(57)【要約】      （修正有）【課題】放電電極に導通するパッドと他のパッドとの間に火花放電が生じるのを抑制した微粒子センサを提供する。【解決手段】気中放電によりイオンを生成するイオン源と、イオン源の周囲に配置されて基準電位とされる基準電位部材とを備え、生成したイオンを用いて、被測定ガス中の微粒子を検知する微粒子センサは、イオン源が、セラミック体と、放電電極体と、放電電位とされる放電電位パッドと、別電位とされる別電位パッドとを有するセラミック構造体100を備え、放電電位パッド及びこれに接触する放電電位端子73と、別電位パッド及びこれに接触する別電位端子75との間の、セラミック体の表面に沿ったセラミック体沿面距離、及びこれらを包囲するセパレータ71,72の表面に沿ったセパレータ沿面距離L2が、いずれも火花放電が生じない大きさである形態及び配置とされてなる。【選択図】図２
2015129712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気中放電によりイオンを生成するイオン源と、
上記イオン源の周囲に配置されて基準電位とされる基準電位部材とを備え、
上記イオンを用いて、被測定ガス中の微粒子を検知する微粒子センサであって、
上記イオン源は、
絶縁性のセラミックからなり、長手方向に延びる形状のセラミック体と、
上記セラミック体外に露出する露出部、及び、上記露出部に導通し、上記セラミック体内を上記長手方向後端側に延びる体内部を含み、直流で一定または脈流の放電電位が印加されて、上記基準電位部材と上記露出部との間に、上記気中放電を生じる放電電極体と、
上記セラミック体のうち、上記放電電極体の上記露出部よりも上記長手方向後端側の後端側部の表面上に形成され、上記放電電極体の上記体内部に導通し、上記放電電位とされる放電電位パッドと、
上記セラミック体のうち、上記後端側部の表面上に形成され、上記放電電位よりも上記基準電位に近いまたは上記基準電位に等しい別電位とされる１または複数の別電位パッドとを有する
セラミック構造体を備え、
上記放電電位とされ、上記放電電位パッドに接触して導通する放電電位端子を、自身の端部に含む放電電位リード線と、
上記別電位とされ、上記別電位パッドに接触して導通する別電位端子を、自身の端部に含む１または複数の別電位リード線と、
絶縁材からなり、上記セラミック構造体のうち上記放電電位パッド及び上記別電位パッドを含む上記長手方向後端側の後端部を、上記長手方向に直交する径方向から包囲すると共に、上記放電電位端子及び上記別電位端子を収容して、上記放電電位端子及び上記別電位端子を互いに絶縁した状態で、かつ、上記放電電位端子を上記放電電位パッドに、上記別電位端子を上記別電位パッドに、それぞれ接触させた状態で保持するセパレータとを備え、
上記セラミック構造体、上記放電電位端子、上記別電位端子及び上記セパレータは、
上記放電電位パッド及びこれに接触する上記放電電位端子と、上記別電位パッド及びこれに接触する上記別電位端子との間の、上記セラミック体の表面に沿ったセラミック体沿面距離、及び上記セパレータの表面に沿ったセパレータ沿面距離が、いずれも火花放電が生じない大きさである形態及び配置とされてなる
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、
前記セラミック体は、少なくとも自身の前記後端側部において２つの主面を有する板状であり、
前記放電電位パッドは、上記２つの主面のうち、一方の主面上に形成され、
前記別電位パッドは、他方の主面上に形成されてなる
微粒子センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の微粒子センサであって、
前記放電電位パッドと前記別電位パッドとは、前記セラミック体の前記長手方向に互いに離間して配置され、
前記セパレータは、
上記長手方向に並ぶ、前記放電電位端子を保持する第１セパレータと、前記別電位端子を保持する第２セパレータとを含む
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、
前記別電位とされる前記別電位端子として、
第１ヒータ電位とされる第１ヒータ端子、及び、
第２ヒータ電位とされる第２ヒータ端子を有し、
上記別電位端子を自身の端部に含む前記別電位リード線として、
上記第１ヒータ端子を自身の端部に含む第１ヒータリード線、及び、
上記第２ヒータ端子を自身の端部に含む第２ヒータリード線を備え、
前記セラミック構造体は、
上記別電位端子が接触する前記別電位パッドとして、
上記第１ヒータ端子が接触する第１ヒータパッド、及び、
上記第２ヒータ端子が接触する第２ヒータパッドを含み、かつ、
上記第１ヒータパッドに導通し、上記セラミック体内に配置された第１ヒータリード部、
上記第２ヒータパッドに導通し、上記セラミック体内に配置された第２ヒータリード部、及び、
上記セラミック体内に配置され、上記第１ヒータリード部と上記第２ヒータリード部とにそれぞれ導通し、これらの間の通電により発熱して、前記放電電極体の前記露出部を加熱する発熱部を含む、
ヒータ部を有する
微粒子センサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の微粒子センサであって、
捕集電位とされ、前記イオン源で生成された前記イオンのうち、前記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極と、
前記別電位端子であり、補助電位とされる補助電位端子と、
前記別電位リード線であり、上記補助電位端子を自身の端部に含む補助電位リード線とを備え、
前記セラミック構造体は、
前記別電位パッドであり、前記セラミック体の表面上に形成され、上記補助電位端子が接触する補助電位パッドを含み、かつ、
上記補助電位パッドに導通し、上記セラミック体内に配置された補助電極リード部、及び、
上記補助電極リード部に導通し、上記セラミック体内に配置され、上記補助電位とされて上記捕集極による上記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極部を含む、
補助電極体を有する
微粒子センサ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の微粒子センサであって、
前記セラミック構造体は、一体焼結により形成されてなる
微粒子センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガス中の微粒子を検知する微粒子センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガス中の微粒子を検知可能な微粒子センサとして、例えば、特許文献１には、コロナ放電によってイオンを生成し、このイオンによって排ガス中の微粒子を帯電させることにより、排ガス中の微粒子の量を検知する微粒子センサの一例が開示されている。
この特許文献１に開示された微粒子センサは、絶縁セラミックからなる第１〜第５の複数の絶縁性のセラミック層を積層したセンサユニットを有している。このセンサユニットは、これら複数の絶縁性のセラミック層の層間に第１のグランドパターン及び第２のグランドパターンを配すると共に、センサの基準電位とされる第２のグランドパターンとの間でのコロナ放電を生じさせる先端部を含む放電パターン（放電電極）を、第２のセラミック層の表面にパターン印刷により形成している（特許文献１の図６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７０９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この微粒子センサでは、コロナ放電を生じさせる放電パターン（放電電極）に導通する電極パッドやトラップパターン（補助電極）に導通する電極パッド、センサの基準電位とされる第２のグランドパターンとは別の第１のグランドパターンに導通する電極パッドが、センサユニットの後端側において、互いに近接して配置されていた。
しかるに、コロナ放電でイオンを生成するために、放電電極には、基準電位に対して、直流で一定または脈流（パルス電圧など）の高電圧の放電電位が印加されるため、上述の各電極パッドが互いに近接していると、放電電極の放電部でコロナ放電が発生する前に、放電電極に導通する電極パッドとこれに近接する他の電極パッドとの間で、火花放電が発生して、放電電極の放電部で適切にコロナ放電（気中放電）を生じさせ得ないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる知見に鑑みてなされたものであって、セラミック体に放電電極が一体に設けられた微粒子センサにおいて、確実に気中放電を生じさせる微粒子センサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、気中放電によりイオンを生成するイオン源と、上記イオン源の周囲に配置されて基準電位とされる基準電位部材とを備え、上記イオンを用いて、被測定ガス中の微粒子を検知する微粒子センサであって、上記イオン源は、絶縁性のセラミックからなり、長手方向に延びる形状のセラミック体と、上記セラミック体外に露出する露出部、及び、上記露出部に導通し、上記セラミック体内を上記長手方向後端側に延びる体内部を含み、直流で一定または脈流の放電電位が印加されて、上記基準電位部材と上記露出部との間に、上記気中放電を生じる放電電極体と、上記セラミック体のうち、上記放電電極体の上記露出部よりも上記長手方向後端側の後端側部の表面上に形成され、上記放電電極体の上記体内部に導通し、上記放電電位とされる放電電位パッドと、上記セラミック体のうち、上記後端側部の表面上に形成され、上記放電電位よりも上記基準電位に近いまたは上記基準電位に等しい別電位とされる１または複数の別電位パッドとを有するセラミック構造体を備え、上記放電電位とされ、上記放電電位パッドに接触して導通する放電電位端子を、自身の端部に含む放電電位リード線と、上記別電位とされ、上記別電位パッドに接触して導通する別電位端子を、自身の端部に含む１または複数の別電位リード線と、絶縁材からなり、上記セラミック構造体のうち上記放電電位パッド及び上記別電位パッドを含む上記長手方向後端側の後端部を、上記長手方向に直交する径方向から包囲すると共に、上記放電電位端子及び上記別電位端子を収容して、上記放電電位端子及び上記別電位端子を互いに絶縁した状態で、かつ、上記放電電位端子を上記放電電位パッドに、上記別電位端子を上記別電位パッドに、それぞれ接触させた状態で保持するセパレータとを備え、上記セラミック構造体、上記放電電位端子、上記別電位端子及び上記セパレータは、上記放電電位パッド及びこれに接触する上記放電電位端子と、上記別電位パッド及びこれに接触する上記別電位端子との間の、上記セラミック体の表面に沿ったセラミック体沿面距離、及び上記セパレータの表面に沿ったセパレータ沿面距離が、いずれも火花放電が生じない大きさである形態及び配置とされてなる微粒子センサである。
【０００７】
この微粒子センサでは、セラミック構造体、放電電位端子、別電位端子及びセパレータが、セラミック体沿面距離及びセパレータ沿面距離を、いずれも火花放電を生じない大きさとする形態及び配置とされている。これにより、セラミック体沿面距離及びセパレータ沿面距離が確保され、放電電位パッドに気中放電のための放電電位が印加されても、放電電位パッドあるいは放電電位端子と別電位パッドあるいは別電位端子との間で火花放電が生じるのを抑制し、放電電極体の露出部で気中放電を確実に生じさせることができる。
【０００８】
なお、セラミック体沿面距離は、放電電位パッド及びこれに接触する放電電位端子と、別電位パッド及びこれに接触する別電位端子との間の、セラミック体の表面に沿って測った最小の沿面距離をいう。
また、セパレータ沿面距離は、放電電位パッド及び放電電位端子と、別電位パッド及び別電位端子との間の、セパレータの表面（例えば、セパレータの内側面など）に沿って測った最小の沿面距離をいう。
【０００９】
また、セラミック構造体をなすセラミック体としては、例えば、複数のセラミック層を厚み方向に積層した板状のセラミック積層体が挙げられる。また、板状のほか、四角柱状、六角柱状、円柱状、円筒状などの形状に形成したセラミック体も挙げられる。例えば、円柱状、円筒状のセラミック体としては、複数のセラミック層を年輪状に年輪状に積層したセラミック積層体や、１又は複数のセラミックシートを渦巻状に捲回して、径方向に複数のセラミック層が重なったセラミック積層体が挙げられる。
【００１０】
別電位としては、例えば、微粒子に付着しなかったイオンの捕集のために設けられた補助電極に印加する補助電位や、放電電極体の露出部を加熱するために設けられたヒータに印加するヒータ電位などが挙げられる。このため、別電位パッドとしては、補助電極に導通して、補助電位とされる補助電位パッドや、ヒータに導通して、ヒータ電位とされるヒータ用パッドが挙げられる。また、別電位端子としては、補助電位パッドに接触する補助電位端子や、ヒータ用パッドに接触するヒータ用端子が挙げられる。
【００１１】
さらに、上述の微粒子センサであって、前記セラミック体は、少なくとも自身の前記後端側部において２つの主面を有する板状であり、前記放電電位パッドは、上記２つの主面のうち、一方の主面上に形成され、前記別電位パッドは、他方の主面上に形成されてなる微粒子センサとすると良い。
【００１２】
この微粒子センサでは、セラミック体の一方の主面上に放電電位パッドが、他方の主面上に別電位パッドが形成されている。このため、放電電位パッドと別電位パッドとを同一主面上に設けた場合に比べて、両者間のセラミック体沿面距離を大きくして、両者間で火花放電が生じるのを確実に抑制することができる。
また、セラミック体の両主面に形成した放電電位パッド及び別電位パッドに、それぞれ放電電位端子及び別電位端子が接触するので、セパレータ内において、これらの端子並びにこれに接続する放電電位リード線及び別電位リード線の配置及び配線のスペースを確保し易く、セパレータ沿面距離も大きくしやすい。加えて、放電電位端子及び別電位端子で、セラミック構造体を挟むので、このセラミック構造体をセパレータ内に適切に保持することができる。
【００１３】
さらに、上述の微粒子センサであって、前記放電電位パッドと前記別電位パッドとは、前記セラミック体の前記長手方向に互いに離間して配置され、前記セパレータは、上記長手方向に並ぶ、前記放電電位端子を保持する第１セパレータと、前記別電位端子を保持する第２セパレータとを含む微粒子センサとすると良い。
【００１４】
この微粒子センサでは、一方の主面に配置された放電電位パッドと他方の主面に配置された別電位パッドは、長手方向にも互いに離間して配置されている。従って、セラミック体沿面距離をさらに大きくとることができ、火花放電が生じるのをさらに抑制できる。しかも、セパレータは、長手方向に並ぶ、第１セパレータと第２セパレータとを含む。このため、長手方向に離間して配置された放電電位パッドと別電位パッドとに、第１セパレータ及び第２セパレータを用いて、それぞれ適切に放電電位端子及び別電位端子を導通させることができる。
【００１５】
さらに、上述のいずれかの微粒子センサであって、前記別電位とされる前記別電位端子として、第１ヒータ電位とされる第１ヒータ端子、及び、第２ヒータ電位とされる第２ヒータ端子を有し、上記別電位端子を自身の端部に含む前記別電位リード線として、上記第１ヒータ端子を自身の端部に含む第１ヒータリード線、及び、上記第２ヒータ端子を自身の端部に含む第２ヒータリード線を備え、前記セラミック構造体は、上記別電位端子が接触する前記別電位パッドとして、上記第１ヒータ端子が接触する第１ヒータパッド、及び、上記第２ヒータ端子が接触する第２ヒータパッドを含み、かつ、上記第１ヒータパッドに導通し、上記セラミック体内に配置された第１ヒータリード部、上記第２ヒータパッドに導通し、上記セラミック体内に配置された第２ヒータリード部、及び、上記セラミック体内に配置され、上記第１ヒータリード部と上記第２ヒータリード部とにそれぞれ導通し、これらの間の通電により発熱して、前記放電電極体の前記露出部を加熱する発熱部を含む、ヒータ部を有する微粒子センサとすると良い。
【００１６】
この微粒子センサでは、セラミック構造体が、別電位パッドとして第１ヒータパッド及び第２ヒータパッドを含み、かつ、第１ヒータリード部、第２ヒータリード部、及び、放電電極体の露出部を加熱する発熱部を含む、ヒータ部を有している。このため、ヒータ部の発熱部で加熱することにより、放電電極体の露出部に付着した水滴や煤等の異物を除去し、露出部に生じた絶縁性の低下を回復させて、気中放電によって適切にイオンを生じさせることができる。
また、ヒータ部のリード部や発熱部がセラミック体内に配置されているので、これらと放電電極体との間の火花放電も確実に防止できる。
【００１７】
さらに、上述のいずれかの微粒子センサであって、捕集電位とされ、前記イオン源で生成された前記イオンのうち、前記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極と、前記別電位端子であり、補助電位とされる補助電位端子と、前記別電位リード線であり、上記補助電位端子を自身の端部に含む補助電位リード線とを備え、前記セラミック構造体は、前記別電位パッドであり、前記セラミック体の表面上に形成され、上記補助電位端子が接触する補助電位パッドを含み、かつ、上記補助電位パッドに導通し、上記セラミック体内に配置され、上記セラミック体内に配置された補助電極リード部、及び、上記補助電極リード部に導通し、上記補助電位とされて上記捕集極による上記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極部を含む、補助電極体を有する微粒子センサとすると良い。
【００１８】
この微粒子センサでは、捕集極を備えると共に、セラミック構造体が、別電位パッドである補助電位パッドを含み、かつ、補助電極リード部及び補助電極部を含む、補助電極体を有している。これにより、捕集極での浮遊イオンの捕集をより確実に行うことができる。
しかも、補助電極リード部及び補助電極部もセラミック体内に配置されているので、これらと放電電極体との間の火花放電も確実に防止できる。
【００１９】
さらに、上述のいずれかの微粒子センサであって、前記セラミック構造体は、一体焼結により形成されてなる微粒子センサとすると良い。
【００２０】
この微粒子センサでは、セラミック構造体が一体焼結により形成されているので、放電電極体とセラミック体とを確実に一体化したセラミック構造体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係り、車両に搭載したエンジンの排気管に微粒子センサを適用した状態を説明する説明図である。
【図２】実施形態に係る微粒子センサの縦断面図である。
【図３】実施形態に係る微粒子センサの構造を示す分解斜視図である。
【図４】実施形態に係る微粒子センサのうち、セラミック素子の全体を示す斜視図である。
【図５】実施形態に係る微粒子センサのうち、セラミック素子の構造を示す分解斜視図である。
【図６】実施形態に係る微粒子センサの電気的機能及び動作と、排気ガスの取り入れ及び排出の様子を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施形態）
本実施形態に係る微粒子センサ１について、図面を参照して説明する。本実施形態の微粒子センサ１は、図１に示すように、車両ＡＭに搭載したエンジンＥＮＧ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。
【００２３】
先ず、微粒子センサ１の機械的構成について、図２の縦断面図及び図３の分解斜視図を参照して説明する。なお、図２において、図中下方を微粒子センサ１の長手方向ＨＮの先端側ＧＳとし、図中上方を後端側ＧＫとする。また、図３では、図中、下側及び右側ほど微粒子センサ１の先端側ＧＳとなる。
微粒子センサ１は、長手方向ＨＮに延びる板状で、気中放電により、イオンを生成するセラミック素子１００を備える。このほか、このセラミック素子１００を絶縁しつつ保持し、かつ、センサＧＮＤ電位ＳＧＮＤとされる主体金具５０及びこれに結合する部材、主体金具５０等と絶縁し、かつ、これらを囲んで保持し、排気管ＥＰに取り付けられて、シャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤとされる取り付け金具９０及びこれに結合する部材等を備える。
【００２４】
詳細には、微粒子センサ１は、自身の先端側ＧＳに、筒状の取り付け金具９０を備える。この取り付け金具９０は、径方向外側に膨出して外形六角形状をなすフランジ部９１を有し、また、このフランジ部９１よりも先端側ＧＳの先端部９０ｓの外周には、排気管ＥＰへの固定に用いる雄ネジが形成されている。微粒子センサ１は、この取り付け金具９０の先端部９０ｓの雄ネジによって、排気管ＥＰに別途固定された金属製の取付用ボスＢＯに取り付けられ、この取付用ボスＢＯを介して、排気管ＥＰに固定されている。このため、取り付け金具９０は、排気管ＥＰと同じシャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤとされる。
取り付け金具９０の後端側ＧＫには、金属製で筒状の外筒９５が固設されている。具体的には、取り付け金具９０の後端部９０ｋに、外筒９５の先端部９５ｓが外嵌され、レーザ溶接により一体とされている。
【００２５】
取り付け金具９０の径方向内側には、絶縁体からなる第１絶縁スペーサ６０及び第２絶縁スペーサ６１を介して、筒状の主体金具５０及びこれと一体とされた内筒８０が配置されている。また、これらと共に、取り付け金具９０内には、筒状のスリーブ６２及び環状の線パッキン６３も配置されている。
具体的には、主体金具５０は、径方向外側に膨出する円環状のフランジ部５１を有しており、また、内筒８０も先端部分が円環状のフランジ部８１となっている。そして、これらフランジ部５１，８１同士が重なるように、主体金具５０の後端部５０ｋに、内筒８０の先端部８０ｓが外嵌され、レーザ溶接により一体とされている。また、一体とされた主体金具５０及び内筒８０は、両者のフランジ部５１，８１が、先端側ＧＳに位置する第１絶縁スペーサ６０と後端側ＧＫに位置する第２絶縁スペーサ６１とに挟まれて、取り付け金具９０内に配置されている。さらに、第２絶縁スペーサ６１の後端側ＧＫには、スリーブ６２が配置されている。取り付け金具９０の最後端部９０ｋｋとスリーブ６２との間には、線パッキン６３が配置され、取り付け金具９０の最後端部９０ｋｋは、径方向内側に屈曲して加締められている。
【００２６】
また、主体金具５０の内部には、カップ状の金属カップ５２が配設されると共に、この金属カップ５２の底部に穴が空いて、イオン源１５をなす板状のセラミック素子１００が挿通されている。また、セラミック素子１００の周りには、先端側ＧＳから後端側ＧＫに向けて順に、アルミナからなりセラミック素子１００を保持する筒状のセラミックホルダ５３、滑石粉末を圧縮して構成した第１粉末充填層５４及び第２粉末充填層５５、さらには、アルミナからなる筒状のセラミックスリーブ５６が配設されている。なお、このうち、セラミックホルダ５３及び第１粉末充填層５４は、金属カップ５２内に位置している。
【００２７】
さらに、主体金具５０の最後端部５０ｋｋと、セラミックスリーブ５６との間には、加締リング５７が配置されており、主体金具５０の最後端部５０ｋｋは、径方向内側に屈曲して加締められ、加締リング５７を介してセラミックスリーブ５６を押圧している。これにより、第２粉末充填層５５の粉末が圧縮されて、主体金具５０内に金属カップ５２及びセラミックスリーブ５６が固定されると共に、セラミック素子１００がも主体金具５０に気密に保持される。
【００２８】
また、主体金具５０の先端部５０ｓには、セラミック素子１００を水滴や異物から保護する一方、排気ガスＥＧをセラミック素子１００の周囲に導くためのプロテクタ、具体的には、ステンレス製で二重の筒状をなす内側プロテクタ４５及び外側プロテクタ４０が固設され、セラミック素子１００の先端部分を径方向外側から包囲している。なお、これら内側プロテクタ４５及び外側プロテクタ４０は、主体金具５０の先端部５０ｓに、内側プロテクタ４５の後端側ＧＫの径大部４７を外嵌し、さらに、その外側に、外側プロテクタ４０の後端側ＧＫの径大部４２を外嵌した後、それぞれレーザ溶接により固設されている。
【００２９】
外側プロテクタ４０のうち、筒状の胴部４１には、その先端側ＧＳの周上に、排気ガスＥＧを内部に導入するため長方形の外側導入孔４０Ｉが複数形成されている。また、内側プロテクタ４５の筒状の胴部４６には、その先端側ＧＳ及び後端側ＧＫの周上に、それぞれ三角形と丸型の内側導入孔４５Ｉが複数形成されている。
さらに、内側プロテクタ４５の先端部分には、取り入れた排気ガスＥＧ（被測定ガス）を排出するための丸型の排出口４５Ｏが形成されており、この排出口４５Ｏを含む内側プロテクタ４５の先端部分は、外側プロテクタ４０の先端部分の開口４３から外部に突出している。
【００３０】
ここで、内側プロテクタ４５及び外側プロテクタ４０に関し、図６を参照して、微粒子センサ１の使用時における内側プロテクタ４５及び外側プロテクタ４０への排気ガスＥＧの取り入れ及び排出について説明する。
図６において、排気ガスＥＧは、排気管ＥＰ内を、図中、左から右に向けて流通している。この排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧが、微粒子センサ１の外側プロテクタ４０及び内側プロテクタ４５の周囲を通ると、その流速が、内側プロテクタ４５の排出口４５Ｏの外側で上昇し、いわゆるベンチュリ効果により、排出口４５Ｏ付近に負圧が生じる。すると、この負圧により、内側プロテクタ４５内に取り入れられた取入排気ガスＥＧＩが排出口４５Ｏから排出される。これと共に、外側プロテクタ４０の外側導入孔４０Ｉ周囲の排気ガスＥＧが、この外側導入孔４０Ｉから外側プロテクタ４０内に取り入れられ、さらに、内側プロテクタ４５の内側導入孔４５Ｉを通じて、さらに内側プロテクタ４５内に取り入れられる。
そして、内側プロテクタ４５内の取入排気ガスＥＧＩは、排出口４５Ｏから排出されるので、内側プロテクタ４５内には、後端側ＧＫの内側導入孔４５Ｉから先端側ＧＳの排出口４５Ｏに向けて流れる取入排気ガスＥＧＩの気流が生じる。
【００３１】
次いで、図２及び図３を参照した微粒子センサ１の機械的構成の説明に戻ると、主体金具５０の後端側ＧＫ、すなわち、主体金具５０内に位置するセラミックスリーブ５６の後端側ＧＫの外部で、内筒８０の内側には、絶縁体からなる絶縁ホルダ７０が配置され、この絶縁ホルダ７０の挿通孔７０ｃに、セラミック素子１００が挿通されている。
また、絶縁ホルダ７０の後端側ＧＫには、絶縁体からなる第１セパレータ７１が、さらに、その後端側ＧＫには、同じく絶縁体からなる第２セパレータ７２が、長手方向ＨＮに並んで配置され、いずれも内筒８０の内側に収容されている。
【００３２】
第１セパレータ７１は、挿通孔７１ｃを有し、この挿通孔７１ｃ内に、セラミック素子１００を挿通すると共に、放電電位端子７３を収容している。また、第２セパレータ７２は、第１挿通孔７２ａ及び第２挿通孔７２ｂを有し、このうち第２挿通孔７２ｂ内に、セラミック素子１００の後端部１００Ｋが位置すると共に、補助電位端子７５、第１ヒータ端子７６及び第２ヒータ端子７７を収容している。
なお、第１セパレータ７１の挿通孔７１ｃ内において、放電電位端子７３は、セラミック素子１００の後述する放電電位パッド１１３（図４，図５参照）に接触している。また、第２セパレータ７２の第２挿通孔７２ｂ内において、補助電位端子７５は、セラミック素子１００の補助電位パッド１２５に、第１ヒータ端子７６は、セラミック素子１００の第１ヒータパッド１３６に、第２ヒータ端子７７は、セラミック素子１００の第２ヒータパッド１３７に、それぞれ接触している。
【００３３】
さらに、放電電位端子７３は、第２セパレータ７２の第１挿通孔７２ａ内において、放電電位リード線１６１の端部１６１ｔに接続されている。また、第２セパレータ７２の第２挿通孔７２ｂ内において、補助電位端子７５は、補助電位リード線１６２の端部１６２ｔに、第１ヒータ端子７６は、第１ヒータリード線１６３の端部１６３ｔに、第２ヒータ端子７７は、第２ヒータリード線１６４の端部１６４ｔに、それぞれ接続されている。
【００３４】
内筒８０の後端部８０ｋには、センサＧＮＤ接続金具８２の先端部８２ｓが外嵌され、レーザ溶接されている。また、センサＧＮＤ接続金具８２には、放電電位リード線１６１、補助電位リード線１６２、第１ヒータリード線１６３及び第２ヒータリード線１６４が挿通されている。このうち、放電電位リード線１６１及び補助電位リード線１６２は、三重同軸ケーブル（トライアキシャルケーブル）の芯線（中心導体）であり、それぞれ、同軸二重の外部導体のうち、内側の外部導体は、センサ用の基準電位であるセンサＧＮＤ電位ＳＧＮＤとされ、センサＧＮＤ接続金具８２に導通している。これにより、センサＧＮＤ接続金具８２に導通する内筒８０、主体金具５０、内側プロテクタ４５及び外側プロテクタ４０は、いずれもセンサＧＮＤ電位ＳＧＮＤとされている。
【００３５】
さらに、外筒９５のうち、後端側ＧＫの小径部９６内には、フッ素ゴム製のグロメット８４とシャーシＧＮＤ接続金具８３とが配設され、これらに、放電電位リード線１６１、補助電位リード線１６２、第１ヒータリード線１６３及び第２ヒータリード線１６４が挿通されている。なお、放電電位リード線１６１及び補助電位リード線１６２を芯線とする三重同軸ケーブルの同軸二重の外部導体のうち、外側の外部導体は、それぞれシャーシＧＮＤ接続金具８３に導通している。
このシャーシＧＮＤ接続金具８３は、外筒９５の小径部９６と共に加締めによって径方向内側に縮径され、グロメット８４及びシャーシＧＮＤ接続金具８３は、外筒９５の小径部９６内に固定されている。これにより、排気管ＥＰ及び取付用ボスＢＯに導通する取り付け金具９０、外筒９５及びシャーシＧＮＤ接続金具８３は、いずれもシャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤとされる。なお、このシャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤは、車両ＡＭに搭載されたバッテリ（不図示）のＧＮＤ電位と共通にされている。
【００３６】
次いで、セラミック素子１００の構造の詳細について説明する。セラミック素子１００は、図４及び図５に示すように、板状に成形されたアルミナからなる絶縁性のセラミック基体１０１を有しており、このセラミック基体１０１内に、放電電極体１１０、補助電極体１２０及びヒータ部１３０が埋設されて一体焼結されている。
さらに具体的には、セラミック基体１０１は、アルミナグリーンシート由来のアルミナからなる板状の３つのセラミック層１０２，１０３，１０４が重なったセラミック体である。さらに、詳細には、これらの層間に印刷形成されアルミナからなる２つの絶縁被覆層１０５，１０６が介在している。これらは、図５に示すように、セラミック層１０２，絶縁被覆層１０５，セラミック層１０３，絶縁被覆層１０６，セラミック層１０４が、この順に積層されている。そして、セラミック層１０２とセラミック層１０３の層間、さらに詳しくは、絶縁被覆層１０５とセラミック層１０３の間に放電電極体１１０が配置されている。また、セラミック層１０３とセラミック層１０４の層間、さらに詳しくは、セラミック層１０３と絶縁被覆層１０６の間に補助電極体１２０が、絶縁被覆層１０６とセラミック層１０４の間にヒータ部１３０が、それぞれ配置されている。そして、これらが一体化してセラミック素子１００（セラミック構造体）が形成されている。
【００３７】
なお、本実施形態では、セラミック素子１００のセラミック基体１０１（セラミック体）は、図４に示すように、セラミック層１０３，１０４からなる第１セラミック部１０１Ａ上に、セラミック層１０３，１０４よりも長手方向ＨＮに短くされた、セラミック層１０２からなる第２セラミック部１０１Ｂを積層した形態を有する。また、第１セラミック部１０１Ａの長手方向ＨＮ先端側ＧＳの第１先端１０１ＡＳよりも、第２セラミック部１０１Ｂの長手方向ＨＮ先端側ＧＳの第２先端１０１ＢＳが長手方向ＨＮ後端側ＧＫに引き下がっている。
【００３８】
セラミック素子１００において、放電電極体１１０は、長手方向ＨＮに延びる形態を有しており、白金線からなる針状電極部１１２、この針状電極部１１２に導通し、セラミック層１０３の一方の表面１０３Ｓ１上にパターン印刷により形成されたリード部１１１、及び、リード部１１１に導通する放電電位パッド１１３を有する。
放電電極体１１０のうち、リード部１１１と、このリード部１１１が接続する針状電極部１１２のうち後端側ＧＫの埋設部１１２Ａとは、絶縁被覆層１０５及びセラミック層１０２で被覆されて、セラミック基体１０１（セラミック体）内に、具体的には、セラミック層１０２とセラミック層１０３の層間に埋設された体内部である。
【００３９】
一方、白金線からなる針状電極部１１２のうち先端側ＧＳの露出部１１２Ｂは、セラミック基体１０１のうち、第２セラミック部１０１Ｂの第２先端１０１ＢＳから露出している。しかも、この露出部１１２Ｂのうち先端側ＧＳで先細の針状先端部１１２Ｓは、自身の先端がセラミック層１０３の表面１０３Ｓ１から２〜３ｍｍ離れるように折り曲げられて、即ち、セラミック層１０３の表面１０３Ｓ１から離間して、セラミック基体１０１外の空中に突出している。
【００４０】
放電電位パッド１１３は、セラミック基体１０１のうち、露出部１１２Ｂよりも長手方向ＨＮ後端側ＧＫの後端側部１０１Ｋにおける一方の主面１０１Ｓ１上（セラミック層１０３の表面１０３Ｓ１上）に形成されている。なお、前述したように、放電電位パッド１１３には、放電電位端子７３が接触し導通する。
【００４１】
補助電極体１２０は、パターン印刷により形成され、セラミック素子１００の先端側ＧＳに配置され矩形状をなす補助電極部１２２、及び、この補助電極部１２２に導通しセラミック素子１００の後端側ＧＫに延びる補助電極リード部１２１を有する。そして、この補助電極体１２０（補助電極リード部１２１，補助電極部１２２）は、セラミック層１０３のうち、表面１０３Ｓ１とは、逆側の表面１０３Ｓ２上に形成され、絶縁被覆層１０６で被覆されて、セラミック基体１０１内に、具体的には、セラミック層１０３とセラミック層１０４の層間に埋設されている。
なお、補助電極体１２０の補助電極部１２２は、セラミック基体１０１の第１セラミック部１０１Ａのうち、第２セラミック部１０１Ｂの第２先端１０１ＢＳよりも長手方向ＨＮ先端側ＧＳの内部（セラミック層１０３とセラミック層１０４の層間）に埋設されている。
【００４２】
一方、補助電極体１２０の補助電極リード部１２１は、後端側ＧＫの端部１２３から絶縁被覆層１０６の貫通孔１０６ｃを通じて、セラミック層１０４の一方の表面１０４Ｓ１上に形成した導通パターン１２４に導通している。さらに、この導通パターン１２４は、セラミック層１０４を貫通するスルーホール１０４ｈ１を通じて、セラミック層１０４の他方の表面１０４Ｓ２上、即ち、セラミック基体１０１の後端側部１０１Ｋにおける他方の主面１０１Ｓ２上に形成した補助電位パッド１２５に導通している。なお、前述したように、補助電位パッド１２５には、補助電位端子７５が接触し導通する。
【００４３】
また、セラミック層１０４の一方の表面１０４Ｓ１上には、ヒータ部１３０がパターン印刷により形成されている。ヒータ部１３０は、セラミック素子１００の先端側ＧＳに配置され、通電により放電電極体１１０の針状電極部１１２の露出部１１２Ｂを加熱する発熱部１３１、並びに、この発熱部１３１の両端にそれぞれ導通して、セラミック素子１００の後端側ＧＫに延びる第１ヒータリード部１３２及び第２ヒータリード部１３３を有する。そして、このヒータ部１３０は、セラミック層１０４の一方の表面１０４Ｓ１上に形成されると共に、絶縁被覆層１０６で被覆されている。これにより、ヒータ部１３０（発熱部１３１，第１ヒータリード部１３２，第２ヒータリード部１３３）は、セラミック基体１０１内に、具体的には、セラミック層１０３とセラミック層１０４の層間に埋設されている。
また、第１ヒータリード部１３２及び第２ヒータリード部１３３は、その後端側ＧＫの端部１３４，１３５から、セラミック層１０４を貫通するスルーホール１０４ｈ２を通じて、セラミック層１０４の他方の表面１０４Ｓ２上、即ち、セラミック基体１０１の後端側部１０１Ｋにおける他方の主面１０１Ｓ２上に形成された第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７に、それぞれ導通している。なお、前述したように、第１ヒータパッド１３６には、第１ヒータ端子７６が、第２ヒータパッド１３７には、第２ヒータ端子７７が、それぞれ接触し導通する。
【００４４】
このように、本実施形態のセラミック素子１００では、セラミック基体１０１の後端側部１０１Ｋにおいて、放電電位パッド１１３が一方の主面１０１Ｓ１上に形成される一方、放電電位パッド１１３以外の補助電位パッド１２５、第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７が他方の主面１０１Ｓ２上に形成されている。
また、放電電位パッド１１３と、これ以外の補助電位パッド１２５、第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７とは、セラミック基体１０１の後端側部１０１Ｋにおいて、長手方向ＨＮに互いに離間して配置されている。具体的には、放電電位パッド１１３は、補助電位パッド１２５、第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７よりも、長手方向ＨＮ先端側ＧＳに配置されている。
【００４５】
次いで、本実施形態の微粒子センサ１における微粒子の検知について説明する。
イオン源１５をなすセラミック素子１００のうち、放電電極体１１０、補助電極体１２０及びヒータ部１３０は、それぞれ前述した放電電位リード線１６１、補助電位リード線１６２、第１ヒータリード線１６３及び第２ヒータリード線１６４を通じて、図２において図示外の回路部１９０（図１参照）に接続されている。また、前述した放電電位リード線１６１及び補助電位リード線１６２を芯線とする三重同軸ケーブル（トライアキシャルケーブル）の同軸二重の外部導体のうち、内側の外部導体も、回路部１９０に接続され、セラミック素子１００（イオン源１５）の周囲に配置された内側プロテクタ４５は、前述したように、センサＧＮＤ電位ＳＧＮＤ（基準電位）とされている。
【００４６】
ここで、放電電極体１１０の針状電極部１１２に、回路部１９０から、放電電位端子７３及び放電電位パッド１１３を通じて、直流で一定または脈流（直流の一定電圧をパルス制御したパルス電圧など）の高電圧（例えば、１〜２ｋＶ）の放電電位ＰＶ２（図５参照）を印加する。すると、この針状電極部１１２の露出部１１２Ｂの針状先端部１１２Ｓと、センサＧＮＤ電位ＳＧＮＤ（基準電位）とされた内側プロテクタ４５（基準電位部材）との間で、気中放電、具体的には、コロナ放電を生じ、針状先端部１１２Ｓの周囲で、イオンＣＰ（図６参照）が生成される。前述したように、外側プロテクタ４０及び内側プロテクタ４５の作用により、内側プロテクタ４５内には、排気ガスＥＧが取り入れられ、セラミック素子１００付近において、後端側ＧＫから先端側ＧＳに向かう取入排気ガスＥＧＩの気流が生じている。このため、生成されたイオンＣＰは、図６に示すように、取入排気ガスＥＧＩ中の微粒子Ｓに付着する。これにより、微粒子Ｓは、正に帯電した帯電微粒子ＳＣとなって、取入排気ガスＥＧＩと共に、排出口４５Ｏに向けて流れ、排出される。
【００４７】
一方、補助電極体１２０の補助電極部１２２には、回路部１９０から、補助電位端子７５及び補助電位パッド１２５を通じて、所定の電位（例えば、１００〜２００Ｖの正の直流電位）とされた補助電位ＰＶ３（図５参照）を印加する。これにより、イオン源１５で生成したイオンＣＰのうち、微粒子Ｓに付着しなかった浮遊イオンＣＰＦ（図６参照）に、補助電極部１２２から径方向外側の内側プロテクタ４５（捕集極）に向かう斥力を与える。これにより、浮遊イオンＣＰＦを、捕集極を（内側プロテクタ４５）の各部に付着させ、捕集極による浮遊イオンＣＰＦの捕集を補助する。かくして、確実に浮遊イオンＣＰＦを捕集することができ、浮遊イオンＣＰＦまでも排出口４５Ｏから排出されるのを防止する。微粒子センサ１では、帯電微粒子ＳＣとして、微粒子Ｓに付着して排出口４５Ｏから排出された排出イオンＣＰＨの電荷量に対応する信号（信号電流）を検知する。これにより、排気ガスＥＧ中に含まれる微粒子Ｓの量（濃度）を適切に検知することができる。
【００４８】
なお、前述したように、本実施形態では、セラミック素子１００（イオン源１５）の周囲の内側プロテクタ４５を、センサＧＮＤ電位ＳＧＮＤ（基準電位）とし、この内側プロテクタ４５との間でコロナ放電を生じさせたが、これと共に、この内側プロテクタ４５を捕集極に兼用している。即ち、本実施形態では、内側プロテクタ４５（捕集極）で捕集を行うための捕集電位は、センサＧＮＤ電位ＳＧＮＤ（基準電位）に等しい。
【００４９】
また、回路部１９０から、第１ヒータ端子７６及び第２ヒータ端子７７を通じて、第１ヒータパッド１３６と第２ヒータパッド１３７の間に所定のヒータ通電電圧を印加する。すると、ヒータ部１３０の発熱部１３１が通電により発熱し、セラミック素子１００から露出する針状電極部１１２の露出部１１２Ｂを加熱して、針状電極部１１２の露出部１１２Ｂ及びこの付近に付着した水滴や煤等の異物を除去する。これにより、露出部１１２Ｂに生じた絶縁性の低下を回復できる。
【００５０】
なお、ヒータ通電電圧としては、具体的には、車両ＡＭの直流のバッテリ電圧（ＤＣ１２Ｖまたは２４Ｖ）をパルス制御した電圧を印加する。例えば、第１ヒータ端子７６を通じて、第１ヒータパッド１３６に印加される第１ヒータ電位Ｖｈｔは、このバッテリ電圧（ＤＣ１２Ｖまたは２４Ｖ）をパルス制御したプラス側の電位とされ、第２ヒータ端子７７を通じて、第２ヒータパッド１３７に印加される第２ヒータ電位は、バッテリのＧＮＤ電位と共通のシャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤとされる（図５参照）。
【００５１】
以上で説明したように、本実施形態の微粒子センサ１では、放電電極体１１０の露出部１１２Ｂ（針状先端部１１２Ｓ）とセラミック素子１００の周囲に配置された内側プロテクタ４５（基準電位部材）との間に、コロナ放電（気中放電）を生じさせるために、内側プロテクタ４５は、センサＧＮＤ電位ＳＧＮＤ（基準電位）とされ、放電電位パッド１１３には、放電電位端子７３を通じて、センサＧＮＤ電位ＳＧＮＤ（基準電位）に対して、直流で一定または脈流の高電圧（１〜２ｋＶ）の放電電位ＰＶ２が印加される。
一方、補助電位パッド１２５には、補助電位端子７５を通じて、補助電位ＰＶ３が印加され、第１ヒータパッド１３６には、第１ヒータ端子７６を通じて、第１ヒータ電位Ｖｈｔが印加される。また、第２ヒータパッド１３７は、第２ヒータ端子７７を通じて、シャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤ（第２ヒータ電位）とされる。
【００５２】
ここで、放電電位パッド１１３に印加される放電電位ＰＶ２が、直流で一定または脈流の高電圧（１〜２ｋＶ）であるのに対して、補助電位パッド１２５に印加される補助電位ＰＶ３、第１ヒータパッド１３６に印加される第１ヒータ電位Ｖｈｔ及び第２ヒータパッド１３７に印加されるシャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤ（第２ヒータ電位）は、放電電位ＰＶ２よりもセンサＧＮＤ電位ＳＧＮＤ（基準電位）に近い。したがって、放電電位ＰＶ２と、これ以外の別電位（補助電位ＰＶ３、第１ヒータ電位Ｖｈｔ及びシャーシＧＮＤ電位ＣＧＮＤ（第２ヒータ電位））との電位差は大きい。
【００５３】
このため、放電電位パッド１１３と、これ以外の補助電位パッド１２５、第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７（以下、別電位パッド１２５，１３６，１３７ともいう）とが互いに近接している場合には、放電電位パッド１１３に放電電位ＰＶ２が印加されると、針状電極部１１２の針状先端部１１２Ｓでコロナ放電が発生する前に、放電電位パッド１１３と別電位パッド１２５，１３６，１３７との間で、セラミック素子１００の表面に沿って火花放電が発生することがある。
また、放電電位パッド１１３には、放電電位端子７３が接触して導通し、別電位パッド１２５，１３６，１３７には、それぞれ補助電位端子７５、第１ヒータ端子７６及び第２ヒータ端子７７（以下、別電位端子７５，７６，７７ともいう）が接触して導通している。このため、これら放電電位端子７３と別電位端子７５，７６，７７とが互いに近接していた場合にも、これを保持するセパレータの表面に沿って火花放電が生ずることがある。
そして、上述のような火花放電が生じると、針状先端部１１２Ｓで適切にコロナ放電を生じさせ得ない。
【００５４】
そこで、この微粒子センサ１では、前述したように、セラミック基体１０１の後端側部１０１Ｋにおいて、放電電位パッド１１３が一方の主面１０１Ｓ１上に配置されているのに対し、これ以外の別電位パッド１２５，１３６，１３７は、他方の主面１０１Ｓ２上に配置されており、また、これらは、長手方向ＨＮにも互いに離間して配置されている。
これにより、この微粒子センサ１では、放電電位パッド１１３及びこれに接触する放電電位端子７３と、別電位パッド１２５，１３６，１３７及びこれに接触する別電位端子７５，７６，７７との間の、セラミック基体１０１（セラミック体）の表面に沿った最小の沿面距離であるセラミック体沿面距離Ｌ１（図４参照）が、大きくされている。具体的には、セラミック体沿面距離Ｌ１は、放電電位パッド１１３から、セラミック基体１０１の主面１０１Ｓ１と、主面１０１Ｓ１及び主面１０１Ｓ２を結ぶ側面１０１Ｓ３と、主面１０１Ｓ２とを通って、別電位パッド１３６（または１３７）に至る最短の沿面距離である。
【００５５】
加えて、この微粒子センサ１は、セラミック素子１００のうち、放電電位パッド１１３及び別電位パッド１２５，１３６，１３７が位置するセラミック基体１０１の後端側部１０１Ｋを含む長手方向ＨＮ後端側ＧＫの後端部１００Ｋを、径方向の外側から包囲し、長手方向ＨＮに並ぶ、第１セパレータ７１及び第２セパレータ７２（以下、セパレータ７１，７２ともいう）を備えている。
このうち、第１セパレータ７１は放電電位パッド１１３に接触して導通する放電電位端子７３を、第２セパレータ７２は別電位パッド１２５，１３６，１３７に接触して導通する別電位端子７５，７６，７７を、それぞれ互いに絶縁しつつ保持している。
これにより、この微粒子センサ１では、放電電位パッド１１３及び放電電位端子７３と、別電位パッド１２５，１３６，１３７及び別電位端子７５，７６，７７との間の、セパレータ７１，７２の表面（第１セパレータ７１の表面（挿通孔７１ｃの内側面など）及び第２セパレータの表面（第２挿通孔７２ｂの内側面など））に沿った最小の沿面距離であるセパレータ沿面距離Ｌ２（図２，図３参照）が、大きくされている。なお、図２，図３では、破線で示すセパレータ沿面距離Ｌ２を簡略に描いたが、セパレータ沿面距離Ｌ２は、実際には、例えば、第１セパレータ７１の挿通孔７１ｃの内側面のうち、放電電位端子７３が接触している部位から第１セパレータ７１の表面を進み、さらに、第２セパレータ７２の表面を進んで、第２セパレータ７２の第２挿通孔７２ｂの内側面のうち、別電位端子７６（または７７）が接触している部位に至る最短の沿面距離である。
【００５６】
このようにして、この微粒子センサ１では、セラミック素子１００、放電電位端子７３、別電位端子７５，７６，７７及びセパレータ７１，７２は、セラミック基体１０１（セラミック体）の表面に沿ったセラミック体沿面距離Ｌ１、及びセパレータ７１，７２の表面に沿ったセパレータ沿面距離Ｌ２が、いずれも火花放電を生じない大きさである形態及び配置とされている。
【００５７】
これにより、セラミック体沿面距離Ｌ１及びセパレータ沿面距離Ｌ２が確保され、放電電位パッド１１３にコロナ放電（気中放電）のための放電電位ＰＶ２が印加されても、放電電位パッド１１３あるいは放電電位端子７３と、別電位パッド１２５，１３６，１３７あるいは別電位端子７５，７６，７７との間で火花放電が生じるのを防止できる。かくして、放電電極体１１０の露出部１１２Ｂ（針状先端部１１２Ｓ）でコロナ放電（気中放電）を確実に生じさせることができる。
【００５８】
さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、セラミック基体１０１（セラミック体）の一方の主面１０１Ｓ１（１０３Ｓ１）上に放電電位パッド１１３が、他方の主面１０１Ｓ２（１０４Ｓ２）上に別電位パッド１２５，１３６，１３７が形成されている。このため、放電電位パッド１１３と別電位パッド１２５，１３６，１３７とを同一主面上に設けた場合に比べて、両者間のセラミック体沿面距離Ｌ１を大きくして、両者間で火花放電が生じるのを確実に抑制することができる。
【００５９】
また、セラミック基体１０１の両主面１０１Ｓ１，１０１Ｓ２に形成した放電電位パッド１１３及び別電位パッド１２５，１３６，１３７に、それぞれ放電電位端子７３及び別電位端子７５，７６，７７が接触するので、セパレータ７１，７２内において、これらの端子並びにこれに接続する放電電位リード線１６１及び別電位リード線１６２，１６３，１６４（補助電位リード線１６２，第１ヒータリード線１６３，第２ヒータリード線１６４）の配置及び配線のスペースを確保し易く、セパレータ沿面距離Ｌ２も大きくしやすい。加えて、放電電位端子７３及び別電位端子７５，７６，７７で、セラミック素子１００を挟むので、このセラミック素子１００をセパレータ７１，７２内に適切に保持することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、一方の主面１０１Ｓ１に配置された放電電位パッド１１３と他方の主面１０１Ｓ２に配置された別電位パッド１２５，１３６，１３７は、長手方向ＨＮにも互いに離間して配置されている。従って、セラミック体沿面距離Ｌ１をさらに大きくとることができ、火花放電が生じるのをさらに抑制できる。しかも、セパレータ７１，７２は、長手方向ＨＮに並ぶ、第１セパレータ７１と第２セパレータ７２とからなっている。このため、長手方向ＨＮに離間して配置された放電電位パッド１１３と別電位パッド１２５，１３６，１３７とに、第１セパレータ７１及び第２セパレータ７２を用いて、それぞれ適切に放電電位端子７３及び別電位端子７５，７６，７７を導通させることができる。
【００６１】
さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、セラミック素子１００が、別電位パッドとして第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７を含み、かつ、第１ヒータリード部１３２、第２ヒータリード部１３３、及び、放電電極体１１０の露出部１１２Ｂを加熱する発熱部１３１を含む、ヒータ部１３０を有している。このため、ヒータ部１３０の発熱部１３１で加熱することにより、放電電極体１１０の露出部１１２Ｂに付着した水滴や煤等の異物を除去し、露出部１１２Ｂに生じた絶縁性の低下を回復させて、コロナ放電によって適切にイオンＣＰを生じさせることができる。
また、ヒータ部１３０のリード部１３２，１３３や発熱部１３１がセラミック基体１０１内に配置されているので、これらと放電電極体１１０との間の火花放電も確実に防止できる。
【００６２】
さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、捕集極（内側プロテクタ４５）を備えると共に、セラミック素子１００が、別電位パッドである補助電位パッド１２５を含み、かつ、補助電極リード部１２１及び補助電極部１２２を含む、補助電極体１２０を有している。これにより、捕集極（内側プロテクタ４５）での浮遊イオンＣＰＦの捕集をより確実に行うことができる。
しかも、補助電極リード部１２１及び補助電極部１２２もセラミック基体１０１内に配置されているので、これらと放電電極体１１０との間の火花放電も確実に防止できる。
【００６３】
さらに、本実施形態の微粒子センサ１では、セラミック素子１００（セラミック構造体）が一体焼結により形成されているので、放電電極体１１０、補助電極体１２０及びヒータ部１３０とセラミック基体１０１（セラミック体）とを確実に一体化したセラミック素子１００とすることができる。
【００６４】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記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いうまでもない。
例えば、実施形態では、セラミック素子１００（セラミック構造体）が、放電電極体１１０以外に、補助電極体１２０及びヒータ部１３０を有し、別電位パッドとして、補助電位パッド１２５、第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７の３つを有する構成を示した。
しかし、セラミック素子１００としては、補助電極体１２０及びヒータ部１３０のうち、いずれか一方を有する構成としても良い。
【００６５】
また、実施形態では、放電電位パッド１１３よりも、別電位パッド（補助電位パッド１２５、第１ヒータパッド１３６及び第２ヒータパッド１３７）を、セラミック基体１０１の長手方向ＨＮ後端側ＧＫに配置したが、セラミック体沿面距離Ｌ１及びセパレータ沿面距離Ｌ２について十分な大きさが確保される配置であれば、パッドは適宜配置して良い。また、実施形態では、セパレータを長手方向ＨＮに並ぶ第１セパレータ７１と第２セパレータ７２の２部材で構成したが、セラミック体沿面距離Ｌ１及びセパレータ沿面距離Ｌ２が確保されれば、セパレータを１部材で構成しても良いし、３つ以上の部材で構成しても良い。
【符号の説明】
【００６６】
ＥＰ  排気管
ＥＧ  排気ガス（被測定ガス）
ＣＧＮＤ  シャーシＧＮＤ電位（第２ヒータ電位）
ＳＧＮＤ  センサＧＮＤ電位
ＰＶ２  放電電位
ＰＶ３  補助電位
Ｖｈｔ  第１ヒータ電位
Ｓ  微粒子
ＣＰ  イオン
ＣＰＦ  浮遊イオン
ＧＳ  先端側
ＧＫ  後端側
ＨＮ  長手方向
１  微粒子センサ
１５  イオン源
４０  外側プロテクタ
４５  内側プロテクタ（基準電位部材，捕集極）
５０  主体金具
７１  第１セパレータ（セパレータ）
７２  第２セパレータ（セパレータ）
７３  放電電位端子
７５  補助電位端子（別電位端子）
７６  第１ヒータ端子（別電位端子）
７７  第２ヒータ端子（別電位端子）
８０  内筒
９０  取り付け金具
９５  外筒
１００  セラミック素子（セラミック構造体）
１００Ｋ  （セラミック素子の）後端部
１０１  セラミック基体（セラミック体）
１０１Ｓ１，１０１Ｓ２  主面
１０１Ｋ  後端側部
１０２，１０３，１０４  セラミック層
１０５，１０６  絶縁被覆層
１１０  放電電極体
１１１  リード部（体内部）
１１２  針状電極部
１１２Ａ  埋設部（体内部）
１１２Ｂ  露出部
１１２Ｓ  針状先端部
１１３  放電電位パッド
１２０  補助電極体
１２１  補助電極リード部
１２２  補助電極部
１２５  補助電位パッド（別電位パッド）
１３０  ヒータ部
１３１  発熱部
１３２  第１ヒータリード部
１３３  第２ヒータリード部
１３６  第１ヒータパッド（別電位パッド）
１３７  第２ヒータパッド（別電位パッド）
１６１  放電電位リード線
１６１ｔ  （放電電位リード線の）端部
１６２  補助電位リード線（別電位リード線）
１６２ｔ  （補助電位リード線の）端部
１６３  第１ヒータリード線（別電位リード線）
１６３ｔ  （第１ヒータリード線の）端部
１６４  第２ヒータリード線（別電位リード線）
１６４ｔ  （第２ヒータリード線の）端部
Ｌ１  セラミック体沿面距離
Ｌ２  セパレータ沿面距離
【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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