JP6084664B2 - Escalator steps and escalators - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、エスカレータ用踏段及びエスカレータに関する。 Embodiments described herein relate generally to an escalator step and an escalator.
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。 In escalators, accidents due to falling frequently occur, and if the head collides with a corner where the tread surface of the step and the kick surface intersect, there is a possibility of serious injury. For this reason, there is a need for a safe escalator that absorbs the energy of the collision and prevents serious injury even if it falls and the head collides with the corner. However, even if it prevents the serious injury caused by the fall, the structure should not promote the fall of passengers under normal use conditions.
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。
As a means for preventing serious injury when a body collides with a corner, an escalator step in which a cleat strip made of a soft polymer is attached to a tread portion corresponding to the corner has been proposed (Patent Document 1). . That is, in
しかしながら上記特許文献1には、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。
However, the above-mentioned
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。 As mentioned above, the challenge required for escalator steps is that even if the passenger falls and the most important head of the human body collides with the corner of the step, it absorbs the energy of the collision and causes injury. It must not have a flexible structure or material hardness that can prevent serious injury and promote passenger overturning under normal use conditions. That is, when the passenger stands on the cleat or walks on the cleat, the material hardness is required so that the cleat does not buckle due to the load.
ところで、通常、踏段の上面には、滑り止め等のために、細幅形状の山が複数条形成されており、上述したクリートにもこれらの山に連続する形状で細幅形状の山部が複数条形成されている。このクリートに形成された細幅形状の山部が、乗客のハイヒールの踵や、傘の先端で突かれて横方向の力を受けた場合、複数条の山部の一部が、横方向に変形する。 By the way, normally, on the upper surface of the step, a plurality of narrow-shaped ridges are formed to prevent slipping, and the above-mentioned cleat also has a narrow-shaped ridge in a shape that is continuous with these ridges. Multiple strips are formed. When the narrow ridge formed on this cleat is subjected to lateral force by being struck by the heel of a passenger's high heel or the tip of an umbrella, some of the multiple ridges are Deform.
この複数条の山部の一部が変形した場合、エスカレータの乗降部に設けられたコムと呼ばれる部品が損傷することがある。すなわち、エスカレータの乗降部には、踏段が乗降部の床下に侵入する部分に、踏段に形成された複数条の山の間に挿入される櫛状に形成されたコムが設けられている。このコムの櫛の歯部分は、踏段の移動に伴い踏段の山の間に挿入されたのち、踏段の山に連続するクリートの山部間にも挿入され、これらの間に詰まっている小石などの異物を除去する。このとき、クリートの山部の一部が、横方向に変形していると、コムの櫛の歯状の部分が変形部分に引っ掛かり、櫛の歯状の部分が損傷する恐れがある。 When a part of the plurality of ridges is deformed, a part called a comb provided in the getting on / off portion of the escalator may be damaged. That is, a comb-shaped comb that is inserted between a plurality of ridges formed on the step is provided in a portion where the step enters the floor under the floor of the escalator. The comb teeth of this comb are inserted between the hills of the step as the step moves, and are also inserted between the ridges of the cleats that continue to the hills of the step. Remove foreign material. At this time, if a part of the peak portion of the cleat is deformed in the lateral direction, the comb-shaped tooth portion of the comb may be caught by the deformed portion, and the comb-shaped portion may be damaged.
このように、乗客の転倒による怪我の発生を確実に防止できることが必要であると共に、怪我防止のために設けたクリート部分が変形すると、他の部品に損傷が生じることがあった。 Thus, it is necessary to be able to reliably prevent the occurrence of injury due to the passenger falling, and when the cleat portion provided for injury prevention is deformed, other parts may be damaged.
本発明の実施形態は、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ると共に、その部分的な変形を防止して、他の部品の損傷を防止できるエスカレータ用踏段及びエスカレータを提供することにある。 In the embodiment of the present invention, by selecting the material of the shock absorbing cleat provided at the corner of the escalator step and the material characteristics thereof, even if the passenger falls and the head collides with the corner of the step, the injury may occur. An object of the present invention is to provide an escalator step and an escalator that can prevent serious deterioration and prevent partial deformation of the escalator and prevent damage to other components.
本発明の実施形態に係るエスカレータ用踏段及びエスカレータは、平行な複数条の山が幅方向に配列された金属材料による踏面の本体部と、前記踏面の本体部の一端に結合され、複数条の凸部が幅方向に配列され、隣接する前記凸部の間に凹部が形成された蹴上げ部と、前記蹴上げ部と前記踏面の本体部とが結合される角部に形成された切欠き部に設けられ、一端部が前記本体部の山の端部と合致するように平行配置された複数の山部を有する、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衝撃吸収用クリートとを備え、前記本体部の山の端部の、前記衝撃吸収用クリートの山部との合致面に凸部が形成され、前記衝撃吸収用クリートの山部の合致面には前記凸部と嵌合する凹部が形成され、これら凸部と凹部との嵌合により、前記衝撃吸収用クリートの山部が横方向の力を受けたとき、前記本体部の山の端部と前記衝撃吸収用クリートの山部との合致状態を維持できる構造とした。
Escalator use step and an escalator according to an embodiment of the present invention includes a main body portion of the tread of a metal material parallel plural rows of pile are arranged in the width direction, it is coupled to one end of the body portion of the tread surface, plural conditions The raised portions are arranged in the width direction, and a raised portion in which a recessed portion is formed between the adjacent raised portions, and a notch portion formed in a corner portion where the raised portion and the main body portion of the tread are coupled to each other. A shock absorbing cleat formed of a polymer material having a Young's modulus in a range of 1000 MPa or less, and having a plurality of ridges arranged in parallel so that one end thereof coincides with the ridge of the main body. provided, of Yamanoha portion of the main body portion, the convex portion mating surface between the crest of the shock absorbing cleat is formed, the recess on the mating surface of the mountain portion of cleat and the impact absorber to be fitted with the protrusion Are formed, and these protrusions and recesses The case, ridges of cleat the shock absorption when subjected to lateral force, and a structure capable of maintaining a consistent state of the Yamanoha portion and the impact ridges of absorbing cleats of said main body portion.
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、部分的に横方向の力を受けても変形を確実に防止して、他の部品の損傷を防止することができる。 According to the present invention, even if the passenger falls and the head collides with the corner of the step, the serious injury can be surely prevented, and even if a partial lateral force is applied, the deformation can occur. Can be reliably prevented, and damage to other components can be prevented.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はこの実施の形態におけるエスカレータ用踏段(以下、単に踏段と呼ぶ)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、階段状に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。
FIG. 1 is a side view of an escalator step (hereinafter simply referred to as a step) 1 in this embodiment. The
図2は、角部(図1のA部)を部分的に取り出し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。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6の山8が等間隔で設けられている。
FIG. 2 is a perspective view showing a corner portion (A portion in FIG. 1) partially taken out and showing the direction of the skirt guard 4 from the vicinity of the center of the
図3は、図2における本体部6と、その角部に取り付けられた衝撃吸収用クリート5と、本体部6とを分離した状態で示している。また、図4は、図3で示した衝撃吸収用クリート5を後端面側から見た図であり、さらに、図5は図4のX−X矢視図、図6は、図4のY−Y矢視図である。
FIG. 3 shows the
これらの図において、 蹴上部3には、板を曲げ加工することにより、複数個の山9と谷10を交互に等間隔で設けている。なお、踏面2の本体部6や蹴上部3には、アルミニウムやステンレスなどの金属材料が用いられている。
In these drawings, a plurality of
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短尺山11と、後端面が蹴上部の山9と同一平面になるまで突出した長尺山12とが交互に等間隔で設けられている。短尺山11と長尺山12からなる山部(以下、山部11,12とも呼ぶ)の前端面は、踏面2の本体部6の山8の後端面と合致して、連続した直線状の細幅凸部を形成している。短尺山11と長尺山12の下部にはベース部13が設けられている。長尺山12の下部のベース部13には、蹴上部3の山9の穴14を塞ぐ突起部15が設けられている。
The
図2及び図3では、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。
2 and 3, only one
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。
For the
ここで、本体部6の上面に等間隔で設けられた複数個の山8の後端部と、衝撃吸収用クリートの山部11,12の前端部とが合致する部分は、これら山部11,12が個別に横方向の力を受けたとき、合致状態を維持できる構造とした。具体的には、合致する一方の面に凸部を、他方の面に凹部を形成して、これら凸部及び凹部を互いに嵌合させた構造する。例えば、図3で示すように、本体部6の山8の合致面には凸部8aを形成する。衝撃吸収用クリート5の山部11,12の合致面に凹部11a,12aを形成する。そして、衝撃吸収用クリート5を本体部6の切欠き部7に装着する際、これら合致面に設けられた凸部8aと凹部11a,12aを相互に嵌合させる。
Here, the portions where the rear end portions of the plurality of
また、本体部6の山8の端部と衝撃吸収用クリート5の山部11,12とが合致する面は傾斜させている。その傾斜方向は、図5、図6で示すように、衝撃吸収用クリート5側の合致面が、その山部11又は12の上面に対して鋭角を成す角度に傾斜させる。なお、図示しないが本体6側の合致面である山8の後端面も同方向に傾斜させ、本体部6の山8の端部と衝撃吸収用クリート5の山部11,12とが互いに合致するように構成している。合致面を傾斜させたのは、本体部6への衝撃吸収用クリート5の装着、及び取り外しを容易にするためである。
Further, the surface where the end portion of the
このような構成の踏段1は、図7で示すように複数個無端状に連結されており、階段状に走行させることによりエスカレータ21として構成される。
As shown in FIG. 7, a plurality of
図7において、エスカレータ21は、上階床と下階床の間に亘って配置されたトラス構造体22を有し、その内部の、上階床と下階床の各近傍位置に配置された一対の踏段チェーン歯車23,24を有する。この一対の踏段チェーン歯車23,24の間には無端状の踏段チェーン(図示せず)が掛け渡され、この踏段チェーンに複数の前述した踏段1が連鎖状に支持される。すなわち、複数の踏段1が無端状に連結された構造となる。
In FIG. 7, the
トラス構造体22の上面の左右位置には一対の欄干27立設され、この一対の欄干27には、その外周を移動軌跡とする一対の移動手摺28が装着されている。一方の踏段チェーン歯車23には駆動ベルト29を介して駆動モータ30が連結され、この駆動モータ30に対しては、制動力を作用させる電磁ブレーキ31が設けられている。
A pair of
駆動モータ30が駆動すると、踏段チェーンの移動によって各踏段1が上階乗降部と下階乗降部の位置で反転する所定の無限軌跡上を移動する。
When the
移動手摺28は、踏段チェーン歯車23に連結手段(図示せず)によって連結されて、踏段1の移動に連動して移動する。
The moving
トラス構造体22には、上階床と下階床に、乗降部の床34がそれぞれ形成されている。乗降部の床34の一端側の下方にはコム(櫛状部品)35が設けられている。すなわち、このコム35は、エスカレータ21の運転時に、踏段1が乗降部の床下に侵入する部分に、踏段1の移動方向と直交する幅方向に渡って設けられている。
In the
このコム35は、図8で示すように踏段1の上面に形成に形成された複数の山8の間にそれぞれ挿入されるように、上述した幅方向に並設された、複数の櫛歯部分35aを有する。このコム35の櫛歯部分35aは、踏段1の移動に伴い、踏段1の山8の間に挿入されたのち、この山8に連続するクリート5の山部11,12の間にも挿入され、山8の間及び山部11,12の間に詰まった小石などの異物Gを除去し、異物Gが床34の下方に構成されたエスカレータ駆動用の機械室に侵入するのを防止している。
As shown in FIG. 8, the
次に、一例として、衝撃吸収用クリート5をヤング率が200MPaのウレタンゴムにより形成した場合の、乗客が転倒した際の安全性について、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の結果に基づいて説明する。
Next, as an example, when the
図9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は衝撃吸収用クリート5の、図9で示した各部の寸法範囲を示す表である。
[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(図1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。
[1] Criteria for evaluating head injury (HIC) First, the evaluation criteria for injuries and injuries when a passenger falls and the head collides with the corner (step A in FIG. 1) of
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。 Here, t1 and t2 are arbitrary times during the collision, and g is the gravitational acceleration.
図10は、インジュリーリスク曲線を示すグラフである。図10において、曲線1101は軽度の頭部損傷の確率を示す曲線であり、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。
FIG. 10 is a graph showing an indefinite risk curve. In FIG. 10,
HICが分かると、図10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10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。
If the HIC is known, the probability of injury can be estimated from the indigenous risk curve shown in FIG. The Injury risk curve has the HIC value on the horizontal axis and the probability of head injury or death on the vertical axis. If the HIC value is known, the probability according to the degree of head injury can be estimated. . Here, “mild head injury” indicated by a
[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(図1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。
[2] HIC calculation method and calculation model (calculation by Newmark β method)
Next, a calculation method of the HIC and a calculation model by the Newmark β method when the passenger falls and the head collides with the corner portion (A portion in FIG. 1) of the
図11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11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。 The speed v at the time of collision was assumed as follows.
図12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。 Assuming that L is 1.72 m in average Japanese height and the gravitational acceleration g is 9.8 m / sec 2 , v = 4.11 m / sec.
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。 The influence of the body part at the time of collision was negligible because the bending rigidity of the neck was very small. Strictly speaking, the kinetic energy of the head at the time of collision is the sum of the translational motion and the rotational motion, but was ignored because the kinetic energy of the rotational motion was small.
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。
If the mass m of the head, the spring constant k2 of the
[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)
図13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。
[3] Analysis method and result of spring constant of shock absorbing cleat (calculation by FEM)
As shown in FIG. 13, the analysis model was created by tilting 60 ° with respect to the vertical axis (Z axis in the figure). The action direction of the load when the human head collides with the horizontal of the
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。
The analysis model was created using three-dimensional tetrahedral elements. The displacement of the nodes on the bottom surfaces of the
頭部が衝撃吸収用クリート5に衝突する場合、1つの長尺山12に当る場合と、2つの長尺山12に当る場合がある。このため、前者の場合は、図14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、図15に示すように、2つの長尺山12のそれぞれのZ方向の荷重(図15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、表1のLを当てはめることにより、4.26N又は4.87Nとした。
When the head collides with the
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。 Analysis was performed under the above conditions, and the displacement in the Z direction when a load was applied was obtained.
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つの長尺山12に頭部が当る場合で、バネ定数は683.1N/mm、最も小さいのは、1つの長尺山12に頭部が当る場合で、バネ定数は147.2N/mmであることが分かる。
When the Young's modulus of the material is constant (200 MPa in this case), the
[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] HIC calculation conditions and calculation results (4-1) When the spring constant of the shock absorbing cleat is the smallest (when Young's modulus is constant)
The spring constant of the
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=147.2N/mm)についてHICを計算する。
First, when the Young's modulus of the material is constant (200 MPa), the HIC is calculated when the spring constant of the
mには成人の頭部の平均質量(4.5kg)を用いた。 For m, the average mass (4.5 kg) of the adult head was used.
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11に示す合成バネ定数Kはk2と等しくなる。 For the spring constant (k1) of the skull, the skull was assumed to be a rigid body for the time being k1 = ∞. That is, the combined spring constant K shown in FIG. 11 is equal to k2.
図11の計算モデルで、m=4.5kg、k1=∞、k2=147.2N/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16に示す。 In the calculation model of FIG. 11, the motion of the head (m) after the collision is analyzed with m = 4.5 kg, k1 = ∞, and k2 = 147.2 N / mm. FIG. 16 shows an example calculated using the Newmark β method shown in equations (2) to (4).
図16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16に示した。なお、図16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。
The acceleration acting on the head (mass m) shown in FIG. 16 was obtained until the acceleration after the collision became zero again. FIG. 16 also shows the result of obtaining the HIC represented by the equation (1) from the obtained acceleration. The HIC values shown in FIG. 16 are obtained when the integration start time (t 1 in equation (1)) is set to
求まったHICの値を、図10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17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10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。 FIG. 17 shows a plot of the obtained HIC values plotted on the Injury risk curve shown in FIG. In addition, the curve of “Minor head injury” (the curve indicated by A in FIG. 10) is used as the Injury risk curve. In this example, the probability of injury is 46.0%.
以上の計算は、材料のヤング率が200MPaの場合である。 The above calculation is performed when the Young's modulus of the material is 200 MPa.
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。
Consider a case where the Young's modulus of a material is changed from 50 to 70000 MPa. The spring constant of the
k2p=147.2×(2300/200)=1693N/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。
k2p = 147.2 × (2300/200) = 1669 N / mm (7)
The Young's modulus of the material is changed from 50 to 70000 MPa, the spring constant (k2) of the
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10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。 From the calculated acceleration of the head (mass m), the HIC represented by equation (1) is obtained. When the HIC is obtained, the probability of injury can be estimated from the indigenous risk curve shown in FIG.
このようにして求めたHIC及び怪我の確率を、図18及び図19に示す。図18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19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。 The HIC and injury probability obtained in this way are shown in FIGS. FIG. 18 shows the HIC obtained by taking the Young's modulus of the material on the horizontal axis. FIG. 19 shows the probability of injury by taking the Young's modulus of the material on the horizontal axis.
図18及び図19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。 18 and 19, C1 and C2 are cases where the Young's modulus of the material is 200 MPa, and D1 and D2 are cases where the Young's modulus of the material is 2300 MPa (polycarbonate).
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。 The above is a case where the spring constant of the skull is a rigid body (k1 = ∞). There is a literature in which the spring constant (k1) of the skull is about 1000 N / mm, but it is not always clear. For this reason, in addition to the case where k1 is ∞ (assuming the skull is a rigid body), the same calculation was performed for k1 = 3000 N / mm and k1 = 1000 N / mm.
計算した結果を図20及び図21に示す。図20及び図21は、図18及び図19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20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21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。 The calculated results are shown in FIGS. FIGS. 20 and 21 are obtained by adding the cases of k1 = 3000 N / mm and k1 = 1000 N / mm to the calculation results shown in FIGS. 18 and 19. FIG. 20 shows the HIC obtained by taking the Young's modulus of the material on the horizontal axis. FIG. 21 shows the probability of injury by taking the Young's modulus of the material on the horizontal axis.
図20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。
As can be seen from FIG. 20, when the Young's modulus of the material is large, the value of HIC also varies greatly depending on the spring constant (k1) of the skull. On the other hand, when the Young's modulus of the material is small, the HIC value does not change much even if the spring constant (k1) of the skull is changed. Note that when the Young's modulus of the material is large, the spring constant (k2) of the
図21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20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。 As can be seen from FIG. 21, when the Young's modulus of the material is large, the HIC value exceeds 1000 and the probability of injury is 100%. When the Young's modulus of the material is small (the region where the Young's modulus is 1000 MPa or less), the HIC value is less than 1000 as shown in FIG. 20, so the probability of injury decreases sharply as the Young's modulus of the material decreases. I will do it.
(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=683.1N/mm)について、(4−1)と同様に、HIC及び怪我の確率を計算する。
(4-2) When the spring constant of the shock absorbing cleat is the largest (when Young's modulus is constant)
When the Young's modulus of the material is constant and the spring constant of the
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683.1N/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。
The spring constant (k2) of the
材料のヤング率を50〜70000MPaまで変化させた結果を図22及び図23に示す。図22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23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。 The results of changing the Young's modulus of the material from 50 to 70000 MPa are shown in FIGS. FIG. 22 shows the HIC obtained by taking the Young's modulus of the material on the horizontal axis. FIG. 23 shows the probability of injury by taking the Young's modulus of the material on the horizontal axis.
図22及び図23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。 22 and 23, C5 and C6 are cases where the Young's modulus of the material is 200 MPa, and D5 and D6 are cases where the Young's modulus of the material is 2300 MPa (polycarbonate).
図22及び図23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。 22 and 23, it can be seen that when the Young's modulus of the material is large, the value of HIC varies greatly depending on the spring constant (k1) of the skull, and the probability of injury is 100%. If the Young's modulus of the material is small, the HIC value does not change much even if the spring constant (k1) of the skull is changed, and the probability of injury decreases rapidly as the Young's modulus of the material decreases. .
(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21と図23を、同一のグラフにプロットしたものを図24に示す。
(4-3) Young's modulus of shock absorbing cleat material and injury probability FIG. 24 is a plot of FIG. 21 and FIG. 23 plotted on the same graph.
図24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。 In FIG. 24, C7 is the case where the Young's modulus of the material is 200 MPa, and D7 is the case where the Young's modulus of the material is 2300 MPa (polycarbonate).
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24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。
When the Young's modulus of the material is 200 MPa, if the size of each part of the
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。
On the other hand, when the Young's modulus of the material is 2300 MPa (polycarbonate) (indicated by D7), the probability of injury is 100 regardless of the value of each part of the
上述の説明は衝撃吸収用クリート5に用いられる材料のヤング率を200MPaとした場合であるが、図24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を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著しく小さくできることがわかる。すなわち、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、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が、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。
The above description is for the case where the Young's modulus of the material used for the
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9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。
On the other hand, as described above, the material hardness required for the
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。
Therefore, the probability of serious injury even if the passenger falls and the head collides with the corner of the step by using a polymer material with a Young's modulus of 1000 MPa or less as the
このように、衝撃吸収用クリート5は、頭部が衝突したときに、衝撃吸収用クリート5のヤング率に比例する衝撃吸収用クリート5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、衝撃吸収用クリート5のヤング率の値(1000MPa以下)を有する高分子材料によって形成すればよい。
Thus, the
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。
In the above description, urethane rubber is used for the
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。
Further, the
ここで、衝撃吸収用クリート5に形成された細幅形状の山部11,12が、乗客のハイヒールの踵や、傘の先端で突かれて横方向の力を受けた場合、衝撃吸収用クリート5は、前述のように材料のヤング率が1000MPa以下の範囲高分子材料で作られているので、複数条の山部11,12の一部が、横方向に変形しようとする。
Here, when the
この複数条の山部11,12の一部が変形しても、乗客が転倒するようなことはないが、エスカレータ21の乗降部に設けられたコム35を損傷することがある。コム35は、前述のように、エスカレータ21の乗降部の、踏段1が乗降部の床下に侵入する部分に設けられ、その櫛歯部分35aは、踏段1に形成された複数条の山8の間に挿入され、さらに、踏段1の移動に伴い衝撃吸収用クリートの山部11,12間にも挿入され、これらの間に詰まっている小石などの異物を除去する。このとき、クリートの山部11,12の一部が、横方向に変形していると、コム35の櫛歯部分35aが山部11,12の変形部分に引っ掛かり、櫛歯部分35aが損傷する。
Even if a part of the plurality of
この実施の形態では、本体部6の山8の後端部と、衝撃吸収用クリートの山部11,12の前端部とが合致する部分は、これら山部11,12が個別に横方向の力を受けても、合致状態を維持できる構造としたので、衝撃吸収用クリートの山部11,12が部分的に変形することはなく、コム35の損傷を防止できる。すなわち、合致する一方の面に凸部を、他方の面に凹部を形成して、これら凸部及び凹部を互いに嵌合させている。例えば、図3で示すように、本体部6の山8の合致面に凸部8aを形成し、衝撃吸収用クリート5の山部11,12の合致面には穴状の凹部11a,12aを形成する。そして、これら合致面に設けられた凸部8aと凹部11a,12aを相互に嵌合させる。
In this embodiment, a portion where the rear end portion of the
この嵌合関係により、乗客のハイヒールの踵や、傘の先端で突かれて横方向の力を受けても、金属などによる高い剛性の本体部6の山8に支えられ、複数条の山部11,12の一部が変形することはない。
Due to this fitting relationship, even if it is struck by the heel of a passenger's high heel or the tip of an umbrella and receives a lateral force, it is supported by the
また、本体部6の山8の端部と衝撃吸収用クリート5の山部11,12とが合致する面、同様に本体6側の合致面である山8の後端面も傾斜させているので、本体部6への衝撃吸収用クリート5の装着、及び取り外しを容易にすることができる。
Further, the surface where the end portion of the
なお、山部11,12の合致面に形成した凹部11a,12aとして穴状の凹部を図示したが、これに限らず山部11,12の合致面の上下に連続する溝状の凹部としてもよい。この場合、溝状の凹部に嵌合する凸部8aとしては、上述した溝状凹部の全長にわたって嵌合する突条片状のものにすればよい。
In addition, although the hole-shaped recessed part was illustrated as the recessed
また、上述の説明では本体部6の山8の端部に凸部8aを、これに対する衝撃吸収用クリート5の山部11,12の端部に凹部11a,12aを形成したが、勿論、この凹凸関係を反対にしてもよい。すなわち、本体部6の山8の端部に凹部を、衝撃吸収用クリート5の山部11,12の端部に凸部を形成してもよい。
In the above description, the
ただし、剛性の高い本体部6の山8側に凸部8aを形成し、比較的やわらかい衝撃吸収用クリート5の山部11,12側に凹部11a,12aを形成した方が嵌合状態を維持し、山部11,12の変形を防止するうえで好ましい。
However, the
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。 The present invention has been described using the embodiments. However, these embodiments are presented as examples, and the present invention is not limited to these embodiments. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
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
8a…凸部
9…蹴上部の山
10…蹴上部の谷
11,12…山部
11a,12a…凹部
35…コム
35a…櫛歯部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記踏面の本体部の一端に結合され、複数条の凸部が幅方向に配列され、隣接する前記凸部の間に凹部が形成された蹴上げ部と、
前記蹴上げ部と前記踏面の本体部とが結合される角部に形成された切欠き部に設けられ、一端部が前記本体部の山の端部と合致するように平行配置された複数の山部を有する、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衝撃吸収用クリートとを備え、
前記本体部の山の端部の、前記衝撃吸収用クリートの山部との合致面に凸部が形成され、前記衝撃吸収用クリートの山部の合致面には前記凸部と嵌合する凹部が形成され、これら凸部と凹部との嵌合により、前記衝撃吸収用クリートの山部が横方向の力を受けたとき、前記本体部の山の端部と前記衝撃吸収用クリートの山部との合致状態を維持できる構造としたエスカレータ用踏段。 A body part of a tread made of a metal material in which a plurality of parallel ridges are arranged in the width direction;
Is coupled to one end of the body portion of the tread surface, the convex portion of the plural rows are arranged in the width direction, and a riser portion having a recess formed between the convex portions adjacent,
A plurality of crests provided in a notch formed at a corner where the kick-up portion and the main body of the tread are joined, and arranged in parallel so that one end thereof matches the end of the crest of the main body. Having a shock absorbing cleat formed of a polymer material having a Young's modulus of 1000 MPa or less,
Of Yamanoha portion of the main body portion, the convex portion mating surface between the crest of the shock absorbing cleat is formed a recess for mating with the convex portion is formed on the mating surface of the mountain portion of cleat and the impact absorber When the ridges of the shock absorbing cleat are subjected to a lateral force due to the fitting between the convex portions and the concave portions, the end portions of the ridges of the main body portion and the ridge portions of the shock absorbing cleats are in agreement. Escalator step with a structure that can maintain
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