JP7316896B2

JP7316896B2 - 車両処理装置

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Publication number: JP7316896B2
Application number: JP2019181214A
Authority: JP
Inventors: 徹夫青木; 遥高橋; 優介中澤
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2039-10-01
Also published as: JP2021054339A

Description

本発明は、車両処理装置に関し、特に、車両を洗浄する機能を備える洗車装置に適用して有効な技術に関する。

特開平９－１５６４７２号公報（特許文献１）には、車両位置検出装置が記載されている。この装置は、防爆構造が不要とされる高さ（消防法の制約を受ける地上高６０ｃｍ）以上の位置にある光電センサと、この光電センサよりも低い位置にある反射板とを備え、光電センサの投光器からの光を反射板で反射させ、光電センサの受光器で受信するよう構成されている。

特開平９－１５６４７２号公報

特許文献１の装置によれば、光電センサに防爆構造を設けなくとも、車両前端を検出することができる。特に、ボンネットの高さが低いスポーツタイプのような車両であっても、車両前端（例えばバンパ）を検出でき、車両前端の位置を基に、洗浄、乾燥などの処理を停車した車両に対して適切に行うことができる。しかしながら、特許文献１の装置は、反射板を用いて光軸（光路）を構成するため、その反射板の位置調整が難しく、ズレが生じて誤検出してしまうおそれがある。

本発明の一目的は、車両を検出するセンサ部の設置高さよりも車両前端が低い車両であることを判定することのできる技術を提供することにある。

一解決手段に係る車両処理装置は、地面に起立して設けられ、前後に移動可能な本体部と、地面よりも高い位置で前記本体部に設けられ、車両を検出可能なセンサ部と、車両前端が前記センサ部よりも低位にあるか否かを判定する手段を有する制御部と、を備える。

一解決手段によれば、車両を検出するセンサ部の設置高さよりも車両前端が低い車両であることを判定することができる。

本発明の実施形態に係る車両処理装置の模式的な正面図である。車両処理装置の模式的な側面図である。車両処理装置の制御系のブロック図である。車両処理装置の低位判定手段の説明図であり、（ａ）はセダン車、（ｂ）はスポーツ車、（ｃ）はバン車を判定する場合を示す。車両処理装置による車両前端の位置を検出するフロー図である。サイドブラシの模式的な平面図である。サイドブラシの模式的な正面図である。サイドブラシの模式的な側面図である。サイドブラシの軌跡を示す説明図である。

本発明の実施形態では、車両処理装置として、車両を洗浄する処理機能を備える洗車装置に適用した場合について図面を参照して説明する。図１および図２は、本実施形態に係る洗車装置１０の模式的な正面図および側面図である。また、図３は、洗車装置１０の制御系のブロック図である。

洗車装置１０は、地面Ｇ（敷設面）に起立して設けられた本体部１１（本体機ともいう）を備えている。本体部１１は、処理対象となる車両１００を跨ぐように門型状に筐体（フレーム）が構成されている。このため、本体部１１は、地面Ｇから起立する一対の脚部１１Ａと、一対の脚部１１Ａにかかる梁部１１Ｂとを有している。

また、洗車装置１０は、レール１２と、車輪１３、１４とを備えている。一対のレール１２は、互いが平行となるように延在して地面Ｇに設けられている。車輪１３、１４は、一対の脚部１１Ａの底部のそれぞれに設けられている。洗車装置１０では、この一対のレール１２間に車両１００が停車（停止）した状態で、一対のレール１２上を車輪１３、１４（計４輪）を介して本体部１１が前後に移動（往復走行）することとなる。なお、洗車装置１０では、車輪１３が駆動輪、車輪１４が従動輪となる。

また、洗車装置１０は、モータ１５と、エンコーダ１６とを備えている。モータ１５は、地面Ｇに対して車輪１３よりも高い位置から車輪１３と接続されるように本体部１１の一対の脚部１１Ａのそれぞれに設けられている。このモータ１５は、正逆転可能に構成されており、車輪１３を介して本体部１１を前後に移動（往復走行）させる。エンコーダ１６は、本体部１１の脚部１１Ａの一方に設けられ、モータ１５の出力軸に連結されている。エンコーダ１６は、レール１２上における本体部１１の走行位置を検出する。すなわち、エンコーダ１６は、モータ１５の回転方向すなわち駆動輪１３の回転方向を検出しながら単位角度回転ごとにパルス信号を出力することで、レール１２上における本体部１１の位置を与えることができる。このようにして、本体部１１は前後に移動可能に構成されている。

また、洗車装置１０は、停車検出部１７を備えている。停車検出部１７は、所定の停車位置で車両１００が停車していることを検出する。停車検出部１７としては、図２に示すような地上Ｇ上に設けられたタイヤ停車板（例えば、特開２０１７－１５４６０５号公報参照）や、本体部１１の前側に設けられた停車センサ（光電センサ）を用いることができる。

また、洗車装置１０は、本体部１１に設けられたトップブラシ２０および一対のサイドブラシ２１を備えている。トップブラシ２０（回転ブラシ）は、門型状の本体部１１の開口上部側（梁部１１Ｂ側）に収容されている。トップブラシ２０は、本体部１１の移動に伴って回転しながら昇降動作し、主に車両１００の上面をブラッシングすることができる。また、一対のサイドブラシ２１（回転ブラシ）は、それぞれ門型状の本体部１１の開口側部側（一対の脚部１１Ａ側）に収容されている。一対のサイドブラシ２１は、本体部１１の移動に伴って回転しながら開閉動作（互いが近づいたり離れたりする動作）し、主に車両１００の前面、側面および後面をブラッシングすることができる。

また、洗車装置１０は、本体部１１に設けられるトップノズル２２および一対のサイドノズル２３を備えている。トップノズル２２は、門型状の本体部１１の開口上部側（梁部１１Ｂ側）に収容されている。トップノズル２２は、本体部１１の移動に伴って水などの洗浄液を複数の噴射ノズルから噴射し、主に車両１００の上面を洗浄することができる。また、一対のサイドノズル２３は、それぞれ門型状の本体部１１の開口側部側（一対の脚部１１Ａ側）に収納されている。一対のサイドノズル２３は、本体部１１の移動に伴って水などの洗浄液を複数の噴射ノズルから噴射し、主に車両１００の側面を洗浄することができる。なお、本体部１１の前進に伴って車両１００をブラッシング洗浄するため、トップノズル２２およびサイドノズル２３はトップブラシ２０およびサイドブラシ２１よりも本体部１１の前側に設けられている。

また、洗車装置１０は、本体部１１に設けられるトップブロワ２４および一対のサイドブロワ２５を備えている。トップブロワ２４は、門型状の本体部１１の開口上部側（梁部１１Ｂ側）に収納されている。トップブロワ２４は、本体部１１の移動に伴って送風しながら昇降動作し、主に車両１００の上面を乾燥することができる。また、一対のサイドブロワ２５は、それぞれ門型状の本体部１１の開口側部側（一対の脚部１１Ａ側）に収納されている。一対のサイドブロワ２５は、本体部１１の移動に伴って送風しながら開閉動作（互いが近づいたり離れたりする動作）し、主に車両１００の側面を乾燥することができる。

また、洗車装置１０は、地面Ｇよりも高い位置で本体部１１に設けられ、車両１００を検出可能なセンサ部２６を備えている。本実施形態では、センサ部２６の設置高さは、消防法により防爆構造が不要な地上高６００ｍｍ以上としている。また、本体部１１の前進に伴って車両１００の形状に沿ってブラッシング洗浄するため、センサ部２６は、トップブラシ２０およびサイドブラシ２１よりも本体部１１の前側に設けられている。

センサ部２６は、車両１００を検出する複数の検出素子２７を有している。複数（ｎ個とする）の検出素子２７は、地面Ｇ側から順に最下位の検出素子２７－１、次の検出素子２７－２というように最上位の検出素子２７－ｎまで本体部１１の起立方向（鉛直方向）に沿って並んで配置されている。最下位の検出素子２７－１の設置高さＨ１（地上高）を例えば６７０ｍｍとし、最下位の検出素子２７－１（設置高さＨ１）と次の検出素子２７－２（設置高さＨ２）との間のようにピッチを例えば１１０ｍｍとして配置される。これにより、センサ部２６で検出された車両１００の高さは、車両１００を検出した検出素子２７の設置高さ（Ｈ１～Ｈｎ）を参照して求められる。

このように、センサ部２６は、本体部１１の前側で本体部１１の起立方向（車両１００の車高方向）に延在して設けられている。このため、センサ部２６は、車両１００の側方からの形状を検出することができる。より具体的には、本体部１１の移動に伴い、車両１００の側方からの形状（車両１００のシルエット）を読み取ることができる。

検出素子２７は、例えば、対をなす発光部２７ａおよび受光部２７ｂを有する透過型の光電センサから構成される。検出素子２７としての光電センサの発光部２７ａおよび受光部２７ｂは、それぞれ門型状の本体部１１の開口左右側部側（一対の脚部１１Ａ側）に収納され、同じ高さに対向配置することで水平な光軸を形成する。光電センサは、発光部２７ａから光を照射し、光量の変化を受光部２７ｂで受光する構成により、水平光軸の通光／遮光によって車両１００の有無を検出することができる。

また、洗車装置１０は、図３に示すように、制御部３０を備えている。この制御部３０は、本体部１１に設けられ、エンコーダ１６、センサ部２６、操作パネル３１、および駆動部３２と電気的に接続され、操作パネル３１で受け付けた処理コースに従い、予めプログラムされたシーケンス（手段）を実行する。制御部３０は、走行検出手段３３と、車両検出手段３４と、データ作成手段３５と、データ記憶手段３６と、処理手段３７と、を有している。走行検出手段３３は、エンコーダ１６のパルス信号から本体部１１の走行位置（移動位置）を検出する。車両検出手段３４は、エンコーダ１６のパルス信号をトリガに単位距離移動する毎にセンサ部２６を駆動して車両１００の上面を検出する。データ作成手段３５は、走行検出手段３３と車両検出手段３４の検出結果から車形データを作成する。データ記憶手段３６は、車形データを記憶する。処理手段３７は、車形データを基に駆動部３２でブラシなどを駆動する装置を制御する。なお、各手段は、制御部３０が有するものとして説明したが、制御部３０とは別個の制御部として設けられてもよい。

このように構成される洗車装置１０は、種々の手段（機能）を備えており、制御部３０によって各手段が実行される。

次に、洗車装置１０の動作（車両処理方法の工程）について説明する。洗車装置１０は、ユーザによって操作パネル３１で受付がなされると、本体部１１の前方への入車を許可し、所定の停車位置に車両１００を停車させるよう表示機などによってユーザに案内する。次いで、洗車コースとして、本体部１１が一往復して洗車を行う工程が選択されている場合、往工程として、本体部１１を前進移動（往行走行）させながら、センサ部２６で読み取った車両形状に合わせてトップブラシ２０やサイドブラシ２１などを用いて車両１００の車体面をブラッシング洗浄する。次いで、復工程として、本体部１１を後進移動（復行走行）させ、トップブロワ２４などを用いて車両１００への送風により水滴を除去して乾燥を図る。その後、洗車装置１０は、退車させるよう表示機などによってユーザに案内し、洗車コースが終了する。

このような洗車コースにおいて、本実施形態では、サイドブラシ２１で車両１００をブラッシング洗浄する前に、車両前端１０１（図４参照）の低位判定を行っている。洗車装置１０では、防爆構造を設ける必要がない地面Ｇよりも高い位置にセンサ部２６を設けているが、制御部３０での処理によって車両前端１０１がセンサ部２６よりも低い車両１００であることを判定（推定）している。このため、制御部３０は、低位判定手段４０を有している（図３参照）。そして、低位判定の結果を基に、本体部１１に対する車両前端１０１の位置を把握することで、車両１００へ適切な処理を施すことができる。

処理対象の車両１００の一例として図４（ａ）にセダン車、図４（ｂ）にスポーツ車、図４（ｃ）にバン車の場合を示し、また図５に低位判定を含む、車両前端１０１の位置検出する処理フローを示す。この処理フローで判別される場合として、図４（ａ）は、停車検出部１７によって車両１００が停車していることが検出され、車両前端１０１がセンサ部２６を通り過ぎてセンサ部２６で車両１００が検出されている場合である。また、図４（ｂ）は、停車検出部１７によって車両１００が停車していることが検出され、車両前端１０１がセンサ部２６を通り過ぎているものの、センサ部２６で車両１００が検出されていない場合である。また、図４（ｃ）は、停車検出部１７によって車両１００が停車していることが検出され、車両前端１０１がセンサ部２６を通り過ぎておらず、センサ部２６で車両１００が検出されていない場合である。これら図４および図５を参照して、車両１０１の位置を検出する手段について説明する。

まず、停車検出部１７を用いて車両１００が停車しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。車両１００の停車を検出すると、センサ部２６において車両１００を検出しているか否かを判定する（ステップＳ２０）。センサ部２６で車両１００が検出されない場合、低位判定手段４０を行う（ステップＳ３０）。低位判定手段４０は、検出された車両１００の高さを複数の検出素子２７の設置高さ（Ｈ１、Ｈ２、・・・Ｈｎ）から求め、車両前端１０１がセンサ部２６よりも低位にあるか否かを判定する。

より具体的には、低位判定手段４０（制御部３０）は、本体部１１に伴ってセンサ部２６が前方に移動することで、センサ部２６が最初に車両１００を検出した第１位置Ｘ１から所定距離離れた第２位置Ｘ２までの間で車両１００の高さの平均値を求める。車両１００の高さは、前述したように、検出素子２７の設置高さから求めることができるので、これを参照して所定距離の間の車両１００の高さ（具体的にはボンネットの高さ）の平均値を求める。このような低位判定手段４０によれば、センサ部２６よりも低位にあり、センサ部２６では検出することのできない車両先端１０１であっても、低位にあることを判定（推定）することができる。

予め制御部３０に記憶させておいた判定基準値よりも所定距離の高さ平均が低ければ、車両前端１０１がセンサ部２６よりも低位にあると決定する（ステップＳ３０）。この場合（図４（ｂ）参照）、接触部材（洗車装置１０ではサイドブラシ２１を用いる）が車両１００に当接した結果を基に車両前端１０１の位置を決定する（ステップＳ４０）。

ここで、接触部材としてのサイドブラシ２１について詳細に説明する。サイドブラシ２１は、図２に示すように、センサ部２６よりも後側で本体部１１に設けられ、本体部１１の起立方向（鉛直方向、車高方向）に延在している。図６～図８に、それぞれ平面視、正面視および側面視におけるサイドブラシ２１を示す。左右一対のサイドブラシ２１は、それぞれ本体部１１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４１に挟持するキャリア４２と、該キャリア４２から吊下される回転軸４３と、該回転軸４３の周囲に植毛される布製又は樹脂製のブラシ体４４とを有して構成されている。

一対のサイドブラシ２１は、開閉装置４５を介してガイドレール４１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４６及び前後揺動装置４７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４２には、正逆可能な回転モータ５０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５１を介して回転軸４３と連係され、ブラシを正転・逆転させる。すなわち、サイドブラシ２１は、本体部１１の起立方向に沿うように設けられた回転軸４３を有し、回転しながら車両１００をブラッシングすることができる。

開閉装置４５は、サイドブラシ２１を左右別々に開閉するものであり、図６に示すように、ブラシ開閉用の走行モータ５２と、一端がキャリア４２に接続され、他端がスプロケット５３を介して開閉モータ５２の駆動軸に懸架されたチェーン５４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５５とから構成される。

左右揺動装置４６は、サイドブラシ２１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ある。図７に示すように、左右揺動装置４６は、キャリア４２の上面において回転軸４３の上端を連結固定する支持板５６と、該支持板５６を一方向に揺動支持する支軸５７と、支持板５６が所定量θ１傾いた位置でスイッチングする第１近接スイッチ６０と、支持板５６が所定量θ２（＞θ１）傾いた位置でスイッチングする第２近接スイッチ６１とから構成される。

車両１００の側面洗浄（図９参照）は、サイドブラシ２１を車体に押し付け、左右にそれぞれ所定量θ１傾いた状態で行われる。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６１でブラシ２１の揺動角が所定量θ１より小さくなったことが検出されると、開閉装置４５によりブラシ２１を車体に接近させるようし、第２近接スイッチ６１でブラシ２１の揺動角が所定量θ２になったことが検出されると開閉装置４５を駆動してブラシ２１を車体から離させるようにして、ブラシ２１の揺動角θが常にθ１＜θ＜θ２の範囲で保たれる。

前後揺動装置４７は、サイドブラシ２１が前後方向の垂直姿勢から上方が本体部１１の前方に所定量θ３傾く前傾姿勢、後方に所定量θ３傾く後傾姿勢までの範囲でガイドレール４１を揺動させるものである。図８に示すように、前後揺動装置４７は、ガイドレール４１に連結するアーム６２と、該アーム６２の上端に連結されてアームの前方で伸縮する第１シリンダ６３と、アームの後方で伸縮する第２シリンダ６４と、第１シリンダ６３のロッド先端をスライド支持するスライド板６５と、第２シリンダ６４のロッド先端を本体に固定する固定軸６６と、一端がスライド板６５に連結され、他端がアーム６２を貫通して自由端となるワイヤ６７と、該ワイヤ６７のスライド板６５とアーム６２間に設けられる第１スプリング７０と、アーム６２と自由端間に設けられる第２スプリング７１とから構成される。ガイドレール４１の先端には、スイッチ板７２が設けられている。このスイッチ板７２が所定量傾斜した位置で接触する第１近接スイッチ７３と、さらに傾斜した位置で接触する第２近接スイッチ７４とにより、前後方向におけるブラシ２１の傾斜位置が把握される。

このようなサイドブラシ２１を本体部１１の前方への移動に伴って車両１００に当接させ、所定量θ３となったことを検出した結果から、車両前端１０１の位置と決定することができる（ステップＳ４０）。また、車両前端１０１の位置を決定するために、サイドブラシ２１は回転を停止させておけば、正確な位置を把握することができる。

また、予め制御部３０に記憶させておいた判定基準値よりも所定距離の高さ平均値が高ければ、車両前端１０１はセンサ部２６より低位にないと決定する（ステップＳ３０）。この場合（図４（ｃ）参照）、センサ部２６が最初に車両１００を検出した第１位置Ｘ１を車両前端１０１の位置と決定することができる（ステップＳ５０）。センサ部２６により車両前端１０１の位置が決定されるので、前述したサイドブラシ２１を当接させて車両１００の検出を行う必要がなくなる。車両前端１０１を決定するためにサイドブラシ２１を駆動させる機会が少なくなれば、サイドブラシ２１の駆動機構の寿命を延ばすことができる。

また、センサ部２６で車両１００を検出しているか否かの判定（ステップＳ２０）において、センサ部２６で車両１００が検出された場合（図４（ａ）参照）も、所定量θ３となるまでサイドブラシ２１を車両１００に当接させ、その結果から車両前端１０１の位置を決定することができる（ステップＳ６０）。車両前端１０１が本体部１１の前方からセンサ部２６を通り過ぎてしまい、センサ部２６により車両前端１０１の位置が決定することができなくとも、サイドブラシ２１による車両１００の検出によれば、車両前端１０１の位置を決定することができる。

図９に、車両１００に対してブラッシング洗浄する際のサイドブラシ２１の軌跡を示す。本体部１１が前進（往行）を開始し、停車している車両１００の車両前端１０１に対し、サイドブラシ２１・２１を閉じてアプローチする。このとき、車両前端１０１の位置を決定することができる。これにより、安全にサイドブラシ２１によるブラッシング洗浄を行うことができるようになる。なお、サイドブラシ２１を車両前端１０１に接触させて車両前端１０１の位置を決定した場合は、一旦本体部１１を後進させ、サイドブラシ２１を垂直姿勢（鉛直方向に沿った姿勢）に整えることが好ましい。

次いで、サイドブラシ２１・２１が車両前端１０１に接触して所定角度前傾した状態からサイドブラシ２１・２１を回転させながら開いていくことで、車両１００の前面がブラッシング洗浄される。次いで、サイドブラシ２１・２１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。これにより、車体前面から車体側面に回り込み、曲面が洗浄される。サイドブラシ２１・２１が開くと、前後方向で垂直姿勢に復帰するので、開閉装置４５により車体側面に押し付け、左右のブラシ２１をそれぞれ上方が車両１００側に傾倒したハの字姿勢になるように傾斜させて車両１００の側面洗浄が行われる。

センサ部２６が車両１００の後端を検出し、本体部１１がセンサ部２６とサイドブラシ２１・２１との間の距離分走行すると、サイドブラシ２１・２１が左右方向への押し付け力が無くなり垂直姿勢に復帰する。この動作により、サイドブラシ２１・２１は車両１００の側面から後面にかけての曲面に追従して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。車両１００の後面のブラッシングは、サイドブラシ２１・２１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、本体部１１を走行停止位置まで走行させて停止し、一往行での洗浄工程が終了となる。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

前記実施形態では、地面に停車した車両に対して本体部が移動する洗車装置（車両処理装置）を説明した。これに限らず、例えば、車両の車長方向に移動可能なキャリアに車両を搭乗させて、本体部に対して車両が移動する場合や、車両および本体部が共に移動する場合であってもよい。このため、本発明には、処理対象となる車両に対して本体部が相対移動する関係が含まれる。

また、前記実施形態では、洗車コースとして、本体部が一往復して洗車を行う場合について説明した。これに限らず、例えば、本体部を二往復、三往復させて種々の処理を実行させることもできる。

また、前記実施形態では、低位判別手段として、センサ部が最初に車両を検出した第１位置から所定距離離れた第２位置までの間で車両の高さの平均値を求め、これを基に車両前端がセンサ部よりも低位な車両であると決定する場合について説明した。これに限らず、例えば、第１位置および第２位置のそれぞれの車両の高さからボンネットの傾きも求め、これらの値から車両前端の低位を判定することもできる。

また、前記実施形態では、発光部と受光部とを対向配置した光電センサを用い、水平光軸の通光／遮光によって車両の有無を検出する場合について説明した。これに限らず、例えば、第１光電センサと第２光電センサとの間隔を短くし、第１光電センサの発光部と、第２光電センサの受光部とにより、傾斜光軸を形成し、その通光／遮光によって車両の有無を検出するように構成することもできる。

１０洗車装置
１１本体部
２６センサ部
２７検出素子

Claims

地面に起立して設けられ、前後に移動可能な本体部と、
地面よりも高い位置で前記本体部の起立方向に沿って並ぶ複数の検出素子を有し、車両を検出可能なセンサ部と、
車両前端が前記センサ部よりも低位にあるか否かを判定する手段を有する制御部と、
前記車両の停車を検出する停車検出部と、を備え、
前記制御部は、前記停車検出部が前記車両の停車を検出し、前記車両の前端を前記センサ部よりも低位にあると判定したとき、
前記本体部に伴って前記センサ部が移動することで、前記センサ部が最初に車両を検出した第１位置から所定距離離れた第２位置までの間で検出された車両の高さを前記複数の検出素子の設置高さから求め、
その車両の高さの平均値が基準値よりも低ければ、車両前端が前記センサ部よりも低位にあると決定する、
車両処理装置
前記センサ部よりも後側で前記本体部に設けられ、車両に当接可能な接触部材を備え、
前記制御部は、車両前端が低位にあると決定した場合に、前記本体部の移動に伴って前記接触部材が車両に当接した結果を基に車両前端の位置を決定する、
請求項１記載の車両処理装置。
前記制御部は、車両前端が低位にないと決定した場合に、前記本体部の移動に伴って前記センサ部が最初に車両を検出した位置を車両前端の位置と決定する、
請求項１または２記載の車両処理装置。