JP4970383B2 - 汎用エンジンの排気マフラ - Google Patents

Description

本発明は，汎用エンジンのシリンダに排気管を介して連結されるマフラ本体と，このマフラ本体内を，排気管に連通する第１消音室及び，マフラ本体の排気出口に連通する第２消音室に区画する仕切り部材と，第１消音室及び第２消音室間を連通する連通手段とを備える，汎用エンジンの排気マフラの改良に関する。

かゝる汎用エンジンの排気マフラは，下記特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特開２００７−２７３０号公報

一般に，エンジンの排ガスの消音効果を高めるために，排ガスの冷却による圧力低下は効果的であり，自動二輪車や自動車では，エンジン及び排気マフラ間を連通する排気管を充分に長く形成することが可能であるので，エンジンの排ガスが排気管を通過する間に，その排ガスの冷却を行い，その圧力の低下を図ることができる。

しかしながら，特許文献１に開示されるような汎用エンジンでは，そのシリンダに排気マフラを近接配置して，全体をコンパクトに纏める必要があることから，シリンダ及び排気マフラ間を連結する排気管は必然的に短いものとなり，排気管による排ガスの冷却は多く望めない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，汎用エンジンのシリンダに近接配置されるも，排ガスの冷却を促進し得るようにして，排ガスの圧力低下による消音効果を高め得る，汎用エンジンの排気マフラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，汎用エンジンのシリンダに排気管を介して連結されるマフラ本体と，このマフラ本体内を，排気管に連通する第１消音室及び，マフラ本体の排気出口に連通する第２消音室に区画する仕切り部材と，第１消音室及び第２消音室間を連通する連通手段とを備える，汎用エンジンの排気マフラにおいて，前記連通手段を，上流端が排気管を連結したマフラ本体の一側壁を貫通して第１消音室に開口する一方，下流端が前記一側壁及び第１消音室を貫通して第２消音室に開口し，且つ中間部が前記一側壁の外側方に露出するようＵ字状に屈曲した排気冷却管で構成し，この排気冷却管の前記一側壁外側方への露出部を，シリンダ周りに画成された冷却風通路を通過してシリンダを冷却した後の冷却風の通り道に配置したことを第１の特徴とする。尚，前記排気出口は，後述する本発明の実施例中の排気出口管３５に対応する。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記排気冷却管の，マフラ本体外方への露出部には，前記排気管と共にシリンダに固着されるステ一を取り付けたことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，排気管から第１消音室に流入した排ガスは，マフラ本体の一側壁外側方に露出した排気連結管を通過することにより冷却されることになり，その冷却による排ガスの圧力低下により，排ガスの消音を効果的に図ることができる。その際，排気冷却管の前記露出部は，シリンダ周りに画成された冷却風通路を通過してシリンダを冷却した後の冷却風の通り道に配置されるので，その冷却風により排気管及び排気冷却管を効果的に冷却することができ，それらの内部を流れる排ガスの冷却による圧力低下をより促進することができる。また，このような排ガスの圧力低下は，消音のみならず，エンジンの運転停止後，排気マフラ内に残留する未燃ガスが自然着火するアフターバーン現象を抑えることにも寄与する。しかも，このような排ガスの冷却による圧力低下を，第１消音室及び第２消音室間を連通する排気冷却管をマフラ本体外方に露出させることで達成し得るので，マフラ本体の容積を特に拡張する必要がなく，排気マフラの大型化を避けることができる。

また，排気冷却管を，排気管と共に，マフラ本体の一側壁外側方に集中的に取り付けられることになり，排気マフラの外観を良好に保つことができる。

本発明の第２の特徴によれば，排気冷却管は，ステーを介してエンジンのシリンダに支持されることになり，その振動を効果的に抑えることができる。しかも，上記ステーの，シリンダへの固着には，排気管のシリンダへの固着を利用するので，その固着手段は簡単で安価である。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例に係る汎用エンジンの正面図，図２は図１の２矢視図，図３は図１の３矢視図，図４は図１の４−４線に沿う汎用エンジンの断面図，図５は図２中の排気マフラ部の拡大断面図，図６は図５の６矢視図，図７は図５の７−７線断面図，図８は図５の８−８線断面図，図９は図５の９−９線断面図，図１０は上記排気マフラ内の仕切り部材の分解斜視図である。

先ず，図１〜図４において，汎用エンジンＥのエンジン本体１は，下面に据え付けフランジ２ａを有してクランク軸４を水平に支承するクランクケース２と，このクランクケース２から一側方に斜め上向きに突出するシリンダ３とからなっており，クランク軸４の前端にはフライホイール１２（図４参照）と，その前端に重ねられる冷却ファン１３とが固着される。クランク軸４の後端部が，各種作業機に連結される出力部となっている。

クランクケース２の正面側には，クランク軸４をクランキングするリコイル式エンジンスタータ５と，このスタータ５を覆う外気取り入れ用のグリル１４とが取り付けられる。グリル１４は多数の外気取り入れ孔を有しており，このグリル１４の後端に連なってシリンダ３周りに冷却風通路４１を画成するシュラウド４２がクランクケース２及びシリンダ３に取り付けられる。而して，冷却ファン１３の作動によれば，外気即ち冷却風をグリル１４から取り入れ，冷却風通路４１に流してクランクケース２及びシリンダ３周りを冷却し，その後，後述の排気マフラＭ側に排出するようになっている。

またエンジン本体１には，クランクケース２の上方に配置される燃料タンクＴと，シリンダ３の直上で燃料タンクＴに隣接する吸気エアクリーナＡ及び排気マフラＭとが取り付けられる。

前記シリンダ３は，クランクケース２に連なるシリンダブロック３ａと，このシリンダブロック３ａの端面に接合され，シリンダブロック３ａ内のピストン６が臨む燃焼室７を有するシリンダヘッド３ｂと，このシリンダヘッド３ｂに接合されて，それとの間に動弁室８を画成するヘッドカバー３ｃとで構成され，シリンダヘッド３ｂには，燃焼室７に連なる排気ポート９に連通する排気管１０の下端フランジ１０ａがボルト１１により固着され，この排気管１０に排気マフラＭが連結される。排気管１０は，排気マフラＭのシリンダ３への隣接配置を可能にすべく，比較的短く形成されている。

上記排気マフラＭについて，図５〜図１０により説明する。

図５及び図６に示すように，排気マフラＭは，箱型のマフラ本体１５と，このマフラ本体１５内に一つの対角線に沿って配置されて，その内部を第１消音室１６及び第２消音室１７に区画する仕切り部材１９と，マフラ本体１５の排気管１０側下面を除く外面を覆って，マフラ本体１５に複数のタッピングねじ２１，２１…により固着される合成樹脂製又は鋼板製のマフラカバー２０とを備える。

マフラ本体１５は，一つの対角線に沿って分割される鋼板製の上部マフラ半体１５ａ及び下部マフラ半体１５ｂからなっており，上部マフラ半体１５ａ外周のかしめ部２２を，下部マフラ半体１５ｂ外周のフランジ部２３にかしめることにより，両マフラ半体１５ａ，１５ｂは結合される。その際，かしめ部２２及びフランジ部２３間に前記仕切り部材１９の外周部を挟持することにより，仕切り部材１９はマフラ本体１５に結合される。

下部マフラ半体１５ｂの下側壁の内面には，その下側壁下方に突出する連結ボルト２８が溶接されており，この連結ボルト２８とこれに螺合するナット２９とにより，下部マフラ半体１５ｂは，前記排気管１０の上端フランジ１０ｂに固着される。下部マフラ半体１５ｂの下側壁には，上記排気管１０を第１消音室１６に開口させる排気入口２５が設けられる。

また下部マフラ半体１５ｂの下側壁には排気冷却管３１が溶接される。この排気冷却管３１は，その上流端３１ａが，排気管１０を連結した下部マフラ半体１５ｂの下側壁を貫通して第１消音室１６の上下方向中間に開口する一方，その下流端３１ｂが，下部マフラ半体１５ｂの下側壁，第１消音室１６及び仕切り部材１９を貫通して第２消音室１７に開口し，且つ中間部が，下部マフラ半体１５ｂの下側壁の外側方に露出するようＵ字状に屈曲している。その際，排気冷却管３１は，これが貫通する仕切り部材１９の貫通孔３６周りに溶接される。マフラ本体１５外に露出する排気管１０及び排気冷却管３１の中間部の周囲は，前述のようにシリンダ３を冷却し終えた冷却風の通り道になっており，従って排気冷却管３１の露出部は，シリンダ３周りに画成された冷却風通路４１を通過してシリンダ３を冷却した後の冷却風の通り道に配置されることになる。

図５及び図６に示すように，排気冷却管３１の，マフラ本体１５下方に露出した部分にはステー４３が溶接により固着されており，このステー４３は，排気管１０の下端フランジ１０ａと共に，前記ボルト１１によりシリンダヘッド３ｂに固着される。

図７〜図１０に示すように，仕切り部材１９は，互いに接合される鋼板製の上部仕切り半体１９ａ及び下部仕切り半体１９ｂからなっている。この両仕切り半体１９ａ，１９ｂの一半部間には，それらを外方に膨出させて第３消音室１８が形成されると共に，第２消音室１７をこの第３消音室１８に連通する第１連通孔３２，３２…群が上部仕切り半体１９ａに設けられる。そして，第３消音室１８は排気出口管３５を介して大気に開放される。

上記排気出口管３５は，第３消音室１８を横断するように上部及び下部仕切り半体１９ａ，１９ｂ間に支持されるパイプ部材３５ａと，このパイプ部材３５ａに連通するように上部及び下部仕切り半体１９ａ，１９ｂ間に膨出形成されるパイプ状部３５ｂとからなっており，そのパイプ状部３５ｂが上部及び下部マフラ半体１５ａ，１５ｂの接合面間を貫き，外部に突出するように配置される。パイプ部材３５ａには，第３消音室１８を排気出口管３５に連通する第２連通孔３３，３３…群が設けられる。

図９に示すように，マフラカバー２０には，排気出口管３５の外端開口部を受容する通孔３８が設けられると共に，この通孔３８を覆う金網製のスパークアレスタ３９が付設される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンＥの排気行程で，燃焼室７を出た排ガスは，排気ポート９，排気管１０及び排気入口２５を順次経て第１消音室１６に流入し，次いで第１消音室１６から排気冷却管３１をへて第２消音室１７に移り，続いて第１連通孔３２，３２…を通って第３消音室１８へ，さらに第２連通孔３３，３３…から排気出口管３５内へと移っていき，大気に排出される。このように，排ガスは，排気管１０から排気出口管３５へと順次移行する間に，複数回の膨張による減衰作用によって消音される。

こゝで注目すべき点は，排気管１０から第１消音室１６に流入した排ガスが，マフラ本体１５の下側壁外側方に露出するＵ字状に屈曲する中間部を備えた排気冷却管３１を通過することにより冷却されることであり，その冷却により排ガスの圧力が低下するので，排ガスの消音を効果的に図ることができる。しかも排気管１０及び排気冷却管３１は，シリンダ３を冷却した冷却風の通り道に配置されるので，その冷却風により排気管１０及び排気冷却管３１を効果的に冷却することができ，それらの内部を流れる排ガスの冷却による圧力低下をより促進することができる。

このような排ガスの圧力低下は，消音のみならず，汎用エンジンＥの運転停止後，排気マフラＭ内に残留する未燃ガスが自然着火するアフターバーン現象を抑えるという効果をももたらすことができる。

また，このような排ガスの冷却による圧力低下を，第１消音室１６及び第２消音室１７間を連通する排気冷却管３１をマフラ本体１５下方に露出させることで達成し得るので，マフラ本体１５の容積を特に拡張する必要がなく，排気マフラＭの大型化を避けることができる。

さらに，第１消音室１６及び第２消音室１７間を連通する排気冷却管３１は，第１消音室１６から一旦，マフラ本体１５の下側壁を貫通して下方へ出た後，再び前記下側壁を貫通し，更に第１消音室１６を貫通して第２消音室１７に開口するように配置されるので，排気冷却管３１は，排気管１０と共に，マフラ本体１５の下側壁に集中的に取り付けられることになり，したがって，排気冷却管３１がマフラ本体１５の側方や上方に突出することを抑え，排気マフラＭの外観を良好に保つことができる。

本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，第２消音室１７を排気出口管３５に直接的に連通して，第３消音室１８を廃止することもできる。

本発明の実施例に係る汎用エンジンの正面図 図１の２矢視図。 図１の３矢視図。 図１の４−４線に沿う汎用エンジンの断面図。 図２中の排気マフラ部の拡大断面図。 図５の６矢視図。 図５の７−７線断面図。 図５の８−８線断面図。 図５の９−９線断面図 上記排気マフラ内の仕切り部材の分解斜視図。

Ｅ・・・・・エンジン
Ｍ・・・・・排気マフラ
３・・・・・シリンダ
１０・・・・排気管
１５・・・・マフラ本体
１６・・・・第１消音室
１７・・・・第２消音室
１９・・・・仕切り部材
３１・・・・排気冷却管（連通手段）
３５・・・・排気出口（排気出口管）
４１・・・・冷却風通路
４３・・・・ステー

Claims (2)

1. 汎用エンジン（Ｅ）のシリンダ（３）に排気管（１０）を介して連結されるマフラ本体（１５）と，このマフラ本体（１５）内を，排気管（１０）に連通する第１消音室（１６）及び，マフラ本体（１５）の排気出口（３５）に連通する第２消音室（１７）に区画する仕切り部材（１９）と，第１消音室（１６）及び第２消音室（１７）間を連通する連通手段とを備える，汎用エンジンの排気マフラにおいて，
   前記連通手段を，上流端（３１ａ）が排気管（１０）を連結したマフラ本体（１５）の一側壁を貫通して第１消音室（１６）に開口する一方，下流端（３１ｂ）が前記一側壁及び第１消音室（１６）を貫通して第２消音室（１７）に開口し，且つ中間部が前記一側壁の外側方に露出するようＵ字状に屈曲した排気冷却管（３１）で構成し，
   この排気冷却管（３１）の前記一側壁外側方への露出部を，シリンダ（３）周りに画成された冷却風通路（４１）を通過してシリンダ（３）を冷却した後の冷却風の通り道に配置したことを特徴とする，汎用エンジンの排気マフラ。
2. 請求項１記載の汎用エンジンの排気マフラにおいて，
   前記排気冷却管（３１）の，マフラ本体（１５）外方への露出部には，前記排気管（１０）と共にシリンダ（３）に固着されるステー（４３）を取り付けたことを特徴とする，汎用エンジンの排気マフラ。

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