KR20020082107A

KR20020082107A - 예초기용 커터 블레이드

Info

Publication number: KR20020082107A
Application number: KR1020020019630A
Authority: KR
Inventors: 하세이쇼지; 마츠모토나오키; 아베야스토모; 이이다테츠오; 신마사노리; 사사키히로미츠; 시마다켄조
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2002-10-30
Also published as: US20020152736A1; CA2380880C; CN1240265C; US6655119B2; DE60227449D1; AU3434702A; EP1260130A2; KR100542055B1; AU781594B2; EP1260130A3; JP2002315418A; CA2380880A1; CN1381164A; EP1260130B1; JP3703734B2; TW548073B

Abstract

본 발명은 회전식 예초기 엔진의 출력축(13)에 장착되며, 출력축의 회전에 의해 풀을 절단하며 베어진 풀을 예초기의 후방으로 배출하는 예초기의 커터 블레이드(40)에 관한 것이다.

본 발명 예초기용 커터 블레이드(40)는 전연(41)상에 형성된 절단날(43)로부터 커터 블레이드(40)의 회전방향 후연(42) 쪽으로 꺾여 올라가는 에어리프트(44)를 가진다. 에어리프트(44)의 후연(42)은 복수의 철부(46a, 46b, 46c)와 그 철부의 사이에 형성되는 복수의 요부(49a, 49b)로 이루어지는 파형 형상을 가진다. 이 철부 중에서 커터 블레이드(40)의 외주(47)에 가장 가까운 철부(46a)가 최대의 폭(Ta)을 가진다. 커터 블레이드(40)가 회전할 때 최대의 원심력이 생성되는 부분인, 외주(47)에 가장 가까운 철부(46a)의 폭을 최대로 함으로써, 그 철부(46a)에서의 기류의 발생을 증가시켜 베어진 풀들의 운반성을 향상시킨다. 요부는 에어리프트 후방에서 발생하는 부압을 억제한다. 에어리프트에 형성되는 복수의 통공(45)은 선형으로 호상 배열된다.

Description

예초기용 커터 블레이드{CUTTER BLADE FOR LAWN MOWER}

본 발명은 회전식 예초기 엔진의 출력축에 장착되며, 출력축의 회전에 의해 풀을 절단하며 베어진 풀을 예초기의 후방으로 배출하는 예초기의 커터 블레이드에 관한 것이다.

예초기용 커터 블레이드의 일예로서, 일본국 실용신안등록 제2519253호 "예초기용 회전식 커터 블레이드"에 관한 것이 이미 공보에 기재되어 알려져 있다.

공지의 커터 블레이드는 엔진의 출력축에 고정될 중앙장착부, 장착부의 각 끝부분에서 신장하는 블레이드부를 가진다. 블레이드부는 절단날을 가지는데, 절단날의 회전방향 전연에서 풀이 베어지게 된다. 블레이드부는 또한 각진 부분을 가지는데, 후상방향으로 높아지는 경사를 가지며 신장하는 회전방향 후연은 베어진 풀을 배출하기 위한 기류를 형성한다. 절단날은 공기의 흐름을 각진 부분의 전면과 후면을 따라 흐르는 두 개의 기류로 나눈다. 커터 블레이드의 회전속도가 증가하면 각진 부분의 후면을 따라 흐르는 기류는 표면으로부터의 전향이 일어나는 경향이 있다. 그러한 기류의 전향을 방지함으로써 회전소음을 저감시키기 위하여, 각진 부분에 복수의 통풍장공이 형성되어 있다.

회전식 예초기에 있어서 회전 커터 블레이드에, 베어진 풀을 배출하기 위해 각이진 부분을 설비하는 것은 관용기술이다. 각진 부분을 설비함으로써 각진 부분의 후면에는 부압(진공지역)이 생긴다. 부압은 기류의 전향을 일으켜 회전소음을 발생시킨다. 회전소음을 저감시키기 위하여, 각진 부분에 복수의 통풍장공을 형성하여 후면에 발생한 부압을 감소시킨다.

그러나 작업환경의 개선을 위하여는 예초기의 소음을 더욱 저감시켜야 할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 베어진 풀의 배출을 위한 충분한 기류를 발생시키면서도 회전소음을 더욱 저감시키는 예초기용 커터 블레이드를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 커터 블레이드를 장착한 예초기의 사시도이고;

도 2는 도 1의 2번 화살표 방향에서 본 예초기의 측면도이고;

도 3은 도 1의 3번 화살표 방향에서 본 예초기의 평면도이고;

도 4는 본 발명에 따른 커터 블레이드의 평면도이고;

도 5는 도 4에 도시된 커터 블레이드의 정면도이고;

도 6은 도 4에 도시된 커터 블레이드의 에어리프트와 절단날의 확대도이고;

도 7은 본 발명 커터 블레이드와 선형의 후연을 가지는 커터 블레이드와의 회전속도에 따른 소음도를 비교한 그래프이고;

도 8a와 8b는 본 발명 커터 블레이드와 비교예에서의 기류를 비교 설명한 다이아그램이고;

도 9는 에어리프트의 높이는 일정하게 하고, 만곡된 에어리프트의 곡률반경을 변화시키면서, 회전속도에 따른 소음도를 측정한 그래프이다.

*주요부분의 부호 설명*

10: 예초기 40: 커터 블레이드

41: 전연(前緣) 42: 후연(後緣)

43 : 절단날 44: 에어리프트

45: 통공 46a∼46c: 철(凸)부

47: 외주 49a, 49b: 요(凹)부

C: 회전원

본 발명의 일 측면에 따르면, 모터가 설비된 예초기용 커터 블레이드가 제공되는 바,

모터의 출력축에 장착가능하며 장착부로부터 방사상으로 각각 외측 반대방향으로 신장하는 장착구역; 장착구역의 각 측면상의 회전방향 전연에 형성된 절단날; 절단날로부터 회전방향 후연쪽으로 만곡되며 복수의 통공을 가지는 에어리프트; 를 포함하며, 여기에서 후연은 복수의 철(凸)부와 그 철(凸)부의 사이에 형성되는 복수의 요부로 이루어지는 파형 형상을 이루며, 복수의 철부 중에서 커터 블레이드의 외주에 가장 가까운 철부는 가장 큰 폭을 가진다; 그리고 복수의 통공은 장공(elongate hole)으로서 후연의 철부의 근방에서 전연쪽으로 신장하며 선형 배열되는 예초기용 커터 블레이드가 제공된다.

본 발명 커터 블레이드의 회전은 에어리프트 후방에 부압(진공지역)을 발생시킨다. 부압은 회전소음을 발생시키므로, 이 부압을 완화시키기 위해 에어리프트에 통공을 설비한다. 후연의 파형 형상은 부압의 완화, 와류의 저감과 이로 인한 커터 블레이드의 회전소음의 저감을 촉진시킨다. 예를 들어, 파형 형상을 형성하는 요부와 철부에 있어서 철부는 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능을 향상시키지만, 요부는 그 기능을 약화시킨다. 따라서, 철부의 폭을 균등하게 하는 경우에 있어서보다, 외주에 가장 가까운 철부 즉 원심력이 가장 강하게 작용하는 철부의 폭을 가장 넓게 형성하는 경우에 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능이 향상된다.

나아가, 에어리프트상의 선형 배열된 복수의 통공은 부압이 가장 강한 에어리프트 철부의 후면 근방의 부압을 완화시킨다. 이를 통해 부압이 가장 강한 부분의 부압을 직접적으로 저감시켜, 커터 블레이드의 회전소음을 억제하게 된다.

선형 배열되는 통공이 커터 블레이드의 회전원과 평행하도록 호상 배열되면, 통공은 커터 블레이드가 회전하는 동안 그 회전방향에 대해 항상 정면에 위치하므로 공기의 흐름을 방해하지 않으며, 그 결과 커터 블레이드의 회전소음이 억제된다. 실시예에서 통공의 각 라인은 복수의 통공들을 포함한다.

도 1, 2, 3은 본 발명에 따른 커터 블레이드가 장착된 예초기를 도시하고 있다.

본 실시예에서는 커터 블레이드(40)를 회전시키고 한 쌍의 후륜(17, 17)을 구동시키기 위한 엔진(12)을 탑재한 자주식 예초기(10)를 설명하겠다. 엔진형태의모터는 하우징(11)에 장착된다. 커터 블레이드(40)는 엔진(12)의 출력축(13)에 장착되어 회전하여 풀을 자르고 베어진 풀을 그래스백(24)으로 배출한다.

한 쌍의 전륜(15, 15)은 상하이동 가능하게 하우징(11)에 장착된다. 전륜(15, 15)의 높이는 하우징(11)에 장착된 전륜 높이 조절기구(16)에 의해 조절된다. 후륜(17, 17)은 상하이동 가능하게 하우징(11)에 장착되며, 그 높이는 하우징(11)에 장착된 후륜 높이 조절기구(18)에 의해 조절된다. 전륜과 후륜 높이 조절기구(16, 18)에 의해 전륜(15, 15)과 후륜(17, 17)의 높이를 조절함으로써 지면(G)과 커터 블레이드(40) 사이에 일정한 간격이 설정되며, 이에 따라 베어질 풀의 높이가 조절된다.

조작핸들(22)은 하우징(11)의 후방에 장착되어 후상방으로 경사져 신장한다. 베어진 풀을 수납하기 위한 그래스백(24)은 하우징(11)의 후방에 착탈가능하게 장착된다. 베어진 풀을 꺼내는 통로인 그래스백(24)의 개구를 덮는 백커버(23)는 하우징의 후방에서 축(23a) 주위에 개폐 가능하게 장착된다.

조작핸들(22)은 커터레버(27)와 변속레버(28)가 설비된 핸들바디(26)를 가진다. 엔진(12)은 엔진 시동용 케이블(도시되지 않음)을 잡아당김으로써 시동된다. 커터레버(27)를 들어올리면 커터 블레이드(40)가 회전한다. 예초기(10)는 변속레버(28)가 전진위치에 놓여지면 자력추진된다. 참조번호 29는 엔진(12)의 헤드커버를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 커터 블레이드(40)는 화살표 a방향으로 회전하여 풀을 자르고, 하우징(11) 내에서 화살표 b의 방향으로 기류(와류)를 형성시켜 베어진 풀을그래스백(24)의 내부로 불어낸다.

이제, 커터 블레이드(40)의 구조를 도 4에서 도 6을 참조하여 설명하겠다.

도 4와 도 5에서 커터 블레이드(40)는 일반적으로 긴 판상형태를 가진다. 커터 블레이드(40)는 출력축(13)에 장착되며, 장착부로부터 출력축(13)으로 방사상으로 각각 외측 반대방향으로 신장하는 장착구역(50)과, 장착구역(50)의 각 선단에 위치하는 에어리프트(44)를 가진다. 에어리프트(44)는 커터 블레이드(40)의 회전방향 전연(41)상의 절단날(43)과 함께 형성된다. 에어리프트(44)는 절단날(43)로부터 커터 블레이드(40)의 회전방향 후연(42) 쪽으로 꺾여 올라가 절단날(43)에 의해 베어진 풀들을 위로 안내한다. 에어리프트(44)는 복수의 통공(45)을 가지는데, 이들은 후연(42)을 따라 배열되며 다른 통공(45)들과 함께 다수의 라인을 형성한다. 통공(45)은 커터 블레이드(40)의 회전방향을 기준으로 볼 때, 에어리프트(44)의 후면에 발생되는 부압(진공지역)을 저감시킨다.

에어리프트(44)의 후연(42)은 복수의 철부(46a, 46b, 46c)와 그 철부의 사이에 형성되는 복수의 요부(49a, 49b)로 이루어지는 파형 형상을 가진다. 이 철부(46a, 46b, 46c) 중에서 커터 블레이드(40)의 외주(47)에 가장 가까운 철부(46a)가 최대의 폭을 가진다. 커터 블레이드(40)가 회전할 때 최대의 원심력이 생성되는 부분인, 외주(47)에 가장 가까운 철부(46a)의 폭을 최대로 함으로써, 그 철부(46a)에서의 기류의 발생을 증가시켜 베어진 풀들의 운반성을 향상시킨다. 복수의 통공(45)은 후연(42)의 철부(46a, 46b, 46c)의 근방에서 전연(41) 쪽으로 신장하는 장공(elongate hole)이다. 참조번호 51은 커터 블레이드(40)를출력축(13)에 고정시킬 때 출력축(13)을 위한 리세스를 나타낸다. 참조번호 52, 52는 볼트와 너트를 통하여 커터 블레이드(40)를 출력축(13)에 장착하기 위한 장착공을 나타낸다. 참조번호 53은 커터 블레이드(40)를 보강하기 위한 리브를 나타낸다.

도 6에 도시된 바와 같이, 각 철부(46a, 46b, 46c)의 폭사이의 관계는 Ta>Tb>Tc로 정해지는데, 이때 Ta, Tb, Tc는 각각 에어리프트(44) 후연(42)의 파형 형상을 구성하는 철부(46a, 46b, 46c)의 폭을 나타낸다.

파형 형상의 구성요소로서, 요부(49a, 49b)는 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능을 약화시키는 반면에, 철부(46a, 46b, 46c)는 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능을 증강시킨다. 따라서 철부와 요부의 폭을 균등하게 하는 경우에 있어서보다, 커터 블레이드(40)의 외주에 가장 가까운 철부(46a) 즉 원심력이 가장 강하게 작용하는 철부의 폭(Ta)을 가장 넓게 형성하는 경우에 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능이 향상된다. 철부(46a, 46b, 46c)의 근방에서 전연(41) 쪽으로 신장하는 장공인 통공을 형성하는 것은 부압이 가장 강한 철부(46a, 46b, 46c)의 근방의 부압을 저감시킨다. 이를 통해 부압이 가장 강한 부분의 부압을 직접적으로 저감시켜, 커터 블레이드(40)의 회전소음을 억제하게 된다.

에어리프트(44)에 형성된 통공(45)은 커터 블레이드(40)의 회전원 "C"와 중심이 같은 호상으로 배열되어 있다. 따라서 통공(45)은 커터 블레이드(40)의 회전방향에 대해 항상 정면에 위치하므로, 커터 블레이드(40)의 회전에 의해 발생하는 공기의 흐름을 방해하지 않으며, 그 결과 커터 블레이드(40)의 회전소음을 억제하게 된다.

이제, 커터 블레이드(40)의 작용을 도 7, 8, 9를 참조하여 설명하겠다.

도 7은 본 발명 실시예 커터 블레이드(40)와 선형의 후연(102)을 가지는 비교예 커터 블레이드(100) 사이의 회전수(rpm)에 따른 소음도를 비교한 그래프이다. 여기에서 소음도란 JIS Z 8731에 특정된 소음도 측정방법으로 진동수 특성에 따라 측정된 음압레벨을 의미한다.

양 커터 블레이드(40, 100)에서, 공히 회전수(rpm)의 증가에 따라 소음도가 직선적으로 증가한다. 예초기에 있어 통상의 회전속도로서 최적의 회전속도는 2900rpm이다. 2900rpm에서 본 발명 실시예와 비교예를 비교해 보면, 본 발명 커터 블레이드(40)의 소음도는 약 94.5데시벨이고, 비교예 커터 블레이드(100)의 소음도는 약 95.3데시벨이었다. 즉 파형 형상의 후연(42)을 가지는 본 발명 커터 블레이드(40)는 선형의 후연(102)을 가지는 비교예 커터 블레이드(100)와 비교해 볼 때 약 0.8데시벨의 회전소음저감 효과가 있는 것이다.

다음으로, 도 8a와 8b를 참조하여 본 발명 커터 블레이드(40)와 비교예 커터 블레이드(100)에 관한 기류에 대해 설명하겠다. 도 8a에서는 비교예를 설명하는데, 도 8a (b)는 도8a (a)의 화살표 "b"의 방향에서의 측면도이다. 도 8b는 본 발명 실시예를 설명하는데, 도 8b (b)는 도 8b (a)의 화살표 "b"의 방향에서의 측면도이다.

도 8a (a)에서, 비교예 커터 블레이드(100)가 화살표로 도시된 대로 회전하면, 커터 블레이드(100) 위에는 화살표 ①, ① 및 화살표 ②의 기류가 생기며, 커터 블레이드(100) 후방에는 화살표 ③의 기류가 생긴다. 여기에서 화살표 ①, ①은 커터 블레이드(100)의 통공(105)을 통과하는 기류를 나타내며, 화살표 ②는 커터 블레이드(100)의 후연(102)을 넘는 기류를 나타낸다.

도 8a (b)에서 보면, 공기는 도 8a (a)의 화살표 ①, ①에 의해 도시된 대로 통공(105)을 통과한다. 그러나, 화살표 ③에 의해 도시된 기류는 커터 블레이드(100) 후방의 부압을 증가시키고, 화살표 ④, ④로 도시된 대로의 와류를 발생시켜 회전소음의 증가를 가져온다.

도 8b (a)에서, 실시예 커터 블레이드(40)가 화살표로 도시된 대로 회전하면, 커터 블레이드(40) 위에는 화살표 ⑤, ⑤, 화살표 ⑥ 및 화살표 ⑦의 기류가 생기며, 커터 블레이드(40) 후방에는 화살표 ⑧의 기류가 생긴다. 여기에서 화살표 ⑤, ⑤는 커터 블레이드(40)의 통공(45)을 통과하는 기류를 나타내며, 화살표 ⑥은 커터 블레이드(40)의 철부(46b)를 넘는 기류를 나타내며, 화살표 ⑦, ⑦은 도 6에 도시된 바와 같이 철부(46a, 46b, 46c)사이에 형성되는 요부(49a, 49b)를 통과하는 기류를 나타낸다.

도 8b (b)에서, 커터 블레이드(40)의 후방에는 부압이 생성되며, 또한 커터 블레이드(40)의 후방에는 화살표 ⑨에 도시된 바와 같은 와류가 발생하게 된다. 그러나, 화살표 ⑦과 같은 기류, 즉 도 8b (a)에서의 철부(46a, 46b, 46c) 사이에 형성되는 도 6에 도시된 요부(49a, 49b)를 통과하는 기류는 커터 블레이드(40) 후방의 부압을 감소시킨다. 즉, 화살표 ⑦과 같은 기류는 도 8a (b)의 화살표 ④로 표시된 기류의 일부를 상쇄시킨다. 이에 따라, 화살표 ⑨의 와류는 억제되어, 회전소음의 저감효과를 가져온다.

도 9는 에어리프트(44)의 높이(H)는 일정하게 하고(30㎜), 에어리프트(44)의 곡률반경(R)을 변화시킬 때의 회전소음의 변화를 도시한 것이다. 여기에서, 샘플 1의 곡률반경(R)은 60㎜, 샘플 2는 70㎜, 샘플 3은 140㎜, 샘플 4는 150㎜이고 샘플 5는 160㎜이다.

샘플 1 내지 5에서, 소음도는 회전수(rpm)의 증가에 따라 직선적으로 증가했다.

샘플 1 내지 3(R=60, 70, 140)을 비교해 보면, 에어리프트(44)의 곡률반경이 감소함에 따라 소음도는 증가했다. 이는 큰 곡률반경 R은 베어진 풀이나 공기가 상대적으로 부드럽게 에어리프트(44)를 추찰(推察)하게 하기 때문이다. 샘플 3 내지 5(R=140, 150, 160)를 비교해 보면 소음도의 차이는 거의 발견되지 않았으며, 곡률반경 R의 영향이 미미했다. 이는 R=140 이상일 때 에어리프트에 대한 베어진 풀이나 공기의 저항이 포화상태에 달한다는 것을 나타낸다.

상기 설명으로부터, 에어리프트(44)의 곡률반경 R은 140㎜에서 150㎜ 사이에서 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 곡률반경 R이 140㎜ 보다 작으면 회전소음의 증가를 야기하며, 곡류반경 R이 150㎜을 초과하면 에어리프트(44)가 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능이 저해된다. 그러므로 곡률반경 R을 140㎜에서 150㎜ 사이에서 설정하면, 베어진 풀의 운반과 배출기능이 증대되고, 공기의 와류가 억제되어, 이에 따라 공기저항의 증가가 억제된다.

본 실시예 에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 각 철부(46a, 46b, 46c)의 폭사이의 관계는 Ta>Tb>Tc로 정해진다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 각 철부(46a, 46b, 46c)의 폭사이의 관계는 Ta>Tb=Tc로 정해질 수도 있다. 나아가, 본 실시예에서는 세 개의 철부(46a, 46b, 46c)를 가지는 것으로 설명되었지만, 본 발명에서 철부의 수는 세 개로 한정되지 아니하며, 두 개, 네 개 또는 그 이상일 수도 있다.

본 발명은 후연을 파형 형상으로 형성함으로써 부압의 완화, 와류의 저감과 이로 인한 커터 블레이드의 회전소음의 저감을 촉진시킨다. 파형 형상을 형성하는 요부와 철부에 있어서 철부는 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능을 향상시키지만, 요부는 그 기능을 약화시키므로 철부의 폭을 균등하게 하는 경우에 있어서 보다, 외주에 가장 가까운 철부 즉 원심력이 가장 강하게 작용하는 철부의 폭을 가장 넓게 형성하는 경우에 베어진 풀을 위쪽으로 불어내는 기능이 향상된다.

선형 배열되는 통공이 커터 블레이드의 회전원과 평행하도록 호상 배열되면, 통공은 커터 블레이드가 회전하는 동안 그 회전방향에 대해 항상 정면에 위치하므로 공기의 흐름을 방해하지 않으며, 그 결과 커터 블레이드의 회전소음이 억제된다.

Claims

모터(12)가 설비된 예초기(10)용 커터 블레이드(40)에 있어서:

상기 모터의 출력축(13)에 장착가능하며 장착부로부터 방사상으로 각각 외측 반대방향으로 신장하는 장착구역(50);

상기 장착구역(50)의 각 측면상의 회전방향 전연에 형성되는 절단날(43); 및

상기 절단날로부터 회전방향 후연쪽으로 만곡되며 복수의 통공(45)을 가지는 에어리프트(44);를 포함하며, 여기에서

상기 후연(42)은 복수의 철부(46a, 46b, 46c)와 상기 철부의 사이에 형성되는 복수의 요부(49a, 49b)로 이루어지는 파형 형상으로 되며, 상기 복수의 철부 중에서 상기 커터 블레이드의 외주(47)에 가장 가까운 철부는 가장 큰 폭을 가지며; 및

상기 복수의 통공은 장공으로서 상기 후연의 철부의 근방에서 상기 전연쪽으로 신장하며 선형 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 예초기용 커터 블레이드.
제 1항에 있어서,

선형 배열되는 상기 복수의 통공은 상기 커터 블레이드(40)의 회전원과 평행하도록 호상 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 예초기용 커터 블레이드.
제 1항에 있어서,

상기 통공(45)의 각 라인은 복수의 통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 예초기용 커터 블레이드.