JP6547274B2 - 粒子状物質検出センサ - Google Patents
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Description
特許文献1の粒子状物質検出センサは、複数の検出電極が互いに平行に等間隔で配設されている。そのため、検出電極に粒子状物質を引き寄せるために電圧を印加した際に、検出電極間には、一様な電界が形成される。したがって、粒子状物質は、電界が発生する範囲内において、粒子状物質検出センサ上にランダムに捕集されるため、検出電極間に粒子状物質による導通パスが形成されるまで時間がかかり、検出感度が低下する。
上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方には、他方に向かって突出する複数の突出部(111、121)が、その突出方向と直交する方向に連続して形成されると共に、上記突出方向と直交する方向において、上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方に連続して形成される複数の上記突出部(111、121)の間に、他方の上記第1電極(11)又は上記第2電極(12)は配置されず、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)とが隣り合わない配置となっており、かつ、
上記突出部(111、121)が形成された上記検出電極(11、12)を挟持する一対の上記絶縁部材(21、22)の一方には、他方の上記絶縁部材(21、22)に向かって突出した絶縁凸部(211)が形成されており、一対の上記絶縁部材(21、22)の他方には、上記絶縁凸部(211)と対向する位置に絶縁凹部(221)が形成されて、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の距離が、複数の上記突出部(111、121)の突出方向において最短距離となるように形成されており、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の等電位線(L)が、上記突出部(111、121)が形成される複数部位において、他の部位よりも密となっていることを特徴とする粒子状物質検出センサ(1)にある。
また、本発明の他の態様は、
内燃機関から排出される排ガスに含まれる粒子状物質の一部を堆積させる被堆積部(10)と、絶縁性材料にて形成される該被堆積部(10)の表面に配置された第1電極(13)と、該表面に上記第1電極(13)と離れて配置された第2電極(14)とからなる一対の検出電極(13、14)とを備え、上記第1電極(13)と上記第2電極(14)は、それぞれの電極基部(131、141)が互いに向かい合うように配置されると共に、各電極基部(131、141)の長手方向と直交して延設された複数の櫛歯部(132、142)を有しており、
上記第1電極(13)における櫛歯部(132)及び上記第2電極(14)における櫛歯部(142)の少なくとも一方には、他方に向かって突出する複数の突出部(133、143)が、その突出方向と直交する方向に連続して形成されると共に、上記突出方向と直交する方向において、上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方に連続して形成される複数の上記突出部(133、143)の間に、他方の上記櫛歯部(132、142)は配置されず、上記第1電極(13)における櫛歯部(132)と上記第2電極(14)における櫛歯部(142)とが隣り合わない配置となっており、かつ、
上記第1電極(11)における櫛歯部(132)と上記第2電極(14)における櫛歯部(142)との間の距離が、複数の上記突出部(133、143)の突出方向において最短距離となるように形成されており、上記第1電極(13)と上記第2電極(14)との間の等電位線(L)が、上記突出部(133、143)が形成される複数部位において、他の部位よりも密となっていることを特徴とする粒子状物質検出センサ(100)にある。
また、本発明のさらに他の態様は、
内燃機関から排出される排ガスに含まれる粒子状物質の一部を堆積させる被堆積部(10)と、該被堆積部(10)に配置された第1電極(11)と、該第1電極(11)と離れて配置された第2電極(12)とからなる一対の検出電極(11、12)とを備えており、
上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方には、他方に向かって突出する突出部(111、121)が形成されており、
上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の距離が、上記突出部(111、121)において、局部的に短くなるように形成されており、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の等電位線(L)が、上記突出部(111、121)において、他の部位よりも密となっている粒子状物質検出センサ(1)であって、
複数の上記検出電極(11、12)と、電気絶縁性を有する複数の絶縁部材(21、22)とを交互に積層して形成されており、上記突出部(111、121)が形成された上記検出電極(11、12)を挟持する一対の上記絶縁部材(21、22)の一方には、他方の上記絶縁部材(21、22)に向かって突出した絶縁凸部(211)が形成されており、上記一対の絶縁部材(21、22)の他方には、上記絶縁凸部(211)と対向する位置に絶縁凹部(221)が形成されている、粒子状物質検出センサ(1)を製造する方法であって、
複数の検出電極(11、12)と上記絶縁部材(21、22)とを交互に積層配置して、これらを接合することにより、上記粒子状物質検出センサ(1)を製造するにあたり、
上記絶縁凸部(211)と上記絶縁凹部(221)とが対向するように配置した一対の上記絶縁部材(21、22)の間に上記検出電極(11、12)を積層した状態から、一対の上記絶縁部材(21、22)同士を積層方向に圧接することにより、一対の上記絶縁部材(21、22)の間に挟持された上記検出電極(11、12)を、上記絶縁凸部(211)及び上記絶縁凹部(221)に沿うように変形させ、上記突出部(111、121)を形成することを特徴とする粒子状物質検出センサ(1)の製造方法にある。
すなわち、上記突出部を設けることにより、上記第1電極と上記第2電極との間の距離は、上記突出部において局部的に短くなる。そのため、上記突出部が形成された部位においては、上記第1電極と上記第2電極との間における等電位線が密となり、上記突出部以外の部位に比べて強い電界が形成される。したがって、上記突出部に粒子状物質が優先的に引き寄せられる。また、上記突出部に付着した上記粒子状物質が導電性を持つ場合には、上記突出部と上記粒子状物質とが同電位となるため、粒子状物質が上記突出部の役割を果たし、粒子状物質をより引き寄せやすくなる。これにより、上記突出部に粒子状物質を選択的に付着させて、速やかに上記第1電極と上記第2電極との間を粒子状物質によって導通させることができる。それゆえ、上記粒子状物質検出センサにおける検出感度を向上させることができる。
上記粒子状物質検出センサにかかる実施例について、図1〜図3を参照して説明する。
図1に示すごとく、粒子状物質検出センサ1は、内燃機関から排出される排ガスに含まれる粒子状物質Pの一部を堆積させる被堆積部10と、被堆積部10に配置された第1電極11と、第1電極11と離れて配置された第2電極12とからなる一対の検出電極11、12とを備えている。第1電極11には、第2電極12に向かって突出する突出部111が形成されており、第1電極11と第2電極12との間の距離が、突出部111において、局部的に短くなるよう形成されている。
本例の粒子状物質検出センサ1は、自動車に搭載された内燃機関から、排気管を通じて排出される排ガスに含まれる粒子状物質Pを検出するためのものである。粒子状物質検出センサ1によって得られた情報を基に、排ガス浄化装置の故障検知を行う。
粒子状物質検出センサ1は、排気管の内側に突出するように配設されており、粒子状物質検出センサ1の軸方向における排気管の内側に配置される端部側を先端側とし、その反対側を基端側とする。
各第1電極11は、隣り合って配設された第2電極12に向かって突出する突出部111をそれぞれ備えている。本例において、粒子状物質検出センサ1の先端側から見たとき、第1電極11の突出部111は、略山形をなしており、第1電極11は、複数の突出部111が連続して形成された波型形状をなしている。
また、第1電極11及び第2電極12には、基端側に延びる引き出し電極部112、122が形成されている。
また、第1電極11の突出部111と第2電極12との間における最短距離は、10μmとした。
粒子状物質検出センサ1においては、一対の第1電極11に突出部111を設けてある。これにより、粒子状物質検出センサ1における検出感度を向上することができる。
すなわち、図3(a)に示すごとく、突出部111を設けることにより、第1電極11と第2電極12との間の距離は、突出部111において局部的に短くなる。そのため、突出部111が形成された部位においては、第1電極11と第2電極12との間における等電位線Lが密となり、突出部111以外の部位に比べて強い電界が形成される。したがって、図3(b)に示すごとく、突出部111に粒子状物質Pが優先的に引き寄せられ付着する。また、突出部111に付着した粒子状物質Pが導電性を持つ場合には、突出部111と、突出部111に付着した粒子状物質Pとが同電位となるため、突出部111に付着した粒子状物質Pが突出部111の役割を果たし、粒子状物質Pをより引き寄せやすくなる。これにより、突出部111に粒子状物質Pを選択的に付着させて、速やかに第1電極11と第2電極12との間を粒子状物質Pによって導通させることができる。それゆえ、粒子状物質検出センサ1における検出感度を向上させることができる。
図4に示すごとく、本例は、実施例1の粒子状物質検出センサ1の構造を一部変更したものである。
本例の粒子状物質検出センサ1においては、第1電極11及び第2電極12の両方に突出部111、121が形成されている。第1電極11は、実施例1と同様の構成を有している。
第2電極12は、被堆積部10において粒子状物質検出センサ1の積層方向と直交する直線に対して、第1電極11と線対称となるように形成されている。したがって、第1電極11の突出部111と第2電極12の突出部121とは、互いに対向している。
その他の構成は実施例1と同様である。尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
また、本例においても実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
図5に示すごとく、本例は、実施例2の粒子状物質Pの構成を一部変更したものである。
本例の粒子状物質検出センサ1は、第1電極11及び第2電極12の両方に、略台形形状をなす複数の突出部111、121を形成してある。
その他の構成は実施例2と同様である。尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例2において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例2と同様の構成要素等を表す。
図6に示すごとく、本例は、実施例1〜実施例3と構成の異なる粒子状物質検出センサ1の例を示すものである。
粒子状物質検出センサ100は、排ガス中の粒子状物質Pを堆積させる被堆積部10と、被堆積部10に互いに離れて配置された一対の検出電極13、14とを備えている。被堆積部10は、略長方形の板状をなしており、絶縁性材料によって形成されている。一対の検出電極13、14は、導電性材料からなり、被堆積部10の表面にパターン印刷等によって平膜状に形成されている。一対の検出電極13、14は、第1電極13及び第2電極14からなり、被堆積部10における長手方向と平行に形成された電極基部131、141と、電極基部131、141から長手方向と直交して延設された複数の櫛歯部132、142とをそれぞれ有している。第1電極13及び第2電極14は、電極基部131、141が互いに向かい合うように配置されると共に、第1電極13における櫛歯部132、142の間に、第2電極14における櫛歯部132、142が入り込むように配置されている。
また、本例に示した被堆積部10の表面に検出電極13、14を平膜状に形成した表面印刷式の粒子状物質検出センサ100においては、第1電極13と第2電極14との最短距離は、50μm以上でかつできる限り小さいことが好ましい。この場合には、第1電極13と第2電極14の生産性を確保しながら、両者の間の距離を小さくし、粒子状物質検出センサ100における検出感度をより向上することができる。
また、本例においても実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
10 被堆積部
11、12、13、14 検出電極
11、13 第1電極
12、14 第2電極
111、121、133、143 突出部
Claims (6)
- 内燃機関から排出される排ガスに含まれる粒子状物質の一部を堆積させる被堆積部(10)と、該被堆積部(10)に配置された第1電極(11)と、該第1電極(11)と離れて配置された第2電極(12)とからなる一対の検出電極(11、12)とを備え、複数の上記検出電極(11、12)と、電気絶縁性を有する複数の絶縁部材(21、22)とを交互に積層して形成されており、
上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方には、他方に向かって突出する複数の突出部(111、121)が、その突出方向と直交する方向に連続して形成されると共に、上記突出方向と直交する方向において、上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方に連続して形成される複数の上記突出部(111、121)の間に、他方の上記第1電極(11)又は上記第2電極(12)は配置されず、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)とが隣り合わない配置となっており、かつ、
上記突出部(111、121)が形成された上記検出電極(11、12)を挟持する一対の上記絶縁部材(21、22)の一方には、他方の上記絶縁部材(21、22)に向かって突出した絶縁凸部(211)が形成されており、一対の上記絶縁部材(21、22)の他方には、上記絶縁凸部(211)と対向する位置に絶縁凹部(221)が形成されて、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の距離が、複数の上記突出部(111、121)の突出方向において最短距離となるように形成されており、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の等電位線(L)が、上記突出部(111、121)が形成される複数部位において、他の部位よりも密となっていることを特徴とする粒子状物質検出センサ(1)。 - 内燃機関から排出される排ガスに含まれる粒子状物質の一部を堆積させる被堆積部(10)と、絶縁性材料にて形成される該被堆積部(10)の表面に配置された第1電極(13)と、該表面に上記第1電極(13)と離れて配置された第2電極(14)とからなる一対の検出電極(13、14)とを備え、上記第1電極(13)と上記第2電極(14)は、それぞれの電極基部(131、141)が互いに向かい合うように配置されると共に、各電極基部(131、141)の長手方向と直交して延設された複数の櫛歯部(132、142)を有しており、
上記第1電極(13)における櫛歯部(132)及び上記第2電極(14)における櫛歯部(142)の少なくとも一方には、他方に向かって突出する複数の突出部(133、143)が、その突出方向と直交する方向に連続して形成されると共に、上記突出方向と直交する方向において、上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方に連続して形成される複数の上記突出部(133、143)の間に、他方の上記櫛歯部(132、142)は配置されず、上記第1電極(13)における櫛歯部(132)と上記第2電極(14)における櫛歯部(142)とが隣り合わない配置となっており、かつ、
上記第1電極(11)における櫛歯部(132)と上記第2電極(14)における櫛歯部(142)との間の距離が、複数の上記突出部(133、143)の突出方向において最短距離となるように形成されており、上記第1電極(13)と上記第2電極(14)との間の等電位線(L)が、上記突出部(133、143)が形成される複数部位において、他の部位よりも密となっていることを特徴とする粒子状物質検出センサ(100)。 - 上記第1電極(11、13)及び上記第2電極(12、14)の両方に、互いに対向する部位を突出変形させた上記突出部(111、121、133、143)が形成されており、上記第1電極(11、13)の上記突出部(111、121、133、143)の突出端と上記第2電極(12、14)の上記突出部(111、121、133、143)の突出端とが互いに対向するように配設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の粒子状物質検出センサ(1、100)。
- 上記被堆積部(10)において、複数の上記突出部(111、121、133、143)は、山形又は台形形状をなすと共に、上記突出方向と直交する方向に連続する一続きの波型形状をなしており、
上記第1電極(11、13)と上記第2電極(12、14)との間の等電位線(L)は、上記突出方向と直交する方向において、上記他の部位よりも密となる部位と、疎となる部位を交互に有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ(1、100)。 - 上記第1電極(11、13)と上記第2電極(12、14)との最短距離は、1μm以上50μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の粒子状物質検出センサ(1、100)。
- 内燃機関から排出される排ガスに含まれる粒子状物質の一部を堆積させる被堆積部(10)と、該被堆積部(10)に配置された第1電極(11)と、該第1電極(11)と離れて配置された第2電極(12)とからなる一対の検出電極(11、12)とを備えており、
上記第1電極(11)及び上記第2電極(12)の少なくとも一方には、他方に向かって突出する突出部(111、121)が形成されており、
上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の距離が、上記突出部(111、121)において、局部的に短くなるように形成されており、上記第1電極(11)と上記第2電極(12)との間の等電位線(L)が、上記突出部(111、121)において、他の部位よりも密となっている粒子状物質検出センサ(1)であって、
複数の上記検出電極(11、12)と、電気絶縁性を有する複数の絶縁部材(21、22)とを交互に積層して形成されており、上記突出部(111、121)が形成された上記検出電極(11、12)を挟持する一対の上記絶縁部材(21、22)の一方には、他方の上記絶縁部材(21、22)に向かって突出した絶縁凸部(211)が形成されており、上記一対の絶縁部材(21、22)の他方には、上記絶縁凸部(211)と対向する位置に絶縁凹部(221)が形成されている、粒子状物質検出センサ(1)を製造する方法であって、
複数の検出電極(11、12)と上記絶縁部材(21、22)とを交互に積層配置して、これらを接合することにより、上記粒子状物質検出センサ(1)を製造するにあたり、
上記絶縁凸部(211)と上記絶縁凹部(221)とが対向するように配置した一対の上記絶縁部材(21、22)の間に上記検出電極(11、12)を積層した状態から、一対の上記絶縁部材(21、22)同士を積層方向に圧接することにより、一対の上記絶縁部材(21、22)の間に挟持された上記検出電極(11、12)を、上記絶縁凸部(211)及び上記絶縁凹部(221)に沿うように変形させ、上記突出部(111、121)を形成することを特徴とする粒子状物質検出センサ(1)の製造方法。
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