BR112021015957A2

BR112021015957A2 - Aparato de freio de disco usando meios de motor combinado com gerador

Info

Publication number: BR112021015957A2
Application number: BR112021015957-6A
Authority: BR
Inventors: Suk Ho Jang
Original assignee: Jsh Eco Energy Co.,Ltd.; Suk Ho Jang
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2021-10-05
Also published as: AU2020220766A1; EP3926198B1; US20220089134A1; KR102074738B1; EP3926198A1; EP3926198A4; CN113412375A; CN113412375B; JP2022527431A; CA3129590A1; JP7145372B2; WO2020166833A1; MX2021009691A; CA3129590C; AU2020220766B2

Abstract

aparato de freio de disco usando meios de motor combinado com gerador. a presente invenção refere-se a um freio de disco, e mais especificamente, a um aparato de freio de disco usando um meio motor gerador combinado, o apara-to de freio de disco compreendendo uma placa fixa que possui elementos helicoi-dais dispostos radialmente e placas rotativas que possuem corpos magnéticos dis-postos radialmente e correspondendo aos elementos helicoidais, em que: a atração elétrica entre a placa fixa e as placas rotativas possibilita frenagem primária e atrito entre elas e possibilita frenagem secundária, de modo a minimizar a ocorrência de pó de metal em um processo de frenagem, impedindo, portanto, poluição ambiental; e uma reação elétrica entre os elementos helicoidais e os corpos magnéticos pos-sibilita a produção de eletricidade, a qual pode ser usada para a geração de ener-gia e para assegurar a energia eletromotriz, desse modo aumentando mais a efici-ência de uso da presente invenção.

Description

“APARATO DE FREIO DE DISCO USANDO MEIOS DE MOTOR COMBINADO COM GERADOR” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um freio de disco, e mais particularmente, a um aparato de freio de disco incluindo meio combinado de geração e operação elétrica, que inclui uma placa estacionária com elementos helicoidais fixados a ela, e um par de placas rotativas, que estão dispostas rotativamente em dois lados laterais da placa estacionária e cada uma delas inclui ímãs, de tal modo que não apenas são realizadas geração de energia elétrica e operação elétrica, mas também a frenagem de um eixo de transmissão.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002] Atualmente, os veículos terrestres de transporte geral incluem os automóveis e as motocicletas. Estes automóveis e motocicletas são configurados para gerar potência pelo acionamento de um motor e, portanto, girar as rodas dos veículos.

[003] Estes automóveis e motocicletas precisam necessariamente de um aparato de frenagem configurado para realizar a função de frenagem durante o percurso. O aparato de frenagem realiza a frenagem de forma que propicia força de atrito às superfícies dos lados laterais de um disco usando almofadas de asbesto ou propiciando força de atrito a uma superfície de um tambor que usa um revestimento de metal.

[004] No entanto, este tipo de aparato de frenagem convencional gera partículas finas de metal provocadas por degaste do asbesto ou do metal durante o contato de atrito entre eles. Estas partículas finas de metal tornam-se a causa principal da contaminação do ambiente, resultando em um problema sério para as pessoas, as quais acabam sofrendo de doenças respiratórias devido a contaminação ambiental.

[005] Recentemente, a Organização Mundial da Saúde (WHO) publicou uma declaração de que a razão pela qual os não-fumantes apresentam uma alta taxa de incidência de câncer do pulmão é a poluição ambiental. De fato, devido à poluição causada por partículas finas de metal pesado que são geradas dos freios e das pastilhas de embreagem dos veículos é um problema social que aumenta de gravidade com o número de automóveis. Portanto, encontrar uma solução para o problema é uma questão de urgência.

[006] A fim de resolver o problema acima mencionado, um aparato de frenagem eletromagnética está sendo sugerido.

[007] No entanto, devido ao fato de que a maioria dos aparatos de frenagem eletromagnética convencionais são configurados para realizar apenas uma função de frenagem auxiliar, como em um sistema ABS, ou para serem operados por eletroímãs, existe um limite para a força de frenagem.

[008] Ademais, devido ao fato de que os aparatos de frenagem eletromagnética convencional são configurados predominantemente para realizar a frenagem de atrito, existe um problema relacionado ao aumento do consumo elétrico.

DOCUMENTOS RELACIONADOS A ARTE [Documentos de Patente] [Documento de Patente 1] Publicação de Registro de Modelo de Utilidade Coreano No. 20-0127519 [Documento de Patente 2] Publicação de Registro de Patente Coreano No. 10-1045709 [Documento de Patente 3] Publicação de Registro de Patente Coreano No. 10-0280627

[Documento de Patente 4] Publicação de Registro de Patente Coreano No. 10-0957635

DESCRIÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[009] Por conseguinte, a presente invenção foi criada em vista dos problemas acima, e é um objeto da presente invenção fornecer um aparato de freio de disco que inclui um meio combinado de geração e operação elétrica, o qual inclui uma placa estacionária com elementos helicoidais, que estão radialmente dispostos nela, e placas rotativas incluindo ímãs, que estão radialmente dispostos de modo a corresponder aos elementos helicoidais, de maneira que a primeira frenagem eletromagnética é realizada usando a força atrativa existente entre a placa estacionária e as placas rotativas, e a segunda frenagem mecânica é realizada usando a força de atrito existente entre elas, assim minimizando a geração de partículas finas de metal e, portanto, impedindo a contaminação ambiental provocada pelas partículas finas de metal.

[010] Ademais, é um outro objeto da presente invenção fornecer um aparato de freio de disco incluindo meio combinado de geração e operação elétrica, que é capaz de gerar energia elétrica em virtude da interação eletromagnética entre elementos helicoidais e ímãs e de realizar operação elétrica a fim de aumentar mais a eficiência de uso.

SOLUÇÃO TÉCNICA

[011] De acordo com a presente invenção, os objetos acima e outros podem ser executados pela provisão de um aparato de freio de disco incluindo meio combinado de geração e operação elétrica incluindo uma unidade de disco com uma placa estacionária, que é feita de um material não-magnético e inclui uma pluralidade de elementos helicoidais, que estão radialmente dispostos em torno de um centro da placa estacionária de maneira a ficarem expostos de dois lados laterais da placa estacionária, a placa estacionária estando fixa a um corpo de veículo e disposta em torno de um eixo de transmissão a fim de impedir interferência rotacional com o eixo de transmissão, e um par de placas rotativas,

que são feitas de um material não-magnético e estão acopladas ao eixo de transmissão por uma chaveta que gira junta com o eixo de transmissão em dois lados laterais da placa estacionária, o par de placas rotativas sendo fornecidas em superfícies da mesma que estão voltadas para a placa estacionária com uma pluralidade de ímãs, que estão radialmente dispostos, e estando elasticamente apoiados por molas de compressão respectivas, nas quais é gerada energia elétrica por cargas aplicadas aos elementos helicoidais e armazenadas em uma bateria, um sensor Hall, que está disposto próximo a uma das placas rotativas de modo a detectar a tensão causada por campos magnéticos gerados dos ímãs em decorrência do acionamento de um pedal de freio, o sensor Hall permitindo que seja aplicada a corrente armazenada na bateria aos elementos helicoidais de modo a eletromagnetizar os elementos helicoidais, de tal maneira que a polaridade dos elementos helicoidais e a polaridade dos ímãs das placas rotativas interagem entre si para propiciar força de frenagem provocada por força atrativa entre as placas rotativas dependendo da tensão detectada, e uma unidade de frenagem,

que está disposta de modo a circundar as periferias das placas rotativas em dois lados laterais externos das placas rotativas, a unidade de frenagem estando configurada para pressionar as placas rotativas e, assim, fornecer força de frenagem provocada pela força de atrito entre elas às placas rotativas quando o pedal de freio e acionado além de um limite de saída aceitável do sensor Hall; em que o sensor Hall é configurado de modo que uma distância entre o sensor Hall e os ímãs diminui, assim a tensão detectada pelo sensor Hall aumenta com um aumento na força de pressão do pedal de freio .

EFEITOS VANTAJOSOS

[012] Como descrito acima, o aparato de freio de disco incluindo meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção é construído para realizar tanto frenagem eletromagnética usando força atrativa existente entre uma placa estacionária e placas rotativas como frenagem mecânica usando força de atrito entre elas. Consequentemente, é possível minimizar a proporção de todo o procedimento de frenagem que é atingido através da frenagem mecânica usando força de atrito, e realizar uma frenagem estável.

Ademais, uma vez que é minimizada a geração de partículas finas de metal provocada por atrito com o abesto ou metal, ocorre um efeito de prevenção da contaminação ambiente.

[013] Além disso, uma vez que a geração de energia elétrica e a operação elétrica são realizadas em virtude da interação eletromagnética entre os elementos helicoidais e os imãs, existem efeitos que são capazes de realizar um uso estável de energia elétrica e operação usando uma pequena quantidade de combustível e melhorando mais a eficiência de uso.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] Os objetos acima e outros, meios e outras vantagens da presente invenção tornar-se-ão compreendidos mais claramente a partir da descrição detalhada a seguir tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: a FIG. 1 é uma vista esquemática geral de um aparato de freio de disco incluindo meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção;

a FIG. 2 é uma vista ilustrando uma parte substancial de uma estrutura de frenagem do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção; a FIG. 3 é uma vista em perspectiva explodida de uma unidade de disco do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção; a FIG. 4 é uma vista em seção transversal montada ilustrando uma unidade de disco e uma unidade de frenagem do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção; a FIG. 5 é uma vista ilustrando a frenagem eletromagnética do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção; e a FIG. 6 é uma vista ilustrando a frenagem mecânica do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção.

(Descrição dos Numerais de Referência) 100: unidade de disco 110: placa estacionária 111,111': elemento helicoidal 120,120': placa rotativa 121,121': ímã 130: mola de compressão 200: sensor Hall 300: unidade de frenagem 310,310': membro de pressão

320,320': porção de atrito 330,330': porção de pressão 332: mola restauradora 400: sensor giroscópio

MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[015] A menos que de outro modo definido, todos os termos, incluindo os termos técnicos e científicos usados neste documento, possuem os mesmos significados que são normalmente compreendidos por aqueles que são versados na técnica a qual esta invenção pertence. Ficará ainda compreendido que os termos, tais como aqueles definidos em dicionários usados corriqueiramente, devem ser interpretados como tendo os significados consistentes com o significado deles no contexto da técnica relevante e da presente descrição, e não devem ser interpretados em um sentido formal idealizado ou desmesurado, a menos que expressamente assim definido neste documento.

[016] As descrições estruturais e funcionais específicas de concretizações da presente invenção divulgadas neste documento são apenas de cunho ilustrativo das concretizações preferidas da presente invenção, e a presente descrição não pretende representar todo o espírito técnico da presente invenção. Pelo contrário, a presente invenção destina-se a abranger não apenas as concretizações de exemplo, mas também várias alternativas, modificações, equivalentes e outras concretizações que possam ser incluídos dentro do espírito e do escopo da presente invenção conforme definida pelas reivindicações apensas.

[017] Doravante, uma concretização preferida da presente invenção será descrita detalhadamente tomando como referência os desenhos anexos.

[018] A FIG. 1 é uma vista esquemática geral de um aparato de freio de disco incluindo meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção. A FIG. 2 é uma vista ilustrando uma parte substancial de uma estrutura de frenagem do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção. A FIG. 3 é uma vista em perspectiva explodida de uma unidade de disco do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção. A FIG. 4 é uma vista em seção transversal montada ilustrando uma unidade de disco e uma unidade de frenagem do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção.

[019] Como ilustrado nas Figs. 1 a 4, o aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção inclui uma unidade de disco 100, um sensor Hall 200 e uma unidade de frenagem 300.

[020] Primeiro, a unidade de disco 100, que está incluída no aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção, de modo a realizar geração e provisão de força de acionamento, inclui uma placa estacionária 110 e placas rotativas 120 e 120’.

[021] Aqui, a placa estacionária 110 é configurada para ter a forma de uma placa anular, e é confeccionada de um material não-magnético. A placa estacionária 110 possui um furo central, através do qual um eixo de transmissão rotativo 10 de uma roda estende-se sem interferência entre elas, e é fixamente montada a um corpo de veículo (não mostrado).

[022] A placa estacionária 110 é fornecida com uma pluralidade de elementos helicoidais 111 e 111’, que estão radialmente dispostos em torno do centro da placa estacionária 110.

[023] De acordo com a presente invenção, a pluralidade de elementos helicoidais 111 e 111’ estão incorporados como uma pluralidade de elementos helicoidais sem núcleo, e estão dispostos através da placa estacionária 110 de modo a ficarem igualmente expostos em ambos os lados laterais da mesma. Os elementos helicoidais 111 e 111’ são conectados entre si em série.

[024] As placas rotativas 120 e 120’ são compostas de um par de placas rotativas, as quais possuem formatos anulares correspondentes entre si, e estão dispostas em ambos os lados laterais da placa estacionária 110. Aas placas rotativas 120 e 120’ são confeccionadas de um material não-magnético, e são fixas ao eixo de transmissão 10 no estado de estarem distanciadas dos dois lados laterais da placa estacionária 110.

[025] Preferencialmente, as placas rotativas 120 e 120’ são acopladas deslizantemente ao eixo de transmissão 10 por uma chaveta 11 de modo a ficarem deslizáveis em direção à placa estacionária 110.

[026] Cada uma das placas rotativas 120 e 120’ é fornecida com uma pluralidade de ímãs 121 e 121’, os quais estão radialmente dispostos ao longo da periferia de uma superfície lateral da placa rotativa que está voltada para a placa estacionária 110 de fim de corresponder aos respectivos elementos helicoidais 111 e 111’ da placa estacionária 110.

[027] As placas rotativas 120 e 120’ estão distanciadas preferencialmente da placa estacionária 110 e assim os elementos helicoidais 111 e 111’ ficam posicionados dentro dos limites de força magnética dos ímãs 121 e 121’.

[028] De acordo com a presente invenção, uma mola de compressão 130 é conectada à superfície lateral das placas rotativas 120 e 120’ de modo a circundar o eixo de transmissão 10. As molas de compressão 130 são configuradas para propiciar força de restauração quando as placas rotativas 120 e 120’ são impulsionadas para a placa estacionária 110 durante um procedimento de frenagem, o qual será descrito posteriormente.

[029] Especificamente, a unidade de disco 100 é construída de tal maneira que as cargas elétricas com uma polaridade são aplicadas aos elementos helicoidais 111 e 111’ a partir dos ímãs 121 e 121’ enquanto as placas rotativas 120 e 120’ são giradas e, desse modo, é gerada energia elétrica pelos elementos helicoidais 111 e 111’ em virtude da polaridade das cargas elétricas aplicadas, e esta é armazenada em uma bateria 20.

[030] A bateria 20 da invenção pode ser uma bateria comum montada em um corpo de veículo ou a um sistema de armazenagem de energia adicional (SAE).

[031] Enquanto isso, a unidade de disco 100 é construída de modo tal que quando a energia elétrica armazenada na bateria 20 é aplicada aos elementos helicoidais 111 e 111’, a polaridade das cargas elétricas, que são geradas a partir dos elementos helicoidais 111 e 111’, interfere na a polaridade dos ímãs 121 e 121’ das placas rotativas 120 e 120’ para gerar força atrativa e força repulsiva entre elas, desse modo propiciando força rotativa às placas rotativas 120 e 120’.

[032] Ademais, a unidade de disco 100 é construída de tal modo que a força de atrito é gerada entre a unidade de disco 100 e a unidade de frenagem 300, com a finalidade de realizar uma ação de frenagem quando a unidade de frenagem 300 é operada.

[033] No aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção, o sensor Hall 200 é disposto próximo às placas rotativas 120 e 120’ para detectar uma tensão provocada por campos magnéticos gerados pelos ímãs 121 e 121’.

Preferencialmente, o sensor Hall 200 é configurado para detectar energia elétrica correspondente à distância desde os ímãs 121 e 121’, os quais gera a força magnética, e para controlar a energia elétrica baseada na quantidade detectada de energia elétrica por meio de um circuito 30.

[034] Aqui, o sensor Hall 200 detecta a tensão dos ímãs 121 e 121’ quando um pedal de freio (não mostrado) do corpo de veículo é acionado.

Preferencialmente, com o aumento na magnitude da força de pressão do pedal de freio, a distância entre o sensor Hall 200 e os ímãs 121 e 121’ diminui e, assim, a tensão aumenta. Por exemplo, a tensão varia dentro de uma primeira faixa de um primeiro estágio a um quarto estágio de acordo com a força de pressão do pedal de freio.

[035] A estrutura configurada para controlar a distância entre o sensor Hall 200 e os ímãs 121 e 121’ por meio do pedal de freio não é de concepção recente.

O sensor Hall 200 pode ser conectado diretamente a um pedal de freio geral para ser diretamente operado pela ativação do pedal de freio, ou o sensor Hall 200 pode ser fornecido em porções de atrito 320 e 320’ de tal modo que a distância entre o sensor Hall 200 e os ímãs 121 e 121’ é controlada pela ativação das porções de atrito 320 e 320’.

[036] Especificamente, o sensor Hall 200 interage com os ímãs 121 e 121’ das placas rotativas 120 e 120’ e detecta a tensão entre eles quando o pedal de freio é acionado. Subsequentemente, de acordo com a energia elétrica detectada, a corrente proveniente da bateria 20 é aplicada aos elementos helicoidais 111 e 111’ da placa estacionária 110 através do circuito 30 de modo a eletromagnetizar os elementos helicoidais 111 e 111’. Consequentemente, os elementos helicoidais

111 e 111’ possuem uma polaridade diferente da polaridade dos ímãs 121 e 121’ das placas rotativas 120 e 120’, desse modo frenando eletricamente as placas rotativas 120 e 120’ em virtude da força atrativa entre os elementos helicoidais 111 e 111’ e os ímãs 121 e 121’.

[037] No aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção, a unidade de frenagem 300 é configurada para propiciar força de atrito às placas rotativas 120 e 120’ da unidade de disco 100 para, desse modo, realizar uma ação de frenagem. A unidade de frenagem 300 é configurada para ser operada quando o pedal de freio é acionado além do limite de saída aceitável do sensor Hall 200, e é composta de um par de unidades de frenagem.

[038] Com esta finalidade, referindo-se à FIG. 4, cada uma das unidades de frenagem 300 é composta de um par de membros de pressão 310 e 310’, os quais são acoplados entre si nos centros dos mesmos por intermédio de uma articulação H a fim de apresentar um formato em “X”, desse modo fornecendo forças rotativas opostas.

[039] Cada um dos membros de pressão 310 e 310’ é fornecido em uma extremidade do mesmo com uma porção de atrito 320 ou 320’, a qual se projeta dos membros de pressão e entra em contato com a superfície externa da placa rotativa 120 ou 120’ de modo a propiciar força de atrito à placa rotativa 120 ou 120’.

Uma pastilha de freio (não mostrada) é montada em cada uma das porções de atrito 320 e 320’.

[040] Cada um dos membros de pressão 310 e 310’ ´fornecido na outra extremidade dos mesmos com uma porção de pressão 330 ou 330’, que é conectada ao pedal de freio de modo a propiciar força rotativa ao membro de pressão 310 ou 310’.

[041] Aqui, o par de membros de pressão 330 e 330’ são conectados entre si através de uma mola restauradora 332, a qual propende o par de membros de pressão 330 e 330’ para fora, de tal modo que o par de membros de pressão 330 e 330’ são restaurados automaticamente para a posição normal dos mesmos logo após liberação do acionamento do pedal de freio.

[042] Em outras palavras, a unidade de frenagem 300 é configurada para pressionar as duas placas rotativas 120 e 120’ usando a força de pressão dos membros de pressão 310 e 310’ para, assim, gerar a força de atrito entre eles para uma ação de frenagem mecânica quando o pedal de freio é ativado.

[043] O aparato de freio de disco de acordo com a presente invenção pode incluir adicionalmente um sensor giroscópico 400.

[044] Neste caso, o sensor giroscópico 400 mede um ângulo de inclinação de uma estrada ascendente, e a energia elétrica armazenada na bateria 20 é aplicada aos elementos helicoidais 111 e 111’ de acordo com o ângulo de inclinação medido. Consequentemente, a polaridade das cargas elétricas geradas pelos elementos helicoidais 111 e 111’ interfere com a polaridade dos ímãs 121 e 121’ para gerar uma força atrativa e força repulsiva entre eles, desse modo propiciando força às placas rotativas 120 e 120’.

[045] No aparato de freio de disco de acordo com a presente invenção, ficou sem mencionar que os elementos helicoidais 111 e 111’, a bateria 20, o sensor Hall 200, o sensor giroscópico 400 e o pedal de freio são conectados entre si através do circuito separado 30 de modo a serem operados organicamente. Neste caso, o circuito 30 não está limitado à construção mostrada nos desenhos, e pode ser modificado em quaisquer das várias construções.

[046] Doravante, a operação do aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção será descrita mais detalhadamente, fazendo-se referência aos desenhos anexos.

[047] Devido ao fato de que o aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção está configurado para realizar consecutivamente tanto frenagem elétrica como frenagem mecânica de um veículo de transporte, tal como um automóvel ou uma motocicleta contendo uma estrutura de operação elétrica, é possível minimizar a geração de partículas finas de metal durante a frenagem mecânica.

[048] No respeitante à operação de frenagem, a frenagem elétrica será descrita primeiro, fazendo-se referência às FIGS. 1 a 4.

[049] Referindo-se à FIG. 5, quando o pedal de freio é pressionado por um condutor, o sensor Hall 200 é levado a fechar as placas rotativas 120 e 120’ e os ímãs 121 e 121’ e, assim, ele detecta a tensão pelos campos magnéticos.

Referindo-se ao circuito 30 mostrado na FIG. 1, a tensão detectada varia dependendo da distância entre o sensor Hall 200 e os ímãs 121 e 121’, e a tensão de saída carrega a bateria 20 através do circuito F1 (dispositivo de comutação elétrica (FET))/G por curto-circuito eletromagnético D e S de F2. Após a conclusão do carregamento da bateria 20, o excesso de tensão é abastecido no G do F1 de modo a fazer com que a tensão flua para S de D. Neste caso, quando a unidade de frenagem 300 é operada, uma carga é aplicada devido ao valor de resistência apropriada de L1, e assim os elementos helicoidais 111 e 111’ da placa estacionária 110 se tornam eletroímãs. Neste ponto, devido aos ímãs 121 e 121’ das placas rotativas 120 e 120’ terem polaridades magnéticas diferentes entre si, é aplicada força atrativa entre as placas rotativas 120 e 120’, desse modo realizado a frenagem elétrica-eletromagnética sem contato.

[050] Por exemplo, quando a corrente de polaridade N flui através dos elementos helicoidais 111 e 111’ no caso em que os ímãs 121 e 121’ das placas rotativas 120 e 120’ possuem polaridade S, é gerada força atrativa entre os ímãs 121 e 121’ e os elementos helicoidais 111 e 111’ devido às polaridades diferentes entre eles, desse modo realizando a frenagem das placas rotativas 120 e 120’.

[051] Neste caso, devido ao fato de que a tensão detectada pelo sensor Hall 200 aumenta com o aumento de extensão a qual o pedal de freio é pressionado, a força de frenagem é controlada com base na extensão a qual o pedal de freio é pressionado. A força de frenagem pode ser classificada em quatro estágios dependendo da extensão a qual o pedal de freio é pressionado.

[052] Ademais, o aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção é capaz de realizar continuamente frenagem mecânica usando a unidade de frenagem 300.

[053] Portanto, quando a velocidade do veículo é consideravelmente abaixada para o primeiro estágio desde o quarto estágio pela operação do sensor Hall 200 provocada pelo pedal de freio, a frenagem final é realizada mecanicamente pela unidade de frenagem 300.

[054] Especificamente, quando o pedal de freio é pressionado, as porções de pressão 330 e 330’ dos membros de pressão 310 e 310’ são pressionadas, como ilustrado na Fig. 6. Neste ponto, os membros de pressão 310 e 310’ são rotacionados em direção um do outro em torno da articulação H, e, assim, as porções de atrito 320 e 320’ pressionam as superfícies externas das placas rotativas 120 e 120’, desse modo realizando a frenagem mecânica em virtude da força de atrito entre as porções de atrito 320 e 320’ e as placas rotativas 120 e

120’.

[055] Em outras palavras, no caso em que o procedimento de frenagem é classificado, por exemplo, em cinco estágio, a frenagem do primeiro estágio desde o primeiro estágio até o quarto estágio, que corresponde a 80% do procedimento de frenagem total, é realizada eletromagneticamente usando a força atrativa entre os elementos helicoidais 111 e 111’ e os ímãs 121 e 121’ por detecção do sensor Hall 200, e a frenagem do quinto estágio, que corresponde aos 20% restantes do procedimento de frenagem total, é realizada mecanicamente pela unidade de frenagem 300. Portanto, devido ao fato de que a proporção do procedimento de frenagem total que é atingido por frenagem mecânica ser minimizada, é possível reduzir o desgaste metálico e assim minimizar a pulverização das partículas finas de metal.

[056] Enquanto isso, o aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção é construído de tal modo que, quando as placas rotativas 120 e 120’ são rotacionadas juntas com o eixo de transmissão 10 no estado de acionamento normal, são aplicadas cargas aos elementos helicoidais 111 e 111’ da placa estacionária 110 desde os ímãs 121 e 121’, e é gerada energia elétrica nos elementos helicoidais 111 e 111’ pelas cargas aplicadas e ela é então armazenada na bateria 20.

[057] Ademais, no caso em que o aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção inclui ainda o sensor giroscópico 400, quando o veículo segue por uma estrada ascendente, o sensor giroscópico 400 detecta o ângulo de inclinação da estrada ascendente para, desse modo, permitir que a energia elétrica armazenada na bateria 20 seja aplicada aos elementos helicoidais 111 e 111’. Neste ponto, a polaridade das cargas geradas pelos elementos helicoidais 111 e 111’ interfira com a polaridade dos ímãs 121 e 121’ das placas rotativas 120 e 120’, através disso são geradas uma força atrativa e uma força repulsiva entre os elementos helicoidais 111 e 111’ e os ímãs 121 e 121’ de modo a propiciar força rotativa às placas rotativas 120 e 120’, desse modo apoiando adicionalmente a força de acionamento do motor.

[058] Como fica aparente a partir da descrição acima, uma vez que o aparato de freio de disco incluindo o meio combinado de geração e operação elétrica de acordo com a presente invenção minimiza a proporção do procedimento de frenagem total que é realizado através da frenagem mecânica, é possível minimizar a geração de partículas finas de metal, tais como as partículas provenientes das almofadas de freio e, portanto, impedir a contaminação ambiental provocada pelas partículas finas de metal.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparato de freio de disco incluindo meio combinado de geração e operação elétrica CARACTERIZADO por compreender: uma unidade de disco (100) incluindo uma placa estacionária (110), que é feita de um material não-magnético e inclui uma pluralidade de elementos helicoidais (111, 111’), que estão radialmente dispostos em torno de um centro da placa estacionária (110) de modo a ficarem expostos de dois lados laterais da placa estacionária (110), a placa estacionária (110) estando fixa a um corpo de veículo e estando disposta ao redor de um eixo de transmissão (10) de modo a impedir interferência rotacional com o eixo de transmissão (10), e um par de placas rotativas (120, 120’), que são feitas de um material não-magnético e estão acopladas ao eixo de transmissão (10) por uma chaveta (11) de modo a girarem junto com o eixo de transmissão (10) em dois lados laterais da placa estacionária (110), o par de placas rotativas (120, 120’) sendo fornecidas em superfícies do mesmo que estão voltadas para a placa estacionária (110) com uma pluralidade de ímãs (121, 121’), que estão radialmente dispostos, e estão elasticamente apoiados por molas de compressão respectivas, em que é gerada energia elétrica por cargas aplicadas aos elementos helicoidais (111, 111’) e armazenadas em uma bateria (20); um sensor Hall (200), que está disposto próximo às placas rotativas (120, 120’) de modo a detectar uma tensão provocada por campos magnéticos gerados pelos ímãs (121, 121’) devido a acionamento de um pedal de freio, o sensor Hall (200) permitindo que seja aplicada corrente armazenada na bateria (20) aos elementos helicoidais (111, 111’) de modo a eletromagnetizar os elementos helicoidais (111, 111’) de modo que uma polaridade dos elementos helicoidais

(111, 111’) e uma polaridade dos ímãs (121, 121’) das placas rotativas (120, 120’) interagem entre si para fornecer força de frenagem provocada por força atrativa entre as placas rotativas (120, 120’) dependendo da tensão detectada; e uma unidade de frenagem (300), que está disposta de modo a circundar periferias das placas rotativas (120, 120’) em dois lados laterais externos das placas rotativas (120, 120’), a unidade de frenagem (300) estando configurada para pressionar as placas rotativas (120, 120’) para assim fornecer força de frenagem provocada por força de atrito entre as mesmas às placas rotativas (120, 120’) quando o pedal de freio é acionado além de um limite de saída aceitável do sensor Hall (200), em que o sensor Hall (200) é configurado de modo que uma distância entre o sensor Hall (200) e os ímãs (121, 121’) diminui para desse modo aumentar uma tensão detectada pelo sensor Hall (200) com o aumento da força de pressão do pedal de freio.

2. Aparato de freio de disco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de frenagem (300) inclui um par de membros de pressão (310, 310’), que estão acoplados rotativamente entre si por uma articulação (H) a fim de apresentar um formato em “X”, em que cada um dos pares de membros de pressão (310, 310’) é fornecido em uma extremidade da mesma com uma porção de atrito (320, 320’) incluindo uma pastilha de freio, que entra em contato com a placa rotativa (120, 120’) de modo a propiciar força de atrito, e é fornecida em uma extremidade remanescente da mesma com uma porção de pressão (330, 330’), que é conectada ao pedal de freio de modo a propiciar força rotativa ao membro de pressão (310, 310’), e em que as duas porções de pressão (330, 330’) são conectadas entre si por uma mola restauradora (332).

3. Aparato de freio de disco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor giroscópio (400), que é configurado para medir um ângulo de inclinação de uma estrada ascendente e, dependendo do ângulo de inclinação medido, para permitir que seja aplicada a energia elétrica armazenada na bateria (20) aos elementos helicoidais (111,111’) para assim propiciar energia ao eixo de transmissão (10).