JP3645812B2 - 移動ハンドレール - Google Patents
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Description
〔発明の分野〕
本発明は、エスカレータ、動く歩道及びこれらと類似した輸送装置用の移動ハンドレールに関する。本発明は特に、押出し加工により成形されたかかるハンドレールに関する。
【0002】
〔発明の背景〕
エスカレータ、動く歩道及びこれらと類似した他の輸送装置のための移動ハンドレールが開発された。かかるハンドレールの基本的な輪郭又はプロフィールは、厳密な寸法に関して製造業者で違いはあっても、今ではかなり標準型になっている。同様に、従来型ハンドレールは全て、幾つかの重要な又は必須の構成部品を有している。
【0003】
特許請求の範囲を含む本明細書では、ハンドレールの構造を、通常の使用位置においてハンドレールの手すりの上側走行部に適用されたものとして説明する。ハンドレールは連続したループとして形成されていることは理解されよう。必然的に、ハンドレールの任意の部分は、ループ全体の周りを走行し、ループの周りを通る間、横方向軸線の回りに360°回転することになる。本発明のハンドレールと従来型構造の両方を全て、ハンドレールの水平に延びる上側走行部の縦断面に関して説明する。
【0004】
従来型ハンドレールは、ハンドレールの本体を形成する上側本体部分を有している。この上側本体部分から下に2つのC字形又は半円形リップが延びている。本体及びリップは、下に開口し、高さよりも幅が大きなT字形スロットを定めている。本体及びリップのところのハンドレールの厚さはかなり一定であるのが通例である。
【0005】
ハンドレールの主要又は共通構成要素に関し、本体及びリップは通常、熱硬化性材料で作られている。何らかの形態の伸び防止手段が、全体としてT字形スロットのすぐ上に間隔を置いた状態で、上側部分内の中性軸線に沿って設けられている。この伸び防止手段は通常は、スチールテープ、スチールワイヤ、グラスストランド又はケブラー(Kevlar)コードである。
【0006】
ハンドレールが案内に沿って容易に滑動するようにするために、内張りがT字形スロットの外部の周りに設けられている。この内張りは、スライダー(slider)と呼ばれることがあり、一般に合成又は天然繊維系の織物又は布地である。これは、スチール製又は他の材料製の案内に対する摩擦係数が低いものであるよう選択されている。本体及びリップの外部は、適当な熱硬化性材料である被覆材で覆われている。
【0007】
ハンドレールの基本的なプロフィール内に、ハンドレールに対して所望の特性を有する選択されたプライを設けるのがよく、これについては以下に詳細に説明する。
【0008】
ハンドレールは、多種多様な要件を満足する必要があり、これら要件のうち多くのものは、互いに相反する場合がある。従来型ハンドレールにおける取り組みでは、上述の構成要素に加えて、又はこれらの変形例として、多くの互いに異なる要素を用いる場合が多い。これは、熱硬化性材料で作られる従来型ハンドレール構造の場合、極めて容易である。従来、ハンドレールは、加硫プレスの長さに一致して一度に1本が約3mの長さのものを数本ずつ徐々に又は小刻みに付け足して作られる。かくして、ハンドレールに必要な種々の要素、例えば、布地の層、出来たばかりで未硬化の熱硬化性材料の層及び引張補強要素を合体させる。布地のプライを組み込む場合、これらは未硬化のゴムに埋め込んだ状態で設けられる。かくして、層は全て未硬化の粘着性ゴム表面を呈し、これらは手動でローラを用いるか、或いは組立装置を用いることにより互いに圧接される。これら組み立て状態の要素の必要な長さを金型内に配置する。ここで、必要な温度及び圧力を加えて熱硬化性材料を加硫し、要素が一緒になって金型キャビティによって定められる所望のプロフィールを備えるようにする。いったん硬化すると、金型を開け、硬化した部分を金型から取り出し、成形のための既に組み立てられた状態の要素の次の長さが得られる。
【0009】
この方法には多くの欠点がある。これは、ハンドレールを単位長さ分だけで構成するので時間がかかり、また結果的に金型の跡がつくので仕上がりがよくない。しかしながら、これには、比較的複雑な構造を、種々の特性を与えるよう設計された多くの互いに異なる要素を用いて組み立てることができるという利点がある。
【0010】
本発明者は、ハンドレールを熱可塑性材料から押し出し成形する技術を開発した。これには、ハンドレールを本質的に連続して高速で製造できるという大きな利点がある。ハンドレールは、一貫して背が高く且つ一様な外観を備えることができ、これは、エスカレータまたはハンドレール利用設備の最も目につく要素であり、ユーザによって使われる製品では非常に望ましい。
【0011】
しかしながら、ハンドレールの比較的複雑な構造を押し出し成形することは簡単ではない。ハンドレールを押し出し成形する提案があったが、本発明者の知る限り、成功した例はない。この理由は、種々の要素を確実に且つ一貫して合体させることが困難であることにあると考えられる。特に、熱可塑性材料からの公知のバッチ方式による又は区分的成型法からの技術を、押し出し成形ハンドレールに単に流用することはできない。むしろ、かかるバッチ方式の成型法から得られる技術は、連続押し出し成型法には適用できない。
【0012】
より具体的に説明すると、追加の層を設けて所望の強度及び他の特性を得ることを教示するに過ぎない従来方法は、押し出し成形ハンドレールには簡単には適用できない。種々の層をあらかじめ組み立てる従来型成形法の場合、1又は2以上の追加の層を設けることは通常は比較的簡単なことである。これには、ハンドレールを組み立てる際に或る程度の注意と技術が必要な場合があり、これによりコストが増大するが、許容範囲なので基本的には成形作業の種々の工程は変更されない。
【0013】
これとは対照的に、基本的なハンドレール構造の押し出し成形は、これを熱可塑性押し出し成形作業として考えてみた場合、既に多くの別々の要素を必要とする複雑な作業であり、これら要素がそれぞれ仕上がりプロフィール中に正確な位置にあるように注意を払わなければならず、例えば引張要素は、正しい平面内に位置したままでなければならず、しかもスライダーの布地をハンドレールのスロットの比較的複雑なプロフィールに合わせて付形しなければならない。追加の層又はプライを設けることはかくして極めて困難であってコスト高である。というのは、これにはスリッチングにより、さらに場合によっては接着剤を塗布することにより余分のプライを用意しなければならないからである。
【0014】
次に、ハンドレールが満たさなければならない特性を考えると、これらは本質的に、ハンドレールがハンドレール案内上に載ったままで駆動されることができできるかどうかに関連している。かくして、ハンドレールのリップは、ハンドレール案内からの脱線又は離脱を防止するのに十分な強度を備えなければならない。これは通常はリップの所与の横方向撓みについて荷重又は力を測定することにより決定される。リップ相互間の間隔も又、ハンドレールの寿命全体を通じて正確でなければならず、しかも特定の許容誤差の範囲内で一定であり、又はこの特定の許容誤差の範囲内に維持されなければならない。追加の補強層又はプライを設けることは非常に困難である。
【0015】
駆動特性に関し、ハンドレールと駆動ユニットとの間には十分な摩擦がなければならず、しかもハンドレールを駆動ユニットの及ぼす荷重によって損傷させてはならない。一方法は、ハンドレールをハンドレールの内面に係合する比較的大径のプーリの周りに掛けることであり、この方法を用いると、ハンドレールは後方に曲げられて駆動ホイールとの接触が増大する場合が多い。これにより十分な駆動特性が得られるが、多くの欠点がある。かかる駆動方式では、比較的広いスペースが必要になり、しかもハンドレールを逆の湾曲部に通すことにより、望ましくない応力が生じ、その結果ハンドレールの寿命が短くなる。
【0016】
別の方法は、世界の或る地域では好ましいシステムであるいわゆる直線駆動装置(リニアドライブ)を用いることである。直線駆動方式では、ハンドレールは、1又は2以上の対をなすローラ間に通されるだけであり、これらローラはハンドレールに押しつけられる。各対のローラについて、ローラのうちの一方は従動ホイール又はプーリとしての役目を果たすに過ぎず、他方は駆動され、それによりハンドレールを駆動する役目を果たす。駆動力の十分な伝達を可能にするために、対をなすプーリ又はホイールは非常に大きな力で互いに圧接される。これは、ハンドレールに非常に大きな内部応力を生じさせる場合があり、それにより多くの問題が生じる。1対のホイール相互間のニップ内に生じる剪断応力は、従来型ゴム熱硬化性樹脂製品ではプライの離層を生じさせる場合がある。撚りスチールワイヤ、グラスヤーン等で作られた引張要素の場合、応力は研削作用を生じさせる場合があり、その結果、フレッチング疲労が生じることになる。
【0017】
しかしながら、直線駆動方式の特徴は、多くの理由で望ましい。これらは、他の駆動装置で生じる上述の逆湾曲部に関する問題を解決する。これはコンパクトなので例えば透明な手すりを有していて、ハンドレール駆動装置に使える空間に制約を及ぼし、ハンドレールの所要長さを短くするエスカレータ設備では望ましい。また、種々のサイズの設備の場合、この装置のサイズに合わせるには駆動ローラの数を増やせばよいことに過ぎない。
【0018】
当該技術分野では、従来方法で成形されたハンドレールに所望の特性を与えるための多くの方法が提案された。しかしながら、これのうち多くは構成が比較的複雑であり、一般に、熱硬化性材料のための従来型区分的成形方法に適用できるに過ぎない。かくして、米国特許第5,255,772号は、寸法安定度を向上させたエスカレータ及び動く歩道のためのハンドレールに関している。これは本質的に、スチールワイヤ又は他の引張要素が埋め込まれるゴムコンパウンドの層の各側に2層のプライが設けられたサンドイッチ構造を提供することにより達成される。これは好ましくは高強度のゴムであり、したがって構造的サンドイッチ構造が2つのプライ層を備えるようになっている。
【0019】
重要なこととして、この構造における2つの対向したプライ層は、伸び防止手段に垂直に、それゆえに伸び防止手段のスチールケーブルに垂直に延びる堅い又はピンと張った主ヤーンを有している。ここでの意図は、リップを外方に変形させる傾向のある横方向の力に応答してリップの曲げ強さを高めることにある。
【0020】
しかしながら、かかる構造は複雑であり、多くの種々の層を有している。かかる構造を押し出し加工によって成形することは極めて困難である。上述の基本的構成要素に加えて、布地から成る2つの追加のプライをどうにかして設けることが必要であり、これらは押し出し成形されたハンドレール内の正確な位置に設ける必要がある。
【0021】
押し出し成形ハンドレールに適していると主張されている別の方法が、米国特許第3,633,725号及び米国特許第4,776,446号に記載されている。これら米国特許のうち前者のものでは、幾分変わった構造が提案されており、かかる構造では、ハンドレールの内側部分は、駆動を容易にするとともに曲げを容易にするための歯付き構造を備えている。この場合、別個のカバーが設けられる。米国特許第4,776,446号は、リップの各々の内部に設けられたいわゆる摩耗ストリップを提供する。これらは、2つの機能、即ち、低滑り摩擦係数をもたらす機能とリップの強度を高める機能を発揮するようになっている。これらは、堅いプラスチック材料、例えばナイロンで作られる。これらはハンドレールと同時押し出し成形されることが提案されている。ただし、押し出し成形法は開示されていない。これらリップが撓むことができるように、これらは、一方の側が連続しており、他方の側を列状の脚部の状態に分離するスロットを備えている。しかしながら、これは応力集中を生じさせるに過ぎず、これら比較的隆起した摩耗ストリップは、使用中、曲げ作用を繰り返し受けるので割れ及び屈曲疲れを生じる場合がある。
【0022】
〔発明の概要〕
したがって、押し出し成形による連続生産を行いやすく、良好な又は向上したリップ強度、良好なリップ寸法安定度を有し、フレッチング疲労及び離層に耐性があり、直線駆動装置の最大駆動力伝達を可能にする特性を備えたハンドレールを提供することが望ましい。
【0023】
本発明によれば、移動ハンドレール構造であって、ハンドレールは、全体としてC字形の横断面を有し、全体としてT字形の内側スロットを構成し、ハンドレールは、押出し成形によって作られ、ハンドレールは、(1)T字形スロットの周りに延びる熱可塑性材料の第1の層と、(2)第1の層の外部の周りに延び、ハンドレールの外側輪郭を定める熱可塑性材料の第2の層と、(3)T字形スロットを内張りした状態で第1の層に結合されたスライダー層と、(4)第1の層内に延びる伸び防止手段とを有し、第1の層は、第2の層よりも硬質の熱可塑性樹脂で作られていることを特徴とする移動ハンドレール構造が提供される。
【0024】
好ましくは、ハンドレールは、T字形スロットの上に位置した上側ウェブ及び上側ウェブからT字形スロットの周りに下方に延びる2つのリップ部分を有し、第1の層は、少なくとも上側ウェブ内では第2の層よりも厚い。従来の提案とは異なり、第1の層は、プライを介在させないでスライダー層から第2の層まで延びるのがよい。上側ウェブの厚さは約10mmであるのがよく、第1の層の厚さは少なくとも6mmであるのがよい。この相当な厚さの第1の層が比較的硬質の熱可塑性樹脂で作られた場合、この第1の層こそが、ハンドレールに直線駆動装置の向上した駆動特性を与えると考えられ、これについては以下に詳細に説明する。 有利には、第1の層は、ショアDスケールが40〜50の範囲の硬さを有し、第2の層は、ショアAスケールが70〜85の範囲の硬さを有する。
【0025】
ハンドレールは、追加の布地層が設けられていない押し出し成形に適した簡単な構造を有するのがよく、したがって、互いに直に結合される2つの熱可塑性樹脂の層の間には直接的な境界面があり、前記境界面のところで、第1の層と第2の層は互いに結合して連続した熱可塑性本体を形成していることが好ましい。もし第1の層と第2の層が同種の材料、例えばTPUで作られていて同時押し出し成形されると、これは、結合部が2つの材料の引裂強さに等しいという追加の利点をもっている。プライ状製品の場合に生じるような離層の恐れがない。さらにまた、スライダー層は第2の層内に埋め込まれた縁部を有していることが好ましい。
【0026】
本発明の一層の理解のため及び本発明の実施の仕方を明確に示すために、例示として添付の図面を参照されたい。
【0027】
〔好ましい実施形態の説明〕
先ず最初に図1を参照すると、図1は、従来型ハンドレールの断面を示している。上述のように、図1は、図2の場合と同様に、ハンドレールの平行な上側走行部に沿って延びる状態でハンドレールを示している。
【0028】
従来型ハンドレールは、全体が符号10で示されている。公知のように、ハンドレール10は、伸び防止手段12を有し、この伸び防止手段は、スチールケーブル、スチールテープ、ケブラー又は他の適当な引張要素から成るのがよい。図示のように、これは、ゴム層内に埋め込まれた状態で調達される。伸び防止手段12とそのゴム被覆材及び比較的硬質のゴムから成る層14は、2つの布地プライ15相互間に設けられている。布地プライ15及び硬質ゴム14は、米国特許第5,255,772号に開示された構造から成るのがよい。
【0029】
布地プライ15は、T字形スロット16の周りに部分的に延び、このT字形スロットの周りには、スライダー布地18が設けられている。スライダー又はスライダー布地18の端部は、図示のようにスロット16から外へ延びている。ハンドレールを完成させるため、外側被覆材19が、これまた米国特許第5,255,772号に開示されているように布地プライ15の外側の周りに成形される。 次に、図2を参照すると、全体を符号20で示された本発明のハンドレール構造が示されている。
【0030】
ハンドレール20は、多数のスチールワイヤで構成されている引張要素又は伸び防止手段22を有し、この伸び防止手段22はここでは、代表的には直径が0.5〜2mmの範囲にあるのがよい。任意適当な伸び防止手段を設けてもよい。T字形スロット24が、スライダー布地26によって内張りされている。スライダー布地は、直線駆動装置の駆動ホイールが食い込み係合できる適当な表面模様又は組織を備えた適当な面又は剛性材料である。これについては、以下に説明する。
【0031】
本発明によれば、ハンドレールの本体は、比較的硬質の熱可塑性樹脂で作られた内側層28と、比較的軟質の熱可塑性樹脂で作られた外側層30とから成る。スチールワイヤ又は引張要素22は、内側層28内にこれに適当な接着剤で接着された状態で埋め込まれている。層28,30は、境界面のところで互いに直接くっついて、それにより連続した熱可塑性本体が形成されている。
【0032】
図2Aの第1の実施形態に示すように、内側層28は、2つの半円形リップ部分34に通じる全体として一定厚さの上側部分又はウエブ32を有している。リップ部分34は、垂直方向端面36で終端し、小さな下向きのリブ38が、垂直端面36に隣接して設けられている。この場合、スライダー布地26は、これら下向きのリブ38に巻き付けられた端部40を有している。
【0033】
外側層30はこれに対応して、上側部分42及び半円形リップ部分34よりも半径の大きな半円形部分44を有している。図示のように、半円形リップ部分44は、スライダーの縁部40と僅かにオーバーラップしている。
【0034】
本発明の重要な特徴は、2つの層28,30が、互いに異なる特性又は硬さを有していることにある。本実施形態では、外側層30は、内側層28よりも軟質等級のエラストマーであり、2つの層の特性は、以下の表1に示されている。
【0035】
内側層28は、硬質であって全体として剛性であり、リップの寸法、即ち符号46で示すようなT字形スロット24の最下部の横断方向における端から端まで間隔を保つのに役立つ。
【0036】
内側層28はまた、スチール補強要素22及びこれらスチール補強要素22と接着剤の層によって提供されるような層28のTPUとの間の結合部を保護するのにも役立つ。これは、以下に詳細に説明するように駆動ローラによって加えられる荷重に少ない変形量で耐える層28によって達成される。これは、過度の剪断応力からスチール補強要素22及びこれらとTPUの結合部を保護する。比較的軟質の材料で作られたハンドレールと比較的硬質の材料で作られたハンドレールについて疲れ試験を行って比較すると、硬質材料は確かにこのように引張要素22を保護することが分かる。
【0037】
次に、図2Bを参照すると、図2Bは、本発明のハンドレール構造の第2の実施形態を示している。単純化のために、同一の構成部品には、図2Aと同一の参照符号がつけられており、かかる構成要素については説明を繰り返さない。
【0038】
この第2の実施形態は、図2Bでは符号63で示されており、従前通り、内側層28、外側層30及び適当な伸び防止部材、即ち、この場合もスチールケーブル22を有している。
【0039】
しかしながら、この第2の実施形態では、内側層28は、第1の実施形態とは異なり、スライダー布地26の周りに延びていない。それとは異なり、内側層28は、上側部分32及び厚さがテーパしていて、スロット24の端部の半円の周りにほぼ半分のところで終端した短い縁部64を有している。
【0040】
これに対応して、外側層30は、その底部に向かって厚さが増大した状態で厚さがテーパしたほぼ半円形の端部66を有している。これは、端部又は縁部64のテーパの度合を補償する。
【0041】
これに対応して、外側層30は、その底部に向かって厚さが増大した状態で厚さがテーパしたほぼ半円形端部66を有している。これは、端部又は縁部64のテーパの度合を補償する。
【0042】
簡単な分析の示唆するところによれば、外側層30について外側に硬質の層を設けることは、ハンドレールを補剛し、リップの強度を高めるのに役立つに過ぎない。しかしながら、駆動試験の分析の示すところによれば、駆動装置とハンドレールとの間の或る重要な相互作用の結果として、外側層30について軟質のTPUが選択された。
【0043】
次に、図5、図6及び図7を参照すると、これらには、互いに異なるハンドレール構造についての駆動特性の変化が示されている。かくして、図5は、両方の層28,30について45ショアDスケールのショア硬さを有する硬質TPUで作られた手すりについての制動力と駆動ローラ圧力の関係を示している。他のグラフ図に関し、これは、1%、2%及び3%の互いに異なる滑り率についての3つの曲線を示している。
【0044】
図6は、45ショアDスケールの同一ショア硬さを備えた比較的硬質のTPUから成る内側層28と80ショアAスケールのショア硬さを備えた比較的軟質のTPUからなる外側層30とで作られたハンドレールについての類似の一連の曲線を示している。駆動特性がかなり向上していることが分かる。任意所与の滑り率について、所与の駆動ローラ圧力では、ハンドレールに加えることができる駆動力を表す制動力が非常に大きくなっている。
【0045】
比較例を挙げると、図7は、米国特許第5,255,772号に開示されているようなサンドイッチプライ構造を備えた熱硬化性材料で作られた従来型ハンドレールについての駆動曲線を示している。これらの示すところによれば、駆動ローラ圧力が約130kg以上であると、駆動ローラ圧力がそれ以上増加しても、制動力はそれほど増加しない。一般に、これらの結果は、図5及び図6の押し出し成形されたハンドレールの結果より劣っており、TPUについて2つの互いに異なる硬さを用いた図6の結果と比べて非常に劣っていることは明らかである。かかるハンドレールは、形態が非常に異なり、硬質の層は極めて小さいが、材料について2つの互いに異なる硬さを有していた。これらの結果を検討すると、TPUについて2つの互いに異なる硬さを用いることによって駆動特性の向上を得ることができるという見込みは得られない。
【0046】
次に、図8A、図8B及び図9を参照して本発明者によって創り出された理論を説明してこの動作原理を説明する。これは、本発明者の提唱する一理論であり、本発明をいかなる意味においても限定するものではない。
【0047】
図8Aは、駆動部分に設けられた状態の、即ち逆にした状態のハンドレール20を示している。駆動ローラ50は、スライダー布地26に下方に押し付けられており、ハンドレール20は駆動ローラ50と従動ローラ52との間に捕捉されている。
【0048】
駆動ローラ50は、ローラトレッド部54(図8B)を備え、これに対応して、従動ローラ52はローラトレッド部56を有している。ローラトレッド部54,56は、以下に詳細に説明するように、適当な硬さを持つウレタン又はゴムで作られている。
【0049】
ローラが粘弾性材料基材の表面を横切って転動するとき、応力パターンが接触領域中に生じ、これは転動又は転がり抵抗を増大させることが分かる。これは、図9に示されている。図9Aは、符号74で示された接触領域又はフットプリントを生じさせるよう基材72を横切って転動しているローラ70を示している。
【0050】
図9Bは、弾性基材、例えばスチールについてのフットプリント又は接触領域74内の接触応力の変化を示している。予想されるように、これらは全体として対称なので転動抵抗を生じさせず、いずれの方向においてもローラの動作については同じである。
【0051】
図9Cは、図9Aの矢印Fによって示された方向に移動している粘弾性基材についての接触応力を示している。粘性に起因して、フットプリントの前方端部に向かって応力が増大し、後方に向かって減少している。
【0052】
この結果、上向きの力Nがローラ70によって加えられた荷重とバランスをとる。この力Nは、ローラ70の軸線からの距離xだけ前方にずれている。ローラの移動を維持するのに必要な矢印によって示された力Fはこの場合、以下の式によって与えられることが理解されよう。
【0053】
FR=Nx
より具体的には、転がり摩擦係数は、以下の式で定めることができる。
【0054】
μr =F/N=x/R
この転がり摩擦係数は、以下の式からも計算できる。
【0055】
μr =0.25(N/GR2 )1/3 tanδ
上式において、Gは、硬さに直接関連した剪断弾性率であり、tanδは、動的損失正接又は動的損失率である。
【0056】
かくして、粘弾性材料により、結果的に接地面(contact patch )又は圧力分布の中心線のずれが生じることが知られている。本発明者の理解によれば、最も一般的に利用されている直線駆動装置が直径の互いに異なる駆動ローラ50と従動ローラ52を有しているので、これらの接触領域が一致しないということである。かくして、これにより、これらのそれぞれの接地面又はフットプリントの2つの互いに異なるずれが生じる場合がある。例えば、もしハンドレールが均質であり、2つのローラが同一の直径を有していたとすれば、必然的に、2つの接触面についてのずれがほぼ同じであると予想される。しかしながら、均質のハンドレールの場合であっても、互いに異なる直径に起因して、これらの接地面のずれが互いに異なり、その結果、駆動ローラの支持が不適当になる場合がある。換言すると、駆動ローラの接地面のずれの量が大きいと、ハンドレールはこの荷重と釣り合うように撓み又は動くことになるが、駆動ローラは適正には支持されない。
【0057】
本発明によれば、外側又は被覆層30は、軟質の材料でできている。この結果、従動ローラ52は、駆動ローラ50の接地面又はフットプリントよりも大きな又は少なくともこれと同程度の接地面又はフットプリントを生じさせる。図8Bには、これが詳細に示されており、2つのローラ50,52についての接地面58,60が示されている。矢印62は、圧力分布から計算された各接地面についての有効中心、即ち、圧力分布と等価な点荷重が及ぼされる点を示している。かくして、小さなローラ52のフットプリントを大きくすることにより、駆動ローラ50は適正に支持される。
【0058】
駆動特性の向上の第2の理由もまた、図9に示されている。ハンドレールの内側層又はメインカーカス部28が硬質の材料で作られているので、スライダー布地26は、層28内ではなく、ローラトレッド部54内に押し込まれる傾向がある。これにより、ローラ20は、布地26によって提供されるけん引面に食い込むことにより十分なけん引力を得ることができる。
【0059】
ホイールトレッド部54は、かなり硬いもの、例えば、硬さが90〜94ショアAスケールのものでなければならないことは注目されるべきである。というのは、これによって良好な耐摩耗性が得られることになるからである。軟質のトレッド部54は、大きなフットプリントを生じさせ、布地に一層よく馴染むが、フットプリント領域内の擦れにより、欠点として過度の摩耗率を生じがちになる。また、ヒステリシスによる熱の発生を防止するためには、軟らか過ぎない比較的薄いトレッド部54が望ましい。また、薄いトレッド部により、熱がローラ50に散らされるようになる。
【0060】
さらに、米国特許第5,255,772号の場合とは異なり、層28を、幾つかの層を積層した構造ではなく、エラストマー物質だけで作るのが有利であるということが注目される。均質の層28は、弾性が一層高く、粘性によるエネルギ損失を低くし、それにより転がり抵抗を小さくする。これは、滑りの効果を打ち消すのに役立つ。これとは対照的に、複合積層構造は、エネルギ損失を増大させる場合が多く、これにより転がり抵抗が増し、滑りが増大する。
【0061】
比較的硬質の層28のもう1つの利点は、ハンドレールがローラ50,52相互間のニップを通って移動する際に受ける荷重に耐えることにある。これら荷重は、ハンドレールを局所的に圧縮する効果を持ち、それによりハンドレールは横方向に広がる。スチールワイヤは、軸方向における著しい伸びを防止するが、これらワイヤの横方向変形は、ホイール50の真下のハンドレールを軸方向に短くするという結果をもたらす。応力を除くと、スチールワイヤは互いに接触して常態の幅の狭いアレイの状態に戻り、ハンドレールはその元々の長さの状態にスプリングバックする。この一時的な圧力によって生じる長さの変化により、事実上ハンドレールが駆動ホイール50よりも僅かに(約1%)早く動くことになり、それにより、生じることが考えられる幾分かの滑りを補償する。
【0062】
本発明のハンドレール、即ち図2A及び図2Bに示すようなハンドレールは、別の利点をもたらす。試験用エスカレータ手すりについて行った試験の際、必要な動力及び駆動力は、図1の従来型ハンドレールの場合よりも小さいことが判明した。この理由は、硬質の層28がハンドレールを横方向に補剛するだけでなく軸方向にも補剛してリップの強度を向上させることにあると考えられる。これとは対照的に、例えば米国特許第5,255,772号のような図1の構造は、ハンドレールを横方向に補剛するよう横方向に伸びるガラス繊維ストランドをもたらすが、これらは軸方向には効果をもたず、したがって中立軸線の周りの曲げ剛性を増大させないという点において直交異方性が顕著なプライを提供している。その結果、この種の構造は駆動ローラ、手すりの親柱(newel )に相当する端部ローラ等の周りを通る際の可撓性が比較的高い。これにより、ハンドレールはこれらローラに密着するようになると考えられる。これとは対照的に、本発明のハンドレールの場合、層28はハンドレールに或る程度の剛性を与えるので、ハンドレールは過度には曲がらず、親柱としての端部ローラ等に密着し過ぎる程度には係合せず、むしろ、ハンドレールと種々のローラは互いに接線方向に接触を行う可能性が高くなり、これにより摩擦が軽減され、それにより駆動モータに加わる荷重又はトルクが小さくなる。この補剛の程度は、選択された熱可塑性プラスチックの等級及び種々の層の形態で決まることになる。層がスロットの周りにぐるりと延びている図2Aの構成は、層がスロット24の周りにほんの一部しか延びていない図2Bの構造よりも剛性であることが必要である。
【0063】
次に、図3及び図4を参照すると、互いに異なるハンドレールについての試験用装置一式について、時間数に対するリップ寸法及びリップ強度の比較結果が示されている。
【0064】
先ず最初に図3を参照すると、この図は線80により、比較的軟質の層28及び比較的軟質の被覆材30を備えた図2Aの本発明の押出しハンドレールを示している。これらは、適当なリップ寸法を示しているが、時間の経過につれて僅かに劣化している。この試験の場合、3ローラ式日立(Hitachi )製直線駆動ユニットを用いて、5.6mのハンドレールについての試験を60m/分の速度で230kgの駆動ローラ圧力及び120kgの制動力により行った。条件が実質的に同一であるが、45ショアDスケールのショア硬さを持つ層28及び85ショアAスケールのショア硬さを持つ外側層30を備えた場合について行った試験結果が線81で示されている。これの示すところによれば、性能が非常に一貫しており、経時的変化が少なかった。
【0065】
米国特許第3,463,290号に記載されているような綿の本体プライを用いて製造されたハンドレールの試験結果が線82で示されている。これは、20mの長さについてのほぼ同じ荷重条件及び速度で試験した。比較的短い時間である10時間までに関しては、これは十分な性能を示している。
【0066】
米国特許第5,255,772号による熱硬化性樹脂を用いて製造された従来型ハンドレールが線83で示されている。これは、制動力を用いずに4つのローラに50kgの駆動ローラ圧力を及ぼしてウエスティングハウス型の直線駆動装置により60m/分の速度で走行させた10m長さのものであった。これは、経時的劣化の度合いが大きくなっていることを示している。
【0067】
最後に、線84で示されており、特別に直線駆動装置用として設計されていない別のヨーロッパ型ハンドレールの試験を、線80,81,82で示された試験の場合と同一の荷重及び速度で行った。これは、長さが10mのハンドレールに関するものである。短い試験時間の間ではこれは十分な性能を示した。
【0068】
これら試験結果の示すところによれば、硬質の層28及び比較的軟質の層30を用いた場合に良好な性能が得られ、1000時間まで持ち耐えることができる。
【0069】
図4を参照すると、これは、リップ強度の経時的変化を示している。便宜上、図3で用いたのと同一の符号が用いられている。というのは、これら符号で同一の試験用ハンドレールを示すためである。
【0070】
かくして、線80,81で示した本発明のハンドレールは、良好な性能を示すと共に経時的に増大しているリップ強度を示している。予想されるように、線81は、硬質の層28を用いた場合、線80で示すような2つの軟質の層28,30を備えた場合と比較してリップ強度が増大し、この増大したリップ強度が経時的に保たれることを示している。
【0071】
一般に、線80,81で示される試験結果、特に線81は、本発明のハンドレールでは性能が向上していることを示している。米国特許第3,463,290号の綿本体プライのハンドレール82は、良好な初期リップ強度を示しているが、これは、急激に性能が低下し、僅か20時間後には著しく劣化している。線83で示す従来型ハンドレールも又、経時的な著しい劣化を示しており、本発明のハンドレールよりも性能が悪くなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来型ハンドレールの断面図である。
【図2A】 本発明の第1の実施形態のハンドレールの断面図である。
【図2B】 本発明の第2の実施形態のハンドレールの断面図である。
【図3】 試験用装置一式に関して時間に対するリップの寸法の変化を示すグラフ図である。
【図4】 試験用装置一式に関して時間に対するリップの寸法の変化を示すグラフ図である。
【図5】 1つのハンドレール構造についての互いに異なる滑り速度について駆動ローラ圧力に対する制動力の変化の状態を示すグラフ図である。
【図6】 別のハンドレール構造についての互いに異なる滑り速度について駆動ローラ圧力に対する制動力の変化の状態を示すグラフ図である。
【図7】 別のハンドレール構造についての互いに異なる滑り速度について駆動ローラ圧力に対する制動力の変化の状態を示すグラフ図である。
【図8A】 直線駆動装置の略図である。
【図8B】 図8Aの2つのローラ相互間のニップの拡大図である。
【図9A】 基材上を通るローラと弾性及び粘弾性材料の挙動を示す略図である。
【図9B】 基材上を通るローラと弾性及び粘弾性材料の挙動を示す略図である。
【図9C】 基材上を通るローラと弾性及び粘弾性材料の挙動を示す略図である。
Claims (11)
- 全体としてC字形の横断面を有し、全体としてT字形の内側スロットを構成し、押出し成形によって作られた移動ハンドレールであって、
前記T字形スロットの周りに延びる熱可塑性材料の第1の層と、前記第1の層の外部の周りに延び、ハンドレールの外側輪郭を定める熱可塑性材料の第2の層と、前記T字形スロットを内張りした状態で前記第1の層に結合されたスライダー層と、前記第1の層内に延びる伸び防止手段とを有し、
前記第1の層は、前記第2の層よりも硬質の熱可塑性樹脂で作られていることを特徴とする移動ハンドレール。 - 前記移動ハンドレールは、前記T字形スロットの上に位置した上側ウェブ及び前記上側ウェブから前記T字形スロットの周りに下方に延びる2つのリップ部分を有し、前記第1の層は、少なくとも前記上側ウェブ内では前記第2の層よりも厚いことを特徴とする請求項1記載の移動ハンドレール。
- 前記第1の層は、前記上側ウェブにおける前記移動ハンドレールの厚さの少なくとも60%を占める厚さであることを特徴とする請求項2記載の移動ハンドレール。
- 前記移動ハンドレールの前記上側ウェブの厚さは約10mmであり、前記第1の層の厚さは少なくとも6mmであることを特徴とする請求項2記載の移動ハンドレール。
- 前記第1の層は、ショアDスケールが40〜50の範囲の硬さを有し、前記第2の層は、ショアAスケールが70〜85の範囲の硬さを有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の移動ハンドレール。
- 前記スライダー層は、前記T字形スロットから出て前記第1の層の底部の周りに延びる縁部を有していることを特徴とする請求項1記載の移動ハンドレール。
- 前記第1の層は、全体として半円形のリップ部分を2つ有し、前記リップ部分は、下端部のところに、互いに向かい合った垂直方向端面を有し、前記リップ部分は各々、前記垂直方向端面に隣接して位置した下方に突出しているリブを有し、前記スライダー層の縁部は、前記リブの周りに延びていることを特徴とする請求項6記載の移動ハンドレール。
- 前記第2の層は、前記第1の層の半円形リップ部分を包囲するとともに前記スライダー層の縁部とオーバーラップした全体として半円形リップ部分を有していることを特徴とする請求項6記載の移動ハンドレール。
- 前記第1の層は、前記T字形スロットの周りに部分的に延びる上側部分及びテーパした縁部を有し、前記第2の層は、前記T字形スロットの周りに延びる上側部分及び半円形縁部を有していることを特徴とする請求項1記載の移動ハンドレール。
- 前記伸び防止手段は、前記第1の層内の中央に位置する共通平面内に位置した複数本のスチールケーブルから成ることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の移動ハンドレール。
- 前記第1の層及び前記第2の層は各々、厚さが全体として一定であることを特徴とする請求項1記載の移動ハンドレール。
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