JP2002114466A - エレベータ用安全装置 - Google Patents

エレベータ用安全装置

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JP2002114466A
JP2002114466A JP2001265350A JP2001265350A JP2002114466A JP 2002114466 A JP2002114466 A JP 2002114466A JP 2001265350 A JP2001265350 A JP 2001265350A JP 2001265350 A JP2001265350 A JP 2001265350A JP 2002114466 A JP2002114466 A JP 2002114466A
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friction
safety device
friction member
carbon
elevator
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JP2001265350A
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Walter Krenkel
バルター・クレンケル
Ralph Renz
ラルフ・レンツ
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Original Assignee
Inventio AG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • F16D69/023—Composite materials containing carbon and carbon fibres or fibres made of carbonizable material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Maintenance And Inspection Apparatuses For Elevators (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最大許容速度が毎分１５００ｍ（＝２５ｍ／
ｓ）に達し、且つカーの非常停止時に１０００℃を超え
る温度に達するエレベータの非常用装置の要件を満たす
安全装置を提供する。 【解決手段】 エレベータシャフト内に固定して取り付
けられた少なくとも１つのエレベータガイドレールと、
エレベータを減速するためにガイドレールに圧接可能な
少なくとも１つの摩擦面を有する少なくとも１つの摩擦
部材から成る制動部品とを備え、摩擦部材の摩擦材料
は、炭化珪素および補強材として炭素繊維を含む、繊維
補強されたセラミック複合材料から成るエレベータ用安
全装置。複合材料は、炭化珪素および炭素のマトリック
スから成り、補強材は、最小長さが１０ｍｍの炭素繊維
によって専ら形成され、摩擦部材中における炭素繊維の
体積含有率が３０％から７０％である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレベータシャフ
ト内に固定して取り付けられた少なくとも１つのエレベ
ータガイドレールと、エレベータを減速するためにガイ
ドレールに対して圧接可能な少なくとも１つの摩擦面を
有する少なくとも１つの摩擦部材から成るブレーキ部品
とを備え、摩擦部材の摩擦材料が、炭化珪素および補強
部品として炭素繊維を含む、繊維補強されたセラミック
複合材料から成るエレベータ用安全装置、およびそのよ
うな摩擦部材を製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】前述したタイプの安全装置、すなわちエ
レベータ用緊急停止装置のブレーキシューは、ＵＳ−Ａ
−５，９６４，３２０によって知られている。
【０００３】展望台や団地等の乗用エレベータは、操作
ブレーキ以外に、独立した非常ブレーキすなわち非常ブ
レーキ手段を有していなければならない。そのような非
常ブレーキは、安全ストッパとして形成される。この安
全ストッパは、非常の場合、すなわちエレベータカーが
所定の最大速度を超えた時に、エレベータカー内の乗客
に受け入れられる遅れをもって、エレベータシャフト内
のガイドレールに摩擦ライニングを圧接させることによ
り、エレベータカーを停止させるとともに、停止された
静止位置でエレベータカーを固定的に保持する。
【０００４】現在、特に都市においては、土地や空間を
有効に利用するため、建造される建物の高さが益々高く
なっている。そのような高層ビルの各フロアに適当な時
間内で到達できるように、毎分１５００メートルの最大
許容速度が利用されている。これは、エレベータカーの
減速中に、非常時に吸収される運動エネルギが、速度の
増大に伴って直線的に増大して、リニアブレーキとして
機能する非常ブレーキの摩擦ライニングが、過度の負荷
に晒されることを意味する。従来におけるエレベータの
非常ブレーキ装置の金属製摩擦ライニングは、温度が最
大で１０００℃に達する可能性があるそのような過度の
負荷に耐えることができない。例えばＧＢ−Ａ−２，２
７４，８２７に記載されているそのような従来の摩擦ラ
イニングは、グラファイト相、ステダイト相、セメンタ
イト相、パーライト相を含む摩擦面構造を有している。
最近では、増大する要求を満たすため、非常エレベータ
ブレーキにおいては、窒化珪素を主成分として有するセ
ラミックブレーキライニングが提案されている。
【０００５】ＵＳ−Ａ−５，５０３，２５７は、酸化ア
ルミニウム、窒化珪素、酸化ジルコニウムから成るセラ
ミック材料で形成された、セラミックブレーキ部品を備
えたエレベータ安全装置を開示している。
【０００６】金属ガイドレール上におけるブレーキシュ
ーの突然のロック時においては、これらセラミックの固
有の脆性および衝撃感度により、機械的過大応力や温度
衝撃の結果として、ライニングによる制動が可能になる
ため、このようなセラミックブレーキライニング、ある
いは、このようなライニングを有する各ブレーキシュー
は、安全機能を与えるために、その限界まで押し付けら
れる。
【０００７】酸化アルミニウム、窒化珪素、酸化ジルコ
ニウムによって形成される前記セラミックブレーキ部品
は、支持プレートよりも寸法が小さく、支持プレートの
保持部材に係合もしくは接着される。異なる膨張作用を
成す金属支持プレートおよびセラミックブレーキ部品に
起因して、高い摩擦面温度で、ブレーキ部品が変形した
り緩んだりすることが考えられる。これにより、ブレー
キ部品がせん断変形されたり破損したりして、ブレーキ
装置全体が不良となる可能性がある。大きな表面寸法を
有するブレーキ部品（すなわち、板状ブレーキ部品）
は、曲げ負荷に対する破損耐性が不十分であるため、使
用することができない。
【０００８】ＵＳ−Ａ−５，９６４，３２０は、制動面
と、制動領域に組み込まれ且つ制動領域を超えて突出す
る複数のブレーキ部品とを備えた、非常エレベータブレ
ーキのためのブレーキ本体を提案している。突出するこ
れらのブレーキ部品は、炭化珪素ウィスカと炭化珪素プ
レートレットとから成る、グループから選択される少な
くとも１つのセラミック材料を１０重量パーセント以上
有する炭化珪素、サイアロン、窒化珪素またはホウ化チ
タンのグループから成るセラミック系材料を含む複合材
料によって形成されている。これらのブレーキシューす
なわち摩擦ライニングは、最小限のＳｉＣウィスカ（最
大で数μｍの長さの針状繊維）、またはＳｉＣプレート
レット（μｍスケールの板状部品）を有しているため、
セラミックが若干強化され、破損耐性が僅かに向上す
る。また、これらのブレーキ部品は、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ
４、Ｃ、またはタングステンの長い繊維を、１０％から
５５％の体積百分率で含むことができるが、この場合、
これらは、ライニング表面に対して垂直に設けられる。
しかしながら、繊維は、非常に低いレベルの補強を与え
るにすぎない。ウィスカやプレートレットのパーティク
ルは、寸法が小さいため、吸い込むことが可能であり、
摩耗や制動摩耗によって放出された場合には、人間によ
って吸い込まれる可能性がある。そのため、現在、ウィ
スカおよびプレートレットは、その毒性により使用され
ておらず、殆どの国でその使用が法的に禁止されてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術に基
づいて、本発明は、前述したタイプのエレベータのため
の安全装置を更に発展させて、最大許容速度が毎分１５
００ｍ（＝２５ｍ／ｓ）に達し、且つカーの非常停止時
に非常制動装置が１０００℃を超える温度に達する、エ
レベータの非常用装置の要件を満たすという課題を有し
ている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は、複合材料
が、炭化珪素および炭素のマトリックスから成り、好ま
しくは最小長さが１０ｍｍの炭素繊維のみによって補強
材が形成され、摩擦部材中における炭素繊維の体積含有
率が３０％から７０％である、前述したタイプの安全装
置よって解決される。このような安全装置は、特に、摩
擦部材を補強する長さが１０ｍｍもしくはそれ以上の炭
素繊維によって特徴付けられる。したがって、ウィスカ
もしくはプレートレット補強部品が不要となり、緊急制
動中に有害な摩耗ダストが形成されない。補強材を形成
する炭素繊維は、炭化珪素および炭素から成るマトリッ
クス中に埋め込まれる。摩擦部材中における炭素繊維の
体積含有率を３０％から７０％にすると、十分高い制動
および温度衝撃抵抗が得られる。摩耗度合いが極めて低
く、高い熱伝導率が得られる場合には、炭素繊維の体積
含有率が低いことが望ましいが、複合材料の機械的安全
性に関して特に厳しい要件が課される場合には、炭素繊
維の体積含有率を高くすべきである。
【００１１】摩擦部材中における炭素繊維の量は、要求
される機械的安定性および温度衝撃抵抗によって決定さ
れる。繊維含有率が多くなるにつれて、機械的安定性お
よび温度衝撃抵抗が向上する。十分な摩擦および摩耗抵
抗を形成するためには、炭化珪素の含有率を最小にする
ことが必要である。運転速度が中程度である場合、ある
いは、複数の摩擦ライニングがそれぞれの厚さを持つこ
とができる場合には、炭素繊維の体積含有率を小さくす
ることが望ましい。極めて速い運転速度が達成される場
合、あるいは、空間的な理由から、摩擦ライニングを極
端に薄くしなければならない場合には、繊維含有率を高
くする必要がある。
【００１２】好ましい実施形態において、炭素繊維は、
摩擦部材中において、織物や編物の積層体として設けら
れている。この場合、炭素繊維は、摩擦面と平行に延び
るように少なくとも摩擦面領域に設けられる。このよう
な繊維構成により、非常時にライニングがガイドレール
に急激に衝突する際、あるいは、停止中に、最大１００
／ＭＰａの非常に高い表面圧力でカーを保持する際に、
形成される曲げモーメントを吸収することができる。ま
た、特にこのような手段により、多数の個々の小さな摩
擦部材に取って代わる、表面積の大きなライニングを単
一部品として製造することができる。
【００１３】これらの摩擦部材は、その高い破損耐性に
より、矩形ライニングだけではなく、円形プレートとし
て製造することもでき、また、これらの摩擦部材の耐久
性に悪影響を及ぼすことなく、固定穴、交差溝、縦溝を
設けることができる。その結果、このような摩擦部材を
安全ストップに取り付けるために、従来の全ての構成を
使用することができる。
【００１４】特に摩擦面の近傍の摩擦部材の領域で、摩
擦部材のセラミック含有率を高くすると、すなわち、炭
化珪素の含有量を２０質量パーセント以上にすると、摩
擦係数、および摩耗抵抗においてプラスの効果を有する
ことが研究から分かっている。そのような高いセラミッ
ク含有量は、摩擦係数、熱伝導率、および摩耗抵抗を有
利に高める。したがって、摩擦面近傍の摩擦部材の領域
における炭素繊維の含有率は、複合材料それぞれの少な
くとも１０Ｗ／ｍＫの熱伝導率によって、摩擦熱を分散
できるように高く設定することだけが必要である。摩擦
面近傍の摩擦部材の領域で、熱伝導率を非常に低く設定
すると、摩損した金属パーティクルが、ライニングの表
面に堆積して、非常時にガイドレールへの局所的な結合
を引き起こすことが分かった。その結果、摩擦面近傍の
摩擦部材の領域部分を取り除き或は切り離すことがあ
る。
【００１５】摩擦部材における有利な構造は、コーティ
ングを施していない最小長さが１０ｍｍの炭素繊維であ
る。短い繊維は、熱処理をして液状シリコンを与えるこ
とにより、かなりの程度で、炭化珪素に変換する。これ
により、摩耗抵抗（耐摩耗性）が高まるが、同時に、Ｓ
ｉＣへの変換によって材料強度が悪影響を受ける。これ
らのマイナスの影響を制限もしくは補償するため、ま
た、５０ＭＰａの最小強度を得るためには、使用される
炭素繊維の最小長さを１０ｍｍとし、かつ、繊維の体積
含有率を少なくとも３０％にしなければならない。なぜ
なら、十分な強度は、特に、炭素繊維の長さと、繊維の
体積含有率とによって与えられるからである。しかしな
がら、摩擦部材の最長寸法（すなわち、長さ×幅）に対
応する繊維長さが、最も有益であることが分かってい
る。
【００１６】一実施形態において、摩擦部材は、コア部
と、摩擦面を少なくとも取り囲む摩擦部とに分けること
ができる。このような構成においては、コア部と摩擦部
とを異なる要件に適合させることができる。すなわち、
摩擦本体の強度および安定性を高めることができるよう
にコア部を形成でき、一方、非常時にガイドレールに対
してロックされる際の特定の要件を満たすように摩擦部
を形成できる。すなわち、摩擦部の摩擦作用（摩擦係
数、摩耗抵抗、熱伝導性の不変性）が最適化される。
【００１７】そのような摩擦部材を構成する個々の層
は、シリコン化（ｓｉｌｉｃｏｎｓａｔｉｏｎ）反応に
よって互いに結合され得る。このプロセスの一部とし
て、層間の接続領域には、セラミック化前に、炭素含有
率が高い接合ペーストが加えられる。前記ペーストは、
次のシリコン化中に、液状シリコンと反応して炭化珪素
になる。
【００１８】好ましい層構造は、３つの層を含んでい
る。これにより、摩擦面近傍の摩擦部材の領域で、高い
セラミック含有率を実現できるとともに、繊維含有率が
高い最適強度の層を形成することにより、摩擦部材の材
料強度を十分高くできる。炭素繊維含有率の違いに起因
して、加熱中、２つの層の膨張度合いが異なるため、摩
擦面の近傍領域で、高い引張応力が得られない可能性が
ある。これを防止するため、別の第３の層を、２つの層
間に介挿する。この場合、臨界引張応力が防止され或い
は許容レベルまで減少するように、第３の層の膨張作用
を設定する必要がある。特に３層構造を用いると、摩擦
部とコア部とに分かれる複合材料を安価に製造すること
ができる。
【００１９】前述した利点を得るためには、マトリック
スのＳｉＣ含有量を、摩擦本体のコア領域から摩擦面に
向かって増大させる必要がある。すなわち、ＳｉＣ変換
領域を外側で高くして、これらの領域におけるＳｉＣ含
有量を高くする必要がある。
【００２０】非常制動時に摩擦面領域から摩耗粉を即座
に除去するため、摩擦面領域に、窪み、特に溝を設ける
ことができる。窪みは、摩擦方向に対して横断方向に設
けることが望ましい。あるいは、摩擦方向に対して３０
°から６０°の角度で窪みを設けることが望ましい。こ
の場合、有利な角度は４５°である。十分な摩耗材料を
回収することができるように、窪みの幅を１ｍｍから５
ｍｍにする必要がある。摩擦面に刻まれる面積は、摩擦
面全体の面積の３０％にすべきである。
【００２１】好ましくは０．０１ｍｍから０．２ｍｍの
厚さを有する、ＳｉおよびＳｉＣを含む摩擦面上の層
は、コーティングを施していない摩擦部材と比較して、
摩耗抵抗を高めることができる。しかしながら、高温
で、セラミック層が十分高い密着性を提供することが必
要である。層の厚さは、最大で０．２ｍｍであることが
望ましい。これは、層の厚さが厚いと、剥離が生じ、摩
擦層が不良となるからである。
【００２２】複合材料における繊維の有利な体積含有率
は、少なくとも５０％である。体積含有率を５０％以上
にすることにより、強度および耐破損性が特に向上す
る。
【００２３】例えば相手部材（ガイドレール）が非常に
柔らかいために、セラミック層を有する摩擦部材が、適
当でない場合には、複合材料の開放気孔率を±１０％に
する必要がある。開放気孔率がこの値を上回ると、ガイ
ドレールからの摩擦パーティクルや、油脂成分等の吸着
に起因して、摩擦係数が減少するため、好ましくない。
【００２４】十分高い摩耗抵抗を得るために、複合材料
のＳｉＣ含有量は、少なくとも２０質量パーセントに設
定される。この値は、摩擦部材全体に関するものであ
り、摩擦面積の下限を示している。
【００２５】直径が５μｍから１５μｍの単繊維を、少
なくとも１０００本束ねて成る炭素繊維束を用いると、
複合材料中におけるＳｉＣの分布が、巨視的に見て均一
になるという利点が得られる。また、これらの寸法を有
する多数の半完成繊維品が市販されているため、前記炭
素繊維束を用いれば、摩擦部材を安価に製造することが
できる。不意に生じる応力に抗する高いレベルの強度を
得るとともに、要求される安全性を確保して、大きいサ
イズの摩擦部材の製造を可能にするためには、複合材料
の曲げ強さを、少なくとも５０ＭＰａにしなければなら
ない。
【００２６】摩擦部材の好ましい複合材料は、炭素／炭
素部材の液状シリコン化によって形成される。この場
合、炭素／炭素部材は、フェノール樹脂で結合され且つ
炭素繊維で補強される未加工部材の熱分解によって製造
される。このような方法は、炭素繊維含有率が十分に高
く且つＳｉＣ含有率が十分に高い、摩擦部材を製造する
ために使用できる。このような方法を用いれば、特に、
摩擦面近傍の領域とコア領域との間で、ＣおよびＳｉＣ
の含有量を異ならせることができる。
【００２７】摩擦部材にとって好ましい複合材料は、４
０から４５質量パーセントのＳｉＣと、２から６質量パ
ーセントＳｉと、４９から５８質量パーセントのＣおよ
び炭素繊維とによって特徴付けることができる。
【００２８】摩擦部材が厚さ方向に構成されている場
合、すなわち、異なる層構造を成している場合、摩擦本
体は、摩擦部材の厚さに関し、中心面に対して対称に構
成しなければならない。
【００２９】以下、摩擦本体がロックする、エレベータ
シャフトに固定して取り付けられるエレベータガイドレ
ールを有する、エレベータの安全装置に使用される摩擦
部材の実施形態について説明する。
【００３０】
【発明の実施の形態】（実施形態１）摩擦本体は、９５
重量パーセントの炭化珪素から成るマトリックスと炭素
繊維補強材とから構成された。炭素繊維補強材は、繊維
方向が０°と９０°の炭素繊維を有する炭素繊維積層体
から成る。炭素繊維は、ブッパータール（Ｗｕｐｐｅｒ
ｔａｌ）のアクゾ社（Ａｋｚｏ）によって製造され、且
つ３０００本の単繊維を有するＨＴＡ繊維から成る。
【００３１】このような摩擦部材が、図１に参照符号１
で示されている。この摩擦部材１は、長さが１２０ｍ
ｍ、幅が４０ｍｍ、厚さが８ｍｍである。中心線２上に
は２つの固定穴３が位置しており、これらの固定穴３の
軸心は、摩擦面４に対して垂直に延びている。これらの
固定穴３の軸心は、摩擦部材１の幅の狭い側面５から２
５ｍｍの距離に位置している。各固定穴３は、段付きの
断面を有しており、この段付きの断面によって、固定ネ
ジもしくはリベットの頭部は、段付きの断面の大径領域
内に収容され、摩擦面４に突出することができない。
【００３２】図１に示されるように、摩擦部材１は、３
つの工程によって製造される。
【００３３】まず、フェノール樹脂で固められた繊維含
有量が５０から５５％のＣＦＲＰ未加工部材が、オート
クレーブ内で製造される。
【００３４】その後、ＣＦＲＰ未加工部材は、最大１６
５０℃の温度で熱分解される。
【００３５】第３の工程では、少なくとも１４２０℃の
シリコン化温度で、熱分解中に形成された多孔質炭素／
炭素材料に、液状シリコンが含浸される。
【００３６】このようにして製造された摩擦部材は、以
下の特性値によって特徴付けることができる。
【００３７】密度：２．０ｇ／ｃｍ３ 開放気孔率＜２％ 相含有量の質量パーセント：約４０％のＳｉＣ、約５％
のＳｉ、約５５％のＣおよび炭素繊維 短手方向の曲げ強さ：１２０ＭＰａ 摩擦部材のミクロ構造が、図４および図５に示されてい
る。この場合、図４は、図１の摩擦部材の摩擦面４に対
して垂直な断面を示している。一方、図５は、図１の摩
擦部材の摩擦面４の平面図を示している。図４は、１０
０倍の拡大図であり、図５は、１５倍の拡大図である。
【００３８】これらの両方の図は、炭素繊維６が摩擦面
４と平行に延びている状態を明確に示している。これは
特に図４の断面から明らかである。白色領域すなわち明
領域は、各炭素繊維を取り囲んで隙間を満たす炭化珪素
を示している。したがって、摩擦面は、常に、ＳｉＣと
Ｃとの相接触を同時に与える。この場合、炭素の含有量
は、体積および質量共に圧倒的に多い。
【００３９】図５は、繊維が互いに０°および９０°で
配置されて成る、炭素繊維シェルの織り構造（表面は研
磨されている）を示している。この実施形態で使用され
る繊維の長さは、摩擦部材の幾何学的寸法と正確に一致
している。すなわち、繊維の長さは、０°方向で１２０
ｍｍ、９０°方向で４０ｍｍである。
【００４０】（実施形態２）摩擦部材は、主に、炭化珪
素から成るマトリックスと炭素繊維補強材とから構成さ
れた。炭素繊維補強材は、繊維方向が０°と９０°の炭
素繊維を有する、炭素繊維積層体（ブッパータール（Ｗ
ｕｐｐｅｒｔａｌ）のアクゾ社（Ａｋｚｏ）によって製
造され、且つ３０００本の単繊維を有するＨＴＡ繊維）
から成る。耐摩耗性および摩擦係数を向上させるため、
摩擦面の近傍の領域におけるセラミック含有量は、コア
領域のそれに比べて十分大きくした。歪みを防止するた
め、摩擦部材の厚さに関し、中心面に対して対称に、複
数の摩擦ライニングを構成した。
【００４１】摩擦ライニングは、実施形態１と同様に、
３つの工程によって製造される。
【００４２】まず、繊維の体積含有率が約６０％のＣＦ
ＲＰ未加工部材を、樹脂射出プロセスによって製造し
た。樹脂の含浸前に、異なるコンディショニング温度６
００℃、７５０℃、９００℃、１１００℃で、各炭素繊
維層を不活性状態下で約２０分間エージングした。各層
は、厚さが０．２５ｍｍであり、中心面に対して対称に
構成した。全部で２６個の層を使用した（図６参照）。
【００４３】このように構成されたＣＦＲＰ未加工部材
は、その後、最大１６５０℃の温度で熱分解された。
【００４４】第３の工程では、１６５０℃のシリコン化
温度で、熱分解中に形成された多孔質炭素／炭素材料に
液状シリコンが含浸された。
【００４５】このようにして製造されたＣ／Ｃ−ＳｉＣ
材料は、以下の特性値によって特徴付けることができ
る。
【００４６】密度：２．０ｇ／ｃｍ３ 開放気孔率＜２％ 相含有量の質量パーセント：約４５％のＳｉＣ、約５％
のＳｉ、約５０％のＣおよび炭素繊維 短手方向の曲げ強さ：５５ＭＰａ 摩擦部材のミクロ構造が、図６および図７に示されてい
る。この場合、図６は３５倍の拡大図であり、図７は１
５倍の拡大図である。
【００４７】図６には、摩擦部材１の層構造が示されて
いる。すなわち、摩擦面４に対して垂直に、異なる状態
の複数の炭素繊維層が形成されているのが分かる。この
図において、参照符号７で示される中央領域の炭素繊維
は、６００℃で熱エージングされた繊維である。一方、
表面近傍の領域における炭素繊維が、参照符号８で示さ
れている。このように、参照符号１１で示される中心面
すなわち中央領域から端面に向かって、エージング温度
を６００℃から１１００℃へと高くした。
【００４８】図５に示される実施形態１の摩擦部材の表
面構造と、図７に示される実施形態２の表面構造とを比
較すると、図７の摩擦部材は、摩擦面に近い外側領域に
非常に高い含有量でＳｉＣ（明領域）を含んでいること
が分かる。また、図示の表面は、金属ガイドレールを損
傷させることなくレールの傷付きを防止する、ＳｉＣマ
トリクスが細かく分布するという利点を有する。したが
って、特に高い一定の摩擦係数が要求される場合には、
実施形態２の摩擦部材（図６）が望ましい。
【００４９】図２においては、図１に示される摩擦ライ
ニングに別個の溝９が設けられている。これらの溝９
は、矢印１０で示される摩擦方向に対して垂直に延びて
いる。溝９は、幅が２ｍｍで、深さが２ｍｍである。図
２および図３に示される摩擦部材１は、このような溝９
を３つ有している。これらの溝９は、摩擦部材１の摩擦
面４の目詰まりを防止するとともに、所定の摩擦状態を
確保する。すなわち、緊急制動中に生じる摩耗粒子は、
溝９内に堆積され、摩擦係数に悪影響を及ぼさない。摩
耗粒子の大部分は、その上に摩擦部材１がロックされる
金属ガイドレールから削り取られた金属粒子である。
【図面の簡単な説明】
【図１】摩擦部材を示す図である。
【図２】別個の溝が設けられた摩擦ライニングを示す図
である。
【図３】別個の溝が設けられた摩擦ライニングを示す図
である。
【図４】図１の摩擦部材の摩擦面に対して垂直な断面で
あり、摩擦部材のミクロ構造を示す図である。
【図５】図１の摩擦部材の摩擦面の平面図であり、摩擦
部材のミクロ構造を示す図である。
【図６】摩擦部材の層構造を示す図である。
【図７】摩擦部材の表面構造を示す図である。
【符号の説明】
１ 摩擦部材 ２ 中心線 ３ 固定穴 ４ 摩擦面 ５ 幅の狭い側面 ６、７、８ 炭素繊維 ９ 溝
フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・レンツ ドイツ国、デー−71069・ジンデルフイン ゲン、シユトウツトガルター・シユトラー セ・27 Ｆターム(参考） 3F304 DA49

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エレベータシャフト内に固定して取り付
    けられた少なくとも１つのエレベータガイドレールと、
    エレベータを減速するために、ガイドレールに圧接可能
    な少なくとも１つの摩擦面を有する少なくとも１つの摩
    擦部材から成る制動部品とを備え、摩擦部材の摩擦材料
    は、炭化珪素および補強材として炭素繊維を含む、繊維
    補強されたセラミック複合材料から成るエレベータ用安
    全装置であって、 複合材料は、炭化珪素および炭素のマトリックスから成
    り、補強材は、最小長さが１０ｍｍの炭素繊維（６、
    ７、８）によって形成され、摩擦部材中における炭素繊
    維（６、７、８）の体積含有率が、３０％から７０％で
    あることを特徴とするエレベータ用安全装置。
  2. 【請求項２】 炭素繊維が、織物や編物の積層体として
    設けられ、炭素繊維（６、７、８）は、摩擦面（４）と
    平行に延びるように、少なくとも摩擦面（４）の領域内
    に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の
    安全装置。
  3. 【請求項３】 マトリックスのＳｉＣ含有量が、摩擦面
    の近傍における摩擦部材（１）の領域の方が、摩擦面か
    ら遠い領域よりも高いことを特徴とする、請求項１に記
    載の安全装置。
  4. 【請求項４】 摩擦部材（１）が、コア部と、摩擦面を
    少なくとも取り囲む摩擦部とに分けられることを特徴と
    する、請求項１に記載の安全装置。
  5. 【請求項５】 摩擦部材（１）が、個々の層から成り、
    個々の層はシリコン化反応によって互い結合され、好ま
    しくは３層が設けられることを特徴とする、請求項１に
    記載の安全装置。
  6. 【請求項６】 マトリックスのＳｉＣ含有量が、摩擦部
    材（１）から摩擦面（４）に向かって増大していること
    を特徴とする、請求項３に記載の安全装置。
  7. 【請求項７】 摩擦部材（１）が、摩擦面領域に窪み
    （９）、特に溝を有していることを特徴とする、請求項
    １に記載の安全装置。
  8. 【請求項８】 窪み（９）が、摩擦方向に対して横断方
    向に延び、あるいは、摩擦方向（１０）に対して３０°
    から６０°、好ましくは４５°の角度を成して延びてい
    ることを特徴とする、請求項７に記載の安全装置。
  9. 【請求項９】 ＳｉおよびＳｉＣを含む層が摩擦面
    （４）に設けられ、該ＳｉおよびＳｉＣを含む層は、好
    ましくは、０．０１ｍｍから０．２ｍｍの厚さを有して
    いることを特徴とする、請求項１に記載の安全装置。
  10. 【請求項１０】 複合材料が、少なくとも５０％の体積
    含有率で繊維を含み、および／または開放気孔率が±１
    ０％であることを特徴とする、請求項１に記載の安全装
    置。
  11. 【請求項１１】 炭素繊維が、少なくとも１０００本の
    単繊維の束から成り、各単繊維が、５μｍから１５μｍ
    の直径を有していることを特徴とする、請求項１に記載
    の安全装置。
  12. 【請求項１２】 複合材料は、 ａ）ＳｉＣ：４０％から４５％ ｂ）Ｓｉ：２％から６％ ｃ）Ｃおよび炭素繊維：４９％から５８％ の相含有量を質量パーセントで有していることを特徴と
    する、請求項１に記載の安全装置。
  13. 【請求項１３】 炭化珪素および炭素から成る繊維補強
    されたセラミック複合材料を含む摩擦部材であって、エ
    レベータ用のガイドレールに圧接可能なエレベータブレ
    ーキのための摩擦部材（１）の製造方法において、 複合材料は、フェノール樹脂で固められ且つ炭素繊維で
    補強された、未加工部材の熱分解によって形成された炭
    素／炭素部材の液状シリコン化によって製造されること
    を特徴とする製造方法。
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