JP2018105032A - 洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】洗浄性能の向上を図ることができる洗浄装置を提供する。【解決手段】走行輪9,10を備えた走行台車29に洗浄液供給ホースに接続されるノズル12,13,14を備え、洗浄液供給ホースから供給される洗浄液を走行台車29が走行する走行経路に沿って噴射するようにノズル12,13,14が配置され、ノズル12,13,14を左右方向に揺動させる揺動機構16を備えている。【選択図】図4
Description
本発明は、走行しながら汚れた被洗浄面に洗浄液を噴射して洗浄するための洗浄装置に関する。
上記洗浄装置は、特許文献1に示されるように、走行輪であるローラ4個がフレームに取り付けられて構成された走行台車にノズルヘッドを固定し、このノズルヘッドに高圧洗浄車に接続されたホースを接続して構成されている。そして、洗浄したい側溝に洗浄装置を配置し、高圧洗浄車を駆動しながらホースを巻き取ることによって、洗浄装置を移動させながら、ホースからの高圧洗浄水をノズルヘッドから側溝に噴射することによって、側溝の洗浄を行うようにしている。
また、上記洗浄装置は、特許文献2に示されるように、左右方向に延びるとともに高圧水噴射用の複数の小孔が形成された中空部の左右両側面のそれぞれにアーム部を備え、各アーム部の前後方向の両端部それぞれに走行輪であるローラを上方に突出する状態で備えるとともに、前記中空部へ高圧水を供給する給水ホースを該中空部に接続して構成されている。そして、上蓋を備える側溝内へ洗浄装置を配置した後、給水ホースから高圧水を供給することにより高圧水が複数の小孔から斜め下方へ噴射する。これにより、洗浄装置が浮上し、側溝の上蓋にローラが当接する。この状態で給水ホースを手前に引き込みながら洗浄装置を移動させることによって、複数の小孔から斜め下方へ噴射される高圧水が側溝の底面に噴射することで底面の洗浄を行うようにしている。
上記構成の洗浄装置から噴射される噴射幅が、特許文献1では、ノズルヘッドの噴射拡散角度によって決まり、また、特許文献2では、複数の小孔の配置位置と複数の小孔の噴射拡散角度によって決まるものである。そのため、前記噴射幅よりも広い幅を洗浄する場合は、何度も洗浄装置を移動させなければならず、洗浄作業の効率低下を招いていた。
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、洗浄作業の効率低下を防止することができる洗浄装置を提供することを課題とする。
本発明に係る洗浄装置は、走行輪を備えた走行台車に洗浄液供給ホースに接続されるノズルを備え、前記洗浄液供給ホースから供給される洗浄液を前記走行台車が走行する走行経路に沿って噴射するように前記ノズルが配置され、前記ノズルを前記走行台車の走行方向に対して左右方向に揺動させる揺動機構を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、走行台車が走行すると、走行台車が走行する走行経路に沿ってノズルから洗浄液が噴射される。この洗浄液の噴射時に、揺動機構によりノズルが左右方向に揺動されることで、洗浄液の噴射幅を増大させることができる。ここでいう洗浄液は、高圧水を含む水の他、溶剤、化学洗剤を含む液状のものである。
また、本発明に係る洗浄装置は、前記揺動機構が、前記走行輪と一体回転する車軸の回転力を前記ノズルを揺動させる揺動力に変換する機構であることが好ましい。
かかる構成によれば、車軸の回転力をノズルを揺動させる揺動力に変換する機構を設けることによって、ノズルを揺動させるための別の駆動手段を設ける必要がない。よって、装置の大型化やコストの高騰を抑制することができる。
また、本発明に係る洗浄装置は、前記ノズルが、縦軸回りで揺動される揺動アームに取り付けられ、前記揺動機構は、前記車軸に設けられたカムと、該カムのカム面に係合案内されて前記揺動アームを左右方向に揺動すべく該揺動アームに備えた係合部材と、を備えていることが好ましい。
かかる構成によれば、揺動機構が、車軸に設けられたカムと、カムのカム面に係合案内されて揺動アームを左右方向に揺動すべく揺動アームに備えた係合部材と、を備えたものであることから、構成を容易に実現することができ、製造面において有利になる。
また、本発明に係る洗浄装置は、前記走行台車が、前記ノズルからの噴射力により噴射と逆方向に走行することが好ましい。
かかる構成によれば、ノズルからの噴射力により噴射と逆方向に走行台車を走行させるので、走行台車に走行させるためのモータ等の動力源を設ける必要がなく、洗浄装置の小型軽量化を図ることができる。しかも、動力源がないので、ノズルから噴射される洗浄液が動力源にかかってしまい、動力源がショートするといった故障もない。
また、本発明に係る洗浄装置は、前記ノズルからの洗浄液が噴射されて洗浄される被洗浄面に当接する当接手段を前記走行台車に備えていることが好ましい。
かかる構成によれば、ノズルからの洗浄液が噴射されて洗浄される被洗浄面に当接する当接手段を走行台車に備えることによって、被洗浄面に堆積している塵を当接手段で掻き取って除去することができる。
以上の如く、本発明によれば、ノズルを左右方向に揺動させる揺動機構を備えることによって、洗浄液の噴射幅を増大させることができるので、洗浄作業の効率低下を防止することができる洗浄装置を提供することができる。
以下、本発明に係る洗浄装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。この洗浄装置は、走行しながら汚れた被洗浄面(ここでは床面)に洗浄液を噴射して洗浄するためのものであり、例えば開渠、明渠、暗渠、側溝を含む溝渠に好適に用いられる。具体的には、洗浄装置1は、図1に示すように、高圧の洗浄水(以下、高圧水という)を発生させるための高圧洗浄機2と、高圧洗浄機2からの高圧水を案内する中継用の第1高圧ホース3に接続され、高圧水を供給する供給状態と供給しない非供給状態とに切り替えるための切替バルブ4を備える箱型のコントローラ5と、コントローラ5から洗浄液供給ホースである第2高圧ホース6を介して案内される高圧水を被洗浄面7に噴射して被洗浄面7の洗浄を行う洗浄装置本体8と、を備えている。
洗浄装置本体8は、図2〜図5に示すように、左右一対の前輪(前側の走行輪)9,9と左右一対の後輪(後側の走行輪)10,10とこれら前輪9,9及び後輪10,10を回動自在に支持する長方形状で板状のフレーム11とを備えた走行台車29と、走行台車29に取り付けられ、前記第2高圧ホース6と3個のノズル12,13,14とを接続するためのジョイント用のブロック15と、前記3個のノズル12,13,14を左右方向に揺動させる揺動機構16と、を備えている。図4に左右中央に位置するノズル13の左右の揺動角度θ1を示している。尚、前輪9,9と後輪10,10とは、非駆動輪(従動輪)である。
左右一対の前輪9,9が、フレーム11の前部の左右下面に下方へ突出するように取り付けられた左右一対の前側ブラケット17,17に、不図示のベアリングを介して回転自在に貫通支持された前輪用車軸18の両端にボルト19,19により固定されている。
左右一対の後輪10,10と一体的に回転するハブ20,20が、前記フレーム11の後部の左右下面に下方へ突出するように取り付けられた左右一対の後側ブラケット21,21にベアリング22,22を介して回転自在に貫通支持された後輪用車軸23の両端に、ボルト24,24により固定されている。
ブロック15は、フレーム11の後端部に取り付けられる前側ほど先細りとなる略三角形状の前側部15Aと、前側部15Aの後端から後方へ突出し第2高圧ホース6と3個のノズル12,13,14とが取り付けられる上下方向に厚みを有する後側部15Bと、を備えている。ブロック15の内部には、第2高圧ホース6から入ってきた高圧水を3個のノズル12,13,14へそれぞれ分岐して案内する案内経路が形成されている。
前側部15Aの後端部が、フレーム11の後端部に立設されているピン25に貫通されて上方からボルト26により抜け止め処理されている。これにより、前側部15Aを含むブロック15全体が、ピン25の縦軸X1回りで揺動運動を行う揺動アームとして構成されている。また、前側部15Aの前端部に、フレーム11に形成の開口11Kを通して下方に突出して後述する溝カム30の溝30Mに係合案内される係合部材としての係合ピン27が貫通した状態でボルト28により固定されている。
後側部15Bの後端面のうちの上側中央部の垂直面15Tに、第2高圧ホース6を接続するためのポートを備えており、第2高圧ホース6の端部に設けられる継手を水平方向からねじ込んで固定できるようになっている。また、後側部15Bの後端面のうちの3個のノズル12,13,14が取り付けられる下側の面が、下方側ほど前方側に位置する傾斜面に構成されているとともに、後側部15Bの後端面のうちの下側の面のうちの左右中央部の面15dが前後方向を向くように構成され、左右両端部の面15e,15fのそれぞれが、左右方向外側を向くように構成されている。従って、左右方向に併設される3個のノズル12,13,14の噴射口となる先端が後方を向いた状態で、かつ、所定角度下方に向いた状態で後側部15Bの後端面に取り付けられる。しかも、左端に位置するノズル12が、所定角度左側に振られた外側を向き、右側に位置するノズル14が、所定角度右側に振られた外側を向いた状態で後側部15Bの後端面に取り付けられる。要するに、左右中央に位置するノズル13の噴射中心線13Xが、前後方向に向いているのに対して、左右両端に位置するノズル12,14の噴射中心線12X,14Xのそれぞれが、前後方向に対して外側に傾斜した向きになっている。このように左右両端に位置するノズル12,14を外向きにすることによって、噴射幅を拡大することができる。そして、3個のノズル12,13,14から噴射した高圧水により発生する反力で左右一対の前輪9,9と左右一対の後輪10,10とが回転して走行台車29を3個のノズル12,13,14からの噴射方向とは逆方向の前方へ走行(移動)させることができるようになっている。ノズル12,13,14としては、水圧で円を描くように回転運動しながら噴射する噴射拡散角の小さなターボノズルを用いているが、回転運動を行わないノズルであってもよいし、噴射拡散角度を変更できるバリアブルノズルであってもよい。なお、噴射拡散角度が大きくなるに従って高圧水の流速が低下することになるため、その洗浄力も低下することになる。
また、洗浄装置1には、前述したように、3個のノズル12,13,14が取り付けられたブロック(揺動アーム)15を左右方向に揺動させる揺動機構16を備えている。この揺動機構16は、図4に示すように、左右一対の後輪10,10と一体回転する後輪用車軸23の回転力をブロック15を揺動させる揺動力に変換する機構である。この揺動機構16は、具体的には、後輪用車軸23の左右方向中央部の外周面にカム面としての溝30Mが形成された溝カム30と、溝カム30の溝30Mに係合案内されてブロック15を左右方向に揺動すべくブロック15に備えた前記係合ピン27と、を備えている。従って、後輪用車軸23が回転することによって、溝カム30の溝30Mに係合ピン27が係合案内され、ブロック15をピン25の縦軸X1回りで揺動させる。これにより、3個のノズル12,13,14が左右方向に揺動されて、被洗浄面7に対する洗浄液(ここでは高圧水)の噴射幅を増大させることができる。尚、3個のノズル12,13,14が左右方向に揺動されない状態では、図2に示すように、左右方向中央に位置するノズル13と、両端に位置する左右外側に向いた2個のノズル12,14との間それぞれには、所定の噴射されない領域R(図2では右側の領域のみ図示している)が発生することになるが、前記のように3個のノズル12,13,14が左右方向に揺動されることによって、所定の噴射されない領域Rにも噴射することができ、問題にはならない。
また、3個のノズル12,13,14からの高圧水が噴射されて洗浄される被洗浄面7に当接する当接手段を走行台車29に備えている。当接手段は、板状部材31からなり、走行台車29の後端部から3個のノズル12,13,14からの高圧水が被洗浄面7へ噴射される領域(高圧水が被洗浄面7に当たる領域)の前端部の間に亘ってその板面を左右方向として配置されている。当接手段は、板状部材31の前端部の左右両端に上方に備える左右一対のブラケット32,32をフレーム11の後端部の左右両端にボルト33により取り付けられる。また、板状部材31は両端のボルト33,33の中心を結ぶ水平軸心X2回りに揺動可能に取り付けられている(図2参照)。そして、自重により板状部材31の後端が被洗浄面7に当接することによって、板状部材31が、後方側ほど下方に位置する後下がり傾斜姿勢に維持される。従って、走行台車29の走行により被洗浄面7に堆積している塵を板状部材31の後端部で掻き取って除去することができる。しかも、板状部材31が水平軸心X2回りに揺動可能に取り付けられているので、被洗浄面7に凹凸部がある場合でも、その凹凸部に沿って板状部材31が揺動することで被洗浄面7に堆積している塵を確実に掻き取ることができる。
板状部材31は、前端から後方へ向かうほど左右方向外側に広がる台形状の前側部分31Aと、前側部分31Aの後端から後方へ同一幅で延びる長方形状の後側部分31Bと、を備えている。また、後側部分31Bの後端は、左右方向に沿う直線状になっているが、円弧状又は波型状などにしてもよいし、場合によっては、後端部を櫛歯状に構成してもよい。なお、図2に示されるように、3個のノズル12,13,14からの高圧水の一部は、後側部分31Bの後端部の上面に噴射されるように構成されている。
上記のように構成された洗浄装置により被洗浄面7を洗浄する手順について説明する。まず、図1に示すように、高圧洗浄機2と、洗浄装置本体8と、切替バルブ4を備えるコントローラ5と、を前述のように第1高圧ホース3及び第2高圧ホース6で接続した状態で配置する。この状態から切替バルブ4をONすることによって、高圧洗浄機2から高圧水が洗浄装置本体8に供給される。これにより、洗浄装置本体8の3個のノズル12,13,14から後方に向けて高圧の洗浄水が噴射され、清掃開始位置に停車している洗浄装置本体8が前方へ移動(走行)する。この移動中(走行中)は、高圧水の噴射によって被洗浄面7が洗浄されることとなるが、後輪10,10の回転によって3個のノズル12,13,14を左右方向に揺動しながら高圧水を噴射して走行するので、噴射幅を増大させて洗浄範囲を広くすることができる。また、走行中に被洗浄面7に堆積している塵がある場合には、洗浄装置本体8に備える板状部材31の後端部で掻いてから高圧水が噴射されるので、堆積している塵が被洗浄面7から除去され易くなる。洗浄装置本体8が所定位置まで移動すると、第2高圧ホース6を巻き取ることによって、洗浄装置本体8を後進させる。この後進時には、前記前進と同様に、3個のノズル12,13,14を左右方向に揺動しながら高圧水を噴射して走行するので、噴射幅を増大させて洗浄範囲を広くすることができる。また、この走行中に被洗浄面7に堆積している塵がある場合には、洗浄装置本体8に備える板状部材31の後端部で掻き取っていく(剥がしていく)。尚、後進時は、被洗浄面7に堆積している塵を、高圧水の噴射によって軟化させた上で板状部材31の後端部で掻き取っていく(剥がしていく)ことになるので、堆積している塵が被洗浄面7から剥がれ易くなる。上記の洗浄作業だけでは、被洗浄面7の汚れや塵が取りきれない場合は、同様の洗浄作業を繰り返せばよい。また、高圧水によって除去された汚れや板状部材31の後端部で掻き取られた(剥がされた)塵等は、第2高圧ホース6を巻き取りながら洗浄装置本体8を後進させて清掃開始位置側へ戻す時に、被洗浄面7に噴射される高圧水により後方へ移動させることができる。尚、後進中に板状部材31の後端部によって掻き取られた(剥がされた)塵は、3個のズル12,13,14からの高圧水の一部が板状部材31の後端部の上面に噴射されるように構成されていることで、板状部材31の上面に溜まることなく後方へ移動させられる。従って、塵がこの上面から溢れて被洗浄面7に取り残されることを防止できる。尚、第2高圧ホース6を作業者が巻き取る際に、巻取リールを備える巻取装置を使用するように構成して、作業者の負担を軽減してもよい。
尚、本発明に係る洗浄装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、図6〜図8に示すように、前輪9,9側にフレーム11の前後の高さを変更する高さ調整機構34を備えてもよい。この高さ調整機構34は、前輪9,9を支持する前側フレーム36と、後輪10,10を支持し、前側フレーム36の上方に重ね合わせることができる前後長さを有するとともに、前側フレーム36の後端部に水平軸心X3回りで回動自在に枢支連結される後側フレーム37と、前側フレーム36の前後方向略中央部に対応する後側フレーム37の前端部を上方から貫通して前側フレーム36にねじ込まれるボルト35と、を備えている。後側フレーム37は、後輪10,10を支持する長方形状の後側部分37bと、この後側部分37bよりも幅が狭く構成され、前側フレーム36に重ね合わされる長方形状の前側部分37aと、を備えている。また、前側フレーム36は、後側フレーム37の後側部分37bと略同一の左右幅に構成された長方形状の板部から構成され、後端の左右両端に前記後側フレーム37の前側部分37aの後端部の左右側面から左右方向外側へ突出するピン部37c,37cに回転自在に嵌合する円筒部36a,36aを備えている。従って、図7の状態からボルト35の頭部35Aを回転操作することによって、前側フレーム36に対して後側フレーム37の前側部分37aを上方へ移動させて後側フレーム37を、図8に示すように前上がり傾斜姿勢にすることができる。これにより、図8に示す左右中央のノズル13の噴射中心線13Xに対する地面の角度θ2が、図7に示す後側フレーム37が水平姿勢の時の左右中央のノズル13の噴射中心線13Xに対する地面の角度θ3よりも大きな角度になる。要するに、図8に示すノズル12,13,14から噴射される高圧の洗浄水が地面に当たるまでの距離が図7に示すものに比べて短くなるため、図8に示す3個のノズル12,13,14を左右方向に揺動した時に地面に当たる高圧水の噴射幅が図7に示したものに比べて狭くなる。従って、後側フレーム37の傾斜角度を調整することによって、ノズル12,13,14の噴射中心に対する地面の角度及び地面に当たる高圧水の噴射幅を自由に変更することができる。尚、図6〜図8では、後側フレーム37を傾斜姿勢にすることによって、地面に対するノズル12,13,14の角度を変更するようにしたが、例えばノズル12,13,14をブロック15に対して角度変更自在に取り付ける構成とすることで、地面に対するノズル12,13,14の角度を変更するようにしても良い。
また、図6〜図8に示すように、当接手段である板状部材38に長さ調整手段39を備えるように構成してもよい。この長さ調整手段39は、後側フレーム37に固定される固定側部材38Aと、この固定側部材38Aの後端部に連結される可動側部材38Bと、可動側部材38Bの左右幅方向に間隔を置いて形成された複数(図では3個であるが、1個又は2個あるいは4個以上でもよい)の長孔38Kと、長孔38Kに挿通されて固定側部材38Aに形成の螺子孔(図示せず)に螺合して可動側部材38Bを固定側部材38Aに固定するための3個のビス(ボルト)40とを備えている。なお、後側フレーム37への固定側部材38Aの固定は、図2及び図5に示す構成と同じであるため、説明を省略する。従って、ビス40を緩めてから長孔38K内で可動側部材38Bを固定側部材38Aに対して前後方向に移動させることによって、板状部材38の長さ調整を行うことができる。長さ調整が終了すると、3個のビス40を締め付けて長さ調整作業が終了する。要するに、高さ調整機構34により地面に対するノズル12,13,14の角度を変更することによって、ノズル12,13,14の噴射位置が変更される。このため、ノズル12,13,14の噴射位置に合わせて長さ調整手段39により板状部材38の長さを調整することで、ノズル12,13,14の噴射位置に板状部材38の後端位置を常に追従させることができる。
また、前記実施形態においては、溝カム30(溝30M)は、後輪用車軸23と一体的に形成されていたが、別体として製作して後輪用車軸にボルト等によって固定するように構成してもよい。すなわち、例えば図9(a)に示すように、中心に貫通孔が形成されるとともに外周面にカム面としての溝130Mが形成され、さらに、中心線を通る平面で2分割された溝カム部材130を複数のボルトを使用して後輪用車軸123の外周面を挟むように固定する構成としてもよい。このように構成することで、図9(a)で示した溝130Mとは異なる形状の溝41Mを有する溝カム部材41(図9(b)に示している)に簡単に交換することができる。従って、揺動アーム(ノズル)の揺動角度や揺動周期が異なる複数種類の溝カム部材を準備しておけば、作業形態に適した溝カム部材に簡単に交換することができるので、洗浄作業の効率を高めることができる。
また、前記実施形態では、溝カムを用いた揺動機構であったが、例えば、側面カムを用いた揺動機構であってもよい。また、揺動機構は、車軸の回転を揺動アームの揺動運動に変換するように構成されたクランク機構であってもよい。
また、前記実施形態では、走行台車を4輪車に構成したが、3輪車であってもよい。
また、前記実施形態では、3個のノズル12,13,14を用いたが、1個又は2個あるいは4個以上のノズルを用いてもよい。
また、前記実施形態では、被洗浄面7に当接する当接手段31,38を備えたが、当接手段31,38を省略してもよい。
また、前記実施形態では、洗浄液として高圧水をノズルに案内したが、水道からの比較的低圧の水をノズルに案内してもよい。また、水に限らず、溶剤、化学洗剤を含む液状のものであってもよい。
また、前記実施形態では、走行台車29をノズル12,13,14からの噴射力により前進させるようにノズル12,13,14を配置したが、走行台車29をノズル12,13,14からの噴射力により後進させるようにノズル12,13,14を配置してもよい。また、ノズル12,13,14の噴射口が床面に向けるようにノズル12,13,14を下向きにしたが、側壁面を洗浄すべくノズル12,13,14を水平に向けてもよいし、天壁面を洗浄すべくノズル12,13,14を上向きに向けてもよい。
また、前記実施形態では、走行輪として車輪9,10を用いたが、ローラや球状体等を用いてもよい。
1…洗浄装置、2…高圧洗浄機、3…第1高圧ホース、4…切替バルブ、5…コントローラ、6…第2高圧ホース、7…被洗浄面、8…洗浄装置本体、9…前輪、10…後輪、11…フレーム、11K…開口、11a…円筒部、12,13,14…ノズル、12X,13X,14X…噴射中心線、15…ブロック、15A…前側部、15B…後側部、15T…垂直面、15d…左右中央部の面、15e,15f…左右両端部の面、16…揺動機構、17…前側ブラケット、18…前輪用車軸、19…ボルト、20…ハブ、21…後側ブラケット、22…ベアリング、23…後輪用車軸、24…ボルト、25…ピン、26…ボルト、27…係合ピン、28…ボルト、29…走行台車、30…溝カム、30M…溝、31,38…板状部材(当接手段)、31A…前側部分、31B…後側部分、32…ブラケット、33…ボルト、34…高さ調整機構、35…ボルト、35A…頭部、36…前側フレーム、36a…円筒部、37…後側フレーム、37a…前側部分、37b…後側部分、37c…ピン部、38A…固定側部材、38B…可動側部材、38K…長孔、39…長さ調整手段、40…ビス、41,130…溝カム部材、41M,130M…溝、123…後輪用車軸、R…領域、X1…縦軸、X2,X3…水平軸心、θ1,θ2,θ3…角度
Claims (5)
- 走行輪を備えた走行台車に洗浄液供給ホースに接続されるノズルを備え、前記洗浄液供給ホースから供給される洗浄液を前記走行台車が走行する走行経路に沿って噴射するように前記ノズルが配置され、
前記ノズルを前記走行台車の走行方向に対して左右方向に揺動させる揺動機構を備えていることを特徴とする洗浄装置。 - 前記揺動機構は、前記走行輪と一体回転する車軸の回転力を前記ノズルを揺動させる揺動力に変換する機構であることを特徴とする請求項1に記載の洗浄装置。
- 前記ノズルは、縦軸回りで揺動される揺動アームに取り付けられ、前記揺動機構は、前記車軸に設けられたカムと、該カムのカム面に係合案内されて前記揺動アームを左右方向に揺動すべく該揺動アームに備えた係合部材と、を備えていることを特徴とする請求項2に記載の洗浄装置。
- 前記走行台車は、前記ノズルからの噴射力により噴射と逆方向に走行することを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の洗浄装置。
- 前記ノズルからの洗浄液が噴射されて洗浄される被洗浄面に当接する当接手段を前記走行台車に備えていることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の洗浄装置。
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