WO2012172626A1 - ケーブル巻取り装置、車両および電源装置 - Google Patents

Abstract

　フラットケーブルの巻取りおよび引き出し時の抵抗を低減できるケーブル巻取り装置を提供する。ケーブル巻取り装置（５０）は、外周面（３２）を有し、回転可能に設けられた巻芯（３１）と、帯状の外形を有し、断面の長手方向が巻芯（３１）の軸方向に沿うように整列されて外周面（３２）に巻回される、フラットケーブル（２０）と、フラットケーブル（２０）が貫通する貫通孔（４１）が形成され、巻芯（３１）に巻き取られるまたは巻芯（３１）から引き出されるフラットケーブル（２０）の向きを整える、ケーブルガイド（４０）と、を備える。ケーブルガイド（４０）は、フラットケーブル（２０）の延在方向を回転軸として回転可能であり、貫通孔（４１）を貫通するフラットケーブル（２０）の延在方向回りの向きの変化に従動して回転する。

Description

ケーブル巻取り装置、車両および電源装置

　本発明は、ケーブル巻取り装置、車両および電源装置に関し、特に、フラットケーブルを巻取るためのケーブル巻取り装置、ならびに、そのケーブル巻取り装置を備える車両および電源装置に関する。

　電線を収容するための装置に関し、特開２００３－２１９５１１号公報（特許文献１）には、バッテリ充電用のコードが取り付けられた電気自動車に関し、車両に設けられた充電用コードが走行中に車輪に絡まることを防止するために、コードの収納部への収納状態を判定し、コードが収納状態にない時には車両の走行を禁止する技術が開示されている。特開２００２－０６８６０９号公報（特許文献２）には、コード引き出し口近傍に設けた湾曲体によりコードに曲げを付与してコードをリール面に対してほぼ直角に引き出し可能にケースに設けられているコード引き出し口が開示されている。

　また、電線の捩れを解消するための技術として、特開２０００－２１１８２２号公報（特許文献３）には、ホースが捩じれてループが形成された場合、ホースの巻取り時にループ部分がフランジ部の全面に接し、リブ部がホースの交差部分に入り、さらに巻き取るとループ部分はフランジ部の傾斜面に沿って外側へ移動し、フランジ部の外側へ出てループが解かれる、ホース巻取り装置のホースガイドが開示されている。特開２０００－２８５７４８号公報（特許文献４）には、電線の中間部位を固定した状態で電線を中心として回転自在である挟持固定手段を有し、挟持固定手段が電線を固定した状態でアクチュエータによって挟持固定手段を正逆両方向に所定量回転させることにより、電線の捩じれや巻き癖を強制する、電線の捩れ矯正装置が開示されている。

特開２００３－２１９５１１号公報 特開２００２－０６８６０９号公報 特開２０００－２１１８２２号公報 特開２０００－２８５７４８号公報

　特開２００３－２１９５１１号公報（特許文献１）に記載の装置では、コード送り出し用のローラの回転軸は、コードリールの回転軸と同じ方向に固定されている。電力供給用のコードとしてフラットケーブルを使用した場合、ローラの回転軸が固定されていると、フラットケーブルの巻取りや引き出しの際に、ローラがフラットケーブルの動きの妨げとなる場合がある。フラットケーブルの巻取りや引き出しの際のにフラットケーブルに作用する抵抗が増大すると、フラットケーブルの巻取りおよび引き出し作業のために必要な力が増大し、使い勝手が悪いという問題があった。

　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、フラットケーブルの巻取りおよび引き出しの際にフラットケーブルに作用する抵抗を低減できる、ケーブル巻取り装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのケーブル巻取り装置を備えた車両および電源装置を提供することである。

　本発明に係るケーブル巻取り装置は、外周面を有し、回転可能に設けられた巻芯と、帯状の外形を有し、断面の長手方向が巻芯の軸方向に沿うように整列されて外周面に巻回される、フラットケーブルと、フラットケーブルが貫通する貫通孔が形成され、巻芯に巻き取られるまたは巻芯から引き出されるフラットケーブルの向きを整える、ケーブルガイドと、を備える。ケーブルガイドは、フラットケーブルの延在方向を回転軸として回転可能であり、貫通孔を貫通するフラットケーブルの延在方向回りの向きの変化に従動して回転する。

　上記ケーブル巻取り装置において好ましくは、ケーブルガイドは、貫通孔の内部に配置されたフラットケーブルの断面の長手方向が巻芯の軸方向に沿うように、フラットケーブルの向きを整える。

　上記ケーブル巻取り装置において好ましくは、ケーブルガイドの回転可能な範囲を規制する回転規制部を備える。

　上記ケーブル巻取り装置において好ましくは、ケーブルガイドは、フラットケーブルの延在方向に交差する方向に延びる軸部を有し、軸部の回りに回転可能である。好ましくは、軸部は、巻芯に近接する側のケーブルガイドの端部に設けられている。好ましくは、巻芯から離れる側のケーブルガイドの端部において、貫通孔の径が拡大する。

　上記ケーブル巻取り装置において好ましくは、貫通孔の内部に配置され、フラットケーブルに接触し、貫通孔の内部におけるフラットケーブルの延在方向への移動の際に転動する、転動体を備える。

　本発明に係る車両は、電力を蓄える蓄電装置と、上記のいずれかの局面のケーブル巻取り装置と、を備え、フラットケーブルを介して車両外部の電源から蓄電装置に電力を供給する。

　本発明に係る電源装置は、上記のいずれかの局面のケーブル巻取り装置を備え、フラットケーブルを介して電力を供給可能である。

　本発明のケーブル巻取り装置によると、フラットケーブルの巻取りおよび引き出しの際にフラットケーブルに作用する抵抗を低減することができる。

実施の形態１に係る車両を示す後方斜視図である。 車両を示すブロック図である。 実施の形態１のケーブル巻取り装置の構成を示す概略図である。 フラットケーブルが巻回されたコードリールの断面図である。 ケーブル巻取り装置と車両の背面との位置関係を模式的に示す部分断面図である。 ケーブルガイドの支持構造を示す断面図である。 フラットケーブルがケーブルガイドを貫通する状態を示す断面図である。 ケーブルガイドの動作を示す第一の図である。 ケーブルガイドの動作を示す第二の図である。 ケーブルガイドの動作を示す第三の図である。 ケーブルガイドの動作を示す第四の図である。 ケーブルガイドの動作を示す第五の図である。 実施の形態２のケーブルガイドの支持構造を示す部分斜視図である。 図１３中の矢印ＸＩＶ方向から見たケーブルガイドおよび支持部を示す図である。 リブ同士が干渉した状態を示す図である。 実施の形態３のケーブルガイドの構成を示す斜視図である。 図１６中に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿うケーブルガイドの断面図である。 図１７中に示す矢印ＸＶＩＩＩ方向から見たケーブルガイドを示す図である。 実施の形態３のケーブルガイドをフラットケーブルが貫通する状態を示す断面図である。 フラットケーブルの引き出し時のケーブルガイドの動作の一例を示す断面図である。 実施の形態４に係る車両の電源装置の概要を示す図である。

　以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る車両１０を示す後方斜視図である。この図１に示すように、車両１０は、車両の外郭であるボディ１０ａと、車両１０内に搭載されたバッテリＢおよびフューエルタンクＦＴと、車両１０内に搭載され、フラットケーブル２０が巻回されたケーブル収容装置としてのコードリール３０とを備える。

　ボディ１０ａは、フラットケーブル２０を引き出すケーブル引出口１１が形成された背面１２と、給油部１３が形成された側面１４とを備える。バッテリＢは、電力を蓄電可能な蓄電装置であって、後述する変換器などを介してコードリール３０と接続されている。バッテリＢは、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等の二次電池を用いることができる。また、バッテリＢに代えて大容量の電気二重層コンデンサを用いることもできる。フューエルタンクＦＴは、給油部１３から供給されるガソリンや軽油などの燃料を貯留するタンクである。フューエルタンクＦＴは、バッテリＢよりも車両１０の前方側に配置されている。

　フラットケーブル２０の先端部には、プラグ２１が取付けられている。プラグ２１は、車両１０の外部に設けられた電源１７に接続可能とされている。プラグ２１を電源１７に接続することで、フラットケーブル２０を介して電源１７から電力を供給して、バッテリＢを充電することができる。なお、電源１７は、家庭用電源であったり、充電ステーションなど充電施設に設けられた商用電源などである。コードリール３０の詳細構造については後述する。

　図２は、車両１０を示すブロック図である。車両１０は、エンジン１と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２と、バッテリＢと、コンデンサＣと、リアクトルＬと、コンバータ４と、インバータ５およびインバータ６と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と、スイッチング素子８と、変換器９と、コードリール３０とを備える。

　動力分割機構２は、エンジン１およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されており、これらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構２としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構が用いられる。この３つの回転軸は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸に接続されている。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空とし、その中心にエンジン１のクランク軸を通すことによって、動力分割機構２にエンジン１およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を機械的に接続されている。

　なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって駆動輪である前輪３に結合されている。動力分割機構２の内部には、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機がさらに組み込まれてもよい。

　モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン１の始動を行ない得る電動機として動作するものとして、車両１０に組み込まれている。モータジェネレータＭＧ２は、車両１０の駆動輪である前輪３を駆動する電動機として、車両１０に組み込まれている。

　モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、三相交流同期電動機である。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルからなる三相コイルをステータコイルとして含む。

　モータジェネレータＭＧ１は、エンジン出力を用いて三相交流電圧を発生し、その発生した三相交流電圧をインバータ５へ出力する。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ６から受ける三相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン１の始動を行なう。

　モータジェネレータＭＧ２は、インバータ６から受ける三相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、三相交流電圧を発生してインバータ６へ出力する。

　スイッチング素子８と変換器９とは、バッテリＢとコードリール３０との間に配置されている。変換器９は、コードリール３０に接続され、スイッチング素子８は、バッテリＢと変換器９との間に配置されている。

　スイッチング素子８は、変換器９とバッテリＢとを接続したり、変換器９とバッテリＢとの接続を切断したりする。スイッチング素子８は、車両ＥＣＵ７のコントロール信号ＣＮＴＬ１によってＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。

　変換器９は、接続配線３９によってコードリール３０に接続されており、電源１７から供給される交流電流を直流電流に変換し、バッテリＢに供給する。また、バッテリＢに蓄積された電力を電源１７に戻すときには、変換器９は、バッテリＢからの直流電流を交流電流に変換してコードリール３０に供給する。変換器９は、車両ＥＣＵ７のコントロール信号ＣＮＴＬ２に基づいて駆動する。

　バッテリＢを充電するときには、車両ＥＣＵ７は、スイッチング素子８をＯＮにして、バッテリＢと変換器９とを接続する。そして、車両ＥＣＵ７は、電源１７から供給された交流電力を直流電力に変換するように、変換器９を駆動する。

　図３は、実施の形態１のケーブル巻取り装置５０の構成を示す概略図である。図３に示す本実施の形態のケーブル巻取り装置５０は、コードリール３０と、コードリール３０に巻回されたフラットケーブル２０と、フラットケーブル２０を支持および案内するケーブルガイド４０とを備える。フラットケーブル２０は、一方向に配列する複数の芯線と、当該複数の芯線を被覆する絶縁部材と、を有しており、平坦な帯状の外形を有するように形成されている。

　コードリール３０は、円筒状の巻芯３１と、巻芯３１の一方の端部に設けられた円板状のフランジ部３３と、巻芯３１の他方の端部に設けられた円板状のフランジ部３４と、を有する。フランジ部３３，３４は、巻芯３１の両端に設けられ、フラットケーブル２０を支持する。巻芯３１は外周面３２を有し、フラットケーブル２０は巻芯３１の外周面３２に巻回される。フラットケーブル２０は、巻芯３１の周囲に幾重にも巻かれて、巻芯３１の外周面３２と一対のフランジ部３３，３４とによって区切られた環状の空間内に収容されている。フランジ部３３，３４は、巻芯３１と一体に形成されてもよく、または、巻芯３１と別体の円板状部材が巻芯３１の端部に接合されて形成されてもよい。

　ケーブルガイド４０は、略円筒状の外形を有する。ケーブルガイド４０には、その略円筒形状の両端部に亘って貫通孔４１が形成されている。フラットケーブル２０は、ケーブルガイド４０に形成された貫通孔４１を貫通して、車両１０の内部から外部に亘って配置されている。フラットケーブル２０の先端部には、プラグ２１が設けられている。

　コードリール３０に巻き取られようとするフラットケーブル２０は、コードリール３０に巻き取られる前に、ケーブルガイド４０を通過する。コードリール３０から引き出されたフラットケーブル２０は、コードリール３０から引き出され車両１０の外部へ出る前に、ケーブルガイド４０を通過する。

　図４は、フラットケーブル２０が巻回されたコードリール３０の断面図である。コードリール３０は、円筒状の巻芯３１の中心線に沿う回転軸Ａの回りに回転可能に設けられている。フラットケーブル２０の外形は平帯状であるので、図４に示すフラットケーブル２０の断面は矩形状である。フラットケーブル２０の断面は長手方向と短手方向とを有する。本実施の形態においては、フラットケーブル２０の矩形状の断面の長辺方向（図４中の上下方向）がフラットケーブル２０の断面の長手方向であり、フラットケーブル２０の矩形状の断面の長辺方向（図４中の左右方向）がフラットケーブル２０の断面の短手方向である。

　巻芯３１の外周面３２に巻回されたフラットケーブル２０は、その断面の長手方向が巻芯３１の軸方向に沿うように整列されている。フラットケーブル２０は、断面の長手方向がコードリール３０の回転軸Ａに沿い、平坦な外表面が巻芯３１と平行となるように揃えられた状態で、巻芯３１の外周面３２に巻回されている。フラットケーブル２０を回転軸Ａと平行に巻くことで、フラットケーブル２０がコードリール３０からはみ出ることを抑制し、巻芯３１にフラットケーブル２０を巻き取った状態のコードリール３０の外形を小さくできる。加えて、巻芯３１に巻回された状態のフラットケーブル２０に作用する応力を低減できる。

　図５は、ケーブル巻取り装置５０と車両１０の背面１２との位置関係を模式的に示す部分断面図である。ボディ１０ａの背面１２には、ケーブル引出口１１が形成されている。背面１２の車両外側の表面には、ケーブル引出口１１を開閉する蓋１１ａが取り付けられている。ケーブル引出口１１の内部の一部には、プラグ２１を収容可能なプラグ収容部３５が形成されている。ケーブル引出口１１よりも外側が車両１０の外部の空間であり、ケーブル引出口１１よりも内側が車両１０の内部の空間である。

　コードリール３０は、車両１０のボディ１０ａの内部に、回転可能に支持されている。フラットケーブル２０は、図５中の回転方向Ｒにコードリール３０が回転することで巻芯３１から送り出され、回転方向Ｒと反対方向にコードリール３０が回転することで巻芯３１に巻き取られる。フラットケーブル２０の芯線の端部は、接続配線３９（図２参照）の終端部に、電気的に接続されている。フラットケーブル２０は、ケーブル引出口１１を経由して、車両１０の内部から外部へ亘って配置される。ケーブル引出口１１よりもコードリール３０から離れる側のフラットケーブル２０は、車両１０の外部に配置されている。

　ボディ１０ａの背面１２の車両内側の表面には、ケーブルガイド４０を回転可能に支持する支持部６０が取り付けられている。支持部６０は、車両１０の背面１２を形成する部材と一体に形成されていてもよく、背面１２と別の部材がたとえば溶接、ボルト接合などの任意の手段により背面１２に固定されていてもよい。略円筒状のケーブルガイド４０の外周面は、支持部６０により囲われている。ケーブルガイド４０は、車両１０のケーブル引出口１１の内側に配置されており、車両１０の内部に配置されている。

　ケーブル巻取り装置５０を使用する使用者は、図５に示す蓋１１ａを開け、プラグ収容部３５に収められたプラグ２１をケーブル引出口１１から引き出す。この状態で、使用者がプラグ２１またはフラットケーブル２０を把持し引っ張ることにより、コードリール３０を回転方向Ｒに回転させ、フラットケーブル２０をコードリール３０から引き出すことができる。引き出されたフラットケーブル２０は、ケーブル引出口１１を経由して、順次車両の外側へ送り出される。フラットケーブル２０を十分な長さ分車外へ引き出した後に、フラットケーブル２０の先端のプラグ２１を電源１７に接続することで、バッテリＢに電力を供給して、バッテリＢを充電することができる。

　バッテリＢの充電完了後、フラットケーブル２０をコードリール３０に巻き取ろうとするときには、手動でまたは外部からの操作により自動で、コードリール３０を回転方向Ｒと逆方向に回転させる。これにより、フラットケーブル２０は巻芯３１の回りに巻き取られる。

　図６は、ケーブルガイド４０の支持構造を示す断面図である。略円筒状のケーブルガイド４０は、端部４２，４３を有する。端部４２は、支持部６０を介在させてケーブルガイド４０が車両１０の背面１２に取り付けられた状態で、車両１０の内部空間に向く側の端部である。端部４３は、端部４２と反対側の端部であって、ケーブルガイド４０が車両１０の背面１２に取り付けられた状態で背面１２に対向する側の端部である。ケーブルガイド４０には、一方の端部４２から他方の端部４３へケーブルガイド４０を貫通する貫通孔４１が形成されている。

　貫通孔４１は、スリット状に形成されている。貫通孔４１の径の最小値は、フラットケーブル２０の断面における径の最大値よりも小さい。フラットケーブル２０の断面形状が矩形状の場合、径の最大値とは、矩形の対角線の長さとなる。なお、フラットケーブル２０の断面形状は矩形状に限られるものではなく、たとえば楕円状でもよく、他の任意の形状でもよい。楕円状の場合、フラットケーブル２０の断面における径の最大値とは、楕円の長軸の長さとなる。

　貫通孔４１およびフラットケーブル２０の寸法をこのように規定することにより、フラットケーブル２０がその延在方向を軸として回転して向きを変えると、ケーブルガイド４０はフラットケーブル２０の向きの変化に従動して回転する。一方、ケーブルガイド４０が回転することにより、フラットケーブル２０は、ケーブルガイド４０に従動して、フラットケーブル２０の延在方向回りに向きを変える。

　フラットケーブル２０の引き出し時に、コードリール３０から引き出されたフラットケーブル２０は、端部４２側から貫通孔４１へ挿通され、端部４２側から端部４３側へ向かって貫通孔４１の内部を移動する。フラットケーブル２０の巻取り時に、フラットケーブル２０は、端部４３側から端部４２側へ向かって貫通孔４１の内部を移動して貫通孔４１を貫通し、端部４２側から貫通孔４１を出てコードリール３０へ向かって移動する。

　ケーブルガイド４０の端部４２には、ケーブルガイド４０の外周面が径方向外側へ張り出した鍔部４４が形成され、端部４３には、ケーブルガイド４０の外周面が径方向外側へ張り出した鍔部４５が形成されている。鍔部４４，４５の間に、中空円筒状の筒部４６が設けられて、ケーブルガイド４０が形成されている。ケーブルガイド４０と支持部６０との間には、支持部６０を外輪としケーブルガイド４０を内輪とするすべり軸受が形成され、ケーブルガイド４０は支持部６０に対して自在に相対回転できるようになっている。

　ケーブルガイド４０の外周面は、鍔部４４，４５において外側へ張り出し、筒部４６では鍔部４４，４５に比較して相対的に窪んでいる。ケーブルガイド４０を支持する支持部６０の内周面には、ケーブルガイド４０の外周面に対応する形状が形成されている。図６に示すように、支持部６０の内周面には、鍔部４４，４５に対応する円環状の窪みが形成され、当該一対の窪みの間には、筒部４６の外周面に近接するように内側に突起した台状の形状が形成されている。このようなケーブルガイド４０および支持部６０の形状により、支持部６０の厚み方向（図６中の左右方向）へのケーブルガイド４０の移動は規制される。

　図７は、フラットケーブル２０がケーブルガイド４０を貫通する状態を示す断面図である。ケーブルガイド４０に形成された貫通孔４１の内部には、貫通孔４１の内壁面に対して自在に相対回転可能な転動体９０が設けられている。本実施の形態では、転動体９０は、ケーブルガイド４０の端部４２側に配置されたガイドローラ９１と、端部４３側に配置されたガイドローラ９２とを含む。一対のガイドローラ９１，９２は、貫通孔４１の内壁面に回転可能に保持され、貫通孔４１の内部を貫通するフラットケーブル２０の表面に接触しながら転動可能に設けられている。

　ガイドローラ９１，９２は、貫通孔４１の内部においてフラットケーブル２０がその延在方向へ移動する際に、転動する。フラットケーブル２０のコードリール３０への巻取りまたはコードリール３０からの引き出しの際に、フラットケーブル２０はその延在方向（図７中の左右方向）に移動する。フラットケーブル２０がその延在方向へ移動するとき、貫通孔４１の壁面とフラットケーブル２０との間にガイドローラ９１，９２が介在することにより、フラットケーブル２０の移動に伴う摩擦抵抗を軽減でき、フラットケーブル２０をスムーズに移動させることができる。

　以上の構成を備えるケーブル巻取り装置５０を使用した、フラットケーブル２０のコードリール３０からの引き出しまたはコードリール３０への巻取りの際の、ケーブルガイド４０の動作について説明する。図８～図１２は、ケーブルガイド４０の動作を示す図である。

　図８に示すフラットケーブル２０がケーブルガイド４０の貫通孔４１を貫通して配置されている状態で、図中矢印に示すようにフラットケーブル２０が向きを変える場合を考える。たとえば、バッテリＢの充電のために車両１０を駐車したときの車両１０に対する電源１７の配置が異なることにより、ケーブル引出口１１から電源１７へ至るフラットケーブル２０の配置の経路も異なる。フラットケーブル２０の経路が異なることにより、フラットケーブル２０にモーメントが作用し、コードリール３０から引き出されケーブルガイド４０を通過するフラットケーブル２０の、フラットケーブル２０の延在方向回りの向きが変化する。

　上述した通り、ケーブルガイド４０は自在に回転可能である。ケーブルガイド４０は、フラットケーブル２０が貫通孔４１を通ってその延在方向に移動するときにも、自在に回転し得る。そのため、貫通孔４１を貫通するフラットケーブル２０がその延在方向回りの向きを変化させるのに従って、ケーブルガイド４０はフラットケーブル２０の延在方向を回転軸として回転する。図８では縦向きに配置されたフラットケーブル２０が、図９に示すように横向きに向きを変えるのに伴って、ケーブルガイド４０は９０°回転している。回転した後のケーブルガイド４０によって、巻芯３１から引き出されるフラットケーブル２０の向きを整えることができる。

　ケーブルガイド４０がフラットケーブル２０に合わせて回転するので、向きを変えようとするフラットケーブル２０の動きがケーブルガイド４０によって妨げられない。ケーブルガイド４０がフラットケーブル２０の回転の妨げとならないので、ケーブルガイド４０を貫通するフラットケーブル２０がケーブルガイド４０に接触して過大な応力が発生することを回避できる。そのため、フラットケーブル２０の巻取りまたは引き出しの際の、フラットケーブル２０の損傷やねじれなどの不具合の発生を、抑制することができる。

　図４に示すように、フラットケーブル２０は、コードリール３０に巻き取られた状態では、巻芯３１の周囲に揃えられて配置されている。そのため、フラットケーブル２０がコードリール３０に巻き取られるとき、フラットケーブル２０には巻芯３１の回りに整列されようとする力が作用する。

　たとえば、フラットケーブル２０がコードリール３０から引き出された状態において、ケーブルガイド４０を貫通するフラットケーブル２０が図９に示すように横向きに配置され、フラットケーブル２０の平坦面が巻芯３１と平行でない状態であるとする。この状態から、フラットケーブル２０がコードリール３０の巻芯３１に巻き取られるときに、フラットケーブル２０に巻芯３１に合わせて向きを揃えられようとする力が作用して、図１０に示すフラットケーブル２０がねじれた状態になるとする。

　この場合、フラットケーブル２０の向きの変化に従って、ケーブルガイド４０には図１０中の矢印に示すような力が作用し、ケーブルガイド４０が回転して図８に示す状態に戻る。つまり、フラットケーブル２０の巻取り時に、図９に示すようにフラットケーブル２０にねじれが発生しても、フラットケーブル２０にはねじれを解消しようとする力が作用して、このときケーブルガイド４０がフラットケーブル２０と共に回転する。

　フラットケーブル２０に従動して回転するケーブルガイド４０は、ねじれを解消しようとするフラットケーブル２０の動きを妨げることがない。これにより、フラットケーブル２０のねじれが取れた図８に示す状態になる。このようにしてフラットケーブル２０のねじれが解消されるので、フラットケーブル２０がねじれその結果損傷する不具合の発生を、確実に抑制することができる。

　一方、回転した後のケーブルガイド４０によって、貫通孔４１の内部に配置されたフラットケーブル２０の平坦面が巻芯３１の外周面３２と平行になり、フラットケーブル２０の断面の長手方向が巻芯３１の軸方向に沿うように、フラットケーブル２０の向きを整えることができる。これにより、フラットケーブル２０の巻取り時に、フラットケーブル２０を整列させて巻芯３１に巻回させることができる。

　フラットケーブル２０の巻取り時に確実にフラットケーブル２０の向きを揃えるために、ケーブルガイド４０にトルクを加える回転要素を備えてもよい。たとえばバネなどの付勢部材を使用してケーブルガイド４０に常時トルクを作用させてもよく、またはモータなどの駆動部材を設け当該駆動部材を制御してケーブルガイド４０にトルクを適宜作用させてもよい。ケーブルガイド４０の回転位相を調整することで、フラットケーブル２０の向きを変化させて、フラットケーブル２０を確実に巻芯３１に揃えて整列させることができる。そのため、フラットケーブル２０がねじれて巻芯３１に巻き取られることを確実に防止することができる。

　図１１および１２には、フラットケーブル２０が引き出されるときのケーブルガイド４０の動作の一例が示されている。フラットケーブル２０は、断面が矩形状であり長手方向と短手方向とを有するので、フラットケーブル２０を曲げようとする応力が作用したときに変形し易い方向と変形しにくい方向とを有する。たとえば図１１に示された状態では、断面の短手方向である図中左右方向に沿う方向には、フラットケーブル２０が曲がり易い。一方、断面の長手方向である図中上下方向に沿う方向には、フラットケーブル２０が曲がりにくい。

　ケーブルガイド４０が回転自在に設けられることにより、フラットケーブル２０が引き出されようとする方向に連動して、ケーブルガイド４０を回転させて、フラットケーブル２０を引き出し易い最適な向きにすることができる。具体的には、図１１に示す縦方向に配置されたフラットケーブル２０が、図１１中の矢印に示す方向に引き出されようとする場合、フラットケーブル２０は曲がりにくい。このとき、ケーブルガイド４０が９０°回転して、図１２に示す状態にフラットケーブル２０の向きが変化することにより、フラットケーブル２０は曲がり易い方向に引き出されることになる。

　どの方向にフラットケーブル２０が引き出されても、ケーブルガイド４０はフラットケーブル２０に連動して回転する。したがって、フラットケーブル２０の引き出しが容易になる。このように任意の方向へフラットケーブル２０を引き出すことが可能なケーブル巻取り装置５０は、車載用として特に好適である。

　以上のように、本実施の形態のケーブル巻取り装置５０では、ケーブルガイド４０が、フラットケーブル２０の延在方向を回転軸として、フラットケーブル２０の延在方向回りの向きの変化に従動して回転可能である。そのため、フラットケーブル２０の巻取りまたは引き出しの際に、ケーブルガイド４０がフラットケーブル２０の動きを妨げることを回避できるので、フラットケーブル２０に作用する抵抗を低減することができる。かつ、ケーブルガイド４０を貫通するフラットケーブル２０のねじれを抑制できるので、フラットケーブル２０をねじれた状態で使用し続けることでフラットケーブル２０内の芯線が断線する不具合の発生を、抑制することができる。貫通孔４１にガイドローラ９１，９２を取り付けることにより、フラットケーブル２０がその延在方向に移動するときの、フラットケーブル２０に作用する抵抗をより軽減できるので、フラットケーブル２０を容易に引き出しまたは巻取りすることができる。

　（実施の形態２）
　図１３は、実施の形態２のケーブルガイド４０の支持構造を示す部分斜視図である。図１３に示すように、実施の形態２のケーブルガイド４０および支持部６０には、ケーブルガイド４０の回転可能な範囲を規制する回転規制部７０が設けられている。具体的には、ケーブルガイド４０の外周面にはリブ７１が設けられ、支持部６０の内周面にはリブ７２が設けられ、これらのリブ７１，７２により回転規制部７０が形成されている。リブ７１，７２は、リブ７１，７２が互いに干渉し合うために十分な高さを有し、かつ、ケーブルガイド４０の回転を妨げない程度の高さを有するように、形成される。

　図１４は、図１３中の矢印ＸＩＶ方向から見たケーブルガイド４０および支持部６０を示す図である。図１５は、リブ７１，７２同士が干渉した状態を示す図である。図１４中に示す両矢印は、ケーブルガイド４０が回転可能な範囲を示す。ケーブルガイド４０が支持部６０に対して相対回転すると、リブ７１はケーブルガイド４０と共に回転し、リブ７２は支持部６０と一体に固定される。リブ７２にリブ７１が干渉することにより、ケーブルガイド４０の回転が妨げられる。そのため、ケーブルガイド４０は、図１４中の両矢印に示す範囲に、回転可能な範囲を規制される。

　図４を参照して説明したように、フラットケーブル２０は巻芯３１の回りに整列して並べられるので、フラットケーブル２０がコードリールに巻き取られるとき、フラットケーブル２０には整列しようとする力が作用する。しかし、フラットケーブル２０が１８０°ねじれた状態でも巻芯３１に巻きとられてしまうことになる。１８０°ねじれた状態で巻芯３１に巻かれることで、フラットケーブル２０がコードリール３０に巻き取られたときの外形の寸法が増大し、またフラットケーブル２０自体にも余分な負荷が加わる。

　そこで、回転規制部７０を設け、リブ７１，７２を干渉させてケーブルガイド４０の回転角度に規制を設けることで、ケーブルガイド４０の貫通孔４１を貫通するフラットケーブル２０の向きが変化する角度の範囲を規制する。このようにすれば、フラットケーブル２０が１８０°ねじれることを確実に防止できるので、巻取り時にフラットケーブル２０がねじれることなく、フラットケーブル２０を巻芯３１の周囲に整列させて巻き取ることができる。したがって、フラットケーブル２０が巻き取られた状態のコードリール３０の寸法を小さくできる。加えて、フラットケーブル２０に作用する応力を小さくできるので、フラットケーブル２０の損傷をより確実に抑制することができる。

　（実施の形態３）
　図１６は、実施の形態３のケーブルガイド４０の構成を示す斜視図である。図１７は、図１６中に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿うケーブルガイド４０の断面図である。図１８は、図１７中に示す矢印ＸＶＩＩＩ方向から見たケーブルガイド４０を示す図である。実施の形態３のケーブルガイド４０は、外周部に設けられた軸部８０を有し、かつ、貫通孔４１の形状が変更されている点で、実施の形態１および２と異なっている。

　図１６および図１８に示すように、ケーブルガイド４０は、一対の軸部８０を有する。軸部８０は、ケーブルガイド４０の外周面から、略円筒状のケーブルガイド４０の径方向外側に突起するように形成されている。軸部８０は、フラットケーブル２０が貫通する貫通孔４１が延びる方向に対して交差する（典型的には直交する）方向に延在している。一対の軸部８０は、フラットケーブル２０の延在方向に交差する方向に延びる直線上に、配置されている。ケーブルガイド４０は、軸部８０を回転軸として回転可能に設けられている。ケーブルガイド４０は、一直線上に延びる一対の軸部８０の回りに回転可能とされている。

　一対の軸部８０は、ケーブルガイド４０の外周面の、端部４２に近接する側の位置に設けられている。実施の形態１で説明した通り、端部４２は車両１０の内側のケーブルガイド４０の端部であり、コードリール３０の巻芯３１に近接する側のケーブルガイド４０の端部である。ケーブルガイド４０が端部４２側を回転軸として回転するように軸部８０を形成することにより、軸部８０回りのケーブルガイド４０の回転時に、車両１０の背面１２側に向く端部４３の移動量をより大きくできる。

　図１７に示すように、ケーブルガイド４０は、端部４２から径が漸次縮小する孔径変化部４１ａと、孔径が一定の直孔部４１ｂと、端部４３へ向かって径が漸次拡大する孔径変化部４１ｃと、を有する。巻芯３１から離れる側のケーブルガイド４０の端部４３において、貫通孔４１の径が拡大している。孔径変化部４１ａ、直孔部４１ｂおよび孔径変化部４１ｃにより形成された貫通孔４１の径は、端部４２から端部４３へ向かって順に、漸次縮小した後に一定となりさらに漸次拡大する。

　軸部８０は、孔径変化部４１ａと直孔部４１ｂとの境界部分に相当するケーブルガイド４０の外周面に設けられている。孔径変化部４１ａにおいて貫通孔４１の径が縮小する割合は、孔径変化部４１ｃにおいて貫通孔４１の径が拡大する割合よりも大きくなっている。略円筒状のケーブルガイド４０の軸方向に延びる貫通孔４１において、孔径変化部４１ａでの径の縮小分の寸法を孔径変化部４１ａの軸方向の長さで除した値は、孔径変化部４１ｃでの径の拡大分の寸法を孔径変化部４１ｃの軸方向の長さで除した値よりも、大きくなっている。

　直孔部４１ｂは、フラットケーブル２０の巻取りに際しフラットケーブル２０を整列させるための、スリット状に形成された部分である。直孔部４１ｂの軸方向の長さがフラットケーブル２０の断面の長手方向の寸法以上となるように、直孔部４１ｂは形成されている。直孔部４１ｂの軸方向の長さの最小値を規定することにより、貫通孔４１を貫通するフラットケーブル２０の向きを確実に揃えることができ、ケーブルガイド４０をフラットケーブル２０に確実に従動させることができる。

　図１９は、実施の形態３のケーブルガイド４０をフラットケーブル２０が貫通する状態を示す断面図である。図２０は、フラットケーブル２０の引き出し時のケーブルガイド４０の動作の一例を示す断面図である。

　ケーブル引出口１１に対して上方に電源１７が配置されている場合、図１９に示すようにケーブルガイド４０を貫通するフラットケーブル２０を車両１０の外部へ引き出すとき、フラットケーブル２０は上向きにケーブル引出口１１から引き出される。図２０に示す端部４３側でのフラットケーブル２０の上方への移動に伴って、ケーブルガイド４０も追従して、軸部８０を中心に回転する。このケーブルガイド４０の回転によって、端部４３側において貫通孔４１は、上向きに開口する。

　貫通孔４１が端部４３において上向きに開口することにより、フラットケーブル２０がケーブルガイド４０の端部４３と接触することを抑制できる。そのため、フラットケーブル２０がケーブルガイド４０を通過して引き出される際に、ケーブルガイド４０に対してフラットケーブル２０が摺動することを回避できるので、フラットケーブル２０の引き出し時の抵抗を軽減することができる。加えて、フラットケーブル２０がケーブルガイド４０に対して摺動することにより磨耗して寿命が短くなる不具合を、回避することができる。

　また、ケーブルガイド４０の端部４３へ向かって貫通孔４１の径が拡大する孔径変化部４１ｃが形成されていることにより、貫通孔４１の径が拡大する方向（図１９中の上下方向）へのフラットケーブル２０の可動範囲をより大きくできる。したがって、フラットケーブル２０をより容易に引き出すことができる。ケーブルガイド４０の軸部８０回りの回転角度を小さくしても、孔径変化部４１ｃに沿ってフラットケーブル２０は曲がることができるので、フラットケーブル２０のケーブルガイド４０の端部４３との接触をさらに確実に抑制することができる。

　軸部８０は、実施の形態１で説明したフラットケーブル２０の曲がり易さを考慮して、貫通孔４１（特にスリット状の直孔部４１ｂ）の断面の長手方向に沿う方向に延在するのが望ましい。このようにすれば、フラットケーブル２０が曲がろうとする方向に対応して、ケーブルガイド４０を確実に軸部８０回りに回転させ、フラットケーブル２０を引き出す際の抵抗を低減することができる。軸部８０は、コードリール３０の巻芯３１に対して平行に設けられてもよく、巻芯３１に対して垂直に設けられてもよい。

　（実施の形態４）
　図２１は、実施の形態４に係る車両１０の電源装置２００の概要を示す図である。車両１０は、電源装置２００などの外部電源からの電力供給を受けることによってバッテリＢに充電可能なように、構成されている。実施の形態４の車両１０においては、充電部１８が、ドライバーシート側のフロントフェンダに設けられている。充電部１８の設置場所は、ドライバーシート側のフロントフェンダに限られず、たとえば、パッセンジャーシート側のフロントフェンダやリヤフェンダなどであってもよい。

　電源装置２００は、箱型の筐体２０１を有する。筐体２０１の内部にはコードリール３０が収納されており、筐体２０１の一つの側面には、フラットケーブル２０を電源装置２００から引き出すためのケーブル引出口１１が形成されている。ケーブル引出口１１には、実施の形態１と同様に、ケーブルガイド４０が設けられており、フラットケーブル２０はケーブルガイド４０を経由して筐体２０１の内部から外部へ引き出される。

　フラットケーブル２０の先端にはプラグ２１が取付けられており、フラットケーブル２０の他端側はコードリール３０に接続されている。プラグ２１は、車両本体側に設けられた充電部１８に対して、接続可能に設けられている。電源装置２００から車両１０へ電力を供給するとき、プラグ２１が充電部１８に差し込まれ、フラットケーブル２０を介して、電源装置２００から車両１０側に電力が供給される。

　実施の形態４の電源装置２００は、実施の形態１～３で説明したのと同様のケーブル巻取り装置５０を備え、フラットケーブル２０を介して車両１０に電力を供給可能である。そのため、コードリール３０にフラットケーブル２０を容易に巻取ることができ、また、コードリール３０からフラットケーブル２０を容易に引き出すことができる。

　なお、これまでの実施の形態においては、エンジン１とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを搭載した所謂ハイブリッド車両を充電するための充電装置にケーブル巻取り装置５０を適用した例について説明した。ケーブル巻取り装置５０は、この用途に限られず、たとえば電気自動車にも適用することができるのは勿論である。

　以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の構成を適宜組合せてもよい。また、今回開示された実施の形態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。この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。

　本発明のケーブル巻取り装置５０は、車両１０の充電時に電力を供給するために使用されるフラットケーブル２０を巻き取るための装置に、特に有利に適用され得る。

　１０　車両、１１　ケーブル引出口、１７　電源、２０　フラットケーブル、２１　プラグ、３０　コードリール、３１　巻芯、３２　外周面、３３，３４　フランジ部、３５　プラグ収容部、４０　ケーブルガイド、４１　貫通孔、４１ａ，４１ｃ　孔径変化部、４１ｂ　直孔部、４２，４３　端部、４４，４５　鍔部、４６　筒部、５０　ケーブル巻取り装置、６０　支持部、７０　回転規制部、７１，７２　リブ、８０　軸部、９０　転動体、９１，９２　ガイドローラ、２００　電源装置。

Claims (9)

1. 　外周面（３２）を有し、回転可能に設けられた巻芯（３１）と、
   　帯状の外形を有し、断面の長手方向が前記巻芯（３１）の軸方向に沿うように整列されて前記外周面（３２）に巻回される、フラットケーブル（２０）と、
   　前記フラットケーブル（２０）が貫通する貫通孔（４１）が形成され、前記巻芯（３１）に巻き取られるまたは前記巻芯（３１）から引き出される前記フラットケーブル（２０）の向きを整える、ケーブルガイド（４０）と、を備え、
   　前記ケーブルガイド（４０）は、前記フラットケーブル（２０）の延在方向を回転軸として回転可能であり、前記貫通孔（４１）を貫通する前記フラットケーブル（２０）の前記延在方向回りの向きの変化に従動して回転する、ケーブル巻取り装置（５０）。
2. 　前記ケーブルガイド（４０）は、前記貫通孔（４１）の内部に配置された前記フラットケーブル（２０）の前記断面の長手方向が前記巻芯（３１）の軸方向に沿うように、前記フラットケーブル（２０）の向きを整える、請求項１に記載のケーブル巻取り装置（５０）。
3. 　前記ケーブルガイド（４０）の回転可能な範囲を規制する回転規制部（７０）を備える、請求項１または請求項２に記載のケーブル巻取り装置（５０）。
4. 　前記ケーブルガイド（４０）は、前記フラットケーブル（２０）の延在方向に交差する方向に延びる軸部（８０）を有し、前記軸部（８０）の回りに回転可能である、請求項１から請求項３のいずれかに記載のケーブル巻取り装置（５０）。
5. 　前記軸部（８０）は、前記巻芯（３１）に近接する側の前記ケーブルガイド（４０）の端部（４２）に設けられている、請求項４に記載のケーブル巻取り装置（５０）。
6. 　前記巻芯（３１）から離れる側の前記ケーブルガイド（４０）の端部（４３）において、前記貫通孔（４１）の径が拡大する、請求項４または請求項５に記載のケーブル巻取り装置（５０）。
7. 　前記貫通孔（４１）の内部に配置され、前記フラットケーブル（２０）に接触し、前記貫通孔（４１）の内部における前記フラットケーブル（２０）の前記延在方向への移動の際に転動する、転動体（９０）を備える、請求項１から請求項６のいずれかに記載のケーブル巻取り装置（５０）。
8. 　電力を蓄える蓄電装置（Ｂ）と、
   　請求項１から請求項７のいずれかに記載のケーブル巻取り装置（５０）と、を備え、
   　前記フラットケーブル（２０）を介して車両外部の電源（１７）から前記蓄電装置（Ｂ）に電力を供給する、車両（１０）。
9. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載のケーブル巻取り装置（５０）を備え、前記フラットケーブル（２０）を介して電力を供給可能な、電源装置（２００）。

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