JP3182445U - 光学測定用プローブ及びこれを備えた光学測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で光学窓が本体部から脱落するのを確実に防止することができる光学測定用プローブ及びこれを備えた光学測定装置を提供する。
【解決手段】本体部３における開口部３２１の周縁部が中心側（軸線Ａ側）に向かって張り出すように形成されることにより構成された脱落防止部３２２によって、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落するのを防止する。すなわち、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落しそうになった場合であっても、開口部３２１の中心側に向かって張り出した脱落防止部３２２に光学窓２が引っ掛かるため、光学窓２が本体部３から脱落することがない。したがって、簡単な構成で光学窓２が本体部３から脱落するのを確実に防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本考案は、燃焼時に生じる光を機器に導くための光学測定用プローブ及びこれを備えた光学測定装置に関するものである。

例えば自動車の内燃機関の燃焼室内における燃焼状態を評価する際などには、燃焼時に生じる光を機器に導くための光学測定用プローブを用いて測定が行われる（例えば、特許文献１及び２参照）。このような高温環境下で使用される光学測定用プローブにおいては、例えばセラミック接着剤などの耐熱性接着剤を用いて、プローブを構成する部材同士が接着される場合がある。

図５は、従来の光学測定用プローブ１０１の構成例を示す要部断面図である。この光学測定用プローブ１０１は、入射する光を通過させるための光学窓１０２と、光学窓１０２を保持する本体部１０３とを備えている。この例では、光学窓１０２から本体部１０３内に入射した光が、光ファイバ１０４を介して検出器（図示せず）で検出されるようになっている。

本体部１０３は、例えば円筒状の部材からなり、その一端部に光学窓１０２が収容されている。具体的には、本体部１０３の一端部に、光学窓１０２の外径に対応する内径を有する凹部が形成されており、当該凹部が光学窓１０２を収容するための光学窓収容部１３１を構成している。光学窓１０２は、例えば円柱状に形成されている。

光学窓収容部１３１の内周面のうち、当該光学窓収容部１３１の入口を構成している開口部１３２近傍の領域は、他の領域よりも内径が大きく形成されている。これにより、光学窓収容部１３１内に光学窓１０２を収容した状態では、光学窓収容部１３１の開口部１３２近傍における内周面と光学窓１０２の外周面との間に隙間が形成され、当該隙間が、接着剤を充填するための接着剤充填部１３３を構成している。

すなわち、光学窓収容部１３１内に光学窓１０２を収容するとともに、接着剤充填部１３３に耐熱性接着剤を充填することにより、光学窓１０２を本体部１０３に接着することができる。接着剤を用いて光学窓１０２を本体部１０３に固定することにより、構成を簡略化して製造コストを低減することができる。

特開２０１２−１１８０８０号公報 特開２０１１−２４１７５３号公報

しかしながら、上記のような従来の構成では、接着剤のみで光学窓１０２を本体部１０３に固定しているため、接着剤の劣化などに起因して、光学窓１０２が本体部１０３から脱落する場合があった。例えば自動車の内燃機関の燃焼室内のように、高温に加えて、高圧、高振動の過酷な環境下においては、接着剤が劣化しやすく、上記のような問題が特に生じやすい。

本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で光学窓が本体部から脱落するのを確実に防止することができる光学測定用プローブ及びこれを備えた光学測定装置を提供することを目的とする。

本考案に係る光学測定用プローブは、燃焼時に生じる光を機器に導くための光学測定用プローブであって、入射面に入射する光を通過させる光学窓と、入射した光を機器に導くための導光体と、前記光学窓及び前記導光体を保持する本体部とを備え、前記本体部には、前記光学窓を収容する光学窓収容部と、前記光学窓収容部内に収容されている前記光学窓に光を入射させるための開口部とが形成されており、前記開口部の周縁部は、当該開口部の中心側に向かって張り出すように形成されることにより、前記光学窓収容部内に収容されている前記光学窓が当該光学窓収容部から脱落するのを防止するための脱落防止部を構成していることを特徴とする。

このような構成によれば、本体部における開口部の周縁部が中心側に向かって張り出すように形成されることにより構成された脱落防止部によって、光学窓収容部内に収容されている光学窓が脱落するのを防止することができる。すなわち、光学窓収容部内に収容されている光学窓が脱落しそうになった場合であっても、開口部の中心側に向かって張り出した脱落防止部に光学窓が引っ掛かるため、光学窓が本体部から脱落することがない。したがって、簡単な構成で光学窓が本体部から脱落するのを確実に防止することができる。

前記光学窓の入射面が前記開口部よりも外側に位置するように、前記脱落防止部が形成されていてもよい。

このような構成によれば、光学窓の入射面が開口部よりも外側に位置するため、入射面に付着した汚れなどを外側から容易に取り除くことができる。これにより、メンテナンスが容易な光学測定用プローブを提供することができる。

前記光学窓には、前記入射面側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成されたテーパ面が設けられており、当該テーパ面が前記脱落防止部に対向していてもよい。

このような構成によれば、光学窓収容部内に収容されている光学窓が脱落しそうになった場合であっても、光学窓のテーパ面が脱落防止部に引っ掛かることにより、光学窓が本体部から脱落するのを防止することができる。滑らかなテーパ面を介して光学窓の脱落を防止することができるため、応力集中などに起因して光学窓が破損するのを効果的に防止することができる。

前記光学窓には、前記入射面側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成された凸湾曲面が設けられており、当該凸湾曲面が前記脱落防止部に対向していてもよい。

このような構成によれば、光学窓収容部内に収容されている光学窓が脱落しそうになった場合であっても、光学窓の凸湾曲面が脱落防止部に引っ掛かることにより、光学窓が本体部から脱落するのを防止することができる。滑らかな凸湾曲面を介して光学窓の脱落を防止することができるため、応力集中などに起因して光学窓が破損するのを効果的に防止することができる。

前記光学窓には、前記入射面側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成された凹湾曲面が設けられており、当該凹湾曲面が前記脱落防止部に対向していてもよい。

このような構成によれば、光学窓収容部内に収容されている光学窓が脱落しそうになった場合であっても、光学窓の凹湾曲面が脱落防止部に引っ掛かることにより、光学窓が本体部から脱落するのを防止することができる。滑らかな凹湾曲面を介して光学窓の脱落を防止することができるため、応力集中などに起因して光学窓が破損するのを効果的に防止することができる。

前記光学窓には、前記入射面側の外径が小さくなるように形成された段差面が設けられており、当該段差面が前記脱落防止部に対向していてもよい。

このような構成によれば、光学窓収容部内に収容されている光学窓が脱落しそうになった場合であっても、光学窓の段差面が脱落防止部に引っ掛かることにより、光学窓が本体部から脱落するのを防止することができる。

前記本体部には、前記光学窓収容部が形成されたホルダと、前記開口部が形成され、前記光学窓収容部の外側を覆うように前記ホルダに取り付けられるカバーとが含まれていてもよい。

このような構成によれば、光学窓収容部の外側を覆うようにホルダにカバーを取り付けるだけで、当該カバーに形成された開口部の周縁部により構成される脱落防止部によって、光学窓が本体部から脱落するのを防止することができる。したがって、ホルダにカバーを取り付けるだけの簡単な構成で、光学窓が本体部から脱落するのを確実に防止することができる。

前記カバーは、前記ホルダに対して溶接により取り付けられていてもよい。

このような構成によれば、カバーがホルダに対して溶接により取り付けられているため、燃焼時に生じる光を受光する場合のような高温環境下においても、カバーがホルダから外れるのを効果的に防止することができる。したがって、カバーがホルダから外れることにより光学窓が本体部から脱落するのを確実に防止することができる。

前記光学窓は、前記光学窓収容部の壁面に対して接着されていてもよい。

このような構成によれば、光学窓が光学窓収容部の壁面に対して接着されているため、接着剤の劣化などが生じるまでは、接着剤の接着力によって光学窓が本体部から脱落するのを防止することができる。そして、接着剤の劣化などが生じた場合には、脱落防止部に光学窓が引っ掛かることにより、光学窓が本体部から脱落するのを確実に防止することができる。

本考案に係る光学測定装置は、前記光学測定用プローブと、前記光学測定用プローブにより導かれた光を検出するための検出器とを備えたことを特徴とする。

また、本考案に係る光学測定装置は、前記光学測定用プローブが、測定対象である燃焼室内に臨むように、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられたことを特徴とする。

さらに、本考案に係る光学測定装置は、前記シリンダヘッドが、動弁系連動部材を収容する動弁系連動部材収容室を有する内燃機関にあって、前記光学測定用プローブが、前記シリンダヘッドにおける前記動弁系連動部材収容室とは反対側に設けられることを特徴とする。

本考案によれば、本体部における開口部の周縁部が中心側に向かって張り出すように脱落防止部を形成するといった簡単な構成で、光学窓が本体部から脱落するのを確実に防止することができる。

本考案の一実施形態に係る光学測定用プローブを備えた光学測定装置の構成例を示す図である。 光学測定用プローブの要部分解断面図である。 光学測定用プローブの第１変形例を示す要部断面図である。 光学測定用プローブの第２変形例を示す要部断面図である。 光学測定用プローブの第３変形例を示す要部断面図である。 光学測定用プローブの第４変形例を示す要部断面図である。 シリンダヘッドにおける光学測定用プローブの取付位置を示す図である。 図４ＡにおけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 従来の光学測定用プローブの構成例を示す要部断面図である。

図１は、本考案の一実施形態に係る光学測定用プローブ１を備えた光学測定装置の構成例を示す図である。図１では、光学測定用プローブ１の具体的構成を概略断面図で示すとともに、他の構成をブロック図で示している。

本実施形態に係る光学測定用プローブ１は、燃焼時に生じる光を機器に導くためのものであり、例えば自動車や自動二輪車などの内燃機関の燃焼室に設置され、当該燃焼室内おける燃焼状態を評価する際などに使用される。この光学測定用プローブ１には、光学窓２、本体部３及び光ファイバ４などが備えられている。図１では、光学測定用プローブ１における光ファイバ４に関する部材以外を断面図で示している。

光学窓２は、例えば石英又はサファイアなどにより形成され、入射面２１に入射する光を通過させて本体部３内に取り込むことができるようになっている。この例では、光学窓２は円柱状に形成されており、当該光学窓２の端面から光が入射するようになっている。光学窓２の端面は、例えば円形状に形成され、上記入射面２１を構成している。ただし、光学窓２が円柱状に形成され、入射面２１が円形状に形成された構成に限らず、他のあらゆる形状を採用することができる。

本体部３は、例えばホルダ３１、カバー３２、リテーナ３３及びスペーサ３４などを備えている。これらの各部材は、例えばステンレス鋼などの金属により形成することができるが、これに限らず、他のあらゆる材料で本体部３を形成することが可能である。この本体部３により、光学窓２及び光ファイバ４が一体的に保持され、光学窓２を通過した光が、軸線Ａに沿って延びる光ファイバ４の一端部に入射するようになっている。

ホルダ３１は、例えば円筒状に形成され、その一端部に光学窓２が収容されている。具体的には、ホルダ３１の一端部に、光学窓２の外径に対応する内径を有する凹部が形成されており、当該凹部が光学窓２を収容するための光学窓収容部３１１を構成している。また、ホルダ３１には、他端部側から延びる凹部により、光ファイバ４を収容するための光ファイバ収容部３１２が形成されている。光学窓収容部３１１と光ファイバ収容部３１２とは、連通孔３１３を介して連通しており、光学窓２を通過した光は、連通孔３１３を介して光ファイバ収容部３１２内の光ファイバ４に入射するようになっている。

カバー３２は、光学窓収容部３１１の外側を覆うように、ホルダ３１の一端部に取り付けられる。カバー３２には開口部３２１が形成されており、当該開口部３２１を介して、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２に光を入射させることができるようになっている。本実施形態では、カバー３２は、ホルダ３１に対して溶接により取り付けられている。溶接の際には、例えばホルダ３１及びカバー３２の互いに当接する端面の外周縁に沿って、複数個所に溶接を施すことにより、カバー３２をホルダ３１に対して強固に取り付けることができる。

リテーナ３３は、光ファイバ４を光ファイバ収容部３１２内に固定するためのものであり、円筒状に形成されることにより、その内部に光ファイバ４を貫通させることができるようになっている。リテーナ３３の外周面には、当該リテーナ３３を光ファイバ収容部３１２内にねじ込むためのねじ山３３１が形成されている。スペーサ３４は、光ファイバ収容部３１２内に収容され、リテーナ３３と同様に円筒状に形成されることにより、その内部に光ファイバ４を貫通させることができるようになっている。

本実施形態では、光ファイバ４の一端部に、セラミック又は金属などにより形成された端部部材４１が取り付けられている。光ファイバ４は、その一端部に取り付けられた端部部材４１が光ファイバ収容部３１２の底面に当接するようにホルダ３１内に収容される。スペーサ３４は、リテーナ３３と端部部材４１との間に配置され、この状態でリテーナ３３を光ファイバ収容部３１２内にねじ込むことにより、スペーサ３４を介して端部部材４１を光ファイバ収容部３１２の底面側に押圧し、光ファイバ４を固定することができる。ただし、このような構成に限らず、例えばスペーサ３４を省略することも可能である。

本実施形態に係る光学測定装置には、上述のような光学測定用プローブ１に加えて、分光器５及び検出器６などが備えられている。分光器５は、光ファイバ４の他端部側に配置されている。光ファイバ４の他端部側にはコネクタ４２が取り付けられており、当該コネクタ４２が分光器５に接続されている。光学測定用プローブ１により受光された光は、光ファイバ４の他端部側から分光器５に入射し、当該分光器５により分光された光が、検出器６で検出されるようになっている。

図２は、光学測定用プローブ１の要部分解断面図である。以下では、図１及び図２を参照して、光学窓２、並びに、本体部３のホルダ３１及びカバー３２の細部の構成について具体的に説明する。

本体部３のホルダ３１に形成された光学窓収容部３１１の内周面のうち、光学窓収容部３１１の入口近傍の領域における内径Ｄ１１は、他の領域における内径Ｄ１２よりも大きく設定されている。これにより、図１に示すように、光学窓収容部３１１内に光学窓２を収容した状態では、光学窓収容部３１１の入口近傍における内周面と光学窓２の外周面との間に隙間が形成され、当該隙間が、接着剤を充填するための接着剤充填部３１４を構成している。

すなわち、光学窓収容部３１１内に光学窓２を収容するとともに、接着剤充填部３１４に耐熱性接着剤を充填することにより、光学窓２を本体部３に接着することができる。このように、本実施形態では、光学窓２が光学窓収容部３１１の壁面に対して接着された構成となっている。耐熱性接着剤としては、例えばセラミック接着剤などを用いることができるが、これに限られるものではない。

本体部３のカバー３２に形成された開口部３２１は、ホルダ３１側の内径Ｄ２１が、ホルダ３１側とは反対側の内径Ｄ２２よりも大きく設定されている。具体的には、開口部３２１のホルダ３１側の内径Ｄ２１は、光学窓２の外径Ｄ１に対応しており、光学窓収容部３１１の内径Ｄ１２と略一致するように設定されている。光学窓２の外径Ｄ１は、例えば３ｍｍ以下である。

一方、開口部３２１のホルダ３１側とは反対側の周縁部は、当該開口部３２１の中心側（軸線Ａ側）に向かって張り出すように形成されることにより、脱落防止部３２２を構成している。この脱落防止部３２２は、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が光学窓収容部３１１から脱落するのを防止するためのものである。これにより、開口部３２１のホルダ３１側とは反対側の内径Ｄ２２が、ホルダ３１側の内径Ｄ２１よりも小さくなっている。

本実施形態では、光学窓２の外周面における入射面２１側の端部に、入射面２１側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成されたテーパ面２２が設けられている。開口部３２１のホルダ３１側とは反対側の周縁部には、光学窓２のテーパ面２２に対応する傾斜角でテーパ面３２３が形成されており、当該テーパ面３２３が光学窓２のテーパ面２２に対向する脱落防止部３２２を構成している。

光学窓２の入射面２１の外径Ｄ２は、開口部３２１のホルダ３１側とは反対側の内径Ｄ２２よりも小さく設定されている。光学窓２が光学窓収容部３１１に収容された状態で、カバー３２がホルダ３１に取り付けられた場合には、図１に示すように、光学窓２の入射面２１が開口部３２１よりも外側に位置するように脱落防止部３２２（テーパ面３２３）が形成されている。

本実施形態では、本体部３における開口部３２１の周縁部が中心側（軸線Ａ側）に向かって張り出すように形成されることにより構成された脱落防止部３２２によって、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落するのを防止することができる。すなわち、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落しそうになった場合であっても、開口部３２１の中心側に向かって張り出した脱落防止部３２２に光学窓２が引っ掛かるため、光学窓２が本体部３から脱落することがない。したがって、簡単な構成で光学窓２が本体部３から脱落するのを確実に防止することができる。

特に、光学窓２に設けられたテーパ面２２が脱落防止部３２２に対向しているため、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落しそうになった場合であっても、光学窓２のテーパ面２２が脱落防止部３２２に引っ掛かることにより、光学窓２が本体部３から脱落するのを防止することができる。滑らかなテーパ面２２を介して光学窓２の脱落を防止することができるため、応力集中などに起因して光学窓２が破損するのを効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、光学窓２の入射面２１が開口部３２１よりも外側に位置するため、入射面２１に付着した汚れなどを外側から容易に取り除くことができる。これにより、メンテナンスが容易な光学測定用プローブ１を提供することができる。

さらに、本実施形態では、光学窓収容部３１１の外側を覆うようにホルダ３１にカバー３２を取り付けるだけで、当該カバー３２に形成された開口部３２１の周縁部により構成される脱落防止部３２２によって、光学窓２が本体部３から脱落するのを防止することができる。したがって、ホルダ３１にカバー３２を取り付けるだけの簡単な構成で、光学窓２が本体部３から脱落するのを確実に防止することができる。

上述の通り、本実施形態では、カバー３２がホルダ３１に対して溶接により取り付けられているため、燃焼時に生じる光を受光する場合のような高温環境下においても、カバー３２がホルダ３１から外れるのを効果的に防止することができる。したがって、カバー３２がホルダ３１から外れることにより光学窓２が本体部３から脱落するのを確実に防止することができる。このような効果は、高温に加えて、高圧、高振動の過酷な環境下においては、特に顕著となる。

図１に示すように、本実施形態では、カバー３２がホルダ３１に取り付けられた状態で、カバー３２の脱落防止部３２２を構成するテーパ面３２３が、光学窓２のテーパ面２２に接触していない。本実施形態では、光学窓２が光学窓収容部３１１の壁面に対して接着されているため、接着剤の劣化などが生じるまでは、接着剤の接着力によって光学窓２が本体部３から脱落するのを防止することができる。そして、接着剤の劣化などが生じた場合には、脱落防止部３２２に光学窓２が引っ掛かることにより、光学窓２が本体部３から脱落するのを確実に防止することができる。

以上の実施形態では、本体部３の脱落防止部３２２がテーパ面３２３により構成され、光学窓２の入射面２１側の端部に、テーパ面３２３に対応する形状のテーパ面２２が形成された構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、本体部３の脱落防止部３２２の形状、及び、光学窓２の入射面２１側の端部の形状としては、他のあらゆる形状を採用することができる。以下では、その具体例として、光学測定用プローブ１の変形例について説明する。以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図３Ａは、光学測定用プローブ１の第１変形例を示す要部断面図である。この変形例では、光学窓２の外周面における入射面２１側の端部に、入射面２１側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成された凸湾曲面２３が設けられている。カバー３２の開口部３２１におけるホルダ３１側とは反対側の周縁部には、光学窓２の凸湾曲面２３に対応する曲率で凹湾曲面３２４が形成されており、当該凹湾曲面３２４が光学窓２の凸湾曲面２３に対向する脱落防止部３２２を構成している。

光学窓２の凸湾曲面２３は、例えば球面状に形成される。光学窓２が光学窓収容部３１１に収容された状態で、カバー３２がホルダ３１に取り付けられた場合には、図３Ａに示すように、光学窓２の入射面２１が開口部３２１よりも外側に位置するように脱落防止部３２２（凹湾曲面３２４）が形成されている。

この変形例では、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落しそうになった場合であっても、光学窓２の凸湾曲面２３が脱落防止部３２２に引っ掛かることにより、光学窓２が本体部３から脱落するのを防止することができる。滑らかな凸湾曲面２３を介して光学窓２の脱落を防止することができるため、応力集中などに起因して光学窓２が破損するのを効果的に防止することができる。

図３Ｂは、光学測定用プローブ１の第２変形例を示す要部断面図である。この変形例では、光学窓２の外周面における入射面２１側の端部に、入射面２１側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成された凹湾曲面２４が設けられている。カバー３２の開口部３２１におけるホルダ３１側とは反対側の周縁部には、光学窓２の凹湾曲面２４に対応する曲率で凸湾曲面３２５が形成されており、当該凸湾曲面３２５が光学窓２の凹湾曲面２４に対向する脱落防止部３２２を構成している。

カバー３２の凸湾曲面３２５は、例えば球面状に形成される。光学窓２が光学窓収容部３１１に収容された状態で、カバー３２がホルダ３１に取り付けられた場合には、図３Ｂに示すように、光学窓２の入射面２１が開口部３２１よりも外側に位置するように脱落防止部３２２（凸湾曲面３２５）が形成されている。

この変形例では、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落しそうになった場合であっても、光学窓２の凹湾曲面２４が脱落防止部３２２に引っ掛かることにより、光学窓２が本体部３から脱落するのを防止することができる。滑らかな凹湾曲面２４を介して光学窓２の脱落を防止することができるため、応力集中などに起因して光学窓２が破損するのを効果的に防止することができる。

図３Ｃは、光学測定用プローブ１の第３変形例を示す要部断面図である。この変形例では、カバー３２の開口部３２１におけるホルダ３１側とは反対側の周縁部が面取りされることにより、上記実施形態と同様にテーパ面３２６が設けられており、当該テーパ面３２６が脱落防止部３２２を構成している。光学窓２の外周面における入射面２１側の端部には、上記第２変形例と同様に凹湾曲面２５が形成されている。

光学窓２が光学窓収容部３１１に収容された状態で、カバー３２がホルダ３１に取り付けられた場合には、図３Ｃに示すように、光学窓２の入射面２１が開口部３２１よりも外側に位置するように脱落防止部３２２（テーパ面３２６）が形成されている。

このように、本体部３の脱落防止部３２２の形状、及び、光学窓２の入射面２１側の端部の形状は、互いに対応する形状に限られるものではなく、脱落防止部３２２で光学窓２の脱落を防止することができる範囲内で、他のあらゆる組み合わせが可能である。

図３Ｄは、光学測定用プローブ１の第４変形例を示す要部断面図である。この変形例では、光学窓２の外周面における入射面２１側の端部に、入射面２１側の外径が小さくなるように形成された段差面２６が設けられている。カバー３２の開口部３２１におけるホルダ３１側とは反対側の周縁部には、光学窓２の段差面２６に対応する形状の段差面３２７が形成されており、当該段差面３２７が光学窓２の段差面２６に対向する脱落防止部３２２を構成している。

段差面３２７は、軸線Ａに対して直交方向に張り出しており、当該段差面３２７を境界にしてカバー３２の内径が変化するように段差が形成されている。光学窓２が光学窓収容部３１１に収容された状態で、カバー３２がホルダ３１に取り付けられた場合には、図３Ｄに示すように、光学窓２の入射面２１が開口部３２１よりも外側に位置するように脱落防止部３２２（段差面３２７）が形成されている。

この変形例では、光学窓収容部３１１内に収容されている光学窓２が脱落しそうになった場合であっても、光学窓２の段差面２６が脱落防止部３２２に引っ掛かることにより、光学窓２が本体部３から脱落するのを防止することができる。

以上の実施形態及び変形例では、本体部３がホルダ３１、カバー３２、リテーナ３３及びスペーサ３４などを備えた構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、本体部３を構成する少なくとも２つの部材が一体的に構成されていてもよい。例えば、ホルダ３１とカバー３２が一体的に構成され、本体部３における脱落防止部３２２側とは反対側の端部から光学窓２を挿入することにより、光学窓２を本体部３に取り付けることができるような構成などであってもよい。

また、ホルダ３１及びカバー３２を別部材で構成する場合、カバー３２をホルダ３１に対して溶接により取り付けるような構成に限らず、例えばカバー３２をホルダ３１に対してねじ込むことにより取り付けるような構成など、他のあらゆる構成を採用することができる。この場合、ホルダ３１に対するカバー３２の取付態様によっては、光学窓収容部３１１の壁面に対する光学窓２の接着を省略することも可能である。また、光学窓２を接着以外の態様で光学窓収容部３１１に取り付けることも可能である。

例えば、カバー３２をホルダ３１に対してねじ込むことにより取り付けるような構成の場合には、カバー３２の脱落防止部３２２が光学窓２に接触するような構成として、光学窓収容部３１１の壁面に対する光学窓２の接着を省略することが可能である。このような構成の場合には、ホルダ３１にねじ込まれたカバー３２が緩むことがないように、緩み止めの機構が設けられていることが好ましい。

光学測定用プローブ１に入射する光を機器に導くための導光体としては、１本の光ファイバ４に限らず、例えば複数本の光ファイバ４を束ねた構成などであってもよいし、光ファイバ４以外の導光体であってもよい。また、光学窓２及び本体部３の材料など、光学測定用プローブ１を構成する各部材の材料は、上述のような材料に限定されるものではない。

図４Ａは、シリンダヘッド４４における光学測定用プローブ１の取付位置を示す図である。また、図４Ｂは、図４ＡにおけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。例えば自動車や自動二輪車などの内燃機関４３には、シリンダヘッド４４と図示されないシリンダブロック及びピストンにより囲まれた燃焼室４５が形成されている。

光学測定用プローブ１は、例えば測定対象である燃焼室４５内に臨むように、シリンダヘッド４４に取り付けられる。具体的には、シリンダヘッド４４には、図示されない動弁系連動部材（例えばカムチェーンなど）を収容する動弁系連動部材収容室４４１が形成されており、当該動弁系連動部材収容室４４１に対してシリンダ中心を挟んで反対側に光学測定用プローブ１が配置される。

シリンダヘッド４４には、燃焼室４５に向けて開口する吸気弁口４４２に連通した吸気ポート４４３と、燃焼室４５に向けて開口する排気弁口４４４に連通した排気ポート４４５とが形成されている。この例では、シリンダヘッド４４における吸気弁口４４２及び排気弁口４４４の近傍に、燃焼室４５に向けて開口するプローブ用開口部４４６が形成されている。

プローブ用開口部４４６は、例えば吸気弁口４４２及び排気弁口４４４に対して、動弁系連動部材収容室４４１とは反対側に設けられている。内燃機関４３の燃焼室４５内における燃焼状態を評価する際などには、プローブ用開口部４４６を介して、燃焼室４５内に生じる光を光学測定用プローブ１に導くことができる。

なお、本考案に係る光学測定用プローブ１は、例えば自動車や自動二輪車などの内燃機関の燃焼室に設置されるような構成に限らず、他のあらゆる高温環境下に設置して、燃焼時に生じる光を機器に導くことができる。

１ 光学測定用プローブ
２ 光学窓
３ 本体部
４ 光ファイバ
５ 分光器
６ 検出器
２１ 入射面
２２ テーパ面
２３ 凸湾曲面
２４ 凹湾曲面
２５ 凹湾曲面
２６ 段差面
３１ ホルダ
３２ カバー
３３ リテーナ
３４ スペーサ
４１ 端部部材
４２ コネクタ
４３ 内燃機関
４４ シリンダヘッド
４５ 燃焼室
３１１ 光学窓収容部
３１２ 光ファイバ収容部
３１３ 連通孔
３１４ 接着剤充填部
３２１ 開口部
３２２ 脱落防止部
３２３ テーパ面
３２４ 凹湾曲面
３２５ 凸湾曲面
３２６ テーパ面
３２７ 段差面
３３１ ねじ山
４４１ 動弁系連動部材収容室
４４２ 吸気弁口
４４３ 吸気ポート
４４４ 排気弁口
４４５ 排気ポート
４４６ プローブ用開口部

Claims (12)

1. 燃焼時に生じる光を機器に導くための光学測定用プローブであって、
   入射面に入射する光を通過させる光学窓と、
   入射した光を機器に導くための導光体と、
   前記光学窓及び前記導光体を保持する本体部とを備え、
   前記本体部には、前記光学窓を収容する光学窓収容部と、前記光学窓収容部内に収容されている前記光学窓に光を入射させるための開口部とが形成されており、
   前記開口部の周縁部は、当該開口部の中心側に向かって張り出すように形成されることにより、前記光学窓収容部内に収容されている前記光学窓が当該光学窓収容部から脱落するのを防止するための脱落防止部を構成していることを特徴とする光学測定用プローブ。
2. 前記光学窓の入射面が前記開口部よりも外側に位置するように、前記脱落防止部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学測定用プローブ。
3. 前記光学窓には、前記入射面側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成されたテーパ面が設けられており、当該テーパ面が前記脱落防止部に対向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学測定用プローブ。
4. 前記光学窓には、前記入射面側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成された凸湾曲面が設けられており、当該凸湾曲面が前記脱落防止部に対向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学測定用プローブ。
5. 前記光学窓には、前記入射面側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成された凹湾曲面が設けられており、当該凹湾曲面が前記脱落防止部に対向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学測定用プローブ。
6. 前記光学窓には、前記入射面側の外径が小さくなるように形成された段差面が設けられており、当該段差面が前記脱落防止部に対向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学測定用プローブ。
7. 前記本体部には、前記光学窓収容部が形成されたホルダと、前記開口部が形成され、前記光学窓収容部の外側を覆うように前記ホルダに取り付けられるカバーとが含まれることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学測定用プローブ。
8. 前記カバーは、前記ホルダに対して溶接により取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載の光学測定用プローブ。
9. 前記光学窓は、前記光学窓収容部の壁面に対して接着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学測定用プローブ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学測定用プローブと、
    前記光学測定用プローブにより導かれた光を検出するための検出器とを備えたことを特徴とする光学測定装置。
11. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学測定用プローブが、
    測定対象である燃焼室内に臨むように、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられたことを特徴とする光学測定装置。
12. 前記シリンダヘッドが、動弁系連動部材を収容する動弁系連動部材収容室を有し、
    前記光学測定用プローブが、前記シリンダヘッドにおける前記動弁系連動部材収容室とは反対側に設けられることを特徴とする請求項１１に記載の光学測定装置。

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