JP7347163B2 - ガスセンサの被水防止構造 - Google Patents

Description

本発明はガスセンサの被水防止構造に関する。

内燃機関の吸気系などにガスセンサを設け、ガスセンサにガスを当てることでガスの温度などの測定を行う。しかしガスセンサがガス中の水に接触することで故障する恐れがある。耐被水性の向上のため、副室に取り入れたガスを旋回させることで水分を分離する技術が開発されている（特許文献１など）。

特開２０１３－６０９３４号公報

しかし従来の技術では水分の分離前のガスを副室に導入するため、耐被水性が不十分であった。また、ガスセンサの感度向上のためにはガスを滞留させずガスの交換を促進することが有効である。しかし従来の技術では副室の開口部をガスの導入口および排出口として使用するため、ガスが干渉してしまい、ガス交換が効果的に行われない恐れがある。以上のように、耐被水性と感度向上との両立は困難であった。そこで、耐被水性および感度の向上が可能なガスセンサの被水防止構造を提供することを目的とする。

上記目的は、内燃機関の吸気通路に設けられ、内部にガスを導入する導入口、および前記ガスを排出する排出口を有する隔壁と、前記隔壁の内部に設けられたハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられたガスセンサと、前記導入口に設けられ、前記隔壁の内側に突出する突出部と、を具備し、第１の方向の一方から他方に向けて、前記ハウジングが延伸し、前記隔壁は、前記第１の方向の前記一方から前記他方に向けて延伸する部分を有し、前記第１の方向の前記他方における前記ハウジングの端部は、前記第１の方向の前記他方における前記隔壁の端部から離間し、前記ハウジングの前記端部と前記隔壁の前記端部との間には、前記隔壁に閉じられていない空洞が形成され、前記空洞が前記排出口であり、前記導入口は、前記隔壁の前記端部に設けられているガスセンサの被水防止構造によって達成できる。

耐被水性および感度の向上が可能なガスセンサの被水防止構造を提供できる。

図１はインテークマニホールドを例示する図である。 図２（ａ）は実施形態に係るガスセンサの被水防止構造を例示する正面図であり、図２（ｂ）はガスセンサを例示する断面図である。図２（ｃ）は導入口付近を拡大した斜視図である。

以下、図面を参照して本実施形態のガスセンサの被水防止構造について説明する。図１はインテークマニホールド４０を例示する図である。インテークマニホールド４０は内燃機関に吸気を導入する吸気通路として機能する。インテークマニホールド４０のサージタンク４２に被水防止構造１００が設けられる。

図２（ａ）は実施形態に係るガスセンサの被水防止構造１００を例示する正面図であり、図２（ｂ）は被水防止構造１００を例示する断面図である。被水防止構造１００は隔壁１０、ハウジング１２およびガスセンサ１４を有する。

隔壁１０はインテークマニホールドに設けられ、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に延伸するＬ字形状を有し、内部に副室１１を区画する。隔壁１０の－Ｘ側かつ－Ｚ側の頂点に対応する位置に、導入口２０が設けられている。

副室１１内にハウジング１２が設けられている。ハウジング１２は例えば円筒形であり、Ｚ軸方向に延伸し、内部に空洞を有する。ハウジング１２の内部には、ガスの温度を測定するガスセンサ１４が設けられている。ハウジング１２の＋Ｚ側は例えばインテークマニホールドの内壁で閉塞され、－Ｚ側は開放されている。ハウジング１２の－Ｚ側の端部は隔壁１０から離間しており、これらの間に空洞が形成される。当該空洞は隔壁１０によって閉じられておらず、副室１１の外部と連通し、ガスの排出口２２として機能する。

図２（ｃ）は導入口２０付近を拡大した斜視図である。導入口２０は隔壁１０を貫通するスリット状の開口部である。隔壁１０の導入口２０付近には隔壁１０から副室１１内に向けて突出するリブ３０および３２（突出部）が設けられている。リブ３０はＸ軸方向に延伸し、リブ３２はＺ軸方向に延伸する。リブ３０および３２の先端はハウジング１２から離間する。

点線Ｌ１はリブ３０の先端と導入口２０の端部とを結ぶ仮想の線であり、点線Ｌ２はリブ３２の先端と導入口２０の端部とを結ぶ仮想の線である。点線Ｌ１およびＬ２はガスセンサ１４に重ならない。

図２（ｂ）に矢印で示すように、ガスは導入口２０から副室１１の内部に導入される。このときリブ３０および３２によってガスが剥離され、ガスから水分が分離される。導入口２０、リブ３０および３２を通過したガスはハウジング１２の内部に導入され、ハウジング１２内で旋回する。ガスセンサ１４は導入されたガスの温度を測定する。ガスは排出口２２から排出される。

本実施形態によれば、被水防止構造１００は隔壁１０、ハウジング１２およびガスセンサ１４を備える。隔壁１０の導入口２０には副室１１に向けて突出するリブ３０および３２が設けられている。リブ３０および３２にガスが衝突することで、ガス中の水が除去される。水分を除去したガスを副室１１に導入することで、ガスセンサ１４の水への暴露が抑制され、耐被水性が向上する。

ガスセンサ１４は、リブ３０の先端と導入口２０の端部とを結ぶ点線Ｌ１、およびリブ３２の先端と導入口２０の端部とを結ぶ点線Ｌ２から外れている。リブ３０および３２で分離された水は、慣性によって点線Ｌ１およびＬ２に沿って飛散する。ガスセンサ１４が点線Ｌ１およびＬ２から外れているため、水はガスセンサ１４に到達しにくい。したがって耐被水性を高めることができる。

隔壁１０には副室１１にガスを導入する導入口２０、および副室１１からガスを排出する排出口２２が設けられている。このためガスセンサ１４付近でのガス交換が促進され、感度が向上する。この結果ガスセンサ１４は、ガスの温度変化に追従して正確な温度を検出することができる。導入口２０とは別の位置に排出口２２が配置されるため、導入口２０から導入されるガスの流路と、排出口２２から排出されるガスの流路が干渉しにくい。円滑にガスを導入および排出することで、ガス交換を効果的に行うことができる。

ガスセンサ１４は温度センサでもよいし、例えば圧力センサなどでもよい。温度検知のためには圧力検知に比べて、より積極的なガス交換を行うことが好ましい。ガスセンサ１４はハウジング１２内に設けられ、ガスはハウジング１２内で渦を発生させる。このためガスセンサ１４付近でのガス交換が促進され、感度が向上する。したがって温度検知の精度が高くなる。ハウジング１２の形状は円筒形状に限定されず、楕円筒形状でもよいし、多角形筒状などでもよい。ガスが渦を生成するように、ハウジング１２は円弧などの曲線を含むことが好ましい。特に図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ハウジング１２が円筒形状であることにより、ガスの渦生成が促進されるため、感度が大きく向上する。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 隔壁
１１ 副室
１２ ハウジング
１４ ガスセンサ
２０ 導入口
２２ 排出口
３０、３２ リブ（突出部）
４０ インテークマニホールド（吸気通路）
４２ サージタンク
１００ 被水防止構造

Claims (1)

1. 内燃機関の吸気通路に設けられ、内部にガスを導入する導入口、および前記ガスを排出する排出口を有する隔壁と、
   前記隔壁の内部に設けられたハウジングと、
   前記ハウジングの内部に設けられたガスセンサと、
   前記導入口に設けられ、前記隔壁の内側に突出する突出部と、を具備し、
   第１の方向の一方から他方に向けて、前記ハウジングが延伸し、
   前記隔壁は、前記第１の方向の前記一方から前記他方に向けて延伸する部分を有し、
   前記第１の方向の前記他方における前記ハウジングの端部は、前記第１の方向の前記他方における前記隔壁の端部から離間し、
   前記ハウジングの前記端部と前記隔壁の前記端部との間には、前記隔壁に閉じられていない空洞が形成され、
   前記空洞が前記排出口であり、
   前記導入口は、前記隔壁の前記端部に設けられているガスセンサの被水防止構造。
   

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