JP3256685B2 - エンジンの排気消音装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば刈払機や清
掃用ブロワのような携帯型作業機の動力源として用いら
れる小型汎用エンジンの排気消音装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のエンジンでは、排気をできるだ
け温度低下させた状態で外部に排出することが望まれて
いる。特に携帯型作業機を用いて野外作業を行う場合に
は、葉っぱなどの周辺物がエンジンの排気の排出口近辺
にまで近接する可能性があるので、排気口近辺における
排気の温度をできるだけ低下させから排出したいと言う
要望がある。このため従来では、排気の排出側に、エゼ
クタとディフューザとをこれらの間に環状の隙間を設け
て連設し、この隙間から負圧により空気を導入して、こ
れを排気に混合させることにより、排気の温度を低下さ
せるようにした排気装置が提案されている（実公昭５５
ー２１７９号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近では、Ｈ
Ｃ排出濃度を軽減するため、マフラ内に白金などの触媒
が装填されている。この触媒入りのマフラは、内部で未
燃焼ガスが酸化されるので、排気の温度が触媒の入って
いない通常のマフラの場合よりも高くなる。従って、こ
のような触媒入りマフラに上記従来の排気装置を適用し
ても、排気の温度を十分に低下させることは難しい。こ
のとき、十分な冷却効果を得るために、前記エゼクタと
ディフューザを大型化することが考えられるが、これら
を大型化することは、コンパクト化が望まれる小型汎用
エンジンでは好ましくない。また、従来では、マフラの
排気出口をマフラカバーの排出口から離して排気流路を
長くし、この長い流路を流れる間に排気の温度を下げる
ようにしたものも知られているが、このように単に流路
を長くしても、触媒入りマフラの場合、十分な温度低下
の効果は得られ難い。

【０００４】そこで本発明の目的は、全体構成をコンパ
クトとしながら、触媒入りマフラの場合でも、排気の温
度を十分に低下させることができるエンジンの排気消音
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一構成によるエンジンの排気消音装置は、
エンジンの排気を消音するマフラがマフラカバーにより
覆われ、該マフラカバーにマフラからの排気を外部に排
出する排出口を設け、前記マフラの排気出口が前記マフ
ラカバーにおける排出口と対向しないマフラ外面を形成
する非対向外壁に設けられ、前記マフラの排気出口に、
排気を前記非対向外壁と平行な方向に拡散させながら、
マフラカバーの排出口へ向かわせる排気キャップが前記
非対向外壁とマフラカバーとの間に設けられ、前記排気
キャップの出口に、排気を通過させる複数の貫通孔を有
する拡散促進壁が設けられている。

【０００６】この排気消音装置では、マフラの排気出口
から排出される排気が、マフラの非対向外壁に設けた排
気キャップ内に送られ、この排気キャップから、少なく
とも前記非対向外壁と平行な方向に拡散される。また、
前記排気出口と前記排出口は非対向位置に形成され、こ
れら排気出口と排出口の間でマフラの非対向外壁とマフ
ラカバーの間には長い排気流路が確保される。こうし
て、長い流路に沿って拡散することにより、排気が排気
キャップ周辺の空気と十分に混合されて効率良く冷却さ
れ、この冷却された排気がマフラカバーの排出口から外
部へと排出される。このため、全体をコンパクトとしな
がら、触媒入りマフラの場合でも、排気の温度を十分に
低下させることができる。さらに、前記排気キャップの
出口には、排気を通過させる複数の貫通孔を有する拡散
促進壁を設けているので、貫通孔を通過することによ
り、排気の絞りおよびこれに続く大きな膨張が発生し、
さらに、貫通孔の拡散作用により外気との混合が促進さ
れるため排気の温度が一層低下する。

【０００７】前記排気キャップは、さらに前記マフラの
排気出口が設けられた非対向外壁と直交する方向に排気
を拡散させる形状とすることが好ましい。このようにす
れば、排気キャップの通過により、排気は前記非対向外
壁と平行な方向とともに直交する方向にも拡散されるの
で、排気と空気がさらに良好に混合されて、排気の冷却
効果がより高められる。

【０００８】また、前記排気キャップの出口縁は、マフ
ラの非対向外壁から離れる方向に向かって排気流出方向
の後ろ側へ傾斜させることが好ましい。このようにすれ
ば、前記非対向外壁に排気出口を設けると共に非対向外
壁に沿って排気を流すように排気キャップを設けても、
排気は非対向外壁から離れるように方向づけられ、マフ
ラ６の外面に沿ってマフラ内方側（エンジン寄り）へは
流れにくいので、マフラーカバー内に滞留することなく
スムースにマフラーカバーの排出口から外部へ放出され
る。また、金属板で排気キャップを形成するとき、金属
板の絞り加工による製作が容易になる。

【０００９】本発明の他の構成によるエンジンの排気消
音装置は、エンジンの排気を消音するマフラがマフラカ
バーにより覆われ、該マフラカバーにマフラからの排気
を外部に排出する排出口を設け、前記マフラの排気出口
が前記マフラカバーにおける排出口と対向しないマフラ
外面を形成する非対向外壁に設けられ、前記マフラの排
気出口に、排気を前記非対向外壁と平行な方向に拡散さ
せながら、マフラカバーの排出口へ向かわせる排気キャ
ップが前記非対向外壁とマフラカバーとの間に設けら
れ、前記排気キャップの出口縁に、排気を前記非対向外
壁に向かわせる湾曲した偏向部が設けられている。

【００１０】このようにすれば、排気キャップを通過す
る排気が前記偏向部によりマフラの非対向外壁側に向か
って強制的に偏向されるので、マフラカバーに高温の排
気が直接吹き付けられるのが抑制される。このため、マ
フラカバーの排気出口の側方への突出量を小さくでき、
コンパクトな構成にできる。特に、マフラカバーを樹脂
により形成する場合、効果的である。さらに、前記偏向
作用により外気との混合が促進され、排気の温度が一層
低下する。

【００１１】

【発明の実施の形態】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
の排気消音装置を備えた主に刈払機の動力源として用い
られる小型汎用エンジンを後方側から見た背面図であ
る。同図において、エンジン本体１は、クランクケース
２の上方にシリンダ３を設けてなり、クランクケース２
には前後方向に向かうクランク軸２０が回転自在に指示
されている。前記シリンダ３の左側方にはキャブレタ４
およびエアクリーナ５が、右側方には本発明の排気消音
装置を構成する排気キャップ７を備えた金属製のマフラ
６が配置されている。また、前記シリンダ３の頂部には
点火プラグ８が設けられ、前記クランクケース２の下部
には燃料タンク９が設けられている。前記シリンダ３は
樹脂製のシュラウド３０により覆われ、また前記マフラ
６は樹脂製のマフラカバー６０により覆われている。

【００１２】また、図２の平面図で示すように、前記ク
ランクケース２の後部にはエンジン始動用のリコイルス
タータを収納したリコイルスタータケース１０が、前部
にはカッタを備えた作業機を連結するためのハウジング
１１が設けられている。

【００１３】図３はエンジンの一部を切欠いてマフラ６
の部分を拡大して示す平面図である。マフラ６は、２つ
のカップ状の第１および第２マフラ半体６Ａ，６Ｂを結
合させて、全体が中空のほぼ直方体形状に形成されてい
る。また、そのマフラカバー６０の右側方（図３の下
方）下部側には、エンジンの後部側に開口する排気の排
出口６０ａが形成されている。このマフラカバー６０に
は、これとマフラ６との間の空間に空気を取り入れるた
めの複数の空気取入口６０ｂが形成されている（図１，
図２）。

【００１４】図４はマフラ６の右側面図、図５および図
６は、図４のそれぞれV−V線およびVI−VI線に沿った拡
大断面図である。マフラ６には、図５に示す第１マフラ
半体６Ａの外壁６Ｗの左側（図５の上側）に、シリンダ
３からの排気を導入する導入口６２が設けられ、前記マ
フラカバー６０の排出口６０ａと対向しないように、第
２マフラ半体６Ｂの外壁６Ｗの右側（図５の下側の非対
向外壁６１）に排気出口６３が形成されている。この排
気出口６３は、前記マフラ６の外壁６Ｗの下面または前
面を形成する外壁などの、前記排出口６０ａと対向しな
い他の非対向外壁に設けてもよい。また前記マフラ６に
は、その内部を左右に仕切る仕切板６４が設けられ、こ
の仕切板６４はマフラ半体６Ａ，６Ｂを、その外周のフ
ランジ部で結合するときに一体に取り付けられる。

【００１５】前記仕切板６４には、内部に白金のような
触媒を収納した触媒ケース６５が取り付けられ、これら
仕切板６４と触媒ケース６５により、前記マフラ６の内
部が、導入口６２側の第１室６６と、排気出口６３側の
第２室６７とに区画されている。前記触媒ケース６５
は、第１，第２室６６，６７に臨む入口６５ａおよび出
口６５ｂ側が開放されていて、矢印で示すように、第１
室６６に導入された排気が、触媒ケース６５内の触媒と
接触しながら第２室６７側に送られる。また、第２室６
７の内部で触媒ケース６５の出口側と排気出口６３との
間には衝突板６８が設けられ、これに触媒ケース６５か
ら出た排気を衝突させて、この排気を、第２室６７の内
部で拡散させたのち排気出口６３へと導くことにより排
気を消音する。図中、６９は衝突板６８の支持脚で、仕
切り板６４に固定されている。

【００１６】前記排気出口６３の外面側には、金属製の
排気キャップ７が取り付けられている。この排気キャッ
プ７は、図４および図５のように、前記第２マフラ半体
６Ｂの非対向外壁６１に設けた排気出口６３の周りに、
ビスのような複数の固定具７０により固定される取付部
７１と、その中央部分を絞り加工により凹ませて一体的
に形成される排気のガイド部７２とを備えている。

【００１７】さらに詳述すると、ガイド部７２は、図５
に示す排気出口６３から所定間隔離れて対向状に位置す
る底壁７３と、これの外周縁部から前記取付部７１へと
連続状に延びて、排気流出方向Ａの前部側に位置する拡
散促進壁７４と、背壁７５と、上下一対の側壁７６，７
６とで形成される。前記底壁７３は、その排気流出方向
Ａの前部側が後部側に対して高位となるように、つま
り、排気の流れ方向に従って非対向外壁６１から離れる
ように、左右方向に末広がり状に形成され、また、図４
に示すように、前記両側壁７６は、その排気流出方向Ａ
の前部側が後部側に対し広幅となるように上下方向に末
広がり状に形成されている。これにより、前記拡散促進
壁７４は、図５の背壁７５よりも大きい台形状に形成さ
れる。そして、前記排気出口６３からの排気は、ガイド
部７２を通過することにより、図４のように上下方向Ｂ
に末広がり状に拡散され、また図５のように左右方向Ｃ
にも末広がり状に拡散される。

【００１８】さらに、前記拡散促進壁７４は、取付部７
１側に対し底壁７３側が排気流出方向Ａの後方側に位置
するように傾斜して設けられ、この拡散促進壁７４には
排気をさらに拡散して冷却させるための複数の貫通孔７
７が形成されている。これにより、排気キャップ７の出
口縁７ａが、非対向壁６１から離れる方向に向かって排
気流出方向Ａの後ろ側へ傾斜している。図の実施形態で
は、拡散促進壁７４を底壁７３に対しほぼ直交するよう
に形成しているが、排気の流れを考慮して適切に設定す
ればよい。

【００１９】また、拡散促進壁７４と底壁７３の連接部
分には、排気キャップ７内の排気を前記第２マフラ半体
６Ｂの非対向外壁６１の方向（図５の上方向）に向かわ
せて、排気がマフラカバー６０に直接吹き付けられるの
を阻止する湾曲状の偏向部７８が形成されている。この
とき、前記排気キャップ７は、金属板を絞り加工してガ
イド部７２の全体が一体に形成されるが、以上のように
出口縁７ａ、つまり拡散促進壁７４を傾斜状に設け、か
つ拡散促進壁７４と底壁７３の隣接部分に湾曲した偏向
部７８を形成することにより、排気キャップ７の絞り加
工が容易に行える。

【００２０】次に、以上の構成による作用について説明
する。前記シリンダ３からの高温の排気は、図６の矢印
で示すように、導入口６２からマフラ６の第１室６６に
導入されて触媒ケース６５内を通過し、このとき触媒と
の接触により未燃焼ガスが酸化されてＨＣ濃度が軽減さ
れる。また触媒ケース６５から出た排気は、衝突板６８
に衝突し、第２室６７に入って膨張することにより消音
されて、排気出口６３から排気キャップ７へと流出す
る。

【００２１】排気キャップ７に入った高温の排気は、図
５に示す排気出口６３の開口方向に対しほぼ直交状に方
向変更されながらマフラカバー６０の排出口６０ａに向
かって排出され、このとき排気は、図４のＢ方向と図５
のＣ方向にそれぞれ末広がり状に拡散される。また、こ
の排気出口６０ａに対しマフラ６の排出口６３は非対向
位置に形成されて、これら排気出口６０ａと排出口６３
の間でマフラ６とマフラカバー６０の間には、長い排気
流路１２が確保される。こうして、排気は、長い排気流
路１２に沿って拡散し、その間に、マフラカバー６０の
空気取入口６０ｂ（図１，２）から排気キャップ７の外
部周辺に取り入れられた空気と良好に混合されて、効率
良く冷却される。さらに、排気キャップ７の排気流出方
向Ａの前側に位置する拡散促進壁７４には、複数の貫通
孔７７が形成されているので、排気はこれを通過するこ
とにより、拡散されて外気との混合が促進され、一層効
率よく冷却される。また、排気は貫通孔７７を通過する
ことにより、絞られたのちに大きく膨張することで、一
層、温度が低下する。このように排気流路１２内で温度
が低下した排気は、マフラカバーの排出口６０ａからエ
ンジン後方に向かって排出される。

【００２２】このため、全体構成をコンパクトとしなが
ら、たとえ触媒入りマフラの場合でも、図２に示す排出
口６０ａ側の包絡面Ｋ（エンジン外形と接する面であ
り、この場合、排出口６０ａとリコイルスタータケース
１０の外面を結ぶ接面）を特別に大きくすることなく、
包絡面Ｋ上における排気の温度を十分に低下させること
ができる。また、排気キャップ７の出口縁７ａは、前述
のように排気流れ方向Ａに対し後方側に傾斜して設けら
れているため、この出口縁７ａに装着された拡散促進壁
７４の貫通孔７７から出た排気は、マフラの壁面（非対
向外壁６１）から離れる方向に流れるため、マフラ６の
外面に沿ってマフラ内方側（シリンダ３側）へ流れにく
くなり、マフラカバー６０内に滞留することなくスムー
スに、排出口６０ａから外部へ放出される。

【００２３】さらに、前記排気キャップ７内を通過する
排気は、図５の拡散促進壁７４と底壁７３の連接部分に
設けた偏向部７８により、マフラ６の非対向外壁６１側
に向かって強制的に偏向されて、マフラカバー６０に高
温の排気が直接吹きつけられるのが抑制されるため、マ
フラカバー６０の排気出口６３から側方への突出量を小
さくできる。本実施形態では、Ｃ方向に拡散した排気の
外側端（図５の下方端）が排出口６０ａの外側端６０ａ
ａとほぼ合致し、マフラカバー６０に排気が直接吹き付
けられないように設定されている。このため、マフラカ
バー６０を樹脂により形成する場合でも、これが高温の
排気で熱変形したりすることはない。また、偏向部７８
を設けることにより、貫通孔７７を通過した排気ガス
は、貫通孔７７の拡散作用に加え、偏向部７８による排
気の偏向により、一層外気との混合が促進される。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明の排気消音装置に
よれば、全体構成をコンパクトとしながら、たとえ触媒
入りマフラの場合でも、排気の温度を十分に低下させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態として排気消音装置を備え
た小型汎用エンジンを示す背面図である。

【図２】同エンジンの平面図である。

【図３】同エンジンの一部を切欠いてマフラの部分を示
す平面図である。

【図４】同マフラの右側面図である。

【図５】図４のV−V線に沿った拡大断面図である。

【図６】図４のVI−VI線に沿った拡大断面図である。

【符号の説明】

６…マフラ、６Ｗ…外壁、１２…排気流路、６０…マフ
ラカバー、６１…非対向外壁、６３…排気出口、６０ａ
…排出口、７…排気キャップ、７ａ…出口縁、７４…拡
散促進壁、７７…貫通孔、７８…偏向部、Ａ…排気流出
方向。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−170433（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−25625（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−28114（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 7/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気を消音するマフラがマフ
   ラカバーにより覆われ、 該マフラカバーにマフラからの排気を外部に排出する排
   出口を設け、 前記マフラの排気出口が前記マフラカバーにおける排出
   口と対向しないマフラ外面を形成する非対向外壁に設け
   られ、 前記マフラの排気出口に、排気を前記非対向外壁と平行
   な方向に拡散させながら、マフラカバーの排出口へ向か
   わせる排気キャップが前記非対向外壁とマフラカバーと
   の間に設けられ、 前記排気キャップの出口に、排気を通過させる複数の貫
   通孔を有する拡散促進壁が設けられ ているエンジンの排
   気消音装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記排気キャップ
   は、さらに、前記非対向外壁と直交する方向に排気を拡
   散させる形状を有しているエンジンの排気消音装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記排気キャップの
   出口縁がマフラの前記非対向外壁から離れる方向に向か
   って排気流出方向の後ろ側へ傾斜しているエンジンの排
   気消音装置。
4. 【請求項４】 エンジンの排気を消音するマフラがマフ
   ラカバーにより覆われ、 該マフラカバーにマフラからの排気を外部に排出する排
   出口を設け、 前記マフラの排気出口が前記マフラカバーにおける排出
   口と対向しないマフラ外面を形成する非対向外壁に設け
   られ、 前記マフラの排気出口に、排気を前記非対向外壁と平行
   な方向に拡散させながら、マフラカバーの排出口へ向か
   わせる排気キャップが前記非対向外壁とマフラカバーと
   の間に設けられ、 前記排気キャップの出口縁に、排気を前記非対向外壁に
   向かわせる湾曲した偏向部 が設けられているエンジンの
   排気消音装置。