消聲器和發動機驅動的作業機械的製作方法

2023-10-22 07:15:07

消聲器和發動機驅動的作業機械的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種發動機驅動的作業機械，其包括：兩衝程發動機，其包括活塞，所述活塞構造為在形成有排氣口的氣缸的內部往復移動；以及前端工具，其構造為由所述發動機驅動，其中，膨脹室經由連接通道與所述排氣口連接，所述連接通道包括第一端和第二端，並且所述連接通道從所述第一端沿著所述排氣口的軸線方向而延伸，沿偏離所述排氣口的軸線的方向彎曲，並且在所述第二端處與所述膨脹室連接，並且所述膨脹室的殼體設置在所述連接通道和包括所述氣缸以及曲軸箱的發動機機體的內側。
【專利說明】消聲器和發動機驅動的作業機械
【技術領域】
[0001]本發明的各個方面涉及諸如灌木剷除器、鏈鋸、吹掃機等發動機驅動的作業機械，並且具體地說，涉及具有減少的廢氣和改進的功率特性的緊湊(小型化)的消聲器，以及包括所述消聲器的發動機驅動的作業機械。
【背景技術】
[0002]兩衝程發動機被廣泛地應用於需要緊湊化、輕量化和高功率的可攜式的發動機驅動的作業機械。兩衝程發動機需要高的功率和燃料效率。然而，當新氣體在排氣和掃氣期間通過排氣孔而逸出時，兩衝程發動機產生低功率和增加廢氣的問題。為了避免該問題，已經提出了對掃氣孔或排氣孔的數量或形狀進行設計的系統，或者空氣被首先引導的層狀掃氣系統。

【發明內容】

[0003]技術問題
[0004]例如，在JP-A-H01-92515中所披露的消聲器構造為利用壓力脈動效果防止新氣體逸出。然而，由於與消聲器的排氣口接續的膨脹室和排氣管道是分別安裝的，因此難以獲得緊湊的消聲器。結果，難以將該消聲器應用於可攜式作業機械中。具體地說，在切割混凝土等的發動機驅動式切割器中，由於輪保護罩和保持使刀片旋轉的傳動裝置的臂形成在消聲器的周圍，因此膨脹室的高度、寬度和長度受到限制。因此，難以確保排氣管道的足夠的長度，並且難以通過壓力脈動實現廢氣的減少和高的功率。
[0005]考慮到上述問題而做出了本發明的各個方面，並且本發明的一個目的是提供一種壓力脈動效果不受影響的緊湊的消聲器，以及包括該消聲器的發動機驅動的作業機械。
[0006]本發明的另一個方面的目的是提供一種對將發動機的排氣口與消聲器的開口連接起來的連接通道的布置進行改進的緊湊的消聲器，以及包括該消聲器的發動機驅動的作業機械。
[0007]本發明的另一個方面的目的是提供一種包括消聲器的發動機驅動的作業機械，該消聲器設置在前端工具與發動機之間的空間裡並且不會加寬前端工具的操作中心與發動機之間的距離。
[0008]解決技術問題的方案
[0009]本發明的有益效果
[0010]在本說明書中披露的本發明的代表性方面如下。
[0011]根據本發明的一個方面，提供一種發動機驅動的作業機械，包括:兩衝程發動機，其包括活塞，所述活塞構造為在形成有排氣口的氣缸的內部往復移動；以及前端工具，其構造為由所述發動機驅動，其中，膨脹室經由連接通道與所述排氣口連接，所述連接通道包括第一端和第二端，並且所述連接通道從所述第一端沿著所述排氣口的軸線方向而延伸，沿偏離所述排氣口的軸線的方向彎曲，並且在所述第二端處與所述膨脹室連接，並且所述膨脹室的殼體設置在所述連接通道和包括所述氣缸以及曲軸箱的發動機機體的內側。
[0012]相應地，由於所述連接通道從所述第一端沿著所述排氣口的軸線方向而延伸，沿偏離所述排氣口的軸線的方向彎曲，且在所述第二端處與所述膨脹室連接，並且所述膨脹室的殼體位於所述發動機機體和所述連接通道的內側，因而可以在諸如位於發動機驅動式切割器的旋轉部分與發動機之間的空間等具有受限的高度、寬度和長度的空間裡，確保與8000rpm至9000rpm的正常轉速相協調(同步)的連接通道的足夠的長度。另外，由於所述連接通道朝向曲軸箱和氣缸軸線的下方彎曲，使得從所述排氣口排出的廢氣朝向所述曲軸箱流動，因而可以獲得非常緊湊的消聲器。
[0013]所述連接通道可以具有U形形狀，其中與所述膨脹室連接的所述第二端面向所述發動機的曲軸箱。
[0014]相應地，由於所述連接通道具有U形形狀且其中與所述膨脹室連接的所述第二端面向所述發動機的曲軸箱，因而可以利用簡單的結構確保所述連接通道的足夠的長度。
[0015]所述連接通道可以包括分支部分，並且所述分支部分可以與具有封閉端的U形分支管道連接。
[0016]相應地，由於所述連接通道與具有封閉端的U形分支管道連接，因而可以可靠地實現排氣的壓力脈動效果。另外，由於僅通過改變所述連接通道和所述分支管道的長度或截面面積就可以使所述膨脹室適用於脈動的多種協調旋轉或發動機不同排量，因此可以促進所述膨脹室的通用化。
[0017]在所述連接通道的兩端可分別固定有第一法蘭和第二法蘭，並且所述第一法蘭可與所述排氣口接合且所述第二法蘭可與所述膨脹室接合。
[0018]相應地，由於所述第一法蘭和第二法蘭固定在所述連接通道的兩端，所述第一法蘭與所述排氣口接合而所述第二法蘭與所述膨脹室接合，因而可以利用用於使所述連接通道與所述氣缸的排氣口接合的螺釘或螺栓將所述膨脹室強力地固定到所述發動機上。
[0019]所述膨脹室可以具有這樣的壁，所述壁具有跟隨所述連接通道的內周側形狀的形狀，並且所述連接通道的上側的曲率半徑Rl可以大於所述連接通道的下側的曲率半徑R2。
[0020]相應地，由於所述膨脹室具有跟隨所述連接通道的內周的形狀，因而可以確保所述膨脹室的足夠的體積。另外，由於所述連接通道安裝為沿所述排氣口的軸線的延長線方向延伸，並且所述連接通道的上側的曲率半徑Rl大於所述連接通道的下側的曲率半徑R2，因而可以避免急劇的彎曲並且可以相應地減小排氣阻力。另外，可以抑制所述連接通道的壓力脈動的能量降低。
[0021]在所述膨脹室的外緣上可形成向外延伸的板部件，並且可以通過使所述板部件插設在所述氣缸和所述第一法蘭之間來使所述膨脹室固定在所述發動機上。
[0022]相應地，由於通過使所述板部件插設在所述氣缸和所述第一法蘭之間來使所述膨脹室固定在所述發動機上，因而可以藉助常規的螺釘或螺栓來固定所述連接通道和所述膨脹室。
[0023]所述板部件可以包括:第二螺旋部分，其用於將所述板部件固定至所述第二法蘭；以及第三螺孔，其用於將所述板部件固定至所述發動機，並且所述第三螺孔形成在所述第二螺旋部分附近。
[0024]相應地，由於所述板部件包括待固定在所述第二法蘭上的第二螺旋部件，因而可以有效地防止廢氣從所述膨脹室的入口周圍洩漏。另外，由於除了所述連接通道以外，所述膨脹室也能夠藉助螺釘或螺栓可靠地固定在所述發動機上，因此可以有效地防止因所述發動機的振動而使所述膨脹室變鬆動。
[0025]所述連接通道可以由通過與所述連接通道的縱向平行的截面而分開的兩個部件構成，每個部件通過與金屬衝壓件接合而形成。
[0026]相應地，由於所述連接通道由通過與所述連接通道的縱向平行的截面而分開的兩個部件構成，並且每個部件通過與金屬衝壓件接合而形成，因而可以低成本地形成所述連接通道。
[0027]所述膨脹室的側面可形成有排氣孔，並且在所述排氣孔上可形成有將廢氣排出至所述發動機的前下側的排氣出口。
[0028]相應地，由於所述膨脹室的側面形成有排氣孔並且在所述排氣孔上形成有將廢氣排出至發動機的前下側的排氣出口，因此可以防止操作員接觸廢氣。
[0029]根據本發明的另一方面，提供一種消聲器，包括:膨脹室，其固定在兩衝程發動機的氣缸和曲軸箱上；以及連接通道，其將所述發動機的排氣口和所述膨脹室的開口連接起來，並且當從側面觀察時所述連接通道具有彎曲的形狀，其中，所述膨脹室設置在所述彎曲的連接通道的內側，並且所述膨脹室具有跟隨與所述膨脹室鄰接的所述連接通道的形狀的形狀。
[0030]相應地，由於所述連接通道具有彎曲的形狀，並且所述膨脹室設置在所述彎曲的連接通道的內側且所述膨脹室的形狀跟隨與所述膨脹室鄰接的所述連接通道的形狀，因而可以獲得在具有受限的高度、寬度和長度的空間中能夠確保所述連接通道的足夠的長度的消聲器。結果，可以獲得能夠安裝到旋轉的發動機驅動式切割器與發動機之間的狹窄空間中的消聲器。
[0031]在所述膨脹室的外緣上可形成具有兩個開口的板部件，所述兩個開口可分別形成在所述板部件的上部和下部，並且所述連接通道的第一端可經由位於所述板部件上部的開口與所述排氣口連接，而所述連接通道的第二端可與位於所述板部件的下部的作為所述膨脹室的入口的開口連接。
[0032]相應地，由於通過形成板部件，所述膨脹室可以連同所述連接通道與所述排氣口間的連接而被固定，因而可以在不增加元件數量的情況下提高所述消聲器的安裝強度。
[0033]所述連接通道可以包括分支部分，並且所述分支部分可以與具有封閉端的分支管道連接。
[0034]相應地，由於所述連接管道包括分支部分並且具有封閉端的分支管道與所述分支部分連接，因而可以可靠地實現排氣的壓力脈動效果。
[0035]在位於所述連接通道的兩端的開口處可以設置有法蘭，並且可以通過使所述板部件插設在位於所述連接通道的第一端的法蘭與所述發動機之間來固定位於所述連接通道的第一端的法蘭。
[0036]相應地，由於法蘭設置在位於所述連接通道的兩端的開口處，並且通過使所述板部件插設在位於所述連接通道的第一端的法蘭與所述發動機之間來固定位於所述連接通道的第一端的法蘭，因此，可以藉助常規的螺釘或螺栓來固定所述連接通道和所述膨脹室。
[0037]可以通過嵌塞(caulking)、焊接(welding)或釺焊(brazing)兩個分開的部件來形成所述連接通道。
[0038]相應地，由於通過嵌塞、焊接或釺焊兩個分開的部件來形成所述連接通道，因而可以提高氣密性並且可以可靠地實現脈動效果。
[0039]可以通過將通道板部件焊接或釺焊到所述膨脹室的外壁上來形成所述連接通道。
[0040]相應地，由於通過將通道板部件焊接或釺焊到所述膨脹室的外壁上來形成所述連接通道，因而可以用更少的元件來獲得所述消聲器，這可以使所述消聲器的製造成本降低。[0041 ] 所述分支管道可以具有U形形狀，並且所述分支管道和所述連接通道可以布置為使得所述連接通道的軸線和所述分支管道的軸線彼此大致垂直。
[0042]相應地，由於所述分支管道和所述連接通道布置為使得所述連接通道的軸線和所述分支管道的軸線彼此大致垂直，因而所述連接通道和所述分支管道可以有效地布置在受限空間中。
[0043]通過下述詳細描述和附圖，上述的和其它的目的與新的特性將變得更加顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是根據本發明的示例性實施例的發動機驅動的作業機械的側向部分剖視圖。
[0045]圖2是根據本發明的示例性實施例的發動機驅動的作業機械的平面圖；
[0046]圖3是圖1所示的消聲器的側視圖；
[0047]圖4是圖1所示的消聲器的膨脹室的側視圖；
[0048]圖5是圖1所示的消聲器的剖視圖；
[0049]圖6是圖1所示的消聲器的膨脹室的透視圖；
[0050]圖7是從不同的角度觀察到的圖1所示的消聲器的膨脹室的透視圖；
[0051]圖8是示出圖1所示的消聲器的連接通道和分支管道的組裝結構的分解圖；
[0052]圖9是根據本發明第二示例性實施例的連接通道和分支管道的組裝結構的分解圖；
[0053]圖10是根據本發明第三示例性實施例的消聲器的膨脹室的透視圖；以及
[0054]圖11是根據本發明第三示例性實施例的已組裝的消聲器的透視圖。
【具體實施方式】
[0055]示例性實施例1
[0056]下面，將參考附圖描述本發明的示例性實施例。在所有附圖中，相同的元件以相同的附圖標記表示，將不對相同的元件進行重複說明。在本說明書中，假設前後方向和上下方向對應於圖1所不的前後方向和上下方向。
[0057]圖1是根據本發明的示例性實施例的發動機驅動的作業機械I的側向部分剖視圖。截面處於排氣口 2沿兩衝程發動機的氣缸軸向被劃分成兩部分的位置，並且示出了活塞位置處於上死點的狀態。在本示例性實施例中，發動機驅動的作業機械I是在發動機蓋14內配備有兩衝程發動機2的發動機驅動式切割器。在發動機蓋14的前方設置有由操作員以他/她的一隻手(大部分情況下為左手)來握持的把手10，並且在發動機蓋14的後端附近設置有由操作員以另一隻手(大部分情況下為右手)來緊握的把手部分5。在發動機2中，活塞4布置為在安裝於曲軸箱9的上部的氣缸3內部往復移動。活塞4通過連杆而與曲軸16連接。氣缸3由例如鋁合金通過整體成型而製成。筒形部分圍繞著由氣缸3和活塞4所限定的燃燒室6，在頭部和該筒形部分的外周形成有多個散熱片。
[0058]在氣缸3的上部安裝有火花塞7。作為氣缸3的一部分的排氣口(排氣孔)8形成在可通過活塞4來打開/閉合排氣口的開口的位置，並且在排氣口 8的外部安裝有消聲器20。消聲器20主要由連接通道(主管道)21、膨脹室40和排氣出口 47構成。廢氣從排氣出口 47如箭頭所示的那樣向前下側傾斜地排出。在氣缸3上形成有掃氣口(未示出)並且由掃氣通道(未示出)形成從曲軸箱到氣缸3的通道。在氣缸3上還形成有進氣口 17，並且汽化器18經由進氣管道安裝在進氣口 17上。汽化器18與空氣淨化器(未示出)連接。
[0059]下面將描述發動機2的順序衝程。當新鮮氣體(燃料和空氣的混合氣體)隨著活塞4上升至上死點而被火花塞7引爆時，活塞4從上死點下降，並且排氣口 8與燃燒室6連通，從而將燃燒氣體從燃燒室6排出至發動機2的外部。由於燃燒室6的內壓力在排氣口8剛打開之後為高，因此燃燒氣體分別從排氣口流向連接通道21和分支管道30。此時，從排氣口 8湧出正壓力波，並且大部分流出的燃燒氣體穿過連接通道21。另外，當正壓力波穿過與膨脹室40連通的連接通道21的遠端時，負壓力波從膨脹室傳播至排氣口 8，由此將大量新氣體引入燃燒室6。恰在排氣口 8閉合之前，正壓力波從膨脹室40朝向排氣口 8而返回。部分正壓力波進入分支管道30，並且正壓力波延遲地返回排氣口，由此防止未燃燒的新氣體從燃燒室6排出。在本示例性實施例中，在合適地設計了連接通道21和分支管道30的體積和形狀的情況下，可以通過在掃氣口剛被打開後在連接通道的開口端處發生反向的負壓力波而使排氣口 8的壓力變為負壓，由此將停留在曲軸箱9中的新氣體從掃氣口有效地引入燃燒室6，這可以促使高功率的實現。
[0060]當掃氣口與燃燒室6連通時，新空氣從曲軸箱9被供應到燃燒室6內。然後，活塞4達到下死點，並且隨後，當活塞4朝向上死點上升時，掃氣口、排氣口 8與燃燒室6變得不相連通，並且進氣口 17與曲軸箱9的內部連通，由此通過進氣口 17將新氣體引入曲軸箱9。掃氣口完全閉合，並且在閉合的排氣孔(排氣口)的附近，從膨脹室40傳播來的正壓力波的一部分增大了排氣口 8附近的壓力，並且由於從連接通道21引入的正壓力波向分支管道30延遲地返回，因此，在排氣口 8附近保持高壓。相應地，在閉合的排氣孔的附近，試圖從排氣口 8逸出的新氣體可以返回燃燒室6，這可以促使廢氣的減少和功率的提高。
[0061 ] 在本示例性實施例的發動機驅動的作業機械I中，發動機是氣缸3沿豎直(上下)方向布置的所謂的立式發動機，並且排氣口 8布置為從發動機2向前打開。這裡所使用的術語「前」表示排氣口 8位於穿過氣缸軸線和曲軸16的平面的前方，並且還表示朝向作為作業部件的旋轉刀片11的方向。由於消聲器20直接安裝在排氣口 8的附近，因此消聲器20位於發動機2與旋轉刀片11之間的空間裡。在旋轉刀片11的後側周緣處設置有輪保護罩
12。由於從排氣出口 47排出的廢氣沿輪保護罩12的切線方向(箭頭方向)向前流動，因此廢氣不太可能與操作者接觸，並且廢氣可用來將灰塵從切割機械朝前側吹走。
[0062]支撐使旋轉刀片11旋轉的機構的臂13位於發動機驅動的作業機械I的消聲器20的右側。儘管在圖1中未示出，向火花塞7供應高壓電流的點火線圈位於消聲器20的左側。因此，消聲器20位於左右方向上受限且前後方向上受旋轉刀片11和發動機2限制的空間裡。使發動機驅動的作業機械I的總長度變緊湊是重要的，並且具體地說，期望的是使發動機2的氣缸軸線與旋轉刀片11的中心之間的前後方向上的間隔S儘量小。
[0063]圖2是根據本發明的示例性實施例的發動機驅動的作業機械I的平面圖。消聲器20位於發動機蓋14與輪保護罩12之間的空間裡。保持點火線圈的點火線圈保持件15布置在消聲器20的左側。由於布置有消聲器20的該空間的位置位於手柄10的下側並且使得消聲器20與操作員接觸的可能性為低，這對於消聲器的絕熱來說是有利的。另外，由於在消聲器20的上側，發動機蓋14與輪保護罩12之間的間隔為窄，因此操作員與消聲器20接觸的可能性降低。
[0064]圖3是圖1所示的消聲器20的側視圖。消聲器20主要由連接通道21、分支管道30、膨脹室40和排氣出口 47構成。從發動機2的排氣口 8排出的廢氣流入當從側面觀察時具有U形形狀的連接通道21。連接通道21將發動機2的排氣口 8與膨脹室40的入口(將在後文中描述)連接起來。連接通道21以與發動機2分離並且變得遠離排氣口 8的軸線8a的延長線的方式向下延伸。法蘭28以面向諸如曲軸箱9等發動機機體的方式設置在膨脹室40的入口側(將在後文中描述)。法蘭27 (第一法蘭)藉助兩個螺栓(未示出)固定在發動機2的氣缸3上，並且法蘭28 (第二法蘭)藉助兩個螺栓(未示出)固定在膨脹室40上。
[0065]膨脹室40設置有用於降低排氣噪聲的預定的內部空間，並且膨脹室40設置在氣缸3、曲軸箱9和連接通道21的內側。也就是說，膨脹室40設置在由氣缸3、曲軸箱9和連接通道21所限定的受限空間中。在本示例性實施例中，膨脹室40形成為具有一個開口(入口)和一個排出孔(出口)的單個封閉空間。作為入口的開口設置在法蘭28上，並且向特定方向引導廢氣的排氣出口 47連接至作為出口的排出孔附近。膨脹室40在作為基體的板部件41的前側和後側具有突出壁，由此形成前側室44和後側室42。結果，形成了用於限定膨脹室40的殼體。由於後側室42具有跟隨發動機2的曲軸箱9的形狀的形狀，後側室42的下部42b的厚度(前後長度)d2大於後側室42的上部42a的厚度(前後長度)dl，因此在受限空間中確保了膨脹室的儘可能大的體積。
[0066]因此，由於膨脹室在具有受限的高度、寬度和長度的空間中可以確保連接通道21的足夠的長度，因而即使支撐輪保護罩12或支撐使旋轉刀片11旋轉的機構的臂13如在圖1和圖2所示的發動機驅動的作業機械I中那樣伸到消聲器20的右側，消聲器20也可以安裝在輪保護罩12與發動機2之間的空間裡。連接通道21設置在膨脹室40的外部以圍繞膨脹室40，並且彎曲成U形，當從圖3所示的側向觀察時，U形的敞開端朝向曲軸箱9。利用連接通道21的這種布置，由於膨脹室40布置在由氣缸3、曲軸箱9和連接通道21所限定的空間中，因此消聲器20變得緊湊。
[0067]作為向預定方向引導排出的廢氣的氣體引導裝置，排氣出口 47連接至膨脹室40的排出孔(將在後文中描述)附近，並且通過衝壓金屬板而形成。排氣出口 47藉助兩個螺釘49固定在膨脹室40上。由於連接通道21以沿著排氣口 8的軸向延伸的方式進行連接，因此廢氣的通過阻力可以儘可能小，這可以促使充分的排氣脈動效果。另外，具有閉合的一端和打開的另一端的分支管道30連接至連接通道21的中間。相應地，膨脹室40的側面安裝有作為固定分支管道30的端部的固定部件的按壓部件31。分支管道30的這種布置使得壓力波與8000rpm至9000rpm的正常旋轉速度協調(同步)。
[0068]圖4是消聲器20的膨脹室40的側視圖。在圖4中示出了膨脹室40的前側室44和後側室42的形狀。通過分別衝壓兩個金屬板以形成前側室44和後側室42並且通過配合和粘合前側室44和後側室42的外周所剩餘的前板部件41b和後板部件41a，來形成膨脹室40的封閉空間。前側室44具有跟隨連接通道21的內周的形狀，並且前側室44上部的厚度(前後長度)el比前側室44下部的厚度(前後長度)e2薄，由此在受限空間中確保了膨脹室的儘可能大的體積。如圖4所示，前側室44的前側的壁以角度Θ傾斜。這也是跟隨作為前端工具的旋轉刀片11的外徑的形狀，並且適於將消聲器20置於旋轉刀片11的後方。
[0069]圖5是消聲器20的剖視圖。應該注意到，由於圖5是從後側觀察到的剖視圖，因此圖5中的前後方向與圖1至圖4中的前後方向是顛倒的。連接通道21沿著膨脹室40的前側的周緣延伸，並且可以安裝到氣缸3上/從氣缸3上拆下的法蘭27設置在連接通道的上側端部。可以安裝到膨脹室40上/從膨脹室40上拆下的法蘭28設置在連接通道的下側端部。這裡，法蘭27藉助螺栓(未示出)固定在氣缸3的排氣口 8的附近。與此同時，法蘭27被固定為插入膨脹室40的板部件41。法蘭28藉助螺栓(未示出)固定在後側室42上。待固定在螺栓上的螺母(未示出)焊接或釺焊在後側室42的內周壁上。螺母44c通過焊接或釺焊固定在前側室44的內壁上。螺母44c將要固定在螺栓上，以便對固定分支管道30的一端的按壓部件31 (見圖3)進行固定。
[0070]連接通道21具有由兩個部件(即前壁23和後壁24)所限定的排氣通道25。連接通道21具有跟隨膨脹室40的前側室44的外徑的形狀，並且主要形成有兩個曲率半徑Rl和R2 (R1>R2)。連接通道21的接近排氣口 8的部分的曲率半徑Rl被設定為儘可能大以便於防止排氣阻力的增大，同時連接通道21的接近膨脹室40的部分的曲率半徑R2被設定為儘可能大以便於最大限度地利用輪保護罩12與發動機2之間的空間，由此確保膨脹室40的前側室44的體積儘可能的大。
[0071]在本示例性實施例中，膨脹室40的內部是具有作為膨脹室40的入口的開口 43b和作為膨脹室40的出口的開口 44b的單個大空間。膨脹室40的內部可以不是僅由單個室構成，而是也可以被劃分為兩個區域(例如第一膨脹室和第二膨脹室)，或者被劃分為三個或更多個區域。在膨脹室40的內部可以布置有催化劑裝置。
[0072]圖6是消聲器20的膨脹室40的透視圖。膨脹室40構造為使得板部件41朝向前側室44與後側室42之間的周緣的外側突出。板部件41與衝壓加工矩形金屬板以形成前側室44和後側室42時未被衝壓的剩餘部分相對應，並且板部件41用於粘合前側室44和後側室42。儘管在圖6的透視圖中板部件41示出為單個部件，然而板部件41是由兩個金屬板部件形成的，即與前側室44成一體的前板部件41b和與後側室42成一體的後板部件41a。後板部件41a的尺寸比前板部件41b的尺寸大，並且通過將後板部件41a的周緣彎折並與前板部件41b的外周相配合來使後板部件41a與前半部件41b接合在一起。
[0073]在板部件41的上部形成有用於將廢氣從發動機2的排氣口 8引入連接通道21中的開口 43a。在本示例性實施例中，開口 43a具有沿著排氣口 8和連接通道21的內部形狀而在水平方向上加寬的大致矩形形狀。然而，開口 43a不限於此，並且可以具有正方形形狀或其它的形狀。在開口 43a的左側和右側形成有供用於固定法蘭27的螺栓穿過的螺孔43c(第一螺孔)。從法蘭27側插入的螺栓(未示出)穿過兩個螺孔43c並且與形成在發動機2的氣缸3上的螺孔接合。[0074]在板部件41的下部形成有用於將從連接通道21排出的廢氣引入膨脹室40中的開口 43b。在開口 43b的左側和右側形成有供用於固定法蘭28的螺栓穿過的螺孔43d (第二螺孔)。在兩個螺孔43d的外側形成有供用於將膨脹室40固定於曲軸箱9的螺栓通過的螺孔43e (第三螺孔)。與法蘭27不同，法蘭28的螺栓(未示出)固定在膨脹室40上。螺母(未示出)通過焊接等固定在螺孔43d的背面。這裡，不將法蘭28和板部件41直接固定在諸如曲軸箱9等發動機機體上的原因是為了防止膨脹室40因發動機2的振動而變鬆動，以便減小開口 43b附近廢氣洩漏的可能性。另外，通過藉助螺栓將膨脹室40在與法蘭28分開的單獨部分處固定到曲軸箱9上，可以有效地防止因發動機振動而造成的脫落，以提供對發動機2的高功率的更大的耐受性。在本發明中，對螺釘(螺絲)和螺栓不作區分，並且就接合部件而言螺釘和螺栓是彼此同義的。只要接合裝置具有相互固定的插入式部分和凹入式部分，可以任意地採用螺釘、螺栓或其它裝置。
[0075]在前側室44的側面形成有用於固定按壓部件31的螺孔44a (第四螺孔)。在螺孔44a的內壁上，螺母44c (見圖5)通過焊接等固定在前側室44上。排氣出口 47也形成在前側室44的側面。排氣出口 47覆蓋開口 44b的周圍(見圖5)，並且沿預定的方向引導排出的廢氣。
[0076]圖7是從不同的角度觀察到的消聲器20的膨脹室40的透視圖。由於後側室42的以附圖標記48a表示的部分與發動機2的曲軸箱9所處的部分相對應，因此該部分48a的前後長度(厚度)被設定為相對小。這是為了防止膨脹室40向發動機2的前方過度突出。同時，由於以附圖標記48b表示的部分與曲軸箱9的下部對應以提供相對大的空間，因此該部分48b的前後長度(厚度)被設定為相對大以便確保膨脹室40的體積。在部分48a和部分48b之間的中間部分中的以箭頭48c所表示的部分形成為沿著曲軸箱9的形狀而傾斜。
[0077]圖8是示出連接通道21和分支管道30的組裝結構的分解圖。連接通道21由兩個部件，即，前壁23和後壁24組成。前壁23和後壁24分別是通過衝壓加工金屬板而形成的。前壁23被衝壓為當從側面看去時具有U形形狀，使得耳部23b形成在前壁23的內周的兩個周緣處。同時，後壁24彎曲成沿著前壁23的內周的周緣的形狀，由此形成彎曲部24a,24b和24c以便將耳部23b固定在彎曲部24a、24b和24c之間。在後壁24的整個周緣上形成彎曲部24a至24c是困難的。具體地說，彎曲部24a至24c難以形成在後壁24的彎曲表面上。因此，前壁23和後壁24通過釺焊或焊接而固定在未形成彎曲部24a至24c的曲面24d等上。在已固定前壁23和後壁24之後，法蘭27與上開口接合併且法蘭28與下開口接合。這些法蘭27和28可以通過焊接、釺焊、粘合等方式來固定。法蘭27和28的這種布置有助於氣缸3、曲軸箱9和膨脹室40的接合和固定，這可以防止連接通道21因發動機2的振動而受到損壞。
[0078]在前壁23的一部分上形成有用於連接U形分支管道30的通孔23a。分支管道30具有一個與通孔23a連接的敞開端30a和一個封閉端30b。通孔23a形成為具有管形形狀以延伸到敞開端30a內，並且分支管道30插入並固定到管形通孔23a中。同時，由於連接通道21在發動機2的操作期間始終暴露在振動下，因此分支管道30優選為通過焊接或釺焊固定在前壁23上。分支管道30的另一端，即封閉端30b插入按壓部件31的筒形凹部31a中，並且按壓部件31固定在前側室44的側面。
[0079]連接通道21如圖8所示地採用組合式構造，其原因是為了通過嵌塞、焊接或釺焊接合分成兩半的板部件，以低的成本形成連接通道21，改進通道的氣密性，並且實現可靠的壓力脈動效果。另外，當膨脹室40通用化之後，僅通過改變連接通道21和分支管道30的長度或截面面積，就可以使膨脹室40適用於脈動的多種協調旋轉或發動機不同排量，這可以降低膨脹室40的成本。
[0080]示例性實施例2
[0081]接下來，將參考圖9描述本發明的第二示例性實施例。第二示例性實施例設置有與第一示例性實施例中的連接通道不同的連接通道51。沿排氣口 8的軸向並沿與曲軸16垂直的平面，連接通道51被豎直地分為兩部分，即左部分53和右部分54。左部分53和右部分54通過嵌塞、焊接或釺焊而彼此接合。本示例性實施例實施例為這一接合採用了嵌塞。相應地，耳部54a和54b形成在右部分54的接合部分附近的周緣上，並且彎曲部53a和53b形成在左部分53的接合部分附近的周緣上。彎曲部53a和53b分別彎曲為使耳部54a和54b插入彎曲部53a和53b之間。通過衝壓加工金屬板可以低成本地形成左部分53和右部分54，並且可以通過填塞將左部分53和右部分54接合起來。
[0082]然後，當左部分53和右部分54已彼此接合時，使法蘭27與上開口接合併且使法蘭28與下開口接合。這些法蘭可以通過焊接、釺焊、粘合等方式來固定。法蘭27和28的這種布置有助於氣缸3、膨脹室40的接合和固定，這可以防止連接通道51因發動機2的振動而受到損壞。
[0083]半圓筒形的耳部54a和54b形成在位於左部分53和右部分54的上部附近並且穿過左部分別53和右部分54的接合平面的部分中，並且分支管道30的敞開端30a插入並固定到由半圓筒形耳部所限定的筒形部分中。同時，由於連接通道51在發動機2的操作期間始終暴露在振動下，因此分支管道30優選為通過焊接或釺焊固定在連接通道51的筒形部分上。分支管道30的封閉端30b插入按壓部件31的筒形凹部31a中，並且按壓部件31固定在前側室44的側面。
[0084]示例性實施例3
[0085]接下來，參考圖10和圖11來描述本發明的第三示例性實施例。第三示例性實施例可以以比第一示例性實施例和第二示例性實施例更低的成本製造消聲器。連接通道71由膨脹室80的外壁和通道板部件73構成。因此，與圖8中的後壁24相對應的部分是不必要的。在水平方向上加寬的耳部73b和73c形成在通道板部件73的周緣上並且通過焊接或釺焊而與前側室84的外壁接合。通道板部件73通過衝壓金屬板而製造並且具有與第一示例性實施例中的前側壁23大致相同的形狀，當從側面觀察時該形狀為U形。
[0086]膨脹室80具有與第一示例性實施例中的膨脹室40基本上大致相同的形狀。然而，由於前側室84的外壁的一部分形成連接通道，因此，在前側室84的外壁上未形成諸如用於改進強度的肋等非均勻部分。在通道板部件73的一部分上形成有用於連接分支管道30的通孔73a。U形分支管道30與通孔73a連接。與在第一示例性實施例中相同，分支管道30具有一個與通孔73a連接的敞開端30a和一個封閉端30b。通孔73a形成為具有管形形狀以延伸到敞開端30a內，並且分支管道30插入並固定到管形通孔73a中。分支管道30的封閉端30b插入按壓部件31的筒形凹部31a中，並且按壓部件31固定在前側室84的側面(在圖10中未示出固定部分)。
[0087]在第三示例性實施例中，由於通道板部件73與膨脹室80通過焊接或釺焊直接彼此相固定，因此不需要圖8和圖9所示的法蘭27和28。相應地，通過將螺栓(未示出)穿過板部件81的螺孔83c並且將螺栓固定於形成在氣缸3中的內螺紋中，將消聲器70固定在發動機2的氣缸3上。同時，儘管圖10所示的膨脹室80具有在發動機2的曲軸箱9的下部附近不固定至曲軸箱9的結構，但是膨脹室80也可以具有利用圖6所示的螺孔43e進行固定的結構。
[0088]以這種方式，在第三示例性實施例中，由於連接通道71是通過將通道板部件73固定到膨脹室80上而形成的，因而與利用分成兩半的衝壓件形成連接通道21或51的情況相t匕，可以使消聲器的模具或材料的製造成本更低。
[0089]如上文所述，根據本發明的示例性實施例，儘管輪保護罩和保持使刀片旋轉的傳動裝置的臂形成在例如切割混凝土等的發動機驅動式切割器的消聲器的周圍以便限制膨脹室的高度、寬度和長度，但由於無論怎樣限制仍能夠充分地確保膨脹室的體積，並且能夠充分地確保與排氣口和膨脹室連接的連接通道的長度，並能夠通過壓力脈動獲得廢氣的減少和高的功率。另外，這樣可以提供不影響壓力脈動效果的緊湊的消聲器以及使用該消聲器的發動機驅動的作業機械。
[0090]上文中，已經以上述示例性實施例的方式描述了本發明，這些示例性實施例並非意在具有限制的含義，而是可以在不背離本發明的精神和範圍的前提下進行各種變型和實踐。例如，儘管在上述示例性實施例中，發動機驅動的作業機械已被描述為切割混凝土等的發動機驅動式切割器，但本發明不限於此，而是也可以應用於包括作為動力源的兩衝程發動機和四衝程發動機的其它作業機械。另外，配設在發動機驅動的作業機械上的前端工具不限於旋轉刀片，而是也可以為其它已知的工具和作業元件。
[0091]本申請要求2011年3月25日提交的日本專利申請N0.2011-067535的優先權，該申請的全部內容以引用的方式併入本文。
[0092]工業實用性
[0093]根據本發明的各個方面，提供一種壓力脈動效果不受影響的緊湊的消聲器，以及包括該消聲器的發動機驅動的作業機械。
【權利要求】
1.一種發動機驅動的作業機械，包括: 兩衝程發動機，其包括活塞，所述活塞構造為在形成有排氣口的氣缸的內部往復移動；以及 前端工具，其構造為由所述發動機驅動， 其中，膨脹室經由連接通道與所述排氣口連接， 所述連接通道包括第一端和第二端，並且所述連接通道從所述第一端沿著所述排氣口的軸線方向而延伸，沿偏離所述排氣口的軸線的方向彎曲，並且在所述第二端處與所述膨脹室連接，並且 所述膨脹室的殼體設置在所述連接通道和包括所述氣缸以及曲軸箱的發動機機體的內側。
2.根據權利要求1所述的發動機驅動的作業機械， 其中，所述連接通道具有U形形狀，其中與所述膨脹室連接的所述第二端面向所述發動機的曲軸箱。
3.根據權利要求1或2所述的發動機驅動的作業機械， 其中，所述連接通道包括分支部分，並且 所述分支部分與具有封閉端的U形分支管道連接。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的發動機驅動的作業機械， 其中，在所述連接通道的兩端分別固定有第一法蘭和第二法蘭，並且所述第一法蘭與所述排氣口接合且所述第二法蘭與所述膨脹室接合。
5.根據權利要求2至4中任一項所述的發動機驅動的作業機械， 其中，所述膨脹室具有壁，所述壁具有跟隨所述連接通道的內周側形狀的形狀，並且 所述連接通道的上側的曲率半徑Rl大於所述連接通道的下側的曲率半徑R2。
6.根據權利要求4所述的發動機驅動的作業機械， 其中，在所述膨脹室的外緣上形成向外延伸的板部件，並且 通過使所述板部件插設在所述氣缸和所述第一法蘭之間，使所述膨脹室固定在所述發動機上。
7.根據權利要求6所述的發動機驅動的作業機械， 其中，所述板部件包括:第二螺旋部分，其用於將所述板部件固定至所述第二法蘭；以及第三螺孔，其用於將所述板部件固定至所述發動機，並且所述第三螺孔形成在所述第二螺旋部分附近。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的發動機驅動的作業機械， 其中，所述連接通道由通過與所述連接通道的縱向平行的截面而分開的兩個部件構成，每個部件通過與金屬衝壓件接合而形成。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的發動機驅動的作業機械， 其中，所述膨脹室的側面形成有排氣孔，並且在所述排氣孔上形成有將廢氣排出至所述發動機的前下側的排氣出口。
10.一種消聲器，包括: 膨脹室，其固定在兩衝程發動機的氣缸和曲軸箱上；以及 連接通道，其將所述發動機的排氣口和所述膨脹室的開口連接起來，並且當從側面觀察時所述連接通道具有彎曲的形狀， 其中，所述膨脹室設置在所述彎曲的連接通道的內側，並且所述膨脹室具有跟隨與所述膨脹室鄰接的所述連接通道的形狀的形狀。
11.根據權利要求10所述的消聲器， 其中，在所述膨脹室的外緣上形成具有兩個開口的板部件，並且所述兩個開口分別形成在所述板部件的上部和下部，並且所述連接通道的第一端經由位於所述板部件上部的開口與所述排氣口連接，而所述連接通道的第二端與位於所述板部件的下部的作為所述膨脹室的入口的開口連接。
12.根據權利要求10或11所述的消聲器， 其中，所述連接通道包括分支部分，並且 所述分支部分與具有封閉端的分支管道連接。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的消聲器， 其中，在位於所述連接通道的兩端的開口處設置有法蘭，並且通過使所述板部件插設在位於所述連接通道的第一端的法蘭與所述發動機之間來固定位於所述連接通道的第一端的法蘭。
14.根據權利要求10至13中任一項所述的消聲器， 其中，所述連接通道是通過嵌塞、焊接或釺焊兩個分開的部件而形成的。
15.根據權利要求10至13中任一項所述的消聲器， 其中，所述連接通道是通過將通道板部件焊接或釺焊到所述膨脹室的外壁上而形成的。
16.根據權利要求12至15中任一項所述的消聲器， 其中，所述分支管道具有U形形狀，並且 所述分支管道和所述連接通道布置為使得所述連接通道的軸線和所述分支管道的軸線彼此大致垂直。
【文檔編號】F01N1/08GK103443410SQ201280015137
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月14日 優先權日:2011年3月25日
【發明者】安富俊德 申請人:日立工機株式會社