JP3088567B2

JP3088567B2 - ホイールアライメント測定装置

Info

Publication number: JP3088567B2
Application number: JP04215410A
Authority: JP
Inventors: 本章渕脇
Original assignee: 中央電子計測株式会社
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0634347A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車体に取付けてある
各タイヤのトー量若しくはトー角とキャンバ角とを測定
するホイールアライメント測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車体を支持するとともに移動走行するた
めのタイヤは、ホイールを介してアクスル軸の左右両端
に夫々所定の角度で、つまり一定のキャンバ角度及びト
ー角度で取付けられており、その角度は予め所定の範囲
内におさめることが要求されている。キャンバ角度は車
体重量が作用することによりアクスル軸に取付けたホイ
ールからタイヤが抜け落ちるのを防止するために必要な
ものであり、地面に対しタイヤが逆八字型になるよう、
つまりタイヤ最上部がタイヤ最下部の接地面よりも外方
に僅かに突出するように傾斜するようになっている。ま
た、トー角度は、直進走行性を確保するために必要とす
るものであり、左右のタイヤの最前部間の幅寸法を最後
部間の幅寸法よりも小さくするようになっており、換言
すれば左右のタイヤを上方からながめたときに、前部の
方が内側に傾いた八字型となっている。このように、タ
イヤのキャンバ角及びトー角度は車を安全走行する上で
重要な要素となっており、このためこれらの角度はタイ
ヤ取付後、或いは車検等の際に正確に測定・検査される
ようになっている。このような事情から、これらの角度
の測定装置や測定方法が各種提案されている。例えばこ
のような角度を測定する装置として、所定位置に静置し
たタイヤに直接当て板等を接触させ、圧力計等の測定手
段でキャンバ角やトー角を測定するような構成のものが
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
測定装置の場合には、当て板等を接触させるタイヤ表面
に設けてある社名や規格等の模様を表示した凸部等が原
因となって誤差を生じ、正確な角度を測定できない場合
がある。また、このような測定装置の場合、タイヤに当
て板を直接接触させるので、測定中にタイヤが僅かに動
いて誤差を生じたり、精巧な測定機器等を破損する虞れ
がある。そこで、この発明は、上記した従来の欠点に鑑
み、トー角度若しくはトー量とキャンバ角度とを正確に
測定することができるとともに、測定の際に各種測定機
器の破損等をおこす虞れがないホイールアライメント測
定装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は、所定
位置に静置した車輌の各タイヤについてトー量若しくは
トー角とキャンバ角とを測定するホイールアライメント
測定装置であって、左右のタイヤ間をつなぐアクスル軸
方向に沿って進退するＸ移動体と、このＸ移動体に対し
て上下方向に移動するＹ移動体と、このＹ移動体に回転
自在に軸支した回転軸の先端に各タイヤの表面と対面す
るように取付けられ、この回転軸と共に回転する回転板
と、タイヤの回転中心位置と回転板の回転中心位置とを
一致させる位置合せ手段と、前記回転板に対しタイヤと
対向する外面側においてその半径方向に沿って移動可能
に、かつ、互いに中心角を１８０度離間して設けた発光
手段と、前記回転板と共に回転する発光手段から所定微
小時間を保持して多数回出射し、タイヤ表面の各部位で
反射して戻る光を入射する受光手段と、前記発光手段か
ら受光手段に至るまでに光が伝播するのに要する時間に
基づいて各タイヤのトー量若しくはトー角及びキャンバ
角を算出する演算手段と、この演算手段が算出した各タ
イヤのトー量若しくはトー角やキャンバ角ついてのデー
タを表示する表示手段とを備えたものである。

【０００５】

【作用】この発明のホイールアライメント測定装置は、
発光手段から出射する所定波長の光を介在としてタイヤ
の各部位までの距離を計測し、これに基づいてトー角若
しくはトー量及びキャンバ角を測定することができる。
また、タイヤに対して非接触状態での測定を行うので、
タイヤの揺れ等に伴うトラブルが防止できる。また、こ
の発明のホイールアライメント測定装置は、各タイヤの
全周各部位に向けて多数回出射し反射させて戻る光の所
要時間に基づいて得たデータから演算手段が適正に演算
し、換言すればタイヤ凸部等に起因する誤差を有効に補
正し、これによって正確な測定を行うことができる。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の一実施例について添付図面
をを参照しながら説明する。図１はこの発明に係るホイ
ールアライメント測定装置を示すものであり、このホイ
ールアライメント測定装置は、各タイヤ１７毎に設置さ
れており、Ｘ移動体及びＹ移動体を収めた本体部１と、
この本体部１のハウジング２側面２ａから突出し回転す
る回転板３と、位置合せ手段３０（図２参照）と、発光
手段４と、受光手段５と、演算手段６と、表示手段７と
を備えている。

【０００７】本体部１は、図２に示すように箱状のハウ
ジング２内に収納されており、Ｘ移動体８と、このＸ移
動体８を駆動するＸ駆動用モータ９と、Ｙ移動体１０
と、このＹ移動体１０を駆動するＹ駆動用モータ１１
と、回転板３を回転させるθ駆動用モータ１２と、回転
板３上の発光手段４及び受光手段５を一体的に回転板３
の半径方向に移動させるＲ駆動用モータ１３とから構成
されている。Ｘ移動体８は、ハウジング２底面側に設け
た基台１４上をスライドするようになっており、Ｘ駆動
用モータ９により回転するボールネジ１５に螺合し、ガ
イドシャフト１６に案内されながらＸ方向にスライドす
るようになっている。Ｙ移動体１０は、測定するタイヤ
１７の径の大きさに合せて回転板３の中心を各種サイズ
のタイヤ１７の中心に一致させるためにＸ移動体８に対
して上下方向、つまりＹ方向に移動するものであり、Ｙ
駆動用モータ１１により回転するボールネジ１８と螺合
しガイドシャフト１９に案内されながらスライド移動す
るようになっている。θ駆動用モータ１２は、トー角や
キャンバ角の測定のため回転板３をタイヤ１７の外面と
対向した状態で回転させるものであり、Ｘ移動体８上に
固設されており、この実施例では回転板３の中心に固着
した中空状の回転軸２０をギア２１，２２を介して回転
させるようになっている。なお、この回転軸２０は、Ｙ
移動体１０に回転自在に軸支されているとともに、ハウ
ジング２の側面２ａに開口した長孔２ｂを貫通して設け
られている。Ｒ駆動用モータ１３は、測定しようとする
タイヤ１７の径の大小に合せて発光手段４及び受光手段
５を回転板３の半径（ラジアル）方向に自在に変更移動
させてタイヤ１７外表面の適正位置にその発光手段４及
び受光手段５を対向配置させるものであり、この実施例
では中空状の回転軸２０内に配設された駆動軸２３を回
転することにより次に説明するＲ移動機構２４を駆動し
て発光手段４や受光手段５の移動を行うようになってい
る。Ｒ移動機構２４は、駆動軸２３の先端に固着したバ
ベルギア２５に噛合するバベルギア２６と、このバベル
ギア２６に固着したボールネジ２７と、このボールネジ
２７に螺合し、発光手段４及び受光手段５を一体に搭載
させたＲ移動体２８と、このＲ移動体２８の移動を案内
するガイドシャフト２９とから構成されている。

【０００８】位置合せ手段３０は、図２に示す回転体３
の回転中心となる回転軸２０と図４に示す各タイヤ１７
の回転中心位置１７０とを一致させて位置合せするもの
であり、この実施例では車種やタイヤのサイズ等のデー
タを入力する入力操作ボタン（図略）と、所定の駆動手
段（図略）によりホイールベース方向に所定幅だけ移動
する一対のタイヤ支持部３１と、このタイヤ支持部３１
に連結され同一方向に同位量移動する従動部３２とから
構成されている。タイヤ支持部３１は、図４に示すよう
にガイドレール３５に対してスライド自在に設けられた
支持台３３と、この支持台３３上において各タイヤ毎に
一対設けた回転ローラ３４Ａ，３４Ｂとから構成されて
おり、タイヤ１７を回転ローラ３４Ａ，３４Ｂ上に搭載
して自由に回転できるようになっている。なお、このタ
イヤ支持部３１には、個々の車両毎にホイールベース間
距離が誤差を生じている場合があるため、その誤差を吸
収する方向に支持台３３を移動して各タイヤを正しく支
持するための微調整手段（図略）を備えている。従動部
３２は、ガイドレール３６に対してスライド自在に設け
られ、上部に本体部１を搭載した支持台３７を備えてお
り、本体部１に設けた回転軸２０はタイヤの回転中心１
７Ｏに対して水平方向について、常時に一致するように
位置合せされている。また、この回転軸２０は、タイヤ
の回転中心１７Ｏに対して垂直（高さ）方向について、
予め入力したタイヤのサイズに合せてＹ軸移動体１０を
適宜作動し、所定量だけ回転軸２０を上下動して正確に
一致させるようになっている。

【０００９】発光手段４は、所定の微小時間間隔毎に所
定波長の光をタイヤ１７の外表面に向けて断続的に出射
していくものであり、この実施例ではタイヤ１７の全周
に亙る１５００ポイントに向けて波長７８０ｎｍのレー
ザ光を出射するレーザダイオード（ＬＤ）が使用されて
いる。そして、この発光手段４となるレーザダイオード
（ＬＤ）は、次の受光手段５とともに互いにπ(rad) だ
け位相をずらした点対称位置に一対設置されている。そ
して、これら一対のレーザダイオードのうち一方は、ト
ー量若しくはトー角及びキャンバ角の測定のときに作動
させて使用するようになっている。またそのトー量若し
くはトー角が所定の基準許容値内におさめられていない
場合にそのトー量若しくはトー角を基準許容値内におさ
めるための調整作業を行う際には、後に説明する表示手
段７の画面７ａ上に表示されるデータを見ながら速やか
に作業を行うため、両方のレーザダイオードが同時に使
用されるようになっている。受光手段５は、発光手段４
から出射した光を入射すると所定の電気信号を演算手段
６に出力するものであり、フォトセンサが使用されてい
る。

【００１０】演算手段６は、受光手段５から出力される
電気信号に基づいて、つまり、発光手段４から出射され
受光手段５に達するまでの時間ｔについてのデータか
ら、タイヤ１７の各ポイントまでの距離ｄを算出すると
ともに、その算出した各ポイントまでの距離ｄについて
のデータからトー角若しくはトー量及びキャンバ角を算
出するようになっている。即ち、この演算手段６は、図
５に示すタイヤ１７の外表面１７ａに対し、例えば零度
の初期点から反時計回りに順次各点における受光手段５
（若しくは発光手段４）までの距離ｄを次式によって算
出するようになっている。ｄ＝ｃｔ／２（但し、ここでｃは光の速度）そして、この演算手段６は、各ポイントにおいて算出さ
れた距離が図６に示すように表示手段７の画面７ａ上に
おいてグラフＡの如く順次表示されていくようになって
いる。また、この演算手段６は、特にこれらのデータの
うち零度における距離ｄ₀と１８０度における距離ｄ₂
との差Ｄからトー量（Ｄ）を算出するとともに、９０度
における距離ｄ₁と２７０度における距離ｄ₃と受光手
段５の回転半径ｒとを用いた次の演算式 α＝ｔａｎ^-1〔２ｒ／（ｄ₃−ｄ₁)〕からキャンバ角（α）を算出するようになっている。な
お、このキャンバ角（α）については、タイヤ接地部で
ある２７０度部分における膨らみ現象を考慮して、１８
０度と３６０度との中間値をデータとして使用するよう
になっている。表示手段７は、トー量若しくはトー角の
測定と同時に必要に応じて行うそのトー量若しくはトー
角調整作業を確実に、かつ迅速に行うためのものであ
り、演算手段６から出力されるタイヤ１７の各ポイント
毎における距離（ｄ）についてのデータが画面１７ａ上
に逐次表示されていくようになっている。

【００１１】なお、この実施例の位置合せ手段では、タ
イヤ支持部３１と従動部３２とを一体に連結させて従動
させているが、特にこれに限定されるものではなく、例
えばタイヤ支持部と従動部とを連結させず、図７に示す
ようにタイヤ１７の近傍にて移動台４０を水平（Ｚ）方
向に微小移動すると共に、図８に示すように高さ（Ｙ）
方向に微小移動させて、タイヤのサイドモール形状を計
測し、これによってタイヤの中心位置を算出してその中
心位置へ回転板３′を移動させてもよい。また、この発
明に係る位置合せ手段において、例えばタイヤの中心位
置を算出する方法としては、例えば図９に示すように、
タイヤ１７の外周面上にタッチセンサ４２を一定トルク
で接触させ、そのトルクを一定としたままタイヤ１７外
周面に沿ってタッチセンサ４２を移動させ、このときタ
ッチセンサ４２の移動軌跡に基づいてタイヤの中心１７
Ｏを求めてもよい。また、さらにこのタイヤの中心位置
の算出方法としては、図１０に示すように、予めタイヤ
１７のサイズ（直径）を入力させておき、タッチセンサ
４２によりタイヤ１７の外周面上３箇所の位置を計測
し、これらの位置からタイヤの中心位置を算出してもよ
い。

【００１２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
るホイールアライメント測定装置によれば、発光手段か
ら出射する所定波長の光を介在としてタイヤの各部位ま
での距離を全周に亙って計測し、これに基づいてトー角
若しくはトー量及びキャンバ角を測定することができ、
換言すればタイヤに対して非接触状態での測定を行うこ
とができるので、接触状態での測定に伴うトラブル、例
えば装置の破損やタイヤの揺れ等による誤差の発生が有
効に防止することができる。また、この発明に係るホイ
ールアライメント測定装置によれば、タイヤ全周に亙り
各部位に向けて多数回出射し反射させて戻る光の所要時
間から演算手段が距離を逐一算出しているので、タイヤ
の部分的な凹凸に起因する誤差が有効に補正でき、換言
すれば、より一層正確な測定を行うことができるので、
高精度のものが提供できる。さらに、この発明によれ
ば、位置合せ手段によってタイヤの回転中心位置と回転
板の回転中心位置とが正確に一致させることができるの
で、さらに一層高精度のものが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るホイールアライメント測定装置
を示す概略構成図である。

【図２】この発明に係る位置合せ手段を示す平面図であ
る。

【図３】この発明の要部を示す斜視図である。

【図４】図２に示す位置合せ手段のタイヤ支持部にタイ
ヤを搭載したときの状態を示す側面図である。

【図５】この発明に係る測定装置を用いた測定方法を説
明するための説明図である。

【図６】この発明に係る測定装置により測定されたデー
タの処理方法を示すグラフである。

【図７】この発明に係る位置合せ手段の変形例を示す平
面図である。

【図８】図７に示す位置合せ手段を示す正面図である。

【図９】この発明に係る位置合せ手段においてタイヤ回
転中心位置の算出方法を示す説明図である。

【図１０】同タイヤ回転中心位置の算出方法を示す説明
図である。

【符号の説明】

３回転板４発光手段５受光手段６演算手段７表示手段８Ｘ移動体１０Ｙ移動体１７タイヤ３０位置合せ手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定位置に静置した車輌の各タイヤにつ
いてトー量若しくはトー角とキャンバ角とを測定するホ
イールアライメント測定装置であって、左右のタイヤ間をつなぐアクスル軸方向に沿って進退す
るＸ移動体と、このＸ移動体に対して上下方向に移動するＹ移動体と、このＹ移動体に回転自在に軸支した回転軸の先端に各タ
イヤの表面と対面するように取付けられ、この回転軸と
共に回転する回転板と、タイヤの回転中心位置と回転板の回転中心位置とを一致
させる位置合せ手段と、前記回転板に対しタイヤと対向する外面側においてその
半径方向に沿って移動可能に、かつ、互いに中心角を１
８０度離間して設けた発光手段と、前記回転板と共に回転する発光手段から所定微小時間を
保持して多数回出射し、タイヤ表面の各部位で反射して
戻る光を入射する受光手段と、前記発光手段から受光手段に至るまでに光が伝播するの
に要する時間に基づいて各タイヤのトー量若しくはトー
角及びキャンバ角を算出する演算手段と、この演算手段が算出した各タイヤのトー量若しくはトー
角やキャンバ角ついてのデータを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とするホイールアライメント測定装
置。