JP6711846B2 - Parts for measuring devices of particulate matter - Google Patents

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Description

本開示は、粒子状物質の測定装置用部品に関するものである。 The present disclosure relates to parts for a measuring device for particulate matter.

ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質の量を測定するために用いられる粒子状物質の測定装置用部品として、例えば、特開2014−159783号公報(以下、特許文献1ともいう)に記載のものが知られている。特許文献1に記載の粒子状物質の測定装置用部品は、多孔質性の隔壁で複数のセルに区画されたフィルタと、少なくとも1つのセルを測定用セルとしたときに、このセルを挟むように設けられた一対の電極とを備えている。そして、特許文献1に記載の粒子状物質の測定装置用部品においては、一対の電極間の静電容量に基づいて、フィルタに捕集される排気中の粒子状物質の堆積量を算出する。また、流路とフィルタとは平行に配置され、流路のガスの流出側の開口の一部が閉塞され、これとは別の流路はガスの流入側が閉塞された構造となっている。 As a particulate matter measuring device component used for measuring the amount of particulate matter in exhaust gas discharged from a diesel engine, for example, JP-A-2014-159783 (hereinafter, also referred to as Patent Document 1) Those described in are known. The particulate matter measuring device component described in Patent Document 1 has a filter divided into a plurality of cells by a porous partition wall, and when at least one cell is used as a measuring cell, the cell is sandwiched. And a pair of electrodes provided on the. Then, in the particulate matter measuring device component described in Patent Document 1, the deposition amount of the particulate matter in the exhaust gas collected by the filter is calculated based on the capacitance between the pair of electrodes. Further, the flow path and the filter are arranged in parallel with each other, and a part of an opening on the gas outflow side of the flow path is closed, and another flow path is closed on the gas inflow side.


粒子状物質の測定装置用部品は、両端部において表面に開口している流路空間を内部に有するセラミックスから成る基部と、前記流路空間を複数に区切ってガスが流れる流路を形成するように前記空間に設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記基部の前記流路空間を挟んで対向する領域に、複数の前記フィルタ部のそれぞれに沿って設けられた部分の端部同士を接続して蛇行したミアンダ形状の線状の配線パターンを有するとともに前記フィルタ部に沿って該フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる。

A part for a device for measuring particulate matter has a base part made of ceramics having a flow passage space open at the surface at both ends, and a flow passage through which a gas flows by dividing the flow passage space into a plurality of parts. In a region facing each other across the flow path space of the base portion and a filter portion made of a porous ceramics provided in the space, end portions of the portions provided along each of the plurality of filter portions, The filter unit has a meander-shaped linear wiring pattern that is connected and meandered, and is provided with a pair of electrodes for capacitance formation provided along the filter unit so as to sandwich the filter unit. Includes those arranged at an angle with respect to the length direction of the flow path space.

また、別の粒子状物質の測定装置用部品は、セラミックスから成る板状の部材であって主面が対向するように並置された一対の基部と、該一対の基部の間の流路空間を区切って流路を形成するように設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記一対の基部に、複数の前記フィルタ部のそれぞれに沿って設けられた部分の端部同士を接続して蛇行したミアンダ形状の線状の配線パターンを有するとともに前記フィルタ部に沿って該フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる。 Further, another particulate matter measuring device component is a plate-shaped member made of ceramics and has a pair of bases juxtaposed so that their main surfaces face each other, and a flow path space between the pair of bases. A filter part made of porous ceramics provided so as to divide to form a flow path, and the pair of base parts are connected to each other to connect the end parts of the parts provided along each of the plurality of filter parts to meander. And a pair of electrodes for capacitance formation provided along the filter portion so as to sandwich the filter portion, and the filter portion is provided with the meander-shaped linear wiring pattern. It includes those arranged at an angle with respect to the length direction of the road space.

粒子状物質の測定装置用部品の斜視図である。It is a perspective view of parts for measuring devices of particulate matter. 図1に示す粒子状物質の測定装置用部品の横断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the component for measuring devices of a particulate matter shown in FIG. 図1に示す粒子状物質の測定装置用部品の縦断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vertical cross section of the component for measuring devices of a particulate matter shown in FIG. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. 図6に示す粒子状物質の測定装置用部品における電極の配線パターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the component for measuring devices of a particulate matter shown in FIG. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例における電極の配線パターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例における電極の配線パターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例における電極の配線パターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vertical cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vertical cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vertical cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vertical cross section of another example of the components for measuring devices of a particulate matter. (a)は粒子状物質の測定装置用部品の他の例の上面図、(b)は側面図、(c)は正面図である。(A) is a top view of the other example of components for measuring devices of particulate matter, (b) is a side view, and (c) is a front view. 粒子状物質の測定装置用部品の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the component for measuring devices of a particulate matter.

以下、粒子状物質の測定装置用部品100について、図面を参照しながら説明する。図1等においては、粒子状物質の測定装置用部品100に対して固定して定義した直交座標系xyzを付している。以下の説明では、この座標系を参照して方向を説明することがある。粒子状物質の測定装置用部品100は、いずれの方向が鉛直方向乃至は水平方向とされてもよい。また、z軸方向を上下方向、高さ方向または厚み方向ということがある。また、粒子状物質の測定装置用部品100について単に平面視という場合には、z軸方向から見ることを意味する。 Hereinafter, the particulate matter measuring device component 100 will be described with reference to the drawings. In FIG. 1 and the like, a Cartesian coordinate system xyz defined by being fixed to the particulate matter measuring device component 100 is attached. In the following description, the direction may be described with reference to this coordinate system. In the particulate matter measuring device component 100, any direction may be a vertical direction or a horizontal direction. Further, the z-axis direction may be referred to as a vertical direction, a height direction, or a thickness direction. Further, when the component 100 for a measuring device for particulate matter is simply referred to as a plan view, it means that it is seen from the z-axis direction.

図1、2に示すように、粒子状物質の測定装置用部品100は、内部に流路空間10を有する基部1と、流路空間10の内部に設けられたフィルタ部2とを備えている。流路空間10がフィルタ部2で複数に区切られて、複数の流路11が形成されている。図3に示すように、粒子状物質の測定装置用部品100は、さらに、基部1に静電容量形成用の一対の電極3を備えている。粒子状物質の測定装置用部品100は、例えば、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質の量を測定するために用いられる。 As shown in FIGS. 1 and 2, a particulate matter measuring device component 100 includes a base portion 1 having a flow passage space 10 therein, and a filter portion 2 provided inside the flow passage space 10. .. The flow path space 10 is divided into a plurality of sections by the filter section 2 to form a plurality of flow paths 11. As shown in FIG. 3, the particulate matter measuring device component 100 further includes a pair of electrodes 3 for capacitance formation on the base 1. The particulate matter measuring device component 100 is used, for example, to measure the amount of particulate matter in exhaust gas discharged from a diesel engine.

基部1は、ガスの流れる流路11(流路空間10)を形成するための部材である。基部1は、例えば、アルミナ等の絶縁性のセラミックスから成る。基部1は、例えば、内部に1つまたは複数の流路空間10を有している。図1に示す粒子状物質の測定装置用部品100においては、基部1は、外形が直方体形状であって、内部に2つの流路空間10を有している。流路空間10は、基部1の主面の長手方向に沿って伸びている。それぞれの流路空間10はフィルタ部2で複数に区切られており、区切られた空間の1つ1つが流路11である。2つの流路空間10は基部1の厚み(高さ)方向に配列されている。基部1は、例えば、主面の長手方向の長さ、開口を有する側面間の長さ(奥行き、y軸方向の長さ)を40mmに、短手方向の長さ、開口を有さない側面間の長さ(幅、x軸方向の長さ)を10mmに、高さ(厚み、z軸方向の長さ)を5mmに、設定できる。 The base portion 1 is a member for forming a flow passage 11 (flow passage space 10) through which gas flows. The base 1 is made of, for example, an insulating ceramic such as alumina. The base 1 has, for example, one or a plurality of flow passage spaces 10 inside. In the particulate matter measuring device component 100 shown in FIG. 1, the base 1 has a rectangular parallelepiped outer shape and has two flow passage spaces 10 therein. The flow path space 10 extends along the longitudinal direction of the main surface of the base 1. Each flow path space 10 is divided into a plurality of parts by the filter portion 2, and each of the divided spaces is a flow path 11. The two flow path spaces 10 are arranged in the thickness (height) direction of the base 1. The base portion 1 has, for example, a length in the longitudinal direction of the main surface, a length between the side surfaces having an opening (depth, length in the y-axis direction) of 40 mm, a length in the lateral direction, and a side surface having no opening. The length (width, length in the x-axis direction) can be set to 10 mm, and the height (thickness, length in the z-axis direction) can be set to 5 mm.

流路空間10は、基部1の1つの側面からこれに対向する位置にある側面にかけて延びている。流路空間10は、基部1の1つの側面と、これに対向する位置にある側面とに開口している。そして、流路11もまた、基部1の1つの側面と、これに対向する位置にある側面とに開口している。この2つの開口のうちの一方がガスの流入する流入口4であり、他方はガスが流路11から流出する流出口5である。なお、図2においては、白抜き矢印でガスの流れを示している。また、流路空間10は、幅(x軸方向の長さ)を8mmに、高さ(底面と天井面との間隔、z軸方向の長さ)を1.2mmに設定できる。流路空間10の長さ(y軸方向の長さ)は、基部1の長さと等しく、40mmに設定できる。 The flow path space 10 extends from one side surface of the base 1 to a side surface at a position facing the side surface. The flow path space 10 is open to one side surface of the base 1 and a side surface at a position facing the side surface. The flow path 11 is also open to one side surface of the base 1 and the side surface at a position facing the side surface. One of the two openings is an inflow port 4 through which gas flows, and the other is an outflow port 5 through which gas flows out of the flow path 11. Note that, in FIG. 2, a white arrow indicates a gas flow. Further, the flow path space 10 can be set to have a width (length in the x-axis direction) of 8 mm and a height (distance between the bottom surface and the ceiling surface, length in the z-axis direction) of 1.2 mm. The length of the flow path space 10 (the length in the y-axis direction) is equal to the length of the base 1, and can be set to 40 mm.

フィルタ部2は、ガス中の粒子状物質を捕集するための部材である。図2および図3に示すように、フィルタ部2は、流路空間10の内部に設けられている。図2に示すように、本開示の粒子状物質の測定装置用部品100においては、フィルタ部2は板状であって、基部1の流路空間10を、流路空間10の幅方向に複数の領域に区切るように複数設けられている。そして、フィルタ部2は、流路空間10の長さ方向(y軸方向)に対して傾斜して配置されているものを含んでいる。図2に示す例においては、すべてのフィルタ部2が流路空間10の長さ方向(y軸方向)に対して傾斜して配置されている。流路空間10の長さ方向は流入口4から流出口5へ向かう方向である。本開示の粒子状物質の測定装置用部品100は、1つの流路空間10につき5つのフィルタ部2が設けられている。5つのフィルタ部2は、それぞれが並行に配列されている。フィルタ部2は、多孔質セラミックスから成る。多孔質セラミックスとしては、例えば、多孔質アルミナが挙げられる。フィルタ部2が多孔質アルミナから成ることによって、流路11を流れるガスがフィルタ部2を通過できるようになっている。このとき、フィルタ部2は、ガス中に含まれる粒子状物質の一部を捕集する(堆積させる)ことができる。そして、フィルタ部2が流路空間10の長さ方向に対して傾斜して配置されていることから、排気管内を流れてきた排気ガスの流れ方向に対して流路空間10の長さ方向が平行になるように粒子状物質の測定装置用部品100を配置すると、フィルタ部2はガスの流れに対して斜めになる。そのため、ガスがフィルタ部2内に流入しやすくなり、ガスに含まれる粒子状物質を捕集しやすくなって、粒子状物質の検知感度の高いものとなる。 The filter part 2 is a member for collecting the particulate matter in the gas. As shown in FIGS. 2 and 3, the filter unit 2 is provided inside the flow path space 10. As shown in FIG. 2, in the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the filter portion 2 is plate-shaped, and the plurality of flow passage spaces 10 in the base portion 1 are arranged in the width direction of the flow passage space 10. Multiple areas are provided so as to be divided into areas. The filter unit 2 includes the filter unit 2 arranged so as to be inclined with respect to the length direction (y-axis direction) of the flow channel space 10. In the example shown in FIG. 2, all the filter units 2 are arranged to be inclined with respect to the length direction (y-axis direction) of the flow path space 10. The length direction of the flow path space 10 is the direction from the inflow port 4 to the outflow port 5. In the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, five filter portions 2 are provided for each flow path space 10. Each of the five filter units 2 is arranged in parallel. The filter part 2 is made of porous ceramics. Examples of porous ceramics include porous alumina. Since the filter part 2 is made of porous alumina, the gas flowing through the flow path 11 can pass through the filter part 2. At this time, the filter unit 2 can collect (deposit) a part of the particulate matter contained in the gas. And since the filter part 2 is arrange|positioned inclining with respect to the length direction of the flow path space 10, the length direction of the flow path space 10 is set to the flow direction of the exhaust gas which flowed in the exhaust pipe. When the particulate matter measuring device component 100 is arranged so as to be parallel to each other, the filter unit 2 is inclined with respect to the gas flow. Therefore, the gas easily flows into the filter unit 2, the particulate matter contained in the gas is easily collected, and the detection sensitivity of the particulate matter becomes high.

フィルタ部2で区切られて設けられる流路11は、幅(フィルタ部2間の長さ)を1.2mmに、高さ(底面と天井面との間隔)を流路空間10と同じく1.2mmに設定できる。フィルタ部2の寸法は、例えば、基部1の幅方向に沿った長さを0.3mmに、基部1の厚み方向に沿った長さを流路11の底面と天井面との間隔と等しく1.2mmに、基部1の長さ方向に沿った長さを40mmに設定できる。フィルタ部2の流路空間10の長さ方向(y軸方向)に対する傾斜角度θは、例えば、3°~10°に設定すればよい。 The flow channel 11 provided by being divided by the filter unit 2 has a width (a length between the filter units 2) of 1.2 mm and a height (a distance between the bottom surface and the ceiling surface) of 1. It can be set to 2 mm. The dimensions of the filter portion 2 are, for example, equal to the length of the base portion 1 in the width direction of 0.3 mm and the length of the base portion 1 in the thickness direction equal to the distance between the bottom surface and the ceiling surface of the flow passage 11. The length along the length direction of the base 1 can be set to 0.2 mm and 40 mm. The inclination angle θ of the filter portion 2 with respect to the length direction (y-axis direction) of the flow path space 10 may be set to, for example, 3° to 10°.

図4および図5に示す例においては、図2に示す例に対して、隣り合う一対のフィルタ部2間に、一端部が一方のフィルタ部2の流入口4側の端部に繋がり、他端部が他方のフィルタ部2の流出口5側の端部に繋がっているフィルタ部2が設けられている。言い換えれば、フィルタ部2がジグザグ形状であり、折れ曲がり部が流入口4と流出口5とに交互に位置している。これにより、流路11は、フィルタ部2によって、ガスが流入する流入口4に繋がる第1の流路11aと、ガスが流出する流出口5に繋がる第2の流路11bとに分断されている。そして、第1の流路11aは流入口4から長さ方向に向かうにつれて幅が小さくなっており、第2の流路11bは流出口5へ長さ方向に向かうにつれて幅が大きくなっている。 In the example shown in FIGS. 4 and 5, as compared with the example shown in FIG. 2, between the pair of adjacent filter portions 2, one end is connected to the end portion of the one filter portion 2 on the inflow port 4 side, and the other. The filter portion 2 is provided, the end portion of which is connected to the end portion on the outflow port 5 side of the other filter portion 2. In other words, the filter portion 2 has a zigzag shape, and the bent portions are alternately located at the inflow port 4 and the outflow port 5. As a result, the flow passage 11 is divided by the filter unit 2 into a first flow passage 11a connected to the inflow port 4 into which the gas flows and a second flow passage 11b connected to the outflow port 5 from which the gas flows out. There is. The width of the first flow passage 11a decreases toward the length direction from the inflow port 4, and the width of the second flow passage 11b increases toward the flow outlet 5 in the length direction.

このような構成により、流入口4から第1の流路11aに流入したガスの全てがフィルタ部2を通過し、第2の流路11b内を流れて流出口5から流出することになる。よって、粒子状物質の捕集効率がより向上し、粒子状物質の検知感度がより向上する。従来の粒子状物質の測定用部品は、開口の一部を閉塞部材で閉塞していたのに対して、流入口4および流出口5を閉塞していない。フィルタ部2の流入口4および流出口5において繋がっている部分(ジグザグ形状のフィルタ部2の折れ曲がり部)が閉塞部材を兼ねている。流入口4および流出口5が閉塞されていないため、流路空間10の開口面積に対する流入口4および流出口5の面積の比率が大きいものとなる。そのため、粒子状物質を含む排気ガスの流入量が大きいものとなり、粒子状物質の捕集効率の高いものとなる。そして、より小型の粒子状物質の測定装置用部品100とすることができる。 With such a configuration, all of the gas flowing from the inflow port 4 into the first flow path 11a passes through the filter unit 2, flows through the second flow path 11b, and flows out through the outflow port 5. Therefore, the collection efficiency of the particulate matter is further improved, and the detection sensitivity of the particulate matter is further improved. In the conventional part for measuring particulate matter, a part of the opening is closed by the closing member, whereas the inlet 4 and the outlet 5 are not closed. A portion (a bent portion of the zigzag-shaped filter portion 2) connected to the inlet 4 and the outlet 5 of the filter portion 2 also serves as a closing member. Since the inflow port 4 and the outflow port 5 are not closed, the ratio of the area of the inflow port 4 and the outflow port 5 to the opening area of the flow path space 10 is large. Therefore, the inflow amount of the exhaust gas containing the particulate matter becomes large, and the collection efficiency of the particulate matter becomes high. Then, it is possible to obtain a smaller particle component measuring device component 100.

図4に示す例は、流路空間10の長さ方向に対して傾斜して配置されているフィルタ部2と、流路空間10の長さ方向に対して沿って(平行に)配置されているフィルタ部2とを有しており、これらが交互に配置されている。これに対して、図5に示す例の粒子状物質の測定装置用部品においては、すべてのフィルタ部2が流路空間10の長さ方向に対して傾斜して配置されている。隣り合うフィルタ部2は、互いに異なる方向に傾斜している。すべてのフィルタ部2が流路空間10の長さ方向に対して傾斜しているので、フィルタ部2の長さを長くでき、粒子状物質の捕集効率がさらに向上し、粒子状物質の検知感度がより向上する。なお、図4および図5に示す例においては、流路空間10の幅方向の最外部にもフィルタ部2が配置されており、基部1の流路空間10に面する内面を覆っている。このような構成によって、粒子状物質をより多く捕集することができる。図5に示す例の粒子状物質の測定装置用部品においては、すべてのフィルタ部2が流路空間10の長さ方向に対して傾斜して配置されている、と上記したが、この場合のすべてのフィルタ部2は、基部1の内面を覆うフィルタ部以外のすべてのフィルタ部を指している。 In the example shown in FIG. 4, the filter unit 2 is arranged so as to be inclined with respect to the length direction of the flow channel space 10, and is arranged along (parallel to) the length direction of the flow channel space 10. And the filter portions 2 that are present, and these are arranged alternately. On the other hand, in the particulate matter measuring device component of the example shown in FIG. 5, all the filter parts 2 are arranged to be inclined with respect to the length direction of the flow path space 10. The adjacent filter units 2 are inclined in different directions. Since all the filter parts 2 are inclined with respect to the length direction of the flow path space 10, the length of the filter parts 2 can be increased, the collection efficiency of particulate matter can be further improved, and the detection of particulate matter can be performed. The sensitivity is improved. In the examples shown in FIGS. 4 and 5, the filter portion 2 is also arranged at the outermost portion in the width direction of the flow channel space 10 and covers the inner surface of the base portion 1 facing the flow channel space 10. With such a configuration, a larger amount of particulate matter can be collected. In the particulate matter measuring device component of the example shown in FIG. 5, it is described above that all the filter parts 2 are arranged to be inclined with respect to the length direction of the flow channel space 10. However, in this case All the filter parts 2 refer to all the filter parts other than the filter part that covers the inner surface of the base part 1.

図4および図5に示す例では、第1の流路11aおよび第2の流路11bの平面視の形状、第1の流路11aおよび第2の流路11bの底面と天井面の形状は三角形である。これに対して、図6に示す例の粒子状物質の測定装置用部品100においては、第1の流路11aの形状は台形である。図5に示す例の三角形状の第1の流路11aにおける、流出口5側の角部を隅切りしたような形状である。流出口5側の折れ曲がり部が2段階に折れ曲がっていて、折れ曲がり部に流路空間10の幅方向に延びる部分を有しているともいえる。このような構成であると、フィルタ部2の流入側の第1の流路11aに面する部分の面積を増やすことができるので、より多くの粒子状物質を捕集することができる。粒子状物質の捕集効率がさらに向上し、粒子状物質の検知感度がより向上する。また、この角部が鈍角になるので、角部を起点としたフィルタ部2の割れが発生し難くなる。この点では、第2の流路11bにおいても同様に、三角形の第2の流路11bの流入口4側の角部を隅切りした形状、台形とするとよい。この場合には、粒子状物質の捕集効率の観点から、図6に示す例の粒子状物質の測定装置用部品100と同様に、第1の流路11aの幅を第2の流路11bの幅より大きくするのがよい。 In the examples shown in FIGS. 4 and 5, the shapes of the first flow channel 11a and the second flow channel 11b in plan view, and the shapes of the bottom surface and the ceiling surface of the first flow channel 11a and the second flow channel 11b are It is a triangle. On the other hand, in the particulate matter measuring device component 100 of the example shown in FIG. 6, the shape of the first flow path 11a is a trapezoid. In the example of the triangular first flow path 11a of the example shown in FIG. 5, it has a shape like a corner of the outlet port 5 side is cut off. It can be said that the bent portion on the outflow port 5 side is bent in two steps, and the bent portion has a portion extending in the width direction of the flow path space 10. With such a configuration, it is possible to increase the area of the portion of the filter portion 2 that faces the first flow path 11a on the inflow side, and thus it is possible to collect more particulate matter. The particulate matter collection efficiency is further improved, and the particulate matter detection sensitivity is further improved. In addition, since the corner portion has an obtuse angle, cracking of the filter portion 2 starting from the corner portion is less likely to occur. In this respect, similarly, in the second flow passage 11b, it is preferable that the triangular shape of the second flow passage 11b has a trapezoidal shape in which a corner portion on the inflow port 4 side is cut into corners. In this case, from the viewpoint of the collection efficiency of the particulate matter, the width of the first flow channel 11a is set to the width of the second flow channel 11b as in the case of the particulate matter measuring device component 100 of the example shown in FIG. It should be larger than the width of.

図7に示す例の粒子状物質の測定装置用部品100は、図5に示す例の三角形状の第1の流路11aにおける、流出口5側の角部を丸めたような形状である。言い換えれば、ジグザグ形状のフィルタ部2の折れ曲がり部の、流路11(第1の流路11a)側の角部を丸めたものである。図6に示す例の粒子状物質の測定装置用部品100における、第1の流路11aの流出口5側の角部を丸めた形状ともいえる。そのため、同様にフィルタ部2の流入側の第1の流路11aに面する部分の面積を増やすことができるので、より多くの粒子状物質を捕集することができ、粒子状物質の捕集効率がさらに向上する。粒子状物質の検知感度がより向上する。そして、角部を有していないので、角部を起点としたフィルタ部2の割れがより発生し難くなる。この点では、第2の流路11bにおいても同様に、三角形の第2の流路11bの流入口4側の角部を丸めた形状とするとよい。この場合にも同様に、粒子状物質の捕集効率の観点から、第1の流路11aの幅を第2の流路11bの幅より大きくするのがよい。なお、図7に示す例の粒子状物質の測定装置用部品100においては、フィルタ部2の流路空間10の幅方向の最も外側に位置する部分は、基部1の流路空間10に面する内面を覆っており、流路11(第1の流路11a)側の面が流路空間10の長さ方向に対して傾斜している。この部分も、流路空間10の長さ方向に対して傾斜して配置されているという。 The particulate matter measuring device component 100 of the example shown in FIG. 7 has a shape in which the corner portion of the triangular first flow channel 11a of the example shown in FIG. In other words, the corner of the bent portion of the zigzag-shaped filter portion 2 on the side of the flow channel 11 (first flow channel 11a) is rounded. It can also be said that the corner portion on the outlet 5 side of the first flow channel 11a in the component 100 for a measuring device for particulate matter of the example shown in FIG. 6 is rounded. Therefore, similarly, the area of the part of the filter portion 2 facing the first flow path 11a on the inflow side can be increased, so that more particulate matter can be collected and the particulate matter can be collected. Efficiency is further improved. The detection sensitivity of particulate matter is further improved. And since it does not have a corner, a crack of the filter part 2 which originates in a corner becomes more difficult to occur. In this respect, similarly, in the second flow passage 11b, it is preferable that the corner portion of the triangular second flow passage 11b on the side of the inflow port 4 is rounded. Also in this case, similarly, from the viewpoint of collection efficiency of the particulate matter, it is preferable to make the width of the first flow passage 11a larger than the width of the second flow passage 11b. In the particulate matter measuring device component 100 of the example shown in FIG. 7, the outermost portion of the filter portion 2 in the width direction of the flow channel space 10 faces the flow channel space 10 of the base 1. The inner surface is covered, and the surface on the flow path 11 (first flow path 11a) side is inclined with respect to the length direction of the flow path space 10. It is said that this portion is also arranged to be inclined with respect to the length direction of the flow path space 10.

ここで、本開示の粒子状物質の測定装置用部品100においては、基部1の流路11の壁面がフィルタ部2の表面よりも緻密である。これにより、基部1の流路11の壁面に粒子状物質を堆積させにくくするとともに、フィルタ部2の表面に粒子状物質を堆積させやすくすることができる。これらの結果、粒子状物質の堆積をフィルタ部2に集中させやすくできるので、粒子状物質の堆積量と測定値との間のリニアリティを高めることができる。その結果、粒子状物質の測定装置用部品100の測定精度を向上させることができる。 Here, in the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the wall surface of the channel 11 of the base portion 1 is denser than the surface of the filter portion 2. This makes it difficult to deposit particulate matter on the wall surface of the flow path 11 of the base portion 1 and facilitates depositing particulate matter on the surface of the filter portion 2. As a result, the deposition of the particulate matter can be easily concentrated on the filter unit 2, so that the linearity between the deposition amount of the particulate matter and the measured value can be increased. As a result, the measurement accuracy of the particulate matter measuring device component 100 can be improved.

基部1の流路11の壁面がフィルタ部2の表面より緻密であることは、例えば、以下の方法で確認できる。具体的には、基部1の流路11の壁面およびフィルタ部2の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察する。そして、得られたSEM画像に画像処理を施し、表面の気孔率を求める。結果、気孔率が小さい方をより緻密であると見なすことができる。基部1の流路11の壁面の気孔率は、例えば、3%以下に設定できる。フィルタ部2の表面の気孔率は、例えば、40〜70%に設定できる。なお、ここでいう流路11の壁面とは、流路11のうちガスに面する基部1の内表面の全体を意味している。すなわち、天井面および底面がここでいう壁面に含まれる。 The fact that the wall surface of the channel 11 of the base portion 1 is denser than the surface of the filter portion 2 can be confirmed, for example, by the following method. Specifically, the wall surface of the flow path 11 of the base portion 1 and the surface of the filter portion 2 are observed using a scanning electron microscope (SEM). Then, the obtained SEM image is subjected to image processing to obtain the porosity of the surface. As a result, smaller porosity can be considered more dense. The porosity of the wall surface of the flow path 11 of the base 1 can be set to 3% or less, for example. The porosity of the surface of the filter part 2 can be set to 40 to 70%, for example. In addition, the wall surface of the flow path 11 referred to here means the entire inner surface of the base 1 facing the gas in the flow path 11. That is, the ceiling surface and the bottom surface are included in the wall surface here.

基部1の流路11の壁面の気孔率を、3%以下にすることによって、基部1の内部に粒子状物質が入りにくくすることができる。その結果、粒子状物質が電極3に付着してしまうおそれを低減できるので、粒子状物質が電極3に付着することによって電極3間の静電容量を正しく測定することができなくなってしまうおそれを低減できる。その結果、粒子状物質の測定装置用部品100の測定精度をさらに向上できる。 By setting the porosity of the wall surface of the flow path 11 of the base 1 to 3% or less, it is possible to make it difficult for the particulate matter to enter the inside of the base 1. As a result, it is possible to reduce the possibility that the particulate matter adheres to the electrodes 3, and therefore the possibility that the electrostatic capacitance between the electrodes 3 cannot be correctly measured due to the adherence of the particulate matter to the electrodes 3. It can be reduced. As a result, the measurement accuracy of the particulate matter measuring device component 100 can be further improved.

基部1およびフィルタ部2は一体的に形成されている。基部1およびフィルタ部2が一体的に形成されていることによって、粒子状物質の測定装置用部品100の長期信頼性を向上できる。具体的には、基部1およびフィルタ部2が別々に形成された後に接合されているような場合には、例えば、基部1およびフィルタ部2の界面から剥がれが生じるようなおそれがある。特に、接合に接合材等を用いている場合には、接合材が劣化することによって、フィルタ部2を基部1に正しく固定することができなくなるおそれがある。これに対して、基部1およびフィルタ部2を一体的に形成(焼成)することによって、基部1およびフィルタ部2の界面から劣化が生じるおそれを低減できる。 The base portion 1 and the filter portion 2 are integrally formed. By integrally forming the base portion 1 and the filter portion 2, long-term reliability of the particulate matter measuring device component 100 can be improved. Specifically, when the base portion 1 and the filter portion 2 are separately formed and then joined, for example, peeling may occur from the interface between the base portion 1 and the filter portion 2. In particular, when a joining material or the like is used for joining, there is a possibility that the filter portion 2 cannot be correctly fixed to the base portion 1 due to deterioration of the joining material. On the other hand, by integrally forming (baking) the base portion 1 and the filter portion 2, it is possible to reduce the risk of deterioration from the interface between the base portion 1 and the filter portion 2.

特に、基部1およびフィルタ部2が同じセラミックスから成ることによって、基部1およびフィルタ部2の熱膨張率を近づけることができる。これにより、ヒートサイクル下における粒子状物質の測定装置用部品100の長期信頼性を向上できる。ここでいう、「同じセラミックスから成る」とは、基部1およびフィルタ部2を構成するセラミックスの主成分(80質量%以上を占める成分)が同じであることを意味している。 In particular, since the base portion 1 and the filter portion 2 are made of the same ceramic, the thermal expansion coefficients of the base portion 1 and the filter portion 2 can be made close to each other. As a result, the long-term reliability of the particulate matter measuring device component 100 under the heat cycle can be improved. As used herein, "consisting of the same ceramics" means that the main components (components occupying 80% by mass or more) of the ceramics forming the base portion 1 and the filter portion 2 are the same.

本開示の粒子状物質の測定装置用部品100においては、基部1およびフィルタ部2がアルミナから成る。アルミナは、安価に製造できることに加えて、下記に示すように表面の気孔率の調整が容易である。 In the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the base portion 1 and the filter portion 2 are made of alumina. Alumina can be manufactured at low cost, and in addition, the porosity of the surface can be easily adjusted as shown below.

気孔率が3%以下の表面を有する基部1、および、気孔率が40〜70%程度の表面を有するフィルタ部2は、例えば、以下の方法で一体的に形成できる。具体的には、基部1となる部分については、アルミナ粉末を93質量%および樹脂バインダを7質量%含むセラミックペーストを用いる。また、フィルタ部2となる部分については、アルミナ粉末を55質量%、造孔材を38質量%および樹脂バインダを7質量%含むセラミックペーストを用いる。これらのセラミックペーストをドクターブレード法を用いて所定の形状のグリーンシートに加工する。このとき、グリーンシート上に導電性ペーストを印刷することによって、静電容量形成用の電極3を形成することができる。そして、これらのグリーンシートを一軸プレス機を用いて加圧積層する。必要に応じて表面の加工を行なった後に、1500℃で焼成することによって、上記の気孔率のフィルタ部2および基部1を形成することができる。 The base portion 1 having a surface having a porosity of 3% or less and the filter portion 2 having a surface having a porosity of about 40 to 70% can be integrally formed by the following method, for example. Specifically, a ceramic paste containing 93% by mass of alumina powder and 7% by mass of a resin binder is used for the portion to be the base 1. For the portion that becomes the filter portion 2, a ceramic paste containing 55% by mass of alumina powder, 38% by mass of a pore-forming material, and 7% by mass of a resin binder is used. These ceramic pastes are processed into a green sheet having a predetermined shape by using a doctor blade method. At this time, by printing a conductive paste on the green sheet, the electrode 3 for forming the capacitance can be formed. Then, these green sheets are pressure-laminated using a uniaxial press. The surface of the filter part 2 and the base part 1 having the above-mentioned porosity can be formed by baking the surface after processing the surface if necessary.

フィルタ部2の寸法は、例えば、基部1の幅方向に沿った長さを0.3mmに、基部1の厚み方向に沿った長さを流路11の底面と天井面との間隔と等しく1.2mmに、基部1の長さ方向に沿った長さを40mmに設定できる。 The dimensions of the filter portion 2 are, for example, equal to the length of the base portion 1 in the width direction of 0.3 mm and the length of the base portion 1 in the thickness direction equal to the distance between the bottom surface and the ceiling surface of the flow passage 11. The length along the length direction of the base 1 can be set to 0.2 mm and 40 mm.

電極3は、静電容量を形成するための部材である。図3に示すように、電極3は、基部1にフィルタ部2を挟むように対になって設けられている。より具体的には、本開示の粒子状物質の測定装置用部品100のように、流路11が複数設けられている場合には、それぞれの流路11に位置するフィルタ部2を挟むように電極3が設けられている。電極3は、例えば、複数のフィルタ部2を跨って覆うように設けられていてもよいし、フィルタ部2の1つ1つに対応するように設けられていてもよい。そして、図3に示すように、本開示の粒子状物質の測定装置用部品100のように流路11が上下方向に2つ設けられている場合には、電極3は、上側の流路11の上方、上側の流路11と下側の流路11との間および下側の流路11の下方に位置していてもよい。上側の流路11と下側の流路11との間に位置している電極3は、上側の流路11の上方の電極3との間で静電容量を形成することができ、また、下側の流路11の下方の電極3との間でも静電容量を形成することができる。 The electrode 3 is a member for forming capacitance. As shown in FIG. 3, the electrodes 3 are provided in pairs on the base 1 so as to sandwich the filter unit 2. More specifically, when a plurality of flow channels 11 are provided as in the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the filter units 2 located in the respective flow channels 11 should be sandwiched. An electrode 3 is provided. The electrode 3 may be provided, for example, so as to cover the plurality of filter units 2 or may be provided so as to correspond to each of the filter units 2. Then, as shown in FIG. 3, in the case where two channels 11 are provided in the vertical direction as in the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the electrode 3 has the upper channel 11 Above, between the upper flow path 11 and the lower flow path 11, and below the lower flow path 11. The electrode 3 positioned between the upper flow path 11 and the lower flow path 11 can form a capacitance with the upper electrode 3 of the upper flow path 11, and Capacitance can be formed between the lower electrode 11 and the lower electrode 3 as well.

フィルタ部2を挟む一対の電極3の間には静電容量が形成される。フィルタ部2に粒子状物質が捕集されると、一対の電極3の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を外部の検出装置で検知することによって、フィルタ部2に捕集された粒子状物質の堆積量を測定することができる。 An electrostatic capacitance is formed between the pair of electrodes 3 that sandwich the filter unit 2. When the particulate matter is collected by the filter unit 2, the capacitance between the pair of electrodes 3 changes. By detecting this change in capacitance with an external detection device, it is possible to measure the deposition amount of the particulate matter trapped in the filter unit 2.

本開示の粒子状物質の測定装置用部品100においては、電極3が基部1に埋設されている。これにより、電極3がガスによる腐食等の影響を受けるおそれを低減できる。また、電極3の表面に粒子状物質等が付着するおそれを低減できるので、粒子状物質の測定装置用部品100の測定精度を向上させることができる。なお、本開示の粒子状物質の測定装置用部品100においては、電極3が基部1の内部に設けられている(埋設されている)が、これに限られない。具体的には、電極3の設けられる位置は、例えば、基部1の外表面(流路11の壁面以外の面)であってもよい。 In the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the electrode 3 is embedded in the base 1. As a result, it is possible to reduce the risk that the electrode 3 will be affected by gas corrosion and the like. Further, since it is possible to reduce the possibility that the particulate matter or the like adheres to the surface of the electrode 3, it is possible to improve the measurement accuracy of the particulate matter measuring device component 100. In the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the electrode 3 is provided (embedded) inside the base portion 1, but the present invention is not limited to this. Specifically, the position at which the electrode 3 is provided may be, for example, the outer surface of the base 1 (the surface other than the wall surface of the flow channel 11).

図8に示すように、本開示の粒子状物質の測定装置用部品100においては、電極3は、例えば、線状の配線パターンを有するとともに、フィルタ部2に沿って設けられている。このように、電極3がフィルタ部2に沿って設けられていることによって、フィルタ部2に捕集された粒子状物質の量と電極3間の静電容量の変化と間のリニアリティを向上させることができる。これは、電極3がフィルタ部2に沿って設けられていることによって、フィルタ部2以外(例えば、流路11の壁面)に付着した粒子状物質によって静電容量が変化することを低減できるためである。なお、電極3の平面視したときの形状は、線状に限られず、例えば、円形状であってもよいし、矩形状であってもよい。 As shown in FIG. 8, in the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the electrode 3 has, for example, a linear wiring pattern and is provided along the filter unit 2. As described above, since the electrode 3 is provided along the filter unit 2, the linearity between the amount of the particulate matter collected by the filter unit 2 and the change in the capacitance between the electrodes 3 is improved. be able to. This is because, since the electrode 3 is provided along the filter portion 2, it is possible to reduce the change in the capacitance due to the particulate matter attached to the portion other than the filter portion 2 (for example, the wall surface of the flow channel 11). Is. The shape of the electrode 3 in plan view is not limited to a linear shape, and may be, for example, a circular shape or a rectangular shape.

また、電極3を線状の配線パターンにすることによって、電極3を円形状または矩形状にする場合と比較して抵抗値を大きくすることができる。そのため、この電極3に高い電圧を加えることによってヒータとして機能させることもできる。これにより、フィルタ部2に捕集された粒子状物質を加熱により除去することができる。 Further, by forming the electrode 3 into a linear wiring pattern, the resistance value can be increased as compared with the case where the electrode 3 is circular or rectangular. Therefore, a high voltage can be applied to the electrode 3 to function as a heater. Thereby, the particulate matter collected in the filter unit 2 can be removed by heating.

特に、図9に示す例のように、電極3が線状の配線パターンを有するとともに、基部1のうちフィルタ部2を挟む領域およびフィルタ部2を挟まない領域に設けられており、平面視したときに、電極3のうちフィルタ部2を挟まない領域に位置する部分が、フィルタ部2を挟む領域に位置する部分よりも幅が狭くなっていてもよい。これにより、電極3のうちフィルタ部2を挟む領域に位置する部分の幅を確保して電極3間の静電容量を良好に形成しつつ、電極3のうちフィルタ部2を挟まない領域に位置する部分の幅を狭くすることによって、抵抗値を大きくできる。これにより、静電容量形成用の電極3として有効に機能させつつも、ヒータとしても有効に機能させることができる。 In particular, as in the example shown in FIG. 9, the electrode 3 has a linear wiring pattern and is provided in a region of the base 1 that sandwiches the filter unit 2 and a region that does not sandwich the filter unit 2. At times, a portion of the electrode 3 located in a region not sandwiching the filter portion 2 may be narrower in width than a portion located in a region sandwiching the filter portion 2. Accordingly, the width of the portion of the electrode 3 located in the region sandwiching the filter portion 2 is secured, and the capacitance between the electrodes 3 is favorably formed, while the electrode 3 is located in the region where the filter portion 2 is not sandwiched. The resistance value can be increased by narrowing the width of the portion to be etched. As a result, it is possible to effectively function as the heater while effectively functioning as the electrode 3 for capacitance formation.

図8および図9に示す例においては、電極3の端部は、基部1の幅方向(x軸方向)において流路11の外側に位置する基部1へ引き出された引き出し部3aを有している。この引き出し部3aからさらに基部1の外表面へ引き出され、外部の装置と電気的に接続される。例えば、引き出し部3aで電気的に接続され、基部1を貫通して基部1の上面に引き出される貫通導体(不図示)を備えている。基部1の上面には端子電極(不図示)が設けられており、貫通導体が電気的に接続されている。この端子電極と外部の検出装置とを電気的に接続することができる。 In the example shown in FIG. 8 and FIG. 9, the end portion of the electrode 3 has a lead-out portion 3 a drawn to the base portion 1 located outside the flow path 11 in the width direction (x-axis direction) of the base portion 1. There is. The lead-out portion 3a is further pulled out to the outer surface of the base portion 1 and electrically connected to an external device. For example, a penetrating conductor (not shown) that is electrically connected by the lead portion 3 a and penetrates the base portion 1 and is drawn to the upper surface of the base portion 1 is provided. A terminal electrode (not shown) is provided on the upper surface of the base 1, and a through conductor is electrically connected. This terminal electrode can be electrically connected to an external detection device.

図8および図9に示す例においては、フィルタ部2を挟む一対の電極3のそれぞれは、複数のフィルタ部2のそれぞれに沿って設けられた部分の端部同士を接続して蛇行したミアンダ形状の1本の線状の配線パターンとなっている。そして、その1つ電極の端部が基部1の外表面に引き出されており、1対の電極3のそれぞれは、一系統の配線となっている。これに対して、図10および図11に示す例では、1対の電極3のそれぞれは、2つのミアンダ形状の線状の配線パターンで構成され、2系統の配線となっている。図10に示す例では、2つの配線パターンは流路11の幅方向(x軸方向)に並んで配置されており、図11に示す例では、2つの配線パターンは流路11の長さ方向(y軸方向)に並んで配置されている。 In the example shown in FIG. 8 and FIG. 9, each of the pair of electrodes 3 sandwiching the filter portion 2 has a meandering shape that meanders by connecting the ends of the portions provided along each of the plurality of filter portions 2. Is one linear wiring pattern. The end of the one electrode is led out to the outer surface of the base 1, and each of the pair of electrodes 3 is a single-system wiring. On the other hand, in the example shown in FIGS. 10 and 11, each of the pair of electrodes 3 is formed of two meander-shaped linear wiring patterns and has two lines of wiring. In the example shown in FIG. 10, the two wiring patterns are arranged side by side in the width direction (x-axis direction) of the channel 11, and in the example shown in FIG. 11, the two wiring patterns are arranged in the length direction of the channel 11. They are arranged side by side in the (y-axis direction).

このように、フィルタ部2を挟んで配置されている一対の電極3のそれぞれが2系統の配線となっていると、一方の系統の電極3で粒子状物質を検知しながら、他方の系統の電極3で捕集された粒子状物質を除去することができる。そのため、粒子状物質の除去のために粒子状物質の検知を停止することなく、連続して粒子状物質の検知を行なうことができる。図10および図11に示す例においては、フィルタ部2を挟んで配置されている一対の電極3のそれぞれが2系統の配線となっているが、複数系統であればよいので、3系統以上の配線であってもよい。 In this way, when each of the pair of electrodes 3 arranged so as to sandwich the filter portion 2 is a two-system wiring, while the particulate matter is detected by the electrode 3 of one system, the other system of the other system is detected. The particulate matter collected by the electrode 3 can be removed. Therefore, it is possible to continuously detect the particulate matter without stopping the detection of the particulate matter for removing the particulate matter. In the example shown in FIG. 10 and FIG. 11, each of the pair of electrodes 3 arranged so as to sandwich the filter unit 2 has two lines of wiring, but since it may be a plurality of lines, three or more lines are required. It may be wiring.

電極3としては、例えば、白金またはタングステン等の金属材料を用いることができる。また、電極3を線状の配線パターンにした場合には、例えば、幅を2mm、長さを38mm、厚みを30μmに設定できる。 As the electrode 3, for example, a metal material such as platinum or tungsten can be used. When the electrode 3 has a linear wiring pattern, the width can be set to 2 mm, the length can be set to 38 mm, and the thickness can be set to 30 μm.

上述の開示の粒子状物質の測定装置用部品100においては、基部1が内部に流路11を有するような形状であったが、これに限られない。具体的には、例えば、図12に示すように、セラミックスから成る板状の部材であって主面が対向するように並置された一対の基部1と、一対の基部1の間の流路空間10を区切って流路11を形成するように設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部2と、一対の基部1にそれぞれ設けられておりフィルタ部2を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極3とを備えていてもよい。そして、図2、4〜7に示したように、フィルタ部2が、流路空間10の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含むものであってもよい。 In the above-disclosed particulate matter measuring device component 100, the base 1 has a shape having the flow passage 11 therein, but is not limited thereto. Specifically, for example, as shown in FIG. 12, a pair of bases 1 that are plate-shaped members made of ceramics and are juxtaposed so that their main surfaces face each other, and a flow path space between the pair of bases 1. A filter part 2 made of porous ceramics that is provided so as to divide 10 to form a flow path 11, and a capacitance forming part that is provided on each of a pair of base parts 1 and that sandwiches the filter part 2. May be provided with a pair of electrodes 3. Then, as shown in FIGS. 2, 4 to 7, the filter unit 2 may include the filter unit 2 arranged to be inclined with respect to the length direction of the flow channel space 10.

別の粒子状物質の測定装置用部品100においては、基部1と基部1との間の流路空間10をフィルタ部2で区切ることによって流路11が形成されている。この流路11にガスを流すことによって粒子状物質をフィルタ部2で捕集するとともに、電極3間の静電容量の変化を検知することによって粒子状物質の量を測定することができる。このような粒子状物質の測定装置用部品100においても、上述の粒子状物質の測定装置用部品100と同様に、測定精度を向上できる。 In another particulate matter measuring device component 100, a flow passage 11 is formed by partitioning a flow passage space 10 between the base 1 and the base 1 with a filter portion 2. It is possible to measure the amount of the particulate matter by detecting the change in the capacitance between the electrodes 3 while collecting the particulate matter by the filter unit 2 by flowing the gas through the flow path 11. In such a particulate matter measuring device component 100, the measurement accuracy can be improved as in the case of the particulate matter measuring device component 100 described above.

より具体的には、図12に示す粒子状物質の測定装置用部品100においては、3つの基部1が2つの流路空間10を空けて並んで設けられており、この2つの流路空間10にそれぞれ7つずつのフィルタ部2が設けられている。基部1の数は2つでも3つ以上であってもよく、また、フィルタ部2の数も適宜変更することができる。 More specifically, in the particulate matter measuring device component 100 shown in FIG. 12, three bases 1 are provided side by side with two flow channel spaces 10 provided therebetween. There are provided seven filter units 2 each. The number of the base portions 1 may be two or three or more, and the number of the filter portions 2 can be appropriately changed.

図12に示す粒子状物質の測定装置用部品100では、フィルタ部2が側壁を兼ねているが、外側のフィルタ部2の外にフィルタ部2に接する基部1を側壁として設けてもよい。これは、図3に示す粒子状物質の測定装置用部品100において、外側のフィルタ部2が基部1の側壁に接するように配置されたものと同様になる。このようにすることで、粒子状物質の測定装置用部品100の剛性が向上し、比較的強度の小さいフィルタ部2が露出する面積を小さくすることができるので、熱応力による変形や、外力による損傷を抑えることができ、信頼性の高いものとなる。また、流路11に面する壁面は全てフィルタ部2となり、捕集効率がより高く感度のよいものとなる。 In the particulate matter measuring device component 100 shown in FIG. 12, the filter portion 2 also serves as a side wall, but the base portion 1 in contact with the filter portion 2 may be provided as a side wall outside the outer filter portion 2. This is the same as that of the particulate matter measuring device component 100 shown in FIG. 3, in which the outer filter portion 2 is arranged so as to be in contact with the side wall of the base portion 1. By doing so, the rigidity of the particulate matter measuring device component 100 can be improved, and the exposed area of the filter portion 2 having a relatively low strength can be reduced, so that deformation due to thermal stress or external force can occur. The damage can be suppressed and the reliability is high. In addition, all the wall surfaces facing the flow path 11 become the filter section 2, so that the collection efficiency is higher and the sensitivity is higher.

図13〜図15に示す粒子状物質の測定装置用部品100においては、互いにポーラス度が異なる複数のフィルタ2を有している。粒子状物質の粒度分布を知ることのできる粒子状物質の測定装置用部品100や長時間連続して粒子状物質の捕集が可能で長寿命な粒子状物質の測定装置用部品100のような、より付加価値の高いものとすることができる。 The particulate matter measuring device component 100 shown in FIGS. 13 to 15 has a plurality of filters 2 having different degrees of porosity. Such as the part 100 for measuring a particulate matter that can know the particle size distribution of the particulate matter, or the part 100 for measuring a particulate matter that can collect the particulate matter continuously for a long time and has a long life. , And can have higher added value.

具体的には、図13に示す例では、多孔質セラミックスから成るフィルタ部2は、気孔の大きさ、気孔径が異なる3種類のフィルタ部2a,2b,2cを有している。図13に示す例においては、相対的に気孔径の大きい第1のフィルタ部2aと気孔径の小さい第3のフィルタ部2cとこれらの中間の気孔径の第2のフィルタ部2bとを有している。 Specifically, in the example shown in FIG. 13, the filter portion 2 made of porous ceramics has three types of filter portions 2a, 2b, 2c having different pore sizes and pore diameters. The example shown in FIG. 13 has a first filter portion 2a having a relatively large pore diameter, a third filter portion 2c having a small pore diameter, and a second filter portion 2b having a pore diameter intermediate between these. ing.

気孔径が異なる複数のフィルタ部2a,2b,2cを有していることから、それぞれのフィルタ部2a,2b,2cで捕集される粒子状物質は、それぞれ互いに平均粒径が異なるものとなる。そのため、気孔径が異なる複数のフィルタ部2a,2b,2cのそれぞれを挟む電極3で検出される静電容量から捕集された粒子状物質の粒度分布が分かり、例えば、粒子状物質を含む排気ガスを排出するエンジンにおける燃焼状態や、粒子状物質の測定装置用部品100の上流に位置するPMフィルタの状態を推測することができる。 Since the plurality of filter portions 2a, 2b, 2c having different pore diameters are provided, the particulate matter collected by the respective filter portions 2a, 2b, 2c have different average particle diameters from each other. .. Therefore, the particle size distribution of the collected particulate matter can be known from the electrostatic capacitance detected by the electrodes 3 sandwiching each of the plurality of filter portions 2a, 2b, 2c having different pore diameters. It is possible to estimate the combustion state in the engine that discharges the gas and the state of the PM filter located upstream of the particulate matter measuring device component 100.

また、図13に示す例においては、気孔径が異なる複数のフィルタ部2a,2b,2cは気孔径の大きさの順に配列されている。具体的には、図13に示す例では、図面の上下方向(z軸方向)で3段の流路空間10(流路11)が配列されており、上段には第1のフィルタ部2aが配置され、中段には第2のフィルタ部2bが配置され、下段には第3のフィルタ部2cが配置されている。すなわち、各段で同じ気孔径のフィルタ部2が図面の左右方向(流路空間10および基部1の幅方向、x軸方向)に一列に配置されている。このように配列すると、同じ気孔径のフィルタ部2を挟む電極3を並べて配置することができ、これらを図13に示す例のように1つにまとめることができる。 Further, in the example shown in FIG. 13, the plurality of filter portions 2a, 2b, 2c having different pore diameters are arranged in the order of the pore diameters. Specifically, in the example shown in FIG. 13, three flow passage spaces 10 (flow passages 11) are arranged in the vertical direction (z-axis direction) of the drawing, and the first filter portion 2a is provided in the upper stage. The second filter unit 2b is disposed in the middle stage, and the third filter unit 2c is disposed in the lower stage. That is, the filter portions 2 having the same pore diameter in each stage are arranged in a line in the left-right direction of the drawing (width direction of the flow path space 10 and the base portion 1, x-axis direction). By arranging in this way, the electrodes 3 sandwiching the filter portion 2 having the same pore diameter can be arranged side by side, and these can be integrated into one as in the example shown in FIG.

フィルタ部2の気孔径の大きさの種類は3つに限られず、2つでもよいし4つ以上であってもよい。また、図13に示す例においては、同じ気孔径のフィルタ部2は基部1の幅方向(x軸方向)に一列に配列されているが、複数の基部1の配置方向(z軸方向)に一列に配列してもよい。あるいは、ランダムに配列してもよいが、上記のように一列に配列してもよい。 The number of types of pore size of the filter portion 2 is not limited to three, and may be two or four or more. Further, in the example shown in FIG. 13, the filter portions 2 having the same pore diameter are arranged in a row in the width direction (x-axis direction) of the base portion 1, but in the arrangement direction of the plurality of base portions 1 (z-axis direction). You may arrange in a line. Alternatively, they may be arranged randomly, but they may be arranged in a line as described above.

なお、ここでいう気孔径は平均気孔径である。気孔径は、フィルタ部2の表面または断面のSEM画像を撮影し、画像解析によってこのSEM画像の範囲内の気孔について平均気孔径を算出すればよい。SEMの倍率は100倍で、1.0mm×1.3mmの視野のSEM画像を用いて行なえばよい。 The pore diameter referred to here is the average pore diameter. The pore diameter may be obtained by taking an SEM image of the surface or cross section of the filter unit 2 and calculating the average pore diameter of the pores within the range of this SEM image by image analysis. The SEM magnification is 100 times, and the SEM image with a visual field of 1.0 mm×1.3 mm may be used.

フィルタ部2の気孔径は1μm〜60μmであり、フィルタ部2が上記の例のように気孔径の異なる3種類のフィルタ部2a,2b,2cを有する場合であれば、例えば、第1のフィルタ部2aの気孔径は10μm〜60μm、第2のフィルタ部2bの気孔径は5μm〜30μm、第3のフィルタ部2cの気孔径1μm〜15μmとすればよい。 If the filter portion 2 has a pore diameter of 1 μm to 60 μm, and the filter portion 2 has three types of filter portions 2a, 2b, 2c having different pore diameters as in the above example, for example, the first filter is used. The pore diameter of the portion 2a may be 10 μm to 60 μm, the pore diameter of the second filter portion 2b may be 5 μm to 30 μm, and the pore diameter of the third filter portion 2c may be 1 μm to 15 μm.

また、図14および図15に示す例では、多孔質セラミックスから成るフィルタ部2は、気孔率が異なる2種類のフィルタ部2d,2eを有している。図14および図15に示す例においては、相対的に気孔率の大きい第4のフィルタ部2dと気孔率の小さい第5のフィルタ部2eとを有している。そして、流路空間10の長さ方向に垂直な断面視において、外側に位置するフィルタ部2の気孔率が、内側に位置するフィルタ部2の気孔率より大きい。なお、ここでいう「外側に位置する」とは、図14に示すように上下方向における外側であってもよい。また、「外側に位置する」とは、図15に示すように、流路空間10の幅方向における外側であってもよい。また、「外側に位置する」とは、上下方向および幅方向の全体における外側であってもよい。 Further, in the example shown in FIGS. 14 and 15, the filter portion 2 made of porous ceramics has two types of filter portions 2d and 2e having different porosities. The examples shown in FIGS. 14 and 15 have a fourth filter portion 2d having a relatively large porosity and a fifth filter portion 2e having a small porosity. Then, in a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the flow path space 10, the porosity of the filter portion 2 located outside is larger than the porosity of the filter portion 2 located inside. It should be noted that the term “located outside” as used herein may be the outside in the vertical direction as shown in FIG. Further, “located outside” may mean outside in the width direction of the flow path space 10, as shown in FIG. In addition, “located outside” may mean the outside in the entire vertical and width directions.

流路空間10の長さ方向に垂直な断面視において、外側に第4のフィルタ部2dが配置され、内側に第5のフィルタ部2eが配置されている。図14に示す例においては、図面の上下方向(複数の基部1の配置方向、z軸方向)の外側に第4のフィルタ部2dが配置され、内側に第5のフィルタ部2eが配置されている。図面の上下方向(複数の基部1の配置方向、z軸方向)に3段の流路空間10が配列されており、上段および下段の流路空間10に第4のフィルタ部2dが配置され、中段の流路空間10に第5のフィルタ部2eが配置されている。図15に示す例においては、図面の左右方向(流路空間10および基部1の幅方向、x軸方向)の外側に第4のフィルタ部2dが配置され、内側に第5のフィルタ部2eが配置されている。上下方向(複数の基部1の配置方向、z軸方向)で3段の流路空間10が配列されており、それぞれの流路空間10に左右方向(流路空間10および基部1の幅方向、x軸方向)に6つのフィルタ部2が配置されている。この6つのフィルタ部2のうち、左右それぞれの2つが第4のフィルタ部2dであり、これらの間に位置する2つが第5のフィルタ部2eである。 In a cross-sectional view perpendicular to the length direction of the flow path space 10, the fourth filter portion 2d is arranged on the outer side and the fifth filter portion 2e is arranged on the inner side. In the example shown in FIG. 14, the fourth filter portion 2d is arranged on the outer side in the vertical direction of the drawing (the arrangement direction of the plurality of base portions 1, the z-axis direction), and the fifth filter portion 2e is arranged on the inner side. There is. Three flow passage spaces 10 are arranged in the vertical direction (arrangement direction of a plurality of bases 1, z-axis direction) in the drawing, and a fourth filter portion 2d is arranged in the upper and lower flow passage spaces 10. The fifth filter portion 2e is arranged in the flow space 10 in the middle stage. In the example shown in FIG. 15, the fourth filter portion 2d is arranged on the outer side in the left-right direction of the drawing (the width direction of the flow path space 10 and the base portion 1, the x-axis direction), and the fifth filter portion 2e is arranged on the inner side. It is arranged. Three stages of flow passage spaces 10 are arranged in the up-down direction (arrangement direction of the plurality of bases 1, z-axis direction), and the flow passage spaces 10 each have a left-right direction (width direction of the flow passage space 10 and the base 1, Six filter units 2 are arranged in the x-axis direction). Of the six filter parts 2, two on the left and right are the fourth filter parts 2d, and the two located between them are the fifth filter parts 2e.

粒子状物質を含むガスが粒子状物質の測定装置用部品100内の流路空間10(流路11)を流れる際には、流路空間10の中心部(流路空間10の長さ方向に垂直な断面視における内側の領域)を流れるガスの流量が、流路空間10の外周部(流路空間10の長さ方向に垂直な断面視における外側の領域)を流れるガスの流量より大きくなる傾向がある。そのため、内側のフィルタ部2の方が外側のフィルタ部2より多くの粒子状物質を捕集することになり、粒子状物質の詰まりも早くなってしまう。粒子状物質の詰まりが早いと、ヒータ加熱で粒子状物質を除去する再生を行なう頻度が高くなるので、粒子状物質の測定装置用部品100の劣化も早くなってしまう。これに対して、上記のように、流路の長さ方向に垂直な断面視において、外側に位置するフィルタ部2(第4のフィルタ部2d)の気孔率が、内側に位置するフィルタ部2(第5のフィルタ部2e)の気孔率より大きいと、気孔率の大きいフィルタ部2(第4のフィルタ部2d)の方にガスが流れやすくなり、流路の長さ方向に垂直な断面における、位置によるガス流量差が小さくなる。そのため、内側のフィルタ部2だけが早く粒子状物質により詰まってしまうことがないので、長時間の連続した粒子状物質の捕集が可能で、長寿命な粒子状物質の測定装置用部品100となる。 When the gas containing the particulate matter flows through the flow path space 10 (flow path 11) in the particulate matter measuring device component 100, the central portion of the flow path space 10 (in the longitudinal direction of the flow path space 10) The flow rate of the gas flowing in the inner area in the vertical sectional view) is larger than the flow rate of the gas flowing in the outer peripheral portion of the flow channel space 10 (the outer area in the vertical sectional view of the flow channel space 10). Tend. Therefore, the inner filter portion 2 collects more particulate matter than the outer filter portion 2, and the clogging of the particulate matter also becomes faster. If the clogging of the particulate matter is early, the frequency of performing the regeneration for removing the particulate matter by heating with the heater is increased, so that the deterioration of the particulate matter measuring device component 100 is accelerated. On the other hand, as described above, in the cross-sectional view perpendicular to the length direction of the flow path, the porosity of the filter portion 2 located outside (the fourth filter portion 2d) is the filter portion 2 located inside. When the porosity is higher than that of the (fifth filter portion 2e), the gas is more likely to flow toward the filter portion 2 (fourth filter portion 2d) having a higher porosity, and the gas is more likely to flow in the cross section perpendicular to the length direction of the flow path. , The gas flow rate difference depending on the position becomes small. Therefore, only the inner filter portion 2 is not clogged with the particulate matter quickly, so that the particulate matter can be continuously collected for a long time and the long-life particulate matter measuring device component 100 can be used. Become.

図14および図15においては、それぞれ上下方向の外側、左右方向の外側に位置するフィルタ部2(第4のフィルタ部2d)の気孔率が、内側に位置するフィルタ部2(第5のフィルタ部2e)の気孔率より大きいものであるが、これらを組みわせた、上下左右方向の外側、断面における外周部に位置するフィルタ部2の気孔率が、上下左右方向の内側、断面における中心部に位置するフィルタ部2の気孔率より大きいものであってもよい。基部1とフィルタ部2とが上下方向に交互に配置されている場合であれば、図14に示す例のように、上下方向の外側に第4のフィルタ部2dが配置され、内側に第5のフィルタ部2eが配置されている構造が、後述するような製造方法で容易に製造することができるのでよい。 In FIG. 14 and FIG. 15, the porosity of the filter portion 2 (fourth filter portion 2d) located outside in the vertical direction and outside in the horizontal direction is equal to that of the filter portion 2 located inside (the fifth filter portion). 2e) is larger than the porosity, but the porosity of the filter portion 2 which is a combination of these and is located outside in the vertical and horizontal directions, and on the outer peripheral portion in the cross section is inward in the vertical and horizontal directions and at the central portion in the cross section. It may be larger than the porosity of the filter part 2 located. If the base portion 1 and the filter portion 2 are arranged alternately in the vertical direction, the fourth filter portion 2d is arranged on the outer side in the vertical direction and the fifth portion is arranged on the inner side as in the example shown in FIG. The structure in which the filter part 2e is disposed can be easily manufactured by a manufacturing method described later.

フィルタ部2の気孔率を比較するための、気孔率の測定方法としては、例えば、水銀圧入法(JIS規格R1655:2003)、SEM画像の画像解析などが挙げられる。SEM画像の画像解析は、フィルタ部2の断面のSEM画像を撮影し、画像解析によってこのSEM画像の範囲内における気孔の面積率を算出することで行なうことができる。例えば、SEMの倍率は100倍で、1.0mm×1.3mmの視野のSEM画像を用いて行なえばよい。 Examples of the porosity measuring method for comparing the porosities of the filter portions 2 include a mercury porosimetry method (JIS standard R1655:2003) and image analysis of SEM images. The image analysis of the SEM image can be performed by photographing the SEM image of the cross section of the filter unit 2 and calculating the area ratio of the pores within the range of the SEM image by image analysis. For example, the SEM magnification is 100 times, and the SEM image with a visual field of 1.0 mm×1.3 mm may be used.

フィルタ部2の気孔率が40〜70%である場合には、相対的に気孔率の大きいフィルタ部2dおよび気孔率の小さいフィルタ部2eのそれぞれの気孔率は、50〜70%および40〜60%とすればよい。 When the porosity of the filter part 2 is 40 to 70%, the porosities of the filter part 2d having a relatively large porosity and the filter part 2e having a relatively small porosity are 50 to 70% and 40 to 60%, respectively. %And it is sufficient.

以上の粒子状物質の測定装置用部品100は、流路11は、基部1の1つの側面からこれに対向する位置にある側面にかけて延びている例で説明したが、これに限られるものではない。例えば、図16に示す例のように、流路空間10は、その一端が基部1の1つの側面に開口するとともに、他端が基部1の一端に位置する面(下面)に開口していてもよい。図16に示す例においては、流入口4が基部1の上面に設けられ、流路11は基部1の内部において、2段の流路11に別れて基部1の側面(図面の下側の側面)に設けられた流出口5まで延びている。それぞれの流路11内にフィルタ部2が設けられ、第1の流路11aと第2の流路11bとに区切られている。ガスの流れは白抜き矢印で示しており、ガスは基部1の上面に設けられた流入口4から流入し、基部1の側面に設けられた流出口5から流出する。あるいは、基部1の対向する2つの側面と基部1の一端部に位置する面(下面)とに開口していてもよい。 In the above-described particulate matter measuring device component 100, the flow path 11 has been described as an example extending from one side surface of the base 1 to the side surface at a position opposite to the side surface, but the flow path 11 is not limited to this. .. For example, as in the example shown in FIG. 16, the flow path space 10 has one end opened to one side surface of the base 1 and the other end opened to a surface (lower surface) located at one end of the base 1. Good. In the example shown in FIG. 16, the inflow port 4 is provided on the upper surface of the base portion 1, and the flow passage 11 is divided into two stages of flow passages 11 inside the base portion 1 and the side surface of the base portion 1 (the lower side surface in the drawing). ) Extends to the outflow port 5 provided in the. The filter part 2 is provided in each flow path 11 and is divided into a first flow path 11a and a second flow path 11b. The flow of gas is shown by an outline arrow, and the gas flows in through an inflow port 4 provided on the upper surface of the base 1 and flows out through an outflow port 5 provided on the side surface of the base 1. Alternatively, the openings may be formed in two opposing side surfaces of the base 1 and a surface (lower surface) located at one end of the base 1.

以上のような、セラミックスから成る緻密な基部1と多孔質セラミックスから成るフィルタ部2とが一体的に形成されている粒子状物質の測定装置用部品100の製造方法は、例えば、複数の第1のセラミックグリーンシート12を準備する工程と、複数の第2のセラミックグリーンシート22を準備する工程と、第1のセラミックグリーンシート12に電極層32を形成する工程と、第2のセラミックグリーンシート22に貫通孔112を形成する工程と、電極層32が形成された第1のセラミックグリーンシート12と貫通孔112が形成された第2のセラミックグリーンシート22を積層して積層体102を形成する工程と、積層体102を焼成する工程とを備える。 As described above, the method for manufacturing the particulate matter measuring device component 100 in which the dense base portion 1 made of ceramics and the filter portion 2 made of porous ceramics are integrally formed is, for example, a plurality of first Of the ceramic green sheets 12, the step of preparing the plurality of second ceramic green sheets 22, the step of forming the electrode layers 32 on the first ceramic green sheets 12, and the second ceramic green sheets 22. A step of forming a through hole 112 in the substrate, and a step of forming a laminated body 102 by laminating the first ceramic green sheet 12 in which the electrode layer 32 is formed and the second ceramic green sheet 22 in which the through hole 112 is formed. And a step of firing the laminated body 102.

このような製造方法によれば、セラミックスから成る緻密な基部1と多孔質セラミックスから成るフィルタ部2とが一体的に形成されている、上記のような粒子状物質の測定装置用部品100を製造することができる。 According to such a manufacturing method, the above-described particulate matter measuring device component 100 in which the dense base portion 1 made of ceramics and the filter portion 2 made of porous ceramics are integrally formed is manufactured. can do.

図17は、粒子状物質の測定装置用部品の製造方法を工程毎に示す模式図である。図17は、図12に示す例のような粒子状物質の測定装置用部品100において、一対の基部1の間に配置されたフィルタ部2を7つから6つにしたものを製造する工程を示すものである。まず、図17(a)に示す例のように、複数の第1のセラミックグリーンシート12および複数の第2のセラミックグリーンシート22を準備する。第1のセラミックグリーンシート12は、後の焼成工程において焼結して基部1となる部分であり、第2のセラミックグリーンシート22は、同様にフィルタ部2となる部分である。緻密なセラミックスから成る基部1に対して、フィルタ部2は多孔質セラミックスから成るものである。そのため第2のセラミックグリーンシート22は、第1のセラミックグリーンシート12に対して、後の焼成工程において焼結した際に気孔が多くなる(気孔率が大きくなる)ものである。具体的には、第2のセラミックグリーンシート22は、第1のセラミックグリーンシート12と比較して、焼成工程において焼結する際に、気孔となる成分を多く含むものである。具体的には、有機バインダ成分が多いもの、造孔材を含んでいるものなどである。あるいは、焼結性を低下させて気孔を増やすために、焼結助剤成分が少ないものである。 FIG. 17 is a schematic view showing, for each step, a method for manufacturing a component for a particulate matter measuring device. FIG. 17 shows a process of manufacturing the particulate matter measuring device component 100 such as the example shown in FIG. 12 in which the number of the filter portions 2 arranged between the pair of base portions 1 is changed from seven to six. It is shown. First, as in the example shown in FIG. 17A, a plurality of first ceramic green sheets 12 and a plurality of second ceramic green sheets 22 are prepared. The first ceramic green sheet 12 is a portion that will be sintered to become the base portion 1 in a subsequent firing step, and the second ceramic green sheet 22 will be a portion that will similarly become the filter portion 2. The filter portion 2 is made of porous ceramics, while the base portion 1 is made of dense ceramics. Therefore, the second ceramic green sheet 22 has more pores (increased porosity) than the first ceramic green sheet 12 when sintered in the subsequent firing step. Specifically, the second ceramic green sheet 22 contains more components that become pores when sintered in the firing process, as compared with the first ceramic green sheet 12. Specifically, those containing a large amount of organic binder components, those containing a pore former, and the like. Alternatively, the amount of the sintering aid component is small in order to reduce the sinterability and increase the pores.

気孔径や気孔率の調整が容易である点で、造孔材を用いるのがよい。造孔材は、後の焼成工程において焼失する粒子状のものである。造孔材としては、例えば、アクリル樹脂ビーズ(メタクリル酸エステル系共重合物)、カーボン粉末、結晶セルロースが挙げられる。造孔材の粒径は、フィルタ部2の気孔径の1倍〜1.2倍のものを用いればよい。上記したような、気孔径が1μm〜60μmのフィルタ部2を作製する場合であれば、平均粒径が1μm〜72μmの造孔材を用いればよい。気孔率の調整は、造孔材の粒径と量によって調整することができる。 It is preferable to use a pore-forming material because it is easy to adjust the pore diameter and porosity. The pore-forming material is in the form of particles that will be burned out in the subsequent firing step. Examples of the pore-forming material include acrylic resin beads (methacrylic acid ester-based copolymer), carbon powder, and crystalline cellulose. The particle size of the pore-forming material may be 1 to 1.2 times the pore diameter of the filter part 2. In the case of producing the filter part 2 having a pore diameter of 1 μm to 60 μm as described above, a pore former having an average particle diameter of 1 μm to 72 μm may be used. The porosity can be adjusted by the particle size and amount of the pore-forming material.

第1のセラミックグリーンシート12は、基部1がアルミナ質セラミックスから成る場合であれば、まず、アルミナ粉末および焼結助剤(SiO,MgO,CaO等の粉末)にアクリル系樹脂などの有機バインダ,トルエンやアセトン等の有機溶剤や水などの溶媒を混合してスラリーを作製する。このスラリーを用いてドクターブレード法等の成膜方法によってシート状にすればよい。第2のセラミックグリーンシート22は、第1のセラミックグリーンシート12用のスラリーに造孔材を加えたスラリーを作製すればよい。第2のセラミックグリーンシート22は、第1のセラミックグリーンシート12に対して造孔材を含むものとなる。In the case where the base 1 is made of alumina ceramics, the first ceramic green sheet 12 firstly contains alumina powder and a sintering aid (powder such as SiO 2 , MgO, CaO) as an organic binder such as an acrylic resin. An organic solvent such as toluene or acetone or a solvent such as water is mixed to prepare a slurry. The slurry may be used to form a sheet by a film forming method such as a doctor blade method. The second ceramic green sheet 22 may be prepared by adding a pore-forming material to the slurry for the first ceramic green sheet 12. The second ceramic green sheet 22 includes a pore forming material with respect to the first ceramic green sheet 12.

フィルタ部2が気孔径の異なるものを有する場合は、例えば、第2のセラミックグリーンシート22用のスラリーに加える造孔材として、平均粒径が互いに異なるものを用いて、含まれる造孔材の平均粒径が異なる、複数種の第2のセラミックグリーンシート22を作製すればよい。フィルタ部2が気孔率の異なるものを有する場合は、例えば、第2のセラミックグリーンシート22用のスラリーに加える造孔材量を互いに異ならせて、含まれる造孔材の平均粒径が異なる、複数種の第2のセラミックグリーンシート22を作製すればよい。 When the filter portion 2 has different pore diameters, for example, as the pore-forming materials added to the slurry for the second ceramic green sheet 22, those having different average particle diameters are used. A plurality of types of second ceramic green sheets 22 having different average particle sizes may be produced. When the filter portion 2 has different porosities, for example, the amount of the pore-forming material added to the slurry for the second ceramic green sheet 22 is made different from each other, and the average particle diameter of the pore-forming material included is different. A plurality of types of second ceramic green sheets 22 may be produced.

次に、図17(b)に示す例のように、第1のセラミックグリーンシート12に電極層32を形成する。電極層32は後の焼成工程において焼結して電極3となるものである。電極層32の形成は、電極3の主成分となる白金またはタングステン等の金属材料を主成分とする金属ペーストを第1のセラミックグリーンシート12上に塗布することで行なえばよい。金属ペーストは、金属材料の粉末に樹脂バインダおよび溶媒を加えて混練して作製することができる。金属ペーストをスクリーン印刷法等により、電極3の配線パターン形状に塗布すればよい。このとき、第1のセラミックグリーンシート12の面のうち片側だけに電極層32を形成する。 Next, as in the example shown in FIG. 17B, the electrode layer 32 is formed on the first ceramic green sheet 12. The electrode layer 32 is sintered to form the electrode 3 in the subsequent firing step. The electrode layer 32 may be formed by applying a metal paste containing a metal material such as platinum or tungsten, which is the main component of the electrode 3, as the main component on the first ceramic green sheet 12. The metal paste can be prepared by adding a resin binder and a solvent to powder of a metal material and kneading. The metal paste may be applied to the wiring pattern shape of the electrode 3 by a screen printing method or the like. At this time, the electrode layer 32 is formed on only one side of the surface of the first ceramic green sheet 12.

また、図17(c)に示す例のように、第2のセラミックグリーンシート22に貫通孔112を形成する。貫通孔112は流路11となる部分である。第2のセラミックグリーンシート22に、金型を用いた打ち抜き加工やレーザー加工によって貫通孔112を形成すればよい。 Further, as in the example shown in FIG. 17C, the through hole 112 is formed in the second ceramic green sheet 22. The through hole 112 is a portion that becomes the flow path 11. The through holes 112 may be formed in the second ceramic green sheet 22 by punching using a mold or laser processing.

次に、図17(d)に示す例のように、電極層32が形成された第1のセラミックグリーンシート12と貫通孔112が形成された第2のセラミックグリーンシート22を積層して積層体102を形成する。図17(d)に示す例では、3つの基体1となる部分はそれぞれ2層の第1のセラミックグリーンシート12が積層されて形成され、フィルタ部2となる部分は2層の第2のセラミックグリーンシート22が積層されて形成されている。いずれも、1層や3層以上のセラミックグリーンシートを用いても構わない。 Next, as in the example shown in FIG. 17D, the first ceramic green sheet 12 having the electrode layer 32 formed thereon and the second ceramic green sheet 22 having the through holes 112 formed therein are laminated to form a laminated body. 102 is formed. In the example shown in FIG. 17D, three base portions 1 are each formed by laminating two layers of the first ceramic green sheets 12, and a portion serving as the filter portion 2 is the two layers of the second ceramic. The green sheets 22 are stacked and formed. In either case, one layer or three or more layers of ceramic green sheets may be used.

図17(d)に示す例は、図12に示す例のような電極3が基部1に埋設された粒子状物質の測定装置用部品100を作製する場合の積層体102であるので、電極層32は2層の第1のセラミックグリーンシート12の層間に位置している。電極層32を形成した第1のセラミックグリーンシート12の上に電極層32を形成していない第1のセラミックグリーンシート12を積層している。 The example shown in FIG. 17D is a laminated body 102 in the case of manufacturing the component 100 for a measuring device for particulate matter in which the electrode 3 as in the example shown in FIG. The numeral 32 is located between the layers of the two-layer first ceramic green sheet 12. The first ceramic green sheet 12 on which the electrode layer 32 is not formed is laminated on the first ceramic green sheet 12 on which the electrode layer 32 is formed.

図3に示す例のような粒子状物質の測定装置用部品100を作製する場合には、電極層32を形成した第1のセラミックグリーンシート12の上に電極層32を形成していない第1のセラミックグリーンシート12を重ねた上に、第2のセラミックグリーンシート22のフィルタ部2となる部分のみを重ね、さらにその周りを囲むように枠状の第1のセラミックグリーンシート12を重ねればよい。 In the case of manufacturing the particulate matter measuring device component 100 as in the example shown in FIG. 3, the first ceramic green sheet 12 on which the electrode layer 32 is formed does not have the electrode layer 32 formed thereon. By stacking only the portion of the second ceramic green sheet 22 which will be the filter portion 2 on top of the above ceramic green sheet 12, and by further stacking the frame-shaped first ceramic green sheet 12 so as to surround it. Good.

積層体102を形成するには、電極層32が形成された第1のセラミックグリーンシート12と貫通孔112が形成された第2のセラミックグリーンシート22とを重ねて、一軸加圧プレス等で加圧して圧着することで一体化させればよい。 In order to form the laminated body 102, the first ceramic green sheet 12 having the electrode layer 32 formed thereon and the second ceramic green sheet 22 having the through hole 112 formed thereon are stacked and pressed by a uniaxial pressure press or the like. It may be integrated by pressing and crimping.

貫通孔112に後の焼成工程で焼失する樹脂等を充填しておくと、第1のセラミックグリーンシート12における貫通孔の上下に位置する部分の変形を抑えることができる。 By filling the through hole 112 with a resin or the like that will be burned out in the subsequent firing step, it is possible to suppress the deformation of the portions of the first ceramic green sheet 12 located above and below the through hole.

そして、積層体102を焼成することで、上記のような、セラミックスから成る緻密な基部1と多孔質セラミックスから成るフィルタ部2とが一体的に形成されている粒子状物質の測定装置用部品100となる。焼成温度は、基部1およびフィルタ部2がアルミナ質セラミックスから成る場合であれば、1500℃〜1600℃とすればよい。 Then, by firing the laminated body 102, the particulate matter measuring device component 100 in which the dense base portion 1 made of ceramics and the filter portion 2 made of porous ceramics are integrally formed as described above. Becomes If the base portion 1 and the filter portion 2 are made of alumina ceramics, the firing temperature may be set to 1500°C to 1600°C.

貫通導体を形成するには、積層体102を作製する工程の前に、必要なセラミックグリーンシートに金型を用いた打ち抜き加工やレーザー加工によって貫通孔を形成し、この貫通孔に電極層32を形成するのと同様の導体ペーストを充填しておけばよい。 In order to form the through conductor, a through hole is formed in a necessary ceramic green sheet by punching using a mold or laser processing before the step of manufacturing the laminated body 102, and the electrode layer 32 is formed in this through hole. It suffices to fill the same conductive paste as that used for forming.

1:基部
10:流路空間
11:流路
11a:第1の流路
11b:第2の流路
2:フィルタ部
3:電極
4:流入口
5:流出口
100:粒子状物質の測定装置用部品
1: Base 10: Flow path space 11: Flow path 11a: First flow path 11b: Second flow path 2: Filter part 3: Electrode 4: Inlet port 5: Outlet port 100: For particulate matter measuring device parts

Claims (9)

セラミックスから成り内部にガスの流れる流路空間を有する基部と、前記流路空間を複数に区切って流路を形成するように前記流路空間に設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記基部の前記流路空間を挟んで対向する領域に、複数の前記フィルタ部のそれぞれに沿って設けられた部分の端部同士を接続して蛇行したミアンダ形状の線状の配線パターンを有するとともに前記フィルタ部に沿って該フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、
前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる粒子状物質の測定装置用部品。
A base portion made of ceramics and having a flow passage space through which a gas flows; a filter portion made of porous ceramics provided in the flow passage space so as to form a flow passage by dividing the flow passage space into a plurality of portions; In a region facing each other across the flow path space of the base portion, while having a meander-shaped linear wiring pattern meandering by connecting the end portions of the portion provided along each of the plurality of filter portions, A pair of electrodes for capacitance formation provided so as to sandwich the filter portion along the filter portion,
The filter part is a part for a measuring device for particulate matter, including a part arranged to be inclined with respect to a length direction of the flow path space.
セラミックスから成る板状の部材であって主面が対向するように並置された一対の基部と、該一対の基部の間のガスの流れる流路空間を区切って流路を形成するように設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記一対の基部に、複数の前記フィルタ部のそれぞれに沿って設けられた部分の端部同士を接続して蛇行したミアンダ形状の線状の配線パターンを有するとともに前記フィルタ部に沿って該フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、
前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる粒子状物質の測定装置用部品。
A pair of bases, which are plate-shaped members made of ceramics and are arranged side by side so that their main surfaces are opposed to each other, and are provided so as to form a flow path by dividing a flow path space through which gas flows between the bases. And a pair of bases each having a meander-shaped linear wiring pattern meandering by connecting end portions of portions provided along each of the plurality of filter portions to the pair of bases. Together with a pair of electrodes for capacitance formation provided along the filter portion so as to sandwich the filter portion,
The filter part is a part for a measuring device for particulate matter, including a part arranged to be inclined with respect to a length direction of the flow path space.
前記流路は、前記ガスが流入する流入口に繋がる第1の流路と、前記ガスが流出する流出口に繋がる第2の流路とを有しており、前記第1の流路は前記流入口から長さ方向に向かうにつれて幅が小さくなっており、前記第2の流路は前記流出口へ長さ方向に向かうにつれて幅が大きくなっている請求項1または請求項2に記載の粒子状物質の測定装置用部品。 The flow channel has a first flow channel connected to an inflow port through which the gas flows in, and a second flow channel connected to an outflow port through which the gas flows out, and the first flow channel is the above-mentioned The particle according to claim 1 or 2, wherein the width decreases from the inflow port in the length direction and the width of the second flow path increases in the length direction to the outflow port. Parts for measuring devices for particulate matter. 前記電極が前記基部に埋設されている請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の粒子状物質の測定装置用部品。 The component for a particulate matter measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode is embedded in the base portion. 前記基部および前記フィルタ部が一体的に形成されている請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の粒子状物質の測定装置用部品。 The particulate matter measuring device component according to any one of claims 1 to 4, wherein the base portion and the filter portion are integrally formed. 前記基部および前記フィルタ部が同じセラミックスから成る請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の粒子状物質の測定装置用部品。 The component for a particulate matter measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the base portion and the filter portion are made of the same ceramics. 前記基部および前記フィルタ部がアルミナから成る請求項6に記載の粒子状物質の測定装置用部品。 The particulate matter measuring device component according to claim 6, wherein the base portion and the filter portion are made of alumina. 互いに気孔径が異なる複数の前記フィルタ部を有している請求項1乃至7のいずれか一項に記載の粒子状物質の測定装置用部品。 The particulate matter measuring device component according to any one of claims 1 to 7, comprising a plurality of the filter portions having mutually different pore diameters. 前記流路空間の長さ方向に垂直な断面視において、外側に位置する前記フィルタ部の気孔率が、内側に位置する前記フィルタ部の気孔率より大きい請求項1乃至8のいずれか一項に記載の粒子状物質の測定装置用部品。 The cross-sectional view perpendicular to the lengthwise direction of the flow path space has a porosity of the filter portion located outside is larger than a porosity of the filter portion located inside. Part for measuring device for particulate matter described.
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