發動機以及發動機驅動的作業機械的製作方法
2023-10-22 07:12:17
發動機以及發動機驅動的作業機械的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有消音器冷卻結構的發動機，該冷卻結構能夠在通過強制空氣冷卻和自然空氣冷卻兩者來有效地冷卻消音器的同時高效地保護消音器蓋免受消音器廢熱的影響。發動機（1）包括設置在驅動軸的一端且冷卻發動機的冷卻風扇，在發動機中，消音器（9）安裝成其縱向與重力方向一致且消音器容納室（30）由遮蓋消音器（9）的消音器蓋（2）形成。由冷卻風扇產生的冷卻空氣的一部分被導入消音器容納室中以冷卻消音器。在消音器容納室中，冷卻空氣出口（11）設置在冷卻通道（13）的上端，以使在發動機停止期間消音器的廢熱從冷卻空氣出口排放到外部。冷卻空氣入口（18）布置在冷卻空氣出口下方，以使冷卻空氣從消音器的下側流到上側。
【專利說明】發動機以及發動機驅動的作業機械
【技術領域】
[0001]本發明涉及主要用作諸如灌木剷除機和鼓風機等可攜式作業機械的動力源的發動機，以及採用所述發動機的發動機驅動的作業機械。
【背景技術】
[0002]在用作諸如灌木剷除機和鼓風機等可攜式作業機械的動力源的消音器和發動機中，廣泛地使用通過安裝到驅動軸的一端的冷卻風扇藉助冷卻空氣進行冷卻的所謂強制空氣冷卻型消音器和發動機。為了防止工人突然接觸到消音器部分，消音器蓋通常設置為覆蓋幾乎整個消音器。在該情況下，消音器和消音器蓋的溫度升高成為問題。在現有技術中，為了避免溫度升高的問題，將消音器和消音器蓋之間的間隙設定為儘可能大。然而，在該情況下，會使消音器蓋的尺寸增大。為解決該問題，有效的是在發動機運轉期間高效地冷卻消音器並且使消音器的熱量難以傳遞到消音器的蓋。例如，在專利文獻I中，遮熱板布置在消音器上方，並且氣缸的冷卻空氣的一部分被導入消音器蓋中。藉助於遮熱板，專利文獻I能夠在抑制消音器的熱傳遞到消音器蓋的同時冷卻消音器。
[0003]引文列表
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I JP-A-2003-129840
【發明內容】
[0006]技術問題
[0007]在冷卻消音器方面，專利文獻I未提到使得冷卻空氣流更高效地冷卻消音器的方法。而且，由於用於冷卻消音器的空氣是已經對氣缸進行了冷卻的空氣的一部分，所以用於冷卻消音器的空氣是被氣缸所加熱的暖空氣，並且因此冷卻效果會不充分。此外，由於冷卻空氣入口位於消音器冷卻通道的上端處，所以在發動機停止期間的空氣冷卻中，高溫上升流可能回流到冷卻空氣入口而加熱布置在氣缸或氣缸冷卻空氣通道內的諸如點火線圈等附件(部件)。
[0008]鑑於上述背景做出了本發明，並且本發明的目的是提供這樣的發動機和發動機驅動的作業機械:其能夠通過使消音器直接暴露於低溫冷卻空氣來有效地冷卻消音器。
[0009]本發明的另一目的是提供這樣的發動機和發動機驅動的作業機械:其構造為可以高效地使冷卻空氣流入容納整個消音器的消音器容納室。
[0010]本發明的另一目的是提供這樣的發動機和發動機驅動的作業機械:其能夠保護髮動機的附件和消音器蓋在發動機停止期間免受消音器廢熱的影響。
[0011]問題的解決方案
[0012]本發明的說明性方案將描述如下。
[0013]根據本發明的第一說明性方案，提供一種發動機，包括:氣缸，在外周上具有多個翅片，並且形成燃燒室；冷卻風扇，其設置在驅動軸的一端，並且構造為冷卻所述氣缸；消音器，其安裝在所述氣缸的排氣口 ；以及消音器蓋，其遮蓋所述消音器，並且形成消音器容納室，其中消音器蓋包括冷卻空氣入口和冷卻空氣出口，並且由冷卻風扇產生的冷卻空氣的一部分從冷卻空氣入口導入到消音器容納室中從而冷卻消音器，其中:所述發動機包括遮熱板，所述遮熱板介於消音器和消音器蓋之間，並且遮熱板設有開口，所述開口形成在與冷卻空氣入口重疊的位置處，從而引導來自冷卻空氣入口的冷卻空氣並且使冷卻空氣在消音器和遮熱板之間流動。根據本發明的第二說明性方案，冷卻空氣出口設置在消音器容納室的上端附近，使得在發動機停止期間自然空氣冷卻流配置為從冷卻空氣出口排放到外部，並且冷卻空氣入口布置在冷卻空氣出口的下方。
[0014]根據本發明的第三說明性方案，冷卻空氣出口設置在消音器容納室的上端附近，並且冷卻空氣入口設置在消音器容納室中與冷卻空氣出口成對角的位置處，並且構造為允許導入到消音器容納室中的冷卻空氣的所述一部分冷卻消音器的下部並且流到冷卻空氣出口。根據本發明的第四說明性方案，發動機還包括:風扇蓋，其遮蓋冷卻風扇，其中風扇蓋構造為形成向消音器容納室引導冷卻空氣的引導通道。根據本發明的第五說明性方案，遮熱板設置在消音器和氣缸之間並且具有比消音器的面向氣缸的側部的面積大的面積。
[0015]根據本發明的第六說明性方案，遮熱板包括頂壁部，遮熱板的頂壁部延伸為介於消音器的頂壁部和消音器蓋的頂壁部之間；並且遮熱板的頂壁部構造為向冷卻空氣出口引導到達冷卻通道的上側的冷卻空氣。根據本發明的第七說明性方案，遮熱板包括底壁部，遮熱板的底壁部延伸為介於消音器的底壁部和消音器蓋的底壁部之間，並且遮熱板的底壁部構造為向冷卻空氣出口引導在冷卻通道的下側流動的冷卻空氣。根據本發明的第八說明性方案，消音器蓋構造為使得冷卻空氣出口成為在消音器容納室的冷卻空氣出口所在的壁部上的單一開口。根據本發明的第九說明性方案，遮熱板的頂壁部和底壁部構造為抵接在消音器蓋的內壁上。根據本發明的第十說明性方案，提供一種包括根據上述說明性方案中的任一項所述的發動機的發動機驅動的作業機械。
[0016]本發明的有益效果
[0017]根據第一說明性方案，在與冷卻空氣入口重疊的位置處具有開口的遮熱板介於消音器和消音器蓋之間，使得從冷卻空氣入口導入的冷卻空氣在消音器和遮熱板之間流動。因此，在強制空氣冷卻期間(當冷卻風扇旋轉而使得冷卻空氣被導入時)，可以使得冷卻空氣在從冷卻空氣入口到冷卻空氣出口的寬的範圍裡流動。據此，可以提高消音器冷卻性能。
[0018]根據第二說明性方案，冷卻空氣出口布置在冷卻通道的上端處，並且冷卻空氣入口布置在冷卻空氣入口的下方。因此，在自然空氣冷卻期間(當冷卻風扇停止時)，可以將到達冷卻通道的上端的高溫上升流快速地引導到冷卻空氣出口。因此，能夠防止熱量停留在冷卻通道的上端部中，並且可以降低消音器蓋的溫度升高。此外，當消音器安裝為使得消音器的縱向與重力方向一致時，高溫上升流幾乎不從設置在冷卻空氣出口下方的冷卻空氣入口流回到發動機中。因此，可以顯著地提高自然空氣冷卻的效率。
[0019]根據第三說明性方案，冷卻空氣入口在消音器容納室中布置為與冷卻空氣出口成對角，使得被導入消音器容納室的冷卻空氣的至少一部分對消音器的下部進行冷卻並且流到冷卻空氣出口。因此，可以有效地冷卻消音器的寬的壁表面。
[0020]根據第四說明性方案，風扇蓋設置為遮蓋冷卻風扇，並且用於將冷卻空氣引導到消音器容納室的導入通道由該風扇蓋形成。因此，可以確實地使冷卻空氣流到消音器容納室的冷卻空氣入口。據此，可以提高消音器冷卻效果。
[0021]根據第五說明性方案，用於抑制熱傳遞的遮熱板設置在消音器和氣缸之間。因此，可以有效地防止在發動機停止期間消音器的廢熱被傳遞到氣缸側。
[0022]根據第六說明性方案，遮熱板包括頂壁部，遮熱板的頂壁部延伸為介於消音器的頂壁部和消音器蓋的頂壁部之間。因此，可以確實地引導冷卻空氣而使得冷卻空氣流到冷卻空氣出口所在的上側。此外，可以防止在強制空氣冷卻期間已經冷卻消音器的高溫冷卻空氣和在自然空氣冷卻期間的高溫上升流與消音器蓋的頂壁部直接接觸。據此，可以顯著地降低消音器蓋的溫度升高。
[0023]根據第七說明性方案，遮熱板包括底壁部，遮熱板的底壁部延伸為介於消音器的底壁部和消音器蓋的底壁部之間，並且將在冷卻通道的下側流動的冷卻空氣向冷卻空氣出口進行引導。因此，可以確實地將已經在消音器下側流動的冷卻空氣引導到冷卻空氣出口。
[0024]根據第八說明性方案，消音器蓋形成為使得冷卻空氣出口成為消音器容納室的冷卻空氣出口所在的壁部上的單一開口。因此，可以有效地將消音器冷卻空氣連同廢氣一起排放到外部。
[0025]根據第九說明性方案，遮熱板設置成使得遮熱板的頂壁部和底壁部抵接在消音器蓋的內壁上。因此，可以使冷卻空氣在消音器容納室中平滑流動，並且可以提高消音器冷卻效果。
[0026]根據第十說明性方案，由於發動機驅動的作業機械包括具有上述構造中的任一種的發動機，所以可以實現防止消音器蓋過熱的用戶友好的發動機驅動的作業機械。
[0027]從本說明書的下述說明以及附圖中，本發明的上述的以及其它的目的和新穎特徵將變得清晰。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是示出根據本發明的實施例的發動機的正視圖。
[0029]圖2是示出根據本發明的實施例的發動機的後視圖。
[0030]圖3是示出根據本發明的實施例的發動機的正視圖，並且示出了消音器部分的縱截面。
[0031]圖4是示出根據本發明的第一實施例的發動機的俯視圖，截面沿圖1的線B-B截取，並且該截面示出了進入消音器容納室的冷卻空氣的流動。
[0032]圖5是沿著圖1的線A-A截取的剖視圖，並且示出了在發動機運轉期間的消音器冷卻空氣的流動。
[0033]圖6是示出圖3的單個遮熱板的形狀的透視圖。
[0034]圖7是沿著圖1的線A-A截取的剖視圖，並且示出了在發動機停止期間的自然空氣冷卻流。
[0035]圖8是示出根據本發明的第二實施例的發動機的正視圖。
[0036]圖9是沿著與圖1的線A-A對應的線截取的根據本發明的第二實施例的發動機的剖視圖，並且示出了在發動機運轉期間的強制空氣冷卻流。
【具體實施方式】[0037]第一實施例
[0038]下文中將參考附圖對本發明的實施例進行說明。在所有附圖中，相同的部分由相同的附圖標記表示，並且將省略對這些部分的重複說明。在本說明書中，將參考圖中所示的方向來描述前側、後側、左側、右側、上側和下側。圖1是示出根據本發明的實施例的發動機I的正視圖。
[0039]發動機I是小型空氣冷卻式兩衝程發動機，並且用作諸如灌木剷除機等發動機驅動的作業機械的驅動源。發動機I包括設在入口側的汽化器4和空氣濾清器5、設在出口側的消音器9以及用於遮蓋消音器9的消音器蓋2。燃料罐7布置在發動機I的下側。在燃料從燃料罐7供給到汽化器4之後，由汽化器4生成經空氣濾清器5清潔的空氣和燃料的混合物，並且所生成的混合物被抽吸到發動機I的氣缸中。發動機I是已知的兩衝程發動機，其中氣缸安裝在曲軸箱上方並且一個活塞沿豎直方向(例如，上下方向)在氣缸中往復運動，從而使驅動軸(曲軸)旋轉。響應於活塞的往復運動的抽吸、壓縮、爆炸和排放的循環是一種公知操作，因此此處不進行詳細說明。在發動機I的驅動軸的一端處設有冷卻風扇(下文將進行說明)。由冷卻風扇所生成的冷卻空氣在由風扇箱6和氣缸蓋3形成的發動機冷卻空氣通道中流動，從而強制地冷卻發動機I的發熱部分。而且，在本實施例中，風扇箱6的一部分的形狀被調整成將由冷卻風扇所生成的冷卻空氣的一部分引導到消音器蓋2的內部(下文將說明的冷卻通道)，使得冷卻空氣的該部分用於強制地冷卻消音器9。為此目的，冷卻空氣導入通道8設在風扇箱6處，使得由冷卻風扇所生成的冷卻空氣的一部分通過冷卻空氣導入通道8被導入到消音器蓋2的內部空間中。
[0040]圖2是示出根據本發明的實施例的發動機I的後視圖。圖2中的虛線所示的消音器9安裝在位於發動機I的側面的排氣口(未示出)上。消音器蓋2從氣缸蓋3的側面安裝為遮蓋幾乎整個消音器9，藉助消音器蓋2防止工人與消音器9直接接觸，由此保護工人。在氣缸蓋的後部，設有多個狹縫狀開口 3a。冷卻風扇所產生的空氣對氣缸16進行冷卻，然後通過開口 3a排放到外部。在狹縫狀開口 3a的下方，啟動器31與發動機I的輸出軸同軸地安裝。啟動器31是手動啟動器，其將用於纏繞牽引線纜的捲軸連接至發動機的輸出軸(曲軸)並且構造為當通過拉柄32拉動牽引線纜時啟動發動機。雖然在圖2中未示出啟動器31的內部結構未，但作為啟動器31，不是僅可以採用手動啟動器，而是可以採用任意的啟動裝置，諸如使用反衝啟動器的啟動裝置以及通過電池來驅動電動機的啟動裝置等。
[0041]燃料罐7是由半透明聚合樹脂製成的容器。當安裝在燃料罐7的開口的蓋件7a被移除時，可以供應通過將汽油和預定比率的油混合而獲得的混合燃料。在本實施例中，為了防止發動機I的總高度增加，燃料罐7具有水平延伸的扁平形狀並且構造為使得燃料罐的一部分7b附近延伸至消音器9的下側。順便提及，燃料罐7的形狀可以是任意的。可根據消音器9和空氣濾清器5等的形狀來適當地設定燃料罐的形狀。
[0042]與氣缸蓋3或風扇箱6類似地，消音器蓋2可通過一體成型諸如塑料等聚合樹脂而製成。消音器蓋2通過多個螺釘20 (在圖2中僅示出了一個螺釘)固定到氣缸蓋3。在本實施例中使用的消音器9具有細長且大致長方體形的形狀，並且通過緊固螺栓14安裝到氣缸的排氣口的附近，使得消音器9的縱向與豎直方向(B卩，重力方向)一致。在消音器9的上部，設有廢氣出口 10，並且從廢氣出口 10排出的廢氣朝向發動機I的後側排放。
[0043]在消音器蓋2的與消音器9的廢氣出口 10對應的位置處，設有冷卻空氣出口 11。在從後側看時，冷卻空氣出口 11呈大致矩形。冷卻空氣出口 11具有比圓形廢氣出口 10的直徑大足夠多的開口面積。可任意地設定該開口面積。優選地，開口面積可以為足夠大，從而即使從廢氣出口 10 (其通常具有突出管狀的形狀)排出的廢氣在排氣之後以擴散狀態流動，廢氣也不會與冷卻空氣出口 11的邊緣部分相接觸，並且不僅可以高效地排出廢氣，而且可以高效地排出消音器的冷卻空氣(後面將進行說明)。從圖2中能夠理解，在消音器蓋2的後壁側上，冷卻空氣出口 11是單一的開口，並且在消音器蓋2的後壁部的其它部分處基本上未設有其它開口。冷卻空氣出口 11的上端位置優選地布置在消音器9的頂壁部9a的位置的上方。
[0044]圖3是示出根據本發明的實施例的發動機I的正視圖，並且示出了消音器部分的截面。消音器9通過緊固螺栓14安裝到氣缸16 (或者曲軸箱)，遮熱板12介於消音器9與氣缸16之間。消音器蓋2具有形成在其中的消音器容納室30以便不僅完全地遮蓋消音器9而且完全地遮蓋遮熱板12。消音器容納室30通過遮熱板12與發動機側冷卻空氣通道分隔開。發動機I的氣缸側冷卻空氣通道由氣缸蓋3構造而成。氣缸蓋3具有多個通風窗。遮熱板12的頂壁部12a介於消音器蓋2的頂壁部2a和消音器9的頂壁部9a之間，從而將消音器蓋2和消音器9之間的空間劃分成兩個空間，使得消音器9的熱量難以傳遞到消音器蓋2。
[0045]類似地，遮熱板12的底壁部12b介於消音器蓋2的底壁部2b和消音器9的底壁部9b之間。結果，消音器蓋2和消音器9之間的空間被劃分成兩個空間，使得冷卻空氣在消音器9的外壁部上平滑地流動。此處，遮熱板12的頂壁部12a的端部和底壁部12b的端部抵接在消音器蓋2的內壁上。為此，消音器蓋2的內周部具有用於與遮熱板12的邊緣部分配合的凹槽。因此，在消音器容納室30的內部，在消音器9和消音器蓋2之間、消音器9和遮熱板12的頂壁部12a之間以及消音器9和遮熱板12的底壁部12b之間的每個間隙形成為冷卻通道13。
[0046]消音器9基本上為大致長方體。消音器9被布置成使得其縱向沿豎直方向(上下方向)取向。這是因為，消音器9已經沿豎直方向延伸以便有效地排出有限空間中的聲音，從而確保消音器9的容量儘可能大。在消音器9的內部，設置有限定第一膨脹室和第二膨脹室的分隔板22,第一膨脹室形成在發動機I的氣缸側,第二膨脹室形成在與氣缸分開的一側並且具有廢氣出口 10。在將第一膨脹室和第二膨脹室分開的分隔板22處，布置有用於淨化廢氣成分的催化劑19。在消音器9中通過催化劑19來淨化通過發動機排放的廢氣G的成分，然後廢氣G從廢氣出口 10排放到大氣中。消音器9的溫度由於廢氣G而升高(例如，消音器9由於廢氣G而被加熱)。
[0047]例如，通過將由鈀、銠等以蒸汽沉積法製成的蜂窩狀不鏽箔插入到不鏽鋼氣缸中並且將不鏽箔固定到不鏽鋼氣缸的內部來形成催化劑19。催化劑19是用於氧化HC、C0等的氧化催化劑。廢氣沿箭頭G所示的方向流動，從氣缸側進入第一膨脹室，經過催化劑，流入第二膨脹室，並且從廢氣出口 10排出。通過如上所述地將催化劑19與作為熱源的發動機I的氣缸分開地布置，可以防止熱源聚集在一個區域中，並且可以抑制消音器9的非均勻溫度升高。此處，消音器9的外壁部9d暴露於由於經過催化劑19而被加熱到高溫的廢氣，因而外壁部9d被顯著地加熱至高溫。然而，由於確保了外壁部9d和消音器蓋2的右壁部2d之間的相對大的距離，通過使冷卻空氣(下面將說明)在該空間(例如，冷卻通道13)中流動，可以強制地冷卻消音器9的外壁部9d。
[0048]圖4是示出根據本發明的第一實施例的發動機I的俯視圖，截面沿著圖1的線B-B截取，並且該截面示出了流入消音器容納室30的冷卻空氣的流動。驅動軸(未示出)的一端部通過離心式離合器機構(未示出)與發動機I的曲軸的一側(前側)結合。如果曲軸(未示出)的旋轉速度變成預定速度或更大，則布置在風扇箱6內的離心式離合器由於離心力而變成接合狀態。因此，離心式離合器主要包括安裝到飛輪側的離心式擺動構件以及容納擺動構件且連接至驅動軸側的杯狀離合器鼓。定位在離心式離合器和曲軸箱之間的飛輪與構造為產生冷卻空氣以強制地冷卻發動機I的冷卻風扇15形成為一體。冷卻風扇15連接至發動機I的曲軸並且以與發動機I的旋轉速度相同的速度旋轉。通過冷卻風扇15產生的空氣被有效地引導到發動機I的諸如氣缸等發熱部，並且冷卻發動機I。
[0049]在本實施例中，遮蓋冷卻風扇15的風扇箱6 (風扇蓋的一個實例)的一部分的形狀被變更為使得冷卻風扇15所產生的冷卻空氣的一部分被導入消音器蓋2中。為此目的，開口 6a形成在風扇箱6的內壁的一部分處,並且冷卻空氣導入通道8形成在開口 6a的外側上，使得從開口 6a排出的冷卻空氣沿期望的方向流動，例如，冷卻空氣接觸消音器9的方向。消音器冷卻空氣CA從冷卻空氣導入通道8被導入到消音器蓋2的內部空間中，並且沿著消音器9的輪廓(前表面、右側面、後表面、上表面以及下表面)均勻地流動，從而能夠有效地從消音器9汲取熱。以此方式，部分空氣作為消音器冷卻空氣CA通過設在風扇箱6處的冷卻空氣導入通道8被導入冷卻通道13。因此，可以強制地冷卻消音器9。
[0050]圖5是沿著圖1的線A-A截取的剖視圖並且示出了在發動機運轉期間消音器冷卻空氣的流動。在消音器容納室30處，廢氣出口 10布置在冷卻通道13的上端附近，並且冷卻空氣出口 11布置在廢氣出口 10的延長線上。從豎直方向上看去，冷卻空氣入口 18位於冷卻空氣出口 11的下方並且布置在冷卻通道13的下端附近。當從消音器9的中央附近看去時，冷卻空氣入口 18和冷卻空氣出口 11彼此成對角地相對布置。由於這樣的布置，故冷卻通道13沿著消音器蓋2的後壁部2f、遮熱板12的前壁部12e、頂壁部12a、底壁部12b以及消音器蓋2的右壁部2d (參見圖3)而形成。因此，如果冷卻空氣在冷卻通道13中流動，可以有效地冷卻消音器9的輪廓部分中的除了面向氣缸側的部分之外的幾乎整個表面。而且，冷卻空氣導入通道8的冷卻空氣入口的頂壁8a形成為沿發動機8的前後方向從下到上傾斜。以這種方式，在通道的入口處形成使冷卻空氣能夠容易地沿預定方向流動的引導部分。此外，在冷卻通道13中，如虛線所示的下方引導部17設置在包括冷卻空氣入口 18的下部的外周部上，並且如虛線所示的上方引導部28設置在包括冷卻空氣出口 11的上部的外周部上。
[0051]下方引導部17主要由消音器蓋2的後壁部2f和遮熱板12的底壁部12b的一部分構成。其中，如圖6所示，底壁部12b構造為板形並且不具有任何開口(下面將進行說明)。因此，可以在無任何洩漏的情況下沿著消音器的外周部引導在冷卻通道12的下側流動的冷卻空氣。此外，後壁部2f還形成為封閉表面。因此，抑制了從冷卻空氣導入通道8導入的冷卻空氣在到達冷卻空氣出口 11之前被排放到外部，並且由底壁部12b引導的冷卻空氣被引導為在消音器9的拐角附近改變方向而沿著上側流動。上方引導部28也主要由均形成為封閉表面而無任何開口的前壁部12e和頂壁部12a構成。因此，可以平滑地引導冷卻空氣，並且在拐角附近沿著上側流動的冷卻空氣被引導為朝向冷卻空氣出口 11流動。順便提及，下方引導部17和上方引導部28的封閉表面無需完全封閉，只要能夠引導進入的大部分冷卻空氣即可。例如，下方引導部17和上方引導部28的封閉表面可具有微小的小開口。此外，如圖4所示，由於右壁部2d也構造為幾乎封閉的表面，因此冷卻空氣沿著消音器9朝向冷卻空氣出口 11流動。
[0052]在圖5中，消音器冷卻空氣CA與消音器9的側壁(前壁部9e)碰撞從而發生分流，使得消音器冷卻空氣CA朝向消音器9的上側和下側流動。在冷卻通道13的下側流動的冷卻空氣CA2通過根據消音器蓋2的後壁部2f和遮熱板12的底壁部12b的一部分而形成的下方引導部17來冷卻消音器9的底壁部％。然後，冷卻空氣CA2沿著後壁部2f向上流動並且到達冷卻空氣出口 11。同時，從冷卻空氣入口 18沿著遮熱板12的前壁部12e向上流動的消音器冷卻空氣CAl被由前壁部12e和頂壁部12a的一部分所形成的上方引導部28引導並且到達冷卻空氣出口 11。根據上述構造，可以確實地將冷卻空氣從位於用於消音器9的冷卻通道13的下端部處的冷卻空氣入口 18引導到位於冷卻通道13的上端部處的冷卻空氣出口 11。因此，可以在從下端到上端的大的範圍內均勻地冷卻消音器9。因此，可以實現對消音器的高效冷卻。此外，可以抑制消音器9的輻射熱在遮熱板12介於消音器蓋2和消音器9之間的部分處直接傳遞到消音器蓋2，並且因此，大部分汲取了消音器9的廢熱的冷卻空氣CAl和CA2不與消音器蓋2直接接觸。因此，可以顯著地降低消音器蓋2的溫度升高。
[0053]圖6是示出單個遮熱板12的形狀的透視圖。遮熱板12是通過壓制施加有絕熱材料的諸如鐵板等平坦金屬板而形成的。當通過兩個緊固螺栓14將消音器9固定到氣缸上時，在使遮熱板12介於消音器9和氣缸之間的情況下來進行固定，從而使遮熱板12也得到固定。為此，遮熱板12具有對應於氣缸16的排氣口(未示出)且用於使廢氣通過的大致矩形開口 12g，以及位於開口 12g的兩側的用於使緊固螺栓14通過的通孔12h。遮熱板12介於氣缸16和消音器9之間。遮熱板12具有使熱難以在氣缸16和消音器9之間傳遞的功能以及用作引導冷卻空氣的引導部(空氣引導裝置)以將冷卻空氣沿期望方向供給到消音器9周圍的功能。例如，在遮熱板12的上部，頂壁部12a形成為與平板部12c成直角地彎曲，並且前壁部12e形成在與平板部12c和頂壁部12a連接的前部處。頂壁部12a和前壁部12e以任意方式形成。例如，金屬板被壓制而彎曲使得形成頂壁部12a和前壁部12e，並且能夠使該頂壁部和前壁部的邊緣部分結合。
[0054]前壁部12e構造為從平板部12c的上半部的大致中央延伸出。這是因為，冷卻空氣入口 18 (參見圖5)形成在前壁部12e的下部，並且開口形成在遮熱板12的與冷卻空氣入口 18重疊的位置處。順便提及，頂壁部12a和前壁部12e用作用於沿期望方向引導在消音器容納室30中流動的冷卻空氣的引導部。因此，優選的是與彎曲部分26a結合的邊緣部分26b附近形成為具有平緩的曲率。
[0055]另一方面，在遮熱板12的下部中，底壁部12b形成為與平板部12c成直角地彎曲。該彎曲部26c優選地形成為具有預定曲率的平滑形狀，從而不會阻礙冷卻空氣的流動。這裡，遮熱板12的彎曲部分的邊緣部分27a、27b和27e布置成嵌入到形成於消音器蓋2的內部中的凹槽中。以這種方式，遮熱板12布置成使得從遮熱板12的平板部12c沿橫向(水平方向)突出的部分與消音器蓋2相接觸。因此，可以獲得能向冷卻空氣出口 11充分地引導消音器容納室30中的冷卻空氣的冷卻通道13。[0056]圖7是沿著圖1的線A-A截取的剖視圖，並且示出了在發動機停止期間的自然空氣冷卻流。當發動機停止時，冷卻風扇15的旋轉也停止，使得進入消音器容納室30的冷卻空氣停止流動。這樣，對消音器9的強制空氣冷卻變得困難，並且類似於發動機1，通過自然空氣冷卻來冷卻消音器9。在消音器蓋2的冷卻通道13中，從消音器9的表面向上生成高溫上升流CA3和CA4。上升流CA3向上行進並且從布置在冷卻通道13的上端部的冷卻空氣出口 11排出到外部。
[0057]另外，上升流CA4向上行進，被由頂壁部12a和遮熱板12的前壁部12e的一部分所形成的上方引導部28引導到冷卻空氣出口 11，並且排放到外部。在該情況下，由於藉助頂壁部12a使上升流CA4與消音器蓋2不直接接觸，所以可以顯著地減少消音器蓋2的頂壁部2a附近的溫度升高。此外，由於冷卻空氣入口 18布置在冷卻空氣出口 11的下方(SP，在冷卻通道13的下端部處)，並且由於冷卻通道13的冷卻空氣導入通道8的頂壁8a構造為沿發動機8的前後方向向上傾斜，所以上升流CA3和CA4幾乎不流回到冷卻風扇15側。此夕卜，由於消音器9的縱向沿與重力方向一致的豎直方向取向，所以在遠離冷卻空氣出口 11的上升流CA4到達作為冷卻通道13的上端的頂壁部12a之後，上升流CA4能夠通過短的路徑快速地排到外部。因此，熱量難以停留在冷卻通道13中。
[0058]如上所述，根據本實施例，可以在通過強制空氣冷卻和自然空氣冷卻兩者有效地冷卻消音器的同時將消音器蓋2與消音器的廢熱隔開，並且可以防止消音器蓋2受到加熱。
[0059]在本實施例中，在消音器容納室30和冷卻通道13中，冷卻空氣出口 11設置在對應於廢氣出口 10的位置處。然而，冷卻空氣出口 11也可與廢氣出口 10分開設置。此外，冷卻空氣出口 11的數量可以不限於一個，而是可以設置多個冷卻空氣出口。此外，在本實施例中，在消音器蓋2處，僅設置冷卻空氣出口 11作為通風窗。然而，在其它位置上，也可以設置額外的通風窗，或者也可以設置狹縫。另外，在本實施例中，利用遮熱板12以及消音器蓋2的壁表面來形成冷卻通道13。然而，冷卻通道13也可僅由遮熱板12形成，或者除了頂壁表面以外的冷卻通道13可僅由消音器蓋形成。
[0060]第二實施例
[0061]接著，將參考圖8和圖9來描述本發明的第二實施例。圖8和圖9主要示出了不同於第一實施例的安裝有大型消音器的第二實施例的一部分。圖8是示出根據第二實施例的發動機101的正視圖，並且圖9是根據第二實施例的發動機101的縱向剖視圖(沿著對應於圖1的線A-A的線截取)。
[0062]冷卻空氣導入通道108在風扇箱106處形成為向下延伸，以便將冷卻空氣引導到冷卻通道113的下端部。在消音器容納室130中，遮熱板112環繞消音器109，並且冷卻通道113形成在消音器109和遮熱板112之間的間隙以及消音器109和消音器蓋102之間的間隙處。遮熱板112的形狀為使圖6所示的遮熱板12沿縱向(豎直方向)延伸的形狀，從而根據第二實施例的遮熱板112的形狀可類似於根據第一實施例的遮熱板12的形狀。然而，遮熱板112與遮熱板12的不同之處在於，前壁部112e具有類似於遮熱板12的形狀並且向下延伸到冷卻空氣導入通道108的附近，並且遮熱板112設有後壁部112f。後壁部112f在冷卻空氣出口 111的附近具有臺階狀部分以增大消音器109和後壁部112f之間的間隙。此夕卜，在冷卻通道113的下端附近，遮熱板112的一部分延伸成連接通道107以用作冷卻空氣導入通道108的一部分。連接通道107形成為與冷卻空氣入口 118連接。[0063]根據上述構造，從冷卻風扇15排出的冷卻空氣通過冷卻空氣導入通道108和連接通道107被從冷卻通道113的下端部附近導入。如圖9所示，在發動機運轉期間通過連接通道107導入冷卻通道113的冷卻空氣與消音器109的壁表面碰撞，從而分流成向下行進的冷卻空氣CAlO和向上行進的冷卻空氣CAlI。向下行進的冷卻空氣CAlO冷卻消音器109的下端，被下方引導部117向上引導，在上側流動，並且到達冷卻空氣出口 111。向上行進的冷卻空氣CAll在上側流動並且被上方引導部128引導到冷卻空氣出口 111。
[0064]因此，即使在消音器109較大的情況下，也可以從下端到上端均勻地冷卻消音器109，並且實現高的冷卻效率。而且，由於遮熱板112使得可以抑制消音器109的輻射熱被直接傳遞到消音器蓋102，所以可以降低消音器蓋102的溫度升高。
[0065]雖然已經基於實施例描述了本發明，但本發明不受上述實施例限制，而是可以在不偏離本發明的範圍的情況下進行各種改變。例如，作為將冷卻空氣導入通道延伸到下端的手段，改變風扇箱的一部分的形狀以延伸通道。可選地，可通過設置單獨的和專用的部件來形成導入通道。而且，由於連接通道設置在消音器容納室中，所以冷卻空氣導入通道，或者冷卻空氣入口的一部分或整體可容納在消音器容納室中。雖然已經基於應用於灌木剷除機的發動機I描述了上述實施例，但是發動機驅動的作業機械可不限於灌木剷除機，並且可以為諸如鏈鋸、鼓風機和割草機等任意其它的發動機驅動的作業機械。
[0066]本申請要求2011年9月21日提交的日本專利申請N0.2011-206674的優先權，該申請的全部內容通過引用的方式併入本文。
[0067]工業應用性
[0068]如上所述，根據本發明的發動機驅動的作業機械具有能夠在通過強制空氣冷卻和自然空氣冷兩者有效地冷卻消音器的同時有效地將消音器蓋與消音器的廢熱隔開的優點。本發明可用於例如發動機驅動的作業機械。
[0069]附圖標記列表
[0070]I 發動機
[0071]2 消音器蓋
[0072]2a 頂壁部
[0073]2b 底壁部
[0074]2d 右壁部
[0075]2f 後壁部
[0076]3 氣缸蓋
[0077]3a (氣缸蓋的)開口
[0078]4 汽化器
[0079]5 空氣濾清器
[0080]6 風扇箱
[0081]6a 開口
[0082]7 燃料罐
[0083]7a 蓋件
[0084]8 冷卻空氣導入通道
[0085]8a 冷卻空氣入口的頂壁[0086]9消音器
[0087]9a頂壁部
[0088]9b底壁部
[0089]9d外壁部
[0090]9e前壁部
[0091]10廢氣出口
[0092]11冷卻空氣出口
[0093]12遮熱板
[0094]12a頂壁部
[0095]12b底壁部
[0096]12c平板部
[0097]12e前壁部
[0098]12h通孔
[0099]12g開口
[0100]13冷卻通道
[0101]14緊固螺栓
[0102]15冷卻風扇
[0103]16氣缸
[0104]17下方引導部
[0105]18冷卻空氣入口
[0106]19催化劑
[0107]22分隔板
[0108]27a，27b，27e (遮熱板的)邊緣部分
[0109]28上方引導部
[0110]30消音器容納室
[0111]31啟動器
[0112]32拉柄
[0113]101發動機
[0114]102消音器蓋
[0115]106風扇箱
[0116]107連接通道
[0117]108冷卻空氣導入通道
[0118]109消音器
[0119]110廢氣出口
[0120]111冷卻空氣出口
[0121]112遮熱板
[0122]113冷卻通道
[0123]117下方引導部
[0124]118冷卻空氣入口[0125]128上方引導部
[0126]130消音器容納室
[0127]G 廢氣流
[0128]CAl 至 CAll 空氣流
【權利要求】
1.一種發動機，包括: 氣缸，其在外周上具有多個翅片，並且形成燃燒室； 冷卻風扇，其設置在驅動軸的一端，並且構造為冷卻所述氣缸； 消音器，其安裝在所述氣缸的排氣口 ；以及 消音器蓋，其遮蓋所述消音器，並且形成消音器容納室，其中所述消音器蓋包括冷卻空氣入口和冷卻空氣出口，並且由所述冷卻風扇所產生的冷卻空氣的一部分從所述冷卻空氣入口導入到所述消音器容納室中從而冷卻所述消音器，其中: 所述發動機包括介於所述消音器和所述消音器蓋之間的遮熱板；並且所述遮熱板設有開口，所述開口形成在與所述冷卻空氣入口重疊的位置處，從而引導來自所述冷卻空氣入口的冷卻空氣並且使冷卻空氣在所述消音器和所述遮熱板之間流動。
2.根據權利要求1所述的發動機，其中: 所述冷卻空氣出口設置在所述消音器容納室的上端附近，使得在所述發動機停止期間自然空氣冷卻流配置為從所述冷卻空氣出口排放到外部；並且所述冷卻空氣入口布置在所述冷卻空氣出口的下方。
3.根據權利要求1或2所述的發動機，其中: 所述冷卻空氣出口設置在所述消 音器容納室的上端附近；並且所述冷卻空氣入口設置在所述消音器容納室中與所述冷卻空氣出口成對角的位置處，並且構造為允許導入到所述消音器容納室中的冷卻空氣的所述一部分冷卻所述消音器的下部並且流到所述冷卻空氣出口。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的發動機，還包括: 風扇蓋，其遮蓋所述冷卻風扇， 其中，所述風扇蓋構造為形成用於向所述消音器容納室引導冷卻空氣的引導通道。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的發動機，其中所述遮熱板設置在所述消音器和所述氣缸之間並且具有比所述消音器的面向所述氣缸的側部的面積大的面積。
6.根據權利要求5所述的發動機，其中: 所述遮熱板包括頂壁部，所述遮熱板的頂壁部延伸為介於所述消音器的頂壁部和所述消音器蓋的頂壁部之間；並且 所述遮熱板的頂壁部構造為向所述冷卻空氣出口引導到達所述冷卻通道的上側的冷卻空氣。
7.根據權利要求6所述的發動機，其中: 所述遮熱板包括底壁部，所述遮熱板的底壁部延伸為介於所述消音器的底壁部和所述消音器蓋的底壁部之間；並且 所述遮熱板的底壁部構造為向所述冷卻空氣出口引導在所述冷卻通道的下側流動的冷卻空氣。
8.根據權利要求7所述的發動機，其中所述消音器蓋構造為使得所述冷卻空氣出口成為所述消音器容納室的所述冷卻空氣出口所在的壁部上的單一開口。
9.根據權利要求8所述的發動機，其中所述遮熱板的頂壁部和所述遮熱板的底壁部構造為抵接在所述消音器蓋的內壁上。
10.一種發動機驅動的作業機械，包括:根據權利要求1 至9中任一項所述的發動機。
【文檔編號】F01N13/00GK103748331SQ201280040418
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年8月29日 優先權日:2011年9月21日
【發明者】一橋直人 申請人:日立工機株式會社