JP4204213B2

JP4204213B2 - 内燃エンジンのマフラー

Info

Publication number: JP4204213B2
Application number: JP2001302074A
Authority: JP
Inventors: 克也田島; 静夫山宮; 富士雄小林
Original assignee: Kyoritsu Co Ltd
Current assignee: Kyoritsu Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: US20030062216A1; JP2003106135A; US6742623B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刈払機やチェーンソー等の携帯型動力作業機に用いられる内燃エンジン、例えば小型空冷２サイクルガソリンエンジンに好適なマフラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のマフラーとしては、内部に管材や仕切壁等を多数配設して膨張室を多段構成にしたものが知られている。例えば、実公平５−４４４８９号公報に所載の技術は、内燃機関の排気口に連通する第一室を画成する入口管と、本体内に設けられて第二及び第三の室を画成する仕切板と、を設け、前記第一室を、前記第二及び前記第三の室へ前記入口に対して、それぞれ所定の面積比を有する穴を介してそれぞれ連通すると共に、前記仕切板に、前記第二及び前記第三の室間を連通する、前記入口に対して所定の面積比を有する穴を形成し、更に、前記第二及び前記第三の室の一方を、前記本体の外部に連通する出口管を設け、且つ、該出口管に、前記第二及び第三の室の他方へ開き、前記出口管に対して所定の面積比を有する穴を形成し、内部に管材や仕切壁等を多数配設して膨張室を多段構成したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、内燃エンジンのマフラーにおいては、容量（膨張室の容積）を大きくするほど、また、膨張室を多段構成にするほど、消音効果が高められる。しかながら、特に携帯型作業機においては、マフラーの設置スペースをさほど大きくとれないため、容量は自ずと限られ、また、管材や仕切壁を多数配設することは、構造が複雑となって、重量増、コストアップを招く。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、大型化、重量増、コストアップを招くことなく、消音効果を効果的に高められるようにされた内燃エンジンのマフラーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る内燃エンジンのマフラーは、基本的には、内燃エンジンの排気口からの排ガスを少なくとも二つに分流するとともに、それらの排ガス流を相互に衝突させた後、最終排出口から外部に排出するようにされてなる。そして、該マフラーは、前記排気口からの排ガスが導入される膨張室を有し、該膨張室に、前記排ガスを少なくとも二つに分流するとともに、それらの排ガス流を相互に衝突させるための少なくとも二つの衝突用開口が形成されており、前記衝突用開口は、吹き出し方向が互いに交差するように対称的に形成された二つの鎧戸状開口からなっている。
【０００５】
好ましい態様では、前記衝突用開口を覆うように、前記最終排出口が形成された衝突室が設けられる。
【０００６】
また、前記膨張室は、好ましくは、前記排気口からの排ガスが直接導入される第一膨張室と、該第一膨張室の外周側に隣接して設けられ、前記第一膨張室から吹き出し口を介して直接前記排ガスが導入される第二膨張室と、からなっており、該第二膨張室に前記衝突用開口が形成されてなる。
前記第一膨張室、前記第二膨張室、及び、前記衝突室は、好ましくは、金属製パネル類で画成される。
【０００７】
他の好ましい態様では、前記衝突室に、複数の最終排出口が形成される。
前記第一膨張室は、好ましくは、排ガス導入口が設けられた有底角筒状とされ、該第一膨張室における前記衝突室が位置する側以外の三面の前記排ガス導入口寄りにそれぞれ前記吹き出し口が形成される。
【０００８】
このような構成とされた本発明に係る内燃エンジンのマフラーの好ましい態様においては、内燃エンジンの排気口から噴出した排ガスは、排ガス導入口を介して第一膨張室に音速に近い速度で導入されてそこで膨張拡散せしめられ、それによって排気音が減衰せしめられる。この場合、前記第一膨張室に噴出せしめられた排ガスの略全部が前記排気口に対面する、前記第一膨張室の底部に当たり、そこで反射した排ガスが吹き出し口を介して第二膨張室に吹き出され、ここでも、膨張拡散せしめられ、それによって排気音がさらに減衰せしめられる。
【０００９】
そして、前記第二膨張室で膨張拡散せしめられた排ガスは、該第二膨張室に形成された二つの衝突用開口から衝突室に吹き出される。この際、排ガスが二つに分流されるとともに、それら二つの排ガス流が相互に衝突せしめられた後、前記衝突室に形成された複数の最終排出口から外部に排出されて拡散される。
【００１０】
このように、排気口からの排ガスを少なくとも二つに分流するとともに、それらの排ガス流を相互に衝突させた後、最終排出口から外部に排出するようにしたことにより、外部に排出される排ガス流のエネルギーが大幅に減衰されるので、マフラー自体の容量を大きくすることを要しないで、消音効果を効果的に高められる。
【００１１】
また、本発明のマフラーでは、従来のマフラーの如くに、本体内部に多数の管材や仕切壁等を用いることなく、膨張室としても機能する衝突室をパネルで形成するとともに、前記膨張室を画成するパネルに衝突用開口や最終排出口を形成したので、部品点数が削減されるとともに、構成が簡素となり、軽量化、コストダウン等も図れる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るマフラーの一実施形態を示す一部破断側面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４は部分分解斜視図、である。
【００１３】
図示のマフラー８は、刈払機やチェーンソー等の携帯型動力作業機に用いられる小型空冷２サイクルガソリンエンジン（内燃エンジン）１の排気系に使用されるもので、前記内燃エンジン１の排気口５からの排ガスＧが導入される有底角筒状の第一膨張室１０と、該第一膨張室１０の外周側に隣接して設けられた第二膨張室２０と、該第二膨張室２０の外周一側部に設けられた小容積の衝突室３０と、を有する。前記第一膨張室１０は、角丸付き角筒状に折り曲げられた内壁パネル１１と、該内壁パネル１１の前端側に固着され、前記排気口５から排ガスを導入するための排ガス導入口１５が形成された導入口補強板１２と、前記内壁パネル１１の後端側に固着された断面凹字状の底壁パネル１３と、で画成されている。
【００１４】
前記第一膨張室１０を画成する前記内壁パネル１１における、前記衝突室３０が位置する側以外の三面の前記排ガス導入口１５寄りに、それぞれ前記第二膨張室２０に排ガスＧを導出するための吹き出し口１６、１７、１８が適数形成されている。詳細には、前記内壁パネル１１における、前記衝突室３０が位置する側とは反対側の面には、前記排気ガス導入口１５寄りに上下二つの中吹き出し口１６、１６、それに隣接して上下二つの大吹き出し口１８及びそれらの中央に一つの小吹き出し口１７が形成され、他の二面にも、前記反対側の面の前記各吹き出し口１６、１７、１８を設けた部位に隣接せしめて、一つの大吹き出し口１８及び二つの中吹き出し口１６が形成されていて、排ガスＧの流路を出来るだけ長くする等の配慮がなされている。
【００１５】
前記第二膨張室２０は、前記排気口５側に位置するトレー形の前側外壁パネル２１と、該前側パネル２１の後端縁２１ａに溶接等により固着された容器形の後側外壁パネル２２と、で画成されており、該後側外壁パネル２２の外周一側部、つまり、前記衝突室３０側の面に、排ガスＧを少なくとも二つに分流Ｇ１、Ｇ２するとともに、それらの排ガス分流Ｇ１、Ｇ２を相互に衝突させるための、二つの衝突用開口４１、４２が形成されている。該二つの衝突用開口は、吹き出し方向が互いに交差（交差角は９０度程度）するように対称的に形成された二つの鎧戸状開口４１、４２からなっている。
【００１６】
前記衝突室３０は、前記第二膨張室２０の外周一側部に形成された前記二つの衝突用開口４１、４２を覆うように被せられて、前記後側外壁パネル２２に溶接等により固着された断面台形のカバー状パネル３１からなっており、該カバー状パネル３１に、二つの最終排出口５１、５２が平行に形成されている。ここでは、排ガスＧの排出方向に所望の指向性をもたせるために、一方の最終排出口５１は、鎧戸状開口とされ、他方の最終排出口５２は、矩形の単純開口となっている。
【００１７】
なお、前記内壁パネル１１、底壁パネル１３、外壁パネル２１、２２、カバー状パネル３１は、耐熱鋼等の金属製薄板をプレス等により所定の形状に成形したもので、前記鎧戸状の衝突用開口４１、４２や、前記最終排出口５１、５２は、それらのプレス成形時に同時に形成される。
【００１８】
また、前記第一膨張室１０及び第二膨張室２０は、前記導入口補強板１２、前記前側外壁パネル２１、断熱板２５を介してねじ込まれた六角穴付きボルト３５、３５により、前記排気口５に取り付け固定されている。なお、前記六角穴付きボルト３５、３５は、前記後側外壁パネル２２の外側から、前記導入口補強板１２に固着されて前記第一膨張室１０及び第二膨張室２０を横切るように配在された案内筒３６、３６を介して、前記排気口５に向けて挿入され、該排気口５の周囲に形成された取り付け用フランジ部５ａにてねじ込まれるようになっている。
【００１９】
このような構成とされた本実施形態のマフラー８においては、内燃エンジン１の排気口５から噴出した排ガスＧは、排ガス導入口１５を介して第一膨張室１０に音速に近い速度で導入されてそこで膨張拡散せしめられ、それによって排気音が減衰せしめられる。この場合、前記第一膨張室１０に噴出せしめられた排ガスＧの略全部が、前記排気口５に対面する前記第一膨張室１０の底部（底壁パネル１３）に当たり、そこで反射した排ガスＧが内壁パネル１１の三面に形成された各吹き出し口１６、１７、１８を介して第二膨張室２０に吹き出され、ここでも、膨張拡散せしめられ、それによって排気音がさらに減衰せしめられる。
【００２０】
そして、前記第二膨張室２０で膨張拡散せしめられた排ガスＧは、該第二膨張室２０に形成された二つの衝突用開口４１、４２から衝突室３０に吹き出される。この際、排ガスが二つに分流Ｇ１、Ｇ２されるとともに、それら二つの排ガス流Ｇ１、Ｇ２が相互に衝突せしめられた後、前記衝突室３０に形成された二つの最終排出口５１、５２から外部に排出されて大気中へ拡散される。
【００２１】
このように、内燃エンジン１の排気口５からの排ガスＧを少なくとも二つに分流Ｇ１、Ｇ２するとともに、それらの排ガス流Ｇ１、Ｇ２を相互に衝突させた後、最終排出口５１、５２から外部に排出するようにしたことにより、外部に排出される排ガス流のエネルギーが大幅に減衰されるので、消音効果が効果的に高められる。
【００２２】
また、本実施形態のマフラーでは、従来のマフラーの如くに、多数の管材や仕切壁を用いることなく、膨張室としても機能する衝突室３０をパネル類３１で形成するとともに、膨張室を画成するパネル類２２、３１に衝突用開口４１、４２や最終排出口５１、５２を形成したので、部品点数が削減されるとともに、構成が簡素となり、軽量化、コストダウン等も図れる。
【００２３】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
例えば、本発明のマフラーは、前記実施形態で使用された空冷２サイクルガソリンエンジン以外の４サイクルエンジン等にも同様に適用できるものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る内燃エンジンのマフラーは、内燃エンジンの排気口からの排ガスを少なくとも二つに分流するとともに、それらの排ガス流を相互に衝突させた後、最終排出口から外部に排出するようにしたことにより、最終排出口から外部に排出される排ガス流のエネルギーが大幅に減衰されるので、マフラー容量を大きくすること等を要しないで、消音効果を効果的に高められる。
【００２５】
また、本発明のマフラーでは、従来のマフラーの如くに、多数の管材や仕切壁を用いることなく、膨張室としても機能する衝突室をパネル類で形成するとともに、膨張室を画成するパネル類に衝突用開口や最終排出口を形成したので、部品点数が削減されるとともに、構成が簡素となり、軽量化、コストダウン等も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマフラーの一実施形態を示す一部破断側面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図。
【図４】図１に示されるマフラーの部分分解斜視図。
【符号の説明】
１…内燃エンジン
５…排気口
８…内燃エンジンのマフラー
１０…第一膨張室
１１…内壁パネル
１３…底壁パネル
１５…排ガス導入口
１６〜１８…吹き出し口
２０…第二膨張室
２１…前側外壁パネル
２２…後側外壁パネル
３０…衝突室
３１…カバー状パネル
４１、４２…衝突用開口
５１、５２…最終排出口
Ｇ…排ガス
Ｇ１、Ｇ２…排ガスの分流

Claims

内燃エンジン（１）の排気口（５）からの排ガス（Ｇ）を少なくとも二つに分流（Ｇ１、Ｇ２）するとともに、それらの排ガス流（Ｇ１、Ｇ２）を相互に衝突させた後、最終排出口（５１、５２）から外部に排出するようにされてなる内燃エンジンのマフラーであって、
該マフラーは、前記排気口（５）からの排ガス（Ｇ）が導入される膨張室（１０、２０）を有し、該膨張室（１０、２０）に、前記排ガス（Ｇ）を少なくとも二つに分流（Ｇ１、Ｇ２）するとともに、それらの排ガス流（Ｇ１、Ｇ２）を相互に衝突させるための少なくとも二つの衝突用開口（４１、４２）が形成されており、
前記衝突用開口は、吹き出し方向が互いに交差するように対称的に形成された二つの鎧戸状開口（４１、４２）からなっていることを特徴とする内燃エンジンのマフラー。
前記衝突用開口（４１、４２）を覆うように、前記最終排出口（５１、５２）が形成された衝突室（３０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジンのマフラー。
前記膨張室は、前記排気口（５）からの排ガス（Ｇ）が直接導入される第一膨張室（１０）と、該第一膨張室（１０）の外周側に隣接して設けられ、前記第一膨張室（１０）から吹き出し口（１６、１７、１８）を介して直接前記排ガス（Ｇ）が導入される第二膨張室（２０）と、からなっており、該第二膨張室（２０）に前記衝突用開口（４１、４２）が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃エンジンのマフラー。
前記第一膨張室（１０）、前記第二膨張室（２０）、及び、前記衝突室（３０）は、金属製パネル類（１１、１３、２１、２２、３１）で画成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃エンジンのマフラー。
前記衝突室（３０）に、複数の最終排出口（５１、５２）が形成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の内燃エンジンのマフラー。
前記第一膨張室（１０）は、排ガス導入口（１５）が設けられた有底角筒状とされ、該第一膨張室（１０）における前記衝突室（３０）が位置する側以外の三面の前記排ガス導入口（１５）寄りにそれぞれ前記吹き出し口（１６、１７、１８）が形成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の内燃エンジンのマフラー。