JP2008063985A - Honeycomb structure for fine particle sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はハニカム構造体に関し、更に詳しくは、内燃機関排気系の微粒子（ＰＭ）排出量検知および微粒子（ＰＭ）規制に対する車上診断（ＯＢＤ）に利用できる電極付きハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure, and more particularly to a honeycomb structure with an electrode that can be used for on-board diagnosis (OBD) for particulate matter (PM) emission detection and particulate matter (PM) regulation in an exhaust system of an internal combustion engine.
自動車の排気ガスに含まれる有害物質への排出量規制は厳しくなる一方であり、米国では２０１０年には排出量の車載診断装置が必須となると言われている。 Emission regulations for harmful substances contained in automobile exhaust gas are becoming stricter, and it is said that in-vehicle diagnostic equipment for emissions will be essential in the United States in 2010.
また、ガソリン車であっても筒内へ燃料を直接噴射する方式であると、微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）を搭載したディーゼル車よりも多くの微粒子（ＰＭ）を排出しているという報告もある。 There is also a report that even if it is a gasoline vehicle, if the fuel is directly injected into the cylinder, more particulates (PM) are discharged than a diesel vehicle equipped with a particulate filter (DPF). .
特許文献１には、排気ガス中のパティキュレートが導電性を有する粒子から成り立っていることに着目し、導電性のパティキュレートを付着または吸着した電気絶縁部材の電気抵抗が減少することを利用したパティキュレート検出素子およびパティキュレート検出フィルタが開示されている。 Patent Document 1 pays attention to the fact that the particulates in the exhaust gas are composed of conductive particles, and utilizes the fact that the electrical resistance of the electrical insulating member adhering or adsorbing the conductive particulates decreases. A particulate detection element and a particulate detection filter are disclosed.
また、特許文献２には、光源から放射される光を排気ガスの流れの中を透過させて受光部により受光し、パティキュレート濃度との間に一定の相関関数を有する排気ガスの光の不透過度を検出し、制御手段においてパティキュレート濃度に換算する技術が開示されている。
しかしながら、微粒子の車上診断に使えるセンサは現在まで十分なものが提案されていない。 However, sufficient sensors that can be used for on-vehicle diagnosis of fine particles have not been proposed so far.
特許文献１に開示の発明のような小型のセンサに付着した微粒子による抵抗の変化を検出するタイプでは、微粒子はガス流れに乗って移動するため、ガスの回り込み作用により微粒子が付着しにくく、さらに微粒子捕集フィルタ後流では粒子が微量であるため検出精度が低いという問題がある。 In the type that detects a change in resistance due to fine particles adhering to a small sensor such as the invention disclosed in Patent Document 1, since the fine particles move along the gas flow, the fine particles do not easily adhere due to the wraparound action of the gas. There is a problem that the detection accuracy is low because the amount of particles is small in the downstream of the particulate collection filter.
また、特許文献２に開示の発明のように光を排気ガス管中に透過し、その不透過度を測定する方法では、排気ガス流全体が測定できるが、発光・受光部の窓が汚れて徐々に精度が悪化するという問題がある。 Further, in the method of transmitting light through the exhaust gas pipe and measuring the imperviousness as in the invention disclosed in Patent Document 2, the entire exhaust gas flow can be measured, but the window of the light emitting / receiving section is dirty. There is a problem that accuracy deteriorates gradually.
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、微粒子の車上診断に使用し得るセンサを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a sensor that can be used for on-vehicle diagnosis of fine particles.
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、電極を備えた特定のハニカム構造体によって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by a specific honeycomb structure provided with electrodes, and have completed the present invention.
即ち、本発明によれば、以下に示すハニカム構造体、該ハニカム構造体を含むガス流路および該ハニカム構造体を使用した微粒子センサユニットが提供される。 That is, according to the present invention, the following honeycomb structure, a gas flow path including the honeycomb structure, and a fine particle sensor unit using the honeycomb structure are provided.
［１］ ２つ以上の電極が設けられており、実質的に目封止がされていないハニカム構造体。 [1] A honeycomb structure provided with two or more electrodes and substantially not plugged.
［２］ 前記ハニカム構造体の基材が炭化珪素、コージェライト、アルミナタイタネート、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、若しくはシリカ、またはこれらの組み合わせからなるセラミックスである上記［１］に記載のハニカム構造体。 [2] The substrate of the honeycomb structure is a ceramic made of silicon carbide, cordierite, alumina titanate, sialon, mullite, silicon nitride, zirconium phosphate, zirconia, titania, alumina, silica, or a combination thereof. The honeycomb structure according to the above [1].
［３］ 電極が導電性ペーストの焼結体、導電性セラミックス、または金属板である上記［１］または［２］に記載のハニカム構造体。 [3] The honeycomb structure according to [1] or [2], wherein the electrode is a sintered body of a conductive paste, a conductive ceramic, or a metal plate.
［４］ 基材に触媒が担持されているかまたは触媒が担持されていない上記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。 [4] The honeycomb structure according to any one of [1] to [3], wherein a catalyst is supported on the base material or a catalyst is not supported.
［５］ 上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体と、他のハニカム構造体とを含むガス流路。 [5] A gas flow path including the honeycomb structure according to any one of the above [1] to [4] and another honeycomb structure.
［６］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタであり、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタと同じ缶体の微粒子捕集フィルタ直後に配置されている上記［５］に記載のガス流路。 [6] The other honeycomb structure is a particulate collection filter, and the honeycomb structure according to any one of the above [1] to [4] is disposed immediately after the particulate collection filter of the same can as the particulate collection filter. The gas flow path according to [5] above.
［７］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタであり、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタ下流のＮＯＸ触媒担体である上記［５］に記載のガス流路。 [7] The other honeycomb structure is a particulate collection filter, and the honeycomb structure according to any one of the above [1] to [4] is the NO X catalyst carrier downstream of the particulate collection filter [5] The gas flow path described in 1.
［８］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタであり、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタと同じ缶体の微粒子捕集フィルタ直前に配置されている上記［５］に記載のガス流路。 [8] The other honeycomb structure is a particulate collection filter, and the honeycomb structure according to any one of the above [1] to [4] is disposed immediately before the particulate collection filter in the same can as the particulate collection filter. The gas flow path according to [5] above.
［９］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタであり、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタ上流のＮＯＸ触媒担体である上記［５］に記載のガス流路。 [9] The other honeycomb structure is a particulate collection filter, and the honeycomb structure according to any one of the above [1] to [4] is the NO X catalyst carrier upstream of the particulate collection filter [5] The gas flow path described in 1.
［１０］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタであり、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタと一体である上記［５］に記載のガス流路。 [10] The gas according to [5], wherein the other honeycomb structure is a particulate collection filter, and the honeycomb structure according to any one of [1] to [4] is integrated with the particulate collection filter. Flow path.
［１１］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタであり、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタ下流で微粒子捕集フィルタともＮＯＸ触媒担体とも別に配置されている上記［５］に記載のガス流路。 [11] Other honeycomb structure is particulate collection filter, the [1] ~ [4] NO X catalyst support both with particulate filtering honeycomb structure in the particulate filter downstream of any one of The gas flow path according to [5], which is arranged separately.
［１２］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタであり、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタ上流で微粒子捕集フィルタともＮＯＸ触媒担体とも別に配置されている上記［５］に記載のガス流路。 [12] Other honeycomb structure is particulate collection filter, the [1] ~ [4] NO X catalyst support both with particulate filtering honeycomb structure in the particulate filter upstream of any one of The gas flow path according to [5], which is arranged separately.
［１３］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタではなく、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体と別に配置されている上記［５］に記載のガス流路。 [13] The gas flow path according to [5], wherein the other honeycomb structure is not a particulate collection filter, and is disposed separately from the honeycomb structure according to any one of [1] to [4].
［１４］ 他のハニカム構造体が微粒子捕集フィルタではなく、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体と一体である上記［５］に記載のガス流路。 [14] The gas flow path according to the above [5], wherein the other honeycomb structure is not a particulate collection filter but is integral with the honeycomb structure according to any one of the above [1] to [4].
［１５］ 上記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体の電極間に交流電流を流してインピーダンスを測定することで微粒子堆積量を測定する回路を備えた微粒子センサユニット。 [15] A fine particle sensor unit including a circuit for measuring the amount of deposited fine particles by measuring an impedance by passing an alternating current between the electrodes of the honeycomb structure according to any one of [1] to [4].
［１６］ 測定回路がコイルを備え、共振周波数を測定することで微粒子堆積量を測定する上記［１５］に記載の微粒子センサユニット。 [16] The fine particle sensor unit according to [15], wherein the measurement circuit includes a coil and measures the amount of accumulated fine particles by measuring a resonance frequency.
本発明のハニカム構造体は、内燃機関の排気系のさまざまな部位で使用することができる。排ガス管で直接的に微粒子の量を測定することで、本来の意味での車上診断が可能である。微粒子捕集フィルタと共に使用する場合には、微粒子捕集フィルタの下流に配置することができ、この場合、微粒子捕集フィルタまたはエンジンの故障を診断することができる。また、微粒子捕集フィルタの上流に配置する場合には、エンジンの故障を診断することができる。 The honeycomb structure of the present invention can be used in various parts of an exhaust system of an internal combustion engine. By directly measuring the amount of fine particles in the exhaust pipe, on-board diagnosis in the original sense is possible. When used with a particulate collection filter, it can be placed downstream of the particulate collection filter, in which case the failure of the particulate collection filter or engine can be diagnosed. Moreover, when arrange | positioning upstream of a particulate collection filter, a failure of an engine can be diagnosed.
本発明においては、ハニカムを使用することで、排ガス管におけるガス流れ方向に垂直な面全体をカバーすることが可能である。また、実質的に目封止がないことで、圧損が小さく、微粒子捕集フィルタより容易かつ安価に作製が可能である。 In the present invention, by using the honeycomb, it is possible to cover the entire surface of the exhaust gas pipe perpendicular to the gas flow direction. In addition, since there is substantially no plugging, the pressure loss is small, and it can be manufactured more easily and cheaply than the particulate collection filter.
本発明のハニカム構造体に、触媒を担持させることもできる。この場合、例えば、ＮＯＸ触媒担体で微粒子量を測定することができるようになる。 A catalyst can be supported on the honeycomb structure of the present invention. In this case, for example, the amount of fine particles can be measured with a NO X catalyst carrier.
本発明によれば、少量の微粒子を確実に検出でき、車上で規制をクリアしているか判断できるユニットが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the unit which can detect a small amount of microparticles | fine-particles reliably and can judge whether the regulation is cleared on a vehicle is provided.
以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiment, and is based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. It should be understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments also fall within the scope of the present invention.
本発明において、ハニカム構造体とは、隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔（セル）を有する構造体をいう。 In the present invention, the honeycomb structure means a structure having a large number of flow holes (cells) penetrating in the axial direction partitioned by partition walls.
本発明において、微粒子捕集フィルタとは、多孔質の隔壁によって気体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体の端面において、各セルの一方の端部を、千鳥状になるように、互い違いに目封止したものをいう。 In the present invention, the fine particle collection filter is a staggered pattern of one end of each cell on the end face of the honeycomb structure in which a plurality of cells serving as gas flow paths are defined by porous partition walls. As such, it is alternately plugged.
本発明において、実質的に目封止がされていないとは、目封止が全くされていないものに限らず、１０％程度目封止されたものも含む。このときの微粒子捕集効率は５０％以下程度であり、フィルタとしては使用し難い。また、これは隔壁内にある細孔を通る際に微粒子を捕集するものではないという点でＤＰＦとは異なる。 In the present invention, “substantially not plugged” is not limited to not plugged at all, but includes those plugged by about 10%. The particulate collection efficiency at this time is about 50% or less, and is difficult to use as a filter. This is different from DPF in that it does not collect fine particles when passing through the pores in the partition walls.
本発明のハニカム構造体は、電極を利用することによって、捕集された微粒子の量を検知することが可能である。具体的には、電極間の交流インピーダンス、直流抵抗、リアクタンス、キャパシタンス等の電気的特性を計測することによって、捕集された微粒子の量を検知する。すなわち、このハニカム構造体においては、ハニカム構造体の内部に設けられた電極間の交流インピーダンス等の電気的特性を計測することによって、ハニカム構造体に微粒子が堆積したことによる、電極間の静電容量、直流抵抗値等の変化を検知することができる。電極間の静電容量等は、ハニカム構造体内の微粒子の絶対量に対応して変化するため、交流インピーダンス等の電気的特性の計測データからハニカム構造体の微粒子堆積量を一義的に推定することができる。具体的には、堆積した微粒子の質量と交流インピーダンス等の電気的特性との関係を実測値に基づいて予めグラフ化等しておくことにより、交流インピーダンス等の電気的特性を計測するだけで、その計測時点での微粒子の堆積量を推定することができるようになる。 The honeycomb structure of the present invention can detect the amount of collected fine particles by using an electrode. Specifically, the amount of collected fine particles is detected by measuring electrical characteristics such as AC impedance, DC resistance, reactance, and capacitance between the electrodes. That is, in this honeycomb structure, by measuring the electrical characteristics such as the AC impedance between the electrodes provided inside the honeycomb structure, the electrostatic capacitance between the electrodes due to the accumulation of fine particles on the honeycomb structure. Changes in capacitance, DC resistance value, etc. can be detected. Capacitance between electrodes changes according to the absolute amount of fine particles in the honeycomb structure, so the amount of fine particles deposited on the honeycomb structure should be estimated uniquely from measurement data of electrical characteristics such as AC impedance. Can do. Specifically, by preliminarily graphing the relationship between the mass of the deposited fine particles and the electrical characteristics such as AC impedance based on the actual measurement values, simply measuring the electrical characteristics such as AC impedance, It becomes possible to estimate the amount of deposited fine particles at the time of measurement.
本発明においては、このように交流インピーダンスの計測値から、微粒子の堆積量を推定することが可能であるが、更に精度良く微粒子の堆積量を決定するため、インピーダンス計測回路内にコイル（インダクタンス）を接続することが好ましい。このようにコイルを接続することにより、静電容量を持つフィルタとコイルを含む回路の交流インピーダンスは、共振条件Ｌω＝１／Ｃω（Ｌ：インダクタンス、Ｃ：静電容量、ω：２πｆ（ｆ：周波数））で急激に０に近づくため、微粒子の堆積量変化に対する交流インピーダンスの変化がシャープになり、より精度良く微粒子堆積量を検知できる。 In the present invention, it is possible to estimate the amount of deposited fine particles from the measured value of AC impedance in this way, but in order to determine the amount of deposited fine particles more accurately, a coil (inductance) is provided in the impedance measuring circuit. Are preferably connected. By connecting the coils in this way, the AC impedance of the circuit including the coil and the filter having the electrostatic capacitance is the resonance condition Lω = 1 / Cω (L: inductance, C: electrostatic capacitance, ω: 2πf (f: Since the frequency)) suddenly approaches 0, the change in the AC impedance with respect to the change in the amount of deposited fine particles becomes sharp, and the amount of deposited particles can be detected more accurately.
接続するコイルのインダクタンスの値は、狙いの微粒子堆積量において共振条件を満足するように設定しておけば良い。すなわち、可変インダクタンスを用いるなどして、微粒子堆積量が、所定の値に達したときに、交流インピーダンスが急激に０に近づくようにインダクタンスの値を予め制御しておく。なお、本発明においては、このようなインダクタンスの他、キャパシタンス、直流抵抗などをインピーダンス計測回路内に直列または並列に接続して、共振条件を調整することも可能である。 The inductance value of the coil to be connected may be set so as to satisfy the resonance condition in the target particle deposition amount. That is, by using a variable inductance, the inductance value is controlled in advance so that the AC impedance abruptly approaches 0 when the amount of deposited particles reaches a predetermined value. In the present invention, it is possible to adjust resonance conditions by connecting capacitance, DC resistance, etc. in series or in parallel in the impedance measurement circuit in addition to such inductance.
本発明のハニカム構造体において、交流インピーダンスを計測する際の交流電流の周波数は、１００Ｈｚ〜１０ＭＨｚであることが好ましい。１００Ｈｚ未満では、インピーダンスに占める直流抵抗成分の比率が大きくなるため、静電容量の変化による測定インピーダンスの相対変化率が小さくなり、微粒子堆積量の検知精度が低下する。一方、１０ＭＨｚを超えると、ハニカム構造体からの信号取り出し線等を含む計測系全体に含まれるノイズ的インダクタンスの量が過大になり、計測精度が低下する。また、低周波数の方が微小な量に対する感度が良い。しかしながら、周波数が低すぎるとノイズが大きく測定精度が低下する。したがって、交流インピーダンスを計測する際の交流電流の周波数は、好ましくは、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚである。 In the honeycomb structure of the present invention, the frequency of the alternating current when measuring the alternating current impedance is preferably 100 Hz to 10 MHz. If the frequency is less than 100 Hz, the ratio of the DC resistance component occupying the impedance is increased, so that the relative change rate of the measured impedance due to the change in capacitance is reduced, and the detection accuracy of the amount of deposited particulates is lowered. On the other hand, if it exceeds 10 MHz, the amount of noise-like inductance contained in the entire measurement system including the signal extraction line from the honeycomb structure becomes excessive, and the measurement accuracy decreases. Moreover, the sensitivity to a minute amount is better at the low frequency. However, if the frequency is too low, the noise is large and the measurement accuracy is reduced. Therefore, the frequency of the alternating current when measuring the alternating current impedance is preferably 1 kHz to 100 kHz.
本発明において、ハニカム構造体（電極を除く）の基材の材質は特に限定されないが、炭化珪素、コージェライト、アルミナタイタネイト、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナもしくはシリカまたはこれらの組み合わせからなるセラミックス、または焼結金属を主成分とする材料から構成されているものが好適である。 In the present invention, the material of the substrate of the honeycomb structure (excluding the electrode) is not particularly limited, but silicon carbide, cordierite, alumina titanate, sialon, mullite, silicon nitride, zirconium phosphate, zirconia, titania, alumina or A material composed of a ceramic or a combination thereof, or a material mainly composed of a sintered metal is suitable.
また、電極の材質も特に限定はされないが、導電性ペーストの焼結体、導電性セラミックス、または金属の内の何れかから構成されているものが好適である。 Also, the material of the electrode is not particularly limited, but an electrode made of any one of a sintered body of conductive paste, conductive ceramics, or metal is preferable.
本発明のハニカム構造体において、電極の形成方法は特に限定されないが、銀ペースト等の導電性ペーストをハニカム構造体外周面等の所定位置に塗布し、これを加熱して焼き付ける方法を用いると、形成が容易で、電極がハニカム構造体に強固に接合されるので好ましい。 In the honeycomb structure of the present invention, the method of forming the electrode is not particularly limited, but when a method of applying a conductive paste such as a silver paste to a predetermined position on the outer peripheral surface of the honeycomb structure and heating and baking it is used. It is preferable because it is easy to form and the electrode is firmly bonded to the honeycomb structure.
なお、ハニカム構造体と電極とは、両者の熱膨張係数の差が２０×１０−６／℃以下となるように各々の材質を選択することが好ましい。例えば、本発明のハニカム構造体をエンジン直下に使用するような場合には、使用時に高温環境下に晒されるため、ハニカム構造体と電極との熱膨張係数の差が大きすぎると、両者の熱膨張差によりハニカム構造体が破損したり電極が剥離したりする恐れがあるが、両者の熱膨張係数の差が２０×１０−６／℃以下であれば、そのような不具合が生じる可能性が低くなる。 In addition, it is preferable to select each material so that the difference in thermal expansion coefficient between the honeycomb structure and the electrode may be 20 × 10 −6 / ° C. or less. For example, when the honeycomb structure of the present invention is used directly under an engine, it is exposed to a high temperature environment during use. Therefore, if the difference in the thermal expansion coefficient between the honeycomb structure and the electrode is too large, There is a risk that the honeycomb structure may be damaged or the electrode may be peeled off due to the difference in expansion. However, if the difference in thermal expansion coefficient between the two is 20 × 10 −6 / ° C. or less, such a problem may occur. Lower.
また、本発明においては、二以上の電極が、平行に配置された平板状の形状に形成されてなるとともに、少なくとも一方の電極をセラミック体の内部に導電体を配設して構成してもよい。このように、導電体をセラミック体で覆うように構成することによって、導電体が直接排気ガスと接触することがなく、導電体の腐食や劣化を有効に防止することが可能となる。 In the present invention, two or more electrodes may be formed in a flat plate shape arranged in parallel, and at least one of the electrodes may be configured by disposing a conductor inside the ceramic body. Good. In this manner, by configuring the conductor to be covered with the ceramic body, the conductor does not directly contact the exhaust gas, and it is possible to effectively prevent the conductor from being corroded or deteriorated.
また、本発明においては、電極の両方を、セラミック体と、その内部に配設された導電体とで構成してもよい。 Moreover, in this invention, you may comprise both electrodes with the ceramic body and the conductor arrange | positioned in the inside.
セラミック体の主成分としては、例えば、窒化珪素や窒化アルミニウム、緻密質コージェライト等酸化物、窒化物、炭化物、硼化物等の複合（コンポジット）材料が挙げられる。具体的には、セラミック体の主成分が、窒化珪素、窒化アルミニウム、緻密質コージェライト、酸化アルミニウム基複合材料、炭化珪素基複合材料、およびムライト基複合材料からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物であることが好ましい。特に、熱伝導率が高い炭化珪素の電気抵抗を上げることができるＢＮ（窒化硼素）粒子を添加した炭化珪素基複合材料は、誘電体として機能する電極材料に適している。また、熱膨張が小さいが熱伝導が低いムライトに熱伝導を高くする目的で、炭化珪素粒子を分散させたムライト基複合材料も主成分に適している。両材料の熱膨張差が小さいので内部に発生する残留応力は小さい。焼結が困難であるが、電極形状は単純平板であるため、加圧焼成が容易に適用できる。なお、本実施の形態において、主成分とは、成分の６０質量％以上を占めるものをいう。 Examples of the main component of the ceramic body include composite materials such as oxides such as silicon nitride, aluminum nitride, and dense cordierite, nitrides, carbides, and borides. Specifically, the main component of the ceramic body is at least one compound selected from the group consisting of silicon nitride, aluminum nitride, dense cordierite, aluminum oxide group composite material, silicon carbide group composite material, and mullite group composite material It is preferable that In particular, a silicon carbide based composite material to which BN (boron nitride) particles capable of increasing the electric resistance of silicon carbide having high thermal conductivity is suitable for an electrode material functioning as a dielectric. A mullite-based composite material in which silicon carbide particles are dispersed is also suitable as a main component for the purpose of increasing heat conduction to mullite with low thermal expansion but low heat conduction. Since the difference in thermal expansion between the two materials is small, the residual stress generated inside is small. Although it is difficult to sinter, since the electrode shape is a simple flat plate, pressure firing can be easily applied. In the present embodiment, the main component means a component that occupies 60% by mass or more of the component.
また、電極は平板状であっても良いし、円筒状の形状に形成されてなる電極であってもよい。平板状の電極の場合には、テープ成形、押出し成形、プレス成形、射出成形、鋳込み成形等の方法で、電極を構成するセラミック体を成形して形成することが好ましい。 The electrode may be a flat plate or may be an electrode formed in a cylindrical shape. In the case of a flat electrode, it is preferable to form the ceramic body constituting the electrode by a method such as tape molding, extrusion molding, press molding, injection molding, or casting.
電極を構成する導電体は、導電性に優れた金属を主成分とすることが好ましく、例えば、その主成分が、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、およびパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を好適例として挙げることができる。なお、本実施の形態において、主成分とは、成分の６０質量％以上を占めるものをいう。なお、導電体が、上述した群のうち二種類以上の金属を主成分として含む場合には、それら金属の総和が、成分の６０質量％以上を占めるものとする。また、この導電体の厚さとしては、電極の小型化、および排気ガス等を処理する場合に、電極相互間を通過させる被処理流体の抵抗を低減させる等の理由から、０．０１〜０．１ｍｍであることが好ましく、さらに、０．０１〜０．０３ｍｍであることが好ましい。 The conductor constituting the electrode preferably has a metal having excellent conductivity as a main component, for example, the main component is tungsten, molybdenum, manganese, chromium, titanium, zirconium, nickel, iron, silver, copper, Preferred examples include at least one metal selected from the group consisting of platinum and palladium. In the present embodiment, the main component means a component that occupies 60% by mass or more of the component. In addition, when a conductor contains two or more types of metals as a main component among the groups mentioned above, the sum total of these metals shall occupy 60 mass% or more of a component. In addition, the thickness of the conductor is 0.01 to 0 for reasons such as reducing the size of the electrodes and reducing the resistance of the fluid to be processed that passes between the electrodes when processing exhaust gas or the like. 0.1 mm is preferable, and 0.01 to 0.03 mm is more preferable.
電極が平板状の形状であり、さらに、セラミック体の内部に導電体が配設されてなる場合には、セラミック体としてテープ状のセラミック成形体（グリーンテープ）を用い、上述した導電体は、テープ状のセラミック成形体に塗工されて配設されたものであることが好ましい。具体的な塗工の方法としては、例えば、スクリーン印刷、カレンダーロール、スプレー、静電塗装、ディップ、ナイフコータ、化学蒸着、物理蒸着等を好適例として挙げることができる。このような方法によれば、塗工後の表面の平滑性に優れ、かつ厚さの薄い導電体を容易に形成することができる。 When the electrode has a flat plate shape and a conductor is disposed inside the ceramic body, a tape-shaped ceramic molded body (green tape) is used as the ceramic body. It is preferably one that is coated and disposed on a tape-shaped ceramic molded body. Specific examples of the coating method include screen printing, calender roll, spraying, electrostatic coating, dip, knife coater, chemical vapor deposition, physical vapor deposition, and the like. According to such a method, it is possible to easily form a thin conductor having excellent surface smoothness after coating.
導電体をテープ状のセラミック成形体に塗工する際には、導電体の主成分として挙げた金属の粉末と、有機バインダーと、テルピネオール等の溶剤とを混合して導体ペーストを調製し、上述した方法でテープ状のセラミック成形体に塗工することが好ましい。また、テープ状のセラミック成形体との密着性および焼結性を向上させるべく、必要に応じて上述した導体ペーストに添加剤を加えてもよい。 When the conductor is applied to the tape-shaped ceramic molded body, a conductive paste is prepared by mixing a metal powder listed as the main component of the conductor, an organic binder, and a solvent such as terpineol. It is preferable to apply to a tape-shaped ceramic molded body by the above-described method. Moreover, you may add an additive to the conductor paste mentioned above as needed in order to improve adhesiveness and sinterability with a tape-shaped ceramic molded object.
また、セラミック体をテープ状のセラミック成形体で形成するときのテープ状のセラミック成形体の厚さについては、特に限定されることはないが、０．１〜３ｍｍであることが好ましい。テープ状のセラミック成形体の厚さが０．１ｍｍ未満であると、電極相互間の電気絶縁性を確保することができないことがある。また、テープ状のセラミック成形体の厚さが３ｍｍを超えると、省スペース化の妨げになることがある。 Moreover, although it does not specifically limit about the thickness of a tape-shaped ceramic molded object when forming a ceramic body with a tape-shaped ceramic molded object, It is preferable that it is 0.1-3 mm. When the thickness of the tape-shaped ceramic molded body is less than 0.1 mm, the electrical insulation between the electrodes may not be ensured. Further, if the thickness of the tape-shaped ceramic molded body exceeds 3 mm, space saving may be hindered.
テープ状のセラミック成形体は、セラミック基板用のセラミックグリーンシートを好適に用いることができる。このセラミックグリーンシートは、グリーンシート製作用のスラリーまたはペーストを、ドクターブレード法、カレンダー法、印刷法、リバースロールコータ法等の従来公知の手法に従って、所定の厚さとなるように成形して形成することができる。このようにして形成されたセラミックグリーンシートは、切断、切削、打ち抜き、連通孔の形成等の加工を施したり、複数枚のグリーンシートを積層した状態で熱圧着等によって一体的な積層物として用いてもよい。 As the tape-shaped ceramic molded body, a ceramic green sheet for a ceramic substrate can be suitably used. This ceramic green sheet is formed by forming a slurry or paste for producing a green sheet into a predetermined thickness according to a conventionally known method such as a doctor blade method, a calendar method, a printing method, a reverse roll coater method or the like. be able to. The ceramic green sheet formed in this way is used as an integrated laminate by cutting, cutting, punching, formation of communication holes, etc., or by laminating a plurality of green sheets and by thermocompression bonding. May be.
上述したグリーンシート製作用のスラリーまたはペーストは、所定のセラミック粉末に適当なバインダー、焼結助剤、可塑剤、分散剤、有機溶媒等を配合して調製したものを好適に用いることができ、例えば、このセラミック粉末としては、アルミナ、ムライト、コージェライト、窒化珪素、窒化アルミニウム等の粉末を好適例として挙げることができる。焼結助剤は、セラミック粉末１００質量部に対して、３〜１０質量部加えることが好ましい。可塑剤、分散剤および有機溶媒については、従来公知の方法に用いられている可塑剤、分散剤および有機溶媒を好適に用いることができる。 The above-described slurry or paste for producing a green sheet can be suitably used by blending a predetermined ceramic powder with a suitable binder, sintering aid, plasticizer, dispersant, organic solvent, etc. For example, as this ceramic powder, a powder of alumina, mullite, cordierite, silicon nitride, aluminum nitride or the like can be given as a suitable example. The sintering aid is preferably added in an amount of 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder. About a plasticizer, a dispersing agent, and an organic solvent, the plasticizer, dispersing agent, and organic solvent which are used for the conventionally well-known method can be used conveniently.
この電極は、例えば、窒化アルミニウムにイットリア（Ｙ２Ｏ３）を添加した材料で作製したテープを用いることによって形成することができる。例えば、まず、特開平６−２６３５２２号公報によって開示されているように、市販の窒化アルミニウム粉末とイットリア（Ｙ２Ｏ３）粉末にポリメタクリル酸ｎ−ブチルを成形用有機バインダーとして加え、トルエンを溶剤としてボールミル混合した材料を用いてグリーンシート用のスラリーを調製する。このスラリーは、高い熱伝導率のセラミック体を形成することができる。 This electrode can be formed, for example, by using a tape made of a material obtained by adding yttria (Y 2 O 3 ) to aluminum nitride. For example, as disclosed in JP-A-6-263522, poly (n-butyl methacrylate) is added as a molding organic binder to commercially available aluminum nitride powder and yttria (Y 2 O 3 ) powder, and toluene is added. A slurry for a green sheet is prepared using a ball mill mixed material as a solvent. This slurry can form a ceramic body with high thermal conductivity.
次に、得られたグリーンシート用のスラリーを、減圧下で攪拌して脱泡し、さらに所定の粘度となるように調製する。このように調製したグリーンシート用のスラリーをドクターブレード法等のテープ成形法によってテープ状に成形して未焼成セラミック体（セラミック成形体）を形成する。 Next, the obtained slurry for green sheets is defoamed by stirring under reduced pressure, and further prepared to have a predetermined viscosity. The green sheet slurry thus prepared is formed into a tape shape by a tape forming method such as a doctor blade method to form an unfired ceramic body (ceramic formed body).
一方、得られた未焼成セラミック体の一方の表面に配設する導電体を形成するための導体ペーストを調製する。この導体ペーストは、例えば、モリブデン粉末にバインダーおよびテルピネオール等の溶剤を加え、トリロールミルを用いて十分に混練して得ることができる。 On the other hand, a conductor paste for forming a conductor disposed on one surface of the obtained unfired ceramic body is prepared. This conductor paste can be obtained, for example, by sufficiently adding a solvent such as a binder and terpineol to molybdenum powder and sufficiently kneading using a triroll mill.
このようにして得られた導体ペーストを、未焼成セラミック体の表面にスクリーン印刷等を用いて印刷して、所定の形状の導電体を形成する。また、電極を形成した後に、セラミック体の内部に配設された導電体に外部から電気を供給することができるように、導電体を未焼成セラミック体の外周部まで延設するように印刷して外部からの通電部分を確保しておく。 The conductor paste thus obtained is printed on the surface of the unfired ceramic body using screen printing or the like to form a conductor having a predetermined shape. In addition, after the electrode is formed, the conductor is printed so as to extend to the outer peripheral portion of the unfired ceramic body so that electricity can be supplied from the outside to the conductor disposed inside the ceramic body. And secure the energized part from the outside.
次に、導電体を印刷した未焼成セラミック体と、他の未焼成セラミック体とを、印刷した導電体を覆うようにして積層する。未焼成セラミック体を積層する際には、温度１００℃、圧力１０ＭＰａで押圧しながら積層することが好ましい。 Next, the unfired ceramic body on which the conductor is printed and another unfired ceramic body are laminated so as to cover the printed conductor. When laminating the unfired ceramic body, it is preferable to laminate while pressing at a temperature of 100 ° C. and a pressure of 10 MPa.
次に、導電体を挟持した状態で積層した未焼成セラミック体を焼成して、誘電体となる板状のセラミック体と、このセラミック体の内部に配設された導電体とを有してなる電極を形成する。その後、この電極を、所定の間隔で互いに対向配置させて電極を製造する。 Next, the unfired ceramic body laminated with the conductor sandwiched is fired to have a plate-like ceramic body that becomes a dielectric, and a conductor disposed inside the ceramic body. An electrode is formed. Thereafter, the electrodes are arranged to face each other at a predetermined interval to manufacture the electrodes.
本実施の形態の電極は、コージェライトの押出成形によって、形成することができる。この押出工程の条件を制御することにより、気孔率が３％以下の緻密なコージェライトの平板を作製できる。このような緻密なコージェライトは、コージェライト原料の篩通しの条件を精査することにより、大きな気孔や粗大粒子の存在しない、曲げ強度が１００ＭＰａ以上の緻密質コージェライト平板を得ることができ、この押出平板を積層することにより、本実施の形態に用いられるセラミック体の条件を満足する電極を形成することができる。 The electrode of this embodiment can be formed by cordierite extrusion. By controlling the conditions of this extrusion process, a dense cordierite flat plate having a porosity of 3% or less can be produced. By examining the conditions for sieving the cordierite raw material, such a dense cordierite can obtain a dense cordierite flat plate having a bending strength of 100 MPa or more without large pores or coarse particles. By stacking the extruded flat plates, an electrode that satisfies the conditions of the ceramic body used in the present embodiment can be formed.
また、本実施の形態に用いられる電極は、例えば、窒化珪素のテープ成形体で作られた平板をセラミック体として用いても形成することができる。具体的には、窒化珪素にアルミナ粉末とイットリア（Ｙ２Ｏ３）粉末を焼結助剤としてアクリル系有機バインダー、可塑剤、トルエンおよびアルコール系溶剤を樹脂製ポットに入れ、窒化珪素ボールで混合し、ドクターブレード法でグリーンテープを作製する。タングステン粉末、アクリル系有機バインダーおよびテルピネオール系有機溶剤を十分に混練し、印刷用の導体ペーストを調製する。この導体ペーストをグリーンテープに印刷し、他のグリーンテープを印刷面を覆うように積層し、窒素雰囲気下で焼成することによって形成することができる。 The electrode used in the present embodiment can also be formed using, for example, a flat plate made of a silicon nitride tape molded body as a ceramic body. Specifically, alumina powder and yttria (Y 2 O 3 ) powder are added to silicon nitride as a sintering aid and an acrylic organic binder, plasticizer, toluene and alcohol solvent are placed in a resin pot and mixed with silicon nitride balls. Then, a green tape is produced by the doctor blade method. Tungsten powder, an acrylic organic binder and a terpineol organic solvent are sufficiently kneaded to prepare a conductive paste for printing. It can be formed by printing this conductive paste on a green tape, laminating another green tape so as to cover the printing surface, and firing in a nitrogen atmosphere.
また、熱膨張が高い酸化アルミニウムに、熱膨張が低いコージェライト、ムライト、炭化珪素粒子等を分散させた酸化アルミニウム基複合材料も誘電体として機能する電極材料に適している。コージェライト粒子は酸化アルミニウムの熱膨張を大きく下げるが、熱伝導を低下させるため、熱伝導率の高い炭化珪素粒子の複合添加がさらに好ましい。酸化アルミニウム複合材料は、電気抵抗が高く、誘電率も大きく、複合材料化することにより熱膨張率を下げることで、熱衝撃での信頼性が向上できる。 In addition, an aluminum oxide-based composite material in which cordierite, mullite, silicon carbide particles, and the like having low thermal expansion are dispersed in aluminum oxide having high thermal expansion is also suitable as an electrode material that functions as a dielectric. Cordierite particles greatly reduce the thermal expansion of aluminum oxide, but in order to reduce heat conduction, it is more preferable to add silicon carbide particles having a high thermal conductivity. The aluminum oxide composite material has a high electric resistance and a large dielectric constant, and the reliability in thermal shock can be improved by reducing the coefficient of thermal expansion by forming a composite material.
本発明のハニカム構造体は基材に触媒が担持されていても良く、又、担持されていなくても良い。本発明において、触媒とは、三元触媒、酸化触媒、ＮＯＸ選択還元型触媒（ＳＣＲ）、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ）等、いずれでも良い。 The honeycomb structure of the present invention may or may not have a catalyst supported on a substrate. In the present invention, the catalyst may be a three-way catalyst, an oxidation catalyst, a NO X selective reduction catalyst (SCR), a NO X storage reduction catalyst (LNT), or the like.
第１のハニカム構造体のうち少なくとも１つが微粒子捕集フィルタである場合には、本発明のハニカム構造体は前記微粒子捕集フィルタよりも微粒子の捕集効率が小さいものが好ましい。 When at least one of the first honeycomb structures is a particulate collection filter, the honeycomb structure of the present invention preferably has a particulate collection efficiency smaller than that of the particulate collection filter.
次に本発明のハニカム構造体を図面に基づいて具体的に説明する。 Next, the honeycomb structure of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
本発明の電極付きハニカム構造体１を微粒子捕集フィルタ２直後に配置し、微粒子捕集フィルタ２と共に缶体５に収納したガス流路の例を図１に示す。缶体５の筒部のうち上半分を切り欠いて、内部構造が分かるように図示している。ガス流れ３は図中左から右に流れる。以上のように構成した場合、測定した微粒子量からエンジンおよび微粒子フィルタの故障を検知することができる。 FIG. 1 shows an example of a gas flow path in which the honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention is disposed immediately after the particulate collection filter 2 and is housed in the can 5 together with the particulate collection filter 2. The upper half of the cylindrical portion of the can 5 is cut away so that the internal structure can be seen. The gas flow 3 flows from left to right in the figure. When configured as described above, failure of the engine and the particulate filter can be detected from the measured amount of particulates.
本発明の電極付きＮＯＸ触媒担体４を微粒子捕集フィルタ２下流に配置したガス流路の例を図２に示す。微粒子捕集フィルタ２および電極付きＮＯＸ触媒担体４はそれぞれ別々に缶体５に収納されている。各缶体５の筒部のうち上半分は切り欠いて、内部構造が分かるように図示している。ガス流れ３は図中左から右に流れる。以上のように構成した場合、測定した微粒子量からエンジンおよび微粒子フィルタの故障を検知することができる。 An example of an electrode with NO X catalyst carrier 4 of the present invention a gas flow path arranged in two downstream particulate collection filter shown in FIG. Particulates filter 2 and the electrode with NO X catalyst carrier 4 is housed separately can body 5, respectively. The upper half of the cylindrical portion of each can 5 is cut away so that the internal structure can be seen. The gas flow 3 flows from left to right in the figure. When configured as described above, failure of the engine and the particulate filter can be detected from the measured amount of particulates.
本発明の電極付きハニカム構造体１を微粒子捕集フィルタ２直前に配置し、微粒子捕集フィルタ２と共に缶体５に収納したガス流路の例を図３に示す。缶体５の筒部の上半分は切り欠いて、内部構造が分かるように図示している。ガス流れ３は図中左から右に流れる。以上のように構成した場合、測定した微粒子量からエンジンの故障を検知することができる。または、測定した微粒子量から微粒子捕集フィルタ２に堆積している微粒子量が推定でき、測定した微粒子量が所定値より多い場合に微粒子捕集フィルタ２の再生を開始する信号を出力することができる。 FIG. 3 shows an example of a gas flow path in which the honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention is disposed immediately before the particulate collection filter 2 and is accommodated in the can 5 together with the particulate collection filter 2. The upper half of the cylindrical portion of the can 5 is cut away so that the internal structure can be seen. The gas flow 3 flows from left to right in the figure. When configured as described above, engine failure can be detected from the measured amount of fine particles. Alternatively, the amount of fine particles deposited on the fine particle collection filter 2 can be estimated from the measured fine particle amount, and when the measured fine particle amount is larger than a predetermined value, a signal for starting regeneration of the fine particle collection filter 2 can be output. it can.
本発明の電極付きＮＯＸ触媒担体４を微粒子捕集フィルタ２上流に配置したガス流路の例を図４に示す。微粒子捕集フィルタ２および電極付きＮＯＸ触媒担体４はそれぞれ別々に缶体５に収納されている。缶体５の筒部の上半分は切り欠いて、内部構造が分かるように図示している。ガス流れ３は図中左から右に流れる。以上のように構成した場合、測定した微粒子量からエンジンの故障を検知することができる。または、測定した微粒子量から微粒子捕集フィルタ２に堆積している微粒子量が推定でき、測定した微粒子量が所定値より多い場合に微粒子捕集フィルタ２の再生を開始する信号を出力することができる。 An example of an electrode with NO X catalyst carrier 4 of the present invention a gas flow path arranged in the second upstream particulate filter shown in FIG. Particulates filter 2 and the electrode with NO X catalyst carrier 4 is housed separately can body 5, respectively. The upper half of the cylindrical portion of the can 5 is cut away so that the internal structure can be seen. The gas flow 3 flows from left to right in the figure. When configured as described above, engine failure can be detected from the measured amount of fine particles. Alternatively, the amount of fine particles deposited on the fine particle collection filter 2 can be estimated from the measured fine particle amount, and when the measured fine particle amount is larger than a predetermined value, a signal for starting regeneration of the fine particle collection filter 2 can be output. it can.
微粒子捕集フィルタである他のハニカム構造体部７の直後に本発明のハニカム構造体部８を配置し、他のハニカム構造体部７と本発明のハニカム構造体部８とを一体に形成したガス流路の例を図５に示す。本発明のハニカム構造体部８は電極６を備える。 The honeycomb structure body 8 of the present invention is disposed immediately after another honeycomb structure body 7 that is a particulate collection filter, and the other honeycomb structure body 7 and the honeycomb structure body 8 of the present invention are integrally formed. An example of the gas flow path is shown in FIG. The honeycomb structure body 8 of the present invention includes an electrode 6.
本発明の電極付きハニカム構造体１を微粒子捕集フィルタ２直後に配置し、微粒子捕集フィルタ２とは別に缶体５に収納したガス流路の例を図６に示す。微粒子捕集フィルタ２および本発明の電極付きハニカム構造体１はそれぞれ別々に缶体５に収納されている。缶体５の筒部の上半分は切り欠いて、内部構造が分かるように図示している。ガス流れ３は図中左から右に流れる。以上のように構成した場合、測定した微粒子量からエンジンまたは微粒子フィルタの故障を検知することができる。 FIG. 6 shows an example of a gas flow path in which the honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention is disposed immediately after the particulate collection filter 2 and is housed in the can body 5 separately from the particulate collection filter 2. The particulate collection filter 2 and the honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention are separately accommodated in a can 5. The upper half of the cylindrical portion of the can 5 is cut away so that the internal structure can be seen. The gas flow 3 flows from left to right in the figure. When configured as described above, a failure of the engine or the particulate filter can be detected from the measured particulate amount.
本発明の電極付きハニカム構造体１を微粒子捕集フィルタ２直前に配置し、微粒子捕集フィルタ２とは別に缶体５に収納したガス流路の例を図７に示す。微粒子捕集フィルタ２および本発明の電極付きハニカム構造体１はそれぞれ別々に缶体５に収納されている。缶体５の筒部の上半分は切り欠いて、内部構造が分かるように図示している。ガス流れ３は図中左から右に流れる。以上のように構成した場合、測定した微粒子量からエンジンの故障を検知することができる。または、測定した微粒子量から微粒子捕集フィルタ２に堆積している微粒子量が推定でき、測定した微粒子量が所定値より多い場合に微粒子捕集フィルタ２の再生を開始する信号を出力することができる。 FIG. 7 shows an example of a gas flow path in which the honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention is disposed immediately before the particulate collection filter 2 and is housed in the can 5 separately from the particulate collection filter 2. The particulate collection filter 2 and the honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention are separately accommodated in a can 5. The upper half of the cylindrical portion of the can 5 is cut away so that the internal structure can be seen. The gas flow 3 flows from left to right in the figure. When configured as described above, engine failure can be detected from the measured amount of fine particles. Alternatively, the amount of fine particles deposited on the fine particle collection filter 2 can be estimated from the measured fine particle amount, and when the measured fine particle amount is larger than a predetermined value, a signal for starting regeneration of the fine particle collection filter 2 can be output. it can.
本発明の電極付きハニカム構造体１を他のハニカム構造体９の直後（図８（ａ））または直前（図８（ｂ））に配置し、他のハニカム構造体とは別に缶体５に収納したガス流路の例を図８（ａ）および図８（ｂ）に示す。缶体５の筒部の上半分は切り欠いて、内部構造が分かるように図示している。ガス流れ３は図中左から右に流れる。前者の場合には、測定した微粒子量からエンジンまたは他のハニカム構造体の故障を検知することができ、後者の場合には、エンジンの故障を検知することができる。 The honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention is arranged immediately after (FIG. 8 (a)) or immediately before (FIG. 8 (b)) the other honeycomb structure 9, and the can body 5 is separated from the other honeycomb structure. Examples of the stored gas flow paths are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). The upper half of the cylindrical portion of the can 5 is cut away so that the internal structure can be seen. The gas flow 3 flows from left to right in the figure. In the former case, a failure of the engine or other honeycomb structure can be detected from the measured amount of fine particles, and in the latter case, a failure of the engine can be detected.
本発明のハニカム構造体部８を他のハニカム構造体部７の直後に配置し、他のハニカム構造体部７と本発明のハニカム構造体部８とを一体に形成したガス流路の例を図９に示す。本発明のハニカム構造体部８は電極５を備える。 An example of a gas flow path in which the honeycomb structure body 8 of the present invention is disposed immediately after another honeycomb structure body 7 and the other honeycomb structure body 7 and the honeycomb structure body 8 of the present invention are integrally formed. As shown in FIG. The honeycomb structure body 8 of the present invention includes an electrode 5.
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
（実施例１）
タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカの各粉末を、ＳｉＯ２が４２〜５６質量％、Ａｌ２Ｏ３が０〜４５質量％、ＭｇＯが１２〜１６質量％という化学組成の範囲に入るように所定の割合で調合したコージェライト化原料に、造孔剤としてグラファイトを１５〜２５質量％、ＰＥＴ、ＰＭＡ、フェノール樹脂等の合成樹脂を合計５〜１５質量％添加し、更にメチルセルロース類と界面活性剤とを所定量添加し、これに水を加えて混練し坏土とした。次いで、この坏土を真空脱気後、ハニカム構造に押し出し成形し、マイクロ波乾燥および熱風乾燥法により乾燥した後、最高温度を１４００〜１４３５℃として焼成することにより、多孔質のセラミックス（コージェライト）からなるハニカム構造体を製造した（直径１０６ｍｍ、長さ１１４ｍｍ）。
(Example 1)
Talc, kaolin, calcined kaolin, alumina, aluminum hydroxide, the respective powders of silica, SiO 2 is 42 to 56 wt%, Al 2 O 3 is 0 to 45 wt%, MgO is the chemical composition of 12 to 16 wt% To the cordierite forming raw material prepared at a predetermined ratio so as to fall within the range of 15 to 25% by mass of graphite as a pore-forming agent, 5 to 15% by mass in total of synthetic resins such as PET, PMA, and phenol resin, Further, methylcelluloses and a surfactant were added in predetermined amounts, and water was added thereto and kneaded to obtain a clay. The clay is then vacuum degassed, extruded into a honeycomb structure, dried by microwave drying and hot air drying, and then fired at a maximum temperature of 1400 to 1435 ° C. ) Was manufactured (diameter 106 mm, length 114 mm).
このフィルタの外周面の２カ所に銀ペーストを塗布して焼き付けることにより、電極を形成し、当該電極間の交流インピーダンスを計測するインピーダンス計測回路を構成した。 An electrode was formed by applying and baking a silver paste at two locations on the outer peripheral surface of the filter, and an impedance measuring circuit for measuring the AC impedance between the electrodes was constructed.
この電極付きハニカム構造体１を図１のように微粒子捕集フィルタ２とともに缶体５に収納した。この缶体に、微粒子を含むディーゼルエンジン排ガスを流し、フィルタに微粒子を堆積させながら、前記電極間の交流インピーダンスの計測を行ったところ、堆積した微粒子の質量と計測した交流インピーダンスの変化率との関係は、図１０のようになり、交流インピーダンスの値より微粒子の堆積量が推定できることを確認した。 The honeycomb structure 1 with an electrode was housed in a can 5 together with a particulate collection filter 2 as shown in FIG. The AC impedance between the electrodes was measured while flowing diesel engine exhaust gas containing fine particles through this can and depositing fine particles on the filter. The mass of the accumulated fine particles and the rate of change of the measured AC impedance The relationship is as shown in FIG. 10, and it was confirmed that the amount of deposited fine particles can be estimated from the value of AC impedance.
図１０は図１に示す本発明の電極付きハニカム構造体１の場所でのインピーダンス測定結果（表面電極、電極サイズ５０ｍｍ×１５５ｍｍ、１０ｋＨｚ）を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing impedance measurement results (surface electrode, electrode size 50 mm × 155 mm, 10 kHz) at the location of the honeycomb structure 1 with an electrode of the present invention shown in FIG.
本発明は、内燃機関の排気系等で排出される微粒子の排出量を計測する微粒子センサとして使用することができる。 The present invention can be used as a particulate sensor that measures the amount of particulates discharged in an exhaust system of an internal combustion engine.
１：電極付きハニカム構造体、２：微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）、３：ガス流れ、４：電極付きＮＯＸ触媒担体、５：缶体、６：電極、７：他のハニカム構造体部、８：本発明のハニカム構造体部、９：他のハニカム構造体 1: honeycomb structure with electrode, 2: particulate collection filter (DPF), 3: gas flow, 4: NO X catalyst carrier with electrode, 5: can body, 6: electrode, 7: other honeycomb structure body, 8: Honeycomb structure of the present invention, 9: Other honeycomb structure
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