(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体としてＣ字形の横断面を有し、全体としてＴ字形の内側スロットを構成し、押出し成形によって作られた移動ハンドレールであって、
前記Ｔ字形スロットの周りに延びる熱可塑性材料の第１の層と、前記第１の層の外部の周りに延び、ハンドレールの外側輪郭を定める熱可塑性材料の第２の層と、前記Ｔ字形スロットを内張りした状態で前記第１の層に結合されたスライダー層と、前記第１の層内に延びる伸び防止手段とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層よりも硬質の熱可塑性樹脂で作られていることを特徴とする移動ハンドレール。
【請求項２】
前記移動ハンドレールは、前記Ｔ字形スロットの上に位置した上側ウェブ及び前記上側ウェブから前記Ｔ字形スロットの周りに下方に延びる２つのリップ部分を有し、前記第１の層は、少なくとも前記上側ウェブ内では前記第２の層よりも厚いことを特徴とする請求項１記載の移動ハンドレール。
【請求項３】
前記第１の層は、前記上側ウェブにおける前記移動ハンドレールの厚さの少なくとも６０％を占める厚さであることを特徴とする請求項２記載の移動ハンドレール。
【請求項４】
前記移動ハンドレールの前記上側ウェブの厚さは約１０mmであり、前記第１の層の厚さは少なくとも６mmであることを特徴とする請求項２記載の移動ハンドレール。
【請求項５】
前記第１の層は、ショアＤスケールが４０〜５０の範囲の硬さを有し、前記第２の層は、ショアＡスケールが７０〜８５の範囲の硬さを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の移動ハンドレール。
【請求項６】
前記スライダー層は、前記Ｔ字形スロットから出て前記第１の層の底部の周りに延びる縁部を有していることを特徴とする請求項１記載の移動ハンドレール。
【請求項７】
前記第１の層は、全体として半円形のリップ部分を２つ有し、前記リップ部分は、下端部のところに、互いに向かい合った垂直方向端面を有し、前記リップ部分は各々、前記垂直方向端面に隣接して位置した下方に突出しているリブを有し、前記スライダー層の縁部は、前記リブの周りに延びていることを特徴とする請求項６記載の移動ハンドレール。
【請求項８】
前記第２の層は、前記第１の層の半円形リップ部分を包囲するとともに前記スライダー層の縁部とオーバーラップした全体として半円形リップ部分を有していることを特徴とする請求項６記載の移動ハンドレール。
【請求項９】
前記第１の層は、前記Ｔ字形スロットの周りに部分的に延びる上側部分及びテーパした縁部を有し、前記第２の層は、前記Ｔ字形スロットの周りに延びる上側部分及び半円形縁部を有していることを特徴とする請求項１記載の移動ハンドレール。
【請求項１０】
前記伸び防止手段は、前記第１の層内の中央に位置する共通平面内に位置した複数本のスチールケーブルから成ることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の移動ハンドレール。
【請求項１１】
前記第１の層及び前記第２の層は各々、厚さが全体として一定であることを特徴とする請求項１記載の移動ハンドレール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の分野〕
本発明は、エスカレータ、動く歩道及びこれらと類似した輸送装置用の移動ハンドレールに関する。本発明は特に、押出し加工により成形されたかかるハンドレールに関する。
【０００２】
〔発明の背景〕
エスカレータ、動く歩道及びこれらと類似した他の輸送装置のための移動ハンドレールが開発された。かかるハンドレールの基本的な輪郭又はプロフィールは、厳密な寸法に関して製造業者で違いはあっても、今ではかなり標準型になっている。同様に、従来型ハンドレールは全て、幾つかの重要な又は必須の構成部品を有している。
【０００３】
特許請求の範囲を含む本明細書では、ハンドレールの構造を、通常の使用位置においてハンドレールの手すりの上側走行部に適用されたものとして説明する。ハンドレールは連続したループとして形成されていることは理解されよう。必然的に、ハンドレールの任意の部分は、ループ全体の周りを走行し、ループの周りを通る間、横方向軸線の回りに３６０°回転することになる。本発明のハンドレールと従来型構造の両方を全て、ハンドレールの水平に延びる上側走行部の縦断面に関して説明する。
【０００４】
従来型ハンドレールは、ハンドレールの本体を形成する上側本体部分を有している。この上側本体部分から下に２つのＣ字形又は半円形リップが延びている。本体及びリップは、下に開口し、高さよりも幅が大きなＴ字形スロットを定めている。本体及びリップのところのハンドレールの厚さはかなり一定であるのが通例である。
【０００５】
ハンドレールの主要又は共通構成要素に関し、本体及びリップは通常、熱硬化性材料で作られている。何らかの形態の伸び防止手段が、全体としてＴ字形スロットのすぐ上に間隔を置いた状態で、上側部分内の中性軸線に沿って設けられている。この伸び防止手段は通常は、スチールテープ、スチールワイヤ、グラスストランド又はケブラー（Kevlar）コードである。
【０００６】
ハンドレールが案内に沿って容易に滑動するようにするために、内張りがＴ字形スロットの外部の周りに設けられている。この内張りは、スライダー（slider）と呼ばれることがあり、一般に合成又は天然繊維系の織物又は布地である。これは、スチール製又は他の材料製の案内に対する摩擦係数が低いものであるよう選択されている。本体及びリップの外部は、適当な熱硬化性材料である被覆材で覆われている。
【０００７】
ハンドレールの基本的なプロフィール内に、ハンドレールに対して所望の特性を有する選択されたプライを設けるのがよく、これについては以下に詳細に説明する。
【０００８】
ハンドレールは、多種多様な要件を満足する必要があり、これら要件のうち多くのものは、互いに相反する場合がある。従来型ハンドレールにおける取り組みでは、上述の構成要素に加えて、又はこれらの変形例として、多くの互いに異なる要素を用いる場合が多い。これは、熱硬化性材料で作られる従来型ハンドレール構造の場合、極めて容易である。従来、ハンドレールは、加硫プレスの長さに一致して一度に１本が約３ｍの長さのものを数本ずつ徐々に又は小刻みに付け足して作られる。かくして、ハンドレールに必要な種々の要素、例えば、布地の層、出来たばかりで未硬化の熱硬化性材料の層及び引張補強要素を合体させる。布地のプライを組み込む場合、これらは未硬化のゴムに埋め込んだ状態で設けられる。かくして、層は全て未硬化の粘着性ゴム表面を呈し、これらは手動でローラを用いるか、或いは組立装置を用いることにより互いに圧接される。これら組み立て状態の要素の必要な長さを金型内に配置する。ここで、必要な温度及び圧力を加えて熱硬化性材料を加硫し、要素が一緒になって金型キャビティによって定められる所望のプロフィールを備えるようにする。いったん硬化すると、金型を開け、硬化した部分を金型から取り出し、成形のための既に組み立てられた状態の要素の次の長さが得られる。
【０００９】
この方法には多くの欠点がある。これは、ハンドレールを単位長さ分だけで構成するので時間がかかり、また結果的に金型の跡がつくので仕上がりがよくない。しかしながら、これには、比較的複雑な構造を、種々の特性を与えるよう設計された多くの互いに異なる要素を用いて組み立てることができるという利点がある。
【００１０】
本発明者は、ハンドレールを熱可塑性材料から押し出し成形する技術を開発した。これには、ハンドレールを本質的に連続して高速で製造できるという大きな利点がある。ハンドレールは、一貫して背が高く且つ一様な外観を備えることができ、これは、エスカレータまたはハンドレール利用設備の最も目につく要素であり、ユーザによって使われる製品では非常に望ましい。
【００１１】
しかしながら、ハンドレールの比較的複雑な構造を押し出し成形することは簡単ではない。ハンドレールを押し出し成形する提案があったが、本発明者の知る限り、成功した例はない。この理由は、種々の要素を確実に且つ一貫して合体させることが困難であることにあると考えられる。特に、熱可塑性材料からの公知のバッチ方式による又は区分的成型法からの技術を、押し出し成形ハンドレールに単に流用することはできない。むしろ、かかるバッチ方式の成型法から得られる技術は、連続押し出し成型法には適用できない。
【００１２】
より具体的に説明すると、追加の層を設けて所望の強度及び他の特性を得ることを教示するに過ぎない従来方法は、押し出し成形ハンドレールには簡単には適用できない。種々の層をあらかじめ組み立てる従来型成形法の場合、１又は２以上の追加の層を設けることは通常は比較的簡単なことである。これには、ハンドレールを組み立てる際に或る程度の注意と技術が必要な場合があり、これによりコストが増大するが、許容範囲なので基本的には成形作業の種々の工程は変更されない。
【００１３】
これとは対照的に、基本的なハンドレール構造の押し出し成形は、これを熱可塑性押し出し成形作業として考えてみた場合、既に多くの別々の要素を必要とする複雑な作業であり、これら要素がそれぞれ仕上がりプロフィール中に正確な位置にあるように注意を払わなければならず、例えば引張要素は、正しい平面内に位置したままでなければならず、しかもスライダーの布地をハンドレールのスロットの比較的複雑なプロフィールに合わせて付形しなければならない。追加の層又はプライを設けることはかくして極めて困難であってコスト高である。というのは、これにはスリッチングにより、さらに場合によっては接着剤を塗布することにより余分のプライを用意しなければならないからである。
【００１４】
次に、ハンドレールが満たさなければならない特性を考えると、これらは本質的に、ハンドレールがハンドレール案内上に載ったままで駆動されることができできるかどうかに関連している。かくして、ハンドレールのリップは、ハンドレール案内からの脱線又は離脱を防止するのに十分な強度を備えなければならない。これは通常はリップの所与の横方向撓みについて荷重又は力を測定することにより決定される。リップ相互間の間隔も又、ハンドレールの寿命全体を通じて正確でなければならず、しかも特定の許容誤差の範囲内で一定であり、又はこの特定の許容誤差の範囲内に維持されなければならない。追加の補強層又はプライを設けることは非常に困難である。
【００１５】
駆動特性に関し、ハンドレールと駆動ユニットとの間には十分な摩擦がなければならず、しかもハンドレールを駆動ユニットの及ぼす荷重によって損傷させてはならない。一方法は、ハンドレールをハンドレールの内面に係合する比較的大径のプーリの周りに掛けることであり、この方法を用いると、ハンドレールは後方に曲げられて駆動ホイールとの接触が増大する場合が多い。これにより十分な駆動特性が得られるが、多くの欠点がある。かかる駆動方式では、比較的広いスペースが必要になり、しかもハンドレールを逆の湾曲部に通すことにより、望ましくない応力が生じ、その結果ハンドレールの寿命が短くなる。
【００１６】
別の方法は、世界の或る地域では好ましいシステムであるいわゆる直線駆動装置（リニアドライブ）を用いることである。直線駆動方式では、ハンドレールは、１又は２以上の対をなすローラ間に通されるだけであり、これらローラはハンドレールに押しつけられる。各対のローラについて、ローラのうちの一方は従動ホイール又はプーリとしての役目を果たすに過ぎず、他方は駆動され、それによりハンドレールを駆動する役目を果たす。駆動力の十分な伝達を可能にするために、対をなすプーリ又はホイールは非常に大きな力で互いに圧接される。これは、ハンドレールに非常に大きな内部応力を生じさせる場合があり、それにより多くの問題が生じる。１対のホイール相互間のニップ内に生じる剪断応力は、従来型ゴム熱硬化性樹脂製品ではプライの離層を生じさせる場合がある。撚りスチールワイヤ、グラスヤーン等で作られた引張要素の場合、応力は研削作用を生じさせる場合があり、その結果、フレッチング疲労が生じることになる。
【００１７】
しかしながら、直線駆動方式の特徴は、多くの理由で望ましい。これらは、他の駆動装置で生じる上述の逆湾曲部に関する問題を解決する。これはコンパクトなので例えば透明な手すりを有していて、ハンドレール駆動装置に使える空間に制約を及ぼし、ハンドレールの所要長さを短くするエスカレータ設備では望ましい。また、種々のサイズの設備の場合、この装置のサイズに合わせるには駆動ローラの数を増やせばよいことに過ぎない。
【００１８】
当該技術分野では、従来方法で成形されたハンドレールに所望の特性を与えるための多くの方法が提案された。しかしながら、これのうち多くは構成が比較的複雑であり、一般に、熱硬化性材料のための従来型区分的成形方法に適用できるに過ぎない。かくして、米国特許第５，２５５，７７２号は、寸法安定度を向上させたエスカレータ及び動く歩道のためのハンドレールに関している。これは本質的に、スチールワイヤ又は他の引張要素が埋め込まれるゴムコンパウンドの層の各側に２層のプライが設けられたサンドイッチ構造を提供することにより達成される。これは好ましくは高強度のゴムであり、したがって構造的サンドイッチ構造が２つのプライ層を備えるようになっている。
【００１９】
重要なこととして、この構造における２つの対向したプライ層は、伸び防止手段に垂直に、それゆえに伸び防止手段のスチールケーブルに垂直に延びる堅い又はピンと張った主ヤーンを有している。ここでの意図は、リップを外方に変形させる傾向のある横方向の力に応答してリップの曲げ強さを高めることにある。
【００２０】
しかしながら、かかる構造は複雑であり、多くの種々の層を有している。かかる構造を押し出し加工によって成形することは極めて困難である。上述の基本的構成要素に加えて、布地から成る２つの追加のプライをどうにかして設けることが必要であり、これらは押し出し成形されたハンドレール内の正確な位置に設ける必要がある。
【００２１】
押し出し成形ハンドレールに適していると主張されている別の方法が、米国特許第３，６３３，７２５号及び米国特許第４，７７６，４４６号に記載されている。これら米国特許のうち前者のものでは、幾分変わった構造が提案されており、かかる構造では、ハンドレールの内側部分は、駆動を容易にするとともに曲げを容易にするための歯付き構造を備えている。この場合、別個のカバーが設けられる。米国特許第４，７７６，４４６号は、リップの各々の内部に設けられたいわゆる摩耗ストリップを提供する。これらは、２つの機能、即ち、低滑り摩擦係数をもたらす機能とリップの強度を高める機能を発揮するようになっている。これらは、堅いプラスチック材料、例えばナイロンで作られる。これらはハンドレールと同時押し出し成形されることが提案されている。ただし、押し出し成形法は開示されていない。これらリップが撓むことができるように、これらは、一方の側が連続しており、他方の側を列状の脚部の状態に分離するスロットを備えている。しかしながら、これは応力集中を生じさせるに過ぎず、これら比較的隆起した摩耗ストリップは、使用中、曲げ作用を繰り返し受けるので割れ及び屈曲疲れを生じる場合がある。
【００２２】
〔発明の概要〕
したがって、押し出し成形による連続生産を行いやすく、良好な又は向上したリップ強度、良好なリップ寸法安定度を有し、フレッチング疲労及び離層に耐性があり、直線駆動装置の最大駆動力伝達を可能にする特性を備えたハンドレールを提供することが望ましい。
【００２３】
本発明によれば、移動ハンドレール構造であって、ハンドレールは、全体としてＣ字形の横断面を有し、全体としてＴ字形の内側スロットを構成し、ハンドレールは、押出し成形によって作られ、ハンドレールは、（１）Ｔ字形スロットの周りに延びる熱可塑性材料の第１の層と、（２）第１の層の外部の周りに延び、ハンドレールの外側輪郭を定める熱可塑性材料の第２の層と、（３）Ｔ字形スロットを内張りした状態で第１の層に結合されたスライダー層と、（４）第１の層内に延びる伸び防止手段とを有し、第１の層は、第２の層よりも硬質の熱可塑性樹脂で作られていることを特徴とする移動ハンドレール構造が提供される。
【００２４】
好ましくは、ハンドレールは、Ｔ字形スロットの上に位置した上側ウェブ及び上側ウェブからＴ字形スロットの周りに下方に延びる２つのリップ部分を有し、第１の層は、少なくとも上側ウェブ内では第２の層よりも厚い。従来の提案とは異なり、第１の層は、プライを介在させないでスライダー層から第２の層まで延びるのがよい。上側ウェブの厚さは約１０mmであるのがよく、第１の層の厚さは少なくとも６mmであるのがよい。この相当な厚さの第１の層が比較的硬質の熱可塑性樹脂で作られた場合、この第１の層こそが、ハンドレールに直線駆動装置の向上した駆動特性を与えると考えられ、これについては以下に詳細に説明する。  有利には、第１の層は、ショアＤスケールが４０〜５０の範囲の硬さを有し、第２の層は、ショアＡスケールが７０〜８５の範囲の硬さを有する。
【００２５】
ハンドレールは、追加の布地層が設けられていない押し出し成形に適した簡単な構造を有するのがよく、したがって、互いに直に結合される２つの熱可塑性樹脂の層の間には直接的な境界面があり、前記境界面のところで、第１の層と第２の層は互いに結合して連続した熱可塑性本体を形成していることが好ましい。もし第１の層と第２の層が同種の材料、例えばＴＰＵで作られていて同時押し出し成形されると、これは、結合部が２つの材料の引裂強さに等しいという追加の利点をもっている。プライ状製品の場合に生じるような離層の恐れがない。さらにまた、スライダー層は第２の層内に埋め込まれた縁部を有していることが好ましい。
【００２６】
本発明の一層の理解のため及び本発明の実施の仕方を明確に示すために、例示として添付の図面を参照されたい。
【００２７】
〔好ましい実施形態の説明〕
先ず最初に図１を参照すると、図１は、従来型ハンドレールの断面を示している。上述のように、図１は、図２の場合と同様に、ハンドレールの平行な上側走行部に沿って延びる状態でハンドレールを示している。
【００２８】
従来型ハンドレールは、全体が符号１０で示されている。公知のように、ハンドレール１０は、伸び防止手段１２を有し、この伸び防止手段は、スチールケーブル、スチールテープ、ケブラー又は他の適当な引張要素から成るのがよい。図示のように、これは、ゴム層内に埋め込まれた状態で調達される。伸び防止手段１２とそのゴム被覆材及び比較的硬質のゴムから成る層１４は、２つの布地プライ１５相互間に設けられている。布地プライ１５及び硬質ゴム１４は、米国特許第５，２５５，７７２号に開示された構造から成るのがよい。
【００２９】
布地プライ１５は、Ｔ字形スロット１６の周りに部分的に延び、このＴ字形スロットの周りには、スライダー布地１８が設けられている。スライダー又はスライダー布地１８の端部は、図示のようにスロット１６から外へ延びている。ハンドレールを完成させるため、外側被覆材１９が、これまた米国特許第５，２５５，７７２号に開示されているように布地プライ１５の外側の周りに成形される。  次に、図２を参照すると、全体を符号２０で示された本発明のハンドレール構造が示されている。
【００３０】
ハンドレール２０は、多数のスチールワイヤで構成されている引張要素又は伸び防止手段２２を有し、この伸び防止手段２２はここでは、代表的には直径が０．５〜２mmの範囲にあるのがよい。任意適当な伸び防止手段を設けてもよい。Ｔ字形スロット２４が、スライダー布地２６によって内張りされている。スライダー布地は、直線駆動装置の駆動ホイールが食い込み係合できる適当な表面模様又は組織を備えた適当な面又は剛性材料である。これについては、以下に説明する。
【００３１】
本発明によれば、ハンドレールの本体は、比較的硬質の熱可塑性樹脂で作られた内側層２８と、比較的軟質の熱可塑性樹脂で作られた外側層３０とから成る。スチールワイヤ又は引張要素２２は、内側層２８内にこれに適当な接着剤で接着された状態で埋め込まれている。層２８，３０は、境界面のところで互いに直接くっついて、それにより連続した熱可塑性本体が形成されている。
【００３２】
図２Ａの第１の実施形態に示すように、内側層２８は、２つの半円形リップ部分３４に通じる全体として一定厚さの上側部分又はウエブ３２を有している。リップ部分３４は、垂直方向端面３６で終端し、小さな下向きのリブ３８が、垂直端面３６に隣接して設けられている。この場合、スライダー布地２６は、これら下向きのリブ３８に巻き付けられた端部４０を有している。
【００３３】
外側層３０はこれに対応して、上側部分４２及び半円形リップ部分３４よりも半径の大きな半円形部分４４を有している。図示のように、半円形リップ部分４４は、スライダーの縁部４０と僅かにオーバーラップしている。
【００３４】
本発明の重要な特徴は、２つの層２８，３０が、互いに異なる特性又は硬さを有していることにある。本実施形態では、外側層３０は、内側層２８よりも軟質等級のエラストマーであり、２つの層の特性は、以下の表１に示されている。
【００３５】
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内側層２８は、硬質であって全体として剛性であり、リップの寸法、即ち符号４６で示すようなＴ字形スロット２４の最下部の横断方向における端から端まで間隔を保つのに役立つ。
【００３６】
内側層２８はまた、スチール補強要素２２及びこれらスチール補強要素２２と接着剤の層によって提供されるような層２８のＴＰＵとの間の結合部を保護するのにも役立つ。これは、以下に詳細に説明するように駆動ローラによって加えられる荷重に少ない変形量で耐える層２８によって達成される。これは、過度の剪断応力からスチール補強要素２２及びこれらとＴＰＵの結合部を保護する。比較的軟質の材料で作られたハンドレールと比較的硬質の材料で作られたハンドレールについて疲れ試験を行って比較すると、硬質材料は確かにこのように引張要素２２を保護することが分かる。
【００３７】
次に、図２Ｂを参照すると、図２Ｂは、本発明のハンドレール構造の第２の実施形態を示している。単純化のために、同一の構成部品には、図２Ａと同一の参照符号がつけられており、かかる構成要素については説明を繰り返さない。
【００３８】
この第２の実施形態は、図２Ｂでは符号６３で示されており、従前通り、内側層２８、外側層３０及び適当な伸び防止部材、即ち、この場合もスチールケーブル２２を有している。
【００３９】
しかしながら、この第２の実施形態では、内側層２８は、第１の実施形態とは異なり、スライダー布地２６の周りに延びていない。それとは異なり、内側層２８は、上側部分３２及び厚さがテーパしていて、スロット２４の端部の半円の周りにほぼ半分のところで終端した短い縁部６４を有している。
【００４０】
これに対応して、外側層３０は、その底部に向かって厚さが増大した状態で厚さがテーパしたほぼ半円形の端部６６を有している。これは、端部又は縁部６４のテーパの度合を補償する。
【００４１】
これに対応して、外側層３０は、その底部に向かって厚さが増大した状態で厚さがテーパしたほぼ半円形端部６６を有している。これは、端部又は縁部６４のテーパの度合を補償する。
【００４２】
簡単な分析の示唆するところによれば、外側層３０について外側に硬質の層を設けることは、ハンドレールを補剛し、リップの強度を高めるのに役立つに過ぎない。しかしながら、駆動試験の分析の示すところによれば、駆動装置とハンドレールとの間の或る重要な相互作用の結果として、外側層３０について軟質のＴＰＵが選択された。
【００４３】
次に、図５、図６及び図７を参照すると、これらには、互いに異なるハンドレール構造についての駆動特性の変化が示されている。かくして、図５は、両方の層２８，３０について４５ショアＤスケールのショア硬さを有する硬質ＴＰＵで作られた手すりについての制動力と駆動ローラ圧力の関係を示している。他のグラフ図に関し、これは、１％、２％及び３％の互いに異なる滑り率についての３つの曲線を示している。
【００４４】
図６は、４５ショアＤスケールの同一ショア硬さを備えた比較的硬質のＴＰＵから成る内側層２８と８０ショアＡスケールのショア硬さを備えた比較的軟質のＴＰＵからなる外側層３０とで作られたハンドレールについての類似の一連の曲線を示している。駆動特性がかなり向上していることが分かる。任意所与の滑り率について、所与の駆動ローラ圧力では、ハンドレールに加えることができる駆動力を表す制動力が非常に大きくなっている。
【００４５】
比較例を挙げると、図７は、米国特許第５，２５５，７７２号に開示されているようなサンドイッチプライ構造を備えた熱硬化性材料で作られた従来型ハンドレールについての駆動曲線を示している。これらの示すところによれば、駆動ローラ圧力が約１３０kg以上であると、駆動ローラ圧力がそれ以上増加しても、制動力はそれほど増加しない。一般に、これらの結果は、図５及び図６の押し出し成形されたハンドレールの結果より劣っており、ＴＰＵについて２つの互いに異なる硬さを用いた図６の結果と比べて非常に劣っていることは明らかである。かかるハンドレールは、形態が非常に異なり、硬質の層は極めて小さいが、材料について２つの互いに異なる硬さを有していた。これらの結果を検討すると、ＴＰＵについて２つの互いに異なる硬さを用いることによって駆動特性の向上を得ることができるという見込みは得られない。
【００４６】
次に、図８Ａ、図８Ｂ及び図９を参照して本発明者によって創り出された理論を説明してこの動作原理を説明する。これは、本発明者の提唱する一理論であり、本発明をいかなる意味においても限定するものではない。
【００４７】
図８Ａは、駆動部分に設けられた状態の、即ち逆にした状態のハンドレール２０を示している。駆動ローラ５０は、スライダー布地２６に下方に押し付けられており、ハンドレール２０は駆動ローラ５０と従動ローラ５２との間に捕捉されている。
【００４８】
駆動ローラ５０は、ローラトレッド部５４（図８Ｂ）を備え、これに対応して、従動ローラ５２はローラトレッド部５６を有している。ローラトレッド部５４，５６は、以下に詳細に説明するように、適当な硬さを持つウレタン又はゴムで作られている。
【００４９】
ローラが粘弾性材料基材の表面を横切って転動するとき、応力パターンが接触領域中に生じ、これは転動又は転がり抵抗を増大させることが分かる。これは、図９に示されている。図９Ａは、符号７４で示された接触領域又はフットプリントを生じさせるよう基材７２を横切って転動しているローラ７０を示している。
【００５０】
図９Ｂは、弾性基材、例えばスチールについてのフットプリント又は接触領域７４内の接触応力の変化を示している。予想されるように、これらは全体として対称なので転動抵抗を生じさせず、いずれの方向においてもローラの動作については同じである。
【００５１】
図９Ｃは、図９Ａの矢印Ｆによって示された方向に移動している粘弾性基材についての接触応力を示している。粘性に起因して、フットプリントの前方端部に向かって応力が増大し、後方に向かって減少している。
【００５２】
この結果、上向きの力Ｎがローラ７０によって加えられた荷重とバランスをとる。この力Ｎは、ローラ７０の軸線からの距離ｘだけ前方にずれている。ローラの移動を維持するのに必要な矢印によって示された力Ｆはこの場合、以下の式によって与えられることが理解されよう。
【００５３】
ＦＲ＝Ｎｘ
より具体的には、転がり摩擦係数は、以下の式で定めることができる。
【００５４】
μｒ  ＝Ｆ／Ｎ＝ｘ／Ｒ
この転がり摩擦係数は、以下の式からも計算できる。
【００５５】
μｒ  ＝０．２５（Ｎ／ＧＲ２  ）１／３  ｔａｎδ
上式において、Ｇは、硬さに直接関連した剪断弾性率であり、ｔａｎδは、動的損失正接又は動的損失率である。
【００５６】
かくして、粘弾性材料により、結果的に接地面(contact patch )又は圧力分布の中心線のずれが生じることが知られている。本発明者の理解によれば、最も一般的に利用されている直線駆動装置が直径の互いに異なる駆動ローラ５０と従動ローラ５２を有しているので、これらの接触領域が一致しないということである。かくして、これにより、これらのそれぞれの接地面又はフットプリントの２つの互いに異なるずれが生じる場合がある。例えば、もしハンドレールが均質であり、２つのローラが同一の直径を有していたとすれば、必然的に、２つの接触面についてのずれがほぼ同じであると予想される。しかしながら、均質のハンドレールの場合であっても、互いに異なる直径に起因して、これらの接地面のずれが互いに異なり、その結果、駆動ローラの支持が不適当になる場合がある。換言すると、駆動ローラの接地面のずれの量が大きいと、ハンドレールはこの荷重と釣り合うように撓み又は動くことになるが、駆動ローラは適正には支持されない。
【００５７】
本発明によれば、外側又は被覆層３０は、軟質の材料でできている。この結果、従動ローラ５２は、駆動ローラ５０の接地面又はフットプリントよりも大きな又は少なくともこれと同程度の接地面又はフットプリントを生じさせる。図８Ｂには、これが詳細に示されており、２つのローラ５０，５２についての接地面５８，６０が示されている。矢印６２は、圧力分布から計算された各接地面についての有効中心、即ち、圧力分布と等価な点荷重が及ぼされる点を示している。かくして、小さなローラ５２のフットプリントを大きくすることにより、駆動ローラ５０は適正に支持される。
【００５８】
駆動特性の向上の第２の理由もまた、図９に示されている。ハンドレールの内側層又はメインカーカス部２８が硬質の材料で作られているので、スライダー布地２６は、層２８内ではなく、ローラトレッド部５４内に押し込まれる傾向がある。これにより、ローラ２０は、布地２６によって提供されるけん引面に食い込むことにより十分なけん引力を得ることができる。
【００５９】
ホイールトレッド部５４は、かなり硬いもの、例えば、硬さが９０〜９４ショアＡスケールのものでなければならないことは注目されるべきである。というのは、これによって良好な耐摩耗性が得られることになるからである。軟質のトレッド部５４は、大きなフットプリントを生じさせ、布地に一層よく馴染むが、フットプリント領域内の擦れにより、欠点として過度の摩耗率を生じがちになる。また、ヒステリシスによる熱の発生を防止するためには、軟らか過ぎない比較的薄いトレッド部５４が望ましい。また、薄いトレッド部により、熱がローラ５０に散らされるようになる。
【００６０】
さらに、米国特許第５，２５５，７７２号の場合とは異なり、層２８を、幾つかの層を積層した構造ではなく、エラストマー物質だけで作るのが有利であるということが注目される。均質の層２８は、弾性が一層高く、粘性によるエネルギ損失を低くし、それにより転がり抵抗を小さくする。これは、滑りの効果を打ち消すのに役立つ。これとは対照的に、複合積層構造は、エネルギ損失を増大させる場合が多く、これにより転がり抵抗が増し、滑りが増大する。
【００６１】
比較的硬質の層２８のもう１つの利点は、ハンドレールがローラ５０，５２相互間のニップを通って移動する際に受ける荷重に耐えることにある。これら荷重は、ハンドレールを局所的に圧縮する効果を持ち、それによりハンドレールは横方向に広がる。スチールワイヤは、軸方向における著しい伸びを防止するが、これらワイヤの横方向変形は、ホイール５０の真下のハンドレールを軸方向に短くするという結果をもたらす。応力を除くと、スチールワイヤは互いに接触して常態の幅の狭いアレイの状態に戻り、ハンドレールはその元々の長さの状態にスプリングバックする。この一時的な圧力によって生じる長さの変化により、事実上ハンドレールが駆動ホイール５０よりも僅かに（約１％）早く動くことになり、それにより、生じることが考えられる幾分かの滑りを補償する。
【００６２】
本発明のハンドレール、即ち図２Ａ及び図２Ｂに示すようなハンドレールは、別の利点をもたらす。試験用エスカレータ手すりについて行った試験の際、必要な動力及び駆動力は、図１の従来型ハンドレールの場合よりも小さいことが判明した。この理由は、硬質の層２８がハンドレールを横方向に補剛するだけでなく軸方向にも補剛してリップの強度を向上させることにあると考えられる。これとは対照的に、例えば米国特許第５，２５５，７７２号のような図１の構造は、ハンドレールを横方向に補剛するよう横方向に伸びるガラス繊維ストランドをもたらすが、これらは軸方向には効果をもたず、したがって中立軸線の周りの曲げ剛性を増大させないという点において直交異方性が顕著なプライを提供している。その結果、この種の構造は駆動ローラ、手すりの親柱（newel ）に相当する端部ローラ等の周りを通る際の可撓性が比較的高い。これにより、ハンドレールはこれらローラに密着するようになると考えられる。これとは対照的に、本発明のハンドレールの場合、層２８はハンドレールに或る程度の剛性を与えるので、ハンドレールは過度には曲がらず、親柱としての端部ローラ等に密着し過ぎる程度には係合せず、むしろ、ハンドレールと種々のローラは互いに接線方向に接触を行う可能性が高くなり、これにより摩擦が軽減され、それにより駆動モータに加わる荷重又はトルクが小さくなる。この補剛の程度は、選択された熱可塑性プラスチックの等級及び種々の層の形態で決まることになる。層がスロットの周りにぐるりと延びている図２Ａの構成は、層がスロット２４の周りにほんの一部しか延びていない図２Ｂの構造よりも剛性であることが必要である。
【００６３】
次に、図３及び図４を参照すると、互いに異なるハンドレールについての試験用装置一式について、時間数に対するリップ寸法及びリップ強度の比較結果が示されている。
【００６４】
先ず最初に図３を参照すると、この図は線８０により、比較的軟質の層２８及び比較的軟質の被覆材３０を備えた図２Ａの本発明の押出しハンドレールを示している。これらは、適当なリップ寸法を示しているが、時間の経過につれて僅かに劣化している。この試験の場合、３ローラ式日立（Hitachi ）製直線駆動ユニットを用いて、５．６ｍのハンドレールについての試験を６０ｍ／分の速度で２３０kgの駆動ローラ圧力及び１２０kgの制動力により行った。条件が実質的に同一であるが、４５ショアＤスケールのショア硬さを持つ層２８及び８５ショアＡスケールのショア硬さを持つ外側層３０を備えた場合について行った試験結果が線８１で示されている。これの示すところによれば、性能が非常に一貫しており、経時的変化が少なかった。
【００６５】
米国特許第３，４６３，２９０号に記載されているような綿の本体プライを用いて製造されたハンドレールの試験結果が線８２で示されている。これは、２０ｍの長さについてのほぼ同じ荷重条件及び速度で試験した。比較的短い時間である１０時間までに関しては、これは十分な性能を示している。
【００６６】
米国特許第５，２５５，７７２号による熱硬化性樹脂を用いて製造された従来型ハンドレールが線８３で示されている。これは、制動力を用いずに４つのローラに５０kgの駆動ローラ圧力を及ぼしてウエスティングハウス型の直線駆動装置により６０ｍ／分の速度で走行させた１０ｍ長さのものであった。これは、経時的劣化の度合いが大きくなっていることを示している。
【００６７】
最後に、線８４で示されており、特別に直線駆動装置用として設計されていない別のヨーロッパ型ハンドレールの試験を、線８０，８１，８２で示された試験の場合と同一の荷重及び速度で行った。これは、長さが１０ｍのハンドレールに関するものである。短い試験時間の間ではこれは十分な性能を示した。
【００６８】
これら試験結果の示すところによれば、硬質の層２８及び比較的軟質の層３０を用いた場合に良好な性能が得られ、１０００時間まで持ち耐えることができる。
【００６９】
図４を参照すると、これは、リップ強度の経時的変化を示している。便宜上、図３で用いたのと同一の符号が用いられている。というのは、これら符号で同一の試験用ハンドレールを示すためである。
【００７０】
かくして、線８０，８１で示した本発明のハンドレールは、良好な性能を示すと共に経時的に増大しているリップ強度を示している。予想されるように、線８１は、硬質の層２８を用いた場合、線８０で示すような２つの軟質の層２８，３０を備えた場合と比較してリップ強度が増大し、この増大したリップ強度が経時的に保たれることを示している。
【００７１】
一般に、線８０，８１で示される試験結果、特に線８１は、本発明のハンドレールでは性能が向上していることを示している。米国特許第３，４６３，２９０号の綿本体プライのハンドレール８２は、良好な初期リップ強度を示しているが、これは、急激に性能が低下し、僅か２０時間後には著しく劣化している。線８３で示す従来型ハンドレールも又、経時的な著しい劣化を示しており、本発明のハンドレールよりも性能が悪くなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来型ハンドレールの断面図である。
【図２Ａ】  本発明の第１の実施形態のハンドレールの断面図である。
【図２Ｂ】  本発明の第２の実施形態のハンドレールの断面図である。
【図３】  試験用装置一式に関して時間に対するリップの寸法の変化を示すグラフ図である。
【図４】  試験用装置一式に関して時間に対するリップの寸法の変化を示すグラフ図である。
【図５】  １つのハンドレール構造についての互いに異なる滑り速度について駆動ローラ圧力に対する制動力の変化の状態を示すグラフ図である。
【図６】  別のハンドレール構造についての互いに異なる滑り速度について駆動ローラ圧力に対する制動力の変化の状態を示すグラフ図である。
【図７】  別のハンドレール構造についての互いに異なる滑り速度について駆動ローラ圧力に対する制動力の変化の状態を示すグラフ図である。
【図８Ａ】  直線駆動装置の略図である。
【図８Ｂ】  図８Ａの２つのローラ相互間のニップの拡大図である。
【図９Ａ】  基材上を通るローラと弾性及び粘弾性材料の挙動を示す略図である。
【図９Ｂ】  基材上を通るローラと弾性及び粘弾性材料の挙動を示す略図である。
【図９Ｃ】  基材上を通るローラと弾性及び粘弾性材料の挙動を示す略図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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