(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車体に四つの車輪取付部を連結するサスペンションの組み付け状態を検査するサスペンション検査方法であって、
四つの車輪取付部に車輪を未装着として各車輪取付部の軸端に取付部材を取り付け固定する部材取付工程と、
車長方向を前後方向とし車幅方向を左右方向としたとき、前後方向及び左右方向に移動自在に設けられたテーブルの上方に、前記取付部材が取り付けられた各車輪取付部を位置させて自動車の車体を車体支持手段により支持する支持工程と、
各テーブル上に設けられて前記取付部材に連結自在の連結フレームを、各車輪取付部に取り付けられた前記取付部材に連結する連結工程と、
該連結工程により取付部材に各連結フレームを連結させたとき、各連結フレームに対して予め設定された基準位置からの前後方向及び左右方向への各連結フレームの移動量を前記テーブルを介して計測する計測工程と、
該計測工程によって計測された各連結フレームの移動量に基づく各車輪取付部の座標から、前後のサスペンションの中央位置のずれ量であるオフセット及び左右のホイールベースの差であるセットバックを検出する検出工程とを備えることを特徴とする自動車のサスペンション検査方法。
【請求項２】
前記連結工程の後、各テーブルとともに各車輪取付部を上昇させ、前記車体支持手段から自動車の車体を離脱させる上昇工程を備え、
前記計測工程は、前記上昇工程の後に行われることを特徴とする請求項１記載の自動車のサスペンション検査方法。
【請求項３】
自動車の車体に四つの車輪取付部を連結するサスペンションの組み付け状態を検査するサスペンション検査装置であって、
自動車の車体を支持する支持部と、
四つの車輪取付部に車輪を未装着として各車輪取付部の軸端に取り付け固定する取付部材と、
前記支持部に支持された車体の各車輪取付部の下方に設けられ、車長方向を前後方向とし車幅方向を左右方向としたとき、前後方向及び左右方向に移動自在のテーブルと、
各テーブル上に設けられ、各車輪取付部に取り付けられた前記取付部材に着脱自在に連結する連結フレームと、
各車輪取付部に取り付けられた取付部材に各連結フレームを連結させたときに、各連結フレームに対して予め設定された基準位置からの前後方向及び左右方向への各連結フレームの移動量を前記テーブルを介して計測する計測手段と、
該計測手段によって計測された各連結フレームの移動量に基づく各車輪取付部の座標から、前後のサスペンションの中央位置のずれ量であるオフセット及び左右のホイールベースの差であるセットバックを検出する検出手段とを備えることを特徴とする自動車のサスペンション検査装置。
【請求項４】
前記取付け部材への連結フレームの連結後、各テーブルとともに各車輪取付部を上昇させ、自動車の車体を前記支持部から離脱させる上昇手段を備え、
前記計測手段は、前記移動量の計測を、前記上昇手段による車輪取付部の上昇が行われた後に行うことを特徴とする請求項３記載の自動車のサスペンション検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体に四つの車輪取付部を連結するサスペンションの組み付け状態を検査するサスペンション検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前後のサスペンションの中央位置のずれ量であるオフセットや左右のホイールベースの差であるセットバックを測定する装置が知られている（特許文献１参照）。この装置では、自動車に装着された四つの車輪の夫々のサイドウォールに対して超音波距離センサから超音波を発射することにより、各車輪のサイドウォールと距離センサとの距離からオフセットを算出し、各距離センサに対向する各車輪間の距離からセットバックを算出している。
【０００３】
しかし、自動車に取り付けられる車輪は一般にゴム製のタイヤであるため、タイヤ形状の単品精度にばらつきを有しているおそれがあり、また、車輪を各車輪取付部に取り付けるときにも、タイヤ毎の取付け精度にばらつきが生じるおそれがある。このため、タイヤのサイドウォールを非接触の超音波距離センサにより測定しても、タイヤ形状の単品精度やタイヤ毎の取付け精度のばらつきが各測定結果に悪影響を及ぼしてサスペンションの高精度な検査が望めない。
【０００４】
また、上記従来の装置は、車輪の取り付けが完了した完成車両に対して前記オフセットやセットバックを検出するものであるため、車輪取付部に車輪が未装着とされている自動車車体の組立ラインでの測定が行えず、組立ラインにおけるサスペンション組み付けステーションへのフィードバックが円滑に行えなかった。
【特許文献１】特開平２−３０９２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑み、車輪が未装着の各車輪取付部からサスペンションの組み付け状態を高精度に検査することができるだけでなく、自動車車体を組み立てる組立ラインにおいてサスペンションの検査が行えるようにした自動車のサスペンション検査方法及びその装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、自動車の車体に四つの車輪取付部を連結するサスペンションの組み付け状態を検査するサスペンション検査方法であって、四つの車輪取付部に車輪を未装着として各車輪取付部の軸端に取付部材を取り付け固定する部材取付工程と、車長方向を前後方向とし車幅方向を左右方向としたとき、前後方向及び左右方向に移動自在に設けられたテーブルの上方に、前記取付部材が取り付けられた各車輪取付部を位置させて自動車の車体を車体支持手段により支持する支持工程と、各テーブル上に設けられて前記取付部材に連結自在の連結フレームを、各車輪取付部に取り付けられた前記取付部材に連結する連結工程と、該連結工程により取付部材に各連結フレームを連結させたとき、各連結フレームに対して予め設定された基準位置からの前後方向及び左右方向への各連結フレームの移動量を前記テーブルを介して計測する計測工程と、該計測工程によって計測された各連結フレームの移動量に基づく各車輪取付部の座標から、前後のサスペンションの中央位置のずれ量であるオフセット及び左右のホイールベースの差であるセットバックを検出する検出工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、連結工程により取付部材に連結フレームを連結し、このときの各連結フレームの移動量に基づいて前記検出工程によるオフセット及びセットバックの検出を行うので、従来のように、各車輪取付部に車輪が取り付けられていなくても、容易にオフセット及びセットバックの検出を行うことができる。これにより、車輪取付部に車輪が未装着とされている車体の組立ラインにおいて好適にサスペンションの高精度な検査を行うことができ、組立ラインにおけるサスペンション組み付けステーションへのフィードバックを円滑に且つ迅速に行うことができる。
【０００８】
しかも、計測工程により計測する各連結フレームの移動量は、取付部材への連結フレームの連結によって各車輪取付部から直接的に計測されたものであるので、従来のようにタイヤのサイドウォールを非接触の超音波距離センサにより測定する場合に比してオフセット及びセットバックを極めて高い精度で検出することができる。
【０００９】
本発明のサスペンション検査方法においては、前記連結工程の後、各テーブルとともに各車輪取付部を上昇させ、前記車体支持手段から自動車の車体を離脱させる上昇工程を備え、前記計測工程は、前記上昇工程の後に行われるようにしてもよい。これによれば、上昇工程により車体が車体支持手段から離脱することによって、各車輪取付部に車重がかかり、各車輪取付部が完成車の場合と同じ位置となる。したがって、車体を、実際に車輪を取り付けて接地した場合と同じ状態にして計測工程を行うことができる。
【００１０】
また、本発明は、自動車の車体に四つの車輪取付部を連結するサスペンションの組み付け状態を検査するサスペンション検査装置であって、自動車の車体を支持する支持部と、四つの車輪取付部に車輪を未装着として各車輪取付部の軸端に取り付け固定する取付部材と、前記支持部に支持された車体の各車輪取付部の下方に設けられ、車長方向を前後方向とし車幅方向を左右方向としたとき、前後方向及び左右方向に移動自在のテーブルと、各テーブル上に設けられ、各車輪取付部に取り付けられた前記取付部材に着脱自在に連結する連結フレームと、各車輪取付部に取り付けられた取付部材に各連結フレームを連結させたときに、各連結フレームに対して予め設定された基準位置からの前後方向及び左右方向への各連結フレームの移動量を前記テーブルを介して計測する計測手段と、該計測手段によって計測された各連結フレームの移動量に基づく各車輪取付部の座標から、前後のサスペンションの中央位置のずれ量であるオフセット及び左右のホイールベースの差であるセットバックを検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、上記のように構成した取付部材と連結フレームとを用いることによって、各車輪取付部に対して計測手段による直接的な計測が行える。従って、各車輪取付部に車輪が未装着とされていても高精度なオフセット及びセットバックの検出が行え、車輪の単品精度や取り付け状態の影響を全く受けないサスペンションの検査を行うことができる。更に、車輪取付部に車輪が未装着の未完成車であってもオフセット及びセットバックの検出が行えることから、車体の組立ラインにおいて好適にサスペンションの高精度な検査を行うことができ、組立ラインにおけるサスペンション組み付けステーションへのフィードバックを円滑に且つ迅速に行うことができる。
【００１２】
本発明のサスペンション検査装置においては、前記取付け部材への連結フレームの連結後、各テーブルとともに各車輪取付部を上昇させ、自動車の車体を前記支持部から離脱させる上昇手段を備え、前記計測手段は、前記移動量の計測を、前記上昇手段による車輪取付部の上昇が行われた後に行うようにしてもよい。これによれば、上昇手段により車体を支持部から離脱させることにより、各車輪取付部に車重がかかり、各車輪取付部が完成車の場合と同じ位置となる。したがって、車体を、実際に車輪を取り付けて接地した場合と同じ状態にして、計測手段による計測を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施装置の概略構成を示す説明的側面図、 図２は車輪取付部の支持状態を示す説明図、 図３は車輪模擬体の説明的斜視図、 図４は車輪模擬体の車輪取付部との連結状態を示す説明的断面図、 図５は車輪模擬体の車輪取付部への未連結状態を示す説明的断面図、図６（ａ）は本実施形態において検出されるオフセットを示す説明図、図６（ｂ）は本実施形態において検出されるセットバックを示す説明図である。
【００１４】
本実施装置は自動車の組立ラインに設けられ、図１に示すように、ハンガ１（仮想線で示す）により支持されて搬送路に沿って搬送された車体２をハンガ１から離脱させた状態で、車体２に対して車輪アライメントの測定とサスペンションの検査とを行うものである。車体２は、その上流においてサスペンション３（ 図２に一部を示す）が組付けられ、ステアリングの位置が中立位置に調整されている。また、サスペンション３に連結された各車軸の軸端には車輪を取り付けるための車輪取付部４が設けられている。この車輪取付部４には車輪が未だ取り付けられていない。
【００１５】
本実施装置は、ハンガ１からその上方に車体２を離脱させて車体２を支持する車体支持手段５（支持部）と、車体支持手段５により支持された車体２から垂れ下がった状態で上昇自在とされている車輪取付部４を上昇させる車輪取付部上昇手段６と、車輪取付部４の変位を検出して姿勢角（トー角及びキャンバー角）を測定するアライメント測定手段７とを備え、更に、車輪取付部４に装着して模擬的に車輪が取り付けられた状態とする車輪模擬体８を備えている。
【００１６】
前記車体支持手段５は車体２に設けられている図示しないジャッキアップ用ブラケットの部位に下方から当接して車体２を載置する載置部９と、載置部９を介して車体２を上昇させる車体リフタ１０とを備えている。
【００１７】
前記車輪取付部上昇手段６は、図１及び図２に示すように、４つの車輪取付部４の夫々に対応して設けられ、前記車輪模擬体８を介して車輪取付部４を支持する支持板１１（テーブル）と、車長方向を前後方向とし車幅方向を左右方向としたとき、該支持板１１を前後方向及び左右方向に移動自在に連結する昇降テーブル１２と、この昇降テーブル１２を昇降させる昇降装置１３（図１参照）とを備えている。
【００１８】
昇降テーブル１２は、図２に示すように、第１可動板１４及び第２可動板１５を介して支持板１１を支持しており、第１可動板１４は昇降テーブル１２上のレール１６により左右方向（車幅方向）に案内され、第２可動板１５は第１可動板１４上のレール１７により前後方向（車長方向）に案内される。そして、支持板１１は第２可動板１５上に支持されている。また、第１可動板１４は昇降テーブル１２上に設けられた駆動装置１８により左右方向に移動されると共に、図示しないエンコーダにより原位置から左右方向への移動量が検出される。同じように、支持板１１は第１可動板１４上に設けられた図示しない駆動装置により第２可動板１５を介して左右方向に移動されると共に、図示しないエンコーダにより原位置から前後方向への移動量が検出される。そして、各エンコーダにはから出力される各車輪取付部４の移動量は図外のコンピュータに位置データとして入力される。両エンコーダは、本発明の計測手段を構成するものであり、コンピュータは、各車輪取付部４の移動量から各車輪取付部４の座標を特定し、前後のサスペンション３の中央位置のずれ量であるオフセット及び左右のホイールベースの差であるセットバックを検出する本発明の検出手段として作動する。
【００１９】
前記車輪模擬体８は、 図３に示すように、車輪取付部４に取り付ける取付部材１９と、連結手段２０を有して該取付部材１９に着脱自在に連結する第１フレーム２１と、第１フレーム２１を枢軸２２ａを介して揺動自在に連結支持し、下端部が接地される第２フレーム２２とを備えている。第１フレーム２１及び第２フレーム２２は本発明の連結フレームを構成するものである。そして、図２に示すように、第２フレーム２２の底部２２ｂは支持板１１上に回転軸２２ｃを介して回転自在に連結され、図４に示すように、回転軸２２ｃの回転軸線２２ｙは、車輪取付部４の車軸直下にあって仮想線で示すように車輪Ｗを取り付けた際の車輪中心に一致するようになっている。なお、回転軸２２ｃの回転軸線２２ｙと車輪Ｗの中心とを一致させるために、車輪幅方向には車種毎にそれぞれ対応する取付部材１９が用いられる。そして、第２フレーム２２が枢軸２２ａにより第１フレーム２１を揺動自在に支持し、第２フレーム２２の底部２２ｂが回転軸２２ｃにより支持板１１上で回転自在であることにより、車輪取付部４に車輪模擬体８を連結した際に車輪模擬体８が車輪取付部４の姿勢に倣うように構成されている。なお、車輪模擬体８は、車輪取付部４に連結していないとき、連結手段２０が取付部材１９に対向する原位置に第１フレーム２１及び第２フレーム２２の姿勢を復帰させる原位置復帰機構（図示せず）を備えている。
【００２０】
また、前記取付部材１９は、図４及び 図５に示すように、車輪取付部４と同軸に延びる連結軸２３と、連結軸２３の外周に鍔状に張り出す固定部２４とを備え、固定部２４が車輪取付部４のハブ２５に車輪固定用ボルト２６により取り付けられている。なお、取付部材１９の車輪取付部４への取り付け作業は、車体２の組立ラインにおいて、本実施装置よりも上流側で行われる。車輪取付部４のハブ２５の外周にはブレーキディスク２６が組み付けられており、取付部材１９はブレーキディスク２６のディスク面を覆うことのない大きさに形成されている。
【００２１】
取付部材１９の連結軸２３には、該連結軸２３の先端に向かって次第に拡径する連結穴２７が形成されており、連結穴２７の内面側には係止溝２８が形成されている。
【００２２】
前記連結手段２０は、取付部材１９の連結穴２７に対応して挿着自在のテーパ軸２９を備えている。テーパ軸２９には、その軸線に沿って摺動する摺動部材３０が設けられており、摺動部材３０の先端にはばね部材３１により摺動部材３０に対して突出方向に付勢された当接部材３２が設けられている。また、摺動部材３０の基端部には摺動部材３０を駆動するシリンダ３３が設けられている。更に、摺動部材３０にはカム溝３４を介して爪部材３５が保持され、摺動部材３０の摺動に応じて突出した爪部材３５が係止溝２８に係止することで取付部材１９への連結状態を維持する。このとき、当接部材３２が連結穴２７の奥端に当接して摺動部材３０を基端側に向かって付勢するので、爪部材３５が係止溝２８に係止した状態を確実に維持することができる。
【００２３】
そしてこのように車輪取付部４に車輪模擬体８を連結することにより、車輪取付部４に車輪を装着することなく、模擬的に車輪取付部４に車輪を装着した状態とすることができる。
【００２４】
前記アライメント測定手段７は、図２に示すように、車輪取付部上昇手段６の支持板１１上の車輪取付部４に対峙するセンサユニット３６と、センサユニット３６を保持する保持機構３７とを備えている。保持機構３７は、連結アーム３８を介して支持板１１に連結されて支持板１１の移動に連動し、センサユニット３６の車輪取付部４との対峙位置を維持させる。
【００２５】
該センサユニット３６は複数のレーザセンサを備えており、車輪取付部４から各レーザセンサまでの距離を計測する。センサユニット３６から出力される各レーザセンサの距離データは、前記コンピュータに入力され、該コンピュータにおいて車輪取付部４の姿勢角（トー角及びキャンバー角）が演算されて車輪アライメントの測定が行われる。
【００２６】
次に、以上の構成による装置を用いたサスペンション３の検査を説明する。 図１に示すように、先ず、ハンガ１に支持されて搬送された車体２を、車体支持手段５により上昇させてハンガ１から離脱させる。これにより、各支持板１１の上方に各車輪取付部４が位置して車体２が載置部９に載置される（支持工程）。このとき、その上流側で予め車輪取付部４に車輪模擬体８の取付部材１９が取り付けておく（部材取付工程）。次いで、車輪取付部上昇手段６によって支持板１１を上昇させ（上昇工程）、支持板１１上の車輪模擬体８の第１フレーム２１を取付部材１９に連結する（連結工程）。これにより、支持板１１上において、車輪取付部４に車輪模擬体８が取り付けられた状態となり、車輪が未装着であっても車輪取付部４に車輪が装着されていると同様な状態となる。そして、このとき、図２に示すように、車輪模擬体８を介して車輪取付部４にセンサユニット３６が対峙する。センサユニット３６は、車輪模擬体８の連結手段２０を取付部材１９に連結させるときには、車輪取付部４から離間する方向に後退させておき、車輪模擬体８の連結手段２０が取付部材１９に連結されたときに車輪取付部４に向かって進出して所定の距離を存し、車輪取付部４に対して非接触状態で対峙する。
【００２７】
続いて、車輪取付部上昇手段６によって支持板１１を介して車輪取付部４を上昇させ、これによって、車体２を車体支持手段５から離脱させる。このとき、車輪取付部４には車輪模擬体８が装着されているので、車輪が装着されている完成車と同じ状態でサスペンション３及び車輪取付部４に車重がかかる。そしてこの状態で、センサユニット３６の各センサによってトー角及びキャンバー角の測定が行われる。
【００２８】
一方、車輪取付部４の取付部材１９に連結手段２０を介して第１フレーム２１を連結するとき、連結手段２０による取付部材１９への連結に応じて支持板１１が原位置から前後左右方向へ移動する。なお、各支持板１１の原位置は、第１フレーム２１及び第２フレーム２２に対して予め設定された位置である。そして、車輪取付部上昇手段６によって支持板１１を介して車輪取付部４を上昇させることによって、車輪取付部４に車重がかかり、各車輪取付部４は完成車と同じ位置（実際に車輪が取り付けられて接地された状態と同じ）となる。このとき、支持板１１からは、第１可動板１４上のエンコーダ及び昇降テーブル１２上のエンコーダにより原位置から前後左右方向への移動量が第１フレーム２１及び第２フレーム２２の移動量として計測され（計測工程）、各支持板１１の位置から各車輪取付部４の座標が採取される。各車輪取付部４の座標は、車輪取付部４に一体的に連結された車輪模擬体８を介して支持板１１から得られるので、従来のように車輪（タイヤやホイールのサイドウォール）から得たものに比して極めて精度が高い。
【００２９】
そして、以上のようにして得られた各車輪取付部４の座標に基づいて、前記コンピュータによる演算処理を行うことにより、図６（ａ）に示すように、前後のサスペンションの中央位置ＦＳ，ＲＳのずれ量であるオフセットＯを検出し、図６（ｂ）に示すように、左右のホイールベースＬＷ，ＲＷの差であるセットバックＳを検出する（検出工程）。オフセットＯ及びセットバックＳを検出するための演算は種々の方法が考えられるが、例えば、車体２の後側２つの車輪取付部４の座標を結ぶ直線を基準とすることで、前側２つの車輪取付部４の座標を結ぶ直線の傾きからセットバックＳが算出でき、更に、後側２つの車輪取付部４の中央座標と前側２つの車輪取付部４の中央座標とを結ぶ直線の傾きからオフセットＯが算出できる。また、後側２つの車輪取付部４の中央座標と前側２つの車輪取付部４の中央座標とを結ぶ直線を基準とすれば、前側２つの車輪取付部４の座標を結ぶ直線の傾きと、後側２つの車輪取付部４の座標を結ぶ直線の傾きとに基づきオフセットＯが算出できる。
【００３０】
そして、この際には、車輪取付部４に車輪模擬体８が連結されて、車輪取付部４に車輪を装着した状態が高精度に再現されていることにより、各車輪取付部４の座標を高精度に得ることができ、オフセットＯ及びセットバックＳを高精度に検出することができる。
【００３１】
その後、このとき得られたオフセット及びセットバックの検出結果は、組立ラインにおける図外のサスペンション組み付けステーションに迅速にフィードバックされる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施装置の概略構成を示す説明的側面図。
【図２】車輪取付部の支持状態を示す説明図。
【図３】車輪模擬体の説明的斜視図。
【図４】車輪模擬体の車輪取付部との連結状態を示す説明的断面図。
【図５】車輪模擬体の車輪取付部への未連結状態を示す説明的断面図。
【図６】（ａ）は本実施形態において検出されるオフセットを示す説明図、（ｂ）は本実施形態において検出されるセットバックを示す説明図。
【符号の説明】
【００３３】
２…車体、４…車輪取付部、３…サスペンション、５…車体支持手段（支持部）、６…車輪取付部上昇手段（上昇手段）、１１…支持板（テーブル）、１９…取付部材、２１…第１フレーム（連結フレーム）、２２…第２フレーム（連結フレーム）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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