(57)【要約】  本開示の測定装置用部品１００は、セラミックスから成り内部にガスの流れる流路１１を有する基部１と、前記流路１１を複数に区切るように前記流路１１の内部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、前記基部１に前記フィルタ部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とを備えており、前記フィルタ部２のうち前記流路１１に面する表面において、前記流路１１の進行方向に対して交わる方向に伸びる溝部６を有する。
2019065069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスから成り内部にガスの流れる流路を有する基部と、前記流路を複数に区切るように前記流路の内部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、前記基部に前記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、
前記フィルタ部のうち前記流路に面する表面において、前記流路の進行方向に対して交わる方向に伸びる溝部を有する測定装置用部品。
【請求項２】
前記溝部が前記流路の進行方向に沿って複数位置している請求項１に記載の測定装置用部品。
【請求項３】
前記溝部が等間隔に位置していることを特徴とする請求項２に記載の測定装置用部品。
【請求項４】
前記溝部が、前記フィルタ部のうち前記流路に面する表面において、前記流路の進行方向に対して垂直な方向の全体に渡って伸びている請求項１乃至３のいずれかに記載の測定装置用部品。
【請求項５】
前記フィルタ部は流路に面する第１主面および該第１主面に対向する第２主面を有するとともに、前記溝部は前記第１主面および前記第２主面の両方に位置している請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の測定装置用部品。
【請求項６】
前記溝部が前記第１主面および前記第２主面の両方において複数設けられているとともに、前記溝部のそれぞれが流路の進行方向に沿って互い違いに位置している請求項５に記載の測定装置用部品。
【請求項７】
セラミックスから成り内部にガスの流れる流路を有する基部と、前記流路を複数に区切るように前記流路の内部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、前記基部に前記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、
前記基部は、前記流路の進行方向に沿って位置する外側面を有しており、
該外側面は、前記流路の進行方向に対して交わる方向に伸びる複数の溝部を有する測定装置用部品。
【請求項８】
前記溝部は、前記外側面のうち前記流路の入口側の一端から出口側の他端にかけて、等間隔に設けられている請求項７に記載の測定装置用部品。
【請求項９】
前記溝部は、前記外側面において、前記流路の進行方向に対して垂直な方向の全体に渡って伸びている請求項７または請求項８に記載の測定装置用部品。
【請求項１０】
前記溝部は、前記基部の両外側面に設けられており、前記流路を挟んで対称の位置に設けられている請求項７乃至９のいずれかに記載の測定装置用部品。
【請求項１１】
前記基部は、前記流路の開口を囲む端面を有しており、
該端面は、該端面に垂直な方向から見たときに前記側面に沿って伸びる複数の溝部を有する請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の測定装置用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、測定装置用部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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とする）に記載のものが知られている。特許文献１に記載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。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一例の測定装置用部品は、セラミックスから成り内部にガスの流れる流路を有する基部と、前記流路を複数に区切るように前記流路の内部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、前記基部に前記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、前記フィルタ部のうち前記流路に面する表面において、前記流路の進行方向に対して交わる方向に伸びる溝部を有する。
【０００４】
また、本開示の一例の測定装置用部品は、セラミックスから成り内部にガスの流れる流路を有する基部と、前記流路を複数に区切るように前記流路の内部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、前記基部に前記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、前記基部は、前記流路の進行方向に沿って位置する外側面を有しており、該外側面は、前記流路の進行方向に対して交わる方向に伸びる複数の溝部を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】測定装置用部品の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す測定装置用部品の縦断面を示す断面図である。
【図３】図１に示す測定装置用部品の横断面を示す断面図である。
【図４】図１に示す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。
【図５】測定装置用部品の変形例における電極の配線パターンを示す模式図である。
【図６】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図７】測定装置用部品の変形例の横断面を示す断面図である。
【図８】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図９】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図１０】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図１１】測定装置用部品の変形例における電極の配線パターンを示す模式図である。
【図１２】測定装置用部品の変形例における電極の配線パターンを示す模式図である。
【図１３】測定装置用部品の製造方法を示す模式図である。
【図１４】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図１５】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図１６】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図１７】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図１８】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図１９】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２０】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２１】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２２】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２３】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２４】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２５】（ａ）は測定装置用部品の変形例の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面（縦断面）を示す断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面（縦断面）を示す断面図である。
【図２６】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２７】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２８】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図２９】測定装置用部品の変形例の縦断面を示す断面図である。
【図３０】測定装置用部品の変形例の横断面を示す断面図である。
【図３１】本開示の測定装置用部品の横断面を示す断面図である。
【図３２】図３１に示す測定装置用部品のＸ−Ｘ線における縦断面を示す断面図である。
【図３３】測定装置用部品の別の例を示す横断面図である。
【図３４】測定装置用部品の別の例を示す横断面図である。
【図３５】本開示の測定装置用部品の一例を示す斜視図である。
【図３６】測定装置用部品の他の例を示す斜視図である。
【図３７】測定装置用部品の他の例を示す斜視図である。
【図３８】測定装置用部品の別の例を示す横断面図である。
【図３９】測定装置用部品の別の例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、本開示の一実施形態に係る測定装置用部品１００について、図面を参照しながら説明する。
【０００７】
図１は、測定装置用部品１００の構成を示す斜視図である。図１に示すように、測定装置用部品１００は、内部に流路１１を有する基部１と、流路１１の内部に設けられたフィルタ部２とを備えている。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。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。
【０００８】
基部１は、ガスの流れる流路１１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１１を有している。図１に示す測定装置用部品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１１を有している。流路１１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１１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つもまた流路１１と呼ぶ。流路１１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。２つの流路１１は基部１の厚み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を４０ｍｍに、短手方向の長さ（幅）を１０ｍｍに、厚みを５ｍｍに設定できる。また、フィルタ部２で区切られてできた流路１１（フィルタ部２間の流路１１）は、幅を１．２ｍｍに、底面と天井面との間隔を１．２ｍｍに設定できる。流路１１の長さは、基部１の長さと等しく、４０ｍｍに設定できる。
【０００９】
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に示すように、フィルタ部２は、流路１１の内部に設けられている。図３に示すように、本実施形態の測定装置用部品１００においては、フィルタ部２は板状であって、基部１の長手方向に沿って（流路１１の長さ方向に沿って）設けられている。フィルタ部２は、基部１の流路１１を複数の領域に区切るように複数設けられている。本実施形態の測定装置用部品１００は、１つの流路１１につき４つのフィルタ部２が設けられている。４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。
【００１０】
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ってもよい。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、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。
【００１１】
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、天井面および底面もここでいう壁面に含まれる。
【００１２】
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、測定装置用部品１００の測定精度をさらに向上できる。
【００１３】
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、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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点において好ましい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
電極３は、静電容量を形成するための部材である。図２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、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２に示すように、本実施形態の測定装置用部品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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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、本実施形態の測定装置用部品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。
【００２１】
図４に示すように、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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、電極３を発熱させるときには、直流電流を流してもよく、交流電流を流してもよい。特に、交流電流を流すことによって、電極３に生じるマイグレーションを低減できるので、測定装置用部品の長期信頼性を向上できる。
【００２４】
特に、図５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のうちフィルタブ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。
【００２５】
図４および図５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、一対の電極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１１および図１２に示す例では、一対の電極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１１に示す例では、２つの配線パターンは流路１１の幅方向に並んで配置されており、図１２に示す例では、２つの配線パターンは流路１１の長さ方向に並んで配置されている。
【００２６】
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１１および図１２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。
【００２７】
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。
【００２８】
上述の実施形態の測定装置用部品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６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とを備えており、一対の基部１の対向する主面が、フィルタ部２の表面よりも緻密であってもよい。別の実施形態の測定装置用部品１００においては、基部１と基部１との間の空間をフィルタ部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。このような測定装置用部品１００においても、上述の測定装置用部品１００と同様に、測定精度を向上できる。
【００２９】
より具体的には、図６に示す測定装置用部品１００においては、３つの基部１が２つの空間を空けて並んで設けられており、この２つの空間にそれぞれ６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。
【００３０】
図６に示す測定装置用部品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２に示す測定装置用部品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、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。
【００３１】
また、図１に示す測定装置用部品１００においては、流路１１の端部が開口していたが、これに限られない。例えば、図７に示すように、流路１１の端部が部分的に封止部４によって封止されていてもよい。特に、流路１１の一方の端部が部分的に開口しているとともに、他方の端部のうち一方の端部の開口している部分に対向する部分が封止されており、流路１１の一方の端部が部分的に封止されているとともに、他方の端部のうち一方の端部の封止されている部分に対向する部分が開口しているとよい。
【００３２】
これにより、流路１１の内部を流れるガスがフィルタ部２を通過しやすくなるので、フィルタ部２で粒子状物質を捕集しやすくなる。その結果、測定装置用部品１００の測定精度を向上できる。なお、図７においては、ガスの流れを矢印で示している。
【００３３】
また、封止部４としては、例えば、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることができる。また、その他の封止部４としては、フィルタ部２または基部１と同じセラミックスから成ることが好ましい。これにより、フィルタ部２または基部１と封止部４との熱膨張差を小さくできるので、ヒートサイクル下における長期信頼性を向上できる。
【００３４】
また、フィルタ部２がセラミックスから成るとともに、基部１および封止部４と共に一体的に形成（焼成）されていることが好ましい。これにより、封止部４と基部１または封止部４とフィルタ部２との界面から劣化が生じるおそれを低減できる。
【００３５】
図８〜図１０に示す測定装置用部品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。
【００３６】
具体的には、図８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８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。
【００３７】
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、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。測定装置用部品１００は、粒子状物質以外には、水または例えばブタンガス等のガスを計測することができる。
【００３８】
また、図８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８に示す例では、フィルタ部２は図面の上下方向で３段の空間（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４に示す例のように１つにまとめることができる。
【００３９】
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８に示す例においては、同じ気孔径のフィルタ部２は横方向に一列に配列されているが、縦方向に一列に配列してもよい。ランダムに配列してもよいが、上記のように一列に配列するのが好ましい。
【００４０】
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。
【００４１】
フィルタ部２の気孔径は、例えば、１μｍ〜６０μｍである。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。
【００４２】
また、図９および図１０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９および図１０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１１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。流路１１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９に示す例においては、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。図面の上下方向に３段の空間（流路１１）が配列されており、上段および下段の空間（流路１１）に第４のフィルタ部２ｄが配置され、中段の空間（流路１１）に第５のフィルタ部２ｅが配置されている。図１０に示す例においては、図面の左右方向の外側に第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。上下方向で３段の空間（流路１１）が配列されており、それぞれの空間に左右方向に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。
【００４３】
粒子状物質を含むガスが測定装置用部品１００内の空間（流路１１）を流れる際には、空間の中心部（流路１１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、空間の外周部（流路１１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、測定装置用部品１００の劣化も早くなってしまう。
【００４４】
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、長寿命な測定装置用部品１００となる。
【００４５】
図９および図１０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９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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
測定装置用部品の製造方法は、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ことを特徴とする。
【００４９】
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、上記のような測定装置用部品１００を製造することができる。
【００５０】
図１３は、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。まず、図１３（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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（ＳｉＯ２，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。
【００５３】
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。
【００５４】
次に、図１３（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。
【００５５】
また、図１３（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。
【００５６】
次に、図１３（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１３（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。
【００５７】
図１３（ｄ）に示す例は、図６に示す例のような電極３が基部１に埋設された測定装置用部品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。
【００５８】
図２に示す例のような測定装置用部品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。
【００５９】
上記した、図６に示す例のような測定装置用部品１００の外側のフィルタ部２の外にフィルタ部２に接する基部１を側壁として設けた構造の場合は、図１３（ｄ）に示すような積層体１０２の側面にさらに第１のセラミックグリーンシート１２を貼り付ければよい。あるいは、上記の枠状の第１のセラミックグリーンシート１２の内側面が、第２のセラミックグリーンシート２２の、外側に位置するフィルタ部２となる部分に接するようにすればよい。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
また、図１４に示すように、流路１１の中央側（中心部）に位置する隣り合うフィルタ部２同士の間隔が、空間（流路１１）の端部側（外周部）に位置する隣り合うフィルタ部２同士の間隔よりも大きく（広く）てもよい。一般的に、流路１１の中心部を流れるガスの流量が外周部を流れるガスの流量よりも大きくなる傾向があるので、この中心部においてフィルタ部２同士の間隔を大きくすることによって、ガスをスムーズに流すことができる。
【００６４】
また、図１５に示すように、空間（流路１１）の中央側（中心部）に位置するフィルタ部２の厚みが、流路１１の端部側（外周部）に位置するフィルタ部２の厚みよりも小さくてもよい。図１５においては、電極３が基部１の端部にまで設けられている（例えば、電極３１は基部１の右上端部に設けられている）。しかしながら、基部１の端部に電極３（３１等）を形成することは、電極３に印加することになる電圧の大きさ次第では、外部との絶縁距離を確保するために、基部１の幅を大きくする等の改良の必要が生じる場合がある。
【００６５】
そこで、図１５に示すように、流路１１の中央側に位置するフィルタ部２の厚みが流路１１の端部側に位置するフィルタ部２の厚みよりも小さい構成にしてもよい。具体的には、上記の構成によってガスが流路１１の中央側に集まりやすくなることから、基部１の端部に電極３を設けずとも、流路１１の中央側に設けた電極３によって良好に粒子状物質の検出を行なうことができる。これにより、測定装置用部品１００の大型化を防ぎつつ、粒子状物質の検出制度を向上できる。
【００６６】
また、反対に、図１６に示すように、空間（流路１１）の中央側（中心部）に位置するフィルタ部２の厚みが、流路１１の端部側（外周部）に位置するフィルタ部２の厚みよりも大きくてもよい。この場合には、図１５の場合とは逆に、ガスが端部側に流れやすくなる。前述した通り、元々ガスは中央側に流れやすい傾向にあるが、図１６に示す構成にすることによって、ガスを端部側に流れやすくすることができるので、それぞれの流路１１におけるガスの流量を均一に近づけることができる。ガスの流量が均一に近づくということは、フィルタ部２のそれぞれに捕集される粒子状物質の量も均一に近づくことを意味する。その結果、加熱によって粒子状物質を除去するときに要する時間を短くすることができる。これにより、測定装置用部品１００の長期信頼性を向上できる。
【００６７】
なお、図２に示すように、流路１１が基部１に囲まれている場合には、端部側に近づけば近づく程、フィルタ部２の厚みを小さくする構成にしてもよい。ただし、図６に示すように、流路１１が基部１とフィルタ部２とによって囲まれて形成されている場合には、図１７に示す構成にしてもよい。図１７に示す測定装置用部品１００においては、中央側から離れるにつれてフィルタ部２の厚みが小さくなっているが、最外周に位置するフィルタ部２については厚みがこの限りではない。具体的には、“最外周に位置するフィルタ部２以外のフィルタ部２のうち最も端部側に位置するフィルタ部２”よりも“最外周に位置するフィルタ部２”のほうが、厚みが大きい。これにより、それぞれの流路１１におけるガスの流量を均一に近づけつつも、最外周のフィルタ部２から簡単にガスが外部に逃げてしまうことを低減している。そのため、測定装置用部品１００を通過するガス量を確保しつつ、それぞれの流路１１におけるガスの流量を均一に近づけることができる。
【００６８】
また、図１８に示すように、フィルタ部２のうち流路１１に面する壁面が窪んだ形状であってもよい。具体的には、フィルタ部２のうち流路１１に面する壁面が、中央が弧状に凹んだ形状であってもよい。これにより、フィルタ部２の表面積を増やすことができるので、フィルタ部２で捕集できる粒子状物質の量を増やすことができる。
【００６９】
また、図１８に示すように、複数のフィルタ部２のうち最外周に位置するフィルタ部２の外側の壁面（流路１１に面さず、外部に露出している壁面）が、窪んだ形状であってもよい。より具体的には、中央が弧状に凹んだ形状を有していてもよい。これにより、外部とフィルタ部２が接触してしまうおそれを低減できるので、フィルタ部２が破損するおそれを低減できる。これにより、測定装置用部品１００の長期信頼性を向上できる。
【００７０】
また、基部１がガラス成分を有するとともに、図１９に示すように、このガラス成分がフィルタ部２の一部に広がっていてもよい。言い換えると、フィルタ部２は、基部１の近傍にガラス拡散領域２０を有している。これにより、基部１とフィルタ部２との間の密着性を高めることができるので、測定装置用部品１００の長期信頼性を向上できる。
【００７１】
また、図２０に示すように、フィルタ部２を上下方向に３層（上層２２、中層２３、下層２４）に分けたときに、基部１と隣り合う上層２２および下層２４の気孔率が中層２３における気孔率よりも大きくてもよい。これにより、ヒートサイクル下において、フィルタ部２および基部１に生じる熱応力を、上層２２および下層２４で吸収することができる。これにより、最もガスが流れることになる中層２３において、熱応力が生じるおそれを低減できる。その結果、中層２３が損傷してしまうおそれを低減できるので、測定装置用部品１００の長期信頼性を向上できる。
【００７２】
また、図２１に示すように、基部１のうち流路１１に面する部分が弧状に盛り上がっていてもよい。これにより、フィルタ部２の上端および下端が基部１のうち弧状に盛り上がった部分に挟まれることになるので、曲げ応力への強度を向上させることができる。これにより、測定装置用部品１００の長期信頼性を向上できる。
【００７３】
逆に、図２２に示すように、基部１のうち流路１１に面する部分が弧状に凹んでいてもよい。これにより、流路１１を流れるガスの動きをよりスムーズにすることができる。具体的には、基部１の表面とフィルタ部２の壁面とから成る角部の近傍においてガスが停滞してしまうことを低減できる。これにより、測定装置用部品１００の感度を向上できる。
【００７４】
さらに、図２３に示すように、流路１１の角が滑らかであることが好ましい。より具体的には、基部１のうち流路１１に面する部分が弧状に凹んでおり、フィルタ部２のうち流路１１に面する壁面が弧状に凹んでおり、これらが滑らかに連続していることが好ましい。これにより、ガスの流れをさらにスムーズにすることができるので、測定装置用部品１００の感度をさらに向上できる。
【００７５】
また、流路１１の長さ方向に垂直な断面視において、基部１のうち流路１１に面する部分とフィルタ部２のうち流路１１に面する壁面とから成る角部が弧状であってもよい。これにより、角部におけるガスの流れをさらにスムーズにすることができる。
【００７６】
さらに、基部１のうち流路１１に面する部分とフィルタ部２のうち流路１１に面する壁面とから成る角部が弧状であるとともに、この角部の形状が弧状である領域が流路１１の長さ方向に連続していてもよい。これにより、角部におけるガスの流れをさらにスムーズにすることができる。
【００７７】
また、図２４に示すように、流路１１の長さ方向に垂直な断面視において、フィルタ部２のうち流路１１に面する壁面に凹部が設けられていてもよい。これにより、フィルタ部２の壁面の表面積を増やすことができるので、フィルタ部２で捕集できる粒子状物質の量を増やすことができる。
【００７８】
以上の測定装置用部品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２５に示す例のように、流路１１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。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。具体的には、隣り合う面にガスの流入口および流出口を設けてもよい。流出口を設けた一方の面を排気ガスの流れる方向に沿って配置することで、流入口が小さくても、他方の面に設けた流入口から排気ガスが流入し易い。
【００７９】
また、図２６に示すように、縦断面を見たときに、フィルタ部２が幅の異なる２つの部分から成っていてもよい。言い換えると、フィルタ部２が幅が太い部分（大きい部分）と幅が細い部分（小さい部分）から成っていてもよい。フィルタ部２が幅が太い部分を有することによって、測定装置用部品１００に上下方向に外力が加わったときに、フィルタ部２が折れてしまうおそれを低減できる。また、フィルタ部２が幅が細い部分を有することによって、フィルタ部２にガスを流しやすくすることができる。
【００８０】
また、図２７に示すように、流路１１が、上下方向において外側（上側に位置する流路１１においては上側、下側に位置する流路１１においては下側）に向かうに連れて幅が広がる形状であってもよい。より具体的には、流路１１が長辺が外側に位置する台形状であってもよい。一般的に、縦断面で見たときに、流路１１の内側（中心側）よりも外側のほうがガスが流れにくくなる傾向にあるが、流路１１を上記の形状にしておくことによって、流路１１の外側におけるガスの滞留を低減できる。なお、図２７においては、壁面が直線状であることによって流路１１が台形状であるが、これに限られない。例えば、壁面に１つの段差を有していてもよいし、複数の段差を有していてもよい。
【００８１】
また、図２８に示すように、最も外側に位置するフィルタ部２よりも基部１が外部に突出していてもよい。これにより、最も外側に位置するフィルタ部２に異物が当たることによって、フィルタ部２が損傷するおそれを低減できる。
【００８２】
さらに、図２９に示すように、最も外側に位置するフィルタ部２よりも基部１が外部に突出しているとともに、最も外側に位置するフィルタ部２の表面が保護層５によって覆われていてもよい。これにより、フィルタ部２が損傷するおそれをさらに低減できる。また、最も外側に位置するフィルタ部２を介して流路１１から外部にガスが流れてしまうことを低減できる。保護層としては、例えば、セラミック粉末を分散した樹脂材料等を用いることができる。
【００８３】
また、図３０に示すように、横断面を見たときに、流路１１の端部が部分的に封止部４によって封止されているとともに、封止部４のうち流路１１に面する部分の形状が流路側に凹状である弧状であってもよい。これにより、流路１１のうち封止部４の近傍においてガスが滞留することを低減できる。
【００８４】
本開示の測定装置用部品１００においては、図３１に示すように、フィルタ部２のうち流路１１に面する表面において、流路１１の進行方向に対して交わる方向に伸びる溝部６を有する。これにより、流路１１を流れるガスが乱流しやすくすることができる。そのため、ガス中の粒子状物質をフィルタ部２に流れやすくすることでフィルタ部２においてガス中の粒子状物質を捕集しやすくすることができる。それゆえ、流路１１の流出口側の端部に流れる粒子状物質の量を減らすことができる。したがって、流路１１の流出口側の端部に粒子状物質がたまるおそれを低減することができる。その結果、測定装置用部品１００において、測定精度を向上させることができる。
【００８５】
溝部６の形状は、例えば流路１１に面する開口する部分の形状が長手方向と短手方向とを有する長方形状または楕円形状である。溝部６は、例えば流路１１の進行方向に対して垂直に交わる方向に伸びていてもよい。このときに、溝部６は、流路１１の進行方向に０．１５〜０．９ｍｍ、流路１１の進行方向に対して垂直に交わる方向に０．１５〜０．８ｍｍ設けられている。また、溝部６は、溝の底に向かうにつれて、狭くなる形状であってもよい。溝部６の深さは、例えば０．０８〜０．５ｍｍである。
【００８６】
また、図３１に示すように、溝部６が流路１１の進行方向に沿って複数位置していてもよい。これにより、流路１１を流れるガスを、乱流しやすくすることができる。また、複数の溝部６のうち流路１１の上流側に設けられた一つの溝部６において乱流しなかったガスも、下流側に設けられた他の溝部６において乱流させることができる。そのため、ガス中の粒子状物質をフィルタ部２に流れやすくすることでフィルタ部２においてガス中の粒子状物質を捕集しやすくすることができる。それゆえ、流路１１の流出口側の端部に流れる粒子状物質の量を減らすことができる。したがって、流路１１の流出口側の端部に粒子状物質がたまるおそれを低減することができる。その結果、測定装置用部品１００において、測定精度を向上させることができる。
【００８７】
溝部６は、流路１１の進行方向に沿って、例えば８〜７０個位置しているとよい。図３１に示す測定装置用部品１００においては、４つのフィルタ部２のうち、中心側の２つのフィルタ部２に溝部６が設けられており、溝部６は、流路１１の進行方向に沿って、８個位置している。
【００８８】
また、図３１に示すように、溝部６が等間隔に位置していてもよい。これにより、測定装置用部品１００に振動等の外力が加わった場合において、溝部６の一部分に応力が集中するおそれを低減することができる。そのため、測定装置用部品１００が溝部６において破損してしまうおそれを低減することができる。その結果、測定装置用部品１００の耐久性を高めることができる。このときに、溝部６は、例えば０．４〜１．７ｍｍの間隔で設けられている。
【００８９】
また、図３２に示すように、溝部６が、フィルタ部２のうち流路１１に面する表面において、流路１１の進行方向に対して垂直な方向の全体に渡って伸びていてもよい。これにより、流路１１を流れるガスを、フィルタ部２の表面のうち上端から下端の全体で乱流させることができる。そのため、ガス中の粒子状物質をフィルタ部２に流れやすくすることができる。これにより、フィルタ部２の表面のうち上端から下端の全体で粒子状物質を捕集することができる。したがって、流路１１の上下方向の一部分に粒子状物質がたまるおそれを低減することができる。また、流路１１の流出口側の端部に粒子状物質がたまるおそれを低減することができる。その結果、測定装置用部品１００において、測定精度を向上させることができる。なお、図３２は、図３１に示す測定装置用部品１００のＸ−Ｘ線における断面を示している。
【００９０】
また、図３３に示すように、フィルタ部２は流路１１に面する第１主面２１および第１主面２１に対向する第２主面２２を有するとともに、溝部６は第１主面２１および第２主面２２の両方に位置していてもよい。これにより、第１主面２１と第２主面２２との両方に溝部６が位置している部分において、フィルタ部２を薄くすることができる。そのため、例えば、測定装置用部品１００の内外の気圧差に起因して、フィルタ部２が内側に凹むような変形が生じたとしても、フィルタ部２を薄くなっている部分においてフィルタ部２が撓むことによって、応力を低減することができる。その結果、測定装置用部品１００において、耐久性を向上させることができる。
【００９１】
また、図３３に示すように、溝部６が第１主面２１および第２主面２２の両方において複数設けられているとともに、溝部６のそれぞれが流路１１の進行方向に沿って互い違いに位置していてもよい。これにより、フィルタ部２の厚みを全体的に小さくしつつ、フィルタ部２の表面積を増やすことができる。フィルタ部２の厚みが全体的に小さいことにより、例えば測定装置用部品１００に外力が加わった場合において、フィルタ部２が変形しやすくすることができる。そのため、フィルタ部２に生じる応力を低減することができる。その結果、測定装置用部品１００において、耐久性を向上させることができる。
【００９２】
さらに、溝部６が第１主面２１および第２主面２２の両方において複数設けられているとともに、溝部６のそれぞれが流路１１の進行方向に沿って互い違いに位置していることにより、フィルタ部２の表面積を増やすことができる。そのため、溝部６において捕集できるガス中の粒子状物質の量を増やすことができる。これにより、流路１１の端部に流れる粒子状物質の量を減らすことができる。したがって、流路１１の流出口側の端部に粒子状物質がたまるおそれを低減することができる。その結果、測定装置用部品１００において、測定精度を向上させることができる。
【００９３】
また、図３４に示すように、基部１においても、流路１１の進行方向に対して交わる方向に伸びる溝が設けられていてもよい。これにより、基部１を薄くすることができる。そのため、例えば、測定装置用部品１００の内外の気圧差に起因して、基部１が流路１１側に凹むような変形が生じたとしても、基部１を薄くなっている部分において基部１が撓むことによって、応力を低減することができる。その結果、測定装置用部品１００において、耐久性を向上させることができる。
【００９４】
また、図３５に示すように、基部は、流路の進行方向に沿って位置する外側面を有しており、外側面は、流路の進行方向に対して交わる方向に伸びる複数の溝部を有してもよい。これにより、基部が熱膨張する場合に、基部の外側面が溝の内部に向かって膨張することによって、熱膨張による流路の進行方向への基部の変形を抑制することができる。そのため、基部と電極との間に剥離が生じるおそれを低減することができる。その結果、測定装置用部品の耐久性を高めることができる。外側面の溝部は、例えば２〜１００個設けられている。外側面の溝部は、例えば幅を０．１〜２．０ｍｍ、長さを０．２〜２．０ｍｍ、深さを０．１〜１．０ｍｍにすることができる。
【００９５】
また、図３６に示すように、溝部は、外側面のうち流路の入口側の一端から出口側の他端にかけて、等間隔に設けられていてもよい。これにより、外側面のうち流路の入口側の一端から出口側の他端にかけて、熱膨張量の差を低減することができる。そのため、基部のゆがみを抑制し、電極間距離の変動を抑制することができる。その結果、検出精度を高めることができる。
【００９６】
また、図３７に示すように、溝部は、外側面において、流路の進行方向に対して垂直な方向の全体に渡って伸びていてもよい。これにより、流路の進行方向に対して垂直な方向の全体に渡って、熱膨張量の差を低減することができる。そのため、基部のゆがみを抑制し、電極間距離の変動を抑制することができる。その結果、検出精度を高めることができる。
【００９７】
また、図３８に示すように、溝部は、基部の両外側面に設けられており、流路を挟んで対称の位置に設けられていてもよい。これにより、一方の外側面と他方の外側面の熱膨張量を揃えることができる。そのため、基部の流路を挟んだ両側面のゆがみを抑制し、電極間距離の変動を抑制することができる。その結果、検出精度を高めることができる。
【００９８】
また、図３９に示すように、基部は、流路の開口を囲む端面を有しており、端面は、端面に垂直な方向から見たときに側面に沿って伸びる複数の溝部を有していてもよい。これにより、端面部が熱膨張により変形するおそれを低減することができる。そのため、基部のゆがみを抑制し、電極間距離の変動を抑制することができる。その結果、検出精度を高めることができる。端面の溝部は、例えば１〜２０個設けられている。外側面の溝部は、例えば幅を０．１〜２．０ｍｍ、長さを０．２〜２．０ｍｍ、深さを０．１〜１．０ｍｍにすることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１：基部
１１：流路
２：フィルタ部
２１：第１主面
２２：第２主面
３：電極
４：封止部
５：保護層
６：溝部
１００：測定装置用部品
【図１】
2019065069.tif 000003
【図２】
2019065069.tif 000004
【図３】
2019065069.tif 000005
【図４】
2019065069.tif 000006
【図５】
2019065069.tif 000007
【図６】
2019065069.tif 000008
【図７】
2019065069.tif 000009
【図８】
2019065069.tif 000010
【図９】
2019065069.tif 000011
【図１０】
2019065069.tif 000012
【図１１】
2019065069.tif 000013
【図１２】
2019065069.tif 000014
【図１３】
2019065069.tif 000015
【図１４】
2019065069.tif 000016
【図１５】
2019065069.tif 000017
【図１６】
2019065069.tif 000018
【図１７】
2019065069.tif 000019
【図１８】
2019065069.tif 000020
【図１９】
2019065069.tif 000021
【図２０】
2019065069.tif 000022
【図２１】
2019065069.tif 000023
【図２２】
2019065069.tif 000024
【図２３】
2019065069.tif 000025
【図２４】
2019065069.tif 000026
【図２５】
2019065069.tif 000027
【図２６】
2019065069.tif 000028
【図２７】
2019065069.tif 000029
【図２８】
2019065069.tif 000030
【図２９】
2019065069.tif 000031
【図３０】
2019065069.tif 000032
【図３１】
2019065069.tif 000033
【図３２】
2019065069.tif 000034
【図３３】
2019065069.tif 000035
【図３４】
2019065069.tif 000036
【図３５】
2019065069.tif 000037
【図３６】
2019065069.tif 000038
【図３７】
2019065069.tif 000039
【図３８】
2019065069.tif 000040
【図３９】
2019065069.tif 000041
【国際調査報告】
2019065069.tif 000042
2019065069.tif 000043
2019065069.tif 000044
2019065069.tif 000045