(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地電位とされた通気管に装着され、上記通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子の量を検知するセンサ本体部と、回路部とを備える微粒子検知システムであって、
上記センサ本体部は、
上記通気管に装着され接地電位とされる装着金具と、
接地電位とは異なる第１電位とされる第１電位金具と、
接地電位及び上記第１電位とは異なる第２電位とされ、上記第１電位金具との間で生じる気中放電により、上記微粒子に付着させるイオンを生成する放電電極と、を有し、
上記微粒子検知システムは、
上記第２電位とされ上記放電電極に導通する第１中心導体、
上記第１中心導体の径方向周囲を覆う第１内側絶縁層、
上記第１電位とされ上記第１電位金具に導通し、上記第１内側絶縁層の径方向周囲に上記第１中心導体と同軸に配置された第１外側導体、並びに、
上記第１外側導体の径方向周囲を覆う第１外側絶縁層、を有し、
上記センサ本体部から上記回路部まで延出する
第１同軸ケーブルと、
上記装着金具に導通して接地電位とされ、上記第１同軸ケーブルとは別体で、上記センサ本体部から上記回路部まで延出し、上記第１同軸ケーブルの径方向外側を囲み金属細線からなる編組チューブと、を備える
微粒子検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の微粒子検知システムであって、
前記センサ本体部は、
接地電位、前記第１電位及び前記第２電位とは異なる第３電位とされ、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の前記第１電位金具への捕集を補助する第３電位金具を有し、
上記微粒子検知システムは、
上記第３電位とされ上記第３電位金具に導通する第２中心導体、
上記第２中心導体の径方向周囲を覆う第２内側絶縁層、
上記第１電位とされ前記第１電位金具に導通し、上記第２内側絶縁層の径方向周囲に上記第２中心導体と同軸に配置された第２外側導体、並びに、
上記第２外側導体の径方向周囲を覆う第２外側絶縁層、を有し、
上記センサ本体部から前記回路部まで延出し、前記編組チューブ内を通る
第２同軸ケーブルを備える
微粒子検知システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の微粒子検知システムであって、
前記センサ本体部は、通電により発熱するヒータを有し、
上記微粒子検知システムは、
上記ヒータに導通し、上記センサ本体部から前記回路部まで延出し、前記編組チューブ内を通る一対のヒータ通電線を備える
微粒子検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通気管に装着され、この通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子の量を検知するセンサ本体部を備える微粒子検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
接地電位とされた金属製の通気管に装着されて用いられ、通気管内を流通する被測定ガス中に含まれる微粒子の量を検知するセンサ本体部を備える微粒子検知システムが知られている。例えば、内燃機関（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなど）の排気管に装着され、排気ガス中に含まれるススなどの微粒子の量を検知するセンサ本体部を備える微粒子検知システムなどである。この微粒子検知システムでは、排気管を流通する排気ガスを取り入れ、この排気ガス中に含まれる微粒子にイオン源で生成したイオンを付着させて帯電微粒子とした後、取り入れた排気ガスと共に排気管に排出する。一方で、イオン源で生成したイオンのうち微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する。そして、イオン源で生成したイオンの量と、捕集された浮遊イオンの量との差分に相当する電流値を測定して、被測定ガス中に含まれる微粒子の量を測定する。例えば特許文献１に、このような微粒子検知システムが開示されている（特許文献１の図２〜図６等を参照）。
【０００３】
この特許文献１の微粒子検知システムでは、センサ本体部から４本のケーブルが延出している。このうち２本のケーブルは、三重同軸ケーブル（トライアキシャルケーブル）、即ち、中心導体と、この中心導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の内側導体と、この内側導体の径方向外側に同軸に配置された筒状の外側導体とを有するケーブルである。一方、残り２本は、ヒータに導通する単芯ケーブルである。
【０００４】
２本の三重同軸ケーブルのうち、一方の三重同軸ケーブルの中心導体は、第２電位とされイオン源の放電電極に導通する。また、内側導体は、第１電位とされ第１電位金具に導通し、外側導体は、接地電位とされた通気管に装着される装着金具に導通する。これにより、第２電位とされる中心導体が２重にシールドされるほか、第１電位とされる内側導体も外側導体で囲まれてシールドされる。
また、他方の三重同軸ケーブルの中心導体は、第３電位とされ、生成されたイオンのうち微粒子に付着しなかった浮遊イオンの第１電位金具への捕集を補助する補助電極（第３電位金具）に導通する。また、内側導体は、一方の三重同軸ケーブルと同様に、第１電位とされ第１電位金具に導通し、外側導体は、接地電位とされる装着金具に導通する。これにより、第３電位とされる中心導体が２重にシールドされるほか、第１電位とされる内側導体も外側導体でシールドされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように微粒子検知システムに三重同軸ケーブルを用いると、三重同軸ケーブル自体が高価であるために、微粒子検知システムのコストが高くなる。また、三重同軸ケーブルは、中心導体、内側導体及び外側導体をそれぞれ露出させるストリップ加工に時間が掛かり、この点でもコストが掛かる。また、三重同軸ケーブルの中心導体、内側導体及び外側導体の３つの導体を、それぞれセンサ本体部内の各部材に接続させるので、組付けに高い位置精度が求められ、コストが掛かる。このように、三重同軸ケーブルは、中心導体及び内側導体のシールドが容易となる利点がある一方で、コストが高い。
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、三重同軸ケーブルを用いることなく、第２電位とされ放電電極に導通する中心導体、及び、第１電位とされ第１電位金具に導通する導体をシールドでき、かつ、微粒子検知システムを安価にできる微粒子検知システム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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、接地電位とされた通気管に装着され、上記通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子の量を検知するセンサ本体部と、回路部とを備える微粒子検知システムであって、上記センサ本体部は、上記通気管に装着され接地電位とされる装着金具と、接地電位とは異なる第１電位とされる第１電位金具と、接地電位及び上記第１電位とは異なる第２電位とされ、上記第１電位金具との間で生じる気中放電により、上記微粒子に付着させるイオンを生成する放電電極と、を有し、上記微粒子検知システムは、上記第２電位とされ上記放電電極に導通する第１中心導体、上記第１中心導体の径方向周囲を覆う第１内側絶縁層、上記第１電位とされ上記第１電位金具に導通し、上記第１内側絶縁層の径方向周囲に上記第１中心導体と同軸に配置された第１外側導体、並びに、上記第１外側導体の径方向周囲を覆う第１外側絶縁層、を有し、上記センサ本体部から上記回路部まで延出する第１同軸ケーブルと、上記装着金具に導通して接地電位とされ、上記第１同軸ケーブルとは別体で、上記センサ本体部から上記回路部まで延出し、上記第１同軸ケーブルの径方向外側を囲み金属細線からなる編組チューブと、を備える微粒子検知システムである。
【０００９】
上述の微粒子検知システムでは、上述の第１同軸ケーブル及びこの径方向外側を囲む編組チューブを備えるので、第２電位とされ放電電極に導通する第１中心導体が、第１外側導体及び編組チューブに囲まれて２重にシールドされるほか、第１電位とされ第１電位金具に導通する第１外側導体も、編組チューブに囲まれてシールドされる。
更に、第１同軸ケーブルと編組チューブとは別体であるので、三重同軸ケーブルを用いる場合とは異なり、第１中心導体及び第１外側導体のセンサ本体部への接続と、編組チューブのセンサ本体部への接続とを、それぞれ独立して行うことができる。このため、第１同軸ケーブル及び編組チューブの組付けが、三重同軸ケーブルを用いる場合よりも容易となり、コストを低くできる。従って、微粒子検知システムを安価にできる。
【００１０】
なお、「編組チューブ」としては、例えば、ステンレス線を編んだ編組チューブや、表面にニッケルメッキを施した鉄線を編んだ編組チューブ、表面に銀メッキを施した銅線を編んだ編組チューブなどが挙げられる。
第１同軸ケーブルの「第１外側導体」及び後述する第２同軸ケーブルの「第２外側導体」としては、例えば、銅線を編んだ編組チューブからなる外側導体や、帯状の金属箔を隙間なく螺旋状に巻いて筒状とした外側導体、編組チューブの径方向周囲に帯状の金属箔を隙間なく螺旋状に巻いた複合体からなる外側導体などが挙げられる。
【００１１】
更に、上記の微粒子検知システムであって、前記センサ本体部は、接地電位、前記第１電位及び前記第２電位とは異なる第３電位とされ、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の前記第１電位金具への捕集を補助する第３電位金具を有し、上記微粒子検知システムは、上記第３電位とされ上記第３電位金具に導通する第２中心導体、上記第２中心導体の径方向周囲を覆う第２内側絶縁層、上記第１電位とされ前記第１電位金具に導通し、上記第２内側絶縁層の径方向周囲に上記第２中心導体と同軸に配置された第２外側導体、並びに、上記第２外側導体の径方向周囲を覆う第２外側絶縁層、を有し、上記センサ本体部から前記回路部まで延出し、前記編組チューブ内を通る第２同軸ケーブルを備える微粒子検知システムとすると良い。
【００１２】
上述の微粒子検知システムでは、編組チューブ内を通る上述の第２同軸ケーブルを備えるので、第３電位とされ第３電位金具に導通する第２中心導体が、第２外側導体及び編組チューブに囲まれて２重にシールドされるほか、第１電位とされ第１電位金具に導通する第２外側導体も、編組チューブに囲まれてシールドされる。
更に、第２同軸ケーブルと編組チューブとは別体であるので、三重同軸ケーブルを用いる場合とは異なり、第２中心導体及び第２外側導体のセンサ本体部への接続と、編組チューブのセンサ本体部への接続とを、それぞれ独立して行うことができる。このため、第２同軸ケーブル及び編組チューブの組付けが、三重同軸ケーブルを用いる場合よりも容易となり、コストを低くできる。従って、微粒子検知システムを安価にできる。
【００１３】
更に、上記のいずれかに記載の微粒子検知システムであって、前記センサ本体部は、通電により発熱するヒータを有し、上記微粒子検知システムは、上記ヒータに導通し、上記センサ本体部から前記回路部まで延出し、前記編組チューブ内を通る一対のヒータ通電線を備える微粒子検知システムとすると良い。
【００１４】
上述の微粒子検知システムでは、ヒータに導通する一対のヒータ通電線を備え、これらのヒータ通電線も、編組チューブ内に配置されている。このため、これらヒータ通電線及び第１同軸ケーブル（第２同軸ケーブルを有する場合は第２同軸ケーブルも含めて）を、編組チューブでまとめて取り扱えるので、微粒子検知システムの取り扱いが容易になる。
【００１５】
なお、「ヒータ」としては、例えば、センサ本体部が、絶縁体からなりイオン源をなす板状等のセンサ素子を有する場合に、このセンサ素子に内蔵され、センサ素子を加熱してセンサ素子に付着したスス等を除去するヒータが挙げられる。
また、センサ本体部が、接地電位とされる装着金具の径方向内側に第１電位とされる内側金具を有し、装着金具と内側金具との間に両者を絶縁する絶縁スペーサを有する場合において、この絶縁スペーサに内蔵され、絶縁スペーサを加熱して絶縁スペーサに付着したスス等を除去するヒータが挙げられる。
【００１６】
また、センサ本体部が、放電電極をなす棒状の針状電極体と、この針状電極体の径方向周囲を覆う絶縁パイプとを有する場合において、この絶縁パイプに設けられ、針状電極体を加熱するヒータが挙げられる。
また、センサ本体部が、第３電位金具をなす棒状の補助電極体と、この補助電極体の径方向周囲を覆う絶縁パイプとを有する場合において、この絶縁パイプに設けられ、補助電極体を加熱するヒータが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係り、センサ本体部を排気管に装着した状態の微粒子検知システムの全体を示す説明図である。
【図２】実施形態に係る微粒子検知システムのうちセンサ本体部及びケーブルの縦断面図である。
【図３】実施形態に係る微粒子検知システムのうちセンサ本体部及びケーブルの図２とは直交する縦断面についての縦断面図である。
【図４】実施形態に係る微粒子検知システムのうちセンサ本体部及びケーブルの分解斜視図である。
【図５】実施形態に係るセンサ本体部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６】変形形態に係る微粒子検知システムのうちセンサ本体部及びケーブルの縦断面図である。
【図７】変形形態に係る微粒子検知システムのうちセンサ本体部及びケーブルの図６とは直交する縦断面についての縦断面図である。
【図８】変形形態に係る微粒子検知システムのうちセンサ本体部及びケーブルの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（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に、センサ本体部５を排気管（通気管）ＥＰに装着した状態の微粒子検知システム１の全体を示す。また、図２及び図３に、微粒子検知システム１のうちセンサ本体部５等の縦断面図を示し、図４に、センサ本体部５等の分解斜視図を示す。また、図５に、センサ本体部５における微粒子Ｓの取り入れ、帯電、排出の様子を模式的に示す。なお、センサ本体部５の軸線方向ＧＨ（図２、図３及び図５中、上下方向）のうち、排気管ＥＰに装着される側（図２、図３及び図５中、下方）を先端側ＧＳ、排気管ＥＰの外部に配置される側（図２、図３及び図５中、上方）を後端側ＧＫとする。
【００１９】
微粒子検知システム１は、内燃機関（エンジン）ＥＮＧの排気管ＥＰ内を流通する排気ガスなどの被測定ガスＥＧ中に含まれるススなどの微粒子Ｓの量を検知するセンサである（図１及び図５参照）。この微粒子検知システム１（図１〜図４参照）は、センサ本体部５、回路部１１０、センサ本体部５から回路部１１０まで延出する第１同軸ケーブル７０、第２同軸ケーブル８０、第１ヒータ通電線９１、第２ヒータ通電線９３及び編組チューブ１００等から構成される。更に、このうちセンサ本体部５は、外側金具１０、内側金具（第１電位金具）３０、センサ素子６０等から構成される。
【００２０】
微粒子検知システム１のうちセンサ本体部５は、金属製で接地電位ＰＶＥとされた排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴに装着される（図１参照）。なお、図２及び図３の上方部分においては、各ケーブル（第１同軸ケーブル７０、第２同軸ケーブル８０、第１ヒータ通電線９１及び第２ヒータ通電線９３）の構造が判るように、これらのケーブルを描いてあるが、実際には、これらのケーブルは、図１に示すように、回路部１１０まで延びており回路部１１０に接続されている。
【００２１】
センサ本体部５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。外側金具１０は、装着金具１１と、この装着金具１１に後端側ＧＫでレーザ溶接された外筒１３とから構成される。
【００２２】
装着金具１１は、円筒状でステンレス製の部材である。この装着金具１１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１１ａを有する。また、装着金具１１のうちフランジ部１１ａよりも先端側ＧＳの先端部１１ｓの外周には、排気管ＥＰの管取付部ＥＰＴへの固定に用いる雄ネジ（不図示）が形成されている。一方、装着金具１１の径方向内側には、内側金具３０との間に、各々円筒状でアルミナ製の第１絶縁スペーサ２１及び第２絶縁スペーサ２２が保持されている。更に、第２絶縁スペーサ２２の後端側ＧＫには、筒状でアルミナ製のスリーブ２３が配置されている。装着金具１１の後端部１１ｋは、径方向内側に加締められて、環状の線パッキン２４を介してスリーブ２３を先端側ＧＳに押圧している。
【００２３】
外筒１３は、円筒状でステンレス製の部材である。この外筒１３のうち後端側ＧＫに位置する径小部１３ａの径方向内側には、フッ素ゴム製のグロメット２５が保持されている。このグロメット２５には、後述する第１同軸ケーブル７０、第２同軸ケーブル８０、第１ヒータ通電線９１及び第２ヒータ通電線９３がそれぞれ挿通されており、これらは外筒１３（センサ本体部５）から後端側ＧＫに向けて延出している。一方、外筒１３の径小部１３ａの径方向周囲には、後述する編組チューブ１００の先端部１００ｓが配置され、更にその径方向周囲には、後述する金属リング１０５が配置されている。
【００２４】
内側金具３０は、軸線方向ＧＨに延びる概略円筒状で、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。この内側金具３０は、後述する第１同軸ケーブル７０の第１外側導体７３及び第２同軸ケーブル８０の第２外側導体８３を介して回路部１１０に接続され、接地電位ＰＶＥとは異なる第１電位ＰＶ１とされる。内側金具３０は、主体金具３１、内筒３３、内筒接続金具３５、内側プロテクタ（捕集金具）３７、外側プロテクタ３９から構成される。
【００２５】
このうち主体金具３１は、円筒状でステンレス製の部材である。この主体金具３１は、径方向外側に膨出する円環状のフランジ部３１ａを有する。一方、主体金具３１の径方向内側には、カップ状の金属カップ４１が配置されている。この金属カップ４１の底部には孔が形成されており、この孔に後述するセンサ素子６０が挿通されている。また、主体金具３１の内部には、センサ素子６０の周囲に、先端側ＧＳから後端側ＧＫに向けて順に、円筒状でアルミナからなるセラミックホルダ４２と、滑石粉末を圧縮して構成した第１粉末充填層４３及び第２粉末充填層４４と、円筒状でアルミナからなるセラミックスリーブ４５とが配置されている。主体金具３１の後端部３１ｋは、径方向内側に加締められて、環状の加締リング４６を介してセラミックスリーブ４５を先端側ＧＳに押圧している。
【００２６】
内筒３３は、円筒状でステンレス製の部材である。この内筒３３の先端部は、径方向外側に突出する円環状のフランジ部３３ｓとなっている。このフランジ部３３ｓは、主体金具３１のフランジ部３１ａに重ねられ、フランジ部３３ｓより後端側ＧＫの部位が主体金具３１に対してレーザ溶接されている。一方、内筒４０の径方向内側には、先端側ＧＳから後端側ＧＫに向けて順に、絶縁ホルダ５１と第１セパレータ５２と第２セパレータ５３とが配置されている。このうち絶縁ホルダ５１は、円筒状で絶縁体からなり、セラミックスリーブ４５に後端側ＧＫから当接している。この絶縁ホルダ５１には、センサ素子６０が挿通されている。
また、第１セパレータ５２は、円筒状で絶縁体からなる。この第１セパレータ５２内には、センサ素子６０が挿通されると共に、第２電位端子５４の先端側部分が収容されており、この第１セパレータ５２内でセンサ素子６０の第２電位パッド（不図示）に第２電位端子５４が接触している。
【００２７】
第２セパレータ５３は、絶縁体からなり、第１挿通孔５３ｈ１及び第２挿通孔５３ｈ２を有する。第１挿通孔５３ｈ１内には、第２電位端子５４の後端側部分と、後述する第１同軸ケーブル７０の第１中心導体７１の先端部とが収容されており、この第１挿通孔５３ｈ１内で両者が加締め接続されている。一方、第２挿通孔５３ｈ２内には、センサ素子６０のほか、第３電位端子５５、第１ヒータ端子５６及び第２ヒータ端子５７が互いに絶縁された状態で収容されている。そして、この第２挿通孔５３ｈ２内において、センサ素子６０の第３電位パッド（不図示）に第３電位端子５５が接触し、センサ素子６０の第１ヒータパッド（不図示）に第１ヒータ端子５６が接触し、センサ素子６０の第２ヒータパッド（不図示）に第２ヒータ端子５７が接触している。更に、第２挿通孔５３ｈ２内には、後述する第２同軸ケーブル８０の第２中心導体８１、第１ヒータ通電線９１及び第２ヒータ通電線９３の各先端部がそれぞれ収容されている。そして、第２挿通孔５３ｈ２内において、第３電位端子５５と第２同軸ケーブル８０の第２中心導体８１、第１ヒータ端子５６と第１ヒータ通電線９１、第２ヒータ端子５７と第２ヒータ通電線９３が、それぞれ加締め接続されている。
【００２８】
内筒接続金具３５は、ステンレス製の部材で、第２セパレータ５３の後端側部分を包囲しつつ、内筒３３に後端側ＧＫから外嵌されレーザ溶接されている。この内筒接続金具３５には、第１同軸ケーブル７０、第２同軸ケーブル８０、第１ヒータ通電線９１及び第２ヒータ通電線９３がそれぞれ挿通されている。このうち、第１同軸ケーブル７０の第１外側導体７３及び第２同軸ケーブル８０の第２外側導体８３は、この内筒接続金具３５に接続され導通している。
【００２９】
内側プロテクタ３７は、有底円筒状でステンレス製の部材であり、主体金具３１から先端側ＧＳに突出するセンサ素子６０の先端部６０ｓを包囲している。一方、外側プロテクタ３９は、円筒状でステンレス製の部材であり、内側プロテクタ３７の径方向周囲に配置されている。これら内側プロテクタ３７及び外側プロテクタ３９は、主体金具３１の先端部３１ｓに外嵌されてレーザ溶接されている。外側プロテクタ３９には、排気ガスＥＧを自身の内部に取り入れるための複数のガス取入口３９ｈが形成され、また、内側プロテクタ３７にも、排気ガスＥＧを自身の内部に取り入れるための複数のガス取入口３７ｈ１が形成されている。更に、内側プロテクタ３７の底部には、排気ガスＥＧを外部に排出するためのガス排出口３７ｈ２が形成されている。なお、第１電位ＰＶ１とされる内側プロテクタ３７は、微粒子Ｓに付着しなかった浮遊イオンＣＰＦを捕集する捕集金具にもなっている。
【００３０】
次に、センサ素子６０について説明する。このセンサ素子６０は、軸線方向ＧＨに延びる板状で、アルミナからなる複数の絶縁層を積層したセラミック基体６１を有し、このセラミック基体６１の絶縁層同士の層間に、放電電極体６３、補助電極体（第３電位金具）６５及びヒータ６７がそれぞれ埋設されて一体焼結されている。また、セラミック基体６１の後端側表面には、放電電極体６３に接続する第２電位パッド、補助電極体６５に接続する第３電位パッド、並びに、ヒータ６７に接続する第１ヒータパッド及び第２ヒータパッドが形成されている（不図示）。
【００３１】
放電電極体６３のうち、先端部をなす針状電極部６３ｓは、セラミック基体６１から突出している。この針状電極部６３ｓは、第２電位ＰＶ２とされる前述の「放電電極」に該当し、後述するように、第１電位金具（内側金具）３０、具体的には内側プロテクタ３７との間で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。従って、本実施形態では、針状電極部６３ｓと内側プロテクタ３７によってイオン源が構成されている。
一方、補助電極体６５は、先端側ＧＳに矩形状の補助電極部６５ｓを有し、補助電極体６５の全体がセラミック基体６１内に埋設されている。補助電極体６５は、後述するように、第３電位ＰＶ３とされ、浮遊イオンＣＰＦの第１電位金具（内側金具）３０、具体的には捕集金具（内側プロテクタ）３７への捕集を補助する前述の「第３電位金具」に該当する。
また、ヒータ６７は、先端側ＧＳに通電により発熱する発熱抵抗体６７ｓを含み、ヒータ６７の全体がセラミック基体６１内に埋設されている。
【００３２】
次に、第１同軸ケーブル７０について説明する。この第１同軸ケーブル７０は、センサ本体部５の外筒１３から回路部１１０まで延出しており、その径方向外側は、後述する編組チューブ１００により囲まれている。第１同軸ケーブル７０の中心には、銅の芯線からなる第１中心導体７１が配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第１内側絶縁層７２で被覆されている。更に、この第１内側絶縁層７２の径方向周囲には、銅細線を編んだ編組チューブからなる筒状の第１外側導体７３が第１中心導体７１と同軸に配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第１外側絶縁層７４で被覆されている。
【００３３】
第１中心導体７１は、回路部１１０によって第２電位ＰＶ２とされ、放電電極である放電電極体６３の針状電極部６３ｓに導通する。具体的には、第１中心導体７１の先端部は、前述のように、第２セパレータ５３の第１挿通孔５３ｈ１内で第２電位端子５４と加締め接続し、更にこの第２電位端子５４は、第１セパレータ５２内でセンサ素子６０のうち放電電極体６３に接続する第２電位パッド（不図示）に接触している。これにより、第１中心導体７１が放電電極体６３の針状電極部６３ｓに導通する。
一方、第１外側導体７３は、回路部１１０によって第１電位ＰＶ１とされ、第１電位金具である内側金具３０に導通する。具体的には、第１外側導体７３の先端部は、前述のように、内側金具３０の内筒接続金具３５と接続している。
【００３４】
次に、第２同軸ケーブル８０について説明する。この第２同軸ケーブル８０も、センサ本体部５の外筒１３から回路部１１０まで延出しており、その径方向外側は、後述する編組チューブ１００により囲まれている。第２同軸ケーブル８０の中心には、銅の芯線からなる第２中心導体８１が配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第２内側絶縁層８２で被覆されている。更に、この第２内側絶縁層８２の径方向周囲には、銅細線を編んだ編組チューブからなる筒状の第２外側導体８３が第２中心導体８１と同軸に配置され、その径方向周囲は、樹脂からなる第２外側絶縁層８４で被覆されている。
【００３５】
第２中心導体８１は、回路部１１０によって第３電位ＰＶ３とされ、第３電位金具である補助電極体６５に導通する。具体的には、第２中心導体８１の先端部は、前述のように、第２セパレータ５３の第２挿通孔５３ｈ２内で第３電位端子５５と加締め接続し、更にこの第３電位端子５５は、この第２挿通孔５３ｈ２内でセンサ素子６０のうち補助電極体６５に接続する第３電位パッド（不図示）に接触している。これにより、第２中心導体８１が補助電極体６５に導通する。
一方、第２外側導体８３は、回路部１１０によって第１電位ＰＶ１とされ、第１電位金具である内側金具３０に導通する。具体的には、第２外側導体８３の先端部は、前述のように、内側金具３０の内筒接続金具３５と接続している。
【００３６】
次に、第１ヒータ通電線９１及び第２ヒータ通電線９３について説明する。これら第１，第２ヒータ通電線９１，９３は、細径で単芯の絶縁ケーブルであり、センサ本体部５の外筒１３から回路部１１０まで延出している。第１ヒータ通電線９１の先端部は、前述のように、第２セパレータ５３の第２挿通孔５３ｈ２内で第１ヒータ端子５６と加締め接続し、更にこの第１ヒータ端子５６は、この第２挿通孔５３ｈ２内でセンサ素子６０のうちヒータ６７に接続する第１ヒータパッド（不図示）に接触している。これにより、第１ヒータ通電線９１がヒータ６７に導通する。また、第２ヒータ通電線９３の先端部は、前述のように、第２セパレータ５３の第２挿通孔５３ｈ２内で第２ヒータ端子５７と加締め接続し、更にこの第２ヒータ端子５７は、この第２挿通孔５３ｈ２内でセンサ素子６０のうちヒータ６７に接続する第２ヒータパッド（不図示）に接触している。これにより、第２ヒータ通電線９３がヒータ６７に導通する。
【００３７】
次に、編組チューブ１００について説明する。この編組チューブ１００は、ステンレス細線を筒状に編んだ編組チューブであり、前述の第１同軸ケーブル７０、第２同軸ケーブル８０、第１ヒータ通電線９１及び第２ヒータ通電線９３とは別体である。編組チューブ１００は、センサ本体部５の外筒１３から回路部１１０まで延出しており、第１同軸ケーブル７０、第２同軸ケーブル８０、第１ヒータ通電線９１及び第２ヒータ通電線９３の径方向外側を隙間ＳＫを空けて囲んでいる。
【００３８】
この編組チューブ１００は、接地電位ＰＶＥとされた排気管ＥＰに装着される外側金具１０に接続されているので、接地電位ＰＶＥとされる。具体的には、編組チューブ１００の先端部１００ｓは、外側金具１０のうち外筒１３の径小部１３ａの径方向周囲に配置されている。一方、編組チューブ１００の先端部１００ｓの径方向周囲には、筒状の金属リング１０５が配置されている。この金属リング１０５は、径方向内側に加締められ、外筒１３の径小部１３ａとの間に編組チューブ１００の先端部１００ｓを保持している。これにより、編組チューブ１００が、外側金具１０に接続されている。
【００３９】
次いで、微粒子検知システム１の電気的機能及び動作について説明する（図５参照）。回路部１１０により、内側金具３０の内側プロテクタ３７は第１電位ＰＶ１とされ、センサ素子６０の放電電極体６３はこれよりも正の高電位である第２電位ＰＶ２とされる。これにより、内側金具（第１電位金具）３０の内側プロテクタ３７と放電電極体６３の針状電極部（放電電極）６３ｓとの間で、気中放電（コロナ放電）が生じ、Ｎ3+，Ｏ2+等の正のイオンＣＰが発生する。
【００４０】
一方、図５において排気管ＥＰ内を左から右に向けて流通する排気ガスＥＧは、外側プロテクタ３９のガス取入口３９ｈから外側プロテクタ３９内に取り入れられ、更に内側プロテクタ３７のガス取入口３７ｈ１を通じて内側プロテクタ３７内に取り入れられ、センサ素子６０の先端部６０ｓ付近において、後端側ＧＫから先端側ＧＳに向かう取入ガスＥＧＩの気流が生じる。このため、生成されたイオンＣＰは、取入ガス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、取入ガスＥＧＩと共に、ガス排出口３７ｈ２に向けて流れ、排気管ＥＰへ排出される。
【００４１】
他方、補助電極体６５は、回路部１１０により第３電位ＰＶ３とされるので、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には、補助電極体（第３電位金具）６５の補助電極部６５ｓからその径方向外側の内側プロテクタ（捕集金具）３７に向かう斥力が与えられる。そして、浮遊イオンＣＰＦを、第１電位ＰＶ１とされた内側プロテクタ３７の各部に付着させて、浮遊イオンＣＰＦの捕集を補助する。
そして、ガス排出口３７ｈ２から排出された帯電微粒子ＳＣに付着していた排出イオンＣＰＨの電荷量に対応する信号電流を、回路部１１０で検知する。これにより、排気ガスＥＧ中に含まれる微粒子Ｓの量（濃度）を検知できる。
なお、本実施形態の微粒子検知システム１は、前述のように、センサ素子６０にヒータ６７を有する。ヒータ６７の発熱抵抗体６７ｓが通電により発熱すると、センサ素子６０の先端部６０ｓを加熱して先端部６０ｓに付着した水滴やスス等の異物を除去できるので、センサ素子６０の絶縁性を回復或いは維持できる。
【００４２】
以上で説明したように、微粒子検知システム１では、前述の第１同軸ケーブル７０及びこの径方向外側を囲む編組チューブ１００を備える。このため、第２電位ＰＶ２とされ放電電極体６３の針状電極部（放電電極）６３ｓに導通する第１中心導体７１が、第１外側導体７３及び編組チューブ１００に囲まれて２重にシールドされるほか、第１電位ＰＶ１とされ内側金具（第１電位金具）３０に導通する第１外側導体７３も、編組チューブ１００に囲まれてシールドされる。
【００４３】
更に、第１同軸ケーブル７０と編組チューブ１００とは別体であるので、三重同軸ケーブルを用いる場合とは異なり、第１中心導体７１及び第１外側導体７３のセンサ本体部５への接続と、編組チューブ１００のセンサ本体部５への接続とを、それぞれ独立して行うことができる。このため、第１同軸ケーブル７０及び編組チューブ１００の組付けが、三重同軸ケーブルを用いる場合よりも容易となり、コストを低くできる。従って、微粒子検知システム１を安価にできる。
【００４４】
更に、本実施形態では、編組チューブ１００内を通る前述の第２同軸ケーブル８０を備える。このため、第３電位ＰＶ３とされ補助電極体（第３電位金具）６５に導通する第２中心導体８１が、第２外側導体８３及び編組チューブ１００に囲まれて２重にシールドされるほか、第１電位ＰＶ１とされ内側金具（第１電位金具）３０に導通する第２外側導体８３も、編組チューブ１００に囲まれてシールドされる。
【００４５】
更に、第２同軸ケーブル８０と編組チューブ１００とは別体であるので、三重同軸ケーブルを用いる場合とは異なり、第２中心導体８１及び第２外側導体８３のセンサ本体部５への接続と、編組チューブ１００のセンサ本体部５への接続とを、それぞれ独立して行うことができる。このため、第２同軸ケーブル８０及び編組チューブ１００の組付けが、三重同軸ケーブルを用いる場合よりも容易となり、コストを低くできる。従って、微粒子検知システム１を安価にできる。
【００４６】
更に、本実施形態では、微粒子検知システム１が、ヒータ６７に導通する第１，第２ヒータ通電線９１，９３を備え、これら第１，第２ヒータ通電線９１，９３も、編組チューブ１００内に配置されている。このため、これら第１，第２ヒータ通電線９１，９３及び第１，第２同軸ケーブル７０，８０を、編組チューブ１００でまとめて取り扱えるので、微粒子検知システム１の取り扱いが容易になる。
【００４７】
（変形形態）
次いで、変形形態に係る微粒子検知システム２０１について説明する（図６〜図８参照）。実施形態の微粒子検知システム１では、前述のように、センサ本体部５が補助電極体（第３電位金具）６５を有し、第２同軸ケーブル８０を有する形態とした。これに対し、本変形形態の微粒子検知システム２０１は、センサ本体部２０５が補助電極体を有さず（第３電位金具を有さず）、また、第２同軸ケーブルを有しない点で異なる。
【００４８】
本変形形態の微粒子検知システム２０１は、センサ本体部２０５が補助電極体を有しない。具体的には、本変形形態のセンサ素子２６０は、セラミック基体２６１の内部に実施形態と同様な放電電極体６３及びヒータ６７を有するが、補助電極体は有しない。また、セラミック基体２６１の後端側表面に、放電電極体６３に接続する第２電位パッド（不図示）、ヒータ６７に接続する第１ヒータパッド及び第２ヒータパッド（不図示）を有するが、第３電位パッドは有しない。
【００４９】
また、センサ素子２６０に補助電極体及び第３電位パッドが存在しないために、第３電位端子及びこれに接続する第２同軸ケーブルを有しない。また、第２同軸ケーブルを有しないことに伴い、内筒接続金具２３５及びグロメット２２５の挿通孔の形状が、実施形態の内筒接続金具３５及びグロメット２５の挿通孔の形状と異なる。即ち、本変形形態の内筒接続金具２３５及びグロメット２２５には、第２同軸ケーブルを挿通するための挿通孔が存在しない。
【００５０】
本変形形態の微粒子検知システム２０１も、第１同軸ケーブル７０及びこの径方向外側を囲む編組チューブ１００を備える。このため、第２電位ＰＶ２とされ針状電極部６３ｓに導通する第１中心導体７１が、第１外側導体７３及び編組チューブ１００に囲まれて２重にシールドされるほか、第１電位ＰＶ１とされ内側金具３０に導通する第１外側導体７３も、編組チューブ１００に囲まれてシールドされる。更に、第１同軸ケーブル７０と編組チューブ１００とは別体であるので、第１中心導体７１及び第１外側導体７３のセンサ本体部２０５への接続と、編組チューブ１００のセンサ本体部２０５への接続とを、それぞれ独立して行うことができる。このため、第１同軸ケーブル７０及び編組チューブ１００の組付けが容易となり、コストを低くでき、微粒子検知システム２０１を安価にできる。その他、実施形態と同様な部分は、実施形態と同様な作用効果を奏する。なお、本変形形態のように、センサ本体部２０５が補助電極体を有さない場合には、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を内側プロテクタ３７の各部に付着させ難くなる可能性があるが、その場合には内側プロテクタ３７の内部構造を適宜改善して（例えば、内側プロテクタ３７の内表面から径方向内側に突出する複数の突起部を形成して、浮遊イオンＣＰＦとの接触機会を増加させる）、浮遊イオンＣＰＦを内側プロテクタ３７に付着させ易くすれば良い。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１，２０１  微粒子検知システム
５，２０５  センサ本体部
１０  外側金具
１１  装着金具
３０  内側金具（第１電位金具）
３７  内側プロテクタ（捕集金具）
６０，２６０  センサ素子
６０ｓ  先端部
６３  放電電極体
６３ｓ  針状電極部（放電電極）
６５  補助電極体（第３電位金具）
６５ｓ  補助電極部
６７  ヒータ
６７ｓ  発熱抵抗体
７０  第１同軸ケーブル
７１  第１中心導体
７２  第１内側絶縁層
７３  第１外側導体
７４  第１外側絶縁層
８０  第２同軸ケーブル
８１  第２中心導体
８２  第２内側絶縁層
８３  第２外側導体
８４  第２外側絶縁層
９１  第１ヒータ通電線
９３  第２ヒータ通電線
１００  編組チューブ
１１０  回路部
ＰＶＥ  接地電位
ＰＶ１  第１電位
ＰＶ２  第２電位
ＰＶ３  第３電位
ＥＰ  排気管（通気管）
ＥＧ  排気ガス（被測定ガス）
Ｓ  微粒子
ＣＰ  イオン
ＣＰＦ  浮遊イオン
【図１】
0006596386.tif 000002
【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】
0006596386.tif 000008
【図８】
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