(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右前後輪に対応する数のテスターユニットを備え、該ユニットは少なくとも車輪を回転可能に載置可能な少なくとも一対のローラと、車輪の外側面に係脱可能なアタッチプレートと、車輪の外側面に近接離反動可能に設置されて前記外側面を押圧可能な押圧ローラと、該ローラと同動して車輪に係合したアタッチプレートとの距離を計測可能な複数の距離センサを備えたセンサーホルダと、前記距離センサからの計測信号を入力されて演算可能な演算器とを有する車両のホイールアライメント測定装置において、回転下のローラ上の左右一対の前輪または後輪の一方を前記押圧ローラを介して拘束するとともに、回転下のローラ上の他方の左右一対の前輪または後輪を押圧ローラを介して対応するテスターユニットに正対させ、前記距離センサを介し前軸アクスルの中心位置と後軸アクスルの中心位置とを演算し、これら前後軸アクスルの中心位置を比較し、これらの中心位置が同一になるまで押圧ローラを作動し、前記前輪または後輪の正対作動を続行させる一方、これらの中心位置が同一になった際、前記距離センサによるアライメント測定を実行可能にした車両のホイールアライメント測定装置。
【請求項２】
各テスターユニットを作業床面に取り外し可能に設置した請求項１記載の車両のホイールアライメント測定装置。
【請求項３】
前記アタッチプレートを車輪の外側面に着脱自在に装着した請求項１記載の車両のホイールアライメント測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイナミック測定に好適で、大掛かりで高価な設備と専用の作業スペースを要することなく、確実かつ精密に車両をテスターに正対させ、アライメント測定の信頼性を得られるようにした車両のホイールアライメント測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の装置は、例えば特許第２６２２６００号公報のように、左右一対の移動台板と、該移動台板上に取り付けられ、かつ車輪を支持する一対のローラを設けた左右一対の支持台と備え、これら移動台板と支持台とをパンタグラフ機構の接離手段を介して車幅方向に移動可能に設けるとともに、支持台入口側の移動台板上に一対のガイドローラを車両の進入方向に間隔を狭めて配置し、車両が片側にずれて、または斜めに進入した場合でも、車両のセンターラインと測定基準線との合致を容易かつ自動的に行なえるようにしている。
【０００３】
また、特開平６−３３１５０５号公報には、一対のローラ上に車輪を回転支持する車輪駆動機構と、修正輪をタイヤの側方から押圧して車両をアライメントテスターに正しい向きに矯正する車両正対機構と、超音波センサを備えたホイールアライメントテスターと、マイクロコンピュータを内臓した制御盤と、計測値を出力する車両姿勢計測器とを備え、車輪をローラ上に支持し、車両をアライメントテスターに正しい向きに矯正後、各車輪のホイールアライメントを測定し、そのデータを出力するようにしている。
【０００４】
しかし、前者の装置は、試験場の専用スペースに一対の移動台板と支持台とを設置し、これらを各接離手段を介して車幅方向に移動可能にしているため、専用の作業スペースや大掛かりな設備を要し、また後者の装置は専用の作業スペースにピットを付設し、該ピット内に大型の架台を設置する等して、大掛かりな設備を要し、共に設備が大形かつ複雑で高価になるという問題があった。
また、後者の装置の車両正対機構は、大形かつ複雑なリンク機構を要するため、車両の正対精度に不安があり、アライメント測定に十分な信頼性を得られなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、ダイナミック測定に好適で、大掛かりで高価な設備と専用の作業スペースを要することなく、正確かつ精密に車両をテスターに正対させ、アライメント測定の信頼性を得られるようにした車両のホイールアライメント測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、左右前後輪に対応する数のテスターユニットを備え、該ユニットは少なくとも車輪を回転可能に載置可能な少なくとも一対のローラと、車輪の外側面に係脱可能なアタッチプレートと、車輪の外側面に近接離反動可能に設置されて前記外側面を押圧可能な押圧ローラと、該ローラと同動して車輪に係合したアタッチプレートとの距離を計測可能な複数の距離センサを備えたセンサーホルダと、前記距離センサからの計測信号を入力されて演算可能な演算器とを有する車両のホイールアライメント測定装置において、回転下のローラ上の左右一対の前輪または後輪の一方を前記押圧ローラを介して拘束するとともに、回転下のローラ上の他方の左右一対の前輪または後輪を押圧ローラを介して対応するテスターユニットに正対させ、前記距離センサを介し前軸アクスルの中心位置と後軸アクスルの中心位置とを演算し、これら前後軸アクスルの中心位置を比較し、これらの中心位置が同一になるまで押圧ローラを作動し、前記前輪または後輪の正対作動を続行させる一方、これらの中心位置が同一になった際、前記距離センサによるアライメント測定を実行可能にし、ダイナミック測定に好適で、正確かつ精密に車両をテスターに正対させ、アライメント測定の信頼性を得られるようにしている。
請求項２の発明は、各テスターユニットを作業床面に取り外し可能に設置し、従来のような大掛かりで高価な設備と専用の作業スペースを要することなく、設備できるようにしている。
請求項３の発明は、アタッチプレートを車輪の外側面に着脱自在に装着し、これをセンサホルダに一体に構成した従来のものに比べて、構成を簡単にし、その製作と取り扱いを容易に行なえるようにしている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明すると、図１乃至図６において１は自動車整備工場等の平坦な作業床面で、該床面１上にアライメントテスター２が取り外し可能に設置されている。
【０００８】
アライメントテスター２は、実質的に同一に構成した４つのテスターユニット３，４，５，６を有し、これらのユニット３〜６を作業床面１の所定位置に配置している。
上記テスターユニット３〜６は、作業床面１上に取り外し可能な架台７を備え、該台７に一対のローラ８，８を回転自在に支持し、このローラ８，８上に被験車両９の左右の前後輪１０，１１，１２，１３を回転可能に支持している。
【０００９】
上記各一対のローラ８は、その一方を駆動側に構成し、その駆動側ローラ８を例えばプーリ１４とベルト１５を介してモータ１６に連係している。
上記モータ１６は架台７若しくはその延設部に一体的に設置され、架台７と共に作業床面１に取り外し可能に設置されている。
【００１０】
前記架台７の外端部にセンサーフレーム１７が固定され、該フレーム１７にセンサーホルダ１８が立設されている。
センサーホルダ１８は、後述のアタッチプレートと同大若しくはそれ以上の板体で構成され、該ホルダ１８に距離センサである３つの変位センサ１９，２０，２１、実施形態ではレーザー変位センサが同心円上の等角度位置に配置され、それらからアタッチプレートまでの距離を計測し、その信号を後述の演算器へ入力可能にしている。
【００１１】
センサーフレーム１７の中央に流体圧シリンダ等のアクチュエ-タ２２が設けられ、そのピストンロッド２３を車輪１０〜１３の下部側へ伸縮可能に配置している。
ピストンロッド２３の先端部に押圧ローラ２４が回転自在に支持され、該ローラ２４をピストンロッド２３の伸長時、車輪１０〜１３の下部側面に当接可能に配置している。
【００１２】
車輪１０〜１３の外側面にアタッチプレート２５が取付けられ、該プレート２５は図５のようにホイール２６よりも小径の円板で構成され、その内側面の中央にハブ２７と嵌合可能な円管状のハブケース２８が突設されている。
図中、２９はアタッチプレート２５の内側面に一端を固定した取付バネで、この他端のフック部３０をホイール２６の孔３１または溝に掛け止め、前記プレート２５を車輪１０〜１３に取付け可能にしている。
【００１３】
この他、図中３２は前軸アクスル、３３は後軸アクスル、３４はマイクロコンピュータ等を内臓した演算器で、前記変位センサ１９〜２１による計測信号によって、各車輪１０〜１３のトー値およびキャンバ値等のアライメントを演算可能にされ、その結果をＣＲＴおよびプリンタ３５に出力可能にしている。
【００１４】
演算器３４は図６のフローによる正対制御を介して、上記アライメントの測定ないし演算を可能にされている。
すなわち、演算器３４は、アライメントテスター２上の被験車両９に対し、先ず前輪１０，１１または後輪１２，１３の一方、実施形態では前輪１０，１１側のテスターユニット３，４の押圧ローラ２４，２４によって、ローラ８，８上の前輪１０，１１を固定する。
【００１５】
次に非拘束側の後輪１２，１３側のテスターユニット３，４の押圧ローラ２４，２４によって、ローラ８，８上の後輪１２，１３の姿勢を矯正し、被験車両９を各テスターユニット３〜６に正対させる。
その間、演算器３４は各テスターユニット３〜６の変位センサ１９〜２１による入力信号によって、前軸アクスル３２の中心位置Ｌf と、後軸アクスル３３の中心位置Ｌr を演算し、その大小を比較する。
【００１６】
そして、Ｌf ＝Ｌr になったところで、演算器３４は被験車両９の正対完了を判断し、次のアライメント測定へ移行する。
一方、Ｌf ≠Ｌr の場合は、演算器３４は前記押圧ローラ２４，２４による後輪１２，１３の姿勢の矯正動作を続行させ、Ｌf ＝Ｌr になったところで被験車両９の正対完了を判断し、アライメント測定へ移行する。
【００１７】
この他、図中３６は各テスターユニット３，４，５，６の片側に設置したステップである。
【００１８】
このように構成したアライメントテスター２は、各テスターユニット３，４，５，６の取付け基部を構成する架台７、モータ１６、センサーフレーム１７等を作業床面１上に取外し可能にしたから、不使用時は上記各部材を取り外して所定位置に保管することができ、そのようにすることで作業床面１が開放され、その有効利用が可能になる。
【００１９】
この場合、上記部材を一体的に構成しているから、それらの取り外しや取り付けを各テスターユニット３，４，５，６毎に行なえ、アライメントテスター２の撤去や設置を能率良く行なえる。
【００２０】
しかも、本発明は作業床面１にピットの付設を要しないから、これを容易かつ安価に製作することができ、したがって従来のような専用の作業スペースを要せず、一定の広さの作業床面１を確保すれば所期の利用が可能になる。
【００２１】
また、本発明は各テスターユニット３〜６毎に分割して構成しているから、これらを一体的に構成したものに比べて、大掛かりにならずに済み、コンパクトで取り扱いが至便になり、大掛かりにならずに済む。
【００２２】
次にアライメントテスター２を使用する場合は、各テスターユニット３〜６を搬入し、これを作業床面１の所定位置に取り付ける。
すなわち、各テスターユニット３〜６を、被験車両９の前後左右の車輪１０〜１３の間隔に合わせて配置し、これを例えばボルト・ナットを駆使して取り付ける。
この場合、各テスターユニット３〜６の架台７、モータ１６、センサーフレーム１７等を一体的に構成しているから、それらの設置を簡易かつ迅速に行なえる
【００２３】
この後、被験車両９を入場し、ステップ３６を介して車輪１０〜１３を各テスターユニット３〜６のローラ８，８上に乗り上げ、静止させる。
この場合、被験車両９の停止位置によって、車輪１０〜１３は各テスターユニット３〜６ないしセンサーホルダ１８に正対していない。
【００２４】
そこで、アタッチプレート２５を用意し、これを車輪１０〜１３のホイール２６側面に取り付ける。その際、ハブケース２８をハブ２７に嵌合し、取付バネ３０の先端のフック部３０をホイール２６の孔３１または溝に掛け止め、アタッチプレート２５を車輪１０〜１３に取付ける。
【００２５】
このようにすることで、アタッチプレート２５は簡単に取り付けられ、ハブケース２８によってセンタリングされるとともに、取付バネ３０の弾性によってホイール２６の側面に密着し、略垂直に取付けられる。
【００２６】
このような状況の下で各テスターユニット３〜６のモータ１６を駆動し、駆動側のローラ８を回転して、各車輪１０〜１３を回転するとともに、演算器３４が図６に示す正対制御を開始する。
【００２７】
すなわち、前後輪の一方、実施形態では前輪１０，１１に対応するテスターユニット３，４のアクチュエータ２２を作動し、そのピストンロッド２３を伸長して、押圧ローラ２４を前輪１０，１１の下部側面に押し付け、該前輪１０，１１をローラ８，８の軸方向、つまり上記車輪１０，１１の偏位方向と反対方向へ押し動かし、その略中央位置で固定ないし拘束する。
【００２８】
前輪１０，１１を拘束後、後輪１２，１３に対応するテスターユニット５，６のアクチュエータ２２を作動し、そのピストンロッド２３を伸長して、押圧ローラ２４を後輪１２，１３の下部側面に押し付け、該後輪１２，１３をローラ８，８の軸方向、つまり上記車輪１２，１３の偏位方向と反対方向へ押し動かすとともに、その姿勢を矯正し、該車輪１２，１３の正対を促す。
【００２９】
一方、上記アクチュエータ２２の作動と前後して、各テスターユニット３〜６の変位センサ１９〜２１を作動し、該センサ１９〜２１から各アタッチプレート２５の対応位置、つまり照射位置Ａ，Ｂ，Ｃまでの距離ａ，ｂ，ｃを測定し、その信号を演算器３４へ入力する。
【００３０】
演算器３４は上記距離信号ａ，ｂ，ｃのうち、ホイールセンターの中心位置Ｐに関する演算情報、つまり距離信号ａ，ｃを基に上記中心位置Ｐ、換言すれば各アクチュエータ２２から各アタッチプレート２５の中心位置までの距離を演算する。
【００３１】
すなわち、演算器３４は、上記ホイールセンターの中心位置ＰをＰ＝（ａ＋ｃ）／２で演算する。このうち、各アクチュエータ２２から左右の前輪１０，１１の中心位置までの距離をＰL ，ＰR 、左右の後輪１２，１３の中心位置までの距離をＰL' ，ＰR'とする。
【００３２】
そして、これらの数値を基に演算器３４は前軸アクスル３２の中心位置Ｌf と、後軸アクスル３３の中心位置Ｌr を演算する。
すなわち、前軸アクスル３２の中心位置Ｌf をＬf ＝ＰL ＋｛Ｌ−（ＰL ＋ＰR ）｝／２、後軸アクスル３３の中心位置Ｌr をＬr ＝ＰL' ＋｛Ｌ−（ＰL'＋ＰR'）｝／２として、それぞれ演算し、それらの大小を比較する。ここにＬは左右のアクチュエータ２２，２２の中心間距離である。
【００３３】
演算器３４はＬf ＝Ｌr となるまで、アクチュエータ２２の伸長作動を続行して、前輪１０，１１の拘束と後輪１２，１３の正対矯正動作を続行し、Ｌf ＝Ｌr になったところで、左右の前後輪１０〜１３と対応するテスターユニット３〜６との正対を判断する。
【００３４】
この後、演算器３４は前記正対状態の下でアライメント測定を指示する。
アライメント測定は、トー角θt およびキャンバー角θc を測定することで行われる。
すなわち、図２，３においてトー角θt は、θt ＝ｔａｎ-1｛（ｂ−ｃ）／ｄ｝、キャンバー角θc は、θc ＝ｔａｎ-1｛（ａ−ｂ）／ｄ｝で表される。
【００３５】
この場合、（ｂ−ｃ）／ｄおよび（ａ−ｂ）／ｄは微小であるから、θｔは略（ｂ−ｃ）／ｄ、θｃは略（ａ−ｂ）／ｄで表される。ここにｔａｎ-1はアークタンジェント、ｄは、前記対応位置ＡとＢとの中心距離、または対応位置ＢとＣとの中心距離である。
【００３６】
演算器３４は、上記計測値ａ、ｂ、ｃ、ｄの入力を条件に前記演算式の記憶情報に基いて、トー角θt およびキャンバー角θc を演算し、その測定値を演算器３４のＣＲＴ若しくはプリンター３５へ出力する。
この他、演算器３４は前述と同じ要領で後輪１２，１３に関する距離情報を基にトー角θを演算すれば、スラスト角を求めることができる。
【００３７】
一方、上記アライメント測定後、アクチュエータ２２を縮小作動し、押圧ローラ２４を車輪１０〜１３から後退して、該ローラ２４による拘束を解除し、各車輪１０〜１３の回転を続行させる。
【００３８】
このような状況の下で被験車両９に試験員が乗車し、ハンドルを直進状態にセットして自由走行させ、その際の被験車両９のローラ８上における左右方向のずれ、つまり車両の片流れの有無とその度合い、並びにハンドルの保舵力のフィーリングをチェックする。
【００３９】
このように本発明は、アライメント測定から簡単に自由走行試験に移行でき、アライメント測定の他に車両の片流れやハンドルの保舵力のフィーリング等をチェックできる。
【００４０】
図７および図８は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分には同一の符号を用いている。
この実施形態は前後輪１０〜１３の何れか一方、実施形態では前輪１０，１１側のテスターユニット３，４を、ガイドレール３７，３７に沿って互いに移動可能にするとともに、ベアリング３８を介して架台７をターンテーブルのように、水平面と平行に揺動自在に支持している。図中、３９はキングピンである。
【００４１】
このようにすることで、前輪１０，１１のキャスタ角度の差によって生ずるセットバックに応じて、テスターユニット３，４が揺動するとともに、ガイドレール３７に沿って前後方向へ移動し、それらの程度によって上記セットバックの度合いをチェックできる。
また、テスターユニット３，４の回転によって、キングピン３９の傾斜角やキャスタ角も測定可能になる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、回転下のローラ上の左右一対の前輪または後輪の一方を前記押圧ローラを介して拘束するとともに、回転下のローラ上の他方の左右一対の前輪または後輪を押圧ローラを介して対応するテスターユニットに正対させ、前記距離センサを介し前軸アクスルの中心位置と後軸アクスルの中心位置とを演算し、これら前後軸アクスルの中心位置を比較し、これらの中心位置が同一になるまで押圧ローラを作動し、前記前輪または後輪の正対作動を続行させる一方、これらの中心位置が同一になった際、前記距離センサによるアライメント測定を実行可能にしたから、ダイナミック測定に好適で、正確かつ精密に車両をテスターに正対させ、アライメント測定の信頼性を向上することができる。
請求項２の発明は、各テスターユニットを作業床面に取り外し可能に設置したから、従来のように大掛かりで高価な設備と専用の作業スペースを要することなく、設備できる効果がある。
請求項３の発明は、アタッチプレートを車輪の外側面に着脱自在に装着したから、これをセンサホルダに一体に構成した従来のものに比べて、構成を簡単にし、その製作と取り扱いを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】本発明によるアライメント測定状況の要部を示す正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】図３の部分断面図である。
【図５】本発明に適用したアタッチプレートの一例を示す斜視図である。
【図６】本発明による正対制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態の要部を示す平面図である。
【図８】図７の要部を示す正面図である。
【符号の説明】
１                      作業床面
３〜６                  テスターユニット
８                      ローラ
１０，１１              前輪
１２，１３              後輪
１８                    センサーホルダ
１９，２０，２１        距離センサ
２４                    押圧ローラ
２５                    アタッチプレート
３２                    前軸アクスル
３３                    後軸アクスル
３４                    演算器
【図１】
0004100764.tif 000002
【図２】
0004100764.tif 000003
【図３】
0004100764.tif 000004
【図４】
0004100764.tif 000005
【図５】
0004100764.tif 000006
【図６】
0004100764.tif 000007
【図７】
0004100764.tif 000008
【図８】
0004100764.tif 000009