JP3816581B2

JP3816581B2 - 内燃エンジンのマフラー

Info

Publication number: JP3816581B2
Application number: JP16168696A
Authority: JP
Inventors: 征男坂口; 滋佐藤; 賢吾久保
Original assignee: Kyoritsu Co Ltd
Current assignee: Kyoritsu Co Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: DE19726059A1; JPH108942A; SE9702368D0; SE511021C2; SE9702368L; DE19726059B4; US5857327A

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手持式小型作業機用として好適な内燃エンジン、例えば、小型空冷２サイクルガソリンエンジンのマフラーに係り、特に、火の粉が外部に放出されることを確実に防止し得るとともに、排ガスの最終排出温度を可及的に低くできるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境問題の高まりから、刈払機やチェーンソー等の手持式作業機に使用される小型空冷２サイクルガソリンエンジン等の内燃エンジンにおいても、それから排出される排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を低減浄化することが強く要望されて来ており、例えば、アメリカ合衆国のカリフォルニア州における排気ガス規制法案、所謂カーブ（ＣＡＲＢ）ＴＩＥＲ２では、西暦１９９８年からは、各規制値を年毎に厳しくする方向にある。
【０００３】
このような排ガス規制に対拠するため、本発明の出願人は、先に、次のような構成のマフラーを提案した（特願平８−８４２６０号）。このマフラーは、エンジンの排気口から噴出した排ガスが導入される膨張室を備え、該膨張室が仕切り板により第１の膨張室と第２の膨張室とに縦方向に分割されるとともに、前記仕切り板に通気性を有する金属発泡体からなる酸化触媒等の排ガス浄化部材が配置され、排ガスが前記第１の膨張室から前記排ガス浄化部材内を通って前記第２の膨張室に導かれるようにされてなる。
さらに、前記特願平８−８４２６０号においては、前記構成に加えて、前記膨張室の外周部を、相互間に間隙空間が形成されるように適宜に離隔せしめられた内壁パネルと外壁パネルとからなる二重壁部により形成することも開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記構成のマフラーにおいては、特に排ガス中に含まれるＴＨＣ成分等を大幅に低減できることが確認されているが、酸化触媒を通過した直後の高温の燃焼ガス（排ガス）が第２の膨張室からテールパイプを通じて直接外部に排出されるので、火の粉が消火されないまま外部に放出されるおそれがあるとともに、排ガスの最終排出温度が規制値を越えるおそれがあった。
【０００５】
すなわち、前記構成のマフラーにおいては、スパークアレスタースクリーン（火の粉放出防止用金網）等の火の粉放出防止手段は設けられておらず、また、外部に排出される排ガスの温度を低下させるための対策が不充分であった。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構成によって、火の粉が外部に放出されることを確実に防止し得るとともに、排ガスの最終排出温度を可及的に低くできるようにした内燃エンジンのマフラーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、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噴出した排ガスが導入される膨張室を備え、該膨張室の外周部が、相互間に間隙空間が形成されるように適宜に離隔せしめられた内壁パネルと外壁パネルとからなる二重壁部により形成されており、
前記内壁パネルに前記膨張室内の排ガスを前記間隙空間に導く吹出口が形成されるとともに、前記外壁パネルに前記間隙空間からの排ガスを外部に排出するための排出開口が形成されてなる。
【０００７】
本発明のマフラーの好ましい態様では、前記内壁パネルの複数箇所に前記吹出口を形成すべく、前記内壁パネルの一部が前記外壁パネル側に打ち出されて複数個の鎧戸状の排ガス導出部が形成されており、前記膨張室内の排ガスを前記排ガス導出部により案内して前記吹出口から前記間隙空間内に向けて前記内壁パネル及び外壁パネルに沿う方向に吹き出すようにされる。
【０００８】
さらに好ましい態様では、前記排ガス導出部と前記外壁パネルとの間に所定の隙間が形成される。
また、他の好ましい態様では、前記排出開口が前記外壁パネルの反エンジン側に位置する後面部に形成され、前記吹出口から前記間隙空間内に導入された排ガスが前記排出開口に向かうように前記吹出口の向きが設定されるとともに、該各吹出口から最終排出口までの排ガスの流れに沿った離隔距離が異なるようにされる。
【０００９】
さらに、別の好ましい態様では、前記排出開口を覆うように、前記間隙空間からの排ガスを外部に排出するための最終排出口を有する排ガス案内部材が配設される。
本発明のマフラーにおいては、前記膨張室が、好ましくは、仕切り板により第１の膨張室と第２の膨張室とに縦方向に分割されるとともに、前記仕切り板に酸化触媒等の排ガス浄化部材が配置され、前記排気口からの排ガスが前記第１の膨張室から前記排ガス浄化部材内を通って前記第２の膨張室に導かれるようにされており、前記排ガス導出部、吹出口、及び排出開口が前記第２の膨張室に形成される。
【００１０】
さらに好ましい態様では、前記第１の膨張室における前記排気口の近傍に、排ガスの噴流を利用して外気を前記第１の膨張室内に吸入する外気吸入手段が設けられる。
このような構成とされた本発明のマフラーの好ましい態様においては、エンジンの排気口から噴出した排ガスは、まず、第１の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。
【００１１】
前記第１の膨張室に導入された排ガスは、仕切り板を隔てて隣接配置されている第２の膨張室との圧力差により、前記仕切り板を貫くように配置された酸化触媒内を通じて第２の膨張室に導かれる。
この際、排ガスは前記酸化触媒の作用により前記膨張室内の酸素と効率良く反応（酸化燃焼）するので、排ガス中に含まれるＣＯ及びＨＣが大幅に低減される。
【００１２】
そして、前記第２に膨張室に導入された排ガスは、ここでも膨張拡散せしめられてその排気音が更に減衰せしめられた後、前記内壁パネルに形成された吹出口から前記内壁パネルと前記外壁パネルとの間に形成された間隙空間に吹き出され、前記間隙空間を通じて前記外壁パネルに形成された排出開口に導かれ、さらに、前記排出開口を覆うように配設された排ガス案内部材に案内されて該排ガス案内部材に形成されている最終排出口から外部へ所定の方向に向けて排出される。
【００１３】
本発明のマフラーでは、排ガスが膨張室（第２の膨張室）から吹出口を通じて二重壁部の間隙空間に吹き出され、この間隙空間を通って排出開口に導かれる。つまり、従来のテールパイプ等の排ガス用通路部材より遙に広大な間隙空間が排ガス用通路として利用されているので、排ガスは前記間隙空間を流れる間に充分に冷却され、その結果、排ガスの最終排出温度が大幅の低下せしめられるとともに、火の粉も前記間隙空間で効果的に消火される。
【００１４】
それに加えて、前記吹出口から大容積の前記間隙空間に吹き出された排ガスはそこで急激に膨張せしめられるため、騒音レベルも効果的に低下せしめられる。また、スパークアレスタースクリーンが、前記排出開口を覆うように配設されることにより、火の粉が直接外部に放出されることを確実に防止でき、それに加えて、前記スパークアレスタースクリーンは、前記吹出口から遠く離れた部位に配置されるので、高温の排ガスに曝され難くなり、耐久性が向上するとともに目詰まり等も少なくできる。
【００１５】
さらに、排ガスを、前記内壁パネルに形成された鎧戸状の前記排ガス導出部により案内して前記吹出口から前記間隙空間内に向けて前記内壁パネル及び外壁パネルに沿う方向に吹き出す、言い換えれば排ガスの吹き出し方向を前記排ガス導出部により変換して前記外壁パネルに沿って流れる方向となすようにされているので、排ガス吐出圧力損失を低減して背圧を下げることができる。
【００１６】
また、前記排ガス導出部と前記外壁パネルとの間には所定の隙間が形成されるので、前記膨張室内の高温の排ガスは直接には外壁パネルに衝突しない。そのため、前記外壁パネルにおける前記吹き出し口近傍の部位が局部的に加熱されることが避けられ、熱応力等による不具合が防止される。
また、前記各吹出口から前記最終排出口までの排ガスの流れに沿った離隔距離が相互に異なるようにされることにより、音波が干渉し合い、騒音レベルが一層低下せしめられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施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小型空冷２サイクルガソリンエンジンと共に示している。図において、内燃エンジン１は、刈払機やチェーンソー等の手持式作業機の動力源として組み込まれているシュニューレ掃気式の小型空冷２サイクルガソリンエンジン（以下エンジンという）とされ、排気量は、例えば約２３ｃｃ程度のものである。このエンジン１は、点火プラグ１５が配置された半球形の燃焼室５を有するシリンダ２と、その下側に連結されたクランクケース３とを備え、前記シリンダ２にはピストン４が嵌挿されるとともに、図１で見てその左右に気化器の混合気供給通路部８が接続された吸気口７と、後述するマフラー２０が接続された排気口１０がそれぞれ所定の態様で設けられ、さらに、図１で見てその前後に一対の掃気口９がそれぞれ所定の態様で設けられている。
【００１８】
また、通常の内燃エンジンと同様に、前記ピストン４の上下方向の往復運動は、コンロッド１１を介して、バランスウエイト１４を備えたクランクシャフト１２の回転運動に変換され、その軸出力が前記可搬式作業機の動力として利用されるようになっている。
【００１９】
そして、前記構成の内燃エンジン１の前記シリンダ２における前記排気口１０側の外側部に、本実施形態のマフラー２０が断熱板２２を介して取り付けられている。このマフラー２０は、縦方向（前記内燃エンジン１の高さ方向）に配置された仕切り板４０により仕切られた第１の膨張室３１と第２の膨張室３２とを有している。なお、前記仕切り板４０には、熱伝導率が通常の炭素鋼板に比して１／３程度と小さなステンレス（ＳＵＳ）鋼板が用いられている。
【００２０】
前記第１の膨張室３１は、図１で見て左右両側が開口した箱状の内壁パネル４１及び右側が開口した外壁パネル３６からなる二重壁部３１Ａと、前記仕切り板４０とにより略直方体状に形成されており、前記外壁パネル３６は、前記排気口１０外側部に対応する部分に補強板材２４が接合されるとともに、前記排気口１０から噴出する排ガスを前記マフラー２０に導入するための排気導入口２７が形成されている（図５も参照）。
【００２１】
前記内壁パネル４１における前記内燃エンジン１側とその反対側に形成された折曲張出部４１ａにそれぞれ前記外壁パネル３６の対応部分が溶接等により密封接合されており、前記内壁パネル４１と外壁パネル３６とにおける前記接合部分以外の部位は、相互に適宜の間隔だけ離隔せしめられて、それらの間に第１の間隙空間Ｓａが形成されている。また、前記外壁パネル３６は、前記内燃エンジン１側の左側パネル３６Ａと反対側の右側パネル３６Ｂの対向折曲端縁部同士を密封接合した構造となっている。
【００２２】
一方、前記第２の膨張室３２は、左側が開口した箱状の内壁パネル４２と外壁パネル３７とからなる二重壁部３２Ａと、前記仕切り板４０とにより略直方体状に形成されている。前記内壁パネル４２における前記内燃エンジン１側に形成された折曲張出部４２ａに前記外壁パネル３７の対応部分が溶接等により密封接合されており、前記内壁パネル４２と外壁パネル３７とにおける前記接合部分以外の部位は、相互に適宜の間隔だけ離隔せしめられて、それらの間に第２の間隙空間Ｓｂが形成されている。
そして、前記第１の膨張室３１及び第２の膨張室３２のそれぞれの外壁を形成する前記外壁パネル３６，３７の鍔状外端部３６ａ，３７ａ間に前記仕切り板４０の外周部が挟まれて所定数のボルト−ナット４５により気密的に締結されている。
【００２３】
また、前記第１の膨張室３１側の外壁パネル３６（３６Ｂ）における上面部の前記仕切り板４０に近い側には、図４を参照すればよくわかるように、所要数（ここでは四個）の小判形状の開口３８が横並びに形成されている。
図示例の如く、前記開口３８は、エンジン停止後の放熱を考慮して、前記マフラー２０の上面部に設けることが望ましいが、雨水等の侵入防止を特に考慮する必要がある場合には、下面部に設けるとよい。
【００２４】
前記仕切り板４０の下部には、それを厚み方向に貫くように、言い換えれば前記第１の膨張室３１及び第２の膨張室３２の両方に突出するように、メタル担体からなる円柱状の酸化触媒５０が、排ガス浄化部材として配置されている。すなわち、前記仕切り板４０の下部には、円形の触媒取付開口４０ａが形成され、この触媒取付開口４０ａに、ステンレス（ＳＵＳ）鋼製の円筒状のシェル５２が挿通せしめられて、前記仕切り板４０に溶接等により接合固定されており、このシェル５２に前記メタル担体からなる円柱状の酸化触媒５０が一体内蔵されている。
【００２５】
このようにシェル５２と一体の酸化触媒５０を仕切り板４０に保持させるようにしたことにより、酸化触媒の形状をシンプルにできるとともに、酸化触媒の大きさの変更や取付位置の変更、交換、増設等を容易に行うことができる。
なお、酸化触媒としては、前記円柱状のシェルをもつメタル担体からなる酸化触媒の他にも、シェルをもたないメタル担体からなる酸化触媒、または、通気性を有する発泡成形体からなる直方体状の酸化触媒、セラミック担体からなる酸化触媒等があるが、本発明に用いる触媒の種類、形状等は、何等限定されるものではない。
【００２６】
一方、前記仕切り板４０における前記酸化触媒５０より上側の、前記内燃エンジン１の排気口１０及び前記排気導入口２７と略同じ高さ位置に、当該マフラー２０を前記エンジン１のシリンダ２に取り付けるためのボルト５６，５６の頭部が嵌め込まれる一対の凹部４０ｂ，４０ｂが前記第１の膨張室３１側に突出するように設けられている。
【００２７】
そして、前記第１の膨張室３１内における前記排気口１０及び排気導入口２７と略同じ高さ位置には、前記補強板材２４と前記凹部４０ｂ，４０ｂとを橋絡するように締結用スリーブ５５，５５が配設固定され、また、前記第２の膨張室３２には、前記締結用スリーブ５５，５５と中心軸線を共通とするようにボルト挿入用スリーブ５７，５７が横設固定されている（図２〜図４も参照）。
【００２８】
したがって、前記マフラー２０を前記シリンダ２の外側部に取り付ける際には、前記ボルト５６，５６を、それぞれ前記マフラー２０の右側面側から前記ボルト挿入用スリーブ５７，５７を通じて前記締結用スリーブ５５，５５内に挿入し、その雄ねじ部先端を前記シリンダ２の外側部に設けられている雌ねじ部（図示せず）に螺入して、前記仕切り板４０及び前記締結用スリーブ５５，５５を介して強固に締め付けるようにされる。
【００２９】
なお、前記マフラー２０を前記内燃エンジン１に取り付けるにあたっては、例えば、前記マフラー２０の右側面から前記第２の膨張室３２及び第１の膨張室３１を横断して前記シリンダ２に螺入できる長さのボルトを使用することもできるが、このようになすと、ボルトが極めて長いものとなって取付安定性、確実性に欠けるおそれがある。それに対し、本実施形態においては、前記のようにボルトを仕切り板４０を介して締め付けるようにしているので、前記マフラー２０の強度を高めつつボルトの長さを短くすることができ、しかも、前記仕切り板４０に凹部４０ｂ，４０ｂが突設されている分、ボルト５６，５６の長さをさらに短くできるので、前記マフラー２０を前記内燃エンジン１に安定した状態で確実に取り付けることができる。
【００３０】
また、前記凹部４０ｂ，４０ｂは、前記仕切り板４０の補強リブとしても働き、前記仕切り板４０の構造強度を高め、排ガスの脈動等による振動を抑える役目も果たす。
なお、本実施形態のマフラー２０の容積は、同程度の排気量の内燃エンジンに付設するものとしては比較的大きくされており、前記した従来例のものの容積の１．５〜２倍程度（排気量の１８倍程度）とされている。
【００３１】
上記構成に加え、前記第１の膨張室３１における前記排気導入口２７の近傍に、導入された排ガスの噴流を利用して外気を前記第１の膨張室３１内に吸入する外気吸入手段が設けられている。
【００３２】
この外気吸入手段は、排ガスがその内部を吹き抜けるように該排ガスの噴流方向に沿って配置されたベンチュリ管２５と、このベンチュリ管２５のスロート部２５ａと前記間隙空間Ｓａとを連通させる外気導入管２６とからなっている。前記ベンチュリ管２５は、前記補強板材２４に、また、前記外気導入管２６は、前記内壁パネル４１に、それぞれ溶接等により固定されている。ここでは、前記ベンチュリ管２５は、その上流側の外径が前記内燃エンジン１の排気口１０の外端幅（前記排気導入口２７の幅と略同じ）より若干小さくされており、図５を参照すればよくわかるように、下流側から見て、前記排気口１０の外端部及び排気導入口２７を完全にはカバーしておらず、それらの両側端間には隙間Ｒａ，Ｒｂが形成されている。このようにされているのは、前記ベンチュリ管２５の製作の容易化を図るという理由の他、前記のような隙間Ｒａ，Ｒｂを形成して、排ガスの噴流の一部を前記ベンチュリ管２５に通さないようにすることにより、排気流が阻害されず、前記燃焼室５内のガス交換が円滑に行われ、馬力損失が低減できるという利点が得られるという理由に基づく。
【００３３】
そして、本実施形態のマフラー２０においては、図１に加えて図２〜図４をも参照すればよくわかるように、前記第２の膨張室３２側の前記内壁パネル４２における外側部の上下及び左右の折曲張出部４２ａに近接した所定の部位（四箇所）において、それぞれ前記内壁パネル４２の一部が前記外壁パネル３７側に打ち出されて、概略矩形の吹出口６１，６２，６３，６４（図６及び図７に上側吹出口６１を代表して示す）を有する四個の鎧戸状の排ガス導出部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄが形成されており、前記膨張室３２内の排ガスを前記排ガス導出部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄにより案内して前記吹出口６１，６２，６３，６４から前記第２の間隙空間Ｓｂ内に向けて前記内壁パネル４２及び外壁パネル３７に沿って、前記エンジン１と反対の方向に吹き出すようにされている。
【００３４】
ここでは、図６及び図７に上側排ガス導出部４２Ａが代表して示されているように、前記排ガス導出部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄと前記外壁パネル（３７）の内面との間に、所定の隙間α（２〜３ｍｍ程度）が形成されている。
一方、前記外壁パネル３７における反エンジン１側に位置する後面部の下端寄りの部位には、前記第２の間隙空間Ｓｂからの排ガスを外部に排出するための概略矩形の排出開口３７Ａが形成されるとともに、該排出開口３７Ａを覆うようにステンレス鋼網よりなるスパークアレスタースクリーン７２が配設され、かつ、前記排出開口３７Ａ及び前記スパークアレスタースクリーン７２の外側に、それらを覆うように、前記第２の間隙空間Ｓｂからの排ガスを外部に排出するための最終排出口７１を有する排ガス案内部材７５が配設されている。
【００３５】
これを詳細に説明するに、前記外壁パネル３７における前記排出開口３７Ａの周縁部付近の内面側（裏面側）三箇所に、矩形のナット７６，７６，７６が溶接固定されており、前記スパークアレスタースクリーン７２は、前記外壁パネル３７の表面側（外面側）に配置され、前記排ガス案内部材７５は、前記スパークアレスタースクリーン７２とその外側に配置された矩形環状のパッキン７４を、前記外壁パネル３７の前記排出開口３７Ａ周縁部との間に挟むように配置されていて、それらが前記排ガス案内部材７５の外側から前記ナット７６，７６，７６に螺入せしめられた六角穴付きボルト７７，７７，７７により共締め固定されている。
【００３６】
前記排ガス案内部材７５は、前記排出開口３７Ａより若干大きな矩形断面外形を有する、底面及び一側面が開口した箱形本体部７５ａと、この箱形本体部７５ａの一側面の開口に連なる細長い矩形断面外形を有する、底面及び一側面が開口した排出通路部７５ｂと、を備えた凸形状とされており、前記排出通路部７５ｂの外端部開口部分が、前記マフラー２０における排ガスの最終排出口７１となっている。
【００３７】
そして、前記各吹出口６１，６２，６３，６４は、そこから前記第２の間隙空間Ｓｂ内に導入された排ガスが前記排出開口３７Ａに向かうように、その向きが反エンジン１側（前記マフラー２０の後方側）となるように設定され、また、前記上下の排ガス導出部４２Ａ，４２Ｂ及びその吹出口６１，６２は、前記マフラー２０の後面側から見て、該マフラー２０の中央より左側に偏った部位に設けられ、前記左右の排ガス導出部４２Ｃ，４２Ｄ及びその吹出口６３，６４は、前記マフラー２０の後面側から見て、該マフラー２０の中央より下側に偏った部位に設けられていて、前記各吹出口６１，６２，６３，６４から前記最終排出口７１までの排ガスの流れに沿った離隔距離が相互に異なるようにされている。
【００３８】
このような構成とされた本実施形態のマフラー２０においては、エンジン１の排気口１０から噴出した排ガスは、まず、図１において一点鎖線矢印で示される如くに、前記ベンチュリ管２５内外を吹き抜けるようにして、音速に近い速度で第１の膨張室３１内に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。
【００３９】
前記第１の膨張室３１に導入された排ガスは、仕切り板４０を隔てて隣接配置されている第２の膨張室３２との圧力差により、前記仕切り板４０を貫くように配置された酸化触媒５０の露出側面からその内部に入り、その内部に形成されている小孔を通じて第２の膨張室に導かれる。この際、排ガスは前記酸化触媒５０の作用により、第１の膨張室３１内の酸素と効率良く反応（酸化燃焼）する。
【００４０】
ここで、排ガスが前記外気吸入手段を構成する前記ベンチュリ管２５を吹き抜ける際には、その噴流により該ベンチュリ管２５のスロート部２５ａに連結されている外気導入管２６の終端部付近が負圧となり、それによって、外壁パネル３６外の外気が、図１において二点鎖線矢印で示される如くに、前記外壁パネル３６の上面に形成された開口３８から前記第１の間隙空間Ｓａに吸引されるとともに、前記外気導入管２６を通じて前記ベンチュリ管２５内に吸引されて、排ガスとともに前記第１の膨張室３１内に供給される。
【００４１】
このように、前記第１の膨張室３１に外気が吸入されると、該第１の膨張室３１内のＯ₂ 量が増加するため、ＣＯの酸化作用が増進され、ＣＯ成分が大幅に低減される。
そして、前記第１の膨張室３１から前記酸化触媒５０内を通って前記第２膨張室３２に導入された排ガスは、ここでも膨張拡散せしめられてその排気音が一層減衰せしめられた後、前記内壁パネル４２に形成された各吹出口６１，６２，６３，６４から、前記内壁パネル４２と前記外壁パネル３７との間に形成された第２の間隙空間Ｓｂに吹き出され、該第２の間隙空間Ｓｂを通じて前記外壁パネル３７に形成された排出開口３７Ａ及びスパークアレスタースクリーン７２に導かれ、さらに、前記排出開口３７Ａとスパークアレスタースクリーン７２とを覆うように配設された排ガス案内部材７５に案内されて、該排ガス案内部材７５に形成されている最終排出口７１から外部へ所定の方向（前記マフラー２０の後面側から見て左方向）に向けて排出される。
【００４２】
本実施形態のマフラー２０では、排ガスが第２の膨張室３２から各吹出口６１，６２，６３，６４を通じて、二重壁部３２Ａの第２の間隙空間Ｓｂに吹き出され、この第２の間隙空間Ｓｂを通って排出開口３７Ａに導かれる。つまり、従来のテールパイプ等の排ガス用通路部材より遙に広大な第２の間隙空間Ｓｂが排ガス用通路として利用されているので、排ガスは前記第２の間隙空間Ｓｂを流れる間に充分に冷却され、その結果、排ガスの最終排出温度が大幅の低下せしめられて、規制値（例えば、２４６℃）をクリアーできるとともに、排ガス中の火の粉も、前記第２の間隙空間Ｓｂで効果的に消火される。
【００４３】
それに加えて、前記各吹出口６１，６２，６３，６４から大容積の前記第２の間隙空間Ｓｂに吹き出された排ガスはそこで急激に膨張せしめられるため、騒音レベルも効果的に、更に低下せしめられる。
また、スパークアレスタースクリーン７２が排出開口３７Ａに配設されることにより、前記第２の間隙空間Ｓｂで消化しきれなかった火の粉が万一残っていても、それが直接外部に放出されることを確実に防止でき、それに加えて、前記スパークアレスタースクリーン７２は、前記各吹出口６１，６２，６３，６４から遠く離れた部位に配置されるので、高温の排ガスに曝され難くなり、耐久性が向上するとともに、目詰まり等も少なくできる。
【００４４】
さらに、排ガスを前記内壁パネル４２に形成された鎧戸状の前記排ガス導出部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄにより案内して、前記各吹出口６１，６２，６３，６４から前記第２の間隙空間Ｓｂ内に向けて、前記内壁パネル４２及び外壁パネル３７に沿う方向に吹き出す、言い換えれば、排ガスの吹き出し方向を前記排ガス導出部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄにより変換して前記外壁パネルに沿って流れる方向となすようにされているので、圧力損失を低減でき、また、開口面積も比較的大きいので、絞り損失も低減できる。
【００４５】
また、前記排ガス導出部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄと前記外壁パネル４７との間には隙間αが形成されるので、第２の膨張室３２内の高温の排ガスは直接には前記外壁パネル３７に衝突しない。そのため、前記外壁パネル３７における前記各吹き出し口６１，６２，６３，６４近傍の部位が局部的に加熱されることが避けられ、熱応力等による不具合が防止される。
また、前記各吹出口６１，６２，６３，６４から最終排出口７１までの排ガスの流れに沿った離隔距離が相互に異なるようにされていることにより、音波が干渉し合い、騒音レベルが一層低下せしめられる。
【００４６】
また、本実施形態のマフラー２０においては、膨張室が仕切り板４０により第１の膨張室３１と第２の膨張室３２とに縦方向に分割されているので、仕切り板で横方向に分割した場合に比して、内燃エンジン１側のボス部等の突起物を逃げ易く、取付性、組立性が向上するとともに、マフラー２０の容積及び前記第１の膨張室３１と第２の膨張室３２の容積比等の変更もし易い。
【００４７】
また、通気性を有する発泡成形体で形成された酸化触媒５０が排ガス浄化部材として使用されているので、目詰まりが生じ難く、通気抵抗や出力損失が低減される。
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。
【００４８】
例えば、前記実施形態においては、吹出口が四箇所設けられているが、吹出口の数や形状は、適宜変更してもよいことは勿論である。
また、排ガス浄化部材５０も、発泡成形体、セラミック担体等の物を用いることができ、仕切り板４０への取り付け方法も、貼着状とする等各種の方法を採用することができる。
【００４９】
また、図１において仮想線で示される如くに、前記外気導入管２６を前記外壁パネル３６の外面より上側に延長して、前記第１の間隙空間Ｓａを介することなく、直接外気を吸入するようにしてもよい。
更に、本発明によるマフラーは、図示例のエンジンに限らず、４サイクルエンジンを含め、各種形式の内燃エンジンに適用できることは勿論である。
【００５０】
【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によれば、比較的簡単な構成によって、火の粉が外部に放出されることを確実に防止しでき、かつ、排ガスの最終排出温度を低くできるとともに、マフラー内の背圧を減らすことにより、馬力損失を防ぐと同時に、空気導入を容易にしＣＯ成分低に大きな効果が得られる、という優れた効果が得られる。
【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、それが取り付けられた小型空冷２サイクルガソリンエンジンと共に示す縦断面図。
【図２】図１に示されるマフラーの部分切欠斜視図。
【図３】図１に示されるマフラーの部分切欠後面図。
【図４】図１に示されるマフラーの平面図。
【図５】図１のV-V 矢視要部断面図。
【図６】図１に示されるマフラーの排ガス導出部及び吹出口の説明に供される部分拡大断面図。
【図７】図６のVII-VII 矢視断面図。
【符号の説明】
１…内燃エンジン、１０…排気口、２０…マフラー、２５，２６…外気吸入手段、３１…第１の膨張室、３２…第２の膨張室、３１Ａ，３２Ａ…二重壁部、３６，３７…外壁パネル、３７Ａ…排出開口、４０…仕切り板、４１，４２…内壁パネル、５０…酸化触媒（排ガス浄化部材）、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ…排ガス導出部、６１，６２，６３，６４…吹出口、７１…最終排出口、７２…スパークアレスタースクリーン、７５…排ガス案内部材、Ｓａ…第１の間隙空間、Ｓｂ…第２の間隙空間、α…隙間

Claims

内燃エンジン（１）の排気口（１０）から噴出した排ガスが導入される膨張室（３１，３２）を備え、該膨張室（３１，３２）の外周部が、相互間に間隙空間（Ｓａ，Ｓｂ）が形成されるように適宜に離隔せしめられた内壁パネル（４１，４２）と外壁パネル（３６，３７）とからなる二重壁部（３１Ａ，３２Ａ）により形成されてなる内燃エンジンのマフラー（２０）であって、
前記内壁パネル（４２）に前記膨張室（３２）内の排ガスを前記間隙空間（Ｓｂ）に導く吹出口（６１，６２，６３，６４）が形成されるとともに、前記外壁パネル（３７）に前記間隙空間（Ｓｂ）からの排ガスを外部に排出するための排出開口（３７Ａ）が形成され、
前記内壁パネル（４２）の複数箇所に前記吹出口（６１，６２，６３，６４）を形成すべく、前記内壁パネル（４２）の一部が前記外壁パネル（３７）側に打ち出されて複数個の鎧戸状の排ガス導出部（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ）が形成されており、前記膨張室（３２）内の排ガスを前記排ガス導出部（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ）により案内して前記吹出口（６１，６２，６３，６４）から前記間隙空間（Ｓｂ）内に向けて前記内壁パネル（４２）及び外壁パネル（３７）に沿う方向に吹き出すようにされていることを特徴とする内燃エンジンのマフラー。
前記排ガス導出部（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ）と前記外壁パネル（３７）との間に所定の隙間（α）が形成さ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。
前記排出開口（３７Ａ）が前記外壁パネル（３７）の反エンジン（１）側に位置する後面部に形成され、前記吹出口（６１，６２，６３，６４）から前記間隙空間（Ｓｂ）内に導入された排ガスが前記排出開口（３７Ａ）に向かうように前記吹出口（６１，６２，６３，６４）の向きが設定されるとともに、該各吹出口（６１，６２，６３，６４）から最終排出口（７１）までの排ガスの流れに沿った離隔距離が相互に異なるように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。
前記排出開口（３７Ａ）の外側を覆うように、前記間隙空間（Ｓｂ）からの排ガスを外部に排出するための最終排出口（７１）を有する排ガス案内部材（７５）が配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃エンジンのマフラー。
前記膨張室が、仕切り板（４０）により第１の膨張室（３１）と第２の膨張室（３２）とに縦方向に分割されるとともに、前記仕切り板（４０）に排ガス浄化部材（５０）が配置され、前記排気口（１０）からの排ガスが前記第１の膨張室（３１）から前記排ガス浄化部材（５０）内を通って前記第２の膨張室（３２）に導かれるようにされており、前記排ガス導出部（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ）、吹出口（６１，６２，６３，６４）、及び排出開口（３７Ａ）が前記第２の膨張室（３２）に形成されていることを特徴とする請求項１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１の膨張室（３１）における前記排気口（１０）の近傍に、排ガスの噴流を利用して外気を前記第１の膨張室（３１）内に吸入する外気吸入手段（２５，２６）が設けられていることを特徴とする請求項１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。
前記排ガス浄化部材が、酸化触媒（５０）であることを特徴とする請求項５に記載の内燃エンジンのマフラー。
前記排出開口（３７Ａ）を覆うようにスパークアレスタースクリーン（７２）が配設されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃エンジンのマフラー。