JP6498086B2 - 汎用エンジンのマフラ - Google Patents

Description

本発明は、例えば刈払機のような小型作業機の駆動源として用いられる汎用エンジンのマフラに関するものである。

汎用エンジンのマフラとして、種々の構造のものが提案されている（例えば、特許文献１，２）。特許文献１の汎用エンジンのマフラでは、樹脂製のマフラカバーに排気のデフレクタが回動自在に取り付けられており、このデフレクタを回すことにより排気ガスの放出方向を所望の方向に変更することができる。また、特許文献２の汎用エンジンのマフラでは、湾曲したテールパイプとこれを覆うテールパイプカバーとを回動自在に設け、これらのパイプおよびカバーを回転させることで排気ガスの放出方向が変更される。さらに、テールパイプカバーが断熱空間を介してテールパイプの外周を覆っているので、エジェクタ効果によって前記断熱空間から吸い込まれる外部の空気により排気温度の低減も図ることができる。

実開平０１−１７９１１７号 実開昭５６−０４９２２１号

しかしながら、特許文献１のマフラでは、樹脂製のマフラカバーにデフレクタが取り付けられているので、排気でデフレクタが熱せられると、樹脂が溶融することが懸念される。また、特許文献２のマフラでは、湾曲形状のテールパイプおよびテールパイプカバーを成形する必要があるので、製造が困難で、コストも高くなる。また、排気ガスの放出方向を変えるために、テールパイプおよびテールパイプカバーを回転させるので、構造も複雑になる。

本発明は、簡単な構造で、エジェクタ効果による排気温度低減と、デフレクタによる排気の偏向を達成できる汎用エンジンのマフラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の汎用エンジンのマフラは、マフラ本体に突出して設けられて排出口を覆う排出口カバーと、前記排出口カバーにおける少なくとも出口端部を覆い、前記出口端部から排出方向に突出する通路カバーと、前記通路カバーの下流端に取り付けられて、排気の向きを変えるデフレクタとを備え、前記排出口カバーと前記通路カバーの上流端部との間に、外部の空気を吸い込む吸込み口が形成され、前記デフレクタは、前記通路カバーに着脱自在で、かつ回動自在に支持されている。

この構成によれば、排出口カバーの出口端部に通路カバーが設けられ、この通路カバーに、排気の向きを変えるデフレクタが、着脱自在で、かつ回動自在に支持されている。これにより、デフレクタを回動させるだけで、排気の排出方向を変えることができる。また、排出口カバーと通路カバーの上流端部との間に、外部の空気を吸い込む吸込み口が形成されているので、エジェクタ効果によって前記吸込み口から吸い込まれる空気により、排気温度の低減を図ることができる。このように、通路カバーを設けることにより、簡単な構造で、エジェクタ効果による排気温度低減と、デフレクタによる排気の排出方向の調整の両方を達成できる。

本発明において、前記通路カバーは、円筒体から切り出されていることが好ましい。この構成によれば、簡単な構造で通路カバーを構成できる。

通路カバーが円筒体から切り出されている場合、前記通路カバーと前記デフレクタの一方に周方向溝が形成され、他方にねじ孔が形成され、ねじ体を前記ねじ孔および前記周方向溝に挿通することで、前記周方向溝に沿って、前記デフレクタが前記通路カバーに相対回動可能に取り付けられていることが好ましい。この構成によれば、簡単な構造で、デフレクタの回動機構を構成できる。

本発明において、前記排出口カバーは、前記マフラ本体におけるシリンダと反対側の外側面に設けられていることが好ましい。この構成によれば、排気口カバーの高温部からの輻射熱によるシリンダの高温化が抑制される。この場合、排出口カバーのほぼ全体を通路カバーで覆うようにすれば、排出口カバーの高温部からの輻射熱によって、マフラを覆うシュラウドの高温化が抑制される。

排出口カバーがシリンダと反対側の外側面に設けられている場合、前記排出口カバーは排気を前方に排出し、前記通路カバーは前記マフラ本体の側壁と前壁とに溶接されていることが好ましい。この構成によれば、通路カバーがマフラ本体に強固に接合される。また、好ましくは、前記排出口カバーは、前記マフラ本体の側壁に切り起こしにより一体形成されている。この構成によれば、排出口カバーを容易に形成できる。

本発明において、さらに、前記マフラ本体に着脱自在に取り付けられて前記排出口を覆うスパークアレスタを備えることが好ましい。この構成によれば、スパークアレスタはマフラ本体に取り付けられるので、スパークアレスタの取り付けが容易である。

本発明の汎用エンジンのマフラによれば、通路カバーを設けることにより、簡単な構造で、エジェクタ効果による排気温度低減と、デフレクタによる排気の排出方向の調整の両方を達成できる。

本発明の第１実施形態に係るマフラを備えた汎用エンジンを搭載した刈払機を示す斜視図である。 同汎用エンジンの正面断面図である。 同マフラを示す正面図である。 同マフラを示す側面図である。 同マフラを示す平面図である。 図４のVI-VI線に沿った断面図である。 同マフラの通路カバーの平面図である。 同マフラのデフレクタを示す側面図である。 同デフレクタを示す底面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、同デフレクタの回動機構を示す平面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るマフラを備えた汎用エンジンＥを搭載した携帯型作業機の一種である刈払機１を示す。刈払機１は、例えば、アルミニウム合金製の長いメインパイプ２の基端部にエンジンＥが取り付けられ、先端部に作業工具としての回転式刈刃３が取り付けられている。メインパイプ２の内部に鉄系のドライブシャフト（図示せず）が挿通され、ドライブシャフトの基端部がエンジンＥに連結され、先端部が回転式刈刃３に連結されている。メインパイプ２には、エンジンＥの近傍箇所に肩掛け用ベルト４とＵ字状のハンドル７とが取り付けられている。作業者はベルト４を肩に掛けることによって刈払機１を保持し、ハンドル７の両端部のグリップ８を握って操作することにより、エンジンＥによって駆動される刈刃３で雑草などを刈り取る。刈刃３の回転数は、ハンドルの一端部近傍に設けられたスロットルレバー９の操作により調節される。

図２はエンジンＥをメインパイプ２側から見た部分断面正面図である。このエンジンＥは、２サイクルエンンジンであり、シリンダ１０ａとシリンダヘッド１０ｂとが一体形成されたシリンダブロック１０を有し、このシリンダブロック１０がクランクケース１１に連結されてエンジン本体ＥＢを形成している。シリンダヘッド１０ｂに形成されたねじ孔１０ｃに点火プラグ２０がねじ込みにより装着されている。シリンダ１０ａの吸気ポート１２には断熱用のインシュレータ１３を介して気化器１４が連結され、この気化器１４の上流側にエアクリーナ１７が連結されている。シリンダ１０ａの排気ポート１８にはマフラ２０が接続されている。クランクケース１１の下部に燃料タンク２４が取り付けられている。

シリンダブロック１０のシリンダ１０ａのボアにピストン１５が摺動自在に収納されている。ピストン１５は、クランクケース１１に支持されたクランク軸２１に連結されている。このクランク軸２１の一端部（前端部）に、図１に示す遠心クラッチ２３を介して、刈払機１のドライブシャフトが連結されている。

図２に示すように、点火プラグ２０、シリンダブロック１０およびマフラ２０は、樹脂製のシュラウド３０により覆われている。シュラウド３０は、メインカバー部３０ａとサブカバー部３０ｂとが一体形成されたもので、クランクケース１１にボルト（図示せず）で固定されている。シリンダブロック１０がメインカバー部３０ａで覆われているとともに、マフラ２０がサブカバー部３０ｂで覆われている。

一方、気化器１４およびエアクリーナ１７のフィルタ部１７ａは、シュラウド３０とは別体のエアクリーナキャップ２８により覆われている。なお、この実施形態では、シュラウド３０がメインカバー部３０ａとサブカバー部３０ｂとを一体に備えているが、シュラウドをメインカバー部３０ａにのみ相当する形状として、これとは別に設けたマフラカバーをシュラウドに連結する構造としてもよい。

図３はマフラ２０の正面図、図４はマフラ２０を図１の左側から見た側面図、図５はマフラ２０の平面図、図６は図４のVI-VI線に沿った断面図である。なお、図３，５，６では、説明の都合上、後述のデフレクタが省略されている。マフラ２０は、ほぼ直方体の鋼製の箱形で、図３に示すように、内部に膨張室３１を有するマフラ本体３２を備えている。マフラ本体３２は、シリンダ１０側（内側）の内側ケース半体３４と、シリンダ１０と反対側（外側）の外側ケース半体３６とを有し、これら２つのケース半体３４、３６を結合することで構成されている。

図４に示すように、外側ケース半体３６における上下方向中間部に、左右方向を向く第１取付孔３８が前後方向に並んで２つ形成されている。図５に示すように、内側ケース半体３４における第１取付孔３８，３８に対応する位置に、第２取付孔４０，４０が形成されている。これら第１および第２取付孔３８、４０は、図６に示す円筒パイプ４２を介して連通している。これら第１および第２取付孔３８，４０に、マフラ本体３２の外側から２本のボルト３５が挿通され、シリンダ１０に設けたねじ孔２９にねじ込まれることにより、マフラ本体３２がシリンダ１０に支持されている。

図３に示す内側ケース半体３４の上部の内側面に、排気ポート１８（図２）に連通する流入口４５が形成されている。一方、外側ケース半体３６の上部の外側面に、外部に連通する排出口５０が形成されている。

図６に示すマフラ本体３２の内部は、仕切り板４４により上側の第１膨張室４６と下側の第２膨張室４８とに区画されている。第１膨張室４６は第２膨張室４８よりも容量が大きく形成されている。仕切り板４４には、複数の連通孔４４ａが形成されており、この連通孔４４ａを介して第１膨張室４６と第２膨張室４８とが連通している。

マフラ本体３２の内部に、第２膨張室４８と排出口５０とを連通する排気ガス通路４９が形成されている。排気ガス通路４９は、外側ケース半体３６の内面に、板材からなる通路形成部材５２を溶接により固着することで形成されている。

流入口４５からマフラ本体３２の内部に流入した排気ガスＧは、第１膨張室４６で膨張した後、連通孔４４ａを通って第２膨張室４８に入る。排気ガスＧは、第２膨張室４８で膨張した後、排気ガス通路４９を通って排出口５０から外部へ排出される。

外側ケース半体３６の上部の外側面に、排出口５０を覆う排出口カバー５４が設けられている。つまり、排出口カバー５４は、マフラ本体３２におけるシリンダ１０と反対側の外側面に設けられている。排出口カバー５４は、マフラ本体３２から外方に突出して設けられている。詳細には、排出口カバー５４は、外側ケース半体３６の外側面を構成する側壁３６ａを外側に切り起こし成形することで、マフラ本体３２に一体形成されている。図５に示すように、排出口カバー５４は、排気ガスＧを前方に排出する。

外側ケース半体３６における排出口５０に、マフラ２０から火花が排出されるのを抑制するスパークアレスタ５６が設けられている。スパークアレスタ５６は、例えば、金網からなる。スパークアレスタ５６は、排出口５０を覆うように配置され、本実施形態では、外側ケース半体３６の外側面における排出口５０から外側ケース半体３６の前面にかけて配置されている。スパークアレスタ５６は、ねじ体５８によりマフラ本体３２に着脱自在に取り付けられている。ただし、スパークアレスタ５６はなくてもよい。

排出口カバー５４の出口端部５４ａを覆う通路カバー６０が、出口端部５４ａから排出方向（本実施形態では前方）に突出するように設けられている。図７に示すように、通路カバー６０は、鋼製の円筒パイプＲＰの一部ＣＴを切り出して構成されている。詳細には、円筒パイプＲＰの軸方向における後端から前後方向中間部よりも若干前方寄りの部分であって、円筒パイプＲＰの径方向における中心部から内側（シリンダ側）の部分が切り欠かれている。これにより、通路カバー６０に、内側（シリンダ側）を向いた第１切欠部６０ａと、後方を向いた第２切欠部６０ｂとが形成されている。

つまり、通路カバー６０は、第１切欠部６０ａが形成された半円筒部６６と、第２切欠部６０ｂが形成された円筒部６８とを有している。通路カバー６０の円筒部６８に、上下方向を向くねじ孔６２が貫通して形成されている。

図５に示すように、通路カバー６０はマフラ本体３２の側壁３６ａと前壁３６ｂとに溶接ＷＬによりされている。詳細には、通路カバー６０の第１切欠部６０ａと外側ケース半体３６の側壁３６ａとが溶接され、通路カバー６０の第２切欠部６０ｂと外側ケース半体３６の前壁３６ｂとが溶接されている。こうして、スパークアレスタ５６は、排出口カバー５４および通路カバー６０により外側方から覆われている。

排出口カバー５４と通路カバー６０の上流端部６０ｃとの間に、外部の空気を吸い込む吸込み口６４が形成されている。詳細には、吸込み口６４は、通路カバー６０の上流端部６０ｃと排出口カバー５４の外周面との隙間に形成される。また、図３に示すように、通路カバー６０の半円筒部６６の内周面と排出口カバー５４の外周面との間に、半環状の断熱空間６５が形成されている。断熱空間６５は、後端で吸込み口６４（図５）に連通し、前端で円筒部６８の内部に連通している。

図４に示す通路カバー６０の下流端６０ｄに、排気ガスＧの向きを変えるデフレクタ６９が取り付けられている。デフレクタ６９は、通路カバー６０の円筒部６８の内周面に嵌合され、後述の回動機構７０によって、通路カバー６０に着脱自在で、かつ円筒部６８の軸心Ｃ１回り、つまり通路カバー６０の下流端６０ｄの軸心回りに回動自在に支持されている。

図８はデフレクタ６９の側面図で、図９はデフレクタ６９の底面図である。図８に示すように、デフレクタ６９は、板金を折り曲げ加工することで構成されており、ほぼ円筒状の装着部７２と、半円弧形状の偏向部７４とを有している。偏向部７４は、その軸心Ｃ２が前方（排出方向）に向かって径方向内方（図４の下方）に傾斜して延びている。

デフレクタ６９の装着部７２に、周方向に延びる周方向溝７５が貫通して形成されている。本実施形態では、周方向溝７５は、周方向に約１８０°に渡って形成されており、周方向溝７５が形成される周方向範囲と偏向部７４の半円弧の周方向範囲とがほぼ一致している。

図９に示すように、デフレクタ６９の装着部７２は、完全な円筒ではない。つまり、装着部７２は、板材を円筒状に折り曲げ加工することで構成され、その周方向の両端縁７６，７６が隙間７８を介して対向している。

図４に示すように、デフレクタ６９の装着部７２が、通路カバー６０の円筒部６８の内周面に嵌合されている。装着部７２は、周方向の一部分に隙間７８（図９）が形成されており、周方向に弾性を有しているので、デフレクタ６９の通路カバー６０への装着が容易であるうえに、安定して通路カバー６０に支持される。

さらに、デフレクタ６９の周方向溝７５と通路カバー６０のねじ孔６２の軸方向（前後方向）位置を一致させた状態で、ねじ体８０を上方からねじ孔６２に螺合して通し、周方向溝７５に挿通する。以上により、周方向溝７５に沿って、デフレクタ６９が通路カバー６０に相対回動可能に取り付けられている。つまり、ねじ孔６２、ねじ体８０および周方向溝７５により、前述のデフレクタ６９の回動機構７０が構成されている。

図１０を用いて、デフレクタ６９の回動機構７０の動作を説明する。図１０は、回動機構７０を上方から見た平面図で、（Ａ）は排気ガスＧを外方（シリンダの反対側）に向けた状態を示し、（Ｃ）は排気ガスＧを内方（シリンダ側）に向けた状態を示し、（Ｂ）はその中間を示している。（Ｂ）では、通路カバー６０を通過して前方に向かって放出された排気ガスＧが、デフレクタ６９の偏向部７４により下方に偏向されている（図４参照）。

排気ガスＧを外方に偏向させる場合、ねじ体８０を緩めて、（Ｂ）からＤ１の方向にデフレクタ６９を回動させる。これにより、デフレクタ６９は周方向溝７５に沿って回動し、（Ａ）の外向き状態になる。（Ａ）では、通路カバー６０を通過して前方に向かって放出された排気ガスＧが、デフレクタ６９の偏向部７４により外方に偏向されている。

排気ガスＧを内方に偏向させる場合、ねじ体８０を緩めて、（Ｂ）からＤ２の方向にデフレクタ６９を回動させる。これにより、デフレクタ６９は周方向溝７５に沿って回動し、（Ｃ）の内向き状態になる。（Ｃ）では、通路カバー６０を通過して前方に向かって放出された排気ガスＧが、デフレクタ６９の偏向部７４により内方に偏向されている。

本実施形態によれば、このように、ねじ体８０を緩めてデフレクタ６９を回動させるだけで、排気ガスＧの排出方向を変えることができる。これにより、高温の排気ガスＧがオペレータの身体や衣類に向かうのを防ぐことができる。しかも、デフレクタ６９に周方向溝７５を形成し、通路カバー６０にねじ孔６２を設けるだけであるから、回動機構７０の構成も簡単である。

また、図４に示す排出口カバー５４と通路カバー６０の上流端部６０ｃとの間に、外部の空気を吸い込む吸込み口６４が形成されている。そのため、排気ガスＧが排出されると、そのエジェクタ効果により、断熱空間６５が負圧となり、吸込み口６４から外気ＡＲが吸い込まれ、排気温度が低減される。このように、通路カバー６０を設けることにより、簡単な構造で、エジェクタ効果による排気温度低減と、デフレクタ６９による排気ガスＧの排出方向の調整の両方を達成できる。

通路カバー６０は、図７に示す円筒体ＲＰから切り出されているので、簡単な構造で通路カバー６０を構成できる。また、図３に示す排出口カバー５４は、マフラ本体３２におけるシリンダ１０と反対側の外側面に設けられているので、排気口カバー５４の高温部からの輻射熱によるシリンダ１０の高温化が抑制される。

図５に示すように、排出口カバー５４は排気ガスＧを前方に排出し、通路カバー６０はマフラ本体３２の側壁３６ａと前壁３６ｂとに溶接ＷＬで接合されている。これにより、通路カバー６０がマフラ本体３２に強固に連結される。また、図６に示すように、排出口カバー５４は、マフラ本体３２の側壁３６ａに切り起こしにより一体形成されている。したがって、排出口カバー５４の形成が容易である。

排出口５０を覆うスパークアレスタ５６が、図５に示すねじ体５８によりマフラ本体３２に着脱自在に取り付けられているので、スパークアレスタ５６の取り付けが容易である。

図４および５に二点鎖線６０Ａで示すように、排出口カバー５４のほぼ全体を通路カバー６０で覆うようにすることもできる。これにより、排出口カバー５４の高温部からの輻射熱によって、樹脂製のシュラウド３０のサブカバー部３０ｂが高温化するのを抑制できる。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記実施形態では、デフレクタ６９に周方向溝７５が形成され、通路カバー６０にねじ孔６２が形成されていたが、通路カバー６０に周方向溝７５を形成し、デフレクタ６９にねじ孔６２を形成してもよい。上記実施形態では、排出口カバー５４は切り起こしでマフラ本体に一体形成されていたが、排出口カバーの構造はこれに限定されず、例えば、別体のパイプ部材をマフラ本体に溶接で取り付けたものでもよい。

上記実施形態では、通路カバー６０は排出口カバー５４の出口端部５４ａのみを覆っていたが、通路カバー６０は、排出口カバー５４の少なくとも出口端部５４ａを覆っていればよく、排出口カバー５４の全体を覆ってもよい。また、エンジンＥは４サイクルエンジンであってもよく、さらに、シリンダとシリンダヘッドが別体であってもよい。また、本発明のマフラは、発電機、ポンプ、ブロワ、芝刈機など刈払機以外の作業機のエンジンにも適用できる。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１０ａ シリンダ
２０ マフラ
３２ マフラ本体
３６ａ マフラ本体の側壁
３６ｂ マフラ本体の前壁
５０ 排出口
５４ 排出口カバー
５４ａ 排出口カバーの出口端部
５６ スパークアレスタ
６０ 通路カバー
６０ｃ 通路カバーの上流端部
６０ｄ 通路カバーの下流端
６２ ねじ孔
６４ 吸込み口
６９ デフレクタ
７５ 周方向溝
８０ ねじ体
Ｅ 汎用エンジン

Claims (6)

1. マフラ本体に突出して設けられて排出口を覆う排出口カバーと、
   前記排出口カバーにおける少なくとも出口端部を覆い、前記出口端部から排出方向に突出する通路カバーと、
   前記通路カバーの下流端に取り付けられて、排気の向きを変えるデフレクタと、を備え、
   前記排出口カバーと前記通路カバーの上流端部との間に、外部の空気を吸い込む吸込み口が形成され、
   前記デフレクタは、前記通路カバーに着脱自在で、かつ回動自在に支持され、
   前記通路カバーは、円筒体から切り出され、
   前記通路カバーと前記デフレクタの一方に周方向溝が形成され、他方にねじ孔が形成され、
   ねじ体を前記ねじ孔および前記周方向溝に挿通することで、前記周方向溝に沿って、前記デフレクタが前記通路カバーに相対回動可能に取り付けられている汎用エンジンのマフラ。
2. 請求項１に記載のマフラにおいて、前記排出口カバーは、前記マフラ本体におけるシリンダと反対側の外側面に設けられている汎用エンジンのマフラ。
3. 請求項２に記載のマフラにおいて、前記通路カバーが前記排出口カバーのほぼ全体を覆っている汎用エンジンのマフラ。
4. 請求項２または３に記載のマフラにおいて、前記排出口カバーは排気を前方に排出し、
   前記通路カバーは前記マフラ本体の側壁と前壁とに溶接されている汎用エンジンのマフラ。
5. 請求項２から４のいずれか一項に記載のマフラにおいて、前記排出口カバーは、前記マフラ本体の側壁に切り起こしにより一体形成されている汎用エンジンのマフラ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のマフラにおいて、さらに、前記マフラ本体に着脱自在に取り付けられて前記排出口を覆うスパークアレスタを備えた汎用エンジンのマフラ。

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