JPH0921315A - 内燃機関の排気管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関と触媒装置との間に設けられた二重
管構造の排気管において、内管が熱により伸縮した際に
異音が発生することがなく、また内管と外管との隙間に
ガスが流入するのを適度に抑制でき、しかも構造が簡易
であること。 【解決手段】 内管１１には第１開口１２が設けられ、
第１開口１２の周辺の４カ所には突起１３が設けられて
いる。外管１５は内管１１との間に隙間Ｓを形成するよ
うに配置され、第１開口１２と対向して第２開口１６が
設けられている。センサボス１８は、底面１８ａが内管
１１の第１開口１２の周囲に設けた４つの突起１３に圧
接された状態で、外管１５に溶接されている。内管１１
とセンサボス１８との接触面積は４つの突起１３の尖端
部分であり従来の排気管に比べて小さいため、内管１１
が熱によりセンサボス１８に対して伸縮する際、摺動を
開始するまでに蓄積される力は小さく、摺動した際の異
音の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と触媒装
置とを連結する内燃機関の排気管に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
エンジンと触媒装置との間を連結する排気管は、エンジ
ンから排出された排気ガスを高温に保ったまま触媒装置
に供給することを目的として、内管と外管よりなる二重
管構造を採用したものが知られている。この排気管には
排気ガスの酸素濃度を検知する酸素センサが取り付けら
れているが、これは、触媒装置に供給する排気ガスの酸
素濃度が高い場合には触媒に悪影響を及ぼすおそれがあ
るため、酸素センサにより検知した酸素濃度が高い場合
にはＥＣＵによりエンジン内で適切な燃焼が行われるよ
うガソリンの供給量等を制御して、排気管を通過する排
気ガスの酸素濃度を適切な範囲となるようにするもので
ある。

【０００３】この酸素センサの取付構造として、図１０
に示すように、内管１１１と外管１１５との間に隙間Ｓ
を設け、センサボス１１８を内管１１１の開口１１２に
遊挿した状態で外管１１５に固着し、酸素センサ８をセ
ンサボス１１８の略中央に設けたセンサ取付孔１１９に
取り付けたものが知られている。センサボス１１８を内
管１１１の開口１１２に遊挿したのは、内管１１１は高
温の排気ガスが直接流通するため大きく伸縮するのに対
し、外管１１５は内管１１１ほど熱の影響を受けないた
め、センサボス１１８を内管１１１と外管１１５の両方
に固着したのでは伸縮の違いにより歪みが生じるおそれ
があるからである。しかし、このようにセンサボス１１
８を内管１１１の開口１１２に遊挿した構造では、内管
１１１を流通する排気ガスが隙間Ｓに流入して、二重管
としての効果である遮熱性が得られないおそれがある。

【０００４】また、実開昭６３−１４７５２０号には、
図１１に示すように、内管２１１と外管２１５における
センサボス２１８の取り付け部２１１ａ、２１５ａを平
坦に漬し加工し、該両平坦部２１１ａ、２１５ａを相互
に当接し、かつ、該平坦部２１１ａ、２１５ａに開口を
形成してセンサボス２１８を嵌装し、該ボス２１８のセ
ンサ取付孔２１９に酸素センサを装着した構造が開示さ
れている。しかし、平坦部２１１ａ、２１５ａを漬し加
工して圧接させると、内管２１１と外管２１５が熱によ
り伸縮した際に接触面積が大きいため静止摩擦が大き
く、摺動を開始するまでに大きな力が蓄積され、摺動し
た際に大きな音（異音）が発生するおそれがある。

【０００５】更に、特開平７−７１２４３号には、図１
２に示すように、外管３１５にセンサボス３１８を取り
付け、センサボス３１８と内管３１１とはワイヤメッシ
ュ３０１を介して当接した構造が開示されている。しか
し、ワイヤメッシュ３０１と内管３１１との接触面積が
大きいため、上記と同様、摺動した際に大きな音（異
音）が発生するおそれがある。また、ワイヤメッシュ３
０１を用いるため部品点数が多く、組付作業が煩雑とな
る。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、内燃機関と触媒装置との間に設けられた二重管構造
の排気管において、内管が熱により伸縮した際に異音が
発生することがなく、また内管と外管との隙間にガスが
流入するのを適度に抑制でき、しかも構造が簡易な内燃
機関の排気管を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、内燃機関と触媒装置とを連結する内燃機
関の排気管において、側面に第１開口が設けられた内管
と、前記内管との間に隙間を形成するように該内管の外
周を取り囲んで配置され、前記内管の第１開口と対向す
る位置に第２開口が設けられた外管と、前記外管の第２
開口を通過して前記内管の第１開口の周囲に圧接され、
略中央に排気ガス成分を測定するセンサを取付可能なセ
ンサボスとを備え、前記内管の第１開口の周囲又は前記
センサボスのうち前記内管の第１開口の周囲に対向する
位置には突起が設けられ、前記内管の第１開口の周囲と
前記センサボスとは該突起を介して圧接されていること
を特徴とする。ここで、前記突起は、内管の第１開口の
全周を取り囲むように環状に形成されていてもよく、内
管の第１開口の全周のうち少なくとも３点に突設されて
いてもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態及び発明の効果】上記構成を備えた
内燃機関の排気管によれば、内管の第１開口の周囲とセ
ンサボスとの接触面積は突起の尖端部分であり従来の排
気管（図１０〜図１２）に比べて小さいため、内管が熱
により伸縮する際、摺動を開始するまでに蓄積される力
は小さく、従って摺動した際に大きな異音が発生するの
を防止できるという作用効果を奏する。また、内管を流
通するガスが内管と外管の隙間に流入するのを突起が妨
げるため、該ガスが低温化するおそれが少なく、二重管
としての遮熱性が得られるという作用効果を奏する。更
に、図１２に示す従来例と比べてワイヤメッシュ等の別
部品を用いる必要がないため、構造が簡易であり、組付
作業が容易であるという作用効果を奏する。

【０００９】本発明において前記突起が内管の第１開口
の全周を取り囲むように環状に形成されている場合、こ
の突起は、外管と内管との間に形成される隙間と、内管
の内部とを完全に遮断する。このため、内管と外管との
隙間にガスが流入するのを完全に抑制できる。これによ
り、内管を流通するガスが前記隙間に流入して低温化す
るおそれがなく、二重管としての遮熱性が十分に発揮さ
れるという作用効果を奏する。

【００１０】本発明において前記突起が内管の第１開口
の全周のうち少なくとも３点に突設されている場合、こ
の突起は、外管と内管との間に形成される隙間と、内管
の内部とを適度に遮断する。即ち、図１０に示した従来
例と比べると、突起が設けられている分、内管を流通す
るガスは前記隙間に流入しにくくなる。これにより、内
管を流通するガスが前記隙間に流入して低温化するおそ
れが少なく、二重管としての遮熱性が得られるという作
用効果を奏する。また、内管の第１開口の周囲とセンサ
ボスとの接触面積は一層小さくなるため、摺動した際に
大きな異音が発生するのを一層確実に防止できるという
作用効果を奏する。更に、少なくとも３点に突起を設け
ることにより内管とセンサボスとの接触状態を安定に維
持することができるという作用効果を奏する。

【００１１】以下に、本発明の好適な実施例について図
面に基づいて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下
記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範
囲に属する限り、種々の形態を採り得ることはいうまで
もない。 ［第１実施例］図１は第１実施例の排気管の説明図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。図２は内管の斜視図、図３は第１実施例の排気管
に酸素センサを取り付けたときの断面図、図４は第１実
施例の排気管の使用説明図である。

【００１２】第１実施例の排気管１０は、内管１１、外
管１５及びセンサボス１８から構成される。内管１１
は、側面の一部分を平坦化して平坦部分１１ａが形成さ
れ、この平坦部分１１ａに第１開口１２が設けられてい
る。そして、この第１開口１２の周辺の４カ所には突起
１３が設けられている。尚、第１開口１２は後述の酸素
センサ８を遊挿可能な大きさに形成されている。

【００１３】外管１５は、内管１１との間に隙間Ｓを形
成するように該内管１１の外周を取り囲んで配置されて
いる。この外管１５には、内管１１の第１開口１２と対
向する位置に第２開口１６が設けられている。この第２
開口１６は後述のセンサボス１８が嵌入可能な大きさに
形成されている。

【００１４】センサボス１８は、外管１５の第２開口１
６に嵌入され、該第２開口１６を通過して底面１８ａが
内管１１の第１開口１２の周囲に設けた４つの突起１３
に圧接された状態で、外管１５に溶接されている。この
センサボス１８の略中央には、内管１１を流通する排気
ガスの酸素濃度を測定する酸素センサ８を取付可能なセ
ンサ取付孔１９が穿設されている。尚、センサ取付孔１
９の径は内管１１の第１開口１２の径よりもやや小さ
い。

【００１５】以上の構成を有する第１実施例の排気管１
０の基本的な機能を説明する。図３に示すように、酸素
センサ８を上記排気管１のセンサボス１８のセンサ取付
孔１９に貫通し、センサ部８ａを内管１１の内部に到達
させた状態で取付板９を介してセンサボス１８に酸素セ
ンサ８を固着する。このとき、センサ部８ａの外周面と
内管１１の第１開口１２の開口端とは十分な間隙をもっ
て配置されている。図４に示すように、この酸素センサ
８を固着した排気管１０を用いて、エンジン２に接続さ
れたエキゾーストマニホルド４と触媒コンバータ６とを
連結する。エンジン２からの排気ガスは、内管１１の内
部を通って触媒コンバータ６に導入される。このとき、
内管１１の内部を通過する排気ガスは、酸素センサ８に
より酸素濃度が検出される。酸素センサ８からの検出信
号は図示しないＥＣＵに送出され、ＥＣＵはこの検出信
号に基づいてエンジン２における燃焼状態を制御する。

【００１６】次に、第１実施例の排気管１０の特徴的な
機能を説明する。排気管１０の内管１１の内部を排気ガ
スが通過すると、排気熱により内管１１及び外管１５が
膨張するが、外管１５は内管１１ほど排気熱の影響を受
けないため、両管１１、１５の膨張率は異なる。このた
め、排気熱により内管１１が膨張して、その膨張により
４つの突起１３とセンサボス１８の底面１８ａとの間に
生じる力が静止摩擦以上になったとき、内管１１はセン
サボス１８に対して摺動を開始する。このとき、内管１
１とセンサボス１８との接触面積は４つの突起１３の尖
端部分であり従来の排気管（図１０〜図１２）に比べて
小さいため、内管１１が熱により伸縮する際、摺動を開
始するまでに蓄積される力は小さく、従って摺動した際
に大きな異音が発生するのを防止できる。

【００１７】また、内管１１を流通する排気ガスが隙間
Ｓに流入するのを４つの突起１３が妨げるため、図１０
の従来例と比べて排気ガスが低温化するおそれが少な
く、二重管としての遮熱性を発揮でき、従って触媒コン
バータ６に高温の排気ガスを導入することができ、触媒
を活性化させることができる。尚、排気ガスが隙間Ｓに
流入したとしても、排気ガス中の酸素のみが隙間に流入
するのではないため、排気ガスの酸素濃度の測定に大き
な影響を与えることはない。

【００１８】更に、図１２に示す従来例と比べてワイヤ
メッシュ等の別部品を用いる必要がないため、部品点数
が少なく構造が簡易であり、組付作業が容易になる。更
にまた、センサ部８ａの外周面と第１開口１２の開口端
とは十分な間隔をもって配置されているため、熱膨張に
より第１開口１２の径が小さくなったとしても、センサ
部８ａと当接するおそれはない。

【００１９】尚、上記突起１３は１カ所以上に設けられ
ていれば上記機能を果たすものであるが、排気ガスの隙
間Ｓへの流入をどの程度防止するかという観点と、熱に
より内管１１が摺動したときの異音の発生をどの程度防
止するかという観点から、上記突起１３の数（３つ以
上）を適宜定めるのが好ましい。また、上記突起１３が
３カ所以上に設けられていれば内管１１とセンサボス１
８との接触状態を安定に維持することができるため、好
ましい。 ［第２実施例］図５は第２実施例の排気管の説明図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図で
ある。第２実施例の排気管２０は、第１実施例の４つの
突起１３に代えて、内管１１の第１開口１２の全周を取
り囲むように形成された環状突起２３を備えていること
以外は、第１実施例と同様の構成であるため、同一の構
成要素については同一の符号を付し、その説明を省略す
る。

【００２０】この第２実施例の排気管２０の基本的な機
能は第１実施例と同様であるのでその説明は省略し、特
徴的な機能について説明する。排気熱により内管１１が
膨張して、その膨張により環状突起２３とセンサボス１
８の底面１８ａとの間に生じる力が静止摩擦以上になっ
たとき、内管１１はセンサボス１８に対して摺動を開始
する。このとき、内管１１とセンサボス１８との接触面
積は環状突起２３の尖端部分であり従来の排気管（図１
０〜図１２）に比べて小さいため、内管１１が熱により
伸縮する際、摺動を開始するまでに蓄積される力は小さ
く、従って摺動した際に大きな異音が発生するのを防止
できる。但し、第１実施例の４つの突起１３とセンサボ
ス１８の底面１８ａとの接触面積の方が環状突起２３と
センサボス１８の底面１８ａとの接触面積よりも小さい
ため、上記異音の発生の防止効果は第１実施例の方が第
２実施例よりも優れている。

【００２１】また、内管１１を流通する排気ガスが隙間
Ｓに流入するのを環状突起２３が妨げるため、図１０の
従来例と比べて排気ガスが低温化するおそれが少なく、
二重管としての遮熱性を発揮でき、従って触媒コンバー
タ６に高温の排気ガスを導入することができ、触媒を活
性化させることができる。第２実施例の環状突起２３
は、隙間Ｓと内管１１の内部とを完全に遮断するため、
隙間Ｓに排気ガスが流入するのを完全に防止できる。こ
のため、上記二重管としての遮熱性を発揮する効果は第
２実施例の方が第１実施例よりも優れている。

【００２２】更に、図１２に示す従来例と比べてワイヤ
メッシュ等の別部品を用いる必要がないため、部品点数
が少なく構造が簡易であり、組付作業が容易になる。更
にまた、酸素センサ８（図３参照）を取り付けたとき、
センサ部８ａの外周面と内管１１の第１開口１２とは十
分な間隔をもって配置されているため、熱膨張により第
１開口１２の径が小さくなったとしても、センサ部８ａ
と当接するおそれはない。 ［第３実施例］図６は第３実施例の排気管の断面図であ
る。第３実施例の排気管３０は、第２実施例のセンサボ
ス１８の底面１８ａに複数の直線状凹凸３１が設けてあ
ること以外は、第２実施例と同様の構成であるため、同
一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を
省略する。

【００２３】この第３実施例の排気管３０の基本的な機
能は第１実施例と同様であるのでその説明は省略し、特
徴的な機能について説明する。排気熱により内管１１が
膨張して、その膨張により環状突起２３とセンサボス１
８の底面１８ａとの間に生じる力が静止摩擦以上になっ
たとき、内管１１はセンサボス１８に対して摺動を開始
する。このとき、環状突起２３は第１開口１２を取り囲
むように設けられているのに対して、センサボス１８の
底面１８ａには複数の直線状凹凸３１が設けられてい
る。このため、内管１１とセンサボス１８との接触面積
は環状突起２３の尖端部分と複数の直線状凹凸３１とが
接触している面積であり、従来の排気管（図１０〜図１
２）に比べて小さい。このため、内管１１が熱により伸
縮する際、摺動を開始するまでに蓄積される力は小さ
く、従って摺動した際に大きな異音が発生するのを防止
できる。尚、環状突起２３と複数の直線状凹凸３１との
接触面積は第２実施例と比較して小さいため、上記異音
の発生の防止効果は第３実施例の方が第２実施例よりも
優れている。

【００２４】また、内管１１を流通する排気ガスが内管
１１と外管１５の隙間Ｓに流入するのを環状突起２３及
び直線状凹凸３１が妨げるため、図１０の従来例と比べ
て排気ガスが低温化するおそれが少なく、二重管として
の遮熱性を発揮でき、従って触媒コンバータ６に高温の
排気ガスを導入することができ、触媒を活性化させるこ
とができる。但し、第３実施例の環状突起２３及び直線
状凹凸３１は、隙間Ｓと内管１１の内部とを完全に遮断
するわけではないため、上記二重管としての遮熱性を発
揮する効果は第２実施例の方が第３実施例よりも優れて
いる。

【００２５】更に、図１２に示す従来例と比べてワイヤ
メッシュ等の別部品を用いる必要がないため、部品点数
が少なく構造が簡易であり、組付作業が容易になる。更
にまた、酸素センサ８（図３参照）を取り付けたとき、
センサ部８ａの外周面と内管１１の第１開口１２とは十
分な間隔をもって配置されているため、熱膨張により第
１開口１２の径が小さくなったとしても、センサ部８ａ
と当接するおそれはない。 ［第４実施例］図７は第４実施例の排気管の断面図であ
る。第４実施例の排気管４０は、内管４１、外管１５及
びセンサボス４８から構成される。

【００２６】内管４１は、側面の一部分を平坦化するこ
となく第１開口４２が設けられ、第１開口４２の周辺の
４カ所には突起４３が設けられている。外管１５は、第
１実施例と同様の構成である。センサボス４８は、第１
段差４８ｂ、第２段差４８ｃが外周面に環状に設けられ
ている。このセンサボス４８は、外管１５の第２開口１
６に嵌入され、第２段差４８ｃが内管４１の第１開口４
２の周囲に設けた４つの突起４３に圧接された状態で、
第１段差４８ｂを外管１５の第２開口１６の開口端と係
合させ、外管１５と溶接されている。このセンサボス４
８の略中央には、内管４１を流通する排気ガスの酸素濃
度を測定する酸素センサ８（図３参照）を取付可能なセ
ンサ取付孔４９が穿設されている。

【００２７】以上の構成を備えた第４実施例の排気管の
基本的な機能及び特徴的な機能は第１実施例と同様であ
るため、その説明を省略する。 ［第５実施例］図８は第５実施例の排気管の内管の平面
図である。第５実施例の排気管は、第１実施例の内管１
１に代えて、図８の内管５１を採用した以外は、第１実
施例と同様の構成である。この内管５１には、側面の一
部分を平坦化して平坦部分５１ａが形成され、この平坦
部分５１ａに第１開口５２が設けられ、第１開口５２の
全周を取り囲むように形成された環状体を適当な部分で
分断した形状の４つの円弧状突起５３が設けられてい
る。

【００２８】以上の構成を備えた第５実施例の排気管の
基本的な機能及び特徴的な機能は第１実施例と同様であ
るため、その説明を省略する。尚、円弧状突起５３の
数、円弧状突起５３の長さ及び円弧状突起５３同士の間
隔は、排気ガスの隙間Ｓへの流入をどの程度防止するか
という観点と、排気熱により内管５１が摺動したときの
異音の発生をどの程度防止するかという観点から、適宜
定めるのが好ましい。 ［その他の実施例］上記各実施例において内管の第１開
口の周囲に設けた突起の代わりに、センサボスのうち内
管の第１開口の周囲に対向する位置に突起を設けてもよ
い。具体的には、第１実施例において、第１開口１２の
周囲に４つの突起１３を設けず、図９（ａ）に示すよう
にセンサボス１８の底面１８ａのうち第１開口１２の周
囲に対向する位置に４つの突起６３を設けてもよいし、
あるいは第２実施例において、第１開口１２の周囲に環
状突起２３を設けず、図９（ｂ）に示すようにセンサボ
ス１８の底面１８ａのうち第１開口１２の周囲に対向す
る位置に環状突起７３を設けてもよい。かかる場合も、
内管の第１開口の周囲とセンサボスの底面とは突起を介
して圧接されるため、上記各実施例と同様の作用効果を
奏する。

【００２９】また、上記第２、第３実施例において、第
４実施例のように平坦部を設けていない内管を用いても
よく、この場合にも同様の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の排気管の説明図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図２】 第１実施例の内管の斜視図である。

【図３】 第１実施例の排気管に酸素センサを取り付け
たときの断面図である。

【図４】 第１実施例の排気管の使用説明図である。

【図５】 第２実施例の排気管の説明図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】 第３実施例の排気管の断面図である。

【図７】 第４実施例の排気管の断面図である。

【図８】 第５実施例の排気管の内管の平面図である。

【図９】 その他の実施例のセンサボスの斜視図であ
る。

【図１０】 従来例の断面図である。

【図１１】 従来例の断面図である。

【図１２】 従来例の断面図である。

【符号の説明】

８・・・酸素センサ、 ８ａ・・・センサ部、１０・
・・排気管、 １１・・・内管、１１ａ・・・平坦
部分、 １２・・・第１開口、１３・・・突起、
１５・・・外管、１６・・・第２開口、 １８・・
・センサボス、１８ａ・・・底面、 １９・・・セ
ンサ取付孔、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と触媒装置とを連結する内燃機
   関の排気管において、 側面に第１開口が設けられた内管と、 前記内管との間に隙間を形成するように該内管の外周を
   取り囲んで配置され、前記内管の第１開口と対向する位
   置に第２開口が設けられた外管と、 前記外管の第２開口を通過して前記内管の第１開口の周
   囲に圧接され、略中央に排気ガス成分を測定するセンサ
   を取付可能なセンサボスと、 を備え、 前記内管の第１開口の周囲又は前記センサボスのうち前
   記内管の第１開口の周囲に対向する位置には突起が設け
   られ、前記内管の第１開口の周囲と前記センサボスとは
   該突起を介して圧接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】 前記突起は、前記内管の第１開口の全周
   を取り囲むように環状に形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の内燃機関の排気管。
3. 【請求項３】 前記突起は、前記内管の第１開口の全周
   のうち少なくとも３点に突設されていることを特徴とす
   る請求項１記載の内燃機関の排気管。