JP2005090435A

JP2005090435A - エンジンの冷却構造

Info

Publication number: JP2005090435A
Application number: JP2003327906A
Authority: JP
Inventors: Tsuneyoshi Yuasa; 常由湯浅; Masanori Kobayashi; 正典小林
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: US20050061265A1; US7077078B2; JP4313133B2

Abstract

【課題】携帯型エンジンの冷却構造において、シリンダ及び排気マフラーと共に、排出される排気ガス自体を、１つの送風源からの冷却空気により効率良く冷却する。
【解決手段】シリンダ８に排気マフラー１１を結合する共に、これらを覆うエンジンカバー２０を取り付け、エンジンカバー２０とシリンダ８の間で形成される空間は、冷却空気取入口１０を介してファン２に連通している。排気マフラー１１の排気出口２５ａは、シリンダ８の上下方向幅Ｈ内の高さに形成し、エンジンカバー２０には、シリンダ冷却後の冷却空気を、排気マフラー１１の周囲を介さずに前記排気出口４６近傍まで導く冷却空気バイパス通路５０を形成する。排気マフラー１１の上面には、上記冷却空気入口１０側から排気マフラーの排気出口へ延びる冷却空気ガイド用のフランジ部分１５を形成する。本発明は、背負式送風作業機等に搭載される携帯型エンジンに適している。
【選択図】図３

Description

本発明はエンジンの冷却構造に関し、特に、シリンダの排気口に排気マフラーを接続したエンジンであって、背負式送風作業機、背負式動力散布機又は手持式刈払機等に用いられる携帯型エンジンに適した冷却構造に関する。

前記各種作業機に用いられる携帯型エンジンでは、シリンダ及び排気マフラーの冷却と共に、排気マフラーから排出される排気ガスの温度をできるだけ低く抑えたい要望があり、従来、冷却空気の流れを工夫することにより、冷却空気を効率良く利用できるようにしたものが各種開発されている。

図７及び図８は従来技術の一例を示しており（特許文献１参照）、図６に示すような背負式送風作業機ＡのエンジンＥに適用した冷却構造である。まず、図６により送風作業機Ａの全体構造を簡単に説明すると、送風作業機Ａは、背負架台１５に搭載されたエンジンＥ及び送風機１と、送風機１の吐出管部に接続されたフレキシブル管１６、ダクト１７及び噴射管１８等から構成されており、作業者が背負バンド１９によりエンジンＥ及び作業機１を背負い、噴射管１８から噴射される空気により、落ち葉Ｍやごみ等を吹き集めて清掃できるようになっている。

送風機１及びファン駆動用エンジンＥの概略平面図を示す図７において、送風機１は、ファン２とこのファンを収納するファンケース３とを有し、ファンケース３の後部にファン駆動用エンジンＥが連結されている。エンジンＥのシリンダ８は、ファンケース３の後壁３ａに形成した空気取入口１０に後方から対向するように位置しており、シリンダ８の左右の一方側、たとえば右側には排気マフラー１１が接続し、左側にはキャブレター１２とエアクリーナ１３が順次接続している。

シリンダ８の上方、左側方及び後方は、板金製のシリンダカバー１００により覆われ、排気マフラー１１の上方、右側方及び前方は板金製のマフラーカバー１０１、１０２により覆われている。また、仮想線で示すようにマフラーカバー１０１の外側には外側シュラウド１０３が配置されている。

図８のように、排気マフラー１１の排気出口１１０は下端近傍位置に形成されており、該排気出口１１０から排気ガスが排出される。

図７に示す携帯型エンジンＥにおいて、ファンケース３から空気取入口１０を経てシリンダ８の周囲に送り込まれた冷却空気は、シリンダ８を冷却した後、排気マフラー１１の周囲に送り込まれ、排気マフラー１１を冷却すると共に下方に導かれ、下方に位置する排気出口１１０近傍から、排気ガスと共に図７の外側シュラウド１０３の開口部分を経て後方に排出される。
特開２００２−３０３１４８号公報

図７及び図８に示す従来の冷却構造では、シリンダ８及び排気マフラー１１は効率良く冷却できるが、冷却空気は、前記のように、まずシリンダ８及び排気マフラー１１の冷却に利用され、排気マフラー１１の周囲をさらに下方に移動した後、排気ガスと共に外部に排出されるため、排気出口１１から排出される排気ガスの温度を効率良く低下させることは困難であった。

また、排気マフラー１１の外周面から突出するかしめ割り（合わせ面）のフランジ部分１１５が、排気マフラー上面での冷却空気の流れを阻害するという課題もある。

本発明の目的は、ファン等の送風源からの冷却空気を、シリンダ及び排気マフラーの冷却に効率良く使用できると共に、排気マフラーの排気出口から排出される排気ガスの温度低下にも貢献できるようにすることである。

上記課題を解決するために本発明は、シリンダに排気マフラーを結合し、シリンダと排気マフラーを覆うエンジンカバーを取り付け、エンジンカバーとシリンダの間で形成される空間は、冷却空気取入口を介して送風源に連通しているエンジンの冷却構造において、次のような解決手段を備えている。

（１）請求項１記載の発明は、排気マフラーの排気出口は、シリンダの上下方向幅内の高さに形成し、シリンダの冷却に利用した冷却空気を、排気マフラー周囲を介さずに排気マフラーの排気出口近傍まで導く冷却空気バイパス通路を形成してある。

（２）請求項２記載の発明は、排気マフラーの排気出口は、シリンダの上下方向幅内の高さに形成し、排気マフラーの上面には、上記冷却空気取入口側から排気マフラーの排気出口へ延びる冷却空気ガイド用の条突起、すなわちすじ状に連続した突起を形成してある。

（３）請求項３記載の発明は、排気マフラーの排気出口は、シリンダの上下方向幅内の高さに形成し、シリンダの冷却に利用した冷却空気を、排気マフラー周囲を介さずに排気マフラーの排気出口近傍まで導く冷却空気バイパス通路を形成し、排気マフラーの上面には、上記冷却空気取入口側から排気マフラーの排気出口へ延びる冷却空気ガイド用の条突起を形成してある。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載のエンジンの冷却構造において、排気マフラーの外郭ケースは一対の半割状部材により構成されており、両半割状部材の合わせ面となるフランジ部により、上記ガイド用条突起を形成してある。

（１）前記のように、シリンダの冷却に利用した空気の一部を、排気マフラーを介さずに、冷却空気バイパス通路により上記排気出口近傍まで直接に導き、あるいは、排気マフラーの上面に形成したすじ状に連続した条突起により、排気マフラーの上面に流入する冷却空気を排気出口へ導くことにより、排気出口から排出される排気ガスを積極的に冷却でき、排気ガスの温度を低下させることができる。

（２）排気マフラーの排気出口の高さをシリンダの上下方向幅内に位置させていることにより、従来のように下方に排気出口を形成している構造に比べ、シリンダを冷却した後に排気マフラー周囲に流れる冷却空気を、下方へ流すことなく排気出口近傍に供給することができ、排気ガスの冷却効果が大である。

（３）条突起として、半割状部材の合わせ面に形成されるフランジ部を利用すると、加工費用の節約に寄与することができる。

図１〜図５は本発明の実施の形態を示し、前記図６に示すような背負式送風作業機ＡのエンジンＥに本発明を適用した例である。

（送風機及びエンジンの概略）
図１は送風機１及びエンジンＥの概略平面図であり、送風機１は、ファン２とこのファンを収納するファンケース３とを有し、ファンケース３の後部にファン駆動用の前記エンジンＥが連結されている。エンジンＥのシリンダ８は、ファンケース３の後壁３ａに形成した空気取入口１０に後方から対向するように位置しており、前記シリンダ８の左右の一方側、たとえば右側には排気マフラー１１が接続し、他方側にはキャブレター１２とエアクリーナ１３が順次接続している。ここまでの基本構成は、前記図７の送風機１と同様であり、重複説明になっているが、本発明の構成を明確にするために挿入したものである。

、前記エンジンＥには、シリンダ８から排気マフラー１１に亘って板金製のエンジンカバー２０が設けられ、さらにエンジンカバー２０の外周を覆うように樹脂製の外側シュラウド２１が設けられている。

（エンジン及び排気マフラー等の構造）
図４は、外側シュラウド２１を垂直に切断して示すエンジンＥの背面図であり、排気マフラー１１の左側面に形成されたマフラー排気入口２３はシリンダ８の右側面に形成された排気口２４に接続しており、排気マフラー１１の右側面（シリンダから遠い側）には、シリンダ８の上下方向幅Ｈ内であって、前記排気口２４よりも高い位置に排気テール管（排気デフレクター）２５が固着されている。シリンダ８の下側にはクランクケース２６が結合され、該クランクケース２６の後面にはリコイルスタータ２７が設けられている。前記キャブレター１２は、吸気管兼インシュレータ３０を介してシリンダ８の左側吸気口に接続している。

図３は外側シュラウド２１を水平に切断して示すエンジンＥの平面図であり、クランクケース前端に形成され取付部２６ａが前記ファンケース後壁３ａに締着されている。排気マフラー１１の外郭ケースは、左右のカップ形半割部材１１ａ、１１ｂから構成されており、各半割部材１１ａ、１１ｂの合わせ面に形成されたフランジ部分１５を、かしめにより結合してあり、上記合わせ面（割り面）のフランジ部分１５は、すじ状に連続した条突起となっており、上方からみて、前端から後方に行くに従い右方に行くように傾斜状に形成されている。すなわち、フランジ部分１５は、排気マフラー上面の冷却空気のガイドとして、排気マフラー１１の左前方の冷却空気取入口１０近傍から右後方へと直線状に延び、前記テール管２５の後端排気出口２５ａ近傍に至っている。また、排気出口２５ａにはＬ字形のガス衝突板３８が一体に形成されている。

（エンジンカバー）
図５はエンジンカバー２０の斜視図であり、エンジンカバー２０は板金でできており、上壁２０ａと、後壁２０ｂと、左側壁２０ｃとを一体に有すると共に、上壁２０ａの右端には下方に突出する折曲部２０ｄが一体に形成されている。上壁２０ａには点火プラグ挿通孔３４及びボルト挿通孔３５が形成され、左側壁２０ｃには取付孔３６が形成され、後壁２０ｂには、バイパス通路形成孔４０が形成され、該バイパス通路形成孔４０の右端縁には左前方へ突出するガイド片４１が一体に折曲げ成形されている。また、後壁２０ｂの右側部分（排気マフラー対応部分）は切除されている。

図４において、前記エンジンカバー２０は、シリンダ８及び排気マフラー１１に上方から被せられ、上壁２０ａがボルト４３によりシリンダ８の上面に固定され、左側壁２０ｃが吸気管（インシュレータ）３０と共にシリンダ８の左側面に固定されている。右端の折曲部２０ｄは、テール管２５の右端の上方近傍に位置しており、排気マフラー１１の上面右端から右方に通り過ぎようとする冷却空気を、下方のテール管２５に向けて方向変換するようになっている。後壁２０ｂに形成された前記バイパス通路形成孔４０はシリンダ８の右半分に後方から対応する位置に形成されている。

（外側シュラウドの構造）
背面図を示す図２において、外側シュラウド２１はたとえば樹脂でできており、上壁２１ａと、後壁２１ｂと、左側壁２１ｃと、右側壁２１ｄと、排気マフラー１１の下方を覆う下壁２１ｅを一体に有し、エンジンＥの背面にボルト４５等により固定されている。後壁２１ｂには前記テール管２５の排気出口２５ａに後方から対向する排出口４６が形成され、排出口４６の下方には複数本のスリット４７が形成されている。

平面図を示す図３において、外側シュラウド２１の後壁２１ｂには、前記エンジンカバー２０のバイパス通路形成孔４０に後方から対向する位置から排出口４６に至るまで、右方へ行くに従い後方へ張り出す傾斜部２０ｆが形成されており、該傾斜部２０ｆと、前記エンジンカバー２０の後壁２０ｂと、バイパス通路形成孔４０により、冷却空気バイパス通路５０を形成している。

（作用）
図１において、送風機１のファンケース３から冷却空気取入口１０を通ってエンジンカバー２０内に供給される冷却空気は、図３に白抜きの矢印で示すように、シリンダ８の上面並びにシリンダ周囲（左側）に流れ込み、シリンダ８を冷却する。

シリンダ上面に供給された冷却空気はシリンダ８を冷却した後、排気マフラー１１の上面へ流入し、排気マフラー１１の上面を冷却するが、その一部はフランジ部分１５にガイドされて右後方へ流れ、テール管２５の排気出口２５ａ近傍に至り、排気出口２５ａから排出される排気ガスを冷却する。また、上記フランジ部分１５を乗り越えて右方に流れる残りの冷却空気は、折曲部２０ｄにより下方に方向変換され、テール管２５を冷却する。

前記シリンダ８の左側に流入した冷却空気は、シリンダ８の後側へ回り込み、前記バイパス通路形成孔４０を通って冷却空気バイパス通路５０に流入し、外側シュラウド２１の排出口４６近傍に至り、前記テール管２５から排出された直後の排気ガスを冷却する。

すなわち、前述にように排気マフラー１１の上面をフランジ部分１５によってガイドされた冷却空気と、シリンダ８から排気マフラー１１の周囲を介さずに冷却空気バイパス通路５０を通って排出口４６に至る冷却空気とにより、排気ガスを積極的に冷却することができ、排気ガスの温度を低く抑えることができる。

また、前記テール管２５の排気出口２５ａから排出される排気ガスは、衝突板３８に衝突して飛散することにより、勢い良く排出口４６から外部に飛び出すのが抑制され、また、上記のように飛散することにより、冷却空気との混合を促進し、排気ガスの冷却効果を高めることもできる。

このように排気出口２５ａ及び排出口４６から排出される排気ガスを、冷却空気により集中して冷却することにより、たとえば送風作業機で落ち葉を掃除する場合に、エンジン周囲に舞う落ち葉やごみ等の温度が上がるのを防ぐことができる。また、エンジンカバー２０及び外側シュラウド２１はエンジンＥに対して遮熱効果あるいは断熱効果を発揮すると共に、排気マフラー１１やシリンダ８からの放射音を遮断する効果もある。

（その他の実施の形態）
（１）排気マフラー１１の上面に形成する冷却空気ガイド用の条突起として、前記実施の形態ではいわゆるかしめ割りのフランジ部分１５を利用したが、帯板上のガイドを排気マフラーの上壁に固着する構造とすることもできる。

（２）エンジンカバー２０として、前記実施の形態では板金を利用しているが、耐熱樹脂を利用することも可能である。

（３）前記実施の形態では、背負式送風作業機のエンジンに適用した例を説明したが、携帯型エンジンを備えた各種作業機、たとえば背負式動力散布機、刈払機または手持式の各種作業機のエンジンに適用することができる。その場合には、たとえば冷却空気源として、別途、冷却ファンを備えることになる。

（４）また、作業機だけでなく、他の目的に使用される携帯型エンジンにも適用することができる。

本発明の実施の形態であって、送風機及びエンジンの概略平面図である。図１のエンジンの背面図である。外側シュラウドを水平に切断して示す図１のエンジンの平面図である。外側シュラウドを垂直に切断して示す図１のエンジンの背面図である。エンジンカバー及び排気マフラーの一部の分解斜視図である。背負式送風作業機の使用状態を示す斜視図である。従来の送風機及びエンジンの概略平面図である。図７のエンジンカバーの分解斜視図である。

符号の説明

１送付機
２ファン（送風源の一例）
８シリンダ
１１排気マフラー
１５フランジ部分（冷却空気ガイド用の条突起）
２０エンジンカバー
２１外側シュラウド
２５排気テール管
２５ａ排気出口
４０バイパス通路形成孔
５０冷却空気バイパス通路

Claims

シリンダに排気マフラーを結合し、シリンダと排気マフラーを覆うエンジンカバーを取り付け、エンジンカバーとシリンダの間で形成される空間は、冷却空気取入口を介して送風源に連通しているエンジンの冷却構造において、
排気マフラーの排気出口は、シリンダの上下方向幅内の高さに形成し、シリンダの冷却に利用した冷却空気を、排気マフラー周囲を介さずに排気マフラーの排気出口近傍まで導く冷却空気バイパス通路を形成してあることを特徴とするエンジンの冷却構造。
シリンダに排気マフラーを結合し、シリンダと排気マフラーを覆うエンジンカバーを取り付け、エンジンカバーとシリンダの間で形成される空間は、冷却空気取入口を介して送風源に連通しているエンジンの冷却構造において、
排気マフラーの排気出口は、シリンダの上下方向幅内の高さに形成し、排気マフラーの上面には、上記冷却空気取入口側から排気マフラーの排気出口へ延びる冷却空気ガイド用の条突起を形成してあることを特徴とするエンジンの冷却構造。
シリンダに排気マフラーを結合し、シリンダと排気マフラーを覆うエンジンカバーを取り付け、エンジンカバーとシリンダの間で形成される空間は、冷却空気取入口を介して送風源に連通しているエンジンの冷却構造において、
排気マフラーの排気出口は、シリンダの上下方向幅内の高さに形成し、エンジンカバーには、シリンダの冷却に利用した冷却空気を、排気マフラー周囲を介さずに排気マフラーの排気出口近傍まで導くバイパス冷却空気通路を形成し、
排気マフラーの上面には、前記冷却空気取入口側から排気マフラーの排気出口へ延びる冷却空気ガイド用の条突起を形成してあることを特徴とするエンジンの冷却構造。
請求項２又は３記載のエンジンの冷却構造において、
排気マフラーの外郭ケースは一対の半割状部材により構成されており、両半割状部材の合わせ面となるフランジ部により、前記ガイド用条突起を形成してあることを特徴とするエンジンの冷却構造。