JP2519782Y2 - ホイール・アライメント測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両の種々の走行状態
におけるホイール・アライメントを測定する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車輪は、車体各部の重量を支え
る他に、走行安定性およびタイヤの磨耗等のために、あ
る幾何学的な角度を持って車軸に取り付けられている。
この幾何学的な角度をホイール・アライメントと称し、
トー角、キャンバ角、キャスタ角およびキングピン傾角
の四要素から成り立っている。このホイール・アライメ
ントを測定する方法として、従来は車輪のホイールに傾
斜角センサーをセットし、この傾斜角センサーにより間
接的に得られたホイールの傾きからホイール・アライメ
ントを求める方法や、前記ホイールの特定点の座標を計
測器で計測して、この特定点の座標から直接的に得られ
たホイールの傾きからホイール・アライメントを求める
方法が採用されている。例えば、トー角やキャンバ角
は、間接的あるいは直接的に得られたホイールの傾きか
ら求められ、キャスタ角およびキングピン傾角は、車輪
を直進状態から左右に所定角度だけ切ったときの傾斜角
センサーの指示値の変化から間接的に求められる。さら
に、車両のバウンド状態やリバウンド状態におけるホイ
ール・アライメントの変化を測定するため、ボンネット
やトランクに所定重量のウエイトを順次載せながら車両
のバウンド状態を模擬的に再現したり、あるいは車両を
ジャッキアップする等してリバウンド状態を模擬的に再
現しながら測定が行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら上記傾斜
角センサーを使用する測定方法によると、車輪のホイー
ルに傾斜角センサをセットする際に、その取付け誤差に
よって測定精度が大きく変動するという問題がある。ま
た前記ホイールの特定点の座標を計測する測定方法で
は、ホイールの特定点の座標を計測する際に車体が計測
の障害になって非常に作業性が悪く、またこれに起因し
て測定精度も良くないという問題がある。さらに、車両
に所定重量のウエイトを順次載せる方法やジャッキアッ
プする方法では測定を効率的に行うことができない。ま
た車両が走行している状態におけるホイール・アライメ
ントを測定することはほとんど不可能である。そのうえ
ホイール・アライメントを決定する懸架装置の各構成部
品が車輪の陰に隠れているためにその各構成部品の観察
を充分に行うことができない。本考案の技術的課題は、
車輪および懸架装置に対して種々の走行状態における力
やあるいは変位量を付加し、この条件下でホイール・ア
ライメントの測定に必要な特定点の３次元座標を実測で
きるようにすることにより、精度を向上させつつ多様な
状況下におけるホイール・アライメントを効率的に測定
しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
各部構造を有するホイール・アライメント測定装置によ
って解決される。即ち、本考案に係るホイール・アライ
メント測定装置は、車輪を装着した懸架装置を車体に代
わって支持する架台と、前記架台に支持された懸架装置
に装着された車輪を載置し、前記架台に対して相対移動
が可能な可動テーブルと、前記可動テーブルを前記架台
に対して所定距離だけ相対移動させたとき、あるいはそ
の可動テーブルと架台との間に所定の力を作用させた状
態下において、前記車輪および前記懸架装置の特定点の
３次元座標を計測する計測機構とを有している。

【０００５】

【作用】本考案によると、車輪および懸架装置の特定点
の３次元座標を実測し、この特定点の座標を基にホイー
ル・アライメントを求めるために測定精度が向上する。
また前記可動テーブルを昇降させて前記懸架装置に装着
された車輪を上下方向（Ｚ軸方向）に変位させることに
より、車両のバウンド状態やリバウンド状態におけるホ
イール・アライメントを測定することができる。さらに
可動テーブルを介して前記車輪に水平方向（Ｘ，Ｙ軸方
向）の所定力を付加することにより車両の加減速状態や
カーブ走行状態におけるホイール・アライメントを測定
することも可能となる。即ち、本装置によって種々の状
況下におけるホイール・アライメントを効率的に正確に
測定することが可能となる。

【０００６】

【実施例】以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説
明する。図４は、本実施例に係るホイール・アライメン
ト測定装置の全体側面図を表している。ホイール・アラ
イメント測定装置は、鋼材で略直方体形状に組まれた基
礎架台２を備えている。この基礎架台２上には紙面対し
て垂直方向（車両の左右方向（Ｙ軸方向）に相当する）
に一対のレールガイド４が設けられており、このレール
ガイド４上に同じく鋼材で略直方体形状に組まれた移動
コラム部６がＹ軸方向にのみ移動ができるように載置さ
れている。なお、ホイール・アライメントの測定中は、
移動コラム部６は基礎架台２に対して相対移動が不能に
保持される。移動コラム部６には標準車輪８を装着した
懸架装置（サスペンションユニット）１０がセットされ
る。本実施例に係るホイール・アライメント測定装置で
は、サスペンションユニット１０とホイール・アライメ
ントとの関係を明確に把握するため、標準車輪８には剛
体に近い鉄製円板が使用される。

【０００７】図１および図２に、車両の左前輪用サスペ
ンションユニット１０が移動コラム部６にセットされた
状態の概略図が示されている。移動コラム部６には、左
前輪用サスペンションユニット１０の構成部品であるシ
ョックアブソーバを支持するための支持部６ａ、同じく
アッパアームを支持するための支持部６ｂおよびロアア
ームを支持するための支持部６ｃが車両のボディと同じ
状態に配設されており、これらの支持部６ａ，６ｂ，６
ｃにショックアブソーバ１２、アッパアーム１４および
ロアアーム１６がそれぞれ連結されている。これによっ
て左前輪用サスペンションユニット１０は、車両のボデ
ィにセットされているのと同じ状態で移動コラム部６に
支持される。図２中１９ａはアッパボールジョイント、
１９ｂはロワボールジョイントであり、両者１９ａ，１
９ｂの中心を通過する仮想線がキングピン中心線とな
る。キングピン中心線は操舵時の車輪の回転中心軸とな
る。なお右前輪用サスペンションユニットも左前輪用サ
スペンションユニットと同じ構造で移動コラム部６に支
持される。即ち、移動コラム部６および基礎架台２がサ
スペンションユニットを車両のボディに代わって支持す
る架台に相当する。

【０００８】前記基礎架台２には、前記サスペンション
ユニット１０の下方にウオームジャッキ３０が固定され
ている。ウオームジャッキ３０は、図３に示すように、
昇降ロッド３２の軸心が鉛直線にほぼ一致するように基
礎架台２に取付けられており、ハンドル３４の操作によ
って昇降ロッド３２を上方あるいは下方（Ｚ軸方向）に
変位させる。この昇降ロッド３２上端には受板３６が設
けられており、この受板３６が基準テーブル２２の下面
に当接している。基準テーブル２２は四角形のプレート
であり、その下面から前記昇降ロッド３２に平行にガイ
ドロッド２３が突出している。そしてこのガイドロッド
２３が基礎架台２に固定されたガイドブッシュ３３の内
に摺動可能に挿通されている。この構造によって、ウオ
ームジャッキ３０が操作されると前記基準テーブル２２
は水平な状態に保持されたままで昇降される。基準テー
ブル２２の上面中央には円形のターンテーブル受け２２
ａが設けられており、このターンテーブル受け２２ａ上
にターンテーブル２４が水平方向に変位できる構造で載
置されている。ターンテーブル２４はホイール・アライ
メントの測定において路面と同様の機能を果たす部材で
あり、このターンテーブル２４上にサスペンションユニ
ット１０に装着された標準車輪８が載置される。即ち、
このターンテーブル２４が可動テーブルに相当する。

【０００９】また基準テーブル２２上には、ターンテー
ブル２４に対して水平方向の押圧力を付加するための水
平押圧機構４０が設けられている。水平押圧機構４０
は、中央貫通孔に雌ネジが形成された軸受４２を備えて
おり、この軸受４２の雌ネジに対して雄ネジを備えるシ
ャフト４４が螺合されている。シャフト４４の一端には
このシャフト４４を軸心回りに回転させるためのハンド
ル４６が固定されており、またシャフト４４の他端には
荷重計４７が接続されている。さらに荷重計４７の反シ
ャフト４４側の端面４７ａには押圧ピン４８が固定され
ており、この押圧ピン４８の先端が前記ターンテーブル
２４の側面２４ａに当接している。この構造によって、
シャフト４４をターンテーブル２４側に延出するように
ハンドル４６の操作することによってターンテーブル２
４に任意の水平荷重を加えることができる。なお水平押
圧機構４０は、図３に示すようにＸ軸方向（車両の前後
方向に相当する）に一対、Ｙ軸方向（車両の左右方向に
相当する）に一対（図示されていない）設置されてい
る。

【００１０】移動コラム部６には、図１に示すように、
サスペンションユニット１０および標準車輪８の各点の
Ｚ軸座標を計測するための計測器５０と、Ｘ軸座標を計
測するための計測器（図示されていない）およびＹ軸座
標を計測するための計測器（図示されていない）が設置
されている。

【００１１】次に本実施例に係るホイール・アライメン
ト測定装置を使用して種々の条件下におけるホイール・
アライメントを測定する手順を説明する。先ず、車両の
バウンド状態およびリバウンド状態におけるホイール・
アライメントの測定手順を説明する。標準車輪８を装着
したサスペンションユニットを移動コラム部６の所定位
置にセットし、セットが完了した段階で、次にウオーム
ジャッキ３０を操作してターンテーブル２４の上面を所
定レベルにセットする。この状態でホイール・アライメ
ントの四要素、即ちトー角θｔ、キャンバ角θｃ、キャ
スタ角αおよびキングピン傾角βを測定する。

【００１２】トー角θｔは次の手順により求める。先
ず、図５に示すように標準車輪８の外周と水平中心線と
の交点Ｔ１，Ｔ２のＸ，Ｙ，Ｚ座標を計測器で実測す
る。次に、この交点Ｔ１，Ｔ２間のＹ軸方向の距離Ｆを
計算し、この距離Ｆと標準車輪８の直径Ｄとから次の式
によりトー角θｔを求める。 トー角θｔ＝ＳＩＮ^-1 Ｆ／Ｄ キャンバ角θｃは次の手順により求める。先ず、図６に
示すように標準車輪８の外周と垂直中心線との交点Ｃ
１，Ｃ２のＸ，Ｙ，Ｚ座標を計測器で実測する。次に、
この交点Ｃ１，Ｃ２間のＹ軸方向の距離Ｇを計算し、こ
の距離Ｇと標準車輪８の直径Ｄとから次の式によりキャ
ンバ角θｃを求める。 キャンバ角θｃ＝ＳＩＮ^-1 Ｇ／Ｄ キャスタ角αは次の手順により求める。先ず、図７に示
すように、アッパボールジョイント１９ａ中心とロアボ
ールジョイント１９ｂ中心のＸ，Ｙ，Ｚ座標を計測器で
実測する。次にアッパボールジョイント１９ａ中心とロ
アボールジョイント１９ｂ中心との間のＺ軸方向の距離
ＨとＸ軸方向の距離Ｊとを計算し、これらの値Ｈ，Ｊを
次の式に代入してキャスタ角αを求める。 キャスタ角α＝ＴＡＮ^-1Ｊ／Ｈ キングピン傾角βは次の手順により求める。先ず、図７
に示すように、アッパボールジョイント１９ａ中心とロ
アボールジョイント１９ｂ中心のＸ，Ｙ，Ｚ座標を計測
器で実測する。次にアッパボールジョイント１９ａ中心
とロアボールジョイント１９ｂ中心との間のＺ軸方向の
距離ＨとＹ軸方向の距離Ｋとを計算し、これらの値Ｈ，
Ｋを次の式に代入してキングピン傾角βを求める。 キングピン傾角β＝ＴＡＮ^-1Ｋ／Ｈ 以下、ウオームジャッキ３０によりターンテーブル２４
のレベルを所定量づつ変化させて、上記の手順を繰り返
しながら各レベルにおけるホイール・アライメントを測
定する。この方法によって、車両のバウンド状態および
リバウンド状態におけるホイール・アライメントを測定
することができる。

【００１３】また、車両の加速あるいは減速状態におけ
るホイール・アライメントを測定する場合には、水平押
圧機構４０を操作してターンテーブル２４にＸ軸方向
（車両の前後方向）から所定の水平荷重を加えることに
より行う。ターンテーブル２４に加えられた力は、あた
かも路面から車輪が受ける力のように、このターンテー
ブル２４を介して標準車輪８に伝達される。したがっ
て、Ｘ軸方向の水平荷重を任意に変化させることによっ
て、車両の種々の加速あるいは減速状態を模擬的に再現
することができる。さらに、車両がカーブを走行してい
る状態におけるホイール・アライメントを測定する場合
には、水平押圧機構４０を操作してターンテーブル２４
にＸ，Ｙ軸方向から所定の水平荷重を加えることにより
行う。なおサスペンションユニットは移動コラム部６に
セットされているために、各構成部材の変位状況も容易
に観察することができる。

【００１４】本実施例に係るホイール・アライメント測
定装置では、上記したように水平押圧機構４０からの押
圧力をターンテーブル２４に付加しているが、この押圧
力を車輪の車軸に対して前方あるいは後方（Ｘ軸方向）
から付加することによって走行状態を模擬的に再現する
ことも可能である。また、本実施例においては車輪の変
形を除外した懸架装置のみの挙動を測定するために車輪
に鉄製の標準車輪８を使用しているが、通常の車輪を使
用することによって車輪とサスペンションユニットとの
総合的作用によってホイール・アライメントが受ける影
響を観察し、また測定することができる。

【考案の効果】本考案によると、ホイール・アライメン
トの測定精度が向上するとともに、種々の条件における
ホイール・アライメントの検出が可能になる。これによ
ってホイール・アライメントを変化させる因子の把握が
容易となり、ホイール・アライメントを適正な値に保持
できるように的確な対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動コラム部にサスペンションユニットがセッ
トされた状態の側面図である。

【図２】図１のII−II 矢視図である。

【図３】ウオームジャッキと水平押圧機構との取付け詳
細図である。

【図４】ホイール・アライメント測定装置の全体側面図
である。

【図５】トー角θｔの測定方法を表す概略図である。

【図６】キャンバ角θｃの測定方法を表す概略図であ
る。

【図７】キャスタ角α、キングピン傾角βの測定方法を
表す概略図である。

【符号の説明】

２…基礎架台（架台） ６…移動コラム部（架台） ８…標準車輪 １０…サスペンションユニット ２４…ターンテーブル（可動テーブル） ３０…ウオームジャッキ ４０…水平押圧機構

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪を装着した懸架装置を車体に代わっ
   て支持する架台と、 前記架台に支持された懸架装置に装着された車輪を載置
   し、前記架台に対して相対移動が可能な可動テーブル
   と、 前記可動テーブルを前記架台に対して所定距離だけ相対
   移動させたとき、あるいはその可動テーブルと架台との
   間に所定の力を作用させた状態下において、前記車輪お
   よび前記懸架装置の特定点の３次元座標を計測する計測
   機構と、 を有することを特徴とするホイール・アライメント測定
   装置。