JP2017020802A - Fine particle sensor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine particle sensor that is resistant to occurrence of a discharge and current leakage between a discharge potential terminal member and a cylindrical body through a surface of a first insulating member even when an insulation property of the surface of the first insulating member falls.SOLUTION: A first insulating member 71 is configured to include: an alternative route SD1 on a tip end side via a first via point P1 where the shortest creepage route SCR on the tip end side from a tip most-end contact part 71n on an inner side to a tip most-end contact part 71w on an outer side is located on a side opposite a side where the tip most-end contact part 71w on the outer side is located as to an axial line direction GH when viewed from the tip most-end contact part 71n on the inner side of a creepage route CR from a contact part 71h on the inner side to a contact part 71v on the outer side through a surface of the first insulating member; and an alternative route KD1 on a base end side via a third via point P3 where the shortest creepage route KCR on the base end side from a base most-end contact part 71y on the inner side to a base most-end contact part 71x on the outer side is located on a side opposite a side where the base most-end contact part 71x on the outer side is located as to the axial line direction GH when viewed from the base most-end contact part 71y on the inner side.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、被測定ガス中の微粒子を検知する微粒子センサに関する。   The present invention relates to a fine particle sensor that detects fine particles in a gas to be measured.

内燃機関(例えば、ディーゼルエンジン)では、その排気ガス中にススなどの微粒子を含むことがある。このような微粒子を含む排気ガスは、フィルタで微粒子を捕集して浄化することが行われる。また、必要に応じてフィルタを高温にすることで、このフィルタに蓄積した微粒子を燃焼させて除去することも行われている。しかるに、フィルタが破損するなどの不具合を生じた場合には、未浄化の排気ガスが直接、フィルタの下流に排出されることとなる。そこで、排気ガス中の微粒子の量を直接計測したり、フィルタの不具合を検知すべく、排気ガス中の微粒子の量を検知可能な微粒子センサが求められている。   In an internal combustion engine (for example, a diesel engine), the exhaust gas may contain fine particles such as soot. The exhaust gas containing such fine particles is purified by collecting the fine particles with a filter. Moreover, the particulates accumulated in the filter are burned and removed by raising the temperature of the filter as necessary. However, when a problem such as breakage of the filter occurs, unpurified exhaust gas is directly discharged downstream of the filter. Therefore, there is a need for a particulate sensor capable of directly detecting the amount of particulates in exhaust gas and detecting the amount of particulates in exhaust gas in order to detect a filter failure.

このような微粒子センサとしては、例えば、特許文献1に開示されているように、第1基準電位とされる第1部材と、この第1部材との間で気中放電(コロナ放電)を生じさせる放電電極体と、を備えるものが知られている。この微粒子センサでは、微粒子を含む被測定ガス(例えば、排気ガス)が流通する通気管(例えば、排気管)に上記微粒子センサを装着した状態で、上記第1基準電位よりも高電位の放電電位を上記放電電極体に印加して、上記放電電極体と上記第1部材との間に気中放電(コロナ放電)を生じさせる。これにより、放電電極体の周囲にイオンを生成し、当該イオンを利用して被測定ガス中の微粒子を検知する。   As such a fine particle sensor, for example, as disclosed in Patent Document 1, an air discharge (corona discharge) is generated between a first member having a first reference potential and the first member. A discharge electrode body is known. In this fine particle sensor, a discharge potential higher than the first reference potential in a state where the fine particle sensor is attached to a vent pipe (for example, an exhaust pipe) through which a gas to be measured (for example, exhaust gas) containing fine particles flows. Is applied to the discharge electrode body to generate an air discharge (corona discharge) between the discharge electrode body and the first member. As a result, ions are generated around the discharge electrode body, and fine particles in the gas to be measured are detected using the ions.

特開2014−10099号公報JP 2014-10099 A

ところで、本願発明者は、図11に示すような構造の微粒子センサ510(例えば、特願2014−103518を参照)を検討している。この微粒子センサ510は、エンジンの排気管EPに装着され、排気管EP内を流通する排気ガスEG(被測定ガス)中のススなどの微粒子Sを検知する。微粒子センサ510は、第1基準電位とされる内側プロテクタ445(第1部材)と、セラミック素子400(センサ素子)とを備え、軸線方向GH(図11において上下方向)の基端側(図11において上側)から先端側(図11において下側)に延びる形態をなしている。セラミック素子400は、電気絶縁材からなり、軸線方向GHに延びる形態のセラミック基体401(絶縁基体)と、セラミック基体401に設けられた放電電極体410であって、第1基準電位よりも高電位の放電電位を印加して、内側プロテクタ445との間に気中放電(コロナ放電)を生じさせる放電電極体410と、放電電極体410に導通してセラミック基体401の表面上に形成され、放電電位とされる放電電位パッド413とを有する(図12参照)。   By the way, the inventor of the present application is examining a fine particle sensor 510 having a structure as shown in FIG. 11 (for example, see Japanese Patent Application No. 2014-103518). The fine particle sensor 510 is attached to the exhaust pipe EP of the engine and detects fine particles S such as soot in the exhaust gas EG (measured gas) flowing through the exhaust pipe EP. The fine particle sensor 510 includes an inner protector 445 (first member) that is set to a first reference potential, and a ceramic element 400 (sensor element), and a base end side in the axial direction GH (vertical direction in FIG. 11) (FIG. 11). In FIG. 11, it extends from the upper side to the tip side (lower side in FIG. 11). The ceramic element 400 includes a ceramic base 401 (insulating base) made of an electrical insulating material and extending in the axial direction GH, and a discharge electrode body 410 provided on the ceramic base 401, which has a higher potential than the first reference potential. Is applied to the inner protector 445 to generate an air discharge (corona discharge) between the inner protector 445 and the discharge electrode body 410 and is formed on the surface of the ceramic substrate 401. It has a discharge potential pad 413 to be a potential (see FIG. 12).

さらに、微粒子センサ510は、放電電位リード線461に接続され、放電電位とされる放電電位端子部材473と、金属からなり、軸線方向GHに延びる筒状をなし、内側プロテクタ445と導通して第1基準電位とされる内筒480(筒状体)と、電気絶縁材からなり、軸線方向GHに延びる筒状をなし、内筒480の内側に位置する第1絶縁部材471とを備える(図11参照)。第1絶縁部材471は、セラミック素子400のうち放電電位パッド413が位置する放電パッド部400P及び放電電位端子部材473を当該第1絶縁部材471の内部に収容し、放電電位端子部材473を放電電位パッド413に接触させつつ放電電位端子部材473を保持すると共に、放電電位端子部材473と内筒480とを電気的に絶縁する。   Further, the particle sensor 510 is connected to the discharge potential lead wire 461 and is made of a discharge potential terminal member 473 that is set to a discharge potential, and is made of metal and has a cylindrical shape extending in the axial direction GH, and is electrically connected to the inner protector 445. An inner cylinder 480 (cylindrical body) having one reference potential and a first insulating member 471 made of an electrical insulating material, extending in the axial direction GH, and positioned inside the inner cylinder 480 (see FIG. 11). The first insulating member 471 accommodates the discharge pad portion 400P where the discharge potential pad 413 is located and the discharge potential terminal member 473 in the ceramic element 400 in the first insulating member 471, and the discharge potential terminal member 473 is discharged into the discharge potential. While holding the discharge potential terminal member 473 in contact with the pad 413, the discharge potential terminal member 473 and the inner cylinder 480 are electrically insulated.

ところで、第1絶縁部材471の外側面471bは、内筒480の内周面480cと接触している(図11参照)。このため、第1絶縁部材471の表面に水滴が付着したり、第1絶縁部材471が高温になるなどして、第1絶縁部材471の表面の絶縁性が低下した場合には、第1絶縁部材471の表面を通じて、放電電位端子部材473(放電電位)と内筒480(第1基準電位)との間で、放電(スパーク放電)あるいは電流リークが発生する虞があった。   By the way, the outer side surface 471b of the first insulating member 471 is in contact with the inner peripheral surface 480c of the inner cylinder 480 (see FIG. 11). Therefore, when the surface of the first insulating member 471 is deteriorated due to water droplets adhering to the surface of the first insulating member 471 or the first insulating member 471 having a high temperature, the first insulating member There is a possibility that discharge (spark discharge) or current leakage may occur between the discharge potential terminal member 473 (discharge potential) and the inner cylinder 480 (first reference potential) through the surface of the member 471.

具体的には、第1絶縁部材471の内側面471fは、放電電位端子部材473と接触する内側接触部471hを有する。この内側接触部471hは、軸線方向GHについて最も先端側GSに位置する内側最先端接触部471nを有する(図13参照)。また、第1絶縁部材471の外側面471bは、内筒480の内周面480cと接触する外側接触部471vを有する。この外側接触部471vは、軸線方向GHについて最も先端側GSに位置する外側最先端接触部471wを有する。このため、例えば、図13に示すように、第1絶縁部材471の表面を通じて内側接触部471hから外側接触部471vに至る沿面経路CRのうち、内側最先端接触部471nから外側最先端接触部471wに至る先端側最短沿面経路SCRで、放電電位端子部材473と内筒480との間でスパーク放電が発生する虞があった。このような放電(スパーク放電)あるいは電流リークが発生すると、被測定ガス中の微粒子を適切に検知することができなくなる虞があった。   Specifically, the inner side surface 471 f of the first insulating member 471 has an inner contact portion 471 h that contacts the discharge potential terminal member 473. The inner contact portion 471h includes an innermost frontmost contact portion 471n located on the most distal side GS in the axial direction GH (see FIG. 13). In addition, the outer surface 471 b of the first insulating member 471 has an outer contact portion 471 v that contacts the inner peripheral surface 480 c of the inner cylinder 480. The outer contact portion 471v has an outermost distal contact portion 471w located on the most distal side GS in the axial direction GH. Therefore, for example, as shown in FIG. 13, in the creeping path CR from the inner contact portion 471 h to the outer contact portion 471 v through the surface of the first insulating member 471, the inner most distal contact portion 471 n to the outer most distal contact portion 471 w. There is a possibility that spark discharge may occur between the discharge potential terminal member 473 and the inner cylinder 480 in the shortest creepage path SCR leading to the front end. When such discharge (spark discharge) or current leak occurs, there is a possibility that fine particles in the gas to be measured cannot be detected properly.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、第1絶縁部材の表面の絶縁性が低下した場合でも、第1絶縁部材の表面を通じた、放電電位端子部材と金属からなる筒状体との間での放電及び電流リークが発生し難い微粒子センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and even when the insulating property of the surface of the first insulating member is lowered, the cylinder made of the discharge potential terminal member and the metal through the surface of the first insulating member. It is an object of the present invention to provide a fine particle sensor in which discharge and current leakage are unlikely to occur with a state body.

本発明の一態様は、第1基準電位とされる第1部材と、電気絶縁材からなり、軸線方向に延びる形態の絶縁基体、上記絶縁基体に設けられた放電電極体であって、上記第1基準電位よりも高電位の放電電位を印加して、上記第1部材との間に気中放電を生じさせる放電電極体、及び、上記放電電極体に導通して上記絶縁基体の表面上に形成され、上記放電電位とされる放電電位パッド、を有するセンサ素子と、を備え、上記軸線方向の基端側から先端側に延びる形態をなす微粒子センサであって、放電電位リード線に接続され、上記放電電位とされる放電電位端子部材と、金属からなり、上記軸線方向に延びる筒状をなし、上記第1部材と導通して上記第1基準電位とされる筒状体と、電気絶縁材からなり、上記軸線方向に延びる筒状をなし、上記筒状体の内側に位置する第1絶縁部材であって、上記センサ素子のうち上記放電電位パッドが位置する放電パッド部及び上記放電電位端子部材を当該第1絶縁部材の内部に収容し、上記放電電位端子部材を上記放電電位パッドに接触させつつ上記放電電位端子部材を保持すると共に、上記放電電位端子部材と上記筒状体との間を電気的に絶縁する第1絶縁部材と、を備え、上記第1絶縁部材の内側面は、上記放電電位端子部材と接触する内側接触部を有し、上記内側接触部は、当該内側接触部のうち上記軸線方向について最も上記先端側に位置する内側最先端接触部と、上記軸線方向について最も上記基端側に位置する内側最基端接触部と、を有し、上記第1絶縁部材の外側面は、上記筒状体の内周面と接触する外側接触部を有し、上記外側接触部は、当該外側接触部のうち上記軸線方向について最も上記先端側に位置する外側最先端接触部と、上記軸線方向について最も上記基端側に位置する外側最基端接触部と、を有し、上記第1絶縁部材は、上記第1絶縁部材の表面を通じて上記内側接触部から上記外側接触部に至る沿面経路のうち、上記内側最先端接触部から上記外側最先端接触部に至る先端側最短沿面経路が、上記内側最先端接触部から見て、上記軸線方向について上記外側最先端接触部が位置する側とは反対側に位置する第1経由点、または、上記外側最先端接触部から見て、上記軸線方向について上記内側最先端接触部が位置する側とは反対側に位置する第2経由点、を経由する先端側迂回経路を含み、且つ、上記沿面経路のうち、上記内側最基端接触部から上記外側最基端接触部に至る基端側最短沿面経路が、上記内側最基端接触部から見て、上記軸線方向について上記外側最基端接触部が位置する側とは反対側に位置する第3経由点、または、上記外側最基端接触部から見て、上記軸線方向について上記内側最基端接触部が位置する側とは反対側に位置する第4経由点、を経由する基端側迂回経路を含む形態をなす微粒子センサである。   One aspect of the present invention is a first member having a first reference potential, an insulating base made of an electrical insulating material and extending in the axial direction, and a discharge electrode body provided on the insulating base, A discharge potential higher than one reference potential and causing an air discharge between the first member and the discharge electrode body, and the discharge electrode body is electrically connected to the surface of the insulating substrate; And a sensor element having a discharge potential pad formed as the discharge potential, and having a configuration extending from the base end side to the tip end side in the axial direction, and being connected to the discharge potential lead wire. A discharge potential terminal member to be the discharge potential; a cylindrical body made of metal and extending in the axial direction; electrically connected to the first member to be the first reference potential; and electrical insulation Made of material and has a cylindrical shape that extends in the axial direction A first insulating member located inside the cylindrical body, wherein the discharge pad portion of the sensor element where the discharge potential pad is located and the discharge potential terminal member are housed inside the first insulating member; Holding the discharge potential terminal member while bringing the discharge potential terminal member into contact with the discharge potential pad, and electrically insulating between the discharge potential terminal member and the cylindrical body, And the inner surface of the first insulating member has an inner contact portion that contacts the discharge potential terminal member, and the inner contact portion is located on the most distal side in the axial direction among the inner contact portions. An innermost distal end contact portion and an innermost proximal end contact portion located closest to the proximal end side in the axial direction, and an outer surface of the first insulating member is an inner peripheral surface of the cylindrical body. Has an outer contact portion to contact and The outer contact portion includes an outer most distal contact portion positioned closest to the distal end in the axial direction and an outermost proximal contact portion positioned closest to the proximal end in the axial direction. And the first insulating member has a tip extending from the inner most distal contact portion to the outer most distal contact portion in a creeping path from the inner contact portion to the outer contact portion through the surface of the first insulating member. A side shortest creepage path is a first via point located on the opposite side to the side on which the outer most distal contact portion is located in the axial direction when viewed from the inner most distal contact portion, or the outer most distal contact portion. As viewed from the front end side detour route passing through the second via point located on the opposite side to the side where the inner most advanced contact portion is located in the axial direction, and the inner side of the creeping route Above the most proximal contact The proximal-side shortest creepage path leading to the outermost proximal end contact portion is located on the side opposite to the side where the outermost proximal end contact portion is located in the axial direction when viewed from the innermost proximal contact portion. A proximal end passing through a third waypoint or a fourth waypoint located on the side opposite to the side where the innermost proximal contact portion is located in the axial direction as viewed from the outermost proximal contact portion. It is a fine particle sensor having a form including a side detour path.

上述の微粒子センサでは、第1絶縁部材が、以下のような形態とされている。具体的には、第1絶縁部材は、第1絶縁部材の表面を通じて内側接触部(第1絶縁部材の内側面のうち放電電位端子部材と接触する部位)から外側接触部(第1絶縁部材の外側面のうち筒状体の内周面と接触する部位)に至る沿面経路のうち、内側最先端接触部(内側接触部のうち軸線方向について最も先端側に位置する部位)から外側最先端接触部(外側接触部のうち上記軸線方向について最も上記先端側に位置する部位)に至る先端側最短沿面経路が、「内側最先端接触部から見て、軸線方向について外側最先端接触部が位置する側とは反対側(すなわち、軸線方向について外側最先端接触部から遠ざかる側)に位置する第1経由点」、または、「外側最先端接触部から見て、軸線方向について内側最先端接触部が位置する側とは反対側(すなわち、軸線方向について内側最先端接触部から遠ざかる側)に位置する第2経由点」を経由する先端側迂回経路を含む形態とされている。
このように、第1絶縁部材の形態を、先端側最短沿面経路に上述のような迂回経路(先端側迂回経路)が含まれる形態とすることで、先端側最短沿面経路に迂回経路が含まれない形態とした場合に比べて、先端側迂回経路の長さの分だけ先端側最短沿面経路を長くすることができる。
In the fine particle sensor described above, the first insulating member has the following form. Specifically, the first insulating member passes through the surface of the first insulating member from the inner contact portion (the portion of the inner surface of the first insulating member that contacts the discharge potential terminal member) to the outer contact portion (of the first insulating member). Out of the creeping path leading to the inner peripheral surface of the cylindrical body of the outer surface, the innermost contact portion (the portion of the inner contact portion located closest to the tip in the axial direction) is the outermost contact point. The tip side shortest creepage path leading to the portion (the portion of the outer contact portion that is located closest to the tip side in the axial direction) is “the outermost tip contact portion is located in the axial direction as viewed from the inner tip contact portion. The first via point located on the opposite side to the side (ie, the side away from the outer cutting edge contact portion in the axial direction), or “the inner cutting edge contact portion in the axial direction as viewed from the outer cutting edge contact portion” Opposite side That is, there is a form that includes a distal end side detour path passing through the second via-points "located on the side) away about axially from the inner cutting edge contact.
As described above, the first insulating member is configured such that the tip-side shortest creepage path includes the above-described detour path (tip-side detour path), so that the tip-side shortest creepage path includes the detour path. Compared with the case where there is no configuration, it is possible to lengthen the tip side shortest creepage route by the length of the tip side detour route.

さらに、上述の微粒子センサでは、第1絶縁部材が、以下のような形態とされている。具体的には、第1絶縁部材は、内側最基端接触部(内側接触部のうち軸線方向について最も基端側に位置する部位)から外側最基端接触部(外側接触部のうち軸線方向について最も基端側に位置する部位)に至る基端側最短沿面経路が、「内側最基端接触部から見て、軸線方向について外側最基端接触部が位置する側とは反対側(すなわち、軸線方向について外側最基端接触部から遠ざかる側)に位置する第3経由点」、または、「外側最基端接触部から見て、上記軸線方向について上記内側最基端接触部が位置する側とは反対側(すなわち、軸線方向について内側最基端接触部から遠ざかる側)に位置する第4経由点」を経由する基端側迂回経路を含む形態とされている。
このように、第1絶縁部材の形態を、基端側最短沿面経路に上述のような迂回経路(基端側迂回経路)が含まれる形態とすることで、基端側最短沿面経路に迂回経路が含まれない形態とした場合に比べて、基端側迂回経路の長さの分だけ基端側最短沿面経路を長くすることができる。
Further, in the fine particle sensor described above, the first insulating member has the following form. Specifically, the first insulating member is formed from the innermost proximal end contact portion (the portion of the inner contact portion located closest to the proximal end side in the axial direction) to the outermost proximal end contact portion (the axial direction of the outer contact portion). The shortest creepage path on the base end side that reaches the most proximal end portion is “on the side opposite to the side on which the outermost proximal contact portion is positioned in the axial direction as viewed from the innermost proximal contact portion (that is, , A third via point located on the side away from the outermost proximal contact portion in the axial direction), or “the innermost proximal contact portion in the axial direction as viewed from the outermost proximal contact portion. It is configured to include a proximal-side detour path that passes through a “fourth waypoint located on the opposite side to the side (that is, the side away from the innermost proximal-end contact portion in the axial direction)”.
As described above, the first insulating member is configured such that the shortest creepage path on the base end side includes the detour path as described above (the detour path on the base end side), so that the detour path on the shortest creepage path on the base end side. Compared to the case where the shape is not included, the shortest creepage path on the base end side can be lengthened by the length of the detour path on the base end side.

従って、上述の微粒子センサでは、第1絶縁部材の表面に水滴が付着したり、第1絶縁部材が高温になるなどして、第1絶縁部材の表面の絶縁性が低下した場合でも、第1絶縁部材の表面を通じた、放電電位端子部材と筒状体との間での放電及び電流リークが、発生し難くなる。   Therefore, in the above-described fine particle sensor, even if water droplets adhere to the surface of the first insulating member or the temperature of the first insulating member becomes high, the first insulating member has a reduced insulating property on the surface of the first insulating member. Discharge and current leakage between the discharge potential terminal member and the cylindrical body through the surface of the insulating member are less likely to occur.

なお、絶縁基体に放電電極体を設けたセンサ素子としては、例えば、アルミナなどの絶縁性セラミックからなるセラミック基体に、放電電極体の一部を内包したものが挙げられる。また、例えば、セラミック基体の表面に放電電極体を形成した上で、その一部をガラスコートして放電電極体を埋設することにより、セラミック基体及びガラスコートからなる絶縁基体に放電電極体を設けたセンサ素子も挙げられる。   Examples of the sensor element in which the discharge electrode body is provided on the insulating base include a ceramic base made of an insulating ceramic such as alumina and a part of the discharge electrode body included. In addition, for example, after forming a discharge electrode body on the surface of a ceramic substrate, a discharge electrode body is provided on an insulating substrate made of a ceramic substrate and a glass coat by partially coating the discharge electrode body with a glass coat. Also included are sensor elements.

さらに、上記の微粒子センサであって、前記センサ素子は、前記絶縁基体の表面上に形成され、前記放電電位とは異なる異電位とされる異電位パッドを有し、前記微粒子センサは、異電位リード線に接続され、上記異電位とされる異電位端子部材と、電気絶縁材からなり、上記軸線方向に延びる筒状をなし、前記第1絶縁部材に対し前記軸線方向に隣接する第2絶縁部材であって、上記センサ素子のうち上記異電位パッドが位置する異電位パッド部及び上記異電位端子部材を当該第2絶縁部材の内部に収容し、上記異電位端子部材を上記異電位パッドに接触させつつ上記異電位端子部材を保持する第2絶縁部材と、を備え、前記筒状体は、上記第2絶縁部材に接触して、上記軸線方向について上記第2絶縁部材及び上記第1絶縁部材を固定する固定部を有する微粒子センサとすると良い。   Further, in the fine particle sensor, the sensor element has a different potential pad formed on a surface of the insulating base and having a different potential different from the discharge potential, and the fine particle sensor has a different potential. A second electric potential terminal member connected to a lead wire and made of the different electric potential, and made of an electrically insulating material, has a cylindrical shape extending in the axial direction, and is adjacent to the first insulating member in the axial direction. A different potential pad portion where the different potential pad is located in the sensor element and the different potential terminal member are housed in the second insulating member, and the different potential terminal member is accommodated in the different potential pad. A second insulating member that holds the different potential terminal member in contact with the cylindrical member, and the cylindrical body is in contact with the second insulating member, and the second insulating member and the first insulating member in the axial direction. Fix the member May the fine particle sensor having a fixed portion.

上述の微粒子センサは、前述のように、第1絶縁部材の外側面が、筒状体の内周面と接触する外側接触部を有している。このように、第1絶縁部材の外側面(外周面)を、当該第1絶縁部材の径方向外側に位置する筒状体の内周面に接触させることで、第1絶縁部材を径方向に固定することができる。   As described above, the fine particle sensor has an outer contact portion in which the outer surface of the first insulating member is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body. In this way, the first insulating member is brought into the radial direction by bringing the outer surface (outer peripheral surface) of the first insulating member into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body located on the radially outer side of the first insulating member. Can be fixed.

さらに、上述の微粒子センサは、電気絶縁材からなり、軸線方向に延びる筒状をなし、第1絶縁部材に対し軸線方向に隣接する第2絶縁部材を備えている。この第2絶縁部材は、センサ素子の異電位パッド部及び異電位端子部材を当該第2絶縁部材の内部に収容し、異電位端子部材を異電位パッドに接触させつつ異電位端子部材を保持する絶縁部材である。さらに、上述の微粒子センサは、筒状体が、この第2絶縁部材に接触して、軸線方向について第2絶縁部材及び第1絶縁部材を固定する固定部を有している。従って、上述の微粒子センサでは、第1絶縁部材を、筒状体に対して、径方向のみならず軸線方向についても固定することができる。   Further, the fine particle sensor described above is made of an electrical insulating material, has a cylindrical shape extending in the axial direction, and includes a second insulating member adjacent to the first insulating member in the axial direction. The second insulating member accommodates the different potential pad portion and the different potential terminal member of the sensor element in the second insulating member, and holds the different potential terminal member while bringing the different potential terminal member into contact with the different potential pad. It is an insulating member. Furthermore, in the above-described fine particle sensor, the cylindrical body has a fixing portion that contacts the second insulating member and fixes the second insulating member and the first insulating member in the axial direction. Therefore, in the fine particle sensor described above, the first insulating member can be fixed to the cylindrical body not only in the radial direction but also in the axial direction.

実施形態にかかる微粒子センサを搭載した車両の概略図である。It is the schematic of the vehicle carrying the particulate sensor concerning embodiment. 実施形態にかかる微粒子センサの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fine particle sensor concerning embodiment. 同微粒子センサの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the particulate sensor. 微粒子検知システムの概略図である。It is a schematic diagram of a particulate detection system. 微粒子センサを構成するセラミック素子の斜視図である。It is a perspective view of the ceramic element which comprises a fine particle sensor. 同セラミック素子の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the ceramic element. 実施形態にかかる微粒子検知システムの説明図である。It is explanatory drawing of the microparticle detection system concerning embodiment. 実施形態にかかる微粒子センサの縦断面図の一部である。It is a part of longitudinal section of the particulate sensor concerning an embodiment. 図8のC部拡大図である。It is the C section enlarged view of FIG. 変形形態にかかる微粒子センサの拡大図である。It is an enlarged view of the particulate sensor concerning a modification. 参考形態にかかる微粒子センサの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the particulate sensor concerning a reference form. 同微粒子センサを構成するセラミック素子の斜視図である。It is a perspective view of the ceramic element which comprises the fine particle sensor. 図11のD部拡大図である。It is the D section enlarged view of FIG.

(実施形態)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、実施形態にかかる微粒子検知システム1を搭載した車両AMの概略図である。図2は、本実施形態にかかる微粒子センサ10の断面図である。図3は、微粒子センサ10の分解斜視図である。図4は、微粒子検知システム1の概略図である。但し、図4では、微粒子検知システム1に含まれる制御装置200を中心に図示し、微粒子センサ10については一部(電線165等)のみを図示している。なお、図2において、微粒子センサ10の軸線方向GH(軸線AXが延びる方向、図2において上下方向)のうち、内側プロテクタ45が配置された側(図2において下方)を先端側GS、これと反対側の電線165,166等が延出する側(図2において上方)を基端側GKとする。
(Embodiment)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle AM equipped with a particulate detection system 1 according to the embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the particle sensor 10 according to the present embodiment. FIG. 3 is an exploded perspective view of the particle sensor 10. FIG. 4 is a schematic diagram of the particulate detection system 1. However, in FIG. 4, the control device 200 included in the particle detection system 1 is mainly illustrated, and only a part of the particle sensor 10 (such as the electric wire 165) is illustrated. In FIG. 2, the side (downward in FIG. 2) on which the inner protector 45 is disposed in the axial direction GH of the particulate sensor 10 (the direction in which the axis AX extends, the vertical direction in FIG. 2) is the tip side GS, The side (upward in FIG. 2) from which the opposite electric wires 165, 166 and the like extend is defined as a base end side GK.

微粒子検知システム1(以下、単にシステム1ともいう)は、図1に示すように、微粒子センサ10と制御装置200とからなる。このシステム1は、車両AMに搭載したエンジンENGの排気管EPに装着され、排気管EP内を流通する排気ガスEG(被測定ガス)中のススなどの微粒子Sを検知する。詳細には、微粒子センサ10が、排気管EPに固定され、その先端側の一部が排気管EP内に配置されて、排気ガスEGに晒される(図2参照)。   The particulate detection system 1 (hereinafter also simply referred to as the system 1) includes a particulate sensor 10 and a control device 200 as shown in FIG. This system 1 is mounted on an exhaust pipe EP of an engine ENG mounted on a vehicle AM, and detects fine particles S such as soot in an exhaust gas EG (measured gas) flowing through the exhaust pipe EP. Specifically, the particulate sensor 10 is fixed to the exhaust pipe EP, and a part of the tip side thereof is disposed in the exhaust pipe EP and exposed to the exhaust gas EG (see FIG. 2).

制御装置200は、電線165〜168を介して微粒子センサ10に接続されており、微粒子センサ10を駆動するとともに、後述する信号電流Isを検知する回路を有している(図1、図4参照)。電線165〜168のうち、電線165,166は、三重同軸ケーブル(トライアキシャルケーブル)であり、電線167,168は、細径で単芯の絶縁電線である。このうち、電線165は、芯線(中心導体)として放電電位リード線161を含み、電線166は、芯線(中心導体)として補助電位リード線162を含む(図3,図4参照)。また、電線167は、芯線として第1ヒータリード線163を含み、電線168は、芯線として第2ヒータリード線164を含む(図3,図4参照)。   The control device 200 is connected to the particle sensor 10 via electric wires 165 to 168, and has a circuit that drives the particle sensor 10 and detects a signal current Is described later (see FIGS. 1 and 4). ). Among the electric wires 165 to 168, the electric wires 165 and 166 are triple coaxial cables (triaxial cables), and the electric wires 167 and 168 are small-diameter single-core insulated wires. Among these, the electric wire 165 includes a discharge potential lead wire 161 as a core wire (center conductor), and the electric wire 166 includes an auxiliary potential lead wire 162 as a core wire (center conductor) (see FIGS. 3 and 4). The electric wire 167 includes a first heater lead wire 163 as a core wire, and the electric wire 168 includes a second heater lead wire 164 as a core wire (see FIGS. 3 and 4).

次に、制御装置200について、図4を参照して説明する。制御装置200は、信号電流検知回路230及びヒータ通電回路226を含む計測制御回路220と、イオン源電源回路210と、補助電極電源回路240とを有している。   Next, the control device 200 will be described with reference to FIG. The control device 200 includes a measurement control circuit 220 including a signal current detection circuit 230 and a heater energization circuit 226, an ion source power supply circuit 210, and an auxiliary electrode power supply circuit 240.

このうち、イオン源電源回路210は、センサGND電位SGNDとされる第1出力端211と、放電電位PV2とされる第2出力端212とを有している。第2出力端212は、放電電位リード線161に接続されている。放電電位PV2は、センサGND電位SGNDを基準として、正の高電位(例えば、1〜2kV)とされている。なお、イオン源電源回路210は、その出力電流についてフィードバック制御され、自律的に、その実効値が予め定めた電流値(例えば、5μA)を保つ定電流電源を構成している。   Among these, the ion source power supply circuit 210 has a first output terminal 211 having a sensor GND potential SGND and a second output terminal 212 having a discharge potential PV2. The second output terminal 212 is connected to the discharge potential lead wire 161. The discharge potential PV2 is set to a positive high potential (for example, 1 to 2 kV) with reference to the sensor GND potential SGND. The ion source power supply circuit 210 constitutes a constant current power source that is feedback-controlled for its output current and autonomously maintains its effective value at a predetermined current value (for example, 5 μA).

一方、補助電極電源回路240は、センサGND電位SGNDとされる補助第1出力端241と、補助電位PV3(放電電位PV2とは異なる異電位)とされる補助第2出力端242とを有している。補助第2出力端242は、補助電位リード線162に接続されている。補助電位PV3は、センサGND電位SGNDを基準として、正の直流高電位とされている。但し、補助電位PV3は、放電電位PV2のピーク電位よりも低い電位(例えば、DC100〜200Vの電位)とされている。   On the other hand, the auxiliary electrode power circuit 240 has an auxiliary first output terminal 241 that is set to the sensor GND potential SGND, and an auxiliary second output terminal 242 that is set to the auxiliary potential PV3 (different potential different from the discharge potential PV2). ing. The auxiliary second output terminal 242 is connected to the auxiliary potential lead wire 162. The auxiliary potential PV3 is a positive DC high potential with reference to the sensor GND potential SGND. However, the auxiliary potential PV3 is lower than the peak potential of the discharge potential PV2 (for example, a potential of DC 100 to 200 V).

さらに、計測制御回路220のうち、信号電流検知回路230は、信号入力端231と接地入力端232とを有している。このうち、信号入力端231は、センサGND電位SGNDとされるイオン源電源回路210の第1出力端211に接続している。一方、接地入力端232は、シャーシGND電位CGNDに接続している。シャーシGND電位CGNDとセンサGND電位SGNDとは、互いに電気的に絶縁されている。このような構成により、信号電流検知回路230は、信号入力端231(センサGND電位SGND)と接地入力端232(シャーシGND電位CGND)との間を流れる信号電流Isを検知する。   Further, in the measurement control circuit 220, the signal current detection circuit 230 has a signal input terminal 231 and a ground input terminal 232. Among these, the signal input terminal 231 is connected to the first output terminal 211 of the ion source power supply circuit 210 that is set to the sensor GND potential SGND. On the other hand, the ground input terminal 232 is connected to the chassis GND potential CGND. Chassis GND potential CGND and sensor GND potential SGND are electrically insulated from each other. With such a configuration, the signal current detection circuit 230 detects the signal current Is flowing between the signal input terminal 231 (sensor GND potential SGND) and the ground input terminal 232 (chassis GND potential CGND).

また、ヒータ通電回路226は、PWM制御によって、後述するセラミック素子100のヒータ部130に通電する回路である。このヒータ通電回路226は、第1ヒータリード線163に接続される第1ヒータ通電端226aと、第2ヒータリード線164に接続される第2ヒータ通電端226bを有する。なお、第2ヒータ通電端226b及び第2ヒータリード線164は、シャーシGND電位CGNDに導通して、このシャーシGND電位CGNDとされている。また、第1ヒータ通電端226a及び第1ヒータリード線163は、シャーシGND電位CGNDを基準とした電位とされている。   The heater energization circuit 226 is a circuit that energizes a heater portion 130 of the ceramic element 100 described later by PWM control. The heater energization circuit 226 has a first heater energization end 226 a connected to the first heater lead 163 and a second heater energization end 226 b connected to the second heater lead 164. The second heater energization end 226b and the second heater lead wire 164 are electrically connected to the chassis GND potential CGND and set to the chassis GND potential CGND. In addition, the first heater energization end 226a and the first heater lead wire 163 are set to potentials based on the chassis GND potential CGND.

また、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240は、センサGND電位SGNDとされる内側回路ケース250に包囲されている。イオン源電源回路210の第1出力端211、補助電極電源回路240の補助第1出力端241、及び、信号電流検知回路230の信号入力端231は、この内側回路ケース250に接続している。   Further, the ion source power supply circuit 210 and the auxiliary electrode power supply circuit 240 are surrounded by an inner circuit case 250 that is set to the sensor GND potential SGND. The first output terminal 211 of the ion source power circuit 210, the auxiliary first output terminal 241 of the auxiliary electrode power circuit 240, and the signal input terminal 231 of the signal current detection circuit 230 are connected to the inner circuit case 250.

なお、本実施形態では、内側回路ケース250は、イオン源電源回路210、補助電極電源回路240、及び、絶縁トランス270の二次側鉄心271Bを収容して包囲すると共に、イオン源電源回路210の第1出力端211及び補助電極電源回路240の補助第1出力端241に導通して、センサGND電位SGNDとされている。また、イオン源電源回路210の第1出力端211及び補助電極電源回路240の補助第1出力端241は、電線165,166の同軸二重の外部導体165G,166Gのうち、センサGND電位SGNDとされる内側の外部導体165G1,166G1に導通している。   In the present embodiment, the inner circuit case 250 encloses and surrounds the ion source power circuit 210, the auxiliary electrode power circuit 240, and the secondary iron core 271B of the insulating transformer 270. The sensor GND potential SGND is established by conducting to the first output terminal 211 and the auxiliary first output terminal 241 of the auxiliary electrode power circuit 240. The first output terminal 211 of the ion source power circuit 210 and the auxiliary first output terminal 241 of the auxiliary electrode power circuit 240 are connected to the sensor GND potential SGND of the coaxial double outer conductors 165G and 166G of the electric wires 165 and 166, respectively. Are connected to the inner outer conductors 165G1 and 166G1.

絶縁トランス270は、その鉄心271が、一次側コイル272を捲回した一次側鉄心271Aと、電源回路側コイル273及び補助電極電源側コイル274が捲回された二次側鉄心271Bとに、分離して構成されている。このうち、一次側鉄心271Aは、シャーシGND電位CGNDに導通している。一方、二次側鉄心271Bは、センサGND電位SGND(イオン源電源回路210の第1出力端211)に導通している。   The insulation transformer 270 is separated into a primary side core 271A in which the iron core 271 is wound around the primary side coil 272 and a secondary side iron core 271B in which the power supply circuit side coil 273 and the auxiliary electrode power source side coil 274 are wound. Configured. Of these, the primary iron core 271A is electrically connected to the chassis GND potential CGND. On the other hand, the secondary iron core 271B is electrically connected to the sensor GND potential SGND (the first output terminal 211 of the ion source power supply circuit 210).

さらに、イオン源電源回路210、補助電極電源回路240、内側回路ケース250、及び、信号電流検知回路230とヒータ通電回路226とを含む計測制御回路220は、シャーシGND電位CGNDとされる外側回路ケース260に包囲されている。さらに、信号電流検知回路230の接地入力端232、ヒータ通電回路226の第2ヒータ通電端226b、及び、絶縁トランス270の一次側鉄心271Aは、この外側回路ケース260に接続して、シャーシGND電位CGNDとされている。   Further, the ion source power supply circuit 210, the auxiliary electrode power supply circuit 240, the inner circuit case 250, and the measurement control circuit 220 including the signal current detection circuit 230 and the heater energization circuit 226 have an outer circuit case having a chassis GND potential CGND. 260. Further, the ground input terminal 232 of the signal current detection circuit 230, the second heater power supply terminal 226b of the heater power supply circuit 226, and the primary side iron core 271A of the insulation transformer 270 are connected to the outer circuit case 260 to be connected to the chassis GND potential. CGND.

なお、本実施形態では、外側回路ケース260は、その内部に、イオン源電源回路210、補助電極電源回路240、内側回路ケース250、信号電流検知回路230とヒータ通電回路226とを含む計測制御回路220、及び、絶縁トランス270の一次側鉄心271Aを収容して包囲している。さらに、この外側回路ケース260は、電線165,166の同軸二重の外部導体165G,166Gのうち、シャーシGND電位CGNDとされる外側の外部導体165G2,166G2に導通している。   In the present embodiment, the outer circuit case 260 includes therein an ion source power supply circuit 210, an auxiliary electrode power supply circuit 240, an inner circuit case 250, a signal current detection circuit 230, and a heater energization circuit 226. 220 and the primary side iron core 271A of the insulating transformer 270 are accommodated and enclosed. Further, the outer circuit case 260 is electrically connected to the outer outer conductors 165G2 and 166G2 of the coaxial double outer conductors 165G and 166G of the electric wires 165 and 166, which are set to the chassis GND potential CGND.

計測制御回路220は、レギュレータ電源PSを内蔵している。なお、このレギュレータ電源PSは、電源配線BCを通じて、車両AMに搭載された外部のバッテリBTと接続されており、このバッテリBTで駆動される。また、バッテリBTのGND電位は、シャーシGND電位CGNDと共通にされている。   The measurement control circuit 220 includes a regulator power source PS. The regulator power supply PS is connected to an external battery BT mounted on the vehicle AM through the power supply wiring BC, and is driven by the battery BT. Further, the GND potential of the battery BT is made common to the chassis GND potential CGND.

また、計測制御回路220は、マイクロプロセッサ202を含み、通信線CCを介して内燃機関を制御する制御ユニットECUと通信可能となっている。これにより、前述した信号電流検知回路230の測定結果(信号電流Isの大きさ)、あるいは、これを微粒子量などに換算した値などを、制御ユニットECUに送信可能となっている。   The measurement control circuit 220 includes a microprocessor 202 and can communicate with a control unit ECU that controls the internal combustion engine via a communication line CC. As a result, the measurement result (the magnitude of the signal current Is) of the signal current detection circuit 230 described above or a value obtained by converting the measurement result into the amount of fine particles can be transmitted to the control unit ECU.

また、レギュレータ電源PSを通じて、外部から計測制御回路220に入力された電力の一部は、絶縁トランス270を介して、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240に分配される。なお、絶縁トランス270においては、計測制御回路220の一部をなす一次側コイル272と、イオン源電源回路210の一部をなす電源回路側コイル273と、補助電極電源回路240の一部をなす補助電極電源側コイル274と、鉄心271(一次側鉄心271A,二次側鉄心271B)とは、互いに電気的に絶縁されている。このため、計測制御回路220から、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240に電力を分配できる一方、これらの間の電気的絶縁を保つことができる。   Further, part of the electric power input from the outside to the measurement control circuit 220 through the regulator power supply PS is distributed to the ion source power supply circuit 210 and the auxiliary electrode power supply circuit 240 through the insulating transformer 270. The insulating transformer 270 forms a primary coil 272 that forms part of the measurement control circuit 220, a power circuit coil 273 that forms part of the ion source power circuit 210, and a part of the auxiliary electrode power circuit 240. The auxiliary electrode power supply side coil 274 and the iron core 271 (primary side iron core 271A, secondary side iron core 271B) are electrically insulated from each other. For this reason, while electric power can be distributed from the measurement control circuit 220 to the ion source power supply circuit 210 and the auxiliary electrode power supply circuit 240, electrical insulation between them can be maintained.

次に、微粒子センサ10について、図2及び図3を参照して説明する。
微粒子センサ10は、図2に示すように、軸線方向GH(図2において上下方向)の基端側(図2において上側)から先端側(図2において下側)に延びる形態をなしている。この微粒子センサ10は、軸線方向GHに延びる板状をなし、気中放電によりイオンを生成するセラミック素子100(センサ素子)を備える。このほか、このセラミック素子100と電気的絶縁を確保しつつ、セラミック素子100を保持し、且つ、センサGND電位SGNDとされる主体金具50を備える。また、主体金具50と電気的絶縁を確保しつつ、主体金具50を囲んで保持し、且つ、排気管EPに取り付けられて、シャーシGND電位CGNDとされる取り付け金具90を備える。
Next, the particle sensor 10 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the particle sensor 10 has a configuration extending from the base end side (upper side in FIG. 2) to the front end side (lower side in FIG. 2) in the axial direction GH (vertical direction in FIG. 2). The fine particle sensor 10 has a plate shape extending in the axial direction GH, and includes a ceramic element 100 (sensor element) that generates ions by air discharge. In addition, a metal shell 50 is provided which holds the ceramic element 100 while ensuring electrical insulation from the ceramic element 100 and is used as the sensor GND potential SGND. In addition, a mounting bracket 90 is provided that surrounds and holds the metallic shell 50 and is attached to the exhaust pipe EP and has a chassis GND potential CGND while ensuring electrical insulation with the metallic shell 50.

より具体的には、微粒子センサ10は、自身の先端側GSに、筒状の取り付け金具90を備える。この取り付け金具90は、径方向外側に膨出して外形六角形状をなすフランジ部91を有する。さらに、この取り付け金具90は、フランジ部91よりも先端側GSの先端部90sの外周に、微粒子センサ10を排気管EPに固定するための雄ネジを有する。従って、微粒子センサ10は、取り付け金具90の先端部90sの雄ネジを用いて、排気管EPに別途固定された金属製の取付用ボスBOに取り付けられ、この取付用ボスBOを介して、排気管EPに固定される。このため、取り付け金具90は、排気管EPと同じシャーシGND電位CGNDとされる。   More specifically, the fine particle sensor 10 includes a cylindrical mounting bracket 90 on its front end side GS. The mounting bracket 90 has a flange portion 91 that bulges outward in the radial direction and forms an outer shape hexagon. Further, the mounting bracket 90 has a male screw for fixing the particulate sensor 10 to the exhaust pipe EP on the outer periphery of the distal end portion 90 s on the distal end side GS from the flange portion 91. Accordingly, the particulate sensor 10 is attached to a metal mounting boss BO that is separately fixed to the exhaust pipe EP using a male screw at the tip end 90s of the mounting bracket 90, and the exhaust gas is exhausted through the mounting boss BO. Fixed to the tube EP. For this reason, the mounting bracket 90 is set to the same chassis GND potential CGND as the exhaust pipe EP.

また、取り付け金具90の基端側GKには、金属製で筒状の外筒95が固設されている。具体的には、取り付け金具90の基端部90kに、外筒95の先端部95sが外嵌され、取り付け金具90の基端部90kと外筒95の先端部95sとがレーザ溶接されることで、取り付け金具90と外筒95とが一体とされている。   Further, a metal-made cylindrical outer cylinder 95 is fixed to the proximal end side GK of the mounting bracket 90. Specifically, the distal end portion 95s of the outer cylinder 95 is fitted on the proximal end portion 90k of the mounting bracket 90, and the proximal end portion 90k of the mounting bracket 90 and the distal end portion 95s of the outer barrel 95 are laser welded. Thus, the mounting bracket 90 and the outer cylinder 95 are integrated.

取り付け金具90の径方向内側には、電気絶縁材からなる第1絶縁スペーサ60及び第2絶縁スペーサ61を介して、筒状の主体金具50及びこれと一体とされた内筒80が配置されている。また、これらと共に、取り付け金具90内には、筒状のスリーブ62及び環状の線パッキン63も配置されている。   On the inner side in the radial direction of the mounting bracket 90, a cylindrical metal shell 50 and an inner cylinder 80 integrated therewith are arranged via a first insulating spacer 60 and a second insulating spacer 61 made of an electrical insulating material. Yes. Along with these, a cylindrical sleeve 62 and an annular wire packing 63 are also arranged in the mounting bracket 90.

具体的には、主体金具50は、略円筒状をなし、径方向外側に膨出する円環状のフランジ部51を有している。また、内筒80は、金属からなり、軸線方向GHに延びる円筒状をなし、その先端部分が円環状のフランジ部81となっている。そして、主体金具50のフランジ部51に内筒80のフランジ部81が当接するようにして、主体金具50の基端部50kに内筒80の先端部80sが外嵌され、主体金具50の基端部50kと内筒80の先端部80sとをレーザ溶接することで、主体金具50と内筒80とが一体とされている。   Specifically, the metal shell 50 has a substantially cylindrical shape and has an annular flange portion 51 that bulges radially outward. Further, the inner cylinder 80 is made of metal and has a cylindrical shape extending in the axial direction GH, and a tip portion thereof is an annular flange portion 81. Then, the distal end portion 80 s of the inner cylinder 80 is externally fitted to the proximal end portion 50 k of the metallic shell 50 so that the flange portion 81 of the inner metallic shell 50 contacts the flange portion 51 of the metallic shell 50, and The metal shell 50 and the inner cylinder 80 are integrated with each other by laser welding the end 50k and the tip 80s of the inner cylinder 80.

また、一体とされた主体金具50及び内筒80は、両者のフランジ部51,81が、先端側GSに位置する第1絶縁スペーサ60と基端側GKに位置する第2絶縁スペーサ61とに挟まれて、取り付け金具90内に配置されている。さらに、第2絶縁スペーサ61の基端側GKには、スリーブ62が配置されている。取り付け金具90の最基端部90kkとスリーブ62との間には、線パッキン63が配置され、取り付け金具90の最基端部90kkは、径方向内側に屈曲して加締められている。   Further, the metal shell 50 and the inner cylinder 80 that are integrated with each other are provided with a first insulating spacer 60 that is positioned on the distal end GS and a second insulating spacer 61 that is positioned on the proximal end GK. It is sandwiched and arranged in the mounting bracket 90. Further, a sleeve 62 is disposed on the proximal end side GK of the second insulating spacer 61. A wire packing 63 is disposed between the most proximal end portion 90kk of the mounting bracket 90 and the sleeve 62, and the most proximal end portion 90kk of the mounting bracket 90 is bent and crimped radially inward.

また、主体金具50の内部には、カップ状の金属カップ52が配設されている。さらに、この金属カップ52の底部には孔52bが空いており、この孔52bに、セラミック素子100が挿通されている。また、セラミック素子100の周りには、先端側GSから基端側GKに向けて順に、アルミナからなりセラミック素子100を保持する筒状のセラミックホルダ53、滑石粉末を圧縮して構成した第1粉末充填層54、及び、第2粉末充填層55、さらには、アルミナからなる筒状のセラミックスリーブ56が配設されている。このうち、セラミックホルダ53及び第1粉末充填層54は、金属カップ52内に位置している。   A cup-shaped metal cup 52 is disposed inside the metal shell 50. Further, a hole 52b is formed at the bottom of the metal cup 52, and the ceramic element 100 is inserted into the hole 52b. Further, around the ceramic element 100, a cylindrical ceramic holder 53 made of alumina and holding the ceramic element 100 in order from the front end side GS to the base end side GK, a first powder formed by compressing talc powder A filling layer 54, a second powder filling layer 55, and a cylindrical ceramic sleeve 56 made of alumina are disposed. Among these, the ceramic holder 53 and the first powder filling layer 54 are located in the metal cup 52.

さらに、主体金具50の最基端部50kkと、セラミックスリーブ56との間には、加締リング57が配置されている。主体金具50の最基端部50kkは、径方向内側に屈曲して加締められ、加締リング57を介してセラミックスリーブ56を押圧している。これにより、第2粉末充填層55の粉末が圧縮されて、主体金具50内に金属カップ52及びセラミックスリーブ56が固定されると共に、セラミック素子100も主体金具50によって気密に保持される。   Further, a caulking ring 57 is disposed between the most proximal end portion 50 kk of the metal shell 50 and the ceramic sleeve 56. The most proximal end portion 50 kk of the metal shell 50 is bent and crimped radially inward, and presses the ceramic sleeve 56 via the crimping ring 57. Thereby, the powder of the second powder filling layer 55 is compressed, the metal cup 52 and the ceramic sleeve 56 are fixed in the metal shell 50, and the ceramic element 100 is also held airtight by the metal shell 50.

また、主体金具50の先端部50sには、セラミック素子100の先端部分を径方向外側から包囲する態様で、ステンレス製で二重の筒状をなす内側プロテクタ45及び外側プロテクタ40が固設されている。この内側プロテクタ45及び外側プロテクタ40は、セラミック素子100を水滴や異物から保護する一方、排気ガスEGをセラミック素子100の周囲に導く。なお、内側プロテクタ45及び外側プロテクタ40は、次のようにして、主体金具50の先端部50sに固設されている。具体的には、主体金具50の先端部50sに、内側プロテクタ45の基端側GKの径大部47を外嵌し、さらに、その外側に、外側プロテクタ40の基端側GKの径大部42を外嵌した後、これら嵌合部をレーザ溶接することで固設されている。   Further, an inner protector 45 and an outer protector 40, which are made of stainless steel and have a double cylindrical shape, are fixedly provided at the distal end portion 50s of the metal shell 50 so as to surround the distal end portion of the ceramic element 100 from the radially outer side. Yes. The inner protector 45 and the outer protector 40 protect the ceramic element 100 from water droplets and foreign matters, and guide the exhaust gas EG to the periphery of the ceramic element 100. The inner protector 45 and the outer protector 40 are fixed to the tip 50s of the metal shell 50 as follows. Specifically, the large diameter portion 47 of the proximal end side GK of the inner protector 45 is fitted on the distal end portion 50s of the metal shell 50, and further, the large diameter portion of the proximal end side GK of the outer protector 40 is disposed on the outer side. After the outer fitting of 42, these fitting portions are fixed by laser welding.

外側プロテクタ40のうち、筒状の胴部41には、その先端側GSの周上に、排気ガスEGを内部に導入するため長方形の外側導入孔40Iが複数形成されている。また、内側プロテクタ45の筒状の胴部46には、その先端側GS及び基端側GKの周上に、それぞれ三角形と丸型の内側導入孔45Iが複数形成されている(図2及び図3参照)。さらに、内側プロテクタ45の先端部分には、取り入れた排気ガスEG(被測定ガス)を排出するための丸型の排出口45Oが形成されており、この排出口45Oを含む内側プロテクタ45の先端部分は、外側プロテクタ40の先端部分の開口43から外部に突出している。   In the outer protector 40, the cylindrical body portion 41 is formed with a plurality of rectangular outer introduction holes 40I on the periphery of the tip side GS for introducing the exhaust gas EG therein. Further, the cylindrical body portion 46 of the inner protector 45 is formed with a plurality of triangular and round inner introduction holes 45I on the periphery of the distal end side GS and the proximal end side GK, respectively (FIGS. 2 and 3). Further, a round discharge port 45O for discharging the introduced exhaust gas EG (gas to be measured) is formed at the tip portion of the inner protector 45, and the tip portion of the inner protector 45 including the discharge port 45O is formed. Projecting outward from the opening 43 at the tip of the outer protector 40.

ここで、図7を参照して、微粒子センサ10の使用時における内側プロテクタ45及び外側プロテクタ40への排気ガスEGの取り入れ及び排出について説明する。なお、図7において、排気ガスEGは、排気管EP内を左から右に向けて流通している。この排気管EP内を流通する排気ガスEGが、微粒子センサ10の外側プロテクタ40及び内側プロテクタ45の周囲を通ると、その流速が、内側プロテクタ45の排出口45Oの外側で上昇し、ベンチュリ効果により、排出口45O付近に負圧が生じる。   Here, with reference to FIG. 7, intake and exhaust of the exhaust gas EG to the inner protector 45 and the outer protector 40 when the particulate sensor 10 is used will be described. In FIG. 7, the exhaust gas EG circulates in the exhaust pipe EP from left to right. When the exhaust gas EG flowing through the exhaust pipe EP passes around the outer protector 40 and the inner protector 45 of the particulate sensor 10, the flow velocity rises outside the discharge port 45O of the inner protector 45, and due to the venturi effect. A negative pressure is generated in the vicinity of the discharge port 45O.

すると、この負圧により、内側プロテクタ45内に取り入れられた取入排気ガスEGIが排出口45Oから排出される。これと共に、外側プロテクタ40の外側導入孔40I周囲の排気ガスEGが、この外側導入孔40Iから外側プロテクタ40内に取り入れられ、さらに、内側プロテクタ45の内側導入孔45Iを通じて、さらに内側プロテクタ45内に取り入れられる。そして、内側プロテクタ45内の取入排気ガスEGIは、排出口45Oから排出されるので、内側プロテクタ45内には、基端側GKの内側導入孔45Iから先端側GSの排出口45Oに向けて流れる取入排気ガスEGIの気流が生じる。   Then, due to this negative pressure, the intake exhaust gas EGI taken into the inner protector 45 is exhausted from the exhaust port 45O. At the same time, the exhaust gas EG around the outer introduction hole 40I of the outer protector 40 is taken into the outer protector 40 from the outer introduction hole 40I, and further into the inner protector 45 through the inner introduction hole 45I of the inner protector 45. Incorporated. And since the intake exhaust gas EGI in the inner protector 45 is discharged from the discharge port 45O, in the inner protector 45, the inner introduction hole 45I on the base end side GK is directed toward the discharge port 45O on the front end side GS. An air flow of flowing intake exhaust gas EGI is generated.

また、本実施形態の微粒子センサ10では、図2に示すように、主体金具50の基端側GK(具体的には、セラミックスリーブ56の基端側GK)で、内筒80の内側には、電気絶縁材からなる絶縁ホルダ70が配置されている。この絶縁ホルダ70には、絶縁ホルダ70を軸線方向GHに貫通する挿通孔70cが形成されており(図3参照)、この挿通孔70cにセラミック素子100が挿通されている。   Further, in the fine particle sensor 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, at the proximal end side GK of the metal shell 50 (specifically, the proximal end side GK of the ceramic sleeve 56), An insulating holder 70 made of an electrical insulating material is disposed. The insulating holder 70 is formed with an insertion hole 70c penetrating the insulating holder 70 in the axial direction GH (see FIG. 3), and the ceramic element 100 is inserted into the insertion hole 70c.

また、絶縁ホルダ70の基端側GKには、第1絶縁部材71が、絶縁ホルダ70に隣接して配置されている。この第1絶縁部材71は、電気絶縁材からなり、軸線方向GHに延びる筒状をなしている。さらに、第1絶縁部材71の基端側GKには、第2絶縁部材72が、第1絶縁部材71に隣接して配置されている。この第2絶縁部材72は、電気絶縁材からなり、軸線方向GHに延びる筒状をなしている。第1絶縁部材71と第2絶縁部材72とは、軸線方向GHに隣接して配置され、いずれも内筒80の内側に収容されている。   A first insulating member 71 is disposed adjacent to the insulating holder 70 on the proximal end side GK of the insulating holder 70. The first insulating member 71 is made of an electrical insulating material and has a cylindrical shape extending in the axial direction GH. Further, a second insulating member 72 is disposed adjacent to the first insulating member 71 on the proximal end side GK of the first insulating member 71. The second insulating member 72 is made of an electrical insulating material and has a cylindrical shape extending in the axial direction GH. The first insulating member 71 and the second insulating member 72 are disposed adjacent to each other in the axial direction GH, and both are accommodated inside the inner cylinder 80.

第1絶縁部材71は、自身を軸線方向GHに貫通する挿通孔71cを有する。この挿通孔71c内には、セラミック素子100が挿通されると共に、セラミック素子100のうち放電電位パッド113が位置する放電パッド部100P(図5参照)、及び、放電電位端子部材73が収容されている。   The first insulating member 71 has an insertion hole 71c that penetrates itself in the axial direction GH. The ceramic element 100 is inserted into the insertion hole 71c, and the discharge pad portion 100P (see FIG. 5) where the discharge potential pad 113 is located in the ceramic element 100 and the discharge potential terminal member 73 are accommodated. Yes.

一方、第2絶縁部材72は、自身を軸線方向GHに貫通する第1挿通孔72c及び第2挿通孔72dを有する。この第2挿通孔72d内には、セラミック素子100のうち、放電電位PV2とは異なる異電位(具体的には、補助電位PV3)とされる補助電位パッド125(異電位パッド)が位置する異電位パッド部100R(図5参照)が収容されている。また、この第2絶縁部材72は、第2挿通孔72d内に、後述する補助電位端子部材75、第1ヒータ端子部材76、及び、第2ヒータ端子部材77を、互いに絶縁した状態で収容している。   On the other hand, the second insulating member 72 has a first insertion hole 72c and a second insertion hole 72d penetrating itself in the axial direction GH. In the second insertion hole 72d, a different potential in which an auxiliary potential pad 125 (different potential pad) that is different from the discharge potential PV2 (specifically, the auxiliary potential PV3) of the ceramic element 100 is located. The potential pad portion 100R (see FIG. 5) is accommodated. The second insulating member 72 accommodates an auxiliary potential terminal member 75, a first heater terminal member 76, and a second heater terminal member 77, which will be described later, in the second insertion hole 72d in a state of being insulated from each other. ing.

なお、第1絶縁部材71は、挿通孔71c内において、放電電位端子部材73を、セラミック素子100の放電電位パッド113(図5参照)に接触導通させつつ、放電電位端子部材73を保持している。詳細には、放電電位端子部材73が、挿通孔71c内において、セラミック素子100の放電電位パッド113と第1絶縁部材71の挿通孔71cを構成する内側面71fとの間に挟まれる態様で保持されている(図8、図9参照)。これにより、放電電位端子部材73が、挿通孔71c内において、セラミック素子100の放電電位パッド113に接触して導通している。これと共に、第1絶縁部材71は、放電電位端子部材73と内筒80とを電気的に絶縁している。   The first insulating member 71 holds the discharge potential terminal member 73 while bringing the discharge potential terminal member 73 into contact with the discharge potential pad 113 (see FIG. 5) of the ceramic element 100 in the insertion hole 71c. Yes. Specifically, the discharge potential terminal member 73 is held in a manner sandwiched between the discharge potential pad 113 of the ceramic element 100 and the inner surface 71f constituting the insertion hole 71c of the first insulating member 71 in the insertion hole 71c. (See FIGS. 8 and 9). As a result, the discharge potential terminal member 73 is brought into contact with the discharge potential pad 113 of the ceramic element 100 in the insertion hole 71c. At the same time, the first insulating member 71 electrically insulates the discharge potential terminal member 73 from the inner cylinder 80.

また、第1絶縁部材71の内側面71fは、放電電位端子部材73と接触する内側接触部71hを有している(図9参照)。この内側接触部71hは、図9に示すように、当該内側接触部71hのうち軸線方向GH(図9において上下方向)について最も先端側GS(図9において下側)に位置する内側最先端接触部71nと、軸線方向GHについて最も基端側GK(図9において上側)に位置する内側最基端接触部71yとを含んでいる。
また、第1絶縁部材71の外側面71bは、内筒80の内周面80cと接触する外側接触部71vを有している(図9参照)。この外側接触部71vは、円筒形状をなしており、当該外側接触部71vのうち軸線方向GHについて最も先端側GSに位置する外側最先端接触部71wと、軸線方向GHについて最も基端側GKに位置する外側最基端接触部71xとを含んでいる。
Further, the inner side surface 71f of the first insulating member 71 has an inner contact portion 71h that contacts the discharge potential terminal member 73 (see FIG. 9). As shown in FIG. 9, the inner contact portion 71h is the innermost tip contact located on the most distal side GS (lower side in FIG. 9) in the axial direction GH (vertical direction in FIG. 9) of the inner contact portion 71h. 71n and the innermost proximal contact portion 71y located on the most proximal side GK (upper side in FIG. 9) in the axial direction GH.
Moreover, the outer side surface 71b of the 1st insulating member 71 has the outer side contact part 71v which contacts the inner peripheral surface 80c of the inner cylinder 80 (refer FIG. 9). This outer contact portion 71v has a cylindrical shape, and the outermost contact portion 71w located on the most distal side GS in the axial direction GH of the outer contact portion 71v and the most proximal side GK in the axial direction GH. And the outermost proximal end contact portion 71x.

上述のように、本実施形態の微粒子センサ10では、第1絶縁部材71の外側面71bは、内筒80の内周面80cと接触する円筒形状の外側接触部71vを有している(図3、図9参照)。このように、第1絶縁部材71の外側面71b(外周面)を、当該第1絶縁部材71の径方向外側に位置する内筒80の内周面80cに接触させることで、第1絶縁部材71を径方向に固定する(径方向への位置ずれを防止する)ことができる。   As described above, in the particle sensor 10 of the present embodiment, the outer surface 71b of the first insulating member 71 has the cylindrical outer contact portion 71v that contacts the inner peripheral surface 80c of the inner tube 80 (FIG. 3, see FIG. In this way, the first insulating member 71 is brought into contact with the inner peripheral surface 80c of the inner cylinder 80 positioned on the outer side in the radial direction of the first insulating member 71 by bringing the outer surface 71b (outer peripheral surface) of the first insulating member 71 into contact therewith. 71 can be fixed in the radial direction (positional displacement in the radial direction can be prevented).

また、第2絶縁部材72は、第2挿通孔72d内において、補助電位端子部材75(異電位端子部材)を、セラミック素子100の補助電位パッド125(異電位パッド)に接触導通させつつ、補助電位端子部材75を保持している。さらに、第2絶縁部材72は、第2挿通孔72d内において、第1ヒータ端子部材76を、セラミック素子100の第1ヒータパッド136に接触導通させつつ、第1ヒータ端子部材76を保持している。さらに、第2絶縁部材72は、第2挿通孔72d内において、第2ヒータ端子部材77を、セラミック素子100の第2ヒータパッド137に接触導通させつつ、第2ヒータ端子部材77を保持している。これと共に、第2絶縁部材72は、補助電位端子部材75、第1ヒータ端子部材76、及び、第2ヒータ端子部材77を、内筒80と電気的に絶縁している。   In addition, the second insulating member 72 assists the auxiliary potential terminal member 75 (different potential terminal member) in contact with the auxiliary potential pad 125 (different potential pad) of the ceramic element 100 in the second insertion hole 72d. The potential terminal member 75 is held. Further, the second insulating member 72 holds the first heater terminal member 76 while bringing the first heater terminal member 76 into contact with the first heater pad 136 of the ceramic element 100 in the second insertion hole 72d. Yes. Further, the second insulating member 72 holds the second heater terminal member 77 while bringing the second heater terminal member 77 into contact with the second heater pad 137 of the ceramic element 100 in the second insertion hole 72d. Yes. At the same time, the second insulating member 72 electrically insulates the auxiliary potential terminal member 75, the first heater terminal member 76, and the second heater terminal member 77 from the inner cylinder 80.

さらに、第2絶縁部材72の第1挿通孔72c内において、放電電位端子部材73が、放電電位リード線161の一端部161tに接続されている。これにより、放電電位端子部材73は、放電電位PV2とされる。
また、第2絶縁部材72の第2挿通孔72d内において、補助電位端子部材75が、補助電位リード線162(異電位リード線)の一端部162tに接続されている。これにより、補助電位端子部材75は、補助電位PV3とされる。さらに、第2挿通孔72d内において、第1ヒータ端子部材76が、第1ヒータリード線163の一端部163tに接続されている。これにより、第1ヒータ端子部材76は、第1ヒータ電位PVhtとされる。さらに、第2挿通孔72d内において、第2ヒータ端子部材77が、第2ヒータリード線164の一端部164tに接続されている。これにより、第2ヒータ端子部材77は、シャーシGND電位CGNDとされる。
Further, the discharge potential terminal member 73 is connected to one end portion 161 t of the discharge potential lead wire 161 in the first insertion hole 72 c of the second insulating member 72. Thereby, the discharge potential terminal member 73 is set to the discharge potential PV2.
In addition, in the second insertion hole 72d of the second insulating member 72, the auxiliary potential terminal member 75 is connected to one end portion 162t of the auxiliary potential lead wire 162 (different potential lead wire). Thereby, the auxiliary potential terminal member 75 is set to the auxiliary potential PV3. Further, the first heater terminal member 76 is connected to one end 163t of the first heater lead wire 163 in the second insertion hole 72d. As a result, the first heater terminal member 76 is set to the first heater potential PVht. Further, the second heater terminal member 77 is connected to one end 164t of the second heater lead 164 in the second insertion hole 72d. As a result, the second heater terminal member 77 is set to the chassis GND potential CGND.

内筒80の基端部80kには、センサGND接続金具82の先端部82sが外嵌され、レーザ溶接されている。また、センサGND接続金具82には、電線165〜168が挿通されている。なお、電線165,166の外部導体165G,166Gのうち、内側の外部導体165G1,166G1は、センサGND接続金具82に導通している。これにより、センサGND接続金具82に導通する内筒80、主体金具50、内側プロテクタ45、及び、外側プロテクタ40は、いずれもセンサGND電位SGND(第1基準電位)とされている。   A distal end portion 82s of the sensor GND connection fitting 82 is fitted on the base end portion 80k of the inner cylinder 80, and is laser welded. Further, electric wires 165 to 168 are inserted into the sensor GND connection fitting 82. Of the outer conductors 165G and 166G of the electric wires 165 and 166, the inner outer conductors 165G1 and 166G1 are electrically connected to the sensor GND connection fitting 82. As a result, the inner cylinder 80, the metal shell 50, the inner protector 45, and the outer protector 40 that are electrically connected to the sensor GND connection fitting 82 are all set to the sensor GND potential SGND (first reference potential).

さらに、外筒95のうち、基端側GKの小径部96内には、フッ素ゴム製のグロメット84とシャーシGND接続金具83とが配設され、これらに、電線165〜168が挿通されている。なお、電線165,166の外部導体165G,166Gのうち、外側の外部導体165G2,166G2は、それぞれシャーシGND接続金具83に導通している。   Further, in the outer cylinder 95, a fluoro rubber grommet 84 and a chassis GND connection fitting 83 are disposed in the small-diameter portion 96 on the base end side GK, and the electric wires 165 to 168 are inserted through these. . Of the outer conductors 165G and 166G of the electric wires 165 and 166, the outer outer conductors 165G2 and 166G2 are electrically connected to the chassis GND connection fitting 83, respectively.

シャーシGND接続金具83は、外筒95の小径部96と共に径方向内側に加締められている。これにより、グロメット84及びシャーシGND接続金具83は、外筒95の小径部96内に固定されている。これにより、排気管EP及び取付用ボスBOに導通する取り付け金具90、外筒95、及び、シャーシGND接続金具83は、いずれもセンサGND電位SGNDとは絶縁されたシャーシGND電位CGNDとされる。また、このシャーシGND電位CGNDは、前述したように、車両AMに搭載されたバッテリBT(図4参照)のGND電位と共通にされている。   The chassis GND connection fitting 83 is crimped inward in the radial direction together with the small diameter portion 96 of the outer cylinder 95. Thus, the grommet 84 and the chassis GND connection fitting 83 are fixed in the small diameter portion 96 of the outer cylinder 95. As a result, the fitting 90, the outer cylinder 95, and the chassis GND connection fitting 83 that are electrically connected to the exhaust pipe EP and the attachment boss BO are all set to the chassis GND potential CGND that is insulated from the sensor GND potential SGND. Further, as described above, the chassis GND potential CGND is made common with the GND potential of the battery BT (see FIG. 4) mounted on the vehicle AM.

次いで、セラミック素子100(センサ素子)について詳細に説明する。セラミック素子100は、図5及び図6に示すように、軸線方向GHに延びる板状をなし、電気絶縁材(具体的にはアルミナ)からなるセラミック基体101(絶縁基体)を有している。このセラミック基体101内には、放電電極体110、補助電極体120、及び、ヒータ部130が埋設されて一体焼結されている。   Next, the ceramic element 100 (sensor element) will be described in detail. As shown in FIGS. 5 and 6, the ceramic element 100 has a plate shape extending in the axial direction GH and includes a ceramic base 101 (insulating base) made of an electrical insulating material (specifically alumina). In the ceramic substrate 101, a discharge electrode body 110, an auxiliary electrode body 120, and a heater portion 130 are embedded and integrally sintered.

より具体的には、セラミック基体101は、アルミナグリーンシート由来のアルミナからなる3つのセラミック層102,103,104が重なっており、これらの層間には印刷により形成されたアルミナからなる2つの絶縁被覆層105,106が介在している。そして、絶縁被覆層105とセラミック層103との間には、放電電極体110が配置されている。さらに、セラミック層103と絶縁被覆層106の間には、補助電極体120が配置されている。さらに、絶縁被覆層106とセラミック層104の間には、ヒータ部130が配置されている。そして、これらが一体化して、セラミック素子100(センサ素子)が形成されている。   More specifically, the ceramic substrate 101 has three ceramic layers 102, 103, and 104 made of alumina derived from an alumina green sheet, and two insulating coatings made of alumina formed by printing between these layers. Layers 105 and 106 are interposed. A discharge electrode body 110 is disposed between the insulating coating layer 105 and the ceramic layer 103. Further, an auxiliary electrode body 120 is disposed between the ceramic layer 103 and the insulating coating layer 106. Further, a heater unit 130 is disposed between the insulating coating layer 106 and the ceramic layer 104. And these are integrated and the ceramic element 100 (sensor element) is formed.

なお、本実施形態では、セラミック素子100のセラミック基体101(絶縁基体)は、図5に示すように、セラミック層103,104からなる第1セラミック部101A上に、セラミック層103,104よりも軸線方向GHの長さが短くされた、セラミック層102からなる第2セラミック部101Bを積層した形態を有する。また、第2セラミック部101Bのうち軸線方向GHの先端側GSに位置する第2先端101BSは、第1セラミック部101Aのうち軸線方向GHの先端側GSに位置する第1先端101ASよりも軸線方向GHの基端側GKに引き下がっている。   In the present embodiment, the ceramic base 101 (insulating base) of the ceramic element 100 has an axis line on the first ceramic portion 101A composed of the ceramic layers 103 and 104 rather than the ceramic layers 103 and 104, as shown in FIG. The second ceramic portion 101B made of the ceramic layer 102, in which the length in the direction GH is shortened, is stacked. In addition, the second tip 101BS located on the tip side GS in the axial direction GH in the second ceramic portion 101B is more axial in the axial direction than the first tip 101AS located on the tip side GS in the axial direction GH in the first ceramic portion 101A. It is pulled down to the base end side GK of GH.

放電電極体110は、軸線方向GHに延びる形態を有している。この放電電極体110は、白金線からなる針状電極部112、及び、この針状電極部112に導通するリード部111を有する。さらに、セラミック素子100は、放電電極体110のリード部111に導通する放電電位パッド113を有する。なお、リード部111と放電電位パッド113とは、セラミック層103の一方の表面103S1上に、パターン印刷により一体に形成されている。また、リード部111と、針状電極部112のうち基端側GKの埋設部112Aとは、絶縁被覆層105及びセラミック層102で被覆されて、セラミック基体101内に(具体的には、セラミック層102とセラミック層103の層間に)埋設されている。即ち、セラミック基体101は、放電電極体110のうち、リード部111及び針状電極部112の埋設部112Aを内包している。   The discharge electrode body 110 has a form extending in the axial direction GH. The discharge electrode body 110 includes a needle electrode portion 112 made of a platinum wire, and a lead portion 111 that conducts to the needle electrode portion 112. Furthermore, the ceramic element 100 has a discharge potential pad 113 that is electrically connected to the lead portion 111 of the discharge electrode body 110. The lead portion 111 and the discharge potential pad 113 are integrally formed on one surface 103S1 of the ceramic layer 103 by pattern printing. In addition, the lead portion 111 and the embedded portion 112A on the proximal end side GK of the needle electrode portion 112 are covered with the insulating coating layer 105 and the ceramic layer 102, and the ceramic base body 101 (specifically, ceramic) Embedded between the layer 102 and the ceramic layer 103). That is, the ceramic substrate 101 includes the lead portion 111 and the embedded portion 112 </ b> A of the needle electrode portion 112 in the discharge electrode body 110.

一方、白金線からなる針状電極部112のうち先端側GSの露出部112Bは、第2セラミック部101Bの第2先端101BSから露出している(図5参照)。しかも、この露出部112Bのうち先端側GSで先細の針状先端部112Sは、自身の先端がセラミック層103の表面103S1から2〜3mm離れるように折り曲げられて(従って、セラミック層103の表面103S1から離間して)、セラミック基体101外の空中に突出している。   On the other hand, the exposed portion 112B on the tip side GS of the needle-like electrode portion 112 made of platinum wire is exposed from the second tip 101BS of the second ceramic portion 101B (see FIG. 5). Moreover, the needle-like tip 112S that is tapered on the tip side GS of the exposed portion 112B is bent so that its tip is separated from the surface 103S1 of the ceramic layer 103 by 2 to 3 mm (thus, the surface 103S1 of the ceramic layer 103). And projecting into the air outside the ceramic substrate 101.

放電電位パッド113は、セラミック基体101のうち軸線方向GHの基端側GKに位置する基体基端部101Kにおいて、第1主面101S1上(セラミック層103の表面103S1上)に形成されている。なお、前述したように、放電電位パッド113には、放電電位端子部材73が接触し導通する。   The discharge potential pad 113 is formed on the first main surface 101S1 (on the surface 103S1 of the ceramic layer 103) at the base end portion 101K located on the base end side GK in the axial direction GH of the ceramic base 101. As described above, the discharge potential pad 113 is brought into contact with the discharge potential pad 113 to be conductive.

補助電極体120は、パターン印刷により、セラミック層103のうち表面103S1とは逆側の表面103S2上に形成されている。この補助電極体120は、セラミック素子100の先端側GSに配置されて矩形状をなす補助電極部122、及び、この補助電極部122に導通してセラミック素子100の基端側GKに延びる補助電極リード部121を有する。この補助電極体120(補助電極リード部121及び補助電極部122)は、絶縁被覆層106で被覆されて、セラミック基体101内に(具体的には、セラミック層103とセラミック層104の層間に)埋設されている。   The auxiliary electrode body 120 is formed on the surface 103S2 of the ceramic layer 103 opposite to the surface 103S1 by pattern printing. The auxiliary electrode body 120 is disposed on the distal end side GS of the ceramic element 100 and has a rectangular auxiliary electrode part 122, and the auxiliary electrode that is connected to the auxiliary electrode part 122 and extends to the proximal end side GK of the ceramic element 100. A lead part 121 is provided. The auxiliary electrode body 120 (auxiliary electrode lead portion 121 and auxiliary electrode portion 122) is covered with an insulating coating layer 106 and is disposed in the ceramic base 101 (specifically, between the ceramic layer 103 and the ceramic layer 104). Buried.

なお、補助電極体120の補助電極部122は、セラミック基体101の第1セラミック部101Aのうち、第2セラミック部101Bの第2先端101BSよりも軸線方向GHの先端側GSの内部(セラミック層103とセラミック層104の層間)に埋設されている。   In addition, the auxiliary electrode part 122 of the auxiliary electrode body 120 includes the inside (ceramic layer 103) of the first ceramic part 101 </ b> A of the ceramic base 101 on the tip side GS in the axial direction GH with respect to the second tip 101 </ b> BS of the second ceramic part 101 </ b> B. Embedded between the ceramic layer 104 and the ceramic layer 104.

一方、補助電極体120の補助電極リード部121は、基端側GKの端部123から絶縁被覆層106の貫通孔106cを通じて、セラミック層104の一方の表面104S1上に形成した導通パターン124に導通している。さらに、この導通パターン124は、セラミック層104を貫通するスルーホール104h1を通じて、セラミック層104の他方の表面104S2上(即ち、セラミック基体101の基体基端部101Kにおける第2主面101S2上)に形成した補助電位パッド125に導通している。なお、前述したように、補助電位パッド125には、補助電位端子部材75が接触して導通する。   On the other hand, the auxiliary electrode lead portion 121 of the auxiliary electrode body 120 is electrically connected to the conductive pattern 124 formed on the one surface 104S1 of the ceramic layer 104 from the end portion 123 on the base end side GK through the through hole 106c of the insulating coating layer 106. doing. Further, the conductive pattern 124 is formed on the other surface 104S2 of the ceramic layer 104 (that is, on the second main surface 101S2 at the base end portion 101K of the ceramic base 101) through the through hole 104h1 penetrating the ceramic layer 104. The auxiliary potential pad 125 is electrically connected. As described above, the auxiliary potential pad member 75 is brought into contact with the auxiliary potential pad 125 to be conductive.

また、セラミック層104の一方の表面104S1上には、ヒータ部130が、パターン印刷により形成されている。ヒータ部130は、セラミック素子100の先端側GSに配置されてセラミック素子100を加熱する発熱部131、及び、この発熱部131に導通してセラミック素子100の基端側GKに延びる2本のヒータリード部132,133を有する。このヒータ部130は、セラミック層104の一方の表面104S1上に形成されて、絶縁被覆層106で被覆されている。   On the one surface 104S1 of the ceramic layer 104, a heater unit 130 is formed by pattern printing. The heater unit 130 is disposed on the distal end side GS of the ceramic element 100 and heats the ceramic element 100, and two heaters that are connected to the heat generation unit 131 and extend to the proximal end side GK of the ceramic element 100. Lead portions 132 and 133 are provided. The heater portion 130 is formed on one surface 104S1 of the ceramic layer 104 and is covered with the insulating coating layer 106.

また、ヒータリード部132は、その基端側GKの端部134から、セラミック層104を貫通するスルーホール104h2を通じて、セラミック層104の他方の表面104S2上(即ち、セラミック基体101の第2主面101S2上)に形成された第1ヒータパッド136に導通している。さらに、ヒータリード部133は、その基端側GKの端部135から、セラミック層104を貫通するスルーホール104h2を通じて、セラミック層104の他方の表面104S2上に形成された第2ヒータパッド137に導通している。なお、前述したように、第1ヒータパッド136には、第1ヒータ端子部材76が接触して導通する。また、第2ヒータパッド137には、第2ヒータ端子部材77が接触し導通する。   Further, the heater lead portion 132 is provided on the other surface 104S2 of the ceramic layer 104 (that is, the second main surface of the ceramic substrate 101) from the end portion 134 on the base end side GK through the through hole 104h2 penetrating the ceramic layer 104. 101S2) is electrically connected to the first heater pad 136 formed above. Further, the heater lead portion 133 is electrically connected from the end portion 135 on the base end side GK to the second heater pad 137 formed on the other surface 104S2 of the ceramic layer 104 through the through hole 104h2 penetrating the ceramic layer 104. doing. As described above, the first heater terminal member 76 is brought into contact with the first heater pad 136 to conduct therethrough. Further, the second heater pad member 137 is in contact with the second heater terminal member 77 to be conducted.

次いで、微粒子検知システム1による微粒子検知について説明する。
セラミック素子100の放電電極体110は、放電電位リード線161を通じて、制御装置200のイオン源電源回路210に接続されている(図4参照)。また、補助電極体120は、補助電位リード線162を通じて、制御装置200の補助電極電源回路240に接続されている。また、ヒータ部130は、第1,第2ヒータリード線163,164を通じて、制御装置200のヒータ通電回路226に接続されている(図4参照)。
Next, particle detection by the particle detection system 1 will be described.
The discharge electrode body 110 of the ceramic element 100 is connected to the ion source power supply circuit 210 of the control device 200 through the discharge potential lead wire 161 (see FIG. 4). Further, the auxiliary electrode body 120 is connected to the auxiliary electrode power supply circuit 240 of the control device 200 through the auxiliary potential lead wire 162. Further, the heater unit 130 is connected to the heater energization circuit 226 of the control device 200 through the first and second heater lead wires 163 and 164 (see FIG. 4).

また、電線165,166の内側の外部導体165G1,166G1も、制御装置200のうち、イオン源電源回路210の第1出力端211及び補助電極電源回路240の補助第1出力端241に接続され、センサGND電位SGND(第1基準電位)とされている。さらに、外部導体165G1,166G1に導通するセンサGND接続金具82等を介して、セラミック素子100の周囲に配置された内側プロテクタ45も、センサGND電位SGND(第1基準電位)とされている。   The outer conductors 165G1 and 166G1 inside the electric wires 165 and 166 are also connected to the first output terminal 211 of the ion source power circuit 210 and the auxiliary first output terminal 241 of the auxiliary electrode power circuit 240 in the control device 200, The sensor GND potential is SGND (first reference potential). Furthermore, the inner protector 45 disposed around the ceramic element 100 is also set to the sensor GND potential SGND (first reference potential) via the sensor GND connection fitting 82 and the like conducted to the outer conductors 165G1 and 166G1.

ここで、放電電極体110の針状電極部112に、制御装置200のイオン源電源回路210から、放電電位リード線161、放電電位端子部材73、及び、放電電位パッド113を通じて、正の高電圧(例えば、1〜2kV)の放電電位PV2(図4参照)を印加する。すると、この針状電極部112の露出部112Bの針状先端部112Sと、センサGND電位SGND(第1基準電位)とされた内側プロテクタ45(第1部材)との間で、気中放電(具体的には、コロナ放電)を生じ、針状先端部112Sの周囲で、イオンCP(陽イオン)が生成される(図7参照)。   Here, a positive high voltage is applied to the needle electrode portion 112 of the discharge electrode body 110 from the ion source power supply circuit 210 of the control device 200 through the discharge potential lead wire 161, the discharge potential terminal member 73, and the discharge potential pad 113. A discharge potential PV2 (for example, 1 to 2 kV) (see FIG. 4) is applied. Then, between the needle-like tip 112S of the exposed portion 112B of the needle-like electrode 112 and the inner protector 45 (first member) that is set to the sensor GND potential SGND (first reference potential), air discharge ( Specifically, corona discharge is generated, and ions CP (positive ions) are generated around the needle-like tip 112S (see FIG. 7).

前述したように、外側プロテクタ40及び内側プロテクタ45の作用により、内側プロテクタ45内には、排気ガスEGが取り入れられ、セラミック素子100付近において、基端側GKから先端側GSに向かう取入排気ガスEGIの気流が生じている。このため、生成されたイオンCPは、図7に示すように、取入排気ガスEGI中の微粒子Sに付着する。これにより、微粒子Sは、正に帯電した帯電微粒子SCとなって、取入排気ガスEGIと共に、排出口45Oに向けて流れ、排出される。   As described above, the exhaust gas EG is taken into the inner protector 45 by the action of the outer protector 40 and the inner protector 45, and the intake exhaust gas from the proximal end GK toward the distal end GS near the ceramic element 100. EGI airflow is generated. Therefore, the generated ions CP adhere to the fine particles S in the intake exhaust gas EGI as shown in FIG. Thereby, the fine particles S become positively charged charged fine particles SC, and flow toward the discharge port 45O together with the intake exhaust gas EGI and are discharged.

一方、補助電極体120の補助電極部122には、制御装置200の補助電極電源回路240から、補助電位リード線162、補助電位端子部材75、及び、補助電位パッド125を通じて、所定の電位(例えば、100〜200Vの正の直流電位)とされた補助電位PV3が印加される(図4参照)。これにより、生成したイオンCPのうち、微粒子Sに付着しなかった浮遊イオンCPF(図7参照)に、補助電極部122からその径方向外側の内側プロテクタ45(捕集極)に向かう斥力を与える。これにより、浮遊イオンCPFを、捕集極(内側プロテクタ45)の各部に付着させて捕集を補助する。かくして、確実に浮遊イオンCPFを捕集することができ、浮遊イオンCPFまでもが排出口45Oから排出されるのを防止する。   On the other hand, the auxiliary electrode unit 122 of the auxiliary electrode body 120 has a predetermined potential (for example, from the auxiliary electrode power circuit 240 of the control device 200 through the auxiliary potential lead wire 162, the auxiliary potential terminal member 75, and the auxiliary potential pad 125. , An auxiliary potential PV3 of 100 to 200 V is applied (see FIG. 4). Thereby, the repulsive force which goes to the inner side protector 45 (collection pole) of the radial direction outer side from the auxiliary electrode part 122 is given to the floating ion CPF (refer FIG. 7) which did not adhere to microparticles | fine-particles S among the produced | generated ions CP. . Thereby, floating ion CPF is made to adhere to each part of a collection pole (inner protector 45), and collection is assisted. Thus, the floating ions CPF can be reliably collected, and even the floating ions CPF are prevented from being discharged from the discharge port 45O.

本システム1では、排出口45Oから排出された帯電微粒子SCに付着していた排出イオンCPHの電荷量に対応する信号(信号電流Is)を、信号電流検知回路230で検知する。なお、信号電流Isは、センサGND電位SGND(内側プロテクタ45等の電位)とシャーシGND電位CGND(排気管EP等の電位)との間を流れることになる。これにより、排気ガスEG中に含まれる微粒子Sの量(濃度)を検知することができる。   In the system 1, the signal current detection circuit 230 detects a signal (signal current Is) corresponding to the charge amount of the discharged ions CPH adhering to the charged fine particles SC discharged from the discharge port 45O. The signal current Is flows between the sensor GND potential SGND (the potential of the inner protector 45 and the like) and the chassis GND potential CGND (the potential of the exhaust pipe EP and the like). Thereby, the amount (concentration) of the fine particles S contained in the exhaust gas EG can be detected.

なお、前述したように、本実施形態では、セラミック素子100の周囲の内側プロテクタ45をセンサGND電位SGNDとし、放電電極体110の針状電極部112との間でコロナ放電を生じさせた。さらに、この内側プロテクタ45を、浮遊イオンCPFを捕集する捕集極としても用いている。即ち、本実施形態では、内側プロテクタ45(捕集極)で浮遊イオンCPFの捕集を行うための捕集電位は、センサGND電位SGNDに等しい。   As described above, in this embodiment, the inner protector 45 around the ceramic element 100 is set to the sensor GND potential SGND, and corona discharge is generated between the needle electrode portion 112 of the discharge electrode body 110. Further, the inner protector 45 is also used as a collecting electrode for collecting floating ions CPF. That is, in this embodiment, the collection potential for collecting the floating ions CPF by the inner protector 45 (collection electrode) is equal to the sensor GND potential SGND.

また、本システム1では、制御装置200の計測制御回路220のヒータ通電回路226から、第1ヒータリード線163及び第1ヒータ端子部材76、並びに第2ヒータリード線164及び第2ヒータ端子部材77を通じて、第1ヒータパッド136と第2ヒータパッド137の間に所定のヒータ通電電圧を印加する。すると、ヒータ部130の発熱部131が通電により発熱し、セラミック素子100を加熱して、このセラミック素子100に付着した水滴や煤等の異物を除去することができる。これにより、セラミック素子100の電気絶縁性を、回復あるいは維持することができる。   Further, in the present system 1, the first heater lead wire 163 and the first heater terminal member 76, and the second heater lead wire 164 and the second heater terminal member 77 from the heater energization circuit 226 of the measurement control circuit 220 of the control device 200. Then, a predetermined heater energization voltage is applied between the first heater pad 136 and the second heater pad 137. Then, the heat generating part 131 of the heater part 130 generates heat by energization, heats the ceramic element 100, and can remove foreign matters such as water droplets and soot adhered to the ceramic element 100. Thereby, the electrical insulation of the ceramic element 100 can be recovered or maintained.

なお、本実施形態では、ヒータ通電電圧として、車両AMのバッテリBTの直流のバッテリ電圧(DC12Vまたは24V)をヒータ通電回路226によりパルス制御した電圧を印加する。具体的には、第1ヒータリード線163及び第1ヒータ端子部材76を通じて、第1ヒータパッド136に印加される第1ヒータ電位PVhtは、このバッテリ電圧(DC12Vまたは24V)をパルス制御したプラス側の電位とされる。また、第2ヒータリード線164及び第2ヒータ端子部材77を通じて、第2ヒータパッド137に印加される第2ヒータ電位は、バッテリBTのGND電位と共通のシャーシGND電位CGNDとされる(図4参照)。   In this embodiment, a voltage obtained by pulse-controlling a direct current battery voltage (DC 12 V or 24 V) of the battery BT of the vehicle AM by the heater energization circuit 226 is applied as the heater energization voltage. Specifically, the first heater potential PVht applied to the first heater pad 136 through the first heater lead wire 163 and the first heater terminal member 76 is the positive side obtained by pulse-controlling the battery voltage (DC 12V or 24V). Potential. Further, the second heater potential applied to the second heater pad 137 through the second heater lead wire 164 and the second heater terminal member 77 is the chassis GND potential CGND common to the GND potential of the battery BT (FIG. 4). reference).

ところで、前述の微粒子センサ510では、第1絶縁部材471の外側面471bが、内筒480の内周面480cと接触している(図11参照)。このため、第1絶縁部材471の表面に水滴が付着したり、第1絶縁部材471が高温になるなどして、第1絶縁部材471の表面の絶縁性が低下した場合には、第1絶縁部材471の表面を通じて、放電電位端子部材473(放電電位)と内筒480(第1基準電位)との間で、放電(スパーク放電)あるいは電流リークが発生する虞があった。   Incidentally, in the fine particle sensor 510 described above, the outer surface 471b of the first insulating member 471 is in contact with the inner peripheral surface 480c of the inner cylinder 480 (see FIG. 11). Therefore, when the surface of the first insulating member 471 is deteriorated due to water droplets adhering to the surface of the first insulating member 471 or the first insulating member 471 having a high temperature, the first insulating member There is a possibility that discharge (spark discharge) or current leakage may occur between the discharge potential terminal member 473 (discharge potential) and the inner cylinder 480 (first reference potential) through the surface of the member 471.

具体的には、第1絶縁部材471の内側面471fは、放電電位端子部材473と接触する内側接触部471hを有する。この内側接触部471hは、軸線方向GHについて最も先端側GSに位置する内側最先端接触部471nを有する(図13参照)。また、第1絶縁部材471の外側面471bは、内筒480の内周面480cと接触する外側接触部471vを有する。この外側接触部471vは、軸線方向GHについて最も先端側GSに位置する外側最先端接触部471wを有する。このため、例えば、図13に示すように、第1絶縁部材471の表面を通じて内側接触部471hから外側接触部471vに至る沿面経路CRのうち、内側最先端接触部471nから外側最先端接触部471wに至る先端側最短沿面経路SCRで、放電電位端子部材473と内筒480との間でスパーク放電が発生する虞があった。このような放電(スパーク放電)あるいは電流リークが発生すると、被測定ガス中の微粒子を適切に検知することができなくなる虞があった。   Specifically, the inner side surface 471 f of the first insulating member 471 has an inner contact portion 471 h that contacts the discharge potential terminal member 473. The inner contact portion 471h includes an innermost frontmost contact portion 471n located on the most distal side GS in the axial direction GH (see FIG. 13). In addition, the outer surface 471 b of the first insulating member 471 has an outer contact portion 471 v that contacts the inner peripheral surface 480 c of the inner cylinder 480. The outer contact portion 471v has an outermost distal contact portion 471w located on the most distal side GS in the axial direction GH. Therefore, for example, as shown in FIG. 13, in the creeping path CR from the inner contact portion 471 h to the outer contact portion 471 v through the surface of the first insulating member 471, the inner most distal contact portion 471 n to the outer most distal contact portion 471 w. There is a possibility that spark discharge may occur between the discharge potential terminal member 473 and the inner cylinder 480 in the shortest creepage path SCR leading to the front end. When such discharge (spark discharge) or current leak occurs, there is a possibility that fine particles in the gas to be measured cannot be detected properly.

これに対し、本実施形態の微粒子センサ10では、第1絶縁部材71の先端部71s(第1絶縁部材71のうち最も先端側GSに位置する部位)が、第1絶縁部材71の径方向について内側最先端接触部71nよりも外側に位置し、且つ、軸線方向GHについて内側最先端接触部71nよりも先端側GSに位置している(図8、図9参照)。この先端部71sは、円筒形状をなしている(図8参照)。
さらに、第1絶縁部材71の基端部71k(第1絶縁部材71のうち最も基端側GKに位置する部位)は、第1絶縁部材71の径方向について内側最基端接触部71yよりも外側に位置し、且つ、軸線方向GHについて内側最基端接触部71yよりも基端側GKに位置している(図8、図9参照)。この基端部71kは、円筒形状をなしている。
On the other hand, in the particle sensor 10 of the present embodiment, the distal end portion 71s of the first insulating member 71 (the portion located on the most distal end side GS of the first insulating member 71) is in the radial direction of the first insulating member 71. It is located outside the innermost cutting edge contact portion 71n and is positioned closer to the tip side GS than the inner cutting edge contact portion 71n in the axial direction GH (see FIGS. 8 and 9). The tip 71s has a cylindrical shape (see FIG. 8).
Further, the proximal end portion 71k of the first insulating member 71 (the portion of the first insulating member 71 located closest to the proximal end GK) is more than the innermost proximal end contact portion 71y in the radial direction of the first insulating member 71. It is located on the outer side and is located on the base end side GK from the innermost base end contact portion 71y in the axial direction GH (see FIGS. 8 and 9). The base end portion 71k has a cylindrical shape.

さらに、第1絶縁部材71は、第1絶縁部材71の径方向について先端部71sよりも外側で、且つ、軸線方向GHについて内側最先端接触部71nよりも基端側GK(図9において上側)の位置に、外側接触部71v(第1絶縁部材71の外側面71bのうち内筒80の内周面80cと接触する部位)を有している。しかも、この外側接触部71vは、第1絶縁部材71の径方向について基端部71kよりも外側で、且つ、軸線方向GHについて内側最基端接触部71yよりも先端側GS(図9において下側)に位置している。
より具体的には、第1絶縁部材71の外側面71bは、軸線方向GHについて中央(詳細には、内側最先端接触部71nよりも基端側GKで、且つ、内側最基端接触部71yよりも先端側GSの位置)に位置する円筒状の中央部が、他の部位よりも径方向外側に突出した、段差のある円筒形状をなしている。そして、外側面71bの円筒状中央部が、外側接触部71v(内筒80の内周面80cと接触する部位)とされている。
Furthermore, the first insulating member 71 is outside the distal end portion 71s in the radial direction of the first insulating member 71, and is closer to the base end side GK (upper side in FIG. 9) than the inner most distal contact portion 71n in the axial direction GH. The outer contact portion 71v (the portion of the outer surface 71b of the first insulating member 71 that contacts the inner peripheral surface 80c of the inner cylinder 80) is provided at the position. In addition, the outer contact portion 71v is outside the proximal end portion 71k in the radial direction of the first insulating member 71, and is more distal than the innermost proximal end contact portion 71y in the axial direction GH (lower side in FIG. 9). Side).
More specifically, the outer surface 71b of the first insulating member 71 is centered in the axial direction GH (specifically, on the proximal end side GK with respect to the innermost distal contact portion 71n and on the innermost proximal contact portion 71y). A cylindrical central portion located at a position closer to the tip side GS) has a stepped cylindrical shape protruding outward in the radial direction from other portions. And the cylindrical center part of the outer surface 71b is taken as the outer side contact part 71v (site | part which contacts the internal peripheral surface 80c of the inner cylinder 80).

このような形態の第1絶縁部材71は、図9に示すように、第1絶縁部材71の表面を通じて内側接触部71hから外側接触部71vに至る沿面経路CRのうち、内側最先端接触部71nから外側最先端接触部71wに至る先端側最短沿面経路SCRが、「内側最先端接触部71nから見て、軸線方向GH(図9において上下方向)について外側最先端接触部71wが位置する側(本実施形態では、基端側GK)とは反対側(すなわち、軸線方向GHについて外側最先端接触部71wから遠ざかる側、本実施形態では先端側GS)に位置する第1経由点P1(先端部71sの先端に位置する点)」を経由する先端側迂回経路SD1を含むことになる。
従って、本実施形態の微粒子センサ10では、第1絶縁部材の形態を、先端側最短沿面経路に上述のような迂回経路(先端側迂回経路)が含まれない形態とした場合に比べて、先端側迂回経路SD1の長さの分だけ先端側最短沿面経路SCRを長くすることができる。
As shown in FIG. 9, the first insulating member 71 having such a configuration has an inner most distal contact portion 71n in the creeping path CR from the inner contact portion 71h to the outer contact portion 71v through the surface of the first insulating member 71. The shortest creepage path SCR on the tip side from the outermost distal contact portion 71w is “the side on which the outermost distal contact portion 71w is located in the axial direction GH (vertical direction in FIG. 9 as viewed from the innermost distal contact portion 71n) ( In the present embodiment, a first via point P1 (distal end portion) located on the side opposite to the proximal end side GK (that is, the side away from the outermost distal contact portion 71w in the axial direction GH, in this embodiment, the distal end side GS). The tip side detour route SD1 via “point located at the tip of 71s)” is included.
Therefore, in the fine particle sensor 10 of the present embodiment, the tip of the first insulating member is compared with a case where the tip side shortest creepage path does not include the above-described bypass path (tip side bypass path). The tip side shortest creeping route SCR can be lengthened by the length of the side detour route SD1.

さらに、上述した形態の第1絶縁部材71は、図9に示すように、内側最基端接触部71yから外側最基端接触部71xに至る基端側最短沿面経路KCRが、「内側最基端接触部71yから見て、軸線方向GH(図9において上下方向)について外側最基端接触部71xが位置する側(本実施形態では、先端側GS)とは反対側(すなわち、軸線方向GHについて外側最基端接触部71xから遠ざかる側、本実施形態では基端側GK)に位置する第3経由点P3(基端部71kの基端に位置する点)」を経由する基端側迂回経路KD1を含むことになる。
従って、本実施形態の微粒子センサ10では、第1絶縁部材71の形態を、基端側最短沿面経路KCRに上述のような迂回経路(基端側迂回経路)が含まれない形態とした場合に比べて、基端側迂回経路KD1の長さの分だけ基端側最短沿面経路KCRを長くすることができる。
Further, as shown in FIG. 9, the first insulating member 71 of the above-described form has the shortest creepage path KCR on the base end side from the innermost proximal contact portion 71 y to the outermost proximal contact portion 71 x, “the innermost proximal base. When viewed from the end contact portion 71y, in the axial direction GH (vertical direction in FIG. 9), the side (the distal end side GS in the present embodiment) opposite to the side where the outermost proximal contact portion 71x is located (that is, the axial direction GH). About the third end point P3 (a point located at the base end of the base end portion 71k) located on the side farthest from the outermost base end contact portion 71x, the base end side GK in this embodiment) The route KD1 is included.
Therefore, in the fine particle sensor 10 of the present embodiment, the first insulating member 71 is configured such that the detour path (proximal end detour path) as described above is not included in the shortest creepage path KCR on the proximal end side. In comparison, the base end side shortest creeping path KCR can be lengthened by the length of the base end side detour path KD1.

以上説明したことから、本実施形態の微粒子センサ10では、第1絶縁部材71の表面に水滴が付着したり、第1絶縁部材71が高温になるなどして、第1絶縁部材71の表面の絶縁性が低下した場合でも、第1絶縁部材71の表面を通じた、放電電位端子部材73と内筒80との間での放電及び電流リークが、発生し難くなる。   As described above, in the fine particle sensor 10 of the present embodiment, water droplets adhere to the surface of the first insulating member 71 or the temperature of the first insulating member 71 becomes high. Even when the insulating property is lowered, discharge and current leakage between the discharge potential terminal member 73 and the inner cylinder 80 through the surface of the first insulating member 71 are less likely to occur.

さらに、本実施形態の微粒子センサ10では、内筒80が、第2絶縁部材72に接触しつつ、第2絶縁部材72及び第1絶縁部材71を固定する固定部80dを有する(図8参照)。具体的には、図8に示すように、固定部80dは、内筒の基端部80kの基端側部分であり、第2絶縁部材72の鍔部72f(径方向外側に膨出する部位)の外周面72gに接触する第1固定部80hと、径方向内側に屈曲するように加締められて第2絶縁部材72の鍔部72fの基端面72hに接触する第2固定部80jとを有している。   Furthermore, in the particle sensor 10 of the present embodiment, the inner cylinder 80 has a fixing portion 80d that fixes the second insulating member 72 and the first insulating member 71 while being in contact with the second insulating member 72 (see FIG. 8). . Specifically, as shown in FIG. 8, the fixing portion 80 d is a proximal end portion of the proximal end portion 80 k of the inner cylinder, and a flange portion 72 f (a portion that bulges radially outward) of the second insulating member 72. ) And the second fixing portion 80j that is crimped so as to be bent radially inward and that contacts the base end surface 72h of the flange portion 72f of the second insulating member 72. Have.

さらに、第1絶縁部材71のうち基端側GKに位置する基端部71kには、第2絶縁部材72の先端側GSの部位である先端部72sが挿入される挿入孔71jが形成されている(図3、図8参照)。この挿入孔71jは、段状をなしており、第2絶縁部材72の先端部72sの外周面が接触する内周面71gと、第2絶縁部材72の先端面72tが当接する当接面71mとを有している(図3参照)。   Furthermore, an insertion hole 71j into which a distal end portion 72s that is a portion of the distal end side GS of the second insulating member 72 is inserted is formed in the proximal end portion 71k located on the proximal end side GK of the first insulating member 71. (See FIGS. 3 and 8). The insertion hole 71j has a stepped shape, and an inner peripheral surface 71g with which the outer peripheral surface of the distal end portion 72s of the second insulating member 72 contacts and an abutting surface 71m with which the distal end surface 72t of the second insulating member 72 abuts. (See FIG. 3).

さらに、第1絶縁部材71のうち先端側GSに位置する先端部71sには、絶縁ホルダ70の基端部70kが挿入される挿入孔71pが形成されている(図3、図8参照)。この挿入孔71pは、段状をなしており、絶縁ホルダ70の基端部70kの外周面が接触する内周面71qと、絶縁ホルダ70の基端面70tが当接する当接面71rとを有している(図8参照)。また、絶縁ホルダ70の先端面70fは、主体金具50内に固定されているセラミックスリーブ56に当接している。   Furthermore, an insertion hole 71p into which the proximal end portion 70k of the insulating holder 70 is inserted is formed in the distal end portion 71s located on the distal end side GS of the first insulating member 71 (see FIGS. 3 and 8). The insertion hole 71p has a step shape, and has an inner peripheral surface 71q with which the outer peripheral surface of the base end portion 70k of the insulating holder 70 contacts, and a contact surface 71r with which the base end surface 70t of the insulating holder 70 contacts. (See FIG. 8). Further, the front end surface 70 f of the insulating holder 70 is in contact with the ceramic sleeve 56 fixed in the metal shell 50.

これにより、軸線方向GHに隣接(当接)して配置されている第2絶縁部材72、第1絶縁部材71、及び、絶縁ホルダ70は、内筒80の第2固定部80jとセラミックスリーブ56との間に挟まれる態様で、軸線方向GHに固定される。   Accordingly, the second insulating member 72, the first insulating member 71, and the insulating holder 70 that are disposed adjacent to (in contact with) the axial direction GH include the second fixing portion 80j of the inner cylinder 80 and the ceramic sleeve 56. And is fixed in the axial direction GH.

また、内筒80の第1固定部80hにより、第2絶縁部材72が径方向(軸線方向GHに直交する方向)に固定されている。さらに、この第2絶縁部材72の先端部72sが、第1絶縁部材71の挿入孔71j内に挿入されているので、第1絶縁部材71の挿入孔71jを構成する内周面71gが、第2絶縁部材72の先端部72sの外周面に接触する態様で、第1絶縁部材71も径方向に固定される。さらに、この第1絶縁部材71の挿入孔71p内に、絶縁ホルダ70の基端部70kが挿入されているので、絶縁ホルダ70の基端部70kの外周面が、第1絶縁部材71の挿入孔71pを構成する内周面71qに接触する態様で、絶縁ホルダ70も径方向に固定される。
このようにして、本実施形態の微粒子センサ10では、第1絶縁部材71を、径方向(軸線方向GHに直交する方向)のみならず軸線方向GHについても、内筒80(筒状体)に対して適切に固定することができる。
Further, the second insulating member 72 is fixed in the radial direction (a direction orthogonal to the axial direction GH) by the first fixing portion 80 h of the inner cylinder 80. Furthermore, since the distal end portion 72s of the second insulating member 72 is inserted into the insertion hole 71j of the first insulating member 71, the inner peripheral surface 71g constituting the insertion hole 71j of the first insulating member 71 is The first insulating member 71 is also fixed in the radial direction in such a manner that it contacts the outer peripheral surface of the distal end portion 72 s of the two insulating member 72. Further, since the base end portion 70k of the insulating holder 70 is inserted into the insertion hole 71p of the first insulating member 71, the outer peripheral surface of the base end portion 70k of the insulating holder 70 is inserted into the first insulating member 71. The insulating holder 70 is also fixed in the radial direction in such a manner that it contacts the inner peripheral surface 71q constituting the hole 71p.
In this way, in the fine particle sensor 10 of the present embodiment, the first insulating member 71 is formed in the inner cylinder 80 (cylindrical body) not only in the radial direction (the direction orthogonal to the axial direction GH) but also in the axial direction GH. It can be appropriately fixed.

(変形形態)
次に、本発明の変形形態について説明する。本変形形態の微粒子センサ310は、実施形態の微粒子センサ10と比較して、第1絶縁部材の形状のみが異なり、その他については同様である。
(Deformation)
Next, modifications of the present invention will be described. The particle sensor 310 of the present modification is different from the particle sensor 10 of the embodiment only in the shape of the first insulating member, and the other is the same.

本変形形態の微粒子センサ310では、図10に示すように、第1絶縁部材371の先端部371s(第1絶縁部材371のうち最も先端側GSに位置する部位)が、第1絶縁部材371の径方向について内側最先端接触部371nよりも外側で、且つ、軸線方向GHについて内側最先端接触部371nよりも先端側GS(図10において下側)に位置している。この先端部371sは、円筒形状をなしている。
さらに、第1絶縁部材371の基端部371k(第1絶縁部材371のうち最も基端側GKに位置する部位)が、第1絶縁部材371の径方向について内側最基端接触部371yよりも外側で、且つ、軸線方向GHについて内側最基端接触部371yよりも基端側GK(図10において上側)に位置している。この基端部371kは、円筒形状をなしている。
In the fine particle sensor 310 of the present modified embodiment, as shown in FIG. 10, the distal end portion 371 s of the first insulating member 371 (the portion located on the most distal end side GS of the first insulating member 371) is the first insulating member 371. It is located outside the inner most advanced contact portion 371n in the radial direction and on the tip side GS (lower side in FIG. 10) than the inner most advanced contact portion 371n in the axial direction GH. The tip 371s has a cylindrical shape.
Further, the proximal end portion 371k of the first insulating member 371 (the portion of the first insulating member 371 located on the most proximal side GK) is more than the innermost proximal end contact portion 371y in the radial direction of the first insulating member 371. It is located on the outer side and on the base end side GK (upper side in FIG. 10) than the innermost base end contact portion 371y in the axial direction GH. The base end portion 371k has a cylindrical shape.

さらに、第1絶縁部材371は、第1絶縁部材371の径方向について先端部371sよりも外側で、且つ、軸線方向GHについて、内側最先端接触部371nよりも先端側GS(図10において下側)で、且つ、先端部371sの先端371ssよりも基端側GKの位置に、外側最先端接触部371wを有している。
さらに、第1絶縁部材371は、第1絶縁部材371の径方向について基端部371kよりも外側で、且つ、軸線方向GHについて内側最基端接触部371yよりも基端側GK(図10において上側)で、且つ、基端部371kの基端371kkよりも先端側GSの位置に、外側最基端接触部371xを有している。
Furthermore, the first insulating member 371 is located on the outer side of the distal end portion 371s in the radial direction of the first insulating member 371 and on the distal end side GS (lower side in FIG. ) And at the position of the base end side GK with respect to the distal end 371 ss of the distal end portion 371 s, the outer most distal contact portion 371 w is provided.
Furthermore, the first insulating member 371 is located outside the proximal end portion 371k in the radial direction of the first insulating member 371, and is located closer to the proximal end side GK (in FIG. 10) than the innermost proximal end contact portion 371y in the axial direction GH. The outermost proximal end contact portion 371x is located on the distal side GS relative to the proximal end 371kk of the proximal end portion 371k.

より具体的には、第1絶縁部材371の外側面371bは、軸線方向GHの先端側GS(詳細には、内側最先端接触部371nよりも先端側GS)に位置する部位(先端側部371b1)と基端側GK(詳細には、内側最基端接触部371yよりも基端側GK)に位置する部位(基端側部371b2)との間に位置する円筒状の中間部が、先端側部371b1及び基端側部371b2よりも径方向外側に突出した、段差のある円筒形状をなしている。そして、外側面371bの円筒状中間部が、外側接触部371v(内筒80の内周面80cと接触する部位)とされている。   More specifically, the outer side surface 371b of the first insulating member 371 is a portion (tip side portion 371b1) located on the tip side GS in the axial direction GH (specifically, the tip side GS with respect to the innermost tip contact portion 371n). ) And the base end side GK (specifically, the base end side portion 371b2) positioned at the base end side contact portion 371y and the portion located at the base end side 371b2 It has a cylindrical shape with a level difference projecting radially outward from the side portion 371b1 and the base end side portion 371b2. And the cylindrical intermediate part of the outer side surface 371b is taken as the outer side contact part 371v (site | part which contacts the internal peripheral surface 80c of the inner cylinder 80).

このような形態の第1絶縁部材371は、図10に示すように、第1絶縁部材371の表面を通じて内側接触部371hから外側接触部371vに至る沿面経路CRのうち、内側最先端接触部371nから外側最先端接触部371wに至る先端側最短沿面経路SCRが、「外側最先端接触部371wから見て、軸線方向GH(図10において上下方向)について内側最先端接触部371nが位置する側(本実施形態では、基端側GK)とは反対側(すなわち、軸線方向GHについて内側最先端接触部371nから遠ざかる側、本実施形態では先端側GS)に位置する第2経由点P2(第1絶縁部材371の先端371ssに位置する点)」を経由する先端側迂回経路SD2を含むことになる。
従って、本変形形態の微粒子センサ310では、第1絶縁部材の形態を、先端側最短沿面経路に上述のような迂回経路(先端側迂回経路)が含まれない形態とした場合に比べて、先端側迂回経路SD2の長さの分だけ先端側最短沿面経路SCRを長くすることができる。
As shown in FIG. 10, the first insulating member 371 having such a configuration has an inner most distal contact portion 371 n in the creeping path CR from the inner contact portion 371 h to the outer contact portion 371 v through the surface of the first insulating member 371. The shortest creepage path SCR on the distal end side extending from the outermost distal contact portion 371w is “the side on which the innermost distal contact portion 371n is located in the axial direction GH (vertical direction in FIG. 10 as viewed from the outermost distal contact portion 371w) ( In the present embodiment, the second via point P2 (first side) located on the opposite side to the base end side GK (that is, the side away from the inner most distal contact portion 371n in the axial direction GH, in this embodiment, the front end side GS). This includes the tip-side detour path SD <b> 2 via “the point located at the tip 371 ss of the insulating member 371”).
Therefore, in the fine particle sensor 310 of the present modified embodiment, the tip of the first insulating member is compared to a case where the tip-side shortest creepage path does not include the above-described bypass path (tip-side bypass path). The tip side shortest creeping route SCR can be lengthened by the length of the side detour route SD2.

さらに、上述した形態の第1絶縁部材371は、図10に示すように、内側最基端接触部371yから外側最基端接触部371xに至る基端側最短沿面経路KCRが、「外側最基端接触部371xから見て、軸線方向GH(図10において上下方向)について内側最基端接触部371yが位置する側(本変形形態では、先端側GS)とは反対側(すなわち、軸線方向GHについて内側最基端接触部371yから遠ざかる側、本実施形態では基端側GK)に位置する第4経由点P4(第1絶縁部材371の基端371kkに位置する点)」を経由する基端側迂回経路KD2を含むことになる。
従って、本変形形態の微粒子センサ310では、第1絶縁部材371の形態を、基端側最短沿面経路KCRに上述のような迂回経路(基端側迂回経路)が含まれない形態とした場合に比べて、基端側迂回経路KD2の長さの分だけ基端側最短沿面経路KCRを長くすることができる。
Further, as shown in FIG. 10, the first insulating member 371 having the above-described configuration has the shortest creepage path KCR on the base end side from the innermost proximal contact portion 371y to the outermost proximal contact portion 371x as “the outermost proximal base. When viewed from the end contact portion 371x, the side where the innermost proximal contact portion 371y is located in the axial direction GH (vertical direction in FIG. 10) (the distal end side GS in the present modified embodiment) is the opposite side (that is, the axial direction GH). The fourth end point P4 (the point located at the base end 371kk of the first insulating member 371) located on the side farthest from the innermost base end contact portion 371y, in this embodiment, the base end side GK) " This includes the side detour route KD2.
Therefore, in the particulate sensor 310 of the present modified embodiment, the first insulating member 371 is configured such that the detour path (proximal end detour path) as described above is not included in the shortest creepage path KCR on the proximal end side. In comparison, the shortest creepage path KCR on the base end side can be lengthened by the length of the bypass path KD2 on the base end side.

以上説明したことから、本変形形態の微粒子センサ310では、第1絶縁部材371の表面に水滴が付着したり、第1絶縁部材371が高温になるなどして、第1絶縁部材371の表面の絶縁性が低下した場合でも、第1絶縁部材371の表面を通じた、放電電位端子部材73と内筒80との間での放電及び電流リークが、発生し難くなる。   As described above, in the fine particle sensor 310 of the present modified embodiment, water droplets adhere to the surface of the first insulating member 371 or the temperature of the first insulating member 371 becomes high. Even when the insulating property is lowered, discharge and current leakage between the discharge potential terminal member 73 and the inner cylinder 80 through the surface of the first insulating member 371 are less likely to occur.

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態及び変形形態では、放電電位PV2を正の高電位としたが、放電電位PV2を負の高電位としても良い。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments and modifications. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and can be applied with appropriate modifications without departing from the gist thereof. Not too long.
For example, in the embodiment and the modification, the discharge potential PV2 is a positive high potential, but the discharge potential PV2 may be a negative high potential.

また、実施形態及び変形形態では、セラミック素子100(センサ素子)として、アルミナからなるセラミック基体101(絶縁基体)が、放電電極体110の埋設部112Aを内包する形態を示した。しかしながら、センサ素子において、放電電極体を絶縁基体に設ける構造は、これに限られない。例えば、アルミナ等の絶縁性セラミックからなる基体の表面に放電電極体を印刷等により形成した上で、その一部をガラスコートして埋設部とすることにより、セラミック基体及びガラスコートからなる絶縁基体に放電電極体を設けたセラミック素子(センサ素子)を用いるようにしても良い。   In the embodiment and the modification, the ceramic base 101 (insulating base) made of alumina encloses the embedded portion 112A of the discharge electrode body 110 as the ceramic element 100 (sensor element). However, the structure in which the discharge electrode body is provided on the insulating base in the sensor element is not limited to this. For example, a discharge electrode body is formed on the surface of a substrate made of an insulating ceramic such as alumina by printing or the like, and a part thereof is glass coated to form an embedded portion, whereby an insulating substrate made of a ceramic substrate and a glass coat. A ceramic element (sensor element) provided with a discharge electrode body may be used.

また、実施形態及び変形形態では、第1絶縁部材71,371を1部材で構成したが、複数部材により構成しても良い。複数部材で構成する形態としては、例えば、径方向内側に位置する筒状の内側部材と径方向外側に位置する筒状の外側部材とからなり、内側部材の外周面を外側部材で覆うようにした形態が挙げられる。   Further, in the embodiment and the modification, the first insulating members 71 and 371 are configured by one member, but may be configured by a plurality of members. As a form constituted by a plurality of members, for example, a cylindrical inner member located radially inside and a cylindrical outer member located radially outside are formed, and the outer peripheral surface of the inner member is covered with the outer member. The form which was made is mentioned.

1 微粒子検知システム
10,310 微粒子センサ
40 外側プロテクタ
45 内側プロテクタ(第1部材)
50 主体金具
71,371 第1絶縁部材
71b,371b 外側面
71f,371f 内側面
71h,371h 内側接触部
71n,371n 内側最先端接触部
71y,371y 内側最基端接触部
71v,371v 外側接触部
71w,371w 外側最先端接触部
71x,371x 外側最基端接触部
72 第2絶縁部材
73 放電電位端子部材
75 補助電位端子部材(異電位端子部材)
76 第1ヒータ端子部材
77 第2ヒータ端子部材
80 内筒(筒状体)
80c 内周面
80d 固定部
100 セラミック素子(センサ素子)
100P 放電パッド部
100R 異電位パッド部
101 セラミック基体(絶縁基体)
110 放電電極体
113 放電電位パッド
120 補助電極体
125 補助電位パッド(異電位パッド)
130 ヒータ部
136 第1ヒータパッド
137 第2ヒータパッド
161 放電電位リード線
162 補助電位リード線(異電位リード線)
163 第1ヒータリード線
164 第2ヒータリード線
200 制御装置
210 イオン源電源回路
220 計測制御回路
226 ヒータ通電回路
230 信号電流検知回路
240 補助電極電源回路
CGND シャーシGND電位
EG 排気ガス(被測定ガス)
EP 排気管
GH 軸線方向
GS 先端側
GK 基端側
PV2 放電電位
PV3 補助電位(異電位)
PVht 第1ヒータ電位
S 微粒子
SGND センサGND電位(第1基準電位)
CR 沿面経路
SCR 先端側最短沿面経路
SD1,SD2 先端側迂回経路
P1 第1経由点
P2 第2経由点
P3 第3経由点
P4 第4経由点
KCR 基端側最短沿面経路
KD1,KD2 基端側迂回経路
1 Particle detection system 10, 310 Particle sensor 40 Outer protector 45 Inner protector (first member)
50 metal shells 71 and 371 first insulating members 71b and 371b outer side surfaces 71f and 371f inner side surfaces 71h and 371h inner contact portions 71n and 371n inner most distal contact portions 71y and 371y innermost proximal end contact portions 71v and 371v outer contact portions 71w , 371w Outer most advanced contact portion 71x, 371x Outer most proximal end contact portion 72 Second insulating member 73 Discharge potential terminal member 75 Auxiliary potential terminal member (different potential terminal member)
76 First heater terminal member 77 Second heater terminal member 80 Inner cylinder (tubular body)
80c Inner peripheral surface 80d Fixed part 100 Ceramic element (sensor element)
100P Discharge pad portion 100R Different potential pad portion 101 Ceramic substrate (insulating substrate)
110 Discharge electrode body 113 Discharge potential pad 120 Auxiliary electrode body 125 Auxiliary potential pad (different potential pad)
130 heater portion 136 first heater pad 137 second heater pad 161 discharge potential lead wire 162 auxiliary potential lead wire (different potential lead wire)
163 First heater lead wire 164 Second heater lead wire 200 Controller 210 Ion source power supply circuit 220 Measurement control circuit 226 Heater energization circuit 230 Signal current detection circuit 240 Auxiliary electrode power supply circuit CGND Chassis GND potential EG Exhaust gas (measured gas)
EP Exhaust pipe GH Axial direction GS Tip side GK Base side PV2 Discharge potential PV3 Auxiliary potential (different potential)
PVht First heater potential S Fine particle SGND Sensor GND potential (first reference potential)
CR Creepage path SCR Tip side shortest creepage path SD1, SD2 Tip side detour path P1 First waypoint P2 Second waypoint P3 Third waypoint P4 Fourth waypoint KCR Base end side shortest creepage route KD1, KD2 Base end side detour Route

Claims (2)

第1基準電位とされる第1部材と、
電気絶縁材からなり、軸線方向に延びる形態の絶縁基体、
上記絶縁基体に設けられた放電電極体であって、上記第1基準電位よりも高電位の放電電位を印加して、上記第1部材との間に気中放電を生じさせる放電電極体、及び、
上記放電電極体に導通して上記絶縁基体の表面上に形成され、上記放電電位とされる放電電位パッド、を有する
センサ素子と、を備え、
上記軸線方向の基端側から先端側に延びる形態をなす微粒子センサであって、
放電電位リード線に接続され、上記放電電位とされる放電電位端子部材と、
金属からなり、上記軸線方向に延びる筒状をなし、上記第1部材と導通して上記第1基準電位とされる筒状体と、
電気絶縁材からなり、上記軸線方向に延びる筒状をなし、上記筒状体の内側に位置する第1絶縁部材であって、上記センサ素子のうち上記放電電位パッドが位置する放電パッド部及び上記放電電位端子部材を当該第1絶縁部材の内部に収容し、上記放電電位端子部材を上記放電電位パッドに接触させつつ上記放電電位端子部材を保持すると共に、上記放電電位端子部材と上記筒状体との間を電気的に絶縁する第1絶縁部材と、を備え、
上記第1絶縁部材の内側面は、上記放電電位端子部材と接触する内側接触部を有し、
上記内側接触部は、当該内側接触部のうち上記軸線方向について最も上記先端側に位置する内側最先端接触部と、上記軸線方向について最も上記基端側に位置する内側最基端接触部と、を有し、
上記第1絶縁部材の外側面は、上記筒状体の内周面と接触する外側接触部を有し、
上記外側接触部は、当該外側接触部のうち上記軸線方向について最も上記先端側に位置する外側最先端接触部と、上記軸線方向について最も上記基端側に位置する外側最基端接触部と、を有し、
上記第1絶縁部材は、
当該第1絶縁部材の表面を通じて上記内側接触部から上記外側接触部に至る沿面経路のうち、上記内側最先端接触部から上記外側最先端接触部に至る先端側最短沿面経路が、上記内側最先端接触部から見て、上記軸線方向について上記外側最先端接触部が位置する側とは反対側に位置する第1経由点、または、上記外側最先端接触部から見て、上記軸線方向について上記内側最先端接触部が位置する側とは反対側に位置する第2経由点、を経由する先端側迂回経路を含み、且つ、
上記沿面経路のうち、上記内側最基端接触部から上記外側最基端接触部に至る基端側最短沿面経路が、上記内側最基端接触部から見て、上記軸線方向について上記外側最基端接触部が位置する側とは反対側に位置する第3経由点、または、上記外側最基端接触部から見て、上記軸線方向について上記内側最基端接触部が位置する側とは反対側に位置する第4経由点、を経由する基端側迂回経路を含む形態をなす
微粒子センサ。
A first member having a first reference potential;
An insulating base made of an electrical insulating material and extending in the axial direction,
A discharge electrode body provided on the insulating substrate, wherein a discharge potential higher than the first reference potential is applied to generate an air discharge between the first member and the discharge electrode body; ,
A sensor element having a discharge potential pad formed on the surface of the insulating substrate in conduction with the discharge electrode body and having the discharge potential.
A particulate sensor having a form extending from a proximal end side in the axial direction to a distal end side,
A discharge potential terminal member connected to the discharge potential lead wire and having the discharge potential;
A cylindrical body made of metal and extending in the axial direction, which is electrically connected to the first member and used as the first reference potential;
A first insulating member made of an electrical insulating material and extending in the axial direction and positioned inside the cylindrical body, the discharge pad portion where the discharge potential pad is located among the sensor elements, and the above The discharge potential terminal member is accommodated inside the first insulating member, the discharge potential terminal member is held while the discharge potential terminal member is in contact with the discharge potential pad, and the discharge potential terminal member and the cylindrical body are held. A first insulating member that electrically insulates between,
The inner surface of the first insulating member has an inner contact portion that comes into contact with the discharge potential terminal member,
The inner contact portion is an inner most distal contact portion located on the most distal side in the axial direction among the inner contact portions, and an innermost proximal contact portion located on the most proximal side in the axial direction, Have
The outer surface of the first insulating member has an outer contact portion that comes into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body,
The outer contact portion is an outermost distal contact portion located closest to the distal end in the axial direction among the outer contact portions, and an outermost proximal contact portion located closest to the proximal end in the axial direction. Have
The first insulating member is
Of the creeping paths from the inner contact part to the outer contact part through the surface of the first insulating member, the tip-side shortest creepage path from the inner leading edge contact part to the outer leading edge contact part is the inner leading edge. When viewed from the contact portion, the first via point located on the side opposite to the side on which the outer most distal contact portion is located in the axial direction, or the inner side in the axial direction when viewed from the outer most distal contact portion. Including a tip-side detour route via a second via point located on the opposite side to the side where the most advanced contact portion is located, and
Of the creeping paths, the shortest creepage path on the base end side from the innermost proximal contact part to the outermost proximal contact part is the outermost base in the axial direction as viewed from the innermost proximal contact part. When viewed from the third via point located on the opposite side to the side on which the end contact portion is located or the outermost proximal contact portion, the side opposite to the side on which the innermost proximal contact portion is located in the axial direction The particulate sensor which makes the form containing the base end side detour route which passes along the 4th waypoint located in the side.
請求項1に記載の微粒子センサであって、
前記センサ素子は、
前記絶縁基体の表面上に形成され、前記放電電位とは異なる異電位とされる異電位パッドを有し、
前記微粒子センサは、
異電位リード線に接続され、上記異電位とされる異電位端子部材と、
電気絶縁材からなり、上記軸線方向に延びる筒状をなし、前記第1絶縁部材に対し前記軸線方向に隣接する第2絶縁部材であって、上記センサ素子のうち上記異電位パッドが位置する異電位パッド部及び上記異電位端子部材を当該第2絶縁部材の内部に収容し、上記異電位端子部材を上記異電位パッドに接触させつつ上記異電位端子部材を保持する第2絶縁部材と、を備え、
前記筒状体は、上記第2絶縁部材に接触して、上記軸線方向について上記第2絶縁部材及び上記第1絶縁部材を固定する固定部を有する
微粒子センサ。
The fine particle sensor according to claim 1,
The sensor element is
A different potential pad formed on the surface of the insulating substrate and having a different potential from the discharge potential;
The particulate sensor
A different potential terminal member connected to a different potential lead wire and having the different potential;
A second insulating member made of an electrical insulating material and extending in the axial direction and adjacent to the first insulating member in the axial direction, wherein the different potential pad of the sensor element is located. A potential pad portion and the different potential terminal member housed in the second insulating member, and a second insulating member holding the different potential terminal member while contacting the different potential terminal member to the different potential pad; Prepared,
The cylindrical body is a particulate sensor having a fixing portion that contacts the second insulating member and fixes the second insulating member and the first insulating member in the axial direction.
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