JPH0752615Y2 - 内燃機関用酸素センサの取付け装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、排気中の酸素濃度を検出するために使用され
る内燃機関用酸素センサを排気管に取り付けるための取
付け装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関用酸素センサとして、例えば、第５図及
び第６図に示すようなものがある（特開昭63−262559号
公報等参照）。

即ち、例えばアルミナ等の絶縁基板5A上に、平面略コ字
状に形成された一端閉塞の大気導入孔5F形成用の例えば
固体電解質からなるシート5Bと、触媒としての作用を併
せ持つ白金製の内側電極5C及び外側電極5Dとを設けた酸
素イオン伝導性のジルコニア板5Eとを順次積層して構成
されるセンサ素子部５を、センサ素子部５の中間部から
基端部にかけて、ワッシャ6,タルク層７及びガラス層８
を介してホルダ９に保持する。ホルダ９の先端部には、
センサ素子部５を保護するためのプロテクタ10を取付け
てあり、該プロテクタ10には、排気導入用のスリット10
aが形成してある。11,12はそれぞれインナキャップとア
ウタキャップである。

かかる構成の酸素センサ13は、第７図に示すようにホル
ダ９に螺合させたエキゾーストナット14を介して排気管
15壁部に固定して先端部を排気管内に臨ませて取付けら
れている。

これにより、排気管15内を第７図の矢印の方向から流れ
プロテクタ10内を通過する排気中の酸素濃度と大気導入
孔5Fに導入された大気中の酸素濃度との濃度差に応じて
内側電極5Cと外側電極5Dとの間に発生する超電力に基づ
き排気中の酸素濃度を検出し、機関に吸入される混合気
の空燃比を検出して空燃比フィードバック制御に用いて
いる。尚、排気温度が低い時の酸素センサの作動特性及
び応答性を向上させるために、絶縁基板5Aとシート5Bと
の間に図示しないが、絶縁シートで挟んだ加熱用ヒータ
を設けてセンサ素子部５を加熱し活性化できるようにな
っている。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところが、一般に酸素センサ13は排気管内の排気流に対
してその先端部が直角に取付けられているので、このよ
うな板状のセンサ素子の場合、電極部が片側にあるため
指向性を有し、また、プロテクタ10のスリット10aがセ
ンサ素子部５に対して略平行に設けられているので、第
８図に示すように排気流（矢印A,B,C方向）に対してセ
ンサ素子部５の電極部がどのような向きに取付けられて
いるかによって、センサ素子部５の電極面に対する排気
の当り方が異なる。このため、空燃比フィードバック制
御をしたときの排気成分、例えば窒素酸化物NO_Xの排出
量に第９図に示す如くバラツキが生じるという問題があ
った。

本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、排気流が板
状のセンサ素子部の側面からではなく先端側から当たる
ようにすることにより、取付け向きによらず酸素センサ
が一定の性能を発揮できるようにすることを目的とす
る。

〈課題を解決するための手段〉 このため本考案では、排気中に臨ませた板状センサ素子
部により排気中の酸素濃度を検出する内燃機関用酸素セ
ンサを排気管に取付けるための取付け装置において、排
気管壁面に酸素センサを固定するエキゾーナットと、前
記センサ素子部周囲を覆うように前記エキゾーストナッ
トの排気管内側端面に固定される排気導入管とを備えて
構成され、前記排気導入管が、先端側に排気流に対して
対面する全面開口の排気導入部を有し、基端側近傍周壁
に、周方向に沿って複数の小孔を設けた排気排出部を有
する構成とした。

また、内燃機関用酸素センサの取付け装置を、排気管壁
面に酸素センサを固定するエキゾーナットと、前記セン
サ素子部周囲を覆うように前記エキゾーストナットの排
気管内側端面に固定される排気導入管とを備えて構成
し、前記排気導入管が、前記センサ素子部に沿ってスト
レートな円筒形状をなし、その先端面に開口部が先端外
方側に突出したスリットを放射状に複数設けてなる排気
導入部を有し、前記エキゾーストナットに固定される基
端側近傍周壁に、周方向に沿って複数の小孔を設けた排
気排出部を有する構成とした。

〈作用〉 上記のように構成した酸素センサ取付け装置によれば、
排気は排気導入管先端部から流入し、センサ素子部の周
囲をその先端側から基端側に向かって流れ排気導入管の
基端側排気排出部から排出されるようになる。これによ
り、センサ素子部の電極面の向きによって排気の当り方
が異なることがなくなる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。尚、
従来と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

本考案の第１実施例を示す第１図において、本実施例の
取付け装置は、酸素センサ13を排気管15壁面に固定する
エキゾーストナット14の排気管内側端面に、酸素センサ
13のプロテクタ10周囲を覆うようにして排気導入管21を
固着して構成される。該排気導入管21は、略Ｌ状に折曲
形成され、その先端の全面開口した先端開口部22は、排
気流（図中矢印で示す）に対して対面して設けられ排気
導入部になっている。また、エキゾーストナット14に固
着される排気導入管21の基端側近傍周壁には、周方向に
沿って排気排出部として複数の排気排出孔23が設けられ
ている。

かかる構造によれば、図の矢印方向から流れてくる排気
が、排気導入管21の先端開口部22から流入する。流入し
た排気は、図中矢印のように排気導入管21に沿ってプロ
テクタ10の先端側から基端側に向かって流れ、排気排出
孔23から排出される。そして、プロテクタ10の先端側か
ら基端側に流れながらプロテクタ10周囲から内部に流入
してセンサ素子部５に当たる。

従って、センサ素子部５の電極面の向きに関係なく、排
気が略均等に電極部に当り電極部の指向性がなくなる。
これにより、空燃比フィードバック制御をしたときの排
気成分排出量のバラツキを無くすことができる。

また、第２図に示すように、排気導入管31の先端開口部
32近傍の内壁に流入する排気に旋回流を与えるフィン34
を設けるようにすれば、電極面の指向性をなくせるのに
加えて、流入する排気が十分混合され、各気筒から排出
される排気中の酸素濃度のバラツキを解消でき、各気筒
の影響を除くことができる。尚、33は第１実施例と同様
に形成された排気排出孔である。

更に、第３図及び第４図に示すように、排気導入管41を
ストレートな円筒状として、先端部にその開口部が図に
示すように先端外方側に突出する形状の複数のスリット
42を放射状に設けて排気導入部を構成してもよい。尚、
排気排出部は、第１実施例と同様に排気導入管41基端側
近傍の側面に、周方向に沿って複数の排気排出孔43を設
けて構成してある。

かかる構成によれば、第２実施例と同様にスリット42を
介して排気導入管41に流入した排気は旋回流になって、
プロテクタ10先端側から基端側に向かって流れ排気排出
孔43から排出されるので、排気が十分混合され各気筒の
影響を除くことができる。

尚、各実施例では、板状のジルコニア酸素センサに適用
した例を示したが、板状絶縁基板上に２つの電極を間隔
を設けて並設し、これら電極を多孔質のチタニア層で覆
う構成のチタニア酸素センサにも適用可能である。

〈考案の効果〉 以上説明したように本考案によれば、排気導入管の先端
開口部を排気流に対面させて排気を導入し、酸素センサ
のプロテクタ先端側から排気を当てるようにした排気導
入管を取付けるようにしたので、センサ素子電極間の排
気流に対する指向性を無くすことができ、酸素センサの
取付け向きによる特性のバラツキを無くして酸素センサ
が一定の酸素濃度検出性能を発揮することができる。

また、ストレートな円筒状の先端面に、開口部が先端外
方側に突出するようなスリットを放射状に複数設けて排
気を導入して酸素センサのプロテクタ先端側から排気を
当てるようにした排気導入管をエキゾーストナットに取
付けるようにしたので、センサ素子電極間の排気流に対
する指向性を無くしてセンサ取付け向きに関係なく一定
の酸素濃度検出性能を発揮することができる効果に加え
て、排気を旋回流として導入でき、各気筒から排出され
る排気の濃度のバラツキ解消により、各気筒間の影響を
除ける効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す酸素センサ取付け状
態図、第２図は本考案の第２実施例の断面図、第３図は
本考案の第３実施例を示す外観正面図、第４図は同上第
３実施例の排気導入管の先端側から見た図、第５図は本
考案が適用されるセンサ素子部の断面図、第６図は従来
の酸素センサの要部判断面図、第７図は従来の酸素セン
サ取付け状態図、第８図は酸素センサ電極部の向きと排
気流との関係を説明する図、第９図は同上従来例におけ
る電極面の向きと窒素酸化物排出量との関係を示すグラ
フである。 ５…センサ素子部、14…エキゾーストナット 21,31,41…排気導入管、22,23…先端開口部 23,33,43…排気排出孔、42…スリット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気中に臨ませた板状センサ素子部により
   排気中の酸素濃度を検出する内燃機関用酸素センサを排
   気管に取付けるための取付け装置において、 排気管壁面に酸素センサを固定するエキゾーナットと、
   前記センサ素子部周囲を覆うように前記エキゾーストナ
   ットの排気管内側端面に固定される排気導入管とを備え
   て構成され、 前記排気導入管が、先端側に排気流に対して対面する全
   面開口の排気導入部を有し、基端側近傍周壁に、周方向
   に沿って複数の小孔を設けた排気排出部を有する構成で
   ある内燃機関用酸素センサの取付け装置。
2. 【請求項２】排気中に臨ませた板状センサ素子部により
   排気中の酸素濃度を検出する内燃機関用酸素センサを排
   気管に取付けるための取付け装置において、 排気管壁面に酸素センサを固定するエキゾーナットと、
   前記センサ素子部周囲を覆うように前記エキゾーストナ
   ットの排気管内側端面に固定される排気導入管とを備え
   て構成され、 前記排気導入管が、前記センサ素子部に沿ってストレー
   トな円筒形状をなし、その先端面に開口部が先端外方側
   に突出したスリットを放射状に複数設けてなる排気導入
   部を有し、前記エキゾーストナットに固定される基端側
   近傍周壁に、周方向に沿って複数の小孔を設けた排気排
   出部を有する構成である内燃機関用酸素センサの取付け
   装置。