本发明涉及到靠摩擦接合两表面而动作的制动器和离合器。这些装置称作“摩擦接合装置”。更准确地说，本发明直接涉及到同属一类的制动器和离合器。本发明涉及到用在公知的制动器和离合器结构中支承摩擦垫或摩擦闸瓦的支架。本发明还涉及到具有组合式结构的装在支架上的摩擦块和闸瓦。

在各种机器中广泛使用制动器和离合器的技术是众所周知的。其中，制动器和离合器被广泛地应用到汽车和铁路车辆上。正如下文所述，离合器和制动器的动作在原理上是相类似的。一个共同的特点是在很多离合器和制动器中都使用摩擦来实现连接。离合器和制动器两者的动作原理是将相对旋转表面相互压接触。一般地说，相对旋转表面具有或使其具有高的摩擦系数。

通常，术语“离合器”称为可脱开地偶合连接同轴的两根轴的两邻端，从而使它们一起旋转。当两轴偶合时，离合器接合或合上，当两轴脱开时，离合器脱离或脱开。机械离合器属于两个主要类别：刚性接合和逐步接合。刚性接合离合器也是刚性脱离，从而传动轴不向从动轴传送扭矩，即由机械装置如花键、键或止动销来实现刚性接合。逐步接合离合器是逐渐接合，以使传动轴速度下降并且从动轴速度提高，直到两轴速度相同为止。本发明特别涉及到摩擦型逐步接合离合器。

在汽车和其它通用工具中，逐步接合离合器一般地操作原理是一扁平摩擦表面压向另一个相对旋转的扁平表面。最简单的摩擦离合器包括两相对盘。在汽车中，一个盘一般是发动机飞轮;而另一个，通常不太重的称作加压件或挤压板。其它公知形式的摩擦离合器包括锥形离合器和干片式离合器。目前，摩擦式离合器中几乎所有的干片式离合器都锒有高摩擦系数的合成材料。大多数小汽车和商用车辆都具有单片离合器。一些大型车辆具有双片或三片式离合器。

如上所述，类似于离合器和其它摩擦接合装置的制动器的操作原理是将一摩擦表面接触另一个相对旋转表面。在制动器中，摩擦接触是用来将运动车辆的动能转换成热能。

存在许多具有公知结构的制动器。大多数自动制动器是摩擦制动器，它们一般属于两类：鼓式制动器和盘式制动器。典型的鼓式制动器是胀式制动器，即借助于膨胀机构，制动闸瓦与制动鼓的内侧接触。另一方面，在盘式制动器中，通常使用扁平圆盘作为摩擦表面。当然，这两种通用形式的制动器具有许多型式。其中一些型式是使用铰接摩擦制动闸瓦，制动块装在一个铰接到轴上的支承件上。铰接制动闸瓦鼓式制动器结构的一个例子是罗尔斯一罗依斯（RoLLs-Royce）4闸瓦制动器。铰接制动闸瓦盘式制动器的一个例子是基林（Girling）摇摆盘式制动器。此外，铰接闸瓦摩擦制动器经常用在铁路车辆上。

从上面的论述中可理解到，制动器和离合器的操作原理基本相同。事实上，最早的盘式制动器是模仿多片离合器的。当然，目前典型的盘式制动器仅仅具有单一圆盘和几乎总是具有几个相对小面积的扇形摩擦块。这样，制动器和离合器不同之处在于，离合器是使两轴偶合在一起旋转，而制动器是将旋转轴偶合到静止件上使轴停止旋转。另一方面来说，制动器和离合器两者的动作原理是摩擦表面接触相对旋转的表面，并且两者通常使用装在某种支承上的摩擦片或衬垫。

大多数盘式制动器及某些鼓式制动器的结构中应用了制动块支承架，它相对于制动块接合表面有一固定方向。该支承架可简单地移向或离开对置表面以接合或脱开制动器，制动块相对于相应表面的方向是不变的。这种典型的例子也适合于离合器。

在鼓式制动器中，通常由摩擦材料构成的制动块固定到金属闸瓦上。通常衬垫粘到制动闸瓦上，也可用铆接法将衬垫固定。

整个盘式制动器组件一般包括圆盘，卡钳和摩擦片。摩擦片一般包括由钢背板或闸瓦支承的摩擦材料片，钢背板或闸瓦由卡钳支承且可相对于卡钳移动。早期摩擦片是由各自单独制成，并且通常将它们粘到背板上。在一些情况下，插销或铆钉常常作为粘接失效的备用件。目前，摩擦材料一般是整体模压到背板上，背板上带有多个供摩擦材料填充的开口。

通常，制动器和离合器两者均采用相应的具有高性能的摩擦材料。用在制动器和离合器中的摩擦衬垫上的两种类型的摩擦材料是：纺织材料和模塑材料。纺织摩擦衬垫材料是由纤维纺成纱线制成，有时是绕在黄铜线芯上。纤维可以是天然的或合成的，或是两者结合物。例如，石棉（一般是白色）和其它纤维如玻璃纤维、矿棉、钢丝线和碳纤维最近已被单独使用或者相互结合使用。纱线纺成布后浸渍粘合剂。模塑类摩擦衬垫材料一般是将纤维和树脂或其它粘合剂混合变成面团状的混合物，然后在加压和加热的条件下将混合物模塑成形。

用在制动器和离合器中的摩擦材料要耐磨损并经久耐用。热量增加可大大地加速磨损。因此，为了减少磨损或至少使其影响减至最小，在制动器和离合器中，在所使用的多个摩擦垫中希望获得均匀的负荷，以及在每个摩擦垫的整个表面上希望获得一致的温度分布。在某种程度上，温度分布取决于压力分布。然而，理想的压力分布并不总是产生理想的温度分布。特别是，已经发现恰恰在取得均匀的压力分布时，接合表面上会产生过热点。这些过热点导致快速磨损。

相等负荷和均匀压力分布的目标并不总是一致的。例如，在摩擦块中，接近负荷均匀的方法之一是铰接安装摩擦闸瓦，从而靠铰接闸瓦能均衡负荷。尽管用这种方法来解决负荷均衡通常是满意的，但是它能引起摩擦块的不均匀磨损。特别是由于闸瓦的铰接点与摩擦力的作用线有间距，由摩擦块压着表面的摩擦作用产生了力矩。该力矩引起绕枢轴转动或翻转，从而当在制动设备使用中，在制动的情况下，制动闸瓦摩擦块的一端即“前端”（toe）先于闸瓦其它部分移到制动状态。在这种情况下，闸瓦的前端部分先于其它部分被磨损掉。可以容易地理解到，这种不均匀磨损是不利的，因为当制动闸瓦仅仅一端磨损后制动闸瓦必须报废。而且，由于有效制动面积减少，制动效果不好。

由于这些原因，在设计铰接闸瓦型制动器和离合器时，最重要的考虑是将铰接销尽可能地靠近闸瓦面的压力中心以消除闸瓦翻转和不均匀磨损。例如，在美国专利4，151，901中，一圆形叶片和销的设置允许闸瓦绕着摩擦块中心运动以使闸瓦绕枢轴旋转的作用减至最小。遗憾的是，该设计包括随时间老化和污染的橡胶衬套。此外，该设计对制造来说多少有些复杂。又，上述布置仅仅能绕单轴旋转，所以仅能在两个方向上调整。

本发明人已经找出，现有技术中铰接闸瓦型结构的不足一般是由于不能将枢轴点设置在摩擦力作用线上来消除摩擦力产生的力矩。此外，由摩擦块支承闸瓦仅仅围绕着一个单一予定轴旋转，摩擦块表面通常并不完全随旋转表面调整。当然，根据实际情况，将铰接销准确地设置在摩擦表面上是不可能的，当使用铰接销时，围绕着多个枢轴旋转也是不可能的。

在其它所公知的结构中，摩擦块支承在一个可直线移动的活塞型构件上。除非活塞在其内移动的油缸是（或保持）与摩擦块接触的表面准确地排成一列，该设置总是导致非均匀压力分布和/或磨损。

此外，在高性能的离合器和制动器中，摩擦块的整个表面上具有均匀温度和基本上均匀的压力分布是重要的。一般来说，由于制造误差要取得一致的压力分布是困难的。这些将导致多余热量的增加以及不均匀磨损。因此，摩擦块必须重新设计以得到足够的安全系数。换句话说，摩擦块允许简单地设计成能发生不均匀磨损。也应当理解到，减少制动和离合的表面积，将减少制动和离合能力，这样就需要更多的能源。在某种程度上，非均匀压力分布是由使用连带负荷均衡的刚性摩擦块支承和驱动装置造成的。如在盘式制动器中的卡钳和在鼓式制动器中用的铰接/胀式结构。这样，在这些所公知的结构中，相同负荷和均匀压力分布的目标是不能共存的。

当然，对于盘式制动器组件中的卡钳有多种设计。设计这些卡钳的一个重要因素是盘式制动块组件的保持问题。在一些实例中，制动块保持在位于铰接销或类似件之上的卡钳中。正如上文讨论的，因为摩擦块仅绕着一个轴（铰接销的轴）旋转，这样就存在着压力分布问题。

在设计卡钳和将盘式制动块连到卡钳上的装置时要考虑的一个重要因素是防止噪音。在盘式制动器中噪音问题非常突出，认为不仅制动衬垫材料而且卡钳设计本身也引起这个问题。已经发现，在活塞表面上磨一浅浅的台，使得摩擦块上的压力中心偏置，结果发现可减少噪音。取得与此类似效果的另一方式是将特殊形状的钢板插入到磨擦块背板和活塞表面之间。在任何情况下，应当注意到在许多应用中，调节摩擦块上的压力中心具有有利的结果，如可减少或消除噪音。

正如上述，本申请涉及到用于制动器和离合器的摩擦块的支架支承。相信到此为止装有支架的支承还没有用到制动块和离合块上。也相信本发明人的发明在偏转支架支承方向具有最先进的工作效果。例如，本发明人的欧洲专利申请（公开号为0343620）描述了具有装有乌金轴瓦支架的轴承和制造该轴承的方法。在该申请中，轴承由偏转支架支承结构支承从而有助于在乌金轴瓦和旋转轴之间形成动液油楔。

其它专利公开了支承动液轴承块的柔性支承结构。例如楚姆布菜尔（Trumpler）的美国专利3，107，955中公开了一种具有装有支架的乌金轴瓦的轴承，它随着围绕着位于乌金轴瓦表面前部的中心枢轴旋转或摆动而移动。支架支承仅以乌金轴瓦偏转的两维模式为基准。

艾迪（Ide）的美国专利4，496，251中，即本发明人公开了一个装在I字型带上的乌金轴瓦，以使其偏转，这样在相对运动部分之间形成楔形润滑薄膜。

同样是艾迪（Ide）的美国专利4，676，688中公开了一种轴承结构，它包括多个支承在一支座中的分离的乌金轴瓦。每块乌金轴瓦包括一垫块部分和一个类似支承结构的、需要时用于支承垫块的支架。

正如上述，在这些专利中公开的支承结构至今还没有用到制动器和离合器中。

这样，需要一个改进了的摩擦块支承。更特别的是，需要一个产生温度和压力均匀分布的支承，并且在一些情况下，需要一个改进了的铰接支承。

本发明涉及到将偏转垫块技术应用到摩擦接合装置上，特别是制动器和离合器上。本发明人发展了偏转垫块技术并最先用到推力和径向轴承上。偏转垫块技术在轴承上的应用在前述公开的申请和专利中已加以说明。该技术可用两个最新技术方法来进行实际操作。首先使用计算机在动力系统模仿实际操作条件。在实际负荷状况下，可非常准确地予测相互有关构件或“支架”网的偏转。第二种使偏转垫块技术成为现实的技术方法是改进制造技术，使得大量生产复杂形状成为可能。偏转垫块技术的实质包括如用油灰块加载的处理系统，然后有选择地移去油灰块以增加或减少将要加载表面的支承，从而，在期望负荷下，加载表面以一理想方式偏转或变形。在这种方式中，相应地具有结构简单特点，如可准确地配置支架和隔板，从而提供最佳性能。

正如上述，偏转垫块技术已由本发明人将其应用到轴承领域，以设计能在负载作用下偏转以形成动液油楔的动液轴承。现在相信类似的技术也能用在设计被支承的制动块和离合块上，从而在操作中，靠最佳温度分布、压力分布和/或围绕着理想枢轴旋转，以取得均匀磨损。这样，本发明涉及到偏转垫块技术应用到制动块和离合块的领域。

本发明涉及到制动器和离合器类的改进，此种类型的制动器和离合器装有一个或多个分离摩擦块，并对着可相对摩擦块移动的表面。总的来说，本发明涉及到改进支承摩擦块构件的设计和结构。

具体来说，本发明涉及到用在制动器和离合器中装有支架上的摩擦块。该摩擦块包括由摩擦材料构成的衬垫和支承衬垫的支承结构。支承结构包括一村垫支承面和由支架与隔板构成的柔性网，用来以予定方向柔性支承衬垫支承面从而支承该衬垫。其中，衬垫被支承，以在衬垫表面获得均匀温度分布和压力分布，和改变压力中心（如，为了减少噪声）和/或围绕着一个以滚珠和球铰的理想点旋转。装有支架的支承设计成允许衬垫在六个自由度内移动，也可设计成起到如弹簧、阻尼器和单轴铰或滚珠和球铰的作用。

在摩擦接合装置中使用偏转垫块支承以使摩擦垫定向，具有许多优点：首先，能够调整支承结构以将压力中心设置在任何所希望点上;利用最佳温度和压力分布，获得均匀磨损;靠消除或减少摩擦力引起的力矩，消除倾覆负荷;由于消除或减少了由摩擦力引起的力矩，减少了热量聚集;而且由于引起接合表面的动液润滑，也减少了热量聚集;以及减少了噪音。第二个优点是，由于设计简单和不存在任何移动部件，摩擦垫制造产量高、费用低。

概念上，设计本发明的摩擦垫和闸瓦是将垫块和闸瓦处理成一固体材料块，然后在固体块上有选择地除去或加上材料以使其在设计负荷下，以所希望方式偏转。此外，正如下文所述，将使用“灵敏”材料以影响或控制支承结构的偏转特性。容易理解到，可有无数个设计方案。这样，应当想到，如果结构条件可能的话，在此公开的结构特点一般可应用到任何其它摩擦块上。

按照本发明的用在摩擦接合装置上的最佳的装在支架上的摩擦块包括带摩擦表面的一层高摩擦材料层;具有第一和第二侧边的通常为平面状摩擦材料支承表面，支承表面在其第一侧边上支承摩擦材料;从支承表面第二侧边延伸的柔性支承结构用来支承高摩擦材料;以及用于围绕予定点旋转的、以便在负荷作用下使垫块定向的摩擦材料支承表面。该点的选择使得能有最佳的负荷分布和均匀的温度分布，从而在整个表面上具有均匀磨损和均匀温度分布。

摩擦块的结构可在与摩擦材料支承表面垂直的方向上提供一个弹簧状支承。摩擦材料支承表面可与支承结构构成一整体。换言之，摩擦材料支承表面可分离地固定到支承结构上。支承结构可支承摩擦材料支承表面使其在六个自由度上移动。摩擦块可装在盘式制动器结构中的支座或柱塞中，或者它可以是压板离合器组件中的部件。最好是，支承结构包括一个连接和支承摩擦材料支承表面的第一支承部分;支承第一支承部分的第二支承部分;以及支承第二支承部分的第三支承部分。该支承结构可包括多个朝高摩擦材料层表面附近的一个点倾斜设置的带状件。

本发明的装在支架上的垫块包括一垫块支承表面和一个用于支承垫块支承表面（下文称垫块）的支承结构，使垫块在六个自由度上移动。这种垫块可用在旋转盘式制动器组件中，该组件包括一可旋转盘和一对位于转盘两侧的非旋转压力板。每一块板支承着摩擦垫或摩擦块。该板在相对转盘的一侧有支承结构。例如，支承结构可以是平板型连接的形式，它至少具有朝邻接盘的顶点相互倾斜排列的三条带状件，带状件连到摩擦垫组件和装置上，以使压力板相互移动到与盘接触。由于板的移动，这样支承盘式制动器的板，从而使整个摩擦材料上的负荷相等。盘式制动器的带状件可在邻近装置的末端形成死弯部分以移动压力板，从而，如需要，可使板在六个自由度内移动。

本发明的制动器和离合器典型地包括一个支承该支承结构的支座或底座。支座和支承结构可成整体或者支座包括一个在其上形成的孔或开口，用于可分离地夹持独立的支承结构。如果所支承的垫块能在六个自由度内移动，支承结构将包括第一支承结构、第二支承结构和第三支承结构;如果需要少于六个自由度，则并不需要上述所有支承结构。按照本发明的另一方面，摩擦块部分可分离地固定到支承部分的第一支承结构上，并且，支承部分的第三支承结构可分离地固定到支座上。而且，支座形状可提供一用于固定摩擦块的弹簧或其它柔性支承，该垫块可有或没有独立支承部分。例如，支座可形成切口和/或凹槽以便为每个垫块提供一薄支架或隔板支承。如果需要，支架或隔板可被液力减震。由此可见，支座具有弹簧特点。每个制动器和/或离合器垫块的支承部分适合于起铰接支承作用，它允许垫块围绕着任何予定点旋转以使整个垫块上存在均匀的摩擦。该支承结构也可以设计成具有弹簧特点。支承部分可具有各种形式，包括空心锥台、多个用锥台制成的支腿，由圆柱形制成的支腿以及由空心圆柱制成的支腿。

正如上述，各种垫块和支承部分相互可分离地固定。使用这样一种结构的制动器和离合器垫块也可具有组合式结构，它包括具有螺纹或类似的连接器的组合式摩擦垫块和支承结构。该连接器用于将垫块可分离地固定到带有一辅助连接装置的支承结构上。在它的另一端，支承结构包括螺纹或类似连接器，用于将支承结构可分离地固定到一个位于支座上的辅助连接器上，从而有助于组装或拆卸垫块或闸瓦组件。由于独立垫块的组合结构，可提高标准化程度，如，利用标准垫块支承部分和垫块部分的不同组合，使得使用标准件来改变任何特殊制动或离合垫块的性能特点。又，标准件非常容易制造。使用标准件也容易改变性能以满足用户需要。此外，由于昂贵的高性能材料仅用在必需处，而不是整个垫块上，从而组合结构减少了垫块的成本。

按照本发明的其它方面，支承部分可包括改进的支承结构，它的第一支承部分装到一个连续隔板上，该隔板可不对称地穿孔以在一予定方向提供予载或偏转。第一支承部分自身可简化为包括一单一相对刚性支架或一个底切和/或切断的管形构件，所以，在负荷作用下，它可在一予定方向上绕枢轴旋转。此外，隔板上形成的以使摩擦块在一予定方向上偏转的穿孔或开口也可作为定位器开口，用于装配装在支座上的定位销，从而，摩擦垫块相对支座处于准确位置。

按照另一实施例，支承结构的第一支承部分可以是截头圆锥形。这种结构容易制造并比带有带状结构的垫块更耐用。截头锥体形第一支承部分使垫块支承更坚硬。这种结构适合于重载应用。

本发明也涉及到燕尾形组合结构，其中支座具有燕尾槽，支承结构具有互补的燕尾部分，这种支承结构和垫块可分离地固定到支座中。垫块包括一垫块部分和具有燕尾部分的支承部分。垫块支承部分和/或支座为垫块部分提供了柔性支承。

本发明也涉及到自动或动态控制的摩擦块结构。具体地说，本发明涉及到使用称作有“有智力”的或“灵敏”材料来自动或动态控制制动器垫块的支承和/或驱动特性。灵敏垫块结构结合三种形式的元件。每一元件具有专门的功能。第一元件是作为摩擦垫芯部的结构元件，它由如铜、钢、铝、陶瓷、塑料或轻质合成物等结构材料构成。该元件形成垫块支承的框架或骨架。第二元件是检测元件，该元件由专门材料制成，以检测和监测温度，压力等可显示均匀压力分布的变量和条件。实现这种功能的材料包括压电材料，如石英、某种聚合物和TERFENOL。称作灵敏垫块结构的第三种元件是致动器元件。该致动器元件膨胀、收缩或改变其硬度以确定最佳压力分布。具有这种能力的材料包括压电材料，可改变带电液体粘性的电流变（ER）流体（依靠电场强度，带电液体可快速地从自由流动液体状变为假固体状，从而提供一个可选择的刚性）;以及磁致伸缩的稀土合金，如TERFENOL，当其暴露在磁场中时，尺寸会产生大的变化。

正如上述，可使用的灵敏材料包括压电材料和电流变（ER）流体。同样适用的压电陶瓷材料具有检测环境变化（如压力化学变化）的能力和使其发生或经受某些随检测到的变化而发生的其它物理变化。例如，正发展的铅锆-钛基固体组件是像橡胶一样屈从于压力的变化。由此可见，可制成内在坚硬的陶瓷装置来吸收振动，而不是反射振动。这些材料是替换液压制动器的材料，用来驱动致动器或可用于辅助制动作用。

另一种有用的材料称为形状记忆合金，即当加热到超过叫做转变温度时，合金从一种形状变为先前的形状。这种形状记忆合金可用作复合材料，如，由于随着温度变化和限制合金试图恢复它们早期形状，周围复合材料抵抗内部运动。依次，这种抵抗改变了复合材料的机械性能，如改变它的刚性和振动频率。最众所周知的形状记忆合金是公知为nitinol的镍-钛合金。该合金可用来补偿热效应。例如，摩擦材料支承表面（即该表面位于摩擦衬垫之下）可包括形状记忆元件区域。在正常条件下，这些元件可被限定和设计成处于膨胀状态，但是，当加热超过正常范围时，它们收缩以减轻所支承的摩擦衬垫部分的压力。

本发明的动态或自动控制垫快的结构元件类似于在此公开的其它垫块。然而，所提供的检测器和致动器元件是为了允许有效控制偏转特性、和/或摩擦垫块的形状，支承结构和/或支座结构的形状。在一个例子中，检测器和致动器元件用在一反馈系统中，在此，检测器检测到的物理条件用来控制致动器。检测器和致动器元件两者均可由像压电材料这样的灵敏材料组成。首先，压电材料检测到压力并产生一个供给反馈放大器的信号。反馈放大器处理脉冲或信号并将电压送到致动器。引起它膨胀或收缩。随着致动器膨胀或收缩，它改变检测条件直到获得平衡条件为止。

如上所述，在电控制动器的系统中，这种灵敏材料也可用来将摩擦块从制动位置移到非制动位置。与此类似，在有故障的场合，也可用灵敏材料，垫块被移向接合位置以提供故障自动保险紧急制动。

本发明的支座，支承结构和垫块可由任何适宜材料构成。最先考虑的是支承结构必须弹性偏转或变形以能产生适当的压力分布和随之的温度分布。

这样，按照本发明的盘式制动器可包括一个旋转盘和一对轴向倾向排列的可移动的非旋转压力板，转盘的每侧有一压力板。每块板在邻近盘的一侧带有支承结构形式的座，它将提供适当的按一定角度的移动，从而在整个垫块上提供最佳的压力分布和热量生成。

图1是按照本发明的柱塞型液压盘式制动器组件的局部剖面图。

图1A是基本上沿着另一种盘式制动器件的卡钳式垫块中心剖开的剖视图。

图1B是按照本发明的使用装有支架的垫块支承的圆锥离合器的局剖侧视图。

图1C是按照本发明的压板式离合器的局剖侧面图。

图1D是按照本发明的图1C所示类型的垫块支承结构的侧剖视图。

图1E是图1D的垫块支座部分的俯视图。

图1F示出了按照本发明的对传统后轮制动器组件改进后包括摩擦垫块支承的视图。

图2示意地表示出理想化的压力分布支承系统。

图2A是以图2系统所构成的本发明最佳实施例的侧剖视图。

图2B是以图2所构成的本发明另一实施例的侧剖视图。

图3是按照本发明的第一个组合式摩擦垫块的侧视图。

图3A是组合式摩擦垫块装配到支座上的剖面图。

图3B是按照本发明的另一组合式摩擦垫块的剖面图。

图3C是按照本发明的平截头圆锥体或截头锥体形摩擦垫块的立体视图。

图3D是图3C的平截头圆锥体摩擦垫块带有用虚线表示的在视图方向看不到的横截面线的侧视图。

图3E是按照本发明的另一平截头圆锥体摩擦垫块的立体视图。

图3F是图3E平截头圆锥体摩擦垫块的剖面图。

图4A是按照本发明的圆柱形摩擦垫块的剖面图。

图4B是按照本发明的另一种圆柱形摩擦垫块的剖面图。

图4C是沿着图4B所标出的剖线剖开的带有用虚线表示的在该视图方向看不到的结构的图4B摩擦垫块的剖视图。

图4D是按照本发明的另一种摩擦垫块的仰视图，用虚线表示了该视图无法看到的结构。

图4E是图4D圆柱形摩擦垫块的剖面图。

图5A是按照本发明的空心管形摩擦垫块的剖视图。

图5B是图5A的摩擦垫块的仰视图，用虚线表示该视图无法看到的结构。

图5C是沿着图5B所标出的线所剖开的图5A和图5B摩擦垫块的侧视图。

图5D是按照本发明的另一种空心管形摩擦垫块的剖视图。

图5E是图5D摩擦垫块的仰视图，用虚线表示该视图看不到的结构。

图6A示出了带有定位器支柱的支座构件的俯视图，该定位器支柱用于将摩擦垫块定位在压板式离合器结构中。

图6B是沿图6A剖面线剖开的图6A支座构件的剖视图。

图6C是图6D支座构件的俯视图。

图6D是将摩擦垫块定位于制动器结构中的带定位凸块的支座构件的剖视图。

图7是按照本发明的表示支座上摩擦垫块分布的俯视图。

图8是按照本发明的另一种摩擦垫块分布的俯视图。

图9A是装在支座中的摩擦垫块整体结构的俯视图。

图9B是图9A摩擦垫块的侧剖视图。

图10是按照本发明的，用在图1F所示的制动器系统中的制动闸瓦型摩擦垫块支承的侧剖面图。

图11A是组合式摩擦垫块支承结构的侧视图。

图11B是另一种组合式摩擦垫块支承结构的侧视图。

图12A是螺旋型组合连接器的细部侧视图。

图12B是锁紧花键型组合连接器的细部侧视图。

图12C是图12B的锁紧花键型组合连接器的俯视图。

图12D是带有螺旋型连接器的组合摩擦垫块的侧剖视图，其中，摩擦垫块是将不同材料模塑到由不同材料构成的基座上构成的。

图12E是组合平截头圆锥体摩擦垫块支承结构件的侧剖视图。

图12F是组合摩擦块的局剖侧视图，其中垫块插件支承在乌金轴瓦中。

图13A是压板式离合器结构中摩擦垫块支承的侧剖面图，包括装有支架的支座和多个摩擦垫块支承。

图13B是图13A离合器的摩擦垫块之一的仰视图。

图14A是用于压板离合器结构中的摩擦垫块支承的局剖侧视图，包括装有支架的支座和多个平截头圆锥体摩擦垫块支承。

图14B是图14A的支承立体视图。

图15A是压板离合器中摩擦垫块支承的局剖侧视图，包括支承多个摩擦垫块的有支架的支座。

图15B是图15A支承的立体视图。

图16A是压板离合器结构中摩擦垫块部分的俯视图，包括支承多个摩擦垫块的安装有支架的支座。

图16B是图16A支承的剖面图。

图17A是按照本发明的用在压板离合器上的多种式样摩擦垫块支承的剖面图。

图17B是图17A的多式样支承的俯视图。

图17C是图17A的多式样支承的仰视图。

图18A是按照本发明的另一种多式样离合器的剖面图。

图18B是图18A中的支座的俯视图，其中以虚线表示在该视图方向看不到的流体通道。

图19A是支架局部的俯视祥图，它包括一个突起的探测件，该探测件的内部安装有电线。

图19B是一个摩擦块的立体视图，其内部装有电线，该摩擦块用于安装在图19A所示的支架上。

图19C是一种用在多种式样组合的摩擦块结构中的灵敏摩擦垫的端面视图。

图19D是按照本发明的一种具有可调刚度的支座结构的局部侧剖视图。

图19E是按照本发明的一种具有可调刚度的支架的剖面图。

图19F是按照本发明的一种具有可调刚度的摩擦块的局部侧剖视图。

图20A是按照本发明的一种组合式圆锥离合器的燕尾槽形结构的端面视图。

图20B是一种在图20所示的制动器中使用或在图20A中所示的离合器中使用的摩擦块的局部立体视图。

图20C是一种改进的摩擦块的端面视图。

图20D是另外一种摩擦块的端面视图。

图20E是另一种形状的摩擦块的端面视图。

图21是按照本发明的一种在压板离合器结构中使用的摩擦块支架的俯视图，它是一种具有可装在支座上的双腿支架。

图22是图21中的支架的侧剖视图。

图23是图21中的支架的仰视图。

图23A是图21中的支架的一种改进型的仰视图。

图24是图21所示离合器的一部分的立体图。

图25是按照本发明的压板离合器结构中所用的另一种摩擦垫块支架的剖视图。

图26是本发明的另一种摩擦垫支架的剖面图。

图27是本发明的另一种摩擦垫块支架的侧剖视图，它具有装在支座上的支架。

图28是图27中摩擦垫支承结构的俯视剖面图。

图29是本发明的另一种摩擦垫支承结构的侧视剖面图，该支承具有装在支座结构上的支架。

图29A是本发明的另一种摩擦垫支承结构的剖面图，它具有装在支座上的支架。

图29B是图29A中摩擦垫支架的剖面图。

图30是图29中摩擦垫支承结构的俯视剖面图。

图30A是图29A中摩擦垫支架的俯视图。

图30B是图29A中摩擦垫支架的仰视图。

图31是本发明的另一种在圆锥离合器中使用的燕尾槽形摩擦垫支架的端面视图。

图31A是图31中所示的摩擦垫支架的一部分的径向剖视图。

图32是本发明的另一种摩擦垫支承结构的端面视图。

图32A是图32中支承的径向剖视图。

图33是本发明的另一种用于圆锥离合器中用的燕尾槽形摩擦垫支架的端面视图。

图33A是图33中摩擦垫支架的外圆周局部详细视图。

图33B是图33中的支架的一个剖面图。

图33C是图33中支架的另一个剖面图。

图34是本发明的另一种在圆锥离合器中使用的燕尾槽形摩擦垫支架的端面视图。

图34A是图34中的支架的外周围的局部详细视图。

图34B是图34中支架的一个剖视图。

图34C是图34中支架的另一个剖视图。

图34D是图34中支架的又一个剖视图。

图35是本发明的用于圆锥离合器中的摩擦垫支架的端面视图。

图35A是图35中支架的一个剖视图。

图35B是图35中支架的另一个剖视图。

本发明大部分涉及到用于各种离合器和制动器结构中的摩擦垫支承。图1至1F表示出适于在制动器和离合器结构中使用本发明的摩擦垫支承的例子。

图1示出了本发明的第一种制动装置。为使说明简单起见，该图示出的制动器是一种装配简单的卡钳式双柱塞型圆盘制动器。圆盘3被卡紧在轮毂2中，该轮毂2在轴箱的轴承上或在转向节的轴承上转动，这取决于是与后刹车还是前刹车有关。卡钳式构件5固定在一个相对于圆盘3的固定件上。两柱塞10安装在由卡件5形成的缸中。该柱塞10压在垫20上，垫20包括摩擦垫21和垫支承件23和27。垫支承件23、27最好是可拆卸地卡在柱塞10中。如果需要，无论是支承件23还是支承件27均可设计成与卡件5的凹口成滑动接触，从而限制该支承件朝向圆盘3的方向和背离圆盘3的方向运动，以使该系统更加稳定。然而，应当理解的是，当支承件以这种方式导向时，它们的移动性能同样受到限制。图1中所示的那种制动器的卡件5通常被做成两部分，以便能够对缸体进行加工，该卡件5还必须有开口，通过这开口可使摩擦垫在更换时能被取出（如下文中所讨论的那样）。所以它们的实际结构一般比图1所示的结构更加复杂。

当然，柱塞式圆盘制动器还有许多公知的结构形式。应当懂得的是，只要将支座的结构按需要设计用以支承摩擦垫，本发明的摩擦垫就可应用于这些任何一种公知结构中。

从那些已公开的以及那些在这里所建议的结构中选择一种适当的摩擦垫支座时，应当考虑到这种柱塞式圆盘制动器各自的特征。例如，当要从一个拥有同样体积的鼓形制动器上获得同样的转矩时，施加在圆盘制动器的摩擦垫上的力要比旋加在鼓形制动器的闸瓦上的力大得多，这是众所周知。这有两个原因：第一，所需的制动垫的作用半径比等效的鼓形制动器的作用半径小;第二，在圆盘制动器中没有随动作用，这是因为该制动器中的摩擦力不像鼓形制动器中摩擦力那样起促进作用。由于这一原因，就必须对圆盘上的轴向力进行平衡，这显然是图示实施例中的情形。还有其它一些公知的轴向力平衡方式。

即使如图中所示那样对轴向制动力进行平衡时，在圆盘上也还是存在未被平衡的切向摩擦力，这一未平衡的力必须由轮子的轴承来支承或是由安置在与第一卡件正对着的位置上的第二卡件来平衡。

由于圆盘制动器会有磨损，因而还需为此提供自动调整措施。已知这种调整可通过在动力缸的垫端部附近放置一橡皮环来获得，从而使得当柱塞向外移动时，橡皮环变形足以使正常间隙得以消除，从而在橡皮环与柱塞之间不会出现任何滑动。如果该柱塞向外移动的量更大，在橡皮环与柱塞之间出现了滑动的话，则当释放流体压力时，柱塞的缩回量仅为橡皮环的变形量，这样就会重新出现间隙。如上所述，将要如下文中详细描述的垫的结构适用于任何柱塞式圆盘制动器的结构。

本发明的安装在支架上的垫还可被用在迄今为止一直需要使用转动式制动闸瓦的场合中，这种制动器通常是用在火车或类似交通工具中。当然，转动式闸瓦制动器也还可用在汽车上。图1A示出了一种代替转动式闸瓦制动器的制动结构的实例，在这种制动结构使用了本发明的装在支架上的摩擦垫。在图1A中，具有相同作用的构件用相同的数字标号表示。

该图示出的制动器装置包括一个转动盘3和一对支座板10，每个支座板10的一端安装在销子13上，板10以销子13为支点可转动地夹持在一个不可转动的卡件壳体上（标号16所标示的是该卡件壳体的一个桥接部分）。一个连接着两板10的传动杆17从桥接部分16中穿过。一对摩擦垫20具有与圆盘3相接合的平表面，这些垫20最好是可拆卸地与支座板10相连接。垫20包括座状支承件27，每个支承件27包括一个第一支承段271，一个第二支承段272和一个第三支承段273，第一支承段271包括三个圆周上等距排列的支腿，第二支承段272和第三支承段273是在每一支腿上的一个死弯部分，如标号272和273所标示的那样。

可借助任何一种适宜的机构（例如用点划线表示的一种机械操纵的杠杆机构或是一种液压机构）将支座板10压在一起以在圆盘3和摩擦垫21之间形成摩擦接合。另外，正如本技术领域的那些技术人员均已公知的那样，该装置中还可包括一个摩擦垫磨损补偿器以及一个用于使支座板10在每次制动作用完成后缩回以便使摩擦垫21移动一予定距离而与圆盘3脱离接触的装置。摩擦垫21最好如图中所示的具有楔形截面，其最厚的部分与圆盘3的外圆周相邻。这就很容易在摩擦垫21和圆盘3之间实现平面接触。

如下文详细所述，垫支承件27至少在三个方向上调整垫支承表面23，并因此而必然调整了摩擦垫21，从而使其不易产生磨损。进一步说，这种装有支架的支承结构是通过机械运动来保证恰当地调整摩擦垫。

图1F表示的是一种改型的传统设计的闸瓦式制动器，它具有本发明所述的装有支架的摩擦垫支座。如图所示，该制动器由一驱动装置-例如液压柱塞驱动，并靠一弹簧而复位。这种类型的制动器的操作是众所周知的。然而，当将此制动器改型为具有装有支架的摩擦垫支座时，该摩擦垫上的压力分布及由此而产生的温升都可被精确地控制。一种如图10所示类型的支座（在下文讨论这种支座）非常适合上述这种类型的制动器结构。

因为离合器中同样需要均匀的压力分布和控制温度上升，因此本发明的装在支架上的摩擦垫也可用在离合器中。

图1B中示出了一种根据本发明的装在支架上的摩擦垫的圆锥离合器的实施例。由于本发明本质上涉及的是摩擦垫的结构而不是离合器的详细结构，因此只是相应例举了一个较简单的圆锥离合器用图说明本发明的装有支架的摩擦垫的使用情况。从这一附图中可以看出，本发明的摩擦垫能适用于多种多样的离合器中。

如图1B所示，该圆锥离合器包括一个位于飞轮3内轮缘的凹入的内圆锥表面和一个与此内圆锥表面相偶合的离合件，该离合件包括一个固定在第二轴9上的支座板10，飞轮3固定在第一轴8上。如已知的那样，凸出的支座板10是借助于一个弹簧或类似的构件被压入与飞轮3的凹表面相啮哈，从而使得摩擦垫20的摩擦衬垫21与飞轮3相应的凹表面接触。滑动凸件克服弹簧的压力使其与凹件脱开就能脱开离合器。在图示的实施例中，支座10具有挠性，从而使得摩擦衬垫上的压力分布均匀（并因此必然使得摩擦垫也均匀）。

图1C示出了一种按照本发明的装在支架上的摩擦垫的压板离合器的实施例。同样，由于本发明本质上主要涉及的是摩擦垫的结构，而不是离合器的详细结构，因此只是例举了一个较简单的压板离合器装置用图说明本发明的装在支架上的摩擦垫的使用情况。从图1C中可看出，本发明的摩擦垫能够适用于多种多样的离合器。

如图1C所示，该压板离合器装置包括第一轴8和第二轴9，还包括板3和支座10。板3与第一轴8相连接或是与第一轴8成一整体;支座10与第二轴9成一整体或固定安装在第二轴9上和该轴9一起转动。该支座板10上带有多个摩擦垫20，摩擦垫20包括摩擦垫表面21、支承表面23和支承件27。如已知的那样，板3和支座10一般是靠弹簧的作用彼此接合或分开，用驱动装置移动板3和支座10使其克服弹簧的作用力而使离合器啮合或脱开。如下文中所讨论的那样，支承构件允许垫支承面23和摩擦垫21移动，以便使每个摩擦垫21上的压力相等。

在这一实施例中，图示的基本原理适用于所有先进的啮合式离合器，附图中所见到的是一种去掉所有复杂机构（如驱机构）的简单的离合器。这种离合器包括装配在第一轴上的第一板3和装配在第二轴上并处于相对位置上的支座板10。所说的第一轴和第二轴安装在轴承中并可同轴转动。当驱动支座板10向着板3移动时，摩擦垫20与圆盘3相接触，从而传递转矩。因为摩擦垫20的支座安装有支架，所以座擦力被均匀施加在各个摩擦垫当中。由于在整个摩擦表面上具有均匀的压力分布，因而可获得最大的摩擦效果。

如前所述，本发明涉及在制动器和离合器中所使用的摩擦垫。该装在支架上的摩擦垫可实际应用于任何已知的下面这种制动器或离合器中，即：这种制动器或离合器中需要具有均匀的压力分布和温度分布及需要具有适当的转动特性。同样，下文中讨论的自动控制的支承结构也可应用于各种不同的结构中。

图1D和1E表示的是一种应用了本发明的装在支架上的摩擦垫的压板离合器中的支座板10和摩擦垫20。

在图1D中，支座板10可包括多个开口（例如在支座板10上成型的孔）和多个安装于该开口中的摩擦垫20。该摩擦垫20可如图1E、图7-9、图16A、图17B和图18B中所表示的那样在圆周方向上间隔排列。在图1D中示出了一种死弯型支座结构。当然，只要合适，在这里所公开的任何支承结构均可使用。

通过下文的讨论应当记住：这里所公开的任何摩擦垫结构均是有用的，或很容易适用于图1A-1F中公开的离合器或制动器中。因此，虽然在一些实施例中，特殊的实例是用在制动器中的摩擦垫，但实际上这种摩擦垫在离合器的摩擦结构中也可使用。进一步说，在制动器中所用的挠性支承结构也可在离合器中使用，反之亦然。

下面附图表示的实施例是：各种不同的支承结构形状和支承结构的改型是如何影响摩擦垫支座的偏转特性的。这些外形形状和结构的改型可以以任何所期望的方式进行组合，以得到特定的偏转特性，在正常的工作条件下需要用这种特性在整个摩擦垫表面获得最佳的温度分布（即产生的热量）从而减少磨损。在优选摩擦垫支座时，一个重要的参数就是压力分布。一般来说，是靠支承结构的两个特性来实现最佳的压力分布。第一、该支座应能使摩擦垫绕着一个靠近垫表面的点或线转动，在使用厚的摩擦磨损面的情况下，该支座应位于一个稍低于予磨损面的位置上，从而使得当摩擦垫磨损时，偏转特性始终不会变坏，以这种方式，摩擦力就不会产生不平衡的转矩。第二，该支座应当具有向着啮合表面接近或背离啮合表面移开的弹性性能。大概地说，可以考虑在球和套筒上安装一个弹簧来满足上述这些基本要求，如图2所简要表示的那样。

在图2中，这个用于支承摩擦垫21以使其与被啮哈的部件3相接触的概念化系统包括一个支座27，该支座27包括球和套筒及一个弹簧。这个球和套筒支承着摩擦面以使其能绕球中心的点在任何方向上转动，球的中心位于摩擦面所在的平面上。该弹簧使得该支座具有朝向和背离啮合表面的伸缩性。依靠这个支座，无论摩擦面21上的作用力如何，也无论存在何种偏差，该摩擦面都能被推到与被啮合部件相接触的平面中。这就形成了均匀的压力分布。一般地说，压力分布均匀就会得到良好的-但不一定是最佳的磨损特性。

本发明的最佳实施例是建立在图2所示的这种理论系统基础上的。这些最佳实施例在图2A和图2B中示出。

在图2A所示的最佳实施例中，摩擦衬垫或摩擦垫21被支承在支承面23上，该支承面23被支承在支座27上，该支座27具有图2中的支承结构的特征，这种支承结构是一种制造简单、价格低廉的单件结构。特别是该支座包括第一支承段271，它是朝邻近摩擦垫表面的一个点倾斜的。这种支座允许摩擦衬垫或摩擦垫21及支承件23绕着第一支承段的锥顶点转动。第二支承段272是一个以一种悬臂梁或弹簧类构件的形式支承在刚性的第三支承段273上的挠性件，以提所需要的偏置作用。

应注意的是，所示的第一支承段的锥顶点稍低于摩擦垫21的表面。这是因为已予料到摩擦垫21在经过一段时间的使用后会磨损。例如，该摩擦垫在更换之前也许会磨损到图2A中线LAW所标出的平面，这个磨损量是允许的。如果将该支座设计成这样一种锥度，即在最初安装时，支座就绕恰好位于摩擦垫21表面上的锥顶点转动，则摩擦垫的性能就会从开始使用时起始终恶化。为了减少支底上的磨损，应当将该支座设计成这样，即当摩擦垫磨损到所容许的磨损量（见标示线LAW）的一半时，支座才绕处于摩擦垫21表面上的锥顶点转动。又，设想这时再绕着摩擦表面上的一个点转动就会得到最佳的磨损特性，因为消除了任何翻转作用力。这还不是最理想的。

图2B所示的最佳实施例与图2A的实施例相类似，其不同之处仅在于第一支承段271和第二支承段272的形状及取向不同。图2B中所示的这种带有一定倾斜角度的形状和取向能增强向啮合面推进时的挠性和增强从啮合面上脱开时的刚性。

运用这些基本准则对获得均匀的压力分布是有用的。然而，制动器磨损的基本决定因素是温度分布，而不是压力分布。因此，每种应用情况是各不相同的。在一些场合中，为了优化温度分布状况，改变或增加这些普通支承结构的要求是必要的。例如，本发明已经发现，当压力分布达到理想状态时，可能会出现过热的区域，即“热点”。这些过热的区域;或称为“热点”经过超量磨损就会导致摩擦衬垫过早损坏。可以用有限元分析法予测热点的出现情况。按照本发明，一旦得知已经出现了、或是可能会出现这样的热点，就对支承结构进行调整以消除热点，从而保证均匀地增加热量。经过调整以使温度分布优化的理想支座的一个例子是支承着摩擦垫或摩擦衬垫在负荷的作用下形成一个很小的流体楔，这可如下文中所讨论的那样用各种不同的方法来进行。这里所述及的“流体楔”指的是这样一种支座，即在该支座中的一个边缘（即后缘）受到的压向啮合面上压力比其它边缘（即前缘或是与啮合面上任何一点首先接近的那个边缘）所受到的压力大。要得到这样一个流体楔并不必使摩擦垫的所有部位全部都脱离啮合，这是因为摩擦垫表面上总是有无数个粗糙点。由于存在这些粗糙点，故被该流体楔加压的流体（通常是空气）就可在啮合面之间流动来冷却啮合面，从而防止生热。因此，打算通过对下面各种具有不同形状和改进的支座的讨论来告诉人们应采用那些方法来获得所有需要的性能是有益的，例如消除热点、噪音或消除制动闸瓦翻转。

图3示出了一种按本发明的一个方向进行改进的制动器或离合器的摩擦垫结构。该摩擦垫一般包括一个摩擦衬垫21、衬垫支承部件23和一个支座27。制动器或离合器垫20的支座27至少包括一个第一支承段271，一个第二支承段272和一个第三支承段273。第一支承段包括几个成一定倾斜角度的腿271，这些倾斜的腿向着摩擦垫表面上的一个点汇聚，其组成的截面形状呈中空的锥形;第二支承段272向外伸出;第三支承段273呈死弯状。这个垫20一般来说与美国专利US4，676，668中所公开的乌金轴瓦相似，然而，为获得均匀压力分布而不是形成流体楔该支座必须与其有所不同。例如，在乌金轴瓦中，该带状件是向着位于垫表面上方的一个点汇聚，而在摩擦垫中，该带状件则是向着位于垫表面内的点汇聚（该汇聚点的位置也可稍低于予磨损部位）。图3中的垫20的下端具有螺纹40。如下文所详述的那样，这样一种螺纹构造使得垫20可被拆卸地固定在支架内，这在一些场合中是有利的。

图3A-3F表示的是另外一些锥形的制动垫或离合垫的结构。

图3A示出了安装在支座10上的图3所示类型的垫的横截面。该垫包括一个摩擦垫支承部件23和一个同样结构的支架27，该支架27支承着摩擦垫，以在负荷作用下可以偏转。在图示实施例中，该支承部分包括第一支承段271，第一支承段271包括若干根斜架或带状件，它们组成一个平头圆锥体。这些腿或支架向着摩擦面上的一个点倾斜，这个点也可以稍低于摩擦面一个予磨损量。支架27还包括一个环形板的第二支承段272;还包括呈死弯状的第三支承段273。垫20借助于其底端上的螺纹部分40可拆卸地安装在支座10上。以同样的方式，摩擦垫支承件23借助于支架27上端的螺纹30可拆卸地安装在支架27上。

图3B中的摩擦垫除几处有所变化外与图3A中的摩擦垫是相同的。首先，用带螺纹的连接部位30在支承件23和支架27之间提供可拆卸的连接;第二，支架的第二支承段272和第三支承段273彼此之间没有相对挠性，也就是说，它们组成整个呈死弯形的部件。

图3C和图3D表示另外一种形状的平头圆锥形垫20。这种垫与图2、图3A及图3B中的垫的区别在于：第一支承段271是一个连续的中空平头圆锥形构件271，而不是由若干支架或若干带状件组成的构件。第一支承段271的这种连续的平头圆锥形状的锥顶点位于垫支承件23的表面上（或稍低于该表面）。另外，平头圆锥形的第一支承段271是支承在一个单一的死弯状的腿273上的。第一支承段271的这种连续结构以及刚性死弯状支腿273使得这种摩擦垫具有比图2、图3A和图3B中的摩擦垫更大的刚性。这样一种刚性垫一般用在高负荷的场合中。虽然没特别指出垫支承件23既可以与支架27整体制造，又可以是分开制造的，但这点应该是很明显的。另外，死弯状支腿或第三支承段273应具有一个连接装置-例如在其上制成的螺纹。

图3E和图3F表示本发明的另一种平头圆锥形摩擦垫。这种垫与图3C和图3D中的垫相类似的，所不同的是它包括了一个呈连续圆盘状的第二支承段272。如下文所详述的那样，该圆盘形构件可被它当中的开孔分成若干根支架。提供这种圆盘状的或其它形状的第二支承段272可以增加支架27的挠性（特别是在垂直方向上），从而使得图3E和图3F中的垫比图3C和图3D中的垫的挠性更大。用这种方法就可使垫具有弹性性能。

应当注意，若需要，这里所公开的任何形状的摩擦垫都可作为标准系统中的部件使用。举例来说，可以做到把垫支承件与支承结构分开成两个可连接的构件并提供一个用以将支承结构可拆卸地固定到支座上的装置。因此，对于这里所述的任何摩擦垫来说，摩擦垫支承件23都可与支架27分开制造，在支架上装备一个与一互补连接件协同作用的连接件，从而在组装过程中将垫支承件23可拆卸地或是不可拆卸地固定到支架27上。在图3A所示的实施例中，该连接件是位于支架上端制成的螺纹30，在垫支承件23中具有一个与螺纹30互补的螺纹孔或螺纹接纳区。这样，带有用粘接或用其它方式固定摩擦垫21的垫支承件23就能够可拆卸地拧入到支架27上，从而组成一个完整的装在支架上的制动垫或离合垫。

自然，任何已知的互补型连接体都可用于垫和支架的连接。事实上，例如一些像在图20A-E和图31及图32中示出的燕尾槽型的垫只能使用非转动型连接件-例如压卡式连接件;而螺纹式连接件是不适用的。当使用非圆筒形摩擦垫时，例如在图8中所表示的那些垫，非转动型连接件也是较好的。此外，垫既可以是可拆卸地安装在支承件上，也可以是不可拆卸地装在支承件上。所谓可拆卸的安装，就是指可以用一种常规的方法重复地拆下和装上。例如，可以将垫支承件23压装到支架27上或用凸块锁入到支架27上（这是不可拆卸的连接），或用插销销住在支架27上（这是可拆卸的连接），或压紧在支架上（这一般是不可拆卸的连接）。最好是将摩擦衬垫21模压到支承结构上或用其它方式直接成型在支承结构上。连接件的例子在图12A-F中示出并将在下文中进行讨论。

把垫支承件23与支架27分开制造，这比先前已知的整体结构有明显的优点。例如，不同的摩擦衬垫和垫支承件可与任何特定的支架组合，以致可将标准的垫支承件与标准的支架结合，从而使各种不同的摩擦垫适合于在多种离合器和制动器中使用。因此，若予先有x种标准摩擦垫和支承件，有y种标准支架，则可以组成x乘y种不同的摩擦垫装置。以这种方式，任何实际所期望的性能都得到。通过使用下文所讨论的装有弹性支架的支座10，就可进一步增加该标准系统的通用性。

这些标准的垫支承件和标准支承结构按形状、材料及尺寸变化以提供所要求的操作性能。例如，垫可由聚合材料、金属、陶瓷或复合材料制成。如下文详细讨论的那样，任何一种（或所有的）垫、支架及支座均可具有一种“灵敏”结构，以使得垫装置能根据实际条件而进行自身调节，这些元件也可以具有动态自动控制结构。

摩擦垫的形状一般是由加工手段及性能条件来决定。比较典型的是采用图7-9中所示的这些形状。当然，如果摩擦垫支架是分开制造的，则加工任何所需要的形状就更容易一些，例如，即使整个垫不能模压时，垫支架也可以冲压或模压成形。

众所周知，制动垫或离合垫的尺寸影响其性能。在离合器中，最好具有一个基本上是连续的摩擦面。因此，通常需要校准摩擦垫的尺寸，以使得组装离合器时摩擦垫或衬垫紧密接触。

按照本发明的另一方面，支架27还可以包括一个位于其底端上的连接件40，以使垫20通过支座10上的一个互补型连接件可拆卸地安装在该支座10上。在图3A所示的实施例中，第三支承段273的外圆周上有螺纹，而在支座10中相应有互补的螺纹孔。依靠这种结构，就可以很容易地把摩擦垫20拧入到支座10中，从而易于装配和更换。此外，当摩擦衬垫21已磨损时，支座10仍可使用，该支座10比摩擦衬垫21大得多，因而就其材料花费而论要比摩擦衬垫21昂贵。

再有，可以用任何形状的互补型连接件将摩擦块20安装在支座10上。在图12A-12C中示出了各种连接件的例子，图20A中的楔形槽结构以及其它各种形状的连接件将在下文中讨论。如上文中已提到的那样，那些可分别拆卸的互补型连接件，如图中所示的螺纹连接，有许多优点，其中主要一点是能够实现标准化。

图4A-4C表示的是能摆动型的摩擦块构件，其中，第一支承部371实质上是一个基本为刚性的单体圆柱型或柱台型构件，它可绕一轴线摆动。为使叙述简明起见，这些图中所示的摩擦块构件均为整体式结构。当然，该摩擦块的支承件与支座也可以是分开的，可以用螺纹，或其它装置将它们连接在支座10上。

在图4A所示的例子中，第二支承部372是一个被开孔372C分成为一组梁的圆盘构件，第三支承部373是一个连续的环状凸缘。该摩擦块也包括一个摩擦片321和一个摩擦片支承件330，如上文所叙述那样，该摩擦片支承件330可以是整体式的（如图中所示），也可以是上述的分开组合式的。这种结构比上述结构简单，因为其第一支承部相对比较简单。第一支承部371起到一个绕轴摆动型支架的作用。为了加强摆动作用，将柱台和圆盘的底部切去一部分（如，通过铣削），切出的孔3720穿透圆盘、并穿过柱台的一部分。除了由第一支承部371所提供的摆动性外，第二支承部372是挠性的，从而允许摩擦块在任何方向上偏移，以适应不均匀载荷的作用。

换一种方式，也可以通过在柱台中加工出一个凹槽来对该柱台进行根部切除，如图4C所示。如上述，圆盘372上的穿孔3720将圆盘分成为梁状的几部分。切口部位371V的不对称性导致柱台371（并因此而导致摩擦块支承件330）绕轴线R摆动，该轴线R与摩擦块的主轴线是相交叉的。将摩擦块的纵向轴定义为主轴线，在将摩擦块安装在支座的孔中时，一般要对应一根轴线。这一轴线与摩擦块表面上的一个平面（非承载面）相交叉，该轴线经过支座上的孔的中心和摩擦块表面的几何中心。连续的圆盘372被分割，这使得摩擦块可以在一个预定的方向上偏移。具体地说就是，通过在圆盘（即第二支承部372）上设置不对称的开孔3720，就可使摩擦块在一个预定的方向上偏移。通过设置不对称的开口或进行其它结构上的改变，就使支承结构在一个方向上的挠性比在另一个方向上的挠性大，该支承结构在具有大的挠性的那个方向上偏移。通过图中所示的结构、摩擦块20更易于绕轴线R摆动（比起绕任何其它的轴线来说），其它轴线与轴线R相交叉。无论是从底部切削还是设置不对称的切口，都会因此而使摩擦块在预定的方向上偏移。可以使用下述类型的定位装置来保证被偏移的摩擦块在支座中正确定位。

在某些需要进行双向操作的情况下，摩擦块只能在一个方向上偏移就会产生问题。在这些问题中，应当注意到，汽车的运行就是有时正行有时倒车。当然，汽车的正行的时间要远远多于倒车运行的时间。因此，为了在一个方向上获得最佳性能，仍可以要求摩擦块在这个方向上偏移，尽管其结果会导致在相对方向上性能降低。而摩擦块在一方向上偏移的主要益处是这种允许的偏移能在一个方向上保持高的承载能力。当然，这种偏移需要与否取决于每种实际需要。

图4B和图4C表示的是摩擦块结构的剖视图，与图4A表示的摩擦块结构相类似，所不同的是其第二支承部372是一个连续的圆盘，并且切口371V是一个在柱台371根部加工的槽。如上所述，由于存在这样一个切口371V，所以摩擦块就趋向于绕一轴线R预定摆动。因圆盘的不均称的负载导致摩擦块支承件330在负载作用下向下偏移。

当然，这种摩擦块的支承结构的改型可以有很多种。例如，可以在圆盘支承部372上开几个孔，以便在该圆盘上增加挠性。这些孔可以是不对称地设置，以便摩擦块偏移。另外，还可将连续的环状凸缘第三支承部373分割成一组圆环梁，以便对支承结构增加挠性和在一预定的方向上偏移支承结构及使摩擦块可以精确定位，这些将在下文中说明。

图4D和图4E表示另一种形状的摩擦块。这种摩擦块结合了图4A的摩擦块和图4B、图4C的摩擦块的特点。具体的说，该摩擦块既具有孔3720又具有切口371V。这个例子说明，可以根据需要来对各种不同的结构加以综合，从而获得所希望的结果。

从以上这些叙述中，可以清楚地看出本发明的任何一种摩擦块的设计都是基于这样一点，即在支承结构的选定部位上增加一些材料或去掉一些材料来改变支承结构的偏移特性。以这种方式，可以把摩擦块看作是一块腻子，在它的选定区域上增加材料或去掉材料，以便增加或降低支承结构的刚性，从而在设计条件下获得所需要的偏移性能。如下文所述，也可以按此法设计支座。

如上所述，支承结构一般包括两个结构特征，第一个特征是摩擦片的支承件能绕摩擦面上或下的一根轴线或多根轴线摆动，第二个特征是具有弹性，它可以向着啮合面移近，也可以从该啮合面脱开。这些特征的结合，能使摩擦块产生偏移，从而以一种最佳的方式与载荷平衡，进行微细地协调使温度分布达到最佳状态，防止倒转及消除噪音，也可获得其它需要的特性。

在对本发明的任何摩擦块进行设计时，都必须要先进行分析来确定最适合预定载荷的支承结构种类。以这种方法，就可以使支承结构满足预期的操作要求。

图5A-5E表示的是具有筒形支承结构370的摩擦块支承结构。第一种这样的摩擦块结构在图5A-5C中示出，它与图4A所示的结构基本相同。在图4A中摩擦块结构包括一个摩擦片支承件330，它支承着一层摩擦材料321，第二支承部372是一个圆盘状物件，它可以有孔也可以没有孔，第三支承部373是一个连续的环形凸缘。图5A-5C中的支承结构370与图4A中的支承结构不同之处在于其第一支承部371上有一个中心孔371C，从而使第一支承部成为一个圆筒形的空心柱台。在图5A所示的实施例中，空心柱台的环形壁是比较厚的，并且相当硬。为了对第一支承部提供挠性，在该环形壁上加工出一些孔，在其底部或顶部上切掉一些部位。在图示的实施例中，是通过在圆盘372上加工出孔3720，使它延伸至环形壁的一个区域，从而在底部切掉环形壁的一部分（见图5A）。由于具有这样的切口，所以第一支承部趋向于在该切口的方向偏移。当然，也可以用其它方式使第一支承部371进行偏置，例如，可以用与图4E相类似的方式对环形壁进行切口。

图5C表示的是图5A中的摩擦块的侧视图。该视图是沿着轴线R的视图，第一支承部可绕此轴线R进行偏移。

如图5B所示，第二支承部372的圆盘上可设置有附加孔372p，这些孔的位置相对于摩擦块的主轴来说是不对称的。由于圆盘上的这些孔的位置不对称，从而使第二支承部372在这些孔的位置方向上具有更大的挠性。于是，整个支承结构就在圆盘具有较大挠性的方向上先偏移，这个方向就是附加孔372p位置所在的方向。所设置的附加孔，如图示的孔372p，具有一个附加作用，即接纳支座上的定位销，以便使一个预偏移的摩擦块在支座内准确定位，如下文所述。

图5D和图5E表示的是本发明的一种改进了的空心筒形摩擦块，与图5A-5C中的摩擦块类似，该摩擦块包括一个筒形空心的第一支承部371，一个圆盘状的第二支承部372和一个环形的第三支承部373。但图5D-5E中的摩擦块的第一支承部371要薄得多，因此这个部位具有更大的挠性。此外，圆盘372上的一些孔3720完全穿过圆盘372，并向上延伸至摩擦片支承件330。因此，这些孔3720就将筒形空心的第一支承部371分割成一组梁。除此之外，在图示的实施例中，这些孔3720的位置是不对称的，以便使第一支承部向着这些孔3720所在的方向偏移。应当注意的是，这些孔3720也可以省略也可以具有不同的形状，而设置附加的结构特征，如开孔和切槽，是为了改变摩擦块的偏移性能。

图4A-4E和图5A-5E中所示的摩擦块结构可以按照图2和图3所示方式制成组合件，也就是说，把摩擦片的支承件和支架分开制作，并在其上设置互补型的连接件，从而使摩擦片的支承件可拆卸地固定在支架上及使支架可拆卸地安装在支座上。当然，这对于那些很容易整体制作的摩擦片支承件来说是不必要的。

按照本发明的另一种方式，制作制动器或离合器装置中的支座10，能为摩擦块20提供一个可偏移的支承。总之，在支座上设置各种结构特征，如，梁、圆盘及类似的结构，能使该支座成为一个挠性支承。

图13A表示的是一个用在压盘式离合器装置中的比较简单的挠性支座10，这种压盘式离合器类似于图1C、图1D和图1E中所示的那种离合器。在该支座10上有沿径向延伸的内外槽，这些槽把支座10分成一个摩擦块支承部105，一个连续的比较窄的第一支承部106和第二支承段107。在这个实施例中，第二支承部107是一个简单的平基座。该支座相当硬，在垂直方向上没有任何挠性。尽管如此，那些沿径向延伸的槽还是能使摩擦块的支承部105具有一些摆动挠性。图13A中还表示出定位销102，它用于使摩擦块20精确定位，如下文所述。

图13B是支承在图13A的支座10上的摩擦块20的仰视图。如图中所示，摩擦块的第三支承部373上有一个销孔373s，将该销孔373套在定位销102上，从而使摩擦块20在支座10上准确定位。另一方面，摩擦块20与图5A-图5E中所示的那些摩擦块相类似。当然，其它类型的摩擦块20也可用于图13A中的这种类型的支座10上。

图14A和图14B表示的是用在离合器装置中的具有一定挠性的支座10。具体地说，该支座10包括：一个悬臂式摩擦块支承部105，它具有一个摩擦块的支承面105a;一个连续的外圆周壁105b，它为支承面105a提供了一个悬臂式支承;一个沿径向向内延伸的圆环形面105c，它是从第一支承部106上悬臂伸出来的，第一支承部106本身又是支承在圆盘状的第二支承部107上的，第二支承部107支承在两个圆环凸缘108上。这样的结构为摩擦块20提供一个弹性支承，这是因为第二支承部107和悬臂式支承摩擦块的支承面的结构105具有挠性的原因。

图14A和图14B中所示的摩擦块和支座装置包平头圆锥体形的离合器摩擦块20，这些摩擦块20与上文中结合附图3C和3D所进行叙述的那些摩擦块基本相同。然而，图14A表示出一种可能性，即用于摩擦块的一个结构基础件23是在摩擦块的一个部位上模压或用其它方法复上摩擦材料231构成的。当然，这里所公开的任何摩擦块都可用在这种类型的支座上。

图15A和图15B表示的是本发明的另一种挠性支座结构。在这种支座中，第一支承部106和第二支承部107与图13A中的支承部相类似。而其摩擦块支承部105则是一种双悬臂结构，它包括摩擦块支承面105a，该支承面105a安装在一个径向内侧的圆环支架105b上，圆环支架105b突伸在圆环面105c上，圆环面105c又是支承在圆环支架105d上的，圆环支架105d突伸在圆环面105e上。这样的结构使摩擦块支承部在垂直方向上具有很高的挠性。为提供附加的挠性，可将第二支承部107安装在圆环凸缘上，正如图14A和图14B中的摩擦块那样。

图15A和图15B中，安装在挠性支座上的离合器摩擦块20是简单的圆币形的摩擦块，其材料具有很高的摩擦系数。这些摩擦块可由各种具有适合的高性能的摩擦材料、如石棉或类似物制成。此外，按照本发明的另一种方式，说明如下，摩擦块20可由一种“灵敏”材料“或“聪明”材料制成，它能响应操作条件或遥控信号。当然，如果需要，本发明其它种摩擦块均可用在这种类型的支座上。

图16A和图16B表示的是本发明的一种有立柱的支座结构。它与上述挠性支座的结构的区别在于其摩擦块20是支承在彼此独立分开的支承件105上的。每一个支承件105支承在一个包括第一支承部106、第二支承部107和第三支承部108的支座上。在图示实施例中，第一支承部106是一个沿竖直方向延伸的单独的立柱、第二支承部107是一个圆盘状构件，第三支承部108是两个连续的圆环状凸缘。图中表示的是圆币形的摩擦片。当然，也可以使用其它类型的摩擦片。

对于支承结构，可以有多种布置形式，特别是当摩擦块被支承在彼此独立分开的支承件上时更是如此。在图21-30中示出用在离合器中的具有另外一些形状的支座结构。这些支座结构与图16A、16B中的支座结构之间的区别主要在于第一支承部、第二支承部及第三支承部的结构不同。

在讨论这种用在离合器中具有支架的支座时，可把该支座想象成它是在一个圆柱形坯料上用机加工制出切口、凹槽和孔所形成的一个支承结构。当然，这些支座在实际制造时并不一定需要进行上述的机械加工，也可以用模压、铸造及其它方式加工而成。

上面所说的那些支座中的一种，在图21-24中示出。图21是该支座和摩擦块的组件的俯视图，图22是该支座的剖视图、图23是该支座的仰视图、图24是该支座的一部分的立体图。图21-24中所示的支座10除以下两点外其它均与图16A、16B中的支座相类似。第一，图21-24中的支座所具有的是一个斜置的支承臂134A，而不是一个如图16A那样的竖直的支承臂。第二，该支座10上具有附加孔144，该附加孔144穿过支承臂136形成一个圆柱形的孔，该附加孔144穿过斜置的臂134形成椭圆形的孔。这些椭圆形孔把臂分割成一对复合部分，其形状可从图24的立体图中看清楚。与图16A、16B中的支座相比较，设置孔144和将斜臂134A合理地分割成一对复合部分，能明显增加图21-24中所示的离合器摩擦块20的支座结构的挠性。因此，图21-24中支座的摩擦块支承面132与图16A、16B中支座的摩擦块支承面132相比在很轻的负荷作用下就能发生偏移。由此可见，图21-24中的支座具有很大的挠性，因此它适合于轻负荷，而图16A和16B中的支座则更适合于安装那些负荷较重的摩擦块。进一步说，由于设置了如134A的倾斜支承臂，不管它被开孔分割成几部分与否，都在垂直方向上增加了摩擦块支承面的挠性，当施加垂直负荷时，由于产生的力矩的作用，上述的斜臂就会向支座的中心或直径中部倾斜，这正是所希望的。

图中所示的是一种简单的圆币形的摩擦片20。该摩擦片20可由任何高质量的摩擦材料制成。当然也可用任何这里所公开的其它形状的离合器摩擦片。

图23是图21-24所示的这种支座的仰视图，在该支座中，在圆盘或支承臂136上设置附加孔146，用以进一步增强臂或圆盘136的挠性。如图23A所示，孔146的位置相对于每一个摩擦片扇形支承件来说是不对称的。以这样一种不对称的形式来设置这些孔就导致离合器中的摩擦片支承件或摩擦块在一个方向上比在另一个方向上更容易产生偏移。换句话说，通过在支座上设置不对称的孔，使摩擦块在一个方向上发生偏移。当然，在本发明的任何一种结构中设置这种位置不对称的孔，就能做到摩擦块在一方向上偏移。甚至还可以根据需要设置这些位置不对称的孔或切口只使那些被选定的摩擦块20发生偏移。如上文所述，不对称结构在汽车或其它需要双向操作的应用中会出现问题。

图25是本发明的另一种离合器结构的剖视图。按照这种结构，每一个摩擦片20都是支承在摩擦块支承面132上，支承面132又支承在臂134s上，臂134s又支承在一个水平臂134h上，水平臂134h又支承在一个反向斜置的臂134i上。另一方面，支座结构与上述支座的结构是相同的。凭借这种结构，支座10在一个方向上具有很大的挠性，而在相对的方向上则刚性极强。在水平臂与摩擦块之间放置一个压电元件100，如图所示，用以对摩擦块倾斜进行自动控制。图中所示出的摩擦块10也能支承这里所述类型的其它形状的摩擦块。

图26示出了一种类似的结构。图26中的支座10与图25中的支座10的不同之处是图26中的支座10使用的是一种竖直臂134v，而不是一种反向斜置的臂134i。这两种支座10在其它方面是相似的。图26中的支座上没有斜置臂，这有助于使支座和摩擦块的组件在竖直方向上具有更大的刚性。而在另一方面，图26中所示的隔板类的摩擦块比图25中的空心锥形摩擦块具有更大的挠性。当然，象这里所描述的其它所有支座结构一样，也可以采用其它形状的摩擦块。

图27-28示出本发明的另外一种离合器结构。如图所示，该支座10具有一组摩擦片支承件321-326（如图28中的剖视图所示）。每个摩擦片支承件321-326支承在支座支承结构的支承面342上。该支座支承结构包括第一支承部，它由一对支承在第二支承部上的嵌套的截头锥体组成;第二支承部包括一个分开的圆盘360，它支承在第三支承部上;第三支承部包括一对位于圆周上的凸缘380和382。凸缘380和382与上述结构中那些凸缘相同。圆盘360与上述结构中的圆盘不同，因为圆盘360被支承结构底部上的槽沿径向分开。该支承结构形成了嵌套截头锥体。内截头锥体相对于外截头锥体而言是反向的，从而使这两个截头锥体的壁的中线都汇合到一点350上，点350位于摩擦块支承面342上或附近，其截面形状类似于一个倒置的V字。由于所有截头锥体壁的中线相交于支承面上方的点350上，所以第一支承部支承着摩擦块可以绕着摩擦块表面上或附近的一点摆动。这就保证了正确偏移。

用于支承摩擦块的臂346和344可以用相同的角度彼此向对方倾斜，也可以一个臂倾斜另一个臂不倾斜，还可以在同一方向上倾斜。当然，第一支承部上的两个臂的倾斜角度的改变会影响支座及摩擦块的偏移特性。

围绕着支承结构对称设置的一组切口或孔420把嵌套的截头锥体或倒V字型结构分成一组臂344、346，并削去了该锥体的顶点，从而形成了摩擦块支承面342。举例说明，摩擦片支承件321被一对复合形支承臂344、346支承在支承面342上，这一对支承臂344、346是彼此向前对方斜置的，并具有一种复杂的几何形状，这种复杂的几何形状是由圆柱形长孔穿过截头锥体的截面而形成的。对此，图27给与了详细地表示，臂344、346的中线在点350上相交，点350位于摩擦块表面上或附近以保证正确的摆动支承。在这种情况中，点350稍高于摩擦片表面，从而摩擦力产生一个小的楔形力矩。对于一定的应用场合来说，需要形成一个小的楔形力矩用以平衡温度的分布。分开的臂344、346支承在一个被切口分开的圆盘360上，该切口形成了两个嵌套的截头锥体。该圆盘由圆周上的凸缘380、382支承。如上所述，可以沿着圆环把圆盘360及圆周凸缘380、382分开，从而形成分开式臂支承。

支座支承结构可以有许多种改变。例如，可以通过改变臂的角度，或改变切口或开孔的位置，或改变任何臂或圆盘的长度，或改变任何臂或圆盘的宽度或厚度来改进支承结构的偏移特性。为了表示几种这样的可能性，图27和图28给出了对每一个摩擦片支承件321-326的支承都不同的支承结构。应当理解的是，为了达到说明本发明的目的，在进行图示时，把这些各种不同的支承结构都画在了一个支座中，而在一般实际应用中，每一个摩擦片的支承件321-326是相同的，当然，也不一定都是这样的，以便保证均匀的性能。

图中摩擦片支承件322的支承结构与摩擦片的支承件321的结构不同，因为孔422穿过臂346把臂346分成一组臂或子臂346a和346b。如果孔的直径和位置象孔422这样，把臂完全分开，那么一个臂就分成多个臂。另一方面，如果孔只把臂局部分开（例如孔423），那么臂就分成子臂。如图27所示，孔422在臂346的侧面形成一个椭圆形孔，从而可以看见径向外臂344。借助于这种结构，摩擦片支承件322被三个斜置的杆或臂334、346a和346b支承。

使摩擦片支承件323由4个斜置的杆或臂344a、344b、346a、346b支承，是通过设置一个既穿过臂344又穿过臂346、并把摩擦块支承面342分成了两部分的切口或孔423而实现的。

应当注意是，这里所讨论的所有结构变更应当根据臂344、346被分开的程度来选择孔的尺寸。在一些场合中，需要将臂完全分开，在这种场合中应使用大孔。在另一些场合中，如图示的摩擦片支承件323的支承结构，需要沿着臂的侧壁的某个部位再把臂细分开。还应注意是，虽然附图中只示出设置一个孔用以在摩擦片支承结构中把臂344及346分开，但实际上可以设置两个或多个孔，类似于图28中的孔422-426，以便将臂344、346分成三个臂或多个臂或分成子臂。对所用支承结构的类型的确定取决于所需要的性能特性。一般来说，把臂分成一组独立的臂或子臂会使支承结构更具有挠性。通过使支承结构在一个方向上具有更大的挠性，正如摩擦片支承件322、324和326的支承结构那样，就可以使摩擦块在一预定的方向上偏移。

摩擦片支承件324的支承结构除开孔424是穿过外支承臂344而不是穿过内支承臂346这一点外其它结构与摩擦片支承件322的结构相同。因此，象摩擦片支承件322一样，摩擦片支承件324由三个斜腿支承。

摩擦片支承件325的支承结构除开孔425在一个不对称的位置上穿过圆周凸缘380和圆盘360这一点外其它结构与摩擦片支承件321的支承结构相同。因此，摩擦片支承件325在一个预定的方向上，即在由孔425的设置而产生最大挠性的那个方向上偏移。

摩擦片支承件326的支承结构与摩擦片支承件322的支承结构是相同的。除孔426将臂346以一种不对称的方式分开，从而使摩擦片支承件326在具有较大挠性的方向上，即尺寸小而挠性较大的臂所在的那个方向上偏移。

每一个摩擦片支承件321-326上都开有孔或其它切口以便支承摩擦片20。图中示出的是一种圆币形的摩擦片，但应当理解，这里所公开的任何一种摩擦片都可以使用。进一步说，如这里所讨论的那样，摩擦片20能可拆卸地固定在其支承件上。

不言而喻，图27、28所示的支承结构的任何组合都可被利用以获得所需要的性能。

图29-30表示的是本发明的另一种支座及摩擦片装置。如图所示，该装置包括一个具有一组摩擦片支承件521-526（其位置如图30中的剖视图）的支座10。每一个摩擦片支承件521-526都是独立地支承在支座的支承结构上。一般说来，该支座的支承结构至少包括：第一支承部，它包括一个内圆环支承臂546和一个外圆环支承臂544;第二支承部，它包括一个内圆环盘362和一个外圆环盘364;第三支承部，它包括一个内圆周凸缘382和一个外圆周凸缘380。如图29所示，圆环支承臂544、546是由一个深的圆环形通道从支座的底部延伸至摩擦片的支承件的支承面形成的。圆环支承臂544和546又被一组绕着支座均匀分布的切口或孔620分成邻接的臂。例如，摩擦片支承件521支承在一对臂544、546上，臂544和546一般具有精确的侧壁。如上所述，该臂的支承结构还包括圆盘364、362和圆周凸缘380、382。

可以对支座的支承结构作出许多种改型。为了表示几种这样的可能性，图29和30给出了用于每个摩擦片支承件521-526的不同的支承结构。正象上述图27-28所示的实施例一样，为了说明本发明的目的，这些不同的支承结构被用图表示在同一个支座10上。而在实际使用中，每个摩擦片支承件521-526是具有相同的支承结构的，当然，也不一定都是这样的，以便保证均匀的性能。

摩擦片支承件522的支承结构与摩擦片支承件521的支承结构不同，在摩擦片支承件522的支承结构中设置有孔622，它穿过内圆环臂546从而将臂546分成了两个臂546a和546b。由于这一结构使摩擦片支承件522由三个竖直延伸的臂或杆544、546a及546b支承。

摩擦片支承件523被4个竖直延伸的臂或杆544a、544b、546a及546b支承，这种结构是通过设置一个既穿过臂544又穿过臂546的切口或孔623而获得的。这种结构中的较薄的臂比摩擦片支承件522和521的支承结构具有更大的挠性。

摩擦片支承件524被5个比较薄的竖直延伸的臂或杆支承，这种结构是通过设置一个孔624将内臂546分成两个臂以及设置两个孔624将外臂544分成三个臂而获得的。

用于摩擦块支承件525的支座结构与用于摩擦块522支承件的支座结构相似，只是增加了开口635将外支架544不对称地分为两个支架，由于外支架544的不对称分割，使摩擦块偏向于更富于柔性的范围。

用于摩擦块支承件526的支座结构与用于摩擦块支承件522的支座结构相似，只是外支架544是分离的，而不是内支架546。而且，开口626比开口622稍大，这样在内支架546的外环上形成一个槽使得内支架546更富有柔性。

当然，图29，30所示的支座结构的任何组合都可用于实现所要求的性能特征。

每个摩擦块支承件表面具有圆孔或类似的开口，摩擦块20安装在圆孔或开口中。摩擦块20不仅可以是所图示的圆币形块，也可是这里所揭示的任何形状。此外，如果需要，摩擦块可以可卸地紧固在所讨论的摩擦块支承件上。

图29A，29B和30B详细表示了一个离合器构造，它包括支座10，其中，支座结构中的每个摩擦块支承件521A与图29和图30中所示的用于支承摩擦块的摩擦块支承件521非常相似，然而，支座的结构却不同，因为支架544A比图29和30所示的支座10的对应件其圆周变窄，竖向变短。当然，短支架比长支架具有更大的刚性，而窄支架比宽支架具有较小的刚性。而且支架544A在径向比支架546A窄，但在图29和30的支座中支架544和546是具有相同宽度的。大的开口620弥补了径向厚度的不同，限制了支架544A和546A圆周尺寸，使得支架544A在圆周方向明显宽于支架546A。最后要指出的是，开口620明显大于图29和30所示的支座结构中所对应的开口620。显然，大开口增加了这里所述的支座结构的柔性。

通过上述装在支座结构中的支架，摩擦块20由支座支承，该支座可以偏移以使改变摩擦块20的位置。由于柔性的要求可以通过对支座而不是对摩擦块20的设计而满足。因此，这种结构很适合于圆币形的摩擦块20。但是，如果需要达到所要求的偏移则可应用这里所示的任何摩擦块。然而，本发明的构思是在通常情况下应用由高摩擦材料制成的圆币形摩擦块（如图16A和16B所示）。因为，所配备的单独可控的摩擦块支承件表面105和它的在支承结构106，107，108上的支承件可以达到最佳偏移。此外摩擦块可以由高性能的摩擦材料和/或敏感或灵敏材料制成，从而能承受冲击或对下述的楔形结构作自动控制。

在前述的关于提供一个支架组装支座的可能性描述中，通常指的是离合器装配的一种具体形状，将摩擦块偏移技术用于任何具体形式的制动器和离合器的支座都是可行的。因而，前面所讨论的也适用于普通支座，而不限于前面所述支座的特殊形式。实际上，用于所述结构特征的技术，如支架，隔板等对其它的刚性支座提供的柔性是一样的。

因而，在本申请中所述的用于柱塞形支座的支架安装支座是用于圆盘形制动器构成的，按照上述申请所讨论的技术方案亦可用于提供初级，二级和三级支承结构。图4B的摩擦块是一个可用于圆盘形制动器结构中的作为柱塞形支座的摩擦块。这里，支座具有一个支架安装结构。图35所示的是一个锥形离合器构造，包括一具有支架安装结构的支座。而图1F所示的是一个毂式制动器构造，它包括具有支架安装结构的支座10。

图204-20E所示的是另一形式的组合式支座结构。图示的这种特殊类型的组合结构最适用于毂式制动器。但是，所示的构思也适用于任何支座，尤其是，图20A即是最好的展示，该图中，支座10有一组纵向燕尾槽，燕尾槽沿圆周方向间隔地位于支座10的内圆柱面上，一但燕尾形制动摩擦块120固定在支座10上的燕尾槽内。楔形制动摩擦块120包括一个摩擦片121，一个片座123和一个支承结构127。在该图所示的实施例中，支承结构127包括一个初级支承部1271，一个隔板状的二级支承部1272，和一个三级支承部1273。根据本发明的一种形式，三级支承部具有一个楔形的外部结构已同支座10上的楔形槽形成互补结构。通过摩擦块120下端的楔形结构，摩擦块可以从支座10的轴端滑入纵向槽。这样摩擦块120被锁定在相对支座10的径向方向。用这种方式，楔形摩擦块120能迅速并可拆卸地固定在支座10上。此外，它们在支座10上的位置不会受到与摩擦片121相接触的轴的转动的影响。然而，摩擦块120在支座10内会有沿轴向地轻微地滑动能力。如果需要，通过端面板或定位销或类似的机构可很容易地将摩擦块120相对于支座锁定。

根据本发明的另一种形式，图20A所示的楔形结构可以是组合体中的一部份。重要的是，组合体可包括多种类型的楔形摩擦块120，每种摩擦块具有与在标准的楔形支座上的纵向槽成互补的下部结构。这样，标准支座能用来支承多种类型结构的摩擦块。

图20B-20E所示的是关于本发明的各种楔形摩擦块结构。每个楔形摩擦块结构具有一个下端，该下端的形状是与图20A中的支座10上的楔槽成互补的形状。通常，图示的任何一种摩擦块都可以安装在图20A的支座10上以满足具体的需要。另外，通过提供具有不同径向尺寸（或图中的竖向尺寸）的各规格的摩擦块，该组合结构可作进一步的改变。这样，一个单一的支座10可被用于各种尺寸的毂。

图20B所示的是与图20A所示的同样普通的楔形摩擦块结构。摩擦块120包括一个摩擦片支承部123和一个支承部127。这里，支承部127包括一个沿竖向或径向延伸的用作初级支承部的平支架，一个沿环形或水平方向延伸的作二级支承部的间隔板和一双作为三级支承部的楔形支承腿。

图20C所示的是一个相似的组合式楔形摩擦块，不同处在于，初级支承部是一个不对称的支架格，该支架格由一个片支承件的支架，环形悬臂支架和一个垂直支架组成，它支承在二级支承部的隔板上。由于该摩擦块的非对称性，具有这种摩擦块的制动器是单向的而不是双向的。

图20D表示了一种组合式摩擦块，图中，摩擦块支承部123的下部是分开的;并由径向延伸支架支撑其两端。通过环形支架以悬臂方式对上述径向延伸支架进行支撑，该环形支架与支撑在径向支架上，接着该径向支架又支撑在环形支架上，最终还是支撑在径向支架上。这种支架支撑支架的结构使得图20D所示的楔形结构具有很大的柔性。

图20E表示的是具有另一种形式的支架支撑支架的楔形摩擦块，在此情况下摩擦片支承部123的下部是分开的。并通过径向延伸支架进行支撑，径向延伸支架是环形延伸支架支撑，该环形延伸支架是以悬挂形式被另一径向支架支撑，该径向支架接着又支撑在固定底座上。图20E所示的情况，使得摩擦块部分和支承格的开口要比前面所述的楔形摩擦块结构中的开口小。

此外，对于图20B-20E中所示的楔形摩擦块的形式也可采用如图31-34中所示的实心楔形摩擦块，这种实心摩擦块只能发生变形而不会偏移，通常用于当支座包含有一个用于柔性支撑摩擦块的支架支承格的情况。

图31和31A所示的是关于本发明的另一种轴颈摩擦块的另一种楔形结构。图31和31A所示的摩擦块结构是双向的，例如，图31所示，摩擦块既可止动沿顺时针又可以止动沿逆时针方向转动轴。由于摩擦块支座是沿其中心线对称，因而摩擦块是双向的。该中心线是由过摩擦器的主轴和摩擦块的几何中心径向延伸线所确定。图31和31A的摩擦器包括一个支座10，该支座具有多个径向和周向的细缝，从而确定了支承着多个摩擦块20的多个环形间隔的摩擦块的支承表面。

实际上，每个摩擦块支撑面632是由位于两个摩擦块支撑面632Ps的支架支撑结构支撑的。与摩擦块相连的每个摩擦块支撑面623Ps的支架格是相同的，而且是可压缩的对称结构，从而使摩擦块具有双向性。为了描述简单，由于各摩擦块支撑面的支撑形式相同，因此，将只对用于一个摩擦块的支撑表面的支架格进行描述。如图31所示，一是，通常的径向延伸支架640是与摩擦块支撑面632相连接，二是，通常的环形支架642是与支架640的沿径向最外端相连接，三是通常径向支架644是从支架642径向向内延伸的，四是，通常环形支架646是从支架644最内部延伸的，五是，通常径向支架648是从支架644径向向外延伸到支承件的壳体。总之，图31中所示的摩擦块中的每个摩擦块的支承面632是由十个支架和支座体支撑。值得一提的是，在摩擦块支承面下面所设的切口或缝隙进一步增加了挠性，使得摩擦块支承面产生犹如弹簧状的隔板一样的作用。

在图示的实施例中，采用了简单的楔形摩擦块120，但是，由于这种摩擦块结构的组合特点，亦可以采用其它形式的摩擦块。例如，可采用图20A-20E中所示的楔形摩擦块，亦可采用如本发明中所揭示的那些非楔形摩擦块。

图31A是图31的径向剖面，表示了第三支架644、摩擦块支承面632，摩擦块120和壳体或外环。

如下所述，可在支承结构中配备压电元件100m使具有可选择地调节偏移的特性。

图32和32A表示的是关于本发明的另一种楔形轴颈摩擦块结构。这种摩擦块结构不同于前面所述的摩擦块结构，它的支座10是由“柱形间隔”形成的相当大的槽和开口所确定的。通常，这种结构中，间隔是通过铣削形成的，而不是由放电加工或前述实施例中用来形成小槽的其它一些相似技术加工而成的。图32所示的支座结构的一个优点在于，由于使用的摩擦块很小，所以槽和开口相对于如图31、31A所示结构所需要的相应小些的槽和开口而言加工起来要容易些，也就是说图32和32A中所示的支座上的槽和开口要大些。而且，大的槽或开口通常易于模压或挤压。此外，加工出大槽的支座也能使用要求具有刚性支撑结构的大的摩擦块。

图32中所示的摩擦块120是相对主轴706对称支撑的。这样该摩擦块120是双向的，而且支座具有一个连续的没有暗孔的截面，使得支座易于模压或挤压。自然，可通过提供不连续截面来改变支座，如通过提供沿径向延伸的环形槽或非对称排列的径向延伸的开口来改变支承结构，从而改变其性能特征。

如图32所示，支座包括多个在圆周彼此隔开的摩擦块支承面732。每个摩擦块支承面732是由一个支承结构所支撑，该支承结构包括一对与摩擦块支承面732相连的通常的径向支架740。此外，通常的沿圆周延伸的支架742对每个支架740给予支撑。支架742与支座壳体以悬臂形式与第三支承部744相连。图31和31A中所示的摩擦块120是一个简单楔形摩擦块120。当然，可采用任何类型的摩擦块。但是要保持摩擦块的双向性，摩擦块120就应是双向的。

图32A是图32所示的摩擦块的径向剖视图。在该图中可见到摩擦块120及支承面732和第一支架740。

图33表示的是本发明的一个楔形轴颈摩擦块结构。如同图32中的摩擦块一样，图33中的摩擦块的支座10是由相应大的槽和孔形成的。实际上，多个等间隔的沿径向延伸的环形槽确定了多个沿圆周间隔的摩擦块支承面832。摩擦块支承面832是由一对沿轴向延伸的环形槽所进一步确定的，该环形槽是从柱形间隔的平面对称延伸的，在图33B、33C中能清楚地看到，通过标号834、835将槽标出。由前述的结构特征和多个圆周间隔的对称布置的浅孔838和多个圆周间隔对称布置的深孔837确定了支座支承结构。由于存在“暗孔”837、838，图33的支座结构不能挤压制造，也不能简单地以两个半模模压，即不能模压生产。

图33A明显示出，深孔837贯穿轴向槽836，从而确定了每个摩擦块的支承结构。此外，从柱形间隔的外圆周延伸的环形槽839进一步确定了支承结构。

参考图33、33A、、33B和33C，可以理解上述理论的结构件为摩擦块支承面832配备了一个支承结构。该支承结构包括一个直接支撑摩擦块的支架840，即一个初级支承结构，两个连续支架882，即一个三级支承结构;由把支架840与连续支架882连接的孔837和838所部分限定的多个支架，即一个二级支承结构。

由于图33-33C中所示的支座支承结构相对从主轴806延伸的摩擦块中心线806A不对称，因而它是单向的。因此，如图32中的支座一样，由于确定支座的相应大一些的槽和孔更易于制作，所以这种支座实际上能很好地满足对极小摩擦块的应用要求。

楔形摩擦块120具有一个支承部，该支承部是由两个相互间隔的倾斜支架构成，因而，摩擦块120的中心区是被挠性地支撑着。当然，也采用其它类型的楔形块。

图10表示了一个安装支架的支承结构，该支承结构用来支撑如图1F所示的那样常规格林（Girling）闸瓦式制动器的摩擦块或闸瓦21。该支承结构包括一个弧形的摩擦片支承件23和一个如支承27的支架。支承结构包括一个初级支承部271，第二支承部272和第三支承部273。第三支承部273具有楔形形状，从而能牢固地卡在图示的驱动结构的对应槽内。

各支承部共同构成一个如支承结构一样的支架以支撑摩擦片支承件23，进而支撑摩擦片或闸瓦21，该支架围绕摩擦片表面上或靠近摩擦片表面上的一点旋转，并作弹性地向着或离开制毂的运动。

当然，为了达到任何其它的偏移性的要求，可根据本申请中所讨论的原理对支承结构进一步改进。

图34、34A、34B、34C和34D所示的是采用本发明的锥形离合器系统的支座。该锥形离合器系统与图1B所示的相似。它包括一个在相对于第一转轴固定的飞轮3的内侧面上的内锥面和一个凸件面，该凸件包括多个楔形离合器的摩擦片21和一个支座10。

如图中所示，支座10包括由一对如构件940一样的支架构成的第一支承结构，该支承结构与摩擦块支承面932相连，并部分地由对称分布的开口942构成，支座10的外圆周上有一个浅的环形槽构成了由一对连续支架式构件982组成的第三支承结构。第二支承结构是由一个支架和隔板格960组成，它是由多个对称分布的大的孔944和对称分布的小孔946和非对称排列的中孔948构成，以便连接支架940和连续支架982。由于设置了非对称分布的孔948，支承结构在偏向于这些孔的方向具有大的挠性。

图35、35A和35B所示的是可用锥形离合器的一种类似的摩擦块。在该摩擦块支承件中，支承表面1032Ps相对于主轴1006是倾斜的。通过其倾斜的摩擦片支承面，图35中的支座以形成的内锥面支撑着诸摩擦片20。但是，在本实施例中，离合器摩擦片20是由高摩擦材料制成的简单的圆币形摩擦片。为了增加离合器的接触面积，最好使用延伸经过整个摩擦片支承表面的离合器摩擦片，并延伸摩擦片支承面，从而构成了一个实际上连续的表面。进而，如需要，高摩擦材料的离合器摩擦片20可以被压制在支座10内，从而形成整体的支座和摩擦片支承结构。

前述的例子描述了怎样改变支承结构构造的支承结构的改进型对摩擦块支承偏移性的影响。可见，这些构造和改进型式可根据任何所需要的方式进行组合，以达到所需要的特殊偏移性及达到摩擦片表面的温度最佳分布或满足在通常操作条件下的其它一些特性要求。

在图35所示的离合器构造中，已如所有固定支架离合器构造一样，基本目的是保证热积累的适分布。这样，如这里所述的一样，在负载时有可能引起摩擦片支承面或摩擦片自身的偏移。在此情形下的离合器应具有简单设计的支承结构，对摩擦面的接触“平面”和啮合面提供一个弹性横轴、并使摩擦面绕这个面上的一点转动。

图17A-17C和图18A-18B表示了本发明的组合式离合器结构的改变形式。尽管下面讨论的是关于一个离合器特例的图示和描述，但偏移摩擦块技术可用来达到对制动器的多态操作。多态式的离合器和制动器结构可以实现需要逐渐地、分档地离合式制动效果。

例如，在一些情况下，如在减速或降低速度时，需要慢制动效果。但是在另一些情况下，如在紧急情况下，需要急制动效果。利用常规的制动器难以全部满足这些要求。在许多动力制动器中很难进行慢制动，全凭操作者的脚踏板控制。该多态式制动器摩擦块结构通过对制动器摩擦块的支撑帮助操作者，由于与制动毂或圆盘是顺序啮合，当操作者踏脚踏板时，制动面的接触面积是分档增加的。如在一些离合器应用中，具体地，如在高速应用中，需要逐渐、即按顺序啮合离合器。应用摩擦块偏移技术可以根据需要实现摩擦块的逐渐啮合。

多态多制动器和离合器结构具有用于各组摩擦块顺序啮合，从而使摩擦块的接触面积逐档增加。最简单的例子是盘式离合器，每组摩擦片沿圆周间隔地安装在支承件上。当支承件被推向制动盘时，它们将啮合，在推力作用下，摩擦片分小组地进入啮合。理论上说，每个摩擦片将在不同时间进入啮合。但在实际应用中，最好是将摩擦片分为每组不多于四块的小组。总之，多态式结构与本申请中所述的单态式结构是相同的，只是多态式摩擦片包含了两个或两个以上的不同类型的摩擦片和用于引起各摩擦片在不同时间里与对置面啮合的一个顺序支承结构。总之，它是通过将制动器或离合器的摩擦片定位在啮合的对置面的不同距离上而实现的。要做到这一点，一条途径就是通过设计单独的支承结构和支座。另一方面，快速可控的“敏感”材料，如压电石英或聚合物可用来实现顺序啮合。

本发明的多态式离合器其特征在于，用于初始接触的那组摩擦片的表面与要啮合的面之间的距离要比用于后接触的那组摩擦片的表面与要啮合的面之间的距离要稍近一些。这样，仅在初始时，第一组摩擦片与对置面相啮合，当增加载荷时，设置或安装在支承件上的第一组摩擦片将按设计偏离对置面，这样，当对支座的压力增加时，第一组摩擦片被从要啮合的面上推开，从而下一组摩擦片进入啮合，这一过程可称之为“顺序啮合”。

至少有两种方式通过对摩擦片和支座的结构设计而达到顺序啮合。首先，可对摩擦片支结构进行设计，使其在需要时摩擦片会偏离对置面而使其它的摩擦片与该面啮合。另一方面，可将用于支承第一组摩擦片的支座部分设计成能使该摩擦片偏移对置面，而使其它摩擦片能与对置面进入啮合。

图17A-17C表示了一个多态式离合器结构，它包括两组离合器摩擦块20L和20H。第一类的摩擦块20L具有相对挠性，因此被设计成相对要轻微的离合啮合，它是用来连接要啮合的面的第一组摩擦块。第二类摩擦块20H具有相对大的刚性，被设计成与第一组摩擦块20L一起提供一个强大的离合力。

在这一图示的例子中，第一组摩擦块20L与图3E、3F中的摩擦块相似，第二组摩擦块与图3C、3D中的摩擦块相似，这已在前面讨论过。当然，也可以采用其它类型的摩擦块。图17A-17C中所示的离合器，基本上是通过对支座10的设计对载荷进行区分。尤其是，支座10被设计成每组摩擦块被支撑在一个支承件105上，而支承件105被支撑在一个连续圆环支架106上。对应第二组摩擦块20H的连续圆环支架106被支撑在一个实心基108上。但对应第一组摩擦块20L的基座108上具有一组在底面上的盲孔1080，这样连续支架106就部分地支撑在一个非常薄的隔板107上。根据这一结构，从图17A可见第一组摩擦块20L支撑在支座10的部位在竖直方向比第二组摩擦块20H在支座10的部位挠性大。这样，对于大载荷情况下，第一组摩擦块20所对应的支座部分将垂直地向下偏移，这样，第一组摩擦块20L的摩擦片表面将从被啮合的表面上偏移开。另一方面，第二组摩擦块20H的支座具有相当大的刚性，将不会按这种方式偏移。因此，对于大载荷两组摩擦块都与对置面啮合，从而大大增加了摩擦接触面积。

如上所指出的，为了保证第一组摩擦块20L首先与要啮合的面接触，摩擦块被设计成，第一组摩擦块20L的摩擦面安置得比第二组摩擦块20H的摩擦面稍高一些。高度差在图17A中用HD表示。高度差的产生既可通过在支座10上加工出用于第二组摩擦块20H的更深些的安装孔，又可由把第一组摩擦块20L做得稍高一些来达到。由于高度差HD的存在，第一组摩擦块的摩擦面比第二组摩擦块20H的摩擦面先接触将要啮合的对置对。根据设计条件，摩擦块和支座支承结构被设计成使第一组摩擦块20L自身具有小的扭矩啮合。

图17B表示了第一组、第二组的摩擦块是沿支座10的圆周布置的结构。图示，每组摩擦块是对应离合器主轴沿圆周分隔排列的。这对于保证均匀的离合效果是必要的。更多组的摩擦块能构成更多的离合档次。对于这种摩擦块组数的基本限定取决于各组中摩擦块的恰当数目，以便在予定载荷下能单独与对置面啮合，并保持摩擦块和整个离合器的规模合理。

图17C表示了在支座底部上形成的孔1080的位置，它在第一组摩擦块20L的位置下形成一个薄的隔板，支承件107。

图18A和18B表示了另一种结构，在该结构中，摩擦块的结构实现了顺序啮合。值得一提的是，该离合器结构包括两类摩擦块20L和20H。第一类摩擦块20L相对的要有挠性，并被用作相对轻度的离合啮合。第二类摩擦块20H具有相当大刚性，与第一类摩擦块20L共同用作紧急离合啮合。在该图示的实施例中，第二类摩擦块20H即是上面讨论的图3C、3D类型的。第一类摩撑块20L也与上面讨论的图4B、4C所示的基本相似。自然，如果需要也可采用其它形式的摩擦块。

支座10可以是常规的支座，它对每组摩擦块20L、20H具有基本相同地支撑。在支座10上形成的通道109是有其特殊用途的，而不是用于对载荷的区分，这将在下面给予说明。第一类摩擦块20L稍高于第二类的摩擦块20H，从而形成一高度差（HD），如图18A所示。为了实现顺序啮合，第一组摩擦块20L被设计成当在预定压力下，摩擦块将偏离轴面并且第二组摩擦块20H进入啮合。其结果，第一组摩擦块具有挠性的支承结构，它包括一个圆柱形第一支承部371，一个薄板的第二支承部372和一个桶状腿式的第三支承部373。显然，这仅是一个具有很大挠性的支承结构的例子。这里所揭示的挠性摩擦块结构中的任何一种摩擦块都可被采用。

由图18A和18B所示的结构可见，在小载荷的条件下，第一摩擦块20L的表面首先接触要支承的轴部，这些摩擦块20L的支承结构被设计成在低载荷的作业条件下允许适合的离合啮合。在高载荷情况下，第一组摩擦块20L偏移，从而使得两组摩擦块都与轴相啮合。

图18A、18B也表示了对摩擦块产生可变刚性的可能性，在这一例子中是第一类摩擦块20L，特别是，当摩擦块20L被安装在支座10上时，在支承部372和373的内壁和安装孔底部形成一个内腔，通过连通管道109从液体源3向该内腔有选择地输送液体，从而能调节摩擦块的刚度。尤其是，当腔373C完全被压力液体充满时，薄板372被刚性支撑，从而使摩擦块20L被更具刚性地支撑。另一方面，当腔373中的液体被抽出时，薄板372可自由偏移，从而使摩擦块具有挠性支撑。

而根据本发明的另一特点，内腔中的液体可以是一个电敏流变（ER）液体，电敏流变液体的粘滞度随所在的电场变化，这样，它能从自由流动态液体迅速变为高粘滞度的液体，实际上电场强度决定了固化形态。当腔373充满电敏流变液体时，对薄板372的支撑刚度具有几乎连续的变化。用这一方法可以改变摩擦块20L的刚度，即可从当电敏流变液体自由流动时具有的可变阻尼支撑状态到当电敏流变液体充以强电并且有犹如固态的性能时的状态之间的任何状态间变化。

如上所说的，第二类的顺序啮合结构是基于将摩擦块和/或离合器制造为一个灵敏结构型的。灵敏结构是由具有能感应环境条件并能相应变换其特性的结构构成。通常灵敏结构由三种组件相连接，一个骨架支撑组件，一个传感装置组件和一个致动装置组件。各组件的功能相似于生物功能。结构或骨架支撑组件的作用犹如摩擦块或支座的框架或骨架，并且是通用结构材料，如铝、钢、铜、陶瓷、塑料或轻复合材料制成。传感组件的作用就象是感应神经系统，是由能感应和监视温度、压力和其它一些能恰当地表明离合器和制动器操作的物理条件的材料构成。致动装置的功能就象一个肌肉系统延伸收缩或进行一些其它的实际变化，以实际地变换骨架支撑系统。

本发明的灵敏离合器和制动器构造具有前面所述的摩擦块基本相似的结构组件。传感装置组件可以是一个常规的电子传感装置，或一个通过条件变换可实现变换的灵敏材料。与此相似，致动装置组件可以是一个常规的机械或电子传动器，或是一种其物理性能有选择变换的灵敏材料。压电材料适用于致动装置或传感装置。实际上，压电材料、如、石英和某些聚含物在当对它们施加压力时，便会产生一个电压，反过来，将它们暴露在电场中时它们将会膨胀或收缩。这样，对摩擦块中的压电传感器施加压力时，将会产生一个电压，该电压可被用于一个单独的使动装置，通过其它的压电材料将一个电流输入该致动装置中，从而强化或软化该结构。

另一种适用于“灵敏”结构的传感装置和传动装置组件的材料是TERFENOL，该材料是磁收缩稀土合金的新组合、它含有铁、铽和镝，当它暴露在磁场中时，会产生很大的体积变化。TERFENOL具有比任何材料都大的磁收缩性，并仅仅只需用500-1000的普通磁场，磁场大小取决于所采用的预伸缩值的大小。在数微秒内，这种材料的100毫米长的棒的长度可以增加0.2毫米，这种变化比先前的磁收缩材料大100倍，并比压电材料高达20倍。TERRFENOL是电流激励的，并在低电压下作业，而电收缩材料与之相反它受控于不良的击穿条件。

TERFENOL的形状变化是原子力的结果，它能在机械阻尼为200MPa（29，000PSi）条件下以2000PPm的形变工作。在0～5KHz的低频下，TERFENOL在产生机械能方面优于所有的其它材料，在频率高出5KHz到20KHz范围内，应需考虑涡旋电流损失、并需要分层。单位体积内它能释放巨大能量（30，000J/m2）。m大于0.7的磁致弹性耦合系数将电能有效地转化为机械能。

这种材料的导磁率低（5-10），由于当施加机械力时，它将产生电能，从而相对导磁率随机械压力变化，这意味着TERFENOL也可用作一个具有极快的响应时间的传感装置。其它的非晶态磁致弹性材料（如，铁、硅、硼）是现今所有的用于感应使用的材料，它们具有高达500，000的应变系数和高达0.98的磁弹性耦合率。

对于一个100毫米的棒TERFENOL具有一个0-15KHz的高频带宽度，能在低频下很好工作，并适用于音频之下1KHz。这意味着信号传得更远，反过来产生更高的分辩率。杨氏（Young）模量，即是利用一个偏磁场使共呜频率和材料的声速被控制在一个宽范围内，当材料饱和时，杨氏模量是它初始值的两倍。

在图19C中大体表示了一个简单的结构、它是一个“灵敏”离合器或制动器的摩擦块，这个灵敏摩擦块包括一个传感装置232和一个致动装置233，它们都是用压电材料制成的，因而，当对摩擦块23的摩擦片21施加压力时，一个电压将被输入反馈放大器（图中未显示），该反馈放大器处理该脉冲，并输送一个电压给致动装置，引起它膨胀或收缩，这是达到可导致最佳状态的压力分布所必需的。根据设计，最后达到与最佳离合或制动效果相对应的一个所期望的平衡状态。

设想到的灵敏结构的其它类型，如，传感装置组件可以是单个物理传感器，它能用于测量温度、压力摩擦或其它任何表示最佳性能的状态。这些被测得的状态被输入到中央处理机（CPU）内，然后，中央处理机向致动装置产生一个信号以改变摩擦块的特性，这里的致动装置包括一个压电材料，TERFENOL、电敏流变液体、一个形变忆金属、如nitinol（一种镍-钛合金）、或用于改变摩擦块特性的其它一些灵敏材料或机械传动装置。

灵敏材料如压电材料和TERFENOL在体积变化时，可通过在啮合位置和分离位置间有选择的运动而用来带动制动器或离合器。这种结构在许多制动器和离合器应用中的人工控制的结构上具有许多优点。在另一些方面，由于每个单独的摩擦块可相对于别的摩擦块而可被单独操纵，从而能够达到精确控制离合或制动效果。当然，根据任何所需要的方式，该系统能简便地通过一个中央处理机（CPU）进行程控，以达到任何所需要的结果，其中也包括顺序啮合。

当然、灵敏的摩擦块结构也可被用在要求精确控制的不同领域，如上所述，当一个灵敏摩擦块被用作一个多态离合器或制动器的一个可选择的支承结构时，则设置有迅速可控元件、如那些不同性质的用于选择性活化和去活化的各组摩擦块、如摩擦块能安装在压电元件上或一些机械传动器上，这样可将摩擦块推进以达到一个啮合位置和将摩擦块拉回以达到一个不啮合位置。另一方面摩擦块可被设计成刚性的、以实现强啮合，也可以设计成挠性的，以实现弱啮合或不啮合。当然，迅速可控的制动器和摩擦块结构具有其它用途。例如，本发明的摩擦块和/或支座可根据测得作业状态进行调整以纠正任何操作误差。因此，本发明的摩擦块和/或支座可包括用于具体改变摩擦块表面和/或支座结构的偏移特性的独立元件。该独立元件可通过一个中央处理机（CPU）进行程控，反过来，它又可以接收表明离合或制动状态情况的信号。如，传感装置可测理的物理参数，如压力分布、速度、扭距、负加速度等。来自传感装置的信号被输入中央处理机（CPU）并与表示最佳性能的状态相比较，当实测得的状态与表示最佳性能的状态之间存在偏差时，中央处理机（CPU）向装置传送一个信号，用以具体调节摩擦块表面和/或摩擦块或支座支承结构的偏移，从而强制改变所测得的状态。此外，另一方面，中央处理机（CPU）对于人工插入指令、如“增加制动力”或“松开离合器”可直接响应。当收到这种指令时，中央处理机（CPU）执行一个预定程序以达到所需的结果。

不同的方式都可用来具体改变摩擦块和支座的性能。如，可将高压液体压入缓冲腔（下面将讨论），以改变支承结构的缓冲特性。另一方面，可将一个机械棒或千斤顶用于与支承结构接触，以便实际改变支承结构的偏移特性。这些方式都可电控。

尽管许多方式都可用来具体地调节摩擦块和支座的工作状态，以便与所测得的作业状态所对应。现今认为最好的方法是在支承结构上的内隔中或是在支承结构和摩擦块之间配备一个或多个压电元件。这种方式的压电元件设置能迅速地控制和调节摩擦块状态，并对支承结构的偏移特性起作用。当然，通过对由磁收缩稀土合金，如TERFENOL制成元件或电敏流变液体槽的利用而达到相似的结果。这样，尽管下面讨论着重是关于压电元件的，但也可理解为其它的灵敏材料，也可以采用基本相同的方式。如前面所述，大家知道，当一个电流作用某种晶体和陶瓷材料时能产生机械膨胀力。当采用一个变向电压时，晶体或陶瓷材料产生沿厚度方向的振荡。但当一个直流电持续作用时，在厚度上不会产生变动。从而可知当调节电压作用时某些材料能变化体积。值得注意的是，在这些压电材料中比较明显的是石英、聚合物、罗谢尔盐（钾、钠、酒石配盐），适当极化的钛酸钡、磷酸铵、单糖和某些陶瓷，所有这些材料都显示出压电效应，但没有哪一种材料全面具有合乎要求的性能，如稳定性、高输出，对温度极值和温度的不敏感性，和构成任何所需要形状的能力等。罗谢尔盐具有最高输出，但它要求防潮、密封、并不能在45°（115°F）之上使用。石英无疑具有最稳定的性能，但它的输出低。对用于制动器和离合器而言，聚合物和陶瓷压电材料看来是最适合的。

在电元件可置于本发明的任何摩擦块和/或支座的间隔之中。但是，方便的方法是将压电元件安置在支承结构中，或安置在弹性组装支座中，或安置在支承结构和摩擦块之间，自然这是对支承结构和摩擦块间的间隔而言。由于这里所述的摩擦块和支座间的间隔空间变化范围大、并且因为实际的间隔大小取决于支座和摩擦块的尺寸，从这里所描述的各种具有压电控制的结构中对摩擦块或支座的选择所取决的条件之一是所采用的制动器或离合器的大小。

对于相当大的制动器或离合器结构，在支座或摩擦块支承结构中的开口相应要大些，稍小的开口也可采用。另一方面，对于非常小的支座或摩擦块，其中的空隔或间隔要相应地小些，具有相应大些的开口的摩擦块将会更加适用。值得一提的是，当压电元件的尺寸接近于支承结构元件自身尺寸时，该压电元件在整个摩擦块构造中的效果将相应增大。在通常情况下，压电元件设计为对摩擦块的偏移特性仅产生小的调整，这是由于即使是没有安置有压电元件的摩擦块，它的设计也具有完美的功能。这样，压电元件安置在图32中的支座的支承结构中，将把支撑的基本特性从偏移型支撑转变为压电控制支撑。在这一情况下，这可是所期望的，例如、录需要采用压电元件对制动器或离合器进行啮合或松脱的情况。

图25和31表示了摩擦块支承件，它包括安装在支座支承结构内和在支承结构和摩擦块20之间的压电元件100。电线头（未图示）与每个压电元件相连。向电线头的供电由一个控制系统控制。该控制系统最好包括一个中央处理机（CPU），中央处理机（CPU）控制所有的压电元件以响应传感器所测得摩擦块表面的压力或温度分布信号或响应人工输入信号。

控制本发明中的摩擦块中的压电元件100的控制系统，例如，包括一台中央处理机（CPU）;该中央处理机（CPU）接收由不同的传感器测得的有关摩擦块表面的温度或压力分布的输入信号。例如，中央处理机（CPU）收到安装在摩擦块周围不同位置的载荷传感器的信号、速度传感器的信号等等。来自这些传感器的信号可以逐个与存储在只读存储器（ROM）内的表示正常温度或压力分布的数据比较。换言之，压力分布可以直接从这些信号中计算获得。如果计算结果表明所测得的状态已经超出正确范围，可以实施诊断分析，以确定正确范围。如果诊断分析的结果表明压电元件要充电及充量多少，就可对其充电。

如上所述，图25中的摩擦块可以包括安装在支座结构内的压电元件100，从而允许分别正确控制摩擦块支承表面132向下倾斜量。在这一实施中，压电元件100被安装在每个摩擦块的公共位置，从而压电元件只有一个功能，即控制摩擦块支承面向下倾斜。如果使用这种结构，就要求摩擦块20最里边的边缘略微比外边的边缘高，这样，压电元件就补偿了这一偏差，实现压力或温度的均匀公布。当然，如果需要可以为别的目的在其它位置安装附加的压电元件100。同样，压电元件100有电线头（未图示）与其相连，输入的电流由上述型号的中央处理机处理和控制。

图31所示的锥形离合器摩擦块支承件可以包括安装在所选择的位置的压电元件100，以便根据所测得的运行状态来局部调节压力和温度的分布。同样，电线头与压电元件100相连，通过电线头供给压电元件的电流由一个控制系统控制，该控制系统可以是上述类型的。应该指出的是，供给压电元件的电流可以由人工操纵的电控制系统控制。当然可以相信用中央处理机可以有更好的结果。

用于多态式离合器结构中的灵敏的摩擦块支承结构可用于两个方面，一方面，离合器可以被设计成只包括一组具有“灵敏”结构的摩擦块，可以改变其偏移特性的适应不同的操作状态要求。另一方面，可以应用迅速可控的材料通过把摩擦块推向或推离要啮合的轴或转动件来活化或去活化所选择的摩擦块，从而使得啮合平稳。

图19A表示了具有安装孔101的支座10的局部顶视图，安装孔101包括一个定位突起102，该定位突起102包含二个电线头EL1和EL2。这样的支座可以被用于要求用电线头向摩擦块或支承结构供电的灵敏系统中，以便传输电荷给压电材料，电敏流变液、形状记忆金属以及其它敏感材料，或从压电材料输出电荷。

图19B表示了可以被用在上述支座中的一种摩擦块20，尤其是摩擦块20与图3C和3D及上面所述的摩擦块相似。然而，在摩擦块支撑件23上具有一个由高摩擦材料构成的摩擦片（PI），该摩擦片构成了真正起摩擦作用的表面。此外，在第三支承部273内有一个槽口，这样允许把摩擦块20安装在支座10内。电线头273EEL形成在靠近槽口处，从而当把摩擦块20安装在图19A所示的支座10内时与电线头EL1和EL2形成电接触。如果灵敏材料被用在靠近摩擦片支撑面23上的摩擦片PI中时，电线头273EL伸入摩擦片PI内。当然，灵敏材料是用于支承结构而不是用在摩擦片表面。这样，电线头将向所述位置供电。

图19B所示的摩擦片PI可以包括一层压电材料，或者可以是由高摩擦材料和某类型的压电材料组成的复合材料，这样，当向摩擦片PI供电时，摩擦片的形状将改变，从而调节压力和温度的分布。

如上所述，图19C表示了一种“灵敏”的摩擦块的支承结构。

图19D表示了具有可调节刚性的组合式支承结构元件。尤其是支承结构包括一个细的管状第一支承件371，一个薄的隔板，即第二支承件372和一个环形支架作为第三支承件373。在支承结构的两端形成有连接件30和40，从而通过螺纹40可以使支承结构被支座所接纳，通过螺纹30接纳摩擦片的支承件。

外部件371、372通常是挠性的，因为相对要薄些。然而，支承结构的内部是不可压缩的液体并与电敏流变液体隔离。在其液体、电敏流变液体是不可压缩的，从而起到缓冲作用。但不能防止支承结构的偏移。电线头EL向电敏流变液体提供不同的电流，这样，电敏流变液体的阻尼作用，提高支承结构的刚性就可从一个非常柔软的支承结构有选择地变成高刚性的支承结构。供电的控制是响应了监测各种表示楔入特性的传感器。如图19C所示的传感器或其它合适的传感器都可用于上述目的。

图19E表示一个灵敏支座结构10，支座10包括多个摩擦块安装孔101。用于支承每个摩擦块安装孔101的是薄的摩擦块支承面10Ps。位于每个摩擦块支承面10Ps下的是密封的充满电敏变流液体10F的液腔。所配备的电线头EL允许向充满液腔的液体供电。摩擦块以下述方式被安装在支承面10Ps上，即支承面Ps允许液体对摩擦块20起到缓冲作用。按上述方式，所供给的电流可以有选择地改变摩擦块支承面Ps的刚性，从极柔软的表面至极硬的表面。同样，供电是可控的，以响应监测表示楔特性的物理状态的传感器。

图19F表示了本发明的灵敏摩擦块。摩擦块的外部是螺纹状的突起部，以便能安装在本发明组合结构的一个支承结构内。此外，如图19F剖示部分所示，摩擦块包括所选用的由电敏流变液23F和复合材料构成的层。当接受电流时，电敏流变液中的颗粒重新排列，使液体几乎同固体一样硬。摩擦片由一个反馈系统控制时，可以根据测得的表示楔特性的状态来微调摩擦片的刚度。如果需要可以单独控制向摩擦块各部分的供电，这样就能精确控制支承摩擦块的每部分的支承。

高摩擦块支承件使摩擦块预先偏移时，为保证摩擦块的正确排列，支承的摩擦块被精确地安装在支座内，从而在载荷作用下有适当的偏移。摩擦块的精确定位对于自动控制摩擦块的结构是重要的，因为必须有一个固定点作参考，而所有的变化都从这一参考点出发。

图6A，6B，6C和6D表示了本发明的另一种特征，这里，摩擦块20可以被精确地安装在支座10内。在图6A和6B中，支座10配备有不对称地分布在10内的安装销102，以接纳摩擦块20。定位销可以安装在不对称地分布在摩擦块支承结构上的孔内，以便把摩擦块精确固定在支座10的孔内。图6C和6D中表示了另一种结构。在这一结构中安装销102伸入孔101的壁内，可用作单独的安装销。安装销亦可安装在本发明的任一摩擦块的V形或第三支承部的补充槽口内。根据这些安装销或凸起部的排列，当把摩擦块安装在孔内时，必须把预先偏移的摩擦块作正确的对齐。可以理解的是，当使用定位销或凸起部时，只有那些不需要把摩擦块旋入支座内的连接件才可使用。因此，图12B和12C中所示的卡压件或连接件是可用的，而螺纹却不行。

图7-9表示了由本发明的摩擦结构得到的构件。特别是这些附图表示了若干可能的摩擦块结构，这些结构可以简单地采用不同的标准件而获得。如上所述，任一标准摩擦片支承件都可以与任一标准的摩擦块组合在一起。

图7中，若干圆形摩擦块20沿圆周间隔地分布在支座10内。可以使用这类圆形件，因为把摩擦片与摩擦块支承件一起作整体加工时很容易加工出圆形的摩擦块表面。然而，只要能够加工出来而不增加费用的话，也可采用非圆形的摩擦块。这可由本发明的另一特征实现。

当摩擦片与摩擦片支承件分开加工时，由于任何形状的摩擦支承件都很容易加工，因此选用的摩擦块的形状的加工复杂性并不重要。譬如，使用图8中所示的楔形摩擦块20，它具有较大的摩擦表面，从而增大了摩擦接触面。这样，除圆形摩擦块外可以提供标准的楔形摩擦块。此外，通常也可提供系列尺寸的摩擦块，这些系列尺寸的摩擦块提供了几乎是连续的摩擦表面。譬如，可以确定摩擦块的尺寸，而使相邻摩擦块的边几乎接触。

在其它的例子中，也可以配备单一连续的摩擦环而不是多个摩擦块。图9A和9B表示了这种连续的摩擦环的一种，但是具有多个凹口310和多个摩擦块320。由于凹口310和摩擦块320的对称分布，该摩擦环的功能在许多方面都象具有各个摩擦块的摩擦构件。当然，构件300的连续性影响了性能，譬如，由于支承结构而提高了刚性并阻止了各摩擦块的偏移。这一影响可以通过把凹口开得很小而减小到最低程度。使用一个标准支座和多个摩擦块支承件，连续构件300可具有一组摩擦块支承件以便安装同样数目的与摩擦块支承件配套的元件，并可固定在这些摩擦块支承件上，用夹具或卡锁或其它方式可拆卸地固定，这些方式可以用于连续构件。连续构件的采用有助于精确定位摩擦块表面、有助于保证均匀分布压力和温度。

图11A表示了用于本发明的组合摩擦块的支撑件的一种。图11A表示的摩擦块支撑件可用于制成以如图4A-4E和5A-5E为基础的整体的组合式摩擦块。如图11A所示，支承件包括位于第一支承部上方的螺纹30，和第三支承部的螺纹延伸件40。这两个螺纹30、40各为可以安装在相应的摩擦块和支座的螺纹孔内。因此，图11A所示的组合结构适合于可拆卸地固定在支座和摩擦块上。当然，也可应用任何已知的连接件。

图11B表示了具有上螺纹30和第三支承部的螺纹延伸件40的另一种组合摩擦块支承件的支承结构。摩擦块的实际支承件27可被用来构成如图2、3A和3B所示的组合结构。当然，亦可使用任何已知的连接件。

尽管图11A、11B中所示的组合结构包括一个相当宽的螺纹状的连接结构，但是亦可使用其它类型的组合元件和连接件。图12A-12F表示了几个这类元件和连接件。图12A表示了图11A所示类型的组合式支承件的上部，该上部配备一个螺纹固紧柱，而不是图11A所示的宽的螺纹件。显然、这一螺纹固紧柱可以代替图11A和11B所示的螺纹件。图12B和12C表示了一种可以用来代替图12A所示的螺纹件的卡锁。当然卡头形成在摩擦块上面，而不是在支承结构上。图12D、12F表示了这种结构。图12E表示了其上具有卡槽的支承结构。此外，图12D表示了具有以一种材料（通常为金属）为基础结构的熔接在其上的由另一种材料（通常为橡胶或聚合物）为盖的组合摩擦块。图12F表示了一个具有与其它摩擦块不同材料的单独摩擦片PI的摩擦块。当然，摩擦片PI的外表面由高摩擦材料构成。事实上，整个摩擦片可以由高摩擦材料构成。这样，摩擦材料可被制成易更换的摩擦片。摩擦片亦可具有一层高性能的摩擦材料和一层或部分可迅速控制的“灵敏材料”，譬如压电晶体或聚合材料。

除附图所示的结构外，其它可能的结构包括卡锁、凸轮锁紧、扭转锁紧或任何已知的固紧件。尽管没有专门表示，在某些情况下，组合元件亦可以不可拆地固紧在其它元件上，譬如用压合、胶接、熔接或其它任何已知的结构，这些均属本发明构思。