JP2008308299A - ハンドレールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の熱可塑性ハンドレールは、剛性が大きいために、ガイドに適切になじまず、ガイドの磨耗が大きい、駆動ローラーの磨耗が大きい、走行抵抗が大きい、走行音が大きい、ガイドの継ぎ目で騒音が出る、ハンドレールにびびり（振動）が発生する、などの問題が発生する。
【解決手段】ハンドレール１は、長手方向に延びる抗張体２と、抗張体２の周りに芯材層用熱可塑性エラストマーで断面形状Ｃ字状に形成された芯材層３と、芯材層の断面形状Ｃ字状の外面に化粧層用熱可塑性エラストマーで断面形状Ｃ字状に形成された化粧層４と、芯材層３の断面形状Ｃ字状の内面に形成された帆布層５とを備え、芯材層用熱可塑性エラストマーと前記化粧層用熱可塑性エラストマーの材質と硬度が同一である。
【選択図】図１

Description

本発明は、エスカレータ、動く歩道、及びこれらに類似した輸送装置のための移動ハンドレールの構造と製造方法に関するものである。

従来のハンドレールとして、熱可塑性材料からなるハンドレールがある（例えば、特許文献１）。従来の熱可塑性材料からなるハンドレールは第１の熱可塑性エラストマー層と、第２の熱可塑性エラストマー層と、第１の熱可塑性エラストマー層に埋め込まれた抗張体と、第１の熱可塑性エラストマー層に内張りされた帆布層とから構成される。第１の熱可塑性エラストマー層は、第２の熱可塑性エラストマー層よりも硬いことが特徴となっている。

熱可塑性材料からなるハンドレールは押し出しで製造できるので、ゴム製ハンドレールよりも短い製造工程となり、安い原価で供給できる。また、ゴム製ハンドレールより光沢に優れるという特徴がある。

また、他の熱可塑性材料からなるハンドレールとして、金属製の帯状の抗張体を用いたものがある（例えば、特許文献２）。

特許第３６０４６８７号公報 特開２０００−２１１８７２号公報

熱可塑性材料からなるハンドレールは、ゴム製ハンドレールと比較して剛性が大きいために、ガイドに適切になじまず、ガイドの磨耗が大きい、駆動ローラーの磨耗が大きい、走行抵抗が大きい、走行音が大きい、ガイドの継ぎ目で騒音が出る、ハンドレールにびびり（振動）が発生する、などの問題が発生する。また、特許文献２のハンドレールでは、抗張体に金属製の帯を採用しており、剛性の問題は更に悪くなると推定される。

そこで、本発明の目的は、熱可塑性材料からなるハンドレールであっても、上記した問題を解消した、品質と性能に優れた、熱可塑性ハンドレールを供給することにある。

上記目的を達成するために、本発明のハンドレールは、長手方向に延びる抗張体と、前記抗張体の周りに芯材層用熱可塑性エラストマーで断面形状Ｃ字状に形成された芯材層と、前記芯材層の断面形状Ｃ字状の外面に化粧層用熱可塑性エラストマーで形成された化粧層と、前記芯材層の断面形状Ｃ字状の内面に内張りされた帆布層とを備え、前記芯材層用熱可塑性エラストマーと前記化粧層用熱可塑性エラストマーの材質と硬度が同一であることを特徴とするものである。

芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧層用熱可塑性エラストマーの硬度は、ショアＡスケールで８４〜８８であることが好ましい。

芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧層用熱可塑性エラストマーの材質は、ウレタンであることが好ましい。

抗張体は、アラミド繊維であることが好ましい。

抗張体は、ナイロン樹脂からなる芯を有する金属製スチールコードであることが好ましい。

帆布層は、導電性繊維が織り込まれた帆布であることが好ましい。

帆布層の幅方向の端部は、化粧層内に８ｍｍ以上埋め込まれていることが好ましい。

接続部の肉厚は、前記接続部以外の一般部の肉厚よりも０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下薄いことが好ましい。

一般部の表面は、光沢が光沢計（入射角６０°）で８０〜９０であり、接続部の表面は、光沢が光度計（入射角６０°）で８０〜９０であることが好ましい。

剛性を小さくでき、剛性が大きいことにより生じる問題を解消した熱可塑性材料からなるハンドレールを実現できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係るハンドレールの断面図である。図１において、ハンドレール１は、ハンドレール１の長手方向に連続的に設けられる抗張体２と、抗張体２の周りに断面形状Ｃ字状に形成した芯材層用熱可塑性エラストマーからなる芯材層３と、芯材層３の断面形状Ｃ字状の外面を覆って断面形状Ｃ字状に形成した化粧層用熱可塑性エラストマーからなる化粧層４と、芯材層３の断面形状Ｃ字状の内面に内張りした帆布層５とからなる。化粧層用熱可塑性エラストマーと芯材層用熱可塑性エラストマーは、同じ硬度を有するものが用いられる。全体として断面形状Ｃ字状のハンドレール１は、ほぼ平坦な中央部６と中央部６から曲がり部を形成する側端部７を有する。

（芯材層） 芯材層３は抗張体２を外部応力から保護することを目的とし、抗張体２を埋め込んでハンドレール１全体の断面形状がＣ字状となるように形成される。芯材層３の断面Ｃ字状の内面に帆布層５が内張りされる。芯材層用熱可塑性エラストマーの材質はウレタンであり、硬度はショアＡスケールで８４〜８８が好ましい。芯材層用熱可塑性エラストマーとしてはポリエステル系エラストマー、ナイロン系エラストマー、オレフィン系エラストマー等の適用が可能である。

（化粧層） 化粧層４は芯材層３の断面形状Ｃ字状の外面を覆い、断面形状がＣ字状となるように形成される。化粧層用熱可塑性エラストマーは芯材層用熱可塑性エラストマーと同じ硬度を有するものを用いる。化粧層用熱可塑性エラストマーの材質はウレタンであり、硬度はショアＡスケールで８４〜８８が好ましい。化粧層用熱可塑性エラストマーとしてはポリエステル系エラストマー、ナイロン系エラストマー、オレフィン系エラストマー等の適用が可能である。

図３はハンドレールの剛性を示すグラフである。図３には、従来技術のウレタンハンドレール、本発明の実施形態のハンドレール、ゴム製ハンドレールにおける荷重とたわみの関係を示している。従来技術のウレタンハンドレールは、第１の熱可塑性エラストマー層（芯材層）がハンドレール全体の厚さの６０％を占め、ショアＤスケールの硬度４０〜５０のウレタンからなり、第２の熱可塑性エラストマー層（化粧層）がショアＡスケールの硬度７０〜８５のウレタンからなる。抗張体にはスチールコードを用い、帆布層には天然繊維又は合成繊維の織物を用いている。本発明の実施形態のハンドレールは、芯材層３の芯材層用熱可塑性エラストマーおよび化粧層４の化粧層用熱可塑性エラストマーとしてショアＡスケール８４〜８８のウレタンを用いたものである。なお、本発明の実施形態のハンドレールにおいて、芯材層３の芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧層４の化粧層用熱可塑性エラストマーは同じ硬度のウレタンを用いた。また、芯材層３の芯材層用熱可塑性エラストマーの硬度と化粧層４の化粧層用熱可塑性エラストマーの硬度が共にショアＡスケール８０のウレタンを用いたハンドレールを比較例とした。

一方、図４はハンドレールの開口力を示している。図４には、長さ方向４８ｍｍの治具をハンドレールに当て、雰囲気温度１５℃の条件下で、断面形状Ｃ字状の側端部間（開口部）の幅を7ｍｍ広げるのに要した力（開口力）を示す。一般に、従来の熱可塑性材料からなるハンドレールの開口力（約１３０Ｎ）はゴム製ハンドレールの開口力（約１８３Ｎ）よりも小さくなる。これは、熱可塑性材料からなるハンドレールの帆布層が１層であり、従来のゴム製ハンドレールの３層から５層と比較して層数が少なく、これにより断面形状Ｃ字状の側端部間を広げる時の力（開口力）が小さくなるためである。

図３から分るように、本発明の実施形態のハンドレールは、従来技術のウレタンハンドレールよりも剛性が小さくなっており、ゴム製ハンドレールの剛性と同等の剛性を有する。これは、芯材層と化粧層とを同じ硬度にしたことによる。このように本発明の実施形態のハンドレールの構成により剛性が小さくでき、ガイドに適切になじむため、剛性が大きいことに起因するガイドの磨耗、駆動ローラーの磨耗、大きい走行抵抗、大きい走行音、ガイドの継ぎ目からの騒音、ハンドレールのびびり（振動）などの問題が解消され、走行に適したハンドレールが得られる。

また、図４に示す通り、本発明の実施形態において、ショアＡスケール８４のハンドレールの開口力は１３１Ｎであり、従来技術のウレタンハンドレールとほぼ同じ開口力を有する。また、本発明の実施形態において、ショアＡスケール８８のハンドレールの開口力は１５０Ｎであり、従来技術のウレタンハンドレールよりも十分大きい開口力を有する。なお、比較例として用いたハンドレールでは、ゴム製ハンドレールよりも小さい剛性を有するが、開口力が実使用上で問題とならないとされる１１８Ｎよりも小さく、ハンドレールがガイドレールから外れる危険性が増加してしまう。

（抗張体） 抗張体２はスチールコードなど従来使用されるものを用いることができるが、本実施形態では、好適に、高強度を有するアラミド繊維やスチールコードの芯にナイロン芯を用いたナイロン芯入りスチールコードを用いると良い。図１の実施形態では抗張体２にナイロン芯入りスチールコード１８本を採用している。従来のゴム製ハンドレールでは抗張体のハンドレール表面側に１層から３層の帆布層が設けられ、これが抗張体のハンドレール表面への飛び出しを防止していた。熱可塑性材料からなるハンドレールは抗張体のハンドレール表面側に帆布層が設けられないので、スチールコードを抗張体として用いた場合、スチールコードが破損などにより表面に突き抜けて飛び出してくる可能性がある。抗張体としてアラミド繊維を用いれば、抗張体のハンドレール表面への飛び出しを防止できる。アラミド繊維は高強度であるとともに可とう性にも優れるため、挟圧駆動やプーリ駆動等の駆動方式を選ばず、順曲げにも逆曲げにも対応できるハンドレールを提供することができる。また、抗張体として金属製スチールコードを採用する場合は、スチールコードの芯として金属の芯ストランドの代わりにナイロンなどの樹脂製芯を採用することにより、ハンドレール表面からの飛び出しを防止できる。

（帆布層） 帆布層５は、綿などの天然繊維、ナイロンやポリエステルなどの化学繊維やこれらの混紡などの材料が用いられるが、本実施形態では、好適に、体積固有抵抗値が１×１０^６Ω・ｃｍのカーボン繊維などからなる導電性繊維を帆布に幅１ｃｍあたり１本織込むと良い。織り方としては、ハンドレールの使用状況により、平織りまたは綾織りを選択する。従来のゴム製ハンドレールでは、主に綿帆布が用いられていたが、熱可塑性材料からなるハンドレールでは吸水性の少ないポリエステル帆布等の化学繊維が用いられることが多く、静電気が溜まりやすい。そのため、熱可塑性材料からなるハンドレールは、ゴム製ハンドレールに比較して静電気を帯びやすい。体積固有抵抗値が１×１０^６Ω・ｃｍのカーボン繊維などからなる導電性繊維を帆布に幅１ｃｍあたり１本織込むことで、吸水性の少ない化学繊維の帆布を用いる場合でも、静電気発生を防止することができる。

図５は、ハンドレールの電気特性を示す表である。図５には、綿帆布を用いたゴム製ハンドレール、ポリエステル帆布を用いた従来技術のウレタンハンドレール、導電性繊維を織り込んだ本発明の実施形態のハンドレールの表面の抵抗値を示した。ハンドレール表面の抵抗値の測定には、１０００Ｖ絶縁抵抗計を用い、雰囲気温度２３℃、相対湿度４４％の条件で測定した。外径３５ｍｍの電極２個を使用し、電極間の距離を１００ｍｍとし、この電極を帆布層に押し当て抵抗値を測定する。なお帆布に凹凸があるので、帆布と電極の間に導電性ペーストを塗布した。従来技術のウレタンハンドレールの表面抵抗が１×１０^１０Ωに対して、カーボン繊維などの導電性繊維を帆布に織込んだ本発明の実施形態のハンドレールの表面抵抗は３×１０^６Ωであり、ゴム製ハンドレールの表面抵抗５×１０^８Ωより小さく、ハンドレール稼動中の静電気が除去できる。

ハンドレールは長期間の使用中において、幅の最大の部分（耳部）でキレツが発生することがある。この場合、熱可塑性材料はゴムと比較し、強度は大きいが伸びが小さく、キレツが入ると進行が早い。また、熱可塑性材料からなるハンドレールは帆布層が少ないため、一旦キレツが入るとその進行を帆布で抑えることができない。そこで耳キレツの発生を防止するために、帆布層５の幅方向の端部８を所定の長さ化粧層４に埋め込むことが好ましい。好適に、帆布層５の端部８を化粧層４に８ｍｍ以上埋め込むと良い。図６は、帆布層５の端部８の化粧層４への埋め込み量とハンドレールの耳キレツ発生までの期間の関係を示したグラフである。埋め込み量が大きくなると実用寿命が延び、埋め込み量が８ｍｍ以上で安定した長寿命が得られることが分かる。これは埋め込み量が一定以上だと、走行中の抵抗による帆布のほつれなどの不具合を防止できるためである。

図７は、本発明の実施形態として、帆布層の端部を化粧層に約８ｍｍ埋め込んだ際のハンドレールの耳キレツ発生までの期間を示す。耳キレツ発生までの期間は、従来技術のウレタンハンドレールの５年に対して、本発明の実施形態におけるショアＡスケール８４のハンドレールでは８年、ショアＡスケール８８のハンドレールでは９年である。このように、本実施形態のハンドレールにおいて、帆布層の端部を８ｍｍ以上の長さ化粧層に埋め込むことにより、耳キレツによるハンドレールの寿命の低下を抑制できる。

（製造方法） 本発明の実施形態のハンドレールは図２に示すように、抗張体２と帆布層５を供給しながら、芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧層用熱可塑性エラストマーを２台の押出機９、１０により同時に一体化して押出成形することにより製造する。押出機９、１０により押出された芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧用熱可塑性エラストマーは、ヘッド１１の中で一体化される。ウレタンを押出成形する場合の押出温度は、最適範囲が数℃と狭いが、本実施形態では、芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧層用熱可塑性エラストマーの硬度が同じであるため、ヘッド１１の温度管理が容易であり、押出成形時の品質が安定する。

（ハンドレールの接続部） ハンドレールは、例えばエスカレータに設置する場合などにおいて、製造後所定の長さに切断し、その両端部を接続し無端状として使用する。ハンドレールには接続部と接続部以外の一般部の間で形状や光沢の違いが目立たないことが望まれる。熱可塑性材料からなるハンドレールは、その接続部において一般部より剛性が高く、外観に凹凸や変形が生じ、また接続部が一般部より厚さが厚くなることが生じる。これにより接続部がガイドに添わず浮き上がりエスカレータ装置に非常停止がかかる原因となり、また接続部の厚さが厚い部分は特にローラにこすられるため早く光沢がなくなり、押付け応力も高くなるので実用寿命が短くなる原因となる。

また、熱可塑性材料からなるハンドレールはゴム製ハンドレールに比べ光沢に優れるという特徴がある。ゴム製ハンドレールの光沢は光沢計の測定で一般部および接続部ともに７０〜８０程度であるのに対し、熱可塑性材料からなるハンドレールは一般部で９２〜９８程度、接続部で８０〜８８程度である。熱可塑性材料からなるハンドレールは光沢が優れているため、一般部と接続部の間の光沢の差が初めから大きく均一性に欠ける、少しでもキズがつくと目立つ、ハンドレール表面のローラに当たって光沢が落ちた部分は他の部分との外観上の差が大きく一見して分かる、といった問題がある。

本発明の実施形態のハンドレールでは、接続部と一般部の光沢をほぼ同じにすることにより、表面の光沢差を小さくできる。好適には、一般部の光沢を８０〜９０、接続部の光沢も同じく８０〜９０とする。ハンドレールの一般部の光沢は、材料の選択、製造時の押し出し温度や冷却温度などを最適な条件に組み合わせて接続部の光沢と同じになるように制御する。図８はハンドレールの光沢の変化を示す表であり、稼動前の光沢と稼動半年後の光沢を測定した結果を示す。光沢は光沢計（グロスチェッカ）で測定し、測定に当たって入射角は６０°とした。図８に示されるように、本発明の実施形態では接続部の光沢の変化が従来技術のウレタンハンドレールと比べて小さく、また稼動前と稼動後の一般部と接続部の光沢差は変化していない。本発明の実施形態のハンドレールでは、接続部の肉厚を一般部より薄くしているため、従来技術に比べ接続部に加わるローラ等の押し付け力が小さく、接続部の光沢の低下が少なくなる。

また、本発明の実施形態のハンドレールにおいて、接続部の肉厚を一般部の肉厚より薄く形成したことにより、ハンドレールの寿命を従来よりも長くすることができる。好適には、接続部の肉厚を一般部の肉厚より０．０５ｍｍから０．３０ｍｍ薄くするのが良い。図９は本発明の実施形態のハンドレールにおいて一般部と接続部（本体部）の肉厚差を変えてハンドレールの寿命の保持率を試験した結果のグラフである。一般部と接続部の肉厚差が０の時の実用寿命を１００％として表している。図９に示されるように、接続部の肉厚が一般部より厚くなれば寿命が短くなり、逆に薄くなれば寿命が長くなる傾向がある。肉厚の差がないように同じ肉厚にするのが一般的だが、本実施形態ではあえて０．０５ｍｍ以上薄くする。余り薄くしすぎると外観上段差として現れるので、肉厚差は０．３ｍｍ以下が好ましい。

（作用） 以上説明した本発明の実施形態のハンドレールは以下の効果を奏する。
（１）長手方向に延びる抗張体の周りに芯材層用熱可塑性エラストマーで断面形状Ｃ字状に形成された芯材層と、芯材層の断面形状Ｃ字状の外面に化粧層用熱可塑性エラストマーで形成された化粧層と、芯材層の断面形状Ｃ字状の内面に内張りされた帆布層とを備え、芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧層用熱可塑性エラストマーの材質と硬度が同一である構成を採用したことにより、ハンドレールの剛性を小さくでき、剛性に起因する問題を解消した、品質と性能に優れた熱可塑性材料からなるハンドレールを提供できる。
（２）抗張体としてアラミド繊維またはナイロン芯入りスチールコードを用いることにより、抗張体のハンドレール表面への飛び出しを防止できる。
（３）帆布層に導電性繊維を織り込んだ布を用いることにより、ハンドレールの静電気発生を防止できる。
（４）帆布層の幅方向の端部を所定の長さ化粧層に埋め込むことにより、ハンドレールの耳キレツ発生による寿命の低化を抑制できる。
（５）ハンドレールの接続部の厚さを一般部よりも薄くしたことにより、ハンドレールの寿命を長くすることができる。
（６）ハンドレールの接続部の厚さを一般部よりも薄くするとともに接続部と一般部の光沢をほぼ同じにすることにより、ハンドレール全体の外観を均一で長時間安定なものとすることができる。

（応用例） 本発明のハンドレールは、エスカレータ、動く歩道、及びこれらに類似した輸送装置のための移動ハンドレールとして適用することができる。しかも、従来のハンドレールと比較して、実用性能が格段に改良されており、ゴム製ハンドレールに代わって広く適応することができる。

本発明のハンドレールの実施形態の断面図である。 本発明のハンドレールの製造装置の一部概略図である。 ハンドレールの剛性を示すグラフである。 ハンドレールの開口力を示すグラフである。 ハンドレールの電気特性を示す表である。 ハンドレールの帆布の側端部への埋め込み量と耳キレツ発生までの期間の関係を示すグラフである ハンドレールの耳キレツ発生までの期間を示す表である。 ハンドレールの光沢の変化を示す表である。 ハンドレールの接続部の肉厚差と寿命の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ハンドレール
２ 抗張体
３ 芯材層
４ 化粧層
５ 帆布層
６ 中央部
７ 側端部
８ 帆布層の端部
９ 押出機
１０ 押出機
１１ ヘッド

Claims (10)

1. 長手方向に延びる抗張体と、前記抗張体の周りに芯材層用熱可塑性エラストマーで断面形状Ｃ字状に形成された芯材層と、前記芯材層の断面形状Ｃ字状の外面に化粧層用熱可塑性エラストマーで形成された化粧層と、前記芯材層の断面形状Ｃ字状の内面に内張りされた帆布層とを備え、前記芯材層用熱可塑性エラストマーと前記化粧層用熱可塑性エラストマーの材質と硬度が同一であることを特徴とするハンドレール。
2. 前記芯材層用熱可塑性エラストマーと前記化粧層用熱可塑性エラストマーの硬度は、ショアＡスケールで８４〜８８であることを特徴とする請求項１記載のハンドレール。
3. 前記芯材層用熱可塑性エラストマーと前記化粧層用熱可塑性エラストマーの材質は、ウレタンであることを特徴とする請求項１記載のハンドレール。
4. 前記抗張体は、アラミド繊維であることを特徴とする請求項１記載のハンドレール。
5. 前記抗張体は、ナイロン樹脂からなる芯を有する金属製スチールコードであることを特徴とする請求項１記載のハンドレール。
6. 前記帆布層は、導電性繊維が織り込まれた帆布であることを特徴とする請求項１記載のハンドレール。
7. 前記帆布層の幅方向の端部は、前記化粧層内に８ｍｍ以上埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載のハンドレール。
8. 接続部の肉厚は、前記接続部以外の一般部の肉厚よりも０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下薄いことを特徴とする請求項１記載のハンドレール。
9. 前記一般部の表面は、光沢が光沢計（入射角６０°）で８０〜９０であり、前記接続部の表面は、光沢が光度計（入射角６０°）で８０〜９０である特徴とする請求項８記載のハンドレール。
10. 請求項１に記載のハンドレールの製造方法であって、
    抗張体と帆布層を供給しながら、芯材層用熱可塑性エラストマーと化粧層用熱可塑性エラストマーを同時に一体化して押出成形することを特徴とするハンドレールの製造方法。

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