JP2002537553A - 角度調節可能な心棒 - Google Patents

角度調節可能な心棒

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JP2002537553A
JP2002537553A JP2000600073A JP2000600073A JP2002537553A JP 2002537553 A JP2002537553 A JP 2002537553A JP 2000600073 A JP2000600073 A JP 2000600073A JP 2000600073 A JP2000600073 A JP 2000600073A JP 2002537553 A JP2002537553 A JP 2002537553A
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JP2000600073A
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English (en)
Inventor
ケリー エミー ソンピ、
Original Assignee
ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02Tyres
    • G01M17/022Tyres the tyre co-operating with rotatable rolls

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

(57)【要約】 心棒組立体の調節角度を無限に変えられるようにする装置および方法は、エラストマ物体の動的特性を試験するための迅速な切替えを可能にする。心棒組立体(10)において、広幅部(22,22a)および狭幅部(24,24a)を有する楔形リング(18,20)が心棒(12)と車軸組立体(17)の間に配置されており、それにより広幅部(22,22a)と狭幅部(24,24a)の相対変位により車軸組立体(17)に対する心棒(12)の角度が決定される。楔形リング(18,20)上の指標(48,48a)は正確な角度を迅速に決定することを可能にする。楔形リング(18,20)の回転を容易にするための手段(50,50a,67)を設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は丸いエラストマ物体を回転させる調節可能心棒に関する。特に、本発
明はタイヤの回転に使用する心棒のキャンバー角を変えることに関する。
【0002】 (背景技術) 自動車産業において、幾つかのメーカは乗物上で使用される車輪へキャンバー
を与えるサスペンションを有する車輪を設計している。このような乗物のための
タイヤを開発する際に、乗物上で遭遇する状態に非常に近い状態の下で実験タイ
ヤをテストすることが非常に重要である。したがって、テスト装置上でタイヤを
回転させるのに使用される心棒は、動的試験中にタイヤへキャンバーを与えるよ
うになっている。
【0003】 しかしながら、従来技術の試験装置では、キャンバーを与える心棒は調節可能
ではなく1つの角度にしか設定することができなかった。異なる角度へ変換する
ことはできるが、角度を変えるためには装置を分解することを伴う。その場合で
あっても、限定された数の角度にしか変えることができなかった。
【0004】 乗物メーカはしばしば乗物上で異なるキャンバー角で実験することがあり、多
様な乗物が懸架システム上でキャンバー角を有して製作され、使用されるもしく
は実験的に考慮される多数のキャンバー角でタイヤが試験されることが重要であ
る。
【0005】 心棒のキャンバー角を迅速に調節することができる調節可能心棒を提供するこ
とが本発明の目的である。
【0006】 (発明の概要) 丸い物体を回転させる心棒組立体(10)は、後ろ板(16)に取り付けられ
た心棒(12)および心棒板(14)を含み、心棒板(14)と後ろ板(16)
はその間に少なくとも2つの楔形リング(18,20)を介在させており、楔形
リング(18,20)は広幅部(22,22a)および狭幅部(24,24a)
を有する。組立体内で、楔形リング(18)の狭幅部(24)が楔形リング(2
0)の広幅部(22a)に隣接する場合には、心棒(12)の軸(26)は後ろ
板(16)の面(28)に垂直である。組立体(10)は前記少なくとも2つの
楔形リング(18,20)を互いにかつ前記後ろ板(16)に対して回転させる
ことにより、後ろ板(16)の面(28)に対する心棒(12)の軸(26)の
角度を変えるようにされている。
【0007】 ボルト(30)と共に使用されるワッシャ(32)、およびボルト(30)上
のナット(34)と共に使用されるワッシャ(32)は、複数の角度を調整する
球(54)の一部を有する。
【0008】 少なくとも2つの楔形リング(18,20)は互いに円周方向で噛み合って、
後ろ板(16)に対する円周方向関係を維持しつつ互いに相対的回転することが
できる。少なくとも2つの楔形リング(18,20)は各々がその外径に対応す
る外側面(40,40a)およびその内径に対応する内側面(41,41a)、
および後ろ板(16)へ向けられた後ろ板側(44,44a)および心棒(12
)へ向けられた心棒板側(46,46a)を有し、また心棒組立体(10)にお
いて後ろ板(16)に最も近い楔形リング(18)内で、後ろ板側(44)は外
側面(40)と90°の角度をなし、心棒板(14)に最も近い楔形リング(2
0)内で心棒板側(46a)は外側面(40a)と90°の角度をなす。
【0009】 少なくとも2つの楔形リング(18,20)には指標(48,48a)が付け
られ、それにより心棒(12)の軸(26)の、後ろ板(16)の面(28)に
対する角度は指標により求めることができる。
【0010】 一実施例では、後ろ板(16)および心棒板(14)は複数のボルト(30)
により互いに取り付けられており、ボルト(30)が締め付けられない時には、
少なくとも2つの介在する楔形リング(18,20)は、心棒板(14)および
後ろ板(16)に対して自由に回転することができる。第2の実施例では、心棒
板(14)と楔形リング(20)の間、楔形リング(20)と楔形リング(18
)の間、および楔形リング(18)と後ろ板(16)の間に、ベアリング(56
)が配置されており、ピニオンギア(67)が楔形リング(18,20)と組み
合わされて楔形リングを回転させる。
【0011】 心棒板(14)を有する心棒(12)のキャンバー角を変える方法も提供され
、その方法は、心棒組立体(10)内の心棒板(14)と後ろ板(16)の間に
少なくとも2つの楔形リング(18,20)を配置するステップを含み、そこで
は少なくとも2つの楔形リング(18,20)の少なくとも2つは広幅部(22
,22a)および狭幅部(24,24a)を有する。
【0012】 この方法はさらに、(a)心棒組立体内の後ろ板(16)および心棒板(14
)間の張力を緩和させ、(b)互いにかつ後ろ板(16)と独立して少なくとも
2つの楔形リング(18,20)の少なくとも2つを回転させるステップを含む
ことができ、あるいはさらに、(a)ピニオンギア(67)を楔形リング(18
,20)と組み合わせ、(b)ピニオンギア(67)を使用して心棒(12)の
角度を変えるステップを含むことができる。
【0013】 この方法は、さらに、少なくとも2つの楔形リング(18,20)の少なくと
も2つの上に指標(48,48a)を与えるステップを含み、それにより、心棒
(12)の軸(26)の、後ろ板(16)の面(28)に対する正確な角度を指
標から求めることができる。
【0014】 (発明の詳細な説明) 本発明の心棒は、試験に所望される如何なる程度の増分、例えば0.05°、
の角度調節も行えるように設計されており、実質的に無限数の角度調節を行うこ
とができる。心棒組立体は、心棒部、少なくとも2つの楔形リング、および車軸
部の4つの主要部品により構成されている。楔形リングを回転させることにより
、心棒は垂直もしくは水平面内を試験に必要な如何なる角度までへも移動される
。発明者は±6°の調節に対して3°楔形リングを使用する乗用車タイヤ心棒の
実施例を例示しており、同じ原理を使用して、±3°の調節に対して1°および
1.5°楔形リングを使用するトラックタイヤ心棒の実施例を開発している。
【0015】 本発明の心棒組立体は特に試験装置で使用するために設計され例示されている
が、当業者ならばこの心棒組立体はキャンバー角の迅速な調節が望ましい乗物、
例えばレースカーにでも使用できることがお判りであろう。
【0016】 さて図1から図10には、本発明の心棒組立体10が示されている。心棒12
は心棒板14に一体的に接続され、心棒板14は、車軸組立体17に接続される
後ろ板16にボルト止めされる。例示する実施例では、球面部分54のあるワッ
シャ32を有する8つのボルト30が、ナット34と共に使用されて後ろ板16
を心棒板14に堅く接続する。心棒12の角度に無関係に実質的に均一な圧力が
ワッシャ32により加えられるので、ワッシャ32の球面部分54は、心棒の角
度が調節される時に、後ろ板16と心棒板14との間で急に起こるさまざまな角
度を可能にする。
【0017】 後ろ板16と心棒板14との間に少なくとも2つの楔形リングを介在させて、
心棒12の角度を車軸組立体17に対して、特に後ろ板16の面28に対して変
えることができる。本発明により、心棒の角度を変えるのに少なくとも2つの楔
形リングが必要であるが、さらにリングを付加してさらに角度を変える制御、多
数の調節面の提供、あるいは角度の精度の向上を達成することができる。
【0018】 例示する実施例では、第1の楔形リング18および第2の楔形リング20が後
ろ板16と心棒板14の間に配置される。各楔形リング18,20は広幅部22
,22aおよび狭幅部24,24aを有する。第1の楔形リング18の狭幅部2
4が第2の楔形リング20の広幅部22aに隣接する場合には、心棒12の軸2
6は後ろ板16の面28に垂直である。逆に、図6および7に示すように、第1
の楔形リング18の狭幅部24が第2の楔形リング20の狭幅部24aに隣接す
る場合には、心棒の最大角が見られ、狭幅部24,24aの位置は角度が正であ
るか負であるかを決定する。
【0019】 次に、図8および9について、第1の楔形リング18にはボス36が設けられ
ており、それは第2の楔形リング20のレジスタ38と係合するようになってい
る。楔形リング18,20は広幅部22,22aおよび狭幅部24,24a、お
よび後ろ板側44,44aおよび心棒板側46,46aを有する。「後ろ板側」
とは、楔形リングが後ろ板16と心棒板14の間に取り付けられる時に、後ろ板
側44,44aが後ろ板16へ向けて取り付けられることを意味する。同様に、
「心棒板側」とは、楔形リング18,20が後ろ板16と心棒板14の間に取り
付けられる時に、心棒板側46,46aが心棒板14へ向けられることを意味す
る。
【0020】 楔形リング18,20は外側面40,40aおよび内側面41,41aを有す
る。指標48が楔形リング18の後ろ板側44に配置されており、指標48aが
楔形リング20の心棒板側46aに配置されている。ナット34がボルト30上
で緩められる時に、回転手段50,50aが使用され楔形リングを回転させる。
【0021】 心棒組立体10に内蔵される時に、楔形リング20の内側面41aは心棒板1
4の肩部13上に置かれ、楔形リング18の内側面41は後ろ板16の肩部15
上に置かれる。肩部13,15は組立体内の楔形リング18,20を安定化させ
、楔形リング18,20間に噛合い関係を与えるボス36およびレジスタ38と
共に、心棒12の角度が前後に変化しても指標48,48aにより示される角度
が不変であることを保証する。
【0022】 例示する実施例では、回転手段50,50aは楔形リング18,20の外側面
40,40aから突出するレバーであり、心棒に対してキャンバー角の変更が所
望される時に楔形リングを回転させるための梃子の作用を提供するのに使用され
る。当業者ならば楔形リングを回転させるための他の手段が自明であろう。
【0023】 例示する実施例では、外側面40,40aは楔形リング18の後ろ板側44と
90°の角度をなし、楔形リング20の心棒板側46aと90°の角度をなす。
楔形リングの中心は、楔形リング18の角度面46、および楔形リング20の角
度面44aの中心を測定して決定される。角度面上の楔形リング18,20の中
心の決定により、楔形リングの角度側に軸点47,47aが配置される。したが
って、後ろ板16と心棒板14の間に楔形リング18および楔形リング20が配
置される時は、2つの楔形リングの軸点47,47aは互いに隣接する。
【0024】 軸点47,47aが心棒組立体10内で互いに離されて楔形リングの両側に来
るように、楔形リングがなされる時に、楔形リングの全幅により分離される2つ
の軸点は心棒の回転に振動を生じることがあることを、発明者は発見した。しか
しながら、本発明は、シュー52が軸組立体17内に配置される時は、この振動
を減衰もしくは解消するために、これら2つの離された軸点で動作できることが
判っている。
【0025】 シュー52は心棒板側53が平坦であり、心棒板14上の四角のボス61が心
棒組立体10内でシュー52のレジスタ62内に嵌め合わされる。シュー52の
後ろ板側51は湾曲されていて、心棒組立体10を固定することなく垂直面内の
角度変化を可能にする。
【0026】 また、シュー52はさらに一対の楔形リングが使用される時に多数の運動面を
見込むことができる。シュー52は、軸組立体17内で湾曲している後ろ板側5
1側を移動して一方の運動面を与え、心棒板14の楔形リング側のボス61は、
シュー52の内側でレジスタ62内を自由に移動して他方の運動面を与える。
【0027】 本発明の実施例において、心棒の角度を変えるために、ボルト30上のナット
34が楔形リング18,20の回転を許すのに十分に緩められ、楔形リング18
,20上の回転手段50,50aがリングを回転させる梃子の作用を与える。指
標48,48aを所望の角度に揃えるのに使用されるマークが、後ろ板16およ
び心棒板14上に付与される。例示する実施例では、2.5°が心棒の所望角度
である場合、楔形リング18上の指標48は後ろ板16上の2.5°のマークに
配置され、楔形リング20上の指標48aは心棒板14上の2.5°のマークに
配置される。次に、心棒組立体がしっかり固定するまで、ナット34がボルト3
0上で締め付けられる。ワッシャ32の球面部分54は、調節角度とは無関係に
、後ろ板16および心棒板14内のボアホール31の周囲にわたって変化しない
接触を行うことにより角度の変化を調整する。
【0028】 当業者ならば異なる指標構成を持った他のシステムを使用して所望の角度が得
られることがお判りであろう。
【0029】 次に、図11について、別の実施例では、ボールベアリングやローラベアリン
グ等のベアリング59が、楔形リング18および20内に搭載されて、楔形リン
グを所望位置へ簡単かつ容易に回転することができる。付加安定板33を使用し
て、ボルト30を緩めずに心棒角度を変えることができる。心棒12の角度が変
えられる時に、安定板33は心棒板に平行なままである。したがって、心棒板1
4の角度が変えられると、安定板33は車軸組立体17の表面19に対して移動
する。後ろ板は静止したままである(車軸に取り付けられている)ものとすると
、楔形の最も広い部分が組立体10の頂部へ回転される時に、心棒は下げられる
。楔形の最も広い部分が頂部にある時は、頂部断面幅がより大となりその結果組
立体10の底部の断面はより狭くなる。両方の楔形リングが同時に回転される場
合には、心棒組立体10の頂部から90°および270°の角変位位置における
楔形リングの全体断面幅は互いに等しいままである。楔形の最広幅部が組立体1
0の頂部にある場合には、通常ナット34を緩めて断面幅を増す必要がある。逆
に、組立体10の底部のナット34は締め付けて断面幅を減少させなければなら
ない。表面19に対して自由に移動することができ、かつ心棒板14に対して平
行のままである安定板33は、ボルト30およびナット34により含まれる距離
を心棒12の角度調整全体にわたって一定に維持する。この構成により楔形リン
グ18,20が移動される時にボルトを緩めたり締めたりする必要がなくなる。
寸法56,57(ワッシャピボット58と板ピボット59,60間の水平距離)
は両板に対して同じとして「ボルト長」と同じに維持する必要がある。板ピボッ
ト59,60から各ワッシャピボット58までの半径は設計により等しくされる
。ボルトヘッドの下にはやはり皿ばね座金が必要であり、あるいは同様な機械的
構成により任意の僅かな不揃いを補い磨耗を許し、ベアリングへの予圧を維持す
る必要がある。2つの楔形リングは反対方向に同時に同じ距離だけ移動するよう
に連結する必要がある。それは2つの楔形リング18,20間の中心線上で、両
楔形リング18,20の歯68と噛合う、ピニオンギア67を使用して達成され
る。
【0030】 上述したように、心棒組立体10は主として垂直面内の角度調節、すなわち±
6°垂直(すなわち、心棒12上に搭載された車輪の接触試験面に垂直)、のた
めに設計されている。発明者は、さらに少なくとも2つの楔形リングを組立体に
追加して水平面内の心棒角度を変え、両楔形リング18,20と同様に機能でき
ることを考えたが、楔形リング18,20の方位に比べて90°の角変位である
。上述のように、シュー52の寸法によりボス61はシュー52のレジスタ62
内で移動してこのような角変位を許すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の心棒組立体の側面図である。
【図2】 心棒端部から見た該組立体の立面図である。
【図3】 図1の3−3線に沿った本発明の心棒組立体の断面図である。
【図4】 図1の4−4線に沿った本発明の心棒組立体の上面図・断面図である。
【図5】 図4の5−5線に沿った心棒組立体の側断面図である。
【図6】 6°正位置における心棒を示す側断面図である。
【図7】 6°負位置における心棒を示す側断面図である。
【図8】 心棒組立体の楔形リングの拡大、切離し、分解図である。
【図9】 指標を示す心棒板楔形リングの端面図である。
【図10】 心棒組立体の分解斜視図である。
【図11】 本発明の別の実施例を示す図5に類似の図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ソンピ、 ケリー エミー アメリカ合衆国 44221 オハイオ州 ク ヤホガ フォールズ リンカン アヴェニ ュー 213

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 心棒(12)および後ろ板(16)に取り付けられた心棒板
    (14)を有する調節可能な心棒組立体(10)であって、前記心棒板(14)
    と前記後ろ板(16)との間に少なくとも2つの楔形リング(18,20)が配
    置されており、楔形リング(18,20)は広幅部(22,22a)および狭幅
    部(24,24a)を有する、調節可能な心棒組立体(10)。
  2. 【請求項2】 楔形リング(18)の狭幅部(24)が楔形リング(20)
    の広幅部(22a)に隣接する場合には、心棒(12)の軸(26)は後ろ板(
    16)の面(28)に垂直である、請求項1記載の調節可能な心棒組立体(10
    )。
  3. 【請求項3】 前記後ろ板(16)および心棒板(14)は複数のボルト(
    30)により互いに取り付けられており、前記少なくとも2つの介在する楔形リ
    ング(18,20)は、前記ボルト(30)が締め付けられない時には前記心棒
    板(14)および前記後ろ板(16)に対して自由に回転する、請求項1記載の
    調節可能な心棒組立体(10)。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも2つの楔形リング(18,20)を互いにか
    つ前記後ろ板(16)に対して回転させることにより、後ろ板(16)の面(2
    8)に対して、心棒(12)の軸(26)の角度を変えるようになっている、請
    求項1記載の調節可能な心棒組立体(10)。
  5. 【請求項5】 前記ボルト(30)と共に使用されるワッシャ(32)、お
    よび前記ボルト(30)上のナット(34)と共に使用されるワッシャ(32)
    は、複数の角度を調整する球(54)の一部を有する、請求項4記載の調節可能
    な心棒組立体。
  6. 【請求項6】 前記少なくとも2つの楔形リング(18,20)は互いに円
    周方向で噛み合って、前記後ろ板(16)に対する円周方向関係を維持しつつ互
    いに回転するようになっている、請求項1記載の調節可能な心棒組立体。
  7. 【請求項7】 前記少なくとも2つの楔形リング(18,20)は各々がそ
    の外径に対応する外側面(40,40a)およびその内径に対応する内側面(4
    1,41a)、および前記後ろ板(16)へ向けられた後ろ板側(44,44a
    )および前記心棒(12)へ向けられた心棒板側(46,46a)を有し、また
    前記組立体(10)の前記後ろ板(16)に最も近い楔形リング(18)内で前
    記後ろ板側(44)は前記外側面(40)と90°の角度をなし、前記心棒板(
    14)に最も近い楔形リング(20)内で前記心棒板側(46a)は前記外側面
    (40a)と90°の角度をなす、請求項1記載の調節可能な心棒組立体。
  8. 【請求項8】 前記少なくとも2つの楔形リング(18,20)には指標(
    48,48a)が付けられ、それにより、心棒(12)の軸(26)の、後ろ板
    (16)の面(28)に対する角度は前記指標により求めることができる、請求
    項1記載の調節可能な心棒組立体。
  9. 【請求項9】 ベアリング(56)が、心棒板(14)と楔形リング(20
    )の間、楔形リング(20)と楔形リング(18)の間、および楔形リング(1
    8)と後ろ板(16)の間に配置されている、請求項1記載の調節可能な心棒組
    立体。
  10. 【請求項10】 ピニオンギア(67)が楔形リング(18,20)と組み
    合わされて前記楔形リングを回転させる、請求項9記載の調節可能な心棒組立体
  11. 【請求項11】 心棒組立体(10)内の心棒板(14)と後ろ板(16)
    の間に少なくとも2つの楔形リング(18,20)を配置するステップを含む、
    心棒板(14)を有する心棒(12)のキャンバー角を変える方法であって、前
    記少なくとも2つの楔形リング(18,20)の少なくとも2つは広幅部(22
    ,22a)および狭幅部(24,24a)を有する、心棒(12)のキャンバー
    角を変える方法。
  12. 【請求項12】 さらに、 (a) 心棒組立体内の後ろ板(16)および心棒板(14)間の張力を緩和
    させるステップと、 (b) 互いにかつ前記後ろ板(16)と独立して前記少なくとも2つの楔形
    リング(18,20)の少なくとも2つを回転させるステップと、 を含む、請求項11記載の心棒(12)のキャンバー角を変える方法。
  13. 【請求項13】 さらに、 (a) ピニオンギア(67)を前記楔形リング(18,20)に組み合わせ
    るステップと、 (b) 前記ピニオンギア(67)を使用して心棒(12)の角度を変えるス
    テップと、 を含む、請求項11記載の心棒(12)のキャンバー角を変える方法。
  14. 【請求項14】 さらに、前記少なくとも2つの楔形リング(18,20)
    の少なくとも2つの上に指標(48,48a)を与えるステップを含み、それに
    より、前記心棒(12)の軸(26)の、前記後ろ板(16)の面(28)に対
    する正確な角度を前記指標から求めることができる、請求項11記載の心棒(1
    2)のキャンバー角を変える方法。
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