JP6047415B2

JP6047415B2 - 洗車装置

Info

Publication number: JP6047415B2
Application number: JP2013016273A
Authority: JP
Inventors: 伝田健; 小林秀康; 中村祐紀; 高橋遥
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: JP2014148179A

Description

本発明は、自動車に洗浄水・液剤・ワックス・撥水剤等を噴射し、ユーザが手洗いで洗車を行うブラシレスタイプの洗車装置に関するものである。

本出願人は、特許文献１において、自動車が乗り入れられる洗浄エリアの上方に、自動車の長さ方向に沿って往復走行する走行台車と、この走行台車から自動車を挟むように吊下される左右一対の旋回アームとを備え、この旋回アームを自動車を幅方向に挟んだ開位置から、自動車の前面又は後面に回り込んだ前閉じ又は後閉じ位置の間で揺動させて、旋回アームに備えた噴射ノズルから洗浄水を噴射して洗車を行う洗車装置を提案している。

この洗車装置では、旋回アームによる自動車前後面への旋回動作により自動車の全面に対して均一に洗浄水を噴射させることを実現しているが、反面、洗車時間が長くなるという課題があった。また、洗浄する自動車の長さに関係なく、台車が一定の走行範囲を移動するため、軽自動車などの車長が短い車両について無駄な洗浄動作が発生するとともに、車体全面に対して均一に洗浄水を噴射させることができないという課題があった。

特許第４１２５２１８号公報

本発明が解決しようとする課題は、洗浄する自動車に合わせて洗車条件を設定し、必要に応じて洗車の効率化を図ることができる洗車装置を提案することを目的とするものである。

このような課題を解決するために本発明は、受付ユニットで設定する洗車条件として、洗車する自動車の長さを選択する車長設定と、旋回アームの旋回有無を選択する旋回設定とを選択可能とし、洗浄エリアの床面に、自動車の乗り入れ位置の目安となる目印と、受付ユニットで選択する車長設定の目安となる目印を施すとともに、走行台車の走行範囲を目印に対応させて制限する走行端検出手段を備えたものである。

受付ユニットで旋回アームの旋回なしを選択したとき、走行端検出手段で与えられる走行台車の走行端において、走行台車が次の工程の走行を開始するまでの時間を旋回アームの旋回ありを選択したときに比べて長くして走行端における洗浄液の噴射時間を長めに確保する。また、受付ユニットで旋回アームの旋回ありを選択したとき、旋回アームの旋回に合わせて旋回アームの噴射ノズルと自動車との距離が離れない方向に走行台車を走行させる。

本発明の洗車装置によれば、洗浄する自動車の車長に合わせて走行台車の走行範囲が設定されるため、無駄な洗浄動作を省略できる。また、旋回アームの旋回有無を選択できるので、利用者のニーズに合わせて洗車時間を短縮することができる。旋回アームの旋回無しを選択したとき、走行端における走行開始までの時間を遅延させることで、自動車前端及び後端での洗浄不足を少なくすることができる。また、旋回アームの旋回有りを選択したとき、旋回アームの旋回に合わせて走行台車を相対移動させることで、旋回アームの噴射ノズルと自動車との距離が部分的に離れてしまうことを防ぎ、洗浄の均一に行うことができる。

本発明の洗車装置を示す外観図である。同装置の側面図である。同装置における走行台車４の構造を示す説明図である。同装置における旋回アーム５の構造を示す説明図である。同装置における管路系及び制御係を示す説明図である。同装置の洗車動作を示す説明図である。

図１は本発明の洗車装置の正面図、図２は同装置の側面図である。
１は支柱部材で、洗浄エリアＡにおける長辺一方側の床面に等間隔で３本立設されている。２はビーム部材で、支柱部材１の上端付近から洗浄エリアＡ上方の短辺方向に延出されている。３は台車走行レールで、断面コ字状に形成した２つの長尺角材を、それぞれの開口面を対向させた状態で所定間隔をもって平行にビーム部材２の下面に架設して形成されている。４は走行台車で、左右の台車走行レール３に挟持されて、レール３に沿って洗浄エリアＡの上方を長手方向に往復走行する。５は旋回アームで、走行台車４の下面に左右一対で吊下され、左右のアームで自動車を挟んだ状態とする開位置から、左右のアームが自動車の前端に回り込む前閉位置及び左右のアームが自動車の後端に回り込む後閉位置までの範囲で旋回可能に構成されている。

６は給水ユニットで、ポンプ等を内蔵し、ホースを介して走行台車４に洗浄水を供給する。この給水ユニット６からのホースは、中央の支柱部材１に沿って立ち上げられ、同支柱部材１の上部に折り畳み自在に取り付けられた給水アーム７に支持されて走行台車４に接続されている。８は受付ユニットで、使用者が操作しやすい高さに操作パネルを形成し、料金受付や洗車条件（洗車コース・車長・旋回有無等）の設定を行うものである。

洗浄エリアＡには、洗浄する自動車が乗り込まれる床面に、停車の目安となる枠線Ｆがペイントされている。枠線Ｆの範囲は、走行台車４の走行範囲と旋回アーム５の旋回範囲で与えられる洗車可能な自動車の最大車長・最大車幅に合わせてマーキングされているが、洗車する自動車の車長に合わせて走行台車４の走行範囲を選択できるようにするため、小型車の車長位置と中型車の車長位置に目安線Ｌ１・Ｌ２を施してある。これにより、洗車装置により洗浄を受ける場合、洗浄エリアＡに自動車を乗り入れ、枠線Ｆの前線に自動車の前端を合わせて停車させることで洗浄位置が確定し、その停車状態での自動車の後端が目安線Ｌ１・Ｌ２・枠線Ｆの後線のいずれにあるかによって車長を選択することで洗浄範囲が確定するものである。

台車走行レール３には、走行台車４の走行範囲を与えるリミットスイッチ９〜１２が設けられている。このリミットスイッチ９〜１２は、枠線Ｆの前線に対応した車体前端用のリミットスイッチ９と、目安線Ｌ１に対応した軽自動車後端用のリミットスイッチ１０と、目安線Ｌ２に対応した小型車後端用のリミットスイッチ１１と、枠線Ｆの後線に対応した大型車後端用のリミットスイッチ１２からなり、受付ユニット８で設定した洗車条件に合わせて有効とするリミットスイッチを決定し、走行台車４の走行範囲を制限するものである。尚、洗浄エリアＡへの自動車入車待ち時には、走行台車４はリミットスイッチ９で与える位置で待機している。このとき、旋回アーム５を開いた状態（図１実線）にしておけば、自動車を乗り入れる際に車幅方向での位置決めが容易となり、旋回アーム５を閉じた状態（図１点線）にしておけば、自動車の前端の位置決めが容易となる。

走行台車４は、図３に示すように、内部に走行台車４の走行装置１３と、旋回アーム５の開閉装置１４を装備している。
走行装置１３は、走行台車４の外側面において走行レール３内を転動する４つの車輪１５，１５，１６，１６と、駆動輪１５，１５の車軸１７に設けたスプロケット１８と、このスプロケット１８とチェーン１９を介して連係する走行モータ２０と、モータの出力軸に取り付けられる走行エンコーダ２１とからなり、走行台車４を走行レール３に沿って走行させるものである。走行モータ２０は、正逆転自在であり、正転により走行台車４を後進させ、逆転により走行台車４を前進させることができる。走行エンコーダ２１は、走行台車４の走行位置を検出するもので、洗浄動作におけるタイミング認識に利用される。

開閉装置１４は、旋回アーム５，５に固着される第１スプロケット２２Ｒ，２２Ｌと、走行台車４に取り付けられる第２スプロケット２３Ｒ，２３Ｌと、両スプロケット２２，２３を懸架するチェーン２４Ｒ，２４Ｌと、左右のチェーン２４Ｒ，２４Ｌ間に架設される連結体２５と、この連結体２５を前後動するエアシリンダ２６とからなり、旋回アーム５，５を開閉させるものである。エアシリンダ２６は、前後に伸縮する２つのロッド２６ａ，２６ｂを有し、一方のロッド２６ａの先端を前記連結体２５に連係し、他方のロッド２６ｂの先端を走行台車４に固定している。これにより、旋回アーム５，５は、シリンダ２６の第１ロッド２６ａを縮め、第２ロッド２６ｂを伸ばした位置で洗浄エリアＡの幅方向に開いた開状態にあり、両ロッド２６ａ，２６ｂを伸ばした位置で前方に閉じた状態に旋回し、両ロッド２６ａ，２６ｂを縮めた位置で後方に閉じた状態に旋回するものである。

旋回アーム５は、図４に示すように、洗浄液パイプ２７と発泡洗剤パイプ２８を配管している。
洗浄液パイプ２７は、水平に延びる水平管２７ａと、水平管２７ａの先端に接続される傾斜管２７ｂと、傾斜管２７ｂの先端から床面に向けて垂直に延びる垂直管２７ｃとから構成されている。これら水平管２７ａ〜垂直管２７ｃは、すべて中空パイプからなり、前記給水ユニット６からの送水を受けて、垂直管２７ｃの内側に設けた噴射ノズル２９から高圧の洗浄液を噴射する。

発泡洗剤パイプ２８は、洗浄液パイプ２７と平行する水平管２８ａ・傾斜管２８ｂ・垂直管２８ｃとから構成され、水平管２８ａと傾斜管２８ｂの接続部及び垂直管２８ｃの下端部に内向きに取り付けた噴射ノズル３０から発砲洗剤を噴射する。尚、発泡洗剤パイプ２８の垂直管２８ｃは、洗浄液パイプ２７の垂直管２７ｃに対して１／３〜１／４程度の長さに設定され、その下端部に設けた噴射ノズル３０からの噴射が自動車の側面に作用する位置となる。また、発泡洗剤パイプ２８は、左右一方の旋回アーム５について洗浄液パイプ２７の前方に取り付けられ、他方については洗浄液パイプ２７の後方に取り付けられ、少ない噴射ノズルで効率よく車体に発泡洗剤を噴射するようにしている。

図５は管路構成及び制御系を示す説明図である。
３１は給水ポンプで、液剤管路３２ａ及び発泡管路３２ｂを通じて旋回アーム５の洗浄液パイプ２７及び発泡洗剤パイプ２８に送水する。液剤管路３２ａには、開閉用の電磁弁３３と、洗剤タンク３４に連通した洗剤管路３５が接続され、必要に応じて洗剤ポンプ３６を駆動して洗剤タンク３４から洗剤が混入される。発泡管路３２ｂには、開閉用の電磁弁３７と、撥水剤タンク３８に連通した撥水管路３９が接続され、撥水ポンプ４０を駆動して撥水剤タンク３８から撥水剤が混入される。

４１はコンプレッサで、レギュレータ４２を備えた給気管路４３を通じて旋回アーム５のエアシリンダ２６に電磁弁４４・４５を介して給気する。また、給気管路４３には、電磁弁４６を介して液剤管路３２ａと連通する第１給気路４７が接続され、必要に応じて管路内の水抜き（凍結防止措置）に使用される。また、給気管路４３には、電磁弁４８を介して発泡管路３２ｂと連通する第２給気路４４９が接続され、洗剤の起泡に使用される。

５０は制御部で、受付ユニット８内に設けられ、走行レール３のリミットスイッチ９〜１２、走行台車４の走行モータ２０・走行エンコーダ２１・エアシリンダ２６駆動用の電磁弁４４・４５、給水ユニット５の給水ポンプ３１・各管路開閉用電磁弁３３・３７・４６・４８、洗剤ポンプ３６、撥水ポンプ４０、コンプレッサ４１、操作パネル５１、温度センサ５２が接続されている。

操作パネル５１には、洗車コースを選択するコースキー５３・自動車の長さを選択する車長選択キー５４・旋回アーム５の旋回有無を選択するアーム選択キー５５・洗車を開始するスタートキー５６・洗車を中止するストップキー５７が備えられ、顧客の希望に添った洗車形態を設定できるようになっている。

コースキー５３では、それぞれ異なるシーケンス動作を与える複数の洗車コースのうち希望のコースを選択でき、ここでは、水洗車コース、泡手洗いコース、撥水コースが選択できる。車長選択キー５４では、車体後端が目安線Ｌ１・目安線Ｌ２・枠線Ｆの後線のどの範囲にあるかによって車長を選択でき、ここでは枠線Ｆの前線と目安線Ｌ１の範囲にある小型車、枠線Ｆの前線と目安線Ｌ２の範囲にある中型車、枠線Ｆの前線と枠線Ｆの後線の範囲にある大型車が選択できる。尚、これら洗車コース・車長設定は、制御部５０における管理機能で適宜変更可能である。また、制御部５０における管理機能では、洗車台数の集計・各異常発生時のメンテナンスなどが行える。

温度センサ５２は、受付ユニット６の底部付近の外的影響を受けにくい位置に設けられ、外気温を検出するものである。制御部５０では、温度センサ５２で検出される外気温に基づき凍結防止措置の要否を判定し、外気温が凍結危険温度以下の環境で洗車装置の不使用状態が所定時間経過したら凍結防止措置を施す。洗浄液パイプ２７の上部に三方弁５９を設け、この三方弁５９を大気開放してパイプ２７内の残液を自然落下により噴射ノズル２９から排出することも可能である。これにより、高圧エア導入による強制排出のように、排水が霧化して周囲に飛散することがないため、手洗い補正前の水抜き作業に適している。

続いて、このように構成する洗車装置の洗車動作について説明する。
図１に示すように、洗浄する自動車を洗浄エリアＡの枠線Ｆ内に乗り入れ、車体前端を枠線Ｆの前線もしくは旋回アーム５を基準に停車させる。受付ユニット８の操作パネル５１でコースキー５７を操作して洗車コースを選択し、車体後端が目安線Ｌ１・目安線Ｌ２・枠線Ｆの後線のどの範囲にあるかによって車長選択キー５４を操作して車長を選択し、アーム選択キー５５で旋回アーム５を旋回させるか否かを選択してスタートキー５６が押されると洗車動作が実行される。制御部５０では、走行台車４が待機位置にいるかをリミットスイッチ９の信号により確認した後、洗車動作に入る。

次に洗車準備により、［洗車コース：撥水コース、車長：大型車、アーム旋回：有り］を選択した場合について説明する。
撥水コースは、走行台車４を台車走行レール３に沿って３往復させる間に水洗浄・泡散布・濯ぎ・撥水剤散布・濯ぎを行う洗車コースである。車長を大型車と選択した場合は、走行台車４の走行範囲がリミットスイッチ９とリミットスイッチ１２の間に設定される。アーム旋回有りを選択した場合は、旋回アーム５による車体前面及び車体後面への旋回動作が実行される。

以下、洗車動作内容について説明する。
○第１往行
第１往行では、図６に示すように、走行台車４がリミットスイッチ９で与える前端位置からリミットスイッチ１２で与える後端位置まで前進する間に、旋回アーム５の洗浄液パイプ２７から高圧水を噴射し、車体に付着した砂や泥を洗い流す水洗浄工程が行われる。

水洗浄工程は、ポンプ３１を作動して電磁弁３３を開放し、旋回アーム５の洗浄液パイプ２７に洗浄水を送水する。次に、走行モータ２０とシリンダ２６を駆動して走行台車４を走行エンコーダ２１で検出する所定距離Ｓ前進させながら、旋回アーム５を開位置から前閉じ位置に旋回し、その後、走行台車４を前端位置に後進させながら、旋回アーム５を前閉じ位置から開位置まで旋回して車体前面を散水洗浄する（図６ａ）。旋回アーム５が開位置まで開いたら走行台車４を前進させ、自動車の側面を散水洗浄する（図６ｂ）。走行台車４がリミットスイッチ１２で検出する後端位置に達すると、走行台車４を走行エンコーダ２１で検出する所定距離Ｓ後進させながら、旋回アーム５を開位置から後閉じ位置まで旋回し、その後走行台車４を後端位置に前進させながら、旋回アーム５を後閉じ位置から開位置まで旋回して車体後面を散水洗浄する（図６ｃ）。走行台車４を走行させながら、旋回アーム５を旋回させることで、洗浄液パイプ２７の噴射ノズル２９と車体との距離が均一化し、車体をむらなく洗浄することができる。

○第１復行
第１復行では、走行台車４がリミットスイッチ１２で与える後端位置からリミットスイッチ９で与える前端位置まで後進する間に、旋回アーム５の発泡洗剤パイプ２８から起泡された洗剤水を噴射し、車体に付着させる泡散布工程が行われる。

泡散布工程は、ポンプ３１とチューブポンプ４０を作動して電磁弁３７を開放するとともに、コンプレッサ４１を作動して電磁弁４８を開放し、旋回アーム５の発泡洗剤パイプ２８に起泡された洗剤水を送水する。旋回アーム５は、上記水洗浄工程と同様に、旋回して車体の前面及び後面に泡状の洗剤を散布し、開位置で走行して車体の側面に泡状の洗剤を散布し、車体全体にむらなく泡状の洗剤を散布する。

○手洗い
泡散布工程が終了すると、洗車動作は一旦停止し、ユーザやサービスマンによる手洗い作業が行われる。

手洗い作業は、自動車車体に散布された泡状の洗剤をタオルやムートンを用いて広げつつ車体の洗浄を行うものである。手洗い作業後は、再度スタートキー５６を入力することで、洗車動作を再開させることができる。この手洗い作業中に洗浄液パイプ２７からの滴下を防ぐため、洗浄液パイプ２７の三方弁５９を大気開放してパイプ２７内の残液を自然落下により排出するのが望ましい。

○第２往行
第２往行では、走行台車４を前進させながら、前記水洗浄工程と同じ手順で散水洗浄を行い、手洗い洗車後の泡を取り除く濯ぎ工程が行われる。

○第２復行
第２復行では、走行台車４を後進させながら、旋回アーム５の洗浄液パイプ２７から撥水剤を含む洗浄水を噴射し、車体に付着させる撥水散布工程が行われる。

撥水剤散布工程は、ポンプ３１とチューブポンプ３６を作動して電磁弁３３を開放し、旋回アーム５の洗浄液パイプ２７に撥水剤含有の洗浄水を送水する。旋回アーム５は、上記水洗浄工程と同様に、旋回して車体の前面及び後面に撥水剤含有の洗浄水を散布し、開位置で走行して車体の側面に撥水剤含有の洗浄水を散布し、車体全体にむらなく撥水剤を散布する。

○第３往行
第３往行では、前記第２復行と同じ手順で撥水剤散布が行われる。これにより、実質的に走行台車４が１往復する間、撥水剤が散布されることになり車体に確実に撥水剤を塗布することができる。

○第３復行
第３復行では、走行台車４を後進させながら、前記水洗浄工程と同じ手順で散水洗浄を行い、車体の濯ぎが行われる。

洗浄動作が終了すると、終了報知などで洗車エリアからの退出を促す。このとき、温度センサ５２で検出される外気温が凍結の虞のある場合（例えば５℃以下）、管路内の凍結を防ぐために使用した管路の水抜きを行う凍結防止措置を行うようにする。凍結防止措置は、液剤管路３２ａ及び発泡管路３２ｂにそれぞれ第１給気路４７及び第２給気路４９から高圧エアを導入して水抜きを行う。これにより、管路３２ａ内の残液は、一部水タンクに戻り、一部洗浄液パイプ２７及び発泡洗剤パイプ２８の噴射ノズルから強制排出される。

尚、上記洗車工程の中で、［車長：中型車］を選択すると、走行台車４の走行範囲がリミットスイッチ９とリミットスイッチ１１の間に設定され、［車長：小型車］を選択すると、走行台車４の走行範囲がリミットスイッチ９とリミットスイッチ１０の間に設定される。洗浄する自動車の車長に合わせて走行台車４の走行範囲を設定することで、無駄に洗浄液を散布することなく、洗浄時間のロスを防ぎ、洗浄ムラの発生を防ぐことができる。

また、上記洗車工程の中で、［アーム旋回：なし］を選択すると、旋回アーム５による車体前面及び車体後面への旋回動作が省略され、洗浄力よりも洗車時間を重視した洗車が実現される。すなわち、図６ｂに示すように、旋回アーム５を開位置にして走行台車４をリミットスイッチ９からリミットスイッチ１２の範囲で走行させ、自動車の側面を散水洗浄する。このアーム旋回なしの洗車では、アーム旋回ありの洗車に比べて車体前面及び後面の洗浄力は低下するため、走行台車４が走行端に滞在している時間（走行台車４が次の工程の走行を開始するまでの時間）を長くして走行端における洗浄液の噴射時間を長めに確保し、車体前面及び後面の洗浄力低下を軽減するようにしている。尚、［アーム旋回：なし］を選択したときに、旋回アーム５を開位置にしたまま車体前端と後端付近まで到達できるようリミットスイッチの数を増やして、走行台車４の走行範囲を拡張してもよい。

こうして構成される洗車装置は、回転ブラシを備えず、洗浄水の噴射による洗浄と、液剤や撥水剤を散布しての手洗い洗浄を行うものであり、サービスマンが常駐するサービスステーションに設置してフルサービスによる洗車を行う場合にも無人のコイン洗車場などに設置してユーザが自ら洗車を行う場合にも流用できる。設置にあたり、洗浄水が周囲に飛散するのを防止するため、自動車乗り入れ口を除く周面をカーテン等で覆うことが望ましく、このカーテンを透明体で構成することで周囲へのショー効果を損なわずにアピールできる。

３台車走行レール
４走行台車
５旋回アーム
６給水ユニット
８受付ユニット
５０制御部
５１操作パネル

Claims

自動車が乗り入れられる洗浄エリアの上方で車長方向に沿って往復走行する走行台車と、該走行台車に取り付けられ自動車の側面に洗浄液を噴射する位置と自動車の前面もしくは後面に洗浄液を噴射する位置との間で旋回移動する旋回アームと、該旋回アームに設けられ自動車に向けて洗浄水を噴射する噴射ノズルと、該ノズルに洗浄水を供給する給水ユニットと、洗車条件を設定する受付ユニットとから構成した洗車装置において、
前記受付ユニットで設定する洗車条件として、洗車する自動車の長さを選択する車長設定と、前記旋回アームの旋回有無を選択する旋回設定とを選択可能とし、前記洗浄エリアの床面に、自動車の乗り入れ位置の目安となる目印と前記受付ユニットで選択する車長設定の目安となる目印を施すとともに、前記走行台車の走行範囲を目印に対応させて制限する走行端検出手段を備えたことを特徴とする洗車装置。
前記受付ユニットで旋回アームの旋回なしを選択したとき、前記走行端検出手段で与えられる前記走行台車の走行端において、前記走行台車が次の工程の走行を開始するまでの時間を旋回アームの旋回ありを選択したときに比べて長くして走行端における洗浄液の噴射時間を長めに確保することを特徴とする上記請求項１記載の洗車装置。
前記受付ユニットで旋回アームの旋回ありを選択したとき、前記旋回アームの旋回に合わせて前記旋回アームの噴射ノズルと自動車との距離が離れない方向に前記走行台車を走行させることを特徴とする上記請求項１記載の洗車装置。