JP2607768B2 - トー角度測定装置 - Google Patents

トー角度測定装置

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JP2607768B2
JP2607768B2 JP3131340A JP13134091A JP2607768B2 JP 2607768 B2 JP2607768 B2 JP 2607768B2 JP 3131340 A JP3131340 A JP 3131340A JP 13134091 A JP13134091 A JP 13134091A JP 2607768 B2 JP2607768 B2 JP 2607768B2
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伸二 青木
武久 若森
明 森薗
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホイールアラインメン
トの中のトー角度を高精度に測定することのできるトー
角度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車のホイールアライメントのトー角
度を正確に調整することは、走行安定性を維持する上で
極めて重要である。例えば、特公昭51−49081号
公報に開示された方法では、車輪を1回転させた時のリ
ム部の変位を基準板に取り付けたセンサで測定し、得ら
れた測定結果からなる正弦波曲線を補正してトー角度を
求めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、センサの精度上の問題や、センサにより測定す
るリム部にホイールバランス用のウエイトが存在するた
めに、車輪のリム部の変位を正確に読み取ることができ
ないという不都合があった。
【0004】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、車輪のリム部の製造上の誤差、ホイー
ルバランス用のウエイトの影響を除去し、トー角度を高
精度に測定することのできるトー角度測定装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【0006】
【課題を解決するための手段】 前記課題を解決するため
に、 本発明は、車輪を360/n度(nは2以上の整
数)ずつ回転させる車輪回転手段と、所定距離離間し、
前記車輪のリム・フランジに対応して配設される各2つ
からなる2組の距離センサを有し、4つの前記距離セン
サにより夫々基準面から前記リム・フランジまでの距離
を検出する距離検出手段と、4つの前記距離センサによ
って得られた距離情報を、前記車輪回転手段による車輪
の回転に応じてn回取り込み、前記2組の距離センサの
中、一方の組の距離センサが前記リム・フランジのバラ
ンスウエイトを検出した際、他方の組の距離センサから
の距離情報に基づいてトー角度を算出するトー角度算出
手段と、を備えることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明に係るトー角度測定装置では、基準面か
らリム・フランジまでの距離を所定距離離間した各2つ
の距離センサからなる2組の距離センサによって検出
る処理を、車輪回転手段によって車輪を360/n度回
転させながら行う。そして、得られた距離情報から、リ
ム・フランジのバランスウエイトを検出しない組の距離
センサからの距離情報を選択し、トー角度を算出するこ
とにより、リムの製造上の誤差をキャンセルして高精度
にトー角度を算出することができる。
【0008】
【実施例】本発明に係るトー角度測定装置について実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
【0009】図1において、参照符号10は本実施例に
係るトー角度測定装置を示す。この装置10は、図2お
よび図3に示すように、車両12に装着された4つの車
輪14a乃至14dに対応する位置に夫々配置されると
ともに、前記車両12の進入位置あるいは車両12の車
幅および車長に応じて矢印a、b方向に変位可能に構成
される(特開昭64ー72001号参照)。装置10
は、メインフレーム16を介して車幅方向(矢印a方
向)に変位可能な枠体18を備え、この枠体18上に、
ガイドレール20a、20bを介して車長方向(矢印b
方向)に変位可能な第1テーブル22が載置される。
【0010】第1テーブル22上には、ガイドレール2
4a、24bを介して車幅方向に変位可能な第2テーブ
ル26が載置され、この第2テーブル26には、支軸2
8が軸受30を介して矢印c方向に回転可能に支持され
る。支軸28上には、第3テーブル32が載置されると
ともに、この支軸28はサーボモータ33によって回転
および停止される。
【0011】第3テーブル32上には、ガイドレール3
4a、34bを介して対向する一対の車輪クランプ手段
36a、36bが載置される。これらの車輪クランプ手
段36a、36bは、パンタグラフ機構38によって連
結されており、駆動用シリンダ40の作用下に支軸28
を中心として常時対称に近接および離間可能に構成され
る。
【0012】車輪クランプ手段36bは、略L字状に折
曲される支持部材42bと、前記支持部材42bの鉛直
方向に延在する側面に支持された一対のガイドロッド4
4bに固定されて矢印d方向に変位可能なブラケット4
6bと、前記ブラケット46bに装着される2つのクラ
ンプローラ48bおよび50bと、前記ブラケット46
bの昇降シリンダ52bとを有する。このクランプロー
ラ48bおよび50bは、図4に示すように、車輪14
aのタイヤ部分15aの側面に対して当接するように配
設されている。
【0013】一方、車輪クランプ手段36aは、略L字
状に折曲される支持部材42aと、前記支持部材42a
の上部に取り付けられた第4のテーブル54と、前記第
4テーブル54に取り付けられたエアシリンダ56によ
り、車幅方向(矢印a方向)に変位可能なブラケット5
8と、前記ブラケット58に装着される3つのクランプ
ローラ60、62、64とを有する。このブラケット5
8は軸66を回転中心として、矢印e方向に回動するよ
う構成されており、且つ、ブラケット58の傾きを検出
するキャンバー角エンコーダ67によりキャンバー角の
測定ができるように構成されている。
【0014】また、一方の車輪クランプ手段36b側に
は、車輪14aのリム・フランジ17aを検知するトー
角度測定手段68が設けられる。トー角度測定手段68
は、支持部材70を介して枠体18に装着される。前記
支持部材70の上端部には、鉛直状態で支持された一対
のガイドロッド72a、72bを介して、第5テーブル
74と、前記第5テーブル74を上下させるサーボモー
タ76と、第5テーブル74上のガイドレール78を介
して矢印a方向に変位する第6のテーブル80と、前記
第6テーブル80上を矢印b方向に変位するホイールリ
ムエッジセンサ群82とが設けられる。このホイールリ
ムエッジセンサ群82は、リム・フランジ17aに対応
して所定間隔で配設される4つのストロークセンサ84
a乃至84dより構成される。これらのストロークセン
サ84a乃至84dは、リム・フランジ17aに指向し
て進退自在に構成され、夫々リム・フランジ17aまで
の距離を測定するものである。
【0015】支軸28の上方には、枠体18に固定され
たガイドレール100a、100bを介して第7のテー
ブル102が矢印b方向に変位可能に載置され、前記第
7テーブル102上には、ガイドレール104a、10
4bを介して車輪保持台106が矢印a方向に変位可能
に載置される。車輪保持台106には、軸受108を介
して支軸110が矢印c方向に回動可能な状態で保持さ
れており、この支軸110上には、ブラケット112を
介して車輪支持ローラ114a、114bが保持され
る。これらの車輪支持ローラ114a、114bは、モ
ータ115によって回転駆動される。
【0016】図5は、以上のように構成されたトー角度
測定装置10の制御系を示す。この制御系は、駆動用シ
リンダ40、サーボモータ33およびモータ115を駆
動し、車輪14a乃至14dの位置決め制御を行う車輪
位置決め制御部126と、ストロークセンサ84a乃至
84dを含む検出部128と、入出力部130と、トー
角度を演算して求める演算処理部132とを備える。
【0017】次に、以上のように構成されるトー角度測
定装置10の動作について説明する。
【0018】先ず、記憶部134に記憶されたデータに
基づき、演算処理部132、入出力部130を介して車
輪位置決め制御部126に制御信号が送出され、検出対
象である車両の車幅および車長に応じて、枠体18およ
び第1テーブル22が矢印a、b方向に変位して調整さ
れる。次いで、車両12を進入させ、各車輪14a乃至
14dが装置10の車輪支持ローラ114a、114b
上に載置される(図1乃至図3参照)。
【0019】次に、駆動用シリンダ40が駆動され、車
輪クランプ手段36a、36bがガイドレール34a、
34bに沿って相対的に近接して、クランプローラ48
b、50b、60、62、64がタイヤ部分15aに当
接する。なお、車輪クランプ手段36a、36bの高さ
は予め昇降シリンダによって調整しておく。
【0020】クランプローラ48b、50b、60、6
2、64をタイヤ部分15aに当接させた後、サーボモ
ータ33を駆動し、車輪クランプ手段36a、36bを
支軸28を中心として回動させる。この場合、車輪14
a乃至14dが偏向し、これに伴って図示しないハンド
ルが回動する。そこで、ハンドルが直進状態となった時
点でサーボモータ33を停止させる。
【0021】次に、第6テーブル80を車輪14a乃至
14dに指向して変位させ、トー角度測定手段68を構
成する4つのストロークセンサ84a乃至84dを車輪
14a乃至14dのリム・フランジ17aに当接させ
る。この場合、検出部128を構成する各ストロークセ
ンサ84a乃至84dの出力信号が入出力部130を介
して演算処理部132に供給され、基準面からリム・フ
ランジ17aまでの距離が検出される。
【0022】ここで、車輪14a乃至14dのトー角度
θT は、図6に示すように、基準面上の2点からリム・
フランジ17aまでの距離A、Bを用いて、 θT =tan-1{(B−A)/span}…(1) として求めることができる。なお、spanは2点間の
距離である。
【0023】ところが、実際には、リム成形時のばらつ
きにより、リムに横振れが生じている場合がある。この
場合、図7に示すように、基準面からリム・フランジ1
7aまでの距離a、bは、 a=A+d…(2) b=B+e…(3) となる。なお、d、eは、リムの横振れ量である。
【0024】そこで、車輪位置決め制御部126によっ
てモータ115を駆動し、車輪支持ローラ114a、1
14bを回動させることで車輪14a乃至14dを所定
角度ずつ回転させ、同様の測定をn回行えば、各点の測
定値の総和は、 Σai =nA+Σdi …(4) Σbi =nB+Σei …(5) となる。なお、ai 、bi は各測定点における測定値、
i 、ei は各測定点におけるリムの横振れ量である。
この場合、図8に示すように、測定回数nと、リム・フ
ランジ17aの測定点mおよびm+1間の角度αとの関
係が、 α=360°/n…(6) となるように測定点m、m+1間の距離を設定すると、 Σdi =Σei ≡Σci …(7) とすることができる。従って、各点の測定値の総和は、 Σai =nA+Σci …(8) Σbi =nB+Σci …(9) となる。ここで、例えば、n=2の場合、(6)式より
α=180°となり、1回目の測定では、 a1 =A+c1 …(10) b1 =B+c2 …(11) となり、2回目の測定では、 a2 =A+c2 …(12) b2 =B+c1 …(13) となる。これらを加えると、 Σai =2A+c1 +c2 …(14) Σbi =2B+c2 +c1 …(15) となる。従って、これをn回の測定に一般化すれば、ト
ー角度θT は、 θT =tan-1〔{(nB+Σci )− (nA+Σci )}/(n・span)〕…(16) となる。この結果、リムの横振れがキャンセルされ、ト
ー角度θT を高精度に検出することができる。
【0025】ここで、トー角度θT は、ストロークセン
サ84a乃至84dによって検出された距離情報に基づ
いて算出することができる。この場合、トー角度θ
T は、ストロークセンサ84a乃至84dの中、2つだ
けで測定することができるが、車輪14a乃至14dの
リム・フランジ17aには、図9に示すように、ウエイ
トバランサ116が取り付けられているのが一般的であ
る。このため、例えば、ストロークセンサ84aがウエ
イトバランサ116の上に乗ると、1mm以上の変動が
生じる。この時、前記ストロークセンサ84aによって
検出された距離情報のデータを用いてトー角度θT の測
定を行うと、誤差が生じてしまう。
【0026】そこで、本実施例では、検出部128で検
出された信号を、入出力部130を介して、演算処理部
132で監視し、車輪14a乃至14dを回動させた際
に、ストロークセンサ84a乃至84dの1つからの信
号の変動が他のストロークセンサ84a乃至84dから
の信号よりも所定以上大きい時、そのストロークセンサ
84a乃至84dを除く他のストロークセンサ84a乃
至84dからの信号に従ってトー角度θT の演算を行
う。なお、ストロークセンサ84a乃至84dのなす角
は360度を正の整数で除せる角度でなければならな
い。
【0027】具体的には、4個のストロークセンサ84
a乃至84dは、図9に示すように、A、B、C、Dの
位置に、所定の角度を持って設置されている。この場
合、車輪14a乃至14dの中心に対して、位置Aと位
置Dのなす角は90度であり、位置Aと位置Bおよび位
置Cと位置Dのなす角は、位置Aと位置Dのなす角の1
/4である。そこで、モータ115を駆動し、車輪14
a乃至14dを90度ずつ回動させ、各ストロークセン
サ84a乃至84dによって検出された4回の検出値を
取り込んで記憶部134に記憶させる。次に、これらの
検出値より前述した(16)式を用いてトー角度θT
算出する。ここで、例えば、ストロークセンサ84aが
ウエイトバランサ116の上に乗っている場合には、ス
トロークセンサ84a、84dからの検出値の代わりに
ストロークセンサ84b、84cからの検出値を用いて
トー角度θT の演算を行う。このようにして処理を行う
ことにより、ウエイトバランサ116の影響を排除して
高精度にトー角度θT を測定することができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、測定誤差の少ない車輪
のリム部に、少なくとも2個のセンサを配置し、そのセ
ンサ位置を360/nに設定し、前記車輪を回動させて
n回測定を行うことにより、この測定結果から前記リム
部の製造上の誤差等をキャンセルしてトー角度を高精度
に測定することができる。
【0029】また、センサを2個ずつ複数組配置し、い
ずれかの組のセンサがリム部のウエイトバランサに干渉
した場合、他の干渉していない組のセンサからの信号に
基づいて測定を行うようにすることにより、ウエイトバ
ランサの影響を排除して、さらに高精度なトー角度の測
定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトー角度測定装置の一実施例を示
す斜視説明図である。
【図2】前記装置に対して車両を設置した状態を示す斜
視説明図である。
【図3】前記装置の平面説明図である。
【図4】車輪のリム面に対してセンサを接触させた状態
の説明図である。
【図5】前記装置の制御系の構成ブロック図である。
【図6】基準面に対する車輪のリム面の傾きの説明図で
ある。
【図7】基準面に対する車輪のリム面の横振れの説明図
である。
【図8】車輪のリム面に対するセンサの配置説明図であ
る。
【図9】車輪のリム面におけるバランサウエイトとセン
サとの位置関係説明図である。
【符号の説明】
10…トー角度測定装置 12…車両 14a〜14d…車輪 28…支軸 36a、36b…車輪クランプ手段 68…トー角度測定手段 82…ホイールリムエッジセンサ群 84a〜84d…ストロークセンサ 114a、114b…車輪支持ローラ 115…モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椋本 隆次 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−218810(JP,A) 実開 昭63−44107(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車輪を360/n度(nは2以上の整数)
    ずつ回転させる車輪回転手段と、 所定距離離間し、前記車輪のリム・フランジに対応して
    配設される各2つからなる2組の距離センサを有し、4
    つの前記距離センサにより夫々基準面から前記リム・フ
    ランジまでの距離を検出する距離検出手段と、4つの 前記距離センサによって得られた距離情報を、
    車輪回転手段による車輪の回転に応じてn回取り込
    み、前記2組の距離センサの中、一方の組の距離センサ
    が前記リム・フランジのバランスウエイトを検出した
    際、他方の組の距離センサからの距離情報に基づいて
    ー角度を算出するトー角度算出手段と、 を備えることを特徴とするトー角度測定装置。
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CN102072824B (zh) * 2010-12-18 2012-07-04 浙江大学 车轮夹紧式车辆定位装置
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