JP2000008842A - 汎用内燃機関の消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料タンクの給油口から溢れ出した燃料がシ
リンダヘッドにかかるのを防止することができるエンジ
ン発電機を提供する。 【解決手段】 上下両面部２０ａ，２０ｂ及びそれらを
連結する側面部２０ｃとを備える中空箱状の消音器本体
２０と、消音器本体の内部空間を、垂直面に対して傾斜
する仕切り板によって上下に区轄形成された第１、第２
の膨張室Ｓ１，Ｓ２と、上側に位置する第２膨張室Ｓ２
内に設けた触媒２９と、を備え、内燃機関本体１に連結
された排気管９を下側膨張室Ｓ２の底部に連結すると共
に、仕切り板２５に両膨張室Ｓ１，Ｓ２を連通させる連
通孔を形成し、内燃機関から排気管９を介して下側に位
置する第１膨張室Ｓ１に導入される排気を前記連通孔を
経て第２膨張室Ｓ２へと導入し、触媒２９によって排気
を浄化するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汎用内燃機関の消
音器に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯用発電機などをはじめ、様々なもの
の駆動源として、汎用内燃機関が使用されているが、こ
の汎用内燃機関には、現在、低騒音化及び排気ガス浄化
対策などが要請される傾向にある。このため、内燃機関
の排口には消音器が接続され、ここで騒音低減を図ると
共に排気ガスの削減が図られるようになっている。特に
排気ガス対策としては、従来より、消音器内に排気ガス
浄化触媒を設け、排気ガス中のＨＣ、ＣＯの酸化、ＮＯ
ｘの還元などを行うことにより有害ガスを除去するとい
う手段が講じられている。

【０００３】従来の汎用内燃機関における消音器として
は、略直方体形状をなす中空箱状の消音器本体に、その
内部空間を上下に区轄形成する仕切り板を水平に設け、
上側空間を第２膨張室、下側空間を第１膨張室とすると
共に、仕切り板には、第１の膨張室Ｓ１内において、鋼
板に排気ガス浄化触媒をコーティングしてなる触媒を取
り付けたものとなっている。そして、内燃機関から送出
された排気は、第１の膨張室から第２の膨張室を経て第
３の膨張室の内方に至り、ここで触媒との接触により、
排気中に含まれる前述の有毒ガスの酸化、還元が行わ
れ、有毒ガスが除去される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の消音器にあっては、仕切り板が水平に配設されるよ
うになっており、消音器本体の横幅と略同一の幅を有す
る狭小なものとなっているため、これに伴って第３膨張
室の平面積が狭く、延いては触媒の平面が十分に得られ
ないという問題があった。また、上記のように触媒を用
いて排気ガスの浄化を行った場合、排気ガスは反応熱で
高温化し、その熱が消音器に伝達される。そして、消音
器が過熱されることにより、その下方部近傍に設けられ
たスパークプラグが過熱されて高温化し、劣化するとい
う問題が生じた。

【０００５】本発明は上記従来技術の課題に着目してな
されたもので、消音器本体を大型化しなくとも触媒に十
分な面積を得ることができ、優れた浄化能力が得られる
と共に、消音器によるスパークプラグへの熱害を回避す
ることができる汎用内燃機関における消音器の提供を目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため次の構成を有する。すなわち、本発明は、ク
ランクケースに斜め上方に向けてシリンダ及びシリンダ
ヘッドを突設してなる内燃機関に対し、前記シリンダの
排気口に排気管を介して連結すると共に前記シリンダ及
びシリンダヘッドの上方に配置してなる消音器であっ
て、少なくとも相対向して設けられた上下両面及びそれ
らを連結する側面部とを備える中空箱状の消音器本体
と、前記消音器本体の内部空間を垂直面に対して傾斜す
る仕切り板によって上下に区轄形成された第１、第２の
膨張室と、前記両膨張室のうち上側に位置する第２膨張
室内に設けた触媒と、を備え、前記前記排気管を下側膨
張室の底部に連結すると共に、前記仕切り板に前記両側
膨張室を連通させる連通孔を形成し、前記内燃機関から
排気管を介して下側に位置する第１膨張室に導入される
排気を前記連通孔を経て第２膨張室へと導入し、前記触
媒によって排気を浄化するようにしたものである。

【０００７】上記構成を有する本願発明によれば、仕切
り板が消音器本体の内部に傾斜させた状態で設置されて
いるため、従来のように、水平な状態に設置されている
場合に比べ、仕切り板の面積を大きくとることができ、
これに伴って、仕切り板に設けられる触媒の面積も大き
なものとすることができ、良好な浄化能力を得ることが
できる。また、第２の膨張室が第１の膨張室より上方に
形成されているため、第１の膨張室に流入した排気は、
内部に発生する上昇気流によってスムーズに上側の第２
の膨張室へと流入させることができるため、排気の熱も
上方空間へとスムーズに逃がすことができる。しかも、
触媒は、上側に位置する第２の膨張室に設置されるた
め、膨張室の下方部近傍に設置されているスパークプラ
グに対し、膨張室の熱が悪影響を及ぼすことはない。

【０００８】また、仕切り板の一面から断面Ｌ字状に突
出する片持ちばね状の係止爪を、仕触媒の端縁保持位置
に沿って複数備え、前記係止爪によって仕切り板の端縁
部を挟持固定するようにすれば、触媒が鋼板に排気ガス
浄化触媒をコーティングしたものであっても、コーティ
ング剤の存在に拘わりなく確実に固定することができ
る。従って、溶接などによって触媒を固定していた従来
とは異なり、仕切り板への固定箇所のコーティングを除
く必要もなく、鋼板に対し、単に全面的にコーティング
処理を施せば良く、コーティング工程が簡素化される。

【０００９】さらに、仕切り板の中央部に中空箱状の第
３膨張室を形成し、触媒は、第２膨張室側で前記第３膨
張室を覆うよう配置し、第１膨張室に流入した排気を挿
通孔を経て第２膨張室へと導いた後、触媒に形成した挿
通孔を経て第３膨張室へと導き、さらに第３膨張室に形
成した通気孔を経て第３膨張室内に流入させた後、第３
膨張室に連通させた排気口から外部へと排気を排出させ
るようにしても良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を図１ないし図８に基づき詳細に説明する。な
お、図１は本発明の実施形態に係る消音器を用いた汎用
内燃機関を示す側面図、図２は図１に示したものの正面
図、図３は図２に示した消音器の平面図、図４は図３に
示した消音器の側面図、図５は図３に示したもののＡ−
Ａ線断面図、図６は図４に示したもののＢ−Ｂ線断面
図、図７は図図６に示したものの平面図、図８は図７に
示したもののＣ−Ｃ線断面図である。

【００１１】図１及び図２において、ここに示す汎用内
燃機関Ｅは、燃料タンク２に貯留されているガソリンな
どの燃料と、エアークリーナ３から供給される濾過され
た空気とをキャブレタ４で混合し、内燃機関本体１に供
給するものとなっている。この内燃機関本体１は、クラ
ンクシャフト５ａを回動自在に支持してなるクランクケ
ース５に、ピストンを移動可能に収納するシリンダ６及
びシリンダヘッド７が斜め前方に向けて突設したものと
なっており、シリンダヘッド７の前端部には、シリンダ
ヘッドカバー８が固定されている。

【００１２】また、前記クランクシャフト５ａには、フ
ァンカバー１０ａによって覆われたファン１０、その外
方に位置するリコイルスタータ１１などが取り付けられ
ており、リコイルスタータ１１のスタータレバー１１ａ
を引き、クランクシャフト５ａを強制的に回転させるこ
とにより、シリンダヘッド７に設けられているスパーク
プラグ７ａが点火されて内燃機関本体１が駆動され、ピ
ストンの往復動に伴ってクランクシャフト５ａが回転す
るようになっている。

【００１３】一方、前記内燃機関本体１の排気口には、
排気管を介して消音装置が連結されており、前記内燃機
関本体１から排出される排気を通過させ、外部へと排出
せさるようになっている。図４ないし図８にこの消音器
２０の構成を示す。図３及び図４に示すように、消音器
２０は上面部２０ａ、下面部２０ｂ及びこれら両面を連
結する側面部２０ｃとにより中空箱状の消音器本体２１
が構成されており、略直方体状の外観形状をなし、周囲
をカバー体２０Ａにて覆われている。

【００１４】ここで、消音器本体２１は、図４の側面視
において上面部２０ａと下面部２０ｂとの間で最大距離
をなす線分、すなわち、右上の角部と、左下の角部とを
結ぶ線分に沿って設定した分割線によって分割形成され
る斜め上方の部分（アッパーボディ）２２と斜め下方の
部分（ロアボディ）２３の２部材を互いに接合すること
によって構成されている。すなわち、前記ロアボディ２
３の開口部端縁には外方へと突出する平板状のフランジ
部２３ａが設けられており、このフランジ部２３ａ及び
後述の仕切り板２５の端縁部等がアッパーボディの開口
部端縁に設けられているＵ字状の屈曲するフランジ部２
２ａに圧入されて係止される。

【００１５】前記消音器本体２１の内方には、その消音
器本体２１の内部空間を区轄形成する仕切り板２５が設
けられている。この仕切り板２５は、上板２６と下板２
７とからなり、両板は互いに重合する重合部２６ａ，２
７ａと、その重合部より内方に形成された凹部２６ｂ，
２７ｂとからなり、両凹部２６ｂ，２７ｂを対向させる
ことによって中空部分が形成され、この中空部分によっ
て第３膨張室Ｓ３が構成されている。また、前記上板２
６の重合部２６ａには、図７に示すように矩形の開口部
２６ａ１，２６ａ２が形成されており、この開口部２６
ａ１，２６ａ２との対向位置において前記下板２７の重
合部２７ａには、小径の通気孔２７ａ１，２７ａ２が多
数形成されている。さらに、前記上板２６の凹部２６ｂ
には、小径の通気孔２６ｂ１が形成されている。

【００１６】そして、前記仕切り板２５の重合部２６
ａ，２７ａは、前記ロアボディ２３のフランジ部２３ａ
に重合させた状態でアッパーボディ２２のフランジ部２
２ａに圧入固定されている。これにより、仕切り板２５
は、図５に示すように消音器本体２１の右角から左角に
かけて斜め下方に傾斜するよう設けられる。消音器本体
２１内には、仕切り板２５の内方に位置する前述の第３
の膨張室Ｓ３に加え、仕切り板２５より下方の第１の膨
張室Ｓ１と、仕切り板２５より上方の第２の膨張室Ｓ２
とが形成される。そして、前記第１の膨張室Ｓ１の底部
には、排気管９が連結されており、排気管９を経て排出
されてきた排気は第１の膨張室Ｓ１に導入されるように
なっている。また、前記第３の膨張室Ｓ３には、側方に
突出する排気口Ｓ３ａが形成されており、これが前記消
音器本体２１の一側面部２０ｃの中央に形成された開口
部２０ｄに挿通されており、ここから第３膨張室Ｓ３内
の排気が排出されるようになっている。

【００１７】また、前記第２の膨張室Ｓ２の内方には、
触媒２９が配設されている。この触媒２９は、鋼板に排
気ガス浄化触媒をコーティングして構成されたものであ
り、その両端部が前記仕切り板２５の上側重合部２６ａ
に重合固定されると共に、前記仕切り板２５の上方を所
定の間隔を介して覆うようになっている。また、この実
施の形態においては、前記触媒２９の側端部は、前記仕
切り板２５の重合部２６ａの上下両側部には、相対向し
て複数個（ここでは４個）の係止爪２６ｂが形成されて
いる。各係止爪２６ｂは、図７及び図８に示すように、
略断面Ｌ字形に屈曲し、一端部が前記重合部２６ａに一
体的に連結されると共に他端部が自由端となっており、
全体として片持ちばね状に形成されている。そして、前
記板状の触媒２９は、その両側端部が前記係止爪２６ｂ
内に圧入され、確固に保持されている。なお、図７にお
いて、２６ｃは前記仕切り板２５に突設したストッパ
で、前記触媒の左向への移動を規制するようになってい
る。

【００１８】上記構成に基づき次に、作用を説明する。
内燃機関本体１から排気管９を経て第１の膨張室Ｓ１に
導入された排気は、図２の矢符にて示すように、仕切り
板２５の重合部２６ａ，２６ｂに形成された通気孔２７
ａ２から開口部２６ａ２を経て図８の矢符に示すように
第２の膨張室Ｓ２に流入する。これにより、第２の膨張
室Ｓ２に流入した排気は、触媒コーティング板２９との
接触によって化学反応が生じ、排気ガスに含まれる有毒
ガスが浄化される。そして、浄化された排気は、第３の
膨張室Ｓ３の上板２６に形成された通気孔２６ａ１を経
て第３の膨張室Ｓ３に流入し、ここから排気口５３ａを
経て外部空間へと排出される。

【００１９】このように、上記消音器２０では、第１、
第２、第３の膨張室に順次排気が送給されて行き、各膨
張室を通過する毎に膨張、圧縮を繰り返し、排気音は減
衰し、十分な消音効果を得ることができる。また、触媒
によって化学反応が促進される結果、その化学反応によ
って浄化された排気ガスは高温化する。その結果、送風
が行われない内燃機関の駆動停止状態では、高温化した
排気の熱が消音器本体１に伝達される可能性がある。

【００２０】しかし、この実施の形態では、上方に位置
する第２の膨張室に触媒が配置されているため、ここで
発生した熱は、その殆どがアッパーボディ２２から上昇
気流に従って上方の空間へと放出されてゆくため、下方
に位置するロアボディー２３への熱の伝達は大幅に抑え
られる。また、ロアボディ２３内の排気ガスの熱及びロ
アボディ２３に伝達される熱についても、上昇気流によ
って消音器本体２１、あるいは第１の膨張室Ｓ２の上方
部より放射することができる。従って、ロアボディ２３
の底部に近接して配置されているスパークプラグ７ａが
ロアボディ２３によって過熱されることはなく、スパー
クプラグ７ａには良好な寿命が得られる。

【００２１】また、この実施形態においては、仕切り板
２５を垂直面に対して斜め下方に傾斜させた状態で固定
し、上面から下面に至る距離間隔が最も大きくなる線分
に沿って配設することによって、仕切り板２５の設置面
積を最大限に設定することができるようになっている。
このため、この仕切り板２５に固定する触媒２９にも最
大の面積を設定することができ、十分な空気浄化性能を
得ることができる。

【００２２】さらに、触媒は掛止爪２６ｂに圧入するだ
けで確固に固定できるものとなっているため、溶接など
で固定する場合に比して作業が極めて容易になると言う
ことに加え、触媒自体の製造も容易になるという効果が
ある。すなわち、触媒が、鋼板に排ガス浄化触媒をコー
ティングして製造するものであった場合、これを溶接で
固着させるためには、溶接部分にコーティングがなされ
ないようマスキングを施す必要がある。従って、溶接に
て固着させる触媒を製造するためには、コーティング工
程とマスキング工程とが必要となり、製造には多くの時
間と設備を要した。これに対し、上記のような係止爪２
６ｂによる触媒固定構造をとる場合には、触媒２９の製
造において、単に触媒全体に均一なコーティングを施せ
ば良く、マスキングなどの複雑な工程が不要となるた
め、設備費及び製造時間の削減が可能となり、安価に構
成することができる。

【００２３】ところで、上記実施形態においては、アッ
パーボディ２２に設けられたＵ字状に屈曲したフランジ
部２２ａ内に仕切り板２７ａ及びロアボディ２３のフラ
ンジ部２３ａを圧入して固定するものとしたが、ロアボ
ディ、アッパーボディ、及び仕切り板の固定構造として
は、上記のような圧入による固定構造に限らず、その他
の固定構造を採ることも可能である。また、仕切り板に
第３の膨張室Ｓ３を形成した場合を例にとり説明した
が、仕切り板が第３の膨張室を備えず、単なる平板形状
をなすものであっても良く、この発明は、特に上記実施
の形態に限定されるものではない。さらに、本発明は、
携帯用発電機などをはじめ、その他種々の駆動源に使用
される汎用内燃機関に適用可能であり、その汎用内燃機
関の用途に特に限定されるものではない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した通り、本願発明によれば、
仕切り板が消音器本体の内部に傾斜させた状態で設置さ
れているため、仕切り板の面積を大きくとることがで
き、仕切り板に設けられる触媒の面積も大きなものとす
ることができるため、優れた浄化能力を得ることができ
る。また、第２の膨張室が第１の膨張室より上方に形成
されているため、第１の膨張室に流入した排気は、内部
に発生する上昇気流によってスムーズに上側の第１の膨
張室へと流入させることができ、排気の熱を上方空間へ
とスムーズに逃がすことができ、しかも、触媒は、上側
に位置する第２の膨張室に設置されるため、膨張室の下
方部近傍に設置されているスパークプラグに対し、膨張
室の熱が悪影響を及ぼすことはなくなり、スパークプラ
グの寿命を大幅に向上させることができる。

【００２５】また、仕切り板の一面から断面Ｌ字状に突
出する片持ちばね状の係止爪を、触媒の端縁保持位置に
沿って複数備え、前記係止爪によって仕切り板の端縁部
を挟持固定するようにすれば、鋼板などに排気ガス浄化
触媒をコーティングしてなる触媒を使用する場合にも、
コーティング剤の存在に拘わりなく確実にその触媒を固
定することができる。このため、触媒の固定箇所などに
対しマスキング処理を施す必要がなくなり、使用する触
媒を安価に製造することができるようになり、消音器全
体のコスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施形態に係る消音器を用いた
汎用内燃機関を示す側面図である。

【図２】図１に示したものの正面図である。

【図３】図２に示した消音器の平面図である。

【図４】図３に示した消音器の側面図である。

【図５】図３に示したもののＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図４に示したもののＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】図６に示したものの平面図である。

【図８】図７に示したもののＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

５ クランクケース ６ シリンダ ７ シリンダヘッド Ｅ 内燃機関 ９ 排気管 ２０ 消音器 ２０ａ 上面部 ２０ｂ 下面部 ２０ｃ 側面部 ２１ 消音器本体 ２５ 仕切り板 Ｓ１ 第１の膨張室 Ｓ２ 第２の膨張室 ２９ 触媒 ２７ａ２ 連通孔 ２６ｂ 係止爪 Ｓ３ 第３膨張室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクケースに斜め上方に向けてシリ
   ンダ及びシリンダヘッドを突設してなる内燃機関に対
   し、前記シリンダの排気口に排気管を介して連結すると
   共に前記シリンダ及びシリンダヘッドの上方に配置して
   なる消音器であって、 少なくとも相対向して設けられた上下両面部及びそれら
   を連結する側面部とを備える中空箱状の消音器本体と、 前記消音器本体の内部空間を垂直面に対して傾斜する仕
   切り板によって上下に区轄形成された第１、第２の膨張
   室と、 前記両膨張室のうち上側に位置する第２膨張室内に設け
   た触媒と、を備え、 前記排気管を下側膨張室の底部に連結すると共に、前記
   仕切り板に前記両膨張室を連通させる連通孔を形成し、 前記内燃機関から排気管を介して下側に位置する第１膨
   張室に導入される排気を前記連通孔を経て第２膨張室へ
   と導入し、前記触媒によって排気を浄化するようにした
   ことを特徴とする汎用内燃機関の消音器。
2. 【請求項２】 触媒は、排気ガス浄化触媒を全面にコー
   ティングした鋼板によって構成され、仕切り板は、一面
   から断面Ｌ字状に突出する片持ちばね状の係止爪を少な
   くとも触媒の端縁保持位置に沿って複数備え、前記係止
   爪によって仕切り板の端縁部を挟持固定するようにした
   ことを特徴とする請求項２記載の汎用内燃機関の消音
   器。
3. 【請求項３】 仕切り板は、中央部に中空箱状の第３膨
   張室を形成し、 触媒は、第２膨張室側で前記第３膨張室を覆うよう配置
   され、 第１膨張室に流入した排気を挿通孔を経て第２膨張室へ
   と導いた後、触媒に形成した挿通孔を経て第３膨張室へ
   と導き、さらに第３膨張室に形成した通気孔を経て第３
   膨張室内に流入させた後、第３膨張室に連通させた排気
   口から外部へと排気を排出させるようにしたことを特徴
   とする請求項１または２記載の汎用内燃機関の消音器。