專利名稱：制動(dòng)裝置、制動(dòng)襯片、制動(dòng)襯片的制造方法以及電梯裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于電梯等的制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)襯片及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，為了穩(wěn)定保持制動(dòng)襯片的摩擦系數(shù)而采用如下方法將芳綸纖維的短纖維等與橡膠基材配合而形成襯片，通過研磨劑的研磨來進(jìn)行起毛處理，從而在相對于與轉(zhuǎn)子的摩擦面大致正交的方向使纖維起毛(參照專利文獻(xiàn)I)。并且，例如有如下方法利用車床等在與制動(dòng)盤的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向?qū)χ苿?dòng)盤與制動(dòng)襯片的摩擦面進(jìn)行加工，從而得到高的摩擦系數(shù)。而且，通過在橫切制動(dòng)盤的旋轉(zhuǎn)方向的方向?qū)χ苿?dòng)盤與制動(dòng)襯片的摩擦面進(jìn)行加工，促進(jìn)磨損顆粒在加工網(wǎng)眼上的堆積，通過使襯片材料向制動(dòng)盤移動(dòng)來減少磨損(參照專利文獻(xiàn)2)。此外，還有如下方法在制動(dòng)襯片中配合軟木顆?；蛴袡C(jī)質(zhì)纖維，在與接觸材料的摩擦面形成潤滑膜，從而增大摩擦系數(shù)(參照專利文獻(xiàn)3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-152033號公報(bào)(第0019段、圖2)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2000-104765號公報(bào)(第0015段、第0018段、圖3、圖5)專利文獻(xiàn)3 :日本特開昭59-19732號公報(bào)(第1、2頁)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，在使短纖維等與橡膠基材配合后使纖維起毛的情況下，由于基材柔軟，因而通過長期使用而使纖維的方向平行于滑動(dòng)方向，刮擦效應(yīng)降低，存在摩擦系數(shù)逐漸減小的問題。并且，通過長時(shí)間使用橡膠，橡膠塑性變形。通常，曳引機(jī)的制動(dòng)裝置在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下制動(dòng)，因而在制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，利用彈簧使襯片按壓轉(zhuǎn)子。另一方面，以在制動(dòng)器釋放時(shí)利用比彈力大的電磁引力將襯片從轉(zhuǎn)子拉開的方式構(gòu)成制動(dòng)裝置。在襯片與轉(zhuǎn)子的摩擦系數(shù)大的情況下，可減小彈力和電磁引力，然而在制動(dòng)器釋放時(shí)，需要與塑性變形量對應(yīng)地額外地吸引襯片。這樣，由于吸引襯片的行程增加而需要增大電磁引力，存在耗電增力口、制動(dòng)裝置大型化的問題。并且，在塑性變形量大的情況下，吸引襯片變得困難，有可能使設(shè)備的可靠性劣化。并且，在盤上設(shè)置加工網(wǎng)眼而使磨損顆粒移動(dòng)的情況下，由于溫濕度等周圍的環(huán)境變化而使盤或者襯片的表面狀態(tài)變化，存在摩擦系數(shù)下降的問題，有可能不能確保穩(wěn)定的制動(dòng)力。而且，作為增大摩擦系數(shù)的方法而具有如下方法使作為襯片的成分的本來具有高摩擦系數(shù)的軟木或橡膠等成為細(xì)微的顆粒狀混入到襯片中。然而，由于軟木或橡膠等的顆粒大小，使得穩(wěn)定保持摩擦系數(shù)變得困難，例如在摩擦?xí)r顆粒脫離從而摩擦系數(shù)下降等。因此，預(yù)先較大地估計(jì)摩擦系數(shù)的下降來設(shè)計(jì)制動(dòng)裝置，產(chǎn)生制動(dòng)裝置的小型化變得困難的問題。本發(fā)明正是為了解決上述問題而完成的，提供一種制動(dòng)襯片，能夠在襯片與轉(zhuǎn)子之間維持穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，通過減小使襯片按壓轉(zhuǎn)子的力，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的小型化、輕量化，可減少制造制動(dòng)裝置時(shí)CO2的排放。用于解決課題的手段本發(fā)明的制動(dòng)裝置具有筒狀的旋轉(zhuǎn)體，其能夠借助軸承以固定軸為中心旋轉(zhuǎn)；固定鐵心，其配置在旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)部并固定在支承固定軸的殼體，內(nèi)置有線圈；可動(dòng)鐵心，其通過線圈的勵(lì)磁被固定鐵心吸引而與之接觸，通過設(shè)于固定鐵心的彈簧而受到反作用力；以及制動(dòng)襯片，其設(shè)于可動(dòng)鐵心，是能夠與設(shè)于旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的凹凸部相互滑動(dòng)，且在與滑動(dòng)方向大致垂直的方向排列纖維并利用捆束纖維的調(diào)合材料使之堅(jiān)固的成型品。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于是在轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面設(shè)置突起，將作為襯片基材的碳纖維與襯片和轉(zhuǎn)子的滑動(dòng)方向大致垂直地排列而成的成型品，因而在襯片的碳纖維與轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面的凹凸之間產(chǎn)生相互刮擦的效應(yīng)，并且相互滑動(dòng)方向的阻力增加，可在襯片與轉(zhuǎn)子之間維持穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。因此，可得到如下效果通過減小使襯片按壓轉(zhuǎn)子的力，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的小型化、輕量化、低耗電化，并且，可減少制造制動(dòng)裝置時(shí)CO2的排放。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的曳引機(jī)和制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I的襯片和轉(zhuǎn)子的示意圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式I的襯片和轉(zhuǎn)子的示意圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式I的轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面的形狀的示意圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式I的轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面的形狀的示意圖。圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的制造方法的示意圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的襯片的截面圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式2的襯片的截面圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式2的襯片的截面圖。圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式3的襯片和轉(zhuǎn)子的示意圖。圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的摩擦系數(shù)與滑動(dòng)距離的關(guān)系的圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式3的襯片的示意圖。圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式4的電梯裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式I使用

本實(shí)施方式I中的制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)。圖1示出本發(fā)明的制動(dòng)襯片和轉(zhuǎn)子內(nèi)置的電梯用曳引機(jī)。另外，以下所述的襯片和轉(zhuǎn)子不僅能夠應(yīng)用于電梯的曳引機(jī)，而且能夠應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車的各種輪胎的制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等產(chǎn)業(yè)設(shè)備、電機(jī)用制動(dòng)器、離合系統(tǒng)等。并且，以下示出內(nèi)部擴(kuò)展型的制動(dòng)裝置的例子，然而也能夠應(yīng)用于鼓式制動(dòng)器、盤式制動(dòng)器等不依賴于制動(dòng)方式而使用摩擦材料的制動(dòng)裝置。在圖1中，在電梯機(jī)械室的地板或者井道內(nèi)壁安裝有曳引機(jī)4的殼體19。在曳引機(jī)4的中央部設(shè)有用于懸掛與電梯轎廂連接的繩索的未圖示的繩輪。并且，在固定于繩輪并與繩輪一起旋轉(zhuǎn)的筒狀的轉(zhuǎn)子2的中心設(shè)有一端由殼體19支承的固定軸6。并且，轉(zhuǎn)子2經(jīng)由覆蓋固定軸6的外周面的軸承以固定軸6為中心旋轉(zhuǎn)。繩輪以級差方式安裝在轉(zhuǎn)子2的固定軸方向，以固定軸6為中心旋轉(zhuǎn)。并且，在轉(zhuǎn)子2的外周面設(shè)有永久磁鐵，內(nèi)置有以與轉(zhuǎn)子2的外周面相對的方式配置的線圈的未圖示的定子固定在殼體19。曳引機(jī)4的制動(dòng)裝置由固定鐵心7、可動(dòng)鐵心8、轉(zhuǎn)子2和襯片I構(gòu)成。襯片I是用于對作為旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行制動(dòng)的摩擦材料，固定在觸板9。并且，在轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面的整個(gè)圓周方向形成有用于與襯片I滑動(dòng)的凹凸部。并且，殼體19的一部分即支承部30與轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面相對，受到由于轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)而作用于觸板9的力。并且，在轉(zhuǎn)子的固定軸6的周圍即轉(zhuǎn)子2的內(nèi)部，利用螺栓在殼體19的一部分固定不旋轉(zhuǎn)的截面口形狀的固定鐵心7。并且，在固定鐵心7的一側(cè)內(nèi)置有例如2個(gè)線圈7a。該線圈7a卷繞在固定軸6的進(jìn)深方向，并且，可動(dòng)鐵心8相對于固定鐵心7保持間隙地配置，使得在線圈7a通電而勵(lì)磁的情況下，可動(dòng)鐵心8成為電磁鐵而吸引固定鐵心7。并且，在筒狀的套筒內(nèi)固定彈簧11的一端，彈簧11的另一端固定在固定鐵心7。而且，套筒的一部分配置在固定鐵心7的內(nèi)部。相對于固定鐵心7移動(dòng)的可動(dòng)鐵心8在制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，即在轉(zhuǎn)子2與襯片I滑接時(shí)在與固定鐵心7之間具有稍許間隙；在制動(dòng)器釋放時(shí)，即在線圈7a勵(lì)磁時(shí)，在轉(zhuǎn)子2與襯片I不滑接時(shí)與固定鐵心7接觸。并且，在可動(dòng)鐵心8中，在與固定鐵心7接觸一側(cè)的相反側(cè)的表面固定有支承螺栓10，支承螺栓10是用于連接可動(dòng)鐵心8和觸板9的螺栓。并且，襯片I使用粘接劑或螺釘?shù)裙潭ㄔ谟|板9。在圖1所示的制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，固定在觸板9的襯片I與轉(zhuǎn)子2接觸，在制動(dòng)器釋放時(shí)，在轉(zhuǎn)子2與襯片I之間產(chǎn)生間隙。該間隙對應(yīng)于制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)在固定鐵心7與可動(dòng)鐵心8之間具有的間隙。圖2的(a)和圖2的(b)是示意性示出在本發(fā)明的實(shí)施方式I中的襯片I與轉(zhuǎn)子2滑動(dòng)前后，即制動(dòng)器釋放時(shí)和制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)襯片I和轉(zhuǎn)子2的配置和形狀的圖。并且，圖3是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的與襯片I滑動(dòng)的曳引機(jī)的轉(zhuǎn)子2的配置以及別的形狀的圖。而且，圖4是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面的形狀的圖，圖5是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的轉(zhuǎn)子2的別的內(nèi)周面的形狀的圖。在圖2的(a)中，襯片I以碳纖維3為基材，在纖維之間由調(diào)合材料12使之堅(jiān)固變密而成為成型品的狀態(tài)下粘接在觸板9。并且，在圖2的(a)的制動(dòng)器釋放時(shí)，即在轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)中的情況下，在以襯片I與轉(zhuǎn)子2不接觸的方式產(chǎn)生間隙的狀態(tài)下與轉(zhuǎn)子2相向地配置襯片I。另一方面，在圖2的(b)中，襯片I與轉(zhuǎn)子2接觸，襯片I和轉(zhuǎn)子2存在相對滑動(dòng)的關(guān)系。襯片I由于與圖中箭頭所示的襯片和轉(zhuǎn)子的相對滑動(dòng)方向大致垂直排列的剛性強(qiáng)的碳纖維3由多根調(diào)合材料12結(jié)合變密，因而剛性更高，即使按壓轉(zhuǎn)子2也不會(huì)破損。該碳纖維3例如直徑約Imm 2mm左右，長度是7mm 10mm。利用襯片I對轉(zhuǎn)子2的內(nèi)側(cè)表面即內(nèi)周面，即轉(zhuǎn)子2的制動(dòng)面進(jìn)行制動(dòng)。并且，為了相對于襯片I的碳纖維3與轉(zhuǎn)子2滑動(dòng)的方向產(chǎn)生刮擦，在轉(zhuǎn)子2的進(jìn)深方向(轉(zhuǎn)子2的半徑方向)通過切削、研磨等使內(nèi)周面變粗。該內(nèi)周面的切削例如是10微米 20微米。通過在轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面設(shè)置具有深度的凹凸，形成襯片I的碳纖維3與轉(zhuǎn)子2的凹凸部相互刮擦的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子2的凹凸部在進(jìn)深方向的深度可以不均勻，并且，也可以在稍許傾斜的方向設(shè)置凹凸。例如，可使用鋼球拋光等方法對之字形槽進(jìn)行加工而得到。另外，碳纖維3變密而成為一體的襯片I使用粘接劑等將襯片I的成為一體的碳纖維3和觸板9固定，以使觸板9的表面與碳纖維3的長度方向垂直。并且，也可以不采用碳纖維3與轉(zhuǎn)子2的凹凸部的各凹部一致的結(jié)構(gòu)。作為轉(zhuǎn)子2的材料，例如可使用FC材料或FCD材料等，也可以僅使轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面變?yōu)樘沾上档睦脼R射形成的薄膜等。并且，設(shè)于轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面的形狀也可以是圖3所示的矩形狀。這樣的形狀可使用例如蝕刻加工的方法來加工。另外，也可以不使各碳纖維3的間距和轉(zhuǎn)子2的凹凸部的
間距一致。而且，設(shè)于轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面的形狀也可以是圖4所示的形狀。圖4表示從襯片I觀察轉(zhuǎn)子2的方向的轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面的形狀，對轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面實(shí)施紋理化加工。由此，SP使在由于溫度或濕度等的環(huán)境變動(dòng)而使水分吸附在轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面的情況下，由于在各個(gè)方向形成有槽，因而也可經(jīng)由槽將水分排出到襯片I與轉(zhuǎn)子2的接觸區(qū)域外。因此，即使環(huán)境變化，也能減小摩擦系數(shù)的變動(dòng)而確保穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和制動(dòng)力。并且，在圖5中，也可以加工成在轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面形成波紋。通過設(shè)置波紋，可增大襯片I與轉(zhuǎn)子2的刮擦阻力，提高摩擦系數(shù)。并且，該波紋能夠通過利用壓縮空氣將鋼球吹附到內(nèi)周面的噴丸加工等來形成，可廉價(jià)地制造。另外，也可以取代波紋那樣的凹陷而形成凸起。下面對本實(shí)施方式I中的制動(dòng)裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。在圖1中，停止向以與轉(zhuǎn)子2的外周面相對的方式配置的定子內(nèi)置的線圈通電，并以電的方式使電梯轎廂減速并停止時(shí)，由固定軸6支承的筒狀的轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)停止。然后，在轉(zhuǎn)子2完全停止后進(jìn)行向線圈7a通電的控制，從而襯片I固定轉(zhuǎn)子2，以使停止的轎廂不移動(dòng)。通常，當(dāng)曳引機(jī)4的轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過使電流流到內(nèi)置于固定鐵心7的線圈7a，使得線圈7a勵(lì)磁，在固定鐵心7與可動(dòng)鐵心8之間產(chǎn)生電磁引力。然后，可動(dòng)鐵心8被拉向固定鐵心7的方向，可動(dòng)鐵心8與固定鐵心7接觸。此時(shí)，由于固定在可動(dòng)鐵心8的彈簧11借助自身始終具有的彈力而將可動(dòng)鐵心8從固定鐵心7拉開，因而為了將可動(dòng)鐵心8拉向固定鐵心7，需要使線圈7a產(chǎn)生的電磁引力大于彈簧11的彈力。伴隨可動(dòng)鐵心8由固定鐵心7吸引，固定在可動(dòng)鐵心8的支承螺栓10以及由支承螺栓支承的觸板9和襯片I也被拉向固定鐵心7的方向。此時(shí)，將可動(dòng)鐵心8、觸板9和襯片I從轉(zhuǎn)子2拉開，趁著可動(dòng)鐵心8與固定鐵心7沒有間隙，在襯片I與轉(zhuǎn)子2之間產(chǎn)生間隙，成為制動(dòng)器釋放狀態(tài)。并且，在曳引機(jī)4的轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)停止后，向內(nèi)置于固定鐵心7的線圈7a的通電短時(shí)間停止，線圈7a的電磁引力喪失。另一方面，由于彈簧11始終具有彈力，因而通過固定鐵心7與可動(dòng)鐵心8的接觸而收縮的彈簧11借助反作用力而伸長，將可動(dòng)鐵心8從固定鐵心7拉開，并且觸板9和襯片I按壓轉(zhuǎn)子2，轉(zhuǎn)子2制動(dòng)。不過，在電梯轎廂工作的狀態(tài)下發(fā)生停電等的情況下，在轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下電源被切斷，因而轎廂惰性運(yùn)轉(zhuǎn)，繩索使轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，隨著由于停電而不在線圈7a流過電流，襯片I借助彈簧11的彈力按壓轉(zhuǎn)子2。此時(shí)在轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，觸板9和襯片I按壓轉(zhuǎn)子2，因而襯片I與轉(zhuǎn)子2滑動(dòng)，之后轉(zhuǎn)子2停止。
在制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，利用設(shè)于曳引機(jī)的固定鐵心7的彈簧11使可動(dòng)鐵心8移動(dòng)，按壓觸板9而對轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行制動(dòng)，因而為了增大制動(dòng)力，只要增大彈簧11的彈力或者提高襯片I的摩擦系數(shù)即可。不過，當(dāng)增大彈簧11的彈力時(shí)，在制動(dòng)器釋放時(shí)用于克服彈簧11的彈力來吸引可動(dòng)鐵心8的線圈7a的電磁力增加，因而內(nèi)置于固定鐵心7的線圈7a的使用量增加，有可能耗電也增大。另一方面，當(dāng)提高襯片I的摩擦系數(shù)時(shí)，可減小為了得到相同制動(dòng)力所需要的彈簧11的彈力，因而可減小彈簧11，并且能夠減小制動(dòng)器釋放時(shí)所需要的線圈7a的電磁引力。因此，可抑制用于借助線圈7a的電磁引力將可動(dòng)鐵心8拉向固定鐵心7的耗電，可減少固定鐵心7自身的大小和重量。并且，通過制動(dòng)裝置的小型化、輕量化，線圈7a的量、固定鐵心7的大小等減少，可縮短加工產(chǎn)生的時(shí)間，可削減工廠的C02。在電梯轎廂升降即曳引機(jī)4工作的圖2的(a)的狀態(tài)下，曳引機(jī)的轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)，同時(shí)制動(dòng)器處于釋放狀態(tài)。然后，通常以電的方式使轎廂停止，在轉(zhuǎn)子2停止后制動(dòng)器工作，襯片I按壓轉(zhuǎn)子2，曳引機(jī)固定不動(dòng)。另一方面，在停電等的緊急情況下，在轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下制動(dòng)器工作，因而在襯片I的碳纖維3與轉(zhuǎn)子2的凹凸部滑動(dòng)后使轉(zhuǎn)子2停止。由于無數(shù)的碳纖維3和轉(zhuǎn)子2具有相互刮擦的形狀，因而滑動(dòng)時(shí)的阻力即摩擦力增大，轉(zhuǎn)子2的停止距離減少。并且，由于襯片I是多根結(jié)合變密的碳纖維，因而剛性強(qiáng)不會(huì)破損，襯片I可穩(wěn)定維持高的摩擦系數(shù)。因此，可減小襯片I按壓轉(zhuǎn)子2的力，因而在線圈7a的通電量相同的情況下，線圈7a的量減少，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的小型化、輕量化，另一方面，在減少線圈7a的通電量的情況下，可減少制動(dòng)裝置的發(fā)熱性，制動(dòng)裝置的可靠性提高。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式1，在轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面設(shè)置凹凸部，將作為襯片基材的碳纖維與襯片和轉(zhuǎn)子的滑動(dòng)方向大致垂直地排列，從而產(chǎn)生在襯片的纖維與轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面的凹凸之間相互刮擦的效果，并且相互滑動(dòng)方向的阻力增加，可在襯片與轉(zhuǎn)子之間穩(wěn)定維持高的摩擦系數(shù)。并且，由于可在襯片與轉(zhuǎn)子之間穩(wěn)定維持高的摩擦系數(shù)，因而通過減小襯片按壓轉(zhuǎn)子的力，線圈的量減少，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的小型化、輕量化，可減少制造制動(dòng)裝置時(shí)CO2的排放。而且，通過減小襯片按壓轉(zhuǎn)子的力，線圈的通電量減少，并且發(fā)熱性減少，因而制動(dòng)裝置的可靠性提高。實(shí)施方式2說明本實(shí)施方式2中的上述襯片I的制造方法。首先，說明制造裝置的結(jié)構(gòu)。圖6的(a)是用于制造將碳纖維3結(jié)合而形成的襯片I的制造裝置，圖6的(b)是將在圖6的Ca)中制造出的碳纖維3結(jié)合而形成的襯片I的截面圖。圖6的(a)的制造裝置在固定的多個(gè)線軸21的曲面各卷繞一根碳纖維3，具有多個(gè)用于將卷繞的多根碳纖維3排列成單股(one set)布置的第I輥22。碳纖維3例如使用將直徑10微米 17微米左右的碳纖維原絲捻成的碳纖維。并且，設(shè)有粉體箱13，該粉體箱13具有調(diào)合材料12，該調(diào)合材料12是用于將調(diào)合材料12摻雜到排列于第I輥22的多根單股碳纖維3的粉狀的熱固化性樹脂。而且，存在多個(gè)第2輥23，該第2輥23能夠?qū)⒏街姓{(diào)合材料12的多根單股碳纖維3捻成一根，并能夠進(jìn)行隨著從輥的兩端朝向中央部而下降傾斜的旋轉(zhuǎn)。并且，設(shè)有第3輥24，第3輥24能夠捆束捻搓由第2輥23捻成一根的多根單股碳纖維3，具有隨著從輥的兩端朝向中央部而下降傾斜的形狀并旋轉(zhuǎn)。而且，具有未圖示的壓力機(jī)(press) 14，壓力機(jī)14用于對由第3輥24捻成的纖維束進(jìn)行加熱和加壓成形，使碳纖維3結(jié)合變密。并且，具有驅(qū)動(dòng)部、未圖示的切斷機(jī)和未圖示的燒制機(jī)，驅(qū)動(dòng)部用于在由壓力機(jī)14進(jìn)行加熱和加壓成形后，將纖維束向離開壓力機(jī)的方向拉出，切斷機(jī)將通過驅(qū)動(dòng)部后的襯片I切斷，燒制機(jī)對由切斷機(jī)切斷后的襯片I進(jìn)行燒制。圖6的(b)示出使用圖6的(a)所示的制造裝置形成的襯片1，即使用燒制機(jī)燒制形成的襯片I的截面圖。圖6的(b)的襯片I由多根碳纖維3和用于使變密的纖維間成為一體的調(diào)合材料12構(gòu)成，將碳纖維3彼此之間牢固捆束。襯片I例如縱70mm 80mmX橫70mm 80mm,或者直徑70mm 80mm,由切斷機(jī)切斷后的長度是5mm IOmm左右。下面說明本實(shí)施方式2中的制造方法。在圖6的(a)中，未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)在使碳纖維3旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行拉伸，從而拉伸卷繞在線軸21的碳纖維3，并且卷繞在線軸21的碳纖維3被解開。從多個(gè)線軸21解開的多根碳纖維3排列在第I輥，第I輥旋轉(zhuǎn)而送出纖維。然后，使由第I輥送出的多根碳纖維3通到預(yù)先配合填充有調(diào)合材料12的粉體箱13中，使調(diào)合材料摻雜到纖維間之后，使用第2輥23捻搓碳纖維3。該第2輥23隨著朝向中央而傾斜，碳纖維3集中于中央。因此，與在對通過沖壓加工進(jìn)行加熱和加壓成形而形成的碳纖維3結(jié)合體即襯片I進(jìn)行拉伸的同時(shí)進(jìn)行捻搓的驅(qū)動(dòng)機(jī)的作用相互結(jié)合，捆束通過第2輥23后的碳纖維3。同時(shí)使用相同步驟，制成多根摻雜調(diào)合材料后捻成的碳纖維3。這樣，將多根捻成的碳纖維3由輥24進(jìn)一步反復(fù)捻搓而形成預(yù)定粗度之后，將成為一根的纖維束由壓力機(jī)14進(jìn)行加壓和加熱的同時(shí)成形并切斷成預(yù)定長度。由此，使捆束纖維束的熱固化性樹脂的調(diào)合材料12堅(jiān)固。然后，在使用未圖示的切斷機(jī)切斷后，使用未圖示的燒制機(jī)燒制來加強(qiáng)樹脂，從而如圖6的(b)所示，可得到多根碳纖維3變密成形的襯片I。在本發(fā)明中，由于設(shè)置分成多次進(jìn)行捻搓的工序，因而可生成碳纖維間的密度更高、剛性更高，并且調(diào)合材料12容易附著在碳纖維間且捆束力高的襯片I。因此，即使與轉(zhuǎn)子2滑動(dòng)，襯片I也不會(huì)破損。粉體箱13中的調(diào)合材料12由摩擦調(diào)整劑、填充劑、結(jié)合劑等構(gòu)成。作為摩擦調(diào)整齊IJ，使用漆樹粉、橡膠粉、銅、鋅、氧化鋁、氧化鋯等，作為填充劑，使用碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、硫化錫等，作為結(jié)合劑，使用酚醛樹脂、密胺樹脂、聚酰亞胺等。根據(jù)圖6所示的制造方法，只需將燒制形成的一根纖維束切斷就能連續(xù)制造多個(gè)襯片，不需要價(jià)格高昂的模具，可廉價(jià)制造。并且，由于設(shè)置分成多次進(jìn)行捻搓的工序，因而可生成碳纖維間的密度增高、剛性增聞，并且調(diào)合材料12容易附著在碳纖維間且擁束力聞的襯片。并且，圖7示出在襯片I內(nèi)混入繩狀的橡膠材料即繩狀高摩擦劑15。如圖7所示，在對碳纖維3進(jìn)行加熱、成形之前將繩狀的例如橡膠材料等摩擦系數(shù)高的摩擦材料即繩狀高摩擦材料15與纖維一起捻搓，從而可進(jìn)一步增大摩擦系數(shù)。通常，為了提高摩擦系數(shù)，有時(shí)填充粒狀的橡膠等，然而有時(shí)由于磨損而產(chǎn)生表面劣化并脫落，或者由于摩擦熱而固化并脫落。與此相對，在圖6所示的制造法中，使用排列在長度方向的材料確保強(qiáng)度，繩狀高摩擦材料15不會(huì)脫落，并且，即使由于摩擦熱而使溫度上升，也只是表面劣化，可確保穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。該摩擦材料與襯片I中構(gòu)成的碳纖維3的長度大致相等。圖8是示出多種材料與碳纖維3 —起混入襯片I內(nèi)的截面圖。作為混入襯片I內(nèi)的材料，不限定于繩狀高摩擦材料15這一種，如圖8所示，例如通過將金屬絲狀的耐磨損性材料16等多種長條狀的摩擦材料與纖維一起捻搓，可廉價(jià)制造具有各種摩擦特性的襯片
I。耐磨損性材料16使用例如鎢或者鑰等。上述示出使用制造裝置制作襯片I的例子，然而有時(shí)需要比從上述制造裝置得到的襯片I大的襯片20。在該情況下，還可考慮增加制造裝置使用的碳纖維3的根數(shù)，也可以減少圖6的(b)所示的襯片I中構(gòu)成的碳纖維3的根數(shù)，將其作為I個(gè)部段連接多個(gè)來制作襯片。這里，部段構(gòu)成襯片20的一部分。然后，可使將多個(gè)部段并列連接成為一體而制成襯片。圖9的(a)示出部段17的截面圖，與圖6的(b)對應(yīng)。圖6的(b)是將其自身作為襯片安裝在曳引機(jī)的觸板9，圖9的(b)僅是襯片的一部分。圖9的(b)示出將多個(gè)部段17連接而形成的襯片20的截面圖。如圖9所示，可將多個(gè)襯片的部段17并列連接來制作大尺寸的襯片20。部段17由多根碳纖維3和將它們牢固捆束的調(diào)合材料12構(gòu)成。為了改變I個(gè)部段中構(gòu)成的碳纖維3的根數(shù)，只要減少在上述制造裝置中使用的碳纖維3的根數(shù)即可。由此，如圖9的(b)所示，使用粘接劑等以多個(gè)并列排列的方式粘接比圖6的(b)的襯片I小的圖9的(a)的部段17來制造襯片I。然后，使用粘接劑等將由多個(gè)部段17構(gòu)成的襯片20與觸板9直接粘接，或者隔著基板與觸板9粘接。這樣，通過并列粘接多個(gè)減少在上述制造裝置中使用的碳纖維3的根數(shù)而形成的部段17，可減少捻搓根數(shù)，結(jié)果，線軸和輥等的個(gè)數(shù)得到削減，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化，并且可抑制工廠內(nèi)CO2的排放，可廉價(jià)制造。實(shí)施方式3使用

本實(shí)施方式3中的制動(dòng)襯片和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。除了對轉(zhuǎn)子2進(jìn)行制動(dòng)的襯片的形狀以外，曳引機(jī)4等的結(jié)構(gòu)是與實(shí)施方式I相同的結(jié)構(gòu)，因而省略。在實(shí)施方式I中，對將碳纖維3與相對滑動(dòng)方向大致垂直地排列形成的襯片I作了描述，然而也可以較短地切斷碳纖維3而增大摩擦系數(shù)。圖10的(a)示出制動(dòng)器釋放時(shí)設(shè)有短纖維的襯片與旋轉(zhuǎn)體即轉(zhuǎn)子2的配置關(guān)系，圖10的(b)示出制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)設(shè)有短纖維的襯片與轉(zhuǎn)子2的配置關(guān)系，圖10的(c)是示出襯片的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖10的(a)示出轉(zhuǎn)子2和襯片25產(chǎn)生間隙的狀態(tài)即制動(dòng)器釋放時(shí)。并且，與實(shí)施方式I同樣，使用曳引機(jī)的轉(zhuǎn)子2、襯片25以及觸板9進(jìn)行動(dòng)作，轉(zhuǎn)子2被加工成預(yù)定的表面形狀，襯片25由較短地切斷實(shí)施方式2所示的碳纖維3而得到的短纖維18構(gòu)成，觸板9將襯片25固定并通過支承螺栓10與曳引機(jī)4的可動(dòng)鐵心8聯(lián)動(dòng)。并且，在制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，如圖10的(b)所示，成為形成在襯片25的短纖維18與轉(zhuǎn)子2的凹凸部相互刮擦的結(jié)構(gòu)。并且，在圖10的(c)中，襯片25使用含有粉狀的熱固化性樹脂的調(diào)合材料12來固化。通過短纖維18露出到表面，剛性高的纖維刮擦轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周面時(shí)的阻力增大，能夠提高摩擦系數(shù)。這樣的襯片25由較短地切斷碳纖維3而形成的短纖維18和調(diào)合材料12構(gòu)成，使用以往的加工工序來制造，即，將它們混合并投入到模具中，使用用于在對模具進(jìn)行加熱的同時(shí)成形的壓力機(jī)進(jìn)行加壓。然后，襯片25的表面保持在粗糙的突起狀的短纖維起毛的狀態(tài)。這樣，不用特別變更以往襯片I的制造工序，因而可抑制設(shè)備投資，可得到廉價(jià)且高質(zhì)量的襯片。下面，說明本實(shí)施方式3中的制動(dòng)裝置的動(dòng)作。省略與實(shí)施方式I相同的動(dòng)作。圖11以纖維長度為參數(shù)示出摩擦系數(shù)與摩擦距離的關(guān)系。圖11的橫軸表示摩擦距離，縱軸表示摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)是指轉(zhuǎn)子2與襯片25滑動(dòng)的狀態(tài)下作用于滑動(dòng)面的摩擦力與垂直按壓滑動(dòng)面的力之比，摩擦距離是指在襯片25與轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下接觸滑動(dòng)的距離。短纖維18是較短地切斷碳纖維3而得到的，長纖維是碳纖維3自身。在圖10和圖11中，從襯片25開始與轉(zhuǎn)子2接觸到襯片25與轉(zhuǎn)子2磨合，S卩，從襯片按壓轉(zhuǎn)子2到襯片與轉(zhuǎn)子的接觸面壓高的部分被選擇性地削去而使接觸面壓處于相同狀態(tài)，摩擦系數(shù)小且不穩(wěn)定。不過，在摩擦預(yù)定距離而使襯片I與轉(zhuǎn)子2磨合的狀態(tài)下，摩擦系數(shù)大致穩(wěn)定在固定值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)短纖維18的長度是0.1mm以上Imm以下時(shí)，襯片25與轉(zhuǎn)子2之間的摩擦系數(shù)超過0.5，能夠得到較大的值。如上所述，基材使用短纖維18，然而如圖12所示，可以使用短纖維18和比短纖維長的長纖維即碳纖維3作為基材。通過使用碳纖維3和短纖維18作為基材，可得到機(jī)械強(qiáng)度大的襯片。假定短纖維是0.1mm以上Imm以下,碳纖維3是5mm以上IOmm以下。在僅使用短纖維18作為基材的情況下，纖維彼此之間難以摻雜，因而有時(shí)剪斷、彎曲等導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度減小。即，碳纖維3具有防止短纖維18剝落等的功能，短纖維18具有增大摩擦系數(shù)的功能。因此，通過使用長纖維和短纖維，享受雙方的優(yōu)點(diǎn)。另外，在圖12中，示出使用2種長度的碳纖維的例子，然而也可以使用3種以上長度的碳纖維，例如增加短纖維18的長度和碳纖維3的長度之間的長度的纖維等。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式3，通過使用短纖維18來增大襯片25與轉(zhuǎn)子2的摩擦系數(shù)，因而可相應(yīng)地減小設(shè)于固定鐵心7的彈簧的彈力和內(nèi)置于固定鐵心7的線圈7a的電磁引力，從而可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的小型化、輕量化，以及降低制動(dòng)裝置的耗電。并且，通過組合使用長度不同的纖維，可得到摩擦系數(shù)高且機(jī)械強(qiáng)度大的襯片，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的小型化、輕量化，以及降低制動(dòng)裝置的耗電。實(shí)施方式4下面使用圖13說明本發(fā)明的實(shí)施方式4中的電梯裝置。曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)與上述相同，因而省略。圖13示出使用包含本實(shí)施方式中的制動(dòng)裝置的曳引機(jī)的電梯裝置的結(jié)構(gòu)。在建筑物的最上層設(shè)有機(jī)械室26。在機(jī)械室26的地板固定有實(shí)施方式I所示的曳引機(jī)4。如上所述，在曳引機(jī)4設(shè)有借助軸承以固定軸6為中心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子2，以級差方式安裝在轉(zhuǎn)子2的固定軸方向的繩輪與轉(zhuǎn)子2 —起旋轉(zhuǎn)。并且，在繩輪設(shè)有用于懸吊轎廂28和對重29的繩索27。并且，轎廂28與對重29平衡。當(dāng)從未圖示的電源部向曳引機(jī)4的定子供電時(shí)，曳引機(jī)4的轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)。伴隨轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)，繩輪旋轉(zhuǎn)。由此，固定在懸掛于繩輪的繩索27兩端的對重29和轎廂28上下動(dòng)作。另外，在本實(shí)施方式中，示出曳引機(jī)4設(shè)于建筑物的機(jī)械室的結(jié)構(gòu)，然而例如也可以配置在井道內(nèi)壁等。本實(shí)施方式中的內(nèi)置于曳引機(jī)4的制動(dòng)裝置例如是圖1所示的結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定維持高的摩擦系數(shù)，因而可減小內(nèi)置于制動(dòng)裝置的線圈7a的電磁引力，從而電梯動(dòng)作時(shí)制動(dòng)器釋放所需要的耗電減少，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的耗電降低和電梯的耗電降低。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明不僅可用于電梯的曳引機(jī)，而且可用于機(jī)動(dòng)車的各種輪胎的制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等產(chǎn)業(yè)設(shè)備、電機(jī)用制動(dòng)器、離合系統(tǒng)等。標(biāo)號說明

1:襯片；2:轉(zhuǎn)子；3:碳纖維；4:曳引機(jī)；6:固定軸；7:固定鐵心；7a:線圈；8:可動(dòng)鐵心；9:觸板；10:支承螺檢；11:彈黃；12:調(diào)合材料；13:粉體箱；14:壓力機(jī)；15:繩狀高摩擦材料;16:耐磨損性材料；17:部段；18:短纖維；19:殼體；20:襯片；21:線軸；22:第I輥；23 第2棍；24:第3棍；25:襯片；26:機(jī)械室；27:繩索；28:轎廂；29:對重；30 支承部。
權(quán)利要求
1.一種制動(dòng)裝置，其特征在于，所述制動(dòng)裝置具有: 筒狀的旋轉(zhuǎn)體，其能夠借助軸承以固定軸為中心旋轉(zhuǎn)； 固定鐵心，其配置在所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)部并固定在支承所述固定軸的殼體，內(nèi)置有線圈； 可動(dòng)鐵心，其通過所述線圈的勵(lì)磁被所述固定鐵心吸引而與之接觸，通過設(shè)于所述固定鐵心的彈簧而受到反作用力；以及 制動(dòng)襯片，其設(shè)于所述可動(dòng)鐵心，是能夠與設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的凹凸部相互滑動(dòng)，且在與滑動(dòng)方向大致垂直的方向排列纖維并利用捆束所述纖維的調(diào)合材料使之堅(jiān)固的成型品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)裝置，其特征在于， 在向所述線圈通電，使所述固定鐵心與所述可動(dòng)鐵心之間產(chǎn)生比所述彈簧具有的彈力大的電磁引力的情況下，使所述制動(dòng)襯片與所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面之間產(chǎn)生間隙， 在停止所述線圈的通電，不使所述固定鐵心與所述可動(dòng)鐵心之間產(chǎn)生電磁引力的情況下，借助所述彈簧具有的彈力，使所述固定鐵心與所述可動(dòng)鐵心之間產(chǎn)生間隙，使所述制動(dòng)襯片的纖維和所述旋轉(zhuǎn)體的 凹凸部相互滑動(dòng)，對所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行制動(dòng)。
3.一種電梯裝置，其特征在于，在電梯的機(jī)械室或者井道內(nèi)設(shè)置有權(quán)利要求1所述的制動(dòng)裝直。
4.一種制動(dòng)襯片的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有如下步驟: 附著步驟，在利用拉出多根纖維的驅(qū)動(dòng)機(jī)拉出所述纖維的同時(shí)，將用于捆束所述纖維的調(diào)合材料附著到所述纖維； 捆束步驟，將在所述附著步驟中附著有所述調(diào)合材料的所述纖維反復(fù)捻搓捆束； 成形步驟，對在所述捆束步驟中捆束形成的纖維束進(jìn)行加熱和加壓成形；以及 切斷步驟，將在所述成形步驟中成形的所述纖維束切斷成為制動(dòng)襯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制動(dòng)襯片的制造方法，其特征在于，在所述捆束步驟中，將所述纖維與高摩擦系數(shù)的摩擦材料一起捻搓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制動(dòng)襯片的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有如下步驟:利用粘接劑將在所述切斷步驟中切斷的多個(gè)所述纖維束并列連接而成為一體。
7.—種制動(dòng)襯片，所述制動(dòng)襯片固定在能夠借助軸承以固定軸為中心旋轉(zhuǎn)的筒狀的旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)部，按壓所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面，與所述旋轉(zhuǎn)體的凹凸部相互滑動(dòng)，對所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行制動(dòng)，其特征在于， 所述制動(dòng)襯片是在相對于與所述旋轉(zhuǎn)體的凹凸部相互滑動(dòng)的方向大致垂直的方向排列纖維，并利用捆束所述纖維的調(diào)合材料使之堅(jiān)固的成型品。
8.—種制動(dòng)襯片，所述制動(dòng)襯片固定在能夠借助軸承以固定軸為中心旋轉(zhuǎn)的筒狀的旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)部，按壓所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面，與所述旋轉(zhuǎn)體的凹凸部相互滑動(dòng)，對所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行制動(dòng)，其特征在于， 所述制動(dòng)襯片是對于長度為0.1mm以上Imm以下的多根短碳纖維，利用捆束所述纖維的調(diào)合材料使之堅(jiān)固而形成的成型品。
9.一種制動(dòng)襯片，所述制動(dòng)襯片固定在能夠借助軸承以固定軸為中心旋轉(zhuǎn)的筒狀的旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)部，按壓所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面，與所述旋轉(zhuǎn)體的凹凸部相互滑動(dòng)，對所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行制動(dòng)，其特征在于， 所述制動(dòng)襯片是對于長度為0.1mm以上Imm以下的多根短碳纖維和長度為5mm以上10mm以下的多根長碳纖維，利用捆束所述長碳纖維和所述短碳纖維的調(diào)合材料使之堅(jiān)固而形成的成型品。
全文摘要
本發(fā)明通過制動(dòng)襯片與轉(zhuǎn)子的摩擦系數(shù)高的襯片結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子表面的形狀以及襯片的制造方法來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的小型化、輕量化、低耗電化。為了達(dá)到本目的，本發(fā)明的制動(dòng)裝置具有旋轉(zhuǎn)體，其以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)；固定鐵心，其配置在旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)部，內(nèi)置有線圈；可動(dòng)鐵心，其通過線圈的勵(lì)磁被固定鐵心吸引而與之接觸，通過設(shè)于固定鐵心的彈簧而受到反作用力；以及制動(dòng)襯片，其設(shè)于可動(dòng)鐵心，是能夠與旋轉(zhuǎn)體的凹凸部相互滑動(dòng)，且在與滑動(dòng)方向大致垂直的方向排列纖維并利用調(diào)合材料固定的成型品。并且，通過在捻搓纖維時(shí)混入摩擦材料來制作混入有摩擦材料的捻絲，在準(zhǔn)備多根該捻絲繼續(xù)捻搓的工序中制作預(yù)定粗度的捻絲，最后對捻絲進(jìn)行加熱、加壓，從而制造出這樣的襯片。
文檔編號F16D69/00GK103080592SQ201080068919
公開日2013年5月1日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者太田齋, 橋本昭 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社