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技術 センサ取付用のボス部構造

出願人 カルソニックカンセイ株式会社
発明者 柴崎崇
出願日 2005年4月20日 (13年7ヶ月経過) 出願番号 2005-122859
公開日 2006年11月2日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2006-299927
状態 未査定
技術分野 排気消音装置 内燃機関のその他の機械的制御
主要キーワード 一体成形部材 ヘッドフランジ 六角柱形状 ブランチ管 排気系部材 シール状態 溶接固定 上流側端
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年11月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

ボス部の上面にシール部材及びセンサを適切に装着できるセンサ取付用ボス部構造の提供。

解決手段

リング状のボス部11の内側に形成された雌螺子11aを集合部6の取付孔6aに連通させた状態として、該ボス部11の外周縁一端部11iをその全周に亘って集合部6の外周部に溶接固定し、酸素センサ10のセンシング部10eを雌螺子11a及び取付孔6aを介して集合部6内に挿入した後、酸素センサ10のホルダ部10cのセンシング部10e側に形成された雄螺子10fをボス部11の雌螺子11aに螺合して該ホルダ部10cのシール面10gとボス部11のシール面11bをシール部材Sを介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、ボス部11の外周縁他端部11hからその全周に亘って溶接固定と反対側へ突出した壁部12を設けた。

概要

背景

従来、自動車排気系部材、例えばエキゾーストマニホールドブランチ管、エキゾーストマニホールドの集合部、触媒コンバータの下流側等には、排気ガスの状態を検出する様々なセンサが装着されている(特許文献1参照)。

例えば、図9に示すように、前述したセンサの1つである酸素センサ010は、ホルダ部010cのセンシング部010e側に形成された雄螺子010fを、その外周縁一端を全周に亘って排気系部材06の外周に溶接X1固定されているボス部011の雌螺子011aに螺合することにより固定されている。
また、ホルダ部010cのシール面010gとボス部011のシール面011bとの間にはシール部材S1が介装されている。

そして、エンジンの制御を正確にするため各気筒からの排気ガスの状態をすべて検出することで、センサの酸素濃度の検出をより高精度に行うためには、酸素センサのセンシング部010eの先端を排気系部材の中心位置(一点破線で図示)に近づけた位置に設けることが好ましいため、ボス部011の厚みはできるだけ薄く形成したいという要求がある。
特開2003−83061号公報

概要

ボス部の上面にシール部材及びセンサを適切に装着できるセンサ取付用ボス部構造の提供。リング状のボス部11の内側に形成された雌螺子11aを集合部6の取付孔6aに連通させた状態として、該ボス部11の外周縁一端部11iをその全周に亘って集合部6の外周部に溶接固定し、酸素センサ10のセンシング部10eを雌螺子11a及び取付孔6aを介して集合部6内に挿入した後、酸素センサ10のホルダ部10cのセンシング部10e側に形成された雄螺子10fをボス部11の雌螺子11aに螺合して該ホルダ部10cのシール面10gとボス部11のシール面11bをシール部材Sを介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、ボス部11の外周縁他端部11hからその全周に亘って溶接固定と反対側へ突出した壁部12を設けた。

目的

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ボス部の外周縁一端部を排気系部材の外周部に溶接する際に、溶接ビードがボス部のシール面に乗り上げるのを防止でき、これによって、ボス部のシール面を切削加工することなく、シール部材及びセンサを適切に装着できるセンサ取付用のボス部構造を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

リング状のボス部の内側に形成された雌螺子排気系部材取付孔に連通させた状態として、該ボス部の外周縁一端部をその全周に亘って排気系部材の外周部に溶接固定し、センサセンシング部を前記雄螺子及び取付孔を介して排気系部材内に挿入した後、センサのセンシング部側に形成された雄螺子を前記ボス部の雌螺子に螺合して該ホルダ部のシール面とボス部のシール面をシール部材を介して密着させるようにしたセンサ取付用ボス部構造において、前記ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って溶接固定側と反対側へ突出した壁部を設けたことを特徴とするセンサ取付用のボス部構造。

請求項2

請求項1記載のセンサ取付用のボス部構造において、前記壁部を、ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って該ボス部のシール面を囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に向かって突出させたことを特徴とするセンサ取付用のボス部構造。

技術分野

0001

本発明は、自動車排気系部材内を通過する排気ガスの状態を検出するのに用いられるセンサ取付用ボス部構造に関する。

背景技術

0002

従来、自動車の排気系部材、例えばエキゾーストマニホールドブランチ管、エキゾーストマニホールドの集合部、触媒コンバータの下流側等には、排気ガスの状態を検出する様々なセンサが装着されている(特許文献1参照)。

0003

例えば、図9に示すように、前述したセンサの1つである酸素センサ010は、ホルダ部010cのセンシング部010e側に形成された雄螺子010fを、その外周縁一端を全周に亘って排気系部材06の外周に溶接X1固定されているボス部011の雌螺子011aに螺合することにより固定されている。
また、ホルダ部010cのシール面010gとボス部011のシール面011bとの間にはシール部材S1が介装されている。

0004

そして、エンジンの制御を正確にするため各気筒からの排気ガスの状態をすべて検出することで、センサの酸素濃度の検出をより高精度に行うためには、酸素センサのセンシング部010eの先端を排気系部材の中心位置(一点破線で図示)に近づけた位置に設けることが好ましいため、ボス部011の厚みはできるだけ薄く形成したいという要求がある。
特開2003−83061号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、従来の発明にあっては、ボス部の厚みを薄くすると、図10に示すように、ボス部011の外周縁一端部と排気系部材06の外周部を溶接X1した際に、溶接ビードがボス部011のシール面011bに乗り上げてしまうため、ボス部011のシール面011bにシール部材S1及び酸素センサ010を確実なシール状態で適切に装着することができないという問題点があった。
そこで、シール部材S1及び酸素センサ010を装着する前に、ボス部011の上面011bに乗り上げた溶接ビードを追加工程として切削加工して取除かなければならず、大変な手間と時間を費やしていた。

0006

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ボス部の外周縁一端部を排気系部材の外周部に溶接する際に、溶接ビードがボス部のシール面に乗り上げるのを防止でき、これによって、ボス部のシール面を切削加工することなく、シール部材及びセンサを適切に装着できるセンサ取付用のボス部構造を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明の請求項1記載の発明では、リング状のボス部の内側に形成された雌螺子を排気系部材の取付孔に連通させた状態として、該ボス部の外周縁一端部をその全周に亘って排気系部材の外周部に溶接固定し、センサのセンシング部を前記雄螺子及び取付孔を介して排気系部材内に挿入した後、センサのセンシング部側に形成された雌螺子を前記ボス部の雌螺子に螺合して該ホルダ部のシール面とボス部のシール面をシール部材を介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、前記ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って溶接固定側と反対側へ突出した壁部を設けたことを特徴とする。

0008

請求項2記載の発明では、請求項1記載のセンサ取付用のボス部構造において、前記壁部を、ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って該ボス部のシール面を囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に向かって突出させたことを特徴とする。

発明の効果

0009

請求項1記載の発明にあっては、リング状のボス部の内側に形成された雌螺子を排気系部材の取付孔に連通させた状態として、該ボス部の外周縁一端部をその全周に亘って排気系部材の外周部に溶接固定し、センサのセンシング部を前記雌螺子及び取付孔を介して排気系部材内に挿入した後、センサのセンシング部側に形成された雄螺子を前記ボス部の雌螺子に螺合して該ホルダ部のシール面とボス部のシール面をシール部材を介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、前記ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って溶接固定側と反対側へ突出した壁部を設けたため、ボス部の外周縁一端部を排気系部材の外周部に溶接固定する際に、溶接ビードがボス部のシール面に乗り上げるのを壁部で防止でき、これによって、ボス部のシール面にシール部材及びセンサを確実なシール状態で適切に装着できる。

0010

請求項2記載の発明にあっては、壁部を、ボス部の外周縁他端部からその全周に亘って該ボス部のシール面を囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に向かって突出させたため、排気系部材の輻射熱によるシール部材やセンサへの悪影響を防止できる。

0011

また、壁部を水平方向または水平方向よりも下方に向けて設けた場合に比べてボス部の外周縁一端部を排気系部材の外周部に溶接する際に溶接機を挿入するスペースを大きくすることができるので作業性を向上させることができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

0013

なお、本実施例1では、排気系部材をエキゾーストマニホールドの集合部に適用し、センサを集合部内の酸素濃度を検出する酸素センサに適用した例について説明する。
図1は本発明の実施例のセンサ取付用のボス部構造が採用された集合部周辺を示す全体平面図、図2図1のS2−S2線における断面図、図3は本実施例1の壁部を示す斜視図、図4は本実施例1の壁部を示す側断面図、図5は壁部、ボス部、集合部の組み付けを説明する図、図6は酸素センサ、シール部材、ボス部の組付けを説明する図である。

0014

先ず、全体構成について説明する、
図1に示すように、本実施例のセンサ取付用のボス部構造では、ヘッドフランジ1と、4本のブランチ管2〜5と、集合部6と、触媒コンバータ7と、酸素センサ10が備えられている。
各ブランチ管2〜5の上流側端部は、図示を省略するエンジンのシリンダヘッド締結されるヘッドフランジ1のそれぞれ対応するポートに接続されている。
一方、各ブランチ管2〜5の下流側端部は、1/4円形断面に加工されて全体の外形が円形となるように重ねられた状態で集合部6の上流側端部に接続されている。
集合部6の下流側端部は、触媒担体8を収容した触媒コンバータ7の上流側端部に接続され、さらに、触媒コンバータ7の下流側端部はフランジ部9を介して図示を省略する後方排気管に接続される。

0015

そして、集合部6の中途部には、後述する酸素センサ10が装着されている。
図2に示すように、酸素センサ10は、集合部6内を通過する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出してエンジンの空燃比フィードバック制御するのに用いられるものであって、その本体10aの一端部には、排気ガス流外に置かれて図外の制御装置電気的に接続された配線10bが接続される他、中途部には六角柱形状のホルダ部10cが設けられ、排気ガス流内に置かれる他端部には複数の細孔10dが形成されたセンシング部10eが設けられている。また、上記ホルダ部10cのセンシング部側には雄螺子10fが形成されている。

0016

そして、酸素センサ10は、センシング部10eをボス部11の雌螺子11a及び集合部6の取付孔6aを介して集合部6内に挿入した状態で、雄螺子10fを該ボス部11の雌螺子11aに螺合させてホルダ部のシール面10gを環状のシール部材Sを介してボス部11のシール面11bに密着させた状態で固定されている。

0017

ボス部11は、全体がリング状に形成される他、その内側には上記雌螺子11aが形成されている。
また、ボス部11の外周縁他端部11hには、図3、4に示す壁部12が設けられている。
壁部12は、全体が略お椀状を成して形成される他、その底部に開口部12aが形成されると共に、この開口部12に連続してボス部11の外周縁他端部11hに係止するための段部12bが形成されている。

0018

そして、ボス部11の外周縁他端部11hを壁部12の段部12bに嵌合させた状態で、該ボス部11の外周縁一端部11iの全周、集合部6の外周部、壁部12の三者が溶接Xで固定されている。

0019

また、段部12bとボス部11の外周縁他端部11hの間に排水のための孔を設けることもできる。

0020

次に、作用を説明する。
このように構成された酸素センサ10をボス部11に装着する際には、先ず、図5(a)、(b)に示すように、ボス部11の雌螺子11aを集合部6の取付孔6aに連通させた状態で該ボス部11を配置した後、該ボス部11の外周縁他部11hに壁部12の段部12aを係止させて装着し、溶接Xすることによりボス部11、集合部6、壁部12の三者を固定する。
なお、ボス部11と壁部12を予め係止または溶接固定した後、これら両者を集合部6の外周部に溶接固定しても良い。

0021

ここで、従来の発明にあっては、ボス部の外周縁一端部と排気系部材の外周部を溶接した際に、溶接ビードがボス部のシール面に乗り上げてしまうため、ボス部のシール面にシール部材及び酸素センサを確実なシール状態で適切に装着することができないという問題点があった。
そこで、シール部材及び酸素センサを装着する前に、ボス部のシール面に乗り上げた溶接ビードを追加工程として切削加工して取り除かなければならず、大変な手間と時間を費やしていた。

0022

しかしながら、本実施例1のセンサ取付用のボス部構造では、ボス部11の外周縁他端部11hからその全周に亘って溶接固定と反対側へ突出した壁部12を設けたため、ボス部11の外周縁一端部11iを集合部6の外周部に溶接X固定する際に、溶接ビードがボス部11のシール面11bに乗り上げる虞がない。

0023

従って、従来の発明のようにボス部11のシール面11bを追加工程として切削加工する必要がなく、後述するシール部材Sとの良好なシール面を確保できる。

0024

また、本実施例1の壁部12は、ボス部11の外周縁他端部11hからその全周に亘って溶接固定と反対側斜め方向に突出するため、壁部12を外周縁他端部11hから水平方向または水平方向よりも下方に向けて設けた場合に比べてボス部11を集合部6の外周部に溶接Xする際に溶接機を挿入するスペースが多くなり作業性を向上させることができる。

0025

次に、図6に示すように、ボス部11のシール面11bにシール部材Sを配置した後、酸素センサ10のセンシング部10eを、ボス部11の雌螺子11a及び集合部6の取付孔6aを介して集合部6の中心内に挿入し、酸素センサ10の雄螺子10fをボス部11の雌螺子11aに螺合して該ホルダ部10cのシール面10gとボス部11のシール面11bをシール部材Sを介して密着させることにより、センシング部10eを集合部6の中心位置に配置して酸素センサ10の装着を終了する(図2参照)。

0026

この際、前述したように、厚さの薄いボス部11のシール面11bにシール部材Sとの良好なシール面を確保できるため、酸素センサ10を良好にシールした状態で高精度に装着することができる。

0027

なお、ホルダ部10cのシール面10gにシール部材Sを予め装着した後、この状態で酸素センサ10のセンシング部10eを集合部6内に挿入しても良い。

0028

そして、酸素センサ10は、集合部6内を通過する排気ガスの酸素濃度を検出するが、壁部12はボス部11のシール面11bを囲繞するように該ボス部11の外周縁他端部11hからその全周に亘って外側斜め方向に向かってセンサ本体10aのボス部11から出ている部分を覆うように突出するため、燃焼後の高温の排気ガスが内部を流れる集合部6やエンジン自体からの輻射熱からシール部材Sや酸素センサ10の配線や、電子部品を有する電極部分を保護することができる。

0029

次に、効果を説明する。
以上説明したように、本実施例のセンサ取付用のボス部構造にあっては、リング状のボス部11の内側に形成された雌螺子11aを集合部6の取付孔6aに連通させた状態として、該ボス部11の外周縁一端部11iをその全周に亘って集合部6の外周部に溶接固定し、酸素センサ10のセンシング部10eを雌螺子11a及び取付孔6aを介して集合部6内に挿入した後、酸素センサ10のホルダ部10cのセンシング部10e側に形成された雄螺子10fをボス部11の雌螺子11aに螺合して該ホルダ部10cのシール面10gとボス部11のシール面11bをシール部材Sを介して密着させるようにしたセンサ取付用のボス部構造において、ボス部11の外周縁他端部11hからその全周に亘って溶接固定と反対側へ突出した壁部12を設けたため、ボス部11の外周縁一端部11iを集合部6の外周部に溶接固定する際に、溶接ビードがボス部11のシール面11bに乗り上げるのを壁部で防止でき、これによって、ボス部11のシール面11bにシール部材S及び酸素センサ10を確実なシール状態で適切に装着できる。
また、ボス部11の厚さを薄くできるのでセンシング部10eを集合部の中心部に置くことができ、酸素センサ10の酸素濃度の検出をより高精度に行うことができる。

0030

また、壁部12を、ボス部11の外周縁他端部11hからその全周に亘ってボス部11のシール面11bを囲繞するように溶接固定側と反対側斜め方向に突出させたため、燃焼後の高温の排気ガスが内部を流れる集合部6やエンジン自体からの輻射熱によるシール部材Sや酸素センサ10の配線や、電子部品を有する電極部分への悪影響を防止できる。
加えて、壁部12を外周縁他端部11hから水平方向または水平方向よりも下方に向けて設けた場合に比べてボス部11を集合部6の外周部に溶接Xする際溶接機を挿入するスペースが多くなり作業性を向上させることができる。

0031

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、シール部材Sの厚みや壁部12の傾斜角度や高さ等については適宜設定できる。

0032

また、本実施例1ではボス部11と壁部12を別体で構成したが、図7に示すように、両者を一体成形部材20としても良い。

0033

また、図8に示すように、センサ10を確実に固定するためボス部11の雌螺子11aを長くしてもセンシング部11eを集合部6の中心部に位置するようにするため、ボス部11に段部を設けて、集合部6内へ落とし込むようにする構造にすることもできる。

0034

さらに、本実施例では排気系部材をエキゾーストマニホールドの集合部に適用し、センサを該集合部内の酸素濃度を検出する酸素センサに適用した場合について説明したが、排気系部材は、エキゾーストマニホールドのブランチ管や触媒コンバータの下流側等でも良く、エキゾーストマニホールドの集合部に限定されるものではない。
同様にセンサは排気系部材内を通過する排気ガスの状態を検出するのに用いられるセンサであれば良く、例えば温度センサを適用しても良い。

図面の簡単な説明

0035

センサ取付用のボス部構造が採用された集合部周辺を示す全体平面図である。
図1のS2−S2線における断面図である。
本実施例1の壁部を示す斜視図である。
本実施例1の壁部を示す側断面図である
壁部、ボス部、集合部の組み付けを説明する図である。
酸素センサ、シール部材、ボス部の組付けを説明する図である。
その他の実施例のセンサ取付用のボス部構造を説明する図である。
その他の実施例のセンサ取付用のボス部構造を説明する図である。
従来のセンサ取付用のボス部構造を説明する図である。
従来のセンサ取付用のボス部構造を説明する図である。

符号の説明

0036

Sシール部材
X溶接
1ヘッドフランジ
2、3、4、5ブランチ管
6集合部
7触媒コンバータ
8触媒担体
9フランジ部
10酸素センサ
10a 本体
10b配線
10cホルダ部
10d 複数の細孔
10eセンシング部10e
10f雄螺子
10gシール面
11h外周縁一端部
11i 外周縁他端部
11ボス部
11a雌螺子
11b シール面
12 へイブ
12a 開口部
12b 段部

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