(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータかごを停止させるためのエレベータ安全制動装置であって、
基台と、前記基台に設けられてエレベータ・ガイド・レールに接触する摩擦面と、前記基台を備えたブレーキ・シューとを有し、
前記摩擦面の少なくとも一部分には、おおよそ９９．４重量％のモリブデンと、０．５重量％のチタンと、０．１重量％のジルコニウムから形成される合金材を含み、
エレベータかごを停止させるために、ガイド・レール面に向かって前記ブレーキ・シューの摩擦材を押圧する手段を有し、
前記摩擦材は、複数の前記合金材のタイルを含み、
前記タイルの少なくとも一つは、前記タイルが前記基台に対して弾性的に運動することが可能な接着剤を介して前記基台に設けられ、
前記接着剤は、耐熱性のラバー材であることを特徴とする制動装置。
【請求項２】
エレベータかごを停止させるためのエレベータ安全制動装置であって、
基台と、前記基台に設けられてエレベータ・ガイド・レールに接触する摩擦面と、前記基台を備えたブレーキ・シューとを有し、
前記摩擦面の少なくとも一部分には、おおよそ９９．４重量％のモリブデンと、０．５重量％のチタンと、０．１重量％のジルコニウムから形成される合金材を含み、
エレベータかごを停止させるために、ガイド・レール面に向かって前記ブレーキ・シューの摩擦材を押圧する手段を有し、
前記摩擦面は、前記合金材の複数のボタンを含み、前記ボタンは頭部と軸部とを有し、
前記複数ボタンの頭部は、複数の開口部を有した締め付けプレートによって、前記基台に隣接して機械的に保持され、
前記軸部は、前記開口部を通して突出することを特徴とする制動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に制動装置に関し、特に、速度超過状態にあるエレベータかご等の垂直方向に移動する物体の速度を緩めたり、停止させたりするための安全制動装置に関する。より詳細には、本発明は、エレベータ安全制動システムに関し、エレベータかごの速度を緩めたり、停止させたりするためのモリブデン合金の摩擦面を備えた安全制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な安全制動装置システムは、エレベータかごに取り付けられており、さらに実質的に平らな摩擦面を有する一対のウェッジ形状のブレーキシューを含む。平らな摩擦面は、通常、エレベータ昇降路壁に支持されたＴ字型ガイド・レールの軸部の向き合う側面にそれぞれ配置されている。ウェッジ形状のこれらのブレーキ・シューは、調速機機構によって起動され、前記調速機機構は、前記ウェッジ形状のブレーキ・シューを隣接するガイドシュー・アッセンブリに沿って移動させ、前記ガイドシュー・アッセンブリは、かごが減速もしくは停止するように、ブレーキ・シューの摩擦面をガイド・レールと接触させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な安全制動システムにおいては、ウェッジには、７平方インチ（５５，０００ｋＰａ×０．００４５ｍ2）の表面あたりに約８，０００ｐｓｉあまりの作用力によって約５６，０００Ｌｂ（２５０，０００Ｎ）の垂直力が負荷されている。鋳鉄摩擦面を用いた場合、約６ｍ／ｓの速度におけるガイド・レールに対して、公称摩擦係数は、約０．１５であり、ウェッジに作用する５６，０００Ｌｂ（２５０，０００Ｎ）の力によって、約１１，２００Ｌｂ（５０，０００Ｎ）の摩擦力がウェッジの摩擦面に生じる。
【０００４】
鋳鉄摩擦面を用いた従来のエレベータかご室の設計においては、４つの摩擦面が存在し、約４５，０００Ｌｂ（２００，０００Ｎ）の全体の制動能力を作り出している。超高層ビルディングが建造されるにつれて、高速、大荷重エレベータ（一般的に４から８ｍ／ｓ、最大１２．５ｍ／ｓ）が、必要となり、超高層ビルディングの多くの階に提供されている。
【０００５】
このようなエレベータは、約１６，０００ｋｇもの荷重割合を有している。このようなエレベータの安全制動の要求は、ますます大きくなっている。従来のねずみ鋳鉄は、そのような現代エレベータ・システムに求められ、高速度かつ大荷重に適した摩擦材として働かないことが結論付けられており、それらは、過度の摩耗によって起こる制動不足や、高摩擦熱によって起こる摩擦係数の低減によるものである。従って、エレベータの安全ブレーキ・シューは前述とは別の材料によって製造される必要があり、前記材料は、超高層ビルディングに設置されたエレベータの高速度かつ大荷重に適応する低摩耗かつ適度な高摩擦を与えるものである。
【０００６】
本発明の目的は、エレベータかごを停止させるためのエレベータ安全制動装置を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、高摩擦係数かつ低摩耗性を有し、高速及び荷重の多いエレベータへの使用のための信頼できるエレベータ安全制動装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、エレベータの安全制動装置によって少なくとも部分的には達成され、前記安全制動装置は、基台と、前記基台に設けれてエレベータ・ガイド・レールに接触する摩擦面と、前記基台を備えたブレーキ・シューとを有している。少なくとも摩擦面の一部分は、おおよそ９９．４重量％のモリブデンと、０．５重量％のチタンと、０．１重量％のジルコニウムから形成される合金からなっている。
【０００９】
前記安全制動装置は、エレベータかごを停止させるために、ガイド・レールへ向かって前記ブレーキ・シューの摩擦材を押しつけるためのアクチュエータに設置されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明を用いることのできる周知のエレベータ安全制動システムの簡略図を示した。ブレーキ・システム１０は、一対のアクチュエータ１２を含み、前記アクチュエータは、エレベータかご１４に設けられ、エレベータ昇降路（図示せず）に支持されたガイド・レール１６に関して向き合う位置関係にある。アクチュエータ１２は、ウェッジ形状のガイド・シュー１８によって部分的に形成され、前記ガイド・シューは、ハウジング２０内にてガイド・レール１６に対して、一般的に垂直方向へ移動可能である。ガイド・シュー１８は、スプリング２２によってガイド・レール１６の方へと押圧されている。ガイド・シュー１８は、傾斜支持面２４を有している。
【００１１】
ウェッジ形状ブレーキ・シュー２５は、基台２６を備え、傾斜ガイド面２８に設けられており、前記傾斜ガイド面はガイド・シュー１８に係る傾斜支持面２４に対して相補的形状をなしている。ブレーキ・シュー２５には、レールに対向する面３０にもまた設けられている。ウェッジ形状ブレーキ・シュー２５は、ガイド・シュー１８とレール１６との間に配置されている。高摩擦材を備えたブレーキ・パッド３２は、前記ブレーキ・シューに係る基台２６のレールと対向する面３０に取り付けられている。
【００１２】
ローラ・ケージ・アッセンブリは、複数のローラ３４を備え、ガイド・シュー１８に係る傾斜支持面２４と、それに相補的なウェッジ形状ブレーキ・シュー２５に係る傾斜ガイド面２８との間に位置している。前記ローラ３４は、ガイド・シュー１８に係る隣接する相補的な傾斜面２４、２８と、ブレーキ・シュー２５との間にあって、それぞれに低摩擦接触を与えている。ガイド・シュー１８は、スプリング２２によって押圧され、レール１６の方向にローラ３４を介してブレーキ・シュー２５に垂直力ＦNを作用する。
【００１３】
非常時には、ブレーキ・システム１０の作動が必要であり、エレベータかご１４方向への力ＦAは、ブレーキ・シュー２５の基台２６に作用し、前記シュー２５をエレベータかご１４の方へと移動させる。垂直力ＦAは、調速機（図示せず）に連結したロープ、ケーブル又は機械的リンクによって与えられる。ガイド・シュー１８に係る相補的な傾斜面２４、２８とブレーキ・シュー基台２６とは、それぞれ、ウェッジ形状ブレーキ・シュー２５をレール１６の方へと移動し、パッド３２とレール１６との間に接触させる。
【００１４】
当業者であれば解ることであるが、パッド３２は、スプリング２２によって与えられる垂直力ＦNによってレール１６へと作用される。垂直力ＦNによって生み出されるブレーキ力の大きさは、ブレーキ・パッド３２に用いられている高摩擦材とレール材料１６との間に係る摩擦係数μkに実質的かつ直接的に比例する。制動が作動すると、ブレーキ・パッド３２の内に熱が蓄積しがちであり、この事は前記パッドと前記レールとの間の前記摩擦係数μkを悪くする。用いられている材料にとって、前記熱が充分に高温になると、高摩擦材の変形と溶融が起こり得るだけでなく、硬度も実質的に減少するので、制動は次第に効かなくなる。
【００１５】
従来技術において、摩擦面を設けたブレーキ・システム１０に使用されているブレーキ・パッド３２は、ねずみ鋳鉄から形成されている。ねずみ鋳鉄は、低速度かつ低荷重状況では適しているが、高速度かつ大荷重状況において確実な摩擦材として作用できない。このような使用におけるねずみ鋳鉄の近い将来の変化を考えると、パッド３２の高摩擦材として用いられている、ねずみ鋳鉄材料は、モリブデン合金材料に置き換えられるであろう。
【００１６】
本発明によるモリブデン合金材料を有したブレーキ・パッドは、後述するように、エレベータ作動に求められる状況の下で作用可能であり、前記エレベータ作動とは、１６，０００Ｋｇの荷重割合での１０ｍ／ｓの定格速度である。さらに、本発明に従って製造されたパッドは、確実な機械的剛直性、熱衝撃耐性、レール・スチールに対する稀少な摩耗性、とレール・スチールに対するかなりの摩擦係数を有している。
【００１７】
直径３０ｍｍのプレートは、ＴＺＭモリブデン合金Ｎｏ．３６４から形成されており、ＡＳＴＭ標準Ｂ３８７−９０に準拠し、おおよそ９９．４重量％のモリブデン、０．５重量％のチタン、０．１重量％のジルコニウムを含有する。前記プレートは、スチール基体に設けられ、直径３０ｍｍのテスト・タイルを形成し、モリブデン合金材料の端部は、面取りが施されている。テスト・タイルには、直径２ｍの回転するディスク対して１１，０００Ｎの垂直力を荷重し、大荷重かつ高速度状況での一般的なスチール製の昇降路ガイド・レール面における非常停止時の状況をシミュレートした。
【００１８】
その結果、６，０００Ｎ近くの摩擦力が生じ、このことは、前記材料がレール・スチールについて約０．４０の公称摩擦係数を備えており、前記摩擦係数は一般的なねずみ鋳鉄グレード３０のものの約１．５倍であることが示される。
【００１９】
ＴＺＭモリブデン合金タイルは、極少量の摩耗、すなわち一般的なねずみ鋳鉄グレード３０によって示される摩耗の約１％しか示さない。モリブデン合金によって被るレールの損傷は、グレード３０の鋳鉄によって被るダメージと同等である。前記材料は、全てのシミュレート（きれいなレール、赤さびのレール、油のあるレール、湿ったレール、粗面なレール）において充分に作動した。
【００２０】
図２に示されたように、ブレーキの摩擦面は、基台２６に設けられたプレート（パッドを形成し得る）３２に形成され得る。
【００２１】
図３に示されたように、摩擦面に微細構造を設けるようにクロス・ハッチ（綾目状模様）３６を加工され得る。
【００２２】
図４及び図５によると、上述とは別に、摩擦面は、ＴＺＭ合金材料の複数のタイル３８から形成され得る。タイル３８は、機械的固定具（図示せず）を介して基台２６に直接設けられ得るのか、又は、前記タイルは、接着剤接続面４０を介して基台２６に設けられ得る。前記接着剤接続面は、前記合金摩擦材の基台２６に対する弾性的な運動を可能とする。また、前記接着剤接続面は、非常に多くのタイルがレール表面に接触することを許容し、前記接触はブレーキ・シューの基台２６のレールに対向する面が、レール１６に正確に向き合っている訳ではない。本発明で用いられ得る接着剤は、耐熱性シリコンのような熱に耐性のあるラバー材料を含む。単一プレート（パッドを形成し得る）３２のように、タイル４０の一又は複数のタイルは、クロス・ハッチ加工して設けられ得る（図示せず）。
【００２３】
図６によると、摩擦面は、合金材の複数のピン４２からもまた形成され得る。前記複数のピンは、前記摩擦面とガイド・レールとの間の相対的な運動方向を概略横切るように、即ち、運動方向に対して概略垂直に配置されている。ほとんどの場合において、これらのピン４２は、エレベータ・システム内で水平に方向付けられているが、このことは、必須ではない。ピン４２は、タイル３８の装着面として参照されるように接着剤接続面を介して基台２６に設けられ得る。前記接着剤接続面は、ピン４２の基台２６に対する弾性的な運動を可能とする。
【００２４】
図７および図８は、別の実施の形態であるのだが、摩擦面は、頭部４８と軸部５０を有した合金材料の複数ボタン４６から形成され得る。複数のボタン４６のそれぞれの頭部４８は、締め付けプレート５２によって基台２６に隣接して保持され、前記締め付けプレートは、複数の開口部５４を有し、その開口部を通して複数の軸部５０が突出している。
【００２５】
前述までの記述により解るように、本発明によれば、エレベータを停止させるための安全制動システムのいくつもの実施の形態が記載されている。使用されているモリブデン合金は高摩擦係数を備え、前記高摩擦係数は少ない垂直力や、小型の、軽量なスプリングにおいても有効であり安全性を確保することができる。
【００２６】
本明細書において記述した実施の形態は、本発明の原理の単なる例示であることが解る。本発明の技術思想の基に、本発明の原理を具体化した幾つもの変形例が、当業者によって作り出され得るであろう。それ故に、本発明は、従属クレームとそれの正当な説明によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガイド・レールの両側に２つの摩擦ウェッジが配置されたエレベータの安全制動装置システムの概略図である。
【図２】シュー基台のガイド・レールに向かう面にモリブデン合金の摩擦プレートを備えたエレベータの安全制動装置システムのブレーキ・シュー基台に係る概略図である。
【図３】図２の実施形態にクロス・ハッチ加工をしたエレベータの安全制動装置システムのブレーキ・シュー基台に係る概略図である。
【図４】シュー基台のガイド・レールに向かう面に複数のモリブデン合金の摩擦タイルを設けた、別の実施の形態のブレーキ・シュー基台に係る概略図である。
【図５】接着剤を介して取り付けた摩擦タイルを図示する、図４の５−５線に係る縦断面の概略図である。
【図６】モリブデン合金の摩擦材が、複数のピン形状にてブレーキ・シューの基台に設けられたブレーキ・シュー基台に係る概略図である。
【図７】モリブデン合金の摩擦材が、プレートに保持された複数のボタン形状においてブレーキ・シューの基台に設けられたブレーキ・シュー基台に係る切り欠き図である。
【図８】ボタンの斜視図である。
【符号の説明】
１０…ブレーキ・システム
１２…アクチュエータ
１４…エレベータかご
１６…ガイド・レール
１８…ガイド・シュー
２０…ハウジング
２２…スプリング
２４…傾斜支持面
２５…ウェッジ形状ブレーキ・シュー
２６…基台
２８…傾斜ガイド面
３２…ブレーキ・パッド
３４…ローラ
【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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