(57)【要約】【課題】ホィールに対する荷重付与に伴う取付シャフトの変形の影響を受けなくすることができ、計測精度の向上を図り得るホィール変位計測装置を提供する。【解決手段】取付シャフト３の先端部に剛性の高い支持アーム５，６を、ホィール２の変位基準点Ｏを支持点として延出されるよう取り付け、該支持アーム５，６に対してセンサ７，８を配設する。【選択図】図１
2005091141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームから突設され且つその先端部にホィールの変位基準点が位置するよう該ホィールを取り付けるための取付シャフトと、
該取付シャフトに取り付けられたホィールに対して荷重を付与し得るよう前記本体フレーム上に設置された荷重付与装置と、
前記ホィールの変位基準点を支持点として延出されるよう前記取付シャフトの先端部に取り付けられた支持アームと、
前記荷重付与装置によって荷重が付与されたホィールの変位基準点に対する各部の変位を計測し得るよう前記支持アームに対して配設されたセンサと
を備えたことを特徴とするホィール変位計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のホィールの荷重付加による変位を計測するためのホィール変位計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用のホィールの荷重付加による変位を計測するためのホィール変位計測装置は、図３に示される如く、ベースとなる本体フレーム１から、先端部にホィール２の変位基準点Ｏが位置するよう該ホィール２を取り付けるための取付シャフト３を略水平方向へ突設し、該取付シャフト３に取り付けられたホィール２に対して荷重を付与するための荷重付与装置４を前記本体フレーム１上に設置し、該本体フレーム１から支持アーム５，６を張り出させると共に、該支持アーム５，６に対し、前記荷重付与装置４によって荷重が付与されたホィール２の変位基準点Ｏに対する各部の変位を計測するためのセンサ７，８を配設してなる構成を有している。
【０００３】
前記荷重付与装置４は、ホィール２に嵌着されたタイヤ９に対し、その半径方向並びに軸線方向へ所望の荷重を作用させることにより、ホィール２に対して荷重を付与することができるようになっている。
【０００４】
又、前記センサ７，８は、ホィール２の外表面並びに内周面に対向するよう支持アーム５，６に取り付けられ、例えば、光学式や渦電流式等の変位検出器が用いられており、ホィール２の外表面並びに内周面に対して非接触で変位基準点Ｏに対する変位を計測できるようになっている。
【０００５】
前述の如きホィール変位計測装置においては、ホィール２を取付シャフト３の先端部に対し、図示していないボルト・ナットを用いて取り付け、先ず、ホィール２に対し荷重付与装置４によって荷重を付与しない無負荷の状態で、センサ７，８によりホィール２の外表面並びに内周面の所定箇所における変位基準点Ｏを原点とする座標を予め計測しておき、続いて、前記荷重付与装置４によってホィール２に嵌着されたタイヤ９に対し、その半径方向並びに軸線方向へ所望の荷重を作用させることにより、ホィール２に対して荷重を付与した状態で、前記センサ７，８によりホィール２の外表面並びに内周面の所定箇所における変位基準点Ｏを原点とする座標を計測し、該荷重付与時における座標と前記無負荷時における座標との差に基づいて、ホィール２の変位基準点Ｏに対する各部の変位を求めるようになっている。
【０００６】
尚、図３に示されるような構造のホィール変位計測装置は、特許文献、非特許文献には見当たらないが、ホィールアライメント等、ホィールの車両への取付位置や取付角度を計測するものとしては、例えば特許文献１がある。
【特許文献１】特開平６−３４４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図３に示されるような従来のホィール変位計測装置の場合、センサ７，８は本体フレーム１から張り出させた支持アーム５，６に対して配設してあるため、ホィール２に対する荷重付与に伴って取付シャフト３が変形してホィール２の変位基準点Ｏが移動すると、該ホィール２の変位基準点Ｏに対するセンサ７，８の相対位置が変化してしまい、取付シャフト３の変形をホィール２自体の変形と切り離して無視することが困難となり、この結果、前記センサ７，８によって計測されるホィール２の各部の変位は、取付シャフト３の変形分を含んだものとなってしまい、計測精度が低下するという欠点を有していた。
【０００８】
因みに、例えば、一般の乗用車の場合、ホィール２に対する荷重付与に伴って取付シャフト３に作用する垂直（半径方向）荷重と該取付シャフト３先端の軸たわみ量の関係は、図４に表わされるようになり、又、ホィール２に対する荷重付与に伴って取付シャフト３に作用する垂直（半径方向）荷重一定（図４のＡ点に相当）時に、水平（軸線方向）荷重を変化させたときの取付シャフト３先端の軸たわみ量の変化は、図５に示されるようになり、こうした軸たわみが取付シャフト３に発生することが、計測精度低下の要因となるわけである。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ホィールに対する荷重付与に伴う取付シャフトの変形の影響を受けなくすることができ、計測精度の向上を図り得るホィール変位計測装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、本体フレームから突設され且つその先端部にホィールの変位基準点が位置するよう該ホィールを取り付けるための取付シャフトと、
該取付シャフトに取り付けられたホィールに対して荷重を付与し得るよう前記本体フレーム上に設置された荷重付与装置と、
前記ホィールの変位基準点を支持点として延出されるよう前記取付シャフトの先端部に取り付けられた支持アームと、
前記荷重付与装置によって荷重が付与されたホィールの変位基準点に対する各部の変位を計測し得るよう前記支持アームに対して配設されたセンサと
を備えたことを特徴とするホィール変位計測装置にかかるものである。
【００１１】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１２】
ホィールはその変位基準点が取付シャフトの先端部に位置するよう取り付けてあり、且つセンサは取付シャフトの先端部から延出させた支持アームに対して配設してあるため、ホィールに対する荷重付与に伴って取付シャフトがたとえ変形し、軸たわみが発生してホィールの変位基準点が移動したとしても、該ホィールの変位基準点に対するセンサの相対位置は変化せず、取付シャフトの変形をホィール自体の変形と切り離して無視することが可能となり、この結果、前記センサによって計測されるホィールの各部の変位は、あくまでもその変位基準点に対するものとなり、計測精度が高められることとなる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように本発明のホィール変位計測装置によれば、ホィールに対する荷重付与に伴う取付シャフトの変形の影響を受けなくすることができ、計測精度の向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１５】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図３に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１及び図２に示す如く、取付シャフト３の先端部に剛性の高い支持アーム５，６を、ホィール２の変位基準点Ｏを支持点として延出されるよう取り付け、該支持アーム５，６に対してセンサ７，８を配設した点にある。
【００１６】
本図示例の場合、前記支持アーム５は、剛性の高い棒状体であって、ホィール２の軸心部に穿設されている中心孔１０を貫通させてホィール２の外表面側（図１及び図２中、左方）へ延ばし、該支持アーム５の先端部から垂下させた鉛直ステージ１１に、ホィール２の軸線方向ヘ延びる水平ステージ１２を上下方向へ位置調整可能に配設し、該水平ステージ１２に、前記センサ７をホィール２の軸線方向ヘ位置調整可能且つ円筒面からなる角度調整座１３を有する角度調整アタッチメント１４を介して角度調整可能に取り付けるようにしてあり、又、前記支持アーム６は、剛性の高い半割の筒状体であって、取付シャフト３の外周に沿ってその基端側（図１及び図２中、右方）へ延ばし、該支持アーム６の端部から垂下させた鉛直ステージ１５に、ホィール２の軸線方向ヘ延びる水平ステージ１６を上下方向へ位置調整可能に配設し、該水平ステージ１６に、前記センサ８をホィール２の軸線方向ヘ位置調整可能且つ円筒面からなる角度調整座１７を有する角度調整アタッチメント１８を介して角度調整可能に取り付けてある。
【００１７】
尚、前記センサ７が装着される角度調整アタッチメント１４は、該センサ７が下向き或いは横向きとなるよう９０°位相を変えて水平ステージ１２に取り付けられるようになっており、センサ７を下向きにした状態で、ホィール２の外表面に取り付けた周方向測定用ターゲット１９に対向させその変位を測定したり、或いはセンサ７を横向きにした状態で、ホィール２の外表面に対向させその変位を測定できるようにしてある。又、同様に、前記センサ８が装着される角度調整アタッチメント１８は、該センサ８が下向き或いは横向きとなるよう９０°位相を変えて水平ステージ１６に取り付けられるようになっており、センサ８を下向きにした状態で、ホィール２の内周面に対向させその変位を測定したり、或いはセンサ８を横向きにした状態で、ホィール２の内面に対向させその変位を測定できるようにしてある。
【００１８】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００１９】
ホィール２の変位基準点Ｏに対する各部の変位を求める際には、ホィール２を取付シャフト３の先端部に対し、図示していないボルト・ナットを用いて取り付け、先ず、ホィール２に対し荷重付与装置４によって荷重を付与しない無負荷の状態で、センサ７，８の位置調整を行って該センサ７，８をホィール２の外表面並びに内周面の所定箇所に対向させ、その箇所における変位基準点Ｏを原点とする座標が予め計測され、続いて、前記荷重付与装置４によってホィール２に嵌着されたタイヤ９に対し、その半径方向並びに軸線方向へ所望の荷重を作用させることにより、ホィール２に対して荷重を付与した状態で、前記センサ７，８によりホィール２の外表面並びに内周面の所定箇所における変位基準点Ｏを原点とする座標が計測され、該荷重付与時における座標と前記無負荷時における座標との差に基づいて、ホィール２の変位基準点Ｏに対する各部の変位が求められる。尚、前記ホィール２の外表面並びに内周面それぞれに複数箇所の変位計測点がある場合には、前述と同様の操作（即ち、一箇所について無負荷時と荷重付与時の計測を行う操作）を複数箇所に対して順次行えば高精度の鉛直ステージ１１，１５、水平ステージ１２，１６でなくとも、ステージの位置決め誤差をキャンセルした計測が行えるため、高精度の計測が行える。別のやり方としては、高精度の鉛直ステージ１１，１５、水平ステージ１２，１６を用い無負荷の状態で複数箇所全部に対し変位基準点Ｏを原点とする座標を予め計測した後、荷重を付与した状態で対応する箇所に対し変位基準点Ｏを原点とする座標を計測することもできる。
【００２０】
ここで、前記ホィール２はその変位基準点Ｏが取付シャフト３の先端部に位置するよう取り付けてあり、且つセンサ７，８は取付シャフト３の先端部から延出させた支持アーム５，６に対して配設してあるため、ホィール２に対する荷重付与に伴って取付シャフト３がたとえ変形し、図４及び図５に示されるような軸たわみが発生してホィール２の変位基準点Ｏが移動したとしても、該ホィール２の変位基準点Ｏに対するセンサ７，８の相対位置は変化せず、取付シャフト３の変形をホィール２自体の変形と切り離して無視することが可能となり、この結果、前記センサ７，８によって計測されるホィール２の各部の変位は、あくまでもその変位基準点Ｏに対するものとなり、計測精度が高められることとなる。
【００２１】
こうして、ホィール２に対する荷重付与に伴う取付シャフト３の変形の影響を受けなくすることができ、計測精度の向上を図り得る。
【００２２】
尚、本発明のホィール変位計測装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例における測定部の要部拡大図である。
【図３】従来例の全体概要構成図である。
【図４】ホィールに対する荷重付与に伴って取付シャフトに作用する垂直（半径方向）荷重と該取付シャフト先端の軸たわみ量の関係を表わす線図である。
【図５】ホィールに対する荷重付与に伴って取付シャフトに作用する垂直（半径方向）荷重一定時に水平（軸線方向）荷重を変化させたときの取付シャフト先端の軸たわみ量の変化を表わす線図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  本体フレーム
２  ホィール
３  取付シャフト
４  荷重付与装置
５  支持アーム
６  支持アーム
７  センサ
８  センサ
９  タイヤ
Ｏ  変位基準点
【図１】
2005091141.tif 000003
【図２】
2005091141.tif 000004
【図３】
2005091141.tif 000005
【図４】
2005091141.tif 000006
【図５】
2005091141.tif 000007