JP2020070185A - 巻き取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムの軸方向に沿う巻き取り装置の寸法を詰めて、より小型軽量化を実現できる巻き取り装置を提供する。【解決手段】キャリア５３の回転中心に、外周部５３ｄおよび内周部５３ｅを有する筒状の連結部５３ｂを設け、外周部５３ｄをドラムユニット６３のドラム軸６３ｂに動力伝達可能に連結し、内周部５３ｅにモータ軸４６のキャリア支持部４６ｂを回動自在に支持するニードルベアリング５４を装着している。これにより、キャリア５３とドラムユニット６３とを一体回転可能とし、従前の構造で必要となっていたドラムと回転軸との間の軸受を省略することが可能となる。したがって、ドラムユニット６３の軸方向に沿う電動ウィンチ３０の寸法を詰めることができ、より小型軽量化を図ることが可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、牽引部材を巻き取ったり繰り出したりすることで、被牽引物を移動させることが可能な巻き取り装置に関する。

従来、自動車等の車両に搭載される巻き取り装置には、例えば、ベルト（牽引部材）を巻き取って車椅子等を車室内に移動させる電動ウィンチや、ケーブル（牽引部材）を巻き取って車両の側部のスライドドアを移動させる車両用開閉装置がある。これらの電動ウィンチおよび車両用開閉装置は、いずれも小型軽量化が望まれており、これにより軽自動車等にも容易に適用することが可能となる。

例えば、特許文献１には、ベルトを巻き取る電動ウィンチが記載されている。特許文献１に記載された電動ウィンチは、ベルトを巻き取ったり繰り出したりするドラムと、ドラムを正逆回転させる減速機構付モータと、を備えている。そして、減速機構付モータには、電動モータおよびウォーム減速機構が設けられている。

また、特許文献２には、ケーブルを巻き取る車両用開閉装置が記載されている。特許文献２に記載された車両用開閉装置は、ケーブルを巻き取ったり繰り出したりするドラムと、ドラムを正逆回転させる電動モータと、ドラムと電動モータとの間に設けられる減速機構と、を備えている。そして、電動モータにはブラシレスモータが用いられ、減速機構には遊星歯車減速機構が用いられている。

特開２０１１−０４６５１３号公報 国際公開第２０１５／１１５３５８号

しかしながら、特許文献１に記載の巻き取り装置（電動ウィンチ）では、減速機構付モータにおける、回転軸の軸方向に沿う長さ寸法や出力軸の軸方向に沿う厚み寸法が、比較的大きくなっている。したがって、巻き取り装置全体が大型化してしまうという問題を生じ得る。特に、軽自動車等においては、巻き取り装置を運転席や助手席の下部に設置する場合があるため、巻き取り装置の小型軽量化は必須の条件となっている。

そこで、特許文献２に記載された巻き取り装置（車両用開閉装置）のように、扁平形状のブラシレスモータおよび扁平形状の遊星歯車減速機構を採用し、これらをドラムと同軸上に配置することで、巻き取り装置全体を小型軽量化することも考えられる。

しかしながら、特許文献１の技術に、特許文献２に記載されたブラシレスモータおよび遊星歯車減速機構を単純に採用したのでは、回転軸の軸方向に並べられた２つの軸受により、キャリアおよびドラムをそれぞれ個別に回転自在に支持することになる。したがって、さらに小型化軽量化を図るためには、巻き取り装置の全体構造を見直す必要があった。

本発明の目的は、ドラムの軸方向に沿う巻き取り装置の寸法を詰めて、より小型軽量化を実現できる巻き取り装置を提供することにある。

本発明の一態様では、被牽引物を牽引する長尺の牽引部材と、前記牽引部材が巻き掛けられるドラムと、前記ドラムを回転させる回転軸を有する電動モータと、前記ドラムと前記回転軸との間に設けられる減速機構と、前記ドラム、前記電動モータおよび前記減速機構を収容するハウジングと、を有する巻き取り装置であって、前記減速機構は、前記回転軸に設けられるサンギヤと、前記ハウジングに固定されるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合わされるプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤを回動自在に支持するキャリアと、を備え、前記キャリアの回転中心に、外周部および内周部を有する筒状の連結部が設けられ、前記外周部が前記ドラムに動力伝達可能に連結され、前記内周部に前記回転軸を回動自在に支持する第１軸受部材が装着されている。

本発明の他の態様では、前記ドラムの軸方向に沿う前記減速機構側が、前記ハウジングに対して第２軸受部材により回動自在に支持され、前記第２軸受部材および前記第１軸受部材が、前記ドラムの径方向から見たときに互いに重なっている。

本発明の他の態様では、前記ハウジングに、前記電動モータに駆動電流を供給する外部コネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられ、前記コネクタ接続部および前記ハウジングが、前記ドラムの径方向から見たときに互いに重なっている。

本発明の他の態様では、前記ドラムおよび前記外周部が、互いにセレーション嵌合により相対回転不能に連結されている。

本発明の他の態様では、前記第１軸受部材が、ニードルベアリングである。

本発明の他の態様では、前記電動モータが、ブラシレスモータである。

本発明によれば、キャリアの回転中心に、外周部および内周部を有する筒状の連結部を設け、外周部をドラムに動力伝達可能に連結し、内周部に回転軸を回動自在に支持する第１軸受部材を装着している。

これにより、キャリアとドラムとを一体回転可能とし、従前の構造で必要となっていたドラムと回転軸との間の軸受を省略することが可能となる。したがって、ドラムの軸方向に沿う巻き取り装置の寸法を詰めることができ、より小型軽量化を図ることが可能となる。

軽自動車に搭載された電動ウィンチを説明する概要図である。 図１の電動ウィンチを単体で示す斜視図である。 電動ウィンチの詳細構造を説明する断面図である。 モータ部およびドラム部の接続関係を説明する説明図である。 モータ部の内部構造を説明する分解斜視図である。 モータ軸と遊星歯車機構とドラム軸との接続関係を説明する斜視図である。 ドラム部の内部構造を説明する斜視図である。

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。

図１は軽自動車に搭載された電動ウィンチを説明する概要図を、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はモータ部およびドラム部の接続関係を説明する説明図を、図５はモータ部の内部構造を説明する分解斜視図を、図６はモータ軸と遊星歯車機構とドラム軸との接続関係を説明する斜視図を、図７はドラム部の内部構造を説明する斜視図をそれぞれ示している。

図１に示される車両１０は、軽自動車をベースとした小型の福祉車両である。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を搭載し得る車椅子搭載スペース１１が形成されている。ここで、車両１０の車椅子搭載スペース１１は、後部座席１２を前方（図中左側）に倒すことで形成される。また、車椅子搭載スペース１１の前方側には、運転席１３および助手席１４（図示では一方のみを示す）が設けられ、運転席１３および助手席１４の下部には、それぞれ巻き取り装置としての電動ウィンチ３０（図示では一方のみを示す）が設置されている。

電動ウィンチ３０は、先端側にフック３１が設けられた長尺のベルト（牽引部材）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、電動ウィンチ３０からベルト３２を繰り出して、フック３１を車椅子２０の左右側にある前フレーム２１に引っ掛け、その状態で一対の電動ウィンチ３０を同期動作させてベルト３２を巻き取ることで、車椅子２０を車椅子搭載スペース１１に向けて移動させることができる。

車椅子搭載スペース１１の後方側には、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１５が設置されている。このスロープ１５は、車両１０の走行時には、車椅子搭載スペース１１の後方部分に立て掛けられて固定可能となっている。なお、スロープ１５を使用する際には、車両１０を停車させてかつバックドア１６を開いた状態とし、その状態でスロープ１５を車椅子搭載スペース１１から車外に引き出すようにする。

このように、スロープ１５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行えるようにしている。ここで、電動ウィンチ３０は、介助者（操作者）によって操作され、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。なお、電動ウィンチ３０を制御する制御装置（図示せず）は、車両１０の所定箇所に設置されたコントローラや操作パネル、さらには車室外から操作可能なリモコン等（いずれも図示せず）から構成されている。

なお、図１に示されるように、車両１０の床面Ｆにはフック１７を備えた一対の固定ベルト１８が設置されている。そして、これらの固定ベルト１８のフック１７は、車椅子搭載スペース１１に搭載された車椅子２０の車軸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、一対のフック３１および一対のフック１７の合計４箇所で固定され、車椅子搭載スペース１１において車椅子２０が移動したりがたついたりすることが抑制される。

図２ないし図４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とを備えている。これらのモータ部４０およびドラム部６０は、複数の固定ボルトＢＴ（図２では２つのみを示す）によって、それぞれ一体化（ユニット化）されている。

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（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（ハウジング）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、複数の締結ねじＳ（図３では２つのみを示す）によって固定されている。

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（固定子）４４とロータ（回転子）４５とを備えている。

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を採用しており、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の耐久性向上は勿論のこと、ブラシノイズの発生等が一切無くなり、車両１０に搭載される他の車載機器に悪影響を与えずに済む。

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（磁性体）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。

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。

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（永久磁石）４５ｂと、を備えている。ここで、マグネット４５ｂは、その周方向に沿うようにして複数の磁極（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。

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（回転軸）４６の軸方向基端部（図３および図４の上方側）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（マグネット４５ｂ）の回転に伴って回転するようになっている。

そして、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、その軸方向両側には、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。これに対し、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。

ここで、一対のモータベアリング４７は、モータ軸４６の軸方向に所定間隔で配置されている。これにより、軸本体４６ａを含むロータ４５は、モータハウジング４１に対して、傾斜すること無く（がたつくこと無く）スムーズに回転自在に支持されている。

モータ軸４６の軸方向先端部（図３および図４の下方側）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。

また、モータ軸４６の軸方向に沿う軸本体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（図５および図６参照）が噛み合わされている。

図３および図４に示されるように、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、減速機構としての遊星歯車機構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に伝達するようになっている。したがって、比較的小型かつ低トルクであって、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（駆動する）ことが可能となっている。

また、遊星歯車機構５０は、モータ軸４６に対して同軸に設けられ、さらにはモータ軸４６のキャリア支持部４６ｂおよびサンギヤ４６ｃの軸方向範囲で、かつこれらの径方向外側に配置されている。言い換えれば、遊星歯車機構５０は、非常に薄い扁平形状に形成されている。これにより、ドラムユニット６３の軸方向に沿う電動ウィンチ３０の寸法の増大が、効果的に抑えられている。

図３ないし図６に示されるように、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との間に挟まれるようにして固定され、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、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。

なお、リングギヤ５１は、図４に示されるように、モータハウジング４１の底壁部４１ａと、ドラムハウジング６１のモータ固定部６１ｈとの間に挟持されている。ここで、モータ固定部６１ｈは、ドラムハウジング６１の底壁部６１ａに一体に設けられ、略円筒状に形成されている。

そして、遊星歯車機構５０のサンギヤ４６ｃが、ブラシレスモータ４３側（入力側）に設けられ、遊星歯車機構５０のキャリア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はモータハウジング４１およびドラムハウジング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。

ここで、リングギヤ５１，プラネタリギヤ５２およびキャリア５３においても、サンギヤ４６ｃと同様に鋼材によって形成されている。これにより、モータ軸４６の回転力をドラム本体６３ａに対して、がたつくこと無くかつ高トルクで効率良く伝達可能となっている。

キャリア５３は、鋼板をプレス加工等することで略ハット形状に形成されている。そして、キャリア５３は、略正六角形形状に形成されたキャリア本体５３ａと、キャリア本体５３ａの回転中心に設けられた有底筒状の連結部５３ｂと、を備えている。キャリア本体５３ａには、その周方向に沿うようにして３つの支持ピン５３ｃが固定されている。これらの支持ピン５３ｃは、キャリア本体５３ａの周方向に等間隔（１２０度間隔）で配置され、それぞれの支持ピン５３ｃはプラネタリギヤ５２を回転自在に支持している。

また、連結部５３ｂは、キャリア本体５３ａの支持ピン５３ｃが突出された側とは反対側に突出されている。すなわち、連結部５３ｂは、キャリア本体５３ａのプラネタリギヤ５２側とは反対側に突出して設けられている。そして、連結部５３ｂの外周部５３ｄには、モータ側セレーション嵌合部ＳＲ１が形成されている。ここで、モータ側セレーション嵌合部ＳＲ１は、連結部５３ｂの外周部５３ｄにおいて鋸歯状となっており、ドラム軸６３ｂのドラム側セレーション嵌合部ＳＲ２に嵌合して噛み合わされる。つまり、外周部５３ｄおよびドラム軸６３ｂは、互いにセレーション嵌合によって相対回転不能（動力伝達可能）に連結されている。

さらに、連結部５３ｂの内周部５３ｅには、モータ軸４６のキャリア支持部４６ｂを回動自在に支持するニードルベアリング（第１軸受部材）５４が装着されている。このニードルベアリング５４は、図４に示されるように、円柱状に形成された複数の針状ころ５４ａと、これらの針状ころ５４ａを回動自在に保持する筒状の保持器５４ｂとを備えている。そして、ニードルベアリング５４の保持器５４ｂが、連結部５３ｂの内周部５３ｅに対して、圧入によって強固に固定されている。

一方、複数の針状ころ５４ａは、モータ軸４６のキャリア支持部４６ｂを回動自在に支持している。このように、キャリア５３は、モータ軸４６に対してニードルベアリング５４を介して回動自在に支持されている。よって、キャリア５３は、モータ軸４６に対してがたつくこと無く、モータ軸４６よりも遅い回転速度で回転することができる。

また、本実施の形態においては、ニードルベアリング５４を採用することで、外輪，内輪および複数の鋼球を備えたボールベアリングに比して、連結部５３ｂの直径寸法が無用に大きくなってしまうことを防止しており、さらにはより滑らかなキャリア５３のモータ軸４６に対する相対回転を可能としている。

図２ないし図４に示されるように、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、複数の固定ボルトＢＴ（図２では３つのみ示す）によって固定されている。

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を巻き取ったり繰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中下側）には、ドラムユニット６３のベルト３２の繰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。

一方、ドラムカバー６２には、ドラムユニット６３から繰り出されたベルト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、車両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。

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、図６に示されるように、ドラム本体６３ａ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が近接して配置されるようになっている。

また、図３に示されるように、弛み取り機構６５およびコネクタ接続部６７は、電動ウィンチ３０をドラムユニット６３の径方向から見たときに、いずれもドラムカバー６２に対して重なるようになっている。すなわち、弛み取り機構６５，コネクタ接続部６７およびドラムカバー６２は、ドラムユニット６３の径方向に対して互いに重なっている。

これにより、ドラムユニット６３の軸方向に対して、電動ウィンチ３０の寸法が増大することが効果的に抑えられている。なお、弛み取り機構６５には、径方向外側に突出された出っ張り部Ｄが存在するが、この出っ張り部Ｄをドラムユニット６３の径方向に向くようにしている。これによっても、ドラムユニット６３の軸方向に対して、電動ウィンチ３０の寸法が増大することを効果的に抑えている。また、車両１０側の外部コネクタは、コネクタ接続部６７に対して、ドラムユニット６３の径方向外側（図３中左側）から接続されるようになっている。

さらに、図２に示されるように、ドラムハウジング６１の側壁部６１ｂ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６１ｃが形成されている。そして、ベルト出入口６１ｃ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。

また、ドラムハウジング６１の側壁部６１ｂには、ベルト出入口６１ｃに近接するようにして、案内部材６１ｄが設けられている。この案内部材６１ｄは、ベルト３２の巻き取りや繰り出しを案内して、ベルト３２が捻れるのを防止する。当該機能に加えて、案内部材６１ｄはフック３１の通過を許さず、これによりベルト３２の全てがドラムハウジング６１の内部に引き込まれてしまうのを防止する。

さらに、ドラムハウジング６１の側壁部６１ｂには、合計３つの取り付け脚６１ｅが一体に設けられ、これらの取り付け脚６１ｅには、それぞれボルト挿通孔６１ｆが形成されている。これらのボルト挿通孔６１ｆには、電動ウィンチ３０を車両１０の床面Ｆ（図１参照）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ようになっている。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る。

ドラムユニット６３は、本発明におけるドラムを構成している。図３，図４および図７に示されるように、ドラムユニット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ワンウェイクラッチ６３ｃと、を備えている。ここで、ドラム本体６３ａはプラスチック等の樹脂材料からなり、ドラム軸６３ｂは段付きの丸鋼棒からなる。

また、ドラム本体６３ａに巻き掛けられるベルト３２の幅寸法は、従前の電動ウィンチのベルトの幅寸法に比して、略半分の幅寸法となっている（ベルトの幅狭化）。よって、ドラム本体６３ａの軸方向寸法も、従前に比して詰められており、これによっても、ドラムユニット６３の軸方向に対して、電動ウィンチ３０の寸法が増大することが効果的に抑えられている。

図４に示されるように、ドラム軸６３ｂの軸方向に沿う遊星歯車機構５０側には、第１ドラムベアリング（第２軸受部材）Ｂ１が装着される第１ベアリング装着部６３ｂ１が設けられている。ここで、第１ドラムベアリングＢ１は、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。第１ベアリング装着部６３ｂ１は円筒状に形成され、その外周部分に第１ドラムベアリングＢ１の内輪が固定されている。一方、第１ドラムベアリングＢ１の外輪は、ドラムハウジング６１の底壁部６１ａの略中央部分に形成された貫通孔６１ｇに固定されている。つまり、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に対して第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。

第１ベアリング装着部６３ｂ１の内周部分、つまり窪み部分には、連結部５３ｂのモータ側セレーション嵌合部ＳＲ１が嵌合するドラム側セレーション嵌合部ＳＲ２が形成されている。そして、ドラム側セレーション嵌合部ＳＲ２は、第１ベアリング装着部６３ｂ１の窪み部分において鋸歯状となっており、モータ側セレーション嵌合部ＳＲ１が、がたつくこと無く噛み合わされるようになっている。

これにより、第１ベアリング装着部６３ｂ１の内周側にニードルベアリング５４が配置され、第１ベアリング装着部６３ｂ１の外周側に第１ドラムベアリングＢ１が配置される。したがって、ニードルベアリング５４および第１ドラムベアリングＢ１は、ドラムユニット６３の径方向から見たときに、互いに重ねられている。よって、これによっても、ドラムユニット６３の軸方向に沿う電動ウィンチ３０の寸法の増大が抑えられている。

また、図３に示されるように、ドラム軸６３ｂの軸方向に沿うドラムカバー６２側には、第２ドラムベアリングＢ２が装着される第２ベアリング装着部６３ｂ２が設けられている。ここで、第２ドラムベアリングＢ２においても、第１ドラムベアリングＢ１と同様に、汎用品の玉軸受となっている。第２ベアリング装着部６３ｂ２は円柱状に形成され、その外周部分に第２ドラムベアリングＢ２の内輪が固定されている。これに対し、第２ドラムベアリングＢ２の外輪は、ドラムカバー６２に設けられたベアリング固定部６２ａに固定されている。

これにより、ブラシレスモータ４３を形成するモータ軸４６の回転が、遊星歯車機構５０を介してドラム軸６３ｂに伝達される。そして、ドラム軸６３ｂおよびドラム本体６３ａは、ブラシレスモータ４３の正逆方向への回転に伴い正逆方向に回転駆動される。これによりベルト３２を、ドラムハウジング６１の内部に引き込んだり、ドラムハウジング６１の外部に送り出したりすることが可能となっている。

ドラム本体６３ａとドラム軸６３ｂとの間の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を採用している。したがって、ワンウェイクラッチ６３ｃに加えて、ドラム本体６３ａを回動自在に支持するニードルベアリングを設ける必要が無い。したがって、これによっても、ドラムユニット６３の軸方向に対して、電動ウィンチ３０の寸法が増大することが効果的に抑えられている。

ワンウェイクラッチ６３ｃは、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に伝達するようになっている。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が空回りするようになっている。

図７に示されるように、ラチェット機構６４は、ドラム本体６３ａに一体回転可能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の繰り出し方向への回転を阻止する、揺動自在な歯止め６４ｂを備えている。そして、歯止め６４ｂは、ソレノイド駆動部材６４ｃの作動により揺動するようになっている。

ソレノイド駆動部材６４ｃは駆動ピン６４ｄを備えており、ソレノイド駆動部材６４ｃに駆動電流を供給することで、駆動ピン６４ｄは当該駆動ピン６４ｄの軸方向に移動して、引っ込むようになっている。これにより、ラッチギヤ６４ａと歯止め６４ｂ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繰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、ひいては車椅子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。

これに対し、ソレノイド駆動部材６４ｃ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６４ｄは突出するようになっている。これにより、ラッチギヤ６４ａに歯止め６４ｂ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の繰り出し方向へのドラム本体６３ａの回転が規制される。したがって、スロープ１５（図１参照）の上において、車椅子２０が後退することが確実に防止される。

図７に示されるように、弛み取り機構６５は、ドラム本体６３ａに一体回転可能に設けられたスパーギヤ６５ａと、スパーギヤ６５ａに噛み合わされる小径ギヤ６５ｂと、弛み取りモータ６５ｃにより回転駆動される減速ギヤ機構６５ｄとを備えている。

弛み取りモータ６５ｃ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６５ｃの回転力は、減速ギヤ機構６５ｄ，トルクリミッタ６５ｅ，小径ギヤ６５ｂおよびスパーギヤ６５ａを介してドラム本体６３ａに伝達される。ここで、小径ギヤ６５ｂと減速ギヤ機構６５ｄとの間にトルクリミッタ６５ｅを設けているが、このトルクリミッタ６５ｅは、所定値以上の過大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６５ｃへの過負荷を防止し、弛み取りモータ６５ｃを保護するようにしている。つまり、弛み取りモータ６５ｃとして、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できるようになっている。

次に、以上のように形成された電動ウィンチ３０の組み立て手順について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、図４に示されるように、別の組み立て工程で組み立てられたモータ部４０と、サンギヤ４６ｃを除いた遊星歯車機構５０と、ドラム部６０と、を準備する。

次に、図４の矢印Ｍ１に示されるように、ドラム部６０のドラム軸６３ｂに設けられた第１ベアリング装着部６３ｂ１に、遊星歯車機構５０のキャリア５３に設けられた連結部５３ｂを差し込んで固定する。このとき、ドラム軸６３ｂの軸心と連結部５３ｂの軸心とを一致させ、かつ真っ直ぐに差し込むようにする。

そして、連結部５３ｂのモータ側セレーション嵌合部ＳＲ１と、第１ベアリング装着部６３ｂ１のドラム側セレーション嵌合部ＳＲ２とを、互いに噛み合わせる。これにより、遊星歯車機構５０のドラム部６０への組み付けが完了する。

次いで、図４の矢印Ｍ２に示されるように、モータ部４０を、遊星歯車機構５０が組み付けられたドラム部６０に組み付ける。このとき、遊星歯車機構５０の軸心とモータ軸４６の軸心とを一致させ、かつ真っ直ぐに組み付けるようにする。具体的には、モータ軸４６のキャリア支持部４６ｂを、連結部５３ｂに保持されたニードルベアリング５４に差し込むようにし、かつ遊星歯車機構５０の３つのプラネタリギヤ５２の間に、モータ軸４６のサンギヤ４６ｃを差し込むようにする。

これにより、３つのプラネタリギヤ５２とサンギヤ４６ｃとが噛み合わされ、かつ遊星歯車機構５０のリングギヤ５１が、モータハウジング４１の底壁部４１ａとドラムハウジング６１のモータ固定部６１ｈとの間に挟まれて強固に固定される。このとき、遊星歯車機構５０は、底壁部４１ａとモータ固定部６１ｈとに覆われて、モータハウジング４１およびドラムハウジング６１の内部に収容される。

その後、ドラム部６０とモータ部４０とを、互いに最終的に固定するために、両者を複数の固定ボルトＢＴ（図２の上側の２つの固定ボルトＢＴを参照）で固定する。これにより、モータ部４０，遊星歯車機構５０およびドラム部６０がそれぞれ組み付けられて、電動ウィンチ３０の組み立てが完成する。

ここで、遊星歯車機構５０は、特に専用のケース等を必要とせず、単にモータ部４０とドラム部６０との間に動力伝達可能に挟まれているだけなので、これによっても、ドラムユニット６３の軸方向に対して、電動ウィンチ３０の寸法が増大することが効果的に抑えられている。

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、キャリア５３の回転中心に、外周部５３ｄおよび内周部５３ｅを有する筒状の連結部５３ｂを設け、外周部５３ｄをドラムユニット６３のドラム軸６３ｂに動力伝達可能に連結し、内周部５３ｅにモータ軸４６のキャリア支持部４６ｂを回動自在に支持するニードルベアリング５４を装着している。

これにより、キャリア５３とドラムユニット６３とを一体回転可能とし、従前の構造で必要となっていたドラムと回転軸との間の軸受を省略することが可能となる。したがって、ドラムユニット６３の軸方向に沿う電動ウィンチ３０の寸法を詰めることができ、より小型軽量化を図ることが可能となる。

また、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０によれば、ドラムユニット６３の軸方向に沿う遊星歯車機構５０側が、ドラムハウジング６１に対して第１ドラムベアリングＢ１により回動自在に支持され、第１ドラムベアリングＢ１およびニードルベアリング５４が、ドラムユニット６３の径方向から見たときに互いに重なっている。したがって、これによっても、ドラムユニット６３の軸方向に対して、電動ウィンチ３０の寸法が増大することを効果的に抑えることができる。

さらに、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０によれば、ドラムカバー６２に、ブラシレスモータ４３に駆動電流を供給する外部コネクタが接続されるコネクタ接続部６７が設けられ、コネクタ接続部６７およびドラムカバー６２が、ドラムユニット６３の径方向から見たときに互いに重なっている。したがって、これによっても、ドラムユニット６３の軸方向に対して、電動ウィンチ３０の寸法が増大することを効果的に抑えることができる。

また、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０によれば、ドラムユニット６３のドラム軸６３ｂおよび外周部５３ｄが、互いにセレーション嵌合により相対回転不能に連結されているので、両者をがたつくこと無く容易に動力伝達可能に連結することができる（組み立て性向上）。

さらに、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０によれば、第１軸受部材にニードルベアリング５４を採用しているので、連結部５３ｂの直径寸法が無用に大きくなることを防止でき、かつキャリア５３をモータ軸４６に対してより滑らかに回転させることができる。

また、本実施の形態に係る電動ウィンチ３０によれば、電動モータにブラシレスモータ４３を採用しているので、電動ウィンチ３０の薄型化を実現しつつ、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できる。よって、電動ウィンチ３０の耐久性向上は勿論のこと、ブラシノイズの発生等が一切無くなり、車両１０に搭載される他の車載機器に悪影響を与えずに済む。

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、上記実施の形態では、本発明における牽引部材としてベルト３２を採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、牽引方向のみに剛性を有する他の形状のケーブルやチェーン等を採用することもできる。

また、上記実施の形態では、本発明における巻き取り装置を、被牽引物が車椅子２０である電動ウィンチ３０として説明したが、本発明はこれに限らず、被牽引物が車両の側部に設けられるスライドドアである、所謂、車両用開閉装置にも適用することができる。

その他、上記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、上記実施の形態に限定されない。

１０ 車両
１１ 車椅子搭載スペース
１２ 後部座席
１３ 運転席
１４ 助手席
１５ スロープ
１６ バックドア
１７ フック
１８ 固定ベルト
２０ 車椅子（被牽引物）
２１ 前フレーム
２２ 車軸
３０ 電動ウィンチ（巻き取り装置）
３１ フック
３２ ベルト（牽引部材）
４０ モータ部
４１ モータハウジング（ハウジング）
４１ａ 底壁部
４１ｂ 側壁部
４１ｃ ボス部
４２ モータカバー（ハウジング）
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（回転軸）
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（減速機構）
５１ リングギヤ
５２ プラネタリギヤ
５３ キャリア
５３ａ キャリア本体
５３ｂ 連結部
５３ｃ 支持ピン
５３ｄ 外周部
５３ｅ 内周部
５４ ニードルベアリング（第１軸受部材）
５４ａ 針状ころ
５４ｂ 保持器
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 ベルト出入口
６１ｄ 案内部材
６１ｅ 取り付け脚
６１ｆ ボルト挿通孔
６１ｇ 貫通孔
６１ｈ モータ固定部
６２ ドラムカバー（ハウジング）
６２ａ ベアリング固定部
６３ ドラムユニット（ドラム）
６３ａ ドラム本体
６３ｂ ドラム軸
６３ｂ１ 第１ベアリング装着部
６３ｂ２ 第２ベアリング装着部
６３ｃ ワンウェイクラッチ
６４ ラチェット機構
６４ａ ラッチギヤ
６４ｂ 歯止め
６４ｃ ソレノイド駆動部材
６４ｄ 駆動ピン
６５ 弛み取り機構
６５ａ スパーギヤ
６５ｂ 小径ギヤ
６５ｃ 弛み取りモータ
６５ｄ 減速ギヤ機構
６５ｅ トルクリミッタ
６６ 回転センサ
６７ コネクタ接続部
Ｂ１ 第１ドラムベアリング（第２軸受部材）
Ｂ２ 第２ドラムベアリング
ＢＴ 固定ボルト
Ｄ 出っ張り部
Ｆ 床面
Ｇ 地面
ＭＧ センサマグネット
Ｓ 締結ねじ
ＳＲ１ モータ側セレーション嵌合部
ＳＲ２ ドラム側セレーション嵌合部

Claims (6)

1. 被牽引物を牽引する長尺の牽引部材と、
   前記牽引部材が巻き掛けられるドラムと、
   前記ドラムを回転させる回転軸を有する電動モータと、
   前記ドラムと前記回転軸との間に設けられる減速機構と、
   前記ドラム、前記電動モータおよび前記減速機構を収容するハウジングと、
   を有する巻き取り装置であって、
   前記減速機構は、
   前記回転軸に設けられるサンギヤと、
   前記ハウジングに固定されるリングギヤと、
   前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合わされるプラネタリギヤと、
   前記プラネタリギヤを回動自在に支持するキャリアと、
   を備え、
   前記キャリアの回転中心に、外周部および内周部を有する筒状の連結部が設けられ、前記外周部が前記ドラムに動力伝達可能に連結され、前記内周部に前記回転軸を回動自在に支持する第１軸受部材が装着されている、
   巻き取り装置。
2. 請求項１記載の巻き取り装置において、
   前記ドラムの軸方向に沿う前記減速機構側が、前記ハウジングに対して第２軸受部材により回動自在に支持され、
   前記第２軸受部材および前記第１軸受部材が、前記ドラムの径方向から見たときに互いに重なっている、
   巻き取り装置。
3. 請求項１または２記載の巻き取り装置において、
   前記ハウジングに、前記電動モータに駆動電流を供給する外部コネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられ、
   前記コネクタ接続部および前記ハウジングが、前記ドラムの径方向から見たときに互いに重なっている、
   巻き取り装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻き取り装置において、
   前記ドラムおよび前記外周部が、互いにセレーション嵌合により相対回転不能に連結されている、
   巻き取り装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の巻き取り装置において、
   前記第１軸受部材が、ニードルベアリングである、
   巻き取り装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の巻き取り装置において、
   前記電動モータが、ブラシレスモータである、
   巻き取り装置。

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