JP4152906B2 - 給油装置 - Google Patents

Description

本発明は、接地線の断線を検知するようにした給油装置に関するものである。

一般に、給油装置の給油ノズルは、静電気の放電による火災を防止するために接地されている。このための接地線は、通常、給油ホースに沿って配線されているが、該ホースの屈曲により断線したり、また、給油機本体や給油ノズルとの接続部で接触不良を生じるおそれがある。かかる接地線の断線ないし接触不良を検知するものとして下記の文献が存在する（特許文献１参照）。
特開昭５８−２０３８９９号（図１、第２頁）

前記特許文献１では、ノズルブーツ内に接触電極を設け、該接触電極と給油ノズルのノズルパイプとを接触させて導通を確認することで接地線の断線を検知している。
しかし、接触電極とノズルパイプとの接触不良により接地線の断線を検知できない場合があり、信頼性に欠けるものであった。

したがって、本発明の目的は、接地線の断線を確実に検知し得る給油装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は、燃料油を吐出する給油ノズルが給油ホースを介して燃料油の流路に接続され、前記給油ホースに沿って接地線が配線された給油装置において、前記給油ノズルと非接触の状態で設けられ、前記給油ノズルとの間で所定の静電容量Ｃｓを持つ検知用の電極を前記接地線と直列に設け、前記接地線が断線したときの静電容量Ｃｇと前記静電容量Ｃｓとの合成容量の変化に応じて変化する物理量を検出する検出手段を設け、前記検出手段で検出された物理量に基づいて前記接地線が断線しているおそれがあるか否かを判別する判別手段を設けたことを特徴とする。

本発明においては、検知用の電極を、給油ノズルと非接触の状態で、かつ、接地線と直列に設け、接地線が断線したときの静電容量（合成容量）の変化を、前記検出手段により所定の物理量の変化として検出するようにしたから、接触不良のおそれがなく確実に接地線の断線を検知することができる。

本発明の判別手段は、前記給油ホースに沿って配線された前記接地線を介して、前記給油ノズルと電極とからなる静電容量Ｃｓの第１コンデンサに充電すると共に放電させる発振回路を形成し、前記発振回路の周波数を検出する周波数カウンタを設け、前記周波数カウンタで検出された周波数に基づいて前記接地線が断線しているおそれがあるか否かを判別する。
このようにすれば、静電容量の変化を検出するための構成が容易になる。

本発明では、前記周波数カウンタで検出された周波数が所定の閾値よりも小さいときに前記接地線が断線していないと判別し、一方、前記周波数が前記閾値よりも大きいときに前記接地線が断線しているおそれがあると判別する。

本発明においては、前記給油ノズルを掛け置くノズルブーツに前記検知用の電極を設ける。
このようにすれば、検知用の電極を設置する際、給油ホースに沿って新たに配線する必要がないから、既設の給油ノズルおよび給油ホースの構成を変更する必要がない。

本発明においては、前記給油ノズルと電極とで構成される静電容量Ｃｓの第１コンデンサに対し、別の静電容量Ｃ1 を持つ第２コンデンサを並列に挿入し、前記給油ノズルがノズルブーツに掛け置かれているか否かを判別できるようにした。
ノズルブーツに従来設けられているノズルスイッチを不要とすることができるから、コストダウンを図ることができる。

本発明においては、前記判別手段により前記接地線が断線しているおそれがあると判別されたとき、前記給油ノズルがノズルブーツに掛け置かれているか否かにかかわらず給油ノズルへの燃料油の供給を禁止するようにしてもよい。
こうすれば、接地線が断線しているおそれがある場合は、給油できないようにすることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は実施例１にかかる給油装置の一例を示す。本給油装置は、給油機本体１および給油ノズル２を備えている。前記給油ノズル２は燃料油を吐出するものであり、給油ホース２０を介して前記本体１内の送油管５（燃料油の流路）に接続されている。

前記送油管５には、給油ポンプ１２、電磁弁１４および流量計Ｆ／Ｍが設けられている。前記給油ポンプ１２は、図示しない地下タンクから汲み上げた燃料油を、前記送油管５および給油ホース２０を介して前記給油ノズル２に供給する。該給油ノズル２から吐出される燃料油の給油量は、前記流量計Ｆ／Ｍにより計量され前記流量計Ｆ／Ｍに接続された流量発信器１６により計量制御部３に送信される。計量制御部３は、前記流量発信器１６からの信号に基づき給油量を表示器３２に表示する。

図１に示すように、給油ノズル２には接地線Ｌ1 が接続されている。該接地線Ｌ1 は、前記給油ホース２０に沿って埋め込まれて配線されており、給油機本体１まで導かれた後、給油機本体１内の電線Ｌ2 に接続されている。前記電線Ｌ2 は、給油機本体１に設けられたＩＣ４６に接続されていると共に、大地Ｇに接続された電線Ｌ3 に接続されている。したがって、給油ノズル２は、接地線Ｌ1 および電線Ｌ2 ，Ｌ3 を介して接地されている。

前記給油機本体１には、前記給油ノズル２を掛け置くためのノズルブーツ１０が設けられている。該ノズルブーツ１０には、検知用の電極４０が前記給油ノズル２と非接触の状態で設けられている。前記電極４０は、給油ノズル２が収容されるノズルブーツ１０内の空間を隔てて略対向するように設置され、かつ、前記ＩＣ４６に接続された２枚の導体板からなる。したがって、図２（ａ）の模式図に示すように、前記一対の電極４０は、前記接地線Ｌ1 と直列に設けられ、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれた非給油状態において、給油ノズル２との間で所定の静電容量Ｃs を持つ第１のコンデンサ４１を形成する。

前記給油ノズル２と電極４０とで形成される静電容量Ｃｓの第１コンデンサ４１に対し、別の静電容量Ｃ1 を持つ第２コンデンサ４２が並列に挿入されて前記ＩＣ４６に接続されている。該第２コンデンサ４２は、後述のように、発振回路３０の発振を安定化すると共に、ノズルブーツ１０に対して給油ノズル２が掛け置かれているか否かを判別できるようにするために設けられている。

前記ＩＣ４６は、当該ＩＣ４６に外部抵抗および外部コンデンサを接続することで発振を行う一般的なＣＲ発振用の集積回路（コントローラ）である。本実施例においては、前記ＩＣ４６に対して前記第１および第２コンデンサ４１，４２が外部コンデンサとして接続され、かつ、図１の抵抗４４が外部抵抗として接続されている。すなわち、前記ＩＣ４６、第１および第２コンデンサ４１，４２、抵抗４４により１つの発振回路３０が形成されている。

前記発振回路３０の周波数ｆは、次の（１）式により求められる。
ｆ＝Ｋ／（Ｃ×Ｒ） …（１）
Ｋ：回路構成により決まる定数
Ｃ：外部コンデンサの静電容量（合成容量）
Ｒ：外部抵抗の抵抗値

前記（１）式から分かるように、前記発振回路３０の周波数ｆは、前記抵抗４４の抵抗値を一定とすると、外部コンデンサの静電容量Ｃ、すなわち、前記第１コンデンサ４１の静電容量Ｃｓと前記第２コンデンサ４２の静電容量Ｃ1 との合成容量によって決まる。後に詳述するように、前記給油ホース２０に沿って配線された前記接地線Ｌ1 が断線すると、当該断線部分４３に生じる静電容量Ｃg が、前記第１コンデンサ４１の静電容量Ｃs に対して直列に合成されて、外部コンデンサの静電容量Ｃが小さくなるので、前記発振回路３０の周波数ｆが大きくなる。したがって、この発振回路３０の周波数ｆの変化を検出することで、接地線Ｌ1 の断線の有無を検知することができる。

前記発振回路３０の周波数ｆは、図１の周波数カウンタ３１（検出手段の一例）により検出される。前記周波数カウンタ３１は、前記計量制御部３（判別手段の一例）に接続されており、検出した前記発振回路３０の周波数ｆを前記計量制御部３に出力する。前記計量制御部３は、当該周波数ｆに基づいて前記接地Ｌ1 が断線しているおそれがあるか否かを判別する。すなわち、計量制御部３は、前記周波数カウンタ３１で検出された発振回路３０の周波数ｆが所定の閾値よりも小さいときに接地線Ｌ1 が断線していないと判別し、一方、前記周波数ｆが前記閾値よりも大きいときに接地線Ｌ1 が断線しているおそれがあると判別する。

つぎに、接地線Ｌ1 の断線検知について詳しく説明する。
図２は、前記発振回路３０の構成を、給油ノズル２および接地線Ｌ1 の状態に応じて場合分けして示す模式図である。

図２（ａ）は、接地線Ｌ1 が正常な状態（断線ないし接触不良のない状態）で、かつ、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれている状態における発振回路３０の構成を示す。この場合、ＩＣ４６に対する外部コンデンサの合成容量Ｃは、第１および第２コンデンサ４１，４２のそれぞれの静電容量Ｃs ，Ｃ1 の和、すなわち、下記の（２）式で表される。
Ｃ＝Ｃ1 ＋Ｃｓ …（２）

したがって、発振回路３０は、前記給油ホース２０に沿って配線された前記接地線Ｌ1 を介して、第１および第２コンデンサ４１，４２を充電すると共に放電させることによって、所定の閾値よりも小さい周波数ｆで発振するから、前記計量制御部３は、前記接地線Ｌ1 が断線していないと判別する。

一方、図２（ｂ）のように、接地線Ｌ1 が断線している状態で、かつ、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれている状態においては、接地線Ｌ1 の断線部分４３に小さな静電容量Ｃｇが発生する。この断線部分４３の静電容量Ｃｇは前記静電容量Ｃｓに対して直列に合成されるので、前記外部コンデンサの合成容量Ｃは、下記の（３）式で表される。
Ｃ＝Ｃ1 ＋（（Ｃｓ×Ｃｇ）／（Ｃｓ＋Ｃｇ）） …（３）

前記静電容量Ｃｇの値は小さいことから、前記（２）式に比べ、前記（３）式で表される合成容量Ｃの値は非常に小さくなる。したがって、発振回路３０は、前記閾値よりも大きな周波数ｆで発振するようになるから、前記計量制御部３は、前記接地線Ｌ1 が断線しているおそれがあると判別する。

図２（ｃ），（ｄ）に示すように、給油ノズル２がノズルブーツ１０から取り外されている場合は、接地線Ｌ1 が断線しているか否かに拘わらず、前記一対の電極４０，４０間が開成された状態となる。かかる電極４０間の静電容量は無視できる程小さいので、外部コンデンサの合成容量Ｃは、第２コンデンサ４２の静電容量Ｃ1 とほぼ等しくなる。すなわち、図２（ａ），（ｂ）のように、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれている場合に比べ、合成容量Ｃが極めて小さくなるから発振回路３０の周波数ｆが極めて大きくなる。したがって、前記接地線Ｌ1 の断線判別のための閾値とは別の第２の閾値を設けて、該第２の閾値よりも周波数ｆが大きくなった場合に、給油ノズル２がノズルブーツ１０から取り上げられたと判別するようにすれば、ノズルブーツ１０に従来設けられていたノズルスイッチを不要とすることができる。

このように、第２コンデンサ４２を第１コンデンサ４１に対して並列に挿入することで、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれているか否かを判別することができる。なお、第２コンデンサ４２を設けない場合、給油ノズル２がノズルブーツ１０から取り外されているときに、前記電極４０間に発生する極めて微小な静電容量でも発振回路３０が発振してしまい不安定になるおそれがある。したがって、ノズルスイッチの有無に拘わらず、第２コンデンサ４２を設けるようにするのが好ましい。

つぎに、前述の断線検知を踏まえた給油動作について説明する。
図１の計量制御部３は、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれている状態において、前述のように、前記接地線Ｌ1 の断線検知を行う。この断線検知において、前記接地線Ｌ1 が断線しているおそれがあると判別された場合、前記計量制御部３は、前記表示器３２にその旨を警告表示すると共に、給油ポンプ１２を停止したままの状態とするか、あるいは、電磁弁１４を閉止したままの状態に保持して、給油ノズル２への燃料油の供給を禁止する。その後、前記計量制御部３は、前記給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれているか否かに拘わらず、給油ノズル２への燃料油の供給を禁止した状態を保持する。これにより、接地線Ｌ1 が断線した状態での給油を禁止することができる。

一方、前記断線検知において、前記接地線Ｌ1 が断線していないと判別された場合、前記計量制御部３は、前述のように、発振回路３０の周波数ｆの変化に基づいて給油ノズル２がノズルブーツ１０から取り上げられたか否かを判別する。前記計量制御部３は、給油ノズル２がノズルブーツ１０から取り上げられたと判別すると、表示器３２の表示をゼロリセットすると共に、給油ポンプ１２を駆動させて、あるいは、電磁弁１４を開いて、給油ノズル２への燃料油の供給を許容する。これにより、給油ノズル２は、給油レバー（図示せず）を操作することで給油可能な状態となる。

図３は本発明の理解に役立つ参考例を示す。
図３における検知用の電極４０は、給油ノズル２に対して非接触の状態で給油ノズル２自体に設けられている。前記電極４０は、接地線Ｌ1 と同様に給油ホース２０に沿って配線された接地線Ｌ1 とは別の電線Ｌ4 によってＩＣ４６に電気的に接続されている。

かかる構成において、前記給油ホース２０に沿って配線された前記接地線Ｌ1 が断線していない場合は、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれているか否かに拘わらず、発振回路３０は、前述の実施例１における図２（ａ）と同様の構成となる。一方、前記接地線Ｌ1 が断線している場合は、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれているか否かに拘わらず、発振回路３０は、前述の実施例１における図２（ｂ）と同様の構成となる。

このように、本参考例では、検知用の電極４０を給油ノズル２自体に設けたので、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれているか否かを判別することはできないが、給油ノズル２がノズルブーツ１０に掛け置かれている状態においてだけでなく、給油ノズル２がノズルブーツ１０から取り上げられている状態においても、接地線Ｌ1 の断線の有無を検知することができる。

その他の構成は、実施例１と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明および図示を省略する。

ところで、前記実施例１において、接地線Ｌ1 が断線しているか否かを判別するための基準となる閾値を一定の値とせずに、接地線Ｌ1 が正常な状態のときの周波数ｆを正常値として記憶しておき、当該正常値に対する周波数の変移が所定の基準値を超えると、接地線Ｌ1 が断線しているおそれがあると判別するようにしてもよい。

また、静電容量の変化を検出するための検出方法として、前述の周波数ｆを計測する方法の他に、その他の物理量を検出する方法を採用してもよい。その他の検出方法としては、たとえば、前記発振回路３０が発振する発振パルスの１周期の間、別の基準パルスをカウントして前記発振パルスの周期（時間）を計測する方法や、コンデンサに一定の電圧を印加すると同時に基準クロックのカウントを開始して、所定の電圧に達した時点でカウントを停止することで、コンデンサの充電時間を計測する方法、コンデンサを一定時間充電した後にコンデンサの充電電圧をＡ／Ｄコンバータで計測する方法、コンデンサに高周波電流を印加して、流れた電流値からコンデンサのインピーダンスを計測する方法など種々の検出方法を採用することができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、発振回路はＲＣ発振回路に限らず、コイルとコンデンサの共振を利用したＬＣ発振回路を採用してもよい。
また、燃料油の着火エネルギー以上の電力が発振回路に供給されないように制御する本質安全バリヤーを設けてもよい。
また、給油ノズルを複数台備えたタイプの給油装置や給油ノズルおよび給油ホースが天井から吊り下げられた状態で保持される吊り下げ式の給油装置に対しても本発明を適用することができる。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。

本発明は、給油ノズルを接地する接地線を備えた給油装置に用いることができる。

本発明の実施例１にかかる給油装置を示す概略構成図である。 発振回路の構成を場合分けして示す模式図である。 本発明の理解に役立つ参考例にかかる給油装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１：給油機本体
１０：ノズルブーツ
２：給油ノズル
２０：給油ホース
３：判別手段（計量制御部）
３０：発振回路
３１：検出手段（周波数カウンタ）
４０：電極
４１，４２：コンデンサ
４３：断線部分
５：燃料油の流路（送油管）
Ｃｓ，Ｃｇ，Ｃ1 ：静電容量
Ｌ1 ：接地線

Claims (3)

1. 燃料油を吐出する給油ノズルが給油ホースを介して燃料油の流路に接続され、前記給油ホースに沿って接地線が配線された給油装置において、
   前記給油ノズルと非接触の状態で設けられ、前記給油ノズルとの間で所定の静電容量Ｃｓを持つ検知用の電極を前記接地線と直列に設け、
   前記接地線が断線したときに断線部分に生じる静電容量Ｃｇと前記静電容量Ｃｓとの合成容量の変化に応じて変化する物理量を検出する検出手段を設け、
   前記検出手段で検出された物理量に基づいて前記接地線が断線しているおそれがあるか否かを判別する判別手段を設け、
   前記給油ノズルを掛け置くノズルブーツに前記検知用の電極が設けられ、
   前記給油ノズルと電極とで構成される静電容量Ｃｓの第１コンデンサに対し、別の静電容量Ｃ1 を持つ第２コンデンサが並列に挿入され、
   前記給油ノズルがノズルブーツに掛け置かれているか否かを判別できるようにした給油装置。
2. 燃料油を吐出する給油ノズルが給油ホースを介して燃料油の流路に接続され、前記給油ホースに沿って接地線が配線された給油装置において、
   前記給油ノズルと非接触の状態で設けられ、前記給油ノズルとの間で所定の静電容量Ｃｓを持つ検知用の電極を前記接地線と直列に設け、
   前記給油ホースに沿って配線された前記接地線を介して、前記給油ノズルと電極とからなる静電容量Ｃｓの第１コンデンサに充電すると共に放電させる発振回路を形成し、
   前記発振回路の周波数を検出する周波数カウンタを設け、
   前記周波数カウンタで検出された周波数に基づいて前記接地線が断線しているおそれがあるか否かを判別する判別手段を設け、
   前記周波数カウンタで検出された周波数が所定の閾値よりも小さいときに前記接地線が断線していないと判別し、
   一方、前記周波数が前記閾値よりも大きいときに前記接地線が断線しているおそれがあると判別し、
   前記給油ノズルを掛け置くノズルブーツに前記検知用の電極が設けられ、
   前記給油ノズルと電極とで構成される静電容量Ｃｓの第１コンデンサに対し、別の静電容量Ｃ1 を持つ第２コンデンサが並列に挿入され、
   前記給油ノズルがノズルブーツに掛け置かれているか否かを判別できるようにした給油装置。
3. 請求項１もしくは２において、前記判別手段により前記接地線が断線しているおそれがあると判別されたとき、前記給油ノズルがノズルブーツに掛け置かれているか否かにかかわらず給油ノズルへの燃料油の供給を禁止するようにした給油装置。

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