JP5818460B2 - 車椅子用ウインチ装置 - Google Patents

Description

本発明は車椅子を牽引する車椅子用ウインチ装置に関する。詳しくは、車などの乗りものに車椅子を収容するとき、牽引部材によりスロープに沿って車椅子を引き上げたり降ろしたりするために用いる車椅子用ウインチ装置に関する。

図５は従来の車椅子の乗降装置の概略図である。この車椅子の乗降装置は、車体の後部に設けたドラム１４に帯状の牽引部材１５を巻き取らせ、あるいは繰り出させて、車体の後部に設けたスロープに沿って車椅子を乗降させるものである。このものには牽引部材１５をガイドするガイド部１６を設けている。そのガイド部１６には図示しない一字状のスリットが形成され、そのスリットに牽引部材１５を通してガイドする。このものはドラム１４からガイド部１６まで牽引部材１５を配索する分だけ車内にスペースが必要である。

特許文献１の車椅子の乗降補助装置は、車椅子用のスロープを装備した車両の車室内に設けられ、駆動源により回転駆動する原動機構部と、その原動機構部とクラッチを介して連繁される従動機構部と、その従動機構部に設けられた巻き軸と、その巻き軸に巻装される牽引部材と、その牽引部材を巻き取り方向に付勢する付勢手段とを備えている。この特許文献１には牽引部材を薄肉な帯状のベルトとすること、および、そのベルトが上下動自在に支持されたガイド部材のスリットに摺動自在に挿通することが記載されている。さらに前記牽引部材の先端にはフックが設けられ車椅子に係止されること、前記クラッチは駆動源に連動して原動機構部と従動機構部を連結・解除すること、そのクラッチの連結時に巻き軸を駆動源の駆動力により回転させること、および、前記クラッチの連結解除時に巻き軸を回転制止又は回転自在に制御するロック手段を設けていることが記載されている。そして、クラッチの連結解除時に、手動操作により牽引部材を巻き取り、あるいは繰り出すことができ、車椅子の乗降を補助することができるというものである。

特許文献２には、自動車の乗員のためのシートベルトなどの安全ベルト用の方向転換部材が開示されている。その方向転換部材には、ベルトをガイドする直線状に延びるベルトガイドスリットが形成されている。そのベルトガイドスリットの両端には突出部が設けられている。その突出部は安全ベルトの引き出し方向に突出している。そのため、その突出部の周面に安全ベルトが当接することにより、安全ベルトが引き込まれる際のねじれが防止される。

特開２００４−３５７８７９号公報 特開平１１−２６３１９４号公報

車椅子を乗降させる装置に用いられるベルトは、シートベルトと比べ、ベルトの厚みが薄いだけでなく、その長さも２倍以上あることから、ねじれ易い。例えば、図５の車椅子の乗降装置では、牽引部材１５がねじれてドラム１４に巻かれることがある（図５の符号１７参照）。そのため、特許文献２の安全ベルト用方向転換部材を、車椅子の乗降補助装置（特許文献１）のガイド部材に転用しても、ねじれを防止できない。また、ベルトがねじれたままドラムに巻回されると、左右２つのウインチ装置でベルトの巻き量に差が出て、車椅子のバランスが崩れ、搭乗者に危険が生じる恐れがある。そのため、搭乗者に危険
が生じるのを防止する手段を設ける必要がある。

そこで、本発明はベルトがドラムに巻回される際に、ベルトにねじれを生じさせないようにすることを課題としている。

本発明の車椅子用ウインチ装置は、車椅子をスロープに沿って引き上げるとき、またはスロープに沿って降ろすときに用いる牽引部材と、前記牽引部材を巻き取り、および繰り出すドラムと、前記ドラムに巻き取られる牽引部材の巻き重ねの向きをガイドするガイド部と、前記ドラムを回転可能な駆動部と、前記ドラムと前記駆動部との間に介在し、前記駆動部の駆動を前記ドラムに伝達する動力伝達機構とを備えており、前記ガイド部が、前記牽引部材を挿通するＶ字のスリット部を有し、前記牽引部材にねじれを生じさせないようにすることを特徴とする。

（１）本発明の車椅子用ウインチ装置は、スリット部の形状がＶ字であるので、ガイド部の手前で牽引部材がねじれていても、ドラムによる牽引部材の巻き取りと共に、Ｖ字の形状に沿ってそのねじれを元のねじれていない状態に戻すため、牽引部材がドラムに巻き取られる際に、牽引部材にねじれを生じることはない。

（２）このような車椅子用ウインチ装置において、前記ガイド部が前記ドラムに近接した位置に設けられた場合は、省スペースで、ねじれを防止することができる。

（３）また、前記スリット部の縁の断面が円弧状である場合は、牽引部材が振れても、断面円弧状のスリット部に滑らかに当接できるので、牽引部材の巻き取り、送り出しがスムーズである。

図１は本発明の車椅子用ウインチ装置の一実施形態を示す概略平面図である。 図２は車椅子用ウインチ装置により車椅子を車まで引き上げる様子を示す概略図である。 図３ａはガイド部を示す正面図、図３ｂは図３ａのＩ−Ｉ線断面図である。 図４は牽引部材のねじれを元に戻す様子を示す概略図である。 図５は従来の車椅子の乗降装置を示す概略断面図である。

はじめに図２を用いて本発明の車椅子用ウインチ装置１（図１参照）の使用方法を説明する。なお、以後の説明で示す方向は自動車の車体の方向を基準にしている。すなわち、前後とは自動車の車体の前後方向を、左右とは車体の前側を向いて左右方向を、上下とは車体の天井・床面方向を表す。前記車椅子用ウインチ装置（以下、ウインチ）１（図１参照）は、車椅子２に牽引部材３を係止し、その牽引部材３を巻き取り、繰り出し、自動車の後部に設けたバックドアＢから身障者等（図示せず）を車椅子２ごと車室内Ｎと外Ｇとの間に配置したスロープＳに沿って車室内Ｎに乗せる、あるいは車室内Ｎから外Ｇに降ろすものである。前記スロープＳは従来公知のものであり、車体の開口部の下面付近から引き出したり、折り畳んで携帯していたものを開口部の手前に配置することにより設置される。

図１に本発明のウインチ１の一実施形態を示す。図１の左右方向が車体の前後方向に相当し、図１の上下方向が車体の左右方向である。そのウインチ１は、車椅子２（図２参照
）をスロープＳ（図２参照）に沿って引き上げ、引き降ろすための牽引部材３を備えている。その牽引部材３はガイド部４により巻き重ねの向きがガイドされる。そのガイド部４は、前記牽引部材３にねじれを生じさせないように牽引部材３を挿通するＶ字のスリット部５（図３ａ参照）を有する。そのスリット部５を通じて、前記牽引部材３はドラム６に巻き取り、および繰り出される。そのドラム６は駆動部７により回転可能にされている。前記ドラム６と駆動部７の間には、駆動部７の駆動力をドラム６に伝達する動力伝達機構８が介在される。また、前記ガイド部４、ドラム６、駆動部７、動力伝達機構８はベース９に設けられる。なお、ベース９を設けないで、車体（図示せず）にそれら部材を直接取り付けてもよい。なお、前記巻き重ねの向きをガイドするとは、牽引部材３がねじれて裏向きになっているとき、その裏向きの面がドラム６に巻かれないように表向きに修正するようにガイドすることである。

前記ウインチ１は自動車の車室内Ｎ（図２参照）の床面の左右にそれぞれ設けられる。それら左右のウインチ１、１の配置は、車体の中央を通る前後方向の軸線に対して対称な位置で、かつ車体の同じ高さ位置に配置されるのが好ましい。これにより、車椅子２はウインチ１、１から延びる２本の牽引部材３、３により、その両側からバランスよく牽引される。

また、バックドアＢの他にスライドドアなど自動車の他の開口部から身障者等を車椅子２と共に乗降させる場合にも、車椅子２を２本の牽引部材３、３でその両側からバランスよく牽引できる位置に、ウインチ１、１を配置するのが好ましい。なお、１個のウインチ１（１本の牽引部材３）を用いて、車椅子２を乗降させてもよい。この場合、１本の牽引部材３の先端に金具を設け、その金具に２本の牽引部材３、３を固定し、それら牽引部材３、３により車椅子２を牽引してもよい。なお、前記ウインチ１を車外に設けてもよい。また、ウインチ１を３個以上用いてもよい。その場合、車体の開口部の側縁付近にバランスよく、例えば車体の開口部の側縁付近に等間隔で、あるいは平面視で車体の開口部の中心を通る上下方向の軸線に対して左右対称になるように配置するのがよい。

前記車椅子２は従来公知のものであり、電動で自走するものも含む。また、車椅子２の他に、電動三輪・四輪車などを牽引してもよい。

前記牽引部材３は帯状の部材、すなわち厚みより大きな幅広の面を有する長尺の部材である。例えば、ベルトのような従来公知のものである。その牽引部材（以下、ベルト）３はドラム６に巻かれることにより、地面に配置されている車椅子２（図２参照）をスロープＳを介して車室内Ｎ（図２参照）へ上げる。そのため、ベルト３の水平に対する傾きは次第に小さくなる。同時に、地面に配置されている車椅子２を車室内Ｎ側に近づけるので、ベルト３は車体の前後方向に延びている状態から、車体の中央の軸線側に次第に傾く。また、ベルト３は帯状であるので、幅広の面に垂直な方向には湾曲しやすく、その湾曲した状態で長手方向に引っ張り力を加えると、その湾曲形状を維持したまま車椅子２の荷重を支持できる。しかし、ベルト３の幅方向には湾曲しにくく、形状が崩れやすい。

本実施形態ではベルト３はその幅広の面を水平方向とほぼ平行にして用いている。そのため、前記ドラム６の軸が延びている方向は水平方向である。なお、ベルト３をその幅広の面を水平方向に対して傾けたり、垂直（上下方向と平行）にしてもよい。その場合は、ドラム６の回転軸の延びる方向も同様に水平方向に対して傾けたり、上下方向にする。

前記ベルト３には車椅子を乗せるときには引き上げるための張力が生じる。また、降ろすときにも重量を支持してゆっくり降ろすため、一定の張力が維持される。そのベルト３の張力はベース９内に設けた図示しない張力検出機構により検出される。その張力検出機構はベルト３の張力が所定の範囲に達したときに、信号を発する。その信号は図示しない
コントローラなどに伝達され、そのコントローラにより駆動部７の作動が停止される。これによりベルト３に過剰な荷重が加わるのを検知でき、ベルト３がねじれた状態でドラム６に巻かれていることや、人体などが挟まれて締め付けられるのを防止できる。

前記ベルト３の先端には図示しない係止部材が取り付けられる。その係止部材は車椅子２（図２参照）に引っかける、あるいは係止することのできる鉤状の部材（フック）である。その他、磁石や吸盤などで車椅子２に吸着させるものを採用してもよい。それら係止部材はベルト３の先端に、その幅広の面に垂直な軸周りおよび／あるいは平行な軸周りに回動自在に連結してもよい。なお、係止部材を用いないで、ベルト３を車椅子２に巻き付けて係止するようにしてもよい。

図３にガイド部４を示す。図３ａに表しているガイド部４の状態は図１のＡ矢視に相当する。前記ガイド部４は前記ドラム６に近接した位置に設けられる。本実施形態ではドラム６が配置された付近のベース９に取り付けられる。そのガイド部４は、ベルト３を幅方向にガイドできる細長いブロック状の部材であり、そのブロックの側面をベース９に係合させ、ネジなどの締結部材で固定する。なお、そのガイド部４はベルト３との摺動摩擦抵抗の低い材質で形成される。また、ガイド部４を合成樹脂で成形する場合は、ベース９に開口を形成し、その開口縁に一体成形してもよい。さらに、ベース９の一部（例えば側壁）をガイド部４とし、そのベース９の一部（ガイド部４）にスリット部５を形成してもよい。

前記ガイド部４にはベルト３を挿通させるスリット部５が形成されている。そのスリット部５は略Ｖ字状である。なお、前記スリット部５は逆Ｖ字にしてもよい。

図４に示すように前記ベルト３は長手方向にドラム６により引っ張られた状態で、スリット部５によってスリット部５に沿うようにＶ字状に湾曲される。そのため、そのベルト３には元の真っ直ぐな状態に拡がろうとする反力が生じている。この状態が元の状態（ねじれていない状態）Ｓ１である。

前記ベルト３がねじれた状態Ｓ２とは、その長手方向に平行な軸周りにベルト３が回転している状態である。また、ベルト３が長手方向に平行な軸に略平行な折り目線で湾曲あるいは屈曲している状態も前記ねじれた状態Ｓ２に含まれる。なお、状態Ｓ２ではＶ字状のスリット部５と同じ側（Ｖ字の開いている側）にねじれているが、反対側（Ｖ字の頂点側）にねじれている場合も前記ねじれた状態Ｓ２に含まれる。

元に戻る状態Ｓ３とは、前記反力により、ベルト３のねじれた部位３ａが元の状態に戻る状態をいう。前記反力はスリット部５のＶ字の角度が鋭角になるほど大きくなる。大きくなると駆動部７の駆動力の大部分が前記反力に変換され、車椅子２へ伝達される牽引力が弱くなる。そのため、前記スリット部５のＶ字の開く角度は、車椅子２にスロープＳを乗降させるために必要な牽引力を与え、かつベルト３のねじれ防止の効果が効果的に得られるような範囲内で設定される。

前記スリット部５の形状として、Ｖ字の頂点位置をずらしたり、頂点から延びるスリットの角度を左右で変えたり（例えばレ、Ｌ字状など）してもよい。なお、Ｖ、Ｗ、Ｍ、Ｎ、Ｚ字状のような対称な形状が好ましい。さらに、Ｖ字のような尖った形状でなく、Ｕ、Ｊ字状のような丸みを帯びた形状でもよい。その場合でも曲率半径が小さいほど前記元に戻ろうとする反力が大きくなる。さらに、Ｖ字のような尖った部位を２つ、あるいは３つ（Ｗ字状）に増やしてもよい。なお、Ｕ字状の場合は波状にする。

前記ベルト３はＶ字の頂点付近に邪魔をされ、スリット部５の内部のどちらかの端部側
へ移動しにくい。そのため、ベルト３はその位置が整えられた状態で、スリット部５内へ入り込むことができ、ドラム６への巻き取りが安定する。

このように、本願のスリット部５によれば、ベルト３のねじれを効果的に防止することができるので、スリット部５をドラム６に接近して配置できる。そのため、省スペースである。なお、車室内Ｎ（図２参照）の形状や他の部品との干渉を避けるなどの理由により、スリット部５をドラム６から離して配置してもよい。

図３ｂに示すように、前記スリット部５の縁５ａの断面が円弧状である。そのため、ベルト３が幅広の面に垂直な方向に振れても、断面円弧状のスリット部５に滑らかに当接でき、ベルト３の巻き取り、送り出しがスムーズである。なお、前記スリット部５の縁５ａの断面形状は、ベルト３の巻き取り、送り出しがスムーズであるなら、矩形状など、他の形状でもよい。矩形状にする場合には、その角部に丸みを付けてもよい。

前記ドラム６は円筒状で、その周面にベルト３を巻き取る従来公知のものである。前記ベース９にはドラム回転軸１０が枢軸され、左右方向に延びている。前記ドラム６はドラム回転軸１０を回動軸とする。

前記ドラム６はＶ字のスリット部５からバランスよくベルト３を巻き取る・送り出すように配置するのがよい。すなわち、ドラム６とスリット部５とは、ベルト３の幅方向の中心を通る線がスリット部５のＶ字の頂点付近を通るように配置されるのがよい。また、ドラム６から延びるベルト３はねじれることなく、スリット部５へ挿通されるのがよい。例えば、ベルト３の面とスリット部５のＶ字とが成す角度、すなわちＶ字の両斜めの部位がベルト３の面からほぼ同じ角度であるのがよい。さらに、側面視でドラム６からベルト３が延びている部位（図５の接点部Ｐ参照）の上方にスリット部５が配置されるのがよい（図３ｂ参照）。

なお、前記ドラム６を、付勢部材によりベルト３を巻き取る方向に付勢してもよい。例えば、スパイラルスプリング（図示せず）を用いることができる。そのスパイラルスプリングは、その中心の端部をドラム回転軸１０に係合し、そのドラム回転軸１０を中心にして巻かれる。そのスパイラルスプリングの外周にはスプリングカバー（図示せず）が設けられており、前記ベース９に固定される。そのスプリングカバーの内周面に、前記スパイラルスプリングの他端が係合される。前記ドラム６からベルト３を引き出すと、ドラム回転軸１０が回転する。その回転によりスパイラルスプリングの中心の端部はさらに巻き取り方向に巻かれる。そのスパイラルスプリングの元に戻ろうとする力で、ドラム６をベルト３が巻き取られる方向に回転付勢する。

図１に戻って、前記駆動部７は正逆回転自在なモータ１１と減速機１２とからなり、その減速機１２の出力軸にピニオン１３が連結されている。なお、前記モータ１１または減速機１２は出力側から回転できない。

前記動力伝達機構８はドラム６へ前記ピニオン１３からの回転駆動力を伝達する従来公知の電磁クラッチである。

前記駆動部７、動力伝達機構８はコントローラ（図示せず）の指令に基づいてベルト３を電動で引き操作する。なお、前記コントローラとしては、例えばベルト３が引かれたことによる信号の変化を検知し、動力伝達機構８を作動させて駆動部７とドラム６とを連繋したり、ベルト３に所定の荷重が加わった信号を検知して駆動部７を停止させるものである。

また、前記ウインチ１は自動車の他に電車、船、飛行機などの乗り物に用いることもできる。

［検証結果］
２台のウインチ１、１を用意した。それぞれのガイド部４は、本願発明のＶ字状のスリット部５が形成されたものと、比較のための一字状のスリット部（図示せず）が形成されたものとを用意した。Ｖ字状のスリット部５には幅４９ｍｍのベルト３を通し、一字状のスリット部には幅３０ｍｍのベルトを通した。検証はベルト３をドラム６に巻き取る様子を目視で確認することにより行った。また、ドラム６による巻き取りは手動運転と電動運転とにより行った。

ここで、検証結果をまとめるために、前記ねじれた状態Ｓ２をさらに区分して定義する。すなわち、ベルト３の一部がねじれ、そのねじれ部分より先端側（車椅子２側）はねじれていない場合を「部分的なねじれ状態」とし、前記ねじれ部分より先のベルト３が裏返しにされている場合を「全体的なねじれ状態」とする。

［電動運転］
一字状のスリット部ではベルト３に部分的にねじれがあると、そのままねじれた状態でスリット部を通過した。Ｖ字状のスリット部５ではベルト３に部分的なねじれがあっても、そのねじれが元にもどされ、スリット部５を通過した。しかし、ねじれが全体に及ぶと、そのねじれはスリット部５で元に戻されず、ねじれた状態でスリット部５を通過した。

［手動運転］
一字状のスリット部では電動運転の結果と同じであった。Ｖ字状のスリット部５ではベルト３に部分的なねじれがあっても、そのねじれが元にもどされ、スリット部５を通過した。一方、ねじれがベルト３の全体に及ぶと、ベルト３はその状態でスリット部５を通過できなかった。

１ 車椅子用ウインチ装置（ウインチ）
２ 車椅子
３ 牽引部材（ベルト）
３ａ ねじれた部位
４ ガイド部
５ スリット部
５ａ スリット部の縁
６ ドラム
７ 駆動部
８ 動力伝達機構
９ ベース
１０ 回転軸
１１ モータ
１２ 減速機
１３ ピニオン
１４ ドラム
１５ 牽引部材
１６ ガイド部
１７ ねじれて巻かれた部位
Ｂ バックドア
Ｎ 車室内
Ｇ 外
Ｓ スロープ
Ｐ 接点部

Claims (3)

1. 車椅子をスロープに沿って引き上げるとき、またはスロープに沿って降ろすときに用いる帯状の牽引部材と、
   前記帯状の牽引部材を巻き取り、および繰り出すドラムと、
   前記ドラムに巻き取られる帯状の牽引部材の巻き重ねの向きをガイドするガイド部と、
   前記ドラムを回転可能な駆動部と、
   前記ドラムと前記駆動部との間に介在し、前記駆動部の駆動を前記ドラムに伝達する動力伝達機構とを備えており、
   前記ガイド部が、前記帯状の牽引部材を挿通するＶ字のスリット部を有し、
   前記Ｖ字のスリット部は、その幅方向に離間して間隙を形成する一対の辺の一方と他方とが略同一形状であり、
   前記帯状の牽引部材は、前記Ｖ字のスリット部に挿通されてその幅方向がＶ字状に湾曲されることで、前記Ｖ字のスリット部と前記ドラムとの間でねじれが生じさせないようにされる車椅子用ウインチ装置。
2. 前記ガイド部が前記ドラムに近接した位置に設けられた請求項1に記載の車椅子用ウインチ装置。
3. 前記スリット部の縁の断面が円弧状である請求項１または請求項２に記載の車椅子用ウインチ装置。

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