JPH0441215Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はデユアル部を有する排気管における酸
素センサ取り付け構造に関する。

［従来の技術］ デユアルエキゾーストマニホルドに取り付けら
れる排気管は、上流側にデユアル部を有し、下流
側はシングル部となつている。デユアル部を有す
る排気通路に酸素センサを取り付けるときは、エ
キゾーストマニホルドのブランチの合流部か、ま
たはそれより下流の合流部でなければならない。

エキゾーストマニホルドの合流部に酸素センサ
を設置する例としては、たとえば実開昭61−
19754号公報があり、概略で示すと第３図のよう
になる。第３図の例では、エキゾーストマニホル
ド１にデユアル触媒コンバータ２，３が接続さ
れ、さらにフロントパイプ４のデユアル部５が接
続され、デユアル部５はシングル部６にまとめら
れて、触媒コンバータ７を経てテールパイプ８に
接続される。酸素センサ９，１０はエキゾースト
マニホルド１の合流部と排気管デユアル部５の合
流部に配設される。

デユアル排気管の合流部に酸素センサを設ける
例としては、たとえば実開昭60−3225号公報があ
り、概略で示すと通常第４図のようになる。第４
図の例では、エキゾーストマニホルド１に、フロ
ントパイプ４のデユアル部５が接続され、デユア
ル部５はシングル部６にまとめられて、触媒コン
バータ７を経てテールパイプ８に接続される。酸
素センサ１０は排気管デユアル部５の合流部に配
設される。

従来の排気通路合流部への酸素センサ１０の設
置は、従来第５図のようになつている。すなわ
ち、デユアル部５の２つの通路５ａ，５ｂの流れ
の合流点のすぐ下流側の位置に、シングル部６の
側壁より酸素センサ１０を貫通せて設けるか、ま
たはそれより少し下流側に隔たつた位置に設ける
（第５図の酸素センサ１０′の位置）。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、第３図に示す酸素センサ位置で
あつても第４図に示す下流側の配置センサ配置で
あつても、第５図に示すような酸素センサの従来
配置構造では、デユアル部５の２つの管５ａ，５
ｂを流れてくる流れＡ，Ｂはデユアル部５を出て
シングル部６の対向する管壁迄ほぼストレートに
流れそこで折れ曲つて管壁に沿つて流れるので、
一方の管壁に取り付けられた酸素センサ１０は片
方の流れＢにあたるが、他方の流れＡにはあたり
にくい。このため、各気筒からの排気ガスが均等
に酸素センサにあたらなくなつて酸素センサのガ
スあたりが悪くなり、一方の流れＡに対する酸素
濃度の検出精度が低下する。

また、酸素センサへのガスあたりを良好にし、
かつ均等にするために、酸素センサ設置部位また
はその上流側に、ガス流れを酵素センサに向ける
案内板あるいは突起等を付けたり、酵素センサ取
り付け部上流に攪拌槽を設けたりする提案がなさ
れているが、これらの手段による場合は何れも別
部材で案内板等を構成して取り付けるため、構造
が複雑になるとともに管内への溶接取付けが難し
くなるか、攪拌槽の設置等のために車両への搭載
性の自由度が低下するか、案内板が抵抗になつた
り強制攪拌を伴なつたりしエンジン排圧が上昇し
エンジンの出力低下を招く、等の問題があつた。

本考案は、酸素センサへの排気ガスあたりを改
善し、酸素センサ濃度検出精度を向上されること
を目的とし、しかも、これを部品点数増加や取付
け困難化を伴なわない単純な構造で、かつ本質的
に排圧上昇を伴なわない構造で達成することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本考案に係る酸素セ
ンサ取り付け用排気管は、排気マニホルドより下
流に位置しパイプ材から構成した酸素センサ取付
け用排気管であつて、ほぼストレートの管と該管
より曲率半径が小の管との同径の２つの管を有す
るデユアル部を下流に向つて拡径する集合部で集
合させて前記２つの管の断面積の和以上の断面積
を有する１つの管からなるシングル部に接続し、
前記曲率半径が小側の管の外壁の接線の延長線と
管壁との交点に酸素センサの中心軸がくるように
酸素センサの設置位置を定め、前記曲率半径が小
側の管のパイプ材先端を前記ほぼストレートの管
の前記曲率半径小側の管に最寄りの管壁の接線の
延長線迄管内に突出させて突き出し案内部を形成
した酸素センサ取り付け用排気管から成る。

［作用］ 上記本考案の酸素センサ取り付け用排気管にお
いては、ほぼストレートの管を通る排気ガスの流
れが酸素センサにあたるのは当然であるが、曲率
半径が小側の管の突き出し案内部の形成と該壁の
接線上の酸素センサ配置によつて曲率半径小側の
管を通る流れも酸素センサにあたり、酸素センサ
のガスあたりが改善され、かつ均等化され、酸素
センサの検出精度は向上される。

また、曲率半径が小側の管の先端を突き出して
突き出し案内部を形成するだけで、特別に別部材
の案内板を設ける構造をとつていないから構造は
単純である。しかも、管外側から接合部を溶接で
きるので作業も容易である。

さらに集合部の拡管とシングル部の断面積設定
により、エンジンの排圧上昇は防止されている。

［実施例］ 以下に、本考案に係る酸素センサ取り付け用排
気管の望ましい実施例を、第１図および第２図を
参照して説明する。

第１図および第２図は、従来の第３図およ第４
図の酸素センサ１０設置位置近傍に対応する部位
に適用される本考案の構成を示している。図中１
１，１２は排気管フロントパイプのデユアル部を
構成する２つの管を示しており、１３は排気管フ
ロントパイプのシングル部を構成する管を示して
いる。デユアル部の２つの管１１，１２は集合部
１４で集合し、シングル部１３へと接続される。
管１１，１２，１３と集合部１４はステンレスの
パイプ材または拡管材からなり、接合部を管外側
から溶接することにより、溶接で互に接合され
る。

デユアル部を構成する２つの管１１，１２のう
ち、一方の管１２はほぼストレート（真直かまた
は真直に近い大きな曲率半径をもつて）延び、他
方の管１１は集合部１４に近い部分において管１
２の曲率半径より小の曲率半径をもつて集合部１
４に接続される。デユアル部の管１１，１２は互
に同径（直径ｄとする）であり、シングル部の管
１３の直径ＤはD²≧2d²に設定されて、その断面
積はデユアル部の管１１，１２の断面積の和以上
とされている。集合部１４は上流側から下流側に
向つて勾配をつけられて拡径され、この勾配部に
管１１が開口している。管１２の中心軸と管１３
の中心軸とはオフセツトしている。

デユアル部の２つの管１１，１２のうち、曲率
半径小側の管１２を構成するパイプ材の先端部は
集合部１４において排気管内方に中心軸が直線状
に突出され突き出し案内部１５を形成している。
曲率半径小側の管１２の外壁（曲率の外周側壁）
も排気管内方に向つて延び、その接線延長線と排
気管の管１１に対向する側の管壁との交点Ｐに、
酸素センサ１６の中心軸がくるように、酸素セン
サ１６の配設位置が定められている。この配置に
おいては、曲率半径小側の管１１と集合部１４と
の交わる交線がほぼストレート管１２の管１１側
の管壁の接線の延長線となす角度αは、α＝
sin^-1（Ｄ／ｄ−１）で決定され、曲率半径小側の
管１１の外壁の接線の延長線が管１２の管１１と
反対側の管壁となす角度βは、β＝π／２−αで
決定される。

曲率半径小側の管１１を排気管内に突出するこ
とによつて形成した突き出し案内部１５の先端
は、ほぼストレートに延びる管１２の管１１側に
最寄りの管壁の接線の延長線と一致する位置まで
延ばされている。

デユアル部を構成する管１１，１２において、
一方の管１１は、たとえば６気管のデユアルエキ
ゾーストマニホルドの＃１，＃２，＃３気筒側に
接続され、他方の管１２はデユアルエキゾースト
マニホルドの＃４，＃５，＃６気筒側に接続され
る。気筒の点火順序は＃１，＃５，＃３，＃６，
＃２，＃４気筒の順であり、管１１と管１２から
交互に集合部１４に向つて排気ガスが流れるよう
になつている。

つぎに、上記のように構造、配置が特定された
酸素センサ取り付け用排気管における作用につい
て説明する。

排気ガスは、デユアル部を構成する管１１，１
２から交互に集合部１４に流入してくる。このと
きほぼストレートの管１２を通る流れＡはそのま
ま酸素センサ１６にあたる。また、曲率半径が小
側の管１１を通つてくる流れは、外壁側の流れＢ
が該管１１および突き出し案内部１５に案内され
て酸素センサ１６の取り付け部交点Ｐに向つて流
れ、内壁側の流れＣは対向管壁にいつたんあたつ
て酸素センサ１６の根本部に向つて流れようとす
る。しかし、突き出し案内部１５によつて完全に
Ｐに向かう流れに制御できないから、流れは酸素
センサ取り付け部交点Ｐより若干酸素センサ１６
の先端側にかたより、酸素センサ１６管内突出部
に全体にあたり、管１１を通る流れも酸素センサ
１６に良好にあたる。このように管１１を通る流
れＡも管１２を通る流れＢ，Ｃも、ともに酸素セ
ンサ１６に良好にあたり、ガスあたりの改善と各
気筒均一の酸素濃度検出が行なわれ、検出結果が
極めて良好となる。

また、本考案構造においては、曲率半径小側の
管１１のパイプ材先端部を排気管内に一部突出さ
せて溶解するだけで突き出し案内部１５を形成
し、特別に別部材からなる案内板を設けていない
から、構造は極めて単純である。また、溶接は管
外から行なわれるので、作業は容易である。この
ような単純構造は、車両への搭載性に自由度をも
たせる。また、集合部１４は下流に向つて徐々に
拡径され、D²≧2d²の断面積を有するシングル部
の管１３へと接続されるので、管１１，管１２を
通る何れの流れも絞られることがなく、従来の案
内板による流れの絞り、攪拌槽による流れの攪拌
において生じていたような、エンジンの排圧上昇
はない。この場合、管１１，１２の流れは交互に
流れるが、互いの流れに若干の干渉があるため、
それを抑制するためにD²≧2d²とされ、排圧上昇
を完全に防止している。集合部１４に突き出し案
内部１５が突き出ていても、突き出し案内部１５
の突き出し量が、ほぼストレートの管１２の管１
１側の管壁の接線の延長線よりは突き出していな
いので、突き出し案内部１５がほぼストレートの
管１２の流れＡを妨げることはなく、この点にお
いてもエンジンの排圧上昇防止は完全なものとな
つている。さらに、酸素センサ１６は、エキゾー
ストマニホルドより下流側に離れて取り付けられ
ているので、エキゾーストマニホルドから酸素セ
ンサ１６の位置まで排気ガスが流れてくる間に約
50℃の温度低下があり、酸素センサ１６の熱劣化
が効果的に防止されている。

［考案の効果］ 以上説明したことから明らかなように、本考案
に係る酸素センサ取り付け用排気管によれば、次
の諸効果が得られる。

イ 曲率半径小側の外壁の接線の延長線と対向排
気管管壁との交点に酸素センサの配設位置を定
め、かつ曲率半径小側の管の外壁を延長して突
き出し案内部を形成したことにより、酸素セン
サへの確実なガスあたりを実現できる。

ロ シングル部の断面積をデユアル部の２つの管
の断面積の和以上とし、突き出し案内部をほぼ
ストレート管の接線の位置までの突出したこと
により、エンジンの排圧上昇を防止できる。

ハ 曲率半径小側の管のパイプ材先端部を排気管
内に突出した突き出し案内部構成としたので、
別部材の案内板を設ける必要がなく、単純な構
造とすることができる。また、管外からの溶接
で管同志を溶接接合でき、作業は容易である。
これらの単純構造によつて車両への搭載性も向
上できる。

ニ 排気管の集合部を含む下流側への酸素センサ
設置とすることができ、酸素センサの熱劣化を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る酸素センサ取
り付け用排気管の断面図、第２図は第１図の−
線に沿う断面図、第３図はデユアル部集合部へ
酸素センサを取り付ける場合の排気管系統図、第
４図はエキゾーストマニホルド集合部およびデユ
アル部の集合部両方に酸素センサを取り付ける場
合の排気管系統図、第５図は従来の排気管集合部
への酸素センサ取り付けを示す断面図、である。 １１……曲率半径小側の管、１２……ほぼスト
レートの管、１３……シングル部の管、１４……
集合部、１５……突き出し案内部、１６……酸素
センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気マニホルドより下流に位置しパイプ材から
   構成した酸素センサ取り付け用排気管であつて、
   ほぼストレートの管と該管より曲率半径が小の管
   との同径の２つの管を有するデユアル部を下流に
   向つて拡径する集合部で集合させて前記２つの管
   の断面積の和以上の断面積を有する１つの管から
   なるシングル部に接続し、前記曲率半径が小側の
   管の外壁の接線の延長線と管壁との交点に酸素セ
   ンサの中心軸がくるように酸素センサの設置位置
   を定め、前記曲率半径が小側の管のパイプ材先端
   を前記ほぼストレートの管の前記曲率半径小側の
   管に最寄りの管壁の接線の延長線迄管内に突出さ
   せて突き出し案内部を形成したことを特徴とする
   酸素センサ取り付け用排気管。