(57)【要約】【課題】従来よりも排気センサへのガス当りを改善できる内燃機関の排気浄化装置を提供すること。【解決手段】エンジンの排気管１３に設けられ、排気中の成分を検出する検出素子１４２と、検出素子１４２を覆い且つ複数の排気導入孔１４４，１４４が形成されたカバー１４３と、を備える空燃比センサ１４と、空燃比センサ１４が設けられた排気管１３より上流側のフランジ部１０に排気通路内に突出して設けられ、排気を整流する突起部１０１，１０２と、を備え、空燃比センサ１４は、分岐管１２２ａ〜１２２ｄからフランジ部１０を流れる各排気の主流の流れ方向Ｘ１〜Ｘ４に直交する各断面Ｓ１〜Ｓ４視において、複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられることを特徴とするエンジンの排気浄化装置１である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管に設けられ、排気中の成分を検出する検出素子と、当該検出素子を覆い且つ複数の排気導入孔が形成されたカバーと、を備える排気センサと、
前記排気センサが設けられた排気管より上流側の排気通路に当該排気通路内に突出して設けられ、排気を整流する突起部と、を備え、
前記排気センサは、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気通路は、前記排気センサが設けられた排気管の上流側に設けられ且つ各気筒に連通する分岐管が複数集合することで各気筒から排出された排気を集合させる排気集合部と、前記排気センサが設けられた排気管の上流側端部と、前記排気集合部の下流側端部と、を接続して締結するためのフランジ部と、を含んで構成され、
前記突起部は、前記フランジ部の内面に設けられ、
前記排気センサは、前記各分岐管から前記フランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向に直交する各断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記突起部の突出長さは、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記部分から前記排気導入孔までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記突起部は、複数設けられ、且つ、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも１つが複数の突起部間に位置するように設けられることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記突起部は、複数設けられ、且つ、前記排気通路内の上面部及び下面部にそれぞれ設けられ、
前記上面部及び下面部のうち、一方の周方向に複数形成された突起部間に対向する位置の他方に、前記突起部が設けられることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記排気通路の上面部及び下面部のうち少なくとも一方に前記突起部が設けられ、
前記排気通路の側面部には、突起部が設けられておらず、且つ、下流側に向かう従い内径が小さくなるテーパー部が設けられることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記突起部は、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、基端が円弧状に形成されることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。詳しくは、排気を整流する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気系の整流構造について、種々の検討がなされている。例えば、排気系の構造やレイアウトを変更することで、排気系に設けられた排気センサへのガス当りを改善する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、排気系部品の接続部に設けられるガスケットの内周面に、排気通路内に突出する突起部を設けることで、排気を整流する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２５１７５５５号公報
【特許文献２】特許第３３７８４７４号公報
【特許文献３】実開昭６３−１０２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関において正確な空燃比制御を行うためには、排気センサへのガス当りを改善することは重要である。しかしながら、特許文献１及び２の技術では、排気を十分に整流できず、排気センサへのガス当りを十分に改善できていないのが現状である。
【０００５】
また、例えば特許文献３の整流構造を排気センサへのガス当りの改善に適用したとしても、突起部と排気センサとの位置関係を最適化しなければ十分な改善効果は得られず、場合によっては排気センサへのガス当りが悪化するおそれがある。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも排気センサへのガス当りを改善できる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、内燃機関（例えば、後述のエンジン）の排気管（例えば、後述の排気管１３）に設けられ、排気中の成分を検出する検出素子（例えば、後述の検出素子１４２）と、当該検出素子を覆い且つ複数の排気導入孔（例えば、後述の排気導入孔１４４）が形成されたカバー（例えば、後述のカバー１４３）と、を備える排気センサ（例えば、後述の空燃比センサ１４）と、前記排気センサが設けられた排気管より上流側の排気通路（例えば、後述のフランジ部１０の連通孔１００）に当該排気通路内に突出して設けられ、排気を整流する突起部（例えば、後述の突起部１０１，１０１，１０２，１０２）と、を備え、前記排気センサは、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視（例えば、後述の各分岐管１２２ａ〜１２２ｄからフランジ部１０を流れる各排気の主流の流れ方向Ｘ１〜Ｘ４に直交する各断面Ｓ１〜Ｓ４視）において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置１）を提供する。
【０００８】
本発明では、排気センサが設けられた排気管より上流側の排気通路に、排気通路内に突出することで排気を整流する突起部を設ける。より詳しくは、排気センサを、突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、検出素子を覆うカバーに形成された複数の排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設ける。
本発明によれば、突起部を、上記断面視において複数の排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けるため、排気通路内を流通して排気管に流れ込む排気の拡散を抑制できるとともに、排気を排気センサの排気導入孔に指向させることができ、確実に排気を排気センサの検出素子に導くことができる。これにより、従来よりも排気センサに対するガス当りを向上させることができる。
【０００９】
前記排気通路は、前記排気センサが設けられた排気管の上流側に設けられ且つ各気筒に連通する分岐管（例えば、後述の分岐管１２２ａ〜１２２ｄ）が複数集合することで各気筒から排出された排気を集合させる排気集合部（例えば、後述の集合部１２１，排気マニホールド１２）と、前記排気センサが設けられた排気管の上流側端部と、前記排気集合部の下流側端部と、を接続して締結するためのフランジ部（例えば、後述のフランジ部１０）と、を含んで構成され、前記突起部は、前記フランジ部の内面に設けられ、前記排気センサは、前記各分岐管から前記フランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向に直交する各断面視（例えば、後述の各分岐管１２２ａ〜１２２ｄからフランジ部１０を流れる各排気の主流の流れ方向Ｘ１〜Ｘ４に直交する各断面Ｓ１〜Ｓ４視）において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられることが好ましい。
【００１０】
この発明では、排気集合部の下流側端部と、排気センサが設けられた排気管の上流側端部と、を接続して締結するためのフランジ部に突起部を設ける。また、排気センサを、各分岐管から前記フランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向に直交する各断面視において、複数の排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設ける。
この発明によれば、突起部を、排気センサが設けられた排気管と排気集合部とを接続するフランジ部に設けることで、部品点数を増やすことなく、鋳造等の簡易で安価な製造方法により突起部を形成できる。即ち、簡易で安価な手段により、従来よりも排気センサに対するガス当りを向上させることができる。
また、通常、比較的厚みのあるフランジ部に突起部を設けることで、従来のように薄板状のガスケットに突起部を設ける場合と比べて、突起部の耐久性を向上できる。
【００１１】
前記突起部の突出長さは、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記部分（例えば、後述の突起部近傍の上面部１００ａ又は下面部１００ｂ）から前記排気導入孔までの距離よりも短いことが好ましい。
【００１２】
この発明では、突起部の突出長さを、排気通路の突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記部分から排気導入孔までの距離よりも短い長さに設定する。
この発明によれば、上記断面視において、突起部が排気導入孔と完全に重なってしまうことがなく、排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
【００１３】
前記突起部は、複数設けられ、且つ、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも１つが複数の突起部間に位置するように設けられることが好ましい。
【００１４】
この発明では、突起部を複数設けるとともに、突起部を、排気通路の突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、複数の排気導入孔のうち少なくとも１つが複数の突起部間に位置するように設ける。
この発明によれば、上記断面視において複数の排気導入孔のうち少なくとも１つが複数の突起部間に位置するように突起部を設けることで、上記断面視において突起部を排気導入孔と重ならない位置に確実に設けることができ、排気導入孔のうち少なくとも１つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
【００１５】
前記突起部は、複数設けられ、且つ、前記排気通路内の上面部（例えば、後述の上面部１００ａ）及び下面部（例えば、後述の下面部１００ｂ）にそれぞれ設けられ、前記上面部及び下面部のうち、一方の周方向に複数形成された突起部間に対向する位置の他方に、前記突起部が設けられることが好ましい。
【００１６】
この発明では、突起部を複数設けるとともに、排気通路の上面部及び下面部のうち一方の周方向に複数形成された突起部間に対向する位置の他方に、突起部を設ける。
この発明によれば、排気通路の上面部及び下面部のうち一方に形成された周方向の突起部間に対向する位置に、他方に形成された突起部が位置するため、排気の整流効果が高められ、上述の効果がより確実に得られる。
【００１７】
前記排気通路の上面部及び下面部のうち少なくとも一方に前記突起部が設けられ、前記排気通路の側面部（例えば、後述の側面部１００ｃ，１００ｄ）には、突起部が設けられておらず、且つ、下流側に向かう従い内径が小さくなるテーパー部（例えば、後述のテーパー部１０３）が設けられることが好ましい。
【００１８】
この発明では、排気通路の上面部及び下面部のうち少なくとも一方に突起部を設けるとともに、排気通路の側面部には突起部を設けずに、下流側に向かう従い内周径が小さくなるテーパー部を設ける。
この発明によれば、排気通路の側面部をテーパー部とすることで、排気通路内を流通して排気管に流れ込む排気をより排気センサの排気導入孔に指向させることができ、より確実に排気を排気センサの検出素子に導くことができる。これにより、従来よりも排気センサに対するガス当りを向上させることができる。
また、排気センサが設けられた排気管と排気集合部とを接続するフランジ部に突起部を設けた場合には、各分岐管を流通する排気の左右方向（横方向）に位置ずれが生じ易いところ、この発明によればかかる位置ずれをテーパー部により排気の流れ方向を規制することで解消できる。
さらには、比較的厚みのあるフランジ部にテーパー部を設けるため、より排気を排気センサの排気導入孔に指向させることができる。
【００１９】
前記突起部は、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、基端が円弧状に形成されることが好ましい。
【００２０】
この発明では、排気通路の突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、突起部の基端を円弧状に形成する。
この発明によれば、上記断面視において、突起部の基端を円弧状に形成することで、突起部の耐久性を向上できる。また、突起部の基端を円弧状とすることで、通常、円管状の排気通路内を流れてくる排気をスムーズに排気センサの排気導入孔に導くことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、従来よりも排気センサへのガス当りを改善できる内燃機関の排気浄化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の側面図である。
【図２】上記実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の上面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】空燃比センサの先端部の部分断面図である。
【図６】上記実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関（以下、「エンジン」という。）の排気浄化装置１の側面図である。また、図２は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置１の上面図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置１は、図示しないエンジンの４つの気筒からそれぞれ延出する排気ポート１１ａ〜１１ｈと、これら排気ポート１１ａ〜１１ｈが集合する排気マニホールド１２と、排気マニホールド１２の下流側に設けられた排気管１３と、排気管１３に設けられた空燃比センサ１４と、排気管１３の下流側に設けられた触媒コンバータ１５と、を備える。
また、排気マニホールド１２の下流側端部と、排気管１３の上流側端部との間には、これらを接続して締結するためのフランジ部１０が設けられている。
【００２５】
排気ポート１１ａ，１１ｂは、１番気筒（ＣＹＬ１）に接続される。１番気筒から排出された排気は、これら排気ポート１１ａ，１１ｂを介して排気マニホールド１２に導入される。
排気ポート１１ｃ，１１ｄは、２番気筒（ＣＹＬ２）に接続される。２番気筒から排出された排気は、これら排気ポート１１ｃ，１１ｄを介して排気マニホールド１２に導入される。
排気ポート１１ｅ，１１ｆは、３番気筒（ＣＹＬ３）に接続される。３番気筒から排出された排気は、これら排気ポート１１ｅ，１１ｆを介して排気マニホールド１２に導入される。
排気ポート１１ｇ，１１ｈは、４番気筒（ＣＹＬ４）に接続される。４番気筒から排出された排気は、これら排気ポート１１ｇ，１１ｈを介して排気マニホールド１２に導入される。
【００２６】
排気マニホールド１２は、４つの分岐管１２２ａ〜１２２ｄと、これら４つの分岐管１２２ａ〜１２２ｄが集合する集合部１２１と、を含んで構成される。排気マニホールド１２は、４つの分岐管１２２ａ〜１２２ｄ及び集合部１２１を介して、排気ポート１１ａ〜１１ｈにより排出された排気を集合させる。
分岐管１２２ａは、排気ポート１１ａ，１１ｂが集合して形成され、分岐管１２２ｂは、排気ポート１１ｃ，１１ｄが集合して形成される。同様に、分岐管１２２ｃは、排気ポート１１ｅ，１１ｆが集合して形成され、分岐管１２２ｄは、排気ポート１１ｇ，１１ｈが集合して形成される。
【００２７】
排気管１３は、後述するフランジ部１０を介して、その上流側端部が排気マニホールド１２の下流側端部に接続される。排気管１３内には、上述の排気マニホールド１２により集合された排気が流れ込む。
図１に示すように、排気管１３は、上流側から順に、略水平に延出された水平部１３１と、この水平部１３１から下方に向かって屈曲する屈曲部１３２と、下流側に向かうに従い拡径して後述する触媒コンバータ１５に接続される接続部１３３と、を含んで構成される。排気管１３内に導入された排気は、水平部１３１、屈曲部１３２及び接続部１３３を通って、下方の触媒コンバータ１５内に導入される。
【００２８】
空燃比センサ１４は、排気中の酸素濃度を検出する排気センサである。空燃比センサ１４は、図１に示すように、排気管１３の屈曲部１３２の上部に設けられる。空燃比センサ１４は、検出部１４１と、センサ本体部１４０とを備え、検出部１４１のみを上方から排気管１３内に挿入した状態で、排気管１３に取り付けられる。
なお、空燃比センサ１４の詳細な構造及びその取り付け位置については、後段で詳述する。
【００２９】
触媒コンバータ１５は、略円筒状のケーシング１５１と、このケーシング１５１内に収容されて排気中の有害成分を浄化する排気浄化触媒と、を備える。排気浄化触媒としては、例えば排気中のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを浄化する三元触媒をハニカム構造体に担持させたものが用いられる。触媒コンバータ１５内に導入された排気は、排気浄化触媒の作用により、有害成分が除去されて浄化される。
【００３０】
次に、フランジ部１０の構造について、空燃比センサ１４との位置関係とともに図３〜図５を参照して詳しく説明する。
図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。即ち、図３は、フランジ部１０の上流側端面から見た排気浄化装置１の正面図である。
フランジ部１０は、鋳造により、排気管１３の上流側端部に一体成形される。フランジ部１０は、所定の厚みを有し、その上部中央が下方に凹んだ略等脚台形状に形成される。フランジ部１０の四隅には、排気マニホールド１２と排気管１３とを接続して締結するための４つの締結穴１０ａ〜１０ｄが設けられる。
【００３１】
図３に示すように、フランジ部１０の中央には、排気マニホールド１２の集合部１２１と排気管１３とを連通する連通孔１００が形成されている。
連通孔１００は、左右方向（横方向）に延びる長孔である。連通孔１００の上面部１００ａには、下方に所定長さ突出する２つの突起部１０１，１０１が設けられる。また、連通孔１００の下面部１００ｂには、上方に所定長さ突出する２つの突起部１０２，１０２が設けられる。
これら突起部１０１，１０２については、後段で詳述する。
【００３２】
一方、連通孔１００の両側面部１００ｃ，１００ｄには、突起部は設けられていない。これら両側面部１００ｃ，１００ｄには、下流の排気管１３側（図３の紙面奥側）に向かうに従い内径が小さくなるテーパー部１０３，１０３が設けられる。
ここで、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図４に示すように、排気の流れ方向上流側から下流側に向かうに従い、両側面部１００ｃ，１００ｄは内側に傾斜するテーパー部１０３，１０３となっている。これらテーパー部１０３，１０３により、排気が排気管１３の幅方向の略中央に設けられた空燃比センサ１４に指向される。
【００３３】
図３に示すように空燃比センサ１４は、検出部１４１が上方から排気管１３内に挿入された状態で取り付けられる。上述したように空燃比センサ１４は、排気管１３の幅方向の略中央に取り付けられる。
また、空燃比センサ１４は、各分岐管１２２ａ〜１２２ｄからフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向Ｘ１〜Ｘ４（図１、２及び４参照）に直交する各断面Ｓ１〜Ｓ４視において（図４参照）、後述する検出部１４１を覆うカバー１４３に形成された２つの排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられている。
【００３４】
ここで、各分岐管１２２ａ〜１２２ｄは、集合部１２１に集合するように構成されるため、図４に示すように、各分岐管１２２ａ〜１２２ｄからフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ相違している。そのため、分岐管１２２ａ〜１２２ｄの全てについて、当該分岐管からフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向に直交する断面Ｓ１〜Ｓ４視において、排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置となるように、空燃比センサ１４が設けられている。
【００３５】
図５は、空燃比センサ１４の先端部の部分断面図である。
上述したように空燃比センサ１４は、センサ本体部１４０の先端に検出部１４１が設けられる。また、図５に示すように、空燃比センサ１４の検出部１４１は、検出素子１４２と、検出素子１４２を覆うカバー１４３と、を備える。
カバー１４３には、内部の検出素子１４２に排気を導入するための２つの排気導入孔１４４，１４４が形成されている。排気導入孔１４４，１４４から導入された排気は、図５中の矢印で示すように、内カバー１４５に形成された孔１４５ａを通って検出素子１４２に達する。これにより、排気中の酸素濃度が検出される。
【００３６】
図３に戻って、本実施形態では、上面部１００ａの周方向に設けられた突起部１０１，１０１間に対向する位置の下面部１００ｂに、突起部１０２，１０２が設けられている。即ち、左右方向（横方向）において、突起部１０２，１０２は、突起部１０１，１０１間に設けられており、突起部１０２，１０２間の周方向の距離は、突起部１０１，１０１間の周方向の距離よりも短く形成されている。
【００３７】
また、突起部１０１，１０１，１０２，１０２は、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視において、排気導入孔１４４，１４４と重ならない位置に設けられている。即ち、分岐管１２２ａ〜１２２ｄの全てについて、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視において排気導入孔１４４，１４４と重ならない位置に突起部１０１，１０１，１０２，１０２が設けられている。
【００３８】
より具体的には、突起部１０１，１０１，１０２，１０２は、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視において、複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つが、突起部１０１，１０１間又は突起部１０２，１０２間に位置するように設けられている。即ち、分岐管１２２ａ〜１２２ｄの全てについて、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視において、複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つが、突起部１０１，１０１間又は突起部１０２，１０２間に位置するように突起部１０１，１０１，１０２，１０２が設けられている。
【００３９】
また、突起部１０１，１０１，１０２，１０２の突出長さは、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視において、フランジ部１０の突起部１０１，１０１，１０２，１０２が設けられた部分（即ち、突起部近傍の上面部１００ａ又は下面部１００ｂ。以下、同様。）から排気導入孔１４４までの距離よりも短い長さに設定されている。即ち、分岐管１２２ａ〜１２２ｄの全てについて、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視において、排気導入孔１４４，１４４と完全に重ならない長さとなるように、突起部１０１，１０１，１０２，１０２の突出長さが設定されている。
ここで、突起部１０１，１０１，１０２，１０２は、熱膨張により伸張する。そのため、伸張後において、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視でフランジ部の突起部が設けられた部分から排気導入孔までの距離よりも短い長さとなるように、その突出長さが設定される。
【００４０】
なお、突起部１０１，１０１，１０２，１０２は、フランジ部１０の厚み方向に延びて設けられる。
また、突起部１０１，１０１，１０２，１０２は、各断面視Ｓ１〜Ｓ４視において、その基端が円弧状に形成されており、いずれも同一の形状となっている。
【００４１】
次に、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置１の動作について、図６を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置１の動作を説明するための図である。具体的には、図６は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置１の排気の流れを示す上面図である。図６では、１番気筒（ＣＹＬ１）と２番気筒（ＣＹＬ２）の排気の流れのみを示しており、黒い部分ほど排気流量が多いことを示している。３番気筒（ＣＹＬ３）と４番気筒（ＣＹＬ４）については、１番気筒（ＣＹＬ１）と２番気筒（ＣＹＬ２）と対称であるため省略している。また、図６では、比較として、突起部を設けていない従来のフランジ部を用いた例をあわせて示している。
【００４２】
図６に示すように、従来例の１番気筒から排出された排気は、空燃比センサに到達する前に下方の触媒コンバータ側に向かって流れており、空燃比センサへのガス当りが悪いことが分かる。これに対して、本実施形態では、１番気筒から排出された排気の多くは空燃比センサに向かって流れており、ガス当りが良好であることが分かる。
これについては、４番気筒から排出される排気についても同様のことが言える。
【００４３】
また、従来例の２番気筒から排出された排気は、排気が排気管の壁面を伝って下方へ流れており、空燃比センサへのガス当りが悪いことが分かる。これに対して、本実施形態では、２番気筒から排出された排気の多くは空燃比センサに向かって流れており、ガス当りが良好であることが分かる。
これについては、３番気筒から排出される排気についても同様のことが言える。
【００４４】
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、空燃比センサ１４が設けられた排気管１３より上流側の排気通路を構成するフランジ部１０に、排気通路内に突出することで排気を整流する突起部１０１，１０２を設けた。より詳しくは、空燃比センサ１４を、突起部１０１，１０２が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面Ｓ１〜Ｓ４視において、検出素子１４２を覆うカバー１４３に形成された複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けた。
本実施形態によれば、突起部１０１，１０２を、上記断面視において複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けたため、排気通路内を流通して排気管１３に流れ込む排気の拡散を抑制できるとともに、排気を空燃比センサ１４の排気導入孔１４４に指向させることができ、確実に排気を空燃比センサ１４の検出素子１４２に導くことができる。これにより、従来よりも空燃比センサ１４に対するガス当りを向上させることができる。
【００４５】
本実施形態では、排気マニホールド１２の下流側端部と、空燃比センサ１４が設けられた排気管１３の上流側端部と、を接続して締結するためのフランジ部１０に突起部１０１，１０２を設けた。また、空燃比センサ１４を、各分岐管１２２ａ〜１２２ｄからフランジ部１０を流れる各排気の主流の流れ方向Ｘ１〜Ｘ４に直交する各断面Ｓ１〜Ｓ４視において、複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けた。
本実施形態によれば、突起部１０１，１０２を、空燃比センサ１４が設けられた排気管１３と排気マニホールド１２とを接続するフランジ部１０に設けたことで、部品点数を増やすことなく、鋳造等の簡易で安価な製造方法により突起部１０１，１０２を形成できる。即ち、簡易で安価な手段により、従来よりも空燃比センサ１４に対するガス当りを向上させることができる。
また、通常は比較的厚みのあるフランジ部１０に突起部１０１，１０２を設けたことで、従来のように薄板状のガスケットに突起部を設ける場合と比べて、突起部１０１，１０２の耐久性を向上できる。
【００４６】
本実施形態では、突起部１０１，１０２の突出長さを、各断面Ｓ１〜Ｓ４視において排気通路の突起部が設けられた部分から排気導入孔までの距離よりも短い長さに設定した。
本実施形態によれば、各断面Ｓ１〜Ｓ４視において、突起部１０１，１０２が排気導入孔１４４，１４４と完全に重なってしまうことがなく、排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
【００４７】
本実施形態では、突起部１０１，１０２を複数設けるとともに、突起部１０１，１０２を、各断面Ｓ１〜Ｓ４視において、複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つが複数の突起部間に位置するように設けた。
本実施形態によれば、各断面Ｓ１〜Ｓ４視において複数の排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つが複数の突起部間に位置するように突起部１０１，１０２を設けたことで、各断面Ｓ１〜Ｓ４視において突起部１０１，１０２を排気導入孔１４４と重ならない位置に確実に設けることができ、排気導入孔１４４，１４４のうち少なくとも１つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
【００４８】
本実施形態では、突起部１０１，１０２を複数設けるとともに、排気通路を構成するフランジ部１０の連通孔１００の上面部１００ａ及び下面部１００ｂのうち一方の周方向に複数形成された突起部１０１，１０１間に対応する位置の他方に、突起部１０２，１０２を設けた。
本実施形態によれば、排気通路を構成するフランジ部１０の連通孔１００の上面部１００ａ及び下面部１００ｂのうち一方に形成された周方向の突起部１０１，１０１間に対応する位置に、他方に形成された突起部１０２，１０２が位置するため、排気の整流効果が高められ、上述の効果がより確実に得られる。
【００４９】
本実施形態では、排気通路を構成するフランジ部１０の連通孔１００の上面部１００ａ及び下面部１００ｂのうち少なくとも一方に突起部を設けるとともに、排気通路の側面部１００ｃ，１００ｃには突起部を設けずに、下流側に向かう従い内周径が小さくなるテーパー部１０３，１０３を設けた。
本実施形態によれば、排気通路の側面部１００ｃ，１００ｃをテーパー部１０３，１０３とすることで、排気通路内を流通して排気管１３に流れ込む排気をより空燃比センサ１４の排気導入孔１４４に指向させることができ、より確実に排気を空燃比センサ１４の検出素子１４２に導くことができる。これにより、従来よりも空燃比センサ１４に対するガス当りを向上させることができる。
また、空燃比センサ１４が設けられた排気管１３と排気マニホールド１２とを接続するフランジ部１０に突起部を設けた場合には、各分岐管１２２ａ〜１２２ｄを流通する排気の左右方向（横方向）に位置ずれが生じ易いところ、本実施形態によればかかる位置ずれをテーパー部１０３，１０３による排気の流れ方向の規制により解消できる。
さらには、比較的厚みのあるフランジ部１０にテーパー部１０３，１０３を設けたため、より排気を空燃比センサ１４の排気導入孔１４４に指向させることができる。
【００５０】
本実施形態では、各断面Ｓ１〜Ｓ４視において、突起部１０１，１０２の基端を円弧状に形成した。本実施形態によれば、各断面Ｓ１〜Ｓ４視において、突起部１０１，１０２の基端を円弧状に形成することで、突起部１０１，１０２の耐久性を向上できる。また、突起部１０１，１０２の基端を円弧状とすることで、通常は円管状の排気通路内を流通してきた排気をスムーズに空燃比センサ１４の排気導入孔１４４に導くことができる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記実施形態では、突起部を、空燃比センサが設けられた排気管と排気マニホールドとを接続するフランジ部に設けたが、これに限定されない。空燃比センサが設けられた排気管より上流側の排気通路の任意の箇所に設けることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…排気浄化装置
１０…フランジ部（排気通路）
１２…排気マニホールド（排気集合部）
１３…排気管
１４…空燃比センサ（排気センサ）
１０１，１０２…突起部
１００…連通孔（排気通路）
１００ａ…上面部
１００ｂ…下面部
１００ｃ，１００ｄ…側面部
１０３…テーパー部
１２１…集合部（排気集合部）
１２２ａ〜１２２ｄ…分岐管
１４２…検出素子
１４３…カバー
１４４…排気導入孔
Ｘ１〜Ｘ４…各分岐管からフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向
Ｓ１〜Ｓ４…各分岐管からフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向に直交する断面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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