JP2000097626A

JP2000097626A - 相対位置測定装置及び測定方法

Info

Publication number: JP2000097626A
Application number: JP10264579A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Kuwabara; 一樹桑原; Masatoshi Michihashi; 政俊道端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】測定装置の小型化、簡略化により取扱性と測
定の容易性とを向上させ、測定頻度を高める。【解決手段】相対位置測定装置は、エンジン部治具1
4、センターベアリング部治具15、デファレンシャル部
治具16の３つの治具を有している。そして、これらを測
定対象である車両フレーム１のエンジンマウント６及び
エンジンリアマウント７、センターベアリングサポート
ブラケット８、リーフ穴フロント10及びリーフ穴リア11
に、夫々直接的に取付ける。したがって、従来のごとく
車両フレーム１自体を床面に設置した載置台へと移動さ
せる場合に比べ、取扱性が格段に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば略一直線上
に並ぶ複数の部材の相対位置を測定する装置と測定方法
とに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両フレーム等複数の部材を組み合わせ
て構成する部品は、品質管理のために、生産ライン等に
おいて各部材の相対位置を検査する必要がある。このよ
うな検査が必要な部位としては、ドライブラインの構成
部材を固定するマウント部等が挙げられる。図１には、
車両フレーム１、エンジン２、ドライブシャフト３、セ
ンターベアリング４、デファレンシャル部５等からなる
ドライブラインを示している。これらの各構成部材の相
対的な取付位置にずれが生じると、走行時に不快な振
動、騒音等を発生させることとなり、車両の品質を低下
させる原因となる。そこで、前記マウント部等の相対位
置を管理することが必要となる。

【０００３】さて、エンジン２の取付位置の精度に影響
を及ぼす部品は、エンジンマウント６及びエンジンリア
マウント７である。また、センターベアリング４の取付
位置の精度に影響を及ぼす部品は、センターベアリング
サポートブラケット８である。さらに、デファレンシャ
ル部５に関しては、リアリーフスプリング９の取付角度
が問題となるが、当該取付角度は、リーフ穴フロント10
及びリーフ穴リア11の位置に影響を受けるものである。
上記各部品の相対位置を測定するための装置や方法とし
て、例えば、特開平6-18224 号公報、特開昭57-70782号
公報等にその詳細が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
はいずれも、構成部品の相対位置を測定する際に、床面
に固定された基準点から各部品までの距離を測定し、該
測定結果から構成部品の相対位置を把握するものであ
る。したがって、車両フレームを前記基準点に合わせる
ための専用の載置台が必要不可欠となっている。しかし
ながら、車両フレームのごとく、人間が持ち運ぶことが
できないほどの重量を有する大型部品を測定するために
は、載置台自体も大型かつ頑丈に構成する必要がある。
また、車両フレームの基準点を載置台の基準点に合わせ
て載置する作業も、非常に手間がかかるものとなる。こ
のため、従来は、車両フレームの検査を一定期間毎の抜
き出し検査として実施するに止まっている。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、測定装置の小型化、簡
略化により取扱性と測定の容易性とを向上させ、測定頻
度を高めることにより、従来以上に品質管理を徹底させ
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項１に係る手段は、所定の関係を有して
並ぶ複数の部材の相対位置を測定する装置であって、該
複数の部材のなかで端部に位置する第１部材の基準部位
に着脱自在な第１治具と、もう一方の端部に位置する第
３部材の基準部位に着脱自在な第３治具と、前記第１、
第３部材の間に位置する少なくとも１つの第２部材に着
脱自在な少なくとも１つの第２治具とを有し、各治具
に、前記各部材の相対位置が正規の位置にあるときの、
各部材の位置関係を表す基準線に対する変位量を測定す
る光学式変位量測定手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】本発明においては、相対位置を測定する対
象物である前記第１ないし第３部材の基準部位に対し、
直接的に着脱自在な第１ないし第３治具を有することか
ら、測定装置が少なくとも３つに別れた構成をなし、各
治具の小型、軽量化を図ることができる。そして、各治
具に設けた前記光学式変位量測定手段により、前記基準
線に対する第１ないし第３部材の変位量から、該第１な
いし第３部材の相対位置を直接的に測定する。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る相対位置測
定装置によると、前記光学式変位量測定手段は、前記第
１治具に角度調整器を介して、レーザー光の照射手段と
ビームスプリッタとをレーザー光の進行方向に直列に設
け、前記第２治具に角度及び高さ調整器を介して、レー
ザー光の進行方向に直列に２つのビームスプリッタを設
け、前記第３治具に角度調整器を介して、ビームスプリ
ッタ及びコーナーキューブをレーザー光の進行方向に直
列に設け、さらに、各ビームスプリッタの反射方向に受
光素子を設けたものとする。

【０００９】この構成によると、前記第１治具のレーザ
ー光の照射手段から前記第３治具のコーナーキューブへ
向けてレーザー光を照射する。そして、該コーナーキュ
ーブから前記第１治具への反射光を、該第１治具のビー
ムスプリッタで受光する。さらに、該ビームスプリッタ
の反射成分を、該第１治具に設けた受光素子の所定位置
で受光するように前記第１治具の角度調整器を操作する
と、前記レーザー光照射手段から発振されたレーザー光
と、前記コーナーキューブからの反射光とを一直線上に
並べる（以下「正対させる」という）ことができる。そ
して、当該正対状態にあるレーザー光及びその反射光
を、前記基準線として用いることができる。また、当該
正対状態を得るための前記第１治具の角度調整器の調整
量が、前記第１部材の正規の角度との差となる。

【００１０】次に、前記正対状態にあるときの第３治具
のビームスプリッタの反射成分を、該第３治具に設けた
受光素子の所定位置で受光するように前記第３治具の角
度調整器を操作する。すると、このときの第３治具の角
度調整器の調整量が、前記基準線に対する前記第３部材
の相対角度となる。さらに、前記正対状態にあるときの
第２治具のビームスプリッタの反射成分を、第２治具に
設けた受光素子の所定位置で受光するように前記第２治
具の角度及び高さ調整器を操作する。すると、このとき
の第２治具の角度及び高さ調整量が、前記基準線に対す
る前記第２部材の相対位置となる。

【００１１】また、本発明の請求項３に係る相対位置測
定装置は、前記所定の関係を有して並ぶ複数の部材が、
車両フレーム上の部材である。したがって、該車両フレ
ーム自体を何らかの載置台等に載置することなく、車両
フレームを構成する部材の相対位置を測定することがで
きる。

【００１２】加えて、本発明の請求項４に係る相対位置
測定装置によると、前記第１治具は、２つのエンジンマ
ウント及びエンジンリアマウントの３点に載置し、２本
のピンで車両フレームに対し固定されるエンジン部治具
であり、前記第２治具は、ドライブラインのセンターベ
アリングサポートブラケット固定用ボルト穴に位置決め
されるセンターベアリング部治具であり、前記第３治具
は、リアサスペンションのリーフ穴に挿通した平行シャ
フト上に載置されるデファレンシャル部治具である。

【００１３】従って、車両フレームのエンジンマウント
及びエンジンリアマウントと、ドライブラインのセンタ
ーベアリングサポートブラケットと、デファレンシャル
部を位置決めするリアサスペンションのリーフ穴との相
対位置をレーザー光を用いて測定することが可能とな
る。

【００１４】さらに、上記課題を解決するための本発明
の請求項５に係る、所定の関係を有して並ぶ複数の部材
の相対位置を測定する方法は、該複数の部材のなかで端
部に位置する第１部材の基準部位に、角度調整器を介し
てレーザー光照射手段とビームスプリッタとをレーザー
光の進行方向に直列に設けた第１治具を装着し、もう一
方の端部に位置する第３部材の基準部位に、角度調整器
を介してビームスプリッタ及びコーナーキューブをレー
ザー光の進行方向に直列に設けた第３治具を装着し、前
記第１、第３部材の間に位置する少なくとも１つの第２
部材に、角度及び高さ調整器を介して２つのビームスプ
リッタをレーザー光の進行方向に直列に設けた少なくと
も１つの第２治具を装着し、該第１ないし第３治具によ
り、各部材の相対位置が正規の位置にあるときの各部材
間を結ぶ基準線に対する変位量を測定することを特徴と
する。

【００１５】被測定物の基準部位に直接的に、第１治具
ないし第３治具を装着するので、被測定物の大小に関係
なく常に各治具のみ取り扱うことで、所定の関係を有し
て並ぶ複数の部材の相対位置を測定することができる。
測定の際には、レーザー光を使って、各部材の相対位置
が正規の位置にあるときの各部材の位置関係を表す基準
線に対する変位量から、第１治具ないし第３治具の相対
位置を把握する。

【００１６】また、本発明の請求項６に係る相対位置の
測定方法においては、前記変位量を測定するときに、前
記第１治具のレーザー光照射手段から、前記第３治具の
コーナーキューブへ向けてレーザー光を照射し、該コー
ナーキューブからの反射光を第１治具のビームスプリッ
タで受光し、該ビームスプリッタの反射成分を、該第１
治具に設けた受光素子の所定位置で受光するように前記
第１治具の角度調整器を操作することにより、前記基準
線を生成すると同時に前記第１部材の正規の角度との差
を測定し、前記第３治具のビームスプリッタの反射成分
を、該第３治具に設けた受光素子の所定位置で受光する
ように前記第３治具の角度調整器を操作することによ
り、前記基準線に対する前記第３部材の相対角度を測定
し、前記第２治具のビームスプリッタの反射成分を、該
第２治具に設けた受光素子の所定位置で受光するように
前記第２治具の角度及び高さ調整器を操作することによ
り、前記基準線に対する前記第２部材の相対位置を測定
する。

【００１７】この構成によると、前記第３治具のコーナ
ーキューブから前記第１治具のビームスプリッタへの反
射光を、第１治具のビームスプリッタで受光し、該ビー
ムスプリッタの反射成分を、該第１治具に設けた受光素
子の所定位置で受光するように前記第１治具の角度調整
器を操作すると、前記レーザー光照射手段から発振され
たレーザー光と、前記コーナーキューブからの反射光と
を正対させることができる。そして、当該正対状態にあ
るレーザー光及びその反射光を、前記基準線として用い
ることができる。また、当該正対状態を得るための前記
第１治具の角度調整器の調整量が、前記第１部材の正規
の角度との差となる。

【００１８】次に、前記正対状態にあるときの第３治具
のビームスプリッタの反射成分を、該第３治具に設けた
受光素子の所定位置で受光するように前記第３治具の角
度調整器を操作すると、このときの第３治具の角度調整
器の調整量が、前記基準線に対する前記第３部材の相対
角度となる。さらに、前記正対状態にあるときの第２治
具のビームスプリッタの反射成分を、第２治具に設けた
受光素子の所定位置で受光するように前記第２治具の角
度及び高さ調整器を操作すると、このときの第２治具の
角度及び高さ調整量が、前記基準線に対する前記第２部
材の相対位置となる。

【００１９】また、本発明の請求項７に係る相対位置の
測定方法においては、前記所定の関係を有して並ぶ複数
の部材を、搬送中の車両フレーム上の部材とする。よっ
て、車両フレームの構成部材の相対位置を、搬送中に測
定することが可能となる。

【００２０】さらに、本発明の請求項８に係る相対位置
の測定方法では、前記第１治具は、２つのエンジンマウ
ント及びエンジンリアマウントの３点に載置し、２本の
ピンで車両フレームに対し固定するエンジン部治具であ
り、これによって前記基準線に対するエンジンマウント
角を測定し、前記第２治具は、ドライブラインのセンタ
ーベアリングサポートブラケット固定用ボルト穴に位置
決めされるセンターベアリング部治具であり、これによ
って前記基準線に対するセンターベアリング取り付け部
の相対角度及び変位量を測定し、前記第３治具は、リア
サスペンションのリーフ穴に挿通した平行シャフト上に
載置されるデファレンシャル部治具であり、これによっ
て前記基準線に対するリアリーフ角度を測定する。

【００２１】本発明によると、前記エンジン部治具、前
記センターベアリング部治具及び前記デファレンシャル
部治具の、前記基準線に対する変位量を求めることによ
り、前記基準線に対するエンジンマウント角、前記基準
線に対するセンターベアリング取り付け部の相対角度及
び変位量、前記基準線に対するリアリーフ角度を把握
し、該ドライブラインの取付け状態を、車両フレームに
ドライブラインを取付ける以前に把握することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態に
おいても、車両フレームに取付けられるドライブライン
の、マウント部の相対位置を測定する場合を例に挙げ
る。

【００２３】ここで、本発明の実施の形態における測定
手順を簡単に説明する。まず、図１に示すエンジンマウ
ント６及びエンジンリアマウント７に、エンジン２の代
わりにエンジン部治具（第１治具）を装着する。また、
センターベアリングサポートブラケット８には、センタ
ーベアリング４の代わりにセンターベアリング部治具
（第２治具）を装着する。さらに、リーフ穴フロント10
及びリーフ穴リア11には、リーフスプリング９及びそれ
に位置決めされるデファレンシャル部５に代えて、デフ
ァレンシャル部治具（第３治具）を装着する。

【００２４】続いて、各治具の相対位置が正規の位置に
あるとき（すなわち、エンジンマウント６及びエンジン
リアマウント７、センターベアリングサポートブラケッ
ト８、リーフ穴フロント10及びリーフ穴リア11の相対位
置が、夫々正規の位置にあるとき）の、エンジン２の基
準位置２ａ（例えばトランスミッション出口軸芯）と、
デファレンシャル部５のデフコンパニオン部５ａとに相
当する点を結ぶ基準線Ｌ_S を生成する。そして、基準線
Ｌ_S に対するエンジン部治具（以下「Ｅg 部治具」と称
す）、センターベアリング部治具（以下「ＣＢ部治具」
と称す）、デファレンシャル部治具（以下「Ｄf 部治
具」と称す）の変位量を求めることにより、各治具の相
対位置（すなわち、エンジンマウント６及びエンジンリ
アマウント７、センターベアリングサポートブラケット
８、リーフ穴フロント10及びリーフ穴リア11の相対位
置）を測定する。なお、上記測定は、図１に三角印で示
す支持点12，13を釣り下げ式ハンガー等によって支持さ
れ、搬送中の状態にある車両フレーム１を対象として行
われる。

【００２５】図２の上方には車両フレーム１の上面図
を、図の下方には車両フレーム１の側面図を示してい
る。そして、車両フレーム１に本発明の実施の形態に係
る相対位置測定装置を装着した状態を示している。本発
明の実施の形態に係る相対位置測定装置は、斜線で表示
するＥg 部治具14、ＣＢ部治具15、Ｄf 部治具16を有す
る。Ｅg 部治具14は、フレーム１の左右２つのエンジン
マウント６と、エンジンリアマウント７の３点に載置
し、一方のエンジンマウント６の位置決め用穴と、エン
ジンリアマウント７の位置決め用穴の２か所に、テーパ
ーピン17を挿通することにより、フレーム１に対し一義
的に固定される。又、ＣＢ部治具15は、センターベアリ
ングサポートブラケット８の固定用ボルト穴に対して位
置決めして、クランプ等で固定される。さらに、Ｄf 部
治具16は、リアサスペンションのリーフ穴フロント10及
びリーフ穴リア11に、シャフト18，19を挿通して簡易的
な梁を形成し、この上にやげん台20，21を用いて載置さ
れる。

【００２６】図３には、図２に示すＥg 部治具14、ＣＢ
部治具15、Ｄf 部治具16及びこれらの相対的な位置関係
を、摸式的に示している。Ｅg 部治具14は、基台22（エ
ンジンマウント６及びエンジンリアマウント７に固定さ
れている）に対し、角度調整器23を介して、レーザー光
の照射手段24とビームスプリッタ25とをレーザー光Ｌa
の進行方向に直列に設けている。角度調整器23は、いわ
ゆるゴニオステージ等の、仮想中心点からの回転半径を
維持しながら角度変更が可能であり、かつ、現在の角度
及び角度の変更量を測定可能なものを用いる。

【００２７】なお、本実施の形態では、角度調整器23の
仮想中心点を、レーザ光の照射手段24の光軸に合わせ
る。また、該仮想中心点は、エンジンの基準位置２ａに
も一致している。レーザー光の照射手段24の前方にはレ
ンズ26、スリット27等を設け、レーザー光を水平方向に
幅を有するスリット光に加工して用いる。ビームスプリ
ッタ25は、断面形状が直角二等辺三角形のプリズムの長
辺を重ね合わせて形成される正四角柱の光学部品であ
り、これにレーザー光を通過させると、前記プリズムの
境界面で通過成分と反射成分とに別けることができる。
なお、レーザ光の照射手段24から照射されたレーザー光
Ｌa は、ビームスプリッタ25の中心部分を通過するよう
になっている。

【００２８】さらに、ビームスプリッタ25の反射方向に
は、受光素子28を設けている。受光素子28は、長手方向
の受光位置に応じ電位差を生ずるものであり、特に長手
方向中央部分で受光すると、検出電圧が０ボルトとなる
ものである。そして、受光素子28とビームスプリッタ25
との位置関係を、ビームスプリッタ25の中心部をレーザ
ー光が通過すると、反射光が受光素子28の長手方向中央
部分に当たるように設定する。なお、受光素子28も角度
調整器23を介して基台22に支持されているので、角度調
整器23による角度の変更の前後で、受光素子28とビーム
スプリッタ25との位置関係は一定である。

【００２９】ＣＢ部治具15には、基台29（センターベア
リングサポートブラケット８に固定されている）に対
し、角度及び高さ調整器30を介して、レーザー光Ｌa の
進行方向に直列に２つのビームスプリッタ31，32を設け
ている。角度及び高さ調整器30は、角度調整器23に、さ
らに高さ方向の調整及び高さの変更量を測定する機構を
加えたものである。また、ビームスプリッタ31，32は、
ビームスプリッタ25と同じものである。さらに、ビーム
スプリッタ31，32の反射方向には、受光素子28と同様の
受光素子33，34を設けている。なお、受光素子33とビー
ムスプリッタ31、受光素子34とビームスプリッタ32の位
置関係も、ビームスプリッタ31，32の中心部をレーザー
光が通過すると、反射光が受光素子33，34の長手方向中
央部分に当たるように設定している。また、角度及び高
さ調整器30による角度及び高さの変更の前後で、受光素
子33とビームスプリッタ31、受光素子34とビームスプリ
ッタ32との位置関係は一定である。

【００３０】Ｄf 部治具16には、基台35（リーフ穴フロ
ント10及びリーフ穴リア11に挿通したシャフト18，19上
に載置されている）に対し、角度調整器36を介して、ビ
ームスプリッタ37及びコーナーキューブ38をレーザー光
Ｌa の進行方向に直列に設けている。角度調整器36は角
度調整器23と同様のものであり、その仮想中心点をコー
ナーキューブ38の頂点に合わせる。また、該仮想中心点
は、デフコンパニオン部５ａにも一致している。ビーム
スプリッタ37は、ビームスプリッタ25と同じものであ
る。コーナーキューブ38は、２つの平面を直角に交差さ
せて谷状の反射面を構成した光学部品であり、入射光Ｌ
a と反射光Ｌa'とを必ず平行にする機能を有する。そし
て、入射光Ｌa の入射角度を調節すると、入射光Ｌa と
反射光Ｌa'とを正対させることが可能である。さらに、
ビームスプリッタ37の反射方向には、受光素子28と同様
の受光素子39を設けている。なお、受光素子39とビーム
スプリッタ37との位置関係も、ビームスプリッタ37の中
心部をレーザー光が通過すると、反射光が受光素子39の
長手方向中央部分に当たるように設定する。また、角度
調整器36による角度変更の前後で、受光素子39とビーム
スプリッタ37との位置関係は一定である。

【００３１】図３の上方には、レーザー光Ｌa と各治具
の受光素子との関係を見た上面図を示している。前述の
ごとく、レーザー光Ｌa は幅Ｗを有するスリット光に加
工して用いられる。そして、幅Ｗを均等に３分割したと
きの中央寄りの幅 1/3Ｗの位置に、Ｅg 部治具14の受光
素子28を２枚平行に配置している。また、幅Ｗを均等に
３分割したときの両端の幅 1/3Ｗの位置に、ＣＢ部治具
15の受光素子33，34、と、Ｄf 部治具16の受光素子39と
を、各々２枚平行に配置している。さらに、当該上面図
には示されていないが、受光素子28の直下にはビームス
プリッタ25が、受光素子33，34の直下にはビームスプリ
ッタ31，32が、受光素子39の直下にはビームスプリッタ
37が、各々配置されている。このような配置を行う理由
については後述する。

【００３２】ここで、図３ないし図７を参照しながら、
上記のごとく釣り下げ式ハンガー等によって搬送状態に
ある車両フレーム１に装着した相対位置測定装置によ
り、フレーム１を構成する部品の相対位置を測定する具
体的手順についての説明を行う。

【００３３】（Step 1）図３に示すように、Ｅg 部治具
14のレーザー光の照射手段24から、Ｄf 部治具16のコー
ナーキューブ38に向けてレーザー光Ｌa を照射する。こ
こで、幅Ｗのレーザー光Ｌa のうち、ビームスプリッタ
25を通過する中央寄りの幅 1/3Ｗの部分についてのみ考
える。照射手段24から照射されたレーザー光Ｌa は、ビ
ームスプリッタ25を通過し、その通過成分がコーナーキ
ューブ38に到達する。レーザー光（入射光）Ｌa は、コ
ーナーキューブ38の反射面で入射光と平行な反射光Ｌa'
となり、再びＥg 部治具14へ向けて戻ってくる。そし
て、Ｅg 部治具14のビームスプリッタ25を通過する反射
光Ｌa'のうち、反射成分を受光素子28で捕らえる。

【００３４】図３の受光素子28の上面図には、捕らえら
れた反射成分が符号Ｌ_R で示されている。この反射成分
Ｌ_R を受光素子28の長手方向中央部分Ｌ_C と一致させる
ように、角度調整器23の角度を調整する。受光素子は、
長手方向中央部分Ｌ_C が最も検出精度が高い。したがっ
て、受光素子の精度誤差による影響を最小限に抑え、高
精度の角度調整を行うことができる。そして、このとき
の調整角Δθ_Egを記録しておく。なお、反射成分Ｌ_R と
長手方向中央部分Ｌ_C とを一致させると、入射光Ｌa と
反射光Ｌa'とを正対させることができる。図４には、角
度調整器23の角度を調整することにより、入射光と反射
光とを正対させた状態を示している。このときのレーザ
ー光Ｌa の進路が、測定対象となっている車両フレーム
１（図２参照）にドライブラインの各構成部品を取付け
た場合の基準線Ｌ_S となる。

【００３５】（Step 2）基準線Ｌ_S を生成した後に、幅
Ｗのレーザー光Ｌa のうち、両端の幅 1/3Ｗの部分につ
いて考える。この両端のレーザー光Ｌa は、照射手段24
から照射された後に、ＣＢ部治具15のビームスプリッタ
31，32を通過し、夫々の通過成分がＤf 部治具16のビー
ムスプリッタ37に到達する。そして、ビームスプリッタ
37を通過する際の反射成分が受光素子39で捕らえられ
る。図４の受光素子39の上面図には、捕らえられた反射
成分が符号Ｌ_R で示されている。この反射成分Ｌ _R を受
光素子39の長手方向中央部分Ｌ_C と一致させるように、
角度調整器36の角度を調整する。そして、このときの調
整角Δθ_Dfを記録しておく。図５には、角度調整器36の
角度を調整することにより、反射成分Ｌ_R を受光素子39
の長手方向中央部分Ｌ_C に一致させた状態を示してい
る。

【００３６】（Step 3）また、幅Ｗのレーザー光Ｌa の
うち両端の幅 1/3Ｗの部分が、ＣＢ部治具15のビームス
プリッタ31，32を通過する際の反射成分が、受光素子3
3，34で捕らえられる。図５の受光素子33，34の上面図
には、捕らえられた反射成分が符号Ｌ_R で示されてい
る。この反射成分Ｌ_R を受光素子33，34の長手方向中央
部分Ｌ_C と一致させるように、角度及び高さ調整器30を
調整する。なお、図５（図６）に示すＣＢ部治具15にお
いて、符号40で示す部分は、センターベアリング４（図
１）の基準位置に相当するものである。

【００３７】ここで、図６を参照しながら、角度及び高
さ調整器30を調整して反射成分Ｌ_Rを受光素子33，34の
長手方向中央部分Ｌ_C と一致させる手順を説明する。図
６（ａ）には、レーザー光Ｌa （基準線Ｌ_S ）とビーム
スプリッタ31，32の配列方向とにずれが生じている場合
を示している。このとき、ビームスプリッタ31に対する
レーザー光Ｌa の通過位置と、ビームスプリッタ32に対
するレーザー光Ｌa の通過位置とが異なるため、受光素
子33，34に対するビームスプリッタ31，32からの反射成
分Ｌ_R の受光位置も互いに異なる。したがって、受光素
子33，34の検出電圧が互いに異なった値となる。

【００３８】この状態から、角度及び高さ調整器30の角
度調整ダイヤル30ａを回転させ、図６（ｂ）に示すよう
にレーザー光Ｌa に対するビームスプリッタ31，32の配
列方向を一致させる。この際、ビームスプリッタ31，32
の角度を変更して、ビームスプリッタ31に対するレーザ
ー光Ｌa の通過位置と、ビームスプリッタ32に対するレ
ーザー光Ｌa の通過位置とが一致した状態になると、受
光素子33，34に対するビームスプリッタ31，32からの反
射成分Ｌ_R の受光位置も各々一致する。したがって、受
光素子33，34の検出電圧が同一値となったことで、レー
ザー光Ｌa に対しビームスプリッタ31，32の配列方向が
一致したこと（つまり平行になったこと）を把握するこ
とができる。このときの、角度調節ダイヤル30ａの調整
角Δθ_CBを記録しておく。

【００３９】レーザー光Ｌa に対するビームスプリッタ
31，32の配列方向を一致させた後に、角度及び高さ調整
器30の高さ調整ダイヤル30ｂを回転させることにより、
ビームスプリッタ31，32を、レーザー光Ｌa と直交する
方向へ移動させることが可能である。そして、ビームス
プリッタ31，32の中央部分でレーザー光Ｌa を捕らえる
ようにビームスプリッタ31，32を昇降すれば、ビームス
プリッタ31，32からの反射成分Ｌ_R を、受光素子33，34
の長手方向中央部分Ｌ_C と一致させることができる。そ
して、受光素子33，34の検出電圧が０ボルトとなるまで
に要した上下の変位量ΔＬ_CBを記録しておく。

【００４０】なお、上記（Step 1）〜（Step 3）を行う
以前の準備ステップ（Step 0）として、予め各部が所望
の相対位置にあることが保証されているフレーム（マス
ター）に対し、上記（Step 1）〜（Step 3）と同じ作業
を行う。そして、エンジンマウント角の基準値θ_Eg、マ
スターの基準線Ｌ_S に対するリアリーフ角の基準値
θ _Df、マスターの基準線Ｌ_S に対するセンターベアリン
グサポートブラケットの取付角度の基準値θ_CB及び高さ
方向の変位量の基準値Ｌ_CBを求めておく。そして、予め
Ｅg 部治具14の角度調整器23をθ_Egに、ＣＢ部治具15の
角度及び高さ調整器30をθ_CB及びＬ_CBに、Ｄf 部治具16
の角度調整器36をθ_Dfに設定しておく。

【００４１】以上の準備ステップ（Step 0）の後に上記
各ステップ（Step 1）〜（Step 3）を行うと、図７に示
すように、（Step 1）で得られるΔθ_Egの値が、マスタ
ーに対するエンジンマウント角（基準線Ｌ_S ）のずれ量
として、直接的に求められたことになる。また、（Step
2）で得られるΔθ_Dfの値が、基準線Ｌ_S （マスターに
対しΔθ_Egのずれ量を有する）に対する、リアリーフ角
のずれ量として直接的に求められたことになる。さら
に、（Step 3）で得られるΔθ_CB，ΔＬ_CBの値が、（マ
スターに対しΔθ_Egのずれ量を有する）基準線Ｌ_S に対
する、センターベアリングサポートブラケットの取付角
のずれ量及び高さ方向の変位量として直接的に求められ
たことになる。

【００４２】さて、幅Ｗのレーザー光Ｌa を均等に３分
割したときの中央寄りの幅 1/3Ｗの位置に、Ｅg 部治具
14の受光素子28を配置した理由は、以下の通りである。
前述のごとく、本実施の形態に係る装置が複数備える受
光素子の中で、受光素子28のみがコーナーキューブ38か
らの反射光Ｌa'を受光する。したがって、レーザー光の
照射手段24からの距離がもっとも長くなるので、レーザ
ー光の照射手段24から、受光素子28に反射光Ｌa'を照射
するビームスプリッタ25までの間に、光を遮るような障
害物をなるべく置かないようにとの配慮に基づくもので
ある。

【００４３】また、受光素子28，33，34，39のいずれも
２枚平行に配置した理由は、以下の通りである。Ｅg 部
治具14から照射されたスリット状のレーザー光Ｌa は、
各測定対象部位（エンジンマウント６及びエンジンリア
マウント７、センターベアリングサポートブラケット
８、リーフ穴フロント10及びリーフ穴リア11）にロール
方向（ドライブラインの回転方向）のずれがあると、前
記各治具を通過する際にねじれを生ずる。したがって、
各受光素子を２枚平行に配置しておけば、このレーザー
光のねじれを、平行な２枚の受光素子における検出電圧
の差として把握することが可能となるからである。ま
た、各治具が有する寸法誤差等によってもレーザー光に
ねじれを生ずることがあるが、平行な２枚の受光素子の
検出電圧の平均値を取ることにより、検出精度を高める
ことも可能となる。

【００４４】上記構成をなす本発明の実施の形態から得
られる作用効果は、以下の通りである。本発明の実施の
形態に係る相対位置測定装置は、Ｅg 部治具14、ＣＢ部
治具15、Ｄf 部治具16の３つの治具を有している。そし
て、これらを測定対象である車両フレーム１のエンジン
マウント６及びエンジンリアマウント７、センターベア
リングサポートブラケット８、リーフ穴フロント10及び
リーフ穴リア11に、夫々直接的に取付けるものであり、
従来のごとく車両フレーム１自体を移動させる場合に比
べ、取扱性が格段に向上する。

【００４５】各治具は別々に測定対象に取付けられるも
のであるが、各治具の測定対象に対する着脱は容易であ
り、搬送中の車両フレーム１に対しても、迅速かつ確実
に装着することができる。しかも、離間する各治具間を
レーザ光の照射手段24、ビームスプリッタ25等からなる
光学式変位量測定手段で測定することにより、各治具間
が直接的に連結していないにもかかわらず、所望の測定
精度を確保することが可能である。

【００４６】さらに、幅Ｗを有するスリット状のレーザ
ー光を用いるので、各治具の取付位置にレーザー光の幅
方向のずれを生じても、測定精度に悪影響を与えること
を抑えることができる。したがって、従来のごとく車両
フレーム１を専用の載置台上に置き、かつ、床面に固定
された基準点に合わせて位置決めを行うことなく、各部
の相対位置を測定することが可能となり、測定頻度を高
め更なる品質管理の向上を図ることができる。

【００４７】なお、レーザー光の照射手段24の前方に設
けたレンズ26、スリット27等を外し、スリット状のレー
ザー光に変えて線状光を用い、かつ、各受光素子をドラ
イブラインに直交する方向の位置を検出するものに交換
すれば、ドライブラインの水平方向のずれも把握するこ
とが可能である。さらに、センターベアリングを２か所
備えるドライブライン等に対しても、ＣＢ部治具15を２
つに増やすことによって、同様に各部相対位置の測定が
可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
相対位置測定装置によれば、測定装置の取扱けが容易と
なり、かつ、所望の測定精度を得ることが可能となるの
で、所定の関係を有して並ぶ複数の部材の相対位置を測
定する頻度を高め、品質管理の向上を図ることができ
る。

【００４９】また、本発明の請求項２に係る相対位置測
定装置によれば、前記第１治具ないし前記第３治具の相
対位置を、レーザー光を使って把握することにより、所
定の関係を有して並ぶ複数の部材の相対位置を容易に測
定することができる。よって、測定頻度を高めることに
よる品質管理の向上を図ることができる。

【００５０】また、本発明の請求項３に係る相対位置測
定装置によれば、該車両フレーム自体を何らかの載置台
等に載置することなく、車両フレームを構成する部材の
相対位置を測定することが可能となる。よって、従来、
抜き出し検査として実施していた車両フレームの測定頻
度を高め、品質管理をさらに徹底させることが可能とな
る。

【００５１】さらに、本発明の請求項４に係る相対位置
測定装置によれば、車両フレームのエンジンマウント及
びエンジンリアマウントと、ドライブラインのセンター
ベアリングサポートブラケットと、デファレンシャル部
を位置決めするリアサスペンションのリーフ穴との相対
位置を測定する頻度を高め、走行時の不快な振動、騒音
等の発生のない、高品質の車両の安定供給に貢献するこ
とができる。

【００５２】また、本発明の請求項５に係る相対位置測
定方法によると、被測定物の大小に関係なく、所定の関
係を有して並ぶ複数の部材の相対位置を測定することが
容易となり、測定頻度を高めることによる品質管理の向
上を図ることができる。

【００５３】また、本発明の請求項６に係る相対位置測
定方法によると、前記第１治具ないし前記第３治具の相
対位置を、レーザー光を使って把握することにより、所
定の関係を有して並ぶ複数の部材の相対位置を容易に測
定することができる。よって、測定頻度を高めることに
よる品質管理の向上を図ることができる。

【００５４】さらに、本発明の請求項７に係る相対位置
測定方法によると、車両フレームの構成部材の相対位置
を、搬送中に測定することが可能となる。よって、従
来、抜き出し検査として実施していた車両フレームの測
定頻度を高め、さらに品質管理を徹底させることが可能
となる。

【００５５】加えて、本発明の請求項８に係る相対位置
測定方法によると、前記エンジン部治具、前記センター
ベアリング部治具及び前記デファレンシャル部治具の、
前記基準線に対する変位量を求めることにより、前記基
準線に対するエンジンマウント角、前記基準線に対する
センターベアリング取り付け部の相対角度及び変位量、
前記基準線に対するリアリーフ角度を測定する頻度を高
め、走行時の不快な振動、騒音等の発生のない、高品質
の車両の安定供給に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両フレームに取付けられたドライブライン
と、該ドライブラインを構成する部材の位置関係を表す
基準線とを示す摸式図である。

【図２】車両フレームの上面図及び側面図と、該車両フ
レームに装着された本発明の実施の形態に係る相対位置
測定装置とを示すものである。

【図３】図２に示す相対位置測定装置のＥg 部治具、Ｃ
Ｂ部治具、Ｄf 部治具及びこれらの相対的な位置関係を
摸式的に示すものであり、本発明の実施の形態に係る相
対位置測定手順の最初のステップを示す図である。

【図４】図３に続く相対位置測定手順を示す図である。

【図５】図４に続く相対位置測定手順を示す図である。

【図６】図５に続く相対位置測定手順を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態に係る相対位置測定手順に
より得られる測定結果を示す摸式図である。

【符号の説明】

１車両フレーム６エンジンマウント７エンジンリアマウント８センターベアリングサポートブラケット 10 リーフ穴フロント 11 リーフ穴リア 14 Ｅg 部治具 15 ＣＢ部治具 16 Ｄf 部治具Ｌs 基準線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA04 AA20 CC11 DD00 DD02 FF23 FF64 GG04 HH05 JJ16 LL17 LL28 LL46 PP05 TT01 UU03 3C029 AA15 AA40 3D114 AA03 BA02 CA11 DA06 DA17 HA02 HA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の関係を有して並ぶ複数の部材の相
対位置を測定する装置であって、該複数の部材のなかで
端部に位置する第１部材の基準部位に着脱自在な第１治
具と、もう一方の端部に位置する第３部材の基準部位に
着脱自在な第３治具と、前記第１、第３部材の間に位置
する少なくとも１つの第２部材に着脱自在な少なくとも
１つの第２治具とを有し、各治具に、前記各部材の相対
位置が正規の位置にあるときの、各部材の位置関係を表
す基準線に対する変位量を測定する光学式変位量測定手
段を設けたことを特徴とする相対位置測定装置。
【請求項２】前記光学式変位量測定手段は、前記第１
治具に角度調整器を介して、レーザー光の照射手段とビ
ームスプリッタとをレーザー光の進行方向に直列に設
け、前記第２治具に角度及び高さ調整器を介して、レー
ザー光の進行方向に直列に２つのビームスプリッタを設
け、前記第３治具に角度調整器を介して、ビームスプリ
ッタ及びコーナーキューブをレーザー光の進行方向に直
列に設け、さらに、各ビームスプリッタの反射方向に受
光素子を設けたものである請求項１記載の相対位置測定
装置。
【請求項３】前記所定の関係を有して並ぶ複数の部材
が、車両フレーム上の部材である請求項１又は２記載の
相対位置測定装置。
【請求項４】前記第１治具は、２つのエンジンマウン
ト及びエンジンリアマウントの３点に載置し、２本のピ
ンで車両フレームに対し固定されるエンジン部治具であ
り、前記第２治具は、ドライブラインのセンターベアリ
ングサポートブラケット固定用ボルト穴に位置決めされ
るセンターベアリング部治具であり、前記第３治具は、
リアサスペンションのリーフ穴に挿通した平行シャフト
上に載置されるデファレンシャル部治具である請求項３
記載の相対位置測定装置。
【請求項５】所定の関係を有して並ぶ複数の部材の相
対位置を測定する方法であって、該複数の部材のなかで
端部に位置する第１部材の基準部位に、角度調整器を介
してレーザー光照射手段とビームスプリッタとをレーザ
ー光の進行方向に直列に設けた第１治具を装着し、もう
一方の端部に位置する第３部材の基準部位に、角度調整
器を介してビームスプリッタ及びコーナーキューブをレ
ーザー光の進行方向に直列に設けた第３治具を装着し、
前記第１、第３部材の間に位置する少なくとも１つの第
２部材に、角度及び高さ調整器を介して２つのビームス
プリッタをレーザー光の進行方向に直列に設けた少なく
とも１つの第２治具を装着し、該第１ないし第３治具に
より、各部材の相対位置が正規の位置にあるときの各部
材間を結ぶ基準線に対する変位量を測定することを特徴
とする相対位置測定方法。
【請求項６】前記変位量を測定するときに、前記第１
治具のレーザー光照射手段から、前記第３治具のコーナ
ーキューブへ向けてレーザー光を照射し、該コーナーキ
ューブから反射光を第１治具のビームスプリッタで受光
し、該ビームスプリッタの反射成分を、該第１治具に設
けた受光素子の所定位置で受光するように前記第１治具
の角度調整器を操作することにより、前記基準線を生成
すると同時に前記第１部材の正規の角度との差を測定
し、前記第３治具のビームスプリッタの反射成分を、該
第３治具に設けた受光素子の所定位置で受光するように
前記第３治具の角度調整器を操作することにより、前記
基準線に対する前記第３部材の相対角度を測定し、前記
第２治具のビームスプリッタの反射成分を、該第２治具
に設けた受光素子の所定位置で受光するように前記第２
治具の角度及び高さ調整器を操作することにより、前記
基準線に対する前記第２部材の相対位置を測定すること
を特徴とする請求項５記載の相対位置測定方法。
【請求項７】前記所定の関係を有して並ぶ複数の部材
が、搬送中の車両フレーム上の部材である請求項５又は
６記載の相対位置測定方法。
【請求項８】前記第１治具は、２つのエンジンマウン
ト及びエンジンリアマウントの３点に載置し、２本のピ
ンで車両フレームに対し固定するエンジン部治具であ
り、これによって前記基準線に対するエンジンマウント
角を測定し、前記第２治具は、ドライブラインのセンタ
ーベアリングサポートブラケット固定用ボルト穴に位置
決めされるセンターベアリング部治具であり、これによ
って前記基準線に対するセンターベアリング取り付け部
の相対角度及び変位量を測定し、前記第３治具は、リア
サスペンションのリーフ穴に挿通した平行シャフト上に
載置されるデファレンシャル部治具であり、これによっ
て前記基準線に対するリアリーフ角度を測定することを
特徴とする請求項７記載の相対位置測定方法。