JP2019156572A - 電動ウィンチの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】牽引物の後退ではない場合に警告音の吹鳴を禁止させる。【解決手段】しきい値格納部５３には、ベルトの引き出し量と比較される第１しきい値ＴＨ１が設けられ、コントローラ５０は、ベルトの引き出し量が第１しきい値ＴＨ１よりも小さいときに、後退検知部５４の動作を禁止する。これにより、ベルトが車室内で多少の弛みを持って放置されたまま電源がオフされ、その後再度電源がオンされて弛み取りモータ９５が作動したとしても、後退検知部５４を動作させないようにできる。したがって、車椅子（牽引物）の後退ではない場合に警告音の吹鳴を禁止させることができ、ひいては利便性および信頼性を向上させることが可能となる。【選択図】図８

Description

本発明は、牽引物を車室内に搬入または車室外に搬出する電動ウィンチの制御装置に関する。

従来、福祉車両の車室内でかつ後方側には、牽引物としての車椅子を搭載する搭載スペースが設けられている。搭載スペースからは、車室外に向けてスロープが引き出され、当該スロープを介して車室外にある車椅子を搭載スペースに搬入するようにしている。また、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フレームにフックを引っ掛け、当該状態のもとで電動ウィンチを駆動することで、車椅子を搭載スペースに容易に搬入することができる。

車椅子を車室内に搬入または車室外に搬出する電動ウィンチには、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に記載された電動ウィンチは、車椅子を牽引するベルトが巻かれたドラムと、ドラムを回転させる電動モータ部と、ドラムと電動モータ部との間に設けられる電磁クラッチと、ドラムの逆回転を防止するラチェット機構と、ベルトの弛みを取る弛み取りモータと、を備えている。

そして、コントローラは、電磁クラッチが故障する等してドラムが逆回転した場合に、ラチェット機構をロック状態として、ドラムがそれ以上逆回転するのを防止し、かつブザーを駆動して警告音を吹鳴させる。

特開２０１３−０６０２７１号公報

ところで、福祉車両には、大型のワンボックス車両（大型車）に限らず、小型の軽自動車（小型車）をベースとしたものもある。大型車では、搭載スペースの床面は比較的平坦であるが、小型車では、後部座席を前方に倒して搭載スペースを確保するため、搭載スペースの床面には凹凸が形成される。例えば、小型車では、図１に示されるように、運転席および助手席と、前方に倒された後部座席との間に、比較的大きな窪み部Ｇが形成される。なお、小型車においては、電動ウィンチは、運転席および助手席の下部等に設置される。

そして、このような小型車に、上述の特許文献１に記載された電動ウィンチを単純に適用したのでは、以下に示されるような不具合を生じ得る。

例えば、車椅子を牽引していない状態で、かつベルトが車室内で多少の弛みを持って放置されたまま電源がオフされ、その後再度電源がオンされると、弛み取りモータが作動してベルトの弛みが取り除かれる。すると、ベルトの先端に設けられたフックは、後部座席の上を滑るように移動しながら電動ウィンチに引き寄せられていく。

その後、電動ウィンチに近付いたフックは、図１に示される窪み部Ｇに勢い良く落下する。このとき、ラチェット機構の歯止めがラッチギヤの次の歯に噛み合わされる直前であると、鋼製のフックの重みにより、ドラムが弛み取りモータの弱い回転力に抗して逆回転してしまう。これにより、コントローラは、牽引物が後退したと誤検知して、ブザーを駆動して警告音を吹鳴させてしまう。

本発明の目的は、牽引物の後退ではない場合に警告音の吹鳴を禁止させ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。

本発明の一態様では、牽引物を車室内に搬入または車室外に搬出する電動ウィンチの制御装置であって、前記牽引物を牽引するベルトの出し入れを制御するコントローラと、前記コントローラに設けられ、前記ベルトの引き出し量を検出するベルト引き出し量検出部と、前記コントローラに設けられ、前記ベルトの引き出し量と比較される比較しきい値が格納されたしきい値格納部と、前記コントローラに設けられ、前記牽引物が後退していることを検知する後退検知部と、を備え、前記コントローラは、前記ベルトの引き出し量が前記比較しきい値よりも小さいときに、前記後退検知部の動作を禁止する。

本発明の他の態様では、前記後退検知部は、前記牽引物が後退していることを検知すると、前記牽引物の後退を知らせる報知部を駆動する。

本発明の他の態様では、前記比較しきい値は、前記牽引物が前記車室内の固定位置にあるときの前記ベルトの引き出し量よりも小さい。

本発明の他の態様では、前記コントローラは、前記ベルトの引き出し量が前記比較しきい値よりも小さいときに、操作者により前記ベルトを自由に出し入れ可能なベルトフリーモードへの切り替えを許可する。

本発明によれば、しきい値格納部には、ベルトの引き出し量と比較される比較しきい値が格納され、コントローラは、ベルトの引き出し量が比較しきい値よりも小さいときに、後退検知部の動作を禁止するので、ベルトが車室内で多少の弛みを持って放置されたまま電源がオフされ、その後再度電源がオンされて弛み取りモータが作動したとしても、後退検知部を動作させないようにできる。したがって、牽引物の後退ではない場合に警告音の吹鳴を禁止させることができ、ひいては利便性および信頼性を向上させることが可能となる。

電動ウィンチが搭載された車両を示す概要図である。 図１の車両を上方から見た電動ウィンチの説明図である。 （ａ）は車両に設置された操作パネルを示す平面図，（ｂ）は車室外から操作可能なリモコンを示す平面図である。 電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図である。 電動モータ部の内部構造（減速機構）を示す平面図である。 電動ウィンチの内部構造（ドラム周辺）を示す斜視図である。 電動ウィンチを構成する部材の接続関係を示す模式図である。 コントローラの周辺（電気系統）を示すブロック図である。 後退検知部の動作を禁止させるロジックを示すフローチャートである。 ベルト位置記憶部に設けられた第１，第２しきい値を説明する説明図である。 後退検知部の動作が禁止された状態を説明する説明図である。

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。

図１は電動ウィンチが搭載された車両を示す概要図を、図２は図１の車両を上方から見た電動ウィンチの説明図を、図３（ａ）は車両に設置された操作パネルを示す平面図，（ｂ）は車室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は電動モータ部の内部構造（減速機構）を示す平面図を、図６は電動ウィンチの内部構造（ドラム周辺）を示す斜視図を、図７は電動ウィンチを構成する部材の接続関係を示す模式図を、図８はコントローラの周辺（電気系統）を示すブロック図を、図９は後退検知部の動作を禁止させるロジックを示すフローチャートを、図１０はベルト位置記憶部に設けられた第１，第２しきい値を説明する説明図を、図１１は後退検知部の動作が禁止された状態を説明する説明図をそれぞれ示している。

図１および図２に示される車両１０は、軽自動車（小型車）をベースとした福祉車両である。車両１０の車室内でかつ後方側（図中右側）には、車椅子（牽引物）２０を搭載する搭載スペース１１が設けられている。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）に所定間隔で配置された一対の電動ウィンチ３０が設けられている。これらの電動ウィンチ３０は、車両１０の運転席ＤＲおよび助手席ＡＳの下部にそれぞれ設置されている。なお、図１においては、運転席ＤＲ側のみを図示している。

一対の電動ウィンチ３０は、それぞれ先端側にフック３１が設けられたベルト３２を備え、ベルト３２は車椅子２０を牽引するようになっている。ここで、フック３１は、容易に変形しないよう十分な剛性を備えた鋼製となっている。そして、一対の電動ウィンチ３０からベルト３２をそれぞれ引き出して、それぞれのフック３１を車椅子２０の左右側にある一対の前フレーム２１に引っ掛ける。その後、この状態で一対の電動ウィンチ３０を同期動作させて一対のベルト３２を引き込むことで、車椅子２０は搭載スペース１１に向けて移動される。

搭載スペース１１の車両後方側には、地面Ｊ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が設けられ、このスロープ１２は、合計３枚のアルミ板をスライド自在に組み合わせて形成されている。そして、車両１０の走行時には、スロープ１２はコンパクトに畳まれて、搭載スペース１１の車両後方側で、かつ閉じられたバックドア１３の内側等に立て掛けられる。

そして、一対の電動ウィンチ３０を同期動作させて一対のベルト３２を引き込むことで、車椅子２０は、図２に示される状態からスロープ１２上を移動していき、やがて図１に示されるように床面Ｆ上に到達して、搭載スペース１１内の固定位置に搬入される。ここで、固定位置とは、車椅子２０が図１および図１０の最上段に示される状態となる位置、つまり車椅子２０が車両１０に対してがたつかないように固定され、車両１０が走行可能な状態となる位置のことを言う。

ここで、車椅子２０を車両１０の搭載スペース１１に搬入する際には、まず、後部座席（セカンドシート）ＲＳを前方に倒した状態にする。これにより、軽自動車である車両１０の後方に、比較的大きな搭載スペース１１が出現する。そして、運転席ＤＲおよび助手席ＡＳと、前方に倒された後部座席ＲＳとの間には、床面Ｆに向けて凹んだ窪み部Ｇが形成され、当該窪み部Ｇから一対のベルト３２が引き出されるようになっている。

また、一対の電動ウィンチ３０を同期動作させて一対のベルト３２を送り出すことで、搭載スペース１１内に搭載された車椅子２０がスロープ１２上を移動していき、やがて床面Ｆから地面Ｊに搬出される。このようにスロープ１２を設けることで、車椅子２０を地面Ｊと床面Ｆとの間で容易に移動させることが可能となる。なお、一対の電動ウィンチ３０は介助者（操作者）によって操作され、一対の電動ウィンチ３０の操作中は、介助者は車椅子２０の後方から当該車椅子２０を支える（サポートする）ようにする。

一対の電動ウィンチ３０を制御する制御装置４０は、図２に示されるように構成されている。つまり、制御装置４０は、一対の電動ウィンチ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。一対の電動ウィンチ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、それぞれ配線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を車室外に持ち出すことで、一対の電動ウィンチ３０を車室外から操作することができる。

また、図２に示されるように、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が設けられている。これらの固定ベルト１６のフック１５は、搭載スペース１１にある車椅子２０の左右側の一対の車輪２２にそれぞれ引っ掛けられる。これにより、搭載スペース１１に搭載された車椅子２０は、ベルト３２のフック３１および固定ベルト１６のフック１５の合計４箇所で支持される。よって、車両１０の固定位置において、車椅子２０は移動したりがたついたりすることがない。

なお、図１に示されるように、車椅子２０が搭載スペース１１内の固定位置に固定された状態では、車椅子２０の左右側でかつ前方側に設けられた一対のキャスター（小車輪）２３は、前方に倒された後部座席ＲＳの上に配置されている。言い換えれば、軽自動車（小型車）である車両１０の内部空間を有効に利用して、比較的大きな搭載スペース１１を形成している。

操作パネル６０は、図３（ａ）に示されるように、パネル本体６１を備えている。パネル本体６１は車両１０の後方側に配置され、操作パネル６０は車室外から容易に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およびブザー（報知部）６５が設けられている。

主電源スイッチ６２は、制御装置４０のシステム電源を入れるときに操作するスイッチである。そして、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入り、インジケータ６２ａが点灯するようになっている。ここで、主電源スイッチ６２は、制御装置４０を初期化するときにも操作され、例えば、３秒以上の長押しをすることで制御装置４０が初期化される。

ベルトフリースイッチ６３は、一対の電動ウィンチ３０をアンロック状態とするときに操作するスイッチである。そして、ベルトフリースイッチ６３をオン操作することで、一対のベルト３２をそれぞれ手動で自由に引き出したり収納したり（出し入れ）することができる。つまり、ベルトフリースイッチ６３をオン操作し、一対のベルト３２を引き出して、車室外にある車椅子２０に一対のフック３１を引っ掛けたり、一対の電動ウィンチ３０からそれぞれ引き出された一対のベルト３２の長さを揃えたりできる。ここで、ベルトフリースイッチ６３をオン操作すると、インジケータ６３ａが点灯するようになっている。

速度切替スイッチ６４は、車椅子２０を搭載スペース１１に搭載したり搭載スペース１１から降ろしたりする際に、一対のベルト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）に切り替えるときに操作するスイッチである。

また、ブザー６５は、一対のベルト３２の引き込み作動時や送り出し作動時（正常作動時）、さらには一対の電動ウィンチ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吹鳴するようになっている。つまり、ブザー６５は、車椅子２０の後退等を周囲に知らせ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。

リモコン７０は、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のシステム電源が入っているときに使用可能となる。リモコン７０は、図３（ｂ）に示されるように、リモコン本体７１を備えている。リモコン本体７１には、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が設けられている。リモコン７０は、さらにインジケータ７５を備えており、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。

なお、リモコン７０の操作は、介助者が行うようにする。そして、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または出スイッチ７４を押すことで、一対の電動ウィンチ３０が同期して作動する。具体的には、入スイッチ７３を押している間は、一対の電動ウィンチ３０が継続して作動して、車椅子２０の搭載スペース１１への搬入が補助される。一方、出スイッチ７４を押している間は、一対の電動ウィンチ３０が逆回転して、車椅子２０の搭載スペース１１からの搬出が補助される。

ただし、リモコン７０の操作中は、介助者は車椅子２０のグリップＧＲ（図１参照）を把持して、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、一対の電動ウィンチ３０を制御することで、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。

図４および図７に示されるように、電動ウィンチ３０は、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。

電動モータ部８０は、モータ部８１とギヤ部８２とを備えている。モータ部８１の内部には、図５に示されるように、複数のマグネット８１ａが設けられ、これらのマグネット８１ａの内側には、コイル８１ｂが巻装されたアーマチュア８１ｃが回転自在に設けられている。アーマチュア８１ｃの回転中心にはアーマチュア軸８１ｄが固定されている。アーマチュア軸８１ｄの長手方向中間部分には、一対のブラシ８１ｅが摺接する整流子８１ｆが設けられ、一対のブラシ８１ｅから整流子８１ｆを介してコイル８１ｂに駆動電流を供給することで、アーマチュア軸８１ｄは回転する。

アーマチュア軸８１ｄの先端側（図中左側）には、ウォーム８１ｇが一体に設けられ、このウォーム８１ｇはギヤ部８２の内部にまで延ばされている。ギヤ部８２の内部には、ウォーム８１ｇと噛み合うウォームホイール８２ａが回転自在に設けられ、これらのウォーム８１ｇおよびウォームホイール８２ａによって減速機構ＳＤを構成している。そして、減速機構ＳＤは、アーマチュア軸８１ｄの回転Ｒ１を減速して高トルク化し、高トルク化された回転Ｒ２を、ウォームホイール８２ａを介して出力軸８３から外部に出力するようになっている。ここで、出力軸８３はドラム部９０に向けて突出され、ドラム部９０を形成するドラム９２（図６参照）を回転させる。つまり、モータ部８１は、ベルト３２を開口部９１ａ（図４参照）から出し入れするようになっている。

このように、減速機構ＳＤを、ウォーム８１ｇおよびウォームホイール８２ａからなるウォーム減速機とすることで、出力軸８３からの回転力をアーマチュア軸８１ｄに伝達し難くしている。すなわち、ウォーム８１ｇおよびウォームホイール８２ａよりなる減速機構ＳＤは、ドラム部９０から伝わる出力軸８３の回転を止める制動力を発生するようになっている。

図７に示されるように、ギヤ部８２（ウォームホイール８２ａ）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（図２参照）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とが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とが切り離される。

ここで、電磁クラッチ８４は、ウォームホイール８２ａと一体回転する第１プレート（図示せず）と、出力軸８３と一体回転する第２プレート（図示せず）と、ステータコイル（図示せず）とを備えている。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が電磁力を発生し、これにより各プレートは吸引されて締結される（締結状態）。これに対し、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）。

ドラム部９０は、図４に示されるようにケーシング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６に示されるドラム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に巻かれるベルト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。

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が捻れるのを防止している。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。

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なく強固に固定される。

また、ケーシング９１の内部には、ドラム９２，ラチェット機構９３および弛み取り機構９４が収納されるが、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、ケーシング９１の外部に配置されている。

ドラム９２にはベルト３２が巻かれ、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５参照）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。

ドラム９２とドラム軸９２ａとの間には、図７に示されるように、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６において反時計回り方向）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。これに対し、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の回転はドラム軸９２ａに伝達されず、ドラム９２は空回り可能となっている。

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の引き込み方向への回転を許容し、ベルト３２の送り出し方向への回転（図６において時計回り方向）を規制す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。

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て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アンロック状態となり、ベルト３２の引き込み方向および送り出し方向の双方にドラム９２が回転自在となる。このように、ドラム９２を双方向に回転自在とすることで、車椅子２０を搭載スペース１１から降ろせるようになる。

これに対し、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、図示しない復帰ばねのばね力により駆動ピン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。

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、弛み取りモータ９５の回転力は、減速ギヤ機構９４ｃ，小径ギヤ９４ｂ，トルクリミッタ９４ｄおよびスパーギヤ９４ａを介してドラム９２に伝達される。

ここで、小径ギヤ９４ｂと減速ギヤ機構９４ｃとの間には、図７に示されるように、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に過負荷が掛かるのを防止し、弛み取りモータ９５が保護される。つまり、弛み取りモータ９５には、ベルト３２の弛みを取ることができる程度のトルク（低トルク）を発生し得る小型モータを採用することができる。

図８に示されるように、コントローラ５０には、一対の電動ウィンチ３０（図示では一方のみ示す）の他に、イグニッションスイッチＩＧ，車速センサＶＳ，シフトポジションセンサＳＰ，操作パネル６０およびブザー６５が、配線１４（図２参照）等を介して電気的に接続されている。また、コントローラ５０には、リモコン７０からの種々の操作信号を無線により受信可能となっている。

コントローラ５０は、種々の入力信号に基づいて、電動ウィンチ３０を統括的に制御、つまり車椅子２０を牽引するベルト３２の出し入れを制御する駆動制御部５１を備えている。駆動制御部５１は、電動ウィンチ３０の駆動系部品であるモータ部８１，電磁クラッチ８４，ソレノイド駆動部材９３ｃおよび弛み取りモータ９５を、それぞれ制御するようになっている。

また、コントローラ５０には、ドラム９２の回転状態を示す回転信号ｒが入力されるとともに、モータ部８１を流れる電流信号Ａが入力されるようになっている。これにより、駆動制御部５１は、回転信号ｒおよび電流信号Ａに基づいて、電動ウィンチ３０の駆動状態を把握する。

ここで、コントローラ５０は、イグニッションスイッチＩＧからのＯＮ信号の入力により起動され、これにより電動ウィンチ３０はスタンバイ状態となる。このとき、駆動制御部５１は、車速センサＶＳからの車速信号Ｖ（ｍ／ｓ）が入力され、車両１０が走行中であると判断した場合には、電動ウィンチ３０の動作を禁止する。これに加えて、駆動制御部５１は、シフトポジションセンサＳＰからの信号がパーキング信号（Ｐ信号）以外である場合にも、車両１０が停車状態にないと判断して、電動ウィンチ３０の動作を禁止する。

このように、駆動制御部５１は、車両１０が確実に停車されていることをトリガとして、電動ウィンチ３０の動作を許可するようになっている。よって、制御装置４０（図２参照）は、信頼性および安全性の高いものとなっている。

また、コントローラ５０には、ベルト３２の引き出し量を検出するベルト引き出し量検出部５２が設けられている。そして、コントローラ５０は、ベルト引き出し量検出部５２によって検出されたベルト３２のドラム９２（図６参照）からの引き出し量に基づいて、車椅子２０が車両１０（図１参照）に対してどの位置にあるのかを把握する。そして、このベルト３２の引き出し量の情報（車椅子２０の位置情報）は、駆動制御部５１，しきい値格納部５３および後退検知部５４に出力される。

駆動制御部５１は、入力された車椅子２０の位置情報に基づいて、電動ウィンチ３０を制御する。具体的には、駆動制御部５１による電動ウィンチ３０の制御内容には、例えば、下記（１）〜（５）に示されるような制御内容が挙げられる。

（１）車椅子２０が搭載スペース１１に搬入される直前において、電動ウィンチ３０のモータ部８１の回転速度を遅くなるよう制御する。これにより要介護者に不安感を与えないようにできる。このとき、「間もなく車両への搭載が終了します。」等のアナウンスを、ブザー６５を介して行っても良い。

（２）車椅子２０の搬入時で、かつスロープ１２上に乗り上げられる直前において、電動ウィンチ３０のモータ部８１の回転速度を遅くなるよう制御し、これにより要介護者に不安感を与えないようにできる。このとき、「スロープ上に移動します。グリップを掴んで下さい。」等のアナウンスを、ブザー６５を介して行っても良い。

（３）一対の電動ウィンチ３０からのベルトの引き出し量をそれぞれ同じ長さに揃えて、例えば、車椅子２０の進行方向がスロープ１２上で曲がってしまうような不具合をなくすことができる。このとき、「ベルトの引き出し量を調整しています。車椅子を繋げないで下さい。」等のアナウンスを、ブザー６５を介して行っても良い。

（４）車椅子２０の搬入時であって、かつ車椅子２０がスロープ１２上にあるとき、すなわち、電動ウィンチ３０に対する負荷が大きいときに、モータ部８１への通電電流を大きくして、モータ部８１の出力を高める制御を行うことができる。これにより、車椅子２０を搭載スペース１１に迅速に搬入可能となる。

（５）車椅子２０の車室外への搬出時であって、かつ車椅子２０がスロープ１２上にあるとき、すなわち、電動ウィンチ３０に対する負荷が大きいときに、モータ部８１への通電電流を小さくして、モータ部８１にブレーキを掛ける制御を行うことができる。これにより、車椅子２０のスロープ１２上での急加速を抑えて、要介護者に不安感を与えることがない。

ここで、ベルト３２の引き出し量は、ベルト３２が巻かれたドラム９２の回転を検出する回転センサ９６からのパルス信号（回転信号ｒ）の「オン」のカウント数（図１０のＰｃｔ参照）に比例した値となっている。つまり、ベルト３２の引き出し量の増減は、カウント数Ｐｃｔの増減に比例する。そして、ベルト引き出し量検出部５２では、車椅子２０が車両１０の固定位置に固定された状態（図１０の最上段の状態）のときのカウント数Ｐｃｔを、車椅子２０の基準位置（搬入完了状態の位置）ｎ１として記憶している。

なお、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の回転に伴い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、リングマグネットの相対回転に伴い「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。

また、ベルト引き出し量検出部５２に記憶された基準位置ｎ１は、イグニッションスイッチＩＧの操作に関わらず、制御装置４０（図２参照）のシステム電源をオフにしても消失することがない。

さらに、しきい値格納部５３には、ベルト３２の引き出し量（カウント数Ｐｃｔ）と比較される第１しきい値ＴＨ１および第２しきい値ＴＨ２が格納（記憶）されている。これらの第１，第２しきい値ＴＨ１，ＴＨ２においても、イグニッションスイッチＩＧの操作に関わらず、制御装置４０のシステム電源をオフにしても消失することがない。

そして、第１しきい値ＴＨ１は、本発明における比較しきい値を構成している。具体的には、第１しきい値ＴＨ１の大きさは、図１０に示されるように、車椅子２０が車両１０の固定位置に固定された状態、つまり［乗車完了状態］のときのベルト３２の引き出し量（＝基準位置ｎ１）よりも若干小さい値に設定されている（ＴＨ１＜ｎ１）。

よって、コントローラ５０により、カウント数Ｐｃｔが第１しきい値ＴＨ１よりも小さいと判断された場合（Ｐｃｔ＜ＴＨ１）、すなわちカウント数Ｐｃｔがカウント小領域ＡＲ１にある場合には、ベルト３２は車椅子２０に接続されていないと判断することができる。言い換えれば、第１しきい値ＴＨ１は、ベルト３２が車椅子２０に接続されているか否かを判断するのに用いられるしきい値となっている。

これに対し、第２しきい値ＴＨ２は、第１しきい値ＴＨ１よりも大きい値に設定されている（ＴＨ２＞ＴＨ１）。具体的には、第２しきい値ＴＨ２の大きさは、図１０に示されるように、車椅子２０が車両１０の車室外に出ている状態、つまり［降車完了状態］のときのベルト３２の引き出し量ｎ３よりも若干小さい値に設定されている（ＴＨ２＜ｎ３）。

ここで、ベルト３２が引き出し量ｎ３の状態とは、車椅子２０の車輪２２の車軸部分の位置が、スロープ１２から所定距離Ｓの分だけ離れており、車輪２２が確実に地面Ｊの上にある状態のことである。このような状態であれば、車椅子２０のキャスター２３がスロープ１２の上にあったとしても、車椅子２０は後退することがない。

よって、コントローラ５０により、カウント数Ｐｃｔが第２しきい値ＴＨ２よりも大きいと判断された場合（Ｐｃｔ＞ＴＨ２）、すなわちカウント数Ｐｃｔがカウント大領域ＡＲ３にある場合には、車椅子２０は確実に車室外に出ていると判断することができる。言い換えれば、第２しきい値ＴＨ２は、車椅子２０が車室外に出ているか否かを判断するのに用いられるしきい値となっている。

以上のことから、コントローラ５０は、カウント数Ｐｃｔが、第１しきい値ＴＨ１と第２しきい値ＴＨ２との間のカウント中領域ＡＲ２にある場合（ＴＨ１≦Ｐｃｔ≦ＴＨ２）には、車椅子２０は傾斜した床面Ｆまたはスロープ１２上にあると判断することができる。例えば、図１０に示されるように、ベルト３２が引き出し量ｎ２（ｎ１＜ｎ２＜ｎ３）の状態においては、車椅子２０はスロープ１２上にあり、このときの車椅子２０は［乗降途中状態］であると判断できる。言い換えれば、第１，第２しきい値ＴＨ１，ＴＨ２は、いずれも車椅子２０が傾斜状態にあるか否かを判断するのに用いられるしきい値となっている。

さらに、図８に示されるように、コントローラ５０には、車椅子２０が後退していることを検知する後退検知部５４が設けられている。後退検知部５４には、ベルト引き出し量検出部５２と同様に、ベルト３２が巻かれたドラム９２の回転を検出する回転センサ９６から、パルス信号（回転信号ｒ）が入力される。そして、後退検知部５４は、カウント数Ｐｃｔの増減を監視して、車椅子２０の搬入時、つまりカウント数Ｐｃｔが減少すべき場合において、カウント数Ｐｃｔが増加した場合に、車椅子２０が何らかの原因（電動ウィンチ３０の故障等）で後退していると判断する。その後、後退検知部５４は、ブザー６５を駆動して警告音を吹鳴させる。

また、後退検知部５４は、車椅子２０の搬出時において、カウント数Ｐｃｔが急激に増加するような場合にも、車椅子２０が何らかの原因（電動ウィンチ３０の故障等）で異常な後退をしていると判断する。その後、後退検知部５４は、ブザー６５を駆動して警告音を吹鳴させる。

なお、後退検知部５４は、コントローラ５０の起動に伴い機能するようになる。つまり、後退検知部５４は、イグニッションスイッチＩＧからのＯＮ信号の入力に基づいて起動される。

次に、以上のように形成された制御装置４０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。なお、図９に示されるフローチャートは、特に、ベルト引き出し量検出部５２，しきい値格納部５３および後退検知部５４の具体的な動作内容を示している。

まず、操作者等によりイグニッションスイッチＩＧがオン操作されると、コントローラ５０にＯＮ信号が出力される。すると、イグニッションスイッチＩＧからのＯＮ信号の入力に基づいて、コントローラ５０が起動される。これに伴い、後退検知部５４も起動される（ステップＳ１）。

ステップＳ２では、コントローラ５０が、操作パネル６０の主電源スイッチ６２（図３（ａ）参照）がＯＮ操作されたか否かを判断する。ステップＳ２で「ｎｏ」と判定された場合には、「ｙｅｓ」と判定されるまでステップＳ２の判断処理を繰り返す。そして、ステップＳ２で「ｙｅｓ」と判定された場合には、次のステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、駆動制御部５１が、弛み取り機構９４の弛み取りモータ９５（図６参照）を駆動する。これにより、例えば、図１１の破線部分に示されるように、ベルト３２が引き出された状態のままで放置されている場合には、ベルト３２が矢印Ｍ１のように電動ウィンチ３０（ドラム９２）に巻き取られていく。つまり、ベルト３２の弛みが取り除かれていく。このとき、ベルト３２のフック３１には車椅子２０が繋がれていないので、フック３１は後部座席ＲＳの上を滑るようにして移動し、弛み取りモータ９５の低トルクでもベルト３２を十分に巻き取ることができる。

ステップＳ４では、後退検知部５４が、車椅子２０が後退されたか否かを判断する。すなわち、ステップＳ４では、後退検知部５４により、ベルト３２が引き出されてカウント数Ｐｃｔが増加したか否かが判断される。ステップＳ４で「ｎｏ」と判定された場合には、「ｙｅｓ」と判定されるまでステップＳ４の判断処理を繰り返す。そして、ステップＳ４で「ｙｅｓ」と判定された場合には、次のステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、コントローラ５０が、カウント数Ｐｃｔが第１しきい値ＴＨ１よりも小さいか否かを判断する。つまり、コントローラ５０は、ベルト３２の引き出し量が、カウント小領域ＡＲ１にあるか否かを判断する。ステップＳ５で「ｎｏ」と判定された場合にはステップＳ８に進み、ステップＳ５で「ｙｅｓ」と判定された場合にはステップＳ６に進む。

続くステップＳ６では、ステップＳ４においてベルト３２が引き出されたと判断されたこと、かつステップＳ５においてベルト３２の引き出し量がカウント小領域ＡＲ１にあると判断（図１１において引き出し量ｎ０と判断）されたことから、コントローラ５０は、ベルト３２のフック３１が電動ウィンチ３０に近付いて、かつ窪み部Ｇに落下したと推定する。

そして、図１１に示される状態では、車椅子２０が実際に後退しているわけではないので、ブザー６５（図３（ａ）参照）から警告音を吹鳴させるべきではなく、ブザー６５を駆動しない方が望ましい。そこで、本実施の形態では、ステップＳ６において、後退検知部５４の動作を禁止する処理を実行する。具体的には、ステップＳ６では、コントローラ５０が後退検知部５４の機能の一部を停止させて、ブザー６５を駆動させない（警告音を吹鳴させない）ようにしている。

これにより、操作者はブザー６５の突然の警告音の吹鳴に驚くことがなく、さらには、主電源スイッチ６２を長押しして制御装置４０を初期化することでブザー６５の駆動を停止させる作業（誤吹鳴停止作業）をせずに済む。

その後のステップＳ７では、コントローラ５０は、操作者によりベルト３２を自由に出し入れ可能なベルトフリーモードへの移行（切り替え）を許可する処理を実行する。これにより、操作パネル６０のベルトフリースイッチ６３（図３（ａ）参照）が使用可能となり、操作者がベルトフリースイッチ６３を操作することで、ベルト３２を自由に出し入れ可能となる。すなわち、例えば、車椅子２０を搭載スペース１１に搬入するためにベルト３２を引き出し、当該ベルト３２のフック３１を車椅子２０の前フレーム２１に繋ぐ作業が可能となる。その後、上流のステップＳ２に戻る。

ステップＳ８では、コントローラ５０が、カウント数Ｐｃｔが第１しきい値ＴＨ１と第２しきい値ＴＨ２との間にあるか否か（ＴＨ１≦Ｐｃｔ≦ＴＨ２であるか否か）を判断する。ステップＳ８で「ｎｏ」と判定された場合にはステップＳ１１に進み、ステップＳ８で「ｙｅｓ」と判定された場合にはステップＳ９に進む。

続くステップＳ９では、ステップＳ４においてベルト３２が引き出されたと判断されたこと、かつステップＳ８においてベルト３２の引き出し量がカウント中領域ＡＲ２にあると判断されたことから、コントローラ５０は、ベルト３２のフック３１に繋がれた車椅子２０が後退していると推定する。

そして、このような状態においては、ブザー６５から警告音を吹鳴させて周囲に注意を促すべきである。したがって、ステップＳ９では、コントローラ５０が、後退検知部５４の動作を許可する処理を実行する。これにより、操作者は、ブザー６５からの警告音の吹鳴によって、車椅子２０のそれ以上の後退を防止するよう車椅子２０を支持したりする（サポートする）ことが可能となる。

その後のステップＳ１０においては、ベルト３２の引き出し量がカウント中領域ＡＲ２にあり、車椅子２０が傾斜された床面Ｆまたはスロープ１２上にあることから、コントローラ５０は、ベルトフリーモードへの移行を禁止する処理を実行する。つまり、ベルト３２の引き出し量がカウント中領域ＡＲ２にある場合には、操作パネル６０におけるベルトフリースイッチ６３の操作が無効となる。その後、上流のステップＳ２に戻る。

ステップＳ１１では、ステップＳ４においてベルト３２が引き出されたと判断されたこと、かつステップＳ８においてベルト３２の引き出し量がカウント大領域ＡＲ３にあると判断されたことから、コントローラ５０は、車椅子２０が外部に搬出され、かつベルト３２のフック３１に繋がれた車椅子２０が後退していると推定する。

この場合は、例えば、車両１０の後方側の地面Ｊが坂の下を向いているような場所で搬出され、外部に搬出された状態であっても車椅子２０が後退していることを意味する。そのため、ブザー６５から警告音を吹鳴させて周囲に注意を促すべきである。したがって、ステップＳ１１では、コントローラ５０は、後退検知部５４の動作を許可する処理を実行する。これにより、操作者は、ブザー６５からの警告音の吹鳴によって、車椅子２０のそれ以上の後退を防止するよう車椅子２０を支持したりする（サポートする）ことが可能となる。

その後のステップＳ１２では、コントローラ５０は、操作者によりベルト３２を自由に出し入れ可能なベルトフリーモードへの移行を許可する処理を実行する。これにより、操作パネル６０のベルトフリースイッチ６３が使用可能となり、操作者がベルトフリースイッチ６３を操作することで、ベルト３２を自由に出し入れ可能となる。つまり、ベルト３２を少しだけ引き出してフック３１を車椅子２０から外したり、外したベルト３２を電動ウィンチ３０に引き込ませたりする（仕舞ったりする）ことが可能となる。その後、上流のステップＳ２に戻る。

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、しきい値格納部５３には、ベルト３２の引き出し量と比較される第１しきい値ＴＨ１が設けられ、コントローラ５０は、ベルト３２の引き出し量が第１しきい値ＴＨ１よりも小さいときに、後退検知部５４の動作を禁止する。

これにより、ベルト３２が車室内で多少の弛みを持って放置されたまま電源がオフされ、その後再度電源がオンされて弛み取りモータ９５が作動したとしても、後退検知部５４を動作させないようにできる。したがって、車椅子２０の後退ではない場合に警告音の吹鳴を禁止させることができ、ひいては利便性および信頼性を向上させることが可能となる。

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、後退検知部５４は、車椅子２０が後退していることを検知すると、車椅子２０の後退を周囲に知らせるブザー６５を駆動する。

これにより、操作者は、ブザー６５からの警告音の吹鳴によって、車椅子２０のそれ以上の後退を防止するよう車椅子２０を支持することが可能となる。

さらに、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、第１しきい値ＴＨ１は、車椅子２０が車室内の固定位置にあるときのベルト３２の引き出し量（＝基準位置ｎ１，図１０参照）よりも小さい。

これにより、車椅子２０が車室内の固定位置にある状態から後退した場合においても、コントローラ５０は、確実にブザー６５から警告音を吹鳴させることができる。

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、コントローラ５０は、ベルト３２の引き出し量が第１しきい値ＴＨ１よりも小さいときに、操作者によりベルト３２を自由に出し入れ可能なベルトフリーモードへの切り替えを許可する。

これにより、車椅子２０を搭載スペース１１に搬入するためにベルト３２を引き出し、当該ベルト３２のフック３１を車椅子２０の前フレーム２１に繋ぐ作業が可能となり、利便性を低下させずに済む。

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、上記実施の形態では、牽引物が車椅子２０であるものを示したが、本発明はこれに限らず、牽引物がキャスター付きの担架であっても良い。

また、上記実施の形態では、一対の電動ウィンチ３０を、運転席ＤＲおよび助手席ＡＳの下部にそれぞれ設置した場合を示したが、本発明はこれに限らず、車両１０の後方下部等、他のデッドスペースに設置しても構わない。

その他、上記実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であって、上記実施の形態に限定されるものではない。

１０ 車両
１１ 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（牽引物）
２１ 前フレーム
２２ 車輪
２３ キャスター
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
５２ ベルト引き出し量検出部
５３ しきい値格納部
５４ 後退検知部
６０ 操作パネル
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（報知部）
７０ リモコン
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
８１ａ マグネット
８１ｂ コイル
８１ｃ アーマチュア
８１ｄ アーマチュア軸
８１ｅ ブラシ
８１ｆ 整流子
８１ｇ ウォーム
８２ ギヤ部
８２ａ ウォームホイール
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
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
Ａ 電流信号
ＡＲ１ カウント小領域
ＡＲ２ カウント中領域
ＡＲ３ カウント大領域
ＡＳ 助手席
ＤＲ 運転席
Ｆ 床面
Ｇ 窪み部
ＧＲ グリップ
ＩＧ イグニッションスイッチ
Ｊ 地面
Ｐｃｔ カウント数
ＲＳ 後部座席
ＳＤ 減速機構
ＳＰ シフトポジションセンサ
ＳＴ 取付ステー
ＴＨ１ 第１しきい値（比較しきい値）
ＴＨ２ 第２しきい値
Ｖ 車速信号
ＶＳ 車速センサ
ｒ 回転信号

Claims (4)

1. 牽引物を車室内に搬入または車室外に搬出する電動ウィンチの制御装置であって、
   前記牽引物を牽引するベルトの出し入れを制御するコントローラと、
   前記コントローラに設けられ、前記ベルトの引き出し量を検出するベルト引き出し量検出部と、
   前記コントローラに設けられ、前記ベルトの引き出し量と比較される比較しきい値が格納されたしきい値格納部と、
   前記コントローラに設けられ、前記牽引物が後退していることを検知する後退検知部と、
   を備え、
   前記コントローラは、前記ベルトの引き出し量が前記比較しきい値よりも小さいときに、前記後退検知部の動作を禁止する、
   電動ウィンチの制御装置。
2. 請求項１記載の電動ウィンチの制御装置において、
   前記後退検知部は、前記牽引物が後退していることを検知すると、前記牽引物の後退を知らせる報知部を駆動する、
   電動ウィンチの制御装置。
3. 請求項１または２記載の電動ウィンチの制御装置において、
   前記比較しきい値は、前記牽引物が前記車室内の固定位置にあるときの前記ベルトの引き出し量よりも小さい、
   電動ウィンチの制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動ウィンチの制御装置において、
   前記コントローラは、前記ベルトの引き出し量が前記比較しきい値よりも小さいときに、操作者により前記ベルトを自由に出し入れ可能なベルトフリーモードへの切り替えを許可する、
   電動ウィンチの制御装置。

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