(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ本体と、
前記本体の制動面側に配置され、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に複数のセラミック繊維を前記制動面に全ての繊維の端面が露出するように分散させて埋設した複合材料からなるブレーキ片と
を具備したことを特徴とするエレベータ非常停止装置用ブレーキシュー。
【請求項２】
前記複数のセラミック繊維は、その繊維の束であることを特徴とする請求項１記載のエレベータ非常停止装置用ブレーキシュー。
【請求項３】
水平方向に拡口自在なＵ字形をなす弾性部材；
前記弾性部材の両端部内面に互いに対向して取付けられ、対向面の下部が外側に向けて傾斜した一対のガイド部材；
前記ガイド部材の中間に配置された垂直方向に延びる断面Ｔ字形のレール；
前記ガイド部材間に前記ガイド部材の傾斜面に沿って上下動自在に、かつ前記レールを中心にして互いに対向して配置された垂直方向に延びる制動面を有する一対のブレーキシュー；および
前記ブレーキシューにそれぞれ取付けられ、非常時に前記各ブレーキシューを前記ガイド部材に沿って上方に引き上げるための引上げ手段であって、それによって前記弾性部材の弾性力により前記各ガイド部材を押圧して前記各ブレーキシューの前記制動面で前記レールを挟持する；
を具備し、
前記ブレーキシューは、(a)ブレーキ本体と、(b)前記本体の制動面側に配置され、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に複数のセラミック繊維を前記制動面に全ての繊維の端面が露出するように分散させて埋設した複合材料からなるブレーキ片とを有することを特徴とするエレベータ非常停止装置。
【請求項４】
前記複数のセラミック繊維は、その繊維の束であることを特徴とする請求項３記載のエレベータ非常停止装置。
【請求項５】
かご；
前記かごを昇降するための昇降手段；
前記かごの底部に支持手段により取付けられた水平方向に拡口自在なＵ字形をなす弾性部材；
前記弾性部材の両端部内面に互いに対向して取付けられ、対向面の下部が外側に向けて傾斜した一対のガイド部材；
前記ガイド部材の中間に配置された垂直方向に延びる断面Ｔ字形のレール；
前記ガイド部材間に前記ガイド部材の傾斜面に沿って上下動自在に、かつ前記レールを中心にして互いに対向して配置された垂直方向に延びる制動面を有する一対のブレーキシュー；および
前記ブレーキシューにそれぞれ取付けられ、前記昇降手段の破損により前記かごが落下した時に前記各ブレーキシューを前記ガイド部材に沿って上方に引き上げるための引上げ手段であって、それによって前記弾性部材の弾性力により前記各ガイド部材を押圧して前記各ブレーキシューの前記制動面で前記レールを挟持する；
を具備し、
前記ブレーキシューは、(a)ブレーキ本体と、(b)前記本体の制動面側に配置され、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に複数のセラミック繊維を前記制動面に全ての繊維の端面が露出するように分散させて埋設した複合材料からなるブレーキ片とを有することを特徴とする非常停止機能付エレベータ。
【請求項６】
前記複数のセラミック繊維は、その繊維の束であることを特徴とする請求項５記載の非常停止機能付エレベータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータ非常停止装置用ブレーキシュー、エレベータ非常停止装置および非常停止機能付エレベータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータは、昇降機の不測の破損等による落下を防止するために非常停止装置が付設されている。この非常停止装置は、昇降手段により昇降されるかごの底部に取付けられた水平方向に拡口自在な一対の端部を有するＵ字形状の弾性部材と、前記弾性部材の両端部内面に互いに対向して取付けられ、対向面が外側に傾斜した一対の板状のガイド部材と、前記ガイド部材間に前記ガイド部材の傾斜面に沿って上下動自在に、かつ垂直方向に延びる断面Ｔ字形のレールを中心にして互いに対向して配置された垂直方向と平行する対向面を有する一対のブレーキシューと、前記ブレーキシューにそれぞれ取付けられ、前記ブレーキシューを上方に引き上げるための引上げ手段とを具備した構成になっている。このような非常停止装置において、前記昇降手段の破損により前記かごが落下した時にその落下速度を検出して前記引上げ手段が作動し、前記ブレーキシューを前記ガイド部材に沿って上方に引き上げ、前記弾性部材の弾性力により前記ブレーキシューの前記対向面で前記レールを挟持することによって、前記ブレーキシューと前記レール間に働く摩擦力により落下する前記かごが減速停止される。
【０００３】
ところで、従来、前記ブレーキシュー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ている。しかしながら、年々、建築物の高層化に伴う高速、大容量化するエレベータ需要に対し、摩擦によって発生する熱および摩擦係数の低下の問題が生じる。例えば、シュミレーションによると、エレベータの動作速度が８００ｍ／ｍｉｎにおよぶ場合には摩擦摺動面での局所的な温度は１０００℃を越える場合もある。このような温度が前記エレベータの減速停止時に発生すると、金属からなるブレーキシューでは強度的にも耐熱性の点からも使用が困難になる。その上、減速停止後のブレーキシューとレールとの反応による焼き付けなどの問題が生じる。
【０００４】
このようなことから、特公昭６２−３４６７４号公報には金属からなる本体と、この本体のレールと対向する面に埋め込まれた耐熱性の優れたセラミックからなる突起とを有するブレーキシューを用いることが開示されている。しかしながら、セラミックからなる突起は脆く靭性が劣るため、前述した減速停止時におけるレールとの挟持において前記突起が破損する問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高速で稼働しているエレベータを非常時に安全に停止させるには、高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数と、１０００℃を越える耐熱性、靭性および耐摩耗性等の特性を備えた材料を用いることが必要である。従来の金属材料では、耐熱性の点で劣り、高温摩擦熱下において十分な強度および摩耗特性を維持したり、またレールとの焼き付けを防止することが困難であった。また、セラミックの突起を有するブレーキシューは減速停止時のレールとの摺動においてその脆さ等により破損を生じる。
【０００６】
本発明は、１０００℃を越える耐熱性および高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数、さらにレールに対して優れた耐焼付け性を有するエレベータ非常停止装置用ブレーキシューを提供しようとするものである。
【０００７】
本発明は、昇降手段の破損によるかごの落下に際し、レールとの焼付け等を生じることなく前記かごを確実に減速停止させることが可能なエレベータ非常停止装置および非常停止機能付エレベータを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるエレベータ非常停止装置用ブレーキシューは、
ブレーキ本体と、
前記本体の制動面側に配置され、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に複数のセラミック繊維を前記制動面に全ての繊維の端面が露出するように分散させて埋設した複合材料からなるブレーキ片と
を具備したことを特徴とするものである。
本発明に係るエレベータ非常停止装置は、
水平方向に拡口自在なＵ字形をなす弾性部材；
前記弾性部材の両端部内面に互いに対向して取付けられ、対向面の下部が外側に向けて傾斜した一対のガイド部材；
前記ガイド部材の中間に配置された垂直方向に延びる断面Ｔ字形のレール；
前記ガイド部材間に前記ガイド部材の傾斜面に沿って上下動自在に、かつ前記レールを中心にして互いに対向して配置された垂直方向に延びる制動面を有する一対のブレーキシュー；および
前記ブレーキシューにそれぞれ取付けられ、非常時に前記各ブレーキシューを前記ガイド部材に沿って上方に引き上げるための引上げ手段であって、それによって前記弾性部材の弾性力により前記各ガイド部材を押圧して前記各ブレーキシューの前記制動面で前記レールを挟持する；
を具備し、
前記ブレーキシューは、(a)ブレーキ本体と、(b)前記本体の制動面側に配置され、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に複数のセラミック繊維を前記制動面に全ての繊維の端面が露出するように分散させて埋設した複合材料からなるブレーキ片とを有することを特徴とするものである。
本発明に係る非常停止機能付エレベータは、
かご；
前記かごを昇降するための昇降手段；
前記かごの底部に支持手段により取付けられた水平方向に拡口自在なＵ字形をなす弾性部材；
前記弾性部材の両端部内面に互いに対向して取付けられ、対向面の下部が外側に向けて傾斜した一対のガイド部材；
前記ガイド部材の中間に配置された垂直方向に延びる断面Ｔ字形のレール；
前記ガイド部材間に前記ガイド部材の傾斜面に沿って上下動自在に、かつ前記レールを中心にして互いに対向して配置された垂直方向に延びる制動面を有する一対のブレーキシュー；および
前記ブレーキシューにそれぞれ取付けられ、前記昇降手段の破損により前記かごが落下した時に前記各ブレーキシューを前記ガイド部材に沿って上方に引き上げるための引上げ手段であって、それによって前記弾性部材の弾性力により前記各ガイド部材を押圧して前記各ブレーキシューの前記制動面で前記レールを挟持する；
を具備し、
前記ブレーキシューは、(a)ブレーキ本体と、(b)前記本体の制動面側に配置され、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に複数のセラミック繊維を前記制動面に全ての繊維の端面が露出するように分散させて埋設した複合材料からなるブレーキ片とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１〜図３を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、非常停止装置を備えたエレベータシステムを示す概略図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図１の非常停止装置を示す斜視図である。一対の非常停止装置１は、かご２の左右底部にそれぞれ対向して取付けられている。昇降機（図示せず）のロープ３は、前記かご２の上板に取付けられている。一対のレール４は、前記一対の非常停止装置１が配置された前記かご２の側面に沿ってその昇降方向にそれぞれ配置されている。
【００１１】
前記かご２側に面して途中に取り付けられた係合部材５を有する調速機ロープ６は、階下のプーリー７と屋上等に設置される調速機８の間に枢支されている。第１レバー９は、前記係合部材５に係合されている。先端が前記かご２の右側面側に位置する第２レバー１０は、前記第１レバー９に長尺レバー１１を介して連結されている。２本の引上げワイヤ１２は、先端が前記第１レバー９にそれぞれ取り付けられ、下端が前記かご２の左底部に取り付けられた前記非常停止装置１の後述するブレーキシューに取付けられている。２本の引上げワイヤ１３は、先端が前記第２レバー１０にそれぞれ取り付けられ、下端が前記かご２の右底部に取り付けられた前記非常停止装置１の後述するブレーキシューに取付けられている。把持部材１４は、前記調速機８の近傍に配置されている。前記昇降機のトラブル等によりそのロープ３が切断され、前記かご２が落下して前記かご２と前記レバー９、１０等を介して連結された前記調速機ロープ６の下降速度が設定速度を越えたことを前記調速機８で検出されると、この検出信号が前記把持部材１４に出力されてその把持部材１４が作動して前記調速機ロープ６を把持する。このように調速機ロープ６が把持されると、その途中に取り付けられた前記係合部材５と係合された第１、第２のレバー９、１０によりそれらに取り付けられた引上げワイヤ１２、１３が引張られ、後述する一対の非常停止装置１のブレーキシューを上方に引き上げる。このような係合部材５を有する調速機ロープ６、プーリー７、調速機８、第１、第２のレバー９、１０、長尺レバー１１、引上げワイヤ１２、１３および把持部材１４により引上げ手段を構成している。
【００１２】
前記非常停止装置１は、図２および図３に示すようにＬ形のケーシング１５を備える。前記ケーシング１５の側壁の上端は、外側に直角に屈曲して前記かご２底面と連結されるＬ形ビーム１６を形成している。前記かご２底面と連結されるＬ形ビーム１７を有する上板１８は、前記ケーシング１５の上部側壁内面に取り付けられている。前記ケーシング１５の底板には、前記Ｔ字形レール４の突状部が挿通される切欠部１９が形成されている。上面形状がＵ字状をなす弾性部材２０は、拡口自在な一対の端部を有し、かつその一端部の側面は前記ケーシング１５の側壁内面に取り付けられている。つまり、前記弾性部材２０はその一端部が前記ケーシング１５の側壁内面に取り付けられることによって、他端部がフリーな状態になってその弾性力より拡口自在になる。一対の逆台形の板材からなるガイド部材２１1、２１2は、前記弾性部材２０の一対の端部内面に互いに対向して取り付けられている。このようなガイド部材２１1、２１2の前記弾性部材２０への取着により、それらの間に略逆Ｖ形の空間が形成される。一対のブレーキシュー２２1、２２2は、前記ガイド部材２１1、２１2間に互いに対向して配置され、かつそれらの下部は前記ケーシング１５の底板に載置されている。このようなブレーキシュー２２1、２２2は、前記ガイド部材２１1、２１2の傾斜面に沿って上下動自在に配置される。また、前記ブレーキシュー２２1、２２2の間には垂直方向に延びる断面Ｔ字形の前記レール４の突状部が位置され、かつ垂直方向と平行する対向面を有する。前記引き上げワイヤ１３は前記ブレーキシュー２２1、２２2の上部前面に取着されている。細長状のブレーキ部２３1、２３2は、前記ブレーキシュー２２1、２２2の対向面に沿う細長状の領域に形成されている。
【００１３】
前記ブレーキ部２３1、２３2は、以下に説明する（１）〜（４）の材料または構造を有する。
【００１４】
１）ブレーキ部
このブレーキ部は、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素板状粒子（プレートレット）が含有され、かつ前記炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素プレートレットの含有量が１０重量％以上の材料からなる。
【００１５】
前記炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素プレートレットの含有量を規定した理由は、その含有量を１０重量％未満にすると、前記セラミック母材単体と比べた時の摩擦係数の向上および摩擦係数の経時的変化の防止を達成することができなくなる。なお、前記炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素プレートレットの含有量の上限は、前記ブレーキ部の緻密性の低下を招かない４０重量％にすることが好ましい。
【００１６】
前記炭化ケイ素ウィスカー（針状形状）、炭化ケイ素プレートレット（板形状）はそれぞれ単独で前記セラミック母材に含有してもよいが、ブレーキ部の摩擦係数を向上させる観点から、形状の異なる炭化ケイ素ウィスカーおよび炭化ケイ素プレートレットの両者を含有させることが好ましい。
【００１７】
２）ブレーキ部
このブレーキ部は、窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素板状粒子（プレートレット）と炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭素およびタングステンから選ばれる少なくとも１種の連続繊維とが含有され、かつ前記炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素プレートレットの含有量が１０重量％以上で、前記連続繊維の含有量が１０〜５５体積％である材料からなる。
【００１８】
前記連続繊維は、径が数１０〜数１００μｍであることが好ましい。ただし、前記連続繊維の長さは材料の大きさ等によっていくらでも調整可能である。
【００１９】
前記連続繊維の含有量を規定したのは、次のような理由によるものである。前記連続繊維の含有量を１０体積％未満にすると、摩擦係数の向上および経時変化防止が困難になる。一方、前記連続繊維の含有量が５５体積％を越えると、前記セラミック母材の強度を高めることが困難になり、この材料からなるブレーキ部を有するブレーキシューが減速停止時にレールと摺接した際に前記ブレーキ部のセラミック母材に亀裂が発生する。より好ましい前記連続繊維の含有量は、１５〜３０体積％である。
【００２０】
３）ブレーキ部
図４の（ａ）、（ｂ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４に多数のセラミック繊維２５を前記母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に露出するように埋設された構造を有する。
【００２１】
図５の（ａ）、（ｂ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４にセラミック繊維の束２６を前記母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に露出するように埋設された構造を有する。
【００２２】
図６の（Ａ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に多数のセラミック繊維２７をそれらの長手方向がレールとの摺動方向に対して直角になるように並べて埋設した構造を有する。
【００２３】
図６の（Ｂ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に多数のセラミック繊維２７をそれらの長手方向がレールとの摺動方向と平行になるように並べて埋設した構造を有する。
【００２４】
図６の（Ｃ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）にセラミック繊維２７を格子状に並べて埋設した構造を有する。
【００２５】
図６の（Ｄ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）にセラミック繊維２７を格子状にかつその格子の対角線がレールとの摺動方向と平行になるように並べて埋設した構造を有する。これらの繊維は、表面に限らず、内部に埋設されていてもよい。
【００２６】
前記セラミック母材は、例えば窒化ケイ素、サイアロン、炭化珪素等からなる。サイアロンは、α−サイアロン、β−サイアロンのいずれでもよいが、Ｓｉ6-zＡｌzＮ8-z（０＜ｚ≦４．２）で表されるβ−サイアロンがより好ましい。
【００２７】
図６の（Ａ）〜（Ｄ）に用いるセラミック母材は、内部に炭化ケイ素のようなセラミックからなるウィスカー、プレートレットまたは連続繊維が埋設されて強化されることを許容する。
【００２８】
前記セラミック繊維は、例えば炭化ケイ素からなる。
【００２９】
４）ブレーキ部
図７の（ａ）、（ｂ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に前記母材２４と一体化された突起部２８をレールとの摺動方向に沿ってハの字形に多数配列した構造を有する。
【００３０】
図８の（ａ）、（ｂ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に前記母材２４と一体化された帯状の突起部２９をレールとの摺動方向に対して直角になるように多数配列した構造を有する。
【００３１】
図９の（ａ）、（ｂ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に前記母材２４と一体化されたピラミッド形の突起部３０を多数配列した構造を有する。
【００３２】
図１０の（ａ）、（ｂ）に示すようにブレーキ部２３1（２３2）は、板状のセラミック母材２４の表面（前述した図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面）に前記母材２４と一体化されたかまぼこ形の突起部３１をレールとの摺動方向に対して直角になるように多数配列した構造を有する。
【００３３】
前記セラミック母材は、例えば窒化ケイ素、サイアロン、炭化珪素等からなる。
【００３４】
前記セラミック母材および突起部は、内部に炭化ケイ素のようなセラミックからなるウィスカー、プレートレットまたは連続繊維が埋設されて強化されることを許容する。
【００３５】
前記突起部の高さは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。前記突起部の高さが１０ｍｍを越えると、この突起部を持つブレーキ部を有するブレーキシューを減速停止時にレールと摺接した際に前記突起部が根元から破損して脱落する恐れがある。より好ましい前記突起部の高さは、１〜５ｍｍである。
【００３６】
前述した図１〜図３に示すエレベータ非常停止装置の作用を図１１の（ａ）、（ｂ）および図１２の（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、図１１の（ａ）は平常運転時のエレベータ非常停止装置を示す横断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、図１２の（ａ）は非常時のエレベータ非常停止装置を示す横断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【００３７】
エレベータが平常に運転されている場合には、図１１の（ａ）、（ｂ）に示すように一対のブレーキシュー２２1 、２２2 の対向面はレール４の突起に対して一定の間隔をあけて位置している。このため、エレベータ非常停止装置によるかご２の減速停止作動が働かない。
【００３８】
一方、図１に示す昇降機のトラブル等によりそのロープ３が切断されると、前記ロープ３により昇降されるかご２が落下する、いわゆる非常時状態になる。前記かご２の落下に伴ってそのかご２と前記レバー９、１０等を介して連結された前記調速機ロープ６も下降し、その下降速度が設定速度を越えたことを調速機８で検出されると、この検出信号が把持部材１４に出力されてその把持部材１４が作動して前記調速機ロープ６を把持する。このように調速機ロープ６が把持されると、その途中に取り付けられた前記係合部材５と係合された第１、第２のレバー９、１０によりそれらに取り付けられた引上げワイヤ１２、１３が引張られる。引上げワイヤ１２、１３が引張られると、図１２の（ａ）、（ｂ）に示すように一対の非常停止装置１における一対のブレーキシュー２２1、２２2がＵ字形の弾性部材２０の両端部の互いに近接しようとする弾性力に抗してガイド部材２１1、２１2の傾斜面に沿って上方に引き上げられる。前記ブレーキシュー２２1、２２2が引き上げられると、それらの対向距離が狭められて対向面がレール４の突起に接触すると共に前記弾性部材２０の反作用としての弾性力によりそれらの対向面が前記レール４の突起を挟持する力がはたらく。前記ブレーキシュー２２1、２２2の対向面に沿う細長状の領域には、ブレーキ部２３1 、２３2 が形成されているため、前記ブレーキシュー２２1、２２2による前記レール４の突起の挟持により、ブレーキ部２３1、２３2と前記レール４の突起の間に摩擦力が働き、落下する前記かご２が減速停止される。
【００３９】
上述したエレベータ非常停止装置１によるかご２の減速停止過程において、レールと摺接するブレーキ部２３1、２３2を前記１）で説明した窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素プレートレットが含有され、かつ前記炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素プレートレットの含有量が１０重量％以上の材料により形成することによって、１０００℃を越える耐熱性および高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数、さらにレールに対して優れた耐焼付け性を有すると共に、摩擦係数の経時的変化を抑制することができる。
【００４０】
すなわち、セラミック単体でブレーキ部を形成すると、レールの突起の間の摺動において、レール材とセラミックとのなじみが次第によくなってある種の潤滑効果が発現される。これに対し、本発明のようにセラミック母材にこの母材と異なり、異方性の非常に強い形状のウィスカー、プレートレットを含有した材料からブレーキ部を形成することによって、１０００℃を越える耐熱性および高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数を有するほかに、レールと前記ブレーキ部の摺動面での潤滑効果の発生を妨ぎ、摩擦係数の経時的変化を抑制できる。その結果、前記１）のブレーキ部２３1、２３2を有するブレーキシュー２２1、２２2を備えたエレベータ非常停止装置１は昇降機のトラブル等によりそのロープ３が切断される非常時において、落下するかご２を確実に減速停止させることができる。
【００４１】
また、ブレーキ部を前記２）の窒化ケイ素、硼化チタン、サイアロンおよび炭化ケイ素から選ばれるセラミック母材に炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素板状粒子（プレートレット）と炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭素およびタングステンから選ばれる少なくとも１種の連続繊維とが含有され、かつ前記炭化ケイ素ウィスカーおよび／または炭化ケイ素プレートレットの含有量が１０重量％以上で、前記連続繊維の含有量が１０〜５５体積％である材料から形成することによって、１０００℃を越える耐熱性および高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数、さらにレールに対して優れた耐焼付け性を有するほかに、前記セラミック母材が前記連続繊維により強化される。その結果、前記ブレーキ部２３1、２３2を有するブレーキシュー２２1 、２２2を備えたエレベータ非常停止装置１は昇降機のトラブル等によりそのロープ３が切断される非常時において、前記レールと摺動される前記ブレーキ部のセラミック母材に亀裂等が発生することなく、落下するかご２を確実に減速停止させることができる。
【００４２】
さらに、前記３）で説明した図４〜図６に示す構造のブレーキ部は板状のセラミック母材における図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面にセラミック繊維をその面に垂直または平行に配置されているため、１０００℃を越える耐熱性および高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数、さらにレールに対して優れた耐焼付け性を有する。特に、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前記面に対して垂直に埋設して露出させた構造のブレーキ部は、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が付与される。したがって、前記ブレーキ部２３1、２３2を有するブレーキシュー２２1、２２2を備えたエレベータ非常停止装置１は昇降機のトラブル等によりそのロープ３が切断される非常時において、落下するかご２を確実に減速停止させることができる。
【００４３】
さらに、前記４）で説明した図７〜図１０に示す構造のブレーキ部２３1、２３2は板状のセラミック母材２４における図３のブレーキシュー２２1、２２2の対向面となる面に前記母材２４と一体化された突起部を複数形成した構造を有するため、１０００℃を越える耐熱性および高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数、さらにレールに対して優れた耐焼付け性を有する。したがって、前記ブレーキ部２３1、２３2を有するブレーキシュー２２1、２２2を備えたエレベータ非常停止装置１は昇降機のトラブル等によりそのロープ３が切断される非常時において、落下するかご２を確実に減速停止させることができる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。
【００４５】
（参照例１〜３２および比較例１〜１２）
下記表１および表２に示す組成の炭化珪素ウィスカー、プレートレット、サイアロンを含有するセラミック（ブレーキ材料）とレールとの摺接による慣性摩擦試験を行った。ここで、サイアロンは、Ｓｉ6-zＡｌzＮ8-z（０＜ｚ≦４．２）のｚ値を２とするＳｉ4Ａｌ2Ｏ2Ｎ6からなるβ−サイアロンで、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮの混合粉末により作製した。
【００４６】
前記慣性摩擦試験は、次のような手順により行った。各ブレーキ材料をピン状試験片（ＴＰ1 ）に、レール材であるＳＳ４００材を円板状の試験片（ＴＰ2 ）に加工した。実験は、回転する試験片ＴＰ2の円形面に試験片ＴＰ1の先端を押し付け、同時にＴＰ2 の回転を減速させ、停止に至までの押付け圧力、摩擦力、回転数を測定し、摩擦速度と摩擦係数との相関を調べた。実験条件は、８００ｍ／ｍｉｎのエレベータ非常停止装置の動作条件をもとに設定し、面圧は５０ＭＰａになるように荷重を設定した。摺動開始直後の摩擦速度７５０ｍ／ｍｉｎと中間の摩擦速度４００ｍ／ｍｉｎの摩擦係数の値をそれぞれ下記表１および表２に示す。なお、表１および表２中のμ７５０は摺動開始直後の摩擦速度７５０ｍ／ｍｉｎの、μ４００は摺動開始直後の摩擦速度４００ｍ／ｍｉｎの、摩擦係数の値をそれぞれ示す。
【００４７】
【表１】
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【表２】
0003792758.tif 000003
また、表１の実施例１、表２の比較例１のブレーキ材料について、摩擦開始から停止に至るまでの摩擦係数の変化を調べた。その結果を図１３に示す。
【００４８】
前記表１、表２および図１３から明らかなように参照例１〜３２のブレーキ材料はいずれも高い摩擦係数を示し、かつその値も変化せず、優れた摩擦特性を有することがわかる。特に、サイアロンはそれ自身単体でも高い摩擦係数を有する。
【００４９】
さらに、参照例１〜３２のブレーキ材料を用いて図１〜図３に示すエレベータ非常停止装置のブレーキ部２３、２３を形成し、昇降機のロープを切断してかごを８００ｍ／ｍｉｎ速度で落下させた時の非常停止状況を実験した。その結果、一対のブレーキシューとレールとの摩擦により落下後３０ｍ以内にかごが減速停止された。
【００５０】
（参照例３３〜５７および比較例１３〜２４）
下記表３および表４に示す組成の炭化珪素ウィスカー、プレートレットのほかにさらに各種の連続繊維を含有するセラミック（ブレーキ材料）とレールとの摺接による慣性摩擦試験を行った。すなわち、各ブレーキ材料をピン状試験片（ＴＰ1 ）に、レール材であるＳＳ４００材を円板状の試験片（ＴＰ2 ）に加工した。実験は、回転する試験片ＴＰ2 の円形面に試験片ＴＰ1 の先端を押し付け、同時にＴＰ2 の回転を減速させ、停止に至までの押付け圧力、摩擦力、回転数を測定し、摩擦速度と摩擦係数との相関を調べた。実験条件は、８００ｍ／ｍｉｎのエレベータ非常停止装置の動作条件をもとに設定し、面圧は実施例１の倍の値である１００ＭＰａになるように荷重を設定した。摺動開始直後の摩擦速度７５０ｍ／ｍｉｎと中間の摩擦速度４００ｍ／ｍｉｎの摩擦係数の値および亀裂発生状況をそれぞれ下記表３および表４に示す。なお、表３および表４中のμ７５０は摺動開始直後の摩擦速度７５０ｍ／ｍｉｎの、μ４００は摺動開始直後の摩擦速度４００ｍ／ｍｉｎの、摩擦係数の値をそれぞれ示す。また、亀裂発生状況は○；亀裂発生なし、△；亀裂発生若干あり、×；亀裂発生相当あり、として評価した。
【００５１】
【表３】
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【表４】
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前記表３、表４から明らかなように参照例３３〜５７のブレーキ材料はいずれも高い摩擦係数を示し、かつその値も変化せず、優れた摩擦特性を有すると共に、亀裂発生のない良好な機械的強度を有することがわかる。
【００５２】
さらに、参照例３３〜５７のブレーキ材料を用いて図１〜図３に示すエレベータ非常停止装置のブレーキ部２３、２３を形成し、昇降機のロープを切断してかごを８００ｍ／ｍｉｎ速度で落下させた時の非常停止状況を実験した。その結果、一対のブレーキシューとレールとの摩擦により落下後３０ｍ以内にかごが減速停止された。
【００５３】
（実施例１）
焼結助剤としてＹ2Ｏ3５重量％およびＡｌ2Ｏ3２重量％を含む窒化ケイ素粉末に１７００℃を越える耐熱製および高摩擦係数を有する炭化ケイ素長繊維（ＴＥＸＴＲＯＮ社製商品名；ＳＣＳ−６）を最終の板状物表面に対して垂直になるように３０重量％配合し、窒素雰囲気中、１７００℃でプレス圧３００ｋｇ／ｃｍ2の条件で１時間ホットプレスを行うことにより図４に示す構造のブレーキ部を作製した。
【００５４】
得られた実施例１のブレーキ部とレールとの摺接による慣性摩擦試験を行った。すなわち、ブレーキ部を先端面に対して前記炭化ケイ素長繊維が垂直に配列されるようにピン状試験片（ＴＰ1）を加工した。また、レール材であるＳＳ４００材を円板状の試験片（ＴＰ2）に加工した。実験は、回転する試験片ＴＰ2の円形面に試験片ＴＰ1の先端を押し付け、同時にＴＰ2の回転を減速させ、停止に至までの押付け圧力、摩擦力、回転数を測定し、摩擦開始時から停止に至までの摩擦係数の変化およびピン状試験片の試験後の相対摩耗量を調べた。その結果を図１４、図１５に示す。なお、実験条件は８００ｍ／ｍｉｎのエレベータ非常停止装置の動作条件をもとに設定した。また、図１４、図１５には比較例２５としてＦＣ２５０からなる鋼材から加工したピン状試験片（ＴＰ1 ）を用いて、同様な摩擦開始時から停止に至までの摩擦係数の変化およびピン状試験片の試験後の相対摩耗量をそれぞれ示す。
【００５５】
図１４から明らかなように実施例１のブレーキ部は、比較例２５のブレーキ材料に比べて摩擦直後から高い摩擦係数を示し、しかも実験開始から停止時かけてさらに安定することがわかる。また、図１５から明らかなように実施例１のブレーキ部は、相対摩耗量においても比較例２５のブレーキ材料に比べて優れた特性を示すことがわかる。
【００５６】
さらに、実施例１のブレーキ部を図１〜図３に示すエレベータ非常停止装置のブレーキシュー２２1、２２2に組み込み、昇降機のロープを切断してかごを８００ｍ／ｍｉｎ速度で落下させた時の非常停止状況を実験した。その結果、一対のブレーキシューとレールとの摩擦により落下後３０ｍ以内にかごが減速停止された。
【００５７】
（実施例２）
焼結助剤としてＹ2 Ｏ3 ５重量％およびＭｇＡｌ2 Ｏ4 ５重量％を含む窒化ケイ素粉末に直径約１０μｍのニカロン繊維を数百本束ねたヤーン（日本カーボン製）を最終の板状物表面に対して垂直になるように３０重量％配合し、窒素雰囲気中、１６００℃でプレス圧３００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で１時間ホットプレスを行うことにより図５に示す構造のブレーキ部を作製した。
【００５８】
得られた実施例２のブレーキ部とレールとの摺接による慣性摩擦試験を行った。すなわち、ブレーキ部を先端面に対して前記ヤーンが垂直に配列されるようにピン状試験片（ＴＰ1）を加工した。また、レール材であるＳＳ４００材を円板状の試験片（ＴＰ2）に加工した。実験は、回転する試験片ＴＰ2の円形面に試験片ＴＰ1の先端を押し付け、同時にＴＰ2の回転を減速させ、停止に至までの押付け圧力、摩擦力、回転数を測定し、摩擦開始時から停止に至までの摩擦係数の変化およびピン状試験片の試験後の相対摩耗量を調べた。その結果、実施例１と同様、高い摩擦係数と低い相対摩耗量を示すことが確認された。
【００５９】
さらに、実施例２のブレーキ部を図１〜図３に示すエレベータ非常停止装置のブレーキシュー２２1、２２2に組み込み、昇降機のロープを切断してかごを８００ｍ／ｍｉｎ速度で落下させた時の非常停止状況を実験した。その結果、一対のブレーキシューとレールとの摩擦により落下後３０ｍ以内にかごが減速停止された。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば１０００℃を越える耐熱性および高速・高応力下でも安定した高い摩擦係数、さらにレールに対して優れた耐焼付け性を有するエレベータ非常停止装置用ブレーキ材料を提供することができる。
【００６１】
また、本発明によれば昇降手段の破損によるかごの落下に際し、レールとの焼付け等を生じることなく前記かごを確実に減速停止させることが可能なエレベータ非常停止装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる非常停止装置を備えたエレベータシステムを示す概略図。
【図２】  図１のＡ矢視図。
【図３】  図１の非常停止装置を示す斜視図。
【図４】  本発明に係わる非常停止装置のブレーキシューに組み込まれるブレーキ部を示す図。
【図５】  本発明に係わる非常停止装置のブレーキシューに組み込まれる別のブレーキ部を示す図。
【図６】  本発明に係わる非常停止装置のブレーキシューに組み込まれる別のブレーキ部を示す図。
【図７】  本発明に係わる非常停止装置のブレーキシューに組み込まれる別のブレーキ部を示す図。
【図８】  本発明に係わる非常停止装置のブレーキシューに組み込まれる別のブレーキ部を示す図。
【図９】  本発明に係わる非常停止装置のブレーキシューに組み込まれる別のブレーキ部を示す図。
【図１０】  本発明に係わる非常停止装置のブレーキシューに組み込まれる別のブレーキ部を示す図。
【図１１】  本発明に係わるエレベータ非常停止装置における平常運転時の状態を示す図。
【図１２】  本発明に係わるエレベータ非常停止装置における非常時の状態を示す図。
【図１３】  参照例１および比較例１のブレーキ材料の摩擦開始から停止に至るまでの摩擦係数の変化を示す特性図。
【図１４】  実施例１および比較例２５のブレーキ材料の摩擦開始から停止に至るまでの摩擦係数の変化を示す特性図。
【図１５】  実施例１および比較例２５のブレーキ材料からなるピン状試験片の試験後の相対摩耗量を示す特性図。
【符号の説明】
１…非常停止装置、２…かご、３…昇降機のロープ、４…レール、６…調速機ロープ、８…調速機、１２、１３…引上げワイヤ、１４…把持部材、１５…ケーシング、２０…弾性部材、２１1、２１2…ガイド部材、２２1、２２2…ブレーキシュー、２３1、２３2…ブレーキ部、２４…セラミック母材、２５、２７…セラミック繊維、２６…セラミック繊維の束、２８〜３１…突起部。
【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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