JP2022130011A - エンジン用マフラー、空冷式エンジン及び作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン用マフラーを大型化することなく、エンジンの排気音の低周波側成分を効果的に減衰させる。【解決手段】エンジン用マフラー４１であって、消音室１１１～１１３を有するマフラー本体９４と、消音室１１１～１１３を通過した排気ガスを外部空間Ｓに排出する排出管９９と、を備え、排出管９９の排気方向下流側の縁部９９ｂは、周方向に連続する波形状を成している。【選択図】図７

Description

本発明は、エンジン用マフラー、空冷式エンジン及び作業機に関する。

従来、エンジンには、燃焼過程で発生した排気ガスを排出するための排気装置が設けられている。排気装置は、排気ガスを通過させるための排気管や、排気ガスを浄化するための触媒や、排気音を低減するためのマフラー等を備えている。例えば、燃焼過程で発生した排気ガスは、排気管、触媒、マフラーを順次通過した後、エンジンの外部に排出される。

エンジンの排気音による騒音は積年の課題であり、これを抑制すべく様々な研究開発が実施されている。例えば、特許文献１には、膨張室に吸音材が充填された排気消音装置が開示されている。

特開２００８－１３８６０８号公報

一般的に、上記のような吸音材は、排気音の高周波側成分（即ち、比較的周波数が高い成分）を減衰させる効果は高いものの、排気音の低周波側成分（即ち、比較的周波数が低い成分）を減衰させる効果は低い。そのため、特許文献１の排気消音装置では、排気音による騒音を十分に低減させることができない虞がある。

なお、エンジン用マフラーの消音室の容積を大きくすれば、排気音の高周波側成分だけでなく排気音の低周波側成分も減衰させることができる。しかし、このように消音室の容積を大きくすると、エンジン用マフラーが大型化してしまうため、このエンジン用マフラーを汎用エンジン等の比較的小型のエンジンに搭載することが困難になる。

本発明は、以上の背景に鑑み、エンジン用マフラーを大型化することなく、エンジンの排気音の低周波側成分を効果的に減衰させることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、エンジン用マフラー（４１）であって、消音室（１１１～１１３）を有するマフラー本体（９４）と、前記消音室を通過した排気ガスを外部空間（Ｓ）に排出する排出管（９９）と、を備え、前記排出管の排気方向下流側の縁部（９９ｂ）は、周方向に連続する波形状を成している。

この態様によれば、エンジン用マフラーを大型化することなく、エンジンの排気音の低周波側成分を効果的に減衰させることができる。

上記の態様において、前記排出管の排気方向下流側の前記縁部は、前記マフラー本体の長手方向一方側に突出していても良い。

この態様によれば、排出管の排気方向下流側の縁部がマフラー本体の外周面から突出するのを回避することができる。そのため、エンジン用マフラーの大型化をより効果的に抑制することができる。

上記の態様において、前記排出管は、前記マフラー本体の長手方向に延びており、前記マフラー本体を貫通して前記マフラー本体の長手方向両側に突出しており、前記排出管の長手方向両端部には、一対の開口部（１２５）が設けられていても良い。

この態様によれば、排出管から排気ガスを排出する方向を、マフラー本体の長手方向一方側、マフラー本体の長手方向他方側、及びマフラー本体の長手方向両側の中から自由に選択することが可能になる。

前記排出管は、前記マフラー本体の長手方向一方側に突出する部分において屈曲されていても良い。

この態様によれば、排出管から排気ガスを排出する方向の自由度が増加するため、エンジン用マフラーが設置される作業機の使い勝手が向上する。

前記マフラー本体は、その長手方向に延びる筒部（１０１）と、前記筒部の両端開口を覆う一対の蓋部（１０２）と、を備え、前記排出管は、前記マフラー本体の長手方向に延びており、一方の前記蓋部を貫通して前記マフラー本体から突出する第１管部（９９Ｘ）と、前記マフラー本体内で前記第１管部から屈曲され、前記筒部を貫通して前記マフラー本体から突出する第２管部（９９Ｙ）と、を備え、前記第１、第２管部の前記マフラー本体から突出する部分には、それぞれ開口部が設けられていても良い。

この態様によれば、排出管から排気ガスを排出する方向の自由度が増加するため、エンジン用マフラーが設置される作業機の使い勝手が向上する。

上記の態様において、一方の前記開口部の外周には、前記排出管の排気方向下流側の前記縁部が設けられ、他方の前記開口部は、蓋部材（１２６）によって閉止されていても良い。

この態様によれば、簡易な構成によって、排出管から排気ガスを排出する方向を決定することができる。

上記の態様において、前記排出管の排気方向下流側の前記縁部の外周は、カバー部材（１２９）によって覆われていても良い。

この態様によれば、排出管の排気方向下流側の縁部の破損を抑制すると共に、消音効果を高めることができる。

上記の態様において、前記排出管の排気方向下流側の前記縁部には、排気方向上流側に向かって凹む複数の第１湾曲部（９９ｂ１）と、排気方向下流側に向かって突出する複数の第２湾曲部（９９ｂ２）と、が交互に形成されていても良い。

この態様によれば、排出管の排気方向下流側の縁部に角部（尖った部分）が形成されなくなる。そのため、エンジン用マフラーの組み付け時等に排出管の排気方向下流側の縁部が他の部材に万一接触しても、排出管の排気方向下流側の縁部が変形しにくくなる。

上記の態様において、前記複数の第２湾曲部の曲率半径は、前記複数の第１湾曲部の曲率半径よりも小さくても良い。

この態様によれば、複数の第２湾曲部同士の周方向の間隔が広くなるため、排出管の排気方向下流側の縁部に波形状を容易に形成することができる。

上記の態様において、前記複数の第２湾曲部の曲率半径は、前記複数の第１湾曲部の曲率半径以上であっても良い。

この態様によれば、各第２湾曲部の周方向の幅が大きくなるため、エンジン用マフラーの組み付け時等に各第２湾曲部が他の部品に万一接触しても、各第２湾曲部が変形しにくくなる。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、空冷式エンジン（１）であって、前記エンジン用マフラーを備えている。

一般的に、空冷式エンジンは水冷式エンジン等と比較して小型であるため、本発明に係る小型で消音性能の高いエンジン用マフラーが好適である。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、作業機（Ｐ）であって、前記エンジン用マフラー又は前記空冷式エンジンを有する。

この態様によれば、作業機を大型化することなく、エンジンの排気音の低周波側成分を効果的に減衰させることができる。

以上の態様によれば、エンジン用マフラーを大型化することなく、エンジンの排気音の低周波側成分を効果的に減衰させることができる。

本発明の第１実施形態に係るＶ型エンジンを示す側面図 本発明の第１実施形態に係るＶ型エンジンを示す背面図 本発明の第１実施形態に係るエンジン本体及びエアクリーナを示す斜視図 本発明の第１実施形態に係るＶ型エンジンを示す分解斜視図 本発明の第１実施形態に係るＶ型エンジンを示す分解斜視図 本発明の第１実施形態に係る触媒パイプを示す断面図 本発明の第１実施形態に係るマフラーを示す断面図 本発明の第１実施形態に係る排出管の形状を例示する正面図 本発明の第１実施形態に係るＶ型エンジンの稼働時における周波数と音圧の関係を示すグラフ 本発明の他の実施形態に係るＶ型エンジンを示す背面図 本発明の他の実施形態に係るマフラーを示す断面図 本発明の他の実施形態に係るマフラーを示す断面図 本発明の第２実施形態に係るＶ型エンジンを示す側面図 本発明の第２実施形態に係るＶ型エンジンを示す底面図 本発明の第２実施形態に係るＶ型エンジンを示す分解斜視図 本発明の第２実施形態に係るＶ型エンジンを示す分解斜視図

（第１実施形態）
＜Ｖ型エンジン１＞
まず、図１～図７を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るホリゾンタルタイプのＶ型エンジン１（以下、「エンジン１」と略称する）について説明する。以下、説明の便宜上、図１における図面上の右側をエンジン１の前側（正面側）と定義する。なお、本明細書中において、「ボルト（図示せず）によって固定されている」と記載する場合には、片側のみにねじ部を有する通常のボルトによって固定されている場合と、両側にねじ部を有するスタッドボルトによって固定されている場合の両方を含む。

図１、図２を参照して、エンジン１は、作業機Ｐの動力源として使用される汎用エンジンである。例えば、作業機Ｐは、コンクリートカッター等の切断機、床面均し機等の床面処理機、高圧洗浄機、発電機等である。エンジン１は、ＯＨＶ式の空冷２気筒エンジンによって構成されている。なお、他の実施形態では、エンジン１は、ＯＨＶ式以外の形式のエンジン（例えば、ＯＨＣ式のエンジン）であっても良いし、空冷式以外の形式のエンジン（例えば、水冷式のエンジン）であっても良いし、３気筒以上の気筒数のエンジンであっても良い。更に、他の実施形態では、エンジン１は、Ｖ型エンジン以外の多気筒エンジン（例えば、直列型エンジン）であっても良いし、単気筒エンジンであっても良い。

エンジン１は、エンジン本体３と、エンジン本体３の上方に配置されるエアクリーナ４と、エンジン本体３の後上方に配置される排気装置５と、を有する。以下、エンジン１の構成要素について順番に説明する。

＜エンジン本体３＞
図３、図４を参照して、エンジン本体３は、クランクケース７と、クランクケース７から右上方に延びる第１シリンダバンク８と、クランクケース７から左上方に延びる第２シリンダバンク９と、を含んでいる。

クランクケース７の中央部には、クランクシャフト１１が回転可能に支持されている。クランクシャフト１１は、前後方向に延びる回転軸Ｘの周りを回転可能に設けられている。つまり、エンジン１は、クランクシャフト１１の回転軸Ｘが水平方向に延びるホリゾンタルタイプのエンジンである。クランクシャフト１１の後端部には、ＰＴＯシャフト１２（パワーテイクオフシャフト：出力部の一例）が設けられている。ＰＴＯシャフト１２は、作業機Ｐの作業部（例えば、コンクリートカッターの刃）に接続されており、ＰＴＯシャフト１２の回転に応じて作業機Ｐの作業部が回転するように構成されている。ＰＴＯシャフト１２は、クランクケース７の後面７ａ（側面）から後方に突出し、前後方向に延びている。クランクケース７の後面７ａの上部には、左右一対の第１固定ボス１３が設けられている。

第１、第２シリンダバンク８、９は、左右方向（エンジン本体３の幅方向）に並んでいる。第１、第２シリンダバンク８、９は、それぞれ、クランクケース７の斜め上方に設けられている。

第１、第２シリンダバンク８、９の下部（シリンダ）には、ピストン（図示せず）が往復運動可能に収容されている。ピストンは、コンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト１１に接続されている。

第１、第２シリンダバンク８、９の上部（シリンダヘッド）は、ピストンと共に燃焼室（図示せず）を画定している。第１、第２シリンダバンク８、９の上部の左右方向内側の面には、燃焼室と連通する吸気口（図示せず）が開口されている。第１、第２シリンダバンク８、９の上部の後面には、燃焼室と連通する排気口１９が開口されると共に、排気口１９の周囲にフランジ面２０が形成されている。第１シリンダバンク８の上部には、その温度を検出する温度センサ２１（図４参照）が配置されている。なお、他の実施形態では、第１、第２シリンダバンク８、９の両方に温度センサ２１が配置されていても良いし、第１、第２シリンダバンク８、９に温度センサ２１が配置されていなくても良い。

第１、第２シリンダバンク８、９の上部の後面には、フランジ面２０の左右方向内側に第２固定ボス２２が設けられている。第１シリンダバンク８の上部の後面には、フランジ面２０の上方に第３固定ボス２３が設けられている。第３固定ボス２３には、Ｌ字状の取付板２４（図４参照）がボルト（図示せず）によって固定されている。第２シリンダバンク９の上部の後面には、フランジ面２０の上方に第４固定ボス２５が設けられている。

＜エアクリーナ４＞
図３を参照して、エアクリーナ４は、左右方向及び前後方向に長い偏平形状（平板形状）を成している。エアクリーナ４は、エンジン本体３の第１、第２シリンダバンク８、９の間に配置されている。エアクリーナ４は、吸気管（図示せず）を介して第１、第２シリンダバンク８、９の吸気口（図示せず）に接続されており、エアクリーナ４によって清浄化された空気が吸気口を介して燃焼室（図示せず）に導入される。

＜排気装置５＞
排気装置５は、エンジン本体３から排出される排気ガスをエンジン１の外部に排出する装置である。以下、上流又は下流と記載する場合には、排気方向（即ち、排気装置５内において排気ガスが流れる方向）における上流又は下流を示す。各図に適宜付される一点鎖線矢印は、排気方向を示している。

図４、図５を参照して、排気装置５は、第１、第２排気管３１、３２と、触媒３３と、触媒パイプ３４と、酸素センサ３５と、温度センサ３６と、第１、第２補強部材３７、３８と、遮熱部材３９と、エンジン用マフラー４１（以下、「マフラー４１」と略称する）と、を備えている。以下、排気装置５の構成要素について順番に説明する。

＜第１、第２排気管３１、３２＞
図４、図５を参照して、排気装置５の第１、第２排気管３１、３２は、エンジン本体３の後方に配置されており、左右方向に並んでいる。第１、第２排気管３１、３２の内径は、第１、第２シリンダバンク８、９の排気口１９の内径よりも大きい。第２排気管３２の長さは、第１排気管３１の長さよりも長い。

第１排気管３１は、湾曲しつつ下方から上方に延びている。第１排気管３１の下端部（上流側の端部）の外周には、第１固定フランジ４４が設けられている。第１固定フランジ４４は、第１シリンダバンク８のフランジ面２０に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。これにより、第１排気管３１の下端部が第１シリンダバンク８の排気口１９に接続されている。

第２排気管３２の左側部（上流側の部分）は、湾曲しつつ左方から右方に延びている。第２排気管３２の左右方向中央部は、左方から右方に直線状に延びている。第２排気管３２の右側部（下流側の部分）は、湾曲しつつ下方から上方に延びている。第２排気管３２の左端部（上流側の端部）の外周には、第２固定フランジ４７が設けられている。第２固定フランジ４７は、第２シリンダバンク９のフランジ面２０に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。これにより、第２排気管３２の左端部が第２シリンダバンク９の排気口１９に接続されている。

＜触媒３３＞
図４、図５を参照して、排気装置５の触媒３３は、左右方向に長い円柱状を成している。つまり、本実施形態では、触媒３３の長手方向は左右方向である。例えば、触媒３３は、三元触媒によって構成されている。触媒３３は、エンジン本体３から第１、第２排気管３１、３２を介して排出される排気ガスの有害成分を化学反応によって無害成分に変化させることで、排気ガスを浄化する。

＜触媒パイプ３４＞
図１を参照して、排気装置５の触媒パイプ３４は、エアクリーナ４の後方にエアクリーナ４と隣接して配置されている。触媒パイプ３４は、ＰＴＯシャフト１２の上方に配置されており、クランクケース７の後面７ａ（側面）よりも後方（側方）に突出している。触媒パイプ３４の外面（エンジン本体３に対向する面とは反対側の面）は、カバー部材（図示せず）によって覆われている。

図２を参照して、触媒パイプ３４は、第１、第２シリンダバンク８、９に隣接して配置されている。触媒パイプ３４は、第１シリンダバンク８の上端側（先端側）から第２シリンダバンク９の上端側（先端側）まで左右方向に延びている。触媒パイプ３４は、前後方向（クランクシャフト１１の軸方向）に見て、エンジン本体３の幅Ｗ内に収まっている。

図４～図６を参照して、触媒パイプ３４は、左右方向に長い円筒状を成している。つまり、本実施形態では、触媒パイプ３４の長手方向は左右方向である。なお、他の実施形態では、触媒パイプ３４は、円筒状以外の形状（例えば、角筒状）を成していても良い。触媒パイプ３４は、第１、第２排気管３１、３２の下流側に配置されている。触媒パイプ３４は、触媒３３を収容している。

触媒パイプ３４は、導入筒体５１と、内筒体５２と、導出筒体５３と、外筒体５４と、蓋体５５と、カバー体５６と、を含んでいる。なお、図４の矢印Ｍは、触媒パイプ３４の左右方向の範囲（導出筒体５３の左端部からカバー体５６の右端部までの範囲）を示している。導入筒体５１、内筒体５２、及び導出筒体５３の内径（即ち、触媒パイプ３４のうちで排気ガスが流れる部分の内径）は、第１、第２シリンダバンク８、９の排気口１９の内径よりも大きい。

導入筒体５１は、左右方向に延びている。導入筒体５１の下面には、左右方向に間隔をおいて排気ガスの第１、第２導入口５８、５９が設けられている。第１導入口５８には、触媒３３の右側（上流側）において第１排気管３１の上端部（下流側の端部）が接続されている。第２導入口５９には、触媒３３の右側（上流側）において第２排気管３２の右端部（下流側の端部）が接続されている。

導入筒体５１の前面（第１、第２導入口５８、５９と対向する面）には、第１取付ボス６０が設けられている。第１取付ボス６０は、第１導入口５８よりも左側且つ第２導入口５９よりも右側に配置されている。つまり、第１取付ボス６０は、左右方向において第１導入口５８と第２導入口５９の間に配置されている。導入筒体５１の外周面には、固定片６１が後方に向かって突出している。なお、固定片６１は、図６を除いて表示が省略されている。

内筒体５２は、左右方向に延びている。内筒体５２は、導入筒体５１の左側（下流側）に配置されている。内筒体５２の右端部の内周は、導入筒体５１の左端部の外周に溶接によって固定されている。内筒体５２は、触媒３３の外周を覆っている。内筒体５２の内周面は、触媒３３の外周面に溶接によって固定されている。

導出筒体５３は、左右方向に延びている。導出筒体５３は、内筒体５２の左側（下流側）に配置されている。導出筒体５３の右側部には、左側（下流側）から右側（上流側）に向かって縮径する第１縮径部６３が設けられている。導出筒体５３の右端部には、第１縮径部６３よりも右側（上流側）において、内筒体５２の左側部が摺動可能に嵌め込まれている。導出筒体５３の左右方向中央部には、右側（上流側）から左側（下流側）に向かって縮径するテーパー部６４が設けられている。テーパー部６４の前面には、第２取付ボス６５が設けられている。導出筒体５３の左端部には排気ガスの導出口６６が設けられており、導出口６６の外周には接続フランジ６７が設けられている。接続フランジ６７は、導出筒体５３の左端部に溶接によって固定されている。

外筒体５４は、左右方向に延びている。外筒体５４は、内筒体５２の外周に配置されている。外筒体５４の右側部には、左側（下流側）から右側（上流側）に向かって縮径する第２縮径部６９が設けられている。外筒体５４の右端部の内周は、導入筒体５１と内筒体５２の溶接部及び第２縮径部６９よりも右側（上流側）において、導入筒体５１の左側部の外周に溶接によって固定されている。外筒体５４の左端部の内周は、導出筒体５３の第１縮径部６３よりも左側（下流側）において、導出筒体５３の右側部の外周に溶接によって固定されている。外筒体５４の外周面には、固定片７０が後方に向かって突出している。なお、固定片７０は、図６を除いて表示が省略されている。

蓋体５５は、閉止片７３と、閉止片７３から右方に突出する突出片７４と、を含んでいる。閉止片７３は、導入筒体５１の右端部（上流側の端部）の内周に溶接によって固定されている。これにより、蓋体５５が導入筒体５１の右端部を覆っている。突出片７４は、閉止片７３に溶接によって固定されている。

カバー体５６は、左右方向に延びている。カバー体５６は、導入筒体５１の外周に配置されている。カバー体５６の右端部（上流側の端部）は、蓋体５５の突出片７４に溶接によって固定されている。カバー体５６の左端部（下流側の端部）は、外筒体５４の第２縮径部６９よりも左側（下流側）において、外筒体５４の右側部の外周に溶接によって固定されている。

カバー体５６の前面には、導入筒体５１の第１取付ボス６０と対応する位置に、切欠部７６が設けられている。カバー体５６の後面には、導入筒体５１の固定片６１と対応する位置に、穴部７８が設けられている。なお、穴部７８は、図６を除いて表示が省略されている。

＜酸素センサ３５＞
図４を参照して、排気装置５の酸素センサ３５は、エンジン本体３から第１、第２排気管３１、３２を介して排出される排気ガスの酸素濃度を検出するセンサである。酸素センサ３５は、触媒３３の右側（上流側）に配置されている。酸素センサ３５は、触媒パイプ３４の導入筒体５１の第１取付ボス６０に取り付けられており、左右方向において導入筒体５１の第１導入口５８と第２導入口５９の間に配置されている。

＜温度センサ３６＞
図４を参照して、排気装置５の温度センサ３６は、触媒３３を通過した排気ガスの温度を検出するセンサである。例えば、温度センサ３６が検出する排気ガスの温度が所定の閾値を超えた場合に、エンジン１の稼働を停止させることで、触媒３３を保護することができる。つまり、温度センサ３６は、触媒を保護するためのセンサである。温度センサ３６は、触媒３３の左側（下流側）に配置されている。温度センサ３６は、触媒パイプ３４の導出筒体５３の第２取付ボス６５に取り付けられている。

＜第１、第２補強部材３７、３８＞
図４、図５を参照して、排気装置５の第１、第２補強部材３７、３８は、エンジン本体３の後方に配置されており、左右方向に並んでいる。第１、第２補強部材３７、３８は、触媒パイプ３４と遮熱部材３９の間に配置されている。

第１補強部材３７は、上下方向に延びるベース部８１と、ベース部８１の右下部から前方に突出する突出部８２と、を備えている。第１補強部材３７の右側部は、第１排気管３１の外周面に溶接によって固定されている。第１補強部材３７の左側部は、第２排気管３２の外周面に溶接によって固定されている。

第２補強部材３８は、上下方向に延びている。第２補強部材３８の上部は、触媒パイプ３４の導出筒体５３及び外筒体５４の外周面に溶接によって固定されている。第２補強部材３８の下部は、第２排気管３２の外周面に溶接によって固定されている。

＜遮熱部材３９＞
図４、図５を参照して、排気装置５の遮熱部材３９は、エンジン本体３の後方に配置されており、左右方向に延びている。遮熱部材３９は、触媒パイプ３４とエアクリーナ４の間に配置されている。

遮熱部材３９の右上部は、触媒パイプ３４のカバー体５６にボルト（図示せず）によって固定されている。遮熱部材３９の右下部は、第１補強部材３７のベース部８１の下部と共に、第１シリンダバンク８の第２固定ボス２２（図３参照）にボルト（図示せず）によって固定されている。遮熱部材３９の左上部は、第２補強部材３８の上部にボルト（図示せず）によって固定されている。遮熱部材３９の左下部は、第２補強部材３８の下部と共に、第２シリンダバンク９の第２固定ボス２２（図３参照）にボルト（図示せず）によって固定されている。

＜マフラー４１＞
図１、図２を参照して、排気装置５のマフラー４１は、触媒パイプ３４の下流側に配置されている。マフラー４１は、触媒パイプ３４に溶接されておらず、触媒パイプ３４に対して分離可能に設けられている。なお、他の実施形態では、マフラー４１は、触媒パイプ３４に溶接等によって固定されていても良い。図５、図７を参照して、マフラー４１は、マフラー本体９４と、複数の隔壁９５、９６と、流入管９７と、連通管９８と、排出管９９と、を有する。

図１を参照して、マフラー本体９４は、触媒パイプ３４の後下方に触媒パイプ３４と隣接して配置されている。マフラー本体９４は、クランクケース７の後面７ａ（側面）よりも後方（側方）に突出している。マフラー本体９４の外面（エンジン本体３に対向する面とは反対側の面）は、前述のカバー部材（図示せず）によって覆われている。

図２を参照して、マフラー本体９４は、触媒パイプ３４と平行に配置されており、第１シリンダバンク８の上端側（先端側）から第２シリンダバンク９の上端側（先端側）まで左右方向に延びている。マフラー本体９４の上部は、前後方向に見て、触媒パイプ３４の下部と重なっている。マフラー本体９４の左右両側部は、前後方向に見て、第１、第２シリンダバンク８、９の上部と重なっている。マフラー本体９４は、前後方向に見て、エンジン本体３の幅Ｗ内に収まっている。

図５、図７を参照して、マフラー本体９４は、左右方向に長い円筒状を成している。つまり、本実施形態では、マフラー本体９４の長手方向は左右方向である。なお、他の実施形態では、マフラー本体９４は、円筒状以外の形状（例えば、角筒状）を成していても良い。

マフラー本体９４は、左右方向に延びる筒部１０１と、筒部１０１の両端開口を覆う一対の蓋部１０２と、を含んでいる。筒部１０１の外周面の左右方向中央部には、固定ブラケット１０４が前方に向かって突出している。固定ブラケット１０４は、クランクケース７の左右一対の第１固定ボス１３に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。筒部１０１の外周面の左右両側部には、左右一対の固定ステー１０５が前方に向かって突出している。右側の固定ステー１０５は、第１シリンダバンク８に固定された取付板２４にボルト（図示せず）によって固定されている。左側の固定ステー１０５は、第２シリンダバンク９の第４固定ボス２５にボルト（図示せず）によって固定されている。筒部１０１の外周面には、左右一対の固定片（図示せず）が突出している。右側の固定片は、触媒パイプ３４の導入筒体５１の固定片６１にボルト（図示せず）によって固定されている。左側の固定片は、触媒パイプ３４の外筒体５４の固定片７０にボルト（図示せず）によって固定されている。

マフラー本体９４の内部には、複数の消音室１１１～１１３が形成されている。複数の消音室１１１～１１３は、マフラー本体９４の左端部に形成される第１消音室１１１と、マフラー本体９４の右端部に形成される第２消音室１１２と、第１消音室１１１と第２消音室１１２の間に形成される第３消音室１１３と、を含んでいる。複数の消音室１１１～１１３の容積は、第１消音室１１１の容積、第２消音室１１２の容積、第３消音室１１３の容積の順に小さくなっている。つまり、第１消音室１１１の容積＞第２消音室１１２の容積＞第３消音室１１３の容積となっている。第１消音室１１１の左端部には、排気ガスの流入口１０９が設けられている。流入口１０９は、左側の蓋部１０２に設けられた穴によって構成されている。

複数の隔壁９５、９６は、第１消音室１１１と第３消音室１１３を左右方向に仕切る第１隔壁９５と、第２消音室１１２と第３消音室１１３を左右方向に仕切る第２隔壁９６と、を含んでいる。第２隔壁９６には多数の小穴１１５が全域に亘って設けられており、この多数の小穴１１５を介して第２消音室１１２と第３消音室１１３が連通している。

流入管９７は、マフラー本体９４の左側（エンジン本体３の幅方向外側）に配置されている。流入管９７は、左側（エンジン本体３の幅方向外側）に向かって突出するようにＵ字状に湾曲している。流入管９７の前端部（上流側の端部）には、接続フランジ１１７が設けられている。接続フランジ１１７は、触媒パイプ３４の導出筒体５３の接続フランジ６７に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。流入管９７の後端部（下流側の端部）は、マフラー本体９４の第１消音室１１１の流入口１０９に接続されている。流入管９７の外周面には、パイプカバー（図示せず）が取り付けられている。

連通管９８は、左右方向に延びている。連通管９８は、第１、第２隔壁９５、９６を貫通することで、第１、第２隔壁９５、９６に支持されている。連通管９８の左端部（上流側の端部）には、第１消音室１１１と連通する連通口１２１が設けられている。連通管９８の右端部（下流側の端部）には、キャップ１２２が溶接によって固定されている。これにより、連通管９８の右端部がキャップ１２２によって覆われている。連通管９８の外周部には、第２消音室１１２と連通する多数の連通穴１２３が設けられている。以上のような構成により、第１消音室１１１と第２消音室１１２が連通管９８を介して連通している。

排出管９９は、左右方向に延びている。排出管９９は、マフラー本体９４の一対の蓋部１０２と第１、第２隔壁９５、９６を貫通することで、マフラー本体９４の一対の蓋部１０２と第１、第２隔壁９５、９６に支持されている。排出管９９の外周部には、第３消音室１１３と連通する多数の外周穴１２７が設けられている。排出管９９の左右両端部は、マフラー本体９４の左右方向両側に突出している。排出管９９の左右両端部には、一対の開口部１２５が設けられている。排出管９９の右端部に形成された開口部１２５には、蓋部材１２６が溶接によって固定されている。これにより、排出管９９の右端部に形成された開口部１２５は、蓋部材１２６によって閉止されている。排出管９９の左端部に形成された開口部１２５は、蓋部材１２６によって閉止されておらず、マフラー本体９４の左側の外部空間Ｓと連通している。以上のような構成により、第３消音室１１３とマフラー本体９４の左側の外部空間Ｓが排出管９９を介して連通している。

排出管９９の右縁部９９ａは、排出管９９の右端部に形成された開口部１２５の外周に設けられ、排出管９９の左縁部９９ｂ（下流側の縁部）は、排出管９９の左端部に形成された開口部１２５の外周に設けられている。排出管９９の左右両縁部９９ａ、９９ｂは、マフラー本体９４の左右方向両側に突出している。

図１を参照して、排出管９９の左右両縁部９９ａ、９９ｂ（図１では左縁部９９ｂのみを表示）は、第１、第２シリンダバンク８、９（図１では第２シリンダバンク９のみを表示）の上端部よりも下方に位置している。排出管９９の左右両縁部９９ａ、９９ｂは、クランクケース７の下端部よりも上方に位置している。

図２を参照して、排出管９９の左右両縁部９９ａ、９９ｂは、前後方向（クランクシャフト１１の軸方向）に見て、エンジン本体３の幅Ｗ内に収まっている。排出管９９の左右両縁部９９ａ、９９ｂは、排出管９９の周方向に連続する正弦波形状を成している。なお、他の実施形態では、排出管９９の左右両縁部９９ａ、９９ｂは、正弦波形状以外の波形状（例えば、ノコギリ波形状やパルス波形状）を成していても良い。また、他の実施形態では、排出管９９の右縁部９９ａ又は左縁部９９ｂのいずれか一方（即ち、下流側の縁部に相当する方）のみが波形状を成していても良い。以下、排出管９９の左縁部９９ｂについてのみ説明を行い、排出管９９の右縁部９９ａについては説明を省略する。

図８（ａ）～図８（ｃ）を参照して、排出管９９の左縁部９９ｂには、右側（上流側）に向かって凹む複数の第１湾曲部９９ｂ１と、左側（下流側）に向かって突出する複数の第２湾曲部９９ｂ２と、が排出管９９の周方向において交互に形成されている。排出管９９の第１例（図８（ａ）参照）では、各第２湾曲部９９ｂ２の曲率半径は、各第１湾曲部９９ｂ１の曲率半径よりも小さくなっている。一方で、排出管９９の第２例（図８（ｂ）参照）及び第３例（図８（ｃ）参照）では、各第２湾曲部９９ｂ２の曲率半径は、各第１湾曲部９９ｂ１の曲率半径以上になっている。

図８（ａ）～図８（ｃ）を参照して、排出管９９の左縁部９９ｂには、複数の第１湾曲部９９ｂ１と複数の第２湾曲部９９ｂ２とをつなぐ複数の接続部９９ｂ３が形成されている。排出管９９の第１例（図８（ａ）参照）及び第２例（図８（ｂ）参照）では、各接続部９９ｂ３は、左右方向（排出管９９の長手方向）に対して傾斜している。一方で、排出管９９の第３例（図８（ｃ）参照）では、各接続部９９ｂ３は、左右方向に対して平行である。

＜排気ガスの流れ＞
エンジン１の駆動時には、第１、第２シリンダバンク８、９の排気口１９から排気ガスが排出される。排気口１９から排出された排気ガスは、第１、第２排気管３１、３２を通過した後、第１、第２導入口５８、５９を介して触媒パイプ３４の導入筒体５１に流入する。触媒パイプ３４の導入筒体５１に流入した排気ガスは、触媒パイプ３４の導入筒体５１、内筒体５２、導出筒体５３を順次通過した後、導出口６６を介して触媒パイプ３４の導出筒体５３から排出される。このように排気ガスが触媒パイプ３４を通過することで、触媒パイプ３４に収容された触媒３３によって排気ガスが浄化される。

触媒パイプ３４の導出筒体５３から排出された排気ガスは、マフラー４１の流入管９７に流入する。流入管９７に流入した排気ガスは、流入管９７を通過した後、流入口１０９を介してマフラー４１の第１消音室１１１に流入する。第１消音室１１１に流入した排気ガスは、第１消音室１１１を通過した後、連通口１２１を介してマフラー４１の連通管９８に流入する。連通管９８に流入した排気ガスは、連通管９８を通過した後、多数の連通穴１２３を介してマフラー４１の第２消音室１１２に流入する。第２消音室１１２に流入した排気ガスは、第２消音室１１２を通過した後、第２隔壁９６の多数の小穴１１５を介してマフラー４１の第３消音室１１３に流入する。第３消音室１１３に流入した排気ガスは、第３消音室１１３を通過した後、多数の外周穴１２７を介してマフラー４１の排出管９９に流入する。排出管９９に流入した排気ガスは、排出管９９を通過した後、排出管９９の左端部に形成された開口部１２５からマフラー本体９４の左側の外部空間Ｓに排出される。このように排気ガスがマフラー４１を通過することで、排気音が低減される。

＜第１実施形態の効果＞
図９には、エンジン１の稼働時における周波数と音圧（騒音レベル）の関係が、排出管９９の左縁部９９ｂ（下流側の端部）の形状ごとに示されている。図９に示されるように、排出管９９の左縁部９９ｂを波形状とした場合には、排出管９９の左縁部９９ｂを直線形状とした場合よりも、低周波側の領域（例えば、３００Ｈｚ以下の領域）において音圧のピーク値が低下している。このように、排出管９９の左縁部９９ｂを波形状とすることで、エンジン１の排気音の低周波側成分（即ち、比較的周波数が低い成分）を効果的に減衰させることができる。

また、このように排出管９９の左縁部９９ｂを波形状とすることで排気音の低周波側成分を減衰させているため、排気音の低周波側成分を減衰させるために複数の消音室１１１～１１３の容積を大きくする必要が無い。そのため、マフラー４１の大型化を抑制することができる。

また、排出管９９の左縁部９９ｂは、マフラー本体９４の左側（長手方向一方側）に突出している。このような構成を採用することで、排出管９９の左縁部９９ｂがマフラー本体９４の筒部１０１の外周面から突出するのを回避することができる。そのため、マフラー４１の大型化をより効果的に抑制することができる。

また、排出管９９は、マフラー本体９４を貫通してマフラー本体９４の左右両側（長手方向両側）に突出しており、排出管９９の左右両端部には、一対の開口部１２５が設けられている。このような構成を採用することで、排出管９９の右端部に形成された開口部１２５を閉止すれば、マフラー本体９４の左側に排気ガスを排出することができる。また、排出管９９の左端部に形成された開口部１２５を閉止すれば、マフラー本体９４の右側に排気ガスを排出することができる。更に、いずれの開口部１２５も閉止しなければ、マフラー本体９４の左右両側に排気ガスを排出することができる。つまり、排気ガスを排出する方向を、マフラー本体９４の左側、右側、及び左右両側の中から自由に選択することが可能になる。

本実施形態では、排出管９９の右端部に形成された開口部１２５が蓋部材１２６によって閉止されている。このような構成を採用することで、簡易な構成によって、排出管９９から排気ガスを排出する方向を決定することができる。

また、排出管９９の左縁部９９ｂには、複数の第１湾曲部９９ｂ１と複数の第２湾曲部９９ｂ２とが交互に形成されている。このような構成を採用することで、排出管９９の左縁部９９ｂに角部（尖った部分）が形成されなくなる。そのため、マフラー４１の組み付け時等に排出管９９の左縁部９９ｂが他の部材に万一接触しても、排出管９９の左縁部９９ｂが変形しにくくなる。

また、排出管９９の第１例（図８（ａ）参照）では、各第２湾曲部９９ｂ２の曲率半径が各第１湾曲部９９ｂ１の曲率半径よりも小さくなっている。このような構成を採用することで、複数の第２湾曲部９９ｂ２同士の周方向の間隔が広くなるため、排出管９９の左縁部９９ｂに波形状を容易に形成することができる。

一方で、排出管９９の第２例（図８（ｂ）参照）及び第３例（図８（ｃ）参照）では、各第２湾曲部９９ｂ２の曲率半径が各第１湾曲部９９ｂ１の曲率半径以上になっている。このような構成を採用することで、各第２湾曲部９９ｂ２の周方向の幅Ｚが大きくなる。そのため、マフラー４１の組み付け時等に各第２湾曲部９９ｂ２が他の部品に万一接触しても、各第２湾曲部９９ｂ２が変形しにくくなる。

本実施形態では、上記のようなマフラー４１を空冷式エンジンに適用している。一般的に、空冷式エンジンは水冷式エンジン等と比較して小型であるため、上記のような小型で消音性能の高いマフラー４１が好適である。

なお、本実施形態では、排出管９９の左縁部９９ｂ（下流側の縁部）が露出している。一方で、他の実施形態では、図１０に示されるように、排出管９９の左縁部９９ｂの外周がカバー部材１２９によって覆われていても良い。このような構成を採用することで、排出管９９の左縁部９９ｂの破損を抑制すると共に、消音効果を高めることができる。

また、本実施形態では、排出管９９の全体が左右方向に直線状に延びている。一方で、他の実施形態では、図１１に示されるように、排出管９９は、マフラー本体９４の左側又は右側（長手方向一方側）に突出する部分において屈曲されていても良い。このような構成を採用することで、排出管９９から排気ガスを排出する方向の自由度が増加するため、マフラー４１が設置される作業機Ｐの使い勝手が向上する。

更に、他の実施形態では、図１２に示されるように、排出管９９は、第１管部９９Ｘと第２管部９９Ｙとを備えていても良い。第１管部９９Ｘは、左右方向（マフラー本体９４の長手方向）に延びており、一方の蓋部１０２を貫通してマフラー本体９４から突出している。第２管部９９Ｙは、マフラー本体９４内で第１管部９９Ｘから屈曲され、前後方向に延びており、筒部１０１を貫通してマフラー本体９４から突出している。第１、第２管部９９Ｘ、９９Ｙのマフラー本体９４から突出する部分には、それぞれ開口部１２５が設けられている。このような構成を採用することで、排出管９９から排気ガスを排出する方向の自由度が増加するため、マフラー４１が設置される作業機Ｐの使い勝手が向上する。

（第２実施形態）
＜Ｖ型エンジン１３１＞
以下、図１３～図１６を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係るバーチカルタイプのＶ型エンジン１３１（以下、「エンジン１３１」と略称する）について説明する。以下、説明の便宜上、図１３における図面上の左側をエンジン１３１の前側（正面側）と定義する。なお、第１実施形態と重複する説明は、適宜省略する。

図１３、図１４を参照して、エンジン１３１は、エンジン本体１３３と、エンジン本体１３３の上方に配置されるエアクリーナ１３４と、エンジン本体１３３の前下方に配置される排気装置１３５と、を有する。以下、エンジン１３１の構成要素について順番に説明する。

＜エンジン本体１３３＞
図１３、図１４を参照して、エンジン本体１３３は、クランクケース１３７と、クランクケース１３７から左前方に延びる第１シリンダバンク１３８と、クランクケース１３７から右前方に延びる第２シリンダバンク１３９と、を含んでいる。

クランクケース１３７の中央部には、クランクシャフト１４１が回転可能に支持されている。クランクシャフト１４１は、上下方向に延びる回転軸Ｙの周りを回転可能に設けられている。つまり、エンジン１３１は、クランクシャフト１４１の回転軸Ｙが上下方向に延びるバーチカルタイプのエンジンである。クランクシャフト１４１の下端部には、ＰＴＯシャフト１４２（パワーテイクオフシャフト：出力部の一例）が設けられている。ＰＴＯシャフト１４２は、クランクケース１３７の下面１３７ａから下方に突出し、上下方向に延びている。クランクケース１３７の前面の下部には、取付部材１４３が左右一対のボルト（図示せず）によって固定されている。

クランクケース１３７の下方には、エンジンマウント１４４が配置されている。クランクケース１３７は、エンジンマウント１４４を介して作業機Ｐに取り付けられている。例えば、作業機Ｐは、乗用芝刈り機である。

図１５、図１６を参照して、第１、第２シリンダバンク１３８、１３９には、支持板１４５（支持部材の一例）が複数のボルト（図示せず）によって固定されている。第１シリンダバンク１３８には、第１固定板１４６が一対のボルト（図示せず）によって固定されている。第１固定板１４６には、第１接続板１４７が一対のボルト（図示せず）によって固定されている。第２シリンダバンク１３９には、第２固定板１４８（固定部材の一例）が一対のボルト（図示せず）によって固定されている。第２固定板１４８には、第２接続板１４９が一対のボルト（図示せず）によって固定されている。

＜エアクリーナ１３４＞
図１３を参照して、エアクリーナ１３４は、左右方向に延びる円筒形状（キャニスター形状）を成している。エアクリーナ１３４は、エンジン本体１３３の第１、第２シリンダバンク１３８、１３９の間には配置されておらず、第１、第２シリンダバンク１３８、１３９よりも上方に位置している。

＜排気装置１３５＞
図１５、図１６を参照して、排気装置１３５は、第１、第２排気管１６１、１６２と、触媒１６３と、触媒パイプ１６４と、酸素センサ１６５と、温度センサ１６６と、マフラー１６７と、を備えている。

＜触媒パイプ１６４＞
図１３を参照して、排気装置１３５の触媒パイプ１６４は、第１、第２シリンダバンク１３８、１３９の前方に位置しており、エアクリーナ１３４とは上下方向に隔てられている。触媒パイプ１６４は、クランクケース１３７の下面１３７ａよりも上方に位置している。

図１５、図１６を参照して、触媒パイプ１６４の外周面の右側部（長手方向一側部）には、固定ステー１６９が上方に向かって突出している。固定ステー１６９は、第２固定板１４８にボルト（図示せず）によって固定されている。触媒パイプ１６４の外周面の左右両側部（長手方向両側部）には、左右一対の固定片１７０が後方に向かって突出している。左側の固定片１７０は、第１シリンダバンク１３８にボルト（図示せず）によって固定されている。右側の固定片１７０は、第２シリンダバンク１３９に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。触媒パイプ１６４の外周面の左右両側部には、一対のボス部１７１が設けられている。一対のボス部１７１は、支持板１４５に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。

＜マフラー１６７＞
図１６を参照して、排気装置１３５のマフラー１６７は、第１実施形態に係るマフラー４１と同様に、マフラー本体１７２と、複数の隔壁（図示せず）と、流入管１７３と、連通管（図示せず）と、排出管１７４と、を有する。

マフラー本体１７２の外周面の左右方向中央部には、左右一対の固定ブラケット１７６が後方に向かって突出している。左右一対の固定ブラケット１７６は、取付部材１４３に左右一対のボルト（図示せず）によって固定されている。マフラー本体１７２の外周面の左右両側部には、左右一対の固定ステー１７７が上方に向かって突出している。左側の固定ステー１７７は、第１接続板１４７に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。右側の固定ステー１７７は、第２接続板１４９に一対のボルト（図示せず）によって固定されている。

＜第２実施形態の効果＞
ＰＴＯシャフト１４２は、クランクケース１３７の下面１３７ａから突出しており、触媒パイプ１６４は、クランクケース１３７の下面１３７ａよりも上方に配置されている。このような構成を採用することで、バーチカルタイプのエンジン１３１において、触媒パイプ１６４がクランクケース１３７の下面１３７ａよりも下方に突出するのを抑制することができる。そのため、触媒パイプ１６４とエンジンマウント１４４の干渉を抑制することができる。

また、触媒パイプ１６４の右側部（長手方向一側部）には、第２固定板１４８に固定される固定ステー１６９が設けられ、触媒パイプ１６４の左右両側部（長手方向両側部）には、第１、第２シリンダバンク１３８、１３９に固定される左右一対の固定片１７０と、支持板１４５に固定される左右一対のボス部１７１と、が設けられている。このような構成を採用することで、簡易な構成を用いて、触媒パイプ１６４をエンジン本体１３３にバランス良く固定することができる。そのため、エンジン本体１３３の周りにあるフレームに触媒パイプ１６４を固定する必要がなく、触媒パイプ１６４の固定作業を容易化することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。

１ （空冷式の）Ｖ型エンジン
４１ エンジン用マフラー
９４ マフラー本体
９９ 排出管
９９ｂ 排出管の左縁部（排気方向下流側の縁部）
９９ｂ１ 第１湾曲部
９９ｂ２ 第２湾曲部
９９Ｘ 第１管部
９９Ｙ 第２管部
１０１ 筒部
１０２ 蓋部
１１１ 第１消音室
１１２ 第２消音室
１１３ 第３消音室
１２５ 開口部
１２６ 蓋部材
１２９ カバー部材
Ｐ 作業機
Ｓ 外部空間

Claims (12)

1. エンジン用マフラーであって、
   消音室を有するマフラー本体と、
   前記消音室を通過した排気ガスを外部空間に排出する排出管と、を備え、
   前記排出管の排気方向下流側の縁部は、周方向に連続する波形状を成していることを特徴とするエンジン用マフラー。
2. 前記排出管の排気方向下流側の前記縁部は、前記マフラー本体の長手方向一方側に突出していることを特徴とする請求項１に記載のエンジン用マフラー。
3. 前記排出管は、前記マフラー本体の長手方向に延びており、前記マフラー本体を貫通して前記マフラー本体の長手方向両側に突出しており、
   前記排出管の長手方向両端部には、一対の開口部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン用マフラー。
4. 前記排出管は、前記マフラー本体の長手方向一方側に突出する部分において屈曲されていることを特徴とする請求項３に記載のエンジン用マフラー。
5. 前記マフラー本体は、その長手方向に延びる筒部と、前記筒部の両端開口を覆う一対の蓋部と、を備え、
   前記排出管は、
   前記マフラー本体の長手方向に延びており、一方の前記蓋部を貫通して前記マフラー本体から突出する第１管部と、
   前記マフラー本体内で前記第１管部から屈曲され、前記筒部を貫通して前記マフラー本体から突出する第２管部と、を備え、
   前記第１、第２管部の前記マフラー本体から突出する部分には、それぞれ開口部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン用マフラー。
6. 一方の前記開口部の外周には、前記排出管の排気方向下流側の前記縁部が設けられ、
   他方の前記開口部は、蓋部材によって閉止されていることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載のエンジン用マフラー。
7. 前記排出管の排気方向下流側の前記縁部の外周は、カバー部材によって覆われていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のエンジン用マフラー。
8. 前記排出管の排気方向下流側の前記縁部には、排気方向上流側に向かって凹む複数の第１湾曲部と、排気方向下流側に向かって突出する複数の第２湾曲部と、が交互に形成されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のエンジン用マフラー。
9. 前記複数の第２湾曲部の曲率半径は、前記複数の第１湾曲部の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載のエンジン用マフラー。
10. 前記複数の第２湾曲部の曲率半径は、前記複数の第１湾曲部の曲率半径以上であることを特徴とする請求項８に記載のエンジン用マフラー。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載のエンジン用マフラーを備えていることを特徴とする空冷式エンジン。
12. 請求項１～１０のいずれか１項に記載のエンジン用マフラー又は請求項１１に記載の空冷式エンジンを有することを特徴とする作業機。

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