JPH06200733A - 汎用エンジンのマフラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の汎用エンジのマフラの目的は汎用小
型エンジンとしては固定容量型のマフラに１体に可変絞
り機構を内蔵し幅広い運転条件に対しても出力低下なく
効果的な消音機能を持つ汎用エンジンのマフラを提供す
ることである。 【構成】 本発明に係る汎用エンジンのマフラは両端を
端板で閉塞したマフラ本体に対しその内部に連通するよ
う接続した排気入口管及び排気出口管を有してなるエン
ジンのマフラにおいて、マフラ本体の長さ方向に沿って
先端が閉塞された通気管を設け、同通気管にその先端側
から順に軸方向に沿って複数の長穴と、複数の小穴を穿
設すると共に、通気管の長穴の穿設部分外周にマフラ本
体内を仕切る仕切板を、同仕切板を通気管の先端方向へ
付勢するばねを介して摺動可能に装着してなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は汎用小型エンジン用マフ
ラに関し特にマフラ本体内に排気圧に感応して排気通路
の絞りを変化させるマフラに関する。

【０００２】

【従来の技術】汎用エンジン用マフラは通常マフラ本体
内を複数の膨張室に区画形成して小穴で連通し、排気ガ
スが所定の長さの通路を流れる間に絞りと膨張を繰り返
えして脈動を緩和し消音されて外部へ排出される構造で
あるがエンジンの種々の回転数、出力に対してこのよう
な固定容量のマフラで幅広い運転条件に対応するのは困
難であるので稼動時間割合の大きい回転数、出力に合せ
て消音器特性諸元が決められているのが普通であるが、
マフラ内或はマフラ出口において排気の絞りを変化させ
ることによって適合する回転数、出力の幅を拡げるよう
に工夫したものが紹介されている。以下に実案公昭６３
−１５５３９号に紹介された可変マフラを例にして図３
〜５によって、従来例について説明する。図３は従来例
の全体図、図４は従来例の断面図、図５は従来例の特性
線図である。

【０００３】図において１はマフラでエンジンの排気口
に連結される。２は調圧筒でマフラ１の出口に連結され
ている。３はピストンで調圧筒２内に摺動自在に挿入さ
れている。６はシールリングでピストン３の外周に設け
られている。４は押しばねでピストンをマフラ１側へ押
す。７は排気通孔でピストン３を軸方向に貫く穴であ
る。Ａはボリューム室でピストン３と調圧筒２のマフラ
１側の端板との間の空間である。Ｂはボリューム室でピ
ストン３と調圧筒２のマフラ１と反対側の端板との間の
空間である。８は出口孔で調圧筒２のマフラ１と反対側
の端板に設けられ排気通孔７と一部が重り合うにして排
気通孔７の中心線に対して偏心している穴である。

【０００４】前記従来例の作用を説明する。エンジンは
回転数を上昇させるにしたがって排気ガス量が増大しマ
フラ及び調圧筒２内の背圧が上昇する。この圧力でピス
トン３がばね４の力に抗して出口孔８側へ移動させられ
る。図５（イ）にエンジン回転速さに対するピストン移
動量を示す。エンジン回転速さがはやくなるにつれてピ
ストン３は出口孔８側へ押しやられボリューム室Ａが広
くボリューム室Ｂが狭くなる。即ち排気ガスの圧力に応
じてピストン３が前後方向に摺動し前記両ボリューム室
の容積が変り排気ガスの消音効果が向上せしめられる。
これにともなってピストン３の後端は調圧筒２の出口孔
８に近づく。

【０００５】ピストン３の排気通孔７と出口孔８とは互
に一部重なり合うように偏心させてあるのでピストン３
が出口孔８に近づくにつれ出口が狭められて小さくな
る。このためマフラ１及び調圧筒２内の背圧及び温度が
エンジンの回転速さの上昇につれて上昇する。ピストン
３の移動量とマフラ内圧力、温度の関係を特性線図図５
（ロ）に示す。絞りを小さくするとエンジンの出力は高
速側へ移動する。これを特性線図図５（ハ）に示す。よ
って調速筒２を設けることによってエンジンの出力特性
は図５（ハ）に示すようになり最高出力を発生する回転
数範囲が広がりエンジンが使い易く高出力なものにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来例に示した可変絞
りマフラは肝心の消音機能は排気上流のメインマフラに
依存し、可変絞り部を独立させた２段マフラとなってい
るので冗長複雑となり汎用小型エンジンには適合し難
い。本発明の目的は前記不具合を解消し汎用小型エンジ
ンとしては固定容量型のマフラに１体に可変絞り機構を
内装し幅広い運転条件に対しても出力低下なく効果的な
消音機能をもつ汎用エンジンのマフラを提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の汎用エンジンの
マフラは両端を端板で閉塞した筒状のマフラ本体に対
し、その内部に連通する様接続した排気入口管及び排気
出口管を有してなるエンジンのマフラにおいて、前記マ
フラ本体内の反排気入口管側端板に前記マフラ本体の長
さ方向に沿って先端が閉塞された通気筒を設け、同通気
筒にその先端側から順に軸方向に沿って複数の長穴と複
数の小穴を穿設すると共に、通気管の長穴穿設部分外周
にマフラ本体内を仕切る仕切板を通気管の先端方向へ付
勢するばねを介して摺動可能に装着してなることを特徴
とする。

【０００８】

【作用】エンジン排気ガスが低圧のときは排気ガス入口
側のマフラ第１室（膨張室）の圧力は低くばねが伸びて
可動仕切り板は通気管の長穴の一部だけを前記第１室に
覗かせて残りの長穴部は塞いでいるので排ガス通路は十
分絞られた状態にある。排気ガスは絞られた長穴から中
間の通気管に入り通気管の多数の小穴から出口側のマフ
ラ第２室（膨張室）に入り流速を下げ次いで出口排気管
から外部へ放出される。このように排気ガスの膨張と絞
りの繰返えしによって脈動を緩和し消音する。

【０００９】エンジン排気ガスが高圧のときは、前記マ
フラ第１室内の圧力は高くなり前記第１室と前記第２室
との圧力差は相対的に大きくなるので、前記第１室の圧
力が圧縮ばねの押力に勝って前記仕切板を前記第２室側
へ移動させる。その結果通気管にあけられた前記長穴の
前記第１室に開口する面積が広くなり排気ガスの流れの
抵抗が小さくなる。前記仕切板は前記第１室と前記第２
室の圧力差による圧力と圧縮ばねの押力が平衡した位置
で止る。前記通気管に入った排気ガスは多数の小穴から
前記第２室に入って膨張しついで小穴を通って出口排気
管から外部へ放出される。

【００１０】排気ガスはマフラ内で膨張と絞りを繰返え
して消音されるが前記第１室と前記第２室の絞りが拡げ
られるので排気ガスの流動抵抗が小さくなり排気入口側
圧力即ちエンジンに対するバックプレッシャが大きくな
らずエンジンの出力低下を避けることができる。薄板製
の軽量の仕切板は前記第１室の圧力の脈動に即時に対応
して仕切板が動き前記第１室の容積を変化させて脈動の
圧力差を小さくする効果がある。

【００１１】

【実施例】実施例を図１〜２によって説明する。図１は
実施例の断面図、図２は実施例のエンジンの特性線図で
ある。図においてＣ−Ｃは中心線で図のＣ−Ｃ線より上
はばねが伸びた位置の図、Ｃ−Ｃ線より下はばねがちぢ
んだ位置の図である。１２はマフラ本体で両端閉じた円
筒形である。１２ａはマフラ端板でマフラ本体１２の端
を塞いでいる。１２ｂはマフラ端板でマフラ本体１２の
マフラ端板１２ａの反対側の端を塞いでいる。１１は排
気入口管でマフラ端板１２ａを貫通して固定されている
管で内側先端は盲蓋で塞がれ、マフラ内の管壁に多数の
穴があけられている。１７は通気穴で排気入口管１１の
マフラ内の管壁に多数あけられている。

【００１２】１４は通気筒でマフラ端板１２ｂの中心に
垂直に固設され先端が閉じた管である。１８は長穴で通
気筒１４の閉端近くの管壁にあけられ軸方向に長く周方
向にならぶ複数の長穴である。１９は通気穴で通気筒１
４の固着端近くに多数あけられた穴である。１３は仕切
板でマフラ本体１２内を軸方向の２つの第１室Ｘ，第２
室Ｚに仕切り通気筒１４を中心にして軸方向に摺動可能
に嵌合する円筒が固定されている。１３ａは仕切板ガイ
ド筒で仕切板１３の中心に固定され通気筒１４の外に軸
方向に摺動可能に長穴１８の部分に嵌って長穴１８の開
き口を調整する。

【００１３】２１はストッパでマフラ本体１２の内周に
リング状に仕切板１３がマフラ端板１２ｂ側から当った
とき仕切板ガイド筒１３ａが長穴１８のマフラ端板１２
の側を完全には閉じない位置に固定されている。２２は
ストッパでマフラ本体１２の内周にリング状にストッパ
２１よりマフラ端板１２ｂに近い位置に固定されてい
る。仕切板１３はストッパ２１とストッパ２２の間に入
っている。１６は圧縮ばねでマフラ端板１２ｂと仕切板
１３の間に設けられている。Ｘは第１膨張室で仕切板１
３とマフラ端板１２ａの開の室間である。Ｙは中間室で
通気筒１４の内側の空間である。Ｚは第２膨張室で仕切
板１３とマフラ端板１２ｂの間の空間である。１５は排
気出口管で第２膨張室Ｚの管壁に貫いて固定された内側
端が閉じた管である。２０は通気穴で排気出口管１５の
第２膨張室Ｚ内の管壁に多数あけられた穴である。Ｑは
汎用エンジンに従来のマフラを取付けた性能曲線、Ｐは
前記と同じエンジンに発明のマフラを取付けた性能曲線
である。

【００１４】前記実施例の作用を説明する。エンジンの
排気ガスは排気入口管１１に入り通気孔１７を通って第
１膨張室Ｘに入る。排気ガスが低圧のときは第１膨張室
Ｘ内の圧力は低く仕切板１３は圧縮ばね１６に押されて
ストッパ２１に当って止り（図１のＣ−Ｃ線７上に示
す）仕切板ガイド筒１３ａは長穴１８の一部だけを第１
膨張室Ｘに覗かせて長穴１８の大部分を塞ぐ。排ガス通
路は仕切板ガイド筒１３ａで絞られた状態である。排気
ガスは絞られた長穴１８を通って中間室Ｙに入り次に通
気穴１９を通って第２膨張室Ｚに入って流速を下げ次に
通気穴２０を通って排気出口管１５に入りその端から外
へ放出される。

【００１５】排気ガスは膨張と絞りを繰返えすことによ
り脈動の圧力差を減じ消音される。エンジン排気ガスの
圧力が高くなると第１膨張室Ｘ内の圧力は高くなり第１
膨張室Ｘと第２膨張室Ｚとの相対的圧力差は大きくなる
ので、第１膨張室Ｘの圧力による仕切板１３を押す力が
圧縮ばね１６の押力に勝って仕切板１３を第２膨張室Ｚ
側へ移動させると、（図１のＣ−Ｃ線より下に仕切板１
３の最大変位位置を示す）長穴１８の第１膨張室Ｘに開
口する面積が広くなって排気ガスの流れに対する抵抗が
小さくなり、仕切板１３は第１膨張室Ｘと第２膨張室Ｚ
の圧力差による圧力と圧縮ばね１６の押力が平衡した位
置に止る。

【００１６】排気ガスは長穴１８の第１膨張室への開口
部から中間室Ｙに入り次に通気穴１９から第２膨張室Ｚ
に入って膨張し第２膨張室Ｚから通気穴２０を通って排
気出口管１５に入りその端から外部へ放出される。この
場合も前記排気ガスが低圧のときと同様排気ガスは膨張
と絞りを繰り返えすことにより脈動圧力差を減じ消音す
るが第１膨張室Ｘと第２膨張室Ｚとの間の絞りは開かれ
ているので、マフラ全体の流量抵抗は小さくなりエンジ
ンに対するバックプレッシャはあまり大きくならないの
でエンジンの出力低下は避けられる。仕切板１３は軽量
であるので第１膨張室Ｘ内の圧力の脈動に対応して動い
て第１膨張室Ｘ内の脈動を緩和し消音効果を生ずる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の汎用エンジンのマフラを適用す
ることにより汎用小型エンジンの幅広い運転条件に対し
ても出力の低下なく十分な消音効果を得ることができ
る。よって本発明は汎用小型エンジンとしては固定容量
型のマフラに１体に可変絞り機構を内装し幅広い運転条
件に対しても出力低下なく効果的な消音機能を持つ汎用
エンジンのマフラを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の断面図。

【図２】同実施例のエンジンの性能線図。

【図３】従来例の全体図。

【図４】従来例の断面図。

【図５】従来例の性能線図。

【符号の説明】

１１…排気入口管、１２…マフラ本体、１３…仕切板、
１２ａ…マフラ端板、１２ｂ…マフラ端板、１４…通気
筒、１５…排気出口管、１６…圧縮ばね、１８…長穴、
Ｘ…第１膨張室、Ｚ…第２膨張室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端を端板（１２ａ）（１２ｂ）で閉塞
   した筒状のマフラ本体（１２）に対し、その内部に連通
   するよう接続した排気入口管（１１）及び排気出口管
   （１５）を有してなるエンジンのマフラにおいて、前記
   マフラ本体（１２）内の反排気入口管側端板（１２ｂ）
   に前記マフラ本体の長さ方向に沿って先端が閉塞された
   通気管（１４）を設け、同通気管（１４）にその先端側
   から順に軸方向に沿って複数の長穴（１８）と複数の小
   穴（１９）を穿設すると共に、通気管（１４）の長穴穿
   設部分の位置において外周にマフラ本体（１２）内を仕
   切る仕切板（１３）を通気管（１４）の先端方向へ付勢
   するばね（１６）を介して摺動可能に装着してなること
   を特徴とする汎用エンジンのマフラ。