JP2004211888A - ケーブルを制動するブレーキシュー - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性があり、かつ、激しく震動することなく制動できるブレーキシューを提案し、その使用法を示す。
【解決手段】ブレーキシュー（１２）は、制動されるべきケーブルに対向する総体的に有効な表面を備えたブレーキライニング（１４）を含む。ブレーキライニング（１４）は作動位置へ移動可能であり、その位置で有効な表面がケーブルへ押し付けられる。ブレーキライニングは、少なくとも２個のライニング領域（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５）を有し、隣接した各ライニング領域は異なる材料により構成される。作動位置にある少なくとも２個のライニング領域（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５）は、一体として、ブレーキライニングの有効な表面によってケーブルへ押し付けられるので、材料の様々な特性を同時に有効に利用できる。
【選択図】 図２Ａ

Description

本発明は請求項１の前提部に記載されたブレーキシューに関する。

上記のタイプのブレーキシューは、特に、高性能エレベータのエレベータケージの速度を制限する機器に使用される。その場合、閉じたケーブル、即ち、いわゆる速度制限器ケーブルが補助ケーブルとして使用される。この速度制限器ケーブルは、以下では略してケーブルと呼ぶ。このケーブルは、エレベータ軸の上端に取り付けられた速度制限器のケーブル・ローラーの回りと、エレベータ軸の下端に取り付けられたテンション・ローラーの回りを動き、安全ブレーキ装置トリガー・レバーによってエレベータケージと連結されている。エレベータケージの速度がある制限速度、例えば、毎秒約１０メートルを超えたとき、速度制限器ケーブルは速度制限器によって妨げられ、制動されたケーブルは、運行するエレベータケージと共に移動する安全ブレーキ装置トリガー・レバーを作動し、ケージに取り付けられた安全ブレーキ装置を始動させる。

ブレーキシューによってケーブルを制動又は制止する装置が知られている。ブレーキシューは、ブレーキシュー本体と、制動中にケーブルと接触させられる有効な表面を具備しブレーキシュー本体に締め付けられた連続式ブレーキライニングと、を含む。

米国特許第６，３７１，２６１号明細書によって公知になったブレーキシューは、実質的に、ブレーキシュー本体と、制動されるべきケーブルに対向する有効な表面を備えたカバーまたはライニングと、を含み、間隙を空けられた数個の第１のライニング領域が設けられ、その間に異なる材料からなる第２のライニング領域が配置され、第２のライニング領域は、制動中にケーブルに対向する第２のライニング領域だけがケーブルと接触するように第１のライニング領域を越えて突出し、その場合、第２のライニング領域だけが実効的な作用表面またはブレーキ表面を形成する。その理由は、第２のライニング領域は、第１のライニング領域と同一平面になる程度まで摩耗するからである。

このタイプの従来公知の装置、または、従来使用されていたブレーキシューの欠点は、速度制限の目的のための制動の開始時に、ケーブルが実際には激しく震動して制動されることである。この震動は、一方でエレベータケージの乗客にとって非常に不快であり、他方で、材料の激しい摩耗をもたらす過渡的な高い機械的材料負荷の結果を生じる。

米国特許第６，３７１，２６１号明細書

本発明の目的は、一方で耐摩耗性があり、他方で激しく震動する制動を防止する冒頭に記載されたタイプの改良型ブレーキシューを提案し、このようなブレーキシューの使用法を示すことである。

本発明によれば、上記目的は請求項１に記載された手段によって達成される。

本発明の有利な改良および発展は従属請求項２から１０により明らかになる。

新規のブレーキシューは、ケーブルに対向するそのブレーキライニングが少なくとも２個のライニング領域を含み、これらの２個のライニング領域が異なる材料によって形成され、互いに隣接して並べられるように構成され、制動中に、即ち、ブレーキシューが作動位置に配置されるとき、これらのライニング領域の表面領域が一体としてケーブルに押し付けられる。その場合に、第１のライニング領域だけではなく、即ち、第１の材料の領域だけではなく、第２のライニング領域、即ち、第２の材料の領域もまた有効な作用表面または制動表面を形成するように設計される。

この新規のブレーキシューによって、望ましい制動の形式に関してプラスである二つの材料の異なる有効特性を同時に利用することが可能になる。この新規なブレーキシューを使用する場合、制動距離は一般的に長くなるが、信頼性の高い制動、または、望ましい若しくは所定の速度制限を確実に行えるだけではなく、激しい震動の材料摩耗性制動を防止することができる。全体としては、単独では元来激しい震動の制動を誘起するが耐久性のある第１の材料の表面領域と、単独では非常に穏やかな制動動作、場合によっては穏やかに過ぎる制動動作を誘起するが、非常に摩耗しやすい第２の材料の表面領域との間で相乗効果が生じる。

制動の性能は、異なる材料によって形成された有効な表面の適当な寸法決定および配置によって最適化され得る。

さらに、一定の場合にはギャップを用いてライニング領域を適切に成形することによって、ケーブルとブレーキライニングの有効な表面との間の摩擦によって制動中に生じた摩耗粒子を偏向させるので破壊性の影響を及ぼさない。

既に説明したように、ブレーキシューの、ケーブルに対向するライニング領域、または、ライニング領域の境界を画成する表面領域は、ブレーキシューが作動位置に置かれたとき、制動されるべきケーブルに圧迫される。すべての様々なライニング領域の制動表面は、少なくとも大体、ケーブルの方向に連続しケーブルの外面に対して実質的に補完的な表面にあるので、制動中には、ケーブルは、少なくとも部分的に制動表面によって取り囲まれる。好ましくは、ブレーキライニングを製作するための第１の材料、第２の材料、及び、任意の更なる材料は、制動表面が、任意に小さいギャップをもつ連続した表面を形成するように選択され、その連続した表面は、ブレーキシューが作動位置をとっていないときでさえ、ケーブルの外面に対して実質的に補完的である。即ち、ブレーキシューが作動位置に配置されていないときでさえ、ブレーキライニングには突出領域がない。このような突出領域は、例えば、容易に圧縮可能な、または、容易に変形可能な材料から生成することができるので、ブレーキライニングは、ケーブルと接触しているときに限りケーブルに対して補完的な形状になるであろう。

新規のブレーキシューは、一般的に、ブレーキライニングの少なくとも２個のライニング領域を有するブレーキシュー本体を具備するように構成される。

ブレーキシューの好ましい構造では、ブレーキシュー本体は、それ自体が、二つの材料のうちの一方から作られる。ブレーキシュー本体は、しかし、他の適当な材料からブロックまたはキャリア構造の形に作ることも可能である。

一般的に、ブレーキシューは、一つの材料のライニング領域が実際に相互に連結され、ケーブルに対向した側に、もう一方の材料のライニング領域が収容される凹部を有するように構成される。

異なる材料のライニング領域は、ケーブルとブレーキシューの相対運動の向きに交互に並べられ、および／または、その向きに対して横に並べられ、或いは、例えば、魚の骨のパターンのような望ましい構造に並べられる。

異なる材料から作られる隣接した各ライニング領域は、隙間無く相互に隣接させてもよく、或いは、ギャップによって相互に隔離してもよい。

ブレーキシューの好ましい一実施例では、金属材料が第１の材料として選択され、例えば、青銅、特に、アルミニウム青銅は非常に満足できることが分かっている。

第１の材料は、好ましくは繊維補強材（ｆｉｂｒｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ）を有する、硬化ゴムのようなもの、合成材料、または、プラスチック材料でもよい。

少なくとも第２の材料として焼結材料を選択することは特に有利であることが分かった。

ブレーキシューの一発展形では、ケーブルと接触することが意図されたブレーキライニングは、更なる適当な材料の少なくとも一つのライニング領域を具備し得る。

本発明の更なる利点および細部は、例示する実施形態に基いて図面を参照して、以下で詳細に記述される。

図１Ａおよび図１Ｂは、ケーブル１０と、ケーブル１０を制動または制止するため設けられた２個のブレーキシュー１２、１３を含むブレーキシュー対と、を示す。ブレーキシュー１２、１３に対するケーブル１０の相対運動は、本例の場合、図の紙面に垂直である。ブレーキシュー１２、１３は、例示された実施例では、鏡面対称となるように構成され配置されている。但し、２個のブレーキシューの個数と、例示された配置および形状は、通例のものであり、必須要件ではないことに注意すべきである。

ブレーキシュー１２、１３の各々は、総体的に有効な表面を備えたブレーキライニング１４または１５を含み、有効な表面はケーブル１０の外面に対して少なくともほぼ補完的になるように形成される。図１Ａによる例示では、ケーブル１０は制動されず、ブレーキシュー１２、１３は作動位置をとらず、ケーブル１０と接触させるための、ブレーキシュー１２および１３のブレーキライニング１４および１５の有効な表面は、ここでは、ケーブル１０と接触しない。図１Ｂによる例示では、ケーブル１０は制動され、ブレーキシュー１２、１３はケーブル１０へ圧迫されているので、ケーブル１０と接触させるための、ブレーキライニング１４および１５の総体的に有効な表面は、ケーブル１０と接触する。

図２Ａには、制動の動作のため矢印Ｂの方向へ移動可能である一つのブレーキシュー１２が例示され、ケーブル１０とブレーキシュー１２の相対運動の向きは両矢印Ａによって示されている。

図２Ａに示されたブレーキシュー１２は、ケーブル１０との接触のための総体的に有効な表面によって境界が画成されたブレーキライニング１４を備えたブレーキシュー本体１６を含む。ブレーキライニング１４は、異なる材料からなる数個のライニング領域を含む。図２Ａに示されているブレーキシュー１２の部分には、ブレーキライニング１４の５個の互いに隣接したライニング領域１４．１乃至１４．５が現れている。ライニング領域１４．１、１４．３、１４．５は、第１の材料、即ち、ブレーキシュー本体１６自体の材料によって形成される。ライニング領域１４．２、１４．４は別の材料により形成され、それらは、ブレーキシュー本体１６の凹部２０．２および２０．４に固定された挿入部材１８の外面であり、凹部２０．２および２０．４は、ブレーキライニング１４の境界を画成する有効な表面から出て、ブレーキシュー本体１６へ延びる。

速度制限器ケーブルの制動または制止のための形としてプラスに働く２個の材料の有効特性は異なる。ケーブル１０との接触の際のそれらの協働によって、２個の材料の特有の有効特性を同時に利用することが可能になる。制動の種類および過程は、全面のブレーキライニング１４と個別のライニング領域１４．１乃至１４．５の適切な寸法決めによる影響を受ける。個別のライニング領域の寸法は、同じでもよく、別々でもよい。

挿入部材１８のブレーキシュー本体１６への固定は、どのような望ましい方式で行ってもよく、特に、力ロック方式（ｆｏｒｃｅ−ｌｏｃｋｉｎｇ）または形状ロック方式（ｓｈａｐｅ−ｌｏｃｋｉｎｇ）で行うことができ、接着剤、および、ねじまたはリベットのような機械的連結素子は、実現可能な連結の例として列挙できる。例えば、図２Ａにおいて、最も下にある挿入部材１８に対して例示されるような蟻継ぎ状構造を使用してもよい。圧入または焼嵌めも好適である。

図２Ｂは、ブレーキシュー本体１６を備えた個別のブレーキシュー１２を示す図である。この場合、ブレーキライニング１４のすべてのライニング領域１４．１乃至１４．５は、ブレーキシュー本体１６に固定された挿入部材１８の外面によって形成されている。その場合、ライニング領域１４．１、１４．３、１４．５は第１の材料によって形成され、ライニング領域１４．２、１４．４は第２の材料によって形成される。

更なるブレーキシューは図２Ｃに例示されている。図２Ａおよび２Ｂのブレーキシューの場合、隣接した各ライニング領域は互いに隙間無く隣接していたが、図２Ｃによれば、隣接したライニング領域１４．１と１４．２、１４．２と１４．３、１４．３と１４．４、１４．４と１４．５、は、互いにギャップ２２によって隔離されている。

図３Ａから３Ｃには、一例として、ブレーキシュー１４を、第１の材料によって形成されたライニング領域１４．１、１４．３、１４．５と、第２の材料によって形成されたライニング領域１４．２、１４．４に分割する３通りの更なる変形例が示されている。

図３Ａによるブレーキシューには、２個のライニング領域１４．２、１４．２が示され、これらは、挿入部材１８によって形成され、ケーブル１０とブレーキシュー１２の相対運動の向きと平行に、即ち、矢印Ａの向きに延在する細長い形をなす。この配置の場合、ケーブルの対応した長さセクションは、ブレーキシューの間に設けられ、実質的に連続的であるが、周囲の部分だけでブレーキライニングの第２の材料と接触する。

図３Ｂによるブレーキシュー１２には、２個のライニング領域１４．２、１４．４が示され、これらは、挿入部材１８によって形成され、ケーブル１０とブレーキシュー１２の相対運動の向きと垂直に延在する細長い形をなす。この配置の場合、ケーブルの対応した長さセクションは、ブレーキシューの間に設けられ、ブレーキライニングの第１の材料および第２の材料と時間的に交互に接触するが、接触するのは、その全周囲、または、その周囲の実質的な部分である。ライニング領域は傾斜させて配置してもよく、例えば、矢印Ａに対して４５°の角度で配置されてよい。

図３Ｃには、ライニング領域１４．２、１４．４がブレーキライニング１４に魚の骨のような構造で並べられたブレーキシューが示されている。

図４は、本発明によるブレーキシュー１２、１３によって、図示されないケーブルを制動または制止する装置の詳細図である。

図４には、速度制限器ケーブル用のケーブル・ローラー３０を備えたエレベータ速度制限器が示されている。ケーブル・ローラー３０は、レバー３３と協働する２個の遠心ウェイト３２を具備する。ケーブルを制動するための２個のブレーキシュー１２、１３のうち、ブレーキシュー１２は固定され、ブレーキシュー１３はスプリング３４による平行四辺形リンク機構を用いてガイドされる。上昇位置において、ブレーキシュー１３はケーブル（図示せず）およびシュー１２から離れている。上昇位置において、ブレーキシュー１３は、レバー３３の、本例では垂直の、第１のアームに形成された突起によって保持される。このセッティングは、速度制限器ケーブルの速度が特定の制限速度よりも低いときに採用される。速度が超過したとき、即ち、速度制限器ケーブルの速度が制限速度を超えたとき、２個の遠心ウェイト３２はケーブル・ローラー３０の中心軸から放射外方へ移動し、その場合、レバー３３の、凹部が設けられた第２のアームに衝突する。レバー３３は、これにより、図４では時計方向に回転し、その結果、上記突起は左へ移動し、突起によって支持されなくなったブレーキシュー１３は降下することができる。スプリング３４を用いた傾斜した平行四辺形リンク機構の動作によって、ブレーキシュー１３はケーブルおよびもう一方のブレーキシュー１２の方向へガイドされ、ケーブルによって下向きに引っ張られて接触するに至る。運動の水平成分の結果として、ケーブルは二つのブレーキシュー１２、１３の間にクランプされ、クランプ力は平行四辺形リンク機構のスプリング３４によって制限される。

この新規ブレーキシューは、特に、エレベータのケーブル制動に使用するために、例えば、速度制限器ケーブルを制動するため、または、エレベータケージ又はカウンターウェイトの支持ケーブルを制動するために好適であるが、例えばロープウェイといった、他のケーブル駆動式運搬手段にも使用可能である。

本発明による作動位置にはない二つのブレーキシューを、制動されるべき垂直方向のケーブルと共に示す水平軸方向の単純化された断面図である。 作動位置にある図１に示されたブレーキシューを図１Ａと同様に示す図である。 本発明による第１のブレーキシューの詳細を示す垂直断面図である。 本発明による第２のブレーキシューを図２Ａと同様に示す図である。 本発明による第３のブレーキシューを図２Ａおよび２Ｂと同様に示す図である。 本発明による第４のブレーキシューを詳細に示す正面図である。 本発明による第５のブレーキシューを図３Ａと同様に示す図である。 本発明による第６のブレーキシューを図３Ａおよび３Ｂと同様に示す図である。 ケーブルが制動されない位置にあるとき、ケーブル・ローラーおよび制動されるべきケーブル用の制動装置を具備した速度制限器を示す側面図である。

符号の説明

１０ ケーブル
１２、１３ ブレーキシュー
１４、１５ ブレーキライニング
１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５ ライニング領域
１６ ブレーキシュー本体
１８ 部材
２０．２、２０．４ 凹部
３０ ローラー
３２ 遠心ウェイト
３３ レバー
３４ スプリング
Ａ、Ｂ 方向

Claims (10)

1. 制動されるべきケーブル（１０）に対向し、総体的に有効な表面を備えたブレーキライニング（１４、１５）を具備し、
   前記ブレーキライニング（１４、１５）は、総体的に有効な前記表面が前記ケーブル（１０）を実質的に圧迫する作動位置に移すことが可能であり、
   前記ブレーキライニング（１４、１５）は少なくとも２個のライニング領域（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５）を含み、
   隣接した各ライニング領域は異なる材料により構成されている、
   エレベータその他のケーブル駆動式運搬手段のケーブル（１０）に作用する制動用のブレーキシュー（１２、１３）であって、
   前記ケーブル（１０）の制動中に、前記作動位置にある前記少なくとも２個のライニング領域（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５）の有効な表面が、前記材料の異なる有効特性を同時に利用できるように、一体となって前記ケーブル（１０）を圧迫することを特徴とする、ブレーキシュー（１２、１３）。
2. 前記ブレーキライニング（１４、１５）の総体的に有効な前記表面は、少なくとも殆ど連続しており、当該ブレーキシュー（１２、１３）が作動位置をとらないとき前記ケーブル（１０）に対して補完的であることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキシュー（１２、１３）。
3. 前記ブレーキライニング（１４、１５）の少なくとも２個のライニング領域（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５）を有するブレーキシュー本体（１６）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のブレーキシュー（１２、１３）。
4. 前記ブレーキシュー本体（１６）は前記ブレーキライニング（１４）の前記ライニング領域（１４．１、１４．３、１４．５）のうちの少なくとも一つを形成することを特徴とする、請求項３に記載のブレーキシュー（１２）。
5. 一方の材料により構成されたライニング領域（１４．１、１４．２、１４．３）は少なくとも１個の凹部を有し、この凹部には、もう一方の材料により構成されたライニング領域（１４．２、１４．４）を形成する部材（１８）が受容されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のブレーキシュー（１２）。
6. 異なる材料により形成された前記ブレーキライニング（１４）の隣接したライニング領域は、互いに隙間無く隣接していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のブレーキシュー（１２）。
7. 前記ブレーキライニング（１４）の異なる材料により形成された前記ライニング領域のうちの少なくとも一つのセクションは、ケーブル（１０）と当該ブレーキシュー（１２）の間の相対運動の方向（Ａ）に連続して並べられ、および／または、この方向（Ａ）に対して横方向に並べられることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のブレーキシュー（１２）。
8. 第１の材料は、青銅、好ましくは、アルミニウム青銅のような金属材料であり、または、プラスチック材料、好ましくは、繊維補強材を含む非金属材料であることを特徴とする、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（１２、１３）。
9. 第２の材料は、例えばグラファイト青銅といった焼結材料であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のブレーキシュー（１２、１３）。
10. 前記ブレーキライニング（１４）は、更なる材料からなる少なくとも１個のライニング領域を含み、このライニング領域は作動位置にあるとき前記ケーブルを圧迫し、および／または、前記ブレーキライニング（１４）は隣接したライニング領域（１４．４、１４．５）の間にギャップ（２２）を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のブレーキシュー（１２）。

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