(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームに散水を伴う洗車処理装置を搭載し、自動車との相対移動に伴い車体の洗浄を図る洗車機であって、
中空角材を所定角度に折り曲げ、この折曲状態を締結手段により固定した屈曲構造と、中空角材の端部を中空角材の表面に接合し、この接合状態を締結手段により固定した接合構造とを組み合わせて前記本体フレームを溶接レスで構成する洗車機のフレーム構造において、
前記屈曲構造は、中空角材を構成する面のうち少なくとも１つを連結面とし、それ以外の面に切欠部を形成し、該切欠部によって分割される角材の第１基材と第２基材を前記連結面で折り曲げることで構成され、前記切欠部は、第１基材と第２基材のいずれか一方に略直角で内側に折り曲げられる折曲片を、他方に角材を折り曲げた状態で前記折曲片と対面する断片とを形成し、前記折曲片と断片は対面した状態で正対する位置にそれぞれ係合穴を開口し、前記連結面に前記係合穴同士を締結手段で締着するための作業穴を開口し、前記折曲片と断片を締結手段で結合することにより固定されることを特徴とする洗車機のフレーム構造。
【請求項２】
前記接合構造は、第１角材の先端に、第２角材の側面に嵌合する突起と、第１角材の内側に略直角で折り曲げられる折曲片とを形成するとともに、折り曲げた折曲片により第１角材の先端に挟持される締結受板を取り付け、第２角材の側面に、第１角材の突起が嵌合する嵌合穴と、第１角材の折曲片に開口した係合穴と締結手段によって締着される係合穴とを形成するとともに、前記第１角材が接合される面以外の面に前記締結手段で締着するための作業穴を形成し、第１角材と第２角材を締結体で結合することにより固定されることを特徴とする上記請求項１記載の洗車機のフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散水を伴い自動車の洗浄を行う洗車機の溶接を不要としたフレーム構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている洗車機のフレーム構造は、Ｌ型のアングル材を組み合わせて溶接により固定していた。溶接による固定は、強度面で優れている反面、作業従事者に技量が求められ、それに伴う生産性の低下やコストアップといった問題を抱えていた。
【０００３】
また、立体的なフレームを組み立てる構造として、特許文献１に示すように、長尺の中空角材を折り曲げてＬ型の屈曲構造を形成したり、一方の角材の側面に他方の角材の端部を接合してＴ型の接合構造を形成する組み立て構造が提案されている。こうした構造も最終的な固定作業は溶接にて行われており、上記した溶接固定による問題は解決されていない。
【特許文献１】特開２０００−３４５６２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、中空角材の加工技術に加えて、加工された構造体を溶接以外の方法で固定することで、固定作業を省力化・簡素化して、生産性・経済性の向上を図るとともに、組立強度・剛性の高い堅牢な洗車機のフレーム構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、本体フレームに散水を伴う洗車処理装置を搭載し、自動車との相対移動に伴い車体の洗浄を図る洗車機において、中空角材を所定角度に折り曲げ、この折曲状態を締結手段により固定した屈曲構造と、中空角材の端部を中空角材の表面に接合し、この接合状態を締結手段により固定した接合構造とを組み合わせて前記本体フレームを溶接レスで構成したものである。
【０００６】
屈曲構造は、中空角材を構成する面のうち少なくとも１つを連結面とし、それ以外の面に切欠部を形成し、該切欠部によって分割される角材の第１基材と第２基材を前記連結面で折り曲げることで構成され、前記切欠部は、第１基材と第２基材のいずれか一方に略直角で内側に折り曲げられる折曲片を、他方に角材を折り曲げた状態で前記折曲片と対面する断片とを形成し、前記折曲片と断片は対面した状態で正対する位置にそれぞれ係合穴を開口し、前記連結面に前記係合穴同士を締結手段で締着するための作業穴を開口し、前記折曲片と断片を締結手段で結合することにより固定される。
【０００７】
接合構造は、第１角材の先端に、第２角材の側面に嵌合する突起と、第１角材の内側に略直角で折り曲げられる折曲片とを形成するとともに、折り曲げた折曲片により第１角材の先端に挟持される締結受板を取り付け、第２角材の側面に、第１角材の突起が嵌合する嵌合穴と、第１角材の折曲片に開口した係合穴と締結手段によって締着される係合穴とを形成するとともに、前記第１角材が接合される面以外の面に前記締結手段で締着するための作業穴を形成し、第１角材と第２角材を締結体で結合することにより固定される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１基材と第２基材を屈曲・接合する組立構造で、組立の位置決めを行った上で、締結体（ねじ・ボルト等）で両者を固定することで、溶接を不要とし組み立て作業の省力化・簡素化が図られるとともに、組立強度・剛性の高い堅牢な洗車機のフレーム構造を提供することが形成することができる。
【実施例】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施例１について説明する。図１は実施例１の洗車機を示す正面図、図２は洗車機のフレーム構造を示す外観図である。
１は本体フレームで、レール２，２間に停止した自動車Ａを跨ぐように門型に形成され、レール上を往復走行し、自動車を洗浄・乾燥する。３は自動車の上面をブラッシングする上面ブラシ、４・４は自動車の側面及び前後面をブラッシングする側面ブラシ、５は自動車の上面に空気を吹き付けて乾燥を図る上面ブロワノズル、６・６は自動車の側面に空気を吹き付けて乾燥を図る側面ブロワノズルであり、これら各洗車処理装置３〜６は、公知の作動装置により自動車の車体に作用する。７Ａ，７Ｂは洗車機１のブラシ３・４よりも前方に設けられ、自動車の側方から自動車の上面形状を検出する車体検出装置、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エンコーダ、９・９は本体１を走行させるモータである。
【００１０】
本体フレーム１は、長尺の中空角材を屈曲・接合することによって組み立てられている。このフレームの特徴は、図２における薄墨部に見られるように、１本の長尺な中空角材を複数箇所直角に折り曲げていき、先端部を同角材の表面に接合させた巻き込み形状の構造体（以下、巻き込み構造体）を組み合わせて形成した点にある。この構成により、加工や組み込みが容易でありながら高い強度が得られ、溶接をしなくとも可動体のフレームを構成できるといった優れた効果が達成される。洗車機のフレームに、こうしたフレーム構造を用いる場合、巻き込み構造体同士を面接合して組み立てていくのであるが、部分的に巻き込み構造体の粗密、すなわち巻き込みピッチや組み込みピッチを変えることで補強が図られている。例えば、ブラシやノズルが装備される部分や走行車輪が装備される部分は、その他の部分に比べて密に配設している。
このような巻き込み構造体における屈曲構造（図２のＡ部）、接合構造（図２のＢ部）及び巻き込み構造体を面接合する点（図２のＣ部）について、以下に説明をする。
【００１１】
まず、屈曲構造の構成について、図３〜５を用いて説明する。
中空角材１０は、４つの面１０Ａ〜１０Ｄで囲まれる四角柱形状をなし、折り曲げ位置に切欠部１１を形成している。切欠部１１は、面１０Ａを除く三面１０Ｂ，１０Ｃ，１０ＤをＮＣレーザー加工等で所定形状に切削した後、治具等で切削部分を切除することで形成され、中空角材１０を面１０Ａで繋がった第１基材１２と第２基材１３に分断するものである。屈曲構造体は、中空角材１０をこの切欠部１１で第１基材１２と第２基材１３を突き合わせるように略Ｌ字型に折り曲げて構成されるものである。
【００１２】
切欠部１１には、図３に示すように、面１０Ａに、第１基材１２と第２基材１３の折り曲げ基準となる切込溝１４，１４が形成され、面１０Ｂ及び１０Ｄに、切込溝１４から面１０Ｃにかけて略４５°に切断された接合縁１５・１５’，１６・１６’が形成され、面１０Ｃに、第１基材１２と第２基材１３の折り曲げを支持する断片１７・１８が形成されている。切込溝１４は、第１基材１２と第２基材１３の境界位置における面１０Ａから面１０Ｂにかけてのコーナ部及び面１０Ａから面１０Ｄにかけてのコーナ部に設けられ、中空角材１０の折曲基準線Ｌ１を仮想形成している。接合縁１５・１５’及び１６・１６’は、第１基材１２と第２基材１３を折り曲げたときに当接し、屈曲構造体の外形を形成する。
【００１３】
断片１７は、第１基材１２の面１０Ｃの内縁部に凸状に形成され、面１０Ｃとの境界部分に折り曲げ基準となる切込溝１９，１９が形成されるとともに、この切込溝１９，１９によって与えられる折曲基準線Ｌ２の中心位置に、略コ字状の切抜穴２０が穿設されている。この断片１７を折曲基準線Ｌ２に沿って第１基材１２の内方に略直角に折り曲げると、切抜穴２０に囲まれた部分が凸片２１となり、この凸片２１を除く部分が第２基材１３の断片１８との接合片２２となる。断片１８は、第２基材１３の面１０Ｃの内縁部に凸状に形成され、面１０Ｃとの境界位置に断片１７の凸片２１が嵌合する長孔２３が開口されている。
【００１４】
図３において、２４は取付補強プレートで、四隅に凸部を形成したＨ形状をなし、第１基材１２の面１０Ｃにおける断片１７の基端部に形成した凹陥溝２５，２５と、面１０Ａにおける凹陥溝２５，２５の垂下位置に開口した取付孔２６，２６との間に取り付けられる。この取付補強プレート２４は、断片１７を第１基材１２の内方に折り曲げたときに接合片２２が接触される。
【００１５】
このような形状により、図４に示すように、第１基材１２に取付補強プレート２４を取り付け、断片１７を折曲基準線Ｌ２で第１基材１２の内方に折り曲げた後、中空角材１０を折曲基準線Ｌ１で第１基材１２と第２基材１３を突き合わせるように折り曲げていくと、断片１７の凸片２１が断片１８の長孔２３に位置決めされながら嵌合していき、第１基材１２の接合縁１５，１６と第２基材１３の接合縁１５’，１６’が当接して直角の屈曲構造体が形成されることになる。
【００１６】
こうして屈曲構造が形成されると、図５に示すように、第１基材１２の断片１７の接合片２２と第２基材１３の断片１８が対面した状態で当接する。接合片２２，断片１８及び取付補強プレート２４には、当接した状態で互いに連通する位置にねじ穴２７，２８，２９を開口しており、このねじ穴２７，２８，２９同士を１本のボルト３０によって一体的に接合することで、第１基材１２と第２基材１３の折り曲げ状態が保持されることになる。
【００１７】
ボルト３０を取り付けるための通穴３１は、第２基材１３の面１０Ａにおけるねじ穴２７，２８，２９の軸線上に開口しており、この通穴３１からねじ止め作業が図られる。これにより屈曲構造は、接合片２２，断片１８及び取付補強プレート２４を一体的にねじ止めすることで、第１基材１２と第２基材１３の折り曲げ状態が堅牢に強化され、スプリングバックを起こさず屈曲構造を構成することができる。尚、ここでは断片に対して１つのねじ穴を開口した例を示しているが、ねじ穴を複数設けて複数のねじで固定できるようにしても良いことはいうまでもない。
【００１８】
続いて、接合構造の構成について、図６〜８を用いて説明する。尚、説明の都合上、中空角材４０，４１としているが、巻き込み構造体である場合は、１つの中空角材を前記屈曲構造で９０°ずつ内側に折り曲げた後、その先端を一面に接合させるものとなる。
中空角材４０は、対面する面４０Ａ・４０Ｃの先端に断片４２，４２を形成し、この断片４２，４２の基端部分に面４０Ａ・４０Ｃへ凹陥させた凹陥溝４３を形成するとともに、面４０Ｂ・４０Ｄの先端に係合突起４４，４４を形成している。これら断片４２，４２、凹陥溝４３、係合突起４４，４４は、中空角材４０の先端をＮＣレーザー加工等で所定形状に切削した後、その切削部分を切除することで形成される。
【００１９】
断片４２，４２は、それぞれ面４０Ａ・４０Ｃとの境界位置に切込溝４５を形成し、この切込溝４５によって与えられる折曲基準線Ｌ３で内方に折り畳み可能になっており、略中心部にはねじ穴４６を開口している。凹陥溝４３は、断片４２，４２の基端部分において切込溝４５と一体的に切削され、四隅に凸部を形成したＨ形状の取付補強プレート４８が取り付けられる。係合突起４４，４４は、面４０Ｂ・４０Ｄの先端に突出形成され、両者の大きさを異ならせて取付時の方向性を与えている。
【００２０】
取付補強プレート４８は、２つのねじ穴４９，４９を開口しており、中空角材４０の凹陥溝４３に取り付けた状態で、断片４２，４２を内方に折り曲げることで、断片４２のねじ穴４６と取付補強プレート４８のねじ穴４９が合致する。また、取付補強プレート４８は、２つのねじ穴４９，４９の間にスリット５０が設けられている。このスリット５０により、取付補強プレート４８は変形しやすくなり、ねじ止めした際に断片４２との密着性が高まり、接合状態が強固になる。
【００２１】
中空角材４１は、中空角材４０が接合される面４１Ａに、中空角材４０の係合突起４３，４３が挿入される係合穴５１，５１と、中空角材４０を接合状態に固定するねじ穴５２，５２を開口し、この面４１Ａと対面する面４１Ｃに、ねじ穴５２，５２にボルト５３，５３を取り付けるための通孔５４，５４を開口している。係合穴５１，５１は、中空角材４０の係合突起４４，４４の形状に合わせて両者の大きさを異ならせている。
【００２２】
このように構成する中空角材４０と中空角材４１で接合構造体を形成する手順について説明する。
図６に示すように、取付補強プレート４８を中空角材４０の凹陥溝４３に取り付け、断片４２，４２を内方に折り曲げる。これにより、断片４２のねじ穴４６と取付補強プレート４８のねじ穴４９が合致する。その後、中空角材４１の係合穴５１，５１に中空角材４０の係止突起４４，４４を大きさを合わせて挿入すると中空角材４０の先端が中空角材４１の面４１Ａに仮止めされる。この状態では、中空角材４１のねじ穴５２，５２と中空角材４０のねじ穴４６，４６が合致するので、通孔５４，５４よりボルト５３，５３を挿入して固定するのである。中空角材４０のねじ穴４６，４６は、取付補強プレート４８のねじ穴４９と合致しているため、ボルト５３，５３の締着により、中空角材４０と中空角材４１は強固に接合した接合構造体を形成することができる。このとき、ボルト５３，５３の締め付けにより、取付補強プレート４８がスリット５０で変形し、断片４２との密着性が高まる。
【００２３】
次に、中空角材同士を面接合する場合について、図９〜１１を用いて説明する。
中空角材６０は、中空角材６１との接触面となる面６０Ａにボルト貫通孔６２が開口されている。面６０Ａと連接する面６０Ｂもしくは面６０Ｄのいずれか一方（ここでは面６０Ｂ）には、ボルト貫通孔６２が開口された面６０Ａの内面６０Ａ’に向かって折り曲げ加工される断片６３が切り抜き成型されている。この断片６３は、面６０Ｂにおける面６０Ａとの稜縁部６４を除いた三方をＮＣレーザ加工等によって略コ字状に切り込んだ切込溝６５によって矩形状に成型される。
【００２４】
断片６３には、フランジ付きナットを保持するためのナット取付溝６６が切り抜き成型されている。ナット取付溝６６は、断片６３における前記稜縁部６４側にフランジ付きナットのフランジ部が挿通可能なフランジ挿通部６６ａを形成し、断片６３の自由端部６７側にフランジ付きナットのナット部が挿通可能なナット保持部６６ｂを形成している。
【００２５】
面６０Ａには、ボルト貫通孔６２の他に、断片６３のナット取付溝６６に取り付けたフランジ付きナットを抜け止めする抜止片６８が形成されている。抜止片６８は、三方をＮＣレーザ加工等によって略コ字状に切り込んだ切込溝６９によって矩形状に成型される。
【００２６】
図１０は断片６３を折り曲げた状態を示す説明図、図１１は断片６３にフランジ付きナットを取り付けた状態を示す説明図である。
まず、ナット取付溝６６を打ち抜き、稜縁部６４を折り曲げ基準として、断片６３をボルト貫通孔６２が開口された面Ａの内面Ａ’に向けて略９０°折り曲げる。このとき、面Ａの内面Ａ’と断片６３との間にフランジ付きナット７０のフランジ部７０ａが遊嵌されるだけの隙間Ｓを生じるように折り曲げる（図１０）。
【００２７】
次に、フランジ付きナット７０のフランジ部７０ａをナット取付溝６６のフランジ挿通部６６ａから隙間Ｓに挿通していき、ナット部７０ｂをナット取付溝６６のナット挿通部６６ｂに嵌合する。その後、面６０Ａに形成した抜止片６８を内側に押し込むことで、変位した抜止片６８がナット取付溝６６に取り付けたフランジ付きナット７０のフランジ部７０ａに係合する。これにより、フランジ付きナット８が位置決め・回り止め・抜け止めされた状態でボルト貫通孔６２と対向する位置に取り付けられることになる（図１１）。すなわち、フランジ付きナット７０のナット部７０ｂがナット挿通部６６ｂに嵌合することで、ナット７０のねじ穴７０ｃがボルト貫通孔６２と連通するように位置決めされるとともにボルトをねじ込むときの回り止めとなり、しかもフランジ部８ａが抜止片６８に係止されて抜け止めがなされることになる。
【００２８】
図１２はナット保持構造を備えた中空角材６０に別の中空角材を面接合する状態を示す説明図である。
折り曲げた断片６３のナット取付溝６６にフランジ付きナット７０を取り付けた状態で、中空角材６１をボルト７１によって固定する。すなわち、中空角材６１の面６１Ａに開口したボルト孔７２と中空角材６０のボルト貫通孔６２を合わせ、中空角材６１の面６１Ｃに開口したボルト通孔７３からボルト７１を挿入してねじ込んでいく。このとき、フランジ付きナット７０は、ナット取付溝６６及び抜止片６８によって位置決め・回り止め及び抜け止めされているので、ボルト７１をねじ込んでいくだけできわめて簡単に接合作業を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の洗車機を示す説明図である。
【図２】洗車機の本体フレーム１の構成を示す説明図である。
【図３】屈曲構造の組立固定構造を示す説明図である。
【図４】屈曲構造体の組立手順を示す説明図である。
【図５】屈曲構造体の組立状態を示す説明図である。
【図６】接合構造の組立固定構造を示す説明図である。
【図７】接合構造の組立状態を示す説明図である。
【図８】接合構造の接合部を示す説明図である。
【図９】面接合構造の中空角材を示す外観図である。
【図１０】断片６３にフランジ付きナット７０を取り付けた状態を示す説明図である。
【図１１】中空角材同士を面接合する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    本体フレーム
１０  中空角材
１１  切欠部
１２  第１基材
１３  第２基材
１７  断片
１８  断片
２４  取付補強プレート
３０  ボルト（締結手段）
４０  中空角材
４１  中空角材
４２  断片
４８  ナット保持プレート
５０  フランジ付きナット
５４  ボルト（締結手段）
６０  中空角材
６１  中空角材
６３  断片
６８  抜止片
７０  フランジ付きナット
７１  ボルト
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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