JP4359265B2 - 汎用エンジンのマフラカバー構造 - Google Patents

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Description

本発明は、排水ポンプや高圧洗浄機などに利用ができる汎用エンジンのマフラカバーに関するものである。
汎用エンジンのマフラカバー構造として、複数のピース分割形成し、これらのピースを組合わせて溶接する構造のものが実用に供されている。
実用の汎用エンジンのマフラカバー構造は、マフラを覆うことのできる大きさのマフラカバーを形成し、このマフラカバーを適宜エンジン側に固定すれば実用上十分であった。
このような汎用エンジンのマフラカバー構造として、マフラカバーをマフラに直接固定した
ものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
実開昭57−71715号公報(第2頁、第5図)
図12は従来の基本構成を説明する図であり、汎用エンジンのマフラカバー構造320は、マフラカバー321を、中央カバー322及び上・下カバー323,324の3ピースで構成し、中央カバー322に上・下カバー323,324をスポット溶接するとともに、中央カバー322に取付部325,325を形成し、これらの取付部325,325をマフラ326に止めるようにしたものである。327,327はマフラ326に溶接したマフラカバー321を取付けるためのナットである。
しかし、汎用エンジンのマフラカバー構造320では、中央カバー322に上・下カバー323,324をスポット溶接し、中央カバー322の取付325をマフラ326に固定した構造なので、マフラ326からの振動が中央カバー322に伝わり、この中央カバー322から上・下カバー323,324に伝わり、ややもするとスポット溶接部分に剥離方向のストレスが加わることがあった。
すなわち、中央カバー322や上・下カバー323,324などのカバーの共振を防止することができる汎用エンジンのマフラカバー構造が望まれる。
本発明は、複数のカバー体を溶接して組立てたマフラカバーが共振し、溶接部分に剥離方向のストレスが加わる点を解決し、溶接部分にかかる剥離方向の力を低減することができる汎用エンジンのマフラカバー構造を提供することを課題とする。
請求項1に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の発明は、エンジンの排気ポートに排気管の一端を接続し、排気管の他端にマフラを取付け、このマフラを覆うマフラカバーを取付けた汎用エンジンにおいて、マフラカバーが、略直方体形状のカバーであり、マフラカバーを、略上方体の正面、天井面及び背面を構成するとともに、エンジンに取付ける取付部を形成した主カバー部と、この主カバー部に溶接することで略直方体の左右の側面を構成する左右の側面部と、略直方体の底面を開口させることでマフラに被せるためのマフラ導入開口と、から構成し、主カバー部且つマフラ導入開口側に、エンジン側に取付ける取付部を形成し、この取付部に近い側の左右の側面部の少なくとも一方に、共振を防止する補強部を設けたことを特徴とする。
例えば、複数のカバー体を溶接して組立てたマフラカバーの溶接部分にかかる剥離方向の力を低減することができれば、マフラカバーの耐久性の向上を図ることができるので好都合である。
主カバー部且つマフラ導入開口側に、エンジン側に取付ける取付部を形成し、この取付部に近い側の左右の側面部の少なくとも一方に、共振を防止する補強部を設け、エンジン側から伝わる振動は取付部から主カバー部に伝わり、主カバー部から左右の側面部に伝わる。そこで、左右の側面部の少なくとも一方に、共振を防止する補強部を設け、左右の側面部の共振を防止する。
すなわち、主カバー部且つマフラ導入開口側に、エンジン側に取付ける取付部を形成し、この取付部に近い側の左右の側面部の少なくとも一方に、共振を防止する補強部を設けることで、左右の側面部の共振を防止することができる。
請求項2に係る発明は、溶接がスポット溶接であり、補強部を、マフラ導入開口に最も近いスポット溶接部と同レベルに若しくはマフラ導入開口寄りに設けたことを特徴とする。
補強部を、マフラ導入開口に最も近いスポット溶接部と同レベルに若しくはマフラ導入開口寄りに設けることで、マフラ導入開口に最も近いスポット溶接部の共振を防止することができる。
請求項3に係る発明は、マフラ導入開口を天井面より小さく形成するように、マフラ導入開口をマフラ側に指向させたことを特徴とする。
マフラ導入開口を天井面より小さく形成するように、マフラ導入開口をマフラ側に指向させることで、マフラカバー全体の剛性の向上を図ることができる。
請求項4に係る発明は、補強絞り部を、取付状態でマフラ外方に凸状に形成したことを特徴とする。
補強絞り部を、取付状態でマフラ外方に凸状に形成することで、マフラカバーのマフラを収納できる体積を減少させることなく、マフラカバーの補強を図ることができる。
請求項1に係る発明では、主カバー部且つマフラ導入開口側に、エンジン側に取付ける取付部を形成し、左右の側面部の少なくとも一方に、共振を防止する補強部を設けたので、左右の側面部の共振を防止することができる。この結果、主カバー部及び左右の側面部の溶接部分に剥離方向のストレス(力)がかかることを防止することができるという利点がある。
請求項2に係る発明では、補強部を、マフラ導入開口に最も近いスポット溶接部と同レベルに若しくはマフラ導入開口寄りに設けたので、マフラ導入開口に最も近いスポット溶接部の共振を防止することができる。この結果、最も剥離方向のストレスが加わるスポット溶接部分の共振を低減することができるという利点がある。
請求項3に係る発明では、マフラ導入開口を天井面より小さく形成するように、マフラ導入開口をマフラ側に指向させたので、マフラカバー全体の剛性の向上を図ることができる。この結果、マフラカバーの振動及び騒音の低減を図ることができるという利点がある。
請求項4に係る発明では、補強絞り部を、取付状態でマフラ外方に凸状に形成したので、マフラカバーのマフラを収納できる体積を減少させることなく、マフラカバーの補強を図ることができる。この結果、マフラカバーの材料費の増加を最小限に止めることができるという利点がある。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るマフラカバー構造を採用した汎用エンジン正面図であり、内燃機関としてのエンジン(汎用エンジン)10は、オイル(潤滑油)12を貯留するクランクケース13と、このクランクケース13に水平に且つ回転自在に取付けた出力軸としてのクランク軸14と、クランクケース13に一体的に且つ傾斜させて形成した1個のシリンダブロック15と、このシリンダブロック15のシリンダ16にスライド可能に取付けたピストン17と、これらのピストン17及びクランク軸14を連結するコンロッド18と、シリンダブロック15の開口19に取付けたシリンダヘッド21と、このシリンダヘッド21の吸気ポート22に昇降自在に取付けた吸気弁24と、シリンダヘッド21の排気ポート23に取付けた昇降自在に排気弁25と、を主要構成とする単気筒且つ傾斜シリンダ型のOHC(overhead camshaft)式空冷エンジンである。
なお、26はグランド面(水平面)を示し、シリンダブロック15はグランド面(水平面)に対して傾斜させたものである。
また、エンジン本体27を、クランクケース13、シリンダブロック15、シリンダヘッド21、クランク軸14、コンロッド18、ピストン17、吸気弁24及び排気弁25で構成し、クランクケース13、シリンダブロック15、シリンダヘッド21でエンジン本体27のケーシング28を構成し、シリンダブロック15及びシリンダヘッド21で燃焼室29を構成する。
また、クランク軸14は、動力取出しのための軸でもあり、一端に動力取出し部31を形成し、この動力取出し部31をPTO(power take-off)と呼ぶことがある。
シリンダヘッド21は、吸気弁24及び排気弁25をクランク軸14の回転で駆動するための動弁室32を備える。図中、33はオイルレベルゲージ、41はマフラカバー、45はマフラカバー41に取付けた排気ガスの出口である排出パイプを示す。
図2は本発明に係るマフラカバー構造を採用した汎用エンジン側面図であり、エンジン10は、エンジン本体27に、エンジン10作動のための付属品である補機類を備え、その主なものとして、外気を引込むエアクリーナ35と、燃料(ガソリン)を気化させ燃焼室29(図1参照)に送込むキャブレタ36と、燃料を貯留する燃料タンク37と、排気ガスの排気音の低減を図るマフラ40(図1参照)と、エンジン10を始動するリコイルスタータ39と、オイルレベル(潤滑油レベル)を検知するオイルレベル検知装置(オイルアラート)50と、点火のためのイグニッション部(不図示)を内蔵したプラグキャップ60と、を付設したものである。
図中、42はオイルを補給するオイル供給口、43は一端をシリンダヘッド21から延出し他端にマフラ40を取付けた排気管、44はリコイルスタータ39の始動ノブ(グリップ)を示す。
図3は本発明に係るマフラカバー構造を採用した汎用エンジン背面図であり、エンジン10は、クランク軸14の動力取出し部31(図1参照)の対向側に発電機(不図示)及び冷却ファン47を内側からこの順に取付け、この冷却ファン47をファンカバー48で囲み、始動時にクランク軸14(図1参照)に噛合わせて回転させるリコイルスタータ39を設け、このリコイルスタータ39をリコイルスタータカバー49で覆い、このリコイルスタータカバー49の側方上部にメインパネル52を配置し、このメインパネル52に連続させるとともに燃料タンク37及びリコイルスタータカバー49の間に内部を覆うカバーパネル53を設けたものである。
なお、メインパネル52及びカバーパネル53で操作パネルを構成し、メインパネル52は、エンジン10をON状態に設定する操作部材としてのスイッチノブ54と、キャブレタ36(図2参照)に備えたガバナモータ(不図示)の特性を調整する操作部材としての調整ツマミ55と、を配置したものである。
図4は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の取付状態を示す側面図であり、マフラ40は、シリンダヘッド21の排気ポート23に排気管43の一端を取付けた排気管43の他端に取付けるとともに、マフラ40側から支持ブラケット(ステー)81を延ばし、この支持ブラケット81をシリンダヘッド21(エンジン本体27側)に設けたマフラ支持部82に取付けたものである。すなわち、マフラ40は、排気管43の他端に2点支持し且つマフラ支持部82に1点支持することで、エンジン本体27側に3点支持したものである。
排気管43は、排気ポート23に一端を取付けるために、一端に排気管43の中心を挟んで左右の排気ポート側取付部83,83(一方の83は不図示)を形成し、マフラ40に他端を連結するために、他端に排気管43の中心を挟んで左右のマフラ側連結部84,84(一方の84は不図示)を形成したものであって、マフラ40の導入管(入口管)85側近傍にて排気ガスを導入管85へ同軸に沿わすための屈曲部86を形成したものである。図中、87はシリンダヘッド21側のスタッドボルト、88はガスケット、89はスタッドボルト87にねじ込むナット、91はマフラ40側のスタッドボルト、92はスタッドボルト91にねじ込むナット、118はマフラ支持部82に支持ブラケットを止めるボルトである。
なお、排気管43に屈曲部86を形成することで、エンジン10振動を抑制する効果も持ち合わせる。
図5は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の排気ポートの平面図であり、図6は図5の6−6線断面図であり、図5に示す排気ポート23は、図6に示す排気管43の左右の排気ポート側取付部83,83を取付けるためにスタッドボルト(排気ポート側スタッドボルト)87,87を埋込んだものであり、排気管43は、スタッドボルト87,87にガスケット88を載置して左右の排気ポート側取付部83,83を嵌合させ、これらの排気ポート側取付部83,83を上方からナット89,89(図6参照)で排気ポート23に固定するものである。
図4に示すように、排気ポート23側のスタッドボルト87,87の延出方向を、後述するマフラ40側のスタッドボルト(マフラ側スタッドボルト)91,91の延出方向を異ならせることで、マフラ40の組付け性若しくは取外し性を向上させることができるものである。
図7は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造に採用するマフラの側面断面図であり、マフラ40は、排気管43側に形成することで下部を構成するハウジングとしての下部ハウジング94と、この下部ハウジング94に被せたハウジングとしての上部ハウジング93と、これらの上部・下部ハウジング93,94を仕切るために二層に設けた仕切り壁としてのの上の仕切り壁95及び仕切り壁としての下の仕切り壁96と、これらの上部・下部ハウジング93,94及び上・下の仕切り壁95,96に貫通させる導入管(入口管)85と、上の仕切り壁95及び下の仕切り壁96で挟み込んだ排出管(出口管)97と、上・下の仕切り壁95,96及び排出管97の間に介在させた音のエネルギーの吸収を図る吸音材(グラスウール)98と、下部ハウジング94を補強する補強プレート99と、から構成する。
さらに、マフラ40は、下部ハウジング94及び下の仕切り壁96で消音室としての第1の消音室101を形成し、上部ハウジング93及び上の仕切り壁95で消音室としての第2の消音室102を形成し、上の仕切り壁95及び下の仕切り壁96で消音室としての第3の消音室103を形成するとともに、上の仕切り壁95及び下の仕切り壁96で吸音材98を収納する吸音材収納部104を形成する。図中、105はマフラ40の底面を示す。
導入管85は、一端を排気管43に接続するために開口させた開口部としての導入管開口部106と、他端を塞ぐために他端に設けた蓋部材107と、排気ガスを導入管85から第1の消音室101に導くために一端寄り(排気管43側)に設けた複数の導入管側ガス孔108・・・(・・・は複数個を示す。以下同じ)と、からなる。
下部ハウジング94は、図1に示すグランド面(水平面)26に対して傾斜させた傾斜面111と、この傾斜面111に形成することで導入管85の導入管開口部106に合わせる(かしめる)合わせ口112と、この合わせ口112の廻りに形成することで排気管43を取付けるスタッドボルト91と、シリンダヘッド21のマフラ支持部82(図4参照)に取付ける先に示した支持ブラケット81と、を備える。図中、117は支持ブラケット81に形成したボルト貫通孔である。
上部ハウジング93は、外周に下部ハウジング94及び上・下の仕切り壁95,96を一体的に固定するかしめ部114と、導入管85の一端を排気管43側とするときに導入管の他端(蓋部材107)を外界に臨ませる上部ハウジング孔115と、マフラカバー41を止めるための止め金具116と、を備える。
図8は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の分解斜視図であり、マフラカバー41は、組立姿が略直方体形状のカバーであり、略上方体の正面144、天井面145及び背面146を構成する主カバー部141と、この主カバー部141に複数箇所をスポット溶接することで略直方体の左右の側面を構成する左右の側面部142,143と、からなる。
主カバー部141は、正面144側に形成することでシリンダヘッド21(図4参照)側に取付ける取付部としての正面取付部151と、正面144側に形成することで剛性の向上を図る複数の縦ビード152・・・及び横ビード153・・・と、天井面145側に形成することでマフラ40(図4参照)側に取付けるマフラ側取付部154と、天井面145側に形成することで剛性の向上を図る前後の絞り部155,155と、背面146側に形成することでシリンダヘッド21側に取付ける背面取付部156と、正面144、天井面145及び背面146に渡って形成することで左の側面部142を溶接する左フランジ部158と、正面144、天井面145及び背面146に渡って形成することで右に側面部143を溶接する右フランジ部159と、を備える。
なお、140は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造を示す。
図9は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の左の側面部の正面図であり、左の側面部142は、共振を防止するために前後方向に延出することでマフラ40外方に凸状に形成した補強部としての下膨出部(絞り部)161と、共振を防止するために前後方向に延出することでマフラ40外方に凸状に形成した補強部としての中間絞り部162・・・と、共振を防止するために前後方向に延出することでマフラ40外方に凸状に形成した補強部としての上膨出部(絞り部)163と、を備える。
なお、下膨出部161、中間絞り部162・・・及び上膨出部163は、プレス加工(フォーミング)にて形成する部分である。
→段落追加
言い換えれば、汎用エンジンのマフラカバー構造140は、左の側面部142に下膨出部161、中間絞り部162・・・及び上膨出部163などの段差(段差部)を形成することで、左の側面部142の形状的な剛性の向上を図ろうとするものである。
図10は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の右の側面部の正面図であり、 右の側面部143は、剛性の向上を図る複数の側面縦ビード165・・・と、剛性の向上を図る複数の側面横ビード166a〜166eと、マフラ40(図4参照)の排出管(出口管)97の貫通孔167と、この貫通孔167の廻りに設けることで排出パイプ45(図1参照)を取付けるためのパイプ取付部168と、シリンダヘッド21(図4参照)側に取付ける側面取付部169と、を備える。
なお、171,171は、右の側面部143に付設する側面取付部169を取付けるためのスポット溶接部を示す。
図11は本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の正面図であり、図中、147はマフラカバー41の底を開口させたマフラ導入開口(底部開口)、181〜184は主カバー141に左の側面部142をスポット溶接したスポット溶接部、185から189は主カバー141に右の側面部143をスポット溶接したスポット溶接部である。
また、スポット溶接部181は、マフラ導入開口147に最も近い溶接ポイントであるとともに、下膨出部(補強部)161と同レベルに設けた溶接ポイントである。
ところで、スポット溶接部の方向が、クランク軸の軸線方向と平行な場合には、クランク軸の回転によるエンジン本体の振動でスポット溶接部にストレスがかかることが知られる。
汎用エンジンのマフラカバー構造140は、エンジン10(図1参照)の排気ポート23(図6参照)に排気管43の一端を接続し、排気管43の他端にマフラ40を取付け、このマフラ40を覆うマフラカバー41を取付けたエンジンにおいて、マフラカバー41が、略直方体形状のカバーであり、マフラカバー41を、略上方体の正面144、天井面145及び背面146を構成する主カバー部141と、この主カバー部141に溶接することで略直方体の左右の側面を構成する左右の側面部142,143と、略直方体の底面を開口させることでマフラ40(図4参照)に被せるためのマフラ導入開口147と、から構成し、主カバー部141且つマフラ導入開口147側に、エンジン10側に取付ける正面取付部(取付部)151を形成し、この正面取付部151に近い側の左右の側面部142,143の少なくとも一方に、共振を防止する下膨出部(補強部)161を設けたものと言える。
エンジン10側から伝わる振動は正面取付部151から主カバー部141に伝わり、主カバー部141から左右の側面部142,143に伝わる。そこで、左右の側面部142,143の少なくとも一方に、共振を防止する下膨出部(補強部)161を設け、左右の側面部142,143の共振を防止する。
すなわち、主カバー部141且つマフラ導入開口147側に、エンジン10側に取付ける正面取付部(取付部)151を形成し、この正面取付部151に近い側の左右の側面部142,143の少なくとも一方に、共振を防止する下膨出部(補強部)161を設けることで、左右の側面部142,143の共振を防止することができる。この結果、主カバー部141及び左右の側面部142,143のスポット溶接部(溶接部分)181〜189(特にスポット溶接部181)、に剥離方向のストレス(力)がかかることを防止することができる。
また、汎用エンジンのマフラカバー構造140は、溶接がスポット溶接であり、下膨出部(補強部)161を、マフラ導入開口147に最も近いスポット溶接部181と同レベルに設けたものとも言える。
下膨出部(補強部)161を、マフラ導入開口147に最も近いスポット溶接部181と同レベルに設けることで、マフラ導入開口147に最も近いスポット溶接部181の共振を防止することができる。この結果、最も剥離方向のストレスが加わるスポット溶接部分(スポット溶接部181)の共振を低減することができる。
汎用エンジンのマフラカバー構造では、マフラ導入開口147を天井面145より小さく形成するように、マフラ導入開口147をマフラ40(図4参照)側に指向させた。
すなわち、マフラ導入開口147を天井面145より小さく形成するように、マフラ導入開口147をマフラ40(図4参照)側に指向させることで、マフラカバー41全体の剛性の向上を図ることができる。この結果、マフラカバー41の振動及び騒音の低減を図ることができる。
汎用エンジンのマフラカバー構造では、下膨出部(補強部)161を、取付状態でマフラ40(図4参照)外方に凸状に形成することで、マフラカバー41のマフラ40を収納できる体積を減少させることなく、マフラカバー41の補強を図ることができる。この結果、マフラカバー41の材料費の増加を最小限に止めることができる。
さらに、マフラカバー41は、正面取付部151、背面取付部156(図8参照)及び側面取付部169を直接エンジン本体27側(図1参照)に取付けるようにしたので、マフラカバー41の振動防止及びマフラカバー41取付時の剛性に寄与することができる。
尚、本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造は、図8に示すように、マフラカバー41を主カバー部141、左右の側面部142,143の3ピースにて構成したが、これに限るものではなく、2ピース以上の構成にて、これらのピースを溶接で組立てたものであればよい。
本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造は、図8に示すように、主カバー部141に正面取付部(取付部)151を設けたが、これに限るものではなく、主カバー部、左右の側面部のいずれの部品に且つ溶接部近傍に取付部を設けたものであってもよい。
本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造は、図11に示すように、スポット溶接部181を下膨出部(補強部)161と同レベル設けたが、これに限るものではなく、マフラ導入開口147寄りに設けたものであってもよい。
本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造は、小型の空冷エンジンや自動車用エンジンに採用するのに好適である。
本発明に係るマフラカバー構造を採用した汎用エンジン正面図である。 本発明に係るマフラカバー構造を採用した汎用エンジン側面図である。 本発明に係るマフラカバー構造を採用した汎用エンジン背面図である。 本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の取付状態を示す側面図である。 本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の排気ポートの平面図である。 図5の6−6線断面図である。 本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造に採用するマフラの側面断面図である。 本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の分解斜視図である。 本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の左の側面部の正面図である。 本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の右の側面部の正面図である。 本発明に係る汎用エンジンのマフラカバー構造の正面図である。 従来の基本構成を説明する図である。
符号の説明
10…エンジン、23…排気ポート、40…マフラ、41…マフラカバー、43…排気管、140…汎用エンジンのマフラカバー構造、141…主カバー部、142,143…左右の側面部、144…正面、145…天井面、146…背面、147…マフラ導入開口、151…取付部(正面取付部)、161…補強部(下膨出部)181…最も近いスポット溶接部。

Claims (4)

  1. エンジンの排気ポートに排気管の一端を接続し、排気管の他端にマフラを取付け、このマフラを覆うマフラカバーを取付けた汎用エンジンにおいて、
    前記マフラカバーは、略直方体形状のカバーであり、略上方体の正面、天井面及び背面を構成する主カバー部と、この主カバー部に溶接することで略直方体の左右の側面を構成する左右の側面部と、略直方体の底面を開口させることで前記マフラに被せるためのマフラ導入開口と、からなり、
    前記主カバー部且つ前記マフラ導入開口側に、前記エンジン側に取付ける取付部を形成し、この取付部に近い側の前記左右の側面部の少なくとも一方に、共振を防止する補強部を設けたことを特徴とする汎用エンジンのマフラカバー構造。
  2. 前記溶接はスポット溶接であり、前記補強部を、マフラ導入開口に最も近いスポット溶接部と同レベルに若しくは前記マフラ導入開口寄りに設けたことを特徴とする請求項1記載に汎用エンジンのマフラカバー構造。
  3. 前記マフラ導入開口を前記天井面より小さく形成するように、前記マフラ導入開口を前記マフラ側に指向させたことを特徴とする請求項1記載の汎用エンジンのマフラカバー構造。
  4. 前記補強絞り部は、取付状態で前記マフラ外方に凸状に形成したことを特徴とする請求項1記載の汎用エンジンのマフラカバー構造。
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