JPH0114114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばガソリンスタンド等の給油所の
給油装置に関する。

周知の如く給油所では給油ノズルをはずして給
油するときに、直ちに所定の給油量が一度に吐出
されるので、静電気が発生したり、給油ホースに
衝撃が生じたりする。また試験的に少量流して油
種が正しいか否かの様子を見ることも必要であ
る。

例えば、実開昭56−18393号公報にはローリに
給油する場合にローデイングアームをローリの容
器内に挿入し、給液流量を最初小さくし、次いで
大きくする技術が示されている。しかしながら、
ローデイングアームの場合は、ロールの容器の底
部近くまで挿入して給油するので、自動車の燃料
タンクに給油する場合のようにいわゆる試し入れ
や泡又は吹き返しによる液面センサの作動はあり
得ない。ローデイングアームから給油する場合は
通常液面センサはローデイングアームとは別に設
けてある。

しかるに自動車の燃料タンクに給油する給油ノ
ズルでは、吐出管の先端付近に液面センサが設け
られ、満タンを検知するようになつているので、
泡や吹き返しにより液面センサが検知することが
ある。また通常の給油時には前述の如く、試験的
に小量流して様子を見ることがしばしば行われて
いる。そのために一定時間だけ小量の油を流して
後に、給油ノズルを燃料タンクの給油口に完全に
挿入している。したがつて、作業員は給油ノズル
の吐出管を燃料タンクの開口の上方に位置させ
て、レバーを操作しながら作業をするので、操作
性が悪かつた。

したがつて本発明の目的は、液面センサを有す
る給油ノズルの操作性を向上し、かつ自動的に試
し入れをすることができる給油装置を提供するに
ある。

本発明によれば、給油ノズルに液面センサを設
け、泡、吹き返しにより液が液面センサに接する
と給油を自動的に停止し、接した液が滴下する
と、前の給油時の吐出量より低い吐出量で給油が
自動的に再開する給油動作を、液面が液面センサ
に達するまで繰り返しておこない。液面が液面セ
ンサに達すると給油を自動的に終了する自動給油
装置において、最初に給油する際、一定時間内だ
け流量コントロール弁を小開として単位時間当り
の吐出量を小量にする制御装置を設けてある。

したがつて給油作業に際して作業員は給油ノズ
ルの吐出管を自動車の燃料タンクの開口の上にも
つてきてレバーを全開にすれば、最初は小量であ
るから、作業員は油種の確認ができ、そのまま吐
出管を開口内に挿入すればやがて単位時間あたり
通常の所定量の油が流出する。したがつて作業員
はレバーを引いてラツチに掛けるだけでよく、従
来のようにレバーを少し引いた状態で操作する必
要がなく、重い給油ノズルの操作が容易となる。
そして間違つて給油した場合でもすぐわかるので
問題がない。さらに給油ノズルを燃料タンクの開
口に挿入されないので、こぼれることがあるが、
その量もごく僅かであり安全である。

本発明の実施に際して制御装置は吐出量を制限
する弁駆動部を制御する弁制御回路を制御する装
置で構成するのが好ましい。

また本発明の実施に際して給油が終る前に弁を
絞つて少量の吐出を行うようにするのが好まし
い。

例えば自動車に給油する場合、「20」給油し
たいということもあるけれども、通常はいわゆる
「満タン」すなわち自動車の燃料タンクを油で充
満せよという場合が多い。そのために給油ノズル
には液面センサを設け、液面センサが信号を発し
たときに給油を停止するようになつている。

ところで液面センサが信号を発するのは、理想
的には、自動車のタンク内の実際の液面に液面セ
ンサが接して信号を発するのであるが、現実は、
給油口の形状により、給油ノズルから吐出される
油の跳ね返しによる飛沫に接して液面センサが信
号を発したり、液面より先に上昇してくる泡に液
面センサが接して信号を発したりして、給油が停
止する。そして従来のものは、液面センサからの
信号により給油が停止すると、給油を再開するに
は、人手により弁を開く必要がある。給油を再開
するときに、上記飛沫や泡による不都合を除くた
めには、弁をしぼつて吐出量を小さくすれば良い
が、弁をしぼつたまま給油するのは弁操作に熟練
を要し、不慣れな場合には、大吐出量で給油を再
開し、「満タン」にするまでに、何度も給油再開
操作をし、作業能率が悪いものである。

また近年電子機器の発達に伴い、給油量「」
を小数点以下２桁まで表示できるようになつた。
そのために端数計算が面倒であり、例えば小数点
１桁又は0.5という所定の区切りのよい数値ま
で給油することが望まれる（以下このように所定
の数値まで給油する作業を単に整数給油という。
したがつてこの整数とは数学的な意味ではなく、
給油量の末尾が所定の数字であることを意味して
いる）。このように特に整数給油を行う場合に、
単位時間の給油量が多いと給油停止を弁で行なう
にしろポンプで行なうにしろ機械的に比較的に大
きな慣性力が作用し、その制御が困難であるか
ら、「満タン」給油停止の間際では比較的に単位
時間当りの給油量を少なくしなければならない。
しかしながら給油に際して満タン以前の給油作業
は給油量が多い方が給油時間は短くなり、能率良
く給油ができるので望ましい。

本発明は上記の要望事項を満足するために発明
れたものであり、その目的は給油作業の初期の単
位時間当りの給油量を多くでき、満タンに近づく
と、給油量を自動的に少なくできる給油方法を提
供するにある。

本発明によれば、タンクが満タンになる少し手
前をノズルに設けたセンサで検出し、単位時間当
りの給油量を小くするようになつている。

前述の如く給油作業中は飛沫および泡立ちがあ
り、この飛沫および泡立ちによつて液面センサか
ら信号を発することがあるが、本発明ではこの飛
沫および泡立ちを利用して液面センサが給油後に
初めて信号を発した後は、一時給油を停止し、一
定時間後単位時間当りの給油量を少なくして給油
するようになつている。その一定時間とは泡立ち
が消える時間であり、例えば３秒位で充分であ
る。

本発明の実施に際して給油量の制御は流量コン
トロール弁で行なうのが好ましい。しかしながら
モータや主弁の制御回路に必要なプログラムを組
込んで行なうことができる。

給油の自動停止、自動再開は本発明によれば複
数回行なうことができる。そして単位時間当りの
給油量は停止のたびに前回よりも少なくしてい
る。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明を実施する代表的な給油装置を
示し、給油機Ｓはモータ１によつて駆動されるポ
ンプ２を内蔵しており、このポンプ２は図示しな
いタンクに貯蔵された油を吸込配管３から吸上げ
て、吐出配管４に送るようになつている。吐出配
管４には流量を測定するためのメータ５と流量を
制御するための流量コントロール弁６とが設けら
れ、そして吐出配管４はノズルホース７を介して
給油ノズル８に連通している。メータ５からの流
量信号は発信器１０からパルス信号として制御装
置１１に送られる。そしてその信号は制御装置１
１から表示器１２に送られて、ここでデジタル表
示されるようになつている。

他方後述の如く、制御装置１１からの信号によ
つて弁駆動部１３が制御されて流量コントロール
弁６を制御し、以つて給油量を制御するようにな
つている。

なお図中１４、１５はそれぞれ流量コントロー
ル弁６の故障表示器および液面センサ１７の故障
表示器を示し、１６は給油完了の表示器を示して
いる。そして給油ノズル８には液面センサ１７お
よび給油選択スイツチ１８が設けられ、また給油
機Ｓには給油ノズル８を収容したことを検知する
ノズルスイツチ１９が設けられている。

次ぎに本発明の好ましい制御回路を示す第２図
および給油作業のタイムチヤートを示す第３図を
参照して、本発明の実施の態様を説明する。図中
第１図と同じ構成要素は同じ符号で示している。

給油作業に際して、まず給油ノズル８をノズル
掛けからはずす（第３図のａ点）。するとノズル
スイツチ１９からの信号により、計数回路２０の
前回の給油量の記憶値が消去され、表示計１２は
零表示される。そしてノズルスイツチ１９からの
信号はアンド回路AND１に印加される。液面セ
ンサ１７からの信号はセンサチエツク回路２１に
入力されて液面センサ１７の故障の有無をチエツ
クする。このチエツク作業は通常給油ノズルをノ
ズル掛けからはずしたときに、液面センサ１７が
液面を検知していない状態でかつ液面を検知しう
る状態であることで正常であると確認される。そ
して故障の場合は故障表示器１５に表示され、正
常のときはアンド回路AND１に入力信号が印加
される。よつて液面センサの配線の断線等も検出
できる。したがつて正常な場合にはアンド回路
AND１からの信号がモータ制御回路２２に印加
されて、モータ１が駆動されると共に、またその
信号は弁制御回路２３に送られる。この弁制御回
路２３はアンド回路AND１からの信号を受ける
と、弁開度記憶回路２４に弁開度読出し信号が送
られ、その結果読み出された信号が弁制御回路２
３に送られる。弁開度記憶回路２４には、例えば
最大吐出〔45／min〕の場合は弁開信号として
60パルスを弁駆動部１３へ送ること、同様に中吐
出〔30／min〕では40パルスを、小吐出〔20
／min〕では、30パルスを、最小吐出〔３／
min〕では、10パルスを送ることを記憶してい
る。

そしてアンド回路AND１からの信号を受けた
ときは、最小吐出〔３／min〕となる10パルス
の信号が弁駆動部１３に送られる。

なお詳しくは後述するが、弁駆動部１３として
はステツピングモータを用いるのがよく、このス
テツピングモータが60パルス分駆動されると、制
御弁６が全開となるものが本実施例では使用され
ている。このように初期信号が発せられると、弁
制御回路２３からの信号によつて弁駆動部１３は
流量コントロール弁６を３／minの小開とす
る。この状態は第３図のｂ点で示されている。

給油員は給油ノズルを給油口に挿入し、レバー
を引いてラツチ８７に掛けて給油を開始する。本
発明によれば完全に自動給油ができるので、以後
給油員は他の作業を行うことができる。この給油
開始は第３図においてｃ点で示されている。

流量計５の発信器１０は流量パルス信号を発し
て計数回路２０にそのパルス信号を送る。そして
計数回路２０において計数されて給油量は表示計
１２に表示される。そこで流量コントロール弁６
の開度は、小開すなわち３／minに制御されて
いるので、ノズルを給油口に入れる前、例えばノ
ズル掛けからノズルを外すときに誤つてレバーを
引いた場合にもすぐレバーを戻せば少量の吐出だ
けですみ危険は少ない。計数回路２０が所定量例
えば５パルス（油量で0.05）を計数すると、計
数回路２０から弁制御回路２３に信号が送られ
る。この状態が第３図においてｄ点で示されてい
る。すると前述と同様に弁制御回路２３から弁開
度記憶回路２４に弁開度読出し信号が送られる。
そして、最大吐出〔45／min〕となる50パルス
分（60−10＝50）ステツピングモータが作動する
信号を弁駆動部１３へ送り高吐出給油作業とな
る。しかしながらその際油のはね返りで液面が不
正作動して液面センサ１７が誤作動しないよう
に、この高吐出給油の開弁では約２秒間位を必要
とする。この高吐出給油作業の開始点は第３図に
おいてｅ点で示されている。

このように高吐出給油作業を行いほぼ満タンに
なり泡が上昇したり、又はしぶきによつて液面セ
ンサ１７が液面の上昇を検知したときに、（勿論
液面が正しく満タンを示した場合もある）液面セ
ンサ１７からの信号が弁制御回路に印加される。
（第３図ｆ点）。

すると、弁制御回路２３から弁開度記憶回路２
４に弁閉読み出し信号（この信号は現在の弁開度
を基準とする）が入り、読み出された信号60パル
ス（すなわち60パルスで流量コントロール弁は全
閉となる）が弁制御回路２３にはいり、弁制御回
路２３から60パルスの逆転信号が弁駆動部１３に
印加され、流量コントロール弁６は全閉となる。
この状態は第３図のｇ点で示されている。

今給油するタンクが給油によつて泡立ちが生
じ、その泡立ちによつて液面センサ１７が信号を
生じたものとする。したがつて流量コントロール
弁６が閉じた瞬間では、液面センサ１７はまだ信
号を出している。この液面センサ１７からの信号
はアンド回路AND２およびAND３に印加されて
いる。タンク内の泡は一定時間例えば弁閉後約３
秒以内で消えてしまう。弁閉と共に弁制御回路２
３からタイマ２５に信号が送られるが、タイマ２
５で設定した一定時間、例えば３秒後にタイマ２
５から弁制御回路２３に信号が送られる。この状
態が第３図の点ｈで示されている。このとき（３
秒後）は泡は消えているので、液面センサ１７か
ら信号は生じない。なお３秒後に液面センサ１７
から信号が生じている場合については後述する。

タイマ２５からの信号によつて前述のｄ点と同
様に弁制御回路２３から弁開度記憶回路２４に弁
開度読み出し信号がはいるが、今度は給油量が30
／minになる40パルスの信号であり、流量コン
トロール弁は一段絞りの開であり、したがつて中
吐出量となる。（第３図ｉ）。

この中吐出量で給油作業を行なうと、タンクは
ほぼ満タンに近いので、比較的に早く泡立ちによ
つて液面センサ１７が信号を発する。この点は第
３図において点ｊで示されており、そのときの作
動は第３図のｆ点の作動と実質的に同じであり、
その説明は省略する。その後の作動は第３図のｋ
点、ｌ点で示されているが、いづれも第３図のｇ
点、ｈ点に関して前述したところと実質的に同じ
である。

次ぎに第３図のｉ点について述べたところと同
様に作動が第３図の点ｍで行なわれる。しかしな
がら流量コントロール弁６の開度は20／minの
小吐出量であり、そのときの弁駆動部１３は30パ
ルス分駆動するようになつている。

３度目に液面センサ１７が液面を検知する点が
第３図においてｎ点で示されており、前記ｆ点と
同様に流量コントロール弁６が閉じる。その点は
ｏ点で示されている。

同様に約３秒後（第３図点ｐ）に流量コントロ
ール弁６は小吐出である３／in程度に開かれ
る。そのときには弁駆動部１３には10パルスが与
えられる。したがつて３／minの割合で給油さ
れる（第３図ｑ点）。

このときに弁制御回路２３からアンド回路
AND２に信号が送られ、その信号は印加し続け
られるそして次に液面センサ１７が信号を発する
とアンド回路AND２は信号を発し（第３図点
ｙ）、その信号は整数給油制御回路２６に送られ
る。そして該回路２６から計数回路２０に現在の
給油量読み出し信号が送られ、その信号が再び整
数給油制御回路２６にはいり、この整数給油制御
回路２６で整数値、例えば0.1の桁までの整数
値となる給油量を演算する。この演算は単純に例
えば小数点２桁目を繰上げるものでもよいが、パ
ルス制御の場合にあまり所要量が少ないと弁６の
応答性が間に合わないこともあるので、例えば
23.54の場合は23.6とするけれども、23.59
の場合は23.7となる11パルス（１パルスは0.01
とする）を演算する。この演算されたパルス数
が計数回路２０から伝達されると、整数給油制御
回路２６から弁制御回路２３に給油停止信号がは
いり、（第３図点ｒ）、流量コントロール弁６は点
ｆと同様に閉じる。その結果給油は完了する（第
３図点ｓ）。そしてこの給油停止信号により給油
完了報知器１６が報知し、モータ１は停止するの
である。

以上の作動に際して、例えば第３図のｇ点です
でに「満タン」であり、タイマ２５から３秒後に
開弁信号が出たときに、液面センサ１７から検知
信号が出ているものとする。すなわちタンク内の
泡が消えても液が液面センサ１７に接しているも
のとする。するとアンド回路AND３からの出力
信号が整数給油制御回路２６に送られる。その結
果前記ｐ点に関して説明したところと同様な作動
が行なわれ給油が停止されるのである。

このように一度目に液面センサ１７が液面を検
知し、（この液面とは泡立ちや液の振動等の一時
的な現象による液面を含むものである）、そして
その信号によつて流量コントロール弁６が全閉し
た後は、順次吐出量を絞るので、比較的に短時間
でかつタンクから液を無駄に流出することなく満
タンにすることができるのである。このような吐
出量の絞りは以上の実施例に示したように段階的
に行なわなくても、例えば第３図の点ｆから順次
連続的に絞ることもできる。

弁駆動部１３としては後述の如く例えばパルス
モータを用いるのが好ましいが、この弁駆動部１
３は弁の位置を示す弁位置検出部２７と連動して
おり、この弁位置検出部２７からの信号が弁開度
判別回路２８にはいり、この弁開度判別回路２８
で弁開度記憶回路２４から出された信号に従つて
正しく弁６が駆動されたか否かを判別し、異常が
あつた場合には弁故障報知器１４が故障表示を
し、モータ１を停止するのである。

給油選択スイツチ１８を押すと、その信号は弁
制御回路２３にはいり、流量コントロール弁６は
全開となるものである。したがつて給油ノズル８
を操作員が手で操作して給油する際に、液面セン
サ１７が液面を検知して全閉になつた後（第３図
ｇ点）、第３図ｉ点における弁６の開度は全開す
なわち４／minの給油量であり、弁を絞らない
給油作業を続けるようになつている。このような
場合には整数給油も必要としない。このような給
油作業は流量コントロールを操作員が行なう場合
に好ましく、例えば軽油タンクに給油するときに
好適である。

次ぎに第４図を参照して本発明に実施する流量
コントロール弁６の好ましい実施例について説明
する。

第４図において全体を符号６で示す流量コント
ロール弁は流入口３１および流出口３２を有する
弁本体３３を備え、その弁座３４には弁体３５が
着座でき、流入口３１と流出口３２とを連通し遮
断するようになつている。弁体３５が開閉作動す
るのを案内するために流出口３２には弁ガイド３
６が嵌着されている。この弁ガイド３６は中心に
流路３７を有している。弁体３５は全体的に円筒
形に形成され、その側壁３８には後述の如く弁体
３５の位置を制御するための穴３９が開口され、
そして側壁３８に沿つて長手方向に室４６と流路
３７とを連結する流路４０が形成されている。弁
体３５はその流出口３２の反対側においてベロー
４２およびばね受４３を介してばね４４で押圧さ
れている。弁本体３３には駆動ケーシング４５が
取付けられており、その駆動ケーシング４５とベ
ロー４２とは室４６を画成している。

駆動ケーシング４５にはステツピングモータ５
０の駆動軸５１が延びており、その駆動軸５１に
はレバー５２が一体的に固着されている。前述の
如く弁制御回路２３からのパルス信号によつてス
テツピングモータ５０が回転すると、レバー５２
は実線で示す全閉位置と鎖線５２ａで示す全開位
置との間を回動するようになつている。そしてレ
バー５２の先端は弁体駆動杆５３に連結されてお
り、該杆５３はピストン４１と一体のニードル弁
棒５４にピン８５により、隔間をもつて連結され
ピストン４１は、ばね８６により押圧されてい
る。ピストン４１の先端には流路３７を開閉する
ためのポペツト５５が設けられている。作動に際
して、今図示の如くレバー５２が実線位置にある
ものとする。このとき流入口３１にはポンプ２か
らの液圧が印加されており、この液圧は穴３９を
通つて室４６にはいり、弁体３５を図面で下方に
押圧するので、流入口３１と流出口３２とは遮断
される。さてステツピングモータ５０はパルス数
に応じて回動するが（例えば１パルス当り0.45
度）、この回動によつてレバー５２は図面で時計
方向に回動する。すると、ピストン４１も図面で
上動し、室４６内の液は流路４０と流路３７を通
つて流出する。その結果室４６の圧力が低くなり
弁体３５は上動して流入口３１と流出口３２とは
連通し、液が流れる。室４６には穴３９から液が
流入するが、ピストン４１が上動しているため
に、穴３９がピストン４１でふさがれると、室４
６に液が流入しなくなるので、室４６の圧力が低
下し、弁体３５は上動するようになる。したがつ
て弁体３５の位置は常にピストン４１と穴３９と
の関係すなわち室４６への液の流入量と流出量と
によつて定まるのである。すなわちピストン４１
が上方に位置していれば、弁体３５も上方に位置
し、ピストン４１が下方に位置していれば、弁体
３５も下方に位置するのである。このように弁体
３５はピストン４１に追従して作動するので、ス
テツピングモータ５０が回動した位置に応じて開
度が定まるのである。停電時またはステツピング
モータ５０の故障時にも開弁できるように停電時
弁作動レバー５６、または流出口３２と室４６と
を連通する液路５８および開閉弁５７が設けられ
ている。

このような流量コントロール弁６は高速でニー
ドル弁棒５４を作動でき、しかも任意の点で停止
させることができる。そして弁の開閉の応答性が
非常に早く任意の流量が選択できるので、極めて
好適である。

以上の如く本発明によれば、最初に給油する際
に制御装置によつて一定時間少量の油を吐出する
ので、誤給油の場合、すぐわかり、また給油ノズ
ルが安全に給油口に挿入されていない場合でもこ
ぼれが少なく、かつ少量のためはね返りがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する給油装置の一例を示
す正面図、第２図は本発明を実施する制御回路の
一例を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す
タイムチヤート、第４図は本発明に実施する代表
的な流量制御弁を示す断面図である。 １…モータ、２…ポンプ、５…メータ、６…流
量コントロール弁、８…給油ノズル、１１…制御
装置、１７…液面センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 給油ノズルに液面センサを設け、泡、吹き返
   しにより液が液面センサに接すると給油を自動的
   に停止し、接した液が滴下すると、前の給油時の
   吐出量より低い吐出量で給油が自動的に再開する
   給油動作を、液面が液面センサに達するまで繰り
   返しておこない、液面が液面センサに達すると給
   油を自動的に終了する自動給油装置において、最
   初に給油する際、一定時間だけ流量コントロール
   弁を小開として単位時間当りの吐出量を小量にす
   る制御装置を設けたことを特徴とする給油装置。