JP6236944B2

JP6236944B2 - マフラー及びエンジン作業機

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Publication number: JP6236944B2
Application number: JP2013145466A
Authority: JP
Inventors: 俊徳安富; 達哉羽川
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-11-10
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: JP2014111926A

Description

本発明は、主に刈払機、チェンソー、カッターおよびブロア等のエンジン作業機に用いられるのに好適なマフラーに関し、特に排気ガス低減および出力特性向上を図り、部品構成の改良による各部品の生産性および精度の向上を図ることができるマフラー及びそれを用いたエンジン作業機に関する。

小型、軽量、高出力を求められる携帯型のエンジン作業機では、２サイクルエンジンが広く採用されている。２サイクルエンジンは排気、掃気行程時の新気の排気口への吹き抜けにより、低出力、高排気ガスとなる課題があり、それを防止するため掃気口または排気口の数や形状を工夫したもの、あるいは空気を先導させた層状掃気方式が知られている。特許文献１では、排気ポートから延びる接続管路に、一方の端部が閉鎖され他方の開放端部が接続されるブランチ管路を接続して排気の圧力脈動効果を確実に得ることができるようにしたマフラーが開示されている。また特許文献１のマフラーは、接続管路の接続口はクランクケース側に向くようにＵ字形状に湾曲させ、膨張室４０をシリンダとクランクケースからなるエンジンブロックと接続管路の湾曲した空間内に配置するようにしてマフラーの膨張室容量を稼ぎつつ小型化を図っている。

特開２０１２−２０２２９３号公報

通常、手持ち式エンジン工具に設けられる圧力脈動式マフラーは、製品小型化の観点や周辺部品の構成上、マフラーの高さ、横幅、奥行きが制限されてしまうが多い。このため、特許文献１の技術では、膨張室を湾曲させた接続管路とエンジンの間に配置し、膨張室をエンジンの形状に沿った形状とすると共に接続管路を膨張室の外側を隣接させることで、高さ、横幅、奥行きの制限された空間の中でも、接続管路の長さを十分確保することが可能なマフラーを実現した。加えて、接続管路の途中に分岐部を設け、分岐部から一方の端部が閉鎖されたＵ字状のブランチ管路（ブランチパイプ）を接続することで排気の圧力脈動による低排気ガス、高出力の効果を得ることが可能なマフラーを実現した。しかしながら、更なる排気圧力脈動効率の向上を図るために膨張室を外側にさらに拡大しようとすると、膨張室の外側に沿って設けた接続管路によりその拡大が阻害されてしまう。また、接続管路を避けるようにして、接続管路以外の部分だけ膨張室を拡大しようとすると、エンジン作業機の幅が大きくなったり、マフラーのハウジングの形状が複雑になってプレス加工による安価な製造ができなくなったりして、製造コストの上昇に繋がってしまう。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的はシリンダの排気出口とマフラーの膨張室流入口を接続する接続管路をうまく取り回すことにより膨張室の容量を確保したマフラーを提供することにある。

本発明の他の目的はシリンダの排気出口とマフラーの膨張室流入口を接続する接続管路をうまく取り回し、接続管路にＵ字状のブランチ管路をさらに接続することで圧力脈動の効果を高めたマフラーを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、組立て構造を改良して、安価に製造ができて信頼性を高めたマフラー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ものの特徴を説明すれば次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、膨張室の外壁を構成する前ハウジングと後ハウジングを有し、エンジンのシリンダに固定されるマフラーであって、後ハウジングにはシリンダに形成された排気ポートに接続される開口部が設けられ、膨張室の内部において開口部から前ハウジングの内壁に沿って配管されて膨張室内に開口する接続管路を設けた。接続管路は、２つの湾曲部とこれらを結ぶ中間部を有し、膨張室に開口する端部がエンジンのクランクケース側に向くように略Ｕ字形状に形成されると小型化が可能となる。接続管路の中間部はシリンダと離れる側に位置する前ハウジングの内壁に接するように固定されるとともに、端部側が内壁よりシリンダ側で固定される。また、前ハウジングと後ハウジングの間に仕切板を設け、膨張室を後ハウジング側の第一膨張室と前ハウジング側の第二膨張室に区切るようにして接続管路が第二膨張室を通って第一膨張室内に延びるようにした。第一膨張室と第二膨張室の容積比率は、第一膨張室：第二膨張室＝３：７〜７：３になるように設定できるが、特に、第一膨張室の容積が第二膨張室の容積よりも大きくなるように設定すると好ましい。

本発明の他の特徴によれば、仕切板には、第一膨張室から第二膨張室への開口部と、接続管路を貫通させる貫通穴又は切り欠き部が設けられる。接続管路の前ハウジングの内壁に対向する面の一部が開口しており、開口を前ハウジングの内壁に接するように接極管路を固定することにより開口を塞ぐように構成した。接続管路の途中に分岐部が設けられ、分岐部に、一端が分岐部に接続され他端が閉鎖されたブランチ管路が形成される。ブランチ管路は、前ハウジングと後ハウジングの分割面に沿って配管され、例えば前ハウジングに形成された湾曲状の切抜部に湾曲状のブランチ部材を接合して形成される。

本発明の他の特徴によれば、ブランチ管路は、切抜部の形状に沿った凸形状の部材であり、前ハウジングには、ブランチ管路の他端を塞ぐ閉鎖部が形成される。前ハウジングの切抜部の周囲にバーリングがなされ、バーリングによりブランチ部材を保持する。ブランチ部材を平板のプレス加工にて成形する。前ハウジングに排気口が設けられ、排気ガスは排気口を介してエンジンと反対側の下方に向かってを排出するように構成すると良い。

本発明の他の特徴によれば、接続管路と対向する前ハウジングの面の一部が開口しており、接続管路をハウジングに固定することにより前ハウジングの開口を接続管路の外壁により塞ぐようにした。この構成によりロウ付けやアーク溶接等を前ハウジングの外部側から作業できると言う特徴がある。また、接続管路にはフランジが接続され、フランジは後ハウジングに接するようにしてネジによって前記シリンダに固定される。この際、フランジと前ハウジングの間にカラーを介在させて、前ハウジングの外部側から締結ネジを貫通させるように構成すると良い。さらに、接続管路の途中に分岐部を設け、分岐部に一端が分岐部に接続され他端が閉鎖された独立したブランチ管路を接続する。ブランチ管路は、軸方向に平行な面で少なくても２分割された部材を接合することにより形成され、前ハウジングには、ブランチ管路外壁に隣接する凸外壁が設けられ、接続管路との接続近郊、ブランチ管路の長さの中間部、閉端部近郊の複数箇所にて溶接ないしろう付けにて固定される。

本発明によれば接続管路は、開口部から前ハウジングの内壁に沿って配管されて膨張室内に開口する接続管路が設けられるので、高さ、横幅、奥行きの制限された空間のなかでも、接続管路の長さを十分確保することが可能なマフラーを実現できる。
本発明によれば接続管路は、膨張室と接続される他方の端部がエンジンのクランクケース側に向くように略Ｕ字形状に形成されるので、エンジンのシリンダに直接取り付けられるマフラーにおいて接続管路の長さを十分確保することができる。
本発明によれば前ハウジングと後ハウジングの間に仕切板を設け、膨張室を後ハウジング側の第一膨張室と前ハウジング側の第二膨張室に区切り、さらに、第一膨張室の容積を第二膨張室の容積よりも大きくしたので、小型化させたマフラーにおいて複数の膨張室を設けると同時に、消音効果や排気効率を向上させることができる。
本発明によれば、仕切板には第一膨張室から第二膨張室への開口部と、接続管路を貫通させる貫通穴又は切り欠き部が設けられるので、仕切板を貫通させるようにして効率良く接続管路を配置できる。
本発明によれば、接続管路の前ハウジングの内壁に対向する面の一部が開口しており、開口を前ハウジングの内壁に接するように接極管路を固定するので、前ハウジングの一部を用いて接続管路を形成することができ軽量化を達成できる。また、ハウジングの内壁と接続管路の外壁が共通とされるために、２つの板材が面する際の共振音の発生を防止できる。同様な効果として、接続管路と対向する前ハウジングの面の一部が開口しており、開口を接続管路の外壁により、開口を塞ぐように接続管路を前ハウジングに固定してもよい。
本発明によれば、接続管路の途中に分岐部が設けられ、分岐部に、一端が分岐部に接続され他端が閉鎖されたブランチ管路が形成されるので、排気の圧力脈動効果を確実に得ることができる。また、接続管路とブランチ管路の長さや断面積を変えるだけで、脈動の同調回転数や、エンジンの異なる排気量への適用が可能となり、膨張室の共通利用を促進することができる。

本発明によれば、ブランチ管路は前ハウジングと後ハウジングの分割面に沿って配管されるので、分割面を利用してブランチ管路を固定することにより取付部材を節約できるとともに強固に固定できる。
本発明によれば、ブランチ管路は、前ハウジングに形成された湾曲状の切抜部に別部材たるブランチ部材を接合して形成されるので、前ハウジングと一体成形とした場合のプレス加工では製造が困難な湾曲状の管路（通路）を安価に実現できる。
本発明によれば、ブランチ管路は、切抜部の形状に沿った凸形状の部材であり、前ハウジングにはブランチ管路の他端を塞ぐ閉鎖部が形成されるので、簡単な構成で一端が閉鎖されたブランチ管路を実現できる。
本発明によれば、前ハウジングの切抜部の周囲にバーリングがなされ、バーリングによりブランチ部材を保持するので、前ハウジングを金属のプレス加工により容易に製造できる上にブランチ部材を安定して保持することができる。
本発明によれば、ブランチ部材を平板のプレス加工にて成形するので、マフラーのほぼすべての部材をプレス加工とろう付け接合にて実現できる。
本発明によれば、前ハウジング側に排気口が設けられ、排気ガスはエンジンと反対側の下方に向かって排出されるので、本発明のマフラーの付いたエンジン作業機を実現した際に作業者に対して排気ガスがあたることを防止できる。
本発明によれば、ブランチ管路は、少なくても２分割された部材を接合することにより形成されるので、ブランチ管路を簡単に製造できる。また、前ハウジングには、ブランチ管路外壁に隣接する凸外壁が設けられるので、ブランチ管路を強固に固定できる。また接続管路とブランチ管路は、開口部近郊、ブランチ管路の長さの中間部付近、閉端部近郊の少なくとも複数箇所にて溶接ないしろう付けにて接合することで、ブランチ管路をハウジングに対して強固に固定できる。
本発明によれば、ブランチ部材を平板のプレス加工にて成形するので、マフラーのほぼすべての部材をプレス加工と溶接およびろう付け接合にて実現できる。
本発明によれば、前ハウジング側に排気口が設けられ、排気ガスはエンジンと反対側の下方に向かって排出されるので、本発明のマフラーの付いたエンジン作業機を実現した際に作業者に対して排気ガスがあたることを防止できる。
本発明によれば、請求項のいずれか一項に記載のマフラーを備えたエンジン作業機としたので、高出力、低騒音で小型軽量化を図ることができるエンジン作業機を実現できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るエンジンを用いたエンジン作業機１の側面図であり、一部を断面図で示す図である。本発明の実施例に係るエンジン２とマフラー２０の縦断面図である。図２のマフラー２０の組み立て構造を示す分解斜視図である。図２の接続管路２１の組み立て構造を示す分解斜視図である。図２の接続管路２１の組み立て後の状態を示す斜視図である。図２の前ハウジング４１の形状を示す斜視図である。図６の前ハウジング４１に接続管路２１を取り付けた状態を示す斜視図である。図７の中央付近の拡大断面図である。図７の状態に仕切板３５を取り付けた状態を示す斜視図である。図９のように仕切板３５を付けた際の切抜部４１ｃ付近の形状を示す部分斜視図である。図１０に示す切抜部４１ｃの部分断面図である。図２のブランチ部材３０の形状を示す斜視図である。図１０の状態からブランチ部材３０を取り付けた後の状態を示す斜視図である。図１３の反対側（後方側）の形状を示す斜視図である。図１４の状態にフランジ２７を取り付けた状態を示す斜視図である。図２のマフラー２０の組み立て完了後の外観を示す斜視図である。本発明の第２の実施例に係るマフラー１２０の縦断面図である。図１７のマフラー１２０の組み立て構造を示す分解斜視図である。図１７の接続管路１２１とブランチ管路１３０の組み立て構造を示す分解斜視図である。図１７の前ハウジング１４１の形状を示す斜視図である。図１７の前ハウジング１４１に接続管路１２１とブランチ管路１３０を取り付けた状態を示す斜視図である。図１７の前ハウジング１４１とブランチ管路１３０の正面図である。図２２のＡ−Ａ部の断面図である。図２２のＢ−Ｂ部の断面図である。

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、上下左右の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係るエンジン作業機１の側面図であり、一部を断面図で示す。断面位置は２サイクルエンジンのシリンダ軸線方向に排気ポートを２分割した位置であり、ピストン位置が上死点の状態を示す。本実施例においてエンジン作業機１は、エンジンカバー１４の内部に２サイクルのエンジン２を搭載したエンジンカッターであり、エンジンカバー１４の前方側には作業者が片手（主に左手）で把持するためのハンドル１０が設けられ、エンジンカバー１４の後端付近には作業者が片手（主に右手）で把持するためのハンドル部５が設けられる。エンジン２はクランクケース９の上部に取付けられたシリンダ３の内部でピストン４が往復移動可能に配置され、ピストン４はコンロッドにより、クランク軸１６に連結される。シリンダ３は例えばアルミ合金の一体成形により製造され、シリンダ３とピストン４によって形成される燃焼室６の周囲であって、ヘッド部分及び円筒部分外周側には複数の放熱用のフィンが設けられる。

シリンダ３の上部には点火プラグ７が取り付けられる。シリンダ３の一部であって、ピストン４によってその開口が開閉される位置には排気ポート（排気口）８が形成され、排気ポート８の前方側にマフラー２０が取り付けられる。図示していないが排気ポート８の左右近傍には２つのボルト穴（雌ねじ）が形成され、図示しない２本の取付用ボルトを元いてマフラー２０がシリンダ３に直接固定される。シリンダ３には図示しない掃気口が形成され、図示しない掃気通路によりクランク室からシリンダ３への通路が形成される。シリンダ３にはさらに吸気ポート１７が設けられ、吸気ポート１７には吸気管を介して気化器（図示せず）が取り付けられる。図示しない気化器は公知の気化器を用いることができるのでここでの説明は省略する。

本実施例のエンジン作業機１は、エンジン２のシリンダ３が鉛直方向（上下方向）に配置された、いわゆる直立エンジンであり、排気ポート８がエンジン２から前方側に向かって開口するように配置される。この前方側とはシリンダ軸線とクランク軸１６を通る面よりも前側にあるという意味であり、作業部材たる回転ブレード１１に向かう方向でもある。マフラー２０は排気ポート８付近に直接取り付けられるので、エンジン２と回転ブレード１１の間の空間にマフラー２０が位置することになる。回転ブレード１１の後方側外周部にはホイールガード１２が設けられる。マフラー２０の内部には所定の長さを有する接続管路２１が設けられ、接続管路２１は側面視において略Ｕ字状に曲げられて膨張室４０内に開口する。

エンジン作業機１のマフラー２０の右側には、回転ブレード１１を回すための機構を支持するためのアーム１３が位置する。また、図１では図示していないがマフラー２０の左側には点火プラグ７に高圧電流を供給するためのイグニッションコイルが設けられる。従って、マフラー２０は左右方向の限られた空間内で、かつ、前後方向においても回転ブレード１１とエンジン２との限られた空間内に配置されることになる。エンジン作業機１においては全長をコンパクトにすることが重要であり、特にエンジン２のシリンダ軸線と回転ブレード１１の中心の前後方向の間隔Ｓをできるだけ短くするのが望ましい。

図２は本発明の実施例に係るエンジン２とマフラー２０の縦断面図である。マフラー２０は、接続管路２１、ブランチ部材３０、膨張室４０（第一膨張室４０ａ、第二膨張室４０ｂ）、後述する排気出口部から主に構成される。膨張室４０は、２枚の金属製のハウジング部材（前ハウジング４１と後ハウジング５１）により画定された所定の容量を有する閉空間であって、その内部に前側の膨張室（第一膨張室４０ａ）と後側の膨張室（第二膨張室４０ｂ）が形成される。前ハウジング４１と後ハウジング５１は接合面の外縁部においてカシメるようにして接合される。前ハウジング４１と後ハウジング５１は、ＳＰＣＥ（深絞り用の冷間圧延鋼板）を用いてプレス加工により製造される。前ハウジング４１の形状はホイールガード１２（図１参照）の外周形状に沿った形とし、下側部分の厚さ（前後長）ｄ４は上側部分の厚さ（前後長）ｄ３に対してより厚く（長く）形成され、限られた空間内でできるだけ多くの容積を確保している。同様にして、後ハウジング５１の形状はエンジン２の外周形状に沿った形とし、下側部分の厚さ（前後長）ｄ２は上側部分の厚さ（前後長）ｄ１に対してより厚く（長く）形成される。

エンジン２の排気ポート８から排出される排気ガスは、側面から見た際に横向きにした略Ｕ字状に形成された接続管路２１に流入する。接続管路２１は、エンジン２の排気ポート８と膨張室４０（第一膨張室４０ａ）の入口部分を接続するものであり、接続管路２１はエンジン２から離れて排気ポート８の軸線８ａの延長線から離れるように下方向に伸び、膨張室４０の内部空間に入り込むように開口部２１ｂが配置される。開口部２１ｂは膨張室４０への排気ガスの流入口となるものである。接続管路２１は前ハウジング４１の内壁形状に沿った形とされ、主に２つの曲率半径を有して形成される。接続管路２１の排気ポート８側の開口部２１ａにはフランジ２７が設けられる。フランジ２７は２つのボルト（図示せず）によってマフラー２０をエンジン２のシリンダ３に固定するために設けられる取付部材である。マフラー２０は、さらに２本のボルト（図示せず）によってクランクケース９にも固定される。尚、本明細書ではネジとボルトを厳密に区別して説明しておらず、締め付け部材として両者はほぼ同意として説明しているが、雄ねじと雌ねじを用いて螺合される締め付け手段であればネジでもボルトでもその他の手段でも良い。また、マフラー２０をエンジン２に固定する箇所の数や位置は、マフラー２０の大きさ、振動特性、組み立て性など様々な要因に応じて適宜設定すれば良い。

エンジン２の一連のサイクルとしては、ピストン４が上死点に向かって上昇し、新気（燃料と空気の混合気）が点火プラグ７により点火されて爆発すると、ピストン４が上死点から下降し、排気ポート８が燃焼室６と連通し、燃焼ガスが矢印３９ａのように燃焼室６からエンジン２の外部に排出する。排気ポート８が開いた直後は、燃焼室６内の圧力が高いため排気ポート８から燃焼ガスが、矢印３９ｂ、３９ｊのように接続管路２１、ブランチ管路３１に分かれて流出する。この時、排気ポート８から正圧波が出ることになり、流出した燃焼ガスの大半は矢印３９ｂ〜３９ｄのように接続管路２１を通ることになる。そして、正圧波が膨張室４０と連通する接続管路２１の遠い方の端部（開口部２１ｂ）を通ると、膨張室から負圧波が排気ポート８に向かって伝播し、燃焼室６に新気を多く引き出す。排気ポート８が閉じられる直前には、膨張室４０から正圧波が排気ポート８に向かって戻り、一部がブランチ管路３１に入り、遅れて正圧波が排気ポートに戻ることによって未燃焼の新気が燃焼室６から排出されないように押しとどめる。ここで、接続管路２１、ブランチ管路３１の長さ、体積、形状が適正に設計されていると、掃気開口直後に、接続管路２１の開端（開口部２１ｂ）から反転した負圧波により、排気ポート８が負圧となり、クランクケース９にある新気を掃気ポートから燃焼室６に効果的に導入でき、エンジン２の高出力化に繋げることが可能となる。

掃気ポートと燃焼室６が連通すると、クランクケース９内から新気が燃焼室６に供給される。そして、ピストン４が下死点に到達し、次に、ピストン４が上死点に向かって上昇すると、掃気ポート、排気ポート８と燃焼室６との連通が解除され、吸気ポート１７がクランクケース９内と連通し、吸気ポート１７を通り、クランクケース９内に新気が流入する。掃気ポートが閉じ終わり、排気閉口付近では、膨張室４０からの正圧波の伝播の一部が、排気ポート８付近の圧力を高め、遅れて接続管路２１からブランチ管路３１に流入した正圧波の戻りによって、排気ポート８付近の高い圧力を持続させることができる。これにより、排気閉口付近で、排気ポート８から吹抜けようとする新気を燃焼室６に押し戻すことが可能となり、排気ガスのクリーン化と出力向上を狙うことができる。

膨張室４０は、排気の音量低減効果を図るために所定の内部空間を設けたものであり、シリンダ３、クランクケース９と接続管路２１の間の限られた空間内に配置される。膨張室４０の内部は、中央の仕切板３５と後ハウジング５１との間に画定される第一膨張室４０ａと、中央の仕切板３５と前ハウジング４１との間に画定される第二膨張室４０ｂの２つの部屋が設けられ、接続管路２１から矢印３９ｅのように流入する排気ガスは、第一膨張室４０ａで膨張しながら矢印３９ｆのように流れ、矢印３９ｇのように仕切板３５に設けられた開口部を流れて第二膨張室４０ｂ内に流入する。排気ガスは第二膨張室４０ｂでは矢印３９ｈのように下方向に流れて、第二膨張室４０ｂに形成される後述する排気管を介して矢印３９ｉのようにマフラー２０の外部に排出される。さらに、排気圧力脈動の効果を損なうことなく、排気の音量低減効果を最大限にするために、第一膨張室４０ａと第二膨張室４０ｂの容積の比率は、４：６〜６：４の範囲で設定可能である。

本実施例では接続管路２１が膨張室４０の内側（内壁）に接するように膨張室４０の内部、主に第二膨張室４０ｂの内部に設けた。このため接続管路２１は、図２のように横から見た際にクランクケース９方向に向かって開口端を有するＵ字形状に湾曲させた形状となり、限られたスペース内で排気ポート８から膨張室４０に至る管路長を確保することができ、排気効果を高めることができる。接続管路２１は、排気ポート８の軸線８ａ方向に伸びるように接続されるため、排気ガスへの流路抵抗を極力小さくすることができ、排気脈動効果を十分得ることができる。さらに、接続管路２１の途中に、一方の端部が閉鎖され他方が開放端部となるブランチ管路３１を接続した。ブランチ管路３１は仕切板３５とブランチ部材３０によって画定される空間により構成され、常用回転数８，０００ｒｐｍ〜９，５００ｒｐｍで圧力波を同期させて出力を向上させるために設けられる。尚、膨張室４０の内部は本実施例では２つの区画であるが、１つだけの区画、又は２つ以上の区画に分けるようにしても良い。また膨張室４０の内部に触媒を配置するようにしても良い。

図３はマフラー２０の組み立て構造を示す分解斜視図である。本実施例のマフラー２０は、前ハウジング４１と後ハウジング５１が互いの凹部を対向させるように接合されることにより膨張室４０（図２参照）が構成される。後ハウジング５１は前ハウジング４１よりも外形がやや大きい板材を用いて製造され、後ハウジング５１の外縁部５１ｂを前方側に曲げて、前ハウジング４１の外周縁を挟み込むように折り曲げることによって前ハウジング４１と後ハウジング５１をカシメることにより接合する。この前ハウジング４１と後ハウジング５１のカシメの際に、それらの間に平板状の仕切板３５を介在させるようにして膨張室４０の内部を第一膨張室（後ハウジング５１の内部空間）４０ａと第二膨張室（前ハウジング４１の内部空間）４０ｂに分割した。後ハウジング５１及び仕切板３５の排気ポート８に接続される部分には開口部５１ａ、貫通穴３５ｂが形成され、貫通穴３５ｂには接続管路２１が貫通され、開口部５１ａにはフランジ２７を介して接続管路２１が接続される。

接続管路２１は前ハウジング４１の内壁形状に沿った形状とされ、その内壁に接合させることにより排気ガスを排気ポート８から所定の経路長を経て第一膨張室４０ａ内に導く管路とされる。本実施例では、“管路”と称しているが、厳密な管の存在が必要なわけでは無く、周囲の隔壁を有する管状の流入路（通路）であれば良い。接続管路２１が仕切板３５に形成された貫通穴３５ｃを貫通して第一膨張室４０ａ内に延び、開口部２１ｂが第一膨張室４０ａ内で開口する。このように接続管路２１はエンジン２のクランクケース９側に向くようにＵ字形状に形成される。この管路をハウジングの外側に配置する特許文献１の技術と違って、本実施例では接続管路２１を第二膨張室４０ｂの内部側に配置することにより前ハウジング４１による第二膨張室４０ｂをスペース的に許される範囲でギリギリまで大きくすることができた。接続管路２１の前ハウジング４１側は、開口部２１ｃとなっており、接続管路２１を前ハウジング４１の内側に取り付けて接合することにより開口部２１ｃが塞がれるように構成される。このため接続管路２１の壁と前ハウジング４１の内壁が二重に並ぶ（平行して接する）ことを防止でき、スペース効率の更なる向上と、共振音の発生を効果的に防止できた。

仕切板３５は例えば、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）により製造され、中央に第一膨張室４０ａから第二膨張室４０ｂに排気ガスを流すための開口部３５ａが形成され、その上下に接続管路２１を貫通させる貫通穴３５ｂ、３５ｃが形成される。貫通穴３５ｃの周縁の一部には、折曲部３６ｃが形成され、接続管路２１との接合の際に用いられる。仕切板３５の平面状の部分には強度向上のためにビード３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及び３７ｄが設けられる。仕切板３５にはさらに前ハウジング４１の貫通穴４３ｃ、４３ｄと連通する貫通穴３８ａ、３８ｂが設けられる。

接続管路２１の入口側にはフランジ２７が設けられ、フランジ２７にはマフラー２０をシリンダ３に固定するボルトを貫通させるためのカラー３１ａ、３１ｂが取り付けられる。接続管路２１の開口部２１ｂは仕切板３５の貫通穴３５ｂを貫通するように配置され、第一膨張室４０ａ側に延びるように配置される。尚、仕切板３５の貫通穴３５ｃは貫通穴だけに限られずに、仕切板３５の下側部分を切り欠いたような切り欠き部として接続管路２１を通すようにしても良い。さらに、本実施例では接続管路２１が仕切板３５を貫通して第一膨張室４０ａ内まで延びるように構成しているが、開口部２１ｂが仕切板３５の貫通穴と一致する位置で止まるように構成しても良い。

接続管路２１には分岐部たる開口部２１ｄが形成されブランチ部材３０が接続される。ブランチ部材３０はプレス成型によって平板をＵ字状に曲げて、それを更にＵ字状に曲げた部材で有り、接続管路２１の排気ガスの流れる方向とブランチ管路３１の入口の軸線が略直交するように配置される。ブランチ管路３１の入口を形成するために、前ハウジング４１の一部には接続管路２１の開口部２１ｄに対応する形状の開口部４１ｄが形成される。本実施例では接続管路２１仕切板３５を安定して固定するために、その一部を折曲げた折曲部２２ａを形成した。ブランチ部材３０は前ハウジング４１に取り付けられ、その隙間がろう付け等により塞がれることにより、仕切板３５と共にブランチ管路３１を形成する。開口部４１ｄとは反対側に位置するブランチ管路３１の端部は、閉鎖部４４にて通路が閉鎖される。閉鎖部４４はプレス加工によって前ハウジング４１の一部を変形させて形成されたものである。閉鎖部４４を設けたのはブランチ部材３０によって閉鎖端部を形成するのが難しいというプレス成型上の理由からで有り、閉鎖部４４を前ハウジング４１側に設けないで別の方法にて閉鎖するように構成しても良い。

図４は図１の接続管路２１の組み立て構造を示す分解斜視図である。接続管路２１は、例えば板材をプレス加工によって曲げ加工を施すことにより作成した中央ウォール２２、右ウォール２３及び左ウォール２４を接合することにより製造する。これらは、例えば位置決めのために右ウォール２３及び左ウォール２４の数カ所を中央ウォール２２に対してスポット溶接する。ここで必要に応じて接着剤やろう付け等を併用してもよい。中央ウォール２２の一部には仕切板３５に固定するための折曲部２２ａが形成される。ここで注意すべきは、接続管路２１の前面側には開口部２１ｃ（図３参照）が形成されるために、その部分が矢印２５、２６のように大きく切り抜かれた形状とされることである。また図４のように接続管路２１を分割構成にしたのは、３分割に分割された板材を溶接またはろう付けにより形成することで、個々の部品を浅い絞り加工あるいは曲げ加工のみで製作でき、生産性の向上を実現でき、通路としての気密性を向上させて圧力脈動効果を確実に得ることができるためである。

図５が組み立て後の接続管路２１の形状であって、エンジン２のシリンダ３側から見た斜視図である。接続管路２１の上方には排気ポート８に接続されるための開口部２１ａが形成され、下方には第一膨張室４０ａ内に開口する開口部２１ｂが設けられる。ここで開口部２１ａの大きさは排気ポート８の開口面積とほぼ等しい大きさとされるが、開口部２１ｂは開口部２１ａに対してその断面積が大きくなるように構成され、膨張室４０の圧力が戻りやすくなっている。接続管路２１は外周側が第二膨張室４０ｂの隔壁（＝前ハウジング４１の内壁）に接合されるために、外周側の輪郭は前ハウジング４１の内壁に一致する大きさ、形状とされる。図４からわかるように接続管路２１の外周側には開口部が形成されるが、接続管路２１の内周側はすべて隔壁になっている。

図６は前ハウジング４１の形状を示す斜視図である。前ハウジング４１は第二膨張室４０ｂを画定する機能、マフラー２０をシリンダ３に固定するボルトを固定するネジボス部を形成する機能、接続管路２１の外周側と接することにより接続管路２１を密閉する機能、第二膨張室内の排気ガスを排出する排気口４１ａを設ける機能、マフラー２０をクランクケース９又はエンジン作業機１のカバー等に固定するネジ穴を設ける機能を有する。本実施例では更に、ブランチ管路を形成する機能も有し、ブランチ部材３０を接続する為のＵ字状の切抜部４１ｃが形成される。前ハウジング４１は第二膨張室４０ｂを画定するために凹状の窪みが形成され、その窪みの上方にはマフラー２０をシリンダ３に固定するボルトを貫通させるためのネジ穴４３ａ、４３ｂが形成される。ネジ穴４３ａ、４３ｂが形成される付近は、前方に突出する立方体又は直方体の突出部４５、４６が形成され、その突出部がネジボス部としてカラー３１ａ、３１ｂ（図３参照）を保持する台座となる。突出部４５、４６には、強度を向上させるためのビード４５ｂ、４６ｂが形成される。第二燃焼室側から見た突出部４５、４６は中空状態になっているため、その内部が第二膨張室４０ｂの容積を増加するために役立つ。

前ハウジング４１の中央付近には接続管路２１にぴったり適合する輪郭に形成された取付部４１ｂが形成される。取付部４１ｂは上から下方向に向かって細長く凸状に内側から外側に突出させた段差状の部分であって、その一部には縦方向に延びる２本のビード４８ａにより強度を向上させている。また、取付部４１ｂの側方には前後方向に延びる３本のビード４８ｂ、４８ｃが形成され、前ハウジング４１の強度向上を図っている。前ハウジング４１の下側付近には、排気口４１ａが設けられる。排気口４１ａの周囲にはフランジ４９が設けられ、このフランジ４９と排気管６０（図３参照）で前ハウジング４１を挟み込み、図示しないネジにより締結することで部品の固定を行う。排気口４１ａを設ける付近にも、エンジン２から反対側（ここでは前方）に突出させた突出部４７に形成することにより第二膨張室４０ｂの容積増加に役立てている。本実施例では前ハウジング４１の外縁部分は後ハウジング５１の外縁部５１ｂによりカシメられるため、外縁のすべてが平板状のリブ４１ｅとなるように形成される。このリブ４１ｅの一部にはマフラー２０をクランクケースのネジ穴（図示せず）に図示しないボルトにて固定するための貫通穴４３ｃ、４３ｄが形成される。

図７は前ハウジング４１に接続管路２１を取り付けた状態を示す斜視図である。前ハウジング４１であって接続管路２１と接する面の外周部分に、ろう材を設けてろう付けすることにより前ハウジング４１と接続管路２１を強固に接合する。このろう材を用いて接合する方法は公知であり、接合する部材（母材たる前ハウジング４１や接続管路２１）よりも融点の低い合金を用いることにより接続管路２１を前ハウジング４１に対して隙間なく良好に接合することができる。尚、これらの固定はろう付けだけでなく、はんだ付け、全体溶接、スポット溶接、接着剤、ネジ締め等の公知の接合方法を一つ又は複数併用して固定するようにしても良い。図７から理解できるように、接続管路２１は前ハウジング４１の内側に設けられるために、万一接合部付近から排気ガスの漏れが生じても第二膨張室４０ｂ内に漏れることになるために、外部への影響を大幅に抑制することができる。また、前ハウジング４１に接続管路２１の接合箇所がマフラー２０の外部に露出しないので、外部からの見た目がすっきりするとともに排気漏れの恐れがないマフラーを形成することができる。さらには、接続管路２１の周囲に突出部４５、４６、４７を設けて第二膨張室の容積をできるだけ拡張することが可能となるので、限られたスペース内において大きめの膨張室を実現できた。

図８は図７の中央付近の拡大断面図である。この断面図から接続管路２１が前ハウジング４１の内壁部分と接合されることにより、排気ポート８から第一膨張室４０ａに至る通路が形成されることが理解できるであろう。前ハウジング４１と右ウォール２３、および左ウォール２４とのろう材（ペースト）を塗布する接合箇所は、お互い対面する箇所とその周囲であれば良く、排気漏れを起こさないように公知のろう付け手法を用いて排気ガス流の漏れが生じないように接合すればよい。

図９は図７の状態に仕切板３５を取り付けた状態を示す斜視図である。本実施例では仕切板３５の貫通穴３５ｃの周縁の一部に折曲部３６ｃが設けられるが、この折曲部３６ｃ上で接続管路２１とスポット溶接される。同様にして、仕切板３５の貫通穴３５ｂ側にも周縁の一部に折曲部３６ｂ（後述）が設けられ、折曲部が接続管路２１の折曲部２２ａ（図５参照）とスポット溶接される。仕切板３５には前ハウジング４１の貫通穴４３ｃ、４３ｄと連通する貫通穴３８ａ、３８ｂが設けられる。

図１０は図９のように仕切板３５を付けた際の切抜部４１ｃ付近の形状を示す部分斜視図である。本実施例では図１０の状態から、切抜部４１ｃにブランチ部材３０をろう付けする。切抜部４１ｃはプレス加工により形成されるので、その周縁部が前方に立ち上がるバーリング加工とした。このためにブランチ部材３０の周縁部との接合面積が増えて、ブランチ部材３０、前ハウジング４１及び仕切板３５の３つをろう付けにて隙間なく接合させることができる。尚、バーリング加工による立ち上げ部は、開口部４１ｄ近傍（矢印５５付近）では設けないようにしているが、これは膨張室を形成するプレス部分との干渉を防ぎ、密閉性の確保を容易にするためである。

図１１は図１０に示す切抜部４１ｃの部分断面図である。図から切抜部４１ｃのバーリング加工の状態が理解できるであろう。エンジン２の運転中に接続管路２１は常に振動に曝されるので、ブランチ部材３０と仕切板３５を溶接やろう付け等によって固定すると好ましいが、ブランチ部材３０の周縁部がバーリング加工された部分にて強固に固定させることができる。図１２はブランチ部材３０の形状を示す斜視図である。ブランチ部材３０は金属製の板（たとえばＳＰＣＣ）をプレス加工によりＵ字状にまげて、それをさらにＵ字状にまげて製造したものであって、平板状の仕切板３５と接合することによりブランチ管路３１を形成するものである。ブランチ部材３０の端部３０ａは開口部４１ｄおよび２１ｄにしっかりと接合される。この接合もろう付けにより行われる。ブランチ部材３０の他の端部３０ｂは、前ハウジング４１の閉鎖部４４に接合される。尚、ブランチ部材３０には折曲部３０ｃが形成され、前ハウジング４１と図１０の矢印５６付近にてスポット溶接にて固定されるようにした。また、ブランチ部材３０には段差部３０ｄを設けて、前ハウジング４１への取り付けの際の位置決めおよび密閉性の確保がしやすいように構成した。このようにブランチ部材３０は、前ハウジング４１と別体部品にて構成されるので、前ハウジング４１をプレス加工によりブランチ管路３１を形成する場合と比較して形状の制約を受けることが少なく、比較的曲げが大きくて複雑な形状を狭い領域内で実現できる。本実施例では切抜部４１ｃを前ハウジング４１の外縁付近に沿うように配置したので、限られた設置面積内にて有効長さが大きいブランチ管路３１を形成することができる。

図１３は図１０の状態からブランチ部材３０をろう付けにより取り付けた後の状態を示す斜視図である。この図から理解できるように、前ハウジング４１の上部には、ブランチ部材３０を用いたブランチ管路がＵ字状に形成されるので、限られたスペース内でブランチ管路の長さを長くすることができる。このブランチ管路の伸びる方向は、分岐部（開口部４１ｄ）において排気ガスの流出方向と略直角な方向であるので、前ハウジング４１と仕切板３５の接合面上にてブランチ管路を配置することができるのでスペース効率は大変良い。さらに、Ｕ字状の配置されたブランチ管路の内側に突出部４５を設け、外側の近傍には突出部４６を設けたので、マフラー２０をボルトで固定するためのボス座の取付位置を確保するとともに、第二膨張室４０ｂの容量を大幅に増大させることができた。

図１４は図１３の反対側（後方側）の形状を示す斜視図である。仕切板３５の貫通穴３５ｂの周縁の一部に形成された折曲部３６ｂは接続管路２１にスポット溶接される。また、接続管路２１の左右両側には図示しないボルトを貫通させるためのカラー３１ａ、３１ｂが設けられる。次に図１４の状態の開口部２１ａの周縁にろう材（ペースト）を塗布してフランジ２７を取り付ける。図１５は図１４の状態にフランジ２７を取り付けた状態を示す斜視図である。フランジ２７に設けられた貫通穴２７ａ、２７ｂによってカラー３１ａ、３１ｂに対する位置決めが行われる。このようにフランジ２７を設けることで、シリンダ３へのマフラー２０の締めつけ固定が容易となり、密閉性の確保ならびにエンジン２の振動による接続管路２１の破損防止につなげることができる。このように図４〜図１５の手順に組み立てた後にこれらの組部品を炉の中に入れてろう付けを行う。

ろう付け作業が終了したら、前ハウジング４１に後ハウジング５１を取り付けて周縁部をカシメることによりマフラー２０の組み立てが完了する。図１６は図２のマフラー２０の組み立て完了後の外観を示す斜視図である。図１６にて後ハウジング５１の形状が理解できるように、限られたスペース内において第一膨張室を大きくするための工夫がなされ、上側部分の凸部５３（内側から後方側、またはエンジン側に凸状にされるという意味）は扁平状に形成され、下側部分の凸部５４はクランクケース９の外縁に沿って後方側に突出するように形成した。尚、後ハウジング５１においても強度を増すために複数の縦又は横方向に延びるビード５５ａ〜５５ｅが設けられる。また後ハウジング５１は前ハウジング４１に対応して、シリンダ３に固定するためのネジ穴５２ａ、５２ｂおよびクランクケース９に固定するための貫通穴５２ｄを有する。

図１７は本発明の別の実施例に係るマフラー１２０の縦断面図である。図２の実施例と同様に、マフラー１２０は、接続管路１２１、ブランチ管路１３０、膨張室１４０（第一膨張室１４０ａ、第二膨張室１４０ｂ）、後述する排気出口部から主に構成される。膨張室１４０は、２枚の金属製のハウジング部材（前ハウジング１４１と後ハウジング１５１）により画定された所定の容積を有する閉空間であって、その内部に前側の膨張室（第二膨張室１４０ｂ）と後側の膨張室（第一膨張室１４０ａ）が形成される。第一膨張室１４０ａと第二膨張室１４０ｂは仕切板１３５によって区画される。第一膨張室１４０ａと第二膨張室１４０ｂの容積比率は、第一膨張室：第二膨張室＝３：７〜７：３程度に設定可能であるが、特に、第一膨張室１４０ａの容積が第二膨張室１４０ｂの容積よりも大きくすると好ましい。接続管路１２１を通って第一膨張室１４０ａに流入した排気ガスは、仕切板１３５の中央からやや上側に形成された開口部１３５ａを介して第一膨張室１４０ａから第二膨張室１４０ｂ内に流入する。

前ハウジング１４１と後ハウジング１５１の材質やプレス加工により製造される点は第１の実施例と同様である。前ハウジング１４１の形状はホイールガード１２（図１参照）の外周形状に沿った形とし、下側部分の厚さ（前後長）が上側部分の厚さ（前後長）に対してより厚く（長く）形成される。同様にして、後ハウジング１５１の形状はエンジン２の外周形状に沿った形とし、下側部分の厚さ（前後長）は上側部分の厚さ（前後長）に対してより厚く（長く）形成される。前ハウジング１４１と後ハウジング１５１は、仕切板１３５を挟むようにして接合面の外縁部においてカシメにより接合される。

接続管路１２１の形状は、左側面又は右側面から見た際に横向きにした略Ｕ字状に形成され、接続管路１２１の前側の外壁部分は前ハウジング１４１の内壁の形状に沿った形とされ、接続管路１２１の前側側面が前ハウジング１４１の内壁に密接するように形成される。ここでは、ブランチ管路１３０の分岐部（１２１ｄ、１３０ａ、１４１ｄ）付近から矢印１２６ａの下側のカシメ部に近い矢印１２６ｂ付近まで密着させる。排気ポートに接続される側の端部にはフランジ１２７が設けられる。接続管路１２１の排気ポートから離れる側の端部には開口部１２１ｂが形成され、その開口部１２１ｂは第一膨張室１４０ａの内部空間に入り込むように位置づけられる。開口部１２１ｂは膨張室１４０への排気ガスの流入口となるものである。尚、本実施例では設けられていないが、マフラー１２０に触媒装置を組み込むことも可能である。触媒装置を組み込む位置は種々考えられるが、例えば、点線１２５の位置に組み込むようにすれば、触媒通過後の高温の排気ガスが前ハウジング１４１に直接当たらないため、外部に直接露出する前ハウジング１４１が加熱することを効果的に防止できる。また、接続管路１２１を製造する際に触媒装置を組み込めば、それ以降の組み立て方法を変える必要が無いので製造コストの上昇を抑制できる。

図１８は図１７のマフラー１２０の組み立て構造を示す分解斜視図である。本実施例のマフラー１２０は、前ハウジング１４１の外周縁を挟み込むように折り曲げることによって前ハウジング１４１と後ハウジング１５１をカシメることにより接合する。この前ハウジング１４１と後ハウジング１５１のカシメの際に、それらの間に平板状の仕切板１３５を介在させるようにして膨張室１４０の内部を第一膨張室（後ハウジング１５１の内部空間）１４０ａと第二膨張室（前ハウジング１４１の内部空間）１４０ｂに分割した。前ハウジング１４１と後ハウジング１５１は、ＳＰＣＥを用いてプレス加工により製造される。前ハウジング１４１はプレス加工によって第二膨張室１４０ｂを画定する主容器部分が形成され、その壁部分のうち前側端部には上下方向に延びるビード１４２ｃを有し前方向に突出する部分が形成され、その中央付近には上下に延びる切抜部１４１ｃが形成される。切抜部１４１ｃは接続管路１２１をろう付けによって固定することによって切抜部１４１ｃは完全に塞がれることになる。主容器部の上側部分にはブランチ管路１３０を接続する為の貫通穴である開口部１４１ｄが形成される。開口部１４１ｄの近傍にはマフラー１２０を固定するネジを貫通させるネジ穴１４３ａ、１４３ｂが形成される。前ハウジング１４１のネジ穴１４３ａ、１４３ｂ近傍には後述するカラー１２８ａ、１２８ｂを押さえるためと、内部容積を多く確保するための突出部１４５ａ、１４５ｃが形成される。また、前ハウジング１４１の上部付近には、ブランチ管路１３０を保持するための突出部１４５ｂが形成される。前ハウジングの下側付近には排気口１４９ａが形成されるフランジ１４９を取り付けるための突出部１４７が形成される。突出部１４７はフランジ１４９の取り付け台としての役割と、第二膨張室１４０ｂの容積をできるだけ多く確保するために役立つ。前ハウジング１４１には剛性をあげるための複数のビード１４２ａ〜１４２ｅが形成され、外周縁付近は後ハウジング１５１によってカシメられるために、所定の幅を有する平板状に形成される。

ブランチ管路１３０は、未燃焼の新気が燃焼室６から排出されないように押しとどめるために設けられる分岐通路であって、所定の長さを有し、分岐点から反対側の端部は閉鎖される。ブランチ管路１３０は、前方側から見たら上下逆向きの略Ｕ字状に形成され、一端が開口端１３０ａとなり、他端が閉鎖端１３０ｂとなる。ブランチ管路１３０の一方側は、開口部１４１ｄ及び開口部１２１ｄとの間に隙間が生じないようにろう付けによって固定される。また、ブランチ管路の一部は突出部１４５ｂと１４５ｃに溶接ないしろう付けされる。ここでブランチ管路１３０の長さ（管の軸方向の長さ）を適切に設定することにより、排気の圧力脈動効果を利用して、脈動の同調回転数を変えることができる。尚、本実施例では設置スペースの関係でブランチ管路１３０を略Ｕ字状に形成したが、この形状に限定されずに分岐部分からの分岐角度（排気ガス流出方向に対してほぼ直角）が確保できるならば、ブランチ管路１３０自体の形状は比較的任意に設定できる。

接続管路１２１はエンジン２のクランクケース９側に上側が向くようにＵ字形状に形成される。前ハウジング１４１の接続管路１２１側の壁面の一部は、切抜部１４１ｃとなっており、接続管路１２１を前ハウジング１４１の内側に取り付けて溶接ないしろう付けすることにより切抜部１４１ｃが塞がれるように構成される。このように切抜部１４１ｃの部分で確実に溶接ないしろう付けできるため、接続管路１２１と前ハウジング１４１を強固に固定でき、組み立て効率を向上させて信頼性及び耐久性を向上させることができる。接続管路１２１の入口側にはフランジ１２７が設けられ、フランジ１２７にはマフラー１２０をシリンダ３に固定するボルトを貫通させるためのカラー１２８ａ、１２８ｂが取り付けられる。接続管路１２１にはブランチ管路１３０が接続できるように開口部１２１ｄが形成され、開口部１２１ｄと同位置の前ハウジング１４１の一部分には開口部１４１ｄが形成される。

仕切板１３５の中央付近には第一膨張室１４０ａから第二膨張室１４０ｂへの排気ガスを流入させるための開口部１３５ａが形成され、上部には前ハウジング１４１の上部に形成された平板状部分１４１ｂを貫通させる開口部１３５ｂが形成され、下部には接続管路１２１の開口部１２１ｂを貫通させるための開口部１３５ｃが形成される。開口部１３５ｃの形状は貫通穴としてあるが、仕切板１３５の下半分を切り欠いたような形状としても良い。開口部１３５ｂ、１３５ｃの周囲には、剛性をあげるための補強用のリブ１３５ｄ、１３５ｅが形成され、マフラー１２０を固定するためのネジ穴１３５ｆ、１３５ｇが設けられる。これら開口部１３５ａ〜１３５ｃ、リブ１３５ｄ、１３５ｅ、ネジ穴１３５ｆ、１３５ｇはプレス加工によって形成される。

後ハウジング１５１の形状はエンジン２の外周形状に沿った形とし、限られたスペース内において出来るだけ多くの膨張室容積が確保される。後ハウジング１５１の上側部分には排気ガスが通過するための開口部１５１ａが形成され、開口部１５１ａの周囲は平らな外縁部１５１ｂが形成され、開口部１５１ａの左右両側にはマフラー１２０をシリンダ３（図２参照）に取り付けるためのネジ穴１５２ａ、１５２ｂが形成される。また、後ハウジング１５１の下側付近にはネジ穴１５２ｃ、１５２ｄが形成される。後ハウジング１５１にも剛性をあげるための複数のビード１５５ａ〜１５５ｅが形成され、外縁部１５１ｂを前方側に曲げて、前ハウジング１４１の外周縁を挟み込むように折り曲げることができるように構成される。

図１９は、接続管路１２１とブランチ管路１３０の組み立て構造を示す分解斜視図である。接続管路１２１は、右ウォール１２３と左ウォール１２４を接合することにより形成される管路である。右ウォール１２３と左ウォール１２４は、例えばＳＰＣＣ等の金属のプレス加工により形成され、排気ポート８に設けられる側付近には開口部１２１ｄ（図１８参照）を形成するための切欠部１２３ｄ、１２４ｄが形成される。右ウォール１２３と左ウォール１２４の流路方向（排気ガスが流れる方向）と平行な外縁部分、特に所定の幅の部分は径方向外側に広がるような形状とされ、右ウォール１２３と左ウォール１２４との接合を容易にして、排気ガスが漏れないようにしている。これらの接合方法は、アーク溶接やろう付け等の公知の溶接方法や、カシメ等のその他の接合方法を用いれば良い。矢印丸１のように、右ウォール１２３と左ウォール１２４を接合したら次に、接続管路１２１の排気ポート８（図２参照）に固定される側に、矢印丸２のようにフランジ１２７を取り付ける。フランジ１２７は、マフラー１２０をシリンダ３に対して固定するための固定金具であって、左右の両端にはボルトを通すための穴１２７ａ、１２７ｂが形成される。

ブランチ管路１３０の組み立て構造も基本的に接続管路１２１と同じであって、前ウォール１３１と後ウォール１３２を接合することによって管路が形成される。このように接続管路１２１を２分割構成にしたのは、溶接の容易性とブランチ管路１３０の開口部１２１ｄを容易に形成できるためである。前ウォール１３１と後ウォール１３２は、例えばＳＰＣＣ等の金属のプレス加工により形成され、開口部１２１ｄに接続される側は開口端１３０ａ（１３１ａ、１３２ａ）が形成され、その反対側の端部は閉鎖端１３０ｂ（１３１ｂ、１３２ｂ）とされる。開口端１３０ａ（１３１ａ、１３２ａ）を除くブランチ管路１３０の外縁部は、互いに接合を容易にするための径方向外側に広がるような曲げフランジ形状とされる。矢印丸３のように後ウォール１３２が前ウォール１３１に接合されると、次に矢印丸４のようにブランチ管路１３０の開口端１３０ａを接続管路１２１の開口部１２１ｄに接続する。但し、丸４の接続は、接続管路１２１を前ハウジング１４１に固定された後であって、前ハウジング１４１の開口部１４１ｄと開口部１２１ｄが同心状に位置づけられた後に接続される。開口部１２１ｄの外周縁は凸状に形成したバーリング加工がされており、ブランチ管路１３０の開口端１３０ａは開口部１２１ｄに挿入され、その隙間は、溶接ないしろう付け等により塞がれることにより、排気圧力脈動を有効に利用する管路が形成される。

以上のように第２の実施例では、ブランチ管路１３０はプレス成型によって平板を左右対称になるようにＵ字状に絞ったもの同士を接合したもので、前ハウジング１４１とは独立した管路として形成した。接続管路１２１の排気ガスの流れる方向とブランチ管路１３０の入口の軸線は略直交するように配置される。第２の実施例においてブランチ管路１３０は前ハウジング１４１から分離して外付けされる状態になるため、生産性の向上を実現でき、通路としての気密性を向上させて圧力脈動効果を確実に得ることができる。また、ブランチ管路１３０は開口端１３０ａと部分的な接合部を除いて前ハウジング１４１とほとんど接触しないため、ブランチ管路１３０に対する冷却効果が高くなり、排気温度が低減される。この結果、ブランチ管路１３０の長さを第１の実施例のブランチ管路３１の長さに比べて短くすることができる。尚、ブランチ管路１３０の製造方法は図１９で示したような方法だけに限られずに、円筒管を曲げることにより形成し、一端側を前ハウジング１４１の開口部１４１ｄに溶接し、他端側を閉鎖させるようにして製造しても良い。

図２０は前ハウジング１４１の斜視図である（但し、わずかながら斜めに見た図であり、ほぼ正面図と言える図である）。前ハウジング１４１はプレス加工によって製造され、重量を軽くしつつ剛性をあげるために複数の複数のビード１４２ａ〜１４２ｅが形成され、外周縁付近は後ハウジング１５１によってカシメられるために、所定の幅を有する平板状に形成される。また、ブランチ管路１３０を保持するための突出部１４５ｂや、カラー１２８ａ、１２８ｂを保持するための突出部１４５ａ、１４５ｃや、フランジ１４９（図１８参照）を保持するための突出部１４７が掲載される。突出部１４７には、排気ガスを排出するための排気口１４１ａが形成され、排気口１４１ａの近傍にはフランジ１４９をネジ止めするためのネジ穴１４７ａ、１４７ｂが形成される。

図２１は前ハウジング１４１の別の角度からの斜視図である。前ハウジング１４１には、接続管路１２１にブランチ管路１３０を取り付け際に、ブランチ管路１３０の外壁面に近接するような突出部１４５ｂが形成される。前ハウジング１４１から前方向に突出する突出部には、接続管路１２１とブランチ管路の挿入部に隣接した部分（突出部１４５ａ）、ブランチ管路１３０の長さの中央部付近（突出部１４５ｂ）、ブランチ管路１３０の閉鎖端１３０ｂ付近（突出部１４５ｃ）の３箇所に形成される。ブランチ管路１３０の上側付近においては、前ハウジング１４１の突出部１４５とブランチ管路１３０が部分的に溶接されることで、ブランチ管路１３０を前ハウジング１４１に安定して固定できる。

図２２は、前ハウジング１４１の正面図であって、ブランチ管路１３０を取り付けた状態を示す図である。前ハウジング１４１の切抜部１４１ｃは軸方向に長めに形成されるが、切抜部１４１ｃの外縁部全体において太線で示す溶接部１２２のように接続管路１２１と隙間が無いように連続してろう付けされることにより、接続管路１２１を強固に前ハウジング１４１に固定することができる。また、このろう付け作業は前ハウジング１４１の外側から行うことができるので、作業性が良い。前ハウジング１４１の突出部１４７には、排気口１４９ａを形成するためのフランジ１４９がネジ止め又はリベット止めにて取り付けられる。

図２３は図２２のＡ−Ａ部の断面図である。この図からブランチ管路１３０の前ウォール１３１と後ウォール１３２との接続構造と、前ハウジング１４１と仕切板１３５と後ハウジング１５１との接続構造が理解できるであろう。突出部１４５ｂの前方側への突出形状は、矢印１６８で示す付近のようにブランチ管路１３０の外周面に沿った形状とされ、突出部１４５ｂの一部とブランチ管路１３０は溶接により固定され、図では溶接ビード１４８ｂが図示されている。溶接ビード１４８ｂにおける溶接箇所の長さ（ブランチ管路１３０の軸方向と平行な長さ）は比較的短めで良く、例えば１．０ｃｍ未満で良い。

図２４は図２２のＢ−Ｂ部の断面図である。ブランチ管路１３０と前ハウジング１４１の突出部１４５ｃも同様にして溶接により固定される。図では溶接ビード１４８ｃが図示されている。溶接ビードの長さ（ブランチ管路１３０の軸方向と平行な長さ）は、０．５〜３ｃｍ程度とすれば良い。

以上、第２の実施例によれば、接続管路１２１を独立した管路として構成して、前ハウジング１４１の切抜部１４１ｃを利用して外側から溶接にて強固に固定することができる。また、ブランチ管路１３０を、前ハウジング１４１及び接続管路１２１と独立した管路として形成して、ブランチ管路１３０を図２２、図２３で示したようにＵ字状の管路の中央付近の１点と、閉鎖端１３０ｂに近い部分の１点にて溶接にて固定される。これらの構造により、接続管路１２１とブランチ管路１３０は、前ハウジング１４１と同じ振動モードで振動できるため、エンジン運転時の振動による破損、脱落などが防止可能となる。通常、ブランチ管路１３０を独立して構成すると振動が増大しやすいが、第２の実施例ではブランチ管路１３０の閉鎖端１３０ｂ近郊（図２４で示した付近）の溶接面積を他の箇所（図２３で示した箇所）の溶接面積よりも大きくするように構成したので、効果的に振動の低減を達成できた。

以上、本発明の実施例によれば、作業機器の外観形状によって制約を受けやすいエンジン作業機であっても膨張室４０、１４０を大きく確保することができ、圧力脈動の効果を損なうことなく外観を小型化したマフラー及びそれを用いたエンジン作業機を実現できた。特に、コンクリートなどを切断するエンジンカッターなどでは、マフラー周辺にホイールガード、ブレードを回転させるための動力部を保持するためのアームがあり、マフラーの膨張室の高さ、横幅、奥行きが制限されてしまうが、それにも拘わらずに膨張室４０、１４０を大きく確保でき、排気ポートと膨張室との接続する通路（管路）の長さも十分確保でき、圧力脈動による低排気ガス、高出力の効果を得ることができた。さらに、膨張室４０、１４０の共通化を行えば、接続管路２１、１２１やブランチ管路３１、１３０の長さや断面積を変えるだけで、脈動の同調回転数を変更することが容易であって、異なる排気量への適用も容易となるので、多種多様な膨張室のマフラーを容易に製造することができる。

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コンクリートなどを切断するエンジンカッターの例を用いて説明したが、これだけに限られずに２サイクル及び４サイクルエンジンを動力源とするその他の作業機器に適用することも可能である。またエンジン作業機に装着される先端工具は、回転ブレードだけに限られずに公知の様々な工具や作動部材を用いることが可能である。

１エンジン作業機２エンジン
３シリンダ４ピストン
５ハンドル部６燃焼室
７点火プラグ８排気ポート
８ａ軸線９クランクケース
１０ハンドル１１回転ブレード
１２ホイールガード１３アーム
１４エンジンカバー１６クランク軸
１７吸気ポート２０マフラー
２１接続管路２１ａ開口部
２１ｂ開口部（膨張室流入口）２１ｃ、２１ｄ開口部
２２中央ウォール２２ａ折曲部
２３右ウォール２４左ウォール
２７フランジ２７ａ、２７ｂ貫通穴
３０ブランチ部材３０ａ、３０ｂ端部
３０ｃ折曲部３０ｄ段差部
３１ブランチ管路３１ａ、３１ｂカラー
３５仕切板３５ａ開口部
３５ｂ、３５ｃ貫通穴３６ｂ、３６ｃ折曲部
３７ａ〜３７ｄビード３８ａ、３８ｂ貫通穴
３９ａ〜３９ｊ矢印（排気ガスの流れ）４０膨張室
４０ａ第一膨張室４０ｂ第二膨張室
４１前ハウジング４１ａ排気口
４１ｂ取付部４１ｃ切抜部
４１ｄ開口部４１ｅリブ
４３ａ、４３ｂネジ穴４３ｃ、４３ｄ貫通穴
４４閉鎖部４５、４６突出部
４５ｂ、４６ｂビード４７突出部
４８ａ、４８ｂ、４８ｃビード４９フランジ
５１後ハウジング５１ａ開口部
５１ｂ外縁部５２ａ、５２ｂネジ穴
５２ｃ、５２ｄ貫通穴５３、５４凸部
５５ａ〜５５ｅビード６０排気管
１２０マフラー１２１接続管路
１２１ｂ開口部１２１ｄ開口部
１２２溶接部１２３右ウォール
１２３ｄ切欠部１２４左ウォール
１２５点線１２７フランジ
１２７ａ穴１２８ａ、１２８ｂカラー
１３０ブランチ管路１３０ａ開口端
１３０ｂ閉鎖端１３１前ウォール
１３２後ウォール１３５仕切板
１３５ａ〜１３５ｃ開口部１３５ｄリブ
１３５ｆ、１３５ｇネジ穴１４０膨張室
１４０ａ第一膨張室１４０ｂ第二膨張室
１４１前ハウジング１４１ａ排気口
１４１ｂ平板状部分１４１ｃ切抜部
１４１ｄ開口部１４２ａ〜１４２ｅビード
１４３ａネジ穴１４５、１４５ａ〜１４５ｃ突出部
１４７突出部１４７ａネジ穴
１４８ｂ、１４８ｃ溶接ビード１４９フランジ
１４９ａ排気口１５１後ハウジング
１５１ａ開口部１５１ｂ外縁部
１５２ａ〜１５２ｄネジ穴１５５ａビード

Claims

膨張室の外壁を構成する前ハウジングと後ハウジングを有し、エンジンのシリンダに固定されるマフラーであって、前記後ハウジングには前記シリンダに形成された排気ポートに接続される開口部が設けられ、前記膨張室の内部において前記開口部から前記前ハウジングの内壁に沿って配管されて前記膨張室内に開口する接続管路が設けられ、
前記接続管路は、２つの湾曲部とこれらを結ぶ中間部を有し、前記膨張室に開口する端部が前記エンジンの前記シリンダ側に向くように略Ｕ字形状に形成され、前記中間部が前記シリンダと離れる側に位置する前記前ハウジングの内壁に接するように固定されるとともに、前記端部側が前記内壁より前記シリンダ側で固定されることを特徴とするマフラー。
前記前ハウジングと前記後ハウジングの間に仕切板を設け、前記膨張室を後ハウジング側の第一膨張室と前ハウジング側の第二膨張室に区切ることを特徴とする請求項１に記載のマフラー。
前記仕切板には、前記第一膨張室から前記第二膨張室への第二開口部と、前記接続管路を貫通させる貫通穴又は切り欠き部が設けられることを特徴とする請求項２に記載のマフラー。
前記第一膨張室の容積が前記第二膨張室の容積よりも大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載のマフラー。
膨張室の外壁を構成する前ハウジングと後ハウジングを有し、エンジンのシリンダに固定されるマフラーであって、前記後ハウジングには前記シリンダに形成された排気ポートに接続される開口部が設けられ、前記開口部から前記前ハウジングの内壁に沿って配管されて前記膨張室内に開口する接続管路が設けられ、前記接続管路の前記前ハウジングの内壁に対向する面の一部が開口しており、前記開口を前記前ハウジングの内壁に接するように前記接続管路を固定することにより前記開口を塞ぐことを特徴とするマフラー。
膨張室の外壁を構成する前ハウジングと後ハウジングを有し、エンジンのシリンダに固定されるマフラーであって、前記後ハウジングには前記シリンダに形成された排気ポートに接続される開口部が設けられ、前記開口部から前記前ハウジングの内壁に沿って配管されて前記膨張室内に開口する接続管路が設けられ、前記接続管路と対向する前記前ハウジングの一部が開口しており、前記接続管路を前記前ハウジングの内壁に接するように固定することにより前記開口を塞ぐことを特徴とするマフラー。
前記接続管路にはフランジが接続され、前記フランジは前記後ハウジングに接するようにしてネジによって前記シリンダに固定されることを特徴とする請求項６に記載のマフラー。
膨張室の外壁を構成する前ハウジングと後ハウジングを有し、エンジンのシリンダに固定されるマフラーであって、前記後ハウジングには前記シリンダに形成された排気ポートに接続される開口部が設けられ、前記開口部から前記前ハウジングの内壁に沿って配管されて前記膨張室内に開口する接続管路が設けられ、前記接続管路の途中に分岐部が設けられ、前記分岐部に、一端が前記分岐部に接続され他端が閉鎖されたブランチ管路が形成され、前記ブランチ管路は、前記前ハウジングに形成された湾曲状の切抜部に湾曲状のブランチ部材を接合して形成されることを特徴とするマフラー。
前記ブランチ管路は、前記前ハウジングと前記後ハウジングの分割面に沿って配管されることを特徴とする請求項８に記載のマフラー。
前記ブランチ管路は、前記切抜部の形状に沿った凸形状の部材であり、前記前ハウジングには、前記ブランチ管路の他端を塞ぐ閉鎖部が形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載のマフラー。
前記前ハウジングの前記切抜部の周囲にバーリングがなされ、前記バーリングにより前記ブランチ部材を保持することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載のマフラー。
前記ブランチ管路は独立した管路であって前記分岐部に接続され、前記膨張室外に引き出されることを特徴とする請求項９に記載のマフラー。
前記ブランチ管路は、分岐部以外において前記前ハウジング及び前記後ハウジングと所定の距離を隔てるように配置されることを特徴とする請求項１２に記載のマフラー。
前記ブランチ管路は軸方向に平行な面で分割された部材を接合させることにより形成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のマフラー。
膨張室の外壁を構成する前ハウジングと後ハウジングを有し、エンジンのシリンダに固定されるマフラーであって、前記後ハウジングには前記シリンダに形成された排気ポートに接続される開口部が設けられ、前記開口部から前記前ハウジングの内壁に沿って配管されて前記膨張室内に開口する接続管路が設けられ、前記接続管路の途中に分岐部が設けられ、前記分岐部に、一端が前記分岐部に接続され他端が閉鎖されたブランチ管路が形成され、前記前ハウジングに前記ブランチ管路を保持するための凸部を形成し、前記凸部と前記ブランチ管路が固定されることを特徴とするマフラー。
前記ブランチ管路の前記接続管路との分岐部近郊を除いて、１箇所以上において前記凸部と前記ブランチ管路が固定されることを特徴とする請求項１５に記載のマフラー。
前記凸部と前記ブランチ管路の固定は、溶接ないしろう付けにて接合されることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のマフラー。
前記ブランチ部材を平板のプレス加工にて成形することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載のマフラー。
前記前ハウジング側に排気口が設けられ、前記エンジンと反対側の下方に向かって排気ガスを排出することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載のマフラー。
請求項１〜１９のいずれか一項に記載のマフラーを備えたことを特徴とするエンジン作業機。