WO2018155072A1

WO2018155072A1 - エンジン作業機

Info

Publication number: WO2018155072A1
Application number: PCT/JP2018/002441
Authority: WO
Inventors: 大塚　和弘; 直人一橋
Original assignee: 工機ホールディングス株式会社
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2018-08-30
Also published as: JP6696621B2; JPWO2018155072A1

Abstract

マフラカバーから外部に排出される際の排気ガス温度を低減できるようにしたエンジン作業機を実現する。シリンダの排気口にマフラ３０が取り付けられ、マフラ壁面に排気ガス出口が設けられ、排気ガス出口を覆うものであって複数の排気口４１ａ、４２ａを有する排気ガス規制部材４０を設ける。排気口４１ａ、４２ａから排出される排気ガスＥＸ３は、マフラ３０の壁面に対して略平行かつ互いに離れる方向に排出され、マフラカバー５０の排気ガスＥＸ３の流れ方向下流側に開口５１、５２が形成される。２つの開口５１、５２の間に分割部材５３が設けられることにより、マフラカバー５０の強度を落とすことなく排気効率を落とさない大きな開口を設けることができた。分割部材５３の内壁部分には排気方向と略平行に延びるリブが設けられ排気ガスＥＸの整流効果を持たせる。

Description

エンジン作業機

本発明は主にチェンソー、刈払機、送風機などの携帯型作業機、発電機などの作業機の動力源として用いられるエンジン作業機に関し、特にマフラカバーの形状の改良に関する。

携帯型のエンジン作業機においては、小型の空冷エンジンが用いられる。このエンジンのシリンダはシリンダカバーで覆われ、クランク軸に固定された冷却ファンが生成する冷却風がシリンダカバーの内部を流れることによって、運転時に高温となるシリンダが冷却される。また、排気ガスを通過させるマフラがシリンダに直接接続され、このマフラも高温となるために、シリンダカバーと同様にマフラカバーで覆われる。携帯型のエンジン作業機では、シリンダカバーやマフラカバーは軽量の樹脂材料で形成される。近年、排気ガス温度の規制強化のため、マフラカバーの開口から外部に排出される時点での排気ガスの温度がなるべく低くなるようにエンジン作業機が設計される。例えば、マフラの排気口から出た排気ガスを広範囲に拡散させてからマフラカバーの開口から外部に排出させることで規制に対応する試みがなされている。この場合、マフラの排気口からマフラカバーの開口までの距離を長くすると共に、マフラカバーの排気ガス出口部の開口面積を大きくすることになる。また、冷却ファンで生成された冷却風をシリンダカバーやマフラカバー内に流し、マフラカバーの内部にて排気ガスと混合させることによりマフラカバーの外部に排出される時点での排気ガス温度を低下させることが行われている。さらに特許文献１では、マフラの排気方向後端部分に、排気方向後方側に突出して排気ガスが拡散するように誘導する湾曲又は屈曲したガイドプレートを設けることにより、箱状のマフラボディの端部から離れる排気ガスを拡散させてから外部に排出するように構成している。

国際公開第２０１６／０３１７１７号公報

特許文献１の技術のようにマフラより離れる排気ガスを拡散させると、それに合わせてマフラカバーの排気ガス出口の開口を大きく形成する必要がある。小型のエンジン作業機ではマフラカバーが合成樹脂製であり、拡散された排気ガスがマフラカバーに多く当たると排気ガス含有成分や温度上昇によるマフラカバーの変色や劣化を引き起こすためである。一方、マフラカバーの開口を大きくすることは、エンジン停止直後の高温となったマフラ表面に、作業者の手や周囲の物が接触しやすくなる。また、開口が大きすぎるとマフラカバーの強度が不足する虞がある上に、開口の大きさ等の安全上の規格に適合できなくなる虞がある。さらには、開口を大きくする場合には同時にマフラカバーとマフラのクリアランスを大きく取る必要があり、製品寸法の増大や重量増につながり、利便性が悪くなる。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、マフラカバーの排気ガス出口部の開口面積を増加させることなく、マフラから排出される排気ガスを効果的に拡散させることで排気ガス温度を低減できるようにしたエンジン作業機を提供することにある。本発明の他の目的は、マフラカバーの排気ガス出口となる開口付近の強度低下を防止し、破損しにくくて耐久性を高めたマフラカバーを有するエンジン作業機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。本発明の一つの特徴によれば、燃焼室を形成するシリンダと、シリンダの排気ポートに取り付けられるマフラと、マフラを覆う樹脂製のマフラカバーを有するエンジン作業機であって、マフラには排気ガスの排気方向を決定する排気ガス規制部材を設ける。排気ガス規制部材の排気口は、排気ガスをマフラの壁面に対して略平行に排出させるように構成する。排出された排気ガスの流れ方向下流側のマフラカバーには排気ガスを排出させるための開口が複数設けられ、開口の間を分割部材によって区画した。また分割部材の内壁側であって、マフラに対向する位置に、排気方向と略平行に延びる面を有するリブを設けた。リブは排気ガスの排気方向と平行な長さＬ２が、マフラカバーの壁面の厚さｔよりも厚く形成される。シリンダは外周部に複数のフィンを有し、クランク軸の一端にはシリンダを冷却する冷却風を生成する冷却ファンが設けられる。冷却ファンにより生じる冷却風の風路を形成するために、シリンダの全体を覆うようにエンジンカバーが設けられ、エンジンカバーとマフラカバーが隣接して設けることによりシリンダを冷却した冷却風がエンジンカバー側空間からマフラカバー側の空間内に流入するようにした。マフラカバーの開口（排気ガスの出口）や分割部材は、冷却風の風路上に設けると良い。

本発明の他の特徴によれば、排気口は、マフラの壁面に対して略平行方向に並んで配置される第一排気口と第二排気口の２つを有し、マフラカバーは、排気方向において第一排気口からの排気流があたる領域に重なる第一の開口と、第二排気口からの排気流があたる領域に重なる第二の開口とを有し、第一の開口と第二の開口はマフラの壁面に対して略平行方向に、かつ、排気方向に対して交差する方向に並べて配置される。分割部材のリブは、第一の開口と第二の開口との間を区画するように設けられる。また、マフラカバーにおいて、第一の開口と第二の開口はマフラの壁面と平行な面側と、直交する面側の２面にわたるように大きく形成される。マフラカバーのうち排気ガス規制部材の排気口に対向する壁面には、複数の風窓が形成される。排気ガス規制部材にはそれぞれ排気口を形成するｍ個の隆起部が形成され、マフラカバーはｎ個の開口を有し、ｍ≧ｎの関係とした。

本発明のさらに他の特徴によれば、エンジン作業機のマフラには複数の排気口が形成され、マフラカバーの一面側に向けて複数の排気流を放出し、マフラカバーの一面であって排気流の流れ方向下流側に複数の開口が設けられ、複数の開口の間に設けられるものであって、複数の排気流を分断するリブを設けた。リブは排気流と平行な方向に延びる面を有し、マフラカバーと一体成形で製造される。また、リブはマフラカバーと同一平面上に設けられるリブ外面と、リブ外面からマフラに接近するように突出する突出部を有し、突出部の突出量Ｌ１は、突出部と垂直な幅方向の幅よりも大きく形成される。マフラは排気ガスの排気方向が互いに離れるように排出される並設された複数の排気口を有する。マフラカバーはマフラのシリンダ側を除いたすべての面を覆うように配置され、排気口は排気流がマフラの壁面に沿うようにして、壁面とマフラの排気口が設けられる壁面と対向する対向面との間を流れ、マフラカバーの対向面と交差する下流側壁面部分に、複数の開口とリブが設けられる。

本発明によれば、マフラカバーの排気ガスの出口となる開口に分割部材を設けたので、一つの開口の面積を増加させることなく、排気ガスを広範囲に拡散させて排気ガス温度を効果的に低減させることができる、また、マフラ側にて排気ガスの排出方向を分離するようにして、それらの分離方向の間に分割部材と排気ガスの分流を案内するガイド部（リブ）を設けたので、マフラから排出された排気ガスがより広範囲に拡散してからマフラカバーの外部に排出されるので排気ガス温度を効果的に低減させることができる。さらに分割部材を設けることによりマフラカバー自体の強度を高めることができる。

本発明の実施例に係るチェンソー１の右側側面図である。図１のＡ－Ａ部の断面図である。図１のＢ－Ｂ部の断面図である。図１のマフラカバー５０単体の形状を示す図であって、（１）は側面図であり、（２）は内側から見た斜視図である。図１のマフラ３０の形状を示すための部分側面図であって、マフラカバー５０を取り外した状態を示す図である。図１のマフラ３０の形状を示す斜視図である。本発明の第２の実施例に係るチェンソー１Ａの右側側面図である。本発明の第３の実施例に係るチェンソー１Ｂの右側側面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１はエンジン作業機の一例であるチェンソー１のマフラ側（右側）側面図である。チェンソー１は、合成樹脂製のハウジングの内部に駆動源となる小型のエンジン（図では見えない）が収容されたもので、作業機器たるソーチェン（図示せず）を駆動する携帯型のエンジン作業機である。本実施例のチェンソー１では、発熱するエンジン本体や、動力伝達機構部分、マフラや気化器等の補機類部分を全体的に合成樹脂製のカバーによって覆われるように構成する。図示しないエンジンは、合成樹脂製のメインハウジング２に固定される。メインハウジング２には、チェンソー１の前方（図の右方）に向かって突出する平板状のガイドバー１７が取付けられる。ガイドバー１７は、外周縁に図示しないソーチェンを案内する。メインハウジング２には作業者が一方の手で把持するフロントハンドル５と、他方の手で把持するリヤハンドル４が設けられる。リヤハンドル４には、エンジンの出力を調整するスロットルレバー７ａと、作業者が把持する際に握ることによりスロットルレバー７ａの操作を可能とするロックレバー７ｂが設けられる。フロントハンドル５の前側には、上方に向かって延びるようにハンドルガード６が取り付けられる。ハンドルガード６を前方に倒すことにより回転駆動中のソーチェン（図示せず）を制動することができる。エンジンの上方部分は、合成樹脂製のエンジンカバー３によって覆われる。エンジンカバー３の更に上部には、吸入空気を濾過するための図示しないエアクリーナーを覆うエアクリーナカバー２８が設けられる。

ソーチェンが周回するガイドバー１７の取り付けは、サイドカバー９を用いて行われる。サイドカバー９は、内側に配置されるソーチェン（図示せず）を駆動するスプロケット（図示せず）と遠心クラッチ（図２で後述）を覆う部材でもあり、メインハウジング２から延びるボルト（図示せず）に対して２本のナット２２によって固定される。サイドカバー９の後方側にはマフラ３０が配置される。マフラ３０は略箱形の筐体を有し、後述するシリンダ１１に図示しない２本のボルトによって直接固定される。マフラ３０のボディ部分の反シリンダ側の壁面（ここでは右側壁面）には２つの排気口４１ａ、４２ａが形成され、排気口４１ａ、４２ａから矢印に示すように排気ガスＥＸ３がマフラ３０の右側壁面に沿うようにして下側に向けて排出される。この際、２つの排気ガスＥＸ３の流れは、下流側に向かうにつれてその流れの方向（排気方向）が前後方向に離れて拡散するように決定される。ここでは、鉛直面となるＢ－Ｂ断面を基準とすると、第一の排気口４１ａと第二の排気口４２ａによる排気ガスＥＸ３の排気方向のなす角度が、マフラ３０の右側壁面と鉛直方向から見た際にそれぞれθ_１、θ_２となる。ここでは、θ_１とθ_２が等しいように排気口４１ａ、４２ａの向きが設定されるが、角度θ_１、θ_２が異なるように設定しても良い。

マフラ３０の周囲は、合成樹脂製のマフラカバー５０によって覆われる。マフラカバー５０は、マフラ３０と所定の距離を離した位置にその壁面が位置することによって、作業者がマフラ３０付近に手を近づけたとしても、マフラ３０を直接触ることができないようにするための保護部材である。マフラ３０はシリンダ１１からの熱と、排気ガスＥＸ３の熱によって高温になるため、それらの熱を効果的に逃がすためにマフラカバー５０には複数の風窓がほぼ全体にわたって形成される。さらに、マフラカバー５０の一面であって排気ガス流ＥＸ３の流れ方向下流側の排気ガスＥＸ３があたる底面部分には、排気ガスＥＸ３の出口となる２つの開口５１、５２が形成される。開口５１、５２の間には分割部材５３が形成され、２つの開口５１、５２を前後方向に分断する。分割部材５３は、マフラカバー５０の右側壁面から鉛直方向下側に延び、下端付近で水平方向に曲がるように形成され、エンジン側に延びるようにしてマフラカバー５０の下側壁面に接続される。排気ガスＥＸ３は、第一の開口５１又は第二の開口５２のいずれかを介して外部に排出されることになる。また、排気ガスＥＸ３は、流れ方向下流に行くに従い、マフラ３０の壁面と平行な面上において前後方向に離れるように排出される。このように２つの排気ガスＥＸ３の流れは、その流れ方向に進むにつれて、お互いが離れるように排出されるので、その流れに対応させてマフラカバー５０の開口５１、５２も前後方向に分けて配置される。

従来のエンジン作業機におけるマフラカバーの設計思想によると、前後に広がる排気ガスＥＸ３が排出される場合には、マフラカバーの出口は一つの大きな開口として、開口５１と開口５２を連結したような形状としていた。つまり、図１に示すチェンソー１に、従来の設計思想によるマフラカバーを用いると、２つの開口５１、５２の間には分割部材５３が形成されない大きな開口になる。これに対して本実施例では、マフラ３０から排出される排気ガスＥＸ３の流れが前後方向に離れるように排気口４１ａ、４２ａの向きを設定した上に、それらの排気ガスＥＸ３のマフラカバー５０からの出口となる開口を区画する分割部材５３を設けたので、マフラカバー５０に形成される開口の大きさを所定の大きさ以下に制限することができた。このように分割部材５３を形成することは、排気ガスＥＸ３の前後方向への傾斜角θ_１、θ_２を従来よりも大きめに設定できるということを意味する。仮に傾斜角θ_１、θ_２をさらに大きくしたとしても分割部材５３の前後方向の長さを大きく取れば、開口５１、５２の位置や大きさを適切に設定することができる。

図２は図１のＡ－Ａ断面図である。エンジン１０は、シリンダ１１とクランクケース１４を含むエンジン本体部と、気化器（図示せず）やマフラ３０等の補機類からなる。エンジン１０は２サイクルの空冷エンジンであって、クランク軸が左右方向に延びるように水平に配置され、ピストン１２の往復移動方向（シリンダの円筒面の軸線）が水平方向（前後方向）よりもやや下向きになるように斜めに配置される。シリンダ１１はアルミニウム合金の一体成形にて製造され、点火プラグ１３が配置されるヘッド部分からクランク軸方向に複数枚の放熱フィンが、シリンダ１１の軸線と垂直方向に延びるように略板状に形成される。シリンダ１１の円筒部の側面（ここでは上側）には燃焼室から排気ガスを排出するための排気ポート１１ａが設けられ、排気ポート１１ａに隣接するようにマフラ３０が２本のボルト（図示せず）によりシリンダ１１に直接取り付けられる。シリンダ１１とマフラ３０の間には黒鉛シート等のマフラガスケット２４が介在され密着性を高めている。本実施例のマフラ３０は、シリンダ１１との接続のための管路を介することなく、シリンダ１１の排気ポート１１ａの開口とマフラ３０の流入側の開口にマフラガスケット２４を介在させて直接ネジ止めさせた形態である。

ピストン１２のシリンダ軸方向（前後方向）の往復運動はクランク軸の回転運動に変換される。クランク軸の一端側（右側）には遠心クラッチ１５が接続され、遠心クラッチ１５を介して図示しないソーチェンを回転駆動する。ソーチェンを駆動するスプロケット（図示せず）と遠心クラッチ１５の周囲は、サイドカバー９によって覆われる。クランク軸の他端側（左側）にはシリンダ１１を冷却するための冷却風を生成する冷却ファン１８が設けられ、シリンダ１１の外周部の複数の放熱フィンが冷却風ＣＡ１に晒されることによりエンジン本体部が冷却される。冷却ファン１８は、クランク軸に固定されるマグネトロータと一体的に構成されるもので、例えばアルミニウム合金にて製造される。冷却ファン１８は、メインハウジング２の左側に設けられるファンカバー８によって覆われる。ファンカバー８には上面、側面後方、下面及び前面に複数の風窓８ａが設けられ、内部にはリコイル式のスタータ（図示せず）が設けられる。ファンカバー８の上側には、図示しないスタータハンドルが配置される。

エンジン本体部においては、図示しない気化器とマフラ３０は、シリンダ１１の軸線まわりに略９０°程度離れるように配置される。シリンダの中心軸線方向からみると、一方側（右側）に冷却ファン１８が配置され、対向する側（左側）にマフラ３０が配置され、冷却ファン１８、シリンダ１１、マフラ３０がクランク軸の軸線方向に直線上に配置される。クランクケース１４の反ピストン側（後方側）には燃料タンク２５が設けられる。燃料タンク２５は合成樹脂製のメインハウジング２の内部空間に形成される。メインハウジング２は、合成樹脂の一体成形にて製造される右側部分２ａと左側部分２ｂを接合したものであり、その接合により燃料タンク２５部分も形成する。燃料タンク２５から燃料が供給され、図示しない気化器によって空気と燃料の混合気が生成され、混合気が図示しない吸気口からシリンダ１１の内部（燃焼室）に供給される。供給された混合気は点火プラグ１３により所定の時期に点火される。燃焼後にピストン１２が下死点側に移動して排気ポート１１ａが開口されると排気ガスＥＸ１は排気ポート１１ａから排出されマフラ３０の内部に流入する。

クランク軸の回転によって冷却ファン１８が高速に回転する。冷却ファン１８はファンカバー８の風窓８ａ（図１参照）を介して外気を吸引して、冷却風ＣＡ１をシリンダ１１の冷却フィンに向けて送風する。冷却風ＣＡ１は、シリンダ１１の円筒部分の周囲に延びる放熱フィンの間を通って冷却風ＣＡ２のようにマフラ３０の方向に流れる。また冷却風ＣＡ１はシリンダ１１とエンジンカバー３の間、及び、放熱フィンによって挾まれる空間内を流れ、マフラ３０の上側、下側及び後側を流れた後の冷却風ＣＡ２はマフラカバー５０の内部空間に到達して冷却風ＣＡ３のように流れる。このようにシリンダ１１を冷却した後の冷却風ＣＡ１～ＣＡ２の風下側にマフラ３０が位置するため、マフラ３０の冷却を効率よく行うことができる。排気ガスＥＸ３（図１参照）の流れは、図２の紙面と直交する上から下方向に向けるものであり、マフラ３０の下側部分で冷却風ＣＡ３と排気ガスＥＸ３が交差するように衝突する。従って、排気ガスＥＸ３と冷却風ＣＡ３が交わるので、排気ガスＥＸ３の温度を低下させることができる。尚、排気ガスＥＸ３の流速は冷却風ＣＡ３の流れに対して十分大きいので、排気ガスＥＸ３と冷却風ＣＡ３の混合によって排気ガスＥＸ３は流れの向きが拡散するものの、大部分は方向を変えずに下方向に流れて、マフラカバー５０の開口５１、５２から外部に排出される。開口５２の下側部分は、マフラ３０の右側壁面よりも距離Ｓだけ左に位置する部分（矢印５２ｂ）まで延長される。開口５１の左側部分も同様にマフラ３０の右側壁面よりも左側にまで延在する。

マフラカバー５０の分割部材５３は、開口５１、５２の間に設けられることにより開口５１と開口５２を分断し、開口５１、５２の個々の開口面積が大きくならないようにする。このように開口５１、５２の大きさを制限することによりマフラカバー５０の剛性低下を防ぐ役割も果たす。分割部材５３には、外側の壁面部分から内側方向、即ちマフラ３０に近づく方向に向かって突出するリブ（突出部）５４が設けられる。リブ５４は排気方向と略平行に延びる面を有するもので、開口５１側から排出される排気ガスＥＸ３及び冷却風ＣＡ３と、開口５２から排出される排気ガスＥＸ３及び冷却風ＣＡ３を整流する役割を果たす。このように本実施例のチェンソー１では、マフラ３０から排気ガスＥＸ３が別れて排出され、それぞれの流路の間にリブ５４を有するため、リブ５４を設けずに分割部材５３だけを設けた構成に比べて排気ガスＥＸ３の流路を分散する効果が強く得られるため、排気ガスＥＸ３の温度抑制効果を大きくすることができる。

図３は図２のＢ－Ｂ部の断面図である。マフラ３０は内側ハウジング３１と外側ハウジング３２により外形（マフラボディ）が画定され、内側ハウジング３１と外側ハウジング３２は仕切り板３３を介して接合される。この構造によりシリンダ１１の排気ポート１１ａと連通する第一膨張室３５と、排気ガスを大気中に排出するための排気ガス出口３８を有する第二膨張室３６が画定される。内側ハウジング３１と外側ハウジング３２と仕切り板３３は、それぞれ鉄等の金属板のプレス加工にて製造でき、内側ハウジング３１の外縁部を折り曲げて外側ハウジング３２と仕切り板３３の外縁部を挟み込むようにしてかしめて固定する。第一膨張室３５に流入した排気ガスＥＸ１は、仕切り板３３の開口部に設けられた触媒３４を通過して第一膨張室３５から第二膨張室３６側に流れる。第二膨張室３６にて膨張した排気ガスＥＸ２は、排気ガス出口３８から排気ガス規制部材４０の排気口４１ａ、４２ａ（図では４１ａは見えない）を介してマフラカバー５０によって画定される空間内にて、排気ガスＥＸ３のように下方向に排出される。つまり図３の断面で見ると、外側ハウジング３２の鉛直方向に延びる外側の壁面３２ａに沿って排気ガスＥＸ３が下向きに流れることになる。この際、図１で示したように排気ガスＥＸ３は排気方向の下流側に向かうにつれて前後方向に離反するように流れるので、点線で囲む付近が負圧領域ＮＰとなり、その負圧によってマフラカバー５０の風窓５８ａから矢印Ａに示す向きに外気が直接吸引される。吸引された外気は負圧領域ＮＰ付近で排気ガスＥＸ３と混合されるので、マフラ３０の鉛直な壁面３２ａに沿って流れている排気ガスＥＸ３の温度をさらに低下させることができる。

マフラカバー５０とマフラ３０との間は、マフラ３０の輻射熱を合成樹脂製のマフラカバー５０に伝えにくいように所定の間隔を隔てた空間となっており、その空間のシリンダ１１側から冷却風の一部が図中のＣＡ２、ＣＡ３のように流入する。流入した冷却風ＣＡ２はマフラ３０の上側、下側、前側及び後側側面を通って冷却風ＣＡ３のように流れて、マフラカバー５０の風窓５８ａ等や開口５１、５２（図２参照）を通って外部に排出される。尚、図３ではマフラ３０の前側及び後側側面を通る冷却風は矢印にて図示していない。ここではマフラ３０の下側をシリンダ１１側から右側に向けて流れる冷却風ＣＡ３が、排気口４１ａ、４２ａ（図では４２ａしか見えない）から排出された排気ガスＥＸ３とリブ５４で分断された前後の空間付近で衝突して混合されるので、排気ガスＥＸ３はその流れ方向が乱されない程度に適度に拡散されてから、マフラカバー５０の外部に排出される。

分割部材５３の内側部分には、排気ガスＥＸ３の排気方向と略平行に延びる面を有するリブ５４ａ、５４ｂが形成される。リブ５４ａ、５４ｂは合成樹脂の一体成形によってマフラカバー５０と一体に成形されるものであり、２つの流れの排気ガスＥＸ３を開口５１、５２に案内する案内板、整流板の役割を果たす。リブ５４ｂの全体とリブ５４ａの下側部分は、シリンダ１１を冷却したあとの冷却風ＣＡ３の風路上に形成されるため、リブ５４ａ、５４ｂの温度上昇を抑制することができる。ここでは排気方向と略平行かつ略直交する面となるリブ５４ｂの排気方向の長さＬ２が、マフラカバー５０の壁面の厚さｔよりも厚く形成される。同様にして排気方向と略平行かつ略直交する面となるリブ５４ａの排気方向と直交する長さＬ１が、壁面の厚さｔよりも厚く形成される。このようにリブ５４ａ、５４ｂを所定の面積を有する面状の部材とすることで、排気ガスの排気経路となるマフラカバー排気口に整流板を設けることができる。リブの板厚は、マフラカバー排気口外周のマフラカバーの厚みｔと同等か、それよりも厚くすると良い。尚、２つの排気口４１ａ、４２ａが形成され、２つの排気ガスＥＸ３の排気方向が前後方向に離れて拡散するように設定される場合には、リブ５４ａの排気方向と直交する長さＬ１およびリブ５４ｂの排気方向の長さＬ２をマフラカバー５０の壁面の厚さｔと同等程度としてよい。この場合には、排気ガスＥＸ３がリブ５４ａ、５４ｂに到達する前に十分に離間しているため、リブ５４ａ、５４ｂの厚みがＬ１、Ｌ２よりも薄くとも、十分な整流効果が得られる。また、リブ５４ａ、５４ｂを設けることはマフラカバー５０の開口５１、５２の合計面積を大きく形成したとしてもマフラカバー５０の強度を充分に保つことができることを意味し、マフラカバー５０の破損を抑制できる。

マフラ３０の鉛直な壁面３２ａとマフラカバー５０の内壁部分の間隔ｄ１は、リブ５４ａの長さＬ１の２倍程度の大きさとされる。同様にしてマフラ３０の底面３２ｂとマフラカバー５０の内壁部分の間隔ｄ２は、リブ５４ｂの長さＬ２の２倍程度の大きさとされる。これら長さＬ１、Ｌ２を大きくしてマフラ３０側にさらに接近させることも可能であるが、あまり接近させるとマフラ３０の熱が合成樹脂製のマフラカバー５０に伝わりやすくなるので、長さＬ１、Ｌ２を間隔ｄ１、ｄ２の半分又はそれ以下にすることが好ましい。

図４はマフラカバー５０単体の形状を示す図であって（１）は側面図である。マフラカバー５０を設ける理由は、作業者が高温となるマフラ３０に直接触れてしまうことを防止するためである。マフラカバー５０は、図示しない掛止片をメインハウジング２の窪み部(図示せず)に係合させて、取付部５６に形成されたネジ穴を貫通する図示しないネジにより固定される。マフラカバー５０には多数のスリット状の風窓５８ａ～５８ｄが設けられる。これはエンジン１０の運転停止直後には、高温のマフラを自然放熱だけで冷やす必要があるからであり、壁面部分の総面積が風窓部分の総面積と同等程度にされることにより放熱性の向上と軽量化を図っている。マフラカバー５０は金属製としても良いが、熱伝導性が低い合成樹脂の一体成形によって製造すると良い。

マフラカバー５０の鉛直面に形成される複数の風窓５８ａは、マフラ３０の鉛直方向に延びる外側壁面３２ａ（図３参照）に対向する対向面に設けられる開口である。このようにマフラカバー５０において排気通路と対向する部分から排気ガス流出方向の下流にかけて多数の風窓５８ａを形成したので、排気ガスの流れの間に生ずる負圧によりマフラカバー５０を介して図３に示す矢印Ａにて示した方向に外気を吸引することができる。マフラカバー５０内の空気温度はマフラ３０の表面によって加熱されることで高温となるが、外気温度はそれがなくて常温（たとえば２０℃）である。従って、エンジン１０やマフラ３０の表面等の加熱面によって加熱されていない常温空気を排気ガスＥＸ３に直接供給できるので、排気ガス温度を更に低減することができる。

複数の風窓５８ｂはマフラ３０の上側部分に設けられる開口であり、エンジン停止後のマフラ３０の余熱により暖められた空気を外部に放出する。複数の風窓５８ｃはマフラ３０の前側に設けられる開口であり、複数の風窓５８ｄはマフラ３０の後側に設けられる開口であり、主に冷却風ＣＡ３の排出路として用いられる。マフラカバー５０の風窓５８ａが形成される対向面と交差する下流側の壁面（底面）に開口５１、５２とリブ５４が設けられる。２つの開口５１、５２は、排気ガスＥＸ３の流す方向に対応させて形成されたもので、排気ガスＥＸ３のマフラ室からの出口となる。マフラカバー５０のそれぞれの壁面部分はマフラの輻射熱によって温度上昇するが、風窓５８ａ～５８ｄを形成したことにより外気の流動が起こり冷却されるため、マフラカバー５０の温度上昇を抑制することができる。

図４（２）はマフラカバー５０単体の内側から見た斜視図である。開口５１、５２は、マフラ３０の鉛直方向に延びる外側壁面３２ａ（図３参照）より右側かつ下側部分に形成されるもので、排気ガスＥＸ３の噴射領域に相当する。排気ガスＥＸ３は拡散しながら排出されるため、噴射領域よりも側方部分を上向きに大きく開口させ、噴射領域よりも左側部分にも大きめに開口させる。つまり、開口５１においては排気ガス流ＥＸ３が当たる中央付近だけでなく、マフラ３０の側方延長部分と下側延長部分まで延びる大きな開口とされる。同様にして開口５２は排気ガス流ＥＸ３が直接当たる中央付近だけでなく、マフラ３０の側方延長部分と下側延長部分まで延びる大きな開口とされる。開口５１と５２の間には分割部材５３が設けられ、開口５１、５２の一つあたりの開口面積が大きくなりすぎないようにした。また、分割部材５３の内側たるリブ外面５３ａには略Ｌ字状のリブ５４を形成した。リブ５４を設けることにより分割して排出される排気ガスＥＸ３の整流効果と、マフラカバー５０の強度向上を図ることができる。尚、リブ５４の板厚ｔを最適に設定することで、排気ガスＥＸ３の分流効果を最大限に高めることができ、分割部材５３自体の温度上昇を大きく抑えることができる。またリブ５４の端面形状を鋭角状に形成しても良く、その構成により排気ガスＥＸ３がマフラカバー５０内に滞る虞をさらに低減させて、スムーズな排出効果を期待できる。

図５はマフラ３０の形状を示すための部分側面図であって、図１からマフラカバー５０を取り外した状態を示す図である。ここではマフラカバー５０に形成される分割部材５３の長手方向が鉛直方向になるように配置するため、マフラ３０をシリンダ１１に固定した状態の隆起部４１が、マフラ３０の鉛直線Ａ１よりもやや前向きに配置されることにより、排気ガスＥＸ３が前向きに斜めに排出される。同様にして隆起部４２が、マフラ３０の鉛直線Ａ１よりもやや後向きに配置されることにより、排気ガスＥＸ３が後ろ向き斜めに排出される。このように２つの排気ガスＥＸ３の流れを前後に離れる位置から排出させ、しかも排気方向下流側に向かうにつれて離反するようにしたことにより、マフラカバー５０に分離して形成した開口５１、５２（図４参照）から外部に排気ガスＥＸ３を効果的に排出させることができる。

図６はマフラ３０の形状を示す斜視図であって、排気ガス規制部材４０を取りつける前の状態を展開図にて示している。マフラ３０の右側の壁面３２ａの上側には排気ガス規制部材４０が固定される。排気ガス規制部材４０は２つの排気口、即ち第一の排気口４１ａと第二の排気口４２ａを有する排気通路を形成するためと、図示しないスパークアレスタを保持するための部材であり、金属板をプレス加工することにより隆起部４１、４２とそれに隣接する切抜部４１ｂ、４２ｂが形成される。隆起部４１、４２の前方側には切抜部４１ｂ、４２ｂが形成され、隆起部４１、４２の切抜部４１ｂ、４２ｂ側への接する部分が排気ガスＥＸ３の出口となる開口４１ａ、４２ａとなる。排気ガス規制部材４０はマフラ３０の外側ハウジング３２の上方に設けられた排気ガス出口３８を塞ぐ位置に取り付けられ、外側ハウジング３２の壁面３２ａとの間に所定の隙間を有するよう固定される。排気ガス規制部材４０と壁面３２ａとの隙間に網状のスパークアレスタ（図示せず）が着脱可能に装着される。スパークアレスタには、ネジ４８を貫通させるための穴部が形成され、その穴部を通すようにしてスパークアレスタがネジ４８によって固定される。排気ガス規制部材４０にはネジ穴４４が形成され、外側ハウジング３２側にも雌ネジ３２ｃが形成される。排気ガス規制部材４０の両側端部には平板状の取付面４６が形成され、取付面４６が外側ハウジング３２に溶接されることにより固定される。

マフラ３０の排気ガス出口３８の下方であって、隆起部４１、４２と対面する部分は、内側に折り曲げられた折曲部３９となっている。この折曲部３９と隆起部４１、４２によって管状の排気通路が形成され、開口４１ａ、４２ａが画定されることになる。マフラ３０の排気ガス規制部材４０の取り付け部分の下側には円筒形の金属部品たる円筒スリーブ３７ａ、３７ｂが設けられる。円筒スリーブ３７ａ、３７ｂはマフラ３０をシリンダ１１に固定するための図示しない六角ネジを貫通させるための空間を画定するもので、外側ハウジング３２から内側ハウジング３１側に貫通するように配置される。尚、マフラ３０を固定した後の円筒スリーブ３７ａ、３７ｂは図示しないキャップ（図示せず）や、壁面３２ａを覆うようなカバー（図示せず）によって円筒スリーブ３７ａ、３７ｂの内部に木屑等が入らないように構成すると良い。

以上のように排気ガス規制部材４０によって排気ガスＥＸ３の排気方向が壁面３２ａと平行な面上にて互いに離反するように排出されるようにした上に、マフラカバー５０に複数の開口５１、５２を設けたので、排気ガス温度の低減を図ることができ、マフラカバーの強度を落とすことなく排気効率を落とさない大きな開口を設けることができた。また、マフラカバー排気口の開口面積を大きく形成したとしてもマフラカバーの強度を充分に保ち、マフラカバーの破損を抑制できた。さらに、排気ガスの排出経路に設けられるリブを厚くすることで、排気ガスの整流効果を持たせることができ、排気がマフラカバー内に滞ることなくスムーズに排気を行うことができた。

図７は本発明の第２の実施例に係るチェンソー１Ａの右側側面図である。ここではマフラ３０Ａに取り付けられる排気ガス規制部材６０の形状とマフラカバー７０の形状が第一の実施例と異なる。排気ガス規制部材６０とマフラカバー７０以外の部品は、第一の実施例と同一である。排気ガス規制部材６０には３つの隆起部６１～６３が形成され、それぞれに排気ガス出口６１ａ～６３ａが形成される。排気ガス出口６１ａの出口方向は、鉛直線よりもやや前向きとなるように向いており、排気ガスＥＸ４Ａもやや前方向きになる。一方、排気ガス出口６２ａ、６３ａの出口方向は鉛直線よりもやや後向きとなるように向いており、排気ガスＥＸ４Ｂはわずかながら後方向きになる。ここで、排気ガス出口６２ａ、６３ａによる排気方向がそれぞれ平行とするか、やや拡散するように角度をつけるかは任意である。

マフラカバー７０の形状は、第一の実施例のマフラカバー５０とほぼ同等であるが、開口７１が排気ガス出口６１ａに対応するように形成される。一方、開口７２は排気ガス出口６２ａ、６３ａに対応するように形成される。つまり開口７２は、２つの排気ガス出口６２ａ、６３ａから排出される排気ガスＥＸ４Ｂの出口となる。２つの開口７１と７２の間には分割部材７３が形成され、２つの開口７１、７２を分断している。マフラカバー７０は、開口７１、７２の外縁形状が第一の実施例のマフラカバー５０とやや異なるものの、基本的な構成や、分割部材７３の内側にリブ（図示せず）を設ける点などは同じ構成である。分割部材７３の内側壁面には、鉛直方向かつ左右方向に延びるリブ（図示せず）が設けられ、その大きさや形状は図３で示したリブ５４とほぼ同等である。以上のように、排気ガス規制部材６０に排気口たる排気ガス出口６１ａ～６３ａを形成する３個の隆起部６１～６３が形成され、マフラカバー７０には、２個の開口７１、７２を有し、（排気ガス出口の数）≧（マフラカバー７０の開口の数）の関係を満たすようにした。このような関係としても、マフラカバー７０に形成される排気ガスの出口開口が大きくならないように制限することができるので、マフラカバー７０の強度を充分に保つことができ、マフラカバー７０の破損を抑制できる。

図８は本発明の第３の実施例に係るチェンソー１Ｂの右側側面図である。第３の実施例においても、マフラ３０Ｂに取り付けられる排気ガス規制部材の形状とマフラカバー９０の形状が第一の実施例と異なるだけである。マフラ３０Ｂの外側ハウジング３２の外側には一つの隆起部８１を有する排気ガス規制部材８０が設けられる。隆起部８１から排出される排気ガスＥＸ５は、分割部材９３の内壁部分に設けられたリブ９４に向けて排出され、リブ９４によって排気ガスＥＸ６のように開口９１と開口９２側に分流して、開口９１と開口９２を介して外部に排出される。このようにリブ９４を排気ガスＥＸ５の分流用に用いているので、リブ９４の内側であって排気ガスＥＸ５が当たる部分には金属製の整流部材をリブ９４とは所定の隙間を設けて配置するようにして、分割部材９３の温度上昇を抑制するように構成すると良い。

第３の実施例では一つの隆起部８１に一つの開口８１ａを設けるような従来から用いられるマフラ３０Ｂであってもマフラカバー９０の開口９１、９２を大きくすることが可能になる。尚、第３の実施例では隆起部８１から単一方向に向けて排気ガスＥＸ５を排出しているが、隆起部８１の開口部分を分割部材によって２分割するようにして、一つの隆起部８１から２方向に排気ガスを排出するようにして、リブ９４になるべく排気ガスＥＸ６が直撃しないように案内しても良い。

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、上述の実施例ではエンジン作業機の例としてチェンソーを用いて説明したが、エンジン作業機の種類はチェンソーだけに限られずに、刈払機、ブロワ、カッタ、ヘッジトリマなどその他の任意のエンジン作業機に適用しても良い。

１，１Ａ，１Ｂ…チェンソー、２…メインハウジング、３…エンジンカバー、４…リヤハンドル、５…フロントハンドル、６…ハンドルガード、７ａ…スロットルレバー、７ｂ…ロックレバー、８…ファンカバー、８ａ…風窓、９…サイドカバー、１０…エンジン、１１…シリンダ、１１ａ…排気ポート、１２…ピストン、１３…点火プラグ、１４…クランクケース、１５…遠心クラッチ、１７…ガイドバー、１８…冷却ファン、２２…ナット、２４…マフラガスケット、２５…燃料タンク、２８…エアクリーナカバー、３０，３０Ａ，３０Ｂ…マフラ、３１…内側ハウジング、３２…外側ハウジング、３２ａ…壁面、３２ｂ…底面、３２ｃ…雌ネジ、３３…仕切り板、３４…触媒、３５…第一膨張室、３６…第二膨張室、３７ａ，３７ｂ…円筒スリーブ、３８…排気ガス出口、３９…折曲部、４０…排気ガス規制部材、４１，４２…隆起部、４１ａ，４２ａ…排気口、４１ｂ，４２ｂ…切抜部、４４…ネジ穴、４６…取付面、４８…ネジ、５０…マフラカバー、５１，５２…開口、５３…分割部材、５４，５４ａ，５４ｂ…リブ、５６…取付部、５８ａ～５８ｄ…風窓、６０…排気ガス規制部材、６１～６３…隆起部、６１ａ～６３ａ…排気ガス出口、７０…マフラカバー、７１，７２…開口７３…分割部材、８０…排気ガス規制部材、８１…隆起部、８１ａ…開口、９０…マフラカバー、９１，９２…開口、９３…分割部材、９４…リブ、ＥＸ１～６…排気ガスの流れ、ＣＡ１～３…冷却風の流れ、Ａ…吸引空気の流れ

Claims

燃焼室を形成するシリンダと、前記シリンダの排気ポートに取り付けられるマフラと、前記マフラを覆う樹脂製のマフラカバーを有するエンジン作業機であって、
前記マフラには排気ガスの排気方向を決定する排気ガス規制部材を設け、前記排気ガス規制部材の排気口は排気ガスを前記マフラの壁面に対して略平行に排出させ、
前記排出された排気ガスの流れ方向下流側の前記マフラカバーに、前記排気ガスを排出させるための開口が複数設けられ、
前記開口の間を分割部材によって区画し、前記分割部材には排気方向と略平行に延びる面を有するリブを設けたことを特徴とするエンジン作業機。
前記リブは、前記排気ガスの排気方向と平行な長さＬ２が、前記マフラカバーの壁面の厚さｔよりも厚く形成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
前記シリンダは外周部に複数のフィンを有し、
クランク軸の一端には前記シリンダを冷却する冷却風を生成する冷却ファンが設けられ、
前記冷却ファンにより生じる冷却風の風路を形成するために前記シリンダを覆うエンジンカバーを設け、
前記エンジンカバーと前記マフラカバーは隣接して設けられることにより前記冷却風が前記エンジンカバー側の空間から前記マフラカバー側の空間内に流入し、
前記マフラカバーの前記開口は、前記冷却風の風路上に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン作業機。
前記排気口は、前記マフラの壁面に対して略平行方向に並んで配置される第一排気口と第二排気口の２つを有し、
前記マフラカバーは、前記排気方向において前記第一排気口からの排気流があたる領域に重なる第一の開口と、前記第二排気口からの排気流があたる領域に重なる第二の開口とを有し、
前記第一の開口と前記第二の開口は前記マフラの壁面に対して略平行方向に、かつ、前記排気方向に対して交差する方向に並べて配置され、
前記リブは、前記第一の開口と前記第二の開口との間に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
前記マフラカバーにおいて、前記第一の開口と前記第二の開口は、前記マフラの前記壁面と平行な面と、直交する面の２面にわたるように形成されることを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
前記マフラカバーは、前記排気口に対向する壁面に複数の風窓を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
前記リブは、前記マフラカバーと同一平面上に設けられるリブ外面と、前記リブ外面から前記マフラに接近するように突出する突出部を有し、
前記突出部の突出量Ｌ１は、前記突出部と垂直な幅方向の幅よりも大きく形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
前記排気ガス規制部材にはそれぞれ排気口を形成するｍ個の隆起部が形成され、
前記マフラカバーはｎ個の開口を有し、ｍ≧ｎの関係としたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
外周部に複数のフィンを有し燃焼室を形成するシリンダと、前記シリンダの排気ポートに取り付けられるマフラと、シリンダ側を除き前記マフラと所定の距離を隔てて配置され前記マフラを覆うマフラカバーを有するエンジン作業機であって、
前記マフラには複数の排気口が形成され、マフラカバーの一面側に向けて複数の排気流を放出し、
前記マフラカバーの一面であって前記排気流の流れ方向下流側に複数の開口が設けられ、
前記複数の開口の間に設けられるものであって、前記複数の排気流を分断するリブを設けたことを特徴とするエンジン作業機。
前記リブは、前記排気流と平行な方向に延びる面を有し、前記マフラカバーと一体成形で製造されることを特徴とする請求項９に記載のエンジン作業機。
前記マフラは、排気ガスの排気方向が互いに離れるように排出される並設された複数の排気口を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載のエンジン作業機。
前記マフラカバーは、前記マフラの前記シリンダ側を除いたすべての面を覆うように配置され、
前記排気口は、前記排気流が前記マフラの壁面に沿うようにして、前記壁面と前記マフラの排気口が設けられる壁面と対向する対向面との間を流れ、
前記マフラカバーの前記対向面と交差する下流側壁面部分に、前記複数の開口と前記リブが設けられることを特徴とする請求項１１に記載のエンジン作業機。