JP5621975B2 - Muffler and engine working machine equipped with the muffler - Google Patents
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Description
本発明は、刈払機やチェーンソーなどの各種手持式小型作業機の動力装置として使用される小型エンジンのマフラーの改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a muffler of a small engine used as a power unit for various hand-held small working machines such as a brush cutter and a chain saw.
近年、エンジン付きの動力装置は、地球環境に配慮するために排気ガスのクリーン化が推進されている。小型、軽量、高出力を求められる携帯型のエンジン作業機では、2サイクルエンジンが広く採用されているが、2サイクルエンジンは4サイクルエンジンに比べて排気ガスのクリーン化が難しく、マフラー内に触媒を内蔵させ、シリンダからの排気ガスに含まれる未燃焼ガスを触媒により再燃焼させることによって排気ガスのクリーン化を図っている。特許文献1には、排気ガス中に含まれるHC、CO等を低減することを目的としてマフラー内に触媒を配置し、排気ガス中の未燃焼ガスを触媒に接触させて酸化反応により再燃焼させ、これにより排気ガスの浄化を図るようにした技術が開示されている。
In recent years, in order to consider the global environment, cleaner exhaust gas has been promoted for power devices with an engine. Two-cycle engines are widely used in portable engine work machines that require small size, light weight, and high output, but it is more difficult to clean exhaust gas than a four-cycle engine, and the catalyst in the muffler is difficult. The exhaust gas is cleaned by reburning unburnt gas contained in the exhaust gas from the cylinder with a catalyst. In
小型エンジンのマフラーは、排気ガス中の未燃焼ガスを触媒と接触させて酸化反応による再燃焼を生じさせることを目的としているために、マフラーの構造としては、いずれもシリンダの排気ポートから導入された排気ガスを、マフラー内のエンジンに近い位置から遠く離れた方向へ導くような流路中で触媒と接触させ、その後に外部へ排出するような構成としている。排気ガスが触媒と接触することで触媒が加熱され、その結果、この触媒中を通過した下流側の排気ガスの温度は、シリンダの排気ポートから導入された直後の排気ガスの温度よりも上昇することになる。 The muffler of a small engine is intended to cause the unburned gas in the exhaust gas to come into contact with the catalyst and cause recombustion due to the oxidation reaction. Therefore, both muffler structures are introduced from the exhaust port of the cylinder. The exhaust gas is brought into contact with the catalyst in a flow path that leads away from a position close to the engine in the muffler, and is then discharged to the outside. As the exhaust gas comes into contact with the catalyst, the catalyst is heated, and as a result, the temperature of the exhaust gas on the downstream side that has passed through the catalyst rises higher than the temperature of the exhaust gas immediately after being introduced from the exhaust port of the cylinder. It will be.
このように、触媒と接触した後の排気ガスは、シリンダの排気ポートから導入された直後の排気ガスよりも温度が上昇するので、マフラー内における排気ガスの流路がマフラー内のエンジンに近い位置から遠く離れた位置へ導かれるような方向に設定されていると、触媒と接触して過熱された排気ガスがマフラーの外側方向に流れて、マフラー外壁の一部が部分的に過熱され、外側を覆うカバーの温度が部分的に規制値を越えるほど上昇したり、カバーが合成樹脂製の場合にはマフラーとの隙間間隔を大きくしないとカバーが溶けてしまうというような不具合が生ずる恐れがあった。 Thus, since the exhaust gas after contacting the catalyst has a temperature higher than that of the exhaust gas immediately after being introduced from the exhaust port of the cylinder, the exhaust gas flow path in the muffler is close to the engine in the muffler. If it is set in a direction that leads to a position far away from the exhaust gas, the exhaust gas that has been heated in contact with the catalyst flows toward the outside of the muffler, and part of the outer wall of the muffler is partially overheated. The temperature of the cover that covers the cover may rise so that it partially exceeds the regulation value, or if the cover is made of synthetic resin, the cover may melt if the gap between the muffler and the cover is not increased. It was.
また、マフラーの排気放出口がマフラー内に設けられた触媒と接近する位置に設けられる場合には、排気放出口から排出される排気温度が非常に高くなってしまう。そのため、特許文献1のようにマフラーの外側全体をマフラーカバーによって覆うことにより、外部に対する熱の影響を低下させる等の対策がとられている。
Further, when the exhaust outlet of the muffler is provided at a position close to the catalyst provided in the muffler, the exhaust temperature discharged from the exhaust outlet becomes very high. Therefore, measures such as reducing the influence of heat on the outside by covering the entire outer side of the muffler with a muffler cover as in
しかしながら、チェーンソーのような携帯用のエンジン作業機にあっては、全体の大きさ上の制約からマフラーの外側全体をマフラーカバーによって覆うことが難しい場合もある。その対策のために、市販されているエンジン作業機では図7のようなマフラー構造が用いられている。 However, in a portable engine working machine such as a chainsaw, it may be difficult to cover the entire outside of the muffler with a muffler cover due to restrictions on the overall size. As a countermeasure, a commercially available engine working machine uses a muffler structure as shown in FIG.
図7は、公知のマフラー101の縦断面図であり、図中右側にエンジンのシリンダ(図示せず)が位置し、排気ガスの排出方向を通る縦断面をとったものである。マフラー101の外郭部分は、エンジン側に位置する第一ハウジング110と、前記エンジンとは離れる側に位置する第二ハウジング120により構成され、第一ハウジング110と第二ハウジング120を合わせることでマフラー101の外郭部分が形成される。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a known
第一ハウジング110と第二ハウジング120が接合される接合部には、触媒137を保持するための仕切り板130が設けられる。仕切り板130は円筒形の触媒137を固定するための保持部材としての役割を果たすとともに、マフラー101の内部空間を第一室151と第二室152の2つの空間に分割する機能を果たす。触媒137は、円筒形の外側パイプの内部に複数の格子状またはハニカム状等のセルが形成されたものであり、外側パイプが仕切り板130の穴に貫通するように固定される。
A
触媒カバー140は、触媒137を通過して高温になった排気ガスがマフラー101の外郭である第二ハウジング120に直接あたらないようにすると共にマフラー内の排気流路を長くするためのカバーである。触媒カバー140は、図2のような断面位置における断面形状で略S字状の形状に形成され、触媒137の出口側に第三室153を形成する。第三室153の出口として、触媒カバー140の丸3のところに排気ガスが通過する穴が開けられる。従来のマフラー101においては、丸1で触媒137に流入した排気ガスは、触媒137を通過した後に丸2に示す位置にて触媒カバー140の垂直面140aに当たることにより、その流路を下方向に曲げられ、丸3の水平面140bで図示しない穴を通過して第二室152側の空間に移る。
The
触媒カバー140の垂直面140aの下側には、穴が開けられる水平面140bと、仕切り板130と接合される垂直面140cと、垂直面から第二室152側に突出する水平面140dが形成される。丸3付近で触媒カバー140の穴を通過した排気ガスは、丸4付近において水平面140dに当たって、その方向が約180度曲げられる。その後排気ガスは、丸5付近で第二ハウジング120の内壁に案内されて流れ、丸6付近で開口部127から外部に排出される。従来のマフラー101においては、第二ハウジング120の丸5から丸6付近の内壁が非常に高温になるため、その対策として耐熱カバー145が第二ハウジング120の外周面にネジ149にて固定される。
Below the
図7に示したマフラー101において触媒137の通過後の排気ガスは、触媒カバー140に設けた複数の穴によって第二室152へ案内されるため、触媒通過後の高温な排気ガスは外郭部(第二ハウジング120)に沿って案内され、開口部127から大気に放出されるものであった。そのため、マフラー101の外郭部の熱劣化や赤熱が起こりやすい。その対策として触媒カバー140からマフラー外郭部の距離を増やす必要があり、マフラー101を大型化しなければならない。また、マフラー101の外郭部の赤熱を作業者から見えなくするため、耐熱カバー145等の目隠し部品を追加する必要があった。
In the
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、外壁面の特定箇所の過熱を防ぐことができるマフラー及びそれを備えたエンジン作業機を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said background, The objective is to provide the muffler which can prevent the overheating of the specific location of an outer wall surface, and an engine working machine provided with the same.
本発明の他の目的は、触媒との接触により過熱された排気ガスの温度を十分低下させてから排出することができるマフラー及びそれを備えたエンジン作業機を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a muffler capable of discharging exhaust gas after sufficiently reducing the temperature of exhaust gas heated by contact with a catalyst, and an engine working machine including the muffler.
本発明のさらに他の目的は、組立性に優れて耐久性が高い小型エンジンに適したマフラー及びそれを備えたエンジン作業機を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a muffler suitable for a small engine having excellent assemblability and high durability, and an engine working machine including the muffler.
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。 The characteristics of representative ones of the inventions disclosed in the present application will be described as follows.
本発明の一つの特徴によれば、エンジン作業機のマフラーにおいて、エンジンの排気ポートに接続される流入口と、流入された排気ガスを排出する排出口を有するマフラーハウジングと、マフラーハウジングの流入口から排出口に至る流路内に設けられる触媒と、マフラーハウジング内を排気ポートから排気ガスが流入する第一室と排気ガスを大気へ放出する第二室に区画するとともに触媒を保持する仕切り板と、第一室から触媒を通過した後の排気ガスの方向を転換させるものであって、仕切り板と共に第三室を形成する触媒カバーを第二室と仕切り板の間に有し、仕切り板に第一室の方向に窪みを設けた。流路転換部は、例えば仕切り板に設けた第一室へ張り出すような凸形状(第二室側から見ると凹形状)の部分である。触媒を通過した排気ガスは触媒カバーによって方向転換された排気ガスは、流路転換部に案内され、流路転換部によって再度方向転換された排気ガスが第二室に導かれ、第二室に流入した排気ガスは排出口から外部に排出される。マフラーハウジングは、開口面を有する第一ハウジング及び第二ハウジングの互いの開口面を合わせることによって構成し、仕切り板は、第一ハウジングと第二ハウジングの開口面に挟まれるようにして固定される。 According to one aspect of the present invention, in an muffler of an engine working machine, an inflow port connected to an exhaust port of an engine, a muffler housing having an exhaust port for discharging an inflowing exhaust gas, and an inflow port of the muffler housing And a partition plate that partitions the inside of the muffler housing into a first chamber into which exhaust gas flows from an exhaust port and a second chamber from which exhaust gas is released to the atmosphere and holds the catalyst. When the direction of the exhaust gas after passing through the catalyst from the first chamber be one to convert, has catalytic cover forming a third chamber with a partition plate in the second chamber and the partition plates, the partition plate A depression was provided in the direction of the room. The flow path switching portion is, for example, a convex portion that protrudes to the first chamber provided on the partition plate (a concave shape when viewed from the second chamber side). The exhaust gas that has passed through the catalyst is redirected by the catalyst cover, and the exhaust gas that has been redirected by the flow path switching unit is guided to the second chamber. inflow exhaust gas is discharged to the outside from the discharge port. The muffler housing is configured by matching the opening surfaces of the first housing and the second housing having an opening surface, and the partition plate is fixed so as to be sandwiched between the opening surfaces of the first housing and the second housing. .
本発明の他の特徴によれば、第一ハウジング及び第二のハウジングは、エンジンの排気ポートからの排出方向と略垂直の分割面にて接合される。また仕切り板は、触媒を貫通させて保持するための穴と、流路転換部となる窪み形状が形成される。 According to another feature of the invention, the first housing and the second housing are joined at a split surface substantially perpendicular to the direction of exhaust from the engine exhaust port. In addition, the partition plate is formed with a hole for penetrating and holding the catalyst and a hollow shape that becomes a flow path changing portion .
本発明のさらに他の特徴によれば、触媒カバーは、流路転換部の開口部の一部分と触媒の出口側の全体を覆うような形状であって、触媒カバーの外縁は開口部に重なる位置になるように仕切り板に固定される。第一及び第二のハウジングは、例えば冷間圧延鋼板のプレス加工により製造され、仕切り板及び触媒カバーは、例えばステンレス板のプレス加工にて製造される。 According to still another feature of the present invention, the catalyst cover is shaped so as to cover a part of the opening of the flow path switching portion and the entire outlet side of the catalyst, and the outer edge of the catalyst cover overlaps the opening. To be fixed to the partition plate. The first and second housings are manufactured, for example, by cold-working steel plate pressing, and the partition plate and the catalyst cover are manufactured, for example, by stainless steel plate pressing.
請求項1の発明によれば、仕切り板に第一室の方向に窪む流路転換部を設け、触媒カバーによって方向転換された排気ガスを流路転換部に案内し、流路転換部によって再度方向転換された排気ガスを第二室に導くことにより排気ガスを排出口から外部に排出するので、触媒通過後の排気ガスの温度低下を図ることができ、マフラーから大気へ放出される際に、木屑等の可燃物への着火の恐れをなくすことができる。また、触媒カバーは、触媒を通過した後の排気ガスの進行方向を反転させて流路転換部に排気ガスを案内し、流路転換部は反転された排気ガスの流れを再度反転させるので、排気ガスの進行方向の反転に、低い温度部分と接する領域を用いることによって排気ガスの温度を効果的に低下させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the partition plate is provided with the flow path changing portion that is recessed in the direction of the first chamber , and the exhaust gas whose direction is changed by the catalyst cover is guided to the flow path changing portion. Since the exhaust gas that has been redirected to the second chamber is exhausted to the outside through the exhaust port, the temperature of the exhaust gas after passing through the catalyst can be reduced, and when the exhaust gas is released from the muffler to the atmosphere In addition, the risk of ignition of combustible materials such as wood chips can be eliminated. Further, the catalyst cover reverses the traveling direction of the exhaust gas after passing through the catalyst and guides the exhaust gas to the flow path switching portion, and the flow path switching portion reverses the flow of the reversed exhaust gas again, The temperature of the exhaust gas can be effectively reduced by using the region in contact with the low temperature portion for reversing the traveling direction of the exhaust gas.
請求項2の発明によれば、マフラーハウジングは、開口面を有する第一ハウジング及び第二ハウジングの互いの開口面を合わせることによって構成し、仕切り板は第一ハウジングと第二ハウジングの開口面に挟まれるようにして固定されるので、組立性が良く製造コストを低減したマフラーを実現できる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、第一ハウジング及び第二のハウジングは、エンジンの排気ポートからの排出方向と略垂直の分割面にて接合されるので、排気ポートに接続される流入口と、流入された排気ガスを排出する排出口を第一ハウジング又は第二ハウジングに別々に構成できるとともに、第一室と第二室を容易に実現することができる。 According to the invention of claim 3, since the first housing and the second housing are joined at a split surface substantially perpendicular to the exhaust direction from the exhaust port of the engine, an inflow port connected to the exhaust port; The exhaust port for discharging the inflowing exhaust gas can be configured separately in the first housing or the second housing, and the first chamber and the second chamber can be easily realized.
請求項4の発明によれば、仕切り板は、触媒を貫通させて保持するための穴と、流路転換部となる窪み形状が形成されるので、プレス加工にて安価に製造することができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、触媒カバーは、流路転換部の開口部の一部分と触媒の出口側の全体を覆うような形状であって、触媒カバーの外縁は開口部に重なる位置になるように仕切り板に取り付けられ、触媒カバーと仕切り板によって第三室を形成し、触媒を通過直後の排気ガスは、第三室から流路転換部を介して第二室に導かれるので、触媒通過直後の高温である排気ガスがマフラーハウジングの外郭部分に接触しにくく、マフラーの外郭部分の劣化防止を図ることができ、また、外郭部分の高温による赤熱を効果的に防止することができ、高耐久で作業者に不安を与えないマフラーとすることができる。 According to the invention of claim 5 , the catalyst cover is shaped to cover a part of the opening of the flow path changing portion and the entire outlet side of the catalyst, and the outer edge of the catalyst cover is in a position overlapping the opening. Since the exhaust gas immediately after passing through the catalyst is led from the third chamber to the second chamber through the flow path switching portion, the catalyst cover and the partition plate form a third chamber. The exhaust gas, which is hot immediately after passing, does not easily contact the outer part of the muffler housing, can prevent deterioration of the outer part of the muffler, and can effectively prevent red heat due to the high temperature of the outer part, It can be a highly durable muffler that does not cause anxiety to workers.
請求項6の発明によれば、第一及び第二のハウジングは、冷間圧延鋼板のプレス加工により製造され、仕切り板及び触媒カバーは、ステンレス板のプレス加工にて製造されるので、特に高温になる仕切り板及び触媒カバーを耐熱性の高い部材で安価に製造することができ、耐久性の高いマフラーを実現できる。
According to the invention of
請求項7の発明によれば、エンジンによって所定の作業手段を駆動するエンジン作業機において本発明のマフラーをエンジンの排気ポートに固定したので、マフラーハウジングの高温による赤熱を効果的に防止でき、安心して使用できるエンジン作業機を実現できる。
According to the seventh aspect of the present invention, since the muffler of the present invention is fixed to the exhaust port of the engine in the engine working machine that drives the predetermined working means by the engine, red heat due to the high temperature of the muffler housing can be effectively prevented and It is possible to realize an engine work machine that can be used with the heart.
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.
以下、本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例に係るマフラー1の外観を示す斜視図である。マフラー1は、例えば図示しない2サイクルエンジンのシリンダの排気ポートにボルト等で直接接続されるものであって、所定の容積を有し、1箇所の排気放出口47を有する。マフラー1の外側の筐体は、一面が開口面となる略長方体状のハウジングを2つ用いて、これらの開口面を接合するようにして構成する。1つの長方体である第一ハウジング10は、図示しないエンジン側に配置される。もう一つの略長方体である第二ハウジング20はエンジンとは反対側に配置され、第二ハウジング20側に排気放出口47が形成される。第一ハウジング10の外郭は略長方体とされるが、第二ハウジング20は厳密には略長方体ではなく、長方体の一部分が斜めにカットされたような形状である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a
第一ハウジング10の曲げ部には、面の強化を目的として複数のリブ16がプレス加工等により形成される。第二ハウジング20は、一面が外部に露出するもので、排気放出口47が形成される案内カバー45を取り付けるための傾斜面20aが形成される。第二ハウジング20の平面部20bには、面の強化を目的として複数のリブ26がプレス加工等により形成される。
A plurality of
案内カバー45は、第二ハウジング20の傾斜面20aに形成される後述する開口部を覆うことにより、排気ガスを所定の方向(排気放出口47側)へ導くための整流部材である。また、案内カバー45は、排気ガスが後述する開口部を介してマフラー1の内部から直接外部に放出されないようにしている。尚、案内カバー45と第二ハウジング20との間には金属メッシュからなる図示しないスパークアレスタが取り付けられている。スパークアレスタはマフラー1から火花が飛ぶのを抑制するためのもので、第二ハウジング20に形成されたボルト穴(後述)とボルト穴48にボルトが挿入されることで固定される(尚、図1には、ボルトは図示していない)。
The
第二ハウジング20の平面部20bには、マフラー1をエンジンに取り付けるためのボルトを貫通させるためのボルト挿入孔24、25が設けられ、図示しない2本のボルトの先端がエンジンの排気ポートの近傍に形成されたネジ穴と螺合する。さらに、マフラー1の外周部には、2つのネジ孔9(図1では1つだけ図示)が設けられ、図示しないネジ又はボルトを介して、図示しないエンジンのクランクケースに形成されるネジ穴に固定される。
The
図2は、本発明のマフラー1を手持式小型作業機に取り付けた状態を示す斜視図である。図2では手持式小型作業機の例としてチェーンソー81に用いられた例を示す。チェーンソー81は、2サイクルエンジンなどの小型のエンジン61を搭載し、本体部の前方にはソーチェーンが巻回されたガイドバーが突出するが、本図ではソーチェーン及びガイドバーを取り外した状態を図示している。
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the
エンジン61は、プラスチック等の合成樹脂製のハウジング82によって覆われ、エンジン61の高熱部分を作業者が触らないようにガードされる。またハウジング82の後方側には、作業者が右手で把持するためのメインハンドル83が形成され、ハウジング82の前方側には、作業者が左手で把持するためのフロントハンドル86が設けられる。メインハンドル83の上部付近には、セーフティトリガ90が設けられ、下側にスロットルレバー91が設けられる。フロントハンドル86の前方側には、ハンドガード85が設けられる。ハンドガード85は、作業者の手に、枝や切断物などがあたらないように保護する役割をする。
The
ハウジング82の内部には、エンジンを始動するためのリコイル式のスタータ(図示せず)が収容され、スターターハンドル87が取り付けられる。エンジン61のクランクケース62の右側には、ソーチェーンへの駆動力伝達機構(図示せず)が取り付けられ、それを覆うギヤカバー88が設けられる。ギヤカバー88には、図示しないガイドバーを固定するための2本のボルトとナット92が設けられる。また、ギヤカバー88の前方であって、ハウジング82とガイドバーの取り付け部付近には、チェーンキャッチャー89が設けられる。
A recoil type starter (not shown) for starting the engine is accommodated in the
図2に示すチェーンソー81において、マフラー1はハウジング82の前方側に設けられる。この取り付け位置はハンドガード85の前方側に位置することと、マフラー1の下側にソーチェーン(図示せず)が位置するので、作業中に作業者が目視し難い位置にあり、作業者が触れてしまう恐れもほとんど無い。さらに、マフラー1からの排気ガスは、矢印59のように右斜め下方向に排出されるようにしたので、排気ガスが作業者にあたることを防止できると共に、切断対象たる木や枝にも直接あたることを防止できる。マフラー1は、ボルト挿入孔24,25に挿入される2本のボルト(図2の位置からはボルトは見えない)によってエンジン61のシリンダに直接固定される。
In the
図3は、エンジン61の縦断面図である。エンジン61は2サイクルエンジンであって、エンジンケース62の上部に取付けられたシリンダ63内でピストン64が往復移動可能に配置され、ピストン64はコネクティングロッド65により、クランクシャフト66に連結される。クランクシャフト66は図示しないベアリング機構を介してエンジンケース62に回転自在に保持される。クランクシャフト66の一端には図示しない冷却用のファンが取付けられ、ファンが回転することによって発生される風によりシリンダ63を冷却される強制冷却方式が採用される。シリンダ63は例えばアルミ合金の一体成形により製造され、ヘッド部分及び円筒部分外周側には複数の放熱用のフィンが設けられ、シリンダ63の上部には点火プラグ67が取付けられる。シリンダ63の一部であって、ピストン64によってその開口が開閉される位置には排気ポート(排気口)68が形成され、排気ポート68の外側開口部にはマフラー1が直接取付けられる。またシリンダ63には図示しない掃気口が形成され、図示しない掃気通路によりクランク室69からシリンダ63への通路が形成される。シリンダ63にはさらに吸気ポート70が設けられ、吸気ポート70には吸気管71を介して気化器72が取り付けられる。気化器72にはエアクリーナ73が接続される。尚、エンジン61の動作原理は公知の2サイクルエンジンと同じであるので、ここでの詳細説明は省略する。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the
次に図4を用いてマフラー1の詳細構造を説明する。図4は、本発明の実施例に係るマフラー1の組立構造を示す分解斜視図である。マフラー1は、第一ハウジング10と第二ハウジング20を合わせることによって画定される閉空間を、仕切り板30にて2つの空間(第一室と第二室)に区切るように構成される。第一ハウジング10と第二ハウジング20は、例えばSPCC(冷間圧延鋼板)を用いたプレス加工で製造され、外側面に耐熱塗装を施すようにしても良い。
Next, the detailed structure of the
第一ハウジング10は、図示しないエンジンの排気ポートに接続され排気ガスの流入口となる開口部17が形成され、その両側には図示しないボルトを貫通させるための2本のボルト挿入管14、15がマフラー1の内部空間に延びるように配置される。2本のボルト挿入管14、15の端部は、第二ハウジング20のボルト挿入孔24、25に接続される。第一ハウジング10の開口面の外周縁には、第二ハウジング20との接合のための折り返し用のリブ11が形成される。
The
第二ハウジング20は、図示しないエンジンとは離れた側に設けられるものであって、マフラー1からの出口(排出口)となる開口部27が形成される。第二ハウジング20は、略長方形の一面を開口面としたような基本形状であるが、その一部に傾斜面20aが形成される。開口面の外周縁には、第一ハウジング10との接合のためのリップ21が形成される。傾斜面の下側に位置する平面部20bには2つのボルト挿入孔24、25が形成される。
The
第二ハウジング20の一部には、排気ガスを排出するための3つのスリット状の開口部27が設けられる。開口部27はプレスによる切り曲げ加工によって、第二ハウジング20の金属部の一部を切り込み、切り込まれた部分を所定の角度になるように外側に曲げ加工したものであり、切り込まれた内側領域が排気ガスの案内板としての機能を果たす。内側領域の傾斜角は、開口部27を介して内部から排出される排気ガスが、傾斜面20aに取り付けられる案内カバー45に形成される排気放出口47にスムースに導かれるような角度に設定される。また、傾斜面20aの一部にボルト固定用のボルト穴28が形成され、案内カバー45と第二ハウジング20との間に金属メッシュからなる図示しないスパークアレスタを取り付けることが可能である。スパークアレスタは、ボルト穴28とボルト穴48に図示しないボルトを挿入することで固定できる。
A part of the
仕切り板30は、マフラー1の内部空間に分けるためだけでなく、円筒形の触媒37を固定するための保持部材としての役割を果たす。触媒37は、仕切り板30の中央よりやや下方に形成される貫通穴36に挿入されることによって固定される。仕切り板30はステンレス鋼板からなり、上下方向の中央よりやや上側の左右位置に、ボルト挿入管14、15を貫通させるための貫通穴31、32が形成される。貫通穴31、32よりも上方側には、排気ガスの流れる方向を転換又は反転させるための窪み33が形成される。窪み33は、プレス加工により形成されたものである。仕切り板30の下側周囲には、ネジ孔9(図1参照)を構成するための2つの貫通穴34、35が形成される。以上のように、仕切り板30は、ステンレス板に窪み33と複数の穴を形成するだけなので、基本的にはプレス加工による穴あけ、打ち抜き等によって容易に製造することができる。
The
触媒37は、排気ガス中の未燃焼ガスを触媒と接触させて酸化反応により再燃焼させるためのものであり、円筒形の外側パイプの内部に複数の格子状またはハニカム状等のセルが形成され、白金とロジウム等の触媒材料がコーティングされる。排気ガスが触媒材料と接触することで排気ガスが加熱され(再燃焼)、その結果、この触媒中を通過した下流側の排気ガスの温度は、シリンダの排気ポートから導入された直後の触媒よりも大幅に上昇することになる。
The
触媒カバー40は、触媒37の出口側開口38付近を覆うためのものであり、触媒37によって温度が上昇した排気ガスが、第二ハウジング20の内壁に直接当たることを防ぐために設けられるものである。触媒カバー40は、触媒37の円筒部の径よりも大きい外径の円柱空間41と、その上側に直方体の空間42が接続されるような空間を画定するもので、外縁部には仕切り板30に対して溶接で接合できるように接合面43が形成される。また、接合面43には、ボルト挿入管14を避けるための切り落とし部44aが形成される。図示していないがボルト挿入管15側にも同様に切り落とし部44b(後述)が形成される。
The catalyst cover 40 is provided to cover the vicinity of the outlet side opening 38 of the
触媒カバー40は、仕切り板30と同材質のステンレス鋼板からなり、プレス加工により成形される。触媒カバー40は、仕切り板30に溶接され、マフラー1の組立後には、仕切り板30は第一ハウジング10にも第二ハウジング20にも接触しないように構成される。また、触媒カバー40はボルト挿入管14、15にも接触しないようにすると好ましい。これは、マフラー1の構成部材のうち触媒カバー40が最も高温になるものと考えられるためである。このように触媒カバー40を配置することにより、第二ハウジング20の局所領域が高温になって赤熱してしまう現象を効果的に防止できる。
The catalyst cover 40 is made of a stainless steel plate made of the same material as the
案内カバー45は、開口部27が外部に直接露出しないようにすると共に、開口部27から排出される排気ガスを所定の方向に案内するためのものである。案内カバー45は、側面視で略六角形の突起部46を有し、この突起部46の一部の側面が切り抜かれることによって排気放出口47が形成される。案内カバー45は、第二ハウジング20と同じ材質であるSPCC(冷間圧延鋼板)製で構成され、プレス加工によって突起部46及び排気放出口47が形成される。案内カバー45は、第二ハウジング20に対して溶接により取り付けられる。
The
次に図5を用いて、エンジンから排出される排気ガスがマフラー1を流れる様子を説明する。図5は、図1に示すマフラー1の縦断面図である。この図において、第一ハウジング10と第二ハウジング20は、エンジンの排気ポートからの排出方向と略垂直の分割面にて分割される。また、第一ハウジング10のリブ11が、仕切り板30の外縁部と第二ハウジング20のリップ21を挟むように約180度折り曲げられており、この折り曲げによって第一ハウジング10と第二ハウジング20が接合されると同時に、仕切り板30が固定される。
Next, how the exhaust gas discharged from the engine flows through the
図中、排気ガスの流れを矢印付きの黒曲線58で示す。マフラー1の内部空間は、仕切り板30によって第一室51と第二室52に分けられる。また、第二室52と仕切り板30の間は、触媒カバー40によって小さい空間である第三室53が形成される。エンジンのシリンダから排出される排気ガスは、黒曲線58のように開口部17からマフラー1の内部に流入し、丸1の部分で触媒37の内部に流入する。触媒37を通過した排気ガスは、丸2の部分で触媒37から流出し、触媒カバー40の内壁40aに当たることのよって丸3のように方向を約180度近く曲げられて、側壁40bに案内されることにより排気ガスが排出方向と反対方向に向けられ、仕切り板30の方向に流れる。この仕切り板30の排気ガスが案内される部分には、エンジン方向に窪むような窪み33が形成される。
In the figure, the flow of exhaust gas is indicated by a
窪み33は、触媒カバー40によって流れる方向が約180度近く曲げられた排気ガスの流れを再度180度近く曲げるためのものであり、丸4に示す窪み33の底部33aで排気ガスの方向がさらに約180度近く曲げられて、窪み33の斜面33bの部分によって案内されて、排気ガスが丸6に示すように開口部27をから案内カバー45に達する。
The
ここで、第一室51、第二室52、第三室53の内部温度には差があって、シリンダを出た直後の排気ガスは約300度くらいであるが、触媒37にて再燃焼された排気ガスの温度(丸2付近の温度)は700度くらいに達する。従って、触媒37を通過した直後の排気ガスを触媒カバー40を介することなく直接第二ハウジング20に当ててしまうと、第二ハウジング20が700度に近い高温にさらされて赤熱してしまうことになる。そこで本実施例では触媒37を通過した排気ガスを触媒カバー40の内壁40aに当てることにより、触媒カバー40が赤熱したとしても、赤熱状態が外部から見えないようにした。また、触媒カバー40は第二ハウジング20と接触しておらず、所定の距離を隔てるために第二ハウジング20に伝わる熱の大きさを大幅に低減させることができる。
Here, there is a difference in the internal temperatures of the
丸3のところで方向を変えられた排気ガスは、丸4の付近で仕切り板30の窪み33に当たることになる。ここで、丸3から丸4に至る排気ガスの温度は、700度よりも若干低下しているものの、第一室51の内部の温度(最高でも300度程度)よりも断然大きい。従って、丸4の方向転換時に低温の第一室51に接する窪み33に高温の排気ガスを当てることにより、第一室51の低い温度を利用して排気ガスの温度を低下させることができる。さらに、丸5付近から第三室53内に流入した排気ガスは開口部27を介して案内カバー45に接触し、丸6にて方向を曲げられて外部に排出される。案内カバー45の外側は大気であり温度が十分に低いので、大気と接する案内カバー45に当たる排気ガスの温度はさらに低下する。
The exhaust gas whose direction is changed at the circle 3 hits the
尚、第一室51、第二室52、第三室53の容積の関係は、排気ガスの騒音を低下させる消音効果や、排気効率と密接な関係があるので、大気中に放出される排気ガスの温度の低下だけでなく、十分な消音効果が得られるように各室の容積や流路の形状が決定されるべきである。
The volume relationship between the
図6は、図5のA−A部の断面からエンジン側を見た図である。本図において、触媒カバー40の上端位置と、仕切り板30に形成される流路転換部たる窪み33の上下方向の位置関係が理解できるであろう。即ち、A−A断面から見ると触媒カバー40の外縁に形成される接合面43の上端43aは、略四角形の窪み33の上下方向の略下半分を覆う位置になるように配置される。また、窪み33の下側半分にて窪み33に流入する開口の高さH1は、窪み33にてその方向が反転させられ、窪み33の上側半分を通って第二室52側に排出されるための開口の高さH3とほぼ同じとなるように構成される。尚、窪み33の全体高さHとの関係は、H1=H3となるようにしているが、必ずしもこの比率に限られずに排気抵抗等を考慮して最適な比率を設定すればよい。また、窪み33の開口部の寸法は、幅Wで高さH程度の略四角形としたが、必ずしも四角形にする必要はなく、半球状の形状など他の窪み形状であっても良い。また、窪みの深さ(排気方向の距離)は、排気ガスの排気抵抗を極力損なわないように適宜設定すればよい。
FIG. 6 is a view of the engine side as seen from the cross section of the AA portion of FIG. In this figure, the upper end position of the
本実施例によれば、マフラー1の内部で触媒と接触させるようにした排気ガスの流路を、マフラー1内の下方から上方に到る縦型の比較的長い流路として形成し、エンジンより遠い位置からエンジンに近い方向へ案内する流路を設けて、第一室51と第三室53の温度差を利用した排気ガスの温度を低下させるようにしたので、大気中に放出される排気ガスの温度を十分低下させることができる。この結果、排気放出口の近傍に木屑等の可燃物が位置してしまっても着火の恐れをなくすことができる。また、触媒通過直後の高温である排気ガスがマフラー1の外郭部分に直接接触しないので、マフラー1の劣化を防止することができる。また、外郭部分が高温により赤熱しないので、作業者は安心してエンジン付きの動力装置(エンジン作業機)を使用することができる。
According to the present embodiment, the exhaust gas flow path that is brought into contact with the catalyst inside the
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本発明のマフラーは、チェーンソー用の2サイクルエンジンだけでなく、他の動力機器、作業工具用のエンジンにも適用できる。また、本発明のマフラーは2サイクルエンジンだけに限られずに4サイクルエンジンやその他の内燃機関にも同様に適用できる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning. For example, the muffler of the present invention can be applied not only to a two-cycle engine for a chainsaw but also to other power equipment and an engine for a work tool. Further, the muffler of the present invention is not limited to a two-cycle engine, but can be similarly applied to a four-cycle engine and other internal combustion engines.
1 マフラー 9 ネジ孔 10 第一ハウジング 11 リブ
14、15 ボルト挿入管 16 リブ 17 開口部
20 第二ハウジング 20a 傾斜面 20b 平面部
21 リップ 22 穴 24、25 ボルト挿入孔
26 リブ 27 開口部 28 ボルト穴 30 仕切り板
31 貫通穴 33 窪み 33a 底部 33b 斜面
34、35 貫通穴 36 貫通穴 37 触媒 38 出口側開口
40 触媒カバー 40a (触媒カバーの)内壁
40b (触媒カバーの)側壁 41 円柱空間 42 空間
43 接合面 43a 上端 44a、44b 切り落とし部
45 案内カバー 46 突起部 47 排気放出口
48 ボルト穴 51 第一室 52 第二室 53 第三室
58 黒曲線 61 エンジン 62 クランクケース
63 シリンダ 64 ピストン 65 コネクティングロッド
66 クランクシャフト 67 点火プラグ 68 排気ポート
69 クランク室 70 吸気ポート 71 吸気管
72 気化器 73 エアクリーナ
81 チェーンソー 82 ハウジング 83 メインハンドル
85 ハンドガード 86 フロントハンドル 87 スターターハンドル
88 ギヤカバー 89 チェーンキャッチャー
90 セーフティトリガ 91 スロットルレバー 92 ナット
101 マフラー 110 第一ハウジング 117 開口部
120 第二ハウジング 127 開口部 130 仕切り板
137 触媒 140 触媒カバー 140a 垂直面
140b 水平面 140c 垂直面 140d 水平面
145 耐熱カバー 149 ネジ 151 第一室
152 第二室 153 第三室
DESCRIPTION OF
85
Claims (7)
前記マフラーハウジングの前記流入口から前記排出口に至る流路内に設けられる触媒と、
前記マフラーハウジング内を前記排気ポートから排気ガスが流入する第一室と排気ガスを大気へ放出する第二室に区画するとともに前記触媒を保持する仕切り板と、
前記第一室から前記触媒を通過した後の排気ガスの方向を転換させるものであって、前記仕切り板と共に第三室を形成する触媒カバーを前記第二室と前記仕切り板の間に有し、
前記仕切り板に前記第一室の方向に窪む流路転換部を設け、
前記触媒カバーは、前記流路転換部の開口部の一部分を覆うように固定され、
前記触媒を通過した排気ガスは、前記触媒カバーによって方向転換させたのちに前記流路転換部に案内され、前記流路転換部によって再度方向転換された排気ガスは前記第二室に導かれ、前記第二室に流入した排気ガスは前記排出口から外部に排出されることを特徴とするマフラー。 An inflow port connected to the exhaust port of the engine, a muffler housing having an exhaust port for discharging the inflowing exhaust gas, and
A catalyst provided in a flow path from the inlet to the outlet of the muffler housing;
A partition plate for partitioning the inside of the muffler housing into a first chamber into which exhaust gas flows from the exhaust port and a second chamber for discharging exhaust gas to the atmosphere and holding the catalyst;
Be one to convert the direction of the exhaust gas after passing through the catalyst from the first chamber has a catalyst cover forming a third chamber with said partition plate to the partition plates and the second chamber,
The flow path conversion portion recessed in the direction of the first chamber to the partition plate provided,
The catalyst cover is fixed so as to cover a part of the opening of the flow path switching unit,
Exhaust gas that has passed through the catalyst, the catalytically cover is guided to the flow path changing part in After diverting the exhaust gas is again diverted by the flow path changing part is he guide in the second chamber, muffler exhaust gas flowing into the second chamber, characterized in that the is discharged to the outside from the discharge port.
前記仕切り板は、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングの前記開口面に挟まれるようにして固定されることを特徴とする請求項1に記載のマフラー。 The muffler housing is configured by matching the opening surfaces of the first housing and the second housing having an opening surface,
The muffler according to claim 1, wherein the partition plate is fixed so as to be sandwiched between the opening surfaces of the first housing and the second housing.
前記仕切り板及び前記触媒カバーは、ステンレス板のプレス加工にて製造されることを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載のマフラー。 The first and second housings are manufactured by pressing a cold rolled steel sheet,
The muffler according to any one of claims 2 to 5 , wherein the partition plate and the catalyst cover are manufactured by pressing a stainless plate.
請求項1から6のいずれか一項に記載のマフラーを、前記エンジンの排気ポートに固定したことを特徴とするエンジン作業機。 A predetermined working means is driven by an engine,
An engine work machine, wherein the muffler according to any one of claims 1 to 6 is fixed to an exhaust port of the engine.
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