JP5525996B2

JP5525996B2 - 洗車機

Info

Publication number: JP5525996B2
Application number: JP2010247782A
Authority: JP
Inventors: 利明宮沢; 敬和大田; 義郎松村
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-11-04
Also published as: JP2012096730A

Description

本発明は、自動車の側面に対して接離自在のサイドブラシとサイドノズルを備えた洗車機において、サイドブラシの洗浄位置から自動車側面との距離を検出し、検出した車体側面に基づいてサイドノズルを車体側面に接近・離間するものである。

この種の洗車機として、特許文献１が知られている。特許文献１の洗車機は、自動車の側面に対して接離自在のサイドブラシとサイドノズルを備え、サイドブラシが車体に接触した位置から自動車側面までの距離を検出し、検出した距離に基づいてサイドノズルの移動目標値を設定している。この洗車機では、サイドブラシとウエイトとのバランスによりブラシを垂直姿勢のまま車体に接触させているため、ブラシの移動距離を測定することで、実際の車体側面までの距離が正確に検出できる反面、車体面の湾曲や凹凸の影響を受けやすく、ブラシの反発が繰り返されることで、車体との接触状態が安定せず、車体側面位置の検出が不安定なものとなる。

一方、サイドブラシを左右方向に揺動自在に備え、ブラシ開閉モータによりブラシを自動車側面に接触させ、ブラシが所定の傾斜角度を保持するようにモータを制御する洗車機も知られている。このような洗車機の場合、ブラシと車体との接触状態は安定するものの、ブラシを傾斜させて車体に接触させているため、ブラシの移動距離と実際の車体側面までの距離との間に誤差が生じやすいという問題がある。

特公平８−５２７号公報

そこで、本発明の課題は、サイドブラシを車体に押し付けて所定の制御角度に揺動させる洗車機で、正確に自動車側面までの距離を検出し、サイドノズルの移動目標値を設定することができ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、自動車の側面をブラッシング洗浄する左右一対のサイドブラシと、自動車の側面を送風乾燥する左右一対のサイドノズルと、前記サイドブラシを自動車の幅方向に開閉するブラシ開閉手段と、サイドブラシの開閉位置を検出する開閉位置検出手段と、サイドブラシを自動車の幅方向に揺動するブラシ揺動手段と、サイドブラシの揺動角度を検出する揺動角検出手段と、前記サイドノズルを自動車の幅方向に移動するノズル進退手段と、サイドノズルの進退位置を検出する進退位置検出手段と、自動車の上面高さを検出する車高検出手段と、サイドブラシの自動車側面に対する開閉位置に基づいてサイドノズルの進退位置を制御する制御手段を備えた洗車機において、制御手段は、開閉位置検出手段で与えられるサイドブラシの実測開閉位置と、揺動角検出手段で与えられるサイドブラシの揺動角度と、車高検出手段で与えられる自動車の上面高さとから車幅補正値を算出するとともに、車高検出手段で与えられる自動車の上面高さから洗浄時のサイドブラシ中心から車体までの接触半径を推測し、車幅補正値とブラシ接触半径から車体側面までの距離を算出してサイドノズルの開閉位置を設定し、ノズル進退手段を制御する。

本発明によれば、サイドブラシが車体に接触した位置や角度によって正確に自動車側面までの距離を検出し、サイドノズルの移動目標値を設定することができる。また、ブラシと車体との接触半径を考慮するため、距離算出の誤差を少なくすることができる。更に、サイドブラシの接触半径を車体上面高さやブラシ傾斜角度に応じて補正することで、距離算出の誤差を更に軽減できる。

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。サイドブラシの正面図である。サイドブラシの側面図である。サイドノズルの側面図である。制御系を示すブロック図である。車体側面までの距離検出を説明する説明図である。往工程でのサイドブラシの動作を示す説明図である。車体上面高さによる制御角度の違いを示す説明図である。復工程でのサイドノズルの動作を示す説明図である。サイドノズルの進退位置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トップブラシ、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サイドブラシである。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トップノズル、６・６は車体面に沿って出没動作する左右一対のサイドノズルである。

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走行エンコーダ、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３，４はサイドブラシ４の構造を示す説明図である。尚、図面では一方のサイドブラシのみを図示している。
サイドブラシ４は、洗車機本体１内の後方上部に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、ブラシ開閉装置１４を介してキャリア１１をガイドレール１０に沿って走行し自動車の側面に対して左右別々に開閉可能にされるとともに、ブラシ揺動装置１５を介して左右方向に揺動自在にされる。キャリア１１には、正逆可能なブラシ回転モータ１６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１７を介して回転軸１２と連係され、ブラシ体１３を正転・逆転させる。

ブラシ開閉装置１４は、サイドブラシ４を左右に開閉するものであり、キャリア１１の両側面に先端が接続されスプロケット１８，１８間に懸架されたチェーン１９と、一方のスプロケット１８を回転駆動するブラシ開閉用モータ２０と、モータの駆動軸先端に接続されるブラシ開閉位置検出用のエンコーダ２１とから構成される。

ブラシ揺動装置１５は、サイドブラシ４を垂直位置から下方が外側に開く位置に揺動させるもので、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２２と、該支持板２２を一方向に揺動支持する支軸２３とから構成される。支持板２２の上面に揺動角度センサ２４が取り付けられており、ブラシの揺動角度を検出される。

自動車の側面洗浄は、左右のサイドブラシ４，４を自動車側面に押し付けて、車体側面の形状に適した角度に傾斜させた状態で行われる。この傾斜角度は、車高や車体部位に応じて設定されるもので、揺動角度センサ２４で揺動角度を検出しながらブラシ開閉用モータ２０を駆動することで、所定角度範囲に保持される。

図５はサイドノズル４の構造を示す説明図である。尚、図面では一方のサイドノズルのみを図示している。
サイドノズル６・６は、洗車機本体１内の脚部に水平に取り付けられたガイドフレーム２５に挟持するキャリア２６と、該キャリア２６に固定されるノズル体２７とから構成され、ノズル進退装置２８を介してキャリア２６をガイドフレーム２５に沿って走行し自動車側面に対して左右別々に進退可能にされる。

ノズル進退装置２８は、キャリア２６の両側面に先端が接続されスプロケット２９，２９間に懸架されたチェーン３０と、一方のスプロケット２９を回転駆動するノズル進退用モータ３１と、モータの駆動軸先端に接続されるノズル進退位置検出用のエンコーダ３２と、ガイドフレーム２５の前端と後端にそれぞれ設けたドッグ３３，３３に接触するリミットスイッチ３４とから構成される。

自動車の側面乾燥は、左右のサイドノズル６，６を自動車側面から所定距離離した位置に保持するように移動させながら行われる。この所定距離は、サイドブラシ４の開閉位置に基づき車高や車体部位に応じて設定されるもので、ノズル進退装置２８のエンコーダ３２で移動距離を検出しながらノズル進退用モータ３１を駆動して所定距離範囲に保持される。

図６は実施態様の制御系を示すブロック図である。
３５は制御部で、車形検出装置７と、走行エンコーダ８と、ブラシ開閉装置１４のエンコーダ２２・２２と、揺動角度センサ２４と、ノズル進退装置２８のエンコーダ３２・３２と、リミットスイッチ３４と、洗車駆動部３６と、操作部３７が接続されている。

洗車駆動部３６は、洗車機本体１の走行モータ９と、サイドブラシ４・４のブラシ回転モータ１６と、サイドブラシ４・４のブラシ開閉用モータ２０と、サイドノズル６・６のノズル進退用モータ３１とが接続される他、トップブラシ３、トップノズル５の駆動系が接続され、洗車制御部３５で検出した自動車の上面形状・側面位置に基づいて洗車機本体１・トップブラシ３・サイドブラシ４・トップノズル５・サイドノズル６を駆動するものである。

操作部３７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、洗車機本体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。

制御部３５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３８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３９と、車形検出装置７とブラシ開閉装置１４のエンコーダ２２・２２と揺動角度センサ２４からの信号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４０と、各検出部３８〜４０での検出結果に基づいて洗車駆動部３６を介して洗車機本体１・トップブラシ３・サイドブラシ４・トップノズル５・サイドノズル６に動作指令を与える洗車制御部４１と、各種データを記憶するデータ記憶部４２とを備えている。

走行位置検出部３８は、走行モータ９の駆動に伴い洗車機本体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洗車機本体１の走行位置を検知する。

車形検出部３９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、この上面位置を洗車機本体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４０は、ブラシ開閉用モータ２０の駆動に伴いサイドブラシ４が単位距離走行する毎にエンコーダ２２・２２が出力するパルス信号をカウントしていき、揺動角度センサ２４でサイドブラシ４が車体側面に接触して制御角度に揺動したことを検出した時点のパルス数から車体側面までの距離を算出し、この距離を洗車機本体１の単位距離走行毎に蓄積して、側面形状データを形成する。

ここで、側面位置検出部４０における車体側面までの距離検出について、図７を用いて説明する。
サイドブラシ４が車体側面に接触して制御角度θに揺動したとき、基点ＨＰから測定点Ｐまでの実測距離Ｌがエンコーダ２２のパルス数で測定されるとともに、その時点での車体上面高さＨが車形検出装置７で検出され、実測距離Ｌと上面高さＨに基づいて測定点Ｐに対する傾斜補正値Ｃ（＝（支点高さＡ−Ｈ）×tanθ）が算出される。サイドブラシ４と車体との接触状況を見ると、ブラシ中心軸ＣＬから接触半径Ｂｒをもって接触しているため、傾斜補正値Ｃで補正される測定補正点Ｐａに対してこのブラシ接触半径Ｂｒを考慮した接触点Ｐｂに補正し、車体側面までの距離Ｗ（＝Ｌ−Ｃ＋Ｂｒ）が求められる。

さて、サイドブラシ４の揺動角度を検出するに当たり、揺動角度センサ２４からの出力は様々な要因で変動し誤差を生じるので、要因に応じた対処法が必要である。まず、サイドブラシ４が開閉するときの加速度を捉えて誤差を検出するので、開閉装置１４の起動時の所定時間は揺動角度センサ２４の出力をマスクしている。また、ブラシ回転による反動やブラシが車体に接触したときの反発により誤差を検出するので、検出角度が制御角度θを中心とした所定範囲内のデータのみを距離算出値としている。更に、回転軸のズレによる回転ブレ等により回転が不安定となるので、ブラシの回転周期（例えば１回転）に同期した揺動角度センサ２４の出力を平均化して揺動角度を抽出している。

尚、ブラシの接触半径Ｂｒは、固定値として与えるようにしても良いが、誤差を少なくするため、車体上面高さやブラシ傾斜角度に応じて補正するのが望ましい。車体上面高さとブラシ接触半径とは比例関係にあり、車体上面高さが低いほど接触半径は小さく、車体上面高さが高いほど接触半径は大きくなる。また、ブラシ傾斜角度とブラシ接触半径も比例関係にあり、傾斜角度が急なほど接触半径は小さく、傾斜角度が緩やかなほど接触半径は大きくなる。この知見を考慮し、車体上面高さや制御角度に応じた補正値を乗じてブラシの接触半径Ｂｒを求めるようにすることで誤差を少なくすることができる。

このように構成する洗車機の動作について説明する。ここでは１往復で洗浄と乾燥を実行する洗車コースを例示する。
往工程では、洗車機本体１の往行に伴い、走行位置検出部３８で洗車機本体１の走行位置を検出し、車形検出部３９で自動車の上面形状を検出し、側面位置検出部４０で自動車の側面位置を検出し、これら検出したデータに基づいてトップブラシ３とサイドブラシ４・４を自動車車体に作用させて洗浄が行われる。

このうち、サイドブラシ４・４の動作について、図８を用いて説明する。
サイドブラシ４・４は、車形検出部３９で検出する自動車の前端に対し、左右のブラシを閉じた状態でアプローチしていく。車形検出装置７が自動車の前端を検出してから、洗車機本体１が車形検出装置７とサイドブラシ４・４との距離Ｓ分走行すると、サイドブラシ４・４が自動車の前端に達したと判断し、洗車機本体１の往行を一旦停止させて左右のサイドブラシ４・４を回転させながら左右に開いていき、自動車の前面洗浄が行われる。

サイドブラシ４・４が左右に開くと、洗車機本体１の往行を再開するとともに、サイドブラシ４・４を閉じて車体側面に押し付けていき、左右のサイドブラシ４・４が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。この側面洗浄は、揺動角度センサ２４で検出される揺動角度が制御角度θ±αに保持されるように開閉装置１４にて車体側面への接離が制御される。尚、±αとは、サイドブラシが開閉するときの一時的な反動や車体に接触したときの回転反力を捉えて開閉装置１４が頻繁に作動するのを防ぐために設定される許容変化角度で、通常1.5°程度に設定されている。

ここで、制御角度θは、図９に示すように、車形検出装置７で検出される上面高さに応じて適宜設定される。すなわち、地上高Ｈａまでは、制御角度をθ１に設定し、地上高Ｈｂまでは、制御角度をθ２（＜θ１）に設定し、それ以上の高さは制御角度をθ３（＜θ２）に設定される。車高が低い車体側面では、ブラシの接触面積が小さく、揺動作動点が低くなるので、ブラシの揺動角度を大きく設定してブラシへの押付力を高める。また、車高の高い車体側面では、ブラシの接触面積が大きく、揺動作動点が高くなるので、ブラシの揺動角度を小さくして、車体側面に均一に作用するようにしている。これにより、普通車のボンネット部等の低車高部を洗浄するときには、揺動角度を制御角度θ１とし、普通車のキャビン部等の中車高部を洗浄するときには、揺動角度を制御角度θ２とし、ワンボックス車のキャビン部等の高車高部を洗浄するときには、揺動角度が制御角度θ３として開閉装置１４が制御される。

また、側面洗浄時には、側面位置検出部４０で車体側面までの距離Ｗが算出される。距離Ｗは、上述したように、サイドブラシの制御角度θ・実測距離Ｌ・車体上面高さＨ・ブラシ接触半径Ｂｒのパラメータを用いて算出される。こうしたパラメータを用いた算出により、図８に示すように、自動車が斜めに停車された状態であっても、車体側面との距離Ｗが正確に取得される。また、車体上面高さの変化により制御角度が変化しても傾斜補正値とブラシ接触半径を考慮した算出により、誤差の少ない距離検出が可能になる。こうして算出された距離データは、走行位置検出部３８で検出される洗車機本体１の走行位置とともに蓄積され、復工程においてサイドノズル６の進退データとして使用される。

車形検出装置７が自動車の後端を検出し、洗車機本体１が車形検出装置７とサイドブラシ４・４との距離Ｓ分走行すると、再び洗車機本体１の往行を一旦停止し、サイドブラシ４・４を閉じていくことで行われる。その後、洗車機本体１を走行停止位置まで走行させて停止し、往行の洗浄工程が終了となる。

復工程では、洗車機本体１の復行に伴い、往工程で検出した洗車機本体１の走行位置・自動車の上面形状・自動車の側面位置に基づいてトップノズル５とサイドノズル６・６を自動車車体に作用させて乾燥が行われる。

このうち、サイドノズル６・６の動作について、図１０を用いて説明する。
サイドノズル６・６は、往工程で蓄積されたサイドブラシ４・４の距離データに基づいて制御される。まず、洗車機本体１がサイドブラシ４・４で検出した車体後端に対して、サイドブラシ４・４とのＹ方向の距離Ｙ分だけ走行すると、サイドノズル６・６が自動車の後端に達したと判断し、左右のサイドノズル６・６を車体側面に接近させる。このとき、図１１に示すように、サイドブラシ４・４と車体側面までの距離Ｗに対して、サイドブラシ４・４とのＸ方向の距離Ｘと、車体側面とノズル送風口とのオフセット量Ｄを加味した距離Ｆ（＝Ｗ−Ｘ−Ｄ）分だけノズル進退装置２８によって移動し、車体に接触することなく近距離から車体に向けて送風する。その後、車体側面とのオフセット量Ｄを保持するように、ノズル進退装置２８を進退させていき、洗車機本体１が走行停止位置まで走行させて停止し、復行の乾燥工程が終了となる。

以上のように上記実施態様は、サイドブラシの位置から車体側面までの距離を算出し、その距離を用いてサイドノズル車体側面に接近させて乾燥の効率化を図ったものであり、車体側面までの距離を算出する際に、サイドブラシと車体との接触半径を考慮する点に特徴を有している。また、サイドブラシの接触半径を車体上面高さやブラシ傾斜角度に応じて補正することで、距離算出の誤差を少なくすることができる。

尚、サイドブラシのブラシ体に使用される素材によって、サイドブラシの制御角度の設定を選択するようにしても良い。すなわち、ブラシ体の素材がスポンジである場合と布である場合とでは、揺動角度センサで検出される揺動角度が同じであっても車体への接触度合いが若干変化するので、スポンジブラシ用の制御角度データと布ブラシ用の制御角度データを記憶しておき、使用するブラシ体によって選択するようにすると良い。

１洗車機本体
４・４サイドブラシ
６・６サイドノズル
７車形検出装置
１４ブラシ開閉装置
１５ブラシ揺動装置
２８ノズル進退装置
３５制御部
３８走行位置検出部
３９車形検出部
４０側面位置検出部
４１洗車制御部

Claims

自動車の側面をブラッシング洗浄する左右一対のサイドブラシと、自動車の側面を送風乾燥する左右一対のサイドノズルと、前記サイドブラシを自動車の幅方向に開閉するブラシ開閉手段と、サイドブラシの開閉位置を検出する開閉位置検出手段と、サイドブラシを自動車の幅方向に揺動するブラシ揺動手段と、サイドブラシの揺動角度を検出する揺動角検出手段と、前記サイドノズルを自動車の幅方向に移動するノズル進退手段と、サイドノズルの進退位置を検出する進退位置検出手段と、自動車の上面高さを検出する車高検出手段と、サイドブラシの自動車側面に対する開閉位置に基づいてサイドノズルの進退位置を制御する制御手段を備えた洗車機において、
前記制御手段は、前記開閉位置検出手段で与えられるサイドブラシの実測開閉位置と、前記揺動角検出手段で与えられるサイドブラシの揺動角度と、前記車高検出手段で与えられる自動車の上面高さとから傾斜補正値を算出するとともに、前記車高検出手段で与えられる自動車の上面高さから洗浄時のサイドブラシ中心から車体までの接触半径を推測し、傾斜補正値とブラシ接触半径から車体側面までの距離を算出してサイドノズルの開閉位置を設定し、ノズル進退手段を制御することを特徴とする洗車機。