(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】
(24)【登録日】2022-11-15
(45)【発行日】2022-11-24
(54)【発明の名称】電動ウィンチ
(51)【国際特許分類】
B66D 1/36 20060101AFI20221116BHJP
B66D 5/02 20060101ALI20221116BHJP
B66D 1/60 20060101ALI20221116BHJP
B60R 3/00 20060101ALI20221116BHJP
【FI】
B66D1/36 Z
B66D5/02
B66D1/60 A
B60R3/00
(21)【出願番号】P 2019040652
(22)【出願日】2019-03-06
【審査請求日】2021-11-12
(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】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 宰
(72)【発明者】
【氏名】西山 公人
【審査官】加藤 三慶
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-150167(JP,A)
【文献】特開2016-216175(JP,A)
【文献】特開2007-075473(JP,A)
【文献】欧州特許出願公開第02564824(EP,A2)
【文献】特開平07-319244(JP,A)
【文献】実開平04-107591(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B66D 1/36
B66D 1/60
B66D 5/02
B66D 5/16
B60R 3/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被牽引物を牽引するベルトと、
前記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電動モータと、
を有する電動ウィンチであって、
前記ベルトに接触して、前記ベルトの送り出し方向への移動に対して抵抗力を発生するブレーキ機構と、
前記ドラムと前記ブレーキ機構との間に設けられ、前記ブレーキ機構に対する前記ベルトの接触面積を調整する接触面積調整機構と、
を備え
、
前記ブレーキ機構は、
前記ベルトと接触して前記抵抗力を発生する摩擦部材を備え、
前記接触面積調整機構は、
前記ドラムを収容するハウジングに設けられた複数のピン固定部と、
複数の前記ピン固定部のうちの任意の前記ピン固定部に固定され、前記ベルトを支持するベルト支持ピンと、
を備え、
前記ベルトは、複数の前記ピン固定部に対する前記ベルト支持ピンの固定箇所に応じて、前記摩擦部材に対する前記ベルトの接触面積が調整され、
前記ピン固定部は、前記ベルト支持ピンの軸方向に貫通した貫通孔を備え、
前記ベルト支持ピンは、前記貫通孔に差し込まれることによって前記ピン固定部に固定されている、
電動ウィンチ。
【請求項2】
請求項
1に記載の電動ウィンチにおいて、
前記摩擦部材が、複数の前記ピン固定部よりも、前記電動ウィンチが設置される設置面の近くに設けられており、
複数の前記ピン固定部は、前記設置面からの高さ位置が、それぞれ異なっている、
電動ウィンチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被牽引物を牽引するベルトと、ベルトが巻き掛けられるドラムと、ドラムを回転させる電動モータと、を有する電動ウィンチに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車等の車両に搭載される電動ウィンチには、例えば、ベルトを巻き取って車椅子等を車室内に移動させるものがある。このような車載用の電動ウィンチは、小型軽量化が望まれている。これにより、電動ウィンチを運転席の下や助手席の下に設置可能とし、軽自動車等にも容易に適用することができる。
【0003】
例えば、特許文献1に記載された電動ウィンチは、運転席の下または助手席の下に設置されている。この電動ウィンチは、車椅子等の被牽引物を牽引するベルトと、ベルトが巻き掛けられるドラムと、ドラムを回転させる電動モータとを備えている。また、ベルトに接触することにより、ベルトの送り出し時に抵抗力(摩擦力)を発生させるブレーキ機構が設けられている。
【0004】
ブレーキ機構は摩擦力発生部を備え、この摩擦力発生部にベルトが擦れることで、ベルトの送り出し時に抵抗力が発生する。つまり、摩擦力発生部に対するベルトの接触面積が大きければ抵抗力も大きくなり、摩擦力発生部に対するベルトの接触面積が小さければ抵抗力も小さくなる。
【0005】
このようにブレーキ機構を設けることで、ベルトのドラム側に設けられる電動ウィンチの構成部品(ラチェット機構等)に対して大きな負荷が掛かることが抑えられる。よって、その分、電動ウィンチの構成部品を大型化せずに済み、電動ウィンチ全体の小型軽量化を図れるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述の特許文献1によれば、電動ウィンチは、運転席の下または助手席の下に設置され、車椅子等の被牽引物は、折り畳まれた後部座席の上(電動ウィンチの斜め上方)に配置されている。つまり、電動ウィンチの設置箇所と被牽引物の配置箇所との間には高低差があり、被牽引物を牽引するベルトは、摩擦力発生部(ブレーキ機構)の部分で比較的大きく湾曲される。よって、摩擦力発生部に対するベルトの接触面積が十分に確保されて、十分な抵抗力(摩擦力)を発生することができる。
【0008】
しかしながら、上述の特許文献1に記載された電動ウィンチを、他の車両、例えばワンボックス車等の平坦な床面に設置した場合には、電動ウィンチのベルトが引き出される側の略正面に、車椅子等の被牽引物が対向して配置されることになる。つまり、電動ウィンチの設置箇所と被牽引物の配置箇所との間には高低差が無くなる。よって、被牽引物を牽引するベルトを、摩擦力発生部の部分で大きく湾曲させることができず、摩擦力発生部に対するベルトの接触面積を十分に確保できなくなる。これにより、ベルトの送り出し時に十分な抵抗力を発生することができなくなってしまう可能性があった。
【0009】
このように、上述の特許文献1に記載された電動ウィンチは、そのまま他の車両に適用することが難しく、汎用性が低かった。したがって、当該電動ウィンチを他の車両に適用するためには、ベルトの送り出し時に十分な抵抗力を発生させるために、例えば、車両毎に仕様(大きさや形状等)の異なるブレーキ機構を、それぞれ準備する必要等が生じていた。
【0010】
本発明の目的は、小型軽量化を図ることができ、かつ汎用性を高めることができる電動ウィンチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様では、被牽引物を牽引するベルトと、前記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電動モータと、を有する電動ウィンチであって、前記ベルトに接触して、前記ベルトの送り出し方向への移動に対して抵抗力を発生するブレーキ機構と、前記ドラムと前記ブレーキ機構との間に設けられ、前記ブレーキ機構に対する前記ベルトの接触面積を調整する接触面積調整機構と、を備え、前記ブレーキ機構は、前記ベルトと接触して前記抵抗力を発生する摩擦部材を備え、前記接触面積調整機構は、前記ドラムを収容するハウジングに設けられた複数のピン固定部と、複数の前記ピン固定部のうちの任意の前記ピン固定部に固定され、前記ベルトを支持するベルト支持ピンと、を備え、前記ベルトは、複数の前記ピン固定部に対する前記ベルト支持ピンの固定箇所に応じて、前記摩擦部材に対する前記ベルトの接触面積が調整され、前記ピン固定部は、前記ベルト支持ピンの軸方向に貫通した貫通孔を備え、前記ベルト支持ピンは、前記貫通孔に差し込まれることによって前記ピン固定部に固定されている。
【0013】
本発明の他の態様では、前記摩擦部材が、複数の前記ピン固定部よりも、前記電動ウィンチが設置される設置面の近くに設けられており、複数の前記ピン固定部は、前記設置面からの高さ位置が、それぞれ異なっている。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、ベルトに接触して、ベルトの送り出し方向への移動に対して抵抗力を発生するブレーキ機構が設けられ、ドラムとブレーキ機構との間には、ブレーキ機構に対するベルトの接触面積を調整する接触面積調整機構が設けられている。
【0017】
これにより、電動ウィンチの設置箇所と被牽引物の配置箇所との間の高低差に依らず、接触面積調整機構によりブレーキ機構に対するベルトの接触面積を調整でき、ひいてはベルトの送り出し方向への移動に対する抵抗力を十分に確保することが可能となる。
【0018】
したがって、電動ウィンチの小型軽量化を図りつつ、電動ウィンチの汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】ワンボックス車に搭載された電動ウィンチを示す概要図である。
【
図2】
図1の電動ウィンチを単体で示す斜視図である。
【
図3】電動ウィンチの詳細構造を説明する断面図である。
【
図5】ベルトの送り出し角度が小(β1°)の場合の接触面積調整機構の状態を説明する図である。
【
図6】軽自動車に搭載された電動ウィンチを示す概要図である。
【
図7】ベルトの送り出し角度が大(β2°)の場合の接触面積調整機構の状態を説明する図である。
【
図8】ベルトの送り出し角度が中(β3°)の場合の接触面積調整機構の状態を説明する図である。
【
図9】実施の形態2の電動ウィンチの接触面積調整機構を説明する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。
【0021】
図1はワンボックス車に搭載された電動ウィンチを示す概要図を、
図2は
図1の電動ウィンチを単体で示す斜視図を、
図3は電動ウィンチの詳細構造を説明する断面図を、
図4は
図2のA矢視図を、
図5はベルトの送り出し角度が小(β1°)の場合の接触面積調整機構の状態を説明する図を、
図6は軽自動車に搭載された電動ウィンチを示す概要図を、
図7はベルトの送り出し角度が大(β2°)の場合の接触面積調整機構の状態を説明する図を、
図8はベルトの送り出し角度が中(β3°)の場合の接触面積調整機構の状態を説明する図をそれぞれ示している。
【0022】
図1に示されるように、ワンボックス車(車両)10は福祉車両であり、当該ワンボックス車10の後方側(図中左側)には、比較的広い面積でかつ平坦な床面(設置面)FLが設けられている。また、この床面FLの上方には、車椅子(被牽引物)20を搭載し得る車椅子搭載スペース11が形成されている。さらに、床面FLの上で、かつ車椅子搭載スペース11の車両前方側(図中右側)には、一対の電動ウィンチ30(図示では一方のみ示す)が設置されている。
【0023】
一対の電動ウィンチ30は、ワンボックス車10の車幅方向に所定間隔を持って配置されている。このように、ワンボックス車10においては、電動ウィンチ30のベルト32が引き出される側の略正面に、車椅子20が対向配置されるようになっている。すなわち、一対の電動ウィンチ30の設置箇所と、車椅子20の配置箇所との間には、高低差が無い。
【0024】
ここで、車椅子搭載スペース11の車両後方側には、地面Gと床面FLとを緩やかな傾斜角度で接続するスロープ12が設けられている。スロープ12は、ワンボックス車10の走行時には、床面FLに形成された格納部(図示せず)に格納される。そして、スロープ12を使用するには、まず、ワンボックス車10を停車させてかつバックドア13を開ける。その後、スロープ12を格納部から引き出すようにする。
【0025】
電動ウィンチ30は、先端側にフック31(詳細図示せず)が設けられたベルト32を備えており、当該ベルト32は車椅子20を牽引するものである。具体的には、それぞれの電動ウィンチ30からベルト32を送り出して、フック31を車椅子20の左右側にある前フレーム21にそれぞれ引っ掛けるようにする。
【0026】
そして、それぞれの電動ウィンチ30を同期動作させてベルト32を巻き取ることで、車室外の地面Gにある車椅子20を、スロープ12を介して、車室内の車椅子搭載スペース11に移動させることができる。一方、それぞれの電動ウィンチ30を同期動作させてベルト32を送り出すことで、車椅子搭載スペース11にある車椅子20を、スロープ12を介して、地面Gに移動させることができる。
【0027】
なお、一対の電動ウィンチ30は、例えば、リモコン等を用いて介助者によって操作される。また、一対の電動ウィンチ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を支えるようにする。
【0028】
図2および
図3に示されるように、電動ウィンチ30は、モータ部40と、ドラム部60と、ブレーキ機構70と、を備えている。なお、モータ部40とドラム部60とは、互いに3つの第1固定ボルトBT1によってユニット化されている。また、ブレーキ機構70はドラム部60に一体に設けられている。具体的には、ブレーキ機構70のフレーム部材71と、ドラム部60のドラムハウジング61とは、互いに射出成形等により一体成形されている。
【0029】
モータ部40は、扁平の略円盤形状に形成されたモータハウジング41と、当該モータハウジング41の開口部分を閉塞するモータカバー42と、を備えている。これらのモータハウジング41およびモータカバー42は、いずれもプラスチック等の樹脂材料により形成され、これにより軽量化が図られている。なお、モータカバー42は、モータハウジング41に対して、3つの締結ねじSによって固定されている。
【0030】
モータハウジング41は、円板状の底壁部41aと、当該底壁部41aから起立した筒状の側壁部41bとを備えている。そして、モータハウジング41の内部には、扁平形状のブラシレスモータ(電動モータ)43が収容されている。ブラシレスモータ43は、ステータ44とロータ45とを備えている。
【0031】
このように、電動ウィンチ30の駆動源にブラシレスモータ43を採用することで、電動ウィンチ30を薄型化しつつ、ブラシ付きの電動モータに比してメンテナンスフリーにしている。よって、電動ウィンチ30の耐久性向上はもちろんのこと、ブラシノイズの発生等が一切無くなり、ワンボックス車10に搭載される他の車載機器に悪影響を与えずに済む。
【0032】
ステータ44は環状に形成され、かつモータハウジング41に固定されている。ステータ44は、複数の鋼板を積層してなるステータコア44aと、当該ステータコア44aを形成する複数のティース(詳細図示せず)に巻装されたコイル44bと、から形成されている。コイル44bは、三相のコイル(U相,V相,W相)からなり、所定の巻き数および巻き方でそれぞれのティースに巻装されている。
【0033】
そして、三相のコイル44bには、コントローラからの駆動電流がそれぞれ順番に高速で供給され、これによりロータ45がステータ44に対して、所定の回転方向に所定の回転速度で回転するようになっている。
【0034】
ロータ45は、鋼板をプレス加工等することで、断面が略U字形状に形成されたロータ本体45aと、当該ロータ本体45aの周囲に一体に設けられた筒状のマグネット45bと、を備えている。ここで、マグネット45bは、その周方向に複数の磁極(N極およびS極)が交互に着磁されている。なお、マグネット45bは、ロータ本体45aに対して、接着剤(図示せず)によって強固に固定されている。
【0035】
また、ロータ本体45aの径方向内側には、丸鋼棒よりなるモータ軸46の軸方向基端部が固定されている。具体的には、ロータ本体45aの径方向内側には、モータ軸46の軸方向基端部が圧入によって強固に固定されている。これにより、モータ軸46は、ロータ本体45aの回転に伴って回転する。
【0036】
モータ軸46は、軸本体46aと、キャリア支持部46bと、サンギヤ46cと、を備えている。軸本体46aは、モータ軸46の軸方向基端側の略半分を占めており、軸本体46aには、一対のモータベアリング47が装着されている。ここで、モータベアリング47は、汎用品の玉軸受であって、モータベアリング47の外輪は、モータハウジング41の底壁部41aに一体に設けられたボス部41cに固定されている。一方、モータベアリング47の内輪は、軸本体46aに固定されている。
【0037】
モータ軸46の軸方向先端部には、略円柱形状に形成されたキャリア支持部46bが設けられている。このキャリア支持部46bには、ニードルベアリング54を介して遊星歯車機構50を形成するキャリア53が、回転自在に装着されている。
【0038】
また、モータ軸46の軸本体46aとキャリア支持部46bとの間には、遊星歯車機構50を形成するサンギヤ46cが一体に設けられている。このサンギヤ46cには、遊星歯車機構50を形成する合計3つのプラネタリギヤ52(詳細図示せず)が噛み合わされている。
【0039】
ドラムユニット63を形成するドラム軸63bと、モータ軸46との間には、遊星歯車機構50が動力伝達可能に設けられている。この遊星歯車機構50は、モータ軸46の高速回転を減速し、減速して高トルク化された回転力をドラム軸63bに伝達する。よって、比較的小型かつ低トルクの扁平形状のブラシレスモータ43であっても、ドラムユニット63を十分に回転させることができる。
【0040】
遊星歯車機構50は、モータ軸46に一体に設けられ、径方向外側に歯を備えたサンギヤ46cと、モータハウジング41とドラムハウジング61との間に固定され、径方向内側に歯を備えたリングギヤ51と、サンギヤ46cおよびリングギヤ51の双方に噛み合わされる3つのプラネタリギヤ52と、ドラム軸63bに固定され、3つのプラネタリギヤ52を回転自在に支持するキャリア53と、を有している。
【0041】
そして、サンギヤ46cがブラシレスモータ43側(入力側)に設けられ、キャリア53がドラム本体63a側(出力側)に設けられている。具体的には、サンギヤ46cがモータ軸46の回転に伴って回転すると、リングギヤ51は各ハウジング41,61に固定されているため、3つのプラネタリギヤ52がサンギヤ46c(モータ軸46)の周囲を公転運動する。すると、3つのプラネタリギヤ52の公転運動に伴ってキャリア53が回転される。このときの公転速度、つまりキャリア53の回転速度は、サンギヤ46cの回転速度よりも遅い回転速度(ただし高トルク)となる。
【0042】
ドラム部60は、略直方体形状に形成されたドラムハウジング(ハウジング)61と、当該ドラムハウジング61の開口部分を密閉するドラムカバー(ハウジング)62と、を備えている。これらのドラムハウジング61およびドラムカバー62は、いずれもプラスチック等の樹脂材料により形成され、これにより軽量化が図られている。なお、ドラムカバー62は、ドラムハウジング61に対して、複数の第2固定ボルトBT2(
図2では2つのみ示す)によって固定されている。
【0043】
ドラムハウジング61は、略長方形に形成された底壁部61aと、当該底壁部61aから起立した側壁部61bとを備えている。そして、ドラムハウジング61の内部には、ベルト32が巻き掛けられて、当該ベルト32を巻き取ったり送り出したりするドラムユニット63が回動自在に収容されている。また、ドラムハウジング61の内部で、かつドラムユニット63の軸方向に沿う遊星歯車機構50側とは反対側(
図3中上側)には、ドラムユニット63のベルト32の送り出し方向への回転を規制し得るラチェット機構64が収容されている。
【0044】
さらに、ドラムカバー62には、ドラムユニット63から送り出されたベルト32の弛みを取り除く弛み取り機構65が設けられている。また、ドラムカバー62には、ドラムユニット63を形成するドラム本体63aの回転状態を検出する回転センサ66や、ワンボックス車10側の外部コネクタ(図示せず)が接続され、ブラシレスモータ43等に駆動電流を供給するコネクタ接続部67が設けられている。
【0045】
ここで、回転センサ66には、磁束の変化を捉えて矩形波を出力するホールICが採用される。そして、この回転センサ66には、ドラムユニット63に一体回転可能に設けられた環状のセンサマグネットMG(
図3参照)が近接して配置されている。
【0046】
ドラムハウジング61の内部に収容されたラチェット機構64は、ドラム本体63aに一体に設けられたラッチギヤ64aを備えている。また、ラッチギヤ64aと係合して、ドラム本体63aのベルト32の巻き取り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を阻止する、揺動自在な歯止め(図示せず)を備えている。そして、この歯止めは、ソレノイド駆動部材64bの作動により揺動するようになっている。
【0047】
ソレノイド駆動部材64bは、駆動ピン64cを備えており、ソレノイド駆動部材64bに駆動電流を供給することで、駆動ピン64cは、当該駆動ピン64cの軸方向に移動するようになっている。これにより、ラッチギヤ64aと歯止めとの係合が解除されて「リリース状態」となり、ベルト32の巻き取り方向および送り出し方向への双方向にドラム本体63aが回転自在となる。このように、ドラム本体63aの双方向への回転が許容されて、車椅子20を車椅子搭載スペース11(
図1参照)から降ろせるようになる。
【0048】
これに対し、ソレノイド駆動部材64bへの駆動電流の供給を停止することで、内蔵ばね(図示せず)のばね力によって、駆動ピン64cは元に戻る。これにより、ラッチギヤ64aに歯止めが係合して「ロック状態」となり、ベルト32の巻き取り方向へのドラム本体63aの回転が許容される一方で、ベルト32の送り出し方向へのドラム本体63aの回転が規制される。よって、スロープ12(
図1参照)の上において、車椅子20が後退することが防止される。
【0049】
弛み取り機構65は、弛み取りモータ65aと、ドラム本体63aに一体回転可能に設けられたスパーギヤ65bと、弛み取りモータ65aとスパーギヤ65bとの間に動力伝達可能に設けられ、内部にトルクリミッタが設けられた減速ギヤ機構(図示せず)と、を備えている。
【0050】
弛み取りモータ65aは、ドラム本体63aを、ベルト32を巻き取る方向に回転させ、このときの弛み取りモータ65aの回転力は、減速ギヤ機構,トルクリミッタおよびスパーギヤ65bを介してドラム本体63aに伝達される。なお、トルクリミッタは、所定値以上の過大トルクの伝達をカットして、弛み取りモータ65aへの過負荷を防止し、弛み取りモータ65aを保護するものである。つまり、弛み取りモータ65aには、ベルト32の弛みを取ることができる程度の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。
【0051】
ドラムユニット(ドラム)63は、ベルト32が巻き掛けられるドラム本体63aと、ドラム本体63aの回転中心に設けられるドラム軸63bと、ドラム本体63aとドラム軸63bとの間に設けられる第1ワンウェイクラッチ63cと、を備えている。
【0052】
ドラム軸63bの軸方向に沿う遊星歯車機構50側は、ドラムハウジング61の底壁部61aに装着された第1ドラムベアリングB1により回動自在に支持されている。一方、ドラム軸63bの軸方向に沿うドラムカバー62側は、ドラムカバー62に装着された第2ドラムベアリングB2により回動自在に支持されている。ここで、第1ドラムベアリングB1および第2ドラムベアリングB2においても、モータベアリング47と同様に、汎用品の玉軸受となっている。
【0053】
これにより、ブラシレスモータ43の回転に伴って、ドラム軸63bおよびドラム本体63aは、ドラムハウジング61の内部でスムーズに回転することができる。具体的には、モータ軸46の正逆方向への回転に伴って、ドラム本体63aも正逆方向に回転駆動され、これによりドラム本体63aにベルト32が巻き掛けられたり、ドラム本体63aからベルト32が送り出されたりする。
【0054】
ここで、ドラム本体63aとドラム軸63bとの間の第1ワンウェイクラッチ63cは、ニードルベアリング内蔵形のワンウェイクラッチであって、ドラム軸63bがベルト32の巻き取り方向に回転する際に、この回転をそのままドラム本体63aに伝達する。一方、ドラム軸63bよりも先にドラム本体63aがベルト32の巻き取り方向に回転すると、ドラム本体63aの回転がドラム軸63bに伝達されず、ドラム軸63bに対してドラム本体63aが空回りする。
【0055】
ドラム部60のドラムハウジング61およびブレーキ機構70のフレーム部材71には、固定対象物である床面FL(
図1参照)に固定される固定部61c,71aが設けられている。そして、これらの固定部61c,71aには、合計3つのボルト挿通孔HLが設けられている。これらのボルト挿通孔HLには、電動ウィンチ30を床面FLに固定するための固定ボルト(図示せず)がそれぞれ挿通される。これにより電動ウィンチ30は、床面FLに対してバランス良く3点で固定され、床面FLに対してがたつくことが無い。
【0056】
ドラムハウジング61の側壁部61bの部分で、かつブレーキ機構70側(
図3中左側)の部分には、ドラムハウジング61の内外を連通するベルト出入口61dが形成されている。このベルト出入口61dからは、ドラムユニット63の回転に伴ってベルト32が出入りするようになっている。
【0057】
ベルト出入口61dは、その開口部分の形状が略長方形形状に形成され、ベルト32が出入りする方向(
図4中左右方向)に対して、交差する方向(
図4中上下方向)に延在されている。そして、ベルト出入口61dの短手方向に沿う長さ寸法は、ベルト32の幅寸法よりも若干大きい寸法とされ、ベルト出入口61dの長手方向に沿う長さ寸法は、ドラムハウジング61の高さ寸法(
図4中上下方向の寸法)の略半分の寸法となっている。
【0058】
また、
図2および
図4に示されるように、ドラムハウジング61の側壁部61bの外側の部分で、かつベルト出入口61dの近傍には、接触面積調整機構68が設けられている。この接触面積調整機構68は、ドラムユニット63とブレーキ機構70との間に設けられ、ベルト出入口61dから出入りするベルト32の高さ位置を調整する。具体的には、ベルト出入口61dから出入りするベルト32の高さ位置は、「High(上段)」,「Low(下段)」,「Middle(中段)」の3段階のポジションに調整可能となっている。
【0059】
「Highポジション」の場合には、
図5に示されるように、ドラムハウジング61とブレーキ機構70との間のベルト32(網掛部分)の角度が、比較的大きな角度α1°(約60°)となる。
【0060】
「Lowポジション」の場合には、
図7に示されるように、ドラムハウジング61とブレーキ機構70との間のベルト32(網掛部分)の角度が、比較的小さな角度α2°(約30°)となる(α1°>α2°)。
【0061】
「Middleポジション」の場合には、
図8に示されるように、ドラムハウジング61とブレーキ機構70との間のベルト32(網掛部分)の角度が、中位の角度α3°(約45°)となる(α1°>α3°>α2°)。
【0062】
これにより、電動ウィンチ30が搭載される車両の仕様に応じて、異なるベルト32の送り出し角度β1°,β2°,β3°(
図5,
図7および
図8参照)に対して、ベルト32とブレーキ機構70の摩擦部材72との接触面積SF1,SF2,SF3(
図5,
図7および
図8参照)を、略一定の接触面積にできるようにしている(β1°<β3°<β2°,SF1≒SF2≒SF3)。
【0063】
すなわち、接触面積調整機構68は、ブレーキ機構70の摩擦部材72に対するベルト32の接触面積を調整する機能を有している。
【0064】
図2および
図4に示されるように、ベルト出入口61dから出入りするベルト32の高さ位置を調整する接触面積調整機構68は、ベルト32を支持するベルト支持ピン68aを備えている。このベルト支持ピン68aは、ステンレス等よりなる円柱形状に形成された丸棒であって、高い剛性を有しており、かつベルト32がスムーズに摺接可能となっている。
【0065】
また、接触面積調整機構68は、ベルト支持ピン68aの長手方向両側の部分が固定される複数の第1,第2ピン固定部68b,68cを備えている。これらの第1,第2ピン固定部68b,68cは、ドラムハウジング61のベルト出入口61dの近傍に設けられている。
【0066】
具体的には、第1,第2ピン固定部68b,68cのうちの一対の第1ピン固定部68bは、ベルト出入口61dの上方壁部61e寄りに配置され、かつベルト出入口61dの短手方向から互いに対向配置されている。なお、上方壁部61eは、側壁部61bの一部を構成している。
【0067】
一方、第1,第2ピン固定部68b,68cのうちの一対の第2ピン固定部68cは、ベルト出入口61dの下方壁部61f寄りに配置され、かつベルト出入口61dの短手方向から互いに対向配置されている。なお、下方壁部61fにおいても、側壁部61bの一部を構成している。
【0068】
第1,第2ピン固定部68b,68cは、ベルト支持ピン68aが差し込み固定される貫通孔FHをそれぞれ備えている。つまり、貫通孔FHは、ベルト支持ピン68aの軸方向に貫通して設けられている。そして、第1,第2ピン固定部68b,68cは、ドラムハウジング61を射出成形する際に、当該ドラムハウジング61と同時に一体成形される。よって、例えば、後から取り付けるようにしたピン固定部(後付けのピン固定部)に比して、高い剛性のピン固定部を得ることができる。
【0069】
ここで、第1,第2ピン固定部68b,68cに対してベルト支持ピン68aを固定するには、第1,第2ピン固定部68b,68cの軸方向から単純に差し込むようにすれば良い。なお、ベルト支持ピン68aには、ベルト32が摺接するようになっているが、そのときにベルト支持ピン68aには、その軸方向に外力が作用しない。よって、第1,第2ピン固定部68b,68cに対するベルト支持ピン68aの固定強度は、それほど高くする必要が無い。したがって、第1,第2ピン固定部68b,68cに対するベルト支持ピン68aの固定作業を、簡単かつスムーズに行えるようになっている。
【0070】
そして、
図5に示されるように、ベルト支持ピン68aを一対の第1ピン固定部68bに差し込み固定することで、ドラムハウジング61とブレーキ機構70との間のベルト32の角度がα1°(Highポジション)となる。
【0071】
また、
図8に示されるように、ベルト支持ピン68aを一対の第2ピン固定部68cに差し込み固定することで、ドラムハウジング61とブレーキ機構70との間のベルト32の角度がα3°(Middleポジション)となる。
【0072】
さらには、
図7に示されるように、ベルト支持ピン68aを使用しないようにすれば、ベルト32はベルト出入口61dの最も下方壁部61f寄りに配置されるため、ドラムハウジング61とブレーキ機構70との間のベルト32の角度がα2°(Lowポジション)となる。
【0073】
つまり、本実施の形態の電動ウィンチ30では、ベルト支持ピン68aを、第1,第2ピン固定部68b,68cのうちの任意のピン固定部68bまたは68cに選択的に固定可能であり、さらにはそもそもベルト支持ピン68aを使用しないようにもできる。これにより、ベルト出入口61dから出入りするベルト32の高さ位置が「3段階」に調整される。
【0074】
このようにして、第1,第2ピン固定部68b,68cに対するベルト支持ピン68aの固定箇所に応じて、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積が調整される。また、ベルト支持ピン68aの使用を止めることでも、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積が調整される。
【0075】
ブレーキ機構70は、
図4に示されるように、ドラムハウジング61のベルト出入口61dの近傍に設けられ、ドラムハウジング61に一体化されたフレーム部材71を備えている。このフレーム部材71は、
図2に示されるように、断面が略U字形状に形成され、床面FL(
図1参照)に固定される略長方形形状の固定部71aを備えている。そして、この固定部71aには、一対のボルト挿通孔HL(
図3参照)が設けられている。
【0076】
また、固定部71aの長手方向両側(
図3中上下側)には、固定部71aから直角に立ち上がるようにして、第1側壁部71bおよび第2側壁部71cが一体に設けられている。なお、
図2および
図3に示されるように、第1側壁部71bの肉厚の方が、第2側壁部71cの肉厚よりも薄くなっている。これにより、ブレーキ機構70が無用に大型化することを抑えている。
【0077】
さらに、第1側壁部71bと第2側壁部71cとの間には、略筒状に形成された摩擦部材72が、一方向のみに回転自在に設けられている。摩擦部材72は、ブレーキ機構70の主要部品であり、摩擦部材72には、ベルト32が接触するようになっている。また、摩擦部材72は、摩擦係数の大きいゴム製であって、ベルト32に対して比較的大きな動摩擦力(抵抗力)を発生するようになっている。これにより、回転が規制された摩擦部材72に対してベルト32を摺接させようとする場合には、比較的大きな引っ張り力F1(
図5参照)が必要になる。
【0078】
ここで、摩擦部材72は、第1,第2ピン固定部68b,68cよりも、電動ウィンチ30が設置される床面FL(
図1参照)の近くに設けられている。また、第1ピン固定部68bの床面FLからの高さ位置と、第2ピン固定部68cの床面FLからの高さ位置とが、それぞれ異なっている。これにより、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積を、省スペースでかつ容易に調整可能としている。
【0079】
また、摩擦部材72の回転中心には、鋼材よりなる回転軸73が固定されており、この回転軸73の軸方向一側(第1側壁部71b側)は、第1側壁部71bに固定された軸受部材BRにより回転自在に支持されている。これに対し、回転軸73の軸方向他側(第2側壁部71c側)は、第2側壁部71cに装着された第2ワンウェイクラッチCLによって、一方向のみに回転自在に支持されている。ここで、第2ワンウェイクラッチCLは、本発明におけるワンウェイクラッチを構成している。
【0080】
第2ワンウェイクラッチCLは、
図4に示されるように、電動ウィンチ30をモータ部40側から見たときに、実線矢印のように反時計回り方向(CCW方向)への摩擦部材72の回転を許容し(○印)、破線矢印のように時計回り方向(CW方向)への摩擦部材72の回転を規制する(×印)。つまり、第2ワンウェイクラッチCLは、ベルト32の巻き取り時において摩擦部材72の回転を許容し、ベルト32の送り出し時において摩擦部材72の回転を規制する。よって、摩擦部材72は、ベルト32の巻き取り方向への移動に対して抵抗力(摩擦力)を発生せず、ベルト32の送り出し方向への移動に対して抵抗力を発生する。
【0081】
これにより、ベルト32の送り出し時において、ブレーキ機構70の部分において所定のブレーキ力(抵抗力)が発生して、その分、比較的大きな引っ張り力F1(
図5参照)で引っ張らないと、ベルト32をドラムハウジング61から引き出すことができない。したがって、例えば、車椅子20がスロープ12上にある場合において、ブレーキ機構70によって車椅子20の急激な後退が防止され、かつモータ部40に大きな負荷を掛けずに済む。
【0082】
これにより、ベルト32のドラムユニット63側に設けられる電動ウィンチ30の構成部品(ラチェット機構64等)に対して大きな負荷が掛かることが抑えられる。よって、その分、電動ウィンチ30全体を小型軽量化することが可能となる。
【0083】
ここで、
図1に示されるように、電動ウィンチ30は、平坦な床面FLを備えたワンボックス車10に搭載されている。したがって、電動ウィンチ30におけるベルト出入口61dの略正面に車椅子20が配置されている。したがって、
図1および
図5に示されるように、ベルト32の送り出し角度は小さい角度β1°(約6°)となっている。これにより、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積を、十分な抵抗力(摩擦力)が得られるSF1とするために、接触面積調整機構68を、上述した「Highポジション」に調整している。
【0084】
すなわち、ベルト支持ピン68aを一対の第1ピン固定部68bに差し込み固定して、当該ベルト支持ピン68aにベルト32を摺接させるようにしている。これにより、ベルト32の送り出し角度β1°(約6°)に対して、ドラムハウジング61とブレーキ機構70との間のベルト32の角度をα1°(約60°)として、所定の接触面積SF1が得られ、ベルト32の送り出し時に十分なブレーキ力(抵抗力)を発生させることができる。
【0085】
なお、車椅子20を牽引して車椅子搭載スペース11に移動させる場合には、電動ウィンチ30を駆動してベルト32を巻き取ることになる。この場合、摩擦部材72は、実線矢印のCCW方向に回転可能となっている。これにより、ブレーキ機構70は、車椅子20を牽引する場合において、電動ウィンチ30に負荷を掛けることが無い。よって、電動ウィンチ30には、ブレーキ機構70の摩擦力が掛からず、純粋に車椅子20を牽引する力f1のみが付加される。
【0086】
次に、電動ウィンチ30を他の車両に設置した例(変形例)について、図面を用いて詳細に説明する。
【0087】
図6は、小型の福祉車両である軽自動車(車両)80に、電動ウィンチ30を搭載した図である。なお、軽自動車80にもワンボックス車10(
図1参照)と同様に、スロープ12およびバックドア13が設けられている。
【0088】
軽自動車80においては、電動ウィンチ30は、運転席81の下および助手席82の下にそれぞれ設置されている(図示では一方のみ示す)。また、軽自動車80の後方側(図中左側)には、車椅子20を搭載し得る車椅子搭載スペース83が形成されている。車椅子搭載スペース83は、後部座席84を前方に折り畳むことで形成され、これにより車椅子20の一部は、折り畳まれた後部座席84の上に配置されることになる。
【0089】
したがって、
図6に示されるように、電動ウィンチ30の設置面MSと車椅子20の配置箇所との間には、若干の高低差が生じている。これに加えて、電動ウィンチ30から引き出されたベルト32は、折り畳まれた後部座席84の一部(座席の肩の部分)に接触しつつ、車椅子20に導かれている。これにより、
図7に示されるように、ベルト32の送り出し角度は大きい角度β2°(約40°)となっている(β2°>β1°)。
【0090】
よって、ワンボックス車10に設置された電動ウィンチ30(
図1および
図5参照)と同様に機能させるために、
図7に示されるように、接触面積調整機構68を、上述した「Lowポジション」に調整している。これにより、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積が、十分な抵抗力(摩擦力)が得られるSF2(SF2≒SF1)となり、軽自動車80に電動ウィンチ30を設置しつつも、ワンボックス車10に設置された電動ウィンチ30と同様に機能させることが可能となる。
【0091】
すなわち、
図7に示される引っ張り力F2は、
図5に示される引っ張り力F1と略等しくなっている(F2≒F1)。また、車椅子20を牽引する場合においても、ブレーキ機構70は電動ウィンチ30に大きな負荷を掛けることが無く、電動ウィンチ30には、
図5に示される力f1と略等しい力f2が付加される(f2≒f1)。
【0092】
ここで、
図1に示されるワンボックス車10および
図6に示される軽自動車80に限らず、
図8に示されるように、ベルト32の送り出し角度が中位の角度β3°(約25°)となる車両も存在し得る(β2°>β3°>β1°)。この場合には、
図8に示されるように、接触面積調整機構68を、上述した「Middleポジション」に調整すれば良い。
【0093】
これにより、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積が、十分な抵抗力(摩擦力)が得られるSF3(SF3≒SF2≒SF1)となり、軽自動車80に設置した電動ウィンチ30(
図7参照)およびワンボックス車10に設置した電動ウィンチ30(
図5参照)と同様に機能させることが可能となる。
【0094】
すなわち、
図8に示される引っ張り力F3は、
図5および
図7に示される引っ張り力F1,F2と略等しくなっている(F3≒F1≒F2)。また、車椅子20(
図1および
図6参照)を牽引する場合においても、ブレーキ機構70は電動ウィンチ30に大きな負荷を掛けることが無く、電動ウィンチ30には、
図5および
図7に示される力f1,f2と略等しい力f3が付加される(f3≒f1≒f2)。
【0095】
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によれば、ベルト32に接触して、ベルト32の送り出し方向への移動に対して抵抗力を発生するブレーキ機構70が設けられ、ドラムユニット63とブレーキ機構70との間には、ブレーキ機構70に対するベルト32の接触面積(SF1,SF2,SF3)を調整する接触面積調整機構68が設けられている。
【0096】
これにより、電動ウィンチ30の設置箇所と車椅子20の配置箇所との間の高低差に依らず、接触面積調整機構68によりブレーキ機構70に対するベルト32の接触面積(SF1,SF2,SF3)を調整でき、ひいてはベルト32の送り出し方向への移動に対する抵抗力を十分に確保することが可能となる。
【0097】
したがって、電動ウィンチ30の小型軽量化を図りつつ、電動ウィンチ30の汎用性(他の車両への適用性)を高めることができる。
【0098】
また、本実施の形態に係る電動ウィンチ30によれば、ブレーキ機構70は、ベルト32と接触して抵抗力を発生する摩擦部材72と、ベルト32の巻き取り時に摩擦部材72の回転を許容し、ベルト32の送り出し時に摩擦部材72の回転を規制する第2ワンウェイクラッチCLと、を備え、接触面積調整機構68は、ドラムユニット63を収容するドラムハウジング61に設けられた複数の第1,第2ピン固定部68b,68cと、複数の第1,第2ピン固定部68b,68cのうちの任意のピン固定部68bまたは68cに固定され、ベルト32を支持するベルト支持ピン68aと、を備え、複数の第1,第2ピン固定部68b,68cに対するベルト支持ピン68aの固定箇所に応じて、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積(SF1,SF3)が調整され、さらには、ベルト支持ピン68aの使用を止めることでも、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積(SF2)が調整される。
【0099】
したがって、電動ウィンチ30の設置環境が異なる種々の車両に対して、一種類の電動ウィンチ30で、簡単かつ容易に対応することが可能となる。
【0100】
さらに、本実施の形態に係る電動ウィンチ30によれば、摩擦部材72が、複数の第1,第2ピン固定部68b,68cよりも、電動ウィンチ30が設置される床面FLの近くに設けられ、複数の第1,第2ピン固定部68b,68cの床面FLからの高さ位置が、それぞれ異なっている。
【0101】
これにより、摩擦部材72に対するベルト32の接触面積(SF1,SF2,SF3)を、省スペースでかつ容易に調整することができる。
【0102】
また、本実施の形態に係る電動ウィンチ30によれば、第1,第2ピン固定部68b,68cは、ベルト支持ピン68aの軸方向に貫通した貫通孔FHを備え、ベルト支持ピン68aは、貫通孔FHに差し込み固定される。
【0103】
これにより、第1,第2ピン固定部68b,68cの剛性を十分に確保することができ、かつベルト支持ピン68aを第1,第2ピン固定部68b,68cに対して、その軸方向から容易に差し込み固定することができる。
【0104】
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は同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0105】
図9は実施の形態2の電動ウィンチの接触面積調整機構を説明する部分拡大図を示している。
【0106】
図9に示されるように、実施の形態2に係る電動ウィンチ90では、接触面積調整機構91の構造のみが異なっている。具体的には、実施の形態1では、貫通孔FHを備えた第1,第2ピン固定部68b,68c(
図4参照)であったが、実施の形態2では、弾性爪FCを備えた第1,第2ピン固定部91a,91bとなっている。これらの第1,第2ピン固定部91a,91bにおいても、ドラムハウジング61を射出成形する際に、当該ドラムハウジング61と同時に一体成形される。
【0107】
複数の第1,第2ピン固定部91a,91bは、それぞれ略C字形状に形成されており、弾性爪FCは、所定の大きさの外力の付加によって弾性変形するようになっている。そして、ベルト支持ピン68aは、当該ベルト支持ピン68aの軸方向と直交する方向(
図9中上方)から、第1,第2ピン固定部91a,91bに装着される。
【0108】
具体的には、例えば、接触面積調整機構91を「Highポジション」に調整するには、図中矢印M1に示されるように、ベルト支持ピン68aを、一対の第1ピン固定部91aの開口部分に臨ませる。その後、ベルト支持ピン68aに所定荷重を加えることで、図中矢印M2のように弾性爪FCを弾性変形させる。これにより、ベルト支持ピン68aが一対の第1ピン固定部91aの内側に入り込んで、一対の弾性爪FCに挟持されるようにして固定される。
【0109】
なお、第1,第2ピン固定部91a,91bの開口側の部分(
図9中上側)には、弾性爪FCに挟持された(引っ掛けられた)ベルト支持ピン68aの脱落を防止する複数の凸部Tが設けられている。
【0110】
なお、接触面積調整機構91を「Middleポジション」に調整する場合には、ベルト支持ピン68aを、一対の第2ピン固定部91bに固定するようにすれば良い。また、接触面積調整機構91を「Lowポジション」に調整する場合には、ベルト支持ピン68aの使用を止めるようにすれば良い。
【0111】
以上のように形成された実施の形態2の電動ウィンチ90においても、上述した実施の形態1と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、第1,第2ピン固定部91a,91bの弾性爪FCが、ベルト支持ピン68aを挟持するようにして保持するので、ベルト支持ピン68aのドラムハウジング61に対するがたつきを、より効果的に抑えることができる。
【0112】
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、ブレーキ機構70を構成する摩擦部材72を、摩擦係数の大きいゴム製としたものを示したが、本発明はこれに限らず、ゴムよりも硬質で表面粗さが粗いプラスチック材料等により摩擦部材を形成しても良い。
【0113】
また、上記各実施の形態では、電動モータにブラシレスモータ43を採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、ブラシ付きの電動モータを採用することもできる。さらには、被牽引物としては、車椅子20に限らず、キャスター付きの担架等であっても良い。
【0114】
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り、上記各実施の形態に限定されない。
【符号の説明】
【0115】
10 ワンボックス車(車両)
11 車椅子搭載スペース
12 スロープ
13 バックドア
20 車椅子(被牽引物)
21 前フレーム
30 電動ウィンチ
31 フック
32 ベルト
40 モータ部
41 モータハウジング
41a 底壁部
41b 側壁部
41c ボス部
42 モータカバー
43 ブラシレスモータ(電動モータ)
44 ステータ
44a ステータコア
44b コイル
45 ロータ
45a ロータ本体
45b マグネット
46 モータ軸
46a 軸本体
46b キャリア支持部
46c サンギヤ
47 モータベアリング
50 遊星歯車機構
51 リングギヤ
52 プラネタリギヤ
53 キャリア
54 ニードルベアリング
60 ドラム部
61 ドラムハウジング(ハウジング)
61a 底壁部
61b 側壁部
61c 固定部
61d ベルト出入口
61e 上方壁部
61f 下方壁部
62 ドラムカバー(ハウジング)
63 ドラムユニット(ドラム)
63a ドラム本体
63b ドラム軸
63c 第1ワンウェイクラッチ
64 ラチェット機構
64a ラッチギヤ
64b ソレノイド駆動部材
64c 駆動ピン
65 弛み取り機構
65a 弛み取りモータ
65b スパーギヤ
66 回転センサ
67 コネクタ接続部
68 接触面積調整機構
68a ベルト支持ピン
68b 第1ピン固定部(ピン固定部)
68c 第2ピン固定部(ピン固定部)
70 ブレーキ機構
71 フレーム部材
71a 固定部
71b 第1側壁部
71c 第2側壁部
72 摩擦部材
73 回転軸
80 軽自動車(車両)
81 運転席
82 助手席
83 車椅子搭載スペース
84 後部座席
90 電動ウィンチ
91 接触面積調整機構
91a 第1ピン固定部(ピン固定部)
91b 第2ピン固定部(ピン固定部)
B1 第1ドラムベアリング
B2 第2ドラムベアリング
BR 軸受部材
BT1 第1固定ボルト
BT2 第2固定ボルト
CL 第2ワンウェイクラッチ(ワンウェイクラッチ)
FC 弾性爪
FH 貫通孔
FL 床面(設置面)
G 地面
HL ボルト挿通孔
MG センサマグネット
MS 設置面
S 締結ねじ
T 凸部