JP3633419B2 - 自動給油装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車の給油口を検知して燃料油を自動的に給油する自動給油装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、油種判断手段を設けて異油種の給油を防止した給油装置を、例えば、特開平６−１１５５９８号、特開平８−１６９４９８号等で提案している。また、満タン給油手段を設けて自動的に満タンまで給油する給油装置を、特開昭５８−４１０９５号、特開昭６３−１２５１９６号等で提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術は、それぞれ有効であるが、自動車の給油口へ給油ノズルを挿入することは人手にたよっているので、熟練を有する作業員が必要である。また、給油口は自動車の種類によりその位置が異なり、給油装置側の場合もあれば、その反対側の場合もある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、自動車の給油口の位置がどこであっても人手にたよらず給油することができ、給油作業員を不要とできる自動給油装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自動給油装置は、給油エリアに停車している自動車の燃料タンクの給油口を検知するセンサと、給油データを設定するデータ入出力装置と、給油制御手段により制御する給油機構を備える給油機とから構成される自動給油装置において、前記給油機は、前記給油エリアのアイランド上に立設された支柱の上端部に一端部側が取り付けられ他端部側が給油エリア側に延出されたホース収納ケース内に収納され前記給油機構に接続されるホースの移動機構と、前記ホース収納ケース内の移動するホースに接続される給油ホースを収納し該給油ホースを屈曲させるホース屈曲手段と、該ホース屈曲手段の給油ホースの先端部に伸縮自在な蛇腹管を介して設けられる先端部が先に行くほど小さくなる円錐面を有してその端部に吐出口を設けたノズル口アダプタ、及び該ノズル口アダプタの管状部分に設けられた励磁コイルによりノズル口アダプタを磁石が設けられた給油口を有する給油口アダプタに連結する連結手段を有するノズル機構と、前記支柱を回転させる支柱回動装置と、前記ホースの移動機構、ホース屈曲手段及び支柱回動装置の駆動を制御する機構制御手段とを備え、前記機構制御手段は前記センサの検知信号に基づいて、前記ホースの移動機構、ホース屈曲手段 及び支柱回動装置を駆動して、前記ノズル機構を給油口に近付けるとともに結合させ、前記給油制御手段が設定された給油データに基づいて給油を開始するとともに給油を停止することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１〜図７は本発明第１実施形態の自動給油装置を説明する図であり、図１は自動給油装置の給油状態を示す図、図２は自動給油装置の正面図、図３は自動給油装置の平面図、図４はホース屈曲手段の構造を説明する図、図５はノズル機構の拡大断面図、図６は可搬式データ入力機の斜視図、図７は自動給油装置の構成を説明するブロック図である。
【００１０】
これらの図において、本実施形態の自動給油装置１０は、給油所の給油エリア１のアイランド２上にホース屈曲式の給油機１１とデータ入出力装置５０とが設けられており、この給油エリア１に停車した自動車３の給油口の位置に応じて給油機１１の給油ノズルを自動的に移動して給油する装置である。
【００１１】
給油機１１は、アイランド２上のベースプレート１２の上部に立設された細長い支柱１３と、この支柱１３の上端部に一端部側が取り付けられ他端部側が給油エリア２側へ延出されたホース収納ケース１４と、このホース収納ケース１４の内部に収納されたホース移動機構１５と、このホース移動機構１５に取り付けられたホース屈曲手段１６と、このホース屈曲手段１６の先端部に設けられたノズル機構１７と、支柱１３を回動させる支柱回動装置１８等とを備えている。支柱１３は、自動車３の高さよりも十分に高く形成されている。ホース収納ケース１４は、支柱１３に取り付ける部分がやや大きく先端側が小さく形成された細長い箱形で、その端部側が給油エリア１に停車する自動車３の上部を越えて十分に延出される長さに形成されている。また、ホース収納ケース１４は、その上部に自動車の進入可否を青色または赤色で点灯して表示する進入可否ランプ３４が設けられ、その延出された部分の下部の中央部に給油エリア１に停車する自動車３の給油口の位置がどちら側にあるかを検知する給油位置センサ３５が取り付けられている。さらに、給油エリア１に面したアイランド２側面には、進入センサ３６が設けられている。
【００１２】
ホース移動機構１５は、図１に示すように、ホース収納ケース１４内に設けられており、支柱１３側に配置されたホースリール１９と、このホースリール１９に巻かれて繰り出されるホース２０と、このホース２０を移動する台車２１と、この台車２１の移動を案内するホース収納ケース１４の底部に設けられたレール２２と、台車２１に取り付けられホース２０の端部が開閉弁２３を介して接続されるホース継手２４と、台車２１をレール２２に沿って移動させるホース移動装置２５等とを備えている。
【００１３】
アイランド２の下部の地下には、図２に示すように、給油機構を構成する燃料油の貯油タンクに接続された給油管２６が途中にポンプ２７及び流量計２８を介装して配置され、さらに支柱１３内に導入され、途中に回転継手２９を介装してホースリール１９のホース２０に接続されている。
【００１４】
ホース屈曲手段１６は、図４に示すように、給油ホース３０を内部に収納した屈曲ホース３１を備え、台車２１の下部に接続部４９を介して取り付けられ、かつ給油ホース３０がホース２０に連通するように接続されている。この屈曲ホース３１は、給油ホース３０を内部に収納する十分な太さの繊維強化ゴム等の材料からなり内面と給油ホース３０の外面との間の空間は、中心から放射状に区画した、例えば、３つの空気室３１ａが形成されるとともにそれぞれの空気室３１ａの両端部側が閉塞された短いパイプを複数接続した構造からなり、それぞれの空気室３１ａに空気圧を供給するようになっている。すなわち、屈曲ホース３１は、同じ圧力の空気圧を３つの空気室３１ａに供給すると外径が膨らみ縮むが、それぞれの空気室３１ａに異なる圧力の空気圧を供給するとその圧力に応じて曲がる。したがって、それぞれ短い屈曲ホース３１部分が、内部の給油ホース３０を任意の方向に向けて屈曲できる空気圧アクチュエータとして動作するため、その先端部に設けたノズル機構１７を任意の方向に移動させることが可能になる。
【００１５】
ノズル機構１７は、図５に示すように、ホース屈曲手段１６の屈曲ホース３１から突出された給油ホース３０の先端部に、伸縮自在な蛇腹管３２を介して給油ノズルを構成するノズル口アダプタ４０が取り付けられ、このノズル口アダプタ４０が挿入される形状の給油口アダプタ４７が自動車３に設けられている。ノズル口アダプタ４０は、蛇腹管３２に接続される部分が管状に形成され、先端部が先に行くほど小さくなる円錐面４０ａを有してその端部に吐出口４０ｂを設けた形状で、かつ円錐面４０ａの先端側にベーパ吸引口４０ｃが形成されている。ベーパ吸引口４０ｃは、蛇腹管４３を介して油種センサ４４及び吸引ポンプ４５に接続されている。ノズル口アダプタ４０の管状部分には、励磁コイル４１が取り付けられている。給油口アダプタ４７は、自動車３の燃料油を供給する部分に設けられており、ノズル口アダプタ４０の先端部が挿入される円錐面４７ａを有し、この円錐面４７ａの先端に給油口４７ｂが形成され、かつ励磁コイル４１に対峙する位置には、磁石４８が取り付けられている。また、突出された給油ホース３０近傍の屈曲ホース３１の先端部には、給油口アダプタ４７の給油口４７ｂの位置を検知するとともに、その給油口アダプタ４７にノズル口アダプタ４０が結合されているかを検知するための給油口センサ４６が設けられている。
【００１６】
データ入出力装置５０は、アイランド２の上部に立設されたスタンド５１の頂部にケース５２が設けられ、そのケース５２に表示器５３、報知器５４、及び信号線５５で接続された可搬式データ入力機５６が設けられている。この可搬式データ入力機５６は、図６に示すように、表示部５７、キーボード５８、設定釦５９、確認釦６０、及びカードリーダライタ６１が設けられている。このカードリーダライタ６１は、顧客のクレジットカード、銀行カード、給油カード、プリペードカード、及びＩＣカード等を読み書きするものである。
【００１７】
また、給油機１１は、図７に示すように、例えば、満タン給油手段９１及び油種判別手段９２を有する給油制御手段９０を備え、この給油制御手段９０がそれぞれポンプ２７、流量計２８、開閉弁２３、油種センサ４４、吸引ポンプ４５、及び給油口センサ４６に接続されている。また、給油機１１は、ノズル機構１７の位置を制御するための機構制御手段９３を備え、この機構制御手段９３がそれぞれ支柱回動装置１８、ホース移動装置２５、ホース屈曲手段１６、励磁コイル４１、給油位置センタ３５、及び給油口センサ４６に接続されている。さらに、データ入出力装置５０は、各部を制御するデータ制御手段９４を備えており、このデータ制御手段９４がそれぞれ進入センサ３６、進入可否ランプ３４、キーボード５８、表示器５３、カードリーダライタ６１、報知器５４、設定釦５９、確認釦６０、及び表示部５７に接続されている。そして、給油機１１とデータ入出力装置５０との間は、データが授受されるようになっている。
【００１８】
次に、自動給油装置１０の動作をフローチャートに基づいて説明する。図８及び図９は本発明第１実施形態の自動給油装置の動作を説明する図であり、図８はデータ入出力装置の制御動作のフローチャート、図９は給油機の制御動作のフローチャートである。
【００１９】
まず、給油する自動車３が給油エリア１にいない状態においては、進入可否ランプ３４が青色に点灯している。また、給油機１１、例えば、図１の点線で示すように、ホース屈曲手段１６が支柱１３側の初期状態の待機位置になっている。給油する自動車３が給油エリア１に進入し、進入センサ３６が自動車３の進入を検知してオンすると（ＳＴ１）、データ制御手段９４は車検知信号を受信して進入可否ランプ３４を青色から赤色に点灯して（ＳＴ２）、他の自動車の進入を防止する。
【００２０】
次に、顧客がデータ入出力装置５０の可搬式入力機５６を手にとって、カードをカードリーダライタ６１に挿入すると（ＳＴ３）、データ入出力装置５０により給油データを入力して自動給油が可能な状態になる。油種、給油量等の給油データをキーボード５８で入力すると（ＳＴ４）、給油データは表示器５３及び表示部５７に表示され、確認釦６０を押し（ＳＴ５）、続いて設定釦５９を押すと給油データが設定され（ＳＴ６）、データ制御手段９４はその設定データを給油機１１へ送信する。
【００２１】
データ入出力装置５０のデータ制御手段９４から送信された給油データが、給油機１１の機構制御手段９３に入力したときには（ＳＴ１１）、まず、ホース収納ケース１４の下部に設けられた給油位置センサ３５、及び待機状態にあるホース屈曲手段１６の先端部のノズル機構１６に設けられた給油口センサ４６が給油口４７ｂの位置を検知し（ＳＴ１２）、機構制御手段９３がホース移動装置２５、ホース屈曲手段１６及び支柱回動装置１８を制御してノズル機構１６を自動車３の給油口４７ｂに対峙する位置に移動する（ＳＴ１３）。さらに詳細には、まず、給油位置センサ３５は自動車３の給油口４７ｂが手前側にあるか反対側にあるかを検知する。次に、手前側に給油口４７ｂがある場合には、図１の点線に示すような待機状態の位置において、給油口センサ４６が給油口４７ｂを検知し、その検知信号に基づいて機構制御手段９３が、支柱回動装置１８を制御して支柱１３を中心にしてホース収納ケース１４を回動させ、かつホース屈曲手段１６を制御して屈曲ホース３１を屈曲させてノズル機構１７のノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７に対峙する位置に移動させる。また、反対側に給油口４７ｂがある場合には、まず、機構制御手段９３がホース移動機構を構成するホース移動装置２５を制御して、台車２１をホース収納ケース１４の先端側に移動させ、続いてその位置において、上記と同様に機構制御手段９３が支柱回動装置１８を制御して支柱１３を中心にしてホース収納ケース１４を回動させ、かつホース屈曲手段１６を制御して屈曲ホース３１を屈曲させてノズル機構１６のノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７に対峙する位置に移動させる。次に、励磁コイル４１に電気を供給し励磁すると、磁化して励磁コイル４１が磁石４８に吸着され、それにともない蛇腹管３２，４３が伸びてノズル口アダプタ４０の先端部が給油口アダプタ４７に挿入される。給油口センサ４６がこの給油口アダプタ４７へノズル口アダプタ４０が結合されたことを検知すると（ＳＴ１５）、給油制御手段９０は吸引ポンプ４５を駆動し、給油口４７ｂ内のベーパが吸引され、油種判別手段９２が作動し（ＳＴ１６）、油種センサ４４からの油種信号とキーボード５８で設定された油種との一致が判断される（ＳＴ１７）。油種が一致している場合に、給油制御手段９０は、開閉弁２３を開いてポンプ２７を駆動する（ＳＴ１８）。
【００２２】
貯油タンク内の油は、給油管２６を通してポンプ２７で圧送され、流量計２８、ホース２０、開閉弁２３、給油ホース３０、蛇腹管３２、及びノズル口アダプタ４０を介して給油口４７ｂ内へ吐出される。そして、流量計２８で計測された給油量は、表示器５３及び表示部５７に表示される。
【００２３】
このようにして給油が行なわれて満タン給油手段９１が作動し（ＳＴ２０）、設定量が給油されるか満タンになると（ＳＴ２１）、給油制御手段９０は、開閉弁２３を閉じ、ポンプ２７を停止し、励磁コイル４１の励磁を解除し（ＳＴ２２）、給油量のデータをデータ入出力装置５０へ出力する（ＳＴ２３）。この励磁コイル４１の励磁解除によりノズル口アダプタ４０は、給油口アダプタ４７から離れる。続いて、機構制御手段９３は、ホース屈曲手段１６、ホース移動装置２５、及び支柱回動装置１８を制御してノズル機構１７を給油口４７ｂから離すよう移動させ（ＳＴ２４）、初期位置に達したとき（ＳＴ２５）、給油動作を終了し報知器５４で給油終了を報知する（ＳＴ２６）。
【００２４】
そして、データ入出力装置５０が、給油機１１からの給油量データを受信し（ＳＴ８）、顧客のカードで給油料金の精算をすると（ＳＴ９）、進入可否ランプ３４が赤色から青色に点灯して終了する。なお、油種が不一致（ＳＴ１７）の場合には、データ制御手段９４は、報知器５４を一定時間作動し（ＳＴ１９）、給油データ入力（ＳＴ４）の再実行を促す。そして、正しい油種をキーボード５８で設定して給油を行なう。
【００２５】
なお、給油機１１は、いつでも給油できるように、図１の点線に示すような待機状態の位置にあることが好ましいが、ノズル機構１７を設けたホース屈曲手段１６が反対側給油の位置にあってもよい。
【００２６】
上記構成の自動給油装置１０では、給油する自動車３が給油エリア１に進入してきたとき、進入センサ３６が自動車３を検知して進入可否ランプ３４が赤色に点灯して他の自動車の進入を禁止し、顧客がデータ入出力装置５０の可搬式データ入力機５６で油種や給油量等の給油データを設定すると、給油位置センサ３５や給油口センサ４６が給油口４７ｂの位置を検知し、機構制御手段９３の制御のもとに支柱回動装置１８、ホース移動装置２５あるいはホース屈曲手段１６が駆動され、ノズル機構１７のノズル口アダプタ４０が給油口アダプタ４７に対峙する位置に近付き、励磁コイル４１を励磁すると磁石４８に吸着してノズル口アダプタ４０が給油口アダプタ４７に結合することで給油が可能になる。続いて、油種判別手段９２により油種が判定されて、油種が正しいときに給油を開始し、設定された給油量あるいは満タンになると給油を終了し、給油量のデータがデータ入出力装置５０に送られ、精算が行なわれる。他方、移動機１１では機構制御手段９３が励磁コイル４１の励磁を解除してノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７から離し、ホース屈曲手段１６、ホース移動手段、及び支柱回動装置１８を駆動して最初の初期位置に戻るため、給油の全てが人手にたよらず自動的に行なわれ、給油作業員が不要になる。
【００２７】
図１０は本発明第２実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。なお、第１実施形態に対応する部分及び部材は同一の符号を記しその詳細の説明を省略する。
【００２８】
この第２実施形態の自動給油装置７０の給油機７１は、支柱１３の頂部に一端部側が取り付けられ他端部側が延出された第１のホース収納ケース７２の下部に第２のホース収納ケース７３が取り付けられ、この第２のホース収納ケース７３内にホース移動装置２５でレール２２上を移動する台車２１が配置され、第１のホース収納ケース７２の中央部まで配管された給油管２６の端部がホース２０と開閉弁２３と回転継手７４を介して給油ホース３０に接続されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２９】
この実施形態の自動給油装置７０では、ホース移動装置２５による駆動でホース２０が、屈曲するとともに回転継手７４で向きが変わる以外、第１実施形態と同様に動作し、給油の全てが人手にたよらず自動的に行なわれ、給油作業員が不要になる。この実施形態ではホースリールが不要になる。
【００３０】
図１１は本発明第３実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。なお、第１及び第２実施形態に対応する部分及び部材は同一の符号を記しその詳細の説明を省略する。
【００３１】
この第３実施形態の自動給油装置８０の給油機８１は、支柱１３の頂部に一端部側が取り付けられ他端部側が延出されたホース収納ケース８２内に、ホース移動装置２５でレール２２上を移動する台車２１が配置され、この台車２１の下部に移動ケース８４が支持部材８３により吊り下げられ、この移動ケース８４に接続部４９が取り付けられ、この接続部４９と回転継手７４との間に配置された開閉弁８５を介してホース２０と給油ホース３０とが接続されている。その他の構成は第１及び第２実施形態と同様である。
【００３２】
この実施形態の自動給油装置８０では、ホース移動装置２５による駆動でホース２０が、屈曲するとともに回転継手７４で向きが変わる以外、第２実施形態と同様に動作し、給油の全てが人手にたよらず自動的に行なわれ、給油作業員が不要になる。この実施形態ではホースリールが不要になる。
【００３３】
なお、上記各実施形態では、ホース屈曲手段１６を空気圧を供給することで短い屈曲ホース３１部分曲げ、全体としてノズル機構１６を移動しているが、例えば、給油ホース３０を収納したホースの表面の一部に形状記憶合金によるバネで覆い通電加熱することで同様なアクチュエータとして動作させる機構であってもよい。また、ホース移動機構は、少なくともは支柱１３の頂部に一端部側が取り付けられ他端部側が自動車の上部側に延出されたホース収納ケースにおいてホースが移動する機構であればよい。さらには支柱回動装置１８に代わって支柱１３を左右に移動する左右移動装置であってもよい。
【００３４】
また、給油口４７ｂを検知するためのセンサ３５，４６は、任意の形式の画像処理による検出、あるいは光、電磁波、赤外線を利用したものでもよい。さらに、自動車３の給油中の退車を防止する装置等を設けない例を説明したが、例えば、自動車３を進入センサ３６が検知したとき突出させ、給油終了で没入する車止めを設けてもよい。また、励磁コイル４１を例に説明したが、少なくともノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７に連結させる連結手段であればよく、例えば、バネを使用した圧着手段による機構であってもよい。さらに、可搬式データ入力機５６は、信号線５５で接続したものとしているが、信号線５５をなくし無線でできるようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の自動給油装置は、給油する自動車の給油口を検知してノズル機構を移動してノズル口アダプタを給油口アダプタに結合し、データ入出力装置で設定した給油データに基づいて給油を開始し給油を停止することで、自動車の給油口の位置がどこであっても人手にたよらず給油することができ、給油作業員を不要とできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の自動給油装置の給油状態を示す図である。
【図２】本発明第１実施形態の自動給油装置の正面図である。
【図３】本発明第１実施形態の自動給油装置の平面図である。
【図４】本発明第１実施形態のホース屈曲手段の構造を説明する図である。
【図５】本発明第１実施形態のノズル機構の拡大断面図である。
【図６】本発明第１実施形態の可搬式データ入力機の斜視図である。
【図７】本発明第１実施形態の自動給油装置の構成を説明するブロック図である。
【図８】本発明第１実施形態のデータ入出力装置の制御動作のフローチャートである。
【図９】本発明第１実施形態の給油機の制御動作のフローチャートである。
【図１０】本発明第２実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。
【図１１】本発明第３実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。
【符号の説明】
１ 給油エリア
２ アイランド
３ 自動車
１０，７０，８０ 自動給油装置
１１，７１，８１ 給油機
１２ ベースプレート
１３ 支柱
１４ ホース収納ケース
１５ ホース移動機構
１６ ホース屈曲手段
１７ ノズル機構
１８ 支柱回動装置
１９ ホースリール
２０ ホース
２１ 台車
２２ レール
２３ 開閉弁
２４ ホース継手
２５ ホース移動装置
２６ 給油管
２７ ポンプ
２８ 流量計
２９ 回転継手
３０ 給油ホース
３１ 屈曲ホース
３１ａ 空気室
３２ 蛇腹管
３４ 進入可否ランプ
３５ 給油位置センサ
３６ 進入センサ
４０ ノズル口アダプタ
４０ａ 円錐面
４０ｂ 吐出口
４０ｃ ベーパ吸引口
４１ 励磁コイル
４３ 蛇腹管
４４ 油種センサ
４５ 吸引ポンプ
４６ 給油口センサ
４７ 給油口アダプタ
４７ａ 円錐面
４７ｂ 給油口
４８ 磁石
４９ 接続部
５０ データ入出力装置
５１ スタンド
５２ ケース
５３ 表示器
５４ 報知器
５５ 信号線
５６ 可搬式データ入力機
５７ 表示部
５８ キーボード
５９ 設定釦
６０ 確認釦
６１ カードリーダライタ
７２，７３，８２ ホース収納ケース
７４ 回転継手
８３ 支持部材
８４ 移動ケース
８５ 開閉弁
９０ 給油制御手段
９１ 満タン給油手段
９２ 油種判別手段
９３ 機構制御手段
９４ データ制御手段
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車の給油口を検知して燃料油を自動的に給油する自動給油装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、油種判断手段を設けて異油種の給油を防止した給油装置を、例えば、特開平６−１１５５９８号、特開平８−１６９４９８号等で提案している。また、満タン給油手段を設けて自動的に満タンまで給油する給油装置を、特開昭５８−４１０９５号、特開昭６３−１２５１９６号等で提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術は、それぞれ有効であるが、自動車の給油口へ給油ノズルを挿入することは人手にたよっているので、熟練を有する作業員が必要である。また、給油口は自動車の種類によりその位置が異なり、給油装置側の場合もあれば、その反対側の場合もある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、自動車の給油口の位置がどこであっても人手にたよらず給油することができ、給油作業員を不要とできる自動給油装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自動給油装置は、給油エリアに停車している自動車の燃料タンクの給油口を検知するセンサと、給油データを設定するデータ入出力装置と、給油制御手段により制御する給油機構を備える給油機とから構成される自動給油装置において、前記給油機は、前記給油エリアのアイランド上に立設された支柱の上端部に一端部側が取り付けられ他端部側が給油エリア側に延出されたホース収納ケース内に収納され前記給油機構に接続されるホースの移動機構と、前記ホース収納ケース内の移動するホースに接続される給油ホースを収納し該給油ホースを屈曲させるホース屈曲手段と、該ホース屈曲手段の給油ホースの先端部に伸縮自在な蛇腹管を介して設けられる先端部が先に行くほど小さくなる円錐面を有してその端部に吐出口を設けたノズル口アダプタ、及び該ノズル口アダプタの管状部分に設けられた励磁コイルによりノズル口アダプタを磁石が設けられた給油口を有する給油口アダプタに連結する連結手段を有するノズル機構と、前記支柱を回転させる支柱回動装置と、前記ホースの移動機構、ホース屈曲手段及び支柱回動装置の駆動を制御する機構制御手段とを備え、前記機構制御手段は前記センサの検知信号に基づいて、前記ホースの移動機構、ホース屈曲手段 及び支柱回動装置を駆動して、前記ノズル機構を給油口に近付けるとともに結合させ、前記給油制御手段が設定された給油データに基づいて給油を開始するとともに給油を停止することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１〜図７は本発明第１実施形態の自動給油装置を説明する図であり、図１は自動給油装置の給油状態を示す図、図２は自動給油装置の正面図、図３は自動給油装置の平面図、図４はホース屈曲手段の構造を説明する図、図５はノズル機構の拡大断面図、図６は可搬式データ入力機の斜視図、図７は自動給油装置の構成を説明するブロック図である。
【００１０】
これらの図において、本実施形態の自動給油装置１０は、給油所の給油エリア１のアイランド２上にホース屈曲式の給油機１１とデータ入出力装置５０とが設けられており、この給油エリア１に停車した自動車３の給油口の位置に応じて給油機１１の給油ノズルを自動的に移動して給油する装置である。
【００１１】
給油機１１は、アイランド２上のベースプレート１２の上部に立設された細長い支柱１３と、この支柱１３の上端部に一端部側が取り付けられ他端部側が給油エリア２側へ延出されたホース収納ケース１４と、このホース収納ケース１４の内部に収納されたホース移動機構１５と、このホース移動機構１５に取り付けられたホース屈曲手段１６と、このホース屈曲手段１６の先端部に設けられたノズル機構１７と、支柱１３を回動させる支柱回動装置１８等とを備えている。支柱１３は、自動車３の高さよりも十分に高く形成されている。ホース収納ケース１４は、支柱１３に取り付ける部分がやや大きく先端側が小さく形成された細長い箱形で、その端部側が給油エリア１に停車する自動車３の上部を越えて十分に延出される長さに形成されている。また、ホース収納ケース１４は、その上部に自動車の進入可否を青色または赤色で点灯して表示する進入可否ランプ３４が設けられ、その延出された部分の下部の中央部に給油エリア１に停車する自動車３の給油口の位置がどちら側にあるかを検知する給油位置センサ３５が取り付けられている。さらに、給油エリア１に面したアイランド２側面には、進入センサ３６が設けられている。
【００１２】
ホース移動機構１５は、図１に示すように、ホース収納ケース１４内に設けられており、支柱１３側に配置されたホースリール１９と、このホースリール１９に巻かれて繰り出されるホース２０と、このホース２０を移動する台車２１と、この台車２１の移動を案内するホース収納ケース１４の底部に設けられたレール２２と、台車２１に取り付けられホース２０の端部が開閉弁２３を介して接続されるホース継手２４と、台車２１をレール２２に沿って移動させるホース移動装置２５等とを備えている。
【００１３】
アイランド２の下部の地下には、図２に示すように、給油機構を構成する燃料油の貯油タンクに接続された給油管２６が途中にポンプ２７及び流量計２８を介装して配置され、さらに支柱１３内に導入され、途中に回転継手２９を介装してホースリール１９のホース２０に接続されている。
【００１４】
ホース屈曲手段１６は、図４に示すように、給油ホース３０を内部に収納した屈曲ホース３１を備え、台車２１の下部に接続部４９を介して取り付けられ、かつ給油ホース３０がホース２０に連通するように接続されている。この屈曲ホース３１は、給油ホース３０を内部に収納する十分な太さの繊維強化ゴム等の材料からなり内面と給油ホース３０の外面との間の空間は、中心から放射状に区画した、例えば、３つの空気室３１ａが形成されるとともにそれぞれの空気室３１ａの両端部側が閉塞された短いパイプを複数接続した構造からなり、それぞれの空気室３１ａに空気圧を供給するようになっている。すなわち、屈曲ホース３１は、同じ圧力の空気圧を３つの空気室３１ａに供給すると外径が膨らみ縮むが、それぞれの空気室３１ａに異なる圧力の空気圧を供給するとその圧力に応じて曲がる。したがって、それぞれ短い屈曲ホース３１部分が、内部の給油ホース３０を任意の方向に向けて屈曲できる空気圧アクチュエータとして動作するため、その先端部に設けたノズル機構１７を任意の方向に移動させることが可能になる。
【００１５】
ノズル機構１７は、図５に示すように、ホース屈曲手段１６の屈曲ホース３１から突出された給油ホース３０の先端部に、伸縮自在な蛇腹管３２を介して給油ノズルを構成するノズル口アダプタ４０が取り付けられ、このノズル口アダプタ４０が挿入される形状の給油口アダプタ４７が自動車３に設けられている。ノズル口アダプタ４０は、蛇腹管３２に接続される部分が管状に形成され、先端部が先に行くほど小さくなる円錐面４０ａを有してその端部に吐出口４０ｂを設けた形状で、かつ円錐面４０ａの先端側にベーパ吸引口４０ｃが形成されている。ベーパ吸引口４０ｃは、蛇腹管４３を介して油種センサ４４及び吸引ポンプ４５に接続されている。ノズル口アダプタ４０の管状部分には、励磁コイル４１が取り付けられている。給油口アダプタ４７は、自動車３の燃料油を供給する部分に設けられており、ノズル口アダプタ４０の先端部が挿入される円錐面４７ａを有し、この円錐面４７ａの先端に給油口４７ｂが形成され、かつ励磁コイル４１に対峙する位置には、磁石４８が取り付けられている。また、突出された給油ホース３０近傍の屈曲ホース３１の先端部には、給油口アダプタ４７の給油口４７ｂの位置を検知するとともに、その給油口アダプタ４７にノズル口アダプタ４０が結合されているかを検知するための給油口センサ４６が設けられている。
【００１６】
データ入出力装置５０は、アイランド２の上部に立設されたスタンド５１の頂部にケース５２が設けられ、そのケース５２に表示器５３、報知器５４、及び信号線５５で接続された可搬式データ入力機５６が設けられている。この可搬式データ入力機５６は、図６に示すように、表示部５７、キーボード５８、設定釦５９、確認釦６０、及びカードリーダライタ６１が設けられている。このカードリーダライタ６１は、顧客のクレジットカード、銀行カード、給油カード、プリペードカード、及びＩＣカード等を読み書きするものである。
【００１７】
また、給油機１１は、図７に示すように、例えば、満タン給油手段９１及び油種判別手段９２を有する給油制御手段９０を備え、この給油制御手段９０がそれぞれポンプ２７、流量計２８、開閉弁２３、油種センサ４４、吸引ポンプ４５、及び給油口センサ４６に接続されている。また、給油機１１は、ノズル機構１７の位置を制御するための機構制御手段９３を備え、この機構制御手段９３がそれぞれ支柱回動装置１８、ホース移動装置２５、ホース屈曲手段１６、励磁コイル４１、給油位置センタ３５、及び給油口センサ４６に接続されている。さらに、データ入出力装置５０は、各部を制御するデータ制御手段９４を備えており、このデータ制御手段９４がそれぞれ進入センサ３６、進入可否ランプ３４、キーボード５８、表示器５３、カードリーダライタ６１、報知器５４、設定釦５９、確認釦６０、及び表示部５７に接続されている。そして、給油機１１とデータ入出力装置５０との間は、データが授受されるようになっている。
【００１８】
次に、自動給油装置１０の動作をフローチャートに基づいて説明する。図８及び図９は本発明第１実施形態の自動給油装置の動作を説明する図であり、図８はデータ入出力装置の制御動作のフローチャート、図９は給油機の制御動作のフローチャートである。
【００１９】
まず、給油する自動車３が給油エリア１にいない状態においては、進入可否ランプ３４が青色に点灯している。また、給油機１１、例えば、図１の点線で示すように、ホース屈曲手段１６が支柱１３側の初期状態の待機位置になっている。給油する自動車３が給油エリア１に進入し、進入センサ３６が自動車３の進入を検知してオンすると（ＳＴ１）、データ制御手段９４は車検知信号を受信して進入可否ランプ３４を青色から赤色に点灯して（ＳＴ２）、他の自動車の進入を防止する。
【００２０】
次に、顧客がデータ入出力装置５０の可搬式入力機５６を手にとって、カードをカードリーダライタ６１に挿入すると（ＳＴ３）、データ入出力装置５０により給油データを入力して自動給油が可能な状態になる。油種、給油量等の給油データをキーボード５８で入力すると（ＳＴ４）、給油データは表示器５３及び表示部５７に表示され、確認釦６０を押し（ＳＴ５）、続いて設定釦５９を押すと給油データが設定され（ＳＴ６）、データ制御手段９４はその設定データを給油機１１へ送信する。
【００２１】
データ入出力装置５０のデータ制御手段９４から送信された給油データが、給油機１１の機構制御手段９３に入力したときには（ＳＴ１１）、まず、ホース収納ケース１４の下部に設けられた給油位置センサ３５、及び待機状態にあるホース屈曲手段１６の先端部のノズル機構１６に設けられた給油口センサ４６が給油口４７ｂの位置を検知し（ＳＴ１２）、機構制御手段９３がホース移動装置２５、ホース屈曲手段１６及び支柱回動装置１８を制御してノズル機構１６を自動車３の給油口４７ｂに対峙する位置に移動する（ＳＴ１３）。さらに詳細には、まず、給油位置センサ３５は自動車３の給油口４７ｂが手前側にあるか反対側にあるかを検知する。次に、手前側に給油口４７ｂがある場合には、図１の点線に示すような待機状態の位置において、給油口センサ４６が給油口４７ｂを検知し、その検知信号に基づいて機構制御手段９３が、支柱回動装置１８を制御して支柱１３を中心にしてホース収納ケース１４を回動させ、かつホース屈曲手段１６を制御して屈曲ホース３１を屈曲させてノズル機構１７のノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７に対峙する位置に移動させる。また、反対側に給油口４７ｂがある場合には、まず、機構制御手段９３がホース移動機構を構成するホース移動装置２５を制御して、台車２１をホース収納ケース１４の先端側に移動させ、続いてその位置において、上記と同様に機構制御手段９３が支柱回動装置１８を制御して支柱１３を中心にしてホース収納ケース１４を回動させ、かつホース屈曲手段１６を制御して屈曲ホース３１を屈曲させてノズル機構１６のノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７に対峙する位置に移動させる。次に、励磁コイル４１に電気を供給し励磁すると、磁化して励磁コイル４１が磁石４８に吸着され、それにともない蛇腹管３２，４３が伸びてノズル口アダプタ４０の先端部が給油口アダプタ４７に挿入される。給油口センサ４６がこの給油口アダプタ４７へノズル口アダプタ４０が結合されたことを検知すると（ＳＴ１５）、給油制御手段９０は吸引ポンプ４５を駆動し、給油口４７ｂ内のベーパが吸引され、油種判別手段９２が作動し（ＳＴ１６）、油種センサ４４からの油種信号とキーボード５８で設定された油種との一致が判断される（ＳＴ１７）。油種が一致している場合に、給油制御手段９０は、開閉弁２３を開いてポンプ２７を駆動する（ＳＴ１８）。
【００２２】
貯油タンク内の油は、給油管２６を通してポンプ２７で圧送され、流量計２８、ホース２０、開閉弁２３、給油ホース３０、蛇腹管３２、及びノズル口アダプタ４０を介して給油口４７ｂ内へ吐出される。そして、流量計２８で計測された給油量は、表示器５３及び表示部５７に表示される。
【００２３】
このようにして給油が行なわれて満タン給油手段９１が作動し（ＳＴ２０）、設定量が給油されるか満タンになると（ＳＴ２１）、給油制御手段９０は、開閉弁２３を閉じ、ポンプ２７を停止し、励磁コイル４１の励磁を解除し（ＳＴ２２）、給油量のデータをデータ入出力装置５０へ出力する（ＳＴ２３）。この励磁コイル４１の励磁解除によりノズル口アダプタ４０は、給油口アダプタ４７から離れる。続いて、機構制御手段９３は、ホース屈曲手段１６、ホース移動装置２５、及び支柱回動装置１８を制御してノズル機構１７を給油口４７ｂから離すよう移動させ（ＳＴ２４）、初期位置に達したとき（ＳＴ２５）、給油動作を終了し報知器５４で給油終了を報知する（ＳＴ２６）。
【００２４】
そして、データ入出力装置５０が、給油機１１からの給油量データを受信し（ＳＴ８）、顧客のカードで給油料金の精算をすると（ＳＴ９）、進入可否ランプ３４が赤色から青色に点灯して終了する。なお、油種が不一致（ＳＴ１７）の場合には、データ制御手段９４は、報知器５４を一定時間作動し（ＳＴ１９）、給油データ入力（ＳＴ４）の再実行を促す。そして、正しい油種をキーボード５８で設定して給油を行なう。
【００２５】
なお、給油機１１は、いつでも給油できるように、図１の点線に示すような待機状態の位置にあることが好ましいが、ノズル機構１７を設けたホース屈曲手段１６が反対側給油の位置にあってもよい。
【００２６】
上記構成の自動給油装置１０では、給油する自動車３が給油エリア１に進入してきたとき、進入センサ３６が自動車３を検知して進入可否ランプ３４が赤色に点灯して他の自動車の進入を禁止し、顧客がデータ入出力装置５０の可搬式データ入力機５６で油種や給油量等の給油データを設定すると、給油位置センサ３５や給油口センサ４６が給油口４７ｂの位置を検知し、機構制御手段９３の制御のもとに支柱回動装置１８、ホース移動装置２５あるいはホース屈曲手段１６が駆動され、ノズル機構１７のノズル口アダプタ４０が給油口アダプタ４７に対峙する位置に近付き、励磁コイル４１を励磁すると磁石４８に吸着してノズル口アダプタ４０が給油口アダプタ４７に結合することで給油が可能になる。続いて、油種判別手段９２により油種が判定されて、油種が正しいときに給油を開始し、設定された給油量あるいは満タンになると給油を終了し、給油量のデータがデータ入出力装置５０に送られ、精算が行なわれる。他方、移動機１１では機構制御手段９３が励磁コイル４１の励磁を解除してノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７から離し、ホース屈曲手段１６、ホース移動手段、及び支柱回動装置１８を駆動して最初の初期位置に戻るため、給油の全てが人手にたよらず自動的に行なわれ、給油作業員が不要になる。
【００２７】
図１０は本発明第２実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。なお、第１実施形態に対応する部分及び部材は同一の符号を記しその詳細の説明を省略する。
【００２８】
この第２実施形態の自動給油装置７０の給油機７１は、支柱１３の頂部に一端部側が取り付けられ他端部側が延出された第１のホース収納ケース７２の下部に第２のホース収納ケース７３が取り付けられ、この第２のホース収納ケース７３内にホース移動装置２５でレール２２上を移動する台車２１が配置され、第１のホース収納ケース７２の中央部まで配管された給油管２６の端部がホース２０と開閉弁２３と回転継手７４を介して給油ホース３０に接続されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２９】
この実施形態の自動給油装置７０では、ホース移動装置２５による駆動でホース２０が、屈曲するとともに回転継手７４で向きが変わる以外、第１実施形態と同様に動作し、給油の全てが人手にたよらず自動的に行なわれ、給油作業員が不要になる。この実施形態ではホースリールが不要になる。
【００３０】
図１１は本発明第３実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。なお、第１及び第２実施形態に対応する部分及び部材は同一の符号を記しその詳細の説明を省略する。
【００３１】
この第３実施形態の自動給油装置８０の給油機８１は、支柱１３の頂部に一端部側が取り付けられ他端部側が延出されたホース収納ケース８２内に、ホース移動装置２５でレール２２上を移動する台車２１が配置され、この台車２１の下部に移動ケース８４が支持部材８３により吊り下げられ、この移動ケース８４に接続部４９が取り付けられ、この接続部４９と回転継手７４との間に配置された開閉弁８５を介してホース２０と給油ホース３０とが接続されている。その他の構成は第１及び第２実施形態と同様である。
【００３２】
この実施形態の自動給油装置８０では、ホース移動装置２５による駆動でホース２０が、屈曲するとともに回転継手７４で向きが変わる以外、第２実施形態と同様に動作し、給油の全てが人手にたよらず自動的に行なわれ、給油作業員が不要になる。この実施形態ではホースリールが不要になる。
【００３３】
なお、上記各実施形態では、ホース屈曲手段１６を空気圧を供給することで短い屈曲ホース３１部分曲げ、全体としてノズル機構１６を移動しているが、例えば、給油ホース３０を収納したホースの表面の一部に形状記憶合金によるバネで覆い通電加熱することで同様なアクチュエータとして動作させる機構であってもよい。また、ホース移動機構は、少なくともは支柱１３の頂部に一端部側が取り付けられ他端部側が自動車の上部側に延出されたホース収納ケースにおいてホースが移動する機構であればよい。さらには支柱回動装置１８に代わって支柱１３を左右に移動する左右移動装置であってもよい。
【００３４】
また、給油口４７ｂを検知するためのセンサ３５，４６は、任意の形式の画像処理による検出、あるいは光、電磁波、赤外線を利用したものでもよい。さらに、自動車３の給油中の退車を防止する装置等を設けない例を説明したが、例えば、自動車３を進入センサ３６が検知したとき突出させ、給油終了で没入する車止めを設けてもよい。また、励磁コイル４１を例に説明したが、少なくともノズル口アダプタ４０を給油口アダプタ４７に連結させる連結手段であればよく、例えば、バネを使用した圧着手段による機構であってもよい。さらに、可搬式データ入力機５６は、信号線５５で接続したものとしているが、信号線５５をなくし無線でできるようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の自動給油装置は、給油する自動車の給油口を検知してノズル機構を移動してノズル口アダプタを給油口アダプタに結合し、データ入出力装置で設定した給油データに基づいて給油を開始し給油を停止することで、自動車の給油口の位置がどこであっても人手にたよらず給油することができ、給油作業員を不要とできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の自動給油装置の給油状態を示す図である。
【図２】本発明第１実施形態の自動給油装置の正面図である。
【図３】本発明第１実施形態の自動給油装置の平面図である。
【図４】本発明第１実施形態のホース屈曲手段の構造を説明する図である。
【図５】本発明第１実施形態のノズル機構の拡大断面図である。
【図６】本発明第１実施形態の可搬式データ入力機の斜視図である。
【図７】本発明第１実施形態の自動給油装置の構成を説明するブロック図である。
【図８】本発明第１実施形態のデータ入出力装置の制御動作のフローチャートである。
【図９】本発明第１実施形態の給油機の制御動作のフローチャートである。
【図１０】本発明第２実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。
【図１１】本発明第３実施形態の自動給油装置の給油状態を説明する図である。
【符号の説明】
１ 給油エリア
２ アイランド
３ 自動車
１０，７０，８０ 自動給油装置
１１，７１，８１ 給油機
１２ ベースプレート
１３ 支柱
１４ ホース収納ケース
１５ ホース移動機構
１６ ホース屈曲手段
１７ ノズル機構
１８ 支柱回動装置
１９ ホースリール
２０ ホース
２１ 台車
２２ レール
２３ 開閉弁
２４ ホース継手
２５ ホース移動装置
２６ 給油管
２７ ポンプ
２８ 流量計
２９ 回転継手
３０ 給油ホース
３１ 屈曲ホース
３１ａ 空気室
３２ 蛇腹管
３４ 進入可否ランプ
３５ 給油位置センサ
３６ 進入センサ
４０ ノズル口アダプタ
４０ａ 円錐面
４０ｂ 吐出口
４０ｃ ベーパ吸引口
４１ 励磁コイル
４３ 蛇腹管
４４ 油種センサ
４５ 吸引ポンプ
４６ 給油口センサ
４７ 給油口アダプタ
４７ａ 円錐面
４７ｂ 給油口
４８ 磁石
４９ 接続部
５０ データ入出力装置
５１ スタンド
５２ ケース
５３ 表示器
５４ 報知器
５５ 信号線
５６ 可搬式データ入力機
５７ 表示部
５８ キーボード
５９ 設定釦
６０ 確認釦
６１ カードリーダライタ
７２，７３，８２ ホース収納ケース
７４ 回転継手
８３ 支持部材
８４ 移動ケース
８５ 開閉弁
９０ 給油制御手段
９１ 満タン給油手段
９２ 油種判別手段
９３ 機構制御手段
９４ データ制御手段
Claims (1)
- 給油エリアに停車している自動車の燃料タンクの給油口を検知するセンサと、給油データを設定するデータ入出力装置と、給油制御手段により制御する給油機構を備える給油機とから構成される自動給油装置において、
前記給油機は、前記給油エリアのアイランド上に立設された支柱の上端部に一端部側が取り付けられ他端部側が給油エリア側に延出されたホース収納ケース内に収納され前記給油機構に接続されるホースの移動機構と、前記ホース収納ケース内の移動するホースに接続される給油ホースを収納し該給油ホースを屈曲させるホース屈曲手段と、該ホース屈曲手段の給油ホースの先端部に伸縮自在な蛇腹管を介して設けられる先端部が先に行くほど小さくなる円錐面を有してその端部に吐出口を設けたノズル口アダプタ、及び該ノズル口アダプタの管状部分に設けられた励磁コイルによりノズル口アダプタを磁石が設けられた給油口を有する給油口アダプタに連結する連結手段を有するノズル機構と、前記支柱を回転させる支柱回動装置と、前記ホースの移動機構、ホース屈曲手段及び支柱回動装置の駆動を制御する機構制御手段とを備え、前記機構制御手段は前記センサの検知信号に基づいて、前記ホースの移動機構、ホース屈曲手段 及び支柱回動装置を駆動して、前記ノズル機構を給油口に近付けるとともに結合させ、前記給油制御手段が設定された給油データに基づいて給油を開始するとともに給油を停止することを特徴とする自動給油装置。
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