JP5745976B2 - 電動ウィンチ - Google Patents

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。

このように、車椅子を車椅子搭載スペースに向けて牽引し得る電動ウィンチとしては、例えば、特許文献１に記載された電動ウィンチが知られている。特許文献１に記載された電動ウィンチは、車椅子を牽引するベルトが巻き付けられるドラムと、ギアボックスを有する駆動モータ（モータ）とを備えている。そして、ドラムとギアボックスとの間のドラム寄りにはラチェット機構が設けられ、ドラムとギアボックスとの間のギアボックス寄りには電磁クラッチが設けられている。

ラチェット機構は、電源オフ時にロック状態となり、ドラムのベルト引出方向への回転を阻止する一方でベルト巻取方向への回転を許容し、電源オン時にリリース状態となり、ドラムのベルト引出方向およびベルト巻取方向への回転を許容するようになっている。一方、電磁クラッチは、ギアボックスとドラムとの接続状態を外部入力に応じて断続（締結／開放）するようになっており、これによりモータとドラムとの間の動力伝達を断続できるようにしている。

特開２００６−２７１６６１号公報（図２）

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によれば、ラチェット機構が電源オンの状態で、例えば、電磁クラッチに駆動電流を供給するための電源供給線が断線する等した場合には、ドラムがベルト引出方向に回転するようなことが起こり得る。つまり、車椅子がスロープ上にあるときに上記のような不具合が発生した場合には、車椅子がスロープ上を後退するようなことが起こり得る。よって、ラチェット機構および電磁クラッチを駆動制御するための電気系統を見直し、上記のような不具合を発生させない工夫が必要であった。

本発明の目的は、電磁クラッチの電気系統が失陥したとしてもラチェット機構をロック状態にでき、被牽引物の後退を確実に防止し得る電動ウィンチを提供することにある。

本発明の電動ウィンチは、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を有する電動ウィンチであって、前記ドラムと前記モータとの間に設けられ、通電により前記ドラムおよび前記モータを締結状態とし、通電の解除により前記ドラムおよび前記モータを開放状態とする電磁クラッチと、駆動部を備え、当該駆動部への通電により前記ドラムとの係合が解除され、前記ドラムの一方向および他方向への回転を許容し、前記駆動部への通電の解除により前記ドラムと係合され、前記ドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制するラチェット機構と、を有し、前記電磁クラッチおよび前記駆動部の各電源端子を、一端側が電源に接続された一の電源供給線の他端側にそれぞれ電気的に接続し、前記電源供給線に当該電源供給線を断続するリレー駆動回路を設け、前記リレー駆動回路の前記電源側に、前記モータの電源端子を接続し、前記リレー駆動回路の前記電源側とは反対側に、前記電磁クラッチおよび前記駆動部の各電源端子を接続したことを特徴とする。

本発明の電動ウィンチによれば、通電によりドラムおよびモータを締結状態とし、通電の解除によりドラムおよびモータを開放状態とする電磁クラッチと、駆動部を備え、当該駆動部への通電によりドラムとの係合が解除され、ドラムの一方向および他方向への回転を許容し、駆動部への通電の解除によりドラムと係合され、ドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制するラチェット機構と、を有し、電磁クラッチおよび駆動部の各電源端子を、一端側が電源に接続された一の電源供給線の他端側に、それぞれ電気的に接続する。これにより、例えば、電源供給線が断線して電磁クラッチの電気系統が失陥したとしても、これに伴い駆動部への駆動電流の供給も停止する。よって、ラチェット機構はドラムと係合したロック状態となり、ドラムの他方向への回転が規制されて被牽引物の後退を確実に防止でき、ひいては電動ウィンチの信頼性を向上させることができる。

本発明の電動ウィンチによれば、電源供給線に、当該電源供給線を断続するリレー駆動回路を設けるので、例えば、電磁クラッチおよび駆動部が通電状態で故障した場合に、リレー駆動回路によって電源供給線を断つことで、電磁クラッチおよび駆動部への駆動電流の供給を停止できる。よって、ラチェット機構をドラムと係合したロック状態として、ドラムの他方向への回転を規制した状態にできる。

（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システム構成を説明する説明図である。 電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図である。 図３の電動モータ部の内部構造を示す平面図である。 図３のギヤ部の内部構造を示す断面図である。 図３のドラム部の内部構造を示す斜視図である。 図３の電動ウィンチを構成する部材の接続関係を模式的に示す図である。 電動ウィンチの電気系統を模式的に示す電気回路図である。 （ａ），（ｂ）は、電磁クラッチの動作状態を説明する図５の破線円Ａ部分の部分拡大図である。 （ａ），（ｂ）は、ラチェット機構の動作状態を説明する動作説明図である。

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（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システム構成を説明する説明図を、図３は電動ウィンチの詳細構造を示す斜視図を、図４は図３の電動モータ部の内部構造を示す平面図を、図５は図３のギヤ部の内部構造を示す断面図を、図６は図３のドラム部の内部構造を示す斜視図を、図７は図３の電動ウィンチを構成する部材の接続関係を模式的に示す図を、図８は電動ウィンチの電気系統を模式的に示す電気回路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と通信自在であり、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。

操作パネル６０は、車両１０の車椅子搭載スペース１１に設けられ、車椅子搭載スペース１１および車両１０の後方から操作可能となっている。操作パネル６０には、主電源スイッチ，ベルトフリースイッチ，速度切替スイッチ，ブザー等（何れも図示せず）が設けられている。そして、主電源スイッチをオン操作することでシステム電源がオン状態となり、各電動ウィンチ３０の操作が可能となる。一方、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可能となる。リモコン７０には、リモコン電源スイッチ，入スイッチ，出スイッチ等が設けられている。

ここで、リモコン７０の操作は介助者によって行うようにし、介助者によりリモコン電源スイッチをオン操作し、その後、入スイッチを押すことで、各電動ウィンチ３０が作動する。これにより、車椅子搭載スペース１１への車椅子２０の搭載が補助される。一方、出スイッチを押すと、今度は各電動ウィンチ３０が逆方向に作動し、これにより、車椅子搭載スペース１１からの車椅子２０の降ろし動作が補助される。なお、リモコン７０の操作中においては、介助者は車椅子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の移動を補助するようになっている。

車両１０の左右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３ないし図８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３および図７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。

電動モータ部８０は、モータ部（モータ）８１とギヤ部８２とを備えている。モータ部８１の内部には、図４に示すように、複数のマグネット８１ａが設けられ、各マグネット８１ａの内側には、コイル８１ｂが巻回されたアーマチュア８１ｃが回転自在に設けられている。アーマチュア８１ｃの回転中心にはアーマチュア軸８１ｄが貫通して固定されている。アーマチュア軸８１ｄの長手方向中間部分には、一対のブラシ８１ｅが摺接する整流子８１ｆが設けられ、各ブラシ８１ｅから整流子８１ｆを介してコイル８１ｂに駆動電流を供給することで、アーマチュア軸８１ｄは回転するようになっている。

アーマチュア軸８１ｄの先端側（図中左側）には、ウォーム８１ｇが一体に設けられ、このウォーム８１ｇはギヤ部８２の内部にまで延ばされている。ギヤ部８２の内部には、ウォーム８１ｇと噛み合うウォームホイール８２ａが回動自在に設けられ、これらのウォーム８１ｇおよびウォームホイール８２ａは減速機構を構成している。減速機構は、アーマチュア軸８１ｄの回転速度を減速して高トルク化し、ウォームホイール８２ａから出力軸８３を介して外部（ドラム部９０）に出力するようになっている。ここで、出力軸８３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６参照）を回転させるようになっている。

図５および図７に示すように、ギヤ部８２（ウォームホイール８２ａ）と出力軸８３との間、つまりモータ部動力伝達経路におけるドラム９２とモータ部８１との間には、電磁クラッチ８４が設けられている。

電磁クラッチ８４は、所謂、摩擦式のクラッチであり、互いに摩擦接触可能なクラッチロータ８４ａとアーマチュア８４ｂとを備えている。クラッチロータ８４ａとアーマチュア８４ｂとの対向面は、それぞれ摩擦面となっており、これらの摩擦面は互いに僅かな隙間を介して対向している。

クラッチロータ８４ａは、鋼材等の磁性材料により形成され、軸受８４ｃを介して出力軸８３に相対回転自在に装着されるとともに、ロータリング８４ｄを介してウォームホイール８２ａに連結されて当該ウォームホイール８２ａとともに回転するようになっている。一方、アーマチュア８４ｂは、鋼材等の磁性材料により形成され、ウォームホイール８２ａとクラッチロータ８４ａとの間で、かつ、ロータリング８４ｄの内側に配置されている。

アーマチュア８４ｂの中心には貫通孔が形成され、当該貫通孔の内側には接続部材８４ｅが配置されている。接続部材８４ｅの内周側は出力軸８３に固定されており、接続部材８４ｅの外周側には板ばね８４ｆを介してアーマチュア８４ｂが連結されている。これにより、アーマチュア８４ｂは板ばね８４ｆおよび接続部材８４ｅを介して出力軸８３に動力伝達可能に連結されるとともに、板ばね８４ｆの弾性変形により図中上下方向に移動自在となっている。

クラッチロータ８４ａの背面（図中下側）には、クラッチヨーク８４ｇがケース８４ｈに固定して設けられ、クラッチヨーク８４ｇの内部には、クラッチコイル８４ｉが設けられている。クラッチコイル８４ｉは、コントローラ５０（図２参照）に電気的に接続され、コントローラ５０からの駆動電流の供給によりクラッチヨーク８４ｇには磁気吸引力が発生し、これによりアーマチュア８４ｂがクラッチロータ８４ａに吸引される。

このような構造により、クラッチコイル８４ｉに駆動電流を供給、つまりクラッチコイル８４ｉを通電すると、クラッチロータ８４ａとアーマチュア８４ｂとの摩擦面が摩擦接触して、電磁クラッチ８４は締結状態となる。よって、ウォームホイール８２ａの回転が電磁クラッチ８４を介して出力軸８３に伝達されるようになる。

これとは逆に、クラッチコイル８４ｉへの駆動電流の供給を停止、つまりクラッチコイル８４ｉの通電を解除すると、アーマチュア８４ｂは板ばね８４ｆのばね力によりクラッチロータ８４ａから引き離され、電磁クラッチ８４は開放状態となる。よって、ウォームホイール８２ａと出力軸８３との間における回転の伝達が遮断されるようになる。

このように、電磁クラッチ８４はコントローラ５０によりオンオフ制御され、ドラム９２およびモータ部８１を締結状態または開放状態とする。具体的には、電磁クラッチ８４を締結状態とすることで、ドラム９２とモータ部８１とは動力伝達可能に接続され、電磁クラッチ８４を開放状態とすることで、ドラム９２とモータ部８１とは切り離される。

ドラム部９０は、図３に示すようにケーシング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６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３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６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６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３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の出力軸８３（図４および図５参照）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。

ドラム９２とドラム軸９２ａとの間には、図７に示すようにワンウェイクラッチ９２ｂが設けられている。ワンウェイクラッチ９２ｂは、ドラム軸９２ａがベルト３２の引き込み方向（図６において反時計方向）に向かって回転する際、そのままこの回転をドラム９２に伝達するよう構成されている。一方、ドラム軸９２ａよりも先にドラム９２がベルト３２の引き込み方向に向かって回転すると、ドラム９２の回転がドラム軸９２ａに伝達されず、ドラム９２が空回りするよう構成されている。

ラチェット機構９３は、ドラム９２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と係合し、ドラム９２のベルト３２の引き込み方向（一方向）への回転を許容し、ベルト３２の送り出し方向（他方向）への回転（図６において時計方向）を阻止し得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（駆動部）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、コントローラ５０を介してソレノイド駆動部材９３ｃに駆動電流を供給、つまりソレノイド駆動部材９３ｃを通電することで、駆動ピン９３ｄはピンの軸方向に移動し、引っ込むようになっている。これにより、ラッチギヤ９３ａと歯止め９３ｂとの係合が解除（ドラム９２との係合が解除）されてリリース状態となり、ベルト３２の引き込み方向および送り出し方向への双方向にドラム９２が回転自在となる。このように、ドラム９２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から降ろせるようになる。

一方、コントローラ５０を介してソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給を停止、つまりソレノイド駆動部材９３ｃの通電を解除することで、内蔵バネＳ（図１０参照）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（ドラム９２と係合）してロック状態となり、ベルト３２の引き込み方向へのドラム９２の回転を許容しつつ、ベルト３２の送り出し方向へのドラム９２の回転が規制され、ひいてはスロープ１２上での車椅子２０の後退が防止される。

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を巻き取る方向の回転力を発生し、この弛み取りモータ９５の回転力は、減速ギヤ機構９４ｃ，トルクリミッタ９４ｄ，小径ギヤ９４ｂおよびスパーギヤ９４ａを介してドラム９２に伝達される。また、小径ギヤ９４ｂと減速ギヤ機構９４ｃとの間には、図７に示すようにトルクリミッタ９４ｄが設けられ、当該トルクリミッタ９４ｄ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８に示すように、コントローラ５０と電動ウィンチ３０との間には、配線１４が設けられている。配線１４の一端側は、コネクタ（図示せず）を介してコントローラ５０，電源５１および接地部５２のコネクタ接続部（図示せず）に電気的に接続されている。また、配線１４の他端側は、コネクタ（図示せず）を介して電動ウィンチ３０のコネクタ接続部９７に電気的に接続されている。

電動ウィンチ３０の電気駆動系統を形成するモータ部８１，電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃは、それぞれ電源５１側に電源端子Ｔ１、および接地部５２側に接地端子Ｔ２を備えている。

電源５１には、モータ部８１，電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃに電力を供給するための電源供給線５３が接続されている。電源供給線５３は配線１４の一部を形成し、その一端は電源５１に接続され、他端は分岐点Ｖ２に接続されている。分岐点Ｖ２には、電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃに電力を供給するための第１リレースイッチ（リレー駆動回路）ＲＳ１の一端と、モータ部８１に電力を供給するための第２リレースイッチＲＳ２の一端とが並列に接続されている。

第１リレースイッチＲＳ１の他端は、分岐点Ｖ１と接続され、分岐点Ｖ１からは電磁クラッチ８４の電源端子Ｔ１およびソレノイド駆動部材９３ｃの電源端子Ｔ１へそれぞれ並列に接続されている。第２リレースイッチＲＳ２の他端には、上流ＦＥＴ５４が接続され、当該上流ＦＥＴ５４を介してモータ部８１の電源端子Ｔ１に電気的に接続されている。ここで、上流ＦＥＴ５４は、コントローラ５０に電気的に接続され、コントローラ５０からの駆動信号によりスイッチング動作するようになっている。

各リレースイッチＲＳ１，ＲＳ２は、それぞれ電源供給線５３から供給される電力を断続するようになっており、モータ部８１，電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃに過大電流が流れた場合や、後述する下流ＦＥＴ５６，クラッチＦＥＴ５７およびソレノイドＦＥＴ５８のオン故障を検出した場合等において、自動的にまたはコントローラ５０によりオフ操作されるようになっている。

電磁クラッチ８４の接地端子Ｔ２およびソレノイド駆動部材９３ｃの接地端子Ｔ２は、それぞれクラッチＦＥＴ５７およびソレノイドＦＥＴ５８を介して接地部５２に接続されている。また、モータ部８１の接地端子Ｔ２は、下流ＦＥＴ５６を介して接地部５２に接続されている。なお、下流ＦＥＴ５６，クラッチＦＥＴ５７およびソレノイドＦＥＴ５８は、分岐点Ｖ３で互いに接続され、分岐点Ｖ３から接地部５２までは配線１４の一部を形成する接地配線５５によって接続されている。

なお、下流ＦＥＴ５６，クラッチＦＥＴ５７およびソレノイドＦＥＴ５８は、それぞれコントローラ５０に電気的に接続され、コントローラ５０からの駆動信号によりスイッチング動作するようになっている。

ここで、コントローラ５０により、上流ＦＥＴ５４と下流ＦＥＴ５６とをそれぞれスイッチング動作することで、モータ部８１が所定の回転数および回転トルクで、正回転または逆回転するようになっている。また、コントローラ５０によりクラッチＦＥＴ５７をスイッチング動作することで、図９（ａ），（ｂ）に示すように、電磁クラッチ８４を開放状態（通電解除状態）または締結状態（通電状態）にする。さらに、コントローラ５０によりソレノイドＦＥＴ５８をスイッチング動作することで、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ソレノイド駆動部材９３ｃの通電を解除してラチェット機構９３をロック状態に、またはソレノイド駆動部材９３ｃを通電してラチェット機構９３をリリース状態にする。

次に、以上のように形成した電動ウィンチ３０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。図９（ａ），（ｂ）は電磁クラッチの動作状態を説明する図５の破線円Ａ部分の部分拡大図を、図１０（ａ），（ｂ）はラチェット機構の動作状態を説明する動作説明図をそれぞれ表している。

［断線故障動作］
電動ウィンチ３０の使用により、配線１４に外力（負荷）が掛かる等して、電源供給線５３の分岐点Ｖ２から電源５１側が断線すると、図８に示すように、モータ部８１，電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給が強制的に停止される。すると、モータ部８１の回転駆動が停止されるとともに、電磁クラッチ８４は図９（ａ）に示す開放状態となる。具体的には、クラッチコイル８４ｉへの駆動電流の供給が停止（通電解除）されるので、クラッチヨーク８４ｇには磁気吸引力が発生しなくなる。すると、図中矢印ｍ２に示すように、アーマチュア８４ｂは板ばね８４ｆのばね力により、クラッチロータ８４ａから引き離されて、ひいては電磁クラッチ８４は開放状態となる。これにより、ウォームホイール８２ａの回転力が出力軸８３に伝達されなくなる。

一方、ソレノイド駆動部材９３ｃは、駆動電流の供給が停止（通電解除）されると、図１０（ａ）に示すように、内蔵バネＳのバネ力により駆動ピン９３ｄが突出する（矢印Ｍ１）。これにより、ラッチギヤ９３ａに歯止め９３ｂが係合して、ラチェット機構９３はロック状態となる（矢印Ｒ１）。つまり、ベルト３２の引き込み方向へのドラム９２（図６参照）の回転を許容しつつ、ベルト３２の送り出し方向へのドラム９２の回転が規制され、ひいてはスロープ１２上での車椅子２０（図１参照）の後退が防止される。

［ＦＥＴオン故障動作］
上流ＦＥＴ５４，下流ＦＥＴ５６，クラッチＦＥＴ５７およびソレノイドＦＥＴ５８が、例えば、何らかの原因でオン故障した場合には、第１リレースイッチＲＳ１および第２リレースイッチＲＳ２が、自動的にまたはコントローラ５０によりオフ操作されるようになっている。これにより、電源供給線５３による電源５１からモータ部８１，電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給（電力供給）が断たれて、モータ部８１の回転駆動が停止されるとともに、電磁クラッチ８４は開放状態（図９（ａ）参照）に、またラチェット機構９３はロック状態（図１０（ａ）参照）になる。

具体的には、電磁クラッチ８４がオン故障した場合には、図９（ｂ）に示すように、クラッチコイル８４ｉへの駆動電流の供給が継続（通電）され、クラッチヨーク８４ｇは磁気吸引力を発生し続ける。つまり、図中矢印ｍ３に示すように、アーマチュア８４ｂがクラッチロータ８４ａに吸引され、クラッチロータ８４ａとアーマチュア８４ｂとの摩擦面が摩擦接触する。これにより、電磁クラッチ８４の締結状態が維持され、ウォームホイール８２ａの回転が電磁クラッチ８４を介して出力軸８３に伝達される。本実施の形態においては、このようなオン故障時において、第１リレースイッチＲＳ１（図８参照）のオフ操作により、電磁クラッチ８４を図９（ａ）に示す状態にする。

一方、ソレノイド駆動部材９３ｃがオン故障した場合には、ソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給が継続（通電）され、図１０（ｂ）に示すように、駆動ピン９３ｄは引っ込んだ状態（矢印Ｍ２）となり、ラッチギヤ９３ａと歯止め９３ｂとの係合が解除されたリリース状態となる（矢印Ｒ２）。つまり、ベルト３２の引き込み方向および送り出し方向への双方向にドラム９２が回転自在となり、車椅子２０のスロープ１２上での後退を許容し得る状態となる。本実施の形態においては、このようなオン故障時において、第１リレースイッチＲＳ１のオフ操作により、ラチェット機構９３を図１０（ａ）に示す状態にする。

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、通電によりドラム９２およびモータ部８１を締結状態とし、通電の解除によりドラム９２およびモータ部８１を開放状態とする電磁クラッチ８４と、ソレノイド駆動部材９３ｃへの通電によりリリース状態となりドラム９２の一方向および他方向への回転を許容し、ソレノイド駆動部材９３ｃへの通電の解除によりロック状態となりドラム９２の一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制するラチェット機構９３とを備え、電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃの各電源端子Ｔ１を、一端側が電源５１に接続された一の電源供給線５３の他端側に、分岐点Ｖ１を介してそれぞれ電気的に接続した。

これにより、例えば、電源供給線５３が断線して電磁クラッチ８４の電気系統が失陥したとしても、これに伴いソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給も停止する。よって、ラチェット機構９３はロック状態となり、ドラム９２の他方向への回転が規制されて車椅子２０の後退を確実に防止でき、ひいては電動ウィンチ３０の信頼性を向上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、電源供給線５３に、当該電源供給線５３を断続する第１リレースイッチＲＳ１を設けたので、例えば、電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃが通電状態で故障（オン故障）した場合に、第１リレースイッチＲＳ１によって電源供給線５３を断つことで、電磁クラッチ８４およびソレノイド駆動部材９３ｃへの駆動電流の供給を停止できる。よって、ラチェット機構９３をロック状態として、ドラム９２の他方向への回転を規制した状態にできる。

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、上記実施の形態においては、各ＦＥＴ５４，５６，５７，５８のオン故障時において、電源供給線５３を断つ各リレースイッチＲＳ１，ＲＳ２を設けたものを示したが、各ＦＥＴ５４，５６，５７，５８の仕様（耐久性）によっては、各リレースイッチＲＳ１，ＲＳ２を省略することもできる。

また、上記実施の形態においては、ラチェット機構９３の駆動部として、ソレノイド駆動部材９３ｃを採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、ラチェット機構９３の歯止め９３ｂを揺動駆動できるものであれば、ロータリタイプのアクチュエータ、例えばステッピングモータ等を採用することもできる。

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 電源
５２ 接地部
５３ 電源供給線
５４ 上流ＦＥＴ
５５ 接地配線
５６ 下流ＦＥＴ
５７ クラッチＦＥＴ
５８ ソレノイドＦＥＴ
６０ 操作パネル
７０ リモコン
８０ 電動モータ部
８１ モータ部
８１ａ マグネット
８１ｂ コイル
８１ｃ アーマチュア
８１ｄ アーマチュア軸
８１ｅ ブラシ
８１ｆ 整流子
８１ｇ ウォーム
８２ ギヤ部
８２ａ ウォームホイール
８３ 出力軸
８４ 電磁クラッチ
８４ａ クラッチロータ
８４ｂ アーマチュア
８４ｃ 軸受
８４ｄ ロータリング
８４ｅ 接続部材
８４ｆ 板ばね
８４ｇ クラッチヨーク
８４ｈ ケース
８４ｉ クラッチコイル
９０ ドラム部
９１ ケーシング
９１ａ 開口部
９２ ドラム
９２ａ ドラム軸
９２ｂ ワンウェイクラッチ
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（駆動部）
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
９４ｄ トルクリミッタ
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
Ｓ 内蔵バネ
Ｆ 床面
Ｇ 地面
ＧＲ グリップ
ＳＴ 取付ステー
Ｔ１ 電源端子
Ｔ２ 接地端子
ＲＳ１ 第１リレースイッチ（リレー駆動回路）
ＲＳ２ 第２リレースイッチ
Ｖ１〜Ｖ３ 分岐点

Claims (1)

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を有する電動ウィンチであって、
   前記ドラムと前記モータとの間に設けられ、通電により前記ドラムおよび前記モータを締結状態とし、通電の解除により前記ドラムおよび前記モータを開放状態とする電磁クラッチと、
   駆動部を備え、当該駆動部への通電により前記ドラムとの係合が解除され、前記ドラムの一方向および他方向への回転を許容し、前記駆動部への通電の解除により前記ドラムと係合され、前記ドラムの一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制するラチェット機構と、
   を有し、
   前記電磁クラッチおよび前記駆動部の各電源端子を、一端側が電源に接続された一の電源供給線の他端側にそれぞれ電気的に接続し、前記電源供給線に当該電源供給線を断続するリレー駆動回路を設け、
   前記リレー駆動回路の前記電源側に、前記モータの電源端子を接続し、
   前記リレー駆動回路の前記電源側とは反対側に、前記電磁クラッチおよび前記駆動部の各電源端子を接続したことを特徴とする電動ウィンチ。

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