(57)【要約】【課題】回転体からの牽引部材の繰り出し時のバックラッシュ現象を防止できる電動巻き上げ機及びその制御装置並びに制御方法を提供する。【解決手段】本発明の電動巻き上げ機１を制御するための制御装置１５は、牽引部材の張力を検出するための張力センサ２０と、巻き取りモードと繰り出しモードとを切り換えるモード切り換え信号を入力するためのモード入力部１６と、電動モータ２の動作を制御する制御部１８とを有する。制御部１８は、繰り出しモードに設定されると、張力センサからの検出信号に応じて、牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には回転体４が逆回転されるとともに牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には回転体４が逆回転されないように電動モータ２を制御する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの正逆回転駆動によって回転体を正逆回転させて回転体に対する牽引部材の巻き取り及び／又は繰り出しを行なう電動巻き上げ機を制御するための制御装置であって、
前記牽引部材の張力を検出するための張力検出部と、
前記回転体を正回転させて前記牽引部材を前記回転体に巻き取るための巻き取りモードと、前記回転体を逆回転させて前記牽引部材を前記回転体から繰り出すための繰り出しモードとを切り換えるモード切り換え信号を入力するための入力部と、
前記張力検出部からの検出信号と、前記入力部からのモード切り換え信号とを受けるとともに、前記モード切り換え信号に応じて前記電動モータの動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記モード切り換え信号により前記繰り出しモードに設定されると、前記張力検出部からの検出信号に応じて、前記牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には前記回転体が逆回転されるとともに前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には前記回転体が逆回転されないように前記電動モータを制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回ると、前記回転体の回転が停止されるように前記電動モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回ると、前記回転体が正回転されるように前記電動モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記回転体の逆回転の速度を所定の速度以下に制限することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記回転体が逆回転している間にわたって前記入力部からの前記巻き取りモードへのモード切り換え信号を受け付けないことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記閾値を設定するための閾値設定部を更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
電動モータの正逆回転駆動によって回転体を正逆回転させて回転体に対する牽引部材の巻き取り及び／又は繰り出しを行なう電動巻き上げ機を制御するための制御方法であって、
前記牽引部材の張力を検出する張力検出ステップと、
前記回転体を正回転させて前記牽引部材を前記回転体に巻き取るための巻き取りモードと、前記回転体を逆回転させて前記牽引部材を前記回転体から繰り出すための繰り出しモードとを切り換えるモード切り換え信号を入力する入力ステップと、
前記入力ステップから得られるモード切り換え信号に応じて前記電動モータの動作を制御する制御ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、前記モード切り換え信号により前記繰り出しモードに設定されると、前記張力検出ステップから得られる検出信号に応じて、前記牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には前記回転体が逆回転されるとともに前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には前記回転体が逆回転されないように前記電動モータを制御することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
前記制御ステップは、前記繰り出しモード時、前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回ると、前記回転体の回転が停止されるように前記電動モータを制御することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
前記制御ステップは、前記繰り出しモード時、前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回ると、前記回転体が正回転されるように前記電動モータを制御することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記制御ステップは、前記繰り出しモード時、前記回転体の逆回転の速度を所定の速度以下に制限することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記制御ステップは、前記繰り出しモード時、前記回転体が逆回転している間にわたって前記入力ステップからの前記巻き取りモードへのモード切り換え信号を受け付けないことを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１２】
前記閾値を設定する閾値設定ステップを更に備えることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１３】
電動モータの正逆回転駆動によって回転体を正逆回転させて回転体に対する牽引部材の巻き取り及び／又は繰り出しを行なう電動巻き上げ機であって
前記牽引部材の張力を検出するための張力検出部と、
前記回転体を正回転させて前記牽引部材を前記回転体に巻き取るための巻き取りモードと、前記回転体を逆回転させて前記牽引部材を前記回転体から繰り出すための繰り出しモードとを切り換えるモード切り換え信号を入力するための入力部と、
前記張力検出部からの検出信号と、前記入力部からのモード切り換え信号とを受けるとともに、前記モード切り換え信号に応じて前記電動モータの動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記モード切り換え信号により前記繰り出しモードに設定されると、前記張力検出部からの検出信号に応じて、前記牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には前記回転体が逆回転されるとともに前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には前記回転体が逆回転されないように前記電動モータを制御することを特徴とする電動巻き上げ機。
【請求項１４】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回ると、前記回転体の回転が停止されるように前記電動モータを制御することを特徴とする請求項１３に記載の電動巻き上げ機。
【請求項１５】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回ると、前記回転体が正回転されるように前記電動モータを制御することを特徴とする請求項１３に記載の電動巻き上げ機。
【請求項１６】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記回転体の逆回転の速度を所定の速度以下に制限することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載の電動巻き上げ機。
【請求項１７】
前記制御部は、前記繰り出しモード時、前記回転体が逆回転している間にわたって前記入力部からの前記巻き取りモードへのモード切り換え信号を受け付けないことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか一項に記載の電動巻き上げ機。
【請求項１８】
前記閾値を設定するための閾値設定部を更に備えることを特徴とする請求項１３から１７のいずれか一項に記載の電動巻き上げ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牽引部材を電動により巻き上げて（巻き取って）及び／又は繰り降ろして（繰り出して）対象物を昇降させるための電動巻き上げ機、並びに、そのような電動巻き上げ機のための制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの駆動力を利用して寝具、梱包類、仮設足場、建造物、漁労具等の対象物を所定位置まで巻き上げたり、降ろしたりする電動巻き上げ機は従来から一般的に知られている。
【０００３】
また、魚釣用リールの技術分野でも、船釣り、特に深場の釣りにおいては、電動巻き上げ装置として電動リールが多く使用されている現状にある。
【０００４】
このような様々なタイプの電動巻き上げ機は、一般に、電動モータの正回転によって牽引部材を回転体（例えば、ドラムやスプール）に巻き取るとともに、電動モータの逆回転によって牽引部材を回転体から繰り出すようになっている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０２０８３１号
【特許文献２】特開平９−１８３５９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このように電動モータの逆回転によって牽引部材を回転体から繰り出す電動巻き上げ機では、昇降対象となる対象物と牽引部材とを結び付ける作業準備の際に、牽引部材を回転体から繰り出す場合が多い。このとき、電動モータの逆回転とともに手で牽引部材を引っ張るが、その引っ張る速度よりも電動モータの回転速度が速いと、牽引部材がふけて弛む所謂バックラッシュ現象が発生し、牽引部材が絡んだり縺れたりする場合がある。
【０００７】
したがって、作業者は、電動モータの操作と牽引部材の引張操作とをうまく同期させて作業しなければならず、そのため、例えば、図６に示されるように、対象物（荷物）１０４を階上に持ち上げる場合、作業者１００は、（ａ）電動巻き上げ機１０２を持って階上へ移動し、（ｂ）電動巻き上げ機１０２を階上に設置した後、（ｃ）階下に再び降りて牽引部材１０３を対象物１０４に結び付け、（ｄ）階上に再度上って電動巻き上げ機１０２を作動させて（電動モータを正回転させて）対象物１０４を階上へ巻き上げるような作業手法をとらざるを得ない場合もある。このような作業は、効率が悪く（作業性が悪く）、多くの作業時間を要する。
【０００８】
本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、回転体からの牽引部材の繰り出し時のバックラッシュ現象を防止できる電動巻き上げ機及びその制御装置並びに制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、電動モータの正逆回転駆動によって回転体を正逆回転させて回転体に対する牽引部材の巻き取り及び／又は繰り出しを行なう電動巻き上げ機を制御するための制御装置であって、前記牽引部材の張力を検出するための張力検出部と、前記回転体を正回転させて前記牽引部材を前記回転体に巻き取るための巻き取りモードと、前記回転体を逆回転させて前記牽引部材を前記回転体から繰り出すための繰り出しモードとを切り換えるモード切り換え信号を入力するための入力部と、前記張力検出部からの検出信号と、前記入力部からのモード切り換え信号とを受けるとともに、前記モード切り換え信号に応じて前記電動モータの動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記モード切り換え信号により前記繰り出しモードに設定されると、前記張力検出部からの検出信号に応じて、前記牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には前記回転体が逆回転されるとともに前記牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には前記回転体が逆回転されないように前記電動モータを制御することを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、繰り出しモードに設定されると、牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には回転体が逆回転されるとともに、牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には回転体が逆回転されないように電動モータが制御されるため、電動モータの逆回転とともに手で牽引部材を引っ張るときにその引張り速度よりも電動モータの回転速度が速くなるといった事態を抑制又は回避でき、したがって、牽引部材がふけて弛む所謂バックラッシュ現象の発生を抑制しつつ、牽引部材の繰り出し作業を円滑に行なうことが可能になる（ひいては、牽引部材を引っ張る作業のみでバックラッシュの発生を抑制しながら任意の長さの牽引部材を繰り出す（引き出す）こともできる）。そのため、例えば昇降対象となる対象物と牽引部材とを結び付けて対象物を電動巻き上げ機により階上へ引き上げるといった作業を行なう際、作業者は、電動モータの操作と牽引部材の引張操作とをうまく同期させるといった煩わしい作業（バックラッシュ現象を回避するための配慮又は煩雑な作業）を行なわずに済み、その結果、巻き上げ作業を効率的に短時間で行なうことも可能になる（作業性が良くなる）。この場合、張力の閾値を任意に設定できるようにすれば、電子的なドラグ機能として作用することもでき、作業性を細かく調整できる。
【００１１】
なお、本発明は、上記構成の制御装置により制御される電動巻き上げ機及び関連する制御方法も提供する。また、そのような電動巻き上げ装置は、寝具、梱包類、仮設足場、建造物、漁労具等の対象物を所定位置まで巻き上げたり、降ろしたりするために使用できるほか、魚釣用の電動リールとして使用することもでき、更には、ドローンに搭載してドローンから荷物を降ろし或いは上空のドローンへと荷物を巻き上げるなど、その適用分野は限定されない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転体からの牽引部材の繰り出し時のバックラッシュ現象を防止できる電動巻き上げ機及びその制御装置並びに制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動巻き上げ機の一例を示す概略的な斜視図である。
【図２】図１の電動巻き上げ機（特にその制御装置）のブロック図である。
【図３】図２の制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】図２の制御装置の他の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る電動巻き上げ機の使用形態の一例を示す図である。
【図６】従来の電動巻き上げ機の使用形態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る電動巻き上げ機の一実施形態について具体的に説明する。
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る電動巻き上げ機１は、電動モータ２と、電動モータ２の正逆回転駆動によって正逆回転されて巻き上げ対象物を牽引するための牽引部材（図１及び図２には図示せず）を巻き取る及び／又は繰り出す筒状の回転体４と、回転体４を収容保持するハウジング６とを備える。この場合、回転体４は、軸受（図示せず）を介してハウジング６に回転可能に支持され、また、電動モータ２は、例えばモータハウジングに収容された状態で筒状の回転体４の内側に回転不能に支持固定されてもよく、好ましくはハウジング６に取り外し可能に装着される電源Ｐによって給電される。
【００１５】
なお、前記牽引部材としては、電動巻き上げ機１の用途に応じて、ワイヤ、チェーン、ロープ、釣糸等を挙げることができる。また、回転体４は、例えば電動巻き上げ機１が魚釣用電動リールとして使用される場合には、釣糸が巻回されるスプールに対応する。
【００１６】
また、電動モータ２及び回転体４は、動力伝達機構（動力伝達経路）１０によって互いに動力伝達可能に連結されている。この場合、動力伝達機構１０は、電動モータ２の回転を回転体４側に伝達するが回転体４の回転を電動モータ２側に伝達しない双方向クラッチを有してもよく、また、電動モータ２からの動力を減速して回転体４に伝える減速機構を備えてもよい。
【００１７】
なお、本実施形態に係る電動巻き上げ機１には、回転体４に対して牽引部材を平行に巻回するためのレベルワインド装置４０が設けられる。このレベルワインド装置４０は、電動モータ２が回転駆動されると、それに連動して、回転体４から繰り出される牽引部材を挿通する案内体４２が左右に往復移動するよう構成されており、牽引部材の巻き取り動作に伴って、回転体４に対して牽引部材を均等に巻回する機能を有する。
【００１８】
また、本実施形態に係る電動巻き上げ機１は、図２に示されるように、牽引部材の張力を検出するための張力検出部としての張力センサ２０と、回転体４を正回転させて牽引部材を回転体４に巻き取るための巻き取りモードと、回転体４を逆回転させて牽引部材を回転体４から繰り出すための繰り出しモードとを切り換えるモード切り換え信号を入力するためのモード入力部１６と、張力センサ２０からの検出信号とモード入力部１６からのモード切り換え信号とを受けるとともに、モード切り換え信号に応じて電動モータ２の動作を制御する制御部１８とを有する制御装置１５を備える。
【００１９】
ここで、張力センサ２０としては、例えば、張力を受ける部材のひずみを電気抵抗の変化に変換するひずみゲージを利用したものが挙げられる。その他、張力を受ける部材にかかる圧力を電圧に変換することによって検出する圧電素子を利用したものや、線形ばねと張力との釣り合いの位置を位置センサによって検出する方式、強磁性材料に張力を働かせた際に発生する磁歪効果による透磁率変化を検出する磁歪式センサを利用したもの等が考えられる。また、モード入力部１６は、例えば、電動巻き上げ機本体に取り付けられたモード操作スイッチから成る。モード操作スイッチは、電動巻き上げ機と別体に構成された操作部につけてもよく、操作部と電動巻き上げ機は無線通信であっても良い。また、スイッチ操作のみならず、音声入力やモーション入力等、公知の入力方法を利用できる。更に、モード入力部１６は、使用者の意思により切り替えるほかに、マイクロコンピュータと各種検出機器によって所定の条件を検出した際に、自動的にモードを切り替える方式を用いても良い。
【００２０】
また、制御装置１５の制御部１８は、モード入力部１６から受けられるモード切り換え信号により繰り出しモードに設定されると、張力センサ２０からの検出信号に応じて回転体４の回転を電動モータ２を介して制御するようになっている。具体的には、本実施形態において、制御部１８は、繰り出しモード設定時、牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には回転体４が逆回転されるとともに牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には回転体４が逆回転されないように電動モータ２を制御する。
【００２１】
より具体的には、制御部１８は、例えば図３に示されるような制御ステップを実行する。すなわち、まず、制御部１８は、モード入力部１６からモード切り換え信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１）。そして、モード入力部１６からモード切り換え信号が入力された場合、制御部１８は、その入力信号が巻き取りモードに対応するモード切り換え信号であるか否かを判断する（ステップＳ２）。その判断結果が巻き取りモードである場合（ＹＥＳの場合）、制御部１８は、電動モータ２を正回転させて（ステップＳ７）、回転体４を正転駆動させ、回転体４に牽引部材を巻き取り、それにより、例えば牽引部材に接続される対象物を上昇させる。
【００２２】
これに対し、ステップＳ２における判断結果が巻き取りモードでない場合（ＮＯの場合）、制御部１８は、電動モータ２の動作形態を繰り出しモードに設定し（ステップＳ３）、張力センサ２０からの検出信号を受ける。そして、制御部１８は、張力センサ２０からの検出信号に基づき、牽引部材の張力が所定の閾値以上か否かを判断し（ステップＳ４）、牽引部材の張力が所定の閾値以上である場合（ＹＥＳの場合）には、電動モータ２を逆回転させて（ステップＳ５）、回転体４を逆転駆動し、回転体４から牽引部材を繰り出す。それにより、例えば牽引部材に接続される対象物を下降させる。一方、牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合（ＮＯの場合）、制御部１８は、電動モータ２の駆動を停止させて（ステップＳ６）、回転体４が回転しないようにし、回転体４からの牽引部材のそれ以上の繰り出しを規制する。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の電動巻き上げ機１の制御装置１５によれば、繰り出しモードに設定されると、牽引部材の張力が所定の閾値以上の場合には回転体４が逆回転されるとともに、牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合には回転体４が逆回転されないように電動モータ２が制御されるため、電動モータ２の逆回転とともに手で牽引部材を引っ張るときにその引張り速度よりも電動モータ２の回転速度が速くなるといった事態を抑制又は回避でき、したがって、牽引部材がふけて弛む所謂バックラッシュ現象の発生を抑制しつつ、牽引部材の繰り出し作業を円滑に行なうことが可能になる（ひいては、牽引部材を引っ張る作業のみでバックラッシュの発生を抑制しながら任意の長さの牽引部材を繰り出す（引き出す）こともできる）。
【００２４】
そのため、例えば昇降対象となる対象物と牽引部材とを結び付けて対象物を電動巻き上げ機１により階上へ引き上げるといった作業を行なう際、作業者は、電動モータ２の操作と牽引部材の引張操作とをうまく同期させるといった煩わしい作業（バックラッシュ現象を回避するための配慮又は煩雑な作業）を行なわずに済み、その結果、巻き上げ作業を効率的に短時間で行なうことも可能になる（作業性が良くなる）。例えば、図５に示されるように、昇降対象となる対象物８３と牽引部材Ｌとを結び付けて対象物８３を電動巻き上げ機１により階上へ引き上げるといった作業を行なう際、作業者８０は、（ａ）階下で牽引部材Ｌを対象物８３に結び付けてから、（ｂ）電動巻き上げ機１をモード入力部１６により繰り出しモードに設定した状態で、牽引部材Ｌを回転体４から繰り出しながら電動巻き上げ機１と共に階上に上り（このとき、バックラッシュ現象を発生させずに済む）、（ｃ）階上で電動巻き上げ機１をモード入力部１６（図ではリモコン９０として示される）により巻き取りモードに設定して、階下の対象物８３を電動巻き上げ機１によって巻き上げることができる。
【００２５】
なお、クラッチや調整可能なトルクリミッター（ドラグ装置）を有する電動巻き上げ機であれば、これらの機能を調整することにより、同様の作業を実現可能である。しかしながら、クラッチやトルクリミッター（ドラグ装置）の設置は、装置全体の大重量化や大型化、コストアップを招くため、携帯型の電動巻き上げ機として大きなデメリットとなる。本発明の制御装置により、張力検出部を追加することで上述の作業を実現できるため、装置全体の小型化や軽量化、低コスト化が可能である。
【００２６】
また、本実施形態において、制御部１８は、繰り出しモード時、回転体４の逆回転の速度を所定の速度以下に制限することが好ましい。このようにすることにより、巻き取りモード時に誤って繰り出しモードに切り換えてしまった場合でも、対象物の不用意な急速落下（例えば対象物が階下の通行人等に衝突すること等）を防止できる。
【００２７】
また、本実施形態において、制御部１８は、繰り出しモード時、回転体４が逆回転している間にわたってモード入力部１６からの巻き取りモードへのモード切り換え信号を受け付けないことが好ましい。そのようにすることにより、例えば図５に示したような作業を行なっている最中、特に作業者が繰り出しモードで階上へ上っている最中（図５の（ｂ）参照）に、誤って（不用意に）巻き取りモードに切り替わって作業者が階下へ引っ張られるといった危険な状態になることを防止できる。
【００２８】
また、本実施形態において、制御装置１５は、張力の閾値を設定するための閾値設定部２２を更に備えることが好ましい。このような閾値設定部２２を設けると、必要に応じて閾値を変更することができ、したがって、制御装置１５が電子的なドラグ機能として作用することもでき、作業性を細かく調整できる。
【００２９】
図４には、制御部１８による制御ステップの変形例が示されている。図示のように、この変形例では、図３のステップＳ６がステップＳ６‘に置き換わっている。すなわち、制御部１８は、繰り出しモード時、牽引部材の張力が所定の閾値を下回る場合（ステップＳ４における判断がＮＯの場合）、電動モータ２を正回転させて、回転体４を正転駆動させ、回転体４に牽引部材を巻き取るようにする。このような制御によれば、繰り出しモード中の牽引部材の弛みを抑制し（弛みが生じた場合にはその弛み分を巻き取って）、牽引部材の絡みや縺れ（例えば、牽引部材自体の絡み、牽引部材と作業者との間の絡み、牽引部材と周囲の物体との間の絡みなど）を防止できる。
【００３０】
以上、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は、前述した実施形態に限定される、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、前述した実施形態において、モード入力部、閾値設定部、張力センサの構造形態は任意に設定でき、また、制御装置１５は、電動巻き上げ機１と一体であっても或いは別体であってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  電動巻き上げ機
２  電動モータ
４  回転体
１５  制御装置
１６  モード入力部（入力部）
１８  制御部
２０  張力センサ（張力検出部）
２２  閾値設定部
【図１】
2018177500.tif 000003
【図２】
2018177500.tif 000004
【図３】
2018177500.tif 000005
【図４】
2018177500.tif 000006
【図５】
2018177500.tif 000007
【図６】
2018177500.tif 000008