JP7206814B2

JP7206814B2 - PM sensor

Info

Publication number: JP7206814B2
Application number: JP2018205656A
Authority: JP
Inventors: 俊輔石黒; 辰己熊田; 尚敬石山; 孝昌河合
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: JP2020071140A; DE112019005395T5; WO2020090503A1; CN112930472A

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。 The present invention relates to a PM sensor that detects particulate matter contained in air.

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。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is one disclosed in Patent Document 1 as a ventilation device having a dust sensor. This ventilator is equipped with a dust sensor having a light emitting part and a light receiving part. is detected.

特開２００８－２４０３２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-24032

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。 The inventors of the present invention are studying about providing a vehicle air conditioner with a function of detecting the concentration of particles floating in the air like the dust sensor described in Patent Document 1. FIG. 9 is a configuration diagram of a PM sensor 90 under study by the present inventors.

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。 This PM sensor 90 includes a light emitting element 221, a light receiving element 222, a mirror 223, a sensor substrate 220, and a case 21 that houses them.

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。 The case 21 has a first outer case 211 , a second outer case 212 , a first inner case 213 and a second inner case 214 . The first outer case 211 and the second outer case 212 form an outer case, and the first inner case 213 and the second inner case 214 form an inner case.

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。 Inside the inner cases 213 and 214, a detection channel 231 is formed through which particles to be detected flow. A space is provided between the outer cases 211 and 212 and the inner cases 213 and 214 in order to reduce external impact on the inner cases 213 and 214 that house the optical components such as the light emitting element 221, the light receiving element 222, and the mirror 223. formed. This space is referred to as the non-sensing channel 232 . Air also flows through this non-detection channel 232 . The detection channel 231 corresponds to the first air channel, the non-detection channel 232 corresponds to the second air channel, and the light emitting element 221, the light receiving element 222, the mirror 223, etc. correspond to the optical elements.

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。 The outer cases 211 and 212 are formed with an outer inlet 211a through which air flows into the non-detection flow path 232 and an outer outlet 211b through which the air in the non-detection flow path 232 flows out of the outer cases 211 and 212. . Also, the inner cases 213 and 214 are formed with inner outlets 214 b through which air flows out from the detection flow path 231 .

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。 Part of the air that has flowed into the outer cases 211 and 212 from the outer inlet 211 a flows into the detection flow path 231 , and the rest of the air that has flowed into the outer cases 211 and 212 flows into the non-detection flow path 232 . After flowing in, the air flowing out from the inner outlet 214b of the detection channel 231 joins the air flowing through the non-detection channel 232 and is discharged to the outside of the outer cases 211 and 212 from the outer outlet 211b. there is

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。 The PM sensor 90 detects particles in the air by receiving scattered light with the light receiving element 222 when the light emitted from the light emitting element 221 hits particles in the air flowing through the detection channel 231 .

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。 By the way, PM sensor 90 has a low-pass filter for removing noise contained in the signal output from light receiving element 222 . This low-pass filter removes noise contained in the signal output from the light receiving element 222, making it possible to accurately detect the presence and concentration of particles in the air.

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。 However, when the volume of air flowing through the air conditioning unit in the vehicle air conditioner increases and the velocity of air particles flowing through the detection flow path 231 increases, the particle detection capability of the PM sensor 90 decreases due to the influence of the low-pass filter. put away. Therefore, there is a problem that the presence or absence and concentration of particles in the air cannot be detected with high accuracy.

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。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the detection accuracy of particulate matter contained in the air.

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第１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第１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、内側流出口の中心線が第１外側流出口の中心線と偏心していることにより、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、外側ケースは、該外側ケースの第１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第１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。また、外側ケースには、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（２１１ｃ）が形成されており、第２外側流出口は、第１外側流出口と合流部との両方に対し第２空気流路の空気流れの上流側で、第２空気流路へ連結している。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a PM sensor for detecting particulate matter contained in the air, comprising: an optical element (221 to 223) for detecting particulate matter; Inner cases (213, 214) housing elements and forming a first air flow path (231) through which air flows, and a second air flow in which air bypasses the first air flow path and flows between the inner case (213, 214). an outer case (211, 212) forming a channel (232). The outer case is formed with an outer inlet (211a) for allowing air to flow into the second air channel and a first outer outlet (211b) for allowing air in the second air channel to flow out of the outer case. The case is formed with an inner outlet (214b) that allows air to flow out from the first air flow path. After the rest of the air that has flowed into the case flows into the second air flow path, the air that has flowed out of the inner outlet of the first air flow path joins the air flowing through the second air flow path to form a first outer flow. It is designed to be discharged out of the outer case from the outlet. Since the center line of the inner outflow port is eccentric to the center line of the first outer outflow port, the pressure in the pressure drop region generated at the junction of the air flowing out of the inner outflow port and the air flowing through the second air flow path. The outer case has a structure that suppresses deterioration, and the outer case has a portion of the first outer outlet that flows inward when projected onto the outer case from the normal direction of the surface of the outer case on which the first outer outlet is formed. It is configured to be contained within the outlet. In addition, the outer case is formed with a second outer outlet (211c) that allows the air in the second air flow path to flow out of the outer case, and the second outer outlet merges with the first outer outlet. is connected to the second airflow path upstream of the airflow of the second airflowpath with respect to both the portion and the second airflow path.

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。また、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とにより、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、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ので、第１空気流路に空気を導入する内側流入口における圧力損失が大きくなりすぎず、第１空気流路に空気が導入されやすくすることができる。 According to the above-described configuration, the present PM sensor has a structure that suppresses the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the confluence of the air flowing out of the inner outlet and the air flowing through the second air flow path. Therefore, the speed of the air flowing through the first air flow path is suppressed, and the detection accuracy of particles in the air can be improved. In addition, since the center line of the inner outlet is eccentric to the center line of the outer outlet, the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the confluence of the air that has flowed out from the inner outlet and the air that flows through the second air flow path can be reduced. can be suppressed. Further, the outer case is formed so that a part of the outer outlet is included inside the inner outlet when projected onto the outer case from the normal direction of the surface on which the outer outlet of the outer case is formed. Therefore, the pressure loss at the inner inlet for introducing air into the first air flow path does not become too large, and the air can be easily introduced into the first air flow path.

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。 It should be noted that the reference numerals in parentheses of each means described in this column and claims indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.

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。1 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner provided with a PM sensor according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態のＰＭセンサの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a PM sensor according to a first embodiment; FIG. 受光回路の構成図である。4 is a configuration diagram of a light receiving circuit; FIG. ＰＭセンサの検知能力の周波数特性を示した図である。It is the figure which showed the frequency characteristic of the detection capability of PM sensor. 図９の部分拡大図である。FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. 9; 図２の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2; 第２実施形態に係るＰＭセンサの概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view of a PM sensor according to a second embodiment. 第３実施形態に係るＰＭセンサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of PM sensor which concerns on 3rd Embodiment. 発明者らが検討中のＰＭセンサの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a PM sensor under study by the inventors; FIG.

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。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each of the following embodiments, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（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。 (First embodiment)
A PM sensor according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. The PM sensor 20 according to this embodiment is mounted on a vehicle and arranged in a vehicle air conditioner 10 that air-conditions the interior of the vehicle. As shown in FIG. 1 , the vehicle air conditioner 10 includes an air conditioning unit 100 and a PM sensor 20 .

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。 First, the configuration of the air conditioning unit 100 will be described. The air-conditioning unit 100 is a main part of the vehicle air-conditioning system 10, air-conditions the air taken in from the outside, and supplies the air-conditioned air to the interior of the vehicle. The air conditioning unit 100 includes a blower storage section 101 , a blower 130 , a connection section 140 and an air conditioning section 150 .

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。 The blower housing portion 101 is a portion of the vehicle air conditioner 10 that takes in air from the outside. A blower 130 is housed inside the blower housing portion 101 . An inside air inlet 111 and an outside air inlet 112 are formed in the blower housing portion 101 . The inside air inlet 111 is an opening formed as an inlet for air introduced from the vehicle interior. The outside air inlet 112 is an opening formed as an inlet for air introduced from outside the vehicle. The space outside the vehicle and the outside air inlet 112 are also connected by a duct (not shown).

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。 An inside/outside air switching door (not shown) is provided between the inside air inlet 111 and the outside air inlet 112 in the blower housing portion 101 . By operating the inside/outside air switching door, the ratio between the air flowing in from the inside air inlet 111 and the air flowing in from the outside air inlet 112 is adjusted. Since a known structure can be adopted as the structure of such an inside/outside air switching door, specific illustration and description thereof will be omitted.

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。 A particle filter 120 is arranged in the blower housing 101 at a position upstream (upper in FIG. 1) of the blower 130 along the direction of air flow. The particle filter 120 is a filter for removing particles from the air that has flowed in from the inside air inlet 111 and the outside air inlet 112 . By passing the air through the particle filter 120, clean air with reduced particle concentration is blown into the passenger compartment.

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。 Blower 130 is an air blower that blows air into the vehicle interior. When the blower 130 is driven, air is drawn into the blower housing portion 101 from the inside air inlet 111 and the outside air inlet 112 . The air is blown out into the passenger compartment through the connecting portion 140 and the air conditioning portion 150, which will be described below.

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。 The connecting portion 140 is a portion provided as a flow path connecting between the blower housing portion 101 and the air conditioning portion 150 . In this embodiment, the blower housing portion 101 and the connecting portion 140 are integrally formed.

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。 The air conditioning unit 150 is a part that adjusts the temperature of the air. An evaporator that dehumidifies and cools the air, a heater core that heats the air, an air mix door that adjusts the amount of air flowing through the evaporator and the heater core, and the like are arranged inside the air conditioning unit 150 .

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。 A defroster blow-out portion 151, a face blow-out portion 152, and a foot blow-out portion 153 are provided in portions of the air conditioning portion 150 that are downstream along the air flow direction. The defroster blowout portion 151 is a portion that blows air-conditioning air toward the windows of the vehicle. The face blowing portion 152 is a portion that blows air-conditioning air toward the face of the vehicle occupant. The foot blowing portion 153 is a portion that blows air-conditioned air toward the feet of the vehicle occupant.

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。 Each of the defroster blowout portion 151, the face blowout portion 152, and the foot blowout portion 153 is provided with a door (not shown), and the flow rate of the air blown out from each blowout portion is adjusted by the degree of opening of the door. Since a known structure can be adopted as the structure of the air conditioning unit 150 as described above, specific illustration and description thereof will be omitted.

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。 As shown in FIG. 1 , an air introduction chamber 160 is formed in the blower storage section 101 at a position near the end of the particle filter 120 . The air introduction chamber 160 is formed as a space through which air introduced into the air conditioning unit 100 from the outside of the air conditioning unit 100 flows.

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。 An opening 161 serving as an air inlet in the air introduction chamber 160 is formed at a position above the particle filter 120 and the PM sensor 20 which will be described later. The opening 161 provides communication between the space around the air conditioning unit 100 and the air introduction chamber 160 . An opening 162 serving as an air outlet in the air introduction chamber 160 is formed at a position slightly below the particle filter 120 .

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。 The opening 162 communicates between the air introduction chamber 160 and the space below the particle filter 120 in the blower housing portion 101 .

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。 When the blower 130 is driven, the air in the air introduction chamber 160 is discharged to the blower 130 side through the opening 162 by the suction force of the blower 130 . Outside air flows into the air introduction chamber 160 through the opening 161 so as to compensate for this. Therefore, inside the air introduction chamber 160 in this embodiment, the air flows downward from the opening 161 located above the opening 162 .

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。 The blower housing portion 101 is arranged inside the instrument panel of the vehicle. The space inside the instrument panel, that is, the space outside the air introduction chamber 160 is connected to the interior of the vehicle. Therefore, the air flowing into the air introduction chamber 160 from the opening 161 becomes the air in the vehicle interior.

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。 As shown in FIG. 1, the part of the air conditioning unit 100 where the air introduction chamber 160 is formed is the part where the PM sensor 20 is attached. The PM sensor 20 is attached from the outside to the blower housing 101 so as to partition the side portion of the air introduction chamber 160 . The position of the upper end of PM sensor 20 is lower than opening 161 .

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。 It should be noted that the positions of the opening 161, the opening 162, the PM sensor 20, etc. as described above are merely examples. The opening 161, the opening 162, the PM sensor 20, etc. may be formed at positions different from those described above.

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。 PM sensor 20 is a sensor unit for measuring the presence and concentration of particles in the air. As shown in FIG. 2, the PM sensor 20 includes a light emitting element 221, a light receiving element 222, a mirror 223, a sensor substrate 220, and a case 21 that accommodates them.

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。 The light emitting element 221 emits light. Light emitted from the light emitting element 221 is reflected by the mirror 223 . The light reflected by the mirror 223 is received by the light receiving element 222 through a through hole formed in the first inner case 213, which will be described later.

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。 By arranging the outer cases 211 and 212 outside the inner cases 213 and 214 housing the light receiving element 222, the light receiving element 222 is not affected by the light from the outside of the outer cases 211 and 212.

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。 Inside the inner cases 213 and 214, a detection channel 231 is formed through which particles to be detected flow.

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。 A space is provided between the outer cases 211, 212 and the inner cases 213, 214 in order to reduce the impact from the outside on the inner cases 213, 214 housing the optical components such as the light emitting element 221, the light receiving element 222, and the mirror 223. of non-detection channels 232 are provided.

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。 The outer cases 211 and 212 are formed with an outer inlet 211a through which air flows into the non-detection flow path 232 and an outer outlet 211b through which the air in the non-detection flow path 232 flows out of the outer cases 211 and 212. . In addition, the inner cases 213 and 214 have an inner inlet 214a through which air flows from the non-detection flow path 232 to the detection flow path 231, and an inner outlet 214b through which air flows out from the detection flow path 231 to the non-detection flow path 232. and are formed.

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。 The PM sensor 20 detects the presence and concentration of particles in the air by receiving the scattered light with the light receiving element 222 when the light emitted from the light emitting element 221 hits the particles in the air flowing through the detection channel 231. do. PM sensor 20 detects the presence and concentration of particles in the air based on the amount of light received by light receiving element 222 .

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。 As shown in FIG. 3, the light receiving circuit 30 is connected to the light receiving element 222 . The light receiving circuit 30 includes a current amplifying section 31 that amplifies the current flowing through the light receiving element 222, and an amplifier 32 that converts the current amplified by the current amplifying section 31 into a voltage and amplifies the voltage. The light receiving circuit 30 further includes a low-pass filter 33 that removes noise contained in the output signal of the amplifier 32 and a voltage output section 34 that outputs the signal that has passed through the low-pass filter 33 .

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。 FIG. 3 shows the frequency characteristics of the detection capability of the PM sensor 20. As shown in FIG. As shown in the figure, the detection capability of the PM sensor 20 is high in the low frequency range. However, the detection capability of the PM sensor 20 decreases as the frequency increases. It is considered that this is due to the influence of the low-pass filter 33 .

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。 When the blower rotates at a low speed and the speed of the air flowing through the air conditioning unit is low, the detection capability of the PM sensor 20 is high, and the presence and concentration of particles can be detected with high accuracy. However, when the blower rotates at high speed and the speed of the air flowing through the air conditioning unit increases, the detection capability of the PM sensor 20 decreases. Therefore, there is a problem that the detection accuracy of the presence or absence of particles and the concentration thereof is lowered.

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。 Therefore, the inventors studied the flow of air flowing through the detection channel 231 and the non-detection channel 232 .

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。 In the configuration of the PM sensor 90 under consideration shown in FIG. 9, the centerline of the inner outlet 214b coincides with the centerline of the outer outlet 211b, as shown in FIG. Therefore, an aspiration effect is produced at the outer outflow port 211b. In such a configuration, the flow velocity of the air at the junction of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232 increases. According to Bernoulli's theorem, the pressure decreases as the air velocity increases. That is, as shown in FIG. 5, a negative pressure region is generated at the confluence of the air flowing out of the inner outflow port 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232. As shown in FIG.

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。 In this way, when the pressure at the confluence of the air flowing out of the inner outlet 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232 becomes negative, the air in the detection flow path 231 is drawn into the confluence. The flow velocity of the air inside 231 becomes fast. As described above, it has been found that when the flow velocity of the air inside the detection channel 231 increases, the detection capability of the PM sensor 20 decreases, and the particle detection accuracy decreases.

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。 Therefore, in the PM sensor 20 of the present embodiment, as shown in FIG. 6, the pressure drop in the pressure drop region generated at the confluence of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232 is suppressed. Thus, the centerline of the inner outlet 214b and the centerline of the outer outlet 211b are eccentric.

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。 Since the center line of the inner outlet port 214b and the center line of the outer outlet port 211b are eccentric in this way, the pressure drop at the junction of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232 is reduced. As a result, the increase in the flow velocity of the air inside the detection flow path 231 is suppressed, thereby suppressing deterioration in the detection accuracy of the presence or absence and concentration of particles.

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。 Note that if the amount of eccentricity between the center line of the inner outlet 214b and the center line of the outer outlet 211b is too large, the pressure loss at the inner inlet 214a increases, making it difficult for air to be introduced into the detection flow path 231. put away.

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。 For this reason, in the PM sensor 20 of the present embodiment, the center line of the inner outlet 214b and the center line of the outer outlet 211b are eccentric, and the outer cases 211 and 212 are arranged so that the outer flows of the outer cases 211 and 212 are eccentric. When projected onto the outer cases 211 and 212 from the normal direction of the surface on which the outlet 211b is formed, a part of the outer outlet 211b is formed inside the inner outlet 214b.

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。 As described above, the PM sensor of this embodiment detects particulate matter contained in the air. The PM sensor of this embodiment includes optical elements 221 to 223 for detecting particulate matter, and inner cases 213 and 214 that house the optical elements 221 to 223 and form a first air flow path 231 through which air flows. , is equipped with In addition, the outer cases 211 and 212 are provided between the inner cases 213 and 214 and form a second air flow path 232 through which air bypasses the first air flow path 231 .

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。 Further, the outer cases 211 and 212 have an outer inlet 211a through which air flows into the second air flow path 232 and an outer outlet 211b through which the air in the second air flow path 232 flows out of the outer cases 211 and 212. formed.

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。 In addition, the inner cases 213 and 214 are formed with inner outlets 214b through which air flows out from the first air flow path 231, and part of the air flowing into the outer cases 211 and 212 from the outer inlets 211a flows into the first airflow path 211a. The remainder of the air that has flowed into the first air channel 231 and into the outer cases 211 and 212 flows into the second air channel 232 . After that, the air flowing out from the inner outlet 214b of the first air flow path 231 and the air flowing through the second air flow path 232 join and are discharged to the outside of the outer cases 211 and 212 from the outer outlet 211b. ing.

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。 Further, it has a structure in which the pressure drop in the pressure drop region generated at the junction of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the second air flow path 232 is suppressed.

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。 According to the above-described configuration, the present PM sensor has a structure that suppresses the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the confluence of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the second air flow path 232. there is Therefore, the speed of the air flowing through the first air flow path 231 is suppressed, and the detection accuracy of particles in the air can be improved.

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。 In addition, the center line of the inner outlet 214b is aligned with the center of the outer outlet 211b so that the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the junction of the air flowing out of the inner outlet 214b and the air flowing through the second air flow path 232 is suppressed. line and eccentric.

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。 In this way, the center line of the inner outlet 214b is eccentric to the center line of the outer outlet 211b, so that the pressure drop that occurs at the junction of the air flowing out of the inner outlet 214b and the air flowing through the second air flow path 232 A pressure drop in the region can be suppressed.

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。 In addition, the center line of the inner outlet 214b and the center line of the outer outlet 211b are arranged so as to suppress the pressure drop in the pressure drop area that occurs at the junction of the air flowing out of the inner outlet 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232. and are eccentric.

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。 By eccentrically aligning the center line of the inner outlet port 214b and the center line of the outer outlet port 211b in this manner, the pressure drop at the junction of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232 can be reduced. can be suppressed. Furthermore, it is possible to suppress the flow velocity of the air inside the detection channel 231 from increasing, thereby improving the detection accuracy of particles in the air.

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。 Further, in the PM sensor 20 of the present embodiment, the center line of the inner outlet 214b and the center line of the outer outlet 211b are eccentric, and the outer cases 211 and 212 are configured such that the outer outlets of the outer cases 211 and 212 are eccentric. When projected onto the outer cases 211 and 212 from the normal direction of the surface on which 211b is formed, part of the outer outlet 211b is formed inside the inner outlet 214b.

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。 Therefore, the pressure loss at the inner inlet 214 a does not become too large, and air can be easily introduced into the detection flow path 231 . In addition, it is possible to prevent light from entering the outer cases 211 and 212 from the outside of the outer cases 211 and 212 . By suppressing the entry of light into the outer cases 211 and 212, it is possible to reduce the ratio of the light entering from the outside of the outer cases 211 and 212 to the scattered light obtained by the light emitted from the optical element. Particulate matter detection accuracy can be improved.

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。 Further, the optical elements 221 to 223 use the light receiving element 222 to receive the scattered light when the light emitted from the light emitting element 221 hits the particulate matter contained in the air flowing through the first air flow path 231. It can be configured to detect particles therein.

（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。 (Second embodiment)
A PM sensor according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The PM sensor of this embodiment differs from the PM sensor of the first embodiment in the width a of the non-detection channel 232 .

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。 The width a of the non-detection channel 232 corresponds to the length of the outer outlet 211b in the centerline direction. The width a of the non-detection channel 232 of the PM sensor 20 of this embodiment is longer than the width of the non-detection channel 232 of the PM sensor 20 of the first embodiment. As a result, the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the confluence of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232 is suppressed.

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。 In this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained from the same configuration as that of the first embodiment.

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。 Further, the width a of the non-detection channel 232 of the PM sensor 20 of this embodiment is longer than the width of the non-detection channel 232 of the PM sensor 20 of the first embodiment. Therefore, it is possible to suppress the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the confluence of the air flowing out of the inner outlet port 214b and the air flowing through the non-detection flow path 232, thereby improving the detection accuracy of particles in the air. .

（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。 (Third embodiment)
A PM sensor according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Compared with the PM sensor of the first embodiment, the PM sensor of the present embodiment has the outer cases 211 and 212 in which the air in the non-detection flow path 232 is introduced at a position different from the outer outlet 211b. A second outer outlet 211c is formed to flow out.

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。 In this manner, the second outer outlet 211c that allows the air in the non-detection flow path 232 to flow out of the outer case can be provided at a position different from the outer outlet 211b.

（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。 (Other embodiments)
(1) In each of the above embodiments, an example in which the PM sensor 20 is installed in the vehicle air conditioner 10 that air-conditions the interior of the vehicle has been described. can also be installed.

（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。 (2) In each of the above embodiments, air in the vehicle interior flows into the air introduction chamber 160 from the opening 161, and the PM sensor 20 detects the presence and concentration of particles in the air flowing into the air introduction chamber 160. rice field. However, the object to be detected by the PM sensor 20 is not limited to the air inside the vehicle compartment, and for example, the presence or absence and concentration of particles in the air outside the vehicle compartment can also be detected.

（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。 (3) In each of the above embodiments, the particle filter 120 is arranged upstream of the blower 130 in the air flow, but the particle filter 120 may be arranged downstream of the blower 130 in the air flow, for example.

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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the claims. Moreover, the above-described embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above-described embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential, unless it is explicitly stated that they are essential, or they are clearly considered essential in principle. stomach. In addition, in each of the above-described embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is explicitly stated that they are particularly essential, and when they are clearly limited to a specific number in principle It is not limited to that specific number, except when In addition, in each of the above-described embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, unless otherwise specified or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. , its material, shape, positional relationship, and the like.

（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。 (summary)
According to the first aspect shown in part or all of the above embodiments, the PM sensor is a PM sensor for detecting particulate matter contained in the air, and comprises an optical sensor for detecting particulate matter. An inner case including an optical element and forming a first air flow path through which air flows while housing the optical element, and second air in which air bypasses the first air flow path and flows between the inner case and the inner case. an outer case forming a flow path. Further, the outer case is formed with an outer inlet port for allowing air to flow into the second air flow path and an outer outlet port for allowing air in the second air flow path to flow out of the outer case. In addition, the inner case is formed with an inner outlet port through which air flows out from the first air flow path. Part of the air that has flowed into the outer case from the outer inlet flows into the first air flow path, and the rest of the air that has flowed into the outer case flows into the second air flow path. The air flowing out from the inner outlet of the air flow path and the air flowing through the second air flow path join together and are discharged to the outside of the outer case from the outer outlet. Further, it has a structure that suppresses the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the confluence of the air that has flowed out from the inner outlet and the air that flows through the second air flow path.

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。 Further, according to the second aspect, the center line of the inner outlet is positioned outward so as to suppress the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the confluence of the air flowing out of the inner outlet and the air flowing through the second air flow path. It is eccentric to the centerline of the outlet.

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。 By making the center line of the inner outlet port eccentric to the center line of the outer outlet port in this way, the pressure drop in the pressure drop region that occurs at the junction of the air that has flowed out of the inner outlet port and the air that flows through the second air flow path. can be suppressed.

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。 According to the third aspect, the outer case has a part of the outer outlet that is inside the inner outlet when projected onto the outer case from the normal direction of the surface of the outer case on which the outer outlet is formed. formed to be contained.

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。 Therefore, the pressure loss in the inner inlet does not become too large, and air can be easily introduced into the detection flow path. In addition, it is possible to prevent light from entering the inside of the outer case from the outside of the outer case. By suppressing the penetration of light into the interior of the outer case, it is possible to reduce the ratio of light entering from the outside of the outer case to the scattered light obtained from the light emitted from the optical element, thereby improving the detection accuracy of particulate matter. can be improved.

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。 According to the fourth aspect, the outer outlet is the first outer outlet, and the outer case has a position different from the first outer outlet for directing the air in the second air flow path to the outside of the outer case. A second outer outlet is formed to allow the outlet to flow into.

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。 In this way, a second outer outlet may be provided at a position different from the first outer outlet for causing the air in the non-detection flow path to flow out of the outer case.

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。 According to the fifth aspect, the optical element receives scattered light with the light receiving element when the light emitted from the light emitting element hits the particulate matter contained in the air flowing through the first air flow path.

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。 Thus, the optical element can be configured such that the light receiving element receives the scattered light when the light emitted from the light emitting element hits the particulate matter contained in the air flowing through the first air flow path.

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 1 vehicle air conditioner 30 light receiving circuit 33 low pass filter 211, 212 outer case 213, 214 inner case 211a outer inlet 211b outer outlet 214a inner outlet 214b inner inlet 221 light emitting element 222 light receiving element 223 mirror 231 detection flow path 232 Non-sensing flow path

Claims

A PM sensor that detects particulate matter contained in the air,
optical elements (221 to 223) for detecting the particulate matter;
inner cases (213, 214) that house the optical element and form a first air flow path (231) through which the air flows;
an outer case (211, 212) forming a second air flow path (232) in which the air flows bypassing the first air flow path between the inner case and the inner case;
The outer case has an outer inlet (211a) that allows the air to flow into the second air channel and a first outer outlet (211b) that allows the air in the second air channel to flow out of the outer case. ) is formed,
The inner case is formed with an inner outlet (214b) through which the air flows out from the first air flow path,
Part of the air that has flowed into the outer case from the outer inlet flows into the first air flow path, and the rest of the air that has flowed into the outer case flows into the second air flow path. After that, the air flowing out from the inner outlet of the first air flow path joins with the air flowing through the second air flow path and is discharged out of the outer case from the first outer outlet. and
Since the center line of the inner outlet is eccentric to the center line of the first outer outlet, the pressure generated at the confluence of the air flowing out of the inner outlet and the air flowing through the second air flow path. Having a structure that suppresses the pressure drop in the drop area,
The outer case has a part of the first outer outlet included inside the inner outlet when projected onto the outer case from a normal direction of a surface of the outer case on which the first outer outlet is formed. is formed to be
The outer case is formed with a second outer outlet (211c) that allows the air in the second air flow path to flow out of the outer case,
The second outer outlet is on the upstream side of the air flow of the second air flow path with respect to both the first outer outlet and the confluence, and is connected to the second air flow path. .

The optical element has a light receiving element (222) that receives scattered light when the light emitted from the light emitting element (221) hits the particulate matter contained in the air flowing through the first air flow path. 2. The PM sensor according to claim 1, which detects particles in the air.