JP2008032686A - 煤センサ - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の電気的絶縁部材の先端部から延出する中心電極と、電気的絶縁部材の外面に装着されるヒータとを備える煤センサにおいて、煤以外の導電性に寄与する粒子の影響を受けることなく放電するように構成する。
【解決手段】煤センサは、電気絶縁材料からなる筒部材２００及びロッド部材３００を備えている。ロッド部材３００は、筒部材２００内に嵌装されて、中心電極３２０にて、当該筒部材２００の先端開口部２３４から延出している。ヒータ４００は、筒部材２００の先端側部位２３０の外周面にその先端側中間部位にて貼着されている。封止部材７００は、封止材料でもって断面中空円錐台形状に形成されて、中心電極３２０の電極部３２１の外周面及び筒部材２００の先端側部位２３０の先端開口部２３４の開口面に亘り装着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、煤センサに関するものである。

従来、この種の煤センサとしては、下記特許文献１に開示されたスモーク検出装置に設けた検出部がある。このスモーク検出装置の検出部は、棒状の中心電極を、絶縁体を介してハウジング内に収納し、中心電極の先端部を絶縁体から外部に露出させるとともに、ハウジングに接合した外側電極を、間隙を介して中心電極の先端部の周囲に配設して、当該検出部の中心電極及び外側電極を排気ガス内に露出させた状態で、中心電極と外側電極との間に高電圧を印加したとき火花放電を発生させるようになっている。そして、排気ガス中の煤の量がより多いと、火花放電発生時の電圧（放電電圧に相当）がより低下する原理を利用して、放電電圧から排気ガス中の煤の存在や煤の量を検出する。

しかして、上述のような構成によれば、煤が絶縁体に付着して煤の検出精度が低下する。そして、このように付着した煤を除去するにあたっては、火花放電では不十分であり、当該煤をヒータで消失させることが望ましい。

このため、例えば、下記非特許文献１に記載のヒータを上記検出部に設ければ、このヒータでもって、中心電極や外側電極に付着した煤を消失させることが可能である。
実開昭６４−５０３５５号公報 W.D.E. Allan, R.D. Freeman, G.R. Pucher, D. Faux and M.F. Bardon,「DEVELOPMENTOF A SMOKE SENSOR FOR DIESEL ENGINES, Royal Military College of Canada, D.P. Gardiner, Nexum Research Corporation, p.２２０, Powertrain & Fluid Systems Conference, October 27-30, 2003

しかしながら、上述のように検出部にヒータを設けると、煤が殆ど存在しないガス雰囲気中であっても放電電圧が低下してしまい、このような状態から煤が含まれている排気ガスに中心電極及び外側電極を晒しても、放電電圧は殆ど低下しない。このため、放電電圧から煤の存在や煤の量を検出することが難しくなるという不具合を招く。

この点についてさらに検討してみると、煤は、カーボン粒子である導電性粒子の集まりであることから、上述した放電電圧の低下を招く原因となる。

一方、上述のように、煤が殆ど存在しない排気ガスであっても、放電電圧が低下するということは、煤の他にも、この煤と実質的に同様の作用を発揮するイオン等の導電性に寄与する粒子が存在すると考えられる。

そこで、本発明は、以上のような観点に着目して、筒状の電気的絶縁部材の先端部から延出する中心電極と、電気的絶縁部材の外面に装着されるヒータとを備える煤センサにおいて、煤以外の導電性に寄与する粒子の影響を受けることなく放電するように構成することを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明に係る煤センサは、請求項１の記載によれば、
筒状の電気的絶縁部材（２００）と、
この電気的絶縁部材にその先端部（２３４）から延出するように嵌装される中心電極（３２０）と、
電気的絶縁部材の外面に装着してなるヒータ（４００、８００）とを備える。

当該煤センサにおいて、電気的絶縁部材と中心電極との間の環状間隙（２３３）を封止する緻密性の封止部材（７００、７１０）を具備することを特徴とする。

これによれば、電気的絶縁部材と中心電極との間の環状間隙が緻密性の封止部材でもって封止される。このため、高電圧が中心電極に印加されたとき、当該高電圧がヒータと中心電極との間にも印加され、放電がヒータと中心電極との間で発生することで、イオン等の導電性に寄与する粒子が発生するが、当該導電性に寄与する粒子は、緻密性の封止部材により電気的絶縁部材内に封じ込められて、上記放電部までは移動し得ない。

従って、上記放電部の放電電圧は、上記導電性に寄与する粒子の影響を受けることなく、煤によってのみ低下する。その結果、当該煤センサによれば、煤が、上記導電性に寄与する粒子に影響されることなく、精度よく検出され得る。

また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の煤センサにおいて、
封止部材は、上記環状間隙を覆うように、電気的絶縁部材よりも先端側に設けられていることを特徴とする。

このように、封止部材が上記環状間隙を覆うように電気的絶縁部材よりも先端側に設けられることで、電気的絶縁部材と中心電極との間の上記環状間隙を封止するようにしても、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項２に記載の煤センサにおいて、
封止部材は、ガラス及びセラミックの少なくとも１種により形成されていることを特徴とする。

これによれば、封止部材は、緻密性に加え、ガラス及びセラミックの少なくとも１種の絶縁材料としての耐熱性をも有することとなる。従って、ヒータの加熱温度においても、封止部材は、その耐熱性のもと、電気的絶縁部材と中心電極との間の環状間隙を適正に封止し得る。その結果、請求項２に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項３に記載の煤センサにおいて、
ヒータは発熱体（４３０、８３０）を内蔵しており、
この発熱体の中心電極の先端部側の縁部と封止部材の中心電極とは反対側の端部との間には、３（ｍｍ）以上１２（ｍｍ）以下の軸方向間隔が設けられていることを特徴とする。

このように、発熱体の中心電極の先端部側の縁部と封止部材の中心電極とは反対側の端部との間における軸方向間隔の下限値を３（ｍｍ）とすることで、発熱体が中心電極の先端部に接近しすぎないように位置規制され得る。従って、発熱体が中心電極と短絡し或いは放電を発生するという事態の発生が未然に防止され得る。また、上述のように、発熱体の中心電極の先端部側の縁部と封止部材の中心電極とは反対側の端部との間における軸方向間隔の上限値を１２（ｍｍ）とすることで、煤が絶縁部材の封止部材側の端部や当該封止部材に不適正に堆積することを未然に防止し得る。

その結果、上述した発熱体の中心電極との短絡或いは放電の発生及び絶縁部材の封止部材側の端部や当該封止部材における煤の不適正な堆積を未然に防止しつつ、請求項３に記載の発明の作用効果を達成し得る。

また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項２に記載の煤センサにおいて、封止部材は、金属により形成されていることを特徴とする。

これによれば、封止部材は、緻密性に加え、金属としての耐熱性をも有することとなる。従って、ヒータの加熱温度においても、封止部材は、その耐熱性のもと、電気的絶縁部材と中心電極との間の環状間隙を適正に封止し得る。その結果、請求項２に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項５に記載の煤センサにおいて、
ヒータは発熱体（４３０、８３０）を内蔵しており、
この発熱体の中心電極の先端部側の縁部と電気的絶縁部材の先端部との間には、３（ｍｍ）以上１２（ｍｍ）以下の軸方向間隔が設けられていることを特徴とする。

これによれば、請求項４に記載の発明とは異なり、封止部材が金属で形成されていることから、上記軸方向間隔が、発熱体の中心電極の先端部側の縁部と電気的絶縁部材の先端部との間に対し設けられても、請求項４に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。

また、本発明は、請求項７の記載によれば、請求項３〜６のいずれか１つに記載の煤センサにおいて、
電気的絶縁部材に外方から嵌装される中空状の金具（１００）を備えて、
電気的絶縁部材は、その先端部にて、封止部材と共に、金具内に位置することを特徴とする。

このように、電気的絶縁部材の先端部が封止部材と共に金具内に位置することで、煤が金具の外側から絶縁部材の先端部や封止部材にあたりにくくなる。その結果、請求項３〜６のいずれか１つに記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項８の記載によれば、請求項１に記載の煤センサにおいて、封止部材は、少なくとも電気的絶縁部材に対するヒータの装着位置よりも先端側の上記環状間隙内に設けられていることを特徴とする。

このように、少なくとも電気的絶縁部材に対するヒータの装着位置よりも上記先端側にて、封止部材を上記環状間隙内に設けることで、当該環状間隙を封止するようにしても、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。

また、本発明は、請求項９の記載によれば、請求項８に記載の煤センサにおいて、
ヒータは発熱体（４３０、８３０）を内蔵しており、
この発熱体の中心電極の先端部側の縁部と電気的絶縁部材の先端部との間には、３（ｍｍ）以上１２（ｍｍ）以下の軸方向間隔が設けられていることを特徴とする。

これによれば、請求項４或いは請求項６に記載の発明とは異なり、封止部材が上記環状間隙内に設けられていることから、上記軸方向間隔が発熱体の中心電極の先端部側の縁部と電気的絶縁部材の先端部との間に対し設けられても、封止部材の形成材料とはかかわりなく、請求項４或いは請求項６に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。

また、本発明は、請求項１０の記載によれば、請求項８または９に記載の煤センサにおいて、
絶縁部材に外方から嵌装される中空状の金具（１００）を備えて、
電気的絶縁部材は、その先端部にて、金具内に位置することを特徴とする。

このように、請求項７に記載の発明とは異なり、電気的絶縁部材のみが、その先端部にて、金具内に位置していても、封止部材が上記環状間隙内に位置することから、請求項７に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。

また、本発明は、請求項１１の記載によれば、請求項８〜１０のいずれか１つに記載の煤センサにおいて、封止部材は、ガラス、セラミック及び金属の少なくとも１種により形成されていることを特徴とする。

これによれば、封止部材は、緻密性に加え、耐熱性をも有することとなり、その結果、ヒータの加熱温度においても、封止部材は、その耐熱性のもと、電気的絶縁部材と中心電極との間の環状間隙を適正に封止し得る。その結果、請求項８〜１０のいずれか１つの記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項１２の記載によれば、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の煤センサにおいて、中心電極は、正側電極であることを特徴とする。

これにより、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発明の作用効果がより一層確実に達成され得る。

また、本発明は、請求項１３の記載によれば、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の煤センサにおいて、電気的絶縁部材は、少なくともヒータと前記中心電極との間の軸方向部位にて、０．７（ｍｍ）〜３（ｍｍ）の範囲以内の厚みを有することを特徴とする。

このように、電気的絶縁部材のうち少なくともヒータと中心電極との間の軸方向部位が、０．７（ｍｍ）以上の厚みを有するので、上述したヒータと中心電極との間の軸方向部位が、薄過ぎるために、その厚み方向に放電するということはない。また、電気的絶縁部材のうち少なくともヒータと中心電極との間の軸方向部位が３（ｍｍ）以下の厚みを有するので、上述したヒータと中心電極との間の軸方向部位が、厚過ぎて不適正に熱容量の増大を招くということもない。

その結果、電気的絶縁部材のうちヒータと中心電極との間の軸方向部位の放電や熱容量の不適正な増大を防止しつつ、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発明の作用効果を達成し得る。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形状に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係るスパークプラグ型煤センサの第１実施形態を示している。この煤センサは、金具部材１００、筒部材２００及びロッド部材３００を備えている。

金具部材１００は、円筒状の主体金具１１０及びＬ字板状の外側電極１２０を備えている。主体金具１１０は、基端側金具部１１１、先端側金具部１１２、並びに当該基端側金具部１１１と先端側金具部１１２とをつなぐ鍔部１１４を有しており、これら基端側金具部１１１、先端側金具部１１２及び鍔部１１４は、軟鋼材料でもって、図１にて示すごとく、一体的にかつ同軸円筒状に形成されている。

先端側金具部１１２は、基端側金具部１１１よりも小さな内径を有している。鍔部１１４は、その内周面にて、基端側金具部１１１の内周面に向け末広がり状に傾斜して形成されて環状の傾斜面部１１３を構成している。

外側電極１２０は、連結部１２１及び電極部１２２を有しており、連結部１２１は、その基端部にて、先端側金具部１１２の先端開口部１１５の一部に一体的に連結されて、この先端開口部１１５の一部から先端側金具部１１２の軸に平行に延出している。

電極部１２２は、連結部１２１の延出端部から主体金具１１０の軸心側へＬ字状に屈曲するように延出しており、当該電極部１２２は、先端側金具部１１２の先端開口部１１５に対向している。なお、本第１実施形態では、外側電極１２０は、負極として用いられる。また、当該外側電極１２０の形成材料としては、ニッケル合金、イリジウム、白金、タングステンやＳＵＳ鋼等のスパークプラグに用いられる材料が採用されている。

筒部材２００は、基端側部位２１０、中間側部位２２０及び先端側部位２３０を有しており、これら基端側部位２１０、中間側部位２２０及び先端側部位２３０は、セラミック等の電気絶縁材料でもって、図１にて示すごとく、一体的にかつ同軸円筒状に形成されている。

中間側部位２２０は、基端側部位２１０と先端側部位２３０との間にてこれら基端側部位２１０及び先端側部位２３０よりも大きな外径を有するように形成されている。このため、中間側部位２２０の外周面は、その軸方向両端部にて、それぞれ、基端側部位２１０の外周面及び先端側部位２３０の大径部２３１（後述する）の外周面に向けて末すぼまり状に傾斜して形成されて両傾斜面部２２１、２２２を構成している。

先端側部位２３０は、図１にて示すごとく、互いに同軸的にかつ一体的に形成した大径部２３１及び小径部２３２でもって構成されており、大径部２３１は、中間側部位２２０から基端側部位２１０とは逆方向に向け同軸的に延出している。小径部２３２は、大径部２３１から中間側部位２２０とは逆方向に向け延出している。なお、本実施形態において、小径部２３２は、その断面形状にて、大径部２３１側の端部から先端部にかけて僅かに末すぼまり状に傾斜するように形成されている。

しかして、以上のように構成した筒部材２００においては、先端側部位２３０が主体金具１１０の先端側金具部１１２に挿通されている。ここで、大径部２３１は、金具部材１００の先端側金具部１１２に嵌合されている。また、中間側部位２２０は、主体金具１１０の基端側金具部１１１内に嵌装されて、傾斜面部２２２にて、先端側金具部１１２の傾斜面部１１３上に金属製環状カラー１１６を介し着座している。これにより、筒部材２００は金具部材１００内に同軸的に支持されている。なお、主体金具１１０は、基端側金具部１１１の開口部１１７にて、カシメにより筒部材２００の中間側部位２２０の傾斜面部２２１に締着されている。

ロッド部材３００は、ロッド状導通部材３１０にロッド状中心電極３２０を同軸的に連結してなるもので、このロッド部材３００は、筒部材２００内にその基端側部位２１０から挿通されている。これにより、当該ロッド部材３００は、導通部材３１０の基端部３１１にて、筒部材２００の基端側部位２１０に着座することで、筒部材２００内に同軸的に支持されている。なお、導通部材３１０は、その基端部３１１にて、中心電極３２０を高電圧回路（図示しない）に接続する電気的接続端部を構成する。

中心電極３２０は、図１及び図２から分かるように、筒部材２００の先端側部位２３０から外側電極１２０の電極部１２２に向け延出しており、この中心電極３２０の外周面と筒部材２００の内周面との間には、環状空隙２３３が形成されている。

当該中心電極３２０は、円錐形状の先端部を有する電極部３２１を備えており、当該電極部３２１は、その先端部にて、所定の放電間隙（例えば、０．５（ｍｍ））をおいて、外側電極１２０の電極部１２２に対向している。本第１実施形態では、このように両電極部１２２、３２１が上記放電間隙を介し対向することで、当該煤センサにおいて放電を発生する放電部３２２を構成する。

なお、中心電極３２０のうち先端部以外の部位と外側電極１２０の連結部１２１との間の間隔は、両電極部１２２、３２１の間の放電を確保するため、上記所定の放電間隙よりも広くなっている。また、電極部３２１の先端部の頂角は、例えば、６０（度）となっている。また、当該中心電極３２０のうち電極部３２１の先端部以外の部位の外径は、例えば、２（ｍｍ）となっている。また、中心電極３２０は、正極として用いられる。

しかして、当該煤センサにおいて、所定の高電圧が上記高電圧回路から外側電極１２０及び中心電極３２０の間に印加されたとき、外側電極１２０及び中心電極３２０は、互いに対向する両電極部１２２、３２１間（いわゆる放電部３２２）にて放電する。このとき、両電極部１２２、３２１の間にかかる電圧が、放電時の電圧（以下、放電電圧ともいう）として検出される。なお、当該放電電圧は、両電極部１２２、３２１間に煤が存在するとき低下する。

本第１実施形態では、上記所定の高電圧は、上述の放電間隙を前提に両電極部１２２、３２１の間の空気を絶縁破壊して当該両電極部１２２、３２１間に放電を発生させる電圧、例えば、１０（ｋＶ）に設定されている。

当該煤センサは、図１にて示すごとく、ヒータ４００を備えており、このヒータ４００は、筒部材２００の先端側部位２３０の小径部２３２の全周に亘りその先端側中間部位にて貼着されている。

当該ヒータ４００は、筒部材２００を加熱して両電極部１２２、３２１のヒートクリーニングを行い、当該両電極部１２２、３２１の煤による短絡を防止する役割を果たす。

このヒータ４００は、図３にて示すごとく、２枚のアルミナシート４１０、４２０及び発熱体４３０を備えている。発熱体４３０は、帯状の外側発熱抵抗部４３１、帯状の内側発熱抵抗部４３２及び正負両側電極パッド４３３、４３４を有しており、各発熱抵抗部４３１、４３２は、各電極パッド４３３、４３４とともに、白金ペーストを、アルミナシート４１０の内面に、図３にて示すような各所定のパターンでもって印刷焼成することで、形成されている。

本第１実施形態において、外側発熱抵抗部４３１の上記所定のパターンは、図３にて示すごとく、四角状パターンの上縁のパターン部を中間部位にて切り欠いて構成されている。また、内側発熱抵抗部４３２は、発熱抵抗部４３１の内側に位置しており、この発熱抵抗部４３２の上記所定のパターンは、図３にて示すごとく、四角状パターンの上縁のパターン部を中間部位にて切り欠くとともに当該パターン部の対向部位を上方へかつ逆方向にＬ字状に延出させて構成されている。

また、正側電極パッド４３３は、両発熱抵抗部４３１、４３２の各一側端部に接続されて、ヒータ４００の正側接続端子としての役割を果たす。一方、負側電極パッド４３４は、両発熱抵抗部４３１、４３２の各他側端部に接続されて、ヒータ４００の負側接続端子としての役割を果たす。

アルミナシート４２０は、その内面にて、発熱体４３０を介し、アルミナシート４１０の内面に圧着されている。このアルミナシート４２０は、両貫通孔部４２１、４２２を有しており、貫通孔部４２１は、正側電極パッド４３３の中央部に対応して位置し、一方、貫通孔部４２２は、負側電極パッド４３４の中央部に対応して位置している。

このように構成したヒータ４００においては、煤が両電極部１２２、３２１間の適正な放電を妨げる程度にて筒部材２００に堆積したときに、発熱体４３０がヒータ駆動回路（図示しない）からのヒータ電圧（例えば、１５（Ｖ））を印加されて発熱し上記ヒートク
リーニングを行う。なお、このヒートクリーニングは、上記高電圧回路から両電極部１２２、３２１への上記高電圧の印加を停止した状態でなされる。

本第１実施形態において、上述のように構成したヒータ４００の筒部材２００の小径部２３２に対する貼着位置は、上述のごとく筒部材２００の先端側部位２３０の先端部に形成した封止部材７００（後述する）の頂部と発熱抵抗部４３１の下縁部４３５（図３参照）との間に、先端側部位２３０の軸方向に沿い、所定の軸方向間隔（例えば、３（ｍｍ））を設けるように、選定されている。

このように所定の軸方向間隔（３（ｍｍ））を選定したのは、次のような根拠に基づく。当該所定の軸方向間隔を３（ｍｍ）よりも狭くすることで、ヒータ４００の位置が筒部材２００の先端部に近すぎると、ヒータ４００が中心電極３２０のうち先端側部位２３０の先端部の近傍部位との間で短絡し或いは放電を発生してしまう。これを防止するため、上述のように発熱抵抗部４３１の下縁部４３５と筒部材２００の先端側部位２３０の先端部との間に少なくとも上記所定の軸方向間隔（３（ｍｍ））を設けるように、ヒータ４００の貼着位置が選定されている。

但し、ヒータ４００の位置が筒部材２００の先端部から遠すぎると、筒部材２００の先端部側において不適正な煤の堆積が発生し易い。従って、上記所定の軸方向間隔は１２（ｍｍ）以下であることが望ましい。

また、当該煤センサは、図１にて示すごとく、ヒータ４００のための正負両側リード５００、６００及びこれら正負両側リード５００、６００のためのガラス膜５３０を有している。

正側リード５００は、軸方向リード部５１０及び周方向リード部５２０を有している。軸方向リード部５１０は、筒部材２００の外周面の所定の軸方向部位（図１参照）に沿い設けられており、この軸方向リード部５１０は、その先端部５１１にてヒータ４００の電極パッド４３３（図３参照）上に設けられて、当該先端部５１１から筒部材２００の上記所定の軸方向部位に沿い延在し主体金具１１０の外側へ延出している。

また、周方向リード部５２０は、主体金具１１０の外側にて、筒部材２００の基端側部位２１０の外周面のうち中間側部位２２０の近傍部位に沿いその全周に亘り設けられている。

負側リード６００は、ガラス膜５３０を介し筒部材２００の外周面に設けられており、この負側リード６００は、軸方向リード部６１０及び周方向リード部６２０を有している。

軸方向リード部６１０は、その先端部６１１にて、ヒータ４００の電極パッド４３４上に設けられて、当該先端部６１１から筒部材２００の先端側部位２３０の外周面のうち他の所定の軸方向部位（図１参照）に沿い延在している。

周方向リード部６２０は、筒部材２００の中間側部位２２０の傾斜面部２２２に、その周方向に沿い、後述するガラス膜５３０を介し、軸方向リード部５１０とは分離して設けられている。

ガラス膜５３０は、負側リード６００の裏面側を通りかつ軸方向リード部５１０（先端部５１１を除く）を被覆するようにして、筒部材２００の外周面のうち先端側部位２３０のヒータ４００の上縁に対する対応部位から中間側部位２２０を介し基端側部位２１０のうち中間側部位２２０側の部位にかけて全周に亘り設けられている。

上述のように構成した正側リード５００、負側リード６００及びガラス膜５３０は、次のようにして形成されている。

まず、白金ペーストを、アルミナシート４２０の各貫通孔部４２１、４２２を介し各電極パッド４３３、４３４の中央部上に塗布して焼成し、各ビアホール４２３、４２４を形成する（図３参照）。

ついで、白金ペーストを、筒部材２００の外周面の上記所定の軸方向部位に沿い帯状に塗布するとともに、筒部材２００の基端側部位２１０の外周面の上記軸方向中間部位に沿いその全周に亘り帯状に塗布する（図１参照）。さらに、白金ペーストを、ビアホール４２４（図３参照）上にも塗布する。

ここで、上述した所定の軸方向部位に沿う白金ペーストの塗布は、アルミナシート４２０のビアホール４２３から筒部材２００の先端側部位２３０、中間側部位２２０及び基端側部位２１０の軸方向中間部位にかけてなされる。これにより、軸方向リード部５１０用軸方向白金ペースト膜が形成される。

また、上述した軸方向中間部位の全周に沿う白金ペーストの塗布は、軸方向リード部５１０用軸方向白金ペースト膜の塗布端部から基端側部位２１０の外周面の軸方向中間部位にその全周に沿いなされる。これにより、周方向リード部５２０用周方向白金ペースト膜が、軸方向リード部５１０用軸方向白金ペースト膜との接続のもとに形成される。

また、ビアホール４２４（図３参照）に対する白金ペーストの塗布でもって、負側リード６００の軸方向リード部６１０の先端部６１１用白金ペースト膜が形成される。

しかして、上述の軸方向リード部５１０用軸方向白金ペースト膜、周方向リード部５２０用周方向白金ペースト膜及び軸方向リード部６１０の先端部６１１用白金ペースト膜を焼成することで、軸方向リード部５１０がその先端部５１１とともに形成され、周方向リード部５２０が形成され、軸方向リード部６１０の先端部６１１が形成される。

上述のように形成した正側リード５００によれば、周方向リード部５２０が、主体金具１１０の外側に位置して、軸方向リード部５１０及びビアホール４２３を介しヒータ４００の電極パッド４３３に電気的に接続されている。

上述のように正側リード５００及び軸方向リード部６１０の先端部６１１を形成した後、ガラスペーストを、軸方向リード部５１０（先端部５１１を除く）を被覆するようにして、筒部材２００の外周面のうち基端側部位２１０のヒータ４００の上縁に対応する部位から中間側部位２２０を介し先端側部位２３０の中間側部位２２０側部位にかけて全周に亘り塗布して、ガラスペースト膜を形成して焼成する。なお、軸方向リード部５１０の先端部５１１はガラスペースト膜には覆われていない。

これにより、ガラスペースト膜が、軸方向リード部５１０（先端部５１１を除く）を被覆するガラス膜５３０として形成される。このように形成したガラス膜５３０は、筒部材２００及び軸方向リード部５１０を主体金具１１０から電気的に絶縁する役割を果たす。なお、軸方向リード部５１０の先端部５１１は、ガラス膜５３０から延出することになるが、主体金具１１０の先端側金具部１１２の内周面と筒部材２００の先端側部位２３０の外周面との間には空間領域が環状に形成されている。従って、軸方向リード部５１０の先端部５１１が主体金具１１０の先端側金具部１１２から電気的に絶縁されている。

このようにガラス膜５３０を形成した後、ガラスとの密着性の良好な金ペーストを、アルミナシート４２０のビアホール４２４上に形成した先端部６１１（白金からなる）からガラス膜５３０上にて上記他の所定の軸方向部位に沿い塗布して、軸方向リード部６１０用軸方向金ペースト膜及び周方向リード部６２０用周方向金ペースト膜を形成する。

しかして、上述の軸方向リード部６１０用軸方向金ペースト膜及び周方向リード部６２０用周方向金ペースト膜を焼成することで、負側軸方向リード部６１０及び負側周方向リード部６２０が形成されている。なお、先端部６１１は軸方向リード部６１０の先端部としての役割を果たす。

このように形成した負側リード６００によれば、ヒータ４００の電極パッド４３４が、ビアホール４２４、軸方向リード部６１０、周方向リード部６２０及び環状カラー１１６を介し主体金具１１０の傾斜面部１１３に電気的に接続されている。

なお、負側リード６００はガラス膜５３０上に形成されているので、当該負側リード６００の周方向リード部６２０は、ガラス膜５３０により、正側リード５００の軸方向リード部５１０から分離されて電気的に絶縁されている。

また、当該煤センサは、図１及び図２にて示すごとく、封止部材７００を備えており、この封止部材７００は、封止材料でもって断面中空円錐台形状に形成されて、中心電極３２０の電極部３２１の外周面及び筒部材２００の先端側部位２３０の先端開口部２３４の開口面に亘り装着されている。これにより、封止部材７００は、その底面７０１及び中空部内周面７０２にて、中心電極３２０の電極部３２１の外周面及び筒部材２００の先端側部位２３０の先端開口部２３４の開口面に気密的に密着している。

本第１実施形態では、上述のように構成した封止部材７００は、次のようにして形成されている。まず、上記封止材料として、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3及びＺｎＯを主成分とする旭ガラス株式会社製ガラスの粉末を準備する。このガラスの粉末をペースト化してガラス粉末ペーストを作製する。但し、上述した旭ガラス株式会社製ガラスは、高緻密性及び高耐熱性に富むという特徴を有する。ここで、上記高緻密性とは、封止部材７００の形成材料におけるイオン（後述する）の通過を阻止し得る程度の緻密性をいう。また、上記高耐熱性とは、封止部材７００の形成材料がヒータ４００の加熱温度（例えば、５００（℃）〜７００（℃））に耐え得る耐熱性をいう。

上述のように作製したガラス粉末ペーストを、中心電極３２０の電極部３２１の外周面及び筒部材２００の先端側部位２３０の先端開口部２３４の開口面に亘り断面円錐台形状に塗布し、所定の焼成条件にて焼成する。これにより、上述した旭ガラス株式会社製ガラスからなる封止部材７００が形成されている。

この封止部材７００は、当該煤センサの放電部３２２において煤以外の導電性粒子の影響を受けることなく放電させるに要する構成部材である。以下、当該煤センサにおいて、封止部材７００を設けた根拠について詳細に説明する。

当該根拠の説明にあたり、煤センサとして、封止部材７００を採用していない煤センサを仮定する。なお、このように仮定した煤センサのその他の構成は、本第１実施形態にいう煤センサと同様であるものとする。

上述のように仮定した煤センサは、本第１実施形態にいう煤センサと同様に、両電極部１２２、３２１間の煤による放電電圧の低下を利用して検出する。

しかし、上述のように仮定した煤センサによれば、煤が殆ど存在しない雰囲気中であっても放電電圧が低下してしまい、このような状態から煤が含まれている雰囲気に中心電極及び外側電極を晒しても放電電圧が殆ど低下しない。このため、当該放電電圧から煤の存在や煤の量を検出することが著しく難しくなるという現象を招く。

このような現象について詳細に検討してみた。上記所定の高電圧が、上述のように仮定した煤センサの外側電極１２０と中心電極３２０との間に印加されると、これら外側電極１２０と中心電極３２０との間に生ずる電圧は、数１０（μ秒）の間に上記高電圧に向けて上昇する。この上昇の過程において、放電部３２２の雰囲気中の空気が絶縁破壊して放電する。このような放電は、主として、タウンゼント放電、コロナ放電及び火花放電へと遷移する。

ここで、上述のように仮定した煤センサでは、ヒータ４００が、外側電極１２０と同様に、主体金具１１０に接続されている。また、ヒータ４００の発熱体４３０の抵抗値は、数（Ω）程度である。このため、ヒータ４００は実質的に主体金具１１０と同電位（アース電位）にあると考えられる。

従って、上記所定の高電圧が外側電極１２０（主体金具１１０）と中心電極３２０との間に印加されたとき、当該所定の高電圧は、ヒータ４００（主体金具１１０）と中心電極３２０との間にも、筒部材２００及びこの筒部材２００と中心電極３２０との間の空隙を介しかかることとなる。このため、放電が筒部材２００の先端側部位２３０と中心電極３２０との間に発生すると推測される。

このような放電が、例えば、コロナ放電になると、このコロナ放電が、筒部材２００の先端側部位２３０の周壁を介し、ヒータ４００の発熱体４３０と中心電極３２０との間に作用する。このため、筒部材２００の先端側部位２３０と中心電極３２０との間に存在するガスが電離してイオンを発生すると推測される。

そして、上述のように発生したイオンは、筒部材２００の先端側部位２３０の内部から中心電極３２０の電極部３２１側に向けて移動して、煤と同様に、電気的には、両電極部１２２、３２１の間における導電性に寄与する粒子として作用すると推測される。

このことは、両電極部１２２、３２１の間の雰囲気が煤ではなく上記イオンを含んでいても、当該雰囲気が煤を含んでいるのと同様の放電現象を誘起することを意味する。換言すれば、煤が存在せず、上記イオンの存在によっても、煤が存在するとして誤って検出される。その結果、煤の有無による放電電圧の差がなくなり、煤の検出精度が低下する。

これに対しては、筒部材２００の先端開口部２３４を封止することで、上記イオンを筒部材２００の内部に封じ込めておけば、上記イオンは、放電部３２２には移動せず、煤の検出精度が適正に確保され得ると推測される。

ちなみに、本第１実施形態の煤センサの煤感度を、比較例の煤センサとの対比において測定してみた。但し、上記比較例の煤センサとしては、上述のように仮定した煤センサが採用される。

また、上記測定には、ドイツのＰＡＬＡＳ社製ＧＦＧ−１０００型煤発生器（煤発生量：３（ｍｇ／ｍ³））を利用した。また、測定回路は、上記高電圧回路からの高電圧を中心電極と外側電極との間に印加し、中心電極と外側電極との間に発生する放電電圧をオッシロスコープで測定する構成とした。なお、煤センサ毎に、当該測定を１００回行い、その各測定結果の平均値でもって煤感度を求めた。

また、上記煤感度は、両電極部１２２、３２１間に煤が存在しないときに当該両電極部１２２、３２１間に生ずる放電電圧と、両電極部１２２、３２１間に煤が存在するときに当該両電極部１２２、３２１間に生ずる放電電圧との間の放電電圧差で定義される。

しかして、上述の測定によれば、上述の比較例の煤センサの煤感度は零（Ｖ）であった。これに対し、本第１実施形態の煤センサの煤感度は、１６００（Ｖ）であった。これは、上述の比較例の煤センサでは、上述の推測によるイオンによる大きな影響があるのに対し、本第１実施形態の煤センサでは、上述の推測によるイオンの影響がないことによるものと考えられる。このことは、本第１実施形態の煤センサによれば、上記イオンの影響を受けることなく、煤の良好な精度の検出が可能であることを意味する。以上のようなことを考慮して、本第１実施形態では、封止部材７００が、上述のごとく、形成されている。

上述のように構成した本第１実施形態において、当該煤センサは、放電部３２２にて、自動車用ディーゼルエンジンの排気管内に露呈するように、当該排気管に取り付けられているものとする。

但し、当該煤センサは、ロッド部材３００の基端部３１１及び金具部材１００の主体金具１１０（アース）にて、それぞれ、上記高電圧回路の正側出力端子及び負側出力端子に接続されているものとする。また、当該煤センサは、正側リード５００の周方向リード部５２０及び金具部材１００の主体金具１１０（アース）にて、それぞれ、ヒータ駆動回路（図示しない）の正側出力端子及び負側出力端子に接続されているものとする。

このような状態にて、上記ディーゼルエンジンが作動すると、当該煤センサの放電部３２２が上記ディーゼルエンジンの排気管内に排出される排気ガス（上記雰囲気に対応）中に晒される。

然る後、上記高電圧回路が上記高電圧を発生すると、この高電圧がロッド部材３００の基端部３１１と主体金具１１０との間に印加される。このことは、当該高電圧が、外側電極１２０を負極として、中心電極３２０に印加されることを意味する。

現段階において、上記排気管内に流れる排気ガスが煤を含まなければ、外側電極１２０の電極部１２２及び中心電極３２０の電極部３２１の間の空気（放電部３２２の空気）が上記高電圧により絶縁破壊される。これに伴い、放電が両電極部１２２、３２１の間に発生する。

一方、上記排気管内に流れる排気ガスが煤を含むと、外側電極１２０の電極部１２２及び中心電極３２０の電極部３２１の間の空気が煤を含んだ状態で絶縁破壊される。これに伴い、放電が両電極部１２２、３２１の間に発生するが、このときの放電電圧は、上述した煤を含まない排気ガスのみの絶縁破壊に起因する放電電圧に比べて、煤の濃度分だけ低下する。

従って、このように低下した放電電圧を検出すれば、上記煤の検出或いは当該煤の濃度の検出が可能となる。

ここで、封止部材７００が、上記封止材料でもって、上述したごとく、中心電極３２０の電極部３２１の外周面及び筒部材２００の先端側部位２３０の先端開口部２３４の開口面に亘り形成されている。しかも、上述したごとく、旭ガラス株式会社製ガラスからなる封止部材７００は、高緻密性及び高耐熱性に富む。

従って、外側電極１２０と中心電極３２０との間に印加された高電圧が、主体金具１１０と実質的に同電位（アース電位）にあるヒータ４００と中心電極３２０との間にかかることで、放電がヒータ４００と中心電極３２０との間に発生して筒部材２００の先端側部位２３０内にイオンが発生しても、当該イオンは、封止部材７００でもってその高緻密性により筒部材２００の先端側部位２３０内に良好に封じ込められる。よって、上記イオンが放電部３２２まで移動することはあり得ない。

このため、放電部３２２の排気ガスが煤を含んでいてもいなくても、両電極部１２２、３２１の間の放電電圧が、上記イオンの影響を受けることがない。このことは、両電極部１２２、３２１の間の放電電圧は、煤によってのみ低下することを意味する。その結果、当該煤センサによれば、煤が、上記イオンに影響されることなく、精度よく検出され得る。

ここで、ヒータ４００の加熱温度は、通常、５００（℃）〜７００（℃）の範囲の高い温度であるが、封止部材７００の形成材料は上述のごとく高耐熱性を有することから、封止部材７００は、筒部材２００の先端開口部２３４を良好に封止し得る。

また、上述のように精度よく検出し得るので、当該煤センサの検出出力を利用すれば、例えば、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御が精度よく行え、さらには、ディーゼルエンジンら排出される粒子状物質を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタ（いわゆるＤＰＦ）の劣化検知をも適正に行える。また、当該煤センサの検出出力である煤の濃度の積算結果を利用すれば、上述したＤＰＦの適正な再生時期の予測を行うことができる。

また、上述のごとく、外側電極１２０及びヒータ４００は、共に、主体金具１１０を共通アースとして利用しているので、外側電極１２０及びヒータ４００のアースが、当該煤センサにおいて、別々に設けることなく、１つで済む。このため、当該煤センサのアース構造がより一層簡単になる。

また、上述した構成から分かるとおり、当該煤センサの形状としては、スパークプラグの形状が採用されている。従って、当該煤センサのうち放電部３２２以外の部位の電気的絶縁性及び中心電極３２０の耐摩耗性が良好に確保され得る。

また、当該煤センサによる検出過程において、一定期間が経過すると、筒部材２００には、煤が不適正に堆積する傾向にある。このため、上記一定期間の経過後において、ヒータ電圧が上記ヒータ駆動回路から金具部材１００と正側リード５００の周方向リード部５２０との間に印加される。

すると、当該ヒータ電圧は、ヒータ４００の両発熱抵抗部４３１、４３２の各両端子間に印加される。これに伴い、ヒータ４００は、両発熱抵抗部４３１、４３２にて発熱して筒部材２００を加熱する。

これにより、筒部材２００に堆積した煤がヒータ４００により焼き切られる。その結果、当該煤センサは、煤の堆積による両電極部１２２、３２１の短絡を適正に防止しつつ、煤を良好にかつ安定的に検出し得る。

また、本第１実施形態においては、上述のごとく、上記所定の軸方向間隔が３（ｍｍ）以上１２（ｍｍ）以下に設定されている。従って、ヒータ４００の発熱体４３０の中心電極３２０との短絡或いは放電の発生及び筒部材２００の先端部側における煤の不適正な堆積を未然に防止しつつ、上述した種々の作用効果を達成し得る。
（第２実施形態）
図４は、本発明に係るスパークプラグ型煤センサの第２実施形態を示している。この第２実施形態の煤センサは、上記第１実施形態の煤センサにおいて、封止部材７００に代えて、円筒状の封止部材７１０を採用した構成を有する。

封止部材７１０は、上記第１実施形態にて述べた封止材料でもって円筒状に形成されて、中心電極３２０のうち筒部材２００内に位置する部位（以下、電極基部３２３ともいう）と筒部材２００のうち電極基部３２３に対する対応部位との間に形成される環状間隙内に同軸的に嵌装されている。

これにより、当該封止部材７１０は、その内周面７１１及び外周面７１２にて、中心電極３２０の電極基部３２３の外周面及び筒部材２００のうち電極基部３２３に対する対応部位の内周面に気密的に密着している。但し、封止部材７１０の軸長は、筒部材２００の先端側部位２３０の軸方向長さに相当する。

本第２実施形態では、当該封止部材７１０は、次のようにして形成されている。即ち、上記第１実施形態にて述べたガラス粉末ペーストを、中心電極３２０の電極基部３２３と筒部材２００のうち電極基部３２３に対する対応部位との間に充填し、上記第１実施形態にて述べた所定の焼成条件にて焼成する。これにより、上述した旭ガラス株式会社製ガラスからなる封止部材７１０が形成されている。

また、本第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べた筒部材２００は、その先端側部位２３０において、次のように変形されている。

即ち、筒部材２００の先端側部位２３０において、その小径部２３２のうち少なくとも中心電極３２０とヒータ４００との間の軸方向部位（以下、ヒータ対応軸方向部位ともいう）は、その軸方向中央にて、０．７（ｍｍ）〜３（ｍｍ）の範囲以内の厚みを有するように形成されている。

ここで、上述のようにヒータ対応軸方向部位の厚みの下限値を０．７（ｍｍ）としたのは、この０．７（ｍｍ）未満では、筒部材２００の先端側部位２３０が、上記ヒータ対応軸方向部位を中心に薄過ぎて絶縁機能を失い厚み方向に放電してしまうためである。

また、上述したヒータ対応軸方向部位の厚みの上限値を３（ｍｍ）としたのは、上記ヒータ対応軸方向部位が３（ｍｍ）よりも厚くなると、筒部材２００の熱容量が、上記ヒータ対応軸方向部位を中心として、不適正に増大するためである。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

このように構成した本第２実施形態においては、封止部材７１０が、上述したごとく、中心電極３２０の電極基部３２３の外周面及び筒部材２００のうち電極基部３２３に対する対応部位の内周面に気密的に密着するように嵌装されており、この封止部材７１０の軸長は、筒部材２００の先端側部位２３０の軸方向長さに相当する。このことは、封止部材７１０は、筒部材２００の先端開口部２３４の開口面からヒータ４００の内周側を通り先端側部位２３０の基端に向けて延在することを意味する。しかも、当該封止部材７１０の形成材料は、上記第１実施形態にて述べた封止部材７００と同様に、旭ガラス株式会社製ガラスである。従って、当該封止部材７１０は、高緻密性及び高耐熱性に富む。

このため、放電が、上記第１実施形態にて述べたと同様に、ヒータ４００と中心電極３２０との間に発生して筒部材２００の先端側部位２３０内にイオンが発生しても、このイオンは、封止部材７１０でもってその高緻密性により筒部材２００の先端側部位２３０内に良好に封じ込められる。

よって、上記イオンが放電部３２２まで移動することはあり得ない。その結果、本第２実施形態においても、上記第１実施形態にて述べたと同様に、煤が、上記イオンに影響されることなく、精度よく検出され得る。

また、本第２実施形態では、上述したごとく、筒部材２００の上記ヒータ対応軸方向部位の厚みが、その軸方向中央にて、０．７（ｍｍ）〜３（ｍｍ）の範囲以内の値となっている。このため、本第２実施形態によれば、筒部材２００の上記ヒータ対応軸方向部位にて、薄すぎて厚み方向に放電することなく、かつ、熱容量を不適正に増大させることなく、上述の作用効果が達成され得る。その他の作用効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、上記第２実施形態においては、封止部材７１０が、上述したごとく、筒部材２００内においてその先端開口部２３４の開口面からヒータ４００の内周側を通り先端側部位２３０の基端に向けて延在する例について説明したが、これに限らず、当該封止部材７１０は、筒部材２００のヒータ４００に対する対応部位よりも先端開口部２３４側において先端側部位２３０と中心電極３２０との間に設けられていてもよい。

これによっても、上述のように発生したイオンが筒部材２００の先端側部位２３０内に良好に封じ込められるので、上記第２実施形態と同様の作用効果が達成され得る。
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態の要部を示している。この第３実施形態では、上記第１或いは第２の実施形態において、ヒータ４００に代えて、ヒータ８００を採用した構成となっている。

当該ヒータ８００は、上記第１或いは第２の実施形態にて述べたヒートクリーニングを行うもので、このヒータ８００は、ヒータ４００と同様に、上記第１或いは第２の実施形態にて述べた筒部材２００の先端側部位２３０の小径部２３２の全周に亘りその先端側中間部位にて貼着されている。

当該ヒータ８００は、図６にて示すごとく、２枚のアルミナシート８１０、８２０及び発熱体８３０を備えている。発熱体８３０は、両リード部８３１、８３２、３つの発熱抵抗部８３３、８３４、８３５及び正負両側電極パッド８３６、８３７を有しており、両リード部８３１、８３２は、アルミナシート８１０の内面に沿い互いに対向するようにＬ字状に形成されている（図６参照）。

３つの発熱抵抗部８３３、８３４、８３５は、両リード部８３１、８３２の間にてアルミナシート８１０の内面に沿い互いに並行に形成されており、これら各発熱抵抗部８３３、８３４、８３５は、その両端部にて、両リード部８３１、８３２に接続されている。なお、本第４実施形態では、各発熱抵抗部８３３、８３４、８３５は、図６にて示すような上側突部及び下側突部を交互に有する波形状パターンでもって形成されている。

正負両側電極パッド８３６、８３７は、両リード部８３１、８３２の各対向端部を介しアルミナシート８１０の内面に形成されている。なお、発熱体８３０は、発熱体４３０と同様に白金ペーストの焼成でもって形成されている。

アルミナシート８２０は、その内面にて、発熱体８３０を介しアルミナシート８１０の内面に圧着されており、このアルミナシート８２０のうち、両電極パッド８３６、８３７の各中央部に対する各対応部位には、各貫通孔部８２１、８２２が形成されている。

各貫通孔部８２１、８２２には、各ビアホール８３８、８３９が、白金ペーストの焼成でもって形成されており、これら各ビアホール８３８、８３９は、上記第１実施形態にて述べた各ビアホール４２３、４２４に代えて、上記第１実施形態にて述べた各リード５００、６００のビアホールとしての役割を果たす。

本第３実施形態において、上述したヒータ８００の貼着位置は、発熱抵抗部８３３の波形状パターンの下側突部の頂点と筒部材２００の先端側部位２３０の先端部との間に上記所定の軸方向間隔（例えば、３（ｍｍ））を設けるように、選定されている。その他の構成は上記第１或いは第２の実施形態と同様である。

このように構成した本第３実施形態では、上記第１或いは第２の実施形態と同様に、当該煤センサによる検出過程において、一定期間が経過する毎に、両電極部１２２、３２１の少なくとも一方に堆積した煤が、ヒータ８００により焼き切られる。その結果、当該煤センサは、煤の堆積による両電極部１２２、３２１の短絡を適正に防止しつつ、煤を良好に検出し得る。

また、本第３実施形態においては、上述したごとく、ヒータ８００が、発熱抵抗部８３３の波形状パターンの下側突部の頂点にて、筒部材２００の先端側部位２３０の先端部との間に、上記所定の軸方向間隔（例えば、３（ｍｍ））をおくように、筒部材２００の小径部２３２の先端側中間部位に貼着されている。従って、ヒータ８００が中心電極３２０のうち先端側部位２３０の先端近傍部位との間で短絡し或いは放電を発生することがない。その他の作用効果は、上記第１或いは第２の実施形態と同様である。
（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態を示している。この第４実施形態では、上記第１実施形態にて述べた金具部材１００が、次のように変形されている。

即ち、金具部材１００の主体金具１１０が、図７にて示すごとく、筒部材２００のうち先端側部位２３０の小径部２３２の先端部を、封止部材７００と共に、包囲するように、主体金具１１０の軸長が長く形成されている。なお、これに伴い、主体金具１１０の軸長が長くなった分だけ、外側電極１２０の連結部１２１の長さが短くなっている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。

このように構成した本第４実施形態では、上述のごとく、金具部材１００の主体金具１１０が、筒部材２００のうち先端側部位２３０の小径部２３２の先端部をも含め、封止部材７００と共に包囲するように、長く形成されている。

このため、筒部材２００の先端側部位２３０は、小径部２３２の先端部をも含めて、封止部材７００と共に、主体金具１１０の内側に位置することとなる。従って、煤が、主体金具１１０内には回り込みにくくなり、筒部材２００の先端側部位２３０や封止部材７００には当たりにくい。その結果、本第４実施形態によれば、筒部材２００の先端側部位２３０を封止部材７００と共に煤から隔離しつつ、上記第１実施形態にて述べた作用効果を達成し得る。
（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態を示している。この第５実施形態では、上記第１実施形態にて述べた金具部材１００が、次のように変形されている。

即ち、金具部材１００の主体金具１１０が、図８にて示すごとく、筒部材２００のうち先端側部位２３０の小径部２３２の先端部をも包囲するように、主体金具１１０の軸長が長く形成されている。なお、これに伴い、主体金具１１０の軸長が長くなった分だけ、外側電極１２０の連結部１２１の長さが短くなっている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。

このように構成した本第５実施形態では、上述のごとく、金具部材１００の主体金具１１０が、筒部材２００のうち先端側部位２３０の小径部２３２の先端部をも含め包囲するように、長く形成されている。

このため、筒部材２００の先端側部位２３０は、小径部２３２の先端部をも含めて、主体金具１１０の内側に位置することとなる。従って、煤が、主体金具１１０内には回り込みにくくなり、筒部材２００の先端側部位２３０やその内側に位置する封止部材７００には当たりにくい。その結果、本第５実施形態によれば、筒部材２００の先端側部位２３０を封止部材７００と共に煤から隔離しつつ、上記第１実施形態にて述べた作用効果を達成し得る。

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記第１実施形態にて述べた封止部材７００の形成にあたっては、上述したガラス粉末ペーストではなく、旭ガラス株式会社製ガラスの粉末を、中心電極３２０の電極部３２１の外周面及び筒部材２００の先端側部位２３０の先端開口部２３４の開口面に亘り断面中空円錐台形状に塗布して焼成することで形成してもよい。

また、上記第２実施形態にて述べた封止部材７１０の形成にあたっては、上述したガラス粉末ペーストではなく、旭ガラス株式会社製ガラスの粉末を、中心電極３２０の電極基部３２３と筒部材２００のうち電極基部３２３に対する対応部位との間に充填して焼成することで形成してもよい。
（２）封止部材７００或いは７１０の形成材料に対しては、上記イオンの筒部材２００内への封じ込め及びヒータ４００或いは８００の加熱温度（５００（℃）〜７００（℃））に対する耐熱性の観点から高緻密性及び高耐熱性が要求される。従って、この要求を満たす材料であれば、上記各実施形態にて述べた材料に限ることなく、適宜、封止部材の材料として採用してもよい。例えば、セラミックを封止部材の形成材料として採用してもよい。

ここで、上記第１実施形態において、封止部材７００の形成材料として金属を採用してもよい。但し、この場合には、上述した所定の軸方向間隔は、筒部材２００の先端側部位２３０の先端部と発熱抵抗部４３１の下縁部４３５との間に設けられることが望ましい。これは、金属としての封止部材が筒部材２００とは異なり絶縁機能を有さないためである。これによっても、上記第１実施形態と同様の作用効果が達成され得ることは勿論である。

一方、上記第２実施形態においては、封止部材７１０の形成材料がセラミック及び金属のいずれであっても、上述した所定の軸方向間隔は、筒部材２００の先端側部位２３０の先端部と発熱抵抗部４３１の下縁部４３５との間に設けられる。これは、封止部材７１０が筒部材２００の先端側部位２３０内に位置し、当該先端側部位２３０から突出していないためである。これによっても、上記第２実施形態と同様の作用効果が達成され得る。

なお、ヒータ４００或いは８００の加熱温度が高くなければ、封止部材７００或いは７１０の形成材料として、樹脂を採用してもよい。
（３）ヒータの各発熱抵抗部の形状は、ヒータ４００或いは８００の各発熱抵抗部のパターンに限ることなく、適宜変更してもよい。
（４）中心電極３２０の電極基部３２３は、半径方向において、ヒータ４００或いは８００と対向していてもいなくても構わない。
（５）ヒータ４００或いは８００は、筒部材２００の先端側部位２３０の全周に亘り貼着するのではなく、当該全周の一部に貼着するように構成してもよい。
（６）当該煤センサの設置配管の内壁と中心電極との間で放電部を構成するようにして、外側電極を廃止してもよい。
（７）本発明の実施にあたり、上記第２実施形態に限ることなく、上記第１実施形態においても、筒部材２００の先端側部位２３０において、上記ヒータ対応軸方向部位を、その軸方向中央にて、０．７（ｍｍ）〜３（ｍｍ）の範囲以内の厚みを有するように形成してもよい。
（８）本発明の実施にあたり、上記第１実施形態にて述べた封止部材７００の断面形状は、図１にて示す断面形状に限ることなく、適宜変更してもよい。

本発明に係るスパークプラグ型煤センサの第１実施形態を示す部分破断側面図である。 図１にて２−２線に沿う断面図である。 上記第１実施形態におけるヒータの拡大部分破断平面図である。 本発明に係るスパークプラグ型煤センサの第２実施形態を示す部分破断側面図である。 図４にて６−６線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態の要部を示す部分破断平面図である。 本発明の第４実施形態を示す部分破断側面図である。 本発明の第５実施形態を示す部分破断側面図である。

符号の説明

１００…金具部材、２００…筒部材、２３３…環状空隙、２３４…先端開口部、
３２０…中心電極、３２２…放電部、４００、８００…ヒータ、
４３０、８３０…発熱体、７００、７１０…封止部材。

Claims (13)

1. 筒状の電気的絶縁部材と、
   この電気的絶縁部材にその先端部から延出するように嵌装される中心電極と、
   前記電気的絶縁部材の外面に装着してなるヒータとを備える煤センサにおいて、
   前記電気的絶縁部材と前記中心電極との間の環状間隙を封止する緻密性の封止部材を具備することを特徴とする煤センサ。
2. 前記封止部材は、前記環状間隙を覆うように、前記電気的絶縁部材よりも先端側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の煤センサ。
3. 前記封止部材は、ガラス及びセラミックの少なくとも１種により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の煤センサ。
4. 前記ヒータは発熱体を内蔵しており、
   この発熱体の前記中心電極の先端部側の縁部と前記封止部材の前記中心電極とは反対側の端部との間には、３（ｍｍ）以上１２（ｍｍ）以下の軸方向間隔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の煤センサ。
5. 前記封止部材は、金属により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の煤センサ。
6. 前記ヒータは発熱体を内蔵しており、
   この発熱体の前記中心電極の先端部側の縁部と前記電気的絶縁部材の先端部との間には、３（ｍｍ）以上１２（ｍｍ）以下の軸方向間隔が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の煤センサ。
7. 前記電気的絶縁部材に外方から嵌装される中空状の金具を備えて、
   前記電気的絶縁部材は、その先端部にて、前記封止部材と共に、前記金具内に位置することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の煤センサ。
8. 前記封止部材は、少なくとも前記電気的絶縁部材に対する前記ヒータの装着位置よりも先端側の前記環状間隙内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の煤センサ。
9. 前記ヒータは発熱体を内蔵しており、
   この発熱体の前記中心電極の先端部側の縁部と前記電気的絶縁部材の先端部との間には、３（ｍｍ）以上１２（ｍｍ）以下の軸方向間隔が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の煤センサ。
10. 前記絶縁部材に外方から嵌装される中空状の金具を備えて、
    前記電気的絶縁部材は、その先端部にて、前記金具内に位置することを特徴とする請求項８または９に記載の煤センサ。
11. 前記封止部材は、ガラス、セラミック及び金属の少なくとも１種により形成されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の煤センサ。
12. 前記中心電極は、正側電極であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の煤センサ。
13. 前記電気的絶縁部材は、少なくとも前記ヒータと前記中心電極との間の軸方向部位にて、０．７（ｍｍ）〜３（ｍｍ）の範囲以内の厚みを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の煤センサ。

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