JP3901820B2 - 洗車機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、門型に形成された洗車機本体内に、自動車に対して洗車作業を施す洗車処理装置を備え、洗車機本体と自動車とを相対移動させて洗車を行う洗車機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の洗車機では、上面洗浄ブラシを回転自在に保持した一対のブラシアームを、門型状に形成されたフレームの左右両側に回動自在に軸支して備え、洗車機と洗浄する自動車との相対移動に伴い、上面洗浄ブラシを、洗浄する自動車の車体に接触させて追従させながら洗車を行っている。
【０００３】
ところで、ワンボックスタイプのワゴン車や、ジープタイプの自動車のように、フロントウインドウ部分の傾斜の急な自動車は、洗車機と洗浄する自動車との相対移動に伴って、上面洗浄ブラシを洗浄する自動車の車体に接触させて追従させようとしても、傾斜の急な部分で上面洗浄ブラシが自動車の車体に圧接し、ブラシアームの回動ができずに追従させられなくなる場合がある。このため、傾斜の急な部分を持つ形状の自動車では、急傾斜部分で上面洗浄ブラシを自動車の車体から離して上昇させ、急傾斜面で上面洗浄ブラシが引っかからないように回避している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
自動車が急傾斜部分を持つか否かは、洗車機に備えられた車形センサーにより検出された自動車の形状により判断される。この車形センサーは、例えば普通車のウインドウ位置、ワゴン車のウインドウ位置といった、自動車の車体の複数段階の高さを検出する車体検出手段の検出結果を、洗車機と自動車との相対位置に対応づけて記憶し、それぞれの車高が検出された相対位置から車体の傾斜角度を算出することにより行われる。
【０００５】
しかしながら、２〜３段階の高さを検出する車体検出手段を用いるだけでは、検出できる車形が大まかであり、近年のように多様化した自動車の形状を検出するには充分ではなく、例えば、フロントウインドウ部分がなだらかで、上面洗浄ブラシを車体に接触させながら追従させることのできるロングノーズタイプのワゴン車と、フロントウインドウ部分の傾斜が急で、上面洗浄ブラシをフロントウインドウ部分で上昇させて車体から離して回避させる必要のあるジープタイプの自動車の区別が難しい場合がある。もちろん車体検出手段を多数配置してこれらの問題の解消をはかることは可能であるが、このためには相当額のコストアップと複雑な制御システムが必要となり、高価でかつ多額の開発費を要する問題があった。このため、ジープタイプの自動車を洗車する場合では、洗車機の操作パネル等からジープタイプの自動車であることを入力指示し、大まかにとらえられた車形の、フロントウインドウと推定される部分で、上面洗浄ブラシを上昇させて回避させている。このため、上面洗浄ブラシを必要以上に回避させて洗い残しの部分を生じさせるなど、きめ細かい洗車ができなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解決するために本発明は、門型状に形成されたフレームの左右両側に回動自在に軸支された一対のブラシアームと、該ブラシアームの一端に回転自在に軸支されたブラシと、前記ブラシアームの回動位置を検出する回動位置検出手段と、前記門型フレームと洗浄する自動車との相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記ブラシより先行して自動車車体における特定部位の高さ位置を検出する光電スイッチとを備えた洗車機において、光電スイッチがワゴン車のフロントウィンドウ位置を検出したときに相対位置検出手段で検出される相対位置を基準として設定される判定相対位置にブラシが達したとき、回動位置検出手段で検出されるブラシアームの回動位置に基づいて前記ブラシによるフロントウィンドウの洗浄が可能であるか否かを判断し、洗浄が不可と判断されれば前記ブラシアームを制御して上面ブラシを回避させる制御手段を備えたものである。
【０００７】
また、制御手段は、ブラシが判定相対位置に達したときのブラシアームの回動位置に基づいてワゴン車のフロントウインドウの傾斜角度を推定し、推定したフロントウインドウの傾斜角度に応じて前記ブラシをフロントウインドウを回避した後、自動車の屋根部に下降させる位置を設定する機能を有している。
【００１０】
【作用】
これにより、車体の傾斜が急で、上面洗浄ブラシが車体に接触したままでは追従できない場合のみ、急傾斜部分を自動的に検出して上面洗浄ブラシを回避させることができ、ジープタイプの自動車の場合でも、フロントウインドウ部の傾斜がゆるやかな場合は、上面洗浄ブラシを車体に接触させて追従させ、洗い残しをなくし、フロントウインドウ部の傾斜が急なときのみ、フロントウインドウ部分で上面洗浄ブラシを上昇させて回避させ、洗い残しの少ない洗車を行うことができる。また、フロントウインドウ部の傾斜角度から屋根部の位置も推定でき、上面洗浄ブラシをフロントウインドウ部分で回避させた後、屋根部の適切な位置に下降させることができ、洗い残しの少ない洗車が行える。
【００１１】
【実施例】
以下、図面を基に、本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例の側面図、図２は本発明の実施例の正面図である。図において、１は自動車車体を跨ぐように門型状に形成した洗車機フレームで、正転逆転可能なモータ４，４により、車輪２，２を回転駆動して、レール３，３に沿って往復走行する。
【００１２】
５は、洗車機走行位置を検出するロータリーエンコーダーで、モータ４の出力軸に連結し、モータ４の回転方向を検出しながら単位角度回転毎にパルス信号を出力して洗車機フレーム１の走行位置を与えている。
【００１３】
６は、洗車機位置を検出する位置センサ−で、洗車機フレーム１下部に設けられ、レール３敷設面に固定された突起物であるドッグ７を感知してスイッチングし、洗車機フレーム１の位置を与えている。ドッグ７は洗車機フレームの走行開始位置を与える。
【００１４】
８は車体上面に沿って上下する上面洗浄ブラシ、９，９は車体側面に沿って開閉する側面洗浄ブラシ、１０，１１，１１は散水ノズル、１２は上面乾燥ノズル、１３，１３は側面乾燥ノズルで、洗車機フレーム１の往復走行に伴って、車体の洗浄，乾燥等の処理を行う洗車処理装置を構成する。
【００１５】
投光器１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ、受光器１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂは光電スイッチで、洗車機で洗浄する自動車車体の高さを検出する。自動車車体は、投光器から発光され受光器で受光される光を、自動車車体が遮ることにより検出される。１４ａ，１４ｂは車両下部の高さＨ１を、１５ａ，１５ｂは普通車ウインドウ位置の高さＨ２を、１６ａ，１６ｂはワゴン車ウインドウ位置の高さＨ３を、１７ａ，１７ｂは、洗車機では洗車できない高さＨ４の自動車車高を検出する。
【００１６】
図３は、上面洗浄ブラシの構成を示す説明図である。上面洗浄ブラシ８は、ブラシアーム１８，１８の一端にその両側を支持され、ブラシアーム１８，１８の回動に従って上下動する。ブラシアーム１８，１８に一体に設けられた支軸１９，１９は、門型フレーム１の内方両側に固定される軸受２０，２０により支持されている。支軸１９の一方には、エアシリンダ２１が連結され、上面洗浄ブラシ８は、エアシリンダ２１の作動に伴い上昇する。エアシリンダ２１の作動が解かれると、上面洗浄ブラシ８は重力バランスにより下降し、この状態で自動車車体に接触すると、ブラシアーム１８，１８が上方に回動して、上面洗浄ブラシ８は自動車車体上面をなぞるように移動する。支持軸１９には、上面洗浄ブラシ８の回動位置を検出する回動位置検出手段２９が備えられている。
【００１７】
一方のブラシアーム１８には、上面洗浄ブラシ８を支持する側と支軸１９に対して反対の側に、上面洗浄ブラシ８を駆動する正逆回転可能なモータ２２が取り付けられている。なお、図示しないが、このブラシアーム１８内には、上面洗浄ブラシ８およびモータ２２のそれぞれと連結するスプロケットと、この両スプロケットに掛け渡されたチェーンとが備えられている。他方のブラシアーム１８には、やはり上面洗浄ブラシ８を支持する側と反対の側に、ウエイト２３が取り付けられており、上面洗浄ブラシ８の回動負荷を軽くしている。
【００１８】
図４は上面洗浄ブラシの回動位置を検出する回動位置検出手段を示す説明図である。２４は支持軸１９に固着された支持板で、支持板２４にはマグネット２５が固着されている。上面洗浄ブラシ８を支持するブラシアーム１８が支持軸１９を支点に回動するのに伴い、マグネット２５が移動する円周上の洗車機フレーム１側には、近接スイッチ２６，２７，２８が固着され、マグネット２５の移動に伴いスイッチングしてブラシアーム１８の回動角度を検出することにより、上面洗浄ブラシ８の回動位置を検出する。近接スイッチ２６は上面洗浄ブラシ８が上昇位置になるときの回動位置を、近接スイッチ２７は上面洗浄ブラシ８が傾斜面に追従して上昇できるか否かを判定する位置になるときの回動位置を、近接スイッチ２８は上面洗浄ブラシ８が下降位置になるときの回動位置をそれぞれ検出する。
【００１９】
図５は実施例の制御系を示すブロック図である。３０はマイクロコンピュータで、演算処理を行うＣＰＵ３１、プログラム及び各種データを記憶するメモリ３２、及び入出力インターフェース３３，３３より成り、入出力インターフェース３３，３３には、走行位置検出用ロータリーエンコーダー５，位置センサー６、散水ノズル１０，１１，１１、上面洗浄ブラシ回転用モータ２２、側面洗浄ブラシ９，９、上面乾燥ノズル１２、側面乾燥ノズル１３，１３、車高検出用光電スイッチ１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ、ブラシアーム回動用エアシリンダ２１、ブラシ回動位置検出用近接スイッチ２６，２７，２８が接続されている。
【００２０】
３４は洗車機走行用モータ４，４の回転数を制御するインバーターで、入出力インターフェース３３に接続され、洗車機走行用モータ４，４に供給する電源の周波数を変更して、モータ４，４の回転数を変え、洗車機の走行速度を適宜変更する。３５は上面洗浄ブラシ回転用モータ２２の回転数を制御するインバーターで、入出力インターフェース３３に接続され、上面洗浄ブラシ回転用モータ２２に供給する電源の周波数を変更して、モータ２２の回転数を変え、上面洗浄ブラシの回転数を適宜変更する。
【００２１】
次に、実施例の動作について説明する。実施例では、フロントウインドウ部分の傾斜が急で、上面洗浄ブラシを上昇させて回避させる必要のあるジープタイプの自動車の場合について説明する。図６に示すように、洗車を行う自動車Ａが、洗車開始の所定の位置に停止し、作業者が、洗車機フレーム１に備えられた図示しない操作パネルを操作して、洗車コース、突起物の有無等を指定し、スタートスイッチを押すことにより洗車が開始される。
【００２２】
洗車が開始されると、図７に示すように、洗車機本体１が走行を開始し、車体検出手段である光電スイッチが自動車車体の形状を検出する。まず、車両下部を検出する光電スイッチが、投光器１４ａと受光器１４ｂ間を車体によって遮光され、車体を検出する。洗車機は、走行位置検出用ロータリーエンコーダ５により検出される、この時の洗車機フレーム１の走行位置Ｐ１を、メモリ３２に記憶する。続いて、普通車ウインドウ位置を検出する光電スイッチが、投光器１５ａと受光器１５ｂ間を車体によって遮光され、車体を検出する。洗車機は、ロータリーエンコーダ５により与えられるこの時の洗車機フレーム１の走行位置Ｐ２を、メモリ３２に記憶する。続いて、ワゴン車ウインドウ位置を検出する光電スイッチが、投光器１６ａと受光器１６ｂ間を車体によって遮光され、車体を検出する。洗車機は、ロータリーエンコーダ５により与えられるこの時の洗車機フレーム１の走行位置Ｐ３を、メモリ３２に記憶する。この後、ワゴン車ウインドウ位置を検出する光電スイッチが、投光器１６ａと受光器１６ｂ間の車体による遮光を解かれ、車体を検出しなくなると、洗車機は、この時の洗車機フレーム１の走行位置Ｐ４をメモリ３２に記憶する。また、普通車ウインドウ位置を検出する光電スイッチが、投光器１５ａと受光器１５ｂ間の車体による遮光を解かれ、車体を検出しなくなると、洗車機は、この時の洗車機フレーム１の走行位置Ｐ５を、メモリ３２に記憶する。また、車両下部を検出する光電スイッチが、投光器１４ａと受光器１４ｂ間の車体による遮光を解かれ、車体を検出しなくなると、洗車機は、この時の洗車機フレーム１の走行位置Ｐ６を、メモリ３２に記憶する。このようにして、移動する洗車機フレーム１の位置と車体を検出する光電スイッチの検出結果が対応づけられて記憶され、自動車Ａの概略車形が検出される。
【００２３】
ワゴン車ウインドウ位置を検出する光電スイッチが、投光器１６ａと受光器１６ｂの間を車体によって遮光された点が、本発明の、車体の傾斜角度を検出するための基準となる基準点Ｐとなる。洗車機は、基準点の位置Ｐ３から距離Ｌ１離れた位置ＰＪを、フロントウインドウ部で上面洗浄ブラシが車体に接触したまま追従できるか否かの判定を行う位置として設定する。図８（ａ）に示すように、洗車機は、上面洗浄ブラシ８の回転軸が位置ＰＪに達するまでは、上面洗浄ブラシ８を自動車Ａの車体に接触させて追従させる。図８（ｂ）に示すように、洗車機は、上面洗浄ブラシ８の回転軸が位置ＰＪに達したときに、上面洗浄ブラシ８の回動位置が、ブラシアームの回動位置検出手段の近接スイッチ２７で示される、上面洗浄ブラシが傾斜面に追従して上昇できるか否かを判定する高さＨＪ以上であるか否かを検出する。このとき、上面洗浄ブラシ８が高さＨＪより高ければ、洗車機は、上面洗浄ブラシが車体に接触したまま追従できるものと判断し、上面洗浄ブラシ８を引き続き自動車Ａの車体に接触させたまま追従させる。上面洗浄ブラシ８が高さＨＪ以下であれば、洗車機は、上面洗浄ブラシは車体に接触したまま追従できないものと判断し、図８（ｃ）に示すように、上面洗浄ブラシ８を上昇させて自動車Ａの車体から離して回避させる。
【００２４】
上面洗浄ブラシが自動車の車体に接触したまま追従できるか否かの判定は、次のように行われる。まず、図９を基に、上面洗浄ブラシが自動車の車体に接触したまま追従できる限界の角度を求める。フロントウインドウとブラシアームが直交するときのブラシの接触面の高さが、概ね上面洗浄ブラシが自動車の車体に接触したまま追従する限界の高さであり、上面洗浄ブラシ８が自動車Ａの車体に接触したまま追従できる高さをＨＬ（ブラシアーム１８の回動軸からの高さ）、上面洗浄ブラシ８が自動車Ａの車体に接触したまま追従できる限界の角度をθＬ、アーム長（ブラシアーム１８の回動軸から上面洗浄ブラシ８の回転軸までの長さ）をＬＡ、ブラシ半径をｒとすると、
【数１】

となる。上面洗浄ブラシが車体に接触したまま追従できる高さＨＬを、上面洗浄ブラシが自動車の車体に接触したまま追従できるか否かを判断する高さＨＪとすれば、ブラシアームの長さ，ブラシアームの回動軸の高さ、ブラシ半径は設計値で定まるので、この式からθＬが求められる。
【００２５】
次に、図１０を基に、上面洗浄ブラシが自動車の車体に接触したまま追従できるか否かを判定する位置ＰＪの、基準点の位置からの距離を求める。上面洗浄ブラシが自動車のボンネットに接触したまま追従し、フロントウインドウの傾斜を登り始め、上面洗浄ブラシの外周最下端がボンネットから離れたときの、上面洗浄ブラシの外周最下端の高さをＨＢ、このときのブラシの回転軸の、基準点からの距離をＬ１、フロントウインドウの角度をθＷ、ブラシ半径をｒ、ブラシの中心からフロントウインドウまでの距離をＬＷ、フロントウインドウから基準点までの距離をＬＪ、基準点の高さをＨ３とすると、
【数２】

となる。ジープタイプの自動車のボンネットとフロントウインドウの境界付近の高さは、一般的なジープタイプの自動車を想定すると概ね定まるので、上面洗浄ブラシの外周最下端の高さＨＢは概ね定まり、基準点の高さＨ３、ブラシ半径ｒは設計値で定まるので、フロントウインドウの角度θＷを、上面洗浄ブラシが自動車の車体に接触したまま追従できる限界の角度θＬとすると、上面洗浄ブラシが自動車の車体に接触したまま追従できるか否かを判定するときの、基準点の位置からブラシの回転軸までの距離Ｌ１が求められる。
【００２６】
急斜面のフロントウインドウ部で上面洗浄ブラシを上昇させて回避させた後、洗車機は、自動車の屋根部に上面洗浄ブラシを下降させて屋根部のブラッシング洗浄を行う。図１１（ａ）に示すように、フロントウインドウ部で上面洗浄ブラシを上昇させた洗車機は走行を続け、図１１（ｂ）に示すように、位置ＰＲまで走行した後、図１１（ｃ）に示すように、上面洗浄ブラシを下降させ、屋根部のブラッシングを行う。この位置ＰＲは、上面洗浄ブラシを下降させたとき、ブラシが自動車のフロントウインドウ部と屋根部の境界部分に接触するように設定される。
【００２７】
上面洗浄ブラシを屋根部に下降させるときに目標となる、フロントウインドウ部と屋根部の境界位置は、次のように求められる。図１２に示すように、基準点の高さをＨ３、屋根部の高さをＨＲ、フロントウインドウの角度をθＷとすると、フロントウインドウ部と屋根部の境界から基準点までの距離ＬＲは、
【数３】

で求められる。屋根部の高さＨＲは、ワゴン車ウインドウ位置が検出されない車高の自動車ではＨ２をワゴン車ウインドウ位置の高さに、ワゴン車ウインドウ位置が検出される車高の自動車ではＨ１とすれば、概ねのＬＲが求められる。このようにして求められたＬＲの位置を屋根部とフロントウインドウの境界とし、上面洗浄ブラシを上昇位置から下降させたときに、上面洗浄ブラシがこの位置になるように位置ＰＲを設定すれば、フロントウインドウ部と屋根部の境界部分の洗い残しを少なくすることができる。
【００２８】
なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲を逸脱することなく、種々の設計変更が可能である。例えば、実施例では、上面洗浄ブラシのアームの回動位置は、近接スイッチにより求めたが、ブラシアームの回動軸にロータリーエンコーダーを取り付けて角度を検出しても、ブラシの回動位置が求められ、ブラシアームの長さは設計値で定まるから、ブラシの高さも求められる。
【００２９】
また、実施例では、フロントウインドウ部の傾斜面を洗浄するときを例に説明したが、リアウインドウ部でも、その他の車体の急傾斜部分のどこを洗浄するときでも、同様の制御が行える。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、車体のフロントウィンドウ部の傾斜を検出し、上面洗浄ブラシが自動車車体に接触したまま追従できるかできないかを判断し、追従できないと判断されたときのみ、急傾斜部分で上面洗浄ブラシを強制的に上昇させて回避させるので、ブラシが圧接してブラシアームが回動しなくなるようなこともなく、洗い残しの少ない洗車が安全に行える。特に、車形センサーを簡略化したため、ジープタイプの自動車かロングノーズタイプのワゴン車かの区別が付けづらいような洗車機でも、洗車機の操作パネルからジープタイプと指定することなく、自動的にジープタイプの自動車を判別し、フロントウインドウの傾斜がゆるやかな場合は、上面洗浄ブラシを車体に接触させて追従させ、洗い残しをなくし、フロントウインドウ部の傾斜が急なときのみ、フロントウインドウ部分で上面洗浄ブラシを上昇させて回避させ、洗い残しの少ない洗車を行うことができる。また、フロントウインドウ部の傾斜角度から屋根部の位置も推定でき、上面洗浄ブラシをフロントウインドウ部分で回避させた後、屋根部の適切なに下降させることができ、洗い残しの少ない洗車が行える。また、多数の車体検出手段を備えた複雑な制御システムを必要とすることもなく、安価な洗車機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の側面図である。
【図２】本発明の実施例の正面図である。
【図３】本発明の実施例の上面洗浄ブラシの構成を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例の上面洗浄ブラシの回動位置検出手段を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例の制御系を示す説明図である。
【図６】本発明の実施例の動作説明図である。
【図７】本発明の実施例の動作説明図である。
【図８】本発明の実施例の動作説明図である。
【図９】本発明の実施例の動作説明図である。
【図１０】本発明の実施例の動作説明図である。
【図１１】本発明の実施例の動作説明図である。
【図１２】本発明の実施例の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 洗車機フレーム
４ 走行用モータ
５ 洗車機走行位置検出用ロータリーエンコーダ
８ 上面洗浄ブラシ
９ 側面洗浄ブラシ
１４ａ，１４ｂ 光電スイッチ
１５ａ，１５ｂ 光電スイッチ
１６ａ，１６ｂ 光電スイッチ
１７ａ，１７ｂ 光電スイッチ
１８ ブラシアーム
１９ 支軸
２１ エアシリンダ
２５ マグネット
２６，２７，２８ 近接スイッチ
３０ マイクロコンピュータ

Claims (2)

1. 門型状に形成されたフレーム１の左右両側に回動自在に軸支された一対のブラシアーム１８・１８と、該ブラシアーム１８・１８の一端に回転自在に軸支されたブラシ８と、前記ブラシアーム１８・１８の回動位置を検出する回動位置検出手段２９と、前記門型フレーム１と洗浄する自動車との相対位置を検出する相対位置検出手段５と、前記ブラシ８より先行して自動車車体における特定部位の高さ位置を検出する光電スイッチ１４〜１７とを備えた洗車機において、
   前記光電スイッチ１４〜１７がワゴン車のフロントウィンドウ位置を検出したときに前記相対位置検出手段５で検出される相対位置Ｐ３を基準として設定される判定相対位置ＰＪに前記ブラシ８が達したとき、前記回動位置検出手段２９で検出される前記ブラシアーム１８・１８の回動位置に基づいて前記ブラシ８によるフロントウィンドウの洗浄が可能であるか否かを判断し、洗浄が不可と判断されれば前記ブラシアーム１８・１８を制御してブラシ８を回避させる制御手段３０を備えたことを特徴とする洗車機。
2. 前記制御手段３０は、前記ブラシ８が前記判定相対位置ＰＪに達したときの前記ブラシアーム１８・１８の回動位置に基づいてワゴン車のフロントウインドウの傾斜角度を推定し、推定したフロントウインドウの傾斜角度に応じて前記ブラシ８をフロントウインドウを回避した後、自動車の屋根部に下降させる位置を設定することを特徴とする上記請求項１記載の洗車機。

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