JP2020071140A

JP2020071140A - Ｐｍセンサ

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Publication number: JP2020071140A
Application number: JP2018205656A
Authority: JP
Inventors: 俊輔石黒; Shunsuke Ishiguro; 熊田　辰己; Tatsumi Kumada; 辰己熊田; 尚敬石山; Naotaka Ishiyama; 河合　孝昌; Takamasa Kawai; 孝昌河合
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-07
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: WO2020090503A1; CN112930472A; DE112019005395T5; CN112930472B; JP7206814B2

Abstract

【課題】空気に含まれる粒子状物質の検出精度を向上する。【解決手段】第１空気流路２３１を形成する内側ケース２１３、２１４と、第２空気流路２３２を形成する外側ケース２１１、２１２を備える。外側ケース２１１、２１２には、第２空気流路２３２の空気を外側ケース２１１、２１２の外に流出させる外側流出口２１１ｂが形成され、内側ケース２１３、２１４には、第１空気流路２３１から空気を流出させる内側流出口２１４ｂが形成される。そして、内側流出口２１４ｂから流出した空気と第２空気流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制されるよう内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線とが偏心している。【選択図】図２

Description

本発明は、空気に含まれる粒子状物質を検出するＰＭセンサに関するものである。

従来、埃センサを有する換気装置として特許文献１に示すものがある。この換気装置は、発光部と受光部とを有する埃センサを備えており、発光部から発せられた光が浮遊粒子に当たった際の散乱光を受光部で受光することにより空気中の浮遊粒子を検知している。

特開２００８−２４０３２号公報

本発明者らは、特許文献１に記載された埃センサのように、空気中を漂う粒子の濃度を検出する機能を、車両用空調装置に設けることについて検討を進めている。図９は、本発明者らが検討中のＰＭセンサ９０の構成図である。

このＰＭセンサ９０は、発光素子２２１、受光素子２２２、ミラー２２３およびセンサ基板２２０と、これらを収納するケース２１と、を備えている。

ケース２１は、第１外側ケース２１１、第２外側ケース２１２、第１内側ケース２１３および第２内側ケース２１４を有している。第１外側ケース２１１および第２外側ケース２１２は、外側ケースを構成しており、第１内側ケース２１３および第２内側ケース２１４は、内側ケースを構成している。

内側ケース２１３、２１４の内部には、検知対象の粒子が流れる検知流路２３１が形成されている。発光素子２２１、受光素子２２２、ミラー２２３等の光学部品を収納した内側ケース２１３、２１４への外部からの衝撃を緩和するため、外側ケース２１１、２１２と内側ケース２１３、２１４との間に空間が形成されている。この空間は、非検知流路２３２と呼ばれる。この非検知流路２３２にも空気が流れるようになっている。なお、検知流路２３１は第１空気流路に相当し、非検知流路２３２は第２空気流路に相当し、発光素子２２１、受光素子２２２、ミラー２２３等は光学素子に相当する。

外側ケース２１１、２１２には、空気を非検知流路２３２に流入させる外側流入口２１１ａと非検知流路２３２の空気を外側ケース２１１、２１２の外に流出させる外側流出口２１１ｂが形成されている。また、内側ケース２１３、２１４には、検知流路２３１から空気を流出させる内側流出口２１４ｂが形成されている。

そして、外側流入口２１１ａから外側ケース２１１、２１２の内部に流入した空気の一部が検知流路２３１に流入するとともに外側ケース２１１、２１２の内部に流入した空気の残りが非検知流路２３２に流入した後、検知流路２３１の内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気が合流して外側流出口２１１ｂから外側ケース２１１、２１２の外に排出されるようになっている。

ＰＭセンサ９０は、発光素子２２１から発せられた光が検知流路２３１を流れる空気中の粒子に当たった際の散乱光を受光素子２２２で受光することにより空気中の粒子を検知する。

ところで、ＰＭセンサ９０は、受光素子２２２から出力される信号に含まれるノイズを除去するためのローパスフィルタを有している。このローパスフィルタにより受光素子２２２から出力される信号に含まれるノイズを除去され、精度よく空気中の粒子の有無および濃度を検出することが可能となっている。

しかしながら、車両用空調装置における空調ユニットを流れる空気の風量が大きくなり、検知流路２３１を流れる空気の粒子の速度が速くなると、ローパスフィルタの影響によりＰＭセンサ９０の粒子の検知能力が低下してしまう。このため、精度よく空気中の粒子の有無および濃度を検出することができなくなってしまうといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、空気に含まれる粒子状物質の検出精度を向上することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、空気に含まれる粒子状物質を検出するＰＭセンサであって、粒子状物質を検出するための光学素子（２２１〜２２３）と、光学素子を収納するとともに空気が流れる第１空気流路（２３１）を形成する内側ケース（２１３、２１４）と、内側ケースとの間に空気が第１空気流路を迂回して流れる第２空気流路（２３２）を形成する外側ケース（２１１、２１２）と、を備えている。外側ケースには、空気を第２空気流路に流入させる外側流入口（２１１ａ）と第２空気流路の空気を外側ケースの外に流出させる外側流出口（２１１ｂ）が形成され、内側ケースには、第１空気流路から空気を流出させる内側流出口（２１４ｂ）が形成され、外側流入口から外側ケースの内部に流入した空気の一部が第１空気流路に流入するとともに外側ケースの内部に流入した空気の残りが第２空気流路に流入した後、第１空気流路の内側流出口から流出した空気と第２空気流路を流れる空気が合流して外側流出口から外側ケースの外に排出されるようになっている。そして、内側流出口から流出した空気と第２空気流路を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制される構造を有している。

上記した構成によれば、本ＰＭセンサは、内側流出口から流出した空気と第２空気流路を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制される構造を有している。したがって、第１空気流路を流れる空気の速度が抑制され、空気中の粒子の検出精度を向上することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態のＰＭセンサを備えた車両用空調装置の全体構成図である。第１実施形態のＰＭセンサの概略断面図である。受光回路の構成図である。ＰＭセンサの検知能力の周波数特性を示した図である。図９の部分拡大図である。図２の部分拡大図である。第２実施形態に係るＰＭセンサの概略断面図である。第３実施形態に係るＰＭセンサの概略断面図である。発明者らが検討中のＰＭセンサの概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態に係るＰＭセンサについて、図１〜図６を参照しながら説明する。本実施形態に係るＰＭセンサ２０は、車両に搭載され、車室内の空調を行う車両用空調装置１０に配置される。図１に示されるように、車両用空調装置１０は、空調ユニット１００と、ＰＭセンサ２０と、を備えている。

先ず、空調ユニット１００の構成について説明する。空調ユニット１００は、車両用空調装置１０の主要部分であって、外部から取り込んだ空気の空調を行い、空調された空気を車室内に供給するものである。空調ユニット１００は、ブロア収納部１０１と、ブロア１３０と、接続部１４０と、空調部１５０と、を備えている。

ブロア収納部１０１は、車両用空調装置１０のうち外部からの空気を取り込む部分となっている。ブロア収納部１０１の内部には、ブロア１３０が収容されている。ブロア収納部１０１には、内気入口１１１と外気入口１１２とが形成されている。内気入口１１１は、車室内から導入される空気の入口として形成された開口である。外気入口１１２は、車両の外から導入される空気の入口として形成された開口である。車両の外部の空間と外気入口１１２との間も、不図示のダクトによって接続されている。

ブロア収納部１０１のうち、内気入口１１１と外気入口１１２との間には、不図示の内外気切り換えドアが設けられている。内外気切り換えドアの動作によって、内気入口１１１から流入する空気と、外気入口１１２から流入する空気と、の比率が調整される。なお、このような内外気切り換えドアの構成としては公知のものを採用し得るので、その具体的な図示や説明については省略する。

ブロア収納部１０１のうち、空気の流れ方向に沿ってブロア１３０よりも上流側（図１では上方側）となる位置には、粒子フィルタ１２０が配置されている。粒子フィルタ１２０は、内気入口１１１や外気入口１１２から流入した空気から、粒子を除去するためのフィルタである。空気が粒子フィルタ１２０を通ることにより、粒子濃度の低減された清浄な空気が車室内に吹き出される。

ブロア１３０は、車室内に吹き出されるように空気を送り出す送風装置である。ブロア１３０が駆動されると、内気入口１１１や外気入口１１２からブロア収納部１０１の内部に空気が引き込まれる。当該空気は、次に述べる接続部１４０及び空調部１５０を通って車室内に吹き出される。

接続部１４０は、ブロア収納部１０１と空調部１５０との間を繋ぐ流路として設けられた部分である。本実施形態では、ブロア収納部１０１と接続部１４０とが一体に形成されている。

空調部１５０は、空気の温度調節を行う部分である。空調部１５０の内部には、空気の除湿及び冷却を行うエバポレータ、空気の加熱を行うヒータコア、エバポレータ及びヒータコアのそれぞれを流れる空気の量を調整するエアミックスドア等が配置されている。

空調部１５０のうち空気の流れ方向に沿って下流側となる部分には、デフロスタ吹き出し部１５１、フェイス吹き出し部１５２、及びフット吹き出し部１５３がそれぞれ設けられている。デフロスタ吹き出し部１５１は、車両の窓に向けて空調風を吹き出す部分である。フェイス吹き出し部１５２は、車両の乗員の顔に向けて空調風を吹き出す部分である。フット吹き出し部１５３は、車両の乗員の足元に向けて空調風を吹き出す部分である。

デフロスタ吹き出し部１５１、フェイス吹き出し部１５２、及びフット吹き出し部１５３のそれぞれには不図示のドアが設けられており、ドアの開度によってそれぞれの吹き出し部から吹き出される空気の流量が調整される。なお、以上に説明したような空調部１５０の構造としては公知のものを採用し得るので、その具体的な図示や説明については省略する。

図１に示されるように、ブロア収納部１０１のうち粒子フィルタ１２０の端部近傍となる位置には、空気導入室１６０が形成されている。空気導入室１６０は、空調ユニット１００の外側から、空調ユニット１００の内部に導入される空気が流れる空間、として形成されている。

空気導入室１６０のうち空気の入口となる開口１６１は、粒子フィルタ１２０や後述のＰＭセンサ２０よりも上方側となる位置に形成されている。開口１６１は、空調ユニット１００の周囲の空間と、空気導入室１６０との間を連通させるものである。空気導入室１６０のうち空気の出口となる開口１６２は、粒子フィルタ１２０よりも僅かに下方側となる位置に形成されている。

開口１６２は、空気導入室１６０と、ブロア収納部１０１のうち粒子フィルタ１２０よりも下方側の空間との間を連通させるものである。

ブロア１３０が駆動されているときには、ブロア１３０の吸引力により、空気導入室１６０の空気は開口１６２を通ってブロア１３０側に排出される。これを補うように、外部の空気は開口１６１を通って空気導入室１６０に流入する。このため、本実施形態における空気導入室１６０の内部では、開口１６２よりも上方側に位置する開口１６１から下方側に向けて空気が流れることとなる。

ブロア収納部１０１は、車両のうちインストルメントパネルの内側に配置されている。インストルメントパネルの内側の空間、すなわち、空気導入室１６０の外側の空間は、車室内と繋がっている。このため、開口１６１から空気導入室１６０に流入する空気は、車室内の空気となっている。

図１に示されるように、空調ユニット１００のうち空気導入室１６０が形成されている部分は、ＰＭセンサ２０が取り付けられる部分となっている。ＰＭセンサ２０は、空気導入室１６０のうち側方の部分を区画するように、ブロア収納部１０１に対して外側から取り付けられている。ＰＭセンサ２０の上端の位置は、開口１６１よりも低い位置となっている。

なお、上記のような開口１６１、開口１６２、ＰＭセンサ２０等の位置はあくまで一例である。開口１６１、開口１６２、ＰＭセンサ２０等は、それぞれ上記とは異なる位置に形成されていてもよい。

ＰＭセンサ２０は、空気中における粒子の有無および濃度を測定するためのセンサユニットである。ＰＭセンサ２０は、図２に示すように、発光素子２２１、受光素子２２２、ミラー２２３およびセンサ基板２２０と、これらを収納するケース２１と、を備えている。

発光素子２２１は、光を照射するものである。発光素子２２１から照射された光はミラー２２３に反射する。そして、ミラー２２３に反射した反射光は、後述する第１内側ケース２１３に形成された貫通穴を通って受光素子２２２で受光されるようになっている。

受光素子２２２を収納した内側ケース２１３、２１４の外側に外側ケース２１１、２１２を配置することで、受光素子２２２が外側ケース２１１、２１２の外部からの光の影響を受けないようになっている。

内側ケース２１３、２１４の内部には、検知対象の粒子が流れる検知流路２３１が形成されている。

発光素子２２１、受光素子２２２、ミラー２２３等の光学部品を収納した内側ケース２１３、２１４への外部からの衝撃を緩和するため、外側ケース２１１、２１２と内側ケース２１３、２１４との間に空間としての非検知流路２３２が設けられている。

外側ケース２１１、２１２には、空気を非検知流路２３２に流入させる外側流入口２１１ａと非検知流路２３２の空気を外側ケース２１１、２１２の外に流出させる外側流出口２１１ｂが形成されている。また、内側ケース２１３、２１４には、非検知流路２３２から検知流路２３１へ空気を流入させる内側流入口２１４ａと、検知流路２３１から非検知流路２３２へ空気を流出させる内側流出口２１４ｂと、が形成されている。

ＰＭセンサ２０は、発光素子２２１から発せられた光が検知流路２３１を流れる空気中の粒子に当たった際の散乱光を受光素子２２２で受光することにより空気中における粒子の有無および濃度を検知する。ＰＭセンサ２０は、受光素子２２２で受光された光量に基づいて空気中における粒子の有無および濃度を検知する。

図３に示すように、受光素子２２２には、受光回路３０が接続されている。受光回路３０は、受光素子２２２に流れる電流を増幅する電流増幅部３１と、電流増幅部３１により増幅された電流を電圧に変換して増幅するアンプ３２と、を備えている。受光回路３０は、さらに、アンプ３２の出力信号に含まれるノイズを除去するローパスフィルタ３３と、ローパスフィルタ３３を通過した信号を出力する電圧出力部３４と、を備えている。

ＰＭセンサ２０の検知能力の周波数特性を図３に示す。図に示すように、低周波領域ではＰＭセンサ２０の検知能力は高くなっている。しかし、周波数が高くなるにつれてＰＭセンサ２０の検知能力は低下している。これは、ローパスフィルタ３３の影響によるものと考えられる。

ブロアが低速で回転しており空調ユニット内を流れる空気の速度が低速の場合には、ＰＭセンサ２０の検知能力は高く、精度よく粒子の有無および濃度を検出することができる。しかし、ブロアが高速で回転し、空調ユニット内を流れる空気の速度が高速になるとＰＭセンサ２０の検知能力は低下する。このため、粒子の有無および濃度の検出精度が低下してしまうといった問題がある。

そこで、本発明者らは、検知流路２３１と非検知流路２３２を流れる空気の流れについて検討を行った。

図９に示した検討中のＰＭセンサ９０の構成では、図５に示すように、内側流出口２１４ｂの中心線が外側流出口２１１ｂの中心線と一致している。このため、外側流出口２１１ｂでアスピレーション効果が生じる。このような構成では、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部の空気の流速が大きくなる。なお、ベルヌーイの定理により空気の流速が大きくなると圧力が低下する。すなわち、図５に示すように、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部において負圧となる圧力低下領域が生じる。

このように、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部の圧力が負圧になると、合流部に検知流路２３１の空気が引き込まれるため、さらに検知流路２３１の内部の空気の流速が速くなってしまう。このように、検知流路２３１の内部の空気の流速が速くなると、ＰＭセンサ２０の検知能力が低下し、粒子の検出精度が低下してしまうことが分かった。

そこで、本実施形態のＰＭセンサ２０は、図６に示すように、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制されるよう内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線とが偏心している。

このように、内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線とが偏心することにより、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部の圧力低下が抑制され、検知流路２３１の内部の空気の流速が速くなるのが抑制されるので、粒子の有無および濃度の検出精度の低下が抑制される。

なお、内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線との偏心量が大きすぎると、内側流入口２１４ａにおける圧力損失が大きくなるので、検知流路２３１に空気が導入されにくくなってしまう。

このため、本実施形態のＰＭセンサ２０では、内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線とが偏心し、かつ、外側ケース２１１、２１２は、該外側ケース２１１、２１２の外側流出口２１１ｂが形成された面の法線方向から外側ケース２１１、２１２に投影したとき外側流出口２１１ｂの一部が内側流出口２１４ｂの内部に含まれるように形成されている。

以上、説明したように、本実施形態のＰＭセンサは、空気に含まれる粒子状物質を検出する。本実施形態のＰＭセンサは、粒子状物質を検出するための光学素子２２１〜２２３と、光学素子２２１〜２２３を収納するとともに空気が流れる第１空気流路２３１を形成する内側ケース２１３、２１４と、を備えている。また、内側ケース２１３、２１４との間に空気が第１空気流路２３１を迂回して流れる第２空気流路２３２を形成する外側ケース２１１、２１２を備えている。

また、外側ケース２１１、２１２には、空気を第２空気流路２３２に流入させる外側流入口２１１ａと第２空気流路２３２の空気を外側ケース２１１、２１２の外に流出させる外側流出口２１１ｂが形成されている。

また、内側ケース２１３、２１４には、第１空気流路２３１から空気を流出させる内側流出口２１４ｂが形成され、外側流入口２１１ａから外側ケース２１１、２１２の内部に流入した空気の一部が第１空気流路２３１に流入するとともに外側ケース２１１、２１２の内部に流入した空気の残りが第２空気流路２３２に流入する。その後、第１空気流路２３１の内側流出口２１４ｂから流出した空気と第２空気流路２３２を流れる空気が合流して外側流出口２１１ｂから外側ケース２１１、２１２の外に排出されるようになっている。

そして、内側流出口２１４ｂから流出した空気と第２空気流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制される構造を有している。

上記した構成によれば、本ＰＭセンサは、内側流出口２１４ｂから流出した空気と第２空気流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制される構造を有している。したがって、第１空気流路２３１を流れる空気の速度が抑制され、空気中の粒子の検出精度を向上することができる。

また、内側流出口２１４ｂから流出した空気と第２空気流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制されるよう内側流出口２１４ｂの中心線が外側流出口２１１ｂの中心線と偏心している。

このように、内側流出口２１４ｂの中心線が外側流出口２１１ｂの中心線と偏心させることで、内側流出口２１４ｂから流出した空気と第２空気流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下を抑制することができる。

また、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制されるよう内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線とが偏心している。

このように、内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線とを偏心させることにより、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部の圧力低下を抑制することができる。さらに、検知流路２３１の内部の空気の流速が速くなるのを抑制することができ、空気中の粒子の検出精度を向上することができる。

また、本実施形態のＰＭセンサ２０は、内側流出口２１４ｂの中心線と外側流出口２１１ｂの中心線とが偏心し、かつ、外側ケース２１１、２１２は、該外側ケース２１１、２１２の外側流出口２１１ｂが形成された面の法線方向から外側ケース２１１、２１２に投影したとき外側流出口２１１ｂの一部が内側流出口２１４ｂの内部に含まれるように形成されている。

したがって、内側流入口２１４ａにおける圧力損失が大きくなりすぎず、検知流路２３１に空気が導入されやすくすることができる。また、外側ケース２１１、２１２の外部から外側ケース２１１、２１２の内部への光の侵入を抑えることができる。外側ケース２１１、２１２の内部への光の侵入を抑えることで、光学素子から発した光によって得られた散乱光に対し、外側ケース２１１、２１２の外部から侵入する光の割合を低下できるため、粒子状物質の検出精度を向上することができる。

また、光学素子２２１〜２２３は、発光素子２２１から発せられた光が第１空気流路２３１を流れる空気に含まれる粒子状物質に当たった際の散乱光を受光素子２２２で受光することにより空気中の粒子を検知するよう構成することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係るＰＭセンサについて図７を用いて説明する。本実施形態のＰＭセンサは、上記第１実施形態のＰＭセンサと比較して、非検知流路２３２の幅ａが異なっている。

非検知流路２３２の幅ａは、外側流出口２１１ｂの中心線方向の長さに相当する。本実施形態のＰＭセンサ２０の非検知流路２３２の幅ａは、上記第１実施形態のＰＭセンサ２０の非検知流路２３２の幅よりも長くなっている。これにより、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制される。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

また、本実施形態のＰＭセンサ２０の非検知流路２３２の幅ａは、上記第１実施形態のＰＭセンサ２０の非検知流路２３２の幅よりも長くなっている。したがって、内側流出口２１４ｂから流出した空気と非検知流路２３２を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下を抑制することができ、空気中の粒子の検出精度を向上することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係るＰＭセンサについて図８を用いて説明する。本実施形態のＰＭセンサは、上記第１実施形態のＰＭセンサと比較して、さらに、外側ケース２１１、２１２に、外側流出口２１１ｂと異なる位置に、非検知流路２３２の空気を外側ケースの外に流出させる第２外側流出口２１１ｃが形成されている。

このように、外側流出口２１１ｂと異なる位置に、非検知流路２３２の空気を外側ケースの外に流出させる第２外側流出口２１１ｃを設けることもできる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、車室内の空調を行う車両用空調装置１０にＰＭセンサ２０を搭載する例を示したが、空気清浄機等、車両用空調装置１０以外の装置にＰＭセンサ２０を搭載することもできる。

（２）上記各実施形態では、開口１６１から空気導入室１６０に車室内の空気が流入し、この空気導入室１６０に流入した空気における粒子の有無および濃度をＰＭセンサ２０で検知する例を示した。しかし、ＰＭセンサ２０の検知対象は車室内の空気に限定されるものではなく、例えば、車室外の空気における粒子の有無および濃度を検出することもできる。

（３）上記各実施形態では、ブロア１３０の空気流れ上流側に粒子フィルタ１２０を配置したが、例えば、ブロア１３０の空気流れ下流側に粒子フィルタ１２０を配置してもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、ＰＭセンサは、空気に含まれる粒子状物質を検出するＰＭセンサであって、粒子状物質を検出するための光学素子を備えている、また、光学素子を収納するとともに空気が流れる第１空気流路を形成する内側ケースと、内側ケースとの間に空気が第１空気流路を迂回して流れる第２空気流路を形成する外側ケースと、を備えている。また、外側ケースには、空気を第２空気流路に流入させる外側流入口と第２空気流路の空気を外側ケースの外に流出させる外側流出口が形成されている。また、内側ケースには、第１空気流路から空気を流出させる内側流出口が形成されている。また、外側流入口から外側ケースの内部に流入した空気の一部が第１空気流路に流入するとともに外側ケースの内部に流入した空気の残りが第２空気流路に流入した後、第１空気流路の内側流出口から流出した空気と第２空気流路を流れる空気が合流して外側流出口から外側ケースの外に排出されるようになっている。そして、内側流出口から流出した空気と第２空気流路を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制される構造を有している。

また、第２の観点によれば、内側流出口から流出した空気と第２空気流路を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制されるよう内側流出口の中心線が外側流出口の中心線と偏心している。

このように、内側流出口の中心線が外側流出口の中心線と偏心させることで、内側流出口から流出した空気と第２空気流路を流れる空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下を抑制することができる。

また、第３の観点によれば、外側ケースは、該外側ケースの外側流出口が形成された面の法線方向から外側ケースに投影したとき外側流出口の一部が内側流出口の内部に含まれるように形成されている。

したがって、内側流入口における圧力損失が大きくなりすぎず、検知流路に空気が導入されやすくすることができる。また、外側ケースの外部から外側ケースの内部への光の侵入を抑えることができる。外側ケースの内部への光の侵入を抑えることで、光学素子から発した光によって得られた散乱光に対し、外側ケースの外部から侵入する光の割合を低下できるため、粒子状物質の検出精度を向上することができる。

また、第４の観点によれば、外側流出口は、第１外側流出口であり、外側ケースには、第１外側流出口と異なる位置に、第２空気流路の空気を外側ケースの外に流出させる第２外側流出口が形成されている。

このように、第１外側流出口と異なる位置に、非検知流路の空気を外側ケースの外に流出させる第２外側流出口を設けることもできる。

また、第５の観点によれば、光学素子は、発光素子から発せられた光が第１空気流路を流れる空気に含まれる粒子状物質に当たった際の散乱光を受光素子で受光する。

このように、発光素子から発せられた光が第１空気流路を流れる空気に含まれる粒子状物質に当たった際の散乱光を受光素子で受光するよう光学素子を構成することができる。

１車両用空調装置
３０受光回路
３３ローパスフィルタ
２１１、２１２外側ケース
２１３、２１４内側ケース
２１１ａ外側流入口
２１１ｂ外側流出口
２１４ａ内側流出口
２１４ｂ内側流入口
２２１発光素子
２２２受光素子
２２３ミラー
２３１検知流路
２３２非検知流路

Claims

空気に含まれる粒子状物質を検出するＰＭセンサであって、
前記粒子状物質を検出するための光学素子（２２１〜２２３）と、
前記光学素子を収納するとともに前記空気が流れる第１空気流路（２３１）を形成する内側ケース（２１３、２１４）と、
前記内側ケースとの間に前記空気が前記第１空気流路を迂回して流れる第２空気流路（２３２）を形成する外側ケース（２１１、２１２）と、を備え、
前記外側ケースには、前記空気を前記第２空気流路に流入させる外側流入口（２１１ａ）と前記第２空気流路の前記空気を前記外側ケースの外に流出させる外側流出口（２１１ｂ）が形成され、
前記内側ケースには、前記第１空気流路から前記空気を流出させる内側流出口（２１４ｂ）が形成され、
前記外側流入口から前記外側ケースの内部に流入した前記空気の一部が前記第１空気流路に流入するとともに前記外側ケースの内部に流入した前記空気の残りが前記第２空気流路に流入した後、前記第１空気流路の前記内側流出口から流出した前記空気と前記第２空気流路を流れる前記空気が合流して前記外側流出口から前記外側ケースの外に排出されるようになっており、
前記内側流出口から流出した前記空気と前記第２空気流路を流れる前記空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制される構造を有しているＰＭセンサ。
前記内側流出口から流出した前記空気と前記第２空気流路を流れる前記空気の合流部に生じる圧力低下領域の圧力低下が抑制されるよう前記内側流出口の中心線が前記外側流出口の中心線と偏心している請求項１に記載のＰＭセンサ。
前記外側ケースは、該外側ケースの前記外側流出口が形成された面の法線方向から前記外側ケースに投影したとき前記外側流出口の一部が前記内側流出口の内部に含まれるように形成されている請求項２に記載のＰＭセンサ。
前記外側流出口は、第１外側流出口であり、
前記外側ケースには、前記第１外側流出口と異なる位置に、前記第２空気流路の前記空気を前記外側ケースの外に流出させる第２外側流出口が形成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＰＭセンサ。
前記光学素子は、発光素子（２２１）から発せられた光が前記第１空気流路を流れる前記空気に含まれる前記粒子状物質に当たった際の散乱光を受光素子（２２２）で受光することにより空気中の粒子を検知する請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＰＭセンサ。