JP5654427B2 - 電動ウィンチの制御装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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への回転を阻止する一方でベルト巻取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。

特開２００６−２７１６６１号公報（図２）

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、モータが何らかの原因で故障して回転駆動できなくなると、車椅子の車椅子搭載スペースへの昇降動作を補助することができず、介助者への負担が大きくなってしまう。車椅子を車椅子搭載スペースに搭載する前にモータが故障していることが分かれば、当該車両を利用せずに他の車両を利用することもできる。しかし、車椅子を車椅子搭載スペースから降ろす際にモータが故障した場合には、車椅子からベルトを外し、介助者が車椅子を支えながら徐々に降ろす必要がある。この場合、車椅子はスロープの傾斜に沿って降ろされるため、特に、車椅子の搭乗者の体重が大きくかつ介助者が小柄な場合には、介助者による車椅子の支持が困難となり、車椅子を車椅子搭載スペースから降ろせなくなるという問題を生じ得る。そこで、正常に機能する電磁クラッチ等、電動ウィンチを構成するモータ以外の他の部材を駆動制御して、車椅子を車椅子搭載スペースから降ろせるようにする工夫が必要となっていた。

本発明の目的は、ラチェット機構をリリース状態としかつ電磁クラッチの断続を繰り返す電磁クラッチ断続モードに切り替えられるようにし、これによりモータに依らず被牽引物を降ろ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、前記ドラムと前記モータとの間に設けられ、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ド切替信号の入力に伴い、前記ラチェット機構をリリース状態に制御しつつ前記電磁クラッチの断続を繰り返す電磁クラッチ断続モードに切り替えるモード切替部と、を有することを特徴とする。

本発明の電動ウィンチの制御装置は、前記コントローラは、前記モード切替部による前記電磁クラッチ断続モードへの切替時に、前記モータを制動制御することを特徴とする。

本発明の電動ウィンチの制御装置は、前記モータは、ウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構を備えることを特徴とする。

本発明の電動ウィンチの制御装置は、前記コントローラは、前記モード切替部による前記電磁クラッチ断続モードへの切替時に、前記電磁クラッチの動作に同期して発音部材を駆動することを特徴とする。

本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、ドラムとモータとの間に、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を設け、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ド切替信号の入力に伴い、ラチェット機構をリリース状態に制御しつつ電磁クラッチの断続を繰り返す電磁クラッチ断続モードに切り替えるモード切替部を設ける。これにより、モータが故障した場合等において操作者が操作部材を操作することで、操作部材からモード切替部にモード切替信号が入力され、電磁クラッチ断続モードに切り替えられる。よって、電磁クラッチの断続が繰り返されて、ドラムが他方向に断続的に回転可能となり、ひいてはモータに依らず被牽引物を徐々に降ろすことが可能となる。

本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、コントローラは、モード切替部による電磁クラッチ断続モードへの切替時に、モータを制動制御するので、電磁クラッチが開放状態となるときに、被牽引物が不用意に移動するのを抑制できる。

本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、モータは、ウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構を備えるので、ウォームおよびウォームホイールによって制動効果を得ることができ、電磁クラッチが開放状態となるときに、被牽引物が不用意に移動するのを抑制できる。

本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、コントローラは、モード切替部による電磁クラッチ断続モードへの切替時に、電磁クラッチの動作に同期して発音部材を駆動するので、操作者は被牽引物の断続的な移動に合わせてリズムを取ることができる。

（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。 （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。 電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図である。 図４の電動モータ部の内部構造（減速機構）を示す平面図である。 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。 コントローラの内部構造を示すブロック図である。 強制フリーモードへの切替時における各部材の動作を説明するタイミングチャートである。

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（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の電動モータ部の内部構造（減速機構）を示す平面図を、図６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７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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また、ベルトフリースイッチ６３は、各電動ウィンチ３０の動作モードを切り替える際にも用いられ、ベルトフリースイッチ６３を所定のタイミングで２回操作することで、各電動ウィンチ３０の動作モードを「通常モード」から「強制フリーモード」に切り替えられるようにしている。ここで、「強制フリーモード」とは、例えば、各電動ウィンチ３０の各モータ部８１（図４参照）のうちのいずれか一方が故障して回転駆動できなくなった場合の緊急時において、介助者の意思によって切り替えられる緊急モードとなっている。

具体的には、ベルトフリースイッチ６３を２回長押し（１回目は１秒間，２回目は１０秒間）することで、「強制フリーモード」に切り替えられる。このように、ベルトフリースイッチ６３を２回長押しすることで、介助者の意思に反して「強制フリーモード」に切り替えられてしまうのを防止している。ここで、「強制フリーモード」での電動ウィンチ３０の詳細な動作については後で述べるが、「強制フリーモード」では、概ね、ラチェット機構９３（図６参照）をリリース状態とし、電磁クラッチ８４（図７参照）の断続（締結／開放）を繰り返し制御するようにしている。

これにより、車椅子２０を車椅子搭載スペース１１から降ろす際に、モータ部８１が故障したとしても、電磁クラッチ８４が断続して繰り返し制御されるので、車椅子２０をスロープ１２上で徐々に移動させる（徐々に降ろす）ことができる。つまり、「強制フリーモード」では、車椅子２０を車椅子搭載スペース１１から降ろす際に、モータ部８１の回転駆動に依らず介助者を補助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。

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。

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。

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。

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７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。

電動ウィンチ３０は、図４および図７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。

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、図５に示すように、複数のマグネット８１ａが設けられ、各マグネット８１ａの内側には、コイル８１ｂが巻回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が貫通して固定されている。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、各ブラシ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は回転するようになっている。

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が回動自在に設けられ、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ＤＳを構成している。減速機構ＤＳは、アーマチュア軸８１ｄの回転速度Ｒ１を減速して高トルク化し、ウォームホイール８２ａを介して出力軸８３に回転速度Ｒ２が伝達され、出力軸８３が回転速度Ｒ２を外部（ドラム部９０）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に向けて突出し、ドラム部９０を形成するドラム９２（図６参照）を回転させるようになっている。

このように、減速機構ＤＳを、ウォーム８１ｇおよびウォームホイール８２ａから形成することで、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。つまり、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ＤＳは、出力軸８３の回転を止める制動効果を発揮するようになっている。

図７に示すように、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。

なお、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），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）。

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６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の回転状態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。

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。

ケーシング９１の内部には、図６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６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。

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６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。

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６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。

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。

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。

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，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。また、小径ギヤ９４ｂと減速ギヤ機構９４ｃとの間には、図７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。

図８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８に示すように、コントローラ５０は、駆動制御部５１および強制フリーモード切替部５２を備えている。

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るようになっている。また、コントローラ５０には、操作パネル６０に設けられたブザー６５が電気的に接続されている。さらには、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および回転センサ９６が電気的に接続されている。そして、コントローラ５０の駆動制御部５１は、操作パネル６０およびリモコン７０から出力された操作信号や、回転センサ９６から出力された検出信号に基づいて、上述した電動ウィンチ３０を構成する駆動系部品（８１，８４，９３ｃ，９５）を、一対の各電動ウィンチ３０で同期するよう駆動制御するようになっている。

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。

強制フリーモード切替部５２は、本発明におけるモード切替部を構成し、この強制フリーモード切替部５２には、操作パネル６０からのモード切替信号ＭＳが入力されるようになっている。ここで、モード切替信号ＭＳは、介助者によりベルトフリースイッチ６３がモード切替操作されたこと、つまり２回長押し（１回目は１秒間，２回目は１０秒間）されたことをトリガとして、操作パネル６０から出力されるようになっている。

強制フリーモード切替部５２にモード切替信号ＭＳが入力されると、強制フリーモード切替部５２は、駆動制御部５１に向けて「通常モード」から「強制フリーモード」に制御内容を切り替えるための制御切替信号ＳＳを出力する。つまり、強制フリーモード切替部５２は、駆動制御部５１を制御して「通常モード」から「強制フリーモード」に切り替えるようになっている。ここで、「強制フリーモード」は、本発明における電磁クラッチ断続モードを構成している。

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９は強制フリーモードへの切替時における各部材の動作を説明するタイミングチャートを表している。

駆動制御部５１は、制御切替信号ＳＳの入力に基づいて「通常モード」の制御から「強制フリーモード」の制御に切り替える。これにより、図９に示すように、強制フリーモードの制御がＯＦＦからＯＮに切り替えられ、これをトリガとして電動ウィンチ３０を構成する駆動系部品（８１，８４，９３ｃ，９５）が、以下に示すようにそれぞれ制御される。

駆動制御部５１は、モータ部８１への駆動電流の供給を停止し、モータ部８１を駆動制御から制動制御に切り替える。これにより、図９に示すように、モータ部８１の制動制御がＯＦＦからＯＮに切り替わる。ここで、制動制御とは、モータ部８１を短絡させる制御であり、制動制御によりモータ部８１は電気的に制動力（回転抵抗力）を発生するようになる。つまり、モータ部８１は外力によって回転し難くなり、これによりスロープ１２上での車椅子２０（図１参照）の後退を抑制できるようになる。

さらに、電動モータ部８０は減速機構ＤＳ（図５参照）を備えており、リレースイッチＲＳのオン操作（短絡）による電気的な制動効果に加えて、減速機構ＤＳによるメカ的な制動効果も得られるようになっている。よって、モータ部８１の制動制御をＯＮにすることで、電気的およびメカ的な制御効果、つまり２重の制御効果を得て、電動モータ部８０により大きな制動力を発生させることができる。

駆動制御部５１は、図９に示すように、１．０秒経過する毎に電磁クラッチ８４を締結状態（ＯＮ）および開放状態（ＯＦＦ）とする制御を実行する。具体的には、強制フリーモードの制御がＯＮに切り替えられたのと同時に、電磁クラッチ８４を、０．９秒間締結状態とし、その後０．１秒間開放状態とする。そして、このような電磁クラッチ８４の断続を、強制フリーモードの制御がＯＮの間、繰り返し実行するようになっている。

このとき、ラチェット機構９３を形成するソレノイド駆動部材９３ｃは、図９に示すように、ＯＦＦの状態からＯＮの状態に切り替えられ、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っている。また、弛み取りモータ９５においても、図９に示すように、ＯＦＦの状態からＯＮの状態に切り替えられ、これによりベルト３２の弛みを取り除いている状態となっている。

このように、駆動制御部５１は、強制フリーモードの制御がＯＮの間は、（Ａ）モータ部８１を制動制御し、（Ｂ）電磁クラッチ８４を断続制御し、（Ｃ）ラチェット機構９３をリリース状態とする。これにより、図１（ｂ）に示すように、車椅子２０を車椅子搭載スペース１１から降ろす際に、車椅子２０がスロープ１２上にある状態のもとで、例えばモータ部８１が故障したとしても、介助者により「強制フリーモード」とすることで、電磁クラッチ８４の開放状態時（ドラム９２のフリー状態時）に車椅子２０を徐々に降ろすことができる。一方、電磁クラッチ８４の締結状態時（ドラム９２の拘束状態時）には、電動モータ部８０による大きな制動力（２重の制動効果）により、車椅子２０がスロープ１２上を不用意に後退することを抑制でき、介助者や搭乗者に対して不安感を与えることが無い。

駆動制御部５１は、図９に示すように、電磁クラッチ８４をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り替える際に、ブザー６５を１．０秒の間に２回駆動する（鳴らす）ようにしている。つまり、駆動制御部５１は、強制フリーモード切替部５２による「強制フリーモード」への切替時に、電磁クラッチ８４の動作（オフ動作）に同期させてブザー６５を鳴らし、これにより介助者や搭乗者は「強制フリーモード」の制御中であることを把握できる。さらに、ブザー６５を鳴らすことで、介助者や搭乗者は車椅子２０の断続的な移動に合わせてリズムを取ることができ、これにより介助者や搭乗者に対して不安感を与えることが無い。

さらに、駆動制御部５１は、「強制フリーモード」の制御中において、図９に示すように、ベルトフリースイッチ６３のインジケータ６３ａを、１．０秒間隔で電磁クラッチ８４の動作（オン動作）に同期させて点滅させている。これにより、介助者や搭乗者は「強制フリーモード」の制御中であることを目視して確認できる。つまり、車道等の雑音が多い環境下であっても、介助者や搭乗者は「強制フリーモード」の制御中であることを容易に確認できるようになっている。

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、ドラム９２とモータ部８１との間に、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を設け、ドラム９２に、ロック状態でドラム９２の引き込み方向への回転を許容しつつ送り出し方向への回転を規制し、リリース状態でドラム９２の引き込み方向および送り出し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、操作パネル６０からのモード切替信号ＭＳの入力に伴い、ラチェット機構９３をリリース状態に制御しつつ電磁クラッチ８４の断続を繰り返す「強制フリーモード」に切り替える強制フリーモード切替部５２を設けた。

これにより、モータ部８１が故障した場合等において介助者が操作パネル６０を操作することで、操作パネル６０から強制フリーモード切替部５２にモード切替信号ＭＳが入力され、「通常モード」から「強制フリーモード」に切り替えられる。よって、電磁クラッチ８４の断続が繰り返されて、ドラム９２が送り出し方向に断続的に回転可能となり、ひいてはモータ部８１に依らず車椅子２０を徐々に降ろすことが可能となる。

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、コントローラ５０は、強制フリーモード切替部５２による「強制フリーモード」への切替時に、モータ部８１を制動制御するので、電磁クラッチ８４が開放状態となるときに、車椅子２０が不用意に移動するのを抑制できる。なお、この際に、制御装置４０はさらにそれぞれの電動ウィンチ３０の故障を検出するモータ故障検出回路（図示せず）を有し、いずれか一方の電動ウィンチ３０が故障していることを検出した場合は、制動制御を行わないようにしても良い。

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、モータ部８１は、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ＤＳを備えるので、ウォーム８１ｇおよびウォームホイール８２ａによって制動効果を得ることができ、電磁クラッチ８４が開放状態となるときに、車椅子２０が不用意に移動するのを抑制できる。

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、強制フリーモード切替部５２による「強制フリーモード」への切替時に、電磁クラッチ８４の動作に同期してブザー６５を駆動するので、介助者や搭乗者は、車椅子２０の断続的な移動に合わせてリズムを取ることができる。

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、操作パネル６０のベルトフリースイッチ６３を操作することで「強制フリーモード」に切り替えられるものを示したが、本発明はこれに限らず、リモコン７０のリモコン電源スイッチ７２を操作することで「強制フリーモード」に切り替えられるようにしても良い。この場合、介助者が覚え易いように、ベルトフリースイッチ６３と同様に、リモコン電源スイッチ７２を２回長押し（１回目は１秒間，２回目は１０秒間）するようにする。

また、上記実施の形態においては、「強制フリーモード」における電磁クラッチ８４の締結状態（ＯＮ）および開放状態（ＯＦＦ）の割合を、９（０．９秒）：１（０．１秒）とした場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えばモータ部８１の制動効果の大きさに応じて、５（０．５秒）：５（０．５秒）のように締結状態の時間を減らす等、任意に設定して構わない。

さらに、上記実施の形態においては、「強制フリーモード」において、その間、モータ部８１を常時制動制御するようにしたものを示したが、本発明はこれに限らず、電磁クラッチ８４が開放状態（ＯＦＦ）となるタイミングで同期するよう、モータ部８１のリレースイッチＲＳをオン操作するようにしても良い。

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
５２ 強制フリーモード切替部（モード切替部）
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（発音部材）
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）
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（減速機構）
８２ ギヤ部
８２ａ ウォームホイール（減速機構）
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
ＤＳ 減速機構
ＧＲ グリップ
ＳＴ 取付ステー
ＲＳ リレースイッチ
ＭＳ モード切替信号
ＳＳ 制御切替信号

Claims (4)

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、
   前記ドラムと前記モータとの間に設けられ、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ド切替信号の入力に伴い、前記ラチェット機構をリリース状態に制御しつつ前記電磁クラッチの断続を繰り返す電磁クラッチ断続モードに切り替えるモード切替部と、
   を有することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。
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、前記モード切替部による前記電磁クラッチ断続モードへの切替時に、前記モータを制動制御することを特徴と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、前記モータは、ウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構を備えることを特徴とする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、前記モード切替部による前記電磁クラッチ断続モードへの切替時に、前記電磁クラッチの動作に同期して発音部材を駆動することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。

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