(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整対象の車両のタイヤ付き車輪が、所定高さの段差が形成された被転動面上を車両の進行方向に向かって転動して前記段差を通過するように、前記車両と前記被転動面とを相対移動させると共に、前記車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に前記横力を多数回測定し、
前記車輪が段差を通過する過程で前記車輪のタイヤが変形されたときから前記タイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、前記各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、前記所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、
前記所定期間内に前記タイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整する
車両のホイールアライメント調整方法。
【請求項２】
調整対象の車両のタイヤ付き車輪が、所定高さの段差が形成された被転動面上を車両の進行方向に向かって転動して前記段差を通過するように、前記車両と前記被転動面とを相対移動させると共に、
前記車輪のタイヤに発生する前後力又は荷重を測定し、かつ、前記車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に前記横力を多数回測定し、
前記前後力又は荷重の測定結果に基づいて、前記車輪が段差を通過する過程で前記車輪のタイヤが変形されたときから、前記タイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間を判断し、
前記所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、前記各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、前記所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、
前記所定期間内に前記タイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整する
車両のホイールアライメント調整方法。
【請求項３】
前記被転動面は、基準面と、前記段差を挟んで前記基準面の車輪転動方向下流側に位置しかつ少なくとも前記段差形成位置における高さが前記基準面よりも所定高さ高くされた突出面と、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両のホイールアライメント調整方法。
【請求項４】
前記突出面は、高さが前記基準面よりも所定高さ高くなるように設けられた平板状の突起の上面であり、
前記突起は、前記車輪が前記突起を通過する際に、タイヤの接地部分の前記相対移動方向に沿った両端部が前記突出面と各々接する状態となるに十分な長さだけ前記突出面が前記相対移動方向に沿って連続するように形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の車両のホイールアライメント調整方法。
【請求項５】
前記被転動面は、循環駆動される無限軌道の外周面であり、前記段差は、前記無限軌道の循環方向に沿って被転動面上の少なくとも１箇所に設けられており、
前記調整対象の車両の車輪を前記被転動面上に載置し、調整対象の車両の車輪が転動するように前記無限軌道を循環駆動することで、前記車両と前記被転動面とを相対移動させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両のホイールアライメント調整方法。
【請求項６】
前記突出面は、高さが前記基準面よりも所定高さ高くなるように設けられた平板状の突起の上面であり、
前記突起は、前記車輪が前記突起を通過する際に、タイヤの接地部分の前記相対移動方向に沿った両端部が前記突出面と各々接する状態となるに十分な長さだけ前記突出面が前記相対移動方向に沿って連続するように形成されており、
前記車輪が前記突起に乗り上げる過程での前記車輪のタイヤの変形に伴い前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となる第１のタイミングから、前記タイヤが前記突出面上を転動し、前記車輪が突起から下りる過程での前記車輪のタイヤの変形に伴い、前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となるか、又は前記タイヤの接地部分の前記相対移動方向に沿った前側端部が前記突出面と接触しない状態となる第２のタイミングに至る期間を前記所定期間と判断する
ことを特徴とする請求項２記載の車両のホイールアライメント調整方法。
【請求項７】
調整対象の車両のタイヤ付き車輪を被転動面上で車両の進行方向に向かって転動させると共に、前記車輪に加わる荷重を所定時間内に所定量以上変化させ、かつ前記車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に前記横力を多数回測定し、
前記荷重の変化に伴って前記車輪のタイヤが変形されたときから前記タイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、前記各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、前記所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、
前記所定期間内に前記タイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整する
車両のホイールアライメント調整方法。
【請求項８】
前記被転動面は略平面であり、
前記車輪が被転動面上を転動するように前記車両と前記被転動面とを相対移動させると共に、前記被転動面を介して前記車輪を略鉛直方向に変位させることで前記車輪に加わる荷重を変化させ、かつ前記車輪のタイヤに発生する荷重及び横力を各々測定し、
前記荷重の測定結果を、前記車輪のタイヤが略定常状態のときにタイヤに発生する荷重と比較して前記所定期間を判断する
ことを特徴とする請求項７記載の車両のホイールアライメント調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のホイールアライメント調整方法に係り、特に、被転動面上で車両のタイヤ付き車輪を転動させると共に前記タイヤを変形させてタイヤに発生する力を測定し、測定結果に基づいて車輪の姿勢角を調整することにより、車両の走行安定性の向上及びタイヤの片磨耗の低減を図る車両のホイールアライメント調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に車輪には、車両の走行安定性を確保するためにキャンバー角が付与されており、このキャンバー角の付与による片磨耗（磨耗タイヤの磨耗状態を観察したときに、一方のトレッド肩部から他方のトレッド肩部にかけての磨耗量がテーパ状に変化しており、換言すれば、片方のトレッド肩部がトレッド中央部並びに反対側のトレッド肩部よりも磨耗量が多い状態の偏磨耗を、本明細書では「片磨耗」と称している）を防止するためにトー角が付与されている。
【０００３】
また逆に、車両のフロントタイヤ及びリアタイヤに発生する力をバランスさせ、車両の走行安定性を確保するためにトー角を付与し、付与したトー角による片磨耗を防止するためにキャンバー角を付与したり、或いはトー角及びキャンバー角を組み合わせて、車両の構造寸法等の制約の下で車両の走行安定性とタイヤの片磨耗を最小化する調整が行われている。
【０００４】
従って、車両走行時の走行安定性及びタイヤの耐片磨耗性を向上させるには、各車輪に付与されている姿勢角であるトー角及びキャンバー角を調整することが重要になる。従来のトー角及びキャンバー角の調整方法は、各車輪毎に角度や寸法を測定し、測定した角度や寸法が車両設計時に設定された目標値に一致するように、トー角及びキャンバー角を調整することが一般的であった。
【０００５】
しかしながら、タイヤは、タイヤの内部構造に起因して発生するプライステアー、車輪の回転方向と車両の進行方向とが異なることでタイヤが進行方向に対し角度を持つことにより発生するトーの力、接地面内で進行方向と力の作用点がずれることにより発生するセルフアライニングトルク、車輪に付与されたキャンバー角によりタイヤが変形しタイヤの内部構造によるタイヤの剛性との関係で発生するキャンバースラスト、並びに接地面の左右の長さの違いにより発生するキャンバーモーメント、工業製品として本来的に有している形状上の製造誤差から生じるコニシティー、内部の構造及びゴム等の部材によって異なる転がり抵抗等の特性があるが、これらの特性は車輪に加わる荷重に依存して各々変化する特性を有しており、かつタイヤの種類によってもその特性が異なっている。
【０００６】
つまり、前述した力はタイヤの変形によって発生しており、タイヤが進路を制御しながら車両を走行させるために発生している力は、前述した力の総和であるので、タイヤの種類のみならず、そのタイヤが取付けられている車両の荷重分布や車輪の姿勢角によって異なってくることになる。従って、車両の高速化並びに高度の直進安定性の要求に応えるには、より高い走行安定性と耐片磨耗性が得られる姿勢角の調整方法が必要になるが、これを実現するためにはタイヤの特性に基づく調整方法を確立する必要がある。
【０００７】
タイヤの特性に着目した従来の調整方法としては、複数本のローラを用いて車輪を駆動し、ローラに発生する力を各々測定し、測定した力の向きと大きさに基づいてトー角及びキャンバー角を測定する技術が知られている（特公昭 51-1868号公報参照）。しかしながら、タイヤと路面とが接触したときに発生する力は、タイヤと路面との接触形状によって異なることが確認されている。これに対し、タイヤとローラとの接触形状は、タイヤと実路面との接触形状と大きく異なるため、発生する力の特性もローラ上と路面上では大きく異なっている。
【０００８】
すなわち、ローラ上で発生する力は、プライステアーとトー角付与による横力については類似するものの、姿勢角と力の大きさとが大きく異なっており、またキャンバースラストは殆ど検出できない。加えて実路面上に無数に存在する凹凸による外乱によってタイヤが受ける変形に起因してタイヤに発生する力は検出できない。
【０００９】
従って、上記の従来技術では、測定した力が実路面上における値とは異なった値を示し、測定値を実路面上における値に修正するには、個々のタイヤの実路面上での特性を示すデータが必要となるため、現実的には汎用性に乏しい。また、姿勢角をどのような角度に調整すれば最適になるかに関する技術的提示はなされていない。
【００１０】
また、複数のローラによって車輪を駆動し、発生する横力を略０とすることによって高い走行安定性を得ようとする技術が知られている（特開平7-5076号公報参照）。この技術では、発生する横力を０にする場合、キャンバー角が付与された車輪ではキャンバースラストの方向と逆方向の力を発生させるような姿勢角を車輪に与えることになる。
【００１１】
当該技術においても、ローラとタイヤの接触面は前述の場合と同様に実路面上とは異なるためキャンバースラストの検出は殆どできない。加えて、横力を０とするためには、車輪が転動することによって発生する力を相殺するために、車両が走行することによって発生する路面からの力を、車輪が発生する力と反対の方向に加える必要がある。この場合、タイヤの接地面の変形は静止状態よりも更に大きくなるため、タイヤの片磨耗を発生させる原因となる。
【００１２】
また、ベルト等を用いた略平面上で車輪を転動させ、車輪が発生する力を検出してその力に基づき車輪の姿勢角を調整する方法（特開平8-334440号公報参照）も提案されている。しかし、実路面は無数の凹凸により形成されており、タイヤは、この無数の凹凸によって常に変形を受けると共に、比較的周期の長い凹凸においては各車輪に加わる荷重が変動することによって変形を受け、路面との接触により発生する力及び変形による力の影響を受けながら走行している。これに対し、ベルト等により形成された略平面上で検出できる力は前者の力のみであって、かつ従来の手法では実路面上で発生する荷重の変動が加味されておらず、実路面走行時に発生している力の一部しか検出できない。従って、略平面上で荷重変動を加味しない条件で検出した力に基づいて車輪の姿勢角を調整したとしても、平面性が非常に高い路面を直進する際の走行安定性の向上には寄与するが、その他の走行特性並びに片磨耗に対しては対応できない。
【００１３】
すなわち、実路面を走行中のタイヤには発生メカニズムが異なる力が発生し、この力はタイヤの特性によって異なっているにも拘らず、従来は、(1) 特定のタイヤを使用して車両を実際に走行させ、片磨耗が少なくかつ走行安定性を損なわない角度を経験的に求め、そこで得られた角度に調整する、(2) 平面上で測定された力が相殺されて最小（略０）となるように調整する、(3) 平面又はローラ上で測定された特定の力のみを最小（略０）にする、又は、(4) 何等かの方法により得られた角度に調整する方法であるため、多様な車両と多様なタイヤの組み合わせに使用できる方法ではなかった。
【００１４】
また、本願出願人は、車両の車輪が段差を通過するときにタイヤに発生する前後力及び横力を測定し、前後力が最大又は最大に近い値になっている期間における横力の変動が最小となるように車輪の姿勢角（アライメント）を調整する調整方法を提案している（特開平１０−７０１３号公報参照）。この調整方法では、タイヤの変形が最大となるタイミングを検知するために前後力を測定し、前後力が最大又は最大に近い値になっている期間を、タイヤの変形量が最大または最大に近い状態のときとみなしている。
【００１５】
しかしながら、前後力が最大になるタイミングは車両のサスペンションジオメトリーによって変化し、車両のサスペンションジオメトリーによっては、タイヤの変形が最大又は最大に近い状態となるタイミングに対して前後力が最大になるタイミングが大きくずれることがある。従って、上記の調整方法による調整精度は車両のサスペンションジオメトリーによって大きく左右され、上記の調整方法を適用したとしても車輪を最適な姿勢角に調整できない場合があった。
【００１６】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、車両のサスペンションジオメトリーの影響を受けることなく、車輪の姿勢角をタイヤの特性に応じた姿勢角に容易に調整することができ、実路面に適合した走行安定性が得られると共に片磨耗の低減を実現できる車両のホイールアライメント調整方法を得ることが目的である。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
タイヤは、凹凸のある路面上で接地転動されると、接地面がタイヤに対して相対的に上下に移動することによって発生する荷重変動により変形し、この変形により、タイヤに発生する横力（詳しくは、タイヤの構造的な要因によるプライステアーと称する横力、製造上の理由によって発生するコニシティーと称する横力、車輪にスリップ角（トー角）が付与されていることにより発生する横力、及び車輪にキャンバー角が付与されているために発生するキャンバースラストと称する横力）が変動する。特開平１０−７０１３号公報に記載の技術では、前述のように、実路面を模擬した段差を車輪が通過する過程（この段差の通過に伴って荷重の変動が生ずる）で、タイヤの変形が最大又は最大に近い状態になったときにタイヤに発生する横力の変動に基づいて、車輪の姿勢角を調整している。
【００１８】
しかしながら、タイヤに発生する横力は、上記のように荷重の変化や段差の通過に伴ってタイヤが変形されることによって変動すると共に、これらのタイヤの変形を生ずる要因が消滅すると、変形状態にあったタイヤが元の定常状態に戻ろうと変形するので、この変形によっても横力は変動する。本願発明者等は、上記事実より、タイヤの変形が最大又は最大に近い状態になったときのみならず、タイヤが元の定常状態に戻ろうと変形する間も含む期間内の横力の変動を監視し、前記期間内において横力の変動のエネルギーが最小となるように車輪の姿勢角を調整すれば、実路面に適合したより高い直進安定性が得られると共に片磨耗を更に低減できる可能性があることに想致した。
【００１９】
上記事項を確認するために、本願発明者等は以下の実験を行った。すなわち、循環駆動による循環方向に沿ってタイヤ駆動面上の少なくとも１箇所に、循環方向に沿った長さがタイヤが完全に乗り上げる長さで、かつ循環方向に直交する循環軸方向に沿った長さがタイヤの幅よりも大きい平板状の突起を設けた（これにより循環方向に沿って突起の前後に段差が形成される）タイヤ駆動駆動装置を用いて車輪を転動させ、タイヤに発生する横力を短い周期で繰り返し測定し、車輪が段差を通過する過程でタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回における横力の測定結果から、前記所定期間内の横力の変動のエネルギーとして、各回における横力の変化率（横力の時間に関する一次微分値）の自乗和を求めることを、車輪の姿勢角（この実験ではトー角）を所定量ずつ変更しながら繰り返した。
【００２０】
図１には、上記の実験によって得られた、トー角と所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーとの関係を示す。図１より明らかなように、上記の実験により、トー角と横力の変動のエネルギーとの間には、明確な相関があることが確認された。そして、車両のトー角を、横力の変動のエネルギーが最小となるトー角に調整したところ、車両の走行安定性が大幅に向上すると共に、片磨耗性が大幅に低減されることが確認された。
【００２１】
また本願発明者等は、複数種類の車両（車両１〜車両４）について、車輪の姿勢角を、前述した実験と同様に、車輪が段差を通過する過程でタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小となるように調整した場合（本方式）と、車輪の姿勢角を車両設計時に定められた角度に調整した場合（基準方式）の走行安定性を各々比較・評価する実験を行った。なお、車両１〜車両４としては排気量が1600cc〜3000ccで駆動方式がＦＦ又はＦＲの車両（乗用車）を用い、タイヤとしては各車両に適合したサイズの一般市場で市販されているタイヤを用いた。実験結果を次の表１に示し、評価値設定の基準を表２に示す。
【００２２】
【表１】
0004160662.tif 000002
【００２３】
【表２】
0004160662.tif 000003
表１より明らかなように、上記実験により、車輪が突起（より詳しくは段差）を通過する過程でタイヤが変形されたときから、タイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小となるように調整することにより、タイヤの種類に拘らず、車両の走行安定性が大幅に向上すると共に、片磨耗性が大幅に低減されることが確認された。
【００２４】
そして、上述した実験より本願発明者等は、段差が形成された被転動面上で車輪を接地転動させたときのタイヤに発生する少なくとも横力を測定し、前記所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求めることにより、求めた横力の変動のエネルギーに基づいてタイヤの特性に応じた最適な車輪の姿勢角を求めることができ、車輪の姿勢角を前記求めた最適な姿勢角に調整すれば、実路面に適合した走行安定性が得られると共に、片磨耗の低減を実現できるとの知見を得た。
【００２５】
上記に基づき請求項１記載の発明に係る車両のホイールアライメント調整方法は、調整対象の車両のタイヤ付き車輪が、所定高さの段差が形成された被転動面上を車両の進行方向に向かって転動して前記段差を通過するように、前記車両と前記被転動面とを相対移動させると共に、前記車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に前記横力を多数回測定し、前記車輪が段差を通過する過程で前記車輪のタイヤが変形されたときから前記タイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、前記各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、前記所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、前記所定期間内に前記タイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整する。
【００２６】
請求項１の発明では、調整対象の車両のタイヤ付き車輪が、所定高さの段差が形成された被転動面上を車両の進行方向に向かって転動して段差を通過するように、車両と被転動面とを相対移動させると共に、車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に横力を多数回を測定している。なお、本発明に係る横力は、車両の進行方向（車両と被転動面との相対移動の方向）に直交する軸を含む平面と被転動面（路面）との交線に沿う方向の力を意味している。また請求項１の発明では、車輪が段差を通過する過程で車輪のタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求めている。そして請求項１の発明では、所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲（例えば最小値から所定値以内の範囲）内となるように車輪の姿勢角を調整する（好ましくは、前記横力の変動のエネルギーが、調整対象の車両の調整し得る範囲で最小となるように車輪の姿勢角を調整する（調整対象車両の種類（機構）等に応じて車輪の姿勢角の調整ピッチ（変更可能な角度差の最小値）が相違しており、最小値に調整できない車両も有る))。
【００２７】
これにより、先に説明した実験結果からも明らかなように、車輪の姿勢角を、タイヤの特性に応じた姿勢角に容易に調整することができ、実路面に適合した走行安定性を得ることができると共に片磨耗を低減することができる。また請求項１の発明は、車輪が段差を通過する過程で車輪のタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーに基づいて車輪の姿勢角を調整しているので、特開平１０−７０１３号公報のように、タイヤに発生する前後力が最大又は最大に近い値になっている間の横力に基づいて車輪の姿勢角を調整する場合と比較して、車両のサスペンションジオメトリーの影響で車輪の姿勢角の調整精度が低下することもない。
【００２８】
ところで、車輪が段差を通過する過程で車輪のタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間は、例えば車輪の変位を検出する等によって所定期間の始まりを検知し、所定期間の始まりを検知してからの経過時間を測定することで所定期間の終わりを検知する等によっても判断できるが、所定期間を判断するために複雑な機構が必要になると共に、所定期間の判断に誤差が加わり易いという欠点がある。
【００２９】
このため、請求項２記載の発明に係る車両のホイールアライメント調整方法は、調整対象の車両のタイヤ付き車輪が、所定高さの段差が形成された被転動面上を車両の進行方向に向かって転動して前記段差を通過するように、前記車両と前記被転動面とを相対移動させると共に、前記車輪のタイヤに発生する前後力又は荷重を測定し、かつ、前記車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に前記横力を多数回測定し、前記前後力又は荷重の測定結果に基づいて、前記車輪が段差を通過する過程で前記車輪のタイヤが変形されたときから、前記タイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間を判断し、前記所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、前記各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、前記所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、前記所定期間内に前記タイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整する。
【００３０】
請求項２記載の発明では、車輪が被転動面上を車両の進行方向に向かって転動して段差を通過するように車両と被転動面とを相対移動させると共に、車輪のタイヤに発生する前後力又は荷重を測定し、かつ、車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に前記横力を多数回測定し、前後力又は荷重の測定結果に基づいて所定期間を判断している。なお、本発明に係る前後力は、車両の進行方向（車両と被転動面との相対移動の方向）に沿う軸を含む平面と被転動面（路面）との交線に沿う方向の力を意味し、本発明に係る荷重は被転動面（路面）に垂直な方向の力を意味している。
【００３１】
前後力及び荷重は、被転動面又は被転動面に連結された部材、或いは調整対象の車両側にセンサを設けることで容易に測定できる（横力も同様）と共に、車輪が転動して段差を通過するときにタイヤに発生する前後力及び荷重の推移（すなわち波形）は、同一の車両であれば、車輪の姿勢角を変更したとしても殆ど変化しない。従って、前後力又は荷重の測定結果に基づいて所定期間を判断することにより、横力（及び前後力又は荷重）の測定と、車輪の姿勢角の調整と、を繰り返した場合にも、所定期間を正確に判断することができる。
【００３２】
そして請求項２の発明では、所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内（例えば最小値から所定値以内の範囲）となるように車輪の姿勢角を調整するので、請求項１の発明と同様に、車両のサスペンションジオメトリーの影響を受けることなく、車輪の姿勢角を、タイヤの特性に応じた姿勢角に容易に調整することができ、実路面に適合した走行安定性を得ることができると共に片磨耗を低減することができる。
【００３３】
なお本願発明者等は、車輪の転動方向に沿って見たときに段差形成位置を境にして高さが低下している段差（便宜的に下り段差という）、及び車輪の転動方向に沿って見たときに段差形成位置を境にして高さが上昇している段差（便宜的に上り段差という）の各々について、車輪が転動しながら段差を通過したときの横力を測定することを車輪の姿勢角を変更しながら繰り返し、横力の変動のエネルギーを各々求めた。その結果、車輪が下り段差を通過する場合に比較して、車輪が上り段差を通過するときの方が、所定期間内にタイヤが発生する横力の変動のエネルギーが、車輪の姿勢角によって大きく変化することを確認した。
【００３４】
このため、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記被転動面は、基準面と、前記段差を挟んで前記基準面の車輪転動方向下流側に位置しかつ少なくとも前記段差形成位置における高さが前記基準面よりも所定高さ高くされた突出面と、を含んで構成されていることを特徴としている。
【００３５】
請求項３記載の発明によれば、被転動面に上り段差が形成されるので、該上り段差を車輪が通過する過程で車輪のタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内の横力の変動のエネルギーに基づいて車輪の姿勢角を調整することにより、車輪の姿勢角を精度良く調整することができる。
【００３６】
なお、請求項３の発明において、被転動面には上り段差のみを形成するようにしてもよいが、請求項４に記載したように、高さが基準面よりも所定高さ高くなるように平板状の突起を設けることで、車輪の転動方向に沿って突起の両端部に上り段差及び下り段差を各々形成するようにしてもよい。なお、請求項４の発明における突起の上面は、請求項３に記載の突出面に対応している。
【００３７】
また請求項４の発明では、車輪が突起を通過する際に、車両と被転動面との相対移動方向に沿ったタイヤの接地部分の両端部が突出面と各々接する状態となるに十分な長さ（好ましくは前記相対移動方向に沿った接地部分の長さの２倍、より好ましくは前記接地部分の長さの３倍以上）だけ突出面が相対移動方向に沿って連続するように突起を形成しているので、車輪が上り段差を通過して突起の突出面上に乗り上げる過程で変形されたタイヤは、車輪が突出面から下りる前に突出面上で一時的に略定常状態に戻ることになる。
【００３８】
ところで、本発明に係る被転動面は、段差が形成されていると共に車輪が転動可能であればよく、例えば段差を形成するための部材を路面等の平面上に載置することで構成することも可能であるが、測定時に車両が走行するために広大なスペースが必要になると共に、測定時に車輪の転動速度を一定に保つことも困難である。このため、請求項５記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記被転動面は、循環駆動される無限軌道の外周面であり、前記段差は、前記無限軌道の循環方向に沿って被転動面上の少なくとも１箇所に設けられており、前記調整対象の車両の車輪を前記被転動面上に載置し、調整対象の車両の車輪が転動するように前記無限軌道を循環駆動することで、前記車両と前記被転動面とを相対移動させることを特徴としている。
【００３９】
請求項５の発明では、循環駆動される無限軌道の外周面を被転動面とし、無限軌道の循環方向に沿って被転動面上の少なくとも１箇所に段差を設け、調整対象の車両の車輪を被転動面上に載置し、調整対象の車両の車輪が転動するように無限軌道を循環駆動することで車両と被転動面とを相対移動させるので、車両と被転動面との相対移動に際して車両は静止しており、測定時に車両が走行するためのスペースが不要となる。従って、本発明に係る車両のホイールバランス調整方法を狭いスペースで実施することができる。また、無限軌道の循環速度を制御することにより、測定時に車輪の転動速度を一定に保つことも容易に実現することができる。
【００４０】
ところで、図２には、請求項４に記載したような平板状の突起を設けることで被転動面に段差（上り段差及び下り段差）を形成し、車輪が被転動面上を車両の進行方向に向かって転動して突起を通過する（上り段差を通過し、突起の上面（突出面）を転動した後に下り段差を通過する）ように、車両と被転動面とを相対移動させて前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙを測定したときの、前後力Ｆｘの時間ｔに関する一次微分値（ｄＦｘ／ｄｔ）及び横力Ｆｙの時間ｔに関する一次微分値（ｄＦｙ／ｄｔ）の推移を示す。また図３には、図２と同じ条件で荷重Ｆｚ及び横力Ｆｙを測定したときの、荷重Ｆｚの時間ｔに関する一次微分値（ｄＦｚ／ｄｔ）及び横力Ｆｙの一次微分値（ｄＦｙ／ｄｔ）の推移を示す。
【００４１】
なお、図２において前後力の一次微分値が正方向及び負方向に大きく変動している箇所（２箇所）、及び図３において荷重の一次微分値が正方向及び負方向に大きく変動している箇所（２箇所）は、車輪が上り段差及び下り段差を通過することに伴ってタイヤが変形されたことによる前後力の変動を表している。図２及び図３において、前後力の一次微分値や荷重の一次微分値が大きく変動している箇所の間は、車輪が突起の上面（突出面）を転動しているときに対応しており、タイヤは略定常状態に戻る過程にあるが、図２及び図３からも明らかなように、前後力の一次微分値や荷重の一次微分値は、この間も若干ではあるものの変動している。従って、前後力又は荷重（或いはこれらの一次微分値）から、タイヤが転動して略定常状態に戻ったときを判断することは容易ではない。
【００４２】
このため請求項６記載の発明は、請求項２の発明において、前記突出面は、高さが前記基準面よりも所定高さ高くなるように設けられた平板状の突起の上面であり、前記突起は、前記車輪が前記突起を通過する際に、タイヤの接地部分の前記相対移動方向に沿った両端部が前記突出面と各々接する状態となるに十分な長さだけ前記突出面が前記相対移動方向に沿って連続するように形成されており、前記車輪が前記突起に乗り上げる過程での前記車輪のタイヤの変形に伴い前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となる第１のタイミングから、前記タイヤが前記突出面上を転動し、前記車輪が突起から下りる過程での前記車輪のタイヤの変形に伴い、前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となるか、又は前記タイヤの接地部分の前記相対移動方向に沿った前側端部が前記突出面と接触しない状態となる第２のタイミングに至る期間を前記所定期間と判断することを特徴としている。
【００４３】
請求項６記載の発明では、車輪が突起に乗り上げる過程での車輪のタイヤの変形に伴い前後力又は荷重の変化率（一次微分値）が所定値以上変動した後に最小となったとき（図２及び図３に示すＰ1 のタイミング）を第１のタイミングとし、タイヤが突出面上を転動し、車輪が突起から下りる過程でのタイヤの変形に伴い、前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となったとき（図２及び図３に示すＰ2 のタイミング）、又はタイヤの接地部分の前側端部が突出面と接触しない状態となったとき（例えばＰ2 の直前の前後力又は横力の一次微分値が所定値以上変化している部分のピークに相当するタイミング）を第２のタイミングとし、第１のタイミングから第２のタイミングに至る期間を所定期間と判断しているので、前後力又は荷重の測定結果から第１のタイミング及び第２のタイミングを容易かつ高精度に判断することができ、所定期間を精度良く判断することができる。
【００４４】
ところで、先に説明した請求項１又は請求項２記載の発明では、被転動面に形成された段差を通過させることでタイヤを変形させていたが、これに代えて車輪に加わる荷重を変化させることでタイヤを変形させるようにしてもよい。すなわち、請求項７記載の発明に係る車両のホイールアライメント調整方法は、調整対象の車両のタイヤ付き車輪を被転動面上で車両の進行方向に向かって転動させると共に、前記車輪に加わる荷重を所定時間内に所定量以上変化させ、かつ前記車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に前記横力を多数回測定し、前記荷重の変化に伴って前記車輪のタイヤが変形されたときから前記タイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、前記各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することにより、前記所定期間内に前記車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、前記所定期間内に前記タイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整する。
【００４５】
請求項７の発明では、車輪を転動させると共に、車輪に加わる荷重を所定時間内に所定量以上変化させることによりタイヤを変形させている。上記のように車輪に加わる荷重を変化させることは、例えば請求項８に記載したように、車輪を略平面の被転動面上で転動させると共に、被転動面を介して車輪を略鉛直方向に変位させることによって実現できる。
【００４６】
請求項７の発明では、タイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整しているので、請求項１及び請求項２の発明と同様に、車両のサスペンションジオメトリーの影響を受けることなく、車輪の姿勢角を、タイヤの特性に応じた姿勢角に容易に調整することができ、実路面に適合した走行安定性を得ることができると共に片磨耗を低減することができる。
【００４７】
なお、被転動面上を転動している車輪のタイヤを、上記のように被転動面を介して車輪を略鉛直方向に変位させることで変形させる場合、タイヤに発生する前後力はタイヤの変形に対して図２に示すような明瞭な変化を示さない。このため、被転動面を介して車輪を変位させることでタイヤを変形させる場合には、請求項８に記載したように、車輪のタイヤに発生する荷重及び横力を各々測定し、荷重の測定結果を、車輪のタイヤが略定常状態のときにタイヤに発生する荷重と比較することによって所定期間（タイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求める期間）を判断すればよい。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図４及び図５には、本発明を適用可能な車両のホイールアライメント測定装置が示されている。
【００５０】
このホイールアライメント測定装置は、主昇降装置１０によって昇降される載置台１２、副昇降装置１４により載置台１２を基準として昇降される車両受け台１６を備えている。載置台１２には、車両２０の各車輪を回転駆動させるための４つのタイヤ駆動装置１８が取り付けられている。この４つのタイヤ駆動装置１８は各々同一構成であるので、以下、単一のタイヤ駆動装置１８についてのみ説明する。
【００５１】
図６に示すように、タイヤ駆動装置１８は、所定間隔隔てて互いに平行に配置された一対の主フレーム２２Ａと、一対の主フレーム２２Ａの各々の両端部の間に掛け渡された側板２２Ｂと、から成るフレーム２２を備えている。フレーム２２は、主フレーム２２Ａの長手方向が車両２０の前後方向に沿うように配置されている。一対の主フレーム２２Ａの間には、各々側板２２Ｂの近傍に相当する位置に一対の駆動軸２４が掛け渡されており、この一対の駆動軸２４は回転可能に主フレーム２２Ａに軸支されている。
【００５２】
駆動軸２４の一端側には各々歯車２６が取付けられている。この歯車２６は、図示しない駆動力伝達機構を介し、制御装置８０（図５参照）によって駆動が制御されるモータ（図示省略）の回転軸に連結されている。従って、前記モータが駆動されると、モータで発生した駆動力が駆動力伝達機構、歯車２６を介して駆動軸２４に伝達され、一対の駆動軸２４が各々回転されるようになっている。
【００５３】
一対の駆動軸２４には、各々２個のスプロケット２８が、他方の駆動軸２４上のスプロケット２８と相互に対向する位置に取付けられている。一対の駆動軸２４間には無端のチェーン３０が２組掛け渡されている。この２組の無端のチェーン３０は、対向する一対のスプロケット２８に各々巻掛けられている（図７（Ｂ）も参照）。これにより、駆動軸２４が回転するとスプロケット２８を介して２組のチェーン３０が各々回転される。
【００５４】
またタイヤ駆動装置１８は、長さがタイヤの幅を十分に越える長さでかつタイヤのトレッドパターンの溝に入り込まない程度の幅の細長いアルミニウム製の板片３２を多数備えている。多数の板片３２は、各々側板２２Ｂと平行でかつチェーン３０の長手方向に沿って連続的に配置されており、両端部が図示しない連結材を介して２組のチェーン１４０に各々取付けられている。
【００５５】
従って図６及び図７（Ｂ）に示すように、チェーン３０及び連結材により、板片３２が板片３２の幅方向に沿って多数連結されて無限軌道３４が構成されており、この無限軌道３４は、板片３２の長手方向が車両２０の左右方向を向くように一対の駆動軸２４の間に掛け渡されている。一対の駆動軸２４はフレーム２２に支持されているので、無限軌道３４は循環駆動可能にフレーム２２に支持されている。なお以下では、タイヤ駆動装置１８を上方から見て、複数の板片３２の上面によって形成される面をタイヤ駆動面３６（本発明の被転動面に相当）と称する。
【００５６】
また、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように無限軌道３４の外面には、所定高さの平板状の突起３８が、無限軌道３４の循環方向に沿って所定間隔毎に複数形成されている。各突起３８は、無限軌道３４の循環方向に沿って隣合う２個の板片３２に亘って連続するように、無限軌道３４の外側に相当する前記２個の板片３２の上面に形成されている。また各突起３８の無限軌道３４の幅方向（循環軸方向）に沿った長さは、タイヤの幅よりも長くされている。
【００５７】
無限軌道３４が循環駆動されると各板片３２は循環方向に沿って移動するが、各々突起３８が形成された隣合う２個の板片３２が、タイヤ駆動面３６に相当する位置に各々移動された状態では、２個の板片３２の上面が互いに面一となるので、該２個の板片３２の上面に形成された２個の突起３８の上面も面一になると共に隣接した状態となり、無限軌道３４の循環方向に沿って所定長さ（タイヤ駆動面３６に載置される車輪のタイヤの接地部分の循環方向に沿った長さの略２〜３倍の長さ）に亘って連続する１個の突起部が形成される。
【００５８】
この突起部（２個の突起３８から成る突起部）は請求項４に記載の突起に対応しており、突起部の無限軌道３４の循環方向に沿った両端のエッジは本発明の段差に対応している。なお、以下では、前記両端のエッジのうち、タイヤ駆動面３６上での車輪の転動方向（無限軌道３４の循環方向と逆の方向）に沿って下流側に突起３８が位置しているエッジを上り段差（請求項３に記載の段差）、該エッジと反対側のエッジを下り段差と称する。
【００５９】
上記構成により、タイヤ駆動面３６に車両２０の車輪が載置された状態で無限軌道３４が循環駆動されると、タイヤはタイヤ駆動面３６上を転動され、板片３２の上面から段差を通過して突起部の上面（突出面）に乗り上げ、次に突起部の上面から段差を通過して板片３２の上面（基準面）に乗り下げることが繰り返されることになる。
【００６０】
図７（Ａ）に示すように、各板片３２の無限軌道３４の内側に相当する面の両側部には、平板ガイド４０が各々取り付けられており、この平板ガイド４０には、無限軌道３４の循環方向に沿ってＶ字状の係合溝４０Ａが刻設されている。また、一対の主フレーム２２Ａの内側面には、一対の主フレーム２２Ａを跨ぐように配置された荷重受け板部材４２の端部が固定されており、この荷重受け板部材４２の上面には、平板ガイド４０と対向する位置にガイド材４４が固定されている。
【００６１】
ガイド材４４の上面の位置には、係合溝４０Ａと対向する位置に、無限軌道３４の循環方向に沿ってＶ字状の受け溝４４Ａが各々刻設されている。これら係合溝４０Ａと受け溝４４Ａとの間には、鋼製で大きさが同一のボール４６が多数個配置されている。
【００６２】
従って、タイヤ駆動面に車両２０の車輪が載置され、無限軌道３４を形成している板片３２に荷重が加わっても、タイヤ駆動面３６を形成している複数枚の板片３２は、ボール４６を介しガイド材４４、荷重受け板部材４２により上面が同一平面となるように支持される。また、後述するように無限軌道３４が駆動されて前記車輪が転動することにより、タイヤ駆動面に無限軌道３４の循環軸方向の力が作用すると、この力は平板ガイド４０、ボール４６、ガイド板４４、荷重受け板部材４２を介してフレーム２２に伝達される。
【００６３】
また、荷重受け板部材４２の上面のガイド材４４に覆われた部分には、無限軌道３４の循環方向に沿ってボール４６が通過し得る大きさの矩形状の矩形溝４２Ａが形成されている。図示は省略するが、無限軌道３４の循環方向に沿った荷重受け板部材４２の両端部には、係合溝４０Ａと受け溝４４Ａとの間の通路と、矩形溝４２Ａによる通路の間をＵ字状に繋ぐＵ字溝が形成されている。ボール４６は、係合溝４０Ａと受け溝４４Ａとの間の通路及び矩形溝４２Ａによる通路を、前記Ｕ字溝を介して循環する。
【００６４】
また、フレーム２２の外側には支持フレーム４８が配置されている。支持フレーム４８は、フレーム２２の下側に位置し無限軌道３４の循環方向に沿って延設された底部４８Ａと、側面がフレーム２２の側板２２Ｂと所定間隔隔てて対向するように底部４８Ａの両端部に立設された一対の支持部４８Ｂと、から構成されており、略コ字状とされている。一対の支持部４８Ｂの側面には、無限軌道３４の循環軸方向（車両左右方向）に沿って延びる左右スライド用ガイドレール５０が各々取付けられている。
【００６５】
フレーム２２の側板２２Ｂには、力センサ５２（詳細は後述）を介して移動ブロック５４が取付けられている。移動ブロック５４には、左右スライド用ガイドレール５０に嵌合する溝が側面に穿設されており、この溝を介して左右スライドレール５０に嵌合している。従って、フレーム２２（及び無限軌道３４）は左右スライドガイドレール５０に沿って車両左右方向に移動可能とされている。
【００６６】
一対の側板２２Ｂの一方には、支持フレーム４８の支持部４８Ｂ側に突出するようにブラケット５６が取付けられている。ブラケット５６の先端部には、車両左右方向に沿って貫通する雌ねじ孔が形成されている。雌ねじ孔には雄ねじが形成された回転軸５８が螺合しており、ボールねじ機構が形成されている。回転軸５８の一端は支持フレーム４８の支持部４８Ｂに取付けられたモータ６０の回転軸に同軸に連結されている。モータ６０は制御装置８０（図５参照）に接続されており（図示省略）、制御装置８０によって駆動が制御される。
【００６７】
これにより、モータ６０が駆動されて回転軸５８が回転されると、ブラケット５６、フレーム２２、無限軌道３４等は一体となって、支持フレーム４８に対して車両左右方向に移動される。また、モータ６０の駆動が停止されている状態では、ボールねじ機構の作用により、支持フレーム４８に対するフレーム２２等の車両左右方向への移動は阻止される。
【００６８】
図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、力センサ５２は歪みゲージやロードセル等の力検出素子を備えた一対の力測定用梁５２Ａを備えている。この力測定用梁５２Ａは、両端部が矩形枠５２Ｃの内部に固定されていると共に、中間部が連結板５２Ｂによって相互に連結されている。この力センサ５２は、力測定用梁５２Ａの長さ方向に各々直交する２方向（図８（Ａ）の紙面に直交する方向、及び図８（Ｂ）の紙面に直交する方向）の力を検出可能とされている。
【００６９】
矩形枠５２Ｃには側板２２Ｂへの取付用の４つのネジ孔が穿設されており、連結板５２Ｂには移動ブロック５４への取付用の４つのネジ孔が穿設されている。力センサ５２は、力測定用梁５２Ａの長さ方向が車両上下方向を向くように、ネジにより側板２２Ｂ及び移動ブロック５４の側面に各々固定されている。
【００７０】
従って、無限軌道３４が循環駆動され、無限軌道３４上を車輪が転動することによって無限軌道３４に循環方向の力（前後力）が作用すると、この力はスプロケット２８を介してフレーム２２に伝達され、フレーム２２の側板２２Ｂが循環方向に移動する。これにより、力センサ５２の力測定用梁５２Ａが循環方向に変形し、力センサ５２によって循環方向の力の大きさが測定される。
【００７１】
また、無限軌道３４上を車輪が転動することによって無限軌道３４に循環軸方向の力（横力）が作用すると、この力は平板ガイド４０、ボール４６、ガイド板４４、及び荷重受け板部材４２を介してフレーム２２に伝達され、フレーム２２の側板２２Ｂが循環軸方向に移動する。これにより、力センサ５２の力測定用梁５２Ａが循環軸方向に変形し、力センサ５２によって循環軸方向の力の大きさが測定される。力センサ５２は制御装置８０に接続されており（図５参照）、測定結果を制御装置８０へ出力する。
【００７２】
一方、支持フレーム４８の底部４８Ａの下側には、載置台１２に取付けられ無限軌道３４の循環方向（車両前後方向）に沿って互いに平行に延びる一対の前後スライド用ガイドレール６２が配置されている。底部４８Ａの底面には、前後スライド用ガイドレール６２に嵌合する一対の溝が穿設されており、この溝を介して前後スライド用ガイドレール６２に嵌合している。従って、支持フレーム４８は前後スライド用ガイドレール６２に沿って車両前後方向に移動可能とされている。
【００７３】
なお図示は省略するが、支持フレーム４８は、前記と同様の駆動機構（ボールねじ機構とモータ）により、載置台１２に対して車両前後方向に移動されるようになっている。
【００７４】
なお、４つのタイヤ駆動装置１８のうち、車両２０の前輪が載置される一対のタイヤ駆動装置１８の無限軌道３４の循環進行方向は平行とされていると共に、車両２０の後輪が載置される一対のタイヤ駆動装置についても無限軌道３４の循環進行方向が平行とされており、前輪が載置されるタイヤ駆動装置１８と後輪が載置されるタイヤ駆動装置１８の無限軌道３４の循環進行方向は同一方向とされている。
【００７５】
また、図４に示すように載置台１２には、タイヤ駆動装置１８を挟んで車両前後方向前側及び後側に車輪止め板６４が一対配設されており、この一対の車輪止め板６４に対応して、図９に示す駆動機構が各々設けられている。一対の車輪止め板６４は、収納状態（図９に実線で示す状態）では載置台１２の上面と各々略面一とされており、車両前後方向に沿ってタイヤ駆動装置１８に近い側の端部が回動可能に載置台１２に軸支されている。
【００７６】
また、一対の車輪止め板６４に対応してレバー６６が一対設けられている。車輪止め板６４の側面には、車両前後方向に沿った中間部に長孔６４Ａが各々穿設されており、この長孔６４Ａには、対応するレバー６６の上側端部がピン６８により各々遊嵌されている。一対のレバー６６は、各々の下側端部が、車輪止め板６４の収納状態において、下側へ向かうに従って互いの距離が小さくなるように（逆ハ字状となるように）、回動可能に載置台１２に軸支されている。
【００７７】
また、一対のレバー６６の中間部は、油圧シリンダ７０を介して互いに連結されていると共に、一方のレバー６６の中間部には、一端が載置台１２に取付けられた引張コイルばね７２の他端も連結されている。
【００７８】
油圧シリンダ７０は制御装置８０（図５参照）に接続されており、制御装置８０によって伸縮が制御される。制御装置８０により、油圧シリンダ７０の長さが図９に示す長さよりも徐々に短くされると、一対のレバー６６が引張コイルばね７２の付勢力に抗して徐々に直立状態に近づき、レバー６６の上側端部の間隔は徐々に小さくされる。これに伴って一対の車輪止め板６４が各々回動し、図９に想像線で示すように、タイヤ駆動装置１８上に車輪が載置されていた場合には、一対の車輪止め板６４の先端部が各々車輪に接触することにより、車両前後方向への車輪の転動が阻止される。
【００７９】
また載置台１２の側部には、４つのタイヤ駆動装置１８に対応して４箇所に、ロッド７４が取付けられている。図１０に示すように、ロッド７４は図１０矢印Ａ方向に沿って回動自在に軸支されていると共に、伸縮自在とされており、先端部には距離センサ７６が取付けられている。距離センサ７６としては、例えば対象物にレーザ光を射出し、対象物で反射されたレーザ光を受光することにより対象物との距離を検出する非接触型のセンサを適用することができる。
【００８０】
ロッド７４は、タイヤ駆動装置１８上に車輪が載置された状態で、距離センサ７６が車輪の中心に対向するように、手動により回動及び伸縮される。これにより、距離センサ７６がタイヤ駆動装置１８上に載置されている車輪との距離を検出することが可能となる。距離センサ７６は制御装置（図５参照）に接続されており、車輪との距離を検出した結果を制御装置８０へ出力する。
【００８１】
図５に示す制御装置８０は、例えばマイクロコンピュータ等により構成することができる。制御装置８０には、力センサ５２による測定値や車輪の姿勢角の調整方向等を表示するためのＣＲＴ等から成る表示装置８２が接続されている。
【００８２】
次に本実施形態の作用として、上記ホイールアライメント測定装置を用いてホイールアライメントを調整する方法について説明する。
【００８３】
まず、作業者は、調整対象車両のホイールベース、前後のトレッドベースに応じて、４つのタイヤ駆動装置１８が調整対象車両の４つの車輪に対応する位置に各々位置するように、各タイヤ駆動装置１８の支持フレーム４８を前後スライド用ガイドレール６２に沿って車両前後方向に移動させると共に、フレーム２２を左右スライド用ガイドレールに沿って車両左右方向に移動させ、載置台１２上における各タイヤ駆動装置１８の位置を調整する。
【００８４】
なお、上記の移動はモータの駆動力によりボールねじ機構を介して行われるので、モータの駆動を停止すると、ボールねじ機構の作用によりタイヤ駆動装置１８は調整後の位置にロックされる。
【００８５】
次に車両２０の各車輪がタイヤ駆動装置１８のタイヤ駆動面３６上に位置し、かつ車体の中心線がタイヤ駆動装置１８の無限軌道３４の循環方向と略平行となるように、車両２０の操舵輪を直進状態としたまま載置台１２上に車両２０を移動する。そして、距離センサ７６が各車輪の中心に対向するように、各ロッド７４を手動により回動及び伸縮させる。
【００８６】
上記の作業が終了すると、作業者は制御装置８０に対し、ホイールアライメントの測定を指示する。これにより、制御装置８０では、図１１に示すホイールアライメント測定処理の各ステップを順に実行すると共に、図１２に示す車体の向き調整処理を所定時間毎に周期的に実行する。以下では、まず図１２を参照し、車体の向き調整処理について説明する。
【００８７】
ステップ１００では、４個の距離センサ７６により、車両の各車輪の中心との距離（図１３に示す距離ａ，ｂ，Ａ，Ｂ）を各々測定する。ステップ１０２では車両の左前輪の中心と距離センサ７６との距離ａから車両の左後輪の中心と距離センサ７６との距離ｂを減算した値（ａ−ｂ）と、車両の右前輪の中心と距離センサ７６との距離Ａから車両の右後輪の中心と距離センサ７６との距離Ｂを減算した値（Ａ−Ｂ）と、を比較し、比較結果に基づいて車体が正しい向きとなっているか否か判定する。
【００８８】
ステップ１０２において（ａ−ｂ）＝（Ａ−Ｂ）であった場合には、車両２０の前輪のトレッドベースと後輪のトレッドベースとが相違していたとしても、車体の中心線がホイールアライメント測定装置の各タイヤ駆動装置１８の循環方向と平行になっていると判断できるので、判定が肯定され、何ら処理を行うことなく車体の向き調整処理を終了する。
【００８９】
一方、ステップ１０２において（ａ−ｂ）≠（Ａ−Ｂ）であった場合には、判定が否定されてステップ１０４へ移行し、（ａ−ｂ）＝（Ａ−Ｂ）を成立させるためのタイヤ駆動装置１８の移動距離を演算し、演算結果に基づいてモータ６０を駆動し、タイヤ駆動装置１８を循環軸方向に移動させて位置を調整する。これにより、車体の中心線がホイールアライメント測定装置の各タイヤ駆動装置１８の循環方向と平行になるように車体の向きが調整される。上記処理により、載置台１２上に移動した車両の車体の中心線が、各タイヤ駆動装置１８の循環方向に対して非平行であったとしても、平行となるように車体の向きが修正されることになる。
【００９０】
また、後述するホイールアライメント測定処理（図１１）では、タイヤ駆動装置１８により車両２０の車輪を１輪ずつ転動させる。車両２０の車輪を１輪ずつ転動させると、転動している車輪で発生した循環軸方向の力により、転動していないタイヤに歪みが生じて車体が微妙に変位し、タイヤ駆動面３６に対し転動している車輪の姿勢角が変化するが、上述した車体の向き調整処理は、車輪を転動させているときにも周期的に実行され、転動していないタイヤの歪みによって、車体の姿勢が変位し、転動している車輪のタイヤ駆動面３６に対する姿勢角が車体の姿勢が変位しなかったときと同様の状態を保つようにタイヤ駆動装置１８が移動されるので、タイヤ駆動面３６に対する転動している車輪の姿勢角が一定となり、ホイールアライメント測定処理による測定の精度が向上する。
【００９１】
次に図１１にフローチャートを参照し、ホイールアライメント測定処理について説明する。ステップ１２０では、測定対象の車輪以外の３つの車輪について、対応する車輪止め板６４を油圧シリンダ７０によって回動することにより、前記測定対象でない３輪が車両前後方向に移動しないようにロックする。なお、車輪止め板６４によるロックに代えて、車両２０に設けられているジャッキングポイント等を利用し、車体を固定することにより車両２０の車両前後方向への移動を阻止するようにしてもよい。但しこの場合、車体を固定することによって車輪の駆動による力以外の力が車体に作用しないようにする必要がある。
【００９２】
次のステップ１２２では測定対象の車輪に対応するタイヤ駆動装置１８を循環駆動する。これにより、測定対象車輪がタイヤ駆動面３６上を転動し、測定対象車輪が板片３２の上面から突起部の上面に乗り上げ、次に突起部の上面から板片３２の上面に乗り下げることが繰り返されることになる。
【００９３】
この突起部への乗り上げ及び突起部からの乗り下げにより、測定対象車輪のタイヤには前後力Ｆｘ（循環方向の力）、横力Ｆｙ（循環軸方向の力）及び荷重Ｆｚ（タイヤ駆動面に垂直な方向の力）が各々発生するが、本実施形態では、上記３方向の力のうち前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙが力センサ５２によって測定される。このため、ステップ１２４では力センサ５２からの出力（前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙの測定値）をサンプリングし、サンプリングによって得られた前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙの測定値をメモリ等の記憶手段に記憶する。
【００９４】
次のステップ１２６では、測定対象車輪に対する測定が終了したか否か判定する。判定が否定された場合にはステップ１２２へ戻り、ステップ１２２〜１２６を比較的短い周期で繰り返す。これにより、ステップ１２６の判定が肯定される迄の間は、タイヤ駆動面３６上を転動している測定対象車輪によって発生される前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙが比較的短い周期で繰り返し測定され、測定結果が順次記憶されることになる。
【００９５】
所定時間が経過した、又はタイヤが所定回回転した、又はメモリに記憶した測定データのデータ量が所定量に達した等の条件（これらの条件は、突起部への車輪の乗り上げから突起部からの車輪の乗り下げに至る期間、前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙを連続的に測定することが、少なくとも１回以上行われるように設定されている）を満足すると、ステップ１２６の判定が肯定されてステップ１２８へ移行する。ステップ１２８では車両２０の全ての車輪に対して上記の測定処理を行ったか否か判定する。判定が否定された場合にはステップ１２０に戻り、他の車輪を測定対象車輪として上記処理を繰り返す。
【００９６】
車両の全ての車輪について測定処理を行い各車輪のデータを全て収集すると、ステップ１２８の判定が肯定されてステップ１３０で車輪止め板６４によるロックを解除した後にステップ１３２へ移行する。ステップ１３２では、車両の全ての車輪について、トー角の調整方向（トーイン方向及びトーアウト方向の何れに調整すべきか）を各々演算する。単一の車輪についての演算は以下のようにして行われる。
【００９７】
まず、記憶手段に蓄積記憶されている前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙの測定値から、処理対象の車輪の前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙの多数の測定値を取り込む。次に、前後力Ｆｘの多数の測定値について、時間に関する１次微分値（ｄＦｘ／ｄｔ：前後力Ｆｘの変化率）を各々演算する。なお、演算によって得られた前後力の１次微分値（ｄＦｘ／ｄｔ）のデータを時間軸に沿ってプロットしたとすると、例として図２に細い実線で示すような波形となる。
【００９８】
次に、前後力の１次微分値（ｄＦｘ／ｄｔ）の一連のデータから、車輪の段差（上り段差及び下り段差）通過時に対応する一連のデータを各々抽出する。図２からも明らかなように、車輪の段差通過時には、タイヤが大きく変形されることにより、前後力の一次微分値（ｄＦｘ／ｄｔ）に、各々所定値以上の振幅で正負の符号が異なる２つの大きな変動が連続する特有の変化パターンが生ずる。また、上り段差通過時には負方向への変動の後に正方向への変動が生じ、下り段差通過時には正方向への変動の後に負方向への変動が生じる。
【００９９】
従って、上り段差通過時及び下り段差通過時に対応するデータの抽出は、例えば前後力の１次微分値（ｄＦｘ／ｄｔ）のデータから絶対値が所定値以上のデータを抽出し、抽出したデータを、車輪の段差通過による生ずる変動のピーク又はピーク付近のデータとみなし、該データを含む所定時間内の測定によって得られた一連のデータに、上り段差通過時に特有の変化パターン又は下り段差通過時に特有の変化パターンが生じていれば、該一連のデータを車輪の上り段差通過時のデータ又は下り段差通過時のデータとして抽出することにより実現できる。
【０１００】
次に、上記処理によって抽出した車輪の上り段差通過時のデータから、前記特有の変化パターンを形成する２つの大きな変動のうち、１つ目の変動が生じた後に前後力の一次微分値（の絶対値）が最小になったタイミング（すなわち前後力の絶対値が最大となったタイミング：図２のＰ1 点に相当するタイミング）を判断する。具体的には、例えば前記抽出した一連のデータから、前後力の１次微分値の符号の変化の境界となっているデータ（時系列的に前のデータと後のデータの符号が異なっているデータ）を抽出し、該データの測定タイミングを、前後力の一次微分値（の絶対値）が最小になったタイミングと判断する。このタイミングは、請求項６に記載の第１のタイミングに対応している。
【０１０１】
続いて、車輪の下り段差通過時のデータから、前記特有の変化パターンを形成する２つの大きな変動のうち、１つ目の変動が生じた後に前後力の一次微分値（の絶対値）が最小になったタイミング（すなわち前後力の絶対値が最大となったタイミング：図２のＰ2 点に相当するタイミング）を、前述の第１のタイミングと同様にして判断する。このタイミングは、請求項６に記載の第２のタイミングに対応している。
【０１０２】
次に、記憶手段から取り込んだ横力Ｆｙの測定値から、前述の第１のタイミングから第２のタイミングに至る期間（本発明の所定期間に相当）内に測定された横力Ｆｙの測定値を抽出し、時間に関する１次微分値（ｄＦｙ／ｄｔ：横力Ｆｙの変化率）を各々演算する。なお、演算によって得られた横力の１次微分値（ｄＦｙ／ｄｔ）のデータを時間軸に沿ってプロットしたとすると、例として図２に太い実線で示すような波形となる。
【０１０３】
続いて、所定期間内の横力Ｆｙの変動のエネルギーを演算する。本実施形態では、横力Ｆｙの変動のエネルギーとして、横力の１次微分値（ｄＦｙ／ｄｔ）の自乗和Ｅを演算する（次式参照）。
【０１０４】
Ｅ＝Σ（ｄＦｙ／ｄｔ)2
そして、演算した横力Ｆｙの変動のエネルギー（横力の１次微分値の自乗和Ｅ）に基づき、横力の変動のエネルギーを小さくするためのトー角の調整方向（トーイン方向及びトーアウト方向の何れに調整すべきか）を演算する。
【０１０５】
なお、最適なトー角は自乗和Ｅ（横力の変動のエネルギー）が最小となる角度であるが、自乗和Ｅが最小となるトー角を求めるためには、各車輪毎に、トー角を変更しながら前後力Ｆｘ（又は荷重Ｆｚ）及び横力Ｆｙを繰り返し測定する必要があると共に、１回目の測定で得られた自乗和Ｅの値からトー角の調整方向を判断することは困難である。このため、横力の１次微分値の総和Ｓ（次式参照）も併用して調整方向を演算することが好ましい。
【０１０６】
Ｓ＝ΣｄＦｙ／ｄｔ
上記の総和Ｓ＝０となるトー角は、自乗和Ｅが最小となるトー角とは必ずしも一致しないが、自乗和Ｅが最小となるトー角と近い角度であるので、横力の１次微分値の総和Ｓを併用してトー角の調整方向を演算する（例えば自乗和Ｅからは調整方向が判断できない場合は総和Ｓに基づいて調整方向を判断する）ことにより、前後力Ｆｘ（又は荷重Ｆｚ）及び横力Ｆｙの測定回数が低減される場合が生ずる。ステップ１３２では、車両の全ての車輪に対して上述した処理を各々行うことにより、トー角の調整方向を各々演算する。
【０１０７】
次のステップ１３４では、表示装置８２に、演算した横力Ｆｙの変動のエネルギー（横力の１次微分値の自乗和Ｅ）、トー角の調整方向を各車輪毎に表示し、処理を一旦終了する。これにより作業員は、表示装置８２に表示された情報に基づいて、各車輪のトー角を調整する必要があるか否か、トー角を調整する必要がある場合に何れの調整方向にどの程度調整すれば良いかを容易に判断することができる。
【０１０８】
また、作業員が車両２０の各車輪のトー角を調整した後に、再度確認する必要があれば、上述したホイールアライメント測定処理の実行が再度指示され、上記と同様にして、トー角調整後のホイールアライメントが適正か否かが前後力及び横力に基づいて再度判定される。これにより、車両２０に装着されているタイヤの種類に拘らず、該タイヤの特性に応じて実路面において高い走行安定性が得られ、かつ耐片磨耗性が向上するように、車両２０の各車輪の姿勢角を適正に調整することができる。
【０１０９】
また、上記ではホイールアライメント測定装置として、タイヤ駆動装置１８、車両２０を水平にリフトアップする主昇降装置１０及び車体のみをリフトアップする副昇降装置１４を組み合わせた装置を用いたので、タイヤの交換や車両の整備についても簡便に行うことができる。
【０１１０】
なお、上記では前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙを測定し、前後力Ｆｘの変化率（前後力の一次微分値ｄＦｘ／ｄｔ）の推移に基づいて所定期間を判断し、所定期間内の横力Ｆｙの変動のエネルギーを演算していたが、これに限定されるものではない。図２と図３とを比較しても明らかなように、車輪が上り段差及び下り段差を順に通過する際の荷重Ｆｚの変化率（荷重の一次微分値ｄＦｚ／ｄｔ）は、前後力Ｆｘの変化率と同様に変化する（但し、変動の正負の符号は逆になる）ので、例えば力センサとして、無限軌道３４の循環軸方向の力（横力Ｆｙ）と、循環軸方向及び循環方向に直交する方向の力（荷重Ｆｚ）を測定可能な構成の力センサを設け、前後力Ｆｘに代えて荷重Ｆｚを測定し、荷重Ｆｚの変化率の推移に基づいて所定期間を判断し、所定期間内の横力Ｆｙの変動のエネルギーを演算するようにしてもよい。
【０１１１】
また、上記では２方向の力（前後力Ｆｘ又は荷重Ｆｚと、横力Ｆｙ）を検出する力センサを用いた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば前後力Ｆｘ及び荷重Ｆｚに基づいて横力Ｆｙの変動のエネルギーの演算対象期間（所定期間）を判定する等の場合には、３方向の力（前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ及び荷重Ｆｚ）を測定可能な構成の力センサを設けて前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ及び荷重Ｆｚを各々測定するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記では前後力（又は荷重）の変化率の推移に基づき、車輪が突起に乗り上げる過程でのタイヤの変形に伴い前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となる第１のタイミング（図２及び図３に示すＰ1 に相当するタイミング）、及び車輪が突起から下りる過程での前記車輪のタイヤの変形に伴い、前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となる第２のタイミング（図２及び図３に示すＰ2 に相当するタイミング）を判断し、第１のタイミングから第２のタイミングに至る所定期間内の横力の変動のエネルギーを演算していたが、横力の変動のエネルギーを演算する期間（本発明に係る所定期間）は、車輪が段差を通過する過程でタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含んでいればよい。従って、横力の変動のエネルギーを演算する期間は上記に限定されるものではなく、例えばタイヤの接地部分の前側端部が突出面と接触しない状態となったとき（図２及び図３に示すＰ2 の直前の、前後力又は横力の一次微分値が所定値以上変化している部分のピークに相当するタイミング）を第２のタイミングとして所定期間を判断し、横力の変動のエネルギーを演算するようにしてもよい。
【０１１３】
更に、本発明によれば、少なくとも車輪が段差（好ましくは上り段差）を通過する過程でタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の期間の横力の変動のエネルギーを求めればよいので、前後力Ｆｘ又は荷重Ｆｚを測定することに代えて、例えば鉛直方向に沿ったタイヤの変位を検出することで車輪が段差を通過するタイミングを検知し、該タイミングからの経過時間に基づいてタイヤが転動して略定常状態に戻ったタイミングを判断するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記ではタイヤ駆動面を形成する板片３２上に突起３８を設けることでタイヤ駆動面上に上り段差及び下り段差を形成した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例として図１４に示すように、一部の板片３２の厚みを変更することによってタイヤ駆動面上に段差を形成してもよい。図１４に示すタイヤ駆動装置は、タイヤ駆動面上での車輪の転動方向（無限軌道３４の循環方向（図１４の矢印Ｂ方向）と反対の方向）から見て、タイヤ駆動面の高さが急激に高くなった後に徐々に元の高さに戻るように、転動方向に沿って連続する４個の板片３２Ａ〜３２Ｄが成形されており、無限軌道３４の循環方向に沿って板片３２Ａの下流側に位置している通常の板片３２と、板片３２Ａとの間に上り段差（請求項３に記載の段差に対応）が形成されている（板片３２Ａ〜３２Ｄの上面は請求項３に記載の突出面に対応している）。この場合、タイヤ駆動面上を転動される車輪は上り段差のみを通過することになるが、車輪の姿勢角によって横力の変動のエネルギーが大きく変化するのは段差の乗り上げ時であるので、図１４の構成のタイヤ駆動装置を用いた場合にも、車輪の姿勢角を適正な姿勢角に精度良く調整可能である。
【０１１５】
また、上記ではタイヤ駆動装置の外側にモータを取り付けた例について説明したが、駆動ローラーの内部にモータを組み込んだビルトインタイプのローラーを使用してもよい。
【０１１６】
更に、上記では板片３２を連結した無限軌道３４によりタイヤ駆動面を形成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図１５（Ａ）に示すように大径のローラ８６の外周面をタイヤ駆動面とし、このローラ８６の外周面上に平板状の突起８８を取付けて段差を形成してもよいし、図１５（Ｂ）に示すように無端ベルト９０の外周面をタイヤ駆動面とし、無端ベルト９０の外周面に平板状の突起９２を取付けて段差を形成してもよい。また、図１５（Ｃ）に示すように、周方向に沿って肉厚が略一定の変化率で増加又は減少され周方向に沿った所定箇所の外周面に肉厚が急激に変化している部分が生ずるように無端ベルト９４を形成することにより、図１４に示したタイヤ駆動装置と同様に、タイヤ駆動面と段差９６（肉厚が急激に変化している部分）を一体的に形成するようにしてもよい。なお、突起或いは段差の数や形状等については、上記で説明した例に限定されるものではなく、本発明に支障の無い範囲内で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１１７】
また、上記ではタイヤ駆動面（被転動面）を循環駆動することによって車両とタイヤ駆動面とを相対移動させ、タイヤ駆動面上で車輪を転動させるようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、路面に突起を載置すると共に、タイヤに発生する前後力又は荷重と横力を検出するセンサを車両に取付け、車輪が前記載置した突起を通過するように車両を走行させ、車両に取り付けたセンサによる前後力又は荷重と横力の測定結果に基づいて車輪の姿勢角を調整するようにしてもよい。また、路面に突起を載置することに代えて、矩形状で平底の溝を路面に設けることで被転動面を形成するようにしてもよい。この場合、溝の開口寸法を、底部を車輪が転動するに十分な大きさとすれば、溝のエッジが段差となるので、路面に突起を載置した場合と同様にして車輪の姿勢角の調整を行うことができる。請求項１及び請求項２の発明は上記態様も権利範囲に含むものである。
【０１１８】
また、上記では段差が形成された被転動面上で車輪を転動させることによってタイヤを変形させ、タイヤに発生する横力を測定するようにしていたが、これに限定されるものではない。４輪以上の車輪を有する車両において、例えば何れか１つの車輪の略鉛直方向に沿った位置を他の車輪と相対的に変化させると、車両の各車輪に加わる荷重が変化し、タイヤに変形が生ずるので、例えば測定対象の車輪を略鉛直方向に変位させて、測定対象の車輪に加わる荷重を変化させることにより、段差を用いることなく測定対象の車輪のタイヤを変形させ、該タイヤに発生する横力及び荷重を測定するようにしてもよい。
【０１１９】
車輪を略鉛直方向に変位させることは、例えば図１６に示すように、タイヤ駆動装置１８（但し、突起が形成されておらずタイヤ駆動面が略平面のタイヤ駆動装置）の下面に接触するように、タイヤ駆動装置１８の下部にカム７８を配置することで、カム７８によってタイヤ駆動装置１８を支持させ、カム７８を回動させることでタイヤ駆動装置１８を上下動させる機構を設けることで実現できる。上記機構では、カム７８を図１６に破線で示す位置へ回動させると、タイヤ駆動装置１８を介して車輪が略鉛直方向に沿って上方へ変位し、タイヤが変形する。但し、タイヤに発生する横力（及び荷重）の変動を精度良く測定するためには、比較的短い時間内でカムを回動させ、車輪に加わる荷重を所定時間内に所定量以上変化させる必要がある。またこの場合、前後力は殆ど変動しないので、タイヤに発生する荷重を、カムを回動させたタイミング及びその前後の期間を含む或る期間に亘って測定すると共に、荷重の測定結果をタイヤが略定常状態のときにタイヤに発生する荷重（荷重の基準値）と比較し、基準値に対して差異が生じている期間を、横力の変動のエネルギーの演算対象期間（所定期間）と判定するようにしてもよい。上述した態様は請求項７及び請求項８の発明に対応している。
【０１２０】
更に、上記では所定期間内の横力の変動のエネルギーとして、所定期間内の横力Ｆｙの変化率（一次微分値ｄＦｙ／ｄｔ）の自乗和Ｅを求めていたが、これに限定されるものではなく、例えば、横力の変動のエネルギーとして、所定期間内の横力Ｆｙの一次微分値の絶対値の総和（＝Σ｜ｄＦｙ／ｄｔ｜）、所定期間内の横力Ｆｙの二次微分値の総和（＝Σｄ2 Ｆｙ／ｄｔ2 ）、所定期間内の横力Ｆｙの二次微分値の自乗の総和（＝Σ（ｄ2 Ｆｙ／ｄｔ2)2 ）、所定期間内の横力Ｆｙの二次微分値の絶対値の総和（＝Σ｜ｄ2 Ｆｙ／ｄｔ2 ｜）、所定期間内の横力Ｆｙの三次微分値の総和（＝Σｄ3 Ｆｙ／ｄｔ3 ）、所定期間内の横力Ｆｙの三次微分値の自乗の総和（＝Σ（ｄ3 Ｆｙ／ｄｔ3)2 ）等を求めるようにしてもよく、横力の変動のエネルギーに対応する任意の物理量を用いることができる。
【０１２１】
また、上記では表示装置８２に表示されたトー角の調整方向に基づいて、作業員が各車輪毎にトー角を調整する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。一般に、車両の操舵輪はトー角が調整できる構造となっているが、非操舵輪については車輪毎のトー角が調整できない構造の車両や、車軸単位であってもトー角が調整ができない構造の車両もある。このような場合には、当該車軸に取り付けられた一対の車輪について、本発明に係る所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが略等しくなるように、表示装置８２に表示された情報に基づいて車軸と車体との角度を調整するようにしてもよい。
【０１２２】
また、ホイールアライメント測定装置の主昇降装置１０及び副昇降装置１４は一体に構成してもよい。またタイヤ駆動装置１８を、鉛直軸回りに旋回可能でかつ旋回角度を表示又は信号として出力可能な旋回装置上に載置して、ホイールアライメント測定装置を構成してもよい。この場合、タイヤ駆動装置１８によって車輪を転動させてデータを収集することと、前記旋回装置を旋回させる（車輪のトー角を変化させたことに相当する）ことを交互に繰り返し行えば、収集したデータに基づいて、トー角の調整方向のみならず最適なトー角の値を導出することが可能となる。
【０１２３】
更に、調整対象車両がキャンバー角の調整が可能な車両である場合には、キャンバー角についても設計値の許容範囲内で調整するようにしてもよい。キャンバー角を調整する場合には、上記で説明したホイールアライメント測定装置に、従来から存在しているアライメント測定装置又は角度計等の角度測定装置を併用して行えば、作業効率が向上するので好ましい。
【０１２４】
また、上記では２対のタイヤ駆動面を用いた例について説明したが、１対のタイヤ駆動面を用いて操舵輪のアライメントのみを調整したり、前軸、後軸毎に調整してもよい。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、被転動面上をタイヤ付き車輪が車両の進行方向に向かって転動して段差を通過するように、車両と被転動面とを相対移動させると共に、タイヤに発生する横力の測定期間内に横力を多数回測定し、車輪が段差を通過する過程でタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することで、所定期間内に車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整するので、車両のサスペンションジオメトリーの影響を受けることなく車輪の姿勢角をタイヤの特性に応じた姿勢角に容易に調整することができ、実路面に適合した走行安定性が得られると共に片磨耗の低減を実現できる、という優れた効果を有する。
【０１２６】
請求項２記載の発明は、被転動面上をタイヤ付き車輪が車両の進行方向に向かって転動して段差を通過するように、車両と被転動面とを相対移動させると共にタイヤに発生する前後力又は荷重を測定し、かつ横力の測定期間内に横力を多数回測定し、前後力又は荷重の測定結果に基づいて、車輪が段差を通過する過程でタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間を判断し、所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することで、所定期間内に車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整するので、車両のサスペンションジオメトリーの影響を受けることなく車輪の姿勢角をタイヤの特性に応じた姿勢角に容易に調整することができ、実路面に適合した走行安定性が得られると共に片磨耗の低減を実現できる、という優れた効果を有する。
【０１２７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、基準面と、段差を挟んで基準面の車輪転動方向下流側に位置しかつ少なくとも段差形成位置における高さが基準面よりも所定高さ高くされた突出面と、を含んで被転動面を構成したので、上記効果に加え、車輪の姿勢角を精度良く調整することができる、という効果を有する。
【０１２８】
請求項５記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、被転動面としての無限軌道の外周面に、循環方向に沿って少なくとも１箇所に段差を設け、車輪を被転動面上に載置して無限軌道を循環駆動することで、車両と被転動面とを相対移動させるので、上記効果に加え、本発明に係る車両のホイールバランス調整方法を狭いスペースで実施でき、車輪の転動速度を容易に制御できる、という効果を有する。
【０１２９】
請求項６記載の発明は、請求項２の発明において、車輪が突起に乗り上げる過程での車輪のタイヤの変形に伴い前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となる第１のタイミングから、タイヤが突出面上を転動し、車輪が突起から下りる過程でのタイヤの変形に伴い、前後力又は荷重の変化率が所定値以上変動した後に最小となるか、又はタイヤの接地部分の前側端部が突出面と接触しない状態となる第２のタイミングに至る期間を所定期間と判断するようにしたので、上記効果に加え、前後力又は荷重の測定結果から所定期間を精度良く判断することができる、という効果を有する。
【０１３０】
請求項７記載の発明は、タイヤ付き車輪を被転動面上で車両の進行方向に向かって転動させると共に、車輪に加わる荷重を所定時間内に所定量以上変化させ、かつ車輪のタイヤに発生する横力の測定期間内に横力を多数回測定し、荷重の変化に伴ってタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内に相当する各回で測定された横力に基づいて、各回における横力の一次微分値の自乗、又は横力の一次微分値の絶対値、又は横力の二次微分値、又は横力の二次微分値の自乗、又は横力の二次微分値の絶対値、又は横力の三次微分値、又は横力の三次微分値の自乗を演算し積算することで、所定期間内に車輪のタイヤに発生する横力の変動のエネルギーを求め、所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーが最小値を含む所定範囲内となるように車輪の姿勢角を調整するので、車両のサスペンションジオメトリーの影響を受けることなく車輪の姿勢角をタイヤの特性に応じた姿勢角に容易に調整することができ、実路面に適合した走行安定性が得られると共に片磨耗の低減を実現できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】車輪の姿勢角（トー角）と、車輪が段差を通過する過程でタイヤが変形されたときからタイヤが転動して略定常状態に戻る迄の間を含む所定期間内にタイヤに発生する横力の変動のエネルギーと、の関係の一例を示す線図である。
【図２】車輪が上り段差及び下り段差を順に通過した際の、タイヤに発生する前後力の一次微分値及び横力の一次微分値の推移の一例を各々示す線図である。
【図３】車輪が上り段差及び下り段差を順に通過した際の、タイヤに発生する荷重の一次微分値及び横力の一次微分値の推移の一例を各々示す線図である。
【図４】本実施形態に係るホイールアライメント測定装置の側面図である。
【図５】ホイールアライメント測定装置の概略平面図である。
【図６】タイヤ駆動装置の平面図である。
【図７】（Ａ）は図６の７Ａ線に沿った断面図、（Ｂ）は図６の７Ｂ線に沿った断面図である。
【図８】（Ａ）は力センサの正面図、（Ｂ）は力センサの側面図である。
【図９】車輪止め板駆動機構の概略構成図である。
【図１０】距離センサ及びタイヤ駆動装置の位置調整機構を示す概略図である。
【図１１】ホイールアライメント測定処理を示すフローチャートである。
【図１２】車体の向き調整処理を示すフローチャートである。
【図１３】車体の向きをどのように調整するかを示す説明図である。
【図１４】タイヤ駆動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１５】（Ａ）乃至（Ｃ）は、タイヤ駆動装置の他の例を示す概略図である。
【図１６】タイヤ駆動装置を上下動させる機構の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１８    タイヤ駆動装置
３４    無限軌道
３６    タイヤ駆動面
３８    突起
５２    力センサ
８０    制御装置
８２    表示装置
【図１】
0004160662.tif 000004
【図２】
0004160662.tif 000005
【図３】
0004160662.tif 000006
【図４】
0004160662.tif 000007
【図５】
0004160662.tif 000008
【図６】
0004160662.tif 000009
【図７】
0004160662.tif 000010
【図８】
0004160662.tif 000011
【図９】
0004160662.tif 000012
【図１０】
0004160662.tif 000013
【図１１】
0004160662.tif 000014
【図１２】
0004160662.tif 000015
【図１３】
0004160662.tif 000016
【図１４】
0004160662.tif 000017
【図１５】
0004160662.tif 000018
【図１６】
0004160662.tif 000019