JPH0771243A - 内燃機関の排気管 - Google Patents

内燃機関の排気管

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JPH0771243A
JPH0771243A JP21862693A JP21862693A JPH0771243A JP H0771243 A JPH0771243 A JP H0771243A JP 21862693 A JP21862693 A JP 21862693A JP 21862693 A JP21862693 A JP 21862693A JP H0771243 A JPH0771243 A JP H0771243A
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進 黒柳
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/008Mounting or arrangement of exhaust sensors in or on exhaust apparatus

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 O2 センサを付設する二重管構造の排気管に
おいて、O2 センサの取り付け部のシール性確保と内管
の熱伸縮の許容の両立を図る。 【構成】 内管1aに小径の開孔14を、外管1bに大
径の開孔15を同心状に形成する。ボス16にO2 セン
サの取付用貫通孔17を形成し、そのボス16を、貫通
孔17と上記開孔14とを同心状にして外管1bに固設
する。O2 センサ5を、そのセンサ部5aと開孔14と
の間に隙間22を有してボス16に固設する。ボス16
の内側面と内管1aの外周面間にシール部材21を介装
する。シール部材21は弾性を有しかつ通気性の低い部
材で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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
2 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。
【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。
【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)。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5832723A (en) * 1995-01-13 1998-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Engine exhaust pipe
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