JP2013023324A

JP2013023324A - コード収容装置

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Publication number: JP2013023324A
Application number: JP2011158652A
Authority: JP
Inventors: Eiji Mizuno; 英治水野; Shigeki Kinomura; 茂樹木野村; Tomoya Ono; 友也大野
Original assignee: Chuo Hatsujo KK; Toyota Motor Corp; Chuo Spring Co Ltd
Current assignee: Chuo Hatsujo KK; Toyota Motor Corp; Chuo Spring Co Ltd
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-02-04
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: EP2735536A1; WO2013011717A1; JP5801633B2; US20140175211A1; CN103562106A

Abstract

【課題】コードを自動的に引出すことができるコード収容装置を提供する。
【解決手段】コード収容装置１０は、コード６０と、コード６０が巻回されるドラム１８と、ドラム１８をコード巻取り方向に付勢する付勢手段と、ドラム１８からコード６０が引出される側に配置され、コード６０をコード引出し方向とコード巻取り方向の両方向に送り出すことができるコード送り出し手段２０と、コード送り出し手段２０をオン／オフするスイッチ（６４ａ，６４ｂ）と、コード送り出し手段２０によるコード送り方向を選択するスイッチ（６４ａ，６４ｂ）を有している。
【選択図】図１

Description

本願は、コード（例えば、電気コード等）を収容するコード収容装置に関する。

使用しない時はドラムにコードを巻き取っておき、使用時にドラムからコードを引出せるようにしたコード収容装置が知られている。例えば、特許文献１には、電気自動車と電源とを接続する充電用電気コードを収容するコード収容装置が開示されている。このコード収容装置は、筐体に回転可能に取付けられたドラムを有しており、ドラムの外周面に電気コードが巻き付けられる。電気コードは、使用時に必要な長さだけドラムから引き出され、使用後はドラムに巻き取られる。なお、特許文献１の一実施例に係るコード収容装置では、電気コードを巻き取る方向にドラムを回転させる駆動装置を装備し、電気コードをドラムに自動的に巻き取っている。

特開２０１０−５２８６１号公報

特許文献１の技術では、電気コードをドラムに巻き取るときにのみ駆動装置によりドラムを回転駆動する。このため、ドラムから電気コードを引き出す際は、操作者が手動でドラムを回転させて、電気コードを引出さなければならない。電気コードが長くなり、あるいは、電気コード自体が重いと、電気コードをドラムから引出すために、操作者には大きな操作力が必要となるという問題がある。

本願は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、コードを自動的に引出すことができるコード収容装置を提供することを目的とする。

本願のコード収容装置は、コードと、コードが巻回されるドラムと、ドラムをコード巻取り方向に付勢する付勢手段と、ドラムからコードが引出される側に配置され、コードをコード引出し方向とコード巻取り方向の両方向に送り出すことができるコード送り出し手段と、コード送り出し手段をオン／オフするスイッチと、コード送り出し手段によるコード送り方向を選択する選択手段を有している。

このコード収容装置では、ドラムをコード巻取り方向に付勢する手段を備えると共に、ドラムからコードが引出される側にコード送り出し手段が配置される。これによって、コードに張力を付与しながら、コード引出し方向とコード巻取り方向の両方向にコードを送り出すことができる。コードを引出す際は、スイッチによりコード送り出し手段をオンすると共に、選択手段によりコード送り方向としてコード引出し方向を選択する。これによって、ドラムからコードが自動的に引出される。コードを巻取る際は、スイッチによりコード送り出し手段をオンすると共に、選択手段によりコード送り方向としてコード巻取り方向を選択する。これによって、ドラムにコードが自動的に巻取られる。このコード収容装置では、コードをドラムから自動的に引出せると共に、コードをドラムに自動的に巻き取ることができる。

上記のコード収容装置では、コードの先端にプラグが設けられており、そのプラグにスイッチと選択手段が設けられていることが好ましい。このような構成によると、スイッチと選択手段がプラグに設けられているため、操作者はプラグの位置でコード送り手段を操作することができる。

上記のコード収容装置では、コード送り出し手段によるコード送り出し速度を制御する制御装置をさらに有することができる。この場合、制御装置は、（１）コード引出し方向にコードを送出すときは、コードの送り出し量を計測し、（２）コード巻取り方向にコードを送出すときは、コード引出し方向に送り出したときに計測したコード送り出し量と、コード巻取り方向にコードを送り出しているときに計測されるコード送り出し量とに基づいて、コード送り出し速度を制御するようにしてもよい。上記のコード収容装置では、コードを引出すときにコード引出し量が計測され、その計測されたコード引出し量とコード巻取り時に計測されるコード巻取り量に基づいてコード巻取りが行われる。このため、コード巻取りの完了を判断することができ、コードの巻取りを適切に行うことができる。

本実施例のコード収容装置の概略構成図。コード送り出し装置の構成を示す拡大図。本実施例のコード収容装置の制御系の構成を示す図。

本実施例のコード収容装置１０は、電気自動車（ＥＶ）又はプラグ・イン・ハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）に搭載される。コード収容装置１０は、電気自動車等に搭載されるバッテリ１２を充電するための電気コード６０を収容する。図１に示すように、コード収容装置１０は、ハウジング１６と、ハウジング１６に対して回転可能に取付けられたドラム１８と、ドラム１８に巻回される電気コード６０と、電気コード６０を送り出すコード送り出し装置２０を有している。

ハウジング１６は、車体に設けられた設置部（例えば、トランクルームやエンジンルーム等）に取付けられる。ハウジング１６は、ドラム１８を収容する。ハウジング１６には、ドラム１８に巻回された電気コード６０をハウジング１６の外側に引出すためのコード引出部１６ａが設けられている。コード引出部１６ａには、一対のガイドローラ１６ｂ，１６ｂが設置されている。ガイドローラ１６ｂ，１６ｂは、コード引出部１６ａから引出される電気コード６０を案内する。電気コード６０はドラム１８に巻回されているため、巻き癖が付く。コード引出部１６ａにガイドローラ１６ｂ，１６ｂを設けることで、電気コード６０は、巻き癖を解消する方向（具体的には、図１に示すように斜め下方）にコード引出部１６ａから引出されている。また、電源コード１４の一端は、ハウジング１６を貫通して、電気コード６０に接続されている。電源コード１４の他端は、車両側充電装置１３を介してバッテリ１２に接続されている。

ドラム１８は、ハウジング１６に回転可能に支持されている。ドラム１８は、図示しないぜんまいばね（請求項でいう付勢手段に相当）によって、コード巻取り方向に付勢されている。ドラム１８には電気コード６０の基端が取付けられ、電気コード６０はドラム１８の外周面に巻回されている。

電気コード６０の基端は、図示しないスリップリングを介して電源コード１４の一端に接続されている。これによって、電気コード６０とバッテリ１２が電気的に接続されている。電気コード６０の先端にはプラグ６２が設けられている。プラグ６２には、引出しスイッチ６４ａと巻取りスイッチ６４ｂが設けられている。引出しスイッチ６４ａがオンされると、コード送り出し装置２０が電気コード６０をコード引出し方向に送り出すようになっている。巻取りスイッチ６４ｂがオンされると、コード送り出し装置２０が電気コード６０をコード巻取り方向に送り出すようになっている。引出しスイッチ６４ａと巻取りスイッチ６４ｂが共にオフされると、コード送り出し装置２０による電気コード６０の送り出し操作が停止する。したがって、引出しスイッチ６４ａと巻取りスイッチ６４ｂが、請求項でいう「スイッチ」及び「選択手段」に相当する。

コード送り出し装置２０は、ドラム１８から電気コード６０が引出される側に配置されている。コード送り出し装置２０は、電気コード６０をコード引出し方向とコード巻取り方向の両方向に送り出すことができる（すなわち、コード送り出し装置２０は、請求項でいう「コード送り出し手段」に相当する。）。図２に示すように、コード送り出し装置２０は、ベース２２と、ベース２２に取付けられるモータ２６と、モータ２６によって駆動される一対のローラ４２，５０と、モータ２６の回転を一対のローラ４２，５０に伝達する歯車伝達機構（２８，３０，３４，３６，４０，４４，４８，５２）によって構成されている。

ベース２２は、ハウジング１６のコード引出部１６ａに対向して配置されている。ベース２２は、連結棒２４ａ〜２４ｄによってハウジング１６に取付けられている。ベース２２は、連結棒２４ａ〜２４ｄに対してスライド可能となっており、ハウジング１６とベース２２の間の距離が調整可能となっている。ベース２２には、図示しない貫通孔が形成されており、その貫通孔に電気コード６０が挿通されている。

ベース２２には、モータ２６が取付けられている。モータ２６には、バッテリ１２から電源コード１４を介して電源が供給されるようになっている。なお、モータ２６への電源供給は、バッテリ１２ではなく、車載されている他のバッテリ（図示しない）により行うことができる。モータ２６の出力軸２６ａには、歯車２８が取付けられている。歯車２８は、歯車３０に噛合している。歯車３０は回転軸３２に取付けられており、回転軸３２は、ベース２２に回転可能に取付けられている。回転軸３２の一端には、ベベル歯車３４が取付けられている。ベベル歯車３４は、ベベル歯車３６に噛合している。ベベル歯車３６は、回転軸３８の一端に固定されている。

回転軸３８は、ベース２２に回転可能に取付けられている。回転軸３８には、ローラ４２と、ローラ４２を挟むように配置される一対の歯車４０，４４が取付けられている。歯車４０，４４には、歯車５２，４８がそれぞれ噛合している。歯車５２，４８は、回転軸４６に取付けられている。回転軸４６には、歯車５２，４８に挟まれるようにローラ５０が取付けられている。したがって、ローラ５０はローラ４２に対向した位置に配置される。ローラ４２，５０は、鼓形をしており、両者の間にはベース２２の貫通孔を挿通した電気コード６０が導かれている。

回転軸４６は、アーム５６に回転可能に支持されている。アーム５６は、ベース２２に対してｘ方向にスライド可能に取付けられている。アーム５６がｘ方向にスライドすることで、ローラ４２とローラ５０との距離は調整可能となっている。アーム５６は、ばね５４（例えば、コイルばね，皿ばね、板ばね等）によって回転軸３８側に付勢されている。また、歯車４０と歯車５２のバックラッシュと、歯車４４と歯車４８のバックラッシュとは同一に調整されており、かつ、これらのバックラッシュは比較的大きく設定されている。このため、ローラ４２とローラ５０との距離が所定の範囲で変化しても、歯車４０と歯車５２の噛み合い及び歯車４４と歯車４８の噛み合いは維持されるようになっている。これによって、電気コード６０の径がわずかに変化しても、その変化に応じてアーム５６がスライドし、電気コード６０は一対のローラ４２，５０によって好適に挟持され、かつ、歯車４０，４４と歯車５２，４８の噛み合いも維持されるようになっている。なお、ローラ４２，５０は、ＰＯＭ等の樹脂材料、ウレタン等のエラストマー材料、又はＥＰＤＭ等のゴム材料によって形成することができる。また、ローラ４２，５０の形状は、鼓形に限られず、種々の形状を採ることができる。

上述したコード送り出し装置２０では、モータ２６が回転すると、その回転が歯車２８を介して歯車３０に伝達される。これにより歯車３０が回転し、回転軸３２及びベベル歯車３４も回転する。ベベル歯車３４が回転するため、ベベル歯車３６及び回転軸３８が回転する。回転軸３８が回転するため、ローラ４２及び歯車４０，４４も回転する。その結果、歯車４０，４４と噛み合う歯車５２，４８が回転し、それによって回転軸４６及びローラ５０も回転する。一対のローラ４２，５０が回転するため、これらローラ４２，５０に挟持された電気コード６０が送り出される。なお、上述した説明から明らかなように、モータ２６の回転方向を変えると、ローラ４２，５０の回転方向も変わり、電気コード６０が送り出される方向も変化する（すなわち、コード引出し方向又はコード巻取り方向に変化する。）。

上述したコード収容装置１０の制御系の構成について簡単に説明する。図３に示すように、コード収容装置１０は、制御ユニット６６を備え、制御ユニット６６によって制御される。制御ユニット６６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータによって構成することができる。制御ユニット６６は、モータ２６が接続され、モータ２６の駆動制御を行う。また、制御ユニット６６には、引出しスイッチ６４ａと巻取りスイッチ６４ｂとバッテリ１２が接続されている。引出しスイッチ６４ａと巻取りスイッチ６４ｂからの信号は、制御ユニット５０に入力される。また、バッテリ１２からの電源は、制御ユニット５０に入力される。バッテリ１２から入力された電源は、制御ユニット６６を介してモータ２６に供給される。

次に、上述したコード収容装置１０の動作について説明する。バッテリ１２を充電するためには、まず、操作者（例えば、運転者）は、電気コード６０のプラグ６２に設けられた引出しスイッチ６４ａをオンにする。引出しスイッチ６４ａがオンとなると、制御ユニット６６は、モータ２６をコード引出し方向に回転駆動する。これによって、電気コード６０がドラム１８から引き出される。上述したように、ドラム１８は、ぜんまいばねによってコード巻取り方向に付勢されているため、電気コード６０には張力（引張力）が作用する。このため、コード送り出し装置２０によって、電気コード６０は、弛むことなくスムーズにコード引出し方向に送り出される。なお、ドラム１８が、ぜんまいばねによって付勢されていることから、電気コード６０の引出し量が増加するのに伴ってドラム１８をコード巻取り方向に付勢する力は大きくなる。従って、制御ユニット６６は、電気コード６０の引出し量に応じてモータ２６に印加する電圧を増加し、電気コード６０が引出される速度が一定となるように制御する。

電気コード６０が必要な長さだけ引出されると、操作者はプラグ６２の引出しスイッチ６４ａをオフにする。これによって、制御ユニット６６は、モータ２６の駆動を停止する。次いで、操作者は、電気コード６０のプラグ６２を外部電源に接続し、外部電源とバッテリ１２を電気的に接続する。これによって、外部電源からバッテリ１２へ充電が行われる。バッテリ１２への充電が終了すると、操作者は電気コード６０と外部電源との接続を解除する。

次いで、操作者は、電気コード６０のプラグ６２に設けられた巻取りスイッチ６４ｂをオンする。巻取りスイッチ６４ｂがオンとなると、制御ユニット６６は、モータ２６をコード巻取り方向に回転駆動し、電気コード６０がドラム１８に巻取られる。上述したように、ドラム１８は、ぜんまいばねによってコード巻取り方向に付勢されているため、電気コード６０には張力（引張力）が作用している。このため、電気コード６０は、弛むことなくスムーズにドラム１８に巻取られる。また、ドラム１８が、ぜんまいばねによって付勢されていることから、電気コード６０がドラム１８に巻取られるのに伴ってドラム１８をコード巻取り方向に付勢する力が小さくなる。従って、制御ユニット６６は、電気コード６０のドラム１８への巻取り量に応じてモータ２６に印加する電圧を制御し、電気コード６０がドラム１８に巻取られる速度が一定となるように制御する。電気コード６０がドラム１８に巻き取られると、操作者はプラグ６２の巻取りスイッチ６４ｂをオフにする。これによって、ドラム１８への電気コード６０の巻取りが終了する。

上述した説明から明らかなように、本実施例のコード収容装置１０では、コード送り出し装置２０によって、電気コード６０をコード引出し方向とコード巻取り方向の両方向に送り出す。このため、電気コード６０をドラム１８より自動的に引出すことができ、かつ、ドラム１８に自動的に巻き取ることができる。この際、ドラム１８が、ぜんまいばねによってコード巻取り方向に付勢されているため、電気コード６０の引出し及び巻取りが弛んだり緩んだりすることなくスムーズに行われる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、制御ユニット６６による送り出し装置２０の制御（すなわち、コード引出し速度の制御及びコード巻取り速度の制御）は、種々の形態で実施することができる。例えば、制御ユニット６６は、ドラム１８から電気コード６０を引出すときに、ドラム１８の回転量を計測する。すなわち、引出しスイッチ６４ａがオンしてからオフするまでの間のドラム１８の回転量（すなわち、電気コード６０の総送り出し量）を計測する。そして、電気コード６０をドラム１８に巻取るときは、制御ユニット６６は、ドラム１８の回転量（すなわち、電気コード６０の巻取り量）を計測し、その計測した回転量と、コード引き出し時に計測した総回転量の差から、電気コード６０の巻取りが完了又は完了間近であるか否かを判断する。そして、電気コード６０の巻取りが完了又は完了間近であると判断すると、モータ２６の駆動を停止、又は、その駆動力を小さくする。このような形態を採ることで、電気コード６０の巻取りが完了した後もモータ２６が大きな駆動力で駆動され続けるという事態を防止することができる。なお、ドラム１８の回転量の計測には、エンコーダ等のセンサを用いることができる。

また、上記の例では、ドラム１８の回転量を計測することで、コード引出し量及びコード巻取り量を計測したが、より簡便にはモータ駆動時間によって判断するようにしてもよい。すなわち、制御ユニット６６は、引出しスイッチ６４ａがオンしてからオフするまでの時間を計測する。そして、その計測した時間からコード巻取り時間を予測し、その予測したコード巻取り時間からコード巻取りが完了又は完了間近であるか否かを判断する。コード巻取りが完了又は完了間近であると判断すると、モータ２６の駆動を自動的に停止又は駆動力を小さくする。このような形態によっても、上記と同様の効果を得ることができる。さらには、モータ２６にサーボモータを使用することで、モータ２６の位置及び速度制御（コード引出し速度又はコード巻取り速度の制御）を行うようにしてもよい。

また、上記の例では、コード引出し量とコード巻取り量を計測することで、コード巻取りが完了又は完了間近であることを判断したが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、モータに通電した状態でコードの引出し又は巻取りが完了すると、モータには過電流が流れる。このため、モータに流れる過電流を検知することで、モータへの通電を停止するようにしてもよい。

さらに、上述した実施例では、コード送り出し装置２０をハウジング１８とは別体に設けたが、コード送り出し装置２０とハウジング１８とを一体に構成してもよい。

また、上述した実施例のコード収容装置１０は、自動車に搭載され、車載バッテリを充電するための電気コードを収容する例であったが、本発明はその他の用途にも用いることができる。例えば、電気コードの先端のプラグを充電ガンとすることで、充電スタンドや吊り下げ型充電リール、あるいは、キャリー型充電リール等の用途にも用いることができる。また、電気コード以外のコード（例えば、流体（ガス、水、エアー等）が流れるホース）を巻き取って収容する装置にも適用することができる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０コード収容装置
１２バッテリ
１３車両側充電装置
１６ハウジング
１８ドラム
２０コード送り出し装置
６０電気コード
６６制御ユニット

Claims

コードを収容するコード収容装置であって、
コードと、
コードが巻回されるドラムと、
ドラムをコード巻取り方向に付勢する付勢手段と、
ドラムからコードが引出される側に配置され、コードをコード引出し方向とコード巻取り方向の両方向に送り出すことができるコード送り出し手段と、
コード送り出し手段をオン／オフするスイッチと、
コード送り出し手段によるコード送り方向を選択する選択手段と、を有しているコード収容装置。
コードの先端にはプラグが設けられており、そのプラグに前記スイッチと前記選択手段が設けられている、請求項１に記載のコード収容装置。
コード送り出し手段によるコード送り出し速度を制御する制御装置をさらに有しており、
制御装置は、
（１）コード引出し方向にコードを送出すときは、コードの送り出し量を計測し、
（２）コード巻取り方向にコードを送出すときは、コード引出し方向に送り出したときに計測したコード送り出し量と、コード巻取り方向にコードを送り出しているときに計測されるコード送り出し量とに基づいて、コード送り出し速度を制御する、請求項２に記載のコード収容装置。