電線格納装置およびそれを搭載する車両
【課題】コードリールから受電用コードを引き出す際の引き出し力を一定にする。
【解決手段】電力を伝達するための受電用コード２５０を収納するためのコードリール６００は、ドラム６１０と、バネ装置６６０と、抵抗付加装置６３０とを備える。ドラム６１０は、収納時に受電用コード２５０が周囲に巻回される。バネ装置６６０は、ドラム６１０に取付けられ、ドラム６１０に受電用コード２５０を巻き取るための巻取トルクを与える。抵抗付加装置６３０は、ドラム６１０の回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成される。そして、抵抗付加装置６３０は、受電用コード２５０をドラム６１０から引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように抵抗力を調整する。
【解決手段】電力を伝達するための受電用コード２５０を収納するためのコードリール６００は、ドラム６１０と、バネ装置６６０と、抵抗付加装置６３０とを備える。ドラム６１０は、収納時に受電用コード２５０が周囲に巻回される。バネ装置６６０は、ドラム６１０に取付けられ、ドラム６１０に受電用コード２５０を巻き取るための巻取トルクを与える。抵抗付加装置６３０は、ドラム６１０の回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成される。そして、抵抗付加装置６３０は、受電用コード２５０をドラム６１０から引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように抵抗力を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線格納装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、電線格納装置に格納されたコード引出トルクの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを受電用コードで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
【０００４】
このような受電用コードを用いた外部充電において、外部充電を行なわない場合にこの受電用コードを巻き取って収納しておくための電線格納装置（たとえば、コードリール）が用いられる場合がある。
【０００５】
特開２０１０−０７５６１１号公報（特許文献１）には、受電用コードを巻き取るためのコードリールの回転軸が駆動用電動機と電磁クラッチを介して直結された構成を有する電気掃除機が開示される。この掃除機においては、受電用コードのプラグがコンセントに接続されている場合にはクラッチをオンとする一方で、受電用コードのプラグがコンセントに接続されていないときにはクラッチをオフとすることで、受電用コードを引き出す際に駆動用電動機のために引出力が増大して使い勝手が悪くなることを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０７５６１１号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６１４３号公報
【特許文献３】特開平９−３２７４２２号公報
【特許文献４】特公昭６１−３３７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなコードリールにおいては、受電用コードを巻き取るため、ならびに受電用コードの引き出しおよび巻き取りの際に受電用コードの巻緩みが生じないようにするために、受電用コードが巻き取られるドラムに対して、バネ等によって受電用コードが巻き取られる方向に力が付勢される場合がある。
【０００８】
この場合、ケーブルが引き出されるとともにこの巻取方向の力が変動してしまう。このように、受電用ケーブル引き出しの際に引出力が一定でないと、使用者に不快感を与えるおそれがある。
【０００９】
特開２０１０−０７５６１１号公報（特許文献１）の構成においては、駆動用電動機との結合にともなう受電用コードの引出力の増大は抑制されるが、受電用コードの引き出しの際に引出力を一定にすることについては考慮されていなかった。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、受電用コードの引出力を一定にすることができるコードリールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電線格納装置は、ドラムと、弾性機構と、抵抗付加装置とを備え、電力を伝達するためのコードを収納する。ドラムは、収納時にコードが周囲に巻回される。弾性機構は、ドラムに取り付けられ、ドラムにコードを巻き取るための巻取トルクを与える。抵抗付加装置は、ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成される。そして、抵抗付加装置は、コードをドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように抵抗力を調整する。
【００１２】
好ましくは、弾性機構は、コードが引き出されるにつれて巻取トルクが増加するように構成される。そして、抵抗付加装置は、コードの引出量に応じて抵抗力を調整する。
【００１３】
好ましくは、抵抗付加装置は、予め定められた基準トルクと巻取トルクとの差に相当するトルクが発生されるように抵抗力を調整する。
【００１４】
好ましくは、抵抗付加装置は、ドラムの回転にともなって回転させられるギヤ機構と、ギヤ機構と係合し、ドラムの回転にともなってドラムとの接触圧を変化させることによって抵抗力を調整するように構成された接触部とを含む。
【００１５】
好ましくは、抵抗付加装置は、ドラムに押付力を付与することが可能に構成されたロッドを有するシリンダを含む。シリンダは、ドラムの回転にともなってロッドとドラムとの間の押付力を変化させることによって抵抗力を調整する。
【００１６】
好ましくは、抵抗付加装置は、クラッチおよびブレーキの少なくともいずれかを有する摩擦係合装置を含む。摩擦係合装置は、ドラムの回転にともなって係合力を変化させることによって抵抗力を調整する。
【００１７】
好ましくは、抵抗付加装置は、ドラムに回転トルクを供給するための電動機を含む。電動機は、ドラムの回転にともなって回転トルクを変化させることによって抵抗力を調整する。
【００１８】
好ましくは、電線格納装置は、コードが引き出されてドラムが回転することによって発電する発電機をさらに備える。
【００１９】
好ましくは、電線格納装置は、発電機により発電された電力を充電するためのバッテリをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、電線格納装置は、発電機により発電された電力を用いて、操作者に対してコードの引き出しに関する状態を通知するための通知装置をさらに備える。
【００２１】
本発明による車両は、外部電源からの電力を用いて充電が可能な蓄電装置を搭載した車両であって、外部電源からの電力を蓄電装置へ伝達するためのコードと、コードを収納するための電線格納装置とを備える。電線格納装置は、収納時にコードが周囲に巻回されるドラムと、弾性機構と、抵抗付加装置とを含む。弾性機構は、ドラムに取り付けられ、ドラムにコードを巻き取るための巻取トルクを与える。抵抗付加装置は、ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成される。そして、抵抗付加装置は、コードをドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように抵抗力を調整する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、コードリールから受電用コードを引き出す際の引出力を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に従うコードリールが搭載された車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態に従うコードリールの概略図である。
【図３】受電用ケーブルを引き出した場合の、弾性装置による引出トルクの変化を説明するための図である。
【図４】本実施の形態における引出力一定制御の概要を説明するための図である。
【図５】図２におけるＡ−Ａ断面の一部を示す図である。
【図６】図２におけるＢ−Ｂ断面の一部を示す図である。
【図７】抵抗付加装置の他の例における構成を示す図である。
【図８】抵抗付加装置のさらに他の例の構成を示す図である。
【図９】図２における制御装置の回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
図１は、本実施の形態に従う電線格納装置であるコードリール６００が搭載された車両１００の全体ブロック図である。
【００２６】
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。
【００２７】
蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２８】
蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００２９】
ＳＭＲに含まれるリレーは、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、ＳＭＲは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００３０】
ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、蓄電装置１１０からの電源電圧を昇圧するためのコンバータや、コンバータにより昇圧された直流電力を、モータジェネレータ１３０を駆動するための交流電力に変換するためのインバータなどを含んで構成される。
【００３１】
これらのコンバータおよびインバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩによってそれぞれ制御される。
【００３２】
モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３３】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００３４】
なお、図１においては、モータジェネレータが１つ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数設ける構成としてもよい。
【００３５】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。
【００３６】
すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、またはエンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。
【００３７】
車両ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３８】
車両ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ１２０、ＳＭＲなどを制御するための制御信号を生成して出力する。なお、図１においては、車両ＥＣＵ３００を１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。
【００３９】
車両１００は、外部電源５００Ａからの電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、インレット２７０と、充電装置２００と、リレーＲＹ２とを含む。
【００４０】
インレット２７０は、車両１００の外表面に設けられた受電ポート２８０に設けられる。また、受電ポート２８０には、外部充電を行なわないときにインレット２７０を覆うための、開閉可能な蓋部（以下、「リッド」とも称する。）２８５が結合される。
【００４１】
インレット２７０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、外部電源５００Ａからの電力が、充電ケーブル４００を介して車両１００に伝達される。
【００４２】
充電ケーブル４００は、充電コネクタ４１０に加えて、外部電源５００Ａのコンセント５１０Ａに接続するためのプラグ４２０と、充電コネクタ４１０およびプラグ４２０とを接続する電線部４３０とを含む。なお、電線部４３０には、外部電源５００Ａからの電力の供給および遮断を切替えるための充電回路遮断装置（図示せず）が含まれるようにしてもよい。
【００４３】
インレット２７０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、充電装置２００に接続される。
【００４４】
また、車両１００は、外部電源５００Ｂからの電力によって蓄電装置１１０を充電するための他の経路として、受電用コード２５０と、電線格納装置であるコードリール６００とをさらに備える。
【００４５】
受電用コード２５０の一方端には、外部電源５００Ｂのコンセント５１０Ｂに接続するためのプラグ２６０が接続される。また、受電用コード２５０の他方端は、充電装置２００に接続された電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４に接続される。
【００４６】
また、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４は、リレーＲＹ３を介して、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続される。リレーＲＹ３は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３により制御される。リレーＲＹ３は、受電用コード２５０を用いた外部充電が行なわれる場合に電気的に接続され、受電用コード２５０を用いた外部充電が行なわれない場合には非接続とされる。
【００４７】
受電用コード２５０は、外部充電が行なわれないときには、コードリール６００に巻き取られて収納される。そして、受電用コード２５０を用いて外部充電が行なわれる際には、車両１００の外表面に設けられた受電ポート２４０の引出口（図示せず）から引き出される。そして、プラグ２６０がコンセント５１０Ｂに接続されることによって、外部電源５００Ｂからの電力が車両１００に伝達される。
【００４８】
なお、図１においては、充電ケーブル４００を用いる場合、および受電用コード２５０を用いる場合で、それぞれ外部電源５００Ａのコンセント５１０Ａおよび外部電源５００Ｂのコンセント５１０Ｂに接続される構成を示すが、外部電源５００Ａおよび５００Ｂの電源電圧は同じ電圧としてもよいし、異なる電圧としてもよい。異なる電圧とする場合には、たとえば、外部電源の電圧が２００Ｖの場合は充電ケーブル４００を用いるようにし、外部電源の電圧が１００Ｖの場合は受電用コード２５０を用いるようにしてもよい。
【００４９】
また、受電ポート２４０には、外部充電を行なわないときに引出口を覆うための、開閉可能なリッド２４５が結合される。
【００５０】
コードリール６００は、たとえば、受電用コード２５０が周囲に巻回されるように構成されたドラム形状の巻取装置である。
【００５１】
充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２７０に接続される。また、充電装置２００は、リレーＲＹ２を介して、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２によって蓄電装置１１０に接続される。
【００５２】
充電装置２００は、インレット２７０または受電用コード２５０から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換する。
【００５３】
図２は、本実施の形態に従うコードリール６００の概略図である。
図２を参照して、コードリール６００は、ドラム６１０と、モータ６２０と、抵抗付加装置６３０と、制御装置６５０とを備える。
【００５４】
ドラム６１０には、円筒状の胴部が設けられ、その胴部に受電用コード２５０が巻回される。そして、受電用コード２５０を用いて外部充電が行なわれるときには、ドラム６１０に巻回された受電用コード２５０が引き出される。また、外部充電が行なわれないときには、ドラム６１０は、受電用コード２５０を巻き取って収納する。
【００５５】
ドラム６１０の回転軸６１２には弾性装置６６０が取り付けられる。この弾性装置６６０は、たとえば図２のような渦巻状のバネにより構成され、ドラム６１０に対して受電用コード２５０が巻き取られる方向へ巻取トルクが加えられるように構成される。なお、図２に示した弾性装置６６０の形状は一例であり、上述のような巻取トルクを生じさせることができれば、たとえばらせん状のバネや、つるまきバネを用いる構成であってもよい。あるいは、弾性装置６６０は、所望の弾性力を生じるものであれば、バネ以外の構成であってもよく、たとえば弾性ゴムなどを用いることも可能である。
【００５６】
この弾性装置６６０によって生じる巻取トルクは、受電用コード２５０をドラム６１０に巻き取るため、および受電用コード２５０の引出時に受電用コード２５０が巻緩むことを防止するために与えられる。そして、この巻取トルクは、弾性装置６６０の特性上、一般的に受電用コード２５０の引出量によって変化する。
【００５７】
図３は、受電用コード２５０の引出量と引出トルクとの関係を説明するためのグラフである。図３に示されるように、受電用コード２５０の引き出しに必要とされる引出トルクは、受電用コード２５０の引出量が多くなるにつれて、すなわち収納状態からのドラム６１０の回転量が大きくなるにつれて大きくなり、受電用コード２５０の最大引出量Ｌｍａｘにおいて最大引出トルクＴｍａｘとなる（図３の曲線Ｗ１）。なお、引出時および巻取時では、図３に示すように一般的にヒステリシスを有する。
【００５８】
しかしながら、使用者にとっては、受電用コード２５０の引出トルクはできるだけ均一であることが好ましく、そのため、このような引出トルクの変動は使用者に対して不快感を与えてしまうおそれがある。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、図４に示すように、上述の最大引出トルクＴｍａｘと、弾性装置６６０により与えられる巻取トルクとの差に相当するトルクを追加することによって、受電用コード２５０の引出量の全域にわたって引出トルクをほぼ一定に維持する引出力一定制御を行なう。
【００６０】
再び図２を参照するとともに図５および図６を参照して、本実施の形態において、上記の引出力一定制御を実現するための構成について説明する。図５は図２におけるＡ−Ａ断面の一部を示す図であり、図６は図２におけるＢ−Ｂ断面の一部を示す図である。
【００６１】
モータ６２０の回転軸には、ギヤ機構であるギヤ６２１，６２２が設けられる。ギヤ６２１はドラム６１０の側面に設けられたギヤ６１１と係合可能に配置される。ギヤ６２１は、受電用コード２５０がドラム６１０から引き出される際に、ギヤ６１１からの回転力を受けて回転する。これによって、ギヤ６２１は、モータ６２０の回転軸を回転させる。
【００６２】
モータ６２０は、ギヤ６２１によって与えられる回転力によって発電を行なう。そして、モータ６２０は発電した電力を制御装置６５０へ伝達する。制御装置６５０においては、図９で後述するように、発電した電力をバッテリに蓄えたり、発電した電力を利用して表示等を行なったりする。なお、モータ６２０は、制御装置６５０から供給される電力を用いて駆動されてもよく、ドラム６１０に回転力を与えることができるように構成されてもよい。
【００６３】
ギヤ６２２は、ギヤ６２１とのギヤ比が所定の値となるように歯数が設定される。ギヤ６２２は、抵抗付加装置６３０のラック６３１と係合可能に構成されており、ギヤ６２２が回転することによって、抵抗付加装置６３０を、ドラム６１０の回転軸と平行な方向へ動作させる。なお、図２においては、ギヤ６２２は、ギヤ６２１と同様にモータ６２０の回転軸に取り付けられるような構成となっているが、ギヤ６２２は１つ以上の他のギヤを介してギヤ６２１から回転力が伝達される構成としてもよい。また、抵抗付加装置６３０を動作させる構成についても、ベベルギヤやウォームギヤなどを用いる構成としてもよい。
【００６４】
抵抗付加装置６３０は、ドラム６１０の回転に対抗する抵抗力を与えるための装置である。抵抗付加装置６３０には、ギヤ６２２と係合するように構成されたラック６３１と、ドラム６１０と接触して摩擦力を発生させるための接触部であるパッド６３２とが設けられる。
【００６５】
抵抗付加装置６３０は、上述のように、受電用コード２５０の引き出しおよび巻き取りによってドラム６１０の回転軸方向へ動作する。これによって、パッド６３２のドラム６１０への押付力が変化する。図２，５，６で示されるように、受電用コード２５０が引き出されると、パッド６３２の押付力が弱まる向きに抵抗付加装置６３０が動作する。
【００６６】
このような構成とし、受電用コード２５０がすべて巻き取られた状態において、図３に示したような最大引出トルクＴｍａｘが生じるように予め定められた押付力が付勢されるように設定することによって、受電用コード２５０の引出量が増加するにつれて抵抗付加装置による押付力が弱められる。このとき、ギヤ６２１とギヤ６２２との減速比、および／またはラック６３１のピッチを適切に設計することによって、所定の割合で押付力を弱めることができ、それによって受電用コード２５０の引出量が変化しても、必要となる引出トルクをほぼ一定に維持することが可能となる。
【００６７】
なお、抵抗付加装置６３０において、たとえばパッド６３２の接続部分に圧電素子（図示せず）を設けて押付圧に応じた電圧を発生させ、この発生した電力を制御装置６５０に伝達するようにしてもよい。また、パッド６３２の部分をローラとし、このローラの回転によって抵抗付加装置６３０内に設けられた発電機（図示せず）を回転させることによって発電させるようにしてもよい。
【００６８】
図２においては、抵抗付加装置は、ギヤ６２１の回転力を利用してパッド６３２の押付力を変化させる構成としたが、ドラム６１０の回転力を増減させることができれば抵抗付加装置の構成はこれに限定されない。
【００６９】
図７および図８に、抵抗付加装置の他の構成例を示す。図７においては、押付力を発生する構成としてシリンダを用いた例を示す。また、図８においては、クラッチあるいはブレーキに代表される摩擦係合装置により抵抗力を生じさせる構成例を示す。
【００７０】
図７を参照して、コードリール６００Ａには、抵抗付加装置６３０Ａとしてシリンダ６４０が設けられる。シリンダ６４０は、そのロッド６４１がドラム６１０の回転軸と平行な方向に動作するように設置される。ロッド６４１の先端には、抵抗付加装置６３０と同様のパッド６４２が設けられる。
【００７１】
シリンダ６４０は、油圧シリンダまたは空圧シリンダのような、流体によってロッドを動作させるシリンダであってもよいし、内部に設けられた電動モータによってロッドを動作させる電動シリンダであってもよい。シリンダ６４０は、いずれも図示しないが、受電用コード２５０の引出量（引出長さ）を検出するための距離センサ、あるいはドラム６１０の回転角度を検出するための回転角センサなどからの信号に基づいて、制御装置６５０からの制御信号によって駆動される。シリンダ６４０は、受電用コード２５０の引出量が多くなるほど、シリンダ６４０からの押付力が減少するように制御される。
【００７２】
次に図８を参照して、コードリール６００Ｂには、抵抗付加装置として、ブレーキ６３０Ｂが設けられる。ブレーキ６３０Ｂは、ドラム６１０の回転軸６１２に取り付けられたブレーキディスク６１３と、ブレーキディスク６１３を挟み込むように構成されたブレーキパッド６１４とを含んで構成される。
【００７３】
ブレーキパッド６１４は、たとえば油圧、空圧などの流体を用いて駆動され、受電用コード２５０の引出量に応じてブレーキディスク６１３の挟圧力を変化させることによって、ドラム６１０に与える抵抗力の大きさを変化させる。
【００７４】
また、図２において、受電用コード２５０の引出量に応じて、モータ６２０への駆動力を変化させて、ドラム６１０に与える抵抗力を変化させるようにしてもよい。
【００７５】
図９は、図２における制御装置６５０の回路の一例を示す図である。
図９を参照して、制御装置６５０は、制御部６５１と、リレーＲＹ１０，ＲＹ１１と、ダイオードＤ１０，Ｄ１１とを含む。
【００７６】
リレーＲＹ１０，ＲＹ１１は、コードリール６００に含まれるバッテリ６５３の正極端子とモータ６２０の正極端子との間に並列に接続される。リレーＲＹ１０，ＲＹ１１は、制御部６５１からの制御信号ＳＥ１０，ＳＥ１１に従ってそれぞれ駆動される。
【００７７】
ダイオードＤ１０は、バッテリ６５３とリレーＲＹ１０とを結ぶ経路に、バッテリ６５３からリレーＲＹ１０に向かう方向を順方向として介挿される。リレーＲＹ１０は、バッテリ６５３からの電力を用いてモータ６２０を駆動する場合に閉成される。
【００７８】
ダイオードＤ１１は、バッテリ６５３とリレーＲＹ１１とを結ぶ経路に、リレーＲＹ１１からバッテリ６５３に向かう方向を順方向として介挿される。リレーＲＹ１１は、モータ６２０によって発電された電力によってバッテリ６５３を充電する場合に閉成される。
【００７９】
また、上述のように、抵抗付加装置６３０に圧電素子のような発電装置６５２が設けられる場合には、発電装置６５２はダイオードＤ１１のアノードに接続される。これによって、発電装置６５２で発電された電力によって、ダイオードＤ１１を介してバッテリ６５３が充電される。
【００８０】
ダイオードＤ１１のアノードには、通知装置としての表示灯ＬＧＴ１が接続される。表示灯としては、ランプやＬＥＤなどが使用され得る。表示灯ＬＧＴ１は、モータ６２０および発電装置６５２で発電された電力によって点灯する。そのため、表示灯ＬＧＴ１は、受電用コード２５０の引出トルクが大きい場合には発光輝度が大きくなり、引出トルクが小さい場合には発光輝度が小さくなる。これによって、受電用コード２５０の引出量または巻取残量等を、使用者に対して視覚的に通知することができる。表示灯ＬＧＴ１に代えてまたはこれに加えて、使用者に聴覚的に通知するためのブザーＢＺ１を設けるようにしてもよい。
【００８１】
あるいは、通知装置の別の例としては、バッテリ６５３に接続されたドライバ６５４と、ドライバ６５４に接続された表示灯ＬＧＴ２および／またはブザーＢＺ２が設けられてもよい。ドライバ６５４は、制御部６５１からの制御信号ＳＩＧに基づいて、バッテリ６５３からの電力を用いてこれら表示灯ＬＧＴ２，ブザーＢＺ２を動作させる。上述の表示灯ＬＧＴ１の場合には受電用コード２５０の引出操作が停止されると発電が停止されるので通知が行なわれないが、このような回路とすることによって、制御部６５１が認識した受電用コード２５０の引出状態に基づいて表示灯ＬＧＴ２の点灯状態を制御できるので、受電用コード２５０の引出操作を停止しても表示灯ＬＧＴ２の点灯を維持することができる。
【００８２】
制御部６５１は、回転角センサ６２５からの、モータ６２０の回転角の検出値ＲＯＴを受ける。制御部６５１は、この回転角ＲＯＴによって、受電用コード２５０が引き出されていることを認識すると、制御信号ＳＥ１１によってリレーＲＹ１１の接点を閉成する。これによって、モータ６２０で発電された電力によってバッテリ６５３を充電することができる。さらに、上述のように、受信した回転角ＲＯＴに基づいて、制御信号ＳＩＧを設定してドライバ６５４に出力することによって、受電用コード２５０の引出状態に基づいて表示灯ＬＧＴ２の点灯状態を制御することができる。なお、受電用コード２５０の引出状態については、モータ６２０の回転角ＲＯＴを用いなくとも、たとえば、実際に受電用コード２５０が引き出された長さに関する信号を用いてもよいし、ドラム６１０の回転角に関する信号を用いてもよい。
【００８３】
また、制御部６５１は、モータ６２０を駆動することによって受電用コード２５０の巻取動作を行なう場合には、制御信号ＳＥ１０によってリレーＲＹ１０の接点を閉成する。これによって、バッテリ６５３からの電力によってモータ６２０が駆動される。
【００８４】
なお、上記の説明においては、バッテリ６５３、ドライバ６５４、表示灯ＬＧＴ１，ＬＧＴ２およびブザーＢＺ１，ＢＺ２が、コードリール６００に備えられる場合について述べたが、これらの装置が車両側に設けられる構成であってもよい。また、制御装置６５０の機能は、車両ＥＣＵ３００に含まれる構成であってもよい。
【００８５】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【００８６】
１００ 車両、１１０ 蓄電装置、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、２００ 充電装置、２４０，２８０ 受電ポート、２４５，２８５ リッド、２５０ 受電用コード、２６０，４２０ プラグ、２７０ インレット、３００ 車両ＥＣＵ、４００ 充電ケーブル、４１０ 充電コネクタ、４３０ 電線部、５００Ａ，５００Ｂ 外部電源、５１０Ａ，５１０Ｂ コンセント、６００，６００Ａ，６００Ｂ コードリール、６１０ ドラム、６１１，６２１，６２２ ギヤ、６１２ 回転軸、６１３ ブレーキディスク、６１４ ブレーキパッド、６２０ モータ、６２５ 回転角センサ、６３０Ｂ ブレーキ、６３０，６３０Ａ 抵抗付加装置、６３１ ラック、６３２，６４２ パッド、６４０ シリンダ、６４１ ロッド、６５０ 制御装置、６５１ 制御部、６５２ 発電装置、６５３ バッテリ、６５４ ドライバ、６６０ 弾性装置、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＡＣＬ３，ＡＣＬ４ 電力線、ＢＺ１，ＢＺ２ ブザー、Ｄ１０，Ｄ１１ ダイオード、ＬＧＴ１，ＬＧＴ２ 表示灯、ＮＬ１，ＮＬ２ 接地線、ＰＬ１，Ｐｌ２ 電力線、ＲＹ２，ＲＹ３，ＲＹ１０，ＲＹ１１ リレー、ＳＭＲ システムメインリレー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線格納装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、電線格納装置に格納されたコード引出トルクの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを受電用コードで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
【０００４】
このような受電用コードを用いた外部充電において、外部充電を行なわない場合にこの受電用コードを巻き取って収納しておくための電線格納装置（たとえば、コードリール）が用いられる場合がある。
【０００５】
特開２０１０−０７５６１１号公報（特許文献１）には、受電用コードを巻き取るためのコードリールの回転軸が駆動用電動機と電磁クラッチを介して直結された構成を有する電気掃除機が開示される。この掃除機においては、受電用コードのプラグがコンセントに接続されている場合にはクラッチをオンとする一方で、受電用コードのプラグがコンセントに接続されていないときにはクラッチをオフとすることで、受電用コードを引き出す際に駆動用電動機のために引出力が増大して使い勝手が悪くなることを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０７５６１１号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６１４３号公報
【特許文献３】特開平９−３２７４２２号公報
【特許文献４】特公昭６１−３３７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなコードリールにおいては、受電用コードを巻き取るため、ならびに受電用コードの引き出しおよび巻き取りの際に受電用コードの巻緩みが生じないようにするために、受電用コードが巻き取られるドラムに対して、バネ等によって受電用コードが巻き取られる方向に力が付勢される場合がある。
【０００８】
この場合、ケーブルが引き出されるとともにこの巻取方向の力が変動してしまう。このように、受電用ケーブル引き出しの際に引出力が一定でないと、使用者に不快感を与えるおそれがある。
【０００９】
特開２０１０−０７５６１１号公報（特許文献１）の構成においては、駆動用電動機との結合にともなう受電用コードの引出力の増大は抑制されるが、受電用コードの引き出しの際に引出力を一定にすることについては考慮されていなかった。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、受電用コードの引出力を一定にすることができるコードリールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電線格納装置は、ドラムと、弾性機構と、抵抗付加装置とを備え、電力を伝達するためのコードを収納する。ドラムは、収納時にコードが周囲に巻回される。弾性機構は、ドラムに取り付けられ、ドラムにコードを巻き取るための巻取トルクを与える。抵抗付加装置は、ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成される。そして、抵抗付加装置は、コードをドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように抵抗力を調整する。
【００１２】
好ましくは、弾性機構は、コードが引き出されるにつれて巻取トルクが増加するように構成される。そして、抵抗付加装置は、コードの引出量に応じて抵抗力を調整する。
【００１３】
好ましくは、抵抗付加装置は、予め定められた基準トルクと巻取トルクとの差に相当するトルクが発生されるように抵抗力を調整する。
【００１４】
好ましくは、抵抗付加装置は、ドラムの回転にともなって回転させられるギヤ機構と、ギヤ機構と係合し、ドラムの回転にともなってドラムとの接触圧を変化させることによって抵抗力を調整するように構成された接触部とを含む。
【００１５】
好ましくは、抵抗付加装置は、ドラムに押付力を付与することが可能に構成されたロッドを有するシリンダを含む。シリンダは、ドラムの回転にともなってロッドとドラムとの間の押付力を変化させることによって抵抗力を調整する。
【００１６】
好ましくは、抵抗付加装置は、クラッチおよびブレーキの少なくともいずれかを有する摩擦係合装置を含む。摩擦係合装置は、ドラムの回転にともなって係合力を変化させることによって抵抗力を調整する。
【００１７】
好ましくは、抵抗付加装置は、ドラムに回転トルクを供給するための電動機を含む。電動機は、ドラムの回転にともなって回転トルクを変化させることによって抵抗力を調整する。
【００１８】
好ましくは、電線格納装置は、コードが引き出されてドラムが回転することによって発電する発電機をさらに備える。
【００１９】
好ましくは、電線格納装置は、発電機により発電された電力を充電するためのバッテリをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、電線格納装置は、発電機により発電された電力を用いて、操作者に対してコードの引き出しに関する状態を通知するための通知装置をさらに備える。
【００２１】
本発明による車両は、外部電源からの電力を用いて充電が可能な蓄電装置を搭載した車両であって、外部電源からの電力を蓄電装置へ伝達するためのコードと、コードを収納するための電線格納装置とを備える。電線格納装置は、収納時にコードが周囲に巻回されるドラムと、弾性機構と、抵抗付加装置とを含む。弾性機構は、ドラムに取り付けられ、ドラムにコードを巻き取るための巻取トルクを与える。抵抗付加装置は、ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成される。そして、抵抗付加装置は、コードをドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように抵抗力を調整する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、コードリールから受電用コードを引き出す際の引出力を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に従うコードリールが搭載された車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態に従うコードリールの概略図である。
【図３】受電用ケーブルを引き出した場合の、弾性装置による引出トルクの変化を説明するための図である。
【図４】本実施の形態における引出力一定制御の概要を説明するための図である。
【図５】図２におけるＡ−Ａ断面の一部を示す図である。
【図６】図２におけるＢ−Ｂ断面の一部を示す図である。
【図７】抵抗付加装置の他の例における構成を示す図である。
【図８】抵抗付加装置のさらに他の例の構成を示す図である。
【図９】図２における制御装置の回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
図１は、本実施の形態に従う電線格納装置であるコードリール６００が搭載された車両１００の全体ブロック図である。
【００２６】
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。
【００２７】
蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２８】
蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００２９】
ＳＭＲに含まれるリレーは、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、ＳＭＲは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００３０】
ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、蓄電装置１１０からの電源電圧を昇圧するためのコンバータや、コンバータにより昇圧された直流電力を、モータジェネレータ１３０を駆動するための交流電力に変換するためのインバータなどを含んで構成される。
【００３１】
これらのコンバータおよびインバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩによってそれぞれ制御される。
【００３２】
モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３３】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００３４】
なお、図１においては、モータジェネレータが１つ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数設ける構成としてもよい。
【００３５】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。
【００３６】
すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、またはエンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。
【００３７】
車両ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３８】
車両ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ１２０、ＳＭＲなどを制御するための制御信号を生成して出力する。なお、図１においては、車両ＥＣＵ３００を１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。
【００３９】
車両１００は、外部電源５００Ａからの電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、インレット２７０と、充電装置２００と、リレーＲＹ２とを含む。
【００４０】
インレット２７０は、車両１００の外表面に設けられた受電ポート２８０に設けられる。また、受電ポート２８０には、外部充電を行なわないときにインレット２７０を覆うための、開閉可能な蓋部（以下、「リッド」とも称する。）２８５が結合される。
【００４１】
インレット２７０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、外部電源５００Ａからの電力が、充電ケーブル４００を介して車両１００に伝達される。
【００４２】
充電ケーブル４００は、充電コネクタ４１０に加えて、外部電源５００Ａのコンセント５１０Ａに接続するためのプラグ４２０と、充電コネクタ４１０およびプラグ４２０とを接続する電線部４３０とを含む。なお、電線部４３０には、外部電源５００Ａからの電力の供給および遮断を切替えるための充電回路遮断装置（図示せず）が含まれるようにしてもよい。
【００４３】
インレット２７０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、充電装置２００に接続される。
【００４４】
また、車両１００は、外部電源５００Ｂからの電力によって蓄電装置１１０を充電するための他の経路として、受電用コード２５０と、電線格納装置であるコードリール６００とをさらに備える。
【００４５】
受電用コード２５０の一方端には、外部電源５００Ｂのコンセント５１０Ｂに接続するためのプラグ２６０が接続される。また、受電用コード２５０の他方端は、充電装置２００に接続された電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４に接続される。
【００４６】
また、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４は、リレーＲＹ３を介して、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続される。リレーＲＹ３は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３により制御される。リレーＲＹ３は、受電用コード２５０を用いた外部充電が行なわれる場合に電気的に接続され、受電用コード２５０を用いた外部充電が行なわれない場合には非接続とされる。
【００４７】
受電用コード２５０は、外部充電が行なわれないときには、コードリール６００に巻き取られて収納される。そして、受電用コード２５０を用いて外部充電が行なわれる際には、車両１００の外表面に設けられた受電ポート２４０の引出口（図示せず）から引き出される。そして、プラグ２６０がコンセント５１０Ｂに接続されることによって、外部電源５００Ｂからの電力が車両１００に伝達される。
【００４８】
なお、図１においては、充電ケーブル４００を用いる場合、および受電用コード２５０を用いる場合で、それぞれ外部電源５００Ａのコンセント５１０Ａおよび外部電源５００Ｂのコンセント５１０Ｂに接続される構成を示すが、外部電源５００Ａおよび５００Ｂの電源電圧は同じ電圧としてもよいし、異なる電圧としてもよい。異なる電圧とする場合には、たとえば、外部電源の電圧が２００Ｖの場合は充電ケーブル４００を用いるようにし、外部電源の電圧が１００Ｖの場合は受電用コード２５０を用いるようにしてもよい。
【００４９】
また、受電ポート２４０には、外部充電を行なわないときに引出口を覆うための、開閉可能なリッド２４５が結合される。
【００５０】
コードリール６００は、たとえば、受電用コード２５０が周囲に巻回されるように構成されたドラム形状の巻取装置である。
【００５１】
充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２７０に接続される。また、充電装置２００は、リレーＲＹ２を介して、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２によって蓄電装置１１０に接続される。
【００５２】
充電装置２００は、インレット２７０または受電用コード２５０から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換する。
【００５３】
図２は、本実施の形態に従うコードリール６００の概略図である。
図２を参照して、コードリール６００は、ドラム６１０と、モータ６２０と、抵抗付加装置６３０と、制御装置６５０とを備える。
【００５４】
ドラム６１０には、円筒状の胴部が設けられ、その胴部に受電用コード２５０が巻回される。そして、受電用コード２５０を用いて外部充電が行なわれるときには、ドラム６１０に巻回された受電用コード２５０が引き出される。また、外部充電が行なわれないときには、ドラム６１０は、受電用コード２５０を巻き取って収納する。
【００５５】
ドラム６１０の回転軸６１２には弾性装置６６０が取り付けられる。この弾性装置６６０は、たとえば図２のような渦巻状のバネにより構成され、ドラム６１０に対して受電用コード２５０が巻き取られる方向へ巻取トルクが加えられるように構成される。なお、図２に示した弾性装置６６０の形状は一例であり、上述のような巻取トルクを生じさせることができれば、たとえばらせん状のバネや、つるまきバネを用いる構成であってもよい。あるいは、弾性装置６６０は、所望の弾性力を生じるものであれば、バネ以外の構成であってもよく、たとえば弾性ゴムなどを用いることも可能である。
【００５６】
この弾性装置６６０によって生じる巻取トルクは、受電用コード２５０をドラム６１０に巻き取るため、および受電用コード２５０の引出時に受電用コード２５０が巻緩むことを防止するために与えられる。そして、この巻取トルクは、弾性装置６６０の特性上、一般的に受電用コード２５０の引出量によって変化する。
【００５７】
図３は、受電用コード２５０の引出量と引出トルクとの関係を説明するためのグラフである。図３に示されるように、受電用コード２５０の引き出しに必要とされる引出トルクは、受電用コード２５０の引出量が多くなるにつれて、すなわち収納状態からのドラム６１０の回転量が大きくなるにつれて大きくなり、受電用コード２５０の最大引出量Ｌｍａｘにおいて最大引出トルクＴｍａｘとなる（図３の曲線Ｗ１）。なお、引出時および巻取時では、図３に示すように一般的にヒステリシスを有する。
【００５８】
しかしながら、使用者にとっては、受電用コード２５０の引出トルクはできるだけ均一であることが好ましく、そのため、このような引出トルクの変動は使用者に対して不快感を与えてしまうおそれがある。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、図４に示すように、上述の最大引出トルクＴｍａｘと、弾性装置６６０により与えられる巻取トルクとの差に相当するトルクを追加することによって、受電用コード２５０の引出量の全域にわたって引出トルクをほぼ一定に維持する引出力一定制御を行なう。
【００６０】
再び図２を参照するとともに図５および図６を参照して、本実施の形態において、上記の引出力一定制御を実現するための構成について説明する。図５は図２におけるＡ−Ａ断面の一部を示す図であり、図６は図２におけるＢ−Ｂ断面の一部を示す図である。
【００６１】
モータ６２０の回転軸には、ギヤ機構であるギヤ６２１，６２２が設けられる。ギヤ６２１はドラム６１０の側面に設けられたギヤ６１１と係合可能に配置される。ギヤ６２１は、受電用コード２５０がドラム６１０から引き出される際に、ギヤ６１１からの回転力を受けて回転する。これによって、ギヤ６２１は、モータ６２０の回転軸を回転させる。
【００６２】
モータ６２０は、ギヤ６２１によって与えられる回転力によって発電を行なう。そして、モータ６２０は発電した電力を制御装置６５０へ伝達する。制御装置６５０においては、図９で後述するように、発電した電力をバッテリに蓄えたり、発電した電力を利用して表示等を行なったりする。なお、モータ６２０は、制御装置６５０から供給される電力を用いて駆動されてもよく、ドラム６１０に回転力を与えることができるように構成されてもよい。
【００６３】
ギヤ６２２は、ギヤ６２１とのギヤ比が所定の値となるように歯数が設定される。ギヤ６２２は、抵抗付加装置６３０のラック６３１と係合可能に構成されており、ギヤ６２２が回転することによって、抵抗付加装置６３０を、ドラム６１０の回転軸と平行な方向へ動作させる。なお、図２においては、ギヤ６２２は、ギヤ６２１と同様にモータ６２０の回転軸に取り付けられるような構成となっているが、ギヤ６２２は１つ以上の他のギヤを介してギヤ６２１から回転力が伝達される構成としてもよい。また、抵抗付加装置６３０を動作させる構成についても、ベベルギヤやウォームギヤなどを用いる構成としてもよい。
【００６４】
抵抗付加装置６３０は、ドラム６１０の回転に対抗する抵抗力を与えるための装置である。抵抗付加装置６３０には、ギヤ６２２と係合するように構成されたラック６３１と、ドラム６１０と接触して摩擦力を発生させるための接触部であるパッド６３２とが設けられる。
【００６５】
抵抗付加装置６３０は、上述のように、受電用コード２５０の引き出しおよび巻き取りによってドラム６１０の回転軸方向へ動作する。これによって、パッド６３２のドラム６１０への押付力が変化する。図２，５，６で示されるように、受電用コード２５０が引き出されると、パッド６３２の押付力が弱まる向きに抵抗付加装置６３０が動作する。
【００６６】
このような構成とし、受電用コード２５０がすべて巻き取られた状態において、図３に示したような最大引出トルクＴｍａｘが生じるように予め定められた押付力が付勢されるように設定することによって、受電用コード２５０の引出量が増加するにつれて抵抗付加装置による押付力が弱められる。このとき、ギヤ６２１とギヤ６２２との減速比、および／またはラック６３１のピッチを適切に設計することによって、所定の割合で押付力を弱めることができ、それによって受電用コード２５０の引出量が変化しても、必要となる引出トルクをほぼ一定に維持することが可能となる。
【００６７】
なお、抵抗付加装置６３０において、たとえばパッド６３２の接続部分に圧電素子（図示せず）を設けて押付圧に応じた電圧を発生させ、この発生した電力を制御装置６５０に伝達するようにしてもよい。また、パッド６３２の部分をローラとし、このローラの回転によって抵抗付加装置６３０内に設けられた発電機（図示せず）を回転させることによって発電させるようにしてもよい。
【００６８】
図２においては、抵抗付加装置は、ギヤ６２１の回転力を利用してパッド６３２の押付力を変化させる構成としたが、ドラム６１０の回転力を増減させることができれば抵抗付加装置の構成はこれに限定されない。
【００６９】
図７および図８に、抵抗付加装置の他の構成例を示す。図７においては、押付力を発生する構成としてシリンダを用いた例を示す。また、図８においては、クラッチあるいはブレーキに代表される摩擦係合装置により抵抗力を生じさせる構成例を示す。
【００７０】
図７を参照して、コードリール６００Ａには、抵抗付加装置６３０Ａとしてシリンダ６４０が設けられる。シリンダ６４０は、そのロッド６４１がドラム６１０の回転軸と平行な方向に動作するように設置される。ロッド６４１の先端には、抵抗付加装置６３０と同様のパッド６４２が設けられる。
【００７１】
シリンダ６４０は、油圧シリンダまたは空圧シリンダのような、流体によってロッドを動作させるシリンダであってもよいし、内部に設けられた電動モータによってロッドを動作させる電動シリンダであってもよい。シリンダ６４０は、いずれも図示しないが、受電用コード２５０の引出量（引出長さ）を検出するための距離センサ、あるいはドラム６１０の回転角度を検出するための回転角センサなどからの信号に基づいて、制御装置６５０からの制御信号によって駆動される。シリンダ６４０は、受電用コード２５０の引出量が多くなるほど、シリンダ６４０からの押付力が減少するように制御される。
【００７２】
次に図８を参照して、コードリール６００Ｂには、抵抗付加装置として、ブレーキ６３０Ｂが設けられる。ブレーキ６３０Ｂは、ドラム６１０の回転軸６１２に取り付けられたブレーキディスク６１３と、ブレーキディスク６１３を挟み込むように構成されたブレーキパッド６１４とを含んで構成される。
【００７３】
ブレーキパッド６１４は、たとえば油圧、空圧などの流体を用いて駆動され、受電用コード２５０の引出量に応じてブレーキディスク６１３の挟圧力を変化させることによって、ドラム６１０に与える抵抗力の大きさを変化させる。
【００７４】
また、図２において、受電用コード２５０の引出量に応じて、モータ６２０への駆動力を変化させて、ドラム６１０に与える抵抗力を変化させるようにしてもよい。
【００７５】
図９は、図２における制御装置６５０の回路の一例を示す図である。
図９を参照して、制御装置６５０は、制御部６５１と、リレーＲＹ１０，ＲＹ１１と、ダイオードＤ１０，Ｄ１１とを含む。
【００７６】
リレーＲＹ１０，ＲＹ１１は、コードリール６００に含まれるバッテリ６５３の正極端子とモータ６２０の正極端子との間に並列に接続される。リレーＲＹ１０，ＲＹ１１は、制御部６５１からの制御信号ＳＥ１０，ＳＥ１１に従ってそれぞれ駆動される。
【００７７】
ダイオードＤ１０は、バッテリ６５３とリレーＲＹ１０とを結ぶ経路に、バッテリ６５３からリレーＲＹ１０に向かう方向を順方向として介挿される。リレーＲＹ１０は、バッテリ６５３からの電力を用いてモータ６２０を駆動する場合に閉成される。
【００７８】
ダイオードＤ１１は、バッテリ６５３とリレーＲＹ１１とを結ぶ経路に、リレーＲＹ１１からバッテリ６５３に向かう方向を順方向として介挿される。リレーＲＹ１１は、モータ６２０によって発電された電力によってバッテリ６５３を充電する場合に閉成される。
【００７９】
また、上述のように、抵抗付加装置６３０に圧電素子のような発電装置６５２が設けられる場合には、発電装置６５２はダイオードＤ１１のアノードに接続される。これによって、発電装置６５２で発電された電力によって、ダイオードＤ１１を介してバッテリ６５３が充電される。
【００８０】
ダイオードＤ１１のアノードには、通知装置としての表示灯ＬＧＴ１が接続される。表示灯としては、ランプやＬＥＤなどが使用され得る。表示灯ＬＧＴ１は、モータ６２０および発電装置６５２で発電された電力によって点灯する。そのため、表示灯ＬＧＴ１は、受電用コード２５０の引出トルクが大きい場合には発光輝度が大きくなり、引出トルクが小さい場合には発光輝度が小さくなる。これによって、受電用コード２５０の引出量または巻取残量等を、使用者に対して視覚的に通知することができる。表示灯ＬＧＴ１に代えてまたはこれに加えて、使用者に聴覚的に通知するためのブザーＢＺ１を設けるようにしてもよい。
【００８１】
あるいは、通知装置の別の例としては、バッテリ６５３に接続されたドライバ６５４と、ドライバ６５４に接続された表示灯ＬＧＴ２および／またはブザーＢＺ２が設けられてもよい。ドライバ６５４は、制御部６５１からの制御信号ＳＩＧに基づいて、バッテリ６５３からの電力を用いてこれら表示灯ＬＧＴ２，ブザーＢＺ２を動作させる。上述の表示灯ＬＧＴ１の場合には受電用コード２５０の引出操作が停止されると発電が停止されるので通知が行なわれないが、このような回路とすることによって、制御部６５１が認識した受電用コード２５０の引出状態に基づいて表示灯ＬＧＴ２の点灯状態を制御できるので、受電用コード２５０の引出操作を停止しても表示灯ＬＧＴ２の点灯を維持することができる。
【００８２】
制御部６５１は、回転角センサ６２５からの、モータ６２０の回転角の検出値ＲＯＴを受ける。制御部６５１は、この回転角ＲＯＴによって、受電用コード２５０が引き出されていることを認識すると、制御信号ＳＥ１１によってリレーＲＹ１１の接点を閉成する。これによって、モータ６２０で発電された電力によってバッテリ６５３を充電することができる。さらに、上述のように、受信した回転角ＲＯＴに基づいて、制御信号ＳＩＧを設定してドライバ６５４に出力することによって、受電用コード２５０の引出状態に基づいて表示灯ＬＧＴ２の点灯状態を制御することができる。なお、受電用コード２５０の引出状態については、モータ６２０の回転角ＲＯＴを用いなくとも、たとえば、実際に受電用コード２５０が引き出された長さに関する信号を用いてもよいし、ドラム６１０の回転角に関する信号を用いてもよい。
【００８３】
また、制御部６５１は、モータ６２０を駆動することによって受電用コード２５０の巻取動作を行なう場合には、制御信号ＳＥ１０によってリレーＲＹ１０の接点を閉成する。これによって、バッテリ６５３からの電力によってモータ６２０が駆動される。
【００８４】
なお、上記の説明においては、バッテリ６５３、ドライバ６５４、表示灯ＬＧＴ１，ＬＧＴ２およびブザーＢＺ１，ＢＺ２が、コードリール６００に備えられる場合について述べたが、これらの装置が車両側に設けられる構成であってもよい。また、制御装置６５０の機能は、車両ＥＣＵ３００に含まれる構成であってもよい。
【００８５】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【００８６】
１００ 車両、１１０ 蓄電装置、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、２００ 充電装置、２４０，２８０ 受電ポート、２４５，２８５ リッド、２５０ 受電用コード、２６０，４２０ プラグ、２７０ インレット、３００ 車両ＥＣＵ、４００ 充電ケーブル、４１０ 充電コネクタ、４３０ 電線部、５００Ａ，５００Ｂ 外部電源、５１０Ａ，５１０Ｂ コンセント、６００，６００Ａ，６００Ｂ コードリール、６１０ ドラム、６１１，６２１，６２２ ギヤ、６１２ 回転軸、６１３ ブレーキディスク、６１４ ブレーキパッド、６２０ モータ、６２５ 回転角センサ、６３０Ｂ ブレーキ、６３０，６３０Ａ 抵抗付加装置、６３１ ラック、６３２，６４２ パッド、６４０ シリンダ、６４１ ロッド、６５０ 制御装置、６５１ 制御部、６５２ 発電装置、６５３ バッテリ、６５４ ドライバ、６６０ 弾性装置、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＡＣＬ３，ＡＣＬ４ 電力線、ＢＺ１，ＢＺ２ ブザー、Ｄ１０，Ｄ１１ ダイオード、ＬＧＴ１，ＬＧＴ２ 表示灯、ＮＬ１，ＮＬ２ 接地線、ＰＬ１，Ｐｌ２ 電力線、ＲＹ２，ＲＹ３，ＲＹ１０，ＲＹ１１ リレー、ＳＭＲ システムメインリレー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を伝達するためのコードを収納するための電線格納装置であって、
収納時に前記コードが周囲に巻回されるドラムと、
前記ドラムに取付けられ、前記ドラムに前記コードを巻き取るための巻取トルクを与えるように構成された弾性装置と、
前記ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成された抵抗付加装置とを備え、
前記抵抗付加装置は、前記コードを前記ドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように前記抵抗力を調整する、電線格納装置。
【請求項２】
前記弾性装置は、前記コードが引き出されるにつれて前記巻取トルクが増加するように構成され、
前記抵抗付加装置は、前記コードの引出量に応じて前記抵抗力を調整する、請求項１に記載の電線格納装置。
【請求項３】
前記抵抗付加装置は、予め定められた基準トルクと前記巻取トルクとの差に相当するトルクが発生されるように前記抵抗力を調整する、請求項２に記載の電線格納装置。
【請求項４】
前記抵抗付加装置は、
前記ドラムの回転にともなって回転させられるギヤ機構と、
前記ギヤ機構と係合し、前記ドラムの回転にともなって前記ドラムとの接触圧を変化させることによって前記抵抗力を調整するように構成された接触機構とを含む、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項５】
前記抵抗付加装置は、
前記ドラムに押付力を付与することが可能に構成されたロッドを有するシリンダを含み、
前記シリンダは、前記ドラムの回転にともなって前記ロッドと前記ドラムとの間の前記押付力を変化させることによって前記抵抗力を調整する、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項６】
前記抵抗付加装置は、
クラッチおよびブレーキの少なくともいずれかを有する摩擦係合装置を含み、
前記摩擦係合装置は、前記ドラムの回転にともなって係合力を変化させることによって前記抵抗力を調整する、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項７】
前記抵抗付加装置は、
前記ドラムに回転トルクを供給するための電動機を含み、
前記電動機は、前記ドラムの回転にともなって前記回転トルクを変化させることによって前記抵抗力を調整する、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項８】
前記コードが引き出されて前記ドラムが回転することによって発電する発電機をさらに備える、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項９】
前記発電機により発電された電力を充電するためのバッテリをさらに備える、請求項８に記載の電線格納装置。
【請求項１０】
前記発電機により発電された電力を用いて、操作者に対して前記コードの引き出しに関する状態を通知するための通知装置をさらに備える、請求項８に記載の電線格納装置。
【請求項１１】
外部電源からの電力を用いて充電が可能な蓄電装置を搭載した車両であって、
前記外部電源からの電力を前記蓄電装置へ伝達するためのコードと、
前記コードを収納するための電線格納装置とを備え、
前記電線格納装置は、
収納時に前記コードが周囲に巻回されるドラムと、
前記ドラムに取付けられ、前記ドラムに前記コードを巻き取るための巻取トルクを与えるように構成された弾性装置と、
前記ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成された抵抗付加装置とを含み、
前記抵抗付加装置は、前記コードを前記ドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように前記抵抗力を調整する、車両。
【請求項１】
電力を伝達するためのコードを収納するための電線格納装置であって、
収納時に前記コードが周囲に巻回されるドラムと、
前記ドラムに取付けられ、前記ドラムに前記コードを巻き取るための巻取トルクを与えるように構成された弾性装置と、
前記ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成された抵抗付加装置とを備え、
前記抵抗付加装置は、前記コードを前記ドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように前記抵抗力を調整する、電線格納装置。
【請求項２】
前記弾性装置は、前記コードが引き出されるにつれて前記巻取トルクが増加するように構成され、
前記抵抗付加装置は、前記コードの引出量に応じて前記抵抗力を調整する、請求項１に記載の電線格納装置。
【請求項３】
前記抵抗付加装置は、予め定められた基準トルクと前記巻取トルクとの差に相当するトルクが発生されるように前記抵抗力を調整する、請求項２に記載の電線格納装置。
【請求項４】
前記抵抗付加装置は、
前記ドラムの回転にともなって回転させられるギヤ機構と、
前記ギヤ機構と係合し、前記ドラムの回転にともなって前記ドラムとの接触圧を変化させることによって前記抵抗力を調整するように構成された接触機構とを含む、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項５】
前記抵抗付加装置は、
前記ドラムに押付力を付与することが可能に構成されたロッドを有するシリンダを含み、
前記シリンダは、前記ドラムの回転にともなって前記ロッドと前記ドラムとの間の前記押付力を変化させることによって前記抵抗力を調整する、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項６】
前記抵抗付加装置は、
クラッチおよびブレーキの少なくともいずれかを有する摩擦係合装置を含み、
前記摩擦係合装置は、前記ドラムの回転にともなって係合力を変化させることによって前記抵抗力を調整する、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項７】
前記抵抗付加装置は、
前記ドラムに回転トルクを供給するための電動機を含み、
前記電動機は、前記ドラムの回転にともなって前記回転トルクを変化させることによって前記抵抗力を調整する、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項８】
前記コードが引き出されて前記ドラムが回転することによって発電する発電機をさらに備える、請求項３に記載の電線格納装置。
【請求項９】
前記発電機により発電された電力を充電するためのバッテリをさらに備える、請求項８に記載の電線格納装置。
【請求項１０】
前記発電機により発電された電力を用いて、操作者に対して前記コードの引き出しに関する状態を通知するための通知装置をさらに備える、請求項８に記載の電線格納装置。
【請求項１１】
外部電源からの電力を用いて充電が可能な蓄電装置を搭載した車両であって、
前記外部電源からの電力を前記蓄電装置へ伝達するためのコードと、
前記コードを収納するための電線格納装置とを備え、
前記電線格納装置は、
収納時に前記コードが周囲に巻回されるドラムと、
前記ドラムに取付けられ、前記ドラムに前記コードを巻き取るための巻取トルクを与えるように構成された弾性装置と、
前記ドラムの回転に対する抵抗力を可変に調整できるように構成された抵抗付加装置とを含み、
前記抵抗付加装置は、前記コードを前記ドラムから引き出すときに必要となるトルクが略一定となるように前記抵抗力を調整する、車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６５４８０（Ｐ２０１２−６５４８０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８７３３（Ｐ２０１０−２０８７３３）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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