JP4367918B2 - 小型エンジンの排気装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブロアや草刈り機などの携帯作業機の動力として用いる小型エンジンの排気装置に関するものである。

小型エンジンの排気装置として、エンジンにコンパクトな消音器を採用したものが実用に供されている。
実用の小型エンジンの排気装置は、エンジンに排気管を接続し、この排気管の先端に消音器を取付けるようにすれば実用上十分であった。

このような小型エンジンの排気装置として、エンジンに箱形の消音器を取付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１３４５２号公報（第４頁、図２）

図１１は従来の基本構成を説明する図であり、小型エンジンの排気装置２３０は、エンジン２３１から延出した排気管２３２と、この排気管２３２に取付けた箱形の消音器２３３と、この消音器２３３に取付けることで高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止するスパークアレスタ（spark arrester）２３４と、からなる。

消音器２３３は、排気管２３２の先端を接続する第１膨張室２３５と、この第１膨張室２３５に仕切り板２３６を介して接続する第２膨張室２３７と、この第２膨張室２３７に接続するテールパイプ２３８と、から構成したものであり、第１膨張室２３５から第２膨張室２３７へ排気ガスを送る排気通路２４１を仕切り板２３６に形成するとともに、第２膨張室２３７からテールパイプ２３８に排気ガスを送る排気孔２４２をテールパイプ２３８に形成した。

しかし、小型エンジンの排気装置２３０では、排気通路２４１を狭めたり排気孔２４２の数を減らすと背圧が上昇するため消音器２３３の発熱が多くなる。従って、実用上好ましいこととは言えない。一方、排気通路２４１を拡げたり排気孔２４２の数を増やすと背圧を下げることができ、消音器２３３での発熱を抑制できるものの、十分な排気音の低減を図ることができないという問題があった。

すなわち、消音器の発熱を最小限に抑えることことができるとともに十分な排気音の低減を図ることができる小型エンジンの排気装置が望まれる。

本発明は、消音器の発熱が多い点を解決するとともに、十分な排気音の低減を図ることができる小型エンジンの排気装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る小型エンジンの排気装置の発明は、エンジンから排気管を延出し、この排気管に消音器を取付け、この消音器の排気口から排気ガスを排出する排気装置において、消音器に、排気口に取付けるために底に排気ガスを通過させる排気入口孔を備えた筒状部材と、この筒状部材に内包することで排気音の低減をする金属繊維製のフィルタと、筒状部材の開口に取付けるために排気出口孔を形成したキャップ部材と、を備えたことを特徴とする。

すなわち、筒状部材に排気音の低減をする金属繊維製のフィルタを内包することで、金属繊維製のフィルタに排気ガスを通過させて排気音の低減を図る。これにより、消音器の中の排気ガスの通路を狭めて排気ガスを消音器中で衝突させることを回避して、消音器の発熱を最小限に抑えるようにする。

請求項２に係る発明は、筒状部材の底に金属網を備えることで、高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止する機能を付加したことを特徴とする。
筒状部材の底に金属網を備えることで、高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止することができる。

請求項１に係る発明では、筒状部材に排気音の低減をする金属繊維製のフィルタを内包したので、金属繊維製のフィルタに排気ガスを通過させて排気音の低減を図ることができる。これにより、消音器の中の排気ガスの通路を狭めて排気ガスを消音器中で衝突させることを回避して、消音器の発熱を最小限に抑えることができる。この結果、消音器の発熱を最小限に抑えることことができるとともに十分な排気音の低減を図ることがでる。すなわち、実用性の高い消音器を得ることができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、筒状部材の底に金属網を備えたので、高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止することができる。この結果、簡易な構成で消音器に高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止する機能（スパークアレスタ機能）を付加することができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した携帯型作業機の左側面図であり、携帯型作業機（携帯型送風機）１０は、ファンハウジング１２と、このファンハウジング１２に収納した送風ファン１３と、この送風ファン１３を駆動するためにファンハウジング１２に外付けした原動機ユニット２０と、ファンハウジング１２からエアを吐出するためにファンハウジング１２の吐出口１５に取付けた吐出ダクト（送風管）１６と、ファンハウジング１２の吸込口１７に取付けたファンカバー１８と、ファンハウジング１２の上部に取付けた主取っ手（ハンドル）１９と、を主要構成とするブロアである。
なお、機体１１は、ファンハウジング１２、ファンカバー１８及び主取っ手１９から構成する。

図２は本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した携帯型作業機の右側面図であり、携帯型作業機１０は、後述する右ファンハウジング３２に原動機ユニット２０を外付けし、この原動機ユニット２０の小型汎用エンジン（原動機）１４（以下、「エンジン１４」と略記する）及び本発明に係る小型エンジンの排気装置９０（以下、「排気装置９０」と略記する）廻りを一括して原動機カバー２７で覆ったものである。

図３は本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した原動機ユニットの側面図であり、原動機ユニット２０は、送風ファン１３（図１参照）を駆動するエンジン１４と、このエンジンに供給する空気を浄化するエアクリーナ２１と、このエアクリーナ２１からエンジンに浄化した空気を送るホース２２と、エンジン１４を始動するためのリコイルスタータ用ノブ２３と、エンジン１４に供給する燃料を貯留する燃料タンク２４と、この燃料タンク２４の給油口２５に被せるキャップ２６と、エンジン１４を覆う原動機カバー２７と、エンジン１４にエンジンオイルを注入するエンジンオイル注入口２８と、を備えるユニットである。なお、２９はエンジン１４のシリンダブロック、３３はエンジン１４のシリンダヘッドを示す。

図４は本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した携帯型作業機の原動機ユニットを除く主要部品を示す分解斜視図である。
ファンハウジング１２は、ファンカバー１８を取付ける左ファンハウジング３１と、原動機ユニット（図３参照）を取付ける右ファンハウジング３２と、から構成する。

左ファンハウジング３１は、エアを吸入する吸込口１７と、ファンカバー１８を取付けるボス部３４・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）、ファンカバー１８を対向させる若しくは当接させるようにした補強リブ３５・・・及び補強リブ３６・・・と、吐出口１５を形成する吐出口左側部３８と、を形成した。
なお、補強リブ３５は、ファンカバー１８の外径より外方に延ばしたリブであり、補強リブ３６は、ボス部３４に形成したファンカバー１８の外径に沿わして形成したリブである。

右ファンハウジング３２は、原動機ユニット２０（図３参照）を臨ませる挿入口４１と、原動機ユニット２０を取付ける取付け部４２・・・と、主取っ手（ハンドル）１９を支持する前・後支持部４３，４４と、機体１１（図１参照）を自立させるための脚部（スタンド）４５，４６と、これらの脚部４５，４６間に間に一体的に形成した補助取っ手（補助ハンドル）４７と、吐出口１５を形成する吐出口右側部４８と、を形成した。

送風ファン１３は、エンジン１４（図３参照）に取付ける軸部４９と、この軸部４９から放射状に形成した複数の羽３９と、からなる。
吐出口１５は、吐出口左側部３８及び吐出口右側部４８を合わせることで形成したものである。
吐出ダクト１６は、吐出口１５に取付ける後ダクト５１と、この後ダクト５１に取付け前ダクト５２とからなる。なお、前ダクト５２は、先端を先細りに形成した先端部（吐出口）５３を備える。

ファンカバー１８は、略盆状（傾斜面を有する略円柱状）の部材であり、本体部（底部）５４と、この本体部５４から立上げた側面部（傾斜面）５５と、この側面部５５に設けた複数の開口５６・・・と、本体部５４に設けたねじ嵌合部５８と、を備える。
なお、５９はファンカバー１８のエッジを示す。また、側面部（傾斜面）５５のみに、開口５６・・・を設けることで、作業中に作業者の衣服がファンカバー１８に吸着してしまうことを防止でき、作業効率の向上を図ることができる。

主取っ手（ハンドル）１９は、取っ手左半割り体６１と、この取っ手左半割り部に合わせる取っ手右半割り体６２と、これらの取っ手左半割り体６１及び取っ手右半割り体６２に介在させる防振ゴム６３，６４と、これらの取っ手左半割り体６１及び取っ手右半割り体６２にスイング自在に取付けるスロットルレバー６５と、このスロットルレバー６５に接続するスロットルワイヤ６６と、取っ手左半割り体６１及び取っ手右半割り体６２に取付けることで、スロットルレバー６５を任意の位置で保持するスロットル保持レバー６７と、取っ手左半割り体６１及び取っ手右半割り体６２に取付けることで、エンジン１４（図３参照）を始動可能状態若しくは停止状態にする始動スイッチ６８と、からなる。

原動機カバー２７は、右ファンハウジング３２に取付けるフランジ部７１〜７３と、複数の通気孔７４・・・を備えたカバーである。
図中、７５は原動機ユニット（図３参照）を右ファンハウジング３２に取付ける取付けねじ、７６，７６はワッシャ７７，７７を介して主取っ手１９を右ファンハウジング３２に取付ける取付けねじ、７８はファンカバー１８を左ファンハウジング３１に取付ける取付けねじ、７９は、スロットル保持レバー６７を取っ手左半割り体６１及び取っ手右半割り体６２に取付ける取付けねじである。

図５は本発明に係る小型エンジンの排気装置の分解斜視図であり、排気装置９０は、エンジン１４（図３参照）から延出した排気管９１と、この排気管９１の先端に接続する消音器（マフラ）９２と、消音器９２の排気口９３に取付けることで排気音のさらなる低減を図るために金属繊維製のフィルタ１２２を内蔵した消音ピース９６と、消音器９２をエンジン１４側に取付けるボルト９７，９７と、消音器９２に消音ピース９６を着脱自在に取付ける取付けねじ９８と、からなる。

消音器９２は、排気管９１に臨ませる入口側ケース１０１と、この入力側ケース１０１に被せる仕切り板１０２と、この仕切り板１０２に被せる出口側ケース１０３と、これらの仕切り板１０２及び出口側ケース１０３に渡すとともに出口側ケース１０３の排気口９３に貫通させたテールパイプ１０４と、入口側ケース１０１、仕切り板１０２及び出口側ケース１０３に渡すことでボルト９７，９７を通すボルト用パイプ１０５，１０５と、からなる。

図６は本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器の正面図であり、図５に示す入口側ケース１０１は、排気管９１に接続する接続用開口１０７と、ボルト用パイプ１０５，１０５にボルト９７，９７（図５参照）を通す孔１０８，１０８と、仕切り板１０２及び出口側ケース１０３に接合するための図７に示すフランジ部１０９と、を形成したものである。

仕切り板１０２は、補強のためのビード１１１と、排気ガスを通過させる複数の排気孔１１２・・・と、ボルト用パイプ１０５，１０５を貫通させる貫通孔１１３，１１３と、を備える。

図７は図６の７−７線断面図であり、排気装置９０の消音器９２の側面断面を示す。
出口側ケース１０３は、テールパイプ１０４を貫通させる排気口９３と、ボルト用パイプ１０５，１０５にボルト９７，９７（図５参照）を通す孔１１８，１１８と、入口側ケース１０１及び仕切り板１０２を一体的に接合（カーリング）するためのカール部１１９と、を形成したものである。

テールパイプ１０４は、排気口９３に溶接したものであり、排気ガスを通過させる複数の通孔１１４・・・と、消音ピース９６（図５参照）を止めるための止め孔１１５と、を形成したものである。
なお、１３２は入力側ケース１０１及び仕切り板１０２から構成した第１膨張室、１３３は仕切り板１０２及び出力側ケース１０３から構成した第２膨張室を示す。

図８は本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器に取付ける消音ピースの分解斜視図であり、消音ピース９６は、テールパイプ１０４（図７参照）に取付ける筒状部材１２１と、この筒状部材１２１に内包することで排気音の低減をする金属繊維製のフィルタ１２２と、筒状部材１２１の開口１２６に取付けるキャップ部材１２３と、筒状部材１２１の底１２５に取付けることで高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止する金属網１２４と、からなる。

筒状部材１２１は、底１２５に排気ガスを通過させる排気入口孔１２７を備え、筒部１２８にテールパイプ１０４の取付けるために取付けねじ９８（図５参照）をねじ込むねじ孔１２９を備える。また、キャップ部材１２３は、排気ガスを排出するための排気出口孔１３１を備える。

金属繊維製のフィルタ１２２は、ステンレスが好ましい。ステンレスは、耐熱性、耐食性に優れ、排気ガス中の硫化物に対しても腐食されにくいことに基づく。

図９は本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器に取付ける消音ピースの側面図であり、消音ピース９６は、筒状部材１２１、金属繊維製のフィルタ１２２、キャップ部材１２３及び金属網１２４を交換自在なカートリッジ（ユニット）にしたものであり、筒状部材１２１に、金属繊維製のフィルタ１２２、キャップ部材１２３及び金属網１２４を取付けるとともに、テールパイプ１０４（図７参照）を介して排気口９３に筒状部材１２１を着脱自在に取付るものと言える。

すなわち、筒状部材１２１に、金属繊維製のフィルタ１２２、キャップ部材１２３及び金属網１２４を取付けるとともに、テールパイプ１０４（図７参照）を介して排気口９３に筒状部材１２１を着脱自在に取付けることで、金属繊維製のフィルタ１２２が汚れたときには容易に交換することができる。この結果、排気装置９０（図５参照）のメンテナンス性の向上を図ることができる。
また、金属繊維製のフィルタ１２２の量を自在に設定することができ、用途に適合させることができるとともに、背圧の調整をした消音ピース（カートリッジ）を製作することもできる。

図１０は本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器に消音ピースを取付けた状態を示す側面断面図である。
排気装置９０は、エンジン１４から排気管９１を延出し、この排気管９１に消音器９２を取付け、この消音器９２の排気口９３から排気ガスを排出する排気装置において、消音器９２に、排気口９３に取付けるために底１２５に排気ガスを通過させる排気入口孔１２７を備えた筒状部材１２１と、この筒状部材１２１に内包することで排気音の低減をする金属繊維製のフィルタ１２２と、筒状部材１２１の開口１２６に取付けるために排気出口孔１３１を形成したキャップ部材１２３と、を備えたものである。

例えば、消音器の発熱を最小限に抑えることことができるとともに十分な排気音の低減を図ることができるとすれば、実用性の高い消音器を得ることができるので好ましいことである。

そこで、消音器９２に、排気口９３に取付けるために底１２５に排気ガスを通過させる排気入口孔１２７を備えた筒状部材１２１と、この筒状部材１２１に内包することで排気音の低減をする金属繊維製のフィルタ１２２と、筒状部材１２１の開口１２６に取付けるために排気出口孔１３１を形成したキャップ部材１２３と、を備えた。

すなわち、筒状部材１２１に排気音の低減をする金属繊維製のフィルタ１２２を内包することで、金属繊維製のフィルタ１２２に排気ガスを通過させて排気音の低減を図ることができる。これにより、消音器９２の中の排気ガスの通路を狭めて排気ガスを消音器中で衝突させることを回避して、消音器９２の発熱を最小限に抑えるようにすることができる。 この結果、消音器９２の発熱を最小限に抑えることことができるとともに十分な排気音の低減を図ることができる。すなわち、実用性の高い消音器９２を得ることができる。

消音ピース９６は、筒状部材１２１の底１２５に金属網１２４を備えることで、高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止するというスパークアレスタ（spark arrester）機能を付加したものであると言える。
すなわち、筒状部材１２１の底１２５に金属網１２４を備えたので、高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止することができる。この結果、簡易な構成で消音器に高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止する機能（以下、「スパークアレスタ機能」という）を付加することができる。

さらに、排気入口孔１２７側に金属網１２４を付設することで、消音器９２の内部で火の粉の吹出しの吸収をすることができる。この結果、スパークアレスタ機能の効力の増大を図ることができる。

尚、本発明に係る小型エンジンの排気装置は、図１０に示すように、テールパイプ１０４に消音ピース９６を取付けたが、これに限るものではなく、排気口に直接取付けるようにしたものであってもよい。

本発明に係る小型エンジンの排気装置は、ブロアや草刈り機などの携帯作業機の小型エンジンに採用するのに好適である。

本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した携帯型作業機の左側面図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した携帯型作業機の右側面図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した原動機ユニットの側面図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置を採用した携帯型作業機の原動機ユニットを除く主要部品を示す分解斜視図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置の分解斜視図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器の正面図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器の正面図である。 図６の７−７線断面図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器に取付ける消音ピースの分解斜視図である。 本発明に係る小型エンジンの排気装置の消音器に取付ける消音ピースの側面図である。 従来の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１４…エンジン、９０…小型エンジンの排気装置、９１…排気管、９２…消音器、９３…排気口、９６…消音ピース、１２１…筒状部材、１２２…金属繊維製のフィルタ、１２３…キャップ部材、１２４…金属網、１２５…底、１２６…開口、１２７…排気入口孔、１３１…排気出口孔。

Claims (2)

1. エンジンから排気管を延出し、この排気管に消音器を取付け、この消音器の排気口から排気ガスを排出する排気装置において、
   前記消音器は、前記排気口に取付けるために底に排気ガスを通過させる排気入口孔を備えた筒状部材と、この筒状部材に内包することで排気音の低減をする金属繊維製のフィルタと、前記筒状部材の開口に取付けるために排気出口孔を形成したキャップ部材と、を備えたことを特徴とする小型エンジンの排気装置。
2. 前記筒状部材の底に金属網を備えることで、高温の排気ガス中に含む火の粉の吹出しを防止する機能を付加したことを特徴とする請求項１記載の小型エンジンの排気装置。

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