JP5586307B2 - 洗車機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車を跨ぐように門型に形成された洗車機本体を走行させて自動車の車体を洗浄するタイプの洗車機に関し、特に自動車の前後面及び側面をブラッシングする側面ブラシを備えたものに関する。

この種の装置として、本出願人は特許文献１に示す洗車機を提案している。この洗車機は、側面ブラシを開閉する開閉機構と、側面ブラシを垂直方向に対し自動車の前後方向及び左右方向に揺動する揺動機構とを備え、側面ブラシを洗浄する自動車の前後面及び側面に所定角度傾斜した姿勢で接触させてブラッシング洗浄するものである。

このような洗車機において、自動車の前後面を洗浄する場合、左右の側面ブラシを閉じて洗車機本体を走行させ、自動車の前面もしくは後面に押し付けて所定角度前傾もしくは後傾になると洗車機本体の走行を停止してから左右の側面ブラシを開き洗浄が行われる。また、自動車の側面を洗浄する場合は、左右の側面ブラシを自動車の側面に押し付け、所定角度傾斜した姿勢を保持するように開閉機構を制御して洗浄が行われる。

さて、側面ブラシが所定角度傾斜したことを検出する手段として、所定量傾いた位置でスイッチングする近接スイッチを備えているが、このスイッチが何らかの原因で故障すると、側面ブラシの車体への押し付けが停止せず、過接触により車体やブラシを破損させてしまうという問題があった。

特開平３−７９４５５号公報

本発明の課題は、側面ブラシを車体に押し付けるときに過接触による車体やブラシの破損を防止する洗車機を提供するものである。

このような課題を解決するため本発明は、自動車の前後面及び側面をブラッシング洗浄する左右一対の側面ブラシと、該側面ブラシを自動車の前後方向に揺動自在に支持する前後揺動手段と、側面ブラシが所定角度に揺動したことを検出する傾斜角度検出手段と、自動車と側面ブラシとを相対移動させる走行手段と、自動車と側面ブラシとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、自動車の形状を検出する車形検出手段とを備えた洗車機において、自動車と側面ブラシとの相対位置と自動車の形状とに基づいて側面ブラシが所定角度に揺動するまでに相対移動する距離を算出し、この距離を越えて相対移動しても傾斜角度検出手段が作動しないとき、傾斜角度検出手段の異常を検知して洗車を中止する制御手段とを備えたことを特徴とする洗車機を提供するものである。

また、自動車の側面をブラッシング洗浄する左右一対の側面ブラシと、該側面ブラシを自動車の側面に接離する開閉手段と、側面ブラシの開閉位置を検出する開閉位置検出手段と、側面ブラシを自動車の幅方向に揺動支持する左右揺動手段と、側面ブラシが所定角度に揺動したことを検出する傾斜角度検出手段を備えた洗車機において、開閉位置検出手段で側面ブラシが軽自動車の車幅を基準に決定される所定値より近づいても前記傾斜角度検出手段が作動しないとき、前記傾斜角度検出手段の異常を検知して洗車を中止する制御手段とを備えたことを特徴とする洗車機を提供するものである。

本発明によれば、側面ブラシの傾斜を検出する近接スイッチや傾斜センサが故障したとしても側面ブラシを車体に過接触させてブラシや車体を破損させてしまうことがない。

本発明の洗車機を示す正面図である。 同洗車機の側面図である。 側面ブラシの平面図である。 側面ブラシの正面図である。 側面ブラシの側面図である。 制御系を示すブロック図である。 １往復洗車での側面ブラシの動作を示す説明図である。 前面洗浄を示す説明図である。 側面洗浄を示す説明図である。

以下、本発明の実施態様について図面を基に説明する。図１は本発明の洗車機を示す正面図、図２は同洗車機の側面図である。
１は洗車機本体で、左右一対のレール２，２上を往復走行し、レール２，２間に停車される自動車を跨ぐように移動する。３，４・４は洗車機本体１に設けられる洗車処理装置としての回転ブラシで、３は車体面に沿って昇降動作し主に車体上面を洗浄する上面ブラシ、４・４は車体面に沿って開閉動作し車体の側面および前後面を洗浄する左右一対の側面ブラシである。５，６・６は洗車機本体１に設けられ洗浄後の車体の乾燥をはかる洗車処理装置としてのブロワノズルで、５は車体面に沿って昇降動作する上面ブロワノズル、６・６は車体面に沿って出没動作する左右一対の側面ブロワノズルである。

７は洗車機本体１の前方に配置され本体１の走行に伴い自動車の上面位置を読み取る車形検出装置、８は洗車機本体１が単位距離走行する毎にパルス出力するエンコーダ、９，９は洗車機本体１を走行させる走行モータである。車形検出装置７は、自動車を幅方向に挾むようにして上下に複数の発光素子を配列した発光部７ａと受光素子を配列した受光部７ｂを対向させ、発光部７ａと受光部７ｂの対となる発光素子・受光素子間で形成される光軸が自動車の車体によって遮られたのを検知して車両を検出し、車体の上面位置を検知するものである。

図３〜５は側面ブラシ４の構造を示す説明図であり、図３は平面図、図４は正面図、図５は側面図を示している。
左右一対の側面ブラシ４・４は、それぞれ本体１内の後方上部に左右に渡って水平に横架されたガイドレール１０に挟持するキャリア１１と、該キャリア１１から吊下される回転軸１２と、該回転軸１２の周囲に植毛される布製又は樹脂製のブラシ体１３とから構成され、開閉装置１４を介してガイドレール１０上を走行し左右別々に開閉可能にされるとともに、左右揺動装置１５及び前後揺動装置１６を介して左右方向及び前後方向に揺動自在にされる。キャリア１１には、正逆可能な回転モータ１７が取り付けられており、プーリ、ベルト等からなる連係装置１８を介して回転軸１２と連係され、ブラシを正転・逆転させる。

開閉装置１４は、側面ブラシ４を左右別々に開閉するものであり、図３に示すように、ブラシ開閉用モータ１９と、一端がキャリア１１に接続され、他端がスプロケット２０を介して開閉モータ１９の駆動軸に懸架されたチェーン２１と、モータの駆動軸先端に接続されるブラシ走行位置検出用のエンコーダ２２とから構成される。

左右揺動装置１５は、側面ブラシ４を垂直位置から下方が外側に開く位置まで揺動させるもので、図４に示すように、キャリア１１の上面において回転軸１２の上端を連結固定する支持板２３と、該支持板２３を一方向に揺動支持する支軸２４と、支持板２３が所定角度θ１傾斜した位置でスイッチングする第１近接スイッチ２５と、支持板２３が所定角度θ２（＞θ１）傾斜した位置でスイッチングする第２近接スイッチ２６とから構成される。

前後揺動装置１６は、側面ブラシ４を垂直位置から上方が本体１の前方及び後方に傾斜する位置までガイドレール１０を揺動させるもので、図５に示すように、ガイドレール１０の上部に連結する揺動アーム２７と、該アーム２７上端の前後に取り付けた第１スプリング２８及び第２スプリング２９と、ガイドレール軸の下部に取り付けられたスイッチアーム３０と、このスイッチアーム３０が所定角度θ３前傾もしくは後傾した位置でスイッチングする第１近接スイッチ３１と、スイッチアーム３０が所定角度θ４（＞θ３）前傾もしくは後傾した位置でスイッチングする第２近接スイッチ３２とから構成される。

このような構成により、自動車の側面洗浄は、側面ブラシ４を車体に押し付け、第１近接スイッチ２５がオンとなる所定角度θ１傾斜した状態で行われる。車体変化により、この傾きは変化していくが、第１近接スイッチ２５でブラシの揺動角が所定角度θ１より小さくなったことが検出されると、開閉装置１４によりブラシを車体に接近させるようし、第２近接スイッチ２６がオンとなる所定角度θ２になったことが検出されると開閉装置１４を駆動してブラシを車体から離すようにして、ブラシの揺動角を常にθ１＜θ＜θ２の範囲に保持する。

また、自動車の前面及び後面洗浄は、洗車機本体１の走行に伴い側面ブラシ４を車体に押し付け、第１近接スイッチ３１がオンとなる所定角度θ３前傾もしくは後傾した状態で本体１の走行を停止し、本体１を停止させたまま側面ブラシ４・４を回転させて左右に開いていくことで行われる。第２近接スイッチ３２は、車体への過接触によりオンとなり、その時点で洗車を停止させる。

図６は実施態様の制御系を示すブロック図である。
４０は洗車制御部で、車形検出装置７と、エンコーダ８と、開閉装置１４のエンコーダ２２・２２と、左右揺動装置１５の各近接スイッチ２５・２６と、前後揺動装置１６の各近接スイッチ３１，３２と、洗車駆動部４１と、操作部４２が接続されている。洗車駆動部４１は、本体走行モータ９と、側面ブラシ４の回転モータ１７と、開閉装置１４の開閉モータ１９が接続される他、上面ブラシ３、ブロワノズル５，６・６の駆動系が接続され、洗車制御部４０で検出した自動車の上面形状・側面位置・端面位置に基づいて本体１・上面ブラシ３・側面ブラシ４・ブロワノズル５，６・６を駆動するものである。操作部４２は、洗車内容の選択や洗車の開始入力を行う他、操作する人に対し表示や音声で注意事項や操作手順等を案内出力するものであり、通常は洗車機本体１前面に設けられるが、運転者が乗車したままドライブスルー形式で洗車を行う場合等には、本体１と別体とし洗車エリアの入口に設置されることになる。

洗車制御部４０は、走行エンコーダ８からの情報に基づいて洗車機本体１の走行位置を検出する走行位置検出部４３と、車形検出装置７と走行エンコーダ８からの情報に基づいて自動車の上面形状を検出する車形検出部４４と、開閉装置１４のエンコーダ２２・２２と左右揺動装置１５の各近接スイッチ２５・２６からの情報に基づいて自動車の側面位置を検出する側面位置検出部４５と、開閉装置１４のエンコーダ２２・２２からの情報に基づいて側面位置の異常を判定する側面エラー判定部４６と、車形検出装置７と走行エンコーダ８からの情報に基づいて自動車の端面位置を検出する端面位置検出部４７と、走行エンコーダ８と前後揺動装置１６の各近接スイッチ３１，３２からの情報に基づいて端面位置の異常を判定する端面エラー判定部４８と、各種データを記憶するデータ記憶部４９を備えている。

走行位置検出部４３は、走行モータ９の駆動に伴い本体１が単位距離走行する毎にエンコーダ８が出力するパルス信号をカウントすることで本体１の走行位置を検知する。車形検出部４４は、車形検出装置７の発光部７ａに信号出力して発光素子を上から順に発光させ、これと同期して受光部７ｂにおける受光素子での受光レベルを取得して車体の上面位置を検知し、この上面位置を本体１の単位距離走行毎に蓄積して、上面形状データを形成する。

側面位置検出部４５は、開閉装置１４の開閉モータ１９の駆動に伴いエンコーダ２２・２２が出力するパルス信号をカウントしていき、近接スイッチ２５で車体との接触を検出した時点のパルス数で車体側面までの距離を検知する。側面エラー判定部４６は、エンコーダ２２・２２が出力するパルス信号が所定値以上に達しても近接スイッチ２５からの入力がない場合に近接スイッチ２５の異常を検知する。

端面位置検出部４７は、車形検出装置７で自動車の端面を検出してから走行エンコーダ８が出力するパルス信号のカウント数が、車形検出装置７と側面ブラシ４との距離Ｓに相当するパルス数に達することで、側面ブラシ４が自動車の前面に達したことを検知する。端面エラー判定部４８は、走行エンコーダ８が出力するパルス信号のカウント数が所定値以上に達しても近接スイッチ３１からの入力がない場合に近接スイッチ３１の異常を検知する。

以下、このように構成する洗車機の洗車動作について説明する。
洗車する自動車を、洗車機本体１の前方より進入させ、本体１の車形検出装置７よりも手前で停車させる。停車位置は、図示しないタイヤ検知板やビームセンサ等の公知の停車検知手段によって与えられる。操作部４２で１往復洗車を選択した場合、本体１の１往行に伴い、車形検出装置７で自動車Ａの形状を読み取り、車体形状に合わせて後行するブラシ３・４・４を制御し車体面のブラッシング洗浄が行われ、続く本体１の１復行に伴い、ブロワノズル５，６・６から車体に空気を吹き付けて車体面のブロワ乾燥が行われる。

図７は１往復洗車での側面ブラシ４・４の動作を示している。
洗車がスタートすると、本体１が往行を開始し、車形検出装置７で検出される自動車Ａの前端に対し、側面ブラシ４・４を閉じてアプローチする（Ｓ１）。車形検出装置７が自動車の前端を検出してから、本体１が車形検出装置７と側面ブラシ４・４との距離Ｓ分走行すると、端面位置検出部４７において側面ブラシ４が自動車の前端に達したと判断し、この位置から更に本体１を走行させて側面ブラシ４を車体前面に押し付ける。側面ブラシ４が前後揺動装置１６により揺動し、近接スイッチ３１が作動して所定角度θ３に前傾すると、本体１の往行を一旦停止させる。このとき、端面エラー判定部４８では、側面ブラシ４が前面に達してからの距離を監視し、所定値Ｌよりも前進したら近接スイッチ３１の異常を検知する。

ここで、所定値Ｌは、検出した自動車前端の高さ位置に応じて決定される。図８に示すように、側面ブラシ４が自動車の前端に接触する位置Ｐ１から近接スイッチ３１によって検出される前傾角度θ３に傾斜する位置Ｐ２までに移動する走行距離は、普通車がＬ１であるのに対し、ワンボックス車がＬ２（＜Ｌ１）となる。前傾角度θ３及び床面から側面ブラシ４の支軸までの高さＨは定数であり、自動車前端高さｈ１は車形検出装置７で取り込まれる上面形状から検出されるため、各走行距離Ｌ１（Ｌ２）＝（ｈ−ｈ１）tanθ３で算出される。こうして、自動車前端高さｈ１に応じて所定値Ｌを決定し、この所定値Ｌを超えて本体１が走行しても近接スイッチ３１が作動しない場合は、近接スイッチ３１の異常を検知して洗車を中止する。

側面ブラシ４が自動車前端に接触して所定角度前傾した状態から左右の側面ブラシ４を回転させながら左右に開いていき、自動車Ａの前面が洗浄される。このとき、側面ブラシ４・４は、垂直姿勢に復帰しようとする力で車体面に接触し、車体前面から側面にかけての曲面に追従してブラッシングするようになる。すなわち、図７における軌跡Ｓを描いて車体前面から車体側面に回り込み、曲面が洗浄される。

側面ブラシ４・４が開くと、前後方向で垂直姿勢に復帰するので、開閉装置１４により車体側面に押し付け、左右のブラシをそれぞれ上方が自動車Ａ側に傾倒したハの字姿勢になるように傾斜させて車体の側面洗浄が行われる。このとき、第１近接スイッチ２５が作動し、第２近接スイッチ２６が作動しない範囲、すなわち側面ブラシ４を角度θ１＜θ＜θ２の範囲で傾斜するように開閉装置１４でブラシを接離させる。側面エラー判定部４６では、開閉装置１４のエンコーダ２２・２２が出力するパルス信号が所定値Ｗ以上に達しても近接スイッチ２５からの入力がない場合に、近接スイッチ２５の異常を検知する。

ここで、所定値Ｗは、軽自動車の車幅を基準に決定される。すなわち、側面ブラシ４・４の待機位置間の距離をＤとし、軽自動車の車幅をｄとすると、所定値Ｗ＝Ｄ−ｄで与えられる。図９に示すように、側面ブラシ４が開閉装置１４により車体側面に接触して所定角度θ１に傾斜する位置に移動したとき、エンコーダ２２で検出される待機位置からの走行距離ｗ１，ｗ２の和（ｗ１＋ｗ２）を所定値Ｗと比較し、所定値Ｗ（＝Ｄ−ｄ）を超えて近接スイッチ３１が作動しない場合は、近接スイッチ３１の異常を検知して洗車を中止する。

車形検出装置７が自動車Ａの後端を検出し、本体１が車形検出装置７と側面ブラシ４・４との距離Ｓ分走行すると、側面ブラシ４・４が左右方向への押し付け力が無くなり左右方向の垂直姿勢に復帰する。この動作により、側面ブラシ４・４は車体側面から後面にかけての曲面に追従して車体後面に回り込んでいくため、曲面が確実にブラッシングされる。車体後面のブラッシングは、側面ブラシ４・４を閉じていき、そこから更に左右に開いていくことで行われる。その後、本体１を走行停止位置まで走行させて停止し、１往行のブラシ工程が終了となる。

ここでは１往復でブラッシングとブローを実行する洗車コースを例示しているので、復行時にはブロワノズル５，６，６から送風して車体の水滴を除去する乾燥工程が行われる。このとき、側面ブラシ４による車体側面のブラッシングを行った際、車体側面距離ｗ１，ｗ２が検出されるので、このデータを基に側面ブロワノズル６・６を車体側面に進退させるようにすることができる。尚、２往復の洗車コースを選択した場合には、復行時にもブラシ工程が行われることになるが、このときの洗浄動作は、上記した車体前面の洗浄を車体後面で行い、車体後面の洗浄を車体前面で行われるものである。

以上のように本発明は、側面ブラシ４の傾斜を検出する近接スイッチが故障等により作動しなかった場合であっても、車体に対する側面ブラシの接近度合いを認識して過接触することがなく、安全に洗車を行えるようにしたものである。
尚、上記実施態様では側面ブラシ４の傾斜を所定位置に取り付けた近接スイッチにより検出しているが、ＸＹ方向の傾斜が無段階で検出できる傾斜センサを用いた場合にも適用できる。傾斜センサを用いた場合では、センサ故障の安全装置として側面ブラシが異常な傾斜をしたときにスイッチングするリミットスイッチを取り付ける必要があるが、このスイッチを設けなくても良くなる。

また、上記実施態様では門型洗車機に実施した例を示したが、コンベア式洗車機においても、洗車機本体の走行制御をコンベアによる自動車の搬送制御に代えて実施することにより、容易に実施可能である。また、ブラシやブロワのレイアウトが変えて、ドライブスルー方式の洗車機に応用することも可能である。また、１往復の洗車以外にも洗車機を２往復・３往復させて様々なニーズに応じた洗車動作をさせることができる。また、各ブロワノズル５，６，６を各ブラシ３，４，４よりも後方に配置し、ブラシとの間に車体上面に沿って昇降するシャッターを設けて隔離することで、片道単位での洗車も可能となる。

１ 洗車機本体
４・４ 側面ブラシ
７ 車形検出装置
１４ 開閉装置
１５ 左右揺動装置
１６ 前後揺動装置
４０ 洗車制御部

Claims (2)

1. 自動車の前後面及び側面をブラッシング洗浄する左右一対の側面ブラシと、該側面ブラシを自動車の前後方向に揺動自在に支持する前後揺動手段と、側面ブラシが所定角度に揺動したことを検出する傾斜角度検出手段と、自動車と側面ブラシとを相対移動させる走行手段と、自動車と側面ブラシとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、自動車の形状を検出する車形検出手段とを備えた洗車機において、
   前記相対位置検出手段で検出する自動車と側面ブラシとの相対位置と前記車形検出手段で検出する自動車の形状とに基づいて側面ブラシが前記傾斜角度検出手段で検出する所定角度に揺動するまでに相対移動する距離を算出し、この距離を越えて相対移動しても前記傾斜角度検出手段が作動しないとき、前記傾斜角度検出手段の異常を検知して洗車を中止する制御手段とを備えたことを特徴とする洗車機。
2. 自動車の側面をブラッシング洗浄する左右一対の側面ブラシと、該側面ブラシを自動車の側面に接離する開閉手段と、側面ブラシの開閉位置を検出する開閉位置検出手段と、側面ブラシを自動車の幅方向に揺動支持する左右揺動手段と、側面ブラシが所定角度に揺動したことを検出する傾斜角度検出手段を備えた洗車機において、
   前記開閉位置検出手段で側面ブラシが軽自動車の車幅を基準に決定される所定値より近づいても前記傾斜角度検出手段が作動しないとき、前記傾斜角度検出手段の異常を検知して洗車を中止する制御手段とを備えたことを特徴とする洗車機。
   

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