(57)【要約】      （修正有）【課題】実際の車椅子の位置を検出し、その位置に基づいた制御を行なうことができるウインチ装置を提供する。【解決手段】車両２に配設され、車椅子１に乗っている被介護者を検出すると共に、該被介護者との距離を検出する距離センサ３０を車両２の天井面に配設する。記憶手段２２には、距離センサ３０からの距離データに応じたドラムの目標速度データを予め記憶させている。制御手段２１により、車椅子１の引き上げまたは引き下ろしをする際に、距離センサ３０からの距離データに応じて、モータ４１を介して、ドラムを記憶手段２２に記憶させておいた目標速度データに基づいて駆動させる。【選択図】図５
2013035623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面と車両（２）との間に掛け渡したスロープ（３）を介して車椅子（１）を引き上げ及び引き下ろしをするための牽引部材（１１）と、前記牽引部材（１１）を巻き取りまたは送り出すドラム（４３）と、前記ドラム（４３）を駆動するモータ（４１）とを備えたウインチ装置（１０）であって、
前記ウインチ装置（１０）は、
前記車両（２）に配設され、前記車椅子（１）に乗っている被介護者を検出すると共に、該被介護者との距離を検出する距離センサ（３０）と、
前記距離センサ（３０）からの距離データに応じた前記ドラム（４３）の目標速度データを予め記憶させている記憶手段（２２）と、
前記車椅子（１）の引き上げまたは引き下ろしをする際に、前記距離センサ（３０）からの距離データに応じて、前記モータ（４１）を介して、前記ドラム（４３）を前記目標速度データに基づいて駆動させる制御手段（２１）とを
備えていることを特徴とするウインチ装置。
【請求項２】
前記目標速度データは、前記スロープ（３）の下端部と上端部との間に適用される第１の速度（Ｖ２）と、前記スロープ（３）の上端部と車室内の所定の固定位置の間に適用される前記第１の速度（Ｖ２）より遅い第２の速度（Ｖ３）とを含むことを特徴とする請求項１に記載のウインチ装置。
【請求項３】
前記距離センサ（３０）は、赤外線センサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウインチ装置。
【請求項４】
地面と車両（２）との間に掛け渡したスロープ（３）を介して車椅子（１）を引き上げ及び引き下ろしをするための牽引部材（１１）と、前記牽引部材（１１）を巻き取りまたは送り出すドラム（４３）と、前記ドラム（４３）を駆動するモータ（４１）とを備えたウインチ装置（１０）の制御方法であって、
前記ウインチ装置（１０）は、
前記車両（２）に配設され、前記車椅子（１）に乗っている被介護者を検出すると共に、該被介護者との距離を検出する距離センサ（３０）と、
前記距離センサ（３０）からの距離データに応じた前記ドラム（４３）の目標速度データを予め記憶させている記憶手段（２２）とを備えており、
前記車椅子（１）の引き上げまたは引き下ろしをする際に、前記距離センサ（３０）からの距離データに応じて、前記モータ（４１）を介して、前記ドラム（４３）を前記目標速度データに基づいて駆動制御するようにしている
ことを特徴とするウインチ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトをドラムに巻き取ったり、送り出すことで、該ベルトにより車椅子を引き上げたり、引き下ろしたりするウインチ装置及びウインチ装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
牽引部材を介して車椅子を車両に引き上げたり引き下ろしたりするウインチ装置において、牽引部材を巻き取るドラムの回転量が同じでも、牽引部材に働いている張力によって、ドラムが巻き取る牽引部材の量は異なる。
これにより、ドラムの回転量と車椅子の位置は必ずしも一致しないため、車椅子を引き上げたり、引き下ろしたりするときの速度をスロープ上では早くする、車内では遅くするなど、車椅子の位置によって変化させようとすると、平坦な部分で急に速度が変わったりして、被介護者に恐怖感を与えるおそれがある。
【０００３】
ところで、車内にセンサ（受光器）を設けている例として、例えば下記に示す特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９４０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１に記載されている受光器は、車両内に設けた受信器による信号受信範囲を制限し、ドア開閉時等の安全性の向上や、信頼性を高めるようにしたものであり、後述するように本発明のセンサは、上記特許文献１とは種類や目的、また作用効果を異にするものである。
【０００６】
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、実際の車椅子の位置を検出し、その位置に基づいた制御を行なうことができるウインチ装置及びウインチ装置の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明のウインチ装置では、地面と車両２との間に掛け渡したスロープ３を介して車椅子１を引き上げ及び引き下ろしをするための牽引部材１１と、前記牽引部材１１を巻き取りまたは送り出すドラム４３と、前記ドラム４３を駆動するモータ４１とを備えたウインチ装置１０であって、
前記ウインチ装置１０は、
前記車両２に配設され、前記車椅子１に乗っている被介護者を検出すると共に、該被介護者との距離を検出する距離センサ３０と、前記距離センサ３０からの距離データに応じた前記ドラム４３の目標速度データを予め記憶させている記憶手段２２と、前記車椅子１の引き上げまたは引き下ろしをする際に、前記距離センサ３０からの距離データに応じて、前記モータ４１を介して、前記ドラム４３を前記目標速度データに基づいて駆動させる制御手段２１とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
（１）本発明のウインチ装置によれば、車両２に配設され、車椅子１に乗っている被介護者を検出すると共に、該被介護者との距離を検出する距離センサ３０と、前記距離センサ３０からの距離データに応じたドラム４３の目標速度データを予め記憶させている記憶手段２２と、前記車椅子１の引き上げまたは引き下ろしをする際に、前記距離センサ３０からの距離データに応じて、前記モータ４１を介して、前記ドラム４３を前記目標速度データに基づいて駆動させる制御手段２１とを備えているので、被介護者との間の実距離を検出してモータ４１を制御しているものであり、そのため、ドラム４３の回転量と牽引部材１１の引き出し量に関係なく、車椅子１を所定の位置まで牽引することができる。また、実距離での制御のため、どのような構造／条件のウインチ装置でも速度制御を可能とすることができる。
【０００９】
（２）本発明のウインチ装置によれば、前記目標速度データは、前記スロープ３の下端部と上端部との間に適用される第１の速度Ｖ２と、前記スロープ３の上端部と車室内の所定の固定位置の間に適用される前記第１の速度Ｖ２より遅い第２の速度Ｖ３とを含むようにしているので、かかる速度制御により車椅子１をスムーズで安全に車椅子１の引き上げまたは引き下ろしをすることができる。
【００１０】
（３）本発明のウインチ装置によれば、前記距離センサ３０は、赤外線センサとしているので、被介護者の検出を確実とし、また、被介護者との距離を測定するセンサとしてのコストも安価となる。
【００１１】
（４）本発明のウインチ装置によれば、車椅子１の引き上げまたは引き下ろしをする際に、距離センサ３０からの距離データに応じて、モータ４１を介して、ドラム４３を目標速度データに基づいて駆動制御するようにしているので、被介護者との間の実距離を検出してモータ４１を制御しているものであり、そのため、ドラム４３の回転量と牽引部材１１の引き出し量に関係なく、車椅子１を所定の位置まで牽引することができる。また、実距離での制御のため、どのような構造／条件のウインチ装置でも速度制御を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態におけるウインチ装置にて車椅子を引き上げまたは引き下ろしている場合の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるウインチ装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるウインチ装置の概略平面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるラチェット機構（ロック機構）の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態における制御の概念図である。
【図６】本発明の実施の形態における制御の機能図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態における制御動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のウインチ装置１０により左右の牽引部材であるベルト１１Ｌ、１１Ｒの先端に設けられているフック（図示せず）を車椅子１に係止して、該車椅子１を引き上げ又は引き下げている状態を示している。
このウインチ装置１０は、ベルト１１Ｌ、１１Ｒの送り出し、巻き取りを行なう左右一対の駆動装置１２Ｌ、１２Ｒと、これら駆動装置１２Ｌ、１２Ｒのモータを回転制御する制御装置２０とで構成されている。
【００１４】
図２は、ウインチ装置１０のブロック図を示しており、主に本発明の関連している部分のブロック図を示している。左右の駆動装置１２Ｌ、１２Ｒは同一の構成なので、左駆動装置１２Ｌについて説明する。この左駆動装置１２Ｌは、モータ４１Ｌと、このモータ４１Ｌの回転の伝達を接続または解除する電磁クラッチ４２Ｌと、ベルト１１Ｌが巻回されていて前記電磁クラッチ４２を介してモータ４１の回転が伝達されるドラム４３Ｌと、後述するロック機構であるラチェット機構をロック状態としたり、アンロック状態にする後退防止ソレノイド４５Ｌ等で構成されている。
なお、右駆動装置１２Ｒは、左駆動装置１２Ｌと同じ構成なので、添え字にＲを付けて説明は省略する。また、駆動装置１２の機構的な構成については後述する。
【００１５】
制御装置２０は、制御手段（制御部）２１、記憶手段（記憶部）２２、左右の駆動装置１２（１２Ｌ、１２Ｒ）に対応して、ＰＷＭ回路２３（２３Ｌ、２３Ｒ）、モータ駆動回路２４（２４Ｌ、２４Ｒ）、ソレノイド駆動回路２５（２５Ｌ、２５Ｒ）、クラッチ駆動部２６（２６Ｌ、２６Ｒ）、車両内に設置されている距離センサ３０からの信号を受けて車椅子１に乗っている被介護者との距離を検出する距離演算部２７等で構成されている。
【００１６】
上記距離センサ３０は、図５に示すように車両の天井面に設置されており、この距離センサ３０は、例えば赤外線センサで構成されている。そして、車椅子１に乗っている被介護者との間の距離を常時検出しており、該距離センサ３０からは被介護者との距離に応じた電圧信号が出力されるようになっている。この距離センサ３０からの信号は制御装置２０へ送られている。距離センサ３０は、車椅子１に乗っている被介護者との間の距離を常時検出できるものであれば良く、距離画像センサなどを用いても良い。また、設置場所も後部ドアや運転席の背面など天井に限られない。
【００１７】
ＣＰＵにて構成される制御部２１は、所定のプログラムの手順に沿って全体を制御するものであり、また、記憶部２２は、前記プログラムを格納しているＲＯＭや、距離演算部２７からの距離データを一時的に保存するＲＡＭ等で構成されている。
ＰＷＭ回路２３は、制御部２１からの信号により所定のデューティ比の信号を出力するものであり、このＰＷＭ回路２３からの出力信号によりモータ駆動回路２４がモータ４１を正逆転に回転制御する。
【００１８】
また、操作スイッチ１４は車椅子１を地面から車室内へスロープを介して引き上げたり、車室内から地面へ引き下げたりする際のスイッチであり、アップ信号、ダウン信号、ストップ信号等のモータ４１の駆動指示信号が操作スイッチ１４から制御装置２０へ出力される。
また、この操作スイッチ１４からの信号により制御部２１がソレノイド駆動回路２６を介して駆動装置１２の後退防止ソレノイド４５をオン駆動、オフ駆動して、ラチェット機構をロック状態やアンロック状態に制御するようになっている。
【００１９】
クラッチ駆動部２６は、操作スイッチ１４からのオン信号、オフ信号を受けた制御部２１により制御されるものであり、電磁クラッチ４２をオンまたはオフしてモータ４１の回転をドラム４３へ接続または解除するものである。
距離演算部２７は、距離センサ３０から出力される電圧信号に応じて被介護者との実際の距離を演算するものであり、この距離データに基づいて制御部２１がＰＷＭ回路２３を制御して、車椅子１を牽引する速度を、地面、スロープ、車内等で変えて制御するようにしている。
【００２０】
また、ランプやブザーで構成される報知部１６が設けられており、操作スイッチ１４からの操作信号を受け付けた場合や、動作の終了時に吹鳴させて、被介護者や介護者に対して報知するようにしている。なお、報知部１６はブザーの代わりにスピーカーで構成しても良い。
【００２１】
図３は駆動装置１２の概略平面図を示している。なお、本発明は機構的な構成が要旨ではないので、駆動装置１２の機構的な構成については簡単に説明する。骨格を形成しているケーシング４０には、モータ４１が配設されており、このモータ４１の出力軸には減速部が接続されている。そして、減速部とドラム４３との間には電磁クラッチ４２が介装されており、またドラム４３に上記ベルト１１が巻回されている。
【００２２】
一方、ドラム４３の側面にはドラム４３の外径とほぼ同径のラチェット板５２が配置されており、該ドラム４３の回転と共に、回転するようになっている。略円板状のラチェット板５２の周縁にはラチェット歯５３が連続して形成されていて、このラチェット歯５３に係合片５４の先端のラチェット爪５５が離脱自在に係合するようになっている。
【００２３】
上記ラチェット板５２、係合片５４及びこの係合片５４を駆動する後退防止ソレノイド４５とでラチェット機構（ロック機構）を構成しており、図４はこのラチェット機構の拡大図を示している。図３及び図４に示すように、係合片５４は軸５６により回動自在に配置されており、係合片５４の基部は連結軸５７を介して後退防止ソレノイド４５のロッド６０の先端と回動自在に連結されている。
後退防止ソレノイド４５のロッド６０にはコイル状のバネ６１が該ロッド６０の先端側に固定したＣリングのような金具６２との間に介装されている。図示するように後退防止ソレノイド４５の非通電状態では、バネ６１が復帰して金具６２を弾発することで、ロッド６０が突出し、この突出したロッド６０により係合片５４を軸５６を中心として反時計方向に付勢する。
【００２４】
係合片５４が反時計方向に回転すると、係合片５４の先端のラチェット爪５５がラチェット板５２のラチェット歯５３に係合して、ラチェット板５２の時計方向の回転を防止する。なお、図４に示す矢印５はベルト１１の送り出し方向であり、矢印６がベルト１１の巻き取り方向である。
操作スイッチ１４の操作によりベルト１１の送り出し、巻き取りの場合には、後退防止ソレノイド４５が通電されて、ロッド６０をバネ６１のバネ力に抗して吸引して係合片５４を軸５６を中心にして時計方向に回転させて、係合片５４のラチェット爪５５はラチェット歯５３から離脱してラチェット板５２の回転をフリー状態とし、モータ４１が正転、あるいは逆転駆動される。また、ベルト１１の送り出し、巻き取りを停止する場合には、モータ４１を停止させると共に、後退防止ソレノイド４５の通電を停止して係合片５４を反時計方向に回転させて、ラチェット機構をロック状態にする。
【００２５】
ここで、後退防止ソレノイド４５が非通電状態であり、係合片５４のラチェット爪５５がラチェット板５２のラチェット歯５３に係合している状態をロック状態とし、ベルト１１の不用意な引き出しを防止している。また、後退防止ソレノイド４５が通電されて、係合片５４のラチェット爪５５がラチェット板５２のラチェット歯５３から離れて係合が解除される状態をアンロック状態とし、ベルト１１の送り出し、巻き取りが行なえるようにしている。
【００２６】
次に、本発明の制御動作について説明する。図５は本実施形態における制御の概念図を示し、距離センサ３０からの距離データに応じたドラム４３の目標速度データを予め記憶させている記憶手段（記憶部）２２と、車椅子１の引き上げまたは引き下ろしをする際に、距離センサ３０からの距離データに応じて、モータ４１を介して、ドラム４３を目標速度データに基づいて駆動させる制御手段（制御部）２１とをウインチ装置１０が備えている。
【００２７】
車両２の床面と地面との間にスロープ３を掛け渡し、被介護者が乗っている車椅子１を介護者がスロープ３を介して車室内へ引き上げまたは引き下ろしをする際に、距離センサ３０により被介護者を検出すると共に、被介護者との距離を検出している。
【００２８】
図６は本実施形態における制御の機能図を示し、単にモータ４１の回転速度をフィードバックするのではなく、車椅子１の位置、つまり、距離センサ３０で検出した車椅子１の距離データ（負荷の状態）をフィードバックさせているクローズドループ制御により車椅子１の速度制御を行なっている。
【００２９】
図７は、車椅子１を地面からスロープ３を介して車室内へ引き上げまたは引き下ろしをする場合のタイミングチャートを示している。本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、地面からスロープ３の下端部の間はＶ１の目標速度とし、スロープ３の下端部と上端部との間はＶ１より速い第１の速度Ｖ２とし、スロープ３の上端部と車室内の車椅子１の所定の固定位置の間はＶ２より遅い第２の速度Ｖ３を適用するようにしている。
なお、本実施形態では、Ｖ３の速度をＶ１より遅く適用しているが、これに限定されるものではなく、Ｖ２よりは遅いが、Ｖ１よりは速度を早くする、あるいは同じ速度としても良い。
【００３０】
図７（ｂ）は距離センサ３０の出力を示しており、距離センサ３０と被検出体である被介護者との間の距離に応じて０Ｖから５Ｖの直流電圧が出力されるようになっている。ここでは、被介護者がスロープ３の下端部に位置しているときは距離センサ３０から、例えばａＶの直流電圧が出力され、被介護者がスロープ３の上端部に位置しているときは距離センサ３０から、例えばｂＶの直流電圧が出力される。
【００３１】
制御装置２０では、距離センサ３０からの直流電圧値に応じて距離演算部２７が被介護者と距離センサ３０との距離を演算し、その演算した距離データを制御部２１へ送っている。また、記憶部２２には、距離センサ３０からの距離データに応じたドラム４３の目標速度データを予め記憶させており、制御部２１がこのドラム４３を、目標速度データに基づいて目標速度となるようにモータ４１を回転制御を行なう。
【００３２】
つまり、地面とスロープ３の下端部との間は目標速度データとしてＶ１が、スロープ３の下端部と上端部との間は目標速度データとしてＶ２が、スロープ３の上端部と車室内の所定の固定位置との間はＶ３が記憶部２２にそれぞれ予め記憶させている。
そして、距離センサ３０からの直流電圧値が０Ｖより高い値からａＶになるまではＶ１の速度となるように制御部２１がモータ４１を介してドラム４３を制御し、距離センサ３０からの出力値がａＶからｂＶの間は、Ｖ２の速度となるように制御部２１がモータ４１を介してドラム４３を制御する。また、距離センサ３０からの出力値がｂＶから上昇して５Ｖより低い所定の値までは、Ｖ３の速度となるように制御部２１がモータ４１を介してドラム４３を制御する。
【００３３】
このように、前記目標速度データは、スロープ３の下端部と上端部との間に適用される第１の速度Ｖ２と、スロープ３の上端部と車室内の所定の固定位置の間に適用される前記第１の速度Ｖ２より遅い第２の速度Ｖ３とを含むようにしているので、かかる速度制御により車椅子１をスムーズで安全に車椅子１の引き上げまたは引き下ろしをすることができる。
【００３４】
図８はウインチ装置１０を操作して、例えば、被介護者を車椅子１で地面から車室内の所定の固定位置まで引き上げる場合のフローチャートを示している。先ずステップＳ１でユーザー（介護者）の操作があった場合にはステップＳ２へ移行し、例えば、制御装置２０が異常の有無を判定して異常が無いなどの許可条件が成立した場合にはステップＳ３へ移行する。
【００３５】
ステップＳ３では、制御部２１が報知部１６を制御して受付音を吹鳴させてステップＳ４へ移行し、制御部２１がクラッチ駆動部２６を駆動して電磁クラッチ４２をオンさせ、さらにモータ駆動回路２４を駆動してモータ４１を回転させる（ステップＳ５参照）。次にステップＳ６において制御部２１はソレノイド駆動回路２５を駆動して後退防止ソレノイド４５をオンさせてラチェット機構を解除する。これによりドラム４３が回転可能となる。
【００３６】
次に、ステップＳ６からステップＳ７へ移行し、被介護者を乗せた車椅子１が地面からスロープ３の下端部、スロープ３の下端部から上端部、スロープ３の上端部から車室内の所定の固定位置への移動に応じてモータ４１の速度制御が上述したように図７（ｂ）（ｃ）に基づいて行なわれる。
ステップＳ８において、車椅子１が所定の位置に来て停止するなどの停止条件が成立すればステップＳ９へ移行して、後退防止ソレノイド４５をオフさせてラチェット機構を固定（ロック状態）する。そして、モータ４１をオフとし、電磁クラッチ４２もオフ（ステップＳ１０、Ｓ１１参照）させる。
【００３７】
このように本実施形態では、被介護者との間の実距離を検出してモータ４１を制御しているので、ドラム４３の回転量とベルト１１の引き出し量に関係なく、車椅子１を所定の位置まで牽引することができる。また、実距離での制御のため、どのような構造／条件のウインチ装置でも速度制御を可能とすることができる。
また、距離センサ３０は、赤外線センサとしているので、被介護者の検出を確実とし、また、被介護者との距離を測定するセンサとしてのコストも安価となる。
【符号の説明】
【００３８】
１  車椅子
２  車両
３  スロープ
１０  ウインチ装置
１１  ベルト
２０  制御装置
２１  制御部
２７  距離演算部
３０  距離センサ
【図１】
2013035623.tif 000003
【図２】
2013035623.tif 000004
【図３】
2013035623.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2013035623.tif 000008
【図７】
2013035623.tif 000009
【図８】
2013035623.tif 000010