制动装置、制动衬片、制动衬片的制造方法以及电梯装置.pdf

本发明通过制动衬片与转子的摩擦系数高的衬片结构、转子表面的形状以及衬片的制造方法来实现制动装置的小型化、轻量化、低耗电化。为了达到本目的，本发明的制动装置具有：旋转体，其以旋转轴为中心旋转；固定铁心，其配置在旋转体的内部，内置有线圈；可动铁心，其通过线圈的励磁被固定铁心吸引而与之接触，通过设于固定铁心的弹簧而受到反作用力；以及制动衬片，其设于可动铁心，是能够与旋转体的凹凸部相互滑动，且在与滑动方向大致垂直的方向排列纤维并利用调合材料固定的成型品。并且，通过在捻搓纤维时混入摩擦材料来制作混入有摩擦材料的捻丝，在准备多根该捻丝继续捻搓的工序中制作预定粗度的捻丝，最后对捻丝进行加热、加压，从而制造出这样的衬片。

权利要求书一种制动装置，其特征在于，所述制动装置具有：
筒状的旋转体，其能够借助轴承以固定轴为中心旋转；
固定铁心，其配置在所述旋转体的内部并固定在支承所述固定轴的壳体，内置有线圈；
可动铁心，其通过所述线圈的励磁被所述固定铁心吸引而与之接触，通过设于所述固定铁心的弹簧而受到反作用力；以及
制动衬片，其设于所述可动铁心，是能够与设于所述旋转体的内周面的凹凸部相互滑动，且在与滑动方向大致垂直的方向排列纤维并利用捆束所述纤维的调合材料使之坚固的成型品。
根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
在向所述线圈通电，使所述固定铁心与所述可动铁心之间产生比所述弹簧具有的弹力大的电磁引力的情况下，使所述制动衬片与所述旋转体的内周面之间产生间隙，
在停止所述线圈的通电，不使所述固定铁心与所述可动铁心之间产生电磁引力的情况下，借助所述弹簧具有的弹力，使所述固定铁心与所述可动铁心之间产生间隙，使所述制动衬片的纤维和所述旋转体的凹凸部相互滑动，对所述旋转体进行制动。
一种电梯装置，其特征在于，在电梯的机械室或者井道内设置有权利要求1所述的制动装置。
一种制动衬片的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有如下步骤：
附着步骤，在利用拉出多根纤维的驱动机拉出所述纤维的同时，将用于捆束所述纤维的调合材料附着到所述纤维；
捆束步骤，将在所述附着步骤中附着有所述调合材料的所述纤维反复捻搓捆束；
成形步骤，对在所述捆束步骤中捆束形成的纤维束进行加热和加压成形；以及
切断步骤，将在所述成形步骤中成形的所述纤维束切断成为制动衬片。
根据权利要求4所述的制动衬片的制造方法，其特征在于，在所述捆束步骤中，将所述纤维与高摩擦系数的摩擦材料一起捻搓。
根据权利要求4所述的制动衬片的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有如下步骤：利用粘接剂将在所述切断步骤中切断的多个所述纤维束并列连接而成为一体。
一种制动衬片，所述制动衬片固定在能够借助轴承以固定轴为中心旋转的筒状的旋转体的内部，按压所述旋转体的内周面，与所述旋转体的凹凸部相互滑动，对所述旋转体进行制动，其特征在于，
所述制动衬片是在相对于与所述旋转体的凹凸部相互滑动的方向大致垂直的方向排列纤维，并利用捆束所述纤维的调合材料使之坚固的成型品。
一种制动衬片，所述制动衬片固定在能够借助轴承以固定轴为中心旋转的筒状的旋转体的内部，按压所述旋转体的内周面，与所述旋转体的凹凸部相互滑动，对所述旋转体进行制动，其特征在于，
所述制动衬片是对于长度为0.1mm以上1mm以下的多根短碳纤维，利用捆束所述纤维的调合材料使之坚固而形成的成型品。
一种制动衬片，所述制动衬片固定在能够借助轴承以固定轴为中心旋转的筒状的旋转体的内部，按压所述旋转体的内周面，与所述旋转体的凹凸部相互滑动，对所述旋转体进行制动，其特征在于，
所述制动衬片是对于长度为0.1mm以上1mm以下的多根短碳纤维和长度为5mm以上10mm以下的多根长碳纤维，利用捆束所述长碳纤维和所述短碳纤维的调合材料使之坚固而形成的成型品。

说明书制动装置、制动衬片、制动衬片的制造方法以及电梯装置
技术领域
本发明涉及适合用于电梯等的制动机构的制动衬片及其制造方法。
背景技术
以往，为了稳定保持制动衬片的摩擦系数而采用如下方法：将芳纶纤维的短纤维等与橡胶基材配合而形成衬片，通过研磨剂的研磨来进行起毛处理，从而在相对于与转子的摩擦面大致正交的方向使纤维起毛（参照专利文献1）。
并且，例如有如下方法：利用车床等在与制动盘的旋转方向相同的方向对制动盘与制动衬片的摩擦面进行加工，从而得到高的摩擦系数。而且，通过在横切制动盘的旋转方向的方向对制动盘与制动衬片的摩擦面进行加工，促进磨损颗粒在加工网眼上的堆积，通过使衬片材料向制动盘移动来减少磨损（参照专利文献2）。
此外，还有如下方法：在制动衬片中配合软木颗粒或有机质纤维，在与接触材料的摩擦面形成润滑膜，从而增大摩擦系数（参照专利文献3）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8‑152033号公报（第0019段、图2）
专利文献2：日本特开2000‑104765号公报（第0015段、第0018段、图3、图5）
专利文献3：日本特开昭59‑19732号公报（第1、2页）
发明内容
发明要解决的课题
然而，在使短纤维等与橡胶基材配合后使纤维起毛的情况下，由于基材柔软，因而通过长期使用而使纤维的方向平行于滑动方向，刮擦效应降低，存在摩擦系数逐渐减小的问题。并且，通过长时间使用橡胶，橡胶塑性变形。通常，曳引机的制动装置在转子的旋转停止的状态下制动，因而在制动器制动时，利用弹簧使衬片按压转子。另一方面，以在制动器释放时利用比弹力大的电磁引力将衬片从转子拉开的方式构成制动装置。在衬片与转子的摩擦系数大的情况下，可减小弹力和电磁引力，然而在制动器释放时，需要与塑性变形量对应地额外地吸引衬片。这样，由于吸引衬片的行程增加而需要增大电磁引力，存在耗电增加、制动装置大型化的问题。并且，在塑性变形量大的情况下，吸引衬片变得困难，有可能使设备的可靠性劣化。
并且，在盘上设置加工网眼而使磨损颗粒移动的情况下，由于温湿度等周围的环境变化而使盘或者衬片的表面状态变化，存在摩擦系数下降的问题，有可能不能确保稳定的制动力。
而且，作为增大摩擦系数的方法而具有如下方法：使作为衬片的成分的本来具有高摩擦系数的软木或橡胶等成为细微的颗粒状混入到衬片中。然而，由于软木或橡胶等的颗粒大小，使得稳定保持摩擦系数变得困难，例如在摩擦时颗粒脱离从而摩擦系数下降等。因此，预先较大地估计摩擦系数的下降来设计制动装置，产生制动装置的小型化变得困难的问题。
本发明正是为了解决上述问题而完成的，提供一种制动衬片，能够在衬片与转子之间维持稳定的摩擦系数，通过减小使衬片按压转子的力，可实现制动装置的小型化、轻量化，可减少制造制动装置时CO2的排放。
用于解决课题的手段
本发明的制动装置具有：筒状的旋转体，其能够借助轴承以固定轴为中心旋转；固定铁心，其配置在旋转体的内部并固定在支承固定轴的壳体，内置有线圈；可动铁心，其通过线圈的励磁被固定铁心吸引而与之接触，通过设于固定铁心的弹簧而受到反作用力；以及制动衬片，其设于可动铁心，是能够与设于旋转体的内周面的凹凸部相互滑动，且在与滑动方向大致垂直的方向排列纤维并利用捆束纤维的调合材料使之坚固的成型品。
发明效果
根据本发明，由于是在转子的内周面设置突起，将作为衬片基材的碳纤维与衬片和转子的滑动方向大致垂直地排列而成的成型品，因而在衬片的碳纤维与转子的内周面的凹凸之间产生相互刮擦的效应，并且相互滑动方向的阻力增加，可在衬片与转子之间维持稳定的摩擦系数。因此，可得到如下效果：通过减小使衬片按压转子的力，实现制动装置的小型化、轻量化、低耗电化，并且，可减少制造制动装置时CO2的排放。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的曳引机和制动装置的结构的示意图。
图2是本发明的实施方式1的衬片和转子的示意图。
图3是本发明的实施方式1的衬片和转子的示意图。
图4是本发明的实施方式1的转子的内周面的形状的示意图。
图5是本发明的实施方式1的转子的内周面的形状的示意图。
图6是示出本发明的实施方式2的制造方法的示意图。
图7是本发明的实施方式2的衬片的截面图。
图8是本发明的实施方式2的衬片的截面图。
图9是本发明的实施方式2的衬片的截面图。
图10是本发明的实施方式3的衬片和转子的示意图。
图11是示出本发明的实施方式3的摩擦系数与滑动距离的关系的图。
图12是本发明的实施方式3的衬片的示意图。
图13是本发明的实施方式4的电梯装置的结构的示意图。
具体实施方式
实施方式1
使用附图说明本实施方式1中的制动装置的结构。图1示出本发明的制动衬片和转子内置的电梯用曳引机。另外，以下所述的衬片和转子不仅能够应用于电梯的曳引机，而且能够应用于机动车的各种轮胎的制动器、电动机、卷扬机等产业设备、电机用制动器、离合系统等。并且，以下示出内部扩展型的制动装置的例子，然而也能够应用于鼓式制动器、盘式制动器等不依赖于制动方式而使用摩擦材料的制动装置。
在图1中，在电梯机械室的地板或者井道内壁安装有曳引机4的壳体19。在曳引机4的中央部设有用于悬挂与电梯轿厢连接的绳索的未图示的绳轮。并且，在固定于绳轮并与绳轮一起旋转的筒状的转子2的中心设有一端由壳体19支承的固定轴6。并且，转子2经由覆盖固定轴6的外周面的轴承以固定轴6为中心旋转。绳轮以级差方式安装在转子2的固定轴方向，以固定轴6为中心旋转。并且，在转子2的外周面设有永久磁铁，内置有以与转子2的外周面相对的方式配置的线圈的未图示的定子固定在壳体19。
曳引机4的制动装置由固定铁心7、可动铁心8、转子2和衬片1构成。衬片1是用于对作为旋转体的转子2的旋转进行制动的摩擦材料，固定在触板9。并且，在转子2的内周面的整个圆周方向形成有用于与衬片1滑动的凹凸部。并且，壳体19的一部分即支承部30与转子2的内周面相对，受到由于转子2的旋转而作用于触板9的力。并且，在转子的固定轴6的周围即转子2的内部，利用螺栓在壳体19的一部分固定不旋转的截面コ形状的固定铁心7。并且，在固定铁心7的一侧内置有例如2个线圈7a。该线圈7a卷绕在固定轴6的进深方向，并且，可动铁心8相对于固定铁心7保持间隙地配置，使得在线圈7a通电而励磁的情况下，可动铁心8成为电磁铁而吸引固定铁心7。并且，在筒状的套筒内固定弹簧11的一端，弹簧11的另一端固定在固定铁心7。而且，套筒的一部分配置在固定铁心7的内部。
相对于固定铁心7移动的可动铁心8在制动器制动时，即在转子2与衬片1滑接时在与固定铁心7之间具有稍许间隙；在制动器释放时，即在线圈7a励磁时，在转子2与衬片1不滑接时与固定铁心7接触。并且，在可动铁心8中，在与固定铁心7接触一侧的相反侧的表面固定有支承螺栓10，支承螺栓10是用于连接可动铁心8和触板9的螺栓。并且，衬片1使用粘接剂或螺钉等固定在触板9。在图1所示的制动器制动时，固定在触板9的衬片1与转子2接触，在制动器释放时，在转子2与衬片1之间产生间隙。该间隙对应于制动器制动时在固定铁心7与可动铁心8之间具有的间隙。
图2的（a）和图2的（b）是示意性示出在本发明的实施方式1中的衬片1与转子2滑动前后，即制动器释放时和制动器制动时衬片1和转子2的配置和形状的图。并且，图3是示意性示出本发明的实施方式1中的与衬片1滑动的曳引机的转子2的配置以及别的形状的图。而且，图4是示意性示出本发明的实施方式1中的转子2的内周面的形状的图，图5是示意性示出本发明的实施方式1中的转子2的别的内周面的形状的图。
在图2的（a）中，衬片1以碳纤维3为基材，在纤维之间由调合材料12使之坚固变密而成为成型品的状态下粘接在触板9。并且，在图2的（a）的制动器释放时，即在转子2旋转中的情况下，在以衬片1与转子2不接触的方式产生间隙的状态下与转子2相向地配置衬片1。另一方面，在图2的（b）中，衬片1与转子2接触，衬片1和转子2存在相对滑动的关系。衬片1由于与图中箭头所示的衬片和转子的相对滑动方向大致垂直排列的刚性强的碳纤维3由多根调合材料12结合变密，因而刚性更高，即使按压转子2也不会破损。该碳纤维3例如直径约1mm～2mm左右，长度是7mm～10mm。
利用衬片1对转子2的内侧表面即内周面，即转子2的制动面进行制动。并且，为了相对于衬片1的碳纤维3与转子2滑动的方向产生刮擦，在转子2的进深方向（转子2的半径方向）通过切削、研磨等使内周面变粗。该内周面的切削例如是10微米～20微米。通过在转子2的内周面设置具有深度的凹凸，形成衬片1的碳纤维3与转子2的凹凸部相互刮擦的结构。转子2的凹凸部在进深方向的深度可以不均匀，并且，也可以在稍许倾斜的方向设置凹凸。例如，可使用钢球抛光等方法对之字形槽进行加工而得到。另外，碳纤维3变密而成为一体的衬片1使用粘接剂等将衬片1的成为一体的碳纤维3和触板9固定，以使触板9的表面与碳纤维3的长度方向垂直。并且，也可以不采用碳纤维3与转子2的凹凸部的各凹部一致的结构。作为转子2的材料，例如可使用FC材料或FCD材料等，也可以仅使转子2的内周面变为陶瓷系的利用溅射形成的薄膜等。
并且，设于转子2的内周面的形状也可以是图3所示的矩形状。这样的形状可使用例如蚀刻加工的方法来加工。另外，也可以不使各碳纤维3的间距和转子2的凹凸部的间距一致。
而且，设于转子2的内周面的形状也可以是图4所示的形状。图4表示从衬片1观察转子2的方向的转子2的内周面的形状，对转子2的内周面实施纹理化加工。由此，即使在由于温度或湿度等的环境变动而使水分吸附在转子2的内周面的情况下，由于在各个方向形成有槽，因而也可经由槽将水分排出到衬片1与转子2的接触区域外。因此，即使环境变化，也能减小摩擦系数的变动而确保稳定的摩擦系数和制动力。
并且，在图5中，也可以加工成在转子2的内周面形成波纹。通过设置波纹，可增大衬片1与转子2的刮擦阻力，提高摩擦系数。并且，该波纹能够通过利用压缩空气将钢球吹附到内周面的喷丸加工等来形成，可廉价地制造。另外，也可以取代波纹那样的凹陷而形成凸起。
下面对本实施方式1中的制动装置的动作进行说明。在图1中，停止向以与转子2的外周面相对的方式配置的定子内置的线圈通电，并以电的方式使电梯轿厢减速并停止时，由固定轴6支承的筒状的转子2的旋转停止。然后，在转子2完全停止后进行向线圈7a通电的控制，从而衬片1固定转子2，以使停止的轿厢不移动。通常，当曳引机4的转子2旋转时，通过使电流流到内置于固定铁心7的线圈7a，使得线圈7a励磁，在固定铁心7与可动铁心8之间产生电磁引力。然后，可动铁心8被拉向固定铁心7的方向，可动铁心8与固定铁心7接触。此时，由于固定在可动铁心8的弹簧11借助自身始终具有的弹力而将可动铁心8从固定铁心7拉开，因而为了将可动铁心8拉向固定铁心7，需要使线圈7a产生的电磁引力大于弹簧11的弹力。伴随可动铁心8由固定铁心7吸引，固定在可动铁心8的支承螺栓10以及由支承螺栓支承的触板9和衬片1也被拉向固定铁心7的方向。此时，将可动铁心8、触板9和衬片1从转子2拉开，趁着可动铁心8与固定铁心7没有间隙，在衬片1与转子2之间产生间隙，成为制动器释放状态。
并且，在曳引机4的转子2的旋转停止后，向内置于固定铁心7的线圈7a的通电短时间停止，线圈7a的电磁引力丧失。另一方面，由于弹簧11始终具有弹力，因而通过固定铁心7与可动铁心8的接触而收缩的弹簧11借助反作用力而伸长，将可动铁心8从固定铁心7拉开，并且触板9和衬片1按压转子2，转子2制动。
不过，在电梯轿厢工作的状态下发生停电等的情况下，在转子2旋转的状态下电源被切断，因而轿厢惰性运转，绳索使转子2旋转。同时，随着由于停电而不在线圈7a流过电流，衬片1借助弹簧11的弹力按压转子2。此时在转子2旋转的状态下，触板9和衬片1按压转子2，因而衬片1与转子2滑动，之后转子2停止。
在制动器制动时，利用设于曳引机的固定铁心7的弹簧11使可动铁心8移动，按压触板9而对转子2的旋转进行制动，因而为了增大制动力，只要增大弹簧11的弹力或者提高衬片1的摩擦系数即可。不过，当增大弹簧11的弹力时，在制动器释放时用于克服弹簧11的弹力来吸引可动铁心8的线圈7a的电磁力增加，因而内置于固定铁心7的线圈7a的使用量增加，有可能耗电也增大。
另一方面，当提高衬片1的摩擦系数时，可减小为了得到相同制动力所需要的弹簧11的弹力，因而可减小弹簧11，并且能够减小制动器释放时所需要的线圈7a的电磁引力。因此，可抑制用于借助线圈7a的电磁引力将可动铁心8拉向固定铁心7的耗电，可减少固定铁心7自身的大小和重量。并且，通过制动装置的小型化、轻量化，线圈7a的量、固定铁心7的大小等减少，可缩短加工产生的时间，可削减工厂的CO2。
在电梯轿厢升降即曳引机4工作的图2的（a）的状态下，曳引机的转子2旋转，同时制动器处于释放状态。然后，通常以电的方式使轿厢停止，在转子2停止后制动器工作，衬片1按压转子2，曳引机固定不动。另一方面，在停电等的紧急情况下，在转子2旋转的状态下制动器工作，因而在衬片1的碳纤维3与转子2的凹凸部滑动后使转子2停止。由于无数的碳纤维3和转子2具有相互刮擦的形状，因而滑动时的阻力即摩擦力增大，转子2的停止距离减少。并且，由于衬片1是多根结合变密的碳纤维，因而刚性强不会破损，衬片1可稳定维持高的摩擦系数。因此，可减小衬片1按压转子2的力，因而在线圈7a的通电量相同的情况下，线圈7a的量减少，实现制动装置的小型化、轻量化，另一方面，在减少线圈7a的通电量的情况下，可减少制动装置的发热性，制动装置的可靠性提高。
如上所述，根据本实施方式1，在转子的内周面设置凹凸部，将作为衬片基材的碳纤维与衬片和转子的滑动方向大致垂直地排列，从而产生在衬片的纤维与转子的内周面的凹凸之间相互刮擦的效果，并且相互滑动方向的阻力增加，可在衬片与转子之间稳定维持高的摩擦系数。
并且，由于可在衬片与转子之间稳定维持高的摩擦系数，因而通过减小衬片按压转子的力，线圈的量减少，可实现制动装置的小型化、轻量化，可减少制造制动装置时CO2的排放。
而且，通过减小衬片按压转子的力，线圈的通电量减少，并且发热性减少，因而制动装置的可靠性提高。
实施方式2
说明本实施方式2中的上述衬片1的制造方法。首先，说明制造装置的结构。图6的（a）是用于制造将碳纤维3结合而形成的衬片1的制造装置，图6的（b）是将在图6的（a）中制造出的碳纤维3结合而形成的衬片1的截面图。
图6的（a）的制造装置在固定的多个线轴21的曲面各卷绕一根碳纤维3，具有多个用于将卷绕的多根碳纤维3排列成单股（one set）布置的第1辊22。碳纤维3例如使用将直径10微米～17微米左右的碳纤维原丝捻成的碳纤维。并且，设有粉体箱13，该粉体箱13具有调合材料12，该调合材料12是用于将调合材料12掺杂到排列于第1辊22的多根单股碳纤维3的粉状的热固化性树脂。而且，存在多个第2辊23，该第2辊23能够将附着有调合材料12的多根单股碳纤维3捻成一根，并能够进行随着从辊的两端朝向中央部而下降倾斜的旋转。并且，设有第3辊24，第3辊24能够捆束捻搓由第2辊23捻成一根的多根单股碳纤维3，具有随着从辊的两端朝向中央部而下降倾斜的形状并旋转。而且，具有未图示的压力机（press）14，压力机14用于对由第3辊24捻成的纤维束进行加热和加压成形，使碳纤维3结合变密。并且，具有驱动部、未图示的切断机和未图示的烧制机，驱动部用于在由压力机14进行加热和加压成形后，将纤维束向离开压力机的方向拉出，切断机将通过驱动部后的衬片1切断，烧制机对由切断机切断后的衬片1进行烧制。
图6的（b）示出使用图6的（a）所示的制造装置形成的衬片1，即使用烧制机烧制形成的衬片1的截面图。图6的（b）的衬片1由多根碳纤维3和用于使变密的纤维间成为一体的调合材料12构成，将碳纤维3彼此之间牢固捆束。衬片1例如纵70mm～80mm×横70mm～80mm，或者直径70mm～80mm，由切断机切断后的长度是5mm～10mm左右。
下面说明本实施方式2中的制造方法。在图6的（a）中，未图示的驱动机在使碳纤维3旋转的同时进行拉伸，从而拉伸卷绕在线轴21的碳纤维3，并且卷绕在线轴21的碳纤维3被解开。从多个线轴21解开的多根碳纤维3排列在第1辊，第1辊旋转而送出纤维。然后，使由第1辊送出的多根碳纤维3通到预先配合填充有调合材料12的粉体箱13中，使调合材料掺杂到纤维间之后，使用第2辊23捻搓碳纤维3。该第2辊23随着朝向中央而倾斜，碳纤维3集中于中央。因此，与在对通过冲压加工进行加热和加压成形而形成的碳纤维3结合体即衬片1进行拉伸的同时进行捻搓的驱动机的作用相互结合，捆束通过第2辊23后的碳纤维3。同时使用相同步骤，制成多根掺杂调合材料后捻成的碳纤维3。这样，将多根捻成的碳纤维3由辊24进一步反复捻搓而形成预定粗度之后，将成为一根的纤维束由压力机14进行加压和加热的同时成形并切断成预定长度。由此，使捆束纤维束的热固化性树脂的调合材料12坚固。然后，在使用未图示的切断机切断后，使用未图示的烧制机烧制来加强树脂，从而如图6的（b）所示，可得到多根碳纤维3变密成形的衬片1。在本发明中，由于设置分成多次进行捻搓的工序，因而可生成碳纤维间的密度更高、刚性更高，并且调合材料12容易附着在碳纤维间且捆束力高的衬片1。因此，即使与转子2滑动，衬片1也不会破损。
粉体箱13中的调合材料12由摩擦调整剂、填充剂、结合剂等构成。作为摩擦调整剂，使用漆树粉、橡胶粉、铜、锌、氧化铝、氧化锆等，作为填充剂，使用碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硫化锡等，作为结合剂，使用酚醛树脂、密胺树脂、聚酰亚胺等。
根据图6所示的制造方法，只需将烧制形成的一根纤维束切断就能连续制造多个衬片，不需要价格高昂的模具，可廉价制造。
并且，由于设置分成多次进行捻搓的工序，因而可生成碳纤维间的密度增高、刚性增高，并且调合材料12容易附着在碳纤维间且捆束力高的衬片。
并且，图7示出在衬片1内混入绳状的橡胶材料即绳状高摩擦剂15。如图7所示，在对碳纤维3进行加热、成形之前将绳状的例如橡胶材料等摩擦系数高的摩擦材料即绳状高摩擦材料15与纤维一起捻搓，从而可进一步增大摩擦系数。通常，为了提高摩擦系数，有时填充粒状的橡胶等，然而有时由于磨损而产生表面劣化并脱落，或者由于摩擦热而固化并脱落。与此相对，在图6所示的制造法中，使用排列在长度方向的材料确保强度，绳状高摩擦材料15不会脱落，并且，即使由于摩擦热而使温度上升，也只是表面劣化，可确保稳定的摩擦系数。该摩擦材料与衬片1中构成的碳纤维3的长度大致相等。
图8是示出多种材料与碳纤维3一起混入衬片1内的截面图。作为混入衬片1内的材料，不限定于绳状高摩擦材料15这一种，如图8所示，例如通过将金属丝状的耐磨损性材料16等多种长条状的摩擦材料与纤维一起捻搓，可廉价制造具有各种摩擦特性的衬片1。耐磨损性材料16使用例如钨或者钼等。
上述示出使用制造装置制作衬片1的例子，然而有时需要比从上述制造装置得到的衬片1大的衬片20。在该情况下，还可考虑增加制造装置使用的碳纤维3的根数，也可以减少图6的（b）所示的衬片1中构成的碳纤维3的根数，将其作为1个部段连接多个来制作衬片。这里，部段构成衬片20的一部分。然后，可使将多个部段并列连接成为一体而制成衬片。
图9的（a）示出部段17的截面图，与图6的（b）对应。图6的（b）是将其自身作为衬片安装在曳引机的触板9，图9的（b）仅是衬片的一部分。
图9的（b）示出将多个部段17连接而形成的衬片20的截面图。如图9所示，可将多个衬片的部段17并列连接来制作大尺寸的衬片20。部段17由多根碳纤维3和将它们牢固捆束的调合材料12构成。为了改变1个部段中构成的碳纤维3的根数，只要减少在上述制造装置中使用的碳纤维3的根数即可。由此，如图9的（b）所示，使用粘接剂等以多个并列排列的方式粘接比图6的（b）的衬片1小的图9的（a）的部段17来制造衬片1。然后，使用粘接剂等将由多个部段17构成的衬片20与触板9直接粘接，或者隔着基板与触板9粘接。
这样，通过并列粘接多个减少在上述制造装置中使用的碳纤维3的根数而形成的部段17，可减少捻搓根数，结果，线轴和辊等的个数得到削减，可实现设备的小型化，并且可抑制工厂内CO2的排放，可廉价制造。
实施方式3
使用附图说明本实施方式3中的制动衬片和转子的结构。除了对转子2进行制动的衬片的形状以外，曳引机4等的结构是与实施方式1相同的结构，因而省略。在实施方式1中，对将碳纤维3与相对滑动方向大致垂直地排列形成的衬片1作了描述，然而也可以较短地切断碳纤维3而增大摩擦系数。图10的（a）示出制动器释放时设有短纤维的衬片与旋转体即转子2的配置关系，图10的（b）示出制动器制动时设有短纤维的衬片与转子2的配置关系，图10的（c）是示出衬片的结构的截面图。
图10的（a）示出转子2和衬片25产生间隙的状态即制动器释放时。并且，与实施方式1同样，使用曳引机的转子2、衬片25以及触板9进行动作，转子2被加工成预定的表面形状，衬片25由较短地切断实施方式2所示的碳纤维3而得到的短纤维18构成，触板9将衬片25固定并通过支承螺栓10与曳引机4的可动铁心8联动。并且，在制动器制动时，如图10的（b）所示，成为形成在衬片25的短纤维18与转子2的凹凸部相互刮擦的结构。并且，在图10的（c）中，衬片25使用含有粉状的热固化性树脂的调合材料12来固化。通过短纤维18露出到表面，刚性高的纤维刮擦转子2的内周面时的阻力增大，能够提高摩擦系数。
这样的衬片25由较短地切断碳纤维3而形成的短纤维18和调合材料12构成，使用以往的加工工序来制造，即，将它们混合并投入到模具中，使用用于在对模具进行加热的同时成形的压力机进行加压。然后，衬片25的表面保持在粗糙的突起状的短纤维起毛的状态。这样，不用特别变更以往衬片1的制造工序，因而可抑制设备投资，可得到廉价且高质量的衬片。
下面，说明本实施方式3中的制动装置的动作。省略与实施方式1相同的动作。图11以纤维长度为参数示出摩擦系数与摩擦距离的关系。图11的横轴表示摩擦距离，纵轴表示摩擦系数，摩擦系数是指转子2与衬片25滑动的状态下作用于滑动面的摩擦力与垂直按压滑动面的力之比，摩擦距离是指在衬片25与转子2旋转的状态下接触滑动的距离。短纤维18是较短地切断碳纤维3而得到的，长纤维是碳纤维3自身。
在图10和图11中，从衬片25开始与转子2接触到衬片25与转子2磨合，即，从衬片按压转子2到衬片与转子的接触面压高的部分被选择性地削去而使接触面压处于相同状态，摩擦系数小且不稳定。不过，在摩擦预定距离而使衬片1与转子2磨合的状态下，摩擦系数大致稳定在固定值。根据实验，当短纤维18的长度是0.1mm以上1mm以下时，衬片25与转子2之间的摩擦系数超过0.5，能够得到较大的值。
如上所述，基材使用短纤维18，然而如图12所示，可以使用短纤维18和比短纤维长的长纤维即碳纤维3作为基材。通过使用碳纤维3和短纤维18作为基材，可得到机械强度大的衬片。假定短纤维是0.1mm以上1mm以下，碳纤维3是5mm以上10mm以下。在仅使用短纤维18作为基材的情况下，纤维彼此之间难以掺杂，因而有时剪断、弯曲等导致机械强度减小。即，碳纤维3具有防止短纤维18剥落等的功能，短纤维18具有增大摩擦系数的功能。因此，通过使用长纤维和短纤维，享受双方的优点。另外，在图12中，示出使用2种长度的碳纤维的例子，然而也可以使用3种以上长度的碳纤维，例如增加短纤维18的长度和碳纤维3的长度之间的长度的纤维等。
如上所述，根据本实施方式3，通过使用短纤维18来增大衬片25与转子2的摩擦系数，因而可相应地减小设于固定铁心7的弹簧的弹力和内置于固定铁心7的线圈7a的电磁引力，从而可实现制动装置的小型化、轻量化，以及降低制动装置的耗电。
并且，通过组合使用长度不同的纤维，可得到摩擦系数高且机械强度大的衬片，可实现制动装置的小型化、轻量化，以及降低制动装置的耗电。
实施方式4
下面使用图13说明本发明的实施方式4中的电梯装置。曳引机的结构与上述相同，因而省略。图13示出使用包含本实施方式中的制动装置的曳引机的电梯装置的结构。在建筑物的最上层设有机械室26。在机械室26的地板固定有实施方式1所示的曳引机4。如上所述，在曳引机4设有借助轴承以固定轴6为中心旋转的转子2，以级差方式安装在转子2的固定轴方向的绳轮与转子2一起旋转。并且，在绳轮设有用于悬吊轿厢28和对重29的绳索27。并且，轿厢28与对重29平衡。
当从未图示的电源部向曳引机4的定子供电时，曳引机4的转子2旋转。伴随转子2的旋转，绳轮旋转。由此，固定在悬挂于绳轮的绳索27两端的对重29和轿厢28上下动作。
另外，在本实施方式中，示出曳引机4设于建筑物的机械室的结构，然而例如也可以配置在井道内壁等。
本实施方式中的内置于曳引机4的制动装置例如是图1所示的结构，可稳定维持高的摩擦系数，因而可减小内置于制动装置的线圈7a的电磁引力，从而电梯动作时制动器释放所需要的耗电减少，可实现制动装置的耗电降低和电梯的耗电降低。
产业上的可利用性
本发明不仅可用于电梯的曳引机，而且可用于机动车的各种轮胎的制动器、电动机、卷扬机等产业设备、电机用制动器、离合系统等。
标号说明
1：衬片；2：转子；3：碳纤维；4：曳引机；6：固定轴；7：固定铁心；7a：线圈；8：可动铁心；9：触板；10：支承螺栓；11：弹簧；12：调合材料；13：粉体箱；14：压力机；15：绳状高摩擦材料；16：耐磨损性材料；17：部段；18：短纤维；19：壳体；20：衬片；21：线轴；22：第1辊；23：第2辊；24：第3辊；25：衬片；26：机械室；27：绳索；28：轿厢；29：对重；30：支承部。