(57)【要約】  非電動式落下防止装置は、ドラムと、少なくとも１つの爪、及び少なくとも１つの爪の係合端部によって係合可能な少なくとも１つの歯を有する少なくとも１つのラチェットを備える、回転作動式制動デバイスであって、回転作動式制動デバイスは、摩擦制動面を有する少なくとも１つの摩擦材料の層と、摩擦材料の層の摩擦制動面と接触する接触面を有する少なくとも１つの回転可能部材と、を含む、限定的使用常時接触摩擦ブレーキを備える、回転作動式制動デバイスと、を備える。
2020526340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非電動式落下防止装置であって、前記非電動式落下防止装置は、
セーフティラインが接続され、かつ前記装置のハウジングに対して回転可能なドラムと、
少なくとも１つの爪、及び前記少なくとも１つの爪の係合端部によって係合可能な少なくとも１つの歯を有する少なくとも１つのラチェットと、を備える回転作動式制動デバイスであって、
前記回転作動式制動デバイスは、摩擦制動面を有する少なくとも１つの摩擦材料の層と、前記摩擦材料の層の前記摩擦制動面と接触する接触面を有する少なくとも１つの回転可能部材と、を備える限定的使用常時接触摩擦ブレーキを備え、
前記回転作動式制動デバイス及び前記回転作動式制動デバイスの前記限定的使用常時接触摩擦ブレーキは、前記回転可能なドラムの前記回転を、平均制動力に対するピーク制動力の比が約１．２未満である制動動作で抑制するように構成されている、
回転作動式制動デバイスと、
を備える、
非電動式落下防止装置。
【請求項２】
前記回転作動式制動デバイス及び前記回転作動式制動デバイスの前記限定的使用常時接触摩擦ブレーキが、前記回転可能なドラムの前記回転を、平均制動力に対するピーク制動力の比が約１．１未満である制動動作で抑制するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記限定的使用摩擦ブレーキが、使い捨て摩擦ブレーキである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記セーフティラインが、少なくとも１つのショックアブソーバを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記セーフティラインが、ショックアブソーバを備えていない、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置が、前記回転可能なドラムに接続された近位端と、前記装置の人間のユーザのハーネス又は作業場の固定具に取り付け可能な遠位端と、を前記セーフティラインが含む、自己格納式命綱である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの爪が、前記少なくとも１つの爪の前記係合端部が係合解除位置に向かって付勢されるように付勢され、前記回転作動式制動デバイスが、前記回転可能なドラムが所定の値を超えて回転するときに、前記少なくとも１つの爪の前記係合端部が前記ラチェットの歯と係合する係合位置に付勢されるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記装置が、それぞれ前記回転可能なドラムに取り付けられた少なくとも２つの爪を備え、前記摩擦ブレーキの前記回転可能部材が、前記回転作動式制動デバイスの前記ラチェットとして機能し、前記爪のうちの１つの係合端部を前記ラチェットの歯と前記係合させることが、前記ラチェットを前記装置の前記ハウジングに対して回転させ、前記少なくとも１つの摩擦材料の層が、前記装置の前記ハウジングに対する前記ラチェットの前記回転を摩擦によって抑制し、したがって、前記装置の前記ハウジングに対する前記回転可能なドラムの前記回転を抑制するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記装置が、前記ラチェットを間に挟む第１及び第２の摩擦材料の層を備え、前記第１の摩擦材料の層及び第２の摩擦材料の層が、前記第１及び第２の摩擦材料の層が前記装置の前記ハウジングに対して回転することを防止するように、それぞれシャフトにキー止めされた第１及び第２の支持プレートに、それぞれ結合されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置が、前記少なくとも１つの爪の係合端部を前記ラチェットの歯と前記係合させることが前記装置の前記ハウジングに対する前記回転可能部材の前記回転を停止するように構成されており、前記摩擦材料の層が、前記回転可能部材に対する前記回転可能なドラムの前記回転を摩擦によって抑制し、したがって、前記装置の前記ハウジングに対する前記回転可能なドラムの前記回転を抑制するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記摩擦ブレーキが、前記ドラムに対して回転可能ではないように前記回転可能なドラムにキー止めされた単一の摩擦材料の層を備え、前記摩擦ブレーキが、前記回転可能なドラムに対してかつ前記装置の前記ハウジングに対して回転可能でありかつ取り付けられた少なくとも２つの爪を備える単一の回転可能部材、を備え、前記回転作動式制動デバイスが、前記装置の前記ハウジングに対して回転可能ではなくかつ前記摩擦ブレーキの前記単一の回転可能部材ではない単一のラチェット、を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのラチェットが、半径方向に外向きの歯が付いたディスクとして、又は半径方向に内向きの歯が付いたリングとして設けられ、前記ラチェットが、鋼で作製されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのラチェットが、前記装置の前記ハウジング又は前記装置の耐荷重ブラケットの一体型特徴部として設けられた単一のラチェットである、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記摩擦材料の層が、非摩耗物品である、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記回転作動式制動デバイス及び前記回転作動式制動デバイスの前記限定的使用常時接触摩擦ブレーキが、前記回転可能なドラムの前記回転を、ある制動力対時間の曲線を呈する制動動作であって、前記曲線のピーク力における前記曲線の局所的傾きが１ミリ秒の制動時間当たり１０ポンド未満の制動力である、制動動作で抑制するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記回転作動式制動デバイス及び前記回転作動式制動デバイスの前記限定的使用常時接触摩擦ブレーキが、前記回転可能なドラムの前記回転を、平均制動力に対する局所的初期ピーク制動力の比が約１．１５未満である制動動作で抑制するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
限定的使用摩擦ブレーキを備える回転作動式制動デバイスを備える落下防止装置を動作させる方法であって、前記方法は、
前記装置のセーフティライン支持ドラムが所定の値を超えて回転するとき、前記回転作動式制動デバイスの少なくとも１つの爪を前記回転作動式制動デバイスのラチェットの歯と係合させ、したがって、前記摩擦ブレーキの回転可能部材を前記摩擦ブレーキの摩擦材料の層に対して回転させることと、
前記摩擦材料の層の摩擦制動面と前記回転可能部材の接触面との間の摩擦によって、前記摩擦ブレーキの前記摩擦材料の層に対する前記摩擦ブレーキの前記回転可能部材の前記回転を抑制し、したがって、前記回転可能なドラムの前記回転を、平均制動力に対するピーク制動力の比が約１．２未満である制動動作で抑制することと、
を備える、
方法。
【請求項１８】
平均制動力に対するピーク制動力の前記比が、約１．１未満である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記制動動作が、ある制動力対時間の曲線を呈し、前記曲線のピーク力における前記曲線の局所的傾きが１ミリ秒の制動時間当たり１０ポンド未満の制動力である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記制動動作において、平均制動力に対する局所的初期ピーク制動力の比が、約１．１５未満である、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
例えば、自己格納式命綱などの落下防止装置は、ビル建設などの用途にしばしば使用されている。
【発明の概要】
【０００２】
広く要約すると、本明細書では、摩擦材料の層と回転可能部材とを備える限定的使用摩擦ブレーキを備える、回転作動式制動デバイスを備える落下防止装置が開示される。これら及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、この広範な要約は、請求可能な主題を限定するように解釈してはならず、かかる主題は、出願において最初に出願された特許請求の範囲に提示されているか、又は、出願経過中に修正されたか又は他の方法で提示された請求項に提示されているかどうかに関わらない。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】例示的な落下防止装置の斜視図である。
【図２】回転作動式制動デバイスを含む例示的な落下防止装置の様々な構成要素の分解斜視図である。
【図３】回転作動式制動デバイスの摩擦ブレーキを備える例示的な落下防止装置の様々な構成要素の分離した分解斜視図である。
【図４】比較例の落下防止装置の力対時間のデータを示す。
【図５】実施例の落下防止装置の力対時間のデータを示す。  様々な図における同様の参照番号は、同様の要素を示す。いくつかの要素は、同一又は等価の複数で提示されることが可能であり、つまり１つのみ又はそれ以上の代表的要素が参照番号で示されることが可能な場合であっても、かかる参照番号は、かかる同一要素の全てに適用されると理解されたい。特に指示がない限り、本文書における全ての図及び図面は、縮尺どおりではなく、本発明の異なる実施形態を例示する目的で選択される。特に、様々な構成要素の寸法は、指示のない限り、単に例示的な意味合いとして示されているにすぎず、様々な構成要素の寸法間の関係は、図面から推測されるべきではない。「前」、「後」、「外側」、「内側」、並びに「第１」及び「第２」などの用語を本開示に使用する場合があるが、特に断らない限り、これらの用語はそれらの相対的な意味においてのみ使用される点を理解すべきである。「上部」、「下部」、「上側」、「下側」、「下」、「上」、「水平」、「垂直」及び「上下」等の用語は、地球に対する通常の意味を有すると理解されたい。
【０００４】
性質又は属性の修飾子として本明細書で使用する場合、「略（generally）」という用語は、特に定めのない限り、当業者には、高度の近似を要することなく（例えば、定量化可能な性質の場合、＋／−２０％以内）性質又は属性を容易に認識可能であることを意味する。特に定めのない限り、「実質的に」という用語は、高度の近似（例えば、定量化可能な特性の場合、＋／−１０％以内）を意味する。用語「本質的に」は、非常に高い程度の近似（例えば、定量化可能な特性の場合、プラスマイナス２％範囲内）を意味するが、語句「少なくとも本質的に」は、「厳密」一致の特定の例を包含することが理解されよう。しかし、「厳密な」一致、又は例えば、同じ、等しい、同一、均一、一定などの用語を使用する任意の他の特徴付けであっても、絶対の正確さ又は完全な一致を必要とするというよりもむしろ、特定の状況に当てはまる通常の許容範囲又は測定誤差の範囲内であることを理解されたい。「構成される」などの用語は、少なくとも「適応される」という用語と同程度に制限的であり、明記された機能を遂行する単なる物理的な能力ではなく、その機能を遂行しようとする実際の設計意図を必要とする。数値パラメータ（寸法、比率など）に対する本明細書の全ての参照は、（特に断らない限り）パラメータの複数の測定値から導き出される平均値を用いて計算可能であると理解される。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本明細書では、落下防止装置が開示され、これは、ユーザが落下した場合に、装置の人間のユーザを制御可能に減速させるように機能する装置を意味する。定義により、そのような落下防止装置は、人間でない負荷を上昇又は下降させるために使用される、ホイスト、ウインチなどの装置とは区別される。定義により、そのような落下防止装置は、非電動式装置である。これは、装置のセーフティラインが電動モータによって移動されない（すなわち、装置のハウジングから伸長又は引き込みされない）、換言すれば、装置は、１つ以上のモータを使用して負荷を上昇又は下降させるシステム（例えば、エレベータ、ホイストなど）の一部として使用されないことを意味する。
【０００６】
多くの実施形態では、そのような落下防止装置は、自己格納式命綱（self−retracting lifeline、ＳＲＬ）であり、すなわち、装置の人間のユーザの、通常の移動中にわずかな張力下で、ハウジングから伸長され、かつハウジング内に引き込まれることができるドラム巻取式セーフティラインを少なくとも部分的に収容するハウジングを備え、ユーザの落下の開始時に、ユーザの落下を自動的に抑制する（すなわち、制御された速度に減速する、又は完全に停止させる）減速装置である。そのような装置は、装置の下端部から伸長することができるセーフティラインを備えてもよく、装置は、例えば、作業場の安全固定具に接続することができる上側固定端部を有する。多くの場合、そのような装置は、内部にハウジング内に回転可能に取り付けられたドラムを備えてもよく、それにより、セーフティラインは、ラインがハウジング内に引き込まれるときにドラムの周りに巻き付けられることができる。そのような装置は、回転作動式制動デバイスを更に備えてもよい。これは、ドラムが所定の値を超えて回転するときに、ドラムの回転を抑制するように構成されたデバイスを意味する（値という用語は、速度、加速度、又はそれらの組み合わせを包含することに留意されたい）。いくつかのタイプの落下防止装置では、そのような回転作動式制動デバイスは、ドラムを「ハードストップ」（すなわち、ほぼ瞬間的な停止）に至らせることができ、そのような多くの場合では、装置のセーフティラインは、ユーザが停止に至らされる際に人間のユーザが経験する力を最小限に抑えるために、いわゆるショックアブソーバ（例えば、引き裂きウェブ又は引き裂きストリップ）を含んでもよい。本明細書の対象のタイプの落下防止装置では、回転作動式制動デバイスは、ドラムを「ハードストップ」に至らせるのではなく、本明細書で詳細に後述するように、より漸進的にドラムを停止に至らせる、摩擦ブレーキを備える。これにより、例えば、セーフティライン内にショックアブソーバの存在を必ずしも必要とすることなく、落下が抑制される際に人間のユーザが経験する力を最小限に抑えることができる。
【０００７】
自己格納式命綱タイプの例示的な落下防止装置１００を図１及び図２に示す。そのような装置は、例えば、一緒に組み立てられ締結されて、ハウジングを形成する、第１のハウジング部品１１２及び第２のハウジング部品１１３から提供されるハウジング１１１を備えてもよい。ハウジング部品１１２及び１１３は、例えば、ボルトによって、又は任意の他の好適な締結具によって一緒に締結されてもよい。例えば、１つ以上のナット、ボルト、ネジ、シャフト、ワッシャ、ブッシング、ガスケット、ベアリングなどの多くの補助的な構成要素は、主要な対象の構成要素の提示を容易にするために本明細書の図から省略されていることに留意されたい。当業者は、装置１００が機能するために必要に応じて、任意のそのような物品が存在し得ることを容易に理解するであろう。いくつかの実施形態では、ハウジング１１１は、耐荷重性であってもよく、いくつかの実施形態では、負荷ブラケット４４又は同様の構成要素が存在してもよく、装置の耐荷重経路の少なくとも一部を提供してもよい。
【０００８】
ハウジング１１１によって少なくとも部分的に画定された内部空間内には、一本のセーフティライン２２９が巻き付けられる（例えば、螺旋巻きされる）ドラム３３がある（ラインという用語は、例えば、任意の好適な合成若しくは天然ポリマー材料、金属など、又はそれらの任意の組み合わせから作製された、ウェビング、ケーブル、ロープなどを含む、任意の細長い巻取可能な耐荷重部材を広く包含する）。図示した実施形態では、ドラム３３は、本体とフランジ３０とを含み、フランジ３０は、本体に接合されると、ライン２２９を受け入れて螺旋巻きすることができる空間を画定する。ライン２２９の近位端は、ドラム３３に直接又は間接的に接続される（そのような接続は、ライン２２９の近位端が、ドラム３３が取り付けられるシャフトに接続される構成を包含する）。各種実施形態では、そのようなドラム（例えば、本体及び／又はそのフランジ）は、金属（例えば、機械加工若しくは鋳造された金属）、成形プラスチック、又は任意の他の好適な材料で作製されてもよい。いくつかの実施形態では、そのようなドラムは、例えば、成形ポリマー部品又は機械加工若しくは鋳造された金属部品であってもよい、材料の単一の一体部品から作製されてもよい。ドラム３３は、例えば、シャフトに回転可能に取り付けられることによって、又はハウジングに対して回転可能なシャフトに取り付けられることによって、ハウジング１１１に回転可能に接続される。ねじりばね３１は、例えば、ドラム３３の外部に（かつ図２の図示された実施形態では、分離ディスク３２によってドラム３３から分離されて）設けられてもよく、これは、付勢力が例えば人間のユーザの移動によって打ち勝たれない限り、ドラム上にセーフティライン２２９を引き込むことになる方向の回転に向かってドラムを付勢するように機能する。
【０００９】
回転作動式制動デバイス
ハウジングによって画定される空間内には、図２の例示的実施形態に示すように、回転作動式制動デバイス１０２がある。そのような回転作動式制動デバイスは、典型的にドラム３３と共回転可能な１つ以上の爪２０に依拠する。ドラムと共回転可能とは、爪（単数又は複数）がドラムの回転軸と一致する軌道運動の中心周りに軌道経路内で移動して、１つ以上の爪がドラム３３とともに回転することができることを意味する。図２の例示した実施形態では、そのような構成は、そのような２つの爪２０をドラム３３に直接取り付け、それにより、それらがドラム３３とともに回転することによって達成される。しかしながら、そのような爪（単数又は複数）がドラム３３に直接取り付けられることが必要でなくてもよい（例えば、１つ以上の爪は、ドラムに接続された爪支持ディスクに取り付けられてもよい）。
【００１０】
任意のそのような爪は、付勢されてもよく（図示の実施形態では、これは、付勢ばね２１を使用することにより実施される）、それにより、落下防止装置の通常の使用において、爪の係合端部２２は、ドラムの回転を制限することになる任意の構成要素（例えばラチェット歯）と係合しない非係合位置へと付勢される。れにより、落下防止装置の人間のユーザの移動に応じて、ドラムが回転してセーフティラインを伸長し引き込むことが可能になる。ドラムが所定の値を超えて回転し始める場合、少なくとも１つの爪は、ドラムの回転を減速する及び／又は停止するように（本明細書で詳細に後述するように）、爪の係合端部２２がラチェットの歯と係合する係合位置へと推進される（ばね２１の付勢力に打ち勝つ）。多くの実施形態では、１つ以上の爪は、（図２の設計のように）係合解除位置と係合位置との間で枢動することができるように、枢動可能に取り付けられてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、１つ以上の爪は、（例えば、米国特許第８２５６５７４号に開示されている構成のように）例えば、係合解除位置と係合位置との間で摺動することができるように、摺動可能に取り付けられてもよい。
【００１１】
図２に示す例示的な構成では、各爪２０は、係合端部２２の反対側の重端部を含み、それにより、回転速度が増加すると、重端部を半径方向外側に移動させ、したがって係合端部２２を半径方向内側に推進させる。そのような構成は、半径方向に外向きのラチェット、例えば、図３を参照して本明細書で後述する一般的なタイプのラチェットディスクとともに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、爪は、係合端部が、半径方向外側に移動して係合するように推進される爪の端部であるように構成されてもよく、そのような構成は、半径方向内向きのラチェット（例えば、上記引用の‘５７４特許の図４に示す一般的なタイプのラチェットリング）とともに使用されてもよい。一般に、適切な機械的強度を有する任意の材料（例えばステンレス鋼）で作製された、任意の好適な設計の１つ以上の爪を使用することができ、様々な爪設計及び構成は、例えば、米国特許第７２８１６２０号、同第８４３０２０６号、同第８４３０２０８号、及び同第９４８８２３５号に記載されている。
【００１２】
例示的な落下防止装置１００の使用において、装置の上側固定端部１０８は、作業場構造体（例えば、桁、梁など）の安全固定具（固定点）に（例えば、接続特徴部２４０を介して）接続されてもよい。次いで、ライン２２９の遠位端は、作業者によって装着されたハーネスに（例えば、フック２３０を介して）取り付けられてもよい。人間のユーザが固定された固定具から離れるように移動すると、ライン２２９は、ハウジング１１１内から伸長され、ユーザが固定された固定具に向かって移動すると、ドラム３３は、ねじりばね３１の付勢下で回転し、それにより、ライン２２９は、ハウジング１１１内に自己格納され、ドラム３３に巻き付けられる。そのようなユーザの活動中、爪２０は、前述の付勢ばね２１によって付勢され、それにより、爪２０の係合端部２２は、回転作動式制動デバイスのラチェットと係合しない。人間のユーザが落下して、ライン２２９をハウジング１１１から急速に伸長させる場合、ドラム３３の回転は、（例えば、速度の）所定の値を超えて増加し、その結果、少なくとも１つの爪２０の係合端部２２は、ラチェットと係合され、その結果、作業者の落下は、本明細書で詳細に後述するように抑制される。回転作動式制動デバイスの様々なパラメータ（例えば、爪の重量及び形状、付勢ばねのばね定数など）は、ラチェットと爪との係合が所定の、例えば、ドラムの回転速度で生じるように選択されてもよい。
【００１３】
多くの実施形態では、爪の回転（すなわち、軌道）運動によって生じる遠心力は、１つ以上の爪を係合解除位置から係合位置へと遷移させる。しかしながら、いくつかの実施形態では、そのような遷移は、軌道運動の経路に沿って移動している間に、少なくとも部分的に爪により生じて、（爪が十分に速く移動している場合）爪をその係合解除位置から物理的に除去し、係合位置に向かって付勢する物品に衝突してもよい。そのような物品は、例えば、移動する爪の軌道経路内に少なくとも部分的に位置するように配置されたラチェット（例えば、静止ラチェット）の歯であってもよい。同様の効果は、軌道経路に沿って回転することができないが、定位置に留まっている間に枢動（例えば、揺動）することができるように、１つ以上の爪を取り付けることによって達成することができる。次いで、例えば回転可能なラチェットなどの物品は、物品が十分な速度で回転する場合に、爪を係合解除位置から物理的に除去し、爪を係合位置に向かって付勢（例えば枢動）するように、物品の一部分が爪の一部分に衝突するように配置することができる。この一般的なタイプの構成は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｆｅａｔｈｅｒｓの米国特許第６２７９６８２号に開示されている。少なくとも１つの爪とラチェットとの間の相対的な回転運動を利用して制動を作動させる任意のアセンブリ（‘６８２特許に開示されているものを含む）は、本明細書に開示するような回転作動式制動デバイスのカテゴリ内に入ることに留意されたい（爪がドラムとともに回転するように軌道経路に追従しない‘６８２特許に開示されているタイプの構成は、回転作動式制動デバイスが典型的には、アセンブリのドラムと共回転可能な爪（単数又は複数）を含むという原理の例外であることに留意されたい）。
【００１４】
摩擦ブレーキ
本明細書に開示される回転作動式制動デバイスは、上述の爪の係合端部によって係合することができる少なくとも１つの歯を含むラチェットを備える。そのようなラチェットは、係合／制動プロセスで発生する力に耐えるのに十分な強度を呈する任意の材料で作製されてもよく、多くの実施形態では、そのようなラチェットは、例えば、ステンレス鋼の３００シリーズ（オーステナイト系）カテゴリから選択される、ステンレス鋼から構成されてもよい。様々なラチェット設計及び構成は、詳細に後述する。
【００１５】
本明細書に開示される回転作動式制動デバイスはまた、摩擦ブレーキを備える。定義により、摩擦ブレーキは、摩擦材料の層の摩擦制動面が（典型的には、落下防止装置の通常の使用中に常に）回転可能部材の接触面と接触している、少なくとも１つの摩擦材料の層と少なくとも１つの回転可能部材とを備える。回転可能部材とは、回転作動式制動デバイスのラチェットと爪との係合の結果として、摩擦材料の層と回転可能部材とに十分な差動トルクが加えられると、部材及び摩擦材料の層を互いに対して回転運動に設定することができるように構成された、物品（例えば、ディスク、リング、ロータなど）を意味する。多くの実施形態では、摩擦制動材料の層の摩擦制動面及び回転可能部材の接触面は、一緒に押圧されて、装置の通常の使用において人間のユーザが作業場の周りで移動する際に２つの表面間に相対運動が存在しない、十分な静的摩擦力を提供する。しかしながら、回転作動式制動デバイスのラチェットと爪とが係合すると、静的摩擦力に打ち勝つのに十分な差動トルクが生成され、それにより、２つの表面の相対運動（したがって、回転可能部材と摩擦材料の層との相対運動）を行なうことができる。回転可能部材及び摩擦材料の層は、摩擦材料の層と回転可能部材とのこの相対回転が、摩擦材料の層の摩擦制動面と回転可能部材の接触面との間の摩擦力によって減速される及び／又は停止に至らされるように構成される。この相対回転の減速は、セーフティラインを支持するドラムの回転を減速する（例えば、停止させる）ように機能する。
【００１６】
いくつかの例示的実施形態では、回転作動式制動デバイス１０２は、図３の分離された分解図に開示される一般的なタイプの摩擦ブレーキ１０３を含んでもよい。そのような摩擦ブレーキ１０３は、上述した爪２０の係合端部２２によって係合することができる少なくとも１つの歯１４７を含むラチェット４７（この例では、半径方向に外向きの歯が付いたディスク）を含む。例示的な設計では、ラチェット４７は、図３に示すように、ハウジング部品１１２及び負荷ストラップ４４の相補的なキー止め開口部を貫通する、キー止め（例えば、平坦面付き）シャフト３９に取り付けられる。したがって、シャフト３９は装置のハウジングに対して回転することができないが、ラチェット４７は、シャフト３９に対して、したがって装置のハウジングに対して回転することができる。ラチェット４７は、第１の摩擦材料の層１４６と第２の摩擦材料の層１４８との間に挟まれる。各摩擦材料の層は、シャフト３９にキー止めされる支持プレート１４５及び１５０（例えば、ステンレス鋼などの金属で作製された）それぞれに接合され、かつそれによって支持され、それにより、各摩擦材料の層は、シャフト３９に対して回転することができない。第１の摩擦材料の層１４６は、ラチェット４７の第１の接触面１４２と接触する第１の摩擦制動面１４４を含み、第２の摩擦材料の層１４８は、ラチェット１４７の第２の接触面１４３と接触する第２の摩擦制動面１４９を含む。摩擦ブレーキ１０３のアセンブリでは、ロックナット１５１は、所望の量の圧力を摩擦ブレーキにかけるように選択された程度まで（例えば、トルクレンチを使用することによって）、キー止めシャフト３９のねじ付き終端部分上にねじ込まれる。これにより、所望の量の摩擦抵抗を動きに対して付与する、したがって、所望の制動力を提供するように選択された力で、第１の摩擦材料の層１４６の第１の摩擦制動面１４４及び第２の摩擦材料の層１４８の第２の摩擦制動面１４９をラチェット４７の接触面１４２及び１４２に押圧させる。例えば、この力は、制動の作用から生じる望ましくない力をユーザにかけずに、人間のユーザの落下が好適に短い時間内及び／又は好適に短い落下距離内に抑制されるように、選択されてもよい。
【００１７】
図３に示す特定の設計は、摩擦ブレーキ及びラチェット構成の単なる一例であり、多くの異なる構成が可能であることが理解されるであろう。例えば、図３は、２つの接触面を含み、かつ２つの摩擦材料の層の間に挟まれたラチェットを示す。他の実施形態では、摩擦ブレーキのラチェットは、単一の摩擦材料の層のみと接触することができる単一の接触面のみを含んでもよい。更に、ラチェットは、図３のように半径方向に外向きではなく、半径方向に内向きでもよい。半径方向に内向きの歯が付いたリングの形態のラチェットを含み、かつ単一の摩擦材料の層の摩擦制動面と接触する単一の接触面のみを含む摩擦ブレーキは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓの米国特許第８４３０２０６号の図４に示されている。
【００１８】
いくつかの実施形態では、回転作動式制動デバイスのラチェットが、制動デバイスの摩擦ブレーキの回転可能部材として機能することが便利であり得る。図２〜図３を参照して上述したような回転作動式制動デバイス及び摩擦ブレーキは、この一般的なカテゴリに入ることが理解されるであろう。多くのそのような設計において、ラチェットは、装置のハウジングに対して回転することができるが、典型的には、装置の通常の使用中に静止したままである。すなわち、ドラムは、人間のユーザが作業場の周りを移動する際に、ハウジングに対して（相対的にゆっくり）回転して、セーフティラインを伸長し引き込むことができる。しかしながら、任意の回転力を受けず、上述したようにシャフトにキー止めされた１つ以上の摩擦材料の層によって、摩擦によって拘束されたラチェットは、ハウジングに対して回転しない。例えば、落下に起因して、ドラムが急速に回転し始める場合、爪（例えば、ドラムに取り付けられた爪）の係合端部は、ラチェットの歯と係合し、この摩擦拘束に打ち勝ち、ラチェットを摩擦材料の層（単数又は複数）に対して、したがって装置のハウジングに対して回転させる。次いで、摩擦材料の摩擦制動面とラチェットの接触面との間の摩擦は、装置のハウジングに対するラチェットの回転を減速又は停止させ、したがって装置のハウジングに対する回転可能なドラムの回転を減速又は停止させる。３Ｍ  Ｆａｌｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（Ｒｅｄ  Ｗｉｎｇ，ＭＮ）から商品名ＵＬＴＲＡ−ＬＯＫで入手可能な製品は、このように構成された摩擦ブレーキを有する回転作動式制動デバイスを含む落下防止装置の例を提供する。
【００１９】
他の実施形態では、回転作動式制動デバイスの摩擦ブレーキの回転可能部材は、必ずしも制動デバイスのラチェットとして機能しなくてもよい。むしろ、場合によっては、回転作動式制動デバイスのラチェット及び回転作動式制動デバイスの摩擦ブレーキの回転可能部材は、別個の物品であってもよい。この一般的なタイプの１つの例示的な構成では、摩擦ブレーキの回転可能部材は、例えば、プレート、ディスクなどの形態をとってもよく、その場合、制動デバイスの爪（単数又は複数）は、摩擦材料の層の摩擦制動面と接触している回転可能部材の接触面に取り付けられる。摩擦材料の層は、摩擦材料の層がドラムに対して回転できないように、装置のセーフティライン受け入れドラムにキー止めされた支持プレートに取り付けられる。いくつかのそのような実施形態では、制動デバイスのラチェットは、装置のハウジングに対して非回転可能であってもよい（例えば、ラチェットは、例えば、装置のハウジング部品に直接成形された、ハウジングの一体型特徴部として設けられてもよい）。したがって、爪の係合端部をラチェットの歯と係合させることにより、爪が取り付けられた回転可能部材を、ほぼ瞬間的に回転することを停止させる一方で、回転可能部材と摩擦材料の層との間の差動トルクは、摩擦材料の層、したがってドラムが瞬間的に回転し続けることを可能にする。回転可能部材の接触面と摩擦材料の層の摩擦制動面との間の摩擦力は、摩擦材料の層の回転を減速又は停止させ、したがってドラム自体の回転を減速又は停止させる。
【００２０】
３Ｍ  Ｆａｌｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（Ｒｅｄ  Ｗｉｎｇ，ＭＮ）から商品名ＲＥＢＥＬで入手可能な製品は、回転作動式制動デバイスが、別個の物品である、回転可能部材と、ラチェットとを含む、この一般的なタイプの落下防止製品の例を提供する。ＲＥＢＥＬ製品ラインはまた、回転可能部材が間に挟まれた２つの層ではなく、単一の摩擦材料の層を使用する、摩擦ブレーキの例も提供する。上記に提示した例示的な構成の多くの変形例を用いることができることが理解されるであろう。例えば、所望であれば、複数の摩擦材料の層、及び／又は複数の回転可能部材が存在してもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、ラチェットは、例えば、別個に作製され、落下防止装置のハウジング内に挿入される歯が付いたディスク又はリングとして提供されるのではなく、例えば、装置のハウジングの一体型（例えば、成形、鋳造、又は機械加工された）特徴部として提供されてもよい。上記のＲＥＢＥＬ製品ラインは、このタイプのラチェットの一例を提供する。ラチェット設計の別の可能な変形例は、ラチェットが落下防止装置のブラケット（例えば、耐荷重ブラケット）の一体部分として提供される単一の歯（「停止部材」）の形態をとる、米国特許第９４８８２３５号に示されている。‘２３５号特許に記載されている装置は、回転作動式制動デバイスが、爪を停止部材と係合させるとドラムを「ハード」（ほぼ瞬間的）ストップに至らせるものであり、すなわち、‘２３５の回転作動式制動デバイスは、摩擦ブレーキを含まないことが明らかであろう。代わりに、装置のセーフティラインに、ショックアブソーバが設けられている。したがって、‘２３５特許は、摩擦ブレーキを含まず、本明細書では、ラチェット設計の許容可能な変形例を単に例示するために引用されている。本明細書に記載されるラチェット設計及び構成のいずれかを含む任意の好適なラチェット設計は、本明細書に開示されるような回転作動式制動デバイスに使用されてもよい。
【００２２】
上記の考察から、回転作動式制動デバイスのラチェットは、回転作動式制動デバイスの制動動作を開始するように、爪の係合端部によって係合することができる少なくとも１つの歯を呈する、任意の構成要素（例えば、歯が付いたディスク若しくはリング、又は落下防止ブラケット若しくはハウジングの一部分）であってもよいことは明らかであろう。用語「ラチェット」は、説明の便宜上使用され、この用語の使用は、ラチェット及び爪（単数又は複数）が、これらの構成要素の相対回転が一方向に許容されるが、反対方向に妨げられるように必ず構成されなければならないことを必要としないことが強調される。（しかしながら、ラチェット及び爪（単数又は複数）は、所望であればそのような機能が提供されるように構成することができる。）本明細書に開示される構成及び機能は、任意の設計の回転作動式制動デバイスに使用することができることが更に強調される。
【００２３】
本明細書に開示される摩擦ブレーキは、摩擦ブレーキの回転可能部材の接触面に接触するように構成された少なくとも１つの摩擦制動面を含む、少なくとも１つの摩擦材料の層を備える。いくつかの実施形態では、摩擦材料の層は、本明細書に記載されるように、支持プレート上に配置されてもよい（例えば、積層又は結合されてもよい）。他の実施形態では、摩擦材料の層は、支持プレートに接合されるのではなく、「自立型」であってもよい。いくつかの実施形態では、摩擦材料の層（例えば、自立型層）、及び回転可能部材（例えば、ラチェット）は、例えば、バッキングプレートと圧力プレートとの間に挟まれてもよく、これにより、摩擦ブレーキの摩擦材料の層の摩擦制動面と回転可能部材の接触面とが、一緒に押圧される均一性を向上させることができる。この一般的なタイプの構成は、米国特許第８４３０２０６号に示されている。
【００２４】
限定的使用ブレーキ
定義により、本明細書に開示される落下防止装置の回転作動式制動デバイス、特にその摩擦ブレーキは、限定的使用物品である。限定的使用とは、落下防止装置の通常の使用中に（例えば、デバイスの人間のユーザが作業場動作を実行している、及び／又は作業場の周りで移動している間に）制動デバイス及び摩擦ブレーキが作動されないことを意味する。むしろ、制動デバイス及びその摩擦ブレーキは、落下の開始時にのみ作動される。したがって、本明細書に開示される摩擦ブレーキは、定義により、移動可能な車両の摩擦ブレーキ、電動機械の遠心ブレーキ又はクラッチなどとは区別される。
【００２５】
各種実施形態では、限定的使用摩擦ブレーキは、落下防止装置の耐用年数にわたって１０回、５回、又は２回以下作動されてもよい。いくつかの実施形態では、そのような摩擦ブレーキは、１回以下作動される使い捨て物品である。すなわち、多くのそのような落下防止装置の通常の使用では、回転作動式制動デバイス及びその摩擦ブレーキは、準備状態のままであるが、まれにしか作動しないことになる。更に、落下（例えば、それにより、装置の「衝撃インジケータ」が始動される又は作動される）の場合、（例えば、米国特許第７７４４０６３号に記載されているように）必要に応じて、落下防止装置が用務から除去され（例えば、製造業者に返送される）、検査、再調整、及び／又は再整備されることが慣例である。そのため、落下防止装置の摩擦ブレーキが作動される比較的まれな場合では、摩擦ブレーキの摩擦材料は、多くの場合、装置の任意の後続の使用の前に交換されることになる。
【００２６】
自己格納式命綱などの装置の回転作動式制動デバイスの準備ができていることは、多くの場合、例えば、人間のユーザがセーフティラインを迅速に引いて、爪（単数又は複数）がラチェットと係合させ、回転作動式制動デバイスが必要に応じて「ロックアップ」することができることを確認することにより、現場で確認されることを、当業者は認識するであろう。しかしながら、そのようなロックアップ試験において作用する力は、実際にユーザの落下を抑制しているときに遭遇する力よりもはるかに低いため、そのようなロックアップ試験は、典型的には、摩擦材料の層の摩擦制動面に対する摩擦ブレーキの回転可能部材（例えば、ラチェット）の接触面の、なんらの有意な移動をもたらさない（かつ、そのような試験は、典型的には、摩擦材料の層の任意の部分を著しく摩耗又は損耗させる効果を有さない）。これは、そのようなロックアップ試験が、本明細書で考慮される文脈における摩擦ブレーキの「使用」又は「作動」とは見なされない場合である。
【００２７】
上記の考察から、落下防止装置の摩擦ブレーキは、例えば、移動可能な車両において、クラッチ、差動装置、トルク変換器などの機械においてなどで使用されるような大部分の摩擦ブレーキとは非常に異なる方法で使用されることは明らかであろう。後者の使用は、典型的には、摩擦ブレーキの耐用年数にわたる非常に多数回（例えば数千回）の作動を含む。したがって、そのような摩擦ブレーキの製造業者及びユーザは、摩擦材料が過剰な摩耗を呈さないこと、摩擦材料が接触している表面（例えば、車両用ブレーキディスク、ロータ、又はブレーキドラムの）を過度に摩耗させないこと、及び摩擦材料の多くが繰り返し使用にわたり摩耗されても、摩擦材料の性能が比較的一定のままであることを確実にすることに関心がある。対照的に、落下防止装置の摩擦ブレーキの摩擦材料は、装置の耐用年数の大部分又は全てにわたって、摩擦ブレーキが装置に最初に設置されたときと同一の摩擦制動面を呈することができる。したがって、多くの実施形態では、落下防止装置の摩擦材料の層は、非摩耗物品であり、これは、したがって、例えば、車両用ブレーキパッドなどと区別される。
【００２８】
常時接触ブレーキ
多くの実施形態では、本明細書に開示される落下防止装置の回転駆動式制動デバイスの摩擦ブレーキは、常時接触ブレーキである。これは、落下防止装置の使用動作中に、摩擦材料の層の摩擦制動面が、回転可能部材の接触面と直接、密接に接触したままであることを意味する。これは、装置の通常の使用中に、ユーザの落下が発生しない限り、２つの表面間の相対運動（滑り）が存在しないことを更に意味する。そのような常時接触ブレーキは、例えば、摩擦制動面と接触面との間の相対運動／滑りが車両又は機械の通常の動作中にしばしば、かつ繰り返し生じる、車両若しくは電動機械のブレーキ又はクラッチとは区別される。特に、常時接触ブレーキは、多くの時間、摩擦材料の層が接触面から離れる方向に後退して、それにより、摩擦材料の層の摩擦制動面と接触面との間に、間隙が存在した状態である摩擦ブレーキとは対照的であり得る。
【００２９】
例えば、自己格納式命綱などの落下防止装置の摩擦ブレーキは、めったに作動されず、かつ典型的には１秒以下以内（例えば、約０．２〜０．３秒以内）に人間のユーザの落下を抑制するため、摩擦材料は、動作中のノイズ発生を最小限に抑える必要性、又は長期間の連続的な使用中若しくは素早い連続での複数回の使用時に、性能が劣化しないことを確実にする必要性などの問題にさらされる可能性が低いことが理解されるであろう。また更に、そのような摩擦材料は、大量の水若しくは潤滑油の存在下での性能に関する問題、又は摩擦材料が摩擦ブレーキの回転可能部材の接触面を摩耗させる速さに関する問題にさらされる可能性が低い。これは、例えば、車両用ブレーキパッド、電動機械のクラッチ及びトランスミッションなどにおける摩擦材料の使用において生じる問題とは全て明らかに対照的である。そのような考慮事項は、おそらく、落下防止装置用の摩擦ブレーキの特定の領域の摩擦材料を、開発及び最適化するためのなんらかの主要な努力が、近年行なわれているということが現れていない理由を説明している。
【００３０】
上記の考察は、様々な落下防止装置において、ユーザを急停止に至らせるのではなく、人間のユーザの落下がある程度徐々にかつ穏やかに抑制されることを提供するために、摩擦ブレーキが使用されることを示している。これは、落下を抑制するプロセス中に生じる力を有利に最小限に抑えることができる。落下防止産業における継続的な必要性は、全ての防止装置の多くの回転作動式制動デバイスが、制動動作の持続時間にわたって均一である制動力を提供しないという事実にある。むしろ、制動力は、制動動作の持続時間にわたって大きく変化することが多く、特に、制動動作の他の部分の間に存在する制動力よりも実質的に高い比較的短い持続時間のピーク制動力を呈することがある。非常に高い制動力（持続時間が短い場合であっても）が望ましくない場合があるため、多くの場合、ピーク制動力が指定されたレベル未満に留まることを確実にするために、制動動作の持続時間にわたる平均制動力が、他の方法で所望されるよりも低いように、回転作動式制動デバイスの摩擦ブレーキを構成する必要があった。
【００３１】
本研究は、多くの場合、落下防止装置の回転駆動式制動デバイスの摩擦制動動作中に生じるピーク制動力が、回転作動式制動デバイスの初期作動時に発生する初期制動力であることを明らかにしている。そのような挙動は、図４に記録されており、これは、業界で慣習的に使用されているものを代表する摩擦材料を使用する、摩擦ブレーキを有する自己格納式命綱による落下の抑制に対する典型的な制動力対時間の曲線を示す、比較例の落下試験である。初期制動力は、平均制動力（Ｆａ、６５８ポンドの力）よりも著しく高い鋭いピーク（Ｆｐ、９２６ポンドの力）を示すことは明らかである。
【００３２】
平均制動力に対するピーク制動力の比
図５の実施例の落下試験に示す力対時間の曲線によって証明されるように、本明細書に開示される本発明の落下防止装置は、制動動作の残りにわたって加えられる制動力より著しく高い回転作動式制動デバイスの初期作動時に発生するピーク制動力が、著しく低下した傾向を示す。実際に、図５は、小さい局所的初期ピークが発生し得るが、この局所ピーク力は、実際に、制動動作の残りの部分の多くにわたって存在する力よりも低くすることができることを示す。この実施例は、７２１ポンドの絶対ピーク力Ｆｐ（実際に制動の開始時ではなく制動動作の終了に向かって生じた）、及び６５１ポンドの平均力Ｆａを呈した。したがって、上記の比較例の約１．４の平均力に対するピーク力の比に対して、この実施例の平均力に対するピーク力の比は、１．１であった。各種実施形態では、本明細書に開示される摩擦ブレーキは、約１．３、１．２、１．１５、１．１、１．０５、又は１．０２未満の平均力に対するピーク力の比を呈することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、摩擦ブレーキの性能は、制動動作中に生じるピーク力における力曲線の局所的傾きによって特徴付けることができる。そのような特性評価の目的のために、４ミリ秒、又は力の著しい極小に遭遇するまでの期間（ピーク力の時間から開始し、時間内で進行する）を使用することができる。例えば、図４の比較例では、そのような局所的傾きは、１ミリ秒の制動時間当たり約７０ポンドの力の制動力の変化に対応する（９２６−６５５）／４である。図５の実施例では、そのような局所的傾きは、１ミリ秒の制動時間当たり（７２１−７２０）／４、又は１ミリ秒の制動時間当たり約０．２ポンドの力である。したがって、力曲線の局所ピークが（図５のように）ブレーキの初期作動時に発生し得る状況であっても、最大力が、例えば、力曲線の比較的平坦な部分で、後に生じ得るという事実により、全体的な制動力を存在する最大力に対して最大化することを可能にすることができることが理解されるであろう。各種実施形態では、本明細書に開示される摩擦ブレーキは、１ミリ秒の制動時間当たり約４０、２０、１０、４、２、１、０．５、０．３、０．２、又は０．１未満のポンド力の変化の、ピーク力における力曲線の局所的傾きを呈することができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、摩擦ブレーキの性能は、平均制動力に対する局所的な初期力ピーク（存在する場合）における制動力の比によって特徴付けることができる。図５の実施例では、局所的初期力ピークが明らかであり、６８０ポンドの力を呈する。したがって、そのような比は、６８０／６５８、又は約１．０である。（図４の比較例では、局所的初期ピーク力は、絶対ピーク力（９２６ポンド）と同じであるため、この例では、比は、９２６／６５８、又は約１．４である）。したがって、各種実施形態では、本明細書に開示される摩擦ブレーキは、約１．３、１．２５、１．１５、１．１０、１．０５、１．０、又は０．９５未満の平均力に対する局所的初期ピーク力の比を呈することができる。
【００３５】
（落下防止装置の回転作動式制動デバイスの摩擦ブレーキの性能を特徴付けるいかなる特定の定量的方法かに関わらず）制動動作の残りにわたって発生する力よりも著しく高い初期ピーク力を呈さない制動動作を提供することにより、ピーク制動力を所望の値を上回らせることなく、より高い平均制動力を達成することを可能にすることができることが理解されるであろう。これにより、回転作動式制動デバイスの制動効率を有利に向上させることができ、例えば、所望の制動をより短い持続時間及び／又はより短い落下距離にわたって達成することができる、ことを提供することができる。すなわち、より効率的であり、同時により滑らかである、具体的には、回転作動式制動デバイスが最初に作動されたときにユーザに比較的大きな初期ピーク力をかけない、制動動作を達成することができる。各種実施形態では、本明細書に開示される落下防止装置は、１５００、１２００、又は９００ポンド未満のピーク制動力を呈する。
【００３６】
上記の考察は、制動動作中の全体的な平均制動力を著しく上回るピーク制動力の問題が、少なくとも場合によっては、後続の制動力を大幅に上回る初期制動力の存在から生じ得ることを明らかにしている。これは、摩擦ブレーキに使用される材料の静的摩擦挙動と動的摩擦挙動との差に少なくとも部分的に起因し得る。これはまた、回転作動式制動デバイスの初期作動時に生じる慣性効果から、少なくとも部分的に生じ得る。これらの知見によって提供される指針により、落下防止装置における回転作動式制動デバイスの性能を向上させることができる。
【００３７】
現在、非移動（静的）条件下での、摩擦材料の層の摩擦制動面と、回転可能部材の接触面との間の摩擦相互作用を、移動（動的）条件下での、これらの表面間の摩擦相互作用に対して最小限に抑えることが有用であり得ることが理解されている。換言すれば、これらの表面間の動的摩擦相互作用に対して、これらの表面間の静的摩擦相互作用を最小化することにより、２つの表面が互いに対して最初に移動し始めるときに発生する力を、制動動作の残りにわたって生じる力に対して最小限に抑えることができる。これにより、依然として所望のピーク制動力未満に留まりながら、制動動作の持続時間にわたって有利に高い平均制動力を使用することを可能にすることができる。
【００３８】
制動動作において生じるピーク力の低減は、例えば、制動動作の残りの間に存在する制動力に比べ、ブレーキの初期係合時に存在する制動力を優先的に低下させるように、摩擦ブレーキの回転可能部材の接触面と摩擦材料の層の摩擦制動面とを組み合わせて構成することによって得られてもよい。（これは、代わりに、初期制動力に対して制動動作の残りの間に存在する制動力を優先的に増加させることとして見ることができる）。いくつかの実施形態では、これは、静的（非移動）条件下で存在する摩擦力に対して、動的（移動）条件下で存在する摩擦力を増加させることによって、少なくとも部分的に達成することができる。動（動的）摩擦係数及び静摩擦係数などの従来のパラメータは、そのような挙動に対する指針を提供することができる。しかしながら、当業者は、そのようなパラメータが、本明細書で後述する様々な要因を考慮しない摩擦現象の単純化したモデル（摩擦の「クーロン」モデル又は「標準」モデルと呼ばれることが多い）に依拠していることを理解するであろう。したがって、摩擦係数を測定する様々な方法を使用して、潜在的に有用な材料をスクリーニングすることができるが、摩擦材料が、落下防止装置の摩擦ブレーキにおいて向上した制動性能を提供するか否かを判定する最も好適な方法は、落下防止装置に材料を設置し、本明細書に開示されるような落下試験に装置を供することであることが理解されよう。
【００３９】
それにもかかわらず、摩擦係数を測定する様々な試験装置及び手順を使用して、潜在的に有用な材料をスクリーニングすることができる。例えば、レオメーター（例えば、Ｔｒｉｂｏ−Ｒｈｅｏｍｅｔｒｙ  Ａｃｃｅｓｓｏｒｙを備えた、ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｎｅｗ  Ｃａｓｔｌｅ，Ｄｅｌａｗａｒｅ（ＵＳＡ））から商品名ＡＲＥＳ−Ｇ２  ＲＨＥＯＭＥＴＥＲで入手可能な製品）を使用して、摩擦係数試験を実施してもよい。（本明細書で言及される静摩擦係数及び動摩擦係数の全ての数値は、別途記載のない限り、そのようなレオメーター試験から得られる。）そのような試験のために、取り扱いを容易にするために、摩擦材料の層を支持プレートに取り付けることができる。そのようなレオメーターを使用して、摩擦材料試料の摩擦制動面を、指定された力で回転可能部材の試料の接触面と接触させ、その後、試料を指定された速度で互いに対して移動させる。（簡便な試験条件により、２０Ｎの公称垂直力及び４ｍ／ｓの公称摺動速度で、室温で実施される試験を提供することができる。）摩擦材料及び／又は回転可能部材の材料は、試験装置に適合するように必要に応じてサイズ変更及び成形されてもよく、結果は典型的には同じ試料形式及び幾何学的形状を使用して得られる、動摩擦係数に対する静摩擦係数の比の形態で計算されるため、任意のそのような操作の影響は最小限とすることができることに留意されたい。
【００４０】
潜在的に有用な材料のスクリーニングは、いわゆるナノインデンター試験装置、例えば、Ｌａｔｅｒａｌ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＬＦＭ）オプションを備えた、Ｋｅｙｓｉｇｈｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｓａｎｔａ  Ｒｏｓａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から商品名Ｎａｎｏ  Ｉｎｄｅｎｔｅｒ  Ｇ２００で入手可能な製品を使用することによっても実行することができる。そのような試験では、プローブ先端部（例えば、比較的大きな直径、例えば１ｍｍの、かつ摩擦ブレーキの回転可能部材の接触面に相当する材料、例えば、ステンレス鋼から選択した）を試験片の表面と指定された力で接触させ、その後、プローブ先端部及び試験片を所望の速度で互いに対して移動させる。潜在的に有用な材料のスクリーニングはまた、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ１８９４−１４に開示される一般的なタイプの摺動加重スレッド装置及び手順を使用することによっても実行することができる。車両用ブレーキパッドの摩擦特性は、多くの場合、慣性ダイナモメータ又はＣＨＡＳＥ装置の使用によって評価され、そのような装置は、所望であれば、潜在的に好適な材料をスクリーニングするために使用されてもよい。任意のそのような試験において、十分な繰り返しを実行して、統計的に有意な結果を得ることができる。しかしながら（摩擦材料の層は典型的には摩耗物品ではないという上記の考察を考慮して）、試験方法が実際の使用条件に最も似ていることを提供するために、単一の試料を、摩擦材料の層のかなりの部分を摩耗させる反復試験にかけるべきではない。
【００４１】
したがって、いくつかの実施形態では、摩擦材料の層の摩擦制動面と回転可能部材の接触面との摩擦挙動は、摩擦材料の層の摩擦制動面と回転可能部材の接触面との間の静摩擦係数を測定すること、及びこれらの同じ２つの表面間の動摩擦係数を測定することによって評価することができる。いくつかの実施形態では、これらの２つの表面の静摩擦係数は、これらの表面の動摩擦係数とほぼ等しい、又はそれ未満であってもよい。この文脈において、「ほぼ等しい」とは、これらの表面の動摩擦係数に対するこれらの表面の静摩擦係数の比が１．０９以下であり、各種実施形態では、比が１．０４未満又は１．０１未満であることを意味する。
【００４２】
本研究では、摩擦ブレーキが最初に作動される時点での爪（単数又は複数）、ドラム、及び／又はドラムに巻き付けられたセーフティラインの任意の部分の迅速な動きによる慣性効果もまた、回転作動式制動デバイスを最初に作動させる際に発生するピーク力に寄与し得ることが理解されている。これは、いくつかの実施形態では、上記で引用した２つの表面の静摩擦係数が２つの表面の動摩擦係数よりも小さいことを提供することが有利であり得る場合である。したがって、各種実施形態では、これら２つの表面の動摩擦係数に対する静摩擦係数の比は、１．００、０．９９、０．９７、０．９５、０．９２、０．９０、０．８５、又は０．８０未満であってもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、回転作動式制動デバイスの回転可能部材の少なくとも接触面の組成は、静的条件下での摩擦力と比較して、動的条件下での摩擦力の上昇を促進するように選択されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では（例えば、回転可能部材が摩擦ブレーキのラチェットであることになる場合）、回転可能部材に利用可能な選択肢は、例えば、強度要件を考慮して幾分限定され得る。したがって、多くの実施形態では、回転可能部材は、例えば、ステンレス鋼（例えば、３００シリーズの鋼）、黄銅、青銅などの金属で作製されてもよい。そのような要件によって課される任意のそのような制限内で、回転可能部材の組成は、本明細書に開示される効果を促進するように変更されてもよい。更に、回転可能部材の接触面は、例えば、動的条件下での摩擦力の上昇を望ましく促進するように、コーティング、処理などされてもよい。
【００４４】
摩擦材料の組成
摩擦材料の層の組成は、静的条件下での摩擦力と比較して、動的条件下での摩擦力の上昇を促進するように選択されてもよい。当業者は、本明細書で提供される指針を考慮して、任意の好適な摩擦材料から選択することができる。摩擦材料の層は、任意の好適な物理的形態及び幾何学的形状をとることができる。したがって、いくつかの実施形態では、摩擦材料の層は、例えば、モノリシック材料の層（例えば、リング又はディスク）であってもよい。しかしながら、いくつかの好都合な実施形態では、摩擦材料は、第１の（マトリックス）相と１つ以上の添加物を含む第２の相とを有する、複合材料であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の相は、有機ポリマーバインダー、例えば、硬化エポキシ樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、又はウレタン樹脂などの架橋有機ポリマーバインダーを含んでもよい。多くの好都合な実施形態では、そのようなバインダーは、第１の相を形成するために架橋及び／又は固化される液体又はラテックス（１つ以上の添加物が添加される）の形態をとることができるが、いくつかの実施形態では、バインダーは、例えば、溶融又は別の方法で凝集され、所望であれば架橋又は硬化される、少なくともなんらかの粒子を含んでもよい。特定の実施形態では、第１の相は、バインダーで含浸された繊維網（例えば、不織布ウェブ）を含んでもよい。各種実施形態では、第１の相（例えば、バインダー）は、全摩擦材料の少なくとも約５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、又は８０重量パーセントを構成してもよい。更なる実施形態では、第１の相（例えば、バインダー）は、全摩擦材料の最大で約８５、７５、６５、５５、４５、３５、２５、１８、１３、又は８重量パーセントを構成してもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態では、第２の相の添加物（単数又は複数）は、１つ以上の微粒子物質を含んでもよく、この用語は、広く使用され、例えば、粒子、顆粒、粉末、繊維などの形態で存在する任意の材料を含む。そのような微粒子物質は、任意の形状、サイズ、又はアスペクト比であってもよく、別個の実体として存在してもよく、あるいは、少なくとも半連続である第２の相を占有するような、量、サイズ、及び／又は形態で存在してもよい。各種実施形態では、任意のそのような微粒子物質は、少なくとも０．１、０．５、１．０、５．０、１０、２０、５０、又は１００ミクロンの平均粒径を含んでもよい。更なる実施形態では、任意のそのような微粒子物質は、最大１０００、５００、４００、３００、２００、１２０、８０、又は４０ミクロンの平均粒径を含んでもよい。（異なる組成の複数の微粒子物質が含まれる場合、各種類の材料の粒径は、別々に評価することができ、繊維添加物については、繊維の長さを粒径として使用してもよい。）
【００４６】
添加物は、例えば、充填材（例えば、粒子及び／又は繊維）、研磨材（例えば、粒子）、構造（例えば、補強）材料、及び、例えば、車両用ブレーキパッドに添加されることがある様々な性能添加物のいずれかから選択されてもよい。いくつかのそのような材料は、例えば、比較的安価な空間充填材として単に機能することができるが、他の材料は、特定の特性を付与することができる（例えば、それらは本質的に研磨材であってもよく、又は摩擦材料の構造的一体性を強化するように機能してもよい）。そのような機能的カテゴリ間の境界は、明確な線を引いた境界でなくてもよく、多くのそのような添加物が複数の機能を果たし得ることが理解されるであろう。（本出願において関係がほとんど又は全くない特性（例えば、長期間の使用にわたる耐摩耗性及び性能の均一性）を付与するために、例えば、車両用ブレーキパッド用の摩擦材料に歴史的に多くの材料が含まれていることにも留意されたい。）
【００４７】
摩擦材料に含まれ得る特定の添加物、例えば微粒子添加物としては、例えば、無機充填材、石英、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、タルク、粘土、珪藻土、雲母、二硫化モリブデン、チタン酸カリウム、金属硫化物、セラミックマイクロスフェアなどの無機微粒子、及び／又はガラス繊維若しくは鉱物ウールなどの無機繊維を挙げることができる。含まれ得る他の成分は、例えば、カーボンブラック、グラファイト、石炭末、磨砕若しくは粒状（例えば、再生）ゴム、例えば、カシューナッツ殻などの粉砕された堅果殻、炭素繊維、微粒子若しくは繊維状ケブラー、微粒子若しくは繊維状アラミドなどの、炭素系又は炭素含有材料である。他の潜在的な成分としては、例えば、鉄又は鋼粉末及び微粒子銅などの金属材料が挙げられる。いくつかの実施形態では、任意の所望の組成の液体又は半液体材料（例えば、油、ワックス、又はパテ）が、例えば、潤滑剤、安定剤として、又は任意の他の機能のために含まれてもよい。（例えば、車両用ブレーキパッドに使用されることが見出されている特定の液体としては、例えば、カシューナッツ殻液、亜麻仁油などが挙げられ、場合によっては、いくつかのそのような添加物は、架橋して、上述の組成物の第１の相の一部を形成してもよい。）任意のそのような添加物は、例えば、硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂及び／又はフェノール−ホルムアルデヒド樹脂）中に混合して混合物を形成してもよく、それは、次いで反応（硬化）して複合材料を形成してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の追加のポリマー又は樹脂（硬化性であろうとなかろうと、例えば、硬化性又は非硬化性シリコーン樹脂であろうと）が含まれてもよい。
【００４８】
摩擦材料に含まれ得る様々な成分及び添加物は、例えば、米国特許第６６３０４１６号（Ｌａｍ）、米国特許第７４４１６３５号（Ｒｏｓｅｎｌｏｃｈｅｒ）、及び米国特許出願公開第２０１４／０１２４３１０号（Ｃｈｉｄｄｉｃｋ）に記載されており、これらの全ては、この目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらの出典のうちのいくつかは、摩擦材料の挙動に対する様々な成分及び組成物の効果に関する有用な指針を当業者に提供することができる。しかしながら、そのような文書は、主に、摩擦材料の組成を操作して、落下防止装置における摩擦材料の使用に関して考慮されない問題に対処すること（例えば、制動中のノイズの発生を最小化すること、又は高温への長期曝露時の熱を急速に消散させる能力及び／若しくは性能劣化に耐える能力を最大化すること）に関係することが強調される。具体的には、そのような文書は、落下防止装置の回転作動式制動デバイスの係合時の力の初期ピークを制動動作の残りの部分にわたる制動力に対して低減するための摩擦材料組成の操作に向けて当業者を指導しない。
【００４９】
本明細書に提示される発見は、制動動作の後半部分の間（すなわち、制動動作の初期開始後）の摩擦材料の表面と、回転可能部材の接触面との間の摩擦相互作用を増加させる変更が、落下防止装置の制動性能を有利に向上させることができることを明らかにしている。場合によっては、そのような向上は、上述の試験方法のうちの１つによって測定したときの動摩擦係数に対する静摩擦係数の比の増加によって明らかにすることができるが、そのような方法は、落下防止装置の摩擦制動動作中に実際に生じるトライボロジー現象の不完全な又は表面的な見解を提供することがあることが理解されるであろう。すなわち、摩擦係数を提供する方法は、本明細書で先に述べたような摩擦の単純化されたモデルに基づくものであり、例えば、動的摩擦相互作用が、表面間の剪断力の大きさの関数として、及び／又は剪断力の持続時間の関数として変化し得ることを考慮することができない。更に、動的摩擦相互作用は、剪断力の大きさ及び／又は持続時間の関数としてそれ自体が変化する、なんらかの変数（例えば、局所的温度）の関数として変化し得る。
【００５０】
したがって、落下防止の回転作動式制動デバイスの摩擦ブレーキの制動性能の向上は、従来測定される摩擦係数で必ずしも捕捉されない場合がある。例えば、図５の実施例データは、制動の開始時のわずかな振動の後に、制動力が制動動作の残りの大部分の間に増加するように見えることを示す。これは、例えば、単一、一定の動摩擦係数によってよく表されないトライボロジー現象が発生していることがあること、及び、観察される制動挙動の向上が測定された動摩擦係数に対する測定された静摩擦係数の比にのみ基づいて説明可能又は予測可能でないことがあることを示す。
【００５１】
各種実施形態では、摩擦ブレーキの摩擦材料の層は、例えば、摩擦制動動作の後半段階の間の摩擦材料の層の、摩擦制動面と回転可能部材の接触面との動的摩擦相互作用の増加を促進することによって、向上した制動性能を提供するように機能する、１つ以上の添加物を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、そのような添加物は、ダイラタンシーとして知られる特性を呈する粒状（微粒子）物質、すなわち剪断力にさらされると体積が増加する物質であってもよい。そのような物質の微粒子添加物は、摩擦材料の摩擦制動面で露出し、かつ回転可能部材の接触面に対して剪断摩擦力を受けると、微粒子添加物の表面と回転可能部材の接触面との間の摩擦相互作用を増大させるような方法で、回転可能部材の接触面に対して外向きに膨張（例えば、膨潤）する傾向があり得る。したがって、そのような現象は、摩擦制動動作の後半段階の間に摩擦制動力を増加させることができる。いくつかの実施形態では、例えば、制動動作中の微粒子添加物の軟化に起因して、摩擦材料の摩擦制動面と回転可能部材の接触面との摩擦相互作用の増加をもたらす、１つ以上の微粒子添加物を使用することができる。そのような軟化は、例えば、摩擦相互作用からのわずかな局所加熱効果（従来の測定が困難であるように、加熱効果が十分に局所化され、一時的であってもよい）に起因してもよく、例えば、微粒子添加物の表面が回転可能部材の接触面に対してより完全に湿潤することを可能にし、したがって摩擦相互作用を増加させることができる。
【００５２】
上述の機構のうちの１つ以上に起因して有益な効果を有し得る例示的な微粒子添加物としては、例えば、ゴム粒子などの有機ポリマーエラストマー粒子（顆粒、粉末などの形態であろうとなかろうと、かつ、例えば、天然ゴム又は利用可能な多数の合成ゴム及びエラストマーの任意のものから作製されようと）を挙げることができる。各種実施形態では、そのようなエラストマー粒子は、熱可塑性であってもよく、又は任意の所望の程度に架橋されてもよく、弾性率、弾性又は粘弾性、タック、軟化点、融点、ガラス転移温度（存在する場合）などの特性を望ましく制御するように選択される他の組成及び／又は加工パラメータを有してもよい。
【００５３】
他の手法もまた、例えば、上記の手法のいずれかの代わりに、又はそれと組み合わせて使用されてもよい。例えば、摩擦材料の層は、非ニュートン、剪断増粘流体である添加物を含んでもよい。そのような流体は、摩擦材料を作製するために使用されるバインダーに直接添加されてもよく、又は、例えば、結果として得られる摩擦材料の層の摩擦制動面に内部の少なくともなんらかの粒子及び流体が存在するように、バインダーに分散された多孔質材料（例えば、発泡体）の粒子に吸着されてもよい。更に他の手法では、摩擦材料の層の第１の（マトリックス）相は、それ自体が剪断増粘挙動をもたらすバインダーから部分的に又は完全に配合されてもよい。例えば、そのようなバインダーは、剪断速度依存性物理架橋（例えば、特定のホウ酸含有ポリ（シロキサン）及びポリ（ビニルアルコール）材料の場合）を含んでもよい。落下防止装置の制動性能を向上させるために、所望であれば、上記の手法のいずれかを組み合わせて使用することができる。
【００５４】
上述したように、上述した効果は、上述した試験方法によって得られるような、従来の摩擦係数で必ずしも捕捉されない又は明らかにされないことがある現象（例えば、動的摩擦相互作用の剪断変動性及び／又は時間変動性）を伴う。そのような効果が落下防止装置の摩擦ブレーキに有用に使用することができるという事実は、例えば、そのような摩擦制動動作の非常に短い時間スケールを考慮すると、これまで見過ごされていた、及び／又は予期されていなかったことがある。
【００５５】
上記の材料及び成分のいずれかは、所望に応じて任意の組み合わせで使用されてもよい。上述したように、いくつかの実施形態では、結果として得られる摩擦材料は、複合材、例えば、多相材料であってもよい。いくつかの実施形態では、結果として得られる摩擦材料は、少なくとも０．１、０．２、０．５、１．０、２．０、５．０、又は１０．０パーセントの多孔率を呈することができる。他の実施形態では、結果として得られる摩擦材料は、８、４、１．５、０．４５、０．２５、０．１５、又は０．０５パーセント未満の多孔率を呈することができる。いくつかの実施形態では、摩擦材料は、セラミック材料を含んでもよい（例えば、微粒子添加物として、又は焼結バインダーとして炭化ケイ素を含んでもよい）。他の実施形態では、摩擦材料は、２０、１０、５、２、１、０．５、又は０．１重量％未満のセラミック材料を含有してもよい。いくつかの特定の実施形態では、摩擦材料は、２０、１０、５、２、１、０．５、又は０．１重量％未満の金属（元素又は合金の形態の）を含有してもよい。特定の実施形態では、摩擦材料は、セラミック材料又は焼結材料ではない。
【００５６】
上述したように、いくつかの実施形態では、摩擦材料は、摩擦制動面を提供するように露出された１つの主表面と、支持プレートに結合された別の反対側にある主表面とを有する摩擦材料の層として配置されてもよい。そのような支持プレートは、摩擦材料の層の機械的一体性及び強度を向上させることができ、及び／又は摩擦材料の層が、例えば、落下防止装置のハウジング内の特定の位置に配置されて保持される（例えば、装置のシャフト又はドラムにキー止めされる）ことを可能にすることができる。他の実施形態では、摩擦材料の層は、上述したように自立型であってもよい。いくつかの実施形態では、摩擦材料の層の露出した摩擦制動面は、例えば、研削、研磨などをして、例えば、表面の平滑度を操作することができる。
【００５７】
摩擦ブレーキは、落下防止装置の通常の使用中に、摩擦材料の摩耗をほとんど又は全く受けないことがある限定的使用物品であるため、いくつかの実施形態では、摩擦材料の層は、例えば、車両用ブレーキパッドと比較して、非常に薄くてもよい。各種実施形態では、摩擦材料の層は、５．０、４．０、３．０、２．５、２．０、１．５、又は１．０ｍｍ以下の厚さを呈することができる。いくつかの実施形態では、摩擦材料の層は、基底層（例えば、バインダーのみ又はバインダー及び充填材を含み、かつそれ自体が金属支持プレート上に配置されてもよい）と、摩擦材料の層の摩擦制動面を提供し、かつ例えば、バインダー及び本明細書に開示される効果を促進するために必要に応じて様々な添加物を含む、比較的薄い最外層と、を有する多層構造体を含むことができる。
【００５８】
所望であれば、摩擦材料の摩擦係数の絶対値は、本明細書に開示される効果が可能にされる限り、任意の所望の範囲に設定されてもよい。各種実施形態では、回転可能部材の接触面と組み合わせた摩擦材料の摩擦制動面の静摩擦係数は、少なくとも約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、又は０．６であってもよく、更なる実施形態では、最大で約０．８５、０．６５、０．５５、０．４５、０．３５、又は０．２５であってもよい。各種実施形態では、摩擦材料の摩擦制動面の動摩擦係数は、少なくとも約０．１５、０．２５、０．３５、０．４５、０．５５、又は０．６５であってもよく、更なる実施形態では、最大で約０．９、０．７、０．６、０．５、０．４、又は０．２であってもよい。
【００５９】
落下防止製品
本明細書に開示される構成は、任意の落下防止装置、具体的には、自己格納式命綱に有利に使用することができる。本明細書で先に引用された文書に加えて、本明細書に開示される構成を有利に利用することができる、例えば、自己格納式命綱などの落下防止装置は、米国特許第８１８１７４４号、同第８２５６５７４号、同第８４３０２０６号、同第８４３０２０７号、同第８５１１４３４号、及び同第９４８８２３５号、並びに米国特許出願公開第２０１６／００９６０４８号に記載されている。
【００６０】
いくつかの実施形態では、落下防止装置は、ＡＮＳＩ  Ｚ３５９．１４−２０１４の要件を満たす自己格納式命綱である。一般に、本明細書に開示される構成は、平均制動力に対してピーク制動力を最小化しながら、人間のユーザの落下を抑制する必要がある、任意の落下防止装置に使用されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される構成は、少なくともいくつかの動作モードで、下降器（例えば、自己救助機能を可能にすることができる）又はロープ調整器として機能することができる、落下防止製品に使用することができる。例えば、落下防止装置は、例えば、米国特許出願公開第２０１０／０２２６７４８号に記載されているような、完全抑制（停止）モード及び下降モードの両方を備えてもよい。
【００６１】
各種実施形態では、本明細書に開示される落下防止装置は、例えば、水平命綱又は引き込み可能な水平命綱、位置決めランヤード、衝撃吸収ランヤード、ロープ調整器又はロープ把持器、垂直安全システム（例えば、可撓性ケーブル、剛性レール、昇降補助、又は固定ラダー安全システムなど）、密閉空間レスキューシステム又はホイストシステムなどの、任意の好適な落下防止システムと協調して、又はその一部として使用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される落下防止装置は、装置の内部が、例えば、過酷な環境又は海洋環境での使用のために、少なくとも部分的に封止されるように構成されたハウジング（例えば、３Ｍ  Ｆａｌｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎから商品名（ＳＥＡＬＥＤ−ＢＬＯＫ）で入手可能な製品ラインのものなど）を備えることができる。場合によっては、本明細書に開示される落下防止装置は、いわゆる「最先端」作業場環境での使用に適していてもよい。本明細書における考察は、主に、例えば、頭上固定具に取り付けられ、かつ人間のユーザのハーネスに取り付けることができる遠位端を有するセーフティラインを含む、ハウジングを備える装置（例えば、自己格納式命綱）に関していることをまた更に留意されたい。本明細書に開示される構成はまた、例えば、人間のユーザのハーネスに取り付け可能でありかつ例えば、頭上固定具に取り付けることができる遠位端を有するセーフティラインを含む、ハウジングを備える、「個人用」自己格納式命綱に使用されてもよいことが理解されるであろう。そのような装置は、３Ｍ  Ｆａｌｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎから商品名ＴＡＬＯＮで入手可能な製品ラインによって実証されている。
【００６２】
任意のそのような落下防止装置は、本明細書では詳細に説明しない様々な付属品を含む、又はそれらとともに使用することができることが理解されるであろう。そのような物品としては、ランヤード、ショックアブソーバ、引き裂きストリップ、ハーネス、ベルト、ストラップ、パディング、ツールホルスター又はパウチ、衝撃インジケータ、カラビナ、Ｄリング、固定コネクタ、などのうちの１つ以上を挙げることができるが、これらに限定されない。多くのかかる装置、製品及び部品は、例えば、３Ｍ  ＤＢＩ−ＳＡＬＡ  Ｆｕｌｌ−Ｌｉｎｅ  Ｃａｔａｌｏｇ（Ｆａｌｌ  ２０１６）に詳細に記載されている。多くの実施形態では、摩擦ブレーキの存在により必要ではない場合があるが、いくつかの実施形態では、装置のセーフティラインは、例えば、本明細書で前述したタイプのショックアブソーバを含んでもよい。他の実施形態では、そのようなショックアブソーバは、存在しない。本明細書で先に定義し説明したような「非電動式」である落下防止装置は、１つ以上の電動センサ、モニタ、通信ユニット、アクチュエータなどの物品を更に含んでもよいことが理解されるであろう。
【００６３】
例示的実施形態のリスト
実施形態１は、非電動式落下防止装置であって、この非電動式落下防止装置は、セーフティラインが接続され、かつ装置のハウジングに対して回転可能なドラムと、少なくとも１つの爪、及び少なくとも１つの爪の係合端部によって係合可能な少なくとも１つの歯を有する少なくとも１つのラチェットと、を備える、回転作動式制動デバイスであって、回転作動式制動デバイスは、摩擦制動面を有する少なくとも１つの摩擦材料の層と、摩擦材料の層の摩擦制動面と接触する接触面を有する少なくとも１つの回転可能部材と、を備える限定的使用常時接触摩擦ブレーキを備え、回転作動式制動デバイス及び回転作動式制動デバイスの限定的使用常時接触摩擦ブレーキは、回転可能なドラムの回転を、平均制動力に対するピーク制動力の比が約１．２未満である制動動作で抑制するように構成されている、回転作動式制動デバイスと、を備える、非電動式落下防止装置である。
【００６４】
実施形態２は、回転作動式制動デバイス及び回転作動式制動デバイスの限定的使用常時接触摩擦ブレーキが、回転可能なドラムの回転を、平均制動力に対するピーク制動力の比が約１．１未満である制動動作で抑制するように構成されている、実施形態１に記載の装置である。
【００６５】
実施形態３は、限定的使用摩擦ブレーキが、使い捨て摩擦ブレーキである、実施形態１又は２に記載の装置である。
【００６６】
実施形態４は、セーフティラインが、少なくとも１つのショックアブソーバを備える、実施形態１〜３のいずれか一項に記載の装置である。
【００６７】
実施形態５は、セーフティラインが、ショックアブソーバを備えていない、実施形態１〜３のいずれか一項に記載の装置である。
【００６８】
実施形態６は、装置が、回転可能なドラムに接続された近位端と、装置の人間のユーザのハーネス又は作業場の固定具に取り付け可能な遠位端と、をセーフティラインが含む、自己格納式命綱である、実施形態１〜５のいずれか一項に記載の装置である。
【００６９】
実施形態７は、少なくとも１つの爪が、少なくとも１つの爪の係合端部が係合解除位置に向かって付勢されるように付勢され、回転作動式制動デバイスが、回転可能なドラムが所定の値を超えて回転するときに、少なくとも１つの爪の係合端部がラチェットの歯と係合する係合位置に付勢されるように構成されている、実施形態１〜６のいずれか一項に記載の装置である。
【００７０】
実施形態８は、装置が、それぞれ回転可能なドラムに取り付けられた少なくとも２つの爪を備え、摩擦ブレーキの回転可能部材が、回転作動式制動デバイスのラチェットとして機能し、爪のうちの１つの係合端部をラチェットの歯と係合させることが、ラチェットを装置のハウジングに対して回転させ、少なくとも１つの摩擦材料の層が、装置のハウジングに対するラチェットの回転を摩擦によって抑制し、したがって、装置のハウジングに対する回転可能なドラムの回転を抑制するように構成されている、実施形態１〜７のいずれか一項に記載の装置である。
【００７１】
実施形態９は、装置が、ラチェットを間に挟む第１及び第２の摩擦材料の層を備え、第１の摩擦材料の層及び第２の摩擦材料の層が、第１及び第２の摩擦材料の層が装置のハウジングに対して回転することを防止するように、それぞれシャフトにキー止めされた第１及び第２の支持プレートに、それぞれ結合されている、実施形態１〜８のいずれか一項に記載の装置である。
【００７２】
実施形態１０は、装置が、少なくとも１つの爪の係合端部をラチェットの歯と係合させることが装置のハウジングに対する回転可能部材の回転を停止するように構成されており、摩擦材料の層が、回転可能部材に対する回転可能なドラムの回転を摩擦によって抑制し、したがって、装置のハウジングに対する回転可能なドラムの回転を抑制するように構成されている、実施形態１〜７のいずれか一項に記載の装置である。
【００７３】
実施形態１１は、摩擦ブレーキが、ドラムに対して回転可能ではないように回転可能なドラムにキー止めされた単一の摩擦材料の層を備え、摩擦ブレーキが、回転可能なドラムに対してかつ装置のハウジングに対して回転可能でありかつ取り付けられた少なくとも２つの爪を備える単一の回転可能部材、を備え、回転作動式制動デバイスが、装置のハウジングに対して回転可能ではなくかつ摩擦ブレーキの単一の回転可能部材ではない単一のラチェット、を備える、実施形態１〜７及び１０のいずれか一項に記載の装置である。
【００７４】
実施形態１２は、少なくとも１つのラチェットが、半径方向に外向きの歯が付いたディスクとして、又は半径方向に内向きの歯が付いたリングとして設けられ、ラチェットが、鋼で作製されている、実施形態１〜１１のいずれか一項に記載の装置である。
【００７５】
実施形態１３は、少なくとも１つのラチェットが、装置のハウジング又は装置の耐荷重ブラケットの一体型特徴部として設けられた単一のラチェットである、実施形態１〜７及び１０〜１１のいずれか一項に記載の装置である。
【００７６】
実施形態１４は、摩擦材料の層が、非摩耗物品である、実施形態１〜１３のいずれか一項に記載の装置である。
【００７７】
実施形態１５は、回転作動式制動デバイス及び回転作動式制動デバイスの限定的使用常時接触摩擦ブレーキが、回転可能なドラムの回転を、ある制動力対時間の曲線を呈する制動動作であって、この曲線のピーク力における曲線の局所的傾きが１ミリ秒の制動時間当たり１０ポンド未満の制動力である、制動動作で抑制するように構成されている、実施形態１〜１４のいずれか一項に記載の装置である。
【００７８】
実施形態１６は、回転作動式制動デバイス及び回転作動式制動デバイスの限定的使用常時接触摩擦ブレーキが、回転可能なドラムの回転を、平均制動力に対する局所的初期ピーク制動力の比が約１．１５未満である制動動作で抑制するように構成されている、実施形態１〜１５のいずれか一項に記載の装置である。
【００７９】
実施形態１７は、摩擦材料の層の摩擦制動面及び回転可能部材の接触面が、静摩擦係数及び動摩擦係数を集合的に呈するように構成され、静摩擦係数が、動摩擦係数とほぼ等しい、又はそれ未満である、実施形態１〜１６のいずれか一項に記載の装置である。
【００８０】
実施形態１８は、動摩擦係数に対する静摩擦係数の比が、０．９９以下である、実施形態１７に記載の装置である。
【００８１】
実施形態１９は、動摩擦係数に対する静摩擦係数の比が、０．９５以下である、実施形態１７に記載の装置である。
【００８２】
実施形態２０は、摩擦材料が、有機ポリマーバインダーを含む第１の相と、少なくとも１つの微粒子添加物を含む第２の相と、を含む複合材料である、実施形態１〜１９のいずれか一項に記載の装置である。
【００８３】
実施形態２１は、限定的使用摩擦ブレーキを備える回転作動式制動デバイスを備える落下防止装置を動作させる方法であって、この方法は、装置のセーフティライン支持ドラムが所定の値を超えて回転するときに、回転作動式制動デバイスの少なくとも１つの爪を回転作動式制動デバイスのラチェットの歯と係合させ、したがって、摩擦ブレーキの回転可能部材を摩擦ブレーキの摩擦材料の層に対して回転させることと、摩擦材料の層の摩擦制動面と回転可能部材の接触面との間の摩擦によって、摩擦ブレーキの摩擦材料の層に対する摩擦ブレーキの回転可能部材の回転を抑制し、したがって、回転可能なドラムの回転を、平均制動力に対するピーク制動力の比が約１．２未満である制動動作で抑制することと、を備える。
【００８４】
実施形態２２は、平均制動力に対するピーク制動力の比が、約１．１未満である、実施形態２１に記載の方法である。
【００８５】
実施形態２３は、制動動作が、ある制動力対時間の曲線を呈し、この曲線のピーク力における曲線の局所的傾きが１ミリ秒の制動時間当たり１０ポンド未満の制動力である、実施形態２１に記載の方法である。
【００８６】
実施形態２４は、制動動作において、平均制動力に対する局所的初期ピーク制動力の比が、約１．１５未満である、実施形態２１に記載の方法である。
【００８７】
実施形態２５は、実施形態１〜２０のいずれか一項に記載の装置を使用して行われる、実施形態２１に記載の方法である。
【実施例】
【００８８】
試験方法
落下防止装置（例えば、自己格納式命綱）の制動動作中に遭遇する力は、ＡＮＳＩ  Ｚ３５９．１４−２０１４（Ｓａｆｅｔｙ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｓｅｌｆ−Ｒｅｔｒａｃｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｆａｌｌ  Ａｒｒｅｓｔ＆Ｒｅｓｃｕｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）のセクション４．２．１（動的性能試験）に記載されている装置及び手順に従って実行される落下試験によって評価することができる。制動力対時間の曲線は、結果として得られるデータから生成されてもよい。（時間の関数としての変位、時間の関数としての速度、総抑制距離などの関連パラメータも評価することができる。）そのような試験から、（絶対）ピーク力を特定して報告することができ、平均力を計算して報告することができる。（ＡＮＳＩ  Ｚ３５９の手順では、報告される平均力は、５００ポンドを越える力が存在する全てのデータ点を使用して計算された数平均パラメータであり、本明細書で言及される全ての平均力は、そのような手順を使用して得られる。）局所的初期ピーク力に対応する力値は、標準のＡＮＳＩ  Ｚ３５９の手順の一部として報告されないが、そのような局所的初期ピークが存在する場合、力対時間の曲線上で容易に特定することができ、対応する力を容易に得ることができる。制動動作中に生じるピーク力における力曲線の局所的傾きは、標準のＡＮＳＩ  Ｚ３５９の手順の一部として報告されないが、力対時間の曲線から容易に得ることができる。そのような特性評価の目的のために、４ミリ秒、又は力の著しい極小に遭遇するまでの時間増分（ピーク力の時間から開始し、時間内で進行する）を使用することができる。
【００８９】
比較例
自己格納式命綱の落下防止装置は、３Ｍ  Ｆａｌｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（Ｒｅｄ  Ｗｉｎｇ，ＭＮ）から商品名ＵＬＴＲＡ−ＬＯＫ（製品番号３５０４４３０）で入手した。装置は、装置のシャフトにキー止めされた鋼製支持プレートに接合された摩擦材料の層をそれぞれ含む第１及び第２の摩擦ディスクを含む、図３に示す一般的なタイプの摩擦ブレーキを含んだ。
【００９０】
受け入れた状態の落下防止装置を、２８２ポンドの落下重量を使用して、上述したような落下試験に供した。試験を実施するために、重量は、装置のセーフティラインの遠位端に取り付け、次いで、約３フィートのセーフティラインが伸長されるまで、ウインチを介して装置から下に離れるように下降させた。そこから、迅速な解放を使用して、ウインチケーブルから重量を解放して、試験を開始した。力、変位、速度、及び関連パラメータを記録した。時間の関数としての力（力のポンド、左のＹ軸上の単位）は、変位（すなわち、落下距離、インチ、右のＹ軸上の単位）とともに、図４に示す。平均力（ＦＡ）は、６５８ポンドであり、ピーク力（ＦＰ）は、９２６ポンドであった。局所的初期ピーク力に対応する力値は、９２６ポンドの全体的なピーク力に対応するとして容易に特定することができる。
【００９１】
制動動作中に生じるピーク力における力曲線の局所的傾きは、標準のＡＮＳＩ  Ｚ３５９の手順の一部として報告されないが、力曲線から容易に計算することができる。比較例では、図４から、ピーク力における力曲線の局所的傾きを、９２６−６５５（力のポンド）を４ミリ秒で割ったもの、又は制動時間の１ミリ秒当たり約６８ポンドの力として計算した。
【００９２】
実施例
ＰＭＡ  Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｂａｔａｖｉａ  ＩＬ）から製品番号１６１０１４で入手した摩擦材料の層をそれぞれが含む、第１及び第２の摩擦ディスク（比較例で説明したものと本質的に同一のサイズ及び形状の、かつ鋼製支持プレートに結合された摩擦材料の層を備える）を使用したことを除いて、上述したＵＬＴＲＡ−ＬＯＫ（製品番号３５０４４３０）と本質的に同一である自己格納式命綱の落下防止装置を組み立てた。装置は、トルクレンチを使用することによって回転作動式制動デバイスのロックナットを適切な量まで締め付けて、組み立てた。
【００９３】
落下防止装置を、次に、上述したような落下試験に供した。力（力のポンド）は、時間の関数として変位とともに、図５に示す。平均力は、約６５１ポンドであり、（全体的な）ピーク力は、約７２１ポンドであった。局所的初期ピーク力に対応する力値は、約６８０ポンドであるとして、力曲線から容易に特定することができる（及び、図５でＦＬＩＰとしてラベル付けされている）。ピーク力における力曲線の局所的傾きを、７２１−７２０（力のポンド）を４ミリ秒で割ったもの、又は１ミリ秒当たり約０．２ポンドの力として計算した。
【００９４】
実施例及び比較例の落下防止装置の複数の試験を実施し、本明細書に提示される実施例を、観察された挙動を代表するものとして選択した。前述の実施例は、理解を明確にするためにのみ提示したものであり、これらの実施例による不要な限定はないものと理解される。実施例に記載の試験及び試験結果は、予測的なものではなく、例示的なものであることが意図され、試験手順の変更により、異なる結果がもたらされることが予想され得る。実施例中の全ての定量値は、用いられた手順に含まれる周知の許容誤差を考慮した近似的なものと理解される。
【００９５】
本明細書に開示される特定の例示的な要素、構造、特徴、詳細、構成などは、多数の実施形態において修正及び／又は組み合わせ可能であることは、当業者には明らかであろう。かかる全ての変形及び組み合わせは、単に例示的な例示としての役割を果たすように選択された代表的な設計ではなく、着想された発明の範囲内にあると発明者は考える。したがって、本発明の範囲は、本明細書に記載された特定の例示的な構造に限定してはならず、少なくとも請求項の言語によって記載された構造及びそれらの構造の均等物に拡張される。この明細書において選択肢として積極的に記載されている要素のいずれも、請求項に明示的に含めてもよいし、又は請求項から除外してもよいし、必要に応じて組み合わせてもよい。オープンエンド言語（例えば、「を含む」とその派生物）で本明細書に記載される要素又は要素の組み合わせのいずれかは、クローズドエンド言語（例えば、「から構成される」とその派生物）及び部分的クローズドエンド言語（例えば、「本質的に構成される」とその派生物）で更に記載されると考えられる。様々な理論及び可能な機構が本明細書で説明可能であるが、いかなる場合であっても、そのような説明は、特許請求可能な主題を限定するものではない。本明細書の記載と、参照によって本明細書に組み込んだいずれかの文書の開示との間に何らかの矛盾又は不一致が存在するが、それに対する優先性が主張されていない場合、本明細書の記載が優先するものとする。
【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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【国際調査報告】
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