JP4921709B2 - チェーン又はベルト駆動式車両のシャシージオメトリの制御法及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、チェーン又はベルト駆動式車両のシャシージオメトリの制御法及び制御装置に関する。

多くの分野で、特に自転車及びオートバイにおいて、時折例えば機械的な負荷、保守整備作業、タイヤ交換又は二次駆動部材の交換によってチェーンホイールの位置変化が生ぜしめられる。これによって惹起される、ベルト又はチェーンに関するチェーンホイールの斜位に基づいて、正しいアライメントにおけるよりも不規則で多大な摩耗が発生する。同じことは、例えば機械におけるベルト又はチェーン駆動装置にも云える。

ベルトプーリ若しくはチェーンホイールとのベルト又はチェーンの整合を、コード又は直線定規を用いて制御することは従来技術として公知であり、このことは時間もかかるし不正確でもある。

更に、オートバイの車軸取付け部にマーキングを施すことが公知である。但し、これらのマーキングは極めて信頼性があるわけではない。それというのも、１カ所の僅かな誤差位置が、既にチェーン全長にわたって数ミリメートルの誤差を招くからである。工場での日常検査にはほとんど適さない費用のかかる測定法は別として、調整制御手段はほとんど無い。

オートバイにおけるチェーンアライメントの公知の制御装置では、レーザが車両の下部の、スイングアーム支点に固定されたスライドレールに配置される。後輪の側方にはゲージが取り付けられ、このゲージにレーザビームが向けられる。但し、この公知の装置の場合、取付けがオートバイリフト装置を用いて著しい手間をかけないと実施不能であるという欠点が判っている。更に、ゲージがタイヤゴムの側方に当て付けられ、これによって比較的大きな測定誤差が発生する。何と云ってもこの装置は比較的高価である。

上で説明した装置では、車輪を貫通してリムベースの傍らで案内される必要のある１本の固定可能なロッドに２つのゲージが結合される。このことはディスクホイールの場合は不可能である。なぜならば、当該装置は閉じられた支持体の場合は、リムベースとホイール軸との間に取り付けることができないからである。

ドイツ連邦共和国特許第１９９８３７１７号明細書から、少なくとも１つの基準平面に位置調整可能な少なくとも１つの平面を位置調整するための装置及び方法が公知である。この公知の装置は、特に被駆動輪に対する駆動輪の位置調整又は駆動輪に対する被駆動輪の位置調整に役立ち、主要部分、光源及び所定数の接点を有している。この場合、光源は、レーザビームを所定の散乱角度で１平面内へ放射するために形成されている。また、この装置は比較的手間がかかり、多くのケースにおいて例えば保護板又はチェーン保護部材の取外し等の、ベルト又はチェーン駆動装置の少なくとも一方のホイールからの保護装置の時間のかかる取外しを必要とする。

同様に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２５９１８号明細書において公知の、レーザビームを用いたベルトプーリの位置調整装置では、レーザビーム放射器が第１のベルトプーリの端面に当て付けられて、このレーザビーム放射器から出射するフラットビームが、第２のベルトプーリの端面に当て付けられたターゲットに当たる。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１４３００号明細書にも、やはり軸平行に配置されたベルトプーリのためのアライメント測定装置が記載されており、このアライメント測定装置の場合も、ベルトプーリの端面に配置されたターゲットを以て働く。但し、多くのケースにおいて、特に二輪分野では第２のベルトプーリに接近し難いので、当該装置は第２のベルトプーリを取り外した後でしか使用することができない。

更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８３８１７２号明細書から公知のベルトプーリを位置調整するための測定装置では、レーザがベルトの取り外された状態で一方のベルトプーリに配置されて、他方のベルトプーリの中心リブに向けられる。但し、このことはベルトの取り外された状態でのみ可能であり、このことは、この測定装置の使用を著しく制限している。後輪スイングアームを備えたオートバイの場合、スイングアーム支点は後輪のチェーンホイールとエンジンピニオンとの間に位置している。これにより、ピニオンは見えなくなっている。

チェーン又はベルト駆動式車両、特に自転車、オートバイ、サイドカーを備えたオートバイ、三輪自動車及びＡＴＶ四輪車のシャシージオメトリでは、両チェーンホイール若しくはベルトプーリ相互の配置形式が重要なだけでなく、例えばカーブ特性に著しく影響を及ぼす車両の軌道も重要である。大量生産における構造的な制約及び生産のばらつきに基づいて、量産オートバイの場合は軌道のずれが少なからず存在する恐れがある。単一軌道車両において最適なのは、０ｍｍの軌道ずれである。実地の見解では、最大２ｍｍの製作誤差が許容可能である。極端に大きな軌道ずれは、取扱い性、ステアリング安定性（ステアリングの緩み）、直線走行及びステアリング精度に影響を及ぼす恐れがある。軌道のずれを修正する最も簡単な方法は、スイングアーム内の後輪の間隔を広げることであり、この場合、駆動ピニオンに対する正しいアライメントにおけるチェーンホイールの位置が変えられてはならない。

従って、米国特許第２００２／００８８１２８号明細書から、オートバイのタイヤの側方に、一方は側方でレーザ装置を支持し且つ他方はレーザビームの当たる測定装置を支持する装置をそれぞれ設けることが公知である。但し、この装置における欠点は、タイヤの凹凸及び弾性に基づいて、当該装置は互いに平行に位置調整することがほとんど不可能なので、一方のタイヤから他方のタイヤへ平行なレーザビームを放射することも不可能である。従って、この解決手段は測定の多大な不正確さに基づいて不適切である。

本発明の課題は、簡単且つ迅速にチェーン又はベルト駆動式車両のシャシージオメトリの制御を行うことのできる方法及び装置を提供することである。

この課題は、本発明に基づいて、以下の方法ステップ、即ちチェーンホイール若しくはベルトプーリの側面に当て付けられるレーザモジュールを用いて、該レーザモジュールのレーザビームをチェーン若しくはベルトの縁部域に向けて、二次駆動装置のチェーンアライメントを規定するという方法ステップを有する、チェーン又はベルト駆動式車両のシャシージオメトリの制御法によって解決される。

この場合、平らな外側領域がベルトプーリ若しくはチェーンホイールの平らな側面に当て付けられるので、レーザビームはベルト又はチェーンの縁部域に向けられている。この場合、正常なベルト又はチェーンアライメントにおいて、ベルト又はチェーンの縁部域に複数のレーザポイントが比較的大きな距離にわたって一定の縁部間隔をおいて生ぜしめられる。そうでない場合は、例えば事故後に生じるフレームとスイングアームとのずれが存在していることになる。当該装置は、極めて小型且つ極めて丈夫であり、延いては走行途中の制御（例えばタイヤ交換又はパンク後）にも工場エリア内での日常検査にも適している。この方式は、部品の分解無しで行えるという利点を有している。それというのも、後輪のベルトプーリ若しくはチェーンホイール及びチェーンが、制御に必要とされる程度には少なくともアクセス可能だからである。このことは、ピニオンには該当しないことが多い。特に、オートバイの場合は駆動ピニオンが常にエンジンブロック部分、後輪スイングアーム又はフレーム部分によっても部分的に覆い隠されているので、駆動ピニオンを露出させるには非常に手間がかかる。

本発明の枠内で、次いで正常でないチェーンアライメントが修正される。

チェーンアライメントを正確に調整し延いては後輪軸線を車両長手方向軸線に対して９０°の位置に配置することが不可能な場合は、シャシージオメトリに問題が生じている。これにより、シャシーの欠陥が認識されるが、これらのシャシー欠陥は原因が特定可能である。

本発明の改良は、第１の方法ステップの前又は後に行われる以下の別の方法ステップにある。即ち：
圧着手段を介して互いに面状に押圧される２対の円セグメント形のゲージを、車両の少なくとも１つの後輪及び少なくとも１つの前輪のリムの両側に配置して、両側で一方のゲージ対から他方のゲージ対へ、この他方のゲージ対に配置された測定装置の両側に当たる、平行なレーザビームを放射する。

円セグメント形のゲージは、それぞれ十分に大きく平滑な、良好にアクセス可能な当接面を提供する後輪及び前輪のリム縁部の両側に当て付けられる。圧着手段によってゲージはリムに対して押圧され、これにより、ゲージはそれぞれ平行に配置されており、延いてはレーザビームも平行に延びる。

このようにして、車両の軌道を迅速且つ精密に制御することができるので、事故に基づく例えばフォークの変形を容易に検出することができる。同様に、前記のようにして車両の組立て又は保守整備に際して、後続の軌道調整を以て軌道制御を実施することができる。

このことは、当然のことながらいわゆるカスタムバイクの構成にも用いることができ、この場合、エンジン・ギヤユニットの位置、チェーン延在部及びホイール軸の位置を最初に決定する必要がある。同様に、この方式はいわゆる三輪自動車にも、サイドカーを備えたオートバイにも適しており、この場合は要求に応じてレーザモジュール若しくは測定装置を延長することが可能である。

本発明の別の改良は、以下の別の方法ステップが行われるという点にある。即ち：
２つのレーザモジュールを、車輪の中空軸の開口の両側に配置し、そのレーザビームをスイングアーム支点の両側に配置された直線ゲージに向けることによって、スイングアームの寸法精度を規定する。

車両フレームに設けられたスイングアーム支承部の範囲は、車両のねじれの少ない範囲の内の１つである。後輪軸の範囲は、より多くねじれるように設計されているが、静的な状態では寸法規格通りであるのが望ましい。この寸法精度は、レーザモジュールが有利には円錐体及びセンタリングユニットによって車輪の中空軸の開口の両側に配置され、各１本のレーザビームがスイングアーム支点に配置されたセルフセンタリング式の直線ゲージに向けられることによって検査することができる。これにより、軸がそれぞれ１平面内に位置しているかどうかを直線ゲージで読み取ることが可能である。

本発明の更に別の改良は、第１の方法ステップの前又は後に行われる以下の別の方法ステップにある。即ち：
圧着手段を介して相互に面状に押圧される１対の円セグメント形のゲージを、車両の前輪のリムの両側に配置し、ゲージ対の両側からフォークバーに沿ってレーザビームを放射し、該レーザビームをフォークバーに沿って配置された測定装置に当てることによって、前輪フォークの寸法精度を規定する。

このようにして、例えば比較的影響を受けやすい前輪フォークが変形されているかどうか、及びこの前輪フォークのどの範囲が変形されているのかということを検出することができる。

本発明による方法を実施するための装置では、該装置が少なくとも２対の円セグメント形のゲージから成っており、これらのゲージが圧着手段を介して相互に面状に押圧可能であり、車両の少なくとも１つの後輪及び少なくとも１つの前輪のリムの両側に当て付けるために形成されており、この場合、第１のゲージ対の両側にレーザモジュールが配置されており、これらのレーザモジュールによって平行なレーザビームが放射可能であり、第２のゲージ対の両側に、レーザビームの当たる測定装置が配置されている。

更に有利には、レーザモジュールが、それぞれ円セグメント形のゲージに対して垂直方向に位置する軸を中心として旋回可能であり且つ／又はレーザモジュールから１水平方向平面内でビームを放射することができる。

本発明では、圧着手段がばね弾性的なフレームとして構成されており、これらのフレームは、それぞれ１対のゲージ対のゲージを車両のホイールを巡って互いに結合している。

本発明の有利な構成では、フレームがほぼ三角形に形成されている。

即ち、これらのフレームはそれぞれ車両の各ホイールを巡って延在しており、更に、十分な圧着圧力を加える。

同様に、測定装置がゲージの孔に挿入可能な直線ゲージとして形成されていることも有利である。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１ａ及び図１ｂから判るように、チェーンアライメントを制御するための装置は、当接面として働く平らな外側領域２を有するケーシング１から成っている。このケーシング１内には、前記の平らな外側領域に対して平行に配置された、出射箇所３においてケーシング１から出射するレーザビームが発生可能であるように、レーザモジュールが配置されている。レーザはポイントレーザ又はラインレーザであってよい。

前記装置をワイヤレスで作動できるようにするためには、有利にはレーザモジュール用の電力供給部（例えばバッテリー）がケーシング１内に配置されている。更に、ケーシングには有利にはレーザモジュール用の作動スイッチ及び把持部材４（図１ｂ）が設けられている。更に図１ｂから判るように、平らな外側領域２に対して９０°の角度で出射箇所とは反対の側にノッチ（Ｋ）が設けられており、このノッチは、アライメントを制御するためにベルト駆動装置の歯に当接可能である。択一的に、ノッチ（Ｋ）の代わりに楔形の当接手段が設けられていてもよい。

チェーン駆動装置の場合、チェーンアライメントを制御するためのケーシング１（図２ａ及び図２ｂ）は、その平らな外側領域を以てチェーンホイール５の端面に当接される。レーザモジュールによって発生されたレーザビームは、チェーンホイール５の側面からチェーン６の縁部域が隔てられているのと同程度に平らな外側領域から隔てられており、正しいチェーンアライメントの場合はレーザビームがチェーン６の縁部域７に沿って進む。レーザビームがチェーン６に対して平行に延在することも考えられる。不十分なチェーンアライメントの場合、チェーン６の縁部域からのレーザビームの逸脱を容易に検出することができる。

ベルト駆動装置のアライメント制御に際しては、ベルト８が大抵ベルトプーリ９に対して引っ込められている（図４）という問題が生じる。従ってベルト駆動装置の場合は、例えば細長い山形成形材１０（又は別の基準対象物）が使用され、この山形成形材をベルト８の縁部に当て付けて、その平行な測定線をベルトのアライメントの制御に使用することが可能である。

択一的に、当該装置のケーシング１の前部域もやはり、平らな外側領域の方にずらされていてよいので、平らな外側領域はベルトプーリ９の外面に当て付けられて、レーザビームはベルト８に向かってベルトの延在方向に向けられている。

図５には、複数の円セグメント形のゲージ１１の内の１つが平面図で示されており、このゲージ１１は、車両のリム若しくはリム縁部に当接される。当該装置は、例えば約３０ｃｍの長さを有していてよいので、大きな当接面が得られる。当該ゲージ１１は２つずつ、ばね弾性的なフレーム１２の形の圧着手段１２によって押し合わされるので、これらのゲージはリムに沿って平行に接触する。良好な力導入を達成するためには、ばね弾性的なフレーム１２がほぼ三角形に形成されている。ゲージ対１１の一方には、両面にレーザモジュール１４が設けられ、このレーザモジュール１４は、車両長手方向軸線１５に対して平行にレーザビームを放射し、このレーザビームは、他方のゲージに挿入されており且つこのゲージに対して垂直方向で延びる測定ゲージ１３の形の測定装置１３に当たる。両側で同一間隔が得られた場合は、軌道のずれは存在していない。間隔が等しくない場合は、軌道のずれが存在している。

図６には、オートバイにおける軌道制御のための本発明による装置の使用法が示されている。このためには、各車輪の両側で円セグメント形のゲージ１１がリムの側縁部に当て付けられ、この位置で例えば車輪の走行面を巡って該車輪の一方の側から他方の側に延びる図示のばねクランプ１２を介して固定される。一方の車輪のゲージ１１に、それぞれ本発明による装置が固定されるか又は少なくとも平らな外側領域を以て当て付けられるので、各レーザビームはオートバイの長手方向軸線に対して平行に、他方の車輪に配置されたゲージ１１まで放射される。これらのゲージ１１は、そこから垂直方向で突出した測定ゲージ１３を有している。これらの測定ゲージ１３において、両側に同一距離が存在しているかどうかということを読み取ることができる。

更に、図７に示したように、前輪のリム２２に配置されたゲージ１１に設けられた２つのレーザモジュール１６からのレーザビーム１７を、フォークバー１８の両側に沿って、該フォークバーに配置された測定ゲージに向け、更に、ステアリングシャフト２１若しくはフレームの制御ヘッドに至る上側のフォークブリッジ１９，２０にまで向けることができる。この場合、レーザモジュール１６はゲージ１１に配置された測定ゲージ１３の１構成部材であるということが可能である。

図８には、前輪フォークの平面図で様々な状態及びこのように前輪フォークを制御した場合に得られるべき結果が示されている。

図８ａでは、範囲Ａ及び範囲Ｂが車両中心線に対して平行に配置されており、前輪は車両中心軸線に対して平行に配置されている（全ての測定ゲージにおいて左右それぞれ同一の値が検出される）。即ち、前輪、フォーク及びフレームの制御ヘッドパイプは、正確に車両中心軸線上に配置されている。車両の軌道は正常である。

図８ｂでは、範囲Ａは車両中心線に対して平行に配置されており、前輪及び範囲Ｂは車両中心線に対して平行には配置されていない。従って、軌道は正常ではない。制御ヘッドパイプは車両中心線に対して平行に位置調整されているので、フレームに対しては歪んでいない。但し、下側のフォークブリッジの下位のフォーク範囲Ｂは損傷されている。

図８ｃでは、範囲Ａも範囲Ｂも前輪も、車両中心線に対して平行に配置されていない。この場合、制御ヘッドパイプ（ステアリングヘッド）は車両フレームに対して歪んでいる。フォーク範囲Ａ，Ｂは損傷されていない。

図１ａ及び図１ｂは、本発明による装置の２つの実施例を示した図である。 図２ａ及び図２ｂは、図１ａ及び図１ｂに示した両装置によるチェーンアライメントの制御を示した図である。 ベルトアライメントを制御するための基準部材としての補助手段を示した図である。 図１ｂに示した装置及び図３に示した山形レールを用いたベルトアライメントの制御を示した図である。 リムに当接させるための円セグメント形のゲージを示した図である。 図５に示したゲージを使用した軌道制御を示した図である。 前輪フォークの付加的な制御を示した図である。 図７に示した制御時の状態を示した図である。

Claims (2)

1. レーザモジュールを収容する、当接面として働く平らな外側領域（２）を有するケーシング（１）をチェーンホイール若しくはベルトプーリの側面に当て付けて、レーザモジュールの前記平らな外側領域（２）に対して平行なレーザ光線をチェーン若しくはベルトの縁部域に向けることによって、二次駆動装置のチェーンアライメントを規定することを特徴とする、チェーン又はベルト駆動式車両のシャシージオメトリの制御法。
2. 請求項１記載の制御法によりチェーンアライメントを規定し、次いで正常でないチェーンアライメントを修正する、請求項１記載の制御法。

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