JP2011021994A - Device for guiding exhaust gas to sensor element and exhaust system structure of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気系に装備されるセンサ素子への排ガスをガイドする装置及びそれを備えたエンジンの排気系構造に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for guiding exhaust gas to a sensor element provided in an exhaust system of an engine, and an exhaust system structure of an engine provided with the same.
近年、特に、車両用エンジンでは、エンジンからの排ガスをクリーン化するためや、燃費の向上を図るために、Ｏ２センサやＡ／Ｆセンサ（空燃比センサ）等の酸素濃度センサや、ＮＯｘセンサといったガスセンサを排気系に設置し、そのセンサで測定した排気ガス中の酸素濃度値やＮＯｘ濃度値等のガス濃度検出値をエンジンのフィードバック制御等に利用する技術が普及している。 In recent years, in particular, in a vehicle engine, an oxygen concentration sensor such as an O 2 sensor or an A / F sensor (air-fuel ratio sensor), a NOx sensor, or the like is used to clean exhaust gas from the engine or improve fuel efficiency. Such a gas sensor is installed in an exhaust system, and a technique for utilizing a gas concentration detection value such as an oxygen concentration value or a NOx concentration value in the exhaust gas measured by the sensor for feedback control of an engine is widely used.
車両用エンジンの場合、通常、多気筒エンジンであり、各気筒から排出された排ガスは排気マニホルドを経てその下流側の排気管に集められて、排気管に設けられた排ガス浄化触媒で適宜浄化されて排出される。上記のガスセンサの多くは、排気マニホルドの下流の排ガスが集合する排気管の排ガス浄化触媒よりも上流部に設けられる。
ところで、排ガス成分を検出するガスセンサの本体（センサ素子）はセラミックで作られているため、排ガス中の異物の衝突による破損のおそれがある。そこで、プロテクタによってセンサ素子を覆っており、センサ素子の破損を防止する技術が開発されている。このプロテクタは、一般に、金属製であり、内部プロテクタと外部プロテクタとからなる二重構造になっている。また、内部プロテクタ及び外部プロテクタには、排ガスが内部のセンサ素子の表面を流通するように、それぞれ複数の通気孔が設けられている。
In the case of a vehicle engine, it is usually a multi-cylinder engine, and exhaust gas discharged from each cylinder is collected in an exhaust pipe on the downstream side through an exhaust manifold, and appropriately purified by an exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust pipe. Discharged. Most of the above gas sensors are provided upstream of the exhaust gas purification catalyst in the exhaust pipe where the exhaust gas downstream of the exhaust manifold gathers.
By the way, since the main body (sensor element) of the gas sensor for detecting the exhaust gas component is made of ceramic, there is a risk of damage due to collision of foreign matter in the exhaust gas. Therefore, a technique has been developed in which the sensor element is covered with a protector to prevent the sensor element from being damaged. This protector is generally made of metal and has a double structure including an internal protector and an external protector. The internal protector and the external protector are provided with a plurality of vent holes so that the exhaust gas flows through the surface of the internal sensor element.
このようなプロテクタの表面には排気ガス中の水分が凝縮した水滴が付着しやすい。このため、プロテクタを二重構造に形成しても、付着した水滴が外側プロテクタの通気孔から外側プロテクタ内に侵入し、さらに内側プロテクタの通気孔からその内側に入って、センサ素子に付着することがある。センサのヒータ装置が稼動しているときに、水滴がセンサ素子に付着した場合には、サーマルショックによる素子割れを起こす可能性がある。 Water droplets condensed with moisture in the exhaust gas are likely to adhere to the surface of such a protector. For this reason, even if the protector is formed in a double structure, the adhered water droplets can enter the outer protector from the vent hole of the outer protector, and enter the inner side from the vent hole of the inner protector and adhere to the sensor element. There is. If water droplets adhere to the sensor element while the sensor heater device is operating, there is a possibility of causing element cracking due to thermal shock.
そこで、特許文献１には、内側プロテクタの円筒状胴部の壁を、外方に突出する山部と内方に凹む谷部とが周方向に交互に並ぶように、即ち、周方向に波状に形成し、外側プロテクタに付着凝縮した液滴が外側プロテクタの通気孔から内側に侵入したとしても、谷部に案内され円筒状胴部の壁を軸方向に流下し、その液滴がさらに内側プロテクタの通気孔から内側プロテクタ内に入って、センサ素子まで到達するのを抑制できるようにする技術が提案されている。
Therefore, in
ところで、こうしたプロテクタでは、センサ素子の保護の必要上、その通気孔をあまり大きくすることはできないため、孔を通過する際のガスの流れに対する抵抗により、プロテクタ内外のガス交換が制限されてしまい、ガス流路を流れるガスの成分や濃度の変化に対するガスセンサの応答性の悪化を招いている。特に、保護性能の向上のために内側プロテクタと外側プロテクタとからなる二重構造のプロテクタは、ガスの流通抵抗が更に大きくなるため、より応答遅れを生じ易い。 By the way, in such a protector, because of the necessity of protecting the sensor element, it is not possible to make the vent hole so large, resistance to gas flow when passing through the hole limits gas exchange inside and outside the protector, The responsiveness of the gas sensor with respect to changes in the composition and concentration of the gas flowing through the gas flow path is reduced. In particular, a double-structure protector comprising an inner protector and an outer protector for improving the protection performance is more likely to cause a response delay because the gas flow resistance is further increased.
そこで、特許文献２には、排ガス流路におけるプロテクタ配設部位よりも低圧となる下流側とプロテクタの内部とを連通させる連通路を設けて、プロテクタの内部を減圧するように構成し、これにより生じるプロテクタ内外の圧力差によって、プロテクタ内部への排ガスの流入を促進し、ガス流路を流れるガスの成分や濃度の変化に対するガスセンサの応答性を確保している。
Therefore,
ところで、近年、エンジンの排ガスについて、各気筒単位で検出できるようにすることが要望されている。例えば、自動車に搭載されコンピュータによって自己故障診断をするＯＢＤ［On Board Diagnosis（オンボード・ダイアグノーシス）］において、気筒別にＡ／Ｆ（空燃比、ただし、全域空燃比）を検知し、排ガスを制御できるようにすることが要望されている。 By the way, in recent years, it has been demanded that exhaust gas from an engine can be detected in units of cylinders. For example, in OBD [On Board Diagnosis], which is installed in a car and diagnoses itself with a computer, it detects A / F (air-fuel ratio, but overall air-fuel ratio) for each cylinder and controls exhaust gas. There is a desire to be able to do that.
このように、気筒別の排ガスを１つのガスセンサで検出するには、複数気筒の排気通路を一箇所に終結させた個所に、ガスセンサを装備し、各気筒の排気タイミングに応じてガスセンサを流通するガスがどの気筒のものか推定しながら、各気筒の排ガスについて検出することが可能である。例えば、４気筒エンジンならば、点火順序（排気順序）は、第１気筒（♯１），第３気筒（♯３），第４気筒（♯４），第２気筒（♯２）の順であるから連続的に出力されるガスセンサの検出値を点火タイミング（排気タイミング）でこの順に分割して各気筒の検出データとすることができる。 As described above, in order to detect the exhaust gas for each cylinder with one gas sensor, the gas sensor is installed at a place where the exhaust passages of a plurality of cylinders are terminated at one place, and the gas sensor is distributed according to the exhaust timing of each cylinder. It is possible to detect the exhaust gas from each cylinder while estimating which cylinder the gas is from. For example, in the case of a four-cylinder engine, the ignition order (exhaust order) is in the order of the first cylinder (# 1), the third cylinder (# 3), the fourth cylinder (# 4), and the second cylinder (# 2). Therefore, the detection value of the gas sensor that is continuously output can be divided in this order by the ignition timing (exhaust timing) to obtain detection data of each cylinder.
しかしながら、このようの１つのガスセンサで排ガスを検知する場合、エンジン回転が高速になると、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとが互いに影響しあうため、ガスセンサによる各気筒の排ガスに関する検出精度が低下するおそれがある。特に、ガス流路を流れるガスの成分や濃度の変化に対するガスセンサの応答性が悪いと、排気順序で前後する気筒の排ガスの影響が強くなり、検出精度の低下を一層招き易くなる。 However, when the exhaust gas is detected by such a single gas sensor, if the engine speed becomes high, the exhaust gas of the detection target cylinder and the exhaust gas of the cylinder circulating at the timing before and after the cylinders influence each other. There is a risk that the detection accuracy related to the exhaust gas will decrease. In particular, if the responsiveness of the gas sensor to changes in the composition and concentration of the gas flowing through the gas flow path is poor, the influence of the exhaust gas from the cylinders that move back and forth in the exhaust sequence becomes stronger, and the detection accuracy is more likely to be reduced.
この点で、特許文献２に記載された技術は、ガスセンサの応答性を確保することができ有効であるが、排ガス流路のプロテクタ配設部位よりも下流側とプロテクタの内部とを連通させる連通路を設ける構成では、連通路を排ガス流路の周囲に突設することになり、排ガス流路の周囲の構造が複雑になり、また、当然ながら連通路を気密に且つ十分な強度に増設する必要があり、コスト増が課題となる。
In this respect, the technique described in
なお、このような課題は、排ガスの成分について検出するガスセンサのセンサ素子に限らず、排ガスの温度を検出するセンサ素子など、排ガスの性状、つまり、性質（例えば、成分の種類や特定成分の量，割合）や状態（例えば、温度）を検出するセンサ素子に関して、何れにも生じうるものである。
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたもので、シンプルな構成により排ガスの性状をセンサ素子によって応答性よく検出することができるようにして、例えば複数気筒を有するエンジンにおいて各気筒からの排ガスの性状を１つのセンサ素子によって精度よく検出することができるようにした、センサ素子への排ガスガイド装置及びそれをそなえたエンジンの排気系構造を提供することを目的とする。
Such a problem is not limited to the sensor element of the gas sensor that detects the exhaust gas component, but also the nature of the exhaust gas, such as the sensor element that detects the temperature of the exhaust gas, that is, the nature (for example, the type of component or the amount of the specific component , Ratio) and state (for example, temperature) can be detected in any sensor element.
The present invention was devised in view of such problems, and is capable of detecting the characteristics of exhaust gas with a simple structure with high responsiveness, for example, in an engine having a plurality of cylinders, exhaust gas from each cylinder. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas guide device for a sensor element and an exhaust system structure of an engine provided with the exhaust gas guide apparatus so that the property can be accurately detected by one sensor element.
上記の目標を達成するために、本発明のセンサ素子への排ガスガイド装置は、エンジンの排気通路内に装備され、排ガスの性状を検知するセンサ素子へ排ガスを案内するガイド装置であって、前記センサ素子を覆うと共に排ガスを前記センサ素子に誘導する複数の排ガス誘導穴を有するプロテクタと、前記プロテクタよりも前記排気通路の上流側に装備され、排ガス流を前記プロテクタの中心側に偏向させるガイド部材と、をそなえていることを特徴としている。 In order to achieve the above goal, an exhaust gas guide device to a sensor element of the present invention is a guide device that is provided in an exhaust passage of an engine and guides exhaust gas to a sensor element that detects the property of the exhaust gas. A protector that covers the sensor element and has a plurality of exhaust gas guide holes for guiding exhaust gas to the sensor element, and a guide member that is provided on the upstream side of the exhaust passage from the protector and deflects the exhaust gas flow toward the center side of the protector It is characterized by having.
前記ガイド部材には、前記プロテクタの延在する方向に沿って延び、翼面が下流側に行くに従って互いに接近するように対称配置される一対の翼状ガイドが備えられていることが好ましい。
この場合、前記プロテクタは、前記センサ素子を包囲し前記排ガス誘導穴が形成された筒状のプロテクタ本体と、該プロテクタ本体の基部に備えられ前記排気通路の壁部に固定される固定部とを有し、前記ガイド部材は、前記一対の翼状ガイドの基部に備えられ前記排気通路の壁部に前記プロテクタの前記固定部と共に固定される環状基部とを有していることが好ましい。
It is preferable that the guide member includes a pair of wing-shaped guides that extend along a direction in which the protector extends and are symmetrically arranged so that the blade surfaces approach each other toward the downstream side.
In this case, the protector includes a cylindrical protector body that surrounds the sensor element and has the exhaust gas guide hole formed therein, and a fixing portion that is provided at a base portion of the protector body and is fixed to the wall portion of the exhaust passage. Preferably, the guide member includes an annular base portion provided at a base portion of the pair of wing-shaped guides and fixed to the wall portion of the exhaust passage together with the fixing portion of the protector.
さらに、前記ガイド部材は、前記一対の翼状ガイド本体の相互間に、前記プロテクタ本体を包囲するように配置され、排ガス流を前記プロテクタ本体の周面に向けて案内する筒状ガイドを有していることが好ましい。
また、本発明のエンジンの排気系構造は、排気通路に複数の部分流路を隣接して備えると共に、上記の何れかのセンサ素子への排ガスガイド装置を備えたエンジンの排気系構造であって、前記センサ素子は、前記部分流路の隣接壁部の穴部を貫通して装備され、前記各部分流路を流通する排ガスの性状をそれぞれ検知し、前記プロテクタは、前記センサ素子の外側で前記隣接壁部の穴部を貫通して装備されていることを特徴としている。
Furthermore, the guide member is disposed between the pair of wing-shaped guide bodies so as to surround the protector body, and has a cylindrical guide for guiding the exhaust gas flow toward the circumferential surface of the protector body. Preferably it is.
An engine exhaust system structure according to the present invention is an engine exhaust system structure including a plurality of partial flow paths adjacent to an exhaust passage and an exhaust gas guide device to any one of the sensor elements described above. The sensor element is provided through a hole in an adjacent wall portion of the partial flow path, and detects the property of the exhaust gas flowing through the partial flow paths, and the protector is provided outside the sensor element. It is equipped with penetrating through the hole of the adjacent wall.
前記部分流路は、何れも、複数の排気マニホルドを集合させた排気集合流路であって、前記センサ素子は、前記各排気集合流路を流通する前記複数の排気マニホルドからの排ガスのガス成分をそれぞれ個別に検知することが好ましい。 Each of the partial flow paths is an exhaust collective flow path in which a plurality of exhaust manifolds are gathered, and the sensor element is a gas component of exhaust gas from the plurality of exhaust manifolds that flows through the exhaust collective flow paths. Is preferably detected individually.
本発明にかかるセンサ素子への排ガスガイド装置及びエンジンの排気系構造によれば、プロテクタよりも排気通路の上流側に装備されたガイド部材が、排ガス流をプロテクタの中心側に偏向させるので、プロテクタの上流側の排ガス圧が高められ、プロテクタの内部への排ガスの流入が促進され、排気流路を流れる排ガスの状態の変化に対するセンサ素子の検出応答性が高められる。この結果、時間経過に応じて変化する排ガスの性状をセンサ素子によって精度よく検出することができるようになる。 According to the exhaust gas guide device to the sensor element and the exhaust system structure of the engine according to the present invention, the guide member installed on the upstream side of the exhaust passage relative to the protector deflects the exhaust gas flow toward the center side of the protector. The upstream exhaust gas pressure is increased, the inflow of exhaust gas into the protector is promoted, and the detection response of the sensor element to the change in the state of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is enhanced. As a result, the property of the exhaust gas that changes with time can be accurately detected by the sensor element.
したがって、例えば、複数気筒を有するエンジンの各気筒の排気マニホルドからの排ガスのガス成分を１つのセンサ素子に燃焼順に流入するものに適用した場合にも、かかるセンサ素子により排ガスの性状を精度よく検出することができる。
ガイド部材に、翼面が下流側に行くに従って互いに接近するように対称配置される一対の翼状ガイドを備えれば、排ガス流をプロテクタの中心側に効率よく偏向させることができる。
Therefore, for example, even when the exhaust gas component from the exhaust manifold of each cylinder of an engine having a plurality of cylinders is applied to one sensor element flowing into the order of combustion, the sensor element accurately detects the exhaust gas properties. can do.
If the guide member is provided with a pair of wing-shaped guides arranged symmetrically so that the blade surfaces approach the downstream side, the exhaust gas flow can be efficiently deflected toward the center side of the protector.
また、プロテクタを、センサ素子を包囲し排ガス誘導穴が形成された筒状のプロテクタ本体と、プロテクタ本体の基部に備えられ排気通路の壁部に固定される固定部とを有する構成とし、ガイド部材を、一対の翼状ガイドの基部に、排気通路の壁部にプロテクタの固定部と共に固定される環状基部を備えるように構成すれば、ガイド部材を、排気通路の壁部にプロテクタと一体に装着することができ、装着性が向上し、組み付けコストの低減に寄与しうる。 The protector includes a cylindrical protector body that surrounds the sensor element and has an exhaust gas guide hole, and a fixing part that is provided at the base of the protector body and is fixed to the wall of the exhaust passage. If the base part of the pair of wing-shaped guides is provided with an annular base part fixed to the wall part of the exhaust passage together with the fixing part of the protector, the guide member is attached to the wall part of the exhaust passage integrally with the protector. This improves the wearability and can contribute to a reduction in assembly cost.
一対の翼状ガイド本体の相互間に、プロテクタ本体を包囲し、排ガス流をプロテクタ本体の周面に向けて案内する筒状ガイドを有するように構成すれば、プロテクタの内部への排ガスの流入がより促進され、ガス流路を流れるガスの性状の変化に対するセンサ素子の検出応答性が一層高められる。 If it has a cylindrical guide that surrounds the protector body and guides the exhaust gas flow toward the peripheral surface of the protector body between the pair of wing-shaped guide bodies, the inflow of exhaust gas to the inside of the protector is further improved. This enhances the detection response of the sensor element with respect to changes in the properties of the gas flowing through the gas flow path.
以下、図面を参照して、本発明に関し、第１〜第３の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
本実施形態にかかるエンジンは、４気筒エンジンであって、その排気通路は、図４（ａ）に示すように、エンジン本体１の各気筒の排気ポート（図示略）に連通するよう各排気マニホルド１１〜１４が接続され、第１気筒（♯１）の排気マニホルド１１と第４気筒（♯４）の排気マニホルド１４とは第１排気集合管２１に集合されており、第２気筒（♯２）の排気マニホルド１２と第３気筒（♯３）の排気マニホルド１４とは第２排気集合管２２に集合されている。
Hereinafter, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The engine according to this embodiment is a four-cylinder engine, and its exhaust passage communicates with an exhaust port (not shown) of each cylinder of the
第１排気集合管２１と第２排気集合管２２とは、二重管構造に形成され、第１排気集合管２１は外管部材として、第２排気集合管２２は内管部材として構成されている。そして、外管部材の第１排気集合管２１と内管部材の第２排気集合管２２との間が第１排気集合流路（第１部分流路）３１として構成され、内管部材の第２排気集合管２２の内部が第２排気集合流路（第２部分流路）３２として構成される。
The first
重合した第１排気集合管２１と第２排気集合管２２との流れ方向同位置には、穴部２３，２４がそれぞれ穿設され、この穴部２３，２４に、排ガスセンサ（単に、ガスセンサともいう）４０のセンサ素子４１と、このセンサ素子４１を保護するプロテクタ５０、排ガス流をプロテクタ５０の中心側に偏向させるガイド部材８０とが、図４（ｂ）に示すように挿入されている。本実施形態にかかるセンサ素子への排ガスガイド装置（単に、ガイド装置ともいう）８は、このプロテクタ５０とガイド部材８０とから構成される。
なお、図４（ａ）に示す例では、各排気マニホルド１１〜１４が互いに同じ流路長になるように、それぞれに湾曲形成されており、各気筒からセンサ素子４１までの排気流路長が同等にされているが、各気筒からセンサ素子４１までの排気流路長を必ずしも全て同等にしなくてもよく、図４（ｃ）に示すように、互いに、集合される排気マニホルド１１，１４同士又は１２，１３同士を同じ流路長に設定するだけでもよい。
In the example shown in FIG. 4A, the exhaust manifolds 11 to 14 are curved so as to have the same flow path length, and the exhaust flow path length from each cylinder to the
ガスセンサ４０，プロテクタ５０及びガイド部材８０は、図１又は図２に示すように配置される。
つまり、プロテクタ５０は、図１，図２，図５（ａ）に示すように、センサ素子４１との間に一定の隙間を有してセンサ素子４１を被覆する略円筒状のプロテクタ本体５１と、プロテクタ本体５１の基部に備えられた固定用フランジ部（固定部）５２とを有し、プロテクタ本体５１の中間部外周には環状のシール部材（弁）５３が装備される。プロテクタ本体５１には、プロテクタ本体５１の外部を流通する排ガスをプロテクタ本体５１の内部のセンサ素子４１の表面に向けて誘導するために、複数の排ガス誘導穴６１ａ，６２ａ，７１ａ，７２ａが形成されている。
The
That is, as shown in FIGS. 1, 2, and 5 (a), the
固定用フランジ部５２は、第１排気集合管２１の穴部２３の周囲に外方に向けて突設された取付ボス部２５の内周に形成されたネジ部２５ａと螺合するネジ部５２ａと、ネジ部５２ａよりも大径で取付ボス部２５の端面に当接し密着するプレート部５２ｂと、ネジ部５２ａをネジ部２５ａに螺合する際のトルクを加えるための六角部５２ｃとを一体に備えている。
The fixing
なお、ここでは、プロテクタ本体５１の排ガス流上流側の排ガス誘導穴に符号６１，７１を、排ガス流下流側の排ガス誘導穴（直接的には、排ガス排出穴であるが、当然ながら排ガス誘導の効果もある）に符号６２，７２を付して区別している。また、第１排気集合流路３１内の排ガス誘導穴に符号６１，６２を、第２排気集合流路３２内の排ガス誘導穴に符号７１，７２を付して区別している。
Here, reference numerals 61 and 71 are assigned to the exhaust gas induction holes on the upstream side of the exhaust gas flow of the
また、本実施形態では、プロテクタ本体５１に一定の厚みがある（比較的厚い）ものとしているが、例えば、比較的厚みの薄いプロテクタ本体を用いる場合等には、プロテクタ本体５１を、プロテクタ本体５１の外周面に対応した外側プロテクタと、プロテクタ本体５１の内周面に対応した内側プロテクタとの二重構造としてもよい。
このようなプロテクタ５０は、第１排気集合管２１の穴部２３の周囲に外方に向けて突設された取付ボス部２５の内周のネジ部２５ａに、固定用フランジ部５２の外周のネジ部５２ａを螺合させて取り付けられる。この取付状態では、排ガス誘導穴６１，６２が第１排気集合流路３１内に、排ガス誘導穴７１，７２が第２排気集合流路３２内に、それぞれ位置すると共に、プロテクタ本体５１の外周のシール部材５３がプロテクタ本体５１の外周と第２排気集合管２２の管壁（隣接壁部）との隙間２４を閉塞するように、配置されている。
In the present embodiment, the
Such a
シール部材５３には、排ガスの熱や排ガス成分に侵されることのない特性を有する材料が用いられ、円環状に形成されており、その外周には軸方向内面側（第２排気集合流路３２側）に向けて突出した円形突起部５３ａが形成されている。なお、ここでは、シール部材５３に上記の特性を有するステンレスを採用しているが、シール部材５３には上記の特性を有するものであれば、他の金属或いは金属以外の他の材料を用いてもよい。
The
第２排気集合管２２の穴部２４の周囲の外面側（第１排気集合流路３１側）には、シール部材５３が圧接する受け部材５４が装備されている。この受け部材５４は、円環状に形成されており、その外面側（第１排気集合流路３１側）にはシール部材５３の円形突起部５３ａが圧接する円形環状溝５４ａが形成されている。
ここでは、シール部材５３に、柔軟性の低い（つまり、剛性の高い）ステンレスが採用されているので、シール部材５３自体の弾性変形によりシール性を確保することは困難なので、シール部材５３の円形突起部５３ａを受け部材５４の円形環状溝５４ａに圧接する構造としてシール性を確保している。
A receiving
Here, since the
ただし、シール部材５３は、第１排気集合流路３１と第２排気集合流路３２との各部分流路への排ガスの分離効果を確保するためのものなので、完全密閉できるほどのシール性能は要求されない。したがって、シール部材５３の円形突起部５３ａと受け部材５４の円形環状溝５４ａとの圧接部分に僅かな隙間が存在しても許容される。
なお、シール部材としては、上記の排ガスの熱や排ガス成分に侵されることのない特性を有するものであれば、ゴム又は樹脂等の弾性体により、或いは、かかる弾性体を含んだ構成としてもよい。この場合、例えば、図６に示すように、弾性体のシール部材１５３を構成することができる。
However, since the
The sealing member may be made of an elastic body such as rubber or resin or may include such an elastic body as long as the sealing member has characteristics that are not affected by the heat of exhaust gas and exhaust gas components. . In this case, for example, as shown in FIG. 6, an elastic seal member 153 can be formed.
つまり、穴部２４の周縁に適宜弾性変形しながら当接するシール部材１５３の当接側外周部には、段部１５３ａが形成され、この段部１５３ａを通じて穴部２４周縁の第１排気集合流路３１側の面（第２排気集合管２２の外周面）と穴部２４内周面との双方に密着して隙間を確実にシールするように構成すことができる。
そして、図１，図２に示すように、プロテクタ５０のプロテクタ本体５１の外周に、各排気集合流路３１，３２を流通する排ガスをプロテクタ本体５１の内部に流入するように案内するガイド部材８０が追加されている。
That is, a step portion 153a is formed on the outer peripheral portion of the seal member 153 that contacts the periphery of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態にかかるガイド部材８０は、図３に示すように、環状の基部プレート（環状基部）８１と、基部プレート８１から円筒状のプロテクタ本体５１の母線方向に延びた翼状ガイド部（翼状ガイド）８２と、翼状ガイド部８２の内周に備えられた円筒状又は部分円筒状の筒状ガイド部（筒状ガイド）８３〜８６とを備えている。なお、翼状ガイド部８２は、プロテクタ本体５１の上流側に左右に対を成すようにプロテクタ本体５１の軸心線を含む流路平行面に対して対称に形成されている。それぞれの翼状ガイド部８２の両面は、排ガスをプロテクタ本体５１の内部のセンサ素子４１に向かうように配向されている。
As shown in FIG. 3, the
基部プレート８１には、位置決め突起８１ａが形成され、この突起８１ａを、第１排気集合管２１の穴部２３の取付ボス部２５の内周の取付面に形成された穴部２６に貫通させて装着することにより、所定の位置関係で第１排気集合管２１の穴部２３に装着される。そして、基部プレート８１は、プロテクタ本体５１の外周に外装され固定用フランジ部５２のプロテクタ本体５１側の環状面に当接されて、固定用フランジ部５２が取付ボス部２５に螺合締結されることにより、固定用フランジ部５２を通じて取付ボス部２５の内側の第１排気集合管２１の外周面に挟装される。
The
図３（ａ）に示す例では、一対の翼状ガイド部８２，８２の上流側の結ぶように部分円筒状の筒状ガイド部８３が形成され、図３（ｂ）に示す例では、一対の翼状ガイド部８２，８２の下流側の結ぶように部分円筒状の筒状ガイド部（筒状ガイド）８４が形成され、図３（ｃ）に示す例では、一対の翼状ガイド部８２，８２の上下流側の結ぶように円筒状の筒状ガイド部８５が形成されている。
In the example shown in FIG. 3A, a partial
翼状ガイド部８２，８２は、上流側端部から下流側端部にかけて、排ガス流方向に対して排ガス流がプロテクタ本体５１の軸心、即ち、センサ素子４１に集まるように、傾斜して配置され、翼状ガイド部８２，８２と直行する方向にスリット８３ａ〜８５ａが複数形成されている。両翼状ガイド部８２，８２により集められた排ガスは、各筒状ガイド部８３〜８５に沿って流れながらスリット８３ａ〜８５ａから、その内部のプロテクタ本体５１に進入し、排ガス誘導穴からセンサ素子４１に向かうようになっている。
The wing-shaped
なお、図１は図３（ａ）に対応し、図２は図３（ｃ）に対応する。また、図１の例では、筒状ガイド部８３の内周をプロテクタ本体５１の外周に接合させているが、図２の例では、筒状ガイド部８５の内周をプロテクタ本体５１の外周から離隔させている。筒状ガイド部の内周をプロテクタ本体５１の外周に接合（接近）させれば、排ガスの案内効果が高まり、筒状ガイド部の内周をプロテクタ本体５１の外周から離隔させれば、プロテクタ本体５１の内部への水分進入抑止効果が高まる。したがって、筒状ガイド部の内周とプロテクタ本体５１の外周とのクリアランスを、排ガス案内効果と水分進入抑止効果とをバランスさせた大きさに設定することが好ましい。
1 corresponds to FIG. 3A, and FIG. 2 corresponds to FIG. In the example of FIG. 1, the inner periphery of the
また、図３（ｄ）に示すガイド部材８０Ｄでは、一対の翼状ガイド部８２，８２の上下流側の各相互間を結ぶように円筒状の筒状ガイド部８６が形成され、筒状ガイド部８６にはスリットに替えてプロテクタ本体５１の排ガス誘導穴（例えば、６１ａ，６２ａ，７１ａ，７２ａ）と同様な穴部８６ａが複数形成され,排ガスは筒状ガイド部８６の表面に沿って流れてこれらの穴部８６ａから筒状ガイド部８６の内部に進入し、プロテクタ本体５１の排ガス誘導穴からその内部のセンサ素子４１に向かう。
Further, in the
また、図３（ｅ１），（ｅ２）に示すガイド部材８０Ｅでは、センサ素子４１を収容したプロテクタ５０にガイド部材８０Ｅを予め一体化してアセンブリ化したものである。この場合、プロテクタ５０の構成やガイド部材８０Ｅの構成には、上記の各実施形態で説明したものを適宜組み合わせることができる。ただし、ガイド部材８０Ｅは、その両翼状ガイド部８２，８２の各面が排ガスをロテクタ本体５１の内部のセンサ素子４１に向けるように所定方向を設定する必要がある（つまり、ガイド部材８０Ｅが所定の回転方向位相で装備する必要がある）。そこで、プロテクタ５０の螺合装着時にガイド部材８０Ｅは、その位置決め突起８１ａ取付ボス部２５の穴部２６に貫入させた所定の回転方向位相に保持できるように、ガイド部材８０Ｅはプロテクタ５０に回転可能に保持されている。
Further, in the
また、シール部材５３は、ガイド部材８０を含んで、穴部２４内の隙間をシールするように備えられている。
また、本実施形態では、ガスセンサ４０は、各気筒からの排ガスの空燃比を検出する空燃比センサ［全域空燃比センサ、ＬＡＦＳ（リニアＡ／Ｆセンサ）］として構成されるが、１つの空燃比センサ４０により、各気筒からの排ガスの空燃比を検出するには、各気筒の排ガスが順次センサ素子４１を流通する点に着目して、検出タイミングで、排気管をセンサ素子４１で検出している検出値（空燃比）が何れの気筒のものかを判別して、各気筒からの排ガスの空燃比を得るようにしている。なお、かかるガスセンサとしては、空燃比センサに限定されるものではなく、ＮＯｘ等の他の排ガス成分について気筒別に検出するもの（気筒別ガス成分検出用ガスセンサ）でも適用できる。
The
In the present embodiment, the
本発明の第１実施形態にかかるセンサ素子への排ガスガイド装置及びそれを備えたエンジンの排気系は、上述のように構成されているので、複数の排気マニホルド１１〜１４を集合させた各排気集合流路３１，３２を流通する排ガスについて、センサ素子４１がそのガス成分（ここでは、空燃比）を検知する。この検知情報は、その検出タイミングと、各気筒の点火順序、即ち、排気順序とに応じて、検知した情報を何れの気筒のものであるかを特定して、各気筒からの排ガスのガス成分をそれぞれ個別に検知する。
Since the exhaust gas guide device to the sensor element according to the first embodiment of the present invention and the exhaust system of the engine including the exhaust gas guide device are configured as described above, each exhaust gas in which a plurality of
本ガスセンサの場合、各気筒の排気マニホルド１１〜１４からの排ガスは、第１気筒及び第４気筒の排気マニホルド１１，１４を集合させた第１排気集合流路３１と、第２気筒及び第３気筒の排気マニホルド１２，１３を集合させた第２排気集合流路３２とに流入し、センサ素子４１を通過するが、点火順序（排気順序）は、第１気筒（♯１），第３気筒（♯３），第４気筒（♯４），第２気筒（♯２）の順であるから、第１排気集合流路３１に第１気筒の排気マニホルド１１からの排ガスが流通すると、次は、第２排気集合流路３２に第３気筒の排気マニホルド１３からの排ガスが流通し、次は、第１排気集合流路３１に第４気筒の排気マニホルド１４からの排ガスが流通し、次に、第２排気集合流路３２に第２気筒の排気マニホルド１２からの排ガスが流通する。
In the case of this gas sensor, the exhaust gas from the exhaust manifolds 11 to 14 of each cylinder includes the first exhaust
したがって、各排気集合流路３１，３２には、交互に排ガスが流入するので、各排気集合流路３１，３２における排気干渉が抑制されて、センサ素子４１に流入する排ガスのガス成分の値（ここでは、空燃比）を各気筒毎に確実に分離して把握することができる。特に、エンジン回転が高速になると、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとが互いに影響しあうため、ガスセンサ４０による各気筒の排ガスに関する検出精度が低下するおそれがあるが、２系統の排気集合流路３１，３２にそれぞれ集合するので、このような不具合も回避される。
Therefore, since the exhaust gas alternately flows into each exhaust collecting
もちろん、いわゆるデュアルエキゾースト構造による効果、つまり、排気干渉の影響を受けにくく、排気干渉によるエンジン出力の低下を回避することができ、また、棒状のセンサ素子５１の長手方向に、複数の排気集合流路３１，３２を併設することにより、排ガス流路断面積の縮小を抑えながら、センサ素子４１を排ガス流の流心に配置することが可能になり、排ガス流路断面積の縮小によるエンジン出力の低下を抑制しながら排ガスの検出精度を高めることが可能になる、といった効果を得ることができる。また、排ガスの集合部が複数の分散されるため、集合部３１，３２における排ガス温度の上昇が抑制されて、ガスセンサ４０の熱負荷を軽減できる。
Of course, the effect of the so-called dual exhaust structure, that is, the influence of the exhaust interference is less likely to be caused, and the reduction of the engine output due to the exhaust interference can be avoided, and a plurality of exhaust collective flows are arranged in the longitudinal direction of the rod-shaped
そして、本プロテクタ５０によってセンサ素子４１を覆うことにより、排ガス中の異物の衝突によるセンサ素子４１の破損のおそれを低減することができる。
また、排気集合流路３１，３２の隣接壁部（第２排気集合管２２の管壁）の穴部２４を貫通するようにセンサ素子４１及びプロテクタ本体５１を装備するので、製造誤差を考慮して穴部２４とプロテクタ本体５１の外周との間にはクリアランス（隙間）を確保する必要があるが、このクリアランスは、上記の排気干渉の低減効果や、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとをより分離できる効果を、いずれも低下させることになる。
Then, by covering the
In addition, since the
この点、本プロテクタによれば、シール部材５３により、プロテクタ本体５１の外周と穴部２４との隙間が閉塞されているので、排気干渉の低減効果や、各気筒の排ガスをより分離して検出できる効果を、確保することができる。
なお、図５（ｂ）に示すように、排ガス流下流側の排ガス誘導穴６２，７２を、排ガス流上流側の排ガス誘導穴６１，７１よりも大径に形成すれば、プロテクタ本体５１の内部の排ガスの滞留を抑制することができ、円滑な排ガス流通を実現できる上に、センサ素子４１の周辺への水分の進入や滞留を抑制することができる。
In this respect, according to the protector, the gap between the outer periphery of the protector
As shown in FIG. 5B, if the exhaust gas guide holes 62 and 72 on the downstream side of the exhaust gas flow are formed to have a larger diameter than the exhaust gas guide holes 61 and 71 on the upstream side of the exhaust gas flow, The exhaust gas can be prevented from staying and the exhaust gas can be smoothly circulated, and moisture can be prevented from entering and staying around the
そして、ガイド部材８０の翼状ガイド部８２，８２及び筒状ガイド部８３〜８５により流通する排ガスを偏向しプロテクタ本体５１の内部に流入するように案内するので、プロテクタ本体５１の上流側の排ガス圧が高められ、プロテクタ本体５１の内部への排ガスの流入が促進され、ガス流路を流れるガスの成分や濃度の変化に対するガスセンサ４０のセンサ素子４１の応答性が高められる。この結果、時間経過に応じて変化する排ガスの成分を１つのガスセンサ４０によって精度よく検出することができるようになるしたがって、複数気筒を有するエンジンにおいて各気筒からの排ガスの成分を１つのガスセンサ４０によって精度よく検出することができる。
The exhaust gas flowing through the wing-shaped
また、ガイド部材８０を、一対の翼状ガイド本体８２と、排気通路２１の壁部にプロテクタ本体５１の固定用フランジ部５２と共に固定される基部プレート８１とを有するように構成しているので、排気通路２１の壁部にプロテクタ５０と一体に装着することができ、装着性が向上し、組み付けコストの低減に寄与しうる。
また、プロテクタ本体５１の排ガス誘導穴６１ａ，６２ａ，７１ａ，７２ａについては、図７に変形例として示すような構成も適用できる。
In addition, the
Moreover, about the exhaust-gas induction | guidance |
図７（ａ）に示すものでは、排ガス誘導穴６１ｂ，７１ｂ，６２ｂ，７２ｂが、排ガス流の方向に対して傾斜して設定されている。
つまり、第１排気集合流路３１内の上流側の排ガス誘導穴６１ｂは、第１排気集合流路３１を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第２排気集合流路３２側に偏向させるように傾斜され、第２排気集合流路３２内の上流側の排ガス誘導穴７１ｂは、第２排気集合流路３２を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第１排気集合流路３１側に偏向させるように傾斜されている。また、第１排気集合流路３１内の下流側の排ガス誘導穴（排ガス排出穴）６２ｂは、第２排気集合流路３２を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第１排気集合流路３１側に偏向させるように傾斜され、第２排気集合流路３２内の下流側の排ガス誘導穴（排ガス排出穴）７２ｂは、第１排気集合流路３１を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第２排気集合流路３２側に偏向させるように傾斜されている。
In the case shown in FIG. 7A, the exhaust
That is, the exhaust
本発明の第２実施形態にかかるエンジンの排気系構造は、そのプロテクタが上述のように構成されているので、第１排気集合流路３１を流通してプロテクタ本体５１の排ガス誘導穴６１ｂからその内部に進入する排ガスは、排ガス誘導穴６１ｂ及び排ガス誘導穴（排ガス排出穴）７２ｂの傾斜構造によって、第１排気集合流路３１側から第２排気集合流路３２側に偏向されるため、センサ素子４１の軸方法中心に向けてセンサ素子４１の周囲に満遍なく排ガスを送り込むことが可能になる。同様に、第２排気集合流路３２を流通してプロテクタ本体５１の排ガス誘導穴７１ｂからその内部に進入する排ガスは、排ガス誘導穴７１ｂ及び排ガス誘導穴（排ガス排出穴）６２ｂの傾斜構造によって、第２排気集合流路３２側から第１排気集合流路３１側に偏向されるため、センサ素子４１の軸方法中心に向けてセンサ素子４１の周囲に満遍なく排ガスを送り込むことが可能になる。したがって、ガスセンサの検出精度を向上させることができる。
In the exhaust system structure of the engine according to the second embodiment of the present invention, since the protector is configured as described above, the protector is configured to flow from the exhaust
また、図７（ｂ）に示すように、排ガス誘導穴６１ｃ，６２ｃの内周上面のみを、７１ｃ，７２ｃの内周下面のみを、それぞれ傾斜させて排ガス流れを偏向させるようにしてもよい。この場合、上流側の排ガス誘導穴６１ｃ，７１ｃは流れ方向に縮径するため、流通抵抗は増えるものの、排ガス中の水分のセンサ素子４１への進入を抑制できる効果がある。
Further, as shown in FIG. 7B, only the inner peripheral upper surfaces of the exhaust
また、図７（ａ），（ｂ）では、プロテクタ本体５１は一定の厚みがある（比較的厚い）ものとしているが、この場合も、プロテクタ本体５１を、外側プロテクタと内側プロテクタとからなる二重構造としてもよい。
また、比較的厚みの薄いプロテクタ本体を用いる場合には、図７（ｃ１），（ｃ２）及び（ｄ１），（ｄ２）に示すように、排ガス誘導穴１６１，１７１，１６２，１７２，２６１，２７１，２６２，２７２及び排ガスを内部のセンサ素子４１の表面に向けて誘導する誘導面１６１ａ，１７１ａ，１６２ａ，１７２ａ，２６１ａ，２７１ａ，２６２ａ，２７２ａを有するプロテクタ本体１５１，２５１を形成することができる。
7A and 7B, the protector
When a protector body having a relatively thin thickness is used, as shown in FIGS. 7 (c1), (c2) and (d1), (d2), exhaust gas guide holes 161, 171, 162, 172, 261, 271, 262, 272 and
図７（ｃ１），（ｃ２）に示すプロテクタ本体１５１では、排ガス誘導穴１６１，１７１及び１６２，１７２の穿設部を内方に折り込んで、プロテクタ本体１５１の外側を向いた面（平面或いは略平面）のみからなる誘導面１６１ａ，１７１ａ及び１６２ａ，１７２ａを形成している。図７（ｄ１），（ｄ２）に示すプロテクタ本体２５１では、排ガス誘導穴１６１，１７１及び１６２，１７２の穿設部を内方に折り込んで、の表面から内方のセンサ素子４１表面に向かう筒状面によりなるプロテクタ本体２５１の誘導面２６１ａ，２７１ａ及び２６２ａ，２７２ａを形成している。
In the protector
プロテクタ本体を、外側プロテクタと内側プロテクタとの二重構造とする場合、内側プロテクタの厚さが厚い場合も薄い場合も外側プロテクタは薄いものとし、内側プロテクタの穴のみ方向性をもたせ、外側プロテクタの穴には方向性をもたせないことが好ましい。これは、外側プロテクタに方向性をもたせても排ガスをプロテクタ本体内部のセンサ素子４１の表面に向けて誘導する効果は弱く、加工コストの割にメリットが少ないためである。
When the protector body has a double structure consisting of an outer protector and an inner protector, the outer protector should be thin regardless of whether the inner protector is thick or thin. It is preferable that the hole does not have directionality. This is because even if the outer protector has directionality, the effect of guiding the exhaust gas toward the surface of the
また、プロテクタ本体が二重構造の場合、外側プロテクタの穴と内側プロテクタの穴の位置は重なっても重ならなくてもよい。重ならせる場合、排ガスをセンサ素子表面に向けて誘導する効果が高まり応答性は良くなるが被水には弱くなり、二重構造にする恩恵があまり受けられないことになり、重ならせない場合は被水に強いが排ガスをセンサ素子表面に向けて誘導する効果が低下しその分応答性は低下することになる。したがって、二重構造の場合、外側プロテクタの穴と内側プロテクタの穴の位置はこれらを考慮して設定すればよい。 Further, when the protector main body has a double structure, the positions of the holes of the outer protector and the holes of the inner protector may or may not overlap. In the case of overlapping, the effect of inducing exhaust gas toward the sensor element surface is enhanced and the responsiveness is improved, but it becomes weak against moisture and the benefits of a dual structure are not received so much, so it does not overlap In this case, although it is resistant to water, the effect of inducing exhaust gas toward the surface of the sensor element is reduced, and the responsiveness is reduced accordingly. Therefore, in the case of a double structure, the positions of the hole of the outer protector and the hole of the inner protector may be set in consideration of these.
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図８，図９を参照して説明する。
第1実施形態のガスセンサ４０が重合する第１排気集合管２１と第２排気集合管２２との双方にわたって設けられているのに対して、図８，９に示すように、本実施形態にかかるガスセンサ４０は単一の排気集合管２１に設けられている点のみ相違する。したがって、本実施形態では、第1実施形態のシール部材（弁）５３は省略されている。また、本実施形態にかかる排ガスセンサ用ガイド装置（ガイド装置）８、つまり、ガイド装置８を構成するプロテクタ５０及びガイド部材８０自体は、第1実施形態のものと同様に構成される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Whereas the
なお、取付ボス部２５は、図８（ｂ）に示すように、第1実施形態と同様に、ガイド部材８０の基部プレート８１の位置決め突起８１ａが貫通する穴部２６を設ける構成とする。ただし、例えば、ガイド部材８０の翼状ガイド部８２の先端を、排ガス流の上流側、つまり、円筒状又は部分円筒状の筒状ガイド部８３から周外方に向けてより長く延設すると基部プレート８１が翼状ガイド部８２の先端と干渉する場合があるが、この場合には、基部プレート８１の翼状ガイド部８２の先端が干渉する箇所に切り欠き２７を設ければよい。この構成は、第1実施形態のものにも適用できる。
As shown in FIG. 8B, the mounting
本発明の第２実施形態にかかる気筒別ガス成分検出用ガスセンサは、上述のように構成されているので、複数の排気マニホルド１１〜１４を集合させた各排気集合流路３１を流通する排ガスについて、センサ素子４１がそのガス成分（ここでは、空燃比）を検知する。この検知情報は、その検出タイミングと、各気筒の点火順序、即ち、排気順序とに応じて、検知した情報を何れの気筒のものであるかを特定して、各気筒からの排ガスのガス成分をそれぞれ個別に検知する。
Since the cylinder-specific gas component detection gas sensor according to the second embodiment of the present invention is configured as described above, the exhaust gas flowing through the exhaust
そして、本プロテクタ５０によってセンサ素子４１を覆うことにより、排ガス中の異物の衝突によるセンサ素子４１の破損のおそれを低減することができる。
そして、ガイド部材８０の翼状ガイド部８２，８２及び筒状ガイド部８３〜８５により流通する排ガスを偏向しプロテクタ本体５１の内部に流入するように案内するので、プロテクタ本体５１の上流側の排ガス圧が高められ、プロテクタ本体５１の内部への排ガスの流入が促進され、ガス流路を流れるガスの成分や濃度の変化に対するガスセンサ４０のセンサ素子４１の応答性が高められる。この結果、時間経過に応じて変化する排ガスの成分を１つのガスセンサ４０によって精度よく検出することができるようになるしたがって、複数気筒を有するエンジンにおいて各気筒からの排ガスの成分を１つのガスセンサ４０によって精度よく検出することができる。
Then, by covering the
The exhaust gas flowing through the wing-shaped
また、ガイド部材８０を、一対の翼状ガイド本体８２と、排気通路２１の壁部にプロテクタ本体５１の固定用フランジ部５２と共に固定される基部プレート８１とを有するように構成しているので、排気通路２１の壁部にプロテクタ５０と一体に装着することができ、装着性が向上し、組み付けコストの低減に寄与しうる。
In addition, the
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図１０〜図１３を参照して説明する。
図１０〜図１３に示すように、本実施形態では、第１実施形態の翼状ガイド部８２，８２に相当するガイド部材９０が、プロテクタ５０のプロテクタ本体５１とは別個に設けられている。なお、ガスセンサ４０及びプロテクタ５０は、第1実施形態と同様に構成され、本実施形態にかかるガイド装置８´を構成するガイド部材８０が、第1実施形態のものと異なっている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 10 to 13, in this embodiment, a
つまり、ガイド部材９０は、翼状ガイド部９１，９１と、翼状ガイド部９１の一端に形成された取付用ネジ軸（固定部）９２，９２とを有し、取付用ネジ軸９２，９２を各排気集合流路３１，３２の内壁部（第１排気集合管２１の内壁部及び第２排気集合管２２の内壁部）に形成されたネジ穴に挿入しナット９３により固定することによって、ガイド部材９０が取り付けられる。
That is, the
これらのガイド部材９０は、図１３に示すように、翼状ガイド部９１，９１が、上流側端部から下流側端部にかけて、排ガス流方向に対して排ガス流がプロテクタ本体５１の軸心、即ち、センサ素子４１に集まるように、傾斜して配置される。両翼状ガイド部９１，９１により集められた排ガスは、プロテクタ本体５１の内部に進入し、排ガス誘導穴からセンサ素子４１に向かうようになっている。
As shown in FIG. 13, the
本発明の第３実施形態にかかるガイド装置８´は、ガイド部材９０が上述のように構成されているので、ガイド部材９０の翼状ガイド部９１，９１により流通する排ガス（矢印Ｆ１参照）をプロテクタ本体５１の内部に集めて流入するように案内する（矢印Ｆ２参照）ので、排ガスをセンサ素子４１の周囲に集めることができ、ガスセンサ４０の検出精度を確保することができる。
In the guide device 8 'according to the third embodiment of the present invention, since the
しかも、既成の排気通路に容易にガイド部材９０を装備することができる上、この際、図１０に矢印で示すように、穴部２３，２４を通じてガイド部材９０を排気通路内に挿入して後付けすることも可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態を適宜変更して実施することができる。
In addition, the
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change and implement each embodiment suitably. it can.
例えば、上記第１，３実施形態では、第１排気集合管２１と第２排気集合管２２とを二重管構造に形成する例を示したが、本発明に適用しうる排気管構造はこれに限定されるものではない。また、通常、排気集合管（排気集合流路）は２系統であるが、それ以上の多系統に排気集合させるものへの適用も考えら、また、第２実施形態のように、排気集合管が１系統であってもよい。
For example, in the first and third embodiments, the example in which the first
さらに、本発明に適用しうるセンサ素子は、上記の各実施形態で説明したような排ガスの成分について検出するガスセンサのセンサ素子に限らず、排ガスの温度を検出するセンサ素子など、排ガスの性状、つまり、性質（例えば、成分の種類や特定成分の量，割合）や状態（例えば、温度）を検出するセンサ素子に適用しうる。 Furthermore, the sensor element that can be applied to the present invention is not limited to the sensor element of the gas sensor that detects the components of the exhaust gas as described in the above embodiments, but the exhaust gas properties such as the sensor element that detects the temperature of the exhaust gas, That is, the present invention can be applied to a sensor element that detects a property (for example, the type of component or the amount or ratio of a specific component) or a state (for example, temperature).
本発明は、エンジン、特に、自動車用エンジンの排気系統の製造に適用するのに好適であり、エンジン性能を確保しながら排気浄化を促進するために、エンジンの排気系製造にかかる産業に広く適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for application to manufacture of an exhaust system of an engine, particularly an automobile engine, and widely applied to industries related to manufacture of an exhaust system of an engine in order to promote exhaust purification while ensuring engine performance. it can.
１ エンジン本体
８，８´ 排ガスセンサ用ガイド装置
１１〜１４ 排気マニホルド
２１ 第１排気集合管
２２ 第２排気集合管
２３，２４ 穴部
２５ａ ネジ部
３１ 第１排気集合流路（第１部分流路）
３２ 第２排気集合流路（第２部分流路）
４０ 排ガスセンサ（全域空燃比センサ）
４１ センサ素子
５０ プロテクタ
５１，１５１，２５１ プロテクタ本体
５２ 固定用フランジ部（固定部）
５２ａ ネジ部
５２ｂ プレート部
５２ｃ 六角部
５３，１５３ 環状のシール部材（弁）
６１ａ，７１ａ，６１ｂ，７１ｂ，６１ｃ，７１ｃ 排ガス誘導穴
６２ａ，７２ａ，６２ｂ，７２ｂ，６２ｃ，７２ｃ 排ガス誘導穴（排ガス排出穴）
８０，８０Ａ〜８０Ｅ，９０ 排ガスセンサ用ガイド部材
８２，９１ 翼状ガイド部（翼状ガイド本体）
８１ 環状の基部プレート（環状基部）
９２ 取付用ネジ軸（固定部）
１５１，２５１ プロテクタ本体
１６１，１７１，２６１，２７１ 排ガス誘導穴
１６２，１７２，２６２，２７２ 排ガス誘導穴（排ガス排出穴）
DESCRIPTION OF
32 Second exhaust collective flow path (second partial flow path)
40 Exhaust gas sensor (entire air / fuel ratio sensor)
41
61a, 71a, 61b, 71b, 61c, 71c Exhaust
80, 80A to 80E, 90 Exhaust gas
81 Annular base plate (annular base)
92 Mounting screw shaft (fixed part)
151,251 Protector body 161,171,261,271 Exhaust gas guide hole 162,172,262,272 Exhaust gas guide hole (exhaust gas exhaust hole)
Claims (6)
前記センサ素子を覆うと共に排ガスを前記センサ素子に誘導する複数の排ガス誘導穴を有するプロテクタと、
前記プロテクタよりも前記排気通路の上流側に装備され、排ガス流を前記プロテクタの中心側に偏向させるガイド部材と、をそなえている
ことを特徴とする、センサ素子への排ガスガイド装置。 A guide device that is installed in an exhaust passage of an engine and guides exhaust gas to a sensor element that detects the property of the exhaust gas,
A protector having a plurality of exhaust gas induction holes covering the sensor element and guiding exhaust gas to the sensor element;
An exhaust gas guide device for a sensor element, comprising: a guide member that is provided on the upstream side of the exhaust passage relative to the protector and deflects the exhaust gas flow toward the center of the protector.
ことを特徴とする、請求項１記載のセンサ素子への排ガスガイド装置。 The guide member is provided with a pair of wing-shaped guides that extend along a direction in which the protector extends and are symmetrically arranged so as to approach each other as the blade surface goes downstream. An exhaust gas guide device for a sensor element according to claim 1.
前記ガイド部材は、前記一対の翼状ガイドの基部に備えられ前記排気通路の壁部に前記プロテクタの前記固定部と共に固定される環状基部とを有している
ことを特徴とする、請求項２記載のセンサ素子への排ガスガイド装置。 The protector includes a cylindrical protector body that surrounds the sensor element and has the exhaust gas guide hole formed therein, and a fixing portion that is provided at a base portion of the protector body and is fixed to a wall portion of the exhaust passage.
The said guide member is provided in the base part of a pair of said wing | blade-shaped guide, It has the annular base part fixed to the wall part of the said exhaust passage with the said fixing part of the said protector, It is characterized by the above-mentioned. Exhaust gas guide device to the sensor element.
ことを特徴とする、請求項３記載のセンサ素子への排ガスガイド装置。 The guide member is disposed between the pair of wing-shaped guide bodies so as to surround the protector body, and has a cylindrical guide for guiding the exhaust gas flow toward the peripheral surface of the protector body. The exhaust gas guide device for the sensor element according to claim 3, wherein
前記センサ素子は、前記部分流路の隣接壁部の穴部を貫通して装備され、前記各部分流路を流通する排ガスの性状をそれぞれ検知し、
前記プロテクタは、前記センサ素子の外側で前記隣接壁部の穴部を貫通して装備されている
ことを特徴とする、エンジンの排気系構造。 An exhaust system structure for an engine comprising a plurality of partial flow paths adjacent to an exhaust passage, and an exhaust gas guide device for a sensor element according to any one of claims 1 to 4,
The sensor element is equipped through a hole in an adjacent wall portion of the partial flow path, and detects the properties of the exhaust gas flowing through the partial flow paths,
The engine exhaust system structure according to claim 1, wherein the protector is installed outside the sensor element through a hole in the adjacent wall.
前記センサ素子は、前記各排気集合流路を流通する前記複数の排気マニホルドからの排ガスのガス成分をそれぞれ個別に検知する
ことを特徴とする、請求項５記載のエンジンの排気系構造。 Each of the partial flow paths is an exhaust collection flow path in which a plurality of exhaust manifolds are assembled,
The engine exhaust system structure according to claim 5, wherein the sensor element individually detects a gas component of exhaust gas from the plurality of exhaust manifolds flowing through the exhaust collecting passages.
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