JPH0656291B2 - ホイールアライメント測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば被験車両のタイヤサイズが変わったり、
アライメント測定時に車輪が移動した場合でも、正確に
アライメントを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装置
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
測定し、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５５−１０７９０７号公報には、レーザー
ビームを放射可能な距離センサを直角二軸方向へ移動可
能に設け、該センサをナックスピンドルを通るタイヤの
水平線または垂直線に沿ってスキャニングすることで、
トーイン角またはキャンバ角を測定するようにした、ホ
イールアライメント測定装置が示されている。

また、特開昭６２−１７５６０７号および同６３−９４
１０３号公報には、複数の光センサを設けた直線状支持
体をタイヤの動きに対応して追従作動させ、光センサと
タイヤ側面との距離を高精度に測定することで、正確で
誤差のないアライメントを測定するようにした、ホイー
ルアライメント測定装置が示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この従来装置ではタイヤサイズに対応して、上
記センサをいちいち位置調整しなければならず、またダ
イナミック試験のうち、ローラを駆動させてタイヤを回
転させる場合には、タイヤがローラに蹴られて、しばし
ば後方へ移動することがあるが、そのような場合にも上
記調整を要して、操作が面倒になり、しかも追従機構を
要する等してコスト高になる等の問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決し、被験車両のタ
イヤサイズが変わったり、アライメント測定時にタイヤ
が移動した場合でも、容易かつ正確にアライメントを測
定できるようにした、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、本発明のホイールアライメント測定装置は、
被験車両の車輪を収容可能なローラと、該車輪の側面に
沿って移動し、かつ該車輪側方の基準位置から該車輪側
面の所定の測定点までの距離を測定可能な、非接触セン
サからなる距離センサを備え、上記測定点における各測
定置を演算して、トーおよびキャンバ値を算出可能なホ
イールアライメント測定装置において、少なくとも二つ
の距離センサを車輪側面の最大膨出部周縁直径より小径
の間隔に配置し、該センサをその移動軌跡が上記最大膨
出部周縁と二位置で交差可能に垂直または水平移動可能
に配設し、これら交差部と前記基準位置までの複数の測
定値を演算して、トーおよびキャンバ値を算出すること
で、タイヤサイズの異なる被験車両のアライメント測定
に際し、或いは上記測定時に生ずる車輪の移動に際し
て、距離センサの位置調整や追従作動を要することな
く、簡潔な構成で容易かつ正確にアライメントを測定で
きるようにしたことを特徴としている。

（実施例） 以下、本発明の一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は自動車整備工場等の床面等に
設置された各一対のローラで、該ローラ１，１上に被験
車両（図示略）の車輪２を収容可能にしている。

上記ローラ１はモータ３によって駆動可能にされ、該モ
ータ３，３の作動を制御回路４を介して制御可能にして
いる。前記ローラ１，１の側方にはアライメントテスタ
５，５が配設され、これらは実質的に同一に構成されて
いて、その機台上に一対のガイド機構６，６が間隔Ｌを
なして立設されている。

上記間隔Ｌは第３図に示すように、車輪２のタイヤ側面
における最大膨出部２ａの直径よりも若干小径に設定さ
れ、これらのガイド機構６，６に、例えばレーザービー
ムを放射可能な距離センサ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂが同
高位置に設けられている。上記センサ７ａ，７ｂ，８
ａ，８ｂはモータ等の駆動装置９に連係され、該装置９
を介し互いに同相状態でガイド機構６，６上を移動可能
にされている。

上記駆動装置９の作動は前記制御４に制御され、また距
離センサ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、基準位置であるガ
イド機構６から車輪２の側面までの距離を、例えばアナ
ログ量として出力可能にされていて、該出力を測定回路
１０，１０へ入力可能にしている。上記測定回路１０
は、例えば前記アナログ量に応じた電圧に変換する変換
器と、Ａ／Ｄ変換器を備え、該Ａ／Ｄ変換器は前記変換
器の出力をディジタル量に変換し、これを演算回路１１
へ入力可能にしている。

上記演算回路１１は、距離センサ７ａ，７ｂ，８ａ，８
ｂで測定した、ガイド機構６から車輪２の側面までの複
数点の測定値のうち、最大膨出部２ａにおける二つの測
定値をそれぞれ割り出し、それらの平均値を演算すると
ともに、この二つの平均値の差を前記間隔Ｌで除し、か
つこの商に相当するｔａｎ^-1θ、つまりトー角度を演算
する演算式を記憶した演算処理回路と、上記平均値とト
ー角度信号を一定時間記憶し、一定時間後、トー角度信
号をＤ／Ａ変換器を介して表示器１２に出力するメモリ
回路を備え、上記表示器１２で、左右の車輪２のトー角
度をディジタル量として表示可能にしている。

また、上記演算処理回路には、前記割り出された最大膨
出部２ａにおける二つの測定値の差を演算し、この差を
対応する最大膨出部２ａの測定点距離で除し、かつこの
商に相当するｔａｎ^-1θ、つまりキャンバ角度を演算す
る演算式が記憶されていて、このキャンバ角度信号をＤ
／Ａ変換器を介して表示器１２に出力し、該表示器１２
で左右の車輪２のキャンバ角度をディジタル量として表
示可能にしている。

この場合、キャンバ各度を独自に測定可能な装置として
は、例えば前述のように構成したアライメントテスタ
５，５において、ガイド機構６，６を垂直状態から９０
゜回転可能とするとともに、該機構６，６を第７図に示
すように車軸高さ位置に設定可能とし、該６，６に沿っ
て距離センサ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを水平に移動可能
に構成すればよい。

すなわち、この場合のアライメントテスタ５，５は、ガ
イド機構６，６が間隔Ｌをなして図示のように水平に配
設され、該機構６，６に沿って距離センサ７ａ，７ｂ，
８ａ，８ｂが水平に移動可能にされていて、ガイド機構
６，６からタイヤ側面までの距離を測定し、かつその測
定信号を測定回路１０，１０を介して演算回路１１へ入
力可能にされている。

上記演算回路１１の演算処理回路には、各センサ７ａ，
７ｂ，８ａ，８ｂによって測定された複数の測定値か
ら、最大膨出部２ａにおける二つの測定値を割り出し、
その平均値を演算するとともに、この二つの平均値の差
を間隔Ｌで除し、かつこの商に相当するｔａｎ^-1θ、つ
まりキャンバ角度を演算する演算式が記憶されており、
このキャンバ角度信号をＤ／Ａ変換器を介して表示器１
２に出力し、該表示器１２で左右の車輪２のキャンバ角
度をディジタル量として表示可能にしている。

第８図は本発明の他の実施例を示し、前述の実施例と対
応する構成部分には同一の符号を用いている。すなわ
ち、この実施例ではガイド機構６，６に一対の距離セン
サ７ａ，７ａ，７ｂ，７ｂを配設し、これらの移動行程
を全行程の１／２に設定し、該行程においてセンサ７
ａ，７ａ，７ｂ，７ｂを互いに近接離反動させること
で、測定時間の短縮化を図るようにしたことを特徴とし
ている。

（作 用） このように構成したホイールアライメント装置は、ロー
ラ１，１の軸間距離の中心位置外方にアライメントテス
タ５，５が設置され、該テスタ５，５には、距離センサ
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを装備した一対のガイド機構
６，６が不動に立設されているから、従来のこの種装置
のように、上記センサを位置調整する移動機構を備えた
ものや、上記センサを車輪２の動きに追従させる機構を
備えたものに比べて、構成が簡潔になり製作が容易にな
る。

しかも、ガイド機構６，６が間隔Ｌを保持して不動に立
設されているから、該間隔Ｌに基いて演算されるトーお
よびキャンバ角度の精度を高められる。

次に上記装置を使用して、実際にアライメントを測定す
る場合は、被験車両を運転して車輪２，２をローラ１，
１上に乗り上げ、該車両を停止させる。

このような状況の下でモータ３，３を駆動させると、こ
れにローラ１，１が同動して、ローラ１，１上の車輪
２，２が回転する。実施例では、車輪２，２を低速回転
させている。このように車輪２，２を回転させること
で、タイヤの側面に突設された刻印や、車輪のすりこぎ
回転、いわゆるランアウトによる変位が平均化されて、
後述の測定精度の信頼性が保たれる。

一方、モータ３，３の駆動と前後して、制御回路４を介
し駆動装置９，９を始動させると、距離センサ７ａ，７
ｂ，８ａ，８ｂがガイド機構６，６に沿って一斉に上下
動し、かつそれらからレーザービームが車輪２，２の側
面に向かって照射される。

上記レーザービームは、ガイド機構６，６と同間隔Ｌの
ピッチをなして、例えば上記機構６，６の上端から垂直
方向下向きに移動し、該ビームが車輪２，２の側面に実
際に照射されると、距離センサ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ
がガイド機構６，６から車輪２の側面までの距離を実測
し、そのアナログ信号を刻々と測定回路１０，１０へ出
力する 上記信号が測定回路１０，１０へ入力されると、該入力
信号が上記回路１０の変換器でアナログ量に応じた電圧
に変換され、かつこれがＡ／Ｄ変換器でディジタル量に
変換されて、その出力が演算回路１１へ入力される。

上記演算回路１１は、これを便宜上片側の車輪２で説明
すると、距離センサ７ａ，７ｂで測定した、ガイド機構
６から車輪２の側面までの複数点の測定値のうち、最大
膨出部２ａにおける二つの測定値、すなわち第４図で示
すＬａとＬｂ、およびＬｃとＬｄをそれぞれ割り出し、
それらの平均値を演算する。

これらの測定値は、厳密には第３図に示すように、距離
センサ７ａ，７ｂの移動軌跡と、最大膨出部２ａが形成
する円形周縁との交点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４から、ガ
イド機構６、つまり基準位置までの距離に相当し、これ
らは当該タイヤ側面周辺の測定値において、最小のピー
ク値を形成することで割り出され、この測定箇所特定の
容易性と計測の容易性ゆえに、上記最大膨出部２ａが選
択される。

上記平均値は、１／２・（Ｌａ＋Ｌｂ）と１／２・（Ｌ
ｃ＋Ｌｄ）で表わされ、これらをそれぞれＬ_１，Ｌ_２と
すると、この二つの平均値の差、つまりＬ_１−Ｌ_２＝Ｔ
が、キャンバ角度に影響されないトー角による変位量と
なる。

したがって、上記平均値の差Ｔを前記間隔Ｌで除し、か
つこの商Ｔ／Ｌに相当するｔａｎ^-1θが、トー角度に相
当することになり、この一連の演算が、その演算式を記
憶した演算処理回路で処理される。上記トー角度は左右
の車輪２について演算され、それらの信号がＤ／Ａ変換
器を介して表示器１２に出力され、左右の車輪２のトー
角度がディジタル量として表示される。

一方、上記演算処理過程では、前記割り出された最大膨
出部２ａにおける二つの測定値の差、つまり（Ｌａ−Ｌ
ｂ）と（Ｌｃ−Ｌｄ）が同時に演算され、この差をそれ
ぞれＸ_１およびＸ_２とすると、これを各測定点間距離Ｙ
_１とＹ_２で除算し、この商Ｘ_１／Ｙ_１およびＸ_２／Ｙ_２
に相当するｔａｎ^-1θ、つまり左右の車輪２のキャンバ
角度が演算され、これらが表示器１２にディジタル量と
して表示される。

したがって、本発明ではトー角度測定時にキャンバ角度
も自動的に測定され、従来のようにこれらを別々に測定
する煩雑から解消される。

次に上記被験車両のアライメント測定を終えて、タイヤ
サイズの異なる被験車両のアライメントを測定する場
合、ローラ１，１上における各種車輪２ｂ，２ｃの中心
０ｂ，０ｃは、第５図に示すように前記被験車両の車輪
２の中心０と同様に、ローラ１，１の軸間距離を二分す
る垂直二等分線上に位置する。

したがって、車輪２と距離センサ７ａ，７ｂとの整合関
係は、上記車輪２ｂ，２ｃに対しても自動的に維持され
る。この場合、タイヤサイズの変化に伴なって、上記車
輪２ｂ，２ｃの最大膨出部２ｂａ，２ｃａと、距離セン
サ７ａ，７ｂの移動軌跡との交点が図示のように移動
し、その交点間の距離も変動する。

しかし、これらの変動は前記アライメントの演算式に何
等の影響もないから、測定精度が低下することもない。

すなわち、このことはタイヤサイズが変わっても、当該
車輪２ｂ，２ｃの最大膨出部２ｂａ，２ｃａが、距離セ
ンサ７ａ，７ｂの移動軌跡とそれぞれ二点で交差する限
り、換言すれば最大膨出部２ｂａ，２ｃａの周縁直径
が、距離センサ７ａ，７ｂの間隔Ｌより大径であれば、
アライメントの測定が可能であることを意味し、このゆ
えにタイヤサイズの変化に応じて、上記センサ７ａ，７
ｂの間隔や移動距離の調整を要することがないのであ
る。

また、アライメント測定時には、車輪２がローラ１，１
に蹴られて、第６図に破線で示すように後方へ移動し、
その最大膨出部２ａも同様に移動して、距離センサ７
ａ，７ｂと最大膨出部２ａとが偏心する。

したがって、この場合にはガイド機構６，６から、移動
した車輪２′の最大膨出部２ａ′までの距離は、移動前
のそれに比べて全体的に増大するが、最大膨出部２ａ′
と距離センサ７ａ，７ｂの移動軌跡との各交点の平均値
の差、つまりＬ_１−Ｌ_２は、上記車輪２′が通常は後方
へ僅かに平行移動する状況の下では、移動前の上記差と
同値になるから、トー角度は移動前後においても一定の
数値で測定される。

また、キャンバ角度については、上記のようにガイド機
構６，６から最大膨出部２ａ′までの距離が増大して、
各交点の差、つまりＸ_１とＸ_２が変化するが、これらの
変化に応じて各測定点距離Ｙ_１，Ｙ_２も同様に変化し、
これらの間には比例関係が成立するから、換言すればＸ
_１とＸ_２の変化分、対応するＹ_１，Ｙ_２も変化するた
め、それらの変化はＸ_１／Ｙ_１およびＸ_２／Ｙ_２によっ
て消去される。

すなわち、キャンバ角度は、車輪２′の移動前後におい
て一定の数値で測定される。

したがって、アライメント測定時に車両２が移動して
も、移動後の最大膨出部２ａ′が距離センサ７ａ，７ｂ
の移動軌跡から逸脱しない限り測定可能であり、またこ
の際移動後の車輪２′に応じて、上記センサ７ａ，７ｂ
の間隔や移動距離の調整を要することもない。

一方、上記アライメント測定ではキャンバ角度の演算式
において、最大膨出部２ａと距離センサ７ａ，７ｂの移
動軌跡との各交点との距離、つまりＹ_１，Ｙ_２が、個々
の車輪２毎に或いは前記車輪２の移動によって変動し、
これがためにキャンバ値の測定精度が低下する懸念があ
る。

この場合には、前記アライメントテスタ５，５のガイド
機構６，６を垂直状態から９０゜回転可能とし、更に該
機構６，６を第７図に示すように略車軸高さ位置に設定
可能にし、上記機構６，６に沿って距離センサ７ａ，７
ｂを水平移動可能に構成すればよい。

すなわち、この場合は、ガイド機構６，６から、最大膨
出部２ａと距離センサ７ａ，７ｂの移動軌跡との交点ま
での距離を測定することは、前述と同様であるが、上記
各移動軌跡における交点の平均値を求め、この二つの平
均値の差を上記センサ７ａ，７ｂの間隔Ｌで除し、この
商に相当するｔａｎ^−１θを演算させることで、キャン
バ角度を測定させている。

したがって、この場合は実測値を不変値であるＬで除算
しているから、信頼性の高いキャンバ値が得られる。

なお、上述の実施例ではローラ１を駆動させて車輪２を
回転させているが、この反対に車輪２を駆動回転させて
測定しても、同様な結果が得られる。

（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、被験車両の車輪を収容可能なローラと、該車輪の側
面に沿って移動し、かつ該車輪側方の基準位置から該車
輪側面の所定の測定点までの距離を測定可能な、非接触
センサからなる距離センサを備え、上記測定点における
各測定値を演算して、トーおよびキャンバ値を算出可能
なホイールアライメント測定装置において、少なくとも
二つの距離センサを車輪側面の最大膨出部周縁直径より
小径の間隔に配置し、該センサをその移動軌跡が上記最
大膨出部周縁と二位置で交差可能に垂直または水平移動
可能に配置し、これら交差部と前記基準位置までの複数
の測定値を演算して、トーおよびキャンバ値を算出する
ようにしたから、上記最大膨出部周縁直径が前記センサ
間隔より大径であれば、種々の被験車両のアライメント
測定に応じられる効果がある。

したがって、本発明ではタイヤサイズの異なる被験車両
のアライメント測定に際し、或いは上記測定時に生ずる
車輪の移動に際しても、従来のように距離センサの位置
調整や追従作動を要することなく、簡潔な構成で容易か
つ正確なアライメントを測定できる等の効果がある。

【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配置状況の要部を示
す平面図、第３図は第２図の左側面図、第４図は本発明
の測定状況を示す説明図、第５図はタイヤサイズが変更
した場合の測定状況を示す説明図、第６図はアライメン
ト測定時に車輪が移動した場合の測定状況を示す説明
図、第７図は本発明装置を若干改変して、独自にキャン
バを測定する場合の測定状況を示す説明図、第８図は本
発明の他の実施例を示す説明図である。 １……ローラ、２，２′，２ｂ，２ｃ……車輪 ２ａ，２ａ′，２ｂａ，２ｃａ……最大膨出部 ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ……距離センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験車両の車輪を収容可能なローラと、該
   車輪の側面に沿って移動し、かつ該車輪側方の基準位置
   から該車輪側面の所定の測定点までの距離を測定可能
   な、非接触センサからなる距離センサを備え、上記測定
   点における各測定値を演算して、トーおよびキャンバ値
   を算出可能なホイールアライメント測定装置において、
   少なくとも二つの距離センサを車輪側面の最大膨出部周
   縁直径より小径の間隔に配置し、該センサをその移動軌
   跡が上記最大膨出部周縁と二位置で交差可能に垂直また
   は水平移動可能に配設し、これら交差部と前記基準位置
   までの複数の測定値を演算して、トーおよびキャンバ値
   を算出するようにしたことを特徴とするホイールアライ
   メント測定装置。