(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油データを設定する給油データ入出力手段と、該給油データ入出力手段からの出力に基づいて給油ホース先端の給油ノズルから供給される油の制御を行うプリセット給油手段および満タン給油手段を具備した給油制御手段を有する給油装置において、給油装置本体に、多関節ロボットの先端部に、給油ノズル１個掴むことができる給油ノズルの把持装置と掴んだ給油ノズルのレバーを押すことができるノズルレバー開閉装置とを設けた給油ノズル案内装置を併設し、
給油ノズルの把持装置の近傍には給油口センサーを設け、これに対応するものとして自動車の給油口の近傍に発信機を取り付け、機構制御手段を設け、機構制御手段に前記給油口センサー、挿入センサーの出力が入力され、機構制御手段からの出力は、多関節ロボット、給油ノズルの把持装置、ノズルレバー開閉装置の駆動部に導入され、また報知器に導入され、給油ノズル案内装置は、車両の給油口近傍に設けられた発信機からの信号に基づいて、被給油車の給油口に給油ノズルを挿入して給油を行い、給油終了後に給油ノズルを初期位置に戻すことを特徴とした自動給油装置。
【請求項２】
給油ノズル案内装置は自動給油装置本体の片側にそれぞれ１個設ける請求項１記載の自動給油装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリン給油所等に設置する自動給油装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリン給油所は周知のごとく、給油装置を設置して、該給油装置により自動車にガソリンなどの燃料油を給油しているが、給油装置として地上固定式のもの、懸垂式のものいずれの場合でも給油機ケース本体、あるいはキャノピイから吊下したホース収納装置から引出された給油ホースの先端に給油ノズルが設けてあり、給油を行うにはこの給油ノズルを給油所の係員が、手で持ってこれを自動車の給油口に挿入しバルブを開くようにしている。
【０００３】
このように自動車への給油は給油所の係員による手動操作で行っているため、人手を要し、また、給油所に設置してある給油装置の数に相当する人数分の係員を確保してはいないので例えば給油所の混雑時には給油客の自動車を給油装置の前に停止させたままの状態で係員の手があくまで給油を待たせることもあり、給油効率がよくなく、客にとっても待ち時間が長くなって迷惑なものであった。
【０００４】
これに対して給油装置の前で客を待たせることなく給油を行うことができて給油効率の向上を図ることができる給油装置として、いわゆるロボット給油システムが種々提案されており、一例として特開平9-156699号公報に示すような給油装置がある。
【０００５】
これは図９に示すように、アイランド１上に立設された支柱２に設けられた可動腕３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、該可動腕３ａの先端に設けられた吐出管４ａを有する給油ノズル４とより構成し、該給油ノズル４は一端を前記支柱２内の給油管（図示せず）と連結した給油ホース６に接続し、前記給油ホース６は可動腕３ｄ、３ｃ、３ｂ、３ａに沿って配設した。
【０００６】
前記給油管は、途中に給油モータに連結された給油ポンプおよび流量パルス発信器を接続した流量計を設け、貯油タンクに接続している。前記支柱２はアイランド１に対してモータ11により回動自在に取り付く。また、前記可動腕３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれモータ12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄにより移動し、前記給油ノズル４はこのようにして３次元方向に回動または移動する。なお、図中符号13は液または泡を検知する液面センサー、図中符号14は給油口挿入を検知する挿入センサーである。
【０００７】
前記給油装置Ａと離間した所で、車に乗った給油客が操作できる位置に給油量等を表示する表示器21、プリセット量等の入力用のキーボード22、各種データ以外に自動車データとして給油口の位置、油種などを記憶しカード23のデータを読取るカードリーダー24、そして給油開始を出力するスタート釦25などを一体に組込んだデータ入出力装置Ｂを設ける。
【０００８】
一方、かかる給油装置Ａで給油される車の給油口の蓋は給油ノズル４を挿入すると、吐出管４ａにより押し開かれるいわゆるプッシュバルブ方式のものとする。そして前記カード23は給油所発行カード、銀行カード、クレジットカード等に用いる光カード、ＩＣカード、磁気カード等のカードを使用する。
【０００９】
まず、車をアイランド１に沿って停止し、給油客は車内よりカード23をデータ入出力装置Ｂのカードリーダー24に挿入してプリセット量がある際にはキーボード22よりデータを入力後、スタート釦25を押圧すると、前回の給油量がリセットされ、データ入出力装置Ｂより前記カード23に記憶された給油口の位置データに応じてモータ11、モータ12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄを回動して可動腕３ａの先端に設けた給油ノズル４を移動し、給油口の位置に合致したならば、給油ノズル４の先端に設けた吐出管４ａが給油口の蓋に設けたバルブを押し開いて給油口内に挿入する。
【００１０】
そして、前記吐出管４ａの先端に設けた挿入センサー14からの出力で給油モータ７が通電され、前記カード23に記憶された油種に応じた給油が始まる。給油量はデータ入出力装置Ｂの表示器21に表示され、液面センサー13からの出力又はプリセット量に達すると、給油モータを停止して給油ノズル４は給油口から自動的に抜かれ初期位置へ帰還する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のロボット給油システムはいずれも新規の装置として考え出されるものであり、既存の給油装置に応用することはできない。その結果、既存の給油装置を取り壊して新規に設置することになり、コスト等も高騰する。
【００１２】
また、既存の給油装置では、１台の給油機として、複数の給油ホース、およびその先端の給油ノズルを有して、複数の油種を給油できるようにしたものがあるが、このようなマルチタイプの給油装置に変わるロボット給油システムでは、その油種の数だけ支柱２や可動腕３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、該可動腕３ａの先端に設けられた吐出管４ａを有する給油ノズル４を設けなければならないことになり、装置がかなり大掛かりなものとなる。なお、一つの装置のみで行う場合には異種油の混タミ防止の処理として、給油終了後のホース・配管内の油を逆流させる必要もあり、操作が複雑なものとなる。
【００１３】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、人手をかけない自動給油が可能であるとともに、既設のタイプの給油装置にも応用でき、また、複数油種給油ののマルチタイプとしても簡単に適用できる自動給油装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、給油データを設定する給油データ入出力手段と、該給油データ入出力手段からの出力に基づいて給油ホース先端の給油ノズルから供給される油の制御を行うプリセット給油手段および満タン給油手段を具備した給油制御手段を有する給油装置において、給油装置本体に、多関節ロボットの先端部に、給油ノズル１個掴むことができる給油ノズルの把持装置と掴んだ給油ノズルのレバーを押すことができるノズルレバー開閉装置とを設けた給油ノズル案内装置を併設し、給油ノズルの把持装置の近傍には給油口センサーを設け、これに対応するものとして自動車の給油口の近傍に発信機を取り付け、機構制御手段を設け、機構制御手段に前記給油口センサー、挿入センサーの出力が入力され、機構制御手段からの出力は、多関節ロボット、給油ノズルの把持装置、ノズルレバー開閉装置の駆動部に導入され、また報知器に導入され、給油ノズル案内装置は、車両の給油口近傍に設けられた発信機からの信号に基づいて、被給油車の給油口に給油ノズルを挿入して給油を行い、給油終了後に給油ノズルを初期位置に戻すこと、第２に、給油ノズル案内装置は自動給油装置本体の片側にそれぞれ１個設けることを要旨とするものである。
【００１５】
請求項１記載の本発明によれば、給油ノズル案内装置は給油ノズルの把持装置とノズルレバー開閉装置を有するもので、この給油ノズル案内装置が既設の給油装置が自動で動いて給油ノズルをつかみ、被給油車の給油口に挿入してノズルバルブを開いて給油を行う。この給油は給油データ入出力手段からの出力に基づいてプリセット給油または満タン給油で行われ、自動的に停止する。このように本発明はあくまで既存の給油装置にあるような給油ノズルを扱うことを内容とするものであり、特別な給油構造の配管やホースおよび給油ノズルも必要がない。そして、複数油種の給油として給油ホース等が複数並ぶ場合でも利用でき、複数油種給油のマルチタイプとしても簡単に適用できる。
【００１６】
また、前記作用に加えて、給油ノズル案内装置が被給油車の給油口に給油ノズル挿入するに際しての確実性を車両の給油口近傍に設けられた発信機からの信号に基づいて行うことで期することができる。また、給油終了後に給油ノズルを初期位置に戻すことで、始動時に給油ノズルの把持装置で給油ノズルを自動的につかむのに、給油ノズルの的確な位置を確保できる。
【００１７】
既存の複数油種給油のマルチタイプの給油機はこれが地上固定型のものでは、ハウジングケースの片側ずつに複数の給油ホースおよびノズルバルブが配列される。しかも、この片側毎の給油エリアでは、一つの油種例えば、ガソリンを使用すれば、他の軽油等の油の同時使用は殆どない。請求項２記載の本発明によれば、給油ノズル案内装置は自動給油装置本体の片側にそれぞれ１個設けるだけで、この既存の複数油種給油のマルチタイプの給油機に適用できるものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の自動給油装置の１実施形態を示す正面図、図２は同上側面図で、図中αは既設の給油装置で、アイランド１に立設するハウジングケース５内に図示は省略するが地下タンクに連通する給油管を設け、この給油管にモータで駆動する給油ポンプ、流量発信器を付設した流量計を設けた。
【００１９】
これら給油管等はガソリンレギュラー、ガソリンハイオク、軽油というように複数油種に対応できるように複数配設され、さらに各給油管の先に給油ホース７ａ，７ｂ，７ｃを接続し、この給油ホース７ａ，７ｂ，７ｃの先端に給油ノズル８ａ，８ｂ，８ｃを設けている。
【００２０】
ハウジングケース５の前面には給油ノズル８ａ，８ｂ，８ｃを掛けるノズル掛け９ａ，９ｂ，９ｃを設け、また、見やすい位置に表示・操作部10を形成した。図３に示すように表示・操作部10は表示器15、カードリーダー16、テンキー等のキーボード17、報知器38等からなる。
【００２１】
なお、図３に示すようにマイクロコンピュータ等による給油制御手段18が設けられ、給油制御手段18では流量計19の流量発信器からの出力を受けて給油量を算出する計数手段、給油ポンプ20の駆動モータへの運転制御信号を発信する運転制御手段その他、記憶手段、判別手段、比較手段等が形成され、また、キーボード17からの設定数値で給油を停止するプリセット給油手段、満タン給油手段がこの給油制御手段18に形成される。そして、流量計19に設けた流量発信器からの計測信号、カードリーダー16からの読み取り信号、キーボード17からの入力データ信号がこの給油制御手段18に入力され、また、給油制御手段18からは給油ポンプ20へ駆動信号や駆動停止信号を、表示器15へ給油量等を出力する。
【００２２】
以上が通常の既存の給油装置であるが、本発明はこのような既存の給油装置の本体に給油ノズルの把持装置30とノズルレバー開閉装置31を有する給油ノズル案内装置32を併設した。また、既存の給油装置としてマルチタイプの設備が左右片側に一対設けられ、給油装置本体のいずれの側に停車しても給油が可能なものであるが、前記給油ノズル案内装置32は自動給油装置本体の片側にそれぞれ１個設けるものとした。
【００２３】
この給油ノズル案内装置32には種々の形態のものが考えられるが、一例として多関節ロボット33の付け根部分を移動可能に設け、さらに、この多関節ロボット33の先端部には給油ノズルの把持装置34とノズルレバー開閉装置35を設けた。
【００２４】
前記多関節ロボット33は、図６に示すように一つの関節40が第１から第４の４つの節40ａ，40ｂ，40ｃ，40ｄで構成した４節構成の関節機構と、第１から第４の節40ａ〜40ｄの周囲を完全に覆うベースアーム41に取り付けられた金属ベローズ42で構成した。
【００２５】
図示は省略するが、各節には節アームと、この節アーム内に設けられた減速機と、この減速機に取り付けられた入力軸と、この入力軸に設けられた入力プーリーおよび出力プーリーとを有し、前記ベースアーム41にアクチュエータを取り付け、このアクチュエータからの回転出力を前記第１の節の入力プーリーを介して第１の節の減速機に入力し、この第１の節の減速機で減速された回転出力を前記第１の節の出力プーリーにより第２の節の減速機に入力するようにベルトで連結してなる。
【００２６】
各々の入力軸はベルトで連結し一つのアクチュエータで回転し、出力軸は隣接する次の減速機のハウジング（ベース）に結合する。これにより、次々に一つの減速機の軸回りに隣接する次の減速機を支持するハウジングが微少回転することにより緩やかに全体が揺動する。
【００２７】
一つの関節40が複数の微少動作の節40ａ，40ｂ，40ｃ，40ｄから構成されるため関節部全体で緩やかに曲がり関節の周囲を覆う金属ベローズ42に接触することがなく大きな曲げ角度を得ることができる。
【００２８】
多関節ロボット33の付け根部分を移動機構36としては図示の例ではハウジングケース５の屋根部の水平横移動機構としたが、これを縦移動もしくは縦・横両方の移動機構とすることも可能である。
【００２９】
給油ノズルの把持装置34とノズルレバー開閉装置35は、これを一体のものとすることも可能であるが、いずれも人間の手もしくは指のような機構で、給油ノズルの把持装置34は給油ノズル８ａ，８ｂ，８ｃを１個掴むことができるもの、また、ノズルレバー開閉装置35は掴んだ給油ノズルのレバーを押すことができるものである。
【００３０】
給油ノズルの把持装置34の近傍には給油口センサー43を設け、これに対応するものとして図８に示すように自動車の給油口44の近傍に発信機45を取り付けた。給油口44は蓋が給油ノズルを挿入すると押し開かれるいわゆるプッシュバルブ方式のものである。
【００３１】
図３に示すように前記マイクロコンピュータ等による給油制御手段18に対応する機構制御手段37があり、前記給油口センサー43、挿入センサー47等の出力がこの機構制御手段37に入力され、機構制御手段37からの出力は移動機構36、多関節ロボット33、給油ノズルの把持装置34、ノズルレバー開閉装置35の駆動部に導入され、また報知器38に導入される。
【００３２】
図５に操作フローを示すが、顧客は現金カード、クレジットカード、デビットカードまたはＩＣカード等のカードを所有し、このカードには顧客の氏名その他の書誌的事項の他に、車の車種や希望する油種などの情報が書き込まれている。
【００３３】
車をアイランドに沿って停止し、給油客はカードをカードリーダー16に読み込ませて、プリセット量をキーボード17よりデータを入力し、これが記憶および出力される〔ステップ（ロ）。このデータは機構制御手段37に出力される〔ステップ（ヲ）〕。
【００３４】
機構制御手段37のデータ入力は、前記カード入力による車種からの給油口位置情報、どの給油ノズル８ａ，８ｂ，８ｃを使用するかの給油ノズル選択情報等に基づき、掴むべき給油ノズル８ａ，８ｂ，８ｃを選択し、また、位置へ運べば良いかを定める。そして、給油ノズル案内装置32の多関節ロボット33が動いて給油ノズル８ａ，８ｂ，８ｃのうちの１つを掴み、ノズル掛けから抜いて自動車の給油口44に近づける。
【００３５】
なお、他実施形態としてこのようなカード入力情報以外によるものとして、カメラ等からなる位置検知センサー46をハウジングケース５のどこかに設け、位置検知センサー46がカメラ等で把握した車体および給油口位置情報を基に給油ノズル案内装置32の移動を制御してもよい。
【００３６】
発信機45からの信号を給油口センサー43で受け〔ステップ（カ）〕、これに基づいて被給油車の給油口44の位置に合致したならば、給油ノズルの先端に設けた吐出管が給油口の蓋に設けたバルブを押し開いて給油口44内に挿入する。
【００３７】
そして、前記挿入センサー47からの出力で給油開始出力信号が発信され、〔ステップ（タ）（レ）〕、これを受けて、給油開始信号が入力され〔ステップ（ハ）〕、前回の給油量がリセットされ、ポンプが駆動する〔ステップ（ニ）〕。
【００３８】
ノズルレバー開閉装置35でノズルレバーを開き、前記カードに記憶された油種に応じた給油が始まる。給油量は表示器26に表示され、プリセット量に達すると、給油モータ・給油ポンプを停止して、伝票発行、積算処理がなされ、給油終了出力信号が発せられる〔ステップ（チ）〕。
【００３９】
この給油終了出力信号を受け、ノズルレバー開閉装置35でノズルレバーを閉じ、給油ノズルを給油口から抜き、多関節ロボット33はこの給油ノズルをノズル掛けに戻して初期位置へ帰還する。
【００４０】
報知器38が給油動作を終了したことを報知する〔ステップ（ン）〕。
【００４１】
なお、前記プリセット給油に代えて満タン給油の場合は〔ステップ（リ）〕、満タン給油手段を作動させ、液位センサーによる自動閉鎖ノズルバルブの作用で満タン給油を行う。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の自動給油装置は、人手をかけない自動給油が可能であるとともに、既設のタイプの給油装置にも応用でき、また、複数油種給油ののマルチタイプとしても簡単に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の自動給油装置の１実施形態を示す待機状態の正面図である。
【図２】  本発明の自動給油装置の１実施形態を示す待機状態の側面図である。
【図３】  本発明の自動給油装置の１実施形態を示すブロック図でである。
【図４】  本発明の自動給油装置の１実施形態を示す動作状態の側面図である。
【図５】  本発明の自動給油装置の操作フロー図である。
【図６】  本発明の自動給油装置の給油ノズル案内装置である多関節ロボットの一部切り欠いた要部の正面図である。
【図７】  本発明の自動給油装置の表示・操作部の正面図である。
【図８】  自動車の給油口の説明図である。
【図９】  従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…アイランド                  ２…支柱
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…可動腕
４…給油ノズル                  ４ａ…吐出管
６…給油ホース                  ５…ハウジングケース
７…給油モータ                  ７ａ，７ｂ，７ｃ…給油ホース
８ａ，８ｂ，８ｃ…給油ノズル
９ａ，９ｂ，９ｃ…ノズル掛け    10…表示・操作部
11…モータ                      12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄ…モータ
13…液面センサー                14…挿入センサー
15…表示器                      16…カードリーダー
17…キーボード                  18…給油制御手段
19…流量計                      20…給油ポンプ
21…表示器                      22…キーボード
23…カード                      24…カードリーダー
25…スタート釦                  26…表示器
30…給油ノズルの把持装置        31…ノズルレバー開閉装置
32…給油ノズル案内装置          33…多関節ロボット
34…給油ノズルの把持装置        35…ノズルレバー開閉装置
36…移動機構                    37…機構制御手段
38…報知器
40…関節                        40ａ，40ｂ，40ｃ，40ｄ…節
41…ベースアーム                42…金属ベローズ
43…給油口センサー              44…給油口
45…発信機                      46…位置検知センサー
47…挿入センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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