JP2929368B2 - 自動洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば製鉄所に
おいて用いられる大形機器、たとえば圧延ロール、油圧
シリンダ、減速機およびポンプなど、ならびに小形の物
体を、洗浄液を用いて洗浄するための自動洗浄装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は特開平６−４５７に
開示されており、それは簡略化されて図２１に示され
る。被洗浄物体１は、台車によって矢符２およびその逆
方向に走行される。固定位置には門形枠体３が設けら
れ、その上部４と左右の側部５，６には、ノズル７，
８，９が固定される。門形枠体３の上部４に固定されて
いるノズル７は、鉛直方向に向けて洗浄液を噴射する。
側部５，６に固定されているノズル８，９は、水平方向
に向けて洗浄液を噴射する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図２１に示される先行
技術では、物体１が小形であるときには、ノズル７と物
体１の表面との間の距離が大きくなり、したがってノズ
ル７からの洗浄液を、大きな力で物体１の表面に衝突し
て洗浄することができなくなる。このことは、側部５，
６に固定されているノズル８，９に関しても同様であ
る。またこの側部５，６に固定されているノズル８，９
では、物体１が小形であるときには、その物体１よりも
上方に位置するノズル８，９からの洗浄液は物体１の表
面に衝突することがなく、したがってノズル８，９から
の洗浄液は洗浄に何ら寄与せず、全く無駄に洗浄液を消
費していることになる。

【０００４】さらにこの先行技術では、ノズル７，８，
９の取付け位置が離散的に固定されているので、ノズル
７，８，９からの洗浄液が必ずしも物体１の全表面に充
分に衝突せず、洗浄が不充分になり、いわば洗浄残しを
生じてしまうという問題もある。

【０００５】本発明の目的は、被洗浄物体が大形であっ
ても、小形であっても、洗浄液を全くその物体の表面に
激しく衝突して洗浄を行い、しかも洗浄残しを生じるこ
とのないようにした自動洗浄装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）被洗浄
物体を乗載し、横に延びる予め定める軌道に沿って走行
する台車と、 （ｂ）固定位置に設けられ、前記軌道に沿う水平な回転
軸線を有し、台車上の物体を囲んで前記回転軸線まわり
に回転変位可能な円弧状の支持体１９と、 （ｃ）支持体に、その支持体の円周方向に予め定める等
しい角度Δθ１をあけて前記回転軸線に向けて設けら
れ、回転軸線１８に垂直な一仮想平面上で回転軸線１８
を通る半径方向に延びる距離測定用軸線２３上における
物体の表面との間の距離を、物体の表面と非接触で測定
する複数の距離測定手段と、 （ｄ）支持体に、その支持体の円周方向に距離測定手段
の前記角度Δθ１と等しい間隔をあけて各距離測定手段
に個別的に対応して設けられ、前記回転軸線に向けて半
径方向に直線変位可能であり、前記回転軸線に向けて洗
浄液を、前記回転軸線に沿う予め定める長さＷあるいは
Ｗ以上にわたって噴射する複数のノズルであって、各ノ
ズルの噴射軸線２４は、回転軸線１８と距離測定用軸線
２３とを含む仮想平面内で距離測定用軸線２３に平行で
あり、各ノズルは、２つの先端部を有し、各ノズルの各
先端部は、回転軸線１８に垂直な前記一仮想平面内で、
噴射軸線２４の左右に同一の角度α１，α２をそれぞれ
なして洗浄液を噴射し、各距離測定手段の距離測定用軸
線２３と、その距離測定手段に個別的に対応するノズル
の噴射軸線２４とは、前記回転軸線のまわりに円周方向
に同一であって、かつ前記回転軸線に沿って等しい走行
方向の距離Δｘ₀ だけずれているノズルと、 （ｅ）台車を往復走行駆動する台車駆動手段と、 （ｆ）支持体を前記角度Δθ１にわたって往復回転変位
駆動する回転変位駆動手段と、 （ｇ）ノズルを往復直線変位駆動するノズル駆動手段
と、 （ｈ）支持体が回転変位駆動手段によって前記角度Δθ
１だけ回転変位する各時間中に、台車を台車駆動手段に
よって前記長さＷだけ走行駆動する駆動制御手段と、 （ｉ）メモリと、 （ｊ）台車の走行位置を検出する台車位置検出手段と、 （ｋ）支持体の回転変位を検出する手段と、 （ｌ）駆動制御手段による走行体と台車との駆動中に、
距離検出手段の出力に応答し、軌道に沿う各距離検出手
段の走行位置と、回転軸線まわりの回転変位と、測定さ
れた距離とを対応してメモリにストアし、このメモリに
は、台車位置検出手段と回転変位検出手段との各出力に
対応して前記測定された距離をストアする手段と、 （ｍ）駆動制御手段による支持体と台車との駆動中に、
メモリにストアされている内容を読出して、物体の表面
と各ノズル先端部との距離を、予め定める値Ｓ１に保つ
ようにノズル駆動手段を制御するノズル制御手段であっ
て、このノズル制御手段は、台車位置検出手段と回転変
位検出手段との各出力に応答して、台車位置検出手段に
よって検出された台車の走行位置が、メモリにストアさ
れている台車の走行位置から、予め定める前記走行方向
の距離Δｘ₀ だけずれた位置に到達し、かつ走行位置に
対応してメモリにストアされている円周方向の位置に到
達したとき、台車の走行位置および円周方向の位置に対
応してメモリにストアされている物体の表面と各ノズル
の先端部との距離を予め定める値Ｓ１に保つノズル制御
手段とを含むことを特徴とする自動洗浄装置である。ま
た本発明は、前記角度Δθ１は、９０度であり、距離測
定手段およびノズルは、３個設けられることを特徴とす
る。また本発明は、各ノズルには、各可撓管４７を介し
て共通な管路６３が接続され、タンク５８に貯留された
洗浄液５９は、運転停止可能なポンプ６０から、第１逆
止弁６２を介して前記管路６３に供給され、圧縮空気源
６４から開閉可能な切換弁６５を経て、さらに第２逆止
弁６６を経て前記管路６３に圧縮空気が供給されること
を特徴とする。

【０００７】本発明に従えば、支持体を、その横に延び
るたとえば水平な回転軸線のまわりに回転変位駆動手段
によって回転変位し、被洗浄物体と支持体とは移動手段
によって回転軸線に沿ってたとえば水平に相対的に移動
され、このとき支持体は回転変位駆動手段によって前記
回転軸線まわりに往復回転変位される。こうして距離測
定手段は、物体の表面と距離測定手段との間の距離を測
定し、メモリにストアし、ノズル駆動手段はこのメモリ
の出力を読出して物体の表面と各ノズル先端部との距離
を、予め定める値Ｓ１に保つ。したがって物体の表面の
据付面を除く全体の形状を、距離測定手段によって、支
持体の回転軸線まわりの回転変位と回転軸線に沿う移動
位置とに対応した物体の表面と各ノズル先端部との距離
をメモリにストアして３次元的に認識することができ、
このメモリのストア内容を読出して、物体の表面と各ノ
ズル先端部との距離が前記値Ｓ１となるように保たれる
ので、物体の全表面にノズルからの洗浄液で衝突させて
確実に洗浄することが自動的に可能になる。本発明に従
えば、複数の各ノズルは、支持体の回転軸線に向けて洗
浄液を噴射するように構成されており、したがって物体
が小形であっても、その回転軸線付近に設けられる物体
の表面にノズルの先端部から噴射される洗浄液を確実に
衝突させて洗浄することが容易に可能になる。距離測定
手段およびノズルは、支持体に、円周方向に角度Δθ１
をあけて設けられているので、物体の表面の形状の認識
のために、およびノズルによる洗浄液の噴射のために、
支持体が、隣接する距離測定手段および隣接するノズル
間の角度Δθ１だけ、回転変位されることによって、そ
の物体の表面の全体の形状の認識が可能になるととも
に、ノズルからの洗浄液の噴射を、物体の表面の据付面
を除く全面に噴射して衝突させることが可能になる。本
発明に従えば、支持体は回転軸線に沿う移動をせず、す
なわち回転軸線まわりの回転変位だけが可能であって固
定位置に設けられており、物体を乗載した台車が台車駆
動手段によって回転軸線に沿って走行駆動するように構
成される。このことによって、支持体に設けられる距離
測定手段のための信号ラインおよびノズルに洗浄液など
を供給する管路を、支持体の回転変位量だけが許容され
るように設ければよく、構成の簡略化が図られる。本発
明に従えば、支持体の円周方向の同一位置に、距離測定
手段とノズルの先端部とが設けられることによって、メ
モリは、その距離測定手段によって測定された支持体の
円周方向の位置に対応する物体の表面までの距離の測定
値をそのまま用いて、ノズルの先端部をノズル駆動手段
によって駆動することができ、演算処理を簡略化するこ
とができる。本発明に従えば、ノズルの先端部から噴射
される洗浄液は、回転軸線に沿う長さＷにわたり、支持
体はその往復回転変位する予め定める角度Δθ１だけ回
転変位する期間中に、前記長さＷだけ回転軸線に沿って
相対的に移動される。これによってノズルの先端部から
の洗浄液は、物体の表面の据付面を除く全面にわたって
確実に噴射することができるようになり、洗浄残しを生
じることはない。本発明に従えば、距離測定手段とノズ
ルの先端部とは、回転軸線のまわりに円周方向に同一で
あって、しかも距離測定手段とそれに対応するノズルの
先端部とが、回転軸線に沿って台車の走行方向に距離Δ
ｘ₀ だけずれている。したがってメモリにストアされて
いる台車の走行位置と、支持体の回転変位とが、ノズル
の先端部の位置にもたらされたとき、メモリにストアさ
れている物体の表面と距離検出手段との間の距離を読出
して、物体の表面とノズルの先端部との距離を予め定め
る値Ｓ１に保つように、ノズル駆動手段を制御してノズ
ルを回転軸線に向けて近接／離反駆動する。こうして比
較的簡単な演算によって、物体の表面に予め定める値Ｓ
１から洗浄液を噴射して衝突させ、洗浄を確実に行うこ
とができるようになる。

【０００８】さらに本発明に従えば、距離測定手段は、
回転軸線１８に垂直な一仮想平面上で回転軸線１８を通
る半径方向に延びる距離測定用軸線２３上における距離
を、非接触で、測定する。したがって各種の外径を有す
る物体の表面との間の距離を、自動的に測定することが
できる。さらに本発明に従えば、ノズルの噴射軸線２４
は、回転軸線１８と距離測定用軸線２３とを含む仮想平
面内で距離測定用軸線２３に平行であり、したがってこ
のノズルの噴射軸線２４は、回転軸線１８に方向付けら
れている。しかも本発明に従えば、各ノズルは、２つの
先端部を有し、各先端部は、回転軸線１８に垂直な一仮
想平面内で、噴射軸線２４の左右に同一の角度α１，α
２をそれぞれなして洗浄液を噴射する。したがって後述
の図８に示されるように、物体に凹所３８が存在する場
合においても、その凹所３８内を確実に洗浄することが
できる。

【発明の実施の形態】図１は発明の実施の一形態の一部
を切欠いて示す斜視図であり、図２はその実施の一形態
の簡略化した平面図であり、図３はその実施の一形態の
側面図である。これらの図面を参照して、床１１には、
水平な一対のレール１２が一直線状に敷設されており、
このレール１２によって車輪１３を有する台車１４が矢
符１５方向およびその逆方向に走行可能である。台車１
４の乗載台１６上には、たとえば製鉄所において用いら
れる大形の洗浄されるべき物体、たとえば圧延ロール、
油圧シリンダ、減速機、ポンプおよびそのほかの大形ま
たは小形の物体１７が乗載される。

【０００９】レール１２によって形成される軌道の長手
方向の途中の固定位置には、レール１２に沿う水平な回
転軸線１８を有する円弧状の支持体１９が回転変位可能
に設けられる。この実施の一形態では、支持体１９は、
軸線に直角な断面が真円である２７０度以上３６０度未
満のほぼ環状に構成されるが、本発明によれば円弧状で
あればよい。支持体１９は、固定位置に設けられた門形
枠体２０に、前記回転軸線１８まわりに回転変位可能に
支持される。

【００１０】台車１４をレール１２に沿って走行駆動す
るために、モータ５０が設けられる。モータ５０はスプ
ロケットホイル５１を回転駆動し、もう１つのスプロケ
ットホイル５２間に巻掛けられたチエン５３の両端部
は、台車１４に参照符５４，５５で示されるようにして
固定され、無端状とされる。こうしてモータ５０が回転
駆動されることによって、チエン５３が駆動され、した
がって台車１４が走行する。

【００１１】図４は、図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見
た支持体１９を示す断面図である。支持体１９には、そ
の支持体１９の円周方向に予め定める等しい角度Δθ１
（たとえば９０度）をあけて距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ
３が固定される。この距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ３は、
台車１４上の物体１７の表面２２までの距離Ｌ，Ｍ，Ｎ
を非接触で測定する構成を有し、その測定されるべき距
離は回転軸線１８に垂直な一仮想平面上で、図４に明ら
かに示されるように回転軸線１８を通る半径方向に延び
る距離測定用軸線２３上の距離である。

【００１２】図５は、図４の切断面線Ｖ−Ｖから見た簡
略化した断面図である。支持体１９には、その支持体１
９の円周方向に前記角度Δθ１と等しい間隔をあけて各
距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ３に個別的に対応してノズル
ＮＺ１〜ＮＺ３が設けられる。

【００１３】図６はノズルＮＺ２が回転軸線１８の直上
に位置した状態を示す一部の断面図であり、図７はその
図６に示される状態におけるノズルＮＺ２を正面から見
た断面図である。ノズルＮＺ２は、複数（この実施の形
態ではたとえば２）の先端部ＮＺ２ａを有し、洗浄液の
噴射する軸線２４に関して図７の左右に角度α１，α２
を有して、支持体１９の周方向に拡がるように洗浄液２
５が噴射される。このノズルＮＺ２の先端部ＮＺ２ａに
よる洗浄液の噴射軸線２４は、水平な回転軸線１８と距
離測定手段ＳＲ２の軸線２３とを含む仮想平面内にあ
り、この仮想平面内で軸線２３に平行である。

【００１４】図８は、ノズル先端部ＮＺ２ａ付近の断面
図である。複数のノズル先端部ＮＺ２ａが回転軸線１８
に垂直な仮想平面内で噴射軸線２４の左右に角度α１，
α２をそれぞれなして洗浄液が噴射されることによっ
て、物体１７に凹所３８が存在する場合においても、そ
の凹所３８内に洗浄液を確実に噴射して洗浄することが
可能である。たとえばα１＝α２＝１５度であってもよ
い。

【００１５】ノズルＮＺ２の先端部ＮＺ２ａは、物体１
７の表面２２から予め定める距離Ｓ１（図４参照）だけ
離間した状態において、回転軸線１８に沿って長さＷま
たはＷ以上にわたって洗浄液を噴射することができる。
距離Ｓ１は、たとえば２０ｃｍであってもよい。

【００１６】支持体１９は、前述のように円周方向に２
７０度を超える角度にわたって円弧状に形成される。チ
エン２６の一端部は参照符２７で示される位置で支持体
１９に固定され、他端部は参照符２８で示される位置で
支持体１９に固定される。この端部２７，２８間は支持
体１９の２７０度を超える角度範囲にわたる。チエン２
６は、枠体２０に回転自在に設けられたスプロケットホ
イル２９に案内され、駆動用スプロケットホイル３０に
巻掛けられる。駆動用スプロケットホイル３０は、モー
タ３１によって正逆転可能に回転駆動される。

【００１７】枠体２０の支持体１９側の端面には、図９
に示されるレール３３が固定される。レール３３は軸線
１８を中心として円弧状に形成される。レール３３に
は、保持ブロック３４が装着され、この保持ブロック３
４は支持体１９の端面に固定される。保持ブロック３４
には、レール３３に接触するボールである転動体３５が
保持されている。こうしてレール３３と保持ブロック３
４から成る案内手段３６によって、支持体１９は枠体２
０に回転軸線１８まわりに回転変位可能に設けられる。

【００１８】図１０はノズルＮＺ２を洗浄液の噴射軸線
２４上で支持体１９の半径方向に直線変位駆動するため
の構成を示す簡略化した斜視図であり、図１１は図７の
切断面線ＸＩ−ＸＩから見た簡略化した断面図である。
図１０に示されるノズル駆動手段３９の支持プレート４
０は、支持体１９の外周部に立設されて固定される。ノ
ズル駆動手段３９のボールねじ４１は、モータ４２によ
って回転駆動され、このボールねじ４１に噛合う移動ブ
ロック４３は、複列ボール列４４を有する。支持プレー
ト４０には、一対のアウタレール４５，４６が取付けら
れ、ブロック４３はこれらのレール４５，４６に沿って
噴射軸線２４に平行に変位することができる。ブロック
４３には、ノズルＮＺ２が固定される。ノズルＮＺ２に
は、可撓管４７を介して洗浄液が圧送される。残余のノ
ズルＮＺ１，ＮＺ３に関しても同様な構成となってお
り、対応する部分には添字ａを付して、または同一の数
字を付して示す。ノズルＮＺ１，ＮＺ３を支持体１９の
半径方向に駆動するために、図１０に示されるモータ４
２に対応するモータ４８，４９が設けられる。

【００１９】図１２は、支持体１９がモータ３１によっ
て回転変位駆動されるとともに台車１４がモータ５０に
よって走行されることによって、ノズルＮＺ１〜ＮＺ
３、したがってそれらの先端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａが物
体１７の表面２２を辿る軌跡を示す展開図である。この
軌跡は、回転軸線１８を有する仮想上の直円筒の表面を
円周方向に２７０度分だけ簡略化して示す。図１２の左
右方向は、物体１７を基準に考えているので、台車１４
の走行方向と反対方向になり、図１２の上下方向は前記
仮想上の円筒の円周方向に対応する。モータ５０によっ
て台車１４が走行方向１５に走行される期間において、
モータ３１は支持体１９をΔθ１＝９０度にわたって往
復回転変位駆動する。

【００２０】図１３は、ノズルＮＺ２の軌跡を示す図１
２の一部の展開図である。ノズルＮＺ２の先端部ＮＺ２
ａは、回転軸線１８に沿う長さＷにわたって物体１７の
表面２２から予め定める距離Ｓ１だけ離間して洗浄液を
長さＷまたはＷ以上にわたって噴射する。モータ３１に
よって支持体１９は角度Δθ１だけ回転変位する各期間
中に、モータ５０は台車１４を長さＷだけ走行駆動す
る。したがって物体１７の表面２２には、洗浄残しを生
じることなく洗浄液を噴射して衝突し、確実に表面２２
の据付面を除く全面にわたって洗浄することが確実とな
る。上述の説明は主としてノズルＮＺ２に関連して行わ
れたけれども、残余のノズルＮＺ１，ＮＺ３に関しても
同様である。

【００２１】前述の図４は、支持体１９が時計方向に回
転変位した最終位置を示しており、図１４はこの支持体
１９が反時計方向に回転変位した最終位置を示してい
る。このようにして支持体１９はモータ３１によって角
度Δθ１にわたり往復回転変位駆動される。各ノズルＮ
Ｚ１，ＮＺ２，ＮＺ３から噴射されて物体１７の表面２
２を洗浄した洗浄液は、排液溝５７を経て外部に排出さ
れる。

【００２２】図１５は、ノズルＮＺ１，ＮＺ２，ＮＺ３
に洗浄液を供給するための配管系統図である。タンク５
８に貯留された洗浄液５９は、運転停止可能なポンプ６
０によって汲上げられ、ボイラ６１によってたとえば８
０℃に加熱され、逆止弁６２を経て管路６３から各ノズ
ルＮＺ１〜ＮＺ３の可撓管４７に供給され、このとき２
位置電磁切換え弁６５は閉じている。物体１７の洗浄が
終了した後には、ポンプ６０は停止され、圧縮空気源６
４から開閉可能な２位置電磁切換え弁６５を経て、さら
に逆止弁６６を経て管路６３に圧縮空気が供給される。
したがってこの圧縮空気によって物体１７の表面２２に
付着残存している洗浄液が吹飛ばされて乾燥される。

【００２３】図１６は、図１〜図１５に示される本発明
の実施の一形態の電気的構成を示すブロック図である。
支持体１９の回転変位θは、回転変位検出手段６７によ
って検出される。台車１４のレール１２に沿って走行す
る台車位置は、台車位置検出手段６８によって検出され
る。物体１７の洗浄を行うにあたり、台車走行指令発生
回路６９からライン７０には、台車１４を走行するため
の台車走行指令信号が発生されて、走行制御回路７１に
与えられる。これによって台車駆動回路７２は、モータ
５０を駆動し、台車１４の位置ｘは台車位置検出手段６
８によって検出され、したがって台車位置検出手段６８
によって検出されるライン７３からの台車位置ｘが、台
車走行指令発生回路６９から与えられる目標位置となる
ように負帰還制御される。

【００２４】このライン７３からの台車位置ｘを表す信
号はまた、支持体１９の回転変位駆動を行うために、回
転変位駆動制御回路７４に与えられ、これによって回転
変位駆動回路７５はモータ３１を駆動する。支持体１９
の回転変位θは、回転変位検出手段６７によって検出さ
れて回転変位駆動制御回路７４に与えられる。こうして
回転変位検出手段６７によって検出される回転変位θ
は、前述の図１２に示されるようにライン７３からの台
車位置ｘに対応する目標となる回転変位にもたらされる
ように負帰還制御される。

【００２５】距離検出手段ＳＲ１〜ＳＲ３によって検出
される物体１７の表面２２からの距離Ｌ，Ｍ，Ｎを表す
信号は、メモリ７６に与えられ、図１７に示されるよう
に台車位置ｘ、および回転変位θに対応してそれぞれス
トアされる。こうして台車１４が図２および図３の右方
の待機位置から支持体１９を通過して走行することによ
って、図１７に示されるデータがストアされ、これによ
って物体１７の表面２２の形状が認識されることにな
る。

【００２６】メモリ７６へのストア動作の後、物体１７
の表面の洗浄を行うにあたっては、台車１４が図２およ
び図３の待機位置に再び戻されて、台車走行指令発生回
路６９からの台車走行指令信号によってモータ５０が駆
動される。また同時にモータ３１が駆動され、このとき
ノズル位置パターン生成回路７７は、メモリ７６のスト
ア内容を読出して、各ノズルＮＺ１〜ＮＺ３のためのノ
ズル制御手段７８〜８０に、ノズルＮＺ１〜ＮＺ３の先
端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａの位置を表す指令信号を与え
る。これによってノズル駆動手段を構成するノズルＮＺ
１〜ＮＺ３に個別的に対応するモータ４８，４２，４９
は、負帰還制御されて、それらのノズルＮＺ１〜ＮＺ３
の先端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａと物体１７の表面２２との
間の距離が予め定める値Ｓ１となるように制御される。

【００２７】メモリ７６のストア内容を示す図１７にお
いて、台車位置ｘがｘ₁₁〜ｘ_1n，ｘ₂₁〜ｘ_2n，ｘ_k1〜ｘ
_kn，…までそれぞれ変化する各走行距離は、図１３に示
されるノズルＮＺ１〜ＮＺ３の先端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３
ａの洗浄液の噴射幅Ｗである。これらの各台車位置ｘに
対応して支持体１９の回転変位θがθ₁〜θ_n，θ_n〜
θ₁，θ₁〜θ_n，…の回転変位量は、図１２に示される
角度Δθ１に等しい。距離検出手段ＳＲ１〜ＳＲ３によ
って検出される物体１７の表面２２までの距離は、図１
７において参照符Ｌ₁₁〜Ｌ_kn，…；Ｍ₁₁〜Ｍ_kn，…；Ｎ
₁₁〜Ｎ_kn，…でそれぞれ示される。

【００２８】図６を参照して、距離測定手段ＳＲ２の距
離を測定する軸線２３とノズルＮＺ２の先端部ＮＺ２ａ
への洗浄液噴射軸線２４との間のレール１２、したがっ
て回転軸線１８に沿う間隔Δｘ₀ だけ台車１４の走行方
向にずれており、このことは残余の距離検出手段ＳＲ
１，ＳＲ３およびノズルＮＺ１，ＮＺ３に関しても同様
である。

【００２９】メモリ７６に図１７に示されるストア内容
が得られた後に、物体１７の表面２２を洗浄するにあた
っては、ノズル位置パターン生成回路７７は、ライン７
３から得られる台車位置ｘが、 ｘ ＝ ｘ_ki ＋ Δｘ₀ …（１） となり、このとき支持体１９の回転変位θが、 θ ＝ θ_i …（２） であるとき、物体１７の表面２２とノズル先端部ＮＺ１
ａ〜ＮＺ３ａとの距離Ｌ，Ｍ，Ｎは、 Ｌ ＝ Ｌ_ki − Ｓ１ …（３） Ｍ ＝ Ｍ_ki − Ｓ１ …（４） Ｎ ＝ Ｎ_ki − Ｓ１ …（５） となるように、ノズル制御手段７８〜８０にノズル位置
指令信号を与える。

【００３０】式１〜式５における添字ｋおよびｉは、図
１７におけるｘ，θ，Ｌ，Ｍ，Ｎの添字に対応してい
る。参照符Ｓ１は、ノズル先端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａと
物体１７の表面２２との間の前述した予め定める値であ
り、洗浄液が表面２２に噴射されて衝突して効率的な洗
浄が行われるための値に選ばれる。

【００３１】マイクロコンピュータによって実現される
制御回路８１は、台車走行指令発生回路６９、回転変位
駆動制御回路７４およびノズル位置パターン生成回路７
７の動作を制御するとともにメモリ７６のストア動作を
制御し、さらに前述の図１５に関連して述べたポンプ６
０および電磁切換え弁６５の動作を制御する。

【００３２】図１８は、図１６に示される制御回路８１
の動作を説明するためのフローチャートである。物体１
７の表面２２を洗浄するにあたり、ステップａ１からス
テップａ２に移り、台車１４および支持体１９を駆動し
て物体１７の表面２２の形状の測定を距離測定手段ＳＲ
１〜ＳＲ３によって行い、メモリ７６に図１７に示され
るデータをストアする。次のステップａ３では、ノズル
ＮＺ１〜ＮＺ３を用いて物体１７の表面２２に洗浄液を
噴射して洗浄を行い、その後、ステップａ４では圧縮空
気を、ノズルＮＺ１〜ＮＺ３を用いて物体１７の表面２
２に噴射して洗浄液を吹飛ばし、乾燥する。このステッ
プａ３，ａ４では、メモリ７６にストアされた内容に基
づき、台車１４および支持体１９が駆動される。

【００３３】図１９は、図１８のステップａ２で示され
る物体１７の表面２２の表面形状の測定のための動作を
さらに具体的に示すフローチャートである。制御回路８
１の動作中では、ステップｂ１からステップｂ２に移
り、ステップｂ２では、台車走行指令発生回路６９から
の信号によってモータ５０が駆動され、台車１４が図２
および図３の右方の待機位置にもたらされる。次にステ
ップｂ３では、台車走行指令発生回路６９からの信号に
よってモータ５０が駆動され、これによって台車１４が
図２および図３の左方に走行する。ステップｂ４では、
台車１４が図２および図３の左方の走行端位置に到達し
たかどうか、すなわち台車位置検出手段６８によって検
出される台車位置ｘが台車走行指令発生回路６９から与
えられる目標位置に一致したかどうかが走行制御回路７
１によって判断される。このとき台車１４が走行端位置
に到達していなければ、ステップｂ６に移り、モータ３
１が駆動され、これによって支持体１９が一方向（図４
の反時計まわり方向）に回転変位駆動される。ステップ
ｂ７において、距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ３によってノ
ズルＮＺ１〜ＮＺ３の先端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａから物
体１７の表面２２までの距離が測定され、ステップｂ８
において測定距離がメモリ７６にストアされる。ステッ
プｂ９において、図４に示される支持体１９の位置を回
転変位θの原点（０度）として、回転変位検出手段６７
によって検出される回転変位θが原点から予め定める角
度Δθ１（前述のようにたとえば９０度）に到達したか
どうかが回転変位駆動制御回路７４によって判断され
る。ステップｂ９において、回転変位θが予め定める角
度Δθ１に到達していないと判断されると、ステップｂ
１０に移り、回転変位検出手段６７によって検出される
回転変位θが原点（０度）に到達したかどうかが回転変
位駆動制御回路７４によって判断される。このとき回転
変位θが原点に到達していないと判断されると、ステッ
プｂ４に戻る。

【００３４】回転変位検出手段６７によって検出される
回転変位θがステップｂ９において、予め定める角度Δ
θ１に到達したか、またはステップｂ１０において原点
に到達したことが判断されると、ステップｂ１１ではモ
ータ３１が回転変位駆動制御回路７４の信号によって反
対方向に反転駆動される。すなわち、台車１４の走行継
続中は、ステップｂ６〜ｂ１１の繰返しによってモータ
３１が正逆転駆動を繰返し、支持体１９の回転変位を予
め定める角度Δθ１の振幅で往復動させる。

【００３５】ステップｂ４において、台車１４が図２お
よび図３の左方の走行端位置に到達し、すなわち台車位
置検出手段６８によって検出される台車位置ｘが台車走
行指令発生回路６９から与えられる目標位置と一致し
て、台車１４上の物体１７が支持体１９を通過し終えた
ことが台車位置検出手段６８によって検出されると、ス
テップｂ５に移る。ステップｂ５では、ステップｂ６〜
ステップｂ１１の支持体１９の回転変位駆動とノズル先
端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａから物体１７の正面２２までの
距離測定とその結果のメモリへのストアとが停止し、こ
れと同時にモータ５０が逆転駆動され、台車１４が元の
待機位置に戻され、物体１７の表面２２の表面形状の測
定のための動作を終了して待機状態となる。この距離測
定手段ＳＲ１〜ＳＲ３による表面２２の形状の測定時に
は、ポンプ６０は休止されており、電磁切換え弁６５は
閉じられたままである。

【００３６】図２０は、図１８のステップａ３における
物体１７の表面２２を洗浄液で洗浄するときの具体的な
動作を説明するためのフローチャートである。メモリ７
６に前述の図１７に示されるデータが図１９に示される
動作によってストアされた後において、この図２０に示
される動作が行われる。ステップｃ１〜ｃ６およびステ
ップｃ１０〜ｃ１２は、図１９のステップｂ１〜ｂ６お
よびステップｂ９〜ｂ１１と同様な動作が行われ、台車
１４の待機位置からの走行期間中に、支持体１９が往復
回転変位駆動される。回転変位駆動制御回路７４は、メ
モリ７６にストアされている台車位置ｘ_kiから予め定め
る距離Δｘ₀だけ進んだ前述の式１で示される台車位置
ｘで、メモリ７６にストアされている回転変位θが前述
の式２のとおりに得られるように、モータ３１によって
支持体１９を回転変位駆動する。

【００３７】ステップｃ７では、メモリ７６にストアさ
れている内容が読出され、図１７に示される台車位置ｘ
_kiと支持体１９の回転変位θ_iとに対応する距離Ｌ_ki，
Ｍ_ki，Ｎ_kiが個別的に読出される。次のステップｃ８で
は、ノズル位置パターン生成回路７７によって前述の式
３〜式５の演算が行われ、ノズル制御手段７８〜８０が
動作する。次のステップｃ９では、モータ４８，４２，
４９によってノズルＮＺ１〜ＮＺ３が回転軸線１８に向
けて支持体１９の半径方向に直線変位駆動し、これらの
ノズル先端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａが物体１７の表面２２
から定める値Ｓ１だけ離間される。この図２０に示され
る動作中において、ポンプ６０が駆動され、洗浄液が物
体１７の表面２２に噴射されて洗浄が行われる。

【００３８】ステップｃ４において、台車１４が走行端
位置に到達し、すなわち台車位置検出手段６８によって
検出される台車位置ｘが台車走行指令発生回路６９から
与えられる目標位置と一致して、台車１４上の物体１７
が支持体１９を通過し終えたことが台車位置検出手段６
８によって検出されると、ステップｃ５に移る。ステッ
プｃ５では、ステップｃ６〜ステップｃ１２の支持体１
９の回転変位駆動とメモリ７６にストアされている内容
の読出しとノズル位置パターン生成回路７７による演算
とノズル制御手段７８〜８０の動作とノズルＮＺ１〜Ｎ
Ｚ３の駆動とが停止し、これと同時にモータ５０が逆転
駆動され、台車１４が元の待機位置に戻され、支持体１
９も待機位置に戻され、ポンプ６０が休止されて、洗浄
動作を終了する。前述の図１８のステップａ４における
乾燥動作時には、電磁切換え弁６５が開かれて圧縮空気
がノズルＮＺ１〜ＮＺ３に供給され、前述の図２０に示
されるフローチャートと同様な動作が行われる。この乾
燥時の動作は、洗浄液が噴射される代わりに圧縮空気が
噴射されることが異なるだけであり、そのほかの動作は
同様である。こうして物体１７の表面２２から洗浄液が
払拭されて乾燥される。

【００３９】本発明の実施の他の形態では、距離測定手
段ＳＲ１〜ＳＲ３およびノズルＮＺ１〜ＮＺ３は、３以
外の複数、設けられていてもよい。またこれらの距離測
定手段ＳＲ１〜ＳＲ３とノズルＮＺ１〜ＮＺ３の先端部
ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａの回転軸線１８まわりの周方向の位
置がずれていてもよく、このときにはノズル位置パター
ン生成回路７７の演算処理によって、物体１７の測定さ
れた表面２２の形状に沿って前記値Ｓ１を離間して洗浄
および乾燥の各動作を行うことができる。

【００４０】

【００４１】支持体１９および枠体２０に関して、台車
１４の走行方向前後（図２および図３の左右）には、洗
浄時の洗浄液が飛散しないように、また乾燥時の圧縮空
気が周囲の環境を悪化しないようにするために、ハウジ
ング８３，８４が設けられる。ハウジング８４には台車
１４および物体１７が通過するための開閉可能な扉８５
が設けられ、このことはもう１つのハウジング８３に関
しても同様である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、被洗浄物体が大型であ
っても、または小型であっても、任意の不定形の物体の
表面に複数の各ノズルの先端部から噴射される洗浄液を
衝突させて噴射することができ、しかも洗浄液は各ノズ
ルから常に物体に向かって噴射されるため洗浄液を無駄
にすることなく、物体の表面の洗浄を自動的にかつ確実
に行うことができるようになる。

【００４３】また本発明によれば、距離測定手段とノズ
ルとが設けられた支持体は、その回転軸線まわりに回転
変位し、物体と移動体とは回転軸線に沿って相対的に移
動され、したがって物体の据付面を除く全ての表面にわ
たって、洗浄液を噴射して衝突させ、洗浄を確実に行う
ことができるようになる。

【００４４】また本発明によれば、支持体には、円周方
向に間隔をあけて、距離測定手段とノズルとが設けられ
ているので、物体の表面の距離測定時およびノズルの先
端部からの洗浄液の噴射時に、支持体を隣接する距離測
定手段の角度および隣接するノズル間の角度だけ回転変
位駆動すればよく、たとえば前述の実施の一形態では角
度Δθ１だけ駆動すればよく、支持体をさらに大きな角
度の範囲にわたって回転変位駆動する必要がなく、した
がって構成が簡略化される。特に支持体には、距離測定
手段のための信号ラインおよびノズルに洗浄液を輸送す
るための管路などが接続されるので、支持体の回転変位
量をできるだけ少なくすることが望まれ、本発明は好都
合である。

【００４５】さらに本発明によれば、支持体は回転軸線
に沿う移動を阻止するように固定位置に設けられ、固定
位置で回転変位駆動だけされ、これに対して物体を乗載
する台車が支持体内で回転軸線に沿って移動する。この
ことによってもまた、支持体に接続される信号ラインお
よび管路の移動量を小さくし、構成の簡略化を図ること
ができる。

【００４６】さらに本発明によれば、支持体における距
離測定手段とノズルの先端部とは円周方向の同一位置に
配置され、したがってメモリにストアされた内容を読出
してノズルを支持体の回転軸線に向けて往復変位駆動す
る演算処理を簡略化することができる。

【００４７】また本発明によれば、支持体が隣接する距
離測定手段の間隔および隣接するノズル間の間隔である
予め定める角度Δθ１だけ回転変位される各期間中に、
物体と支持体とは回転軸線に沿って、ノズルの先端部か
ら回転軸線に沿う洗浄液の噴射される長さＷだけ移動す
るようにし、これによって物体の据付面を除く表面の全
体にわたって、洗浄残しを生じることなく洗浄液を噴射
することができる。本発明によれば、距離測定手段は、
回転軸線１８に垂直な一仮想平面上で、回転軸線１８を
通る半径方向に延びる距離測定用軸線２３上における物
体の表面との間の距離を、非接触で測定し、したがって
各種の物体の表面との間の距離を、自動的に、しかも各
種の形状を有する物体の表面との間の距離を、測定する
ことができるようになる。さらに本発明によれば、洗浄
液を噴射する２つの先端部を有する複数の各ノズルの噴
射軸線２４は、回転軸線１８と距離測定用軸線２３とを
含む仮想平面内で距離測定用軸線２３に平行であり、し
たがってこの噴射軸線２４は回転軸線１８に向かい、こ
れによって各種の外径を有する物体の表面に、洗浄液を
噴射して全表面を噴射することが容易である。さらに本
発明によれば、各ノズル毎に設けられている２つの各先
端部は、回転軸線１８に垂直な一仮想平面内で、噴射軸
線２４の左右に同一の角度α１，α２をそれぞれなして
洗浄液を噴射するので、図８に関連して前述したよう
に、物体の凹所３８内を確実に洗浄することができる。
しかもこの先端部は、回転軸線１８に沿う予め定める長
さＷあるいはＷ以上にわたって洗浄液を噴射し、凹所３
８の洗浄がさらに確実になる。本発明によれば、距離測
定手段およびノズルは、支持体の円周方向に角度Δθ１
＝９０度をあけて設けられ、距離測定手段およびノズル
手段は、合計３個ずつ設けられ、したがって回転軸線１
８まわりに２７０度の範囲にわたって、自動洗浄を行う
ことができ、しかも支持体の往復回転変位は、９０度で
あればよく、これによって物体の比較的広い外周面にわ
たって、円周方向に連続的に洗浄することができる。ま
た本発明によれば、ポンプ６０から第１逆止弁６２を経
てタンク５８の洗浄液５９を、管路６３を経て可撓管４
７から各ノズルに圧送して洗浄を行うことができ、この
洗浄後には、圧縮空気源６４から切換え弁６５および第
２逆止弁６６を経て前記管路６３に圧縮空気を供給して
物体の表面に残存している洗浄液を吹飛ばして乾燥する
ことができる。こうして洗浄および乾燥の一連の作業
を、自動化することが容易に可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の一部を切欠いて示す斜
視図である。

【図２】本発明の実施の一形態の簡略化した平面図であ
る。

【図３】本発明の実施の一形態の簡略化した側面図であ
る。

【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た支持体１９
を示す断面図である。

【図５】図４の切断面線Ｖ−Ｖから見た簡略化した断面
図である。

【図６】ノズルＮＺ２が回転軸線１８の直上に位置した
状態を示す一部の断面図である。

【図７】図６に示される状態におけるノズルＮＺ２を正
面から見た断面図である。

【図８】ノズル先端部ＮＺ２ａ付近の断面図である。

【図９】レール３３と保持ブロック３４との一部を示す
斜視図である。

【図１０】ノズルＮＺ２を洗浄液の噴射軸線２４上で支
持体１９の半径方向に直線変位駆動するための構成を示
す簡略化した斜視図である。

【図１１】図７の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た簡略化し
た断面図である。

【図１２】支持体１９がモータ３１によって回転変位駆
動されるとともに台車１４がモータ５０によって走行さ
れることによって、ノズルＮＺ１〜ＮＺ３、したがって
それらの先端部ＮＺ１ａ〜ＮＺ３ａが辿る軌跡を示す展
開図である。

【図１３】ノズルＮＺ２の先端部ＮＺ２ａの軌跡を示す
図１２の一部の展開図である。

【図１４】支持体１９が反時計方向に回転変位した最終
位置を示す図である。

【図１５】ノズルＮＺ１，ＮＺ２，ＮＺ３に洗浄液を供
給するための配管系統図である。

【図１６】図１〜図１５に示される本発明の実施の一形
態の電気的構成を示すブロック図である。

【図１７】メモリ７６のストア内容を示す図である。

【図１８】図１６に示される制御回路８１の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図１９】図１８のステップａ２で示される物体１７の
表面２２の表面形状の測定のための動作をさらに具体的
に示すフローチャートである。

【図２０】図１８のステップａ３における物体１７の表
面２２を洗浄液で洗浄するときの具体的な動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図２１】典型的な先行技術を示す図である。

【符号の説明】

１１ 床 １２ レール １３ 車輪 １４ 台車 １６ 乗載台 １７ 物体 １８ 回転軸線 １９ 支持体 ２０ 枠体 ２２ 表面 ２４ 噴射軸線 ２５ 洗浄液 ２６ チエン ２９，３０ スプロケットホイール ３１ モータ ３３ レール ３４ 保持ブロック ４０ 支持プレート ４１ ボールねじ ４３ 移動ブロック ４５，４６ レール ４７ 可撓管 ５０ モータ ５１，５２ スプロケットホイール ５３ チエン ５７ 排液溝 ５９ 洗浄液 ６０ ポンプ ６１ ボイラ ６２ 逆止弁 ６４ 圧縮空気源 ６５ ２位置電磁切換え弁 ６６ 逆止弁 ６７ 回転変位検出手段 ６８ 台車位置検出手段 ６９ 台車走行指令発生回路 ７１ 走行制御回路 ７２ 台車駆動回路 ７４ 回転変位駆動制御回路 ７７ ノズル位置パターン生成回路 ７８〜８０ ノズル制御手段 ８１ 制御回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−457（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−1109（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−290004（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−10722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−150586（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−229836（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−127346（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−81199（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−143400（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−53965（ＪＰ，Ｕ) 特許2733886（ＪＰ，Ｂ２) 特許2741138（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−8000（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−38610（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−10480（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B08B 1/00 - 11/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）被洗浄物体を乗載し、横に延びる
   予め定める軌道に沿って走行する台車と、 （ｂ）固定位置に設けられ、前記軌道に沿う水平な回転
   軸線を有し、台車上の物体を囲んで前記回転軸線まわり
   に回転変位可能な円弧状の支持体１９と、 （ｃ）支持体に、その支持体の円周方向に予め定める等
   しい角度Δθ１をあけて前記回転軸線に向けて設けら
   れ、回転軸線１８に垂直な一仮想平面上で回転軸線１８
   を通る半径方向に延びる距離測定用軸線２３上における
   物体の表面との間の距離を、物体の表面と非接触で測定
   する複数の距離測定手段と、 （ｄ）支持体に、その支持体の円周方向に距離測定手段
   の前記角度Δθ１と等しい間隔をあけて各距離測定手段
   に個別的に対応して設けられ、前記回転軸線に向けて半
   径方向に直線変位可能であり、前記回転軸線に向けて洗
   浄液を、前記回転軸線に沿う予め定める長さＷあるいは
   Ｗ以上にわたって噴射する複数のノズルであって、 各ノズルの噴射軸線２４は、回転軸線１８と距離測定用
   軸線２３とを含む仮想平面内で距離測定用軸線２３に平
   行であり、 各ノズルは、２つの先端部を有し、 各ノズルの各先端部は、回転軸線１８に垂直な前記一仮
   想平面内で、噴射軸線２４の左右に同一の角度α１，α
   ２をそれぞれなして洗浄液を噴射し、 各距離測定手段の距離測定用軸線２３と、その距離測定
   手段に個別的に対応するノズルの噴射軸線２４とは、前
   記回転軸線のまわりに円周方向に同一であって、かつ前
   記回転軸線に沿って等しい走行方向の距離Δｘ₀ だけず
   れているノズルと、 （ｅ）台車を往復走行駆動する台車駆動手段と、 （ｆ）支持体を前記角度Δθ１にわたって往復回転変位
   駆動する回転変位駆動手段と、 （ｇ）ノズルを往復直線変位駆動するノズル駆動手段
   と、 （ｈ）支持体が回転変位駆動手段によって前記角度Δθ
   １だけ回転変位する各時間中に、台車を台車駆動手段に
   よって前記長さＷだけ走行駆動する駆動制御手段と、 （ｉ）メモリと、 （ｊ）台車の走行位置を検出する台車位置検出手段と、 （ｋ）支持体の回転変位を検出する手段と、 （ｌ）駆動制御手段による走行体と台車との駆動中に、
   距離検出手段の出力に応答し、軌道に沿う各距離検出手
   段の走行位置と、回転軸線まわりの回転変位と、測定さ
   れた距離とを対応してメモリにストアし、このメモリに
   は、台車位置検出手段と回転変位検出手段との各出力に
   対応して前記測定された距離をストアする手段と、 （ｍ）駆動制御手段による支持体と台車との駆動中に、
   メモリにストアされている内容を読出して、物体の表面
   と各ノズル先端部との距離を、予め定める値Ｓ１に保つ
   ようにノズル駆動手段を制御するノズル制御手段であっ
   て、このノズル制御手段は、台車位置検出手段と回転変
   位検出手段との各出力に応答して、台車位置検出手段に
   よって検出された台車の走行位置が、メモリにストアさ
   れている台車の走行位置から、予め定める前記走行方向
   の距離Δｘ₀ だけずれた位置に到達し、かつ走行位置に
   対応してメモリにストアされている円周方向の位置に到
   達したとき、台車の走行位置および円周方向の位置に対
   応してメモリにストアされている物体の表面と各ノズル
   の先端部との距離を予め定める値Ｓ１に保つノズル制御
   手段とを含むことを特徴とする自動洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記角度Δθ１は、９０度であり、 距離測定手段およびノズルは、３個設けられることを特
   徴とする請求項１記載の自動洗浄装置。
3. 【請求項３】 各ノズルには、各可撓管４７を介して共
   通な管路６３が接続され、 タンク５８に貯留された洗浄液５９は、運転停止可能な
   ポンプ６０から、第１逆止弁６２を介して前記管路６３
   に供給され、 圧縮空気源６４から開閉可能な切換弁６５を経て、さら
   に第２逆止弁６６を経て前記管路６３に圧縮空気が供給
   されることを特徴とする請求項１または２記載の自動洗
   浄装置。