JP5915924B2

JP5915924B2 - エンジン及びエンジン作業機

Info

Publication number: JP5915924B2
Application number: JP2011206674A
Authority: JP
Inventors: 直人一橋
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: US20140216370A1; EP2758646B1; CN103748331B; CN103748331A; JP2013068140A; US9140175B2; WO2013042535A1; EP2758646A1

Description

本発明は主に刈払機、送風機などの携帯型作業機の動力源として用いられるエンジン及びそれを用いたエンジン作業機に関する。

刈払機、送風機などの携帯型作業機の動力源に用いられるマフラーおよびエンジンにおいては、冷却を駆動軸の一端に取り付けた冷却ファンによる冷却風で行う、いわゆる強制空冷式が広く採用される。また、マフラー部分には、作業者が不意に触れてしまうことを避けるために、マフラーのほぼ全体を覆うマフラーカバーが設けられることが多いが、この場合はマフラーおよびマフラーカバーの温度上昇が問題となる。従来においては温度上昇の問題を避けるために、マフラーとマフラーカバーの隙間をできるだけ大きくするようにしていたが、そうするとマフラーカバーの大型化を招いてしまう。この問題を解消するには、エンジン運転中にマフラーを効率的に冷却し、かつ、マフラーの熱がマフラーカバーに伝わりにくくする方が効果的である。例えば特許文献１においては、マフラーの上方に遮熱板を配置し、シリンダの冷却風の一部をマフラーカバー内に導入している。このように特許文献１では遮熱板によってマフラーの熱がマフラーカバーに伝わることを抑制しながら、マフラーを冷却することを可能としている。

特開２００３−１２９８４０号公報

特許文献１では、マフラー冷却に関して、マフラーを更に効率的に冷却するための冷却風の流し方については言及されていなかった。またマフラーを冷却する風は、シリンダを冷却した後の風の一部であるためシリンダで熱せられた後の暖かい風であり、冷却効果が十分ではなかった。さらに、冷却風入口がマフラー冷却通路の上端に位置していることから、エンジン停止時の自然空冷においては、高温の上昇気流が冷却風入口に逆流してシリンダやシリンダ冷却風路内に配置される点火コイルなどの補機（部品）を熱してしまう可能性もあった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、温度の低い冷却風をマフラーに直接当てることによって効果的にマフラーを冷却できるエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本発明の他の目的は、マフラー全体を収容するマフラー収納室に、冷却風を効果的に流すことができるように構成したエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、エンジン停止時のマフラーの廃熱から、マフラーカバー及びエンジンの補機類を保護することができるエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、外周部に複数のフィンを有し燃焼室を形成するシリンダと、駆動軸の一端に設けられシリンダを冷却する冷却ファンと、シリンダの排気ポートに取り付けられるマフラーと、マフラーを覆ってマフラー収納室を形成するマフラーカバーを有し、マフラーカバーには冷却風入口と冷却風出口が形成され、冷却風入口からマフラー収納室内に冷却ファンにより生成される冷却風の一部を導入してマフラーを冷却するエンジンにおいて、マフラーとマフラーカバーとの間に遮熱板を介在させるとともに、冷却風入口が、駆動軸の軸方向で冷却ファンと重なり、且つ、マフラーの上下方向範囲内の位置に設けられ、冷却ファンにより生成される冷却風の一部は、シリンダを介さずに冷却風入口に到達し、冷却風入口から導入された冷却風が、マフラーと遮熱板との間を流れるように構成した。

本発明の他の特徴によれば、マフラー収納室内に導入される冷却風の少なくとも一部が、マフラーの下部を冷却した後に冷却風出口に向かうように流れるように構成した。また、冷却ファンを覆うファンカバーを設け、ファンカバーによって冷却風をマフラー収納室に導く導入通路を形成した。さらに、マフラーとシリンダの間には熱の伝達を抑制するための遮熱板を設けた。遮熱板は、マフラーとシリンダの間に、マフラーのシリンダに面する側面部よりも大きな面積を有して設けると好ましい。

本発明のさらに他の特徴によれば、遮熱板に、マフラーの上壁部とマフラーカバーの上壁部の間に介在するように延在する上壁部を形成し、遮熱板の上壁部によって冷却通路上方に到達する冷却風を冷却風出口に向かうよう案内する。また、遮熱板にマフラーの下壁部とマフラーカバーの下壁部の間に介在するように延在する下壁部を形成し、遮熱板の下壁部によって冷却通路下方を流れる冷却風を冷却風出口に向かうよう案内する。マフラー収納室の冷却風出口の形成される壁部（側面部）は、冷却風出口以外の箇所が略閉じて形成されるように形成すると良い。遮熱板の上壁部と下壁部は、マフラーカバーの内壁と当接するように設けられると好ましい。

請求項１によれば、冷却ファンにより生成される冷却風の一部が、シリンダを介さずに冷却風入口に到達し、マフラーと遮熱板との間を流れるよう構成したので、強制空冷時（冷却ファンが回転中であって、冷却風を導入している時）においては冷却風入口から冷却風出口まで冷却風を広範囲に流すことができるので、マフラーの冷却性能を向上させることができる。

請求項２によれば、冷却風出口を冷却通路上端に配置して冷却風入口を冷却風出口より下方に配置したので、自然空冷時（冷却ファンが停止している時）においては、冷却通路の上端に達した高温の上昇気流を素早く冷却風出口に案内することが可能となるので、冷却通路上端部に熱が篭りにくく、マフラーカバーの温度上昇を低減することができる。また、マフラーをマフラー長手方向と重力方向が一致するように取り付ければ、高温の上昇気流が冷却風出口より下方に設けた冷却風入口からエンジン内に逆流することがほとんどなく、自然空冷の効率を大きく向上させることができる。

請求項３によれば、冷却風入口は、マフラー収納室において冷却風出口と対角付近に配置され、マフラー収納室内に導入される冷却風の少なくとも一部が、マフラーの下部を冷却した後に冷却風出口に向かうように流れるので、マフラーの広範囲な壁面を効果的に冷却可能となる。

請求項４によれば、冷却ファンを覆うファンカバーを設け、ファンカバーによって冷却風をマフラー収納室に導く導入通路を形成したので、マフラー収納室の冷却風入口に確実に冷却風を流すことができるので、マフラー冷却効果を向上させることができる。

請求項５によれば、マフラーとシリンダの間に、熱の伝達を抑制するための遮熱板を設けたので、エンジン停止時にマフラーの廃熱がシリンダ側に伝達されることを効果的に防止できる。

請求項６によれば、遮熱板に、マフラーの上壁部とマフラーカバーの上壁部の間に介在するように延在する上壁部を形成したので、冷却風を確実に冷却風出口の位置する上方に流れるように案内することが可能となる。さらに、強制空冷時においてマフラーを冷却した高温の冷却風および自然空冷における高温の上昇気流がマフラーカバーの上壁部に直接触れることを抑制することができるので、マフラーカバーの温度上昇を大幅に低減することができる。

請求項７によれば、遮熱板に、マフラーの下壁部とマフラーカバーの下壁部の間に介在するように延在する下壁部を形成し、冷却通路下方を流れる冷却風を冷却風出口に向かうように案内するので、マフラー下方に流れてきた冷却風を確実に冷却風出口まで案内することが可能となる。

請求項８によれば、マフラー収納室の冷却風出口が位置する壁部において、冷却風出口が唯一の開口となるようにマフラーカバーが形成されるので、排気ガスの排出と共にマフラーの冷却風を効果的に外部に排出することができる。

請求項９によれば、遮熱板の上壁部と下壁部は、マフラーカバーの内壁と当接するように設けられるので、マフラー収納室内の冷却風の流れをスムーズにすることができ、マフラー冷却効果を向上させることができる。

請求項１０の発明によれば、請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジンを備えたエンジン作業機としたので、マフラーカバーが過熱しない使いやすいエンジン作業機を実現できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るエンジン１の正面図である。本発明の実施例に係るエンジン１の背面図である。本発明の実施例に係るエンジン１の正面図であって、マフラー部分を縦断面で示す図である。本発明の第１の実施例に係るエンジン１の上面図であって、マフラー収納室への冷却風の流れを示す図１のＢ−Ｂ部の断面を示す図である。図１のＡ−Ａ部の断面図であり、エンジン運転時のマフラー冷却風の流れを示す図である。図３の遮熱板１２の単体形状を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ部の断面図であり、エンジン停止時の自然空冷の流れを示す図である。本発明の第２の実施例に係るエンジン１０１の正面図である。本発明の第２の実施例に係るエンジン１０１の、図１のＡ−Ａ部に相当する位置の断面図であり、エンジン運転時の強制空冷の流れを示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は各図に示す方向であるとして説明する。図１は本発明の実施例に係るエンジン１の正面図である。

エンジン１は空冷式の小型２サイクルエンジンであり、刈払機等のエンジン作業機の動力源となるものである。エンジン１は、吸気口側に気化器４およびエアクリーナ５が設けられ、排気側にマフラーと、それを覆うマフラーカバー２が設けられる。燃料タンク７はエンジン下側に配置されていて、燃料タンク７から気化器４に燃料が供給された後、エアクリーナ５を介して清浄空気と燃料の混合気が気化器４で生成されてエンジン１のシリンダ内に吸入される。エンジン１は、公知の２サイクルエンジンであり、クランクケースの上方にシリンダが取り付けられ、シリンダ内で１つのピストンが上下方向（鉛直方向）に往復動することによって駆動軸（クランク軸）を回転させる。ピストンの往復動に伴う吸入−圧縮−爆発−排出のサイクルは公知の動作であるので、ここでの詳細な説明は省略する。エンジン１の駆動軸の一端には後述する冷却ファンが設けられる。冷却ファンによって生成される冷却風は、ファンケース６とエンジン１のシリンダカバー３によって形成されるエンジン冷却風路を流れることによって、エンジン１の発熱部分の強制空冷を行う。本実施例ではさらに、ファンケース６の一部形状を変更することにより、冷却ファンによって生成された冷却風の一部を、マフラー９の強制空冷に利用するためにマフラーカバー２の内部（後述する冷却通路）に導入する。そのために、ファンケース６には冷却風導入通路８が設けられ、冷却風導入通路８を介して冷却ファンによって生成された冷却風の一部がマフラーカバー２の内部空間に導かれる。

図２は、本発明の実施例に係るエンジン１の背面図である。エンジン１の側方であって図示しない排気ポートには、点線で示すようなマフラー９が取り付けられる。マフラーカバー２は、シリンダカバー３の側方から取り付けられることによってマフラー９の全体をほぼ覆うようにし、作業者がマフラー９を直接触れることができないようにガードするものである。シリンダカバー３の後方には、複数のスリット状の開口３ａが設けられ、冷却ファンによって生成され、シリンダ１６を冷却した後の空気が開口３ａを介して外部に排出される。スリット状の開口３ａの下方であって、エンジン１の出力軸の同軸上にはスターター３１が取り付けられる。スターター３１は、牽引ひもを巻回するリールをクラッチを介してエンジンの出力軸（クランク軸）に連結し、ノブ３２によって牽引ひもを引くことによってエンジンを始動する手動式のものである。図２ではその内部構造を図示していないが、スターター３１としては、手動式のスターターだけでなく、リコイルスターターを用いるもの、バッテリによって電動モーターを駆動するもの等、任意の始動装置を使用することができる。

燃料タンク７は、半透明の高分子樹脂により形成される容器であって、開口部に取り付けられるキャップ７ａを外すことによってガソリンと所定比率のオイルを混合した混合燃料を入れることができる。本実施例では、エンジン１の全高が大きくなるのを防止するために、燃料タンク７を横にのびる扁平状の形状としており、その一部７ｂ付近がマフラー９の下側にまで延びるように構成される。尚、燃料タンク７の形状は任意であって、マフラー９やエアクリーナ５の形状などに合わせて適宜形状を設定すればよい。

マフラーカバー２は、例えば、シリンダカバー３やファンケース６と同様にプラスチック等の高分子樹脂の一体成形によって製造することができ、複数のねじ２０（図では１本しか見えない）によってシリンダカバー３に固定される。本実施例に用いるマフラー９は、細長い略直方体状の形状であり、長手方向が上下方向、すなわち重力の作用方向と一致するようにシリンダの排気ポート付近に締結ボルト１４によって取り付けられる。マフラー９の上方に位置する箇所には排ガス出口１０が設けられ、排ガス出口１０から排出される排気ガスはエンジン１の後方に向かって排出される。

マフラーカバー２の排ガス出口１０に対応する位置には、冷却風出口１１が設けられる。冷却風出口１１は後方から見た際には略長方形の形状であり、円形の排ガス出口１０の径よりも十分大きい開口面積を有する。この開口面積をどの程度大きくするかは任意であるが、排ガス出口１０（通常、管状に突出する形状とされる）から排出された排気ガスが排出後に広がって流れたとしても、冷却風出口１１の縁部分に触れないような十分な大きさを有し、排気ガスに加えて後述するマフラーの冷却風を効率よく外部に排出できるような大きさにすると良い。図２から理解できるように冷却風出口１１は、マフラーカバー２の後壁側において唯一の開口部分となり、後壁部のその他の箇所において開口部は実質的に存在しない。冷却風出口１１の上端位置は、マフラー９の上壁部９ａの位置よりも上側に位置するように配置すると好ましい。

図３は本発明の実施例に係るエンジン１の正面図であって、マフラー部分を縦断面で示す図である。マフラー９は遮熱板１２を間に挟むようにして締結ボルト１４によってシリンダ１６（又はクランクケース）に取り付けられる。マフラーカバー２は、マフラー９だけでなく遮熱板１２も完全に覆って内部にマフラー収納室３０を形成する。マフラー収納室３０は遮熱板１２によってエンジン側の冷却風路と隔てられる。エンジン１のシリンダ側の冷却風路は、シリンダカバー３によって構成されるが、シリンダカバー３には複数の風窓が存在するように構成される。マフラーカバー２の上壁部２ａとマフラー９の上壁部９ａの間には遮熱板１２の上壁部１２ａが介在しており、マフラーカバー２とマフラー９の間を２つの空間に区画することによってマフラー９の熱がマフラーカバー２に伝わりにくくしている。

同様にして遮熱板１２の下壁部１２ｂはマフラーカバー２の下壁部２ｂとマフラー９の下壁部９ｂの間に介在する。この結果、マフラーカバー２とマフラー９の間を２つの空間に区画することによって、マフラー９の外壁部分を流れる冷却風がスムーズに流れるように形成される。ここで、遮熱板１２の上壁部１２ａの端部と下壁部１２ｂの端部は共にマフラーカバー２と当接するように構成される。この為にマフラーカバー２の内周部分には遮熱板１２の端部を嵌合させるための溝部が形成される。このようにマフラー収納室３０の内部において、マフラー９と、マフラーカバー２、遮熱板１２の上壁部１２ａと下壁部１２ｂとの各隙間が冷却通路１３として形成される。

マフラー９は、略直方体の基本形状をしており、その長手方向が縦方向（上下方向）になるように配置される。これは限られたスペースにおいて効果的な排気音低減を行うため、マフラー９を縦方向に大きくしてその容積をできるだけ大きく確保したためである。マフラー９の内部には仕切り板２２が設けられ、エンジン１のシリンダ側に形成される第一膨張室と、シリンダとは離れた側であって排ガス出口１０が形成される第二膨張室が画定される。第一膨張室、第二膨張室を隔てる仕切り板２２には排ガス成分を浄化するための触媒１９が配置される。エンジンより排出された排ガスＧはマフラー９において、触媒１９によって排ガス成分を浄化した後、排ガス出口１０より大気に放出される。この排ガスＧによってマフラー９が温度上昇させられる。

触媒１９は、例えばステンレス製の円筒の内部にパラジウム、ロジウム等を蒸着させたハニカム状のステンレス箔を挿入して固定したもので、ＨＣ、ＣＯ等を酸化させる酸化触媒である。排気ガスの流れる方向は、矢印Ｇで示す方向であり、シリンダ側から第一膨張室に入り、触媒１９を通過して第二膨張室に流入し、排ガス出口１０から外部に排出される。このように、触媒１９を熱源であるエンジン１のシリンダから離間して配置することで、熱源が一ヶ所に集中することを避けることができ、マフラー９の不均質な温度上昇を抑制することができる。ここで、マフラー９の外壁部９ｄは触媒１９を通過することにより高温になった排気ガスに曝され、特に高温になる。しかしながら、外壁部９ｄとマフラーカバー２の右壁部２ｄの距離を比較的大きめに確保している上に、この間の空間（冷却通路１３）に後述する冷却風を流すことによってマフラー９の外壁部分を強制的に冷やすことが可能となる。

図４は本発明の第１の実施例に係るエンジン１の上面図であって、マフラー収納室３０への冷却風の流れを示す図１のＢ−Ｂ部の断面を示す図である。エンジン１のクランク軸の一方（前方側）には、図示しない遠心クラッチ機構を介して図示しない駆動軸の一端部が連結される。ファンケース６の内部に配置される遠心クラッチは、図示しないクランク軸の回転数が一定以上になると遠心力によってクラッチが接続されるもので、フライホイール側に取付けた遠心式の揺動子と、揺動子を収納するとともに駆動軸側に連結したカップ状のクラッチドラムとから主に構成される。遠心クラッチとクランクケースの間に位置するフライホイールは、エンジンを強制空冷するために冷却風を発生させる冷却ファン１５が一体に形成される。冷却ファン１５はエンジンのクランク軸に連結され、エンジンの回転と同速度で回転する。冷却ファン１５によって生成される風は、シリンダ等のエンジンの発熱部分に効果的に導かれて、エンジンを冷却する。

本実施例では、ファンケース６の一部形状を変更して冷却ファン１５によって発生する冷却風の一部をマフラーカバー２内に導入するように構成した。そのためファンケース６の内壁の一部に開口穴６ａを形成し、開口穴６ａの外側に冷却風導入通路８を形成して、開口穴６ａから排出される冷却風を所望の方向、即ち、マフラー９に当たる方向に流すように構成した。マフラー冷却風ＣＡは、冷却風導入通路８からマフラーカバー２の内部空間内に導入され、マフラー９の外郭（前面、右側側面、後面、上面、下面）に沿ってまんべんなく流れることによってマフラー９から効率よく熱を奪うことが可能となる。このようにファンケース６に設けた冷却風導入通路８によって、その一部をマフラー冷却風ＣＡとして冷却通路１３に取り込むことで、マフラー９を強制空冷することが可能となる。

図５は図１のＡ−Ａ部の断面図であり、エンジン運転時のマフラー冷却風の流れを示す図である。マフラー収納室３０においては、冷却通路１３の上端付近に排ガス出口１０、その延長上に冷却風出口１１が配置される。冷却風入口１８は冷却風出口１１より上下方向に見て下方であり、冷却通路１３の下端付近に配置される。冷却風入口１８と冷却風出口１１は、マフラー９の中心付近から見てお互いが対角状にあるように配置される。このように配置することによって、冷却通路１３は、後壁部２ｆ、前壁部１２ｅ、上壁部１２ａ、下壁部１２ｂ、右壁部２ｄ（図３参照）に沿って形成されることになり、冷却通路１３に冷却風を流すことによってマフラー９の外郭部分のうちシリンダ側に面する部分を除いたほぼ全面を効率的に冷却することができる。また、冷却風導入通路８の冷却風入口上壁８ａは下から上に向かう傾斜を有するように斜めに形成される。このように通路の入部に冷却風を所定の方向に流れやすくするための案内部を形成した。さらに、冷却通路１３においては、冷却風入口１８を含む下部の外周に渡って点線で示すような下方案内部１７を設け、冷却風出口１１を含む上部においても外周に渡って点線で示すような上方案内部２８を設けた。

下方案内部１７は、主に後壁部２ｆおよび遮熱板１２の下壁部１２ｂの一部によって構成されている。このうち、下壁部１２ｂは、後述する図６に示すように開口が形成されない板状に構成されているため、冷却通路１３の下方に流れる冷却風が漏れることなく、マフラー外周部に沿って案内することができる。さらに、後壁部２ｆにおいても、閉じられた面として形成されているため、冷却風導入通路８から導入された冷却風が冷却風出口１１へと到達する前に外部へと排出されることを抑制しており、下壁部１２ｂにより案内された冷却風をマフラー９の角部近傍で方向を転換させ上方に沿う流れとなるよう案内している。上方案内部２８についても、主に前壁部１２ｅおよび上壁部１２ａを有して構成されるが、それぞれ開口を有さない閉じられた面となっているため、冷却風を滑らかに案内することが可能となっており、角部近傍において上方に沿って流れる冷却風を冷却風出口１１方向に流れるよう案内している。尚、下方案内部１７及び上方案内部２８の閉じられた面については、流れ込んだ冷却風の大部分が案内されるものであれば完全に閉じられていなくてもよく、極小さな開口が形成されていてもよい。尚、図４に示すように、右壁部２ｄもほぼ閉じられた面として構成されているため、冷却風はマフラー９に沿って冷却風出口１１へと流れる。

図５において、マフラー冷却風ＣＡは、マフラー９の側壁（前壁部９ｅ）に衝突し、マフラー９の上方および下方に分岐して流れていく。冷却通路１３の下方に流れる冷却風ＣＡ２においては、後壁部２ｆおよび遮熱板１２の下壁部１２ｂの一部によって形成される下方案内部１７により、マフラー９の下壁部９ｂを冷却した後、後壁部２ｆに沿って上方へと流れ、冷却風出口１１に至る。一方、冷却風入口１８より前壁部１２ｅに沿って上方に向かうマフラー冷却風ＣＡ１は、前壁部１２ｅおよび上壁部１２ａの一部によって形成される上方案内部２８によって案内されて冷却風出口１１に至る。以上のような構成によって、マフラー９を冷却通路１３の下端部に配置された冷却風入口１８から上端部に配置された冷却風出口１１まで確実に冷却風を案内することが可能となり、マフラー９を下端から上端まで広範囲に渡って満遍なく冷却することが可能となり、高いマフラー冷却効率を得ることができる。さらに、マフラーカバー２とマフラー９の間に遮熱板１２が介在する部分においては、マフラーカバー２にマフラー９の輻射熱が直接伝達することを抑制でき、マフラー９の廃熱を奪う冷却風ＣＡ１、ＣＡ２の大部分がマフラーカバー２とは直接接しないので、マフラーカバー２の温度上昇を大幅に低減することができる。

図６は、遮熱板１２の単体形状を示す斜視図である。遮熱板１２は、断熱材が塗布された例えば鉄等の金属の平板をプレス加工によって形成するものであって、マフラー９を２本の締結ボルト１４でシリンダに固定される際に、マフラー９とシリンダの間に介在させるように共締め固定される。そのため遮熱板１２には、排出ガスを通過させるためにシリンダ１６の排気ポート（図示せず）に対応する略長方形の開口部１２ｇが設けられ、開口部１２ｇの両側方には締結ボルト１４を貫通させるための貫通穴１２ｈが設けられる。遮熱板１２は、シリンダ１６とマフラー９との間に介在することによりシリンダ１６とマフラー９との間で熱の伝達をしにくくする機能と、マフラー９の周囲に供給される冷却風を所望の方向に導くための案内部（導風手段）としての機能を有する。例えば、遮熱板１２の上側部分には、平板部１２ｃから直角状に曲げられた上壁部１２ａが形成され、平板部１２ｃと上壁部１２ａに連続する前側部分には前壁部１２ｅが形成される。上壁部１２ａと前壁部１２ｅをどのように形成するかは任意であるが、プレス加工によって金属板を曲げて上壁部１２ａと前壁部１２ｅを形成した後に、それらの縁部分を接合することによって形成できる。

前壁部１２ｅは平板部１２ｃの上側半分程度から延在するように構成される。これは、前壁部１２ｅの下側部分には冷却風入口１８（図５参照）が形成され、冷却風入口１８と重なる遮熱板１２の箇所を開口させて形成するためである。尚、上壁部１２ａと前壁部１２ｅはマフラー収納室３０内に流れる冷却風を所望の方向に案内する案内部としての役目を果たすので、折り曲げられる部分２６ａと接合される縁部分２６ｂ付近は緩やかな曲率を形成するように構成すると好ましい。

一方、遮熱板１２の下側部分には、平板部１２ｃから直角状に曲げられた下壁部１２ｂが形成される。この折り曲げ部分２６ｃも冷却風の流れを妨げないようになめらかな形状とするのが好ましく、所定の曲率半径を有するように形成されると良い。ここで、遮熱板１２の折り曲げられた部分の縁部２７ａ、２７ｂ、２７ｅはマフラーカバー２の内側部分に形成された溝部に嵌合するように配置される。このように遮熱板１２の平板部１２ｃから横方向（水平方向）に突出する部分をマフラーカバー２に接するようにして遮熱板１２が配置されるので、マフラー収納室３０内部の冷却風の流れをうまく冷却風出口１１に導く冷却通路１３を実現することができる。

図７は図１のＡ−Ａ部の断面図であり、エンジン停止時の自然空冷の流れを示す図である。エンジンが運転を停止すると、冷却ファン１５の回転も停止するので、マフラー収納室３０の内部への冷却風の流入が停止する。そのためマフラー９の強制空冷ができなくなり、マフラー９はエンジン同様に自然空冷によって冷えていくことになる。マフラーカバー２内の冷却通路１３においては、マフラー９の表面から上方に向かって高温の上昇気流ＣＡ３、ＣＡ４が発生する。上昇気流ＣＡ３は上方に向かった後、冷却通路１３の上端部に配置された冷却風出口１１より外部に排出される。

また、上昇気流ＣＡ４は上方に向かった後、上壁部１２ａおよび前壁部１２ｅの一部によって形成される上方案内部２８によって冷却風出口１１に案内されて、外部に排出される。このとき、上壁部１２ａによって上昇気流ＣＡ４がマフラーカバー２に直接触れないので、マフラーカバー２の上壁部２ａ付近の温度上昇を大幅に低減することが可能となる。さらに、冷却風入口１８を冷却通路１３の下端部に配置し、冷却風入口上壁８ａとして上方に向かう傾斜状に構成したので、上昇気流ＣＡ３、ＣＡ４が冷却ファン１５側にほとんど逆流することがない。さらに、マフラー９の長手方向が上下方向になるようにして重力作用方向と一致させているので、冷却風出口１１から遠い側の上昇気流ＣＡ４が冷却通路１３の上端である上壁部１２ａに到達した後、短い経路で素早く外部に排出できるので、冷却通路１３内に熱が篭り難い。

以上のように、本実施例によれば強制空冷および自然空冷の双方において効果的にマフラーを冷却しながら、しかも、マフラーカバー２をマフラー廃熱から効果的に遮断することができ、マフラーカバー２の加熱を防止することができる。

なお、本実施例においては、マフラー収納室３０および冷却通路１３には排ガス出口１０と一致する位置に冷却風出口１１を設けたが、これらを別途に設けても良い。また、冷却風出口１１は必ずしも１つとは限られず、複数設けてもよい。また、本実施例においては、マフラーカバー２に冷却風出口１１以外の風窓を設けていないが、その他の位置に追加の風窓、スリット等を設けても良い。さらに、本実施例においては、冷却通路１３を遮熱板１２、マフラーカバー２の壁面を用いて形成したが、遮熱板１２のみで冷却通路１３形成しても良く、冷却通路１３の上壁面以外はマフラーカバーのみで形成するように構成しても良い。

次に図８及び図９を用いて本発明の第２の実施例について説明する。図８、図９は大型のマフラーを取り付けた際の第２の実施例であり、第１の実施例と異なる部分を主に説明する。図８は本発明の第２の実施例に係るエンジン１０１の正面図であり、図９は第２の実施例に係るエンジン１０１の縦断面図（図１のＡ−Ａ部に相当）である。

ファンケース１０６に形成される冷却風導入通路１０８は、冷却通路１１３の下端部に冷却風を導入するため、下方に向かって延びるよう形成される。マフラー収納室１３０においては、遮熱板１１２によってマフラー１０９が内包されており、マフラー１０９と遮熱板１１２の隙間と、マフラー１０９とマフラーカバー１０２の隙間に冷却通路１１３が形成される。遮熱板１１２の形状は図６で示した遮熱板１２を縦方向（上下方向）に伸ばしたような形状であり、似たような形状であるが前壁部１１２ｅを下方向に伸ばして冷却風導入通路１０８付近まで伸ばした点と後壁部１１２ｆを設けた点が異なる。後壁部１１２ｆにおいては、冷却風出口１１１付近の後壁部１１２ｆとマフラー１０９の間隔が大きくなるように段差状の部分が形成される。さらに、冷却通路１１３の下端部付近において、遮熱板１１２の一部が冷却風導入通路１０８の一部として機能するように連通路１０７として延在して形成される。連通路１０７は、冷却風入口１１８と連続するように形成される。

以上のような構成によって、冷却ファン１５より取り出された冷却風は、冷却風導入通路１０８及び連通路１０７を通って冷却通路１１３の下端部付近から導入される。図９に示すように、エンジン運転時に連通路１０７を介して冷却通路１１３に導入される冷却風は、マフラー１０９の壁面に衝突し、下方に向かう冷却風ＣＡ１０と上方に向かう冷却風ＣＡ１１に分かれる。下方に向かう冷却風ＣＡ１０は、マフラー１０９の下端を冷却した後、下方案内部１１７によって上方に案内された後、上方に流れ、冷却風出口１１１に至る。上方に向かう冷却風ＣＡ１１は、上方に流れた後、上方案内部１２８によって冷却風出口１１１に案内される。

従って、マフラー１０９を大型化した場合においても、マフラー１０９の下端から上端まで満遍なく冷却でき、高い冷却効率を得ることができる。さらに、遮熱板１１２によってマフラー１０９の輻射熱が直接マフラーカバー１０２に伝達することを抑制できるので、マフラーカバー１０２の温度上昇を低減することができる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、冷却風導入通路を下端まで延長する手段として、ファンケースの一部形状を変更して通路を延在させたが、別途に専用部品を設けて導入通路を形成するようにしても良い。また、マフラー収納室内に連通路を設けたように、マフラー収納室内に冷却風導入通路や冷却風入口の一部ないし全部を収納して形成してもよい。また、上述の実施例では刈払機に適用されるエンジン１をもとに説明したが、エンジン作業機は刈払機だけに限られずに、チェンソー、ブロワ、芝刈機等、その他の任意のエンジン作業機であっても良い。

１エンジン２マフラーカバー２ａ上壁部
２ｂ下壁部２ｄ右壁部２ｆ後壁部
３シリンダカバー３ａ（シリンダカバーの）開口
４気化器５エアクリーナ６ファンケース
６ａ開口穴７燃料タンク７ａキャップ
８冷却風導入通路８ａ冷却風入口上壁９マフラー
９ａ上壁部９ｂ下壁部９ｃ内壁部
９ｄ外壁部９ｅ前壁部１０排ガス出口
１１冷却風出口１２遮熱板１２ａ上壁部
１２ｂ下壁部１２ｃ平板部１２ｅ前壁部
１２ｈ貫通穴１２ｇ開口部１３冷却通路
１４締結ボルト１５冷却ファン１６シリンダ
１７下方案内部１８冷却風入口１９触媒
２２仕切り板２７ａ、２７ｂ、２７ｅ（遮熱板の）縁部
２８上方案内部３０マフラー収納室３１スターター
３２ノブ１０１エンジン１０２マフラーカバー
１０６ファンケース１０７連通路１０８冷却風導入通路
１０９マフラー１１０排ガス出口１１１冷却風出口
１１２遮熱板１１３冷却通路１１７下方案内部
１１８冷却風入口１２８上方案内部１３０マフラー収納室
Ｇ排気ガスの流れＣＡ１〜ＣＡ１１風の流れ

Claims

外周部に複数のフィンを有し燃焼室を形成するシリンダと、
駆動軸の一端に設けられ前記シリンダを冷却する冷却ファンと、
前記シリンダの排気ポートに取り付けられるマフラーと、
前記マフラーを覆ってマフラー収納室を形成するマフラーカバーを有し、
前記マフラーカバーには冷却風入口と冷却風出口が形成され、前記冷却風入口から前記マフラー収納室内に前記冷却ファンにより生成される冷却風の一部を導入してマフラーを冷却するエンジンであって、
前記マフラーと前記マフラーカバーとの間に遮熱板を介在させるとともに、
前記冷却風入口が、前記駆動軸の軸方向で前記冷却ファンと重なり、且つ、前記マフラーの上下方向範囲内の位置に設けられ、前記冷却ファンにより生成される冷却風の一部は、前記シリンダを介さずに前記冷却風入口に到達し、前記冷却風入口から導入された冷却風が、前記マフラーと前記遮熱板との間を流れるように構成したことを特徴とするエンジン。
前記冷却風出口を前記マフラー収納室の上端付近に設けてエンジン停止時の自然空冷の流れを冷却風出口から外部に放出可能に形成されるように配置し、
前記冷却風入口を前記冷却風出口より下方に配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
前記冷却風入口は、前記マフラー収納室において前記冷却風出口と対角付近に配置され、
前記マフラー収納室内に導入される冷却風の少なくとも一部が、前記マフラーの下部を冷却した後に前記冷却風出口に向かうように流れることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
前記冷却ファンを覆うファンカバーを設け、前記ファンカバーによって前記冷却風を前記マフラー収納室に導く導入通路を形成した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エンジン。
前記遮熱板は、前記マフラーと前記シリンダの間に、前記マフラーの前記シリンダに面する側面部よりも大きな面積を有して設けられ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エンジン。
前記遮熱板に、前記マフラーの上壁部と前記マフラーカバーの上壁部の間に介在するように延在する上壁部を形成し、前記遮熱板の上壁部によって冷却通路の上方に到達する冷却風を前記冷却風出口に向かうよう案内す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エンジン。
前記遮熱板に、前記マフラーの下壁部と前記マフラーカバーの下壁部の間に介在するように延在する下壁部を形成し、前記遮熱板の下壁部によって冷却通路の下方を流れる冷却風を前記冷却風出口に向かうよう案内することを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
前記マフラー収納室の前記冷却風出口が位置する壁部において、前記冷却風出口が唯一の開口となるように前記マフラーカバーが形成されることを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
前記遮熱板の前記上壁部と前記下壁部は、前記マフラーカバーの内壁と当接するように設けられることを特徴とする請求項７又は８に記載のエンジン。
請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジンを備えたことを特徴とするエンジン作業機。