JP5077304B2

JP5077304B2 - Engine exhaust system structure

Info

Publication number: JP5077304B2
Application number: JP2009167064A
Authority: JP
Inventors: 俊介福田; 貴光近藤; 弘之西澤
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: JP2011021539A

Description

本発明は、エンジンの排気流路に複数の部分流路を備えた、エンジンの排気系構造に関するものである。 The present invention relates to an engine exhaust system structure in which a plurality of partial flow paths are provided in an engine exhaust flow path.

近年、特に、車両用エンジンでは、エンジンからの排ガスをクリーン化するためや、燃費の向上を図るために、Ｏ_２センサやＡ／Ｆセンサ（空燃比センサ）等の酸素濃度センサや、ＮＯｘセンサといったガスセンサを排気系に設置し、そのセンサで測定した排気ガス中の酸素濃度値やＮＯｘ濃度値等のガス濃度検出値をエンジンのフィードバック制御等に利用する技術が普及している。 In recent years, in particular, in a vehicle engine, an oxygen concentration sensor such as an O ₂ sensor or an A / F sensor (air-fuel ratio sensor), a NOx sensor, or the like is used to clean exhaust gas from the engine or improve fuel efficiency. Such a gas sensor is installed in an exhaust system, and a technique for utilizing a gas concentration detection value such as an oxygen concentration value or a NOx concentration value in the exhaust gas measured by the sensor for feedback control of an engine is widely used.

車両用エンジンの場合、通常、多気筒エンジンであり、各気筒から排出された排ガスは排気マニホルドを経てその下流側の排気管に集められて、排気管に設けられた排ガス浄化触媒で適宜浄化されて排出される。上記のガスセンサの多くは、排気マニホルドの下流の排ガスが集合する排気管の排ガス浄化触媒よりも上流部に設けられる。
ところで、排ガス流路構造としては、排気マニホルドを構成する全ての分岐管（ブランチ）を一本の排気管に集合させるシングルエキゾースト構造が一般的であるが、例えば出力重視の４気筒エンジンでは、各２本の排気マニホルドをそれぞれ一本の排気管に集合させる、デュアルエキゾースト構造も採用され得る。デュアルエキゾースト構造を採用する排気系の場合、排気管が２つ併設されるので、１つのガスセンサにより２つの排気管の排ガスを検出することは困難である。 In the case of a vehicle engine, it is usually a multi-cylinder engine, and exhaust gas discharged from each cylinder is collected in an exhaust pipe on the downstream side through an exhaust manifold, and appropriately purified by an exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust pipe. Discharged. Most of the above gas sensors are provided upstream of the exhaust gas purification catalyst in the exhaust pipe where the exhaust gas downstream of the exhaust manifold gathers.
By the way, as an exhaust gas flow path structure, a single exhaust structure in which all branch pipes (branches) constituting an exhaust manifold are gathered into one exhaust pipe is common. A dual exhaust structure in which two exhaust manifolds are each assembled into one exhaust pipe may be employed. In the case of an exhaust system that employs a dual exhaust structure, two exhaust pipes are provided side by side, so that it is difficult to detect the exhaust gas from the two exhaust pipes with one gas sensor.

そこで、特許文献１には、デュアルエキゾースト構造の２系統の排気集合部を、内管部材とこの内管部材を包含する外管部材とから構成し、ガスセンサを、外管部材及び内管部材を貫通するように設けて、１つのガスセンサにより、内管部材内部流路と外管部材内の内管部材の外側流路との２系統の排気集合部に流通する排ガスを検出することができるようにした技術が提案されている。 Therefore, in Patent Document 1, a dual exhaust structure of two systems of exhaust collecting parts is constituted by an inner tube member and an outer tube member including the inner tube member, and the gas sensor is composed of an outer tube member and an inner tube member. Provided so as to penetrate, exhaust gas flowing through two exhaust collecting portions of the inner pipe member internal flow path and the outer pipe flow path of the inner pipe member in the outer pipe member can be detected by one gas sensor. The proposed technology has been proposed.

一方、排ガス成分を検出するガスセンサの本体（センサ素子）はセラミックで作られているため、排ガス中の異物の衝突による破損のおそれがある。そこで、プロテクタによってセンサ素子を覆っており、センサ素子の破損を防止する技術が開発されている。このプロテクタは、一般に、金属製であり、内部プロテクタと外部プロテクタとからなる二重構造になっている。また、内部プロテクタ及び外部プロテクタには、排ガスが内部のセンサ素子の表面を流通するように、それぞれ複数の通気孔が設けられている。 On the other hand, since the main body (sensor element) of the gas sensor for detecting the exhaust gas component is made of ceramic, there is a risk of damage due to collision of foreign matter in the exhaust gas. Therefore, a technique has been developed in which the sensor element is covered with a protector to prevent the sensor element from being damaged. This protector is generally made of metal and has a double structure including an internal protector and an external protector. The internal protector and the external protector are provided with a plurality of vent holes so that the exhaust gas flows through the surface of the internal sensor element.

このようなプロテクタの表面には排気ガス中の水分が凝縮した水滴が付着しやすい。このため、プロテクタを二重構造に形成しても、付着した水滴が外側プロテクタの通気孔から外側プロテクタ内に侵入し、さらに内側プロテクタの通気孔からその内側に入って、センサ素子に付着することがある。センサのヒータ装置が稼動しているときに、水滴がセンサ素子に付着した場合には、サーマルショックによる素子割れを起こす可能性がある。 Water droplets condensed with moisture in the exhaust gas are likely to adhere to the surface of such a protector. For this reason, even if the protector is formed in a double structure, the adhered water droplets can enter the outer protector from the vent hole of the outer protector, and enter the inner side from the vent hole of the inner protector and adhere to the sensor element. There is. If water droplets adhere to the sensor element while the sensor heater device is operating, there is a possibility of causing element cracking due to thermal shock.

そこで、特許文献２には、内側プロテクタの円筒状胴部の壁を、外方に突出する山部と内方に凹む谷部とが周方向に交互に並ぶように、即ち、周方向に波状に形成し、外側プロテクタに付着凝縮した液滴が外側プロテクタの通気孔から内側に侵入したとしても、谷部に案内され円筒状胴部の壁を軸方向に流下し、その液滴がさらに内側プロテクタの通気孔から内側プロテクタ内に入って、センサ素子まで到達するのを抑制できるようにする技術が提案されている。 Therefore, in Patent Document 2, the wall of the cylindrical body portion of the inner protector is arranged so that the ridges protruding outward and the valleys recessed inward are alternately arranged in the circumferential direction, that is, in the circumferential direction. Even if the droplets formed and adhered to the outer protector enter the inside through the vent holes of the outer protector, they are guided by the valley and flow down the wall of the cylindrical body in the axial direction. There has been proposed a technique that can prevent the sensor element from reaching the sensor element through the vent hole of the protector.

特開２００５−３２０９５８号公報JP 2005-320958 A 特開２００３−１１３７２７号公報JP 2003-113727 A

ところで、近年、エンジンの排ガスについて、各気筒単位で検出できるようにすることが要望されている。例えば、自動車に搭載されコンピュータによって自己故障診断をするＯＢＤ［On Board Diagnosis（オンボード・ダイアグノーシス）］において、気筒別にＡ／Ｆ（空燃比、ただし、全域空燃比）を検知し、排ガスを制御できるようにすることが要望されている。 By the way, in recent years, it has been demanded that exhaust gas from an engine can be detected in units of cylinders. For example, in OBD [On Board Diagnosis], which is installed in a car and diagnoses itself with a computer, it detects A / F (air-fuel ratio, but overall air-fuel ratio) for each cylinder and controls exhaust gas. There is a desire to be able to do that.

このように、気筒別の排ガスを１つのガスセンサで検出するには、複数気筒の排気通路を一箇所に終結させた個所に、ガスセンサを装備し、各気筒の排気タイミングに応じてガスセンサを流通するガスがどの気筒のものか推定しながら、各気筒の排ガスについて検出することが可能である。例えば、４気筒エンジンならば、点火順序（排気順序）は、第１気筒（♯１），第３気筒（♯３），第４気筒（♯４），第２気筒（♯２）の順であるから連続的に出力されるガスセンサの検出値を点火タイミング（排気タイミング）でこの順に分割して各気筒の検出データとすることができる。 As described above, in order to detect the exhaust gas for each cylinder with one gas sensor, a gas sensor is installed at a place where the exhaust passages of a plurality of cylinders are terminated at one place, and the gas sensor is distributed according to the exhaust timing of each cylinder. It is possible to detect the exhaust gas from each cylinder while estimating which cylinder the gas is from. For example, in the case of a four-cylinder engine, the ignition order (exhaust order) is in the order of the first cylinder (# 1), the third cylinder (# 3), the fourth cylinder (# 4), and the second cylinder (# 2). Therefore, the detection value of the gas sensor that is continuously output can be divided in this order by the ignition timing (exhaust timing) to obtain detection data of each cylinder.

しかしながら、複数気筒の排気マニホルドを一箇所に終結させて1本の排気管とすると、排気干渉の影響を受けエンジン出力の低下を招く上、このような排ガスの集合部では排ガス温度が上昇するので、ガスセンサの熱負荷も大きい。
また、ガスセンサのセンサ素子をできるだけ排ガス流の流心に配置して検出精度を高めたいという要請があり、ガスセンサの構造は規定されているため、流路を絞ることでこの要求を満たすことが可能になる。しかし、この場合、排ガス流路断面積が縮小されるため、やはり、エンジン出力の低下を招く。 However, if the exhaust manifold of a plurality of cylinders is terminated at one location to form a single exhaust pipe, the engine output is reduced due to the influence of exhaust interference, and the exhaust gas temperature rises at such exhaust gas collection parts. The heat load of the gas sensor is also large.
In addition, there is a request to improve the detection accuracy by arranging the sensor elements of the gas sensor as much as possible in the center of the exhaust gas flow, and since the structure of the gas sensor is specified, it is possible to meet this requirement by narrowing the flow path become. However, in this case, the exhaust gas flow passage cross-sectional area is reduced, so that the engine output is also reduced.

また、1本の排気管を流通させると、各気筒の排ガスが順次排気管を流通するものの、エンジン回転が高速になると、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとが互いに影響しあうため、ガスセンサによる各気筒の排ガスに関する検出精度が低下するおそれがある。
この点で、特許文献１に記載された、デュアルエキゾースト構造の２系統の排気集合部を、内管部材とこの内管部材を包含する外管部材とから構成し、ガスセンサを、外管部材及び内管部材を貫通するように設ける構造は、これらの課題を解決しうるものとして有効である。 In addition, when one exhaust pipe is circulated, exhaust gas from each cylinder sequentially circulates through the exhaust pipe. However, when the engine speed becomes high, the exhaust gas from the detection target cylinder and the exhaust gas from the cylinder that circulates at the timing before and after that are generated. Since they affect each other, the detection accuracy of the exhaust gas from each cylinder by the gas sensor may be reduced.
In this respect, the dual exhaust structure two-system exhaust assembly portion described in Patent Document 1 is composed of an inner tube member and an outer tube member that includes the inner tube member, and the gas sensor includes the outer tube member and The structure provided so as to penetrate the inner tube member is effective as a solution to these problems.

例えば、４気筒エンジンならば内管部材内部流路と外管部材内の内管部材の外側流路との２系統の排気集合部の一方（第１の排気集合部）に、第１気筒（♯１）及び第４気筒（♯４）の排気マニホルドを集合させ、他方（第２の排気集合部）に、第３気筒（♯３）及び第２気筒（♯２）の排気マニホルドを集合させると、点火順序（排気順序）は、第１気筒（♯１），第３気筒（♯３），第４気筒（♯４），第２気筒（♯２）の順であるから、第１の排気集合部には、第１気筒（♯１）及び第４気筒（♯４）からの排ガスが、第２の排気集合部には、第３気筒（♯３）及び第２気筒（♯２）からの排ガスが、それぞれ流通することになり、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとがより分離され易くなり、エンジン回転が高速になっても、ガスセンサによる各気筒の排ガスに関する検出精度を確保することができる。 For example, in the case of a four-cylinder engine, the first cylinder (first exhaust collecting portion) is connected to one of the two exhaust collecting portions (first exhaust collecting portion) of the inner pipe member inner flow path and the outer flow path of the inner pipe member in the outer pipe member. The exhaust manifolds of # 1) and the fourth cylinder (# 4) are assembled, and the exhaust manifolds of the third cylinder (# 3) and the second cylinder (# 2) are assembled on the other (second exhaust collecting portion). Since the ignition order (exhaust order) is the order of the first cylinder (# 1), the third cylinder (# 3), the fourth cylinder (# 4), and the second cylinder (# 2), Exhaust gas from the first cylinder (# 1) and fourth cylinder (# 4) is in the exhaust collecting portion, and the third cylinder (# 3) and second cylinder (# 2) are in the second exhaust collecting portion. Since the exhaust gas from each of the cylinders will circulate, the exhaust gas from the detection target cylinder and the exhaust gas from the cylinder that circulates at the timing before and after that will be more easily separated. Even Jin rotation becomes faster, it is possible to ensure detection accuracy with respect to the exhaust gas of each cylinder by the gas sensor.

しかし、特許文献１に記載の構造では、ガスセンサと、このガスセンサが貫通する内管部材の貫通穴部との間に隙間が形成されている。このため、デュアルエキゾースト構造の利点である、排気干渉の低減効果や、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとをより分離できる効果を、いずれも低下させることになり好ましくない。 However, in the structure described in Patent Document 1, a gap is formed between the gas sensor and the through hole portion of the inner pipe member through which the gas sensor passes. For this reason, both the effect of reducing the exhaust interference, which is an advantage of the dual exhaust structure, and the effect of further separating the exhaust gas of the detection target cylinder and the exhaust gas of the cylinder circulating at the timing before and after that are preferably reduced. Absent.

また、ガスセンサのセンサ素子は、その表面を流通する排ガスに対して検出対象成分に反応して検出信号を出力するが、この反応精度、つまり、検出精度を高めるには、センサ素子表面のできるだけ広い面積に排ガスが接触することが必要である。
しかし、上記のように、１つのガスセンサにより、互いに排ガスが平行に流通する第１の排気集合部と第２の排気集合部との双方の排ガスの成分を検出しようとすると、各排気集合部の排ガスは、１つのガスセンサのセンサ素子の一部しか流通せず、検出精度を確保し難い課題がある。 Further, the sensor element of the gas sensor outputs a detection signal in response to the detection target component with respect to the exhaust gas flowing on the surface thereof. To increase the reaction accuracy, that is, the detection accuracy, the sensor element surface is as wide as possible. It is necessary for the exhaust gas to contact the area.
However, as described above, if one gas sensor is used to detect the components of the exhaust gas in both the first exhaust gas collecting portion and the second exhaust gas collecting portion in which the exhaust gas flows in parallel with each other, Exhaust gas circulates only a part of the sensor element of one gas sensor, and there is a problem that it is difficult to ensure detection accuracy.

なお、このような課題は、排ガスの成分について検出するガスセンサのセンサ素子に限らず、排ガスの温度を検出するセンサ素子など、排ガスの性状、つまり、性質（例えば、成分の種類や特定成分の量，割合）や状態（例えば、温度）を検出するセンサ素子に関して、何れにも生じうるものである。
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたもので、エンジンの排気流路に複数の部分流路を備えたものにおいて、エンジン出力低減を招かないように排気流路を構成しながら、各部分流路の排ガスの性状をセンサ素子によって精度よく検知することができるようにした、エンジンの排気系構造を提供することを目的とする。 Such a problem is not limited to the sensor element of the gas sensor that detects the exhaust gas component, but also the nature of the exhaust gas, such as the sensor element that detects the temperature of the exhaust gas, that is, the nature (for example, the type of component or the amount of the specific component). , Ratio) and state (for example, temperature) can be detected in any sensor element.
The present invention was devised in view of such problems, and in the case where a plurality of partial flow paths are provided in the engine exhaust flow path, each part is configured while configuring the exhaust flow path so as not to reduce engine output. An object of the present invention is to provide an engine exhaust system structure in which the properties of exhaust gas in a flow path can be accurately detected by a sensor element.

上記の目標を達成するために、本発明のエンジンの排気系構造は、排気通路に複数の部分流路を隣接して備えたエンジンの排気系構造であって、前記部分流路の隣接壁部の穴部を貫通して装備され、前記各部分流路を流通する排ガスの性状をそれぞれ検知するセンサ素子と、前記センサ素子の外側で前記隣接壁部の穴部を貫通して装備され、排ガスを前記センサ素子に向けて誘導する複数の排ガス誘導穴を有するプロテクタと、前記プロテクタの外周と前記隣接壁部の前記穴部との隙間を閉塞するシール部材とを備え、前記部分流路として、互いに排ガスが平行に流通する第１部分流路と第２部分流路とを有し、前記センサ素子は、前記第１部分流路上と、前記第２部分流路上と、の双方にわたるように配置され、前記排ガス誘導穴として、前記第１部分流路上に備えられ、前記第１部分流路を流通する排ガスを前記センサ素子の前記第２部分流路側に偏向させる第１の排ガス誘導穴と、前記第２部分流路上に備えられ、前記第２部分流路を流通する排ガスを前記センサ素子の前記第１部分流路側に偏向させる第２の排ガス誘導穴とを有していることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an exhaust system structure for an engine according to the present invention is an exhaust system structure for an engine having a plurality of partial flow paths adjacent to an exhaust passage, wherein adjacent wall portions of the partial flow paths are provided. A sensor element for detecting the property of the exhaust gas flowing through each of the partial flow paths, and a hole for the adjacent wall part outside the sensor element. A protector having a plurality of exhaust gas induction holes for guiding the sensor element toward the sensor element, and a seal member that closes a gap between the outer periphery of the protector and the hole portion of the adjacent wall portion , A first partial flow path and a second partial flow path through which exhaust gas flows in parallel with each other, and the sensor element is disposed so as to extend over both the first partial flow path and the second partial flow path. As the exhaust gas induction hole, A first exhaust gas guide hole provided on the first partial flow channel for deflecting the exhaust gas flowing through the first partial flow channel toward the second partial flow channel side of the sensor element, and provided on the second partial flow channel. And a second exhaust gas guide hole for deflecting the exhaust gas flowing through the second partial flow channel toward the first partial flow channel side of the sensor element .

前記プロテクタは、前記第１部分流路内の上流側に設けられた前記第１の排ガス誘導穴と、前記第２部分流路内の上流側に設けられた前記第２の排ガス誘導穴と、前記第１部分流路内の下流側に設けられた第１の排ガス排出穴と、前記第２部分流路内の下流側に設けられた第２の排ガス排出穴とを有し、前記第１の排ガス誘導穴は、前記第２の排ガス排出穴に向かって傾斜しており、前記第２の排ガス誘導穴は、前記第１の排ガス排出穴に向かって傾斜しており、前記第１の排ガス排出穴は、前記第２の排ガス誘導穴に向かって傾斜しており、前記第２の排ガス排出穴は、前記第１の排ガス誘導穴に向かって傾斜していることが好ましい。 The protector includes the first exhaust gas guide hole provided on the upstream side in the first partial flow path, the second exhaust gas guide hole provided on the upstream side in the second partial flow path, A first exhaust gas discharge hole provided on the downstream side in the first partial flow path, and a second exhaust gas discharge hole provided on the downstream side in the second partial flow path, and the first The second exhaust gas guide hole is inclined toward the second exhaust gas discharge hole, and the second exhaust gas guide hole is inclined toward the first exhaust gas discharge hole. The discharge hole is preferably inclined toward the second exhaust gas guide hole, and the second exhaust gas discharge hole is preferably inclined toward the first exhaust gas guide hole.

前記部分流路は、内管部材により形成された部分流路と、前記内管部材を包含する外管部材より形成された部分流路とを有する二重管式に構成されていることが好ましい。 Before Symbol flow path portion may be composed in a double tube type having a flow path portion that is formed by the inner pipe member and the inner pipe member portion flow path formed from the outer tube member including preferable.

前記プロテクタの外周に、前記各部分流路を流通する排ガスを前記プロテクタの内部に向けて案内するガイド部材を備えていることが好ましい。
前記部分流路は、何れも、複数の排気マニホルドを集合させた排気集合流路であって、前記センサ素子は、前記各排気集合流路を流通する前記複数の排気マニホルドからの排ガスのガス成分をそれぞれ個別に検知することが好ましい。 It is preferable that a guide member is provided on the outer periphery of the protector to guide the exhaust gas flowing through the partial flow channels toward the inside of the protector.
Each of the partial flow paths is an exhaust collective flow path in which a plurality of exhaust manifolds are gathered, and the sensor element is a gas component of exhaust gas from the plurality of exhaust manifolds that flows through the exhaust collective flow paths. Is preferably detected individually.

本発明にかかるエンジンの排気通路系構造によれば、部分流路の隣接壁部の穴部を貫通して装備されたセンサ素子が、各排気部分流路を流通する排ガスの性状をそれぞれ個別に検知する。センサ素子は、外側に隣接壁部の穴部を貫通して装備されたプロテクタにより、排ガス中の異物の衝突による破損のおそれを低減される。ただし、センサ素子の外側のプロテクタは、部分流路の隣接壁部の穴部を貫通して装備されるので、製造誤差を考慮して隣接壁部の穴部とプロテクタの外周との間には隙間（クリアランス）を確保する必要があり、このクリアランスは、隣接壁部による各部分流路への排ガスの分離効果を低下させるなどの不具合を招くが、プロテクタの外周と隣接壁部の穴部との隙間はシール部材により閉塞されるので、かかる不具合が解消される。 According to the exhaust passage system structure of the engine according to the present invention, the sensor elements installed through the holes in the adjacent wall portions of the partial flow paths individually describe the properties of the exhaust gas flowing through the exhaust partial flow paths. Detect. The sensor element is provided with a protector that is provided on the outside through a hole in the adjacent wall portion, so that the risk of damage due to collision of foreign matter in the exhaust gas is reduced. However, since the protector outside the sensor element is installed through the hole in the adjacent wall portion of the partial flow path, there is a gap between the hole in the adjacent wall portion and the outer periphery of the protector in consideration of manufacturing errors. It is necessary to secure a clearance (clearance), and this clearance causes problems such as reducing the separation effect of the exhaust gas to each partial flow path by the adjacent wall, but the outer periphery of the protector and the hole of the adjacent wall Since this gap is closed by the sealing member, such a problem is solved.

部分流路が、互いに排ガスが平行に流通する第１部分流路と第２部分流路とを有し、センサ素子が第１，第２部分流路上の双方にわたるように配置される場合に、排ガス誘導穴として、第１部分流路上に、第１部分流路を流通する排ガスをセンサ素子の第２部分流路側に偏向させる第１の排ガス誘導穴を設ければ、第１部分流路を流通する排ガスをセンサ素子のより広い表面に流通させることができる。さらに、排ガス誘導穴として、第２部分流路上に、第２部分流路を流通する排ガスをセンサ素子の第１部分流路側に偏向させる第２の排ガス誘導穴を設ければ第２部分流路を流通する排ガスをセンサ素子のより広い表面に流通させることができる。これらにより、検出精度を確保することができる。
第１の排ガス誘導穴を、第１部分流路内の上流側に設け、第１部分流路内を流通する排ガスを第２部分流路側に偏向させるように傾斜させ、第２の排ガス誘導穴を、第２部分流路内の上流側に設け、第２部分流路内を流通する排ガスを第１部分流路側に偏向させるように傾斜させて、第１部分流路内の下流側に、第２部分流路内を流通する排ガスを第１部分流路側に偏向させるように傾斜させた第１の排ガス排出穴を設け、第２部分流路内の下流側に、第１部分流路内を流通する排ガスを第２部分流路側に偏向させるように傾斜させた第２の排ガス排出穴を設ければ、センサ素子の周囲に満遍なく排ガスを送り込むことが可能になり、ガスセンサの検出精度を向上させることができる。 When the partial flow path has a first partial flow path and a second partial flow path through which exhaust gas flows in parallel with each other, and the sensor element is arranged so as to extend over both the first and second partial flow paths, If a first exhaust gas guide hole for deflecting the exhaust gas flowing through the first partial flow channel toward the second partial flow channel side of the sensor element is provided on the first partial flow channel as the exhaust gas guide hole, the first partial flow channel is The flowing exhaust gas can be distributed over a wider surface of the sensor element. Further, if a second exhaust gas guide hole for deflecting the exhaust gas flowing through the second partial channel toward the first partial channel side of the sensor element is provided on the second partial channel as the exhaust gas guide hole, the second partial channel is provided. Can be circulated over a wider surface of the sensor element. Thus, detection accuracy can be ensured.
The first exhaust gas guide hole is provided on the upstream side in the first partial flow channel, and is inclined so as to deflect the exhaust gas flowing through the first partial flow channel toward the second partial flow channel side. Is provided on the upstream side in the second partial flow path, and the exhaust gas flowing in the second partial flow path is inclined so as to deflect the first partial flow path side to the downstream side in the first partial flow path, A first exhaust gas discharge hole inclined to deflect the exhaust gas flowing through the second partial flow channel toward the first partial flow channel side is provided, and the first partial flow channel is disposed downstream of the second partial flow channel. If a second exhaust gas exhaust hole that is inclined so as to deflect the exhaust gas flowing through the second partial flow path side is provided, exhaust gas can be sent evenly around the sensor element, improving the detection accuracy of the gas sensor Can be made.

部分流路は、内管部材による部分流路と、内管部材を包含する外管部材よる部分流路とを有する二重管式に構成すると、排気系をコンパクトに形成でき、センサ素子やプロテクタも、外管部材から内管部材を貫通するようにして容易に装備することができる。
また、プロテクタの外周に、各部分流路を流通する排ガスをプロテクタの内部に向けて案内するガイド部材を備えれば、排ガスをセンサ素子の周囲に集めることができ、センサ素子の検出精度を確保することができる。 If the partial flow path is configured as a double pipe type having a partial flow path by the inner pipe member and a partial flow path by the outer pipe member including the inner pipe member, the exhaust system can be formed compactly, and a sensor element or protector can be formed. Also, the outer tube member can be easily equipped so as to penetrate the inner tube member.
In addition, if a guide member is provided on the outer periphery of the protector to guide the exhaust gas flowing through each partial flow channel toward the inside of the protector, the exhaust gas can be collected around the sensor element, and the detection accuracy of the sensor element is ensured. can do.

また、部分流路が、何れも複数の排気マニホルドを集合させた排気集合流路であり、センサ素子が各排気集合流路を流通する複数の排気マニホルドからの排ガスのガス成分をそれぞれ個別に検知するようにすれば、1つのセンサ素子によって、複数の排気マニホルドからの排ガスのガス成分を検出することができる。 Also, each partial flow path is an exhaust collective flow path in which a plurality of exhaust manifolds are gathered, and the sensor element individually detects the gas components of the exhaust gas from the multiple exhaust manifolds that flow through each exhaust collective flow path. By doing so, the gas component of the exhaust gas from the plurality of exhaust manifolds can be detected by one sensor element.

本発明の第１実施形態にかかるガスセンサ及びプロテクタを示す排気通路の要部縦断面図であり、（ａ）は該実施形態のものを示し、（ｂ）は該実施形態の変形例を示す。It is a principal part longitudinal cross-sectional view of the exhaust passage which shows the gas sensor and protector concerning 1st Embodiment of this invention, (a) shows the thing of this embodiment, (b) shows the modification of this embodiment. 本発明の第１実施形態にかかる排気通路の構造を示す図であって、（ａ）はその第１例を示す斜視図、（ａ）はその第１例を示す斜視図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）はその第２例を示す斜視図である。It is a figure which shows the structure of the exhaust passage concerning 1st Embodiment of this invention, Comprising: (a) is a perspective view which shows the 1st example, (a) is a perspective view which shows the 1st example, (b) is FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A, and FIG. 本発明の第１実施形態にかかるプロテクタを示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその変形例にかかる側面図である。It is a figure which shows the protector concerning 1st Embodiment of this invention, Comprising: (a) is the perspective view, (b) is a side view concerning the modification. 本発明の第２実施形態にかかるプロテクタを示すもので、（ａ）はそのガスセンサ及びプロテクタを示す排気通路の要部縦断面図、（ｂ）はそのプロテクタの第１変形例を示す縦断面図、（ｃ１）はその第２変形例を示す縦断面図、（ｃ２）はその第２変形例を示す側面図、（ｄ１）はその第３変形例を示す縦断面図、（ｄ２）はその第３変形例を示す側面図である。The protector concerning 2nd Embodiment of this invention is shown, (a) is a principal part longitudinal cross-sectional view of the exhaust passage which shows the gas sensor and protector, (b) is a longitudinal cross-sectional view which shows the 1st modification of the protector. , (C1) is a longitudinal sectional view showing the second modified example, (c2) is a side view showing the second modified example, (d1) is a longitudinal sectional view showing the third modified example, and (d2) is the sectional view thereof. It is a side view which shows a 3rd modification. 本発明の第３実施形態にかかるプロテクタを示すもので、（ａ）はそのガスセンサ及びプロテクタを示す排気通路の要部縦断面図、（ｂ）は図５（ａ）のセンサ及びプロテクタを除いて示す取付ボス部の正面図である。The protector concerning 3rd Embodiment of this invention is shown, (a) is a principal part longitudinal cross-sectional view of the exhaust passage which shows the gas sensor and protector, (b) remove | excluding the sensor and protector of Fig.5 (a). It is a front view of the attachment boss | hub part shown. 本発明の第３実施形態にかかるプロテクタの変形例を示すもので、（ａ）はそのガスセンサ及びプロテクタを示す排気通路の要部縦断面図、（ｂ）は図６（ａ）のセンサ及びプロテクタを除いて示す取付ボス部の正面図、（ｃ）はその変形例を示す排気通路の要部縦断面図である。The modification of the protector concerning 3rd Embodiment of this invention is shown, (a) is a principal part longitudinal cross-sectional view of the exhaust passage which shows the gas sensor and protector, (b) is a sensor and protector of Fig.6 (a). The front view of the attachment boss | hub part shown except for (c) is a principal part longitudinal cross-sectional view of the exhaust passage which shows the modification. 本発明の第３実施形態にかかるプロテクタのガイド部材の構成例を示すもので、（ａ）〜（ｄ）はその第１〜４構成例をそれぞれ示す分解斜視図であり、（ｅ１）はその第５構成例を示す斜視図であり、（ｅ２）はその第５構成例を示す側面図である。The structural example of the guide member of the protector concerning 3rd Embodiment of this invention is shown, (a)-(d) is the disassembled perspective view which each shows the 1st-4th structural example, (e1) is the It is a perspective view which shows a 5th structural example, (e2) is a side view which shows the 5th structural example. 本発明の第４実施形態にかかるプロテクタを示す排気通路の要部断面斜視図である。It is a principal part cross-sectional perspective view of the exhaust passage which shows the protector concerning 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態にかかるプロテクタのガイド部材の構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the guide member of the protector concerning 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態にかかるプロテクタのガイド部材の作用を説明する排気通路内の要部平面図である。It is a principal part top view in an exhaust passage explaining the effect | action of the guide member of the protector concerning 4th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に関し、第１〜第４の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
本実施形態にかかるエンジンは、４気筒エンジンであって、その排気通路は、図２（ａ）に示すように、エンジン本体１の各気筒の排気ポート（図示略）に連通するよう各排気マニホルド１１〜１４が接続され、第１気筒（♯１）の排気マニホルド１１と第４気筒（♯４）の排気マニホルド１４とは第１排気集合管２１に集合されており、第２気筒（♯２）の排気マニホルド１２と第３気筒（♯３）の排気マニホルド１４とは第２排気集合管２２に集合されている。 The first to fourth embodiments will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The engine according to this embodiment is a four-cylinder engine, and its exhaust passage communicates with an exhaust port (not shown) of each cylinder of the engine body 1 as shown in FIG. 11 to 14 are connected, and the exhaust manifold 11 of the first cylinder (# 1) and the exhaust manifold 14 of the fourth cylinder (# 4) are assembled in the first exhaust collecting pipe 21, and the second cylinder (# 2 ) And the exhaust manifold 14 of the third cylinder (# 3) are collected in the second exhaust collecting pipe 22.

第１排気集合管２１と第２排気集合管２２とは、二重管構造に形成され、第１排気集合管２１は外管部材として、第２排気集合管２２は内管部材として構成されている。そして、外管部材の第１排気集合管２１と内管部材の第２排気集合管２２との間が第１排気集合流路（第１部分流路）３１として構成され、内管部材の第２排気集合管２２の内部が第２排気集合流路（第２部分流路）３２として構成される。 The first exhaust collecting pipe 21 and the second exhaust collecting pipe 22 are formed in a double pipe structure. The first exhaust collecting pipe 21 is configured as an outer pipe member, and the second exhaust collecting pipe 22 is configured as an inner pipe member. Yes. A space between the first exhaust collecting pipe 21 of the outer pipe member and the second exhaust collecting pipe 22 of the inner pipe member is configured as a first exhaust collecting flow path (first partial flow path) 31, and the first of the inner pipe members The inside of the two exhaust collecting pipes 22 is configured as a second exhaust collecting passage (second partial passage) 32.

重合した第１排気集合管２１と第２排気集合管２２との流れ方向同位置には、穴部２３，２４がそれぞれ穿設され、この穴部に、ガスセンサ４０のセンサ素子４１と、このセンサ素子４１を保護するプロテクタ５０とが、図２（ｂ）に示すように挿入されている。
なお、図２（ａ）に示す例では、各排気マニホルド１１〜１４が互いに同じ流路長になるように、それぞれに湾曲形成されており、各気筒からセンサ素子４１までの排気流路長が同等にされているが、各気筒からセンサ素子４１までの排気流路長を必ずしも全て同等にしなくてもよく、図２（ｃ）に示すように、互いに、集合される排気マニホルド１１，１４同士又は１２，１３同士を同じ流路長に設定するだけでもよい。 Holes 23 and 24 are formed at the same position in the flow direction of the superposed first exhaust collecting pipe 21 and the second exhaust collecting pipe 22, and the sensor element 41 of the gas sensor 40 and the sensor are provided in these holes, respectively. A protector 50 that protects the element 41 is inserted as shown in FIG.
In the example shown in FIG. 2 (a), the exhaust manifolds 11 to 14 are curved so as to have the same flow path length, and the exhaust flow path length from each cylinder to the sensor element 41 is the same. Although it is equivalent, the exhaust flow path lengths from each cylinder to the sensor element 41 do not necessarily have to be equal, and as shown in FIG. Or it is sufficient to set 12 and 13 to the same flow path length.

ガスセンサ４０及びプロテクタ５０は、図１に示すように配置される。
つまり、プロテクタ５０は、図１（ａ），図３（ａ）に示すように、センサ素子４１との間に一定の隙間を有してセンサ素子４１を被覆する略円筒状のプロテクタ本体５１と、プロテクタ本体５１の基部に備えられた固定用フランジ部５２とを有し、プロテクタ本体５１の中間部外周には環状のシール部材（弁）５３が装備される。プロテクタ本体５１には、プロテクタ本体５１の外部を流通する排ガスをプロテクタ本体５１の内部のセンサ素子４１の表面に向けて誘導するために、複数の排ガス誘導穴６１ａ，６２ａ，７１ａ，７２ａが形成されている。 The gas sensor 40 and the protector 50 are arranged as shown in FIG.
That is, the protector 50 includes a substantially cylindrical protector body 51 that covers the sensor element 41 with a certain gap between the protector element 41 and the sensor element 41, as shown in FIGS. 1 (a) and 3 (a). And a flange portion 52 for fixing provided at the base portion of the protector main body 51, and an annular seal member (valve) 53 is provided on the outer periphery of the intermediate portion of the protector main body 51. The protector body 51 is formed with a plurality of exhaust gas guide holes 61 a, 62 a, 71 a, 72 a for guiding the exhaust gas flowing outside the protector body 51 toward the surface of the sensor element 41 inside the protector body 51. ing.

固定用フランジ部５２は、第１排気集合管２１の穴部２３の周囲に外方に向けて突設された取付ボス部２５の内周に形成されたネジ部２５ａと螺合するネジ部５２ａと、ネジ部５２ａよりも大径で取付ボス部２５の端面に当接し密着するプレート部５２ｂと、ネジ部５２ａをネジ部２５ａに螺合する際のトルクを加えるための六角部５２ｃとを一体に備えている。 The fixing flange portion 52 is a screw portion 52a that is screwed with a screw portion 25a formed on the inner periphery of the mounting boss portion 25 that protrudes outward around the hole portion 23 of the first exhaust collecting pipe 21. And a plate portion 52b having a diameter larger than that of the screw portion 52a and in contact with the end face of the mounting boss portion 25, and a hexagonal portion 52c for applying torque when the screw portion 52a is screwed to the screw portion 25a. In preparation.

なお、ここでは、プロテクタ本体５１の排ガス流上流側の排ガス誘導穴に符号６１，７１を、排ガス流下流側の排ガス誘導穴（直接的には、排ガス排出穴であるが、当然ながら排ガス誘導の効果もある）に符号６２，７２を付して区別している。また、第１排気集合流路３１内の排ガス誘導穴に符号６１，６２を、第２排気集合流路３２内の排ガス誘導穴に符号７１，７２を付して区別している。 Here, reference numerals 61 and 71 are assigned to the exhaust gas induction holes on the upstream side of the exhaust gas flow of the protector body 51, and the exhaust gas induction holes on the downstream side of the exhaust gas flow (directly, the exhaust gas discharge holes are, of course, exhaust gas induction holes. 62 and 72 are attached to each other). Further, the exhaust gas guiding holes in the first exhaust collecting flow path 31 are denoted by reference numerals 61 and 62, and the exhaust gas guiding holes in the second exhaust collecting flow path 32 are denoted by reference numerals 71 and 72.

また、本実施形態では、プロテクタ本体５１を比較的厚いもの（つまり、一定以上の厚みを有するもの）を用いて一重構造に形成しているが、プロテクタ本体５１には比較的薄いもの（つまり、一定未満の厚みのもの）を用いてもよい。また、プロテクタ本体５１を外部プロテクタと内部プロテクタとからなる二重構造としてもよい。
このようなプロテクタ５０は、第１排気集合管２１の穴部２３の周囲に外方に向けて突設された取付ボス部２５の内周のネジ部２５ａに、固定用フランジ部５２外周のネジ部５２ａを螺合させて取り付けられる。この取付状態では、排ガス誘導穴６１，６２が第１排気集合流路３１内に、排ガス誘導穴７１，７２が第２排気集合流路３２内に、それぞれ位置すると共に、プロテクタ本体５１の外周のシール部材５３がプロテクタ本体５１の外周と第２排気集合管２２の管壁（隣接壁部）との隙間２４を閉塞するように、配置されている。 In the present embodiment, the protector body 51 is formed in a single structure using a relatively thick material (that is, a material having a certain thickness or more), but the protector body 51 is relatively thin (i.e. (Thickness less than a certain thickness) may be used. Further, the protector body 51 may have a double structure including an external protector and an internal protector.
Such a protector 50 includes a screw on the outer periphery of the fixing flange portion 52 and a screw portion 25a on the inner periphery of the mounting boss portion 25 projecting outward around the hole portion 23 of the first exhaust collecting pipe 21. The part 52a is screwed and attached. In this mounted state, the exhaust gas guide holes 61 and 62 are located in the first exhaust collective flow path 31 and the exhaust gas guide holes 71 and 72 are located in the second exhaust collective flow path 32, respectively, and the outer periphery of the protector body 51 is The seal member 53 is disposed so as to close the gap 24 between the outer periphery of the protector main body 51 and the tube wall (adjacent wall portion) of the second exhaust collecting pipe 22.

シール部材５３には、排ガスの熱や排ガス成分に侵されることのない特性を有する材料が用いられ、円環状に形成されており、その外周には軸方向内面側（第２排気集合流路３２側）に向けて突出した円形突起部５３ａが形成されている。なお、ここでは、シール部材５３に上記の特性を有するステンレスを採用しているが、シール部材５３には上記の特性を有するものであれば、他の金属或いは金属以外の他の材料を用いてもよい。 The seal member 53 is made of a material having characteristics that are not affected by the heat of exhaust gas or exhaust gas components, and is formed in an annular shape. A circular protrusion 53a protruding toward the side) is formed. Here, stainless steel having the above characteristics is used for the seal member 53. However, the seal member 53 may be made of another metal or other material than the metal as long as it has the above characteristics. Also good.

第２排気集合管２２の穴部２４の周囲の外面側（第１排気集合流路３１側）には、シール部材５３が圧接する受け部材５４が装備されている。この受け部材５４は、円環状に形成されており、その外面側（第１排気集合流路３１側）にはシール部材５３の円形突起部５３ａが圧接する円形環状溝５４ａが形成されている。
ここでは、シール部材５３に、柔軟性の低い（つまり、剛性の高い）ステンレスが採用されているので、シール部材５３自体の弾性変形によりシール性を確保することは困難なので、シール部材５３の円形突起部５３ａを受け部材５４の円形環状溝５４ａに圧接する構造としてシール性を確保している。 A receiving member 54 with which a seal member 53 is in pressure contact is provided on the outer surface side (the first exhaust collecting flow path 31 side) around the hole 24 of the second exhaust collecting pipe 22. The receiving member 54 is formed in an annular shape, and a circular annular groove 54a with which the circular protrusion 53a of the seal member 53 is in pressure contact is formed on the outer surface side (first exhaust collecting flow path 31 side).
Here, since the seal member 53 is made of stainless steel having low flexibility (that is, high rigidity), it is difficult to ensure the sealing performance by elastic deformation of the seal member 53 itself. As a structure in which the protrusion 53a is pressed against the circular annular groove 54a of the receiving member 54, a sealing property is secured.

ただし、シール部材５３は、第１排気集合流路３１と第２排気集合流路３２との各部分流路への排ガスの分離効果を確保するためのものなので、完全密閉できるほどのシール性能は要求されない。したがって、シール部材５３の円形突起部５３ａと受け部材５４の円形環状溝５４ａとの圧接部分に僅かな隙間が存在しても許容される。
なお、シール部材としては、上記の排ガスの熱や排ガス成分に侵されることのない特性を有するものであれば、ゴム又は樹脂等の弾性体により、或いは、かかる弾性体を含んだ構成としてもよい。この場合、例えば、図１（ｂ）に示すように、弾性体のシール部材１５３を構成することができる。 However, since the seal member 53 is for ensuring the separation effect of the exhaust gas into each partial flow path of the first exhaust collective flow path 31 and the second exhaust collective flow path 32, the sealing performance that can be completely sealed is Not required. Therefore, even if a slight gap exists in the pressure contact portion between the circular protrusion 53a of the seal member 53 and the circular annular groove 54a of the receiving member 54, it is allowed.
The sealing member may be made of an elastic body such as rubber or resin or may include such an elastic body as long as the sealing member has characteristics that are not affected by the heat of exhaust gas and exhaust gas components. . In this case, for example, as shown in FIG. 1B, an elastic seal member 153 can be formed.

つまり、穴部２４の周縁に適宜弾性変形しながら当接するシール部材１５３の当接側外周部には、段部１５３ａが形成され、この段部１５３ａを通じて穴部２４周縁の第１排気集合流路３１側の面（第２排気集合管２２の外周面）と穴部２４内周面との双方に密着して隙間を確実にシールするように構成すことができる。
また、本実施形態では、ガスセンサ４０は、各気筒からの排ガスの空燃比を検出する空燃比センサ［全域空燃比センサ、ＬＡＦＳ（リニアＡ／Ｆセンサ）］として構成されるが、１つの空燃比センサ４０により、各気筒からの排ガスの空燃比を検出するには、各気筒の排ガスが順次センサ素子４１を流通する点に着目して、検出タイミングで、排気管をセンサ素子４１で検出している検出値（空燃比）が何れの気筒のものかを判別して、各気筒からの排ガスの空燃比を得るようにしている。なお、かかるガスセンサとしては、空燃比センサに限定されるものではなく、ＮＯｘ等の他の排ガス成分について気筒別に検出するもの（気筒別ガス成分検出用ガスセンサ）でも適用できる。 That is, a step portion 153a is formed on the outer peripheral portion of the seal member 153 that contacts the periphery of the hole portion 24 while being appropriately elastically deformed, and the first exhaust collective flow path around the periphery of the hole portion 24 is formed through the step portion 153a. The gap can be reliably sealed by closely contacting both the 31-side surface (the outer peripheral surface of the second exhaust collecting pipe 22) and the inner peripheral surface of the hole 24.
In the present embodiment, the gas sensor 40 is configured as an air-fuel ratio sensor [global air-fuel ratio sensor, LAFS (linear A / F sensor)] that detects an air-fuel ratio of exhaust gas from each cylinder. In order to detect the air-fuel ratio of the exhaust gas from each cylinder by the sensor 40, paying attention to the fact that the exhaust gas of each cylinder sequentially flows through the sensor element 41, the exhaust pipe is detected by the sensor element 41 at the detection timing. It is determined which cylinder the detected value (air / fuel ratio) is in, and the air / fuel ratio of the exhaust gas from each cylinder is obtained. Such a gas sensor is not limited to an air-fuel ratio sensor, and may be applied to other exhaust gas components such as NOx detected for each cylinder (gas sensor for detecting gas components for each cylinder).

本発明の第１実施形態にかかるエンジンの排気系構造は、上述のように構成されているので、複数の排気マニホルド１１〜１４を集合させた各排気集合流路３１，３２を流通する排ガスについて、センサ素子４１がそのガス成分（ここでは、空燃比）を検知する。この検知情報は、その検出タイミングと、各気筒の点火順序、即ち、排気順序とに応じて、検知した情報を何れの気筒のものであるかを特定して、各気筒からの排ガスのガス成分をそれぞれ個別に検知する。 Since the exhaust system structure of the engine according to the first embodiment of the present invention is configured as described above, the exhaust gas flowing through the exhaust collecting passages 31 and 32 in which a plurality of exhaust manifolds 11 to 14 are assembled is used. The sensor element 41 detects the gas component (here, the air-fuel ratio). This detection information specifies which cylinder the detected information belongs to according to the detection timing and the ignition order of each cylinder, that is, the exhaust order, and the gas component of the exhaust gas from each cylinder Are detected individually.

本ガスセンサの場合、各気筒の排気マニホルド１１〜１４からの排ガスは、第１気筒及び第４気筒の排気マニホルド１１，１４を集合させた第１排気集合流路３１と、第２気筒及び第３気筒の排気マニホルド１２，１３を集合させた第２排気集合流路３２とに流入し、センサ素子４１を通過するが、点火順序（排気順序）は、第１気筒（♯１），第３気筒（♯３），第４気筒（♯４），第２気筒（♯２）の順であるから、第１排気集合流路３１に第１気筒の排気マニホルド１１からの排ガスが流通すると、次は、第２排気集合流路３２に第３気筒の排気マニホルド１３からの排ガスが流通し、次は、第１排気集合流路３１に第４気筒の排気マニホルド１４からの排ガスが流通し、次に、第２排気集合流路３２に第２気筒の排気マニホルド１２からの排ガスが流通する。 In the case of this gas sensor, the exhaust gas from the exhaust manifolds 11 to 14 of each cylinder includes the first exhaust collective flow path 31 in which the exhaust manifolds 11 and 14 of the first cylinder and the fourth cylinder are assembled, the second cylinder and the third cylinder. It flows into the second exhaust collecting flow path 32 in which the exhaust manifolds 12 and 13 of the cylinders are gathered and passes through the sensor element 41. The ignition order (exhaust order) is the first cylinder (# 1), the third cylinder Since (# 3), the fourth cylinder (# 4), and the second cylinder (# 2) are in this order, when the exhaust gas from the exhaust manifold 11 of the first cylinder flows through the first exhaust collective flow path 31, The exhaust gas from the exhaust manifold 13 of the third cylinder flows through the second exhaust collective flow path 32, and then the exhaust gas from the exhaust manifold 14 of the fourth cylinder flows through the first exhaust collective flow path 31, and then The second exhaust manifold 12 has a second cylinder exhaust manifold 12. Luo exhaust gas flows.

したがって、各排気集合流路３１，３２には、交互に排ガスが流入するので、各排気集合流路３１，３２における排気干渉が抑制されて、センサ素子４１に流入する排ガスのガス成分の値（ここでは、空燃比）を各気筒毎に確実に分離して把握することができる。特に、エンジン回転が高速になると、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとが互いに影響しあうため、ガスセンサ４０による各気筒の排ガスに関する検出精度が低下するおそれがあるが、２系統の排気集合流路３１，３２にそれぞれ集合するので、このような不具合も回避される。 Therefore, since the exhaust gas alternately flows into each exhaust collecting flow path 31, 32, the exhaust interference in each exhaust collecting flow path 31, 32 is suppressed, and the value of the gas component of the exhaust gas flowing into the sensor element 41 ( Here, the air-fuel ratio) can be reliably separated and grasped for each cylinder. In particular, when the engine speed becomes high, the exhaust gas of the cylinder to be detected and the exhaust gas of the cylinder that flows at the timing before and after the cylinders affect each other, so that the detection accuracy of the exhaust gas of each cylinder by the gas sensor 40 may be reduced. Such problems are also avoided because they collect in the two exhaust collecting flow paths 31 and 32, respectively.

もちろん、いわゆるデュアルエキゾースト構造による効果、つまり、排気干渉の影響を受けにくく、排気干渉によるエンジン出力の低下を回避することができ、また、棒状のセンサ素子５１の長手方向に、複数の排気集合流路３１，３２を併設することにより、排ガス流路断面積の縮小を抑えながら、センサ素子４１を排ガス流の流心に配置することが可能になり、排ガス流路断面積の縮小によるエンジン出力の低下を抑制しながら排ガスの検出精度を高めることが可能になる、といった効果を得ることができる。また、排ガスの集合部が複数の分散されるため、集合部３１，３２における排ガス温度の上昇が抑制されて、ガスセンサ４０の熱負荷を軽減できる。 Of course, the effect of the so-called dual exhaust structure, that is, the influence of the exhaust interference is less likely to be caused, and the reduction of the engine output due to the exhaust interference can be avoided, and a plurality of exhaust collective flows are arranged in the longitudinal direction of the rod-shaped sensor element 51. By providing the passages 31 and 32, it becomes possible to arrange the sensor element 41 at the center of the exhaust gas flow while suppressing the reduction of the exhaust gas flow passage cross-sectional area. The effect that it becomes possible to improve the detection accuracy of exhaust gas while suppressing the decrease can be obtained. In addition, since a plurality of aggregate portions of the exhaust gas are dispersed, an increase in the exhaust gas temperature in the aggregate portions 31 and 32 is suppressed, and the thermal load on the gas sensor 40 can be reduced.

そして、本プロテクタ５０によってセンサ素子４１を覆うことにより、排ガス中の異物の衝突によるセンサ素子４１の破損のおそれを低減することができる。
また、排気集合流路３１，３２の隣接壁部（第２排気集合管２２の管壁）の穴部２４を貫通するようにセンサ素子４１及びプロテクタ本体５１を装備するので、製造誤差を考慮して穴部２４とプロテクタ本体５１の外周との間にはクリアランス（隙間）を確保する必要があるが、このクリアランスは、上記の排気干渉の低減効果や、検出対象気筒の排ガスとその前後のタイミングで流通する気筒の排ガスとをより分離できる効果を、いずれも低下させることになる。 Then, by covering the sensor element 41 with the protector 50, it is possible to reduce the risk of damage to the sensor element 41 due to the collision of foreign matter in the exhaust gas.
In addition, since the sensor element 41 and the protector main body 51 are provided so as to penetrate the hole portion 24 of the adjacent wall portion of the exhaust collecting passages 31 and 32 (the tube wall of the second exhaust collecting pipe 22), the manufacturing error is taken into consideration. It is necessary to secure a clearance (gap) between the hole 24 and the outer periphery of the protector main body 51. This clearance is effective for reducing the above-described exhaust interference, the exhaust gas of the detection target cylinder, and the timing before and after that. In this case, the effect of further separating the exhaust gas from the cylinder circulating in the cylinder is reduced.

この点、本プロテクタ５０によれば、シール部材５３により、プロテクタ本体５１の外周と穴部２４との隙間が閉塞されているので、排気干渉の低減効果や、各気筒の排ガスをより分離して検出できる効果を、確保することができる。
なお、図３（ｂ）に示すように、排ガス流下流側の排ガス誘導穴６２，７２を、排ガス流上流側の排ガス誘導穴６１，７１よりも大径に形成すれば、プロテクタ本体５１の内部の排ガスの滞留を抑制することができ、円滑な排ガス流通を実現できる上に、センサ素子４１の周辺への水分の進入や滞留を抑制することができる。 In this respect, according to the protector 50, the gap between the outer periphery of the protector main body 51 and the hole 24 is blocked by the seal member 53, so that the effect of reducing exhaust interference and the exhaust gas of each cylinder can be further separated. An effect that can be detected can be ensured.
As shown in FIG. 3B, if the exhaust gas guide holes 62 and 72 on the downstream side of the exhaust gas flow have a larger diameter than the exhaust gas guide holes 61 and 71 on the upstream side of the exhaust gas flow, the interior of the protector main body 51 will be described. The exhaust gas can be prevented from staying and the exhaust gas can be smoothly circulated, and moisture can be prevented from entering and staying around the sensor element 41.

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図４を参照して説明する。なお、既述の符号は同様のものを示すので、説明は一部省略する。
本実施形態では、排ガス誘導穴６１，７１，６２，７２の構造のみが、第１実施形態と異なり、本実施形態にかかるエンジン及びその排気系構造やガスセンサ４０は、第１実施形態のものと同様であるので説明は一部省略する。
本実施形態では、排ガス誘導穴６１ｂ，７１ｂ，６２ｂ，７２ｂが、排ガス流の方向に対して傾斜して設定されている。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, since the above-mentioned code | symbol shows the same thing, description is abbreviate | omitted partially.
In the present embodiment, only the structure of the exhaust gas guide holes 61, 71, 62, 72 is different from the first embodiment, and the engine and the exhaust system structure and the gas sensor 40 according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment. Since it is similar, a part of the description is omitted.
In the present embodiment, the exhaust gas guide holes 61b, 71b, 62b, 72b are set to be inclined with respect to the direction of the exhaust gas flow.

つまり、第１排気集合流路３１内の上流側の排ガス誘導穴６１ｂは、第１排気集合流路３１を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第２排気集合流路３２側に偏向させるように傾斜され、第２排気集合流路３２内の上流側の排ガス誘導穴７１ｂは、第２排気集合流路３２を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第１排気集合流路３１側に偏向させるように傾斜されている。また、第１排気集合流路３１内の下流側の排ガス誘導穴（排ガス排出穴）６２ｂは、第２排気集合流路３２を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第１排気集合流路３１側に偏向させるように傾斜され、第２排気集合流路３２内の下流側の排ガス誘導穴（排ガス排出穴）７２ｂは、第１排気集合流路３１を流通する排ガスをセンサ素子４１に対して第２排気集合流路３２側に偏向させるように傾斜されている。 That is, the exhaust gas guide hole 61b on the upstream side in the first exhaust collective flow path 31 deflects the exhaust gas flowing through the first exhaust collective flow path 31 toward the second exhaust collective flow path 32 with respect to the sensor element 41. The exhaust gas guide hole 71b on the upstream side in the second exhaust collective flow channel 32 deflects the exhaust gas flowing through the second exhaust collective flow channel 32 toward the first exhaust collective flow channel 31 with respect to the sensor element 41. Inclined to let you. In addition, the exhaust gas guide hole (exhaust gas discharge hole) 62 b on the downstream side in the first exhaust collective flow path 31 b causes the exhaust gas flowing through the second exhaust collective flow path 32 to pass through the sensor element 41 to the first exhaust collective flow path 31. The exhaust gas guide hole (exhaust gas exhaust hole) 72b on the downstream side in the second exhaust collective flow channel 32 is inclined so as to be deflected to the side, and the exhaust gas flowing through the first exhaust collective flow channel 31 is directed to the sensor element 41. It is inclined so as to be deflected toward the second exhaust collecting passage 32 side.

本発明の第２実施形態にかかるエンジンの排気系構造は、そのプロテクタが上述のように構成されているので、第１排気集合流路３１を流通してプロテクタ本体５１の排ガス誘導穴６１ｂからその内部に進入する排ガスは、排ガス誘導穴６１ｂ及び排ガス誘導穴（排ガス排出穴）７２ｂの傾斜構造によって、第１排気集合流路３１側から第２排気集合流路３２側に偏向されるため、センサ素子４１の軸方法中心に向けてセンサ素子４１の周囲に満遍なく排ガスを送り込むことが可能になる。同様に、第２排気集合流路３２を流通してプロテクタ本体５１の排ガス誘導穴７１ｂからその内部に進入する排ガスは、排ガス誘導穴７１ｂ及び排ガス誘導穴（排ガス排出穴）６２ｂの傾斜構造によって、第２排気集合流路３２側から第１排気集合流路３１側に偏向されるため、センサ素子４１の軸方法中心に向けてセンサ素子４１の周囲に満遍なく排ガスを送り込むことが可能になる。したがって、ガスセンサの検出精度を向上させることができる。 In the exhaust system structure of the engine according to the second embodiment of the present invention, since the protector is configured as described above, the protector is configured to flow from the exhaust gas guiding hole 61b of the protector body 51 through the first exhaust collecting passage 31. The exhaust gas entering the inside is deflected from the first exhaust collective flow channel 31 side to the second exhaust collective flow channel 32 side by the inclined structure of the exhaust gas guide hole 61b and the exhaust gas guide hole (exhaust gas exhaust hole) 72b. It becomes possible to send exhaust gas evenly around the sensor element 41 toward the center of the axis method of the element 41. Similarly, the exhaust gas that flows through the second exhaust collecting passage 32 and enters the inside thereof from the exhaust gas guide hole 71b of the protector body 51 has an inclined structure of the exhaust gas guide hole 71b and the exhaust gas guide hole (exhaust gas discharge hole) 62b. Since it is deflected from the second exhaust collective flow channel 32 side to the first exhaust collective flow channel 31 side, exhaust gas can be evenly sent around the sensor element 41 toward the center of the axial direction of the sensor element 41. Therefore, the detection accuracy of the gas sensor can be improved.

なお、本実施形態では、排ガス誘導穴６１ｂ，７１ｂ，６２ｂ，７２ｂの内径を変えずに軸心を傾斜させ排ガス流れを偏向させているが、図４（ｂ）に示すように、排ガス誘導穴６１ｃ，６２ｃの内周上面のみを、７１ｃ，７２ｃの内周下面のみを、それぞれ傾斜させて排ガス流れを偏向させるようにしてもよい。この場合、上流側の排ガス誘導穴６１ｃ，７１ｃは流れ方向に縮径するため、流通抵抗は増えるものの、排ガス中の水分のセンサ素子４１への進入を抑制できる効果がある。 In this embodiment, the exhaust gas flow is deflected by tilting the shaft center without changing the inner diameters of the exhaust gas guide holes 61b, 71b, 62b, 72b. However, as shown in FIG. The exhaust gas flow may be deflected by inclining only the inner peripheral upper surfaces of 61c and 62c and only the inner peripheral lower surfaces of 71c and 72c. In this case, since the upstream exhaust gas induction holes 61c and 71c are reduced in diameter in the flow direction, there is an effect that moisture in the exhaust gas can be prevented from entering the sensor element 41, although the flow resistance increases.

また、本実施形態でも、プロテクタ本体５１は一定の厚みがある（比較的厚い）ものとしているが、第１実施形態でも説明したように、プロテクタ本体５１を、外側プロテクタと内側プロテクタとからなる二重構造としてもよい。
また、比較的厚みの薄いプロテクタ本体を用いる場合には、図４（ｃ１），（ｃ２）及び（ｄ１），（ｄ２）に示すように、排ガス誘導穴１６１，１７１，１６２，１７２，２６１，２７１，２６２，２７２及び排ガスを内部のセンサ素子４１の表面に向けて誘導する誘導面１６１ａ，１７１ａ，１６２ａ，１７２ａ，２６１ａ，２７１ａ，２６２ａ，２７２ａを有するプロテクタ本体１５１，２５１を形成することができる。 Also in this embodiment, the protector body 51 has a certain thickness (relatively thick). However, as described in the first embodiment, the protector body 51 is composed of an outer protector and an inner protector. It may be a heavy structure.
Further, when a protector body having a relatively thin thickness is used, as shown in FIGS. 4 (c1), (c2) and (d1), (d2), the exhaust gas guide holes 161, 171, 162, 172, 261, 271, 262, 272 and protector bodies 151, 251 having guiding surfaces 161 a, 171 a, 162 a, 172 a, 261 a, 271 a, 262 a, 272 a for guiding exhaust gas toward the surface of the internal sensor element 41 can be formed. .

図４（ｃ１），（ｃ２）に示すプロテクタ本体１５１では、排ガス誘導穴１６１，１７１及び１６２，１７２の穿設部を内方に折り込んで、プロテクタ本体１５１の外側を向いた面（平面或いは略平面）のみからなる誘導面１６１ａ，１７１ａ及び１６２ａ，１７２ａを形成している。図４（ｄ１），（ｄ２）に示すプロテクタ本体２５１では、排ガス誘導穴１６１，１７１及び１６２，１７２の穿設部を内方に折り込んで、の表面から内方のセンサ素子４１表面に向かう筒状面によりなるプロテクタ本体２５１の誘導面２６１ａ，２７１ａ及び２６２ａ，２７２ａを形成している。 In the protector main body 151 shown in FIGS. 4 (c1) and (c2), the exhaust gas guiding holes 161, 171 and 162, 172 are folded inward, and the surface (planar or approximately) facing the outer side of the protector main body 151. The guiding surfaces 161a, 171a and 162a, 172a made only of a flat surface are formed. In the protector main body 251 shown in FIGS. 4 (d1) and (d2), the cylinders facing the inner sensor element 41 surface from the surface of the exhaust gas guiding holes 161, 171 and 162, 172 are folded inward. The guide surfaces 261a and 271a and 262a and 272a of the protector main body 251 formed by the shape surface are formed.

プロテクタ本体を、外側プロテクタと内側プロテクタとの二重構造とする場合、内側プロテクタの厚さが厚い場合も薄い場合も外側プロテクタは薄いものとし、内側プロテクタの穴のみ方向性をもたせ、外側プロテクタの穴には方向性をもたせないことが好ましい。これは、外側プロテクタに方向性をもたせても排ガスをプロテクタ本体内部のセンサ素子４１の表面に向けて誘導する効果は弱く、加工コストの割にメリットが少ないためである。 When the protector body has a double structure consisting of an outer protector and an inner protector, the outer protector should be thin regardless of whether the inner protector is thick or thin. It is preferable that the hole does not have directionality. This is because even if the outer protector has directionality, the effect of guiding the exhaust gas toward the surface of the sensor element 41 inside the protector body is weak, and there are few merits for the processing cost.

また、プロテクタ本体が二重構造の場合、外側プロテクタの穴と内側プロテクタの穴の位置は重なっても重ならなくてもよい。重ならせる場合、排ガスをセンサ素子表面に向けて誘導する効果が高まり応答性は良くなるが被水には弱くなり、二重構造にする恩恵があまり受けられないことになり、重ならせない場合は被水に強いが排ガスをセンサ素子表面に向けて誘導する効果が低下しその分応答性は低下することになる。したがって、二重構造の場合、外側プロテクタの穴と内側プロテクタの穴の位置はこれらを考慮して設定すればよい。 Further, when the protector main body has a double structure, the positions of the holes of the outer protector and the holes of the inner protector may or may not overlap. In the case of overlapping, the effect of inducing exhaust gas toward the sensor element surface is enhanced and the responsiveness is improved, but it becomes weak against moisture and the benefits of a dual structure are not received so much, so it does not overlap In this case, although it is resistant to water, the effect of inducing exhaust gas toward the surface of the sensor element is reduced, and the responsiveness is reduced accordingly. Therefore, in the case of a double structure, the positions of the hole of the outer protector and the hole of the inner protector may be set in consideration of these.

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図５〜図７を参照して説明する。なお、既述の符号は同様のものを示すので、説明は一部省略する。
図５，図６に示すように、本実施形態では、プロテクタ５０のプロテクタ本体５１の外周に、各排気集合流路３１，３２を流通する排ガスをプロテクタ本体５１の内部に流入するように案内するガイド部材８０が追加されており、この点のみが、第１実施形態と異なり、本実施形態にかかるエンジン及びその排気流路構造やガスセンサ４０は、第１実施形態のものと同様であるので説明は省略する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, since the above-mentioned code | symbol shows the same thing, description is abbreviate | omitted partially.
As shown in FIGS. 5 and 6, in the present embodiment, the exhaust gas flowing through the exhaust collecting flow paths 31 and 32 is guided to flow into the protector main body 51 on the outer periphery of the protector main body 51 of the protector 50. A guide member 80 is added, and only this point is different from the first embodiment, and the engine and its exhaust flow path structure and gas sensor 40 according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment. Is omitted.

本実施形態にかかるガイド部材８０は、図７に示すように、環状の基部プレート８１と、基部プレート８１から円筒状のプロテクタ本体５１の母線方向に延びた翼状ガイド部８２と、翼状ガイド部８２の内周に備えられた円筒状又は部分円筒状の筒状ガイド部８３〜８５とを備えている。なお、翼状ガイド部８２は、プロテクタ本体５１の上流側に左右に対を成すようにプロテクタ本体５１の軸心線を含む流路平行面に対して対称に形成されている。それぞれの翼状ガイド部８２の両面は、排ガスをプロテクタ本体５１の内部のセンサ素子４１に向かうように配向されている。基部プレート８１には、位置決め突起８１ａが形成され、この突起８１ａを、第１排気集合管２１の穴部２３の取付ボス部２５の内周の取付面に形成された穴部２６に貫通させて装着することにより、所定の位置関係で第１排気集合管２１の穴部２３に装着される。 As shown in FIG. 7, the guide member 80 according to the present embodiment includes an annular base plate 81, a wing guide portion 82 extending from the base plate 81 in the generatrix direction of the cylindrical protector body 51, and a wing guide portion 82. Cylindrical guide portions 83 to 85 having a cylindrical shape or a partial cylindrical shape provided on the inner periphery of the cylindrical guide portion. The wing-shaped guide portion 82 is formed symmetrically with respect to the flow path parallel plane including the axial center line of the protector main body 51 so as to form a pair on the upstream side of the protector main body 51 on the left and right. Both surfaces of each wing-shaped guide portion 82 are oriented so that the exhaust gas is directed toward the sensor element 41 inside the protector body 51. The base plate 81 is formed with a positioning projection 81a, and this projection 81a is passed through a hole 26 formed on the inner peripheral mounting surface of the mounting boss 25 of the hole 23 of the first exhaust collecting pipe 21. By mounting, it is mounted in the hole 23 of the first exhaust collecting pipe 21 in a predetermined positional relationship.

図７（ａ）に示すガイド部材８０Ａでは、一対の翼状ガイド部８２，８２の上流側の相互間を結ぶように部分円筒状の筒状ガイド部８３が形成され、図７（ｂ）に示すガイド部材８０Ｂでは、一対の翼状ガイド部８２，８２の下流側の相互間を結ぶように部分円筒状の筒状ガイド部８４が形成され、図７（ｃ）に示すガイド部材８０Ｃでは、一対の翼状ガイド部８２，８２の上下流側の各相互間を結ぶように円筒状の筒状ガイド部８５が形成されている。 In the guide member 80A shown in FIG. 7 (a), a cylindrical guide portion 83 having a partially cylindrical shape is formed so as to connect the upstream side of the pair of wing-like guide portions 82 and 82, as shown in FIG. 7 (b). In the guide member 80B, a cylindrical guide portion 84 having a partially cylindrical shape is formed so as to connect the downstream sides of the pair of wing-shaped guide portions 82, 82. In the guide member 80C shown in FIG. A cylindrical tubular guide portion 85 is formed so as to connect the wing-shaped guide portions 82 and 82 on the upstream and downstream sides.

翼状ガイド部８２，８２は、上流側端部から下流側端部にかけて、排ガス流方向に対して排ガス流がプロテクタ本体５１の軸心、即ち、センサ素子４１に集まるように、傾斜して配置され、翼状ガイド部８２，８２と直行する方向にスリット８３ａ〜８５ａが複数形成されている。両翼状ガイド部８２，８２により集められた排ガスは、各筒状ガイド部８３〜８５に沿って流れながらスリット８３ａ〜８５ａから、その内部のプロテクタ本体５１に進入し、排ガス誘導穴からセンサ素子４１に向かうようになっている。 The wing-shaped guide portions 82 and 82 are disposed so as to be inclined from the upstream end portion to the downstream end portion so that the exhaust gas flow gathers at the axis of the protector main body 51, that is, the sensor element 41 with respect to the exhaust gas flow direction. A plurality of slits 83 a to 85 a are formed in a direction perpendicular to the wing-shaped guide portions 82 and 82. The exhaust gas collected by the wing-shaped guide portions 82 and 82 enters the protector main body 51 through the slits 83a to 85a while flowing along the cylindrical guide portions 83 to 85, and the sensor element 41 from the exhaust gas induction hole. It is going to go to.

なお、図５は図７（ａ）に対応し、図６は図７（ｃ）に対応する。また、図５の例では、筒状ガイド部８３の内周をプロテクタ本体５１の外周に接合させているが、図６の例では、筒状ガイド部８５の内周をプロテクタ本体５１の外周から離隔させている。筒状ガイド部の内周をプロテクタ本体５１の外周に接合（接近）させれば、排ガスの案内効果が高まり、筒状ガイド部の内周をプロテクタ本体５１の外周から離隔させれば、プロテクタ本体５１の内部への水分進入抑止効果が高まる。したがって、筒状ガイド部の内周とプロテクタ本体５１の外周とのクリアランスを、排ガス案内効果と水分進入抑止効果とをバランスさせた大きさに設定することが好ましい。また、筒状ガイド部については、図６（ａ）に示すようにその先端（図中下端）を開放してもよく、図６（ｃ）に示すように閉塞してもよい。 5 corresponds to FIG. 7A, and FIG. 6 corresponds to FIG. 7C. In the example of FIG. 5, the inner periphery of the cylindrical guide portion 83 is joined to the outer periphery of the protector main body 51, but in the example of FIG. 6, the inner periphery of the cylindrical guide portion 85 is extended from the outer periphery of the protector main body 51. Separated. If the inner periphery of the cylindrical guide part is joined (approached) to the outer periphery of the protector body 51, the exhaust gas guiding effect is enhanced. If the inner periphery of the cylindrical guide part is separated from the outer periphery of the protector body 51, the protector body The effect of preventing moisture from entering 51 increases. Therefore, it is preferable to set the clearance between the inner periphery of the cylindrical guide portion and the outer periphery of the protector body 51 to a size that balances the exhaust gas guiding effect and the moisture intrusion suppressing effect. Moreover, about the cylindrical guide part, as shown to Fig.6 (a), the front-end | tip (lower end in a figure) may be open | released, and you may block | close as shown in FIG.6 (c).

また、シール部材５３は、ガイド部材８０を含んで、穴部２４内の隙間をシールするように備えられている。
また、図７（ｄ）に示すガイド部材８０Ｄでは、一対の翼状ガイド部８２，８２の上下流側の各相互間を結ぶように円筒状の筒状ガイド部８６が形成され、筒状ガイド部８６にはスリットに替えてプロテクタ本体５１の排ガス誘導穴（例えば、６１ａ，６２ａ，７１ａ，７２ａ）と同様な穴部８６ａが複数形成され,排ガスは筒状ガイド部８６の表面に沿って流れてこれらの穴部８６ａから筒状ガイド部８６の内部に進入し、プロテクタ本体５１の排ガス誘導穴からその内部のセンサ素子４１に向かう。 The seal member 53 includes a guide member 80 and is provided so as to seal a gap in the hole 24.
Further, in the guide member 80D shown in FIG. 7D, a cylindrical guide part 86 is formed so as to connect the upstream and downstream sides of the pair of wing-like guide parts 82 and 82, and the cylindrical guide part is formed. 86, a plurality of holes 86a similar to the exhaust gas guiding holes (for example, 61a, 62a, 71a, 72a) of the protector body 51 are formed in place of the slits, and the exhaust gas flows along the surface of the cylindrical guide portion 86. It enters into the inside of the cylindrical guide part 86 from these hole parts 86a, and goes to the sensor element 41 in the inside from the exhaust gas induction hole of the protector main body 51.

また、図７（ｅ１），（ｅ２）に示すガイド部材８０Ｅでは、センサ素子４１を収容したプロテクタ５０にガイド部材８０Ｅを予め一体化してアセンブリ化したものである。この場合、プロテクタ５０の構成やガイド部材８０Ｅの構成には、上記の各実施形態で説明したものを適宜組み合わせることができる。ただし、ガイド部材８０Ｅは、その両翼状ガイド部８２，８２の各面が排ガスをロテクタ本体５１の内部のセンサ素子４１に向けるように所定方向を設定する必要がある（つまり、ガイド部材８０Ｅが所定の回転方向位相で装備する必要がある）。そこで、プロテクタ５０の螺合装着時にガイド部材８０Ｅは、その位置決め突起８１ａ取付ボス部２５の穴部２６に貫入させた所定の回転方向位相に保持できるように、ガイド部材８０Ｅはプロテクタ５０に回転可能に保持されている。 Further, in the guide member 80E shown in FIGS. 7 (e1) and (e2), the guide member 80E is integrated in advance with the protector 50 in which the sensor element 41 is accommodated to form an assembly. In this case, the structure described in the above embodiments can be appropriately combined with the structure of the protector 50 and the structure of the guide member 80E. However, the guide member 80E needs to be set in a predetermined direction so that the surfaces of the both wing-shaped guide portions 82 and 82 direct the exhaust gas toward the sensor element 41 inside the protector body 51 (that is, the guide member 80E has a predetermined direction). Must be equipped with a phase of rotation). Therefore, the guide member 80E can be rotated to the protector 50 so that the guide member 80E can be held in a predetermined rotational direction that is inserted into the hole 26 of the positioning protrusion 81a mounting boss 25 when the protector 50 is screwed. Is held in.

本発明の第３実施形態にかかるエンジンの排気系構造は、そのプロテクタが上述のように構成されているので、ガイド部材８０の翼状ガイド部８２，８２及び筒状ガイド部８３〜８５により流通する排ガスをプロテクタ本体５１の内部に流入するように案内するので、排ガスをセンサ素子４１の周囲に集めることができ、ガスセンサ４０の検出精度を確保することができる。 The exhaust system structure of the engine according to the third embodiment of the present invention is circulated by the wing-shaped guide portions 82 and 82 and the cylindrical guide portions 83 to 85 of the guide member 80 because the protector is configured as described above. Since the exhaust gas is guided to flow into the protector main body 51, the exhaust gas can be collected around the sensor element 41, and the detection accuracy of the gas sensor 40 can be ensured.

なお、図７（ｅ１），（ｅ２）に例示するように、プロテクタ５０とガイド部材８０Ｄとを予めアセンブリ化しておけば、ガイド部材８０Ｄと共にプロテクタ５０を排気集合管２１，２２の穴部に差し込んでガイド部材８０Ｄを所定の位相にセットしてプロテクタ５０螺合締結すれば、プロテクタ５０及びガイド部材８０Ｄを同時に装着することができるので組み付け性が大幅に向上する。 As illustrated in FIGS. 7E1 and 7E2, if the protector 50 and the guide member 80D are assembled in advance, the protector 50 is inserted into the holes of the exhaust collecting pipes 21 and 22 together with the guide member 80D. If the guide member 80D is set in a predetermined phase and the protector 50 is screwed and fastened, the protector 50 and the guide member 80D can be mounted at the same time, so that the assembling property is greatly improved.

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について、図８〜図１０を参照して説明する。
図８〜図１０に示すように、本実施形態では、第３実施形態の翼状ガイド部８２，８２に相当するガイド部材９０が、プロテクタ５０のプロテクタ本体５１とは別個に設けられている。
つまり、ガイド部材９０は、翼状ガイド部９１，９１と、翼状ガイド部９１の一端に形成された取付用ネジ軸９２，９２とを有し、取付用ネジ軸９２，９２を各排気集合流路３１，３２の内壁部（第１排気集合管２１の内壁部及び第２排気集合管２２の内壁部）に形成されたネジ穴に挿入しナット９３により固定することによって、ガイド部材９０が取り付けられる。なお、ガイド部材９０の排気集合流路３１，３２の内壁部への固定は、ナットに限るものではなく、溶接を用いることも可能である。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 8 to 10, in this embodiment, guide members 90 corresponding to the wing-shaped guide portions 82 and 82 of the third embodiment are provided separately from the protector main body 51 of the protector 50.
That is, the guide member 90 has wing-shaped guide portions 91 and 91 and mounting screw shafts 92 and 92 formed at one end of the wing-shaped guide portion 91, and the mounting screw shafts 92 and 92 are connected to the exhaust collecting flow paths. The guide member 90 is attached by being inserted into screw holes formed in the inner wall portions 31 and 32 (the inner wall portion of the first exhaust collecting pipe 21 and the inner wall portion of the second exhaust collecting pipe 22) and fixed by the nut 93. . The fixing of the guide member 90 to the inner wall portions of the exhaust collecting flow paths 31 and 32 is not limited to the nut, and welding can also be used.

これらのガイド部材９０は、図１０に示すように、翼状ガイド部９１，９１が、上流側端部から下流側端部にかけて、排ガス流方向に対して排ガス流がプロテクタ本体５１の軸心、即ち、センサ素子４１に集まるように、傾斜して配置される。両翼状ガイド部９１，９１により集められた排ガスは、プロテクタ本体５１の内部に進入し、排ガス誘導穴からセンサ素子４１に向かうようになっている。 As shown in FIG. 10, these guide members 90 are configured such that the wing-shaped guide portions 91, 91 have an exhaust gas flow in the exhaust gas flow direction from the upstream end portion to the downstream end portion, that is, the axial center of the protector body 51. The sensor elements 41 are arranged so as to be inclined. The exhaust gas collected by the both wing-shaped guide portions 91 and 91 enters the protector main body 51 and travels toward the sensor element 41 from the exhaust gas induction hole.

本発明の第４実施形態にかかるエンジンの排気系構造は、そのプロテクタが上述のように構成されているので、ガイド部材９０の翼状ガイド部９１，９１により流通する排ガス（矢印Ｆ１参照）をプロテクタ本体５１の内部に集めて流入するように案内する（矢印Ｆ２参照）ので、排ガスをセンサ素子４１の周囲に集めることができ、ガスセンサ４０の検出精度を確保することができる。 In the exhaust system structure of the engine according to the fourth embodiment of the present invention, since the protector is configured as described above, the exhaust gas (see arrow F1) circulated by the wing-shaped guide portions 91 and 91 of the guide member 90 is protected. Since the gas is collected and guided inside the main body 51 (see arrow F2), the exhaust gas can be collected around the sensor element 41, and the detection accuracy of the gas sensor 40 can be ensured.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、第１排気集合管２１と第２排気集合管２２とを二重管構造に形成する例を示したが、本発明に適用しうる排気管構造はこれに限定されるものではない。また、通常、排気集合管（排気集合流路）は２系統であるが、それ以上の多系統に排気集合させるものへの適用も考えられる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change and implement each embodiment suitably. it can.
For example, in the above-described embodiment, an example in which the first exhaust collecting pipe 21 and the second exhaust collecting pipe 22 are formed in a double pipe structure is shown, but the exhaust pipe structure applicable to the present invention is limited to this. It is not a thing. Further, normally, there are two exhaust collecting pipes (exhaust collecting flow passages), but application to an exhaust collecting in more than one multiple systems is also conceivable.

さらに、本発明に適用しうるセンサ素子は、上記の各実施形態で説明したような排ガスの成分について検出するガスセンサのセンサ素子に限らず、排ガスの温度を検出するセンサ素子など、排ガスの性状、つまり、性質（例えば、成分の種類や特定成分の量，割合）や状態（例えば、温度）を検出するセンサ素子に適用しうる。 Furthermore, the sensor element that can be applied to the present invention is not limited to the sensor element of the gas sensor that detects the components of the exhaust gas as described in the above embodiments, but the exhaust gas properties such as the sensor element that detects the temperature of the exhaust gas, That is, the present invention can be applied to a sensor element that detects a property (for example, the type of component or the amount or ratio of a specific component) or a state (for example, temperature).

本発明は、エンジン、特に、自動車用エンジンの排気系統の製造に適用するのに好適であり、エンジン性能を確保しながら排気浄化を促進するために、エンジンの排気系製造にかかる産業に広く適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for application to manufacture of an exhaust system of an engine, particularly an automobile engine, and widely applied to industries related to manufacture of an exhaust system of an engine in order to promote exhaust purification while ensuring engine performance. it can.

１エンジン本体
１１〜１４排気マニホルド
２１第１排気集合管
２２第２排気集合管
２３，２４穴部
２５取付ボス部
２５ａネジ部
３１第１排気集合流路（第１部分流路）
３２第２排気集合流路（第２部分流路）
４０ガスセンサ（全域空燃比センサ）
４１センサ素子
５０プロテクタ
５１，１５１，２５１プロテクタ本体
５２固定用フランジ部
５２ａネジ部
５２ｂプレート部
５２ｃ六角部
５３，１５３環状のシール部材（弁）
６１ａ，７１ａ，６１ｂ，７１ｂ，６１ｃ，７１ｃ排ガス誘導穴
６２ａ，７２ａ，６２ｂ，７２ｂ，６２ｃ，７２ｃ排ガス誘導穴（排ガス排出穴）
８０，８０Ａ〜８０Ｅ，９０ガイド部材
８２，９１翼状ガイド部
１５１，２５１１６１，１７１，２６１，２７１排ガス誘導穴
１６２，１７２，２６２，２７２排ガス誘導穴（排ガス排出穴）
プロテクタ本体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 11-14 Exhaust manifold 21 1st exhaust collecting pipe 22 2nd exhaust collecting pipe 23,24 Hole part 25 Mounting boss part 25a Screw part 31 1st exhaust collecting flow path (1st partial flow path)
32 Second exhaust collective flow path (second partial flow path)
40 Gas sensor (entire air / fuel ratio sensor)
41 sensor element 50 protector 51, 151, 251 protector body 52 fixing flange 52a screw 52b plate 52c hexagon 53,153 annular seal member (valve)
61a, 71a, 61b, 71b, 61c, 71c Exhaust gas guide hole 62a, 72a, 62b, 72b, 62c, 72c Exhaust gas guide hole (exhaust gas exhaust hole)
80, 80A-80E, 90 Guide member 82, 91 Wing-shaped guide part 151,251 161,171,261,271 Exhaust gas guide hole 162,172,262,272 Exhaust gas guide hole (exhaust gas exhaust hole)
Protector body

Claims

An engine exhaust system structure comprising a plurality of partial flow paths adjacent to an exhaust passage,
Sensor elements that are equipped through holes in adjacent wall portions of the partial flow paths and detect the properties of the exhaust gas flowing through the partial flow paths, respectively.
A protector having a plurality of exhaust gas induction holes which are equipped outside the sensor element through the hole in the adjacent wall and guide exhaust gas toward the sensor element;
A seal member that closes a gap between the outer periphery of the protector and the hole portion of the adjacent wall portion ;
As the partial flow path, it has a first partial flow path and a second partial flow path through which exhaust gas flows in parallel with each other,
The sensor element is disposed so as to extend over both the first partial flow path and the second partial flow path,
A first exhaust gas induction hole provided on the first partial flow path as the exhaust gas induction hole, for deflecting the exhaust gas flowing through the first partial flow path toward the second partial flow path of the sensor element; A second exhaust gas guide hole which is provided on a two-part flow channel and deflects the exhaust gas flowing through the second partial flow channel toward the first partial flow channel side of the sensor element , Engine exhaust system structure.

  The protector includes the first exhaust gas guide hole provided on the upstream side in the first partial flow path, the second exhaust gas guide hole provided on the upstream side in the second partial flow path, A first exhaust gas discharge hole provided on the downstream side in the first partial flow path, and a second exhaust gas discharge hole provided on the downstream side in the second partial flow path,
  The first exhaust gas guide hole is inclined toward the second exhaust gas discharge hole;
  The second exhaust gas guide hole is inclined toward the first exhaust gas discharge hole,
  The first exhaust gas discharge hole is inclined toward the second exhaust gas induction hole,
  The second exhaust gas discharge hole is inclined toward the first exhaust gas guide hole.
The engine exhaust system structure according to claim 1, wherein:

The partial flow path is configured as a double pipe having a partial flow path formed by an inner pipe member and a partial flow path formed by an outer pipe member including the inner pipe member. The engine exhaust system structure according to claim 1 or 2 .

The guide member which guides the exhaust gas which distribute | circulates each said partial flow path toward the inside of the said protector is provided in the outer periphery of the said protector, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Engine exhaust system structure.

Each of the partial flow paths is an exhaust collection flow path in which a plurality of exhaust manifolds are assembled,
Said sensor element is characterized in that each sensing separately a gaseous component of the exhaust gas from the plurality of exhaust manifolds for circulating the respective exhaust collector combined channel, according to any one of claims 1-4 Engine exhaust system structure.