JP2006273499A - ウインチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 引出時におけるベルトの不用意な抜けを防止することができるウインチ構造を提供する。
【解決手段】 電磁クラッチをオンにして駆動モータを逆転して（Ｔ１〜Ｔ２）、ドラムからベルトを引き出す。巻取軸に巻かれたベルトの残量が少なくなり所定残量になった場合、巻量検出器のマイクロスイッチがオン作動するので（Ｔ２）、電磁クラッチ２４をオン作動した状態で駆動モータで電気ブレーキを掛け、ドラムからのベルトの引出にブレーキを掛ける。その直後にラチェット機構のソレノイドをオフ作動してドラムの軸部の設けられた爪車と係合爪とを係合し、ドラムのベルト引出方向への回転を阻止する（Ｔ３）。すると、巻取軸４１の回転が停止し、ベルト３４の引き出しを阻止することができる。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、ベルトを引出可能に保持するウインチ構造に関する。

従来、車両後部室のフロア面と路面との間にスロープを掛け渡し、後部室への車椅子の乗り入れを容易とする車両が知られている。

この車両において、ベルトの巻き取りを行うウインチを設け、該ウインチから延出したベルトを利用して、車椅子の引き上げを補助する方法を案出するに至った。

しかしながら、このようなウインチにあっては、ベルトの端部が巻取部の巻取軸に固定されているものの、総てのベルトが全長に渡って引き出された際には、ベルトを引き出す力が固定部に直接加わり、ベルト抜けが発生する恐れがあった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、引出時におけるベルトの不用意な抜けを防止することができるウインチ構造を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の請求項１のウインチ構造においては、巻取軸に一端が固定されたベルトを前記巻取軸に巻き取って保持するウインチ構造であって、前記巻取軸から前記ベルトを引き出す際に、前記ベルトの前記一端側の一部が前記巻取軸に巻かれた状態で前記巻取軸の回転を停止して前記ベルトの引き出しを阻止する停止機構を備えている。

すなわち、巻取軸に巻かれたベルトを引き出す際に、前記巻取軸に巻かれたベルトの残量が少なくなった場合には、停止機構によって前記巻取軸の回転が停止され、ベルトの引き出しが阻止される。

このとき、前記ベルトの一部が、前記巻取軸に巻かれた状態で巻取軸の回転が停止される。このため、前記ベルトを巻取軸に固定した固定部へのベルト引出力の直接入力が防止される。

この停止時において、前記巻取軸を回動して巻取軸に残存したベルトを引き出すことができる。このとき、前記巻取軸に巻かれたベルトが残存しない場合、前記巻取軸をベルト引出方向に回動しているにも関わらず、前記巻取軸にベルトが巻き取られてしまうという逆転現象が発生する。

しかし、前記ベルトの一部を前記巻取軸に残存した状態で前記巻取軸の回転を停止することができるので、前記逆転現象に起因した不具合が未然に防止される。

また、請求項２のウインチ機構にあっては、前記巻取軸のベルト引出方向への回転を阻止するラチェット機構によって前記停止機構を構成した。

これにより、巻取軸のベルト引出方向への回転停止構造を構成することができる。

さらに、請求項３のウインチ機構では、前記巻取軸と該巻取軸を回動する電動モータとの間に動力の伝達を断続するクラッチを設け、前記巻取軸の回転を停止する回転停止時に、前記クラッチを接続状態にして前記電動モータで電気ブレーキを掛ける。

これにより、巻取軸の回転機構によってベルト引出方向への回転停止機能が得られる。

以上説明したように本発明の請求項１のウインチ構造においては、巻取軸に巻かれたベルトが延びきる前にベルトの引き出しを停止して、巻取軸とベルトとの固定部への過負荷入力を防止することができる。

このため、ベルトを引き出す力がベルト固定部に直接入力され、ベルト抜けが発生する恐れのあった従来と比較して、不用意なベルト抜けを確実に防止することができる。

そして、巻取軸停止後において、巻取時の回転方向と引出時の回転方向との逆転現象の発生を防止することができ、この逆転現象に起因した不具合を未然に防止することができる。

また、請求項２のウインチ機構にあっては、巻取軸のベルト引出方向への回転を阻止するラチェット機構を設けることによって、巻取軸のベルト引出方向への回転停止構造を構成することができる。これにより、構成の簡素化を図ることができる。

さらに、請求項３のウインチ機構では、巻取軸を回動する為の回動機構を利用して、ベルト引出方向への回転停止機能を得ることができる。これにより、巻取軸を回動する為の回動機構を有効利用することができる。

そして、前記ラチェット機構と併用することで、ベルト引出方向への回転停止性能を向上することができるとともに、ラチェット機構が機能するまでの空転区間でも、回転停止機能を発揮することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるウインチ構造を有する車椅子引き上げ装置１が設けられた車両２を示す図であり、この車椅子引き上げ装置１は、車両２の後部室３のフロア面４と路面５との間に掛け渡されたスロープ６に沿って車椅子７を引き上げる際に、ウインチを利用して車椅子７の引き上げを補助する装置である。

この車椅子引き上げ装置１は、図２に示すように、車室内Ｉに設けられたシート１１の下部に配置されており、当該車椅子引き上げ装置１のケーシング１２からは、左右へ向けてアーム部１３，１３が延出している。各アーム部１３，１３には、スルーアンカー１４，１４が固定されており、各スルーアンカー１４，１４に後述するベルトを挿通することによって、装置本体より側方に延出したベルトを車両後方ＲＲへ向けて延出できるように構成されている。

前記ケーシング１２内には、図３に示すようなウインチユニット２１，２１が左右に設けられており（左方に設けられたウインチユニット２１のみ図示）、このウインチユニット２１，２１には、本実施の形態にかかるウインチ構造を備えている。なお、左右のウインチユニット２１，２１は対を成し、同等の構造を備えるため他方のウインチユニット２１の詳細は割愛する。

このウインチユニット２１は、電動モータである駆動モータ２２を備えており、該駆動モータ２２からの出力は、ギアボックス２３を介して、電磁クラッチ２４の入力部２５に入力されている。この電磁クラッチ２４の出力部２６には、減速ギア２７が連結されており、該減速ギア２７の出力軸２８は、ドラム３１から延出した軸部３２に接続されている。

前記電磁クラッチ２４は、前記ギアボックス２３と前記ドラム３１との接続状態を、外部入力に応じて断続するように構成されており、前記駆動モータ２２と前記ドラム３１間の動力の伝達を断続できるように構成されている。

このドラム３１は、図４の（ａ）にも示すように、前記軸部３２に一体的に設けられた巻取軸４１と、該巻取軸４１の両側部に設けられた鍔部４２，４２とによって構成されており、前記巻取軸４２には、図４の（ｂ）に示すように、スリット３３が形成されている。該スリット３３には、ベルト３４の終端部が挿入されており、この終端部は、折り返されて縫製されている。この折り返し部分３５には、シャフト３６が挿入された状態で固定されており、当該ベルト３４の前記スリット３３からの抜けが阻止されている。前記ベルト３４の幅寸法は、前記鍔部４２，４２間の幅寸法とほぼ同寸法に設定されており、前記ドラム３１を回動した際に、前記巻取軸４１の外周部に前記ベルト３４順次重ねて巻き取って前記鍔部４２，４２間に保持できるように構成されている。

このベルト３４の他端には、図１に示したように、フック３７が設けられており、該フック３７を車椅子７のフレーム３８に係止できるように構成されている。これにより、引き出された前記ベルト３４を前記ドラム３１で巻き取るに従って、当該ベルト３４に係止された前記車椅子７を前記スロープ６に沿って車室内Ｉまで案内できるように構成されている。一方、巻き取られたベルト３４を前記ドラム３１から引き出すに従って、当該ベルト３４に係止された前記車椅子７を前記スロープ６に沿って路面５まで案内できるように構成されている。

前記ドラム３１の一側部には、図３に示したように、巻き戻し機構５１が設けられていおり、図５に示すように、この巻き戻し機構５１のカバー５２内には、渦巻きバネ５３が設けられている。該渦巻きバネ５３は、その中心側の一端部が前記ドラム３１から延出した前記軸部３２に係止されており、当該渦巻きバネ５３の外側に設けられた他端部は、前記カバー５２が取り付けられる壁面５４の上部フランジ５５に設けられた切欠溝５６に挿入された状態で係止されている。これにより、前記ドラム３１には、ベルト巻取方向へ向けた回転力が付与されている。

前記ドラム３１の他側部には、図３に示したように、本発明の停止機構を構成するラチェット機構６１が設けられている。該ラチェット機構６１は、図６にも示すように、前記ドラム３１より延出した前記軸部３２に外嵌した状態で固定された爪車６２と、該爪車６２の周縁部と係合する係合爪６３とを備えており、この係合爪６３は、側壁部６４，６４の中央部が固定軸６５によって回動自在に支持されている。一方の側壁部６４の一端部は、スプリング６６によって付勢されており、当該係合爪６３の爪部６７が前記爪車６２周縁の爪歯６８，・・・と係合する方向へ付勢されている。これにより、前記爪部６７が前記爪歯６８，・・・に係合することによって、図６の（ｂ）に示しように、前記ドラム３１のベルト引出方向７１への回転は阻止する一方、前記ドラム３１のベルト巻取方向７２への回動は許容できるように構成されている。

また、前記係合爪６３の他方の側壁部６４の一端部は、ソレノイド８１から延出した作動軸８２にピン８３で止められており、当該ソレノイド８１を通電して前記作動軸８２を後退させた際には、前記爪部６７を前記爪車６２周縁から離間して前記爪部６７と前記爪歯６８，・・・との係合状態を解除できるように構成されている。

前記減速ギア２７の出力軸２８には、図３に示したように、前記ドラム３１の回転を検出する為の回転検出機構９１が設けられている。該回転検出機構９１は、図７にも示すように、前記出力軸２８に外嵌した状態で固定されたロータ９２と、該ロータ９２の周縁部を挟むようにして設けられたフォトセンサ９３とによって構成されている。前記ロータ９２は、円板状に形成されており、その周縁部には、複数のスリット９４，・・・が周縁に沿って配置されている。

前記フォトセンサ９３の本体部１０１からは、光を投光する発光部１０２と、該発光部１０２からの光を受光する受光部１０３とが対面するように延出しており、前記ロータ９２が回転した際には、前記発光部１０２からの光が前記スリット９４を介して前記受光部１０３で受光された状態と、前記ロータ９２の周縁部で遮断され前記受光部１０３で受光されない状態とを検出して、各状態に対応したＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するように構成されている。これにより、このフォトセンサ９３より出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号によって前記ロータ９２の回転を検出するとともに、そのパルスの入力間隔からベルト３４を巻き取るドラム３１の回転速度を検出することができる。また、そのパルス数から前記ドラム３１の回転数を把握できるように構成されている。

そして、前記ドラム３１の近傍には、図３に示したように、巻量検出器１１１が設けられている。該巻量検出器１１１は、図８に示すように、への字状に折曲された板状部材からなるレバー１１２を備えており、該レバー１１２は、屈曲部分がシャフト１１３を介してブラケット１１４に回動自在に支持されている。この支持部を境とする一端側は、巻厚検出片１１５を構成しており、該巻厚検出片１１５は、前記ドラム３１の前記鍔部４２，４２間に配置されている。

また、前記支持部を境とする他端側は、スイッチ作動片１２１を構成しており、該スイッチ作動片１２１は、前記ブラケット１１４に固定されたマイクロスイッチ１２２のスイッチ部１２３を押圧するように構成されている。このスイッチ作動片１２１の端部は、図８の（ａ）に示すように、コイルスプリング１２４によって引き上げ方向に付勢されており、前記ドラム３１の前記鍔部４２，４２間に配置された前記巻厚検出片１１５を、前記ドラム３１の巻取軸４１の中心方向へ向けて付勢している。

これにより、図８の（ｂ）にて破線で示すように、前記巻取軸４１に前記ベルト３４が多数回巻かれた状態では、巻かれたベルト３４の外周部に接した前記巻厚検出片１１５が巻取軸４１の中心から離れる方向へ変位されることによって、前記マイクロスイッチ１２２のスイッチ部１２３を押圧した前記スイッチ作動片１２１が前記スイッチ部１２３から離れる方向へ傾動して前記マイクロスイッチ１２２をオフ作動するように構成されている。また、前記巻取軸４１に巻かれた前記ベルト３４の残存量が減少した際には、図８の（ｂ）にて実線で示すように、前記巻厚検出片１１５が前記巻取軸４１の中心方向に変位することよって、前記スイッチ作動片１１２が前記マイクロスイッチ１２２のスイッチ部１２３側へ傾動し、当該スイッチ作動片１１２が前記スイッチ部１２３を押圧して前記マイクロスイッチ１２２をオン作動するように構成されている。

このとき、前記スイッチ作動片１２１が前記スイッチ部１２３を押圧して前記マイクロスイッチ１２２をオン作動させるタイミングは、前記ベルト３４の肉厚と前記マイクロスイッチ１２２の固定位置との関係によって定められており、前記ベルト３４の一部が前記巻取軸４１に巻かれた状態で作動するように設定されている。その具体例としては、前記巻取軸４１への前記ベルト３４の巻数が二回転以下となった時点で前記マイクロスイッチ１２２をオン作動させる設定が挙げられ、この場合、ベルト引出方向に働く外力をベルト巻き付け方向に作用させることができる。

一方、図９は、前記車椅子引き上げ装置１を示すブロック図であり、該車椅子引き上げ装置１は、制御部１３１を中心に構成されている。

この制御部１３１には、ウインチユニット２１でベルト３４を巻き取る為の巻取スイッチ１４１と、ウインチユニット２１からベルト３４を引き出す為の引き出しスイッチ１４２と、ウインチ解除スイッチ１４３と、前記マイクロスイッチ１２２とが接続されている。また、前記制御部１３１には、ウインチユニット２１に設けられた前記駆動モータ２２と、前記電磁クラッチ２４と、前記フォトセンサ９３と、前記ソレノイド８１が接続される。これにより、前記各スイッチ１４１，１４２，１４３からの入力に応じて各部を作動するように構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態の動作を、図１０に示したタイミングチャートに従って説明する。

すなわち、ウインチユニット２１のベルト３４を車椅子７に係止して車椅子７をスロープ６に沿って下ろす際には、引き出しスイッチ１４２をオン操作して、ドラム３１の巻取軸４１に巻かれたベルト３４を引き出す。このとき、制御部１３１は、電磁クラッチ２４をオンにして駆動モータ２２を逆転する（Ｔ１〜Ｔ２）。この間において、ドラム３１の回転を検出するフォトセンサ９３からは、パルス信号が入力される。

このとき、前記巻取軸４１に巻かれたベルト３４の残量が少なくなり所定残量になった場合には、巻量検出器１１１のマイクロスイッチ１２２がオン作動する（Ｔ２）。すると、前記制御部１３１は、前記電磁クラッチ２４をオン作動した状態で前記駆動モータ２２で電気ブレーキを掛け、前記ドラム３１からの前記ベルト３４の引出にブレーキを掛けることができる。

その直後において、前記制御部１３１は、ラチェット機構６１のソレノイド８１をオフ作動して、ドラム３１の軸部３２の設けられた爪車６２と係合爪６３とを係合し、前記ドラム３１のベルト引出方向７１への回転を阻止する（Ｔ３）。すると、前記軸部３２に一体的に設けられた前記巻取軸４１の回転が停止し、前記ベルト３４の引き出しを阻止することができる。

このとき、このベルト３４の一部が、前記巻取軸４１に巻かれた状態で巻取軸４１の回転を停止することができる。このため、例えばベルト３４に加えられた車椅子７の荷重が、ベルト引出力となってベルト固定部に直接入力され、巻取軸４１のスリット３３から前記ベルト３４を引き抜く方向に作用する場合と比較して、前記ベルト３４の前記スリット３３からの不用意な抜けを確実に防止することができる。

そして、ウインチ解除スイッチ１４３がオン操作された際には、該ウインチ解除スイッチ１４３がオン操作されている間（Ｔ４〜Ｔ５）、前記電磁クラッチ２４をオフするとともに前記ソレノイドをオン作動する。すると、巻き戻し機構５１によってドラム３１がベルト巻取方向７２へ回動するので、前記ウインチ解除スイッチ１４３がオン操作されている間に所定量のベルト３４が前記ドラム３１に巻き戻される。

一方、前記巻取軸４１の回転を停止した前記タイミングＴ４において、前記巻取軸４１を回動して巻取軸４１に残存したベルト３４を引き出すことも可能である。このとき、前記巻取軸４１に巻かれたベルト３４が残存しない場合、前記巻取軸４１をベルト引出方向７１に回動しているにも関わらず、前記巻取軸４１にベルト３４が巻き取られてしまうという逆転現象が発生する。

しかし、前記ベルト３４の一部を前記巻取軸４１に残存した状態で巻取軸４１の回転を停止するため、巻取時の回転方向と引出時の回転方向とが逆転するといった逆転現象の発生を防止することができ、この逆転現象に起因した不具合、例えばフォトセンサ９３から入力されたパルスの加減算が逆になり累積パルス数が狂うといった不具合を確実に防止することができる。

そして、前記タイミングＴ２〜Ｔ３で示したように、前記ラチェット機構６１で前記ドラム３１のベルト引出方向７１への回転を阻止する直前に、前記駆動モータ２２で電気ブレーキを掛ける。このため、これによってもベルト引出方向７１への回転停止機能を得るることができる。

このように、前記巻取軸４１を回動する為の回動機構を利用して、ベルト引出方向７１への回転停止機能を得ることができる。したがって、前記回動機構を有効利用することができるとともに、前記ラチェット機構６１と併用することで、ベルト引出方向７１への回転停止性能を向上することができ、かつラチェット機構６１が機能するまでの空転区間においても、回転停止機能を発揮することができる。

本発明の一実施の形態を示す斜視図である。 同実施の形態の要部を示す斜視図である。 同実施の形態のウインチユニットを示す模式図である。 同実施の形態のドラムを示す図で、（ａ）は正面図であり、（ｂ）はその説明図である。 同実施の形態の巻き戻し機構を示す分解斜視図である。 同実施の形態のラチェット機構を示す図で、（ａ）は要部の斜視図であり、（ｂ）は要部の側面図である。 同実施の形態の回転検出機構を示す分解斜視図である。 同実施の形態の巻量検出器を示す図で、（ａ）は要部の斜視図であり、（ｂ）は要部の側面図である。 同実施の形態を示すブロック図である。 同実施の形態を示す動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 車椅子引き上げ装置
２１ ウインチユニット
２２ 駆動モータ
２４ 電磁クラッチ
３４ ベルト
４１ 巻取軸
６１ ラチェット機構
１１１ 巻量検出器
１３１ 制御部

Claims (3)

1. 巻取軸に一端が固定されたベルトを前記巻取軸に巻き取って保持するウインチ構造であって、
   前記巻取軸から前記ベルトを引き出す際に、前記ベルトの前記一端側の一部が前記巻取軸に巻かれた状態で前記巻取軸の回転を停止して前記ベルトの引き出しを阻止する停止機構を備えたことを特徴とするウインチ構造。
2. 前記巻取軸のベルト引出方向への回転を阻止するラチェット機構によって前記停止機構を構成したことを特徴とする請求項１記載のウインチ構造。
3. 前記巻取軸と該巻取軸を回動する電動モータとの間に動力の伝達を断続するクラッチを設け、
   前記巻取軸の回転を停止する回転停止時に、前記クラッチを接続状態にして前記電動モータで電気ブレーキを掛けることを特徴とした請求項１又は２記載のウインチ構造。
   

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