JP4105711B2 - スプリング機構を備えた扉 - Google Patents

Description

本発明は、スプリング機構を備えたエスカレータカートの脱出装置及び扉に関し、特にエスカレータに一定の状態で固定されエスカレータ内でも荷台あるいは座席を水平に保つエスカレータカートの脱出装置を応用した扉に関するものである。

荷物用カートはエスカレータ内で荷台を水平にすることで車体の長さを短くしかつ荷こぼれ事故をなくし、操作なしで勝手にエスカレータに定着し勝手に脱出するようにすることでエスカレータ周辺の介助員や指導員を省略しようとするものである。さらには健常者のみならず車椅子利用者でさえ介護なしにエスカレータを利用できるようにして階段形のエスカレータをもっと利用できるようにするものである。

装置には動力を用いず人力だけによるものとし、軽量でしかも小さいことを特長にする。またセンサーやクラッチなどの切り換え装置がなくそれらの誤作動による事故はない。

エスカレータはエレベータと異なり、人の流れの動線に沿って設置され人の流れを連続的に大量に処理するものであるが、荷物をカートで運ぶ人やショッピングカートの買い物客や車椅子の障害者は利用できないのが現状である。空港や量販店にとってエスカレータ仕様のカートの出現は、空港や量販店の運営を改善するばかりではなく建物の設計をも改善し経済効果は大きい。また障害者にとっては単に便利なだけでなく、障害者の地域社会への参加を手助けするもので、その社会的貢献は大きい。

昇り方向の上階出口では一段下がったステップから上位にあるカートを押し出さなければならず、下り方向の下階出口では一段上がったステップから下位にあるカートを押し出さなければならない。
カートの下位側を持ち上げてエスカレータ内に入る場合先頭のキャスター車輪は進行方向とは逆方向に向きをかえるので脱出時にキャスター車輪の反転が必要となり支障をきたす。キャスター車輪が逆向きカートは脱出時に押し出すのではなくエスカレータによって強制的に脱出されるようにして脱出してから押すようにしなければならない。
出口において同じレベルの足場からカートを押し出せるのは一瞬であり、このタイミングをはずせばカートを押し出せず止まったカートが出口をふさいでしまう。脱出装置のない既存のカートはこのような、間違ったら事故につながる操作に頼っていることになる。したがってカートは何らの操作なしで勝手に脱出するようにしなければならない。
出て行かないカートが出口をふさいだ状態でエスカレータが非常停止しなければ停留事故につながり、下り出口の場合ステップが立ち上がったまま押し込んでくるので、エスカレータは倒れこんで積みあがった人の群れをプレスで押しつぶすような結果となり、特に幅の狭いエスカレータは出口が完全にふさがり大事故の危険性がある。
出口の停留事故を防ぐには自動停止装置が必要で出口の停留を感知するセンサーが必要である。出口の停留状態は、手摺と手摺の間に介在する人間或いは物体がステップの流れの速度に一致せず静止状態にあることなので、このセンサーは、手摺りと手摺の間に介在する人間或いは物体の距離を測定するもので、同じ距離を一定時間以上継続する信号を検出すれば非常停止スイッチを作動させるようにすれば良い。出口付近の手摺壁面にこのレーザーセンサーを取り付けたエスカレータでなければカートの乗り入れは危険である。エスカレータにはこの自動停止装置が必要で、乗り入れするカートは自動停止装置が働いてエスカレータを止めてしまうことがないように出口で停留しないようにしなければならない。

本発明の脱出装置はエスカレータ内で車輪に代わって車体重量を支持するものでカートにブレーキがかかった状態でありステップをグリップした状態で、カートを決して後退させない。このことによりエスカレータはカートを載せたまま運び出すことができる。この脱出装置は平地走行には不要で脱出と同時に解除され、エンドプレートの段差を通過することで元に戻る。

以下に図面について詳述する。

図１はエスカレータ内で車体が傾くと機能する脱出装置を取り付けたカートの後輪付近の詳細図で、図１（ａ）の平地走行では外側に跳ね上がった状態で宙に浮いた脱出装置が、エスカレータ内で車体が傾くと図１（ｂ）に示すように後輪より後にある脱出装置の車輪６が接地する。接地直後にアーム１２の回転中心軸を通る（図１（ｂ）に一点鎖線で示す）鉛直線より内側に（車輪６の）接地点があればアームは自然に内側に倒れて、脱出直前には図１(ｃ)に示すように脱出装置の複車６と７は車体後部を後輪８に代わって支持し、後輪８を宙に浮かすことになる。その結果カートはステップの流れに乗って排出されることになるが、脱出装置の前方の車輪６がエンドプレートに乗り上げその回転が止まると外側に倒れて、図１（ａ）の平地走行状態に戻る。この際アーム１２の回転はその回転半径が大きな事から、大きな車輪が回転した事と同じ効果をもたらす。脱出装置後方の渦巻き曲線を外周に持つ車輪７（以下渦巻き車輪という）は、アーム１２が内側に倒れるとき半径を減少しながら前進するので、車体３を持ち上げることなく抵抗なく内側に進入する。またアーム１２が外側に戻ろうとする時半径を増加する方向に回転し、車体を持ち上げるようになりカートの後退を防ぐ。脱出装置の前方の車輪を省略し渦巻き車輪だけにすれば、車体３の傾きに関係なく内側に進入し脱出前に車体３を宙に浮かせなくても、逆転防止装置でもある渦巻き車輪は、車体３を後退させることなくカートを排出することになる。方杖やハネテコの回転によってアームを内側に引っ張ることは、接地以後は車体を持ち上げる事であるので方杖やハネテコの回転を止める結果となり、車体の折れ変形を止めてしまう。図１（ａ）図の点線で示すように、脱出装置の後方にゲタ１５を設ければ車体３の傾斜時にこのゲタ１５が脱出装置６と７より先に接地するのでアーム１２が回転しうる空間ができ、抵抗なく内側に回転させる事ができる。この脱出装置のアーム１２は内側外側の両終点において静止状態にあって動かず、しかも外側の静止状態の位置から少し内側に入った位置からは、スプリング１６の力は内側に引き込む方向に働き弱い力で内側に回転する。内側に入ったアームは図１(ｃ)図に示すように、カートを押したときでも外側に戻ることがない。一般にトグルバネは一方向に働き、終点でロック状態にして動きを止めるもので、バネは終点に近づくほど逆戻りの力を増大する。自転車のスタンドのように小さなバネの伸び縮みで両終点の静止状態を成立させるには、強いバネが必要であり動き易さを伴わない。このようなトグルバネを使用すると、バネが強すぎてアームを内側に動かすことができない。本発明の脱出装置に仕込まれるスプリング１６は、平地走行状態で脱出装置を宙に浮かす力を持ちしかも弱い力で内側に動くようにするもので、アーム１２の中間にベアリング１８を取り付け車輪１８で坂道１９を押さえつけるような構造で、両終点付近では必ず終点に向かって円運動するものである。詳細は図５に後述する。

脱出装置の付いた上り専用カートを下りのエスカレータに使用するとき、脱出装置が先頭になってブレーキとなり下り出口で脱出不可能となる。従って下り使用時には脱出装置を無効にするか或いは作動しても出口で解除するかを確実に実行しなければならない。図２は下り使用時に脱出装置を無効にするもので、上り使用時にはハネテコの上昇が車体の折れ変形に先行し、下り使用時には折れ変形の後にハネテコが上昇する。従ってハネテコの上昇をワイヤー２０で脱出装置に伝えてアーム１２を内側に倒すようにすれば図２（ｂ）に示すように下り使用時には無効になり、図２（ｃ）に示すように上り使用時にだけ作動することになる。図１の脱出装置と同様に脱出装置はベアリング１８と押さえ１９によるスプリング機構によるものであるが、スプリング１６の支点が両方とも空間を移動する点であり、アーム１２の円運動に際してスプリング１６が緩むようになって動きやすくしている。図２（ａ）は平地走行状態で、破線で示す半円車輪１１は、下り使用時に後輪と脱出装置の中間にステップ角部が上昇してきたときに働く送り装置で、後尾のゲタは下り定着時にステップに乗らない位置に取り付けられる。

図３は下り出口で解除される脱出装置で、図３（ａ）に示す平地状態から車体３が傾くと脱出装置の後の車輪１０が先に接地し外側に倒れる。後ろのアーム１２と前の回転体は連結棒５とスプリング１６でつながれ、後のアーム１２が後に倒れると前方の回転体は前方へ回転し、脱出直前に車体３が水平に戻ると、前方の回転体が後輪に代わって車体３を支持する。図３（ｂ）は下り出口の状態図で、アーム１２先端の車輪がエンドプレート２４に乗り上げアーム１２が内側に倒れると、回転体の後に回転し図３（ａ）の状態に戻る。

段差２輪(エスカレータ内で２段のステップにまたがって静止する車間距離を有する２輪)を先頭にする上下両用車(上り下りの別なくエスカレータに乗り入れることが可能なカート)の後半分は、エスカレータ内でも水平であり後半分の車体は傾かない。エスカレータカートは出口で車輪の逆方向の回転を止めれば脱出するので、脱出直前に車輪にブレーキをかけ脱出直後にブレーキを解除すればよいことになる。図４は渦巻き車輪７が車輪９に接触するだけで接地はしない。車輪９の逆方向の回転により渦巻き車輪７は車輪９に食い込んでいく方向に回転し、車輪９の回転を止める図４(ｂ)に示すように、脱出時には先頭の案内車輪６がエンドプレート２４に乗り上げ、渦巻き車輪７を上方に浮かし図４（ａ）に示す平地走行状態に戻る。

図５は本発明の脱出装置のスプリング機構を説明するもので扉に応用した実施例を示すものである。（図５（ａ）図５（ｂ）図５（ｃ）に示す押さえ金具１９の形状が折れ線であるので）スプリング１６の力は扉を開くときは開く方向に、閉まるときは閉まる方向に働き、扉はそれぞれの終点に向かう時に速度はゆっくりと、しかも終点においては強く押さえられ静止状態が保たれる。構造はケース２５内に収納された押さえが、扉の天端に取り付けたベアリングを押さえて扉に円運動を与えるもので、図５（ａ）の閉め切った状態及び図５（ｃ）の開放状態では押さえ１９が押す力の方向は扉の円運動の接線方向に働き、ドアを当たりに押さえつける。図５（ｂ）の開け閉めの動作をする範囲では、扉の円運動の半径方向に力は働き運動方向の直角方向に押さえ１９が押すことになり扉の円運動に抵抗することはない。スプリング１６の端部の片方は押さえ１９に取り付けられ、他方はケース２５内で位置を調整できる（ボルト３１先端の）支点に固定される。押さえ１９側の支点は空間を(回転中心３０を中心に)円運動するが、他方の支点が（押さえ１９側の支点の）円運動の接線方向にあるとき、スプリング１６の伸び縮みは大きく扉の回転運動に加速度を与える。また他方の支点が円運動の半径方向にあるとき、スプリング１６の長さに変化は少なく扉の円運動に影響する力は発生しない。終点において扉を当たりに押さえつける力はスプリング１６の強さで調整し、終点付近で扉が勝手に動く速度はスプリング１６の位置で調整する。押さえの形状は扉の運動を制御するもので、図５(ｄ)のように押さえの中間部が扉の回転の中心を中心とする円弧であればどの位置ででも静止できる扉となる。図５(ｅ)はケース２５にほこりの入らない密閉型であり、円軌道のみならず直線軌道内の往復運動においても、上述のスプリング機構の機能が発揮される。

図６は図５の装置を円筒内に収納するもので、図５の平面上で機能した機構を回転軸を中心とする円筒面上で処理するものである。図６（ａ）に示すように扉上部に取り付けたベアリング２８は斜めに切断した円筒３５の押さえで押さえつけられる。図６（ｂ）はその裁断線の展開図で円筒３５を平面にした場合、図５と同様に押さえによってベアリング２８が両終点に向かって動く機能が理解できる。図６（ｃ）図に示すように扉下部にベアリング２８を取り付けた場合は、扉は上下するがスプリング１７は不要になる。

は昇り専用車の脱出装置 は下り使用で無効にする脱出装置 は出口で解除する脱出装置 は上下両用車の脱出装置 は扉ヒンジに応用したスプリング機構の説明図 円筒内に収納したスプリング機構の説明図

符号の説明

（１）荷台 （２）水平部の車体（３）段差部の車体
（４）両端にヒンジを有する方杖
(５) 両端にヒンジを有する連結棒タイロッド
（６）案内車輪
（７）渦巻き車輪(８) キャスター車輪（９）大径の車輪
(１０)車輪 (１１) 扇形車輪 (１２)アーム （１３）蝶番
（１４)当り （１５）ゲタ （１６）引きバネ
（１７）押しバネ (１８)ベアリング (１９)押え金具（２０) ワイヤー
（２１）スラストベアリング（２２）スライドブッシュ （２３）地面
(２４）エスカレータのエンドプレート (２５)ケース （２６）扉
（２７）扉を取り付ける壁面
（２８）扉の天端に取り付くベアリング
(２９)扉の回転中心（３０）押さえの回転中心
（３１）支点の位置を調整するボルト （３２）ステー
（３３）ひじつぼ (34)シャフト （３５）斜めに切断した円筒

Claims (1)

1. 押さえの回転中心３０のまわりに回転自在に軸支される押さえ１９が、扉２６の天端に取付けたベアリング２８をバネの力で押さえて扉が扉の回転中心２９を中心に円運動する構造で、
   上記押さえ１９がベアリング２８を押す力の方向は扉が閉め切った状態及び開放状態では上記扉の円運動の接線方向に働き、扉を戸当たりに押さえつけ、
   扉が開け閉めの動作をする範囲では、上記扉の円運動の半径方向に働き上記扉の円運動に抵抗することはなく、
   上記押さえ１９の形状は中間部が上記扉の回転中心２９を中心とする円弧または直線であることを特徴とする、スプリング機構を備えた扉。

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