JP5413608B2 - ホイールアライメントの調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホイールアライメントの調整方法に関し、特に、自動車等の車両の製造時等に実施されてステアリングホイールを位置決めして固定する工程を含む車輪のトーの調整方法に関する。

自動車等の車両の製造時等には、車輪（ホイール）の状態を検査し、必要に応じてトー等のホイールアライメントの調整が行われている。例えば、トーイン角測定装置によってトーイン角を測定し、その測定結果に基づいてタイロッドを調整して、左右の車輪のトーが等しくなるようにしたものがある（特許文献１，２等参照）。

また近年は、トー等のホイールアライメントを前輪及び後輪で同時に測定するアライメントテスター装置が提案されている（特許文献３参照）。このようなアライメントテスター装置を用いる場合、例えば、次のような手順で前輪及び後輪のトー調整が行われている。

まずは車両のステアリングホイール（ステアリングハンドル）をステアリングシャフトに仮固定した状態で、車両をアライメントテスター装置に搬入する。アライメントテスター装置では、車両の前輪及び後輪のトーがそれぞれ測定され、測定結果は所定の画面に表示される。

作業者は、画面に表示された前輪及び後輪のトーの値から所定の計算を行う。そして、その計算結果に基づいて前輪の向きを後輪の向きに合わせて調整する。具体的には、ステアリングホイールを操作して前輪の向きを調整し、前輪の向きを後輪の向きに合わせた状態で、ステアリングホイールをステアリングシャフトに対して水平位置となるように調整して本固定する。

例えば、図３（ａ）に示すように、車両１００がアライメントテスター装置５００に搬入される際、前輪１０３が右側に傾いており後輪１０４が左側に傾いている場合には、図３（ｂ）に示すように、ステアリングシャフト１０２に仮固定されているステアリングホイール１０１を左回りに所定量回転させて前輪１０３の向きを後輪１０４の向きに合わせる。すなわち、ステアリングホイール１０１を操作して前輪１０３が後輪１０４と同程度に左側に傾くようにする。この状態で、図３（ｃ）に示すように、ステアリングホイール１０１が水平位置となるように位置決めし直してステアリングシャフトに本固定する。その後、ステアリングホイール１０１を所定の治具等によって回転しないように保持した状態で、後輪１０４のトーが規格範囲となるようにトー調整を行うと共に、前輪１０３のトーが規格範囲となるようにトー調整を行う。

前輪１０３のトー調整が終了した後は、ステアリングホイール１０１の左右の切れ角を確認するターニング測定を行う。ターニング測定の結果、ステアリングホイール１０１の左右の切れ角が均等であればトー調整を終了し、ステアリングホイール１０１の左右方向の切れ角が均等ではない場合には、ステアリングホイール１０１の向きや前輪１０３のトーの再調整が必要となる。

特開昭５７−４７０４号公報 特開昭６４−２８５３７号公報 特開２００２−３１０６４５号公報

上述のような手順でトー調整を行う場合、ステアリングシャフトに本固定するステアリングホイールの位置（向き）は、後輪のトーに基づいて決定される。このため、後輪のトーが規定範囲から外れていると、ステアリングホイールの位置も適正位置から外れた位置になり易い。すなわちターニング測定時に、ステアリングホイールの左右の切れ角が均等にならず、ステアリングホイールの位置等の再調整を必要とする状況になり易い。したがって、上述のような手順でトーの調整を行うと、作業効率の低下を招く虞があり、また作業効率の低下に伴って製造コストの増加を招く虞もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両製造時等にステアリングホイールを適正な位置でステアリングシャフトに本固定することができ、前輪及び後輪のトー調整を効率的に実施することができるホイールアライメントの調整方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、車両の前輪及び後輪のトーの調整を含むホイールアライメントの調整方法であって、ステアリングホイールをステアリングシャフトに仮固定した状態で前記前輪及び前記後輪のトーを測定し、当該後輪のトーが規格範囲外であった場合には、前記後輪のトーが規格範囲内の所定値であると仮定し、この所定値及び前記前輪のトーに基づいて前記ステアリングホイールを回転させて、前記前輪の向きを仮定した前記後輪の向きに合うように調整し、この状態で前記ステアリングホイールを水平位置に位置決めして前記ステアリングシャフトに本固定した後、前記前輪及び前記後輪のトーが規格範囲内となるようにトーの調整を行うことを特徴とするホイールアライメントの調整方法にある。

かかる第１の態様では、後輪の向き（トー）に拘わらず、ステアリングホイールを適正な向きでステアリングシャフトに本固定できる。またその後に、前輪及び後輪のトーの調整を行うことで、前輪及び後輪のトーを効率的に適正範囲とすることができる。

本発明の第２の態様は、前記後輪のトーが上限値よりも大きい場合には前記所定値を前記上限値とし、前記後輪のトーが下限値よりも小さい場合には前記所定値を前記下限値とすることを特徴とする第１の態様のホイールアライメントの調整方法にある。

かかる第２の態様では、実際の後輪の向きと仮定した後輪の向きとの差が最小限に抑えられる。したがって、前輪及び後輪のトーをより正確に調整することができる。

本発明の第３の態様は、前記前輪及び前記後輪のトーの調整後に、前記ステアリングホイールの左右の切れ角を測定するターニング測定をさらに行うことを特徴とする第１又は２の態様のホイールアライメントの調整方法にある。

かかる第３の態様では、ターニング測定によってステアリングホイールの左右の切れ角が略均等であることを確認することができる。

本発明によれば、後輪のトーが規格範囲を外れている場合でも、前輪の向きを車両の前後方向に概ね一致させることができ、それに伴ってステアリングホイールを適正な向きでステアリングシャフトに本固定できる。また、その後に前輪及び後輪のトーの調整を行うことで、前輪及び後輪のトーを比較的容易に適正範囲とすることができる。したがって、車両の組立等の作業効率が大幅に向上し、作業時間の短縮を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るホイールアライメントの調整方法の手順を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るアライメントテスター装置の表示部を示す図である。 従来技術に係るホイールアライメントの調整方法の手順を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るホイールアライメントの調整方法の手順を模式的に示す図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るアライメントテスター装置の表示部を示す図である。

本発明に係るホイールアライメントの調整方法では、図１に示すように、自動車（車両）１０のステアリングホイール（「ハンドル」ともいう）１１をステアリングシャフト１２に対して適正な向きに位置決めして本固定した後に、前輪１３及び後輪１４のトー調整を行うようにした。これにより、前輪１３及び後輪１４のトーの調整を比較的容易に行うことができる。

具体的にはまず、図１（ａ）に示すように、自動車１０をアライメントテスター装置５０に搬入し、アライメントテスター装置５０によって前輪１３及び後輪１４のトーをそれぞれ測定する。このとき自動車１０のステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１２に仮固定されている。後述するようにステアリングホイール１１は、前輪１３及び後輪１４のトーの測定結果に基づいて適正な向きに位置決めされてステアリングシャフト１２に本固定される。

なお、アライメントテスター装置５０は既存の装置を用いればよいため、アライメントテスター装置５０についての詳細な説明は省略する。

アライメントテスター装置５０による測定結果である前輪１３及び後輪１４のトーは、例えば、図２に示すように、アライメントテスター装置５０の表示部５１に表示される。図２に示す例では、自動車１０の進行方向に対して、左前輪１３ａが内側（ＩＮ側）に１．０ｍｍ、右前輪１３ｂが外側（ＯＵＴ側）に１．５ｍｍ、右後輪１４ａが内側（ＩＮ側）に２．０ｍｍ、左後輪１４ｂが外側（ＯＵＴ側）に２．５ｍｍだけ傾いていることになる。

次に、この測定結果に基づいてステアリングホイール１１を所定量だけ回転させて前輪１３の向きを調整する。具体的には、下記式（１）から算出されるハンドルセット向き調整値（以下、単に「調整値」という）に基づいてステアリングホイール（ハンドル）１１を回転させて前輪１３の向きを調整する。その後、この状態でステアリングホイール１１を中立位置（水平位置）に位置決めしてステアリングシャフト１２に本固定する。

調整値＝（左前輪トー）−（右前輪トー）＋（右後輪トー）−（左後輪トー） （１）
（トーの値は、ＩＮ側を＋、ＯＵＴ側を−とする）

ところで、従来技術に係るホイールアライメントの調整方法では、後輪１４のトーが規格範囲内であるか否かに拘わらず、前輪１３の向きを後輪１４の向きに合わせていた。このため、後輪１４のトーが規格範囲から外れていると前輪１３のトーも規格範囲から大きく外れてしまう虞があった。またこのように前輪１３の向きを後輪１４の向きに合わせた状態でステアリングホイール１１の位置決めを行っていたため、ステアリングホイール１１を適正な向きでステアリングシャフト１２に固定できない虞があった。すなわち、トーの調整後に、ステアリングホイール１１の左右の切れ角が均等にならない虞があった。

これに対し本発明では、後輪１４のトーが規格範囲から外れている場合には、後輪１４のトーが規格範囲内の所定値であると仮定し、この仮定した後輪１４の向き（トー）に合わせて前輪１３の向きを調整するようにした。すなわち図１（ｂ）に示すように、実際の後輪１４の向き（図中実線）ではなく、トーが上記所定値であると仮定した後輪１４の向き（図中点線）に合わせて前輪１３の向きを調整するようにした。これにより、後輪１４の向きに拘わらず、前輪１３の向きが自動車１０の進行方向（前後方向）と概ね一致し、前輪１３のトーが規格範囲から大きく外れることがない。

本実施形態では、左右の各後輪１４のトーの規格範囲をＯＵＴ側に１．０ｍｍ〜ＩＮ側に１．０ｍｍ（−１．０ｍｍ〜１．０ｍｍ）としている。そして後輪１４のトーがこの規格範囲から外れている場合には、後輪１４のトーがこの規格範囲内の所定値であると仮定する。本実施形態では、後輪１４のトーが規格範囲から外れている場合には、各後輪１４のトーがＩＮ側に１．０ｍｍであると仮定している。図２に示す例では、右後輪１４ａのトーはＩＮ側に２．０ｍｍであり、規格範囲を外れているため「＋１．０ｍｍ」と仮定される。また左後輪１４ｂのトーも、ＯＵＴ側に２．５ｍｍであり規格範囲を外れているため、右後輪１４ａの場合と同様に、「＋１．０ｍｍ」と仮定される。これらの値に基づいて計算された結果、調整値は「２．５ｍｍ」となる。なお後輪１４のトーが規格範囲内である場合には、その値に基づいて調整値が算出される。

このようにアライメントテスター装置５０によって算出された調整値は、例えば「ハンドル中立セット指示」として表示部５１に表示される（図２参照）。本実施形態では、調整値が数値で表されると共に調整値が図形の大きさで表されるようにしている。すなわち表示部５１は、調整値を数値で表示する数値表示部５２と、調整値を図形の大きさ（バー５３ａの長さ）で表示する図形表示部５３とを備えている。図形表示部５３のバー５３ａは、上述したように前輪１３が右側に傾いている場合には、中央部から右側に延びる（図２参照）。前輪１３が左側に傾いている場合には、図形表示部５３のバー５３ａは中央部から左側に延びることになる。

表示部５１に表示された数値及び図形の大きさ（バー５３ａの長さ）は、ステアリングホイール１１を回転させることによる前輪１３の向きの変化に応じてリアルタイムで変化するようになっている。したがって、作業者は、この数値及び図形の変化によって、前輪１３の向きが適正な方向となったか否か、つまり前輪１３の向きが自動車の進行方向に概ね一致したか否かを視認により容易に判断することができる。これにより、前輪１３の向きを容易且つ正確に調整することができる。

なお本実施形態では、後輪１４のトーが規格範囲から外れている場合には、各後輪１４のトーがＩＮ側に１．０ｍｍであると仮定したが、勿論、この値は規格範囲内であれば特に限定されるものではない。例えば、後輪１４のトーが規格範囲の上限値よりも大きい場合には、上記所定値を上限値とし、後輪１４のトーが下限値よりも小さい場合には上記所定値を下限値としてもよい。これにより、実際の後輪１４の向きと仮定した後輪１４の向きとの差が最小限に抑えられる。したがって、前輪１３及び後輪１４のトーをより正確に調整することができる。

また従来は、アライメントテスター装置に前輪及び後輪のトーの測定結果が表示されると、作業者が、この測定結果から暗算等によって算出した調整値に基づいて前輪の向きを調整していた。このため作業者の計算ミス等により前輪１３の向きを誤って調整してしまう虞があった。しかしながら、上述のようにアライメントテスター装置５０によって計算された調整値が表示部５１に表示されることで、作業者は自動車１０の進行方向（前後方向）に合わせて前輪１３の向きを適切に調整することができ、作業効率が大幅に向上する。特に、表示部５１が、調整値を数値で表示する数値表示部５２と共に、調整値を図形の大きさで表示する図形表示部５３とを備えていることで、作業者は、前輪１３の向きをより容易且つ正確に調整することができる。

次に、このように前輪１３の向きを適切に調整した状態で、図１（ｃ）に示すようにステアリングホイール１１を水平位置（中立位置）に位置決めしてステアリングシャフト１２に本固定する。すなわち、ステアリングシャフト１２に仮固定されているステアリングホイール１１を一旦取り外して水平位置に直した後、ステアリングシャフト１２に再び固定（本固定）する。これにより、ステアリングホイール１１が適切な向きでステアリングシャフト１２に固定される。

その後前輪１３及び後輪１４のトーの調整を行い、前輪１３及び後輪１４のトーが規格範囲となるようにする。本実施形態では、まず図１（ｄ）に示すように、後輪１４のトーを調整して後輪１４のトーが規格範囲内となるようにする。さらにステアリングホイール１１を所定の治具（図示なし）等によって回転しないように固定した状態で、図１（ｅ）に示すように、前輪１３のトーの調整を行い、前輪１３のトーが規格範囲内となるようにする。

このように前輪１３及び後輪１４のトーの調整が終了した後は、ステアリングホイール１１の左右の切れ角を測定するターニング測定を実施する。この測定により、ステアリングホイール１１の左右方向の切れ角が均等であればトー（ホイールアライメント）の調整は終了する。左右の切れ角が均等ではない場合には、上述したステアリングホイール１１の向きの調整や、前輪１３のトーの調整が再度行われることになる。

ただし、上述したようにステアリングホイール１１をステアリングシャフト１２に本固定した後に前輪１３及び後輪１４のトーの調整を行うようにすれば、ステアリングホイール１１の左右の切れ角はほぼ確実に均等となる。つまりステアリングホイール１１の向きの調整や、前輪１３のトーの調整は実質的に行われることはない。したがって、ターニング測定は必ずしも実施しなくてもよい。

以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態では、ホイールアライメントの調整方法として、トーの調整についてのみ説明したが、勿論、トーの調整と共に、キャンバ角やキャスタ角等の調整を行うようにしてもよい。

１０ 自動車（車両）
１１ ステアリングホイール（ハンドル）
１２ ステアリングシャフト
１３ 前輪
１４ 後輪
５０ アライメントテスター装置
５１ 表示部
５２ 数値表示部

Claims (3)

1. 車両の前輪及び後輪のトーの調整を含むホイールアライメントの調整方法であって、
   ステアリングホイールをステアリングシャフトに仮固定した状態で前記前輪及び前記後輪のトーを測定し、
   当該後輪のトーが規格範囲外であった場合には、前記後輪のトーが規格範囲内の所定値であると仮定し、この所定値及び前記前輪のトーに基づいて前記ステアリングホイールを回転させて、前記前輪の向きを仮定した前記後輪の向きに合うように調整し、
   この状態で前記ステアリングホイールを水平位置に位置決めして前記ステアリングシャフトに本固定した後、
   前記前輪及び前記後輪のトーが規格範囲内となるようにトーの調整を行うことを特徴とするホイールアライメントの調整方法。
2. 前記後輪のトーが上限値よりも大きい場合には前記所定値を前記上限値とし、前記後輪のトーが下限値よりも小さい場合には前記所定値を前記下限値とすることを特徴とする請求項１に記載のホイールアライメントの調整方法。
3. 前記前輪及び前記後輪のトーの調整後に、前記ステアリングホイールの左右の切れ角を測定するターニング測定をさらに行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のホイールアライメントの調整方法。