(57)【要約】【課題】エスカレータ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。【解決手段】エスカレータ用踏段１は、平行な複数条の山８が幅方向に配列された本体部６を有する踏板２の、本体部６の一端に蹴上げ部３結合され、これらが結合される角部の切欠き部７に、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５が設けられ、このクリート５は、一端部が本体部６の山８の端部と合致するように平行配置された複数の山部１１，１２を有する。また、山８の端部と衝撃吸収用クリート５の山部１１，１２とが合致する部分を、山部が１１，１２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。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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板と、
前記踏板の前記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板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と前記衝撃吸収用クリートの山部とが合致する部分を、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、前記合致状態を維持できる構造としたエスカレータ用踏段。
【請求項２】
前記衝撃吸収用クリートは、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請求項１に記載のエスカレータ用踏段。
【請求項３】
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が合致する部分の合致状態を維持できる構造は、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。
【請求項４】
前記凸部が形成される面は前記本体部の山の合致面であり、凹部が形成される面は前記衝撃吸収用クリートの山部の合致面であることを特徴とする請求項３に記載のエスカレータ用踏段。
【請求項５】
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が合致する面が、前記衝撃吸収用クリートの山部の上面に対して鋭角を成す角度に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエスカレータ用踏段。
【請求項６】
前記請求項１乃至請求項５のいずれかに記載したエスカレータ用踏段を、複数個無端状に連結し、階段状に走行させることを特徴とするエスカレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平４−７７５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態に係るエスカレータの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本体部を有する踏板と、前記踏板の前記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、隣接する凸部の間に凹部が形成された蹴上げ部と、蹴上げ部と踏板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と前記衝撃吸収用クリートの山部とが合致する部分を、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、前記合致状態を維持できる構造とした。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エスカレータ用踏段を示した側面図である。
【図２】エスカレータ用踏段の角部付近を部分的に示す一部切欠斜視図である。
【図３】エスカレータ用踏段の角部と、そこに設けられる衝撃吸収用クリートとを示す分解斜視図である。
【図４】衝撃吸収用クリートの後部正面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ矢視図である。
【図６】図４のＹ−Ｙ矢視図である。
【図７】エスカレータの全体構成を示す図である。
【図８】コムと踏板との関係を示す図である。
【図９】衝撃吸収用クリートを上から見た斜視図である。
【図１０】インジュリーリスク曲線を説明した説明図である。
【図１１】ＨＩＣの計算モデルを示した模式図である。
【図１２】エスカレータの乗客が倒れる状況を説明した側面図である。
【図１３】解析モデルの側面図である。
【図１４】解析モデルへの荷重の負荷状況を説明した模式図である。
【図１５】解析モデルへの荷重の負荷状況を説明した模式図である。
【図１６】衝突後の頭部の運動を計算した結果を示した説明図である。
【図１７】計算結果をインジュリーリスク曲線にプロットした説明図である。
【図１８】材料のヤング率を変化させた場合のヤング率とＨＩＣの関係を示した説明図である。
【図１９】材料のヤング率を変化させた場合のヤング率と怪我の確率の関係を示した説明図である。
【図２０】頭蓋骨のバネ定数を変化させた時の結果を図１８に追記した説明図である。
【図２１】頭蓋骨のバネ定数を変化させた時の結果を図１９に追記した説明図である。
【図２２】材料のヤング率と頭蓋骨のバネ定数を変化させた場合のヤング率とＨＩＣの関係を示した説明図である。
【図２３】材料のヤング率と頭蓋骨のバネ定数を変化させた場合のヤング率と怪我の確率の関係を示した説明図である。
【図２４】図２１と図２３をまとめた説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【表１】
2017024893.tif 000003
【００３３】
［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。
【００３４】
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。
【数１】
2017024893.tif 000004
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
［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。
【００３９】
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。
【数２】
2017024893.tif 000005
【００４０】
衝突時の速度ｖについては以下のように想定した。
【００４１】
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。
【数３】
2017024893.tif 000006
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
［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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
［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。
【００５１】
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。
【００５２】
ｍには成人の頭部の平均質量（４．５ｋｇ）を用いた。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
以上の計算は、材料のヤング率が２００ＭＰａの場合である。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【符号の説明】
【００９１】
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
【図１】
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【図２】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月3日(2016.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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エスカレータ用踏段。
【請求項２】
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が合致する面が、前記衝撃吸収用クリートの山部の上面に対して鋭角を成す角度に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のエスカレータ用踏段。
【請求項３】
前記請求項１又は請求項２に記載したエスカレータ用踏段を、複数個無端状に連結し、階段状に走行させることを特徴とするエスカレータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
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。