JP4646041B2 - 自動車の車輪アライメント測定方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車輪アライメントを測定する方法及びその装置に関する。

自動車は、その走行時の操舵性を確保するために車輪にキャンバー角が与えられ、このキャンバー角の付与による直進安定性の低下を防止するために車輪にトー角が付与されている。そして、良好な走行安定性が得られるように車輪のアライメントを調整するためには、各車輪毎にその角度や位置を高精度に測定する必要がある。こうした車輪アライメントの測定は、車輪を装着した状態の完成車について行われるのが一般的であるが、車輪を装着した状態の完成車について車輪アライメントの測定を行うと、車輪自体の弾性変形等によって測定結果に狂いが生じるおそれがあり、正確な車輪アライメントの調整を行うことができない。

一方、従来より、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又は特許文献２参照）。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て各車輪取付部に対して一様に車重に相当する荷重を付与し、車輪取付部の位置と姿勢と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。そして、アライメント測定時の車輪取付部の位置は、一般には、車輪取付部の軸から車体のフェンダー縁までの高さや、車輪取付部の軸から懸架装置が連結されたサブフレームまでの高さ等が基準とされ、車輪取付部を完成車と同等の位置として車輪のアライメントが測定されている。

しかし、各車輪取付部に対して一様に車重に相当する荷重を付与し、基準位置における車輪取付部に対して車輪のアライメントを測定した場合には、例えば、完成車が有する左右側の懸架装置のバラツキにより左右の車高に差が生じる場合であっても、測定時の車輪取付部から得られるアライメントの測定結果は完成車における懸架装置の状態を加味したものとはならず、この測定結果を用いても正確な車輪アライメントの調整を行うことができない。
特許第２９３８９８４号公報 特許第３８８１２８７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において車輪が未装着の各車輪取付部に対して完成車における懸架装置の状態を加味した車輪のアライメントを容易に測定することができ、正確な車輪アライメントの調整を行うことが可能な精度の高い測定結果を得ることができる自動車の車輪アライメント測定方法及びその装置を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するために、本発明は、自動車の懸架装置に連結された四つの車輪取付部を各別に昇降自在として自動車車体を支持部に支持し、車輪が未装着状態の各車輪取付部を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り上昇される各車輪取付部の姿勢に基づいて車輪アライメントを測定する測定工程とを備える自動車の車輪アライメント測定方法であって、前記車輪取付部上昇工程は、前記車体を前記支持部に固定して各車輪取付部を車体と相対的に上昇させつつ各車輪取付部の荷重を計測する荷重計測工程と、該荷重計測工程により計測された各車輪取付部の荷重が夫々の車輪取付部毎に予め設定された荷重となったとき各車輪取付部毎に上昇を停止させる上昇停止工程とを備え、前記測定工程は、前記上昇停止工程によって上昇が停止された各車輪取付部の車輪アライメントを測定することを特徴とする。

本発明の方法は、車輪取付部上昇工程により車輪が未装着状態の車輪取付部を上昇させて車輪取付部に荷重がかかった状態を作り出し、この状態で測定工程により車輪取付部の姿勢に基づいて車輪アライメントを測定するので、車体の組立ラインにおいて未完成（車輪が装着されていない）車体に対する車輪アライメントを測定することができるものである。本発明の方法によれば、先ず、前記車輪取付部上昇工程において、前記荷重計測工程により、各車輪取付部を車体と相対的に上昇させつつ各車輪取付部の荷重を計測する。次いで、前記上昇停止工程により、荷重計測工程における計測結果が夫々の車輪取付部毎に予め設定された荷重となったとき各車輪取付部毎に上昇を停止させる。これにより、上昇が停止された状態の各車輪取付部は、各別に所定の荷重が付与された状態となる。なお、夫々の車輪取付部に予め設定されている各荷重は、完成車（各車輪取付部に車輪を取り付けた車体）の車輪を含む各車輪取付部の荷重を計測し、この計測値から車輪の重量と車輪を取り付けるための取付ナットの重量とを除いた値を採用する。

ここで、前記上昇停止工程においては、例えば、車輪を装着した完成車において左右の車高に差が生じている場合と同じく、夫々の車輪取付部の荷重に対応して各車輪取付部毎に異なる高さ位置に停止される。そして、この高さ位置で、前記測定工程によって夫々の車輪取付部に対する車輪アライメントの測定を行うことにより、各車輪取付部毎に完成車の懸架装置の状態を含む測定結果を得ることができる。従って、各車輪取付部毎の測定結果に基づいて車輪アライメントの調整を行うことにより、各懸架装置毎のバラツキを加味した正確な調整を行うことができる。

また、本発明は、上記の方法を実現するための測定装置であって、懸架装置に連結された四つの車輪取付部を各別に昇降自在として自動車車体を固定支持する支持手段と、車輪が未装着状態の各車輪取付部を車体と相対的に上昇させる車輪取付部上昇手段と、各車輪取付部上昇手段に設けられて上昇時の車輪取付部の荷重を計測する荷重計測手段と、各荷重計測手段により計測された荷重が夫々の車輪取付部毎に予め設定された荷重となったとき、各車輪取付部毎に各車輪取付部上昇手段による上昇を停止させる上昇制御手段と、上昇制御手段により上昇が停止された各車輪取付部の車輪アライメントを測定する測定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の装置においては、前記荷重計測手段を設けたことにより、車輪取付部上昇手段による各車輪取付部の上昇時に、各車輪取付部毎の荷重を計測することができる。そして、上昇制御手段を設けたことによって、各車輪取付部毎に各車輪取付部上昇手段による上昇を停止させることができる。このとき、上昇制御手段は、夫々の車輪取付部毎に予め設定された荷重と各荷重計測手段により計測された荷重とが、その夫々において同じ荷重となったときに各車輪取付部を各別に停止させる。なお、上昇制御手段は、予め夫々の車輪取付部毎に設定された荷重をデータとして記憶しており、各荷重データと、荷重計測手段が出力した出力データとを比較している。上昇制御手段が記憶している各荷重データは、予め、完成車（各車輪取付部に車輪を取り付けた車体）の車輪を含む各車輪取付部から計測された値から車輪の重量と車輪を取り付けるための取付ナットの重量とを除いた値である。

上昇制御手段によれば、例えば、車輪を装着した完成車において左右の車高に差が生じている場合と同じく、夫々の車輪取付部の荷重に対応して異なる高さ位置に各車輪取付部を停止させることができる。そして、この高さ位置で、前記測定手段によって夫々の車輪取付部に対する車輪アライメントの測定を行うことができる。これにより、測定手段からは、各車輪取付部毎に完成車と同じ懸架装置の状態を含む測定結果を得ることができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のアライメント測定装置の概略構成を示す説明的側面図、図２は車輪取付部の支持状態を示す説明的斜視図、図３は車輪取付部上昇手段及びアライメント測定手段の説明図、図４は車輪アライメントの測定状態を模式的に示す説明図、図５は完成車の懸架装置の状態を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態の車輪アライメント測定装置１は、自動車車体２の組立ラインにおける車体２の搬送路に設けられており、ハンガ３（仮想線で示す）により支持された車体２は、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、車輪アライメント測定装置１の上流において懸架装置４（図４参照）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４つの車軸の夫々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。

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からその上方に車体２を離脱させて車体２を支持する車体支持手段９（支持手段）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４つの車輪取付部５を各別に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（測定手段）とを備えている。

前記車体支持手段９は、車体リフタ１２により車体２を上昇させてハンガ３から車体２を離脱させる。このとき、車体支持手段９は、クランプ手段１３により車体２のジャッキアップ用ブラケットをクランプし、車体２を上昇不能とする。

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、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に連結される。連結部７ａは、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。

前記車輪取付部上昇手段１０は、４つの車輪取付部５の夫々に対応して設けられ、図３に示すように、車輪模擬体６を介して車輪取付部５をその下方から支持する支持板１４と、該支持板１４を前後左右に移動自在に支持する昇降板１５と、該昇降板１５を介して支持板１４に支持された車輪取付部５を上昇させるシリンダ１６（図１参照）とを備えている。また、昇降板１５には、支持板１４を介して車輪取付部５から受ける荷重を計測する荷重計測手段１７が設けられている。また、各車輪取付部上昇手段１０は、図示しない上昇制御手段を備えている。上昇制御手段は、車輪取付部５に対応して予め設定された荷重データを記憶しており、この荷重データと荷重計測手段１７により計測された計測荷重とが一致したとき、シリンダ１６を制御して車輪取付部５の上昇を停止させる。昇制御手段に記憶されている前記荷重データは、予め、完成車（図５参照）の車輪を含む各車輪取付部５に対して計測された計測値から車輪の重量を除いた値が用いられている。

アライメント測定手段１１は、図３に示すように、前記昇降板１５に支持されて、車輪取付部５に設定された複数の測定箇所からの距離を計測する複数のレーザセンサ１８と、各レーザセンサ１８により計測された距離に基づいて車輪取付部５の姿勢角（トー角やキャンバー角）を演算により求める図示しない姿勢角検出手段とを備えている。なお、各レーザセンサ１８は、車輪取付部５との対峙位置を維持するための保持機構１９により保持され連結アーム２０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。

次に、本実施形態による車輪アライメントの測定方法を説明する。図１を参照して、ハンガ３に支持された車体２が車輪アライメント測定装置１の直上に搬送されると、車体支持手段９の先端が車体２の下方に突き当てられてジャッキアップ用ブラケットをクランプする。そして、車体リフタ１２により車体２が上昇されてハンガ３から離脱したところで上昇が停止される。この状態で、車体支持手段９による車体２のクランプ状態が維持され、車体２は上昇不能に保持される。

続いて、夫々の車輪取付部上昇手段１０が各車輪取付部５を上昇させる（車輪取付部上昇工程）。即ち、図３に示す状態で、支持板１４が車輪模擬体６を介して車輪取付部５を上昇させる。同時に、上昇過程における車輪取付部５の荷重が荷重計測手段１７により連続的に計測される（荷重計測工程）。更にこのとき、上昇制御手段においては、予め設定された荷重データと荷重計測手段１７により計測される計測荷重との比較が行われる。なお、荷重計測手段１７による荷重計測と、上昇制御手段による荷重データの比較とは、各車輪取付部５に対して各別に行われる。

そして、上昇制御手段は、荷重計測手段１７により計測された荷重と記憶している荷重データとが一致したとき、図４に示すように、車輪取付部上昇手段１０による車輪取付部５の上昇を停止させる（上昇停止工程）。なお、図４においては説明の便宜上車輪模擬体６を図示省略している。こうして、４つの車輪取付部５の上昇が夫々停止されたとき、各アライメント測定手段１１によって夫々の車輪取付部５毎にその姿勢角が測定される（測定工程）。

ここで、図５に示すように、完成車２１において、夫々の懸架装置４のバラツキの影響を受けており、左右の車高に差が生じている場合がある。本実施形態においては、前述したように、予め、完成車２１の車輪Ｗ（タイヤ及びホイール）を含む各車輪取付部５に対して荷重を計測し、この計測値から車輪Ｗの重量と車輪Ｗを車輪取付部５に取り付けるための取付ナット（図示せず）の重量を除いた値を前記荷重データとして各上昇制御手段に記憶されている。この荷重データを用いて各車輪取付部５の上昇を停止させると、図４に示すように、車体２に対して夫々の懸架装置４が完成車と同じ状態となる。そこで、図４に示す状態で各車輪取付部５毎に姿勢角を測定することにより、その測定結果は図５に示す完成車２１における懸架装置４の状態が加味されたものとなって、極めて精度の高い測定結果が得られる。なお、図４及び図５においては、説明の便宜上、懸架装置４の状態を誇張して示している。

以上の実施形態により説明したように、本発明によれば、車体２の組立ラインにおいて車輪が未装着の各車輪取付部５に対して完成車における懸架装置４の状態を加味した車輪のアライメントを容易に測定することができ、正確な車輪アライメントの調整を行うことが可能な精度の高い測定結果を得ることができる。

本発明の実施形態のアライメント測定装置の概略構成を示す説明的正面図。 車輪取付部の支持状態を示す説明的斜視図。 車輪取付部上昇手段及びアライメント測定手段の説明図。 車輪アライメントの測定状態を模式的に示す説明図。 完成車の懸架装置の状態を示す説明図。

符号の説明

１…車輪アライメント測定装置、２…車体、４…懸架装置、５…車輪取付部、９…車体支持手段（支持手段）、１０…車輪取付部上昇手段、１１…アライメント測定手段（測定手段）、１７…荷重計測手段、Ｗ…車輪。

Claims (2)

1. 自動車の懸架装置に連結された四つの車輪取付部を各別に昇降自在として自動車車体を支持部に支持し、車輪が未装着状態の各車輪取付部を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り上昇される各車輪取付部の姿勢に基づいて車輪アライメントを測定する測定工程とを備える自動車の車輪アライメント測定方法であって、
   前記車輪取付部上昇工程は、前記車体を前記支持部に固定して各車輪取付部を車体と相対的に上昇させつつ各車輪取付部の荷重を計測する荷重計測工程と、
   該荷重計測工程により計測された各車輪取付部の荷重が夫々の車輪取付部毎に予め設定された荷重となったとき各車輪取付部毎に上昇を停止させる上昇停止工程とを備え、
   前記測定工程は、前記上昇停止工程によって上昇が停止された各車輪取付部の車輪アライメントを測定す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. 自動車の車輪アライメントを測定する測定装置であって、
   懸架装置に連結された四つの車輪取付部を各別に昇降自在として自動車車体を固定支持する支持手段と、
   車輪が未装着状態の各車輪取付部を車体と相対的に上昇させる車輪取付部上昇手段と、
   各車輪取付部上昇手段に設けられて上昇時の車輪取付部の荷重を計測する荷重計測手段と、
   各荷重計測手段により計測された荷重が夫々の車輪取付部毎に予め設定された荷重となったとき、各車輪取付部毎に各車輪取付部上昇手段による上昇を停止させる上昇制御手段と、
   上昇制御手段により上昇が停止された各車輪取付部の車輪アライメントを測定する測定手段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装置。

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