JPWO2013005326A1 - 充電用ケーブル収容装置 - Google Patents

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茂樹 木野村
茂樹 木野村
友也 大野
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Abstract

充電コネクタ(150)と、内部空間(101A)を有し、上下方向に延びる筐体(101)と、筐体(101)の内部空間(101A)に収容され、一端が筐体(101)に設けられた開口部(120H)から外部に向けて引き出され、一端に充電コネクタ(150)が接続され、他端から電力が供給される充電用ケーブル(160)と、筐体(101)の内部空間(101A)において、開口部(120H)よりも下方に収容され、充電用ケーブル(160)の他端側が巻き付けられるケーブルリール(210)とを備える。

Description

この発明は、充電用ケーブル収容装置に関する。
近年、環境への配慮からバッテリに充電された電力を駆動輪の動力に利用する車両が注目されている。特に、プラグインハイブリッド車両や電気自動車などのように駆動用のバッテリを搭載した車両が脚光を浴びている。このような車両には、外部充電設備に設けられた充電コネクタの接続が可能な充電用のインレットが設けられている。
上記のように車両への注目の高まりから、充電コネクタを備えた充電用ケーブル収容装置についての開発も進められている。
特開平8−33121号公報(特許文献1)に記載された電気自動車用充電装置は、電源ケーブルに接続された操作ボックスと、この操作ボックスを介して電源ケーブルに接続された充電用ケーブルと、充電用ケーブルの先端に接続され、自動車側コネクタと連結可能な充電コネクタと、充電用ケーブルを収容する充電用ケーブル収容装置とを備える。
この充電用ケーブル収容装置は、充電用ケーブルを巻き付けて収容するリールタイプの収容装置であって、充電時には充電用ケーブル収容装置から充電用ケーブルが引き出される。
登録実用新案第3120547号公報(特許文献2)に記載されたスタンド型電源タップは、伸縮可能なポールの上端に電源タップが設けられ、ポールの下端に延長コードが設けられている。
特開平11−122714号公報(特許文献3)に記載された電気自動車の充電装置は、下端が載置面に固定されたポールの側壁に充電コネクタを載置するコネクタ収納部が設けられ、充電コネクタに連結されるケーブは、ポールの外周面に沿って設けられたケーブル収納かごの内部に収納されている。
特開平8−33121号公報 登録実用新案第3120547号公報 特開平11−122714号公報
上記のような車両の普及にともない、充電用ケーブル収容装置の開発が急務となっている。ユーザの使い易さを考えると、充電用ケーブル収容装置は、移動式であることが好ましい。また、ユーザの使い易さから、充電コネクタは、充電用ケーブル収容装置の所定高さ位置に設けられることになるが、ケーブルの引き出しに際しても、充電用ケーブル収容装置が転倒しにくい構造が望まれる。このような課題は、車両に限らず、充電を必要とする被充電装置に対しては、共通の課題である。
したがって、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ユーザの使用に際して、使い易い構造を備える充電用ケーブル収容装置を提供することにある。
この発明に基づいた充電用ケーブル収容装置においては、移動可能に設けられ、被充電装置に電力を供給する際に用いられる充電用ケーブル収容装置であって、上記被充電装置側に設けられるインレットに装着される充電コネクタと、内部空間を有し、上下方向に延びる筐体と、上記筐体の上記内部空間に収容され、一端が上記筐体に設けられた開口部から外部に向けて引き出され、上記一端に上記充電コネクタが接続され、他端から電力が供給される充電用ケーブルと、上記筐体の上記内部空間において、上記開口部よりも下方に収容され、上記充電用ケーブルの他端側が巻き付けられるケーブルリールとを備える。
他の形態においては、上記筐体は、上記開口部が設けられる上部領域と、上記ケーブルリールが設けられる下部領域とを有し、上記下部領域の外形は、上記上部領域の外形よりも外側に張出すように設けられている。
他の形態においては、上記筐体は、円筒形状を有し、上記下部領域の外径は、上記上部領域の外径よりも大きく設けられている。
他の形態においては、上記筐体の上記内部空間において、上記ケーブルリールよりも上方側に設けられ、上記充電用ケーブルの送り出しまたは巻き取りを行なうケーブル搬送装置をさらに備える。
他の形態においては、上記開口部と上記ケーブルリールとの間には、上記ケーブルリールから引き出される上記充電用ケーブルに引張力を発生させるケーブル配索用ローラが設けられている。
他の形態においては、上記筐体の頂部には、上記充電コネクタを載置する載置領域が設けられている。
他の形態においては、上記筐体の下端部には、上記内部空間に侵入した異物を蓄積し外部に排出する異物排出領域が設けられている。
この発明に基づいた充電用ケーブル収容装置によれば、ユーザの使用に際して、使い易い構造を備える充電用ケーブル収容装置を提供することが可能となる。
実施の形態の充電用ケーブル収容装置の外観構成を示す斜視図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置の正面図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置の左側面図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置の使用状態を示す図である。 図4中のV−V線矢視断面図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置の使用状態における電力供給経路を示す図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置の電力供給経路を示す図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置に採用されるケーブル送り出し装置の正面図である。 図8中のIX線矢視図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置に採用されるケーブル配索用ローラの形態を示す図である。 図10中のXI−XI線矢視図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置のケーブル引き出し時の動作を示すブロック図である。 実施の形態の充電用ケーブル収容装置のケーブル巻取り時の動作を示すブロック図である。
本発明に基づいた実施の形態における充電用ケーブル収容装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
(充電用ケーブル収容装置100)
図1から図5を参照して、本実施の形態における充電用ケーブル収容装置100の構造について説明する。なお、図1は、充電用ケーブル収容装置100の外観構成を示す斜視図、図2は、充電用ケーブル収容装置100の正面図、図3は、充電用ケーブル収容装置100の左側面、図4は、充電用ケーブル収容装置100の使用状態を示す図、図5は、図4中のV−V線矢視断面図である。
この充電用ケーブル収容装置100は、プラグインハイブリッド車両や電気自動車などのように被充電装置であるバッテリに、家庭用の電源を用いて充電する装置である。この充電用ケーブル収容装置100は、載置面に固定されるものではなく、ユーザーが利用し易い位置に移動可能な構成を有している。
充電用ケーブル収容装置100は、車両に設けられるインレット400(図6参照)に着脱可能に装着される充電コネクタ150と、内部空間101Aを有し、上下方向に延びる筐体101と、この筐体101の内部空間101Aに収容され、一端が筐体101に設けられた開口部120Hから外部に向けて引き出され、一端に外部において充電コネクタ150が接続され、他端から電力が供給される充電用ケーブル160と、筐体101の内部空間101Aにおいて、開口部120Hよりも下方に収容され、充電用ケーブル160の他端側が巻き付けられるケーブルリール210とを備える。
ケーブルリール210には、ラチェット機構および巻き取りバネ機構を備える回転リールを用いると良い。ケーブルリール210への充電用ケーブル160の巻き取り時には、巻き取りバネ機構を用いて、回転リールが回転することにより、回転リールの胴部に充電用ケーブル160が巻き取られる。
一方、充電用ケーブル160の引き出し時には、ラチェット機構により引き出されるとともに、引き出しが一旦停止した状態では、ラチェット機構により回転リールの巻戻しが停止される状態が選択されると良い。また、ラチェット機構による停止状態を開放することで、さらなる充電用ケーブル160の引き出し、または、充電用ケーブル160の巻き取りが可能になると良い。
本実施の形態における充電用ケーブル収容装置100においては、筐体101の頂部には、充電コネクタ150を載置する載置領域130が設けられている。この載置領域130は、充電コネクタ150を受け入れる凹部形状を有している。
筐体101の高さ(L1)は、充電コネクタ150の操作を容易にする観点から、約600mm〜約1000mmに設定され、本実施の形態では、約700mmに設定されている。
開口部120Hから引き出される充電用ケーブル160には、充電用ケーブル160の過剰な巻き取りを防止するためのストッパボール161が取り付けられている。
筐体101の下端部からは、一端にプラグ170が連結された外部ケーブル180が引き出されており、プラグ170を家庭用の電源コンセント200に連結することで、外部電力の供給を受けることができる。外部ケーブル180の他端は、スリップリング181(図6参照)を介して、ケーブルリール210に巻き付けられる充電用ケーブル160に電気的に接続される。
筐体101は、開口部120Hが設けられる上部領域120と、ケーブルリール210が設けられる下部領域110とを有している。本実施の形態では、筐体101の全体長さL1が約700mmの場合に、上部領域120の長さL3は、約450mm程度、下部領域110の長さL2は、約250mm程度である。
本実施の形態における筐体101は、下部領域110の外形は、上部領域120の外形よりも外側に張出すように設けられている。具体的には、筐体101は全体としては、円筒形状を有し、下部領域110の外径(直径φD1)は、約300mm〜約400mm程度に設けられ、上部領域120の外径(直径φD2)は、約100mm〜200mm程度に設けられている。
このように、下部領域110の外形を、上部領域120の外形よりも外側に張出すように設けることで、充電用ケーブル収容装置100を載置した状態を安定させることができる。なお、下部領域110の外形および上部領域120の外形は、円形に限定されず、矩形形状であっても良い。また、矩形形状と円形形状とを適宜組合わせても良い。
本実施の形態における筐体101は、下部領域110において、その下端部に、たとえば、開口部120Hから内部空間101Aに侵入した異物(枯葉、ごみ等)を蓄積し外部に排出する異物排出領域111が設けられている。この異物排出領域111としては、トレイが用いられ、外部から引き出し可能に設けられている。これにより、定期的にトレイを引き出すことで、容易に内部空間101A内の清掃を行なうことができる。
本実施の形態における筐体101の内部空間101Aには、下部領域110に配置されたケーブルリール210よりも上方側において、開口部120Hの近傍領域(図5中の鎖線で囲まれた領域)に、充電用ケーブル160の送り出しまたは巻き取りを行なうケーブル搬送装置140を設けることが好ましい。
ケーブル搬送装置140は必ずしも必須の構成ではないが、ユーザーが、充電用ケーブル160の引き出し操作、および充電用ケーブル160の巻き取り操作を容易に実現させるには、ケーブル搬送装置140を設けておくと良い。この、ケーブル搬送装置140の詳細については、後述する。
また、本実施の形態における筐体101の内部空間101Aにおいて、開口部120Hとケーブルリール210との間には、ケーブルリール210から引き出される充電用ケーブル160に引張力を発生させるケーブル配索用ローラ300が設けられている。本実施の形態では、ケーブルリール210の上面から距離L5(約300mm)の位置に、ケーブル配索用ローラ300の回転中心が位置している。
ケーブルリール210から引き出される充電用ケーブル160に引張力を発生させることで、ケーブルリール210から充電用ケーブル160を引き出す際、および、ケーブルリール210に充電用ケーブル160を巻き付ける際に、充電用ケーブル160の緩みに起因するケーブルリール210への充電用ケーブル160の巻き付き不良の発生を防止することができる。
ケーブル配索用ローラ300は必ずしも必須の構成ではないが、充電用ケーブル160の引き出しおよび巻き取りをスムーズに行ない、ケーブルリール210への充電用ケーブル160の巻き付き不良を防止する観点からは、ケーブル配索用ローラ300を設けておくことが好ましい。
(充電用ケーブル収容装置100の使用状態における電力供給経路)
ここで、図6および図7を参照して、充電用ケーブル収容装置100の使用状態における電力供給経路、および、充電用ケーブル収容装置100の電力供給経路について説明する。図6に示すように、家庭用の電源コンセント200にプラグ170が装着されることで、外部ケーブル180からスリップリング181を介して、ケーブルリール210に巻き付けられる充電用ケーブル160に電力が供給される。充電用ケーブル160の先端に設けられた充電コネクタ150が、車両に設けられるインレット400に接続されることで、車両側の被充電装置であるバッテリに電力が供給される。
上記の電力供給経路において、充電用ケーブル収容装置100の内部においては、充電用ケーブル160は、ケーブルリール210から引き出され、ケーブル配索用ローラ300、ケーブル搬送装置140、開口部120Hを経由する。電力は、上記したように充電用ケーブル160の先端に設けられた充電コネクタ150から車両に設けられるインレット400を介して、車両側の被充電装置であるバッテリに電力が供給される。
(ケーブル搬送装置140)
次に、図8および図9を参照して、本実施の形態おいて採用されるケーブル搬送装置140の構成について説明する。なお、図8は、ケーブル搬送装置140の正面図(開口部120H側から見た図)であり、図9は、図8中のIX線矢視図である。このケーブル搬送装置140は、ケーブルリール210から引き出される充電用ケーブル160を開口部120H側に向けて経路を変更する役割も有している。
駆動ケーブル送りプーリ141、ケーブル挟みテンション付加プーリ142、第1ガイドプーリ146、および、第2ガイドプーリ147を有する。駆動ケーブル送りプーリ141は、上記各プーリの中で最も大きく、充電用ケーブル160をケーブルリール210から開口部120H側に向けて経路を変更させる。ケーブル挟みテンション付加プーリ142、第1ガイドプーリ146、および、第2ガイドプーリ147は、充電用ケーブル160を駆動ケーブル送りプーリ141とともに挟み込むように配置されている。
また、ケーブル挟みテンション付加プーリ142には、ケーブル挟みテンション付加プーリ142をケーブル送りプーリ141に付勢するための付勢ガイド143および挟みテンション保持ばね144が設けられている。挟みテンション保持ばね144の他端は、筐体101の上部領域120に固定されている。
これにより、充電用ケーブル160は、駆動ケーブル送りプーリ141とケーブル挟みテンション付加プーリ142との間に強固に挟みこまれ、駆動ケーブル送りプーリ141とケーブル挟みテンション付加プーリ142との間における充電用ケーブル160のスリップが防止される。なお、駆動ケーブル送りプーリ141、ケーブル挟みテンション付加プーリ142、および第1ガイドプーリ146は、図示しない固定部に各回転軸が固定されている。
駆動ケーブル送りプーリ141は、駆動モータ145により回転制御され、充電用ケーブル160の送り出し方向、または、巻き取り方向に回転方向が制御される。なお、駆動モータ145の駆動制御は、充電コネクタ150に設けられた引出スイッチ155または巻取スイッチ156により実行される。
(ケーブル配索用ローラ300)
次に、図10および図11を参照して、ケーブル配索用ローラ300の構造について説明する。このケーブル配索用ローラ300は、充電用ケーブル160を両側から挟み込む一対のローラ301,302を有している。ローラ301は、回転軸301aと、中空のゴムローラ本体301bとを有している。同様に、ローラ302は、回転軸302aと、中空のゴムローラ本体302bとを有している。回転軸301a,302aは、ベースプレート303に回転可能に固定されている。
ゴムローラ本体301a,302bは、ゴム製の中空形状を有し、その内部は所定の空気圧が保持されている。ゴムローラ本体301a,302bにより充電用ケーブル160を挟み込むことで、充電用ケーブル160の表面の全面が、ゴムローラ本体301a,302bの表面で覆われる。また、ゴムローラ本体301a,302bの表面同士も接触しながら回転する。
これにより、充電用ケーブル160は、ゴムローラ本体301a,302bとの間に大きな摩擦力を発生させながら、引き出し方向または巻き取り方向に搬送される。その結果、ケーブルリール210から引き出される充電用ケーブル160に引張力を発生させ、ケーブルリール210から充電用ケーブル160を引き出す際、および、ケーブルリール210に充電用ケーブル160を巻き取る際に、充電用ケーブル160の緩みに起因するケーブルリール210への充電用ケーブル160の巻き付き不良の発生を防止することができる。
なお、本実施の形態では、ケーブル配索用ローラ300に中空のゴムローラを用いたローラ301,302を採用した場合について説明したが、たとえば、図8および図9に示すようなプーリを用いることも可能である。
また、ケーブル搬送装置140に、駆動ケーブル送りプーリ141、ケーブル挟みテンション付加プーリ142、第1ガイドプーリ146、および、第2ガイドプーリ147を用いる場合を説明したが、各プーリに代わり、図10および図11に示すような、中空のゴムローラを用いたローラを採用することも可能である。
(ケーブル引き出し時の動作/ケーブル巻取り時の動作)
次に、図12および図13を参照して、上記構成を有する充電用ケーブル収容装置100を用いた場合の、ケーブル引き出し時の動作およびケーブル巻取り時の動作について説明する。なお、図12は、充電用ケーブル収容装置100のケーブル引き出し時の動作を示すブロック図、図13は、充電用ケーブル収容装置100のケーブル巻取り時の動作を示すブロック図である。
(ケーブル引き出し時の動作)
図12を参照して、ケーブル引き出し時の動作は、ユーザーは、まず、充電コネクタ150を取る(S110)。次に、充電コネクタ150に設けられた引出スイッチ155を押す(S120)。ケーブル搬送装置140が駆動し、充電用ケーブル160が引き出しが開始される(S130)。充電用ケーブル160の引き出し時には、ケーブル搬送装置140が、ケーブルリール210に内蔵された巻取りばねよりも強いトルクで充電用ケーブル160を引き出す。
ケーブル搬送装置140により筐体101の内部の充電用ケーブル160が引っ張られ、ケーブルリール210が回転して充電用ケーブル160を引き出す(S140)。希望する長さの充電用ケーブル160が引き出されたら、引出スイッチ155開放し(S150)、ケーブル搬送装置140を停止させる(S160)。
ケーブル搬送装置140が停止した状態では、充電用ケーブル160は、駆動ケーブル送りプーリ141とケーブル挟みテンション付加プーリ142とにより挟み込まれ、強固に保持された状態となる(S170)。これにより、充電用ケーブル160は移動しない。
ユーザーは、車両側のインレット400に充電コネクタ150を装着する(S180)。これにより、車両への電力の供給が開始される状態となる。
(ケーブル巻取り時の動作)
図13を参照して、ケーブル巻取り時の動作は、ユーザは、充電コネクタ150を車両側のインレット400から外す(S210)。次に、充電コネクタ150に設けられた巻取スイッチ156を押す(S220)。ケーブル搬送装置140が駆動し、充電用ケーブル160が巻取りが開始される(S230)。
ケーブルリール210に設けられた巻取りばねにより、ケーブルリール210が回転し、充電用ケーブル160が巻き取られる(S240)。充電用ケーブル160の巻取り時には、ケーブルリール210に内蔵された巻取りばねにより、充電用ケーブル160に一様なテンションが掛かっており、ケーブル搬送装置140により、巻取り速度が制御される。
充電用ケーブル160に設けられたストッパボール161が開口部120Hに当接しない程度にまで充電用ケーブル160が巻き取られたら、巻取スイッチ156を開放する(S250)。これにより、ケーブル搬送装置140の駆動が停止する(S260)。この状態においても、充電用ケーブル160は、ケーブル送りプーリ141とケーブル挟みテンション付加プーリ142とにより挟み込まれ、強固に保持された状態となる(S270)。これにより、充電用ケーブル160は移動しない。
以上、本実施の形態おける充電用ケーブル収容装置100によれば、筐体101の下部領域110に、ケーブルリール210を配置している。ケーブルリール210は重量物であることから、充電用ケーブル収容装置100の重心が下方に位置することになり、充電用ケーブル160の引き出し時においても、充電用ケーブル収容装置100を安定した状態に維持させることができる。
また、大型化するケーブルリール210を筐体101の下部領域110に配置することで、充電用ケーブル収容装置100に安定感を与えるとともに、余分なスペースを取ることがない。
また、充電用ケーブル160を筐体101の上部領域120から引き出すようにしていることから、ユーザーは、起立した状態のまま充電コネクタ150を取り扱うことが可能となり、ユーザーにおける充電コネクタ150の操作性の向上を図ることができる。
また、筐体101の内部においては、充電用ケーブル160は、ケーブルリール210から開口部120Hに向かって配索されることから、ケーブルリール210とケーブル配索用ローラ300の回転中心との間に十分なケーブル配索距離L5を確保することができる。これにより、充電用ケーブル160の絡まりを未然に防止することもできる。
このように、本実施の形態おける充電用ケーブル収容装置100によれば、ユーザの使用に際して、使い易い構造を備える充電用ケーブル収容装置を提供することが可能となる。
なお、充電用ケーブル160は、手動で引き出すことも可能であり、その場合筐体101の上部に引き出し時の力が加わるが、本件の構成を採用することで、充電用ケーブル収容装置100の転倒のおそれを低減することができる。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 充電用ケーブル収容装置、101 筐体、101A 内部空間、110 下部領域、111 異物排出領域、120 上部領域、120H 開口部、130 載置領域、140 ケーブル搬送装置、141 駆動ケーブル送りプーリ、142 ケーブル挟みテンション付加プーリ142、143 付勢ガイド、144 テンション保持ばね、145 駆動モータ、146 第1ガイドプーリ、147 第2ガイドプーリ、150 充電コネクタ、155 引出スイッチ、156 巻取スイッチ、161 ストッパボール、170 プラグ、180 外部ケーブル、181 スリップリング、200 電源コンセント、210 ケーブルリール、300 ケーブル配索用ローラ、301,302 ローラ、301a,302a 回転軸、301a,302b ゴムローラ本体、303 ベースプレート、400 インレット。

Claims (7)

  1. 移動可能に設けられ、被充電装置に電力を供給する際に用いられる充電用ケーブル収容装置であって、
    前記被充電装置側に設けられるインレットに装着される充電コネクタ(150)と、
    内部空間(101A)を有し、上下方向に延びる筐体(101)と、
    前記筐体(101)の前記内部空間(101A)に収容され、一端が前記筐体(101)に設けられた開口部(120H)から外部に向けて引き出され、前記一端に前記充電コネクタ(150)が接続され、他端から電力が供給される充電用ケーブル(160)と、
    前記筐体(101)の前記内部空間(101A)において、前記開口部(120H)よりも下方に収容され、前記充電用ケーブル(160)の他端側が巻き付けられるケーブルリール(210)と、を備える充電用ケーブル収容装置。
  2. 前記筐体(101)は、前記開口部(120H)が設けられる上部領域(120)と、
    前記ケーブルリール(210)が設けられる下部領域(110)と、を有し、
    前記下部領域(110)の外形は、前記上部領域(120)の外形よりも外側に張出すように設けられている、請求項1に記載の充電用ケーブル収容装置。
  3. 前記筐体(101)は、円筒形状を有し、
    前記下部領域(110)の外径(φD1)は、前記上部領域(120)の外径(φD2)よりも大きく設けられている、請求項2に記載の充電用ケーブル収容装置。
  4. 前記筐体(101)の前記内部空間(101A)において、前記ケーブルリール(210)よりも上方側に設けられ、前記充電用ケーブル(160)の送り出しまたは巻き取りを行なうケーブル搬送装置(140)をさらに備える、請求項1に記載の充電用ケーブル収容装置。
  5. 前記開口部(120H)と前記ケーブルリール(210)との間には、前記ケーブルリール(210)から引き出される前記充電用ケーブル(160)に引張力を発生させるケーブル配索用ローラ(200)が設けられている、請求項1に記載の充電用ケーブル収容装置。
  6. 前記筐体(101)の頂部には、前記充電コネクタ(150)を載置する載置領域(130)が設けられている、請求項1に記載の充電用ケーブル収容装置。
  7. 前記筐体(101)の下端部には、前記内部空間(101A)に侵入した異物を蓄積し外部に排出する異物排出領域(111)が設けられている、請求項1に記載の充電用ケーブル収容装置。
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