(57)【要約】      （修正有）【課題】エレベータケージ内の移動中の乗客を負傷させることなくエレベータケージを停止させるために、全ての超過速度状態において良好に展開することのできる安全装置を提供する。【解決手段】エレベータ安全装置に使用するためのブレーキシューに関する。使用において、安全装置は特定の印加力Ｎをブレーキシューに加え、ブレーキシューをガイドレール３に摩擦的に係合させる。ブレーキシューによって発生した摩擦制動力（Ｆ１、Ｆ２）は係合中に増加する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ安全装置（４）に使用するためのブレーキシュー（５、５’、５”、５”’）であって、使用において、安全装置（４）が特定の印加力（Ｎ）をブレーキシュー（５、５’、５”、５”’）に加えて、ブレーキシュー（５、５’、５”、５”’）をガイドレール（３）に摩擦的に係合させ、ブレーキシュー（５、５’、５”、５”’）によって発生した摩擦制動力（Ｆ１、Ｆ２）が係合中に増加する、ブレーキシュー。
【請求項２】
可変摩擦係数（μ）を有する、請求項１に記載のブレーキシュー（５、５’、５”、５”’）。
【請求項３】
ガイドレール（３）に初期係合するための第１層（８、８’、７”）と、続いてガイドレール（３）に係合するための第２層（９、９’、６）とを有し、第２層（９、９’、６）の摩擦係数（μ２）が第１層（８、８’、７”）の摩擦係数（μ１）よりも大きい、請求項２に記載のブレーキシュー（５、５’、５”）。
【請求項４】
第１層（８、８’）および第２層（９、９’）が、ブレーキシュー本体（６）によって取り外し可能に保持されたブレーキパッド（７、７’）中に組み込まれる、請求項３に記載のブレーキシュー（５、５’）。
【請求項５】
第１層が第２層（９’）中に埋め込まれ突出するブロック（８’）から形成される、請求項３に記載のブレーキシュー（５’）
【請求項６】
第１層がブレーキパッド（７”）中に組み込まれ、第２層がブレーキシュー本体（６）によって提供される、請求項３に記載のブレーキシュー（５”）。
【請求項７】
ブレーキシュー（５”’）の摩擦係数（μ）が温度に比例する、請求項２に記載のブレーキシュー（５”’）。
【請求項８】
ブレーキシュー（５’）がガイドレール（３）に与える断面積が係合中に増加する、請求項１から７のいずれか一項に記載のブレーキシュー（５’）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブレーキシューに関し、特にエレベータ安全装置に使用するためのブレーキシューに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベータシステムにおいて、エレベータケージはガイドレールに沿ってエレベータ昇降路内を上下に移動する。ケージが過剰速度で移動していることを超過速度調速機が検出する場合にケージの動きを停止するため、ケージには少なくとも１個の安全装置が搭載される。それらの状況において、調速機は安全装置を起動してブレーキシューをガイドレールに押圧して摩擦制動力を発生させ、それによってケージを最終的に停止させる。超過速度の状態を発生させる可能性のある原因は多数存在し、第１のカテゴリは、例えば、所定の超過速度値を超えるケージの移動を招く、制御器の機能不全などの駆動系の単純な障害であり、より重大であるが幸い頻度の少ない第２のカテゴリは、しばしば自然落下と呼ばれ、ケージが駆動系から切断（例えば、ロープ式エレベータのケーブル破壊または油圧エレベータのジャッキ故障に起因して）されて、重力の下でエレベータ昇降路を急降下することである。
【０００３】
第１のカテゴリにおいて、エレベータケージは駆動系によって支持され、釣り合いおもりに相互接続されるならば、少なくとも部分的にその釣り合いおもりによって釣り合いが取られる。したがって、安全装置が停止させるべき有効質量は比較的小さい。対照的に、第２のカテゴリにおいて、安全装置は自然落下しているケージの動きを、あらゆる負荷と一緒に停止させることが要求される。したがって、ガイドレールに対して安全装置によって発生する摩擦制動力は、第１の超過速度のカテゴリよりも第２の自然落下超過速度カテゴリのほうが大きくなければならない。
【０００４】
乗客の負傷を防止するために、安全装置が展開される間、エレベータケージの減速を特定の閾値（１ｇの値がしばしば引用される）以下に維持すべきであることが一般に認められている。安全装置が第１の超過速度カテゴリの間に所望の減速を与えるように設定されるならば、自然落下状態のケージを有効に停止させることは不可能であろう。他方、安全装置が自然落下間に所望の減速を与えるように設定されるならば、第１カテゴリの超過状態間の展開は、許容された閾値を超える減速になることは間違いないであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、エレベータケージ内の移動中の乗客を負傷させることなくエレベータケージを停止させるために、全ての超過速度状態において良好に展開することのできる安全装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、使用中に、安全装置が特定の印加力をブレーキシューに加えてブレーキシューを摩擦的にガイドレールに係合させ、ブレーキシューによって発生する摩擦力が係合中に増加する、エレベータ安全装置に使用するためのブレーキシューを提供することによって達成される。したがって、展開中にブレーキシューはガイドレールに対して初期の摩擦制動力を加えるであろう。この初期の摩擦制動力は、第１カテゴリの超過速度状態中にエレベータケージを停止するように設計される。しかし、第２カテゴリの超過速度状態が存在すると、摩擦制動力は自然落下しているエレベータケージを停止させるのに十分なレベルまで引き続き増加する。
【０００７】
多くのエレベータ設置では、単一の一定の力の印加力（例えば、バネによる）を加える安全装置の使用は、乗客が負傷することなくエレベータケージを停止するのに十分であろうことが予測される。したがって、安全装置を制御し調整する付属設備は比較的簡単であり、それによって安全装置の初期のコストおよび継続的な保守コストは比較的少ない。
【０００８】
ブレーキシューは様々な摩擦係数を有することが好ましい。したがって、ブレーキシューとガイドレール間の摩擦係数はガイドレールとの係合中に増加する。
【０００９】
ブレーキシューは、内部層の摩擦係数が外部層の摩擦係数よりも大きい、外部層と内部層を備えることができる。したがって、使用中、外部層は最初にガイドレールと係合される。外部層によって生じる摩擦制動力がケージを停止できなければ、それは摩滅して内部層が露出する。続いて内部層がガイドレールに係合すると、自然落下しているエレベータケージを停止するのに十分なレベルまで摩擦係数が増加するため、発生する摩擦制動力は増加する。
【００１０】
代りに、ブレーキシューの摩擦係数は温度に比例することができる。したがって、摩擦制動の間にブレーキシューの温度は徐々に増加して、対応する摩擦係数の増加をもたらす。
【００１１】
ブレーキシューがガイドレールに与える断面積は、係合中に増加することが好ましい。この構成は、第１層が第２層よりも比較的速く摩滅するブレーキシューの後退的な摩滅速度を確実にすることによって、上で定義した２層のブレーキシューに特に有益である。
【００１２】
以下に、添付の図面を参照して、特定の実施例によって本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明によるブレーキシュー５を備える、従来の安全装置４を組み込むエレベータケージ１の斜視図である。従来のロープ式エレベータにおいて、ケージ１はケーブル２によって釣り合いおもり（図示されない）に接続される。このケージ１と釣り合いおもりが相互接続された構成は、ケージがエレベータ昇降路内に取り付けられたガイドレール３に沿って移動して、乗客をその所望の目的地まで輸送するように、巻上機および付属の綱車（図示されない）によって駆動される。安全装置４はケージ１の底部に取り付けられて、隣接するガイドレール３を取り囲む。単一のガイドレール３および安全装置４だけが示されているが、ケージ１の反対側に同一の構成が提供されることは明白であろう。
【００１４】
ケージ１が所定の値を超えた速度で移動するときの超過速度状態において、超過速度調速機（図示されない）は安全装置４を起動して、ブレーキシュー５をガイドレール３の対向する側部に押圧して摩擦制動力を発生させ、それによってケージ１を最終的に停止させる。
【００１５】
図２は本発明の第１実施形態による１組のブレーキシュー５の断面図である。各ブレーキシュー５はブレーキパッド７を保持するブレーキシュー本体６を備える。ブレーキパッド７はガイドレール３に面する外部犠牲層８と、外部層８とブレーキシュー本体６の間に配置された内部層９とを有する。外部層８を形成する材料の摩擦係数μ１は内部層９を形成する材料の摩擦係数μ２よりも小さい。
【００１６】
図３および図４は超過速度状態が調速機によって検出された後のブレーキシュー５の展開を示す。締付け力Ｎは安全装置４によって各ブレーキシュー５に加えられ、ブレーキパッド７をガイドレール３に摩擦的に係合させる。図３に示した展開の初期の段階において、各ブレーキパッド７の外部犠牲層８はガイドレール３に対して摩擦制動力Ｆ１を発生する。この初期の摩擦制動力Ｆ１は、巻上機と釣り合いおもりに相互接続され、これらによって支持されているが、おそらくは機能不全制御機などの駆動系障害のため所定の超過速度値を超えて移動している、エレベータケージ１を停止することが意図されている。
【００１７】
他方、ケージの超過速度が、例えばケーブル２の完全な破壊に起因するならば、初期の展開段階中にブレーキパッド７によって発生した摩擦制動力Ｆ１は、ケージ１を効果的に停止するには不十分であろう。それらの状態において、ブレーキパッド７の外部犠牲層８は、ガイドレール３との過剰な摩擦的係合によって摩滅または溶融して消失し、内部層９を露出する。内部層９の摩擦係数μ２は内部層８の摩擦係数μ１よりも大きいので、ブレーキパッド７がガイドレール３に対して発生する摩擦制動力は、内部層９が続いて図４に示した第２展開段階でガイドレール７に係合すると、レベルＦ２まで増加する。この第２展開段階の間の摩擦制動力Ｆ２は自然落下しているエレベータケージ１を停止するのに十分である。
【００１８】
図５は、本発明の第２実施形態によるブレーキシュー５’の断面図である。前述の実施形態のように、ブレーキシュー５’はブレーキパッド７’を保持するためのブレーキシュー本体６を組み込む。この例において、ブレーキパッド７’はブレーキパッド層９’に埋め込まれてそこから突出するブロック８’からなる。ブロック８’を形成する材料の摩擦係数μ１は、ブレーキパッド層９’を形成する材料の摩擦係数μ２よりも小さい。ブレーキパッド７’は、ブレーキパッド７’のブロック８’について前述した実施形態と全く同様に作動され、第１展開段階中に摩擦制動力Ｆ１を提供する。ブロック８’が摩滅して消失すると、ブレーキパッド層９’はガイドレール３と係合して、第２展開段階中に、より大きな摩擦制動力Ｆ２を発生する。本実施形態において、ガイドレール３に与えられるブレーキパッド７’の表面積は印加の間増加する。これはブレーキパッド７’の後退的な磨耗速度を確実にし、それによってブロック８’はブレーキパッド層９’よりも比較的速く摩滅する。
【００１９】
図６は、本発明の第３実施形態によるブレーキシュー５”の断面図である。再び、ブレーキパッド７”はブレーキシュー本体６によって支持されるが、この例において、ブレーキパッド７”は比較的摩擦係数μ１の小さな単一材料から形成されて、第１展開段階中に摩擦制動力Ｆ１を発生する。ブレーキシュー本体６自体は比較的摩擦係数μ１の高い材料から形成され、第２展開段階中に使用されて、第２展開段階中により大きな摩擦制動力Ｆ２を発生する。
【００２０】
図７および図８は、第４実施形態によるブレーキシュー５”’のガイドレール３に対する係合を示す。ブレーキシュー５”’はブレーキパッド７”’を保持するブレーキシュー本体６を備える。この実施形態において、ブレーキパッド７”’はその温度に比例する摩擦係数μを有する単一材料から製造される。超過速度の状態が調速機によって検出されると、締付け力Ｎが安全装置４によってブレーキシュー５”’に加えられる。図７に詳細に示したように、ブレーキパッド７”’が最初にガイドレール３に係合するとき、それは室温であり、したがって比較的小さな摩擦係数μ１を有する。したがって、ガイドレール３に対してブレーキパッド７”’によって発生する初期の摩擦制動力Ｆ１は比較的小さい。
【００２１】
図８に示すように制動を継続する間に、ブレーキパッド７”’に熱が発生し、その摩擦係数を徐々に増加させる。これは、すなわち、自然落下しているケージ１を停止するのに十分なレベルＦ２まで摩擦制動力を徐々に増加させる。
【００２２】
説明した実施形態の特定の特徴を入れ替えて、本発明によるさらに他の実施形態を与えることができることは容易に理解されるであろう。
【００２３】
さらに、ブレーキパッド部品の間、および実際にブレーキパッドとブレーキシュー本体の間の界面は、平面でありガイドレールにほぼ平行であるように示されるが、他の表面プロファイル（溝、Ｖ状等）を用いて個別のブレーキシュー部品間に働く剪断力の効果を低減できることが理解されるであろう。
【００２４】
当業者であれば、ブレーキシューの個別の部品各々に必要な特定の特性を達成するために入手可能な様々な材料があり、特定の材料の選定は、定格速度、定格負荷、移動高さ、安全装置の種類、およびブレーキシューに加えられる印加力など、エレベータ自体の特性に大きく依存することを、認識するであろう。例えば、第１実施形態のブレーキシューが定格速度１ｍ／ｓの小さな設備に用いられるならば、外部犠牲層８はポリマー材料から製造することができ、内部層９は軟鋼などの従来のブレーキシュー材料から形成することができる。
【００２５】
説明した実施形態は特定の安全装置を参照して説明したが、本発明によるブレーキシューは、ガイドレールに摩擦的に係合して、ロープ式または油圧エレベータ設備のエレベータケージを減速するために使用される、任意のキャリパーブレーキセットに利用できることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるブレーキシューを備える従来の安全装置を組み込むエレベータケージの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による１組のブレーキシューの断面図である。
【図３】超過速度状態が検出された直後の、図２のブレーキシューのガイドレールに対する初期の係合を示す図である。
【図４】図２および図３のブレーキシューのガイドレールに対する後続の係合を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるブレーキシューの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるブレーキシューの断面図である。
【図７】超過速度状態が検出された直後の、第４実施形態によるブレーキシューのガイドレールに対する初期の係合を示す図である。
【図８】図７のブレーキシューのガイドレールに対する後続の係合を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  エレベータケージ
２  ケーブル
３  ガイドレール
４  安全装置
５、５’、５”、５”’  ブレーキシュー
６  ブレーキシュー本体
７、７’、７”、７”’  ブレーキパッド
８  外部犠牲層
８’  ブロック
９  内部層
９’  ブレーキパッド層
【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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【外国語明細書】
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