特許 6397686 微粒子センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6397686

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】微粒子センサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/06 20060101AFI20180913BHJP

   G01N 27/00 20060101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/06 D

   G01N27/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-160426(P2014-160426)

(22)【出願日】2014年8月6日

(65)【公開番号】特開2016-38248(P2016-38248A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉山 武史

(72)【発明者】

【氏名】本村 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】大澤 敬正

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 裕和

【審査官】 素川 慎司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１９５０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１７１４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１８０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７０９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４５１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２０２９４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １５／００ − １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

微粒子を含む被測定ガスが流通し、接地電位とされた金属製の通気管に装着され、
上記接地電位とは異なる第１電位とされ、上記被測定ガスを内部に取り入れるガス取入口を含むガス取入管を有する内側金具を備える
微粒子センサであって、
上記内側金具の径方向周囲を囲む筒状の金具包囲部を有し、上記通気管に装着されて上記接地電位とされる筒状の外側金具と、
上記内側金具と上記外側金具の金具包囲部との間に介在して両者を電気的に絶縁してなり、筒状で上記通気管内を流通する上記被測定ガスに接するガス接触部を有する筒状の絶縁スペーサと、を備え、
上記外側金具の金具包囲部は、
上記絶縁スペーサの上記ガス接触部よりも上記通気管の径方向内側まで突出する形態を有する
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、
前記外側金具の前記金具包囲部は、
前記ガス取入管の前記ガス取入口よりも前記径方向内側まで突出してなり、かつ、
上記ガス取入管の厚み方向で上記金具包囲部の外側から、上記ガス取入口の少なくとも一部を視認できる形態のガス導入窓を有する
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、
前記金具包囲部の前記ガス導入窓は、
前記ガス取入管の前記厚み方向で上記金具包囲部の外側から、上記ガス取入口の全体を視認できる形態を有する
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、
気中放電で発生させたイオンを、前記ガス取入管の内部に取り入れられた前記被測定ガス中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電位と前記接地電位との間に上記帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて、上記被測定ガス中の上記微粒子の量を検知する
微粒子センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微粒子を含む被測定ガスが流通する金属製の通気管に装着されて用いられ、被測定ガスを内部に取り入れるガス取入口を含むガス取入管を有する内側金具を備える微粒子センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、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微粒子センサが知られている。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微粒子センサなどである。より具体的には、排気管を流通する排気ガスを取り入れ、この取入ガス中の微粒子にイオンを付着させて帯電微粒子とした後、取入ガスと共に排気管へ排出する微粒子センサがある。

【0003】

このような微粒子センサは、例えば、ガス取入管を有する内側金具と外側金具と絶縁スペーサとを備える。このうち内側金具は、接地電位とは異なる第１電位とされ、ガス取入管内に排気ガスを取り入れるためのガス取入口を有する金属製の部材である。また、外側金具は、内側金具の径方向周囲を囲み、排気管に装着されて接地電位とされる筒状の部材である。また、絶縁スペーサは、内側金具と外側金具との間に介在して両者を電気的に絶縁する筒状の部材である。この絶縁スペーサは、その一部（ガス接触部）が排気管内に露出して排気管内を流通する排気ガスに接する形態を有する。このような微粒子センサは、例えば特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２-２２０４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、絶縁スペーサは、上述のように、そのガス接触部が排気管内を流通する排気ガスに接するため、排気ガス中に含まれる異物（例えばススや水滴など）がガス接触部に付着することがある。このような異物がガス接触部に付着すると、絶縁スペーサの絶縁性が低下して、第１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、排気ガスに含まれる微粒子の量の検知が適切に行えないおそれがある。

【0006】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ガス取入管を有する内側金具と外側金具との間に介在する絶縁スペーサの絶縁性が低下するのを抑制し、被測定ガス中に含まれる微粒子の量を適切に検知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】

【0007】

上記課題を解決するための本発明の一態様は、微粒子を含む被測定ガスが流通し、接地電位とされた金属製の通気管に装着され、上記接地電位とは異なる第１電位とされ、上記被測定ガスを内部に取り入れるガス取入口を含むガス取入管を有する内側金具を備える微粒子センサであって、上記内側金具の径方向周囲を囲む筒状の金具包囲部を有し、上記通気管に装着されて上記接地電位とされる筒状の外側金具と、上記内側金具と上記外側金具の金具包囲部との間に介在して両者を電気的に絶縁してなり、筒状で上記通気管内を流通する上記被測定ガスに接するガス接触部を有する筒状の絶縁スペーサと、を備え、上記外側金具の金具包囲部は、上記絶縁スペーサの上記ガス接触部よりも上記通気管の径方向内側まで突出する形態を有する微粒子センサである。

【0008】

この微粒子センサでは、外側金具の金具包囲部が、絶縁スペーサのガス接触部よりも通気管の径方向内側まで突出する形態を有する。外側金具の金具包囲部をこのような形態とすると、絶縁スペーサのガス接触部に通気管内を流通する被測定ガスが直接当たり難くなるので、ガス接触部に被測定ガス中に含まれる異物（ススや水滴など）が付着するのを抑制できる。従って、この微粒子センサでは、第１電位とされるガス取入管を有する内側金具と、接地電位とされる外側金具の金具包囲部との間に介在する絶縁スペーサの絶縁性が低下するのを抑制でき、被測定ガス中に含まれる微粒子の量を適切に検知できる。

【0009】

なお、「絶縁スペーサ」は、前述のように、通気管内を流通する被測定ガスに接する部位（ガス接触部）を有する形態である。具体的には、例えば、「ガス接触部」の一部または全部が、通気管の内周面よりも径方向内側に位置する形態が挙げられる。或いは、「ガス接触部」が通気管内を臨むが、「ガス接触部」の全体が通気管の内周面よりも径方向外側に位置する形態としてもよい。

【0010】

外側金具の「金具包囲部」は、前述のように、絶縁スペーサのガス接触部よりも通気管の径方向内側まで突出する形態である。具体的には、絶縁スペーサのガス接触部よりも通気管の径方向内側に位置するが、ガス取入管のガス取入口までは達しない形態としてもよいし、或いは、ガス取入管のガス取入口を越えて、このガス取入口よりも更に通気管の径方向内側に位置する形態としてもよい。

【0011】

更に、上記の微粒子センサであって、前記外側金具の前記金具包囲部は、前記ガス取入管の前記ガス取入口よりも前記径方向内側まで突出してなり、かつ、上記ガス取入管の厚み方向で上記金具包囲部の外側から、上記ガス取入口の少なくとも一部を視認できる形態のガス導入窓を有する微粒子センサとすると良い。

【0012】

ガス取入口からガス取入管内に取り入れられる被測定ガスの量は、通気管を流通する被測定ガスの流速の影響を受け易い。このため、被測定ガスに含まれる微粒子の量の検知も、被測定ガスの流速の影響を受け易く、検知精度を向上させるのが難しい。
これに対し、上述の微粒子センサでは、外側金具の金具包囲部が、ガス取入管のガス取入口よりも通気管の径方向内側まで突出している。外側金具の金具包囲部をこのような形態とすると、通気管を流通する被測定ガスの流速が大きく変化した場合でも、ガス取入口の近傍においては、被測定ガスの流速の変化を緩和できる。このため、ガス取入口からガス取入管内に取り入れられる被測定ガスの量の変化も少なくなり、被測定ガスの取入量が安定する。従って、この微粒子センサでは、通気管を流通する被測定ガスの流速の影響を受け難くなり、被測定ガスに含まれる微粒子の量を精度良く検知できる。

【0013】

その一方で、この外側金具の金具包囲部は、ガス取入管の厚み方向で金具包囲部の外側から、ガス取入口の少なくとも一部を視認できる形態のガス導入窓を有する。このため、金具包囲部の径方向外側を流れる被測定ガスを、ガス導入窓を通じて直接、ガス取入口まで導くことができるので、通気管内を流通する被測定ガスをガス取入管内に直ちに取り入れることができる。従って、被測定ガス中の微粒子量の検知を応答性良く行うことができる。

【0014】

更に、上記の微粒子センサであって、前記金具包囲部の前記ガス導入窓は、前記ガス取入管の前記厚み方向で上記金具包囲部の外側から、記ガス取入口の全体を視認できる形態を有する微粒子センサとすると良い。

【0015】

この微粒子センサでは、外側金具のガス導入窓を、ガス取入管の厚み方向で金具包囲部の外側から、ガス取入口の全体を視認できる形態としているので、金具包囲部の径方向外側を流れる被測定ガスを、このガス導入窓を通じて、より確実にガス取入口まで導くことができる。このため、被測定ガスをガス取入管内により早く取り入れることができ、被測定ガス中の微粒子量の検知をより応答性良く行うことができる。

【0016】

更に、上記のいずれかに記載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、前記ガス取入管の内部に取り入れられた前記被測定ガス中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電位と前記接地電位との間に上記帯電微粒子の量に応じて流れる信号電流を用いて、上記被測定ガス中の上記微粒子の量を検知する微粒子センサとすると良い。

【0017】

この微粒子センサでは、上述の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が、微粒子の信号電流は微小となる。これに対し、本発明では、第１電位とされるガス取入管を有する内側金具と、接地電位とされる外側金具の金具包囲部との間に介在する絶縁スペーサの絶縁性の低下を抑制しているため、第１電位と接地電位との間の漏れ電流を抑制し、これらの間を流れる微小な信号電流の量を適切に検知できる。かくして、被測定ガス中に含まれる微粒子の量を適切に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係り、微粒子検知システムの概略構成を示す説明図である。

【図2】実施形態に係る微粒子センサの、排気管に取り付けた状態における平面図である。

【図3】実施形態に係る微粒子センサの、排気管に取り付けた状態における縦断面図である。

【図4】実施形態に係る微粒子センサの、排気管に取り付けた状態における図３の断面とは直交する縦断面における縦断面図である。

【図5】実施形態に係る微粒子センサの分解斜視図である。

【図6】実施形態に係る微粒子センサにおける微粒子の取り入れ、帯電、排出の様子を模式的に示す説明図である。

【図7】比較例に係る微粒子センサの、排気管に取り付けた状態における平面図である。

【図8】実施例及び比較例について、排気管内を流通する排気ガスの流速と、ガス取入口から取り入れられる排気ガスの流入量、及び、ガス排出口から排出される排気ガスの流出量との関係を示すグラフである。

【図9】変形形態１に係る微粒子センサの、排気管に取り付けた状態における平面図である。

【図10】変形形態２に係る微粒子センサの、排気管に取り付けた状態における平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（実施形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、微粒子センサ１０を含む微粒子検知システム１の構成を示す。また、図２〜図５に、本実施形態に係る微粒子センサ１０を示す。なお、図２〜図４において、微粒子センサ１０の軸線方向ＧＨ（図中、上下方向）のうち、ガス取入管２５が配置された側（図中、上方）を先端側ＧＳ、これと反対側のケーブル１６０が延出する側（図中、下方）を基端側ＧＫとする。
微粒子検知システム１は、内燃機関（エンジン）ＥＮＧの排気管（通気管）ＥＰを流通する排気ガス（被測定ガス）ＥＧ中に含まれる微粒子Ｓ（ススなど）の量を検知する。この微粒子検知システム１は、主として、本実施形態に係る微粒子センサ１０と、回路部２００と、圧送ポンプ３００とから構成される（図１参照）。

【0020】

まず、微粒子センサ１０について説明する（図１〜図５参照）。この微粒子センサ１０は、接地電位ＰＶＥとされた金属製の排気管ＥＰに装着される。具体的には、微粒子センサ１０は、排気管ＥＰのうち、取付開口ＥＰＯが設けられた取付部ＥＰＴに装着され、微粒子センサ１０のうち内側金具２０の先端側部分をなすガス取入管２５が、取付開口ＥＰＯを通じて排気管ＥＰ内に配置される。そして、ガス取入口５３ｈからガス取入管２５内に取り入れた取入ガスＥＧＩ中の微粒子Ｓに、イオンＣＰを付着させて帯電微粒子ＳＣとし、取入ガスＥＧＩと共にガス排出口６３ｈから排気管ＥＰへ排出する。この微粒子センサ１０は、ガス取入管２５を有する内側金具２０、針状電極体８０、補助電極体９０、外側金具１００、第１絶縁スペーサ１４０、第２絶縁スペーサ１５０、ケーブル１６０等から構成される。

【0021】

このうち内側金具２０は、外形円柱状で金属からなる。この内側金具２０は、後述する回路部２００のうち第１電位ＰＶ１とされる内側回路ケース２５０等に、ケーブル１６０の第１電位配線１６６を介して導通しており、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２０は、基端側ＧＫから先端側ＧＳへ順に、内筒３０と、パイプホルダ４０と、ノズル部材５０と、混合排出部材６０と、蓋部材７０とから構成される。このうち、ノズル部材５０、混合排出部材６０及び蓋部材７０が、ガス取入管２５を構成する。

【0022】

内筒３０は、軸線方向ＧＨに延びる円筒状でステンレス製の部材である。この内筒３０は、後述するケーブル１６０の先端部１６０ｓに外嵌されて、ケーブル１６０の第１電位配線１６６に加締め接続されている。また、内筒３０の内部には、円柱状で絶縁性のセパレータ３５が保持されている。このセパレータ３５のうち、中央の貫通孔３５ｈを除く４つの貫通孔には、後述するケーブル１６０の第２電位配線１６１、補助電位配線１６２、第１ヒータ接続配線１６３ａ及び第２ヒータ接続配線１６３ｂがそれぞれ挿通されている。また、この内筒３０の内部のうちセパレータ３５よりも基端側ＧＫにおいて、後述するケーブル１６０のエアパイプ１６４の先端部１６４ｓが開放されている。

【0023】

パイプホルダ４０は、軸線方向ＧＨに延びるステンレス製の部材であり、内筒３０の先端部に嵌め込まれ固定されて、内筒３０に導通している。パイプホルダ４０は、円柱状の保持部４１と、この保持部４１の周縁から先端側ＧＳに延出した円筒状の筒壁部４３と、保持部４１から径方向外側に膨出する円環状のフランジ部４５とからなる。このうち保持部４１には、軸線方向ＧＨに貫通する針状電極挿通孔４１ｈ、補助電極挿通孔４１ｉ、及び通気貫通孔４１ｊが設けられている。針状電極挿通孔４１ｈには、後述する針状電極体８０及び針状電極絶縁パイプ８５が挿通、保持されている。また、補助電極挿通孔４１ｉには、後述する補助電極体９０及び補助電極絶縁パイプ９５が挿通、保持されている。一方、通気貫通孔４１ｊは、基端側ＧＫで内筒３０の内部に連通している。

【0024】

ノズル部材５０は、軸線方向ＧＨに延びる有底円筒状でステンレス製の部材であり、パイプホルダ４０の筒壁部４３の先端部に嵌め込まれ固定されて、パイプホルダ４０に導通している。ノズル部材５０は、その底部に位置するノズル部５１と、このノズル部５１の周縁から先端側ＧＳに延出した円筒状の筒壁部５３とからなる。このうちノズル部５１は、中央が先端側ＧＳに向かう凹形状とされ、その中心には、微細な透孔が形成されて、ノズル５１ｎとなっている。一方、筒壁部５３には、１箇所、排気管ＥＰの下流側に向けて開口するガス取入口５３ｈが設けられている。このガス取入口５３ｈは、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧを、ガス取入管２５内に取り入れるための開口（具体的には円孔）である。

【0025】

パイプホルダ４０にノズル部材５０を固定することで、パイプホルダ４０の保持部４１と、パイプホルダ４０の筒壁部４３と、ノズル部材５０のノズル部５１との間には、円柱状の放電空間ＤＳが形成される。この放電空間ＤＳ内では、後述する針状電極体８０の針状先端部８３が先端側ＧＳに向けて突出しており、ノズル部５１の凹形状をなす対向面５１ｔと向き合っている。

【0026】

混合排出部材６０は、軸線方向ＧＨに延びるステンレス製の部材であり、ノズル部材５０の筒壁部５３の先端部に嵌め込まれ固定されて、ノズル部材５０に導通している。混合排出部材６０は、基端側ＧＫに位置する基端部６１と、この基端部６１の周縁から先端側ＧＳに延出した円筒状の筒壁部６３とからなる。このうち基端部６１は、径方向内側に膨出した捕集極６２により、径方向内側の空間がスリット状に狭められた形態とされている。この捕集極６２には、ノズル部材５０のガス取入口５３ｈの位置に合わせて、切り欠き部６２ｃが形成されている。この切り欠き部６２ｃによって、ガス取入口５３ｈから、後述する混合領域ＭＸの円柱状混合領域ＭＸ１に連通する引き込み路ＨＫが形成される。一方、筒壁部６３には、１箇所、排気管ＥＰの下流側に向けて開口するガス排出口６３ｈが設けられている。このガス排出口６３ｈは、ガス取入管２５内の取入ガスＥＧＩ及び空気ＡＲを排気管ＥＰへ排出するための開口（具体的には円孔）である。また、この筒壁部６３の先端部は、円板状でステンレス製の蓋部材７０が被せられて閉塞されている。

【0027】

ノズル部材５０に混合排出部材６０を固定することで、ノズル部材５０のノズル部５１と、ノズル部材５０の筒壁部５３と、混合排出部材６０の基端部６１との間には、円柱状混合領域ＭＸ１をなす円柱状の空間が形成される。一方、混合排出部材６０の基端部６１の捕集極６２で構成されるスリット状の内部空間は、スリット状混合領域ＭＸ２をなし、円柱状混合領域ＭＸ１とスリット状混合領域ＭＸ２によって混合領域ＭＸが形成される。スリット状混合領域ＭＸ２内には、後述する補助電極体９０の補助電極部９３が基端側ＧＫに向けて突出している。また、混合排出部材６０の基端部６１と、混合排出部材６０の筒壁部６３と、蓋部材７０との間の円柱状の空間は、ガス排出路ＥＸをなす。このガス排出路ＥＸは、混合領域ＭＸのスリット状混合領域ＭＸ２と連通している。このガス排出路ＥＸ内には、後述する補助電極体９０の曲げ返し部９２が配置されている。

【0028】

次に、針状電極体８０について説明する。この針状電極体８０は、タングステン線からなり、直棒状の延出部８１と、その先端部分に位置し、針状に尖った形状とされた第２放電電極をなす針状先端部８３とからなる。このうち延出部８１の基端部は、セパレータ３５内で、後述するケーブル１６０の第２電位配線１６１に接続されている。また、延出部８１は、その径方向周囲を絶縁セラミックからなる円筒状の針状電極絶縁パイプ８５で被覆されている。そして、これら針状電極体８０の延出部８１及び針状電極絶縁パイプ８５は、パイプホルダ４０の保持部４１の針状電極挿通孔４１ｈ内に挿通されて、保持部４１に保持されている。一方、針状電極体８０の針状先端部８３は、前述のように、放電空間ＤＳ内で、先端側ＧＳに向けて突出し、ノズル部５１の対向面５１ｔと向き合っている。

【0029】

次に、補助電極体９０について説明する。この補助電極体９０は、ステンレス線からなり、直棒状の延出部９１と、その先端側ＧＳでＵ字状に曲げ返された曲げ返し部９２と、曲げ返し部９２から基端側ＧＫに延びる共に、先端が針状に尖った形状とされ補助電極をなす補助電極部９３とからなる。このうち延出部９１の基端部は、セパレータ３５内で、後述するケーブル１６０の補助電位配線１６２に接続されている。また、延出部９１は、その周囲をヒータ付きの補助電極絶縁パイプ９５で被覆されている。そして、これら補助電極体９０の延出部９１及び補助電極絶縁パイプ９５は、パイプホルダ４０の保持部４１の補助電極挿通孔４１ｉ内に挿通されて、保持部４１に保持されている。一方、曲げ返し部９２は、前述のように、ガス排出路ＥＸ内に配置されている。他方、補助電極部９３は、混合領域ＭＸのスリット状混合領域ＭＸ２内で、基端側ＧＫに向けて突出している。

【0030】

補助電極絶縁パイプ９５には、タングステンからなるヒータ９６が埋設されており、補助電極絶縁パイプ９５の基端部には、ヒータ９６の２つのヒータ端子９６ａ，９６ｂが形成されている。これらのヒータ端子９６ａ，９６ｂは、セパレータ３５内からセパレータ３５よりも先端側ＧＳに延びるヒータ接続端子１７０ａ，１７０ｂに接続されている。更に、これらのヒータ接続端子１７０ａ，１７０ｂは、セパレータ３５内で、後述するケーブル１６０の第１ヒータ接続配線１６３ａ及び第２ヒータ接続配線１６３ｂに接続されている。

【0031】

次に、外側金具１００について説明する。この外側金具１００は、円筒状で金属からなり、内側金具２０の径方向周囲を内側金具２０とは離間した状態で囲むと共に、接地電位ＰＶＥとされた排気管ＥＰに装着されて接地電位ＰＶＥとされる。外側金具１００は、主体金具１１０と、栓金具１２０と、外筒１３０とから構成される。

【0032】

主体金具１１０は、軸線方向ＧＨに延びる筒状でステンレス製の部材である。この主体金具１１０は、内側金具２０のうち主にパイプホルダ４０の径方向周囲に、パイプホルダ４０とは離間して配置されている。主体金具１１０は、本体部１１１とフランジ部１１３と金具包囲部１１５とからなる。このうち本体部１１１は、円筒状をなし、自身の内部に軸線方向ＧＨに貫通する収容孔１１１ｈを有する。また、この本体部１１１の基端部は、その内周に雌ネジが形成された雌ネジ部１１２となっている。また、フランジ部１１３は、本体部１１１の先端から径方向外側に張り出した長円板形状を有する。このフランジ部１１３には、２つのボルト貫通孔１１３ｈが形成されている。

【0033】

一方、金具包囲部１１５は、円筒状をなし、フランジ部１１３から先端側ＧＳに突出している。具体的には、金具包囲部１１５は、後述する第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１よりも先端側ＧＳ（排気管ＥＰの径方向内側ＣＳ）まで、更には、ガス取入管２５のガス取入口５３ｈよりも先端側ＧＳ（径方向内側ＣＳ）まで突出している。この金具包囲部１１５には、ガス導入窓１１５ｈが形成されている。このガス導入窓１１５ｈは、ガス取入管２５の厚み方向ＤＨ（ガス取入管２５の径方向）で金具包囲部１１５の外側から、ガス取入口５３ｈの全体を視認できる形態とされている（図２参照）。具体的には、ガス導入窓１１５ｈは、金具包囲部１１５の先端側ＧＳ（図２中、上方）に開口する平面視Ｕ字状の切り欠きからなる。

【0034】

栓金具１２０は、軸線方向ＧＨに延びる筒状でステンレス製の部材である。この栓金具１２０は、その外周に雄ネジが形成された雄ネジ部１２１を有し、この雄ネジ部１２１が、主体金具１１０の雌ネジ部１１２に螺合することで、栓金具１２０が主体金具１１０に接続、導通されている。また、栓金具１２０は、内側金具２０のうち主に内筒３０の径方向周囲に、内筒３０とは離間して配置されている。また、栓金具１２０は、雄ネジ部１２１よりも先端側ＧＳに、雄ネジ部１２１より小径な先端押圧部１２３を有する。一方、雄ネジ部１２１より基端側ＧＫに、径方向外側に向けてフランジ状に張り出して、外周が六角形状とされた六角部１２５を有する。

【0035】

栓金具１２０の雄ネジ部１２１を主体金具１１０の雌ネジ部１１２に螺入すると、栓金具１２０が先端側ＧＳに進み、その先端押圧部１２３が、後述する第２絶縁スペーサ１５０を先端側ＧＳに押圧する。すると、この第２絶縁スペーサ１５０は、パイプホルダ４０のフランジ部４５を先端側ＧＳに向けて押圧する。更に、このフランジ部４５は、後述する第１絶縁スペーサ１４０を先端側ＧＳに向けて押圧する。第１絶縁スペーサ１４０は、板パッキン１１８を介して主体金具１１０の本体部１１１の収容孔１１１ｈに係合する。これにより、栓金具１２０と共に、内側金具２０のパイプホルダ４０、第１絶縁スペーサ１４０、第２絶縁スペーサ１５０、及び板パッキン１１８が、主体金具１１０に保持され、一体化される。

【0036】

外筒１３０は、軸線方向ＧＨに延びる円筒状でステンレス製の部材である。この外筒１３０の先端部は、栓金具１２０の基端部に全周にわたりレーザ溶接され、栓金具１２０に導通している。この外筒１３０は、内側金具２０のうち内筒３０の基端側部分、及び後述するケーブル１６０の先端部１６０ｓの径方向周囲に、内筒３０とは離間して配置されている。また、外筒１３０の基端部１３１は、その外形が先端側ＧＳよりも縮径されて、ケーブル１６０に加締め固定されている。これにより、外筒１３０の基端部１３１は、後述するケーブル１６０の最も外周の第３絶縁体層１６９を貫通して、その内側の接地電位配線１６８に接続、導通している。また、外筒１３０とケーブル１６０との間には、円筒状で絶縁ゴムからなるグロメット１３５が介在している。

【0037】

次に、第１絶縁スペーサ１４０について説明する。この第１絶縁スペーサ１４０は、軸線方向ＧＨに延びる円筒状でアルミナ製の部材である。第１絶縁スペーサ１４０は、内側金具２０と外側金具１００との間に介在して両者を電気的に絶縁する。具体的には、内側金具２０のパイプホルダ４０の保持部４１のうち、フランジ部４５よりも先端側部分と、外側金具１００のうち主体金具１１０との間に配置されている。

【0038】

この第１絶縁スペーサ１４０の先端側部分は、微粒子センサ１０を排気管ＥＰに装着した状態で、排気管ＥＰ内に露出し（排気管ＥＰ内を臨み）、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧに接するガス接触部１４１とされている。このガス接触部１４１は、その先端に位置して先端側ＧＳ（排気管ＥＰの径方向内側ＣＳ）を向くＣ環状の内側端面１４１ｓを有する。前述したように、外側金具１００の主体金具１１０の金具包囲部１１５は、この第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１よりも先端側ＧＳ（径方向内側ＣＳ）まで突出している。従って、第１絶縁スペーサ１４０は、ガス接触部１４１を含め、軸線方向ＧＨ（排気管ＥＰの径方向ＣＨ）の全体が、外側金具１００の主体金具１１０に囲まれている。このため、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１に、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧが直接当たり難い。

【0039】

次に、第２絶縁スペーサ１５０について説明する。この第２絶縁スペーサ１５０は、軸線方向ＧＨに延びる筒状でアルミナ製の部材である。この第２絶縁スペーサ１５０は、第１絶縁スペーサ１４０と共に、内側金具２０と外側金具１００との間に介在して両者を電気的に絶縁する。具体的には、第２絶縁スペーサ１５０は、内側金具２０のパイプホルダ４０の保持部４１のうち、フランジ部４５よりも基端側部分と、外側金具１００のうち主体金具１１０との間に配置されている。

【0040】

微粒子センサ１０の排気管ＥＰへの取付けに当たっては、排気管ＥＰのうち取付部ＥＰＴの取付開口ＥＰＯから、内側金具２０のガス取入管２５を排気管ＥＰ内に挿入すると共に、取付開口ＥＰＯに隣在して設けられたスタッドボルトＥＰＢを、フランジ部１１３のボルト貫通孔１１３ｈに挿通し、ナットＥＰＮで締結する。これにより、微粒子センサ１０が排気管ＥＰの取付部ＥＰＴに固定されると共に、外側金具１００が排気管ＥＰと同じ接地電位ＰＶＥとされる。なお、主体金具１１０のフランジ部１１３の先端面１１３ｓのうち、収容孔１１１ｈの周囲には、円環状のガスケット保持溝１１７が形成されており、排気管ＥＰの取付部ＥＰＴと主体金具１１０とは、このガスケット保持溝１１７内に配置された銅製のガスケット１１９を介して気密に結合する。

【0041】

次に、ケーブル１６０について説明する。このケーブル１６０の中心部分には、銅線からなる第２電位配線１６１、補助電位配線１６２、第１ヒータ接続配線１６３ａ及び第２ヒータ接続配線１６３ｂと、樹脂からなる中空のエアパイプ１６４が配置されている。そして、これらの径方向周囲は、樹脂からなる第１絶縁体層１６５で被覆されている。更に、この第１絶縁体層１６５の径方向周囲は、銅細線を編んだ編組からなる第１電位配線１６６で包囲され、その径方向周囲は、樹脂からなる第２絶縁体層１６７で被覆されている。更に、この第２絶縁体層１６７の径方向周囲は、銅細線を編んだ編組からなる接地電位配線１６８で包囲され、その径方向周囲は、樹脂からなる第３絶縁体層１６９で被覆されている。

【0042】

ケーブル１６０の第２電位配線１６１は、前述のように、針状電極体８０の延出部８１に接続されている。また、補助電位配線１６２は、補助電極体９０の延出部９１に接続されている。また、第１ヒータ接続配線１６３ａは、ヒータ接続端子１７０ａを介してヒータ９６の一方のヒータ端子９６ａに接続され、第２ヒータ接続配線１６３ｂは、ヒータ接続端子１７０ｂを介してヒータ９６の他方のヒータ端子９６ｂに接続されている。また、第１電位配線１６６は、内筒３０に加締め接続されている。また、接地電位配線１６８は、外筒１３０の基端部１３１に加締め接続されている。また、エアパイプ１６４の先端部１６４ｓは、前述のように、内筒３０内で開放されているので、先端部１６４ｓから放出された空気（圧縮空気）ＡＲは、セパレータ３５の貫通孔３５ｈ、パイプホルダ４０の保持部４１の通気貫通孔４１ｊを通じて、放電空間ＤＳ内に流通する。

【0043】

次に、回路部２００について説明する（図１参照）。この回路部２００は、排気管ＥＰ外で、微粒子センサ１０のケーブル１６０に接続されており、微粒子センサ１０を駆動すると共に、後述する信号電流Ｉｓを検知する回路を有する。回路部２００は、イオン源電源回路２１０と、補助電極電源回路２４０と、信号電流検知回路２３０及びヒータ通電回路２２６を含む計測制御回路２２０とを有する。

【0044】

イオン源電源回路２１０は、第１電位ＰＶ１とされる第１出力端２１１と、第２電位ＰＶ２とされる第２出力端２１２とを有する。第２電位ＰＶ２は、第１電位ＰＶ１に対して、正の高電位とされる。
補助電極電源回路２４０は、第１電位ＰＶ１とされる補助第１出力端２４１と、補助電極電位ＰＶ３とされる補助第２出力端２４２とを有する。この補助電極電位ＰＶ３は、第１電位ＰＶ１に対して、正の直流高電位であるが、第２電位ＰＶ２のピーク電位よりも低い電位とされる。

【0045】

計測制御回路２２０のうち信号電流検知回路２３０は、第１電位ＰＶ１とされる信号入力端２３１と、接地電位ＰＶＥとされる接地入力端２３２とを有する。この信号電流検知回路２３０は、後述する信号電流Ｉｓを検知する回路である。また、計測制御回路２２０のうちヒータ通電回路２２６は、ＰＷＭ制御により補助電極絶縁パイプ９５のヒータ９６に通電してこれを加熱する回路であり、ケーブル１６０の第１ヒータ接続配線１６３ａに接続される第１ヒータ通電端２２６ａと、ケーブル１６０の第２ヒータ接続配線１６３ｂに接続される第２ヒータ通電端２２６ｂとを有する。

【0046】

回路部２００において、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０は、第１電位ＰＶ１とされる内側回路ケース２５０に包囲されている。また、この内側回路ケース２５０は、絶縁トランス２７０の二次側鉄心２７１Ｂを収容して包囲すると共に、ケーブル１６０の第１電位配線１６６に導通している。絶縁トランス２７０は、その鉄心２７１が、一次側コイル２７２を捲回した一次側鉄心２７１Ａと、電源回路側コイル２７３及び補助電極電源側コイル２７４を捲回した二次側鉄心２７１Ｂとに、分離して構成される。このうち一次側鉄心２７１Ａは、接地電位ＰＶＥに導通し、二次側鉄心２７１Ｂは、第１電位ＰＶ１に導通している。
更に、イオン源電源回路２１０、補助電極電源回路２４０、内側回路ケース２５０、及び計測制御回路２２０は、接地電位ＰＶＥとされる外側回路ケース２６０に包囲されている。また、この外側回路ケース２６０は、絶縁トランス２７０の一次側鉄心２７１Ａを収容して包囲すると共に、ケーブル１６０の接地電位配線１６８に導通している。

【0047】

計測制御回路２２０は、レギュレータ電源ＰＳを内蔵している。このレギュレータ電源ＰＳは、電源配線ＢＣを通じて外部のバッテリＢＴで駆動される。レギュレータ電源ＰＳを通じて計測制御回路２２０に入力された電力の一部は、絶縁トランス２７０を介して、イオン源電源回路２１０及び補助電極電源回路２４０に分配される。また、計測制御回路２２０は、マイクロプロセッサ２０２を有し、通信線ＣＣを介して内燃機関ＥＮＧを制御する制御ユニットＥＣＵと通信可能となっており、前述した信号電流検知回路２３０の測定結果（信号電流Ｉｓの大きさ）などの信号を、制御ユニットＥＣＵに送信可能となっている。

【0048】

圧送ポンプ３００は、圧縮空気ＡＲを生成する圧縮空気源である。具体的には、圧送ポンプ３００は、自身の周囲の大気（空気）を取り込んで、先端部分が外側回路ケース２６０及び内側回路ケース２５０内に差し込まれた送気パイプ３１０を通じて、ケーブル１６０のエアパイプ１６４に清浄な圧縮空気ＡＲを圧送する。

【0049】

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６参照）。なお、図６は、微粒子検知システム１の電気的機能及び動作を理解容易のため模式的に示したものであり、他の図面等に記載の形態等と異なる部分が存在する。
針状電極体８０は、ケーブル１６０の第２電位配線１６１を介して、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２に接続、導通しており、第２電位ＰＶ２とされる。一方、補助電極体９０は、ケーブル１６０の補助電位配線１６２を介して、補助電極電源回路２４０の補助第２出力端２４２に接続、導通しており、補助電極電位ＰＶ３とされる。更に、内側金具２０は、ケーブル１６０の第１電位配線１６６を介して、内側回路ケース２５０等に接続、導通しており、第１電位ＰＶ１とされる。加えて、外側金具１００は、ケーブル１６０の接地電位配線１６８を介して、外側回路ケース２６０等に接続、導通しており、接地電位ＰＶＥとされる。

【0050】

従って、第１電位ＰＶ１とされる内側金具２０のガス取入管２５のノズル部５１（対向面５１ｔ）と、これよりも正の高電位である第２電位ＰＶ２とされる針状先端部８３との間では、気中放電（コロナ放電）が生じる。具体的には、正極となる針状先端部８３の周りにコロナが発生する正針コロナＰＣを生じ、その雰囲気をなす大気（空気）のＮ₂，Ｏ₂等が電離等して、Ｎ³⁺，Ｏ²⁺等の正のイオンＣＰが発生する。一方で、エアパイプ１６４の先端部１６４ｓから放出された空気（圧縮空気）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、空気ＡＲと共に、ノズル部５１のノズル５１ｎから混合領域ＭＸに噴射される。

【0051】

空気ＡＲが混合領域ＭＸの円柱状混合領域ＭＸ１に噴射されると、この円柱状混合領域ＭＸ１の気圧が低下するため、ガス取入口５３ｈから排気ガスＥＧが引き込み路ＨＫを通じて、円柱状混合領域ＭＸ１に取り入れられる。この取入ガスＥＧＩは、空気ＡＲと混合され、混合領域ＭＸのスリット状混合領域ＭＸ２及び排出路ＥＸを経由して、ガス排出口６３ｈから排出される。

【0052】

その際、排気ガスＥＧ中にススなどの微粒子Ｓが含まれていた場合、この微粒子Ｓも混合領域ＭＸ内に取り入れられる。ところで、噴射された空気ＡＲには、イオンＣＰが含まれている。このため、取り入れられた微粒子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、混合領域ＭＸ及び排出路ＥＸを通って、ガス排出口６３ｈから、空気ＡＲと共に排出される。一方、混合領域ＭＸ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、補助電極体９０の補助電極部９３から斥力を受け、捕集極６２をなす混合排出部材６０に付着し、排出されない。

【0053】

前述の気中放電に伴って、イオン源電源回路２１０の第２出力端２１２から針状先端部８３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５１に受電電流Ｉｊとして流れ込み、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１へと流れる。一方、捕集極６２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、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１へと流れる。つまり、イオン源電源回路２１０の第１出力端２１１には受電電流Ｉｊと捕集電流Ｉｈの和である受電捕集電流Ｉｊｈ（＝Ｉｊ＋Ｉｈ）が流れ込む。

【0054】

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Ｉｓが、第１電位ＰＶ１と接地電位ＰＶＥの間を流れてバランスする。従って、この帯電微粒子ＳＣにより排出された排出イオンＣＰＨの電荷量に対応する信号電流Ｉｓを信号電流検知回路２３０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、本実施形態の微粒子センサ１０は、補助電極絶縁パイプ９５にヒータ９６を備えるので、補助電極絶縁パイプ９５及び第１絶縁スペーサ１４０を加熱できる。これにより、補助電極絶縁パイプ９５及び第１絶縁スペーサ１４０に付着したススを除去（蒸発、焼き飛ばし）し、これらの絶縁性を回復或いは維持させることができる。
このように、微粒子センサ１０は、気中放電で発生させたイオンＣＰを、ガス取入管２５の内部に取り入れられた排気ガスＥＧ中に含まれる微粒子Ｓに付着させて帯電した帯電微粒子ＳＣを生成し、第１電位ＰＶ１と接地電位ＰＶＥとの間に、帯電微粒子ＳＣの量に応じて流れる信号電流Ｉｓを用いて排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を検知する。

【0055】

以上で説明したように、本実施形態の微粒子センサ１０では、外側金具１００（主体金具１１０）の金具包囲部１１５が、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１よりも先端側ＧＳ（排気管ＥＰの径方向内側ＣＳ）まで突出する形態を有する。外側金具１００の金具包囲部１１５をこのような形態とすると、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１に排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧが直接当たり難くなるので、ガス接触部１４１に排気ガスＥＧ中に含まれる異物（ススや水滴など）が付着するのを抑制できる。従って、この微粒子センサ１０では、第１電位ＰＶ１とされるガス取入管２５を有する内側金具２０と、接地電位ＰＶＥとされる外側金具１００の金具包囲部１１５との間に介在する第１絶縁スペーサ１４０の絶縁性が低下するのを抑制でき、排気ガスＥＧ中に含まれる微粒子Ｓの量を適切に検知できる。

【0056】

ところで、ガス取入口５３ｈからガス取入管２５内に取り入れられる排気ガスＥＧの量は、排気管ＥＰを流通する排気ガスＥＧの流速の影響を受け易い。このため、排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓの量の検知も、排気ガスＥＧの流速の影響を受け易く、検知精度を向上させるのが難しい。
これに対し、本実施形態の微粒子センサ１０では、外側金具１００の金具包囲部１１５が、ガス取入管２５のガス取入口５３ｈよりも先端側ＧＳ（排気管ＥＰの径方向内側ＣＳ）まで突出している。外側金具１００の金具包囲部１１５をこのような形態とすると、排気管ＥＰを流通する排気ガスＥＧの流速が大きく変化した場合でも、ガス取入口５３ｈの近傍においては、排気ガスＥＧの流速の変化を緩和できる。このため、ガス取入口５３ｈからガス取入管２５内に取り入れられる排気ガスＥＧの量の変化も少なくなり、排気ガスＥＧの取入量が安定する。従って、この微粒子センサ１０では、排気管ＥＰを流通する排気ガスＥＧの流速の影響を受け難くなり、排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓの量を精度良く検知できる。

【0057】

その一方で、この外側金具１００の金具包囲部１１５は、ガス取入管２５の厚み方向ＤＨで金具包囲部１１５の外側から、ガス取入口５３ｈの少なくとも一部、本実施形態ではガス取入口５３ｈの全体を視認できる形態のガス導入窓１１５ｈを有する。このため、金具包囲部１１５の径方向外側を流れる排気ガスＥＧを、ガス導入窓１１５ｈを通じて直接、ガス取入口５３ｈまで導くことができるので、排気管ＥＰ内を流通する排気ガスＥＧをガス取入管２５内に直ちに取り入れることができる。従って、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓ量の検知を特に応答性良く行うことができる。

【0058】

特にこの微粒子センサ１０では、信号電流Ｉｓが微小となるが、第１電位ＰＶ１とされるガス取入管２５を有する内側金具２０と、接地電位ＰＶＥとされる外側金具１００の金具包囲部１１５との間に介在する第１絶縁スペーサ１４０の絶縁性の低下を抑制しているため、第１電位ＰＶ１と接地電位ＰＶＥとの間の漏れ電流を抑制し、これらの間を流れる微小な信号電流Ｉｓの量を適切に検知できる。かくして、排気ガスＥＧ中に含まれる微粒子Ｓの量を適切に検知することができる。

【0059】

（実施例及び比較例）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。まず、実施例として、上述の実施形態に係る微粒子センサ１０を用意した（図２参照）。この微粒子センサ１０では、前述のように、外側金具１００（主体金具１１０）の金具包囲部１１５が、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１よりも先端側ＧＳ（排気管ＥＰの径方向内側ＣＳ）まで突出し、更にはガス取入口５３ｈよりも先端側ＧＳ（径方向内側ＣＳ）まで突出する形態を有する。

【0060】

一方、比較例として、図７に示す微粒子センサ９０１を用意した。この微粒子センサ９０１では、外側金具９００の主体金具９１０に金具包囲部を設けないで、外側金具９００（主体金具９１０）を、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１の内側端面１４１ｓよりも基端側ＧＫ（排気管ＥＰの径方向外側ＣＫ）に位置する形態とした。それ以外は、実施形態の微粒子センサ１０と同様とした。

【0061】

次に、これら実施例及び比較例の微粒子センサ１０，９０１をそれぞれ排気管ＥＰに装着して、排気管ＥＰ内を流れる排気ガスＥＧの流速（以下、単に「流速」とも言う）と、ガス取入口５３ｈからガス取入管２５内に取り入れられる排気ガスＥＧの流入量（以下、単に「流入量」とも言う）、及び、ガス排出口６３ｈから排出される排気ガスＥＧの流出量（以下、単に「流出量」とも言う）との関係を調査した。その結果を図８に示す。なお、流出量は、流入量に、ノズル部材５０のノズル５１ｎから噴射された空気（圧縮空気）ＡＲの量を加えた値となる。

【0062】

図８から明らかなように、比較例の微粒子センサ９０１では、排気ガスＥＧの流速の影響を受けて、排気ガスＥＧの流入量及び流出量が大きく変化することが判る。具体的には、排気ガスＥＧの流速が早くなるほど、排気ガスＥＧの流入量が大きく減少し、また、排気ガスＥＧの流出量も大きく減少することが判る。
これに対し、実施例の微粒子センサ１０では、排気ガスＥＧの流速が変化しても、排気ガスＥＧの流入量及び流出量が殆ど変化せず、排気ガスＥＧの流速の影響を受け難いことが判る。これは、外側金具１００の金具包囲部１１５が、ガス取入管２５のガス取入口５３ｈよりも先端側ＧＳ（径方向内側ＣＳ）まで突出しているために、排気ガスＥＧの流速が大きく変化しても、ガス取入口５３ｈの近傍においては、排気ガスＥＧの流速の変化を緩和できる。このため、排気ガスＥＧの流入量及び流出量が安定すると考えられる。
このように、比較例の微粒子センサ９０１に比して、実施例の微粒子センサ１０では、排気ガスＥＧの流速の影響を受け難いので、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓの量を精度良く検知できる。

【0063】

（変形形態１）
次いで、変形形態１に係る微粒子センサ４０１について説明する（図９参照）。この微粒子センサ４０１では、外側金具４００の形態が、実施形態に係る微粒子センサ１０の外側金具１００と異なる。具体的には、本変形形態１では、外側金具４００のうち、主体金具４１０の金具包囲部４１５の軸線方向ＧＨ（排気管ＥＰの径方向ＣＨ）の寸法が、実施形態の金具包囲部１１５よりも短くされており、金具包囲部４１５がガス取入口５３ｈよりも基端側ＧＫ（径方向外側ＣＫ）に位置している。

【0064】

但し、この外側金具４００の金具包囲部４１５でも、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１よりも先端側ＧＳ（径方向内側ＣＳ）まで突出している。このため、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１に排気ガスＥＧ中の異物が付着するのを抑制できる。従って、この微粒子センサ４０１も、第１絶縁スペーサ１４０の絶縁性が低下するのを抑制でき、排気ガスＥＧ中に含まれる微粒子Ｓの量を適切に検知できる。

【0065】

（変形形態２）
次いで、変形形態２に係る微粒子センサ５０１について説明する（図１０参照）。この微粒子センサ５０１では、外側金具５００の形態が、実施形態に係る微粒子センサ１０の外側金具１００と異なる。具体的には、本変形形態２では、外側金具５００のうち、主体金具５１０の金具包囲部５１５の軸線方向ＧＨ（排気管ＥＰの径方向ＣＨ）の寸法が、実施形態の金具包囲部１１５よりも長くされており、金具包囲部５１５がガス排出口６３ｈよりも先端側ＧＳ（径方向内側ＣＳ）まで突出している。

【0066】

但し、実施形態に係る微粒子センサ１０と同様に、この金具包囲部５１５に設けられた平面視Ｕ字状の切り欠きからなるガス導入窓５１５ｈは、ガス取入管２５の厚み方向ＤＨで金具包囲部５１５の外側から、ガス取入口５３ｈの全体を視認できる形態とされている。加えて、このガス導入窓５１５ｈは、ガス取入管２５の厚み方向ＤＨで金具包囲部５１５の外側から、ガス排出口６３ｈの全体を視認できる形態とされている。

【0067】

この外側金具５００の金具包囲部５１５でも、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１よりも先端側ＧＳ（径方向内側ＣＳ）まで突出しているため、第１絶縁スペーサ１４０のガス接触部１４１に排気ガスＥＧ中の異物が付着するのを抑制できる。従って、この微粒子センサ５０１も、第１絶縁スペーサ１４０の絶縁性が低下するのを抑制でき、排気ガスＥＧ中に含まれる微粒子Ｓの量を適切に検知できる。
更に、実施形態に係る微粒子センサ１０と同様に、外側金具５００の金具包囲部５１５は、ガス取入管２５のガス取入口５３ｈよりも先端側ＧＳ（排気管ＥＰの径方向内側ＣＳ）まで突出している。このため、この微粒子センサ５０１も、排気管ＥＰを流通する排気ガスＥＧの流速の影響を受け難くなり、排気ガスＥＧに含まれる微粒子Ｓの量を精度良く検知できる。また、実施形態に係る微粒子センサ１０と同様に、ガス導入窓１１５ｈは、ガス取入管２５の厚み方向ＤＨで金具包囲部５１５の外側から、ガス取入口５３ｈの全体を視認できる形態とされている。このため、この微粒子センサ５０１も、排気ガスＥＧ中の微粒子Ｓ量の検知を特に応答性良く行うことができる。

【0068】

以上において、本発明を実施形態及び変形形態１，２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１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態等では、ガス導入窓１１５ｈ，５１５ｈの形態を、平面視Ｕ字状の切り欠きとしたが、これに限られない。例えば、ガス導入窓１１５ｈ，５１５ｈに代えて、ガス導入窓を円状、楕円状、矩形状など貫通孔とすることもできる。

【0069】

また、実施形態及び変形形態２では、ガス導入窓１１５ｈ，５１５ｈを、ガス取入管２５の厚み方向ＤＨで金具包囲部１１５，５１５の外側から、ガス取入口５３ｈの全体を視認できる形態としたが、これに限られない。ガス導入窓を、ガス取入管２５の厚み方向ＤＨで金具包囲部１１５，５１５の外側から、ガス取入口５３ｈの一部のみを視認できる形態としてもよい。この場合でも、金具包囲部１１５，５１５の径方向外側を流れる排気ガスＥＧを、ガス導入窓を通じて直接、ガス取入口５３ｈまで導くことができるので、排気ガスＥＧをガス取入管２５内に直ちに取り入れることができる。

【0070】

また、実施形態等では、微粒子Ｓを検知するために、放電空間ＤＳでイオンＣＰを発生させ、このイオンＣＰを混合領域ＭＸで微粒子Ｓと混合させた。しかし、微粒子センサの構成は、これに限られない。混合領域ＭＸでイオンＣＰを発生させ、微粒子Ｓと混合するようにしてもよい。例えば、第２電位ＰＶ２される放電電極体を混合領域ＭＸに配置し、内側金具２０との間でコロナ放電を発生させる構成としてもよい。
更に、実施形態等では、圧送ポンプ３００を用いて混合領域ＭＸ内に圧縮空気ＡＲを噴射するようにした。しかし、圧送ポンプ３００及び圧縮空気ＡＲを用いず、混合領域ＭＸに、排気ガス（被測定ガス）ＥＧのみ供給される構成とすることもできる。

【符号の説明】

【0071】

１ 微粒子検知システム
１０，４０１，５０１ 微粒子センサ
２０ 内側金具
２５ ガス取入管
５０ ノズル部材
５３ｈ ガス取入口
６０ 混合排出部材
６３ｈ ガス排出口
１００，４００，５００ 外側金具
１１０，４１０，５１０ 主体金具
１１５，４１５，５１５ 金具包囲部
１１５ｈ，５１５ｈ ガス導入窓
１４０ 第１絶縁スペーサ
１４１ ガス接触部
１４１ｓ 内側端面
ＣＨ （排気管の）径方向
ＣＳ 径方向内側
ＣＫ 径方向外側
ＤＨ （ガス取入管の）厚み方向
ＥＰ 排気管（通気管）
ＥＧ 排気ガス（被測定ガス）
ＥＧＩ 取入ガス
Ｓ 微粒子
ＳＣ 帯電微粒子
ＣＰ イオン
ＰＶＥ 接地電位
ＰＶ１ 第１電位
Ｉｓ 信号電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】