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JP3357062B2 - 車両の自動燃料補給時のドッキング構造 - Google Patents
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JP3357062B2 - 車両の自動燃料補給時のドッキング構造 - Google Patents

車両の自動燃料補給時のドッキング構造

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JP3357062B2 JP50723396A JP50723396A JP3357062B2 JP 3357062 B2 JP3357062 B2 JP 3357062B2 JP 50723396 A JP50723396 A JP 50723396A JP 50723396 A JP50723396 A JP 50723396A JP 3357062 B2 JP3357062 B2 JP 3357062B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車の自動燃料補給のためのドッキング構
造に関する。
スウェーデン国特許第8901674−５号明細書は、自動
車、特に乗用車、の自動燃料補給のための装置を記載し
ており、これによれば燃料補給ノズルまたは同様装置を
備えたロボットヘッドを含むロボットは、車両がそのロ
ボットに対する所定位置に位置された後、検出／制御手
段に応答して燃料補給ノズルを休止位置から車両の燃料
補給位置へ移動するようになされている。
この特許明細書によれば、燃料補給ノズルは金属チュ
ーブであるのが好ましい堅固な第１チューブ部材を含
み、この第１チューブ部材がロボットによりアダプター
へ向かって移動されるようになされるのであり、アダプ
ターは孔を有するとともに、車両の燃料タンクパイプの
上部のオリフィスに取付けられる。プラスチックチュー
ブであるのが好ましい可撓性の第２チューブが堅固な第
１チューブの内側に配置され、この第２チューブの外端
側の自由端部が第１チューブの内側に位置している第１
限界位置から、第２チューブが第１チューブから外方へ
突出た第２限界位置へ向かって移動できるように構成さ
れている。
このアダプターは、前記開口と車両の燃料タンクパイ
プとの間におけるチューブ連結部を含む。ロボットは、
第１段階として第１チューブの自由端部をアダプターに
当接させるか、その直ぐ近くの位置へ移動させ、第２段
階として第２チューブの自由上端部を第１チューブ内か
ら突出させ、下方へ向けて前記チューブ連結部内に差込
むか車両の燃料タンクパイプの中へ差込み、第３段階と
して第２チューブを通して車両の燃料タンクに燃料をポ
ンプで供給するように構成されている。
車両に対する燃料補給が完了すると、ロボットは最初
に挙げた２段階を逆順で繰返すように機能する。
上述した特許公報に記載されている装置は、マイクロ
波周波数で作動するトランシーバーユニットがロボット
ヘッドに取付けられている位置決め装置と、燃料タンク
パイプに対する所定位置で車両に配備された受動応答器
とを含んでいる。
スウェーデン国特許第9202549−３号明細書もまた自
動燃料補給用の装置を記載しており、この装置は車両の
燃料タンクパイプに取付けられるようになされたアダプ
ターを含んでいる。このアダプターは円錐形部分を有
し、この円錐形部分は第１パイプと協働するようになさ
れており、第２パイプがアダプターを通して燃料タンク
パイプの中に差込まれたときにはこの第２パイプの自由
端部とも協働するようになされている。
一般に全ての車両の燃料タンクパイプの口は水平面に
対して角度をなしているので、円錐形部分は垂直面で僅
かに傾斜すること、および垂直面に好ましく位置するこ
とが要求される。何故なら、ロボットが車両にドッキン
グされるとき、その第１および第２のパイプは車両に向
けて水平移動されるからである。
本発明は、各種の車両の燃料タンクパイプ口が位置す
る平面が垂直面と様々な角度を形成するという事実によ
って生じる問題を、特別なロボットヘッドおよび特別な
アダプターを用いて解決する。
したがって本発明は、ロボットがロボットヘッドを含
み、該ロボットヘッドは位置決め装置によりロボットと
相対的に移動されて車両の燃料タンクパイプに対する所
定位置へ運ばれることができるようになされている該ロ
ボットを備えた、自動車、特に乗用車、の自動燃料補給
のためのドッキング構造に関し、これにおいてロボット
ヘッドの自由前端部は截頭円錐形部分を有し、該円錐形
部分が前記位置決めの過程においてアダプターの対応す
る円錐形部分とドッキングするようになされていて、前
記アダプターは燃料タンクパイプの上部口に緊締される
ように構成されており、またロボットヘッドはチューブ
を含み、ドッキングが完了したときにそのチューブの自
由前端部はロボットヘッドを通して燃料タンクパイプの
中の位置へと下向きに差込まれるようになされ、その後
で燃料がチューブを通して供給される。本発明は、ロボ
ットヘッドがほぼその軸方向の後部および前部を含み、
後部はロボットに取付けられ、また前部はそれ自体を休
止位置から後部へ向けて移動し且つ前記後部に対して角
度を付すことのできるばねにより後部に担持されている
こと、前部はその周縁下部のまわりに延在している軸方
向且つ前方へ突出したフランジを有していること、該フ
ランジはアダプター周縁下部のアダプターのマントル
（mantle）面に嵌合するような形状を有していること、
燃料タンクパイプに装着されたときにアダプターの円錐
形部分が垂直面に位置するか、前記垂直面と角度をなし
て前記部分が斜め上向きになされること、前部がアダプ
ターとドッキングされるとき、ロボットはフランジがア
ダプターのマントル面の前記下部に接触して位置される
ように、前部を位置決めするように機能すること、およ
びその後で後部をアダプターに向う方向へ移動させ、こ
れによりアダプターおよび前部の円錐形面が互いに接触
状態になる角度に、前部が前記ばね力に抗して角度を付
されるようにロボットが機能することを特徴とする。
本発明は、以下に添付図面に示されたその代表的な実
施例を参照して部分的にさらに詳しく説明される。図面
において、 第１図はロボットヘッドの前部の側面図であり、 第２図はロボットヘッドの前部の断面側面図であり、 第３図は特許性のあるアダプターの軸方向横断面図で
あり、 第４図は第３図の左側から見たアダプターを示してお
り、 第５図は第３図に示したアダプターの側面図であり、 第６図は上方から見たロボットヘッドの前部の側面図
で、第１回転位置でロボットヘッドを示しており、 第７図は第６図で下方から見た前記ロボットヘッドの
前部の図で、すなち第１回転位置で前方から直接見た前
記前部を示し、 第８図は上方から見たアダプターの図であり、 第９図は上方から見たロボットヘッドの前部の図で、
第２回転位置でアダプターとドッキングされた前部を示
し、 第10図は第２回転位置の前方から直接見たロボットヘ
ッドの前部を示し、 第11a図〜第11f図はドッキングの手順を示し、 第12a図〜第12c図はドッキングの手順を示し、 第13図は第12a図に示したドッキング手順の断面図を
示し、および 第14図は第12c図に示したドッキング手順の断面図を
示す。
第１図および第２図は、車両の燃料タンクパイプ42に
取付けられたアダプター２とドッキングされる前の状態
のロボットヘッド１の前部の側面図である（第３図〜第
５図参照）。ロボットヘッドは図示していない適当な公
知ロボットに属する。ロボットヘッド１はロボットに対
して相対的に移動して、車両の燃料タンクパイプ２に対
する、さらに詳しくはアダプター３に対する所定位置へ
運ぶことができる。
ロボットヘッドは、ロボットヘッドに配置された第１
部品および車両の所定位置に配備された第２部品を含ん
でなる電子位置決め装置によって、アダプターに対して
位置決めされる。この位置決め装置は序文で説明した形
式のものであることが好ましく、第２部品は車両の燃料
タンクフラップの近くまたはそのものに取付けられた受
動応答器である。しかしながらこの電子位置決め装置は
本発明にとって重要ではない。
ロボットヘッドは燃料ノズルを含み、燃料ノズルは蛇
腹状の外側チューブ４および内側チューブ５を含み、内
側チューブ５は外側チューブ４から突出しまた該チュー
ブ内に収納されるように移動できる。内側チューブは第
２図に破線で示されている。外側チューブ４はその自由
前端部に截頭円錐形部分６を有しており、この部分６は
前述した位置決め作動時に燃料タンクパイプの上部口に
取付けられるアダプター３に属した対応する截頭円錐形
部分７とドッキングするようになされる。ドッキング作
動が完了することで、内側チューブ５の自由前端部８は
燃料タンクパイプ内の位置へ向かって突出されるように
なされ、ここに後に、燃料が内側チューブを通って供給
される。
アダプターは軸12に揺動可能に取付けられたカバー11
を備えることが好ましい。第３図はカバーを開口位置で
示している。内側チューブ５が外側チューブ４から突出
して燃料タンクパイプ２の中へ下降すると、カバーはば
ね力に抗してパイプ２の中を下方へ向かって強制的に揺
動される。
本発明によれば、ロボットヘッドはほぼその軸線方向
に延在する後部13および前部14を含み、後部はロボット
に取付けられ、また前部14はそれ自体14を休止位置から
後部13へ向けて移動させ且つ該後部に対して角度を与え
るようにすることのできるばね15によって後部13に担持
される。前部14は第１図の破線14'で後部に対して角度
を付されて示されている。
１つの好ましい実施例によれば、ばね15は鋼で作られ
た螺旋ばねである。しかしながらこれに代えて同じ機能
を果す１以上の板ばねまたは他の形式のばねを使用でき
ることは想像できる。
前部14は中央に貫通開口を有しており、この開口は内
側チューブ５を受入れ、また車両に燃料補給するときに
は該開口を通して前記チューブが突出される。また後部
は対応する貫通開口を有することが好ましい。
前部14はフランジ16（第１図および第２図には示され
ていない）を有し、このフランジ16は軸線方向前方へ突
出し、また第９図および第10図からわかるように前記前
部14の周縁18の下部17に沿って延在している。フランジ
16はアダプター周縁21の下部20でアダプター３のマント
ル面19と嵌合する形状をしている（第３図〜第５図参
照）。
アダプター３の円錐形部分７は垂直面に位置するか、
垂直面と角度をなし、垂直面が一点鎖線22で表示されて
いる第11図に示すように、アダプターが燃料タンクパイ
プに装着されたときに前記部品が斜め上方へ延在するよ
うになされる。
前部14をアダプター３とドッキングするとき、ロボッ
トはフランジ16がアダプターのマントル面21の下部20に
接触されるように前部14を位置決めするように機能す
る。この状態は第11a図および第11b図に示される。第11
b図はアダプターに接触して、フランジ16の底縁がアダ
プターのマントル面21に接触している状態の前部を示し
ている。これはロボットヘッド１をアダプターへ向けて
移動させ、また前記移動の終りでアダプター３へ向けて
ほぼ水平に移動させる位置決め装置の結果として達成さ
れる。
次ぎにロボットは後部13をアダプター３へ向けて移動
させるように機能し、これにより前部14は前記ばね15の
力に抗して角度付され、アダプターおよび前部の円錐形
面が互いに接触するようになされる。第11f図は完全に
ドッキングした状態を示す。第11a図〜第11f図はドッキ
ング手順の段階を示す。フランジがアダプターの底縁に
接触するので、前部14は最終ドッキング状態に至るまで
アダプター上で連続的に角度を与えられ、または捩られ
ることが明白となろう。
本発明の１つの好ましい実施例において、ロボットヘ
ッドの前部14は休止位置において僅かに上向きに延在
し、前記休止位置で長手方向軸線が水平面と５゜〜15゜
の角度をなすようにされることが好ましい。この状態は
第11a図に示されているが、第１図には示されていな
い。水平面は一点鎖線23で示さている。この実施例はド
ッキング手順の最初の段階で、特にアダプターの円錐形
部分が第５図に示されるように垂直面に近いか垂直面内
に位置するときに、幾分良好な機能を与える。
後者の特徴の好ましい実施例においては、第２図に示
されるように、ワイヤー24または同様部材が後部13と前
部14の上側部分25との間に延在する。ワイヤー24の長さ
は、ばね力の作用によって前部14を上向きに僅かに傾斜
させるような長さである。
図示された部材26は前部14を支持するように機能する
ことはないが、安全装置には属する。
したがってこれまで説明してきた構造は、アダプター
の円錐形部分が垂直面と本質的にいずれかの所望寸法の
角度を形成することができるようにさせる。試験によれ
ば、良好なドッキング作動を達成できる状態でアダプタ
ーの円錐形部分は垂直面に対して第５図に示す０゜から
約75゜まで形成できる。
したがって本発明は序文で説明した問題を解決するの
であり、このことは車両の燃料タンクパイプが水平面に
対して傾斜する角度は車両によって著しく相違するにも
拘らずに、一般に全ての車両が１つの同一アダプターを
備られえるようにすることを意味する。
この構造は前述した広い角度範囲での管理に有効であ
るが、燃料タンクパイプの角度が車両間で著しく相違す
るような車両に１つの同一のアダプターを使用すること
は好ましくない。第11a図〜第11f図は、完全に真っ直ぐ
なアダプター、すなわち上部オリフィスである上部開口
が下部開口である下部オリフィスと平行な面に位置する
アダプターを示している。このアダプターは、燃料タン
クパイプの軸線が水平面に対して０゜〜約45゜の範囲の
角度を形成する角度範囲用として意図されている。燃料
タンクパイプが例えば第12a図〜第12c図に示される場合
のように水平面とさらに大きな角度をなす場合（第13図
を参照）、下部開口40が上部開口41の平面と角度を形成
するように構成されたアダプター39を使用することが好
ましく、垂直面に対する上部開口の平面のなす角度を減
少させることが意図される。このようなアダプター39
は、燃料タンクパイプの軸線が水平面と約30゜〜約75゜
の範囲の角度を形成する角度範囲で使用できる。
しかしながら、前部14はこれまで説明してきた実施例
の手段によっては回転方向に位置決めされない。すなわ
ち、或る種の例では、前部をアダプターに対して正確に
位置決めすることが必要であり、この場合に前部はその
長手方向軸線のまわりにおいてもアダプターに対して正
確な回転位置となされる。この必要性は、センサー27,2
8（第７図を参照）がアダプターの円錐形部分に備えら
れ、対応するセンサーが前部に備えられる場合に生じ
る。
これらのセンサーは例えば誘導方式のものとすること
ができ、車両に燃料補給するのに使用される燃料の種類
に関係した情報を含み得るのであって、この情報は前部
14のセンサー部品に伝達される。センサーはまたドッキ
ングが正確に行われたことを確認する。
１つの好ましい実施例において、このためにフランジ
16は両端部に斜面付き部分29,30を含み、これらの斜面
を有する部分は第６図、第７図および第11b図に示され
るようにガイド面を形成する。ガイド面はアダプター３
上に突出したガイドピンまたはガイドストリップ31,32
と協働するようになされる（第４図、第11b図および第1
1e図を参照）。ガイドストリップの位置は、ドッキング
されたときにガイドストリップ31,32がフランジ16に対
して直角方向へ延在し、また斜面付き部分と前部の前方
へ向う面との間の結合部33、または前記結合部の僅かな
がら片側、に位置されるようになされる。
第７図に示されるように（第10図は正確な回転位置を
示している）、前部がアダプターに対して不正確に位置
決めされたならば、ガイド面29,30の一方は第11d図に示
されるようにガイドストリップ31,32の一方と接触する
ようになる。この場合、前部14がアダプターに対して前
方へ向かって押付けられると、この前部はその片側のガ
イド面がガイドストリップ32に対して摺動する結果とし
て、回動される。これは第11d図と第11e図とを比較する
ときに明白となる。
第11f図は、ガイドストリップ32と結合部33との接触
によって前部がさらに回転されることを示している。こ
の更なる回転は、ガイド面およびガイドストリップの作
用により達成されていなかった。
ガイドストリップ32が結合部33に接触する位置から、
第11f図に示される位置へ向かうこの更なる回転は、以
下に説明されるように、前部14およびアダプター３の好
ましい実施例によって行われる。
この実施例では、アダプター３の円錐形部分７の面は
基本的にＶ形の凹部34を有する（第３図、第４図および
第８図を参照）。この凹部は前部14から前方へ突出した
部材35と協働するようになされている（第６図、第７
図、第９図および第10図を参照）。この部材は鋼で作ら
れたピンの形態を適当に有している。部材35は、ドッキ
ングが完了したときに（第９図を参照）、その部材の先
端がＶ形凹部の尖端底部36に位置するように、位置決め
される。
したがって、ガイド面およびガイドストリップによる
最初の回転によって、部材35の先端は凹部34と接触する
ことになり、例えば第６図および第７図の位置37にて部
材の先端は凹部の壁面に係合し、また凹部の壁面に対し
て摺動する一方、前部14は第９図に示されるように部材
35の先端が凹部の底部に達するまで、回転される。
この後者の状態において、前部は正確に回転して、ア
ダプターに対して回転方向に正しく位置されるようにな
される。
当然ながら、部材35および凹部34が省略されて、ガイ
ド面およびガイドストリップだけが使用されるか、また
はこの代りにガイド面およびガイドストリップが省略さ
れて、部材35および凹部34だけが使用されるようになさ
れることができるのであり、これは前部14が回転される
ときに要求される精度、およびドッキング手順の初期段
階における前部14の回転位置の精度、の度合いに応じて
決る。
要求事項に応じて、前述したフランジは前部の周縁長
さの短い方の部分または長い方の部分に沿って延在し得
る。１つの好ましい実施例において、フランジ16は前部
の周縁のまわりに正確に延在し、前記周縁のまわりに45
゜〜270゜の範囲の円弧角度を有する。
代表的な実施例が前述で説明された。しかしながら、
前部14およびアダプターの詳細構造は、これらの部材の
意図する機能から逸脱せずに変更できる。例えば、フラ
ンジは連続構造である必要はなく、これに代えて多数の
相互に隣接された、また相互に間隔を隔てられた外方へ
突出するフランジ部分で置換えられることができる。
それ故に本発明は前述し、また図示した実施例に限定
されると考えられない。何故なら、修正例および変形例
が以下の請求の範囲の欄に記載の範囲内でなし得るから
である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−67296（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−121899（ＪＰ，Ｕ) 特表 平４−505145（ＪＰ，Ａ) 米国特許5638875（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B67D 5/04

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】位置決め装置によりロボットに対して相対
    的に移動して車両の燃料タンクパイプに対する所定位置
    へ運ばれるロボットヘッドを含む前記ロボットによっ
    て、自動車、特に乗用車、の自動燃料補給をするドッキ
    ング構造であって、前記ロボットヘッド（１）の自由前
    端部（６）は截頭円錐形部分を有し、該円錐形部分が前
    記位置決めの過程においてアダプター（３）の対応する
    円錐形部分（７）とドッキングするようになされてお
    り、前記アダプターは燃料タンクパイプ（２）の上部口
    に緊締されるように構成されており、また該ロボットヘ
    ッドはチューブ（５）を含み、ドッキングが完了したと
    きにそのチューブの自由前端部は該ロボットヘッド
    （１）を通して燃料タンクパイプの中の位置へと下向き
    に差込まれるようになされて、その後で燃料が前記チュ
    ーブ（５）を通して供給されるようになされているドッ
    キング構造において、前記ロボットヘッドは全体的にそ
    の軸方向に見て後部（13）および前部（14）を含み、該
    後部（13）はロボットに取付けられ、また該前部（14）
    はそれ自体を休止位置から該後部（13）へ向けて移動し
    且つ前記後部に対して角度を与えるようにすることので
    きるばね（15）により該後部（13）に担持されているこ
    と、該前部（14）はその周縁（18）の下部（17）のまわ
    りに延在している軸方向且つ前方へ突出したフランジ
    （16）を有していること、該フランジ（16）はアダプタ
    ー周縁（21）の下部（20）でアダプター（3,39）のマン
    トル面（19）に嵌合するような形状を有していること、
    前記燃料タンクパイプ（42）に装着されたときにアダプ
    ターの円錐形部分（７）が垂直面に位置するか、前記垂
    直面と角度をなして前記円錐形部分（７）が斜め上向き
    になされること、該前部（14）が前記アダプター（3,3
    9）とドッキングされるとき、前記ロボットは前記フラ
    ンジ（16）がアダプターの前記マントル面（19）の前記
    下部（20）に接触して位置されるように、該前部（14）
    を位置決めするように機能すること、およびその後で該
    後部（13）を前記アダプター（3,39）に向う方向へ移動
    させ、これによりアダプターおよび前部の円錐形面（6,
    7）が互いに接触状態になる角度に、該前部（14）が前
    記ばね力に抗して角度を与えられるようにロボットが機
    能することを特徴とするドッキング構造。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載された構造であっ
    て、前記ばね（15）が螺旋ばねであることを特徴とする
    ドッキング構造。
  3. 【請求項３】請求の範囲第１項または第２項に記載され
    たドッキング構造であって、前記前部（14）がその休止
    位置で僅かに上方へ延在して、これにより前記前部の休
    止位置でその長手軸線が水平面と５゜〜15゜の角度を形
    成されるようになされることが好ましいことを特徴とす
    るドッキング構造。
  4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載された構造であっ
    て、ワイヤー（24）または同様部材が前記後部（13）と
    前記前部（14）の上部（25）との間を延在しており、ワ
    イヤーの長さは、該前部（14）が休止位置にあるときに
    前記ばね力の作用によって前記部分を上方へ僅かに延在
    させるような長さであることを特徴とするドッキング構
    造。
  5. 【請求項５】請求の範囲第１項、第２項、第３項または
    第４項に記載された構造であって、前記フランジ（16）
    の両端部が斜面（29,30）とされてガイドピンまたはガ
    イドストリップ（31,32）と協働するガイド面を形成す
    るようになされていて、ガイドピンまたはガイドストリ
    ップは前記アダプター（3,39）上に突出され、またドッ
    キングが行われたときにガイドストリップは該フランジ
    （16）に直角に延在して、前記斜面部分（29,30）と該
    前部（14）の前方へ向いた面との間の結合部（33）、ま
    たは前記結合部の僅かながら片側に位置するように配置
    されていることを特徴とするドッキング構造。
  6. 【請求項６】請求の範囲第１項、第２項、第３項または
    第４項に記載された構造であって、前記アダプター
    （３）の円錐形部分（７）の面が基本的にＶ形状の凹部
    （34）を含み、該凹部は前記前部（14）から前方へ突出
    した部材（35）と協働するようになされており、前記部
    材はドッキング時に該部材（35）の先端がＶ形状の凹部
    （34）の底部に位置するように配置されていることを特
    徴とするドッキング構造。
  7. 【請求項７】請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４
    項、第５項または第６項に記載された構造であって、前
    記フランジ（16）が前部の周縁のまわりを円弧状に延在
    しており、前記周縁のまわりに45゜〜270゜の範囲の円
    弧角度を有していることを特徴とするドッキング構造。
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