(57)【要約】【課題】シェルの板厚を厚くしたり、二重構造とすること無く、しかもマフラ容積を低減することなく、高い剛性を確保することが可能で放射音の低減を図ることができるようにする。【解決手段】マフラ本体１６は、楕円形の上部シェル２１と下部シェル２２とを長軸方向を上下として配設されている。１つのシェルでマフラ本体を形成する場合に比し、長軸が短くなり、曲率が大きくなる分、相対的に各シェルの容積を拡大することができる。又、各シェルの長軸が短くなったので、シェルの板厚を厚くしたり、二重構造とすること無く、しかもマフラ容積を低減することなく、高い剛性を確保することが可能となり、放射音の低減を図ることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系に連通するマフラ本体を備え、該マフラ本体内が隔壁を介して複数の消音室に区画され、前記エンジンからの排気ガスは前記各消音室を二度通過することなく、全ての前記消音室を通過して排出される排気マフラ構造において、
前記マフラ本体は、楕円状に形成された複数のシェルを長軸方向に配設して構成されていると共に、該各シェルが異なる容積を有する
ことを特徴とする排気マフラ構造。
【請求項２】
前記各シェルは、上下を長軸として配設されて水平方向へ延在されている
ことを特徴とする請求項１記載の排気マフラ構造。
【請求項３】
前記各シェルの容積は上部のシェルが下部のシェルよりも大きく形成されており、該上部のシェル内の最大容積の消音室に前記排気系に連通するインレットパイプが臨まされ、該下部のシェル内の最小容積の消音室にアウトレットパイプの流入端が臨まされている
ことを特徴とする請求項１或いは２記載の排気マフラ構造。
【請求項４】
前記アウトレットパイプは前記下部のシェルから前記上部のシェルを貫通して大気に連通されている
ことを特徴とする請求項３記載の排気マフラ構造。
【請求項５】
前記マフラ本体は、前記各シェルを一体形成した半割部材を接合して形成したモナカ構造である
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の排気マフラ構造。
【請求項６】
前記マフラ本体は可搬型作業機の背面或いは側面に形成されたスペースに設置されている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の排気マフラ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マフラ本体を複数のシェルで構成した排気マフラ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可搬型作業機としてエンジン発電機が知られている。このエンジン発電機は、エンジンと、エンジンに一体の発電機、及び発電機をコントロールするコントロールユニット、燃料タンク、排気マフラ等の各構成部品を筐体内に効率良く収める構造として、例えば特許文献１（特開２００３−１２０２８７号公報）に開示されているように、コントロールパネルを筐体の前面に配設し、その後方に発電機とエンジンとを配設すると共に、上部に燃料タンクを配設し、更に、筐体後部にスペースを確保して、そこに排気マフラを設置する構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２０２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筐体後部に形成した排気マフラを設置するスペースは、必然的に前後に薄い直方体となるため、排気マフラも前後に薄い箱形に形成される。ところで、排気マフラのシェルは、その断面形状を円形或いは楕円形とすることで剛性を確保している。
【０００５】
一般に、筐体後部に確保したスペースを最大限利用して排気マフラを収めるために、シェルの断面を縦長の楕円形状としている。しかし、排気マフラのシェルの断面を縦長の楕円形状にした場合、長軸の半径が長くなるため、剛性が低下しやすく、相対的に、排気マフラからの放射音が大きくなり易い。
【０００６】
剛性の低下を防止する対策としては、シェルの板厚を厚くしたり、シェルを二重構造とする等が考えられる。しかし、シェルの剛性を十分に確保できる程度に板厚を厚くし、或いは二重構造とすれば、排気マフラの重量が増加してしまう不都合があるばかりでなく、マフラ容積が減少し、消音効果を充分に発揮させることができなくなる不都合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、シェルの板厚を厚くしたり、二重構造とすること無く、マフラ容積を低減することなく、高い剛性を確保することが可能で放射音の低減を図ることのできる排気マフラ構造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、エンジンの排気系に連通するマフラ本体を備え、該マフラ本体内が隔壁を介して複数の消音室に区画され、前記エンジンからの排気ガスは前記各消音室を二度通過することなく、全ての前記消音室を通過して排出される排気マフラ構造において、前記マフラ本体は、楕円状に形成された複数のシェルを長軸方向に配設して構成されていると共に、該各シェルが異なる容積を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マフラ本体を楕円状に形成した複数のシェルを長軸方向に配設したので、各シェルは、その長軸の半径が小さくなるため、シェルの板厚を厚くしたり、二重構造とすること無く、マフラ容積を低減せずに、高い剛性を確保することが可能となり、放射音の低減を図ることができる。又、各シェルを異なる容積で形成したので、異なる周波数特性の音圧を効率良く消音させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態によるエンジン発電機の斜視図
【図２】同、エンジン発電機の概略側面図
【図３】同、エンジン発電機の概略平面図
【図４】同、図３のIV-IV断面図
【図５】同、マフラ本体の断面側面図
【図６】同、図５のVI-VI断面図
【図７】同、マフラ本体の平面図
【図８】同、マフラ本体の正面図
【図９】第２実施形態によるエンジン発電機の概略側面図
【図１０】同、エンジン発電機の平面図
【図１１】同、図９のXI-XI断面正面図
【図１２】同、図１１の右側面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１〜図８に本発明の第１実施形態を示す。図１の符号１Ａは可搬型作業機の一例であるエンジン発電機であり、矩形枠状に形成された１本のパイプの長辺側両側を垂立させることで前後に逆Ｕ字状の枠体が形成されているパイプフレーム２に、エンジン３と、負荷手段の一例である発電体４とが搭載されている。更に、このエンジン３と発電体４との上方に燃料タンク５が取付けられており、この燃料タンク５によってパイプフレーム２の上部が閉塞されている。
【００１３】
又、パイプフレーム２の前部にコントロールユニット７が配設され、後部に排気マフラユニット８が配設されている。尚、排気マフラユニット８の構成については後述する。
【００１４】
図２〜図４にエンジン発電機１Ａ内のレイアウトを模式的に示す。本実施形態で採用するエンジン３はシリンダヘッド３ａが、エンジン発電機１Ａの側面方向へ傾斜されている傾斜形エンジンであり、これにより、エンジン発電機１Ａは全体の高さが抑えられていると共に、横幅が比較的広く確保されている。
【００１５】
又、エンジン３は、そのクランク軸に連設する出力軸（図示せず）がコントロールユニット７側に突出された、いわゆる縦置型エンジンであり、この出力軸に発電体４が連設されている。
【００１６】
発電体４は円板状に配置されたロータとステータとの磁極面が対向配設されたアキシャルギャップ型発電体であり、ラジアルギャップ型発電体よりも軽量、小型化が実現されている。更に、この発電体４の前面に、冷却ファンを一体に有するリコイルスタータ１１が配設され、このリコイルスタータ１１がコントロールユニット７の背面に対設されている。更に、このリコイルスタータ１１に巻装されているリコイルロープの先端に連結されたリコイルノブ１１ａが、エンジン発電機１Ａの側面に配設されている。
【００１７】
又、シリンダヘッド３ａの吸気ポート（図示せず）が発電体４の延出側に開口されており、この吸気ポートにキャブレタ１２が取付けられ、このキャブレタ１２にエアクリーナ１３が取付けられ、このエアクリーナ１３がコントロールユニット７の背面に対設されている。
【００１８】
コントロールユニット７は上部にコントロールパネル１４を有し、その下方にインバータユニット１５ａとバッテリ１５ｂとが配設されている。コントロールパネル１４には、エンジンスイッチ、エンジン停止スイッチ、出力する電力の周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）を切換える周波数切換スイッチ等のスイッチ類、及び電力出力用コンセント、電流が設定値を超えたときに出力電流を遮断するブレーカ等の部品が所定に配設されている。又、インバータユニット１５ａは、発電体４で発電した電力を、所定周波数の電力に変換するインバータ回路を有している。
【００１９】
又、排気マフラユニット８は、マフラ本体１６と、マフラカバー１７とを有し、更に、このマフラカバー１７が、枠体１８と背面プレート１９とを備えている。枠体１８はマフラ本体１６の上下側面を覆うものであり、この枠体１８の背面側が背面プレート１９にて閉塞されて、マフラ本体１６の背面が覆われている。
【００２０】
ところで、上述したように、エンジン発電機１Ａはシリンダヘッド３ａが側面方向へ傾斜する傾斜形エンジン３を採用しているため、図２、図３に示すように、背面に確保されている排気マフラユニット８を収納するスペースは横長の形状となる。従って、図５〜図７に示すように、枠体１８に収容されるマフラ本体１６は、エンジン発電機１Ａ後部の狭隘なスペースに設置可能なように、前後方向が薄く、横長の形状に形成されている。
【００２１】
このマフラ本体１６は、前後半割のモナカ構造からなる板金製であり、前後半割部材（ハーフシェル）の合せ面１６ａが溶接等により接合されている。又、マフラ本体１６には、上下に一定間隔を開けて併設されて水平方向へ延在する上部シェル２１と下部シェル２２とが一体形成されている。この各シェル２１，２２は、上下を長軸とする楕円形に形成されていると共に、容積が相違しており、本実施形態では、上部シェル２１が下部シェル２２よも大きい容積に設定されている。又、この両シェル２１，２２の内壁に吸音材２３，２４が各々張設されている。
【００２２】
更に、上部シェル２１内が第１隔壁２５によって、第１消音室２１ａと第２消音室２１ｂとに区画され、又、下部シェル２２内が第２隔壁２６によって第３消音室２２ａと第４消音室２２ｂとに区画されている。各隔壁２４，２５には多数の連通孔２５ａ，２６ａが穿設されており、この連通孔２５ａ，２６ａにより、第１消音室２１ａと第２消音室２１ｂ、及び第３消音室２２ａと第４消音室２２ｂとが連通されている。尚、各隔壁２４，２５にて区画する第１消音室２１ａと第２消音室２１ｂ、及び第３消音室２２ａと第４消音室２２ｂとの容積比率は、採用するエンジン３の低回転から高回転における排気特性に応じて適宜設定する。例えば、第１消音室２１ａを最も大きい容積とし、次いで、第２消音室２１ｂ、第３消音室２２ａ、第４消音室２２ｂの順に容積を次第に小さく設定するようにしても良い。
【００２３】
又、上部シェル２１に形成されている第１消音室２１ａにインレットパイプ２７の下流端が臨まされている。更に、インレットパイプ２７の上流側が、第１隔壁２５を貫通し、第２消音室２１ｂからＬ字状に曲げ形成されて上部に突出され、この流入端に形成されているフランジ部２７ａがエンジン３のシリンダヘッド３ａに開口する排気ポートにガスケットを介して接合されている。尚、このインレットパイプ２７は第１隔壁２５と上部シェル２１の上面とに固定されている。
【００２４】
更に、上部シェル２１の第２消音室２１ｂと下部シェル２２の第３消音室２２ａとが連通パイプ２８を介して連通されている。この連通パイプ２８は、第２消音室２１ｂに臨まされている流入端が開口され、第３消音室２２ａに臨まされている端部は閉塞されているが、先端部周囲に多数の連通孔２８ａが穿設されており、これにより、第２消音室２１ｂと第３消音室２２ａとが連通されている。
【００２５】
又、第４消音室２２ｂに流入した排気ガスを大気へ導くアウトレットパイプ２９は、インナパイプ２９ａとテールパイプ２９ｂと連結パイプ２９ｃとを有している。インナパイプ２９ａは第２隔壁２６を貫通して、その流入端が第４消音室２２ｂに臨まされており、その中途か第２隔壁２６に固定されている。更に、テールパイプ２９ｂは上部シェル２１の第２消音室２１ｂの側面から外部に突出されていると共に、その中途が上部シェル２１の側面に固定されている。
【００２６】
この両パイプ２９ａ，２９ｂが、連結パイプ２９ｃを介して連通されている。この連結パイプ２９ｃはクランク状に形成されて第３消音室２２ａと第２消音室２１ｂとに臨まされ、その両端に各パイプ２９ａ，２９ｂが連結されている。この連結パイプ２９ｃと連通パイプ２８とは前後半割のモナカ構造からなる板金製で、パイプユニット３０として前後半割部材毎に一体形成されている。又、インレットパイプ２７、インナパイプ２９ａ、テールパイプ２９ｂは、上述したマフラ本体１６の前後半割部材の一方（本実施形態では、前側の半割部材）に予め固定されている。又、前後半割部材のパイプユニット３０は、前後半割部材のマフラ本体１６を接合する前に予め接合されて一体化されている。
【００２７】
次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。エンジン３が稼働すると、このエンジン３の出力軸に連設する発電体４が回転して起電力が発生し、この起電力がインバータユニット１５ａに送電され、所定周波数の交流に変換されて、コントロールパネル１４に配設されている電力出力用コンセントへ出力され、或いは所定に整流されてバッテリ１５ｂに充電される。
【００２８】
又、エンジン３から排出された排気ガスは、シリンダヘッド３ａに形成されている排気ポートに連通するインレットパイプ２７を経てマフラ本体１６に形成されている、最も大きな容積の第１消音室２１ａに流入され、比較的大きなエネルギーが吸収される。そして、この第１消音室２１ａに流入した排気ガスが第１隔壁２５に穿設されている多数の連通孔２５ａを経て、隣の第２消音室２１ｂに流入される。この第２消音室２１ｂは第１消音室２１ａの次に大きな容積を有しており、ここで、例えば爆発による音圧が消音される。
【００２９】
そして、この第２消音室２１ｂに流入した排気ガスは、連通パイプ２８を通り、この連通パイプ２８に穿設されている連通孔２８ａを経て、下部シェル２２に形成されている、第２消音室２１ｂよりも容積の小さな第３消音室２２ａに流入され、この第３消音室２２ａに流入した排気ガスは、第２隔壁２６に穿設されている連通孔２８ａを経て隣の、最も小さい容積の第４消音室２２ｂに流入される。そして、第４消音室２２ｂに流入された排気ガスは、比較的長いアウトレットパイプ２９を通過し、テールパイプ２９ｂを経て大気に放出される。
【００３０】
排気ガスは、マフラ本体１６に形成された第１〜第４消音室２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを二度通過することなく、全ての消音室を通過して排出され、その際、第３消音室２２ａ、第４消音室２２ｂ、及び比較的長い経路のアウトレットパイプ２９を通過することで、異なる周波数特性の音圧が制御され、所定に消音される。
【００３１】
このように、本実施形態では、マフラ本体１６に、異なる容積の上部シェル２１と下部シェル２２とを並列に配設し、しかも、各シェル２１，２２内を隔壁２５，２６で複数の消音室２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに区画したので、この隔壁２５，２６により各消音室２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの容積比率を、エンジン３の排気特性に応じて設定することで、エンジン発電機１Ａの後部に確保した前後が比較的薄い狭隘なスペースに、マフラ本体１６を設置しても、良好な消音効果を得ることができる。尚、本実施形態で採用するエンジン３は傾斜形であるため、マフラ本体１６の横幅は比較的長く確保することができる。
【００３２】
又、図６に一点鎖線で示す領域がマフラ本体１６を収容する最大スペースとした場合、本実施形態のように、マフラ本体１６を上部シェル２１と下部シェル２２とに区分すると共に、長軸を上下に配設することで、各シェル２１，２２は長軸の半径が短くなり、その分、一つのシェルでマフラ本体を構成した場合に比し、四隅の領域ａをより狭くすることができる。その結果、相対的にマフラの容積を大きく確保することができる。
【００３３】
更に、長軸が短く上部シェル２１と下部シェル２２との曲率が大きくなるため、相対的に壁面強度（剛性）が高くなり、内部の音圧が壁面を介して外部に発散し難くなり、放射音の低減を図ることができる。
【００３４】
［第２実施形態］
図９〜図１２に本発明の第２実施形態を示す。上述した第１実施形態のエンジン発電機１Ａはエンジン３の出力軸がコントロールユニット７方向へ延在する、いわゆる縦置型エンジンであるが、本実施形態ではコントロールユニット７に対してエンジン３の出力軸が平行に延出する、いわゆる横置型エンジンを搭載するエンジン発電機１Ｂが示されている。尚、排気マフラユニット８の構成は第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００３５】
エンジン３は、コントロールユニット７側を前面とした場合、シリンダヘッド３ａを後方へ傾斜させた状態で横置きされている。又、エンジン３の出力軸は正面視で左方向へ延出されて、発電体４に連設され、この発電体４に冷却ファンを一体に有するリコイルスタータ１１が連設されている。又、シリンダヘッド３ａの吸気ポートは発電体４が配置されている側に開口されており、この吸気ポートにキャブレタ１２が取付けられ、このキャブレタ１２にエアクリーナ１３が取付けられている。従って、図１０に示すように、本実施形態では、キャブレタ１２、エアクリーナ１３が、正面視でエンジン発電機１Ｂの後部左側に配列されている。又、バッテリ１５ｂは、エンジン発電機１Ｂの後部であって、シリンダヘッド３ａの下方に形成されている余剰スペースに配置されている。
【００３６】
一方、シリンダヘッド３ａの排気ポートは、エンジン発電機１Ｂの正面視で右側に開口されている。従って、この排気ポートに連通するインレットパイプ２７を有する排気マフラユニット８は、エンジン発電機１Ｂの正面視で右側に配置される。この場合、バッテリ１５ｂがシリンダヘッド３ａの下方、すなわち、エンジン発電機１Ｂの後部にレイアウトされているため、コントロールユニット７側に、第１実施形態に示すバッテリスペースを確保する必要がなくなり、その分、排気マフラユニット８をコントロールユニット７側に拡張させることができる。その結果、第１実施形態に比し、マフラ容積を増加させることができ、エンジン発電機１Ｂを大型化することなく、より高い消音効果を得ることができる。
【００３７】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、一つのマフラ本体１６に対し、３つ以上のシェルを並列に配設して形成するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１Ａ，１Ｂ…エンジン発電機、
３…エンジン、
３ａ…シリンダヘッド、
８…マフラユニット、
１６…マフラ本体、
１６ａ…合わせ面、
２１…上部シェル、
２１ａ…第１消音室、
２１ｂ…第２消音室、
２２…下部シェル、
２２ａ…第３消音室、
２２ｂ…第４消音室、
２３，２４…吸音材、
２５…第１隔壁、
２６…第２隔壁、
２７…インレットパイプ、
２８…連通パイプ、
２９…アウトレットパイプ、
２９ａ…インナパイプ、
２９ｂ…テールパイプ、
２９ｃ…連結パイプ、
３０…パイプユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015034472.tif 000011
【図１０】
2015034472.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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