JP3863939B2

JP3863939B2 - ２サイクルエンジンのマフラー

Info

Publication number: JP3863939B2
Application number: JP08432496A
Authority: JP
Inventors: 功増田; 滋佐藤; 康晴佐藤; 賢吾久保
Original assignee: Kyoritsu Co Ltd
Current assignee: Kyoritsu Co Ltd
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: SE9700014D0; US5738184A; SE9700014L; SE520831C2; DE19654763B4; DE19654763A1; JPH09273419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刈払機やチェーンソー等の手持式小型作業機用として好適な小型空冷２サイクルガソリンエンジンのマフラーに関し、特に排ガス規制に対拠すべく酸化触媒を内蔵させたマフラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境問題の高まりから、刈払機やチェーンソー等の手持式作業機に使用される小型空冷２サイクルガソリンエンジンにおいても、それから排出される排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を低減浄化することが強く要望されて来ており、例えば、アメリカ合衆国のカリフォルニア州における排気ガス規制法案、所謂カーブ（ＣＡＲＢ）１９９９では、西暦１９９９年からは、ＣＯを１３０g/bhp-h 以下、トータルＨＣ（ＴＨＣ）を５０g/bhp-h 以下、ＮＯｘを４g/bhp-h 以下に低減することが求められている。
【０００３】
このような排ガス規制に対拠するため、例えば、内燃エンジンの燃焼室やシリンダの吸排気口や掃気口の形状等を改善したり、排気系に酸化触媒等の排ガス浄化手段を配設する等、これまでにも様々な提案がなされているが、未だ満足できる成果は得られていない。
【０００４】
本発明の出願人においても、排ガス規制の対策案の一つとして、先に、マフラーを内燃エンジン本体の外周部に配設して、このマフラー内に内燃エンジンの排気口から噴出した排ガスを直接導入するようになすととともに、該マフラーに排ガス浄化用の酸化触媒を特定の態様で内蔵させたもの、具体的には、例えば、特願平７−２７２９５９号に所載のように、織物状の酸化触媒を火の粉防止用金網に重ねるとともにその外周端縁部の全部又は大部分に前記金網の外周部に設けられた折り返し部を被せて側面視概略Ｕ字乃至Ｖ字状の酸化触媒組立体を形成し、この酸化触媒組立体をマフラー内に配設したもの（従来例１）、あるいは、特願平７−３４３０９２号に所載のように、マフラーの排ガス導入部に通気性を有する金属発泡体からなる酸化触媒を配設したもの（従来例２）等を提案している。
【０００５】
しかしながら、前記従来例１及び２の酸化触媒内蔵マフラーにあっては、マフラー自体の構造、酸化触媒の材質形状、配置態様等が排ガス浄化性能を充分に引き出しているとはいえず、また、マフラーの内燃エンジンへの取付性、組立性、設計自由度等を向上させる手段は特に講じられておらず、さらに、排ガスが酸化触媒との反応（酸化燃焼）により昇温されることによる弊害等についても格別の配慮は払われていなかった。
【０００６】
そこで、本発明の出願人は、前述の如くの課題を検討して、さらにマフラーの改良を進め、次のような構成のマフラーを開発した（特願平８−８４２６０）。このマフラーは、内燃エンジンの排気口から噴出した排ガスが導入される膨張室を備え、該膨張室が仕切り板により第１の膨張室と第２の膨張室とに縦方向に分割されるとともに、前記仕切り板に通気性を有する金属発泡体からなる酸化触媒が配置され、前記排ガスが前記第１の膨張室から前記酸化触媒内を通って前記第２の膨張室に導かれるようにされている（改良案）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記改良案のマフラーにおいては、従来例１及び２のものに比して、特に排ガス中に含まれるＴＨＣ成分を大幅に低減できることが確認されているが、ＣＯ成分の低減効果については、十分満足のいく結果は得られなかった。
【０００８】
これは、次のような事柄が理由であると考えられる。すなわち、排ガス中のＣＯ成分を低減するには、それとＯ₂とを反応させてＣＯ₂を生成（ＣＯ＋１／２Ｏ₂→ＣＯ₂）せしめることが必要となるが、内燃エンジンのシリンダ内で燃焼せしめられた混合気の排ガスは、第１及び第２の膨張室においてさらに酸化触媒の酸化作用（燃焼作用）を受けるため、前記第２の膨張室内の排ガス中にはＯ₂がほとんど含まれていない。そのため、前記ＣＯ＋１／２Ｏ₂→ＣＯ₂の反応が少なくなり、ＣＯを充分には低減できなくなる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構成によって排ガス中のＣＯ成分を効果的に低減できるようにされた２サイクルエンジンのマフラーを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る２サイクルエンジンのマフラーは、内燃エンジンの排気口から噴出した排ガスが導入される膨張室を備え、該膨張室における前記排ガスの導入部近傍に、導入された排ガスの噴流を利用して外気を前記膨張室内に吸入する外気吸入手段を設け、前記膨張室の外周部が適宜の間隔だけ離隔せしめられた内壁パネルと外壁パネルとからなる二重壁構造に形成され、前記膨張室は、仕切り板により第１の膨張室と第２の膨張室とに縦方向に分割されるとともに、前記仕切り板に排ガス浄化部材が配置され、前記排気口からの排ガスが前記第１の膨張室から前記排ガス浄化部材内を通って前記第２の膨張室に導かれるようにされており、前記外気吸入手段が前記第１の膨張室に配設されていることを特徴としている。
【００１１】
前記外気吸入手段の好ましい具体例としては、前記排ガスがその内部を吹き抜けるように配置されたベンチュリ管と、このベンチュリ管のスロート部と前記膨張室外とを連通させる外気導入管とからなっているものや、始端部が前記膨張室外に位置せしめられるとともに、前記排気口からの排ガスの噴流領域に終端部が位置せしめられ、前記排ガスの噴流によって前記終端部付近に生じる負圧を利用して外気を前記膨張室内に吸入するようにされた外気導入管からなっているもの、が挙げられる。
【００１２】
このような構成とされた本発明のマフラーにおいては、排ガスの噴流を利用した外気吸入手段により膨張室内に外気が自動的に吸入される。膨張室に外気が吸入されると、膨張室内のＯ₂量が増加するため、ＣＯの酸化作用が増進され、外部へ排出される排ガス中のＣＯ成分が大幅に低減される。
【００１３】
ここで、マフラーの膨張室内に外気を送り込む手段としては、エアポンプ等の外部装置によるものが考えられるが、このような手段は、手持式作業機等に使用される小型空冷２サイクルガソリンエンジン用としては、重量、コスト、及び作業性等の観点から好ましいものではない。それらの手段に比して、本発明の外気吸入手段は、構造が簡単であり、コスト的にも有利である。
本発明の好ましい態様の一つでは、前記膨張室から排ガスを外部に放出するための排気放出口近傍に、放出される排ガスの噴流を利用して該噴流排ガス中に外気を強制的に混入させる排ガス冷却手段が設けられる。
【００１４】
本発明の更に好ましい態様では、前記酸化触媒が通気性を有する発泡体で形成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本発明に係るマフラーの一実施形態を２サイクルエンジンと共に示している。図において、内燃エンジン１は、刈払機やチェーンソー等の手持式作業機の動力源として組み込まれているシュニューレ掃気式の小型空冷２サイクルガソリンエンジン（以下内燃エンジンという）とされ、排気量は、例えば約２３ｃｃ程度のものである。この内燃エンジン１は、点火プラグ１５が配置された半球形の燃焼室５を有するシリンダ２と、その下側に連結されたクランクケース３とを備え、前記シリンダ２にはピストン４が嵌挿されるとともに、図１で見てその左右に気化器の混合気供給通路部８が接続された吸気口７と、後述するマフラー２０が接続された排気口１０がそれぞれ所定の態様で設けられ、さらに、図１で見てその前後に一対の掃気口（図示せず）がそれぞれ所定の態様で設けられている。
【００１６】
また、通常の内燃エンジンと同様に、前記ピストン４の上下方向の往復運動は、コンロッド１１を介して、バランスウエイト１４を備えたクランクシャフト１２の回転運動に変換され、その軸出力が前記可搬式作業機の動力として利用されるようになっている。
【００１７】
そして、上記のような構成の内燃エンジン１の前記シリンダ２における前記排気口１０側の外側部に本実施形態のマフラー２０が断熱板２２を介して取り付けられている。このマフラー２０は、縦方向（前記内燃エンジン１の高さ方向）に配置された仕切り板４０により仕切られた第１の膨張室３１と第２の膨張室３２とを有している。なお、前記仕切り板４０には、熱伝導率が通常の炭素鋼板に比して１／３程度と小さなステンレス（ＳＵＳ）板が用いられている。
【００１８】
前記第１の膨張室３１は、図１で見て左右両側が開口した箱状乃至筒状の内壁パネル４１及び右側開口の外壁パネル３６からなる二重壁部と前記仕切り板４０とにより直方体状に形成されており、前記外壁パネル３６は、前記排気口１０外側部に対応する部分に補強板材２４が接合されるとともに、前記排気口１０から噴出する排ガスを前記マフラー２０に導入するための排気導入口２７が形成されている（図３も参照）。
【００１９】
前記内壁パネル４１における前記内燃エンジン１側とその反対側に形成された折曲張出部４１ａにそれぞれ前記外壁パネル３６の対応部分が溶接等により接合されており、前記内壁パネル４１と外壁パネル３６とにおける前記接合部分以外の部位は適宜の間隔だけ離隔せしめられて空気層Ｓａが形成されている。また、前記外壁パネル３６は、前記内燃エンジン１側の左側パネル３６Ａと反対側の右側パネル３６Ｂの対向折曲端縁部同士を接合した構造となっている。
【００２０】
一方、前記第２の膨張室３２は、左側開口の箱状乃至筒状の内壁パネル４２と外壁パネル３７とからなる二重壁部と前記仕切り板４０とにより直方体状に形成されている。前記内壁パネル４２における前記内燃エンジン１側に形成された折曲張出部４２ａに前記外壁パネル３７の対応部分が溶接等により接合されており、前記内壁パネル４２と外壁パネル３７とにおける前記接合部分以外の部位は適宜の間隔だけ離隔せしめられてそれらの間に空気層Ｓｂが形成されている。
【００２１】
そして、前記第１の膨張室３１及び第２の膨張室３２のそれぞれの外壁を形成する前記外壁パネル３６，３７の鍔状外端部３６ａ，３７ａ間に前記仕切り板４０の外周部が挟まれて所定数のボルト−ナット４５により気密的に締結されている。
【００２２】
また、前記外壁パネル３６（３６Ｂ），３７における上面部の前記仕切り板４０に近い側には、図２を参照すればよくわかるように、所要数（ここでは４個づつ）の小判形状乃至レーストラック形状の開口３８，３９が横並びに形成されている。
【００２３】
前記仕切り板４０の下部には、それを厚み方向に貫くように、言い換えれば前記第１の膨張室３１及び第２の膨張室３２の両方に突出するように、通気性を有する発泡体を成形した直方体状の酸化触媒５０が、排ガス浄化部材として配置されている。すなわち、前記仕切り板４０の下部には、矩形の触媒取付開口４０ａが形成され、この触媒取付開口４０ａに、ステンレス（ＳＵＳ）製の角筒状のシェル５２が挿通せしめられてＬ形取付金具５４により前記仕切り板４０に固定されており、このシェル５２に前記直方体状の酸化触媒５０が嵌挿されている。該酸化触媒５０は、前記シェル５２に嵌挿した後、前記シェル５２の下面部左端中央及び上面部右端中央に設けられた抜止爪５２ａ，５２ｂを図の仮想線の状態から実線の状態へと折り曲げることにより係止するようになっている。
【００２４】
このように酸化触媒５０をシェル５２を介して仕切り板４０に保持させるようにしたことにより、酸化触媒の形状をシンプルにできるとともに、酸化触媒の大きさの変更や取付位置の変更、交換、増設等を容易に行うことができる。また、シェル５２に必要に応じて小さな透孔を適宜形成すれば、排ガスと酸化触媒５０との接触面積が変わるので、触媒反応の強弱を加減することもできる。
【００２５】
一方、前記仕切り板４０における前記酸化触媒５０より上側の、前記内燃エンジン１の排気口１０及び前記排気導入口２７と略同じ高さ位置に、当該マフラー２０を前記内燃エンジン１のシリンダ２に取り付けるためのボルト５６，５６の頭部が嵌め込まれる一対の凹部４０ｂ，４０ｂが前記第１の膨張室３１側に突出するように設けられている（図４も参照）。
【００２６】
そして、図１に加えて図２乃至図４をも参照すればよくわかるように、前記第１の膨張室３１内における前記排気口１０及び排気導入口２７と略同じ高さ位置には、前記補強板材２４と前記凹部４０ｂ，４０ｂとを橋絡するように締結用スリーブ５５，５５が配設固定され、また、前記第２の膨張室３２には、前記締結用スリーブ５５，５５と中心軸線を共通とするようにボルト挿入用スリーブ５７，５７が横設固定されている。
【００２７】
したがって、前記マフラー２０を前記シリンダ２の外側部に取り付ける際には、前記ボルト５６，５６を、それぞれ前記マフラー２０の右側面側から前記ボルト挿入用スリーブ５７，５７を通じて前記締結用スリーブ５５，５５内に挿入し、その雄ねじ部先端を前記シリンダ２の外側部に設けられている雌ねじ部（図示せず）に螺入して前記仕切り板４０及び前記締結用スリーブ５５，５５を介して強固に締め付けるようにされる。
【００２８】
なお、前記マフラー２０を前記内燃エンジン１に取り付けるにあたっては、例えば、前記マフラー２０の右側面から前記第２の膨張室３２及び第１の膨張室３１を横断して前記シリンダ２に螺入できる長さのボルトを使用することもできるが、このようになすと、ボルトが極めて長いものとなって取付安定性、確実性に欠けるおそれがある。それに対し、本実施形態においては、前記のようにボルトを仕切り板４０を介して締め付けるようにしているので、前記マフラー２０の強度を高めつつボルトの長さを短くすることができ、しかも、前記仕切り板４０に凹部４０ｂ，４０ｂが突設されている分、ボルト５６，５６の長さをさらに短くできるので、マフラー２０を内燃エンジン１に安定した状態で確実に取り付けることができる。
【００２９】
また、前記凹部４０ｂ，４０ｂは、前記仕切り板４０の補強リブとしても働き、前記仕切り板４０の構造強度を高め、排ガスの脈動等による振動を抑える役目も果たす。
また、前記第２の膨張室３２における、縦断面（図１）で見て右上隅部付近には、排ガスを外部に放出するための排ガス放出口を構成するテールパイプ６０が支持ブラケット５９により支持されて、前記ボルト挿入用スリーブ５７，５７に対して直交配置されている。このテールパイプ６０は、図２に加えて図４を参照すればよくわかるように、その始端部６０ａが前記酸化触媒５０から最も離れた部位となる平面視（図２）で右上隅部近くに位置し、その終端部が前記外壁パネル３７から外部に僅かに突出して位置せしめられている。なお、前記テールパイプ６０の長さ、口径等は、出力向上と騒音減衰の面からみて最適の寸法に設定される。
【００３０】
また、本実施形態のマフラー２０の容積は、同程度の排気量の内燃エンジンに付設するものとしては比較的大きくされており、前記した従来例１及び２のものの容積の１．５〜２倍程度（排気量の１８倍程度）とされている。
そして、上記構成に加え、本実施形態においては、前記第１の膨張室３１における前記排気導入口２７の近傍に、導入された排ガスの噴流を利用して外気を前記第１の膨張室３１内に吸入する外気吸入手段が設けられている。
【００３１】
この外気吸入手段は、前記排ガスがその内部を吹き抜けるように該排ガスの噴流方向に沿って配置されたベンチュリ管２５と、このベンチュリ管２５のスロート部２５ａと前記空気層Ｓａとを連通させる外気導入管２６とからなっている。前記ベンチュリ管２５は前記補強板材２４に、また、前記外気導入管２６は前記内壁パネル４１にそれぞれ溶接等により固定されている。ここでは、前記ベンチュリ管２５は、その上流側の外径が前記内燃エンジン１の排気口１０の外端幅（前記排気導入口２７の幅と略同じ）より若干小さくされており、図３を参照すればよくわかるように、下流側から見て、前記排気口１０の外端部及び排気導入口２７を完全にはカバーしておらず、それらの両側端間には隙間Ｒａ，Ｒｂが形成されている。このようにされているのは、前記ベンチュリ管２５の製作の容易化を図るという理由の他、前記のような隙間Ｒａ，Ｒｂを形成して、排ガスの噴流の一部を前記ベンチュリ管２５に通さないようにすることにより、排気流が阻害されず、前記燃焼室５内のガス交換が円滑に行われ、馬力損失が低減できるという利点が得られるという理由に基づく。
【００３２】
一方、前記テールパイプ６０の終端部６０ｂには、図４及び図９に示される如くに、放出される排ガスの噴流を利用して該噴流排ガス中に外気を強制的に混入させるべく、ベンチュリ管６６と外気導入管６７とからなる排気冷却手段が配設されている。
【００３３】
このような構成とされた本実施形態のマフラー２０においては、内燃エンジン１の排気口１０から噴出した排ガスは、まず、図１において一点鎖線矢印で示される如くに、前記ベンチュリ管２５内外を吹き抜けるようにして、音速に近い速度で第１の膨張室３１内に導入されてそこで膨張拡散せしめられ、それによって排気音が減衰せしめられる。
【００３４】
前記第１の膨張室３１に導入された排ガスは、仕切り板４０を隔てて隣接配置されている第２の膨張室３２との圧力差により、前記仕切り板４０を貫くように配置された酸化触媒５０の露出側面からその内部に入り、その内部に形成されている小孔を通じて第２の膨張室に導かれる。この際、排ガスは前記酸化触媒５０の作用により、第１の膨張室３１内の酸素と効率良く反応（酸化燃焼）する。そして、前記第２の膨張室３２へ流入した浄化排ガスは、前記テールパイプ６０及びその終端部６０ｂに設けられた前記ベンチュリ管６６を介して外部に放出される。
【００３５】
ここで、排ガスが前記外気吸入手段を構成する前記ベンチュリ管２５を吹き抜ける際には、その噴流により該ベンチュリ管２５のスロート部２５ａに連結されている外気導入管２６の終端部付近が負圧となり、それによって、外壁パネル３６外の外気が図１において二点鎖線で示される如くに前記外壁パネル３６に形成された開口３８から前記空気層Ｓａに吸引されるとともに、前記外気導入管２６を通じて前記ベンチュリ管２５内に吸引されて排ガスとともに前記第１の膨張室３１内に供給される。
【００３６】
このように、前記第１の膨張室３１に外気が吸入されると、該第１の膨張室３１内のＯ₂量が増加するため、ＣＯの酸化作用が増進され、ＣＯ成分が大幅に低減される。
このような効果を確認すべく、本実施形態のマフラー２０と、前記ベンチュリ管２５と外気導入管２６からなる外気吸入手段の無いマフラー、つまり外気を第１の膨張室３１に吸入させないようにしたもの（従来例Ａ）と、前記酸化触媒５０を取り去った状態のもの（従来例Ｂ）とを用意して同一条件で比較実験を行った。その実験結果を図１１、図１２に示す。
【００３７】
この図１１、図１２を参照すれば、本実施形態のマフラー２０では、従来例Ａ，Ｂのものに比してＣＯ及びＴＨＣが共に大幅に低減されることが理解されよう。
一方、排ガスが前記テールパイプ６０から外部に放出される際には、図９に示される如くに、前記外気吸入手段と同様に、外気が前記外気導入管６７を通じて前記ベンチュリ管６６内に吸引され、外部に放出される排ガス中に混入される。これにより排ガスの温度が効果的に低下せしめられる。
【００３８】
また、本実施形態のマフラー２０においては、膨張室が仕切り板４０により第１の膨張室３１と第２の膨張室３２とに縦方向に分割されているので、仕切り板で横方向に分割した場合に比して、内燃エンジン１側のボス部等の突起物を逃げ易く、取付性、組立性が向上するとともに、マフラー２０の容積及び前記第１の膨張室３１と第２の膨張室３２の容積比等の変更もし易い。
【００３９】
また、通気性を有する金属発泡体で形成された直方体状の酸化触媒５０が排ガス浄化部材として使用されているので、目詰まりが生じ難く、通気抵抗や出力損失が低減される。
また、前記第１の膨張室３１及び第２の膨張室３２における前記内燃エンジン１に対する反取付側の外周部が、空気層Ｓａ，Ｓｂを形成するように、適宜の間隔だけ離隔せしめられた内壁パネル４１，４２と外壁パネル３６，３７とからなる二重壁部が形成されているので、マフラー２０の外周表面温度を抑えることができる。
【００４０】
前記に加え、外壁パネル３６（３６Ｂ），３７における上面部の前記仕切り板４０に近い側に所要数の開口３８，３９が形成されているので、温度上昇による前記空気層Ｓａ，Ｓｂの膨張を抑えることができるとともに、前記第１の膨張室３１側の前記空気層Ｓａの昇温した空気は強制的にマフラー２０内に吸引されるために、冷却効果が向上し、前記両空気層Ｓａ，Ｓｂを連通せしめて冷却空気を、マフラー２０外周全体に流通させてマフラー２０全体を冷却させることも可能である。
また、前記テールパイプ６０（の始端部）が高温となる酸化触媒５０から可及的に遠い位置に配置されているので、外部に放出される排ガスの温度が効果的に下げられる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
例えば、外気吸入手段としては、前記したベンチュリ管２５と外気導入管２６からなるものに代えて、図５乃至図７に示される如くに、始端部７０ａが前記第１の膨張室３１外に位置せしめられるとともに、終端部７０ｂが前記排ガスの噴流領域に下流側に向けて位置せしめられ、前記噴流によって前記終端部７０ｂ付近に生じる負圧を利用して、外気を前記第１の膨張室３１内に吸入するようにされた湾曲外気導入管７０を配設するようにしてもよく、この場合も前記実施形態と略同様な作用効果が得られる。
【００４２】
また、前記排気冷却手段としては、前記ベンチュリ管６６と外気導入管６７とからなるものに代えて、図８及び図１０に示される如くに、前記テールパイプ６０の終端部６０ｂから若干離隔させた状態でベンチュリ管６５を支持部材６８で保持させ、前記テールパイプ６０の終端部６０ｂと前記ベンチュリ管６５との間から外気を取り込むようにしてもよい。
なお、排ガス浄化部材５０も、メタル、セラミック担体等の物を用いることができ、仕切り板４０への取り付け方法も、貼着状とする等各種の方法を採用することができる。
【００４３】
また、上に述べた二つの形態の外気吸入手段においては、ベンチュリ管２５に連結された外気導入管２６及び湾曲外気導入管７０の始端が外壁パネル３６と内壁パネル４１との間に形成された空気層Ｓａに位置せしめられ、前記外壁パネル３６に形成された開口３８から空気層Ｓａを介して外気を吸入するようにされている。このため、前記空気層Ｓａの空気も吸入されて外気と交換されることになり、その結果、前記第１の膨張室３１の冷却効果が高められることになる。
【００４４】
また、前記空気層Ｓａ，Ｓｂは別々に画成されているが、それらを連通させて一つの連なった空気層としてもよく、このようにしたもとで、前記外気導入管２６及び前記湾曲外気導入管７０の始端を前記一連の空気層に位置させるとともに、外壁パネル３６，３７の適宜の部位に開口を形成すれば、前記空気層全体に外気が導入されて入れ換えられるので、前記第１の膨張室３１に加えて第２の膨張室３２も、すなわち、マフラー２０全体が効果的に冷却されることになる。
【００４５】
さらに、図１及び図５において仮想線で示される如くに、前記外気導入管２６及び前記湾曲外気導入管７０を前記外壁パネル３６より上側に延長して前記空気層Ｓａを介することなく直接外気を吸入するようにしてもよい。この方法によれば、より低い温度の外気を導入できるメリットがある。ただし、このようにすると、外部から異物や塵埃等が前記外気導入管２６及び前記湾曲外気導入管７０を通じてマフラー２０内に侵入しやすくなるので、前記外気導入管２６及び前記湾曲外気導入管７０の始端部にフィルターを被せるとか始端部を湾曲させる等の何らかの対策を講じることが望ましい。
【００４６】
一方、外気吸入手段は、上に述べた二つの形態のものに限られる訳ではなく、様々な形態のものが考えられる。図１３、図１４、図１５にそれぞれ別の形態の外気導入手段を例として示す。
図１３に示される外気吸入手段は、外気導入管７２と中空円錐部材７３とからなり、前記外気導入管７２の始端部７２ａが外壁パネル３６外、または前記空気層Ｓａに位置せしめられ、その終端部７２ｂが前記中空円錐部材７３の頂点部付近に連結されており、排気口１０から噴出される排ガスの噴流によって前記中空円錐部材７３内が負圧となることを利用して外気を吸入するようにしたものである。このようにしたことにより、前述した図５に示される湾曲外気導入管７０だけで構成されているものに比して外気の吸入効率が一層高められる。
【００４７】
図１４に示される外気吸入手段は、外気導入管７６とオリフィス７５ａが形成された筒部材７５とからなり、前記外気導入管７６の始端部７６ａが外壁パネル３６外、または前記空気層Ｓａに位置せしめられ、その終端部７６ｂが前記オリフィス７５ａ近傍に位置せしめられており、排ガス流を前記オリフィス７５ａで絞ることによってその流速を増大させ、前記オリフィス７５ａ近傍に生じる負圧を利用して外気を吸入するようにしたものである。このものでも、前述した図１に示されるベンチュリ管２５を使用したものと略同様な作用効果が得られる。
【００４８】
図１５に示される外気吸入手段は、内壁パネル４１の側面部を貫通する外気導入孔９６と、この外気導入孔９６と同軸に回転自在に配設された羽根車９０と、この羽根車９０の羽根９２に向けて排ガスの一部を誘導する案内部材９１とからなり、排ガスの噴流によって前記羽根車９０を回転させ、該羽根車９０の回転によりその中心部に発生する負圧を利用して外気を吸入するようにしたものである。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る２サイクルエンジンのマフラーによれば、比較的簡単な構成によって排ガス中のＣＯ成分を効果的に低減できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマフラーの一実施形態を、それが取り付けられた２サイクルエンジンと共に示す縦断面図。
【図２】図１に示されるマフラーの平面図。
【図３】図１のIII-III 矢視断面図。
【図４】図１のIV-IV 矢視断面図。
【図５】本発明に係るマフラーの他の実施形態を、それが取り付けられた２サイクルエンジンと共に示す縦断面図。
【図６】図１に示されるマフラーの平面図。
【図７】図５のVII-VII 矢視断面図。
【図８】図５のVIII-VIII 矢視断面図。
【図９】図１に示されるマフラーに使用されている排気冷却手段の説明に供される拡大断面図。
【図１０】図５に示されるマフラーに使用されている排気冷却手段の説明に供される拡大断面図。
【図１１】図１のマフラーと従来のものとのＴＨＣについての比較実験結果を示すグラフ。
【図１２】図１のマフラーと従来のものとのＣＯについての比較実験結果を示すグラフ。
【図１３】本発明のマフラーに使用される外気吸入手段の他の形態の説明に供される図。
【図１４】本発明のマフラーに使用される外気吸入手段の他の別の形態の説明に供される図。
【図１５】本発明のマフラーに使用される外気吸入手段のさらに別の形態の説明に供される図。
【符号の説明】
１…２サイクルエンジン、１０…排気口、２０…マフラー、２５…ベンチュリ管、２５ａ…スロート部、２６…外気導入管、３１…第１の膨張室、３２…第２の膨張室、３６，３７…外壁パネル、３８，３９…開口、４０…仕切り板、４１，４２…内壁パネル、５０…酸化触媒（排ガス浄化部材）、６０…テールパイプ、６０ｂ…排ガス放出口、６５…ベンチュリ管、６６…ベンチュリ管、６７…外気導入管、７０…湾曲外気導入管、７０ａ…始端部、７０ｂ…終端部

Claims

内燃エンジン（１）の排気口（１０）から噴出した排ガスが導入される膨張室（３１，３２）を備えた２サイクルエンジンのマフラー（２０）であって、
前記膨張室（３１）における前記排ガスの導入部近傍に、導入された排ガスの噴流を利用して外気を前記膨張室（３１）内に吸入する外気吸入手段（２５，２６，７０）を設け、
前記膨張室（３１，３２）の外周部が適宜の間隔だけ離隔せしめられた内壁パネル（４１，４２）と外壁パネル（３６，３７）とからなる二重壁構造に形成され、
前記膨張室は、仕切り板（４０）により第１の膨張室（３１）と第２の膨張室（３２）とに縦方向に分割されるとともに、前記仕切り板（４０）に排ガス浄化部材（５０）が配置され、前記排気口（１０）からの排ガスが前記第１の膨張室（３１）から前記排ガス浄化部材（５０）内を通って前記第２の膨張室（３２）に導かれるようにされており、前記外気吸入手段（２５，２６，７０）が前記第１の膨張室（３１）に配設されていることを特徴とする２サイクルエンジンのマフラー。
前記外気吸入手段が、前記排ガスがその内部を吹き抜けるように配置されたベンチュリ管（２５）と、このベンチュリ管（２５）のスロート部（２５ａ）と前記膨張室（３１）外とを連通させる外気導入管（２６）とからなっていることを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジンのマフラー。
前記外気吸入手段が、始端部（７０ａ）が前記膨張室（３１）外に位置せしめられるとともに終端部（７０ｂ）が前記排気口（１０）からの排ガスの噴流領域に位置せしめられ、前記排ガスの噴流によって前記終端部（７０ｂ）付近に生じる負圧を利用して外気を前記膨張室（３１）内に吸入するようにされた外気導入管（７０）からなっていることを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジンのマフラー。
前記膨張室（３１，３２）から排ガスを外部に放出するための排ガス放出口（６０ｂ）近傍に、放出される排ガスの噴流を利用して該噴流排ガス中に外気を強制的に混入させる排ガス冷却手段（６５，６６，６７）を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンのマフラー。
前記排ガス浄化部材が、酸化触媒（５０）であることを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジンのマフラー。
前記排ガス浄化部材が、通気性を有する発泡体（５０）で形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンのマフラー。