JP3245486B2 - 内燃機関の排気管 - Google Patents
内燃機関の排気管Info
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気管に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の排気系において、図５
に示すように、フロントパイプ１、フレキシブルパイプ
２、コンバータ３、センタパイプ４等から構成している
ものにおいて、そのフロントパイプ１を、遮熱性、遮音
性の向上から、内管１ａと外管１ｂよりなる二重管で形
成しているものがある。そして、このフロントパイプ１
にＯ2 センサ５などのセンサを取り付けて、排気ガスの
状態を検出している。
に示すように、フロントパイプ１、フレキシブルパイプ
２、コンバータ３、センタパイプ４等から構成している
ものにおいて、そのフロントパイプ１を、遮熱性、遮音
性の向上から、内管１ａと外管１ｂよりなる二重管で形
成しているものがある。そして、このフロントパイプ１
にＯ2 センサ５などのセンサを取り付けて、排気ガスの
状態を検出している。
【０００３】このＯ2 センサ５の取り付け構造として従
来図６に示すような構造のものが提案されている。この
図６に示す従来構造は、内管１ａと外管１ｂとの間に空
隙６を設け、Ｏ2センサの取り付け部における内外管１
ａ，１ｂに、開孔７と８を同心状に形成し、貫通孔９を
形成したボス１０を、その貫通孔９と上記両開孔７，８
とを同心させて外管１ｂに固着し、該ボス１０に上記の
Ｏ2 センサ５を、そのセンサ部５ａを上記各孔７，８，
９に挿通して固定している。
来図６に示すような構造のものが提案されている。この
図６に示す従来構造は、内管１ａと外管１ｂとの間に空
隙６を設け、Ｏ2センサの取り付け部における内外管１
ａ，１ｂに、開孔７と８を同心状に形成し、貫通孔９を
形成したボス１０を、その貫通孔９と上記両開孔７，８
とを同心させて外管１ｂに固着し、該ボス１０に上記の
Ｏ2 センサ５を、そのセンサ部５ａを上記各孔７，８，
９に挿通して固定している。
【０００４】そして、上記の内管１ｂにおける開孔７の
孔径は、その内管１ｂの熱膨脹時にその開孔７の孔端部
がセンサ部５ａの外周面に接触してセンサ部５ａを押圧
しないように、センサ部５ａの外径より大きく設定さ
れ、内管１ｂとセンサ部５間に隙間Ｄが形成されてい
る。
孔径は、その内管１ｂの熱膨脹時にその開孔７の孔端部
がセンサ部５ａの外周面に接触してセンサ部５ａを押圧
しないように、センサ部５ａの外径より大きく設定さ
れ、内管１ｂとセンサ部５間に隙間Ｄが形成されてい
る。
【０００５】しかし、このように隙間Ｄが形成されてい
ると、内管１ａ内を流通する排気ガスが隙間Ｄから空隙
６内に漏れ出てしまい、内管１ａ内を流れる排気ガスの
濃度をＯ2 センサ５が正しく検出しなかったり、遮熱
性、遮音性が低下する問題がある。
ると、内管１ａ内を流通する排気ガスが隙間Ｄから空隙
６内に漏れ出てしまい、内管１ａ内を流れる排気ガスの
濃度をＯ2 センサ５が正しく検出しなかったり、遮熱
性、遮音性が低下する問題がある。
【０００６】このような問題を解決するために、従来、
図７に示すように、内管１ａと外管１ｂにおけるボスの
取り付け部を平坦に漬し加工し、該両平坦部１１と１２
を相互に当接し、かつ、該平坦部１１と１２に開孔を形
成してボス１３を嵌装し、該ボス１３にＯ2 センサを装
着するようにしたものが提案されている（実開昭６３−
１４７５２０号公報）。
図７に示すように、内管１ａと外管１ｂにおけるボスの
取り付け部を平坦に漬し加工し、該両平坦部１１と１２
を相互に当接し、かつ、該平坦部１１と１２に開孔を形
成してボス１３を嵌装し、該ボス１３にＯ2 センサを装
着するようにしたものが提案されている（実開昭６３−
１４７５２０号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記図７に示す従来構
造のものにおいては、その平坦部１１と１２を漬し加工
する際に、内管１ａと外管１ｂのスプリングバック量の
相違により、両平坦部１１と１２を相互に接触させるこ
とが現実的に困難であり、該平坦部１１，１２間に隙間
が生じやすい。また、両平坦部１１と１２相互に圧着さ
せると、これらの相互の摺動が困難になる。そのため、
ガスの漏れを防止するシール性と内管１ｂの熱膨脹を吸
収する摺動性との両者を満足させることが困難な問題が
ある。
造のものにおいては、その平坦部１１と１２を漬し加工
する際に、内管１ａと外管１ｂのスプリングバック量の
相違により、両平坦部１１と１２を相互に接触させるこ
とが現実的に困難であり、該平坦部１１，１２間に隙間
が生じやすい。また、両平坦部１１と１２相互に圧着さ
せると、これらの相互の摺動が困難になる。そのため、
ガスの漏れを防止するシール性と内管１ｂの熱膨脹を吸
収する摺動性との両者を満足させることが困難な問題が
ある。
【０００８】そこで本発明は、上記のシール性と摺動性
を簡易な構造で達成できる内燃機関の排気管を提供する
ことを目的とするものである。
を簡易な構造で達成できる内燃機関の排気管を提供する
ことを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するためのもので、第１の発明は、内管１ａと外管１
ｂの間に空隙６を設けた二重管の外管１ｂに大径の開孔
１５を、内管１ａに小径の開孔１４を夫々同心状に形成
し、センサを取り付けるための貫通孔１７を有するボス
１６を、その貫通孔１７と上記両開孔１４，１５とが同
心状になるように外管上に取付け、内管１ａの外周面と
ボス１６の内側面間に、上記内管に形成した開孔１４の
外周を囲むように環状のシール部材２１を介装し、該シ
ール部材２１が弾性を有しかつ通気性の低い部材で形成
されていることを特徴とするものである。
決するためのもので、第１の発明は、内管１ａと外管１
ｂの間に空隙６を設けた二重管の外管１ｂに大径の開孔
１５を、内管１ａに小径の開孔１４を夫々同心状に形成
し、センサを取り付けるための貫通孔１７を有するボス
１６を、その貫通孔１７と上記両開孔１４，１５とが同
心状になるように外管上に取付け、内管１ａの外周面と
ボス１６の内側面間に、上記内管に形成した開孔１４の
外周を囲むように環状のシール部材２１を介装し、該シ
ール部材２１が弾性を有しかつ通気性の低い部材で形成
されていることを特徴とするものである。
【００１０】第２の発明は、上記ボス１６の内側面に、
その貫通孔１７の外周に位置して環状の凸部１９を設
け、該凸部１９の外周面にシール部材２１を係止させ、
しかも、該凸部１９を、その先端面と内管外周面との間
に隙間２０が生じるように形成したことを特徴とするも
のである。
その貫通孔１７の外周に位置して環状の凸部１９を設
け、該凸部１９の外周面にシール部材２１を係止させ、
しかも、該凸部１９を、その先端面と内管外周面との間
に隙間２０が生じるように形成したことを特徴とするも
のである。
【００１１】第３の発明は、上記内管１ａにおけるシー
ル部材２１との接触面を、平面又は略平面に形成したこ
とを特徴とするものである。第４の発明は、上記ボス１
６の内側面に、その貫通孔１７の外周に位置して環状溝
２３を設け、該環状溝２３にシール部材２１を嵌装した
ことを特徴とするものである。
ル部材２１との接触面を、平面又は略平面に形成したこ
とを特徴とするものである。第４の発明は、上記ボス１
６の内側面に、その貫通孔１７の外周に位置して環状溝
２３を設け、該環状溝２３にシール部材２１を嵌装した
ことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】開孔１４の外周に位置する内管１ａの外周面と
ボス１６の内側面間にシール部材２１を介装したので、
内管１ａ内を流通する排気ガスが隙間２２から流出して
もシール部材２１によって内外管１ａ，１ｂの空隙６へ
の漏れが抑制される。
ボス１６の内側面間にシール部材２１を介装したので、
内管１ａ内を流通する排気ガスが隙間２２から流出して
もシール部材２１によって内外管１ａ，１ｂの空隙６へ
の漏れが抑制される。
【００１３】また、シール部材２１が弾性を有するた
め、これに接触する内管１ａの動きは拘束されず、内管
１ａの熱による膨脹及び収縮を許容する。また、凸部１
９や環状溝２３を形成したものにおいては、これらにシ
ール部材２１が係止され、振動によるシール部材２１の
ずれを阻止し、適正なシール性を確保できる。
め、これに接触する内管１ａの動きは拘束されず、内管
１ａの熱による膨脹及び収縮を許容する。また、凸部１
９や環状溝２３を形成したものにおいては、これらにシ
ール部材２１が係止され、振動によるシール部材２１の
ずれを阻止し、適正なシール性を確保できる。
【００１４】また、内管１ａ及びボス１６におけるシー
ル部材２１との接触部を平坦に形成したものにおいて
は、シール部材２１を、その上面と下面が平坦な平面リ
ングを使用できる。
ル部材２１との接触部を平坦に形成したものにおいて
は、シール部材２１を、その上面と下面が平坦な平面リ
ングを使用できる。
【００１５】
【実施例】次に図１及び図２に示す本発明の第１実施例
について説明する。１は内管１ａと外管１ｂとの二重管
からなる排気管で、例えば前記図５に示すフロントパイ
プとして使用されるものである。該内管１ａと外管１ｂ
管には空隙６が形成されている。内管１ａと外管１ｂに
は、Ｏ2 センサを取り付ける部分に位置して開孔１４と
１５が、相互に同心状に形成されている。しかも、内管
１ａ側の開孔１４の孔径Ｒ2 は、これに挿通されるＯ2
センサ５のセンサ部５ａの外径Ｒ1 よりも大径に設定さ
れ、外管１ｂの開孔１５の孔径Ｒ3 は上記開孔１４の孔
径Ｒ2 より大径に設定されている。
について説明する。１は内管１ａと外管１ｂとの二重管
からなる排気管で、例えば前記図５に示すフロントパイ
プとして使用されるものである。該内管１ａと外管１ｂ
管には空隙６が形成されている。内管１ａと外管１ｂに
は、Ｏ2 センサを取り付ける部分に位置して開孔１４と
１５が、相互に同心状に形成されている。しかも、内管
１ａ側の開孔１４の孔径Ｒ2 は、これに挿通されるＯ2
センサ５のセンサ部５ａの外径Ｒ1 よりも大径に設定さ
れ、外管１ｂの開孔１５の孔径Ｒ3 は上記開孔１４の孔
径Ｒ2 より大径に設定されている。
【００１６】１６はＯ2 センサ５を取り付けるためのボ
スで、その中央部にＯ2 センサ５のセンサ部５ａを貫通
するための貫通孔１７が形成されている。また、その内
側面は外管１ｂの外周面に沿った座面１８に形成され、
かつ貫通孔１７の周囲に位置して、上記座面１８より突
出する環状の凸部１９が形成されている。該凸部１９の
突出長は、ボス１６を図１のように取り付けた状態にお
いて、その先端面と内管１ａの外周面との間にわずかな
隙間（例えば２〜３ｍｍ）２０が形成されるように設定
されている。そして該ボス１６は、その貫通孔１７と上
記内外管の開孔１４，１５とを同心状にして外管１ｂに
溶接ｗにて固定される。
スで、その中央部にＯ2 センサ５のセンサ部５ａを貫通
するための貫通孔１７が形成されている。また、その内
側面は外管１ｂの外周面に沿った座面１８に形成され、
かつ貫通孔１７の周囲に位置して、上記座面１８より突
出する環状の凸部１９が形成されている。該凸部１９の
突出長は、ボス１６を図１のように取り付けた状態にお
いて、その先端面と内管１ａの外周面との間にわずかな
隙間（例えば２〜３ｍｍ）２０が形成されるように設定
されている。そして該ボス１６は、その貫通孔１７と上
記内外管の開孔１４，１５とを同心状にして外管１ｂに
溶接ｗにて固定される。
【００１７】２１はシール部材で、弾性を有すると共に
通気性が低く、かつ耐熱性を有する部材からなり、例え
ばワイヤメッシュを高密度に圧縮したものを使用してい
る。該シール部材２１は上記凸部１９の外周に係止する
ように環状に形成され、かつ、その下面と上面が、内管
１ａの外周面とボス１６の座面１８の曲面に沿った曲面
に形成され、内管１ａの外周面と座面１８間に、これら
に接触するように介装されている。
通気性が低く、かつ耐熱性を有する部材からなり、例え
ばワイヤメッシュを高密度に圧縮したものを使用してい
る。該シール部材２１は上記凸部１９の外周に係止する
ように環状に形成され、かつ、その下面と上面が、内管
１ａの外周面とボス１６の座面１８の曲面に沿った曲面
に形成され、内管１ａの外周面と座面１８間に、これら
に接触するように介装されている。
【００１８】Ｏ2 センサ５は、そのセンサ部５ａを貫通
孔１７に貫通し、かつ開口１４に同心状に挿通して、取
付板５ｂによりボス１６に固着されている。このように
センサ５を固設することにより、該センサ部５ａの外周
面と内管１ｂにおける開孔１４の端面間に所定の隙間２
２が形成される。
孔１７に貫通し、かつ開口１４に同心状に挿通して、取
付板５ｂによりボス１６に固着されている。このように
センサ５を固設することにより、該センサ部５ａの外周
面と内管１ｂにおける開孔１４の端面間に所定の隙間２
２が形成される。
【００１９】次に本第１実施例の作用について説明す
る。内管１ａ内を流通する排気ガスは、隙間２２から隙
間２０へ侵入するが、シール部材２１の存在により内外
管１ａ，１ｂで形成された空隙６内への侵入が抑制され
る。
る。内管１ａ内を流通する排気ガスは、隙間２２から隙
間２０へ侵入するが、シール部材２１の存在により内外
管１ａ，１ｂで形成された空隙６内への侵入が抑制され
る。
【００２０】すなわち、シール部材２１はワイヤメッシ
ュを高密度に圧縮して形成され、その通気抵抗が極めて
大きいため、隙間２０から空隙６への排気ガスの流通量
は極めてわずかである。そのため、排気ガスが空隙６内
へ漏れてもその漏れ量は排気ガスの流量に比べて極めて
少量であり、この漏れによるＯ2 センサ５の排気ガス濃
度検出への影響はなく、濃度検出が誤差なく正確に行わ
れる。
ュを高密度に圧縮して形成され、その通気抵抗が極めて
大きいため、隙間２０から空隙６への排気ガスの流通量
は極めてわずかである。そのため、排気ガスが空隙６内
へ漏れてもその漏れ量は排気ガスの流量に比べて極めて
少量であり、この漏れによるＯ2 センサ５の排気ガス濃
度検出への影響はなく、濃度検出が誤差なく正確に行わ
れる。
【００２１】シール部材２１はワイヤメッシユに限ら
ず、弾性を有して通気性が低いものならば使用できる。
たとえば、インタラム等のセラミックファイバー材やガ
ラスクロス材等である。
ず、弾性を有して通気性が低いものならば使用できる。
たとえば、インタラム等のセラミックファイバー材やガ
ラスクロス材等である。
【００２２】また、排気熱により内管１ａが熱膨脹して
その開孔１４の内端がＯ2 センサ５のセンサ部５ａ方向
へ延びても、隙間２２が設けられていることにより、内
管１ａがセンサ部５ａに当接しない。
その開孔１４の内端がＯ2 センサ５のセンサ部５ａ方向
へ延びても、隙間２２が設けられていることにより、内
管１ａがセンサ部５ａに当接しない。
【００２３】更に内管１ａに接触しているシール部材２
１は弾性を有し、かつ凸部１９の先端面が内管１ａに接
触していないため、内管１ａの動きは拘束されない。し
たがって、熱による内管１ａの膨脹及び収縮が許容され
る。
１は弾性を有し、かつ凸部１９の先端面が内管１ａに接
触していないため、内管１ａの動きは拘束されない。し
たがって、熱による内管１ａの膨脹及び収縮が許容され
る。
【００２４】また、シール部材２１を環状に形成し、こ
れが環状の凸部１９の外周に嵌装されているため、該シ
ール部材２１が振動により位置ずれすることはない。ま
た、ボス１６ａを外管１ａに組付ける際、シール部材２
１を予めボス１６の凸部１９に嵌合しておくことによ
り、シール部材２１も同時に組付けられるので作業が容
易になるとともに、シール部材２１が確実に位置決めさ
れる。次に図３に示す本発明の第２実施例について説明
する。
れが環状の凸部１９の外周に嵌装されているため、該シ
ール部材２１が振動により位置ずれすることはない。ま
た、ボス１６ａを外管１ａに組付ける際、シール部材２
１を予めボス１６の凸部１９に嵌合しておくことによ
り、シール部材２１も同時に組付けられるので作業が容
易になるとともに、シール部材２１が確実に位置決めさ
れる。次に図３に示す本発明の第２実施例について説明
する。
【００２５】本実施例は、内管１ａにおけるシール部材
との接触部Ａを漬し加工により平面又はこれに近い略平
面に形成したものがある。また、ボス１６におけるシー
ル部材との接触部Ｂも平面又はこれに近い略平面に形成
されている。更に、上記両接触部ＡとＢ間に介装される
シール部材２１の上面及び下面も平面又は略平面に形成
されている。更に外管１ｂにおけるボス１６の取付部Ｃ
も平面又は略平面に形成されている。その他の部分は前
記第１実施例と同様であるため、主要部に上記と同一符
号を付してその説明を省略する。
との接触部Ａを漬し加工により平面又はこれに近い略平
面に形成したものがある。また、ボス１６におけるシー
ル部材との接触部Ｂも平面又はこれに近い略平面に形成
されている。更に、上記両接触部ＡとＢ間に介装される
シール部材２１の上面及び下面も平面又は略平面に形成
されている。更に外管１ｂにおけるボス１６の取付部Ｃ
も平面又は略平面に形成されている。その他の部分は前
記第１実施例と同様であるため、主要部に上記と同一符
号を付してその説明を省略する。
【００２６】本第２実施例によれば、シール部材２１と
して、その上面及び下面が平面又は略平面の平面リング
状のものを使用でき、上記第１実施例のように上面及び
下面を曲面に形成するものと比較してシール部材２１の
成形が容易である。
して、その上面及び下面が平面又は略平面の平面リング
状のものを使用でき、上記第１実施例のように上面及び
下面を曲面に形成するものと比較してシール部材２１の
成形が容易である。
【００２７】次に図４に示す本発明の第３実施例につい
て説明する。本実施例は、上記図１及び図２に示す第１
実施例におけるボス１６の凸部１９を廃し、そのボス１
６の内側面における貫通孔１７の外周に位置する部分に
貫通孔１７と同心状の環状溝２３を形成し、該環状溝２
３内にシール部材２１を嵌装したものである。その他の
部分は上記第１実施例と同様であるため、主要部に同一
符号を付してその説明を省略する。
て説明する。本実施例は、上記図１及び図２に示す第１
実施例におけるボス１６の凸部１９を廃し、そのボス１
６の内側面における貫通孔１７の外周に位置する部分に
貫通孔１７と同心状の環状溝２３を形成し、該環状溝２
３内にシール部材２１を嵌装したものである。その他の
部分は上記第１実施例と同様であるため、主要部に同一
符号を付してその説明を省略する。
【００２８】また、この環状溝２３を上記図３に示す第
２実施例におけるボス１６の内側面に形成し（この場合
も凸部１９は形成しない）、該環状溝２３にシール部材
２１を嵌装してもよい。更にまた、この環状溝２３を、
第１及び第２実施例のものに付加的に設けてもよい。
２実施例におけるボス１６の内側面に形成し（この場合
も凸部１９は形成しない）、該環状溝２３にシール部材
２１を嵌装してもよい。更にまた、この環状溝２３を、
第１及び第２実施例のものに付加的に設けてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、シール部
材を用いたことにより、内管内を流通する排気ガスが内
外管で形成される空隙内へ漏れ出ることを抑制し、Ｏ2
センサの誤検出を防止できる。
材を用いたことにより、内管内を流通する排気ガスが内
外管で形成される空隙内へ漏れ出ることを抑制し、Ｏ2
センサの誤検出を防止できる。
【００３０】更に、シール部材が弾性を有することによ
り、内管の動きが拘束されず、内管の熱による膨脹及び
収縮が支障なく許容される。したがって、シール性と内
外管の相対動を両立でき、Ｏ2 センサを取り付ける排気
管として有効である。
り、内管の動きが拘束されず、内管の熱による膨脹及び
収縮が支障なく許容される。したがって、シール性と内
外管の相対動を両立でき、Ｏ2 センサを取り付ける排気
管として有効である。
【００３１】更に請求項２と４の発明によれば、シール
部材の位置ずれを防止できる。更に請求項３の発明によ
れば、シール部材に平面リングを使用でき、シール部材
の成形が容易になる。
部材の位置ずれを防止できる。更に請求項３の発明によ
れば、シール部材に平面リングを使用でき、シール部材
の成形が容易になる。
【図１】 本発明の第１実施例を示すもので、（ａ）は
排気管の横断方向に切断した断面図、（ｂ）はその要部
の拡大断面図。
排気管の横断方向に切断した断面図、（ｂ）はその要部
の拡大断面図。
【図２】 図１におけるＸ−Ｘ線断面図。
【図３】 本発明の第２実施例を示すもので、排気管の
横断方向に切断した断面図。
横断方向に切断した断面図。
【図４】 本発明の第３実施例を示すもので、排気管の
横断方向に切断した断面図。
横断方向に切断した断面図。
【図５】 本発明を適用する排気系を示す図。
【図６】 従来構造の第１の例を示す断面図。
【図７】 従来構造の第２の例を示す断面図。
１ａ…内管 １ｂ…外管 ６…空隙 １４，１５…開孔
１６…ボス １７…貫通孔 １９…凸部 ２０…隙間
２１…シール部材 ２３…環状溝
１６…ボス １７…貫通孔 １９…凸部 ２０…隙間
２１…シール部材 ２３…環状溝
Claims (4)
- 【請求項１】 内管と外管の間に空隙を設けた二重管の
外管に大径の開孔を、内管に小径の開孔を夫々同心状に
形成し、センサを取り付けるための貫通孔を有するボス
を、その貫通孔と上記両開孔とが同心状になるように外
管上に取付け、内管の外周面とボスの内側面間に、上記
内管に形成した開孔の外周を囲むように環状のシール部
材を介装し、該シール部材が弾性を有しかつ通気性の低
い部材で形成されていることを特徴とする内燃機関の排
気管。 - 【請求項２】 請求項１記載のボスの内側面、その貫通
孔の外周に位置して環状の凸部を設け、該凸部の外周面
にシール部材を係止させ、しかも、該凸部を、その先端
面と内管外周面との間に隙間が生じるように形成したこ
とを特徴とする内燃機関の排気管。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の内管におけるシー
ル部材との接触面を、平面又は略平面に形成したことを
特徴とする内燃機関の排気管。 - 【請求項４】 請求項１又は２又は３記載のボスの内側
面に、その貫通孔の外周に位置して環状溝を設け、該環
状溝にシール部材を嵌装したことを特徴とする内燃機関
の排気管。
Priority Applications (1)
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