JP6775399B2 - エンジン用マフラ - Google Patents

Description

本発明は、エンジン用マフラに関する。

刈払機などの携帯型作業機に搭載されるエンジン用マフラは、例えば、エンジンの排気ポートに接続されて排ガスが流入する流入口と、流入した排ガスを排出する排出口とを有する箱型のハウジングを備える。このハウジング内は、仕切板によって、前記流入口を含む第１室と前記排出口を含む第２室とに区画される。仕切板は、第１室と第２室とを連通する複数の貫通孔を有する。
このようなエンジン用マフラは特許文献１に開示されている。

特開２０１４−１８１５８０号公報

しかしながら、特許文献１に開示のマフラでは、ハウジングの内面や仕切板に排ガスが衝突すること、及び、仕切板の貫通孔を排ガスが通過することなどにより、ハウジング内に乱流が発生していた。それゆえ、マフラの排出口から排出される排ガスの乱流エネルギーが大きくなっていた。ここで、乱流エネルギーとは、流速の変動成分の大きさに対応するものである。また、乱流エネルギーは、渦の発生のしやすさを表すものである。この渦は、マフラの排出口から排出される排ガスがマフラのハウジングなどと干渉して発生する気流音（騒音）の原因となるものである。ゆえに、マフラの排出口から排出される排ガスの乱流エネルギーを減少させて気流音を低減させることが望まれていた。
本発明は、このような実状に鑑み、マフラから排出される排ガスに起因する騒音の発生を抑制することを目的とする。

そのため本発明に係るエンジン用マフラは、エンジンの排気ポートに接続されて排ガスが流入する流入口と、流入した排ガスを排出する排出口とを有する箱型のハウジングと、ハウジング内を、前記流入口を含む主室と前記排出口を含む容積室とに区画する第１仕切部と、前記排出口を覆うようにハウジングに設けられる網状の整流部材と、を備える。第１仕切部は、主室と容積室とを連通する第１連通部を有する。前記流入口から主室内に流入した排ガスは、第１連通部を経て容積室に流入して前記排出口に至り、整流部材を通過する。本発明に係るエンジン用マフラは、主室内を、前記流入口を含む第１室と容積室に隣り合う第２室とに区画する第２仕切部を更に備える。容積室の容積は、第１室の容積よりも小さく、かつ、第２室の容積よりも小さい。第２仕切部は、第１室と第２室とを連通する第２連通部を有する。本発明に係るエンジン用マフラでは、第１仕切部が第２仕切部と一体的に形成されている。

本発明によれば、ハウジングの流入口から主室内に流入した排ガスは、第１連通部を経て容積室に流入してハウジングの排出口に至り、整流部材を通過する。これにより、排ガスは、主室からハウジングの排出口に至る途中で容積室にて減速され得る。また、容積室にて減速された排ガスは、ハウジングの排出口に至り、整流部材を通過することで流れが整えられ得る。従って、この排ガスの減速と整流とにより、マフラから排出される排ガスの乱流エネルギーを減少することができ、ひいては、当該排ガスの流れに起因する騒音の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態における刈払機の斜視図 前記第１実施形態における刈払機の使用状態の説明図 前記第１実施形態におけるエンジン及びマフラの概略構成を示す断面図 前記第１実施形態におけるマフラの正面図 図４のＡ−Ａ断面図 図４のＢ−Ｂ断面図 前記第１実施形態におけるマフラの分解斜視図 本発明の第２実施形態におけるマフラの正面図 図８のＣ−Ｃ断面図 図８のＤ−Ｄ断面図 前記第２実施形態におけるマフラの分解斜視図 本発明の第３実施形態におけるマフラの正面図 図１２のＥ−Ｅ断面図 図１２のＦ−Ｆ断面図 前記第３実施形態における仕切板の正面図 前記第３実施形態におけるマフラの分解斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態における刈払機の斜視図である。図２は刈払機の使用状態の説明図である。尚、本実施形態では、本発明に係るエンジン用マフラが搭載される携帯型作業機の一例として刈払機を挙げて以下説明するが、本発明に係るエンジン用マフラが搭載される携帯型作業機はこれに限らない。

刈払機１は、長尺パイプからなる操作棹２を有する。操作棹２の後端には、動力源としてのエンジンモジュール３が設けられている。操作棹２の先端には、作業部としての工具の装着部４が設けられている。工具の装着部４には、工具が交換可能に取り付けられる。工具の装着部４は、操作棹２に内蔵されたドライブシャフトによりエンジンモジュール３に連結される。工具の装着部４は、エンジンモジュール３（詳しくはエンジン２１）により回転駆動される。

操作棹２の長尺方向の中央部にはハンドル５が取り付けられている。ハンドル５とエンジンモジュール３との間には、防振ハウジング６が設けられている。防振ハウジング６の外周には、ハンガ７が取り付けられる。

刈払機１は、作業者Ｍの肩から吊り具８により吊るして使用される。吊り具８は、ハーネス９及び金具１０を有する。作業者Ｍはハーネス９を上半身に装着する。図２では、金具１０が作業者Ｍの右側に垂れ下がっている。作業者Ｍは、金具１０にハンガ７を取り付けて、この吊下げ状態で刈払機１を使用する。作業者Ｍは、刈払機１のハンドル５を両手で持ち、刈払機１を動かして、刈払作業をすることができる。

エンジンモジュール３は、その外殻をなすカバー１１と、カバー１１によって覆われるエンジン２１（後述する図３参照）及びマフラ４０とを主に含む。ここで、マフラ４０が、本発明の「エンジン用マフラ」に対応する。カバー１１は例えば樹脂製である。

図３は、エンジン２１及びマフラ４０の概略構成を示す断面図である。ここで、図３は、ピストン２５が上死点付近に位置した状態にあるときのエンジン２１を示している。また、本実施形態において、上側とは、エンジン２１が最も長く使用される状態（正立状態）における鉛直上側と略一致する。

エンジン２１は、ＯＨＶ（Over Head Valve）形式の４ストロークエンジンであり、空冷式である。エンジン２１は、シリンダ部２２と、シリンダ部２２の下部に取り付けられたクランクケース２３と、クランクケース２３の下方に設けられたオイルタンク２４とを備える。

シリンダ部２２は、ピストン２５を図３中の上下方向に摺動させるための円柱状の空間を有している。そして、この空間内に、ピストン２５が図３中において上下方向に摺動自在に間隙を有して嵌入されている。

シリンダ部２２、クランクケース２３及びピストン２５によってクランク室２７が形成されている。つまり、シリンダ部２２の側面とピストン２５で形成されるクランクケース２３側の円柱状空間と、クランクケース２３内の空間とによりクランク室２７が形成されている。このクランク室２７では、ピストン２５が摺動するにしたがい、その内部空間の容積が変化する。

シリンダ部２２の上壁には、シリンダヘッド２８が設けられている。このシリンダヘッド２８と、シリンダ部２２と、ピストン２５とによって燃焼室２９が形成されている。

オイルタンク２４は、オイルタンクケースによって規定されており、クランクケース２３と別個に設けられ、潤滑用のオイルを貯留する。

オイルタンク２４とクランクケース２３との間には、クランクケース２３（クランク室２７）からオイルタンク２４へのオイルの流れのみを許容する逆止弁３０が設けられている。

ここで、ピストン２５が下死点から上死点まで移動するにしたがい、クランク室２７内の圧力は負圧になる。逆に、ピストン２５が上死点から下死点まで移動するにしたがい、クランク室２７内の圧力は正圧になる。それゆえ、クランク室２７内の圧力が正圧であるときに、逆止弁３０が開弁して、クランク室２７からオイルタンク２４へオイルが流れる。また、クランク室２７内の圧力が負圧であるときに、逆止弁３０は閉弁している。

クランクケース２３内にはクランク３３が回転自在に支持されている。クランク３３は、回転中心となるクランク軸３３ａ、カウンタウェイト（図示せず）などから構成されている。ピストン２５とクランク３３とは、コネクティングロッド３４によって接続されている。コネクティングロッド３４とピストン２５とは揺動可能に接続されている。コネクティングロッド３４とクランク３３とは回転可能に接続されている。このような構成によって、ピストン２５は、シリンダ部２２内を往復摺動する。

シリンダヘッド２８には、吸気ポート３５と排気ポート３６とが設けられている。
吸気ポート３５は、インシュレータ（図示せず）を介してキャブレタ（図示せず）に連通している。このキャブレタの上流側には、エアクリーナ（図示せず）が設けられている。ここで、エンジンモジュール３は、前述のインシュレータ、キャブレタ、エアクリーナ、及び、燃料貯留用のタンク（図示せず）を更に含む。また、前述のインシュレータ、キャブレタ、及びエアクリーナは、カバー１１によって覆われている。尚、前述のキャブレタは、前述のエアクリーナを通過した空気に燃料を混合して混合気を生成する装置である。

シリンダヘッド２８には、吸気ポート３５を開閉する吸気弁３７と、排気ポート３６を開閉する排気弁３８とが設けられている。ここで、吸気弁３７及び排気弁３８は燃焼室２９を開閉する。

マフラ４０は、上下に長い縦長の直方体状に形成されている。本実施形態では、マフラ４０は、エンジン２１の排気ポート３６に直結されて、互いに連通している。

次に、マフラ４０の詳細について、前述の図３に加えて図４〜図７を用いて説明する。
図４はマフラ４０の正面図である。図５は図４のＡ−Ａ断面図である。図６は図４のＢ−Ｂ断面図である。図７はマフラ４０の分解斜視図である。尚、以下では、説明の便宜上、図４〜図６に示すように上下左右を規定する。また、エンジン２１に近い側を流入側とし、エンジン２１に近い側と反対の側（換言すれば、エンジン２１から遠い側）を排出側とする。ここで、図４及び図５における「上側」は、前述したように、エンジン２１が最も長く使用される状態（正立状態）における鉛直上側と略一致する。また、以下では、説明の便宜上、マフラ４０の各構成要素を図４の上下方向で三分割した場合の各部を、各構成要素の上部、中央部、又は下部と称する。

マフラ４０は、ハウジング４１と、ガイド部材４２と、少なくとも１つ（本実施形態では３つ）の筒状部材４３と、網状の整流部材４４と、外部ダクト４５とを備える。
ハウジング４１は略矩形の箱状であり、第１の容器５１と第２の容器５２とにより構成されている。尚、本実施形態では、第１の容器５１及び第２の容器５２が金属製であるが、この他、高熱に耐え得るＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などの樹脂製であってもよい。

第１の容器５１は、ハウジング４１の流入側を構成する。第１の容器５１は、その排出側にて開口する略矩形の箱状である。第１の容器５１は、その排出側の周縁部にて外方に張り出す外フランジ部５４を有する。
第１の容器５１の上部には流入口５１ａが設けられている。流入口５１ａは排気ポート３６に接続されている。

第１の容器５１には、流入口５１ａから排出側に張り出すようにガイド部材４２が取り付けられている。ガイド部材４２は金属製又は樹脂製であり、円弧状のガイドプレート６１と、ガイドプレート６１の左右両側に設けられる左右一対の扇形の側板６２と、ガイド部材４２を第１の容器５１の流入口５１ａに取り付けるための取り付け部として機能するフランジ部６３とを含む。

ガイドプレート６１は、第１の容器５１の流入口５１ａから排出側に向かうほど（すなわち流入口５１ａから離れるほど）下方に向かうように円弧状に湾曲している。この円弧状において、その中心角は略９０°である。

側板６２は、円弧状に湾曲したガイドプレート６１の左右両側の開口を塞ぐものであり、中心角が略９０°の扇形をなしている。側板６２には、１つ以上の貫通孔を設けてもよい。尚、本実施形態では、ガイド部材４２が側板６２を備えているが、この他、ガイド部材４２は側板６２を備えなくてもよい。

第２の容器５２は、ハウジング４１の排出側を構成する。第２の容器５２は、その流入側にて開口する略矩形の箱状である。第２の容器５２は、その流入側の周縁部にて外方に張り出す外フランジ部５５を有する。

第２の容器５２の中央部には排出口５２ａが形成されている。
第２の容器５２には、排出口５２ａから流入側に張り出すように窪んだ深皿状の凹部５６が形成されている。凹部５６の下部には開口部５６ａが形成されている。ここで、排出口５２ａの開口面積は、開口部５６ａの開口面積よりも大きい。

第１の容器５１と第２の容器５２とは、各々の外フランジ部５４，５５を当接させた状態で互いに固定されている。

第１の容器５１には、少なくとも１つ（本実施形態では３つ）のボルト挿入孔５８が貫通形成されている。ボルト挿入孔５８には、ハウジング４１をエンジン２１に固定するボルトの雄ねじ部（図示せず）が挿入され得る。
第２の容器５２には、少なくとも１つ（本実施形態では３つ）の貫通孔５９が貫通形成されている。

筒状部材４３はハウジング４１内に配置されており、流入側から排出側に向かって延びている。筒状部材４３は、その流入側端部の開口部が第１の容器５１のボルト挿入孔５８に相対するように、第１の容器５１に取り付けられる。筒状部材４３の排出側端部は、第２の容器５２の貫通孔５９に連結されている。
第２の容器５２の貫通孔５９及び筒状部材４３には、ハウジング４１をエンジン２１に固定するボルト（図示せず）が挿入され得る。

整流部材４４はシート状の金網であり、通気性を有する。整流部材４４は、複数の開口部を有するシート状である。整流部材４４は、第２の容器５２の排出口５２ａを覆うように第２の容器５２に設けられている。尚、図７において、矩形シート状の整流部材４４の一部のみが網状で図示されているが、実際には、矩形シート状の整流部材４４の全体が網状となっている。また、後述する第２及び第３実施形態においても同様に、シート状の整流部材４４の全体が網状となっている。

第２の容器５２の外面には金属製又は樹脂製の外部ダクト４５が取り付けられている。外部ダクト４５は、左右方向に延びる略筒状に形成されており、その右端が閉塞されて左端が開口している。外部ダクト４５は、その流入側の開口が、整流部材４４を介して、第２の容器５２の排出口５２ａに連通している。

本実施形態では、ハウジング４１内が、第２の容器５２の凹部５６によって、主室６５と容積室６６とに区画されている。主室６５は、第１の容器５１の流入口５１ａを含んでいる。容積室６６は、第２の容器５２の排出口５２ａを含んでいる。ここで、第２の容器５２の凹部５６が本発明の「第１仕切部」に対応している。凹部５６は、ハウジング４１（第２の容器５２）と一体的に形成されている。

容積室６６は、凹部５６と整流部材４４とによって囲まれる内部空間を有する。容積室６６の容積は、主室６５の容積よりも小さい。
第２の容器５２の凹部５６の開口部５６ａは、主室６５と容積室６６とを連通する。ここで、第２の容器５２の凹部５６の開口部５６ａが本発明の「第１連通部」に対応する。

次に、排気ポート３６からマフラ４０を経て外部に排出される排ガスの流れについて説明する。

排気ポート３６からマフラ４０の流入口５１ａを経て主室６５に流入する排ガスは、その流れの向きが、主室６５内のガイド部材４２（特にガイドプレート６１）によって、下向きに変えられる。ここで、ガイド部材４２（特にガイドプレート６１）は、排気ポート３６から主室６５に流入する排ガスの流れを下向きに案内する機能を実現する。

ガイド部材４２を通った排ガスは、主室６５内にて拡散されて冷却された後、凹部５６の開口部５６ａを通って、容積室６６に上向きに流入する。
開口部５６ａから上向きに容積室６６に流入した排ガスは、容積室６６にて、排出側に向かうように、約９０°程度、流れ方向が変更される。ここで、凹部５６によって本発明の「流れ方向変更部」の機能が実現される。

尚、本実施形態では、凹部５６の下部に開口部５６ａが形成されているが、この他、凹部５６の上部に開口部５６ａが形成されてもよい。凹部５６の上部に開口部５６ａが形成されている場合には、主室６５内にて拡散されて冷却された排ガスは、凹部５６の開口部５６ａを通って、容積室６６に下向きに流入する。また、開口部５６ａから下向きに容積室６６に流入した排ガスは、容積室６６にて、排出側に向かうように、約９０°程度、流れ方向が変更される。

更に、容積室６６については、凹部５６と整流部材４４とによって囲まれる内部空間を有し、また、排出口５２ａの開口面積が開口部５６ａの開口面積よりも大きい。ゆえに、開口部５６ａから容積室６６に流入した排ガスは、容積室６６にて拡散して減速されて排出口５２ａに至る。そして、排ガスは整流部材４４を均一に通過することで流れが整えられた後に、外部ダクト４５から外部へ排出される。ここにおいて、図５及び図６に示すように、排出口５２ａにおける排ガスの流れ方向Ｇと、整流部材４４のシート面Ｐとが交差している。特に本実施形態では、排出口５２ａにおける排ガスの流れ方向Ｇと、整流部材４４のシート面Ｐとが略直交している。

マフラ４０の排出口５２ａから排出される排ガスに起因した騒音の発生を抑制するためには、排出口５２ａにおける排ガスの平均流速ｕは、０ｍ／ｓｅｃを超え、かつ、１０ｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましく、１ｍ／ｓｅｃ以上、かつ、１０ｍ／ｓｅｃ以下の範囲内であることが更に好ましい。尚、平均流速ｕの下限値は、エンジン２１のアイドリング回転数に基づいて設定され得る。また、平均流速ｕの上限値は、整流部材４４による整流機能が十分に得られるように設定され得る。

ここで、
Ｑ：排出口５２ａにおける排ガスの流量［ｍ^３／ｓｅｃ］
Ｖ_Ｄ：エンジン２１の排気量［ｃｃ］
ｎ：エンジン２１の回転速度［ｒｐｍ］
ｍ：エンジンタイプ
（ｍ＝１は２ストロークエンジンであり、ｍ＝２は４ストロークエンジンである）
とすると、前記流量Ｑは以下の式（１）で表される。

また、
Ｓ：整流部材４４の有効開口面積（排ガスが通過する部分の面積）［ｍ^２］
とすると、前記平均流速ｕは、前記式（１）を用いて以下の式（２）で表される。

ゆえに、前記平均流速ｕが、好ましくは０ｍ／ｓｅｃを超え、かつ、１０ｍ／ｓｅｃ以下となるように、更に好ましくは１ｍ／ｓｅｃ以上かつ１０ｍ／ｓｅｃ以下の範囲内となるように、前記式（２）を用いて、マフラ４０の設計が行われ得る。

また、本実施形態では、マフラ４０の排出口５２ａから排出される排ガスに起因した騒音の発生を抑制するために、容積室６６の容積を１×１０^３ｍｍ^３以上としている。

本発明者は、特許文献１に開示のようなマフラの内部を流れる排ガスの流速とその流れに起因した音（騒音）の周波数とに基づいて、当該マフラ内で発生する渦の大きさを推定したところ、当該マフラ内で発生する渦の大きさが０．１〜１ｍｍ程度であることを見出した。ゆえに、マフラ４０の排出口５２ａから排出される排ガスに起因した騒音の発生を抑制すべく、整流部材４４による整流機能を十分に得るためには、整流部材４４が当該渦の大きさ以下の細かさを有することが好ましい。以上に基づいて、本実施形態では、整流部材４４（金網）を構成する線材の線径を０．０５ｍｍ以上かつ０．５０ｍｍ以下の範囲内とし、また、整流部材４４（金網）のメッシュ数を２０メッシュ以上かつ２００メッシュ以下の範囲内とした。ここで、メッシュ数とは、２５．４ｍｍ（１インチ）間にある網目の数（目数）である。

尚、本実施形態では、整流部材４４は、排ガス中の火の粉飛散防止用のスパークアレスタとして機能し得る。

本実施形態によれば、マフラ４０は、エンジン２１の排気ポート３６に接続されて排ガスが流入する流入口５１ａと、流入した排ガスを排出する排出口５２ａとを有する箱型のハウジング４１と、ハウジング４１内を、流入口５１ａを含む主室６５と排出口５２ａを含む容積室６６とに区画する第１仕切部（凹部５６）と、排出口５２ａを覆うようにハウジング４１に設けられる網状の整流部材４４と、を備える。容積室６６の容積は主室６５の容積よりも小さい。第１仕切部（凹部５６）は、主室６５と容積室６６とを連通する第１連通部（開口部５６ａ）を有する。流入口５１ａから主室６５内に流入した排ガスは、第１連通部（開口部５６ａ）を経て容積室６６に流入して排出口５２ａに至り、整流部材４４を通過する。ゆえに、排ガスは、主室６５からハウジング４１の排出口５２ａに至る途中で容積室６６にて減速され得る。また、容積室６６にて減速された排ガスは、ハウジング４１の排出口５２ａに至り、整流部材４４を通過することで流れが整えられ得る。従って、この排ガスの減速と整流とにより、マフラ４０から排出される排ガスの乱流エネルギーを減少することができ、ひいては、当該排ガスの流れに起因する騒音の発生を抑制することができる。

また本実施形態によれば、排出口５２ａにおける排ガスの流れ方向Ｇと、整流部材４４のシート面Ｐとが交差している。これにより、排ガスが整流部材４４を通過するときに整流部材４４によって確実に整流される。

また本実施形態によれば、容積室６６は、第１連通部（開口部５６ａ）から内部に流入した排ガスの流れ方向を変更する流れ方向変更部（凹部５６）を備える。これにより、容積室６６での排ガスの流れ方向の変更時に排ガスの勢いを低下させることができる。

また本実施形態によれば、第１仕切部（凹部５６）がハウジング４１（第２の容器５２）と一体的に形成されている。これにより、第２の容器５２の形成時に排出口５２ａ及び凹部５６を略同時に形成することができる。ゆえに、マフラ４０を効率良く製造することができる。

また本実施形態によれば、整流部材４４は金網である。ゆえに、入手しやすい汎用品を用いて、排出口５２ａにおける排ガスの整流を行うことができる。

また本実施形態によれば、整流部材４４（金網）を構成する線材の線径が０．０５ｍｍ以上かつ０．５０ｍｍ以下の範囲内である。また、整流部材４４（金網）のメッシュ数が２０メッシュ以上かつ２００メッシュ以下の範囲内である。これにより、騒音の原因となりかねない排ガス流中の渦を整流部材４４（金網）で減少させることができる。

また本実施形態によれば、排出口５２ａにおける排ガスの平均流速ｕが１０ｍ／ｓｅｃ以下である。これにより、整流部材４４（金網）は排ガスを良好に整流することができる。

また本実施形態では、整流部材４４は、排ガス中の火の粉飛散防止用のスパークアレスタとして機能可能である。ゆえに、整流部材４４が排ガスの整流機能と火の粉飛散防止機能との双方を有することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図８〜図１１を用いて説明する。
図８は、本実施形態におけるマフラ４０’の正面図である。図９は図８のＣ−Ｃ断面図である。図１０は図８のＤ−Ｄ断面図である。図１１はマフラ４０’の分解斜視図である。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態において、マフラ４０’は、前述のマフラ４０において、金属製又は樹脂製の仕切板７０を更に備える。
仕切板７０は略矩形の板状であり、その周縁部が、第１の容器５１の外フランジ部５４と第２の容器５２の外フランジ部５５とによって挟持された状態で第１の容器５１及び第２の容器５２に固定されている。従って、前述の主室６５内が、仕切板７０によって、第１室６８と第２室６９とに区画されている。第１室６８は、第１の容器５１の流入口５１ａを含んでいる。第２室６９は、容積室６６に隣り合う。

本実施形態において、マフラ４０’内では、流入側から排出側に向かって第１室６８，第２室６９，容積室６６という順番で並んでいる。ここで、仕切板７０が本発明の「第２仕切部」に対応している。
容積室６６の容積は、第１室６８の容積よりも小さく、かつ、第２室６９の容積よりも小さい。

第１の容器５１の流入口５１ａは、ガイド部材４２を間にして、仕切板７０の上部に相対している。換言すれば、第１の容器５１の流入口５１ａと仕切板７０の上部との間にガイド部材４２が位置した状態で、第１の容器５１の流入口５１ａと仕切板７０の上部とが互いに対向している。

仕切板７０の下部には、少なくとも１つ（図１１では６つ）の貫通孔７１が形成されている。第１室６８と第２室６９とは貫通孔７１を介して互いに連通している。ここで、貫通孔７１は、本発明の「第２連通部」に対応して、第１室６８と第２室６９とを連通する。貫通孔７１は第１の容器５１の流入口５１ａよりも下位に位置している。貫通孔７１は第２の容器５２の排出口５２ａよりも下位に位置している。

仕切板７０には、筒状部材４３が挿入されるための少なくとも１つ（図１１では３つ）の貫通孔７２が貫通形成されている。

次に、排気ポート３６からマフラ４０’を経て外部に排出される排ガスの流れについて説明する。

排気ポート３６からマフラ４０’の流入口５１ａを経て第１室６８に流入する排ガスは、その流れの向きが、第１室６８内のガイド部材４２（特にガイドプレート６１）によって、下向きに変えられる。

ガイド部材４２を通った排ガスは、第１室６８内にて拡散されて冷却された後、仕切板７０の貫通孔７１を通って、第２室６９に流入する。
第２室６９に流入した排ガスは、第２室６９内にて更に拡散されて冷却された後、凹部５６の開口部５６ａを通って、容積室６６に上向きに流入する。ここで、凹部５６の開口部５６ａは、第２室６９と容積室６６とを連通している。

開口部５６ａから上向きに容積室６６に流入した排ガスは、容積室６６にて、排出側に向かうように、約９０°程度、流れ方向が変更される。また、容積室６６内にて排ガスは拡散して減速されて排出口５２ａに至る。そして、排ガスは整流部材４４を均一に通過することで流れが整えられた後に、外部ダクト４５から外部へ排出される。

尚、本実施形態では、凹部５６の下部に開口部５６ａが形成されているが、この他、凹部５６の上部に開口部５６ａが形成されてもよい。凹部５６の上部に開口部５６ａが形成されている場合には、第２室６９内にて拡散されて冷却された排ガスは、凹部５６の開口部５６ａを通って、容積室６６に下向きに流入する。また、開口部５６ａから下向きに容積室６６に流入した排ガスは、容積室６６にて、排出側に向かうように、約９０°程度、流れ方向が変更される。

特に本実施形態によれば、マフラ４０’は、主室６５内を、流入口５１ａを含む第１室６８と容積室６６に隣り合う第２室６９とに区画する第２仕切部（仕切板７０）を備える。容積室６６の容積は、第１室６８の容積よりも小さく、かつ、第２室６９の容積よりも小さい。第２仕切部（仕切板７０）は、第１室６８と第２室６９とを連通する第２連通部（貫通孔７１）を有する。これにより、前述の第１実施形態におけるマフラ４０に比べて、ハウジング４１の流入口５１ａから排出口５２ａまでの排ガスの実質的な流動距離（移動距離）を比較的長くすることができるので、マフラ４０’内にて排ガスの圧力を効率良く低下させることができる。また、第２連通部（貫通孔７１）において、排ガスが流れる経路の断面積が急激に変化するので、マフラ自体の騒音低減機能を向上させることができる。

次に、本発明の第３実施形態について、図１２〜図１６を用いて説明する。
図１２は、本実施形態におけるマフラ４０”の正面図である。図１３は図１２のＥ−Ｅ断面図である。図１４は図１２のＦ−Ｆ断面図である。図１５は仕切板８０の正面図である。図１６はマフラ４０”の分解斜視図である。
前述の第２実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態では、第２の容器５０は前述の凹部５６を有していない。
本実施形態では、マフラ４０”は、前述の仕切板７０の代わりとして、金属製又は樹脂製の仕切板８０を備えている。
仕切板８０は、略矩形の平板状である本体部８１と、その横方向（左右方向）中央部に形成された凹状部８２と、により構成されている。

仕切板８０の本体部８１は、その周縁部が、第１の容器５１の外フランジ部５４と第２の容器５２の外フランジ部５５とによって挟持された状態で第１の容器５１及び第２の容器５２に固定されている。従って、前述の主室６５内が、仕切板８０によって、第１室６８と第２室６９とに区画されている。ここで、仕切板８０が本発明の「第２仕切部」に対応している。

仕切板８０の凹状部８２は、その上部を構成する第１の凹状部分８３と、上下方向中央部及び下部を構成する第２の凹状部分８４とにより構成されている。
第１の凹状部分８３は、ガイド部材４２’を間にして、第１の容器５１の流入口５１ａに相対している。換言すれば、第１の凹状部分８３と第１の容器５１の流入口５１ａとの間にガイド部材４２’が位置した状態で、第１の凹状部分８３と第１の容器５１の流入口５１ａとが互いに対向している。

第１の凹状部分８３は、流入口５１ａ側から排出側に向かうほど（すなわち流入側から排出側に向かうほど）下方に向かうように弧状に湾曲している。ここで、第１の凹状部分８３は、流入口５１ａから第１室６８内に流入した排ガスを受け入れて、下方に（例えば、第２の凹状部分８４に）導く機能を有する。

第１の凹状部分８３の下端部は、第２の凹状部分８４の上端部に連続している。第２の凹状部分８４は、第１の凹状部分８３よりも排出側に突出している。
第２の凹状部分８４は、図１５に示すように、正面から見て略Ｃ字状であり、その略Ｃ字状の底部８５にて、第２の容器５２の内面に当接している。

ここで、第２の凹状部分８４は、本発明の「第１仕切部」に対応して、ハウジング４１内を、流入口５１ａを含む主室６５（第１室６８及び第２室６９）と排出口５２ａを含む容積室６６とに区画する。この容積室６６は、図１３〜図１６に示すように、第２の凹状部分８４によって周囲が囲まれることで形成される。容積室６６の容積は、第１室６８の容積よりも小さく、かつ、第２室６９の容積よりも小さい。

本実施形態では、略Ｃ字状の第２の凹状部分８４の右側端部（開放端部）と第２の容器５２の内面とによって、連通部６６ａが形成される。この連通部６６ａは、本発明の「第１連通部」に対応するものであり、主室６５を構成する第２室６９と容積室６６とを連通するものである。ここで、排出口５２ａの開口面積は、連通部６６ａの開口面積よりも大きい。

仕切板８０の本体部８１の左側部分には複数（図１５では７個）の貫通孔８６が形成されている。ここで、貫通孔８６は第１の容器５１の流入口５１ａよりも下位に位置している。尚、本実施形態では、横方向（左右方向）において、排出口５２ａと複数の貫通孔８６との間に、凹状部８２（特に、第２の凹状部分８４）が位置している。

仕切板８０には、筒状部材４３が挿入されるための少なくとも１つ（図１５では２つ）の貫通孔８７が貫通形成されている。

ガイド部材４２’は金属製又は樹脂製であり、第１の容器５１の流入口５１ａに取り付けられている。ガイド部材４２’は、下面開放のＵ字状の断面形状を有して、第１の容器５１の流入口５１ａから排出側に向かって延びている。ガイド部材４２’は、排気ポート３６から流入口５１ａを介して第１室６８内に流入してきた排ガスを、仕切板８０の凹状部８２にスムーズに案内する機能を有する。

本実施形態では、仕切板８０の凹状部８２（特に、第２の凹状部分８４）が、第２室６９内での排ガスの流れを部分的に規制可能である。

次に、排気ポート３６からマフラ４０”を経て外部に排出される排ガスの流れについて説明する。

排気ポート３６からマフラ４０”の流入口５１ａを経て第１室６８内に流入する排ガスは、その流れの向きが、仕切板８０の凹状部８２（特に、第１の凹状部分８３）によって、下向きに変えられる。排ガスは、第１室６８内にて拡散されて冷却された後、仕切板８０の貫通孔８６を通って、第２室６９内の左側部分に流入する。

第２室６９内の左側部分に流入した排ガスは、第２室６９内にて、仕切板８０の凹状部８２（特に、第２の凹状部分８４）の上方及び下方を回り込むように流れて第２室６９内の右側部分に至る。尚、排ガスは、第２室６９内においても拡散されて冷却され得る。

この後、排ガスは、連通部６６ａを通って、容積室６６に左向きに流入する。ここで、連通部６６ａは、第２室６９と容積室６６とを連通している。
連通部６６ａから左向きに容積室６６に流入した排ガスは、容積室６６にて、排出側に向かうように、約９０°程度、流れ方向が変更される。ここで、仕切板８０の凹状部８２（特に、第２の凹状部分８４）によって本発明の「流れ方向変更部」の機能が実現される。また、容積室６６内にて排ガスは拡散して減速されて排出口５２ａに至る。そして、排ガスは整流部材４４を均一に通過することで流れが整えられた後に、外部ダクト４５から外部へ排出される。

特に本実施形態によれば、第１仕切部（第２の凹状部分８４）が第２仕切部（仕切板８０）と一体的に形成されている。第１仕切部（第２の凹状部分８４）は、ハウジング４１内を、流入口５１ａを含む主室６５と排出口５２ａを含む容積室６６とに区画する。第２仕切部（仕切板８０）は、主室６５内を、流入口５１ａを含む第１室６８と容積室６６に隣り合う第２室６９とに区画する。これにより、仕切板８０の形成時に、容積室６６を規定する第２の凹状部分８４を略同時に形成することができる。ゆえに、マフラ４０”を効率良く製造することができる。

尚、本実施形態では、第２室６９内において、その左側部分から右側部分に流れる排ガスが、その途中で、仕切板８０の凹状部８２（特に、第２の凹状部分８４）の上方及び下方を回り込むように流れる例を示したが、排ガスが回り込む経路については、仕切板８０の凹状部８２（特に、第２の凹状部分８４）の上方及び下方の少なくとも一方であればよい。すなわち、第２室６９内において、その左側部分から右側部分に流れる排ガスが、その途中で、仕切板８０の凹状部８２（特に、第２の凹状部分８４）の上方又は下方を回り込むように流れてもよい。

また、前述の第１〜第３実施形態では、マフラ４０，４０’，４０”が搭載される携帯型作業機の一例として刈払機を挙げて説明したが、マフラ４０，４０’，４０”が搭載される携帯型作業機はこれに限らない。例えば、マフラ４０，４０’，４０”は、穴掘機、コンクリートカッターなどの携帯型作業機に搭載可能である。また、マフラ４０，４０’，４０”は、バックパックブロワ、スプレイヤ（噴霧機）、散粉機、背負い型刈払機などの背負い型作業機に搭載可能である。

また、前述の第１〜第３実施形態では、エンジン２１が４ストロークエンジンである例を示したが、この他、エンジン２１が２ストロークエンジンであってもよい。
また、前述の第１〜第３実施形態では、エンジン２１がＯＨＶ形式のエンジンである例を示したが、この他、エンジン２１がＯＨＣ形式のエンジンであってもよい。
また、前述の第１〜第３実施形態では、エンジン２１において、シリンダヘッド２８とシリンダ部２２とが別体である例を示したが、これに代えて、シリンダヘッドとシリンダ部とが一体であってもよい。

以上からわかるように、前述の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１ 刈払機
３ エンジンモジュール
２１ エンジン
３６ 排気ポート
４０，４０’，４０” マフラ
４１ ハウジング
４２，４２’ ガイド部材
４３ 筒状部材
４４ 整流部材
４５ 外部ダクト
５１ 第１の容器
５１ａ 流入口
５２ 第２の容器
５２ａ 排出口
５４，５５ 外フランジ部
５６ 凹部
５６ａ 開口部
５８ ボルト挿入孔
５９ 貫通孔
６１ ガイドプレート
６２ 側板
６３ フランジ部
６５ 主室
６６ 容積室
６６ａ 連通部
６８ 第１室
６９ 第２室
７０ 仕切板
７１，７２ 貫通孔
８０ 仕切板
８１ 本体部
８２ 凹状部
８３ 第１の凹状部分
８４ 第２の凹状部分
８５ 底部
８６，８７ 貫通孔
Ｇ 排ガスの流れ方向
Ｐ シート面

Claims (8)

1. エンジンの排気ポートに接続されて排ガスが流入する流入口と、流入した排ガスを排出する排出口とを有する箱型のハウジングと、
   前記ハウジング内を、前記流入口を含む主室と前記排出口を含む容積室とに区画する第１仕切部と、
   前記排出口を覆うように前記ハウジングに設けられる網状の整流部材と、
   を備え、
   前記第１仕切部は、前記主室と前記容積室とを連通する第１連通部を有し、
   前記流入口から前記主室内に流入した排ガスは、前記第１連通部を経て前記容積室に流入して前記排出口に至り、前記整流部材を通過する、
   エンジン用マフラであって、
   前記主室内を、前記流入口を含む第１室と前記容積室に隣り合う第２室とに区画する第２仕切部を更に備え、
   前記容積室の容積は、前記第１室の容積よりも小さく、かつ、前記第２室の容積よりも小さく、
   前記第２仕切部は、前記第１室と前記第２室とを連通する第２連通部を有し、
   前記第１仕切部が前記第２仕切部と一体的に形成されている、
   エンジン用マフラ。
2. 前記排出口における排ガスの流れ方向と、前記整流部材のシート面とが交差している、請求項１に記載のエンジン用マフラ。
3. 前記容積室は、前記第１連通部から内部に流入した排ガスの流れ方向を変更する流れ方向変更部を備える、請求項１又は請求項２に記載のエンジン用マフラ。
4. 前記整流部材は金網である、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジン用マフラ。
5. 前記金網を構成する線材の線径が０．０５ｍｍ以上かつ０．５０ｍｍ以下の範囲内であり、
   前記金網のメッシュ数が２０メッシュ以上かつ２００メッシュ以下の範囲内である、請求項４に記載のエンジン用マフラ。
6. 前記排出口における排ガスの平均流速が１０ｍ／ｓｅｃ以下である、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のエンジン用マフラ。
7. 前記整流部材は、排ガス中の火の粉飛散防止用のスパークアレスタとして機能可能である、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のエンジン用マフラ。
8. 前記エンジンは４ストロークエンジンである、請求項１〜請求項７に記載のエンジン用マフラ。