JP4513084B2 - エスカレータカート - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

カートをエスカレータに載せて荷物を上の階に運搬する際、エスカレータに進入したカートの車輪は載った踏板から下段の踏板にずり落ちず固定され、荷台の水平が維持され荷物が荷台からこぼれ落ちる危険性がなく、進入時と脱出時には固定が解除され走行可能であれば、エスカレータ内を平坦地と区別なく移動することが出来る。現行のエスカレータカートはエスカレータ内でエスカレータに固定されるが荷台が傾斜するため、カートのエスカレータ内部への立ち入りに際して、係員による積荷の検査や使用者への事前の教育や指導が必要であった。本発明のエスカレータカートはこれらの条件を動力のみならずカウンターウェイトやバネなどの助けに頼ることなく、且つなんらの操作も加わる事なく解決するもので、荷台は荷物の重さや荷物を置いた位置に関係なく自動的に水平維持される。本発明のカートは上の階への移動が自由で立体的にバリアフリーであり、この効果は係員の省略だけでなく絶大である。
エスカレータ内でカートを固定するだけならば図９ 図１０に示す動作のカートに、カートの傾きで車輪にブレーキがかかる図１１に示すブレーキを付加するだけでよい。車間距離をノンスリップ間の長さに設定すれば、上部輪下部輪が同時に下段へ滑り落ちそうな位置に落ち着く状態が考えられ、この状態を避ければ上部輪下部輪のいずれかは滑り落ちる心配のない位置で安定する。すなわち車間距離をノンスリップ間の長さに設定しなければ車体はエスカレータ内部で固定される。また滑り落ちた直後が最も安定するので、滑り落ちた直後にカートを固定すれば一度落ちた車輪が再び落ちることはない。車輪の落下はエスカレータの入り口付近の緩い勾配の時期に起き、エスカレータ内へ進入と同時に固定され途中で落下することはない。
荷台の水平維持のために図１，図４，図５、図６に例示するカートが考案され、それぞれの方式はその能力に差があり、エスカレータ内での荷台の水平になる度合いや水平にしうる荷台の全長に差ができる。水平になる度合いや水平にしうる荷台の全長は用途によってはさほど重要ではない場合があり、空港用カートは置いただけの荷物がエスカレータ内で倒れたりくずれ落ちたりしてはいけないので荷台の水平と全長が要求されるが、荷物をカゴの中にいれるショッピングカートの場合、荷こぼれの心配はなく、荷物の重心が高いので水平保持より転倒防止が主な目的となる。ショッピングカートの場合、かごは支柱を通してカート中央に負荷され、荷重の負荷される位置は一定なので支柱を鉛直に保持させる支柱とカートの節点を中心とする回転運動は荷台の下部を上下して荷台の水平の維持に努めたエスカレータカートのように大きな仕事量を要するものではない。空港用カートは荷台を低くかつ広く取る必要があるのでショッピングカートのように車体中央部での荷台を支える支柱の回転ではなく車体全長に亘る荷台の回転が要求される。また車椅子用カートの場合、荷重のかかる位置は一定で低床である必要があるため荷台の水平が問題になっても荷台の広さは問題にならない。また昇り仕様、下り仕様、昇り下り両用仕様の別があるが、昇り下りの両用カートを考えるより、取手を反対側につければ昇り専用が下り専用に変身する。図１８に詳述するように、取手を反対側につけたとき取手に付けた突起の高さが変わり、入り口のゲートに施された溝によって仕様が区別される。
平坦地面に対する車体各部と地面との距離はエスカレータ内では変化し、この変化を利用して車体を押し上げることができる。車体後方の地面、車体中央直下の地面、車体前方の地面についてそれぞれ図１、図２、図３に詳述する方式が考案される。ステップの上昇でゲタやテコは回転するが、ゲタやテコと荷台を連結棒などで直接連結する方式は揚程が少なく、荷台があがらず車輪が浮き上がる結果を招きやすい。ゲタやテコの回転をクサビの往復運動に伝えてクサビの原理で荷台を押し上げる方式はこれを改善するものである。
台車の片方を引き上げるとき、後輪の真上に荷重をかけ前輪側を引き上げると全く力は不要であるが、荷重を中央より前に移すと前輪側を引き上げるには力が必要となり、この仕事を荷台を引き上げる仕事に変換することができる。荷重が前輪側に近づくにつれて台車に外から与えられる仕事より大きく荷台を水平にするまでの揚程はより小さくなる。荷物の重心が出来るだけ前輪側であるために荷台は図２に示すような上部の辺が長く底辺が短い台形断面の荷台が望ましい。
エスカレータが進入時に下側端部を押し上げた荷台は脱出時に自重で下がり復元されるが、図４に示すように進入時に車体から脱落した荷台は脱出時にエスカレータによって押し上げられ復元されなければならない。平坦走行時に荷台が下がらないように必要な当りは進入時にはずれ脱出時にはいる入り切りのスイッチでなければならない。この入り切りのスイッチは当りに負荷がかかってないとき作動し、エスカレータ上部ではエスカレータの傾斜と床面との角度が１８０度より大きく、エスカレータ下部ではエスカレータの傾斜と床面との角度が１８０度より小さいことを判別して反応する。
図５に示すパンタグラフのカートは平行四辺形が自由に変形するのでパンタグラフをエスカレータの踏面と平行で形の崩れない平行四辺形にする必要がある。荷物の荷重を形の崩れる方向の反対方向に作用させることによりこれを解決する。
昇り口および降り口で後輪が次のステップに移動することに問題がないが、前輪が下の段に落下するのは落差が大きく荷台に衝撃をあたえる。またそれぞれのカートがそれぞれの機能を発揮するにはエスカレータへの進入直後にカートを最終位置に固定する必要がある。図１２，１３、１４はハネテコや渦巻き曲線を弧にもつ半円車輪で強制的に車体を移動させるものである。

はゲタの回転運動をクサビの往復運動に変えてクサビの原理で荷台を押し上げる方式のショッピングカートで（ａ）は平坦走行時の状態を示しゲタは接地せずに走行する。Ｆ１はゲタの落下防止の当りでカートの傾斜に従い、これに取付けたガイドローラーがステップ上を滑ってゲタがはずれる。ガイドローラーＲ１，Ｒ２は出口にてステップ収納口の押さえに当たって跳ね上がり、それぞれ前輪、後輪のゲタを押し上げゲタの脱落防止の当りＦ１を入れ直すものである。（ｂ）はカートの傾きと共に下部のゲタが跳ね上がることにより３つのガイドローラーを持つクサビ（Ｆ２）が荷台の底と斜体上面との隙間に挿入され荷台を階段上部へ倒す様子を示し、反対側のクサビが抜く方向に動くために上部のゲタは当りがはずれて脱落する状態を示す。抜き差しする両側のクサビはタイロッドでつながっており、荷台は挟まっているので倒れず自立する。差し込む力が挟み込む力に負けて戻されると車輪が浮いた状態になり荷台は回転しない。テーパー角を小さく取ることによりこの問題は解消される。下部車輪が蹴込みに近く上部車輪が蹴込みから遠くに位置するために図１４に示す装置をカートの先頭につけ、後部には図１７に示した取手をつける。図中矢印→は運動の方向を示す。矢印⇒は公転の方向を示す。 は荷台中央直下のステップ角部の上昇をテコの回転に変換し荷台下側を押し上げるカートで、車体の両側に取り付けたテコのうち上部のテコは傾斜時に水平時のままで働かず、下部のテコは傾斜時に上段踏面に接地し荷台下側を押し上げる。（ａ）は平坦走行時を示し、車体先頭に破線で示す図１２の装置は上位車輪を蹴込み近くに、下位車輪を蹴込みから遠ざける役目を示す。この装置は取手側には不要で下降時にはいらない。下部車輪は侵入時に、乗った踏面内を移動するだけで落下することはない。上部車輪は最終位置が蹴込みに密着した位置なので蹴込みから遠ざかった位置に乗ると落下することになる。下降時は落下することのない下部車輪が先に侵入し、後続の上部車輪は僅かな落差を落下しスムーズに最終位置に落ち着くことになる。上昇時は先に侵入する上部車輪は高い落差を落下する場合があって、後続の下部車輪まで落とす可能性があり上部車輪は落下と同時にその場で止める必要がある。（ｂ）はテコ先端が中間のステップ角部に押し上げられ荷台下側を押し上げる様子を示す。このままでは（ｃ）に示すように降り口で上位のテコが作動し荷台を反対方向に回転させる。この現象は昇り口では起きない。取手側のテコには図１５に示す装置を取り付け降り口でその働きを無効にする装置が必要となる。 は車輪前方のハンガー及び後方のゲタが跳ね上がり荷台の後部を押し上げる昇り専用のカートで、（ａ）は平坦時をしめす。前方のテコだけでは入り口で車体が水平でも荷台後部を押し上げ、出口で車体が傾いたまま荷台後部をさげることになる。このため入り口では（ｂ）に示すように前方のテコに連結するガイドローラーの往復運動は阻止される。また出口では（ｄ）に示すように前方のテコが動いても荷台は下らない。（ｃ）はエスカレータ内部のカートの状態図で、車体中央のハネテコが回転し連結棒が跳ね上げられ前方のテコに連結するガイドローラーはクサビ効果で荷台後部を押し上げ、車体後部のゲタの回転はクサビの往復となってこのガイドローラーを押し上げる。 は昇り口で荷台を車体から脱落せしめ出口で復旧する昇り専用のカートで、（ａ）は平坦走行状態で、当たりが受けで止められているので荷台は落下しない。（ｂ）は車体が傾くに従い当たりがはずれる瞬間で、（ｃ）は荷台の脱落後、盤の滑り面がステップ角部に当った状態で当たりと受けは上下逆転する。（ｄ）はエスカレータ内部でのカートの姿勢を示し、（ｄ）は当たりが受け止められる状態で（ｃ）の状態より後輪が低いので、車体の傾斜はきつく当たりの下に受けが位置する。 は車体の中間で下側に折れても上側に折れないカート（Ｆ５）で、車体中央が折れて荷台が着地するカート。（ａ）は平坦走行時で当たりを設けているため車体は折れずに底は着地することはない。（ｂ）は車体の底が着地し車体中央が浮き上がり車体は２つに折れ曲がる。その結果荷台はより水平に近づく事になる。上部車輪が蹴込みに密着し下部車輪が一段下の踏面のノンスリップ付近まで後退すると、エスカレータ内の車体傾斜角度は階段傾斜角度より小さくなっており、車輪が小さいほど長い車間距離が得られ、車体傾斜角度はより小さくなる。図２に例示したように上下の踏面に車輪がまたがる場合、車輪径をできるだけ小さくして車間距離をできるだけ大きくとると、エスカレータカートの車体勾配は階段勾配より緩くすることができる。折れた車体の前半分は車体勾配をさらに緩くすることになる． は平行四辺形の原理によりエスカレータの踏面の水平を荷台の水平に連動させるエスカレータカート（Ｆ６）で、接点ＡＢＤＥおよび接点ＢＣＦＧを結んでできる四辺形は平行四辺形で、荷台はつねにエスカレータの踏面に平行で水平に保たれる。接点ＡＢＣ，接点ＥＢＦ，接点ＤＥと前輪車軸、接点ＦＧと後輪車軸および接点ＤＥとハンガーはそれぞれ同一盤内にあって、長さＢＥは長さＢＦより短い。また角度ＥＢＦは直角である。（ａ）は平坦走行状態で、当りで荷台の落下を防ぎ平行四辺形の変形を拘束する。（ｂ）はエスカレータ内部に侵入したカートの姿の変化を示し、平行四辺形ＢＣＦＧは広がり平行四辺形ＡＢＤＥは縮まる。荷重によって平行四辺形ＢＣＦＧは縮まろうとし平行四辺形ＡＢＤＥは広がろうとするが、接点ＤＥとハンガーを含む盤が上段ステップ角部に懸垂しこれに抵抗する。したがって（ａ）の状態の傾いた形のままで登坂することはない。 は車輪の半径が踏面の長さより大きいとき車輪は踏み留まること無く落下し続けることを車椅子の姿勢制御に利用するもので、落下を止める力で椅子を回転させるものである。（ａ）は水平時ソリを懸垂して走行する状態をしめす。エスカレータに進入直後アウトリガー先端の車輪は車輪を後退させ、ソリの切り欠き部はノンスリップ部に食い込む。吊り材は車輪の上方に回転の中心をもつため食い込みは切り欠きの奥まで進み一度噛合えば外れることはない。（ｂ）はソリがエスカレータに固定され、車輪は下段に滑り落ちる状態、（ｃ）は車椅子の頭部をソリに繋ぎとめているため車椅子全体が後ろに回転して水平状態で止まる状態をしめす。この車椅子は常にエスカレータの上方向に背中を向けていなければならない。降り口に背中を向けて侵入すると、ソリはノンスリップ部に食い込むものの車椅子全体が後ろに回転して下の階まで転げ落ちる。収納されたアウトリガー（Ｆ７）の先端に取り付いた車輪は侵入時に接地部がなくなるため図示した反対方向に飛び出し転倒を防止する。また昇り口に足を向けて侵入するとソリの先端が邪魔になって進入できない。 は４輪車を１個のユニットとしたＬ型車体（Ｆ８）で鎖状に繋いだもので、Ｌ型車体の上部から上に凹の半円のレールが懸垂される。この半円のレール上を走行する台車によって荷物は水平を維持している。この半円のレールの懸垂部には突起爪があり、車輪のタイヤを押さえて車輪の回転はロックする。エスカレータ内部では車輪の回転はロックされる。エスカレータに進入時と脱出時は車輪の回転のロックは解除される。その結果エスカレータ内部のカートは外部のカートを押し出すことになる。車輪の回転はロックされても各Ｌ型車体は各車軸の回転をロックしないので、エスカレータの階段形状の変化に対応できる。 は最終的に下部車輪が蹴込みと密着した状態で車体を固定したい場合、上部車輪は蹴込みと間隔がある状態にする。（ｂ）〜（ｃ）に示すように互いに相手の落下を誘いながら（ａ）の安定状態に至るまで落下が継続する過程を示す。 は最終的に上部車輪が蹴込みに密着して固定したい場合、下部車輪が下側ノンスリップと間隔がある状態に車間距離を設定する。（ａ）は安定した状態、（ｂ）は密着側車輪の相手の車輪が下段へ滑り落ちそうな位置で下段へ滑り落ちる状態、（ｃ）は（ｂ）に引き続いて密着側車輪が下段に滑り落ちる状態を示す。 は車体が傾くと、車輪の下降方向の回転を止めるブレーキ（Ｆ１１）の説明図で（ａ）は平坦走行時状態を示す。車体は水平で、車体に吊り下げられた盤の底辺にある突起はタイヤに接していない。（ｂ）は、車体が傾き突起がタイヤに接触した状態、（ｃ）は接触した突起が車輪の下降方向の回転に伴い、一点鎖線で示す軌跡上を円運動し、車輪に巻き込まれ喰い込む状態を示す。落下方向と反対方向の回転は許されているので出口でエスカレータの外に出た車輪は、回転可能で内部の固定された車輪に押し出される。 は車輪を最終的に蹴込みに密着する位置に落ち着かせる装置（Ｆ１２）の説明図で、（ａ）ではバンバーが蹴込みにあたって、（ｂ）ではハネテコの突起がノンスリップ部をとらえて車輪が下段に落下する状態を示し（ｃ）ではハネテコが回転するだけで車輪が動かない状態を示す。 は渦巻き曲線の一部を弧に持つ渦巻き車輪（Ｆ１３）の機能図で、（ａ）は平坦走行時で、渦巻き車輪は車体に吊り下げられ接地しない。（ｂ）（ｃ）はそれぞれ傾斜時、踏面或いは蹴込みに接触し、（ｂ）では車輪を蹴込みに近づけ（ｃ）では蹴込みから遠ざけるように機能し、車体を最終的に落ち着く位置に移動させることができる。（ｂ）において車体が下方へ後退すると、車体全体が浮き上がることになるので、半円車輪は車体の後退を止めるブレーキの役割も果たしている。 は図１に示すカートの先頭部に取り付ける装置で（ａ）は平坦走行状態（ｂ）は上り口付近（ｃ）は降り口付近の状態図で、（ｂ）（ｃ）はそれぞれ蹴込みから遠ざける或いは近づける方向に所要の距離だけ移動させる機構（Ｆ１４）を示す。（ｂ）（ｃ）それぞれは図１２ 図１３と原理的に同じであるが（ｂ）ではゲタとテコを回転可能に関節連結され（Ｃ）の渦巻き状の車輪には滑り面が設けられ必要以上にカートを移動させない。 は先端がステップ角部をとらえたときだけ腕を押し上げるＬ型テコ（Ｆ１５）の説明図で、（ａ）は平坦走行時（ｂ）は先端のガイドローラーがステップ面上を滑走しＬ型テコが一直線になり腕を押し上げない様子を示し、（ｃ）は角部が当りを回転せしめ当りが腕にはまり込むため、腕と先端が結合して腕を押し上げる様子を示す。 は図４の荷台脱落復旧装置で、（ａ）〜（ｄ）は昇り口で荷台を支える当りがはずれてステップ面に落下する過程を示し、（ｅ）〜（ｆ）は出口で当りが再投入され（ａ）の平坦時の状態に復帰する過程を示す。昇り口では、前輪の乗ったステップだけが上昇し、後輪のステップは下階床面の高さのままである。（ｂ）では、車体の傾斜と共にゲタが回転して当りがはずれ、荷台が脱落する。（ｃ）（ｄ）は、前輪を取り付けた盤の滑り面が、角部を滑って荷台が落下する様子を表す。出口付近では、車輪が乗ったステップが下降し、後続のステップは階段状を保つ。当りがはずれた（ｂ）の状態より（ｆ）の状態は、車体の傾きが急で、当りの受けの位置は（ｂ）の時より低くなる。後輪の乗ったステップが上昇し、車体が水平になると、受けは当りの下から入ることになる。 は手を離すとブレーキがかかる取手（Ｆ１７）で、（ａ）は手を離した状態図で、ブレーキの付いたテコが落下しタイヤを押さえた状態を示す。（ｂ）はエスカレータ終端のステップ収納盤に、テコの先端のガイドレールが乗り上げるか取手を前後に押し倒すとテコが引き上げられブレーキが離れる状態を示す。テコ先端のガイドレールが跳ね上がると、ガイドレールの付いたハネテコとブレーキの付いたテコとが合体しブレーキがはずれた状態を保つ。この合体は取手を押さない限り離れない。エスカレータからの脱出した車輪はブレーキのはずれた状態になる。 は昇り仕様のカートだけを昇り入り口を通過させ下り仕様のカートだけを下り入り口を通過させるシステムの説明図で、（ａ）（ｂ）は昇り入り口（ｃ）（ｄ）は下り入り口付近の状態図、（ａ）（ｃ）は側面図（ｂ）（ｄ）はそれぞれの正面図である。（ａ）の昇り仕様のカートは取手を反対側につければ（ｃ）の下り仕様のカートに変身し、取手に付けた突起の高さが変わる。それぞれの入り口のゲートには高さの異なる溝（Ｆ１８）が施され、突起の高さと溝の突起の高さが一致したカートは通過できる。図中矢印→○は通過を示し矢印→×は不通過を示す。 はエスカレータの進入時に何もしなくても上り下りの仕様を選別するシステムの説明図である。（ａ）は平面図で、片方向の回転だけを許す兆番（Ｆ１９）は高さを違えて取り付けられ、（ｂ）の中央のカートは右左方向に それぞれの方向に進むとき、２種類のゲートに対してどちらか一方だけ通過できることを説明するものである。高さの異なる溝を有する２種の選別ゲートに対して、一方を通過できても他方は通過できない。図中矢印→○は運動可能な方向を示し矢印→×は運動不可能な方向を示す。 の姿図は図５の実施例を示し、各部品図の取り付け説明図である。

（１） 車体
（２） 車体重量を支持する回転軸（車軸）
（３） 車輪
（４） 車輪の回転軸
（５） ヒンジ
（６） 複数の回転軸を有する盤
（７） 両端にヒンジを有する盤
（８） 連結棒タイロッド
（９） 当り
（１０） 当り受け
（１１） ゴム等の緩衝材
（１２） ゲタ
（１３） テコ
（１４） 跳ねテコ
（１５） 半円車輪
（１６） キャスター
（１７） ガイドローラー
（１８） 吊り材
（１９） 突起
（２０） カゴ
（２１） 取手
（２２） 荷台
（２３） 荷台支柱
（２４） 台座
（２５） 椅子
（２６） 上に凹の半円のレール
（２７） ソリ
（２８） バンバー
（２９） 兆番
（３０） ナット
（３１） 取り付けボルト
（３２） 穴
（３３） 長穴
（３４） スプリング
（３５） ワイヤー
（３６） タイヤ
（３７） エスカレータの蹴込み部分
（３８） エスカレータの踏面部分
（３９） エスカレータのノンスリップ部分
（４０） ノンスリップ部とのすべり面
（４１） エスカレータのステップ収納口
（４２） 地面
（４３） スロープ
（４４） ポール地上部
（４５） ポール埋め込み部
（４６） 溝付ゲート
（４７） 溝
（４８） 車輪ガイド溝
（４９） 滑走台
（５０） ノンスリップ部との引っ掛かり面
（５１） ブレーキ
Ｆ１ ゲタの落下防止の当り
Ｆ２ ３つのガイドローラーを持つクサビ
Ｆ３ 上段角部に懸垂する車体前部のハンガー
Ｆ４ 荷台脱落復旧装置
Ｆ５ 車体の中間で下側に折れても上側に折れないエスカレータカート
Ｆ６ ２個のパンタグラフからなるエスカレータカート
Ｆ７ 平坦走行時収納される転倒防止用収納型アウトリガー
Ｆ８ ４輪車を１個のユニットとしたＬ型車体
Ｆ９ 最終的に下部車輪が蹴込みと密着した状態のエスカレータカート
Ｆ１０ 最終的に上部車輪が蹴込みに密着した状態のエスカレータカート
Ｆ１１ 車体の傾斜時に降りる方向の回転をロックし水平時に解除するブレーキ
Ｆ１２ 車輪を最終的に蹴込みに密着する位置に落ち着かせるハネテコ
Ｆ１３ 渦巻き曲線の一部を弧に持つ半円車輪
Ｆ１４ 蹴込みから遠ざける或いは近づける方向に所要の距離だけ移動させる機構
Ｆ１５ 降り口でその働きを無効にする取手側のＬ型テコ
Ｆ１６ ゲタに取り付けられたブレーキ
Ｆ１７ 手を離すとかかるブレーキ
Ｆ１８ 高さの異なる溝を有する２種の選別ゲート
Ｆ１９ 片方向の回転だけを許す兆番
Ｘ１−Ｘ１ エスカレータの傾斜を示す直線
Ｘ２−Ｘ２ 車体の傾斜を示す直線
Ｘ３−Ｘ３ 荷台の傾斜を示す直線
ＡＢＣＤＥＦＧ ピン接合部接点
Ｒ１，Ｒ２ ガイドローラー

Claims (1)

1. 車体１に設ける車軸２に装着される車輪３と、上記車体１の上記車輪３の上方に設けられた支軸５の周りに回転自在に軸支されて鉛直に懸垂される盤Ｆ１１とを備え、上記盤Ｆ１１の底面に突起１９を設けて、
   上記突起１９は上記車体１が水平であるとき、上記車輪３のタイヤ３６に接しない状態を維持し、上記車体１が傾くと上記タイヤ３６に接触し、上記車輪３の回転に伴い上記タイヤ３６に喰い込むようにしたブレーキであって、
   上記車体１が傾くことによって上記車輪３の回転を止めることを特徴とするブレーキ。
   
   

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