JPH11156802A - 内燃エンジンのマフラー及び携帯型動力作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マフラーから排ガスが地面側に向けて吹き出
されても、地面上の土砂、雪、塵埃等を舞い上がり難く
できて、作業環境の悪化を緩和でき、かつ、排気温度や
騒音レベルを効果的に低減できる内燃エンジン用マフラ
ーを提供する。 【解決手段】 内燃エンジン（２０）からの排ガスが導
入される膨張室（６１、６２）を有し、前記排ガスを外
方に排出すべく、前記膨張室（６１、６２）の外端側に
互いに独立した複数の排出口（９１、９２）が相互に所
定距離以上離隔して設けられたマフラーからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チェーンソー、エ
ンジンカッター、ヘッジトリマー等の携帯型動力作業機
に好適な内燃エンジンのマフラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】チェーンソー、エンジンカッター、ヘッ
ジトリマー等の携帯型動力作業機にあっては、通常、そ
の動力源として、マフラーを備えた比較的小型の空冷２
サイクルガソリンエンジン等の内燃エンジンが本体ハウ
ジング内に搭載され、チェーンソーを例にとれば、前記
本体ハウジングの前部右側部に、ガイドバーとこれに摺
走自在に掛け回されるソーチェーンとからなるソーチェ
ーンセットが取り付けられ、前記内燃エンジンにより前
記ソーチェーンを摺走駆動するようにされている。この
場合、マフラーは、通常、例えば実公平３−１３５２７
号公報等にも所載のように、その外端部が前記本体ハウ
ジングの前端部付近に位置せしめられ、排ガスを前記外
端部に設けられた単一の排出口から、前記ソーチェーン
側の右斜め前方に吹き出して排出するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した如くのチェー
ンソー等の携帯型動力作業機においては、ソーチェーン
等の作業部の姿勢を９０度回転させて使用する場合があ
る。つまり、チェーンソーを例にとれば、横に寝かせた
状態の木を切る際には、ソーチェーンを含む全体を正立
姿勢にするが、立木を切る場合には、ソーチェーンを含
む全体を、例えば、右側へ横に寝かせるように９０度回
転させて使用する。

【０００４】ここで、上記のようにソーチェーンを含む
全体を正立姿勢で使用しているときには、排ガスは、前
記したようにマフラーの排出口から右斜め前方に吹き出
されるが、ソーチェーンを含む全体を横に寝かせて使用
するときには、前記マフラーの排出口が地面に対向する
ように下側となり、排ガスが前記マフラーの排出口から
地面に向けて斜め前方に吹き出されることになる。とこ
ろが、排ガスが単一の排出口から勢いよく地面に向けて
吹き出されると、従来のマフラーの排出口形態では、地
面上の土砂、雪、塵埃等が舞い上がって作業環境が損な
われ、作業に支障を来してしまうという問題があった。

【０００５】上に述べた例からもわかるように、携帯型
動力作業機におけるマフラーは、その排ガスの方向性に
制約が課せられ、また、米国のＡＮＳＩ（全米規格協
会）による、マフラー表面温度規制や騒音規制等の制約
も課せられることから、従来様様な構造のものが提案さ
れているが、いずれも構造が複雑で、コストも高くなり
がちであった。本発明は、上述した如くの問題を解消す
べくなされたもので、その目的とするところは、排ガス
がマフラーから地面側に向けて吹き出されても、地面上
の土砂、雪、塵埃等を舞い上がり難くできて、作業環境
の悪化を緩和でき、かつ、排気温度や騒音レベルを効果
的に低減できる、構造が簡単で安価な内燃エンジンのマ
フラー及び携帯型動力作業機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成すべ
く、本発明に係る内燃エンジンのマフラーは、基本的に
は、内燃エンジンからの排ガスが導入される膨張室を有
し、前記排ガスを外方に排出すべく、前記膨張室の外端
側に互いに独立した複数個の排出口が相互に所定距離以
上離隔して設けられてなる。より具体的には、前記内燃
エンジンからの排ガスが導入される本体部と、該本体部
の外端側に取着された蓋部と、を有し、前記本体部と前
記蓋部とで前記膨張室が画成される一方、前記蓋部が外
蓋部材と内蓋部材とからなっていて、前記外蓋部材と前
記内蓋部材との間に複数の分配室が画成され、該各分配
室にそれぞれ前記独立排出口が設けられる。

【０００７】前記排出口は、好ましくは、前記外蓋部材
の外端面部の一部が前記内蓋部材側に打ち出されて凹入
鎧戸状に形成される。また、前記本体部は、好ましく
は、前記内燃エンジンからの排ガスが導入される内筒部
と、この内筒部の外周側に配置された外周ケースとから
なっており、前記膨張室は、前記内筒部と前記蓋部とで
画成された内側膨張室と、前記外周ケース、前記内筒
部、及び前記蓋部で画成された外周膨張室と、からなっ
ていて、前記排ガスが前記内周膨張室と前記外周膨張室
とで二段階に膨張せしめられた後、前記複数の分配室に
導かれて前記各排出口を通じて斜め外方に排出される。
本発明のマフラーの好ましい態様では、前記複数の排出
口から排出される排ガスを相互に干渉させるべく、前記
複数の排出口の向きが互いに異なるように設定される。

【０００８】また、他の好ましい態様では、前記蓋部の
前記外蓋部材が正面視概略矩形とされ、前記排出口が前
記外蓋部材の対角線上のコーナー部近傍にそれぞれ設け
られる。一方、本発明に係る携帯型動力作業機は、前記
したマフラーを備えた内燃エンジンが本体ハウジング内
に搭載され、前記マフラーが前記本体ハウジングの前部
に位置せしめられてなる。本発明の携帯型動力作業機と
して好ましいの例としては、チェーンソーが挙げられ、
チェーンソーである場合には、前記本体ハウジングの前
部右側部に、ガイドバーとこれに摺走自在に掛け回され
るソーチェーンとからなるソーチェーンセットが取り付
けられ、前記内燃エンジンにより前記ソーチェーンを摺
走駆動するようにされる。

【０００９】前述の如くの構成とされた携帯型動力作業
機に搭載された内燃エンジンのマフラーにおいては、内
燃エンジンからの排ガスが膨張室に音速に近い速度で導
入されてそこで膨張拡散せしめられ、それによって排気
音が減衰せしめられる。そして、前記膨張室に導入され
た排ガスは、その後、好ましくは、複数の分配室に分散
されて導入され、この複数の分配室にそれぞれ設けられ
た排出口から斜め外方、例えば右斜め前方、に吹き出さ
れて排出される。

【００１０】ここで、携帯型動力作業機がチェーンソー
である場合を例にとれば、ソーチェーンを含む全体を正
立姿勢で使用しているときには、排ガスは前記マフラー
の排出口から右斜め前方に吹き出される。それに対し、
ソーチェーンを含む全体を右側へ横に寝かせて使用する
ときには、前記マフラーの排出口が地面に対向するよう
に下側となり、排ガスが前記マフラーの排出口から地面
に向けて斜め前方に吹き出されるが、本発明のマフラー
では、前記のように排出口が複数個設けられているの
で、排ガスは各排出口から分散されて排出されることに
なる。

【００１１】この場合、各排出口から分散されて排出さ
れる排ガスの圧力は、従来のように単一（一箇所）の排
出口から集中的に排出される場合に比して小さくなるの
で、地面上の土砂、雪、塵埃等が舞い上がり難くなり、
作業環境の悪化が緩和され、さらに、排気温度や騒音レ
ベルが効果的に低減せしめられるとともに、エンジンか
らマフラー外に至る排ガスの流れが良くなることからエ
ンジン出力も向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。図１〜図４は本実施形態
に係る内燃エンジンのマフラー（５０）を示し、図５は
前記マフラー（５０）を備えた内燃エンジン（２０）が
搭載された携帯型動力作業機の一つであるチェーンソー
（１０）の一実施形態を示している。

【００１３】図示のチェーンソー１０は、動力源として
の比較的小型の空冷２サイクルガソリンエンジン２０
が、合成樹脂等からなる本体ハウジング１２の中央部付
近にシリンダ縦置き搭載されている。前記本体ハウジン
グ１２の平面視で右側部１２Ｒ（図６参照）の前部側
に、ガイドバー１０１とこれに摺走自在に掛け回される
ソーチェーン１０２とからなるソーチェーンセット１０
０が取り付けられ、前記ソーチェーン１０２を後述する
ように前記エンジン２０により摺走駆動するようにされ
ている。

【００１４】前記本体ハウジング１２の後部には、前記
エンジン２０を制御するためのセーフティレバー１５、
スロットルトリガー１６等が配置された後ハンドル１４
が配設され、前記本体ハウジング１２の中央部付近外周
には、概略Ｃ字ないしループ状の前ハンドル１７が、そ
のグリップ部１７ａを前記エンジン２０の前寄り斜め上
方及び左側方に位置させた状態で配設されている。前記
本体ハウジング１２内に搭載された前記エンジン２０
は、排気量２０ｃｃ〜４０ｃｃ程度であり、アルミニュ
ウム合金ダイキャストにより胴部と頭部が一体成型され
たシリンダ２１と、その下部に気密的に連結された半円
筒状のクランクケース２５と、を備えており、該クラン
クケース２５が前記本体ハウジング１２の半円筒状据え
付け部１２Ｕに固定されている。

【００１５】前記シリンダ２１の頭部には点火プラグ４
２が配設され、また、前記シリンダ２１の胴部には、そ
こに摺動自在に嵌挿されたピストン３０により開閉され
る吸気口３１、掃気口（図示せず）、排気口３２が形成
され、前記シリンダ２１と前記クランクケース２５との
境目部分を通るようにクランク軸２７が軸支され、この
クランク軸２７の一端側には、図示していないが冷却フ
ァンが取り付けられている。また、前記クランク軸２７
に連接ロッド２９を介して前記ピストン３０が連結され
ており、前記ピストン３０の２行程で１サイクルを完了
するようになっている。

【００１６】また、前記シリンダ２１の後方側（前記本
体ハウジング１２の後部側）には、エアークリーナ３７
及び気化器３５が配設され、前記気化器３５からの混合
気が前記吸気口３１を介して前記クランクケース２５の
前記クランク室２６に導入されるようになっている。な
お、前記気化器３５には、前記エアークリーナ３７から
の清浄化された空気が導かれるとともに、前記本体ハウ
ジング１２の後部側の底部に設けられた燃料タンク３８
から潤滑油を混入した混合燃料が供給され、該燃料が前
記気化器３５により霧化されて空気−燃料混合気となっ
て、前記クランク室２６に導かれるようになっている。

【００１７】かかる構成の前記エンジン２０において
は、従来の一般的な２サイクルエンジンと同様に、前記
ピストン３０の上昇動作により前記吸気ポート３１から
前記ピストン３０下方の前記クランク室２６に混合気を
吸入するとともに、該混合気を前記ピストン３０の下降
動作により予圧縮し、この予圧縮された混合気を、前記
掃気ポートを通じて前記ピストン３０上方の燃焼作動室
４０に吹き出し、該燃焼作動室４０において前記点火プ
ラグ４２により点火燃焼せしめられた燃焼ガス（排ガ
ス）が、前記シリンダ２１の前部側に設けられた前記排
気口３２から、それに連設されたマフラー５０に導出さ
れる。

【００１８】該マフラー５０は、図１〜図４を参照すれ
ばよくわかるように、前記シリンダ２１の前記排気口３
２周辺部に、その前方から水平に挿通された２本のボル
ト６７、６７により締め付け固定されている。このマフ
ラー５０は、前記エンジン２０側である内方に位置する
本体部５１と、該本体部５１の前面側である外方に取着
された蓋部５２と、からなっており、前記本体部５１
は、図４を参照すればよくわかるように、前記エンジン
２０からの排ガスが導入される断面概略角丸矩形の内筒
部５５と、この内筒部５５の外周側に配置された外周ケ
ース５３とからなっている。該外周ケース５３は、前面
側が開口し、その後部中央に排ガス導入口５１ａが設け
られ、この排ガス導入口５１ａの外縁部が前記排気口３
２の外縁部に板状のガスケット２３を介して対接せしめ
られており、前記排ガス導入口５１ａ部分に前記内筒部
５５の後端部が補強板２４を介して接合されている。

【００１９】前記内筒部５５は、図４を参照すればよく
わかるように、多数の透孔５５ａが形成された断面概略
コ字状の二つの半体５５Ａ、５５Ｂを閉じ合わせたもの
で、その合わせ面の両端部近傍には前記シリンダ２１に
螺入される前記ボルト６７、６７が挿通せしめられる円
筒状のボルト挿通部６３、６３が形成されている。

【００２０】一方、前記蓋部５２は、中央部に凹入部５
６Ｄが設けられた外蓋部材５６と、この外蓋部材５６内
に嵌挿された、中央部に凹入部５７Ｄと凸出部５７ｄ、
５７ｄとが設けられ、かつ、背面視（図４）で上部左寄
りと下部右寄りとにそれぞれ３個づつ丸穴５７ａが形成
された内蓋部材５７とからなっていて、前記外蓋部材５
６の後端部が前記外周ケース５３の前端部に内嵌せしめ
られ、前記外蓋部材５６の凹入部５６Ｄに前記内蓋部材
５７の前記凸出部５７ｄ、５７ｄが対接せしめられてお
り、それら外蓋部材５６と内蓋部材５７との間の上下
に、互いに独立した二つの分配室７１、７２が画成され
ている。また、前記内蓋部材５７の前記凸出部５７ｄ、
５７ｄの後面側には、前記内筒部５５の前端が対接せし
められ、かかる部位において、前記外蓋部材５６、前記
内蓋部材５７、及び前記内筒部５５の三者は、前記ボル
ト６７、６７の締め付けによって気密的に圧接せしめら
れている。

【００２１】これにより、前記内筒部５６の前端開口
は、前記内蓋部材５７により閉じられて、その内部に内
側膨張室６１が画成され、また、前記外周ケース５３、
前記内筒部５５、及び前記蓋部５２により外周膨張室６
２が画成されている。そして、前記外蓋部材５６と前記
内蓋部材５７との間の上下に画成された前記二つの分配
室７１、７２には、それぞれ独立した上側排出口９１と
下側排出口９２が設けられている。

【００２２】ここでは、前記蓋部５１の前記外蓋部材５
６が正面視概略矩形とされ、前記二つの排出口９１、９
２は、それぞれ前記外蓋部材５６の対角線上のコーナー
部近傍に位置せしめられている。これら二つの排出口９
１、９２は、図２（Ｂ）を参照すればよくわかるよう
に、前記外蓋部材５６の外端面部５６ａの一部が前記内
蓋部材５７側に打ち出されて、矩形開口を持つ凹入鎧戸
状に形成されている。また、図２を参照すればくわかる
ように、前記二つの排出口９１、９２のうちの前記上側
排出口９１は水平に形成されているが、前記下側排出口
９２は若干上向きに形成されており、それら二つの排出
口９１、９２から排出される排ガスが相互に干渉するよ
うにされている。

【００２３】このような構成とされた本実施形態のマフ
ラー５０においては、図４において二点鎖線矢印で示さ
れる如くに、前記エンジン２０の前記排気口３２からの
排ガスは、まず前記内筒部５５の前記内側膨張室６１に
音速に近い速度で導入されてそこで膨張拡散せしめら
れ、さらに、前記内筒部５５の透孔５５ａを通じて前記
外周膨張室６２に導出され、ここでも膨張拡散、つま
り、二段階に膨張拡散せしめられ、それによって排気音
が減衰せしめられる。

【００２４】そして、前記外周膨張室６２に導入された
排ガスは、その後、前記内蓋部材５７に形成された前記
丸穴５７ａを通じて前記二つの分配室７１、７２に分散
されて導入されて再び膨張し、この二つの分配室７１、
７２にそれぞれ設けられた前記上側排出口９１及び前記
下側排出口９２から、図６において二点鎖線矢印で示さ
れる如くに、前記ソーチェーンセット１００側の右斜め
前方に吹き出されて排出される。

【００２５】ここで、前記ソーチェーンセット１００を
含む前記チェーンソー１０全体を正立姿勢で使用してい
るときには、前記のように排ガスは前記マフラー５０の
前記二つの排出口９１、９２から右斜め前方に吹き出さ
れる。それに対し、前記ソーチェーンセット１００を含
む前記チェーンソー１０全体を右側へ横に寝かせて使用
するときには、前記二つの排出口９１、９２が地面に対
向するように下側となり、排ガスが前記排出口９１、９
２から地面に向けて斜め前方に吹き出されるが、本実施
形態のマフラー１０では、前記のように排出口が二つ設
けられているので、排ガスは各排出口９１、９２から分
散されて排出されることになる。

【００２６】この場合、各排出口９１、９２から分散さ
れて排出される排ガスの圧力は、従来のように単一（一
箇所）の排出口から集中的に排出される場合に比して小
さくなるので、地面上の土砂、雪、塵埃等が舞い上がり
難くなり、作業環境の悪化が緩和され、さらに、排気温
度や騒音レベルが効果的に低減せしめられるとともに、
前記エンジン２０から前記マフラー５０を介して外部に
至る排ガスの流れが良くなることから、エンジン出力も
向上する。

【００２７】また、前記したように前記上側排出口９１
と前記下側排出口９２の向きが多少異なるように設定さ
れているので、排ガスが相互に干渉してさらに拡散され
る。このため、排ガスの集中が一層緩和されるととも
に、前記二つの排出口９１、９２から排ガスが吹き出さ
れることから、前記マフラー５０周辺の外気の拡散が助
長され、前記マフラー５０の冷却効果が向上するといっ
た副次的な効果も得られる。

【００２８】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱
しない範囲で、設計において適宜変更できるものであ
る。例えば、前記実施形態においては、内燃エンジンと
して２サイクルエンジンをチェーンソーに搭載した場合
を説明したが、内燃エンジンとして４サイクルエンジン
にも本発明を同様に適用でき、また、携帯型動力作業機
としてエンジンカッターやヘッジトリマー等にも本発明
を同様に適用できる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、マフラーに互いに独立した排出口を複数設
けているので、排ガスが地面側に向けて吹き出されて
も、地面上の土砂、雪、塵埃等を舞い上がり難くでき
て、作業環境の悪化を緩和でき、かつ、排気温度や騒音
レベルを効果的に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図５のマフラー部分を示す拡大斜視図。

【図２】図１に示されるマフラー示し、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は（Ａ）のIIＢ−IIＢ矢視拡大断面図。

【図３】図２のIII −III 矢視断面図。

【図４】図３のIV−IV矢視断面図。

【図５】本発明に係るマフラーの一実施形態を備える内
燃エンジンを搭載したチェーンソーの一実施形態を示す
部分切欠左側面図。

【図６】図５のVI矢視部分切欠拡大図。

【符号の説明】

１０ チェーンソー（携帯型動力作業機） １２ 本体ハウジング １２Ｒ 前部右側部 ２０ ２サイクルエンジン（内燃エンジン） ５０ マフラー ５１ 本体部 ５２ 蓋部 ５３ 外周ケース ５５ 内筒部 ５６ 外蓋部材 ５６ａ 外端面部 ５７ 内蓋部材 ６１ 内側膨張室 ６２ 外周膨張室 ７１、７２ 分配室 ９１ 上側排出口 ９２ 下側排出口 １００ ソーチェーンセット １０１ ガイドバー １０２ ソーチェーン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃エンジン（２０）からの排ガスが導
   入される膨張室（６１、６２）を有し、前記排ガスを外
   方に排出すべく、前記膨張室（６１、６２）の外端側に
   互いに独立した複数個の排出口（９１、９２）が相互に
   所定距離以上離隔して設けられていることを特徴とする
   内燃エンジンのマフラー。
2. 【請求項２】 前記内燃エンジン（２０）からの排ガス
   が導入される本体部（５１）と、該本体部（５１）の外
   端側に取着された蓋部（５２）と、を有し、前記本体部
   （５１）と前記蓋部（５２）とで前記膨張室（６１、６
   ２）が画成される一方、前記蓋部（５２）が外蓋部材
   （５６）と内蓋部材（５７）とからなっていて、前記外
   蓋部材（５６）と前記内蓋部材（５７）との間に複数の
   分配室（７１、７２）が画成され、該各分配室（７１、
   ７２）にそれぞれ前記独立排出口（９１、９２）が設け
   られていることを特徴とする請求項１に記載の内燃エン
   ジンのマフラー。
3. 【請求項３】 前記排出口（９１、９２）は、前記外蓋
   部材（５６）の外端面部（５６ａ）の一部が前記内蓋部
   材（５７）側に打ち出されて凹入鎧戸状に形成されてい
   ることを特徴とする請求項２に記載の内燃エンジンのマ
   フラー。
4. 【請求項４】 前記本体部（５１）は、前記内燃エンジ
   ン（２０）からの排ガスが導入される内筒部（５５）
   と、この内筒部（５５）の外周側に配置された外周ケー
   ス（５３）とからなっており、前記膨張室は、前記内筒
   部（５６）と前記蓋部（５２）とで画成された内側膨張
   室（６１）と、前記外周ケース（５３）、前記内筒部
   （５５）、及び前記蓋部（５２）で画成された外周膨張
   室（６２）と、からなっていて、前記排ガスが前記内周
   膨張室（６１）と前記外周膨張室（６２）とで二段階に
   膨張せしめられた後、前記複数の分配室（７１、７２）
   に導かれて前記各排出口（９１、９２）を通じて斜め外
   方に排出されることを特徴とする請求項２又は３に記載
   の内燃エンジンのマフラー。
5. 【請求項５】 前記複数の排出口（９１、９２）から排
   出される排ガスを相互に干渉させるべく、前記複数の排
   出口（９１、９２）の向きが互いに異なるように設定さ
   れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一
   項に記載の内燃エンジンのマフラー。
6. 【請求項６】 前記蓋部（５１）の前記外蓋部材（５
   ６）が正面視概略矩形とされ、前記排出口（９１、９
   ２）が前記外蓋部材（５６）の対角線上のコーナー部近
   傍にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２
   乃至５のいずれか一項に記載の内燃エンジンのマフラ
   ー。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の
   マフラー（５０）を備えた内燃エンジン（２０）が本体
   ハウジング（１２）内に搭載され、前記マフラー（５
   ０）が前記本体ハウジング（１２）の前部に位置せしめ
   られてなる携帯型動力作業機。
8. 【請求項８】 前記本体ハウジング（１２）の前部右側
   部（１２Ｒ）に、ガイドバー（１０１）とこれに摺走自
   在に掛け回されるソーチェーン（１０２）とからなるソ
   ーチェーンセット（１００）が取り付けられ、前記内燃
   エンジン（２０）により前記ソーチェーン（１０２）を
   摺走駆動するようにされていることを特徴とする請求項
   ７に記載の携帯型動力作業機。