JP4949999B2 - 排ガス分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス分析装置の技術に関し、より詳細には、内燃機関の排ガスを排出する排気経路中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部を有する排ガス分析装置の技術に関する。

従来、排気経路を流れるガスに特定の吸収波長を有するレーザ光を照射して、ガス中を透過させ、排気経路の内壁や反射鏡にて反射された反射光を検出することで、該ガス中の特定成分の濃度や温度を測定して分析するガス分析装置の構成が公知である。
例えば、特許文献１に開示されるガス分析装置では、焦点位置が変更可能にレーザ光を照射する光源部と、反射光を検出する検出器部等とからなる測定部を有し、排気経路の所定箇所にかかる測定部が配置されて、ガス中の特定成分の成分濃度が測定される（特許文献１参照）。

上述した特許文献１に開示される排ガス分析装置のように、従来の排ガス分析装置は、排気経路（配管）に光源や検出器部等からなる測定部が直接に配設されて、排気経路を流れる排ガスを透過されたレーザ光から検出排ガス中の成分濃度等を測定することで、内燃機関の排ガスの成分濃度等をリアルタイムに測定することができるように構成されていた。

図１０を参照しながら、従来の排ガス分析装置の測定部の構成について詳述すると、従来の排ガス分析装置は、内燃機関からの排ガスを排出する排気経路中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部２０５が設けられている。測定部２０５は、排気経路中の排ガスが通過する排ガス通過孔２５０ａが穿設された本体部としてのセンサ本体２５０に、分析用のレーザ光を排ガス通過孔２５０ａ内に向けて照射する照射部２５１と、照射部２５１より照射されたレーザ光を多重反射させる一対の反射鏡（図略）と、排ガス中を透過したレーザ光を検出する受光部２５３等とが組み付けられている。

そして、上述した測定部２０５は、センサ本体２５０が一対の管継手２３６・２３６に挟まれた状態で排気経路に取り付けられる。管継手２３６・２３６は、断面円形の貫通孔２３６ａが穿設された筒状に形成され、一方の開口縁部にフランジ部２３６ｃが設けられている。測定部２０５（のセンサ本体２５０）は、一対の管継手２３６・２３６のフランジ部２３６ｃが設けられた側の開口端の離間にガスケット２３７・２３７と共に挟み込まれ、フランジ部２３６ｃ・２３６ｃが図示せぬボルトよって締結されることで取り付けられる。
特開２００６−１８４１８０号公報

しかしながら、上述した従来の排ガス分析装置の測定部２０５の構成では、測定部２０５及びガスケット２３７を管継手２３６・２３６に挟み込んで取り付ける際に、測定部２０５、管継手２３６、及びガスケット２３７の中心合わせの作業が困難であったため、測定部２０５の取り付けに時間がかかり、排気経路（管継手２３６）に測定部２０５及びガスケット２３７を精度よく取り付けることができないという問題があった。

すなわち、測定部２０５を取り付ける際には、センサ本体２５０に穿設された排ガス通過孔２５０ａと、管継手２３６の貫通孔２３６ａ及びガスケット２３７の貫通孔２３７ａを、各孔の軸心方向に沿って位置決めする必要がある。特に、略水平方向に配設された排気経路の配管に測定部２０５を取り付ける際には、管継手２３６に対して測定部２０５及びガスケット２３７を水平方向に位置決めする必要がある。従来の測定部２０５の構成では、測定部２０５の取付作業において、上述した各孔（排ガス通過孔２５０ａ・貫通孔２３６ａ・貫通孔２３７ａ）を軸心方向に沿って位置決めする作業や、各孔を位置決めした状態で測定部２０５及びガスケット２３７を管継手２３６・２３６に挟み込んで取り付ける作業等が困難であったのである。

そこで、本発明においては、排ガス分析装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、排気経路に対して測定部を容易にかつ精度よく取り付けることができる排ガス分析装置を提供することを目的とするものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、内燃機関の排ガスを排出する排気経路中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部を有する排ガス分析装置であって、前記測定部は、前記排気経路中の排ガスが通過する排ガス通過孔が穿設された本体部と、前記本体部に対して前記排ガス通過孔の軸心方向に沿ってスリーブ状に延出され、外径が前記排気経路を構成する配管の内径よりも小さくなるように形成されたガイド部材と、を具備し、前記ガイド部材は、前記排ガス通過孔の内壁と当接することなく離間を有し、かつ、前記排ガス通過孔の内壁を覆うようにして、前記排ガス通過孔に挿設されるものである。

請求項２においては、前記ガイド部材は、前記排ガス通過孔内に固定される固定部と、前記本体部に対して前記排ガス通過孔の軸心方向に沿って延出される延出部とが一体的に形成され、前記排ガス通過孔に着脱可能に挿設されるものである。

請求項３においては、前記測定部は、外縁部がテーパ状に形成されたテーパ型ガスケットを取り付けるための取付部材を具備してなるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に示す構成としたので、排気経路に対して測定部を容易にかつ精度よく取り付けることができる。

請求項２に示す構成としたので、既存の測定部に対して用いることができ、排気経路の種類や構成に応じて適宜最適な部材に交換することができる。

請求項３に示す構成としたので、排気経路を構成する連結部にテーパ型のガスケットが用いられる場合であっても、測定部を容易に取り付けることができる。

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る排ガス分析装置を車輌に搭載した状態を示した側面図、図２は排ガス分析装置の測定部の取付構造を示した斜視図、図３は同じく図２の測定部の取付構造を示した側面図、図４は同じく図２の測定部の取付構造を示した側面断面図、図５は測定部の斜視図、図６はガイド部材の斜視図、図７は管継手に測定部を取り付ける様子を示した図、図８は断面テーパ形状のガスケットが用いられる排気経路の連結部の構成を示した側面断面図、図９は別実施例の排ガス分析装置の測定部の取付構造を示した側面断面図、図１０は従来の排ガス分析装置の測定部の取付構造を示した斜視図である。
なお、以下において、図２における矢印方向を測定部５（センサ本体５０）の前後方向とする。

まず、本実施例の排ガス分析装置１の全体構成について、以下に概説する。
図１に示すように、本実施例の排ガス分析装置１は、自動車２に配置された内燃機関としてのエンジン２０から排出される排ガス中の成分濃度や温度を測定して分析するものである。具体的には、排ガス分析装置１は、上述した排気経路３の複数箇所に配設された複数の測定部５・５・・・と、測定部５に接続されたレーザ発振・受光用のコントローラ６と、コントローラ６に接続されたコンピュータ装置７等とで構成されている。

自動車２には、エンジン２０からの排ガスを機外に排出する排気経路３が敷設されており、排気経路３は、エキゾーストマニホールド３０、排気管３１、第一触媒装置３２、第二触媒装置３３、マフラー３４、及び排気パイプ３５等とから構成されている。また、排気経路３の各構成機器は、断面円形状の配管３ａによって連結されている。

排気経路３においては、エンジン２０の排ガスが、まずエキゾーストマニホールド３０で合流され、排気管３１を通じて第一触媒装置３２及び第二触媒装置３３に導入され、その後マフラー３４を通じて排気パイプ３５から大気中に放出される。このような排気経路３が形成されることによって、エンジン２０からの排ガスは、二つの触媒装置３２・３３によって浄化され、マフラー３４によって消音・減圧されて大気中に放出される。

本実施例の測定部５・５・・・は、排気経路３において４箇所に配置されており、具体的には、第一触媒装置３２の上流側のエンジン２０と排気管３１との間、第一触媒装置３２と第二触媒装置３３との間、第二触媒装置３３とマフラー３４との間、マフラー３４の下流側の排気パイプ３５の末端部にそれぞれ配置されている。

排ガス分析装置１では、各測定部５において、コントローラ６によって赤外線レーザ光が照射され、かつ排ガスを透過した後のレーザ光が受光されることで、排気経路３を流れる排ガスの成分濃度が連続的にリアルタイムで測定される。そして、得られたデータが、コントローラ６からコンピュータ装置７に送られて排ガス中の成分が分析される。

コントローラ６は、複数の波長の赤外線レーザ光を照射する照射装置であり、レーザ光の波長は、検出する排ガスの成分に合わせて設定される。また、コントローラ６には、測定部５に接続された図示せぬ差分型光検出器等が設けられており、測定部により受光された信号光が導光され、排ガス中を透過して減衰したレーザ光と排ガス中を透過していないレーザ光との信号光が接続されたコンピュータ装置７に出力される。コンピュータ装置７では、コントローラ６からの出力信号が解析されて、排ガスの成分濃度や排ガスの温度を算出する等して、排ガスの分析が行われる。

このように、本実施例の排ガス分析装置１では、各測定部５による排気経路３の一断面におけるスポット的な排ガスの測定が可能となっている。特に、本実施例のように、測定部５が排気経路３の複数箇所に設けられることで、排ガスが排気経路３の所定断面でどのように変化するかを瞬時に測定することができ、排ガスの状態をリアルタイムに連続して測定することができる。

次に、測定部５の構成及び排気経路３に対する取付構造について、以下に詳述する。
なお、本実施例の排ガス分析装置１は、排気経路３に取り付けられた各測定部５・５・・・がそれぞれ略同一に構成されている。以下、その一例として、第一触媒装置３２と第
二触媒装置３３との間に配置された測定部５について説明する。

図２乃至図６に示すように、本実施例の測定部５は、エンジン２０の排ガスを排出する排気経路３中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定するものである。そして、測定部５は、排気経路３を構成する配管３ａ・３ａの連結部３ｂに設けられた管継手３６・３６によって、センサ本体５０が前後方向から挟まれた状態で排気経路３の所定の箇所に取り付けられる。

測定部５の構成としては、矩形状の薄板材から形成され、略中心部に排気経路３中の排ガスが通過する円形の排ガス通過孔５０ａが貫通された本体部としてのセンサ本体５０と、分析用のレーザ光を排ガス通過孔５０ａ内に向けて照射する照射部５１と、照射部５１より照射されたレーザ光を多重反射させる一対の反射鏡５２・５２と、排ガス中を透過したレーザ光を検出する受光部５３と、測定部５における排ガス通過孔５０ａ内の結露を防止するためのヒータ５４と、排ガス通過孔５０ａに挿設されたスリーブ形状のガイド部材８等とで構成されている。

センサ本体５０には、照射部５１及び受光部５３が投光面と受光面とがそれぞれ排ガス通過孔５０ａの中心方向に向くようにして組み付けられるとともに、反射鏡５２・５２が排ガス通過孔５０ａに面するように上下に対向するように平行に配設され、照射部５１より照射されたレーザ光が排ガス通過孔５０ａ内を排気経路３に対して直交して横切るように平行状態に固定されている（図５参照）。

照射部５１からは、排気経路３と直交する一断面に沿ってレーザ光が照射され、照射部５１から照射されたレーザ光が受光部５３にて受光される。本実施例では、照射部５１及び受光部５３は、上述したコントローラ６に接続されており、コントローラ６から射出された赤外レーザ光が照射部５１を介して排ガス通過孔５０ａに照射され、排ガス中を透過したレーザ光が受光部５３で受光されてコントローラ６に受光信号が入力される。

反射鏡５２・５２は、照射部５１より照射されたレーザ光が一方の反射鏡５２（図５において下方の）により他方の反射鏡５２（図５において上方の）に向けて反射され、一対の反射鏡５２・５２により交互に反射されて受光側の受光部５３に到達されるように配設される。このように一対の反射鏡５２・５２によって、照射部５１により照射されたレーザ光が排気経路３に直交する一断面内を複数回反射してから受光部５３で受光される。

また、センサ本体５０の排ガス通過孔５０ａの開口縁部には、後述するガスケット３７の嵌合部５０ｂが形成されている（図４参照）。嵌合部５０ｂは、排ガス通過孔５０ａの開口縁部をガスケット３７の形状に合わせて面取り又は切欠きして形成されている。後述するように、測定部５（センサ本体５０）が一対の管継手３６・３６に挟まれるようにして取り付けられる際には、センサ本体５０と管継手３６との間に配置されるガスケット３７がかかる嵌合部５０ｂに密接嵌合される。

ここで、ガイド部材８の構成について、以下に詳述する。
図２、図４及び図６に示すように、ガイド部材８は、排ガス通過孔５０ａ内に固定される固定部８０と、固定部８０から固定部８０の軸心方向に沿って延出される延出部８１・８１が一体的に形成され、排ガス通過孔５０ａに着脱可能に挿設されている。具体的には、ガイド部材８は、排ガス通過孔５０ａに固定部８０が固定された状態で、センサ本体５０に対して排ガス通過孔５０ａの軸心方向に沿って、センサ本体５０の幅方向厚さより前後方向に突出する方向に向けて延出部８１・８１が延出されている。

ガイド部材８は、セラミック等の熱伝導性の低い素材によって固定部８０と延出部８１とが一体的に形成されている。本実施例では、ガイド部材８は、固定部８０及び延出部８１の外周面が面一状に形成されて同じ外径とされ、固定部８０及び延出部８１を貫通するようにして貫通孔８ａが穿設されたスリーブ形状に形成されている。

ガイド部材８の固定部８０の周面には、一対の長穴のレーザ光通過孔８ｂが、それぞれ排ガス通過孔５０ａの軸中心に対して対向する位置に穿設されている（図６参照）。レーザ光通過孔８ｂは、照射部５１より排ガス通過孔５０ａ内に向けて照射されたレーザ光が、反射鏡５２・５２間で複数回反射され、その後受光部５３に受光されるように、レーザ光の光路上に設けられる。レーザ光通過孔８ｂを設けることで、反射鏡５２によって正確に反射されたレーザ光のみを通過させて光路から外れたレーザ光を遮断することができ、レーザ光の測定精度を向上できる。

そして、本実施例のガイド部材８は、固定部８０及び延出部８１の外径がセンサ本体５０の排ガス通過孔５０ａの内径よりも僅かに小さくなるように形成され、かつ、固定部８０及び延出部８１の外径が後述する排気経路３を構成する配管３ａの管継手３６（の貫通孔３６ａ）の内径よりも小さくなるように構成されている（図４参照）。

ガイド部材８は、固定部８０（及び延出部８１）の外径が排ガス通過孔５０ａの内径よりも僅かに小さくなるように形成されているため、ガイド部材８は、排ガス通過孔５０ａに挿設された状態で、固定部８０において排ガス通過孔５０ａの内壁と当接することなく離間を有し、かつ、排ガス通過孔５０ａの内壁を覆うようにして配設されている。そのため、測定部５においては、ガイド部材８の固定部８０によって排ガス通過孔５０ａの内壁が覆われるため、排ガス通過孔５０ａを流れる排ガスが内壁に直接晒されず、高温排ガスから内壁への入熱を低減することができる。

また、ガイド部材８は、排ガス通過孔５０ａに挿設された状態で、センサ本体５０に対して前後方向に延出部８１・８１が突出されて、全体としてセンサ本体５０の幅方向厚さよりも長手方向長さが長くなるように形成されている。上述したように、ガイド部材８は、延出部８１（及び固定部８０）の外径が後述する管継手３６の貫通孔３６ａの内径よりも小さくなるように形成されているため、後述するように、測定部５が排気経路３に取り付けられる際には、かかる延出部８１が管継手３６の貫通孔３６ａに嵌挿された状態で取り付けることができる（図４参照）。

なお、ガイド部材８は、固定部８０の外周面より突出された図示せぬピン部材によって、排ガス通過孔５０ａの内壁に対して位置決めされる。すなわち、ガイド部材８は、排ガス通過孔５０ａ内に配設された状態で、ピン部材が固定部８０の外周面から所定長さだけ突出されることで、外周面と排ガス通過孔５０ａの内壁との離間がその円周方向に渡って均一となるように調整されて、排ガス通過孔５０ａの略中央部に位置するように径方向に位置決めされる。また、ガイド部材８は、センサ本体５０に挿入される図示せぬ固定ピンによって、センサ本体５０に対して固定部８０の円周方向及び軸方向（スラスト方向）のそれぞれに相対位置変動不能となるように固定される。

次に、排気経路３に対する測定部５の取付構造について、以下に詳述する。
図３、図４及び図７に示すように、本実施例の測定部５は、管継手３６の貫通孔３６ａ及びガスケット３７の貫通孔３７ａにガイド部材８の延出部８１が挿嵌されて、一対の管継手３６・３６に挟み込まれた状態で取り付けられる。

まず、管継手３６は、排気経路３を構成する配管３ａ・３ａの連結部３ｂに設けられ、配管３ａの一端に一体（若しくは別体）に形成されている。管継手３６は、断面円形の貫通孔３６ａが穿設された筒状に形成されており、一方の開口縁部にフランジ部３６ｃが設けられている。測定部５（のセンサ本体５０）は、一対の管継手３６・３６のフランジ部３６ｃが設けられた側の開口端の離間に、ガスケット３７・３７を介して挟み込まれ、フランジ部３６ｃ・３６ｃにて一対のボルト３８・３８によって締結される。

特に、本実施例の管継手３６は、貫通孔３６ａの内径がセンサ本体５０に穿設された排ガス通過孔５０ａの内径と同じ長さに形成されている。また、上述したように、ガイド部材８の延出部８１の外径が、管継手３６の貫通孔３６ａの内径よりも小さくなるように形成されているため、管継手３６の貫通孔３６ａにかかる延出部８１が挿嵌される。

管継手３６の貫通孔３６ａのフランジ部３６ｃが形成された側の開口縁部には、ガスケット３７の嵌合部３６ｂが形成されている（図４参照）。嵌合部３６ｂは、貫通孔３６ａの開口縁部をガスケット３７の形状に合わせて面取り又は切欠きして形成されている。測定部５（センサ本体５０）が一対の管継手３６・３６に挟まれるようにして取り付けられる際には、センサ本体５０と管継手３６との間に配置されるガスケット３７がかかる嵌合部３６ｂに密接嵌合される。

ガスケット３７は、平面視円形状かつ断面平板形状の平型のガスケット（シール部材）であって、管継手３６の貫通孔３６ａの内径と略同じ長さの径の貫通孔３７ａが開口されている。ガスケット３７は、管継手３６の間に測定部５が挟まれた状態で、管継手３６に形成された嵌合部３６ｂ及びセンサ本体５０に形成された嵌合部５０ｂとに密接嵌合されるため、管継手３６によって構成される配管３ａ・３ａの連結部３ｂにおいて排ガスが途中で漏れることはなく、排気経路の長さの増加も少ない。

図７に示すように、排気経路３（管継手３６）に測定部５を取り付ける際には、まず、一対の管継手３６・３６をフランジ部３６ｃが形成された側の開口縁部を対向するようにして配置した状態で、かかる一対の管継手３６・３６の離間に測定部５が配置される（図７（ａ））。

次いで、測定部５のセンサ本体５０から前後方向に突出されたガイド部材８の延出部８１・８１にガスケット３７・３７が挿通され、さらに管継手３６・３６が挿通される（図７（ｂ））。本ステップでは、ガイド部材８の延出部８１は、外径が、管継手３６の貫通孔３６ａの内径及びガスケット３７の貫通孔３７ａの内径よりも小さくなるように形成されているため、管継手３６及びガスケット３７を挿通させることができる。このようにして、管継手３６及びガスケット３７は、ガイド部材８の延出部８１によって各貫通孔３６ａ・３７ａの軸心方向に位置決めされる。

さらに、一対の管継手３６・３６が測定部５を挟み込む方向に徐々に移動され、ガスケット３７が管継手３６の嵌合部３６ｂ及びセンサ本体５０の嵌合部５０ｂに密接嵌合される（図７（ｃ））。このように、本ステップでは、管継手３６及びガスケット３７は、ガイド部材８の延出部８１によって各貫通孔３６ａ・３７ａの軸心方向に沿ってガイドされながら取り付けられる。

そして、フランジ部３６ｃ・３６ｃにて一対のボルト３８・３８によって締結されることで、測定部５が取り付けられる。測定部５が取り付けられた状態では、一対の管継手３６（の貫通孔３６ａ）及びガスケット３７（の貫通孔３７ａ）がガイド部材８の貫通孔８ａを介して接続されている。そのため、排気経路３を流れる排ガスは、一方の管継手３６の貫通孔３６ａを介してガイド部材８に送られて、センサ本体５０の排ガス通過孔５０ａを通過した後、他方の管継手３６の貫通孔３６ａより排気経路３の下流側に送られる。

以上のように、本実施例の排ガス分析装置１は、エンジン２０の排ガスを排出する排気経路３中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部５を有する排ガス分析装置１であって、測定部５は、排気経路３中の排ガスが通過する排ガス通過孔５０ａが穿設されたセンサ本体５０と、センサ本体５０に対して排ガス通過孔５０ａの軸心方向に沿ってスリーブ状に延出され、外径が排気経路３を構成する配管３ａの内径よりも小さくなるように形成されたガイド部材８とを具備してなるため、排気経路３に対して測定部５を容易にかつ精度よく取り付けることができる。

すなわち、本実施例の排ガス分析装置１では、センサ本体５０に対して排ガス通過孔５０ａの軸心方向に沿ってスリーブ状に延出され、外径が排気経路３を構成する配管３ａ（本実施例では管継手３６）の内径よりも小さくなるように形成されたガイド部材８を有しているため、測定部５を排気経路３に取り付ける際には、管継手３６・３６の離間にガイド部材８を配置した状態で、ガイド部材８の延出部８１を管継手３６の貫通孔３６ａ及びガスケット３７の貫通孔３７ａに挿通させることで、センサ本体５０に穿設された排ガス通過孔５０ａ、管継手３６の貫通孔３６ａ、及びガスケット３７の貫通孔３７ａを軸心方向に沿って容易に位置決めすることができる。
特に、略水平方向に配設された管継手３６（配管３ａ）中に測定部５を取り付ける際であっても、管継手３６に対して測定部５及びガスケット３７を水平方向に容易に位置決めすることができる。
そして、ガイド部材８の延出部８１を管継手３６の貫通孔３６ａ及びガスケット３７の貫通孔３７ａに挿通させた状態、すなわち、上述した各孔を位置決めした状態から、管継手３６及びガスケット３７をガイド部材８によってガイドさせながら移動させることで、排気経路３に測定部５及びガスケット３７を容易にかつ精度よく挟み込んで取り付けることができるのである。

また、本実施例の排ガス分析装置１では、ガイド部材８は、排ガス通過孔５０ａ内に固定される固定部８０と、センサ本体５０に対して排ガス通過孔５０ａの軸心方向に沿って延出される延出部８１とが一体的に形成され、排ガス通過孔５０ａに着脱可能に挿設されるため、ガイド部材８がセンサ本体５０に対して別体として構成されることで、既存の測定部５のセンサ本体５０に対して用いることができるとともに、排気経路３を構成する配管３ａ（管継手３６）の種類や構成に応じて適宜最適な部材に交換することができる。

なお、排ガス分析装置の構成としては、上述した実施例に限定されない。

上述した実施例の測定部５は、平面視円形状かつ断面平板形状の平型のガスケット３７が用いられる連結部３ｂに取り付けられる構成を示したが（図４参照）、例えば、これに代えて、断面テーパ形状のガスケット１６７が用いられる連結部１０３ｂに取り付けられるような構成としてもよい。そして、かかる場合には、上述した実施例と比べて、測定部１０５には、テーパ型のガスケット１６７を取り付けるための取付部材１０９が別途設けられる。

まず、図８に示すように、断面テーパ形状のガスケット１６７が用いられる連結部１０３ｂの構成について説明すると、かかる連結部１０３ｂは、一対の管継手１３６・１３９によってガスケット１６７が挟み込まれた状態で締結される。ガスケット１６７は、一方の外縁部にテーパ面１６７ｂが形成されたテーパ型ガスケットとして構成される。

一方の管継手１３６は、貫通孔１３６ａのフランジ部１３６ｃが形成された側の開口縁部に、ガスケット１６７の形状（テーパ面１６７ｂに合致する形状）に合わせて切欠きして形成された嵌合部１３６ｂが形成されている。また、他方の管継手１３９は、貫通孔１３９ａのフランジ部１３９ｃが形成された側の開口縁部に、ガスケット１６７の貫通孔１６７ａに挿通される突出部１３９ｄが形成されている。ガスケット１６７は、他方の管継手１３９の突出部１３９ｄが貫通孔１６７ａに挿通された状態で、一方の管継手１３６の嵌合部１３６ｂに密接嵌合される。

そして、図９に示すように、ガスケット１６７が用いられる連結部１０３ｂに取り付けられる測定部１０５の構成としては、上述した実施例と同様に、排ガス通過孔１５０ａが貫通された本体部としてのセンサ本体１５０と、排ガス通過孔１５０ａに挿設されたスリーブ形状のガイド部材１０８等とに加えて、ガスケット１６７を取り付けるための取付部材１０９が設けられている。

取付部材１０９は、矩形状の薄板材からセンサ本体１５０とは別体として形成され、略中心部に貫通孔１０９ａが穿設されている。そして、貫通孔１０９ａの一方の開口縁部にはガスケット１３７の嵌合部１０９ｂが形成され、他方の開口縁部にはガスケット１６７の嵌合部１０９ｃが形成されている。各嵌合部１０９ｂ・１０９ｃは、貫通孔１０９ａの開口縁部をガスケット１３７・１６７の形状に合わせて面取り又は切欠きして形成されている。特に、嵌合部１０９ｃは、ガスケット１６７の形状（テーパ面１６７ｂに合致する形状）に合わせて切欠きして形成される。

本実施例の測定部５は、センサ本体１５０とは別体に形成された取付部材１０９が、センサ本体１５０の排ガス通過孔１５０ａ及び取付部材１０９の貫通孔１０９ａにガイド部材１０８を貫通した状態で一体に組み付けられる。このとき、センサ本体１５０と取付部材１０９との間にはガスケット１３７が配設され、ガスケット１３７は、センサ本体１５０の嵌合部１５０ｂ及び取付部材１０９の嵌合部１０９ｂに密接嵌合される。

排気経路に測定部１０５を取り付ける際には、まず、一対の管継手１３６・１３９をフランジ部１３６ｃ・１３９ｃが形成された側の開口縁部を対向するようにして配置した状態で、かかる一対の管継手３６・３６の離間に測定部１０５が配置される。このとき、一方の管継手１３６に最も近接する位置から、一方の管継手１３６→ガスケット１６７→センサ本体１５０→ガスケット１３７→取付部材１０９→ガスケット１６７→他方の管継手１３９の順に配列される。

ガイド部材１０８の延出部１８１は、外径が、管継手１３６の貫通孔１３６ａの内径、ガスケット１３７・１６７の貫通孔１３７ａ・１６７ａの内径、及び取付部材１０９の貫通孔１０９ａよりも小さくなるように形成されており、測定部１０５のセンサ本体１５０から前後方向に突出されたガイド部材１０８の延出部１８１・１８１に、ガスケット１３７・１６７が挿通される。ガスケット１３７が挿通された側の延出部１８１には、さらに取付部材１０９が挿通され、かかる状態で、ガスケット１６７を介して他方の管継手１３９が取り付けられる。一方、ガスケット１６７が挿通された側の延出部１８１には、一方の管継手１３６が挿通される。

そして、管継手１３６・１３９が測定部５（のセンサ本体１５０）を挟み込む方向に移動され、ガスケット１６７が管継手１３６の嵌合部１３６ｂ及びセンサ本体１５０の嵌合部１５０ｂに密接嵌合されるとともに、ガスケット１６７が他方の管継手１３９の突出部１３９ｄが貫通孔１６７ａに挿通された状態で取付部材１０９の嵌合部１０９ｃに密接嵌合される。

このように、本実施例の排ガス分析装置の測定部１０５は、外縁部がテーパ状に形成されたテーパ型のガスケット１６７を取り付けるための取付部材１０９を具備してなるため、排気経路１０３を構成する連結部１０３ｂの管継手１３６・１３９において、テーパ型のガスケット１６７が用いられる場合であっても測定部１０５を容易に取り付けることができる。特に、センサ本体１５０の形状を変えることなく、二種類の異型のガスケット（平型のガスケット１３７及びテーパ型のガスケット１６７）に対応することができる。

なお、上述した測定部１０５の構成では、センサ本体１５０と取付部材１０９とを別体に構成したが、センサ本体１５０を取付部材１０９と一体的に組み付けた形状に形成してもよい。かかる場合には、センサ本体１５０と取付部材１０９との間に密接嵌合されるガスケット１３７が不要となる。

さらに、排ガス分析装置の構成としては、以下のように構成することができる。

すなわち、ガイド部材８としては、上述した実施例では、固定部８０と延出部８１とが全体としてスリーブ状となるように一体的に形成されているが（図２及び図６等参照）、ガイド部材８の形状はこれに限定されない。例えば、ガイド部材８は、固定部８０が排ガス通過孔５０ａの口径（円形若しくは多角形）に合わせて形成され、延出部８１が管継手３６の貫通孔３６ａの内径に合わせて形成されてもよい。かかる場合には、固定部８０及び延出部８１の形状や外径が異なるように形成される。このように、ガイド部材８は、取り付けられる測定部５（のセンサ本体５０）の形状や排気経路３（の管継手３６）の形状等に合わせて適宜変更して形成することができる。

また、ガイド部材８としては、上述した実施例では、固定部８０の周面に穿設されたレーザ光通過孔８ｂが一対の長孔より形成されているが（図６参照）、その他に、レーザ光通過孔８ｂが複数の小孔よりなるように構成されてもよい。予めレーザ光の光路上に複数の小孔が配設されることで、長穴形状のレーザ光通過孔８ｂと比べて、レーザ光の光路のずれをより正確に検出することができるため、レーザ光の測定精度をより向上できる。レーザ光通過孔８ｂが複数の小孔より構成される場合には、小孔の配置や個数等は特に限定されず、測定部５の構成に応じて適宜選択・変更される。

さらに、ガイド部材８としては、延出部８１がセンサ本体５０の排ガス通過孔５０ａの開口縁部に一体的に形成されてもよい。かかる場合には、ガイド部材８は固定部８０が設けられず、一対の延出部８１がセンサ本体５０の前後方向に向けて突出されるように形成される。

また、上述した実施例では、測定部５が配管３ａ・３ａの連結部３ｂを構成する一対の管継手３６・３６を介して排気経路３に配設される構成を示したが（図２等参照）、測定部５が配管３ａ・３ａの端部に直接固定されるように構成されてもよい。ただし、かかる場合には、配管３ａの端部にはフランジ部が形成されて、測定部５のセンサ本体５０を前後方向から挟み込むようにしてボルト等によって締結される。

本発明の一実施例に係る排ガス分析装置を車輌に搭載した状態を示した側面図。 排ガス分析装置の測定部の取付構造を示した斜視図。 同じく図２の測定部の取付構造を示した側面図。 同じく図２の測定部の取付構造を示した側面断面図。 測定部の斜視図。 ガイド部材の斜視図。 管継手に測定部を取り付ける様子を示した図。 断面テーパ形状のガスケットが用いられる排気経路の連結部の構成を示した側面断面図。 別実施例の排ガス分析装置の測定部の取付構造を示した側面断面図。 従来の排ガス分析装置の測定部の取付構造を示した斜視図。

１ 排ガス分析装置
３ 排気経路
３ａ 配管
５ 測定部
８ ガイド部材
２０ エンジン（内燃機関）
３６ 管継手
３６ａ 貫通孔
３７ ガスケット
３７ａ 貫通孔
５０ センサ本体（本体部）
５０ａ 排ガス通過孔
８０ 固定部
８１ 延出部

Claims (3)

1. 内燃機関の排ガスを排出する排気経路中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部を有する排ガス分析装置であって、
   前記測定部は、
   前記排気経路中の排ガスが通過する排ガス通過孔が穿設された本体部と、
   前記本体部に対して前記排ガス通過孔の軸心方向に沿ってスリーブ状に延出され、外径が前記排気経路を構成する配管の内径よりも小さくなるように形成されたガイド部材と、を具備し、
   前記ガイド部材は、前記排ガス通過孔の内壁と当接することなく離間を有し、かつ、前記排ガス通過孔の内壁を覆うようにして、前記排ガス通過孔に挿設される、
   ことを特徴とする排ガス分析装置。
2. 前記ガイド部材は、
   前記排ガス通過孔内に固定される固定部と、前記本体部に対して前記排ガス通過孔の軸心方向に沿って延出される延出部とが一体的に形成され、
   前記排ガス通過孔に着脱可能に挿設されることを特徴とする請求項１に記載の排ガス分析装置。
3. 前記測定部は、外縁部がテーパ状に形成されたテーパ型ガスケットを取り付けるための取付部材を具備してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排ガス分析装置。