JP2018112413A - 微粒子センサ - Google Patents

Abstract

【課題】放電電位接続部と補助電位接続部とが適切に電気絶縁された微粒子センサを提供する。【解決手段】微粒子センサ１のセンサ本体部５は、軸線方向ＧＨに延びる柱状をなすセパレータ４１を有する。このセパレータ４１は、当該セパレータ４１を軸線方向ＧＨに貫通する第１貫通孔４１ｂ及び第２貫通孔４１ｃを有する。微粒子センサ１は、放電電位接続部１１１がセパレータ４１の第１貫通孔４１ｂ内に配置され、且つ、補助電位接続部１１２がセパレータ４１の第２貫通孔４１ｃ内に配置されることで、放電電位接続部１１１と補助電位接続部１１２とがセパレータ４１によって電気的に絶縁されている。【選択図】図３

Description

本発明は、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。

ガス中の微粒子量を計測したい場合がある。例えば、内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）では、その排気ガス中にススなどの微粒子を含むことがある。このような微粒子を含む排気ガスは、フィルタで微粒子を捕集して浄化することが行われている。しかるに、フィルタが破損するなどの不具合を生じた場合には、未浄化の排気ガスが直接、フィルタの下流に排出されることとなる。そこで、排気ガス中の微粒子の量を直接計測したり、フィルタの不具合を検知すべく、フィルタ下流の排気ガス中の微粒子の量を検知可能な微粒子センサが求められている。

このような微粒子センサとして、特許文献１には、通気管に装着されて、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センサ本体部と、このセンサ本体部を駆動する回路部とセンサ本体部との間を電気的に接続するケーブルと、を備える微粒子センサが開示されている。

特開２０１２−１９４０７７号公報

特許文献１の微粒子センサでは、センサ本体部が、基準電位（センサＧＮＤ電位）とされる基準電位部材（ケーシング）、基準電位とは異なる放電電位とされる放電電極体（第２の電極）、及び、基準電位及び放電電位とは異なる補助電位とされる補助電極体（第１の電極）を有している。また、ケーブルが、前記放電電極体に導通する放電電位配線、前記補助電極体に導通する補助電位配線、及び、前記放電電位配線及び前記補助電位線の径方向周囲を包囲する円筒形状の基準電位配線（編組）を有している。また、センサ本体部の内部には、前記放電電位配線と前記放電電極体とが接続された放電電位接続部と、前記補助電位配線と前記補助電極体とが接続された補助電位接続部とが配置されている。

ところで、特許文献１の微粒子センサでは、放電電極体において気中放電（コロナ放電）を発生させるために、放電電極体に対し、高電位（例えば、１〜２ｋＶ）である放電電位が印加される。このため、放電電位接続部も、放電電極体と同等の高電位（１〜２ｋＶ）となる。一方、 補助電極体に印加される補助電位は、放電電位よりも極めて低い電位（例えば、１００〜２００Ｖ）とされる。従って、補助電位接続部は、放電電位接続部よりも極めて低い電位（例えば、１００〜２００Ｖ）となる。

ところが、特許文献１の微粒子センサでは、センサ本体部の内部において、放電電位接続部と補助電位接続部とが露出した状態で近接して配置されていた。このため、放電電位接続部と補助電位接続部との間で放電等が生じ、通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子の量を適切に検知することができなくなる虞があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、放電電位接続部と補助電位接続部とが適切に電気絶縁された微粒子センサを提供するものである。

本発明の一態様は、軸線方向に延びる形態をなし、通気管に装着されて前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センサ本体部と、前記センサ本体部を駆動する回路部と前記センサ本体部との間を電気的に接続する、第１ケーブル及び第２ケーブルと、を備える微粒子センサであって、前記センサ本体部は、基準電位とされる基準電位部材、前記基準電位とは異なる放電電位とされる放電電極体、及び、前記基準電位及び前記放電電位とは異なる補助電位とされる補助電極体、を有し、前記第１ケーブルは、前記放電電極体に導通する放電電位配線、及び、前記基準電位部材に導通し、前記放電電位配線の径方向周囲を包囲する円筒形状の第１基準電位配線、を有し、前記第２ケーブルは、前記補助電極体に導通する補助電位配線、及び、前記基準電位部材に導通し、前記補助電位配線の径方向周囲を包囲する円筒形状の第２基準電位配線、を有し、前記センサ本体部は、前記軸線方向に延びる柱状をなすセパレータであって、当該セパレータを前記軸線方向に貫通する第１貫通孔及び第２貫通孔を有するセパレータ、を有し、前記微粒子センサは、前記第１ケーブルの前記放電電位配線と前記放電電極体とが接続された放電電位接続部と、前記第２ケーブルの前記補助電位配線と前記補助電極体とが接続された補助電位接続部と、を有し、前記放電電位接続部が前記セパレータの前記第１貫通孔内に配置され、且つ、前記補助電位接続部が前記セパレータの前記第２貫通孔内に配置されることで、前記放電電位接続部と前記補助電位接続部とが前記セパレータによって電気的に絶縁されており、前記基準電位部材は、半筒状の第１部材と半筒状の第２部材とが組み合わされて前記軸線方向に延びる筒形状をなす筒状部材であって、前記センサ本体部の内部に固定された筒状部材を含み、前記筒状部材は、前記セパレータの外周を覆う態様で前記第１部材と前記第２部材とが組み合わされることで、前記セパレータを保持すると共に、前記第１基準電位配線及び前記第２基準電位配線に接触して導通している微粒子センサである。

上述の微粒子センサは、軸線方向に延びる形態をなすセンサ本体部であって、通気管に装着されて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センサ本体部を備える。さらに、上述の微粒子センサは、センサ本体部を駆動する回路部とセンサ本体部との間を電気的に接続するケーブルとして、第１ケーブル及び第２ケーブルを備える。

さらに、上述の微粒子センサでは、センサ本体部が、軸線方向に延びる柱状をなすセパレータを有する。このセパレータは、当該セパレータを軸線方向に貫通する第１貫通孔及び第２貫通孔を有する。なお、第１貫通孔と第２貫通孔は、別個独立した貫通孔であり、セパレータの壁部を挟んで軸線方向に直交する方向に離間する２つの貫通孔である。

そして、上述の微粒子センサでは、放電電位接続部がセパレータの第１貫通孔内に配置され、且つ、補助電位接続部がセパレータの第２貫通孔内に配置されることで、放電電位接続部と補助電位接続部とがセパレータによって電気的に絶縁されている。ここで、放電電位接続部とは、第１ケーブルの放電電位配線と放電電極体とが接続された部位である。また、補助電位接続部とは、第２ケーブルの補助電位配線と補助電極体とが接続された部位である。

従って、上述の微粒子センサは、セパレータによって、放電電位接続部と補助電位接続部とが適切に電気絶縁された微粒子センサとなる。

さらに、上述の微粒子センサでは、基準電位部材が、半筒状の第１部材と半筒状の第２部材とが組み合わされた筒状部材を含んでいる。この筒状部材は、軸線方向に延びる筒形状をなし、センサ本体部の内部に固定されている。
さらに、この筒状部材は、セパレータの外周を覆う（包囲する）態様で第１部材と第２部材とが組み合わされることで、セパレータを保持すると共に、第１基準電位配線及び第２基準電位配線に接触して導通している。

このように、セパレータが、センサ本体部の内部に固定された筒状部材によって、当該セパレータの外周を覆われる（包囲される）態様で保持されることで、セパレータも、筒状部材を通じてセンサ本体部の内部に固定されることになる。これにより、「放電電位接続部がセパレータの第１貫通孔内に配置され、且つ、補助電位接続部がセパレータの第２貫通孔内に配置されることで、放電電位接続部と補助電位接続部とがセパレータによって電気的に絶縁された状態」を、安定して保つことができる。

しかも、セパレータの外周を覆う態様で第１部材と第２部材とを組み合わせて、筒状部材を形成することで、筒状部材によってセパレータを保持するだけでなく、この筒状部材を、第１基準電位配線及び第２基準電位配線に接触させて導通させることができる。これにより、第１基準電位配線及び第２基準電位配線を、簡易に且つ適切に、筒状部材を含む基準電位部材に導通させることができる。

なお、筒状部材を構成する第１部材及び第２部材としては、例えば、筒状部材を軸線方向に二等分した半筒状をなし、セパレータの外周を覆う態様で第１部材と第２部材とを組み合わせて筒状部材を形成したときに、第１部材及び第２部材の内周面が、セパレータの外周面に接触する形状を有するものを挙げることができる。このような形状の第１部材及び第２部材を用いることで、セパレータの外周を覆う態様で第１部材と第２部材とを組み合わせて筒状部材を形成することで、筒状部材（第１部材と第２部材）によってセパレータを径方向内側に挟んで保持することができる。

さらに、前記の微粒子センサであって、前記センサ本体部は、筒状の保持部材を有し、前記筒状部材は、その一端部が前記保持部材の内側に挿入されて固定された状態で、前記保持部材に保持されている微粒子センサとすると良い。

上述の微粒子センサでは、第１部材と第２部材とを組み合わせた筒状部材は、その一端部（第１部材の一端部と第２部材の一端部）が筒状の保持部材の内側に挿入されて固定された状態で、保持部材に保持されている。これにより、第１部材と第２部材とが組み合わされて筒状部材とされた状態を保つことができる。

さらに、前記いずれかの微粒子センサであって、前記セパレータは、その外周面に、前記軸線方向に延びる溝部を構成する溝構成面を有し、前記筒状部材によって当該セパレータの外周が覆われた状態で、前記溝構成面と前記筒状部材の内周面とによって囲まれた通気孔を形成しており、前記センサ本体部は、前記軸線方向の後端部に、当該センサ本体部の外部から当該センサ本体部の内部にエアを取り入れるためのエア取入部を有し、前記エア取入部を通じて前記センサ本体部の内部に取り入れられた前記エアが、前記通気孔を通じて、 前記センサ本体部内の前記軸線方向の先端側に導入される形態を有する微粒子センサとすると良い。

上述の微粒子センサでは、セパレータが、その外周面に、軸線方向に延びる溝部を構成する溝構成面を有している。そして、筒状部材によってセパレータの外周が覆われた状態において、セパレータの溝構成面と筒状部材の内周面とによって囲まれた通気孔が形成されている。

さらに、上述の微粒子センサでは、センサ本体部の軸線方向の後端部に、センサ本体部の外部からセンサ本体部の内部にエアを取り入れるためのエア取入部を設けている。さらに、センサ本体部は、エア取入部を通じてセンサ本体部の内部に取り入れられたエアが、通気孔を通じて、センサ本体部内の軸線方向の先端側に導入される形態を有している。
従って、上述の微粒子センサでは、エア取入部を通じてセンサ本体部の内部に取り入れたエアを、通気孔を通じて、適切に、センサ本体部内の軸線方向の先端側に導入することができる。

なお、セパレータの溝部としては、例えば、円柱状のセパレータの外周面の一部が径方向内側に凹んだ形態で、軸線方向についてセパレータの先端から後端にまで延びる溝部を挙げることができる。なお、溝部は、１つに限らず、複数設けるようにしても良い。複数の溝部を有するセパレータを用いた場合は、複数の通気孔を形成することができる。

さらに、前記いずれかの微粒子センサであって、前記基準電位部材は、前記放電電極体の対極となる放電対極部を含み、前記微粒子センサは、前記放電電極体と前記放電対極部との間で気中放電を発生させ、当該気中放電により生じたイオンを前記被測定ガスに含まれる前記微粒子に付着させて、帯電した帯電微粒子を生成し、この帯電微粒子の電荷量に基づいて前記被測定ガス中の前記微粒子の量を検知する微粒子センサとすると良い。

上述の微粒子センサでは、基準電位部材が、放電電極体の対極となる放電対極部を含んでいる。この微粒子センサは、放電電極体（放電電位）と放電対極部（基準電位）との間で気中放電を発生させ、当該気中放電により生じたイオンを被測定ガスに含まれる微粒子に付着させて、帯電した帯電微粒子を生成し、この帯電微粒子の電荷量に基づいて前記被測定ガス中の前記微粒子の量を検知する方式の微粒子センサである。

これに対し、上述の微粒子センサは、前述のように、セパレータによって、放電電位接続部と補助電位接続部とが適切に電気絶縁された微粒子センサである。このため、上述の微粒子センサでは、放電電位接続部と補助電位接続部との間で放電等が発生する虞がなく、放電電極体（放電電位）と放電対極部（基準電位）との間で気中放電を、適切に発生させることができる。これにより、被測定ガス中の微粒子の量を適切に検知することができる。

実施形態にかかる微粒子センサを車両に搭載したエンジンの排気管に装着した状態を示す概略図である。 実施形態にかかる微粒子センサの斜視図である。 同微粒子センサの縦断面図である。 同微粒子センサの他の縦断面図であり、図３とは直交する方向の縦断面図である。 同微粒子センサのセンサ本体部を排気管に取り付けた状態の縦断面図である。 実施形態にかかる微粒子センサの分解斜視図である。 第１ケーブル及び第２ケーブルの横断面図である。 実施形態にかかる微粒子検知システムの概略構成を示す図である。 内筒（筒状部材）を構成する第１部材及び第２部材の平面図である。 同第１部材及び第２部材の正面図である。 セパレータの平面図である。 セパレータの縦断面図であり、図１１のＣ−Ｃ断面図に相当する。 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。 変形形態にかかる微粒子センサの縦断面図である。 同微粒子センサの分解斜視図である。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、実施形態にかかる微粒子センサ１を、車両ＡＭに搭載したエンジンＥＮＧ（内燃機関）の排気管ＥＰに装着した状態を示す概略図である。図２は、微粒子センサ１の斜視図である。図３は、微粒子センサ１の縦断面図である。図４は、微粒子センサ１の他の縦断面図であり、図３とは直交する方向の縦断面図である。図５は、センサ本体部５を排気管ＥＰに取り付けた状態の縦断面図である。図６は、微粒子センサ１の分解斜視図である。
なお、微粒子センサ１の軸線方向ＧＨ（軸線ＡＸに沿う方向、図３において上下方向）のうち、排気管ＥＰ（通気管）に装着される側（図３において上方）を先端側ＧＳ、排気管ＥＰの外部に配置される側（図３において下方）を後端側ＧＫとする。

本実施形態の微粒子検知システム２００について説明する。微粒子検知システム２００は、図１に示すように、微粒子センサ１と、この微粒子センサ１を駆動する回路部２０１とを備える。
微粒子センサ１は、車両ＡＭに搭載したエンジンＥＮＧ（内燃機関）の排気管ＥＰに装着され、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧ（被測定ガス）中のススなどの微粒子Ｓを検知する。詳細には、微粒子センサ１のセンサ本体部５が、排気管ＥＰに固定され、その先端側の一部が排気管ＥＰ内に配置されて（図５参照）、排気ガスＥＧに晒される。

回路部２０１は、排気管ＥＰ外で、第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００を通じて、微粒子センサ１のセンサ本体部５に接続されている。この回路部２０１は、微粒子センサ１を駆動するとともに、後述する信号電流を検知する回路を有している。

ここで、本実施形態の微粒子センサ１について詳細に説明する。微粒子センサ１は、センサ本体部５と、このセンサ本体部５と回路部２０１との間を電気的に接続するケーブル（第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００）と、センサ本体部５から延出するエアチューブ５０とを備える（図２及び図３参照）。このうち、センサ本体部５は、センサ本体先端部６と、この後端側ＧＫに位置するセンサ本体後端部７とを有する。センサ本体先端部６は、接地電位ＰＶＥとされた金属製の排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴに装着され、センサ本体後端部７が排気管ＥＰの外部に配置される（図５及び図８参照）。

また、センサ本体部５から延出するエアチューブ５０は、外部の圧送ポンプ３３０に接続される（図８参照）。また、センサ本体部５から延出する第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００は、外部の回路部２０１に接続される（図８参照）。

センサ本体部５は、外側金具１０、内側金具３０、放電電極体７０、及び補助電極体８０を有する（図３参照）。このうち、外側金具１０は、軸線方向ＧＨに延びる円筒状であり、内側金具３０とは離間して絶縁された状態で、内側金具３０の径方向周囲を囲む。この外側金具１０は、接地電位ＰＶＥとされた排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴに装着されて、接地電位ＰＶＥとされる（図５及び図８参照）。外側金具１０は、外側第１金具１１と、この外側第１金具１１に先端側ＧＳから当接する外側第２金具１３と、外側第１金具１１に後端側ＧＫから溶接されたリアカバー１５とから構成される。

外側第１金具１１は、図６に示すように、円筒状でステンレス製の部材である。この外側第１金具１１は、円筒状の第１本体部１１ａと、この第１本体部１１ａの先端側ＧＳに位置する円環状の外側保持部１１ｂと、この外側保持部１１ｂから径方向外側に膨出する円環状の金具取付部１１ｃとからなる（図４参照）。なお、微粒子センサ１のセンサ本体部５のうち、外側第１金具１１の金具取付部１１ｃから先端側ＧＳの部分（金具取付部１１ｃを含む先端側ＧＳの部分）が、前述のセンサ本体先端部６であり、外側第１金具１１の第１本体部１１ａから後端側ＧＫの部分（第１本体部１１ａを含む後端側ＧＫの部分）が、前述のセンサ本体後端部７である。

第１本体部１１ａの径方向周囲には、後述する締結部材６０が、外側第１金具１１に対し回転自在に配置されている。また、外側保持部１１ｂは、後述する内側金具３０の内側保持部３３ｂとの間に、円筒状でアルミナ製の絶縁スペーサ４７を保持する部位であり、円環状の第１板パッキン４８を介して絶縁スペーサ４７に先端側ＧＳから全周にわたり係合している。一方、金具取付部１１ｃは、後述するように、締結部材６０が係合して、排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴに取り付けられる部位である。この金具取付部１１ｃのうち径方向外側部分は、後端側ＧＫに凹んで軸線方向ＧＨの厚みが薄くされた第１係合部１１ｃｆとされている。この第１係合部１１ｃｆには、後述する外側第２金具１３の第２係合部１３ｂｆが全周にわたり係合している。

外側第２金具１３は、図６に示すように、円筒状でステンレス製の部材である。この外側第２金具１３は、外側第１金具１１から先端側ＧＳに延出し、後述する内側金具３０の径方向外側に隙間を介して配置されている。外側第２金具１３は、外側第１金具１１に溶接等で接合されておらず、外側第１金具１１に当接しているだけであるため、外側第１金具１１から取り外すことができる。外側第２金具１３は、円筒状の第２本体部１３ａと、この第２本体部１３ａの後端から径方向外側に膨出する円環板状のセンサ座面部１３ｂとからなる。第２本体部１３ａには、この第２本体部１３ａの先端側ＧＳに開口する平面視Ｕ字状の切り欠きからなるガス導入窓１３ｈが形成されている。

センサ座面部１３ｂは、前述の外側第１金具１１の金具取付部１１ｃと共に、排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴに取り付けられる部位である。後述するように、センサ座面部１３ｂは、先端側ＧＳで管取付部ＥＰＴの管座面部ＥＰＺに、円環状で銅製のガスケット１８を介して間接に接する。一方、センサ座面部１３ｂには、後端側ＧＫから外側第１金具１１が当接している。また、センサ座面部１３ｂのうち径方向外側部分は、後端側ＧＫに突出する第２係合部１３ｂｆとされている。この第２係合部１３ｂｆは、前述のように、外側第１金具１１の第１係合部１１ｃｆに全周にわたり係合している。

リアカバー１５は、図６に示すように、円筒状でステンレス製の部材であり、軸線方向ＧＨに延びる第１貫通孔１５ｂ及び第２貫通孔１５ｃを有する（図３参照）。このリアカバー１５の先端部は、外側第１金具１１の第１本体部１１ａ内に後端側ＧＫから挿入され、全周にわたり溶接されている。リアカバー１５には、後端側ＧＫに向けて突出する筒状のエア取入部１５ｔが設けられている。このエア取入部１５ｔには、エアチューブ５０が接続され、円筒状の取付リング１６によって加締め固定されている。このエアチューブ５０は、エア取入部１５ｔから後端側ＧＫに向けて延出し、エアチューブ５０の他端部は、外部に設置された圧送ポンプ３３０に接続されている（図８参照）。これにより、圧送ポンプ３３０で生成された清浄なエア（圧縮空気）ＡＲが、エアチューブ５０を介してリアカバー１５内（センサ本体部５内）に供給される。

また、リアカバー１５の内部から後端側ＧＫに向けて、２本のケーブル（第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００）が延出している。具体的には、図３に示すように、リアカバー１５の第１貫通孔１５ｂの後端側ＧＫには、第１Ｏリング２３及び円筒状の第１リテーナ２５が挿入されており、これらに第１ケーブル９０が挿通された態様で、第１ケーブル９０がリアカバー１５に保持されている。さらに、リアカバー１５の第２貫通孔１５ｃの後端側ＧＫには、第２Ｏリング２４及び円筒状の第２リテーナ２６が挿入されており、これらに第２ケーブル１００が挿通された態様で、第２ケーブル１００がリアカバー１５に保持されている。

次に、第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００について説明する。なお、図７は、第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００の横断面図である。
第１ケーブル９０は、トライアキシャルケーブルであり、図３及び図７に示すように、銅の芯線からなる放電電位配線９１と、その径方向外側に位置し、銅細線を編んだ編組からなる円筒状の第１基準電位配線９３と、放電電位配線９１の径方向周囲を包囲し、放電電位配線９１と第１基準電位配線９３との間に配置されて両者を絶縁する、ＰＴＦＥからなる第１絶縁体層９２とを有している。さらに、第１ケーブル９０は、第１基準電位配線９３の径方向周囲を包囲し、銅細線を編んだ編組からなる円筒形状の第１接地電位配線９７と、第１基準電位配線９３の径方向周囲を包囲し、第１基準電位配線９３と第１接地電位配線９７との間に配置されて両者を絶縁する、ＰＴＦＥからなる絶縁性の第２絶縁体層９５とを有する。

さらに、第１ケーブル９０は、図７に示すように、第２絶縁体層９５の径方向内側表面９５ｂに密着して径方向内側表面９５ｂを覆い、第１基準電位配線９３に接触する第１半導電被覆層９４と、第２絶縁体層９５の径方向外側表面９５ｃに密着して径方向外側表面９５ｃを覆い、第１接地電位配線９７に接触する第２半導電被覆層９６とを有する。第１半導電被覆層９４及び第２半導電被覆層９６は、カーボン入りＦＥＰからなり、半導電性（導電性）を有している。さらに、第１ケーブル９０は、第１接地電位配線９７の径方向周囲を被覆する、ＦＥＰからなる絶縁性の外側絶縁被覆層９８を有している。このように、第１ケーブル９０は、第１基準電位配線９３と第１接地電位配線９７とによって放電電位配線９１を二重に包囲すると共に、第１接地電位配線９７で第１基準電位配線９３を包囲する二重包囲ケーブルとなっている。

この第１ケーブル９０のうち、放電電位配線９１の先端部９１ｂは、第１絶縁体層９２の先端よりも第１ケーブル９０の先端側（図３において上方）に延びる形態で、第１ケーブル９０の外部に露出している。この放電電位配線９１の先端部９１ｂは、図３に示すように、第１接続端子７７による加締め接続により、放電電極体７０の第１延出部７１の後端部（露出部）に接続されている。これにより、放電電位配線９１が、放電電極体７０に導通する。

なお、放電電位配線９１の先端部９１ｂと放電電極体７０の第１延出部７１の後端部（露出部）とが、第１接続端子７７を通じて接続された部位を、放電電位接続部１１１とする（図３参照）。放電電位接続部１１１は、放電電位配線９１の先端部９１ｂと放電電極体７０の第１延出部７１の後端部（露出部）と第１接続端子７７とにより構成される。

また、第１基準電位配線９３の先端部９３ｂは、第１半導電被覆層９４の先端よりも第１ケーブル９０の先端側に延びる形態で、第１ケーブル９０の外部に露出している。この第１基準電位配線９３の先端部９３ｂは、図３に示すように、内側金具３０（基準電位部材）の内筒３１に接続されている。これにより、第１基準電位配線９３が、内側金具３０（基準電位部材）に導通する。

また、第１接地電位配線９７の先端部９７ｂは、外側絶縁被覆層９８の先端よりも第１ケーブル９０の先端側に延びる形態で、第１ケーブル９０の外部に露出している。この第１接地電位配線９７の先端部９７ｂは、図３に示すように、リアカバー１５の第１貫通孔１５ｂ内に挿入された筒状の第１金属部材２１が外嵌し、この第１金属部材２１を通じてリアカバー１５（接地電位部材）に接続されている。これにより、第１接地電位配線９７が、外側金具１０（接地電位部材）に導通する。

次に、第２ケーブル１００について説明する。この第２ケーブル１００も、トライアキシャルケーブルであり、図３及び図７に示すように、銅の芯線からなる補助電位配線１０１と、その径方向外側に位置し、銅細線を編んだ編組からなる円筒状の第２基準電位配線１０３と、補助電位配線１０１の径方向周囲を包囲し、補助電位配線１０１と第２基準電位配線１０３との間に配置されて両者を絶縁する、ＰＴＦＥからなる第１絶縁体層１０２とを有している。さらに、第２ケーブル１００は、第２基準電位配線１０３の径方向周囲を包囲し、銅細線を編んだ編組からなる円筒形状の第２接地電位配線１０７と、第２基準電位配線１０３の径方向周囲を包囲し、第２基準電位配線１０３と第２接地電位配線１０７との間に配置されて両者を絶縁する、ＰＴＦＥからなる絶縁性の第２絶縁体層１０５とを有する。

さらに、第２ケーブル１００は、図７に示すように、第２絶縁体層１０５の径方向内側表面１０５ｂに密着して径方向内側表面１０５ｂを覆い、第２基準電位配線１０３に接触する第１半導電被覆層１０４と、第２絶縁体層１０５の径方向外側表面１０５ｃに密着して径方向外側表面１０５ｃを覆い、第２接地電位配線１０７に接触する第２半導電被覆層１０６とを有する。第１半導電被覆層１０４及び第２半導電被覆層１０６は、カーボン入りＦＥＰからなり、半導電性（導電性）を有している。さらに、第２ケーブル１００は、第２接地電位配線１０７の径方向周囲を被覆する、ＦＥＰからなる絶縁性の外側絶縁被覆層１０８を有している。このように、第２ケーブル１００は、第２基準電位配線１０３と第２接地電位配線１０７とによって補助電位配線１０１を二重に包囲すると共に、第２接地電位配線１０７で第２基準電位配線１０３を包囲する二重包囲ケーブルとなっている。

この第２ケーブル１００のうち、補助電位配線１０１の先端部１０１ｂは、第１絶縁体層１０２の先端よりも第２ケーブル１００の先端側（図３において上方）に延びる形態で、第２ケーブル１００の外部に露出している。この補助電位配線１０１の先端部１０１ｂは、図３に示すように、第２接続端子８７による加締め接続により、補助電極体８０の第２延出部８１の後端部（露出部）に接続されている。これにより、補助電位配線１０１が、補助電極体８０に導通する。

なお、補助電位配線１０１の先端部１０１ｂと補助電極体８０の第２延出部８１の後端部（露出部）とが、第２接続端子８７を通じて接続された部位を、補助電位接続部１１２とする（図３参照）。補助電位接続部１１２は、補助電位配線１０１の先端部１０１ｂと補助電極体８０の第２延出部８１の後端部と第２接続端子８７とにより構成される。

また、第２基準電位配線１０３の先端部１０３ｂは、第１半導電被覆層１０４の先端よりも第２ケーブル１００の先端側に延びる形態で、第２ケーブル１００の外部に露出している。この第２基準電位配線１０３の先端部１０３ｂは、図３に示すように、内側金具３０（基準電位部材）の内筒３１に接続されている。これにより、第２基準電位配線１０３が、内側金具３０（基準電位部材）に導通する。

また、第２接地電位配線１０７の先端部１０７ｂは、外側絶縁被覆層１０８の先端よりも第２ケーブル１００の先端側に延びる形態で、第２ケーブル１００の外部に露出している。この第２接地電位配線１０７の先端部１０７ｂは、図３に示すように、リアカバー１５の第２貫通孔１５ｃ内に挿入された筒状の第２金属部材２２が外嵌し、この第２金属部材２２を通じてリアカバー１５（接地電位部材）に接続されている。これにより、第２接地電位配線１０７が、外側金具１０（接地電位部材）に導通する。

次に、締結部材６０について説明する。この締結部材６０は、センサ本体後端部７の径方向周囲、具体的には、外側第１金具１１の第１本体部１１ａの径方向周囲に、回転自在に配置されている。締結部材６０は、雄ネジ部６１と、この雄ネジ部６１の後端側ＧＫに位置する工具係合部６３とからなる筒状の部材である（図３〜図６参照）。このうち雄ネジ部６１は、外周に雄ネジが形成された円筒状の部位である。一方、工具係合部６３は、外形が六角形状の筒状で、センサ本体部５を排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴに取り付ける際に工具を係合させる部位である。

図５に示すように、排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴは、円環状の管座面部ＥＰＺと、この管座面部ＥＰＺから排気管ＥＰの径方向外側に延出し、内周に雌ネジが形成された円筒状の雌ネジ部ＥＰＹとを有する。微粒子センサ１のセンサ本体部５を排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴに装着するにあたり、締結部材６０の雄ネジ部６１を管取付部ＥＰＴの雌ネジ部ＥＰＹにねじ込むと、締結部材６０の雄ネジ部６１の先端が、センサ本体先端部６のうち外側第１金具１１の金具取付部１１ｃに係合して、外側第１金具１１を含むセンサ本体部５が先端側ＧＳに移動する。

そして、金具取付部１１ｃの先端側ＧＳに配置された外側第２金具１３のセンサ座面部１３ｂが、管取付部ＥＰＴの管座面部ＥＰＺに、ガスケット１８を介して間接に接する。締結部材６０の雄ネジ部６１と管取付部ＥＰＴの管座面部ＥＰＺとの間に、金具取付部１１ｃ及びセンサ座面部１３ｂが挟持されて、管取付部ＥＰＴに外側第１金具１１及び外側第２金具１３が保持され、管取付部ＥＰＴにセンサ本体部５が気密に固定される。なお、締結部材６０は、センサ本体部５に対して回転自在に配置されているので、上述のセンサ本体部５の管取付部ＥＰＴへの装着は、センサ本体部５を回転させることなく、締結部材６０のみを回転させることによって行うことができる。

次に、内側金具３０について説明する。この内側金具３０は、図３及び図４に示すように、軸線方向ＧＨに延びる外形円柱状であり、前述のように、外側金具１０の径方向内側に、外側金具１０とは離間し絶縁された状態で配置されている。内側金具３０は、第１ケーブル９０の第１基準電位配線９３及び第２ケーブル１００の第２基準電位配線１０３を通じて、外部の回路部２０１に接続され、接地電位ＰＶＥとは異なる基準電位ＰＶ１とされる。この内側金具３０は、後端側ＧＫから先端側ＧＳへ順に並ぶ、内筒３１と、パイプホルダ３３と、ノズル部材３５と、混合排出部材３７と、蓋部材３９とによって構成されている（図３、図４、図６参照）。
なお、本実施形態では、内側金具３０が基準電位部材に相当する。また、内筒３１が筒状部材に相当する。

パイプホルダ３３は、外形円柱状でステンレス製の部材であり、後端側ＧＫで内筒３１の先端部内に嵌め込まれ固定されている。パイプホルダ３３は、外側金具１０の外側保持部１１ｂとの間で絶縁スペーサ４７を保持する内側保持部３３ｂを有し、この内側保持部３３ｂが、円環状の第２板パッキン４９を介して絶縁スペーサ４７に後端側ＧＫから全周にわたり係合している（図３及び図４参照）。

ノズル部材３５は、外形円柱状でステンレス製の部材であり、後端側ＧＫからパイプホルダ３３の先端部が嵌め込まれて、これに固定されている。ノズル部材３５は、その内部に、中央が先端側ＧＳに向かう凹形状とされ、その中心に微細な透孔が形成されたノズル部３５ａを有する。また、ノズル部材３５は、ノズル部３５ａの周縁から先端側ＧＳに延出する円筒状の先端側筒壁部３５ｂを有する。この先端側筒壁部３５ｂ内には、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、先端側筒壁部３５ｂ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３５ｈが設けられている（図３及び図４参照）。

また、ノズル部材３５は、ノズル部３５ａの周縁から後端側ＧＫに延出する円筒状の後端側筒壁部３５ｃを有し、その内側に円柱状の放電空間ＤＳを形成している。この放電空間ＤＳは、リアカバー１５の内部と連通しているため、前述のリアカバー１５内に供給されたエア（圧縮空気）ＡＲが、この放電空間ＤＳ内に流通する（図３、図４、図８、図１３参照）。

混合排出部材３７は、外形円柱状でステンレス製の部材であり、後端側ＧＫからノズル部材３５の先端部内に嵌め込まれて、これに固定されている。この混合排出部材３７は、後端側ＧＫに位置する排出後端部３７ａと、この排出後端部３７ａの周縁から先端側ＧＳに延出した円筒状の筒壁部３７ｂとからなる。このうち、排出後端部３７ａには、径方向内側に膨出する捕集極３７ｃが設けられており、この捕集極３７ｃによって、スリット状の空間である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は、前述の円柱状混合領域ＭＸ１と連通している（図４参照）。

一方、筒壁部３７ｂ内には、円柱状の空間であるガス排出路ＥＸが形成されている。このガス排出路ＥＸは、スリット状混合領域ＭＸ２と連通する。また、筒壁部３７ｂ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３７ｈが設けられている（図３及び図４参照）。
また、蓋部材３９は、円板状でステンレス製の部材であり、混合排出部材３７の先端側ＧＳを閉塞している。

次に、内筒３１（筒状部材）について説明する。図９は、内筒３１を構成する第１部材３２及び第２部材３４の平面図（軸線方向ＧＨについて先端側ＧＳから後端側ＧＫに見た図）である。図１０は、第１部材３２及び第２部材３４の正面図であり、図９のＢ視図に相当する。

内筒３１は、軸線方向ＧＨに延びる円筒形状をなすステンレス製の筒状部材である（図３、図４、図６、図９、図１０参照）。この内筒３１は、半円筒状の第１部材３２と半円筒状の第２部材３４とからなり、第１部材３２と第２部材３４が組み合わされることで形成されている。第１部材３２と第２部材３４は、同一形状をなしている。具体的には、第１部材３２と第２部材３４は、内筒３１を軸線方向ＧＨに二等分した半筒状をなしている。

第１部材３２は、図９及び図１０に示すように、半円筒状をなすセパレータ被覆部３２ｂと、その後端側ＧＫに位置する半円柱状の接触導通部３２ｃとを有する。このうち、接触導通部３２ｃは、径方向内側（内筒３１の中心側）に位置し、軸線方向ＧＨに延びる半円筒状の第１接触面３２ｆ及び半円筒状の第２接触面３２ｇと、径方向外側（内筒３１の外周側）に位置し、軸線方向ＧＨに接触導通部３２ｃを貫通する筒状の通気口３２ｄとを有する。

第２部材３４は、図９及び図１０に括弧書きで示すように、半円筒状をなすセパレータ被覆部３４ｂと、その後端側ＧＫに位置する半円柱状の接触導通部３４ｃとを有する。このうち、接触導通部３４ｃは、径方向内側（内筒３１の中心側）に位置し、軸線方向ＧＨに延びる半円筒状の第１接触面３４ｆ及び半円筒状の第２接触面３４ｇと、径方向外側（内筒３１の外周側）に位置し、軸線方向ＧＨに延びる半円筒状の通気口３４ｄとを有する。

上述の第１部材３２と第２部材３４とを組み合わせた内筒３１の内部には、電気絶縁性のセパレータ４１が収容されている（図３及び図４参照）。詳細には、第１部材３２のセパレータ被覆部３２ｂと第２部材３４のセパレータ被覆部３４ｂとによって形成される円筒部内（円筒状のセパレータ収容空間）に、セパレータ４１が収容されている。これにより、セパレータ４１が内筒３１によって保持されている。

なお、第１部材３２と第２部材３４とは、第１部材３２の第１接触面３２ｆと第２部材３４の第１接触面３４ｆとが対向して配置されることで第１接触面３２ｆと第１接触面３４ｆとが繋がった円筒状の接触面が形成されると共に、第１部材３２の第２接触面３２ｇと第２部材３４の第２接触面３４ｇとが対向して配置されることで第２接触面３２ｇと第２接触面３４ｇとが繋がった円筒状の接触面が形成されるようにして、第１部材３２の接触導通部３２ｃと第２部材３４の接触導通部３４ｃとを対面接触させて、組み合わせられている。このとき、第１部材３２のセパレータ被覆部３２ｂと第２部材３４のセパレータ被覆部３２ｂとが繋がって、円筒状のセパレータ収容空間が形成される。

なお、第１接触面３２ｆと第１接触面３４ｆとが繋がった円筒状の接触面の内径は、第１基準電位配線９３の外径と同等である。この第１接触面３２ｆと第１接触面３４ｆとが繋がった円筒状の接触面の内部には、第１基準電位配線９３が配置されている。これにより、内筒３１の第１接触面３２ｆと第１接触面３４ｆとが第１基準電位配線９３に接触して導通する。また、第２接触面３２ｇと第２接触面３４ｇとが繋がった円筒状の接触面は、第２基準電位配線１０３の外径と同等である。この第２接触面３２ｇと第２接触面３４ｇとが繋がった円筒状の接触面の内部には、第２基準電位配線１０３が配置されている。これにより、内筒３１の第２接触面３２ｇと第２接触面３４ｇとが第２基準電位配線１０３に接触して導通する。

この内筒３１は、センサ本体部５の内部に固定されている。具体的には、内筒３１の先端部（セパレータ被覆部３２ｂの先端部とセパレータ被覆部３２ｂの先端部）がパイプホルダ３３の後端部に外嵌されて、この外嵌部分（内筒３１の先端部とパイプホルダ３３の後端部）が溶接されることで、内筒３１の先端部がセンサ本体部５の内部に固定されている。

また、内筒３１は、その後端部（詳細には、第１部材３２の接触導通部３２ｃと第２部材３４の接触導通部３４ｃ）が、円筒状の金属保持部材４２の内側に挿入されて固定された状態で、金属保持部材４２によって保持されている。これにより、第１部材３２と第２部材３４とが組み合わされて円筒状の内筒３１とされた状態を保つことができると共に、内筒３１の後端部がセンサ本体部５の内部に固定される。なお、内筒３１の後端部（詳細には、第１部材３２の接触導通部３２ｃと第２部材３４の接触導通部３４ｃ）と金属保持部材４２とは、溶接されて固定されている。

金属保持部材４２は、軸線方向ＧＨに延びる円筒状の側壁部４２ｂと、この側壁部４２ｂの後端部に接続する円環状の底部４２ｃとを有する（図４、図６参照）。底部４２ｃには、円形状の通気孔４２ｄが設けられている。前述のリアカバー１５内に供給されたエア（圧縮空気）ＡＲは、金属保持部材４２の通気孔４２ｄを通じて、センサ本体部５内を軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに流通する。

金属保持部材４２の後端部は、半円筒状の２つの絶縁部材４３ｂと４３ｃを組み合わせた円筒状の絶縁部材４３内に配置されて、絶縁部材４３に保持されている。更に、この絶縁部材４３の後端側ＧＫには、円環状のゴム部材４４が配置され、更にその後端側ＧＫには、Ｃ環状のワッシャ４５が配置されている（図４、図６参照）。

セパレータ４１は、電気絶縁性部材（アルミナを主成分としたセラミック）からなり、軸線方向ＧＨに延びる柱状をなしている（図３、図４、図６、図１１、図１２参照）。このセパレータ４１は、当該セパレータ４１を軸線方向ＧＨに貫通する第１貫通孔４１ｂ及び第２貫通孔４１ｃを有する。第１貫通孔４１ｂと第２貫通孔４１ｃは、別個独立した貫通孔であり、セパレータ４１の壁部を挟んで軸線方向ＧＨに直交する方向（図３において左右方向）に離間している。

セパレータ４１の第１貫通孔４１ｂの内部には、第１ケーブル９０の先端部及び放電電極体７０の第１延出部７１が挿入されている。そして、第１貫通孔４１ｂの内部には、放電電位接続部１１１（放電電位配線９１の先端部９１ｂと放電電極体７０の第１延出部７１の後端部とが、第１接続端子７７を通じて接続された部位）が配置されている。

また、セパレータ４１の第２貫通孔４１ｃの内部には、第２ケーブル１００の先端部及び補助電極体８０の第２延出部８１が挿入されている。そして、第２貫通孔４１ｃの内部には、補助電位接続部１１２（補助電位配線１０１の先端部１０１ｂと補助電極体８０の第２延出部８１の後端部とが、第２接続端子８７を通じて接続された部位）が配置されている。

これにより、放電電位ＰＶ２となる放電電位接続部１１１と補助電位ＰＶ４となる補助電位接続部１１２とが、セパレータ４１によって電気的に絶縁されている。
従って、本実施形態の微粒子センサ１は、セパレータ４１によって、放電電位接続部１１１と補助電位接続部１１２とが適切に電気絶縁された微粒子センサとなる。

ところで、本実施形態では、セパレータ４１の外周を覆う態様で第１部材３２と第２部材３４とを組み合わせて内筒３１を形成したときに、第１部材３２（セパレータ被覆部３２ｂ）の内周面３２ｈ及び第２部材３４（セパレータ被覆部３２ｂ）の内周面３４ｈが、セパレータ４１の外周面４１ｄに接触する。これにより、内筒３１（第１部材３２と第２部材３４）によってセパレータ４１を径方向内側に挟んで保持することができる。さらに、この内筒３１は、前述のように、センサ本体部５の内部に固定されている。

このように、セパレータ４１が、センサ本体部５の内部に固定された内筒３１（筒状部材）によって、当該セパレータ４１の外周を覆われる（包囲される）態様で保持されることで、セパレータ４１も、内筒３１を通じてセンサ本体部５の内部に固定されることになる。これにより、放電電位接続部１１１がセパレータ４１の第１貫通孔４１ｂ内に配置され、且つ、補助電位接続部１１２がセパレータ４１の第２貫通孔４１ｃ内に配置されることで、放電電位接続部１１１と補助電位接続部１１２とがセパレータ４１によって電気的に絶縁された状態を、安定して保つことができる。

しかも、本実施形態では、セパレータ４１の外周を覆う態様で第１部材３２と第２部材３４とを組み合わせて、内筒３１（筒状部材）を形成することで、内筒３１によってセパレータ４１を保持するだけでなく、この内筒３１を、第１基準電位配線９３及び第２基準電位配線１０３に接触させて導通させている。具体的には、第１基準電位配線９３の先端部９３ｂが、第１部材３２の第１接触面３２ｆ及び第２部材３４の第１接触面３４ｆに接触して導通すると共に、第２基準電位配線１０３の先端部１０３ｂが、第１部材３２の第２接触面３２ｇ及び第２部材３４の第２接触面３４ｇに接触して導通する（図３、図９、図１０参照）。これにより、第１基準電位配線９３及び第２基準電位配線１０３を、簡易に且つ適切に、内筒３１を含む内側金具３０（基準電位部材）に導通させることができる。

次に、放電電極体７０について説明する。この放電電極体７０は、タングステン線からなり、内側金具３０の径方向内側に内側金具３０とは絶縁された状態で配置されている。放電電極体７０は、図３に示すように、直棒状の第１延出部７１と、その先端部分に位置し、針状に尖った形状の針状先端部７３とからなる。この放電電極体７０（針状先端部７３）は、第１ケーブル９０の放電電位配線９１を通じて、外部の回路部２０１に接続され、放電電位ＰＶ２とされる。なお、放電電位ＰＶ２は、基準電位ＰＶ１に対し正の高電位であり、ピーク電位が１〜２ｋＶの電位とされる。

第１延出部７１は、その径方向周囲を絶縁セラミックからなる円筒状の第１絶縁パイプ７５で被覆されている。但し、第１延出部７１の後端部は、第１接続端子７７によって放電電位配線９１の先端部９１ｂと接続するために、第１絶縁パイプ７５で被覆されることなく、タングステン線が露出している。

一方、針状先端部７３は、放電空間ＤＳ内で先端側ＧＳに向けて突出してノズル部３５ａと向き合っており、ノズル部３５ａと共にイオン源を構成する。即ち、後述するように、基準電位ＰＶ１とされるノズル部３５ａと、放電電位ＰＶ２とされる針状先端部７３とは、これらの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。
なお、本実施形態では、ノズル部３５ａが、放電電極体７０（針状先端部７３）の対極となる放電対極部に相当する。

次に、補助電極体８０について説明する。この補助電極体８０は、ステンレス線からなり、内側金具３０の径方向内側に内側金具３０とは絶縁された状態で配置されている。補助電極体８０は、図３に示すように、直棒状の第２延出部８１と、その先端側ＧＳでＵ字状に曲げ返された曲げ返し部８２と、曲げ返し部８２から後端側ＧＫに延びる共に先端が針状に尖った形状の補助電極部８３とからなる。

第２延出部８１は、その周囲を絶縁セラミックからなる円筒状の第２絶縁パイプ８５で被覆されている。但し、第２延出部８１の後端部は、第２接続端子８７によって補助電位配線１０１の先端部１０１ｂと接続するために、第２絶縁パイプ８５で被覆されることなく、ステンレス線か露出している。また、曲げ返し部８２は、ガス排出路ＥＸ内に配置されている。

一方、補助電極部８３は、スリット状混合領域ＭＸ２内で後端側ＧＫに向けて突出している。この補助電極体８０（補助電極部８３）は、第２ケーブル１００の補助電位配線１０１を通じて、外部の回路部２０１に接続され、補助電位ＰＶ４とされる。この補助電位ＰＶ４は、基準電位ＰＶ１に対して正の高電位であるが、放電電位ＰＶ２のピーク電位（１〜２ｋＶ）よりも低い、例えば、ＤＣ１００〜２００Ｖの電位にされている。

ところで、本実施形態の微粒子センサ１では、セパレータ４１は、図６及び図１１に示すように、その外周面４１ｄに、軸線方向ＧＨに延びる溝部４１ｆを構成する溝構成面４１ｇを有している。溝部４１ｆは、セパレータ４１の外周面４１ｄの一部が径方向内側に凹んだ形態で、軸線方向ＧＨについてセパレータ４１の先端から後端にまで延びている。

なお、溝部４１ｆ（溝構成面４１ｇ）は、セパレータ４１の外周面４１ｄに２つ形成されている。２つの溝部４１ｆ（溝構成面４１ｇ）は、セパレータ４１の径方向に対向して（背向して）設けられている。そして、内筒３１によってセパレータ４１の外周が覆われた状態において、セパレータ４１の溝構成面４１ｇと内筒３１の内周面（第１部材３２の内周面３２ｈ及び第２部材３４の内周面３４ｈ）とによって囲まれた通気孔ＡＨが形成されている（図３及び図１１参照）。なお、図１１には、セパレータ４１の外周に配置された内筒３１を二点鎖線で示している。

さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、前述のように、センサ本体部５の軸線方向ＧＨの後端部（具体的には、リアカバー１５）に、センサ本体部５の外部からセンサ本体部５の内部にエアＡＲを取り入れるためのエア取入部１５ｔを設けている。さらに、センサ本体部５は、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に取り入れられたエアＡＲが、前述の通気孔ＡＨを通じて、センサ本体部５内の軸線方向ＧＨの先端側に導入される形態を有している。

従って、本実施形態の微粒子センサでは、エア取入部１５ｔと放電空間ＤＳとの間にセパレータ４１を設けていても、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に取り入れたエアＡＲを、通気孔ＡＨを通じて、適切に、センサ本体部５内の軸線方向ＧＨの先端側の放電空間ＤＳ内に導入することができる。

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８及び図１３参照）。外部の回路部２０１の駆動により、基準電位ＰＶ１とされた内側金具３０のノズル部３５ａ（放電対極部）と、これよりも正の高電位である放電電位ＰＶ２とされた放電電極体７０の針状先端部７３との間において、気中放電（コロナ放電）が生じ、大気（空気）のＮ₂，Ｏ₂ 等が電離した正のイオンＣＰが発生する。一方で、エアＡＲが、後端側ＧＫから放電空間ＤＳ内に供給される。このため、発生したイオンＣＰの一部は、エアＡＲと共に、ノズル部３５ａから円柱状混合領域ＭＸ１に噴射される。

このエア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３５ｈ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、エア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３７ｈ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３７ｈからエア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、補助電位ＰＶ４とされた補助電極体８０の補助電極部８３から斥力を受け、捕集極３７ｃに付着することで、ガス排出口３７ｈからの排出が抑制される。

前述の気中放電の際、外部の回路部２０１から放電電極体７０の針状先端部７３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３５ａに受電電流Ｉｊとして流れ込み、回路部２０１に戻る。一方、捕集極３７ｃ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２０１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２０１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、基準電位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２０１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。このため、本実施形態では、帯電微粒子ＳＣの電荷量に基づいて（詳細には、帯電微粒子ＳＣの電荷量に応じて、基準電位ＰＶ１と接地電位ＰＶＥとの間を流れる信号電流に基づいて）、排気ガスＥＧ（被測定ガス）中の微粒子Ｓの量を検知する。

ところで、本実施形態の微粒子センサ１では、前述のように、セパレータ４１によって、放電電位接続部１１１と補助電位接続部１１２とが適切に電気絶縁されている。このため、放電電位接続部１１１と補助電位接続部１１２との間で放電等が発生する虞がなく、放電電極体７０の針状先端部７３（放電電位ＰＶ２）と放電対極部となるノズル部３５ａ（基準電位ＰＶ１）との間で、気中放電を、適切に発生させることができる。これにより、排気ガスＥＧ（被測定ガス）中の微粒子Ｓの量を適切に検知することができる。

なお、微粒子センサ１によって検知する「微粒子Ｓの量」としては、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの表面積の合計に比例する値を得てもよいし、微粒子Ｓの質量の合計に比例する値を得てもよい。また、排気ガスＥＧの単位体積中に含まれる微粒子Ｓの個数に比例する値（微粒子Ｓの濃度）を得てもよい。

次に、本実施形態の微粒子センサ１の組み付け方法について説明する。
まず、セパレータ４１の第１貫通孔４１ｂ内に第１ケーブル９０の先端部を挿通させ、第２貫通孔４１ｃ内に第２ケーブル１００の先端部を挿通させる。そして、セパレータ４１の外部において、放電電位配線９１の先端部９１ｂと放電電極体７０の第１延出部７１の後端部とを、第１接続端子７７の加締め接続により接続する。さらに、補助電位配線１０１の先端部１０１ｂと補助電極体８０の第２延出部８１の後端部とを、第２接続端子８７の加締め接続により接続する。

その後、第１ケーブル９０を後端側ＧＫに引き戻して、セパレータ４１の第１貫通孔４１ｂの内部に、放電電位接続部１１１（放電電位配線９１の先端部９１ｂと放電電極体７０の第１延出部７１の後端部とが、第１接続端子７７を通じて接続された部位）を配置する。さらに、第２ケーブル１００を後端側ＧＫに引き戻して、セパレータ４１の第２貫通孔４１ｃの内部に、補助電位接続部１１２（補助電位配線１０１の先端部１０１ｂと補助電極体８０の第２延出部８１の後端部とが、第２接続端子８７を通じて接続された部位）を配置する。

次いで、第１ケーブル９０の第１接地電位配線９７の先端部９７ｂに第１金属部材２１を外嵌し、これをリアカバー１５の第１貫通孔１５ｂ内に圧入しつつ、第１ケーブル９０をリアカバー１５に挿通させる。さらに、第２ケーブル１００の第２接地電位配線１０７の先端部１０７ｂに第２金属部材２２を外嵌し、これをリアカバー１５の第２貫通孔１５ｃ内に圧入しつつ、第２ケーブル１００をリアカバー１５に挿通させる。なお、第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００には、予め、金属保持部材４２、ゴム部材４４、ワッシャ４５を挿通させておく。その後、第１ケーブル９０に外嵌させる態様で、リアカバー１５の第１貫通孔１５ｂ内に、後端側ＧＫから、第１Ｏリング２３及び第１リテーナ２５を挿入する。さらに、第２ケーブル１００に外嵌させる態様で、リアカバー１５の第２貫通孔１５ｃ内に、後端側ＧＫから、第２Ｏリング２４及び第２リテーナ２６を挿入する。

次に、セパレータ４１の外周を覆う態様で第１部材３２と第２部材３４とを組み合わせて、内筒３１（筒状部材）を形成する。これにより、内筒３１によってセパレータ４１を保持すると共に、内筒３１を第１基準電位配線９３及び第２基準電位配線１０３に接触させて導通させる。その後、内筒３１の後端部を、金属保持部材４２の内側に挿入する。次いで、金属保持部材４２とゴム部材４４との間に、半円筒状の２つの絶縁部材４３ｂと４３ｃを組み合わせるようにして配置しつつ、絶縁部材４３ｂと４３ｃによって円筒状の絶縁部材４３を形成する。

その後、内筒３１の先端部をパイプホルダ３３内に挿入し、両者を溶接する。なお、パイプホルダ３３の先端側ＧＳには、ノズル部材３５と混合排出部材３７と蓋部材３９とを接合しておく。これにより、放電電極体７０及び補助電極体８０が内部に配置された内側金具３０が形成される。次いで、外側第１金具１１の後端部をリアカバー１５の先端部に圧入して、両者を接合する。なお、外側第１金具１１には、予め、締結部材６０を挿通させておく。そして、外側第１金具１１の先端側ＧＳに外側第２金具１３を配置することで、微粒子センサ１が完成する。

（変形形態）
変形形態にかかる微粒子センサ３０１は、実施形態の微粒子センサ１と比較して、センサ本体部の後端側ＧＫの構造が異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施形態の微粒子センサ１と異なる箇所を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。

図１４は、変形形態にかかる微粒子センサ３０１の縦断面図である。図１５は、微粒子センサ３０１の分解斜視図である。
本変形形態の微粒子センサ３０１は、実施形態の微粒子センサ１と比較して、センサ本体部を構成する部品の一部が異なり、その他は同様である。本変形形態のセンサ本体部３０５は、実施形態の外側金具１０に代えて、外側金具３１０を備える。この外側金具３１０は、実施形態の外側金具１０と比較して、リアカバー１５をリアカバー３１５に変更した点が異なり、その他は同等である（図６及び図１５参照）。

さらに、本変形形態のセンサ本体部３０５は、実施形態のセンサ本体部５と比較して、第１金属部材２１及び第２金属部材２２を廃止し、第１リテーナ２５を第１リテーナ３２５に変更し、第２リテーナ２６を第２リテーナ３２６に変更した点が異なり、その他は同等である（図６及び図１５参照）。

本変形形態のリアカバー３１５は、実施形態のリアカバー１５と比較して、軸線方向ＧＨの長さを短くした点が異なり、その他は同様である（図３、図６、図１４、図１５参照）。

また、本変形形態の第１リテーナ３２５は、実施形態の第１リテーナ２５と比較して、軸線方向ＧＨの長さが長い。より具体的には、第１リテーナ３２５は、実施形態の第１金属部材２１と第１リテーナ２５を一体化した部品に相当する。この第１リテーナ３２５は、軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに位置する円筒状の挿入部３２５ｃと、これよりも後端側ＧＫに位置する円筒状の加締め接続部３２５ｂとを有する。

このうち、挿入部３２５ｃは、リアカバー３１５の第１貫通孔３１５ｂ内に、後端側ＧＫからから挿入される部位である。また、加締め接続部３２５ｂは、第１接地電位配線９７の先端部９７ｂに接続する部位である。この加締め接続部３２５ｂは、自身の内部に第１接地電位配線９７の先端部９７ｂを挿入配置した状態で、径方向内側に加締められることで、第１接地電位配線９７の先端部９７ｂに圧接した状態で導通している。第１リテーナ３２５のうち、挿入部３２５ｃよりも後端側ＧＫの部位（加締め接続部３２５ｂを含む部位）は、リアカバー３１５の後端からリアカバー３１５の外部に突出して配置されている。

また、本変形形態の第２リテーナ３２６も、実施形態の第２リテーナ２６と比較して、軸線方向ＧＨの長さが長い。より具体的には、第２リテーナ３２６は、実施形態の第２金属部材２２と第２リテーナ２６を一体化した部品に相当する。この第２リテーナ３２６は、軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに位置する円筒状の挿入部３２６ｃと、これよりも後端側ＧＫに位置する円筒状の加締め接続部３２６ｂとを有する。

このうち、挿入部３２６ｃは、リアカバー３１５の第２貫通孔３１５ｃ内に、後端側ＧＫから挿入される部位である。また、加締め接続部３２６ｂは、第２接地電位配線１０７の先端部１０７ｂに接続する部位である。この加締め接続部３２６ｂは、自身の内部に第２接地電位配線１０７の先端部１０７ｂを挿入配置した状態で、径方向内側に加締められることで、第２接地電位配線１０７の先端部１０７ｂに圧接した状態で導通している。第２リテーナ３２６のうち、挿入部３２６ｃよりも後端側ＧＫの部位（加締め接続部３２６ｂを含む部位）は、リアカバー３１５の後端からリアカバー３１５の外部に突出して配置されている。

本変形形態の微粒子センサ３０１でも、実施形態の微粒子センサ１と同様に、セパレータ４１によって、放電電位接続部１１１と補助電位接続部１１２とが適切に電気絶縁されている。このため、放電電位接続部１１１と補助電位接続部１１２との間で放電等が発生する虞がなく、放電電極体７０の針状先端部７３（放電電位ＰＶ２）と放電対極部となるノズル部３５ａ（基準電位ＰＶ１）との間で、気中放電を、適切に発生させることができる。これにより、排気ガスＥＧ（被測定ガス）中の微粒子Ｓの量を適切に検知することができる。

次に、本変形形態の微粒子センサ３０１の組み付け方法について説明する。
まず、実施形態と同様に、セパレータ４１の第１貫通孔４１ｂ内に第１ケーブル９０の先端部を挿通させ、第２貫通孔４１ｃ内に第２ケーブル１００の先端部を挿通させる。その後、セパレータ４１の第１貫通孔４１ｂの内部に放電電位接続部１１１を配置し、さらに、セパレータ４１の第２貫通孔４１ｃの内部に補助電位接続部１１２を配置する。

なお、第１ケーブル９０及び、第２ケーブル１００には、予め、リアカバー３１５、第１リテーナ３２５、第２リテーナ３２６、ゴム部材４４、及びワッシャ４５を挿通させておく。また、予め、リアカバー３１５の第１貫通孔３１５ｂ内に、第１Ｏリング２３及び第１リテーナ３２５の挿入部３２５ｃを挿入（圧入）し、第２貫通孔３１５ｃ内に、第２Ｏリング２４及び第２リテーナ３２６の挿入部３２６ｃを挿入（圧入）しておく。

次に、実施形態と同様に、セパレータ４１の外周を覆う態様で第１部材３２と第２部材３４とを組み合わせて、内筒３１（筒状部材）を形成することで、内筒３１によってセパレータ４１を保持すると共に、内筒３１を第１基準電位配線９３及び第２基準電位配線１０３に接触させて導通させる。その後、実施形態と同様に、内筒３１の後端部を金属保持部材４２の内側に挿入し、金属保持部材４２とゴム部材４４との間に、絶縁部材４３ｂと４３ｃを組み合わせて絶縁部材４３を配置する。

その後、内筒３１の先端部をパイプホルダ３３内に挿入し、両者を溶接する。なお、パイプホルダ３３の先端側ＧＳには、ノズル部材３５と混合排出部材３７と蓋部材３９とを接合しておく。これにより、放電電極体７０及び補助電極体８０が内部に配置された内側金具３０が形成される。次いで、外側第１金具１１の後端部をリアカバー３１５の先端部に圧入して、両者を接合する。なお、外側第１金具１１には、予め、締結部材６０を挿通させておく。そして、外側第１金具１１の先端側ＧＳに外側第２金具１３を配置する。

次いで、第１リテーナ３２５の加締め接続部３２５ｂを加締めることで、加締め接続部３２５ｂを第１接地電位配線９７の先端部９７ｂに圧接させて導通させる。さらに、第２リテーナ３２６の加締め接続部３２６ｂを加締めることで、加締め接続部３２６ｂを第２接地電位配線１０７の先端部１０７ｂに圧接させて導通させる。これにより、本変形形態の微粒子センサ３０１が完成する。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態及び変形形態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。

例えば、実施形態では、エア取入部１５ｔを有するリアカバー１５を備えたセンサ本体部５を用い、外部に設置された圧送ポンプ３３０で生成された清浄なエア（圧縮空気）ＡＲを、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５内に供給し、このエアＡＲを放電空間ＤＳ内に流通させる構成の微粒子センサを例示した。しかしながら、本発明は、このような構成を有しない微粒子センサにも適用することができる。

１，３０１ 微粒子センサ
５，３０５ センサ本体部
１０ 外側金具
１５，３１５ リアカバー
１５ｔ，３１５ｔ エア取入部
３０ 内側金具（基準電位部材）
３１ 内筒（筒状部材）
３２ 第１部材
３４ 第２部材
４１ セパレータ
４１ｂ 第１貫通孔
４１ｃ 第２貫通孔
４１ｆ 溝部
４１ｇ 溝構成面
４２ 金属保持部材（保持部材）
３５ａ ノズル部（放電対極部）
５０ エアチューブ
７０ 放電電極体
７３ 針状先端部
８０ 補助電極体
９０ 第１ケーブル
９１ 放電電位配線
９２ 第１絶縁体層
９３ 第１基準電位配線
９７ 第１接地電位配線
９８ 外側絶縁被覆層
１００ 第２ケーブル
１０１ 補助電位配線
１０２ 第１絶縁体層
１０３ 第２基準電位配線
１０７ 第２接地電位配線
１０８ 外側絶縁被覆層
１１１ 放電電位接続部
１１２ 補助電位接続部
２０１ 回路部
３３０ 圧送ポンプ
ＡＨ 通気孔
ＡＲ エア
ＡＸ 微粒子センサ（センサ本体部）の軸線
ＧＨ 軸線方向
ＧＳ 軸線方向の先端側
ＧＫ 軸線方向の後端側
ＥＰ 排気管（通気管）
ＥＧ 排気ガス（被測定ガス）
Ｓ 微粒子
ＳＣ 帯電微粒子
ＣＰ イオン
ＰＶ１ 基準電位
ＰＶ２ 放電電位
ＰＶ４ 補助電位
ＰＶＥ 接地電位

Claims (4)

1. 軸線方向に延びる形態をなし、通気管に装着されて前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センサ本体部と、
   前記センサ本体部を駆動する回路部と前記センサ本体部との間を電気的に接続する、第１ケーブル及び第２ケーブルと、を備える
   微粒子センサであって、
   前記センサ本体部は、
   基準電位とされる基準電位部材、
   前記基準電位とは異なる放電電位とされる放電電極体、及び、
   前記基準電位及び前記放電電位とは異なる補助電位とされる補助電極体、を有し、
   前記第１ケーブルは、
   前記放電電極体に導通する放電電位配線、及び、
   前記基準電位部材に導通し、前記放電電位配線の径方向周囲を包囲する円筒形状の第１基準電位配線、を有し、
   前記第２ケーブルは、
   前記補助電極体に導通する補助電位配線、及び、
   前記基準電位部材に導通し、前記補助電位配線の径方向周囲を包囲する円筒形状の第２基準電位配線、を有し、
   前記センサ本体部は、
   前記軸線方向に延びる柱状をなすセパレータであって、当該セパレータを前記軸線方向に貫通する第１貫通孔及び第２貫通孔を有するセパレータ、を有し、
   前記微粒子センサは、
   前記第１ケーブルの前記放電電位配線と前記放電電極体とが接続された放電電位接続部と、
   前記第２ケーブルの前記補助電位配線と前記補助電極体とが接続された補助電位接続部と、を有し、
   前記放電電位接続部が前記セパレータの前記第１貫通孔内に配置され、且つ、前記補助電位接続部が前記セパレータの前記第２貫通孔内に配置されることで、前記放電電位接続部と前記補助電位接続部とが前記セパレータによって電気的に絶縁されており、
   前記基準電位部材は、
   半筒状の第１部材と半筒状の第２部材とが組み合わされて前記軸線方向に延びる筒形状をなす筒状部材であって、前記センサ本体部の内部に固定された筒状部材を含み、
   前記筒状部材は、
   前記セパレータの外周を覆う態様で前記第１部材と前記第２部材とが組み合わされることで、前記セパレータを保持すると共に、前記第１基準電位配線及び前記第２基準電位配線に接触して導通している
   微粒子センサ。
2. 請求項１に記載の微粒子センサであって、
   前記センサ本体部は、筒状の保持部材を有し、
   前記筒状部材は、その一端部が前記保持部材の内側に挿入されて固定された状態で、前記保持部材に保持されている
   微粒子センサ。
3. 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、
   前記セパレータは、
   その外周面に、前記軸線方向に延びる溝部を構成する溝構成面を有し、
   前記筒状部材によって当該セパレータの外周が覆われた状態で、前記溝構成面と前記筒状部材の内周面とによって囲まれた通気孔を形成しており、
   前記センサ本体部は、
   前記軸線方向の後端部に、当該センサ本体部の外部から当該センサ本体部の内部にエアを取り入れるためのエア取入部を有し、
   前記エア取入部を通じて前記センサ本体部の内部に取り入れられた前記エアが、前記通気孔を通じて、 前記センサ本体部内の前記軸線方向の先端側に導入される形態を有する
   微粒子センサ。
4. 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、
   前記基準電位部材は、前記放電電極体の対極となる放電対極部を含み、
   前記微粒子センサは、前記放電電極体と前記放電対極部との間で気中放電を発生させ、当該気中放電により生じたイオンを前記被測定ガスに含まれる前記微粒子に付着させて、帯電した帯電微粒子を生成し、この帯電微粒子の電荷量に基づいて前記被測定ガス中の前記微粒子の量を検知する
   微粒子センサ。

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