エスカレーター
背景
エスカレーターは、乗客を短い垂直距離で上下に輸送するように設計された、動力駆動の連続移動階段です。エスカレーターは、エレベータが実用的でない場所で歩行者の通行を移動するために世界中で使用されています。主な使用分野には、ショッピングセンター、空港、交通機関、貿易センター、ホテル、公共建築物などがあります。エスカレーターの利点はたくさんあります。多数の人を動かす能力があり、階段と同じ物理的空間に配置することができます。交通量が非常に多い場合を除いて、待機間隔はありません。それらは、人々を主要な出口や特別展示に導くために使用できます。また、屋外での使用に対して耐候性がある場合があります。米国には3万人以上のエスカレーターがあり、毎年900億人のライダーがエスカレーターで移動していると推定されています。エスカレーターとその動く歩道は、定速交流モーターで駆動され、毎秒約1〜2フィート（0.3〜0.6 m）で移動します。エスカレーターの水平に対する最大傾斜角度は30度で、標準的な上昇は最大約60フィート（18 m）です。
エスカレーターの発明は、一般に、オーチスエレベータカンパニーの従業員として、一般の人々が使用するために製造された最初のステップタイプのエスカレーターを製造したチャールズD.シーバーガーの功績によるものです。彼の作品は1900年のパリ万国博覧会に設置され、一等賞を受賞しました。 Seebergerは、 scala に参加することで、エスカレーターという用語も作り出しました。 これはラテン語で階段を表し、「エレベーター」の小さな形をしています。 1910年、Seebergerは、彼の発明の元の特許権をOtis ElevatorCompanyに売却しました。多くの改良が加えられましたが、Seebergerの基本設計は現在も使用されています。これは、金属トラスで接続された上部と下部の着陸プラットフォームで構成されています。トラスには2つのトラックがあり、折りたたみ可能な階段を無限ループに通します。トラスは、ステップトレッドと同じ速度で移動するように調整された2つの手すりもサポートします。
コンポーネント
上部と下部の着陸プラットフォーム
これらの2つのプラットフォームには、線路の湾曲した部分と、階段を駆動するギアとモーターが収容されています。上部のプラットフォームにはモーターアセンブリとメインドライブギアが含まれ、下部にはステップリターンアイドラースプロケットがあります。これらのセクションは、エスカレータートラスの端も固定します。さらに、プラットフォームにはフロアプレートとコームプレートが含まれています。フロアプレートは、乗客が移動する階段に乗る前に立つ場所を提供します。このプレートは完成した床と同じ高さで、下の機械に簡単にアクセスできるようにヒンジ付きまたは取り外し可能です。コームプレートは、固定フロアプレートと移動ステップの間の部品です。そのエッジには、櫛の歯に似た一連のクリートがあるため、この名前が付けられています。これらの歯は、ステップの端にある一致するクリートと噛み合っています。この設計は、階段と踊り場の間の隙間を最小限に抑えるために必要です。これにより、物体が隙間に引っ掛かるのを防ぐことができます。
トラス
トラスは、下部と上部の踊り場を橋渡しする中空の金属構造です。これは、下部と上部のすぐ下を横切るクロスブレースで結合された2つのサイドセクションで構成されています。トラスの端は、鋼またはコンクリートのサポートを介して上部と下部のランディングプラットフォームに取り付けられています。トラスは、上部セクションと下部セクションを接続するすべての直線トラックセクションを運びます。
トラック
トラックシステムはトラスに組み込まれており、ステップチェーンをガイドします。これにより、ステップが下部のプラットフォームから上部に無限ループで連続的に引っ張られます。実際には2つのトラックがあります。1つはステップの前輪用（ステップホイールトラックと呼ばれます）、もう1つはステップの後輪用（トレーラーホイールトラックと呼ばれます）です。これらのトラックの相対的な位置により、階段がコームプレートの下から移動するときに階段が形成されます。トラスの直線部分に沿って、線路は最大距離で離れています。この構成では、1つのステップの後ろが、後ろのステップに対して90度の角度になるように強制されます。この直角は階段を階段状に曲げます。エスカレーターの上下で2つの線路が合流し、階段の前輪と後輪がほぼ一直線になります。これにより、階段が次々と平らなシート状に配置されるため、線路の湾曲した部分の曲がり角を簡単に移動できます。トラックは、トラスの下側に沿って、下部の踊り場に到達するまで階段を下ります。下部の踊り場を出る前に、トラックの別の湾曲したセクションを通過します。この時点で、トラックは分離し、ステップは再び階段構成を想定しています。このサイクルは、ステップが下から上に引っ張られ、再び下に戻るときに継続的に繰り返されます。
手順
ステップ自体は、頑丈なワンピースのダイカストアルミニウムです。滑りを抑えるためにゴム製のマットを表面に貼り付けたり、縁をはっきりと示すために黄色の境界線を追加したりすることができます。各ステップの前縁と後縁は、上部と下部のプラットフォームのコームプレートと噛み合うコームのような突起でクリートされています。ステップは連続した金属チェーンによってリンクされているため、各ステップは隣接するステップに対して曲がることができる閉ループを形成します。ステップの前端と後端はそれぞれ2つのホイールに接続されています。後輪は後輪に合うようにさらに離れて設定され、前輪は狭い前輪に合うように短い車軸を持っています。上記のように、トラックの位置はステップの方向を制御します。
手すり
手すりは、乗客がエスカレーターに乗っているときに便利な手すりを提供します。これは、4つの異なるセクションで構成されています。手すりの中央には、綿または合成繊維の層である「グライダープライ」としても知られる「スライダー」があります。スライダーレイヤーの目的は、手すりがその軌道に沿ってスムーズに移動できるようにすることです。テンションメンバーとして知られる次の層は、スチールケーブルまたはフラットスチールテープのいずれかで構成されています。手すりに必要な引張強度と柔軟性を提供します。テンションメンバーの上には、層が分離するのを防ぐように設計された化学的に処理されたゴムでできている内部構造コンポーネントがあります。最後に、乗客が実際に目にする唯一の部分である外層は、合成ポリマーとゴムのブレンドであるゴムカバーです。このカバーは、環境条件、機械的な摩耗、および人間による破壊行為による劣化に耐えるように設計されています。手すりは、特定の注文に一致するように必要なサイズとタイプの層を生成するために、コンピューター制御の押出機にゴムを供給することによって構築されます。布、ゴム、鋼の構成層は、熟練労働者によって成形されてからプレスに供給され、そこで融合されます。取り付けられると、完成した手すりは、一連の滑車によってメインドライブギアに接続されているチェーンによってその軌道に沿って引っ張られます。
デザイン
物理的要件、場所、交通パターン、安全上の考慮事項、美的好みなど、多くの要因がエスカレーターの設計に影響を与えます。何よりも、スパンする垂直距離や水平距離などの物理的要因を考慮する必要があります。これらの要因により、エスカレーターのピッチと実際の長さが決まります。重いコンポーネントをサポートする建物のインフラストラクチャの能力も、重大な物理的懸念事項です。エスカレーターは一般の人が見やすい場所に配置する必要があるため、場所は重要です。デパートでは、顧客は商品を簡単に見ることができるはずです。さらに、上下のエスカレーターの交通は物理的に分離されるべきであり、限られたスペースにつながるべきではありません。
エスカレーターの設計では、交通パターンも予測する必要があります。一部の建物では、目的は単に人々をあるフロアから別のフロアに移動することですが、他の建物では、訪問者をメインの出口や展示物に向けるなど、より具体的な要件がある場合があります。エスカレーターは一定の最大人数を乗せるように設計されているため、乗客数は重要です。たとえば、毎秒約1.5フィート（0.45 m）で移動する単一幅のエスカレーターは、5分間で推定170人を移動できます。毎秒最大2フィート（0.6 m）で移動する幅の広いモデルは、同じ時間に450人もの人を処理できます。エスカレーターの環境収容力は、予想されるピーク時の交通需要と一致する必要があります。これは、乗客数が急増するアプリケーションにとって非常に重要です。たとえば、駅で使用されるエスカレーターは、エスカレーターの入り口で過度のバンチングを引き起こすことなく、列車から排出されるピーク時の交通量に対応できるように設計する必要があります。
もちろん、安全性もエスカレーターの設計における主要な関心事です。エスカレーターの床開口部の防火は、開口部に自動スプリンクラーまたは耐火シャッターを追加するか、閉鎖された防火ホールにエスカレーターを設置することによって提供できます。過熱の危険性を制限するために、モーターとギアを含むスペースに適切な換気を提供する必要があります。エスカレーターがフロア間の主要な輸送手段である場合は、従来の階段をエスカレーターに隣接して配置することが好ましい。また、車椅子や身障者用のエスカレーターに隣接してエレベーターリフトを設置する必要があるかもしれません。最後に、エスカレーターの美観を考慮する必要があります。建築家やデザイナーは、手すりや色付きのサイドパネルのさまざまなスタイルや色から選択できます。
製造
プロセス
- エスカレーター建設の最初の段階は、上記のように設計を確立することです。エスカレーターの製造元は、この情報を使用して、適切にカスタマイズされた機器を構築します。エスカレーターを供給する会社には、実際に機器を製造する一次メーカーと、機器を設計・設置する二次サプライヤーの2種類があります。ほとんどの場合、二次サプライヤーは一次メーカーから必要な機器を入手し、設置に必要な変更を加えます。したがって、ほとんどのエスカレーターは実際には一次メーカーで組み立てられています。トラック、ステップチェーン、階段アセンブリ、および電動ギアとプーリーはすべて、出荷前にトラスの所定の位置にボルトで固定されています。
- 設置前に、着陸エリアをエスカレーターに接続できるように準備する必要があります。たとえば、コンクリートの付属品を流し込み、トラスを所定の位置に保持する鉄骨フレームを取り付ける必要があります。エスカレーターが配達された後、アセンブリ全体がアンクレートされ、上部と下部の着陸穴の間の位置にジョッキーされます。トラスアセンブリを所定の位置に持ち上げるにはさまざまな方法がありますが、その1つは、車輪付きのサポートプラットフォームに取り付けられたはさみリフト装置です。シザーズリフトには、エスカレーターの垂直方向および角度方向の位置合わせを支援するロケーターアセンブリが装備されています。このような装置を使用すると、トラスの上端を簡単に位置合わせして、上部の踊り場に関連付けられた支持壁で支持することができます。トラスの下端は、その後、下部踊り場の床に関連付けられたピットに下げることができます。場合によっては、手すりは他の機器とは別に出荷されることがあります。そのような状況では、それらは慎重に巻かれ、輸送のために梱包されます。エスカレーターを設置した後、適切なチェーンに接続します。
- 電源の最終接続を行い、すべてのトラックとチェーンが適切に位置合わせされていることを確認します。
- すべての電動要素が正しく機能していること、ベルトとチェーンが正しく機能していることを確認します
エスカレーターは継続的に移動する階段です。各階段には、両側に1対の車輪があり、1つは階段の前部に、もう1つは後部にあります。車輪は2本のレールで動きます。エスカレーターの上下では、内側のレールが外側のレールの下に沈んでいるため、階段の下部が平らになり、ライダーが乗り降りしやすくなっています。スムーズかつ正しい速度で移動し、緊急ブレーキシステムが作動していること。ステップトレッドは、互いに挟んだりこすったりしないように、十分に離れている必要があります。ただし、大きな隙間がないように配置する必要があります。これにより、怪我をする可能性が高くなります。
品質管理
連邦規則集（CFR）には、エスカレーターの品質管理に関するガイドラインが含まれており、最低限の検査基準が定められています。コードに記載されているように、「エレベーターとエスカレーターは1年を超えない間隔で徹底的に検査されなければならない。満足のいく操作のために追加の毎月の検査は指定された人によって行われなければならない」。年次検査の記録は、エスカレーターの近くに掲示されるか、ターミナルで入手できます。さらに、このコードは、エスカレーターの最大負荷制限を通知し、超えてはならないことを指定しています。追加の安全基準は、American Society of Mechanical EngineersHandbookにも記載されています。
未来
近年、エスカレーターの製造においていくつかの革新がなされてきました。たとえば、ある会社は最近、らせん階段エスカレーターを開発しました。もう1つは、車椅子の輸送に適したエスカレーターを開発しました。このような進歩は、市場の変化するニーズを満たすために業界が拡大するにつれて継続する可能性があります。さらに、中国やハンガリーなどの未開拓の市場がエスカレーター技術の利点を認識し始めているため、業界は成長の急増を期待しています。
製造プロセス