JP2008239313A - ウインチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達の断続を簡単な構造で実現することができるウインチ構造を提供する。
【解決手段】巻回軸２１と駆動軸１６間に、駆動軸１６から巻回軸２１への動力の伝達を断続する動力断続機構４１を設け、動力断続機構４１を、駆動軸１６の駆動歯車１７を巻回軸２１の従動歯車２２に連結する連結歯車４２と、連結歯車４２の支持位置を移動して駆動歯車１７との噛合状態を解除するアクチュエータ６２で構成する。連結歯車４２の支持軸７１を第一ベース部材１２の長穴７２に沿って移動できるようにし、連結歯車４２を、従動歯車２２に噛み込ませる噛合方向７３と従動歯車２２から離れる逃げ方向７４へ移動できるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車椅子に取り付けたベルトを巻き取るウインチ構造に関する。

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

このような福祉車両では、後部室にウインチが設けられており、該ウインチから引き出されたベルトを利用することで、車椅子の引き上げと降ろしを補助できるように構成されている。

また、ウインチを設けない場合は、後退防止ベルトを設け、車椅子の後退のみを防止するのが一般的である。

前記ウインチとしては、前記ベルトの巻回軸と駆動源からの駆動軸との間に噛み合い式のドグクラッチが設けられたものが知られており、該ドグクラッチを切断することで、前記巻回軸からの前記ベルトの引き出しが容易となるように構成されている。

また、前記ベルトの巻回軸には、渦巻バネが設けられており、前記ドグクラッチを切断することで、前記ベルトの巻き取りが容易となるように構成されている。

しかしながら、このような従来のウインチ構造にあっては、駆動モータの動力を断続するドグクラッチは、部品点数が多く、その構造が複雑であった。

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、動力伝達の断続を簡単な構造で実現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のウインチ構造にあっては、車椅子に取り付けられるベルトを巻回する巻回軸と該巻回軸を回動する駆動軸との間に、該駆動軸から前記巻回軸への動力の伝達を断続する動力断続機構が設けられたウインチ構造において、前記動力断続機構を、前記駆動軸に設けられた駆動歯車を前記巻回軸に設けられた従動歯車に連結する連結歯車と、該連結歯車の支持位置を移動して前記駆動歯車又は前記従動歯車との噛合状態を解除する噛合解除手段とで構成した。

すなわち、前記駆動軸に設けられた駆動歯車と前記巻回軸に設けられた従動歯車とは連結歯車で連結されており、該連結歯車は、その支持位置が移動されることによって、前記駆動歯車又は前記従動歯車との噛合状態が解除される。

すると、前記駆動歯車と前記従動歯車とが切り離され、前記駆動歯車が設けられた前記駆動軸から前記従動歯車が設けられた前記巻回軸への動力の伝達が遮断される。

また、請求項２のウインチ構造においては、前記連結歯車及び前記駆動歯車を噛合した状態で連結する連結板を支持し、該連結板の自由端側に設けられた前記連結歯車が前記従動歯車に噛合した噛合状態と前記連結歯車が前記従動歯車から離れた非噛合状態とを形成可能に構成するとともに、前記連結板を回動して前記非噛合状態を形成するアクチュエータで前記噛合解除手段を構成した。

すなわち、前記連結歯車及び前記駆動歯車は、噛合した状態で連結板によって連結されており、この連結板を介して支持されている。

そして、この連結板をアクチュエータで回動して、前記連結板の自由端側に設けられた前記連結歯車を前記従動歯車から離した前記非噛合状態を形成することによって、前記駆動歯車と前記従動歯車とが切り離され、前記駆動歯車が設けられた前記駆動軸から前記従動歯車が設けられた前記巻回軸への動力の伝達が遮断される。

さらに、請求項３のウインチ構造では、前記巻回軸をベルト巻取方向に回動するとともに前記連結歯車を前記従動歯車から離れる方向に移動させるのに十分な反力を持った渦巻バネを設ける一方、前記駆動歯車の中心と前記従動歯車の中心とを結んだ直線から上方にずらした位置に前記連結歯車の中心を設置し、前記従動歯車と前記連結歯車の作用線方向に対し鋭角な範囲に前記連結歯車の移動方向を設定した。

すなわち、前記巻回軸には、当該巻回軸をベルト巻取方向に回動する渦巻バネが設けられている。

また、前記ベルト巻取方向に回動する前記従動歯車からの力を前記連結歯車が受けた際には、前記連結歯車が、前記従動歯車と前記連結歯車の作用線方向に対して鋭角な範囲に設定された移動方向へ移動することで、当該連結歯車は、前記従動歯車から離れる方向へ移動する。

このため、前記ベルトに弛みが生じた際には、前記渦巻バネによって前記巻回軸が回動することで、当該巻回軸に前記ベルトが巻回される。

このとき、前記ベルト巻取方向に回動する前記従動歯車からの力を受けた前記連結歯車は、前記従動歯車から離れる方向へ移動する。これにより、前記駆動歯車が設けられた前記駆動軸と前記従動歯車が設けられた前記巻回軸との連結状態が解除され、駆動軸側の影響を受けること無く、前記巻回軸は巻取方向に回動する。

一方、前記ベルトを引っ張ると、ベルト引出方向に回転した従動歯車により、前記連結歯車は、前記従動歯車との噛合方向へ移動し、噛合状態となる。これにより、前記ベルト引出方向への前記巻回軸の回動が防止され、前記巻取方向のみの回動を可能とすることができる。

以上説明したように本発明の請求項１のウインチ構造にあっては、前記駆動軸に設けられた駆動歯車と前記巻回軸に設けられた従動歯車とを連結する連結歯車の支持位置を移動するだけで、前記駆動歯車と前記従動歯車とを切り離し、前記駆動軸から前記巻回軸への動力の伝達を遮断することができる。

したがって、駆動源からの動力を断続する噛み合い式のドグクラッチを用いる場合と比較して、部品点数を削減することができ、簡単な構造で動力伝達の断続を実現することができる。

また、請求項２のウインチ構造においては、前記連結歯車及び前記駆動歯車を噛合した状態で連結した連結板をアクチュエータで回動することによって、動力の伝達を切断することができる。

さらに、請求項３のウインチ構造では、前記ベルトに弛みが生じた際に前記渦巻バネによって前記巻回軸を回動することで、当該巻回軸に前記ベルトを巻回することができる。

このため、駆動源からの駆動力で前記巻回軸を回動してベルトを巻回する際に、該ベルトで引き寄せられる車椅子の移動速度が前記ベルトの巻回速度より速くなり、前記ベルトに弛みが生じた場合であっても、当該ベルトの弛みを防止することができる。

そして、前記ベルト巻取方向に回動する前記従動歯車からの力を受けた前記連結歯車が前記従動歯車から離れる方向へ移動することで、前記駆動歯車が設けられた前記駆動軸と前記従動歯車が設けられた前記巻回軸との連結状態が解除されるため、駆動軸側の影響を受けずに前記巻回軸を回動することができる。

このため、前記駆動源が停止状態であっても、前記ベルトが取り付けられた車椅子を移動することによって、前記ベルトを前記巻回軸に巻回することができる。

一方、車椅子に生じた力によって前記ベルトに引っ張り力が加えられた際には、前記従動歯車が前記ベルト引出方向へ回動しようとする。すると、前記連結歯車は、前記従動歯車と噛合する方向へ移動するため、前記連結歯車が前記従動歯車に噛合した噛合状態となる。

これにより、前記従動歯車は、前記駆動源に接続され、前記ベルトの引き出しが防止され、ベルトの引き出しに起因した車椅子の後退を確実に防止することができる。

したがって、駆動源停止時には、前記渦巻バネによる前記ベルトの巻き取りを可能とすることで前記ベルトの弛みを防止する一方、前記巻回軸からの前記ベルトの引き出しは禁止することで、車椅子の不用意な後退を防止することができる。

加えて、駆動源で前記駆動軸をベルト引出方向に回動した際に前記ベルトが引き出されず、前記巻回軸の従動歯車が動かない場合、前記駆動歯車に噛合した前記連結歯車は、前記従動歯車からの反力を受けることとなる。このとき、該従動歯車から前記連結歯車が受ける反力は、前記従動歯車をベルト巻取方向に回動した場合と同じ方向となる。

このため、前記連結歯車は、前記従動歯車から離れる方向へ移動し、前記連結歯車及び前記駆動歯車が空回りするので、不用意なベルトの引き出しを防止することができる。よって、ベルトの弛みを未然に防止することができる。

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備えたウインチ１を示す図であり、該ウインチ１は、福祉車両の後部室に設置され、該後部室の車体フロアと路面との間に掛け渡されたスロープに沿って車椅子を移動する際に、その移動を補助する装置である。

前記ウインチ１のベース１１は、Ｌ字状の第一ベース部材１２と第二ベース部材１３とが対向した状態で固定されてなり、前記第一ベース部材１２には、駆動モータ１４が固定されている。該駆動モータ１４からの出力は、減速ギア１５を介して出力されるように構成されており、該減速ギア１５から延出した駆動軸１６は、前記第一ベース部材１２を挿通するとともに、その先端部には駆動歯車１７が固定されている。

前記第一ベース部材１２には、巻回軸２１の一端が支持されており、該巻回軸２１の一端側には、従動歯車２２が固定されている。前記巻回軸２１の他端は、前記第二ベース部材１３を挿通した状態で支持されており、前記第一ベース部材１２と前記第二ベース部材１３間に位置する前記巻回軸２１の部位には、ベルト２３の一端が固定されている。該ベルト２３の他端には、図外のフックが設けられており、該フックを車椅子のフレームに係脱自在に係止できるように構成されている。

これにより、このフックを前記車椅子に係止した状態で、前記ベルト２３を前記巻回軸２１に巻回して巻き取ることによって、前記車椅子を前記スロープに沿って引き上げられるように構成されている。

前記第二ベース部材１３の側部には、当該第二ベース部材１３に一端が固定された渦巻バネ３１が設けられており、該渦巻バネ３１の他端は、前記第二ベース部材１３を挿通した前記巻回軸２１の他端部に固定されている。これにより、前記巻回軸２１には、図２にも示すように、前記渦巻バネ３１からのバネ力が加えられており、当該巻回軸２１には、ベルト巻取方向３２へ回動する回転力が付与されている。

この巻回軸２１と前記駆動軸１６との間には、該駆動軸１６から前記巻回軸２１への動力の伝達を断続する動力断続機構４１が設けられている。該動力断続機構４１は、前記駆動軸１６に設けられた前記駆動歯車１７を前記巻回軸２１に設けられた前記従動歯車２２に連結する連結歯車４２と、該連結歯車４２の支持位置を移動して前記駆動歯車１７との噛合状態を解除する噛合解除手段によって構成されている。

具体的に説明すると、前記駆動軸１６に設けられた前記駆動歯車１７には、前記連結歯車４２が噛合するように構成されており、該連結歯車４２と前記駆動歯車１７とは、両者を側部から挟持する連結板５１，５１によって連結されている。これにより、前記駆動歯車１７と前記連結歯車４２とは、噛合した状態が維持されている。

前記連結板５１，５１は、前記駆動軸１６を介して前記第一ベース部材１２に支持されており、当該連結板５１，５１は、前記駆動軸１６を中心に回動できるように構成されている。この連結板５１，５１の自由端側に設けられた前記連結歯車４２は、前記従動歯車２２に噛合した噛合状態５２と、前記従動歯車２２から離れた非噛合状態５３とを形成できるように構成されている。

この連結板５１，５１の基端部からは、レバー６１，６１が延出しており、該レバー６１，６１には、前記第一ベース部材１２に固定された噛合解除手段を構成するアクチュエータ６２の作動軸６３が連結されている。このアクチュエータ６２は、ソレノイドによって構成されており、通電時に前記作動軸６３を磁力で吸引して後退するように構成されている。これにより、前記アクチュエータ６２を作動して前記連結板５１，５１を前記駆動軸１６を中心に回動することで、当該連結板５１，５１の自由端部に設けられた前記連結歯車４２を前記従動歯車２２から離した前記非噛合状態５３を形成できるように構成されている。

前記連結歯車４２を支持する支持軸７１は、図１の（ａ）に示したように、前記第一ベース部材１２に設けられた長穴７２を挿通した状態で支持されており、当該支持軸７１は、前記長穴７２に沿って移動できるように構成されている。該長穴７２は、図２に示したように、前記支持軸７１に支持された前記連結歯車４２を、前記従動歯車２２に噛み込ませる噛合方向７３と、前記従動歯車２２から離れる逃げ方向７４とへ移動できるように延設されている。

すなわち、図３に示すように、前記駆動歯車１７の中心１７ａと前記従動歯車２２の中心２２ａとを結んだ直線７５から上方にずらした位置に前記連結歯車４２の中心４２ａが設置され、前記従動歯車２２と前記連結歯車４２の作用線７６方向に対し鋭角な範囲に前記連結歯車４２の移動方向７７が設定されている。

これにより、大径の前記従動歯車２２がベルト引出方向８１に回動した際には、図２及び図４に示すように、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２からの力を受けて前記噛合方向７３へ移動し、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２に噛合した前記噛合状態５２を形成できるように構成されている。

そして、前記巻回軸２１を前記ベルト巻取方向３２に回動する前記渦巻バネ３１は、図５に示すように、前記連結歯車４２を前記従動歯車２２から離れる方向に移動させるのに十分な反力を持っており、前記渦巻バネ３１のトルクＴ１は、該トルクＴ１により前記作用線７６方向へ働く力Ｆ１による前記移動方向７７への成分Ｆ１’が、前記連結歯車４２の自重Ｆ２による前記作用線７６方向への成分Ｆ２’より大きくなる（Ｆ１’＞Ｆ２’）ように設定されている。これにより、この渦巻バネ３１の反力で前記従動歯車２２が前記ベルト巻取方向３２に回動した際には、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２からの力（Ｆ１’）を受けて前記移動方向７７に沿って逃げ方向７４へ移動し、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２から離れた非噛合状態５３を形成でき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６〜図９を用いて説明する。

すなわち、図６に示したように、前記ベルト２３のフックを車椅子に係止して当該車椅子をスロープに沿って引き上げる際１０１には、前記駆動モータ１４によって前記駆動軸１６を正転し、前記従動歯車２２をベルト巻取方向３２へ回動する。すると、前記ベルト２３が前記巻回軸２１に巻回され巻き取られることによって、前記車椅子は前記スロープに沿って引き上げられる。

一方、前記ベルト２３に係止された車椅子をスロープに沿って降ろす際１０２には、前記駆動モータ１４によって前記駆動軸１６を反転し、前記従動歯車２２をベルト引出方向８１へ回動すると、前記車椅子の自重によって前記ベルト２３が前記巻回軸２１から引き出され、前記車椅子は前記スロープに沿って下降する。

また、図７に示したように、前記ベルト２３のフックを車椅子から外して当該ベルト２３を巻き取る際１１１には、前記アクチュエータ６２を通電して作動軸６３を後退し、前記連結板５１，５１を回動する。すると、当該連結板５１，５１の自由端側に設けられた前記連結歯車４２が、前記従動歯車２２から離れた前記非噛合状態５３が形成される。

詳細に説明すると、前記連結歯車４２及び前記駆動歯車１７は、噛合した状態で連結板５１，５１によって連結されており、この連結板５１，５１は、前記駆動軸１６を中心に回動可能に支持されている。そして、前記アクチュエータ６２の作動軸６３を後退して前記連結板５１，５１を回動することで、当該連結板５１，５１の自由端側に設けられた前記連結歯車４２を前記従動歯車２２から離した前記非噛合状態５３を形成することができる。

これにより、前記駆動歯車１７と前記従動歯車２２とが切り離され、前記従動歯車２２が設けられた前記巻回軸２１から前記駆動歯車１７が設けられた前記駆動軸１６への力の伝達を遮断することができる。

このとき、前記巻回軸２１は、前記渦巻バネ３１からのバネ力が加えられており、当該巻回軸２１には、ベルト巻取方向３２へ回動する回転力が付与されている。このため、この回転力によって前記巻回軸２１がベルト巻取方向３２へ回動することで、当該巻回軸２１に前記ベルト２３を巻き取ることができる。

そして、前記巻回軸２１から前記ベルト２３を引き出す際１１２にも、前記アクチュエータ６２を作動して前記非噛合状態５３を形成することで、前記駆動モータや前記減速ギア１５の影響を受けること無く、前記巻回軸２１を前記ベルト引出方向８１へ回動することができる。

また、図８に示したように、前記アクチュエータ６２を作動しない状態で、前記ベルト２３が当該ウインチ１側へ戻され当該ベルト２３に弛みが生じた際１２１には、前記巻回軸２１は、前記渦巻バネ３１の回転力によって回動し、前記従動歯車２２が前記ベルト巻取方向３２に回動する。

すると、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２からの力を受けて前記逃げ方向７４へ移動し、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２から離れた非噛合状態５３が形成される。このため、前記駆動軸１６側の状態に関わらず、前記渦巻バネ３１の回転力によって前記ベルト２３を前記巻回軸２１に巻き取ることができる。

一方、車椅子に生ずるスロープ下り方向への力によって前記ベルト２３に引っ張り力が加えられた際１２２には、前記従動歯車２２が前記ベルト引出方向８１へ回動しようとする。すると、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２からの力を受けて前記噛合方向７３へ移動するため、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２に噛合した前記噛合状態５２を維持することができる。

これにより、前記従動歯車２２には、前記駆動モータ１４の回転力と、前記減速ギア１５による大きな減衰力を作用させることができるため、前記ベルト２３の引き出しに起因した車椅子の後退を確実に防止することができる。

そして、図９に示したように、前記ベルト２３に係止された前記車椅子をスロープに沿って引き上げる最中において、前記駆動モータ１４による前記車椅子の引き上げ速度より介護者による前記車椅子の押し上げ速度が速くなり、前記ベルト２３に弛みが生じた際１３１には、前記巻回軸２１は、前記渦巻バネ３１の回転力によって回動する。

これにより、前記従動歯車２２が前記ベルト巻取方向３２に回動した際には、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２からの力を受けて前記逃げ方向７４へ移動し、前記連結歯車４２が前記従動歯車２２から離れた非噛合状態５３が形成される。このため、前記駆動モータ１４の回転速度と無関係に、前記ベルト２３を前記巻回軸２１に巻き取ることができる。

一方、前記駆動モータ１４を反転して前記巻回軸２１から前記ベルト２３を引き出す際１３２に、当該ベルト２３が引張されず、弛みが生じた際には、前記巻回軸２１は、前記渦巻バネ３１の力を受けることによって回転しない。

このとき、前記駆動歯車１７で回動される前記連結歯車４２には、前記従動歯車２２からの反力を受けることとなる。すると、該従動歯車２２から前記連結歯車４２が受ける反力は、前記従動歯車２２をベルト巻取方向３２に回動した場合と同じ方向となる。

このため、前記連結歯車５１は、前記従動歯車２２から離れる逃げ方向７４へ移動し、前記連結歯車４２及び前記駆動歯車１７が空回りするので、不用意なベルト２３の引き出しを防止することができる。よって、ベルト２３の弛みを未然に防止することができる。

このように、前記駆動軸１６に設けられた駆動歯車１７と前記巻回軸２１に設けられた従動歯車２２とを連結する前記連結歯車４２の支持軸７１を前記長穴７２に沿って移動することで、前記連結歯車４２と前記従動歯車２２との噛合状態を解除することができる。

これにより、前記駆動歯車１７と前記従動歯車２２とを切り離し、前記駆動歯車１７が設けられた前記駆動軸１６から前記従動歯車２２が設けられた前記巻回軸２１への動力の伝達を遮断することができる。

このように、前記連結歯車４２の支持位置を移動するだけで、前記駆動軸１６から前記巻回軸２１への動力の伝達を遮断することができる。したがって、駆動モータ１４からの動力を断続する噛み合い式のドグクラッチを用いる場合と比較して、部品点数を削減することができ、簡単な構造で動力伝達の断続を実現することができる。

また、車椅子をスロープに沿って手動で押し上げる際には、ベルト２３に生ずる弛みを防止しつつ、前記スロープに沿った車椅子の後退を確実に防止することができる。

本発明の一実施の形態を示す図で、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は模式図である。 同実施の形態の動作を示す説明図である。 同実施の形態の連結歯車の移動方向を示す説明図である。 同実施の形態を示す模式図で、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 同実施の形態の渦巻バネのトルクに関する説明図である。 同実施の形態の動作を示す説明図である。 図６に続く動作を示す説明図である。 図７に続く動作を示す説明図である。 図８に続く動作を示す説明図である。

符号の説明

１ ウインチ
１４ 駆動モータ
１６ 駆動軸
１７ 駆動歯車
１７ａ 中心
２１ 巻回軸
２２ 従動歯車
２２ａ 中心
２３ ベルト
３１ 渦巻バネ
４１ 動力断続機構
４２ 連結歯車
４２ａ 中心
５１ 連結板
５２ 噛合状態
５３ 非噛合状態
６２ アクチュエータ
７１ 支持軸
７２ 長穴
７３ 噛合方向
７４ 逃げ方向
７５ 直線
７６ 作用線
７７ 移動方向
Ｔ１ トルク

Claims (3)

1. 車椅子に取り付けられるベルトを巻回する巻回軸と該巻回軸を回動する駆動軸との間に、該駆動軸から前記巻回軸への動力の伝達を断続する動力断続機構が設けられたウインチ構造において、
   前記動力断続機構を、前記駆動軸に設けられた駆動歯車を前記巻回軸に設けられた従動歯車に連結する連結歯車と、該連結歯車の支持位置を移動して前記駆動歯車又は前記従動歯車との噛合状態を解除する噛合解除手段とで構成したことを特徴とするウインチ構造。
2. 前記連結歯車及び前記駆動歯車を噛合した状態で連結する連結板を支持し、該連結板の自由端側に設けられた前記連結歯車が前記従動歯車に噛合した噛合状態と前記連結歯車が前記従動歯車から離れた非噛合状態とを形成可能に構成するとともに、
   前記連結板を回動して前記非噛合状態を形成するアクチュエータで前記噛合解除手段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. 前記巻回軸をベルト巻取方向に回動するとともに前記連結歯車を前記従動歯車から離れる方向に移動させるのに十分な反力を持った渦巻バネを設ける一方、
   前記駆動歯車の中心と前記従動歯車の中心とを結んだ直線から上方にずらした位置に前記連結歯車の中心を設置し、前記従動歯車と前記連結歯車の作用線方向に対し鋭角な範囲に前記連結歯車の移動方向を設定したことを特徴とする請求項１又は２記載のウインチ構造。

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