JP2010210537A - 粒子状物質検出装置固定用管状構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れた粒子状物質検出装置固定用管状構造体を提供する。
【解決手段】一方の端部である第１端部２に固定用構造部４を有する管状の第１保持管１と、第１保持管１の他方の端部である第２端部３に、第１保持管１と同軸になるように一方の端部１２が固定された管状の第２保持管１１とを備え、一方の端部に粒子状物質の検出部２２を有するとともに他方の端部に配線の取出し部２３を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置２１を、検出部２２が第１保持管１の第１端部２から外に出た状態になるとともに配線の取出し部２３が第２保持管１１内に位置するように内部に配置し、粒子状物質検出装置２１の検出部２２が排ガスの配管内に位置するように第１保持管１の固定用構造部４により排ガスの配管に固定して使用される粒子状物質検出装置固定用管状構造体１００。
【選択図】図２

Description

本発明は、粒子状物質検出装置固定用管状構造体に関し、さらに詳しくは、放熱性に優れた粒子状物質検出装置固定用管状構造体に関する。

煙道排ガスやディーゼルエンジン排ガスには煤等の粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）が含まれており、大気汚染の原因になっていた。これらを除去するために、セラミック等で作製されたフィルタ（ディーゼルパティキュレートフィルタ：ＤＰＦ）が広く用いられている。セラミック製のＤＰＦは、長期間の使用が可能であるが、熱劣化等によりクラックや溶損等の欠陥が発生することがあり、微量ではあるが粒子状物質が漏れる可能性がある。このような欠陥が発生した場合には、その欠陥の発生を即座に検知し、装置の異常を認識することが、大気汚染防止の観点から極めて重要である。このような欠陥の発生を検知する方法として、ＤＰＦの下流側に粒子状物質（ＰＭ）検出装置を設ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、同様に、大気汚染防止の観点からは窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）の検知も重要であり、窒素酸化物検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６０−１２３７６１号公報 特開平０２−２３８３５４号公報

上記のような粒子状物質検出装置や窒素酸化物検出装置は、通常排気ガスを流す配管等に装着されて、配管内を流通する排ガスに含有される粒子状物質や窒素酸化物を検出するものである。しかし、例えば、自動車エンジンからの排ガスを排出するための配管にこれらの装置を装着すると、自動車が走行中に跳ね上げた石ころ等が衝突して装置が破損する可能性があった。そのため、例えば、検出装置の外側を二重管で覆った状態で配管に固定するものもあった。

しかし、例えば、粒子状物質検出装置の外側を二重管で覆うと、内部が高温になり、測定値が不正確になるという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、放熱性に優れた粒子状物質検出装置固定用管状構造体を提供することを特徴とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、以下の粒子状物質検出装置固定用管状構造体を提供するものである。

［１］ 一方の端部である第１端部に固定用構造部を有する管状の第１保持管と、前記第１保持管の他方の端部である第２端部に、前記第１保持管と同軸になるように一方の端部が固定された管状の第２保持管とを備え、一方の端部に粒子状物質の検出部を有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置を、検出部が前記第１保持管の第１端部から外に出た状態になるとともに配線の取出し部が前記第２保持管内に位置するように内部に配置し、前記粒子状物質検出装置の検出部が排ガスの配管内に位置するように前記第１保持管の固定用構造部により排ガスの配管に固定して使用される粒子状物質検出装置固定用管状構造体。

［２］ 前記第１保持管が、中心軸方向に延びる複数の突条を外周全体に亘って有している［１］に記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。

［３］ 前記第２保持管が、中心軸方向に延びる複数の突条を外周全体に亘って有している［１］又は［２］に記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。

［４］ 前記突条の高さが、０．５〜５ｍｍである［２］又は［３］に記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。

［５］ 前記第１保持管の長さが、４０〜９０ｍｍである［１］〜［４］のいずれかに記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。

［６］ 前記第１保持管の固定用構造部が、ネジ構造である［１］〜［５］のいずれかに記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。

［７］ ［１］〜［６］のいずれかに記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の内部に、一方の端部に粒子状物質の検出部を有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置を、検出部が前記第１保持管の第１端部から外に出た状態になるとともに配線の取出し部が前記第２保持管内に位置するように配置し、前記粒子状物質検出装置の検出部が排ガスの配管内に位置するようにして前記第１保持管の固定用構造部により排ガスの配管に固定する粒子状物質検出装置の固定方法。

本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体によれば、粒子状物質検出装置を排ガスが流れる配管に固定したときに、高温の排ガスが配管内を流通しても、粒子状物質検出装置固定用管状構造体の放熱性が良好であるため、測定値が不正確になったり、変動したりすることを防止することができる。また、本発明の粒子状物質検出装置の固定方法によれば、上記本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体を用いて粒子状物質検出装置を排ガスが流れる配管に固定するため、高温の排ガスが配管内を流通しても、粒子状物質検出装置固定用管状構造体の放熱性が良好であり、測定値が不正確になったり、変動したりすることを防止することができる。

本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態の、中心軸方向に平行な平面で切断した断面を示す模式図である。 本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の他の実施形態を模式的に示す側面図である。 図３に示す粒子状物質検出装置固定用管状構造体のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。 本実施形態の管状構造体の第１保持管の部分の、中心軸に直交する断面を示す模式図である。 本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体によって配管に固定される粒子状物質検出装置の一例を示す側面図である。 本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体によって配管に固定される粒子状物質検出装置の一例を示す平面図である。 比較例１の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の、中心軸を通る平面で切断した断面を示す模式図である。

次に本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

（１）粒子状物質検出装置固定用管状構造体：
図１、図２に示すように、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体（以下、単に「管状構造体」ということがある。）の一の実施形態は、一方の端部である第１端部２に固定用構造部４を有する管状の第１保持管１と、第１保持管１の他方の端部である第２端部３に、第１保持管１と同軸になるように一方の端部１２が固定された管状の第２保持管１１とを備えるものである。そして、本実施形態の粒子状物質検出装置固定用管状構造体（管状構造体）１００は、一方の端部に粒子状物質の検出部２２を有するとともに他方の端部に配線の取出し部２３を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置２１を、検出部２２が第１保持管１の第１端部２から外に出た状態になるとともに配線の取出し部２３が第２保持管３内に位置するように内部に配置し、粒子状物質検出装置２１の検出部２２が排ガスの配管内に位置するように第１保持管１の固定用構造部４により排ガスの配管に固定して使用されるものである。図１は、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態を模式的に示す側面図である。図２は、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態の、中心軸方向に平行な平面で切断した断面を示す模式図である。

本実施形態の管状構造体１００を構成する第１保持管１は、一方の端部である第１端部２に固定用構造部４を有する円筒状の部材である。第１保持管１は、円筒状の一重管であるため、放熱性が良好であり、内部が高温になることを防止することができる。第１保持管１は、このように円筒状であることが好ましいが、一重管であればその形状に特に限定はなく、中心軸に直交する断面が六角形、八角形等の多角形や、楕円形であってもよい。第１保持管１の、第１端部２の先端から、第２保持管１１に接合されている部分までの距離（外部に露出して入る部分の距離）は、４０〜７０ｍｍであることが好ましく、５０〜６０ｍｍであることが更に好ましい。４０ｍｍより短いと、本実施形態の管状構造体１００を配管に固定して使用したときに、配管から第２保持管１１までの距離が短くなり、第２保持管１１内に配置される粒子状物質検出装置２１の取り出し部２３が高温になることがある。７０ｍｍより長いと本実施形態の管状構造体１００全体が長くなり、自動車エンジンの排ガス用配管に固定する場合のように、狭い場所での使用をし難くなることがある。尚、図１、図２において、粒子状物質検出装置２１の取り出し部２３は、コンタクト部材２４の内部に隠れている。

第１保持管１の中心軸に直交する断面における外径は、１０〜２０ｍｍであることが好ましく、１２〜１６ｍｍであることが更に好ましい。１０ｍｍより小さいと、粒子状物質検出装置が内部に入り難くなったり、放熱が不十分になることがある。２０ｍｍより大きいと、自動車エンジンの排ガス用配管に固定する場合のように、狭い場所での使用をし難くなることがある。第１保持管１の壁の厚さ（肉厚）は、０．３〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．０ｍｍであることが更に好ましい。０．３ｍｍより薄いと、強度が低下することがある。１．５ｍｍより大きいと、放熱が不十分になることがある。

第１保持管１の第１端部２の先端部分は、粒子状物質検出装置２１が通る貫通孔が形成された底部６を有している。底部に形成された貫通孔は、粒子状物質検出装置２１を通したときに、粒子状物質検出装置２１との間に０．１〜０．５ｍｍの隙間が開く大きさであることが好ましい。従って、第１保持管１の第１端部２の先端部分は、底部６と粒子状物質検出装置２１とによって塞がれ、配管内の排ガスが第１保持管１の第１端部２の先端部分から浸入することが防止されている。

本実施形態の管状構造体１００においては、第１保持管１の第１端部２に形成される固定用構造部４は、ネジ構造である。つまり、本実施形態の管状構造体１００は、第１保持管１の第１端部２に固定用構造部４として、雄ネジが形成されている。これにより、配管側に雌ネジを形成することにより、管状構造体１００をネジ締結により配管に固定することができる。また、本実施形態の管状構造体１００は、配管にネジ締結するときにスパナ、モンキー等で締め付けるために、中心軸に直交する断面が六角形の鍔部５を有している。これにより、管状構造体１００をネジ締結により配管に固定するときに、鍔部５をスパナ、モンキー等の先端で挟んで回すことによりネジ締結をすることができる。

また、第１保持管１は、第１端部２と、第１端部２からは独立した第１端部２以外の部分である胴部とにより構成されてもよい。そして、第１端部２が、固定用構造部４及び鍔部５が一体的に形成されたものであってもよい。そしてこの場合、当該一体的に形成された固定用構造部４及び鍔部５が、胴部からは独立して胴部の端部で回転することができるように胴部に取り付けられていることが好ましい。また、一体的に形成された固定用構造部４及び鍔部５が、第１保持管１の第２端部側に移動しないように、第１保持管１の胴部の第１端部２に近い位置にリング状の留め部を有することが好ましい。

第１保持管１の材質は、特に限定されないが、例えば強度が高く、安価であるステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼の種類としては、オーステナイト系等が好ましい。

本実施形態の管状構造体１００を構成する第２保持管１１は、第１保持管１の他方の端部である第２端部３に、第１保持管１と同軸になるように一方の端部１２が固定されたものであり、円筒状の一重管である。第２保持管１１は、円筒状の一重管であるため、放熱性が良好であり、内部が高温になることを防止することができる。第２保持管１１は、このように円筒状であることが好ましいが、一重管であればその形状に特に限定はなく、中心軸に直交する断面が六角形、八角形等の多角形や、楕円形であってもよい。第２保持管１１の、中心軸方向の長さは、３０〜６０ｍｍであることが好ましく、４０〜５０ｍｍであることが更に好ましい。３０ｍｍより短いと、本実施形態の管状構造体１００の取り出し部２３が内部に収まらないことがある。６０ｍｍより長いと本実施形態の管状構造体１００全体が長くなり、自動車エンジンの排ガス用配管に固定する場合のように、狭い場所での使用をし難くなることがある。

第２保持管１１の中心軸に直交する断面における外径は、１５〜２５ｍｍであることが好ましく、１７〜２０ｍｍであることが更に好ましい。１５ｍｍより小さいと、粒子状物質検出装置が内部に入り難くなったり、放熱が不十分になることがある。２５ｍｍより大きいと、自動車エンジンの排ガス用配管に固定する場合のように、狭い場所での使用をし難くなることがある。上記第２保持管１１の中心軸に直交する断面における外径は、両端部分の径が小さく絞られた部分を除く、中央部分の外径である。第２保持管１１の壁の厚さ（肉厚）は、０．３〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．０ｍｍであることが更に好ましい。０．３ｍｍより薄いと、強度が低下することがある。１．５ｍｍより大きいと、放熱が不十分になることがある。

第２保持管１１は、第１保持管１に接続される側の端部（一方の端部１２）と、反対側の端部とが細く形成され、中央部１３が太く形成されている。そして中央部１３の太さ（中心軸に直交する断面の直径（外径））は、第１保持管１の太さより太く形成されている。第２保持管１１の中央部１３の太さをこのように太くすることにより、粒子状物質検出装置２１の取り出し部２３を容易に第２保持管１１内に位置させることができる。粒子状物質検出装置２１の取り出し部２３と、外部からの配線とを接続するときには、取り出し部２３と配線とを接触させた状態で、コンタクト部材２４によって外側から押え付けるようにして保持することにより接続されるため、粒子状物質検出装置２１の他の部分より体積的に大きなものとなる。そのため、第２保持管１１の中央部１３を太くすることが好ましい。

第２保持管１１の第１保持管１に接続されていない側の端部（他方の端部）は、開口され、その開口部がゴム製の栓１４で塞がれていることが好ましい。そして、ゴム製の栓１４には、粒子状物質検出装置２１の取り出し部２３に電気的に接続される外部からの配線を通すための貫通孔が形成されていることが好ましい。ゴム製の栓の材質は、耐熱性が高い物であることが好ましく、例えば、シリコンゴム等を挙げることができる。

第１保持管１と第２保持管１１とは、強固に接続されることが好ましい。例えば、レーザー溶接、Ｔｉｇ溶接等により接続されていることが好ましい。また、第１保持管１の中で、第２保持管１１と接続されている部分から、第２保持管１１内に挿入されている、第２端部３の先端までの距離は、５〜１５ｍｍであることが好ましく、６〜８ｍｍであることが更に好ましい。５ｍｍより短いと、強度不足になることがある。１５ｍｍより長いと熱が管状構造体１００の内部にこもることがある。

次に、本発明の管状構造体の他の実施形態について説明する。図３、図４に示すように、本実施形態の管状構造体２００は、第１保持管１が、中心軸方向に延びる複数の突条７を外周全体に亘って有している。突条７を有することにより、第１保持管１の強度を向上させることができ、更に、第１保持管１の表面積が大きくなるため、放熱性を向上させることができる。従って、本実施形態の管状構造体２００は、第１保持管１が突条７を有することにより、二重管では得られなかった、強度と放熱性の両方を向上させるという効果を得ることが可能である。ここで、「突条」とは、第１保持管の表面に沿って線状に延びる突起部分のことである。突条７は、第１保持管１の外周全体に均等に配置されていることが好ましい。突条７の高さは、０．５〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜２ｍｍであることが更に好ましい。０．５ｍｍより短いと、強度及び放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。５ｍｍより長いと第１保持管１が大きくなり、狭い場所に設置し難くなることがある。また、突条７の幅は、０．５〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．０ｍｍであることが更に好ましい。０．５ｍｍより薄いと、突条７の強度が低下することがある。１．５ｍｍより厚いと放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。また、突条７の長さは、第１保持管１の中心軸方向の長さの６５〜１００％が好ましく、８０〜１００％が更に好ましく、１００％が特に好ましい。６５％より短いと、強度及び放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。ここで、第１保持管１の中心軸方向の長さとは、第１保持管全体の長さではなく、第１保持管１の中の、第２保持管１１と接続されている部分から、鍔部５まで（鍔部５は含まない）の長さである。つまり、第１保持管１の中の、外部に露出している、第１端部２を除く一重管の部分の長さである。図３は、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の他の実施形態を模式的に示す側面図である。図３に示す粒子状物質検出装置固定用管状構造体のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。

また、本実施形態の管状構造体２００は、第１保持管１の外周に、突条７を１１〜４４本有することが好ましく、１８〜２３本有することが更に好ましい。１１本より少ないと強度及び放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。４４本より多いと、放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。

本実施形態の管状構造体２００は、更に、第２保持管１１が、中心軸方向に延びる複数の突条７を外周全体に亘って有することも好ましい。突条７を有することにより、第２保持管１１の強度を向上させることができ、更に、第２保持管１１の表面積が大きくなるため、放熱性を向上させることができる。突条７についての条件は上記第１保持管１に形成される突条７の場合と同様であることが好ましい。尚、突条７の長さは、第２保持管１１の中央部１３の中心軸方向の長さの６５〜１００％が好ましく、８０〜１００％が更に好ましく、１００％が特に好ましい。６５％より短いと、強度及び放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。

本実施形態の管状構造体２００の他の条件は、上記本発明の管状構造体の一の実施形態の場合と同様であることが好ましい。

次に、本発明の管状構造体の更に他の実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態の管状構造体３００は、第１保持管１が、中心軸方向に延びる凸部３１と中心軸方向に延びる凹部３２とが外周全体に亘って形成された、波板を筒状に丸めて形成した形状（波板形状）であることが好ましい。凸部３１は中心軸方向に尾根状に延びた形状である。本実施形態の管状構造体３００は、上記のような波板形状であるため、強度と放熱性の両方を向上させることができる。図５は、本実施形態の管状構造体３００の第１保持管１の部分の中心軸に直交する断面を示す模式図である。

凸部３１は、第１保持管１の外周全体に均等に配置されていることが好ましい。凸部３１の高さ（隣接する凹部３２の位置を基準にしたときの高さ）は、１〜５ｍｍであることが好ましく、１．５〜３ｍｍであることが更に好ましい。１ｍｍより低いと、強度及び放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。５ｍｍより高いと第１保持管１が大きくなり、狭い場所に設置し難くなることがある。凸部３１の長さは、第１保持管１の中心軸方向の長さの６５〜１００％が好ましく、８０〜１００％が更に好ましく、１００％が特に好ましい。６５％より短いと、強度及び放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。第１保持管１の中心軸方向の長さは、第１保持管１の中の、外部に露出している、第１端部２を除く一重管の部分の長さである。

また、本実施形態の管状構造体３００は、第１保持管１の外周に、凸部３１を１０〜３０本有することが好ましく、１４〜２２本有することが更に好ましい。１０本より少ないと強度及び放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。３０本より多いと、放熱性を向上させる効果が小さくなることがある。

本実施形態の管状構造体３００の他の条件は、上記本発明の管状構造体の一の実施形態の場合と同様であることが好ましい。

（２）粒子状物質検出装置：
本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体によって、排ガスが流れる配管に固定される粒子状物質検出装置は、一方の端部に粒子状物質の検出部を有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置である。このような粒子状物質検出装置としては、例えば、特願２００８−２４６４６１号に記載の粒子状物質検出装置等を挙げることができる。具体的には、例えば、図６Ａ、図６Ｂに示すようなセラミック製の板状の粒子状物質検出装置２１を挙げることができる。図６Ａ、図６Ｂに示す粒子状物質検出装置は、検出部２２が貫通孔とその内部に配設された電極等とから構成されている。そして、貫通孔内に流入した排ガス中の粒子状物質を電気的に貫通孔内の壁面等に付着させ、貫通孔内の壁面等のインピーダンス等を測定することにより、粒子状物質の付着量等を検出するものである。そして、検出部が配設されている側の端部とは反対側の端部（他方の端部）に、取出し端子２５が配設された取り出し部２３が形成されている。取り出し端子２５は、外部からの電気配線を接続する部分である。このような粒子状物質検出装置は、検出部２２を直接に高温の配管内に挿入して粒子状物質の測定を行うため、熱に弱い取り出し部２３が高温にならないようにするために、検出部２２と取り出し部２３とを離して配置することが好ましい。そのため、粒子状物質検出装置を一方向に長く形成し、一方の端部に検出部２２を配置し、他方の端部に取り出し部２３を配置することにより、検出部２２側の熱が取り出し部２３側まで伝わることを抑制しているのである。図６Ａは、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体によって配管に固定される粒子状物質検出装置の一例を示す側面図である。図６Ｂは、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体によって配管に固定される粒子状物質検出装置の一例を示す平面図である。

粒子状物質検出装置の材質は、アルミナ、コージェライト、ムライト、ガラス、ジルコニア、マグネシア、及びチタニアからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。そして、耐熱衝撃性に優れるため、コージェライトが更に好ましい。また、粒子状物質検出装置の長さは７０〜１３０ｍｍが好ましく、厚さは０．５〜３ｍｍが好ましく、幅（検出部においてガスが流れる方向の長さ）は２〜２０ｍｍが好ましい。また、取り出し端子２５の材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ステンレス、コバール等を挙げることができる。

（３）粒子状物質検出装置の固定方法：
本発明の粒子状物質検出装置の固定方法の一の実施形体は、上述した本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形体（管状構造体１００）の内部に、一方の端部に粒子状物質の検出部を有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置を、検出部が第１保持管の第１端部から外に出た状態になるとともに配線の取出し部が第２保持管内に位置するように配置し、粒子状物質検出装置の検出部が排ガスの配管内に位置するようにして第１保持管の固定用構造部により排ガスの配管に固定するものである。

このように、本実施形態の粒子状物質検出装置の固定方法によれば、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態を用いて粒子状物質検出装置を排ガスが流れる配管に固定するため、高温の排ガスが配管内を流通しても、粒子状物質検出装置固定用管状構造体の放熱性が良好であり、測定値が不正確になったり、変動したりすることを防止することができる。

粒子状物質検出装置の、管状構造体の第１端部の先端から外に突き出した部分の長さは、粒子状物質検出装置を粒子状物質検出装置固定用管状構造体に取り付けて、配管に固定したときに、検出部が配管の中央（排ガスが流れる方向に直交する断面における中央）に位置するような長さとすることが好ましい。

また、本発明の粒子状物質検出装置の固定方法の他の実施形体は、管状構造体１００の代わりに、上述した本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の他の実施形体（管状構造体２００）を用いて、本発明の粒子状物質検出装置の固定方法の一の実施形体と同様に粒子状物質検出装置を配管に固定する方法である。本実施形体の粒子状物質検出装置の固定方法は、第１保持管に複数の突条が配設された管状構造体２００を用いているため、本発明の粒子状物質検出装置の固定方法の一の実施形態と比較して、より粒子状物質検出装置の破損防止効果に優れ、更に放熱性に優れた固定方法である。

また、本発明の粒子状物質検出装置の固定方法の更に他の実施形体は、管状構造体１００の代わりに、上述した本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の更に他の実施形体（管状構造体３００）を用いて、本発明の粒子状物質検出装置の固定方法の一の実施形体と同様に粒子状物質検出装置を配管に固定する方法である。本実施形体の粒子状物質検出装置の固定方法は、第１保持管が波板形状の管状構造体３００を用いているため、本発明の粒子状物質検出装置の固定方法の一の実施形態と比較して、より粒子状物質検出装置の破損防止効果に優れ、更に放熱性に優れた固定方法である。

（４）粒子状物質検出装置固定用管状構造体の製造方法：
本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態の製造方法は、特に限定されないが、例えば図１、図２に示すような粒子状物質検出装置固定用管状構造体は、以下のような方法で製造することができる。

第１保持管の作製に際しては、所定の太さ、長さ及び厚さのステンレス鋼の管（ステンレス管）を準備し、第１端部に相当する側の端部をネジ加工する。尚、図１、図２に示す粒子状物質検出装置固定用管状構造体１００の底部６に相当する部分は、管と一体切削で形成することが好ましい。そして、底部６に相当する部分に粒子状物質検出装置を通す貫通孔を形成することが好ましい。そして、外形が六角形の鍔部を溶接でステンレス管に取り付ける。上記ステンレス管の形状、大きさ等の条件は、上記本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態において好ましいとされたものが得られるようにすることが好ましい。

第２保持管の作製に際しては、所定の太さ、長さ及び厚さのステンレス鋼の管（ステンレス管）を準備し、両端部を絞るように加工し、図１、図２に示すように、一方の端部の外形を円錐台状にし、他方の端部の外形を円錐台の上に円筒が接続された形状にする。上記ステンレス管の形状、大きさ等の条件は、上記本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の一の実施形態において好ましいとされたものが得られるようにすることが好ましい。

上記第１保持管作製用に加工したステンレス管と、第２保持管作製用に加工したステンレス管とを、第１保持管のネジ加工されていない側の端部に第２保持管の一方の端部を溶接することにより接合し、図１、図２に示すような粒子状物質検出装置固定用管状構造体を得ることが好ましい。第１保持管と第２保持管とを溶接する方法としては、レーザー溶接、Ｔｉｇ溶接等が好ましい。尚、栓は所定のゴムで形成すればよい。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
図１、図２に示す形状の粒子状物質検出装置固定用管状構造体を作製した。具体的には、太さ（外径）１４ｍｍ、長さ６８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレス管を準備し、第１端部に相当する側の端部をネジ加工した。また、底部に相当する部分は、管と一体切削で形成した。底部に、中心軸に直交する断面が７．１ｍｍ×１２．１ｍｍの長方形の貫通孔を形成した。また、外形が六角形の鍔部を溶接でステンレス管のネジ部を形成した位置に隣接する位置に取り付けて、第１保持管作製用に加工したステンレス管を得た。

次に、太さ（外径）２０ｍｍ、長さ４７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレス管を準備した。そして、準備したステンレス管の両端部を絞るように加工し、図１、図２に示すように、一方の端部の外形を円錐台状にし、他方の端部の外形を円錐台の上に円筒が接続された形状にして、第２保持管作製用に加工したステンレス管を得た。円錐台状の端部の大きさは、中心軸を含む平面で切断した断面において、上底が１６．５ｍｍ、下底が２０ｍｍ、高さが３ｍｍとした。また、円錐台の上に円筒が接続された形状の端部の大きさは、円錐台状の部分を、上底１４ｍｍ、下底２０ｍｍ、高さ３ｍｍとし、円筒状の部分を、底面の直径２０ｍｍ、高さ１５ｍｍとした。

次に、上記第１保持管作製用に加工したステンレス管と、第２保持管作製用に加工したステンレス管とを、第１保持管のネジ加工されていない側の端部に第２保持管の一方の端部をレーザー溶接により溶接することにより接合し、図１、図２に示すような粒子状物質検出装置固定用管状構造体（実施例１）を得た。第２保持管内に入り込む第１保持管の長さは、８ｍｍとした。尚、下記「強度試験」及び「放熱性試験」を行うに際しては、粒子状物質検出装置固定用管状構造体内に粒子状物質を取り付ける必要があり、第１保持管作製用に加工したステンレス管内に、粒子状物質検出装置を取り付けた後に、第１保持管製用に加工したステンレス管と第２保持管作製用に加工したステンレス管とを接合した。また、底面の直径１３ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱状のゴム栓を作製し、配線が通るように貫通孔を形成した。栓の材質は、シリコンゴムとした。

得られた粒子状物質検出装置固定用管状構造体について、下記方法により、「強度試験」及び「放熱性試験」を行った。結果を表１に示す。

（強度試験）
（１）床面に垂直に立てて固定した疑似排気管に、本発明の粒子状物質検出装置固定用管状構造体（管状構造体１００）に粒子状物質検出装置を装着したものを、床面と平行になるようにして取り付ける。粒子状物質検出装置のヒーター抵抗値、静電容量値を予め測定しておく。これらを「初期の数値」とする。
（２）管状構造体１００中央部から上方５０ｍｍ離れた位置に１ｍのパイプを垂直に設置する。
（３）１００ｇの鉄球をパイプ上部からパイプ内部を落下させ、管状構造体１００に当てる（繰り返し数１０回）。
（４）粒子状物質検出装置のヒーター抵抗値、静電容量値を測定し、ヒーター抵抗値及び静電容量値の中の少なくとも一方が、上記初期の数値に対して±１０％の範囲から外れているかどうかを確認する。この段階で、ヒーター抵抗値及び静電容量値の中の少なくとも一方が、初期の数値に対して±１０％の範囲から外れている場合を「×」とした。
（５）ヒーター抵抗値及び静電容量値の両方が、初期の数値に対して±１０％の範囲内の場合、パイプを２ｍの物に交換し、（３）の場合と同様に試験を繰り返す（繰り返し数１０回）。
（６）粒子状物質検出装置のヒーター抵抗値、静電容量値を測定し、初期の数値と対比する。ヒーター抵抗値及び静電容量値の両方が、初期の数値に対して±５％の範囲内であれば「◎」とし、ヒーター抵抗値及び静電容量値の両方が、初期の数値に対して±１０％の範囲内（ヒーター抵抗値及び静電容量値の両方が、初期の数値に対して±５％の範囲内の場合を除く）であれば「○」とし、ヒーター抵抗値及び静電容量値の中の少なくとも一方が、初期の数値に対して±１０％の範囲から外れている場合を「×」とした。

（放熱性試験）
（１）管状構造体１００内部のコンタクト部材に、熱電対を組み込んで、コンタクト部材の温度を測定できるようにする。
（２）プロパンバーナーに管状構造体１００を取り付け、ガス温９００℃にて１時間加熱する。
（３）１時間経過後、加熱中のコンタクト部の温度を上記熱電対により確認し、２５０℃±１０℃なら合格とする。表１においては、コンタクト部材の温度が２５０℃±５℃の場合を「◎」とし、コンタクト部材の温度が２５０℃±１０℃（２５０℃±５℃を含まない）の場合を「○」とし、コンタクト部材の温度が２５０℃±１０℃の範囲から外れている場合を「×」とした。

強度試験及び放熱性試験に用いる粒子状物質検出装置は、通常測定に使用するものと試験比較部以外は変わらない作りとした。

（実施例２）
第１保持管の外周に図３、図４に示すような突条を形成した以外は、実施例１と同様にして、粒子状物質検出装置固定用管状構造体（実施例２）を得た。突状は、ステンレス管に切削により形成した。突条は、高さ１ｍｍ、幅１ｍｍ、第１保持管の中心軸方向における長さ３０ｍｍとし、第１保持管の外周に等間隔に２２本形成した。実施例１の場合と同様にして「強度試験」及び「放熱性試験」を行った。結果を表１に示す。

（実施例３）
第１保持管を図５に示すような波板形状にした以外は、実施例１と同様にして、粒子状物質検出装置固定用管状構造体（実施例３）を得た。波板形状は、プレスにより形成した。波板形状は、高さ（隣接する凹部を基準にした凸部の高さ）を１ｍｍとし、第１保持管の中心軸方向における長さを１５ｍｍとした。また、凸部の本数を、第１保持管の外周に等間隔に２２本とした。実施例１の場合と同様にして「強度試験」及び「放熱性試験」を行った。結果を表１に示す。

（比較例１）
図７に示すような、第２保持管４２が、第１保持管４１の第２端部から鍔部まで（鍔部は含まない）を覆うように形成した以外は、実施例１と同様にして、粒子状物質検出装置固定用管状構造体４００（比較例１）を得た。第２保持管は、太さ（外径）２０ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレス管を用いて作製した。第２保持管は、第１保持管の鍔部にレーザー溶接により接合し、第１保持管と第２保持管とにより、二重管構造になるように形成した。実施例１の場合と同様にして「強度試験」及び「放熱性試験」を行った。結果を表１に示す。図７は、比較例１の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の、中心軸を通る平面で切断した断面を示す模式図である。

表１より、実施例１〜３の粒子状物質検出装置固定用管状構造体は、比較例１の粒子状物質検出装置固定用管状構造体と比較して、強度及び放熱性に優れていることがわかる。また、実施例１，２より、第１保持管の外周に突条を形成することにより、更に強度及び放熱性に優れたものとなることがわかる。また、実施例１，２，３より、第１保持管を突条及び、波板形状にすることにより、更に強度及び放熱性に優れたものとなることがわかる。

粒子状物質検出装置を、自動車エンジンの排気管等に固定するために好適に利用することができる。

１，４１：第１保持管、２：第１端部、３：第２端部、４：固定用構造部、５：鍔部、６：底部、７:突条、１１，４２：第２保持管、１２：一方の端部、１３：中央部、１４：栓、２１：粒子状物質検出装置、２２：検出部、２３：取り出し部、２４：コンタクト部材、２５：取り出し端子、３１：凸部、３２：凹部、１００，２００，３００，４００：粒子状物質検出装置固定用管状構造体。

Claims (7)

1. 一方の端部である第１端部に固定用構造部を有する管状の第１保持管と、前記第１保持管の他方の端部である第２端部に、前記第１保持管と同軸になるように一方の端部が固定された管状の第２保持管とを備え、
   一方の端部に粒子状物質の検出部を有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置を、検出部が前記第１保持管の第１端部から外に出た状態になるとともに配線の取出し部が前記第２保持管内に位置するように内部に配置し、前記粒子状物質検出装置の検出部が排ガスの配管内に位置するように前記第１保持管の固定用構造部により排ガスの配管に固定して使用される粒子状物質検出装置固定用管状構造体。
2. 前記第１保持管が、中心軸方向に延びる複数の突条を外周全体に亘って有している請求項１に記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。
3. 前記第２保持管が、中心軸方向に延びる複数の突条を外周全体に亘って有している請求項１又は２に記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。
4. 前記突条の高さが、０．５〜５ｍｍである請求項２又は３に記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。
5. 前記第１保持管の長さが、４０〜９０ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。
6. 前記第１保持管の固定用構造部が、ネジ構造である請求項１〜５のいずれかに記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の粒子状物質検出装置固定用管状構造体の内部に、一方の端部に粒子状物質の検出部を有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置を、検出部が前記第１保持管の第１端部から外に出た状態になるとともに配線の取出し部が前記第２保持管内に位置するように配置し、
   前記粒子状物質検出装置の検出部が排ガスの配管内に位置するようにして前記第１保持管の固定用構造部により排ガスの配管に固定する粒子状物質検出装置の固定方法。

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