(57)【要約】【課題】マフラカバーの表面温度を低減し、かつ、部品点数の増加を抑えつつ消音効果を発揮することができる内燃機関用マフラーを提供する。【解決手段】内燃機関用マフラー１は、流入口６と酸化触媒４との間に設けられ、排気ガスが流入する第１膨張室２１と、第１膨張室２１の流出側に設けられた第１隔壁１１とこの第１隔壁１１に対向するプロテクタ１２とによって画成され、酸化触媒４を通過した排気ガスが通過する第２膨張室２２と、第２膨張室２２に隣接して設けられ、第２膨張室２２を通過した排気ガスを排出口７から排出するテールパイプ８と、プロテクタ１２とマフラカバー３とによって画成された第３膨張室２３と、を備える。第２膨張室２２のプロテクタ排気管１２ｂとテールパイプ８との間には、第３膨張室２３に連通するガス流路Ｐが形成されている。【選択図】図２
2015203364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に触媒部（４）を有し、排気ガスが流入口（６）から流入して前記触媒部（４）を通過した後、排出口（７）から排出されるように構成された内燃機関用マフラー（１，１Ａ）において、
前記流入口（６）と前記触媒部（４）との間に設けられ、前記排気ガスが流入する第１膨張室（２１）と、
前記第１膨張室（２１）の流出側に設けられた第１隔壁（１１）とこの第１隔壁（１１）に対向する第２隔壁（１２）とによって画成され、前記触媒部（４）を通過した前記排気ガスが通過する第２膨張室（２２）と、
前記第２膨張室（２２）に隣接して設けられ、前記第２膨張室（２２）を通過した前記排気ガスを前排出口（７）から排出する排出管（８）と、
前記第２隔壁（１２）と外壁（３）とによって画成された第３膨張室（２３）と、を備え、
前記第２膨張室（２２）の出口部（１２ｂ）と前記排出管（８）との間には、前記第３膨張室（２３）に連通するガス流路（Ｐ）が形成されていることを特徴とする内燃機関用マフラー。
【請求項２】
前記第２膨張室（２２）の前記出口部（１２ｂ）は、前記排出管（８）内に少なくとも一部が配置された管状部であり、前記出口部（１２ｂ）と前記排出管（８）との間には環状の前記ガス流路（Ｐ）が形成されており、
前記排気ガスが前記排出管（８）から排出されるとき、前記第３膨張室（２３）内は外気に比べて負圧になることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用マフラー。
【請求項３】
前記外壁（３）には通風孔（３ｂ）が設けられており、
前記通風孔（３ｂ）を通して、外気が前記第３膨張室（２３）内に取り込まれることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用マフラー。
【請求項４】
前記通風孔（３ｂ）は、前記第３膨張室（２３）を基準として、前記排出管（８）とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用マフラー。
【請求項５】
前記触媒部（４）と前記第２隔壁（１２）との間には、前記触媒部（４）を覆う防護カバー（１４）が設けられており、前記防護カバー（１４）には、別のガス流路（１４ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用マフラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるように、触媒をコーティングした排気ガス浄化器を内部に備えたマフラーが知られている。このマフラーは、排気ガス入口を有する第１拡張室と、排気ガス出口を有する第２拡張室とを備えており、エンジンに取り付ける側とは反対側において、第２拡張室の壁面を二重壁面としている。この二重壁面間に、断熱材が充填されている。また、排気ガス浄化器の第１拡張室側と第２拡張室側の両方をカバーで覆っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５１７８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７および図８に示されるように、従来、マフラボディー１０２とマフラカバー（外壁）１０３とを有する内燃機関用マフラー１００において、エンジンから流入口１０６を通って流入した排気ガスは、第１膨張室１２１へ入る。排気ガスは、第１膨張室１２１から酸化触媒１０４を通過し、未燃焼炭化水素を燃焼させて高温となり、第２膨張室１２２に移動する。排気ガスは、第２膨張室１２２の通気孔１２２ａを通って、マフラカバー１０３の内部である第３膨張室１２３へと流れる。そして、排気ガスはテールパイプ１０８から外部に排出される。このような内燃機関用マフラー１００では、排気ガスが複数の絞り部と膨張室とを通過することで、消音が図られている。
【０００５】
図７および図８に記載されるような内燃機関用マフラー１００では、酸化触媒１０４を通過した後の高温ガスがマフラカバー１０３を加熱する。加熱されたマフラカバー１０３からの輻射熱により、外装部品が高温になり易い。この点、上記特許文献１に記載のマフラーでは、二重壁面を設けてその間に断熱材を充填しているので、マフラカバーあるいは外装部品が高温になることが防止され得る。
【０００６】
上記特許文献１に記載されたマフラーでは、排気ガス浄化器の両面をカバーで覆うことにより、消音効果を高めている。しかし、このような構成では、部品点数が増加してしまう。
【０００７】
本発明は、外壁の表面温度を低減し、かつ、部品点数の増加を抑えつつ消音効果を発揮することができる内燃機関用マフラーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内部に触媒部（４）を有し、排気ガスが流入口（６）から流入して触媒部（４）を通過した後、排出口（７）から排出されるように構成された内燃機関用マフラー（１，１Ａ）において、流入口（６）と触媒部（４）との間に設けられ、排気ガスが流入する第１膨張室（２１）と、第１膨張室（２１）の流出側に設けられた第１隔壁（１１）とこの第１隔壁（１１）に対向する第２隔壁（１２）とによって画成され、触媒部（４）を通過した排気ガスが通過する第２膨張室（２２）と、第２膨張室（２２）に隣接して設けられ、第２膨張室（２２）を通過した排気ガスを前排出口（７）から排出する排出管（８）と、第２隔壁（１２）と外壁（３）とによって画成された第３膨張室（２３）と、を備え、第２膨張室（２２）の出口部（１２ｂ）と排出管（８）との間には、第３膨張室（２３）に連通するガス流路（Ｐ）が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この内燃機関用マフラー（１，１Ａ）によれば、排気ガスは、触媒部（４）および第２膨張室（２２）を通過した後、排出管（８）の排出口（７）から外部に排出される。第２膨張室（２２）と外壁（３）との間には、第３膨張室（２３）が設けられており、この第３膨張室（２３）には、高温の排気ガスは流れない。よって、外壁（３）の表面温度を低減することができる。さらに、この内燃機関用マフラー（１，１Ａ）では、第３膨張室（２３）に連通するガス流路（Ｐ）が、第２膨張室（２２）の出口部（１２ｂ）と排出管（８）との間に形成されている。よって、このガス流路（Ｐ）が第３膨張室（２３）の役割あるいは共鳴室の役割を調節することになり、消音効果が発揮される。この場合、第２膨張室（２２）の出口部（１２ｂ）と排出管（８）との間にガス流路（Ｐ）を設けただけであるので、部品点数の増加を抑えつつ、消音効果を発揮することができる。
【００１０】
上記の内燃機関用マフラー（１，１Ａ）において、第２膨張室（２２）の出口部（１２ｂ）は、排出管（８）内に少なくとも一部が配置された管状部であり、出口部（１２ｂ）と排出管（８）との間には環状のガス流路（Ｐ）が形成されており、排気ガスが排出管（８）から排出されるとき、第３膨張室（２３）内は外気に比べて負圧になる。この構成によれば、上記の消音効果がより一層高められる。
【００１１】
上記の内燃機関用マフラー（１Ａ）において、外壁（３）には通風孔（３ｂ）が設けられており、通風孔（３ｂ）を通して、外気が第３膨張室（２３）内に取り込まれる。この構成によれば、内燃機関用マフラー（１）内部の冷却効率が高められる。
【００１２】
上記の内燃機関用マフラー（１Ａ）において、通風孔（３ｂ）は、第３膨張室（２３）を基準として、排出管（８）とは反対側に設けられている。排気管が設けられた付近の外気は、比較的高温である。この構成のごとく、排気管とは反対側に通風孔（３ｂ）を設けることにより、比較的低温の外気を第３膨張室（２３）内に取り込むことができる。
【００１３】
上記の内燃機関用マフラー（１Ａ）において、触媒部（４）と第２隔壁（１２）との間には、触媒部（４）を覆う防護カバー（１４）が設けられており、防護カバー（１４）には、別のガス流路（１４ａ）が形成されている。この構成によれば、防護カバー（１４）によって、火花からの防護が図られる。防護カバー（１４）に形成された別のガス流路（１４ａ）により、触媒部（４）から第２膨張室（２２）への排気ガスの流れをつくることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外壁（３）の表面温度を低減し、かつ、部品点数の増加を抑えつつ消音効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関用マフラーを示す斜視図である。
【図２】図１の内燃機関用マフラーの一部破断斜視図である。
【図３】図１の内燃機関用マフラーを示す断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】第２実施形態に係る内燃機関用マフラーを示す断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】従来の内燃機関用マフラーを示す断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１〜図４を参照して、第１実施形態の内燃機関用マフラー１について説明する。図１および図２に示されるように、内燃機関用マフラー１は、たとえば携帯式エンジン（図示せず）等の内燃機関に固定されて、そのエンジンの排気ガスを流入させ、内部を通じて消音した排気ガスを排出する。内燃機関用マフラー１は、排気ガスの流入側に配置される椀状のマフラボディー２と、排気ガスの排出側に配置されてマフラボディー２に被さる椀状のマフラカバー（外壁）３とを備える。マフラボディー２の縁部とマフラカバー３の縁部とが接合されて、内燃機関用マフラー１の外形が構成されている。
【００１８】
マフラボディー２は、エンジンの排気部に対面する取付面部２ａを有している。取付面部２ａの外表面は平面をなしており、その中央には、排気ガスの流入口６が形成されている。取付面部２ａとエンジンの排気部との間には、ガスケット等のシール部材が設けられる。流入口６の周囲には、流入口６の両側にボルト孔１０が２つ設けられている。このボルト孔１０に締結ボルトが通され、エンジンに対して締め込まれることにより、マフラカバー３およびマフラボディー２がエンジンの排気部に共締めされて、内燃機関用マフラー１がエンジンに固定される。
【００１９】
図２および図３に示されるように、内燃機関用マフラー１の内部には、第１隔壁１１およびプロテクタ（第２隔壁）１２が固定されている。第１隔壁１１およびプロテクタ１２は、それらの周縁部が重なり合った状態でマフラボディー２の縁部とマフラカバー３の縁部との間に挟み込まれることにより、固定されている。第１隔壁１１は、平板状である。プロテクタ１２は、第１隔壁１１のマフラカバー３側に固定されている。プロテクタ１２は、第１隔壁１１および酸化触媒４に対向すると共に、マフラカバー３に向けて膨らむ形状をなしている。また、プロテクタ１２は、マフラカバー３に対向しており、第１隔壁１１とマフラカバー３との間に配置されている。
【００２０】
内燃機関用マフラー１の内部には、円柱状の酸化触媒（触媒部）４が設けられている。酸化触媒４は、第１隔壁１１に形成された円形の開口１１ａ内に配置されており、その中心軸線が上記のボルト孔１０と略平行な向きに取り付けられている。酸化触媒４は、エンジンからの排気ガスを通過させることにより、排気ガス内の未燃焼炭化水素を燃焼させる。
【００２１】
上記したように、酸化触媒４の周囲に、第１隔壁１１が設けられている。第１隔壁１１は、内燃機関用マフラー１の内部を流入側と流出側とに区画している。第１隔壁１１とマフラボディー２との間には、第１膨張室２１が設けられている。すなわち、第１膨張室２１は、上記の流入口６と酸化触媒４との間に設けられている。この第１膨張室２１には、流入口６を通じて排気ガスが流入する。第１膨張室２１に流入した排気ガスは、酸化触媒４を通って第１膨張室２１から流出する。すなわち、第１膨張室２１の流入側にマフラボディー２が設けられており、第１膨張室２１の流出側に第１隔壁１１が設けられている。
【００２２】
第１隔壁１１とプロテクタ１２との間には、第２膨張室２２が設けられている。すなわち、第２膨張室２２は、第１隔壁１１とプロテクタ１２とによって画成されている。第１膨張室２１と第２膨張室２２とは、酸化触媒４に形成された多数の細孔を介して連通している。第２膨張室２２には、酸化触媒４を通過した排気ガスが通過する。
【００２３】
図２および図４に示されるように、マフラカバー３の一端部３ａ（図２に示す下端部）には、図示水平方向に向けて延びる円管状のテールパイプ（排出管）８が設けられている。テールパイプ８は、第２膨張室２２に隣接して設けられており、第２膨張室２２を通過した排気ガスを排出口７から排出する。
【００２４】
より詳細には、プロテクタ１２の一端部１２ａ（図２に示す下端部）には、図示水平方向に向けて延びる円管状のプロテクタ排気管（出口部）１２ｂが設けられている。プロテクタ排気管１２ｂは、第２膨張室２２のプロテクタ排気口２２ａから排気ガスを排出する。
【００２５】
プロテクタ排気管１２ｂの直径はテールパイプ８の直径よりも小さく、プロテクタ排気管１２ｂの先端部（排気ガスの排出方向下流側の端部）は、テールパイプ８内に配置されている。テールパイプ８とプロテクタ排気管１２ｂとは、同心円状に配置されている。図４に示されるように、プロテクタ排気管１２ｂの先端部はテールパイプ８の基端に僅かに入り込んでいる。テールパイプ８およびプロテクタ排気管１２ｂの軸線方向において、プロテクタ排気管１２ｂの先端部は、テールパイプ８に重なっており、この重なった部分はオーバーラップ部Ａである。このような構成により、テールパイプ８とプロテクタ排気管１２ｂとの間には、円環状のガス流路Ｐが形成されている。
【００２６】
プロテクタ１２とマフラカバー３との間には、第３膨張室２３が設けられている。すなわち、第３膨張室２３は、プロテクタ１２とマフラカバー３とによって画成されている。この第３膨張室２３は、第２膨張室２２をマフラカバー３側から覆うように設けられている。第３膨張室２３には、酸化触媒４および第２膨張室２２を通過した高温の排気ガスは流れないように構成されている。
【００２７】
上記したように、プロテクタ１２のプロテクタ排気管１２ｂとテールパイプ８とは離間しており、直接接合されていない。そのため、プロテクタ排気管１２ｂの周囲に形成されたガス流路Ｐは、第３膨張室２３に連通している。言い換えれば、排出口７は、プロテクタ排気口２２ａを介して第２膨張室２２に連通しており、さらには、ガス流路Ｐを介して第３膨張室２３に連通している。排気ガスがテールパイプ８の排出口７から排出されるとき、第３膨張室２３は外気に比べて負圧になるように構成されている。
【００２８】
この内燃機関用マフラー１によれば、排気ガスは、酸化触媒４および第２膨張室２２を通過した後、テールパイプ８の排出口７から外部に排出される。第２膨張室２２とマフラカバー３との間には、第３膨張室２３が設けられており、この第３膨張室２３には、高温の排気ガスは流れない。よって、マフラカバー３の表面温度を低減することができる。さらに、この内燃機関用マフラー１では、第３膨張室２３に連通するガス流路Ｐが、第２膨張室２２のプロテクタ排気管１２ｂとテールパイプ８との間に形成されている。このガス流路Ｐが第３膨張室２３の膨張室としての役割（すなわち機能）あるいは共鳴室の役割（すなわち機能）を調節することになり、消音効果が発揮される。この場合、第２膨張室２２のプロテクタ排気管１２ｂとテールパイプ８との間にガス流路Ｐを設けただけであるので、従来構造と同等の部品点数で構成可能である。したがって、部品点数の増加を抑えつつ、消音効果を発揮することができる。
【００２９】
また、排気ガスがテールパイプ８の排出口７から排出されるとき、第３膨張室２３は外気に比べて負圧になるため、消音効果がより一層高められている。
【００３０】
なお、プロテクタ１２には高温の排気ガスが接触するため、プロテクタ１２は高温になる。しかしながら、第３膨張室２３が設けられているため、マフラカバー３から外装部品に輻射熱が伝達されることが抑制されている。よって、外装部品の温度上昇は低く抑えられる。
【００３１】
上記したオーバーラップ部Ａの形状を変更することにより、消音効果を調整することができる。より詳細には、プロテクタ排気管１２ｂの内径を調整することで背圧を調整できる。プロテクタ排気管１２ｂの内径を従来に比して小さくしても、背圧の上昇は抑えられ、出力に対する影響は小さい。内燃機関用マフラー１では、出力を増大させつつ、排気騒音は従来の構造と同等またはそれ以上とすることができる。
【００３２】
部品点数に関しても、内燃機関用マフラー１は、従来の構造と同等の部品点数で構成可能である。そのため、コストアップにはつながらない。
【００３３】
次に、図５および図６を参照して、第２実施形態の内燃機関用マフラー１Ａについて説明する。内燃機関用マフラー１Ａが第１実施形態の内燃機関用マフラー１と違う点は、酸化触媒４を覆う防護カバー１４が設けられた点と、マフラカバー３に通風孔３ｂが設けられた点である。防護カバー１４は、酸化触媒４のプロテクタ１２側（すなわちマフラカバー３側）に取り付けられている。防護カバー１４は、有底円筒状のカバーであり、その開口された端縁（エンジン側の端縁）が第１隔壁１１に接合されている。防護カバー１４には、第２膨張室２２に連通するガス流路（別のガス流路）１４ａが形成されている。
【００３４】
図６に示されるように、通風孔３ｂは、第３膨張室２３を基準として、テールパイプ８とは反対側に設けられている。この通風孔３ｂを通して、外気が第３膨張室２３内に取り込まれるように構成されている。
【００３５】
第２実施形態の内燃機関用マフラー１Ａによっても、内燃機関用マフラー１と同様の効果が奏される。さらに、通風孔３ｂを通して、外気が第３膨張室２３に取り込まれるため、内燃機関用マフラー１Ａ内部の冷却効率が高められる。
【００３６】
テールパイプ８が設けられた付近の外気は、比較的高温である。内燃機関用マフラー１Ａでは、テールパイプ８とは反対側に通風孔３ｂを設けることにより、比較的低温の外気を第３膨張室２３に取り込むことができる。
【００３７】
防護カバー１４によって、火花からの防護が図られる。防護カバー１４に形成されたガス流路１４ａにより、酸化触媒４から第２膨張室２２への排気ガスの流れをつくることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、テールパイプ８とプロテクタ排気管１２ｂとは、同心円状でなくてもよい。ガス流路Ｐは円環状に限られない。矩形の環状であってもよいし、プロテクタ排気管１２ｂの周囲の一部分に形成されてもよい。オーバーラップ部Ａを設けなくてもよい。すなわち、プロテクタ排気管１２ｂがテールパイプ８に入り込んでいなくてもよい。
【００３９】
触媒部の態様は、上記の酸化触媒４に限られない。第１実施形態の内燃機関用マフラー１に、マフラカバー３の通風孔３ｂを採用してもよい。本発明は、携帯型エンジンに適用される場合に限られず、触媒を使用するマフラーを用いたエンジンであれば、どのようなエンジンにも適用可能である。つまり、汎用エンジン全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…内燃機関用マフラー、３…マフラカバー（外壁）、３ｂ…通風孔、４…酸化触媒（触媒部）、６…流入口、７…排出口、８…テールパイプ（排出管）、１１…第１隔壁、１２…プロテクタ（第２隔壁）、１２ｂ…プロテクタ排気管（出口部）、１４…防護カバー、１４ａ…ガス流路、２１…第１膨張室、２２…第２膨張室、２３…第３膨張室、Ｐ…ガス流路。
【図１】
2015203364.tif 000003
【図２】
2015203364.tif 000004
【図３】
2015203364.tif 000005
【図４】
2015203364.tif 000006
【図５】
2015203364.tif 000007
【図６】
2015203364.tif 000008
【図７】
2015203364.tif 000009
【図８】
2015203364.tif 000010