JP2001004344A - 車両ホイールのアライメント測定装置 - Google Patents
車両ホイールのアライメント測定装置Info
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車輪アライメントの動的特性を高精度に測定
する。 【解決手段】 非接触式の車両ホイールのアライメント
測定装置において、ホイール側面に向けて所定の幾何パ
ターンのレーザビームを放射するレーザ光源４と、レー
ザビームがホイール側面の所定範囲にのみ照射されるよ
うにビームの幅を制御するレーザビーム制御手段６を具
備する。また、非平行なレーザビームを放射する２つの
レーザ光源１２０，１２１と、２つのレーザビームを受
光して対応する２つの像データに変換する受光デバイス
１２２と、２つの像データに基づいて２つの像の間の距
離を算出し、該距離に基づいてホイールアライメントを
算出する処理手段とを備える。
する。 【解決手段】 非接触式の車両ホイールのアライメント
測定装置において、ホイール側面に向けて所定の幾何パ
ターンのレーザビームを放射するレーザ光源４と、レー
ザビームがホイール側面の所定範囲にのみ照射されるよ
うにビームの幅を制御するレーザビーム制御手段６を具
備する。また、非平行なレーザビームを放射する２つの
レーザ光源１２０，１２１と、２つのレーザビームを受
光して対応する２つの像データに変換する受光デバイス
１２２と、２つの像データに基づいて２つの像の間の距
離を算出し、該距離に基づいてホイールアライメントを
算出する処理手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の懸架を介し
て取り付けられた車輪のトーイン角及びキャンバ角とい
った傾斜度を、車輪を回転させた状態及び静止した状態
で、光学的測長による非接触式計測技術を用いて測定す
る、車両ホイールのアライメント測定装置に関する。
て取り付けられた車輪のトーイン角及びキャンバ角とい
った傾斜度を、車輪を回転させた状態及び静止した状態
で、光学的測長による非接触式計測技術を用いて測定す
る、車両ホイールのアライメント測定装置に関する。
【０００２】自動車等の車輪の取付け状態を表す傾斜度
として、車両の進行方向に対する車輪又はタイヤ面の傾
斜角（トーイン角）及び鉛直面に対する車輪又はタイヤ
面の傾斜の度合い（キャンバ角）、キャスタ等の角度が
設定されており、これらを総称した車輪の整列あるいは
ホイールアライメントを正確に測定し調整を行うことが
走行特性を向上させる上で重要な要素である。
として、車両の進行方向に対する車輪又はタイヤ面の傾
斜角（トーイン角）及び鉛直面に対する車輪又はタイヤ
面の傾斜の度合い（キャンバ角）、キャスタ等の角度が
設定されており、これらを総称した車輪の整列あるいは
ホイールアライメントを正確に測定し調整を行うことが
走行特性を向上させる上で重要な要素である。
【０００３】本明細書において「ホイール」とは車輪の
タイヤ部とリムラウンジとを含むものとする。トーイン
角とは、車を上から見たときに、タイヤが前開きになっ
ているか、後ろ開きになっているかを示す角度で、前輪
と後輪の両方に存在する。ホイールの前の方が広い場合
をトーアウト、後ろの方が広い場合をトーインという。
タイヤ部とリムラウンジとを含むものとする。トーイン
角とは、車を上から見たときに、タイヤが前開きになっ
ているか、後ろ開きになっているかを示す角度で、前輪
と後輪の両方に存在する。ホイールの前の方が広い場合
をトーアウト、後ろの方が広い場合をトーインという。
【０００４】キャンバ角とは、車を真正面、または真後
ろから見たとき、ホイールが下に開いているか上に開い
ているかを示す角度で、タイヤの接地点からの垂線とタ
イヤに対して真っ直ぐに引いた線の間の角度である。タ
イヤが地面に対して垂直なときはゼロキャンバ、内側に
傾いていればネガティブ、その逆がポジティブとなって
いる。ステアリング操作を楽にする、垂直荷重の軽減、
ホイールの下開き防止などの目的で測定される。
ろから見たとき、ホイールが下に開いているか上に開い
ているかを示す角度で、タイヤの接地点からの垂線とタ
イヤに対して真っ直ぐに引いた線の間の角度である。タ
イヤが地面に対して垂直なときはゼロキャンバ、内側に
傾いていればネガティブ、その逆がポジティブとなって
いる。ステアリング操作を楽にする、垂直荷重の軽減、
ホイールの下開き防止などの目的で測定される。
【０００５】キャスタは直進性を持たせるために必要な
もので、ホイールを真横から見たとき、ホイールの中心
からの垂線と、キングピン軸との傾きの角度のことをい
う。キングピン軸が後ろに傾いていればポジティブ、前
に傾いているならばネガティブ、垂直ならばゼロキャス
タということになる。
もので、ホイールを真横から見たとき、ホイールの中心
からの垂線と、キングピン軸との傾きの角度のことをい
う。キングピン軸が後ろに傾いていればポジティブ、前
に傾いているならばネガティブ、垂直ならばゼロキャス
タということになる。
【０００６】
【従来の技術】従来のアライメント測定装置としては、
特公昭６２−１２１１２８号公報に示されるような、タ
イヤに測定部を直接接触して角度を計る直接接触測定装
置が知られている。また近年、特開平７−０８１８５３
号公報に示されるように、従来の接触方式によるホイー
ルアライメント測定装置に代わって、測定対象にストレ
スを与えることなく、機械的な磨耗、劣化もない光学的
測長による非接触式のホイールアライメント測定装置が
実現されている。この装置では三角法を原理とする光切
断法が用いられている。
特公昭６２−１２１１２８号公報に示されるような、タ
イヤに測定部を直接接触して角度を計る直接接触測定装
置が知られている。また近年、特開平７−０８１８５３
号公報に示されるように、従来の接触方式によるホイー
ルアライメント測定装置に代わって、測定対象にストレ
スを与えることなく、機械的な磨耗、劣化もない光学的
測長による非接触式のホイールアライメント測定装置が
実現されている。この装置では三角法を原理とする光切
断法が用いられている。
【０００７】一方、光切断法を用いない光学的測長によ
り、静的にホイールアライメントを測定する方式とし
て、特公平６−０２５６６１号公報に開示される技術が
ある。この方式は、１台のカメラでスリット光による反
射像の対応点を決め、もう１台のカメラで対応点の位置
をスリット光の幾何学的拘束条件を用いて計算すること
から、２台のカメラ像データ間で膨大な計算を必要とす
るため、高速に傾斜度を求める必要のあるインラインで
の動的ホイールアライメント測定への適用は極めて困難
で、実用上静的ホイールアライメント測定に限定され
る。車輪が取り付けられた自動車のホイールアライメン
トを測定し、調整する場合、車輪のリムの振れが誤差を
生じる主因であるため、現在では車輪あるいはリムの振
れを補正する動的ホイールアライメント測定が必須とな
っているが、特公平６−０２５６６１号公報に開示の方
式では正確な動的ホイールアライメント測定を行うこと
は困難である。
り、静的にホイールアライメントを測定する方式とし
て、特公平６−０２５６６１号公報に開示される技術が
ある。この方式は、１台のカメラでスリット光による反
射像の対応点を決め、もう１台のカメラで対応点の位置
をスリット光の幾何学的拘束条件を用いて計算すること
から、２台のカメラ像データ間で膨大な計算を必要とす
るため、高速に傾斜度を求める必要のあるインラインで
の動的ホイールアライメント測定への適用は極めて困難
で、実用上静的ホイールアライメント測定に限定され
る。車輪が取り付けられた自動車のホイールアライメン
トを測定し、調整する場合、車輪のリムの振れが誤差を
生じる主因であるため、現在では車輪あるいはリムの振
れを補正する動的ホイールアライメント測定が必須とな
っているが、特公平６−０２５６６１号公報に開示の方
式では正確な動的ホイールアライメント測定を行うこと
は困難である。
【０００８】車輪が取り付けられた自動車のホイールア
ライメントを、車輪を回転させながら非接触式で測定す
る装置の内、三角測距方式によるスポットレーザ変位計
を用いた方式として、特公平６−０１１４２０号公報、
特開平９−３２９４３３号公報に開示される技術があ
る。しかしながら、特公平６−０１１４２０号公報に開
示の方式においては測距センサがスポットレーザ変位計
であるため、測定対象のタイヤ側面形状が直径方向にホ
イール一周にわたって車輪中心について左右対象均質で
あることが正確な測定の条件となるが、実際のタイヤ側
面断面は複雑な曲線である上、文字などによる凹凸があ
って、しかも左右対象均質ではない。さらに、一対の測
距センサとその旋回軸が測定対象車輪中心と同軸に等距
離に配置されていないとレーザスポットの照射位置が偏
芯して大きな誤差要因となるが、自動車のホイールペー
スの製造上のバラツキの測定時車輪回転中の自動車の挙
動を考慮すると、正確な位置決めは非常に困難で、高精
度なホイールアライメント測定は不可能である。また、
特開平９−３２９４３３号公報に開示の方式においては
測距センサを機械的に走査するため、走査機構の磨耗、
劣化が避けられない上、ホイールのフレームを補正する
のに必要な測定点数を得るのに時間がかかる。高速に測
定するほど磨耗、劣化を早め、精度低下、メンテナンス
コストの高騰を招く欠点がある。
ライメントを、車輪を回転させながら非接触式で測定す
る装置の内、三角測距方式によるスポットレーザ変位計
を用いた方式として、特公平６−０１１４２０号公報、
特開平９−３２９４３３号公報に開示される技術があ
る。しかしながら、特公平６−０１１４２０号公報に開
示の方式においては測距センサがスポットレーザ変位計
であるため、測定対象のタイヤ側面形状が直径方向にホ
イール一周にわたって車輪中心について左右対象均質で
あることが正確な測定の条件となるが、実際のタイヤ側
面断面は複雑な曲線である上、文字などによる凹凸があ
って、しかも左右対象均質ではない。さらに、一対の測
距センサとその旋回軸が測定対象車輪中心と同軸に等距
離に配置されていないとレーザスポットの照射位置が偏
芯して大きな誤差要因となるが、自動車のホイールペー
スの製造上のバラツキの測定時車輪回転中の自動車の挙
動を考慮すると、正確な位置決めは非常に困難で、高精
度なホイールアライメント測定は不可能である。また、
特開平９−３２９４３３号公報に開示の方式においては
測距センサを機械的に走査するため、走査機構の磨耗、
劣化が避けられない上、ホイールのフレームを補正する
のに必要な測定点数を得るのに時間がかかる。高速に測
定するほど磨耗、劣化を早め、精度低下、メンテナンス
コストの高騰を招く欠点がある。
【０００９】車輪が取付けられた自動車のホイールアラ
イメントを、車輪を回転させながら非接触式で測定する
装置の内、三角測距方式による２次元レーザ変位計を用
いた方式として、前述の特公平７−０８１８５３号公報
に開示される技術がある。しかしながら、この方式は前
述のスポットレーザ方式の欠点を補うものの、レーザ投
光幅及びパターンが固定で測定の不要な部位にも光が照
射され、測定対象によってはエッジ形状、材質の相違な
どによって乱反射が起きる。２次元エリア受光素子を用
いたこれらの方式の場合、一画面（またはフィールド）
が一瞬に露光されるため、最悪の場合本来正常に計測さ
れた部位にまで乱反射が影響を与えてしまってもそれを
特定除去することは極めて困難で、大きな測定誤差を生
じたり測定不能となってしまう。
イメントを、車輪を回転させながら非接触式で測定する
装置の内、三角測距方式による２次元レーザ変位計を用
いた方式として、前述の特公平７−０８１８５３号公報
に開示される技術がある。しかしながら、この方式は前
述のスポットレーザ方式の欠点を補うものの、レーザ投
光幅及びパターンが固定で測定の不要な部位にも光が照
射され、測定対象によってはエッジ形状、材質の相違な
どによって乱反射が起きる。２次元エリア受光素子を用
いたこれらの方式の場合、一画面（またはフィールド）
が一瞬に露光されるため、最悪の場合本来正常に計測さ
れた部位にまで乱反射が影響を与えてしまってもそれを
特定除去することは極めて困難で、大きな測定誤差を生
じたり測定不能となってしまう。
【００１０】さらに舵取り角やステアリングホイール転
舵によるキャスタ測定時などで車輪の回転角が少なくと
も１０°以上要求される場面において、タイヤ側面へ角
度検出機構が接触する従来の接触式の場合、検出機構が
ホイールセンタに追尾して均等にタイヤ側面を捕らえる
ことがむずかしく、トー、キャンバ角の測定に誤差を生
じ、舵取り角及びキャスタが精度良く測定できない。ま
た、従来の非接触式の装置においても、タイヤ側面を規
定する検出点がタイヤサイドウォールの特定のスポット
であったり、検出器からタイヤサイドウォールへの最近
点であるため、そもそも舵取り角が測定不能であった
り、トー、キャンバ角の測定誤差が過大で、高精度なキ
ャスタ測定が不可能である。
舵によるキャスタ測定時などで車輪の回転角が少なくと
も１０°以上要求される場面において、タイヤ側面へ角
度検出機構が接触する従来の接触式の場合、検出機構が
ホイールセンタに追尾して均等にタイヤ側面を捕らえる
ことがむずかしく、トー、キャンバ角の測定に誤差を生
じ、舵取り角及びキャスタが精度良く測定できない。ま
た、従来の非接触式の装置においても、タイヤ側面を規
定する検出点がタイヤサイドウォールの特定のスポット
であったり、検出器からタイヤサイドウォールへの最近
点であるため、そもそも舵取り角が測定不能であった
り、トー、キャンバ角の測定誤差が過大で、高精度なキ
ャスタ測定が不可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、いずれの方式においても、レーザ投光幅及びパター
ンが固定式であったため、車両のタイヤ及び周辺の複雑
な形状をした測定対象に対して、測定の不要な部位にも
光が照射され、エッジ形状、光沢、材質などによって乱
反射が起き、最悪の場合、本来正常に計測された部位に
まで影響を与え、大きな測定誤差を生じたり測定不能と
なってしまう。この問題に対して従来の装置は、受光側
で読み取った輝度情報の必要部分を限定して処理した
り、異常点を演算処理で除去するソフトウェア手段を提
供している場合があるのみで、外乱を発生源である投光
手段の段階で対策しようとするものではなかった。これ
ら測定対象に光を宛てるアクティブセンサにおいては、
投光方式の工夫で性能，操作性を更に向上させることが
可能である。
は、いずれの方式においても、レーザ投光幅及びパター
ンが固定式であったため、車両のタイヤ及び周辺の複雑
な形状をした測定対象に対して、測定の不要な部位にも
光が照射され、エッジ形状、光沢、材質などによって乱
反射が起き、最悪の場合、本来正常に計測された部位に
まで影響を与え、大きな測定誤差を生じたり測定不能と
なってしまう。この問題に対して従来の装置は、受光側
で読み取った輝度情報の必要部分を限定して処理した
り、異常点を演算処理で除去するソフトウェア手段を提
供している場合があるのみで、外乱を発生源である投光
手段の段階で対策しようとするものではなかった。これ
ら測定対象に光を宛てるアクティブセンサにおいては、
投光方式の工夫で性能，操作性を更に向上させることが
可能である。
【００１２】また、スポットレーザ変移計を用いた方式
においては、車輪回転軸中心に対して、正確なセンサ位
置決めが困難であるため、センサを機械的に走査させた
りするが、機械的磨耗と劣化で正確なセンサ位置を長期
にわたって維持することが困難であった。さらに投光幅
及びパターンを可変とすることは、より複雑な機構を設
ける必要があるため、状況はさらに困難となる。
においては、車輪回転軸中心に対して、正確なセンサ位
置決めが困難であるため、センサを機械的に走査させた
りするが、機械的磨耗と劣化で正確なセンサ位置を長期
にわたって維持することが困難であった。さらに投光幅
及びパターンを可変とすることは、より複雑な機構を設
ける必要があるため、状況はさらに困難となる。
【００１３】また、光切断法では、三角法を用いるた
め、タイヤに対するレーザ投光角度と位置、及びカメラ
の検出方向及び位置を正確に配置せねばならず、取付け
治具が複雑となり、設置、調整、さらに校正に手間がか
かる欠点があった。したがって、インラインで多品種の
測定対象に対応でき、長期間メンテナンスフリーで高精
度に動的車輪整列を測定し、調整できるアライメント測
定装置が望まれている。
め、タイヤに対するレーザ投光角度と位置、及びカメラ
の検出方向及び位置を正確に配置せねばならず、取付け
治具が複雑となり、設置、調整、さらに校正に手間がか
かる欠点があった。したがって、インラインで多品種の
測定対象に対応でき、長期間メンテナンスフリーで高精
度に動的車輪整列を測定し、調整できるアライメント測
定装置が望まれている。
【００１４】本発明は、多種のホイールアライメント測
定対象車輪に対して、照射範囲を必要な部位のみをマル
チポイントで高速、柔軟、動的に変更可能で、乱反射な
どの外乱に影響されないよう投光時点で照射範囲を限定
するとともに、これに協調、同期して受光素子側の輝度
情報を読み取り、測定領域内の興味照射範囲のみを高速
に処理できる装置を簡単、廉価にて提供し、上述した従
来技術の欠点を解消して車輪アライメントの動的特性を
高精度に測定することを目的とする。
定対象車輪に対して、照射範囲を必要な部位のみをマル
チポイントで高速、柔軟、動的に変更可能で、乱反射な
どの外乱に影響されないよう投光時点で照射範囲を限定
するとともに、これに協調、同期して受光素子側の輝度
情報を読み取り、測定領域内の興味照射範囲のみを高速
に処理できる装置を簡単、廉価にて提供し、上述した従
来技術の欠点を解消して車輪アライメントの動的特性を
高精度に測定することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第一の態様により提供されるものは、車
輪が取付けられた車両のホイールアライメントを、車輪
を回転させながら非接触式で測定する車両ホイールのア
ライメント測定装置において、少なくともホイール側面
に向けて所定の幾何パターン形状の断面を有するレーザ
ビームを放射するレーザ光源手段と、レーザ光源手段か
らのレーザビームがホイール側面の所定範囲にのみ照射
されるようにレーザビームを制御するレーザビーム制御
手段と、レーザビーム制御手段により制御されたレーザ
ビームがホイール側面の所定範囲で反射されたレーザビ
ームを受光して対応する像データに変換する受光デバイ
スと、像データを処理してホイールアライメントを算出
する処理手段とを備えたことを特徴とする車両ホイール
のアライメント測定装置である。
めに、本発明の第一の態様により提供されるものは、車
輪が取付けられた車両のホイールアライメントを、車輪
を回転させながら非接触式で測定する車両ホイールのア
ライメント測定装置において、少なくともホイール側面
に向けて所定の幾何パターン形状の断面を有するレーザ
ビームを放射するレーザ光源手段と、レーザ光源手段か
らのレーザビームがホイール側面の所定範囲にのみ照射
されるようにレーザビームを制御するレーザビーム制御
手段と、レーザビーム制御手段により制御されたレーザ
ビームがホイール側面の所定範囲で反射されたレーザビ
ームを受光して対応する像データに変換する受光デバイ
スと、像データを処理してホイールアライメントを算出
する処理手段とを備えたことを特徴とする車両ホイール
のアライメント測定装置である。
【００１６】レーザ光源手段からのレーザビームがホイ
ール側面の所定範囲にのみ照射されるようにしたので、
乱反射等の外乱発生率を未然に低下できる。また、視野
範囲内の必要な範囲についてのみ処理を行うことによ
り、従来技術に比べて高速且つ高精度にアライメントを
測定することができる。受光デバイスとしては、２次元
エリア受光素子が好ましい。
ール側面の所定範囲にのみ照射されるようにしたので、
乱反射等の外乱発生率を未然に低下できる。また、視野
範囲内の必要な範囲についてのみ処理を行うことによ
り、従来技術に比べて高速且つ高精度にアライメントを
測定することができる。受光デバイスとしては、２次元
エリア受光素子が好ましい。
【００１７】２次元エリア受光素子を用いることによ
り、予め設定した視野範囲内でさらに必要な興味領域、
すなわち光源が走査する範囲を動的に変化させても、簡
単な閾値判定処理で容易にその走査範囲を検出でき、そ
の範囲に限定して処理を行うことにより、さらに高速に
アライメントの測定をすることが可能となる。受光デバ
イスとしては、１次元ライン受光素子でもよい。
り、予め設定した視野範囲内でさらに必要な興味領域、
すなわち光源が走査する範囲を動的に変化させても、簡
単な閾値判定処理で容易にその走査範囲を検出でき、そ
の範囲に限定して処理を行うことにより、さらに高速に
アライメントの測定をすることが可能となる。受光デバ
イスとしては、１次元ライン受光素子でもよい。
【００１８】１次元ライン受光素子による方式において
は、１次元方向の幾何パターンからの反射光を走査によ
り逐次受光して処理をするので、乱反射等の外乱が発生
しても、異常データはその時点に局所化され、正常に取
り込めたデータ、あるいはその後正常に取り込めたデー
タに影響を与えない。また、１次元ライン受光素子は高
分解能を得るのに有利で、演算処理を簡略できるので、
２次元エリア受光素子を用いた方式より、さらに廉価に
て高精度にアライメントの測定が可能になる。
は、１次元方向の幾何パターンからの反射光を走査によ
り逐次受光して処理をするので、乱反射等の外乱が発生
しても、異常データはその時点に局所化され、正常に取
り込めたデータ、あるいはその後正常に取り込めたデー
タに影響を与えない。また、１次元ライン受光素子は高
分解能を得るのに有利で、演算処理を簡略できるので、
２次元エリア受光素子を用いた方式より、さらに廉価に
て高精度にアライメントの測定が可能になる。
【００１９】但し、１次元ライン受光素子を用いる場
合、光源の走査方向に沿って水平方向の位置を指標する
情報を光源制御手段から、あるいは別の位置検出手段よ
り得る必要がある。本発明の第二の態様により提供され
るものは、車輪が取付けられた車両のホイールアライメ
ントを、車輪を回転させながら非接触式で測定する車両
ホイールのアライメント測定装置において、少なくとも
ホイール側面の異なる位置に向けて所定の幾何パターン
の断面形状を有し、有限な所定角度をなす非平行なレー
ザビームを放射する２つのレーザ光源と、２つのレーザ
光源から放射されたレーザビームがホイール側面で反射
されたレーザビームを受光して対応する２つの像データ
に変換する受光デバイスと、２つの像データに基づいて
２つの像の間の距離を算出し、該距離に基づいて前記ホ
イールアライメントを算出する処理手段とを備えたこと
を特徴とする車両ホイールのアライメント測定装置であ
る。
合、光源の走査方向に沿って水平方向の位置を指標する
情報を光源制御手段から、あるいは別の位置検出手段よ
り得る必要がある。本発明の第二の態様により提供され
るものは、車輪が取付けられた車両のホイールアライメ
ントを、車輪を回転させながら非接触式で測定する車両
ホイールのアライメント測定装置において、少なくとも
ホイール側面の異なる位置に向けて所定の幾何パターン
の断面形状を有し、有限な所定角度をなす非平行なレー
ザビームを放射する２つのレーザ光源と、２つのレーザ
光源から放射されたレーザビームがホイール側面で反射
されたレーザビームを受光して対応する２つの像データ
に変換する受光デバイスと、２つの像データに基づいて
２つの像の間の距離を算出し、該距離に基づいて前記ホ
イールアライメントを算出する処理手段とを備えたこと
を特徴とする車両ホイールのアライメント測定装置であ
る。
【００２０】２つのレーザ光源によりタイヤ側面あるい
はホイールに形成された２つの像を受光デバイスにより
像データに変換後、処理手段により処理をしてタイヤの
回転に応じた２つの像の間の距離の変化を測定すること
によりホイールの傾斜角を測定することが可能になる。
タイヤあるいはホイール上の２つの像の間隔は、レーザ
光源の位置と受光デバイスの位置との間の距離に依存し
ないこと、ならびにタイヤあるいはホイールの面に対し
てレーザビーム及び受光デバイスに向かう反射ビームが
正確に直交する方向ではなくても良いことから、レーザ
光源及び受光デバイスの設置及び校正における取付誤
差、経年変化の影響が少なく運用性が良好となる。
はホイールに形成された２つの像を受光デバイスにより
像データに変換後、処理手段により処理をしてタイヤの
回転に応じた２つの像の間の距離の変化を測定すること
によりホイールの傾斜角を測定することが可能になる。
タイヤあるいはホイール上の２つの像の間隔は、レーザ
光源の位置と受光デバイスの位置との間の距離に依存し
ないこと、ならびにタイヤあるいはホイールの面に対し
てレーザビーム及び受光デバイスに向かう反射ビームが
正確に直交する方向ではなくても良いことから、レーザ
光源及び受光デバイスの設置及び校正における取付誤
差、経年変化の影響が少なく運用性が良好となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって詳述する。全図を通じて同一参照番号は同一物
あるいは対応する物を表す。但し、この実施の形態に記
載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例にすぎな
い。
によって詳述する。全図を通じて同一参照番号は同一物
あるいは対応する物を表す。但し、この実施の形態に記
載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例にすぎな
い。
【００２２】図１は本発明の第１の実施の形態による車
両のアライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図で
ある。図において、１は車輪、２はフローティング式駆
動ローラテーブル、３はホイール側面、４はレーザ光
源、５はカマボコ型レンズ、６はレーザビーム制御手段
としての電気光学効果デバイス、７は受光デバイスであ
る。検出部８1 はレーザ光源４、カマボコ型レンズ５、
電気光学効果デバイス６、及び受光デバイス７を含んで
いる。
両のアライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図で
ある。図において、１は車輪、２はフローティング式駆
動ローラテーブル、３はホイール側面、４はレーザ光
源、５はカマボコ型レンズ、６はレーザビーム制御手段
としての電気光学効果デバイス、７は受光デバイスであ
る。検出部８1 はレーザ光源４、カマボコ型レンズ５、
電気光学効果デバイス６、及び受光デバイス７を含んで
いる。
【００２３】レーザ光源４及びカマボコ型レンズ５から
なる光学系からは所定の幾何パターンの断面を有するレ
ーザビームが放射される。所定の幾何パターンとして
は、十文字形や、直線形や、直線状に並ぶ複数の点等が
ある。所定の幾何パターンのレーザビームを放射させる
目的は、レーザビームをタイヤサイドウォールの比較的
平坦な中央部やディスクホイールのリム部周辺などの必
要な場所にのみ照射することにより、ディスクホイール
のディスク部やタイヤサイドウォールの端部及びボディ
ーフェンダー部等の非平坦な場所に照射されて乱反射を
生じることを防止することにある。幾何パターンの断面
を持つレーザビームを放射する光学系は市販されてい
る。
なる光学系からは所定の幾何パターンの断面を有するレ
ーザビームが放射される。所定の幾何パターンとして
は、十文字形や、直線形や、直線状に並ぶ複数の点等が
ある。所定の幾何パターンのレーザビームを放射させる
目的は、レーザビームをタイヤサイドウォールの比較的
平坦な中央部やディスクホイールのリム部周辺などの必
要な場所にのみ照射することにより、ディスクホイール
のディスク部やタイヤサイドウォールの端部及びボディ
ーフェンダー部等の非平坦な場所に照射されて乱反射を
生じることを防止することにある。幾何パターンの断面
を持つレーザビームを放射する光学系は市販されてい
る。
【００２４】電気光学効果デバイス６はカマボコ型レン
ズ５により拡散された上記所定の幾何パターンの断面形
状を有するレーザビーム９を絞って直線状のレーザビー
ム１０を形成する。このようにレーザビームをさらに絞
る目的は、レーザビームをタイヤサイドウォールの比較
的平坦な中央部やディスクホイールのリム部周辺などの
必要な場所にのみ照射することにより、アルミホイール
のスポーク部やタイヤサイドウォールの端部及びボディ
ーフェンダー部等の非平坦な場所に照射されて乱反射を
生じることを一層確実に防止することにある。
ズ５により拡散された上記所定の幾何パターンの断面形
状を有するレーザビーム９を絞って直線状のレーザビー
ム１０を形成する。このようにレーザビームをさらに絞
る目的は、レーザビームをタイヤサイドウォールの比較
的平坦な中央部やディスクホイールのリム部周辺などの
必要な場所にのみ照射することにより、アルミホイール
のスポーク部やタイヤサイドウォールの端部及びボディ
ーフェンダー部等の非平坦な場所に照射されて乱反射を
生じることを一層確実に防止することにある。
【００２５】検出部８1 と同様の構成の他の２つの検出
部８2 及び８3 も設けられている。検出部８1 〜８3 の
出力は処理手段１４に接続されている。１５は駆動手段
であって、検出部８内の光学系であるレーザ光源４、カ
マボコ型レンズ５、電気光学効果デバイス６のホイール
側面３に対する角度を適宜制御する。駆動手段１５は他
の検出部８2 及び８3 内の光学系のホイール側面３に対
する角度も制御する。
部８2 及び８3 も設けられている。検出部８1 〜８3 の
出力は処理手段１４に接続されている。１５は駆動手段
であって、検出部８内の光学系であるレーザ光源４、カ
マボコ型レンズ５、電気光学効果デバイス６のホイール
側面３に対する角度を適宜制御する。駆動手段１５は他
の検出部８2 及び８3 内の光学系のホイール側面３に対
する角度も制御する。
【００２６】動作において、検出部８1 から放射された
レーザビーム１０はホイール側面３の頂部１７に直線状
のパターン像１１を描く。検出部８2 及び８3 から放射
されたレーザビームはそれぞれホイール側面の中央部１
８の左右のパターン像１２及び１３を描く。３つのパタ
ーン像１１〜１３は検出部８1 〜８3 内の受光デバイス
により検出されて、処理手段１４によりそれらの代表点
Ｅ１〜Ｅ３が決定される。処理手段は、代表点Ｅ１〜Ｅ
３の位置に基づいて周知の方法によりトーイン角とキャ
ンバ角を演算する。
レーザビーム１０はホイール側面３の頂部１７に直線状
のパターン像１１を描く。検出部８2 及び８3 から放射
されたレーザビームはそれぞれホイール側面の中央部１
８の左右のパターン像１２及び１３を描く。３つのパタ
ーン像１１〜１３は検出部８1 〜８3 内の受光デバイス
により検出されて、処理手段１４によりそれらの代表点
Ｅ１〜Ｅ３が決定される。処理手段は、代表点Ｅ１〜Ｅ
３の位置に基づいて周知の方法によりトーイン角とキャ
ンバ角を演算する。
【００２７】電気光学効果デバイス６を設けたことによ
り、レーザビームをタイヤサイドウォールの比較的平坦
な中央部やディスクホイールのリム部周辺などの必要な
場所にのみ照射することができ、アルミホイールのスポ
ーク部やタイヤ側面の端部及びボディーフェンダー部等
の非平坦な場所に照射されて乱反射を生じることが確実
に防止される。また、タイヤサイドウォールの比較的平
坦な位置についてのみタイヤの傾斜角を測定するので、
高速、高精度にアライメントの測定ができる。また、ア
ライメントの測定時に測定者の目に不要な反射光が入る
ことが防止されるので、測定に際しての不快感が軽減さ
れる。
り、レーザビームをタイヤサイドウォールの比較的平坦
な中央部やディスクホイールのリム部周辺などの必要な
場所にのみ照射することができ、アルミホイールのスポ
ーク部やタイヤ側面の端部及びボディーフェンダー部等
の非平坦な場所に照射されて乱反射を生じることが確実
に防止される。また、タイヤサイドウォールの比較的平
坦な位置についてのみタイヤの傾斜角を測定するので、
高速、高精度にアライメントの測定ができる。また、ア
ライメントの測定時に測定者の目に不要な反射光が入る
ことが防止されるので、測定に際しての不快感が軽減さ
れる。
【００２８】図２から図６は図１における代表点Ｅ１〜
Ｅ３の選択例を示す図である。図２の例では、タイヤ２
１のサイドウォールの、ホイール軸心２３から所定のオ
フセット２４だけ離れた位置を中心とする所定範囲２５
の平均、または曲線あてはめする範囲２５についての近
傍平均を代表点としている。２２はリム・フランジであ
る。
Ｅ３の選択例を示す図である。図２の例では、タイヤ２
１のサイドウォールの、ホイール軸心２３から所定のオ
フセット２４だけ離れた位置を中心とする所定範囲２５
の平均、または曲線あてはめする範囲２５についての近
傍平均を代表点としている。２２はリム・フランジであ
る。
【００２９】図３の例では、タイヤ２１のサイドウォー
ルの頂点２５の近傍平均及び曲線あてはめされた頂点を
代表点としている。図４の例では、リム・フランジ２２
の端から所定の範囲２６内の平均を代表点としている。
図５の例では、リム・フランジ２２の端からタイヤ側に
所定のオフセット２８だけ離れたタイヤサイドウォール
上の位置を中心とする所定範囲２９の平均を代表点とし
ている。
ルの頂点２５の近傍平均及び曲線あてはめされた頂点を
代表点としている。図４の例では、リム・フランジ２２
の端から所定の範囲２６内の平均を代表点としている。
図５の例では、リム・フランジ２２の端からタイヤ側に
所定のオフセット２８だけ離れたタイヤサイドウォール
上の位置を中心とする所定範囲２９の平均を代表点とし
ている。
【００３０】図６の例では、リム・フランジ２２の端か
らリム・フランジ側に所定のオフセット３０だけ離れた
リム・フランジ上の位置を中心とする所定範囲３１の平
均を代表点としている。図２〜図６の例のいずれにより
代表点を選択するかは、対象ホイールの形状に応じて決
定する。
らリム・フランジ側に所定のオフセット３０だけ離れた
リム・フランジ上の位置を中心とする所定範囲３１の平
均を代表点としている。図２〜図６の例のいずれにより
代表点を選択するかは、対象ホイールの形状に応じて決
定する。
【００３１】図７は図１に示したアライメント測定装置
により得られた検出値に基づいて車輪アライメント特性
を演算する要領を説明する図で、（Ａ）はトーイン角演
算の説明図、（Ｂ）はキャンバ角演算の説明図である。
図７の（Ａ）に示すように、ホイール側面上の代表点Ｅ
２から検出部８2 までの距離ＨＬと、ホイール側面上の
代表点Ｅ３から検出部８3 までの距離ＨＲと、検出部８
2 と８3 との間の距離Ｄとを利用して、トーイン角αは
下記の算出式により求めることができる。
により得られた検出値に基づいて車輪アライメント特性
を演算する要領を説明する図で、（Ａ）はトーイン角演
算の説明図、（Ｂ）はキャンバ角演算の説明図である。
図７の（Ａ）に示すように、ホイール側面上の代表点Ｅ
２から検出部８2 までの距離ＨＬと、ホイール側面上の
代表点Ｅ３から検出部８3 までの距離ＨＲと、検出部８
2 と８3 との間の距離Ｄとを利用して、トーイン角αは
下記の算出式により求めることができる。
【００３２】α＝ａｒｃｔａｎ（ＨＬ−ＨＲ）／Ｄ なお、検出部８2 と８3 とは水平基準面７１上に配置さ
れている。また、図７の（Ｂ）に示すように、上記の距
離ＨＬ及びＨＲと、検出部８1 と代表点Ｅ１との間の距
離ＨＶと上述の検出部８2 と８3 との間の距離Ｄと、検
出部８1 と車輪中心を通る水平面７２に対する高さＬＶ
を使用し、検出部８1 と検出部８2 及び８3 のレンズの
中心とを結ぶ線の中点と車輪中央Ｏとの間の距離Ｓを図
示のように求めれば、Ｓと距離ＨＶの差と高さＬＶとよ
り下記算出式によりキャンバ角βを求めることができ
る。
れている。また、図７の（Ｂ）に示すように、上記の距
離ＨＬ及びＨＲと、検出部８1 と代表点Ｅ１との間の距
離ＨＶと上述の検出部８2 と８3 との間の距離Ｄと、検
出部８1 と車輪中心を通る水平面７２に対する高さＬＶ
を使用し、検出部８1 と検出部８2 及び８3 のレンズの
中心とを結ぶ線の中点と車輪中央Ｏとの間の距離Ｓを図
示のように求めれば、Ｓと距離ＨＶの差と高さＬＶとよ
り下記算出式によりキャンバ角βを求めることができ
る。
【００３３】β＝ａｒｃｔａｎ｛（Ｓ−ＨＶ）／ＬＶ｝ 図８は図１に示した装置における電気光学効果デバイス
６の一例である液晶シャッタを示す図である。図示のよ
うに、液晶シャッタ８０は、基板８１上の液晶板８４に
設けられた格子状の液晶素子からなっており、スイッチ
手段８２及び８３を制御することにより電池８５からの
電圧を液晶板８４の所望の位置に印加し、それによりレ
ーザビーム８６が液晶板８５を透過するか遮断されるか
を制御可能である。本発明の実施の形態においては、こ
の液晶シャッタを用いて帯状のレーザビームを透過させ
てホイール側面に直線状のパターン像を形成させる。た
だし、タイヤサイドウォールが曲面であるので、実際に
はタイヤサイドウォールに形成される像は図１に示すよ
うに曲線になる。
６の一例である液晶シャッタを示す図である。図示のよ
うに、液晶シャッタ８０は、基板８１上の液晶板８４に
設けられた格子状の液晶素子からなっており、スイッチ
手段８２及び８３を制御することにより電池８５からの
電圧を液晶板８４の所望の位置に印加し、それによりレ
ーザビーム８６が液晶板８５を透過するか遮断されるか
を制御可能である。本発明の実施の形態においては、こ
の液晶シャッタを用いて帯状のレーザビームを透過させ
てホイール側面に直線状のパターン像を形成させる。た
だし、タイヤサイドウォールが曲面であるので、実際に
はタイヤサイドウォールに形成される像は図１に示すよ
うに曲線になる。
【００３４】図９の（Ａ）は図１の装置における電気光
学効果デバイスの他の一例であるポリゴンミラーを示す
図である。図示のように、ポリゴンミラー４０をモータ
４１により回転させることにより、入射ビーム４２が鏡
面４２で反射されて向かう方向を変化させることができ
る。これを利用して、実質的に帯状のレーザビーム４３
を得ることができる。この帯状のレーザビーム４３をホ
イール側面３に照射するようにすれば、図１に示した装
置と実質的に同じ効果を奏する装置が得られる。
学効果デバイスの他の一例であるポリゴンミラーを示す
図である。図示のように、ポリゴンミラー４０をモータ
４１により回転させることにより、入射ビーム４２が鏡
面４２で反射されて向かう方向を変化させることができ
る。これを利用して、実質的に帯状のレーザビーム４３
を得ることができる。この帯状のレーザビーム４３をホ
イール側面３に照射するようにすれば、図１に示した装
置と実質的に同じ効果を奏する装置が得られる。
【００３５】１次元ライン受光素子を用いる場合、光源
走査方向に沿った位置をより高精度に指標するために図
９の（Ｂ）ではポリゴンミラーモータに回転位置検出器
４４を設けた例、また、図９の（Ｃ）は走査光源にハー
フミラー４５ともう一つの１次元ライン受光素子４６を
設けた例が示されている。図１０は図１の装置における
電気光学効果デバイスのさらに他の一例であるシリコン
マイクロミラーを示す図である。図示のように、シリコ
ンマイクロミラーはシリコン基板５０上にシリコンミラ
ーと称するチップ状のミラー５１を多数配列したもので
ある。このシリコンミラー５１の表面角度は電気的な駆
動手段（図示せず）により所望の方向に制御可能であ
り、そのように制御することにより図９の場合と同様に
帯状のレーザビームを得ることができる。シリコンマイ
クロミラーとしては例えば、テキサスインスツルメント
社製のものが知られている。
走査方向に沿った位置をより高精度に指標するために図
９の（Ｂ）ではポリゴンミラーモータに回転位置検出器
４４を設けた例、また、図９の（Ｃ）は走査光源にハー
フミラー４５ともう一つの１次元ライン受光素子４６を
設けた例が示されている。図１０は図１の装置における
電気光学効果デバイスのさらに他の一例であるシリコン
マイクロミラーを示す図である。図示のように、シリコ
ンマイクロミラーはシリコン基板５０上にシリコンミラ
ーと称するチップ状のミラー５１を多数配列したもので
ある。このシリコンミラー５１の表面角度は電気的な駆
動手段（図示せず）により所望の方向に制御可能であ
り、そのように制御することにより図９の場合と同様に
帯状のレーザビームを得ることができる。シリコンマイ
クロミラーとしては例えば、テキサスインスツルメント
社製のものが知られている。
【００３６】図１１は本発明の第２の実施の形態による
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。この実施の形態において特徴的な点は、図１の電気
光学効果デバイスのさらに他の一例であるスキャンミラ
ー６０が採用されている点、図１の拡散用カマボコ型レ
ンズは図６においては採用されていない点、及び受光デ
バイス６１が１次元ライン受光素子６２を備えている点
である。レーザ光源４と、スキャンミラー６０と、受光
デバイス６１とは検出部６３1 を構成している。同様の
構成の検出部６３2 及び６３3 が水平に配列されてい
る。スキャンミラー６０の回転角度をモータ等の駆動手
段（図示せず）により制御してレーザビーム６４の幅を
制御すれば、帯状のレーザビーム６４が形成され、図１
の装置の場合と同様にホイール側面３のタイヤ平坦部や
リム部周辺のみに線状のパターン像１１が形成される。
したがって、図１１の構成でも図１と同様の効果が得ら
れる。尚、本実施の形態及びこれ以降の実施の形態にお
いても、図１における駆動手段及び処理手段に相当する
ものを備えているが、図示は省略してある。
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。この実施の形態において特徴的な点は、図１の電気
光学効果デバイスのさらに他の一例であるスキャンミラ
ー６０が採用されている点、図１の拡散用カマボコ型レ
ンズは図６においては採用されていない点、及び受光デ
バイス６１が１次元ライン受光素子６２を備えている点
である。レーザ光源４と、スキャンミラー６０と、受光
デバイス６１とは検出部６３1 を構成している。同様の
構成の検出部６３2 及び６３3 が水平に配列されてい
る。スキャンミラー６０の回転角度をモータ等の駆動手
段（図示せず）により制御してレーザビーム６４の幅を
制御すれば、帯状のレーザビーム６４が形成され、図１
の装置の場合と同様にホイール側面３のタイヤ平坦部や
リム部周辺のみに線状のパターン像１１が形成される。
したがって、図１１の構成でも図１と同様の効果が得ら
れる。尚、本実施の形態及びこれ以降の実施の形態にお
いても、図１における駆動手段及び処理手段に相当する
ものを備えているが、図示は省略してある。
【００３７】図１２は本発明の第３の実施の形態による
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図においては、単一の検出部７０が設けられてお
り、検出部７０は２つのレーザ光源７１及び７２と１つ
の受光デバイス７３と、レーザ光源７１の前に配置され
た液晶シャッタ７６と、レーザ光源７２の前に配置され
た液晶シャッタ７７とからなっている。受光デバイス７
３は、カマボコ型レンズ７４とエリア受光素子７５とを
備えている。
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図においては、単一の検出部７０が設けられてお
り、検出部７０は２つのレーザ光源７１及び７２と１つ
の受光デバイス７３と、レーザ光源７１の前に配置され
た液晶シャッタ７６と、レーザ光源７２の前に配置され
た液晶シャッタ７７とからなっている。受光デバイス７
３は、カマボコ型レンズ７４とエリア受光素子７５とを
備えている。
【００３８】液晶シャッタ７６を図示しない駆動手段に
より制御することにより、レーザビームレーザ光源７１
から放射されるレーザビームの一部が液晶シャッタ７６
を透過して、２つの帯状のレーザビーム７８1 及び７８
2 となり、それらがホイール側面３に照射されて像７９
1 及び７９2 が形成される。この場合も図１の場合と同
様に、像７９1 及び７９2 はホイール側面３のタイヤ平
坦部やリム部周辺にのみ形成されるように液晶シャッタ
７６は制御される。
より制御することにより、レーザビームレーザ光源７１
から放射されるレーザビームの一部が液晶シャッタ７６
を透過して、２つの帯状のレーザビーム７８1 及び７８
2 となり、それらがホイール側面３に照射されて像７９
1 及び７９2 が形成される。この場合も図１の場合と同
様に、像７９1 及び７９2 はホイール側面３のタイヤ平
坦部やリム部周辺にのみ形成されるように液晶シャッタ
７６は制御される。
【００３９】同様に、液晶シャッタ７７も図示しない駆
動手段により制御することにより、レーザビームレーザ
光源７１から放射されるレーザビームの一部が液晶シャ
ッタ７７を透過して、２つの帯状のレーザビーム７８3
及び７８4 となり、それらがタイヤ側面３に照射されて
像７９3 及び７９4 が形成される。この場合も図１の場
合と同様に、像７９3 及び７９4 はホイール側面３のタ
イヤ平坦部やリム部周辺にのみ形成されるように液晶シ
ャッタ７７は制御される。図１２においては、レーザ光
源７１から放射されるレーザビームとレーザ光源７２か
ら放射されるレーザビームとは平行ではない。このよう
にレーザビームを非平行とするためにはレーザ光源７１
及び７２を水平面に対して非平行に配置しなければなら
ないので、検出部８０のサイズは大きくなるが、ホイー
ル側面３に照射される帯状のレーザビーム７８1 〜７８
4 とホイール側面３とのなす角度を９０度とは異なる角
度とすることにより、受光デバイス７３はホイール側面
３に形成された線状の像７９1 〜７９4 の代表点（図１
に示したＥ１〜Ｅ３のような点）の位置の変化を、レー
ザビームが平行な場合よりも精度良く検出することがで
きる。４つの像７９1 〜７９4 のうちの任意の３つの代
表点を決定すれば、図１の装置と同様に、トーイン角及
びキャンバ角を算出することができる。
動手段により制御することにより、レーザビームレーザ
光源７１から放射されるレーザビームの一部が液晶シャ
ッタ７７を透過して、２つの帯状のレーザビーム７８3
及び７８4 となり、それらがタイヤ側面３に照射されて
像７９3 及び７９4 が形成される。この場合も図１の場
合と同様に、像７９3 及び７９4 はホイール側面３のタ
イヤ平坦部やリム部周辺にのみ形成されるように液晶シ
ャッタ７７は制御される。図１２においては、レーザ光
源７１から放射されるレーザビームとレーザ光源７２か
ら放射されるレーザビームとは平行ではない。このよう
にレーザビームを非平行とするためにはレーザ光源７１
及び７２を水平面に対して非平行に配置しなければなら
ないので、検出部８０のサイズは大きくなるが、ホイー
ル側面３に照射される帯状のレーザビーム７８1 〜７８
4 とホイール側面３とのなす角度を９０度とは異なる角
度とすることにより、受光デバイス７３はホイール側面
３に形成された線状の像７９1 〜７９4 の代表点（図１
に示したＥ１〜Ｅ３のような点）の位置の変化を、レー
ザビームが平行な場合よりも精度良く検出することがで
きる。４つの像７９1 〜７９4 のうちの任意の３つの代
表点を決定すれば、図１の装置と同様に、トーイン角及
びキャンバ角を算出することができる。
【００４０】図１３は本発明の第４の実施の形態による
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図において、図１２との相違点は、図１２ではレー
ザ光源７１及び７２が非平行に配置されていたのに対
し、図１３においてはレーザ光源８１及び８２が平行に
配置されている点だけである。図１３の構成では、検出
部８０のサイズを図７の場合より小さくすることができ
る。検出部８３における検出精度は図７の場合に比べて
若干低くなるが、図１３の構成でも十分に実用に耐え
る。
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図において、図１２との相違点は、図１２ではレー
ザ光源７１及び７２が非平行に配置されていたのに対
し、図１３においてはレーザ光源８１及び８２が平行に
配置されている点だけである。図１３の構成では、検出
部８０のサイズを図７の場合より小さくすることができ
る。検出部８３における検出精度は図７の場合に比べて
若干低くなるが、図１３の構成でも十分に実用に耐え
る。
【００４１】図１４は本発明の第５の実施の形態による
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図においては、単一の検出部９０が設けられてお
り、検出９０は単一のレーザ光源９１と、液晶デバイス
９２と、２つの受光デバイス９３及び９４とを備えてい
る。液晶シャッタ９２を図示しない駆動手段により制御
することにより、レーザビームレーザ光源９１から放射
されるレーザビームの一部が液晶シャッタ９２を透過し
て、４つの帯状のレーザビーム９９1 〜９９4 となり、
それらがホイール側面３に照射されて像１００1 〜１０
０4 が形成される。この場合も図１の場合と同様に、像
１００1 〜１００4 はホイール側面３のタイヤ平坦部や
リム部周辺にのみ形成されるように液晶シャッタ９２は
制御される。
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図においては、単一の検出部９０が設けられてお
り、検出９０は単一のレーザ光源９１と、液晶デバイス
９２と、２つの受光デバイス９３及び９４とを備えてい
る。液晶シャッタ９２を図示しない駆動手段により制御
することにより、レーザビームレーザ光源９１から放射
されるレーザビームの一部が液晶シャッタ９２を透過し
て、４つの帯状のレーザビーム９９1 〜９９4 となり、
それらがホイール側面３に照射されて像１００1 〜１０
０4 が形成される。この場合も図１の場合と同様に、像
１００1 〜１００4 はホイール側面３のタイヤ平坦部や
リム部周辺にのみ形成されるように液晶シャッタ９２は
制御される。
【００４２】図１２及び図１３と同様に、図１４におい
ても４つの像１００1 〜１００4 のうちの任意の３つの
代表点を決定すれば、トーイン角及びキャンバ角を算出
することができる。図１５は本発明の第６の実施の形態
によるアライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図
である。図１との相違点は、図１５においては検出部１
０２1 〜１０２3 の各々におけるレーザビーム幅の制御
手段として、図１における電気光学効果デバイスに代え
て、電磁効果デバイス１０１を用いたことであり、その
他は図１の装置と同じである。電磁効果デバイス１０１
によっても、所定の幾何パターンの断面を有するレーザ
ビームから帯状のレーザビーム１０３のみを通過させ
て、ホイール側面３の比較的平坦なタイヤ中央部やリム
部周辺の必要な場所にのみ照射することにより、アルミ
ホイールスポーク部やタイヤ側面の端部及びボディフェ
ンダー部等の非平坦な場所に照射されて乱反射を生じる
ことを一層確実に防止することができる。
ても４つの像１００1 〜１００4 のうちの任意の３つの
代表点を決定すれば、トーイン角及びキャンバ角を算出
することができる。図１５は本発明の第６の実施の形態
によるアライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図
である。図１との相違点は、図１５においては検出部１
０２1 〜１０２3 の各々におけるレーザビーム幅の制御
手段として、図１における電気光学効果デバイスに代え
て、電磁効果デバイス１０１を用いたことであり、その
他は図１の装置と同じである。電磁効果デバイス１０１
によっても、所定の幾何パターンの断面を有するレーザ
ビームから帯状のレーザビーム１０３のみを通過させ
て、ホイール側面３の比較的平坦なタイヤ中央部やリム
部周辺の必要な場所にのみ照射することにより、アルミ
ホイールスポーク部やタイヤ側面の端部及びボディフェ
ンダー部等の非平坦な場所に照射されて乱反射を生じる
ことを一層確実に防止することができる。
【００４３】図１６は図１５の装置における電磁効果デ
バイス１０１の一例としてのアイリスシャッタを示す図
である。図示のように、アイリスシャッタはカメラ等に
おいて用いられる周知の構造をしており、複数の羽１１
１〜１１５を図示しない駆動装置により動かすことによ
り中央部の穴を開閉するものである。レーザ光源４及び
カマボコ型レンズ５からなる光学形により所定の幾何パ
ターンの断面を持つレーザビームが放射されるので、こ
のレーザビームをアイリスシャッタの穴を通過させるこ
とにより、実質的に帯状のレーザビーム１０３を得るこ
とが可能である。
バイス１０１の一例としてのアイリスシャッタを示す図
である。図示のように、アイリスシャッタはカメラ等に
おいて用いられる周知の構造をしており、複数の羽１１
１〜１１５を図示しない駆動装置により動かすことによ
り中央部の穴を開閉するものである。レーザ光源４及び
カマボコ型レンズ５からなる光学形により所定の幾何パ
ターンの断面を持つレーザビームが放射されるので、こ
のレーザビームをアイリスシャッタの穴を通過させるこ
とにより、実質的に帯状のレーザビーム１０３を得るこ
とが可能である。
【００４４】図１７は本発明の第７の実施の形態による
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図において、１２０及び１２１はレーザ光源、１２
２は受光デバイスであり、１２３は２つのレーザ光源１
２０及び１２１と、受光デバイス１２２とで構成される
検出部である。１２４及び１２５はそれぞれ、検出部１
２３と同様の構成の検出部である。
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。図において、１２０及び１２１はレーザ光源、１２
２は受光デバイスであり、１２３は２つのレーザ光源１
２０及び１２１と、受光デバイス１２２とで構成される
検出部である。１２４及び１２５はそれぞれ、検出部１
２３と同様の構成の検出部である。
【００４５】検出部１２３の２つのレーザ光源１２０及
び１２１は、ホイール側面３の頂部１２６の異なる２つ
の縦線パターン１２７及び１２８を結像する。１検出部
１２４の２つのレーザ光源はホイール側面の中央部１２
９の右側の異なる２つの横線パターン１２０及び１３１
を結像する。検出部１２５の２つのレーザ光源はホイー
ル側面の中央部１２９の左側の異なる２つの横線パター
ン１３２及び１３３を結像する。
び１２１は、ホイール側面３の頂部１２６の異なる２つ
の縦線パターン１２７及び１２８を結像する。１検出部
１２４の２つのレーザ光源はホイール側面の中央部１２
９の右側の異なる２つの横線パターン１２０及び１３１
を結像する。検出部１２５の２つのレーザ光源はホイー
ル側面の中央部１２９の左側の異なる２つの横線パター
ン１３２及び１３３を結像する。
【００４６】受光デバイス１２０はレーザ光源１２０及
び１２１から放射される幾何パターンの形状に応じてラ
イン受光素子を備えていても、エリア受光素子を備えて
いてもよい。３つの検出部１２３〜１２５の配置は以下
の通りである。即ち、ホイール側面３の頂部１２６にレ
ーザビームを照射する検出部１２３は、車輪中心Ｏを通
り車両軸芯に垂直の鉛直裁断面により形成されたタイヤ
ホイールの垂直輪郭線の頂部１２６を検出部１２３の光
軸が通過するように設けられている。また、左右の２つ
の検出部１２４及び１２５は、車輪中心Ｏを通り車両軸
芯に平行な水平裁断面により形成される水平輪郭線のタ
イヤホイール側面を検出部１２４及び１２５の光軸が通
過するように設けられている。
び１２１から放射される幾何パターンの形状に応じてラ
イン受光素子を備えていても、エリア受光素子を備えて
いてもよい。３つの検出部１２３〜１２５の配置は以下
の通りである。即ち、ホイール側面３の頂部１２６にレ
ーザビームを照射する検出部１２３は、車輪中心Ｏを通
り車両軸芯に垂直の鉛直裁断面により形成されたタイヤ
ホイールの垂直輪郭線の頂部１２６を検出部１２３の光
軸が通過するように設けられている。また、左右の２つ
の検出部１２４及び１２５は、車輪中心Ｏを通り車両軸
芯に平行な水平裁断面により形成される水平輪郭線のタ
イヤホイール側面を検出部１２４及び１２５の光軸が通
過するように設けられている。
【００４７】検出部１２３に含まれる２つのレーザ光源
１２１及び１２２は非平行に配置されており、それによ
り、帯状レーザビーム１３４及び１３５は非平行であ
る。帯状レーザビームを非平行にしたことにより、平行
な場合よりも検出精度は向上する。縦線パターン像１２
７と１２８の間の距離ｗ１、横線パターン像１３０と１
３１の間の距離ｗ２及び横線パターン像１３２と１３３
の間の距離ｗ３の変化を測定することにより、図１８〜
図２０により説明するようにしてホイールのトーイン角
及びキャンバ角を求めることができる。
１２１及び１２２は非平行に配置されており、それによ
り、帯状レーザビーム１３４及び１３５は非平行であ
る。帯状レーザビームを非平行にしたことにより、平行
な場合よりも検出精度は向上する。縦線パターン像１２
７と１２８の間の距離ｗ１、横線パターン像１３０と１
３１の間の距離ｗ２及び横線パターン像１３２と１３３
の間の距離ｗ３の変化を測定することにより、図１８〜
図２０により説明するようにしてホイールのトーイン角
及びキャンバ角を求めることができる。
【００４８】図１８は図１７の装置の一部を模式的に示
す図である。図において、検出部１２４内のレーザ光源
１４１と１４２から照射されるレーザビーム１３６及び
１３７のなす角度はθである。図１９は図１８をさらに
模式的に示す図であり、レーザ光源１４１と１４２から
照射されるレーザビーム１３６及び１３７のなす角はθ
であり、レーザ光源１４１及び１４２から距離ｚ０の位
置でレーザビーム１３６及び１３７が交差する。角度θ
とレーザ光源１４１，１４２間の距離ｗ０を予め定めて
おけば、距離ｚ０はタイヤの回転やトーイン角，キャン
バ角の如何に係わらず既知の値として決まる。パターン
像間の距離ｗ２を測定することにより、レーザ光源１４
１と１４２からパターン１３０と１３１までの距離ｚ２
が以下のようにして計算できる。
す図である。図において、検出部１２４内のレーザ光源
１４１と１４２から照射されるレーザビーム１３６及び
１３７のなす角度はθである。図１９は図１８をさらに
模式的に示す図であり、レーザ光源１４１と１４２から
照射されるレーザビーム１３６及び１３７のなす角はθ
であり、レーザ光源１４１及び１４２から距離ｚ０の位
置でレーザビーム１３６及び１３７が交差する。角度θ
とレーザ光源１４１，１４２間の距離ｗ０を予め定めて
おけば、距離ｚ０はタイヤの回転やトーイン角，キャン
バ角の如何に係わらず既知の値として決まる。パターン
像間の距離ｗ２を測定することにより、レーザ光源１４
１と１４２からパターン１３０と１３１までの距離ｚ２
が以下のようにして計算できる。
【００４９】ｗ２＝｛（ｚ０−ｚ２）／ｚ０｝×ｗ０ ｗ０＝２ｚ０＋ｔａｎθ／２ よって、ｗ２＝２（Ｚ０−Ｚ２）ｔａｎθ／２ これより、 ｚ２＝（２ｚ０ｔａｎθ／２−ｗ２）／２ｔａｎθ／２ ＝ｚ０−ｗ２／２ｔａｎθ／２ 同様にして、レーザ光源１２０と１２１からパターン像
１２７と１２７までの距離ｚ１、及びレーザ光源１４４
と１４５からパターン像１３２と１３３までの距離ｚ３
も下記の式で求まる。
１２７と１２７までの距離ｚ１、及びレーザ光源１４４
と１４５からパターン像１３２と１３３までの距離ｚ３
も下記の式で求まる。
【００５０】ｚ１＝ｚ０−ｗ１／２ｔａｎθ／２ ｚ３＝ｚ０−ｗ３／２ｔａｎθ／２ したがって、トーイン角αは、水平部の検出部１２４と
１２５の間の距離をＤとすると、 α＝ａｒｃｔａｎ（ｚ３−ｚ２）／Ｄ ＝ａｒｃｔａｎ｛（ｗ３−ｗ２）／２Ｄｔａｎθ／２｝ となる。また、キャンバ角βは、 β＝ａｒｃｔａｎ｛（２ｗ１−ｗ３−ｗ２）／２Ｄｔａ
ｎθ／２｝ となる。
１２５の間の距離をＤとすると、 α＝ａｒｃｔａｎ（ｚ３−ｚ２）／Ｄ ＝ａｒｃｔａｎ｛（ｗ３−ｗ２）／２Ｄｔａｎθ／２｝ となる。また、キャンバ角βは、 β＝ａｒｃｔａｎ｛（２ｗ１−ｗ３−ｗ２）／２Ｄｔａ
ｎθ／２｝ となる。
【００５１】以上のように、図１７〜図１９により説明
した本発明の第７の実施の形態によれば、ホイール側面
に二重線の像を形成し、その二重線の間の距離を測定す
ることにより、従来の三角法によらなくてもタイヤのア
ライメント測定を可能にした。タイヤ又はホイールに対
しレーザビームが正確に直角でなくても良く、且つ受光
部もホイール側面からの反射光を正確に直角に受光しな
くても良いので、検出部の設置及び構成における取付け
誤差、経年変化の影響が少なく、運用性が良好となる。
した本発明の第７の実施の形態によれば、ホイール側面
に二重線の像を形成し、その二重線の間の距離を測定す
ることにより、従来の三角法によらなくてもタイヤのア
ライメント測定を可能にした。タイヤ又はホイールに対
しレーザビームが正確に直角でなくても良く、且つ受光
部もホイール側面からの反射光を正確に直角に受光しな
くても良いので、検出部の設置及び構成における取付け
誤差、経年変化の影響が少なく、運用性が良好となる。
【００５２】図２０は本発明の第８の実施の形態による
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。車両製造上、ホイールベースを設計値とおり正確に
製造することは難しく、図１の装置では完成車両のホイ
ールベースの左右差が大きい場合、トーイン角及びキャ
ンバ角を高精度に測定できない場合がある。特に接触式
の場合にこの傾向が著しいが、レーザ光切断によるピー
ク点検出式の非接触式装置の場合においても、タイヤサ
イドウォールの形状が直線に近い緩やかな曲線であった
り、二つ以上のピークを持つ複雑な形状のものなどは、
ピーク点を安定して求めることが困難である。
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。車両製造上、ホイールベースを設計値とおり正確に
製造することは難しく、図１の装置では完成車両のホイ
ールベースの左右差が大きい場合、トーイン角及びキャ
ンバ角を高精度に測定できない場合がある。特に接触式
の場合にこの傾向が著しいが、レーザ光切断によるピー
ク点検出式の非接触式装置の場合においても、タイヤサ
イドウォールの形状が直線に近い緩やかな曲線であった
り、二つ以上のピークを持つ複雑な形状のものなどは、
ピーク点を安定して求めることが困難である。
【００５３】そこで、本実施の形態により、ホイールセ
ンタ追尾機構を追加した。図において、１５１はベース
プレート、１５２は左右フローティングプレート、１５
３は前後フローティングプレート、１５４は検出部８1
〜８3 を設置した十字架状の固定部材である。固定部材
１５４は前後フローティングプレート１５３と一体に形
成されている。
ンタ追尾機構を追加した。図において、１５１はベース
プレート、１５２は左右フローティングプレート、１５
３は前後フローティングプレート、１５４は検出部８1
〜８3 を設置した十字架状の固定部材である。固定部材
１５４は前後フローティングプレート１５３と一体に形
成されている。
【００５４】図２１は図２０に於ける固定部材１５４の
十字架部１５５の詳細を示す側面図である。図におい
て、１６１はラック・ピニオン同期部、１６２はラック
固定部である。図２０及び図２１に示したような機構に
より、左右フローティングプレート１５２及び／又は前
後フローティングプレート１５３を図示矢印方向に移動
させることによって検出部８1 〜８3 の設置位置を微調
整することが可能である。
十字架部１５５の詳細を示す側面図である。図におい
て、１６１はラック・ピニオン同期部、１６２はラック
固定部である。図２０及び図２１に示したような機構に
より、左右フローティングプレート１５２及び／又は前
後フローティングプレート１５３を図示矢印方向に移動
させることによって検出部８1 〜８3 の設置位置を微調
整することが可能である。
【００５５】図２２は本発明の第９の実施の形態による
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。本例では、十字架状の固定部材１７０は前後フロー
ティングプレート１５３と一体には形成されておらず、
その代わりに、前後フローティング量検出器１７１の前
後方向位置情報を検出部８1 〜８3 及び処理手段１４に
与えることにより、ホイールベースの左右差や車輪転舵
時のホイールセンタ変動を補正する。
アライメント測定装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。本例では、十字架状の固定部材１７０は前後フロー
ティングプレート１５３と一体には形成されておらず、
その代わりに、前後フローティング量検出器１７１の前
後方向位置情報を検出部８1 〜８3 及び処理手段１４に
与えることにより、ホイールベースの左右差や車輪転舵
時のホイールセンタ変動を補正する。
【００５６】図２３は図２２における固定部材１７０を
前後移動ガイド１７２、ボールねじ１７３、及びサーボ
モータ１７４により可動とし、ホイールセンタとの前後
方向の位置偏差に追尾して、検出部８1 〜８3 の検出領
域を超すホイールセンタ変動に対応可能とした例であ
る。図２４は、転舵によるキャスタの測定方法を示す斜
視図である。図において、２４０は転舵軸、２４１はス
トラット、２４２は左転舵時のスピンドル（車軸）、２
４３は右転舵時のスピンドル（車軸）、２４４はロアア
ーム、Ｃ０はトーゼロ時のキャンバ、Ｃ１は右転舵時の
キャンバ、Ｃ２は左転舵時のキャンバ、Ｔ１は右転舵時
のトー、Ｔ２は左転舵時のトーである。ステアリングホ
イールを左右に転舵した時、ホイール側面に接触して左
右の舵取り角すなわちトーイン角とキャンバの変化量か
らキャスタ角を算出する方法は、従来より次式で知られ
ている。
前後移動ガイド１７２、ボールねじ１７３、及びサーボ
モータ１７４により可動とし、ホイールセンタとの前後
方向の位置偏差に追尾して、検出部８1 〜８3 の検出領
域を超すホイールセンタ変動に対応可能とした例であ
る。図２４は、転舵によるキャスタの測定方法を示す斜
視図である。図において、２４０は転舵軸、２４１はス
トラット、２４２は左転舵時のスピンドル（車軸）、２
４３は右転舵時のスピンドル（車軸）、２４４はロアア
ーム、Ｃ０はトーゼロ時のキャンバ、Ｃ１は右転舵時の
キャンバ、Ｃ２は左転舵時のキャンバ、Ｔ１は右転舵時
のトー、Ｔ２は左転舵時のトーである。ステアリングホ
イールを左右に転舵した時、ホイール側面に接触して左
右の舵取り角すなわちトーイン角とキャンバの変化量か
らキャスタ角を算出する方法は、従来より次式で知られ
ている。
【００５７】
【数１】 本発明の実施形態によれは、転舵時ホイール側面への接
触が無いため、トーイン角、キャンバ共に良好に測定で
き、キャスタ測定精度が向上する。さらに、舵取り角及
び転舵によるキャスタ測定のような車輪の回転角が大き
く、従ってホイールセンタの移動量も多くなる状況で
は、トーイン角、キャンバ測定のための代表点として図
４、図５、又は図６に示したものが選択できれば良好に
舵取り角及びキャスタ角が測定可能であるが、図２又は
図３に示した代表点しか選択できない場合、ホイールセ
ンタ追尾機構による補正が非常に有効となる。
触が無いため、トーイン角、キャンバ共に良好に測定で
き、キャスタ測定精度が向上する。さらに、舵取り角及
び転舵によるキャスタ測定のような車輪の回転角が大き
く、従ってホイールセンタの移動量も多くなる状況で
は、トーイン角、キャンバ測定のための代表点として図
４、図５、又は図６に示したものが選択できれば良好に
舵取り角及びキャスタ角が測定可能であるが、図２又は
図３に示した代表点しか選択できない場合、ホイールセ
ンタ追尾機構による補正が非常に有効となる。
【００５８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば レーザ光源手段からのレーザビームがホイー
ル側面の所定範囲にのみ照射されるようにしたので、乱
反射等の外乱発生率を未然に低下できる上、形状、材質
に適した光源照射範囲と代表点決定方法を可変制御でき
ることにより、多品種なホイールに対して柔軟、高精度
にアライメント特性を測定できる効果が得られる。ま
た、視野範囲内の必要な範囲についてのみ処理を行うこ
とにより、従来技術に比べて高速且つ高精度にアライメ
ントを測定することができるという効果も得られる。
によれば レーザ光源手段からのレーザビームがホイー
ル側面の所定範囲にのみ照射されるようにしたので、乱
反射等の外乱発生率を未然に低下できる上、形状、材質
に適した光源照射範囲と代表点決定方法を可変制御でき
ることにより、多品種なホイールに対して柔軟、高精度
にアライメント特性を測定できる効果が得られる。ま
た、視野範囲内の必要な範囲についてのみ処理を行うこ
とにより、従来技術に比べて高速且つ高精度にアライメ
ントを測定することができるという効果も得られる。
【００５９】さらに、２つのレーザ光源によりタイヤ側
面あるいはホイールに形成された２つの像を受光デバイ
スにより像データに変換後、処理手段により処理をして
タイヤの回転に応じた２つの像の間の距離の変化を測定
することによりホイールの傾斜角を測定することが可能
になるという効果が得られる。タイヤあるいはホイール
上の２つの像の間隔は、レーザ光源の位置と受光デバイ
スの位置との間の距離に依存しないこと、ならびにタイ
ヤあるいはホイールの面に対してレーザビーム及び受光
デバイスに向かう反射ビームが正確に直交する方向では
なくても良いことから、レーザ光源及び受光デバイスの
設置及び校正における取付誤差、経年変化の影響が少な
く運用性が良好となる。
面あるいはホイールに形成された２つの像を受光デバイ
スにより像データに変換後、処理手段により処理をして
タイヤの回転に応じた２つの像の間の距離の変化を測定
することによりホイールの傾斜角を測定することが可能
になるという効果が得られる。タイヤあるいはホイール
上の２つの像の間隔は、レーザ光源の位置と受光デバイ
スの位置との間の距離に依存しないこと、ならびにタイ
ヤあるいはホイールの面に対してレーザビーム及び受光
デバイスに向かう反射ビームが正確に直交する方向では
なくても良いことから、レーザ光源及び受光デバイスの
設置及び校正における取付誤差、経年変化の影響が少な
く運用性が良好となる。
【００６０】ホイールセンタ追尾機構は、トーイン各及
びキャンバ角が大きい場合に誤差を生ずるという従来の
非接触式装置の欠点を補うとともに、操舵輪の転舵角
（ターニングアングル）測定や転舵方式によるキャスタ
角測定のような、大きな角度変化測定が必要な場面での
高精度な非接触式測定方法を提供する。また、電気式追
尾機構においては、モーター駆動による測定中の車体の
引っ張りなどの変化に対しても、ソフトウェア制御によ
り容易に補正可能となり、さらなる精度向上が達せられ
る。
びキャンバ角が大きい場合に誤差を生ずるという従来の
非接触式装置の欠点を補うとともに、操舵輪の転舵角
（ターニングアングル）測定や転舵方式によるキャスタ
角測定のような、大きな角度変化測定が必要な場面での
高精度な非接触式測定方法を提供する。また、電気式追
尾機構においては、モーター駆動による測定中の車体の
引っ張りなどの変化に対しても、ソフトウェア制御によ
り容易に補正可能となり、さらなる精度向上が達せられ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるアライメント
測定装置の概略を示す斜視図である。
測定装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図１における代表点の選択の一例を示す図であ
る。
る。
【図３】図１における代表点の選択の他の例を示す図で
ある。
ある。
【図４】図１における代表点の選択の更に他の例を示す
図である。
図である。
【図５】図１における代表点の選択の更に他の例を示す
図である。
図である。
【図６】図１における代表点の選択の更に他の例を示す
図である。
図である。
【図７】図１に示したアライメント測定装置により得ら
れた検出値に基づいて車輪アライメント特性のトーイン
とキャンバを演算する要領を説明する図である。
れた検出値に基づいて車輪アライメント特性のトーイン
とキャンバを演算する要領を説明する図である。
【図８】図１に示した装置における電気光学効果デバイ
ス６の一例である液晶シャッタを示す図である。
ス６の一例である液晶シャッタを示す図である。
【図９】（Ａ）は図１の装置における電気光学効果デバ
イス６の一例であるポリゴンミラーを使用する場合の説
明図、（Ｂ）は１次元ライン受光素子を使用する場合、
光源走査方向に沿った位置をより高精度に指標するため
にポリゴンミラー駆動モータに回転位置検出器を設けた
例を示す図、（Ｃ）は走査光源にハーフミラーともう一
つの１次元ライン受光素子を設けた例を示す図である。
イス６の一例であるポリゴンミラーを使用する場合の説
明図、（Ｂ）は１次元ライン受光素子を使用する場合、
光源走査方向に沿った位置をより高精度に指標するため
にポリゴンミラー駆動モータに回転位置検出器を設けた
例を示す図、（Ｃ）は走査光源にハーフミラーともう一
つの１次元ライン受光素子を設けた例を示す図である。
【図１０】図１の装置における電気光学効果デバイスの
さらに他の一例であるシリコンマイクロミラーを示す図
である。
さらに他の一例であるシリコンマイクロミラーを示す図
である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図１６】図１５の装置における電磁効果デバイスの一
例としてのアイリスシャッタを示す図である。
例としてのアイリスシャッタを示す図である。
【図１７】本発明の第７の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図１８】図１７の装置の一部を模式的に示す図であ
る。
る。
【図１９】図１８をさらに模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２１】図２０に於ける部材の一部を詳細に示す側面
図である。
図である。
【図２２】本発明の第９の実施の形態によるアライメン
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
ト測定装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２３】図２２における固定部材を可動にした場合の
構成を示す斜視図である。
構成を示す斜視図である。
【図２４】転舵機構を有する車輪のアライメント特性の
キャスタ角を演算する要領を説明する図である。
キャスタ角を演算する要領を説明する図である。
３…タイヤ側面 ４…レーザ光源 ５…カマボコ型レンズ ６…電気光学効果デバイス ７…受光デバイス ８1 〜８3 …検出部 １１〜１３…パターン像 １４…処理手段 １５…駆動手段 ３０…液晶シャッタ ４０…ポリゴンミラー ５１…シリコンマイクロミラー ６０…スキャンミラー １０１…電磁効果デバイス １１０…アイリスシャッタ １２０，１２１…レーザ光源 １２２…受光デバイス Ｅ１〜Ｅ３…代表点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 博 神奈川県鎌倉市上町屋345番地 三菱プレ シジョン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA37 BB16 CC12 DD06 DD12 DD15 FF01 FF02 FF04 FF09 GG04 HH04 HH05 HH14 JJ03 JJ05 JJ26 LL08 LL13 LL15 LL30 LL46 LL53 LL62 LL65 MM04 QQ00 QQ31
Claims (28)
- 【請求項１】 車輪が取付けられた車両のホイールアラ
イメントを、車輪を回転させながら非接触式で測定する
車両ホイールのアライメント測定装置において、 少なくともホイール側面に向けて所定の幾何パターン形
状の断面を有するレーザビームを放射するレーザ光源手
段と、 前記レーザ光源手段からのレーザビームがホイール側面
の所定範囲にのみ照射されるように前記レーザビームの
幅を制御するレーザビーム制御手段と、 前記レーザビーム制御手段により制御されたレーザビー
ムが前記ホイール側面の前記所定範囲で反射されたレー
ザビームを受光して対応する像データに変換する受光デ
バイスと、 前記像データを処理して前記ホイールアライメントを算
出する処理手段とを備えたことを特徴とする車両ホイー
ルのアライメント測定装置。 - 【請求項２】 前記レーザビーム制御手段は、前記レー
ザ光源手段からのレーザビームがホイール側面の所定範
囲にのみ照射されるように前記レーザビームの幅を制御
する電気光学効果デバイスである、請求項１に記載のア
ライメント測定装置。 - 【請求項３】 前記電気光学効果デバイスは、前記レー
ザ光源手段からのレーザビームがホイール側面の所定範
囲にのみ照射されるように、電気的制御信号に応じて前
記レーザビームの一部を透過させる液晶配列シャッタで
あることを特徴とする請求項２に記載のアライメント測
定装置。 - 【請求項４】 前記電気光学効果デバイスは、前記レー
ザ光源手段からのレーザビームがホイール側面の所定範
囲にのみ照射されるように、電気的制御信号に応じて前
記レーザビームの一部を反射するシリコンマイクロミラ
ーであることを特徴とする請求項２に記載のアライメン
ト測定装置。 - 【請求項５】 前記電気光学効果デバイスは、前記レー
ザ光源手段からのレーザビームをホイール側面の所定範
囲にのみ照射されるように、電気的制御信号に応じて前
記レーザビームの照射角度を時間的に異ならしめるスキ
ャンミラーであることを特徴とする請求項２に記載のア
ライメント測定装置。 - 【請求項６】 前記レーザ光源手段と、前記レーザビー
ム制御手段と、前記受光デバイスとは１つの検出部を構
成しており、該検出部と同一構成の検出部をさらに少な
くとも２つ備え、第１の検出部は前記ホイール側面の頂
部位置の検出用であり第２及び第３の検出部は前記ホイ
ール側面の水平部位置の検出用であることを特徴とす
る、請求項１に記載のアライメント測定装置。 - 【請求項７】 前記レーザ光源手段及び前記電気光学効
果デバイスの対を複数個備え、前記複数の対と単一の前
記受光デバイスとにより１つの検出部を構成しており、
前記複数の対のそれぞれは前記ホイールの側面の異なる
位置にレーザ光を照射するものであることを特徴とする
請求項２に記載のアライメント測定装置。 - 【請求項８】 前記複数の対は非平行なレーザ光を前記
ホイールの側面に照射するように配置されていることを
特徴とする請求項７に記載のアライメント測定装置。 - 【請求項９】 前記複数の対は平行なレーザ光を前記ホ
イールの側面に照射するように配置されていることを特
徴とする請求項７に記載のアライメント測定装置。 - 【請求項１０】 前記レーザ光源手段及び前記液晶シャ
ッタの単一の対を備え、前記単一の対と少なくとも２つ
の前記受光デバイスとにより１つの検出部を構成してお
り、前記液晶シャッタは前記ホイールの側面の少なくと
も４つの異なる位置にレーザ光を照射するように構成さ
れていることを特徴とする請求項３に記載のアライメン
ト測定装置。 - 【請求項１１】 前記レーザ光源手段及び前記電気光学
効果デバイスによる前記ホイール側面へのレーザビーム
の照射角度を可変にする駆動手段をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項２に記載のアライメント測定装
置。 - 【請求項１２】 前記受光デバイスは前記ホイール側面
の前記所定範囲で反射されたレーザビームを受光して対
応する像データに変換する１次元ライン受光素子を備え
ることを特徴とする請求項１に記載のアライメント測定
装置。 - 【請求項１３】 前記受光デバイスは前記ホイール側面
の前記所定範囲で反射されたレーザビームを受光して対
応する像データに変換する２次元エリア受光素子を備え
ることを特徴とする請求項１に記載のアライメント測定
装置。 - 【請求項１４】 前記検出部は、水平方向の２つの異な
る位置からの反射光を検出する第１及び第２の検出部か
らなり、前記処理部は、前記第１の検出部が検出した像
データから第１の代表点を抽出する手段と、前記第２の
検出部が検出した像データから第２の代表点を抽出する
手段と、前記第１の代表点と水平基準面との間の距離
と、前記第２の代表点と前記水平基準面との間の距離と
の差に基づいてトーイン角を算出する手段とを備えるこ
とを特徴とする請求項１に記載のアライメント測定装
置。 - 【請求項１５】 前記検出部はさらに、前記２つの位置
とは異なる第３の位置からの反射光を検出する第３の検
出部を備え、前記処理部は、前記第３の検出部が検出し
た像データから第３の代表点を抽出する手段を備え、前
記第１の代表点、前記第２の代表点、及び前記第３の代
表点の位置からキャンバ角を算出する手段を備えること
を特徴とする請求項１４に記載のアライメント測定装
置。 - 【請求項１６】 前記代表点は、検出部基準点から予め
定められた点または区間、及び検出部像データの頂点ま
たは屈曲点などの幾何学的特徴により抽出するようにし
た請求項１４又は１５に記載のアライメント測定装置。 - 【請求項１７】 前記レーザビーム制御手段は、前記レ
ーザ光源手段からのレーザビームがホイール側面の所定
範囲にのみ照射されるように前記レーザビームの幅を電
気信号により絞る電磁効果デバイスであることを特徴と
する請求項１に記載のアライメント測定装置。 - 【請求項１８】 前記電磁効果デバイスは、アイリスシ
ャッタであることを特徴とする請求項１７に記載のアラ
イメント測定装置。 - 【請求項１９】 車輪が取付けられた車両のホイールア
ライメントを、車輪を回転させながら非接触式で測定す
る車両ホイールのアライメント測定装置において、 少なくともホイール側面の異なる位置に向けて所定の幾
何パターン形状の断面を有し、有限な所定角度をなす非
平行なレーザビームを放射する２つのレーザ光源と、 前記２つのレーザ光源から放射されたレーザビームが前
記ホイール側面で反射された２つのレーザビームを受光
して対応する２つの像データに変換する受光デバイス
と、 前記２つの像データに基づいて前記２つの像の間の距離
を算出し、該距離に基づいて前記ホイールアライメント
を算出する処理手段とを備えたことを特徴とする車両ホ
イールのアライメント測定装置。 - 【請求項２０】 前記２つのレーザ光源と、前記受光デ
バイスとで構成される検出部を３つ備え、 第１の検出部の２つのレーザ光源は前記ホイール側面の
頂部の異なる２つの縦線パターンを照射するものであ
り、 第２及び第３の検出部のそれぞれの２つのレーザ光源は
前記ホイール側面の中央部の左右の異なる２つの横線パ
ターンを照射するものである、ことを特徴とする請求項
１９に記載のアライメント測定装置。 - 【請求項２１】 前記受光デバイスは前記ホイール側面
の前記所定範囲で反射されたレーザビームを受光して対
応する像データに変換する１次元ライン受光素子を備え
ることを特徴とする請求項１９に記載のアライメント測
定装置。 - 【請求項２２】 前記受光デバイスは前記ホイール側面
の前記所定範囲で反射されたレーザビームを受光して対
応する像データに変換する２次元エリア受光素子を備え
ることを特徴とする請求項１９に記載のアライメント測
定装置。 - 【請求項２３】 前記レーザ光源からのレーザビームが
ホイール側面の所定範囲にのみ照射されるように前記レ
ーザビームの幅を制御するレーザビーム制御手段を更に
備えたことを特徴とする請求項１９に記載のアライメン
ト測定装置。 - 【請求項２４】 前記車両ホイールのセンタを基準位置
に追尾させるホイールセンタ追尾機構をさらに備えたこ
とを特徴とする請求項１又は１９に記載のアライメント
測定装置。 - 【請求項２５】 前記ホイールセンタ追尾機構は機械式
追尾機構であることを特徴とする請求項２４に記載のア
ライメント測定装置。 - 【請求項２６】 前記ホイールセンタ追尾機構は電気式
追尾機構、及びフローティング量検出による補正機能を
有することを特徴とする請求項２４に記載のアライメン
ト測定装置。 - 【請求項２７】 車輪が取付けられた車両のホイールア
ライメントを車輪を回転させながら非接触で測定する車
両のホイールアライメント測定装置において、車輪の回
転を停止して転舵機構を有する車軸の静止した車輪側面
の水平角を規定する２つの代表点を抽出する手段を備
え、代表点の距離の差から舵取り角を算出する手段を備
えることを特徴とする請求項１４または請求項２４に記
載のアライメント測定装置。 - 【請求項２８】 車輪が取付けられた車両のホイールア
ライメントを車輪を回転させながら非接触で測定する車
両のホイールアライメント測定装置において、車輪の回
転を停止して転舵機構を有する車軸の静止した車輪側面
の平面を規定する３つの代表点を抽出する手段を備え、
代表点の位置からキャスタ角を算出する手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１５または請求項２４に記載のア
ライメント測定装置。
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| JP11180425A JP2001004344A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 車両ホイールのアライメント測定装置 |
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