JP2009149356A - 車両用液体注入装置および車両用液体注入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数種類の液体を短時間で注入することができる車両用液体注入装置を提供することを課題とする。
【解決手段】車両用液体注入装置１５には、注入ノズル機構２６が備えられ、この注入ノズル機構２６には、複数本の注入ガン２４と、ロボットアーム２２に固定され、注入ガン２４の軸方向に移動自在に複数本の注入ガン２４を支持するガン支持部材６６と、このガン支持部材６６に設けられガン支持部材６６に注入ガン２４の各々を個別に移動させるガン移動機構６７と、選択された液体に対応する注入ガンを前進させ、他の注入ガンを待機位置に留めるように複数のガン移動機構６７を制御するガン移動制御部６８とが備えられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両に液体を注入する技術の改良に関する。

ロボットアームの先端部に燃料を注入する注入ガンを含む注入ノズル機構を備えている車両用燃料注入装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３３６２８８７号公報（図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１７は従来の技術の基本構成を説明する図（特許文献１）であり、ロボットアームの先端軸２０１に装着した車両用燃料注入装置２０２には、ロボットアームの先端軸２０１に取り付けられるベース部材２０３と、このベース部材２０３を介してタンクキャップＣを回動および把持可能に設けた小物挟持用フィンガ２０４と、この小物挟持用フィンガ２０４の外方に配設した燃料注入用の液物供給用ノズル２０５と、が備えられている。

特許文献１の技術において、複数種類の液体を注入するために、小物挟持用フィンガ２０４の外方に複数の注入ノズルを配設しようとする場合には、小物挟持用フィンガ２０４を回動する構造に加えて、この小物挟持用フィンガ２０４の外方でロボットアームの軸方向に直角に内方から外方に順に、燃料ノズル切替機構を有する複数の燃料ノズルを配設する必要がある。小物挟持用フィンガ２０４の内方から外方に順に、複数の燃料ノズルを配設すると、ロボット先端部には、過大なモーメントが作用し、大きな負荷が加わる。このため、複数の燃料ノズルを配設することには制約が大きかった。

本発明は、複数種類の液体を短時間で注入することができる車両用液体注入装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両へ液体を注入する注入ノズル機構を備える車両用液体注入装置において、注入ノズル機構は、複数本の注入ガンと、互いに並行に配置された形態で且つ複数本の注入ガンの軸方向に移動自在に複数本の注入ガンを支持するガン支持部材と、このガン支持部材に設けられガン支持部材に注入ガンの各々を個別に移動させるガン移動機構と、選択された液体に対応する注入ガンを前進させ、他の注入ガンを待機位置に留めるように複数のガン移動機構を制御するガン移動制御部と、からなることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、注入ノズル機構は、ロボットのロボットアームの先端部に取り付けられているとともに、ガン支持機構は、ロボットアームの軸方向で先端部からロボットの本体の側に配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、ロボットと、このロボットのロボットアームに設けられ車両へ液体を注入する注入ノズル機構とを用いて行う車両用液体注入方法において、ロボットアームには、互いに並行に配置された形態で複数本の注入ガンが設けられており、ロボットに車両の注入口の位置情報と当該車両に供給する液体の情報とを伝達し、選択された注入ガンにより車両へ液体を注入させることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、注入ガンは、使用するときには前進端に前進させ、使用していないときには後退端に後退させることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、注入ノズル機構は、複数本の注入ガンと、これらの注入ガンを支持するガン支持部材と、このガン支持部材に設けられ注入ガンを個別に移動させるガン移動機構とを備えている。そして、注入時には、注入ガンのうちの１つの注入ガンをガン支持部材に対して前進させ、車両の注入口に挿入可能にした。

注入ノズル機構には、液体吐出管としての注入ガンを必要な液体に応じて別個且つ複数設けることが可能になるので、注入ガンの内径を大きくできるとともに、車種に応じた複数種類の液体を注入することができる。注入ガンの内径が大きくなれば、車両の組立ラインなどに適用する場合において、短時間で注入を行わせることができる。

この結果、本発明に係る車両用液体注入装置によれば、複数種類の液体を短時間で注入することができるようになる。

請求項２に係る発明では、ガン移動機構は、ガン支持部材に且つロボットアームの軸方向内側としてのロボットの本体の側に設けられているので、ロボットアーム先端部に過大なモーメントがかからないようにすることができる。
従って、ロボット先端部には、過大なモーメントが作用せず、大きな負荷が加わることはないため、容易に、複数の液体ノズルを配設することが可能になる。つまり、複数の液体ノズルをロボットアームの先端部に設けても、ロボットアームの先端部に大きなモーメントが生ずることはない。

請求項３に係る発明では、ロボットのロボットアームには、互いに並行に配置された形態で複数本の注入ガンが設けられており、ロボットに車両の注入口の位置情報と当該車両に供給する液体の情報とを伝達し、選択された注入ガンにより車両へ液体を注入させるようにした。

ロボットのロボットアームには、複数本の注入ガンが互いに並行に配置された形態で設けられているので、注入ガンの傾きは一定になり、ロボットをテイーチングするときに、ロボットアームを平行移動させるだけで済み、テイーチングを容易に行うことができる。

また、車両の生産ラインにおいて、実際の車両の注入口の位置情報を反映させて車両の注入口に必要な種類の液体に対応した注入ガンを注入口に挿入可能にしたので、挿入位置の位置精度を高めることが可能となる。

請求項４に係る発明では、注入ガンは、使用するときには前進端に前進させ、使用していないときには後退端に後退させるので、使用していない注入ガンと車両とが干渉することなく、車両に必要な種類の液体を注入可能にした注入ガンを注入口に挿入することが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両用液体注入装置を生産ラインの側方に配設することを説明する平面図、図２は図１の２矢視図である。以下、図１および図２を参照して説明を行う。
生産ライン１１には、車両を搬送する車両搬送手段１２が設けられ、この車両搬送手段１２には、車両１３が載置されている。車両１３は、車両搬送手段１２によって矢印ｄ方向に所定のラインスピードで移動するものである。また、車両１３の左後部であって左側の後タイヤＴの上方には、液体を注入する注入口１４が設けられている。

また、生産ライン１１の側方には、車両搬送手段１２によって搬送される車両１３の搬送方向ｄに並行して移動自在に車両用液体注入装置１５が設けられている。
以下、車両用液体注入装置１５の詳細な構造について説明する。
車両用液体注入装置１５は、レール部材１８によってガイドされ移動可能に設けられている移動体１９と、この移動体１９によって支えられているロボット２１と、このロボット２１のロボットアーム２２の先端部２２ａに取り付けられている複数の注入ガン２４・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を含む注入ノズル機構２６と、この注入ノズル機構２６に液体を供給する液体供給機構２７と、移動体１９またはロボット２１に設けられ車両１３の間を連結させることを可能にした合体手段３１と、実際の車両の位置を検出するとともに予め記憶させておいた車両位置情報とのギャップを演算してロボット２１に位置補正情報を伝達する位置検出補正部３２とからなる。本実施例において、移動体１９のストローク量は４ｍであるが、任意のストローク量に変更可能なものとする。

位置検出補正部３２は、移動体１９から車両の外観の構成要素であるホイールアーチ部Ｗａに向け延ばされている第１延設部材３４と、この第１延設部材３４に取り付けられ、車両の幅方向外方から車両１３に水平に接触することで移動体１９を基準とした車両１３の車幅方向の位置を検出する第１の位置検出手段３５と、移動体１９から車両の下部に設けられているジャッキアップ支持面Ｊａに向け延ばされている第２延設部材３６と、この第２延設部材３６に取り付けられ車両の下方から車両１３に垂直に接触することで移動体１９を基準とした車両１３の高さ方向の位置を検出する第２の位置検出手段３７と、第１の位置検出手段３５および第２の位置検出手段３７によって実際の車両位置情報を検出して、注入口１４の位置にロボット２１の位置を合わせるための補正信号をロボット２１に送る制御部３８とからなる。つまり、車両の位置を検出する位置検出手段３３は、第１の位置検出手段３５と第２の位置検出手段３７とからなる。
制御部３８は、移動体１９に取り付けられているが、この他の部材に取り付けることは差し支えない。

本実施例では、第１の位置検出手段３５は、第１の位置検出センサ４１であり、第２の位置検出手段３７は、第２の位置検出センサ４２であり、例えば、接触機構を有するリミットスイッチ、マイクロスイッチなどが好適である。

また、ロボット２１には、いわゆる、多関節型ロボットが利用されており、ロボットアーム２２の先端部２２ａには、３個の注入ガン２４・・・を含む注入ノズル機構２６が取り付けられ、注入ノズル機構２６を車両の注入口１４の近傍まで近づける機能を有する。注入ノズル機構２６の詳細な構造は、後述する。

液体供給機構２７は、天井から下方に延設する天井部材４４と、この天井部材４４の下面で車両の長手方向に配置する天井レール部４５と、この天井レール部４５にスライド可能に取り付ける駒部材４６と、この駒部材４６にブラケット４７を介して支持され注入ノズル機構２６に燃料を供給する３本の液体パイプ４８・・・とからなる。

本実施例において、３本の液体パイプには、各々、レギュラーガソリン、ハイオクガソリンおよび軽油が供給されるようにしたが、この他の、例えば、ラジエータ用の冷却水、ブレーキオイルなどにも利用可能である。つまり、車両用液体注入装置１５によれば、本発明の燃料の注入以外にも生産ライン上を流動する車両に任意の液体を自動供給することができる。

複数の駒部材４６・・・を天井レール部４５に設け、これらの駒部材４６・・・間に液体パイプ４８・・・がたるむように遊びをもたせて取り付けることで、液体パイプ４８・・・を車両の長手方向に伸縮させることができ、レール部材１８上を移動する注入ノズル機構２６に燃料を供給することが可能になる。

図３は車両用液体注入装置を構成する合体手段の平面図、図４は図３の４−４線断面図である。以下、図３および図４を参照して説明を行う。
合体手段３１は、移動体（図２の符号１９）から車両に向け水平に伸ばした前後のフレーム５１ａ、５１ｂと、これらのフレーム５１ａ、５１ｂの間に掛け渡してフレーム５１ａ、５１ｂを補強するクロス部材５２と、前のフレーム５１ａの先端部に回動可能に設け、注入口１４に最も近い位置にある左側の後タイヤＴの前面Ｔａに当接させる前部接触子５４ａと、後のフレーム５１ｂの先端部に回動可能に設け左側の後タイヤＴの後面Ｔｂに当接させる後部接触子５４ｂと、これら前部・後部接触子５４ａ、５４ｂを回動軸５６ａ、５６ｂを中心に回動可能にする移動手段５７ａ、５７ｂと、これらの移動手段５７ａ、５７ｂを移動体１９に固定する縦横の固定部材５８、５９とからなる。

前部接触子５４ａと後部接触子５４ｂとによって、左側の後タイヤの前面Ｔａおよび後面Ｔｂを挟持し、車両１３と移動体１９の間を保持させ、車両１３の動きに移動体１９を同期させて移動できるようにした。つまり、合体手段３１は、移動体１９を車両１３に同期して移動させる機能を有する。

本実施例では、移動手段５７ａ、５７ｂには、モータと減速機とを一体化させた、いわゆる、ギヤードモータ６１、６１を適用した。ギヤードモータ６１、６１は、燃料を取り扱う装置であることから、防爆形が好適である。

前後のフレーム５１ａ、５１ｂの先端部には、ギヤードモータ６１、６１を配設し、これらのギヤードモータ６１、６１の回動軸５６ａ、５６ｂに、回り止めキー６２ａ、６２ｂ（前側の符号６２ａのみ示す。）を介して接触子５４ａ、５４ｂを取り付けた。図中、６４ａ、６４ｂは回動軸５６ａを支持する軸受である。

本実施例では、移動手段には、ギヤードモータを利用したが、エアシリンダを利用することは差し支えない。
また、合体手段３１を移動体１９から伸ばす代わりに、ロボット２１から伸ばすことは差し支えなく、移動体およびロボット２１の双方から伸ばしても良い。

合体手段３１は、前部・後部接触子５４ａ、５４ｂを移動させる（または回動させる）移動手段５７ａ、５７ｂを備える簡便な構造である。合体手段３１を簡便なものにしたので、装置費用の高額化を抑えることができる。

図５は本発明に係る車両用液体注入装置を構成する注入ノズル機構の側面図、図６は図５の６矢視図である。以下、図５および図６を参照して説明を行う。
注入ノズル機構２６は、ロボットアーム先端部２２ａに取り付けられ３つの注入ガン２４ａ〜２４ｃを支持するガン支持部材６６と、このガン支持部材６６に設けられガン支持部材６６に注入ガン２４ａ〜２４ｃの各々を個別に移動させるガン移動機構６７ａ〜６７ｃと、選択された油種に対応する注入ガン２４を前進させ、他の注入ガン２４を待機位置に留めるように３つのガン移動機構６７ａ〜６７ｃを制御するガン移動制御部６８とからなる。

ガン支持部材６６は、板状の部材であり、注入ガン２４ａ〜２４ｃの先端部に形成されている燃料吐出口としてのノズル７１ａ〜７１ｃが通過できるように３つの孔部７２ａ〜７２ｃが形成され、ロボットアーム先端部２２ａの軸２２ｘに直角に締結部材７３を介して取り付けられている。

また、ガン移動機構６７は、ガン支持部材６６の裏面６６ｂに取り付けた底板７５と、この底板７５に直角に突設される支柱部７６と、この支柱部７６の先端部７６ａに配置される駆動モータ７７と、この駆動モータ７７と底板７５の間に掛け渡され駆動モータ７７によって駆動されるボールねじ部７８と、支柱部７６の長手方向に形成したガイドに取り付けられボールねじ部７８と螺合されボールねじ部７８の回動によって前進端８１と後退端８２の間に進退可能に設けられ注入ガン２４を支持するスライダ８３とを備える。

注入ガン２４ａ〜２４ｃは、後退端にあるときは、ロボットアーム先端部２２ａの軸２２ｘ方向でロボット２１の本体の側に配置されるとともに、重量の嵩むガン移動機構６７も同様に、軸２２ｘ方向でロボットアームの軸方向内側としてのロボット２１の本体の側に配置されている。つまり、注入ガン２４ａ〜２４ｃおよびガン移動機構６７は、ロボットアーム先端部２２ａの軸２２ｘ方向の内方としてのロボット本体側に配置されているので、ロボットアーム先端部に過大なモーメントがかからないようにすることができる。
従って、ロボット先端部には、過大なモーメントが作用せず、大きな負荷が加わることはないため、容易に、複数の燃料ノズルを配設することが可能になる。

図中、８４・・・は底板７５と支柱部７６との間に取り付けた補強板である。このようなガン移動機構６７は、ガン支持部材６６の裏面６６ｂに３つ配置されており、各々の駆動モータ７７・・・は、ガン移動制御部６８に接続されている。

ガン移動制御部６８は、前述の制御部３８に接続され、制御部３８の指令によって、所定の条件の下で、注入ガン２４ａ〜２４ｃのうちの１つの注入ガンを前進端８１に移動させ、他の２つの注入ガン２４・・・を後退端８２に位置させる信号を駆動モータ７７のうちの１つに送るものである。

すなわち、本実施例において、注入ノズル機構２６は、レギュラーガソリンと、ハイオクガソリンおよび軽油という油種ごとに準備された３本の注入ガン２４ａ〜２４ｃと、ロボットアーム２２に固定され、互いに並行に配置された形態で且つ注入ガン２４ａ〜２４ｃの軸方向に移動自在に３本の注入ガン２４ａ〜２４ｃを支持するガン支持部材６６と、このガン支持部材６６に設けられガン支持部材６６に対して注入ガン２４ａ〜２４ｃの各々を個別に進退可能に移動させるガン移動機構６７ａ〜６７ｃとからなる。
なお、注入ガンの本数は、３本であるが、１本、２本または４本でも良く任意に設定可能である。

ロボットアーム２２には、互いに並行に配置された形態で３本の注入ガン２４ａ〜２４ｃが設けられており、ロボット２１に車両の注入口１４の位置情報と当該車両に供給する油種の情報とを伝達し、注入ガン２４ａ〜２４ｃのうち選択された注入ガン２４により車両へ燃料を注入させるようにした。

ロボットアーム２２には、３本の注入ガン２４ａ〜２４ｃが互いに並行に配置された形態で設けられているので、注入ガン２４ａ〜２４ｃの傾きは一定になり、ロボット２１をテイーチングするときに、ロボットアーム２２を平行移動させるだけで済み、テイーチングを容易に行うことができる。

図に示すように、３つのボールねじ部７８・・・は、互いに平行に配置され、各々の注入ガン２４ａ〜２４ｃは、ガン支持部材６６に進退可能に設けられている。
なお、注入ノズル機構２６において、ガン移動機構６７は、駆動モータ７７とボールねじ部７８とスライダ８３とから構成したが、スライダ８３をエアシリンダにより駆動することは差し支えない。あるいは、スライダにピニオンギヤを含むモータを設け、ガン支持部材側にピニオンギヤと噛み合うラックを設けてなるラックアンドピニオン機構を利用した駆動機構としても良い。

注入ガン２４ａ〜２４ｃは、使用するときには前進端８１に前進させ、使用していないときには後退端８２に後退させるようにした。注入時には、注入ガン２４ａ〜２４ｃのうちの１つの注入ガン２４のみをガン支持部材６６に対して前進させるとともに、車両の注入口１４に挿入可能にしたので、使用していない注入ガンと車両１３とが干渉することなく、車両１３に必要な油種を注入することが可能となる。
車両の燃料注入口には、専用の給油ガンを挿入可能にすることによって、異種の液体の混入を回避することができる。

また、ロボットアーム先端部２２ａには、燃料吐出管としての注入ガン２４ａ〜２４ｃを必要な油種に応じて別個且つ複数設けることが可能になるので、各注入ガン２４ａ〜２４ｃの内径を大きくすることができるとともに、車種に応じた種類の燃料を注入することができる。

注入ガン２４ａ〜２４ｃの内径が大きくなれば、車両の組立ラインなどに適用する場合において、短時間で注入を行わせることができる。
また、注入ガン２４ａ〜２４ｃは、燃料の種類に応じた設けた複数の注入ガン２４ａ〜２４ｃとし独立させたので、異なる成分の燃料が混じる虞はない。

図７は本発明に係る車両用液体注入装置を構成する第２の位置検出手段の側面図であり、第２の位置検出手段３７としての第２の位置検出センサ４２は、第２延設部材３６の先端部３６ａに検出方向が垂直になるように取り付けられている。つまり、第２の位置検出センサ４２は、車両の下方から車両１３のジャッキアップ部Ｊａに接触することで、移動体１９を基準とした車両１３の高さ方向の位置を検出するものである。図中、８５は第２の位置検出センサ４２を保持するボルトである。

図８は図１の８−８線断面図であり、移動体の要部断面図であり、図２を併せて参照し説明を行う。
床面Ｆには、車両搬送手段（図１の符号１２）に平行してレール部材１８が配置され、レール部材１８の上面には、鋸歯状に形成したラック８６が形成されている。

移動体１９の基部１９ｂの下面両端部には、キャスタ８７、８７が取り付けられ、これらのキャスタ８７、８７の間には、レール部材１８を側方から挟むガイド片８８、８８が取り付けられ、レール部材１８の上面に形成したラック８６に噛み合うようにピニオンギヤ９１が配置されるとともにこのピニオンギヤ９１には、自走手段９２としてのモータ９３が取り付けられている。

すなわち、移動体１９は、車両搬送手段１２（単に、「搬送手段１２」とも云う。）に平行して配置されるガイド部９４としてのレール部材１８と、燃料の注入が完了した後に元の位置に戻す自走手段９２とを備えている。

レール部材１８の材質は樹脂製、モータ９３には防爆形の電動モータを適用した。
移動体１９は、ガイド部９４と自走手段９２とを設けたので、燃料の注入が完了した後に、ロボット２１を支える移動体１９を元の位置に戻すことができる。

移動体１９にガイド部９４及び自走手段９２を設け、ロボット２１を元の位置に戻すようにしたので、１台のロボット２１を使い回しすることができる。１台のロボット２１を使い回しすることで、複数のロボットを準備する必要はなく、装置費用を低減することができる。

上記構成によって、ロボット２１および注入ノズル機構２６は、生産ライン１１に沿って搬送される車両に同期して移動する移動体１９に搭載され、搬送中に車両１３に燃料を注入することができる。

すなわち、車両用液体注入装置１５は、地面に敷設されたレール部材１８にガイドされ、車両搬送手段１２と並行して往復移動可能に配置されている装置であり、生産ライン１１に沿って搬送される車両１３へ燃料を注入（注入）することができる。

以上に述べた車両用液体注入装置の作用を次に述べる。
図９は車両用液体注入装置の作用説明図（移動体と車両とを連結するとき）であり、搬送手段１２上を移動する車両１３が所定位置に達したとき、合体手段３１に設けられている前部接触子５４ａと後部接触子５４ｂとを各々矢印ｍ、ｎ方向に回動させ、車両１３の左後輪Ｔを挟持する。

図１０は車両用液体注入装置の作用説明図（第１の位置検出手段と第２の位置検出手段を車両に接触させるとき）であり、ロボットアーム２２の先端部に取り付けたノズル機構２６を車両の注入口１４の近傍まで近づける。

そして、第１の位置検出手段３５を車両１３の側面１３ｓに接触させ、第２の位置検出手段３７を車両の下面１３ｕに接触させる。そして、実際の車両の位置情報を加味して、注入口１４のより正確な位置を演算し補正量を求める。この演算結果に基づき、車両ごとに、ロボット２１の位置補正を行うようにした。

ロボットアームの先端部に取り付けた注入ノズル機構２６の位置を車両ごとに補正可能としたので、注入口１４の位置に注入ノズル機構２６の位置を正確に合わせることができる。ロボット２１の位置をより正確に合わせることで、注入ガン２４を挿入するときの注入ガン２４の挿入精度を高めることができる。

すなわち、車両の生産ライン１１において、実際の車両の注入口１４の位置情報を反映させて、車両の注入口１４に油種に対応した注入ガン２４を挿入可能にしたので、挿入位置の位置精度を高めることが可能となる。

図１１は車両用液体注入装置の作用説明図（車両の注入口に注入ガンを挿入するとき）であり、注入口の位置に注入ノズル機構２６の位置を正確に合わせた後に、注入ノズル機構２６に設けたガン移動制御部（図５の符号６８）を介してガン移動機構６７の１つに信号を出し、例えば、注入ガン２４ａを前進端８１に前進させる。つまり、注入ガン２４ａを矢印ｐの方向に注入口１４に挿入させる。そして、燃料の注入を行う。注入が完了したときに、注入ガン２４ａを矢印ｑの方向に後退させる。その後、注入ノズル機構２６（単に、「ノズル機構２６」とも云う。）を車両１３から離す。

図１２は車両用液体注入装置の作用説明図（移動体と車両との連結を解除するとき）であり、注入が完了した後に、合体手段３１に設けられている前部接触子５４ａと後部接触子５４ｂとを各々矢印ｓ、ｔ方向に回動させ、車両１３の左後Ｔから移動体１９の連結を解除させる。
そして、図矢印ｖの方向に移動体を移動させて元の位置に戻し、車両用液体注入装置の作用の１サイクルが完了する。

図１〜図１２に基づいて車両用液体注入装置の制御フローを以下に説明する。
図１３は本発明に係る作用を説明する制御フロー図であり、ステップ番号（以下、ＳＴと記す。）０１で、合体手段３１を回動させて移動体１９を移動する車両１３に連結させる。

ＳＴ０２で、予めテイーチングなどにより制御部３８に記憶させておいた該当する車両１３に係る注入口１４の位置情報に基づいて、ノズル機構２６を注入口１４の近傍に近づける。

ＳＴ０３で、第１の位置検出手段３５と第２の位置検出手段３７を車両１３に接触させ、注入する車両に設けられている注入口１４の位置を計測し、ＳＴ０４で、計測結果と、注入口１４の位置情報との差異量を演算する。

ＳＴ０５で、幅方向の差異量および高さ方向の差異量に基づいて、ロボット２１に車両の注入口１４の位置補正情報を伝達し、ノズル機構２６の位置を補正する。
ＳＴ０６で、ガン移動制御部６８に車両に供給する油種の情報を伝達し、ガン移動機構６７に信号を送り、注入すべき注入ガン２４を前進端に前進させる。そして、ＳＴ０７で、選択された注入ガン２４により車両１３へ燃料を注入する。

ＳＴ０８で、注入が終了したら、注入ガン２４を後退端に戻し、ＳＴ０９で、ノズル機構２６を車両１３から離し、ＳＴ１０で合体手段３１を回動させて移動体１９と車両１３との間の連結を解除し、ＳＴ１１で移動体１９を元の位置に戻す。
以上で、燃料注入作業の１サイクルが完了する。

実際の車両１３の位置は、第１の位置検出手段３５および第２の位置検出手段３７によって車両１３の一部に接触することにより検出され、これらの車両位置情報は、制御部３８に入力されるとともに予めテイーチングなどによって記憶されている車両位置情報との差異量が演算され、この差異量は、注入口１４の位置にロボット２１の位置を合わせるための補正信号としてロボット２１に送られ、注入ガン２４の位置が補正された後、車両１３の注入口１４へロボット２１によって１本の注入ガン２４が挿入される。

従来、光学的な検出手段によって位置検出をして位置合わせをするタイプの車両用液体注入装置では、制御部において、画像データの認識および処理のための演算時間が必要となるために、注入対象となる車両の注入口の位置を検出した後、注入口に注入ガンの挿入を指令するまでの時間がかかる場合があった。

具体的には、生産ラインの搬送装置上に載置した車両に注入する場合に、車両の幅方向にばらつきが発生するため、注入ノズルの位置補正が必要である。この場合に、光学的な手段によって注入口の画像を認識させ、演算処理して、注入口の位置補正を行わせる装置では、生産ラインの生産条件の１つとしての、例えば、４７秒というサイクルタイムの範囲内で、位置検出をさせ注入を完了させるまでの作業を完了させることに無理があった。

この点、本発明に係る車両用液体注入装置１５では、位置検出補正部３２を用いて車両の一部に接触させて車両１３の位置を検出するようにした。機械的な検出手段を用いたので、光学的な検出手段を用いる場合に較べると、車両の注入口１４の位置を検出させ、注入口１４に注入ガンの挿入を指令するまでの時間を短くすることができる。
注入口１４にロボット２１の位置を合わせる時間が短縮されるので、作業時間に制約がある搬送中の車両へ燃料を注入することが可能となる。

以上、説明したように、機械的な位置検出手段により、注入口１４の位置を検出させ、注入口１４に注入ガンの挿入を指令するまでの時間を短縮し、また、注入ノズルのノズル内径を大きくすることを可能にしたので、注入に要する時間を短縮できる。したがって、注入口の位置検出および注入にかかる時間の双方を短縮できるため、サイクルタイムの短い生産ラインにおいても適用することができる。

図１４は図１の別実施例図、図１５は図２の別実施例図であり、以下、図１３および図１４を参照し、図１および図２と大きく異なる点を中心に説明を行い共通部分については説明を省略する。図中、３本の注入ガン２４のうちの１本は前進端に位置し、他の２本の
注入ガン２４、２４は後退端に位置する状態を示すものである。

車両用液体注入装置１５Ｂには、移動体１９Ｂから延設し車両１３Ｂと合体可能に設ける合体手段３１Ｂと、この合体手段３１Ｂには、位置検出手段３３Ｂを含んでいる。
また、移動体１９Ｂには、自走手段９２Ｂが設けられている。

合体手段３１Ｂは、移動体１９Ｂに取り付ける駆動手段としての前後一対のエアシリンダ１０１、１０１（図１５において、手前側の符号１０１のみ示す。）と、これらのエアシリンダ１０１、１０１のロッド１０１ａの伸縮によって軸部材１０２、１０２（図１５において、手前側の符号１０２のみ示す。）を中心に回動可能に設ける前後一対のアーム部材１０３、１０３と、これらのアーム部材１０３、１０３の先端部に回動軸１０４、１０４（図１５において、手前側の符号１０４のみ示す。）を介して回動可能に且つタイヤＴＢを挟持可能に設け平面視で三日月状を呈する前部接触子５４Ｂａおよび後部接触子５４Ｂｂと、を主要な構成要素とする。

アーム部材１０３は、ホルダ１０５とこのホルダ１０５の軸方向に伸縮可能に設ける伸縮部１０６からなる２分割構造の部材であり、前部接触子５４Ｂａおよび後部接触子５４Ｂｂと後部接触子５４Ｂｂとを支持する。前部接触子５４Ｂａ同様な構造を有する部材であり、説明を省略する。アーム部材１０３の先端部には、車両の高さ方向の位置を検出する第２位置センサ４２Ｂが配置されている。

ホルダ１０５には、伸縮部１０６の位置を検出する第１位置センサ４１Ｂが配置されており、前部・後部接触子５４Ｂａ、５４Ｂｂの内面１０７ａ、１０７ｂでタイヤＴＢを挟持するときに、タイヤＴＢの車幅方向位置に合わせて伸縮部１０６がアーム部材１０３の軸方向に伸縮し、第１位置センサ４１Ｂにより実際の車両における車幅方向の位置を検出することができるようにした。

すなわち、アーム部材１０３には、位置検出手段３３Ｂとしての第１位置センサ４１Ｂおよび第２位置センサ４２Ｂが配置されている。なお、位置検出手段３３Ｂは、後部接触子に配置することは差し支えない。

自走手段９２Ｂは、レール部材１８Ｂの側面を左右から挟持する左右の駆動車輪１１１ａ、１１１ｂにより自走可能に構成する。図中、１１２ａ、１１２ｂは駆動源としてのモータである。モータには、電気、エア、油圧、超音波などの各種タイプが利用可能であり、その種類は任意に選択可能である。

このように、アーム部材１０３の先端部には、三日月状の前部接触子５４Ｂａを設け、この前部接触子５４Ｂａには、伸縮可能に伸縮部１０６を設けるとともに、第１位置センサ４１Ｂを設けるので、第１延設部材（図２の符号３４）を省略でき、装置の簡素化をはかることができる。
なお、先端部に設けた前部・後部接触子５４Ｂａ、５４Ｂｂの形状は、三日月状に限られず、Ｖ字形、ハの字状でも良く、タイヤの中心位置に収まる構造であれば適用可能である。

併せて、アーム部材１０３の先端部に、第２位置センサ４２Ｂを設けるので、第２延設部材を省略でき、装置の簡素化をはかることができる。
なお、ロボット２１Ｂは、軸Ｊを中心に回動調整可能に設けられている。

図１６はノズル先端部の側面図および作用図であり、ノズル７１の先端部７１ａには、ラバーなどの弾性体により形成された筒状のアダプタ部材１１４が挿嵌されている。ノズル７１の先端部７１ａにアダプタ部材１１４を挿嵌することで、注入口１４Ｂに挿入されるノズル先端部７１ａの位置が若干ずれた場合においても、アダプタ部材１１４が変形することにより、注入口１４Ｂにノズル先端部７１ａをセットすることができ好適である。
また、ノズル先端部７１ａは、弾性部材によって構成したので、万が一、車両１３Ｂの外板面などに接触した場合でも、外板面などに傷などの損傷を発生し難くできる。

尚、本発明は、実施の形態では四輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
請求項１では、ロボットを固定された床面上に配置することは差し支えない。
請求項４では、注入ガンは、使用するときと使用していないときとで、移動させないようにすることは差し支えない。

本発明は、生産ラインに沿って搬送される車両へ液体を注入する液体注入装置に好適である。

本発明に係る車両用液体注入装置を生産ラインの側方に配設することを説明する平面図である。 図１の２矢視図である。 車両用液体注入装置を構成する合体手段の平面図である。 図３の４−４線断面図である。 本発明に係る車両用液体注入装置を構成する注入ノズル機構の側面図である。 図５の６矢視図である。 本発明に係る車両用液体注入装置を構成する第２の位置検出手段の側面図である。 図１の８−８線断面図である。 車両用液体注入装置の作用説明図（移動体と車両とを連結するとき）である。 車両用液体注入装置の作用説明図（第１の位置検出手段と第２の位置検出手段を車両に接触させるとき）である。 車両用液体注入装置の作用説明図（車両の注入口に注入ガンを挿入するとき）である。 車両用液体注入装置の作用説明図（移動体と車両との連結を解除するとき）である。 本発明に係る作用を説明する制御フロー図である。 図１の別実施例図である。 図１５は図２の別実施例図である。 ノズル先端部の側面図および作用図である。 従来の技術の基本構成を説明する図（特許文献１）である。

符号の説明

１１…生産ライン、１３…車両、１４…車両の注入口、１５…車両用液体注入装置、１９…移動体、２１…ロボット、２２…ロボットアーム、２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ…注入ガン、２６…注入ノズル機構、６６、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ…ガン支持部材、６７、６７ａ、６７ｂ、６７ｃ…ガン移動機構、６８…ガン移動制御部、８１…注入ガンの前進端、８２…注入ガンの後退端、９２…自走手段。

Claims (4)

1. 車両へ液体を注入する注入ノズル機構を備える車両用液体注入装置において、
   前記注入ノズル機構は、複数本の注入ガンと、互いに並行に配置された形態で且つ前記複数本の注入ガンの軸方向に移動自在に前記複数本の注入ガンを支持するガン支持部材と、このガン支持部材に設けられガン支持部材に前記注入ガンの各々を個別に移動させるガン移動機構と、選択された液体に対応する注入ガンを前進させ、他の注入ガンを待機位置に留めるように前記複数のガン移動機構を制御するガン移動制御部と、からなることを特徴とする車両用液体注入装置。
2. 前記注入ノズル機構は、ロボットのロボットアームの先端部に取り付けられているとともに、前記ガン支持機構は、前記ロボットアームの軸方向で前記先端部から前記ロボットの本体の側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用液体注入装置。
3. ロボットと、このロボットのロボットアームに設けられ車両へ液体を注入する注入ノズル機構とを用いて行う車両用液体注入方法において、
   前記ロボットアームには、互いに並行に配置された形態で前記複数本の注入ガンが設けられており、
   前記ロボットに車両の注入口の位置情報と当該車両に供給する液体の情報とを伝達し、選択された注入ガンにより車両へ液体を注入させることを特徴とする車両用液体注入方法。
4. 前記注入ガンは、使用するときには前進端に前進させ、使用していないときには後退端に後退させることを特徴とする請求項３記載の車両用液体注入方法。

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