(57)【要約】【課題】１−３間絶縁体層の表面を通じた第１電位の部材と第３電位の部材との間での電流リークが生じ難い微粒子センサを提供する。【解決手段】第１ケーブル９０の１−３間絶縁体層９５は、第３半導電先端部９６ｂの先端９６ｃよりも第１ケーブル９０の長さ方向の先端側ＣＳに延びる形態で第１ケーブル９０の外部に露出する１−３間絶縁露出部９５ｄを含む。第１ケーブル９０の長さ方向について、１−３間絶縁体層９５のうち第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃよりも先端側ＣＳに位置する部位の長さＡと、第３半導電先端部９６ｂの長さＢとは、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たす。【選択図】図６
2018036110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
第１電位とされる第１電位部材、
前記第１電位とは異なる第２電位とされる第２電位部材、及び、
前記第１電位及び第２電位とは異なる第３電位とされる第３電位部材、を有し、
前記ケーブルは、
前記第２電位部材に導通する第２電位配線、
前記第１電位部材に導通し、前記第２電位配線の径方向周囲を包囲し、編組からなる円筒形状の第１電位編組、
前記第２電位配線の径方向周囲を包囲し、前記第２電位配線と前記第１電位編組との間に配置されて、両者を絶縁する２−１間絶縁体層、
前記第３電位部材に導通し、前記第１電位編組の径方向周囲を包囲し、編組からなる円筒形状の第３電位編組、
前記第１電位編組の径方向周囲を包囲し、前記第１電位編組と前記第３電位編組との間に配置されて、両者を絶縁する絶縁性の１−３間絶縁体層、
前記１−３間絶縁体層の径方向内側表面に密着して前記径方向内側表面を覆い、前記第１電位編組に接触する第１半導電被覆層、
前記１−３間絶縁体層の径方向外側表面に密着して前記径方向外側表面を覆い、前記第３電位編組に接触する第３半導電被覆層、及び、
前記第３電位編組の径方向周囲を被覆する絶縁性の外側絶縁被覆層、を有し、
前記第１電位編組と前記第３電位編組とで、前記第２電位配線を二重に包囲すると共に、前記第３電位編組で前記第１電位編組を包囲する二重包囲ケーブルであり、
前記第３電位編組は、前記外側絶縁被覆層の先端よりも前記ケーブルの先端側に延びる形態で前記ケーブルの外部に露出し、円環状に切断された先端を有する第３編組露出部であって、前記第３電位部材に接続する第３編組露出部を含み、
前記第３半導電被覆層は、前記第３編組露出部の前記先端よりも前記ケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態で、円環状に切断された先端を有する第３半導電先端部を含み、
前記１−３間絶縁体層は、前記第３半導電先端部の前記先端よりも前記ケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態で前記ケーブルの外部に露出する１−３間絶縁露出部を含み、
前記ケーブルの長さ方向について、前記１−３間絶縁体層のうち前記第３編組露出部の前記先端よりも前記先端側に位置する部位の長さＡと、前記第３半導電先端部の長さＢとは、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たす
微粒子センサ。
【請求項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、
前記第１電位とされる第１放電電極及び前記第２電位とされる第２放電電極を含み、
前記微粒子センサは、
前記第１放電電極と前記第２放電電極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、前記第１電位と前記第３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。
【請求項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、
前記第３編組露出部は、金属線を網目状に編んだ編組からなり、
前記第３半導電先端部の前記長さＢと、前記第３編組露出部の網目のピッチＣとは、Ｂ≧Ｃの関係を満たす
微粒子センサ。
【請求項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、
前記通気管は、車載された内燃機関の排気管であり、
前記被測定ガスは、前記排気管内を流通する排気ガスである
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、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知られている。この微粒子センサのケーブルは、例えば、複数の導電体と絶縁体から構成されている。このケーブルが振動すると、導電体と絶縁体との間に摩擦による静電気が発生して、絶縁体の表面が帯電する場合がある。そして、このような静電気による帯電が生じると、静電気ノイズが発生して、微粒子の量が適切に検知できなくなる虞があった。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、センサ本体部と回路部との間を接続するケーブルとして、以下の構成の二重包囲ケーブルを用いた微粒子センサが提案されている。特許文献１の二重包囲ケーブルは、第１電位配線（編組）と第３電位配線（編組）とで第２電位配線を二重に包囲するとともに、第３電位配線で第１電位配線を包囲している。そして、第１電位配線と第３電位配線の間には、両者を絶縁する１−３間絶縁体層が配置されている。しかも、１−３間絶縁体層の径方向内側表面は、この１−３間絶縁体層と一体とされた導電性の第１導電被覆層に覆われており、第１電位配線は、この第１導電被覆層に接触している。また、１−３間絶縁体層の径方向外側表面は、この１−３間絶縁体層と一体とされた導電性の第３導電被覆層に覆われており、第３電位配線は、この第３導電被覆層に接触している。また、第３電位配線の径方向周囲は、絶縁性の外側絶縁被覆層によって被覆されている。
【０００５】
このような構成のケーブルでは、当該ケーブルが振動しても、１−３間絶縁体層は、第１電位配線あるいは第３電位配線と触れておらず、これらとの間の摩擦が生じないので、１−３間絶縁体層に静電気による帯電を生じにくい。従って、第１電位配線（編組）と第３電位配線（編組）との間に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−３５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような構成を有するケーブルでは、以下のような不具合が生じる虞があった。具体的には、ケーブルの先端部では、各配線をセンサ本体部の各部に接続するために、各配線及び各絶縁体層の先端部を外部に露出させる必要がある。このため、このケーブルでは、例えば、第３電位配線（編組）が、外側絶縁被覆層の先端よりもケーブルの先端側に延びる形態でケーブルの外部に露出し、円環状に切断された先端を有する第３配線露出部を含むように加工される。また、第３導電被覆層が、第３配線露出部の先端よりもケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態で前記ケーブルの外部に露出し、円環状に切断された先端を有する第３導電露出部を含むように加工される。さらに、１−３間絶縁体層が、第３導電露出部の先端よりもケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態でケーブルの外部に露出する１−３間絶縁露出部を含むように加工される。
【０００８】
このため、例えば、１−３間絶縁露出部の表面に水分等の異物が付着することで、１−３間絶縁体層の表面の絶縁性が低下した場合には、第３電位配線に接触する第３導電被覆層と第１電位配線に接触する第１導電被覆層との間で、１−３間絶縁体層の表面を通じた電流リークが生じる虞がある。このように、１−３間絶縁体層の表面を通じて、第１電位とされる第１電位部材に導通する第１電位配線（編組）と第３電位とされる第３電位部材に導通する第３電位配線（編組）との間で漏れ電流が流れた場合には、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。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、１−３間絶縁体層の表面を通じた第１電位の部材と第３電位の部材との間での電流リークが生じ難い微粒子センサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、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、第１電位とされる第１電位部材、前記第１電位とは異なる第２電位とされる第２電位部材、及び、前記第１電位及び第２電位とは異なる第３電位とされる第３電位部材、を有し、前記ケーブルは、前記第２電位部材に導通する第２電位配線、前記第１電位部材に導通し、前記第２電位配線の径方向周囲を包囲し、編組からなる円筒形状の第１電位編組、前記第２電位配線の径方向周囲を包囲し、前記第２電位配線と前記第１電位編組との間に配置されて、両者を絶縁する２−１間絶縁体層、前記第３電位部材に導通し、前記第１電位編組の径方向周囲を包囲し、編組からなる円筒形状の第３電位編組、前記第１電位編組の径方向周囲を包囲し、前記第１電位編組と前記第３電位編組との間に配置されて、両者を絶縁する絶縁性の１−３間絶縁体層、前記１−３間絶縁体層の径方向内側表面に密着して前記径方向内側表面を覆い、前記第１電位編組に接触する第１半導電被覆層、前記１−３間絶縁体層の径方向外側表面に密着して前記径方向外側表面を覆い、前記第３電位編組に接触する第３半導電被覆層、及び、前記第３電位編組の径方向周囲を被覆する絶縁性の外側絶縁被覆層、を有し、前記第１電位編組と前記第３電位編組とで、前記第２電位配線を二重に包囲すると共に、前記第３電位編組で前記第１電位編組を包囲する二重包囲ケーブルであり、前記第３電位編組は、前記外側絶縁被覆層の先端よりも前記ケーブルの先端側に延びる形態で前記ケーブルの外部に露出し、円環状に切断された先端を有する第３編組露出部であって、前記第３電位部材に接続する第３編組露出部を含み、前記第３半導電被覆層は、前記第３編組露出部の前記先端よりも前記ケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態で、円環状に切断された先端を有する第３半導電先端部を含み、前記１−３間絶縁体層は、前記第３半導電先端部の前記先端よりも前記ケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態で前記ケーブルの外部に露出する１−３間絶縁露出部を含み、前記ケーブルの長さ方向について、前記１−３間絶縁体層のうち前記第３編組露出部の前記先端よりも前記先端側に位置する部位の長さＡと、前記第３半導電先端部の長さＢとは、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たす微粒子センサである。
【００１１】
上述の微粒子センサでは、センサ本体部を駆動する回路部（微粒子センサには含まれない）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、上述の構成を有する二重包囲ケーブルを用いている。
【００１２】
この二重包囲ケーブルは、第１電位編組と第３電位編組とで第２電位配線を二重に包囲すると共に、第３電位編組で第１電位編組を包囲している。そして、第１電位編組と第３電位編組との間には、両者を絶縁する絶縁性の１−３間絶縁体層が配置されている。しかも、１−３間絶縁体層の径方向内側表面（内周面）は、当該径方向内側表面に密着する第１半導電被覆層によって覆われており、この第１半導電被覆層が第１電位編組に接触している。また、１−３間絶縁体層の径方向外側表面（外周面）は、当該径方向外側表面に密着する第３半導電被覆層によって覆われており、この第３半導電被覆層が第３電位編組に接触している。
【００１３】
ここで、１−３間絶縁体層の径方向内側表面（内周面）及び径方向外側表面（外周面）に、第１導電被覆層及び第３導電被覆層が無い場合を考える。このようなケーブルが振動すると、導電体である第１電位編組及び第３電位編組と絶縁体である１−３間絶縁体層との間に摩擦による静電気が発生して、１−３間絶縁体層の径方向内側表面及び径方向外側表面が帯電しやすい。
【００１４】
しかるに、上述の微粒子センサでは、上述のように、１−３間絶縁体層の径方向内側表面（内周面）に第１半導電被覆層を密着させて設けており、さらに、１−３間絶縁体層の径方向外側表面（外周面）に第３半導電被覆層を密着させて設けている。このため、ケーブルが振動した場合でも、１−３間絶縁体層は、第１電位編組及び第３電位編組と接触していないので、これらとの間で摩擦が生じない。このため、１−３間絶縁体層において、静電気による帯電が生じ難くなる。即ち、上述の微粒子センサでは、第１電位編組と第３電位編組との間に静電気が帯電するのを抑えることができる。かくして、微粒子の量を適切に検知することができる。
【００１５】
さらに、上述の微粒子センサでは、ケーブルの長さ方向について、１−３間絶縁体層のうち第３編組露出部の先端（円環状に切断された切断位置）よりもケーブルの先端側に位置する部位の長さＡと、第３半導電先端部の長さＢとは、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たしている。なお、第３編組露出部は、第３電位編組のうち、外側絶縁被覆層の先端よりもケーブルの先端側に延びる形態でケーブルの外部に露出し、円環状に切断された先端を有する部位である。また、第３半導電先端部は、第３半導電被覆層のうち、第３編組露出部の先端（円環状に切断された切断位置）よりもケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態で、円環状に切断された先端を有する部位である。
【００１６】
０＜Ｂの関係を満たすようにすることで、すなわち、第３半導電被覆層を、第３編組露出部の先端よりもケーブルの長さ方向の先端側に延びる形態とすることで、第３編組露出部が１−３間絶縁体層に接触するのを防止できる。これにより、第３編組露出部と１−３間絶縁体層との間において、両者の摩擦による静電気が発生するのを防止できる。
【００１７】
さらに、Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たすようにすることで、１−３間絶縁体層のうち第３編組露出部の先端よりもケーブルの先端側に位置する部位（長さＡ）において、１−３間絶縁露出部の長さが占める割合を、５０％以上（Ａ／２の長さ以上）にすることができる。これにより、第３半導電被覆層（第３半導電先端部）と第１半導電被覆層との間の、１−３間絶縁露出部の表面に沿った最短距離（１−３間絶縁露出部沿面距離という）を、大きく確保することが可能となる。
【００１８】
このように、１−３間絶縁露出部沿面距離を大きく確保することで、１−３間絶縁体層の表面の絶縁性が低下した場合でも、第３電位編組に接触する第３半導電被覆層と第１電位編組に接触する第１半導電被覆層との間で、１−３間絶縁体層の表面を通じた電流リークが生じ難くなる。これにより、１−３間絶縁体層の表面を通じて、第１電位とされる第１電位部材に導通する第１電位編組と第３電位とされる第３電位部材に導通する第３電位編組との間で漏れ電流が流れ難くなる。すなわち、１−３間絶縁体層の表面を通じた第１電位の部材と第３電位の部材との間での電流リークが生じ難くなる。従って、上述の微粒子センサでは、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。
【００１９】
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、前記第１電位とされる第１放電電極及び前記第２電位とされる第２放電電極を含み、前記微粒子センサは、前記第１放電電極と前記第２放電電極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、前記第１電位と前記第３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。
【００２０】
上述の微粒子センサでは、第１電位と第３電位との間で帯電微粒子の量に応じて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。ここで、帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流は、極めて微少となる。このため、例えば、１−３間絶縁体層の表面に異物（水分など）が付着して、１−３間絶縁体層の表面の絶縁性が低下して、１−３間絶縁体層の表面を通じて、第１電位とされる部材と第３電位とされる部材との間に漏れ電流が流れた場合は、微少な信号電流を適切に検知することができず、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。
【００２１】
これに対し、上述の微粒子センサでは、前述のように、１−３間絶縁露出部沿面距離を大きく確保することで、１−３間絶縁体層の表面を通じた第１電位の部材と第３電位の部材との間での電流リークを生じ難くしている。このため、上述の微粒子センサでは、第１電位と第３電位との間で帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて、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。
【００２２】
さらに、前記いずれかの微粒子センサであって、前記第３編組露出部は、金属線を網目状に編んだ編組からなり、前記第３半導電先端部の前記長さＢと、前記第３編組露出部の網目のピッチＣとは、Ｂ≧Ｃの関係を満たす微粒子センサとすると良い。
【００２３】
微粒子センサの使用に伴って、第３編組露出部の先端において編組の網目がほつれた場合には、円環状に切断された第３編組露出部の先端（切断位置）から、編組を構成する金属線が、網目のピッチＣの長さだけケーブルの先端側に突出することが起こり得る。このように、編組のほつれにより第３編組露出部の先端からピッチＣの長さだけ突出する金属線ほつれ部が生じた場合、この金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層との間に第３半導電被覆層が存在しないと、ケーブルが振動したときに、金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層との間に摩擦による静電気が発生して、１−３間絶縁体層の表面が帯電する虞がある。そして、このような静電気による帯電が生じると、静電気ノイズが発生して、微粒子の量が適切に検知できなくなる虞がある。
【００２４】
これに対し、上述の微粒子センサでは、第３半導電先端部の長さＢと、第３編組露出部の網目のピッチＣとは、Ｂ≧Ｃの関係を満たしている。すなわち、第３半導電被覆層のうち、円環状に切断された第３編組露出部の先端（切断位置）よりもケーブルの長さ方向の先端側に延びる部位（この部位が第３半導電先端部である）の長さＢを、第３編組露出部の網目のピッチＣ以上の長さにしている。これにより、上述のような金属線ほつれ部が生じた場合でも、１−３間絶縁体層と金属線ほつれ部との間に第３半導電被覆層が介在するので、金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層とが接触することがなく、金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層との間の摩擦による静電気が発生することを防止できる。
【００２５】
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、車載された内燃機関の排気管であり、前記被測定ガスは、前記排気管内を流通する排気ガスである微粒子センサとすると良い。
【００２６】
上述の微粒子センサは、車載された内燃機関の排気管に取り付けられて使用される。このような微粒子センサでは、車の運転に伴って、ケーブルが振動しやすいので、ケーブル内で摩擦が発生しやすい。
これに対し、上述の微粒子センサのケーブルは、前述のように、１−３間絶縁体層の内外表面を第１半導電被覆層及び第３半導電被覆層で覆っているので、車の運転による振動がケーブルに掛かっても、１−３間絶縁体層に摩擦による静電気が生じにくい。このため、上述の微粒子センサでは、微粒子の量を適切に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】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。
【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】同微粒子センサのセンサ本体部の縦断面図である。
【図４】同センサ本体部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。
【図６】第１ケーブルの先端部の拡大図である。
【図７】第２ケーブルの先端部の拡大図である。
【図８】第１ケーブル及び第２ケーブルの横断面図である。
【図９】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説明図である。
【図１０】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。
【図１１】第１ケーブルにおいて金属線ほつれ部が生じた場合を示す図である。
【図１２】変形形態にかかるケーブルの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（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のセンサ本体部５の縦断面図である。図４は、センサ本体部５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。
なお、微粒子センサ１の軸線方向ＧＨ（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。
【００２９】
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、排気ガスＥＧに晒される（図５参照）。
【００３０】
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。
【００３１】
ここで、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（第３電位）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９参照）。
【００３２】
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９参照）。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９参照）。
【００３３】
センサ本体部５は、外側金具１０、内側金具３０、針状電極体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（第３電位）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（第３電位）とされる（図５及び図９参照）。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。
なお、本実施形態では、外側金具１０が第３電位部材に相当する。
【００３４】
外側第１金具１１は、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。
【００３５】
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。
【００３６】
外側第２金具１３は、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。
【００３７】
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。
【００３８】
リアカバー１５は、円筒状でステンレス製の部材である。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９参照）。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。
【００３９】
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。
【００４０】
ここで、第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００について、詳細に説明する。なお、図６は、第１ケーブル９０の先端部９０ｂ（センサ本体部５の内部に位置する部位）の拡大図である。図７は、第２ケーブル１００の先端部（センサ本体部５の内部に位置する部位）の拡大図である。図８は、第１ケーブル９０及び第２ケーブル１００の横断面図であり、図６のＤ−Ｄ断面図及び図７のＥ−Ｅ断面図に相当する。
【００４１】
第１ケーブル９０は、トライアキシャルケーブルであり、図６及び図８に示すように、銅の芯線からなる第２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電位編組９３と、第２電位配線９１の径方向周囲を包囲し、第２電位配線９１と第１電位編組９３との間に配置されて両者を絶縁する、ＰＴＦＥからなる２−１間絶縁体層９２とを有している。さらに、第１ケーブル９０は、第１電位編組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３電位編組９７と、第１電位編組９３の径方向周囲を包囲し、第１電位編組９３と第３電位編組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１−３間絶縁体層９５とを有する。
【００４２】
さらに、第１ケーブル９０は、図８に示すように、１−３間絶縁体層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電位編組９３に接触する第１半導電被覆層９４と、１−３間絶縁体層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３電位編組９７に接触する第３半導電被覆層９６とを有する。第１半導電被覆層９４及び第３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３電位編組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電位編組９３と第３電位編組９７とによって第２電位配線９１を二重に包囲すると共に、第３電位編組９７で第１電位編組９３を包囲する二重包囲ケーブルとなっている。
【００４３】
この第１ケーブル９０のうち、第２電位配線９１の先端部９１ｂは、図６に示すように、２−１間絶縁体層９２の先端９２ｃよりも第１ケーブル９０の先端側ＣＳ（図６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。この第２電位配線９１の先端部９１ｂは、図３に示すように、セパレータ４１内で、第１接続端子７７による加締め接続により、針状電極体７０の第１延出部７１の後端部に接続されている。これにより、第２電位配線９１が、針状電極体７０（第２電位部材）に導通する。
【００４４】
また、第１電位編組９３の先端部９３ｂは、図６に示すように、第１半導電被覆層９４の先端９４ｃよりも第１ケーブル９０の先端側ＣＳ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電位編組９３の先端部９３ｂは、図３に示すように、内側金具３０（第１電位部材）の内筒３１に接続されている。これにより、第１電位編組９３が、内側金具３０（第１電位部材）に導通する。
【００４５】
また、第３電位編組９７の先端部である第３編組露出部９７ｂは、図６に示すように、外側絶縁被覆層９８の先端９８ｃよりも第１ケーブル９０の先端側ＣＳに延びる形態で、第１ケーブル９０の外部に露出し、円環状に切断された先端９７ｃを有している。この第３電位編組９７の第３編組露出部９７ｂは、図３に示すように、リアカバー１５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（第３電位部材）に接続されている。これにより、第３電位編組９７が、外側金具１０（第３電位部材）に導通する。
【００４６】
また、１−３間絶縁体層９５は、第３半導電先端部９６ｂの先端９６ｃよりも第１ケーブル９０の長さ方向の先端側ＣＳに延びる形態で第１ケーブル９０の外部に露出する１−３間絶縁露出部９５ｄを有している。
【００４７】
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７及び図８に示すように、銅の芯線からなる第４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１電位編組１０３と、第４電位配線１０１の径方向周囲を包囲し、第４電位配線１０１と第１電位編組１０３との間に配置されて両者を絶縁する、ＰＴＦＥからなる４−１間絶縁体層１０２とを有している。さらに、第２ケーブル１００は、第１電位編組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３電位編組１０７と、第１電位編組１０３の径方向周囲を包囲し、第１電位編組１０３と第３電位編組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１−３間絶縁体層１０５とを有する。
【００４８】
さらに、第２ケーブル１００は、図８に示すように、１−３間絶縁体層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１電位編組１０３に接触する第１半導電被覆層１０４と、１−３間絶縁体層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３電位編組１０７に接触する第３半導電被覆層１０６とを有する。第１半導電被覆層１０４及び第３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３電位編組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１電位編組１０３と第３電位編組１０７とによって第４電位配線１０１を二重に包囲すると共に、第３電位編組１０７で第１電位編組１０３を包囲する二重包囲ケーブルとなっている。
【００４９】
この第２ケーブル１００のうち、第４電位配線１０１の先端部１０１ｂは、図７に示すように、４−１間絶縁体層１０２の先端１０２ｃよりも第２ケーブル１００の先端側ＣＳ（図７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。この第４電位配線１０１の先端部１０１ｂは、図３に示すように、セパレータ４１内で、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の後端部に接続されている。これにより、第４電位配線１０１が、補助電極体８０（第４電位部材）に導通する。
【００５０】
また、第１電位編組１０３の先端部１０３ｂは、図７に示すように、第１半導電被覆層１０４の先端１０４ｃよりも第２ケーブル１００の先端側ＣＳ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１電位編組１０３の先端部１０３ｂは、図３に示すように、内側金具３０（第１電位部材）の内筒３１に接続されている。これにより、第１電位編組１０３が、内側金具３０（第１電位部材）に導通する。
【００５１】
また、第３電位編組１０７の先端部である第３編組露出部１０７ｂは、図７に示すように、外側絶縁被覆層１０８の先端１０８ｃよりも第２ケーブル１００の先端側ＣＳ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３電位編組１０７の先端部１０７ｂは、図３に示すように、リアカバー１５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（第３電位部材）に接続されている。これにより、第３電位編組１０７が、外側金具１０（第３電位部材）に導通する。
【００５２】
また、１−３間絶縁体層１０５は、第３半導電先端部１０６ｂの先端１０６ｃよりも第２ケーブル１００の長さ方向の先端側ＣＳに延びる形態で第２ケーブル１００の外部に露出する１−３間絶縁露出部１０５ｄを有している。
【００５３】
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５参照）。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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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電位編組９３及び第２ケーブル１００の第１電位編組１０３を通じて、外部の回路部２０１に接続され、接地電位ＰＶＥとは異なる第１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及び図４参照）。
なお、本実施形態では、内側金具３０が第１電位部材に相当する。
【００５７】
内筒３１は、円筒状でステンレス製の部材であり、半円筒状の２つの部材を組み合わせることによって構成される。内筒３１の内部には、絶縁性のセパレータ４１が保持されている。一方、内筒３１の後端部は、円筒状の金属保持部材４２内に挿入され保持されている。更に、この金属保持部材４２の後端部は、円筒状の絶縁部材４３内に挿入され保持されている。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４参照）。
【００５８】
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）。
【００５９】
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）。
【００６０】
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９、図１０参照）。
【００６１】
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）。
【００６２】
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、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。
【００６３】
次に、針状電極体７０について説明する。この針状電極体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。針状電極体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。この針状電極体７０（針状先端部７３）は、第１ケーブル９０の第２電位配線９１を通じて、外部の回路部２０１に接続され、第２電位ＰＶ２とされる。なお、第２電位ＰＶ２は、第１電位ＰＶ１に対し、正の高電位である。
【００６４】
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。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、第１電位ＰＶ１とされるノズル部３５ａと、第２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、針状電極体７０（針状先端部７３）が第２電位部材に相当する。
【００６５】
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。また、曲げ返し部８２は、ガス排出路ＥＸ内に配置されている。
【００６６】
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の第４電位配線１０１を通じて、外部の回路部２０１に接続され、第４電位ＰＶ４（補助電極電位）とされる。この第４電位ＰＶ４（補助電極電位）は、第１電位ＰＶ１に対して、正の高電位であるが、第２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。
【００６７】
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９及び図１０参照）。外部の回路部２０１の駆動により、第１電位ＰＶ１とされた内側金具３０のノズル部３５ａと、これよりも正の高電位である第２電位ＰＶ２とされた針状電極体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、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。
【００６８】
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、第４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。
【００６９】
前述の気中放電の際、外部の回路部２０１から針状電極体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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。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。
なお、本実施形態では、針状電極体７０の針状先端部７３が第２放電電極に相当し、ノズル部３５ａが第１放電電極に相当する。
【００７２】
ここで、本実施形態の第１ケーブル９０（図７及び図９参照）とは異なり、１−３間絶縁体層９５の径方向内側表面９５ｂ（内周面）及び径方向外側表面９５ｃ（外周面）に、第１半導電被覆層９４及び第３半導電被覆層９６が存在していないケーブルを考える。このようなケーブルが振動すると、導電体である第１電位編組９３及び第３電位編組９７と絶縁体である１−３間絶縁体層９５との間に摩擦による静電気が発生して、１−３間絶縁体層９５の径方向内側表面９５ｂ及び径方向外側表面９５ｃが帯電しやすい。特に、本実施形態の微粒子センサ１は、車両ＡＭに搭載したエンジンＥＮＧ（内燃機関）の排気管ＥＰに取り付けられて使用されるので、車両ＡＭの運転に伴って、ケーブルが振動しやすい。
【００７３】
これに対し、本実施形態の第１ケーブル９０では、前述のように、１−３間絶縁体層９５の径方向内側表面９５ｂ（内周面）に第１半導電被覆層９４を密着させて設けており、さらに、１−３間絶縁体層９５の径方向外側表面９５ｃ（外周面）に第３半導電被覆層９６を密着させて設けている。このため、第１ケーブル９０が振動した場合でも、１−３間絶縁体層９５は、第１電位編組９３及び第３電位編組９７と接触していないので、これらとの間で摩擦が生じない。このため、１−３間絶縁体層９５において、静電気による帯電が生じ難くなる。即ち、本実施形態の微粒子センサ１では、第１電位編組９３と第３電位編組９７との間に静電気が帯電するのを抑えることができる。これにより、微粒子Ｓの量を適切に検知することができる。
【００７４】
ところで、上述のような構成を有する第１ケーブルでは、以下のような不具合が生じる虞があった。具体的には、第１ケーブル９０の先端部９０ｂでは、各配線をセンサ本体部５の各部に接続するために、各配線及び各絶縁体層の先端部を外部に露出させる必要がある。このため、第１ケーブルでは、第３電位編組９７が、外側絶縁被覆層９８の先端９８ｃよりも第１ケーブル９０の先端側ＣＳに延びる形態で第１ケーブル９０の外部に露出し、円環状に切断された先端９７ｃを有する第３編組露出部９７ｂを含むように加工される（図６参照）。また、第３半導電被覆層９６が、第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃよりも第１ケーブル９０の長さ方向（第１ケーブル９０の軸線ＡＸに沿う方向）の先端側ＣＳに延びる形態で、円環状に切断された先端９６ｃを有する第３半導電先端部９６ｂを含むように加工される。さらに、１−３間絶縁体層９５が、第３半導電先端部９６ｂの先端９６ｃよりも第１ケーブル９０の長さ方向の先端側ＣＳに延びる形態で第１ケーブル９０の外部に露出する１−３間絶縁露出部９５ｄを含むように加工される。
【００７５】
このため、例えば、１−３間絶縁露出部９５ｄの表面に水分等の異物が付着することで、１−３間絶縁体層９５の表面の絶縁性が低下した場合には、第３電位編組９７に接触する第３半導電被覆層９６と第１電位編組に接触する第１半導電被覆層９４との間で、１−３間絶縁体層９５の表面を通じた電流リークが生じる虞がある。このように、１−３間絶縁体層９５の表面を通じて、第１電位ＰＶ１とされる第１電位部材（内側金具３０）に導通する第１電位編組９３と第３電位（接地電位ＰＶＥ）とされる第３電位部材（外側金具１０）に導通する第３電位編組９７との間で漏れ電流が流れた場合には、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なくなる虞があった。
【００７６】
特に、本実施形態の微粒子センサ１では、第１電位ＰＶ１と第３電位（接地電位ＰＶＥ）との間で帯電微粒子ＳＣの量に応じて流れる信号電流を用いて、被測定ガス（排気ガスＥＧ）中の微粒子Ｓの量を検知する。ここで、帯電微粒子ＳＣの量に応じて流れる信号電流は、極めて微少である。このため、前述のように、１−３間絶縁体層９５の表面を通じて、第１電位ＰＶ１とされる第１電位部材（内側金具３０）に導通する第１電位編組９３と第３電位（接地電位ＰＶＥ）とされる第３電位部材（外側金具１０）に導通する第３電位編組９７との間で漏れ電流が流れた場合には、微少な信号電流を適切に検知することができず、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なくなる。
【００７７】
これに対し、本実施形態の微粒子センサ１では、第１ケーブル９０において、第１ケーブル９０の長さ方向（第１ケーブル９０の軸線ＡＸに沿う方向）について、１−３間絶縁体層９５のうち第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃ（円環状に切断された切断位置）よりも第１ケーブル９０の先端側ＧＳに位置する部位の長さＡと、第３半導電先端部９６ｂの長さＢとが、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たしている（図６参照）。
【００７８】
第１ケーブル９０において、０＜Ｂの関係を満たすようにすることで、すなわち、第３半導電被覆層９６を、第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃよりも第１ケーブル９０の長さ方向の先端側ＣＳ（図６において上方）に延びる形態とすることで、第１ケーブル９０の先端部９０ｂ（切断加工部）において、第３編組露出部９７ｂが１−３間絶縁体層９５に接触するのを防止できる。これにより、第３編組露出部９７ｂと１−３間絶縁体層９５との間において、両者の摩擦による静電気が発生するのを防止できる。
【００７９】
さらに、Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たすようにすることで、１−３間絶縁体層９５のうち第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃよりも第１ケーブル９０の先端側ＣＳに位置する部位（長さＡの部位）において、１−３間絶縁露出部９５ｄの長さが占める割合を、５０％以上（Ａ／２の長さ以上）にすることができる。これにより、第３半導電被覆層９６（第３半導電先端部９６ｂ）と第１半導電被覆層９４との間の、１−３間絶縁露出部９５ｄの表面に沿った最短距離（１−３間絶縁露出部沿面距離という）を、大きく確保することができる。
【００８０】
このように、１−３間絶縁露出部沿面距離を大きく確保することで、１−３間絶縁露出部９５ｄの表面の絶縁性が低下した場合でも、第３電位編組９７に接触する第３半導電被覆層９６と第１電位編組９３に接触する第１半導電被覆層９４との間で、１−３間絶縁体層９５（１−３間絶縁露出部９５ｄ）の表面を通じた電流リークが生じ難くなる。これにより、１−３間絶縁体層９５の表面を通じて、第１電位ＰＶ１とされる第１電位部材（内側金具３０）に導通する第１電位編組９３と第３電位（接地電位ＰＶＥ）とされる第３電位部材（外側金具１０）に導通する第３電位編組９７との間において、漏れ電流が流れ難くなる。すなわち、１−３間絶縁体層９５の表面を通じた第１電位部材（内側金具３０）と第３電位部材（外側金具１０）との間での電流リークが生じ難くなる。従って、本実施形態の微粒子センサ１では、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。
【００８１】
さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、第２ケーブル１００においても、第２ケーブル１００の長さ方向（第２ケーブル１００の軸線ＡＸに沿う方向）について、１−３間絶縁体層１０５のうち第３編組露出部１０７ｂの先端１０７ｃ（円環状に切断された切断位置）よりも第２ケーブル１００の先端側ＧＳに位置する部位の長さＡと、第３半導電先端部１０６ｂの長さＢとが、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たしている（図７参照）。
【００８２】
このため、第１ケーブル９０と同様に、第２ケーブル１００においても、第３編組露出部１０７ｂと１−３間絶縁体層１０５との間において、両者の摩擦による静電気が発生するのを防止できる。さらには、１−３間絶縁体層１０５（１−３間絶縁露出部１０５ｄ）の表面を通じて、第１電位ＰＶ１とされる第１電位部材（内側金具３０）に導通する第１電位編組１０３と第３電位（接地電位ＰＶＥ）とされる第３電位部材（外側金具１０）に導通する第３電位編組１０７との間において、漏れ電流が流れ難くなる。従って、本実施形態の微粒子センサ１では、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。
【００８３】
また、微粒子センサ１の使用に伴って、第１ケーブル９０の第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃにおいて編組の網目がほつれた場合には、円環状に切断された第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃ（切断位置）から、編組を構成する金属線（銅細線）が、第１ケーブル９０の先端側ＣＳに突出することが起こり得る（図１１参照）。この突出量は、最大で、網目のピッチＣ（図６参照）の長さになりうる。このように、編組のほつれにより第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃから突出する金属線ほつれ部９７ｄが生じた場合、この金属線ほつれ部９７ｄと１−３間絶縁体層９５との間に第３半導電被覆層９６が存在しないと、第１ケーブル９０が振動したときに、金属線ほつれ部９７ｄ（突出部）と１−３間絶縁体層９５との間に摩擦による静電気が発生して、１−３間絶縁体層９５の表面が帯電する虞がある。そして、このような静電気による帯電が生じると、静電気ノイズが発生して、微粒子Ｓの量が適切に検知できなくなる虞がある。
【００８４】
これに対し、本実施形態の微粒子センサ１では、第１ケーブル９０において、第３半導電先端部９６ｂの長さＢと、第３編組露出部９７ｂの網目のピッチＣとは、Ｂ≧Ｃの関係を満たしている（図６、図１１参照）。すなわち、第３半導電被覆層９６のうち、円環状に切断された第３編組露出部９７ｂの先端９７ｃ（切断位置）よりも第１ケーブル９０の長さ方向の先端側ＣＳに延びる部位（この部位が第３半導電先端部９６ｂである）の長さＢを、第３編組露出部９７ｂの網目のピッチＣ以上の長さにしている。これにより、上述のような金属線ほつれ部９７ｄが生じた場合でも、１−３間絶縁体層９５と金属線ほつれ部９７ｄとの間に第３半導電被覆層９６が介在するので（図１１参照）、金属線ほつれ部９７ｄと１−３間絶縁体層９５とが接触することがなく、金属線ほつれ部９７ｄと１−３間絶縁体層９５との間の摩擦による静電気が発生することを防止できる。
【００８５】
さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、第２ケーブル１００においても、第３半導電先端部１０６ｂの長さＢと、第３編組露出部１０７ｂの網目のピッチＣとが、Ｂ≧Ｃの関係を満たしている（図７参照）。これにより、第２ケーブル１００において、金属線ほつれ部１０７ｄが生じた場合でも、１−３間絶縁体層１０５と金属線ほつれ部１０７ｄとの間に第３半導電被覆層１０６が介在するので（図１１参照）、金属線ほつれ部１０７ｄと１−３間絶縁体層１０５とが接触することがなく、金属線ほつれ部１０７ｄと１−３間絶縁体層１０５との間の摩擦による静電気が発生することを防止できる。
【００８６】
（変形形態）
実施形態では、第１ケーブル９０と第２ケーブル１００とエアチューブ５０とを、別体（別個の異なる３部材）とした。しかしながら、本発明は、本変形形態のように、第１ケーブルと第２ケーブルとエアチューブとを一体に形成したケーブルについても、適用することができる。
【００８７】
具体的には、本変形形態のケーブル１６０は、図１２に示すように、二重包囲ケーブルであり、その中心部分には、銅線からなる第２電位配線１６１及び第４電位配線１６２と、ＰＴＦＥからなる中空のエアチューブ１６３が配置されている。これらの径方向周囲は、２−１間絶縁体層１６４で包囲されている。
【００８８】
具体的には、まず、第２電位配線１６１及び第４電位配線１６２を、それぞれＦＥＰからなる絶縁性の第２電位配線被覆層１６４ａ及び第４電位配線被覆層１６４ｂで被覆している。さらに、これら第２電位配線被覆層１６４ａ、第４電位配線被覆層１６４ｂ及びエアチューブ１６３の周囲及び相互間を、繊維の延伸方向をケーブル１６０の長手方向に揃えたガラス繊維からなる絶縁性の内側絶縁繊維部材１６４ｃで包囲している。さらに、第２電位配線被覆層１６４ａ、第４電位配線被覆層１６４ｂ、エアチューブ１６３及び内側絶縁繊維部材１６４ｃの周りに、ＰＴＦＥからなる絶縁テープを巻き付けて内側絶縁被覆層１６４ｄを形成している。
【００８９】
かくして、第２電位配線１６１の径方向周囲は、第２電位配線被覆層１６４ａ、内側絶縁繊維部材１６４ｃ、及び内側絶縁被覆層１６４ｄの３つで包囲されている。また、第４電位配線１６２の径方向周囲は、第４電位配線被覆層１６４ｂ、内側絶縁繊維部材１６４ｃ及び内側絶縁被覆層１６４ｄの３つで包囲されている。即ち、これら第２電位配線被覆層１６４ａ、第４電位配線被覆層１６４ｂ、内側絶縁繊維部材１６４ｃ及び内側絶縁被覆層１６４ｄの４つからなる２−１間絶縁体層１６４で、第２電位配線１６１及び第４電位配線１６２の径方向周囲を包囲している。
【００９０】
さらに、この２−１間絶縁体層１６４（内側絶縁被覆層１６４ｄ）の径方向周囲を、銅細線を編んだ編組からなる第１電位編組１６５で包囲している。加えて、この第１電位編組１６５の径方向周囲には、ＦＥＰからなる絶縁性の１−３間絶縁体層１６６が配置されている。但し、１−３間絶縁体層１６６の径方向内側表面１６６Ｕを、カーボン入りＦＥＰからなる導電性の第１半導電被覆層１６６ａが、径方向内側表面１６６Ｕに密着して被覆しており、第１電位編組１６５は、この第１半導電被覆層１６６ａに接触している。
【００９１】
また、１−３間絶縁体層１６６の径方向外側表面１６６Ｓを、カーボン入りＦＥＰからなる導電性の第３半導電被覆層１６６ｂが、径方向外側表面１６６Ｓに密着して被覆している。そして、さらにその径方向周囲は、銅細線を編んだ編組からなる第３電位編組１６７で被覆されている。従って、この第３電位編組１６７も、第３半導電被覆層１６６ｂに接触している。また、この第３電位編組１６７の径方向周囲には、その保護のため、ＦＥＰからなる絶縁性の外側絶縁被覆層１６８が形成されている。かくして、このケーブル１６０では、第２電位配線１６１及び第４電位配線１６２の周囲を、２−１間絶縁体層１６４及び１−３間絶縁体層１６６を介して、第１電位編組１６５及び第３電位編組１６７で二重に取り囲む形態となっている。
【００９２】
このように、本変形形態のケーブル１６０では、１−３間絶縁体層１６６の内外表面１６６Ｕ，１６６Ｓに、第１半導電被覆層１６６ａ及び第３半導電被覆層１６６ｂを密着させて設けてあるので、ケーブル１６０が振動しても、１−３間絶縁体層１６６と第１電位編組１６５あるいは第３電位編組１６７との間に摩擦が生じない。このため、１−３間絶縁体層１６６に静電気が帯電しにくい。
【００９３】
さらに、本変形形態のケーブル１６０でも、実施形態の第１ケーブル９０と同様に、ケーブル１６０の長さ方向について、１−３間絶縁体層１６６のうち第３編組露出部（図示なし）の先端（円環状に切断された切断位置）よりもケーブル１６０の先端側に位置する部位の長さＡと、第３半導電先端部（図示なし）の長さＢとが、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たすようにすることで、１−３間絶縁露出部（図示なし）に水分等が付着することによって１−３間絶縁体層１６６の表面の絶縁性が低下した場合でも、第３電位編組１６７に接触する第３半導電被覆層１６６ｂと第１電位編組１６５に接触する第１半導電被覆層１６６ａとの間で、１−３間絶縁体層１６６の表面を通じた電流リークが生じ難くなる。
【００９４】
これにより、１−３間絶縁体層１６６の表面を通じて、第１電位ＰＶ１とされる第１電位部材（内側金具３０）に導通する第１電位編組１６５と第３電位（接地電位ＰＶＥ）とされる第３電位部材（外側金具１０）に導通する第３電位編組１６７との間において、漏れ電流が流れ難くなる。すなわち、１−３間絶縁体層１６６の表面を通じた第１電位部材（内側金具３０）と第３電位部材（外側金具１０）との間での電流リークが生じ難くなる。
【００９５】
なお、第３編組露出部（図示なし）は、第３電位編組１６７のうち、外側絶縁被覆層１６８の先端よりもケーブル１６０の先端側に延びる形態でケーブル１６０の外部に露出する部位である。また、第３半導電先端部（図示なし）は、第３半導電被覆層１６６ｂのうち、第３編組露出部の先端よりもケーブル１６０の長さ方向の先端側に延びる部位である。また、１−３間絶縁露出部（図示なし）は、１−３間絶縁体層１６６のうち、第３半導電先端部の先端よりもケーブル１６０の長さ方向の先端側に延びる形態でケーブル１６０の外部に露出する部位である。
【００９６】
さらに、本変形形態のケーブル１６０でも、実施形態の第１ケーブル９０と同様に、第３半導電先端部の長さＢと、第３編組露出部の網目のピッチＣとを、Ｂ≧Ｃの関係を満たすようにすることで、第３編組露出部の先端部において前述のような金属線ほつれ部が生じた場合でも、１−３間絶縁体層１６６と金属線ほつれ部との間に第３半導電被覆層１６６ｂが介在するので、金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層１６６とが接触することがなく、金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層１６６との間の摩擦による静電気が発生することを防止できる。
【００９７】
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。
【００９８】
例えば、実施形態では、第１ケーブル９０の先端部９０ｂにおいて、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たすようにしたが、第１ケーブル９０の後端部（後端側ＣＫの端部）においても、０＜Ｂ＜（Ａ／２）の関係を満たすようにすると良い。これにより、第１ケーブル９０の後端部においても、第３電位編組９７に接触する第３半導電被覆層９６と第１電位編組９３に接触する第１半導電被覆層９４との間で、１−３間絶縁体層９５の表面を通じた電流リークが生じ難くなる。第２ケーブル１００においても同様である。
【００９９】
また、実施形態では、第１ケーブル９０の先端部９０ｂにおいて、Ｂ≧Ｃの関係を満たすようにしたが、第１ケーブル９０の後端部（後端側ＣＫの端部、回路部２０１に接続される部位）においても、Ｂ≧Ｃの関係を満たすようにすると良い。これにより、第１ケーブル９０の後端部の第３編組露出部において、前述のような金属線ほつれ部が生じた場合でも、１−３間絶縁体層９５と金属線ほつれ部との間に第３半導電被覆層９６が介在するので、金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層９５とが接触することがなく、金属線ほつれ部と１−３間絶縁体層９５との間の摩擦による静電気が発生することを防止できる。第２ケーブル１００においても同様である。
【符号の説明】
【０１００】
１  微粒子センサ
５  センサ本体部
１０  外側金具（第３電位部材）
１５  リアカバー
３０  内側金具（第１電位部材）
３５ａ  ノズル部（第１放電電極）
５０  エアチューブ
７０  針状電極体（第２電位部材）
７３  針状先端部（第２放電電極）
８０  補助電極体
９０  第１ケーブル
９１  第２電位配線
９２  ２−１間絶縁体層
９３  第１電位編組
９４  第１半導電被覆層
９５  １−３間絶縁体層
９５ｄ  １−３間絶縁露出部
９６  第３半導電被覆層
９６ｂ  第３半導電先端部
９７  第３電位編組
９７ｂ  第３編組露出部
９８  外側絶縁被覆層
１００  第２ケーブル
１０１  第４電位配線
１０２  ４−１間絶縁体層
１０３  第１電位編組
１０４  第１半導電被覆層
１０５  １−３間絶縁体層
１０５ｄ  １−３間絶縁露出部
１０６  第３半導電被覆層
１０６ｂ  第３半導電先端部
１０７  第３電位編組
１０７ｂ  第３編組露出部
１０８  外側絶縁被覆層
１６０  ケーブル
１６１  第２電位配線
１６４  ２−１間絶縁体層
１６５  第１電位編組
１６６  １−３間絶縁体層
１６６ａ  第１半導電被覆層
１６６ｂ  第３半導電被覆層
１６７  第３電位編組
１６８  外側絶縁被覆層
２０１  回路部
３３０  圧送ポンプ
ＡＸ  第１ケーブルの軸線
ＣＳ  第１ケーブルの先端側
ＣＫ  第１ケーブルの後端側
ＧＨ  微粒子センサの軸線方向
ＧＳ  微粒子センサの先端側
ＧＫ  微粒子センサの後端側
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  第１電位
ＰＶ２  第２電位
ＰＶ４  第４電位（補助電極電位）
ＰＶＥ  接地電位（第３電位）
【図１】
2018036110.tif 000003
【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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