性お
    よび特徴を求める方法。
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