JP2013060266A - 電動ウィンチの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の電動ウィンチの駆動状態にアンバランスが生じた場合に、操作者の意思に依らず各電動ウィンチを緊急停止する。
【解決手段】カウンタ部５１は、各回転センサ９６からのパルス信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数をそれぞれカウントし、差分値比較部５２は、各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬから差分値δＣｔを算出しつつ、差分値δＣｔとしきい値Ｔｈとを比較する。差分値比較部５２は、さらに差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以上のときに、各電動ウィンチ３０の制御を停止する停止信号Ｓｔｐを出力する。したがって、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈよりも大きくなると、各電動ウィンチ３０の制御を停止させることができる。つまり、車椅子（被牽引物）の右側と左側とで重量配分にアンバランスが生じた場合に、介助者の意思に依らず各電動ウィンチ３０の制御を停止（緊急停止）することができる。
【選択図】図６

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（操作者）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。

車椅子をスロープの延在方向に沿わせて安定して牽引するために、車椅子搭載スペースの前方側でかつ左右側に一対の電動ウィンチを設置し、これらの各電動ウィンチをコントローラにより同期動作させるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載されたウィンチ制御装置は、左右側の駆動モータ（モータ），左右側のエンコーダ（回転センサ）および制御部（コントローラ）を備え、制御部は、各エンコーダからのパルス（検出信号）に基づいて各駆動モータを駆動または停止させる制御を行っている。

特開２００７−０５０９６５号公報（図１，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、以下に示すような問題点を生じ得る。つまり、車椅子の左右側で重量配分が異なる場合、例えば右側が３０ｋｇ（Ｆ１）で左側が５０ｋｇ（Ｆ２）のように重量配分が異なる場合においては、左側の電動ウィンチに掛かる負荷（Ｆ２）の方が右側の電動ウィンチに掛かる負荷（Ｆ１）よりも大きくなる（Ｆ２＞Ｆ１）。すると、この左右側での負荷のアンバランスによって、右側の電動ウィンチはベルトを引き込み易くなり、左側の電動ウィンチはベルトを引き込み難くなる。この状態のもとで各電動ウィンチは継続して駆動され、ひいては車椅子がスロープ上で徐々に左側に移動してしまう。したがって、車椅子がスロープ上で左側または右側に移動するような場合においては、操作者の意思に依らず各電動ウィンチを緊急停止させる工夫が必要となる。

本発明の目的は、一対の電動ウィンチの駆動状態にアンバランスが生じた場合に、操作者の意思に依らず各電動ウィンチを緊急停止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、前記ドラムの回転を検出する回転センサとをそれぞれ有する一対の電動ウィンチ、および前記各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、前記コントローラは、前記各回転センサからの検出信号がそれぞれ入力され、当該検出信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数をそれぞれカウントするカウンタ部と、前記カウンタ部で得た前記各回転センサのカウント値から差分値を算出するとともに、当該差分値と予め格納されたしきい値とを比較し、前記差分値が前記しきい値以上のときに、前記各電動ウィンチの制御を停止する停止信号を出力する差分値比較部と、前記停止信号が入力され、当該停止信号の入力に基づいて前記各電動ウィンチの駆動を停止する駆動制御部と、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、前記カウンタ部は、操作者により操作される操作部材からの操作信号の入力に基づいて前記各カウント値をリセットした後、前記各検出信号のカウントを開始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、操作者により操作される操作部材からの電源オフ信号の入力時に、当該時点での前記各カウント値を記憶する記憶部を有し、前記カウンタ部は、前記操作部材からの操作信号の入力に基づいて前記記憶部から前記各カウント値を読み込み、読み込んだ前記各カウント値を基準にカウントを開始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、前記記憶部から読み込んだ前記各カウント値から前記差分値を算出するとともに、前記差分値比較部によって当該差分値と前記しきい値とを比較し、前記差分値が前記しきい値以上のときに、前記差分値を小さくする制御を行う差分値吸収部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によれば、カウンタ部は、各回転センサからの検出信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数をそれぞれカウントし、差分値比較部は、カウンタ部で得た各回転センサのカウント値から差分値を算出しつつ、差分値としきい値とを比較する。差分値比較部は、差分値がしきい値以上のときに、各電動ウィンチの制御を停止する停止信号を出力する。これにより、一方の電動ウィンチのドラムと他方の電動ウィンチのドラムとの回転数差、つまり差分値がしきい値以上になると、各電動ウィンチの制御を停止させることができる。したがって、被牽引物の一方側と他方側とで重量配分にアンバランスが生じた場合に、操作者の意思に依らず各電動ウィンチの制御を停止（緊急停止）することができる。よって、被牽引物が一方側または他方側に逸れて移動することを抑制でき、ひいては信頼性を向上させることができる。

この場合、カウンタ部を、操作者により操作される操作部材からの操作信号の入力に基づいて各カウント値をリセットした後、各検出信号のカウントを開始するようにできる。よって、各電動ウィンチを停止した後に、操作者が一方の電動ウィンチのドラムと他方の電動ウィンチのドラムとの回転数差を修正し、再び操作部材によって操作する時には、各カウント値をリセットした状態から各検出信号のカウントを開始するようにでき、差分値の精度を向上させることができる。

また、コントローラに、操作者により操作される操作部材からの電源オフ信号の入力時に、当該時点での各カウント値を記憶する記憶部を設け、カウンタ部を、操作部材からの操作信号の入力に基づいて記憶部から各カウント値を読み込み、読み込んだ各カウント値を基準にカウントを開始するようにできる。よって、各カウント値の差分が大きく異なった状態で電源オフ信号が入力された場合に、次回の電源オン信号の入力時において各電動ウィンチが動作するのを禁止して車椅子被牽引物を移動させないので、被牽引物をより精度良く真っ直ぐに移動させることが可能となる。

さらに、コントローラは、記憶部から読み込んだ各カウント値から差分値を算出するとともに、差分値比較部によって当該差分値としきい値とを比較し、差分値がしきい値以上のときに、差分値を小さくする制御を行う差分値吸収部を有する。よって、各カウント値の差分値がしきい値以上の状態で電動ウィンチを駆動した場合、コントローラは差分値吸収部によって差分値を小さくする制御を各電動ウィンチに行わせるため、車椅子を精度良く真っ直ぐに移動させることが可能となる。

（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の電動ウィンチの内部構造（一部）を示す斜視図である。 コントローラの内部構造を示すブロック図である。 第１実施の形態に係る制御内容を示すフローチャートである。 牽引途中でドラム回転量に差が生じた場合の車椅子の挙動を説明する説明図である。 時間とドラム回転量（カウント値）との関係を示すグラフである。 第２実施の形態に係る制御内容を示すフローチャートである。 牽引前の電源オフ時においてベルト引出量に差がある場合の電動ウィンチの動作を説明する説明図である。 時間とベルト引出量（カウント値）との関係を示すグラフである。

以下、本発明の第１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の電動ウィンチの内部構造（一部）を示す斜視図を、図６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。

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と通信可能であり、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、主電源スイッチ６２をオン操作してシステム電源をオン状態にすると、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。

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できるようになっている。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。

主電源スイッチ６２がオン状態で、かつリモコン電源スイッチ７２をオン操作することで、リモコン７０を用いて各電動ウィンチ３０を操作できるようになるが、この場合のリモコン７０の操作は介助者によって行うようにする。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を押すと、各電動ウィンチ３０が各ベルト３２を巻き取る動作を開始する。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による各ベルト３２の巻き取り動作が継続され、車椅子搭載スペース１１への車椅子２０の搭載が各電動ウィンチ３０によってアシストされる。

一方、出スイッチ７４を押すと、今度は各電動ウィンチ３０が逆方向に作動し、各ベルト３２を送り出す動作を開始する。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の降ろし動作が各電動ウィンチ３０によってアシストされる。ここで、介助者は、リモコン７０の操作中においては、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。

車両１０の右側（一方側）および左側（他方側）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および図５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。

モータとしての電動モータ部８０は、モータ部８１とギヤ部８２とを備えている。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。ウォームホイールには出力軸（図示せず）が一体に設けられ、当該出力軸はドラム部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。

ドラム部９０は、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。

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。

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（図４参照）の出力軸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。また、ドラム９２とドラム軸９２ａとの間には、ドラム軸９２ａに対してベルト巻き取り方向へは、ドラム９２とドラム軸９２ａとが相対回転可能で、ドラム軸９２ａに対してベルト送り出し方向へは、ドラム９２とドラム軸９２ａとが一体回転する図示しないワンウェイクラッチが設けられている。

ラチェット機構９３は、ドラム軸９２ａ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のベルト３２を巻き取る方向（図示では反時計回り方向）への回転を許容し、ベルト３２を送り出す方向（図示では時計回り方向）への回転を阻止す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、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、ベルト３２を送り出す方向へのドラム９２の回転が阻止され、スロープ１２上での車椅子２０の後退が防止される。一方、ソレノイド駆動部材９３ｃに駆動電流を供給することで、内蔵バネのバネ力に抗して駆動ピン９３ｄは引っ込むようになっている。これにより、ラッチギヤ９３ａへの歯止め９３ｂの係合が解かれて、ベルト３２を送り出す方向へのドラム９２の回転が許容され、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。

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を巻き取る方向に回転する回転力を発生し、減速ギヤ機構９４ｃ，小径ギヤ９４ｂおよびスパーギヤ９４ａを介して回転力をドラム９２に伝達するようになっている。また、小径ギヤ９４ｂと減速ギヤ機構９４ｃとの間には、図示しないトルクリミッタが設けられ、当該トルクリミッタ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６に示すように、コントローラ５０は、カウンタ部５１，差分値比較部５２および駆動制御部５３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操作情報が入力されるようになっており、コントローラ５０は、当該操作情報に基づいて車両１０の左右側に設けた一対の電動ウィンチ３０を、同期して駆動制御するようになっている。

コントローラ５０には、さらに、各電動ウィンチ３０の駆動状態信号（フィードバック信号）である各ドラム９２の回転を検出する各回転センサ９６からの検出信号が入力され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。

カウンタ部５１には、各回転センサ９６からの検出信号（パルス信号）がそれぞれ入力されるようになっている。カウンタ部５１は、入力された各パルス信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数をそれぞれカウントし、各回転センサ９６ごとのカウント値ＣｔＲ，ＣｔＬ（右側および左側）を生成するとともに、各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを差分値比較部５２に出力するようになっている。

差分値比較部５２には、カウンタ部５１でカウントした各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬがそれぞれ入力され、差分値比較部５２は、入力された各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬから差分値δＣｔ（＝｜ＣｔＲ−ＣｔＬ｜）を算出するようになっている。差分値比較部５２には、さらに所定の大きさに設定されたしきい値Ｔｈが格納されており、差分値比較部５２は、差分値δＣｔとしきい値Ｔｈとを比較する比較処理を実行するようになっている。そして、差分値比較部５２は、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈよりも大きいと判断した場合には、駆動制御部５３に停止信号Ｓｔｐを出力するようになっている。

駆動制御部５３は、各電動ウィンチ３０に対して駆動電流を供給したり停止したりする制御を実行するようになっている。駆動制御部５３には、差分値比較部５２から停止信号Ｓｔｐが入力されるようになっており、駆動制御部５３は、入力された停止信号Ｓｔｐに基づいて、各電動ウィンチ３０への駆動電流の供給を停止し、各電動ウィンチ３０の駆動を停止するようになっている。なお、図６の破線で囲った差分値吸収部５２ａおよび記憶部５４は、後述する第２実施の形態の構成要素を示している。

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７は第１実施の形態に係る制御内容を示すフローチャートを、図８は牽引途中でドラム回転量に差が生じた場合の車椅子の挙動を説明する説明図を、図９は時間とドラム回転量（カウント値）との関係を示すグラフをそれぞれ表している。

図７に示すように、まず、ステップＳ１において、操作パネル６０の主電源スイッチ６２がオン操作されてシステム電源がオン状態となり、さらにリモコン７０の入スイッチ７３または出スイッチ７４が操作されると、これらの操作状態が操作信号としてコントローラ５０に入力される。すると、コントローラ５０は、これらの操作信号の入力に基づき、続くステップＳ２でシステムの初期化、具体的にはカウンタ部５１でカウントした各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬをリセットする。

その後、ステップＳ３に進み、駆動制御部５３から各電動ウィンチ３０に駆動電流が供給されて、各電動ウィンチ３０が同期して正方向または逆方向に回転駆動される。続くステップＳ４では、カウンタ部５１が各電動ウィンチ３０に設けた各回転センサ９６からのパルス信号に基づき、当該パルス信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数のカウントを開始する。つまり、各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを生成する。

ステップＳ５では、差分値比較部５２に各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬが入力され、差分値比較部５２において、差分値δＣｔを算出するとともに、当該差分値δＣｔとしきい値Ｔｈとを比較する比較処理が実行される。そして、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈよりも大きいと判断した場合（yes判定）にはステップＳ６に進み、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以下であると判断した場合（no判定）にはステップＳ７に進む。

ここで、図８に示すように、車椅子２０の左右側で重量配分が異なり、例えば、車椅子２０の左側重量が右側重量よりも重い場合（左側重量＞右側重量）には、各電動ウィンチ３０は何れも同じものであるため、右側の電動ウィンチ３０のベルト３２の引き込み量ＰＲ（実線矢印）と、左側の電動ウィンチ３０のベルト３２の引き込み量ＰＬ（破線矢印）とで差が生じる場合がある（ＰＲ＞ＰＬ）。

引き込み量ＰＲ，ＰＬ（各ドラム９２の回転量）の差が大きくなると、これらの引き込み量ＰＲ，ＰＬと比例する各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬの差も大きくなり、図９に示すように、差分値δＣｔ＞しきい値Ｔｈを満たすようになる。つまり、ステップＳ５においてyes判定となりステップＳ６に進み、ステップＳ６では差分値比較部５２から駆動制御部５３に向けて停止信号Ｓｔｐが出力される。そして、駆動制御部５３は、入力された停止信号Ｓｔｐに基づき、各電動ウィンチ３０への駆動電流の供給を停止し、ひいては各電動ウィンチ３０の駆動を停止する。

これにより、図８に示すような車椅子２０の挙動、つまり図中矢印Ｍ２方向に車椅子２０が移動してしまい、スロープ１２に対して車椅子２０が左側に逸れていくような挙動を抑制することができる。また、ステップＳ６では、ステップＳ５でyes判定されたこと、つまり車椅子２０が真っ直ぐに進まない緊急状態であることに基づき、操作パネル６０のブザー６５から警報音を発生させ、介助者に緊急停止したことを知らせるようになっている。そして、ブザー６５からの警報音の発生により介助者は緊急停止したことを知り、各ドラム９２の回転数差を修正（差分値をゼロに）したり、各ドラム９２の回転数に差が生じたりする（差分値が大きくなる）問題を解消することができる。

一方、ステップＳ７では、ステップＳ５での差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以下であるとの判断（no判定）に基づき、今度は、各電動ウィンチ３０が過負荷状態であるか否か、さらには操作パネル６０やリモコン７０の操作がオフ操作であるか否かを判定する。このステップＳ７での判定処理は、駆動制御部５３によって実行され、例えば、車椅子２０の合計重量が所定値以上（例えば１５０ｋｇ以上）である場合には、各電動ウィンチ３０が過負荷状態である（yes判定）としてステップＳ６に進む。また、例えば、リモコン７０の操作が解除された場合には、介助者は各電動ウィンチ３０の停止を要求している（yes判定）としてステップＳ６に進む。なお、ステップＳ７において、過負荷状態ではなくリモコン７０が操作中であると判定（no判定）した場合には、上流のステップＳ３に戻る。

ここで、各電動ウィンチ３０が過負荷状態（緊急状態）で、その動作を停止させる場合には、続くステップＳ６において操作パネル６０のブザー６５から警報音を発生させる。一方、リモコン７０の操作解除（操作オフ）による停止処理等の場合（通常停止の場合）については、ブザー６５からは警報音を発生させない。なお、各電動ウィンチ３０の過負荷状態を判定するには、例えば、駆動制御部５３からの駆動電流の大きさと、各回転センサ９６からの検出信号（パルス信号）を監視すれば良い。つまり、駆動電流が大きい状態であるにも関わらず、各回転センサ９６からの検出信号の発生頻度が少ない場合に、各電動ウィンチ３０が動作し難い状態（過負荷状態）であると判定できる。

以上詳述したように、第１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、カウンタ部５１は、各回転センサ９６からのパルス信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数をそれぞれカウントし、差分値比較部５２は、各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬから差分値δＣｔを算出しつつ、差分値δＣｔとしきい値Ｔｈとを比較する。差分値比較部５２は、さらに差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以上のときに、各電動ウィンチ３０の制御を停止する停止信号Ｓｔｐを出力する。

これにより、右側のドラム９２と左側のドラム９２との回転数差、つまり差分値δＣｔがしきい値Ｔｈよりも大きくなると、各電動ウィンチ３０の制御を停止させることができる。したがって、車椅子２０の右側と左側とで重量配分にアンバランスが生じた場合に、介助者の意思に依らず各電動ウィンチ３０の制御を停止（緊急停止）することができる。よって、車椅子２０が右側または左側に逸れて移動することを抑制でき、ひいては信頼性を向上させることができる。

次に、本発明の第２実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態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。

図１０は第２実施の形態に係る制御内容を示すフローチャートを、図１１は牽引前の電源オフ時においてベルト引出量に差がある場合の電動ウィンチの動作を説明する説明図を、図１２は時間とベルト引出量（カウント値）との関係を示すグラフをそれぞれ表している。

第２実施の形態においては、図６に示すようにコントローラ５０に、さらに差分値吸収部５２ａおよび記憶部５４を設けており、この点が第１実施の形態と異なっている。なお、差分値吸収部５２ａはコントローラ５０の差分値比較部５２に設けられている。差分値吸収部５２ａは、各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬの差をゼロに近付ける（差分値を小さくする）よう各電動ウィンチ３０をそれぞれ制御するようになっている。また、記憶部５４では、操作パネル６０およびリモコン７０から入力される操作信号が「電源オフ信号」である場合、つまりリモコン７０の操作がオフ操作状態である場合や、操作パネル６０の主電源スイッチ６２がオフ操作されてシステム電源がオフ状態となった場合に、当該時点、つまり電源オフ信号が入力された時の各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを記憶するようになっている。そして、システム電源が再度オン状態となり、リモコン７０の入スイッチ７３または出スイッチ７４が操作されると、記憶部５４から各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを読み込み、読み込んだ各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬに加算するカウントを開始するようになっている。

図１０に示すように、まず、ステップＳ１０において、操作パネル６０の主電源スイッチ６２がオン操作されてシステム電源がオン状態となり、さらにリモコン７０の入スイッチ７３または出スイッチ７４が操作されると、これらの操作状態が操作信号としてコントローラ５０に入力される。すると、コントローラ５０は、これらの操作信号の入力に基づき、続くステップＳ１１において、記憶部５４から前回の電源オフ時に記憶した各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを読み込む。そして、読み込んだ各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬは差分値比較部５２に入力される。

続くステップＳ１２では、差分値比較部５２において、読み込んだ各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬに基づき差分値δＣｔを算出するとともに、当該差分値δＣｔとしきい値Ｔｈとを比較する比較処理が実行される。そして、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈよりも大きいと判断した場合（yes判定）にはステップＳ１３に進み、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以下であると判断した場合（no判定）にはステップＳ１６に進む。

ステップＳ１３では、ステップＳ１１で読み込んだ各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬの差を、ゼロに近付けるよう差分値吸収部５２ａを介して各電動ウィンチ３０を制御（差分吸収制御）するようになっている。具体的には、図１１に示すように各ベルト３２の引き出し量Ｌ１，Ｌ２の差がそもそも大きい状態（Ｌ１＞Ｌ２）においては、これらの引き出し量Ｌ１，Ｌ２と比例する各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬの差も大きい状態となっている。これにより、図１２の「駆動停止」の時間位置に示すように、各電動ウィンチ３０を作動させる前から差分値δＣｔ＞しきい値Ｔｈを満たした状態となっている。つまり、ステップＳ１３では、差分値吸収部５２ａから駆動制御部５３に向けて差分値吸収信号Ｄａｓが出力される。

そして、駆動制御部５３は、入力された差分値吸収信号Ｄａｓに基づき、ベルト３２の引き出し量（カウント値）の大きいＲ側、つまり図１１における引き出し量Ｌ１側の電動ウィンチ３０をベルト３２の巻き取り方向（カウント値を小さくする方向）へ駆動する。または、ベルト３２の引き出し量（カウント値）の小さいＬ側、つまり図１１における引き出し量Ｌ２側の電動ウィンチ３０をベルト３２の送り出し方向（カウント値を大きくする方向）へ駆動する。または、ベルト３２の引き出し量の大きいＲ側の電動ウィンチ３０をベルト３２の巻き取り方向へ駆動しつつ、ベルト３２の引き出し量の小さいＬ側の電動ウィンチ３０をベルト３２の送り出し方向へ駆動する。これにより、各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬの差がゼロに近付いていく。

次に、ステップＳ１４では、カウンタ部５１が各電動ウィンチ３０に設けた各回転センサ９６からのパルス信号に基づき、当該パルス信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数のカウントを開始する。つまり、カウンタ部５１では、ステップＳ１１で読み込んだ各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを基準として、これらの基準値に加算していくカウントを開始する。その後、ステップＳ１５では、ステップＳ１４で加算した各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬが差分値比較部５２に入力され、差分値比較部５２において、差分値δＣｔを算出するとともに、当該差分値δＣｔとしきい値Ｔｈとを比較する比較処理が実行される。そして、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈよりも大きいと判断した場合（yes判定）には上流側のステップＳ１３に戻り、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以下であると判断した場合（no判定）にはステップＳ１６に進む。

このステップＳ１４およびステップＳ１５の処理により、ステップＳ１３による差分吸収制御が正しく実行されているか否かを確認している。

ステップＳ１６では、駆動制御部５３から各電動ウィンチ３０に駆動電流が供給されて、各電動ウィンチ３０が同期して正方向または逆方向に回転駆動される。続くステップＳ１７では、カウンタ部５１が各電動ウィンチ３０に設けた各回転センサ９６からのパルス信号に基づき、当該パルス信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数のカウントを開始する。つまり、カウンタ部５１では、ステップＳ１１（差分吸収制御を実行した場合にはステップＳ１４）で読み込んだ各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを基準として、これらの基準値に加算していくカウントを開始する。

ステップＳ１８では、ステップＳ１７で加算した各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬが差分値比較部５２に入力され、差分値比較部５２において、差分値δＣｔを算出するとともに、当該差分値δＣｔとしきい値Ｔｈとを比較する比較処理が実行される。そして、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈよりも大きいと判断した場合（yes判定）にはステップＳ１９に進み、差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以下であると判断した場合（no判定）にはステップＳ２０に進む。

ここで、上述の第１実施の形態で説明したように、車椅子２０の左右側で重量配分が異なる等して、加算した各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬの差が大きくなると、図１２の「駆動停止」の時間位置に示すように、ステップＳ１８において差分値δＣｔ＞しきい値Ｔｈを満たすようになる。そして、ステップＳ１９では、ステップＳ１７で得た加算した各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを記憶部５４に記憶し、続くステップＳ２１において、差分値比較部５２から駆動制御部５３に向けて停止信号Ｓｔｐが出力される。そして、駆動制御部５３は、入力された停止信号Ｓｔｐに基づき、各電動ウィンチ３０への駆動電流の供給を停止し、ひいては各電動ウィンチ３０の駆動を停止する。

これにより、上述の第１実施の形態と同様に、図８に示すような車椅子２０の挙動を抑制することができる。また、ステップＳ２１では、ステップＳ１８でyes判定されたこと、つまり車椅子２０が真っ直ぐに進まない緊急状態であることに基づき、操作パネル６０のブザー６５から警報音を発生させ、介助者に緊急停止したことを知らせるようにしている。

一方、ステップＳ２０では、ステップＳ１８での差分値δＣｔがしきい値Ｔｈ以下であるとの判断（no判定）に基づき、第１実施の形態におけるステップＳ７（図７参照）と同様に、各電動ウィンチ３０が過負荷状態であるか否か、さらには操作パネル６０やリモコン７０の操作がオフ操作であるか否かを判定する。各電動ウィンチ３０が過負荷状態である場合やリモコン７０の操作が解除された場合（yes判定）にはステップＳ１９に進む。ここで、各電動ウィンチ３０が過負荷状態（緊急状態）で、その動作を停止させる場合には、その後のステップＳ２１で操作パネル６０のブザー６５から警報音を発生させ、リモコン７０の操作解除（操作オフ）による停止処理等の場合（通常停止の場合）には、ブザー６５からは警報音を発生させない。なお、ステップＳ２０において、過負荷状態ではなくリモコン７０が操作中であると判定（no判定）した場合には、上流のステップＳ１６に戻る。

以上詳述したように、第２実施の形態に係る電動ウィンチ３０の制御装置４０においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態においては、第１実施の形態のように電動ウィンチ３０を作動させるたびに、回転センサ９６からのパルス信号を最初からカウントするのでは無く、前回の電源オフ時に記憶部５４に記憶した各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬを基準としてカウントを開始することができる。よって、図１１に示すように各ベルト３２の引き出し量Ｌ１，Ｌ２が大きく異なった状態で電源オフ信号が入力された場合に、次回の電源オン信号の入力時において各ベルト３２の送り出し長さ（各カウント値ＣｔＲ，ＣｔＬ）が近付くような制御を行うので、車椅子２０をより精度良く真っ直ぐに移動させることが可能となる。

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、上記各実施の形態においては、回転センサとして、ホール素子よりなる回転センサ９６を採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、ドラム９２に一体回転する環状のスリット部材を設け、当該スリット部材を挟むようにして発光部および受光部を対向配置してなるフォトインタラプタを採用することもできる。また、レゾルバ等の絶対位置センサを用いて、ベルト３２の巻き取り量を求めても良い。要は、ドラム９２の回転またはベルト３２の巻き取り量を検出し得るセンサであれば、本発明の回転センサとして採用することができる。

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 カウンタ部
５２ 差分値比較部
５２ａ 差分値吸収部
５３ 駆動制御部
５４ 記憶部
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
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（モータ）
８１ モータ部
８２ ギヤ部
９０ ドラム部
９１ ケーシング
９１ａ 開口部
９２ ドラム
９２ａ ドラム軸
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
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
ＧＲ グリップ
Ｆ 床面
Ｇ 地面
ＰＲ，ＰＬ 引き込み量
Ｌ１，Ｌ２ 引き出し量
ＣｔＲ，ＣｔＬ カウント値
δＣｔ 差分値
Ｔｈ しきい値
Ｓｔｐ 停止信号
Ｄａｓ 差分値吸収信号

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、前記ドラムの回転を検出する回転センサとをそれぞれ有する一対の電動ウィンチ、および前記各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、
   前記コントローラは、
   前記各回転センサからの検出信号がそれぞれ入力され、当該検出信号の立ち上がり回数または立ち下がり回数をそれぞれカウントするカウンタ部と、
   前記カウンタ部で得た前記各回転センサのカウント値から差分値を算出するとともに、当該差分値と予め格納されたしきい値とを比較し、前記差分値が前記しきい値以上のときに、前記各電動ウィンチの制御を停止する停止信号を出力する差分値比較部と、
   前記停止信号が入力され、当該停止信号の入力に基づいて前記各電動ウィンチの駆動を停止する駆動制御部と、
   を有することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。
2. 請求項１記載の電動ウィンチの制御装置において、前記カウンタ部は、操作者により操作される操作部材からの操作信号の入力に基づいて前記各カウント値をリセットした後、前記各検出信号のカウントを開始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、操作者により操作される操作部材からの電源オフ信号の入力時に、当該時点での前記各カウント値を記憶する記憶部を有し、前記カウンタ部は、前記操作部材からの操作信号の入力に基づいて前記記憶部から前記各カウント値を読み込み、読み込んだ前記各カウント値を基準にカウントを開始することを特徴とする電動ウィンチの制御装置。
4. 請求項３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、前記記憶部から読み込んだ前記各カウント値から前記差分値を算出するとともに、前記差分値比較部によって当該差分値と前記しきい値とを比較し、前記差分値が前記しきい値以上のときに、前記差分値を小さくする制御を行う差分値吸収部を有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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