JP7020994B2 - 電動ウィンチの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、牽引物を牽引するベルトが巻き掛けられるドラムと、ドラムを回転させるメインモータと、メインモータの回転を制御するコントローラと、を備えた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き掛けられたドラムと、ドラムを回転させる電動モータ部（メインモータ）と、電動モータ部の回転を制御するコントローラと、ベルトの弛みを取る弛み取りモータ（サブモータ）と、を備えている。

ここで、弛み取りモータは、電動モータ部とは別にコントローラにより制御され、ベルトを巻き取る方向にドラムを回転させるようになっている。

特開２０１７－１５９７２１号公報

例えば、車椅子がスロープ上にあって、介助者が車椅子を支持しており、当該状態でベルトが弛んでいるような場合には、以下のような問題を生じ得る。すなわち、介助者の支持力のみで車椅子はスロープ上で停止しており、仮にこの状態から介助者が支持力を開放すると、車椅子はスロープ上を後退してしまう。そのため、電動ウィンチからベルトが引き出された状態では、ベルトの弛みを無くすために、弛み取りモータを作動させるようにしている。

しかしながら、弛み取りモータを常に作動させるようにした場合には、以下のような別の問題を生じ得る。つまり、車椅子の車室外への搬出が完了しているにも関わらず、弛み取りモータが作動し続けることで、搬出し終えた車椅子からベルト（フック）を外すのが難しくなるという問題を生じ得る。具体的には、介助者は、弛み取りモータの回転トルクに抗してベルトを一旦強く引き出すよう引っ張って、当該状態のもとでフックを車椅子から外す必要があった。

本発明の目的は、搬出し終えた牽引物からベルトを容易に外す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。

本発明の他の態様では、牽引物を牽引するベルトが巻き掛けられるドラムと、前記ドラムを回転させるメインモータと、前記メインモータの回転を制御するコントローラと、を備えた電動ウィンチの制御装置であって、前記電動ウィンチに設けられ、前記メインモータとは別に前記コントローラにより制御され、前記ドラムを回転させて前記ベルトの弛みを取るサブモータと、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、操作者により操作され、前記コントローラに操作信号を送出する操作部材と、を有し、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以上であると判断し、かつ前記操作信号に変化があったと判断すると、前記サブモータの駆動を停止させる。

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以上であると判断し、かつ前記操作信号に変化があったと判断すると、前記ベルトを前記ドラムから自由に引き出せるベルトフリーモードへの移行を許可する。

本発明によれば、ベルトの引き出し量が比較しきい値以上になると、サブモータの駆動を停止させることが可能となる。したがって、ベルトの引き出し量が牽引物を搬出し終えた量になったところで、サブモータを停止させるようにすれば、搬出し終えた牽引物からベルトを容易に外すことが可能となる。

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。 ベルトの送り出し時の制御内容を示すフローチャートである。 弛み取りモータの停止タイミングを説明する説明図である。 実施の形態２の制御内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態１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はベルトの送り出し時の制御内容を示すフローチャートを、図１０は弛み取りモータの停止タイミング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、かつ閉じられたテールゲート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。

なお、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を支持（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，リモコン（操作部材）７０およびテールゲートスイッチＴＧ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，操作パネル６０とコントローラ５０との間およびテールゲートスイッチＴＧ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の左右側の一対の後フレーム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。

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、コントローラ５０に操作信号が送出される。これによりコントローラ５０は、一対の電動ウィンチ３０を同期して作動させる。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（メインモータ）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が摺接される整流子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の駆動力は、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（サブモータ）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、コントローラ５０により電動モータ部８０とは別に制御され、ドラム９２がベルト３２を巻き取る方向の回転力を発生する。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，テールゲートスイッチＴＧ，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、回転センサ９６からドラム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の駆動状態を把握し、モータ部８１の回転等を制御するようになっている。

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信号およびＯＦＦ信号の入力に関わらず、コントローラ５０が車両１０に搭載されたバッテリー（図示せず）に接続されている限り常にスタンバイ状態となっている。そして、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、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。

コントローラ５０には、駆動制御部５１に加えて、ベルト位置算出部（ベルト引き出し量検出部）５２が設けられている。ベルト位置算出部５２は、ベルト３２のドラム９２（図６参照）からの引き出し量を検出するとともに、検出されたベルト３２の引き出し量に基づいて、車椅子２０が車両１０（図１および図２参照）に対してどの位置にいるのか把握するようになっている。

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に出力される。これにより、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を緻密に駆動制御可能となっている。

ここで、電動ウィンチ３０の緻密な駆動制御としては、例えば、下記（１）～（５）に示すような駆動制御が挙げられる。

（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。

上述のような種々の緻密な駆動制御を行うには、車椅子２０の位置情報を正確に検出（把握）することが重要となる。そこで、本実施の形態では、ベルト位置算出部５２に、ベルト負荷検出部５３およびベルト位置記憶部５４を設け、上述のような種々の緻密な駆動制御を行えるようにしている。

図８に示されるように、ベルト負荷検出部５３には、所定の大きさの電流閾値ＴＨ１が予め格納されている。そして、ベルト負荷検出部５３にはモータ部８１を流れる電流信号Ａが入力され、ベルト負荷検出部５３は、入力された電流信号Ａと電流閾値ＴＨ１とを比較する比較処理を行う。

電流信号Ａと電流閾値ＴＨ１との比較結果が「電流信号Ａ＞電流閾値ＴＨ１」である場合、つまりベルト３２に掛かる負荷が大きく、モータ部８１への負荷が大きい場合には、ベルト負荷検出部５３は、車椅子２０が搭載スペース１１に搬入された状態にあると判定する。そして、このときの状態信号、つまり車椅子２０が搭載スペース１１に搬入済であることを示す「搬入済信号」を、駆動制御部５１に出力する。

これにより、駆動制御部５１は、電動ウィンチ３０の駆動制御を停止して、モータ部８１に負荷が掛かり続けるのを防止する。

これに対し、電流信号Ａと電流閾値ＴＨ１との比較結果が「電流信号Ａ≦電流閾値ＴＨ１」である場合、つまりベルト３２に掛かる負荷が通常の大きさであって、モータ部８１への負荷が通常の大きさである場合には、ベルト負荷検出部５３は、車椅子２０は牽引中であると判断する。そして、このときの状態信号、つまり車椅子２０が牽引中であることを示す「牽引中信号」を、駆動制御部５１に出力する。

これにより、駆動制御部５１は、電動ウィンチ３０の駆動制御を継続して行う。

また、ベルト位置算出部５２には、テールゲートスイッチＴＧからの開閉信号（開信号または閉信号）が入力される。ここで、テールゲートスイッチＴＧは、テールゲート１３（図１参照）の開閉状態を検出するようになっている。

そして、ベルト位置算出部５２は、ベルト負荷検出部５３が、「搬入済信号」を出力していることと、テールゲートスイッチＴＧが、テールゲート１３が閉じたことを示す信号、つまり「閉信号」を出力していることとに基づいて、このときのベルト３２の引き出し量の情報（車椅子２０の位置情報）を、ベルト位置記憶部５４に記憶させる。

ベルト３２の引き出し量の情報（車椅子２０の位置情報）は、ベルト３２が巻き掛けられたドラム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」のカウント数に比例する。また、ベルト位置算出部５２は、ベルト位置記憶部５４に記憶された「オン」のカウント数を基準カウント数ｎ１とし、この基準カウント数ｎ１を、車椅子２０の基準位置、つまり図１に示された状態の固定位置に設定する。

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、ベルト位置記憶部５４は、例えば、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）を採用している。すなわち、ベルト位置記憶部５４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、その記憶データを記憶保持することが可能となっている。

さらに、コントローラ５０には、しきい値格納部５５が設けられ、当該しきい値格納部５５には、ベルト３２の引き出し量（カウント数Ｐｃｔ）と比較される比較しきい値ＴＨ２が格納（記憶）されている。ここで、しきい値格納部５５においても、例えばEEPROMを採用しており、よって、比較しきい値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。

具体的には、比較しきい値ＴＨ２の大きさは、図１０に示されるように、車椅子２０に設けられた一対の車輪２４が、スロープ１２から降ろされて地面Ｊに到達している状態、すなわち、［搬出（降車）完了状態］または［搬入（乗車）準備完了状態］を示すベルト３２の引き出し量に設定されている。つまり、図１０の実線で示される車椅子２０の状態では、当該車椅子２０は急激に移動することは無く、車椅子２０からベルト３２（フック３１）を取り外せる状態となっている。なお、車椅子２０の搬入／搬出作業は、車両１０を水平な地面Ｊ上に停車させた状態で行うようにする。

したがって、コントローラ５０により、カウント数Ｐｃｔが、基準カウント数ｎ１よりも大きく比較しきい値ＴＨ２よりも小さいと判断された場合（ｎ１＜Ｐｃｔ＜ＴＨ２）、つまり、カウント数Ｐｃｔがカウント小領域ＡＲ１にある場合には、車椅子２０は［搬入／搬出途中（牽引中）］であると判断することができる。

これに対し、コントローラ５０により、カウント数Ｐｃｔが比較しきい値ＴＨ２以上であると判断された場合（Ｐｃｔ≧ＴＨ２）、すなわちカウント数Ｐｃｔがカウント大領域ＡＲ２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、比較しきい値ＴＨ２は、車椅子２０が［搬入／搬出途中（牽引中）］であるのか、［搬出（降車）完了状態］または［搬入（乗車）準備完了状態］であるのか、を判断するのに用いられるしきい値となっている。

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、車椅子２０を搭載スペース１１から車室外に搬出（降車）させる場合におけるコントローラ５０の具体的な動作内容を示している。

図９に示されるように、まず、ステップＳ１０において、介助者がリモコン７０の出スイッチ７４を押圧操作する。すると、コントローラ５０は、出スイッチ７４の押圧操作を受けて、ベルト３２を送り出すよう電動ウィンチ３０の制御装置４０を制御する。すなわち、ベルト３２の送り出し動作がスタートされる（ステップＳ１１）。このとき、コントローラ５０は、弛み取りモータ９５も駆動させる。したがって、仮に、スロープ１２上においてベルト３２に弛みが生じた場合には、その弛みが除去される。

その後、介助者による出スイッチ７４の押圧操作の継続に伴って、図中矢印Ｍに示されるように、車椅子２０が搭載スペース１１から車室外に向けて徐々に移動していく。つまり、車椅子２０はスロープ１２上を徐々に降りていく。このとき、ベルト３２の引き出し量の増加に伴って、カウント数Ｐｃｔも徐々に増加していく。

続くステップＳ１２では、コントローラ５０が、カウント数Ｐｃｔが比較しきい値ＴＨ２以上になったか否かを判断する。ステップＳ１２でカウント数Ｐｃｔが比較しきい値ＴＨ２よりも小さいと判断した場合（ｎｏ判定）は、ステップＳ１２の処理を繰り返し実行する。一方、ステップＳ１２でカウント数Ｐｃｔが比較しきい値ＴＨ２以上であると判断した場合（ｙｅｓ判定）は、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、コントローラ５０は、弛み取りモータ９５の駆動を停止させる処理を実行する。具体的には、ベルト３２の引き出し量に比例したカウント数Ｐｃｔが、車椅子２０が車室外に搬出されたことを示すカウント数ｎ２（図１０参照）に到達したことから、コントローラ５０は、車椅子２０が搬出されたと判断して、弛み取りモータ９５の駆動を停止させる。

このとき、介助者が出スイッチ７４を未だ押圧操作をしているのであれば、電動モータ部８０の駆動は継続して行われる。ここで、弛み取りモータ９５は停止され、かつ電動モータ部８０は駆動しているため、ベルト３２が弛む場合がある。しかしながら、車椅子２０の車室外への搬出が完了しているので、車椅子２０が急激に移動するようなことは無い。よって、何ら問題は生じない。

続くステップＳ１４では、コントローラ５０は、車椅子２０の車室外への搬出が完了したことから、ベルトフリースイッチ６３の押圧操作によるベルトフリー動作を許可する。つまり、コントローラ５０は、車椅子２０の車室外への搬出が完了したことをトリガとして、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）することが可能なベルトフリーモードへの移行を許可するようになっている。これにより、より信頼性の高いシステムの構築を実現している。

次いで、ステップＳ１５では、介助者による出スイッチ７４の押圧操作が解除されたか否か、つまり出スイッチ７４が「オフ」になったか否かをコントローラ５０が判断する。ステップＳ１５で出スイッチ７４が「オフ」されていない（出スイッチ７４が「オン」のまま）と判断した場合（ｎｏ判定）は、ステップＳ１５の処理を繰り返し実行する。一方、ステップＳ１５で出スイッチ７４が「オフ」されたと判断した場合（ｙｅｓ判定）は、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、コントローラ５０は、電動モータ部８０の駆動を停止させる処理を実行し、続くステップＳ１７では、コントローラ５０は、主電源を落とす（オフさせる）処理を実行する。これにより、何らかの原因、例えば、リモコン７０を誤操作したり、操作パネル６０を第三者が操作してしまったりした場合に、ベルト３２が引き込まれてしまうようなことが防止される。

その後、ステップＳ１８において、車椅子２０を搭載スペース１１から車室外に搬出（降車）させるための上述した制御が終了する。これにより、車室外に搬出された車椅子２０から、ベルト３２（フック３１）を容易に外すことが可能となり、介助者への負担を軽減することができる。

なお、ベルト３２（フック３１）を車椅子２０から外した後は、介助者により主電源を入れ直すことで、制御装置４０は再始動される。その後、他の車椅子にベルト３２（フック３１）を繋ぐ作業をし、他の車椅子を搭載スペース１１に搬入したり、ベルトフリースイッチ６３を押圧操作し、一対のベルト３２を仕舞ったりすることができる。

以上詳述したように、本実施の形態によれば、コントローラ５０は、ベルト３２の引き出し量（カウント数Ｐｃｔ）が比較しきい値ＴＨ２以上であると判断すると、弛み取りモータ９５の駆動を停止させる処理を実行する。これにより、介助者は、車両１０の車室外に搬出し終えた車椅子２０から、ベルト３２（フック３１）を容易に外すことが可能となる。したがって、介助者に掛かる負荷を軽減することができる。

また、本実施の形態によれば、コントローラ５０は、ベルト３２の引き出し量（カウント数Ｐｃｔ）が比較しきい値ＴＨ２以上であると判断すると、ベルト３２をドラム９２から自由に引き出せるベルトフリーモードへの移行を許可する。これにより、車椅子２０がスロープ１２上にある場合にベルトフリースイッチ６３が誤って押圧操作されても、ベルトフリーモードに移行させないようにできる。したがって、より信頼性の高いシステムを構築することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態２について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分について同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１１は実施の形態２の制御内容を示すフローチャートを示している。

実施の形態２では、実施の形態１に比して、コントローラ５０の制御内容のみが若干異なっており、その他の電動ウィンチ３０の構造や制御装置４０の構造は、実施の形態１と同じである。

図１１に示されるように、実施の形態２では、ステップＳ１２において、コントローラ５０が、カウント数Ｐｃｔが比較しきい値ＴＨ２以上になったか否かを判断した後に、続けてステップＳ１５の処理を実行する。具体的には、ステップＳ１５では、介助者による出スイッチ７４の押圧操作が解除されたか否か、つまり、リモコン７０からの操作信号（ここでは出スイッチ７４が押圧操作されていることを示す信号）に変化があったか否かをコントローラ５０が判断するようになっている。

そして、コントローラ５０は、上述の２つの判断を続けて実行した後、すなわち、カウント数Ｐｃｔが比較しきい値ＴＨ２以上であると判断（ステップＳ１２でｙｅｓ判定）し、かつ出スイッチ７４の押圧操作が解除された、つまり操作信号に変化があったと判断（ステップＳ１５でｙｅｓ判定）すると、ステップＳ２０に進む。続くステップＳ２０では、コントローラ５０は、弛み取りモータ９５および電動モータ部８０の双方の駆動を同時に停止させる処理を実行する。

次いで、コントローラ５０は、ステップＳ２０での処理に引き続き、ステップＳ１４の処理を実行する。つまり、コントローラ５０は、車椅子２０の車室外への搬出が完了したと判断して、ベルトフリースイッチ６３の押圧操作によるベルトフリー動作を許可する。その後、ステップＳ１７に進んで、コントローラ５０は、主電源を落とす（オフさせる）処理を実行する。

以上詳述したように、実施の形態２においても、実施の形態１と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態２では、弛み取りモータ９５を停止させる処理と電動モータ部８０を停止させる処理とを、ステップＳ２０において集約して同時に行うことができるので、コントローラ５０の制御ロジックを簡素化して、コントローラ５０に掛かる負荷を軽減することができる。

本発明は、上記各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、上記各実施の形態では、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、上記各実施の形態では、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、上記各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、上記各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 テールゲート
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 後フレーム
２３ キャスター
２４ 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
５２ ベルト位置算出部（ベルト引き出し量検出部）
５３ ベルト負荷検出部
５４ ベルト位置記憶部
５５ しきい値格納部
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
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（メインモータ）
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
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（サブモータ）
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
ＴＧ テールゲートスイッチ
ＴＨ１ 電流閾値
ＴＨ２ 比較しきい値
Ｖ 車速信号
ＶＳ 車速センサ
ｎ１ 基準カウント数
ｎ２ 搬出完了時のカウント数
ｒ 回転信号

Claims (2)

1. 牽引物を牽引するベルトが巻き掛けられるドラムと、
   前記ドラムを回転させるメインモータと、
   前記メインモータの回転を制御するコントローラと、
   を備えた電動ウィンチの制御装置であって、
   前記電動ウィンチに設けられ、前記メインモータとは別に前記コントローラにより制御され、前記ドラムを回転させて前記ベルトの弛みを取るサブモータと、
   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、
   操作者により操作され、前記コントローラに操作信号を送出する操作部材と、
   を有し、
   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以上であると判断し、かつ前記操作信号に変化があったと判断すると、前記サブモータの駆動を停止させる、
   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以上であると判断し、かつ前記操作信号に変化があったと判断すると、前記ベルトを前記ドラムから自由に引き出せるベルトフリーモードへの移行を許可する、
   電動ウィンチの制御装置。

Images