JP6372991B2 - 車体処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体面にコート剤等の表面処理剤を噴射する車体処理装置に関するものである。

この種の車体処理装置として、洗車機本体と自動車とを前後に相対移動させながら自動車車体の洗浄を行う洗車機が知られている。洗車機における洗浄工程には、車体面に対してコート剤等の表面処理剤を塗布する処理が含まれており、この車体処理剤を車体面にムラ無く塗布することが洗車の仕上がりを向上させる要因の１つとなっている。この点、表面処理剤を高圧で塗布する（特許文献１）、あるいは空円錐ノズルで円環状に噴射する（特許文献２）等の工夫が提案されているが、いずれも表面処理剤が直接的に塗布される部分とそうでない部分とで表面処理剤の掛かり度合いに違いが生じてしまう。そのため、特許文献１では噴射ノズルを揺動させ、特許文献２では車体先端から円環状が重なり合うように噴射するようにしている。

特開２０１０−１２５９５０号公報 特開２０１３− ９５２３４号公報

本発明が解決しようとする課題は、コート剤等の表面処理剤を車体面にムラ無く作用させることができる車体洗浄装置を提供することにある。

このような課題を解決するために、本体フレームと車両とを相対移動し、移動に伴い車体の洗浄面を洗浄する車体処理装置において、本体フレームにおける車体側面と対面する位置に備えたコート剤散布パイプと、車体上面に高圧エアを吹き付けるトップノズルに取り付けられるコート剤散布パイプと、各コート剤散布パイプに所定間隔で取り付けられる噴射ノズルとを備え、噴射ノズルを流量分布がほぼ均等で円形・楕円形・方形のいずれかの噴射パターンを有するノズルで構成し、洗浄処理が施された車体の洗浄面に、前記コート剤散布パイプの噴射ノズルからコート剤等の表面処理剤を塗布するコーティング工程と、該表面処理剤が塗布された車体の洗浄面に、前記コート剤散布パイプの噴射ノズルから洗浄水を噴射するすすぎ工程とを順次実行するものであり、該コーティング工程及びすすぎ工程において、それぞれの噴射ノズルからの噴射パターンが車体の洗浄面に噴射された時点で重合しないように噴射ノズルを配置したものである。

車体側面と対面する位置に備えたコート剤散布パイプに設けられる噴射ノズルは、上下間隔を持って複数取り付けられ、それぞれ下向きに指向して取り付けた。

トップノズルに取り付けられるコート剤散布パイプに設けられる噴射ノズルは、左右間隔を持って複数取り付けられ、垂直下向きに指向して取り付けられた垂下ノズルと前方下向きに指向して取り付けられた傾斜ノズルとを交互に配置した。

コート剤等の表面処理剤が塗布された車体面に、洗浄水を高圧で噴射することで、表面処理剤の塗布面が水洗によりならされ、均一した皮膜が形成される。表面処理剤を塗布するノズルとして、流量分布がほぼ均等な充ノズル（充円錐・充角錐・充楕円錐）を採用することにより、塗布量のバラツキが抑えられる。

本発明の車体処理装置を備えた洗車機を示す側面図である。 車体処理装置の管路構成を示す説明図である。 コート剤散布パイプの構成及び動作を示す説明図である。 給水系を示す説明図である。 制御系を示すブロック図である。 車体処理装置の洗車動作を示すタイミングチャート図である。

以下、図面を基に本発明の実施態様について説明する。
１は本体フレームで、門型に形成され、床面に敷設された走行レール２・２上を走行モータ３に駆動されて往復走行する。本体フレーム１には、洗車処理を行う各種の洗車処理装置として、ブラシ装置・ブロワノズル・散液パイプが備えられ、本体フレーム１の走行に伴って、散液パイプから水・洗剤・ワックスを車体に散布しながらブラシ装置でブラッシングするブラシ洗浄処理や、散液パイプから撥水剤・コーティング剤を車体に吹き付ける処理剤塗布処理、ブロワノズルから空気を車体に吹き付ける乾燥処理を行う。

ブラシ装置は、車体上面に沿って昇降し同上面をブラッシングするトップブラシ４と、車体の幅方向に対して開閉動作し車体の前後面および側面をブラッシングする左右一対のサイドブラシ５とを備えている。ブロワノズルは、車体上面に沿って昇降し同上面に空気を吹き付けて乾燥をはかるトップノズル６と、車体側面に空気を吹き付けて乾燥をはかる左右一対のサイドノズル７とを備えている。尚、昇降・開閉・回転の各動作については、いずれも正転逆転可能なモータによる公知の手段により行われる。

散液パイプは、自動車車体に水とシャンプーを選択的に散布するシャンプー散布パイプ８と、自動車車体に水とワックスと撥水剤を選択的に散布するワックス散布パイプ９と、自動車車体に水を散布する水散布パイプ１０と、自動車車体にコート剤を散布するコート剤散布パイプ１１・１２とを備えている。図２に示すように、シャンプー散布パイプ８・ワックス散布パイプ９・水散布パイプ１０は、それぞれアーチ状に形成され、車体の上面及び側面に各処理剤を散布するものである。またコート剤散布パイプ１１は、トップノズル６に水平姿勢で取り付けられ、主に車体上面にコート剤を散布するものである。コート剤散布パイプ１２は、本体フレーム１の脚部に垂直姿勢で取り付けられ、主に車体側面にコート剤を散布するものである。

これらの洗車処理装置は、本体フレーム１の前方から、シャンプー散布パイプ８・トップブラシ４・コート剤散布パイプ１２・ワックス散布パイプ９・サイドブラシ５・水散布パイプ１０・トップノズル６（コート剤散布パイプ１１）・サイドノズル７の順に配置されている。

１３は車形検出装置で、本体フレーム１のシャンプー散布管路８よりも前方に配置され、本体フレーム１の走行に伴い自動車の側方から見た形状を検出する。１４は走行エンコーダで、本体フレーム１の走行モータ３の出力軸に取り付けられ、本体フレーム１が単位距離走行する毎にパルス出力する。１５は走行限界スイッチで、本体フレーム１の脚部下端に設けられ、走行レール２の前端及び後端付近に設置したドッグ１６・１７に接触して本体フレーム１の前進及び後進の限界位置を検出する。ここでは、走行限界スイッチ１５がドッグ１６に接触すると走行後端位置が検出され、ドッグ１７に接触すると走行前端位置が検出されるものである。

図３はコート剤散布パイプ１１・１２の構成を示している。
コート剤散布パイプ１１は、トップノズル６の前面に沿って水平姿勢で取り付けられ、管路上に４つの噴射ノズル１１ａ〜１１ｄを等間隔で配置している。噴射ノズル１１ａ〜１１ｄのうち、噴射ノズル１１ａ・１１ｃは、垂直下向きにコート剤を吹き付けるように指向させてあり、噴射ノズル１１ｂ・１１ｄは、垂直下向きから所定角度θ１前方に向けてコート剤を吹き付けるように指向させてある。すなわち、垂直下向きの噴射ノズルと前方下向きの噴射ノズルを交互に配置している。

コート剤散布パイプ１２は、本体フレーム１脚部の所定高さ位置に垂直姿勢で左右一対で取り付けられ、管路上に２つの噴射ノズル１２ａ・１２ｂを上下に配置している。噴射ノズル１２ａ・１２ｂは、それぞれ水平横向きから所定角度θ２下方に向けてコート剤を吹き付けるように指向させてある。すなわち、斜め下向きの噴射ノズルを高さ位置を変えて配置している。

噴射ノズル１１ａ〜１１ｄ及び噴射ノズル１２ａ・１２ｂは、いずれも流量分布がほぼ均等な円形の噴射パターンを有する充円錐ノズルを採用している。充円錐ノズルは、噴射口から充円錐状にコート剤を噴射して、車体面に向けて円形にコート剤を吹き付けるものである。各噴射ノズルから噴射されたコート剤は、車体面に円形に吹き付けられ、本体フレーム１の走行により車長方向に移動しながら車体全体に塗布される。

図３に示すように、車体上面に対して、コート剤散布管路１１の噴射ノズル１１ａ〜１１ｄからコート剤を吹き付けるとき、垂直下向きの噴射ノズル１１ａ・１１ｃと前方下向きの噴射ノズル１１ｂ・１１ｄが交互に配置されているので、コート剤が極力重なり合わず、塗布ムラを抑えることができる。また、車体側面に対して、コート剤散布管路１２の噴射ノズル１２ａ・１２ｂからコート剤を吹き付けるとき、上側の噴射ノズル１２ａから車高の高いワンボックス車の窓部を含む位置に向けて斜め下向きにコート剤を吹き付け、下側の噴射ノズル１２ｂから軽自動車のドア窓部を含む位置に向けて斜め下向きにコート剤を吹き付けるので、車種に関わらず車体側面全体にコート剤を吹き付けることができる。

尚、噴射ノズルの噴射角度θ１・θ２や円錐拡散角度は、任意に選択できるものであり、噴射ノズルの数・配列ピッチ・車体までの距離に応じて、コート剤の干渉や車体面での重合が少なくなるように設定される。ここでは、噴射角度θ１を３０°、θ２を３０°、拡散角度を７０°とすることで好適に使用される。また、噴射圧や塗布量は、コート剤の定着性と、ショー効果を含めたパフォーマンス性を両立するように設定される。ここでは、噴射圧を0.1〜0.5Ｍｐａ、塗布量を約２０リットル／分とすることで好適に使用される。

図４は給水系を示す配管図である。
給水系は、シャンプー散布パイプ８・ワックス散布パイプ９・水散布パイプ１０に給水する低圧系管路と、コート剤散布パイプ１１・１２に給水する高圧系管路とに分かれている。

低圧系管路は、貯水タンク２０内に備えた低圧ポンプ２１によって給水され、シャンプー散布パイプ８に至る管路２２と、ワックス散布パイプ９に至る管路２３と、水散布パイプ１０に至る管路２４とを備えている。管路２２には、シャンプータンク２５と連通したシャンプー管路２６が混合器２７を介して接続されており、シャンプー管路２６に設けたチューブポンプ２８により定量のシャンプーを吸い上げ、混合器２７から管路２２内にシャンプーが混入される。管路２３には、ワックスタンク２９と連通したワックス管路３０が混合器３１を介して接続されており、ワックス管路３０に設けたチューブポンプ３２により定量のワックスを吸い上げ、混合器３１から管路２３内にワックスが混入される。管路２２・２３・２４は、それぞれ電磁弁３３・３４・３５によって開閉制御される。

高圧系管路は、貯水タンク２０から吸水する高圧ポンプ３６によって給水され、コート剤散布管路１１・１２に至る管路３７を備えている。管路３７には、撥水剤タンク３８と連通した撥水剤管路３９と、コート剤タンク４０と連通したコート剤管路４１とが混合器４２を介して接続されており、各管路３９・４１にそれぞれ設けたチューブポンプ４３・４４により定量の撥水剤もしくはコート剤を吸い上げ、混合器４２から管路３７内に撥水剤もしくはコート剤が混入される。管路３７は、電磁弁４５によって開閉制御され、撥水剤管路３９・コート剤管路４１は電磁弁４６・４７によって開閉制御される。また、管路３７は混合器４２の下流でコート剤散布管路１１に至る管路３７ａとコート剤散布管路１２に至る管路３７ｂとに分岐され、各管路３７ａ・３７ｂは電磁弁４８・４９によって開閉制御される。

図５は本発明の制御系を示すブロック図である。
５０は制御部で、本体走行モータ３、トップブラシ４、サイドブラシ５、トップノズル６、サイドノズル７、車形検出装置１３、走行エンコーダ１４、走行限界スイッチ１５、低圧ポンプ２１、チューブポンプ２８・３２、電磁弁３３〜３７、高圧ポンプ３８、チューブポンプ４３・４４、電磁弁４５〜４９、操作パネル５１が接続されている。

操作パネル５１は、レール２・２で与えられる本体フレーム１の走行範囲（洗車エリア）に入る手前で自動車の運転席から操作可能な高さに設けられ、料金受付部５２、洗車コースキー５３，洗車スタートキー５４，洗車ストップキー５５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。このうち、洗車コースキー５３では、水洗車・シャンプー洗車・ワックス洗車・コーティング洗車コースといった洗車コースが選択できる。

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。
本体フレーム１は、走行位置スイッチ１５とドッグ１９で与えられる待機位置で洗浄する車両の入車待ち状態にある。利用客（ドライバー）は、操作ボックス５６で洗車受付を行った後、洗車エリアに前方から進入して所定の停車位置に自動車を停車する。車両が正規の停止位置に停車されると、操作パネル５１で受け付けた洗車内容で洗車が実行される。洗車が終了すると、自動車の退場を促し、自動車が退場すると、本体フレーム１が待機位置にかえって入車待ち状態に戻る。すなわち、自動車に乗ったまま洗車を受け、洗車後に通り抜けるドライブスルー洗車を行うものである。

以下、洗車コースとして、コーティング洗車コースを選択した場合の洗車動作を例に、図６を用いて説明する。図６はコーティング洗車コースにおける各部の動作タイミングを示している。コーティング洗車コースでは、本体フレーム１が３．５往復する間に、シャンプー洗浄・すすぎ洗浄・下地撥水・コーティング上散布・コーティング横散布・高圧すすぎ・乾燥が順次実行される。

まず、本体フレーム１の第１往行では、シャンプー洗浄が実行される。シャンプー洗浄では、低圧ポンプ２１及びチューブポンプ２８の作動と電磁弁３３・３４・３５・３６の開放により、シャンプー散布パイプ８からシャンプー、ワックス散布パイプ９と水散布パイプ１０から水をそれぞれ散布し、ブラシ４・５を回転して車体のブラッシング洗浄を行う。

本体フレーム１の第１復行では、すすぎ洗浄が実行される。すすぎ洗浄では、低圧ポンプ２１の作動と電磁弁３３・３５の開放により、シャンプー散布パイプ８と水散布パイプ１０から水を散布し、ブラシ４・５を回転して車体のブラッシング洗浄を行う。

本体フレーム１の第２往行では、下地撥水が実行される。下地撥水では、低圧ポンプ２１の作動と電磁弁３５の開放により、水散布パイプ１０から水を散布し、高圧ポンプ３６及びチューブポンプ４３の作動と電磁弁４５・４６・４８・４９の開放により、コート剤散布パイプ１１・１２から撥水剤を散布する。このとき、トップノズル４は動作せず、上昇位置に待機した状態でコート剤散布パイプ１１から車体上面に撥水剤が散布される。

本体フレーム１の第２復行では、コーティング上散布が実行される。コーティング上散布では、低圧ポンプ２１の作動と電磁弁３３の開放により、シャンプー散布パイプ８から水を散布し、高圧ポンプ３６及びチューブポンプ４４の作動と電磁弁４５・４７・４８の開放により、コート剤散布パイプ１１からコート剤を散布する。このとき、トップノズル４は車体上面形状に沿って昇降し、車体上面に対して所定位置から撥水剤が散布される。

本体フレーム１の第３往行では、コーティング横散布が実行される。コーティング横散布では、低圧ポンプ２１の作動と電磁弁３５の開放により、水散布パイプ１０から水を散布し、高圧ポンプ３６及びチューブポンプ４４の作動と電磁弁４５・４７・４９の開放により、コート剤散布パイプ１２からコート剤を散布する。

本体フレーム１の第３復行では、高圧すすぎが実行される。高圧すすぎでは、高圧ポンプ３６の作動と電磁弁４５・４８の開放により、コート剤散布パイプ１１から高圧の洗浄水を車体上面に噴射する。

本体フレーム１の第４往行では、乾燥が実行される。乾燥では、各ポンプを停止し、各電磁弁を閉塞して、ノズル６・７から高圧エアを吹き付けて車体の乾燥を行う。

このように、コーティング洗車コースでは、車体をシャンプー洗浄した後、下地撥水として撥水剤を車体面に散布し、撥水剤が散布された車体面にコート剤が塗布される。コート剤散布は、コート剤散布パイプに備えた流量分布がほぼ均等な円形の噴射パターンを有する充円錐ノズルを採用した噴射ノズルから行われ、車体面全体に渡ってムラなくコート剤を塗布することができる。

また、コート剤散布した後の車体に対して、充円錐ノズルを採用した噴射ノズルから洗浄水を噴射する高圧すすぎを実行することにより、コート剤塗布層はより均一化され、塗布ムラを一層抑えたコーティングが実現される。また、コート剤散布後の高圧すすぎにより、車体面での水滴の流れが視認でき、撥水性・光沢性を視覚的にアピールすることで顧客満足度とリピート率向上が図られる。更に、コート剤が混入した管路に高圧水を通すことで管路や噴射ノズルのクリーニングが図られ、詰まりを防止する効果がある。

本発明は、以上のように構成されるものであるが、上記構成は一つの実施態様にすぎず、往復単位で本体フレームを走行させて洗車後に自動車を後進させて洗車エリアから移動させるフルサービス型洗車機、据置式本体に自動車をコンベア搬送するコンベア型式洗車機、自動車を台車で往復搬送する車両搬送式洗車機、本体と台車を相互に移動させる相対移動式洗車機のいずれにも同様に採用可能である。また、散液パイプや噴射ノズルの数、レイアウト、洗車コースの数、洗車コースの工程数等、特に限定されるものではない。

１ 本体フレーム
１１ コート剤散布パイプ
１１ａ〜１１ｄ 噴射ノズル
１２ コート剤散布パイプ
１２ａ・１２ｂ 噴射ノズル

Claims (3)

1. 本体フレームと車両とを相対移動し、移動に伴い車体の洗浄面を洗浄する車体処理装置において、
   前記本体フレームにおける車体側面と対面する位置に備えたコート剤散布パイプと、車体上面に高圧エアを吹き付けるトップノズルに取り付けられるコート剤散布パイプと、各コート剤散布パイプに所定間隔で取り付けられる噴射ノズルとを備え、
   前記噴射ノズルを流量分布がほぼ均等で円形・楕円形・方形のいずれかの噴射パターンを有するノズルで構成し、洗浄処理が施された車体の洗浄面に、前記コート剤散布パイプの噴射ノズルからコート剤等の表面処理剤を塗布するコーティング工程と、該表面処理剤が塗布された車体の洗浄面に、前記コート剤散布パイプの噴射ノズルから洗浄水を噴射するすすぎ工程とを順次実行するものであり、該コーティング工程及びすすぎ工程において、それぞれの噴射ノズルからの噴射パターンが車体の洗浄面に噴射された時点で重合しないように噴射ノズルを配置したことを特徴とする車体処理装置。
   
2. 車体側面と対面する位置に備えたコート剤散布パイプに設けられる噴射ノズルは、上下間隔を持って複数取り付けられ、それぞれ下向きに指向して取り付けられていることを特徴とする上記請求項１記載の車体処理装置。
   
3. トップノズルに取り付けられるコート剤散布パイプに設けられる噴射ノズルは、左右間隔を持って複数取り付けられ、垂直下向きに指向して取り付けられた垂下ノズルと前方下向きに指向して取り付けられた傾斜ノズルとを交互に配置したことを特徴とする上記請求項１又は２記載の車体処理装置。

Images