JP4292083B2 - パルスフリーエスカレータ - Google Patents

Description

本発明は、旋回部と移行区間とを備えたパルスフリーエスカレータシステムと、そのエスカレータシステムを設計する方法と、に関する。

エスカレータのステップアセンブリは、剛体リンクのチェーンを構成する。これらのリンクは、滑らかな閉トラックの周りを移動するローラによって支持される。エスカレータの上部と下部との位置において、上記トラックは、進行方向を逆転させながら、「旋回」する。通常、上記旋回部に入っていくステップの速度は、上記旋回部を出て行くステップの速度と異なる。これにより、リンク通過周波数において、周期的な速度の脈動が現れる。この現象により、ローラが、周期的にトラックから離れ、つまり、ジョイントやローラが、拘束と伸張とを交互に繰り返す過度な荷重を受けてしまうことがある。この「多角形効果（ｐｏｌｙｇｏｎ−ｅｆｆｅｃｔ）」による振動は、容認できない乗り心地をもたらす。同様の効果が、エスカレータライズ部と、上部および下部ランディング部と、の間のより小さい角度の移行区間においても生じてしまう。

多角形効果による振動は、旋回部と移行区間における十分大きな半径を有したローラ経路を定めることにより、通常対処されている。ハルタらは、「垂直方向の中間区間を備えた超高昇降行程エスカレータ」，エレベータ技術６，ＥＬＥＶＥＣＯＮ‘９５，１９９５年３月号，７８−８７頁の論文において、多角形効果を最小限にする最適な一定の半径を選択する設計手法が開示している。上記設計手法の存在にも拘わらず、全く脈動のない（パルスフリーな）旋回部を備えたエスカレータやその設計手法が、なお要求されている。

本発明の目的は、パルスフリー旋回部を備えたエスカレータシステムを実現することである。

本発明のもう１つの目的は、パルスフリー移行区間を備えた、上記エスカレータシステムを実現することである。

本発明のもう１つの目的は、パルスフリー旋回部やパルスフリー移行区間を備えた、エスカレータシステムを設計する方法を実現することである。

本発明の上記エスカレータシステムと上記設計方法とにより、上述の目的は達成される。

本発明によれば、１対のガイドトラックと、互いに連結した複数のリンクをそれぞれ備えた、１対のリンケージアセンブリと、を含んだ、エスカレータシステムが実現する。それぞれのリンケージアセンブリは、それぞれの上記ガイドトラックの中を移動する、該リンケージアセンブリ支持用の複数のローラを備える。それぞれのガイドトラックは、互いに間隔をあけた２つの旋回部を備え、それぞれの旋回部は、直線入口区間と、直線出口区間と、パルスフリー曲線区間と、を備えた、各ローラの移動経路を定義する。このエスカレータシステムは、さらに、少なくとも１つのパルスフリー移行区間を備えてもよい。

さらに、本発明によれば、エスカレータシステムの設計方法が、２つの直線区間を接続するように軌道を選択し、上記選択された軌道に合ったリンクの数を決定し、上記リンクの第１のリンクに関連した第１のジョイントが直線方向に移動し、かつ、上記リンクの最後のリンクに関連した第２のジョイントが直線方向に移動するように、上記リンクの初めの配置を決定し、上記第１、第２のジョイントの間に配置されかつ上記旋回部を通過する、第３のジョイント、の軌道を決定することにより、各旋回部をパルスフリーとなるように設計する段階を含む。この設計方法は、少なくとも１つのパルスフリー移行区間を設計する段階をさらに含んでもよい。

本発明のパルスフリーエスカレータシステムとその設計方法についての、目的、長所、その他の詳細は、以下の詳細な説明や添付の図面に開示され、参照符号によって要素が示されている。

本発明は、パルスフリーの旋回部や移行区間、を備えたエスカレータシステム１０に関する。本明細書に記載の用語である「パルスフリー（ｐｕｌｓｅ―ｆｒｅｅ）」とは、直線区間において、リンクが一定割合で移動する場合に、折り返し区間においても、リンクが同じ割合で移動することを意味する。パルスフリーにすることにより、両側が同じ一定速度を有することとなる。エスカレータシステム１０は、互いに間隔をあけた一対のガイドトラック１２と、複数のステップ（図示せず）支持用の、互いに間隔をあけた一対のリンクアセンブリ１４と、を含む。各リンクアセンブリ１４は、ピン等によって連結された複数のリンク１６を含む。各リンク１６は、上記ガイドトラック１２のそれぞれに関連し、かつ、各ガイドトラック１２により定義された経路を通る、少なくとも１つのローラ１８を備える。図１に、各ローラ１８の通常のガイド経路２０を示す。この図に示すように、上記ガイド経路２０は、互いに間隔をあけた第１、第２旋回部２２，２４と、４つの移行区間２６，２８，３０，３２と、を含む。上記リンクアセンブリ１４、つまり、上記ローラ１８、を駆動するために、よく知られた適切な一般の駆動システムのどれを用いてもよい。

図２は、ガイドトラック１２の部分を示す。エスカレータ１０の反対側のガイドトラック１２についても、同様な構造となっており、ガイドトラックとローラとリンクとが同様の関係を有していることに留意されたい。図２に示すガイドトラック部は、旋回部２２と移行区間２６，２８とを含む。この図に示すように、リンク１６に接続された複数のローラ１８は、ガイド経路に沿って移動し、このガイド経路は、上記ガイドトラック１２により定義され、特に上記旋回部２２においては完全に閉じている。

上記旋回部２２がパルスフリーになるには、上記旋回部２２から出ていくリンクの速度が、上記旋回部２２に入っていくリンクの速度と同じでなければならない。上記パルスフリー旋回部は、図３に示される。この図に示すように、上記パルスフリー旋回部２２は、直線入口区間３４と、この直線入口区間３４に隣接した既知の第１軌道区間３６と、直線出口区間３８と、この直線出口区間３８に隣接した既知の第２軌道区間４０と、を備える。上記の既知の第１、第２軌道区間３６，４０は、所望の形状を有する。例えば、上記区間３６，４０の各々は、半径Ｒを有する一定半径の曲線区間であってもよい。あるいは、上記区間３６，４０は、それぞれ異なった曲線形状を有してもよい。また、図３に例示されたパルスフリー旋回部２２は、上記一定半径の曲線区間３６，４０の中間にパルスフリー部４２を有する。図４に示すように、上記パルスフリー区間４２は、曲線４３に示すような一定半径の曲率を有していない。

上記パルスフリー区間４２は、上記２つの既知の軌道区間３６，４０の間に配置されるように示されているが、これらの区間の間に配置する必要はない。上記パルスフリー区間４２は、上記旋回部２２上のいずれの位置にも配置され得る。例えば、上記直線区間３４，３８の一方に隣接していてもよい。また、上記パルスフリー区間４２は、水平方向の軸「ｘ」や垂直方向の軸「ｙ」のような、いずれの軸に対しても対称である必要はない。さらに、上記パルスフリー区間４２は、上記直線区間３４から上記直線区間３８まで延びていてもよい。

上記直線区間３４，３８の各々が、水平であるように示されているが、これらは、上記水平方向の軸「ｘ」に対してある角度で傾斜していてもよい。

上記パルスフリー区間４２の上記曲率を決定するためには、まず上記２つの直線区間３４，３８を接続するための一定の曲線を選択し、上記選択した曲線に合ったリンク１６の数を求める必要がある。その後、上記リンク１６の初めの配置が決まる。この初めの配置は、対称であっても非対称であってもよい。しかしながら、この配置は、上記リンク１６の間の第１と最後のジョイント４４，４６が直線上を移動するような配置でなければならない。上記旋回部２２を通過する選択された第３ジョイントの軌道が、上記パルスフリー区間４２の曲率を定める曲線となる。この選択された第３ジョイントは、図３のジョイント４８のようなセントラルジョイントであってもよい。

上記選択された第３ジョイント４８の軌道は、以下のように算出される。（１）上記第１と最後のジョイント４４，４６が、脈動ゼロの要求に応じるように等しい距離だけ移動する。（２）少なくとも４つのリンクを備えたシステムのジョイント５０，５２のような、２つの他のジョイントの座標が、これらの経路が既知であることと、先に位置決めされた隣接ジョイントから距離ｈ（各リンク長さ）を有することと、の制約条件から、続いて求められる。（３）ジョイント４８のような上記選択された第３ジョイントの経路は、該経路が上記２つの他のジョイントから距離ｈの位置になければならないという条件を用いて求められる。

本発明の方法を説明するために、以下の実施例を示す。この実施例は、１≦ｈ／Ｒ≦２となるエスカレータシステムの旋回部と一致する（ただし、ｈは、各リンクの長さであり、Ｒは、２つの一定半径部３６，４０の半径である。）。この対照的な配置は、図３に示される。少なくとも４つのリンクが解析に必要とされ、従って、上記セントラルジョイントは、第３ジョイントとなる。この場合には、入口における進行方向はｘの正方向であり、出口における進行方向はｘの負方向であるため、変位角であるαが、πつまり１８０°となる。上記移動経路上の第１ジョイント４４の変位は、ｓにより与えられる。ｓが０からｈまで増加すると、第１ジョイント４４は、上記経路に沿ってジョイント５０の初めの位置に、ジョイント５０は、上記経路に沿ってジョイント４８の初めの位置に、というように進んでいく。本発明の上記設計方法の目的は、上記第３ジョイントつまりセントラルジョイント４８のｘおよびｙ軸上の座標を求めることである。これらの座標は、ｘ₄₈（ｓ）およびｙ₄₈（ｓ）として表現される。

初めに、対称的な配置のジョイント座標が求められる。上記座標は、以下のように表現される。
［数１］
ｘ₅₂（０）＝√（Ｒ²−（ｈ²／４）） ｙ₅₂（０）＝ｈ／２
ｘ₄₆（０）＝ｘ₅₂（０）−√（ｈ²−（Ｒ−（ｈ／２））²） ｙ₄₆（０）＝Ｒ
ｘ₄₈（０）＝ｘ₅₂（０） ｙ₄₈（０）＝−ｙ₅₂（０）
ｘ₅₀（０）＝ｘ₄₆（０） ｙ₅₀（０）＝−ｙ₄₆（０）
ｘ₄₄（０）＝ｘ₄₆（０）−ｈ ｙ₄₄（０）＝ｙ₅₀（０）
上記パルスフリーとなる条件は、上記ジョイント４４，４６が、ｘの正と負の方向に、それぞれ等しく変位することが必要とされる。従って、以下のようになる。
［数２］
ｘ₄₄（ｓ）＝ｘ₄₄（０）＋ｓ ｙ₄₄（ｓ）＝ｙ₄₄（０）
ｘ₄₆（ｓ）＝ｘ₄₆（０）−ｓ ｙ₄₆（ｓ）＝ｙ₄₆（０）
ジョイント５０は、既知の経路に沿って移動し、ジョイント４４からの距離ｈを維持することが必要とされる。これらの２つの制約条件により、以下のような方法で座標ｘ₅₀（ｓ）およびｙ₅₀（ｓ）を、解くことができる。
［数３］
ｓ ≦ −ｘ₅₀（０）の場合
ｘ₅₀（ｓ）＝ｘ₅₀（０）＋ｓ ｙ₅₀（ｓ）＝ｙ₅₀（０）
その他の場合
［ｘ₅₀（ｓ）−ｘ₄₄（ｓ）］²＋［ｙ₅₀（ｓ）−ｙ₄₄（ｓ）］²＝ｈ²
（ｘ₅₀（ｓ））²＋（ｙ₅₀（ｓ））²＝Ｒ²
ｘ₅₀（ｓ）＞０
同様にして、制約条件により、ジョイント５２の座標、ｘ₅₂（ｓ）およびｙ₅₂（ｓ）を、以下のようにして解くことができる。
［数４］
ｓ ＞ ｘ₄₈（０）＋ｈの場合
ｘ₅₂（ｓ）＝ｘ₄₈（ｓ）＋ｈ ｙ₅₂（ｓ）＝ｙ₄₈（０）
その他の場合
［ｘ₄₈（ｓ）−ｘ₅₂（ｓ）］²＋［ｙ₄₈（ｓ）−ｙ₅₂（ｓ）］²＝ｈ²
（ｘ₅₂（ｓ））²＋（ｙ₅₂（ｓ））²＝Ｒ²
ｘ₅₂（ｓ）＞０
パルスフリーのまま方向が変化する曲線、つまり区間４２、を特定するジョイント４８の座標が、以下の２つの解法のいずれか良い方によって与えられる。
［数５］
［ｘ₅₂（ｓ）−ｘ₄₈（ｓ）］²＋［ｙ₅₂（ｓ）−ｙ₄₈（ｓ）］²＝ｈ²
［ｘ₄₈（ｓ）−ｘ₅₀（ｓ）］²＋［ｙ₄₈（ｓ）−ｙ₅₀（ｓ）］²＝ｈ²
上述した手法は、任意の数のリンクを備えたシステムにおけるパルスフリー区間４２の曲率を導出するために用いられる。

上記のパルスフリー区間４２は、２つの一定半径の曲線区間３６，４０との間に配置されているが、旋回部２２のその他の位置に配置されてもよい。例えば、パルスフリー区間４２を上記直線区間と上記一定半径の曲線区間との間に配置してもよい。さらに、パルスフリー区間４２を、直線ではなくかつ一定半径とならない２つの区間の間に配置してもよい。さらに、上記旋回部２２は、１つの一定半径区間と、一定半径とならない区間であるその他の区間と、だけを備えていてもよい。

幾つかのエスカレータシステムにおいては、パルスフリーの移行区間２６，２８，３０，３２を備えることが望ましい。図５は、ｈ／Ｒ ＜ ２ｓｉｎ（α／２）となる、一般的なエスカレータ移行区間を示す。上記解析のために少なくとも４つのリンク１６を使用する場合には、上述のように、インテリアジョイント６０、つまり、ｘ₆₀（ｓ）およびｙ₆₀（ｓ）、の軌道によって、パルスフリーの移行曲線５８が与えられる。この図においては、入口における進行方向は、ｘの正方向であり、出口における進行方向は、３０°つまりα＝π／６、上向きに傾斜している。各パルスフリー移行区間の設計方法は、移行区間に隣接した２つの直線区間を接続するように軌道を選択する段階と、上記選択された軌道に合ったリンクの数を決定する段階と、上記リンクの第１リンクに関連した第１ジョイントが直線方向に移動し、かつ、上記リンクの最後のリンクに関連した第２ジョイントが直線方向に移動するように、リンクの初めの配置を決定する段階と、第１・第２ジョイントの間に配置されかつ上記移行区間を通過する、第３ジョイントの軌道を決定する段階と、を有する。

本発明の上記設計方法は４つのリンクを用いることが記載されているが、上記パルスフリーの旋回部と移行区間とを設計するために、３つ以下もしくは５つ以上のリンクを用いてもよい。

本発明に基づいて、本明細書に示された目的、手段、長所を十分に満足させるエスカレータ用のパルスフリー旋回部が実現することが明らかである。特定の態様の内容に沿って本発明を説明したが、当業者であれば、本明細書を参照することにより、その他の代替、改良、変更を想到することができるだろう。従って、これらの代替、改良、変更は、添付された包括的な特許請求の範囲に属する。

移行区間と旋回部とを示すエスカレータシステムのローラ経路を示す概略図。 図１のエスカレータシステムに用いられたトラックシステムの旋回部を示す側面図。 本発明によるトラックの旋回部を通過する４つのバーリンケージを示す概略図。 本発明によるパルスフリーローラ経路と、一般的な一定半径ローラ経路と、を比較した図。 エスカレータシステムのパルスフリー移行区間を示す概略図。

Claims (7)

1. １対のガイドトラックと、
   互いに接続された複数のリンクをそれぞれ備えた、１対のリンケージアセンブリと、
   を備え、かつ、
   それぞれの上記リンケージアセンブリは、それぞれの上記ガイドトラックの中を移動する、該リンケージアセンブリ支持用の複数のローラを備え、
   それぞれの上記ガイドトラックは、互いに間隔をあけた２つの旋回部を備え、
   それぞれの上記旋回部は、直線入口区間と、直線出口区間と、これらの区間の間に配置されたパルスフリー曲線区間と、を備えた、各ローラの移動経路を定義し、
   上記旋回部は、既知の軌道となる第１の区間と、既知の軌道となる第２の区間と、を備え、かつ、上記パルスフリー曲線区間は、上記第１、第２の区間の間に配置されており、
   それぞれの上記リンケージアセンブリは、それぞれの上記旋回部内に少なくとも４つのリンクを備え、
   上記少なくとも４つのリンクは、これらのリンクに関連した少なくとも５つのジョイントを備え、
   上記パルスフリー区間の曲率は、上記ジョイントの選択された１つのジョイントの軌道に対応し、
   上記選択されたジョイントは、以下の等式によって与えられる座標を有することを特徴とするパルスフリーエスカレータシステム。
   ［ｘ₅₂（ｓ）−ｘ₄₈（ｓ）］²＋［ｙ₅₂（ｓ）−ｙ₄₈（ｓ）］²＝ｈ²
   ［ｘ₄₈（ｓ）−ｘ₅₀（ｓ）］²＋［ｙ₄₈（ｓ）−ｙ₅₀（ｓ）］²＝ｈ²
   ただし、
   ｘ₅₂（ｓ）は、ｘ軸上の上記ジョイントの第４のジョイントの変位であり、
   ｘ₄₈（ｓ）は、上記ｘ軸上の上記選択されたジョイントの変位であり、
   ｘ₅₀（ｓ）は、上記ｘ軸上の上記ジョイントの第２のジョイントの変位であり、
   ｙ₅₂（ｓ）は、上記ｘ軸に直交するｙ軸上の上記第４のジョイントの変位であり、
   ｙ₄₈（ｓ）は、上記ｙ軸上の上記選択されたジョイントの変位であり、
   ｙ₅₀（ｓ）は、上記ｙ軸上の上記第２のジョイントの変位であり、
   ｓは、移動経路に沿った上記ジョイントの第１のジョイントの変位であり、
   ｈは、上記リンクのそれぞれの長さである。
2. 上記第１、第２の区間の少なくとも１つが、一定半径区間であることを特徴とする請求項１に記載のパルスフリーエスカレータシステム。
3. 上記旋回部が、同じ曲率半径を有した２つの半径区間を備えることを特徴とする請求項２に記載のパルスフリーエスカレータシステム。
4. それぞれの上記旋回部のそれぞれの上記ガイドトラックは、上記ローラの閉じた経路を定義する閉じた軌道であることを特徴とする請求項１に記載のパルスフリーエスカレータシステム。
5. 複数の移行区間をさらに備え、かつ、それぞれの上記移行区間がパルスフリーであることを特徴とする請求項１に記載のパルスフリーエスカレータシステム。
6. ２つの直線区間を接続するように軌道を選択する段階と、
   上記選択された軌道に合ったリンクの数を決定する段階と、
   上記リンクの第１のリンクに関連した第１のジョイントが直線方向に移動し、かつ、上記リンクの最後のリンクに関連した第２のジョイントが直線方向に移動することとなるように、上記リンクの初めの配置を決定する段階と、
   上記第１、第２のジョイントの間に配置されかつ上記旋回部を通過する、第３ジョイント、の軌道を決定する段階と、
   を含む、各旋回部をパルスフリーとなるように設計する段階、を含み、
   上記第３のジョイントの軌道を決定する段階は、
   上記第１、第２のジョイントを等しい距離だけ変位させる段階と、
   上記変位に基づいて、上記第１のジョイントと上記第３のジョイントとの間に配置された第４のジョイントと、上記第３のジョイントと上記第２のジョイントとの間に配置された第５のジョイントと、について、ｘ軸と該ｘ軸に直交するｙ軸上の座標を決定する段階と、
   上記第４と第５のジョイントの上記座標に基づいて、上記第３のジョイントについて、上記ｘ軸、ｙ軸上の座標を決定する段階と、
   を含み、
   上記第３のジョイントは、以下の等式によって与えられる座標を有することを特徴とするパルスフリーエスカレータシステムの設計方法。
   ［ｘ₅₂（ｓ）−ｘ₄₈（ｓ）］²＋［ｙ₅₂（ｓ）−ｙ₄₈（ｓ）］²＝ｈ²
   ［ｘ₄₈（ｓ）−ｘ₅₀（ｓ）］²＋［ｙ₄₈（ｓ）−ｙ₅₀（ｓ）］²＝ｈ²
   ただし、
   ｘ₅₂（ｓ）は、上記ｘ軸上の上記第５のジョイントの変位であり、
   ｘ₄₈（ｓ）は、上記ｘ軸上の上記第３のジョイントの変位であり、
   ｘ₅₀（ｓ）は、上記ｘ軸上の上記第４のジョイントの変位であり、
   ｙ₅₂（ｓ）は、上記ｙ軸上の上記第５のジョイントの変位であり、
   ｙ₄₈（ｓ）は、上記ｙ軸上の上記第３のジョイントの変位であり、
   ｙ₅₀（ｓ）は、上記ｙ軸上の上記第４のジョイントの変位であり、
   ｓは、移動経路に沿った上記第１のジョイントの変位であり、
   ｈは、上記リンクのそれぞれの長さである。
7. 少なくとも１つのパルスフリー移行区間を含むように、上記エスカレータシステムを設計する段階を備え、かつ、
   上記の移行区間を設計する段階は、
   上記エスカレータシステムの上記少なくとも１つのパルスフリー移行区間に隣接したさらに２つの直線区間を接続するように軌道を選択する段階と、
   上記選択された軌道に合ったリンクの数を決定する段階と、
   上記リンクの第１のリンクに関連した第１のジョイントが直線方向に移動し、かつ、上記リンクの最後のリンクに関連した第２のジョイントが直線方向に移動するように、上記リンクの初めの配置を決定する段階と、
   上記第１、第２のジョイントの間に配置されかつ上記少なくとも１つの移行区間を通過する、第３のジョイントの軌道を決定する段階と、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のパルスフリーエスカレータシステムの設計方法。

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