(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気口に接続する排気ガス入口に対向する部分に凹溝状の排気ガス誘導部を形成した、マフラ内側壁板との間で第一拡張室を区画形成する第一隔壁板を設け、この第一隔壁板の中央部に排気ガス流通小孔を穿設し、前記第一隔壁板の下方部にも排気ガス流通小孔を穿設し、前記第一隔壁板の少なくとも中央部から下方部の外側にかけて第二拡張室を区画形成する第二隔壁板を設け、この第二隔壁板および第一隔壁板の上方部を覆うマフラ外側壁板を設け、前記第二拡張室に連通する排気ガス出口を設けたことを特徴とする小形エンジンのマフラ。
【請求項２】
前記排気ガス出口を前記第一隔壁板の下方部に穿設した排気ガス流通小孔の向きに対して直交する方向に設けたことを特徴とする請求項１に記載の小形エンジンのマフラ。
【請求項３】
前記排気ガス出口を、前記第一隔壁板の下方部に穿設した排気ガス流通小孔に連通するように設けた排気筒体のテールプレートに、排気ガス温度を測定しながら最低温度になるような孔径および数を設計して穿設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の小形エンジンのマフラ。
【請求項４】
前記排気ガス出口の外周部に、排気ガスが大気に噴出する際に周りの大気を誘導噴出するような形状を施したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の小形エンジンのマフラ。
【請求項５】
前記排気ガス出口の内側に金網を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の小形エンジンのマフラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば刈払機やチェーンソーなどに使用される小形のエンジンに用いるのに好適なマフラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンのマフラとしては、消音効果を良くしたもの、排気ガス中の有害成分の低減化を図るようにしたものなどが開発されている。
排気ガス中の有害成分の低減化を図るようにした小形エンジンに用いるマフラは、図６に示すように、エンジンの排気口に接続する排気ガス入口１を有する排気ガスの第一拡張室２と、排気ガス出口３を有する第二拡張室４とを設け、前記第一拡張室２と第二拡張室４との間に、例えば軸方向に沿う無数の小孔を有する例えばステンレス製のハニカム状の基体に排気ガスを浄化する触媒をコーティングした排気ガス浄化器５を設けて構成したものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すような従来の小形エンジンのマフラにおいては、エンジンの排気ガスが、排気ガス入口１から第一拡張室２に入り、内部に設けた排気ガス浄化器５を通って第二拡張室４に入り、排気ガス出口３から大気に排出されるようになっている。従って、前記第一拡張室２のマフラ内側壁板２ａおよび第二拡張室４のマフラ外側壁板４ａは排気ガスで７００〜８００℃近くに加熱されるので、このマフラをエンジンに取り付けた場合には、このマフラ外側壁板４ａから所定間隔を置いた位置に断熱用の金属カバー７を、さらに、この金属カバー７から所定間隔を置いた位置に耐熱性のプラスチック製のマフラガード８を設けなければならないので、それだけエンジンの外形が大きくなり、エンジンの小形化に反することになる、といった問題が生じる。
【０００４】
また、マフラ外側壁板が排気ガスにより赤熱化すると、プラスチック製のマフラガード８が焼損したり、マフラの排気ガス出口３から大気に排出される排気ガスの温度が高温になると、例えば米国などの乾燥地帯で、このようなマフラを備えたエンジンを使用した刈払機やチェーンソーなどを、このような乾燥地帯で地面に置くと草などに引火して火災発生のおそれがあった。
また、従来技術では、マフラ外側壁板から所定間隔を置いて金属カバーおよびマフラガードを取り付けて、赤熱化したマフラ外側壁板が直接見えないようにしていたが、このようにすると、部品点数の増加と、容積の拡大（大形化）を伴うなどで、携帯用小形エンジンにはそぐわなかった。
また、従来技術では、コンパクトな小形エンジンにおいて高温の排気ガスを、短い排気ガスの拡散距離で低温化できなかった。
本発明は、このような従来の課題を解決した小形エンジンのマフラを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段である、本発明を図面を参照して説明すると、請求項１に係る発明は、エンジンの排気口に接続する排気ガス入口１１に対向する部分に凹溝状の排気ガス誘導部１２ａを形成した、マフラ内側壁板１３との間で第一拡張室１４を区画形成する第一隔壁板１２を設け、この第一隔壁板１２の中央部１２ｂに排気ガス流通小孔１２ｃを穿設し、前記第一隔壁板１２の下方部１２ｄにも排気ガス流通小孔１２ｅを穿設し、前記第一隔壁板１２の少なくとも中央部１２ｂから下方部１２ｄの外側にかけて第二拡張室１５を区画形成する第二隔壁板１６を設け、この第二隔壁板１６および第一隔壁板１２の上方部１２ｆを覆うマフラ外側壁板１７を設け、前記第二拡張室１５に連通する排気ガス出口１８を設けたことを特徴とする小形エンジンのマフラとしたものである。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は、前記排気ガス出口１８を前記第一隔壁板１２の下方部１２ｄに穿設した排気ガス流通小孔１２ｅの向きに対して直交する方向に設けたことを特徴とする請求項１に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
【０００７】
また、請求項３に係る発明は、前記排気ガス出口１８は、前記第一隔壁板１２の下方部１２ｄに穿設した排気ガス流通小孔１２ｅに連通するように設けた排気筒体１９のテールプレート１９ａに、排気ガス温度を測定しながら最低温度になるような孔径および数を設計して穿設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
【０００８】
また、請求項４に係る発明は、前記排気ガス出口１８の外周部に、排気ガスが大気に噴出する際に周りの大気を誘導噴出するような形状２０を施したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
【０００９】
また、請求項５に係る発明は、前記排気ガス出口１８の内側に金網２１を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の小形エンジンのマフラの実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１の（ａ）はこのマフラの断面図を示し、（ｂ）図は（ａ）図におけるＣ部の拡大図を、（ｃ）図は（ａ）図におけるＤ部の拡大図を示すものである。また、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図を示し、図３は図１のＢ−Ｂ線における断面図を示すものである。また、図４の（ａ）はこのマフラの正面図を示し、（ｂ）図は左側面図を示し、（ｃ）図は（ａ）図におけるＥ部の拡大図を示し、（ｄ）図は（ａ）図におけるＦ部の拡大図を示すものである。
【００１１】
本発明の請求項１に係る小形エンジンのマフラは、エンジンの排気口に接続する排気ガス入口１１に対向する部分に凹溝状の排気ガス誘導部１２ａを形成した、マフラ内側壁板１３との間で第一拡張室１４を区画形成する第一隔壁板１２を設けている。この第一隔壁板１２の中央部１２ｂに排気ガス流通小孔１２ｃを穿設し、前記第一隔壁板１２の下方部１２ｄにも排気ガス流通小孔１２ｅを穿設している。前記第一隔壁板１２の少なくとも中央部１２ｂから下方部１２ｄの外側にかけて第二拡張室１５を区画形成する第二隔壁板１６を設けている。この第二隔壁板１６および第一隔壁板１２の上方部１２ｆを覆うマフラ外側壁板１７を設けている。さらに、前記第二拡張室１５に連通する排気ガス出口１８（図４参照）を設けて構成されている。
【００１２】
請求項１に係る小形エンジンのマフラは、このように構成したことにより、排気ガス入口１１から入った排気ガスは、前記第一隔壁板１２に形成した凹溝状の排気ガス誘導部１２ａに誘導されて、第一拡張室１４に入り、前記第一隔壁板１２の中央部１２ｂおよび下方部１２ｄに穿設した排気ガス流通小孔１２ｃ，１２ｅから前記第二拡張室１５に入り、この第二拡張室１５から排気ガス出口１８を通って大気に放出される。排気ガスがこのように第一拡張室１４および第二拡張室１５を通ることにより、消音作用が得られ、かつ、排気ガスの温度が下がる。また。前記第一隔壁板１２に形成した凹溝状の排気ガス誘導部１２ａに誘導されて、排気ガスがスムーズに第一拡張室１４に流れるので、前記第一隔壁板１２への加熱が少なくなり、また、前記第一隔壁板１２の少なくとも中央部１２ｂから下方部１２ｄの外側にかけて第二拡張室１５を区画形成する第二隔壁板１６を設けたので、前記マフラ外側壁板１７の温度を下げることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る小形エンジンのマフラは、前記排気ガス出口１８を前記第一隔壁板１２の下方部１２ｄに穿設した排気ガス流通小孔１２ｅの向きに対して直交する方向に設けたことを特徴とする請求項１に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
このように構成したことにより、第二拡張室１５に入った排気ガスが、直接に排気ガス出口１８の方向に流れないで、第二拡張室１５で滞留するので、排気ガス出口１８から大気に放出される排気音および排気ガス温度を下げることができる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る小形エンジンのマフラは、前記排気ガス出口１８を、第一隔壁板１２の下方部１２ｄに穿設した排気ガス流通小孔１２ｅに連通するように設けた排気筒体１９のテールプレート１９ａに、排気ガス温度を測定しながら最低温度になるような孔径および数を設計して穿設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
このように、排気筒体１９のテールプレート１９ａに、前記排気ガス出口１８を、排気ガス温度を測定しながら最低温度になるような孔径および数を設計して穿設することにより、排気ガス出口１８から大気に放出される排気ガスの温度を下げることができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る小形エンジンのマフラは、前記排気ガス出口１８の外周部に、排気ガスが大気に噴出する際に周りの大気を誘導噴出するような形状２０を施したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
このように構成したことにより、前記排気ガス出口１８から排気ガスが大気に放出されるときに、排気ガス出口１８の周りの大気を誘導噴出するような形状２０によって、排気ガス出口１８の周りの大気を誘導して放出するので、排気ガスと大気が混合し、排気ガス出口から放出される排気ガスの温度を下げることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る小形エンジンのマフラは、前記排気ガス出口１８の内側に金網２１を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の小形エンジンのマフラとしたものである。
このように構成したことにより、第二拡張室１５から排気ガス出口１８に流れる排気ガスが、前記金網２１によって抵抗されて流れるので、火粉の排出を防ぐとともに、排気ガス出口１８から大気に放出される排気ガスの速度を下げ、かつ、温度を下げることができる。
【００１７】
なお、図１および図２に示す、符号（番号）２２は前記マフラ内側壁板１３の内側に設けた壁板であり、これによってマフラ内側壁板１３への加熱温度を下げることができる。また、図２に示す２３はマフラの取付孔である。また、図４の（ｄ）は図４の（ａ）におけるＦ部の拡大図を示すものであり、前記第二拡張室１５と金網２１との間の隔壁板９に、排気ガス流通小孔１０が、前記テールプレート１９ａに穿設した排気ガス出口１８と対向しないように穿設されている。
【００１８】
図５は本発明に係るマフラＭを備えた小形エンジンの断面図であり、符号２４はシリンダ２５内に往復摺動自在に配設したピストンであり、２４′は降下した状態のピストンを示している。このピストン２４はピストンピン２６とコンロッド２７を介してクランクシャフト２８のクランクピン２９に連結されている。また、シリンダ２５内の燃焼室３０の天井部に吸気弁３１と排気弁３２が配設されており、吸気弁３１は吸気工程において弁ばね３３に抗してロッカーアーム３４によって押し下げられて開弁し、排気弁３２は排気工程において弁ばね３５に抗してロッカーアーム３６によって押し下げられて開弁しする。排気弁３２は排気ポート（排気口）３７に連通し、この排気ポート３７が前記マフラＭの排気ガス入口１１に連結されている。
【００１９】
前記シリンダ２５内の壁面にはキャブレタ３８からリードバルブ３９を通った混合ガスの流入口４０が穿設され、ピストン２４が上昇時に、混合ガスが流入口４０からシリンダ２５内に流入され、この流入された混合ガスが、ピストン２４の下降時にクランク室４１に圧入されるとともに、クランクケース４１で区画形成されたクランク室４１ａに設けた開弁したリードバルブ（図示しない）を通り、カムギヤと連動するカムと、カムリフタおよび前記ロッカーアーム３４，３６を駆動するプッシュロッド（図示しない）が配設されたプッシュロッド室と、ロッカーアームが配設されたロッカーアーム室４２を通り、吸気弁３１が開弁した時に燃焼室３０に吸入される。このように混合ガスが流通するときに、混合ガスに含まれたオイルが各摺動部や回動部や回転部に付着して潤滑作用を行う。
【００２０】
また、図５に示す符号（番号）４３はフィルタ４３ａを備えたエアクリーナ、４４は燃料タンク、４５は先端にウエイト付フィルタ４６を有する燃料パイプで、その先端はキャブレタ３８に接続されている。なお、このマフラは、４サイクルエンジンに取り付けた実施の形態を説明したが、２サイクルエンジン（図示しない）に取り付ることもできる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の請求項１にかかる小形エンジンのマフラは、前記のように構成したので、排気ガス入口から入った排気ガスが第一拡張室および第二拡張室を通ることにより、消音作用が得られ、かつ、排気ガスの温度が下がる。また。前記第一隔壁板に形成した凹溝状の排気ガス誘導部に誘導されて、排気ガスがスムーズに第一拡張室に流れるので、前記第一隔壁板の加熱が少なくなり、また、前記第一隔壁板の少なくとも中央部から下方部の外側にかけて第二拡張室を区画形成する第二隔壁板を設けたので、前記マフラ外側壁板の温度を下げることができる。
【００２２】
また、本発明の請求項２にかかる小形エンジンのマフラは、前記のように構成したので、前記第二拡張室に入った排気ガスが、直接に排気ガス出口の方向に流れないで、第二拡張室で滞留するので、排気ガス出口から大気に放出される排気音および排気ガス温度を下げることができる。
【００２３】
また、本発明の請求項３にかかる小形エンジンのマフラは、前記のように構成したので、排気筒体のテールプレートに、前記排気ガス出口を、排気ガス温度を測定しながら最低温度になるような孔径および数を設計して穿設することにより、排気ガスが排気ガス出口から広い範囲に大気に放出され、排気ガスの温度を下げることができる。
【００２４】
また、本発明の請求項４にかかる小形エンジンのマフラは、前記のように構成したので、前記排気ガス出口から排気ガスが大気に放出されるときに、排気ガス出口の周りの大気を誘導噴出するような形状によって、排気ガス出口の周りの大気を誘導して放出するので、排気ガスと大気が混合し、排気ガス出口から放出される排気ガスの温度を下げることができる。
【００２５】
また、本発明の請求項５にかかる小形エンジンのマフラは、前記のように構成したので、前記第二拡張室から排気ガス出口に流れる排気ガスが、前記金網によって抵抗されて流れるので、火粉の排出を防ぐとともに、排気ガス出口から大気に放出される排気ガスの速度を下げ、かつ、温度を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）図はこのマフラの断面図で、（ｂ）図は（ａ）図におけるＣ部の拡大図で、（ｃ）図は（ａ）図におけるＤ部の拡大図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図を示すものである。
【図３】図１のＢ−Ｂ線における断面図を示すものである。
【図４】（ａ）図はこのマフラの正面図で、（ｂ）図は左側面図で、（ｃ）図は（ａ）図におけるＥ部の拡大図で、（ｄ）図は（ａ）図におけるＦ部の拡大図である。
【図５】本発明に係るマフラＭを備えた小形エンジンの断面図である。
【図６】従来の小形エンジンのマフラの断面図である。
【符号の説明】
９      隔壁板
１０      排気ガス流通小孔
１１      排気ガス入口
１２      第一隔壁板
１２ａ    排気ガス誘導部
１２ｂ    中央部
１２ｃ    排気ガス流通小孔
１２ｄ    下方部
１２ｅ    排気ガス流通小孔
１２ｆ    上方部
１３      マフラ内側壁板
１４      第一拡張室
１５      第二拡張室
１６      第二隔壁板
１７      マフラ外側壁板
１８      排気ガス出口
１９      排気筒体
１９ａ    テールプレート
２０      排気ガス出口の周りの大気を誘導噴出するような形状
２１      金網
２２      壁板
２３      マフラの取付孔
２４      ピストン
２５      シリンダ
２６      ピストンピン
２７      コンロッド
２８      クランクシャフト
２９      クランクピン
３０      燃焼室
３１      吸気弁
３２      排気弁
３３      弁ばね
３４      ロッカーアーム
３５      弁ばね
３６      ロッカーアーム
３７      排気ポート（排気口）
３８      キャブレタ
３９      リードバルブ
４０      混合ガスの流入口
４１      クランクケース
４１ａ    クランク室
４２      ロッカーアーム室
４３      エアクリーナ
４３ａ    フィルタ
４４      燃料タンク
４５      燃料パイプ
４６      ウエイト付フィルタ
【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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