KR20180039632A - 다수의 블레이드를 갖는 전기 예초기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭 유닛(20)을 포함하는 전기 예초기(10)에 관한 것으로, 상기 절삭 유닛(20)은: 블레이드 샤프트들(42, 44) 상에 각각 장착된 적어도 2개의 절삭 블레이드(46)를 구비한 절삭 플레이트(24); 상기 절삭 플레이트 상에 체결된 케이싱(32); 상기 절삭 블레이드들을 구동하기 위한 적어도 하나의 전동 모터(60); 및 블레이드 동기화 메커니즘(70);을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 전동 모터(60)는 상기 절삭 플레이트(46)와 블레이드 동기화 메커니즘(70) 사이에서 상기 케이싱(32) 내에 설치된다.

Description

다수의 블레이드를 갖는 전기 예초기

본 발명은 잔디 예초기 또는 수풀 예초기와 같은 예초기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 2 개 이상의 블레이드가 있는 예초기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 2 개 또는 3 개의 블레이드를 가진 예초기일 수 있다.

다른 측면들에서, 본 발명은 전동 모터에 의해 구동되는 블레이드를 갖는 예초기와 같은 전기식 절삭 유닛을 구비한 예초기에 관한 것이다.

본 발명은 보행형 예초기, 승차식 예초기, 원격 제어형 예초기 및 자율 로봇형 예초기와 같은 기술 분야에서 적용될 수 있다.

전기식 절삭 유닛이 있는 전기식 예초기를 언급하지는 않았지만, 선행 기술에 따른 다중 블레이드 예초기에 대한 예는 다음 문헌들을 통해 제공된다.

- FR 2 601 844

- FR 2 915 846

- FR 2 589 668

- US 2 464 886.

이 문헌들에 설명된 유형의 다수의 회전 블레이드가 있는 예초기는 일반적으로 상당한 크기를 갖는 예초기이다. 또한, 이러한 예초기에는 다수의 블레이드가 장착되어 있기 때문에, 이러한 예초기에는 일반적으로 강력한 열적 엔진이 제공된다.

견인된 예초기를 제외하고, 이러한 열 엔진은 블레이드들을 구동하고 예초기를 추진하는 역할을 한다.

본 발명은 전동 모터를 구비한 다중-블레이드 예초기의 생산을 위한 새로운 세대의 고용량 배터리를 활용할 것을 제안한다.

다중 블레이드 예초기에 전동 모터를 장착한다는 것은, 단순히 열적 엔진을 전동 모터로 교체하는 것을 의미하는 것은 아니다.

사실상, 그리고 본 발명에 따라서, 전동 모터의 이용은 전체 공간 요구량 및 예초기의 무게의 현저한 감소를 가능하게 하는 수단과 함께 이루어진다. 또한, 배터리 사용은 일반적으로 가능한 최대의 동작 자율성을 얻기 위해 높은 에너지 수율을 달성하는 것과 함께 이루어진다. 이러한 방식들을 사용하면, 예초기의 보다 큰 절삭 폭을 가능하게 하면서, 경량 단일 블레이드 예초기가 사용되는 분야에서도 다중 블레이드 예초기를 사용할 수 있게 된다. 단일 블레이드를 가진 전기식 예초기의 절삭 폭은 일반적으로 50cm 미만의 범위에 있는 반면, 다중 블레이드 예초기에서는 60cm 이상의 절삭 폭을 얻을 수 있다.

본 발명의 일 목적은 상당한 절삭 폭에도 불구하고 특히 컴팩트하고 관리하기 쉬운 예초기를 제안하는 것이며, 이러한 예초기를 승차식 예초기, 보행형 예초기, 원격 조종 예초기 또는 자율 로봇 예초기로서 구성할 수 있게 하는 것이다. 이러한 승차식 예초기, 보행형 예초기, 원격 조종 예초기 또는 자율 로봇 예초기는 그 크기 및 중량으로 인해 공지된 멀티 블레이드 예초기를 사용하면 일반적으로 비실용적이 된다.

본 발명의 일 목적은 청소 및 유지 보수가 용이한 경량 예초기를 제안하는 것이다.

또 다른 목적은 제한된 수의 전기 와이어 및 접속부를 갖는 전기식 예초기를 제안하는 것이다.

마지막으로, 본 발명의 또 다른 목적은 특히 신뢰성 있고 내구성 있는 예초기를 제안하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 구성 요소들을 절삭 유닛을 포함하는 전기식 예초기를 제안한다:

- 블레이드 샤프트들에 각각 장착된 적어도 두 개의 절삭 블레이드가 장착된 절삭 플레이트,

- 상기 절삭 플레이트 상에 고정된 케이싱(casing),

- 상기 절삭 블레이드들을 구동하기 위한 적어도 하나의 전동 모터, 및

- 블레이드 동기화 메커니즘.

본 발명에 따르면, 전동 모터는 절삭 플레이트와 블레이드 동기화 메커니즘 사이의 케이싱 내에 설치된다.

블레이드를 구동하기 위한 전동 모터가 절삭 블레이드와 블레이드 동기화 메커니즘 사이에 위치되는 본 발명의 특징은 특히 컴팩트하고 효율적인 절삭 유닛의 설계를 가능하게 한다.

이하의 설명에서, 주로 단일 전동 모터가 참조된다. 그러나, 일 전동 모터가 각 블레이드에 연결될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 이러한 경우에, 블레이드들을 구동하는 데 사용되는 모든 모터들은 절삭 플레이트와 블레이드 동기화 메커니즘 사이의 케이싱에 위치한다.

전동 모터는 바람직하게는 그 회전축이 절삭 블레이드들이 회전하는 절삭면에 대해 수직하게 되도록 포지셔닝된다. 따라서, 예초기의 동작 위치에서, 모터 축은 본질적으로 수직이다.

모터 축은 절삭 블레이드의 샤프트의 축에 대응할 수 있다. 이러한 측면에 대해서는 아래의 설명에서 자세히 설명한다.

절삭 유닛은 바람직하게는 수 개의 수직으로 중첩된 스테이지들 또는 레벨들을 포함한다. 예초기의 동작 위치에서 지면 근처에 있는 제 1 레벨은 절삭 플레이트에 대응한다. 상기 제 1 레벨은 절삭 블레이드들을 포함한다. 블레이드들은 기본적으로 절삭면에 수직인 축들을 따라 연장된 블레이드 샤프트들 상에 회전하도록 장착된다. 따라서 블레이드들은 지면과 본질적으로 평행한 평면을 따라 연장된다. 절삭면에 위치한 원형 동작 영역은 각 블레이드에 대응한다. 상이한 블레이드들의 동작 영역들은 인접한 두 개의 블레이드가 각각 커버하는 하나 또는 여러 개의 중첩 영역을 가질 수 있다. 블레이드들이 서로 동일한 길이를 갖는 경우에, 이는 블레이드 샤프트들이 블레이드의 길이보다 작은 치수만큼 떨어져 있다는 것을 의미한다.

제 1 블레이드 레벨보다 높은 제 2 레벨은 블레이드 구동 모터를 포함하는 케이싱을 수용한다. 제 2 레벨은 예초기 동작 위치에서 지면과 본질적으로 평행한 평면을 따라 연장된다.

제 2 레벨 위의 제 3 레벨은 블레이드 동기화 메커니즘을 유지한다. 바람직하게는, 이러한 블레이드 동기화 메커니즘의 구성요소들은 지면과 본질적으로 평행한 평면에서 케이싱 내로 피팅된다.

상기 제 3 레벨 위 및 그 근처에 존재할 수 있는 선택사양적인 제 4 레벨은 예초기 및 특히 전동 모터를 위한 전자 제어 유닛을 수용할 수 있다. 바람직하게는, 제 4 레벨은 케이싱의 상단 부분을 구성하고 예초기의 전자 제어 유닛을 수용하는 케이싱 커버로 이루어질 수 있다.

마지막으로, 제 4 레벨 위에 위치하거나 또는 제 4 레벨의 위치에 있는, 선택사양적인 제 5 레벨은 모터에 전원을 공급하기 위한 하나 또는 여러 개의 배터리를 수용할 수 있다. 그러나, 이러한 배터리는 반드시 절삭 유닛의 일부는 아니며 예초기 상의 다른 위치에 위치할 수도 있다. 바람직하게는, 절삭 유닛, 특히 절삭 플레이트, 케이싱 및 케이싱 커버를 구성하는 제 1 레벨 내지 제 4 레벨은 서로 견고하게 일체형이다.

블레이드 동기화 메커니즘은 여러 가지 기능들을 가질 수 있다. 주요 기능들 중 하나는 블레이드들의 기계적 동기화이다. 블레이드들의 기계적 동기화는 인접한 블레이드들의 각도 상의 위치들 간에서 일정한 각도 상의 간극을 유지하면서 블레이드들이 동일한 회전 속도로 일제히 회전할 수 있게 한다.

그들의 동작 영역들에서 인접한 블레이드들의 각도 상의 위치들 간의 일정한 간극은 특히 그들의 동작 영역들이 서로 겹치는 영역이 있을 때, 블레이드들이 서로 충돌하는 것을 방지한다. 인접한 블레이드의 각도 상의 간극은 바람직하게는 약 90°크기이며, 회전하는 동안 블레이드들이 서로 충돌하는 것을 방지하기에 충분한 간극이거나 또는 절삭될 식물을 압착하는 것을 방지하기에 충분한 간극일 수 있다.

예초기는 블레이드 구동 모터(들)를 위한 전자 제어 유닛을 특징으로 할 수 있다. 복수의 블레이드 구동 모터들의 경우에, 이러한 전자 제어 유닛은 또한 다양한 절삭 블레이드들와 관련된 전동 모터들의 회전을 동기화하도록 구성된다.

이러한 경우에, 유리하게는, 블레이드들은 기계적으로 그리고 전기적으로 이중으로 동기화될 수 있다.

블레이드들의 블레이드 동기화 메커니즘의 제 2 기능은 전동 모터의 운동을 절삭 유닛의 모든 블레이드들에 전달하는 것일 수 있다. 이로써, 블레이드 동기화 메커니즘이 동력전달부를 구성한다. 절삭 유닛이 다양한 블레이드들로 분배될 운동을 하는 단일 전기 블레이드 구동 모터만을 포함하는 경우에 이러한 동력전달 기능은 중요하다.

예초기의 특정 구현예에 따르면, 예초기는 섀시를 형성하는 프레임을 특징으로 할 수 있다. 이러한 프레임은 바람직하게는 예초기의 동작 위치에서 본질적으로 수평인 평면을 따라 연장되는 관형 프레임(tubular frame)이다. 이 경우에, 전동 모터 및 블레이드 동기화 메커니즘을 포함하는 절삭 유닛의 부분, 특히 절삭 유닛의 제 2, 제 3 및 제 4 레벨들은, 관형 프레임을 가로 질러 연장하도록 구성되며, 관형 프레임 위로 돌출될 수 있다. 상기 제 1 레벨은 상기 관형 프레임의 면 아래에서 유지된다.

이러한 구성으로 인해서 예초기의 특히 컴팩트하고 관리하기 쉬운 설계가 가능해진다.

절삭 유닛은 프레임의 평면에 수직인 축을 따라 변위될 가능성이 있게 이동 가능한 방식으로 프레임 상에 장착될 수 있다. 그러므로, 절삭 유닛의 변위는 예초기의 동작 위치에서 본질적으로 지면에 수직인 방향으로 발생한다.

따라서, 프레임의 평면에 대한 절삭 유닛의 높이는 가변적이다. 프레임에 대한 절삭 유닛의 높이를 변경함으로써, 절삭 블레이드와 예초기가 놓이는 지면 사이의 거리를 조절하여 원하는 절삭 높이를 설정할 수 있다.

절삭 유닛의 이동성에 의해 절삭 높이를 직접 설정할 수 있으므로 프레임에 대해 고정된 높이의 휠을 사용할 수 있다. 이러한 휠은 프레임에 장착될 수도 있다. 이러한 방식은 휠 체결의 견고성을 높이고 유지 보수 동작 중 휠 교체를 용이하게 한다.

절삭 유닛은 평행사변형, 램프 또는 슬라이더의 형태로 되거나 또는 높이 조정이 가능하게 하는 다른 적절한 방식으로 된 장착 수단에 의해서 예초기의 섀시에 장착될 수 있다. 잔디를 깎으면서 기계를 멈추지 않고서 높이를 조정할 수 있다.

또한, 예초기는 절삭 유닛을 프레임에 대해 변위시키기 위한 적어도 하나의 전기 잭을 특징으로 할 수 있다. 이러한 전기 잭을 사용하면 예초 동작 중 절삭 높이를 쉽게 수정할 수 있다. 필요한 경우에, 절삭 높이의 연속적인 조정을 가능하게 한다.

전술한 바와 같이, 절삭 유닛은 절삭 플레이트 상에 고정된 케이싱을 특징으로 한다. 상기 케이싱은 전동 모터, 블레이드 동기화 메커니즘 및 예초기의 제어 유닛을 수용할 수 있다. 케이싱은 절삭 플레이트 상에, 바람직하게는 절삭 플레이트의 블레이드의 보호 스커트 상에 강하게 체결되어 단일체를 형성할 수 있다.

절삭 플레이트가 케이싱과 함께 단일체로 형성되는 것이 아니라 케이싱에 부착된다는 사실은, 절삭 플레이트가 손상되었을 경우에 절삭 플레이트를, 특히 블레이드 보호 스커트가 손상되었을 경우에, 이 보호 스커트를 교체하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 전동 모터용 하우징을 형성하는 케이싱의 일부는 절삭 플레이트 내로 부분적으로 연장되도록 구성될 수 있다. 특히, 절삭 플레이트가 블레이드 보호 스커트를 포함하는 경우, 전동 모터의 하우징을 형성하는 케이싱의 일부는 상기 보호 스커트를 가로 지르는 저널들(jounrals)을 가질 수 있다.

케이싱의 일부가 절삭 플레이트 내로 연장된다는 사실로 인해서, 이러한 케이싱의 일부가 절삭 블레이드들에 더 가깝게 될 수 있으며, 이로써 절삭 블레이드들에 의해 생성된 공기 흐름에 의해 케이싱 및 상기 케이싱 안에 포함된 요소들을 냉각시키는 것을 가능하게 한다. 특히, 절삭 블레이드들로부터의 공기는 케이싱 내에 하우징된 전동 모터 및 제어 유닛을 냉각시키는데 유리하게 사용될 수 있다.

상기 케이싱은 알루미늄 또는 알루미늄계 또는 마그네슘계 경합금으로 제조되는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 강성을 가지며 우수한 열전도체이다. 이로써, 케이싱 내에 포함된 요소들의 냉각을 촉진하고 먼지에 기밀한 케이싱이 이루어지며, 이로써 전동 모터가 오염되는 것을 방지한다.

또한, 케이싱은 보다 경제성이 있지만 열전도성은 좋지 않은 플라스틱 재료로 제조될 수 있다.

절삭 유닛의 특히 유리한 구성에 따르면, 제어 유닛은 블레이드 동기화 메커니즘 바로 위에 배치된 전자 모터 제어 카드를 포함한다. 이러한 전자 카드에는 자기 센서, 예를 들어 자기 저항 센서 또는 홀 효과 센서가 제공되며, 이러한 센서는 절삭 블레이드 샤프트, 전동 모터 샤프트 또는 블레이드 동기화 메커니즘의 샤프트와 일체로 된 자석과 협동한다. 바람직하게는, 이러한 자석은 전동 모터의 샤프트와 직접적으로 일체적이다.

자기 센서를 사용하여 상기 자석의 각도 상의 위치를 측정할 수 있다. 상기 전자 카드는 자기 센서의 측정값을 사용하여, 다른 것들 중에서도, 모터 회전자의 각도 상의 위치를 결정하여 모터의 전원 공급을 제어할 수 있다. 이로써 제어된 전원은 주로 브러시리스 모터를 위해서 사용된다.

블레이드 동기화 메커니즘 바로 위에 제어 유닛과 전자 카드를 배치하면 자기 센서를 전자 카드에 직접적으로 장착할 수 있게 된다. 이에 의해, 상기 센서와 전자 카드 사이의 와이어 연결이 회피될 수 있고, 따라서 절삭 유닛의 컴팩트성이 개선된다. 모터 제어의 신뢰성도 또한 크게 개선된다.

자기 센서의 신호는 또한 예를 들어, 절삭 블레이드의 유효 회전 속도 또는 블레이드들의 차단 등과 같은 다른 파라미터를 결정하는데 사용될 수 있다.

또한, 절삭 유닛의 유리한 구성에 따라서, 케이싱에는 상기 제어 유닛 및 블레이드 동기화 메커니즘으로의 접근을 제공하는 제거가능한 커버가 제공될 수 있다. 이러한 분리식 커버는 유지 보수 작업, 특히 절삭 유닛의 회전 부품들의 윤활을 크게 용이하게 한다.

절삭 블레이드들은 베어링들에 안착된 회전축들에 장착된다. 절삭 유닛의 특정 실시형태에 따라, 이러한 베어링들은 케이싱 내에 장착될 수 있다. 따라서, 블레이드들의 응력은 절삭 유닛의 케이싱을 매개로 하여 섀시를 형성하는 프레임으로 전달된다.

절삭 유닛의 특정 실시형태에서, 블레이드 샤프트들 각각은 절삭 블레이드의 설치를 위한 제 1 단부와, 상기 제 1 단부에 반대편에 있는 제 2 단부를 가지며, 상기 제 2 단부는 블레이드 동기화 메커니즘에 연결되어 상술한 바와 같이 절삭 블레이드들 간의 일정한 각도 상의 이격 거리를 유지한다.

블레이드 동기화 메커니즘은 노치를 갖는 벨트 메커니즘일 수 있다. 이 경우에, 블레이드 샤프트들의 제 2 단부들은 노치를 갖는 벨트와 협동하는 톱니형 풀리에 각각 연결된다.

블레이드 동기화 메커니즘은 또한 기어형 메커니즘일 수 있다. 이러한 경우, 블레이드 샤프트들의 제 2 단부는 기어와 협동하는 톱니형 휠에 각각 연결된다.

블레이드 동기화 메커니즘은 또한 기어와 노치를 갖는 벨트를 갖는 혼합형 메커니즘일 수도 있다. 이러한 경우, 블레이드 샤프트들의 제 2 단부들은 톱니형 풀리 및 기어를 갖는 중간 조립체에 연결된 노치를 갖는 벨트와 협력하는 톱니형 풀리들에 각각 연결된다.

하나의 모터를 갖는 절삭 유닛의 구성에서, 제 1 절삭 블레이드는 전동 모터의 회전자와 함께 회전하도록 강하게 일체로 된 블레이드 구동 샤프트 상에 장착될 수 있고, 적어도 하나의 제 2 절삭 블레이드는 상기 블레이드 동기화 메커니즘을 매개로 하여 상기 블레이드 구동 샤프트에 연결된 적어도 하나의 2 차 블레이드 샤프트 상에 각기 장착될 수 있다. 이러한 경우에, 그리고, 전술한 바와 같이, 블레이드 동기화 메커니즘은 블레이드 구동 샤프트와 2 차 블레이드 샤프트 간에서 동력전달부를 형성한다.

이로써, 전동 모터는 블레이드 구동 샤프트인 출력 샤프트를 갖는다.

본 발명에 따른 예초기의 특정 구현예에서, 절삭 플레이트는 2 개의 역회전 블레이드들 및 중앙 배출 채널이 제공된 블레이드 보호 스커트를 특징으로 할 수 있다. 블레이드의 회전 운동은 예초 작업을 위해서 그리고 잘라진 풀 조각들을 상기 중앙 배출 채널을 통해서 배출하기 위해서 사용된다.

이러한 역회전 블레이드들 및 중앙 배출 채널의 이용은 예초기의 컴팩트성에 기여한다.

또한, 예초기에는 중앙 배출 채널에 연결된 분리 가능한 수거 백을 구비할 수 있다.

이러한 잘라진 풀 조각들을 수거하는 수거 용기의 조립을 용이하고 컴팩트성을 개선하기 위해서, 이러한 수거 용기는 절삭 유닛 상에 체결될 수 있다. 이어서, 이러한 소거 용기는 절삭 유닛과 함께 프레임에 대해 수직으로 제거 가능하다.

예초기는 전동 모터에 결합되어 구동되는 후륜을 구비하며 이로써 예초기의 전방 주행을 보장할 수 있다. 이들 간의 결합은 변속기 박스를 통해 통상적인 방식으로 이루어질 수 있다.

예초기는 또한 절삭 블레이드를 구동하는 전동 모터와는 별개인 적어도 하나의 전동 모터에 연결된 구동 후륜을 구비할 수 있다. 특히, 각각의 후륜은 그 자신의 구동 모터에 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 도면들 상의 참조번호들을 참조하여 이하의 설명에서 명확해진다. 이러한 설명은 단지 예시적인 목적을 위해 주어진 것이며 제한적이지 않다.

도 1은 본 발명에 따른 예초기의 개략도이다.
도 2는 도 1의 예초기의 측면도로서, 여기서 잘린 풀들을 수거하기 위한 통이 제거되었고 핸들바가 저장 위치로 뒤로 접혀진 상태에 있다.
도 3은 도 2의 평면 A-A를 따라 본, 본 발명에 따른 예초기의 절삭 유닛의 단면도이다.
도 4a는 본 절삭 유닛의 기어형 블레이드 동기화 메커니즘의 특정 구현예의 단순화된 도면이다.
도 4b는 본 절삭 유닛의 기어들 및 노치(notch)를 갖는 벨트를 갖는 혼합형 동기화 블레이드 메커니즘의 특정 구현예의 단순화된 도면이다.
도 4c는 본 절삭 유닛의 노치를 갖는 벨트를 갖는 블레이드 동기화 메커니즘의 특정 구현예의 개략도이다.

다음의 설명에서, 다양한 도면들의 동일하거나 유사한 부분들은 도면들 간에서 서로 참조될 수 있도록 동일한 참조 번호들로서 식별된다.

부수적으로, "수평", "수직", "높다", "낮다", "우수하다", "열등하다", "위" 및 "아래", "전방" 및 "후방"과 같은 용어들은 도 1에 대응하는, 평평하고 수평인 지형에 있는 보행형 예초기의 위치 및 정상적인 사용을 참조하여 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 예초기(10)의 특정 실시예를 도시한다. 이러한 예초기는 보행형 예초기이다. 본 발명은 승차식 예초기, 원격 제어 예초기 또는 로봇 자율 예초기에도 동일하게 적용될 수 있음을 언급하는 것이 적절하다.

예초기(10)는 섀시를 형성하는 프레임(12)을 포함하며, 이러한 프레임에는 다양한 구성요소들이 장착된다. 이러한 프레임은 기본적으로 수평면에서 연장된다. 프레임은 바람직하게는 무용접 프레임이며, 관형 요소들이 나사들로 그리고 맞추어진 슬리브들로 조립된다. 이러한 프레임은 본질적으로 관절형 핸들바(14), 후방 구동 휠(16), 자유롭게 선회하는 전륜(18), 절삭 유닛(20) 및 상기 절삭 유닛(20) 위에 위치된 배터리(22)를 유지한다.

자유롭게 회전하는 전륜들(18)은 360°의 수직 피봇 운동 범위를 갖게 프레임 상에 장착된다. 본 도시된 예에서는 이중 휠들이 존재한다. 후방 구동 휠들(16)에는 예초기를 전진시키기 위한 전동 모터(61)가 각각 설치되어 있다.

절삭 유닛(20)은 절삭 플레이트(24)를 포함한다. 절삭 플레이트라는 용어는 본질적으로 도면에 보이지 않는 절삭 블레이드들, 및 블레이드 보호 스커트(26)를 포함하는 조립체에 적용된다. 도시된 예에서, 절삭 플레이트(24)는 2 개의 역회전 블레이드들을 갖는 플레이트이다. 역회전 블레이드들이라는 용어는 서로 반대 방향으로 회전하는 블레이드들에 적용된다. 이러한 블레이드들의 상호 반대 방향 운동은 잘라진 풀 조각들을 배출하는데 사용된다.

상기 절삭 플레이트는 실질적으로 상기 블레이드들 후방에서, 잘라진 풀 조각들을 배출하기 위한 배출 채널(28) 및 이 배출 채널(28)에 연결되어 잘라진 풀 조각들을 수거하기 위한 수거 통(30)의 형태로, 연장된다. 도시된 예에서, 수거 통(30)은 절삭 유닛에 부착된다.

절삭 유닛(20)의 케이싱(32)은 경량 합금으로 이루어지며, 절삭 유닛(20)의 상부를 구성한다. 케이싱(32)은 절삭 플레이트(24) 위에 있고 관형 프레임(12)을 통해 연장한다. 절삭 유닛은 배터리(22)의 설치를 위해 제공된, 관형 프레임(12) 상에 장착된 브리지 프레임(34) 아래에 위치한다. 배터리(22)는 절삭 유닛의 모터 및 후방 휠용 모터(61)로의 전력 공급을 위해 제공된다.

예초기의 전방에서, 프레임(12)에 대한 절삭 유닛의 수직 이동을 위해 제공된 전기 잭(electric jack)(36)을 관찰할 수 있다. 전기 잭의 동작은 예초기의 가이딩 유닛에 의해 또는 핸들바(14)의 상부에 부착된 수동 제어 인터페이스(38)를 매개로 하여 제어될 수 있다.

도 2는 잘린 풀 조각 수거 통(30)이 제거되고 핸들 바(14)가 뒤로 접혀진 위치에 있는 도 1의 예초기의 측면도이다. 도 2에서, 배터리(22) 아래에서, 절삭 유닛(20)의 상부로부터 프레임(12)을 통과하는 통로를 더 잘 볼 수 있다. 절삭 유닛(20)은 서스펜션 평행사변형을 형성하는 소형 로드들(40)을 통해 프레임(12) 상에 유지된다. 이러한 소형 로드들(40)은 프레임(12) 상 및 스커트(26)의 상단 상의 절삭 플레이트(24) 상에서 피봇 운동할 수 있도록 장착된다. 전기 잭(36)의 활성화는 절삭 유닛을 상승 또는 하강시킨다. 이 실시예에 따르면, 프레임(12)에 대한 절삭 유닛(20)의 수직 변위는, 프레임에 평행한 절삭 플레이트의 변위를 보장하면서 로드들의 피봇 운동 및 따라서 약간의 수평 변위를 수반한다. 절삭 유닛(20)의 수직 변위에 의해, 절삭 높이가 조절될 수 있다.

도 3은 모터 및 블레이드 샤프트들(42, 44)을 통과하는 도 2의 평면 A-A을 따른 절삭 유닛의 단면도이다. 블레이드 샤프트들은 수직 및 평행 축들을 따라 연장된다. 각각의 블레이드 샤프트(42, 44)는 해당 블레이드(46)가 장착된 제 1 단부를 갖는다. 도시된 예에서, 2 개의 블레이드들(46)은 90°의 상대적 각도 상의 이격 간격으로 블레이드 샤프트들 상에 장착된다. 블레이드 샤프트들(42, 44) 사이의 거리는 블레이드(46)의 길이보다 약간 작다. 따라서, 블레이드의 동작 영역은 절삭된 풀 조각들의 배출을 위한 배출 채널(28)과 마주하는, 절삭 플레이트의 중앙에 있는 중첩 영역을 갖는다.

블레이드 보호 스커트(26)는 나사들(48)에 의해 케이싱(32)에 강하게 부착되고, 블레이드들을 향하여 회전된 케이싱의 내측 면을 보호한다. 블레이드 보호 스커트는 바람직하게는 알루미늄, 알루미늄 또는 마그네슘 기반 경합금 또는 플라스틱 재료로 제조된다. 블레이드 보호 스커트는 열화되면 이를 교체할 수 있다.

케이싱(32)은 각 블레이드 위에서, 저널(journal)(50, 52)을 가지며, 이 저널들은 블레이브 보호 스커트(26)를 가로지르는 하단을 갖는 샤프트의 통과를 위해서 제공된다. 상기 저널들은 블레이드 샤프트를 유지하기 위한 베어링(54)을 그 하단부에서 각각 구비한다. 저널들의 상단부들은 커버(56)에 의해 각각 커버되며 블레이드 샤프트들을 그들의 상부 부분에서 유지하기 위한 베어링(58)을 구비한다.

도 3에 도시된 실시예에서, 블레이드 샤프트(42)를 수용하는 제 1 저널(50)은 블레이드들을 구동하기 위한 전동 모터(60)를 수용한다. 이러한 전동 모터(60)는 제 1 블레이드 샤프트(42)와 강하게 일체형인 회전자(62)를 갖는 브러시리스 모터이다. 제 1 블레이드 샤프트(42)는 "모터 블레이드 샤프트"라고 불린다. 제 2 저널(52)은 저널(50)의 전동 모터(60)에 유사한 제 2 블레이드용 전동 모터를 수용 할 수 있는 시트를 형성한다. 그러나, 도 3을 참조하여 기술된 예에서, 제 2 스핀들(52)의 시트는 모터를 포함하지 않는다. 제 2 스핀들(52)을 통과하는 제 2 블레이드 샤프트(44)는 이하의 설명에서는 "보조 블레이드 샤프트"라고 지칭된다.

이러한 저널들 및 모터(60)의 상부에는 블레이드 동기화 메커니즘(70)이 있다. 이러한 블레이드 동기화 메커니즘은 도 3을 참조하여 기술된 구현예에서 이중 기능을 갖는다. 제 1 기능은 블레이드(46)의 회전 동안, 블레이드 샤프트들(42, 44) 간의 그리고 블레이드 샤프트들 상에 장착된 블레이드들(46) 간에 일정한 각도 상의 간극을 보장하는 것이다. 제 2 기능은 전동 모터(60)가 2 개의 블레이드(46)를 구동할 수 있도록 보조 블레이드 샤프트(44)로 모터 블레이드 샤프트(42)의 운이의 전달하는 것이다. 제 2 전동 모터가 제 2 저널(52)을 차지할 때, 이러한 동력 전달 기능은 각 블레이드가 자체 모터에 의해 이동될 수 있을 정도로 덜 중요하거나 심지어 불필요하게 된다. 다른 한편, 블레이드 동기화 기능은 블레이드들이 서로 충돌하는 것을 피하기 위해 필수적이다. 모터 블레이드 샤프트(42) 및 보조 블레이드 샤프트는 그들의 상단부에서, 블레이드 반대편에서, 톱니형 휠(72, 74)을 갖는다. 2 개의 중간 톱니형 휠(76, 78)은 모터 블레이드 샤프트(42)의 톱니형 휠(72)의 운동을 보조 블레이드 샤프트(44)의 톱니형 휠(74)에 전달한다. 이러한 중간 톱니형 휠들(76, 78)은 베어링들을 매개로 하여 케이싱(32)과 일체형인 피봇들 상에 장착된다. 이러한 2 개의 중간 톱니형 휠들을 사용하면, 서로 반대 방향으로 회전하는 블레이드들을 획득할 수 있으며, 이로써 모터 블레이드 샤프트(42) 및 보조 블레이드 샤프트(44)가 서로 반대 방향으로 회전한다. 블레이드들의 회전 방향은 블레이드들의 운동이 절삭된 풀 조각들을 배출 채널(28) 내로 끌어당기도록 된다.

커버(80)는 케이싱(32)의 상부를 폐쇄한다. 커버는 예초기의 제어 유닛(82)을 유지한다. 제어 유닛(82)은 구동된 후방 휠들의 구동 모터들의 제어를 위한 전자 카드들(84)을 포함하고, 가능한 경우에, 로봇식 자율 주행 모드에 따라 예초기의 변위를 제어하기 위한 전자 카드들을 포함한다. 제어 유닛(82)은 또한 블레이드를 구동하는 전동 모터의 제어를 위한 전자 카드(86)를 포함한다. 전자 카드(86)는 특히 전동 모터(60)의 공급 전류의 정류를 위한 전계 효과 트랜지스터를 포함한다.

도 3을 참조하여 설명된 실시예에서, 전동 모터(60)는 브러시리스 모터이다. 이제, 이러한 모터의 경우, 고정자의 공급 전류를 설정하여 회전자의 회전을 제어하기 위해 회전자의 위치를 알아야 한다.

전자 카드(86)는 이러한 효과를 위해, 자기 저항 센서 또는 홀 효과 센서와 같은 자기 센서(88)를 포함하며, 이러한 자기 센서는 전자 카드 상에 직접 용접되고 모터 블레이드 샤프트(42)의 상단부의 보링(boring)에 안착된 소형 자석(90) 반대편에서 전자 카드에 의해 유지된다. 이러한 설명된 방식으로 유지된 자기 센서는 홀 효과 센서이다. 소형 자석(90)은 모터 블레이드 샤프트(42)에 의해 회전 구동되고, 따라서 회전자의 각도 상의 위치를 반영한다. 사실상, 전술한 바와 같이, 전동 모터(60)의 회전자는 모터 블레이드 샤프트(42)와 일체형이다. 따라서, 홀 효과 센서(80)의 전방에 있는 소형 자석(90)의 회전은 모터의 공급 전류를 결정하기 위한 직접적으로 이용 가능한 전기 신호를 발생시킨다.

홀 효과 센서의 신호는 또한 블레이드 회전 속도, 블레이드 차단 또는 모터 과부하와 같은 예초기를 제어하기 위한 보조 파라미터를 결정하기 위해 전자 카드(86)에 의해 이용될 수 있다.

절삭 유닛에 두 개의 모터가 제공되는 경우(각 블레이드마다 하나씩 제공됨), 전자 모터 제어 카드는 모터의 전자적 동기화를 위해 구성될 수도 있다. 이러한 전자적 동기화를 통해 블레이드 동기화 메커니즘의 부담을 완화시키고 이러한 메커니즘에서의 에너지 손실을 줄일 수 있다.

도 4a는 위에서 본 블레이드 동기화 메커니즘(70)을 개략적으로 나타낸다. 모터 블레이드 샤프트(42)와 일체형으로 회전하는 톱니형 휠(72), 피봇 상에서 자유 회전하게 장착된 2 개의 중간 톱니형 휠들(76, 78) 및 보조 블레이드 샤프트(44)와 일체형으로 회전하는 톱니형 휠(74)을 서로 구별할 수 있다. 이러한 방식으로, 톱니형 휠(72)의 시계 방향 회전은 톱니형 휠(74)의 반시계 방향 회전을 초래하여, 절삭 블레이드들의 역회전 운동을 보장한다.

도 4b는 노치를 갖는 벨트 및 톱니형 휠을 갖는 혼합형 블레이드 동기화 메커니즘(70)을 생성하는 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸다. 톱니형 휠들(72, 74)은 노치가 있는 풀리들(72a, 74a)로 대체된다. 노치들이 형성된 풀리들은 블레이드 샤프트들(42, 44)와 일체적으로 회전한다. 도 4a의 중간 톱니형 휠(76, 78)들은 2 개의 노치형 벨트들(101, 102)과 연결된 노치형 풀리들(76a, 76b 및 78a, 78b) 및 대응하는 톱니형 휠의 일체형 유닛들으로 대체된다. 이러한 방식으로, 노치가 있는 풀리(72a)의 시계 방향 회전은, 노치가 형성된 풀리(76b)와 톱니형 휠(76a)의 시계 방향 회전을, 노치를 갖는 벨트(101)를 매개로 하여 발생시킨다. 톱니형 휠(76a)에 맞물린 톱니형 휠(78a)은 반 시계 방향으로 구동된다. 톱니형 휠(78a)과 일체적으로 회전하는 노치가 있는 풀리(78b)는 노치를 갖는 벨트(102)의 반 시계 방향 회전을 초래하여, 이로써 노치가 있는 풀리(74a)를 반시계 방향으로 회전시킨다. 이로써, 이러한 혼합형 동기화 메커니즘은 절삭 블레이드들의 역회전 운동을 보장한다.

도 4c는 노치를 갖는 벨트들을 갖는 블레이드 동기화 메커니즘(70)을 생성하는 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸다. 톱니형 휠(72, 74)은 노치가 있는 풀리들(72b, 74b)로 대체된다. 이러한 노치가 형성된 풀리들 각각은 블레이드 샤프트(42, 44)와 일체적으로 회전한다. 도 4a의 중간 톱니형 휠들(76, 78)은 중간 노치형 풀리들(76c, 78c)과 결합된 노치를 갖는 벨트(100)로 대체된다. 이러한 방식으로, 노치가 있는 풀리(72b)의 시계 방향 회전은 노치가 있는 벨트(100) 및 노치가 있는 풀리(74c)의 반시계 방향 회전을 초래하며, 이로써 절삭 블레이드들의 역회전 운동을 보장한다.

Claims (23)

1. 절삭 유닛(20)을 포함하는 전기 예초기(10)로서,
   상기 절삭 유닛(20)은,
   - 블레이드 샤프트들(42, 44) 상에 각각 장착된 적어도 2개의 절삭 블레이드(46)를 구비한 절삭 플레이트(24);
   - 상기 절삭 플레이트(24) 상에 체결된 케이싱(32);
   - 상기 절삭 블레이드들을 구동하기 위한 적어도 하나의 전동 모터(60); 및
   - 블레이드 동기화 메커니즘(70);을 포함하며,
   상기 전동 모터(60)는 상기 절삭 플레이트(46)와 블레이드 동기화 메커니즘(70) 사이에서 상기 케이싱(32) 내에 설치된, 전기 예초기.
2. 제 1 항에 있어서,
   섀시를 형성하는 프레임(12)을 포함하고, 관형인 상기 프레임은 상기 예초기의 동작 위치에서 거의 수평면을 따라 연장되며,
   상기 전동 모터 및 블레이드 동기화 메커니즘(70)을 포함하는 절삭 유닛(20)의 부분은 상기 프레임을 통하여 연장되도록 구성되는, 전기 예초기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 절삭 유닛(20)은, 상기 프레임의 평면에 수직인 축을 따라 변위될 수 있도록 상기 프레임(12) 상에 운동 가능하게 장착되는, 전기 예초기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 프레임(12)에 대한 상기 절삭 유닛의 변위를 위한 적어도 하나의 전기 잭(36)을 포함하는, 전기 예초기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 케이싱은 상기 전동 모터(60), 블레이드 동기화 메커니즘(70), 및 예초기 제어 유닛(82)을 수용하는, 전기 예초기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전동 모터(60)를 위한 시트(seat)를 형성하는 상기 케이싱(32)의 부분은 상기 절삭 플레이트(24) 내로 부분적으로 연장되는, 전기 예초기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 절삭 플레이트는 상기 절삭 블레이드를 위한 보호 스커트(26)를 포함하며, 상기 전동 모터를 위한 시트를 형성하는 상기 케이싱(32)의 부분은 상기 블레이드 보호 스커트(26)를 가로지르는 스핀들들(50, 52)을 갖는, 전기 예초기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어 유닛(82)은 상기 전동 모터(60)를 제어하기 위한 전자 카드(86)를 포함하고, 상기 전자 카드(86)는 상기 블레이드 동기화 메커니즘 위에 위치되고,
   상기 전자 카드(86)에는, 절삭 블레이드 샤프트(42, 44), 상기 전동 모터의 샤프트(42) 또는 상기 블레이드 동기화 메커니즘의 샤프트(42)와 일체인 자석(90)과 협동하는 자기 저항 센서 또는 홀 효과 센서가 제공되는, 전기 예초기.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 케이싱(32)은 제어 유닛(86) 및 상기 블레이드 동기화 메커니즘(70)으로의 접근이 가능한 제거 가능한 커버(80)를 포함하는, 전기 예초기.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 블레이드 샤프트들의 장착 베어링들(54)을 포함하고, 상기 장착 베어링들(54)은 상기 케이싱(32) 내에 장착되는, 전기 예초기.
11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱(32)은 경합금으로 이루어진 케이싱인, 전기 예초기.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블레이드 샤프트들(42, 44)는 각각 절삭 블레이드(60)의 설치를 위한 제 1 단부 및 상기 제 1 단부 반대편의 제 2 단부를 가지며, 상기 제 2 단부는 상기 절삭 블레이드들 사이에 일정한 각도 상의 공간을 유지하도록 상기 블레이드 동기화 메커니즘(70)에 연결되는, 전기 예초기.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 블레이드 동기화 메커니즘(70)은 노치가 형성된 벨트(92)를 구비한 메커니즘이고, 상기 블레이드 샤프트들의 제 2 단부들은 각각 상기 노치가 형성된 벨트(92)와 협동하는 노치가 형성된 풀리(pully)들(72p, 74p)에 연결된, 전기 예초기.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 블레이드 동기화 메커니즘(70)은 기어형 메커니즘이고,
    상기 블레이드 샤프트들의 제 2 단부들은 각각 상기 기어형 메커니즘(72, 74, 76, 78)과 협동하는 톱니형 휠들(72, 74)에 연결된, 전기 예초기.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 블레이드 동기화 메커니즘(70)은 기어들(76a, 76b) 및 노치가 형성된 벨트들(101, 102)을 갖는 혼합형 메커니즘인, 전기 예초기.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전동 모터(60)의 회전자(62)와 함께 회전하도록 강하게 일체화된 모터 블레이드 샤프트(42) 상에 장착된 절삭 블레이드(46)와, 상기 블레이드 동기화 메커니즘(70)을 매개로 하여 상기 모터 블레이드 샤프트(42)에 결합된 적어도 하나의 보조 블레이드 샤프트(44) 상에 각각 장착된 적어도 하나의 절삭 블레이드(46)를 포함하며, 상기 블레이드 동기화 메커니즘(70)은 상기 모터 블레이드 샤프트와 보조 블레이드 샤프트 사이의 동력전달부를 형성하는, 전기 예초기.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 전동 모터(60)를 포함하고, 각 전동 모터는 각각의 절삭 블레이드에 연결되는, 전기 예초기.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전동 모터의 제어 유닛(86)을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 절삭 블레이드들에 연결된 상기 전동 모터들을 동기화하도록 구성되는, 전기 예초기.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 플레이트는 2개의 역회전 블레이드들(46) 및 중앙 배출 채널(28)을 갖는 블레이드 보호 스커트(26)를 포함하는, 전기 예초기.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 중앙 배출 채널(28)에 연결되어 잘라진 풀 조각들을 수거하기 위한 수거 통(30)을 포함하는, 전기 예초기.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 수거 통은 상기 절삭 유닛(20) 상에 체결된, 전기 예초기.
22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 블레이드들을 구동하는 전동 모터(60)에 연결된 후방 구동 휠(16)을 포함하는, 전기 예초기.
23. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 블레이드들을 구동하는 전동 모터와는 별개인 적어도 하나의 전동 모터(61)에 연결된 후방 구동 휠을 포함하는, 전기 예초기.

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