電動ウィンチの制御装置
【課題】ラチェット機構が故障したとしても、ドラムの他方向への回転を抑制する。
【解決手段】ドラムに、ロック状態でドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態でドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構を設け、コントローラ５０に、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐの入力に伴い、ラチェット機構をロック状態に制御しつつモータ部８１を制動制御する駆動制御部５１を設けた。これにより、モータ部８１の停止時において当該モータ部８１に制動力を発生させることができる。よって、モータ部８１の停止時にラチェット機構が故障して、ドラムをロック状態にできなくなったとしても、モータ部８１の制動力によりドラムを回転し難い状態に保持して、ドラムの他方向への回転を規制できる。
【解決手段】ドラムに、ロック状態でドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態でドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構を設け、コントローラ５０に、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐの入力に伴い、ラチェット機構をロック状態に制御しつつモータ部８１を制動制御する駆動制御部５１を設けた。これにより、モータ部８１の停止時において当該モータ部８１に制動力を発生させることができる。よって、モータ部８１の停止時にラチェット機構が故障して、ドラムをロック状態にできなくなったとしても、モータ部８１の制動力によりドラムを回転し難い状態に保持して、ドラムの他方向への回転を規制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子等の被牽引物を牽引する電動ウィンチの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、福祉車両の後方側には、車椅子（被牽引物）を搭載可能な車椅子搭載スペースが形成されている。この車椅子搭載スペースからは、車外に向けてスロープが引き出されるようになっており、当該スロープによって車外にある車椅子を車椅子搭載スペースに誘導するようにしている。また、車椅子搭載スペースの車両前方側にはフック付きのベルトを備えた電動ウィンチが設置されている。電動ウィンチからベルトを引き出して車椅子の所定箇所にフックを引っ掛け、この状態のもとで電動ウィンチを駆動することで、車椅子を車椅子搭載スペースに容易に誘導できるようになっている。ここで、電動ウィンチは介助者を補助するために設置され、当該電動ウィンチは介助者により操作されるようになっている。
【０００３】
このように、車椅子を車椅子搭載スペースに向けて牽引し得る装置としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術は、車椅子を牽引するベルトが巻き付けられるドラムと、ギアボックスを有する駆動モータ（モータ）とを備えている。そして、ドラムとギアボックスとの間のドラム寄りにはラチェット機構が設けられ、ドラムとギアボックスとの間のギアボックス寄りには電磁クラッチが設けられている。
【０００４】
ラチェット機構は、ロック状態においては、ドラムのベルト引出方向（他方向）への回転を阻止する一方でベルト巻取方向（一方向）への回転を許容し、非ロック状態（リリース状態）では、ドラムのベルト引出方向およびベルト巻取方向への回転を許容するようになっている。また、電磁クラッチは、ギアボックスとドラムとの接続状態を外部入力に応じて断続（締結／開放）するようになっている。つまり、電磁クラッチは、モータとドラムとの間の動力伝達を断続できるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７１６６１号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術によれば、ラチェット機構のみによって、ドラムの他方向への回転を規制するようにしている。したがって、ラチェット機構が何らかの原因で故障し、ドラムの他方向への回転を規制できなくなった場合には、車椅子がスロープ上にある場合等においては、車椅子が後退してしまうという問題を生じ得る。ここで、車椅子から伝達されるドラムを他方向に回転させる回転力（逆回転力）は、電磁クラッチおよびギアボックスを介してモータに伝達されるため、この逆回転力の伝達経路上に、ドラムの他方向への回転を抑制し得るブレーキ要素（フェイルセーフ機能）を設けることが望ましい。
【０００７】
本発明の目的は、ラチェット機構が故障したとしても、ドラムの他方向への回転を抑制することができる電動ウィンチの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電動ウィンチの制御装置は、被牽引物を牽引するベルトが巻き掛けられるドラムと、当該ドラムを回転させるモータとを有する電動ウィンチ、および前記電動ウィンチを制御するコントローラを備えた電動ウィンチの制御装置であって、前記コントローラを介して前記電動ウィンチを駆動制御するために、操作者により操作される操作部材と、前記ドラムに設けられ、ロック状態で前記ドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態で前記ドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構と、前記コントローラに設けられ、前記操作部材からのモータ停止信号の入力に伴い、前記ラチェット機構をロック状態に制御しつつ前記モータを制動制御する駆動制御部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の電動ウィンチの制御装置は、前記電動ウィンチは、前記ドラムおよび前記モータを締結状態または開放状態とする電磁クラッチと、前記ドラムの回転を検出する回転センサとを備え、前記駆動制御部は、前記操作部材からのモータ停止信号の入力および前記回転センサからの検出信号の入力に伴い、前記電磁クラッチを締結状態に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、ドラムに、ロック状態でドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態でドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構を設け、コントローラに、操作部材からのモータ停止信号の入力に伴い、ラチェット機構をロック状態に制御しつつモータを制動制御する駆動制御部を設ける。これにより、モータの停止時において当該モータに制動力を発生させることができる。したがって、モータの停止時にラチェット機構が故障して、ドラムをロック状態にできなくなったとしても、モータの制動力（フェイルセーフ機能）によりドラムを回転し難い状態に保持して、ドラムの他方向への回転を規制できる。よって、被牽引物が後退する等の不具合を抑制することができる。
【００１１】
本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、電動ウィンチは、ドラムおよびモータを締結状態または開放状態とする電磁クラッチと、ドラムの回転を検出する回転センサとを備え、駆動制御部は、操作部材からのモータ停止信号の入力および回転センサからの検出信号の入力に伴い、電磁クラッチを締結状態に制御する。これにより、ドラムとモータとの間に電磁クラッチを備えた電動ウィンチであっても、モータの制動力をドラムに伝達し、当該ドラムの他方向への回転を規制でき、ひいては被牽引物が後退する等の不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ），（ｂ）は、車両に搭載された電動ウィンチの基本動作を説明する説明図である。
【図２】図１の車両を上方から見た本発明のシステム構成を説明する説明図である。
【図３】（ａ）は車両に設置された操作パネルを示す平面図，（ｂ）は介助者により車外から操作可能なリモコンを示す平面図である。
【図４】電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図である。
【図５】図４の電動ウィンチの内部構造（一部）を示す斜視図である。
【図６】図４の電動ウィンチを構成する部材の接続関係を模式的に示す図である。
【図７】コントローラの内部構造を示すブロック図である。
【図８】コントローラのモータ停止動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）は車両に搭載された電動ウィンチの基本動作を説明する説明図を、図２は図１の車両を上方から見た本発明のシステム構成を説明する説明図を、図３（ａ）は車両に設置された操作パネルを示す平面図，（ｂ）は介助者により車外から操作可能なリモコンを示す平面図を、図４は電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図を、図５は図４の電動ウィンチの内部構造（一部）を示す斜視図を、図６は図４の電動ウィンチを構成する部材の接続関係を模式的に示す図をそれぞれ表している。
【００１５】
図１および図２に示すように、車両１０は福祉車両であり、当該車両１０の後方側（図中右側）には、被牽引物としての車椅子２０を搭載可能な車椅子搭載スペース１１が形成されている。車椅子搭載スペース１１の車両前方側（図中左側）には、車両１０の車幅方向（図２における上下方向）に所定間隔を持って一対の電動ウィンチ３０が設置されている。各電動ウィンチ３０は、先端側にフック３１が装着されたベルト３２を備えており、ベルト３２は車椅子２０を牽引するようになっている。具体的には、各電動ウィンチ３０から各ベルト３２を引き出して、各フック３１を車椅子２０の左右側にある一対の前フレーム２１にそれぞれ引っ掛け、その状態のもとで各電動ウィンチ３０を同期動作させて各ベルト３２を引き込むことにより、図中矢印Ｍ１に示す方向に車椅子２０が移動する。
【００１６】
車椅子搭載スペース１１の車両後方側には、地面Ｇと車両１０の床面Ｆとを緩やかな傾斜角度で接続するスロープ１２が設置されている。スロープ１２は、車両１０の走行時においては、床面Ｆに形成された格納部（図示せず）に格納されている。一方、車両１０を停車させてかつバックドア１３を開いた状態とし、図示しないスロープ操作スイッチをオン操作することにより、スロープ１２は格納部から車外に向けて延出されるようになっている。
【００１７】
各電動ウィンチ３０を同期動作させて各ベルト３２を引き込むことで、図１（ｂ）に示すように車椅子２０はスロープ１２上を移動していき、やがて車椅子２０は、図中破線に示すように床面Ｆ上に到達して車椅子搭載スペース１１内に搭載される。また、各電動ウィンチ３０により各ベルト３２を送り出すことで、図１（ｂ）のように車椅子搭載スペース１１内に搭載された車椅子２０を床面Ｆから地面Ｇへ移動される。このようにスロープ１２を設けることで、車椅子２０の地面Ｇと床面Ｆとの間の移動を容易に誘導できるようにしている。ここで、各電動ウィンチ３０は図示しない介助者（操作者）により操作され、各電動ウィンチ３０の操作中においては、介助者は車椅子２０の後方から当該車椅子２０を支持するようにする。
【００１８】
各電動ウィンチ３０を制御する制御装置４０は、図２に示すように構成されている。つまり制御装置４０は、各電動ウィンチ３０，コントローラ５０，操作パネル６０およびリモコン７０から構成されている。各電動ウィンチ３０とコントローラ５０との間、および操作パネル６０とコントローラ５０との間には、通信線および電源線よりなる配線１４が電気的に接続して設けられている。なお、リモコン７０はワイヤレス式で無線によりコントローラ５０と通信自在であり、リモコン７０を車外に持ち出すことで、各電動ウィンチ３０を車外から操作できるようになっている。
【００１９】
ここで、図２に示すように、車両１０の床面Ｆにはフック１５を備えた一対の固定ベルト１６が設置されており、各固定ベルト１６の各フック１５は、車椅子搭載スペース１１に搭載された車椅子２０の左右側にある一対の車輪２２にそれぞれ引っ掛けられるようになっている。これにより、車椅子搭載スペース１１に搭載された車椅子２０は、各ベルト３２の各フック３１および各固定ベルト１６の各フック１５の合計４箇所で固定され、ひいては車両１０内で車椅子２０が移動したりがたついたりするのを抑制している。
【００２０】
操作部材としての操作パネル６０は、図３（ａ）に示すようにパネル本体６１を備えている。パネル本体６１は車椅子搭載スペース１１の中央から後方側に設けられ、操作パネル６０は車両１０の後方から操作可能となっている。パネル本体６１には、主電源スイッチ６２，ベルトフリースイッチ６３，速度切替スイッチ６４および発音部材としてのブザー（スピーカ）６５が設けられている。
【００２１】
主電源スイッチ６２は、制御装置４０のシステム電源をオン状態とするために操作するものである。主電源スイッチ６２をオン操作することでシステム電源がオン状態となり、このとき、主電源スイッチ６２のインジケータ６２ａが点灯するようになっている。また、主電源スイッチ６２は、制御装置４０をシステムリセット（初期化）する際にも操作され、例えば、３秒以上の長押しをすることでシステムリセットされるよう設定されている。
【００２２】
ベルトフリースイッチ６３は、各電動ウィンチ３０のロック状態を解除するために操作するもので、ベルトフリースイッチ６３をオン操作することで、各ベルト３２を引き出したり収納したりできるようになっている。つまり、ベルトフリースイッチ６３をオン操作し、各ベルト３２を引き出して車外にある車椅子２０に引っ掛けたり、各電動ウィンチ３０からそれぞれ引き出した各ベルト３２の長さを揃えたりできるようにしている。ここで、ベルトフリースイッチ６３をオン操作すると、ベルトフリースイッチ６３のインジケータ６３ａが点灯するようになっている。
【００２３】
速度切替スイッチ６４は、車椅子２０を車椅子搭載スペース１１に搭載したり車椅子搭載スペース１１から降ろしたりする際に、各ベルト３２の移動速度、つまり引き込み速度や送り出し速度を、低速（ＬＯＷ）または高速（ＨＩＧＨ）に切り替えるのに操作するものである。また、ブザー６５は、各ベルト３２の引き込み作動時や送り出し作動時，各電動ウィンチ３０の動作不良時（故障発生時）等において、電子音等の警告音を発生するようになっている。ここで、警告音としては電子音に限らず、音声によるアナウンスであっても良い。
【００２４】
操作部材としてのリモコン７０は、乾電池駆動のワイヤレスリモートコントロールユニットで、操作パネル６０の主電源スイッチ６２が操作され、制御装置４０のシステム電源がオン状態のときに使用可能となる。リモコン７０は、図３（ｂ）に示すようにリモコン本体７１を備えており、リモコン本体７１は、リモコン電源スイッチ７２，入スイッチ７３および出スイッチ７４を備えている。リモコン７０は、さらにインジケータ７５を備え、当該インジケータ７５は、リモコン７０の操作時等に点灯するようになっている。また、インジケータ７５の点灯が暗くなったら乾電池（図示せず）を交換するようにする。
【００２５】
ここで、リモコン７０の操作は介助者によって行うようにし、介助者によりリモコン電源スイッチ７２をオン操作し、その後、入スイッチ７３を押すことで、各電動ウィンチ３０が作動する。そして、入スイッチ７３を押している間は、各電動ウィンチ３０が継続して作動し、車椅子搭載スペース１１への車椅子２０の搭載が補助される。一方、出スイッチ７４を押すと、今度は各電動ウィンチ３０が逆方向に作動する。そして、出スイッチ７４を押している間は、車椅子搭載スペース１１からの車椅子２０の降ろし動作が補助される。つまり、介助者が入スイッチ７３および出スイッチ７４を押すのを止めて、各スイッチ７３，７４を非操作状態とすることで、リモコン７０からコントローラ５０に向けてモータ停止信号Ｓｔｐ（図７参照）が出力されるようになっている。
【００２６】
なお、リモコン７０の操作中においては、介助者は車椅子２０のグリップＧＲ（図１参照）を把持し、車椅子２０を支持するとともに、その移動を誘導するようにする。このように、制御装置４０は、各電動ウィンチ３０を駆動制御することで、介助者による車椅子２０の移動を補助するようになっている。
【００２７】
車両１０の左右側に設けられる各電動ウィンチ３０は、何れも同じ形状かつ同じ構造のものを採用している。図４ないし図６においては、何れか一方の電動ウィンチ３０のみを示しており、以下、何れか一方の電動ウィンチ３０を代表して、その詳細構造について説明する。
【００２８】
電動ウィンチ３０は、図４および図６に示すように、電動モータ部８０とドラム部９０とを備えている。これらの電動モータ部８０およびドラム部９０は、図示しない複数の締結ネジにより一体化（ユニット化）されている。
【００２９】
電動モータ部８０は、モータ部（モータ）８１とギヤ部８２とを備えている。モータ部８１の内部には、回転軸（図示せず）が回転自在に設けられ、ギヤ部８２の内部には、回転軸の回転を減速して高トルク化するためのウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構（図示せず）が設けられている。ウォームホイールの回転力は出力軸８３（図６参照）に伝達され、当該出力軸８３はドラム部９０に向けて突出し、ドラム部９０を形成するドラム９２（図５参照）を回転させるようになっている。
【００３０】
また、ギヤ部８２内の減速機構は、ウォームおよびウォームホイールから形成しており、これにより出力軸８３からの回転力をモータ部８１の回転軸に伝達し難くしている。つまり、ウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構は、出力軸８３の回転を止めるよう作用するメカ的な制動力（機械的ブレーキ）を発生するようになっている。
【００３１】
図６に示すように、ギヤ部８２（ウォームホイール）と出力軸８３との間、つまりモータ部動力伝達経路におけるドラム９２とモータ部８１との間には、電磁クラッチ８４が設けられている。電磁クラッチ８４は、コントローラ５０により制御され、ドラム９２およびモータ部８１を締結状態または開放状態とする。具体的には、電磁クラッチ８４を締結状態とすることで、ドラム９２とモータ部８１とは動力伝達可能に接続され、電磁クラッチ８４を開放状態とすることで、ドラム９２とモータ部８１とは切り離される。
【００３２】
なお、電磁クラッチ８４は、ウォームホイールと一体回転する第１プレート（図示せず），出力軸８３と一体回転する第２プレート（図示せず）およびステータコイル（図示せず）を備えている。そして、ステータコイルに駆動電流を供給することでステータコイルは電磁力を発生し、当該電磁力により各プレートは吸引されて締結される（締結状態）。一方、ステータコイルへの駆動電流の供給を停止することで各プレートは切り離される（開放状態）。
【００３３】
ドラム部９０は、図４に示すようにケーシング９１を備えている。ケーシング９１は略箱形状に形成され、その内部には、図５に示すドラム９２，ラチェット機構９３および弛み取り機構９４が収納されている。ケーシング９１の外部には、ドラム９２に巻き掛けられるベルト３２の弛みを取り除く弛み取りモータ９５，ドラム９２の回転を検出する回転センサ９６，電動モータ部８０や弛み取りモータ９５等に駆動電流を供給するための外部コネクタ（図示せず）が接続されるコネクタ接続部９７等が設けられている。
【００３４】
ケーシング９１の側部には、開口部９１ａが形成されており、当該開口部９１ａからは、ベルト３２が出入り自在となっている。ベルト３２は、ケーシング９１の開口部９１ａの近傍に設けられた案内部材９８によって出入りが案内され、これによりベルト３２の捻れを防止している。また、案内部材９８はフック３１の通過を許さず、これによりベルト３２の全てがケーシング９１内に引き込まれてしまうのを防止している。
【００３５】
ここで、図４の符号ＳＴは、電動ウィンチ３０を車両１０の床面Ｆ（図２参照）に固定するための一対の取付ステーであり、これらの各取付ステーＳＴは、図示しない複数の締結ボルトによって床面Ｆに強固に固定されている。これにより電動ウィンチ３０は、車両１０に対してがたつくこと無く強固に固定されている。
【００３６】
ケーシング９１の内部には、図５に示すように、ドラム９２，ラチェット機構９３および弛み取り機構９４が収納されている。ただし、図５に示す弛み取りモータ９５，案内部材９８およびフック３１については、図４に示すようにケーシング９１の外部に設けられている。
【００３７】
ドラム９２にはベルト３２が巻き掛けられ、当該ドラム９２の回転中心には、ドラム軸９２ａが一体回転可能に取り付けられている。ドラム軸９２ａには、電動モータ部８０の出力軸８３（図６参照）の回転が伝達されるようになっており、ドラム軸９２ａおよびドラム９２は、電動モータ部８０の正逆方向への回転駆動に伴って正逆方向に回転駆動される。これにより、ベルト３２をケーシング９１内に引き込んだり、ケーシング９１外に送り出したりすることができる。
【００３８】
ドラム９２とドラム軸９２ａとの間には、図６に示すようにワンウェイクラッチ９２ｂが設けられている。ワンウェイクラッチ９２ｂは、ドラム軸９２ａがベルト３２の引き込み方向（図５において反時計方向）に向かって回転する際、そのままこの回転をドラム９２に伝達するよう構成されている。一方、ドラム軸９２ａよりも先にドラム９２がベルト３２の引き込み方向に向かって回転すると、ドラム９２の回転がドラム軸９２ａに伝達されず、ドラム９２が空回りするよう構成されている。すなわち、ワンウェイクラッチ９２ｂは、ドラム軸９２ａに対するドラム９２の巻き取り方向への回転を許容し、ドラム軸９２ａに対するドラム９２の送り出し方向への回転を規制している。
【００３９】
ラチェット機構９３は、ドラム９２に一体回転可能に設けられたラッチギヤ９３ａと、ラッチギヤ９３ａと係合し、ドラム９２のベルト３２の引き込み方向（一方向）への回転を許容し、ベルト３２の送り出し方向（他方向）への回転（図５において時計方向）を阻止し得る揺動自在な歯止め９３ｂと、歯止め９３ｂを揺動駆動するソレノイド駆動部材９３ｃとを備えている。
【００４０】
ソレノイド駆動部材９３ｃは駆動ピン９３ｄを備えており、コントローラ５０の制御によりソレノイド駆動部材９３ｃに駆動電流を供給することで、駆動ピン９３ｄはピンの軸方向に移動し、引っ込むようになっている。これにより、ラッチギヤ９３ａと歯止め９３ｂとの係合が解かれてリリース状態となり、ベルト３２の引き込み方向および送り出し方向への双方向にドラム９２が回転自在となる。このように、ドラム９２の双方向への回転が許容され、ひいては車椅子２０を車椅子搭載スペース１１から降ろせるようになる。
【００４１】
一方、コントローラ５０の制御によりソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給を停止することで、図示しない内蔵バネのバネ力により駆動ピン９３ｄは突出するようになっている。これにより、ラッチギヤ９３ａに歯止め９３ｂが係合してロック状態となり、ベルト３２の引き込み方向へのドラム９２の回転を許容しつつ、ベルト３２の送り出し方向へのドラム９２の回転が規制され、ひいてはスロープ１２上での車椅子２０の後退が防止される。
【００４２】
弛み取り機構９４は、ドラム９２に一体回転可能に設けられたスパーギヤ９４ａと、スパーギヤ９４ａと噛み合う小径ギヤ９４ｂと、弛み取りモータ９５により回転駆動される減速ギヤ機構９４ｃとを備えている。弛み取りモータ９５は、ドラム９２がベルト３２を巻き取る方向の回転力を発生し、この弛み取りモータ９５の回転力は、減速ギヤ機構９４ｃ，トルクリミッタ９４ｄ，小径ギヤ９４ｂおよびスパーギヤ９４ａを介してドラム９２に伝達される。また、小径ギヤ９４ｂと減速ギヤ機構９４ｃとの間には、図６に示すようにトルクリミッタ９４ｄが設けられ、当該トルクリミッタ９４ｄは一定以上のトルクの伝達をカットするようになっている。これにより弛み取りモータ９５への過負荷を防止し、弛み取りモータ９５を保護するようにしている。つまり、弛み取りモータ９５としては、ベルト３２の弛みを取ることができる程度のトルクを発生し得る小型モータを採用できるようになっている。
【００４３】
図７はコントローラの内部構造を示すブロック図を表している。図７に示すように、コントローラ５０は、操作パネル６０およびリモコン７０からの種々の操作信号の入力に基づき、電動ウィンチ３０を構成する駆動系部品（８１，８４，９３ｃ，９５）を駆動制御する駆動制御部５１を備えている。
【００４４】
コントローラ５０には、操作パネル６０およびリモコン７０からそれぞれ有線または無線で種々の操作信号が入力され、回転センサ９６からは検出信号Ｄｓ（図７参照）が入力されるようになっている。また、コントローラ５０には、電動ウィンチ３０を構成するモータ部８１，電磁クラッチ８４，ソレノイド駆動部材９３ｃ，弛み取りモータ９５が電気的に接続され、駆動制御部５１は、操作信号や検出信号Ｄｓ（入力信号）に基づいて、各駆動系部品（８１，８４，９３ｃ，９５）を最適に制御するようになっている。なお、駆動制御部５１は、一対の各電動ウィンチ３０を同期して駆動制御するようになっている。
【００４５】
ここで、回転センサ９６はホール素子よりなり、回転センサ９６と対向するドラム９２の部分には、当該ドラム９２の回転に伴って回転するリングマグネット（図示せず）が設けられている。これにより、回転センサ９６はドラム９２とともにリングマグネットが回転するとリングマグネットの磁極の切り替わりに応じて「オン」または「オフ」を示す矩形波信号（パルス信号）を発生するようになっている。そして、駆動制御部５１は、入力された各パルス信号からベルト３２に掛かる負荷やベルト３２の移動速度等を算出する。ここで算出した種々のデータは、電動ウィンチ３０のきめ細かな駆動制御に反映させるようになっている。
【００４６】
駆動制御部５１には、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐが入力され、駆動制御部５１にモータ停止信号Ｓｔｐが入力されると、駆動制御部５１は、ラチェット機構９３をロック状態に制御しつつ、モータ部８１を制動制御し、さらに電磁クラッチ８４を開放状態に制御する。つまり、ソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給を停止してＯＦＦ操作しつつ、モータ部８１のリレースイッチＲＳをＯＮ操作し、さらに電磁クラッチ８４への駆動電流の供給を停止してＯＦＦ操作する。これにより、ラチェット機構９３がロック状態となり、ドラム９２の他方向への回転、つまりベルト３２が送り出される方向への逆回転が阻止される。
【００４７】
ここで、モータ部８１は制動制御され、ドラム９２が万が一逆回転することに対して備えており、また、電磁クラッチ８４への駆動電流の供給を停止して消費電力を抑えている。なお、このモータ停止状態において、駆動制御部５１は、回転センサ９６からの検出信号Ｄｓの入力を監視しており、回転センサ９６から検出信号Ｄｓが入力された場合、つまりモータ停止状態であるにも関わらずドラム９２が回転（特に逆回転）している場合には、電磁クラッチ８４に駆動電流を供給してＯＮ操作し、これによりモータ部８１による制動力（電気的ブレーキおよび機械的ブレーキ）をドラム９２に伝達可能とする。このように、モータ部８１をブレーキ要素として利用してフェイルセーフ機能（逆転防止機能）を得て、ひいてはドラム９２のそれ以上の回転を抑制するようにしている。
【００４８】
次に、以上のように形成した制御装置４０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。図８はコントローラのモータ停止動作を説明するフローチャートを表している。
【００４９】
まず、介助者により操作パネル６０の主電源スイッチ６２を操作し、制御装置４０のシステム電源がオン状態となり、さらにリモコン７０のリモコン電源スイッチ７２を操作した後、例えば入スイッチ７３を操作する。すると、各電動ウィンチ３０がそれぞれ同期して駆動制御され、車椅子２０が車椅子搭載スペース１１（図１参照）に引き込まれていく（ステップＳ１）。
【００５０】
その後、続くステップＳ２において、入スイッチ７３が非操作状態となったか否か、つまりリモコン７０からモータ停止信号Ｓｔｐがコントローラ５０の駆動制御部５１に入力されたか否かを判定する。ここで、未だ入スイッチ７３が操作状態である場合（ｎｏ判定）には、ステップＳ２を繰り返す処理を実行する。一方、入スイッチ７３が非操作状態となり、モータ停止信号Ｓｔｐが駆動制御部５１に入力された場合（ｙｅｓ判定）には、ステップＳ３に進む。
【００５１】
ステップＳ３では、ラチェット機構９３のソレノイド駆動部材９３ｃをＯＦＦ操作し、ラチェット機構９３をロック状態とする制御を実行する。続くステップＳ４では、モータ部８１のリレースイッチＲＳをＯＮ操作し、モータ部８１に電気的ブレーキを発生させる制動制御を実行する。続くステップＳ５では、電磁クラッチ８４をＯＦＦ操作し、当該電磁クラッチ８４を開放状態とする制御を実行する。これにより、ラチェット機構９３のロック状態によって、ドラム９２の逆回転が防止され、例えばスロープ１２上にある車椅子２０を後退させること無く、その場で停止させることができる。
【００５２】
ここで、ソレノイド駆動部材９３ｃおよび電磁クラッチ８４への駆動電流の供給を停止したことにより消費電力を抑えている。また、モータ部８１では、リレースイッチＲＳをＯＮ操作して短絡回路（ブレーキ回路）を形成するだけなので消費電力は掛からない。
【００５３】
ステップＳ６では、回転センサ９６からの検出信号Ｄｓ（パルス信号）が駆動制御部５１に入力されたか否か、つまりドラム９２が回転しているか否かを判定する。検出信号Ｄｓの入力が無い場合、つまりドラム９２が逆回転していない場合（ｎｏ判定）には、ラチェット機構９３が正常に働いている（ロック状態）であるとしてステップＳ１０に進む。
【００５４】
一方、ステップＳ６においてドラム９２の回転を検出した場合（ｙｅｓ判定）には、ラチェット機構９３が異常（リリース状態）であるとしてステップＳ７に進む。続くステップＳ７では、電磁クラッチ８４に駆動電流を供給し、これにより電磁クラッチ８４を締結状態とする。ステップＳ８では、電磁クラッチ８４が正常にＯＮ操作されたか否かを確認し、電磁クラッチ８４のＯＮ操作を確認できなかった場合（ｎｏ判定）には、ステップＳ７に戻って再び電磁クラッチ８４を締結状態とする制御を実行する。
【００５５】
一方、ステップＳ８で電磁クラッチ８４のＯＮ操作を確認した場合（ｙｅｓ判定）にはステップＳ９に進み、当該ステップＳ９では、ブザー６５をＯＮ操作する（鳴らす）。このように、駆動制御部５１においてブザー６５を鳴らすことで、制御装置４０に異常が生じていることを介助者等に警報し、さらには制御装置４０の点検を促すようにしている。その後、ステップＳ１０に進み、当該ステップＳ１０では、ステップＳ１からステップＳ９で示したラチェット機構９３の動作チェックと、モータ部８１の制動制御（フェイルセーフ制御）を完了する。
【００５６】
なお、ステップＳ８でｎｏ判定を繰り返す場合には、電磁クラッチ８４の故障も考えられる。したがって、例えば、ステップＳ８においてｎｏ判定を３回繰り返す場合には、図示しない他のステップで、ブザー６５を鳴らす制御を実行し、より緊急度が高いことを警報しても良い。
【００５７】
以上詳述したように、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０の制御装置４０によれば、ドラム９２に、ロック状態でドラム９２の一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態でドラム９２の一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構９３を設け、コントローラ５０に、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐの入力に伴い、ラチェット機構９３をロック状態に制御しつつモータ部８１を制動制御する駆動制御部５１を設けた。
【００５８】
これにより、モータ部８１の停止時において当該モータ部８１に制動力を発生させることができる。したがって、モータ部８１の停止時にラチェット機構９３が故障して、ドラム９２をロック状態にできなくなったとしても、モータ部８１の制動力（フェイルセーフ機能）によりドラム９２を回転し難い状態に保持して、ドラム９２の他方向への回転を規制できる。よって、車椅子２０が後退する等の不具合を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０の制御装置４０によれば、電動ウィンチ３０は、ドラム９２およびモータ部８１を締結状態または開放状態とする電磁クラッチ８４と、ドラム９２の回転を検出する回転センサ９６とを備え、駆動制御部５１は、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐの入力および回転センサ９６からの検出信号Ｄｓの入力に伴い、電磁クラッチ８４を締結状態に制御する。これにより、ドラム９２とモータ部８１との間に電磁クラッチ８４を備えた電動ウィンチ３０であっても、モータ部８１の制動力をドラム９２に伝達し、当該ドラム９２の他方向への回転を規制でき、ひいては車椅子２０が後退する等の不具合を抑制することができる。
【００６０】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、ドラム９２とモータ部８１との間に電磁クラッチ８４を備えた電動ウィンチ３０としたものを示したが、本発明はこれに限らず、ドラムとモータ部とを一体回転可能に連結した電磁クラッチを備えない電動ウィンチにも適用することができる。この場合、消費電力が少なくて済むことに加え、電磁クラッチを制御するための制御ロジックが不要となり、コントローラの軽量化（簡素化）を図ることができる。
【００６１】
また、上記実施の形態においては、リモコン７０を操作することで、当該リモコン７０からモータ停止信号Ｓｔｐが出力されるようにしたものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、操作パネル６０にモータ部８１を停止するモータ停止スイッチを設け、当該モータ停止スイッチを操作することで操作パネル６０からモータ停止信号Ｓｔｐが出力されるようにしても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 車両
１１ 車椅子搭載スペース
１２ スロープ
１３ バックドア
１４ 配線
１５ フック
１６ 固定ベルト
２０ 車椅子（被牽引物）
２１ 前フレーム
２２ 車輪
３０ 電動ウィンチ
３１ フック
３２ ベルト
４０ 制御装置
５０ コントローラ
５１ 駆動制御部
６０ 操作パネル（操作部材）
６１ パネル本体
６２ 主電源スイッチ
６２ａ インジケータ
６３ ベルトフリースイッチ
６３ａ インジケータ
６４ 速度切替スイッチ
６５ ブザー
７０ リモコン（操作部材）
７１ リモコン本体
７２ リモコン電源スイッチ
７３ 入スイッチ
７４ 出スイッチ
７５ インジケータ
８０ 電動モータ部
８１ モータ部（モータ）
８２ ギヤ部
８３ 出力軸
８４ 電磁クラッチ
９０ ドラム部
９１ ケーシング
９１ａ 開口部
９２ ドラム
９２ａ ドラム軸
９２ｂ ワンウェイクラッチ
９３ ラチェット機構
９３ａ ラッチギヤ
９３ｂ 歯止め
９３ｃ ソレノイド駆動部材
９３ｄ 駆動ピン
９４ 弛み取り機構
９４ａ スパーギヤ
９４ｂ 小径ギヤ
９４ｃ 減速ギヤ機構
９４ｄ トルクリミッタ
９５ 弛み取りモータ
９６ 回転センサ
９７ コネクタ接続部
９８ 案内部材
Ｆ 床面
Ｇ 地面
ＧＲ グリップ
ＳＴ 取付ステー
ＲＳ リレースイッチ
Ｄｓ 検出信号
Ｓｔｐ モータ停止信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子等の被牽引物を牽引する電動ウィンチの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、福祉車両の後方側には、車椅子（被牽引物）を搭載可能な車椅子搭載スペースが形成されている。この車椅子搭載スペースからは、車外に向けてスロープが引き出されるようになっており、当該スロープによって車外にある車椅子を車椅子搭載スペースに誘導するようにしている。また、車椅子搭載スペースの車両前方側にはフック付きのベルトを備えた電動ウィンチが設置されている。電動ウィンチからベルトを引き出して車椅子の所定箇所にフックを引っ掛け、この状態のもとで電動ウィンチを駆動することで、車椅子を車椅子搭載スペースに容易に誘導できるようになっている。ここで、電動ウィンチは介助者を補助するために設置され、当該電動ウィンチは介助者により操作されるようになっている。
【０００３】
このように、車椅子を車椅子搭載スペースに向けて牽引し得る装置としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術は、車椅子を牽引するベルトが巻き付けられるドラムと、ギアボックスを有する駆動モータ（モータ）とを備えている。そして、ドラムとギアボックスとの間のドラム寄りにはラチェット機構が設けられ、ドラムとギアボックスとの間のギアボックス寄りには電磁クラッチが設けられている。
【０００４】
ラチェット機構は、ロック状態においては、ドラムのベルト引出方向（他方向）への回転を阻止する一方でベルト巻取方向（一方向）への回転を許容し、非ロック状態（リリース状態）では、ドラムのベルト引出方向およびベルト巻取方向への回転を許容するようになっている。また、電磁クラッチは、ギアボックスとドラムとの接続状態を外部入力に応じて断続（締結／開放）するようになっている。つまり、電磁クラッチは、モータとドラムとの間の動力伝達を断続できるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７１６６１号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術によれば、ラチェット機構のみによって、ドラムの他方向への回転を規制するようにしている。したがって、ラチェット機構が何らかの原因で故障し、ドラムの他方向への回転を規制できなくなった場合には、車椅子がスロープ上にある場合等においては、車椅子が後退してしまうという問題を生じ得る。ここで、車椅子から伝達されるドラムを他方向に回転させる回転力（逆回転力）は、電磁クラッチおよびギアボックスを介してモータに伝達されるため、この逆回転力の伝達経路上に、ドラムの他方向への回転を抑制し得るブレーキ要素（フェイルセーフ機能）を設けることが望ましい。
【０００７】
本発明の目的は、ラチェット機構が故障したとしても、ドラムの他方向への回転を抑制することができる電動ウィンチの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電動ウィンチの制御装置は、被牽引物を牽引するベルトが巻き掛けられるドラムと、当該ドラムを回転させるモータとを有する電動ウィンチ、および前記電動ウィンチを制御するコントローラを備えた電動ウィンチの制御装置であって、前記コントローラを介して前記電動ウィンチを駆動制御するために、操作者により操作される操作部材と、前記ドラムに設けられ、ロック状態で前記ドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態で前記ドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構と、前記コントローラに設けられ、前記操作部材からのモータ停止信号の入力に伴い、前記ラチェット機構をロック状態に制御しつつ前記モータを制動制御する駆動制御部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の電動ウィンチの制御装置は、前記電動ウィンチは、前記ドラムおよび前記モータを締結状態または開放状態とする電磁クラッチと、前記ドラムの回転を検出する回転センサとを備え、前記駆動制御部は、前記操作部材からのモータ停止信号の入力および前記回転センサからの検出信号の入力に伴い、前記電磁クラッチを締結状態に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、ドラムに、ロック状態でドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態でドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構を設け、コントローラに、操作部材からのモータ停止信号の入力に伴い、ラチェット機構をロック状態に制御しつつモータを制動制御する駆動制御部を設ける。これにより、モータの停止時において当該モータに制動力を発生させることができる。したがって、モータの停止時にラチェット機構が故障して、ドラムをロック状態にできなくなったとしても、モータの制動力（フェイルセーフ機能）によりドラムを回転し難い状態に保持して、ドラムの他方向への回転を規制できる。よって、被牽引物が後退する等の不具合を抑制することができる。
【００１１】
本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、電動ウィンチは、ドラムおよびモータを締結状態または開放状態とする電磁クラッチと、ドラムの回転を検出する回転センサとを備え、駆動制御部は、操作部材からのモータ停止信号の入力および回転センサからの検出信号の入力に伴い、電磁クラッチを締結状態に制御する。これにより、ドラムとモータとの間に電磁クラッチを備えた電動ウィンチであっても、モータの制動力をドラムに伝達し、当該ドラムの他方向への回転を規制でき、ひいては被牽引物が後退する等の不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ），（ｂ）は、車両に搭載された電動ウィンチの基本動作を説明する説明図である。
【図２】図１の車両を上方から見た本発明のシステム構成を説明する説明図である。
【図３】（ａ）は車両に設置された操作パネルを示す平面図，（ｂ）は介助者により車外から操作可能なリモコンを示す平面図である。
【図４】電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図である。
【図５】図４の電動ウィンチの内部構造（一部）を示す斜視図である。
【図６】図４の電動ウィンチを構成する部材の接続関係を模式的に示す図である。
【図７】コントローラの内部構造を示すブロック図である。
【図８】コントローラのモータ停止動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）は車両に搭載された電動ウィンチの基本動作を説明する説明図を、図２は図１の車両を上方から見た本発明のシステム構成を説明する説明図を、図３（ａ）は車両に設置された操作パネルを示す平面図，（ｂ）は介助者により車外から操作可能なリモコンを示す平面図を、図４は電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図を、図５は図４の電動ウィンチの内部構造（一部）を示す斜視図を、図６は図４の電動ウィンチを構成する部材の接続関係を模式的に示す図をそれぞれ表している。
【００１５】
図１および図２に示すように、車両１０は福祉車両であり、当該車両１０の後方側（図中右側）には、被牽引物としての車椅子２０を搭載可能な車椅子搭載スペース１１が形成されている。車椅子搭載スペース１１の車両前方側（図中左側）には、車両１０の車幅方向（図２における上下方向）に所定間隔を持って一対の電動ウィンチ３０が設置されている。各電動ウィンチ３０は、先端側にフック３１が装着されたベルト３２を備えており、ベルト３２は車椅子２０を牽引するようになっている。具体的には、各電動ウィンチ３０から各ベルト３２を引き出して、各フック３１を車椅子２０の左右側にある一対の前フレーム２１にそれぞれ引っ掛け、その状態のもとで各電動ウィンチ３０を同期動作させて各ベルト３２を引き込むことにより、図中矢印Ｍ１に示す方向に車椅子２０が移動する。
【００１６】
車椅子搭載スペース１１の車両後方側には、地面Ｇと車両１０の床面Ｆとを緩やかな傾斜角度で接続するスロープ１２が設置されている。スロープ１２は、車両１０の走行時においては、床面Ｆに形成された格納部（図示せず）に格納されている。一方、車両１０を停車させてかつバックドア１３を開いた状態とし、図示しないスロープ操作スイッチをオン操作することにより、スロープ１２は格納部から車外に向けて延出されるようになっている。
【００１７】
各電動ウィンチ３０を同期動作させて各ベルト３２を引き込むことで、図１（ｂ）に示すように車椅子２０はスロープ１２上を移動していき、やがて車椅子２０は、図中破線に示すように床面Ｆ上に到達して車椅子搭載スペース１１内に搭載される。また、各電動ウィンチ３０により各ベルト３２を送り出すことで、図１（ｂ）のように車椅子搭載スペース１１内に搭載された車椅子２０を床面Ｆから地面Ｇへ移動される。このようにスロープ１２を設けることで、車椅子２０の地面Ｇと床面Ｆとの間の移動を容易に誘導できるようにしている。ここで、各電動ウィンチ３０は図示しない介助者（操作者）により操作され、各電動ウィンチ３０の操作中においては、介助者は車椅子２０の後方から当該車椅子２０を支持するようにする。
【００１８】
各電動ウィンチ３０を制御する制御装置４０は、図２に示すように構成されている。つまり制御装置４０は、各電動ウィンチ３０，コントローラ５０，操作パネル６０およびリモコン７０から構成されている。各電動ウィンチ３０とコントローラ５０との間、および操作パネル６０とコントローラ５０との間には、通信線および電源線よりなる配線１４が電気的に接続して設けられている。なお、リモコン７０はワイヤレス式で無線によりコントローラ５０と通信自在であり、リモコン７０を車外に持ち出すことで、各電動ウィンチ３０を車外から操作できるようになっている。
【００１９】
ここで、図２に示すように、車両１０の床面Ｆにはフック１５を備えた一対の固定ベルト１６が設置されており、各固定ベルト１６の各フック１５は、車椅子搭載スペース１１に搭載された車椅子２０の左右側にある一対の車輪２２にそれぞれ引っ掛けられるようになっている。これにより、車椅子搭載スペース１１に搭載された車椅子２０は、各ベルト３２の各フック３１および各固定ベルト１６の各フック１５の合計４箇所で固定され、ひいては車両１０内で車椅子２０が移動したりがたついたりするのを抑制している。
【００２０】
操作部材としての操作パネル６０は、図３（ａ）に示すようにパネル本体６１を備えている。パネル本体６１は車椅子搭載スペース１１の中央から後方側に設けられ、操作パネル６０は車両１０の後方から操作可能となっている。パネル本体６１には、主電源スイッチ６２，ベルトフリースイッチ６３，速度切替スイッチ６４および発音部材としてのブザー（スピーカ）６５が設けられている。
【００２１】
主電源スイッチ６２は、制御装置４０のシステム電源をオン状態とするために操作するものである。主電源スイッチ６２をオン操作することでシステム電源がオン状態となり、このとき、主電源スイッチ６２のインジケータ６２ａが点灯するようになっている。また、主電源スイッチ６２は、制御装置４０をシステムリセット（初期化）する際にも操作され、例えば、３秒以上の長押しをすることでシステムリセットされるよう設定されている。
【００２２】
ベルトフリースイッチ６３は、各電動ウィンチ３０のロック状態を解除するために操作するもので、ベルトフリースイッチ６３をオン操作することで、各ベルト３２を引き出したり収納したりできるようになっている。つまり、ベルトフリースイッチ６３をオン操作し、各ベルト３２を引き出して車外にある車椅子２０に引っ掛けたり、各電動ウィンチ３０からそれぞれ引き出した各ベルト３２の長さを揃えたりできるようにしている。ここで、ベルトフリースイッチ６３をオン操作すると、ベルトフリースイッチ６３のインジケータ６３ａが点灯するようになっている。
【００２３】
速度切替スイッチ６４は、車椅子２０を車椅子搭載スペース１１に搭載したり車椅子搭載スペース１１から降ろしたりする際に、各ベルト３２の移動速度、つまり引き込み速度や送り出し速度を、低速（ＬＯＷ）または高速（ＨＩＧＨ）に切り替えるのに操作するものである。また、ブザー６５は、各ベルト３２の引き込み作動時や送り出し作動時，各電動ウィンチ３０の動作不良時（故障発生時）等において、電子音等の警告音を発生するようになっている。ここで、警告音としては電子音に限らず、音声によるアナウンスであっても良い。
【００２４】
操作部材としてのリモコン７０は、乾電池駆動のワイヤレスリモートコントロールユニットで、操作パネル６０の主電源スイッチ６２が操作され、制御装置４０のシステム電源がオン状態のときに使用可能となる。リモコン７０は、図３（ｂ）に示すようにリモコン本体７１を備えており、リモコン本体７１は、リモコン電源スイッチ７２，入スイッチ７３および出スイッチ７４を備えている。リモコン７０は、さらにインジケータ７５を備え、当該インジケータ７５は、リモコン７０の操作時等に点灯するようになっている。また、インジケータ７５の点灯が暗くなったら乾電池（図示せず）を交換するようにする。
【００２５】
ここで、リモコン７０の操作は介助者によって行うようにし、介助者によりリモコン電源スイッチ７２をオン操作し、その後、入スイッチ７３を押すことで、各電動ウィンチ３０が作動する。そして、入スイッチ７３を押している間は、各電動ウィンチ３０が継続して作動し、車椅子搭載スペース１１への車椅子２０の搭載が補助される。一方、出スイッチ７４を押すと、今度は各電動ウィンチ３０が逆方向に作動する。そして、出スイッチ７４を押している間は、車椅子搭載スペース１１からの車椅子２０の降ろし動作が補助される。つまり、介助者が入スイッチ７３および出スイッチ７４を押すのを止めて、各スイッチ７３，７４を非操作状態とすることで、リモコン７０からコントローラ５０に向けてモータ停止信号Ｓｔｐ（図７参照）が出力されるようになっている。
【００２６】
なお、リモコン７０の操作中においては、介助者は車椅子２０のグリップＧＲ（図１参照）を把持し、車椅子２０を支持するとともに、その移動を誘導するようにする。このように、制御装置４０は、各電動ウィンチ３０を駆動制御することで、介助者による車椅子２０の移動を補助するようになっている。
【００２７】
車両１０の左右側に設けられる各電動ウィンチ３０は、何れも同じ形状かつ同じ構造のものを採用している。図４ないし図６においては、何れか一方の電動ウィンチ３０のみを示しており、以下、何れか一方の電動ウィンチ３０を代表して、その詳細構造について説明する。
【００２８】
電動ウィンチ３０は、図４および図６に示すように、電動モータ部８０とドラム部９０とを備えている。これらの電動モータ部８０およびドラム部９０は、図示しない複数の締結ネジにより一体化（ユニット化）されている。
【００２９】
電動モータ部８０は、モータ部（モータ）８１とギヤ部８２とを備えている。モータ部８１の内部には、回転軸（図示せず）が回転自在に設けられ、ギヤ部８２の内部には、回転軸の回転を減速して高トルク化するためのウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構（図示せず）が設けられている。ウォームホイールの回転力は出力軸８３（図６参照）に伝達され、当該出力軸８３はドラム部９０に向けて突出し、ドラム部９０を形成するドラム９２（図５参照）を回転させるようになっている。
【００３０】
また、ギヤ部８２内の減速機構は、ウォームおよびウォームホイールから形成しており、これにより出力軸８３からの回転力をモータ部８１の回転軸に伝達し難くしている。つまり、ウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構は、出力軸８３の回転を止めるよう作用するメカ的な制動力（機械的ブレーキ）を発生するようになっている。
【００３１】
図６に示すように、ギヤ部８２（ウォームホイール）と出力軸８３との間、つまりモータ部動力伝達経路におけるドラム９２とモータ部８１との間には、電磁クラッチ８４が設けられている。電磁クラッチ８４は、コントローラ５０により制御され、ドラム９２およびモータ部８１を締結状態または開放状態とする。具体的には、電磁クラッチ８４を締結状態とすることで、ドラム９２とモータ部８１とは動力伝達可能に接続され、電磁クラッチ８４を開放状態とすることで、ドラム９２とモータ部８１とは切り離される。
【００３２】
なお、電磁クラッチ８４は、ウォームホイールと一体回転する第１プレート（図示せず），出力軸８３と一体回転する第２プレート（図示せず）およびステータコイル（図示せず）を備えている。そして、ステータコイルに駆動電流を供給することでステータコイルは電磁力を発生し、当該電磁力により各プレートは吸引されて締結される（締結状態）。一方、ステータコイルへの駆動電流の供給を停止することで各プレートは切り離される（開放状態）。
【００３３】
ドラム部９０は、図４に示すようにケーシング９１を備えている。ケーシング９１は略箱形状に形成され、その内部には、図５に示すドラム９２，ラチェット機構９３および弛み取り機構９４が収納されている。ケーシング９１の外部には、ドラム９２に巻き掛けられるベルト３２の弛みを取り除く弛み取りモータ９５，ドラム９２の回転を検出する回転センサ９６，電動モータ部８０や弛み取りモータ９５等に駆動電流を供給するための外部コネクタ（図示せず）が接続されるコネクタ接続部９７等が設けられている。
【００３４】
ケーシング９１の側部には、開口部９１ａが形成されており、当該開口部９１ａからは、ベルト３２が出入り自在となっている。ベルト３２は、ケーシング９１の開口部９１ａの近傍に設けられた案内部材９８によって出入りが案内され、これによりベルト３２の捻れを防止している。また、案内部材９８はフック３１の通過を許さず、これによりベルト３２の全てがケーシング９１内に引き込まれてしまうのを防止している。
【００３５】
ここで、図４の符号ＳＴは、電動ウィンチ３０を車両１０の床面Ｆ（図２参照）に固定するための一対の取付ステーであり、これらの各取付ステーＳＴは、図示しない複数の締結ボルトによって床面Ｆに強固に固定されている。これにより電動ウィンチ３０は、車両１０に対してがたつくこと無く強固に固定されている。
【００３６】
ケーシング９１の内部には、図５に示すように、ドラム９２，ラチェット機構９３および弛み取り機構９４が収納されている。ただし、図５に示す弛み取りモータ９５，案内部材９８およびフック３１については、図４に示すようにケーシング９１の外部に設けられている。
【００３７】
ドラム９２にはベルト３２が巻き掛けられ、当該ドラム９２の回転中心には、ドラム軸９２ａが一体回転可能に取り付けられている。ドラム軸９２ａには、電動モータ部８０の出力軸８３（図６参照）の回転が伝達されるようになっており、ドラム軸９２ａおよびドラム９２は、電動モータ部８０の正逆方向への回転駆動に伴って正逆方向に回転駆動される。これにより、ベルト３２をケーシング９１内に引き込んだり、ケーシング９１外に送り出したりすることができる。
【００３８】
ドラム９２とドラム軸９２ａとの間には、図６に示すようにワンウェイクラッチ９２ｂが設けられている。ワンウェイクラッチ９２ｂは、ドラム軸９２ａがベルト３２の引き込み方向（図５において反時計方向）に向かって回転する際、そのままこの回転をドラム９２に伝達するよう構成されている。一方、ドラム軸９２ａよりも先にドラム９２がベルト３２の引き込み方向に向かって回転すると、ドラム９２の回転がドラム軸９２ａに伝達されず、ドラム９２が空回りするよう構成されている。すなわち、ワンウェイクラッチ９２ｂは、ドラム軸９２ａに対するドラム９２の巻き取り方向への回転を許容し、ドラム軸９２ａに対するドラム９２の送り出し方向への回転を規制している。
【００３９】
ラチェット機構９３は、ドラム９２に一体回転可能に設けられたラッチギヤ９３ａと、ラッチギヤ９３ａと係合し、ドラム９２のベルト３２の引き込み方向（一方向）への回転を許容し、ベルト３２の送り出し方向（他方向）への回転（図５において時計方向）を阻止し得る揺動自在な歯止め９３ｂと、歯止め９３ｂを揺動駆動するソレノイド駆動部材９３ｃとを備えている。
【００４０】
ソレノイド駆動部材９３ｃは駆動ピン９３ｄを備えており、コントローラ５０の制御によりソレノイド駆動部材９３ｃに駆動電流を供給することで、駆動ピン９３ｄはピンの軸方向に移動し、引っ込むようになっている。これにより、ラッチギヤ９３ａと歯止め９３ｂとの係合が解かれてリリース状態となり、ベルト３２の引き込み方向および送り出し方向への双方向にドラム９２が回転自在となる。このように、ドラム９２の双方向への回転が許容され、ひいては車椅子２０を車椅子搭載スペース１１から降ろせるようになる。
【００４１】
一方、コントローラ５０の制御によりソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給を停止することで、図示しない内蔵バネのバネ力により駆動ピン９３ｄは突出するようになっている。これにより、ラッチギヤ９３ａに歯止め９３ｂが係合してロック状態となり、ベルト３２の引き込み方向へのドラム９２の回転を許容しつつ、ベルト３２の送り出し方向へのドラム９２の回転が規制され、ひいてはスロープ１２上での車椅子２０の後退が防止される。
【００４２】
弛み取り機構９４は、ドラム９２に一体回転可能に設けられたスパーギヤ９４ａと、スパーギヤ９４ａと噛み合う小径ギヤ９４ｂと、弛み取りモータ９５により回転駆動される減速ギヤ機構９４ｃとを備えている。弛み取りモータ９５は、ドラム９２がベルト３２を巻き取る方向の回転力を発生し、この弛み取りモータ９５の回転力は、減速ギヤ機構９４ｃ，トルクリミッタ９４ｄ，小径ギヤ９４ｂおよびスパーギヤ９４ａを介してドラム９２に伝達される。また、小径ギヤ９４ｂと減速ギヤ機構９４ｃとの間には、図６に示すようにトルクリミッタ９４ｄが設けられ、当該トルクリミッタ９４ｄは一定以上のトルクの伝達をカットするようになっている。これにより弛み取りモータ９５への過負荷を防止し、弛み取りモータ９５を保護するようにしている。つまり、弛み取りモータ９５としては、ベルト３２の弛みを取ることができる程度のトルクを発生し得る小型モータを採用できるようになっている。
【００４３】
図７はコントローラの内部構造を示すブロック図を表している。図７に示すように、コントローラ５０は、操作パネル６０およびリモコン７０からの種々の操作信号の入力に基づき、電動ウィンチ３０を構成する駆動系部品（８１，８４，９３ｃ，９５）を駆動制御する駆動制御部５１を備えている。
【００４４】
コントローラ５０には、操作パネル６０およびリモコン７０からそれぞれ有線または無線で種々の操作信号が入力され、回転センサ９６からは検出信号Ｄｓ（図７参照）が入力されるようになっている。また、コントローラ５０には、電動ウィンチ３０を構成するモータ部８１，電磁クラッチ８４，ソレノイド駆動部材９３ｃ，弛み取りモータ９５が電気的に接続され、駆動制御部５１は、操作信号や検出信号Ｄｓ（入力信号）に基づいて、各駆動系部品（８１，８４，９３ｃ，９５）を最適に制御するようになっている。なお、駆動制御部５１は、一対の各電動ウィンチ３０を同期して駆動制御するようになっている。
【００４５】
ここで、回転センサ９６はホール素子よりなり、回転センサ９６と対向するドラム９２の部分には、当該ドラム９２の回転に伴って回転するリングマグネット（図示せず）が設けられている。これにより、回転センサ９６はドラム９２とともにリングマグネットが回転するとリングマグネットの磁極の切り替わりに応じて「オン」または「オフ」を示す矩形波信号（パルス信号）を発生するようになっている。そして、駆動制御部５１は、入力された各パルス信号からベルト３２に掛かる負荷やベルト３２の移動速度等を算出する。ここで算出した種々のデータは、電動ウィンチ３０のきめ細かな駆動制御に反映させるようになっている。
【００４６】
駆動制御部５１には、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐが入力され、駆動制御部５１にモータ停止信号Ｓｔｐが入力されると、駆動制御部５１は、ラチェット機構９３をロック状態に制御しつつ、モータ部８１を制動制御し、さらに電磁クラッチ８４を開放状態に制御する。つまり、ソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給を停止してＯＦＦ操作しつつ、モータ部８１のリレースイッチＲＳをＯＮ操作し、さらに電磁クラッチ８４への駆動電流の供給を停止してＯＦＦ操作する。これにより、ラチェット機構９３がロック状態となり、ドラム９２の他方向への回転、つまりベルト３２が送り出される方向への逆回転が阻止される。
【００４７】
ここで、モータ部８１は制動制御され、ドラム９２が万が一逆回転することに対して備えており、また、電磁クラッチ８４への駆動電流の供給を停止して消費電力を抑えている。なお、このモータ停止状態において、駆動制御部５１は、回転センサ９６からの検出信号Ｄｓの入力を監視しており、回転センサ９６から検出信号Ｄｓが入力された場合、つまりモータ停止状態であるにも関わらずドラム９２が回転（特に逆回転）している場合には、電磁クラッチ８４に駆動電流を供給してＯＮ操作し、これによりモータ部８１による制動力（電気的ブレーキおよび機械的ブレーキ）をドラム９２に伝達可能とする。このように、モータ部８１をブレーキ要素として利用してフェイルセーフ機能（逆転防止機能）を得て、ひいてはドラム９２のそれ以上の回転を抑制するようにしている。
【００４８】
次に、以上のように形成した制御装置４０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。図８はコントローラのモータ停止動作を説明するフローチャートを表している。
【００４９】
まず、介助者により操作パネル６０の主電源スイッチ６２を操作し、制御装置４０のシステム電源がオン状態となり、さらにリモコン７０のリモコン電源スイッチ７２を操作した後、例えば入スイッチ７３を操作する。すると、各電動ウィンチ３０がそれぞれ同期して駆動制御され、車椅子２０が車椅子搭載スペース１１（図１参照）に引き込まれていく（ステップＳ１）。
【００５０】
その後、続くステップＳ２において、入スイッチ７３が非操作状態となったか否か、つまりリモコン７０からモータ停止信号Ｓｔｐがコントローラ５０の駆動制御部５１に入力されたか否かを判定する。ここで、未だ入スイッチ７３が操作状態である場合（ｎｏ判定）には、ステップＳ２を繰り返す処理を実行する。一方、入スイッチ７３が非操作状態となり、モータ停止信号Ｓｔｐが駆動制御部５１に入力された場合（ｙｅｓ判定）には、ステップＳ３に進む。
【００５１】
ステップＳ３では、ラチェット機構９３のソレノイド駆動部材９３ｃをＯＦＦ操作し、ラチェット機構９３をロック状態とする制御を実行する。続くステップＳ４では、モータ部８１のリレースイッチＲＳをＯＮ操作し、モータ部８１に電気的ブレーキを発生させる制動制御を実行する。続くステップＳ５では、電磁クラッチ８４をＯＦＦ操作し、当該電磁クラッチ８４を開放状態とする制御を実行する。これにより、ラチェット機構９３のロック状態によって、ドラム９２の逆回転が防止され、例えばスロープ１２上にある車椅子２０を後退させること無く、その場で停止させることができる。
【００５２】
ここで、ソレノイド駆動部材９３ｃおよび電磁クラッチ８４への駆動電流の供給を停止したことにより消費電力を抑えている。また、モータ部８１では、リレースイッチＲＳをＯＮ操作して短絡回路（ブレーキ回路）を形成するだけなので消費電力は掛からない。
【００５３】
ステップＳ６では、回転センサ９６からの検出信号Ｄｓ（パルス信号）が駆動制御部５１に入力されたか否か、つまりドラム９２が回転しているか否かを判定する。検出信号Ｄｓの入力が無い場合、つまりドラム９２が逆回転していない場合（ｎｏ判定）には、ラチェット機構９３が正常に働いている（ロック状態）であるとしてステップＳ１０に進む。
【００５４】
一方、ステップＳ６においてドラム９２の回転を検出した場合（ｙｅｓ判定）には、ラチェット機構９３が異常（リリース状態）であるとしてステップＳ７に進む。続くステップＳ７では、電磁クラッチ８４に駆動電流を供給し、これにより電磁クラッチ８４を締結状態とする。ステップＳ８では、電磁クラッチ８４が正常にＯＮ操作されたか否かを確認し、電磁クラッチ８４のＯＮ操作を確認できなかった場合（ｎｏ判定）には、ステップＳ７に戻って再び電磁クラッチ８４を締結状態とする制御を実行する。
【００５５】
一方、ステップＳ８で電磁クラッチ８４のＯＮ操作を確認した場合（ｙｅｓ判定）にはステップＳ９に進み、当該ステップＳ９では、ブザー６５をＯＮ操作する（鳴らす）。このように、駆動制御部５１においてブザー６５を鳴らすことで、制御装置４０に異常が生じていることを介助者等に警報し、さらには制御装置４０の点検を促すようにしている。その後、ステップＳ１０に進み、当該ステップＳ１０では、ステップＳ１からステップＳ９で示したラチェット機構９３の動作チェックと、モータ部８１の制動制御（フェイルセーフ制御）を完了する。
【００５６】
なお、ステップＳ８でｎｏ判定を繰り返す場合には、電磁クラッチ８４の故障も考えられる。したがって、例えば、ステップＳ８においてｎｏ判定を３回繰り返す場合には、図示しない他のステップで、ブザー６５を鳴らす制御を実行し、より緊急度が高いことを警報しても良い。
【００５７】
以上詳述したように、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０の制御装置４０によれば、ドラム９２に、ロック状態でドラム９２の一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態でドラム９２の一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構９３を設け、コントローラ５０に、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐの入力に伴い、ラチェット機構９３をロック状態に制御しつつモータ部８１を制動制御する駆動制御部５１を設けた。
【００５８】
これにより、モータ部８１の停止時において当該モータ部８１に制動力を発生させることができる。したがって、モータ部８１の停止時にラチェット機構９３が故障して、ドラム９２をロック状態にできなくなったとしても、モータ部８１の制動力（フェイルセーフ機能）によりドラム９２を回転し難い状態に保持して、ドラム９２の他方向への回転を規制できる。よって、車椅子２０が後退する等の不具合を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０の制御装置４０によれば、電動ウィンチ３０は、ドラム９２およびモータ部８１を締結状態または開放状態とする電磁クラッチ８４と、ドラム９２の回転を検出する回転センサ９６とを備え、駆動制御部５１は、リモコン７０からのモータ停止信号Ｓｔｐの入力および回転センサ９６からの検出信号Ｄｓの入力に伴い、電磁クラッチ８４を締結状態に制御する。これにより、ドラム９２とモータ部８１との間に電磁クラッチ８４を備えた電動ウィンチ３０であっても、モータ部８１の制動力をドラム９２に伝達し、当該ドラム９２の他方向への回転を規制でき、ひいては車椅子２０が後退する等の不具合を抑制することができる。
【００６０】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、ドラム９２とモータ部８１との間に電磁クラッチ８４を備えた電動ウィンチ３０としたものを示したが、本発明はこれに限らず、ドラムとモータ部とを一体回転可能に連結した電磁クラッチを備えない電動ウィンチにも適用することができる。この場合、消費電力が少なくて済むことに加え、電磁クラッチを制御するための制御ロジックが不要となり、コントローラの軽量化（簡素化）を図ることができる。
【００６１】
また、上記実施の形態においては、リモコン７０を操作することで、当該リモコン７０からモータ停止信号Ｓｔｐが出力されるようにしたものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、操作パネル６０にモータ部８１を停止するモータ停止スイッチを設け、当該モータ停止スイッチを操作することで操作パネル６０からモータ停止信号Ｓｔｐが出力されるようにしても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 車両
１１ 車椅子搭載スペース
１２ スロープ
１３ バックドア
１４ 配線
１５ フック
１６ 固定ベルト
２０ 車椅子（被牽引物）
２１ 前フレーム
２２ 車輪
３０ 電動ウィンチ
３１ フック
３２ ベルト
４０ 制御装置
５０ コントローラ
５１ 駆動制御部
６０ 操作パネル（操作部材）
６１ パネル本体
６２ 主電源スイッチ
６２ａ インジケータ
６３ ベルトフリースイッチ
６３ａ インジケータ
６４ 速度切替スイッチ
６５ ブザー
７０ リモコン（操作部材）
７１ リモコン本体
７２ リモコン電源スイッチ
７３ 入スイッチ
７４ 出スイッチ
７５ インジケータ
８０ 電動モータ部
８１ モータ部（モータ）
８２ ギヤ部
８３ 出力軸
８４ 電磁クラッチ
９０ ドラム部
９１ ケーシング
９１ａ 開口部
９２ ドラム
９２ａ ドラム軸
９２ｂ ワンウェイクラッチ
９３ ラチェット機構
９３ａ ラッチギヤ
９３ｂ 歯止め
９３ｃ ソレノイド駆動部材
９３ｄ 駆動ピン
９４ 弛み取り機構
９４ａ スパーギヤ
９４ｂ 小径ギヤ
９４ｃ 減速ギヤ機構
９４ｄ トルクリミッタ
９５ 弛み取りモータ
９６ 回転センサ
９７ コネクタ接続部
９８ 案内部材
Ｆ 床面
Ｇ 地面
ＧＲ グリップ
ＳＴ 取付ステー
ＲＳ リレースイッチ
Ｄｓ 検出信号
Ｓｔｐ モータ停止信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被牽引物を牽引するベルトが巻き掛けられるドラムと、当該ドラムを回転させるモータとを有する電動ウィンチ、および前記電動ウィンチを制御するコントローラを備えた電動ウィンチの制御装置であって、
前記コントローラを介して前記電動ウィンチを駆動制御するために、操作者により操作される操作部材と、
前記ドラムに設けられ、ロック状態で前記ドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態で前記ドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構と、
前記コントローラに設けられ、前記操作部材からのモータ停止信号の入力に伴い、前記ラチェット機構をロック状態に制御しつつ前記モータを制動制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電動ウィンチの制御装置において、前記電動ウィンチは、前記ドラムおよび前記モータを締結状態または開放状態とする電磁クラッチと、前記ドラムの回転を検出する回転センサとを備え、前記駆動制御部は、前記操作部材からのモータ停止信号の入力および前記回転センサからの検出信号の入力に伴い、前記電磁クラッチを締結状態に制御することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。
【請求項１】
被牽引物を牽引するベルトが巻き掛けられるドラムと、当該ドラムを回転させるモータとを有する電動ウィンチ、および前記電動ウィンチを制御するコントローラを備えた電動ウィンチの制御装置であって、
前記コントローラを介して前記電動ウィンチを駆動制御するために、操作者により操作される操作部材と、
前記ドラムに設けられ、ロック状態で前記ドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態で前記ドラムの一方向および他方向への回転を許容するラチェット機構と、
前記コントローラに設けられ、前記操作部材からのモータ停止信号の入力に伴い、前記ラチェット機構をロック状態に制御しつつ前記モータを制動制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電動ウィンチの制御装置において、前記電動ウィンチは、前記ドラムおよび前記モータを締結状態または開放状態とする電磁クラッチと、前記ドラムの回転を検出する回転センサとを備え、前記駆動制御部は、前記操作部材からのモータ停止信号の入力および前記回転センサからの検出信号の入力に伴い、前記電磁クラッチを締結状態に制御することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６０２６７（Ｐ２０１３−６０２６７Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００２７１（Ｐ２０１１−２００２７１）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
[ Back to top ]