JPH08188172A - 車輪のアライメント調整に使用する車輪支持装置 - Google Patents

車輪のアライメント調整に使用する車輪支持装置

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JPH08188172A
JPH08188172A JP7243594A JP24359495A JPH08188172A JP H08188172 A JPH08188172 A JP H08188172A JP 7243594 A JP7243594 A JP 7243594A JP 24359495 A JP24359495 A JP 24359495A JP H08188172 A JPH08188172 A JP H08188172A
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roller
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wheel
axis
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JP7243594A
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J Bruce Emmons
ブルース エモンズ ジェイ
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Autokinetics Inc
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OOTOKAINECHITSUKUSU Inc
Autokinetics Inc
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D17/00—Means on vehicles for adjusting camber, castor, or toe-in
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B5/255—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing wheel alignment

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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の車輪アライメント装置中で車輪を支持
する装置を、単純な構造で容易かつ精密な車輪のアライ
メント調整を反復して達成させると共に安定した車両流
れを自動的に得させるものとする。 【解決手段】 車輪２６の垂直荷重を支持する１対のロ
ーラ２２，２６をベース１２上で、互いに平行でない旋
回軸線まわりでベースに対し相対旋回可能である１対の
旋回アーム１４，１８に回転可能に支持させて設けた。
１対の旋回アームとそれに支持させた１対のローラは、
互いに独立的に旋回する。一方のローラはモータ駆動す
る。旋回アームの旋回角度を検出する角度検出器の検出
値から車輪のアライメントを判定する方法も、記載して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は車輪アライメント装置
（ｗｈｅｅｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）、
特に車輪アライメント装置中で車両の車輪を支持するた
めの車輪支持装置、及び同装置を用いて適正な車輪アラ
イメントを得る方法に、関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現代の自動車組立て工場で使用されてい
る車輪アライメント機械は普通、調整すべき各車輪ごと
に１対宛の支持ローラを有する。該１対の支持ローラの
うちの１個のローラは普通、強制駆動される。これらの
ローラはアライメント調整過程中に車両の重量を、車輪
の回転を許容しながら支持する。支持ローラは普通、可
動のキャリッジ上で支持されているが、両ローラの軸線
はアライメント調整過程の間、互いに平行に維持される
ように拘束されている。平行配置のローラ上で車輪は、
車輪或はタイヤ中の通常「振れ（ｒｕｎ ｏｕｔ）」と
呼ばれている狂い（ｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ）の
存在と関係なく、真の車輪回転軸線を求めるために回転
せしめられる。
【０００３】平行整列状態に固定された軸線上に配置さ
れた１対のローラを有する車輪アライメント機械は、重
大な欠点を有する。第１に平行整列配置状態に拘束され
ているローラは該ローラによってタイヤに加えられるこ
ととなる、望ましくない横向きの力をうみ出し、車輪を
正規の動作位置から押出してアライメント調整を不精密
とする。
【０００４】この望ましくない横向きの力を無くす１つ
の試みが、米国特許Ｎｏ．３，１８７，４４０及びＮ
ｏ．４，３８０，３７５に記載されており、これにおい
ては横向きの力の量を測定して測定値を利用し、各ロー
ラでの横向きの力がほぼ零となるまでキャリッジ位置を
変更することとしている。米国特許Ｎｏ．３，１８７，
４４０に記載の装置は有効ではあるが、同米国特許が教
示しているフィードバック系は比較的複雑で高価であ
り、このため機械の有用性に限界がある。
【０００５】従来技術に関連した他の不具合は、アライ
メント機械で精密な結果を反復して得ることができない
点にある。本不具合は特に、組立て工場においては重大
である。組立て工場の車輪アライメント機械はまたサイ
クルタイムが短いこと、車両とか車輪或はタイヤ側壁に
対する取付け品又は物理的接触が無いこと、及び工場の
床面上方に損傷を受け易い突起物とかセンサ類を有しな
いこと、といった特徴を有するものであるのが望まし
い。従来装置は何れも、これらの有益な特徴を経済的な
態様で備えたものとはなっていない。
【０００６】従来技術に関連した別の不具合は、ほとん
どのアライメント機械において車両が横方向に動くこと
を、緩衝ストッパとか追加のローラとかを設けることに
よって物理的に規制することとしている点にある。この
物理的な拘束ないし規制は普通、アライメント調整過程
中における車両の安定した流れを維持するために行われ
る。この安定した流れは適切した測定及び調整を実施す
るために必要である。従来技術が用いている緩衝ストッ
パ及び／又はローラは、組立て工場の車輪アライメント
機械に係る上述した望ましい特徴に合わないことからし
て、望ましくないと考えられる。さらに物理的な規制を
行うことは、タイヤに加わる不釣合いの横向きの力が存
在することを意味している。
【０００７】サービス分野（すなわち販売店とか修理
店）で使用されるアライメント機械は、組立て工場の機
械のような高い処理能力を必要としない。したがってサ
ービス分野で使用される機械は組立て工場の機械よりも
普通安価であるが、逆にアライメント調整作業を完了す
るためにより労働集約的なものとなっている。
【０００８】従来技術に従った車輪アライメント機械は
さらに普通、構造及び機能要素が非常に複雑である。こ
のため通例の車輪アライメント装置は製作が困難であ
り、製造コストが高く、機能不良を比較的起こし易い。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明は従来技術の
諸不具合に対し、比較的安価であり、簡単に使用でき、
精密な車輪アライメントを反復的に得るのに有効である
機械構造を提供することによって、対処しようとするも
のである。この発明は車輪の角配列を迅速かつ精密に測
定する能力を有する、単純で丈夫な機械系を提供するも
のである。
【００１０】この発明の１つの目的は、回転する車輪の
角配列を測定するための改良された方法を提供すること
にある。
【００１１】この発明の他の目的はアライメント調整す
べき車輪を、車輪又は車両の懸架装置（サスペンジョ
ン）に加わる望ましくない横向きの力の発生を無くしつ
つ、回転させ得ることとする装置を提供するにある。
【００１２】この発明の別の目的はアライメント機械上
での車両の安定した流れを、外部の規制手段に頼ること
なしに得ることとしてある装置を提供するにある。
【００１３】
【発明の要約】上述の発明課題に関連した本発明の重要
な構成は、１対の荷重支持ローラをそれぞれの旋回アー
ム上に互いに独立的に可動であるように設けた点にあ
る。この特徴的な構成によって、タイヤとローラとの接
触点における望ましくない横向きの力を全て無くすこと
ができる。この発明の他の特徴は各車輪を２個のみのロ
ーラに接触させ支持させることとした点にあり、これに
よって車輪の配列を測定することが容易となる。
【００１４】一般的に言ってこの発明は車両の車輪のア
ライメント調整に使用する車輪支持装置に係り、同装置
はベースを含む。第１のローラが該ベース上で、ベース
に対し相対的に該第１のローラの軸線まわりで回転可能
であり、ベースに対し相対的に揺動ないし旋回可能であ
るように、支持されている。第２のローラがベース上
で、ベースに対し相対的に該第２のローラの軸線まわり
で回転可能であり、ベースに対し相対的に揺動ないし旋
回可能であるように、支持されている。第１のローラと
第２のローラは互いに独立的に、ベースに対し旋回可能
である。該第１及び第２のローラは、これらのローラ上
に置かれる車輪の垂直荷重を支持するものとされてい
る。
【００１５】この発明に従った車輪支持装置の好ましい
実施例では第１のローラがベース上で、該ベースに対し
第１の旋回軸線まわりで相対旋回可能である第１の旋回
アームによって支持されている。第２のローラはベース
上で、該ベースに対し第２の旋回軸線まわりで相対旋回
可能である第２の旋回アームによって支持されている。
上記した第１の旋回アームと第２の旋回アームはベース
上で、これらのアームの旋回軸線が互いに平行でないよ
うにして支持されている。
【００１６】
【実施例】図１は、この発明に従った車輪支持装置の好
ましい一実施例を示している。図示の車輪支持装置１０
はベース１２を有し、このベース１２は自動車の車輪を
支持するための安定した位置を維持するように、プラッ
トホームに固定して取付けてある。第１の旋回アーム１
４をベース１２に対し、該アーム１４の一部である軸受
管１６内の減摩軸受を介して取付けてある。この旋回ア
ーム１４は後で詳しく述べるように、軸受管１６の中心
線と一致する軸線まわりで揺動ないし旋回する。第２の
旋回アーム１８をベース１２に対し、軸受管２０内の減
摩軸受を介して揺動ないし旋回可能に取付けてある。第
１の旋回アーム１４には中心部からほぼＶ字状に延出す
る１対の延出部間で第１のローラ２２を、該ローラ２２
がベース１２及び旋回アーム１４に対し相対的に回転自
在であるように支持させてある。第２の旋回アーム１８
には中心部からほぼＶ字状に延出する１対の延出部間で
第２のローラ２４を、該ローラ２４がベース１２及び旋
回アーム１８に対し相対的に回転自在であるように支持
させてある。
【００１７】旋回アーム１４，１８はそれぞれ、ベース
１２又は各旋回アームに設けたストッパによってベース
１２に対する旋回量を規制してあるものとされている。
一実施態様では旋回アーム１４，１８はベース１２に対
し、基準点から約±１５度だけ旋回する。
【００１８】車輪２６を、第１のローラ２２及び第２の
ローラ２４上で支持してある。車輪２６のトレッド面２
８は、ローラ２２，２４の外周円筒面に対し接触するの
が望ましい。
【００１９】図２に示すようにベース１２は、プラット
ホームないし下地床（サブフロア）３０上に据付けられ
ている。下地床３０は、例えば組立て工場の床３２より
も下方に位置させてある。床３２を、組立てラインを通
して車両が推進されて行く軌道ともできる点が、理解さ
れるべきである。図２は車輪２６がローラ２２，２４上
で支持されるように車両を簡単に位置付け得ることとす
る、組立て工場の床３２下方位置への車輪支持装置１０
の据付け態様を示している。
【００２０】第２のローラ２４は通常の方式で回転モー
タ（図示せず）により、該ローラ２４がそのローラ軸線
３６まわりで矢印３４で示す向きに回転するように、強
制駆動される。このローラ２４の回転運動によって車輪
２６がその軸線まわりで、矢印３８で示す向きに回転せ
しめられる。この車輪２６の回転により第１のローラ２
２がその軸線４０まわりで、第２のローラ２４について
矢印３４で示したのと同様の方向に回転せしめられる。
ローラ２４に対し、したがって車輪２６に対し、回転を
与える目的は、２つの方法のうちの１つでアライメント
作用を得るためである。後で詳しく述べるように第１の
方法は通常のアライメント測定装置に従うか本発明の車
輪支持装置１０を用いるかして、本発明に従った車輪ア
ライメント装置及び方法論に従って車輪のアライメント
を判定する方法である。
【００２１】この発明の１つの重要な特徴は、独立的に
旋回動可能である旋回アーム１４，１８上にそれぞれロ
ーラ２２，２４を設けた点にある。旋回アーム１４はベ
ース１２に対し、軸受管１６の中心線まわりで旋回ない
し揺動する。同様に旋回アーム１８はベース１２に対
し、軸受管２０の中心線と一致する軸線まわりで旋回す
る。これらの２つの旋回アーム１４，１８は互いに独立
的に、ベース１２に対し相対的に揺動する。旋回アーム
と対応するローラとの運動は、ローラ２２，２４上にお
ける車輪２６の姿勢と位置によって指示される。車輪２
６の姿勢は、該車輪２６のかじ取り角（ｓｔｅｅｒ ａ
ｎｇｌｅ）とキャンバ角（ｃａｍｂｅｒａｎｇｌｅ）と
によって示される。この点を説明するためにかじ取り角
は、車輪の軸線を含む鉛直面と鉛直な横断基準面（ｔｒ
ａｎｓｖｅｒｓｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌａｎｅ）
との間の角度と定義できる。キャンバ角は、車輪の軸線
と水平な基準面との間の角度と定義できる。トウ角（ｔ
ｏｅ ａｎｇｌｅ）は、左右の車輪間のかじ取り角の差
である。
【００２２】図３は図１，２の実施例の平面図で、旋回
アーム１４及びローラ２２は符号４４で示す位置にあ
る。旋回アーム１８及びローラ２４は符号４６で示す位
置にある。軸線３６と軸線４０間の図示の平行配列は、
かじ取り角及びキャンバ角が共に零（０）である車輪２
６の位置４８によるものである。
【００２３】図４は図１，２の実施例を、別の配列で示
す平面図である。旋回アーム１４及びローラ２２は符号
５０で示す位置にある。旋回アーム１８及びローラ２４
は符号５２で示す位置にある。これらの位置５０，５２
は一部、水平基準面及び横断基準面に対する車輪軸線の
方位ないし姿勢により決定されたものである。ローラ位
置５０及びローラ位置５２で示される姿勢とローラ２
２，２４上での車輪２６の位置は、車輪２６のかじ取り
角及びキャンバ角によって指示されたものである。図４
から見てとれるように軸線３６と軸線４０はもはや、平
行する配列関係にない。これは車輪２６に係る上記２つ
の角に基づいてベース１２に対し旋回アーム１４が、旋
回アーム１８とは独立して旋回したためである。
【００２４】旋回アーム１４，１８の各旋回角度を測定
するために軸受管１６，２０上にそれぞれ、角度検出器
（トランスデューサ）５６，５８を設けてある。後でよ
り詳しく述べるように旋回アームの旋回角度は、車輪２
６の正しいアライメントを判定するのに役立つ。図示の
実施例はベース１２に対する各旋回アームの旋回角度を
測定する手段として角度検出器５６，５８を設けている
が、他の通例の角度測定手段を用いることもできる。１
つの例としては、レーザ位置検出システムを利用でき
る。
【００２５】この発明の別の重要な特徴は、ベース及び
車輪に対するローラ及び旋回アームの幾何学的配置関係
にある。図５に示すように、好ましい幾何学的配置は以
下の特徴を有する。車輪２６は中心点６０まわりで回転
する。この点は車輪回転軸線と定義される。鎖線６２
は、車輪回転軸線６０とローラ２２のローラ軸線４０と
を通る直線である。この線６２はまた、ローラ２２と車
輪２６の接触点６３を通過する。軸受管１６の中心線と
一致するベース１２に対する旋回アーム１４の旋回軸線
は、鎖線６４で示してある。図から判明するように線６
２は線６４と平行である。旋回アーム１４の旋回軸線、
したがってローラ２２の旋回軸線（つまり線６４）が車
輪回転軸線６０の前側にあることが、重要である。ここ
で前側とは車輪２６の回転方向に沿ってみたものであ
り、図上では左側である。
【００２６】図５において鎖線６６は車輪回転軸線６
０、ローラ２４と車輪２６の接触点６７、及びローラ２
４の回転軸線３６を通過している直線である。旋回アー
ム１８の旋回軸線、したがってローラ２４の旋回軸線、
と一致する鎖線６８は線６６と平行であり、車輪回転軸
線６０の前側にある。
【００２７】旋回アーム軸線ないし旋回軸線の傾きは、
この発明の１つの重要な特徴である。図５に示す幾何学
的配置に関し、支持力のベクトルの方向は旋回アームの
旋回軸線と整列し、このため旋回アームの位置に対する
影響は無視できる。これは車輪２６がローラ２２，２４
上で中央位置から横方向に偏寄した場合でも、然りであ
る。この点は、両旋回アームの旋回軸線が平行な垂直整
列関係にある具体例と対照的である。そのような具体例
では車両の重量によって車輪が下方向きに付勢されて両
ローラ間に押し込まれ、車輪がローラの中点から横向き
に偏寄した場合には何時でも両ローラを押し離すように
食い込むこととなろう。かかる方策はアライメント調整
に不正確さを導入して、流れの安定さを減少させる結果
となる。
【００２８】図示の好ましい実施例において線６６と線
６８間の間隔７０及び線６２と線６４間の間隔７２は、
ローラ２２，２４をそれぞれ旋回アームに支持させてい
ることからして一定に維持される。前側ローラ軸線４０
と後側ローラ軸線３６間の間隔は、旋回アーム１４，１
８をそれぞれベース１２に取付け支持させていることか
らして一定に維持される。車輪２６上のタイヤの直径が
様々であることからして、単一の理想的な幾何学的配置
からの偏りが指示され得る。しかし実際上では単一の幾
何学的配置により合理的な範囲のタイヤ直径を、アライ
メント調整の正確さを損うことなしに受容可能である。
タイヤ直径が大きく異なる場合には両ローラ間の間隔を
変更する調整を行える。両ローラ間の間隔を変更できる
が、図示の幾何学的配置の特徴を維持するのが好まし
い。特にそれぞれの旋回アームの旋回軸線はローラの回
転軸線、車輪とローラ間の接触点、及び車輪の回転軸線
を通過する各直線とそれぞれ平行であるべきである。ま
た旋回アームの旋回軸線は車輪の回転軸線の若干前方位
置に維持すべきである。
【００２９】ローラ２２，２４の運動と機能、並びに旋
回アーム１４，１８の運動と機能は、車輪支持装置１０
の作用に係る以下の説明から当業者が明瞭に理解でき
る。
【００３０】たいていの組立て工場では車両が軌道ない
し床３２に沿い、車輪アライメント調整作業を完了する
ために少なくとも車両の２個の前輪が車輪支持体上に置
かれる位置へと、推進駆動される。１対の互いに独立し
たローラと関連する旋回アーム及びベースは、車両の前
輪のそれぞれに対して設けられる。したがってベース１
２をプラットホーム３０上に、車両の横幅に合せて個別
のベース間の間隔を変更できるように設置するのが好ま
しい。
【００３１】作業中、ローラ装置１０により支持された
各車輪について２つの部分でのころがり接触が存在す
る。説明を判り易くするため、以下では車輪２６とロー
ラ２２，２４間の接触点について述べる。この接触点の
指示は平らな車輪に対しより正確に当てはまるが、当業
者であれば以下の説明を理解できよう。また物理的にみ
て実際の接触はローラと車輪に装着されたタイヤとの間
の接触となろうが、簡単化して接触点を、ローラと車輪
２６間のものとして述べる。
【００３２】１つの接触点６３は車輪２６と第１ないし
前側ローラ２２間のものである。第２の接触点６７は車
輪２６と第２ないし後側ローラ２４間のものである。各
接触点において、車輪（すなわちタイヤトレッド）の進
行方向とローラ表面の進行方向間に角度が定義される。
同角度は車輪２６の進行方向が一つの円弧で表わされロ
ーラの進行方向が他の円弧で表わされるとすると、接触
点で引いたそれぞれの円弧の接線間の交差角であってス
リップ角（ｓｌｉｐ ａｎｇｌｅ）である。
【００３３】ローラ２４と旋回アーム１８について述べ
ると、スリップ角が零（０）に等しくないとすればタイ
ヤにより横向きの力が発生せしめられて、旋回アーム１
８がその旋回軸線６８まわりで旋回動せしめられる。こ
の旋回アーム１８の旋回方向は、接触点６７に対する旋
回軸線６８の配置からして、つまり旋回軸線６８が接触
点６７の前側にあることからして、スリップ角を減少さ
せる方向である。旋回アーム１８に作用する他の全ての
力は無視できる。旋回アーム１８は低摩擦のベアリング
上で支持されている。したがって接触点での横向きの力
が零でありスリップ角が零である時に、平衡状態が得ら
れる。横向きの力はスリップ角の関数である。スリップ
角が零であると、旋回アーム１８に作用する横向きの力
も零である。スリップ角が零であることを特徴とする平
衡状態の達成は、以下に詳細に述べる車輪アライメント
測定法の不可欠の要素である。
【００３４】旋回アーム１４の運動と作用は、旋回アー
ム１８について上述したのと同様である。
【００３５】旋回アーム１４，１８の上述の作用は、旋
回アームの位置を修正するために何らの外部の力（ロー
ラ２４のモータ駆動を除いて。）も要求されないといっ
た意味で自動的であり受動的である。旋回アームの修正
位置を、旋回アームの平衡状態（スリップ角が零）位置
と呼ぶ。
【００３６】旋回アーム１４，１８はほぼ瞬時に平衡状
態に到達し、車輪を整列させる過程の間ずっと平衡状態
に留まる。これは、車輪支持装置１０の各要素の独特の
配置と独立的に可動の旋回アーム１４，１８とのためで
ある。車輪と車輪支持装置１０が平衡状態にあると、車
輪支持ローラによりタイヤに加えられる不所望の横向き
の力は実質的に存在しない。何らかの横向きの力が存在
するとしても、それらの力はローラ２２，２４上で支え
られている車輪の荷重に関連した力と対比して比較的小
さい。したがってそのような横向きの力は車輪アライメ
ントの測定に対して影響を与えず、アライメント調整作
業を精密に反復して実行できる。
【００３７】図３，４から見てとれるように、図３の場
合と図４の場合とでは車輪２６が異なったキャンバ角及
びかじ取り角を有する。図４に示すかじ取り角は約１０
度である。このかじ取り角の測定値は鉛直横断基準面に
対するものである。図４の車輪２６のキャンバ角は、水
平基準面に対して９度である。
【００３８】たいていの車輪アライメント調整作業中、
車両の操舵輪（ステアリングホイール）は直進位置にク
ランプされ、車両の前輪が独立してかじ取り角を調整さ
れる。しかし例えば大型トラックを含む、或る種の車両
では操舵輪を自在に回動できるままにしておくのが通例
である。この条件の下では車両／機械系における自由度
が大き過ぎる。したがって本条件の下では車輪のアライ
メント調整を精度良く反復して行えない。この発明の車
輪支持装置１０を用いる場合は同事態を、トラックの２
個の前輪を支持する４個の旋回アームのうちの１個の旋
回アームを該アームが常に車両直進位置に留められるよ
うにロックすることによって、解消できる。１個の旋回
アームをロック位置においた状態でもタイヤに対し不所
望の横向きの力が何ら加わらないことが、留意されるべ
き重要な点である。
【００３９】従来技術の説明において前述したようにア
ライメント機械上での車両の安定した流れを、緩衝スト
ッパとかローラ等の物理的な規制手段に頼ることなしに
達成することが、望ましい。車両の２車輪のアライメン
ト調整を行うための一実施例では本発明装置を、以下に
述べる作動原理に従って使用できる。前述したように独
立的に揺動する２つの旋回アームの作用によって車両の
前輪に何らの横向きの力が加わらないこととされる。し
たがって車両の前端は横向きに自在に動ける。車両の後
輪は組立て工場の床のような平坦な面の上にのってお
り、したがって前後に転動し得るが横に動くことはでき
ない。車両の前端を支える力が前輪とローラ間の接触点
で等しくない時は車両が、車両の後輪車軸の中心付近の
鉛直軸線まわりで回動する。この鉛直軸線まわりでの車
両回動は、車両の前端での支持力が釣合った時に停止す
る。換言すると２個の前輪のそれぞれは、各対の支持ロ
ーラ間の最も低い点に位置しようとする。車両は、２個
の前輪が最低点に位置することになるように自在に振れ
る。車両の前端での支持力が一旦釣合うと、車両は安定
した流れ位置を維持し続ける。
【００４０】車両の全４個の車輪のアライメント調整を
得るために４組の車輪支持装置１０を使用したい場合が
あろう。そのような４輪に係る実施例では前輪タイヤ又
は後輪タイヤの何れかの接触点で横向きの力が何ら加え
られないこととすると、車両の全体が自在に横に動くこ
とになろう。この方策は明らかに望ましくない。本事態
は旋回アームの旋回軸線の幾何学的配置を、図５に示し
た配置から図６に示す配置に修正することによって、解
消できる。図６に示す幾何学的配置において線６２は、
前側ローラ軸線４０と車輪回転軸線６０の若干後側の点
７４とを通過する直線である。この線６２は厳密には、
ローラ２２と車輪２６間の接触点６３を通過しない。前
側旋回アーム１４の旋回軸線６４は、線６２と平行であ
り前側に若干偏寄している。類似して線６６は、後側ロ
ーラ軸線３６と上記した点７４とを通過する直線であ
る。この線６６は厳密には、ローラ２４と車輪２６間の
接触点６７を通らない。後側旋回アーム１８の旋回軸線
６８は、線６６と平行であり前側に若干偏寄している。
軸線６４，６８の図示の傾斜により車両が何れかの側に
向けて横に動く時、旋回アームの矯正ステア作用が生じ
る。旋回アームにステア作用を生じさせる力は、ローラ
の横方向中点からの小距離に作用する車両の重量の結果
である。ローラ支持装置は不所望の横向きの力が生じる
のを避けるため、車両の輪間距離（ｔｒａｃｋ ｗｉｄ
ｔｈ）に適合させるように横方向で調整可能であるもの
とするのが好ましい。また少なくとも３組のローラ装置
１０を、プラットホーム３０上でリニア転がり軸受によ
り支持して前後に自在に動き得るようにするのが、望ま
しい。
【００４１】本発明に従った車輪支持装置１０は種々の
通常の車輪アライメント測定系、例えば基準座標系に対
する車輪の側壁の移動を監視するレーザ検出系、と組合
せて使用することができる。しかし本発明に従った車輪
支持装置１０はそれ自体で、車輪のアライメントを測定
ないし判定するための以下の好ましい方法と組合せて高
い有用性を提供する。
【００４２】各旋回アーム１４，１８の各旋回軸線まわ
りでの旋回角度はそれぞれ、角度検出器５６，５８を用
いて測定される。角度検出器５６，５８は、旋回アーム
の位置を指示する電気信号を発生する。これらの信号は
通常のマイクロプロセッサにより通常の方法で、車輪ア
ライメントの測定を得させるように処理される。マイク
ロプロセッサは車輪のアライメントを判定するアライメ
ント判定手段として機能する。旋回アームの旋回角度を
測定するための他の手段、例えば角度エンコーダその他
の角度感知装置も、使用できる。
【００４３】かじ取り角を表すのにΦを用いる。かじ取
り角は各旋回アーム１４，１８の旋回角度と、次式に従
って関係する。 Φ＝arcsin｛（sin α＋sin δ）／２cos λ｝ （１） ここに、 α＝旋回軸線６４まわりでの旋回アーム１４の旋回角
度、 δ＝旋回軸線６８まわりでの旋回アーム１８の旋回角
度、 λ＝鉛直方向からの旋回軸線６４，６８の角度、 である。
【００４４】キャンバ角を以下、Θとする。キャンバ角
は旋回アーム１４，１８の旋回角度と、次式に従って関
係する。 Θ＝arcsin｛（sin δ−sin α）／２sin λ｝ （２） ここに、 α＝旋回軸線６４まわりでの旋回アーム１４の旋回角
度、 δ＝旋回軸線６８まわりでの旋回アーム１８の旋回角
度、 λ＝鉛直方向からの旋回軸線６４，６８の角度、 である。
【００４５】これらの２つの方程式（１），（２）を用
いて車輪アライメントについての判定及び調整を、トウ
角及びキャンバ角についての予め選択ないし設定した値
又は旋回アームの２つの旋回角度により得ることができ
る。つまり作業者が予め選択したトウ角及びキャンバ角
を有しているとすると本発明のローラ支持装置１０は、
以下の一般的方法で適切した車輪のアライメント調整を
達成させる。
【００４６】車両が適当数の車輪支持装置１０上に置か
れる。モータ駆動のローラ２４が回転駆動される。車両
は自在に流れ方向を安定化され、旋回アームは平衡状態
に到達する。角度検出器からの電気信号の形の測定値α
及びδが、通常のマイクロプロセッサに供給される。マ
イクロプロセッサは、方程式（１），（２）を用いてΦ
及びΘの解を与えるようにプログラムされている。マイ
クロプロセッサはさらに、右側の車輪についてのΦの計
算値から左側の車輪についてのΦの計算値を差引いてト
ウ角を求める。
【００４７】算出されたトウ角及びキャンバ角の値は、
ディスプレイ上で作業者に提示される。作業者は計算値
を、予定した値と比較する。その間の差が許容公差より
も大であると、作業者は車両の懸架装置（サスペンジョ
ン）について調整を行う。たいていの車両はキャンバ角
を容易に調整できるようには設計されていないので、普
通はトウ角だけを本方法で調整する。
【００４８】トウ角及びキャンバ角の計算値は、作業者
が自己の調整に応じたディスプレイ上での表示をリアル
タイムで読み取れるように、迅速に更新される。この即
時のフィードバックによって、調整工程が著しく容易と
される。
【００４９】方程式（１），（２）と予め選択したトウ
角及びキャンバ角の値を用いる第２の方法は、各旋回ア
ーム及びローラの旋回角度の計算を含む。作業者は車輪
のかじ取り角及びキャンバ角を、測定された実際の旋回
角度α及びδが計算された所望の値に到達するまで調整
する。この点で作業者は旋回アーム及びローラの所望の
位置から車輪が所望のアライメント状態にあること、つ
まり車輪が予め選択したトウ角及びキャンバ角を有する
こと、を判定することになる。これはかじ取り角及びキ
ャンバ角とローラの角度位置間の依存関係からするもの
である。
【００５０】車両が適当数のローラ支持装置１０上に置
かれ、作業者は旋回アームの旋回角度の瞬時の読出し
を、車両の懸架装置についてのどのような調整が必要で
あるかを決定するために用いる。この過程は旋回アーム
が前述したように車輪２６によって自動的に、４つの角
度が全て所望の値となるような位置に置かれることとな
るまで、繰返えされる。
【００５１】上述した工程は、車輪のアライメントにつ
いての調整が行われるにつれてのΦ及びΘのフィードバ
ック計算に、通常のロボット工学を組合せることによっ
て、自動化できる。
【００５２】以上の説明は限定的なものではなく例示的
なものである。上述の好ましい実施例についての変形及
び修正を、本発明の範囲及び主旨から逸脱することなく
行えることは、当業者であれば直ちに理解できよう。し
たがってこの発明の範囲は法律上の均等物の全てを含め
て、特許請求の範囲の記載によってのみ決定されるべき
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従った車輪支持装置の好ましい実施
例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した車輪支持装置の側面図である。
【図３】図１に示した車輪支持装置の平面図で、車輪が
ローラに対し第１の姿勢及び位置にある場合のローラ配
置を示している。
【図４】図１に示した車輪支持装置の平面図で、車輪が
ローラに対し第２の姿勢及び位置にある場合のローラ配
置を示している。
【図５】この発明に従った車輪支持装置の一部を示す模
式的な側面図で、この発明に従って車輪アライメントの
調整を行うための好ましい幾何学的配置と方法を示して
いる。
【図６】この発明に従った車輪支持装置の一部を示す模
式的な側面図で、車輪アライメントについての測定を行
うための他の好ましい幾何学的配置と方法を示してい
る。
【符号の説明】
１０ 車輪支持装置 １２ ベース １４ 第１の旋回アーム １８ 第２の旋回アーム ２２ 第１のローラ ２４ 第２のローラ ２６ 車輪 ２８ トレッド面 ３６ ローラ軸線 ４０ ローラ軸線 ５６，５８ 角度検出器 ６０ 車輪回転軸線

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の車輪のアライメント調整に使用す
    る車輪支持装置であって、 ベース、 該ベース上で支持されている第１のローラであって、ベ
    ースに対し相対的に該第１のローラの軸線まわりで回転
    可能であり、ベースに対し相対的に旋回可能であるよう
    に支持されている第１のローラ、 上記ベース上で支持されている第２のローラであって、
    ベースに対し相対的に該第２のローラの軸線まわりで回
    転可能であり、ベースに対し相対的に旋回可能であるよ
    うに支持されている第２のローラ、を備えており、第１
    のローラと第２のローラが互いに独立的に旋回可能であ
    り、該第１及び第２のローラが、これらのローラ上に置
    かれる車輪の垂直荷重を支持するものに構成されている
    車輪支持装置。
  2. 【請求項２】 第１及び第２のローラがそれぞれ円柱状
    のものであって、車輪のタイヤトレッドに対し直接に接
    触させる外面を有するものである請求項１の車輪支持装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ベースに対する第１のローラの旋回
    量及び第２のローラの旋回量を規制するストッパを設け
    てある請求項１の車輪支持装置。
  4. 【請求項４】 第１及び第２のローラのうちの１個のロ
    ーラを前記ベースに対し、該ローラの回転を許容した状
    態で旋回不能に拘束するためのロック手段を設けてある
    請求項１の車輪支持装置。
  5. 【請求項５】 第１及び第２のローラのうちの１個のロ
    ーラを回転駆動するためのモータを、該ローラに接続し
    て設けてある請求項１の車輪支持装置。
  6. 【請求項６】 第１のローラを前記ベース上で、該ベー
    スに対し旋回可能である第１の旋回アームに相対回転可
    能に支持させてある請求項１の車輪支持装置。
  7. 【請求項７】 第２のローラを前記ベース上で、該ベー
    スに対し旋回可能である第２の旋回アームに相対回転可
    能に支持させてある請求項１の車輪支持装置。
  8. 【請求項８】 第１のローラを前記ベース上で、該ベー
    スに対し第１の軸線まわりで旋回可能である第１の旋回
    アームに支持させると共に、第２のローラを前記ベース
    上で、該ベースに対し第２の軸線まわりで旋回可能であ
    る第２の旋回アームに支持させてあって、上記した第１
    の軸線と第２の軸線が互いに平行でないように配置され
    たものである請求項１の車輪支持装置。
  9. 【請求項９】 車両の車輪アライメント装置であって、 ベース、 該ベースに連結して設けた第１のローラであって、該第
    １のローラの軸線まわりで回転可能であると共にベース
    に対し相対的に移動可能である第１のローラ、 上記ベースに連結して設けた第２のローラであって、該
    第２のローラの軸線まわりで回転可能である第２のロー
    ラ、 上記ベースに対する第１のローラの移動位置を測定する
    ための位置測定手段、 車輪のアライメントを判定するために、上記位置測定手
    段に接続して設けてあるアライメント判定手段、を備え
    ており、第１及び第２のローラが、これらのローラ上に
    置かれる車輪の垂直荷重を支持するものに構成されてい
    る車輪アライメント装置。
  10. 【請求項１０】 第２のローラが前記ベースに対し相対
    的に移動可能であり、ベースに対する該第２のローラの
    移動位置を測定するための位置測定手段を、前記アライ
    メント判定手段に対し接続して設けてある請求項９の車
    輪整列装置。
  11. 【請求項１１】 前記ベースに対し第１のローラと第２
    のローラが互いに独立的に相対旋回可能である請求項９
    の車輪アライメント装置。
  12. 【請求項１２】 前記ベースに対し第１のローラを、該
    第１のローラの軸線と離間した第１の旋回軸線まわりで
    ベースに対し相対旋回可能である第１の旋回アームによ
    って連結してある請求項９の車輪アライメント装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１の旋回軸線が、第１のローラ
    の軸線と車輪回転軸線とを通る直線に対し平行である請
    求項１２の車輪アライメント装置。
  14. 【請求項１４】 前記ベースに対し第２のローラを、該
    第２のローラの軸線と離間した第２の旋回軸線まわりで
    ベースに対し相対旋回可能である第２の旋回アームによ
    って連結してある請求項９の車輪アライメント装置。
  15. 【請求項１５】 前記第２の旋回軸線が、第２のローラ
    の軸線と車輪回転軸線とを通る直線に対し平行である請
    求項１４の車輪アライメント装置。
  16. 【請求項１６】 第１のローラ及び第２のローラをそれ
    ぞれ前記ベースに対し、互いに平行でない第１の旋回軸
    線及び第２の旋回軸線のまわりでベースに対し相対旋回
    可能である第１の旋回アーム及び第２の旋回アームによ
    って、互いに独立的に旋回可能に連結してある請求項９
    の車輪アライメント装置。
  17. 【請求項１７】 前記ベースに対し第１のローラを、該
    第１のローラの軸線と交差しない第１の旋回軸線まわり
    でベースに対し相対旋回可能である第１の旋回アームに
    よって連結してあり、該第１の旋回アームが、中心部と
    該中心部からほぼＶ字状に延出する１対の延出部とを有
    し、第１のローラを該１対の延出部間で、第１の旋回ア
    ームに相対回転可能に支持させてある請求項９の車輪ア
    ライメント装置。
  18. 【請求項１８】 前記ベースに対し第２のローラを、該
    第２のローラの軸線と交差しない第２の旋回軸線まわり
    でベースに対し相対旋回可能である第２の旋回アームに
    よって連結してあり、該第２の旋回アームが、中心部と
    該中心部からほぼＶ字状に延出する１対の延出部とを有
    し、第２のローラを該１対の延出部間で、第２の旋回ア
    ームに相対回転可能に支持させてあり、車輪のアライメ
    ントを前記アライメント判定手段により、前記移動位置
    測定手段によって測定されるところの、ベースに対する
    第１の旋回アームの旋回角度及び第２の旋回アームの旋
    回角度を用いて判定するように構成してある請求項１７
    の車輪アライメント装置。
  19. 【請求項１９】 ベースに対し相対的に互いに独立的に
    回転及び揺動可能である１対のローラを備え、該１対の
    ローラに車輪の垂直荷重を支持させるように構成してあ
    る車輪支持装置を用いて、車両の車輪アライメントを判
    定する方法であって次の工程、すなわち （Ａ） 車輪支持装置上に車両の車輪を、車輪の荷重と
    配置に基づいて上記１対のローラがベースに対し相対的
    に動くように載置し、 （Ｂ） 上記１対のローラのうちの１個のローラのベー
    スに対する第１の揺動位置を測定し、 （Ｃ） 上記１対のローラのうちの他の１個のローラの
    ベースに対する第２の揺動位置を測定し、 （Ｄ） 工程（Ｂ）及び（Ｃ）で測定された揺動位置及
    びローラ揺動位置と車輪アライメントとの間の予定した
    関係を用いて、車輪のアライメントを判定する、工程を
    備えた方法。
  20. 【請求項２０】 工程（Ｄ）を、 第１のアライメント角度と工程（Ｂ）及び（Ｃ）で測定
    された揺動位置との間の関係を求め、 第２のアライメント角度と工程（Ｂ）及び（Ｃ）で測定
    された揺動位置との間の関係を求め、 該第１及び第２のアライメント角度から車輪のアライメ
    ントを判定するように実行する請求項１９の方法。
JP7243594A 1994-08-29 1995-08-29 車輪のアライメント調整に使用する車輪支持装置 Pending JPH08188172A (ja)

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