JP2002255291A - 自動給油装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輌に特別なアダプタを必要とすることな
く、自動給油すること。 【解決手段】 燃料注入口ドア、及びタンクキャップを
開閉するツールと給油ノズルを収容したストッカ４と、
ストッカ４と車輌６の燃料注入口との間を移動するロボ
ット７と、車輌の燃料注入口ドア、及び給油口を撮影す
る撮像手段と、撮像手段からの画像データに基づいて給
油口の座標位置を算出する位置座標演算手段と、座標位
置に基づいてロボット７を制御する手段とを備え、車輌
６の燃料注入口ドア、及び給油口の画像データを積極的
に利用して位置や傾きを検出し、この検出されたデータ
基づいてロボット７によりツールの移動を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
自動給油する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、給油作業の省力化を図るべく、送
油ポンプに接続する給油ノズルをロボットアームに取付
け、自動車燃料タンクの給油口をセンサーにより検出し
て給油ノズルを給油口に自動的に挿入するいわゆるロボ
ット給油装置が導入されようとしている。このようなロ
ボット給油装置による給油を円滑に実行するには、給油
ノズルの先端を自動車燃料タンクの挿入口に確実に位置
合わせして挿入できることが必要となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、例えば特表
平10-503994号公報に見られるように、既存の自動車燃
料タンクの挿入口にアダプターを取付けることが提案さ
れているが、すべての車輌がアダプタを備えているわけ
ではなく、また給油ノズルを所定の位置に誘導するため
の標識体を必要とし、自動給油できる車輌が限定される
という問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、既存の
車輌に特別な加工を必要とすることなく、燃料注入口ド
ア、及びタンクキャップを自動的に開閉し、給油ノズル
を給油口に挿入して給油ができる自動給油装置を提供す
ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明の自動給油装置においては、燃料注入口
ドア、タンクキャップをそれぞれ開閉するツール、給油
ノズルを収容したストッカと、前記ストッカと車輌の燃
料注入口との間を移動するロボットと、車輌の燃料注入
口ドア、及び給油口を撮影する撮像手段と、規定位置に
対する車輌の位置を計測する測距手段と、前記撮像手段
からの画像データ、または前記撮像手段と前記測距手段
からのデータとに基づいて前記給油口の座標位置を算出
する位置座標演算手段と、前記座標位置に基づいて前記
ロボットを制御する手段とを備えるようにした。

【０００５】

【作用】車輌の燃料注入口ドア、及び給油口の画像デー
タを積極的に利用して位置や傾きを検出し、この検出さ
れたデータ基づいてツールを制御する。

【０００６】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の給油
装置の一実施例を示すものであって、アイランド１に
は、送液手段、計量手段等給油動作を制御する給油ユニ
ット２と、給油ノズル３や後述する給油口開閉具等のツ
ールを取出し可能に収容するツールストッカ４、アーム
５によりツールを把持して車輌６の給油口１１２に移動
させるロボット７、及びこれら給油ユニット２、ロボッ
ト７を統括的に制御する制御ユニット８が配置されてい
る。

【０００７】給油ノズル３は、給油ユニット２の送液手
段とホース９、１０に接続され、またホース９、１０
は、図２に示したようにツールストッカ４の天板１１に
収容された滑動機構１２にジョイント１３により接続さ
れた上で支持されている。ジョイント１３は、図示しな
い付勢手段、この実施例では錘により常時取出し方向と
は逆方向（図中、左方向）に付勢され、給油ノズル３の
移動に追従できるように移動可能にツールストッカ４の
天板１１に支持されている。

【０００８】図３は、ツールストッカ４の一実施例を示
すものであって、天板１１、及び給油ノズル３とツール
を収容するツール収納部１４を上下関係となるように支
柱１５により支持して構成されている。ツール収納部１
４は、この実施例では中央側に３つの給油ノズルをそれ
ぞれ収容する給油ノズル収容孔１６、１７、１８と、両
側に燃料注入口ドア開閉ツールを収容する燃料注入口ド
ア開閉ツール収納部１９、及びタンクキャップ開閉ツー
ル収納部２０が配置されている。なお、図中符号２１は
滑動機構１２と錘とを接続するワイヤを示す。

【０００９】図４、及び図５は、ロボット７の一実施例
を示すものであって、基台２２に対して昇降及び回動可
能に胴部２３が嵌装し、胴部２３の上端に３つのアーム
２４、２５、２６が水平に装着されている。アーム２４
は、胴部２３に設けられた回動機構２７に、またアーム
２５は、アーム２４に装着された回動機構２８により、
さらにアーム２６は、アーム２５に装着された回動機構
２９にそれぞれ支持されていて、それぞれ独立に回動可
能に構成されている。先端アーム２６の先端には、撮像
手段３０と、上述した各種ツールを把持するチャック機
構３１とが上下関係となるように回動機構３２を介して
垂直方向に回動可能に設けられている。さらにこの実施
例では、測距動作に支障を来さない位置にレーザー測距
装置などの測距手段１００が設けられている。

【００１０】図６（イ）、（ロ）、（ハ）は、それぞれ
燃料注入口ドア開閉ツールの一実施例を示すものであっ
て、基台４０は、その後端の下部にチャック機構３１と
係合する係合部４０ａが形成されており、上面に設けら
れた垂直回動軸４１に吸着機構４２が取付けられてい
る。吸着機構４２は、先端が開口したゴム等の弾性材料
で構成された蛇腹４３の後端を管体からなる軸４４に取
り付けて構成されている。軸４４は、コイルバネ等の弾
性体４５により常時先端側に付勢され、ホース４６を介
して負圧の供給を受けている。

【００１１】吸着機構４２は、回動基台４７を介して垂
直回動軸４１に取付けられていて、回動基台４７の後端
に軸４４に対して対称な斜面４７ａ、４７ａが形成され
ている。この斜面４７ａ、４７ａと当接するように２つ
のローラ４８、４８がエアシリンダ４９により進退可能
に配置されている。なお、図中符号５０は、バキューム
スイッチを、また５１、５２は、チャック機構側のプラ
グと係合してバキュームの供給を受けるコネクタを示
す。

【００１２】図７（イ）、（ロ）、及び図８（イ）、
（ロ）は、それぞれタンクキャップ開閉ツールの一実施
例を示すものであって、燃料注入口ドア開閉ツールと同
様に基台６０は、その後端の下部にチャック機構３１と
係合する係合部６０ａが形成されており、上面に回動手
段、この実施例ではエアモータ６１が設けられている。
エアモータ６１の回転軸６１ａにはカップリング６２を
介してモータ６１側が先細りに形成されたテーパ状の係
合部６３を備えた駆動軸６４が接続されている。

【００１３】係合部６３には軸方向に直交する軸６５が
設けられ、この軸６５に長孔６６を介して先端が２叉に
形成されたグリップ６７が、その後端を弾性部材、この
実施例ではコイルバネ６８により先端側（図では左側）
に常時付勢された状態で取付けられている。これら軸６
５、長孔６６、及びバネ６８によりグリップ６７が揺動
可能な状態で回動することが可能となる。

【００１４】グリップ６７の先端には開口６９、６９が
設けられ、ホース７０を介してバキュームが供給されて
いる。なお、図中符号６９は、バキュームスイッチを、
また７０、７１は、チャック機構側のプラグと係合して
バキュームの供給を受けるコネクタを、さらに７２、７
３は、チャック機構側のプラグと係合してエアの供給を
受けるコネクタを示す。

【００１５】図９、図１０、及び図１１は、給油ノズル
の一実施例を示すものであって、基台８０は、その後端
下部、及び後端上部にチャック機構３１と係合する係合
部８０ａが形成されており、上面に満タン検知機能を備
えた給油ノズル８１が取付けられている。この給油ノズ
ル８１は、特開平3-29796号公報等により周知の構造
で、給油レバー８２の引き上げにより開弁し、また後述
する開口８６ａに液や泡が浸入したことにより作動する
自動閉弁機構９７により閉弁する主弁８３を所要な部材
として構成されている。自動閉弁機構９７は、チャッキ
弁８４と、給油ノズル筒先部８５の先端に開口８６ａを
備えた流路８６とにより構成されている。

【００１６】そして自動給油する関係上、レバー８２の
先端に対向する位置には、エアシリンダ８７が配設され
ていて、エアの供給によりレバー８２を引き上げ、引き
上げとなった状態をスイッチ８８により検出するように
構成されている。なお、図中符号８９は、筒先部の先端
に設けられた開口８９ａに連通するベーパ吸引管を示
す。

【００１７】胴部９０と筒先部８５の境界には、先端が
開口する筒状の空間９１が形成され、その先端にテーパ
状のガイド部材９２が、弾性部材、この実施例ではバネ
９３により筒先部８５の側に常時付勢された状態で進退
可能に取付けられている。また胴部９０の先端には、ガ
イド部材９２が胴部９０の側に移動したことを検出する
複数、この実施例では２つの当接センサーと、液の上昇
を検出する液センサーとが設けられている。当接センサ
ーは、この実施例ではガイド部材９２に設けられた磁石
９３の磁束により開閉するリードスイッチ９４とにより
構成され、また液センサーは、下部に設けられたプリズ
ム９５により構成されている。

【００１８】そしてこの実施例においては、給油ノズル
の挿入を容易にするため、筒先部８５の先端には高分子
等、金属よりも柔らかく、かつ成形性に富んだ材料、例
えば高分子材料により中心部に通孔９８ａを備えた半球
状の保護部材９８が取付けられ、図１０に示したように
給油ノズル８１は、その胴部９０をチャック機構３１に
把持される基台８０との間に弾性部材、この実施例では
ゴム材９６を介して取付けられている。

【００１９】これにより挿入過程で給油ノズル筒先部８
５の保護部材９８が、その球面により給油口１１２をス
ムーズに通過し、また筒先部８５が給入管１１４を移動
する過程で筒先部８５に外力が作用した場合にでも弾性
部材９６が弾性変形して追従移動可能ならしめる。

【００２０】図１２は、同上装置の動作を統括する制御
装置の一実施例を示すものであって、給油ユニット２の
制御手段１０２は、油種判定手段１０３、計量機構制御
手段１０４を備え、複数の挿入センサーを構成するスイ
ッチ９４、９４からの信号をアンドゲートを介して、ま
た複数のセンサー９５、９５からの信号をオアゲート
を、さらに給油ノズルの引き上げを検出するスイッチ８
８からの信号を受け、給油レバー引き上げ用のエアシリ
ンダ８７を制御するように構成されている。

【００２１】また位置座標演算手段１０５は、撮像手段
３０、測距手段１００からの信号を受け、演算結果をロ
ボット制御手段１０７からアクセス可能に記憶手段１０
６に格納する。なお、図中符号１０８は、給油口燃料注
入口ドア開閉ツール、タンクキャップ開閉ツールのバキ
ュームスイッチ５９、６９、及び給油ユニット２の制御
手段１０２からの信号によりエアや負圧の供給するエア
・負圧供給手段を示す。

【００２２】次にこのように構成した装置の動作につい
て説明する。給油を受ける車輌がアイランド１の所定位
置に停止すると、ロボット７の先端アーム２６が車輌の
前後方向に移動して少なくも車輌６の２箇所の距離を測
距手段１００により測定し（図１５ ステップ イ）、
アイランド１に対する車輌６の傾きを判定して記憶手段
１０６に格納する（図１５ ステップ ロ）。

【００２３】ユーザは、車輌６の大まかな仕様、つま
り、油種、給油口１１２の位置（左側、または右側）、
燃料注入口ドア１１１の開閉方向（前方向、または後方
向）、給入管１１４の延びている方向（左、右、下）等
を制御ユニット８、また給油ユニット２のキーボードか
ら入力する。なお、これらの情報を顧客に配布する給油
カードに予め格納しておくことにより、カードリーダに
より入力することも可能である。

【００２４】これらの情報を元にロボット７の先端アー
ム２６に取付けられている撮像手段３０により給油口１
１２の燃料注入口ドア１１１を撮影する。位置座標演算
手段１０５は、撮影された燃料注入口ドア１１１の複数
の角部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの座標データに基づいて、燃料注
入口１１０の中心座標を算出して記憶手段１０６に格納
する（図１５ ステップ ハ）。

【００２５】ロボット７は、ストッカ４の燃料注入口ド
ア開閉ツールの収納部１９に移動し（図１５ ステップ
ニ、ホ）、燃料注入口ドア開閉ツールにチャック機構
３１を装着する。これにより、ストッカ４の収納部１９
と燃料注入口ドア開閉ツールとのロックが解除されて取
出しが可能となる（図１５ ステップ ヘ）。ロボット
７は、記憶手段１０６に格納されている座標データに基
づいて先端の蛇腹４３を燃料注入口ドア１１１に移動
し、圧接する（図１５ ステップ ト）。

【００２６】所定時間が経過すると（図１５ ステップ
チ）、エア・負圧供給手段１０８からバキュームが供
給されて蛇腹４３が燃料注入口ドア１１１を吸着する
（図１５ ステップ リ）。この吸着によりホース４６
の負圧が上昇するため、バキュームスイッチ５０がオン
となり（図１５ ステップ ヌ）、蛇腹４３が確実に燃
料注入口ドア１１１に吸着したことが検出され、エアシ
リンダ４９にエアを供給して後退させてローラ４８によ
るロックを解除する（図１５ ステップ ル）。

【００２７】ロボット７は、入力されている燃料注入口
ドア１１１の開閉方向のデータに基づいて、燃料注入口
ドア１１１を開放する方向に燃料注入口ドア１１１を吸
着した状態で所定距離だけ後退移動する（図１５ ステ
ップ オ）。この過程で蛇腹４３は、垂直軸４１を中心
に水平方向に回動するとともに、バネ４５に抗して軸方
向に移動する。これにより、燃料注入口ドア１１１に無
理な力を作用させることなく移動して、燃料注入口ドア
１１１の係止を解いて車輌本体から引き離す。

【００２８】所定距離分だけ後退して燃料注入口ドア１
１１が開放された時点で（図１５ステップ ワ）蛇腹４
３へのバキュームの供給を停止して（図１５ ステップ
カ）、ついで燃料注入口ドア１１１の表側に位置してい
る蛇腹４３を、燃料注入口ドア１１１の裏側に移動させ
（図１５ ステップ ヨ）、燃料注入口ドア１１１が開
く方向に移動し（図１５ ステップ タ）、所定距離、
つまり燃料注入口ドア１１１を次の動作に支障を来さな
い程度まで移動した時点で（図１５ ステップ レ）停
止し、またエアシリンダ４９を元の位置に復帰させて蛇
腹４３をアーム２６の軸線方向に一致するように回動移
動させる（図１５ ステップ ソ）。

【００２９】ついで、ストッカ４から給油口１１２まで
移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部１６に移
動して（図１５ ステップ ツ）燃料注入口ドア開閉ツ
ールを所定位置に挿入する（図１５ ステップ ネ）。
燃料注入口ドア開閉ツールが所定位置まで挿入される
と、収納部１６と燃料注入口ドア開閉ツールとがロック
され、またチャック機構３１との把持が解除される（図
１５ ステップ ナ）。

【００３０】燃料注入口ドア１１１の開放が確認された
時点で（図１６ ステップ イ）、ロボット７は記憶手
段１０６に格納されている軌跡データに基づいて給油口
１１２から所定の距離まで移動する（図１６ ステップ
ロ）。これにより撮像手段３０により給油口１１２、
及びタンクキャップ１１３が撮影可能となる。

【００３１】この場合、図１４に示したように撮像手段
３０の光軸Ｌ１、Ｌ２とタンクキャップ１１３、または
給油口１１２の形成面との間に傾きθが存在する場合に
は、タンクキャップ１１３、または給油口１１２が真円
となる位置Ｐ２まで移動し、この位置の座標に基づいて
給油口１１２の伸びる方向、つまり傾きθを算出して記
憶手段１０６に記憶する（図１６ ステップ ハ）。

【００３２】なお、周囲の照明や、給油口１１２の色に
関係なく確実に検出するためには、図１３に示したよう
に車輌のボディ色に対してコントラストを有するリング
部材１１５、給油口１１２の周囲に装着して、標識を付
しておくのが望ましい。もとより、このようなマークは
シールを貼着する等の方法で簡単に設けることができ
る。このようなリング部材１１５に図１３（）に示した
ように複数、例えば少なくとも３つの規定位置にマーク
１１５ａを付しおき、撮像手段３０からのデータにより
リング部材１１５の中心を検出し、また測距手段１００
により各マーク１１５ａの相対位置を検出することによ
り、リング部材１１５の傾き、つまり給油口の傾きを簡
単に検出することができる。

【００３３】ロボット７は、ストッカ４のタンクキャッ
プ開閉ツールの収納部２０に移動し（図１６ ステップ
ニ、ホ）、タンクキャップ開閉ツールをチャック機構
３１に装着する。これにより、収納部２０とタンクキャ
ップ開閉ツールとのロックが解除されて取出しが可能と
なる（図１６ ステップ ヘ）。ロボット７は、記憶手
段１０６に格納されている座標データに基づいてタンク
キャップ開閉ツールを車輌のタンクキャップ１１３に移
動させる（図１６ ステップ チ）。グリップ６７がタ
ンクキャップ１１３に弾接した時点で、エアモータ６１
にエア・負圧供給手段１０８からエアを供給してグリッ
プ６７を所定角度だけ正転させる（図１６ ステップ
リ）。これによりタンクキャップ１１３の把持部がグリ
ップ６７の叉６７ａに進入する。

【００３４】所定角度回転した時点で（図１６ ステッ
プ ヌ）、回転を停止し、ついで後退させてグリップ６
７のねじれを除去する（図１７ ステップ ル）。所定
位置に後退した時点で（図１６ ステップ オ）、再び
グリップ６７を前進させ、エア・負圧供給手段１０８か
らバキュームを供給して開口６９にタンクキャップ１１
３を吸着させる（図１６ ステップ ワ）。

【００３５】この吸着により開口６９の負圧が上昇する
ため、バキュームスイッチ６９がオンとなり、グリップ
６７が確実にタンクキャップ１１３を吸着したことが検
出されるから、エアモータ６１にエアを供給してタンク
キャップ１１３が開放される方向にグリップ６７を回動
させ、同時にタンクキャップ１１３のネジピッチに合わ
せて後退してタンクキャップ１１３を車輌６から外す
（図１６ ステップ カ）。

【００３６】所定回転数だけ回転した段階で（図１６
ステップ ヨ）、回転を停止してさらに後退する（図１
６ ステップ タ）。燃料注入口ドア１１１に接触しな
い位置まで後退した時点で（図１６ ステップ レ）、
ストッカ４から給油口１１２まで移動した軌跡データを
基にストッカ４の収納部２０に移動して（図１６ ステ
ップ ソ）タンクキャップ１１３を吸着、保持した状態
でタンクキャップ開閉ツールを所定位置に挿入する（図
１６ ステップ ツ）。

【００３７】タンクキャップ開閉ツールが所定位置まで
挿入されると、収納部２０とタンクキャップ開閉ツール
とがロックされ、またチャック機構３１との把持が解除
される（図１６ ステップ ネ）。この状態では、タン
クキャップ１１３は、収納部２０に所定の位置に位置決
めされ、かつグリップ６７と所定の位置関係を保持した
状態で保管される。

【００３８】タンクキャップ１１３の開放が確認される
と（図１７ ステップ イ）、ロボット７は、適合油種
の給油ノズルが収納されているストッカ４の収納部、例
えば収納部１６に移動し、給油開始時に入力された油種
に対応する給油ノズルに移動し（図１７ ステップ
ロ、ハ）、給油ノズルにチャック機構３１を装着する。
これにより、ストッカ４と給油ノズルとのロックが解除
されて取出しが可能となる（図１７ ステップ ニ）。

【００３９】ロボット７は、記憶手段１０６に格納され
ている給油口１１２の座標、給入管１１４の傾きデータ
に基づいて給油ノズルの筒先部８５を給油口１１２に、
検出された給油口１１２の伸びる方向に可及的に平行に
装入する（図１７ ステップホ）。この過程で、給油ノ
ズル３に接続されたホース１０は、給油ユニット２のホ
ース９に接続するジョイント１３が前進し、ホース１０
の上端がストッカ４の収納部から可及的に離れた位置に
移動する（図２におけるホース１０’の状態）。

【００４０】これにより、車輌の位置に関わり無くロボ
ット７は、他のホース１０に邪魔されることなく給油ノ
ズルを自由に移動させることができる。なお、ホース１
０をスムーズに前進させるには、エアシリンダ１１５等
の駆動手段を天板１１に設け、ジョイント１３を強制的
に移動させるのが望ましい。

【００４１】供給穴１１２への挿入が開始されると、給
油ノズル筒先部８５は、保護部材９８の球面により給油
口１１２を滑って給入管１１４に進入する。進入の過程
で筒先部８５が車輌の給入管１１４に接触して外力が作
用すると、弾性部材９６が弾性変形して給油口１１２や
給入管１１４に倣うようにガイドされる。これにより、
ロボット７に対して精密な動作を必要とすることなく、
給油ノズルを確実に給油口１１２から給入管１１４に挿
入することができる。

【００４２】さらに給油ノズルが移動してガイド部材９
２がバネ９３の力に抗して後退し、２つの挿入センサー
を構成するスイッチ９４からそれぞれ信号が出力し、規
定位置まで挿入されたことが検出される（図１７ ステ
ップ ヘ）。この信号を受けて制御ユニット８は給油ユ
ニット２を作動させる。なお、挿入センサーを構成する
スイッチ９４の１つでも信号が出力しない場合には、先
端アーム２６を若干移動させて、給油ノズルを確実に給
油口に挿入し直す。

【００４３】ついで、給油ノズル筒先部８５の開口８９
ａからベーパを吸引して油種判定手段１０３により油種
を確認し（図１７ ステップ ト）、一致が確認できな
い場合には警報を発する（図１７ ステップ チ）。油
種の一致が確認できた場合には給油ユニット２の給油ポ
ンプを作動させ、またエア・負圧供給手段１０８からエ
アを供給してエアシリンダ８７を作動させて主弁８３を
開放する（図１８ ステップ イ）。

【００４４】給油が開始されると、給油量が設定された
給油量に到達したか（図１８ ステップ ロ）、または
満タンまで給油が進んだか（図１８ ステップ ハ）を
常時監視しつつ、さらに挿入センサーを構成するスイッ
チ９４からの信号をも監視する（図１８ ステップ
ニ）。給油量が設定量に到達した場合には、給油ポンプ
及びエアシリンダ８７を停止させて主弁８３を閉弁して
給油を終了する（図１８ステップ ホ）。

【００４５】また満タンが検出された場合には（図１８
ステップ ハ）自動閉弁機構９７が作動して主弁８３
が閉弁し、前述のステップ（ホ）の過程を経て給油動作
を終了する。

【００４６】給油動作が終了すると、ストッカ４の収納
部１６から給油口１１２まで移動した軌跡データを基に
ストッカ４の収納部１６に移動して（図１８ ステップ
ヘ）給油ノズル３を所定位置に挿入する（図１８ ス
テップ ト）。また、ホース１０は、ジョイント１３に
作用する錘の力とエアシリンダ１１５からの変位を受け
て奥側に後退し、他の給油ノズル３やツールの取出しに
障害とならない位置に戻される。給油ノズルが所定位置
まで挿入されると、収納部１６と給油ノズル３とがロッ
クされ、またチャック機構３１との把持が解除される
（図１８ ステップ チ）。

【００４７】一方、給油の途中で挿入センサーのスイッ
チ９４の１からでも信号が途絶えると（図１８ ステッ
プ ニ）、給油ポンプ及びエアシリンダ８７とを停止さ
せて送液を強制的に停止し、同時に警報を発する（図１
８ ステップ リ）。これにより、給油ノズル３が給油
口１１２からの抜け出すのを未然に検出することができ
る。

【００４８】また、自動閉弁機構９７の不調や故障によ
り燃料が、車輌の燃料タンクから溢れる寸前まで上昇す
ると、液センサー９５の１つからでも液検出信号が出力
された場合には、前述のステップ（リ）の過程を経て給
油動作を停止する。

【００４９】給油動作が終了すると（図１９ ステップ
イ）、前述のタンクキャップ開閉動作と同様にロボッ
ト７は、ストッカ４のタンクキャップ開閉ツールの収納
部２０に移動し（図１９ ステップ ロ、ハ）、タンク
キャップ開閉ツールにチャック機構３１を装着する。こ
れにより、ストッカ４の収納部２０とタンクキャップ開
閉ツールとのロックが解除され（図１９ ステップ
ニ）、タンクキャップ１１３を開口６９のバキュームに
より保持した状態でグリップ６７の取出しが可能とな
る。

【００５０】ロボット７は、記憶手段１０６に格納され
ている給油口１１２の座標データに基づいてタンクキャ
ップ開閉ツールを移動させ（図１９ ステップ ホ、
ヘ）、グリップ６７に保持されているタンクキャップ１
１３を給油口１１２に弾接させ（図１９ ステップ
ト）、この状態でエアモータ６１にエア・負圧供給手段
１０８のエアを供給してタンクキャップ１１３をねじ込
む方向にグリップ６７を所定数回転させる（図１９ ス
テップ チ）。所定回転数だけ回転してねじ込みが終了
した時点で回転を停止し、バキュームの供給を停止し、
グリップ６７を後退させる（図１９ ステップ リ）。

【００５１】グリップ６７が燃料注入口ドア１１１に接
触しない位置まで後退した時点で（図１９ ステップ
ヌ）、後退を停止してストッカ４から給油口１１２まで
移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部に移動し
て（図１９ ステップ ル）タンクキャップ開閉ツール
を所定位置に挿入する。タンクキャップ開閉ツールが所
定位置まで挿入されると（図１９ ステップ オ）、収
納部２０とタンクキャップ開閉ツールとがロックされ、
またチャック機構３１との把持が解除される（図１９
ステップ ワ）。

【００５２】タンクキャップ１１３の取付けが終了した
段階で（図２０ ステップ イ）、ロボット７は、スト
ッカ４の燃料注入口ドア開閉ツールの収納部１６に移動
し（図２０ ステップ ロ、ハ）、燃料注入口ドア開閉
ツールにチャック機構３１を装着し、ストッカ４と燃料
注入口ドア開閉ツールとのロックが解除されて取出す
（図２０ ステップ ニ）。ロボット７は、記憶手段１
０６に格納されている座標データに基づいて燃料注入口
ドア１１１の表側に対向する位置に移動する（図２０
ステップ ホ、ヘ）。

【００５３】そこから燃料注入口ドア１１１を閉める方
向に水平に移動して蛇腹４３により燃料注入口ドア１１
１を押圧（図２０ ステップ ト）。所定距離の移動後
に停止して、今度は車両方向に前進する（図２０ ステ
ップ チ）。これにより大きく開いていた燃料注入口ド
ア１１１がある程度まで閉められ、最後に押し込まれて
完全に閉じられ、同時に車輌にロックする（図２０ ス
テップ リ）。

【００５４】所定距離だけ前進した時点で（図２０ ス
テップ ヌ）、前進を停止し、ストッカ４から給油口１
１２まで移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部
１９に移動する（図２０ ステップ ル）。燃料注入口
ドア開閉ツールが所定位置に挿入されると（図２０ ス
テップ オ）、収納部１９と燃料注入口ドア開閉ツール
とがロックされ、またチャック機構３１との把持が解除
される（図２０ ステップ ワ）。

【００５５】なお、上述の実施例においては、ロボット
に測距手段を設け、ロボットの移動により車輌の複数箇
所までの距離を計測しているが、アイランド１に車輌の
前後方向に距離をおいて複数の測距手段を配置しても同
様の作用を奏することは明らかである。

【００５６】また上述の実施例においては、燃料注入口
ドア開閉ツール、タンクキャップ開閉ツール、及び給油
ノズルをそれぞれ別体として構成したが、エアモータ等
の駆動手段により回動する基台に一体に設け、ロボット
７のアーム上で、所要の作業に応じて切替るようにして
もよい。これによれば、ストッカと車輌との間の移動を
可及的に少なくして作業の高速化を図ることができる。

【００５７】さらに、本発明においては、特別なアダプ
タが装着されていない車輌に対して燃料注入口ドア、及
びタンクキャップを開閉し、給油口に給油ノズルを挿入
して自動給油することを主眼とするが、ロボットによる
給油に対応する特別のアダプタを装着した車輌に対して
も簡単に対応できることは明らかである。つまり、燃料
注入口ドアやタンクキャップを開閉動作をスキップして
給油ノズルを給油口に挿入させれば、自動給油が可能と
なる。

【００５８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
車輌の燃料注入口ドア、及び給油口の画像データを積極
的に利用して位置や傾きを検出でき、特別なアダプタを
車輌に必要とすることなく、各種ツールを制御して自動
給油することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動給油装置の一実施例を示す図であ
る。

【図２】ツールストッカの一実施例を示す断面図であ
る。

【図３】ツールストッカの一実施例を示す正面図であ
る。

【図４】ロボットの一実施例を示す図である。

【図５】ロボットの一実施例を示す上面図である。

【図６】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ燃料注入口ド
ア開閉ツールの一実施例を示す上面図、正面図、及び側
面図である。

【図７】図（イ）（ロ）は、それぞれタンクキャップ開
閉ツールの一実施例を示す上面図、及び正面図である。

【図８】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上タンクキャ
ップ開閉ツールの一実施例を示す側面図である。

【図９】給油ノズルの一実施例を示す断面図である。

【図１０】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上給油ノズ
ルの筒先部と胴部との境界の構造を示す正面図と断面図
である。

【図１１】同上給油ノズルと基台との取付け構造の他の
実施例を示す図である。

【図１２】同上装置の制御手段を示すブロック図であ
る。

【図１３】燃料注入口ドアの中心を判定する工程を説明
する図である。

【図１４】図（イ）、（ロ）は、それぞれ給油口に対す
る撮像手段の角度と、撮影された給油口の形状との関係
を示す図であり、また図（ハ）は、給油口の傾きを検出
するのに適したリング部材の実施例を示す図である。

【図１５】同上装置により燃料注入口ドアを開放する動
作を示すフローチャートである。

【図１６】同上装置によりタンクキャップを開放する動
作を示すフローチャートである。

【図１７】同上装置により給油ノズルを挿入する工程を
示すフローチャートである。

【図１８】挿入された給油ノズルによる給油動作、及び
給油ノズルの収納動作を示すフローチャートである。

【図１９】同上装置によりタンクキャップを取る付ける
動作を示すフローチャートである。

【図２０】同上装置により燃料注入口ドアを閉める動作
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ アイランド ２ 給油ユニット ３ 給油ノズル ４ ツールストッカ ５ アーム ６ 車輌 ７ ロボット ８ 制御ユニット ９、１０ ホース ３０ 撮像手段 ３１ チャック機構 ４３ 蛇腹 ４９ エアシリンダ ５０ バキュームスイッチ ６１ エアモータ ６７ グリップ ６９ バキュームスイッチ ８１ 給油ノズル ８２ 給油レバー ８３ 主弁 ８４ チャッキ弁 ８５ 給油ノズル筒先部 ８５ 筒先部 ８７ エアシリンダ ８８ スイッチ ９３ 磁石 ９４ リードスイッチ ９７ 自動閉弁機構 ９８ 保護部材 １００ 測距手段 １１１ 燃料注入口ドア １１３ タンクキャップ １１４ 給入管 １１５ エアシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｂ 11/26 Ｇ０１Ｂ 11/26 Ｈ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３００ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３００ (72)発明者 井戸 繁 東京都港区芝浦２丁目12番13号 株式会社 タツノ・メカトロニクス内 Ｆターム(参考） 2F065 AA17 AA31 BB27 FF04 JJ03 JJ19 JJ26 NN20 PP25 QQ23 QQ31 3E083 AA01 AB15 AB16 AG03 AG27 AJ20 5B057 AA05 BA02 CA08 CA12 CA16 DA07 DB02 DB09 DC08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料注入口ドア、タンクキャップそれぞ
   れを開閉するツール、給油ノズルを収容したストッカ
   と、前記ストッカと車輌の燃料注入口との間を移動する
   ロボットと、車輌の燃料注入口ドア、及び給油口を撮影
   する撮像手段と、規定位置に対する車輌の位置を計測す
   る測距手段と、前記撮像手段からの画像データ、または
   前記撮像手段と前記測距手段からのデータとに基づいて
   前記給油口の座標位置を算出する位置座標演算手段と、
   前記座標位置に基づいて前記ロボットを制御する手段と
   からなる自動給油装置。
2. 【請求項２】 前記測距手段が、前記ロボットに設けら
   れていて、前記ロボットが前記車輌の前後方向に移動す
   ることにより前記車輌の複数の箇所の距離を測定する請
   求項１に記載の自動給油装置。
3. 【請求項３】 前記撮像手段が前記ロボットに設けら
   れ、前記位置座標演算手段が、前記撮像手段からの前記
   給油口、またはこれの近傍に設けられたリング状マーク
   が真円となる角度を検出する請求項１に記載の自動給油
   装置。
4. 【請求項４】 前記位置座標演算手段が、前記撮像手段
   により撮影された前記燃料注入口ドアの略中心の座標を
   算出する請求項１に記載の自動給油装置。
5. 【請求項５】 前記位置座標演算手段が、前記座標を格
   納する記憶手段を備え、外部から入力された車輌の燃料
   注入口の概略の位置、及び前記燃料注入口ドアの開閉方
   向の位置を記憶する請求項１に記載の自動給油装置。
6. 【請求項６】 前記位置座標演算手段が、前記燃料注入
   口ドアの略中心の座標を検出し、前記ロボットにより前
   記燃料注入口ドアを開閉するツールを前記略中心の座標
   に吸着させる請求項１に記載の自動給油装置。
7. 【請求項７】 前記撮像手段が前記ロボットに設けら
   れ、前記位置座標演算手段が、前記撮像手段からの前記
   給油口、またはこれの近傍に設けられたリング状標識が
   真円となる角度を検出し、前記角度に基づいてロボット
   により前記給油ノズルを挿入する請求項１に記載の自動
   給油装置。
8. 【請求項８】 前記給油口の近傍に設けられたリング状
   標識の中心位置を前記撮像手段により検出し、また前記
   標識に設けられた少なくとも３つマークの相対距離を前
   記測距手段により検出し、前記位置座標演算手段がこれ
   ら中心座標及び相対距離に基づいて前記給油口の傾きを
   検出し前記給油ノズルを挿入する請求項１に記載の自動
   給油装置。