JP2005292003A - 酸素センサ取付用のボス部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 センシング部の長さを設計変更することなく酸素センサを排気系部材に安定した状態で適切に装着でき、酸素濃度を高精度に検出可能な酸素センサ取付用のボス部構造の提供。
【解決手段】 酸素センサ１０にフランジ部（酸素センサフランジ部１２）と螺子溝１５を形成し、ボス部１７の基部１７ａの外周縁から上方に立ち上げられた外壁部１７ｂを形成すると共に、螺子溝１５に螺合する螺子孔１７ｄが設けられた螺合部１７ｃを形成し、外壁部１７ｂの外周縁下端を全周に亙って排気系部材（集合部６）と溶接固定し、センシング部１４を螺合し、フランジ部と基部１７ａをシール部材（ガスケット部材Ｓ）を介して密着させた状態で固定した。
【選択図】 図２

Description

本発明は自動車の排気系部材の内部の酸素濃度を検出するのに用いられる酸素センサ取付用の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、排気ガスに含まれる酸素濃度を検出するための酸素センサが装着されている（特許文献１参照）。

具体的には、図７に示すように、酸素センサ０１０はボス部０１７に螺合され、さらに、該ボス部０１７はその外周縁下端が全周に亙って排気管０６と溶接Ｘ１によって固定される構造となっている。
また、この際、前記酸素センサ０１０とボス部０１７との間にはガスケット０２１が設けられており、両者が密着した状態でシールされている。

しかしながら、酸素濃度の検出をより高精度に行うためには、センシング部０１４の先端が排気管０６の中心位置（一点破線にて図示）となるように酸素センサ０１０を装着することが好ましい。
そこで、図８に示すように、酸素センサ０１０が装着される排気管０６の周辺をエンボス加工してエンボス部０２０を形成したり、図９に示すように、ボス部０１７の厚みを薄くすることによりセンシング部０１４の先端を排気管０６の中心位置に配置している。
特開２００３−８３０６１号公報

しかしながら、従来の酸素センサ取付用のボス部構造においては、排気管にエンボス部を形成すると、エンボス加工に手間が掛かってコストが増大する上、排気ガスの流れに悪影響を及ぼす虞があるという問題点があった。
また、ボス部の厚みを薄くすると、溶接Ｘ１によってボス部の基部が溶断し、フランジ部と基部との間をシール部材で適切にシールできない虞がある上、酸素センサとボス部を螺合するための螺子孔の長さを十分に確保できず、酸素センサを安定した状態で固定できないという問題点があった。
なお、センシング部の長さを調整することにより、その先端を排気管の中心位置に配置することは可能であるが、この場合にはセンシング部の長さが異なる酸素サンサを車種または装着部位ごとに製造しなければならず、最もコスト高となる上、大量生産される自動車の効率的な生産性の低下に繋がるため好ましくない。

本発明は上記問題点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、センシング部の長さを設計変更することなく酸素センサを排気系部材に安定した状態で適切に装着でき、酸素濃度を高精度に検出可能な酸素センサ取付用のボス部構造を提供することにある。

本発明の請求項１記載の発明では、酸素濃度を検出する酸素センサがボス部を介して排気系部材に装着される酸素センサ取付用のボス部構造であって、前記酸素センサにフランジ部と螺子溝を形成し、前記ボス部の基部の外周縁から上方に立ち上げられた外壁部を形成し、前記基部に前記螺子溝に螺合する螺子孔を形成し、前記外壁部の外周縁下端を全周に亙って排気系部材と溶接固定することによりボス部と排気系部材を固定し、前記酸素センサのセンシング部を前記取付孔及び螺子孔を介して排気系部材内に挿入して螺子溝と螺子孔を螺合することにより、フランジ部と基部をシール部材を介して密着させた状態で酸素センサとボス部を固定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の酸素センサ取付用のボス部構造において、前記螺子溝を基部から下方に延長させた螺合部を形成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明にあっては、酸素センサにフランジ部と螺子溝を形成し、前記ボス部の基部の外周縁から上方に立ち上げられた外壁部を形成し、前記基部に前記螺子溝に螺合する螺子孔を形成し、前記外壁部の外周縁下端を全周に亙って排気系部材と溶接固定することによりボス部と排気系部材を固定し、前記酸素センサのセンシング部を前記取付孔及び螺子孔を介して排気系部材内に挿入して螺子溝と螺子孔を螺合することにより、フランジ部と基部をシール部材を介して密着させた状態で酸素センサとボス部を固定したため、ボス部の肉厚を充分に確保できると共に、両者を溶接固定する際、溶接が基部側に侵入して溶断するのを防止でき、結果、フランジ部と基部とのシールを適切に行える。

請求項２記載の発明にあっては、螺子溝を基部から下方に延長させた螺合部を形成したため、螺合部で螺子溝と螺子孔が螺合する長さを十分に確保でき、酸素センサを安定させた状態で排気管に固定できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

なお、本実施例では酸素センサが装着される排気系部材をエキゾーストマニホールドの集合部に適用した例について説明するが、酸素センサを装着する排気系部材は、エキゾーストマニホールドのブランチ管や触媒コンバータの下流側等でも良く、エキゾーストマニホールドの集合部に限定されるものではない。
図１は本発明の実施例の酸素センサ取付用のボス部構造が採用された集合部周辺を示す全体平面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は図１のＳ３−Ｓ３線における断面図、図４はボス部の平面図、図５はボス部の底面図、図６はボス部の斜視図である。

図１に示すように、本実施例の酸素センサ取付用のボス部構造では、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、酸素センサ１０を主要な構成としている。

図２に示すように、前記各ブランチ管２〜５の下流側端部２ａ〜５ａは、略扇形断面形状に加工され、該扇形の側壁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の上流側端部６ａに収容されている。

また、前記集合部６に後述する酸素センサ１０が装着されている。
図３に示すように、前記酸素センサ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１１が設けられる他、中途部には酸素センサフランジ部１２（フランジ部に相当）が形成され、下部には複数の細孔１３が形成されたセンシング部１４が形成されている。
また、前記センシング部１４には酸素センサフランジ部１２に近接して螺子溝１５が形成されている。

一方、集合部６にはセンシング部１４の挿入を許容する大きさの取付孔１６が形成される他、該取付孔１６に近接して後述するボス部１７が固定されている。
具体的には、図４〜６に示すように、前記ボス部１７は、前記酸素センサフランジ部１２と環状のガスケット部材Ｓ（シール部材に相当）を介して密着する円盤状の基部１７ａと、該基部１７ａの外周縁から上方に立ち上げられた外壁部１７ｂと、前記基部１７ａから下方に突設された螺合部１７ｃで構成され、該螺合部１７ｃには前記螺子溝１５に螺合する螺子孔１７ｄが形成されている。

このように構成された酸素センサ１０を集合部６に装着する際には、先ず、取付孔１６とボス部１７の螺子孔１７ｄの中心を一致させた状態とし、外壁部１７ｂの下端外周縁を全周に亙って集合部６と溶接Ｙ１することにより両者を固定する。
この際、前記外壁部１７ｂによって溶接Ｙ１が基部１７ａ側への侵入を防止でき、結果、基部１７ａの溶断を阻止して該基部１７ａを平坦な状態に維持できる。

次に、ガスケット部材Ｓを前記基部１７ａに設置した後、もしくはガスケット部材Ｓが酸素センサ１０の本体に仮組みされているものについてはその状態で、前記酸素センサ１０のセンシング部１４の先端を取付孔１６を介して集合部６内に挿入しつつ、酸素センサ１０の螺子溝１５をボス部の螺子孔１７ｄに螺合して両者を固定することにより、センシング部１４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。
この際、酸素センサフランジ部１２と基部１７ａとの間にガスケット部材Ｓを密着させた状態で適切に設けることができ、両者の間を良好にシールすることができる。

このように構成された酸素センサ取付用のボス部構造にあっては、溶接Ｙ１による基部１７ａの溶断を外壁部１７ｂで防止できるため、酸素センサフランジ部１２と基部１７ａをガスケット部材Ｓで確実に密着させて排気ガスをシールできると同時に、基部１７ａの厚み（図３の範囲Ｗ１にて図示）を従来の発明に比べて薄く形成でき、これにより酸素センサ１０を設計変更せずにセンシング部１４の先端を集合部６の中心位置Ｏに容易に配置して排気ガスの酸素濃度を高精度に検出することができる。

また、螺合部１７ｃによって螺子溝１５と螺子孔１７ｄの螺合部分の長さ（図３の範囲Ｗ２にて図示）を十分に確保でき、両者の螺合する長さを十分に確保して安定した状態で固定できる。

従って、本実施例の排気系部材の酸素センサ１０取付構造にあっては、センシング部１４の長さを設計変更することなく酸素センサ１０を集合部６に対して安定した状態で適切に装着でき、酸素濃度を高精度に検出できる。

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、ガスケット部材Ｓ、外壁部１７ｂ、基部１７ａの厚み、螺合部１７ｃの長さについては適宜設定できる、

本発明の実施例の酸素センサ取付用のボス部構造が採用された集合部周辺を示す全体平面図である。 図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。 図１のＳ３−Ｓ３線における断面図である。 ボス部の平面図である ボス部の底面図である。 ボス部の斜視図である。 従来の酸素センサ取付用のボス部構造を説明する図である。 従来の酸素センサ取付用のボス部構造を説明する図である。 従来の酸素センサ取付用のボス部構造を説明する図である。

符号の説明

Ｓ ガスケット部材
１ ヘッドフランジ
２、３、４、５ ブランチ管
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ 上流側端部
２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ 側壁
６ 集合部
６ａ 上流側端部
７ 触媒担体
８ 触媒コンバータ
１０ 酸素センサ
１１ 配線
１２ 酸素センサフランジ部
１３ 細孔
１４ センシング部
１５ 螺子溝
１６ 取付孔
１７ ボス部
１７ａ 基部
１７ｂ 外壁部
１７ｃ 螺合部
１７ｄ 螺子孔

Claims (2)

1. 酸素濃度を検出する酸素センサがボス部を介して排気系部材に装着される酸素センサ取付用のボス部構造であって、
   前記酸素センサにフランジ部と螺子溝を形成し、
   前記ボス部の基部の外周縁から上方に立ち上げられた外壁部を形成し、
   前記基部に前記螺子溝に螺合する螺子孔を形成し、
   前記外壁部の外周縁下端を全周に亙って排気系部材と溶接固定することによりボス部と排気系部材を固定し、
   前記酸素センサのセンシング部を前記取付孔及び螺子孔を介して排気系部材内に挿入して螺子溝と螺子孔を螺合することにより、フランジ部と基部をシール部材を介して密着させた状態で酸素センサとボス部を固定したことを特徴とする酸素センサ取付用のボス部構造。
2. 請求項１記載の酸素センサ取付用のボス部構造において、
   前記螺子溝を基部から下方に延長させた螺合部を形成したことを特徴とする酸素センサ取付用のボス部構造。

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