JPH0637233B2 - 液体自動注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンベアによって搬送される自動車等の車体
に燃料を注入する場合に使用される液体自動注入装置、
特にロボットにより注入作業を行わせる場合に使用され
る液体自動注入装置に関する。

（従来技術） 例えば、自動車の生産ラインにおいては、最終工程で燃
料タンクに燃料を注入する作業が行われるが、近年、こ
の作業をロボットに行わせることが試みられている。そ
の場合、ロボットは注入装置の本体を保持した状態で、
コンベアによって搬送されて来た車体の車種に応じて予
め位置を記憶している燃料タンクの注入口に該注入装置
のノズルを挿入し、その後に該ノズルから燃料を注入す
るように作動する。しかし、このような自動注入作業に
おいては、ロボットによりノズルが予め記憶されている
位置に移動されるので、コンベア上の車体の位置に誤差
があった場合等にノズルがタンクの注入口に正しく挿入
されず、該注入口周辺の車体に強く当接して両者が損傷
し、或いはこの状態で燃料を放出して車体の周辺に該燃
料を流出させる等の不具合を生じることになる。また、
車体側面における注入口から車体内部のタンクに通じる
燃料導入管の方向がロボットによるノズルの移動挿入方
向と異なる時や、上記導入管が途中で弯曲している時に
は、ノズルの先端が該導入管の内側壁に無理な角度で当
接して両者が損傷したり、ノズルの先端部のみが導入管
に挿入された状態で燃料が注入されて該燃料が注入口よ
り溢出する等の不具合を生じることになる。

ところで、特開昭５９−３７１９９号公報によれば、上
記のような問題を解消するものとして注入装置のノズル
先端に光検知器を備え、該光検知器によりノズルが注入
口に正しく挿入されたか否かを判別するようにした自動
注入装置（該公報においては粉流体供給ガン）が開示さ
れている。つまり、光検知器による受光量が低下した時
にノズルがタンクの注入口に正しく挿入されたと判断
し、この場合のみ燃料等を注入するようにしたものであ
る。これによれば、自動車の燃料タンクに燃料を注入す
る場合に、コンベア上の車体の位置に誤差があり、その
ためノズルが注入口に挿入されなかった時には、上記光
検知器によってこの状態を検知して燃料の放出が停止さ
れるので、該燃料を車体の周辺に流出させる等の不具合
が防止される。しかし、この装置によっても上記のよう
にコンベア上の車体の位置に誤差があった時に、ノズル
が注入口周辺の車体に強く押付けられる問題は解消され
ない。つまり、該装置においては、光検知器からの検出
信号の有無に関係なく、ロボットによりノズルが予め記
憶されている位置に移動されることになるので、ノズル
が燃料注入口に正しく挿入されなかった場合には、ノズ
ルが注入口周辺の車体に強く当接することになるからで
ある。また、注入口からタンクに通じる燃料導入管の方
向がロボットによるノズルの移動挿入方向と異なる時
や、上記導入管が途中で弯曲している時に、ノズルの先
端が該導入管内の側壁に無理な角度で強く当接するとい
った不具合も解消されない。

（発明の目的） 本発明は、自動車の生産ライン等において、コンベアに
よって搬送される車体の燃料タンクにロボットを用いて
燃料を注入する場合に使用される液体自動注入装置にお
ける上記のような実情に対処するもので、該注入装置の
ノズルが正しく燃料注入口に挿入されたか否かを判別し
て、該ノズルが注入口周辺の車体に強く押付けられるこ
とを防止すると共に、燃料注入口からタンクに通じる燃
料導入管の方向がロボットによるノズルの移動方向と異
なる時や、上記導入管が途中で湾曲している時に、ノズ
ルを該導入管に無理なく挿入することができる液体自動
注入装置を実現することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係る液体自動注入装置は上記目的達成のため、
次のように構成したことを特徴とする。

即ち、ノズルとノズル本体とを有し、該ノズル本体をロ
ボットのアームの先端側で保持して、該ロボットのアー
ムを所定量だけ移動させることにより、コンベアによっ
て所定位置に搬送される車体に設けられた燃料注入口に
上記ノズルを挿入するようにした液体自動注入装置にお
いて、上記ノズルの先端に接触センサを設けて、上記ロ
ボットを制御するコントロールユニットに電気的に接続
すると共に、該コントロールユニットを、上記接触セン
サからの接触信号が入力された時に、ロボットのアーム
の移動量が上記所定量の移動量より不足している場合
に、ロボットによるアームの移動を停止させるように構
成し、かつノズルに設けた複数のピン部材の先端側の球
状部と、これらのピン部材に対応してノズル本体に設け
られた半球状の凹部とを離脱可能に係合すると共に、上
記ピン部材における球状部をそれぞれ対応する半球状凹
部に係合させた状態に保持する引張りバネを、ノズルと
ノズル本体との間に介装し、ノズルとノズル本体とを両
者の通路部分を蛇腹状の接続管で連結したことを特徴と
する。

このような構成によれば、コンベアによる車体の搬送位
置に誤差が生じて、ロボットのアームによって移動され
たノズルの位置が燃料注入口に一致しない場合にはロボ
ットのアームの移動が停止されるので、ノズルが車体に
強く押付けられることが防止される。

また、燃料注入口からタンクに通じる燃料導入管の方向
がロボットのアームによるノズルの移動方向と異なる時
や上記導入管が途中で湾曲している時には、ノズルに設
けたいずれかのピン部材がノズル本体側の半球状凹部か
ら離脱することにより、ノズル本体とノズルとの間に介
装された蛇腹状の接続管の変形が許容されることになっ
て、ノズルが上記導入管の形状に沿って無理なく挿入さ
れることになる。

しかも、ロボットのアームによるノズルの挿入動作の開
始時においては、引張りバネの作用により上記ピン部材
の球状部が対応するノズル本体側の半球状凹部に係合し
た初期状態に保持されることになるので、ノズルの先端
位置がノズル本体に対して所定の位置関係に保持される
ことになって、ノズル本体とノズルとを両者の通路部分
を蛇腹状の接続管で連結したことによるノズルの挿入精
度の悪化が回避されることにもなる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ノズル本体をロボットの
アームの先端側で保持して、該アームを所定量だけ移動
させることにより、コンベアによって所定位置に搬送さ
れる車体に設けられた燃料注入口に上記ノズルを挿入す
るようにした液体受動注入装置において、コンベアによ
る車体の搬送位置に誤差が生じて、ロボットのアームに
よって移動されたノズルの位置が燃料注入口に一致しな
い場合にはロボットのアームの移動が停止されるので、
ノズルが車体に強く押付けられることが防止されること
になって、該ノズル及び車体が損傷することが防止され
ると共に、この状態で燃料を放出して該燃料を車体周辺
に流出させるといった不具合が解消される。

また、燃料注入口からタンクに通じる燃料導入管の方向
がロボットのアームによるノズルの移動方向と異なる時
や上記導入管が途中で湾曲している時にも、ノズルが上
記導入管の形状に沿って無理なく挿入されるので、ノズ
ルの先端が燃料導入管の内側壁に強く当接して両者が損
傷するという不具合が防止されると共に、ノズルが常に
所定位置まで挿入されるので、燃料を車体表面の燃料注
入口から溢出させることなく注入できるようになる。

しかも、ロボットのアームによるノズルの挿入動作の開
始時においては、ノズルの先端位置がノズル本体に対し
て所定の位置関係に保持されるので、ノズル本体とノズ
ルとを両者の通路部分を蛇腹状の接続管で連結したこと
によるノズルの挿入精度の悪化が回避されることにもな
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、自動車の生産ラインにおける燃料
注入ステーションには、コンベアＡにより搬送されてき
た車体Ｂに燃料を自動的に注入する燃料自動注入装置１
が設置されている。この注入装置１は、注入具２と、該
注入具２を握持して車体Ｂの燃料注入口Ｂ_１まで移動さ
せると共に注入が終了すれば該注入具２を再び元の位置
に復帰させるロボット３と、該ロボット３を制御し或い
は燃料供給管２ａを介して上記注入具２に燃料を送出す
るコントロールユニット４とを有する。ここで、該コン
トロールユニット４には、コンベアＡによって搬送され
て来た車体Ｂの燃料注入口Ｂ_１の位置に応じたロボット
３の移動量が記憶されていると共に、注入動作時におけ
るロボット３の移動量を確認できるようになっている。

次に、上記注入具２の構成を説明すると、第２図に示す
ように、該注入具２は、上記ロボット３に握持されるノ
ズル本体５と上記燃料注入口Ｂ_１に挿入されるノズル６
とを有し、ノズル本体５の両側面には上記ロボット３の
アーム３ａの先端部に備えられた一対のチャック部材３
ａ′，３ａ′（第４図参照）に係合される凹部５ａ，５
ａが形成されていると共に、該本体５の中心部には燃料
通路５ｂが貫設されている。そして、該燃料通路５ｂの
一端が上記燃料供給管２ａに接続され、また他端が伸縮
自在な蛇腹状の接続管７を介して上記ノズル６に結合さ
れていると共に、該ノズル６の先端６ａには接触センサ
８が固着され、該接触センサ８が上記コントロールユニ
ット４に電気的に接続されている。

然して、この注入具２においては、上記ノズル６がノズ
ル本体５にフレキシブル機構にて支持されている。つま
り、ノズル６の基部６ｂにノズル本体５の前端面５ｃに
対向させて板体９が固着されていると共に、該板体９に
は先端に球状部１０ａ…１０ａが設けられた複数個（図
例では４個）のピン部材１０…１０が本体５に向けて突
設され、またノズル本体５の前端面５ｃにはこれらのピ
ン部材１０…１０に対応位置させて先端に半球状の凹部
１１ａ…１１ａが形成された同数個の柱状部材１１…１
１が上記板体９に向けて突設されて、該柱状部材１１…
１１の凹部１１ａ…１１ａに上記各ピン部材１０…１０
の球状部１０ａ…１０ａが夫々離脱可能に係合されてい
る。また、第２図及び第３図に示すように、上記板体９
とノズル本体５の前端面５ｃとの間には複数本（図例で
は４本）の引張りバネ１２…１２が装着されて、板体９
を本体５側に引寄せることにより上記各球状部１０ａ…
１０ａと凹部１１ａ…１１ａの係合状態を保持し、これ
によりノズル本体５に対してノズル６を所定の姿勢に保
持している。そして、ノズル６に横方向の外力が作用し
た時には、外力を受けた側と反対側のピン部材１０の球
状部１０ａと柱状部材１１の凹部１１ａとの係合面を支
点として、外力を受けた側のピン部材１０の球状部１０
ａが柱状部材１１の凹部１１ａから引張りバネ１２に抗
して離脱し、このようにしてノズル６が本体５に対して
屈曲できるようになっている。

上記の構成によれば、コンベアＡによって車体Ｂが燃料
注入ステーションに搬送されて来た時、注入具２を握持
したロボット３のアーム３ａが上記車体Ｂの車種に応じ
てコントロールユニット４に予め記憶されている量だけ
作動して上記注入具２におけるノズル６を車体Ｂにおけ
る燃料注入口Ｂ_１に挿入し、該ノズル６が注入口Ｂ_１に
所定量挿入された時点で燃料の注入を開始する。ところ
で、上記コンベアＡ上における車体Ｂの位置に誤差があ
る場合等においては、燃料注入口Ｂ_１の位置がずれるの
で、第４図に鎖線で示すように、注入具２のノズル６が
燃料注入口Ｂ_１に正しく挿入されず、該注入口Ｂ_１の周
辺の車体Ｂに当接することになる。しかし、このノズル
６の先端６ａには接触センサ８が取付けられているの
で、該センサ８によりノズル先端６ａが車体Ｂに当接し
たことが検出されると共に、ロボット３のアーム３ａの
移動量が確認されているので、ノズル先端６ａが車体Ｂ
に当接した時点までのアーム３ａの移動量が所定量に比
較して不足することから該ノズル６が注入口Ｂ_１に正し
く挿入されなかったことが判別される。そして、コント
ロールユニット４がロボット３による注入具２の移動を
停止させる。これにより、ノズル６が車体Ｂ_１に強く押
付けられて両者が損傷するという不具合が防止されるこ
とになる。

一方、ノズル６の先端６ａが燃料注入口Ｂ_１に正しく挿
入された場合においても、該注入口Ｂ_１から車体内部の
燃料タンクにつながる燃料導入管の形状は車種により異
なるので、該導入管の方向とロボット３によるノズル６
の移動挿入方向とは必ずしも一致せず、また導入管が弯
曲している場合もあって、このような場合は導入管の内
側壁にノズル６の先端６ａが当接することになる。その
場合に、注入具における本体とノズルとが固定状態であ
れば、ノズルの先端が導入管の内側壁に強く当接して注
入具の移動が不能となり或いはノズル先端もしくは導入
管の内側壁が損傷することになる。しかし、本考案の注
入具２においては、ノズル本体５の燃料通路５ｂとノズ
ル６とが伸縮自在な接続管７で接続されていると共に、
該ノズル６が本体５に対してフレキシブルに支持されて
いる。従って、第４図に示すように、ノズル先端６ａが
導入管１３の内側壁１３ａに当接した時には、該内側壁
１３ａからノズル６が反力Ｆを受けて、該反力Ｆを受け
た側のピン部材１０′の球状部１０ａ′が柱状部材１
１′の凹部１１ａ′から引張りバネ１２′の引張力に抗
して離脱すると共に、反力を受けた側と反対側のピン部
材１０″の球状部１０ａ″と柱状部材１１″の凹部１１
ａ″との係合面を支点としてノズル６が揺動し、本体５
に対してノズル６が導入管１３の内側壁１３ａに沿うよ
うに屈曲することになる。これにより、ノズル６は導入
管１３の方向や弯曲状態に拘らず常に所定位置まで挿入
され、該ノズル６が導入管１３の内側壁１３ａに強く押
付けられたり、先端部しか挿入されない状態で燃料を放
出して外部に溢出させる等の不具合が防止されることに
なる。尚、燃料注入後において上記ロボット３によりノ
ズル６が注入口Ｂ_１より引出された後には、柱状部材１
１′から離脱したピン部材１０′側の引張りバネ１２′
によって該ピン部材１０′の球状部１０ａ′と柱状部材
１１′の凹部１１ａ′とが再び係合され、上記ノズル６
が本体５の前端面５ｃに対して垂直に位置する元の状態
に復帰することになる。

ここで、ノズル６が注入口Ｂ_１に挿入された場合におい
ても接触センサ８が該導入管１３の内側壁１３ａに当接
することがあるが、この場合はロボット３の移動量が所
定量を超えるので、コントロールユニット４はノズル６
が正しく挿入されたと判断し、該ノズル６の挿入動作及
び燃料の注入動作は通常通り行われる。

尚、この実施例においては第２図に示すように、注入具
２におけるノズル本体５の燃料通路５ｂの後端部に送風
管１４が接続されており、燃料注入後に該送風管１４よ
り圧縮空気が送出されてノズル６、接続管７及び燃料通
路５ｂ内に残った燃料が完全に送り出され、注入具２を
引き戻す時に車体ＢやコンベアＡ上等に液垂れしないよ
うになっている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は自動車の
生産ラインにおける燃料注入ステーションの概略斜視
図、第２図は注入具の一部破断拡大側面図、第３図は第
２図III−III線で切断した同縦断正面図、第４図は注入
具を車体の注入口に挿入した時の側面図である。 １……液体自動注入装置、３……ロボット、３ａ……ア
ーム、４……コントロールユニット、５……ノズル本
体、６……ノズル、７……接続管、８……接触センサ、
１０……ピン部材、１０ａ……球状部、１１……柱状部
材、１１ａ……凹部、１２……引張りバネ、Ａ……コン
ベア、Ｂ……車体、Ｂ１……燃料注入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズルとノズル本体とを有し、該ノズル本
   体をロボットのアームの先端側で保持して、該ロボット
   のアームを所定量だけ移動させることにより、コンベア
   によって所定位置に搬送される車体に設けられた燃料注
   入口に上記ノズルを挿入するようにした液体自動注入装
   置であって、上記ノズルの先端に接触センサを設けて、
   上記ロボットを制御するコントロールユニットに電気的
   に接続すると共に、該コントロールユニットを、上記接
   触センサからの接触信号が入力された時に、ロボットの
   アームの移動量が上記所定量の移動量より不足している
   場合に、ロボットによるアームの移動を停止させるよう
   に構成し、かつノズルに設けた複数のピン部材の先端側
   の球状部と、これらのピン部材に対応してノズル本体に
   設けられた半球状の凹部とを離脱可能に係合すると共
   に、上記ピン部材における球状部をそれぞれ対応する半
   球状凹部に係合させた状態に保持する引張りバネを、ノ
   ズルとノズル本体との間に介装し、ノズルとノズル本体
   とを両者の通路部分を蛇腹状の接続管で連結したことを
   特徴とする液体自動注入装置。