JP2009236702A - 自動車の車輪アライメント測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車車体を組み立てる組立ライン等で車輪を取り付けることなくトー角変化及びキャンバー角変化を高精度に効率よく測定することができる自動車の車輪アライメント測定方法を提供する。
【解決手段】車体を支持部に固定支持して、仮車高基準でのトー角の変化及びキャンバー角の変化を測定し、仮車高基準を基準としたトー角変化曲線Ｔと仮車高基準を基準としたキャンバー角変化曲線Ｃを求める。次いで、車体の固定支持を解除して実車高基準でのキャンバー角を測定する。このとき測定したキャンバー角に基づいて、キャンバー角変化曲線Ｃにおける基準を仮車高基準から実車高基準に補正すると共に、同じ実車高基準を用いてトー角変化曲線Ｔにおける基準を仮車高基準から実車高基準に補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動車の車輪アライメント測定方法に関し、測定結果として車輪取付部の位置変化とトー角変化との関係を示すトー角変化曲線及び車輪取付部の位置変化とキャンバー角変化との関係を示すキャンバー角変化曲線を得る方法に関する。

従来、自動車車体を組み立てる組立ラインにおいて車輪を取り付けることなく車輪取付部を介して車輪のアライメントを測定し、これによって自動車の生産性の向上を図ることが行われている（特許文献１参照）。即ち、自動車車体の組立ラインにおいては、操舵装置及び懸架装置が組付けられた後に車輪が未装着の車輪取付部を車体と相対的に上昇させ、車輪取付部に対して車重に相当する荷重を付与した状態で車輪取付部の姿勢角（トー角やキャンバー角）を検出することによって車輪のアライメントを測定している。

ところで、近年では、懸架装置の構造が複雑化しており、バウンド乃至リバウンド時に適正なトー角変化及びキャンバー角変化が得られるように設計されている。このような懸架装置に対する車輪アライメントの調整に際しては、上記従来の測定方法により測定された車輪取付部の静的車輪アライメントの測定結果を用いただけでは動的車輪アライメントを加味した高精度な車輪アライメントの調整を行うことが困難である。
特許第２９３８９８４号公報

本発明は、上記の点に鑑み、自動車車体を組み立てる組立ライン等で車輪を取り付けることなくトー角変化及びキャンバー角変化を高精度に効率よく測定することができる自動車の車輪アライメント測定方法を提供することを課題とする。

本発明は、自動車の車輪アライメント測定方法であって、自動車の懸架装置を備える車軸に設けられた車輪取付部を車輪が未装着の状態で昇降自在として自動車車体を支持部に固定支持する車体支持工程と、該車体支持工程により固定支持された車体に対し、車輪取付部の昇降可能範囲における所定の位置を仮車高基準として設定する第１基準設定工程と、該車体支持工程により固定支持された車体の車輪取付部を前記仮車高基準の下方から上方までの所定範囲にわたり上昇させる車輪取付部上昇工程と、該車輪取付部上昇工程による車輪取付部の上昇範囲にわたって該車輪取付部のトー角の変化及びキャンバー角の変化を測定する第１測定工程と、該第１測定工程による測定結果に基づいて、前記第１基準設定工程により設定された仮車高基準を基準とした車輪取付部の位置変化とトー角変化との関係を示すトー角変化曲線を求めると共に、該仮車高基準を基準とした車輪取付部の位置変化とキャンバー角変化との関係を示すキャンバー角変化曲線を求める変化曲線形成工程と、該変化曲線形成工程の後に、支持部による車体の固定支持を解除して車輪取付部によって車体が支持された状態とし、この状態の車体に対する車輪取付部の高さ位置を実車高基準として設定する第２基準設定工程と、該実車高基準に位置する車輪取付部のキャンバー角を測定する第２測定工程と、該第２測定工程により測定されたキャンバー角に対応する車輪取付部の高さ位置に基づいて、前記キャンバー角変化曲線における基準を仮車高基準から実車高基準に補正すると共に、該第２測定工程により測定されたキャンバー角に対応する車輪取付部の高さ位置に基づいて、前記トー角変化曲線における基準を仮車高基準から実車高基準に補正する基準補正工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、先ず、前記車体支持工程により車体を支持部に固定支持し、前記第１基準設定工程により車体の車輪取付部に対して仮車高基準を設定する。仮車高基準は、車輪取付部が車重を受けた状態を推定した車輪取付部の高さ位置であって、完成車（車輪取付部に車輪を取り付けが完了して接地させた状態の車体）において車輪が接地している実車高での車輪取付部の高さ位置に近似するものである。

次いで、車輪取付部上昇工程により前記仮車高基準の下方から上方までの所定範囲にわたり車輪取付部を上昇させる。このとき、前記第１測定工程により、トー角の変化及びキャンバー角の変化を測定する。そして、このときの測定結果を用いて変化曲線形成工程により、仮車高基準に対する車輪取付部の位置変化とトー角変化との関係を示すトー角変化曲線及び車輪取付部の位置変化とキャンバー角変化との関係を示すキャンバー角変化曲線を求める。

ここで、変化曲線形成工程により得られたトー角変化曲線とキャンバー角変化曲線とは何れも、それらが示す高さ及び角度の変化量については精度を有している。一方、トー角変化曲線とキャンバー角変化曲線とは第１基準設定工程により設定された仮車高基準を基準とするものであるため、実際の車高基準に対して誤差を含んでいるおそれがある。そこで、前記第２基準設定工程においては、先ず、支持部による車体の固定支持を解除し、次いで、更に車輪取付部を上昇させることによって車輪取付部により車体が支持された状態とする。この状態においては、車輪取付部に実際の車重がかかるために車輪取付部の位置は実車高に対応したものとなる。そこで、このときの車輪取付部の高さ位置に基づいて実車高基準を設定する。

続いてこの状態の車輪取付部から、第２測定工程によってキャンバー角を測定する。即ち、第２測定工程により測定された静的状態のキャンバー角は実車高基準における高さ位置にある車輪取付部のキャンバー角である。

そして、基準補正工程においては、前記キャンバー角変化曲線上から第２測定工程により測定されたキャンバー角の座標を抽出し、この座標に対応する車輪取付部の高さ位置を基準位置とする。これにより、変化曲線形成工程において求められたキャンバー角変化曲線の基準を実車高基準に補正する。更に、このとき既に実車高基準（基準とすべき車輪取付部の高さ位置）が得られていることにより、この基準を用いて変化曲線形成工程において求められたトー角変化曲線の基準を実車高基準に補正する。なお、第２測定工程においてキャンバー角を測定し、このときのキャンバー角を用いて基準補正工程においてキャンバー角変化曲線から実車高基準を求めるのは次の理由による。即ち、前記トー角変化曲線においては車輪取付部の位置変化に対するトー角変化が極めて小さい部分が存在する。このため、前記トー角変化曲線上のトー角座標から車輪取付部の位置を特定するのが困難な場合がある。それに比して、前記キャンバー角変化曲線における車輪取付部の位置変化に対するキャンバー角変化は大きいので、容易に車輪取付部の位置を特定することができ、効率的であり且つ正確である。

以上のようにして、本発明によれば、トー角変化曲線及びキャンバー角変化曲線を高精度に得ることができるので、測定されたトー角変化及びキャンバー角変化（即ち動的車輪アライメント）に基づいて高精度な車輪アライメントの調整を行うことができる。

また、本発明における前記車輪取付部上昇工程と前記第１測定工程とは、自動車車体を組み立てる組立ラインに備えられた前記懸架装置の円滑な作動を得るための馴染工程において行われることが好ましい。車体の組立ラインにおいては、懸架装置の取り付け後に馴染工程が設けられる。馴染工程においては、懸架装置の円滑な作動を得ることを目的として、車輪取付部を強制的に上下動させることが行われる。そこで、この際に前記車輪取付部上昇工程と前記第１測定工程とを行うことにより、馴染工程と同時に車輪取付部のトー角の変化及びキャンバー角の変化を測定することができる。従って、トー角変化及びキャンバー角変化を車体の組立ラインにおいて極めて効率よく測定することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は自動車の車輪アライメント測定装置を示す説明図、図２は車輪取付部の支持状態を示す説明的斜視図、図３は車輪アライメント測定装置の要部を示す説明図、図４は車輪アライメント測定用のセンサを示す説明図、図５（ａ）は変化曲線形成工程により得られるトー角変化曲線を示す線図、図５（ｂ）は変化曲線形成工程により得られるキャンバー角変化曲線を示す線図、図６（ａ）は基準補正工程において基準が補正されたキャンバー角変化曲線を示す線図、図６（ｂ）は基準補正工程において基準が補正されたトー角変化曲線を示す線図である。

本実施形態においては、図１に示す車輪アライメント測定装置１が用いられる。この車輪アライメント測定装置１は、自動車の組立ラインにおける車体２の搬送路に設けられている。車体２は、ハンガ３（仮想線で示す）により車輪アライメント測定装置１の直上位置に搬送される。車輪アライメント測定装置１の直上に搬送される車体２は、その上流において懸架装置４（図３に一部を示す）が組付けられ、図示しないステアリングの位置が中立位置に調整されている。また、懸架装置４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５が設けられている。この車輪取付部５には車輪が未だ取り付けられていない。なお、当該組立ラインにおいては、４つの車輪取付部５には未だ車輪が取り付けられていないが、車輪を取り付けた状態を模擬的に再現できるように、図２に示す車輪模擬体６が各車輪取付部５に取り付けられている。

該車輪模擬体６は、図２に示すように、第１フレーム７と第２フレーム８とにより構成され、第１フレーム７の連結部７ａが車輪取付部５に取り付けられている取付部材５ａ（図３参照）に連結される。第１フレーム７は第２フレーム８の枢軸８ａにより揺動自在に設けられ、第２フレーム８の接地部８ｂは、図３に示すように回転軸８ｃを介して後述の支持板１４上に連結されている。車輪模擬体６は、接地部８ｂが回転軸８ｃを介して支持板１４に対して回転自在であり、第１フレーム７が第２フレーム８の枢軸８ａにより揺動自在であることにより、車輪取付部５に連結した際に車輪取付部５の姿勢に倣うように構成されている。更に、車輪模擬体６は、車輪取付部５に連結していないとき、車輪取付部５への取付方向に対向する状態を原位置として、この原位置に復帰させる原位置復帰機構（図示せず）を備えている。

車輪アライメント測定装置１は、図１に示すように、ハンガ３から受けわたされた車体２を支持する車体支持手段９と、車体支持手段９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５を上昇させる車輪取付部上昇手段１０と、車輪取付部５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１１とを備えている。

前記車体支持手段９は、車体２を上昇させる車体リフタ１２と、車体２に設けられているジャッキアップ用ブラケットをクランプして車体２を固定するクランプ手段１３とを備えている。

前記車輪取付部上昇手段１０は、図３に示すように、車輪取付部５を支持する支持板１４と、支持板１４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１５と、この昇降テーブル１５を昇降させる昇降装置１６とを備えている。更に、車輪取付部上昇手段１０は、昇降テーブル１５を介して車輪取付部５を上昇させる際に、前記車体支持手段９に支持された車体２に対する相対的な上昇量から車輪取付部５の車体２に対する位置を検出する図示しない位置検出手段を備えている。

前記アライメント測定手段１１は、車輪取付部上昇手段１０の支持板１４上の車輪取付部５に対峙するセンサユニット１７と、車輪アライメントの測定値を演算する図示しないコンピュータ等による演算手段とを備えている。また、センサユニット１７は、図３に示すように、車輪取付部５との対峙位置を維持するための保持機構１８により保持され連結アーム１９を介して支持板１４に連結されて支持板１４の移動に連動するようになっている。

センサユニット１７は、図４に示すように、３つのレーザセンサ（第１センサ２０、第２センサ２１、第３センサ２２）を備えている。第１センサ２０、第２センサ２１、及び第３センサ２２は、車輪取付部５に組み付けられたブレーキディスク２３のディスク面に設定された３つの点ａ，ｂ，ｃ（測定箇所）に夫々対向する。第１センサ２０はブレーキディスク２３のａ点までの距離、第２センサ２１はブレーキディスク２３のｂ点までの距離、第３センサ２２はブレーキディスク２３のｃ点までの距離を夫々計測する。

演算手段は、第１センサ２０、第２センサ２１及び第３センサ２２とによって計測される距離の違いからａ点とｂ点乃至ｃ点間の中心点との垂直方向の変位を求め、この変位からキャンバー角を検出する。また、第２センサ２１と第３センサ２２とによって計測される距離の違いからｂ点とｃ点との水平方向の変位を求め、この変位からトー角を検出する。そして更に、演算手段は、前記位置検出手段により検出さた複数の高さ位置でのトー角に基づきトー角変化曲線を形成すると共に、複数の高さ位置でのキャンバー角に基づきキャンバー角変化曲線を形成し、表示するように構成されている。

また、本実施形態においては、ブレーキディスク２３のディスク面は平滑に高精度に形成されているので、このディスク面に３つの点ａ，ｂ，ｃを測定箇所として設定したことにより、アライメント測定手段１１においては、トー角及びキャンバー角の測定結果を極めて高精度に得ることができる。

次に、上記の構成の車輪アライメント測定装置１を用いた車輪アライメントの測定方法を説明する。図３を参照して、先ず、ハンガ３から受けわたされた車体２を車体支持手段９に支持し、前記クランプ手段１３により車体２を車体支持手段９に固定する（車体支持工程）。このとき、車体支持手段９に固定された車体２に対し、車輪取付部の昇降可能な範囲の所定の位置を仮車高基準とする（第１基準設定工程）。この仮車高基準は、図示しない完成車（車輪取付部に車輪を取り付けが完了して接地させた状態の車体）において車輪が接地している実車高での車輪取付部の高さ位置を推定したものである。

続いて、車体２を車体支持手段９に固定した状態を維持し、車輪取付部上昇手段１０により車輪取付部５を上昇させる（車輪取付部上昇工程）。このときの車輪取付部５の上昇は、懸架装置４の動作を円滑とするために、懸架装置４を構成しているゴムブッシュ等の構成部品を馴染ませる作業としても有効である（馴染工程）。

なお、車輪取付部上昇手段１０による車輪取付部５の上昇範囲は、仮車高基準とした前記位置の下方から上方までの所定範囲において行われる。そして、車輪取付部５が上昇している間にその複数の位置における車輪取付部５のトー角の変化及びキャンバー角の変化をアライメント測定手段１１により測定する（第１測定工程）。

更に、アライメント測定手段１１は、図５（ａ）に示すように、前記仮車高基準を基準とした車輪取付部５の位置変化とトー角変化との関係を示すトー角変化曲線Ｔを求めると共に、図５（ｂ）に示すように、該仮車高基準を基準とした車輪取付部５の位置変化とキャンバー角変化との関係を示すキャンバー角変化曲線Ｃを形成する（変化曲線形成工程）。

このときに得られた図５（ａ）に示すトー角変化曲線Ｔと図５（ｂ）に示すキャンバー角変化曲線Ｃとは前記仮車高基準を基準とするものであるため、実際の車高から得られる基準とは異なっている。そこで、続いて、車体支持手段９による車体２のクランプを解除し、車輪取付部上昇手段１０により車輪取付部５と共に車体２を上昇させて車体支持手段９上に車体２を離反させる。そして、この状態における車輪取付部５の高さ位置を実車高基準とし（第２基準設定工程）、更に、アライメント測定手段１１によりこの高さ位置における車輪取付部５のキャンバー角を測定する（第２測定工程）。

このとき測定されたキャンバー角は、車輪取付部５が懸架装置４を介して車重を受けた状態のものであり、このときに前記位置検出手段によって検出される車体２に対する車輪取付部５の位置は、完成車と同じものとなる。そして、アライメント測定手段１１は、図６（ａ）に示すように、このとき測定されたキャンバー角の値に対応する座標を、キャンバー角変化曲線Ｃから抽出し、この座標における車輪取付部５の高さ位置（即ち実車高基準）が基準位置となるように補正する（基準補正工程）。これによって、アライメント測定手段１１により測定されたキャンバー角変化曲線Ｃは極めて精度の高いものとなる。

次いで、アライメント測定手段１１は、図６（ｂ）に示すように、トー角変化曲線Ｔにおける基準を仮車高基準から実車高基準に補正する（基準補正工程）。トー角変化曲線Ｔにおける基準の補正は、既にキャンバー角変化曲線Ｃの補正に用いた車輪取付部５の高さ位置（即ち実車高基準）を採用することができる。これによって、アライメント測定手段１１により測定されたトー角変化曲線Ｔは極めて精度の高いものとなる。

そしてこのようにして得られたキャンバー角変化曲線Ｃとトー角変化曲線Ｔとを前記表示手段によって表示させることにより、車輪アライメントの調整時に高精度な測定結果を作業者に提供することができ、動的車輪アライメントを加味した高精度な車輪アライメントの調整を行うことが可能となる。

本発明の実施形態において用いられる自動車の車輪アライメント測定装置を示す説明図。 車輪取付部の支持状態を示す説明的斜視図。 車輪アライメント測定装置の要部を示す説明図。 車輪アライメント測定用のセンサを示す説明図。 変化曲線形成工程により得られるトー角変化曲線及びキャンバー角変化曲線を示す線図。 基準補正工程において基準が補正されたキャンバー角変化曲線及びトー角変化曲線を示す線図。

符号の説明

２…車体、４…懸架装置、５…車輪取付部、９…車体支持手段（支持部）、Ｔ…トー角変化曲線、Ｃ…キャンバー角変化曲線。

Claims (2)

1. 自動車の車輪アライメント測定方法であって、
   自動車の懸架装置を備える車軸に設けられた車輪取付部を車輪が未装着の状態で昇降自在として自動車車体を支持部に固定支持する車体支持工程と、
   該車体支持工程により固定支持された車体に対し、車輪取付部の昇降可能範囲における所定の位置を仮車高基準として設定する第１基準設定工程と、
   該車体支持工程により固定支持された車体の車輪取付部を前記仮車高基準の下方から上方までの所定範囲にわたり上昇させる車輪取付部上昇工程と、
   該車輪取付部上昇工程による車輪取付部の上昇範囲にわたって該車輪取付部のトー角の変化及びキャンバー角の変化を測定する第１測定工程と、
   該第１測定工程による測定結果に基づいて、前記第１基準設定工程により設定された仮車高基準を基準とした車輪取付部の位置変化とトー角変化との関係を示すトー角変化曲線を求めると共に、該仮車高基準を基準とした車輪取付部の位置変化とキャンバー角変化との関係を示すキャンバー角変化曲線を求める変化曲線形成工程と、
   該変化曲線形成工程の後に、支持部による車体の固定支持を解除して車輪取付部によって車体が支持された状態とし、この状態の車体に対する車輪取付部の高さ位置を実車高基準として設定する第２基準設定工程と、
   該実車高基準に位置する車輪取付部のキャンバー角を測定する第２測定工程と、
   該第２測定工程により測定されたキャンバー角に対応する車輪取付部の高さ位置に基づいて、前記キャンバー角変化曲線における基準を仮車高基準から実車高基準に補正すると共に、該第２測定工程により測定されたキャンバー角に対応する車輪取付部の高さ位置に基づいて、前記トー角変化曲線における基準を仮車高基準から実車高基準に補正する基準補正工程とを備えることを特徴とする自動車の車輪アライメント測定方法。
2. 前記車輪取付部上昇工程と前記第１測定工程とは、自動車車体を組み立てる組立ラインに備えられた前記懸架装置の円滑な作動を得るための馴染工程において行われることを特徴とする請求項１記載の自動車の車輪アライメント測定方法。

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