JP5050067B2

JP5050067B2 - 乗客コンベアの主枠

Info

Publication number: JP5050067B2
Application number: JP2010039677A
Authority: JP
Inventors: 航田中; 真人中山; 美礼堂薗; 博文宇津宮; 孝昭軍地
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: CN102167255A; CN102167255B; JP2011173696A

Description

本発明はエスカレーターや電動道路等の乗客コンベアに係り、特にその主枠の構成に関する。

乗客コンベアの主枠は、水平方向に対して傾斜した中間傾斜部と、その傾斜上側に備えられた上部水平部と、傾斜下側に備えられた下部水平部から構成されている。上部水平部と下部水平部のそれぞれの端部には受ばりが設置されており、その受ばりを建屋の梁に設置することで乗客コンベアを建屋に架設することができる。この受ばりは乗客コンベアの自重や乗客の荷重を支えるために、一般的に高い剛性を有している。

従来、乗客コンベアの主枠において、軽量化と溶接作業を低減して製作性を向上させるために、面板を主体とした構造が提案されている。特許文献1には、面板を主体とした構造の乗客コンベアの主枠構造が開示されており、面板と受ばりとを直接接続する構造が示されている。

実開昭５４−１５３６９４号公報

面板によって構成される乗客コンベアの主枠では、その面板には軽量化のためにできる限り板厚の薄い鋼板を利用する。一方、乗客コンベアの自重や乗客荷重を支える受ばりには、それを支えるために最低限必要な剛性がある。その剛性を確保するためには受ばりの板厚をある程度以上厚くする必要がある。このため、面板と受ばりという剛性差の大きい部材の接続が必要となる。しかし、面板そのものの剛性が低いこと、及び受ばりと面板の剛性の差が大きいこと等によって、それらの接続部においては剛性の低い面板に高応力や局所的な大変形が生じやすい。

本発明はこのような従来技術に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、剛性の高い受ばりと剛性の低い面板との接続部において、面板における高応力部や局所的な変形の発生を軽減若しくは回避することができ、軽量で設置作業も容易な乗客コンベアの主枠を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の特徴は、板厚t1の面板によって構成された側面板を備え、板厚t3の部材で構成された受ばりを介して建屋の梁に架設される乗客コンベアの主枠において、t1＜t2＜t3の関係にある板厚t2の部材で構成され、少なくとも主枠幅方向を向いた面、主枠長手方向を向いた面、及び鉛直方向を向いた面を有する負荷伝達部材を備え、前記側面板と前記受ばりとを前記負荷伝達部材を介して接続することにより、乗客コンベアを建屋に架設するようにしたところにある。

剛性の高い受ばりと剛性の低い面板との接続部において、両者の中間の剛性を持ち、面板と広範囲に接続することができるよう構成された負荷伝達部材を設置することにより、面板における高応力部や局所的な変形の発生を軽減ないし回避することができ、軽量で設置作業も容易な乗客コンベアの主枠を実現することができる。

本発明の一実施例に係る乗客コンベアの主枠の側面断面図図１における上部受ばり近傍の側面断面図図１における上部受ばり近傍の斜視図本発明との比較例に相当する上部受ばり近傍の側面断面図図４の上部受ばり近傍の斜視図図４の主枠と上部受ばり近傍に作用する応力の説明図板厚と応力との関係のシミュレート結果を示す図本発明の他の実施例における上部受ばり近傍の側面断面図図８の上部受ばり近傍の斜視図

以下、本発明の実施の態様を図示する実施例を参照して説明する。尚、これらの実施例では、本発明の前記した目的及び特徴以外についても開示しているが、それらの目的及び特徴については実施例の中で説明する。例えば、本発明の主要な特徴を成す負荷伝達部材は、単一の部材で構成するものに限らず、後述の実施例２でも一例を挙げて説明するように複数の部材で構成することも可能であり、適宜応用及び変形することができる。

図1に本発明の一実施例に係る乗客コンベアの主枠の側面断面図を示す。座標系として主枠長手方向、主枠幅方向、鉛直方向を図1のように定義する。乗客コンベアの主枠は、板厚t1の鋼板の端部をＬ型に曲げ加工することでコの字型の断面形状とした側面板10を左右に一対備えている。更に、水平に対して傾斜した中間傾斜部300と、その上側に設置された上部水平部100と、下側に設置された下部水平部200を備えている。

上部水平部100および下部水平部200の端部には、主枠を建屋に架設するための上部受ばり101と下部受ばり102がそれぞれ備えられている。上部受ばり101と下部受ばり102は板厚t3のＬ型の断面形状を備えており、一方の面は建屋上階はり401、または建屋下階はり402に設置され、もう一方の面が主枠に固定される。これにより、主枠は建屋に架設される。

本実施例の主枠は、その上部水平部100と上部受ばり101の接続部に負荷伝達部材501を、下部水平部200と下部受ばり102との接続部に負荷伝達部材502を備えている。

次に、受ばりと主枠の接続部の構造を、上部受ばり101近傍を中心に説明するが、下部受ばり102と主枠の接続部についても同様の構造を適用可能である。図2に上部受ばり101近傍の側面断面図、図3にその斜視図を示す。

側面板10は鉛直方向の正側に天面10Aを、鉛直方向の負側に底面10Cを、主枠幅方向の端部側に側面10Bを備えている。負荷伝達部材501は主枠長手方向を向いた面501A、主枠幅方向を向いた面501B、鉛直方向を向いた面501Cを備えている。面501Aは上部受ばり101と、面501Bは側面板10の側面10Bと、面501Cは側面板10の天面10Aとボルト締結や溶接などで接続固定されており、それぞれが力を伝達できるように構成されている。

また、側面板10の天面10Aと上部受ばり101は、直接接続されておらず一定以上の間隔を備えており、側面板10と上部受ばり101および下部受ばり102は直接力のやりとりが生じないように構成されている。

本実施例では負荷伝達部材501の面501Aと面501Cは、曲率を有したＲ部を介して連続である。面501Aと面501Bも同様に曲率を有したＲ部を介して連続である。本実施例では面501Bと面501Cはその境界が分断されているが、同様に連続とした構造でも実現可能である。

また、本実施例とは反対に、面501Aと面501Cが不連続で、面501Bと面501Cが連続でも、本発明は実施可能である。さらに、Ｒ部を介さずに連続とした構造でも本発明は適用可能である。しかし、応力の集中を避けるためにはＲ部を介して連続であることが望ましい。また、部品点数や工数を減らすためには、一体の部材に曲げ加工を施すことで負荷伝達部材を製作する方が好ましいが、この場合には曲げ加工部にＲ部を形成する方がよい。

次に、本実施例における負荷伝達部材の作用を、比較例と対比して詳細に説明する。ここでは上部受ばり近傍の構造について説明するが、下部受ばり近傍についても同様の構造を適用可能である。

主枠を軽量化するため側面板10の板厚t1は可能な限り小さくするが、上部受ばり101は乗客コンベアの自重や乗客荷重を支持する必要があるため最低限の剛性が必要であり、板厚t3を小さくすることは困難である。したがって、必然的に板厚t1と板厚t3の差は大きくなり、側面板10と上部受ばり101の剛性の差は大きくなる。

図4は比較例の側面断面図、図5にはその斜視図を示す。

図4に示すように、この比較例では、主枠と受けばりとの近傍にL型の断面を有した縦材505を設けた例を示す。そして、天面10Aの端部600と、L型の縦材505の端部と、上部受ばり101とを溶接で接続する。

図6に上部受ばり101近傍における乗客コンベアの自重や乗客荷重によるたわみ変形の様子を示す。図6に示すように、主枠は自重や乗客荷重の負荷によって鉛直方向の曲げ変形を生じる。これにより天面10A側には圧縮荷重が、底面10C側には引張荷重が生じる。このとき、特に中立軸から離れている天面10Aでの圧縮荷重の負荷が大きくなる。よって、従来構造を面板主体の主枠に適用した場合、剛性の低い側面板10の天面10Aの端部600近傍には高い圧縮応力を生じる恐れがある。

図7に天面10Aの端部600近傍における圧縮応力と、上部受ばり101と側面板10の板厚の関係を表すt3/t1との関係をシミュレートした結果を示す。本発明者らの検証によると、図7に示すように、側面板10と上部受ばり101の板厚の差が広がるにつれ、天面10Aの端部600近傍の圧縮応力が増加する。そして、特に、板厚t1と板厚t3の関係がt3/t1≧2.5となる場合において、剛性の低い側面板10の天面10Aに過大な力がかかり、高応力部や座屈等の局所的な変形を生じる恐れがあることがわかった。

一方、図1〜図3に示したように、本実施例における主枠では、主枠の側面板10と上部受ばり101の間に負荷伝達部材501を備えている。負荷伝達部材501の板厚は概略t2であり、t1＜t2＜t3となるように構成されている。本発明者らの検証によると、t2＜t1の場合は、負荷伝達部材501と上部受ばり101の剛性差が大きいため、負荷伝達部材501において高応力部や大変形を生じる恐れがある。特に面501Cが圧縮荷重により座屈変形を生じ、それに伴い、側面板10の天面Aも高応力部や座屈変形を生じる恐れがあることがわかった。

また、t2＞t3の場合は、負荷伝達部材501と側面板10の剛性差が大きくなるため、それらの接続部である負荷伝達部材501の端部700(図2参照)近傍の天面10Aで高応力部や局所的な大変形を生じる恐れがあることがわかった。

さらに、負荷伝達部材501を備えた主枠であっても、上部受ばり101と側面板10が直接接続されている場合は、両者の間で力のやりとりが発生し、剛性の低い側面板10において、特に天面10Aの端部600近傍で高応力を生じやすいことがわかった。

以上のことから、側面板10と上部受ばり101が直接接続されておらず、t1＜t2＜t3の関係を満たす板厚t2の負荷伝達部材501を介して接続されているとき、負荷伝達部材501が側面板10に対して剛性が高すぎず、受ばりに対し剛性が低すぎない構造となり、上部受ばり101と主枠との接続部において、各部材の剛性の差を小さくすることができ、力のやりとりをスムーズにすることができる。

また、図1〜図3に示したように、本実施例における主枠では、負荷伝達部材501は、面501Bおよび面501Cを介して側面板10と接続されていることから、側面板10の側面10Bおよび天面10Aにおいて広範囲に接続されており、上部受ばり101からの力を分散的に側面板10に伝えることができるように構成されている。これにより、座屈変形や高応力の発生を抑制することが可能である。さらに、本実施例では、負荷伝達部材501の面501Aと面501Cは、曲率を有したＲ部を介して連続しているため、応力集中をより緩和することができる。

本実施例では、負荷伝達部材501は、すべて同じひとつの板厚t2としたが、その限りではない。負荷伝達部材501の各面において板厚が違う場合でも、負荷伝達部材501は、側面板10の板厚t1と上部受ばり101の板厚t3との中間の板厚を備えていれば良い。

以上のように、本実施例では、主枠はその端部に主枠幅方向を向いた面、主枠長手方向を向いた面、鉛直方向を向いた面を有した負荷伝達部材501および502（図１）を備え、側面板10と上部受ばり101および下部受ばり102は直接接続せず、負荷伝達部材501および502を介して接続することで、剛性の急激な変化を回避し、負荷を分散的に伝達することができる。これにより、受ばりと主枠の接続部において高応力部や局所的な変形を生じない乗客コンベアの主枠を実現することができる。

本発明の他の実施例について説明する。本実施例は、負荷伝達部材を複数の部材で構成した例で、図８に受ばり近傍の側面断面図、図９にその受ばり近傍の斜視図を示す。

図８および図９に示すように、本実施例では、2種類の負荷伝達部材503と504を備えている。負荷伝達部材503は板厚t21で断面がL型の部材で構成されており、主枠長手方向を向いた面と鉛直方向を向いた面を備えている。また、負荷伝達部材504は板厚t22で断面がL型の部材で構成されており、主枠幅方向を向いた面と主枠長手方向を向いた面を備えている。

負荷伝達部材503は主枠長手方向を向いた面が負荷伝達部材504の主枠長手方向を向いた面とボルトや溶接などで接続され、負荷伝達部材503の鉛直方向を向いた面が側面板10の天面10Aとボルトや溶接などで接続される。負荷伝達部材504は主枠長手方向を向いた面が上部受ばり101とボルトや溶接などで接続され、負荷伝達部材504の主枠幅方向を向いた面が側面板10の側面10Bとボルトや溶接などで接続される。また、側面板10と上部受ばり101は直接接続されておらず、ある一定以上の間隔を備えている。

実施例1で説明したように、接続される部材の剛性差を小さくすることで、力のやりとりをスムーズにすることができる。よって、本実施例においても板厚の関係はt1＜t21＜t3 およびt1＜t22＜t3となるように構成されている。さらに、t1＜t3であるため、側面板10と接続する負荷伝達部材503の板厚t21の方が、上部受ばり101と接続する負荷伝達部材504の板厚t22よりも板厚が薄く構成されることが望ましいので、t1＜t21≦t22＜t3となるよう構成されている。

以上のような構造によって、実施例1と同様に、側面板、負荷伝達部材、受ばりの剛性差を小さくすることができ、各部材間の力のやりとりをスムーズにすることができる。

また、本実施例のように負荷伝達部材を形状が単純な2種類の部材で構成することで、部材の製作が容易となる。また、単純なアングル材での構成が可能であるため、負荷伝達部材を規格化された部材で構成でき、コストダウンが可能である。

なお、本実施例では上部受ばり101側について説明をしたが、下部受ばり102側においても同様に実施することができる。

また、実施例１、実施例２では、側面板10と受ばり101との間に隙間を有することで両者が直接接続されていない場合について説明したが、側面板10と受ばり101との間に隙間がなく直接接続されている場合であっても、実施例１、実施例２で説明したような負荷伝達部材を介することで、隙間を有する場合に比べれば効果は小さくなるものの、側面板10が受ばり101から受ける応力を分散して緩和することが可能であること、および、側面板10において負荷伝達部材と接続されている箇所では実質的に板厚が増加した状態なので応力に対する耐性が高くなっていることから、同様に本発明の効果を奏することができるので、隙間がなく直接接続された構成としても良い。

10・・・側面板
10A・・・側面板の天面
10B・・・側面板の側面
10C・・・側面板の底面
100・・・上部水平部
200・・・下部水平部
300・・・中間傾斜部
101・・・上部受ばり
102 ・・・下部受ばり
401・・・建屋上階はり
402・・・建屋下階はり
501、502、503、504・・・負荷伝達部材
505・・・縦材
501A・・・負荷伝達部材の主枠長手方向を向いた面
501B・・・負荷伝達部材の主枠幅方向を向いた面
501C・・・負荷伝達部材の鉛直方向を向いた面
600・・・側面板天面の端部
700・・・負荷伝達部材の端部
t1・・・側面板の板厚、
t2、t21、t25・・・負荷伝達部材の板厚、
t3・・・受ばりの板厚

Claims

板厚t1の面板によって構成された側面板を備え、板厚t3の部材で構成された受ばりを介して建屋の梁に架設される乗客コンベアの主枠において、t1＜t2＜t3の関係にある板厚t2の部材で構成され、少なくとも主枠幅方向を向いた面、主枠長手方向を向いた面、及び鉛直方向を向いた面を有する負荷伝達部材を備え、前記側面板と前記受ばりとが前記負荷伝達部材を介して接続されることを特徴とする乗客コンベアの主枠。
請求項1に記載の乗客コンベアの主枠において、前記側面板は、鉛直方向の正側に天面、鉛直方向の負側に底面、主枠幅方向の端部側に側面を備え、この側面板の天面と前記負荷伝達部材の前記鉛直方向を向いた面とを接続し、前記側面板の側面と前記負荷伝達部材の前記主枠幅方向を向いた面とを接続し、前記負荷伝達部材の前記主枠長手方向を向いた面と前記受ばりとを接続することを特徴とする乗客コンベアの主枠。
請求項1又は２に記載の乗客コンベアの主枠において、前記負荷伝達部材における主枠長手方向を向いた面と鉛直方向を向いた面とは、曲率を有したＲ部を介して接続されていることを特徴とする乗客コンベアの主枠。
請求項1又は２に記載の乗客コンベアの主枠において、前記側面板と前記受ばりとの間に隙間を形成して前記負荷伝達部材により接続することを特徴とする乗客コンベアの主枠。
請求項1に記載の乗客コンベアの主枠において、前記負荷伝達部材は板厚t21の部材で構成される第１の負荷伝達部材及び板厚t22の部材で構成される第２の負荷伝達部材によって構成し、この第１及び第２の負荷伝達部材で少なくとも前記主枠幅方向を向いた面、前記主枠長手方向を向いた面、及び前記鉛直方向を向いた面を形成すると共に、板厚の関係をt1＜t21，t22＜t3とすることを特徴とする乗客コンベアの主枠。
請求項５に記載の乗客コンベアの主枠において、前記側面板は少なくとも鉛直方向を向いた第１の面と主枠幅方向を向いた第２の面とを備え、前記第１の負荷伝達部材は少なくとも主枠長手方向を向いた第３の面と鉛直方向を向いた第４の面とを備え、前記第２の負荷伝達部材は少なくとも主枠長手方向を向いた第５の面と主枠幅方向を向いた第６の面とを備え、前記第１の負荷伝達部材の前記第３の面が前記第２の負荷伝達部材の前記第５の面と接続され、前記第１の負荷伝達部材の前記第４の面が前記側面板の前記第１の面と接続され、前記第２の負荷伝達部材の前記第６の面が前記側面板の前記第２の面と接続され、前記第２の負荷伝達部材の前記第５の面が前記受ばりと接続されることを特徴とする乗客コンベアの主枠。