ガソリンポンプ

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背景

ガソリンポンプは、自動車にガソリンを供給するために使用されます。ガソリンポンプは、自動車の人気が高まるにつれ、単純なメカニズムからより精巧で特殊なメカニズムへと進化しました。車が珍しいとき、運転手は通常、金物店のバレルまたはタンクからガスのキャニスターを満たし、次にキャニスターを車のガスタンクの開口部に傾けました。このプロセスは、ガスが容器から簡単に漏れたり飛散したりする可能性があるため、不便で面倒で、おそらく危険でした。ガソリン用に特別に販売された最初のポンプは、インディアナ州フォートウェインのシルバヌスバウザーによって設計された灯油ポンプを採用しました。クッパは1885年に灯油ポンプを考案し、1905年にガソリンバージョンである「自己測定ガソリン貯蔵ポンプ」を発表したとき、彼はまだ消費者の需要をやや上回っていました。 Bowserの発明は、フレキシブルホースを介してガソリンを車にディスペンスする手動吸引ポンプで動作しました。木製のキャビネットに収納された50ガロンの金属製貯蔵タンクは、店の前の縁側に設置することができます。

少し前の発明は、ガスまたは灯油用のジョン・トクハイムの1901年のガラスドーム型ポンプでした。ガスは貯蔵タンクからドームに汲み上げられました。消費者はその量を視覚的に測定し、次にバルブを解放してガスをチューブからガスタンクに入れることができます。このポンプの利点の1つは、消費者がガスを検査し、ベンダーがガスを混ぜ物をしていないことを確認できることでした。特にガスが見えないところで地下タンクに貯蔵されていた場合、水やりは明らかに一般的な問題でした。 1920年代までに、多くのメーカーがトクハイムやクッパに似たガスポンプを製造していました。一般的な機能は、手動ポンプ、ガラスディスペンシングエリア、ダイヤルゲージ（信頼性が疑わしいことが多い）、およびポンプの上部にロゴが付いた地球型のヘッドでした。ガソリン自体はしばしばブランド名ではありませんでしたが、小さなディーラーやディストリビューターによって供給されました。ポンプは派手で装飾的で、ブランド名を大胆に宣言しており、ドライバーは、ディスペンスしたものではなく、ポンプによって好みのガソリンスタンドを選んだようです。これは、ガスがシェルやガルフなどの大企業によって販売されるブランドアイテムになった1920年代の終わりまでに逆転しました。

最初の電気ガスポンプは1923年に発売されました。ポンプ技術のさらなる改良は、主にポンプガスの量がどのように示されるかに関係していました。ガラス製の地球儀が放棄されたため、消費者は自分たちがどれだけ購入しているかを知るための別の方法を必要としていました。あるモデルでは、時計に似た回転針を備えた文字盤を使用して、ガロンが分注されたことを示しています。 1933年、インディアナ州フォートウェインのメーカーは、バリエーターと呼ばれる機械式計算機を備えたポンプを発表しました。バリエーターは回転するナンバーホイールを使用して、ポンプで送られるガスの量を示し、2番目のホイールは価格を表示しました。これは、今日使用されているシステムの先駆けであり、消費者はガロンの端数を計算することなく、5ドル相当のガスを簡単に購入できます。バリエーターの発明者であるWayneOil Tank＆Pump Companyは、その技術を他のほとんどのポンプメーカーにライセンス供与し、1930年代の終わりまでに、回転ホイールは全国で標準となりました。

最初のガスポンプの1つを発表したTokheimCompanyは、1975年にバリエーターの後継機である電子測定を導入しました。回転する車輪の代わりに、室内の電子機器が金額と価格を計算し、この情報を小さな画面に表示しました。今日のポンプは、ユーザーの銀行口座からの引き落としなど、他の高度なトランザクションも処理できることを除いて、実質的に同じシステムを使用しています。

原材料

すべてのガスポンプには3つの基本的なシステムがあります。実際のポンプ装置を含む油圧部分。電子機器;とフレームまたはハウジング。油圧は一般的に鋳鉄または鋳造アルミニウムから作られています。合成ゴムは、シールやガスケットの油圧セグメントにも使用できます。電子機器部分は、プリント回路基板およびプラスチック部品を使用することができる。ポンプの外部ハウジングは、通常、鋼板またはステンレス鋼で作られています。

デザイン

ガスポンプは通常、セミカスタムベースで製造されます。つまり、多くの部品はポンプ間で実質的に同じである可能性がありますが、メーカーは特定の顧客の要望に合わせてポンプのいくつかの側面を設計しています。ホースの数と配置場所は、電子機器の種類と洗練度、およびハウジングの設計と同様に、異なる場合があります。製造プロセスを開始する前に、エンジニアは特定の注文の仕様を作成する必要があります。カスタマイズされたサブアセンブリはサプライヤに注文する必要がある場合があり、設計に従って部品を切断するために機械をリセットする必要がある場合があります。

製造
プロセス

ガスポンプの製造には、油圧、電子機器、ハウジングの3つの基本ユニットを組み合わせることが含まれます。 1つのガスポンプ工場では、3つのユニットすべてを製造できない場合があります。通常、一部の部品はノズルメーカーから購入し、ホースはホースのみを製造している会社から購入します。電子機器は下請け契約である場合があり、ガスポンプメーカーはこの部分のみを組み立てて設置します。大規模なメーカーが部品の大部分を社内で製造していると仮定すると、これは典型的なプロセスである可能性があります。

油圧の作成

• 1実際に貯蔵タンクから車にガスを運ぶ電気機械装置は、通常、鋳造アルミニウムまたは鋳鉄のいずれかで作られています。鉄やアルミニウムを溶かして型に流し込み、放冷します。次に、作業者は金型から部品を取り外し、磨耗によってそれらを清掃します。他の部品はダイに刻印される場合があります。金属のシートは、希望の形状にピースを打ち抜く機械に供給されます。金属管は、仕様に従って曲げる機械に配置されます。溶接アイアンを使用する作業者は、小さな部品を大きな部品に組み立てます。油圧を作る際に、いくつかの専門的なスキルで訓練された労働者のグループがセル（おそらく4〜50人の労働者のユニット）で協力して、一貫して高品質の部品を製造します。各セルは特定のパーツを作成し、パーツは、パーツを順番に組み立てることを専門とする他のセルに渡されます。

電子機器アセンブリ

• 2ガスポンプの電子機器は、消費者にポンプで送られるガスの量とコストを知らせるディスプレイを制御します。多くのポンプには、クレジットカードを読み取って顧客の口座から引き落とすことができる電子スキャナーもあります。これらのデバイスは、コンピューターや計算機で使用されているものと同様のマイクロプロセッサーです。電子機器メーカーは、基板に回路経路のパターンを刻印するはんだプリンターに、小さくて硬い非導電性材料（通常は段ボールまたはセラミック）を流してこれらを製造します。他の部品は手作業または自動で配置され、ボードはオーブンで加熱されます。オーブンは、はんだプリンターによって置かれたはんだペーストを溶かし、電気接続を鍛造します。ガスポンプメーカーはこれを行わないかもしれませんが、仕様に従って回路を購入します。ガスポンププラントの作業員は、部品をスナップまたははんだ付けすることによって電子機器を組み立てることができます。これらの作業員は、油圧作業員と同様に、通常、ポンプのヘッドを担当するセルに割り当てられます。

典型的なガスポンプメカニズム。

住宅

• 3油圧と電子機器が完成した後、作業員は部品をプラントの住宅エリアに持ち込みます。ここでは、ドア、パネル、外壁が鋼板から切り取られています。その後、これらは塗装エリアに送られます。作業員は、顧客が指定した設計に従って、高品質で耐食性のある塗料をハウジングに塗布します。塗装された部品はオーブンに入れて乾燥させた後、洗浄します。次に、油圧が電子ヘッドに取り付けられ、ポンプ全体がハウジングに収納されます。ホースが取り付けられ、ガスケットまたはシールが適用されます。ハウジングのセクションは、一緒に溶接されるか、ヒンジで取り付けられます。ユニットを清掃し、塗装を修正する場合があります。次に、ユニットの検査とテストが行​​われ、設置のためにお客様に送られます。

品質管理

労働者は、製造プロセスの多くのステップでガスポンプの品質を検査します。部品が下請け業者に注文された場合、これらは工場到着時にテストおよび検査されます。ハウジングの鋼などの原材料も、適切なゲージであり、凹凸がないことを確認するために検査する必要があります。品質管理検査官は、部品がセルから組立ラインから外れるときに、部品を視覚的にチェックします。ガスポンプの油圧部分全体が組み立てられると、漏れがないかテストされます。水が流れるか、圧縮空気が流れます。漏れがあるとポンプの動作に非常に悪影響を与えるため、この時点でポンプの構造に細心の注意を払い、完全に漏れがないようにします。同様に、ポンプの電子部品が完全に組み立てられると、精度がテストされます。ポンプの重量と測定値は正確に校正する必要があります。ポンプ全体を組み立てた後、再度テストします。 1つのテストは実行テストであり、マシンを特定の時間または日数使用し、障害、特にリークがないかチェックします。品質管理検査官は、いわゆる誘電耐性試験も実施します。この場合、配線に高電圧電流が流れます。電気系統の欠陥は、このテストによって明らかになります。ガソリンポンプメーカーは、顧客に高品質の製品を保証したいと考えているため、各ガスポンプメーカーは独自の製品をテストしています。さまざまな電気製品を担当する機関であるUnderwritersLaboratoryで働く外部の検査官も、ガスポンプのテストを実行します。無線周波数を使用して車両を識別するポンプも、独自のテストを実施する連邦通信委員会（FCC）の管轄下にあります。

未来

ガスポンプ技術の現在の革新は、3つの主要な分野に焦点を合わせています。 1つは、特に漏れを検出して蒸気を封じ込めることにより、ますます厳しくなる環境基準を満たしていることです。新しいテクノロジーが適用されている2番目の領域は、データ収集です。これは、車両の走行距離計をチェックし、使用する燃料の量を記録できる自動システムを意味し、トラック会社、警察、バス会社が所有する車両などの車両に便利です。おそらく最も魅力的な新しいガスポンプ技術は、消費者が車の中に座っている間にガスタンクを満たすロボットポンプです。

ガスが供給されるときに失われる蒸気を回収するために、さまざまな装置が開発されています。一部はホースに配置され、その他はノズルに配置されます。課題は、ガスを汲み上げる速度を遅くすることなく、蒸気の漏れを防ぐことです。最新のハイテクノズルには、蒸気と液体の漏れを記録し、ガスタンクがいっぱいになるとポンプを自動的に停止する電子センサーが含まれています。

車両群の所有者のために新しいテクノロジーが登場しています。実験システムが国の一部で使用されており、ガスポンプノズルが車両の燃料タンクに取り付けられたデバイスから情報を読み取ることができます。 1つはノズルに、もう1つはタンクにある2つのループアンテナは、接触すると低周波の磁気誘導によって通信します。ドライバーが車に燃料を供給し始めるとすぐに、アンテナが接続され、車に取り付けられた電子ユニットから燃料ステーションのターミナルに情報を送信し始めます。システムは、フリート内のどの車両が満たされているか、それがどれだけのガスを取得しているか、どれだけのガスコスト、車が何時間運転されたか、そして走行距離計が何を読み取ったかを記録できます。これにより、大規模な商用フリートを維持するために必要な事務処理を大幅に削減できます。同様の技術が個人消費者向けにも試されています。消費者は小さなラジオのようなデバイスを使用します。これは、キーチェーンに掛けたり、トランプのように財布に入れたり、窓に取り付けたりすることができます。ガスポンプは、低周波の無線信号を発信する同様のデバイスを搭載しています。消費者が車を運転すると、ガスポンプがカードまたはタグを読み取り、顧客を識別して、購入したガスの口座から引き落とします。

最初の完全ロボットガスポンプは1997年に消費者でテストされました。ロボットポンプを使用するには、消費者は車両のダッシュボードに送信機と特別に改造されたガスタンクキャップが必要です。運転手はポンプで車を駐車し、現金自動預け払い機（ATM）のキーパッドと同様のキーパッドに必要な量のガスを入力します。ポンプは送信機から車両のメーカーとモデルを読み取り、ロボットアームがガスタンクを見つけて吸引して開きます。次に、ロボットはタンクキャップのフラップからノズルを挿入し、ガスを供給します。充填プロセス全体は2分しかかからないはずです。このプロセスでは、ドライバーが車に2つの変更（ダッシュボード送信機と特別なタンクキャップ）を行う必要があるため、ロボットシステムの使用はゆっくりと進化する可能性があります。