(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重が負荷され表面にクリート部を有する踏板部と、前記踏板部の裏面側に配置され前記踏板部を補強するための補強部と、表面にクリート部を有し前記踏板部の一方端部から下方部に突出して形成されたライザー部とを備えたマンコンベアの踏板装置であって、前記踏板部及び前記ライザー部の少なくとも一方が、前記クリート部のピッチにあわせて立体的に製編された連続長繊維からなる強化材により補強された繊維強化プラスチックスから構成されることを特徴とするマンコンベアの踏板装置。
【請求項２】
踏板部またはライザー部のクリート部に耐磨耗性手段及び摩擦特性制御手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のマンコンベアの踏板装置。
【請求項３】
補強部が複数の連続長繊維からなる強化材により補強された樹脂から構成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のマンコンベアの踏板装置。
【請求項４】
補強部の強化材のマトリックス樹脂が弾性体であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のマンコンベアの踏板装置。
【請求項５】
補強部にさらに遮音手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第３項に記載のマンコンベアの踏板装置。
【請求項６】
繊維強化材で構成された踏板部、補強部、ライザー部のうち、少なくとも２つが繊維で縫合されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のマンコンベアの踏板装置。
【請求項７】
繊維強化プラスチックスの強化材の繊維あるいはマトリックス樹脂を着色したことを特徴とする請求の範囲第１項または第３項に記載のマンコンベアの踏板装置。
【請求項８】
請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載のマンコンベアの踏板装置を複数連結して構成したことを特徴とするマンコンベア装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、エスカレータや動く歩道等の人の搬送装置のうち、人が搭乗する踏板装置に関するもので、特に繊維強化プラスチックからなるマンコンベアの踏板装置及びそれを複数連結して構成されるマンコンベア装置に関する。
背景技術
従来から、エスカレータ等のマンコンベアの踏板装置を構成する踏板、ライザー各部材の材料としては、アルミダイキャスト材、鋼材が一般的であり、最近では繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）材を使用したものも提案されている。
図１３は例えば特開平７−３３０２６６号公報に示された従来のエスカレータ踏板装置、図１４はＷＯ  ９５／２３７５８公報に示された繊維強化プラスチックスを使用したエスカレータ踏板装置である。図１３において１０１は踏板、１０２は補強リブ、１０３はライザー、１０６はブラケットであり、使用材料は全てアルミダイキャスト材である。また図１４において１０２ａおよび１０２ｂは補強リブであり、この装置の使用材料は全て繊維強化プラスチックス材である。
また、実開平６−８３７２号公報には乗客コンベアの踏板断面図が示され、踏板表面に硅砂の皮膜を形成することにより簡便で安価に滑りどめ加工が行えることが開示されている。また、特開昭６３−１３９８０８号公報には、スチールワイヤや、織布により強化されたゴムベルトが搬送体として用いられることが開示されている。
上記のように、従来のエスカレータ等のマンコンベアの踏板装置は、その殆どがアルミダイキャスト材であり、他に鋼材を使用したものがある。アルミダイキャスト材では規定の剛性を確保するために踏板下部に鋼材からなる補強材を配置している。これにより装置重量が大きくなり、エスカレータ駆動ユニットの大型化、ブレーキ力の増大などの問題が生じていた。また踏板表面の耐磨耗性処理は、アルミダイキャスト表面の密着性不良により塗装剥がれによる信頼性・意匠性の欠如に問題があった。また図１４に提案されている繊維強化プラスチックス材においては、強化材として数ｃｍ程度の短繊維を使用しているため、剛性・強度が十分でなく、踏板下部に非常に複雑な補強リブ構造を要していた。そのため、製造時の成形工程においても樹脂の含浸不良、強化材の偏在、ボイドの混入などにより、構造的な欠陥を生じやすいことや装置重量の増加という問題を生じ、且つコスト高の要因ともなっていた。また人間を搬送するために用いられるコンベアベルトでは、踏板クリート部がゴムだけで構成されるので剛性が低く足元が不安定な乗り心地となっていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、連続長繊維からなる強化材により十分な剛性・強度を保ち、信頼性の高い表面処理加工が可能で、且つ多様な意匠性と軽量化を図ることができる繊維強化プラスチックス製踏板装置（以下ＦＲＰ踏板装置と称す）およびそれを用いたマンコンベア装置を得ることを目的とする。
発明の開示
本発明のマンコンベアの踏板装置は、荷重が負荷され表面にクリート部を有する踏板部と、前記踏板部の裏面側に配置され前記踏板部を補強するための補強部と、表面にクリート部を有し前記踏板部の一方端部から下方部に突出して形成されたライザー部とを備えたマンコンベアの踏板装置であって、前記踏板部及び前記ライザー部の少なくとも一方が、製編された連続長繊維からなる強化材により補強された繊維強化プラスチックスから構成されるものである。これにより、成形基材として立体編物や中空織物、または多軸組物を使用するので連続長繊維からなる強化材を任意の方向に効率よく配向させることができ、踏板装置全体の比剛性や比強度を十分に向上させた設計が可能になる。
また、本発明に係るマンコンベアの踏板装置は、踏板及びライザーの少なくとも一方が、クリート部のピッチにあわせて立体的に製編された連続長繊維からなる強化材により補強された繊維強化プラスチックスから構成されるものである。これにより、踏板装置全体の比剛性や比強度を十分に向上させた設計が可能になる。
さらに、本発明に係るマンコンベアの踏板装置は、踏板部またはライザー部のクリート部に耐磨耗性手段および摩擦特性制御手段を設けたものである。これにより、耐摩耗性や摩擦係数をコントロールした表面処理層を強化繊維表面に形成でき、塗装はがれによる意匠性の低下を生じることがなくなる。
さらにまた、本発明に係るマンコンベアの踏板装置は、補強部が複数の連続長繊維からなる強化材により補強された樹脂から構成されるものである。これにより、補強部も軽量でかつ容易に強度を向上させることができる。
また、本発明に係るマンコンベアの踏板装置は、補強部の強化材のマトリックス樹脂が弾性体から構成されるものである。これにより、乗り心地が安定するようになる。
さらに、本発明に係るマンコンベアの踏板装置は、補強部にさらに遮音手段を設けたものである。これにより、遮音効果の高い踏板装置を容易に提供することができる。
さらにまた、本発明に係るマンコンベアの踏板装置は、繊維強化材で構成された踏板部、補強部、ライザー部のうち、少なくとも２つが繊維で縫合されているものである。これにより、容易に製造が可能となる。
また、本発明に係るマンコンベアの踏板装置は、繊維強化プラスチックスの強化材の繊維あるいはマトリックス樹脂を着色したものである。これにより、所望の表示、表現を踏板装置に形成することができる。
本発明に係るマンコンベア装置は、上記に記載の本発明のマンコンベアの踏板装置を複数連結して構成したものである。これにより、装置全体を軽量化し、意匠性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の斜視図、Ｘ方向からの模式図及びクリート部を説明するための図、第２図は本発明の第１の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板およびライザー用成形基材の断面斜視図、第３図は本発明の第１の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板補強材用成形基材の断面斜視図、第４図は本発明の第１の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の成形基材の接合方法を示す斜視図である。
第５図は、本発明の第２の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の成形基材の接合方法を示す斜視図である。
第６図は、本発明の第３の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板成形基材の斜視図である。
第７図は、本発明の第４の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板成形基材の斜視図である。
第８図は、本発明の第５の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板およびライザー用成形基材の断面斜視図、第９図は、本発明の第５の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板補強材用成形基材の断面斜視図である。
第１０図は、本発明の第６の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板補強材の断面図である。
第１１図は、本発明の第７の実施例による繊維強化プラスチックス製踏板装置の踏板クリート部の断面図である。
第１２図は、本発明の第９の実施例による踏板部の断面斜視図である。
第１３、１４図は、従来技術によるエスカレータ踏板装置の斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明においては、例えばステップ全体のたわみを抑え、剛性を向上させるために成形基材の踏板クリート基底部のＸおよびＹ方向（実施例中の図１に明示）に強化材を配向させる。また踏板クリート部においては剛性・強度を確保するために同様にＹおよびＺ方向に強化材を配向させる。この時剛性への寄与率を考慮し、踏板クリート基底部のＸ方向および踏板クリート部のＹ方向により多くの強化材を配向させる。さらに踏板補強材においても表皮部のＸおよびＹ方向とリブ部のＸおよびＺ方向（それぞれ実施例中の図３に明示）に強化材を配向させる。この時同様に剛性への寄与率を考慮し、表皮部のＹ方向、リブ部のＸ方向により多くの強化材を配向させる。これにより必要な方向の剛性・強度を確保する。また踏板補強材の表皮部とリブ部で囲まれた空隙部にフォーム材を充填し、ステップ下方の駆動ユニット部からの振動や騒音の絶縁性を向上させる。さらに踏板クリート部表面にクオーツパウダーを充填した樹脂を塗布することにより、クリート部での耐磨耗性を向上させ、靴の滑りがないような摩擦係数を確保する。またライザーでの靴の巻き込まれを防止するためにライザークリート部表面にはワックスを混入した樹脂を塗布することにより靴が滑って巻き込まれないような摩擦係数を確保する。踏板やライザーで用いている樹脂と同系の樹脂を塗装するので密着力が大きく、従来の金属への塗装で見られたような塗装剥がれによる意匠性の低下を防止することができる。
また、強化材である連続長繊維および樹脂配合物を顔料により着色し、成形することにより任意に意匠を設定することが可能となり、且つ従来の着色塗装で見られるような塗装剥がれによる意匠性の低下を防止することができる。
さらに、本発明のマンコンベア装置は、ＦＲＰ踏板装置により構成され、装置全体を軽量化し、意匠性や乗り心地を改善する。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
実施例１．
図１はこの発明の実施例１によるＦＲＰ踏板装置を説明するための図で、マンコンベア装置であるエスカレーターを構成する１つのステップを示している。図１（ａ）は斜視図で、（ｂ）は（ａ）中Ｘ方向からみた模式図である。図において踏板装置は、踏板１、踏板補強材２、ライザー３、軸受け４、ローラ５から構成され、複数のステップを駆動するための駆動部によりブラケット６により連結された軸受け４とローラ５が駆動されて運行する。ここで、踏板１、踏板補強材２、ライザー３は繊維強化プラスチックス製である。図１（ｃ）は踏板１、ライザー３の凹凸部であるクリート部７の構造を示したものである。
図２は、図１のクリート部７に用いられる繊維強化プラスチックの構造を拡大して示した摸式図で、図に示すようにＸ，Ｙ，Ｚの３方向にそれぞれＸ方向挿入糸１４、Ｙ方向挿入糸１５、Ｚ方向連結糸１６を配した立体編物成形基材を用い、これらの挿入糸および連結糸は、頭部ループ糸１７、基部ループ糸１８により保持され、全体としての形を整えている。図３は、図１中の踏板補強材２に用いられる繊維強化プラスチックの構造を示した摸式図で、図に示すように頭部ループ部１７にさらにＹ方向挿入糸１９を配したものを用いている。挿入糸および連結糸の挿入量は任意に設定が可能で、これによりＸ，Ｙ，Ｚ各方向の繊維体積含有率（Ｖf）を設定することが可能となる。成形はブラケットをインサートした状態で踏板補強材２、ライザー３を一体成形し、踏板１は別成形して最終的には図４に示すように締結ボルト２０によりステップを組み立てた。このように踏板のみを別成形することにより、踏板クリート部の損傷や意匠の変更に伴う踏板交換時の作業性が著しく向上する。ここで挿入糸、連結糸およびループ糸はガラス連続長繊維であり、マトリックス樹脂はエポキシアクリレート樹脂である。挿入糸、連結糸およびループ糸は他の無機連続長繊維や有機連続長繊維でもよく、マトリックス樹脂も他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂でもかまわない。
表１は下記条件で作製したＦＲＰ踏板装置と従来技術からなるアルミダイキャスト製踏板装置の特性比較を行ったものである。特性比較は踏板装置重量、踏板中央部に３００ｋｇ重の集中荷重を負荷したときの踏板装置の最大たわみ、最大応力にて行った。
［成形条件］
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本願発明によるＦＲＰ踏板装置では、強化材であるガラス連続長繊維を最適な方向へ効率よく配置することが可能となり、且つ踏板補強構造が踏板装置全体の剛性・強度に対して有効に寄与することが可能となる。表１の結果からわかるように従来のアルミダイキャスト品と比べて最大たわみ、最大応力を低減できるだけではなく、重量を約３０％低減することができる。
また、従来技術のように短繊維強化プラスチックスを用いた踏板装置ではアルミダイキャスト品と同等な特性を得るにはかなり複雑な支持構造が必要となるばかりではなく、補強材として金属材料を用いることもあり、結果的にかなりのコスト高、重量増となってしまう。しかし、本願発明は、連続長繊維を用いた立体編物としたので、十分な強度が得られ、上記のように軽量化を図ることができた。
実施例２．
実施例１と異なり、踏板、踏板補強材およびライザー各成形基材を図５に示すように縫合糸２１により予め縫合し、これをブラケットといっしょに金型にセットした後にマトリックス樹脂を注入して一体成形を行った。各々の成形条件は実施例１と同様である。
実施例３．
図６は実施例３における踏板成形基材の斜視図である。この実施例においては成形時のマトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いており、図に示すように繊維化したポリアミド樹脂（ナイロン６）２２を強化材であるＸ方向挿入糸、Ｙ方向挿入糸と共に編み込み、成形基材を製編する。そして成形時にこの繊維化した樹脂のみを加熱溶融し、その後冷却することにより踏板形状を賦形させる。他の踏板補強材、ライザーについても同様であり、用いる熱可塑性樹脂としては繊維化が可能なもので可編性のあるものであれば何でも良い。また熱可塑性樹脂を用いる方法として粉末化した樹脂を成形基材にまぶし、加熱溶融法により成形することも可能である。
実施例４．
図７は、実施例４における踏板成形基材の斜視図である。この実施例においては、基材の挿入糸として弾性率６５０００ｋｇ／ｍｍ2の炭素繊維２３を用い、連結糸にはガラス繊維を用いている。他の踏板補強材、ライザー各成形基材においても同様である。高剛性の炭素繊維を用いることにより、従来材であるアルミダイキャスト踏板装置と比べて装置全体で５０％の軽量化が得られ、踏板補強材も構造的にかなりコンパクトな設計が可能となった。また踏板クリート部の剛性が向上したことによりクリートピッチを従来の約９ｍｍから約４．５ｍｍと約１／２まで細ピッチ化する事が可能となり、エスカレータ運行時にクリート部への巻き込み防止となる。連結糸としては他にアラミド繊維や他の液晶化有機繊維を用いることも可能である。
実施例５．
図８はこの発明の実施例５による踏板およびライザー用成形基材のクリート部の断面図である。本実施例では成形基材として踏板クリート部とクリート基底部を同じ平織り組織で織り上げる中空織物を使用しており、両者はクリート基底部２４において合流して製織される。また踏板補強材については図９に示すようにクリート基底部と反対側に同様に平織り組織を製織した成形基材を用いている。成形基材についてはこの他にも織物としてパイル織構造、組物として多軸組物構造などが使用できる。
実施例６．
図１０はこの発明の実施例６による踏板補強材の断面図である。成形基材および成形条件は実施例１と同様である。本実施例においては、ＲＴＭ成形による一体成形の際に踏板補強材用成形基材のリブ間中空部に発泡ポリエチレン２５を充填した状態で樹脂を注型し、成形した。これによりステップ下部のステップ駆動部から空間伝播する機械音を従来材であるアルミダイキャスト踏板装置と比べて１０ｄＢ低減することが可能となった。充填材としては他に発泡ウレタンや発泡フェノールなども使用できる。
実施例７．
図１１はこの発明の実施例７による踏板クリート部の断面図である。クリート部７の耐磨耗性と、踏板上での滑りどめを併せて考慮した表面処理層２７が存在する。表面処理層は刷毛塗りまたはスプレーで表２に示す表面処理層前駆体を塗布し、オーブン中で硬化し、層を形成させる。表面層の厚みは１００μｍ程度である。この方法によればクリート部マトリックス樹脂表面と表面処理層は共に同系の樹脂を用いて成形しているので界面がなく、非常に強固な接合状態による表面層が形成される。また充填剤の成形基材内部への混入がなく、クリート部表面に一様に充填剤が分散した状態を実現することができる。表２に示すクオーツを充填する代わりにマイカなどを使用しても良い。
また上記では踏板のクリート部について説明したが、同様にライザークリート部表面には、樹脂中にワックスを混入した前駆体により逆に摩擦係数を小さくし、物が巻き込まれにくい表面層を形成することも可能である。
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実施例８．
表３に実施例８における表面処理層前駆体およびマトリックス樹脂の構成を示す。このようにＲＴＭ成形時にマトリックス樹脂および表面処理層樹脂に着色をすることによりＦＲＰ踏板装置全体の着色を任意に行うことができる。またさらに強化繊維を着色することによりさらに多様な表現を付加することができ、意匠性も向上する。
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実施例９．
図１２に実施例９における踏板部の断面斜視図を示す。本踏板部ではマトリックス樹脂であるゴム状弾性を有する熱可塑性樹脂２８が踏板１のクリート部および補強リブ部２に配置された立体編物成形基材により強化され、規定の剛性と強度を保持している。これにより踏板のクリート部の剛性が向上し、従来の不安定な乗り心地を解消することができた。マトリックス樹脂としてはこの他に同じくゴム状弾性を有する熱硬化性樹脂や液状ゴムが使用できる。
実施例１０．
上記実施例１乃至９で示されたマンコンベアの踏板装置を複数連結させて、エスカレーターや動く歩道を構成すれば、強度が十分な軽量化された、また意匠性を有するマンコンベアを構成することができる。
産業上の利用可能性
この発明によるマンコンベアの踏板装置は、エスカレータ等の人搬送装置に利用される。
【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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