JP6230924B2 - ケーブル収容装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルを収容するケーブル収容装置に関する。詳細には、一端側が電気自動車に搭載された車両用電源などの被充電用電源に接続され、他端側が住宅などに配置された充電用電源に接続されるケーブルを収容するケーブル収容装置に関する。

従来、ケーブル収容装置としては、一端に被充電用電源としての車両用電源に接続される充電コネクタが設けられ他端に充電用電源側に接続されるプラグが設けられた充電ケーブルを巻き付け充電コネクタを引き出し可能なリールと、このリールが着脱可能で充電用電源に接続されると共に充電場所に固定されリール側のプラグが接続可能でスリップリングのような摺動接点によって充電用電源に接続された回転プレートを有するホルダとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このケーブル収容装置では、リール側のプラグを回転プレートに接続させることにより、充電ケーブルが充電用電源に接続される。この状態から充電コネクタをリールから引き出し、車両に設けられた車両側コネクタに充電コネクタを接続することにより、車両用電源と充電用電源とが充電ケーブルを介して接続され、車両用電源を充電することができる。

このようなケーブル収容装置では、ホルダの回転プレートが摺動接点によって充電用電源に接続されているので、充電コネクタをリールから引き出してリールが回転しても回転プレートが回転することにより、充電ケーブルに捻れが生じることがなく、充電用電源と充電ケーブルとの接続状態を保持することができる。このような構造は、接点式リールと称される。

しかしながら、接点式リールでは、充電用電源と充電ケーブルとの間の接続を摺動接点によって行っているので、例えば、充電コネクタの引き出しや巻き戻しの繰り返しによって、接点部の摩耗が促進されるなど、耐久性に劣る懸念がある。

このような接点式リールに対して、摺動接点を設ける必要がない無接点式リールがある。この無接点式リールは、２つのリールを有し、一方のリールに充電コネクタが設けられたケーブルの一端側を巻き付け、２つのリール間でケーブルを折返し、他方のリールにプラグが設けられたケーブルの他端側を一方のリールとは反対方向に巻き付ける。なお、プラグ側のケーブルは、他方のリールからある程度引き出された状態で、それ以上移動できないように固定される。

このような無接点式リールでは、充電コネクタを一方のリールから引き出すことにより、他方のリールに巻き付けられたケーブルの巻き径が収縮し、一方のリールからケーブルが引き出される。

一方、無接点式リールでは、充電コネクタを収容するように一方のリールを回転させることにより、他方のリールに巻き付けられたケーブルの巻き径が拡がり、一方のリールにケーブルが巻き戻しされる。

このような無接点式リールをケーブル収容装置に適用することにより、接点部の劣化を解消することができ、充電コネクタの引き出し長さも十分に確保することができる。

特開２０１３−１２３３５８号公報

ところで、ケーブル収容装置に収容されるケーブルは、内部に２本の動力線を有しており、ケーブルに通電させると、２本の動力線の導体温度が上昇し、許容電流が低減する。この導体温度の上昇を抑制するために、上記特許文献１のような接点式リールでは、リールに巻き残されたケーブル間の間隔を空けるなどの対策が採られていた。

しかしながら、無接点式リールでは、一方のリールに巻き付けられたケーブルが引き出されると、他方のリールに巻き付けられたケーブルの巻き径が収縮するので、巻き残されたケーブル間の間隔を空けることができず、ケーブルへの通電による導体温度の上昇が大きく、許容電流が大幅に低減されてしまう。

このような無接点式リールにおける導体温度の上昇は、ケーブルが巻き残される側の他方のリールに対してケーブルが巻き付けられる部分の周囲に放熱用のスペースを設けることによって抑制することができるが、リールが大型化してしまい、ケーブル収容装置が大型化してしまう。

そこで、この発明は、大型化を抑制し、導体温度の上昇を抑制することができるケーブル収容装置の提供を目的としている。

請求項１記載の発明は、内部に２つの動力線を有するケーブルの被充電用電源側の端部を引き出し可能に前記ケーブルが外周に巻き付けられた引出リールと、この引出リールに隣接して配置され前記ケーブルの充電用電源側の端部側が固定され前記ケーブルが外周に前記引出リールと反対方向に巻き付けられた蓄線リールとを備えたケーブル収容装置であって、前記蓄線リールは、前記ケーブルの２つの動力線のうち一方の動力線が外周に巻き付けられる第１蓄線リールと、前記ケーブルの２つの動力線のうち他方の動力線が外周に巻き付けられる第２蓄線リールとを有することを特徴とする。

このケーブル収容装置では、蓄線リールが、ケーブルの２つの動力線のうち一方の動力線が外周に巻き付けられる第１蓄線リールと、他方の動力線が外周に巻き付けられる第２蓄線リールとを有するので、第１蓄線リールと第２蓄線リールとに分離された各動力線間に十分な距離を保つことができ、ケーブルへの通電時における導体温度の上昇を大幅に抑制することができ、許容電流の低減を抑制することができる。

また、第１蓄線リールと第２蓄線リールとは、ケーブルへの通電時における導体温度の上昇が抑制されているので、放熱用のスペースを小型化することができ、ケーブル収容装置の大型化を抑制することができる。

従って、このようなケーブル収容装置では、第１蓄線リールと第２蓄線リールとによって２つの動力線を分離することができ、第１蓄線リールと第２蓄線リールとの放熱用スペースを小型化できるので、大型化を抑制し、導体温度の上昇を抑制することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のケーブル収容装置であって、前記第１蓄線リールと前記第２蓄線リールとの間には、前記引出リールが配置されていることを特徴とする。

このケーブル収容装置では、第１蓄線リールと第２蓄線リールとの間に、引出リールが配置されているので、第１蓄線リールと第２蓄線リールとによって分離された２つの動力線を引出リールによってさらに隔離することができ、ケーブルへの通電時における導体温度の上昇をさらに抑制することができる。

本発明によれば、大型化を抑制し、導体温度の上昇を抑制することができるケーブル収容装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るケーブル収容装置の断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係るケーブル収容装置のケーブルの断面図である。（ｂ）は本発明の実施の形態に係るケーブル収容装置の第１蓄線ケーブルの断面図である。（ｃ）は本発明の実施の形態に係るケーブル収容装置の第２蓄線ケーブルの断面図である。

図１，図２を用いて本発明の実施の形態に係るケーブル収容装置について説明する。

本実施の形態に係るケーブル収容装置１は、内部に２つの動力線３，５を有するケーブル７の被充電用電源側の端部を引き出し可能にケーブル７が外周に巻き付けられた引出リール９と、この引出リール９に隣接して配置されケーブル７の充電用電源側の端部側が固定されケーブル７が外周に引出リール９と反対方向に巻き付けられた蓄線リール１１とを備えている。

そして、蓄線リール１１は、ケーブル７の２つの動力線３，５のうち一方の動力線３が外周に巻き付けられる第１蓄線リール１３と、ケーブル７の２つの動力線３，５のうち他方の動力線５が外周に巻き付けられる第２蓄線リール１５とを有する。

また、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５との間には、引出リール９が配置されている。

図１，図２に示すように、ケーブル７は、内部に絶縁被覆された２つの動力線３，５と、アース線１７と、信号線１９とが配置され、各線の外周を絶縁被覆によって覆っている。

ここで、ケーブル７は、例えば、電気自動車などに搭載された被充電用電源としての車両用電源と、住宅などに配置された充電用電源との間を電気的に接続し、充電用電源から車両用電源に対して電力を供給させる充電ケーブルとなっている。

このケーブル７には、一端側に車両に設けられたコネクタ（不図示）に対して接続可能な充電コネクタ２１が設けられ、他端側に住宅に設けられたコンセント（不図示）に対して接続可能なプラグ（不図示）が設けられている。

このようなケーブル７は、充電コネクタ２１側が引出リール９の外周に充電コネクタ２１を引き出し可能に巻き付けられ、引出リール９と蓄線リール１１との間に位置する折返部２３，２５で折り返され、プラグ側が蓄線リール１１の外周に引出リール９の巻き付け方向と反対方向に巻き付けられ、プラグ側が蓄線リール１１から所定の長さ外部に引き出されて固定される。

なお、蓄線リール１１から所定長さ外部に引き出されたケーブル７には、車両用電源への充電が終了したときや車両用電源への充電に異常が生じたときなどに、車両用電源と充電用電源との間の接続を遮断する制御部材などを設けてもよい。

引出リール９は、回転軸２７と、この回転軸２７と一体回転可能に設けられた円盤状の一対の回転壁２９，３１とで構成されている。なお、回転軸２７は、巻きバネなどのスプリング３３によって、ケーブル７の充電コネクタ２１側を巻き取る方向に付勢されている。

この引出リール９は、内部に２つの動力線３，５とアース線１７と信号線１９とが配置された充電コネクタ２１側のケーブル７が回転軸２７の外周に巻き付けられている。

このような引出リール９は、車両用電源へ充電する場合、充電コネクタ２１を引き出すことによりスプリング３３の付勢力に抗して回転してケーブル７を送り出し、ケーブル収容装置１を使用しない場合、スプリング３３の付勢力によって回転してケーブル７を巻き戻して充電コネクタ２１を引き戻す。この引出リール９には、蓄線リール１１が隣接して配置されている。

蓄線リール１１は、引出リール９の両側に隣接して配置された第１蓄線リール１３と、第２蓄線リール１５とを備えている。

第１蓄線リール１３は、回転軸２７と、一対の回転壁２９，３１のうち一方の回転壁２９と、回転軸２７を軸支する固定壁３５とで構成されている。

この第１蓄線リール１３は、引出リール９に巻き付けられたケーブル７のうちプラグ側の動力線３とアース線１７とが引出リール９と第１蓄線リール１３との間に設けられた折返部２３で折り返されて第１蓄線ケーブル３７を形成し、回転軸２７の外周に引出リール９の巻き付け方向と反対方向に向けて巻き付けられる。

このような第１蓄線リール１３に巻き付けられた第１蓄線ケーブル３７（動力線３とアース線１７）は、プラグ側が所定の長さ外部に引き出された状態で固定壁３５に固定され、車両用電源へ充電する場合、プラグが住宅に設けられたコンセントに接続され、ケーブル７を介して充電用電源と車両用電源とが接続される。

第２蓄線リール１５は、回転軸２７と、一対の回転壁２９，３１のうち他方の回転壁３１と、回転軸２７を軸支する固定壁３９とで構成されている。

この第２蓄線リール１５は、引出リール９に巻き付けられたケーブル７のうちプラグ側の動力線５と信号線１９とが引出リール９と第２蓄線リール１５との間に設けられた折返部２５で折り返されて第２蓄線ケーブル４１を形成し、回転軸２７の外周に引出リール９の巻き付け方向と反対方向に向けて巻き付けられる。

このような第２蓄線リール１５に巻き付けられた第２蓄線ケーブル４１（動力線５と信号線１９）は、プラグ側が所定の長さ外部に引き出された状態で固定壁３９に固定され、車両用電源へ充電する場合、プラグが住宅に設けられたコンセントに接続され、ケーブル７を介して充電用電源と車両用電源とが接続される。

なお、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とから所定の長さ外部に引き出された第１蓄線ケーブル３７と第２蓄線ケーブル４１とは、引出リール９に巻き付けられるケーブル７と同様に、１つのケーブルとして収束され、端部にプラグが設けられている。

このような第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とに巻き付けられた第１蓄線ケーブル３７と第２蓄線ケーブル４１とは、それぞれ第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とにおいて、図１の矢印で示すように、引出リール９のケーブル７が引き出されると、図１の矢印で示すように、各ケーブルが移動して巻き径が収縮し、図１の矢印で示す反対方向に、引出リール９のケーブル７が巻き戻されると、図１の矢印で示す反対方向に、各ケーブルが移動して巻き径が拡がる。

このようにケーブル７の内部に配置された２つの動力線３，５を第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とにそれぞれ分離させて巻き付けることにより、蓄線リール１１内で２つの動力線３，５が隣接することがなく、動力線３，５間の距離を十分に確保することができる。

このため、ケーブル７への通電時における動力線３，５の導体温度の上昇を大幅に抑制することができ、許容電流の低減を抑制することができる。この許容電流は、以下の式によって示される。

Ｉ＝η０√{（Ｔ１−Ｔ）／（ｒＲ）}
ここで、Ｉは、許容電流（Ａ）であり、η０は、許容電流減少係数であり、Ｔ１は、絶縁体の最高許容温度（絶縁体耐熱温度）（℃）であり、Ｔは、周囲温度（℃）であり、ｒは、絶縁線心のＴ１℃における導体実効抵抗（Ω／ｃｍ）であり、Ｒは、絶縁線心の全熱抵抗（℃ｃｍ／Ｗ）である。

この式からも明らかなように、動力線３，５間の距離（η０）は、２つの動力線３，５を第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とに分離することで１となることから、動力線３，５の導体の発熱による温度上昇を大幅に抑制できることがわかる。

この第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とによる動力線３，５の分離に加えて、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５との間に引出リール９が配置されているので、さらに動力線３，５間の距離を増大させることができ、さらに導体温度の上昇を抑制することができる。

このように２つの動力線３，５の導体温度の上昇を大幅に抑制することができることにより、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５との放熱用のスペースを小型化することができる。

詳細には、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とを合わせたサイズは、内部に２つの動力線３，５が配置されたケーブル７を巻き付けるためのスペースと、放熱用のスペースとを有する１つの蓄線リールのサイズとほぼ同等とすることができ、ケーブル収容装置１の大型化を抑制することができる。

ここで、本発明のケーブル収容装置１と、ケーブル７の２つの動力線３，５を分離させずに１つの蓄線リールに対してケーブル７を巻き付けた比較例としてのケーブル収容装置とで、通電時における導体温度の上昇値を測定する温度上昇試験を行った。

なお、比較例のケーブル収容装置では、１本のケーブル（サイズ：２．５ｍｍ^２×３（本）＋０．７５ｍｍ^２×１（本））を７ｍ用い、この１本のケーブルを引出リール９と１つの蓄線リールとに巻き付けた。

一方、本発明のケーブル収容装置１では、２本のケーブル（サイズ：２．５ｍｍ^２×２（本））をそれぞれ７ｍ用い、この２本のケーブルを引出リール９と第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とに巻き付けた。

なお、比較例のケーブル収容装置と本発明のケーブル収容装置１とは、サイズがほぼ同等であった。

このような比較例のケーブル収容装置と本発明のケーブル収容装置１とにＡＣ２０Ａを通電した結果、比較例のケーブル収容装置では、温度上昇値が２３℃雰囲気下で最大２９℃であり、本発明のケーブル収容装置１では、温度上昇値が２３℃雰囲気下で最大２０℃であり、本発明のケーブル収容装置１によって温度上昇を抑制することが可能であることが確認された。

このような温度上昇試験の結果、ケーブル７の２つの動力線３，５を分離させる第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とを用いることにより、ケーブル７の導体温度の上昇を大幅に抑制することが可能となり、許容電流の低減が抑制できるということが示された。

このようなケーブル収容装置１では、蓄線リール１１が、ケーブル７の２つの動力線３，５のうち一方の動力線３が外周に巻き付けられる第１蓄線リール１３と、他方の動力線５が外周に巻き付けられる第２蓄線リール１５とを有するので、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とに分離された各動力線３，５間に十分な距離を保つことができ、ケーブル７への通電時における導体温度の上昇を大幅に抑制することができ、許容電流の低減を抑制することができる。

また、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とは、ケーブル７への通電時における導体温度の上昇が抑制されているので、放熱用のスペースを小型化することができ、ケーブル収容装置１の大型化を抑制することができる。

従って、このようなケーブル収容装置１では、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とによって２つの動力線３，５を分離することができ、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５との放熱用スペースを小型化できるので、大型化を抑制し、導体温度の上昇を抑制することができる。

また、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５との間には、引出リール９が配置されているので、第１蓄線リール１３と第２蓄線リール１５とによって分離された２つの動力線３，５を引出リール９によってさらに隔離することができ、ケーブル７への通電時における導体温度の上昇をさらに抑制することができる。

なお、本発明の実施の形態に係るケーブル収容装置では、第１蓄線リールと第２蓄線リールとの間に引出リールが配置されているが、これに限らず、第１蓄線リールと第２蓄線リールとを隣接して配置させてもよい。

また、引出リールは、スプリングの付勢力によってケーブルの巻き戻し方向に付勢されているが、これに限らず、引出リールに操作部などを設けて手動でケーブルを巻き戻す構造としてもよい。

１…ケーブル収容装置
３，５…動力線
７…ケーブル
９…引出リール
１１…蓄線リール
１３…第１蓄線リール
１５…第２蓄線リール

Claims (2)

1. 内部に２つの動力線を有するケーブルの被充電用電源側の端部を引き出し可能に前記ケーブルが外周に巻き付けられた引出リールと、この引出リールに隣接して配置され前記ケーブルの充電用電源側の端部側が固定され前記ケーブルが外周に前記引出リールと反対方向に巻き付けられた蓄線リールとを備えたケーブル収容装置であって、
   前記蓄線リールは、前記ケーブルの２つの動力線のうち一方の動力線が外周に巻き付けられる第１蓄線リールと、前記ケーブルの２つの動力線のうち他方の動力線が外周に巻き付けられる第２蓄線リールとを有することを特徴とするケーブル収容装置。
2. 請求項１記載のケーブル収容装置であって、
   前記第１蓄線リールと前記第２蓄線リールとの間には、前記引出リールが配置されていることを特徴とするケーブル収容装置。

Images