JP5873642B2

JP5873642B2 - 洗車機

Info

Publication number: JP5873642B2
Application number: JP2011068315A
Authority: JP
Inventors: 青木徹夫
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2012201251A

Description

本発明は、洗車ブラシで自動車車体をブラッシング洗浄する際に、車体との接触度合いをブラシモータの電流値により監視するようにした洗車機に関するものである。

このような洗車機では、洗車ブラシを回転駆動するブラシモータの電流値が設定された上限電流閾値と下限電流閾値との間に保持されるように、ブラシを車体に接離させる制御を行っている。電流閾値は、ブラシモータの個体差や経年変化等に対応するため、洗車開始前に調整され、洗車ブラシを空転させたときの空転電流値に基づいて設定されている。（例えば、特許文献１）

ところで、昨今の洗車機は、あらゆるタイプの車両が洗車できるように、洗車可能な車両サイズを拡張する傾向にある。このため、洗車可能範囲ぎりぎりの車両を洗浄する際には、洗車ブラシが待機位置の近くで回転することになり、ブラシ毛が洗車機内板や特許文献２に示す水切り用のパイプ状当接部材に接触してしまうことがあった。

ブラシが車体以外に接触してしまうと、ブラシ電流値の上昇が、車体との接触によるものか車体以外との接触によるものかが判断できず、ブラシの接離を制御することができないという問題があった。

特開平１０−６９３６号公報実用新案登録第２５２１８９２号公報

そこで本発明は、ブラシモータの電流値によりブラシの接離を制御する洗車機において、ブラシと車体との接触を確実に判断することができるように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本発明は、ブラシモータの電流値によりブラシの接離を制御する洗車機において、洗車ブラシが車体以外の当接部材に接触する待機位置でブラシモータを回転させたときの電流値から第１電流閾値を設定するとともに、洗車ブラシが車体以外の当接部材に接触しない空転位置でブラシモータを回転させたときの電流値から第２電流閾値を設定し、洗車ブラシの移動位置に応じて車体との接触を判断する基準閾値を切り替えてブラシ移動手段を制御するようにしたものである。

本発明は以上のように構成され、ブラシと車体との接触状態を判断するための基準値をブラシ位置や車体洗浄位置に応じて切り替えるようにしたので、ブラシと車体との接触を確実に判断することができる。

本発明の洗車機を示す正面図である。同装置の側面図である。上面洗浄ブラシ５の構造を示す説明図である。側面洗浄ブラシ６・６の構造を示す説明図である。同装置の制御系を示すブロック図である。閾値設定動作を示すフローチャート図である。上面洗浄ブラシ５の制御データを示す説明図である。上面洗浄ブラシ５の位置による電流変化を示したグラフである。車体部位毎の電流変化を示したグラフである。上面洗浄ブラシ５の動作を示す説明図である。

以下、図面を基に、本発明の実施態様について説明する。図１は本発明の洗車機を示す正面図、図２は同側面図である。
１は本体フレームで、自動車車体を跨ぐように門型状に形成され、正転逆転可能な走行モータ４・４により、車輪２・２を回転駆動してレール３・３に沿って往復走行する。５は上面洗浄ブラシで、本体フレーム１の脚部に備えた昇降レール間に沿って昇降し、主に自動車の上面をブラッシングする。６・６は側面洗浄ブラシで、本体フレーム１の上部幅方向に備えた走行レールに沿って開閉し、主に自動車の前後面及び側面をブラッシングする。７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、前記レール３の前端及び後端付近に設置したドッグ３Ｒ・３Ｆ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７がドッグ３Ｒに接触すると走行後端位置が検出され、ドッグ３Ｆに接触すると走行前端位置が検出されるものである。

８ａ・８ｂは電装ボックスで、本体フレーム１の脚部前面に左右一対で取り付けられ、正面視右側に位置する電装ボックス８ａ・８ｂの前面に洗車受付を行う操作パネル９を設けている。１０・１１は光電スイッチで、それぞれ発光部と受光部とを対面配置するとともに、受光部を発光部よりも高い位置に配置することで傾斜した光軸を形成し、この傾斜光軸の透光／遮光によって車体の有無を検出するもので、電装ボックス８ａ・８ｂの対向する内面において奥行き方向に所定距離離れた位置に設置されている。

図３は上面洗浄ブラシ５の構造を示す説明図である。
上面洗浄ブラシ５は、ブラシ軸１２の両端に直結されたキャリア１３Ｌ・１３Ｒによって洗車機本体１内に垂設した昇降レール１４Ｌ・１４Ｒ上を昇降するように構成され、一方のキャリア１３Ｒに固定されたブラシモータ１５により正逆転駆動される。キャリア１３Ｌ・１３Ｒは、上端と下端を無端状に接続するチェーン１６と、該チェーン１６が懸回されるスプロケット１７Ｕ・１７Ｄと、左右の上スプロケット１７Ｕ同士を連結する回転軸１８と、該回転軸１８を正逆転する昇降モータ１９と、該昇降モータ１９に連結される昇降エンコーダ２０とからなる昇降装置により昇降される。２１Ｕ，２１Ｄは昇降限界スイッチで、キャリア１３Ｌの接触によりスイッチングして上面洗浄ブラシ５が上昇限界位置及び下降限界位置にあることを検出する。２２はパイプ状当接部材で、上面洗浄ブラシ５が昇降限界スイッチ２１Ｕで検出される上限位置（待機位置）で回転したときに、上面洗浄ブラシ５のブラシ毛が接触するように本体フレーム１に取り付けられている。

図４は側面洗浄ブラシ６の構造を示す説明図である。
側面洗浄ブラシ６は、ブラシ軸２３の上端に直結したキャリア２４Ｌ・２４Ｒによって洗車機本体１内の後方上部に水平に横架された開閉レール２５に沿って開閉するように構成され、ブラシモータ２６・２６により正逆転駆動される。キャリア２４Ｌ・２４Ｒは、右端と左端を無端状に接続するチェーン２７と、該チェーン２７が懸回されるスプロケット２８Ｌ・２８Ｒと、一方のスプロケット２８Ｌ・２８Ｒを正逆転する開閉モータ２９と、該開閉モータ２９に連結される開閉エンコーダ３０とからなる開閉装置により開閉される。３１Ｌ・３１Ｒは開放スイッチで、キャリア２４Ｌ・２４Ｒの接触によりスイッチングして側面洗浄ブラシ６・６が開放位置にあることを検出する。３２はパイプ状当接部材で、側面洗浄ブラシ６・６が開放スイッチ３１Ｌ・３１Ｒで検出される開放位置（待機位置）で回転したときに、側面洗浄ブラシ６・６のブラシ毛が接触するように本体フレーム１に取り付けられている。

このような構成の洗車機は、主にトラックやバス等の大型車の洗車に用いられる。本体フレーム１を待機位置に待機させた状態で、洗浄する自動車を光電スイッチ１０・１１で与える停止位置まで入車させ、操作パネル９で任意の洗車プログラムを選択した後にスタートすると、本体フレーム１が前進し、各散水ノズルから洗浄水を散布しながら各洗浄ブラシ５・６・６により車体のブラッシング洗浄が施される。洗車終了後は、上面洗浄ブラシ５が上限位置、側面洗浄ブラシ６・６が開放位置に待機状態となり、この待機位置でブラシを回転させることでそれぞれパイプ状当接部材２２，３２にブラシ毛が接触し、ブラシの水切り及び解氷が行えるようになっている。

図５は本発明の制御系を示すブロック図である。
３３は洗車制御部で、本体フレーム１の本体走行モータ４，走行限界スイッチ７，操作パネル９，光電スイッチ１０・１１，上面洗浄ブラシ５のブラシモータ１５，昇降モータ１９，昇降エンコーダ２０，昇降限界スイッチ２１Ｕ・２１Ｄ，側面洗浄ブラシ６・６のブラシモータ２６，開閉モータ２９，開閉エンコーダ３０，開放スイッチ３１Ｌ・３１Ｒ、外気温センサ３４が接続されている。操作パネル９には、洗車コースキー３５，洗車スタートキー３６，洗車ストップキー３７が備えられ、顧客の希望に添った洗車形態が設定できるようになっている。

洗車制御部３３は、本体フレーム１の走行位置を検出する走行位置検出部３８と、上面洗浄ブラシモータ１５の電流値を検出する電流検出部３９と、上面洗浄ブラシ５の昇降位置を検出する昇降位置検出部４０と、昇降モータ１９を制御する昇降制御部４１と、側面洗浄ブラシモータ２５の電流値を検出する電流検出部４２と、側面洗浄ブラシ６の開閉位置を検出する開閉位置検出部４３と、開閉モータ２９を制御する開閉制御部４４と、昇降制御部４１及び開閉制御部４４の基準データを作成するデータ作成部４５と、データ作成部４５で作成した各種データを記憶するデータ記憶部４６と、凍結防止制御部４７を備えている。

走行位置検出部３８は、本体走行モータ４の駆動時間をカウントし、走行限界スイッチ７で検出される走行限界位置からの本体フレーム１の移動位置を推定して昇降制御部４１，開閉制御部４４及びデータ作成部４５に出力する。

上面洗浄ブラシの電流検出部３９は、上面洗浄ブラシ５のブラシモータ１５の電流値を検出し、昇降制御部４１及びデータ作成部４５に出力する。
昇降位置検出部４０は、昇降エンコーダ２０のパルス信号をカウントし、昇降限界スイッチ２１Ｕ・２１Ｄで検出される昇降限界位置からの上面洗浄ブラシ５の移動位置を検出して昇降制御部４１及びデータ作成部４５に出力する。

昇降制御部４１は、走行位置検出部３８及び昇降位置検出部４０から入力される本体フレーム１の走行位置及び上面洗浄ブラシ５の昇降位置に応じてデータ記憶部４６から上限電流閾値ＡHiと下限電流閾値ＡLoを呼び出し、上面洗浄ブラシの電流検出部３９から入力されるブラシモータ１５の電流値Ａsが上限電流閾値ＡHi〜下限電流閾値ＡLoの間になるよう昇降モータ１９を制御する。すなわち、検出電流値Ａsが上限電流閾値ＡHiよりも大きい場合（Ａs＞ＡHi）は、車体への接触圧が強いと判断してブラシを車体から離す方向に移動させ、検出電流値Ａsが下限電流閾値ＡLoよりも小さい場合（Ａs＜ＡHi）は、車体への接触が弱いと判断してブラシを車体に近づける方向に移動させるよう昇降モータ１９を制御する。

側面洗浄ブラシの電流検出部４２は、側面洗浄ブラシ６・６のブラシモータ２６の電流値を検出し、開閉制御部４４及びデータ作成部４５に出力する。開閉位置検出部４３は、開閉エンコーダ３０のパルス信号をカウントし、開放スイッチ３１Ｌ・３１Ｒで検出される開放位置からの側面洗浄ブラシ６・６の移動位置を検出して開閉制御部４４及びデータ作成部４５に出力する。

開閉制御部４４は、走行位置検出部３８及び開閉位置検出部４２から入力される本体フレーム１の走行位置及び側面洗浄ブラシ６・６の開閉位置に応じてデータ記憶部４４から上限電流閾値ＡHiと下限電流閾値ＡLoを呼び出し、側面洗浄ブラシ電流検出部４１から入力されるブラシモータ２６の電流値Ａsが上限電流閾値ＡHi〜下限電流閾値ＡLoの間になるよう開閉モータ２９を制御する。すなわち、検出電流値Ａsが上限電流閾値ＡHiよりも大きい場合（Ａs＞ＡHi）は、車体への接触圧が強いと判断してブラシを車体から離す方向に移動させ、検出電流値Ａsが下限電流閾値ＡLoよりも小さい場合（Ａs＜ＡHi）は、車体への接触が弱いと判断してブラシを車体に近づける方向に移動させるよう開閉モータ２９を制御する。

データ作成部４５は、走行位置検出部３８，電流検出部３９・４２，昇降位置検出部４０，開閉位置検出部４３からの入力に基づいて、ブラシと車体との接触状態を判断する上限電流閾値ＡHiと下限電流閾値ＡLoを設定する。データ記憶部４６は、データ作成部４５で作成した上限電流閾値ＡHiと下限電流閾値ＡLoが各洗浄ブラシの位置毎にテーブル化されて記憶される。

このような構成により、上面洗浄ブラシ５及び側面洗浄ブラシ６でブラッシング洗浄を行う際に、データ記憶部４６に記憶された上限電流閾値ＡHi〜下限電流閾値ＡLoの間になるように、上面洗浄ブラシ５を昇降、側面洗浄ブラシ６を開閉してブラッシング洗浄が実行されることになる。

続いて、データ作成部４５におけるデータ作成手順について説明する。
図６は電流閾値を設定する動作を示すフローチャート図、図７は作成される電流閾値データ表を示している。尚、この設定動作は、ブラシの経年劣化を考慮して洗車のたびに全てのブラシに対して実行されるものであるが、ここでは上面洗浄ブラシ５の設定動作を説明していく。

まず、上面洗浄ブラシ５を待機位置ＨＰ（パイプ状当接部材２２にブラシ毛が接触する位置）で回転させて電流値Ａ１を検出し（１）、検出した電流値Ａ１に対して所定のオフセット値Ｈ，Ｌを加えて上限電流閾値Ａ１Hi（＝Ａ１＋Ｈ）と下限電流閾値Ａ１Lo（＝Ａ１＋Ｌ）を設定する（２）。次に、上面洗浄ブラシ５を空転位置ＫＰ（パイプ状当接部材２２にブラシ毛が接触しない位置）に移動させ、その位置でブラシを回転させて電流値Ａ２を検出し（３）、検出した電流値Ａ２に対して所定のオフセット値Ｈ，Ｌを加えて上限電流閾値Ａ２Hi（＝Ａ２＋Ｈ）と下限電流閾値Ａ２Lo（＝Ａ２＋Ｌ）を設定する（４）。その後、洗浄する車体部位（ここではキャビン上面・箱体上面）毎に予め設定されている補正値ａ，ｂを乗じて、キャビン上面を洗浄する際の上限電流閾値Ａ１ａHi，Ａ２ａHiと、下限電流閾値Ａ１ａLo，Ａ２ａLo及び箱体上面を洗浄する際の上限電流閾値Ａ１ｂHi，Ａ２ｂHiと、下限電流閾値Ａ１ｂLo，Ａ２ｂLoを算出し（５）、データ記憶部４６に記憶して（６）設定動作が終了となる。

ここで、上記処理（１）・（２）で待機位置ＨＰでの上限電流閾値と下限電流閾値を設定したのには次の理由がある。
すなわち、昨今の洗車事情として、あらゆるタイプの車両が洗車できるように、洗車可能な車両サイズを拡張する傾向にあるが、洗車機の基本サイズは変えられないため、洗車可能範囲ぎりぎりの車両を洗浄する際には、ブラシ毛が待機位置ＨＰの当接部材２２に接触してしまうことがあった。ブラシ５が当接部材２２に接触すると、電流値が上昇するので、空転位置ＫＰでのブラシ電流値を基に設定された上限電流閾値ＡHiと下限電流閾値ＡLoでは待機位置ＨＰ付近での車体との接触状態を正確に判断することができないという問題が生じていた。そのため、空転位置ＫＰのブラシ電流値と、待機位置ＨＰのブラシ電流値を検出し、それぞれに上限電流閾値ＡHiと下限電流閾値ＡLoを設定してデータ記憶部４６に記憶しているのである。

図８はブラシ位置による電流変化特性を示したグラフである。
図に示すように、待機位置ＨＰではブラシ５が当接部材２２に接触して電流値が上がり、ブラシ５が当接部材２２から離れる方向に移動すると比例的に電流値が下がっていき、ブラシ５が空転位置ＫＰで空転電流値となる。このため、エンコーダで検出されるブラシ５の移動位置が待機位置付近の第１洗浄領域Ｓ１にあるときは、待機位置ＨＰのブラシ電流値Ａ１に基づく上限電流閾値・下限電流閾値でブラシの移動を制御し、ブラシの移動位置が空転位置付近の第２洗浄領域Ｓ２にあるときは、空転位置ＫＰのブラシ電流値Ａ２に基づく上限電流閾値・下限電流閾値でブラシの移動を制御するのである。

また、洗浄する車体部位毎に上限電流閾値と下限電流閾値を補正値Ｃで補正するのには次の理由がある。
すなわち、トラック型車両におけるキャビン部と箱部とでは幅寸法や高さ寸法が異なるため、ブラシとの接触面積に違いが生じる。加えて、キャビン部と箱部とでは強度そのものに違いがあるため、ブラシの接触圧を同じにすることはできない。そのため、車体部位毎に設定した補正値ａ・ｂで上限電流閾値と下限電流閾値を補正してデータ記憶部４６に記憶しているのである。

図９は車体部位毎の電流変化特性を示したグラフである。
図に示すように、キャビン上面を洗浄する際には、ブラシとの接触面積が小さく、ブラシの接触距離に対する電流上昇量が小さくなる。一方、箱体上面を洗浄する際には、ブラシとの接触面積が大きく、ブラシの接触距離に対する電流上昇量が大きくなる。また、キャビン上面に比べて箱体上面は丈夫であるため、ブラシの接触距離を箱体上面ではブラシをより接触させることができる。これにより、キャビン上面に対してはブラシを接触距離Ｐ１から接触距離Ｐ２まで接触させたときの電流変化率を補正値ａとし、箱体上面に対してはブラシを接触距離Ｐ１’から接触距離Ｐ２’まで接触させたときの電流変化率を補正値ｂとしてデータ記憶部４６に記憶している。

こうして、ブラシ位置及び車体部位毎に上限閾値・下限閾値が設定され、図７に示すデータが与えられる。尚、図７では便宜上、全てのデータが異なる数値として表現しているが、同一の数値であっても構わない。

続いて、本発明の洗車機の洗車動作について、図１０を用いて説明する。
本体フレーム１は、走行位置スイッチ７がドッグ３ａに接触する待機位置で洗浄する車両の入車待ち状態にある。車両が乗り入れられて、本体フレーム１前面の電装ボックス８ａ，８ｂ間に設けた光電スイッチ１０・１１のうち、前方の光電スイッチ１０が遮光、後方の光電スイッチ１１が透光している状態になると、車両の停止位置と判断して停止を促す。こうして、車両が正規の停止位置に停車されると、操作パネル９での洗車受付を許可し、各キーにて選択動作を行った後、洗車スタートキー３４を入力すると洗車がスタートする。

洗車がスタートすると、上記した電流閾値の設定動作を実行した後、まず上面洗浄ブラシ５をキャビン上面位置まで下降させ、ブラシ５を正転させながら本体フレーム１を前進させる。ブラシモータ１５の電流値で上面洗浄ブラシ５がトラックＴのキャビン上面に接触したことを検出すると、本体フレーム１を前進させたまま、昇降モータ１９を制御してキャビン上面のブラッシング洗浄を行う。このとき、昇降位置検出部４０で検出される上面洗浄ブラシ５の昇降位置が当接部材２２に接触する第１洗浄領域Ｓ１にあるときは、図７に示す『キャビン上面−第１洗浄領域Ｐ１』の下限電流閾値Ａ１ａLo〜上限電流閾値Ａ１ａHiの範囲になるように昇降モータ１９が制御され、第２洗浄領域Ｓ２にあるときは、『キャビン上面−第２洗浄領域Ｐ２』の下限電流閾値Ａ２ａLo〜上限電流閾値Ａ２ａHiの範囲になるように昇降モータ１９が制御されることになる。ここでは、キャビン上面において上面洗浄ブラシ５は当接部材２２に接触しない第２洗浄領域Ｓ２にあるので、下限電流閾値Ａ２ａLo〜上限電流閾値Ａ２ａHiの範囲になるように昇降モータ１９が制御される。

キャビン上面洗浄が終わると、引き続き昇降モータ１９を制御して箱体上面のブラッシング洗浄を行う。このとき、昇降位置検出部４０で検出される上面洗浄ブラシ５の昇降位置が当接部材２２に接触する第１洗浄領域Ｓ１にあるときは、図７に示す『箱体上面−第１洗浄領域Ｐ１』の下限電流閾値Ａ１ｂLo〜上限電流閾値Ａ１ｂHiの範囲になるように昇降モータ１９が制御され、第２洗浄領域Ｓ２にあるときは、『箱体上面−第２洗浄領域Ｐ２』の下限電流閾値Ａ２ｂLo〜上限電流閾値Ａ２ｂHiの範囲になるように昇降モータ１９が制御されることになる。ここでは、箱体上面において上面洗浄ブラシ５は当接部材２２に接触する第１洗浄領域Ｓ２にあるので、下限電流閾値Ａ１ｂLo〜上限電流閾値Ａ１ｂHiの範囲になるように昇降モータ１９が制御される。

本体フレーム１の前進により、上面洗浄ブラシ５が光電スイッチ１１・１２で検出するトラック後端に達したら、本体フレーム１を前進させたままブラシ５を上昇させ、ブラシ５が上限位置に達したら、本体フレーム１の走行を停止させて洗車終了となる。尚、ここで設定されるキャビンと箱体の境界位置は、一般的なトラック形状に基づいて予め記憶されており、各走行モータ４・昇降モータ１９の駆動時間により位置制御されるものである。

本発明は以上のように構成されるもので、ブラシと車体との接触状態を判断するための基準値を、ブラシ位置や車体洗浄位置に応じて切り替えるようにしたので、ブラシの凍結防止措置として当接部材を設け、この当接部材に接触する状態で車体洗浄が行われる状況があっても適正なブラシ圧でブラシを車体に作用させることができるのである。このような構成は、トラックを洗浄する大型洗車機のみならず、軽自動車から大型車まで洗車可能にした一般的な門型洗車機にも有効に採用できる。また、説明は省略したが、側面洗浄ブラシやロッカーブラシでも同様に利用できるものである。

１本体フレーム
４走行モータ
５上面洗浄ブラシ
６・６側面洗浄ブラシ
９操作パネル
１５ブラシモータ
１９昇降モータ
２０昇降エンコーダ
２５ブラシモータ
２８開閉モータ
３０開閉エンコーダ
３３洗車制御部
３４外気温センサ
３８走行位置検出部
３９電流検出部（上面洗浄ブラシ）
４０昇降位置検出部
４１昇降制御部
４２電流検出部（側面洗浄ブラシ）
４３開閉位置検出部
４４開閉制御部
４５データ作成部
４６データ記憶部
４７凍結防止制御部

Claims

洗車機本体と自動車とが相対移動し、移動に伴い洗車機本体内に備えた洗車ブラシを車体面に移動させて洗車を行う洗車機であって、
前記洗車ブラシを車体に接離するブラシ移動手段と、洗車ブラシの移動位置を検出する移動位置検出手段と、洗車ブラシを回転駆動するブラシモータと、該ブラシモータの電流値を検出する電流値検出手段と、ブラシモータ電流値が所定範囲内になるように前記ブラシ移動手段を制御する制御手段とを備えた洗車機において、
前記制御手段は、洗車ブラシが車体以外の当接部材に接触する待機位置でブラシモータを回転させたときの電流値から第１電流閾値を設定するとともに、洗車ブラシが車体以外の当接部材に接触しない空転位置でブラシモータを回転させたときの電流値から第２電流閾値を設定し、洗車ブラシの移動位置に応じて車体との接触を判断する基準閾値を切り替えてブラシ移動手段を制御することを特徴とする洗車機。