JP6478886B2 - 電動ウインチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動ウインチ装置に関する。

従来、被牽引物である車椅子を車両に搭載させるための電動ウインチ装置がある。電動ウインチ装置は、車椅子を牽引するベルトを巻き付ける回転ドラムと、回転ドラムを回転駆動する電動モータとを備えている。電動ウインチ装置は、車両電動モータによって回転ドラムを正回転又は逆回転駆動させることにより、ベルトを回転ドラムに巻き取らせたり、回転ドラムから巻き戻させたりする。また、電動ウインチ装置は、車椅子が車椅子用スロープをずり落ちないように電動モータの駆動を常に監視する監視装置を備えている。
特許文献１には、２台の車椅子を車両に搭載させるための電動ウインチシステムが開示されている。特許文献１に記載の電動ウインチシステムは、常に両方の車椅子の落下を監視する必要がある。

特開２００８−３０７１５４号公報

しかしながら、２台の車椅子を車両に搭載させる電動ウインチシステムは、常に両方の車椅子の後退を監視するため、それぞれの車椅子の電動ウインチ装置毎に監視装置を設ける必要がある。したがって、電動ウインチ装置毎に監視装置を設ける必要があるため、システムの大型化や高コストになってしまう場合があった。また、１つの監視装置で２台のウインチを監視する場合、ポートの数が増加し回路規模が増大する場合や回路設計が複雑になる場合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、必要なポート数を抑えつつ、１つの監視装置で２台の車椅子を監視する電動ウインチ装置を提供することである。

本発明の一態様は、２台の車椅子を車両へ乗車又は降車させる電動ウインチ装置であって、１台の前記車椅子を牽引するベルトを巻き付けるドラム部材と、前記ドラム部材を回転させるモータと、前記ドラム部材の回転を検出し、前記回転に応じたパルス信号を出力するセンサと、前記ドラム部材と前記モータとの間に設けられ、通電により前記ドラム部材及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部材及び前記モータを開放状態とする電磁クラッチと、を備える２つの電動ウインチと、前記電動ウインチの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電磁クラッチを通電させるための電流又は電圧を供給する供給部と、前記供給部の前記電流又は前記電圧の供給先を前記電動ウインチのいずれかの前記電磁クラッチに切り替える切替部と、前記パルス信号に基づいていずれかの前記車椅子の後退を検知した場合に、前記後退した前記車椅子を牽引する前記電動ウインチの前記電磁クラッチを前記供給先にするように前記切替部を切り替えることで、当該電磁クラッチを通電させる制御部と、を備える電動ウインチ装置である。

また、本発明の一態様は、上述の電動ウインチ装置であって、前記電動ウインチは、前記ドラム部材に設けられ、ロック状態で前記ドラム部材の一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態で前記ドラム部材の一方向及び他方向への回転を許容するラチェット機構をさらに有し、前記制御部は、前記車椅子の後退を検知した場合に、前記後退していない前記車椅子を牽引する前記電動ウインチの前記ラチェット機構をロック状態に制御する。

また、本発明の一態様は、上述の電動ウインチ装置であって、前記パルス信号は、前記ドラム部材の回転に応じたＡ相パルス信号及びＢ相パルス信号であり、前記制御部は、前記モータの駆動を停止している前記電動ウインチの前記センサから供給される前記Ａ相パルス信号及び前記Ｂ相パルス信号のパルスレベルを一定周期毎に監視し、前記一定周期内の前記Ｂ相パルス信号の前記パルスレベルの切り替わり時において、前記Ａ相パルス信号と前記Ｂ相パルス信号との前記パルスレベルが異なる場合、及び前記一定周期内の前記Ａ相パルス信号の前記パルスレベルの切り替わり時において、前記Ａ相パルス信号と前記Ｂ相パルス信号との前記パルスレベルが同じである場合、カウント値をインクリメントするカウント部と、前記カウント値が閾値を超える場合に、前記モータの駆動を停止している前記電動ウインチが牽引する前記車椅子が後退していると判定する判定部と、を備える。

本発明によれば、必要なポート数を抑えつつ、１つの制御装置で２台の車椅子を監視する電動ウインチ装置を提供することができる。

本実施形態における電動ウインチ装置１が搭載された車両２００の車室内の平面図である。 本実施形態における電動ウインチ装置１の概略構成の一例を示す図である。 本実施形態におけるラチェット機構１４０−１の概略構成の一例を示す図である。 本実施形態における信号処理部５４の概略構成図の一例を示す図である。 本実施形態におけるカウント部５４２のカウント方法について説明する図である。 本実施形態における制御部５０の後退検知動作の処理フローを説明する図である。

本実施形態の電動ウインチ装置は、２台の車椅子を車両へ乗車又は降車させる電動ウインチ装置である。電動ウインチ装置は、２つの電動ウインチ、供給部、切替部及び制御部を備える。各電動ウインチは、回転ドラム、モータ、センサ及び電磁クラッチを備える。
回転ドラムは、１台の車椅子を牽引するベルトを巻き付ける。モータは、回転ドラムを回転させる。センサは、回転ドラムの回転を検出し、その回転に応じたパルス信号を出力する。電磁クラッチは、通電により回転ドラム及びモータを締結状態とし、通電の解除により回転ドラム及びモータを開放状態とする。供給部は、電磁クラッチを通電させるための電流又は電圧を供給する。切替部は、供給部の供給先を電動ウインチのいずれかの電磁クラッチに切り替える。制御部は、パルス信号に基づいていずれかの車椅子の後退を検知した場合に、後退した車椅子を牽引する電動ウインチの電磁クラッチを供給先にするように切替部を切り替えることで、電磁クラッチを通電させる。
以下、本実施形態の電動ウインチ装置について、詳細を説明する。

以下、本実施形態における電動ウインチ装置１について図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態における電動ウインチ装置１が搭載された車両２００の車室内の平面図である。なお、車両２００の進行方向前方（＋Ｘ方向）を単に前方、進行方向後方（−Ｘ方向）を単に後方と称する場合がある。

車両２００には、電動ウインチ装置１が搭載されている。例えば、車両２００は、福祉車両である。車両２００の車室内の後方には、被牽引物としての車椅子３０１及び車椅子３０２を搭載可能な車椅子搭載スペースが形成されている。車椅子搭載スペースの後方には、地面と車両２００の床面とを緩やかな傾斜角度で接続するスロープ２が設置されている。車両２００の走行時において、スロープ２は、車両２００の床面に形成された格納部（図示せず）に格納されている。なお、図１に示すように、車椅子３０２は、車椅子３０１よりも停止する位置が後方になる。

電動ウインチ装置１は、２つの電動ウインチ１０−１、２つの電動ウインチ１０−２、ベルト２０（ベルト２０−１及びベルト２０−２）、操作部３０及び制御装置４０を備えている。

各電動ウインチ１０−１は、スロープ２に沿って車椅子３０１を車両２００内部に搭載させる。各電動ウインチ１０−１は、車両２００の車幅方向（図１の上下方向）に所定間隔で設置された一対の電動ウインチである。具体的には、各電動ウインチ１０−１から各ベルト２０−１を引き出して、ベルト２０−１の一端に装着されている各フックを車椅子３０１の一対の前フレームにそれぞれ引っ掛け、その状態のもとで各電動ウインチ１０−１を同期動作させて各ベルト２０−１を引き込むことにより、＋Ｘ方向に車椅子３０１が移動する。

各電動ウインチ１０−２は、スロープ２に沿って車椅子３０２を車両２００内部に搭載させる。各電動ウインチ１０−２は、車両２００の車幅方向（図１の上下方向）に所定間隔で設置された一対の電動ウインチである。具体的には、各電動ウインチ１０−２から各ベルト２０−２を引き出して、ベルト２０−２の一端に装着されている各フックを車椅子３０２の一対の前フレームにそれぞれ引っ掛け、その状態のもとで各電動ウインチ１０−２を同期動作させて各ベルト２０−２を引き込むことにより、＋Ｘ方向に車椅子３０２が移動する。

図２は、本実施形態における電動ウインチ装置１の概略構成の一例を示す図である。
電動ウインチ１０−１は、電磁クラッチ１１０−１、回転ドラム１２０−１、電動モータ１３０−１、ラチェット機構１４０−１及び回転センサ１５０−１を備える。
電動ウインチ１０−２は、電磁クラッチ１１０−２、回転ドラム１２０−２、電動モータ１３０−２、ラチェット機構１４０−２及び回転センサ１５０−２を備える。なお、電動ウインチ１０−２は、電動ウインチ１０−１と同様な構成を有するため、詳細な説明を省略する。また、以下、電動ウインチ１０−１及び電動ウインチ１０−２を総称して電動ウインチ１０と呼ぶことがある。

電磁クラッチ１１０−１は、制御装置４０から供給される電流（又は電圧）により通電される。電磁クラッチ１１０−１が通電されると電動モータ１３０−１の回転力が回転ドラム１２０−１に伝達される。一方、電磁クラッチ１１０−１への通電が遮断されている場合には、電動モータ１３０−１の回転力が回転ドラム１２０−１に伝達されない。なお、電磁クラッチ１１０−２は、電磁クラッチ１１０−１と同様な構成を有するため、詳細な説明を省略する。また、以下、電磁クラッチ１１０−１及び電磁クラッチ１１０−２を総称して電磁クラッチ１１０と呼ぶことがある。

回転ドラム１２０−１は、円筒形状を有しており、円筒外周面を有するドラム部材である。
回転ドラム１２０−１には、ベルト２０−１が巻回されている。回転ドラム１２０−１は、電磁クラッチ１１０を介して電動モータ１３０−１の回転が伝達されるとベルト２０−１を巻き取る、又は巻き戻す。なお、回転ドラム１２０−２は、回転ドラム１２０−１と同様な構成を有するため、詳細な説明を省略する。また、以下、回転ドラム１２０−１及び回転ドラム１２０−２を総称して回転ドラム１２０と呼ぶことがある。

電動モータ１３０−１は、回転軸が回転ドラム１２０−１の回転軸と電磁クラッチを介して連結している。電動モータ１３０−１は、制御装置４０から供給される駆動信号に基づいて回転駆動する。したがって、電磁クラッチ１１０が通電されている場合、電動モータ１３０−１の正転方向への回転駆動により回転ドラム１２０−１が正転方向に回転駆動される。これにより、ベルト２０−１が回転ドラム１２０−１に巻き取られる。一方、電磁クラッチ１１０が通電されている場合、電動モータ１３０−１の逆転方向への回転駆動により回転ドラム１２０−１が逆転方向に回転駆動される。これにより、ベルト２０−１が回転ドラム１２０−１から巻き戻される。なお、各電動ウインチ１０−１の電動モータ１３０−１の回転は同期動作するものとする。なお、電動モータ１３０−２は、電動モータ１３０−１と同様な構成を有するため、詳細な説明を省略する。また、以下、電動モータ１３０−１及び電動モータ１３０−２を総称して電動モータ１３０と呼ぶことがある。

ラチェット機構（ロック機構）１４０−１は、回転ドラム１２０−１に設けられている。ラチェット機構１４０−１は、制御装置４０から通電が解除されるとロック状態となり、回転ドラム１２０−１のベルト２０−１の巻き戻し方向（送り出し）への回転を阻止する一方でベルト２０−１の巻き取り方向への回転を許容する。ラチェット機構１４０−１は、制御装置４０から通電されるとリリース状態となり、回転ドラム１２０−１のベルト２０−１の巻き戻し方向及びベルト２０−１の巻き取り方向への回転を許容する。なお、ラチェット機構１４０−２は、ラチェット機構１４０−１と同様な構成を有するため、詳細な説明を省略する。また、以下、ラチェット機構１４０−１及びラチェット機構１４０−２を総称してラチェット機構１４０と呼ぶことがある。

図３は、本実施形態におけるラチェット機構１４０−１の概略構成の一例を示す図である。
ラチェット機構１４０−１は、ラッチギヤ１４１、歯止め１４３及びラッチ解除ソレノイド１４４を備えている。
ラッチギヤ１４１は、回転ドラム１２０−１に一体回転可能に設けられ複数の歯１４２を備えている。
歯止め１４３は、ラッチギヤ１４１と係合し、回転ドラム１２０−１のベルト２０−１の巻き戻し方向（一方向）への回転を許容し、ベルト２０−１の巻き戻し方向への回転を阻止する。

ラッチ解除ソレノイド１４４は、歯止め１４３を揺動駆動する。ラッチ解除ソレノイド１４４は、制御装置４０から駆動電流が供給されるとラッチギヤ１４１と歯止め１４３との係合が解除（回転ドラム１２０−１との係合が解除）されてリリース状態となる。すなわち、ベルト２０−１の巻き取り方向及び巻き戻し方向への双方向に回転ドラム１２０−１が回転自在となる。しがって、回転ドラム１２０−１の双方向への回転が許容され、車椅子３０１を車両２００から降ろせるようになる。
一方、ラッチ解除ソレノイド１４４は、制御装置４０から駆動電流の供給が停止されると、ラッチギヤ１４１に歯止め１４３が係合（回転ドラム１２０−１と係合）してロック状態となる。すなわち、ベルト２０−１の巻き取り方向への回転ドラム１２０−１の回転を許容しつつ、ベルト２０−１の巻き戻し方向への回転ドラム１２０−１の回転が規制され、車内やスロープ２上での車椅子３０１の後退が防止される。

回転センサ１５０−１は、回転ドラム１２０−１の回転を検出する。例えば、回転センサ１５０−１は、ホールＩＣを備えた磁気式のロータリエンコーダである。例えば、回転ドラム１２０−１の回転軸上にセンサマグネット（不図示）が装備され、そのセンサマグネットに対向する位置に近傍するように回転センサ１５０−１が配置されている。回転センサ１５０−１は、センサマグネットから受ける磁束密度の変化を検出する。回転センサ１５０−１は、検出した磁束密度の変化を電気信号として互いに位相が異なる２相（Ａ相及びＢ相）の交番信号を生成する。そして、回転センサ１５０−１は、各相の交番信号の値が所定値を超えた（すなわち、回転センサ１５０−１が受ける磁界の強さが所定の強度を超えた）か否かで出力値がＨｉｇｈとＬｏｗに変化する２値のデジタル信号（パルス信号）に変換する。回転センサ１５０−１は、各相のパルス信号としてＡ相パルス信号とＢ相パルス信号とを制御装置４０に出力する。なお、回転センサ１５０−２は、回転センサ１５０−１と同様な構成を有するため、詳細な説明を省略する。また、以下、回転センサ１５０−１及び回転センサ１５０−２を総称して回転センサ１５０と呼ぶことがある。

ベルト２０（ベルト２０−１及びベルト２０−２）は、回転ドラム１２０の軸方向と略同じ幅を有する帯状の形状を備える。
ベルト２０−１は、一端が回転ドラム１２０−１に接続され、他端にはフックが装着されている。車両２００の利用者は、ベルトフリー状態において、各電動ウインチ１０−１の回転ドラム１２０−１から各ベルト２０−１を引き出して、各フックを車椅子３０１にある一対の前フレームにそれぞれ引っ掛ける。そして、利用者の操作部における操作に基づいて、ベルトフリー状態が解除され、電動モータ１３０−１が正転駆動される。これにより回転ドラム１２０−１にベルト２０−１が巻き取られ、車外にある車椅子３０１がスロープ２に沿って車両２００の内部へと引き込まれる。なお、ベルトフリー状態とは、電動モータ１３０−１、電磁クラッチ１１０−１が通電されていない状態であり、ベルト２０−１の巻き戻しを自由に行うことができる状態である。すなわち、ベルトフリー状態は、回転ドラム１２０−１のベルト２０−１が巻き戻される方向への回転のロックが解除されている状態である。例えば、電動ウインチ１０をベルトフリー状態にする操作は、車内に設けられた操作スイッチやリモコン等を用いて行われる。

操作部３０は、制御装置４０に接続されている。操作部３０は、利用者による操作に基づいて操作信号を制御装置４０に出力する。例えば、操作部３０は、巻き取り駆動スイッチ３１１、巻き戻し駆動スイッチ３１２及び選択スイッチ３１３を備える。利用者は、巻き取り駆動スイッチ３１１を押下することで、ベルト２０の巻き取り操作を行うことができる。利用者は、巻き戻し駆動スイッチ３１２を押下することで、ベルト２０の巻き戻し操作を行うことができる。利用者は、選択スイッチ３１３を押下又は切り替えることで、巻き取り操作又は巻き戻し操作を行う制御対象を選択することができる。すなわち、利用者は、選択スイッチ３１３を押下又は切り替えることで、制御対象として車椅子３０１又は車椅子３０２のいずれかを選択することができる。これにより、利用者は、選択スイッチ３１３により巻き取り操作又は巻き戻し操作を行う車椅子を選択し、且つ巻き取り駆動スイッチ３１１又は巻き戻し駆動スイッチ３１２を押下されることで、選択した車椅子を移動させることができる。本実施形態では、選択スイッチ３１３がオン状態である場合には、制御対象として車椅子３０１が選択され、オフ状態である場合には、制御対象として車椅子３０２が選択されるとする。なお、選択スイッチ３１３は、操作部３０とは別に設けられてもよい。

ベルト２０の回転ドラム１２０への巻き取り操作は、ベルト２０の巻き取り動作を行い、車両２００のスペースＳ内に車椅子を乗車させる操作である。ベルト２０の巻き戻し操作は、ベルト２０の巻き戻し動作を行い、車両２００内から車椅子を降車させる操作である。操作部３０は、利用者によっていずれかのスイッチが押下されると、制御装置４０にスイッチに応じた信号である操作信号を出力する。なお、操作部３０と制御装置４０との通信は、有線でもよいし、無線によって行われてもよい。

図２に戻り、制御装置４０は、回転センサ１５０の各々から供給されるパルスのカウント数に基づいて車椅子３０１又は車椅子３０２が後退しているか否かを検知する後退検知処理を行う。後退検知処理は、停止状態に制御された車椅子３０１又は車椅子３０２が後退したことを検知する処理である。車椅子を停止状態とする場合、制御装置４０は、その車椅子の制御する電動ウインチに対して、以下に列挙する制御を行う。
・電動モータ１３０に対して駆動信号の供給を停止することで電動モータ１３０を停止させる（電動モータＯＦＦ）。
・電磁クラッチ１１０に対してクラッチ駆動電流の供給を停止することで、電動モータ１３０の回転力が回転ドラム１２０に伝達されないように制御する（電磁クラッチＯＦＦ）。
・ラッチ解除ソレノイド１４４に対して駆動電流の供給を停止することで、ラチェット機構１４０−１の歯止め１４３とラッチギヤ１４１とが係合し、ベルト２０の巻き戻し方向への回転ドラム１２０の回転をロックする。

したがって、停止状態にある車椅子３０１又は車椅子３０２が後退する場合としては、例えば、車椅子３０１又は３０２がスロープ２上に停止しているときにラッチギヤ１４１や歯止め１４３等のラチェット機構１４０が破損した場合である。また、制御装置４０は、上記後退検知処理により車椅子３０１又は車椅子３０２が後退していることを検知した場合、後退している車椅子の後退を抑制する制御を行う。

制御装置４０は、制御部５０、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２を備える。例えば、制御部５０は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）である。制御部５０は、モータ電流供給部５１、クラッチ電流供給部５２、スイッチ制御部５３、信号処理部５４、ソレノイド駆動部５５及びモータ制御部５６を備える。

モータ電流供給部５１は、スイッチ部６０−１に接続されている。モータ電流供給部５１は、操作部３０の操作信号に基づいて電動モータ１３０を駆動する電流（以下、「モータ駆動電流」という。）（又は電圧）をスイッチ部６０−１に出力する。

クラッチ電流供給部５２は、スイッチ部６０−２に接続されている。クラッチ電流供給部５２は、電磁クラッチ１１０を通電させる電流（以下、「クラッチ駆動電流」という。）（又は電圧）をスイッチ部６０−２に出力する。

スイッチ制御部５３は、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２の切り替え動作を制御する。スイッチ部６０−１は、制御装置４０と電動モータ１３０−１又は電動モータ１３０−２との間をオン／オフ制御するスイッチである。すなわち、スイッチ部６０−１は、モータ電流供給部５１と電動モータ１３０−１との接続と、モータ電流供給部５１と電動モータ１３０−２との接続とを切り替えるスイッチである。スイッチ制御部５３は、スイッチ部６０−１に制御信号を供給することで、モータ電流供給部５１と電動モータ１３０−１との接続をオン状態にし、モータ電流供給部５１と電動モータ１３０−２との接続をオフ状態とする。一方、スイッチ制御部５３は、スイッチ部６０−１に制御信号を供給しないことで、モータ電流供給部５１と電動モータ１３０−１との接続をオフ状態にし、モータ電流供給部５１と電動モータ１３０−２との接続をオン状態とする。

スイッチ部６０−１は、第１端子６２、第２端子６３及び第３端子６４を備える。第１端子６２は、モータ電流供給部５１に接続されている。第２端子６３は、電動モータ１３０−１に接続されている。第３端子６４は、電動モータ１３０−２に接続されている。
スイッチ部６０−１は、スイッチ制御部５３から制御信号が供給された場合、第１端子６２と第２端子６３との接続をオン状態とする。スイッチ部６０−１は、スイッチ制御部５３から制御信号が供給されない場合、第１端子６２と第３端子６４との接続をオン状態とする。例えば、スイッチ部６０−１は、リレー、サイリスタ、又はトランジスタ等である。

スイッチ部６０−２は、制御装置４０と電磁クラッチ１１０−１又は電磁クラッチ１１０−２との間をオン／オフ制御するスイッチである。すなわち、スイッチ部６０−２は、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−１との接続と、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−２との接続とを切り替えるスイッチである。スイッチ制御部５３は、スイッチ部６０−２に制御信号を供給することで、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−１との接続をオン状態にし、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−２との接続をオフ状態とする。一方、スイッチ制御部５３は、スイッチ部６０−２に制御信号を供給しないことで、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−１との接続をオフ状態にし、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−２との接続をオン状態とする。

スイッチ部６０−２は、第１端子６２、第２端子６３及び第３端子６４を備える。第１端子６２は、クラッチ電流供給部５２に接続されている。第２端子６３は、電磁クラッチ１１０−１に接続されている。第３端子６４は、電磁クラッチ１１０−２に接続されている。
スイッチ部６０−２は、スイッチ制御部５３から制御信号が供給された場合、第１端子６２と第２端子６３との接続をオン状態とする。スイッチ部６０−２は、スイッチ制御部５３から制御信号が供給されない場合、第１端子６２と第３端子６４との接続をオン状態とする。例えば、スイッチ部６０−２は、リレー、サイリスタ、又はトランジスタ等である。

スイッチ制御部５３は、選択スイッチ３１３がオン状態である場合（制御対象として車椅子３０１が選択されている場合）、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を出力する。これにより、電動モータ１３０−１にモータ駆動電流が供給され、電磁クラッチ１１０−１にクラッチ駆動電流が供給される。これにより、電動モータ１３０−１の回転力が回転ドラム１２０−１に伝達可能となるため、制御装置４０は、駆動信号を電動モータ１３０−１に供給することにより、回転ドラム１２０−１のベルト２０−１の巻き取り操作又は巻き戻し操作が可能となる。

スイッチ制御部５３は、選択スイッチ３１３がオフ状態である場合（制御対象として車椅子３０２が選択されている場合）、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を出力しない。これにより、電動モータ１３０−２にモータ駆動電流が供給され、電磁クラッチ１１０−２にクラッチ駆動電流が供給される。これにより、電動モータ１３０−２の回転力が回転ドラム１２０−２に伝達可能となるため、制御装置４０は、駆動信号を電動モータ１３０−２に供給することにより、回転ドラム１２０−２のベルト２０−２の巻き取り操作又は巻き戻し操作が可能となる。

スイッチ制御部５３は、車椅子３０１が後退していることを示す第１の後退信号を信号処理部５４から取得すると、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を供給する。スイッチ制御部５３は、車椅子３０２が後退していることを示す第２の後退信号を信号処理部５４から取得すると、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を供給しない。

図４は、本実施形態における信号処理部５４の概略構成図の一例を示す図である。信号処理部５４は、上記後退検知処理を行う。
信号処理部５４は、回転方向検出部５４１、カウント部５４２及び判定部５４３を備える。
回転方向検出部５４１は、回転ドラム１２０−１及び回転ドラム１２０−２の回転方向を検出する。例えば、回転方向検出部５４１は、回転センサ１５０−１及び回転センサ１５０−２のそれぞれからＡ相パルス信号とＢ相パルス信号を取得する。回転方向検出部５４１は、回転センサ１５０−１から供給されるＡ相パルス信号とＢ相パルス信号との各々の位相に基づいて回転ドラム１２０−１の回転方向を検出する。回転方向検出部５４１は、回転センサ１５０−２から供給されるＡ相パルス信号とＢ相パルス信号との各々の位相に基づいて回転ドラム１２０−２の回転方向を検出する。
回転方向検出部５４１は、検出した回転ドラム１２０−１及び回転ドラム１２０−２の回転方向を示す信号をカウント部５４２に出力する。

カウント部５４２は、巻き取り操作又は巻き戻し操作をしていない電動ウインチの回転センサ１５０から供給されるパルス信号のパルスレベルを一定周期毎に監視する。したがって、巻き取り操作又は巻き戻し操作をしていない電動ウインチ１０の牽引物である車椅子は停止している状態である。巻き取り操作又は巻き戻し操作をしていない電動ウインチ１０を判定する方法は、例えば、電動モータ１３０に駆動信号が出力されているか否か、又はスイッチ部６０−２に制御信号が出力されているか否か等である。カウント部５４２は、少なくとも以下に列挙する場合において、パルス信号のパルスレベルを監視する。
・電動ウインチ１０−１が動作中であり、且つ電動ウインチ１０−２が停止している場合。
・電動ウインチ１０−１が停止中であり、且つ電動ウインチ１０−２が動作中である場合。
・電動ウインチ１０−１及び電動ウインチ１０−２が停止中である場合。
なお、動作中とは、電動ウインチ１０がベルト２０の巻き取り動作又は巻き戻し動作を実施していることを示す。したがって、電動ウインチ１０−１が動作中であり、且つ電動ウインチ１０−２が停止している場合、車椅子３０１がスロープ２に沿って昇降されており、車椅子３０２が停止している。電動ウインチ１０−１が停止中であり、且つ電動ウインチ１０−２が動作中である場合、車椅子３０２がスロープ２に沿って昇降されており、車椅子３０１が停止している。電動ウインチ１０−１及び電動ウインチ１０−２が停止中である場合、車椅子３０１及び車椅子３０２が停止している。

図５は、本実施形態におけるカウント部５４２のカウント方法について説明する図である。カウント部５４２は、動作中ではない電動ウインチ１０の回転センサ１５０から供給されるＡ相パルス信号及びＢ相パルス信号のパルスレベルを一定周期毎に監視する。例えば、一定周期は、１ｍｓ程度である。カウント部５４２は、動作中ではない電動ウインチ１０の回転ドラム１２０の回転方向が逆転方向（ベルト２０が回転ドラム１２０から巻き戻される方向）であり、一定周期内にパルス信号のパルスレベルの切り替わりを検出した場合、カウント値をインクリメントする。例えば、カウント部５４２は、一定周期内のＢ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが異なる場合（図５に示すａ、ｃ、ｄ）、カウント値をインクリメントする。カウント部５４２は、一定周期内のＡ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが同じである場合（図５に示すｂ、ｅ）、カウント値をインクリメントする。なお、カウント部５４２は、動作中の電動ウインチ１０の回転センサ１５０から供給されるパルス信号をカウントしない。カウント部５４２は、回転ドラム１２０の回転方向が正転方向（ベルト２０が回転ドラム１２０に巻き取られる方向）である場合には、電動ウインチ１０が制御されているか否かにかかわらず、回転センサ１５０から供給されるパルス信号をカウントしない。

判定部５４３は、カウント部５４２のカウント値を読み取る。判定部５４３は、読み取ったカウント値が予め設定された閾値Ｎ_ｔｈを超える場合、停止状態に制御された車椅子が後退していると判定する。すなわち、判定部５４３は、回転センサ１５０−１から供給されるパルス信号のカウント値が閾値Ｎ_ｔｈを超えた場合、車椅子３０１が後退していると判定する。判定部５４３は、回転センサ１５０−２から供給されるパルス信号のカウント値が閾値Ｎ_ｔｈを超えた場合、車椅子３０２が後退していると判定する。例えば、閾値Ｎ_ｔｈは、車椅子が数ｍｍ程度後退した場合に相当するパルス信号のカウント数であり、回転ドラム１２０の回転がラッチギヤ１４１の歯１４２の１枚から２枚分に相当する値である。
判定部５４３は、停止状態に制御された車椅子３０１が後退していると判定した場合、車椅子３０１が後退していることを示す第１の後退信号をスイッチ制御部５３、ソレノイド駆動部５５及びモータ制御部５６に出力する。判定部５４３は、停止状態に制御された車椅子３０２が後退していると判定した場合、車椅子３０１が後退していることを示す第２の後退信号をスイッチ制御部５３、ソレノイド駆動部５５及びモータ制御部５６に出力する。

ソレノイド駆動部５５は、停止状態にする車椅子を制御する電動ウインチ１０のラッチ解除ソレノイド１４４に駆動電流を供給しない。ソレノイド駆動部５５は、巻き取り操作又は巻き戻し操作を行う車椅子を制御する電動ウインチ１０のラッチ解除ソレノイド１４４に駆動電流を供給する。ソレノイド駆動部５５は、第１の後退信号を取得した場合、ラチェット機構１４０−２のラッチ解除ソレノイド１４４に駆動電流を供給する。ソレノイド駆動部５５は、第２の後退信号を取得した場合、ラチェット機構１４０−１のラッチ解除ソレノイド１４４に駆動電流を供給する。すなわち、ソレノイド駆動部５５は、停止状態に制御している車椅子が後退した場合、ベルト２０の巻き取り動作又は巻き戻し動作により移動している別の車椅子の電動ウインチ１０において、ベルト２０の巻き戻し方向への回転ドラム１２０の回転をロックする。

モータ制御部５６は、操作部３０から供給される操作信号に基づいて電動モータ１３０−１又は電動モータ１３０−２に駆動信号を出力する。すなわち、モータ制御部５６は、操作信号を取得した場合、選択スイッチ３１３で選択された車椅子を制御する電動ウインチ１０の電動モータ１３０に駆動信号を出力する。モータ制御部５６は、第１の後退信号を取得した場合、電動モータ１３０−２に駆動信号の供給を停止する。モータ制御部５６は、第２の後退信号を取得した場合、電動モータ１３０−１に駆動信号の供給を停止する。すなわち、モータ制御部５６は、停止状態に制御している車椅子が後退した場合、ベルト２０の巻き取り動作又は巻き戻し動作により移動している別の車椅子の電動ウインチ１０において、電動モータ１３０を停止させ当該車椅子の移動を停止させる。

上述したように、制御部５０は、一定周期毎に車椅子３０１と車椅子３０２との後退検知処理を行う。そして、制御部５０は、後退検知処理において停止状態に制御された車椅子がラチェット機構１４０の破損等により後退していると判定された場合、以下に列挙する制御を実行する。なお、一例として車椅子３０１が停止状態から後退し、車椅子３０２がベルト２０−２の巻き取り操作によりスロープ２を移動している場合を説明する。
・動作している電動ウインチ１０−２の電動モータ１３０−２の駆動停止。
・ラチェット機構１４０−２による回転ドラム１２０−２の回転ロック。
・スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２の切り替え。
すなわち、制御部５０は、車椅子３０１の後退を検知した場合、移動している車椅子３０２を一時停止させる。そして、制御部５０は、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−１とを接続し、電動モータ１３０−１のギアと回転ドラム１２０−１とを接続状態とする。これにより、電動モータ１３０−１のギアのかみ合いによる保持力により、電動モータ１３０−１にブレーキがかかり、車椅子３０１の後退が抑制される。なお、電動モータ１３０−１にウォームギアなどの減速機構を用いた場合において、ウォーム減速機によるブレーキにより車椅子３０１の後退が抑制されてもよい。

以下に、本実施形態における制御部５０の後退検知動作について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における制御部５０の後退検知動作の処理フローを説明する図である。
ステップＳ１０１において、制御部５０は、車椅子３０１が動作中であるか否かを判定する。例えば、制御部５０は、電動モータ１３０−１に駆動信号が出力されている場合、車椅子３０１が動作中であると判定する。なお、電動モータ１３０−１及び電動モータ１３０−２の両方の電動モータに駆動信号が出力されることはない。したがって、車椅子３０１が動作中であると判定された場合、車椅子３０２は停止状態であると確定される。制御部５０は、車椅子３０１が動作中であると判定された場合、ステップＳ１０２の処理を実行する。一方、制御部５０は、車椅子３０１が動作中でない（車椅子３０１が停止状態である）と判定された場合、ステップＳ１０９の処理を実行する。

ステップＳ１０２において、カウント部５４２は、回転センサ１５０−２から供給されるＡ相パルス信号及びＢ相パルス信号のパルスレベルを一定周期毎に監視する。カウント部５４２は、一定周期内のＢ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが異なる場合、カウント値をインクリメントする。カウント部５４２は、一定周期内のＡ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが同じである場合、カウント値をインクリメントする。

ステップＳ１０３において、判定部５４３は、カウント部５４２のカウント値を読み取る。判定部５４３は、読み取ったカウント値が閾値Ｎ_ｔｈを超える場合、車椅子３０２が後退していると判定する。判定部５４３は、車椅子３０２が後退していると判定した場合、第２の後退信号をスイッチ制御部５３、ソレノイド駆動部５５及びモータ制御部５６に出力する。判定部５４３は、読み取ったカウント値が閾値Ｎ_ｔｈ以下である場合、ステップＳ１０８の処理を実行する。ステップＳ１０８では、制御部５０は車椅子３０１の動作が終了したかどうかを判定する。車椅子３０１の動作が終了したと判定された場合は後退検知動作を終了し、動作が終了していない場合は、ステップＳ１０３を繰り返す。

ステップＳ１０４において、モータ制御部５６は、判定部５４３から供給される第２の後退信号を取得する。モータ制御部５６は、第２の後退信号を取得すると、電動モータ１３０−１に駆動信号を供給することを停止する。これにより、モータ制御部５６は、電動モータ１３０−１の駆動を停止することで、車椅子３０１の動作を停止する。

ステップＳ１０５において、ソレノイド駆動部５５は、判定部５４３から供給される第２の後退信号を取得する。ソレノイド駆動部５５は、第２の後退信号を取得した場合、ラチェット機構１４０−１のラッチ解除ソレノイド１４４に対して駆動電流の供給を停止する。これにより、ソレノイド駆動部５５は、ベルト２０−１の巻き戻し方向への回転ドラム１２０−１の回転をロックする。

ステップＳ１０６において、スイッチ制御部５３は、判定部５４３から供給される第２の後退信号を取得する。スイッチ制御部５３は、第２の後退信号を判定部５４３から取得すると、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を供給しない。これにより、制御部５０のクラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−２とが電気的に接続され、制御部５０は、電磁クラッチ１１０−２の駆動を制御することで電動モータ１３０−２のギアと回転ドラム１２０−２とを接続状態にする。これにより、電動モータ１３０−２のギアのかみ合いによる保持力により、回転ドラム１２０−２にブレーキがかかり、車椅子３０２の後退が抑制される（ステップＳ１０７）。
ステップＳ１０９において、制御部５０は、車椅子３０２が動作中であるか否かを判定する。例えば、制御部５０は、電動モータ１３０−２に駆動信号が出力されている場合、車椅子３０２が動作中であると判定する。車椅子３０２が動作中であると判定された場合、車椅子３０１は停止状態である。制御部５０は、車椅子３０２が動作中であると判定された場合、ステップＳ１１０の処理を実行する。一方、制御部５０は、車椅子３０１が動作中でない（車椅子３０１及び車椅子３０２が停止状態である）と判定された場合、ステップＳ１１３の処理を実行する。

ステップＳ１１０において、カウント部５４２は、回転センサ１５０−１から供給されるＡ相パルス信号及びＢ相パルス信号のパルスレベルを一定周期毎に監視する。カウント部５４２は、一定周期内のＢ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが異なる場合、カウント値をインクリメントする。カウント部５４２は、一定周期内のＡ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが同じである場合、カウント値をインクリメントする。

ステップＳ１１１において、判定部５４３は、カウント部５４２のカウント値を読み取る。判定部５４３は、読み取ったカウント値が閾値Ｎ_ｔｈを超える場合、車椅子３０１が後退していると判定する。判定部５４３は、車椅子３０１が後退していると判定した場合、第１の後退信号をスイッチ制御部５３、ソレノイド駆動部５５及びモータ制御部５６に出力する。判定部５４３は、読み取ったカウント値が閾値Ｎ_ｔｈ以下である場合、ステップＳ１１６の処理を実行する。ステップＳ１１６では、制御部５０は車椅子３０２の動作が終了したかどうかを判定する。車椅子３０２の動作が終了したと判定された場合は後退検知動作を終了し、動作が終了していない場合は、ステップＳ１１１を繰り返す。

ステップＳ１１２において、モータ制御部５６は、判定部５４３から供給される第１の後退信号を取得する。モータ制御部５６は、第１の後退信号を取得すると、電動モータ１３０−２に駆動信号を供給することを停止する。これにより、モータ制御部５６は、電動モータ１３０−２の駆動を停止することで、車椅子３０２の動作を停止する。

ステップＳ１１３において、ソレノイド駆動部５５は、判定部５４３から供給される第１の後退信号を取得する。ソレノイド駆動部５５は、第１の後退信号を取得した場合、ラチェット機構１４０−２のラッチ解除ソレノイド１４４に対して駆動電流の供給を停止する。これにより、ソレノイド駆動部５５は、ベルト２０−２の巻き戻し方向への回転ドラム１２０−２の回転をロックする。

ステップＳ１１４において、スイッチ制御部５３は、判定部５４３から供給される第１の後退信号を取得する。スイッチ制御部５３は、第１の後退信号を判定部５４３から取得すると、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を供給する。これにより、制御部５０のクラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−１とが電気的に接続され、制御部５０は、電磁クラッチ１１０−１の駆動を制御することで電動モータ１３０−１のギアと回転ドラム１２０−１とを接続状態にする。これにより、電動モータ１３０−１のギアのかみ合いによる保持力により、回転ドラム１２０にブレーキがかかり、車椅子３０１の後退が抑制される（ステップＳ１１５）。

ステップＳ１１７において、制御部５０は、車椅子３０１及び車椅子３０２が動作中でなく、停止状態にあると判定する。したがって、カウント部５４２は、回転センサ１５０−１及び回転センサ１５０−２から供給されるＡ相パルス信号及びＢ相パルス信号のパルスレベルを一定周期毎に監視する。カウント部５４２は、回転センサ１５０−１及び回転センサ１５０−２の各々のパルス信号（Ａ相パルス信号及びＢ相パルス信号）を以下の方法でカウントとする。すなわち、カウント部５４２は、一定周期内のＢ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが異なる場合、カウント値をインクリメントする。カウント部５４２は、一定周期内のＡ相パルス信号のパルスレベルの切り替わり時において、Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号とのパルスレベルが同じである場合、カウント値をインクリメントする。

ステップＳ１１８において、判定部５４３は、カウント部５４２の２つのカウント値を読み取る。すなわち、判定部５４３は、回転センサ１５０−１から供給されるパルス信号のカウント値Ｎ_１と回転センサ１５０−２から供給されるパルス信号のカウント値Ｎ_２とを読み取る。判定部５４３は、読み取ったカウント値Ｎ_１又はカウント値Ｎ_２が閾値Ｎ_ｔｈを超える場合、車椅子３０１又は車椅子３０２が後退していると判定する。判定部５４３は、車椅子３０１又は車椅子３０２が後退していると判定した場合、ステップＳ１１の処理を実行する。判定部５４３は、読み取ったカウント値Ｎ_１及びカウント値Ｎ_２の各々が閾値Ｎ_ｔｈ以下である場合、車椅子３０１及び車椅子３０２が後退していないと判定し、後退検知動作を終了する。

ステップＳ１１９において、判定部５４３は、車椅子３０１が後退しているか否かを判定する。例えば、判定部５４３は、カウント値Ｎ_１が閾値Ｎ_ｔｈを超えている場合、車椅子３０１が後退している判定し、第１の後退信号をスイッチ制御部５３に出力し、ステップＳ１２０を実行する。一方、判定部５４３は、カウント値Ｎ_１が閾値Ｎ_ｔｈ以下である場合、車椅子３０２が後退していると判定し、第２の後退信号をスイッチ制御部５３に出力し、ステップＳ１２２を実行する。

ステップＳ１２０において、スイッチ制御部５３は、判定部５４３から供給される第１の後退信号を取得する。スイッチ制御部５３は、第１の後退信号を判定部５４３から取得すると、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を供給する。これにより、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−１とが電気的に接続され、電動モータ１３０−１のギアと回転ドラム１２０−１とを接続状態となる。これにより、電動モータ１３０−１のギアのかみ合いによる保持力により、回転ドラム１２０−１にブレーキがかかり、車椅子３０１の後退が抑制される（ステップＳ１２１）。

ステップＳ１２２において、スイッチ制御部５３は、判定部５４３から供給される第２の後退信号を取得する。スイッチ制御部５３は、第２の後退信号を判定部５４３から取得すると、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２に制御信号を供給しない。これにより、クラッチ電流供給部５２と電磁クラッチ１１０−２とが電気的に接続され、電動モータ１３０−２のギアと回転ドラム１２０−２とを接続状態となる。これにより、電動モータ１３０−２のギアのかみ合いによる保持力により、回転ドラム１２０−２にブレーキがかかり、車椅子３０２の後退が抑制される（ステップＳ１２３）。

上述したように、本実施形態の電動ウインチ装置１は、電動ウインチ１０−１及び電動ウインチ１０−２の各々の電動モータ１３０と制御部５０とがスイッチ部６０−１を介して接続されている。また、電動ウインチ装置１は、電動ウインチ１０−１及び電動ウインチ１０−２の各々の電磁クラッチ１１０と制御部５０とがスイッチ部６０−２を介して接続されている。そして、制御部５０は、車椅子の後退を検知した場合、後退を検知した車椅子を牽引する電動ウインチの電磁クラッチ１１０をオン状態にするように、スイッチ部６０−１及びスイッチ部６０−２のスイッチを切り替える。これにより、必要なポート数を抑えつつ、１つの制御装置（監視装置）で車椅子３０１及び車椅子３０２の２台の車椅子の後退検知が同時に可能となり、車椅子の後退を抑制することができる。

上述した実施形態における制御部５０をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…電動ウインチ装置、１０…電動ウインチ、２０…ベルト、３０…操作部、４０…制御装置、５０…制御部、１２０…回転ドラム、１３０…電動モータ、１４０…ラチェット機構、１５０…回転センサ

Claims (3)

1. ２台の車椅子を車両へ乗車又は降車させる電動ウインチ装置であって、
   １台の前記車椅子を牽引するベルトを巻き付けるドラム部材と、
   前記ドラム部材を回転させるモータと、
   前記ドラム部材の回転を検出し、前記回転に応じたパルス信号を出力するセンサと、
   前記ドラム部材と前記モータとの間に設けられ、通電により前記ドラム部材及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部材及び前記モータを開放状態とする電磁クラッチと、
   を備える２つの電動ウインチと、
   前記電動ウインチの駆動を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記電磁クラッチを通電させるための電流又は電圧を供給する供給部と、
   前記供給部の前記電流又は前記電圧の供給先を前記電動ウインチのいずれかの前記電磁クラッチに切り替える切替部と、
   前記パルス信号に基づいていずれかの前記車椅子の後退を検知した場合に、前記後退した前記車椅子を牽引する前記電動ウインチの前記電磁クラッチを前記供給先にするように前記切替部を切り替えることで、当該電磁クラッチを通電させる制御部と、
   を備える電動ウインチ装置。
2. 前記電動ウインチは、前記ドラム部材に設けられ、ロック状態で前記ドラム部材の一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制し、リリース状態で前記ドラム部材の一方向及び他方向への回転を許容するラチェット機構をさらに有し、
   前記制御部は、前記車椅子の後退を検知した場合に、前記後退していない前記車椅子を牽引する前記電動ウインチの前記ラチェット機構をロック状態に制御する請求項１に記載の電動ウインチ装置。
3. 前記パルス信号は、前記ドラム部材の回転に応じたＡ相パルス信号及びＢ相パルス信号であり、
   前記制御部は、
   前記モータの駆動を停止している前記電動ウインチの前記センサから供給される前記Ａ相パルス信号及び前記Ｂ相パルス信号のパルスレベルを一定周期毎に監視し、前記一定周期内の前記Ｂ相パルス信号の前記パルスレベルの切り替わり時において、前記Ａ相パルス信号と前記Ｂ相パルス信号との前記パルスレベルが異なる場合、及び前記一定周期内の前記Ａ相パルス信号の前記パルスレベルの切り替わり時において、前記Ａ相パルス信号と前記Ｂ相パルス信号との前記パルスレベルが同じである場合、カウント値をインクリメントするカウント部と、
   前記カウント値が閾値を超える場合に、前記モータの駆動を停止している前記電動ウインチが牽引する前記車椅子が後退していると判定する判定部と、
   を備える請求項１又は請求項２に記載の電動ウインチ装置。

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