(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータの乗りかごを停止させるため、昇降路に設置されたガイドレールを制動子で押し付けて摺動することで制動力を発生させるエレベータ用非常止め装置において、
前記ガイドレールと前記制動子との摺動面に端面が配置され、前記ガイドレール幅方向に複数枚が積層されたセラミックスシートを有する摩擦材と、
前記摩擦材に前記セラミックスシートが積層された方向に圧縮力を与えて固定する支持体と、
を備えたことを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベータ用非常止め装置において、前記圧縮力は、前記摩擦材と前記支持体との間に設けられたくさびにより与えられることを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエレベータ用非常止め装置において、摺動面側が本体側よりも長くなった形状のくさびを介して前記摩擦材が前記支持体へ固定されていることを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエレベータ用非常止め装置において、三角形状のくさびと緩衝部材とを介して前記摩擦材が前記支持体へ固定されることで、前記圧縮力が与えられていることを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
【請求項５】
請求項１に記載のエレベータ用非常止め装置において、エレベータ用非常止め装置において、前記圧縮力は、前記摩擦材と前記支持体との間に設けられたくさびにより与えられ、前記くさびの前記支持体への埋め込み深さは前記摩擦材の埋め込み深さよりも深いことを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
【請求項６】
請求項１に記載のエレベータ用非常止め装置において、前記摩擦材は前記ガイドレール幅方向に分割されて所定間隔を隔てて前記支持体に埋め込まれ、前記分割された間にくさびが配置されることで、前記圧縮力が与えられていることを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
【請求項７】
請求項１に記載のエレベータ用非常止め装置において、前記摩擦材は、摺動方向に対して分割されて配置され、分割された間に前記ガイドレールとは摺動しない区間が設けられたことを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
【請求項８】
エレベータの乗りかごを停止させるため、昇降路に設置されたガイドレールを制動子で押し付けて摺動することで制動力を発生させるエレベータ用非常止め装置を有したエレベータにおいて、
前記ガイドレールと前記制動子との摺動面に端面が配置され、前記ガイドレール幅方向に複数枚が積層されたセラミックスシートを有する摩擦材と、
前記摩擦材に前記セラミックスシートが積層された方向に圧縮力を与えて固定する支持体と、
を備えたことを特徴とするエレベータ。
【請求項９】
請求項８に記載のエレベータにおいて、前記ガイドレール上下方向における前記制動子の長さをＬ０、前記セラミックスシートの長さをＬ１、前記ガイドレール幅方向の前記セラミックスシートの寸法Ｗ、とした場合、０.５×Ｌ０＞Ｌ１＞Ｗであることを特徴とするエレベータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレベータの非常止め装置に関し、特に、高速，大容量エレベータであっても安定した制動力を発生する非常止め装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータは、乗りかごが一定速度以上で下降した際に、適切な減速度で乗りかごを停止させるための安全装置として非常止め装置を設置している。  
非常止め装置は、乗りかごが所定の速度以上に達した場合、昇降路の壁に設置されたレールを２個の台形型の摩擦材を配した制動子で挟み込んでばねで押付け、そのばねの弾性変形によって生じる力で制動力を発生させるものであり、制動子は適度な摩擦係数と耐摩耗性を有する鋳鉄や銅系焼結合金等の材料により形成されることが一般的であった。
【０００３】
また、エレベータは高速，大容量化しており、非常止め装置は、制動子とガイドレール間に発生する摩擦熱による高温環境下でも安定した制動力を発生することが要求されている。
【０００４】
さらに、ブレーキ片となる摩擦材に偏った制動力が作用しても摩擦材が回転することなく所定の摩擦力を確保するためにセラミックス製で円柱の摩擦材をガイドレールに押し付けることが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
さらに、ブレーキ部において、表面に露出した多数の微細径の繊維が硬質粒子を埋め込んだのと同様な効果を発現し、かつ硬質粒子のように脱落した粒子がレールを傷付けることなく、安定的な摩擦摩耗特性となるように、板状のセラミック母材にセラミック繊維もしくはその束をブレーキシューの対向面となる面に対して垂直に埋設して露出させることが知られ、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０２４５０号公報
【特許文献２】特開平０９−７１７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、セラミックス製の円柱をガイドレールに押し付けるので、セラミックスの硬度がレール材である一般構造用圧延鋼材に比べて極めて高く、高温域でも殆ど変化しないため、押し付ける力が大きいとガイドレールの表面を削ることとなる。したがって、ガイドレール表面が削れたり、表面の凹凸が極端に粗くなったりすると乗りかごの振動が大きくなって乗り心地が低下し、最悪の場合は、レールを交換しなければならない。高層ビルの場合は、レール交換の作業は莫大な時間と費用が発生してしまう。
【０００８】
特許文献２に記載のものでは、セラミックス母材に繊維を含有させ、その際に一緒に含有するバインダによってマクロ的な硬度を低くしレールへのダメージを抑えている。しかし、その繊維含有量は最大でも３０％と規定しており、顕著な低硬度化はあまり期待できない。また、繊維含有量をさらに増やすと、機械的強度が確保できなくなり摩擦力に耐えきれず破壊してしまう。よって、高速，大容量化するに従い所望の制動力を発生することが困難になっていく。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し高速，大容量の仕様でも安定して信頼性が高く制動力を発生し、ガイドレール表面の傷みを抑止しつつ、摩擦材の破損を抑止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、エレベータの乗りかごを停止させるため、昇降路に設置されたガイドレールを制動子で押し付けて摺動することで制動力を発生させるエレベータ用非常止め装置において、前記ガイドレールと前記制動子との摺動面に端面が配置され、前記ガイドレール幅方向に複数枚が積層されたセラミックスシートを有する摩擦材と、前記摩擦材に前記セラミックスシートが積層された方向に圧縮力を与えて固定する支持体と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、摩擦材にセラミックスシートが積層された方向に圧縮力を与えて固定するので、摩擦材の破損とガイドレール表面の傷みを抑止しながら確実に乗りかごを停止できる信頼性の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による一実施の形態の制動子を示す斜視図。
【図２】本発明による一実施の形態の非常止め装置（動作前）を示す正面図。
【図３】本発明による一実施の形態の非常止め装置（動作後）を示す正面図。
【図４】本発明による一実施の形態の非常止め装置（動作後、二段）を示す正面図。
【図５】本発明による一実施の形態の非常止め装置部を示す部分斜視図。
【図６】一実施の形態の摩擦材の構造を説明する上面図（ａ）及び側面図（ｂ）。
【図７】一実施の形態における図６の摩擦材素材から切り出す方向を説明する上面図及び斜視図。
【図８】一実施の形態における摩擦材と支持体の取付け構造を示す斜視図。
【図９】一実施の形態の摩擦材に発生する応力分布の解析結果を示す斜視図。
【図１０】一実施の形態の摩擦材を支持体に取付ける構成部品を展開した斜視図。
【図１１】一実施の形態における制動子の横断面図。
【図１２】一実施の形態におけるくさびの取付け姿勢を説明する縦側面図。
【図１３】摩擦試験をした時の層間剥離度合いの比較を表す図。
【図１４】一実施の形態における制動子と摩擦材の寸法関係を説明する斜視図。
【図１５】他の実施の形態における制動子の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、一実施の形態について図を参照して説明する。  
図１は、非常止め装置の制動子１を示し、上端側４３が短辺、下端側４４が長辺となる断面台形状の四角柱となっている。制動子１は、鋳鉄からなる支持体２の図示されないガイドレール７対向面にブロック状の摩擦材３が複数個（図では６個）所定の間隔で埋設されている。
【００１４】
摩擦材３は、セラミックス繊維を結合したもの（以下、セラミックスシートと称す）で構成され、摩擦材３と支持体２は、摩擦材３の先端部を制動子１の表面からわずかに突出した状態で結合されている。ガイドレール７とは、摩擦材３が摺動する。左右の摩擦材の間には、摩擦材３を固定するためのくさび４が埋め込まれている。
【００１５】
図２は、非常止め装置の縦断面図であり、非常止め装置６は、ガイドレール７を挟んで左右対称に構成されている。一対の制動子１は、ガイドレール７を挟持可能にガイドレール７と僅かな隙間を持って略平行に配置されている。制動子１の背面は上方が狭くなるくさび状の平滑な傾斜面になっている。
【００１６】
制動子１が所定位置に移動するように、移動を案内する案内板８がガイド部材１１に設けられている。ガイド部材１１は、内側が制動子１の傾斜面と平行な傾斜面を成し、外側は垂直面となっており、垂直面を弾性体１０で挟み込んでいる。ガイド部材１１の外周部は、ガイドレール７に対向する側が開放されたＵ字状（図５）に形成された弾性体１０に囲まれている。制動子１、および案内板８，ガイド部材１１，弾性体１０は、筐体９内に収容され、制動子１の一端には、非常止め装置６を駆動させる図示しない駆動手段が有する引き上げ棒が接続されている。
【００１７】
図３は、非常止め装置が動作した状態を示し、非常止め装置が動作したときは、制動子１が案内板に沿ってガイド部材１１に対して引き上げられると、制動子１は互いの距離が狭まるように移動する。このときに制動子１はガイド部材１１，弾性体１０を矢印１３の方向に押し広げる。ガイド部材１１，弾性体１０が押し広げられた反力が制動子１に作用してガイドレール７を挟み込む。
【００１８】
非常止め装置は、エレベータの仕様によっては複数組み設置する。所定の減速度でかごを停止させるための必要な制動力Ｆは、
Ｆ＝４μＮ＝ｍ×（ａ＋ｇ）  
ここで、μ：制動子・レール間摩擦係数，Ｎ：弾性体の押付力（Ｎ），ｍ：落下質量（kg），ａ：減速度（ｍ／ｓ2），ｇ：重力加速度（９.８ｍ／ｓ2）である。
【００１９】
１段組みの非常止め装置の場合は、制動子本数は４本（２本／レール×レール２本）となる。したがって、制動力は４倍になる。制動力Ｆは落下質量に正比例する。製造上、弾性体が発生できる力に限界があるため、落下質量が重くなると非常止めを上下に複数段化して制動力を確保する。また、定格速度が高くなると、制動子とレール間の摩擦係数が小さくなるので、高速域ほど軽い落下質量でも多段化しなければならない。よって、乗りかごが上下２階建てとなるダブルデッキエレベータや高層ビル向けのエレベータは多段化されている。例えば、落下質量２５,０００kgの仕様で５.８８ｍ／ｓ2の減速度で停止するのに必要な制動力は、３９２ｋＮになる。μ＝０.２，最大押付力Ｆｍａｘが４００ｋＮとすると１段組みでは７２ｋＮ不足し、２段化が必要である。なお、市場の台数が最も多い低層ビル向けの３０〜２４０ｍ／minの速度域では、１段組みがほとんどである。
【００２０】
図４は、２段組み非常止め装置の縦断面図である。図２に示した非常止め装置を上下方向に重ねた構成とし、締結ねじ３４で筐体９同士を締結する。上下の制動子１の一端には、２段組み非常止め装置３３を駆動させる図示しない駆動手段が有する引き上げ棒が接続されており、ほぼ同時に上下の制動子が引上げられてガイドレール７を挟み組む。よって、約８倍の制動力を得ることができ、高速，大容量エレベータに対応できる。
【００２１】
図５は非常止め装置を備えたエレベータ乗りかごの概略を示す斜視図である。  
乗客を乗せる乗りかご４６は、ロープ４５によって建物最上階にある図示しない駆動系に連結されている。本図ではドア開閉機、外枠の詳細等は図示していない。昇降路の両側には、乗りかご４６の昇降をガイドするガイドレール７が設置されている。乗りかご４６の下端部には、非常止め装置６が、ガイドレール７を挟むように設置されている。非常止め装置６は、図示しないが反対側のガイドレールにも備えてあり両者は図示されていない接続機構によって連結されている。また、非常止め装置６は、筐体等の詳細を簡略している。
【００２２】
ガイドレール７の長手をガイドレール鉛直方向４１、制動子１がガイドレールを挟んで対抗する方向をガイドレール厚さ方向４０、左右のガイドレール７が互いに向かい合う方向をガイドレール幅方向３９と各方向を定義している。
【００２３】
非常止め装置の動作について図３，図４で説明する。  
乗りかごの移動速度が定格速度を超える設定速度に達すると、最上階に設置された図示しない速度感知装置が動作し、制動子１が引き上げられ、制動子１は乗りかごの両側の昇降路壁に設置されたガイドレール７を挟み込む。そして、制動子１はＵ字状の弾性体１０を押し広げて弾性変形させることでガイドレール７と制動子１の間に摩擦力を発生させ、乗りかごを停止させる。
【００２４】
図６は、摩擦材３であるセラミックスシート４２である素材の概観を示している。セラミックスシート４２は、セラミックス繊維を絡み合わせる、あるいは撚って糸とし、布状にしたものである。（ａ）は、セラミックスシート４２の上面図である。セラミックス繊維を撚った縦糸１４と横糸１５を交互に織った平織りのシート状の織物にして、ブロック状のセラミックスシート４２としている。したがって、セラミックス繊維が占める割合が高くても互いに織り込むことによって機械的強度を確保できる。上面から見て垂直方向（図ａにおいて、紙面に垂直方向）の強度は他の方向に比べて低くなる傾向を示すが、後述するように摩擦材３の支持構造、垂直方向に圧縮力を与えるように工夫して破壊しないようにしている。
【００２５】
（ｂ）は、セラミックスシートの側面図である。断面は縦糸１４の断面を横糸１５が縫うように並んで配列（平織り：縦糸と横糸とを交互に浮き沈みさせた織物）されている。なお、繊維の織り方によっては、図示した構造とは異なり、綾織り（タテ糸がヨコ糸の上を２又は３本、ヨコ糸の下を１本交差させた織物），しゅす（朱子）織り（縦糸と横糸とを交互に浮き沈みさせ、どちらかの糸の浮きを少なくした織物）と呼ばれる織り方、繊維を織らずに絡み合わせたシート状の不織布でも良い。
【００２６】
セラミックスシート４２は高温でホットプレスされ結合体とされている。セラミックス繊維は、高い力学的特性と優れた耐熱性を有していることから、セラミックスシート４２も力学的強度と耐熱性に優れる。また、ファインセラミックスを母材としたものに比べて低硬度なつなぎ材が含まれることでマクロ的な硬度も低くなる。例えば、窒化ケイ素の硬度が約１４００ＨＶであるのに対し、セラミックスシート４２の硬度は換算値で約１０００ＨＶ（１００ＨＳ）である。
【００２７】
相手材の摩耗は摩擦材３の硬さに比例して増加するので、摩擦材３を低硬度化したほうがガイドレールの傷みを抑止できる。摩擦試験によるとセラミックスシート４２とガイドレール材との摩擦では、レール材の傷みは許容範囲内であることを確認している。
【００２８】
図７（ａ）は、セラミックスシートの素材の切り出し方向を示し、摩擦材３は、切り出し線１６で示すように上面から見て縦糸１４と横糸１５に対して斜めになるよう（図では、繊維長手方向に対して約４５度）切り出し、切り出された端面がガイドレール７と摺動することが良い。
【００２９】
図７（ｂ）は、図（ａ）に基づいて切り出した後のセラミックスシートの斜視図を示し、切り出したセラミックスシート４２は直方体を成している。したがって、図中、切り出し面１７に対して隣接する２方向の繊維断面の表面は、縦糸と横糸それぞれの繊維の端面１８が略楕円形状をなしている。
【００３０】
図８は、セラミックスシートの支持体２への埋め込み方向を示し、切り出したセラミックスシート４２は、端面の長手方向がガイドレール鉛直方向４１となって、端面がガイドレール７と摺動するように所定量だけ支持体２より突出して埋め込まれている。つまり、縦糸、および横糸の端面とガイドレール７との間に凝着、切削抵抗による摩擦力を発生させて制動力を得る。摩擦材３にセラミックスシート４２を用いることで、高速化や積載量が大型化しても摺動時の摺動熱による摩擦材３の軟化や焼きつきを防ぎ所定の制動力を確保できる。
【００３１】
また、セラミックスシート４２はセラミックス繊維の集合体によって構成されるので、ガイドレール７の傷みを抑止しながら、所定の摩擦・摩耗特性を確保することができ、確実に乗りかごを停止できる。一方、セラミックスシート４２は、レール幅方向１９に複数枚積層され、くさび４で挟まれて支持体２に固定されている。摩擦材の強度は、繊維が編まれているシート面内方向よりも、シートを積層し間がバインダで充填されている積層方向の強度が弱い。よって、くさび４を用いて、セラミックスシート４２の積層方向（レール幅方向１９）に対して圧縮力を加えている。
【００３２】
セラミックスシート４２の積層方向１９は、レール幅方向となっているので、積層間に対して剥離する方向には摩擦力が殆ど作用せず、剥離破壊を防止できる。また、くさび４で積層方向に圧縮力を与えていることで、積層間を剥離する方向に引張応力が作用しても圧縮力に打ち消され、より破壊を防止できる。
【００３３】
図９は、有限要素法を用いて摩擦材の応力解析を行った結果である。支持材に摩擦材３を埋め込んだ状態で、摩擦材へは押付力２４と摩擦力２５とが作用するとし、入熱はなく、材料は等方特性として解析している。また、解析対象は、摩擦材３の幅方向の対象面３０として半分の領域とし、摩擦材の幅方向の拘束条件を拘束しない場合と拘束した場合で解析を行った。
【００３４】
解析の結果である応力分布は、グレー値が濃い方が引張応力を示し、淡い方が圧縮応力を示す。図９は幅方向の発生応力分布を示す。（ａ）図は、幅方向を拘束しない場合、（ｂ）図は幅方向を拘束２８した場合の結果である。  
拘束しない場合は摩擦材の上辺近傍２６に層間が剥離する方向１９（積層されている方向）に大きな引張応力が発生していることが分かる。これは、押付力２４と摩擦力２５が摩擦材３に作用して時に摩擦材の上辺が支持体に拘束されて変形しにくくなったことでそれと直角の幅方向に歪が発生し、これに相当する応力が発生したためである。拘束した場合は、上辺近傍２６に圧縮応力２７が発生している。これは、幅方向への歪が拘束されることで圧縮力として現れた結果である。
【００３５】
以上のことより、摩擦力が作用する方向と直角の幅方向には層間剥離を抑止するために幅方向を拘束して、圧縮力を作用させ、引張力を打ち消すことが有効である。
【００３６】
図１０は、支持体と摩擦材の組み立て部材を部品毎に展開した斜視図を示す。  
支持材２は摩擦材３を埋め込むために矩形で凹状２０に彫り込まれている。これに対して、摩擦材３との間にくさび４が配置され、各摩擦材３とくさび４の間には緩衝部材５が緩衝材として配置される。くさび４はねじ１２（図では３個）により支持体２に固定される。各部品のガイドレール鉛直方向の長さはほぼ同じ長さに揃えられている。
【００３７】
図１１は、制動子の横断面図である。本図で各構成部品の位置関係を説明する。  
左右の摩擦材３の間に設けたくさび４は、図で上辺（摺動面側）が下辺（本体側）よりも長くなっており支持体２の深さ方向に鋭利となる三角形状となっている。くさび４にはねじ１２を通すための穴が設けられ、ねじ頭もくさび４の上辺より低くなるように加工されている。くさび４の上辺の図で高さは、摩擦材３の高さよりの低い位置まで装入される。支持体２の摩擦材３が挿入される部位は凹状に掘り込まれ、さらにくさび４が挿入される部分２１は摩擦材３の厚さよりもさらに深く掘り込まれている。つまり、摩擦材３の下面よりもくさび４の下面が図で下に位置するようにくさび４と支持体２とをラップさせる構造、つまり、くさび４の支持体２への埋め込み深さは摩擦材３の埋め込み深さよりも深くしている。
【００３８】
くさび４が挿入される部位には雌ねじ２２が設けられ、雄ねじ１２によってくさび４を介して摩擦材３が支持体２へ締結され、摩擦材３のセラミックスシートが積層された方向に圧縮力が与えられている。くさび４と支持体２はこの彫り込んだ部分でラップされている。くさび４と摩擦材３の間に設けた緩衝部材５は、直方体を成しており端面は摩擦材３に当接し対向した面はくさび４と当接している。
【００３９】
くさび４を支持体２に挿入していくと、くさび４の傾斜面と緩衝部材５との接触力は徐々に強まる。その結果、緩衝部材５は変形してくさび４の傾斜面との接触領域が広がり安定した固定ができる。緩衝部材５の材質は、くさび４の材質よりも軟らかいものが好ましい。例えば、くさびを鉄やステンレスとすると、緩衝部材には銅やアルミなどが適用できる。
【００４０】
くさび４と支持体２をラップさせる構造をとったのは摩擦材３に左右方向の力が作用した場合に、くさび４に掛る力を支持体２のラップ部で接触させて一部担ってもらう。よって、左右の摩擦材に加わった左右方向の力を支持体２の端部２３で全て受ける必要がなく、支持体２の端部２３の剛性を低く抑えても壊れることがない。すなわち、支持体２の端部２３を狭くして摩擦材３の左右方向の幅を広く取ることができより大きな制動力を得ることができる。
【００４１】
図１２は、摩擦材の加工精度の誤差の有無とくさびの姿勢の関係を示す。（ａ）図に示すように摩擦材３長手方向で幅寸法Ｗ１が殆ど誤差なく加工できた場合は、くさび４はほぼ水平に挿入されて摩擦材の幅方向にムラなく圧縮力を与えることができる。これに対して、（ｂ）図に示すように摩擦材３長手方向で幅寸法に誤差（Ｗ１＞Ｗ２）が発生した場合、くさび４は幅が狭いＷ２ほうがより矢印２９方向に深く挿入され幅が広い方が浅く挿入される。すなわち、くさび４が傾いた姿勢で挿入されることで緩衝部材５を介して摩擦材３の全長で、加工誤差が無い場合と同様にムラなく圧縮力を与えることができる。具体的な組立て管理方法としては、例えばすきまゲージで隙間が無いことを確認したり、ねじの締め付けトルクを管理したり、して行うことができる。
【００４２】
また、圧縮力を与える構造として焼き嵌めなども良いが、この場合は支持体、および摩擦材の加工精度を高精度で管理して締め代設計を行わないと締結時の残留応力で摩擦材が破壊する場合もあり、高精度加工には時間を費やすことになる。
【００４３】
図１３は、セラミックスシートに市販の繊維結合体を用いて摩擦特性を比較したときの支持体と摩擦材の積層方向との隙間と摩擦材の層間剥離度合い、◎：剥離箇所なし、○：剥離箇所１〜３、△：剥離箇所４〜６、×：剥離箇所７以上、を示す実験結果である。摩擦試験は、ピンオンディスク試験機を用いて行った。ガイドレール７と同じ材質からなるディスク（円板）を所定の速度で回転させ、ディスク表面に摩擦材３を所定の押付力で押し付けて、ディスク速度をモータにて所定減速度で停止させる。具体的な条件は、初速度は１５００ｍ／min、押付力は約５６００Ｎ、減速度は５.８８ｍ／ｓ2とした。実験は、同じ摩擦材について３回連続して実施した。
【００４４】
実験の結果、支持体と摩擦材の積層方向との隙間が狭いほど層間剥離箇所は少なく、隙間が無い状態では剥離も無い。また、隙間が狭いほど、摩擦試験を繰返し行っても初期に発生した層間剥離が進展しないことが分かった。また、摩擦係数は繰返し試験を行っても低下することはなかった。しかし、隙間が０.２mmの２回目以降の試験では、層間剥離の発生とともにセラミックス繊維先端が隙間方向に倒れ込む現象が発生し信頼性に欠ける結果であった。
【００４５】
図１４は、制動子と摩擦材の寸法の関係を説明する斜視図である。支持体２の上下方向の長さＬ０に対して１枚の摩擦材３の長さＬ１、および摩擦材３の幅Ｗは、０.５×Ｌ０＞Ｌ１＞Ｗの関係であることが望ましい。これは、制動力、および支持体２と摩擦材３の締結強度の関係に起因する。まず、より大きな制動力を得るにはばね力を大きくとる、或いは摩擦材３とガイドレール間の摩擦係数を大きくすることであるが、前者のばね力を大きくするとばね材の厚さを増したりして装置の大型化してしまう。そこで、後者の摩擦係数を大きくするほうが有効である。
【００４６】
摩擦係数を大きくするには、摩擦材３の表面を粗くしてレールの引っかき力を増す方法もあるが、レールを傷つけてしまう。摩擦係数は、摩擦する両者間で発生する摩擦熱の大小に左右される。すなわち両者の温度によって大きく変化し、高温のほうが摩擦係数は小さい。ここでは、金属であるレールとセラミックスの摩擦材３による摩擦であるため耐熱性に優れるセラミックスの温度は略１０００℃程度に昇温しても機械的な特性は殆ど変化しない。これに対して、レールは高温になると軟らかくなってしまう。例えばレールとして用いられている炭素鋼材（ＳＳ４００）では約５００〜６００度で表面硬度が急激に低下する。制動時に摩擦材３によって長い間摺動されるとレールは昇温して摩擦係数が低下する。よって、摩擦材３は、摺動方向に対して少なくとも分割して配置し、間に摺動しない区間を設けるのが良くレール昇温を抑えることができる。
【００４７】
一方、セラミックスシートの積層方向である摩擦材３の幅方向寸法Ｗとそれの上下方向寸法Ｌ０の関係を上述した関係にすることで層間剥離による破損をより抑えることができる。これは、幅方向寸法を小さくしてその方向の歪量を小さく抑えることで発生する応力を小さくする。すなわち、制動子に同じ広さの摺動面積を確保する場合、強度的に強いセラミックスシート面内方向となる寸法Ｌ０は大きく取り、強度的に弱いシート面外方向の寸法Ｗは小さく取るほうが破壊しにくい構造にできる。よって、高信頼の非常止め装置となる。
【００４８】
図１５は、非常止め装置の制動子の他の実施例の横断面図を示す。図１１と異なる点は摩擦材３が支持体２の幅方向に１つ配置した場合である。この場合は、くさび４を摩擦材３と支持体２のどちらか一方の間に挿入すればよく、くさび４は摺動材側のみに傾斜面を設けた形状とする。摩擦材３とくさび４の間には緩衝部材５を挿入する。
【００４９】
以上のような制動子の構成にすることで摩擦材３の配置にかかわらずセラミックスシート積層方向を拘束して圧縮力を作用させることができる。
【００５０】
以上、セラミックス繊維を２方向に織り込んでセラミックシートとして積層した摩擦材を用い、繊維端面を摺動面に出し、くさびによってセラミックスシート積層方向を圧縮固定することによって、相手材（ガイドレール７）の傷みを抑止しながら、所定の摩擦・摩耗特性を確保し、かつセラミックスシート積層間の剥離を防止することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  制動子
２  支持体
３  摩擦材
４  くさび
５  緩衝部材
７  ガイドレール
１４  縦糸
１５  横糸
１７  切り出し面
１８  端面
１９  積層方向
４２  セラミックスシート
【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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