CN104418225A - 自动扶梯用梯级 - Google Patents

Abstract

自动扶梯用梯级具备：踏板，所述踏板具有主体部，所述主体部在宽度方向上排列有平行的多条山部；竖板部，其结合在踏板的主体部的后端部上，在宽度方向上排列有多条凸部、并在相邻的凸部之间形成有凹部；冲击吸收用夹板，其设置在竖板部和踏板结合的角部中的、在主体部的后端部形成的切口部上。该冲击吸收用夹板具备：后端面与所述竖板部的凸部为同一平面的、多个平行排列的长尺寸山部；后端面与所述竖板部的凹部为同一个平面的、在所述多个长尺寸山部之间交替平行配置的多个短尺寸山部。所述冲击吸收用夹板由杨氏模量为1000MPa以下的范围的高分子材料形成。

Description

自动扶梯用梯级

技术领域

本发明涉及自动扶梯用梯级。

背景技术

自动扶梯上由于跌倒而引发的事故多发，特别是如果身体，特别是头部撞到梯级的踏板面和竖板面交叉的角部上时，有可能受到很大的伤害。因此需要一种，即使是跌倒并且头部撞到上述的角部，也能够将冲撞的能量吸收，防止受伤严重化的安全的自动扶梯。但不可以是一种，即使能够防止跌倒时受伤严重化，却通常使用状态下促使乘客跌倒的结构。

作为在身体撞到角部的情况下，防止受伤严重化的手段，提出有一种，在与角部对应的踏板部分上安装软质高分子制的夹板带的自动扶梯的梯级（专利文献1）。即，在专利文献1中公开了：通过在与自动扶梯的梯级的角部对应的踏板部分上安装软质高分子制的夹板带，即使乘客在梯级上跌倒、身体与梯级的角的发生碰撞，由于夹板带为软质高分子制，所以能够减轻受伤的程度。

然而上述专利文献1中，虽然公开了在与自动扶梯的梯级的角部对应的踏板部分上安装软质高分子制的夹板带，但是，没有具体记载作为夹板带的材料，通过使用怎样的材料、怎样硬度的材料能够防止跌倒时乘客受伤。因此，在专利文献1记载的自动扶梯的梯级中，难以确保防止乘客跌倒时受伤，特别是头部受伤的严重化。

如上所述，作为针对自动扶梯的梯级的要求的课题，在乘客跌倒时，即使人体中的最重要的头部冲突到梯级的角部，也能够将冲突的能量的吸收、防止受伤的严重化，并且不是那种在通常使用的状态下会促使乘客跌倒的柔性结构或者是材料硬度。也就是说，必须是不会由于乘客站在夹板上或是在夹板上步行时的负载而导致夹板弯曲的材料硬度。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】实开平4-77582号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明是为解决这样的问题而提出的，其目的在于，提供一种通过选定在自动扶梯的梯级角部上配置的冲击吸收用夹板的材料以及材料特性，即使乘客跌倒后头部撞到梯级的角部，也能够确实地防止受伤的严重化，并且，在通常使用的状态下也不会促使乘客跌倒的安全的自动扶梯用梯级。

解决问题的手段

本发明的1实施方式涉及的自动扶梯的梯级具有：踏板，其具有主体部，所述主体部在宽度方向上排列有平行的多条山部；竖板部，其结合在该踏板的所述主体部的后端部上，在宽度方向上排列有多条凸部，并在相邻的凸部之间形成有凹部；以及冲击吸收用夹板，其设置在该竖板部和所述踏板结合的角部中的、在所述踏板主体部的后端部形成的切口部上，所述冲击吸收用夹板由杨氏模量为1000MPa以下范围的高分子材料形成。

发明效果

根据本发明，通过高分子材料的模具加工的简单的工序，能够更廉价地提供一种，即使乘客跌倒后头部撞到梯级的角部，也能够确实地防止受伤的严重化，并且在通常使用状态下也不会促使乘客跌倒的安全的自动扶梯。

附图说明

图1是表示自动扶梯用梯级的侧视图。

图2是将自动扶梯用梯级的角部附近部分化表示的部分缺口立体图。

图3是将自动扶梯用梯级的角部附近分解后表示的部分缺口立体图。

图4是冲击吸收用夹板的俯视图。

图5是冲击吸收用夹板的主视图。

图6是冲击吸收用夹板的仰视图。

图7是冲击吸收用夹板沿图5中的A-A的截面图。

图8是冲击吸收用夹板沿图5中的B-B的截面图。

图9是冲击吸收用夹板沿图4中的C-C的截面图。

图10是实施例1中的冲击吸收用夹板从上面看的平面图。

图11是说明受伤风险曲线的说明图。

图12是表示HIC计算模型的示意图。

图13是对自动扶梯的乘客跌倒情况进行说明的侧视图。

图14是表示分析模型的整体的立体图。

图15是将分析模型的一部分放大后的立体图。

图16是分析模型的侧视图。

图17是对分析模型上负载的负荷情况进行说明的示意图。

图18是对分析模型上负载的负荷情况进行说明的示意图。

图19是表示对分析模型上负载的负荷情况的立体图。

图20是表示对分析模型上负载的负荷情况的立体图。

图21是表示头部碰撞到1个长尺寸山部时的情况（1）的分析结果的立体图。

图22是表示头部碰撞到1个长尺寸山部时的情况（2）的分析结果的立体图。

图23是表示头部碰撞到1个长尺寸山部时的情况（3）的分析结果的立体图。

图24是表示头部碰撞到1个长尺寸山部时的情况（4）的分析结果的立体图。

图25是表示头部碰撞到2个长尺寸山部时的情况（1）的分析结果的立体图。

图26是表示头部碰撞到2个长尺寸山部时的情况（2）的分析结果的立体图。

图27是表示头部碰撞到2个长尺寸山部时的情况（3）的分析结果的立体图。

图28是表示头部碰撞到2个长尺寸山部时的情况（4）的分析结果的立体图。

图29是表示对冲撞后的头部的运动进行计算之后的结果的说明图。

图30是将计算结果描绘成受伤风险曲线后的说明图。

图31是表示在使材料的杨氏模量发生变化的情况下的杨氏模量和HIC的关系的说明图。

图32是表示在使材料的杨氏模量发生变化的情况下的杨氏模量和受伤概率的关系的说明图。

图33是将头盖骨的弹簧常数发生变化时的结果追加于图31之后的说明图。

图34是将头盖骨的弹簧常数发生变化时的结果追加于图32之后的说明图。

图35是表示在使材料的杨氏模量和头盖骨的弹簧常数发生变化的情况下的杨氏模量和HIC的关系的说明图。

图36是表示在使材料的杨氏模量和头盖骨的弹簧常数发生变化的情况下的杨氏模量和受伤概率的关系的说明图。

图37是对图34和图36进行汇总的说明图。

具体实施方式

以下，使用附图对自动扶梯用梯级的一个实施方式进行详细说明。

本实施方式的自动扶梯的梯级具有：踏板，所述踏板具有主体部，所述主体部在宽度方向上排列有平行的多条的山部；竖板部，所述竖板部与所述踏板的所述主体部的一端接合，在其宽度方向上排列有多条的凸部、在相邻的凸部之间形成有凹部；冲击吸收用夹板，其设置在竖板部和踏板结合的角部上所形成的切口部上，并具有前端面与凸部为同一平面的、在凸部上平行配置的多个山部，并由杨氏模量为1000MPa以下的范围的高分子材料形成。

（实施方式1）

使用图1至9用对实施方式1的结构进行说明。

图1是自动扶梯的梯级1的侧视图。梯级1的上部具有踏板面2，其上搭乘乘客，上行或者下行。图1的梯级1在上行的情况下，行进方向（图1中为右侧）定义为前侧，其相反方向（图1中为左侧）定义为后侧（以下，基于该定义进行说明）。在梯级1的后端设置有竖板部3，其上部与踏板面2的后端交叉形成角部（图的A部）。

图2和图3是将角部（图1的A部）的一部分切除表示的立体图，是从梯级1的中央附近看向围裙板4的方向的图。图2表示将冲击吸收用夹板5安装于踏板面2的主体部6之后的状态，图3表示安装冲击吸收用夹板5之前的状态。

在踏板面2的主体部6的后端上结合有竖板部3。在主体部6的后端的上侧设置有切口部7。主体部6的上表面上以等间隔设置有多个主体部的山部8。

在竖板部3上通过对板进行弯曲加工，将多个山部9和谷部10交替等间隔设置。另外，踏板面2的主体部6和竖板部3使用的是铝、不锈钢等金属材料。

在冲击吸收用夹板5上以等间隔交替设置有短尺寸山部11和长尺寸山部12，所述短尺寸山部11的后端面与竖板部3的谷部10为同一平面，所述长尺寸山部12的后端面突出直至与竖板部3的山部9为同一平面为止。短尺寸山部11和长尺寸山部12的前端面与踏板面2的主体部6的山部8的后端面一致。短尺寸山部11和长尺寸山部12的下部设置有基础部13。长尺寸山部12下部的基础部13上设置有将竖板部3的山部9的孔14堵住的突起部15。

图2和图3上只表示了1个冲击吸收用夹板5，实际上是在梯级1的宽度方向安装了多个同样的冲击吸收用夹板5。

图4～图9都是对冲击吸收用夹板5进行表示的图。图4是从上面看的俯视图、图5是主视图、图6是从下方看的仰视图，图7表示的是沿图5中的A–A截面的截面图。图8表示的是沿图5中的B–B截面的截面图。图9表示的是沿图4中的C–C截面的截面图。

冲击吸收用夹板5的基础部13的背面设置有中空部16。在中空部16的周围设置有与切口部7接触的底部17。另外，如上所述，突起部15的背面堵着竖板部3的山部9的孔14。

具有该结构的冲击吸收用夹板5使用的是与于铝、不锈钢等金属以及界限梳齿用的树脂相比，刚性非常小聚氨酯橡胶。另外，其制造是通过使用公知的模具的注塑成型法进行制造的。

其次，作为一个例子，在由杨氏模量为200MPa的聚氨酯橡胶形成冲击吸收用夹板5的情况下，关于乘客跌倒时的安全性问题，对使用表示头部受伤的程度的HIC标准进行摸似实验和其结果进行说明。

图10是表示该模拟实验中使用的冲击吸收用夹板5的结构的立体图，表1是表示图10所示的冲击吸收用夹板5的各部分的尺寸范围的表。

【表1】

部位	尺寸
		T	2～4mm
L	5～7mm
		H	10～15mm
B1	20～50mm
		B2	14～44mm

[1]关于对头部受伤进行评价的标准（HIC）

首先，对于乘客跌倒并头部撞到梯级1的角部（第1图的A部）时，受伤的评价标准和受伤的概率进行说明。

作为评价头部受伤的标准，有人所熟知的头部伤害标准值（Head Injury Criteria，以下称为HIC）。设作用在头部上的冲撞加速度为α（t），通过式（1）算出。

【数式1】

$\mathrm{HIC}=[{\frac{1}{t_2-t_1}{\∫}_{t_1}^{t_2}\frac{\mathrm{\α}\left(t\right)}{g}\mathrm{dt}]}^{2.5}\·(t_2-t_1)\·\·\·\left(1\right)$

在此，t1、t2是在冲撞中的任何时刻，g是重力加速度。

图11是表示受伤风险曲线的图表。在图11中，曲线1101是表示轻度头部损伤的概率的曲线，曲线1102是表示中度头部损伤的概率的曲线，曲线1103是表示不受伤的概率的曲线，曲线1104是表示致命性头部损伤的概率的曲线，曲线1105是表示死亡的概率的曲线。

如果知道了HIC，根据图11表示的受伤风险曲线，可以推算出受伤的概率。受伤风险曲线是横轴取的HIC的值、纵轴取的头部损伤和死亡概率的曲线。只要知道了HIC的值，就能够推算出与头部的损伤程度对应的概率。在此，使用图11中的曲线1101所表示的“轻度的头部损伤”。参照该曲线1101能够得知，HIC如果为1000以上，头部受到损伤的概率几乎为100%，HIC如果为1000以下，受伤的概率则急剧下降。

[2]关于HIC的计算方法和计算模型（通过Newmark-β法计算）

接下来，对于乘客跌倒并头部撞到梯级1的角部（第1图的A部）时的HIC的计算方法和使用Newmark-β法的计算模型进行说明。在此，Newmark-β法是被称为所谓的平均加速度法的、基于振动方程式的数值计算的一种分析方法。

图12是表示计算模型的图。设定成在梯级1的角部上配置的冲击吸收用夹板5的弹簧常数为K2，质量为m的头部落下并撞到k2上的情况。K1表示头盖骨的弹簧常数。设定成头部（质量为m）以速度v发生冲撞，冲撞后如图12的右侧的图所示，在k1和k2一体化后的状态下的m进行运动。

【数式2】

m的运动采用数式（2）～（4）所示的Newmark-β法求得。即，假设冲撞时的速度为v、初始位移x₀=O,初始速度初始加速度以每间隔Δt的时间依次求得m的位移（x）、速度加速度

并且、在数式（2）～（4）中，设衰减C和外力项F为0、β为1/6。

$(m+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}c+\mathrm{\β}{\mathrm{\Δt}}^{2}k){\stackrel{\·\·}{x}}_{n+1}=F_n-c({\stackrel{\·}{x}}_n+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}{\stackrel{\·\·}{x}}_n)-k\{x_n+\mathrm{\Δt}{\stackrel{\·}{x}}_n+(\frac{1}{2}-\mathrm{\β})\mathrm{\Δ}{t}^2{\stackrel{\·\·}{x}}_n\}\·\·\·\left(2\right)$

${\stackrel{\·}{x}}_{n+1}={\stackrel{\·}{x}}_n+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}({\stackrel{\·\·}{x}}_n+{\stackrel{\·\·}{x}}_{n+1})\·\·\·\left(3\right)$

$x_{n+1}=x_n+\mathrm{\Δt}{\stackrel{\·}{x}}_n+(\frac{1}{2}-\mathrm{\β}){\mathrm{\Δt}}^2{\stackrel{\·\·}{x}}_n+{\mathrm{\β\Δt}}^2{\stackrel{\·\·}{x}}_{n+1}\·\·\·\left(4\right)$

对于冲撞时的速度v做了以下设想。

如图13所示，设定成：身高L的人以直立的状态如图的圆弧所示那样跌倒在扶梯ESC的上层侧，撞到与梯级1的角部（A部）。由于自动扶梯ESC的倾斜角是30度，所以人的头部以相对与水平为60度的角度发生冲撞。那时的垂直方向上的下落距离为身高的一半（L/2）。如果将冲撞时的速度设定为v，作为垂直方向上下落距离的量的势能转换而成的动能，数式（5）成立，其结果，冲撞时的速度v通过数式（6）求得。

【数式3】

$\mathrm{mg}\frac{L}{2}=\frac{1}{2}{\mathrm{mv}}^2\·\·\·\left(5\right)$

$v=\sqrt{\mathrm{gL}}\·\·\·\left(6\right)$

L设定为日本人的平均身高1.72m，重力加速度g为9.8m/sec²，则v=4.11m/sec。

另外，由于头的弯曲刚性非常小，所以可以忽略冲撞时的身体部的影响。另外，冲撞时的头部的动能严格来说为平移运动与旋转运动之和，由于旋转运动所具有的动能很小，所以可以忽略不计。

只要知道头部的质量m、冲击吸收用夹板5的弹簧常数K2、头盖骨的弹簧常数K1，就能够通过以上方法算出HIC。

［3］关于冲击吸收用夹板的弹簧常数的分析方法和其结果（通过FEM计算）

为了求得冲击吸收用夹板5的弹簧常数K2，对于表2中表示的4种情况进行FEM（有限元分析法）分析，求得从头部作用力时的位移。所有情况中的材料的杨氏模量都为200MPa。通过作用的负载和取得的位移，求得弹簧常数。各情况的说明如下。

【表2】

部位	情况（1）	情况（2）	情况（3）	情况（4）
					t	4mm	4mm	2mm	2mm

L	5mm	5mm	7mm	7mm
					H	10mm	10mm	10mm	15mm
B1	50mm	20mm	20mm	20mm
					B2	44mm	14mm	14mm	14mm

情况（1）：表2中表示的冲击吸收用夹板5的尺寸范围中，刚性（弹簧常数）最高的模型（材料杨氏模量为一定的情况）。

情况（2）：将情况（1）的B1和B2的尺寸缩短后的情况。

情况（3）：将情况（2）的t的尺寸缩短、L尺寸加长后的情况。

情况（4）：将情况（3）的H尺寸加长后的情况。

按照从情况（1）到情况（4）的顺序，在材料的杨氏模量为一定的情况下，头部发生了冲撞时的弹簧常数即刚性变小了。

图14至图16表示的是情况（3）的分析模型。图14是相当于图10中表示的冲击吸收用夹板的整体图，图15是图14中的B部的放大图，图16是图14中的B部的侧视图。另外，虽然在图14中将基础部13的全长模型化了，但是对于长尺寸山部12将其3个山部部分、对于短尺寸山部11将其2个山部部分模型化了。

如图16所示，分析模型以相对于垂直轴（图中Z轴）为60°的倾斜作成。人的头部以相对于水平60度的角度撞到梯级1时，负荷的作用方向在分析模型中相当于Z轴方向。

分析模型使用三次元四面体要素制作而成。对基础部13和突起部15的底部上的节点的位移进行了拘束。另外，材料的杨氏模量设定成200MPa。

头部撞到冲击吸收用夹板5时，有与1个长尺寸山部12发生碰撞和与2个长尺寸山部12发生碰撞的情况。因此，如果是前者的情况，如第17图所示，分析模型的Z方向上负载了100N的负荷。如果是后者的情况，如第18图所示，2个长尺寸山部12的各自的Z方向的负荷（图18的F1）为50N。但是，将头部的半径设定为82.5mm，在与F1为直角的方向上施加F2的负荷，使F1和F2合成矢量与头部法线方向一致。F2的值根据头部的半径（82.5mm）和L的值决定，在情况（1）（2）中为4.26N，在情况（3）（4）中为4.87N。

图19表示的是与1个长尺寸山部12发生碰撞、图20表示的是与2个长尺寸山部12发生碰撞的情况下的负载的负荷情况。

在以上的条件下进行分析，求得在负载进行作用的情况下的Z方向的位移。

头部与1个长尺寸山部12发生碰撞的情况（1）至（4）的分析结果分别在图21至图24中进行了表示。此外，头部与2个长尺寸山部12发生碰撞的情况（1）至（4）的分析结果分别在图25至图28中进行了表示。在这些图中，以1个或2个长尺寸山部12的角部为中心、以同心状展开的圆弧以其浓淡对不同的位移量（0～1毫米）进行表示。

通过以上的分析求得的位移、和从位移和负载的关系求得的弹簧常数表示在表3和表4中。表3是头部与1个长尺寸山部12发生碰撞的情况，表4是头部与2个长尺寸山部12发生碰撞的情况。

【表3】

在1个山部上作用100N负荷

	情况（1）	情况（2）	情况（3）	情况（4）
					位移（mm）	0.293	0.294	0.620	0.679
弹簧常数（N/mm）	341.3	340.6	161.2	147.2

【表4】

在2个山部上作用100N负荷

	情况（1）	情况（2）	情况（3）	情况（4）
					位移（mm）	0.146	0.147	0.310	0.339
弹簧常数（N/mm）	683.1	680.3	322.6	294.8

根据这些结果可以知道：在材料的杨氏模量为一定（这次是200MPa）时，冲击吸收用夹板5的弹簧常数为最大的情况是，当头部与2个长尺寸山部12发生碰撞时的情况（1）中弹簧常数为683.1N/mm；最小的情况是，当头部与1个长尺寸山部12发生碰撞的情况（4）中弹簧常数为147.2N/mm。

[4]关于HIC的计算条件和计算结果

（4-1）冲击吸收用夹板的弹簧常数为最小的情况（杨氏模量为一定时）

冲击吸收用夹板5的弹簧常数是根据其尺寸和使用的材料的杨氏模量决定的。

首先，在材料的杨氏模量为一定（200MPa）时、冲击吸收用夹板5的弹簧常数为最小的情况（k2=147.2N/毫米）下计算HIC。

m使用的是成人的头部平均质量（4.5kg）。

对于头盖骨的弹簧常数（k1），暂且将头盖骨设定成刚体k1=∞。也就是说，图12中所示的合成弹簧常数K与k2相等。

在图12的计算模型中设定成m=4.5kg、k1=∞、k2=147.2N/mm，对冲撞后的头部（m）的运动进行分析。将使用（2）式或（4）式中表示的Newmark-β法进行计算的例子在图29中进行了表示。

求得图29中表示的作用在头部（质量m）上的加速度，直至冲撞后加速度再次变成0为止。基于求得的加速度，求得的（1）式中表示的HIC的结果也在图29中进行了表示。另外，图29中表示的HIC的值是，将积分开始时刻（（1）式的t1）设定成时刻0、将积分结束时刻（（1）式的t2）设定成从0依次增加时的值。由该例子可以知悉：加速度达到最大之后HIC达到最大。

将求得的HIC的值描绘成图11中表示的受伤风险曲线后的曲线如图30所示。另外，受伤风险曲线中使用了“头部的轻度损伤”的曲线（在图11中A表示的曲线）。该例子中，受伤概率是46.0%。

以上的计算是在材料的杨氏模量为200MPa的情况下进行的。

考虑到使材料的杨氏模量在50～70000Mpa为止发生变化的情况。认为冲击吸收用夹板5的弹簧常数与材料的杨氏模量成正比。例如，在以往的界限梳齿用的聚碳酸酯（杨氏模量2300MPa）的情况下，冲击吸收用夹板5的弹簧常数K2用k2p进行表示，k2p通过以下数式求得。

k2p=147.2×（2300/200）=1693N/mm（7）

使材料的杨氏模量在50～70000Mpa为止发生变化，求得冲击吸收用夹板5的弹簧常数（k2），通过如（2）～（4）式中表示的Newmark-β法对冲突后的头部（m）的运动进行了计算。但是，在这一阶段，k1=∞。

基于算出的头部（质量m）的加速度，求得（1）式中表示的HIC。求得HIC后，能够从图11中所示的受伤风险曲线推算出受伤的概率。

如上所述求得的HIC和受伤概率在图31和图32中进行了表示。图31是横轴取材料的杨氏模量，求得HIC的图。图32是横轴取材料的杨氏模量，求得受伤概率的图。

在图31和图32中，C1、C2是材料的杨氏模量为200MPa的情况；D1、D2是材料的杨氏模量为2300MPa（聚碳酸酯）的情况。

以上，是以头盖骨的弹簧常数为刚体（k1=∞）的情况。虽然也存在将头盖骨的弹簧常数（k1）设定为1000N/mm左右的文献，但也未必是确定的。因此，除了k1为∞（假定头盖骨为刚体）的情况，对k1=3000N/mm的情况、k1=1000N/mm的情况也进行了同样的计算。

计算结果在图33和图34中进行了表示。图33和图34是对于图31和图32表示的计算结果加上了k1=3000N/mm的情况和k1=1000N/mm的情况。图33是横轴取材料的杨氏模量，求得HIC的图。图34是横轴取材料的杨氏模量，求得受伤概率的图。

参照图33，可以知悉：在材料的杨氏模量较大的情况下，HIC的值根据头盖骨的弹簧常数（k1）而发生很大变化。对此相对，材料的杨氏模量较小的情况下，即使使头盖骨的弹簧常数（k1）发生变化，HIC的值的几乎不变。另外，在材料的杨氏模量较大的情况下，由于冲击吸收用夹板5的弹簧常数（k2）与杨氏模量成正比，因此与头盖骨的弹簧常数（k1）相比变大。另外，在材料的杨氏模量较小的情况下，冲击吸收用夹板5的弹簧常数（k2）与头盖骨的弹簧常数（k1）同等或变小。

参照图34可以知悉：材料的杨氏模量较大的情况下，HIC的值超过1000，受伤概率为100%。由于在材料的杨氏模量小的情况下，（杨氏模量为1000MPa以下的区域），如图33所示的HIC的值低于1000，所以材料的杨氏模量越小受伤概率越是急速减少。

（4-2）冲击吸收用夹板的弹簧常数为最大的情况（杨氏模量为一定时）

材料的杨氏模量为一定的时候，对于冲击吸收用夹板5的弹簧常数为最大的情况下（k2=683.1N/mm），与（4-1）一样，对HIC和受伤概率进行计算。

将材料的杨氏模量为200MPa时的冲击吸收用夹板5的弹簧常数（k2）设定为683.1N/mm，认为弹簧常数（k2）与材料的杨氏模量成正比。另外，除了头盖骨的弹簧常数（k1）为∞（假设头盖骨为刚体）的情况，对k1=3000N/mm的情况、k1=1000N/mm的情况也进行了计算。

使材料的杨氏模量在50～70000Mpa为止发生变化的结果在图35和图36中进行了表示。图35是横轴取材料的杨氏模量，求得HIC的图。图36是横轴取材料的杨氏模量，求得受伤概率的图。

在图35和图36中，C5、C6是材料的杨氏模量为200MPa的情况，D5、D6是材料的杨氏模量为2300MPa（聚碳酸酯）的情况。

参照图35和图36可以知悉：材料的杨氏模量较大的情况下，HIC的值根据头盖骨的弹簧常数（k1）而发生很大变化，另外，受伤的概率是100%。材料的杨氏模量较小的情况下，即使使头盖骨的弹簧常数（k1）发生变化，HIC的值也几乎不变。材料的杨氏模量越小，受伤的概率越是急剧减少。

（4-3）关于冲击吸收用夹板材料的杨氏模量和受伤概率

将图34和图36描绘于同一的图表后在图37中进行了表示。

图37中，C7是材料的杨氏模量为200MPa的情况，D7是材料的杨氏模量为2300MPa（聚碳酸酯）的情况。

在材料的杨氏模量为200MPa的情况下，如果冲击吸收用夹板5的各部分的尺寸在表1表示的范围内，则受伤概率为第31图的C7表示的部分中的上限（用C7U表示）和下限（用C7L表示）之间的某一个值。

对此，材料的杨氏模量为2300MPa（聚碳酸酯）的情况下（用D7表示），不管冲击吸收用夹板5的各部分的尺寸是表1表示的范围内的任何值，受伤的概率都是100%。

接下来，对实施例1的作用进行说明。

考虑乘客跌倒并且头部撞到实施例1的梯级1的角部（第1图的A部）上的情况。

角部上安装有冲击吸收用夹板5，头部撞到冲击吸收用夹板5。冲击吸收用夹板5通过使用与铝、不锈钢等金属、以及界限梳齿用的聚碳酸酯等的树脂相比刚性更小的聚氨酯橡胶，与撞到以往的金属或树脂制的梯级的角部上的情况相比，能够在冲撞时发生大的变形，将冲撞能量吸收、使受伤的概率变小。

虽然根据冲击吸收用夹板5的各部分的尺寸，受伤概率有所不同，但如果是图37的C7中表示的部分的上限（用C7U表示）和下限（用C7L表示）之间的某一个值，至少与撞到以往的金属或树脂制的梯级的角部上的情况相比，能够使受伤的概率变小。

一般来说，聚氨酯橡胶相比金属更容易磨损，也更容易脏。但是，由于乘客频繁上下的踏板面2的主体部6使用的是金属材料，所以主体部的山部8相比以往的梯级也不会更容易磨损和变脏。虽然冲击吸收用夹板5使用的是聚氨酯橡胶，但是乘客踩到该部分上的频度很低，不会因为磨损和污垢而导致寿命短缩。在冲击吸收用夹板5的磨损和污垢变得很严重，以至于寿终的情况下，也不需要对踏板面2的整体进行更换，仅更换冲击吸收用夹板5即可。另外，由于梯级1的宽度方向上安装有多个冲击吸收用夹板5，所以在只有1个寿终的情况下，仅需更换该部分即可。这样，也能够使维修费用为必要的最小限度。

在以上说明中，虽然冲击吸收用夹板5使用了聚氨酯橡胶，但是冲击吸收用夹板5的材料不仅限于聚氨酯橡胶，也可以是天然橡胶、合成橡胶、硅橡胶、氟橡胶等弹性材料。另外，还能够采用刚性较低的尼龙类或特富龙（注册商标）类等其他树脂材料。即，作为冲击吸收用夹板5的材料，可以采用由从树脂或弹性材料中选出的至少一种材料形成的高分子材料。

另外，冲击吸收用夹板5能够兼用作界限梳齿，即阶差部的边界线。

如上所述，如果使用实施例1的自动扶梯的梯级，即使乘客跌倒并且头部撞到梯级的角部，也能够防止受伤的严重化，另外，通过高分子材料的注塑成形加工的简单的制造工序就能够廉价地提供一种在通常使用状态下也不会促使乘客跌倒的安全的自动扶梯。

（实施例2）

在实施例1中，对冲击吸收用夹板5所使用的材料的杨氏模量设定为200Mpa进行了说明。实施例2与实施例1的不同点在于，冲击吸收用夹板5所使用的材料的杨氏模量为1000MPa以下这一点，冲击吸收用夹板5的结构是相同的。因此，省略对实施例2的结构的说明。

首先，使用图37对实施例2的受伤概率进行说明。实施例2的冲击吸收用夹板5所使用的材料的杨氏模量的范围在图37中由E进行表示。

考虑到使冲击吸收用夹板5所使用的材料的杨氏模量从70000Mpa逐渐减少的情况。即使材料的杨氏模量变为2300MPa（聚碳酸酯）左右，受伤的概率也完全没有变化。如果继续使其减少为1000MPa以下，则根据冲击吸收用夹板5的尺寸，受伤的概率急剧下降。

也就是说，如果冲击吸收用夹板5所使用的材料的杨氏模量为1000MPa以下，通过在表1表示的范围内适当地确定冲击吸收用夹板5的尺寸，与撞到以往的金属或树脂制的梯级的角部上的情况相比，能够使受伤的概率变小。

另外，如上所述，在自动扶梯为通常使用状态时，作为冲击吸收用夹板5所要求的材料硬度，也不应该是会促使乘客的跌倒的那种柔性结构或材料硬度。也就是说，必须是不会因为乘客站在夹板上或是在夹板上步行时的负荷而导致夹板弯曲的材料硬度。从费用的观点来看，冲击吸收用夹板5所使用的材料的杨氏模量在实用上存在必要的下限值。该下限值能够在前述的图10和表1表示的结构和尺寸范围内适当地选定，例如20MPa以上、优选为50MPa以上、更优选是100Mpa以上。

因此，通过使用材料的杨氏模量为100MPa以下范围的高分子材料作为冲击吸收用的夹板5，即使乘客跌倒并且头部撞到梯级的角部，严重受伤的概率也很小，而且，通过使用杨氏模量为20MPa以上的高分子材料，在通常使用时也不会发生因为乘客的负载而导致夹板弯曲的情况，能够提供一种安全的自动扶梯。

以上对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式仅作为一个范例而提出，并不具有限定发明范围的意图。这些实施方式能够通过其他各种形态实施，在不超出发明主旨的范围内能够进行各种各样的省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含在发明范围和主旨中的同时，也包含在权利要求书中记载的发明以及与其均等的范围内。

Claims (16)

1.一种自动扶梯用梯级，其特征在于，具有：

踏板，其具有主体部，所述主体部在宽度方向上排列有平行的多条山部；

竖板部，其结合在该踏板的所述主体部的后端部上，在宽度方向上排列有多条凸部，并在相邻的凸部之间形成有凹部；以及

冲击吸收用夹板，其设置在该竖板部和所述踏板结合的角部中的、在所述踏板主体部的后端部形成的切口部上，

所述冲击吸收用夹板由杨氏模量为1000MPa以下范围的高分子材料形成。

2.根据权利要求1所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述冲击吸收用夹板具有：后端面延伸至与所述竖板部的凸部成为同一平面、且前端面与所述踏板的多条山部连结的、多个平行排列的长尺寸山部；以及，后端面延伸至与所述竖板部的凹部成为同一平面、且前端面与所述踏板的多条山部连结的、分别在所述多个长尺寸山部之间交替平行配置的多个短尺寸山部。

3.根据权利要求2所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述高分子材料为树脂或弹性材料。

4.根据权利要求3所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述弹性材料为聚氨酯橡胶、天然橡胶、合成橡胶、硅橡胶或者氟橡胶。

5.根据权利要求4所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述冲击吸收用夹板兼用作界限梳齿。

6.根据权利要求1～5的任一项所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

在所述踏板的宽度方向上排列有多个所述冲击吸收用夹板。

7.一种自动扶梯用梯级，其特征在于，具有：

踏板，其具有主体部，所述主体部在宽度方向上排列有平行的多条山部；

竖板部，其结合在该踏板的所述主体部的后端部上，在宽度方向上排列有上端开口的多条凸部，并在相邻的凸部之间形成有凹部；以及

冲击吸收用夹板，其设置在该竖板部和所述踏板结合的角部中的、在所述踏板主体部的后端部形成的切口部上，

所述冲击吸收用夹板具有：后端面延伸至与所述竖板部的凸部成为同一平面、且前端面与所述踏板的多条山部连结的、多个平行排列的长尺寸山部；以及，后端面延伸至与所述竖板部的凹部成为同一平面、且前端面与所述踏板的多条山部连结的、分别在所述多个长尺寸山部之间交替平行配置的多个短尺寸山部，

所述冲击吸收用夹板中的长尺寸山部的长度设定在20～50mm、短尺寸山部的长度设定在14～44mm、各山部的厚度设定在2～4mm、各山部的间隔设定在5～7mm，各山部的高度设定在10～15mm的范围内，所述冲击吸收用夹板使用的是杨氏模量为20MPa以上1000MPa以下范围内的材料。

8.根据权利要求7所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述高分子材料为树脂或弹性材料。

9.根据权利要求8所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述弹性材料为聚氨酯橡胶、天然橡胶、合成橡胶、硅橡胶或者氟橡胶。

10.根据权利要求9所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述冲击吸收用夹板兼用作界限梳齿。

11.根据权利要求6～10的任一项所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

在所述踏板的宽度方向上排列有多个所述冲击吸收用夹板。

12.根据权利要求7所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述冲击吸收用夹板上还具有：基础部，其设置在所述多个长尺寸山部和短尺寸山部的下部，并在背面设置有中空部；突起部，其设置在该基础部上，用以将所述竖板部的凸部上端的开口堵塞。

13.根据权利要求12所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述高分子材料为树脂或弹性材料。

14.根据权利要求13所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述弹性材料为聚氨酯橡胶、天然橡胶、合成橡胶、硅橡胶或者氟橡胶。

15.根据权利要求14所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，

所述冲击吸收用夹板兼用作界限梳齿。

16.根据权利要求12～15的任一项所述的自动扶梯用梯级，其特征在于，在所述踏板的宽度方向上排列有多个所述冲击吸收用夹板。