JP2006299927A - センサ取付用のボス部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボス部の上面にシール部材及びセンサを適切に装着できるセンサ取付用のボス部構造の提供。
【解決手段】 リング状のボス部１１の内側に形成された雌螺子１１ａを集合部６の取付孔６ａに連通させた状態として、該ボス部１１の外周縁一端部１１ｉをその全周に亘って集合部６の外周部に溶接固定し、酸素センサ１０のセンシング部１０ｅを雌螺子１１ａ及び取付孔６ａを介して集合部６内に挿入した後、酸素センサ１０のホルダ部１０ｃのセンシング部１０ｅ側に形成された雄螺子１０ｆをボス部１１の雌螺子１１ａに螺合して該ホルダ部１０ｃのシール面１０ｇとボス部１１のシール面１１ｂをシール部材Ｓを介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、ボス部１１の外周縁他端部１１ｈからその全周に亘って溶接固定と反対側へ突出した壁部１２を設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車の排気系部材内を通過する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）。

例えば、図９に示すように、前述したセンサの１つである酸素センサ０１０は、ホルダ部０１０ｃのセンシング部０１０ｅ側に形成された雄螺子０１０ｆを、その外周縁一端を全周に亘って排気系部材０６の外周に溶接Ｘ１固定されているボス部０１１の雌螺子０１１ａに螺合することにより固定されている。
また、ホルダ部０１０ｃのシール面０１０ｇとボス部０１１のシール面０１１ｂとの間にはシール部材Ｓ１が介装されている。

そして、エンジンの制御を正確にするため各気筒からの排気ガスの状態をすべて検出することで、センサの酸素濃度の検出をより高精度に行うためには、酸素センサのセンシング部０１０ｅの先端を排気系部材の中心位置（一点破線で図示）に近づけた位置に設けることが好ましいため、ボス部０１１の厚みはできるだけ薄く形成したいという要求がある。
特開２００３−８３０６１号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、ボス部の厚みを薄くすると、図１０に示すように、ボス部０１１の外周縁一端部と排気系部材０６の外周部を溶接Ｘ１した際に、溶接ビードがボス部０１１のシール面０１１ｂに乗り上げてしまうため、ボス部０１１のシール面０１１ｂにシール部材Ｓ１及び酸素センサ０１０を確実なシール状態で適切に装着することができないという問題点があった。
そこで、シール部材Ｓ１及び酸素センサ０１０を装着する前に、ボス部０１１の上面０１１ｂに乗り上げた溶接ビードを追加工程として切削加工して取除かなければならず、大変な手間と時間を費やしていた。

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、ボス部の外周縁一端部を排気系部材の外周部に溶接する際に、溶接ビードがボス部のシール面に乗り上げるのを防止でき、これによって、ボス部のシール面を切削加工することなく、シール部材及びセンサを適切に装着できるセンサ取付用のボス部構造を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、リング状のボス部の内側に形成された雌螺子を排気系部材の取付孔に連通させた状態として、該ボス部の外周縁一端部をその全周に亘って排気系部材の外周部に溶接固定し、センサのセンシング部を前記雄螺子及び取付孔を介して排気系部材内に挿入した後、センサのセンシング部側に形成された雌螺子を前記ボス部の雌螺子に螺合して該ホルダ部のシール面とボス部のシール面をシール部材を介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、前記ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って溶接固定側と反対側へ突出した壁部を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載のセンサ取付用のボス部構造において、前記壁部を、ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って該ボス部のシール面を囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に向かって突出させたことを特徴とする。

請求項１記載の発明にあっては、リング状のボス部の内側に形成された雌螺子を排気系部材の取付孔に連通させた状態として、該ボス部の外周縁一端部をその全周に亘って排気系部材の外周部に溶接固定し、センサのセンシング部を前記雌螺子及び取付孔を介して排気系部材内に挿入した後、センサのセンシング部側に形成された雄螺子を前記ボス部の雌螺子に螺合して該ホルダ部のシール面とボス部のシール面をシール部材を介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、前記ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って溶接固定側と反対側へ突出した壁部を設けたため、ボス部の外周縁一端部を排気系部材の外周部に溶接固定する際に、溶接ビードがボス部のシール面に乗り上げるのを壁部で防止でき、これによって、ボス部のシール面にシール部材及びセンサを確実なシール状態で適切に装着できる。

請求項２記載の発明にあっては、壁部を、ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って該ボス部のシール面を囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に向かって突出させたため、排気系部材の輻射熱によるシール部材やセンサへの悪影響を防止できる。

また、壁部を水平方向または水平方向よりも下方に向けて設けた場合に比べてボス部の外周縁一端部を排気系部材の外周部に溶接する際に溶接機を挿入するスペースを大きくすることができるので作業性を向上させることができる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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に適用し、センサを集合部内の酸素濃度を検出する酸素センサに適用した例について説明する。
図１は本発明の実施例の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は本実施例１の壁部を示す斜視図、図４は本実施例１の壁部を示す側断面図、図５は壁部、ボス部、集合部の組み付けを説明する図、図６は酸素センサ、シール部材、ボス部の組付けを説明する図である。

先ず、全体構成について説明する、
図１に示すように、本実施例のセンサ取付用のボス部構造では、ヘッドフランジ１と、４本のブランチ管２〜５と、集合部６と、触媒コンバータ７と、酸素センサ１０が備えられている。
各ブランチ管２〜５の上流側端部は、図示を省略するエンジンのシリンダヘッドに締結されるヘッドフランジ１のそれぞれ対応するポートに接続されている。
一方、各ブランチ管２〜５の下流側端部は、１／４円形断面に加工されて全体の外形が円形となるように重ねられた状態で集合部６の上流側端部に接続されている。
集合部６の下流側端部は、触媒担体８を収容した触媒コンバータ７の上流側端部に接続され、さらに、触媒コンバータ７の下流側端部はフランジ部９を介して図示を省略する後方側排気管に接続される。

そして、集合部６の中途部には、後述する酸素センサ１０が装着されている。
図２に示すように、酸素センサ１０は、集合部６内を通過する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のに用いられるものであって、その本体１０ａの一端部には、排気ガス流外に置かれて図外の制御装置に電気的に接続された配線１０ｂが接続される他、中途部には六角柱形状のホルダ部１０ｃが設けられ、排気ガス流内に置かれる他端部には複数の細孔１０ｄが形成されたセンシング部１０ｅが設けられている。また、上記ホルダ部１０ｃのセンシング部側には雄螺子１０ｆが形成されている。

そして、酸素センサ１０は、センシング部１０ｅをボス部１１の雌螺子１１ａ及び集合部６の取付孔６ａを介して集合部６内に挿入した状態で、雄螺子１０ｆを該ボス部１１の雌螺子１１ａに螺合させてホルダ部のシール面１０ｇを環状のシール部材Ｓを介してボス部１１のシール面１１ｂに密着させた状態で固定されている。

ボス部１１は、全体がリング状に形成される他、その内側には上記雌螺子１１ａが形成されている。
また、ボス部１１の外周縁他端部１１ｈには、図３、４に示す壁部１２が設けられている。
壁部１２は、全体が略お椀状を成して形成される他、その底部に開口部１２ａが形成されると共に、この開口部１２に連続してボス部１１の外周縁他端部１１ｈに係止するための段部１２ｂが形成されている。

そして、ボス部１１の外周縁他端部１１ｈを壁部１２の段部１２ｂに嵌合させた状態で、該ボス部１１の外周縁一端部１１ｉの全周、集合部６の外周部、壁部１２の三者が溶接Ｘで固定されている。

また、段部１２ｂとボス部１１の外周縁他端部１１ｈの間に排水のための孔を設けることもできる。

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をボス部１１に装着する際には、先ず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ボス部１１の雌螺子１１ａを集合部６の取付孔６ａに連通させた状態で該ボス部１１を配置した後、該ボス部１１の外周縁他部１１ｈに壁部１２の段部１２ａを係止させて装着し、溶接Ｘすることによりボス部１１、集合部６、壁部１２の三者を固定する。
なお、ボス部１１と壁部１２を予め係止または溶接固定した後、これら両者を集合部６の外周部に溶接固定しても良い。

ここで、従来の発明にあっては、ボス部の外周縁一端部と排気系部材の外周部を溶接した際に、溶接ビードがボス部のシール面に乗り上げてしまうため、ボス部のシール面にシール部材及び酸素センサを確実なシール状態で適切に装着することができないという問題点があった。
そこで、シール部材及び酸素センサを装着する前に、ボス部のシール面に乗り上げた溶接ビードを追加工程として切削加工して取り除かなければならず、大変な手間と時間を費やしていた。

しかしながら、本実施例１のセンサ取付用のボス部構造では、ボス部１１の外周縁他端部１１ｈからその全周に亘って溶接固定と反対側へ突出した壁部１２を設けたため、ボス部１１の外周縁一端部１１ｉを集合部６の外周部に溶接Ｘ固定する際に、溶接ビードがボス部１１のシール面１１ｂに乗り上げる虞がない。

従って、従来の発明のようにボス部１１のシール面１１ｂを追加工程として切削加工する必要がなく、後述するシール部材Ｓとの良好なシール面を確保できる。

また、本実施例１の壁部１２は、ボス部１１の外周縁他端部１１ｈからその全周に亘って溶接固定と反対側斜め方向に突出するため、壁部１２を外周縁他端部１１ｈから水平方向または水平方向よりも下方に向けて設けた場合に比べてボス部１１を集合部６の外周部に溶接Ｘする際に溶接機を挿入するスペースが多くなり作業性を向上させることができる。

次に、図６に示すように、ボス部１１のシール面１１ｂにシール部材Ｓを配置した後、酸素センサ１０のセンシング部１０ｅを、ボス部１１の雌螺子１１ａ及び集合部６の取付孔６ａを介して集合部６の中心内に挿入し、酸素センサ１０の雄螺子１０ｆをボス部１１の雌螺子１１ａに螺合して該ホルダ部１０ｃのシール面１０ｇとボス部１１のシール面１１ｂをシール部材Ｓを介して密着させることにより、センシング部１０ｅを集合部６の中心位置に配置して酸素センサ１０の装着を終了する（図２参照）。

この際、前述したように、厚さの薄いボス部１１のシール面１１ｂにシール部材Ｓとの良好なシール面を確保できるため、酸素センサ１０を良好にシールした状態で高精度に装着することができる。

なお、ホルダ部１０ｃのシール面１０ｇにシール部材Ｓを予め装着した後、この状態で酸素センサ１０のセンシング部１０ｅを集合部６内に挿入しても良い。

そして、酸素センサ１０は、集合部６内を通過する排気ガスの酸素濃度を検出するが、壁部１２はボス部１１のシール面１１ｂを囲繞するように該ボス部１１の外周縁他端部１１ｈからその全周に亘って外側斜め方向に向かってセンサ本体１０ａのボス部１１から出ている部分を覆うように突出するため、燃焼後の高温の排気ガスが内部を流れる集合部６やエンジン自体からの輻射熱からシール部材Ｓや酸素センサ１０の配線や、電子部品を有する電極部分を保護することができる。

次に、効果を説明する。
以上説明したように、本実施例のセンサ取付用のボス部構造にあっては、リング状のボス部１１の内側に形成された雌螺子１１ａを集合部６の取付孔６ａに連通させた状態として、該ボス部１１の外周縁一端部１１ｉをその全周に亘って集合部６の外周部に溶接固定し、酸素センサ１０のセンシング部１０ｅを雌螺子１１ａ及び取付孔６ａを介して集合部６内に挿入した後、酸素センサ１０のホルダ部１０ｃのセンシング部１０ｅ側に形成された雄螺子１０ｆをボス部１１の雌螺子１１ａに螺合して該ホルダ部１０ｃのシール面１０ｇとボス部１１のシール面１１ｂをシール部材Ｓを介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、ボス部１１の外周縁他端部１１ｈからその全周に亘って溶接固定と反対側へ突出した壁部１２を設けたため、ボス部１１の外周縁一端部１１ｉを集合部６の外周部に溶接固定する際に、溶接ビードがボス部１１のシール面１１ｂに乗り上げるのを壁部で防止でき、これによって、ボス部１１のシール面１１ｂにシール部材Ｓ及び酸素センサ１０を確実なシール状態で適切に装着できる。
また、ボス部１１の厚さを薄くできるのでセンシング部１０ｅを集合部の中心部に置くことができ、酸素センサ１０の酸素濃度の検出をより高精度に行うことができる。

また、壁部１２を、ボス部１１の外周縁他端部１１ｈからその全周に亘ってボス部１１のシール面１１ｂを囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に突出させたため、燃焼後の高温の排気ガスが内部を流れる集合部６やエンジン自体からの輻射熱によるシール部材Ｓや酸素センサ１０の配線や、電子部品を有する電極部分への悪影響を防止できる。
加えて、壁部１２を外周縁他端部１１ｈから水平方向または水平方向よりも下方に向けて設けた場合に比べてボス部１１を集合部６の外周部に溶接Ｘする際溶接機を挿入するスペースが多くなり作業性を向上させることができる。

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、シール部材Ｓの厚みや壁部１２の傾斜角度や高さ等については適宜設定できる。

また、本実施例１ではボス部１１と壁部１２を別体で構成したが、図７に示すように、両者を一体成形部材２０としても良い。

また、図８に示すように、センサ１０を確実に固定するためボス部１１の雌螺子１１ａを長くしてもセンシング部１１ｅを集合部６の中心部に位置するようにするため、ボス部１１に段部を設けて、集合部６内へ落とし込むようにする構造にすることもできる。

さらに、本実施例では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、センサを該集合部内の酸素濃度を検出する酸素センサに適用した場合について説明したが、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。
同様にセンサは排気系部材内を通過する排気ガスの状態を検出するのに用いられるセンサであれば良く、例えば温度センサを適用しても良い。

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。 本実施例１の壁部を示す斜視図である。 本実施例１の壁部を示す側断面図である 壁部、ボス部、集合部の組み付けを説明する図である。 酸素センサ、シール部材、ボス部の組付けを説明する図である。 その他の実施例のセンサ取付用のボス部構造を説明する図である。 その他の実施例のセンサ取付用のボス部構造を説明する図である。 従来のセンサ取付用のボス部構造を説明する図である。 従来の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 シール部材
Ｘ 溶接
１ ヘッドフランジ
２、３、４、５ ブランチ管
６ 集合部
７ 触媒コンバータ
８ 触媒担体
９ フランジ部
１０ 酸素センサ
１０ａ 本体
１０ｂ 配線
１０ｃ ホルダ部
１０ｄ 複数の細孔
１０ｅ センシング部１０ｅ
１０ｆ 雄螺子
１０ｇ シール面
１１ｈ 外周縁一端部
１１ｉ 外周縁他端部
１１ ボス部
１１ａ 雌螺子
１１ｂ シール面
１２ へイブ
１２ａ 開口部
１２ｂ 段部

Claims (2)

1. リング状のボス部の内側に形成された雌螺子を排気系部材の取付孔に連通させた状態として、該ボス部の外周縁一端部をその全周に亘って排気系部材の外周部に溶接固定し、
   センサのセンシング部を前記雄螺子及び取付孔を介して排気系部材内に挿入した後、センサのセンシング部側に形成された雄螺子を前記ボス部の雌螺子に螺合して該ホルダ部のシール面とボス部のシール面をシール部材を介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、
   前記ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って溶接固定側と反対側へ突出した壁部を設けたことを特徴とするセンサ取付用のボス部構造。
2. 請求項１記載のセンサ取付用のボス部構造において、
   前記壁部を、ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って該ボス部のシール面を囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に向かって突出させたことを特徴とするセンサ取付用のボス部構造。

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