JPH04145316A

JPH04145316A - ホイールアライメント測定装置

Info

Publication number: JPH04145316A
Application number: JP27024690A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujimori; 藤森　敏夫; Katsutoshi Yamaguchi; 勝利山口
Original assignee: Nissan Altia Co Ltd
Current assignee: Altia Co Ltd
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1992-05-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は被測定車輪に対しアライメントテスタを迅速か
つ高精密に正対させ、アライメントを正確に測定できる
ようにしたホイールアライメント測定装置に関する。

（従来の技術）従来、この種測定装置のいわゆるダイナミック測定方式
のなかには、基準位置からタイヤ側面までの距離を、レ
ーザービームや超音波を放射する距離センサを駆使して
、タイヤと無接触状態でアライメントを測定するように
したものがある。

例えば、特開昭６３−９４１０３号公報には、複数の光
センサを備えた測定ユニットをタイヤの側方に設置し、
これをタイヤの前後方向に移動させて、タイヤ表面と基
準線との距離を測定し、このデータを基にトーおよびキ
ャンバの値を演算するようにした、ホイールアライメン
ト測定装置が示されている。

また、出願人が既に提案した実開昭６３−４４１０７号
公報には、複数の超音波センサをタイヤ側方の所定位置
に配置し、これらセンサからの距離信号に基いて、トー
およびキャンバの値を演算するようにした、ホイールア
ライメント測定装置が示されている。

しかし、この従来の装置では被測定車輪に対する測定ユ
ニットやアライメントテスタの正対関係、つまり被測定
車輪とアライメントテスタ等とのセンタリング調整をア
ライメント測定前に行なっていたが、概して精密性に欠
ける嫌いがあり、アライメントの測定データに、タイヤ
の摩耗や車軸の取付は状態、更にはローラ上での回転状
態等による測定誤差が重畳され、これを適宜補正する場
合でも、個々の状況に応じて的確に補正することは不可
能に近いため、測定精度の正確性や信頼性並びにその再
現性に欠ける等の問題があった。

そこで、出願人は測定前にアライメントテスタの位置セ
ンサをＸＹ力方向移動し、各センサにタイヤのサイドウ
オールのサイドピーク部を検出させて、当該位置にセン
サを位置付けることで、アライメントテスタを被測定車
輪に正対させるようにしたホイールアライメント測定装
置を開発し、これを既に特願平１−１２９００７号とし
て提案している。

（発明が解決しようとする課題）しかし、この既に提案した装置では、個々のセンサをア
クチュエータによって移動させているため、構造が複雑
で正対調整に時間が掛かり、しかもサイドピーク部まで
のセンサの移動ストロークを要する結果、各種のタイヤ
サイズに対応させる場合は装置が大型化する等の問題が
あった。

また、近時流行の高扁平率のタイヤでは、サイドウオー
ルが扁平でサイドピークを有しないため、上記の装置で
はこの種のタイヤへの対応が困難になり、アライメンテ
スタを正確に正対できないという問題が発生した。

本発明はこのような問題を解決し、タイヤの形状やサイ
ズに拘らずアライメントテスタを迅速かつ高精密に正対
させ、アライメントの測定精度と信頼性を向上できると
ともに、装置の簡潔化と小型化を図れるようにした、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。

（課題を解決するための手段）このため１本発明のホイールアライメント測定装置は、
被検査車両の車輪を載置して回転可能なローラと、車輪
の側方に設置したアライメントテスタと、該テスタの所
定位置に配置した複数の距離センサと、該センサと車輪
との間の距離信号を入力されてアライメント要素を演算
可能にしたコンピュータを備えたホイールアライメント
測定装置において、上記アライメントテスタの上記距離
センサから等距離位置に、車輪の円弧部を撮像可能なテ
レビカメラを配置し、該カメラの撮像信号を介して車輪
の中心位置と、該中心位置に対するテレビカメラ中心の
ＸＹ力方向おける偏位を演算させる一方、上記アライメ
ントテスタをＸＹ力方向移動可能なアクチュエータを設
け、これらアクチュエータに上記偏位修正信号を入力し
、上記テレビカメラ中心を車輪の中心上に位置付け、ア
ライメントテスタを車輪に正対させるようにして、タイ
ヤの形状やサイズに拘らずアライメントテスタを迅速か
つ高精密に正対させ、アライメントの測定精度と信頼性
を向上できるとともに、装置の簡潔化と小型化を図れる
ようにしたことを特徴としている。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により説明すると、第１図
乃至第７図において１および２は、自動車整備工場等の
床面３に設置された各一対の前後輪用ローラで、モータ
等の駆動手段を介して同期回転可能にされており、この
うち後輪用ローラ２２は、モータ等の適宜な駆動装置と
リンク機構を介して、前輪用ローラ１，１に対する位置
を調整可能にされ、種々のホイールベースに対応可能に
されている。

この場合、前輪用ローラ１を実施例のようなダブルロー
ラの代わりに、シングルローラとすることも可能である
。

上記ローラ１．２は、被験車両（図示路）の前後輪４．
５を載置可能にしており、これらローラ１．２の外側側
方位置に、アライメントテスタ６７．８．９が設置され
ている。

これらのアライメントテスタ６、．７．８．９は実質的
に同一に構成され、これらは第２図および第３図に示す
ように、床面上３に固定した固定フレーム１０と、この
上方に配設した可動フレーム１１を有し、これらの間に
各一対のリンク１２゜１３を起倒可能に配設している。

上記リンク１２．１３は互いにＸ字状に配設され、その
交差部にビン１４が挿通されていて、それらを同調可能
にしており、これらリンク１２゜１３の一端は、両フレ
ーム１０．１１に回動可能に枢着され、この他端はロー
ラ１５を介して、両フレーム１０．１１に転勤可能に配
置されている上記ローラ１５のうち、固定フレームｌｏ
上を転動するローラ１５，１５は、ローラシャフト１６
で連結され、また固定フレーム１０上にはアクチュエー
タ１７が設置されていて、そのブツシュロッド（図示路
）の一端がローラシャフト１６に連結されている。

上記アクチュエータ１７は後述する制御装置によってＯ
Ｎ・ＯＦＦ制御さ、れ、前記ブツシュロッドの変位を介
し、リンク１３．１３の下部を押し引きすることで、可
動フレーム１１を上下動可能にさせている。

図中、１８は固定フレーム１０の一端に突設したストッ
パで、下側のローラ１５と当接可能にされている。

可動フレーム１１の両端部には、前記ブツシュロッドと
同方向にガイドレール１９．１９が固定され、該レール
１９．１９に、載架フレーム２０の両端に固定したスラ
イドガイド２１．２１が摺動可能に嵌合している。

また、可動フレーム１１の端部にはアクチュエータ２２
が設置され、そのブツシュロッド（図示路）は上記載架
フレーム２０に連結されていて、その軸方向の変位を介
し、上記フレーム２０を前記ローラ１，２方向へ移動可
能にしている。

すなわち、上記アクチュエータ２２は、前後輪用ローラ
１．２上に被験車両の前後輪４．５が乗り上げ、測定準
備が完了したところで作動し、その後アライメントテス
タ６．７，８．９と各車輪との距離が設定距離に到達し
、これを後述する所定の距離センサが検出した際に駆動
を停止し、方、一連の測定終了後は逆作動して、各車輪
から上記テス°り６．７．８．９を後退させ、被験車両
の退出を可能にさせている。

上記載架フレーム２０には、前記ガイドレール１９と直
交方向にガイドレール２３．２３が固定され、該レール
２３．２３に、エアチャンバ２４の下端に固定したスラ
イドガイド２５．２５が摺動可能に嵌合している。

また、上記フレーム２０の端部にはアクチュエータ２６
が設置され、そのブツシュロッド２７がガイドレール２
３と同方向へ配設されていて、これを該フレーム２０に
立設したホルダ２８．２８で支持している。

上記アクチュエータ２６は、後述する制御装置によって
０Ｎ−ＯＦＦ制御され、そのブツシュロッド２７にはエ
アチャンバ２４の下端に突設した接続片２９が固定され
ていて、エアチャンバ２４を上記ロッド２７と同動可能
にしている。

エアチャンバ２４は略三角柱状の気密な箱体で構成され
、該チャンバ２４の下部中央には前記ローラ１，２側に
開口する凹部３０が設けられ、該凹部３０の内部に環状
の照明３１と、テレビカメラ３２が前後に配設されてい
る。

上記テレビカメラ３２の焦点距離は、アライメントテス
タ６．７．８．９と各車輪４，５との間の前記設定距離
βに略調節され、その撮像域を、前後輪４．５の各ホイ
ールにおいて精密に寸法管理され、かつ精密な真円を得
られる所定位置、例えばハブ孔やホイールキャップ、ま
たはクリップボルトの回転軌跡円周辺に設定されていて
、その撮像信号を画像処理装置３３へ入力可能にしてい
る。

この場合の画像信号は、ローラ１，２上でのタイヤの変
形や動揺によって、複数種の円弧に関する情報を含むた
め、画像処理装置３３は、上記入力を条件に予め記憶し
た円弧の中心を算出する演算式に基いて、複数種の円弧
について各ホイールの中心位置を複数演算し、これらの
中心位置を更に平均化して、真正なホイール中心位置Ｏ
ｗを演算するようにしている。

また、画像処理装置３３は、各ホイールの真正な中心位
置Ｏｗに対する各テレビカメラ３２の中心位１０ＴのＸ
Ｙ力方向おける偏位ΔＸ、Δｙを演算し、それらの処理
信号を制御装置３４へ入力可能にしている。

制御装置３４は上記処理信号に基いて、各アライメント
テスタ６．７，８．９の各アクチュエータ１７．２６に
対し、上記偏位ΔＸ、Δｙに対応する偏位修正信号を出
力して、上記アクチュエータ１７．２６の作動を制御可
能にしている。

この場合、上記円弧の中心を検出する手段として、例え
ば特開昭６２−３４００４号に開示された方法を採用す
ることができる。

一方、上記エアチャンバ２４の各車輪４，５に相対する
前面で、前記テレビカメラ３２の中心から水平および垂
直方向の等距離位置には、中空筒状の三つの吹出フード
３５が突設され、これら内部の同軸位置に、超音波セン
サ等の距離センサ３６．３７．３８が設置されている。

上記センサ３６．３７．３８は、前後輪４．５の各ホイ
ール、またはタイヤサイズによってはタイヤのサイドウ
オールに向けて、１秒間に約１００回の割合で超音波を
発射可能にしており、発射後その反射波が戻るまでの所
要時間を計測し、その信号を後述の基準距離較正ととも
に、Ａ／Ｄ変換器を内蔵した電圧変換器３９を介して、
演算手段としてのコンピュータ４０へ入力可能にしてい
る。

上記コンピュータ４０には、各測定距離の演算式とその
補正式、各車軸４，５のトーおよびキャンバの演算式が
記憶され、これらの演算式を基に前記入力信号を条件と
して、トーおよびキャンバを演算し、その処理結果を表
示器４１に出力して、各個を表示可能にしている。

前記エアチャンバ２４の背面には、屈曲可能な送風ダク
ト４２の一端が接続され、それらの他端は分岐チャンバ
４３に接続されていて、該チャンバ４３にブロア４４の
吹出口が接続されている。

上記ブロア４４はアライメントテスタ６．７゜８．９の
略中央に設置され、各送風ダクト４２の長さを略同長に
構成して、各ダクト４２内の風圧を略同圧に設定してい
る。

上記分岐チャンバ４３には送風ダクト４５が接続され、
該ダクト４５内には超音波センサ等のリファレンス用距
離センサ４６が収容されていて、該センサ４６より下流
側の離間位置に基準較正体４７が配設されている。

上記較正体４７は、上記センサ４６から高精密に計測さ
れた既知の基準距離Ｒ位置に設置され、該距離を往復す
る超音波の所要時間Ｔ、を基準較正信号として、コンピ
ュータ４０へ入力可能にしている。

この他、図中４８．４９は前後車軸である。

（作　用）このように構成したホイールアライメント測定装置は、
アライメントテスタ６．７．８．９の正対を、後述のよ
うにテレビカメラ３２を駆使して行なっているから、従
来のように各距離センサを移動させて行なうものに比べ
て、センサ移動用のアクチュエータとその駆動機構が不
要になり、その分構成の簡潔化を図れるとともに、セン
サの移動スペースを節減できるから、それだけ小型軽量
化を図れる。

このようなホイールアライメント測定装置は、常時は各
アクチュエータ１７，２２．２６が作動待機状態に置か
れて、各リンク１２．１３が折り畳まれ、該リンク１１
を固定した可動フレーム１１と、この上方の載架フレー
ム２０とエアチャンバ２４とが最下位置に置かれている
。

また、載架フレーム２０がガイドレール１９の後端部に
位置して、上記フレーム２０上のエアチャンバ２４が、
各ローラ１．２から最も後退した位置で、アクチュエー
タ２６寄りに引き寄せられている。

このような状況の下で実際にアライメントを測定する場
合は、被験車両のホイールベースに応じて、予め後輪用
ローラ２の位置を調整して置き、この後被験車両を入場
させ、その前後輪４．５を上記ローラ１，２に乗り上げ
て、当該車両を停止する。

そして、モータ（図示路）等を駆動し、前後輪用ローラ
１，２を回転させて、これらに載置した前後輪４．５を
回転させる。

こうして、測定準備が完了すると、アクチュエータ２２
が作動してブツシュロッド（図示路）が突出し、該ロッ
ドに連結した載架フレーム２０が押し動かされる。

このため、載架フレーム２０がガイドレール１９に沿っ
て被験車両側へ移動し、これにエアチャンバ２４が同動
する。

一方、上記測定準備完了と同時にブロア４４が駆動され
、分岐チャンバ４３へ空気が送り込まれると、これが送
風ダクト４２を介して、各エアチャンバ２４へ導かれ、
該チャンバ２４より吹出フード３５を介して被験車両側
へ吹き出され、超音波の伝搬路周辺にエアーカーテンを
形成する。

また、上記測定準備完了と同時に、各アライメントテス
タ６．７．８．９の距離センサ３６，３７．３８と、リ
ファレンス用距離センサ４６から超音波が発射され、こ
のうち前者は各車輪４．５のサイドウオールまたはホイ
ールキャップに反射し、また後者は較正体４７に反射し
、それらの反射波が各センサ３６．３７，３８．４６に
到達する所要時間ｔが距離信号として計測され、また基
準距離Ｒの往復に要する時間ｔ、が基準距離較正信号と
して計測されて、これらが変換器３９に入力される。

上記変換器３９はこれらの入力信号を電圧変換し、その
電圧信号を刻々とコンピュータ４０へ入力する。

コンピュータ４０は上記入力信号を条件に、予め記憶さ
れた測定距離演算式とその補正式に基いて、測定距離を
演算し、かつこの測定距離を、上記基準距離Ｒと１／１
．との積で求める。

こうして、載架フレーム２０とエアチャンバ２４が一体
に被験車両側へ移動し、かつ距離センサと車輪４，５と
の距離が、所定の距離センサを介して刻々と計測され、
該距離が前記設定距離２に達すると、これが所定の距離
センサで検出され、各アクチュエータ２２の駆動が停止
されて、各アライメントテスタ６．７，８．９が、略設
定距離βだけｉ！？’、ｆｆＬ、た位置で各車輪４．５
と対峙する。

また、上記測定準備完了と相前後して、照明３１が点灯
し、各車輪４．５のホイールの所定の撮像域を照射する
とともに、テレビカメラ３２が上記撮像域を撮影し、そ
の画像信号を画像処理装置３３へ入力する。

この場合の画像信号は、ローラ１．２上でのタイヤの変
形と動揺によって、複数種の円弧に関する情報を含んで
いる。したがって、画像処理装置３３は、上記入力を条
件に予め記憶した円弧の中心を算出する演算式に基いて
、複数種の円弧について各ホイールの中心位置を複数演
算し、これらの中心位置を更に平均化して、真正なホイ
ール中心位置Ｏｗを演算する。

また、画像処理装置３３は、各ホイールの真正な中心位
置ＯＷに対する各テレビカメラ３２の中心位置０アのＸ
Ｙ方向における偏位△Ｘ、Δｙを演算して、それらの処
理信号を制御装置３４へ入力する。

制御装置３４は上記処理信号に基いて、各アライメント
テスタ６．７．８．９の各アクチュエータ１７．２６に
対し、上記偏位ΔＸ、Δｙに相当する偏位修正信号を出
力する。

このため、各アライメントテスタ６．７，８゜９のアク
チュエータ１７．２６が作動し、このうちアクチュエー
タ１７にΔｙに相当する偏位修正信号が入力されると、
ブツシュロッドが上記信号相当分変位し、これに連係し
たリンク１３の下部を引き寄せて、リンク１２．１３を
上方へ伸長し、可動フレーム１１を押し上げる。

このため、可動フレーム１１の上方に架設した載架フレ
ーム２０と、エアチャンバ２４とが一緒に押し上げられ
、該チャンバ２４に設置したテレビカメラ３２の中心位
置０アが、車輪４．５の中心位置Ｏｗに調整される。

また、アクチュエータ２６にΔＸに相当する偏位修正信
号が入力されると、ブツシュロッド２７が上記信号相当
分変位し、これに連結した接続片２９を介して、エアチ
ャンバ２４が水平方向へ移動する。

このため、エアチャンバ２４に設置したテレビカメラ３
２の中心位置ｏＴが、車輪４．５の中心位置ｏｗに調整
される。

こうして、各テレビカメラ３２の中心位ＷＩＯアを、水
平方向へΔＸ移動させるとともに、垂直方向へΔｙ移動
させ、上記位置０アを車輪４．５の中心位置ｏｗに合致
させることで、各車輪４．５に対するアライメントテス
タ６．７，８．９の正対調整が完了する。

このように、本発明では各アライメントテスタ６．７，
８．９に設置したテレビカメラ３２を駆使して、上記テ
スタを車輪４．５に正対させているから、従来のように
個々の距離センサを移動し、その際タイヤのサイドオー
ルの特定箇所の検出を要するものに比べて、タイヤの形
状やサイズ並びに変形に関係なく、正確かつ迅速に正対
させることができる。

こうして、アライメントテスタ６．７，８．９の正対を
完了後、実質的なアライメント測定が開始される。

すなわち、上記測定に際しては各距離センサ３６．３７
．３８から、回転下のホイールキャップまたはタイヤの
サイドウオールに向けて発射される超音波によって、そ
れらの距離信号を多点サンプリング法で多数求め、これ
らをコンピュータ４０へ刻々と入力する一方、それらの
平均値を演算し、かつこの平均値を基に予め記憶したア
ライメントの演算式によって、各車輪４，５のトー値Ｔ
１〜Ｔ４と前後輪のトータルトー値ＴＦ、Ｔｌｌ、およ
びキャンバ値Ｃ８〜Ｃ４を演算する。

例えば、トー値Ｔ１〜Ｔ４は第５図に示すように、水平
方向に配置した距離センサ３６．３８を駆使し、それら
から車輪４．５までの距離Ｌｌ。

Ｌ２を求め、これに既知量である距離センサ３６３８の
間隔Ｌ３を基にして、Ｔ＋〜Ｔ４＝ｔａｎ−’　（（Ｌ
、２−Ｌ、）／Ｌ、）の演算式で求められる。

また、トータルトー値は前後左右輪の各トー値の和で求
められ、前輪４のトータルトー値Ｔ１はＴ＋　＋Ｔｚ　
、後輪５のトータルトー値Ｔ７はＴ３＋　Ｔ　４で求め
られる。

更に、キャンバ値Ｃ５〜Ｃ４は第６図に示すように、距
離センサ３６．３７．３８を駆使し、垂直方向に配置し
た距離センサ３７から車輪４，５までの距離Ｌ４と、前
記距離センサ３６，３８で求めた距離Ｌ１．Ｌｉの平均
値Ｌｓ　　（Ｌｓ　＝　（Ｌ＋Ｌｘ）／２）、つまりア
ライメントテスタ６７．８．９とホイールとの中心間距
離と、上記センサ３７と水平方向に配置した距離センサ
３６または３８との既知量である垂直距離Ｌ６とに基い
て、Ｃ＋　〜Ｃ４＝ｔａｎ−’　（（ＬＳ　−Ｌ４　）
／Ｌ、＞の演算式で求められる。

こうして求めた各種のアライメント測定値は、コンピュ
ータ４ｏから表示器４１に出力されて、表示される。

そして、一連の測定作業終了後、アクチュエータ２２を
作動し、エアチャンバ２４を被験車両から後退させれば
、上記車両の退出が可能になる。

（発明の効果）本発明のホイールアライメント測定装置は以上のように
、アライメントテスタの距離センサから等距離位置に、
車輪の円弧部を撮像可能なテレビカメラを配置し、該カ
メラの撮像信号を介して車輪の中心位置と、該中心位置
に対するテレビカメラ中心のＸＹ力方向おける偏位を演
算させる一方、上記アライメントテスタをＸＹ力方向移
動可能なアクチュエータを設け、これらアクチュエータ
に上記偏位修正信号を入力し、上記テレビカメラ中心を
車輪の中心上に位置付け、アライメントテスタを車輪に
正対させるようにしたから、従来のように距離センサを
個々に移動させて正対させるものに比べて、タイヤの形
状やサイズに拘らずアライメントテスタを確実かつ迅速
に正対させるこ４゜とができ、アライメントの測定精度と信頼性を向上でき
るとともに、上記センサ移動用のアクチュエータとその
作動機構、およびセンサの移動スペースを要しないから
、その針装置の簡潔化と小型化を図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は本発
明に適用したアライメントテスタの一例を示す正面図、
第３図は第２図の側面図、第４図はカメラレンズによる
偏位修正の概要を示す説明図、第５図は本発明によるト
ー値の測定方法を示す説明図、第６図は本発明によるキ
ャンバ値の測定方法を示す説明図、第７図は本発明によ
るアライメント測定の概要を示す説明図である。１・・・前輪用ローラ、２・・・後輪用ローラ４・・・
前輪、５・・・後輪６．７，８．９・・・アライメントテスタ１７．２６・
・・アクチュエータ３２・・・テレビカメラ３６．３７．３８・・・距離センサ４０・・・コンピュータ第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

被検査車両の車輪を載置して回転可能なローラと、車輪
の側方に設置したアライメントテスタと、該テスタの所
定位置に配置した複数の距離センサと、該センサと車輪
との間の距離信号を入力されてアライメント要素を演算
可能にしたコンピュータを備えたホィールアライメント
測定装置において、上記アライメントテスタの上記距離
センサから等距離位置に、車輪の円弧部を撮像可能なテ
レビカメラを配置し、該カメラの撮像信号を介して車輪
の中心位置と、該中心位置に対するテレビカメラ中心の
ＸＹ方向における偏位を演算させる一方、上記アライメ
ントテスタをＸＹ方向へ移動可能なアクチュエータを設
け、これらアクチュエータに上記偏位修正信号を入力し
、上記テレビカメラ中心を車輪の中心上に位置付け、ア
ライメントテスタを車輪に正対させるようにしたことを
特徴とするホィールアライメント測定装置。