JP2001517181A - 自動式燃料補給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料補給システムを提供する。このシステムは、第１端及び第２端を持つ軸線方向蒸気回収容積の外側面を内部が構成する、シールシリンダ（６０３）と、第１端を通してシールシリンダ内に燃料を供給するための可撓性導管（５０１）と、第１可撓性導管に連結された、シールシリンダ内で移動自在のシールピストン（６０１）であって、シールシリンダ内の蒸気回収容積を可撓性燃料導管を取り囲む大気から遮断する作用をなすシールピストンと、シールピストン（６０１）に連結されており、蒸気回収容積の少なくとも一部に亘って延びる挿入チューブ（６１３）と、軸線方向蒸気回収容積の第２端でシールシリンダに取り付けられており、燃料タンク入口ノズルをシールする作用をなすブーツシール（６１９）と、ブーツシールが燃料タンク入口ノズルと整合しているとき、シールシリンダを通してシールピストンを横方向に移動することによって第２可撓性導管を軸線方向蒸気回収容積の第２端を通して燃料タンク入口ノズル内に延ばす手段（５０２−５１５）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動式燃料補給システム技術分野 本発明は、車輛に燃料を自動的に補給するための装置に関する。背景技術 車輛に燃料を自動的に補給するための多くの装置が提案されてきたが、システ ムが高価であったため、及び複雑であったため、ガソリンの小売に商業的に適用 されたものは一つとしてなかった。顧客又は係員が車輛に燃料を手作業で補給す るのと商業的に引き合うようにするためには、このような自動式燃料補給システ ムは比較的簡単でなければならず、比較的安価な構成要素から組み立てられなけ ればならない。更に、燃料補給を受ける車輛に対する改造が最小である必要があ る。 米国特許第３，５２７，２６８号では、三つの機能的アーム、即ちガスキャッ プを被っている蓋を開くためのアーム、ガスキャップを取り外すためのアーム、 及び燃料入口に挿入される燃料充填ノズルを持つ移動自在のヘッドを有する自動 式燃料補給システムが提案されている。従って、五つの物理的工程、即ち燃料キ ャップの蓋を開く工程、キャップを取り外す工程、燃料を充填する工程、キャッ プを再度取り付ける工程、及びキャップの蓋を閉じる工程が使用される。米国特 許第３，５２７，２６８号の装置は、これらの五つの作業の各々の後に再位置決 めしなければならない。このように再位置決めする必要があるため、制御方法が 複雑になり、作業の完了に必要な時間が長くなり、作業が不当に複雑であると顧 客に考えられるようになってしまう。更に、米国特許第３，５２７，２６８号は 、燃料チューブを延ばしたときに燃料の流れを開始する。これは、燃料チューブ が一杯に延ばされていることをリミットスイッチが検出するまで行われる。従っ て、エンドエフェクターの初期位置は、燃料入口に何等かのシールを提供するた め、燃料入口ノズルに対する関係に関して極めて正確でなければならない。燃料 入口ノズルに関してこのように正確に位置決めすることは、燃料タンク入口チュ ーブの寸法が様々であるため、車輛における燃料タンクの位置が様々であるため 、及 び車輛のフェンダーの位置が様々であるため、不可能である。燃料入口の位置が ガスキャップの位置て決まる場合でさえ、垂直方向に対する燃料入口オリフィス の角度は、所定の燃利充填チューブ延長状態でシールが得られない程変化する。 米国特許第３，５２７，２６８号の装置は、エンドエフェクターのヘッドを回 転させることによって、様々な作業についてエンドエフェクターを再位置決めす る。従って、連結部分及び制御導管は全て回転自在であり、回転自在のシールを 多く必要とする。これにより、米国特許第３，５２７，２６８号の装置はかなり の高価になり、複雑になる。 欧州特許出願公開第０ ４１８ ７４４ Ａ２号では、燃料補給を受ける車輛 を駐車できる区画と隣接して設けられた軌道に取り付けられるロボットが提案さ れている。欧州特許公開第０ ４１８ ７４４ Ａ２号の装置では、ロボットは 選択された燃料補給ノズルを取り上げ、車輛の燃料入口の特別に形成された挿入 体にノズルを挿入する。燃料入口用の特別に設けられた挿入体の他に、車輛の内 部で運転者が燃料入口カバー蓋の開閉を行うことができるように車輛を改造する 必要がある。 ＰＣＴ／ＩＴ／０００１７特許は、米国特許第３，５２７，２６８号と似てい るけれども回転中心線が燃料注ぎ出しヘッドの回転中心線から９０°回転させて ある。更に、ＰＣＴ／ＩＴ／０００１７には、反射器及び螢光塗料を探すカメラ で充填用カバー扉及び燃料プラグの位置を示すことが提案されている。センサが 燃料入口と接触し燃料ノズルが入口に挿入されたことを表示したときに燃料の流 れを開始する。この機構は、密封接触がなされているということを必ずしも表示 しない。 従って、本発明の目的は、車輛に燃料を自動的に補給するための比較的簡単で あり且つ安価な装置を提供することである。この装置は、燃料供給ノズルと車輛 の燃料入口との間を密封接触させた状態で燃料補給を行うことによって、大気中 への炭化水素蒸気のエミッションを減少する。本発明の別の目的は、キャップの 取り外し、燃料キャップカバー蓋の開放、燃料補給、及びキャップの再配置とい った様々な作業を行う上で、燃料補給ノズルを大幅に再位置決めする必要がない 装置を提供することである。発明の開示 本発明の目的は、燃料補給システムにおいて、第１端及び第２端を持つ軸線方 向蒸気回収容積の外側面を内部が構成するシールシリンダと、第１端を通してシ ールシリンダ内に燃料を供給するための第１可撓性導管と、第１可撓性導管に連 結された、シールシリンダ内で移動自在のシールピストンであって、シールシリ ンダ内の蒸気回収容積を可撓性燃料導管を取り囲む大気から遮断する作用をなす シールピストンと、シールピストンに連結されており、蒸気回収容積の少なくと も一部に亘って延びる燃料挿入チューブと、軸線方向蒸気回収容積の第２端でシ ールシリンダに取り付けられており、燃料タンク入口ノズルをシールする作用を なすブーツシールと、ブーツシールが燃料タンク入口ノズルと整合しているとき 、シールシリンダを通してシールピストンを横方向に移動することによって第２ 可撓性導管を軸線方向蒸気回収容積の第２端を通して燃料タンク入口ノズル内に 延ばす手段とを有することを特徴とする燃料補給システムによって達成される。 この燃料補給システムは、好ましくは、シールブーツと車輛の燃料入口ノズル との間にシール関係が形成されていることを確認するための手段、及びこのよう な確認がなされたときにだけ燃料補給作業を行うことができるようにするための 手段を更に有する自動式燃料補給システムである。この燃料補給システムは、好 ましくは、標準的な自動車用燃料タンクキャップを取り外すためのアーム、及び 燃料タンクキャップを被っているヒンジ止めされたカバーを開くためのアームを 更に有する。別の好ましい実施例では、燃料タンクキャップを被っているヒンジ 止めされたカバーを開くために設けられたアームは、車輛の燃料補給中、ヒンジ 止めされたカバーを開くことができ且つこのカバーを開放位置に保持できる。 本発明の燃料補給チューブ及び蒸気回収装置はコンパクトであるため、ヒンジ 止めされた蓋を開くためのアーム及び燃料キャップを取り外すためのアームを燃 料補給チューブと隣接して配置でき、かくして、燃料補給作業を工程から工程へ 進めるために装置を大きく移動する必要がない。作業間で燃料入口を大幅に再位 置決めする必要がないため、燃料補給を迅速に行うことができる。燃料入口を再 位置決めしないため、燃料入口ノズルの移動を制御するのに必要なシステムが簡 単になる。図面の簡単な説明 第１図は、本発明の好ましい燃料補給システムの全体構成の斜視図である。 第２Ａ図及び第２Ｂ図は、夫々、本発明で有用なエンドエフェクターの好まし い実施例を側方及び下方から見た部分断面図である。 第３Ａ図及び第３Ｂ図は、夫々、燃料入口に被せたヒンジ止めされたカバー用 のアッセンブリの側面図方及び平面図である。 第４Ａ図及び第４Ｂ図は、夫々、本発明の好ましい実施例によるキャップ把持 −取り外し機構を側方及び上方から見た部分断面図である。 第５Ａ図及び第５Ｂ図図は、可撓性導管を横方向に移動するための本発明によ る手段の図である。 第６Ａ図及び第６Ｂ図は、燃料導管及びこの燃料導管を燃料入口に挿入するた めの本発明による機構の断面図である。 第７Ａ図、第７Ｂ図、及び第７Ｃ図は、各々、本発明の燃料キャップグラッビ ングヘッドの側断面図、第１の側断面図から９０°の側断面図、及び端面図であ る。 第８Ａ図及び第８Ｂ図は、夫々、本発明による燃料キャップグラッビングヘッ ドの側断面図及び正面図である。 第９図及び第１０図は、夫々、燃料導管を燃料入口に挿入するための本発明に よる別の機構の側面図及び平面図である。好ましい実施例の詳細な説明 次に、第１図を参照すると、この図には、本発明の好ましい実施例による車輛 用燃料補給システムの構成要素の全体構成が示してある。一組の長さ方向支持体 １０２及び横部材１０３を持つ頭上ガントリー１０１を示す。このガントリーは 、ノズルマニピュレーター１０５を移動し、燃料補給ノズルを車輛のいずれかの 側又は後側に燃料入口の位置に従って位置決めできる。 燃料入口の位置は、好ましくは、燃料補給を受ける車輛１０７のフロントガラ スのところに置いたトランスポンダーカード（図示せず）から得られたデータか ら決定できる。トランスポンダーカードは、商業的に入手できる多くのシステム の一つであるのがよく、好ましくは、受動的トランスポンダーシステムであるの がよい。例えば、テキサス州ダラスのアムテック社は、「インテラタグ」と呼ば れるトランスポンダーカードシステムを提供する。このカードは、約２５米ドル で販売されている。このトランスポンダーカードシステムのデータ容量は、１４ ０８ビットであり、９２４Mhzの無線周波数で作動する。カリフォルニア州サン ホセのモトローラ・インダラ社は、別の受動的無線周波数トランスポンダーシス テムを製造している。モトローラのシステムは６４ビットの容量を持ち、約２フ ィートの距離から読み取ることができる。カードの値段は、約３米ドルであり、 接近可能な読み取り機は約６３０購入することができる。テキサス州オースチン のタイリス社もまた適当なシステムを提供する。更に、時計用電池で作動する能 動的トランスポンダーを入手できる。このトランスポンダーは、レンジが非常に 大きい。能動的トランスポンダーは、高価であるけれども、本発明の実施におい て受け入れることができる。 車輛の種類を確認し、及び／又は同定するトランスポンダー以外の手段を使用 できる。例えば、窓、バンパー、又はフェンダーに貼ったステッカーに光学式バ ーコードを設けることができる。更に、この情報を伝達するため、磁気ストリッ プを設けてもよい。 本発明のトランスポンダーシステムは、車輛の情報を自動燃料補給システムに 提供し、これによって、車輛の燃料入口の位置をシステムに知らせることができ る。クレジットカードの情報を自動的に伝達することができるが、別の態様では 、クレジットカード読み取り機（図示せず）を備えた顧客インターフェース１０ ８を設けるのがよい。顧客インターフェース及びクレジットカード読み取り機を 使用することによって、顧客は、自分の意志で燃料補給作業を開始でき、正当な 顧客が燃料補給サービスを受けていることが確認される。 燃料供給ノズルを燃料入口と隣接して位置決めすることは、好ましくは、燃料 供給ノズルに配置された位置センサによって行われる。位置センサは、燃料供給 入口に関する燃料供給ノズルの位置を確認する。この位置センサは、例えば、燃 料入口、燃料キャップ、又は燃料入口の上にあるヒンジ止めされた蓋に磁石が配 置された磁束式確認装置であるのがよく、又は視認装置が燃料供給ノズルに配置 された視認システムであるのがよい。この視認装置からの情報は、ヒンジ止めさ れた燃料カバー又は燃料キャップの輪郭を認識でき、最も好ましくは、ヒンジ止 めされたカバーのそのヒンジ軸線の周りの位置もまた認識できるソフトウェアに よって処理される。 燃料入口の位置を確認するために視認システムを使用する場合、視認システム は、ヒンジ止めされたカバーを開けた後に燃料キャップの位置を確認するのにも 使用でき、例えば安全性を確保するため、車輛のナンバープレートの番号を確認 できる。 顧客インターフェースは、好ましくは、車輛に向かって垂直方向及び横方向に 自動的に移動でき、そのため、運転者は、車輛の扉を開く必要なしに運転者の側 の窓からインターフェースに容易に近付くことができる。燃料補給がなされる所 定位置で車輛が停止したとき、好ましくは車輛のエンジンが停止したのを確認し た後、自動燃料補給ジステムによって顧客インターフェースの移動を開始できる 。トランスポンダーシステムから得られた情報は、特定の車輛に対する顧客イン ターフェースの最良の垂直方向位置を示すことができる。自動燃料補給システム には、好ましくは、システムに対する車輛の位置を確認するための手段が更に設 けられており、顧客インターフェースを最適に配置するためにどの程度車輛に向 かって移動させればよいかを決定するのにこの情報を使用できる。顧客インター フェースは、好ましい実施例では、車輛の軸線に沿って横方向には移動しない。 これは、インターフェースが運転者側の窓と並んだ状態で運転者がインターフェ ース位置で停車しようとするためである。これにより、車輛は、自動燃料補給シ ステムの届く範囲内にあることになる。 車輛のエンジンが作動しているかどうかを決定するための好ましい方法及び装 置は、米国特許第号（事件整理番号第ＴＨ０６２９号）に開示されている。同特 許に触れたことにより、その特許に開示されている内容は本明細書中に組入れた ものとする。 好ましい顧客インターフェースは、米国特許第号（事件整理番号第ＴＨ０６２ ３号）に開示されている。同特許に触れたことにより、その特許に開示されてい る内容は本明細書中に組入れたものとする。 別の態様では、顧客インターフェースに対する車輛の位置を決定するため、簡 単な超音波式範囲決定装置を設けることができる。好ましい超音波式範囲確認シ ステムは、ポラロイド社から入手でき、約１４米ドルしかしない。好ましくは、 顧客インターフェースの移動による車輛との衝突が起こらないようにするための 音響的システムが設けられている。 本発明の範囲確認センサは、超音波式でなく、レーダー式又はレーザー式とす ることができる。現在は、超音波システムが好ましい。これは、これらのシステ ムが充分な感度を持っており、現在利用できる代替物よりも安価であるためであ る。適当なレーダー式範囲確認センサは、現在は、ローレンス・リバモア研究所 で開発されており、これは、微小電力型インパルスレーダー、即ちＭＩＲと呼ば れている。この技術は、商業的製品に組み込まれており、安価であり且つ正確で ある。 自動燃料補給システムに対する車輛の位置を決定するための手段は、例えば、 予想されるタイヤ位置まで延ばしたプローブ、車輛が位置する表面の下又は表面 内に設けられた一連の圧力センサ、一連の超音波式、レーダー式、又はレーザー 式の範囲確認装置又は視認システムからなるのがよい。予想される車輛位置の上 方に位置決めしたカメラ１１０で視認システムを示す。このシステムは、車輛を 見下ろしている。カメラは捕捉した画像をつくり、画像は、フレームグラッビン グ式画像処理カード（frame grabbing image processing card）によってデジタ ルフォーマットにされ、中央演算処理装置（図示せず）に送られる。中央演算処 理装置は、便利な位置、例えば、自動燃料補給システムがある建物内、或いはそ こから遠隔の場所のいずれかに配置できる。視認システムは、カメラによって与 えられたデータから、カメラの視野内の車輛の位置を決定できる。更に、視認シ ステムは、形状を確がめることができ、カラ一カメラを使用した場合には、車輛 の色がトランスポンダーカードの車輛と一致するかどうかを確かめることができ る。 自動燃料補給を行うには、自動燃料補給システムが燃料タンクを過充填しない ようにするための手段を講じる必要がある。燃料タンクの過充填を阻止するため の好ましい方法には、米国特許第号（事件整理番号第ＴＨ０６２７号）に開示さ れた遮断機構を使用することが含まれる。同特許に触れたことにより、その特許 に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする。 次に、第２Ａ図及び第２Ｂ図を参照する。これらの図には、本発明によるエン ドエフェクターの側面図及び平面図が夫々示してある。図示のエンドエフェクタ ーは、ヒンジ止めされたカバー蓋を開くためのアーム２０１、ガスキャップを外 すためのアーム２０２、及び燃料補給チューブを車輛の燃料入口の中に延ばすた めのアーム２０３を有する。これらのアームの各々は、エンドエフェクター用支 持ブラケット（図示せず）の本質的に単一の固定された位置からそれらの機能を 果たすことができる。この利点は、キャップ取外し作業及び燃料補給作業の完了 までの間、ヒンジ止めされた蓋を開放位置に保持できるということである。この エンドエフェクターは、ナンバープレートの裏側に設けられたガス入口等の垂直 にヒンジ止めされた蓋も開くことができる。更に、エンドエフェクターの様々な 作業についてエンドエフェクターを大きく移動させる必要がないため、エンドエ フェクターを位置決めするためのソフトウェアが簡単になる。更に、エンドエフ ェクターの移動を小さくすることによって、作業を更に迅速に行うことができる 。 ヒンジ止めされた蓋を開くためのアーム２０１は、可撓性吸引カップ２０６を 支持する。このカッブには、負圧又は正圧を加えることができる。負圧は、ヒン ジ止めされた蓋を固定するために使用される。正圧は使用間で負圧システムから ゴミを除去するため、及び使用間で吸引カップクリーナー（図示せず）を作動す るために加えられる。蓋を開くための装置用の空気圧作動式偏揺れ移動（yawmov ement）シリンダ２０７は、固定端２０８に固定されており、垂直枢動アンカー ２０９を中心として蓋開放アームを半径方向に移動する。垂直枢動アンカーは、 連結ピン２１１によってピッチ枢動ブラケット２１０にヒンジ連結されている。 蓋を開くためのアームは、固定位置に維持された後端ブラケット２１４間で作用 する空気圧式ピッチ移動シリンダ２１２によって連結ピン２１１を中心として回 転され、ユニバーサル連結部２１３に作用を及ぼすことによってピッチ枢動ブラ ケットを回転させる。 次に、第３Ａ図及び第３Ｂ図を第２Ａ図及び第２Ｂ図とともに参照すると、車 輛の燃料入口の上にあるヒンジ止めされた蓋を開くための機構について追加の詳 細が示してある。横方向移動用空気圧式シリンダ２１７は、可撓性吸引カップ ２０６を横方向に移動するために設けられている。この横方向移動用シリンダは 、固定端がフレーム２１６に固定されている。フレーム２１６は、固定端が枢動 ブラケット２１０に取り付けられており、吸引カップ支持プレート２１８に取り 付けられている。吸引カップ２０６は、プッシュチューブ２２０の端上に支持さ れている。プッシュチューブ２２０は、内チューブの外面と外チューブの内面と の間にシール関係を維持した状態で外チューブから延ばしたり外チューブに引っ 込めたりする内チューブを設けることによって延ばすことができる。プッシュチ ューブ２２０の中央を通して吸引カップに負圧又は正圧を加えることができる。 フレーム２１６は、プッシュチューブの移動をブラケット２１９によって整合す る。 偏揺れ位置決めブラケット３０１には、偏揺れ移動ピストンを真っ直ぐな位置 に押圧するばねピン３０２が設けられている。空気圧作動式偏揺れシリンダが延 ばされて吸引カップを右に向けているとき、或いは引っ込められて吸引カップを 左に引っ張っているときのいずれかで、シリンダは、偏揺れシリンダの真っ直ぐ 前方を向いた横方向位置の左側にある。位置決めブラケット３０１及びばねピン ３０２を設けることによって、二つの位置（伸長位置及び引っ込め位置）を持つ 簡単な空気圧作動式シリンダを提供できる。ばねピンは、シリンダがこの位置に 配置されているとき、空気圧作動式偏揺れシリンダを真っ直ぐ前方を向いた位置 に維持する。当業者は、偏揺れシリンダを中央位置に押圧するため、ばねピン以 外の手段を用いることができる。 エンドエフェクターが車輛の燃料入口と隣接して配置され、燃料入口のヒンジ 止めされた蓋に向いているとき、ピッチを調節し、ヒンジ止めされた扉の裏側に ある燃料入口の予期される位置上に燃料導管を中心決めし、次いで吸引カップを 横方向に延ばしてヒンジ止めされた蓋に当てる。ヒンジ止めされた蓋がヒンジ止 めされた扉と接触する前に吸引カップの中央に負圧を加える。吸引カップまで延 びる吸引ラインで充分大きな負ゲージ圧として吸収力が検出されたとき、吸引カ ップの伸長を逆転させ、吸引カップを移動してヒンジ止めされた扉を揺動し、開 放を開始する。吸引カップは、ヒンジ止めされた扉を開放する方向にアームが偏 揺れ移動を行うことができるのに充分な可撓性を提供できる形状になっており、 吸引カップは、ヒンジ止めされた蓋と密封接触した状態を保持する。従って、ヒ ンジ止めされた蓋を開くためのアームは、ヒンジ軸線を中心とした揺動運動を必 要とせず、ヒンジ止めされた蓋を偏揺れ移動だけで引っ張って開放する（上文中 に説明したように、これに伴って吸引カップを延ばしたり引っ込めたりする）。 次に、第２Ａ図及び第２Ｂ図、及び第４Ａ図及び第４Ｂ図を参照すると、これ らの図には燃料入口キャップ取り外しアームが示してある。キャップを取り外す ための空気圧作動式横方向移動シリンダ４０１は、固定端がキャップを取り外す ための固定式横方向移動ブラケット４０２に連結されており、ピン４１５によっ て摺動ハウジング４０３に連結されている。摺動ハウジングは、ブラケット４０ ５でエンドエフェクターに固定された案内ロッド４０４によって案内される。摺 動ハウジングは、キャップグラッビングヘッド４０６を支持する。このヘッドは 、標準的な自動車製造器具キャップに嵌まり、可撓性グラッビングブーツ４０７ に空気圧を加えることによってキャップにラッチ止めされる。キャップグラッビ ングヘッド４０６は、回転モータ４０８によって可撓性シャフト４０９を介して 回転させることができる。可撓性シャフト４０９は、グラッビングヘッドから突 出したシャフト２２２との雌連結によってグラッビングヘッドに連結されており 、固定ねじ２２３で所定位置に保持されている。回転モータは、回転固定取り付 けプレート４１８及び回転固定取り付けねじ４１９によって、摺動ハウジング４ ０３に固定されている。キャップグラッビングヘッド４０６は、モータスプロケ ット４１２に固定される。このスプロケットは回転しないけれども、回転要素に 対する座を提供する。回転移動は、キャップの取り外し及び再取り付けを行うた めのいずれかの方向に行われる。従って、モータには、時計廻り方向回転及び反 時計廻り方向回転の夫々用の二つの空気圧入口４２０及び４２１が設けられてい る。 モータスプロケット４１２を二つのばね４１０及び４１１で摺動ハウジング４ ０３に取り付けることによって、キャップに取り付けるための可撓性が提供され る。空気供給部４１３及びモータスプロケットに穿孔したチャンネル４２４及び ４２５によって、空気圧をグラッビングブーツに提供する。これらのチャンネル は、ねじ４２６によってシールされている。これらのチャンネルは、二つのＯ− リング４２９によってシールされたキャップグラッビングヘッドのシャフトを 包囲する容積４２７に空気圧を通す。シャフトの中心に至るチャンネルがシャフ トの二つのＯ−リングの間に設けられており、シャフトの中心に設けられたチャ ンネル４２８と合一する。これは、次いで、可撓性グラッビングブーツ４０７の 空気入口と合一するように穿孔されたチャンネル（図示せず）と合一する。燃料 キャップに嵌まるキャップグラッビングヘッドの追加の可撓性は、軸ピン４３０ によって摺動ハウジング２０５にヒンジ連結されたブラケット４１４によって提 供される。このようにヒンジ連結されているため、摺動ハウジングを容易には持 ち上がらないように整合ロッドに向かって押圧するリーフばね４１５が設けられ ている。従って、グラッビングヘッドは、摺動ハウジングが前方に移動するとき に下方に移動でき、後方に摺動する際に上方に移動し、従って、グラッビングヘ ッドを引っ込めるときにキャップ及びグラッビングヘッド４０６が燃料補給チュ ーブから外れる移動を助ける。キャップグラッビングヘッドを延ばすとキャップ グラッビングヘッドが燃料入口の中心に向かって下がるようにグラッビングヘッ ドの垂直方向移動を横方向位置の関数として制御する軌道４３１が設けられてい る。軌道４３１は、ブラケット６１５に設けられたピン（図示せず）に乗り上げ る。 次に、第７Ａ図、第７Ｂ図、及び第７Ｃ図を参照すると、これらの図には、キ ャップグラッビングヘッド４０６の詳細が示してある。端プレート７０１は、燃 料キャップの盛り上がった押縁が端プレートの開口部７０２と整合するまでグラ ッビングヘッドを燃料キャップ上で回転するための平らな表面を提供する。端プ レートは、グラッビングヘッドの本体７０４に平頭ねじ７０３によって連結され ている。膨張可能なブーツ４０７は入口チューブ７０５を有し、これらのチュー ブは、空気供給装置７０６用の機械加工によって形成されたチャンネル内に延び ている。空気供給装置用のこれらのチャンネルは、中心線チャンネル７０８に連 結された穿孔によって形成された直交チャンネル７０７によって連結されている 。直交チャンネルは、ヘッドの表面を通して穿孔がなされた場所がプラグ７０９ で塞いである。 膨張可能なブーツ４０７に空気が加えられている場合には、グラッビングヘッ ドを燃料キャップ上で摺動させるのが困難である。そのため、キャップがキャッ プグラッビングヘッドによって把持されていない場合に空気供給装置から膨張可 能なブーツへの空気圧を抜くため、ピンスプール７１０が設けられている。キャ ップの盛り上がった押縁がキャップグラッビングヘッド内にない場合には、ばね ピン７１２は、ピンスプール７２０内のばねによって外方に押圧される。ピンが 外方に押圧された状態では、空気圧は、中心線チャンネル７０８を通ってピンス プール７１０内に入り、ピンスプール７１３の壁に穿孔により形成した穴を通っ て、Ｏ−リング７１５によってシールされたピンスプール７１４の周囲の半径方 向キャビティに至り、通気チャンネル７１６を出る通路によって解放される。リ テーナプレート７１７がピンスプールを所定位置に保持し、二つの平頭ねじ７１ ８がリテーナプレートを所定位置に保持する。燃料キャップに傷を付けないよう にするため、ゴムパッド７１９が設けられている。標準的な燃料キャップの盛り 上がった押縁がグラッバーヘッドの開口部に滑り込んだとき、ピン７１２が押し 込まれ、これによりピンスプールを通るチャンネルが塞がれ、従って、通気チャ ンネル７１６を通した空気圧の大気への通気が遮断され、空気圧を膨張可能なブ ーツに押し込む。かくして、燃料キャップの押縁を掴むのが所望である場合に空 気圧を供給できるが、膨張可能なブーツは、キャップの押縁が実際にグラッバー ヘッドに挿入されるまで膨張しない。 別の態様では、燃料補給を受ける車輛の燃料入口ノズルに、ヒンジ止めされた カバーを通して燃料挿入チューブをキャップ内に挿入できるキャップを設けるこ とができる。従って、このような車輛では、燃料補給を行うのにキャップを取り 外す必要がない。トランスポンダーカード１０６には、元々の製造時のキャップ が装着されているか或いは別の態様の設計のキャップが装着されているのかの情 報をプログラムすることができる。 次に、第５Ａ図、第５Ｂ図、第６Ａ図、及び第６Ｂ図を第２Ａ図とともに参照 する。これらの図には、燃料補給チューブ２０３を延ばすためのアームの詳細が 示してある。可撓性燃料導管５０１は、ゴム製の摩擦ローラー５０２によってチ ューブスリーブ６０３に押し込まれ、そして引き出される。これらの摩擦ローラ ーは、リンクチェーン５０７を使用してスプロケット５０３、５０４、５０５、 及び５０６を駆動する空気駆動式モータ５１５により駆動される。駆動モータは 、 駆動モータ支持ブラケット５１３によって支持された状態で示してある。空気モ ータ５１５はスプロケット５０３を直接駆動する。スプロケット５０５及び５０ ６の各々は、一組の摩擦ローラーをローラー軸線５１４を通して直接駆動する。 摩擦ローラーを直接駆動するこれらのスプロケットは、枢動ブラケット５０８及 び５０９に取り付けられている。これらのブラケットは、枢動ピン５１０及び５ １１を中心として枢動し、自由端がばね５１２によって互いに向かって押し付け られている。別の態様では、チューブスリーブへの可撓性導管の押し込み及び引 き出しを、可撓性導管、又は可撓性導管に取り付けられたブラケットに取り付け られた空気圧シリンダによって行うことができる。ローラーの場合には、摩耗が 生じるため、空気圧シリンダを使用するのが好ましい。 可撓性燃料導管は、燃料供給チューブスリーブ６０３に進入し、低プロファイ ルクランプ６０２によってピストン６０１に連結される。ピストンは、大気と、 燃料補給導管の周囲の容積と燃料供給チューブスリーブの内側との間をシールす る。燃料補給作業中、燃料タンクから蒸気のエミッションをなくすため、燃料補 給導管と燃料供給チューブスリーブとの間を通して蒸気を取り出す。ピストンに は、シール６０４用の円形のノッチ、円形の磁石６０５用のノッチ、及び摩耗ベ アリング６０６用のノッチが設けられている。磁石がピストンに組み込んである ため、燃料補給チューブの位置を伸長位置にある磁気ピックアップ６０７で監視 できる。ピストン６０１は、ブッシュ６１２を通してプッシュチューブ６１１を 前方に押圧するばね６１０を更に支持する。ピストンは、更に、可撓性燃料補給 挿入チューブ６１３に連結されている。燃料補給挿入チューブ６１３の内部は、 可撓性燃料導管５０１と連通している。磁石６１４は、燃料補給挿入チューブを 一杯に引っ込めたときに磁気ピックアップ６０７が磁石を検出する場所で燃料補 給挿入チューブ６１３に取り付けられている。燃料補給チューブスリーブ６０３ の先端には、シールブロック６１５が配置されている。シールブロックは、シー ルブロックの内側とプッシュチューブ６１１の外側との間にシールを提供するシ ール６１６を含む。プッシュチューブ６１１の先端には、プッシュチューブがシ ールブロックに引き込まれてシール６１６を通過しないようにする肩部６１７が 設けられている。シールブーツ６１９は、車輛の燃料入口に対してシールするシ ール面を提供する。シールブーツは、プッシュチューブの盛り上がった肩部まで 延びており、この場所でクランプ６１８がブーツをプッシュチューブに固定する 。支持ばね６２０は、シールブーツに対して或る程度の支持及び剛性を与えると 同時に、シール面を車輛の燃料入口とかみ合わせるための可撓性を提供する。支 持ばねをその長さの第１部分に亘って支持するため、プッシュチューブ挿入体６ ２１が設けられており、第２挿入体６２４がブーツの他端に支持を与える。 燃料補給チューブの外径をプッシュチューブ、プッシュチューブ挿入体、及び シールブーツの内径以下にすることにより、蒸気通路が形成される。この蒸気通 路は、燃料補給挿入チューブを通して燃料をタンクに入れる際に車輛の燃料タン クから蒸気を除去するための通路である。蒸気は、蒸気出口６２２を通して蒸気 回収システム（図示せず）に取り出すことができる。蒸気通路は、燃料補給挿入 チューブ６１３の外側周囲にあり、プッシュチューブ６１１の内側を通り、ブッ シュ６１２を通り、必要であれば、ブッシュ６１２の外側及びプッシュチューブ ６１１の外側を通って蒸気出口６２２に戻される。 蒸気回収システムは、好ましくは、蒸気回収システム内に液体が存在するかど うかを決定するための光学式センサを備えており、燃料補給作業を行うための予 備停止基準としてこの決定を使用する。このようなシステムは、米国特許第号（ 事件整理番号第ＴＨ０６２８号）に開示されている。同特許に触れたことにより 、その特許に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする。 蒸気を除去するための蒸気通路は、燃料タンク内の正圧が燃料管路内の空気供 給ポート（図示せず）を通して加えられたとき、この正圧を検出するのにも使用 できる。燃料タンクに漏れがないことを確かめるため、燃料供給システムが燃料 入口と密封接触していることを確かめるため、及び燃料補給前に燃料タンク内の 蒸気の容積を例えば米国特許第号（事件整理番号第ＴＨ０６２４号）に開示され ている方法で計測するため、空気の正圧を供給するのが望ましい。同特許に触れ たことにより、その特許に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとす る。更に、通された蒸気を適切に処理するための活性炭入りのキャニスタを備え た車輛の場合には、車輛の燃料補給を行うために空気流が必要とされる。 好ましい実施例では、シールブーツ６１９のシール面が燃料入口と接触してい ることを確かめるためのセンサが提供される。このセンサは、シール面と本質的 に平行であり且つシール面から０．８mm乃至１２．７mm（１／３２インチ乃至１ ／２インチ）の少なくとも一つのスリットをシールブーツ６１９に形成し、非シ ール方向からスリットに穿孔した穴からスリットの下部分に空気圧を供給するこ とによって提供される。このスリットに空気が供給されたとき、圧力スイッチか らの信号は、シール面によって密封接触がなされているかどうかを示す。密封接 触がなされている場合には、スリットは強制的に閉じられ、スリットへの空気の 供給時に背圧を発生する。シールブーツの周囲に亘って一つ以上の箇所で密封接 触がなされていることを確認するため、共通の圧力センサスイッチを持つ複数の スリットがシールブーツの周囲に亘って設けられているのが好ましい。別の態様 では、空気供給管路がらのタップを、圧力スイッチでなく空気圧論理システムに 直接接続する。密封接触が存在するかどうかを決定するためのこのような方法は 、米国特許第号（事件整理番号第ＴＨ０６２５号）に開示されている。同特許に 触れたことにより、その特許に開示されている内容は本明細書中に組入れたもの とする。 次に、変形例のガスキャップグラッバーを示す第８Ａ図及び第８Ｂ図を参照す る。この変形例の設計は、第７Ａ図、第７Ｂ図、及び第７Ｃ図の形体と比較して はるかに大きい開口部７０２がグラッビングヘッド７０６に設けられているため 、好ましい。かくして、取り外されるべきキャップに関するグラッビングヘッド の位置についての許容差が大きい。グラッビングヘッドは固定ねじ２２３によっ て可撓性シャフト４０９に固定されており、このシャフトはグラッビングヘッド を回転する。ベアリングブロック８０１がグラッビングヘッドを固定し、空気供 給チャンネル４２４を画定している。このチャンネルは、グラッビングヘッド７ ０６の周囲の二つのＯ−リング４２９によって形成された容積４２７と連通して いる。チャンネル４２８が容積４２７を中心線チャンネル７０８に連通する。中 心線チャンネルは、直交チャンネル７０７と連通している。直交チャンネル７０ ７は、グラッビングヘッドに穿孔した一端でプラグ７０９により塞いである。ガ スキャップに設けられた押縁は、実際には、空気圧で作動するピストン８０２に よって掴まれる。空気圧は、直交チャンネル７０７の第１端から延びるチャン ネル８０３を通って作用する。ピストン８０２は、シールシリンダ８０５のノッ チ内のＯ−リング８０４によってシールされている。シールシリンダ８０５は、 ピストンマウント８０６にねじ込まれている。ピストンは、空所８０８内で摺動 する案内体８０７によって整合状態に保持され、更に、案内体８０７のノッチ８ １０内で摺動するビン８０９によって整合される。ピストンを上方に押圧するば ね８１２に取り付けられた案内体から耳部８１１が延びている。かくして、ピス トンに空気圧が加えられていない場合には、ピストンはピストンマウント８０６ 内にあるが、空気圧が加えられると、ピストンはピストンマウント８０６の外に 押圧され、ガスキャップの押縁を掴む。フラップ８１３を開閉することによって 、空気圧を直交チャンネルに作用し、又はこれから放出する。 フラップ８１３は、グラッバーヘッドを標準的なガスキャップの盛り上がった 押縁の周りに挿入して回転させるとフラップが通気開口部８１５に対して保持さ れるように、ヒンジ８１４によってグラッバーヘッドに連結されている。フラッ プはその下側にゴムパッドを備えているのがよい。又は、シールを補助するため のゴムフラップを開口部８１５に設けるのがよい。空気導管内の圧力でピストン ８０２を閉鎖する力でフラップを押圧することなくフラップを適当な位置に保持 するため、フラップはばね（図示せず）によって押圧することができる。かくし て、第８Ａ図及び第８Ｂ図のキャップグラッバーを盛り上がった押縁を持つガス キャップに押し付けながら回転させると、盛り上がった押縁が開口部に滑り込み 、フラップを開口部に押し付け、これによって、空気供給導管からの空気の漏出 を停止する。従って、空気供給導管内の空気の圧力によりピストンを押出し、ガ スキャップの押縁に当てる。ピストンは、グラッビングヘッドの回転軸線に対し 垂直方向に延ばすことができ、燃料タンクキャップの盛り上がった押縁をグラッ ビングヘッドの突出リップ８１６に対して挟むことができる。ガスキャップは、 これによって、キャップグラッバーへの空気の供給を絶つまで「掴まれている」 。 次に、第９図及び第１０図を参照すると、これらの図には、可撓性導管を燃料 入口内に及び燃料入口の外に横方向に移動するためにロッド無しシリンダを使用 する実施例の二つの図が示してある。一方のロッド無しシリンダは、燃料供給チ ューブスリーブ６０３として示してあり、他方のロッド無しシリンダは、駆動シ リンダ９０１として示してある。これらのロッド無しシリンダは、例えば、イリ ノイ州エルムハーストのホエルバイガー・オートメーション・テクノロジー社か ら商業的に入手できる。第９図及び第１０図に示すロッド無しシリンダは、一方 の側又は他方の側に作用する空気圧によって移動されるピストンを使用し、該ピ ストンには、シリンダハウジングの側部に沿って設けられたスロットを通って延 びるブラケットが設けられている。スロットは、内側がシールバンド（図示せず ）でシールされており、シリンダの外側が外シールバンドでシールされている。 ピストンは、スロットを通して外ピストンマウントに連結されており、外マウン トとピストンとの間の連結を与えるためにバンドが外ピストンマウントとピスト ンとの間で離される方向に押圧される。駆動シリンダ外ピストンマウント９０２ は、ホースピストン６０１用外マウントに連結されている。駆動シリンダ９０１ のピストン（図示せず）は、供給空気入口９０８からの空気圧によって燃料供給 チューブ引込み位置まで駆動され、供給空気入口９０６からの空気圧によって燃 料供給チューブ挿入位置まで駆動される。 ホースピストンは燃料補給ピストンスリーブ６０３内にある。ホースピストン はまたロッド無しシリンダ用のハウジングでもある。燃料供給チューブスリーブ として役立つロッド無しシリンダのピストンは、流通中心を持つように変更して あり、各端が燃料ホースにクランプされるように変更してある。燃料ホース５０ １はピストンの周囲側に連結されており、燃料挿入ホース６１３はピストンのシ ール側に連結されている。ピストンのシール側には、蒸気出口６２２を通して蒸 気回収流を取り出すことができる容積が形成されている。ピストンのシール側は シール６０４及び摩耗ベアリング１００１によってシールされている。ばね６１ ０がピストンのシール側に連結されており、このばねはプッシュチューブ６１１ を外方に押圧する。シールブーツ６１９が、第６Ａ図及び第６Ｂ図に詳細に示す 方法でプッシュチューブの端部に取り付けられている。第９図及び第１０図の形 体は、第５Ａ図及び第５Ｂ図の形体よりも好ましい。これは、二つのロッド無し シリンダが第５Ａ図及び第５Ｂ図のローラーよりも安価であり且つ信頼性が高い ためである。更に、ローラーは、燃料チューブ５０１を摩耗させ、燃料導管のそ のセグメントの有効寿命を制限する。更に、ロッド無しシリンダは、装置 を更にコンパクトなものとする。これは、消費者に対する視覚的訴求が大きい。 本発明のエンドエフェクターは、好ましくは、米国特許出願第４６１，２７６ 号（事件整理番号第ＴＨ０５７３号）に開示されているようなガントリー又はマ ニピュレータアーム、及び米国特許出願第４６１，２８０号（事件整理番号第Ｔ Ｈ０６２２号）に開示されているような自動式燃料補給プロセスによって車輛の 近くに位置決めされる。これらの特許出願に触れたことにより、これらの特許出 願に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする。この好ましいマニ ピュレータアームは、頭上ガントリーから垂直方向に入れ子式に延びている。垂 直方向に入れ子式の構成を備えているためにすっきりとした外観が得られ、頭上 ガントリーから延ばすため、車輛に損傷を与えることが少ない。 好ましい実施例の以上の説明は例示てあって、本発明の全範囲を決定するため には、以下の請求の範囲を参照されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サム，チン・ティアン カナダ国ブリティッシュ・コロンビア ヴ ィー５エイ・２ジー２，バーンアバイ，バ ーンレイク・ドライブ 7929 (72)発明者 パドゥラ，ジョゼフ・アンソニー カナダ国ブリティッシュ・コロンビア ヴ ィー７ワイ・１ビー０，バンクーバー，グ ランビル・ストリート 701 (72)発明者 ウィリアムス，オーウェン・リカード カナダ国ブリティッシュ・コロンビア ヴ ィー３エル・２ティー１，ニュー・ウエス トミンスター，パイン・ストリート 333 (72)発明者 ホール，ジェシー・スチュアード カナダ国ブリティッシュ・コロンビア ヴ ィー３エル・４エル１，ニュー・ウエスト ミンスター，イースト・エイス・アベニュ ー 428 (72)発明者 ベスラー，デイビッド・アルビン カナダ国ブリティッシュ・コロンビア ヴ ィー５エイチ・２ジェイ７，バーンアバ イ，メイウッド・ストリート 4300，アパ ートメント・ナンバー 204 (72)発明者 ラムゼー，ウィリアム・デイル・ジュニア アメリカ合衆国テキサス州77345−1767, キングウッド，ガーデン・ポイント 5714

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料補給システムにおいて、 第１端及び第２端を持つ軸線方向蒸気回収容積の外側面を内部が構成するシ ールシリンダと、 前記第１端を通して前記シールシリンダ内に燃料を供給するための可撓性燃 料導管と、 前記可撓性燃料導管に連結された、前記シールシリンダ内で移動自在のシー ルピストンであって、前記シールシリンダ内の前記軸線方向蒸気回収容積の少 なくとも一部を前記可撓性燃料導管を取り囲む大気から遮断する作用をなすシ ールピストンと、 前記シールピストンに連結されており、前記蒸気回収容積の少なくとも一部 に亘って延び、前記シールシリンダ内にある一部が前記軸線方向蒸気回収容積 の内側面を構成する、挿入チューブと、 前記軸線方向蒸気回収容積の前記第２端で前記シールシリンダに取り付けら れており、燃料タンク入口ノズルをシールする作用をなすシールブーツと、 前記ブーツシールが前記燃料タンク入口ノズルと整合しているとき、前記シ ールシリンダを通して前記ピストンを横方向に移動することによって前記挿入 チューブを前記軸線方向蒸気回収容積の前記第２端を通して燃料タンク入口ノ ズル内に延ばす手段とを有することを特徴とする燃料補給システム。 ２．前記シールブーツと車輛の燃料入口ノズルとの間にシール関係が形成されて いることを確認するための手段を更に有する、請求項１に記載の燃料補給シス テム。 ３．前記確認がなされたときにだけ燃料補給作業を行うことができるようにする ための手段を更に有する、請求項２に記載の燃料補給システム。 ４．標準的な自動車用燃料タンクキャップを取り外すためのアームを更に有する 、請求項１に記載の燃料補給システム。 ５．前記燃料タンクキャップを被っているヒンジ止めされたカバーを開くための アームを更に有する、請求項１に記載の燃料補給システム。 ６．前記燃料タンクキャップを被っているヒンジ止めされたカバーを開くために 設けられた前記アームは、車輛の燃料補給中、前記ヒンジ止めされたカバーを 開くことができ且つこのカバーを開放位置に保持できる、請求項５に記載の燃 料補給システム。 ７．前記シールピストンを横方向に移動するための前記手段は、前記可撓性燃料 導管を前記シールシリンダの外側から横方向に移動する摩擦ローラーからなる 、請求項１に記載の燃料補給システム。 ８．前記シールシリンダは、前記シールシリンダの固定部分に摺動自在に連結さ れた燃料補給チューブスリーブを有する、請求項１に記載の燃料補給システム 。 ９．前記燃料補給チューブスリーブは、前記ピストンを前記シールシリンダの前 記第２端に向かって横方向に移動すると、前記燃料補給チューブスリーブが前 記シールシリンダの前記固定部分の外に押圧されるように、コイルばねによっ て前記シールピストンに連結されている、請求項８に記載の燃料補給システム 。 10．取り出された蒸気から炭化水素を取り出すため、前記蒸気回収容積から蒸気 を取り出すための手段を更に有する、請求項１に記載の燃料補給システム。 11．前記シールシリンダの前記固定部分に取り付けられたシールブロックを更に 有し、このシールブロックは、前記燃料補給チューブスリーブと前記シールシ リンダの前記固定部分との間に蒸気シールを形成する作用をなす、請求項８に 記載の燃料補給システム。 12．空気圧を前記蒸気回収容積に供給するための手段を更に有する、請求項１０ に記載の燃料補給システム。 13．前記シールピストンを横方向に移動する前記手段は、前記シールシリンダの シールされたスロットを通して前記シールピストンへの連結部を有するロッド 無しシリンダからなる、請求項１に記載の燃料補給システム。 14．標準的な自動車用燃料タンクキャップを取り外すための前記アームは、回転 グラッビングヘッドを有し、この回転グラッビングヘッドは、標準的な自動車 用燃料タンクキャップを固定するように作用する、請求項４に記載の燃料補給 システム。 15．前記グラッビングヘッドは、二つの膨張可能なブーツを有し、これらのブー ツは、膨張し且つ拡張し、標準的な自動車用燃料タンクキャップの盛り上がっ た押縁の側部にグラッビング圧力を加える、請求項１４に記載の燃料補給シス テム。 16．盛り上がった押縁が前記膨張可能なブーツによって掴むための所定位置にな い場合に前記膨張可能なブーツが部分的にしか膨張しないように前記膨張可能 なブーツの膨張を阻止するための手段を更に有する、請求項１５に記載の燃料 補給システム。 17．前記グラッビングヘッドは、前記グラッビングヘッドの回転軸線に対して垂 直方向に延びることのできるピストンを有し、このピストンは、燃料タンクキ ャップの盛り上がった押縁を前記グラッビングヘッドの突出リップに対して挟 む、請求項１４に記載の燃料補給システム。