JP2017142092A

JP2017142092A - 微粒子センサ

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Publication number: JP2017142092A
Application number: JP2016022165A
Authority: JP
Inventors: 寛輝服部; Hiroki Hattori; 雅幸本村; Masayuki Motomura; 大澤　敬正; Takamasa Osawa; 敬正大澤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: JP6499597B2

Abstract

【課題】２つのコネクタを間違って相手側コネクタに接続するのを防止できる微粒子センサを提供すること。
【解決手段】微粒子センサ１は、金具１０に導通し接地電位ＰＶＥとされる第１端子部材７１、第１電極２３等に導通し第１電位ＰＶ１とされる第２端子部材７２、第２電極３３に導通し第２電位ＰＶ２とされる第３端子部材７３を有する第１コネクタ７０と、金具１０に導通し接地電位ＰＶＥとされる第４端子部材８１、第１電極２３等に導通し第１電位ＰＶ１とされる第５端子部材８２、補助電極４３に導通し第３電位ＰＶ３とされる第６端子部材８３を有する第２コネクタ８０とを備える。これら第１，第２コネクタ７０，８０は、互いの相違を視認できる相違点を少なくとも１つ含む形態を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、接地電位とされた金属製の通気管に装着され、この通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子の量を検知する微粒子センサに関する。

金属製の通気管に装着されて用いられ、通気管内を流通する被測定ガス中に含まれる微粒子の量を検知する微粒子センサが知られている。例えば、内燃機関（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなど）の排気管に装着され、排気ガス中に含まれるススなどの微粒子の量を検知する微粒子センサなどである。この微粒子センサでは、排気管を流通する排気ガスを取り入れ、この排気ガス中に含まれる微粒子にイオン源で生成したイオンを付着させて帯電微粒子とした後、取り入れた排気ガスと共に排気管に排出する。一方で、イオン源で生成したイオンのうち微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する。そして、イオン源で生成したイオンの量と、捕集された浮遊イオンの量との差分に相当する電流値を測定して、被測定ガス中に含まれる微粒子の量を測定する。このような微粒子センサは、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０１５−１６３８９７号公報

ところで、上述の微粒子センサにおいては、センサ本体から外部に延出するケーブルを２本のケーブルに分け、それぞれのケーブルの端部にコネクタを設けた形態としたい場合がある。
具体的には、一方の第１ケーブルは、微粒子センサの金具に導通し接地電位とされる第１導体と、イオン源の第１電極及び捕集極に導通し第１電位とされる第２導体と、イオン源の第２電極に導通し第２電位とされる第３導体とを有する。そして、これら第１導体、第２導体及び第３導体を、第１ケーブルの端部に設ける第１コネクタの３つの端子部材にそれぞれ接続する。
また、他方の第２ケーブルは、上記金具に導通し接地電位とされる第４導体と、上記イオン源の第１電極及び捕集極に導通し第１電位とされる第５導体と、補助電極に導通し第３電位とされる第６導体とを有する。そして、これら第４導体、第５導体及び第６導体を、第２ケーブルの端部に設ける第２コネクタの３つの端子部材にそれぞれ接続する形態としたい場合がある。

しかしながら、第１コネクタと第２コネクタとが同一の形状及び外観である場合には、これら第１，第２コネクタを目視で区別できない。このため、これら第１，第２コネクタを間違って接続するおそれがある。即ち、第１コネクタを、第２コネクタが接続される相手側第２コネクタに間違って接続し、第２コネクタを、第１コネクタが接続される相手側第１コネクタに間違って接続するおそれがある。
但し、このように第１，第２コネクタを間違って接続した場合でも、補助電極で気中放電が生じて放電電流が流れるなど、あたかも微粒子センサが作動しているように見えることがある。このため、第１，第２コネクタを間違って接続したことに気付かずに、正常に作動しない状態で微粒子センサを使用し続ける場合があり得る。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、２つのコネクタ（第１コネクタ，第２コネクタ）を間違って相手側コネクタ（相手側第１コネクタ，相手側第２コネクタ）に接続するのを防止できる微粒子センサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、接地電位とされた金属製の通気管に装着され、上記通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子の量を検知する微粒子センサであって、上記通気管に装着され接地電位とされる金具と、接地電位とは異なる第１電位される第１電極、及び、接地電位及び上記第１電位とは異なる第２電位とされる第２電極を含み、上記第１電極と上記第２電極との間に生じる気中放電により、上記微粒子に付着させるイオンを生成するイオン源と、上記第１電位とされ、生成された上記イオンのうち上記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極と、接地電位、上記第１電位及び上記第２電位とは異なる第３電位とされ、上記捕集極による上記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極と、上記金具に導通し接地電位とされる第１端子部材、上記第１電極及び上記捕集極に導通し上記第１電位とされる第２端子部材、並びに、上記第２電極に導通し上記第２電位とされる第３端子部材を有する第１コネクタと、上記金具に導通し接地電位とされる第４端子部材、上記第１電極及び上記捕集極に導通し上記第１電位とされる第５端子部材、並びに、上記補助電極に導通し上記第３電位とされる第６端子部材を有する第２コネクタと、を備え、上記第１コネクタ及び上記第２コネクタは、互いの相違を視認できる相違点を少なくとも１つ含む形態を有する微粒子センサである。

上述の微粒子センサによれば、第１端子部材（接地電位）、第２端子部材（第１電位）及び第３端子部材（第２電位）を有する第１コネクタと、第４端子部材（接地電位）、第５端子部材（第１電位）及び第６端子部材（第３電位）を有する第２コネクタとを、互いの相違を視認できる相違点を少なくとも１つ含む形態としている。このため、これら第１，第２コネクタを間違って相手側コネクタに接続すること、即ち、第１コネクタを、第２コネクタが接続される相手側第２コネクタに間違って接続すること、及び、第２コネクタを、第１コネクタが接続される相手側第１コネクタに間違って接続することを防止できる。

更に、上記の微粒子センサであって、前記第１コネクタに接続するケーブルであって、前記第２電極に導通する一方、前記第３端子部材に接続する第１中心導体、前記第１電極及び前記捕集極に導通する一方、前記第２端子部材に接続し、上記第１中心導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第１内側導体、及び、前記金具に導通する一方、前記第１端子部材に接続し、上記第１内側導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第１外側導体、を有する第１トライアキシャルケーブルと、前記第２コネクタに接続するケーブルであって、前記補助電極に導通する一方、前記第６端子部材に接続する第２中心導体、上記第１電極及び上記捕集極に導通する一方、前記第５端子部材に接続し、上記第２中心導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第２内側導体、及び、上記金具に導通する一方、前記第４端子部材に接続し、上記第２内側導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第２外側導体、を有する第２トライアキシャルケーブルと、を備え、前記第１コネクタは、上記第３端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第２端子部材が配置され、上記第２端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第１端子部材が配置された形態を有する第１三重同軸コネクタであり、前記第２コネクタは、上記第６端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第５端子部材が配置され、上記第５端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第４端子部材が配置された形態を有する第２三重同軸コネクタである微粒子センサとすると良い。

上述の微粒子センサによれば、第１トライアキシャルケーブルに接続する第１三重同軸コネクタと、第２トライアキシャルケーブルに接続する第２三重同軸コネクタとが、互いの相違を視認できる相違点を少なくとも１つ含む形態を有する。このため、これら第１，第２三重同軸コネクタを間違って相手側コネクタに接続することを防止できる。

更に、上記のいずれかに記載の微粒子センサであって、前記第１コネクタは、前記第２コネクタが接続される相手側第２コネクタには接続不能な形状を有し、上記第２コネクタは、上記第１コネクタが接続される相手側第１コネクタには接続不能な形状を有する微粒子センサとすると良い。

第１コネクタは、第２コネクタが接続される相手側第２コネクタには接続不能な形状であるため、第１コネクタを間違って相手側第２コネクタに接続するのを確実に防止できる。また、第２コネクタは、第１コネクタが接続される相手側第１コネクタには接続不能な形状であるため、第２コネクタを間違って相手側第１コネクタに接続するのを確実に防止できる。

更に、上記のいずれかに記載の微粒子センサであって、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、外観上区別可能な異なる色を有する微粒子センサとすると良い。

第１コネクタ及び第２コネクタは、外観上区別可能な異なる色を有する形態であるため、第１コネクタを間違って相手側第２コネクタに接続すること、及び、第２コネクタを間違って相手側第１コネクタに接続することを防止できる。

更に、上記のいずれかに記載の微粒子センサであって、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、外観上区別可能な異なる刻印を有する微粒子センサとすると良い。

第１コネクタ及び第２コネクタは、外観上区別可能な異なる刻印を有する形態であるため、第１コネクタを間違って相手側第２コネクタに接続すること、及び、第２コネクタを間違って相手側第１コネクタに接続することを防止できる。

実施形態１に係る微粒子センサのうち、先端側部分であるセンサ本体及び第１，第２トライアキシャルケーブルの一部の斜視図である。実施形態１に係る微粒子センサのうち、基端側部分である第１トライアキシャルケーブルの一部、第１三重同軸コネクタ、第２トライアキシャルケーブルの一部及び第２三重同軸コネクタと、これらと接続する相手側第１コネクタ及び相手側第２コネクタとの対応関係を示す説明図である。実施形態１に係り、（ａ）は第１三重同軸コネクタの、（ｂ）は第２三重同軸コネクタの、（ｃ）は相手側第１コネクタの、（ｄ）は相手側第２コネクタの、正面図である。実施形態１に係る微粒子センサの概略構成を示す説明図である。実施形態１に係る微粒子センサにおける微粒子の取り入れ、帯電、排出の様子を模式的に示す説明図である。実施形態２に係る微粒子センサのうち、基端側部分である第１トライアキシャルケーブルの一部、第１三重同軸コネクタ、第２トライアキシャルケーブルの一部及び第２三重同軸コネクタと、これらと接続する相手側第１コネクタ及び相手側第２コネクタとの対応関係を示す説明図である。実施形態２に係り、（ａ）は第１三重同軸コネクタの、（ｂ）は第２三重同軸コネクタの、（ｃ）は相手側第１コネクタの、（ｄ）は相手側第２コネクタの、正面図である。実施形態３に係る微粒子センサのうち、基端側部分である第１トライアキシャルケーブルの一部、第１三重同軸コネクタ、第２トライアキシャルケーブルの一部及び第２三重同軸コネクタと、これらと接続する相手側第１コネクタ及び相手側第２コネクタとの対応関係を示す説明図である。実施形態４に係る微粒子センサのうち、基端側部分である第１トライアキシャルケーブルの一部、第１三重同軸コネクタ、第２トライアキシャルケーブルの一部及び第２三重同軸コネクタと、これらと接続する相手側第１コネクタ及び相手側第２コネクタとの対応関係を示す説明図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に、実施形態１に係る微粒子センサ１を示す。また、図３は、第１三重同軸コネクタ７０、第２三重同軸コネクタ８０、相手側第１コネクタＣＮ１及び相手側第２コネクタＣＮ２の正面図である。また、図４に、微粒子センサ１の概略構成を、図５に、微粒子センサ１における微粒子Ｓの取り入れ、帯電、排出の様子を模式的に示す。なお、図１において、微粒子センサ１のセンサ本体５の軸線方向ＧＨ（図中、左右方向）のうち、ガス取入管２１が配置された側（図中、左方）を先端側ＧＳ、これとは反対側の２本のケーブル（第１トライアキシャルケーブル５０及び第２トライアキシャルケーブル６０）が延出する側（図中、右方）を基端側ＧＫとする。

微粒子センサ１は、内燃機関（エンジン）ＥＮＧの排気管（通気管）ＥＰを流通する排気ガスなどの被測定ガスＥＧ中に含まれるススなどの微粒子Ｓの量を検知するセンサである（図１，図４及び図５参照）。この微粒子センサ１は、例えば接地電位ＰＶＥとされた金属製の排気管ＥＰに装着され、微粒子センサ１のうち先端側ＧＳに位置するガス取入管２１が、排気管ＥＰ内に配置される。また、微粒子センサ１のうち第１トライアキシャルケーブル５０の端部に設けられた第１三重同軸コネクタ７０は、外部の回路部ＥＣの相手側第１コネクタＣＮ１に接続され、第２トライアキシャルケーブル６０の端部に設けられた第２三重同軸コネクタ８０は、回路部ＥＣの相手側第２コネクタＣＮ２に接続される。
この微粒子センサ１は、外側金具１０、ガス取入管２１を含む内側金具２０、針状電極体３０、補助電極体４０、第１トライアキシャルケーブル５０、第２トライアキシャルケーブル６０、第１三重同軸コネクタ７０、第２三重同軸コネクタ８０等から構成される。

このうち外側金具１０は、概略円筒状であり、内側金具２０の径方向周囲を内側金具２０とは離間し絶縁された状態で囲む。この外側金具１０は、接地電位ＰＶＥとされた排気管ＥＰに装着されて接地電位ＰＶＥとされる。外側金具１０は、主体金具１１と、この主体金具１１に基端側ＧＫで接合されたリアカバー１３とを有する。このうち主体金具１１は、先端側ＧＳに位置し、内側金具２０のガス取入管２１の径方向周囲を囲む金具包囲部１１ａと、金具包囲部１１ａの基端側ＧＫに位置する本体部１１ｂとを有する。本体部１１ｂの径方向周囲には、この微粒子センサ１を排気管ＥＰに固定するナット１５が、本体部１１ｂに対し回転自在に配置されている。また、リアカバー１３には、後述するエアパイプ２７に連通する一方、基端側ＧＫに向けて突出する筒状のチューブ取付部１３ｔが設けられている。このチューブ取付部１３ｔには、外部の圧送ポンプＰＯに繋がるエアチューブＴＢが取り付けられる。これにより、圧送ポンプＰＯで生成された清浄な空気（圧縮空気）ＡＲが、エアチューブＴＢを介してリアカバー１３内に供給される。また、リアカバー１３の内部から基端側ＧＫには、２本のケーブル（第１トライアキシャルケーブル５０及び第２トライアキシャルケーブル６０）が延出している。

次に、内側金具２０について説明する。この内側金具２０は、外形円柱状であり、前述のように、外側金具１０の径方向内側に外側金具１０とは絶縁された状態で配置されている。内側金具２０は、後述する第１トライアキシャルケーブル５０の第１内側導体５２及び第２トライアキシャルケーブル６０の第２内側導体６２にそれぞれ導通しており、接地電位ＰＶＥとは異なる第１電位ＰＶ１とされる。
この内側金具２０は、排気管ＥＰ内に配置されるガス取入管２１を先端側ＧＳに有する。このガス取入管２１のうち基端側ＧＫの内部には、径方向中央が先端側ＧＳに向かう凹形状で、その中心に微細な透孔が形成された、第１電極をなすノズル部２３が設けられている。このノズル部（第１電極）２３は、内側金具２０の一部であるため、第１電位ＰＶ１とされる。

ガス取入管２１のうちノズル部２３の基端側ＧＫには、円柱状の放電空間ＤＳが形成されている。この放電空間ＤＳ内では、後述する針状電極体３０のうち第２電極をなす針状先端部３３が先端側ＧＳに向けて突出している。また、内側金具２０内には、樹脂からなるエアパイプ２７が配置されており、その先端部が内側金具２０内で開放されているので、先端部から放出された空気（圧縮空気）ＡＲは、この放電空間ＤＳ内に流通する。
一方、ガス取入管２１のうちノズル部２３の先端側ＧＳには、円柱状の空間である円柱状混合領域ＭＸ１が形成されている。また、ガス取入管２１には、排気管ＥＰの下流側に向けて開口し、この円柱状混合領域ＭＸ１に繋がる１つのガス取入口２１ｈ１が設けられている。

また、ガス取入管２１のうち円柱状混合領域ＭＸ１の先端側ＧＳの内部には、径方向内側に膨出する捕集極２５が設けられている。この捕集極２５は、内側金具２０の一部であるため、ノズル部２３と共に第１電位ＰＶ１とされる。捕集極２５によってガス取入管２１の内部空間がスリット状に狭められており、スリット状混合領域ＭＸ２が形成されている。このスリット状混合領域ＭＸ２内には、後述する補助電極体４０の補助電極部４３が基端側ＧＫに向けて突出している。
ガス取入管２１のうち捕集極２５及びスリット状混合領域ＭＸ２の先端側ＧＳには、円柱状の空間であるガス排出路ＥＸが形成されている。また、ガス取入管２１には、排気管ＥＰの下流側に向けて開口し、ガス排出路ＥＸに繋がる１つのガス排出口２１ｈ２が設けられている。

次に、針状電極体３０について説明する。この針状電極体３０は、タングステン線からなり、内側金具２０の径方向内側に内側金具２０とは絶縁された状態で配置されている。針状電極体３０は、直棒状の延出部３１と、その先端部分に位置し、針状に尖った形状とされた第２電極をなす針状先端部３３とからなる。このうち延出部３１の基端部は、後述する第１トライアキシャルケーブル５０の第１中心導体５１に接続されているため、針状電極体３０は、接地電位ＰＶＥ及び第１電位ＰＶ１とは異なる第２電位ＰＶ２とされる。なお、本実施形態１では、第１電位ＰＶ１と第２電位ＰＶ２との電位差は、２５００Ｖである。針状先端部３３は、前述のように、放電空間ＤＳ内で先端側ＧＳに向けて突出してノズル部２３と向き合っており、ノズル部２３と共にイオン源３５を構成する。即ち、後述するように、第１電位ＰＶ１とされるノズル部２３と、第２電位ＰＶ２とされる針状先端部３３とは、これらの電極間に生じる気中放電により、微粒子Ｓに付着させるイオンＣＰを生成する。

次に、補助電極体４０について説明する。この補助電極体４０は、ステンレス線からなり、内側金具２０の径方向内側に内側金具２０とは絶縁された状態で配置されている。補助電極体４０は、直棒状の延出部４１と、その先端側ＧＳでＵ字状に曲げ返された曲げ返し部４２と、曲げ返し部４２から基端側ＧＫに延びる共に先端が針状に尖った形状とされ補助電極をなす補助電極部４３とからなる。このうち延出部４１の基端部は、後述する後述する第２トライアキシャルケーブル６０の第２中心導体６１に接続されているため、補助電極体４０は、接地電位ＰＶＥ、第１電位ＰＶ１及び第２電位ＰＶ２とは異なる第３電位ＰＶ３とされる。なお、本実施形態１では、第１電位ＰＶ１と第３電位ＰＶ３との電位差は、１００Ｖである。補助電極部４３は、前述のように、スリット状混合領域ＭＸ２内で基端側ＧＫに向けて突出している。また、曲げ返し部４２は、ガス排出路ＥＸ内に配置されている。

次に、第１トライアキシャルケーブル５０について説明する。この第１トライアキシャルケーブル５０の中心には、銅の芯線からなる第１中心導体５１が配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第１絶縁体層５５で被覆されている。更に、この第１絶縁体層５５の径方向周囲には、銅細線を編んだ編組からなる筒状の第１内側導体５２が第１中心導体５１と同軸に配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第２絶縁体層５６で被覆されている。更に、この第２絶縁体層５６の径方向周囲には、銅細線を編んだ編組からなる筒状の第１外側導体５３が第１中心導体５１及び第１内側導体５２と同軸に配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第３絶縁体層５７で被覆されている。

このうち第１中心導体５１は、先端側ＧＳで前述のように針状電極体３０の延出部３１に接続される一方、基端側ＧＫで後述する第１三重同軸コネクタ７０（図２及び図３（ａ）参照）の中心の第３端子部材７３に接続されており、第２電位ＰＶ２とされる。また、第１内側導体５２は、前述のように内側金具２０に導通する一方、基端側ＧＫで後述する第１三重同軸コネクタ７０の第２端子部材７２に接続されており、第１電位ＰＶ１とされる。また、第１外側導体５３は、外側金具１０に導通して接地電位ＰＶＥとされる一方、基端側ＧＫで後述する第１三重同軸コネクタ７０の第１端子部材７１に接続されている。

次に、第２トライアキシャルケーブル６０について説明する。この第２トライアキシャルケーブル６０の中心には、銅の芯線からなる第２中心導体６１が配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第４絶縁体層６５で被覆されている。更に、この第４絶縁体層６５の径方向周囲には、銅細線を編んだ編組からなる筒状の第２内側導体６２が第２中心導体６１と同軸に配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第５絶縁体層６６で被覆されている。更に、この第５絶縁体層６６の径方向周囲には、銅細線を編んだ編組からなる筒状の第２外側導体６３が第２中心導体６１及び第２内側導体６２と同軸に配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第６絶縁体層６７で被覆されている。

このうち第２中心導体６１は、先端側ＧＳで前述のように補助電極体４０の延出部４１に接続される一方、基端側ＧＫで後述する第２三重同軸コネクタ８０（図２及び図３（ｂ）参照）の中心の第６端子部材８３に接続されており、第３電位ＰＶ３とされる。また、第２内側導体６２は、前述のように内側金具２０に導通する一方、基端側ＧＫで後述する第２三重同軸コネクタ８０の第５端子部材８２に接続されており、第１電位ＰＶ１とされる。また、第２外側導体６３は、外側金具１０に導通して接地電位ＰＶＥとされる一方、基端側ＧＫで後述する第２三重同軸コネクタ８０の第４端子部材８１に接続されている。

次に、第１三重同軸コネクタ７０について説明する（図２〜図４参照）。この第１三重同軸コネクタ７０は、第１トライアキシャルケーブル５０の端部に設けられており、外部の回路部ＥＣに設けられた相手側第１コネクタＣＮ１に接続される。第１三重同軸コネクタ７０の中心には、第２電位ＰＶ２とされる直棒状の第３端子部材７３が配置されている。この第３端子部材７３には、前述のように、第１トライアキシャルケーブル５０の第１中心導体５１が接続されている。更に、第３端子部材７３の径方向外側には、第３端子部材７３と同軸に第１電位ＰＶ１とされる筒状の第２端子部材７２が配置されている。この第２端子部材７２には、前述のように、第１トライアキシャルケーブル５０の第１内側導体５２が接続されている。

更に、第２端子部材７２の径方向外側には、第３端子部材７３及び第２端子部材７２と同軸に接地電位ＰＶＥとされる筒状の第１端子部材７１が配置されている。この第１端子部材７１には、前述のように、第１トライアキシャルケーブル５０の第１外側導体５３が接続されている。また、第１端子部材７１の径方向外側には、第３端子部材７３、第２端子部材７２及び第１端子部材７１と同軸に筒状の第１筒部７５が設けられている。この第１筒部７５には、２つの第１係合溝７０ｍが１８０度の等間隔で形成されている。

これに対し、相手側第１コネクタＣＮ１は、その中心に第２電位ＰＶ２とされる筒状の相手側第３端子部材ＣＤ１３を有する。更に、相手側第３端子部材ＣＤ１３の径方向外側には、相手側第３端子部材ＣＤ１３と同軸に第１電位ＰＶ１とされる筒状の相手側第２端子部材ＣＤ１２が配置されている。更に、相手側第２端子部材ＣＤ１２の径方向外側には、相手側第３端子部材ＣＤ１３及び相手側第２端子部材ＣＤ１２と同軸に接地電位ＰＶＥとされる筒状の相手側第１端子部材ＣＤ１１が配置されている。この相手側第１端子部材ＣＤ１１の外周には、径方向外側にそれぞれ突出する２つの第１突起部ＣＴ１が１８０度の等間隔で設けられている。

第１三重同軸コネクタ７０を相手側第１コネクタＣＮ１に接続する際、第１三重同軸コネクタ７０の第３端子部材７３は、相手側第１コネクタＣＮ１の相手側第３端子部材ＣＤ１３内に挿入されてこれに接続する。また、第１三重同軸コネクタ７０の第２端子部材７２は、相手側第１コネクタＣＮ１の相手側第２端子部材ＣＤ１２に径方向外側から嵌合してこれに接続する。また、第１三重同軸コネクタ７０の第１端子部材７１は、相手側第１コネクタＣＮ１の相手側第１端子部材ＣＤ１１に径方向内側から嵌合してこれに接続する。更に、第１三重同軸コネクタ７０の２つの第１係合溝７０ｍ内に、相手側第１コネクタＣＮ１の２つの第１突起部ＣＴ１がそれぞれ挿入されて係合する。

なお、第１三重同軸コネクタ７０は、次述する第２三重同軸コネクタ８０が接続される相手側第２コネクタＣＮ２には接続できない。第１三重同軸コネクタ７０には、前述のように「２つ」の第１係合溝７０ｍが形成されているのに対し、相手側第２コネクタＣＮ２は、後述するように「３つ」の第２突起部ＣＴ２を有するからである。従って、第１三重同軸コネクタ７０を間違って相手側第２コネクタＣＮ２に接続することがない。

次に、第２三重同軸コネクタ８０について説明する（図２〜図４参照）。この第２三重同軸コネクタ８０は、第２トライアキシャルケーブル６０の端部に設けられており、外部の回路部ＥＣに設けられた相手側第２コネクタＣＮ２に接続される。第２三重同軸コネクタ８０の中心には、第３電位ＰＶ３とされる直棒状の第６端子部材８３が配置されている。この第６端子部材８３には、前述のように、第２トライアキシャルケーブル６０の第２中心導体６１が接続されている。更に、第６端子部材８３の径方向外側には、第６端子部材８３と同軸に第１電位ＰＶ１とされる筒状の第５端子部材８２が配置されている。この第５端子部材８２には、前述のように、第２トライアキシャルケーブル６０の第２内側導体６２が接続されている。

更に、第５端子部材８２の径方向外側には、第６端子部材８３及び第５端子部材８２と同軸に接地電位ＰＶＥとされる筒状の第４端子部材８１が配置されている。この第４端子部材８１には、前述のように、第２トライアキシャルケーブル６０の第２外側導体６３が接続されている。また、第４端子部材８１の径方向外側には、第６端子部材８３、第５端子部材８２及び第４端子部材８１と同軸に筒状の第２筒部８５が設けられている。この第２筒部８５には、「３つ」の第２係合溝８０ｍが１２０度の等間隔で形成されている。

これに対し、相手側第２コネクタＣＮ２は、その中心に第３電位ＰＶ３とされる筒状の相手側第６端子部材ＣＤ２３を有する。更に、相手側第６端子部材ＣＤ２３の径方向外側には、相手側第６端子部材ＣＤ２３と同軸に第１電位ＰＶ１とされる筒状の相手側第５端子部材ＣＤ２２が配置されている。更に、相手側第５端子部材ＣＤ２２の径方向外側には、相手側第６端子部材ＣＤ２３及び相手側第５端子部材ＣＤ２２と同軸に接地電位ＰＶＥとされる筒状の相手側第４端子部材ＣＤ２１が配置されている。この相手側第４端子部材ＣＤ２１の外周には、径方向外側にそれぞれ突出する「３つ」の第２突起部ＣＴ２が１２０度の等間隔で設けられている。

第２三重同軸コネクタ８０を相手側第２コネクタＣＮ２に接続する際、第２三重同軸コネクタ８０の第６端子部材８３は、相手側第２コネクタＣＮ２の相手側第６端子部材ＣＤ２３内に挿入されてこれに接続する。また、第２三重同軸コネクタ８０の第５端子部材８２は、相手側第２コネクタＣＮ２の相手側第５端子部材ＣＤ２２に径方向外側から嵌合してこれに接続する。また、第２三重同軸コネクタ８０の第４端子部材８１は、相手側第２コネクタＣＮ２の相手側第４端子部材ＣＤ２１に径方向内側から嵌合してこれに接続する。更に、第２三重同軸コネクタ８０の３つの第２係合溝８０ｍ内に、相手側第２コネクタＣＮ２の３つの第２突起部ＣＴ２がそれぞれ挿入されて係合する。

なお、第２三重同軸コネクタ８０は、前述の相手側第１コネクタＣＮ１には接続できない。第２三重同軸コネクタ８０には、前述のように「３つ」の第２係合溝８０ｍが形成されているのに対し、相手側第１コネクタＣＮ１は、「２つ」の第１突起部ＣＴ１を有するからである。従って、第２三重同軸コネクタ８０を間違って相手側第１コネクタＣＮ１に接続することがない。

次いで、微粒子センサ１の電気的機能及び動作について説明する（図５及び図４参照）。外部の回路部ＥＣにより第１電位ＰＶ１とされる内側金具２０のガス取入管２１のノズル部２３と、これよりも正の高電位である第２電位ＰＶ２とされる針状電極体３０の針状先端部３３との間では、気中放電（コロナ放電）が生じ、Ｎ³⁺，Ｏ²⁺等の正のイオンＣＰが発生する。一方で、エアパイプ２７の先端から放出された空気（圧縮空気）ＡＲが、放電空間ＤＳ内に供給される。このため、発生したイオンＣＰの一部は、空気ＡＲと共に、ノズル部２３から円柱状混合領域ＭＸ１に噴射される。

この空気ＡＲが円柱状混合領域ＭＸ１に噴射されると、円柱状混合領域ＭＸ１の気圧が低下するため、ガス取入口２１ｈ１から排気ガスＥＧが円柱状混合領域ＭＸ１に取り入れられる。この取入ガスＥＧＩは、空気ＡＲと混合され、スリット状混合領域ＭＸ２及びガス排出路ＥＸを経由して、ガス排出口２１ｈ２から排出される。その際、排気ガスＥＧ中のススなどの微粒子Ｓも円柱状混合領域ＭＸ１内に取り入れられる。この微粒子Ｓは、イオンＣＰが付着して、正に帯電した帯電微粒子ＳＣとなり、この状態でガス排出口２１ｈ２から空気ＡＲと共に排出される。一方、円柱状混合領域ＭＸ１に噴射されたイオンＣＰのうち、微粒子Ｓに付着しなかった浮遊イオンＣＰＦは、補助電極体４０の補助電極部４３から斥力を受け、捕集極２５に付着し、排出されない。

前述の気中放電に伴って、外部の回路部ＥＣから針状電極体３０の針状先端部３３に、放電電流Ｉｄが供給される。この放電電流Ｉｄの多くは、ノズル部２３に受電電流Ｉｊとして流れ込み、回路部ＥＣに戻る。一方、捕集極２５で捕集された浮遊イオンＣＰＦの電荷に起因する捕集電流Ｉｈも、回路部ＥＣに戻る。つまり、受電電流Ｉｊと捕集電流Ｉｈの和である受電捕集電流Ｉｊｈ（＝Ｉｊ＋Ｉｈ）が回路部ＥＣに戻る。但し、この受電捕集電流Ｉｊｈは、帯電微粒子ＳＣに付着して排出された排出イオンＣＰＨの電荷に対応する電流分だけ、放電電流Ｉｄよりも小さい値となる。このため、放電電流Ｉｄと受電捕集電流Ｉｊｈとの差分（放電電流Ｉｄ−受電捕集電流Ｉｊｈ）に相当する信号電流が、第１電位ＰＶ１と接地電位ＰＶＥとの間を流れてバランスする。従って、この帯電微粒子ＳＣにより排出された排出イオンＣＰＨの電荷量に対応する信号電流を回路部ＥＣで検知することにより、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を検知できる。

以上で説明したように、本実施形態１の微粒子センサ１では、第１トライアキシャルケーブル５０の端部に設けられ、第１端子部材７１（接地電位ＰＶＥ）、第２端子部材７２（第１電位ＰＶ１）及び第３端子部材７３（第２電位ＰＶ２）を有する第１三重同軸コネクタ７０と、第２トライアキシャルケーブル６０の端部に設けられ、第４端子部材８１（接地電位ＰＶＥ）、第５端子部材８２（第１電位ＰＶ１）及び第６端子部材８３（第３電位ＰＶ３）を有する第２三重同軸コネクタ８０とを、互いの相違を視認できる相違点を含む形態としている。具体的には、第１三重同軸コネクタ７０は、「２つ」の第１係合溝７０ｍを有する形態としているのに対し、第２三重同軸コネクタ８０は、「３つ」の第２係合溝８０ｍを有する形態としている。このため、第１三重同軸コネクタ７０を、第２三重同軸コネクタ８０が接続される相手側第２コネクタＣＮ２に間違って接続すること、及び、第２三重同軸コネクタ８０を、第１三重同軸コネクタ７０が接続される相手側第１コネクタＣＮ１に間違って接続することを防止できる。

特に、本実施形態１では、第１三重同軸コネクタ７０は、相手側第２コネクタＣＮ２には接続不能な形状であるため、第１三重同軸コネクタ７０を間違って相手側第２コネクタＣＮ２に接続するのを確実に防止できる。また、第２三重同軸コネクタ８０は、相手側第１コネクタＣＮ１には接続不能な形状であるため、第２三重同軸コネクタ８０を間違って相手側第１コネクタＣＮ１に接続するのを確実に防止できる。

（実施形態２）
次いで、実施形態２に係る微粒子センサ１０１について説明する。この微粒子センサ１０１では、第１三重同軸コネクタ１７０及び第２三重同軸コネクタ１８０の形態（図６及び図７参照）が、実施形態１に係る微粒子センサ１の第１三重同軸コネクタ７０及び第２三重同軸コネクタ８０の形態（図２及び図３参照）と異なる。

具体的には、本実施形態２の第１三重同軸コネクタ１７０は、第１端子部材１７１（接地電位ＰＶＥ）、第２端子部材１７２（第１電位ＰＶ１）及び第３端子部材１７３（第２電位ＰＶ２）を有し、第２三重同軸コネクタ１８０は、第４端子部材１８１（接地電位ＰＶＥ）、第５端子部材１８２（第１電位ＰＶ１）及び第６端子部材１８３（第３電位ＰＶ３）を有する。これら第１，第２三重同軸コネクタ１７０，１８０は、形状は同じであるが、大きさが異なり、第１三重同軸コネクタ１７０の方が第２三重同軸コネクタ１８０よりも大きくされている。また、これら第１，第２三重同軸コネクタ１７０，１８０の大きさに合わせて、第１三重同軸コネクタ１７０が接続される相手側第１コネクタＣＮ３の方が、第２三重同軸コネクタ１８０が接続される相手側第２コネクタＣＮ４よりも大きくされている。これにより、第１三重同軸コネクタ１７０は、相手側第２コネクタＣＮ４には接続できず、また、第２三重同軸コネクタ１８０は、相手側第１コネクタＣＮ３には接続できなくなっている。

このように、本実施形態２の微粒子センサ１０１でも、第１三重同軸コネクタ１７０と第２三重同軸コネクタ１８０とを、互いの相違を視認できる相違点を含む形態としている。このため、第１三重同軸コネクタ１７０を相手側第２コネクタＣＮ４に間違って接続すること、及び、第２三重同軸コネクタ１８０を相手側第１コネクタＣＮ３に間違って接続することを防止できる。特に、第１三重同軸コネクタ１７０は、相手側第２コネクタＣＮ４には接続不能な形状であるため、第１三重同軸コネクタ１７０を間違って相手側第２コネクタＣＮ４に接続するのを確実に防止できる。また、第２三重同軸コネクタ１８０は、相手側第１コネクタＣＮ３には接続不能な形状であるため、第２三重同軸コネクタ１８０を間違って相手側第１コネクタＣＮ３に接続するのを確実に防止できる。その他、実施形態１と同様な部分は、実施形態１と同様な作用効果を有する。

（実施形態３）
次いで、実施形態３に係る微粒子センサ２０１について説明する。この微粒子センサ２０１では、第１三重同軸コネクタ２７０及び第２三重同軸コネクタ２８０の形態（図８参照）が、実施形態１，２に係る微粒子センサ１，１０１の第１三重同軸コネクタ７０，１７０及び第２三重同軸コネクタ８０，１８０の形態（図２、図３、図６及び図７参照）と異なる。

具体的には、本実施形態３の第１三重同軸コネクタ２７０及び第２三重同軸コネクタ２８０は、大きさは同じであるが、色が一部で異なる。即ち、第１三重同軸コネクタ２７０では、第１三重同軸コネクタ２７０のうち外観円柱状の胴部２７０ｆを全周にわたり「白色」に着色しているのに対し、第２三重同軸コネクタ２８０では、第２三重同軸コネクタ２８０のうち外観円柱状の胴部２８０ｆを全周にわたり「灰色」に着色している。なお、図８においては、「灰色」部分をドットハッチングで示している。

このように、本実施形態３の微粒子センサ２０１でも、第１三重同軸コネクタ２７０と第２三重同軸コネクタ２８０とを、互いの相違を視認できる相違点、具体的には、外観上区別可能な異なる色を有する形態としている。このため、第１三重同軸コネクタ２７０を相手側第２コネクタＣＮ６に間違って接続すること、及び、第２三重同軸コネクタ２８０を相手側第１コネクタＣＮ５に間違って接続することを防止できる。その他、実施形態１，２と同様な部分は、実施形態１，２と同様な作用効果を有する。

（実施形態４）
次いで、実施形態４に係る微粒子センサ３０１について説明する。この微粒子センサ３０１では、第１三重同軸コネクタ３７０及び第２三重同軸コネクタ３８０の形態（図９参照）が、実施形態１〜３に係る微粒子センサ１，１０１，２０１の第１三重同軸コネクタ７０，１７０，２７０及び第２三重同軸コネクタ８０，１８０，２８０の形態（図２、図３、図６、図７及び図８参照）と異なる。

具体的には、本実施形態４の第１三重同軸コネクタ３７０及び第２三重同軸コネクタ３８０は、大きさは同じであるが、刻印３７０ｎ，３８０ｎが異なる。即ち、第１三重同軸コネクタ３７０には、その外周に「Ａ」の刻印３７０ｎが形成されているのに対し、第２三重同軸コネクタ３８０には、その外周に「Ｂ」の刻印３８０ｎが形成されている。

このように、本実施形態４の微粒子センサ３０１でも、第１三重同軸コネクタ３７０と第２三重同軸コネクタ３８０とを、互いの相違を視認できる相違点、具体的には、外観上区別可能な異なる刻印３７０ｎ，３８０ｎを有する形態としている。このため、第１三重同軸コネクタ３７０を相手側第２コネクタＣＮ８に間違って接続すること、及び、第２三重同軸コネクタ３８０を相手側第１コネクタＣＮ７に間違って接続することを防止できる。その他、実施形態１〜３と同様な部分は、実施形態１〜３と同様な作用効果を有する。

以上において、本発明を実施形態１〜４に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜４に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。

１，１０１，２０１，３０１微粒子センサ
５センサ本体
１０外側金具（金具）
２０内側金具
２１ガス取入管
２３ノズル部（第１電極）
２５捕集極
３０針状電極体
３３針状先端部（第２電極）
３５イオン源
４０補助電極体
４３補助電極部（補助電極）
５０第１トライアキシャルケーブル
５１第１中心導体
５２第１内側導体
５３第１外側導体
６０第２トライアキシャルケーブル
６１第２中心導体
６２第２内側導体
６３第２外側導体
７０，１７０，２７０，３７０第１三重同軸コネクタ（第１コネクタ）
７０ｍ第１係合溝
１７０ｆ胴部
３７０ｎ刻印
７１，１７１第１端子部材
７２，１７２第２端子部材
７３，１７３第３端子部材
８０，１８０，２８０，３８０第２三重同軸コネクタ（第２コネクタ）
８０ｍ第２係合溝
１８０ｆ胴部
３８０ｎ刻印
８１，１８１第４端支部材
８２，１８２第５端子部材
８３，１８３第６端子部材
ＣＮ１，ＣＮ３，ＣＮ５，ＣＮ７相手側第１コネクタ
ＣＮ２，ＣＮ４，ＣＮ６，ＣＮ８相手側第２コネクタ
ＥＰ排気管（通気管）
ＥＧ排気ガス（被測定ガス）
Ｓ微粒子
ＣＰイオン
ＣＰＦ浮遊イオン
ＰＶＥ接地電位
ＰＶ１第１電位
ＰＶ２第２電位
ＰＶ３補助電極電位
ＥＣ回路部
ＰＯ圧送ポンプ
ＴＢエアチューブ

Claims

接地電位とされた金属製の通気管に装着され、上記通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子の量を検知する微粒子センサであって、
上記通気管に装着され接地電位とされる金具と、
接地電位とは異なる第１電位される第１電極、及び、接地電位及び上記第１電位とは異なる第２電位とされる第２電極を含み、上記第１電極と上記第２電極との間に生じる気中放電により、上記微粒子に付着させるイオンを生成するイオン源と、
上記第１電位とされ、生成された上記イオンのうち上記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極と、
接地電位、上記第１電位及び上記第２電位とは異なる第３電位とされ、上記捕集極による上記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極と、
上記金具に導通し接地電位とされる第１端子部材、上記第１電極及び上記捕集極に導通し上記第１電位とされる第２端子部材、並びに、上記第２電極に導通し上記第２電位とされる第３端子部材を有する第１コネクタと、
上記金具に導通し接地電位とされる第４端子部材、上記第１電極及び上記捕集極に導通し上記第１電位とされる第５端子部材、並びに、上記補助電極に導通し上記第３電位とされる第６端子部材を有する第２コネクタと、を備え、
上記第１コネクタ及び上記第２コネクタは、互いの相違を視認できる相違点を少なくとも１つ含む形態を有する
微粒子センサ。
請求項１に記載の微粒子センサであって、
前記第１コネクタに接続するケーブルであって、
前記第２電極に導通する一方、前記第３端子部材に接続する第１中心導体、
前記第１電極及び前記捕集極に導通する一方、前記第２端子部材に接続し、上記第１中心導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第１内側導体、及び、
前記金具に導通する一方、前記第１端子部材に接続し、上記第１内側導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第１外側導体、を有する
第１トライアキシャルケーブルと、
前記第２コネクタに接続するケーブルであって、
前記補助電極に導通する一方、前記第６端子部材に接続する第２中心導体、
上記第１電極及び上記捕集極に導通する一方、前記第５端子部材に接続し、上記第２中心導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第２内側導体、及び、
上記金具に導通する一方、前記第４端子部材に接続し、上記第２内側導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の第２外側導体、を有する
第２トライアキシャルケーブルと、を備え、
前記第１コネクタは、
上記第３端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第２端子部材が配置され、上記第２端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第１端子部材が配置された形態を有する第１三重同軸コネクタであり、
前記第２コネクタは、
上記第６端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第５端子部材が配置され、上記第５端子部材の径方向外側に同軸に筒状の上記第４端子部材が配置された形態を有する第２三重同軸コネクタである
微粒子センサ。
請求項１または請求項２に記載の微粒子センサであって、
前記第１コネクタは、前記第２コネクタが接続される相手側第２コネクタには接続不能な形状を有し、
上記第２コネクタは、上記第１コネクタが接続される相手側第１コネクタには接続不能な形状を有する
微粒子センサ。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の微粒子センサであって、
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、外観上区別可能な異なる色を有する
微粒子センサ。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の微粒子センサであって、
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、外観上区別可能な異なる刻印を有する
微粒子センサ。