特許 5794871 電動ウィンチの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5794871

(24)【登録日】2015年8月21日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】電動ウィンチの制御装置

(51)【国際特許分類】

   B66D 1/54 20060101AFI20150928BHJP

   B66D 1/46 20060101ALI20150928BHJP

   B66D 1/16 20060101ALI20150928BHJP

   B66D 1/12 20060101ALI20150928BHJP

   B60P 1/00 20060101ALI20150928BHJP

   B60P 1/43 20060101ALI20150928BHJP

   B60P 3/00 20060101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   B66D1/54 Z

   B66D1/46 D

   B66D1/16 B

   B66D1/12

   B60P1/00 A

   B60P1/43 B

   B60P3/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-200275(P2011-200275)

(22)【出願日】2011年9月14日

(65)【公開番号】特開2013-60271(P2013-60271A)

(43)【公開日】2013年4月4日

【審査請求日】2013年9月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100093023

【弁理士】

【氏名又は名称】小塚 善高

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(72)【発明者】

【氏名】木村 高志

(72)【発明者】

【氏名】平野 健一

(72)【発明者】

【氏名】笛木 正弘

(72)【発明者】

【氏名】玉田 毅

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２１６７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５０９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９６８５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｄ １／００ − ５／３４

Ａ６１Ｇ ５／００

Ｂ６０Ｐ １／００

(57)【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、
前記電磁クラッチを介さずに前記ベルトを巻き取る方向の回転力を前記ドラムに伝達する弛み取り機構と、
前記コントローラに設けられ、前記電磁クラッチの故障を検知する電磁クラッチ故障検出部と、
前記コントローラに設けられ、前記電磁クラッチ故障検出部から故障検出信号が入力されたときに、前記ラチェット機構をロック状態にすることで前記ドラムの他方向への回転を規制し、かつ前記弛み取り機構による前記ドラムの一方向への回転を許容する駆動制御部と、
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、前記駆動制御部は、前記モータを正転または逆転方向に回転駆動し、
前記電磁クラッチ故障検出部は、前記ドラムの回転を検出する回転センサからの検出信号が、前記駆動制御部による前記モータの回転方向に対して前記ドラムが逆方向に回転しているときの逆回転信号である場合に、前記故障検出信号を出力することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。

【請求項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、前記電磁クラッチ故障検出部は、前記ドラムが規定速度以上の回転速度で回転しているときの高速回転信号である場合に、前記故障検出信号を出力することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。

【請求項4】

請求項１記載の電動ウィンチの制御装置において、前記電磁クラッチ故障検出部は、前記電磁クラッチを流れる電流を検出し、検出した検出電流が前記駆動制御部からの指令電流と異なる場合に前記故障検出信号を出力することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。

【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、駆動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、電磁クラッチが故障した場合のフェイルセーフ機能を備えていないため、例えば、電磁クラッチが開放状態でフェイル（故障）して、このときにラチェット機構がリリース状態である場合には、ベルトはドラムから引き出し可能となる。つまり、電磁クラッチが開放状態で故障し、かつラチェット機構がリリース状態である場合には、例えば、スロープ上にある車椅子が後退するようになる。この場合、介助者は車椅子を支持しているため、当該車椅子は急激に後退するようなことは無いが、介助者および搭乗者（使用者）に不安感を与えるという問題を生じ得る。

【0007】

本発明の目的は、電磁クラッチが故障した場合にラチェット機構をロック状態とするフェイルセーフ機能を設け、これにより使用者に与える不安感を低減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、前記電磁クラッチを介さずに前記ベルトを巻き取る方向の回転力を前記ドラムに伝達する弛み取り機構と、前記コントローラに設けられ、前記電磁クラッチの故障を検知する電磁クラッチ故障検出部と、前記コントローラに設けられ、前記電磁クラッチ故障検出部から故障検出信号が入力されたときに、前記ラチェット機構をロック状態にすることで前記ドラムの他方向への回転を規制し、かつ前記弛み取り機構による前記ドラムの一方向への回転を許容する駆動制御部と、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、前記駆動制御部は、前記モータを正転または逆転方向に回転駆動し、前記電磁クラッチ故障検出部は、前記ドラムの回転を検出する回転センサからの検出信号が、前記駆動制御部による前記モータの回転方向に対して前記ドラムが逆方向に回転しているときの逆回転信号である場合に、前記故障検出信号を出力することを特徴とする。

【0010】

本発明の電動ウィンチの制御装置は、前記電磁クラッチ故障検出部は、前記ドラムが規定速度以上の回転速度で回転しているときの高速回転信号である場合に、前記故障検出信号を出力することを特徴とする。

【0011】

本発明の電動ウィンチの制御装置は、前記電磁クラッチ故障検出部は、前記電磁クラッチを流れる電流を検出し、検出した検出電流が前記駆動制御部からの指令電流と異なる場合に前記故障検出信号を出力することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

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、両者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、電磁クラッチの故障を検知する電磁クラッチ故障検出部と、電磁クラッチ故障検出部から故障検出信号が入力されたときに、ラチェット機構をロック状態とする駆動制御部とを設ける。これにより、電磁クラッチ故障検出部が電磁クラッチの故障（開放状態での故障を含む）を検出すると、駆動制御部がラチェット機構をロック状態として、ドラムの他方向への回転が規制され、ひいてはベルトがドラムから送り出されることを確実に防止することができる。

【0013】

本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、電磁クラッチ故障検出部を、ドラムの回転を検出する回転センサからの検出信号が、駆動制御部によるモータの回転方向に対してドラムが逆回転しているときの逆回転信号である場合に、故障検出信号を出力するよう構成することができる。

【0014】

本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、電磁クラッチ故障検出部を、ドラムの回転を検出する回転センサからの検出信号が、ドラムが規定速度以上の回転速度で回転しているときの高速回転信号である場合に、故障検出信号を出力するよう構成することができる。

【0015】

本発明の電動ウィンチの制御装置によれば、電磁クラッチ故障検出部を、電磁クラッチを流れる電流を検出し、検出した検出電流が駆動制御部からの指令電流と異なる場合に故障検出信号を出力するよう構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【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】（ａ），（ｂ）は、第１クラッチ故障検出部における故障検出動作を説明する説明図である。

【図9】第２クラッチ故障検出部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

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、図７はコントローラの内部構造を示すブロック図をそれぞれ表している。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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（使用者）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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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およびブザー（スピーカ）６５が設けられている。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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の搭載がアシストされる。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の降ろし動作がアシストされる。

【0030】

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の移動をアシストするようになっている。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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はコントローラ５０により正転または逆転方向に回転駆動されるようになっている。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。

【0034】

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。

【0035】

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）。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

図７に示すように、コントローラ５０は、駆動制御部５１および第１クラッチ故障検出部５２を備えている。コントローラ５０は、さらに第２クラッチ故障検出部５３（図中破線部分）を備えている。

【0047】

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情報（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、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。

【0048】

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。

【0049】

第１クラッチ故障検出部５２は、本発明における電磁クラッチ故障検出部を構成しており、当該第１クラッチ故障検出部５２には、回転センサ９６からのパルス信号、つまりドラム９２の回転を示す検出信号が入力されるようになっている。第１クラッチ故障検出部５２は、入力された検出信号に基づいて、電磁クラッチ８４が開放状態で故障しているか否かを判定する。ここで、第１クラッチ故障検出部５２は、駆動制御部５１によって回転されるモータ部８１の回転方向に対して、回転センサ９６から出力されるパルス信号が異なる回転方向の場合、つまりドラム９２が正回転（正転）すべきところで逆回転（逆転）していることに起因する逆回転信号ｒｒｓと、駆動制御部５１がモータ部８１およびドラム９２を回転させる速度に対して、回転センサ９６から出力されるパルス信号がより高速度な場合、つまりドラム９２が一定速度で回転すべきところで高速で回転していることに起因する高速回転信号ｈｓｓとを受けて、これらの信号ｒｒｓ，ｈｓｓから電磁クラッチ８４が開放状態で故障したことを検知するようになっている。

【0050】

第１クラッチ故障検出部５２は、上述のように電磁クラッチ８４が開放状態で故障したことを検知すると、故障検出信号ｆｓを駆動制御部５１に向けて出力するようになっている、そして、駆動制御部５１は、故障検出信号ｆｓが入力されると、ラチェット機構９３をロック状態とする制御を実行する。つまり、駆動制御部５１は、ソレノイド駆動部材９３ｃ（図５参照）への駆動電流の供給を停止し、これによりラッチギヤ９３ａに歯止め９３ｂを係合させてロック状態とする。このようにラチェット機構９３をロック状態とすることで、ベルト３２の送り出し方向に対するドラム９２の回転が規制される。

【0051】

次に、以上のように形成した本実施の形態に係る制御装置４０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

【0052】

図８（ａ），（ｂ）は第１クラッチ故障検出部における故障検出動作を説明する説明図を表している。

【0053】

［ドラム９２の逆回転を検知］
介助者によってリモコン７０の入スイッチ７３が操作されると、図８（ａ）に示すように、電動ウィンチ３０はベルト３２を巻き取り、車椅子２０を引き込む引き込み動作（図中実線矢印）を開始する。すると、車椅子２０が車椅子搭載スペース１１に向けて移動していく。このとき、電磁クラッチ８４には駆動電流が供給されて締結状態となっており、時間の経過とともにパルスカウント数が増加していく。ここで、パルスカウント数の増加は、ドラム９２が正方向に回転（正転）してベルト３２がドラム９２に巻き取られていることを意味している。つまり、ここでのパルスカウント数の増加は、正常な検出信号として回転センサ９６から第１クラッチ故障検出部５２に入力される。よって、第１クラッチ故障検出部５２は、電磁クラッチ８４が正常であると判定して、駆動制御部５１に故障検出信号ｆｓを出力しない。

【0054】

その後、電磁クラッチ８４が、何らかの原因で締結状態から開放状態に故障すると、モータ部８１の駆動力がドラム９２に伝達されなくなる。すると、図中破線矢印に示すように、ドラム９２が車椅子２０の自重によってベルト３２を送り出す方向に逆回転を開始し、車椅子２０がスロープ１２の傾斜に沿って後退するようになる。ここで、ドラム９２の逆方向への回転（逆転）に伴ってパルスカウント数は減少していき、ここでのパルスカウント数の減少は、逆回転信号ｒｒｓとして第１クラッチ故障検出部５２に入力される。

【0055】

第１クラッチ故障検出部５２は、入力された逆回転信号ｒｒｓが確かなものなのか否か、つまり、一時的にドラム９２が逆転しただけで電磁クラッチ８４は正常なのか、また、逆回転信号ｒｒｓが継続して出力され電磁クラッチ８４は確実に故障したのかを判定する。具体的には、逆回転信号ｒｒｓの大きさ（逆回転量）と、所定のしきい値Ｔｈとを比較する処理を実行し、逆回転信号ｒｒｓがしきい値Ｔｈよりも大きいと判定した場合には、ドラム９２の逆回転が一時的なものではなく、電磁クラッチ８４が開放状態で故障したことに依るものであるとして、駆動制御部５１に故障検出信号ｆｓを出力する。そして、駆動制御部５１は故障検出信号ｆｓの入力に伴い、ラチェット機構９３をロック状態とする制御を実行する。ラチェット機構９３がロック状態となることで、ドラム９２のベルト３２の送り出し方向への回転が規制されるため、それ以上の車椅子２０の後退が防止される。

【0056】

［ドラム９２の高速回転を検知］
介助者によってリモコン７０の出スイッチ７４が操作されると、図８（ｂ）に示すように、電動ウィンチ３０は送り出し動作（図中破線矢印）を開始する。すると、車椅子２０が一定の速度でスロープ１２上を移動していく。このとき、電磁クラッチ８４には駆動電流が供給されて締結状態となっており、時間の経過とともにドラム９２の回転速度（ドラム回転速度）は略一定に保持される。ここで、ドラム回転速度は、回転センサ９６からのパルス信号の出現間隔に基づいて推定することができ、パルス信号の出現間隔が長い場合はドラム回転速度が遅く、パルス信号の出現間隔が短い場合はドラム回転速度が速い。

【0057】

図８（ｂ）の前半部分（図中左側）における回転センサ９６からのパルス信号の出現間隔は略一定間隔を保持しており、ドラム回転速度は略一定となっている。したがって、回転センサ９６からのパルス信号は正常な検出信号として第１クラッチ故障検出部５２に入力される。よって、第１クラッチ故障検出部５２は、電磁クラッチ８４が正常であると判定して、駆動制御部５１に故障検出信号ｆｓを出力しない。

【0058】

その後、電磁クラッチ８４が、何らかの原因で締結状態から開放状態に故障すると、モータ部８１の駆動力がドラム９２に伝達されなくなる。すると、図８（ｂ）の後半部分（図中右側）に示すように、車椅子２０の重量等によってドラム９２の送り出し方向への回転速度が上昇していく。このようにドラム回転速度が上昇するのに伴い、回転センサ９６から第１クラッチ故障検出部５２に向けてパルス信号としての高速回転信号ｈｓｓが出力される。

【0059】

第１クラッチ故障検出部５２は、入力された高速回転信号ｈｓｓが確かなものなのか否か、つまり、一時的にドラム９２が高速回転しただけで電磁クラッチ８４は正常なのか、また、高速回転信号ｈｓｓが継続して出力され電磁クラッチ８４は確実に故障したのかを判定する。具体的には、高速回転信号ｈｓｓが、高速回転判断しきい値Ｖを超え、かつ所定時間Ｔの間出力されたか否かを判定する処理を実行する。そして、高速回転信号ｈｓｓが高速回転判断しきい値Ｖを超え、かつ所定時間Ｔ以上継続したと判定した場合には、ドラム９２の高速回転が一時的なものではなく、電磁クラッチ８４が開放状態で故障したことに依るものであるとして、駆動制御部５１に故障検出信号ｆｓを出力する。その後、駆動制御部５１は故障検出信号ｆｓの入力に伴い、ラチェット機構９３をロック状態とする制御を実行する。これにより、車椅子２０が後退し続けることを防止できる。

【0060】

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、両者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、電磁クラッチ８４の故障を検知する第１クラッチ故障検出部５２と、第１クラッチ故障検出部５２から故障検出信号ｆｓが入力されたときに、ラチェット機構９３をロック状態とする駆動制御部５１とを設けた。

【0061】

これにより、第１クラッチ故障検出部５２が電磁クラッチ８４の故障を検出すると、駆動制御部５１がラチェット機構９３をロック状態として、ドラム９２の送り出し方向への回転が規制され、ひいてはベルト３２がドラム９２から送り出されることを確実に防止することができる。このように、電磁クラッチ８４の故障時に作用するフェイルセーフ機能を設けたので、使用者（介助者や搭乗者）に与える不安感を低減することができ、ひいては信頼性を向上させることが可能となる。

【0062】

図９は第２クラッチ故障検出部の構成を示すブロック図を表している。

【0063】

図７に示すように、コントローラ５０は、第１クラッチ故障検出部５２に加えて、電磁クラッチ故障検出部としての第２クラッチ故障検出部５３（図中破線部分参照）を設けており、この第２クラッチ故障検出部５３によっても電磁クラッチ８４の故障を検知するようにしている。第１クラッチ故障検出部５２では、回転センサ９６からのパルス信号に基づいてドラム９２の回転を監視し、ドラム９２の異常回転（逆回転や高速回転）を検知すると電磁クラッチ８４が故障であると判定（メカ的故障検知）した。一方、第２クラッチ故障検出部５３では、電磁クラッチ８４に流れる電流を検出し、検出した検出電流の大きさに応じて電磁クラッチ８４の電源線等が断線したり地絡したりしたことを判定し、これにより電磁クラッチ８４が故障であると判定（電気的故障検知）する。

【0064】

第２クラッチ故障検出部５３は、図９に示すように、電磁クラッチ８４に電気的に接続され、電磁クラッチ８４の下流側には駆動回路５３ａが設けられている。電磁クラッチ８４の上流側には電源５３ｂが電気的に接続され、下流側の駆動回路５３ａは車両１０（図１参照）の車体５３ｃに接地（アース）されている。また、電磁クラッチ８４と電源５３ｂとの間には、電流検出部材としてのシャント抵抗５３ｄが設けられ、シャント抵抗５３ｄには電流検知回路５３ｅが電気的に接続されている。電流検知回路５３ｅは、シャント抵抗５３ｄを介して電磁クラッチ８４に流れる実電流（検出電流）ＲＩを検出するようになっている。

【0065】

第２クラッチ故障検出部５３には、図７に示すように、電磁クラッチ８４を駆動するための指令電流ＯＩが、駆動制御部５１から入力されるようになっている。そして、第２クラッチ故障検出部５３は、電流検知回路５３ｅからの実電流ＲＩの大きさと、駆動制御部５１からの指令電流ＯＩの大きさとを比較する比較処理を実行するようになっている。具体的には、実電流ＲＩの比較対象となる指令電流ＯＩは、所定の幅を有するよう設定、例えば±０．５ｍＡ等の幅を有するよう設定されており、この規定範囲内に実電流ＲＩが入っていない場合には、第２クラッチ故障検出部５３は、実電流ＲＩと指令電流ＯＩとが異なるとして、電磁クラッチ８４が断線や地絡等、電気的は故障であると判定する。その後、第２クラッチ故障検出部５３は駆動制御部５１に故障検出信号ｆｓを出力し、駆動制御部５１は故障検出信号ｆｓの入力に伴いラチェット機構９３をロック状態とする制御を実行する。

【0066】

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、本発明に係る電磁クラッチ故障検出部として、第１クラッチ故障検出部５２および第２クラッチ故障検出部５３の双方をコントローラ５０に設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、制御装置４０の仕様等に応じて、第１クラッチ故障検出部５２および第２クラッチ故障検出部５３のうちの少なくともいずれか一方をコントローラ５０に設けるようにしても良い。

【符号の説明】

【0067】

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 第１クラッチ故障検出部（電磁クラッチ故障検出部）
５３ 第２クラッチ故障検出部（電磁クラッチ故障検出部）
５３ａ 駆動回路
５３ｂ 電源
５３ｃ 車体
５３ｄ シャント抵抗
５３ｅ 電流検知回路
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
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
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
ＳＴ 取付ステー
ＧＲ グリップ
Ｇ 地面
Ｆ 床面
ｒｒｓ 逆回転信号
ｈｓｓ 高速回転信号
ｆｓ 故障検出信号
ＲＩ 実電流（検出電流）
ＯＩ 指令電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】