JP5770326B1 - エスカレータ用踏段 - Google Patents
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Abstract
【課題】高価な装置を使用することなく、乗客が転倒して踏段の角部に頭部が衝突しても怪我の重篤化を防ぐことができ、また、通常の使用状態でも乗客の転倒を助長することのない安全なエスカレータ用踏段を提供する。【解決手段】進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列された本体部を有する踏み板と、この記踏み板の前記本体部の後端部において結合され、複数条の山が幅方向に配列され隣接する山間に凹部が形成された蹴上げ部と、この蹴上げ部及び前記踏み板が結合される角部において形成された切欠き部に設けられた衝撃吸収用クリートと、を備え、前記衝撃吸収用クリートは、進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列され、後端面が前記蹴上げ部の凹部と同一平面をなし、前記衝撃吸収用クリートの各山は前記蹴上げ部の各山と半ピッチずれた位置に配置され、ヤング率が1000MPa以下の範囲の高分子材料によって形成されることを特徴とするエスカレータの踏段。【選択図】図31
Description
本発明の実施形態は、エスカレータ用踏段に関する。
エスカレータでは転倒による事故が多く発生し、特に踏段の踏面と蹴上面が交差する角部に身体、特に、頭部が衝突すると、大きな怪我になる可能性がある。このため、転倒して前記の角部に頭部が衝突しても、衝突のエネルギーを吸収し、怪我の重篤化を防ぐ安全なエスカレータが求められている。但し、転倒した際の怪我の重篤化を防いでも、通常の使用状態で乗客の転倒を助長するような構造であってはならない。
角部に体が衝突した場合の怪我の重篤化を防ぐ手段として、角部に対応する踏板部分に軟質高分子製のクリート帯を取り付けたエスカレータの踏段が提案されている(特許文献1)。すなわち、特許文献1には、エスカレータの踏段の角部に対応する踏板部分に軟質高分子製のクリート帯を取り付けることにより、乗客が踏段上で転倒して踏段の角に身体をぶつけても、クリート帯が軟質高分子製であるため負傷の程度を軽減できることが開示されている。
しかしながら上記特許文献1には、エスカレータの踏段の角部に対応する踏板部分に軟質高分子製のクリート帯を取り付けることが開示されているが、クリート帯の材料として、どのような材料であってどのような硬度の材料を用いることにより、乗客の転倒時の負傷を防止できるかについては、具体的な記載がない。したがって、特許文献1に記載されたエスカレータの踏段においては、乗客の転倒時の負傷、特に、頭部の怪我の重篤化を確実に防止することは困難である。
上述したように、エスカレータの踏段に要求される課題としては、乗客が転倒して踏段の角部に人体の中で最も重要な頭部が衝突しても、衝突のエネルギーを吸収し、怪我の重篤化を防止できるとともに、通常の使用状態においては乗客の転倒を助長するような柔構造あるいは材料硬度であってはならない。すなわち、乗客がクリート上に立ち、あるいはクリート上を歩行する際に、その荷重によってクリートが座屈しない材料硬度が必要である。
本発明の実施形態はこのような問題を解決するために成されたものであり、その目的は、エスカレータの踏段の角部に設ける衝撃吸収用クリートの材料およびその材料特性を選定することにより、乗客が転倒して踏段の角部に頭部が衝突しても怪我の重篤化を確実に防ぐことができ、また、通常の使用状態でも乗客の転倒を助長することのない安全なエスカレータ用踏段を提供することにある。
本発明の1実施形態に係るエスカレータの踏段は、進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列された本体部を有する踏み板と、この踏み板の前記本体部の後端部において結合され、複数条の山が幅方向に配列され隣接する山間に凹部が形成された蹴上げ部と、この蹴上げ部及び前記踏み板が結合される角部において形成された切欠き部に設けられた衝撃吸収用クリートと、を備え、前記衝撃吸収用クリートは、進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列され、かつ、頭部が前記衝撃吸収用クリートに衝突したとき、少なくとも前記衝撃吸収用クリートのヤング率に比例する前記衝撃吸収用クリートのバネ定数から算出された頭部の加速度に基づいて得られる頭部障害基準値が、怪我の発生確率100%を下回る値となる、前記衝撃吸収用クリートのヤング率の値を有する高分子材料によって形成されることを特徴とする。
本発明によれば、乗客が転倒して踏段の角部に頭部が衝突しても怪我の重篤化を確実に防ぐことができ、また、通常の使用状態でも乗客の転倒を助長することのない安全なエスカレータを、高分子材料のモールド加工による簡単な製造工程により安価に提供することができる。
以下、エスカレータ用踏段の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1乃至3を用いて実施形態1の構成を説明する。
図1乃至3を用いて実施形態1の構成を説明する。
図1はエスカレータの踏段1の側面図である。踏段1は上部に踏面2を有し、その上に乗客が乗り、上昇あるいは下降する。図1の踏段1が上昇する場合の、進行方向(図1では右側)を前側、その逆方向(図1では左側)を後側と定義する(以下、この定義に基づいて説明する)。踏段1の後端には蹴上部3が設けられ、その上部は踏面2の後端と交差して角部(図のA部)を形成している。
図2と図3は、角部(図1のA部)を部分的に切欠いて示す斜視図であり、踏段1の中央付近からスカートガード4の方向を見たものである。図2は衝撃吸収用クリート5を踏面2の本体部6に取付けた状態、図3は衝撃吸収用クリート5を取り付ける前の状態を示している。
踏面2の本体部6の後端には蹴上部3が結合されている。本体部6の後端の上側には切欠き部7が設けられている。本体部6の上面には複数個の本体部の山8が等間隔で設けられている。
蹴上部3には、複数個の山9が等間隔で設けられ、隣接する山の間には平らな面を含む谷10が形成されている。なお、踏面2の本体部6および蹴上部3は、アルミニウムやステンレスなどの金属材料によりダイカストにより一体的に製造される。
衝撃吸収用クリート5には、後端面が蹴上部3の谷10と同一平面になっている山11が等間隔で設けられている。山11の前端面は、踏面2の本体部6の山8の後端面と合致するようになっている。山11は蹴上部3の山9と半ピッチずれた位置に配置され、山11の下部にはベース部13が設けられている。
図2と図3には1つの衝撃吸収用クリート5のみを示したが、実際には同じものが踏段1の幅方向に複数個取付けられている。
このような構造を持つ衝撃吸収用クリート5には、アルミニウムやステンレスなどの金属やデマケーションに用いられる樹脂に比べ、剛性が非常に小さいウレタンゴムが用いられる。また、その製造は周知の金型を用いた射出成型法により製造することができる。
次に、一例としてヤング率が200MPaのウレタンゴムにより衝撃吸収用クリート5を形成した場合において、乗客が転倒した際における安全性について、頭部の怪我の程度を表すHIC基準を用いて行ったシミュレーションとその結果について説明する。
図4は、このシミュレーションに用いた衝撃吸収用クリート5の構造を示す斜視図であり、表1は図4に示す衝撃吸収用クリート5の各部の寸法範囲を示す表である。すなわち、衝撃吸収用クリート5の山11の幅B、高さH、隣接する山間の距離Lは、表1に示す範囲に設定される。
[1]頭部の怪我を評価する基準(HIC)について
まず、乗客が転倒して頭部が踏段1の角部(第1図のA部)に衝突した際の、怪我の評価基準と怪我の確率について説明する。
まず、乗客が転倒して頭部が踏段1の角部(第1図のA部)に衝突した際の、怪我の評価基準と怪我の確率について説明する。
頭部の怪我を評価する基準として、頭部傷害基準値(Head Injury Criteria、以下ではHICと称する。)が知られている。HICは頭部に作用する衝突加速度をα(t)として、(1)式で計算される。
ここで、t1、t2は衝突中の任意の時刻で、gは重力加速度である。
図5は、インジュリーリスク曲線を示すグラフである。図5において、曲線1101は軽度の頭部損傷の確立を示す曲線であり、曲線1102は中程度の頭部損傷の確率を示す曲線であり、曲線1103は怪我のない確率を示す曲線であり、曲線1104は致命的な頭部損傷の確率を示す曲線であり、曲線1105は死亡の確率を示す曲線である。
HICが分かると、図5に示すインジュリーリスク曲線により、怪我の確率が推定できる。インジュリーリスク曲線は横軸にHICの値、縦軸に頭部損傷や死亡の確率をとったものであり、HICの値が分かれば頭部損傷の程度に応じた確率を推定することができる。ここでは、図5に曲線1101で示した「軽度の頭部損傷」を用いる。この曲線1101を見ると、HICが1000以上になるとほぼ100%の確立で頭部に怪我を負うことになり、1000以下になると急激に怪我の確率が低下することが分かる。
[2]HICの計算方法と計算モデルについて(ニューマークβ法による計算)
次に、乗客が転倒して頭部が踏段1の角部(第1図のA部)に衝突した際の、HICの計算方法とニューマークβ法による計算モデルについて説明する。ここでニューマークβ法とはいわゆる平均加速度法と呼ばれる振動方程式の数値計算による解析方法である。
次に、乗客が転倒して頭部が踏段1の角部(第1図のA部)に衝突した際の、HICの計算方法とニューマークβ法による計算モデルについて説明する。ここでニューマークβ法とはいわゆる平均加速度法と呼ばれる振動方程式の数値計算による解析方法である。
図6は計算モデルを示したものである。踏段1の角部に配置した衝撃吸収用クリート5のバネ定数をk2とし、質量mの頭部が落下してk2に衝突するものとした。k1は頭蓋骨のバネ定数を示す。頭部(質量m)は速度vで衝突するものとし、衝突後は図6の右側の図に示すように、k1とk2が一体化された状態でmが運動することになる。
衝突時の速度vについては以下のように想定した。
図7に示すように、身長Lの人が直立した状態で、図の円弧で示すようにエスカレータESCの上階側に倒れ、踏段1の角部(A部)に衝突するとした。エスカレータESCの傾斜角は30度なので、人の頭部は水平に対して60度の角度で衝突する。その時の鉛直方向の落下距離は、身長の半分(L/2)となる。衝突時の速度をvとすると、鉛直方向の落下距離分のポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換されるとして(5)式が成り立ち、結局、衝突時の速度vは(6)式で求まる。
Lを日本人の平均身長1.72mとし、重力加速度gを9.8m/sec2とすると、v=4.11m/secとなる。
なお、衝突時の胴体部の影響は、首の曲げ剛性が非常に小さいので無視できるとした。また、衝突時の頭部の運動エネルギーは、厳密には並進運動と回転運動の和となるが、回転運動の持つ運動エネルギーは小さいとして無視した。
頭部の質量m、衝撃吸収用クリート5のバネ定数k2、頭蓋骨のバネ定数k1が分かれば、以上に述べた方法でHICが計算できる。
[3]衝撃吸収用クリートのバネ定数の解析方法とその結果について(FEMによる計算)
衝撃吸収用クリート5のバネ定数k2を求めるため、表2に示す4つのケースについてFEM(有限要素法)解析を行い、頭部から力が作用した時の変位を求めた。いずれのケースも材料のヤング率は200MPaとした。作用させた荷重と得られた変位から、バネ定数を求めた。各ケースの説明を以下に示す。
衝撃吸収用クリート5のバネ定数k2を求めるため、表2に示す4つのケースについてFEM(有限要素法)解析を行い、頭部から力が作用した時の変位を求めた。いずれのケースも材料のヤング率は200MPaとした。作用させた荷重と得られた変位から、バネ定数を求めた。各ケースの説明を以下に示す。
ケース(1):表2に示した衝撃吸収用クリート5の寸法範囲の中で、最も剛性(バネ定数)が高いモデル(材料のヤング率が一定の場合)。
ケース(2):ケース(1)のB寸法を短くしたもの。
ケース(3):ケース(2)のt寸法を短くし、L寸法を長くしたもの。
ケース(4):ケース(3)のH寸法を長くしたもの。
ケース(1)からケース(4)になるに従い、材料のヤング率が一定の場合、頭部が衝突した時のバネ定数である剛性は小さくなる。
図8乃至図10にケース(3)の解析モデルを示す。図8は図4に示した衝撃吸収用クリートに相当する全体図であり、図9は図8のB部の拡大図、図10は図8のB部の側面図である。なお、図8においてベース部13は全長をモデル化したが、山11については5個分の山をモデル化した。
図10に示すように、解析モデルは鉛直軸(図のZ軸)に対して60°傾けて作成した。人の頭部が踏段1の水平に対して60度の角度で衝突した際の、荷重の作用方向は、解析モデルではZ軸方向に相当する。
解析モデルは3次元4面体要素を用いて作成した。ベース部13及び突起部15の底面にある節点の変位は拘束した。また、材料のヤング率は200MPaとした。
頭部が衝撃吸収用クリート5に衝突する場合、1つの山11に当る場合と、2つの山11に当る場合がある。このため、前者の場合は、第11図に示すように、解析モデルのZ方向に100Nの荷重を負荷した。後者の場合は、第12図に示すように、2つの山それぞれのZ方向の荷重(図12のF1)を50Nとした。但し、頭部の半径を82.5mmとし、F1と直角方向にF2の荷重を与え、F1とF2の合成ベクトルが頭部の法線方向と一致するようにした。F2の値は、頭部の半径(82.5mm)とLの値で決まり、ケース(1)(2)では1.52N、ケース(3)(4)では2.12Nとした。
図13は1つの山11に当る場合を、図14は2つの山11に当る場合の荷重の負荷状況を示したものである。
以上の条件で解析し、荷重が作用した場合のZ方向の変位を求めた。
1つの山11に頭部が当る場合の、ケース(1)乃至(4)の解析結果をそれぞれ図15乃至図18に示す。また、2つの山11に頭部が当る場合の、ケース(1)乃至(4)の解析結果をそれぞれ図19乃至図22に示す。これらの図において、1つまたは2つの山11の角部を中心に同芯状に広がる円弧はその濃淡によって異なる変位量(0〜1mm)を表している。
以上の解析で求まった変位と、変位と荷重の関係から求まるバネ定数(ヤング率)を、表3及び表4に示す。表3は1つの山11に頭部が当る場合、表4は2つの山11に頭部が当る場合である。
これらの結果を見ると、材料のヤング率を一定(今回は200MPa)とした時に、衝撃吸収用クリート5のバネ定数が最も大きいのは、2つの山11に頭部が当る場合のケース(1)でバネ定数は715.3N/mm、最も小さいのは、1つの山11に頭部が当る場合のケース(4)でバネ定数は150.6N/mmであることが分かる。
[4]HICの計算条件と計算結果について
(4−1)衝撃吸収用クリートのバネ定数が最も小さい場合(ヤング率が一定の時)
衝撃吸収用クリート5のバネ定数は、その寸法と使用する材料のヤング率で決まる。
(4−1)衝撃吸収用クリートのバネ定数が最も小さい場合(ヤング率が一定の時)
衝撃吸収用クリート5のバネ定数は、その寸法と使用する材料のヤング率で決まる。
まず、材料のヤング率を一定(200MPa)とした時に、衝撃吸収用クリート5のバネ定数が最も小さい場合(k2=150.6N/mm)についてHICを計算する。
mには成人の頭部の平均質量(4.5kg)を用いた。
頭蓋骨のバネ定数(k1)については、頭蓋骨をひとまず剛体としk1=∞とした。つまり、図6に示す合成バネ定数Kはk2と等しくなる。
図6の計算モデルで、m=4.5kg、k1=∞、k2=150.6N/mmとして、衝突後の頭部(m)の運動を解析する。(2)式乃至(4)式に示すニューマークβ法を用いて計算した例を図23に示す。
図23に示した頭部(質量m)に作用する加速度は、衝突後加速度が再び0になるまで求めた。得られた加速度から、(1)式で示すHICを求めた結果も図23に示した。なお、図23に示したHICの値は、積分開始時刻((1)式のt1)を時刻0とし、積分終了時刻((1)式のt2)を時刻0から順次増加させた時のものである。この例では、加速度が最大になった後にHICが最大になることが分かる。
求まったHICの値を、図5に示したインジュリーリスク曲線にプロットしたものを図24に示す。なお、インジュリーリスク曲線には「軽度の頭部損傷」のカーブ(図5にAで示した曲線)を用いている。この例では、怪我をする確率は46.0%となる。
以上の計算は、材料のヤング率が200MPaの場合である。
材料のヤング率を50〜70000MPaまで変化させる場合を考える。衝撃吸収用クリート5のバネ定数は、材料のヤング率に比例すると考えた。例えば、従来のデマケーションに用いられているポリカーボネート(ヤング率2300MPa)の場合、衝撃吸収用クリート5のバネ定数k2をk2pで表すと、k2pは以下の式で求まる。
k2p=150.6×(2300/200)=1732N/mm −(7)
材料のヤング率を50〜70000MPaまで変化させ、衝撃吸収用クリート5のバネ定数(k2)を求め、(2)〜(4)式に示すニューマークβ法で衝突後の頭部(m)の運動を計算した。但し、この段階では、k1=∞としている。
材料のヤング率を50〜70000MPaまで変化させ、衝撃吸収用クリート5のバネ定数(k2)を求め、(2)〜(4)式に示すニューマークβ法で衝突後の頭部(m)の運動を計算した。但し、この段階では、k1=∞としている。
計算した頭部(質量m)の加速度から、(1)式で示すHICが求まる。HICが求まると、図5に示したインジュリーリスク曲線から怪我の確率が推定できる。
このようにして求めたHIC及び怪我の確率を、図25及び図26に示す。図25は、横軸に材料のヤング率をとり、HICを求めたものである。図26は横軸に材料のヤング率をとり、怪我の確率を求めたものである。
図25及び図26において、C1、C2は材料のヤング率が200MPaの場合、D1、D2は材料のヤング率が2300MPa(ポリカーボネート)の場合である。
以上は、頭蓋骨のバネ定数を剛体(k1=∞)とした場合である。頭蓋骨のバネ定数(k1)は、1000N/mm前後とした文献もあるが、必ずしも明確ではない。このため、k1が∞(頭蓋骨を剛体と仮定)の場合に加え、k1=3000N/mmの場合、k1=1000N/mmの場合、についても同様に計算した。
計算した結果を図27及び図28に示す。図27及び図28は、図25及び図26に示した計算結果に、k1=3000N/mmの場合、k1=1000N/mmの場合を追記したものである。図27は、横軸に材料のヤング率をとり、HICを求めたものである。図28は横軸に材料のヤング率をとり、怪我の確率を求めたものである。
図27を見ると、材料のヤング率が大きい場合はHICの値も頭蓋骨のバネ定数(k1)によって大きく変化することが分かる。これに対して、材料のヤング率が小さい場合は頭蓋骨のバネ定数(k1)を変化させてもHICの値はあまり変化しない。なお、材料のヤング率が大きい場合は衝撃吸収用クリート5のバネ定数(k2)はヤング率に比例するため、頭蓋骨のバネ定数(k1)と比べて大きくなる。また、材料のヤング率が小さい場合は、衝撃吸収用クリート5のバネ定数(k2)は、頭蓋骨のバネ定数(k1)と同等か小さくなる。
図28を見ると、材料のヤング率が大きい場合はHICの値が1000を越え、怪我の確率は100%になることが分かる。材料のヤング率が小さい場合(ヤング率が1000MPa以下の領域)は、図27に示すようにHICの値が1000を下回るため、材料のヤング率が小さくなればなるほど、怪我の確率は急激に減少していく。
(4−2)衝撃吸収用クリートのバネ定数が最も大きい場合(ヤング率が一定の時)
材料のヤング率を一定とした時に、衝撃吸収用クリート5のバネ定数が最も大きい場合(k2=715.3N/mm)について、(4−1)と同様に、HIC及び怪我の確率を計算する。
材料のヤング率を一定とした時に、衝撃吸収用クリート5のバネ定数が最も大きい場合(k2=715.3N/mm)について、(4−1)と同様に、HIC及び怪我の確率を計算する。
材料のヤング率が200MPaの時の衝撃吸収用クリート5のバネ定数(k2)を715.3N/mmとし、バネ定数(k2)は材料のヤング率に比例すると考えた。また、頭蓋骨のバネ定数(k1)が∞(頭蓋骨を剛体と仮定)の場合に加え、k1=3000N/mmの場合、k1=1000N/mmの場合、についても計算した。
材料のヤング率を50〜70000MPaまで変化させた結果を図29及び図30に示す。図29は、横軸に材料のヤング率をとり、HICを求めたものである。図30は横軸に材料のヤング率をとり、怪我の確率を求めたものである。
図29及び図30において、C5、C6は材料のヤング率が200MPaの場合、D5、D6は材料のヤング率が2300MPa(ポリカーボネート)の場合である。
図29及び図30を見ると、材料のヤング率が大きい場合にはHICの値は頭蓋骨のバネ定数(k1)によって大きく変化し、また、怪我の確率は100%になることが分かる。材料のヤング率が小さい場合には頭蓋骨のバネ定数(k1)を変化させてもHICの値はあまり変化せず、材料のヤング率が小さくなればなるほど、怪我の確率は急激に減少していく。
(4−3)衝撃吸収用クリートの材料のヤング率と怪我の確率について
図28と図30を、同一のグラフにプロットしたものを図31に示す。
図28と図30を、同一のグラフにプロットしたものを図31に示す。
図31で、C7は材料のヤング率が200MPaの場合、D7は材料のヤング率が2300MPa(ポリカーボネート)の場合である。
材料のヤング率が200MPaの場合、衝撃吸収用クリート5の各部の寸法が表1に示した範囲内にあれば、怪我をする確率は第31図のC7に示した部分の上限(C7Uで示す)と下限(C7Lで示す)の間のどこかの値になる。
これに対して、材料のヤング率が2300MPa(ポリカーボネート)の場合(D7で示す)、衝撃吸収用クリート5の各部の寸法が表1に示した範囲内のどの値をとっても、怪我の確率は100%となる。
次に、実施例1の作用について説明する。
実施例1の踏段1の角部(第1図のA部)に、乗客が転倒して頭部が衝突した場合を考える。
角部には衝撃吸収用クリート5が取り付けられており、頭部は衝撃吸収用クリート5に衝突することになる。衝撃吸収用クリート5には、アルミニウムやステンレスなどの金属や、デマケーションに用いられるポリカーボネートなどの樹脂に比べ剛性が小さいウレタンゴムを用いることにより、従来の踏段の金属や樹脂製の角部に衝突する場合に比べ、衝突時に大きく変形して衝突エネルギーを吸収し怪我をする確率を小さくすることができる。
怪我をする確率は、衝撃吸収用クリート5の各部の寸法によって異なるが、図37のC7に示した部分の上限(C7Uで示す)と下限(C7Lで示す)の間のどこかの値となり、少なくとも従来の踏段の金属や樹脂製の角部に衝突する場合に比べて怪我の確率を小さくすることができる。
一般に、ウレタンゴムは金属に比べ磨耗しやすく、汚れも付きやすい。しかし、乗客が頻繁に乗降する踏面2の本体部6には金属材料を用いているので、本体部の山8が従来の踏段に比べて摩耗や汚れが増加することはない。衝撃吸収用クリート5にはウレタンゴムが用いられているが、この部分に乗客が足をかける頻度は少ないので、摩耗や汚れによって短時間で寿命に至ることはない。衝撃吸収用クリート5の摩耗や汚れが激しくなり、寿命に至った場合には、踏面2全体を交換する必要はなく、衝撃吸収用クリート5のみを交換すれば良い。また、衝撃吸収用クリート5は踏段1の幅方向に複数個取付けられているので、その1つだけが寿命に至った場合には、当該部分だけを交換すれば良い。このように、メンテナンスの費用を必要最小限にすることもできる。
以上の説明では、衝撃吸収用クリート5にウレタンゴムを用いるとしたが、衝撃吸収用クリート5の材料はウレタンゴムに限らず、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのエラストマーであっても良い。また、剛性が低いナイロン系あるいはテフロン(登録商標)系その他の樹脂材料も用いることが可能である。すなわち、衝撃吸収用クリート5の材料としては、樹脂あるいはエラストマーから選ばれる少なくとも1種類の材料により形成される高分子材料を用いることができる。
また、衝撃吸収用クリート5はデマケーション、すなわち段差部の境界線を兼ねることができる。
以上に述べたように、実施例1によるエスカレータの踏段を用いれば、乗客が転倒して踏段の角部に頭部が衝突しても怪我の重篤化を防ぐことができ、また、通常の使用状態でも乗客の転倒を助長することのない安全なエスカレータを、高分子材料の射出成型加工による簡単な製造工程により安価に提供することができる。
(実施例2)
実施例1では衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率が200MPaとして説明した。実施例2が実施例1と異なる点は、衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率が1000MPa以下とした点であり、衝撃吸収用クリート5の構造は同じである。このため、実施例2の構成の説明は省略する。
実施例1では衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率が200MPaとして説明した。実施例2が実施例1と異なる点は、衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率が1000MPa以下とした点であり、衝撃吸収用クリート5の構造は同じである。このため、実施例2の構成の説明は省略する。
まず、図31を用いて実施例2の怪我の確率について説明する。実施例2の衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率の範囲を、図31にEで示す。
衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率を、70000MPaから減少させていく場合を考える。材料のヤング率が2300MPa(ポリカーボネート)程度になっても、怪我の確率は全く変わらない。さらに減少させ、1000MPa以下になると、衝撃吸収用クリート5の寸法によっては怪我の確率は急激に低下していくことが分かる。
つまり、衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率が1000MPa以下とすれば、衝撃吸収用クリート5の寸法を表1に示した範囲内で適切に決めることで、従来の踏段の金属や樹脂製の角部に衝突する場合に比べて重篤な怪我の確率を小さくすることができる。
他方、前述したように、エスカレータの通常の使用状態において衝撃吸収用クリート5に要求される材料硬度としては、乗客の転倒を助長するような柔構造あるいは材料硬度であってはならない。すなわち、乗客がクリート上に立ち、あるいはクリート上を歩行する際に、その荷重によってクリートが座屈しない材料硬度が必要である。かかる観点から衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率には実用上必要な下限値が存在する。この下限値は、前述した図10および表1に示した構造と寸法範囲内において適宜選定されるが、例えば20MPa以上、望ましくは50MPa以上、さらに好ましくは100MPa以上とすることが望ましい。
従って、衝撃吸収用クリート5として材料のヤング率が1000MPa以下の範囲高分子材料を用いることにより、乗客が転倒して踏段の角部に頭部が衝突しても、重篤な怪我をする確率が小さく、かつ、ヤング率が20MPa以上の高分子材料を用いることにより、通常の使用時においても乗客の荷重によってクリートが座屈することがない、安全なエスカレータを提供することができる。
以上本発明を実施形態を用いて説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…踏段
2…踏面
3…蹴上部
4…スカートガード
5…衝撃吸収用クリート
6…本体部
7…切欠き部
8…本体部の山
9…蹴上部の山
10…蹴上部の谷
11…山
13…ベース部
2…踏面
3…蹴上部
4…スカートガード
5…衝撃吸収用クリート
6…本体部
7…切欠き部
8…本体部の山
9…蹴上部の山
10…蹴上部の谷
11…山
13…ベース部
Claims (7)
- 進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列された本体部を有する踏み板と、この踏み板の前記本体部の後端部において結合され、複数条の山が幅方向に配列され隣接する山間に谷が形成された蹴上げ部と、この蹴上げ部及び前記踏み板が結合される角部において形成された切欠き部に設けられた衝撃吸収用クリートと、を備え、前記衝撃吸収用クリートは、進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列され、かつ、頭部が前記衝撃吸収用クリートに衝突したときに、少なくとも前記衝撃吸収用クリートのヤング率に比例する前記衝撃吸収用クリートのバネ定数から算出される頭部の加速度に基づいて得られる頭部障害基準値が、怪我の発生確率100%を下回る値となる、前記衝撃吸収用クリートのヤング率の値を有する高分子材料によって形成されることを特徴とするエスカレータ用踏段。
- 進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列された本体部を有する踏み板と、この踏み板の前記本体部の後端部において結合され、複数条の山が幅方向に配列され隣接する山間に谷が形成された蹴上げ部と、この蹴上げ部及び前記踏み板が結合される角部において形成された切欠き部に設けられた衝撃吸収用クリートと、を備え、前記衝撃吸収用クリートは、進行方向に平行な複数条の山が幅方向に配列され、後端面が前記蹴上げ部の谷と同一平面をなし、前記衝撃吸収用クリートの各山は前記蹴上げ部の各山と半ピッチずれた位置に配置され、前記衝撃吸収用クリートの各山の長さは15〜45mm、各山の厚さは2〜4mm、各山の間隔は5〜7mm、各山の高さは10〜15mmの範囲に設定されており、かつ、頭部が前記衝撃吸収用クリートに衝突したとき、少なくとも前記衝撃吸収用クリートのヤング率に比例する前記衝撃吸収用クリートのバネ定数から算出される頭部の加速度に基づいて得られる頭部障害基準値が、怪我の発生確率100%を下回る値となる、前記衝撃吸収用クリートのヤング率の値を有する高分子材料によって形成されることを特徴とするエスカレータ用踏段。
- 前記ヤング率は1000MPa以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエスカレータ用踏段。
- 前記高分子材料は、
樹脂またはエラストマーから選ばれる少なくとも1種類の材料により形成される請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のエスカレータ用踏段。 - 前記エラストマーは、
ウレタンゴム、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、及びフッ素ゴムから選ばれる少なくとも1種類の材料により形成される請求項4に記載のエスカレータ用踏段。 - 前記衝撃吸収用クリートは、
デマケーションを兼ねる請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のエスカレータ用踏段。 - 前記衝撃吸収用クリートは、
前記踏み板の幅方向に複数個配列される請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のエスカレータ用踏段。
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