(57)【要約】      （修正有）【課題】上面ブラシを、車体上面の凹凸形状に対して常に適正な接触面圧に保ちながら車体上面に追従接触させ、洗浄処理を均一化することのできる門型洗車機を提供する。【解決手段】門型洗車機本体１に揺動可能に設けた揺動アーム１０と、その両自由端部に設けた上面ブラシ１６とバランスウエイト１９よりなる上面ブラシ組立体ＴＢの慣性モーメントが略最小になるように設定した。そのため、上面ブラシ１６の重量Ｗ１とバランスウエイト１９の重量Ｗ２とを略等しくした。【選択図】図１
2011011679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄車両に対して移動する門型洗車機本体に上下方向に揺動可能に支持される揺動アームと、この揺動アームの一方の自由端部に回転自在に支持される上面ブラシと、前記揺動アームの他方の自由端部に支持されるバランスウエイトとより上面ブラシ組立体を構成し、
門型洗車機本体の前記移動により、上面ブラシを被洗浄車両の車体上面に接触させつつ回転して該車体上面を洗浄するようにした、門型洗車機の上面洗浄装置において、
前記上面ブラシ組立体の慣性モーメントが、上面ブラシ側の全重量の回転半径とバランスウエイト側の全重量の回転半径を合計した長さと、上面ブラシ側の全重量およびバランスウエイト側の全重量を変えないとした場合に、略最小になるように設定したことを特徴とする、門型洗車機の上面洗浄装置。
【請求項２】
前記揺動アームは、その揺動支持部から前記上面ブラシの支持側の自由端部までの長さと、その揺動支持部から前記バランスウエイトの支持側の自由端部までの長さを略等しくしたことを特徴とする、前記請求項１記載の門型洗車機の上面洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被洗浄車両に対して相対移動する門型洗車機の、前記車両の車体上面を洗浄するようにした上面洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両洗車位置に停車する被洗浄車両に対して門型洗車機本体を往復移動させることにより洗車を行なうようにした門型洗車機において、門型洗車機本体に上下方向に揺動自在に支持される揺動アームの一端部に上面ブラシを回転自在に設け、その他端部にバランスウエイトを固定し、門型洗車機本体を移動させることにより、回転する上面ブラシを被洗浄車両の車体上面に接触させて、その車体上面を洗浄するようにした、門型洗車機は公知である（後記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭４８−３３９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の門型洗車機の上面洗浄装置は、揺動アームに設けた上面ブラシを回転させながら車体上面に接触させて、その車体上面を洗浄するようにされるが、そのときに、上面ブラシを車体上面の凹凸形状に対して常に適正の接触面圧に保ちながら、車体上面に追従接触させるのに技術的な課題があり、たとえば、車両上面の傾斜が変化する部位などを洗浄するときは、上面ブラシがバウンドを起こし、そのバウンドにより上面ブラシが上下振動して上面ブラシの車体上面に対する面圧が不均一になり、洗浄面に洗浄ムラができ、特に、最近の車両では、その車体上面の高さや形状の変化が大きくなっており、上面ブラシの車体上面への追従性が一層難しくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本出願の発明者が、研究、研鑽を重ねた結果、揺動アーム、上面ブラシおよびバランスウエイトよりなる上面ブラシ組立体のもつ慣性モーメントが略最小になるように設定することが、上面ブラシの車体上面への追従性が最も良好になることを突き止めた。      
【０００６】
以下、図５〜７を参照して、上面ブラシ組立体の慣性モーメントについて解析する。
【０００７】
上面ブラシ組立体の慣性モーメント・・・・・Ｉ
上面ブラシの回転半径とバランスウエイトの回転半径とを合計した長さ・・・・・Ｌ（定数）
上面ブラシの重量・・・・・・・Ｗ1 （定数）
バランスウエイトの重量・・・・Ｗ2 （定数）
上面ブラシの回転半径・・・・・ｘ（変数）
バランスウエイトの回転半径・・Ｌ−ｘ（変数）
とすると、Ｉは次式となる。
【０００８】
Ｉ＝Ｗ1 ・ｘ2 ＋Ｗ2 （Ｌ−ｘ）2 
＝（Ｗ1 ＋Ｗ2 ）ｘ2 −２Ｗ2 Ｌ・ｘ＋Ｗ2 Ｌ2     ・・・・（１）
〇二次曲線の一般式
ｙ＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃ
＝ａ（ｘ＋ｂ／２ａ）2 −ｂ2 ／４ａ＋ｃ
変曲点（ａが正の場合の最小値）の座標  （−ｂ／２ａ、  ｂ2 ／４ａ−ｃ）    ∴  （１）式の二次曲線の変曲点（最小値）のｘ軸座標
→  Ｌ・Ｗ2 ／（Ｗ1 ＋Ｗ2 ）となり、
したがって、  Ｗ2 ／（Ｗ1 ＋Ｗ2 ）≒１／２  を前提とすれば、
変曲点のｘ座標がＬ／２のときに、慣性モーメントＩが最小となる。
【０００９】
以上の式から、上面ブラシの重量Ｗ1 と、バランスウエイトの重量Ｗ2 とを略等しく（実際には、上面ブラシの重量Ｗ1 は、バランスウエイトの重量Ｗ2 よりも若干大きい）設定したとき、揺動アームの回転中心が、その長さの中間位置（Ｌ／２）で、上面ブラシ組立体の慣性モーメントＩが略最小になることが解る。
【００１０】
上記に鑑み、本発明は、上面ブラシ組立体の慣性モーメントが略最小になるようにして、上面ブラシの車体上面への追従性を一層良好にし、車体上面の洗浄処理を均一化するようにした、新規な門型洗車機の上面洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的達成のため、請求項１記載の発明は、被洗浄車両に対して相対移動する門型洗車機本体に上下方向に揺動可能に支持される揺動アームと、この揺動アームの一方の自由端部に回転自在に支持される上面ブラシと、前記揺動アームの他方の自由端部に支持されるバランスウエイトとより上面ブラシ組立体を構成し、
門型洗車機本体の前記移動により、上面ブラシを被洗浄車両の車体上面に接触させつつ回転して該車体上面を洗浄するようにした、門型洗車機の上面洗浄装置において、
前記上面ブラシ組立体の慣性モーメントが、上面ブラシ側の全重量の回転半径とバランスウエイト側の全重量の回転半径を合計した長さと、上面ブラシ側の全重量およびバランスウエイト側の全重量を変えないとした場合に、略最小になるように設定したことを特徴としている。
【００１２】
前記目的達成のため、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載のものにおいて、前記揺動アームは、その揺動支持部から前記上面ブラシの支持側の自由端部までの長さと、その揺動支持部から前記バランスウエイトの支持側の自由端部までの長さを略等しくしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項各項の発明によれば、上面ブラシを支持した揺動アームの揺動がスムーズになり、上面ブラシの、被洗浄車両の車体上面に対する追従性が良好となり、車体上面の洗浄処理を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる上面洗浄装置を備えた門型洗車機の側面図
【図２】図１の２−２線に沿う門型洗車機の後面図
【図３】図１の３−３線に沿う門型洗車機の前面図
【図４】上面洗浄装置による洗浄行程工程図
【図５】上面ブラシ組立体の側面図
【図６】揺動アームと、上面ブラシおよびバランスウエイトとの関係を示す線図
【図７】Ｘ軸座標の対する慣性モーメントの変化を示す線図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を、添付図面１〜４に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００１６】
図１〜３において、門型洗車機の門型洗車機本体１は、被洗車車両Ｖを跨ぎ得る門型フレーム２を備え、この門型フレーム２に設けられた左右一対の前車輪３，３および左右一対の後車輪４，４は、設置面上に敷設される左右一対の走行レール５，５上を往復走行する。前車輪３，３には、洗車機本体１に設けた走行モータ６，６が連結され、これらの走行モータ６，６を駆動して門型フレーム２を一対の走行レール５，５上を往復走行させることができる。
【００１７】
門型洗車機本体１の設置面上には、スタート位置カム７が設けられている。また、門型洗車機本体１の主体部分を構成する走行フレーム２には、スタート位置カム７に当たって門型洗車機本体１がスタート位置にあることを検出するスタート位置検出スイッチ８が設けられている。
【００１８】
門型フレーム２の前後方向の後方寄りには、被洗浄車両Ｖの車体上面を洗浄する上面ブラシ組立体ＴＢが設けられ、また、その上面ブラシ組立体ＴＢよりも前方に、被洗浄車両Ｖの左、右両側面を洗浄する側面ブラシ組立体ＳＢが設けられ、さらに、その前部には、被洗浄車両Ｖの上面を乾燥する昇降可能なトップノズルＴＮおよび被洗浄車両Ｖの側面を乾燥するサイドノズルＳＮが設けられている。
【００１９】
つぎに、図１，２を参照して、本発明にかかる上面ブラシ組立体ＴＢの構成について説明する。
【００２０】
門型フレーム２の左右両側部には、左右一対の揺動アーム１０，１０が同一水平軸線Ｈ−Ｈ上に軸受１１，１２を介してそれぞれ回転自在に支持されている。各揺動アーム１０は、クランク状に形成されており、前記軸受１１，１２に支持される水平な支持軸部１０ａと、支持軸部１０ａの内端に固定されて鉛直方向に延びる内側アーム部１０ｂと、支持軸部１０ａの外端に固定されて鉛直方向に延びる外側アーム部１０ｃとより構成されている。左右の内側アーム部１０ｂ，１０ｂの自由端部間には、水平方向に延びる回転軸１３が軸受１４，１５を介して回転自在に支持され、この回転軸１３に上面ブラシ１６が一体に回転できるように支持されている。右側の内側アーム部１０ｂの先端部には、回転モータ１７が支持されており、この回転モータ１７の出力軸は、回転軸１３に連結されており、この回転モータ１７の駆動によれば、上面ブラシ１６が回転軸１３と共に回転される。上面ブラシ１６は、従来公知のもので、合成樹脂製ブラシ毛、ブラシ布帛などにより構成される。
【００２１】
左右の外側アーム部１０ｃ，１０ｃの自由端部には、バランスウエイト１９，１９がそれぞれ固定されている。
【００２２】
揺動アーム１０の支持軸部１０ａの中間部には、作動アーム２０が固定され、この作動アーム２０と門型フレーム２間には、揺動シリンダ２１が連結されており、この揺動シリンダ２１の伸長作動により、揺動アーム１０を上限位置に回動し、上面ブラシ組立体ＴＢは格納位置（図１、実線位置）に保持される。
【００２３】
しかして、一対の揺動アーム１０は、その内側アーム部１０ｂと、外側アーム部１０ｃが略同じ長さに形成されており、また、上面ブラシ１６の重量Ｗ1 と、バランスウエイト１９の重量Ｗ2 とが略等しく設定、実際には、上面ブラシ１６の重量Ｗ1 がバランスウエイト１９の重量Ｗ2 よりも若干重く設定される。
【００２４】
すなわち、図５を用いて説明すると、揺動支持部まわりの静モーメントの釣り合いは、次式（２）になる。
【００２５】
Ｗ1 ＡＸ＝ＦＸ＋Ｗ2 Ｂ（Ｌ−Ｘ）・・・・・・（２）
Ｗ1 Ａ：上面ブラシ１６側の全重量
Ｗ2 Ｂ：バランスウエイト１９側の全重量
Ｘ：上面ブラシ１６側の全重量の回転半径
（Ｌ−Ｘ）：バランスウエイト１９側の全重量の回転半径
Ｌ：上面ブラシ１６側の全重量の回転半径Ｘとバランスウエイト１９側の全重              量の回転半径（Ｌ−Ｘ）とを合計した長さ
Ｆ：前記重く設定した重量と釣り合う反対方向の力（５〜８kg）
そして、上面ブラシ組立体ＴＢの自由状態（揺動シリンダ２１のフリー状態）では、図１、鎖線に示すように、上面ブラシ１６が下方位置を保持されて被洗浄車両Ｖの車体上面に所定の接触面圧で接触するようにされる。そして、全体として、上面ブラシ組立体ＴＢは、前記長さＬと、上面ブラシ１６側の全重量Ｗ1 Ａおよびバランスウエイト１９側の全重量Ｗ2 Ｂが変わらないとした場合に、その慣性モーメントＩが略最小になるように、以下に設定されている。すなわち、Ｘ：（Ｌ−Ｘ）＝１：（０．７〜１．３）
好ましくは、Ｘ：（Ｌ−Ｘ）＝１：（０．９〜１．１）
に設定される。
【００２６】
図１，３に示すように、側面ブラシ組立体ＳＢは、門型フレーム２の左右方向に開閉可能な一対の側面ブラシ２３，２３を備える。門型フレーム２の上部に横架固定した案内レール２４には、一対の移動体２５，２５が、駆動輪２６および従動輪２７を介して接近・離間方向に開閉できる支持されている。駆動輪２６には、開閉モータ２８が連結され、この開閉モータ２８の駆動により、各移動体２５は、案内レール２４に沿って強制開閉される。各移動体２５には、支持筒２９が、その軸線ｌ−ｌを鉛直線ｖ−ｖに対して上から下に向けて外側方に広がる方向に傾斜させて固定されており、各支持筒２９には、側面ブラシ２３を設けた回転軸３０が回転自在に貫通支持されており、この回転軸３０の軸線ｌ′−ｌ′は前記支持筒２９に軸線ｌ−ｌの延長線上にある。
【００２７】
回転軸３０の上端には、移動体２５に支持した回転モータ３１が連結されており、この回転モータ３１の駆動によれば、側面ブラシ２３が回転される。側面ブラシ２３は、従来公知のもので、合成樹脂毛、布などにより構成される。
【００２８】
しかして、側面ブラシ２３の回転軸３０の軸線ｌ′−ｌ′は鉛直線ｖ−ｖに対して上から下に向けて外側方に傾斜していることにより、側面ブラシ２３を被洗浄車両Ｖの、上から下に向けて外側に広がる車体側面に沿わせることができ、側面ブラシ２３の回転による、車両側面の洗浄効果が高められる。
【００２９】
図１において、３３は側面ブラシ組立体ＳＢと、トップノズルＴＮおよびサイドノズルＳＮとの間に設けられる入口リンス管、３４は、上面洗浄ノズル組立体ＴＢと側面ブラシ組立体ＳＢとの間に設けられる出口リンス管、３５は、門型フレーム２の前面に設けた洗車制御盤である。
【００３０】
つぎに、図４を参照して、本発明にかかる上面ブラシ組立体ＴＢにより被洗浄車両Ｖの車両上面の洗浄行程について説明する。
【００３１】
走行レール５，５間に停車している被洗浄車両Ｖの前方のスタート位置（待機位置）に門型洗車機本体１が位置している状態で、回転モータ１７の駆動により、上面ブラシ１６を矢印ａ方向に回転し、走行モータ６の駆動により、門型洗車機本体１を図４、矢印ｂ方向に往行させると、回転する上面ブラシ１６の外周面が車体上面に接触するに至り、揺動アーム１０が、その支持軸部１０ａを中心に揺動され、その車体上面をブラシング洗浄する。門型洗車機本体１の往行継続により、上面ブラシ１６は、車体上面の、ボンネット面、フロントガラス面、ルーフ面、リヤガラス面およびトランクリッド面に適度の接触面圧をもって追従接触するように、支持軸部１０ａ回りに揺動してそれらの車体面をブラシング洗浄する。
【００３２】
門型洗車機本体の往行継続により、上面ブラシ１６が車体上面から外れると、上面ブラシ組立体ＴＢは、図１、鎖線位置に示すように、自由状態に戻り、門型洗車機本体１は往行終了位置（復行位置）に達して停止する。
【００３３】
そして、洗浄行程に終了後は、揺動シリンダ２１の伸長作動により、上面ブラシ組立体ＴＢを、図１実線で示す上方の格納位置に保持させておく。
【００３４】
しかして、上面ブラシ組立体ＴＢは、前述したように、その慣性モーメントＩが略最小になるように設定したので、上面ブラシ１６の車体上面に沿う揺動がスムーズになり、車体上面への追従性を良好にして、車体上面の洗浄処理を均一化することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００３６】
たとえば、前記実施例の「洗浄」とは、洗剤による「洗浄処理」のほか、「リンス処理」「ポリッシュ処理」などブラシの回転による他の処理を含むものとする。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・・・・・・・門型洗車機本体
１０・・・・・・・・揺動アーム
１６・・・・・・・・上面ブラシ
１９・・・・・・・・バランスウエイト
ＴＢ・・・・・・・・上面ブラシ組立体
Ｖ・・・・・・・・・被洗浄車両
Ｉ・・・・・・・・・上面ブラシ組立体の慣性モーメント
Ｌ・・・・・・・・・回転半径Ｘと回転半径（Ｌ−Ｘ）とを合計した長さ
Ｗ1 ・・・・・・・・上面ブラシの重量
Ｗ2 ・・・・・・・・バランスウエイトの重量
【図１】
2011011679.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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