(57)【要約】【課題】エアロゾルによってエア流出路が閉塞される（あるいは、当該エアロゾルがエア流路内に留まることによってエア流出路が狭くなる、あるいは、当該エアロゾルがエア流路の上流側開口に留まることによってエア流出路の上流側開口が狭くなる）ことを生じ難くすることができる微粒子センサを提供する。【解決手段】微粒子センサ１は、エアポンプ３３０とセンサ本体部５のエア取入部１５ｔとを繋ぐエア流路ＧＣの途中に設けられたエアフィルタ１２０を有する。エアフィルタ１２０は、エア流出路ＥＣの横切断面においてエア流出路ＥＣに内接する内接円ＩＣの直径よりも小さい所定値の粒径を有する粒子を捕捉可能なエアフィルタ１２０である。【選択図】図１９
2020180900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる形態のセンサ本体部を有し、前記センサ本体部のうち前記軸線方向の先端側の部位を通気管の内部に配置して、接地電位とされた前記通気管の内部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、
前記センサ本体部は、
前記微粒子センサの外部に設けられたエアポンプから送出されたエアを、前記センサ本体部の内部に取り入れるためのエア取入部と、
金属からなり、前記通気管に装着されて前記接地電位とされる筒状の外側金具と、
金属からなり、前記接地電位とは異なる基準電位とされ、前記外側金具によって径方向周囲を囲まれた内側金具と、
絶縁性セラミックからなり、前記内側金具と前記外側金具との間に配置されて両者を電気的に絶縁する筒状の絶縁スペーサと、
金属からなり、前記外側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第１介在部材と、
金属からなり、前記内側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第２介在部材と、を備え、
前記微粒子センサは、前記センサ本体部の前記軸線方向の先端側で、前記外側金具の内周面と前記内側金具の外周面との間に、前記被測定ガスが進入する被測定ガス進入空間を有し、
前記センサ本体部は、前記エア取入部を通じて前記センサ本体部の内部に導入された前記エアが、前記センサ本体部の内部を前記軸線方向の後端側から先端側に流れてゆく、センサ内エア流路を有し、
前記第１介在部材及び前記第２介在部材は、前記センサ内エア流路と前記被測定ガス進入空間との境界部に配置されており、
前記第１介在部材と前記外側金具との間、前記第１介在部材と前記絶縁スペーサとの間、前記第２介在部材と前記内側金具との間、及び、前記第２介在部材と前記絶縁スペーサとの間のうち、少なくともいずれかに、前記エアの少なくとも一部を前記センサ内エア流路から前記被測定ガス進入空間へ流出させるエア流出路が形成されており、
前記微粒子センサは、前記エアポンプと前記エア取入部とを繋ぐエア流路の途中に設けられたエアフィルタを有し、
前記エアフィルタは、前記エア流出路の横切断面において前記エア流出路に内接する内接円の直径よりも小さい所定値の粒径を有する粒子を捕捉可能なエアフィルタである
微粒子センサ。
【請求項２】
軸線方向に延びる形態のセンサ本体部を有し、前記センサ本体部のうち前記軸線方向の先端側の部位を通気管の内部に配置して、接地電位とされた前記通気管の内部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、
前記センサ本体部は、
前記微粒子センサの外部に設けられたエアポンプから送出されたエアを、前記センサ本体部の内部に取り入れるためのエア取入部と、
金属からなり、前記通気管に装着されて前記接地電位とされる筒状の外側金具と、
金属からなり、前記接地電位とは異なる基準電位とされ、前記外側金具によって径方向周囲を囲まれた内側金具と、
絶縁性セラミックからなり、前記内側金具と前記外側金具との間に配置されて両者を電気的に絶縁する筒状の絶縁スペーサと、
金属からなり、前記外側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第１介在部材と、
金属からなり、前記内側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第２介在部材と、を備え、
前記微粒子センサは、前記センサ本体部の前記軸線方向の先端側で、前記外側金具の内周面と前記内側金具の外周面との間に、前記被測定ガスが進入する被測定ガス進入空間を有し、
前記センサ本体部は、前記エア取入部を通じて前記センサ本体部の内部に導入された前記エアが、前記センサ本体部の内部を前記軸線方向の後端側から先端側に流れてゆく、センサ内エア流路を有し、
前記第１介在部材及び前記第２介在部材は、前記センサ内エア流路と前記被測定ガス進入空間との境界部に配置されており、
前記第１介在部材と前記外側金具との間、前記第１介在部材と前記絶縁スペーサとの間、前記第２介在部材と前記内側金具との間、及び、前記第２介在部材と前記絶縁スペーサとの間のうち、少なくともいずれかに、前記エアの少なくとも一部を前記センサ内エア流路から前記被測定ガス進入空間へ流出させるエア流出路が形成されており、
前記微粒子センサは、前記エアポンプと前記エア取入部とを繋ぐエア流路の途中に設けられたエアフィルタを有し、
前記エアフィルタは、前記エアに含まれる硫酸塩粒子を捕捉可能なエアフィルタである
微粒子センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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したりすべく、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。
【０００３】
このような微粒子センサとして、特許文献１には、軸線方向に延びる形態をなすセンサ本体部を有し、センサ本体部のうち軸線方向の先端側の部位を通気管（排気管）の内部に配置して、接地電位とされた通気管の内部を流通する被測定ガス（排気ガス）中の微粒子の量を検知する微粒子センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１９４３１６号公報
【０００５】
特許文献１の微粒子センサ（センサ本体部）は、センサ本体部の外部に設けられたエアポンプから送出されたエア（圧縮空気）を、センサ本体部の内部に取り入れるためのエア取入部を有する。さらに、この微粒子センサ（センサ本体部）は、通気管に装着されて接地電位とされる金属製で筒状の外側金具と、接地電位とは異なる基準電位とされ、外側金具によって径方向周囲を囲まれた金属製の内側金具と、内側金具と外側金具との間に配置されて両者を電気的に絶縁する筒状の絶縁スペーサとを備える。さらに、この微粒子センサは、センサ本体部の軸線方向の先端側で、外側金具の内周面と内側金具の外周面との間に、被測定ガス（排気ガス）が進入する被測定ガス進入空間を有している。また、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導入されたエアが、センサ本体部の内部を軸線方向の後端側から先端側に流れてゆく、センサ内エア流路を有している。
【０００６】
さらに、上述の微粒子センサは、外側金具と絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する金属製で環状の第１介在部材と、内側金具と絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する金属製で環状の第２介在部材とを備えている。この第１介在部材及び第２介在部材は、センサ内エア流路と被測定ガス進入空間との境界部に配置されている。
さらに、上述の微粒子センサでは、第１介在部材と外側金具との間、第１介在部材と絶縁スペーサとの間、第２介在部材と内側金具との間、及び、第２介在部材と絶縁スペーサとの間のうち、少なくともいずれかに、センサ内エア流路を流通するエアの一部をセンサ内エア流路から被測定ガス進入空間へ流出させるエア流出路が形成されている。
【０００７】
従って、上述の微粒子センサでは、エア流出路を通じて、エアを、センサ内エア流路から被測定ガス進入空間内へ流出させる（放出する）ことができる。これにより、被測定ガス進入空間内においてエアの流れを形成して、被測定ガス進入空間内において被測定ガスが滞留するのを防止して、被測定ガス（例えば、排気ガス）に含まれる微粒子（例えば、ススなど）が、被測定ガス進入空間を形成する内側金具の外周面及び外側金具の内周面に付着することを低減する。具体的には、例えば、内側金具の外周面及び外側金具の内周面に付着しようとする微粒子を、エアで吹き飛ばすことができる。このようにすることで、被測定ガス進入空間において、基準電位とされる内側金具と接地電位とされる外側金具との間の絶縁性が低下し難くなり、被測定ガスに含まれる微粒子の量を適切に検知することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、空気中には多数のエアロゾル（空気中に浮遊する粒子）が含まれているため、センサ本体部の外部に設けられたエアポンプからセンサ本体部のエア取入部に向けて送出されたエアにも、多数のエアロゾルが含まれることになる。このため、特許文献１の微粒子センサでは、多数のエアロゾルを含むエアが、エア取入部を通じてセンサ本体部の内部に導入されて、センサ内エア流路内を流れてゆき、その後、当該エアの一部が、エア流出路を通じて、センサ内エア流路から被測定ガス進入空間内へ流出するようになっていた。このため、例えば、エア流出路を通過できない粒径を有するエアロゾルが含まれている場合には、当該エアロゾルによってエア流出路が閉塞される（あるいは、当該エアロゾルがエア流路内に留まることによってエア流出路が狭くなる、あるいは、当該エアロゾルがエア流路の上流側開口に留まることによってエア流出路の上流側開口が狭くなる）虞があった。その結果、エア流出路を通じて、センサ内エア流路から被測定ガス進入空間内へエアを適切に流出させることができなくなる虞があった。
【０００９】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、エアロゾルによってエア流出路が閉塞される（あるいは、当該エアロゾルがエア流出路内に留まることによってエア流出路が狭くなる、あるいは、当該エアロゾルがエア流出路の上流側開口に留まることによってエア流出路の上流側開口が狭くなる）ことを生じ難くすることができる微粒子センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、軸線方向に延びる形態のセンサ本体部を有し、前記センサ本体部のうち前記軸線方向の先端側の部位を通気管の内部に配置して、接地電位とされた前記通気管の内部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、前記センサ本体部は、前記微粒子センサの外部に設けられたエアポンプから送出されたエアを、前記センサ本体部の内部に取り入れるためのエア取入部と、金属からなり、前記通気管に装着されて前記接地電位とされる筒状の外側金具と、金属からなり、前記接地電位とは異なる基準電位とされ、前記外側金具によって径方向周囲を囲まれた内側金具と、絶縁性セラミックからなり、前記内側金具と前記外側金具との間に配置されて両者を電気的に絶縁する筒状の絶縁スペーサと、金属からなり、前記外側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第１介在部材と、金属からなり、前記内側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第２介在部材と、を備え、前記微粒子センサは、前記センサ本体部の前記軸線方向の先端側で、前記外側金具の内周面と前記内側金具の外周面との間に、前記被測定ガスが進入する被測定ガス進入空間を有し、前記センサ本体部は、前記エア取入部を通じて前記センサ本体部の内部に導入された前記エアが、前記センサ本体部の内部を前記軸線方向の後端側から先端側に流れてゆく、センサ内エア流路を有し、前記第１介在部材及び前記第２介在部材は、前記センサ内エア流路と前記被測定ガス進入空間との境界部に配置されており、前記第１介在部材と前記外側金具との間、前記第１介在部材と前記絶縁スペーサとの間、前記第２介在部材と前記内側金具との間、及び、前記第２介在部材と前記絶縁スペーサとの間のうち、少なくともいずれかに、前記エアの少なくとも一部を前記センサ内エア流路から前記被測定ガス進入空間へ流出させるエア流出路が形成されており、前記微粒子センサは、前記エアポンプと前記エア取入部とを繋ぐエア流路の途中に設けられたエアフィルタを有し、前記エアフィルタは、前記エア流出路の横切断面において前記エア流出路に内接する内接円の直径よりも小さい所定値の粒径を有する粒子を捕捉可能なエアフィルタである微粒子センサである。
【００１１】
上述の微粒子センサは、エアポンプとエア取入部とを繋ぐ（エアポンプとエア取入部との間を連通する）エア流路の途中に設けられたエアフィルタを有している。このエアフィルタは、エア流出路の横切断面（エア流出路をその長さ方向に直交する方向に切断した切断面）においてエア流出路に内接する内接円の直径（例えば、４０μｍ）よりも小さい所定値（例えば、１０μｍあるいは１０ｎｍ）の粒径を有する粒子を捕捉可能なエアフィルタである。
【００１２】
従って、上述の微粒子センサでは、微粒子センサの外部に設けられたエアポンプから送出されたエアが、センサ本体部の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る前に、当該エアから、エアフィルタによって、少なくとも、エア流出路を通過できない粒径（すなわち、前記内接円の直径と同等以上の粒径）を有するエアロゾルを捕捉して除去することができる。これにより、エア流出路を通過できない粒径を有するエアロゾルを含まないエアを、エア取入部を通じてセンサ本体部の内部に取り入れることができるので、エアロゾルによってエア流出路が閉塞される（あるいは、当該エアロゾルがエア流出路内に留まることによってエア流出路の一部が狭くなる、あるいは、当該エアロゾルがエア流出路の上流側開口に留まることによってエア流出路の上流側開口が狭くなる）ことが生じ難くなる。
【００１３】
本発明の他の態様は、軸線方向に延びる形態のセンサ本体部を有し、前記センサ本体部のうち前記軸線方向の先端側の部位を通気管の内部に配置して、接地電位とされた前記通気管の内部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、前記センサ本体部は、前記微粒子センサの外部に設けられたエアポンプから送出されたエアを、前記センサ本体部の内部に取り入れるためのエア取入部と、金属からなり、前記通気管に装着されて前記接地電位とされる筒状の外側金具と、金属からなり、前記接地電位とは異なる基準電位とされ、前記外側金具によって径方向周囲を囲まれた内側金具と、絶縁性セラミックからなり、前記内側金具と前記外側金具との間に配置されて両者を電気的に絶縁する筒状の絶縁スペーサと、金属からなり、前記外側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第１介在部材と、金属からなり、前記内側金具と前記絶縁スペーサとに接触しつつ両者の間に介在する環状の第２介在部材と、を備え、前記微粒子センサは、前記センサ本体部の前記軸線方向の先端側で、前記外側金具の内周面と前記内側金具の外周面との間に、前記被測定ガスが進入する被測定ガス進入空間を有し、前記センサ本体部は、前記エア取入部を通じて前記センサ本体部の内部に導入された前記エアが、前記センサ本体部の内部を前記軸線方向の後端側から先端側に流れてゆく、センサ内エア流路を有し、前記第１介在部材及び前記第２介在部材は、前記センサ内エア流路と前記被測定ガス進入空間との境界部に配置されており、前記第１介在部材と前記外側金具との間、前記第１介在部材と前記絶縁スペーサとの間、前記第２介在部材と前記内側金具との間、及び、前記第２介在部材と前記絶縁スペーサとの間のうち、少なくともいずれかに、前記エアの少なくとも一部を前記センサ内エア流路から前記被測定ガス進入空間へ流出させるエア流出路が形成されており、前記微粒子センサは、前記エアポンプと前記エア取入部とを繋ぐエア流路の途中に設けられたエアフィルタを有し、前記エアフィルタは、前記エアに含まれる硫酸塩粒子を捕捉可能なエアフィルタである微粒子センサである。
【００１４】
前述したように、空気中には多数のエアロゾル（空気中に浮遊する粒子）が含まれているため、センサ本体部の外部に設けられたエアポンプからセンサ本体部のエア取入部に向けて送出されるエアにも、多数のエアロゾルが含まれることになる。このため、従来（例えば、特許文献１）の微粒子センサでは、多数のエアロゾルを含むエアが、エア取入部を通じてセンサ本体部の内部に導入されて、センサ内エア流路内を流れてゆき、その後、当該エアの少なくとも一部が、エア流出路を通じて、センサ内エア流路から被測定ガス進入空間内へ流出するようになっていた。
【００１５】
このような微粒子センサでは、エアロゾルとしてエアに含まれる硫酸塩粒子が、エア流出路の内部に堆積してゆき、エア流出路の一部が狭くなる（横断面積が小さくなる）ことがあった。このため、エア流出路を通じて、センサ内エア流路から被測定ガス進入空間内へエアを適切に流出させることができなくなることがあった。
【００１６】
これに対し、上述の微粒子センサは、エアポンプとエア取入部とを繋ぐ（エアポンプとエア取入部との間を連通する）エア流路の途中に設けられたエアフィルタを有している。このエアフィルタは、エアに含まれる硫酸塩粒子（これと同等の粒径を有する粒子）を捕捉可能な（物理的に捕捉可能な）エアフィルタである。従って、上述の微粒子センサでは、センサ本体部の外部に設けられたエアポンプから送出されたエアが、センサ本体部の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る前に、当該エアから、エアフィルタによって、エアロゾルである硫酸塩粒子（さらには、これと粒径が同等以上のエアロゾル）を捕捉して除去することができる。これにより、硫酸塩粒子（さらには、これと粒径が同等以上のエアロゾル）を含まないエアを、エア取入部を通じてセンサ本体部の内部に取り入れることができるので、エアロゾルがエア流出路内に堆積し難くなる。
なお、エアロゾルである硫酸塩粒子を捕捉可能なエアフィルタとしては、例えば、ろ過度が１０ｎｍのエアフィルタを挙げることができる。また、硫酸塩粒子としては、硫酸アンモニウム粒子が代表例として挙げられるが、硫酸カルシウム粒子等も挙げることができる。
【００１７】
さらに、前記いずれかの微粒子センサであって、気中放電で発生させたイオンを、前記被測定ガス中に含まれる前記微粒子に付着させることによって、帯電した帯電微粒子を生成し、前記基準電位と前記接地電位との間に前記帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて、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。
【００１８】
上述の微粒子センサは、気中放電を発生させることでイオンを生成し、このイオンを被測定ガス中に含まれる微粒子に付着させることによって、帯電した帯電微粒子を生成する。より具体的には、例えば、微粒子センサの放電空間内において、放電電極体の先端部と放電対極部との間で気中放電を発生させ、その後、混合空間内において、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ることで、帯電した帯電微粒子を生成する。そして、この帯電微粒子の量に応じて基準電位と接地電位との間に流れる信号電流を用いて、被測定ガス中の微粒子の量を検知する。
【００１９】
このような微粒子センサでは、被測定ガスに含まれるススなどの微粒子が、被測定ガス進入空間を形成する内側金具の外周面及び外側金具の内周面に付着して堆積してゆくことで、基準電位とされる内側金具と接地電位とされる外側金具との間の絶縁性が低下する（例えば、堆積したススなどの微粒子を通じた微短絡が生じる）と、被測定ガスに含まれる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る。
【００２０】
これに対し、上述の微粒子センサでは、前述のエアフィルタによってろ過されたエアを、エア流出路を通じてセンサ内エア流路から被測定ガス進入空間内へ流出させる（放出する）ことによって、被測定ガス進入空間内においてエアの流れを適切に形成することができる。これにより、被測定ガスに含まれる微粒子が、被測定ガス進入空間を形成する内側金具の外周面及び外側金具の内周面に付着することを低減することができる。従って、上述の微粒子センサでは、被測定ガス進入空間において、内側金具と外側金具との間の絶縁性が低下し難くなり、被測定ガスに含まれる微粒子の量を、長期間にわたって適切に検知することが可能となる。
【００２１】
さらに、前記いずれかの微粒子センサであって、前記通気管は、内燃機関の排気管であり、前記被測定ガスは、排気ガスである微粒子センサとすると良い。
【００２２】
上述の微粒子センサは、排気管の内部を流通する排気ガス中の微粒子（ススなど）の量を検知する微粒子センサである。従って、被測定ガス進入空間内には、ススなどの微粒子を含む排気ガスが進入することになる。このような微粒子センサでは、排気ガスに含まれるススなどの微粒子が、被測定ガス進入空間を形成する内側金具の外周面及び外側金具の内周面に付着して堆積してゆくと、基準電位とされる内側金具と接地電位とされる外側金具との間の絶縁性が低下し易い。
【００２３】
これに対し、上述の微粒子センサでは、前述のエアフィルタによってろ過されたエアを、エア流出路を通じてセンサ内エア流路から被測定ガス進入空間内へ流出させる（放出する）ことによって、被測定ガス進入空間内においてエアの流れを適切に形成することができる。これにより、排気ガスに含まれる微粒子が、被測定ガス進入空間を形成する内側金具の外周面及び外側金具の内周面に付着することを低減することができる。従って、上述の微粒子センサでは、被測定ガス進入空間において、内側金具と外側金具との間の絶縁性が低下し難くなり、排気ガスに含まれる微粒子の量を、長期間にわたって適切に検知することが可能となる
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態にかかる微粒子センサを車両のエンジンの排気管に装着した状態を示す概略図である。
【図２】実施形態にかかる微粒子センサの斜視図である。
【図３】同微粒子センサの縦断面図である。
【図４】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。
【図５】同微粒子センサを排気管に取り付けた状態の縦断面図である。
【図６】同微粒子センサの分解斜視図である。
【図７】第１ケーブル及び第２ケーブルの横断面図である。
【図８】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。
【図９】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図である。
【図１０】実施形態にかかる第１介在部材の側面図である。
【図１１】同第１介在部材の上面図（後端側の平面図）である。
【図１２】同第１介在部材の下面図（先端側の平面図）である。
【図１３】図１０のＤ部拡大図である。
【図１４】実施形態にかかる第２介在部材の側面図である。
【図１５】同第２介在部材の上面図（後端側の平面図）である。
【図１６】同第２介在部材の下面図（先端側の平面図）である。
【図１７】図１４のＥ部拡大図である。
【図１８】図４のＢ部拡大図である。
【図１９】実施形態にかかる微粒子センサの構成を示す外観概略図である。
【図２０】第１エア流出路の横切断面である。
【図２１】第２エア流出路の横切断面である。
【図２２】第３エア流出路の横切断面である。
【図２３】第４エア流出路の横切断面である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。また、図１８は、図４のＢ部拡大図であり、エアＡＲの流れを示す図である。また、図１９は、微粒子センサ１の構成を示す外観概略図である。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〜図５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〜図５において下方）を先端側ＧＳ、排気管ＥＰの外部に配置される側（図３〜図５において上方）を後端側ＧＫとする。
【００２６】
まず、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を制御する回路部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、センサ本体部５の先端側ＧＳの部位が、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。
【００２７】
回路部２０１は、排気管ＥＰの外部で、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を制御するとともに、後述する信号電流を検知する回路を有している。
【００２８】
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４０と、エアフィルタ１２０とを備える（図２、図３、及び図１９参照）。このうち、センサ本体部５は、軸線方向ＧＨに延びる形態をなし、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）。
【００２９】
また、センサ本体部５から延出するエアチューブ４０は、外部のエアポンプ３３０（圧送ポンプ）に接続される（図８参照）。詳細には、エアチューブ４０は、第１エアチューブ４０ｂと第２エアチューブ４０ｃとからなる。このうちの第１エアチューブ４０ｂは、センサ本体部５とエアフィルタ１２０との間を連結する。また、第２エアチューブ４０ｃは、エアフィルタ１２０とエアポンプ３３０（圧送ポンプ）との間を連結する。エアポンプ３３０は、外部から導入した空気を圧縮して圧縮空気（エアＡＲ）を生成し、この圧縮空気（エアＡＲ）をエアチューブ４０（第１エアチューブ４０ｂ及び第２エアチューブ４０ｃ）及びエアフィルタ１２０を通じて、センサ本体部５に供給する。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）。
【００３０】
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、金属からなり、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、第１外側金具１１と、この第１外側金具１１の後端側ＧＫに溶接された第２外側金具１５とによって構成される。
【００３１】
第１外側金具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。この第１外側金具１１は、円筒状の第１本体部１１ａと、第１本体部１１ａの先端側ＧＳに位置して径方向外側に膨出する環状の金具取付部１１ｃと、金具取付部１１ｃから径方向内側に膨出する円環状の外側保持部１１ｂ（図４参照）と、この外側保持部１１ｂから先端側ＧＳに延びる円筒状の先端部１１ｄとを有する。なお、金具取付部１１ｃは、その先端側ＧＳに位置する円環状のセンサ座面部１１ｆを有している（図３及び図４参照）。また、先端部１１ｄには、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１１ｈが形成されている（図３〜図６参照）。
【００３２】
また、微粒子センサ１は、センサ本体部５の軸線方向ＧＨの先端側ＧＳで、外側金具１０（第１外側金具１１）の内周面１１ｋと内側金具３０の外周面３０ｋとの間に（外側金具１０の内周面１１ｋと内側金具３０の外周面３０ｋとによって囲まれた）、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧ（被測定ガス）が進入する、略円筒形状の被測定ガス進入空間ＩＳを有している（図４、図５参照）。換言すれば、微粒子センサ１は、センサ本体部５の軸線方向ＧＨの先端側ＧＳにおいて、内側金具３０の外周面３０ｋを外側金具１０（第１外側金具１１）の内周面１１ｋが包囲することによって形成された（外側金具１０の内周面１１ｋと内側金具３０の外周面３０ｋとによって囲まれた）被測定ガス進入空間ＩＳを有している。なお、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧ（被測定ガス）は、例えば、第１外側金具１１のガス導入窓１１ｈを通じて、この被測定ガス進入空間ＩＳ内に進入する。微粒子センサ１のセンサ本体部５のうち、第１外側金具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、第１外側金具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。
【００３３】
第１本体部１１ａの径方向周囲には、後述する締結部材６０が、第１外側金具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（ホルダ５０）の内側保持部５１ｆ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介在部材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。
【００３４】
絶縁スペーサ４７は、絶縁性セラミックからなり、内側金具３０（詳細には、ホルダ５０のうち円環状の内側保持部５１ｆ）と外側金具１０（詳細には、第１外側金具１１のうち円環状の外側保持部１１ｂ）との間に配置されて、内側金具３０と外側金具１０とを電気的に絶縁している。なお、絶縁スペーサ４７のうち、軸線方向ＧＨの先端側ＧＳを向く円環状の面（図３〜図６及び図１８において下面）を先端面４７ｂ、軸線方向ＧＨの後端側ＧＫを向く円環状の面（図３〜図６及び図１８において上面）を後端面４７ｃとする。
【００３５】
また、第１介在部材４８は、金属製（具体的には、ステンレス製）で、図１０〜図１２に示すように、平板円環状をなしている。この第１介在部材４８は、円環状の第１面４８ｂ（図１０及び図１８において下面）と、その反対側を向く円環状の第２面４８ｃ（図１０及び図１８において上面）とを有する。第１介在部材４８は、第１面４８ｂを軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに向けると共に第２面４８ｃを軸線方向ＧＨの後端側ＧＫに向けて、外側金具１０（詳細には、第１外側金具１１の外側保持部１１ｂ）と絶縁スペーサ４７（詳細には、絶縁スペーサ４７の先端面４７ｂ）とに接触しつつ両者の間に介在している（軸線方向ＧＨに挟まれている、図３〜図６及び図１８参照）。このようにすることで、第１介在部材４８を、外側金具１０と絶縁スペーサ４７との間に安定して介在させることができる。
【００３６】
なお、図１０は、第１介在部材４８の側面図である。図１１は、第１介在部材４８の上面図（後端側ＧＫから見た平面図）である。図１２は、第１介在部材４８の下面図（先端側ＧＳから見た平面図）である。また、外側金具１０（第１外側金具１１の外側保持部１１ｂ）のうち第１介在部材４８の第１面４８ｂと接触する（対向する）円環状の面を、第５面１１ｇとする（図１８参照）。
【００３７】
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。また、センサ座面部１１ｆは、後述するように、円環状でステンレス合金製のガスケット１８を介して、管取付部ＥＰＴの管座面部ＥＰＺに対し間接に接する。
【００３８】
第２外側金具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）。この第２外側金具１５の先端部は、第１外側金具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。第２外側金具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（図４及び図６参照）。このエア取入部１５ｔは、センサ本体部５のうち軸線方向ＧＨの後端側ＧＫに位置し、センサ本体部５の外部から内部にエアＡＲを取り入れるための部位である。
【００３９】
エア取入部１５ｔには、第１エアチューブ４０ｂ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。この第１エアチューブ４０ｂは、エア取入部１５ｔとエアフィルタ１２０との間を連結（連通）する。また、第２エアチューブ４０ｃは、エアフィルタ１２０と外部に設置されたエアポンプ３３０（圧送ポンプ）との間を連結（連通）する（図８及び図１９参照）。これにより、エアポンプ３３０で生成されたエア（圧縮空気）ＡＲが、第２エアチューブ４０ｃ、エアフィルタ１２０、及び第１エアチューブ４０ｂによって構成されるエア流路ＧＣを通じて、第２外側金具１５内（センサ本体部５内）に供給される。
【００４０】
また、第２外側金具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、第２外側金具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が第２外側金具１５に保持されている。
【００４１】
第１リテーナ２５は、軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに位置する円筒状の挿入部２５ｃ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２５ｂとを有する。このうち、挿入部２５ｃは、第２外側金具１５の第１貫通孔１５ｂ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２５ｂ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２５ｂ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２５のうち、挿入部２５ｃよりも後端側ＧＫの部位（加締め接続部２５ｂを含む部位）は、第２外側金具１５の後端から第２外側金具１５の外部に突出して配置されている。
【００４２】
さらに、第２外側金具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が第２外側金具１５に保持されている。
【００４３】
第２リテーナ２６は、軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに位置する円筒状の挿入部２６ｃ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２６ｂとを有する。このうち、挿入部２６ｃは、第２外側金具１５の第２貫通孔１５ｃ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２６ｂ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２６ｂ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２６のうち、挿入部２６ｃよりも後端側ＧＫの部位（加締め接続部２６ｂを含む部位）は、第２外側金具１５の後端から第２外側金具１５の外部に突出して配置されている。
【００４４】
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、軟銅線を撚った撚り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、ＰＦＡからなる絶縁性の第２絶縁体層９５とを有する。
【００４５】
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ＰＦＡ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、ＰＦＡ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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、第２外側金具１５の第１貫通孔１５ｂ内に挿入された第１リテーナ２５が外嵌し、この第１リテーナ２５を通じて第２外側金具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。
【００５０】
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、軟銅線を撚った撚り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、ＰＦＡからなる絶縁性の第２絶縁体層１０５とを有する。
【００５１】
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ＰＦＡ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、ＰＦＡ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、第２外側金具１５の第２貫通孔１５ｃ内に挿入された第２リテーナ２６が外嵌し、この第２リテーナ２６を通じて第２外側金具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。
【００５６】
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、第１外側金具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。
【００５７】
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のうち第１外側金具１１の金具取付部１１ｃに係合して、第１外側金具１１を含むセンサ本体部５が先端側ＧＳに移動する。
【００５８】
そして、金具取付部１１ｃのうち先端側ＧＳに位置するセンサ座面部１１ｆ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が挟持されて、管取付部ＥＰＴに第１外側金具１１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。
【００５９】
次に、内側金具３０について説明する。この内側金具３０は、金属からなり、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、ホルダ５０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）。
【００６０】
ホルダ５０は、ステンレス製で円柱状をなしている。このホルダ５０は、その後端側ＧＫの部位が内筒３１の先端部内に嵌め込まれた態様で固定されている（図４参照）。ホルダ５０は、ホルダ５０を軸線方向ＧＨに貫通する孔であって放電電極体７０が挿入される第１挿入孔５２と、ホルダ５０を軸線方向ＧＨに貫通する孔であって補助電極体８０が挿入される第２挿入孔５３とを有する（図３参照）。
【００６１】
また、第１挿入孔５２は、軸線方向ＧＨの後端側ＧＫに開口して接着剤５９を収容する接着剤収容部（接着剤収容空間）を有する。この接着剤収容部の内部には、放電電極体７０が挿入（挿通）された状態で、接着剤５９が収容（充填）されている（図３参照）。これにより、放電電極体７０がホルダ５０に接着されるので、放電電極体７０をホルダ５０に固定することができる。
【００６２】
また、第２挿入孔５３は、軸線方向ＧＨの後端側ＧＫに開口して接着剤５９を収容する接着剤収容部（接着剤収容空間）を有する。この接着剤収容部の内部には、補助電極体８０が挿入（挿通）された状態で、接着剤５９が収容（充填）されている（図３参照）。これにより、補助電極体８０がホルダ５０に接着されるので、補助電極体８０をホルダ５０に固定することができる。
【００６３】
さらに、ホルダ５０は、ホルダ５０を軸線方向ＧＨに貫通する通気孔５７を有している（図４参照）。この通気孔５７は、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に導入されたエアＡＲが、当該通気孔５７を通じて軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに流通する通気孔である。また、ホルダ５０は、その外周面から径方向外側に膨出する円環状をなし、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５１ｆを有している（図４、図６参照）。この内側保持部５１ｆは、円環状の第２介在部材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、第１外側金具１１の外側保持部１１ｂとの間に絶縁スペーサ４７を挟んで保持している（図３及び図４参照）。
【００６４】
第２介在部材４９は、金属製（具体的には、ステンレス製）で、図１４〜図１６に示すように、平板円環状をなしている。この第２介在部材４９は、円環状の第３面４９ｃ（図１４及び図１８において上面）と、その反対側を向く円環状の第４面４９ｂ（図１４及び図１８において下面）とを有する。第２介在部材４９は、第３面４９ｃを軸線方向ＧＨの後端側ＧＫに向けると共に第４面４９ｂを軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに向けて、内側金具３０（詳細には、ホルダ５０のうち円環状の内側保持部５１ｆ）と絶縁スペーサ４７（詳細には、絶縁スペーサ４７の後端面４７ｃ）とに接触しつつ両者の間に介在している（軸線方向ＧＨに挟まれている）。このようにすることで、第２介在部材を４９、内側金具３０と絶縁スペーサ４７との間に安定して介在させることができる。
【００６５】
なお、図１４は、第２介在部材４９の側面図である。図１５は、第２介在部材４９の上面図（後端側ＧＫから見た平面図）である。図１６は、第２介在部材４９の下面図（先端側ＧＳから見た平面図）である。また、内側金具３０（ホルダ５０の内側保持部５１ｆ）のうち第２介在部材４９の第３面４９ｃと接触する（対向する）円環状の面を、第６面５１ｇとする（図１８参照）。
【００６６】
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からホルダ５０の先端部が嵌め込まれて、これに固定されている。このノズル部材３５は、ホルダ５０よりも軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに位置し、放電電極体７０の対極となる放電対極部３５ｄを有している。この放電対極部３５ｄは、放電電極体７０の先端部である針状先端部７３が配置される放電空間ＤＳを有し、この放電空間ＤＳ内において放電電極体７０の針状先端部７３との間で気中放電を発生させる（図３及び図９参照）。
【００６７】
詳細には、放電対極部３５ｄは、ノズル部３５ａと、このノズル部３５ａよりも後端側ＧＫに位置する後端側筒壁部３５ｃとを有する。このうち、ノズル部３５ａは、軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに向かうにしたがって縮径するテーパ形状の内面を有し、その先端部には、放電空間ＤＳと後述する円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）とを連通する連通孔３５ｆが形成されている。連通孔３５ｆは、放電空間ＤＳから円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）へエアＡＲを噴射させるためのオリフィス孔とされ、微小な内径の孔となっている（図３及び図９参照）。
【００６８】
さらに、ノズル部材３５は、放電対極部３５ｄよりも軸線方向ＧＨの先端側ＧＳに位置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は、気中放電により生じたイオンと排気ガスＥＧ（被測定ガス）とが導入されて混合される円筒状の混合空間（円筒状混合領域ＭＸ１という）を構成している。この円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）は、ノズル部３５ａの連通孔３５ｆを通じて、放電空間ＤＳと連通している（図３及び図９参照）。
【００６９】
また、この先端側筒壁部３５ｂには、排気管ＥＰの下流側に向けて開口し、この円筒状混合領域ＭＸ１に繋がる１つのガス導入口３５ｈが設けられている（図３及び図４参照）。排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧ（被測定ガス）は、第１外側金具１１のガス導入窓１１ｈ及び先端側筒壁部３５ｂのガス導入口３５ｈを通じて、円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）内に導入される。
【００７０】
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、前述の円筒状混合領域ＭＸ１と連通している（図４参照）。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
第１部材３２は、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、軸線方向ＧＨに接触導通部３２ｃを貫通する筒状の通気口を有する。なお、第２部材３４も、第１部材３２と同等の形態を有している。
【００７４】
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が接触して収容されている。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。
【００７５】
また、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とによって形成される２つの円筒状接触面の内部には、それぞれ、第１基準電位配線９３と第２基準電位配線１０３とが接触して配置されている。これにより、内筒３１が、第１基準電位配線９３と第２基準電位配線１０３と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の先端部がホルダ５０の後端部に外嵌されて、この外嵌部分（内筒３１の先端部とホルダ５０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。
【００７６】
また、内筒３１は、その後端部が、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の後端部と金属保持部材４２とは、溶接されて固定されている。
【００７７】
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。前述の第２外側金具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。
【００７８】
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）。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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る放電電極本体部７０Ａと、放電電極本体部７０Ａの周囲に位置する第１絶縁パイプ７５とを有する。放電電極本体部７０Ａ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。この放電電極本体部７０Ａ（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。
【００８４】
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露出している。
【００８５】
一方、針状先端部７３は、放電対極部３５ｄによって構成されている放電空間ＤＳ内に配置されており、放電対極部３５ｄ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とされる放電対極部３５ｄと、放電電位ＰＶ２とされる針状先端部７３とは、これらの間において気中放電を発生させ、この気中放電によって微粒子Ｓに付着させるイオンＣＰを生成する。
【００８６】
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る補助電極本体部８０Ａと、補助電極本体部８０Ａの周囲に位置する円筒状の第２絶縁パイプ８５とを有する。補助電極本体部８０Ａ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。
【００８７】
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。
【００８８】
一方、補助電極部８３は、スリット状混合領域ＭＸ２内に配置されている。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（１〜４ｋＶ）よりも低い、例えば、ＤＣ１００〜２００Ｖの電位にされている。
【００８９】
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に示すように、その外周面に、軸線方向ＧＨに延びる溝部４１ｆ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。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の溝部４１ｆと内筒３１の内周面とによって囲まれた通気孔ＡＨが形成されている（図４参照）。さらに、この通気孔ＡＨは、ホルダ５０の通気孔５７に連通している。
【００９０】
従って、本実施形態の微粒子センサ１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、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。
【００９１】
本実施形態の微粒子センサ１（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の内部に導入されたエアＡＲが、センサ本体部５の内部を軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに流れてゆく、センサ内エア流路ＦＣを有している（図４、図８参照）。より具体的には、このセンサ内エア流路ＦＣは、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に導入されたエアＡＲが、センサ本体部５の内部を軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに流れてゆき、セパレータ４１の溝部４１ｆと内筒３１の内周面とによって囲まれた通気孔ＡＨを通り、その後、ホルダ５０の通気孔５７内を軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに通過して放電空間ＤＳ内に導入された後、さらに、ノズル部３５ａの連通孔３５ｆを通じて放電空間ＤＳから円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）へ導入される第１流路ＦＣ１を含んでいる（図４参照）。なお、エアＡＲが、ノズル部３５ａの連通孔３５ｆを通じて放電空間ＤＳから円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）へ導入されるとき、放電空間ＤＳ内で生じたイオンが当該エアＡＲと共に円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）内に導入される（図４、図８、図９参照）。
【００９２】
また、このセンサ内エア流路ＦＣは、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に導入されたエアＡＲが、センサ本体部５の内部を軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに流れてゆき、その後、センサ本体部５の内部のうち内筒３１の外側及びホルダ５０の外側を、軸線方向ＧＨの後端側ＧＫから先端側ＧＳに流れてゆく第２流路ＦＣ２も含んでいる。この第２流路ＦＣ２は、その軸線方向ＧＨの先端側ＧＳで、第１介在部材４８及び第２介在部材４９を間に挟んで、被測定ガス進入空間ＩＳと隣接している（図４、図１８参照）。換言すれば、第１介在部材４８及び第２介在部材４９は、センサ内エア流路ＦＣ（詳細には、第２流路ＦＣ２）と被測定ガス進入空間ＩＳとの境界部に配置されている。
【００９３】
なお、本実施形態の微粒子センサ１は、後述するように、気中放電を発生させることでイオンＣＰを生成し、このイオンＣＰを排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓに付着させることによって、帯電した帯電微粒子ＳＣを生成する。より具体的には、放電空間ＤＳ内において、放電電極体７０の針状先端部７３と放電対極部３５ｄとの間で気中放電を発生させ、その後、円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）内において、当該気中放電により生じたイオンＣＰを排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓに付着させることで、帯電した帯電微粒子ＳＣを生成する。そして、この帯電微粒子ＳＣの量に応じて基準電位ＰＶ１と接地電位ＰＶＥとの間に流れる信号電流を用いて、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を検知する。
【００９４】
ところで、被測定ガス進入空間ＩＳ内には、排気ガスＥＧ（被測定ガス）に含まれる微粒子Ｓ（ススなど）も進入する。このため、従来の微粒子センサでは、被測定ガス進入空間ＩＳ内のうち排気ガスＥＧが滞留し易い箇所（例えば、被測定ガス進入空間ＩＳのうち、ガス導入口３５ｈよりも軸線方向ＧＨの後端側ＧＫに位置する領域）において、ススなどの微粒子Ｓが、被測定ガス進入空間ＩＳを形成する内側金具３０の外周面３０ｋ及び第１外側金具１１の内周面１１ｋに付着し、堆積してゆくことがあった。これにより、被測定ガス進入空間ＩＳにおいて、基準電位ＰＶ１とされる内側金具３０と接地電位ＰＶＥとされる外側金具１０との間の電気絶縁性が低下し（例えば、堆積したススなどの微粒子Ｓを通じた微短絡が生じ）、排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓの量を適切に検知することができなくなる虞があった。
【００９５】
これに対し、本実施形態の微粒子センサ１では、第１介在部材４８のうち、外側金具１０（第１外側金具１１の外側保持部１１ｂ）と接触する（対向する）円環状の第１面４８ｂ、及び、絶縁スペーサ４７の先端面４７ｂと接触する（対向する）円環状の第２面４８ｃに、センサ内エア流路ＦＣを流通するエアＡＲの一部（第２流路ＦＣ２を流れるエアＡＲ）をセンサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳへ流出させる（放出する）ための複数の溝部４８ｈ（凹部）を形成している（図１０〜図１３参照）。
【００９６】
第１介在部材４８の溝部４８ｈは、センサ内エア流路ＦＣ側（第１介在部材４８の外周４８ｊ側）から被測定ガス進入空間ＩＳ側（第１介在部材４８の内周４８ｋ側）へ延びる形態を有している。より具体的には、第１介在部材４８の溝部４８ｈは、第１介在部材４８の外周４８ｊから内周４８ｋにわたって延びる形態をなし、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）と被測定ガス進入空間ＩＳとを連通している（図１１、図１２、図１８参照）。詳細には、第１介在部材４８の第１面４８ｂのうち溝部４８ｈを構成する面と外側金具１０の第５面１１ｇとによって囲まれた空間からなる第１エア流出路ＥＣ１によって、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）と被測定ガス進入空間ＩＳとを連通している。さらには、第１介在部材４８の第２面４８ｃのうち溝部４８ｈを構成する面と絶縁スペーサ４７の先端面４７ｂとによって囲まれた空間からなる第２エア流出路ＥＣ２によって、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）と被測定ガス進入空間ＩＳとを連通している。
【００９７】
これにより、第１介在部材４８の溝部４８ｈを通じて、エアＡＲを、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出させる（放出する）ことができる（図１８参照）。詳細には、第１エア流出路ＥＣ１を通じて、エアＡＲを、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出させる（放出する）と共に、第２エア流出路ＥＣ２を通じて、エアＡＲを、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出させる（放出する）ことができる（図１８、図２０、及び図２１参照）。
【００９８】
さらに、第２介在部材４９のうち、内側金具３０（ホルダ５０の内側保持部５１ｆ）と接触する（対向する）環状の第３面４９ｃ、及び、絶縁スペーサ４７の後端面４７ｃと接触する（対向する）環状の第４面４９ｂに、センサ内エア流路ＦＣを流通するエアＡＲの一部（第２流路ＦＣ２を流れるエアＡＲ）をセンサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳへ流出させる（放出する）ための複数の溝部４９ｈ（凹部）を形成している（図１４〜図１７参照）。
【００９９】
第２介在部材４９の溝部４９ｈは、センサ内エア流路ＦＣ側（第２介在部材４９の外周４９ｊ側）から被測定ガス進入空間ＩＳ側（第２介在部材４９の内周４９ｋ側）へ延びる形態を有している。より具体的には、第２介在部材４９の溝部４９ｈは、第２介在部材４９の外周４９ｊから内周４９ｋにわたって延びる形態をなし、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）と被測定ガス進入空間ＩＳとを連通している（図１５、図１６、図１８参照）。詳細には、第２介在部材４９の第３面４９ｃのうち溝部４９ｈを構成する面と内側金具３０の第６面５１ｇとによって囲まれた空間からなる第３エア流出路ＥＣ３によって、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）と被測定ガス進入空間ＩＳとを連通している。さらには、第２介在部材４９の第４面４９ｂのうち溝部４９ｈを構成する面と絶縁スペーサ４７の後端面４７ｃとによって囲まれた空間からなる第４エア流出路ＥＣ４によって、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）と被測定ガス進入空間ＩＳとを連通している。
【０１００】
これにより、第２介在部材４９の溝部４９ｈを通じて、エアＡＲを、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出させる（放出する）ことができる（図１８参照）。詳細には、第３エア流出路ＥＣ３を通じて、エアＡＲを、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出させる（放出する）ことができると共に、第４エア流出路ＥＣ４を通じて、エアＡＲを、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出させる（放出する）ことができる（図１８、図２２、及び図２３参照）。
【０１０１】
このようにすることで、被測定ガス進入空間ＩＳ内においてエアＡＲの流れを形成することができるので、被測定ガス進入空間ＩＳ内において（被測定ガス進入空間ＩＳのうち、ガス導入口３５ｈよりも軸線方向ＧＨの後端側ＧＫに位置する領域においても）、排気ガスＥＧ（被測定ガス）が滞留するのを防止できる。これにより、排気ガスＥＧ（被測定ガス）に含まれる微粒子Ｓ（例えば、ススなど）が、被測定ガス進入空間ＩＳを形成する内側金具３０の外周面３０ｋ及び外側金具１０の内周面１１ｋに付着（堆積）することを低減することができる。例えば、内側金具３０の外周面３０ｋ及び外側金具１０の内周面１１ｋに付着しようとする微粒子Ｓを、エアＡＲで吹き飛ばすことができる。従って、本実施形態の微粒子センサ１では、被測定ガス進入空間ＩＳにおいて、基準電位ＰＶ１とされる内側金具３０と接地電位ＰＶＥとされる外側金具１０との間の電気絶縁性が低下し難くなり、排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓの量を適切に検知することが可能となる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、第１介在部材４８において、各々の溝部４８ｈが、複数のエア導入部４８ｄと、１つのエア放出部４８ｆと、複数のエア導入部４８ｄと１つのエア放出部４８ｆとを連結する連結部４８ｇとを有している（図１１及び図１２参照）。ここで、エア導入部４８ｄは、溝部４８ｈのうち、センサ内エア流路ＦＣ側（第１介在部材４８において外周４８ｊ側）に位置する部位であって、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）からエアＡＲを当該溝部４８ｈ内に導入する部位である。一方、エア放出部４８ｆは、被測定ガス進入空間ＩＳ側（第１介在部材４８において内周４８ｋ側）に位置する部位であって、エア導入部４８ｄから導入されたエアＡＲを被測定ガス進入空間ＩＳへ放出する部位である。
【０１０３】
さらに、本実施形態では、第２介在部材４９において、各々の溝部４９ｈが、複数のエア導入部４９ｄと、１つのエア放出部４９ｆと、複数のエア導入部４９ｄと１つのエア放出部４９ｆとを連結する連結部４９ｇとを有している（図１５及び図１６参照）。ここで、エア導入部４９ｄは、溝部４９ｈのうち、センサ内エア流路ＦＣ側（第２介在部材４９において外周４９ｊ側）に位置する部位であって、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）からエアＡＲを当該溝部４９ｈ内に導入する部位である。一方、エア放出部４９ｆは、被測定ガス進入空間ＩＳ側（第２介在部材４９において内周４９ｋ側）に位置する部位であって、エア導入部４９ｄから導入されたエアＡＲを被測定ガス進入空間ＩＳへ放出する部位である。なお、溝部４８ｈ，４９ｈは、例えば、平板円環形状をなす金属製（ステンレス製）の部材に対し、エッチング処理またはプレス加工を行うことで形成することができる。
【０１０４】
ところで、空気中には多数のエアロゾル（空気中に浮遊する粒子）が含まれているため、センサ本体部５の外部に設けられたエアポンプ３３０からセンサ本体部５のエア取入部１５ｔに向けて送出されたエアＡＲにも、多数のエアロゾルが含まれることになる。このため、従来の微粒子センサでは、多数のエアロゾルを含むエアＡＲが、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に導入されて、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）内を流れてゆき、その後、当該エアＡＲの一部が、エア流出路ＥＣを通じて、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出するようになっていた。
【０１０５】
このため、例えば、エア流出路ＥＣを通過できない粒径を有するエアロゾルが含まれている場合には、当該エアロゾルによってエア流出路ＥＣが閉塞される（あるいは、当該エアロゾルがエア流出路ＥＣ内に留まることによってエア流出路ＥＣが狭くなる、あるいは、当該エアロゾルがエア流出路ＥＣの上流側開口に留まることによってエア流出路ＥＣの上流側開口が狭くなる）虞があった。その結果、エア流出路ＥＣを通じて、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へエアＡＲを適切に流出させることができなくなる虞があった。
【０１０６】
これに対し、本実施形態の微粒子センサ１は、エアポンプ３３０とエア取入部１５ｔとを繋ぐ（エアポンプ３３０とエア取入部１５ｔとの間を連通する）エア流路ＧＣの途中に設けられたエアフィルタ１２０を有している（図４、図８、及び図１９参照）。エアフィルタ１２０は、エレメント１２２と、これを収容するケース１２１とを備える。このエアフィルタ１２０は、エア流出路ＥＣ（第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、第４エア流出路ＥＣ４）の横切断面（エア流出路ＥＣをその長さ方向に直交する方向に切断した切断面、図２０〜図２３参照）においてエア流出路ＥＣ（第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、第４エア流出路ＥＣ４）に内接する内接円ＩＣの直径（例えば、４０μｍ）よりも小さい所定値（本実施形態では１０ｎｍ）の粒径を有する粒子を捕捉可能なエアフィルタである。なお、第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、及び、第４エア流出路ＥＣ４の横切断面は、いずれも同形状（同寸法）である。従って、第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、及び第４エア流出路ＥＣ４に内接する内接円ＩＣの直径は、同等になる。
【０１０７】
従って、本実施形態の微粒子センサ１では、微粒子センサ１の外部に設けられたエアポンプ３３０から送出されたエアＡＲが、センサ本体部５のエア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に取り入れられる前に、当該エアＡＲから、エアフィルタ１２０によって、エア流出路ＥＣ（第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、第４エア流出路ＥＣ４）を通過できない粒径（すなわち、内接円ＩＣの直径と同等以上の粒径）を有するエアロゾルを捕捉して除去することができる。これにより、エア流出路ＥＣ（第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、第４エア流出路ＥＣ４）を通過できない粒径を有するエアロゾルを含まないエアＡＲを、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に取り入れることができるので、エアロゾルによってエア流出路ＥＣ（第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、第４エア流出路ＥＣ４）が閉塞される（あるいは、当該エアロゾルがエア流出路ＥＣ内に留まることによってエア流出路ＥＣの一部が狭くなる、あるいは、当該エアロゾルがエア流出路ＥＣの上流側開口に留まることによってエア流出路ＥＣの上流側開口が狭くなる）ことが生じ難くなる。
【０１０８】
なお、従来の微粒子センサでは、エアロゾルとしてエアＡＲに含まれる硫酸アンモニウム粒子が、エア流出路ＥＣの内部に堆積してゆき、エア流出路ＥＣの一部が狭くなる（横断面積が小さくなる）ことがあった。このために、エア流出路ＥＣを通じて、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へエアＡＲを適切に流出させることができなくなることがあった。さらには、エア流出路ＥＣの一部が狭くなる（横断面積が小さくなる）ことによって、センサ内エア流路ＦＣのうち第２流路ＦＣ２から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出するエアＡＲの流量が低下する分、センサ内エア流路ＦＣの第１流路ＦＣ１を流れるエアＡＲの流量が増加して、ノズル部３５ａの連通孔３５ｆを通じて放電空間ＤＳから円筒状混合領域ＭＸ１（混合空間）へ導入されるエアＡＲの流量が増加することがあった。これにより、排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓの量を適切に検知することができなくなる虞があった。
【０１０９】
これに対し、本実施形態の微粒子センサ１は、前述したように、エアポンプ３３０とエア取入部１５ｔとを繋ぐ（エアポンプ３３０とエア取入部１５ｔとの間を連通する）エア流路ＧＣの途中に設けられたエアフィルタ１２０を有している（図４、図８、及び図１９参照）。このエアフィルタ１２０のろ過度は、１０ｎｍである。すなわち、エアフィルタ１２０は、１０ｎｍ以上の粒径を有する粒子を捕捉することができる。一方、エアロゾルである硫酸塩粒子としての代表例である硫酸アンモニウム粒子は、１０ｎｍよりも大きい。従って、エアフィルタ１２０は、エアＡＲに含まれる硫酸アンモニウム粒子（これと同等の粒径を有する粒子）を捕捉可能な（物理的に捕捉可能な）エアフィルタである。
【０１１０】
従って、本実施形態の微粒子センサ１では、センサ本体部５の外部に設けられたエアポンプ３３０から送出されたエアＡＲが、センサ本体部５のエア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に取り入れられる前に、当該エアＡＲから、エアフィルタ１２０によって、エアロゾルである硫酸塩粒子としての硫酸アンモニウム粒子（さらには、これと粒径が同等以上のエアロゾル）を捕捉して除去することができる。これにより、硫酸アンモニウム粒子（さらには、これと粒径が同等以上のエアロゾル）を含まないエアＡＲを、エア取入部１５ｔを通じてセンサ本体部５の内部に取り入れることができるので、エアロゾルがエア流出路ＥＣ（第１エア流出路ＥＣ１、第２エア流出路ＥＣ２、第３エア流出路ＥＣ３、第４エア流出路ＥＣ４）内に堆積し難くなる。従って、本実施形態の微粒子センサ１では、センサ内エア流路ＦＣ（第２流路ＦＣ２）から被測定ガス進入空間ＩＳ内へ流出するエアＡＲの流量が低下することを抑制することができる。
【０１１１】
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９参照）。まず、外部の回路部２０１の制御により、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３５ｄ）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）を発生させる。この気中放電により、空気中の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、センサ本体部５の後端側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、連通孔３５ｆ（オリフィス孔）を通じて放電空間ＤＳから円筒状混合領域ＭＸ１に噴射される。
【０１１２】
このエアＡＲが、円筒状混合領域ＭＸ１に噴射されると、円筒状混合領域ＭＸ１の気圧が低下するため、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧが、ガス導入口３５ｈから円筒状混合領域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も円筒状混合領域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、円筒状混合領域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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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との間を流れる。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施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。
【符号の説明】
【０１１８】
１  微粒子センサ
５  センサ本体部
１０  外側金具
１１  第１外側金具
１１ｋ  内周面
１５  第２外側金具
１５ｔ  エア取入部
３０  内側金具
３０ｋ  外周面
３１  内筒
３５ｄ  放電対極部
４７  絶縁スペーサ
４８  第１介在部材
４８ｈ，４９ｈ  溝部（凹部）
４９  第２介在部材
５０  ホルダ
７０  放電電極体
１２０  エアフィルタ
３３０  エアポンプ
ＡＲ  エア
ＣＰ  イオン
ＤＳ  放電空間
ＥＣ  エア流出路
ＥＣ１  第１エア流出路
ＥＣ２  第２エア流出路
ＥＣ３  第３エア流出路
ＥＣ４  第４エア流出路
ＥＧ  排気ガス（被測定ガス）
ＥＰ  排気管（通気管）
ＦＣ  センサ内エア流路
ＦＣ１  第１流路
ＦＣ２  第２流路
ＧＨ  軸線方向
ＧＫ  軸線方向の後端側
ＧＳ  軸線方向の先端側
ＩＣ  内接円
ＩＳ  被測定ガス進入空間
ＰＶＥ  接地電位
ＰＶ１  基準電位
Ｓ  微粒子
ＳＣ  帯電微粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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