明 細 書
大形物を搭載する傾斜搬送装置
技 術 分 野
本発明は、 車椅子や大形貨物な どの大形物を搭載可能 な単一踏み面を有する踏み段を備えたエスカ レータ を含 む傾斜搬送装置に関 し、 公共的通路や事業場な どに設置 する こ と によ っ て、 福祉と利便の向上に資する。
背 景 技 術
車椅子な ど大形物を搭載可能なエ ス カ レータ ー と して は、 既に様 々 な方式が開発 され、 実用化 されている。 そ れら はいずれも外見上は通常のエ ス力 レータ ー と 変わ ら ないが、 必要時に特定の踏み段群を車椅子搭載可能に変 身 させる機構を備え、 機構作動 と搭載時に係員の介添え が必要である。 こ のため、 通常の利用者を排除 し、 かつ かな り の長時間の走行停止が必要と され、 一般利用者は 不便に堪えなければな らない と い う 問題点がある。 その 上、 一般に構造が複雑で高価にな り がちである。 また車 椅子搭載部の蹴上げが通常の 2 又は 3 倍で、 歩行を阻止 する と い う 問題点がある。 大形物搭載用踏み段を構成す る ため通常踏み段に付加 される 1 〜 2個の付加踏み段 と 通常踏み段か ら付加踏み段に至る 中間踏み段 と に、 それ ぞれ個別の ト ラ ッ ク を設けて、 変身機構を必要 と しない 大形物を搭載可能なエ ス力 レーターが提案 されている が ト ラ ッ ク の数が多 く なる ため実用化が困難である。 尚一、 従来の車止めは出入 り 式である。
発 明 の 開 示
本発明は、 従来の車椅子搭載用エ ス力 レータ ーの よ う な複雑な変身機構を必要 とせず、 かつ多数の個別 ト ラ ッ ク を設ける こ と を必要 と しない、 構造簡単で操作に人手 や時間を要せず、 大形物搭載可能なエ ス カ レーターを含 む傾斜搬送装置の実現を図 る。
踏み段が走行する ト ラ ッ ク は同寸法の踏み段を連結 し た場合 と 同様 と し、 大形物を搭載可能な単一の踏み面を 有する拡大踏み段の前後に夫々 、 奥行を縮小 した少な く と も 1 つの縮小踏み段を連接する。 踏み段群の形状及び 寸法を適当 に変化 させて、 少な く と も車止め機構以外は 格別の操作を行 う こ と を必要 と せず、 単一の拡大踏み面 に車椅子な ど大形物を搭載可能な拡大踏み段を含む踏み 段群が、 走行中に周期的に現出する よ う にする。 拡大踏 み段の踏み面の奥行を A と し、 通常踏み段の踏み面の奥 行を A Oとすれば、 拡大踏み面の奥行の超過寸法は A — A Oである。 これを拡大踏み段の前後に夫々 隣接する少 な く と も 1 個の踏み段の踏み面の奥行を縮小 して、 水平 走行部において踏み面が過不足な く 連結する よ う に構成 する。 縮小踏み面の奥行は搭乗者に と っ て不便でない寸 法 と し、 縮小踏み段の数はな るべく 少ないこ と が望ま し い。 拡大踏み段の前後に夫々 隣接する縮小踏み段に前側 後側公平に振 り 分ける こ と とすれば、 各側の縮小負担寸 法 X は、 ( A — A 0 ) Z 2 と なる。 以下説明を簡明にする ため、 概略寸法を挙げて述べる こ と と する。 拡大踏み段
の奥行 Aを、 大形電動車椅子の搭載が可能な よ う に 1200 mmと し、 踏み面が反転して循環走行する従来形のエ ス力 レータ ーに適用する場合について述べる。
( I ) 通常踏み段の踏み面の奥行 A 0を 400mmと した場 合 :
拡大踏み段の奥行の超過寸法は 1200- 400 = 800mmであ り 前後の踏み面への縮小負担寸法は 400mmである。 縮小寸 法の振 り 分けには種々 の態様が考え られるが、 その一法 と して、 150mm, 100mm, 150mmを採 り 、 隣接踏み面の奥 行を 250mm, 300mm, 250mmとする の力 S、 最良の選択の一 つ と 考え られる。 エ ス カ レータ 一の傾斜角 α を 3 0 ° と すれば、 Α0 =踏み段の ピ ッチで、 蹴上げ Η 二 A0sin a = 400 X 0.5 = 200 mmである。
( Π ) 通常踏み段の踏み面 の奥行 A 0を 500mmと した場 合 : 各側の超過奥行寸法は(1200-500) 2 = 350mmと な る。 これを隣接する 2 個の踏み面に等分に振 り 分ける と 各縮小踏み面の奥行は 500- 350Z 2 = 325mmと な り 、 実用 に適 した寸法 と 言える。 蹴上げ Hは、 α を 3 0 ° と すれ ば、 250mmと な り 許容限界内 と み られる 力 α = 23 ° 35 ' な らば Η = 200mmになる。
( IH ) 通常踏み段の踏み面の奥行 A 0を 600mmと した場 合 : 各側の奥行縮小負担寸法は(1200 - 600) Z 2 =300mmと なる か ら 、 各側の縮小踏み面を一個 と すれば、 縮小踏み 面の奥行は 600- 300 = 300mmと な り 、 十分実用に供 し得—る 蹴上げ Hは α を 3 0 ° とすれば 300mmと なる の で 、 やや
過大である ので、 0; を 2 5 ° とすれば、 H = 600 X
0. 4226183 = 253. 57mmと な り 、 概ね許容限度内 に収ま る。
上記数例に示すよ う に、 搭乗者に と っ て不便のない も のが可能である が、 これを実現する ためには、 以下の点 を考慮 しなければな らない。 第 1 に、 重量の大き い拡大 踏み段を支持する ロ ーラの数を増やすこ と である。 第 2 に、 折 り 返 し部で踏み面が床下で干渉を起こ さ ないよ う に構成する こ と であ り 、 その対策 と しては、 水平走行部 から駆動歯車に至る間に、 曲率半径が駆動歯車の半径 よ り かな り 大き い曲線区間を設けて床下 と の干渉を避ける, 第 3 に、 踏み面の位置 と支持ロ ーラ の位置 と がずれてい る ため、 相互干渉がな く 十分な強度を もつ踏み段の構造 を定め る こ と 。 第 4 に、 拡大踏み段に車の落ち込む凹部 を設けて無作動の車止め とする。
上述の点を考慮すれば、 水平走行部において、 踏み面 が適正に連接 し、 折 り 返 し部において、 床下で干渉を起 こすこ と も な く 、 支持能力に不安のないものが製作可能 であ る。 エ ス カ レーターには、 踏み段列が折 り 返 し部か ら裏側を通っ て元に戻る従来方式の他に、 往復を一連の 踏み段列で構成する方式 (全行程に於いて踏み面が水平 を保つ も のはその適例) と がある。 無作動車止めについ て も 、 構造と機能を詳述する。
図面の簡単な説明
図 1 は、 踏み面の奥行を 400mfflと した場合に於ける—踏 み面反転循環形の傾斜搬送装置の側面図、
図 2 a は、 介在円弧のある場合の折 り 返 し部を示す側 面図、 図 2 b は介在円弧の無い場合の折 り 返 し部を示す 側面図、
図 3 a は、 踏み面水平保持循環形の傾斜搬送装置の踏 み段の外形を示す側面図、 図 3 b は、 踏み段の平行 リ ン ク 機構及び案内機構を装備 したも のの踏み段の一部を示 す側面図、
図 4 は、 転回部の介在曲線を示す平面図、
図 5 a は、 踏み面反転循環形の搬送装置に於ける拡大 踏み面の車止め凹円弧部を示す側面図、 図 5 b は、 踏み 面水平保持循環形の搬送装置に於ける 車止め凹円弧部を 示す側面図、 図 5 c は、 凹所式車止め部の平行図、
図 6 a 〜 6 d は、 踏み面の前後溝と櫛 と の関連を示 し 図 6 a は固定櫛の側面図、 図 6 b はその平面図、 図 6 c は溝と櫛の断面図、 図 6 d は、 可動櫛の場合の側面図、 図 7 は、 踏み面の奥行を 5 0 0 mmと した場合の踏み面反 転循環形の傾斜搬送装置の側面図、
図 8 は、 踏み面の奥行を 5 0 0 mmと した場合の踏み面水 平保持循環形の傾斜搬送装置の側面図、
図 9 は、 踏み面の奥行を 6 0 0 mmと した場合の踏み面反 転循環形の傾斜搬送装置の側面図、
図 1 0 は、 踏み面の奥行を 6 0 0 mmと した場合の踏み面 水平保持循環形の傾斜搬送装置の側面図であ る。
発明を実施するための最良の形態 ― 本発明の各種の実施例を図面を用いて説明する。 ただ
し本発明 に直接関連の無い部分については、 図示及び説 明を省略も し く は簡単に述べる に止 どめる こ と とする。 寸法例はメ ー ト ル式とする が、 船舶用 ロ ー ラチェー ンを 利用する場合は、 チェー ン の寸法力 S i inch (約 25. 4mm)を 基準 と している の で 、 特に踏み段な どの奥行関係寸法で は、 25mmを 25. 4mmと 換算する も の とする。
( 1 ) 通常踏み面の奥行 A 0が 40 Ommの場合 :
傾斜直線走行部において、 車椅子 1 0 0 等の大型物搭 載可能な拡大踏み段 5 の下側の踏み段を下か ら順に 1 , 2 , 3 , 4 と し、 上側の踏み段を下か ら順に 6 , 7 , 8 9 と し、 踏み段 1 と 9 と の奥行を 400mm、 踏み段 2 , 4 , 6 , 8 の奥行を 250 mm、 踏み段 3 , 7 の奥行を 300 mmと す る。 奥行 300mmの踏み面は立っ ている のに十分の寸法で あ り 、 250mmの踏み面は昇降に当たっ て足を懸ける に十 分な寸法である。 踏み面の位置が支持ロ ー ラ の位置か ら ずれている ので、 踏み段の構造に特別の工夫が必要であ る。 連接駆動式に よ っ て下記の よ う に異なっ た構造が必 要 と なる。
( 1 a ) 踏み面が反転 して循環する従来型のエ ス カ レ ータ の場合 : 踏み段の一部が相互干渉を起こすこ と を避 ける ため、 図 1 の側面図に示すよ う に、 各踏み面 と 支持 口 一ラ (ステ ップロ ーラ と ト レーラ ロ ーラ) 支持部 と を 連結 した断面形状は、 細長 く 一部入 り 込み部を含むも の にな り 、 設計に当たっ ては強度及び剛性の面で格別(Τ 配 盧をする。 拡大踏み段 5 には、 増大する重量を安全に支
える ため、 ステ ッ プロ ーラ 5 1 カゝ ト レーラ ロ ーラ 5 2 か の少な く と も一方の案内溝の屋根に乗る負荷能力の大き い補助車輪 5 3 を設ける。 図 1 にはステ ッ プロ ー ラ 5 1 の案内溝 0 1 (各踏み段 1 , 2 , 3 , · · ' の ス テ ッ プ ロ ーラ 1 1 , 2 1 , 3 1 , · · · の案内溝) の屋根に設 けた案内面 0 3 に補助車輪 5 3 を乗せた場合を示す。
も う 一つの問題は、 折 り 返 し部において拡大踏み段 5 が床の裏側及ぴ周辺部 と干渉を起こ さ ないよ う にする こ と である。 対策 と して図 2 a の側面図 に示すよ う に、 ス テ ツ プロ ー ラ案内溝 0 1 の水平直線走行部 0 1 1 と チヱ ー ン歯車 0 5 と 対応する 円弧部 0 1 3 と の間を曲率の小 さい曲線、 例えば半径 R 2がチェー ン歯車 0 5 の ピ ッチ 円半径 R 5よ り 相当大き い円弧状案内部 0 1 2 を介在 さ せる こ と である。 図 2 a は R 2 = 2 . 6 R 5の場合に、 踏 み段 5 の端部の突出量 k が、 図 2 b に示 した、 曲率の小 さい介在案内部の無い場合の突出量 k Oに比べて小 さ い こ と を示 し、 これによつて床裏及び周辺部 と踏み段 と の 干渉が避け られる。
( 1 b ) 踏み面を水平に保ちつつ往復行程が連結 され るエ ス力 レ 一 タ の場合 : 連結 リ ン ク の中央において屈折 可能な平行 リ ンク機構で踏み段を連結 し、 屈折部の屈折 軸に設けたガイ ドロ ーラ を案内 し、 かつ転回部において ガイ ドロ ーラ を駆動機構の一部 とする こ と を要旨 とする 発明 ( P C T / J P 9 7 Z 0 3 6 1 3 ) に適用 した場合 について説明する。 図 3 a に示すよ う に、 隣接踏み段の
相互干渉を避ける ため踏み段の断面形状は異常な も のに なる が、 1 8 0 ° 転回 して も 同様の連接状況を得る ため 踏み段 4 と 6 、 踏み段 3 と 7 、 踏み段 2 と 8 と はそれぞ れ互いに対称 と し、 内側機構に図 3 b に示す構造を採用 する。 踏み段 5 の下部を移動手す り の下方に延長 して設 けたコ ラ ム 5 6 に、 平行 リ ン ク と接続する ための下側 ピ ン接点 5 7 a 、 上側ピ ン接点 5 7 b を設け、 下側 ピ ン の 前後に対称に支持ロ ーラ 5 7 , 5 8 を設け、 前支持ロ ー ラ 5 7 に対する案内溝 0 7 (各踏み段 1 , 2 , 3 , · · ' の前支持ロ ーラ 1 7 , 2 7 , 3 7 , · · ' に対する案 内溝になる) の屋根に設けたガイ ド レール 0 9 に乗せる 補助車輪 5 9 ( コ ラ ム 5 6 の中心線上に中心を置 く ) を 設け る。 踏み段の外側に も支持ロ ーラ及び補助車輪を設 ける。 1 8 0 ° 転回 して反対側の行程で前後逆になる の で、 前ロ ーラ と 後ロ ーラ と は位置が逆になる こ と に注意 する。
支持ロ ーラ の二つの案内溝と 平行 リ ン ク機構 と によ つ て、 踏み面の水平が二重に確保される ので、 特に拡大踏 み面の水平が維持される こ と は好ま しいこ と である。 拡 大踏み段 5 と 周辺壁面 と の干渉を避ける ため、 図 4 の k ' を小値化する よ う に、 水平直線走行部案内面 0 7 8 と 歯車駆動に よ る 円弧転回部案内面 0 9 (転回半径 R 9) と の間を曲率の小 さい曲線 (図の場合半径 R 3の円弧 0 1 5 ) で連結する。 ― ( 2 ) 通常踏み面の奥行 A 0が 500mmの場合 : 現在では
通常踏み面の奥行 AOは 400mmと している が、 搭乗者に と つ て前後方向の圧迫感が主な原因で、 踏み段の利用率は 混雑時でも 5 0 〜 7 5 %に止 どま っ ている のが実状であ る。 A 0を 500mmにすれば、 圧迫感は殆 ど無 く な り 、 利用 率は向上する と 共に、 拡大踏み段に隣接する踏み段の形 状の異様性が緩和 される。 エ ス カ レータ ーの傾斜角 α を 3 0 ° とすれば、 蹴 り 上げ Ηは 250mmと な り 、 やや過大 である が、 α を 2 7 ° にすれば Ηは 227. Ommと な り 実際 的に許容範囲に入る。 連接方式で分類すれば、 以下の如 く なる。
( 2 a ) チェーン駆動で、 踏み段が裏側を戻る方式の 場合 : 踏み段の断面形状は図 7 の側面図に示すよ う に、 比較的無理のない形状になる。 補助車輪及び折 り 返 し部 の形状は、 ( 1 a ) に記載 したもの と 基本的には同様で ある。
( 2 b ) 踏み面を水平に保ちつつ往復行程を連結 して 成る方式の場合 : 踏み段の構造は基本的に ( l b ) に述 ベた も の と 同様 とすれば、 断面形状は図 8 の側面図 に示 すよ う に、 異様性の少ないも のになる。 補助車輪、 転回 部の案内面の構造な どは ( 1 b ) に記載 した も の と 基本 的には同様である。
( 3 ) 通常踏み面の奥行 AOが 600mmの場合 : 荷物携行 者の多い空港な どで、 エ ス カ レーター上の歩行を考慮 し な く て よい場合は、 A 0 = 600mm, α = 3 0 ° と して蹴上 げ Ηが 300 mmと なっ て も支障はない。 縮小踏み段は拡大
踏み段の前後に一個づつでよいか ら、 構造は簡単にな り 拡大踏み段 5 を中心 とする踏み段の断面形状も簡単にな り 、 連接方式で分類すれば、 以下の如 く な る。
( 3 a ) チェーンで駆動で裏側を戻る方式の場合 : 拡 大踏み段 5 を中心 と する踏み段列の断面形状は図 9 に示 すよ う にな る。 補助車輪及び折 り 返 し部に関する事項は ( l a ) 、 ( 2 a ) に述べたもの と 基本的には同様であ る。
( 3 b ) 踏み面を水平に保ちつつ往復行程を連結 して 成る方式の場合 : 拡大踏み段を中心 と する踏み段列の断 面形状は、 図 1 0 に示すよ う にな る。 補助車輪及び展開 部の案内面に関する事項は、 ( l b ) 、 ( 2 b ) に述べ たも の と 基本的には同様である。
( 4 ) 車止め機能 : 車椅子搭載用エ ス カ レーターには 車椅子の転落を防止するため、 不搭載時は引 き込まれ、 搭載時に突出 させる機構の車止め 5 5 (図 3 a ) が設け られている。 完全無操作にする には別の方式を用いる必 要がある。 新規方式と して、 拡大踏み面に、 前輪及び後 輪の少な く と も一方の接地部近傍が落ち込む事が可能な 凹部を設ける。 多様な方式と寸法の車椅子に対応する た め、 図 5 a 〜図 5 c に示す構造を提示する。 図 5 a は従 来のチヱー ン駆動形の場合の側面図、 図 5 b は踏み面水 平維持往復形の場合の側面図である。
図 5 a の場合は蹴上げ端に近く 凹部を設ける が、 図— 5 b の場合は往路 と復路 と で蹴上げ部が反転する ので、 前
後両端に設ける必要がある。 図 5 a の場合について拡大 踏み面上の各部寸法を数値例を併記 して述べる と 、 蹴上 げ端か ら奥行 e (70mm)の水平面の部分 5 0 a を設け、 そ れに接続して半径 R ( = 200mm)の円弧部 5 0 c を水平面 か ら f ( = 60mm)沈めて設け、 それに続く 中央水平面部を h (33mm)沈め (理由は図 5 b の場合に述べる) 、 奥の部 分に奥端か ら e mmの水平面の箇所ま で傾斜角 δ ( = 1 5 ° ) の傾斜平面 (縦溝はある) でつな ぐも の とする。 図 5 b の場合は、 円弧部を前後両端部に設け踏み面の 水平方向中心線に関 し対称形 とする。 即ち拡大踏み面 5 0 の前後両端に奥行 e ( = 70mm)の水平面の部分 5 0 a , 5 0 b を設け、 それらに接続 して半径 R (-200mm)の円弧 部 5 0 c , 5 0 d を水平面カゝ ら f ( = 60mm)沈めて前後に 設け る。 拡大踏み面 5 の中央部には奥行 2 t の水平面が 残る が、 車輪の一方が落ち込ま ない場合の車椅子の傾斜 を緩和する ため、 中央水平面を h ( = 33mm)沈め る と 、 中 央水平面の奥行 2 t は = A / 2 - e - V(2R - f ) f 一
V(2R - f + h) (f - h) = 600 - 70 - V340 X 60一 V373 X 27 =
286. 297 mmよ り 2 t = 573. 59 mmと な る。 踏み面端部及び 中央水平面 と 円弧と の交点をそれぞれ C 1及び C 2と し、 それ らの点における 円弧の接線角 を て 1, τ2と すれば、 て l = arccos ( R — f) / R = 4 5 ° 3 4 t an τ 1
1.0200 ( =静摩擦係数) , て 2 = arccos ( R — f + h) / R = 3 0 ° 0 1 ' , tanて 2 = 0. 5801 ( =静摩擦係数) を得る。 車椅子タイ ァ と 踏み面間の静摩擦係数は高々 0. 6〜 1. 0で
ある 力ゝ ら、 タイ ア直径が 400mm以下の場合は、 落ち込ん だタイ アはブレーキ されて転落の恐れはな く 、 C 2では 乗 り 越えて離脱可能であ り 、 400mmを越える場合は、 タ ィ ァは C 1と C 2 (小面取を施す) に乗っ て安定する。 車 止め部は全横幅に亘つ て設けず、 主タイ アの通る領域だ けに設ければよ く 、 それが一般歩行者に と っ て も好都合 であ る。 図 5 c に示す例ではタイ ア領域 T l ( = 225mra) ヒ ト領域 P I ( = 300mm) 、 タイ ア領域 T 2 ( = 225mm) 、 ヒ ト領域 P 2 ( = 300mm) 力、 ら成 り 、 タイ ア領域は 300〜 750mm. 左領域 =右領域 = 525mmと な り 、 各種車椅子の搭 載、 ヒ ト の搭乗や歩行に も支障はない。
( 5 ) 踏み面の前後方向溝と櫛 : 車止めのため拡大踏 み面に凹所を設けた部分 ( T l, Τ 2の部分) に対応 して 全踏み面に深い溝を設け、 それにかみ合 う櫛は図 6 a 〜 図 6 c に示すよ う に長 く 深く 延ば した形状の も のにな り ピ ッ チ Uは部材の強度を確保する ため、 ヒ ト領域 P l, P 2における ピ ッチ V (図 5 c 参照) よ り 大き く する。 前述 ( 4 ) の寸法例の場合、 櫛 0 0 5 の傾斜角 ]3 は設計 上の限度 と される 1 5 ° を用い、 溝の深さ G は櫛先の厚 さ と 隙間 と を考慮 して、 62mm程度 と する。 通常踏み面の 溝の深 さ を浅く 保ちたい場合は、 図 6 d に示す可動櫛 0 0 6 を用い、 床面 0 0 に平行な水平軸 0 0 2 で櫛 0 0 6 を揺動 自 在に支え、 櫛 0 0 6 の先端部に対応する位置の 櫛案内 ロ ー ラ 0 0 3 を、 踏み段 4, 5, 6 等にそれぞ 設けた櫛先案内面 4 0 1 , 5 0 1 , 6 0 1 等 (一部図示
省略) で案内する方法がある が、 構造が複雑にな り 、 実 用的 と は言いがたい。
( 6 ) 操作関連 : 本発明では、 従来の よ う な車椅子搭 载用に変身 させる機構は一切無いか ら、 搭載前のスイ ツ チ と 、 所定位置で停止後、 車止めの作動ス ィ ッ チ (回所 式では不要) 及ぴ発進スィ ッチの他は、 変身のための準 備機構の確認、 変身後の成果の確認、 使用後の還元な ど の操作は一切不要であ り 、 コ ス ト 削減、 時間節約、 安全 性向上の他、 操作員の不要も場合によ っ ては可能である ま た変身式では搭載部の蹴上げが通常値の 2 も し く は 3 倍 と な り 、 歩行を妨げる が、 本発明では蹴上げがやや大 き く なる場合がある程度で支障はない。 荷物携行者が多 く て踏み面上の歩行を望ま ない場合は、 蹴上げの大小は 問題ではない。 拡大踏み段を複数の箇所に設ける こ と も 容易で、 利用者の待ち時間が短く なる。 現在の変身形で は複雑化を避けて通常一箇所だけであ り 、 待ち時間が長 い。 本発明では拡大踏み段を等間隔に複数設けた場合に も 、 ボタ ンを押せば到来車椅子に最も近い近接ス ィ ッ チ のセ ンサーが作動可能の状態にな り 、 以後低速化、 停止 を逐次行 う 制御をする。
本発明によれば、 車椅子な ど大形物の搭載可能な拡大 踏み段が格別の操作を要せず して 自動的に周期的に現出 し、 完全無操作も可能な車椅子等大形物搭載が実現する 縮小踏み段は一般搭乗者の立ち と 歩行に支障な く 利用—さ れる。