JP4745155B2 - センサ取付用ボス部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の排気系部材内の排気ガスの状態を検出するのに用いられるセンサ取付用のセンサ取付用ボス部構造に関する。

従来、自動車の排気系部材、例えばエキゾーストマニホールドのブランチ管、エキゾーストマニホールドの集合部、触媒コンバータの下流側等には、その内部の排気ガスの状態を検出する様々なセンサが装着されている（特許文献１参照）。

このようなセンサは、排気系部材の取付孔に臨んだ状態で固定されるセンサ取付用ボス部にセンシング部側を挿入し固定されている。
また、センサのセンシング部が最適位置（排気ガスの中心位置）となるように、高さの異なるセンサ取付用ボス部を複数種類製造して対応している。或いは、排気系部材の取付孔周辺の高さを変更して対応している。
特開２００３−８３０６１号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、高さの異なるセンサ取付用ボス部を複数種類製造しなければならず、コストアップに繋がるという問題点があった。
また、排気系部材の取付孔周辺の高さを変更すると、排気ガスの流れに悪影響が生じやすいため、結果的にセンサ取付用ボス部の高さを変更して対応するしかないという問題点あった。
なお、センサのセンシング部の長さを変更して対応すると、最もコストアップとなる。

さらに、従来の発明にあっては、センサ取付用ボス部を排気系部材に対して所望の角度に調整して固定することができないため、結果的にセンシング部の挿入角度を所望のように調整できないという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、コストを掛けることなくセンサ取付用ボス部の排気系部材に対する高さを変更できると同時に、センサ取付用ボス部を排気系部材に対して所望の角度に調整して固定することができるセンサ取付用ボス部構造を提供することである。

排気系部材の取付孔に臨んだ状態で該排気系部材に固定され、且つ、センサのセンシング部側が挿通し固定される略円筒状のセンサ取付用ボス部構造において、
前記センサ取付用ボス部の外周に排気系部材側に行くにつれて縮径するように線形テーパとしたテーパ部を形成すると共に、このテーパ部を排気系部材の取付孔に挿入して当接させた状態として、該センサ取付用ボス部の外周と排気系部材との隅部を溶接で固定したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、排気系部材の取付孔に臨んだ状態で該排気系部材に固定され、且つ、センサのセンシング部側が挿通し固定される略円筒状のセンサ取付用ボス部構造において、前記センサ取付用ボス部の外周に排気系部材側に行くにつれて縮径した縮径部を形成すると共に、この縮径部を排気系部材の取付孔に挿入して当接させた状態として、該センサ取付用ボス部の外周と排気系部材との隅部を溶接で固定したため、コストを掛けることなくセンサ取付用ボス部の排気系部材に対する高さを変更できると同時に、センサ取付用ボス部を排気系部材に対して所望の角度に調整して固定することができる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では、排気系部材をエキゾーストマニホールドの集合部、センサを酸素センサにそれぞれ適用した場合について説明する。
図１は本発明の実施例１のセンサ取付用ボス部構造が採用されたエキゾーストマニホールドを示す平面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は本実施例１の集合部、センサ取付用ボス部、酸素センサを説明する分解図（一部断面図）である。

図４は本実施例１のセンサ取付用ボス部の上面図、図５は同底面図、図６は図４のＳ６−Ｓ６線における断面図、図７は本実施例１の集合部とセンサ取付用ボス部の固定を説明する図、図８は本実施例１のセンサ取付用ボス部と酸素センサの固定を説明する図、図９は本実施例１のセンサ取付用ボス部を集合部に対して傾斜させた状態で設けた場合を説明する図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１のセンサ取付用ボス部構造では、図外のエンジンに固定されるヘッドフランジ１と、該ヘッドフランジ１を介してエンジンの各気筒に接続される４本のブランチ管２〜５と、円筒状の集合部６と、触媒担体７を内部に収容した触媒コンバータ８と、センサ取付用ボス部９と、酸素センサ１０とが備えられている。

図２に示すように、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａは、略１／４円形断面に加工される他、ブランチ管２〜５の側壁２ｂ〜５ｂ同士を重ね合わせて円形状に集合された状態で集合部６の排気ガス上流側端部６ａに収容されている。

また、集合部６には後述するセンサ取付用ボス部９を介して酸素センサ１０が装着されている。
図３に示すように、酸素センサ１０は、排気ガスに含まれる酸素濃度を検出してエンジンの空燃比をフィードバック制御するために用いるものであって、その上部には図外の制御装置に電気的に接続された配線１０ａが設けられる他、中途部には六角柱形状のフランジ部１０ｂが設けられ、下部には複数の細孔１０ｃが形成されたセンシング部１０ｄが形成されている。
また、センシング部１０ｄのフランジ部１０ｂに近接した位置には、雄螺子溝１０ｅが形成されている。

図３〜６に示すように、センサ取付用ボス部９は、略円筒状に形成される他、その内周には酸素センサの雄螺子溝１５に螺合可能な雌螺子溝９ａが形成され、その外周には下端に行くにつれてテーパ状に縮径した縮径部９ｂが形成されている。
なお、本実施例１では、センサ取付用ボス部９の外周の一部に縮径部９ｂを形成しているが、外周全体を下端に行くにつれて縮径させた縮径部を形成しても良い。

センサ取付用ボス部９が固定される集合部６の座面６ｂには、円形状の取付孔６ｃが形成されると共に、この取付孔６ｃの直径Ｄ１は少なくともセンサ取付用ボス部９の縮径部９ｂの最小径Ｄ２（図６参照）よりも大きく最大径Ｄ３（図６参照）よりも小さくなる寸法となっている。

その他、前述した構成部材は全て金属製となっている。なお、触媒担体７はセラミック製触媒担体が採用される場合もある。

次に、作用を説明する。
このように構成された酸素センサ１０をセンサ取付用ボス部９を介して集合部６に装着する際には、先ず、図７に示すように、センサ取付用ボス部９の縮径部９ｂを座面６ｂの取付孔６ｃに挿入して当接させた状態として、該センサ取付用ボス部９の外周（縮径部９ｂの一部）と座面６ｂとの隅部を全周に亘って溶接Ｘ１で固定する。

この際、取付孔６ｃの直径Ｄ１によって、センサ取付用ボス部９の集合部６に対する高さが決定されるため、１種類のセンサ取付用ボス部９を製造し、製品毎に取付孔６ｃの直径Ｄ１を縮径部９ｂの最小径Ｄ１から最大径Ｄ２の範囲の寸法で形成することにより、コストを掛けることなくセンサ取付用ボス部９の座面６ｂに対する高さを容易に変更できる。

次に、図８に示すように、シール部材Ｓ（図３参照）をセンサ取付用ボス部９の上面９ｃに設置した後、或いはシール部材Ｓが酸素センサ１０に仮組みされているものについてはその状態で、酸素センサ１０のセンシング部１０ｄを、集合部６の雌螺子溝９ａ及び取付孔６ｃを介して集合部６内に挿入しつつ、酸素センサ１０の雄螺子溝１０ｅをセンサ取付用ボス部９の雌螺子溝９ａに螺合することにより、センシング部１０ｄの先端を集合部６の中心位置Ｏに配置した状態で酸素センサ１０を装着する。

従って、上述したように、コストを掛けることなくセンサ取付用ボス部９の座面６ｂに対する高さを容易に変更できるため、酸素センサ１０のセンシング部１０ｄを容易に最適な位置（集合部６の中心位置Ｏ）に配置でき、これによって、酸素センサ１０の高精度なセンシングが可能となる。

また、図９に示すように、縮径部９ｂは下端に行くにつれてテーパ状に縮径しているため、センサ取付用ボス部９を集合部６に対して容易に所望の角度αに調整して固定することができ、これによって、センシング部１０ｄを所望の位置に配置できる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１のセンサ取付用ボス部構造にあっては、集合部６の取付孔６ｃに臨んだ状態で該集合部６に固定され、且つ、酸素センサ１０のセンシング部１０ｄ側が挿通し固定される略円筒状のセンサ取付用ボス部構造において、センサ取付用ボス部９の外周に集合部６側に行くにつれて縮径した縮径部９ｂを形成すると共に、この縮径部９ｂを集合部６の取付孔６ｃに挿入して当接させた状態として、該センサ取付用ボス部９の外周と集合部６との隅部を溶接Ｘ１で固定したため、コストを掛けることなくセンサ取付用ボス部９の集合部６に対する高さを変更できると同時に、センサ取付用ボス部９を集合部６に対して所望の角度αに調整して固定することができる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、センサの種類や排気系部材は適宜設定できる。
また、本実施例では、酸素センサ１０をセンサ取付用ボス部９に螺着したが、固定方法は適宜設定できる。

さらに、図１０〜１２に示すように、縮径部２０を円弧状に縮径したセンサ取付用ボス部２１を採用しても良い。
この場合、実施例１に比べてセンサ取付用ボス部２１（酸素センサ１０）を集合部６に対してより広い範囲の角度で固定できる。

本発明の実施例１のセンサ取付用ボス部構造が採用されたエキゾーストマニホールドを示す平面図である。 図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。 本実施例１の集合部、センサ取付用ボス部、酸素センサを説明する分解図（一部断面図）である。 本実施例１のセンサ取付用ボス部の上面図である。 本実施例１のセンサ取付用ボス部の底面図である。 図４のＳ６−Ｓ６線における断面図である。 本実施例１の集合部とセンサ取付用ボス部の固定を説明する図である。 本実施例１のセンサ取付用ボス部と酸素センサの固定を説明する図である。 本実施例１のセンサ取付用ボス部を集合部に対して傾斜させた状態で設けた場合を説明する図である。 その他の実施例のセンサ取付用ボス部の上面図である。 その他の実施例のセンサ取付用ボス部の底面図である。 図１０のＳ１２−Ｓ１２線における断面図である。

符号の説明

Ｓ シール部材
Ｘ１ 溶接
１ ヘッドフランジ
２、３、４、５ ブランチ管
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ 排気ガス下流側端部
６ 集合部
６ａ 排気ガス上流側端部
６ｂ 座面
６ｃ 取付孔
７ 触媒担体
８ 触媒コンバータ
９ センサ取付用ボス部
９ａ 雌螺子溝
９ｂ 縮径部
９ｃ 上面
１０ 酸素センサ１０
１０ａ 配線
１０ｂ フランジ部
１０ｃ 細孔
１０ｄ センシング部
１０ｅ 雄螺子溝

Claims (1)

1. 排気系部材の取付孔に臨んだ状態で該排気系部材に固定され、且つ、センサのセンシング部側が挿通し固定される略円筒状のセンサ取付用ボス部構造において、
   前記センサ取付用ボス部の外周に排気系部材側に行くにつれて縮径するように線形テーパとしたテーパ部を形成すると共に、このテーパ部を排気系部材の取付孔に挿入して当接させた状態として、該センサ取付用ボス部の外周と排気系部材との隅部を溶接で固定したことを特徴とするセンサ取付用ボス部構造。

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