JP4119549B2 - 洗浄機用切替バルブ及びこれを用いた洗車装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄機用切替バルブ及びこれを採用した洗浄装置、特に乗用車等の洗浄を行う洗車装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば洗車機には手持式のものや自動式のものがあるが、いずれも洗車の種類に応じて高圧スプレーや低圧スプレーあるいは中圧スプレーなど圧力を切り替えて洗車作業が行われる。例えば、洗剤やワックスの塗布には低圧スプレーとし、すすぎ用には高圧スプレーとするように切り替えている。このようなスプレー圧の切り替えは、例えばそれぞれの圧力に対応する複数のポンプを用いたり、電磁弁や逆止弁を用いて管路を切り替えたりすることによって行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようにスプレー圧を切り替えて洗車を行う場合、例えば、すすぎ用高圧スプレーは洗浄面に対する打撃力を利用するため、狭い範囲に集中させるようなスプレーパターンとする必要がある。また、洗剤、ワックス用低圧スプレーは、車体の広い範囲に散布させるため、広範囲に拡がる形状のスプレーパターンとする必要がある。
【０００４】
しかし、同一のノズルから圧力の異なるスプレーを噴射しても、そのノズルに適した圧力以外の噴射圧でのスプレーでは適切なスプレーパターンは得られないため、洗車の作業効率を悪くしていた。
【０００５】
この問題に対応するため、高圧用と低圧用とで別々のノズルを装備する方法も採用されている。例えば単一のポンプにより、回転数を変えるなどの手段で供給圧力を切り替える場合、高圧、低圧で各々専用の配管を用いることになる。各々のノズルへの管路切り替えは電磁弁や逆止弁を用いて行っている。このため管路が複雑化しあるいは高圧用の電磁弁が高価であり、その上電磁弁の切り替えに電気的制御手段が必要であるなどにより製造コスト上昇の原因となっていた。
【０００６】
そこで本発明の目的は、電気的制御手段が必要な電磁弁を用いずに、供給する流体の圧力の変化に対応して管路を容易に切り替え可能とする切替バルブによって洗車工程、すなわち噴射圧力ごとに適したスプレーパターンで効率のよい洗浄処理、ワックス処理を可能とする洗車装置を提供することにある。
【０００７】
【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は、次の手段を採用してある。
【０００８】
切替バルブは、高価な電磁弁等を用いずに供給ポンプから供給される流体の流量の変化に対応して流路を切り替え可能とすることにより、洗車目的に対応した圧力で流体を各ノズルへ供給可能としてあるところに特徴がある。
【０００９】
流路切り替えのための具体的な手段は、チャンバーを構成するシリンダ内に往復移動自在に設けられたピストンの移動によって低圧管路用出口または高圧管路用出口のいずれか一方を開放するとともに他方を閉塞するようにしたものである。ピストンの往復移動は、上記チャンバー内の圧力によってピストンを一方の方向に変位させるように働く変位力とばねによる他の方向に作用する付勢力との差によって生じるようにしてある。
【００１０】
なおこの変位力はチャンバーを貫通しているロッド部の断面積から高圧管路用出口面積を減じた差分と、チャンバー内の圧力との積により求められる。すなわち、低流量でチャンバー内の圧力が低い状態で、それにより生じる変位力がばねによる付勢力よりも小さい時には、ピストンがばねの付勢力によって高圧管路用出口に向かって付勢される。これにより第２の弁機構の作用で高圧管路用出口の閉塞が維持される。
【００１１】
この時、第１の弁機構は第１の塞栓部が低圧管路用出口側の弁座から離れているため低圧管路用出口が開放されている。シリンダ室の内周部と接するピストンの外周部には間隙部が形成してあるので、低流量時における流体はこの間隙部を通り、さらに低圧管路用出口を通って低圧管路へ供給される。
【００１２】
これに対し、供給される流体の流量の増加によってチャンバー内の圧力が高くなり、ピストンに作用する変位力がばねによる付勢力よりも大きくなると、ピストンはこの付勢力に抗して変位し、第２の弁機構により高圧管路用出口を開放するとともに第１の弁機構により低圧管路用出口への流路を閉塞する。したがって供給管路からシリンダ室内に供給された流体は、高圧管路用出口を通って高圧管路へ供給可能となる。
【００１３】
こうして流量が設定値よりも小さい時には流体が低圧管路に流れ、流量が設定値よりも大きくなった時には流体が高圧管路に流れるように切り替えられる。低圧管路は、例えば洗剤塗布用のスプレーノズルやワックス用スプレーノズルに接続し、高圧管路は例えばすすぎ用高圧スプレーノズルに接続すれば、流体の種類ごとにポンプの回転数を切り替えるように設定することにより、任意の種類の流体を選択された圧力でそれぞれに対応したノズルから適切なスプレーパターンで洗車可能となる。
【００１４】
この切替バルブの稼動中に小流量から大流量に切り替えられるとき、切り替えられた流量があまり大きくない時にはピストンの移動が緩慢となって、それだけ応答速度が低くなる。このため、低圧管路用出口が閉塞するまでに所定の時間を要し、その間低圧管路に高圧管路用の流体が流れ込むおそれがある。
【００１５】
本発明では切り替え時における応答性を高くする手段として、小流量から大流量に切り替える際に、この大流量よりもさらに大きい流量で流体を供給してシリンダ内の圧力を高くすることによりピストンの移動速度を速くし、短時間で低圧管路用出口を閉塞可能としてある。
【００１６】
また、前述のように移動中のピストンは、チャンバーを貫通しているロッド部の断面積から高圧間路用出口面積を減じた差分と、チャンバー内圧力との積により求められる値の変位力を受けている。
【００１７】
ここで第１の弁機構が閉塞した後は、第２のチャンバーから低圧管路用出口に至る流体供給がなくなり、その結果として第１の弁機構の閉塞部から先の低圧管路内部は、概略チャンバー外の圧力、すなわち大気圧程度に緩和される。
【００１８】
このため、第１の弁機構閉塞後のピストンの作用力は、第１の弁機構の閉塞部断面積から高圧管路用出口の面積を減じた差分と、チャンバー内圧力との積により求められる値となる。
【００１９】
ゆえに、第１の弁機構の閉塞部断面積を、第２のチャンバーを貫通するロッド部断面積より大きくしておけば、同一のチャンバー内圧力下において上記弁機構の開放状態よりも閉塞状態でのピストンの作用力が大きくなる。
【００２０】
したがって第１の弁機構は、チャンバー内圧力の上昇によっていったん閉塞してしまえば、チャンバー内圧力が閉塞時点と同一の圧力まで下降してきても弁は作動せず、閉塞時点より若干低い圧力まで下降した段階で開放するというヒステリシスを有した動作をする。この結果、本発明の切替バルブは、切り替え圧力近傍において若干の圧力変動があっても、安定的に切り替え状態を保持可能としてある。
【００２１】
上記の切替バルブを備えた洗車装置は、流体の供給ポンプの回転数と洗剤等の流体用切替弁を制御することにより、各スプレーノズルへ所望の流体を所望の圧力で供給可能となる。ポンプ回転数の切り替えにともなう流路の切り替えについては、高価な電磁弁などを必要とせず、したがって電磁弁制御系も不要となるので構成が極めて簡単になり、洗車装置を安価に提供可能とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
初めに実施の形態の一例としての切替バルブについて説明する。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、バルブ本体１は円筒体の内部にシリンダ室２を有するシリンダ部材３と、このシリンダ部材の開口端を塞ぐ蓋部材４とからなる。シリンダ室２は図１右寄りの部分が大径部からなる第１のチャンバー２ａとなっており、これに続く左寄りの部分が小径部からなる第２のチャンバー２ｂとなっている。第１のチャンバー２ａと第２のチャンバー２ｂとの境界には第１の弁機構Ｂ１を構成する第１の弁座２ｃがすり鉢状に形成されている。
【００２４】
第１のチャンバー２ａの右端部近傍には、洗浄用流体の供給用入口２ｄが設けてある。また第２のチャンバー２ｂには低圧管路用出口２ｅが設けてある。蓋部材４の中心部には、高圧管路用出口４ａが設けてあり、その内端部（図１左部）には第２の弁機構を構成する第２の弁座４ｂが設けてある。
【００２５】
供給管路用入口２ｄには供給管を接続する供給管接続部５が設けてある。第２のチャンバー２ｂに設けられている低圧管路用出口２ｅには低圧管接続部６が設けてある。そしてまた、シリンダ室２の右端に設けられた蓋部材４に設けられた高圧管路用出口４ａには高圧管接続部７が設けてある。
【００２６】
シリンダ室２内には、所定の範囲内で往復移動可能なピストン８が挿着してある。ピストン８はロッド部８ａの中間位置に実質的に円板状のフランジ部８ｂ及び第１の弁機構を構成する第１の塞栓部８ｃが円錐形に形成してある。また、ピストン８の右端部には第２の弁機構Ｂ２を構成する第２の塞栓部８ｄが実質的な円錐形に形成してある。
【００２７】
ロッド部８ａの左端部は、シリンダ室２の左端部を貫通してシリンダ部材３の左端から外部に突出してピストン８の往復移動を可能としている。なお、上記した第１の弁機構Ｂ１は、閉塞部断面積がピストンのロッド部８ａの断面積より大きくなるようにしてある。
【００２８】
第１の弁機構Ｂ１の動作は、ピストン８が左方に移動すると、第１の塞栓部８ｃがすり鉢状に形成された第１の弁座２ｃと密着係合するため、流体が低圧管路用出口２ｅから流出することを防止可能としてある（同図（ｂ）参照）。
【００２９】
第２の弁機構Ｂ２の動作は、ピストン８が右に移動すると第２の塞栓部８ｄは、第２の弁座４ｂと密着係合することにより、流体が高圧管路用出口４ａから流出することを防止可能としてある。
【００３０】
シリンダ室２の第１のチャンバー２ａの左端部とピストンのフランジ部８ｂとの間には、付勢手段としての圧縮コイルばね９が挿着されている。このコイルばね９は、右端部がピストンのフランジ部８ｂの一側部に弾接し、左端部が第１のチャンバー２ａの左端に形成されている段差部に弾接することによりピストン８を右向きに付勢している。
【００３１】
したがって流体が流れていない状態においては、図１（ａ）に示すように、ピストン８がばね９により右方に付勢され、第２の弁機構Ｂ２を構成する第２の塞栓部８ｄが第２の弁座４ｂに密着係合することにより高圧管路用出口４ａが閉塞状態となっている。このとき、第１の弁機構Ｂ１は第１の弁座２ｃから第１の塞栓部８ｃが離脱しているため低圧管路用出口２ｅは開放状態となっている。
【００３２】
ピストン８のフランジ部８ｂの形状は、図２に例示するように、外周部に第１のチャンバー２ａの内周部との間に流体の通路となるべき間隙を作るための間隙部８ｅが形成してある。図２（ａ）では、第１のチャンバー２ａの内周部に対応する円板の周囲に平坦な切欠部をそれぞれ９０°間隔で形成したものを間隙部８ｅ，…としてある。
【００３３】
また、同図（ｂ）では、第１のチャンバー２ａの内周部より小さい直径の円板状フランジ部の外周部にシリンダ室の内周部に接する突起部を９０°間隔に形成し、第１のチャンバーの内周部とフランジ部との間に間隙部８ｅ，…を形成してある。
【００３４】
ここで、流体がピストン８を左方に変位させようとする力すなわち変位力Ｆとばね９の付勢力Ｆs との関係について説明する。
【００３５】
図１（ａ）において、流体が流量Ｑ１にて供給される。この流体はフランジ部に形成された間隙部８ｅを通ってフランジ部の左側にも供給され、結果としてシリンダ室内はフランジ部左右各面側とも同じ圧力になる。このときのシリンダ室内圧力をＰ１とする。すなわち、シリンダ室内にあるピストン表面は全域にわたって等しく圧力Ｐ１を受けることになる。
【００３６】
ここでピストン８は、閉塞中である右端部の第２の弁機構Ｂ２における高圧管路用出口４ａの断面積分と、シリンダ室左側を貫通しているロッド部の断面積分が、大気圧下に開放されており、シリンダ内圧力Ｐ１を受けていない。
【００３７】
このため、シリンダ室２ａ内におけるピストン表面に作用する圧力Ｐ１は、ロッド部８ａの軸方向への分力のみがシリンダ室外に開放されていることになる。このとき、それぞれの方向へピストンを変位させようとする力（変位力）の大きさは、大気圧開放されている部分の断面積とシリンダ内圧力Ｐ１の積として算出可能である。
【００３８】
すなわち、ロッド部側へのピストンの変位力Ｆ１は、ロッド部８ａの断面積をＡ１とすると、
Ｆ１＝Ａ１・Ｐ１
である。
【００３９】
また、高圧管路用出口４ａ側へのピストンの変位力Ｆ２は、高圧管路用出口の断面積をＡ２とすると、
Ｆ２＝Ａ２・Ｐ１
である。
ここで、ロッド部の断面積Ａ１は高圧管路用出口４ａの断面積Ａ２より大きくしてあるので、Ａ１＞Ａ２すなわちＦ１＞Ｆ２となり、ピストンはシリンダ内圧力Ｐ１の作用によって、ロッド部を左側に突出させる方向に変位しようとする力を受けることになる。
【００４０】
この状態におけるピストンの変位力Ｆは、

となる。
【００４１】
これに対し、このばね９の付勢力Ｆs がピストンを右方に変位させるように働いているので、この付勢力とピストンの変位力Ｆとの差によりピストンの位置が決まることになる。すなわち、Ｆ＜Ｆs であればピストン８はばね９の付勢力Ｆｓによって右方に変位して、第２の弁機構Ｂ２における第２の塞栓部８ｄを第２の弁座４ｂに密着係合して高圧管路用出口４ａを閉塞する。
【００４２】
この状態では第１の弁機構Ｂ１は、第１の塞栓部８ｃが第１の弁座２ｃから離脱しているため、低圧管路用出口２ｅは開いた状態となっている。したがってピストン８の位置はそのままの状態を維持しつつ、流体はフランジ部の外周部に形成された４か所の間隙部８ｅ（図２参照）によって作られた通路を通ってフランジ部の反対側を経てさらに低圧管路用出口２ｅを通って低圧管接続部６へ供給可能となっている。
【００４３】
次に、シリンダ室２に供給される流体の流量がＱ２に切り替えられて、シリンダ室内の圧力がＰ２に上昇したとする。この時におけるピストン８に生じる変位力Ｆは、上記と同様の方法で求めることができる。この変位力Ｆがばね９の付勢力Ｆs よりも大きくなると、ピストン８はこの付勢力に抗して左方に変位し、図１（ｂ）に示すような状態となる。
【００４４】
このようにピストン８が左方に変位すると、第２の弁機構Ｂ２は、第２の塞栓部８ｄが第２の弁座８ｄから離れて、流体が高圧管路用出口４ａを通過可能となる。これと同時に第１の弁機構Ｂ１は、第１の塞栓部８ｃが第１の弁座２ｃに密着係合し、低圧管路用出口２ｅが閉塞される。この結果流量Ｑ２の流体は、高圧管路用出口４ａを経て高圧管接続部７から高圧管路へ供給可能となる。
【００４５】
ところで、流量Ｑ１を低圧管路に供給している状態から流量Ｑ２に切り替えられると、シリンダ室内の圧力はＰ１からＰ２に変わる。流量Ｑ２の下では、Ｆ＞Ｆs となることからピストン８が左方に変位するのであるが、流体によりピストンに働く変位力Ｆがばねの付勢力Ｆs よりもそれ程大きくない場合には、ピストンの変位に対する応答速度が遅いために、第１の塞栓部８ｃが第１の弁座２ｃに密着するまでにある程度の時間を要し、低圧管路用出口２ｅからも流体が流れ出す事態も生じることがある。
【００４６】
これに対しては、Ｑ１からＱ２への流量切り替え時の初めの所定時間については、供給する流体の流量をＱ２よりも大きくし、これに対応してシリンダ室２ａ内の圧力を通常の圧力よりも大きくする。
【００４７】
このように、ピストンの変位力を大きくすることにより短時間でバルブの切り替えを行うようにすれば、高圧用流体が低圧管路へ流れ込むことがなくなる。したがってこれにより第１の塞栓部８ｃが第１の弁座２ｃに密着係合した後に本来の高圧用の流量Ｑ２に切り替えれば圧力に応じたノズルから適切なスプレーパターンによる洗車が可能となる。
【００４８】
なお、流量の切り替えは、流体供給ポンプの回転数を変化させることにより行うようにすればよい。具体的には図示しないポンプ駆動用モータの回転数をインバーターで切り替えるようにすればよい（図３，４参照）。
【００４９】
また、上記のように流量の増加によってシリンダ室内圧力がＰ１からＰ２に上昇し、ピストンが左方に変位しはじめると第２の弁機構が開放され、高圧管路に流体が供給されるため、高圧管路内も圧力Ｐ２となる。
【００５０】
第２の弁機構Ｂ２が閉塞中のときは、高圧管路用出口４ａから大気圧下に開放されていたピストン８の右端部も、弁機構の開放によってその表面に圧力Ｐ２を受けることとなる。
【００５１】
ゆえにシリンダ室内圧力により発生するピストンの変位力Ｆは右方向への作用力が消失し、大気圧下にあるロッド部により発生する左方向への作用力のみとなる。
【００５２】
このため、同一のシリンダ室内圧力Ｐ２の下でも、第２の弁機構Ｂ２が閉塞中にあるときより開放時の方が、ピストンに作用する左方向への変位力Ｆは増大する。さらに、右側の第１の弁機構Ｂ１においては、閉塞部断面積がピストンのロッド部８ａの断面積より大きくしてあるので、閉塞後に低圧管路が大気圧になることにより、ピストンの大気圧開放面積が、ロッド部の断面積分から第１の弁機構の閉塞部の断面積分に増大する。
【００５３】
この結果、同一のシリンダ室内圧力Ｐ２の下であっても、低圧管路供給時に比べ高圧管路供給時の方が、ピストンに作用する変位力が２段階にわたって増大することになる。したがって、シリンダ室内圧力の上昇により、一旦流路が高圧側に切り替わってしまえば、シリンダ内圧力がバルブ作動時と同一程度の圧力まで下降してきても弁機構は作動せず、閉塞時点よりも若干低い圧力まで下降した段階で開放するというヒステリシス動作をする。このため、切り替え圧力近傍において多少の圧力変動があっても、安定的に圧力の切り替え状態を保持することが可能である。
【００５４】
なお、この形態例においては、シリンダ室を円筒状とし、ピストンのフランジ部がシリンダ室の内周面を摺動する構成としてあるが、本発明はこのような構成に限定される趣旨ではなく、シリンダ室やピストンを実状に即した形状としてもよい。この場合には、第１の弁機構Ｂ１と第２の弁機構Ｂ２とを備え、ロッド部８ａがシリンダ室から外部へ突出する構成は必須である。
【００５５】
次に本発明に係る切替バルブを備えた洗車装置について説明する。
【００５６】
図３は、本発明の切替バルブを採用した門型の自動洗車機の例の概略を示すものである。この自動洗車装置は、洗剤等の供給装置Ｓと門型洗車機Ｗ１とによって構成されている。
【００５７】
供給装置Ｓは、箱体３１内に給水タンク３２、洗剤タンク３３、ワックス剤タンク３４及び供給ポンプ３５を備えている。供給装置Ｓにはこれらの他、各種の機器を備えている（図示略）。なお、供給ポンプ３５を駆動するモータ（図示略）にはインバータが付属しており、モータの回転数を制御可能としてある。各タンクから供給される水量等の調整はバルブ３６及び給水ポンプ３５の回転数の制御によって行われる。洗浄水やワックス剤は給水ポンプ３５から供給管路３７を介して門型洗車機Ｗ１へ供給可能である。
【００５８】
門型洗車機Ｗ１は、走行手段（図示略）を備えた門型フレーム３８の前側の天井部に上面処理装置３９が設けてあり、フレーム脚部３８ａ，３８ａの各内側部には側面処理装置４０，４０が設けてある。上面処理装置には、左右方向に移動可能な高圧トップノズル４１が設けてあり、側面処理装置には、上下方向に移動可能な高圧サイドノズル４２が設けてある。
【００５９】
また、門型フレーム３８の後側には天井部から脚部の各内側部にわたって低圧ノズルアーチ４３が設けてある．
高圧トップノズル４１および高圧サイドノズル４２への洗浄水の供給は、前述の切替バルブの高圧管接続部に接続された高圧管路４４を介して行われ、低圧ノズルアーチへの洗剤やワックスの供給は、前述の切替バルブの低圧管接続部に接続された低圧管路４５を介して行われる。なお、切替バルブＶへの流体の供給は供給管路３７と供給接続部５（図１参照）を介して行われる。
【００６０】
この自動洗車装置における洗車工程を、例えば洗剤の吹き付け、高圧すすぎ、ワックス塗りを順次行うものとして説明する。洗剤、ワックスの工程は、洗剤水またはワックス剤を車体全体にまんべんなく散布し、かつ薬剤自体を付着しやすくするため、低圧リンスアーチによる広域噴射とする。また、すすぎの工程は、噴射の打撃力により汚れや洗剤分を強力に洗い流すため、高圧トップノズル４１および高圧サイドノズル４２による各ノズルごとの集中噴射とする。
【００６１】
この洗車工程における往路は、低圧ノズルアーチ４３による低圧スプレーで車体の上面および側面に洗剤を吹き付ける。この時には低圧スプレーなので、ポンプ３５の回転数を低速のＮ１とし、これに対応する流量をＱ１とする。この時切替バルブＶは第２の弁機構Ｂ２が閉塞し、第１の弁機構Ｂ１が開いた状態となっており（図１参照）、流体は低圧管路４５を通って低圧ノズルアーチ４３に供給される。このように低圧用ノズルから洗剤を広角のスプレーパターンで車体の広範囲に低圧散布して、車体の表面に付着した汚れ等を浮き上らせて落ちやすい状態を作る。
【００６２】
続いて復路は、高圧トップノズル４１及び高圧サイドノズル４２からの高圧スプレーによりすすぎを行う。このすすぎにより前工程で浮き上がった汚れ等を洗い流す。この時の管路の切り替えは、ポンプ３５の回転数を高速のＮ２とし、切替パルプＶに流量Ｑ２を供給する。これによりピストン８を左方に変位させようとする力（変位力）Ｆがばねの付勢力Ｆs よりも大きくなるので、ピストン８は左に移動し（図１（ｂ）参照）、第１の弁機構Ｂ１が閉じ、第２の弁機構Ｂ２が開く。このため、高圧管接続部７、高圧管路４４を介して各ノズル４１，４２に流体が供給されて各高圧ノズルから、集中したスプレーパターンにて高圧スプレーが行われる。
【００６３】
なお、切替バルブＶで低圧時の流量Ｑ１から高圧時の流量Ｑ２への切り替え時に、流量Ｑ２によるピストンの変位力Ｆがばね９の付勢力Ｆs よりも僅かしか大きくないような場合には、第１の塞栓部８ｃが第１の弁座２ｃに密着するまでの時間が長くなる。すなわち、応答速度が遅くなる。このために、低圧管路用出口２ｅからも高圧用の流体が流出することがある。これを防止する手段として前述のように、切り替え時の初めの所定時間を流量Ｑ２よりも大きい流量となるようにポンプ３５の回転数を高くし、ピストンの変位力Ｆをばねの付勢力Ｆs よりもかなり大きくすることにより、第１の塞栓部８ｅが第１の弁座２ｃに短時間に密着して閉塞させるようにするとよい。
【００６４】
２回目の往路及び復路は第１回目と同様に低圧リンスアーチ４３からワックスの塗布を行う。切替バルブＶにおける切り替え動作は、ポンプ３５の回転数をＮ２から低流量用のＮ１に切り替えれば、付勢力によりピストン８が初期位置に復帰し、第２の弁機構Ｂ２が作動して高圧管路用出口４ａを閉塞するとともに、第１の弁機構Ｂ１が作動して開き、低圧管路４５からワックス剤である流体が各ノズルへ供給される。
【００６５】
この自動洗車装置は、本発明に係る切替バルブを採用することにより、ポンプを駆動するモータの回転数を変化させるだけで、低圧スプレーと高圧スプレーとの切り替えが可能となるため、高価な電磁弁を使わずに済む上に、電磁弁を制御する回路も不要となる。また、切替バルブは自動洗車機本体の噴射ノズルの近くに設置可能であるので、ポンプから噴射ノズルの近くまでの配管は、単一の管路を接続するだけでよい。
【００６６】
このように本発明に係わる切替バルブを備えた自動洗車装置は、極めて簡単な構成により、各工程に応じた適切なスプレーパターンにて効率的な洗車を行うことが可能となる。
【００６７】
図４は、本発明に係る切替バルブＶを手持スプレー式の洗車装置に採用した例を示すものである。なお、供給装置Ｓの構成は、図３と同様のものを採用してあるので、ここでは詳述しないこととする。
【００６８】
手持式スプレー装置Ｗ２は、高圧、低圧の各ノズル及び切替バルブＶを収納したガンハンドル形状のケース５１とこれに供給装置Ｓを接続した構成となっている。このケース５１には、供給装置Ｓに対する各洗車工程の始動及び停止の操作をするための操作ボタンが設けてある（図示略）。
【００６９】
ケース５１内には切替バルブＶが内蔵されており、ハンドル５１ａの先端部に供給管路３７が接続されている。供給管路３７は、ケース５１内で切替バルブＶの供給管接続部５と接続されている。切替バルブＶの低圧管接続部６には、低圧管路５２を介して後に詳述する低圧ノズル５３が取り付けてある。また高圧管接続部７には高圧管路５４を介して高圧ノズル５５が設けてある。
【００７０】
この手持式スプレー装置Ｗ２は、低圧ノズル５３によって洗剤を車体表面に広角のスプレーパターンで噴射し、表面の汚れ等を落ちやすくした後に、高圧ノズル５５から集中させたスプレーパターンで高圧水を噴射し、この打撃力をもって汚れや洗剤を洗い流す機能を有するものである。
【００７１】
図５は、手持式スプレー装置Ｗ２の要部の例を拡大して示したものである。このスプレー装置Ｗ２は、低圧ノズル５３の上流側にオリフィス５６が取り付けてあり、さらに低圧ノズルの内部にはメッシュ５３ａを内蔵している。低圧管路５２内を流下して来た洗剤はオリフィス５６で絞られて高速化することにより減圧されるが、オリフィスの絞り部５６ａの直下では大気圧以下になるようにしてある。この絞り部５６ａの直下には図面に表れていない通気孔が設けてある。したがって低圧管路５２中を流下する洗剤は、この通気孔から空気を洗剤中に吸入して洗剤に気泡を発生可能としてある。
【００７２】
こうして、気泡を含んだ洗剤は、低圧ノズル５３内のメッシュ５３ａを通過することにより、さらに細かく分断かつ撹拌され、最終的にはノズル口５３ｂから発泡状態で噴出可能となる。このように発泡状態の洗剤を車体の表面にスプレーすると、車体表面に対する付着力が高くなるため、車体全域にこれをスプレーすれば、車体全体を洩れなく泡で含むことができる。このため、車体の表面全体の汚れを浮き上らせて落ちやすくし、次の洗浄水の高圧スプレーに備えることができる。
【００７３】
なお上記した洗車装置の構成はいずれも例示であり、洗車の種類に対応して種々の構成の採用が可能である。
【００７４】
また本発明の適用対象は洗車目的に限られるものではなく一般の各種洗浄装置においても採用が可能である。
【００７５】
【発明の効果】
本発明に係る洗浄機用切替バルブは、洗浄用流体の流量変化に対応して低圧管路と高圧管路とを切り替え可能としてあるので、ポンプから１本の供給管路により流体を供給するだけで、所望の圧力に応じたノズルへの供給切り替えが可能となる。
【００７６】
また、切替バルブによる低圧から高圧への切り替えの際には、はじめの所定時間だけ高圧スプレー時よりもさらに高い圧力で切り替えするように設定して応答速度を速くすれば、低圧管路から高圧用流体が漏れるような不都合を避けることができる。
【００７７】
さらに、弁機構とピストンの断面積との関係を工夫し、バルブの切り替え動作にヒステリシスを持たせることによって、切り替え圧付近の圧力変動における誤動作を防止し、高い信頼性を発揮することができる。
【００７８】
この切替バルブを洗車装置に備え付ければ、洗剤等の供給装置と洗車機との間を単一の供給管路で接続するだけで、各流体の種類ごとに高圧または低圧にて適切なスプレーパターンによる効率的な洗車が可能になる。
【００７９】
また、洗車機に供給する洗浄水等の流量を変化させるだけで、高圧と低圧の切り替えが可能となるので、高価かつ電気的制御系を必要とする電磁弁が不要となり、洗車装置の製造コストを低減できる。
【００８０】
また、本発明に係わる洗浄機用切替バルブは小型化が可能かつ単一の供給管路で流体を供給するものであるため、軽量化により手持ち式のスプレー装置にも組み込み可能であり、また洗車以外の目的の各種洗浄装置にも採用可能となるので広範囲の用途に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る切替バルブの要部の構成を示すものであり、（ａ）は小流量が供給されている時の状態を示す断面図、（ｂ）は大流量が供給されている時の状態を示す断面図である。
【図２】ピストンのフランジ部の形状及び間隙部を例示するものであり、図１Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る切替バルブを採用した門型の自動洗車装置の正面図である。
【図４】本発明に係る切替バルブを採用した手持スプレー式の洗車装置の正面図である。
【図５】手持式スプレー装置の内部構成を示す一部切欠断面図である。
【符号の説明】
Ｖ 切替バルブ
Ｂ１，Ｂ２ 弁機構
１（３，４） バルブ本体
２ シリンダ室
２ａ，２ｂ チャンバー
２ｄ 供給管路用入口
２ｅ 低圧管路用出口
４ａ 高圧管路用出口
８ ピストン
９ 付勢手段（ばね）
３７ 供給管路
４１，４２，５１ 高圧スプレー用ノズル
５３ 低圧スプレー用ノズル

Claims (4)

1. バルブ本体内に高圧管路用出口と洗剤等の流体を供給する供給管路用入口とを備えた第１のチャンバーと、上記流体の低圧管路用出口を有する第２のチャンバーとが隣接するように設けてあり、
   上記バルブ本体内には一端部が上記第１のチャンバーの端部に設けられた上記高圧管路用出口に対して進退し、他端部が上記第２のチャンバーの端部を貫通して外部に突出するロッド部を備えたピストンが進退可能に設けてあり、
   上記ロッド部は、上記高圧管路用出口の面積より大きい断面積とし、
   上記ピストンは、付勢手段により上記一端部が上記高圧管路用出口に接近する方向に付勢力が与えられており、
   上記高圧管路用出口及び上記両チャンバー間の境界には、上記ピストンの進退動作により開閉する弁機構がそれぞれ設けてあり、
   上記弁機構は、上記供給管路用入口から上記第１のチャンバー内に供給された上記流体が所定の圧力になったときに発生する上記ピストンの変位力が上記付勢力よりも小さい時には、上記高圧管路用出口を塞ぐとともに上記低圧管路用出口を開き、上記変位力が上記付勢力よりも大きい時にはその逆になるように切り替えられる
   ことを特徴とする洗浄機用切替バルブ。
2. 請求項１において、上記両チャンバー間を開閉する弁機構の閉塞部断面積は、上記第２チャンバー端部を貫通するロッド部断面積より大きくしたことを特徴とする洗浄機用切替バルブ。
3. 請求項１または２のいずれかに記載の洗浄機用切替バルブにより高圧スプレー用ノズルまたは低圧スプレー用ノズルに選択的に上記流体を供給可能としてある洗車装置であり、
   上記洗浄機用切替バルブは、供給される上記流体の圧力が予め設定してある設定値よりも低い時には上記高圧管路用出口を閉塞するとともに上記低圧管路用出口を開いて上記低圧スプレー用ノズルによるスプレーを行い、上記流体の圧力が上記設定値よりも高い時には上記低圧管路用出口を閉塞するとともに上記高圧管路用出口を開いて上記高圧スプレー用ノズルによるスプレーを行う
   ことを特徴とする洗車装置。
4. 請求項３において、上記洗浄機用切替バルブに上記流体を供給する供給ポンプを備え、
   上記供給ポンプは、上記弁機構が、上記低圧管路用出口が開いている状態から上記高圧管路用出口が開く状態に切り替わる際に、上記流体を所定時間だけ高圧スプレー時における通常の供給圧力よりも高い圧力で供給し、上記切り替え後に上記通常の供給圧力に戻すように設定してある
   ことを特徴とする洗車装置。

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