(57)【要約】【課題】芯線におけるショートを抑制することができる温度センサを提供すること。【解決手段】温度センサ１は、感温素子１３と、シース芯線１５と絶縁部材１７と外皮部材１９とを有するシース部材３と、それらを収容するキャップ５とを備えている。また、絶縁部材１７は、先端側のガラス部６５と後端側の絶縁体６９等を備えている。そして、絶縁部材１７の先端側の端面（即ち先端側のガラス部６５の先端面７１）の表面粗さＲａは、キャップ５の内周面７５の表面粗さＲａよりも小さいという特長を有している。従って、温度センサ１が高温の状態で使用された場合でも、キャップ５の内周面７５から蒸発した金属成分（詳しくは金属酸化物）は、表面粗さＲａの大きなキャップ５の内周面７５に付着し易く、表面粗さＲａの小さなガラス部６５の先端面７１に付着しにくい。【選択図】図２
2017075799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の先端側に配置されて、温度に応じて電気的特性が変化する感温素子と、
前記長手方向に延びると共に、前記感温素子と電気的に接続される少なくとも１本の電極線と、前記電極線の径方向の周囲を覆う電気絶縁性を有する絶縁部材と、前記長手方向の少なくとも一部において前記絶縁部材の径方向の周囲を覆うと共に、前記長手方向の先端側が開口した金属製の外皮部材と、を有するシース部材と、
前記感温素子と、前記感温素子と前記絶縁部材の先端面との間の前記電極線と、前記絶縁部材の先端面と、を覆うとともに、当該覆った部分の空間を閉塞する金属カバーと、
を備える温度センサであって、
前記絶縁部材の先端面の表面粗さＲａは、前記金属カバーの内周面のうち前記絶縁部材の先端面より先端側の表面粗さＲａよりも小さいことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記絶縁部材の先端面を構成する部分は、ガラスを主体にしたガラス部であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記絶縁部材を構成する部材として、前記ガラス部の後端側に絶縁体を有すると共に、前記ガラス部の電気絶縁性が前記絶縁体の電気絶縁性より高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記金属カバー内の前記絶縁部材の先端面より先端側の空間に、セメントが収容されたセメント部を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記セメント部と前記絶縁部材の先端面との間に、間隙を有していることを特徴とする請求項４に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記絶縁部材の先端面は、前記先端側に凸となっていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記絶縁部材の先端面は、該先端面自身の表面粗さＲａより粗さの程度が大きなうねりを有していることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用のエンジンや設置式の汎用エンジン等の排気ガス（排ガス）などの温度を検知する温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンの排ガス等の温度を検知する温度センサとして、感温素子と、シース部材と、金属カバー（キャップ）を備える構成の温度センサが挙げられる（特許文献１）。
この温度センサにおいては、感温素子とシース部材の芯線とが電気的に接続されるとともに、感温素子と芯線とシース部材とが金属カバーによって覆われている。
【０００３】
このうち、感温素子としては、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する金属抵抗体（例えば白金抵抗体）を備える素子や、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する導電性酸化物焼結体を備えるサーミスタ素子などがある。
【０００４】
シース部材は、感温素子と電気的に接続される芯線と、芯線の周囲を覆う絶縁部材と、絶縁部材を覆う筒状に形成された金属製の外皮部材と、を備える。この外皮部材は、筒状に形成されると共に、長手方向における両端部がそれぞれ開口している。なお、絶縁部材は、外皮部材の両端部において外部に露出している。
【０００５】
金属カバーは、感温素子と芯線とシース部材とを収容するチューブ状の金属製の部材であり、その先端側は、感温素子や芯線等が露出しないように閉塞されている。
上述した温度センサは、例えば８５０℃より低い使用環境において、エンジンの排ガス等の温度を検出する際に使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３４６３２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、近年では、エンジンのダウンサイズ化により、温度センサの使用環境がより高温（例えば８５０℃以上）にシフトしてきているので、従来の温度センサでは不具合が生じる恐れがあった。
【０００８】
具体的には、温度センサの金属部品（例えば金属カバー）が高温環境下に曝された場合、金属部品から発生した金属酸化物（詳しくは金属が蒸発して金属酸化物となったもの）が、シース部材の先端側の端面から突出する芯線間に堆積することがあり、そのため、芯線間の抵抗値が小さくなって（即ちシュートが発生して）、温度センサの測定精度が低下する恐れがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、芯線におけるショートを抑制することができる温度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の第１局面の温度センサは、シース部材と金属カバーとを備えている。
このシース部材は、長手方向の先端側に配置されて、温度に応じて電気的特性が変化する感温素子と、長手方向に延びると共に、感温素子と電気的に接続される少なくとも１本の電極線と、電極線の径方向の周囲を覆う電気絶縁性を有する絶縁部材と、長手方向の少なくとも一部において絶縁部材の径方向の周囲を覆うと共に、長手方向の先端側が開口した金属製の外皮部材とを有する。
【００１１】
また、金属カバーは、感温素子と電極線（即ち感温素子と絶縁部材との間の電極線）と絶縁部材の先端面（即ち絶縁部材の先端側の端面）とを覆うと共に、その覆った部分の空間を閉塞する金属製の部材（即ち長手方向の先端側が閉塞したチューブ状の部材）である。
【００１２】
さらに、この温度センサ（いわゆる先端側が閉塞されたクローズタイプの温度センサ）では、絶縁部材の先端面の表面粗さＲａは、金属カバーの内周面のうち絶縁部材の先端面より先端側の表面粗さＲａよりも小さい。
【００１３】
従って、温度センサが高温の環境（例えば８５０℃以上）で使用された場合でも、金属カバーの内周面から蒸発した金属成分（詳しくは酸化物となった導電性を有する金属酸化物）は、表面粗さＲａの大きな金属カバーの内周面に捕集され易く、表面粗さＲａの小さな絶縁部材の先端面には付着し難い。従って、金属酸化物は絶縁部材の先端面に堆積し難い。
【００１４】
そのため、電極線（即ち絶縁部材の先端面から突出する電極線）間や、電極線と周囲の金属製の部材（例えば金属カバー）との間の電気絶縁性が高い。つまり、電極線のショートが発生し難いので、測定精度が低下し難い。従って、温度センサの耐久性が向上するという効果がある。
【００１５】
ここで、表面粗さＲａとは、算術平均粗さＲａである（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３参照）。
なお、金属カバーの内周面の表面粗さＲａと絶縁部材の先端面の表面粗さＲａとの大小は、カットオフ値λｃを同じにする等のように、同様な測定方法で測定した値で比較することができる。
【００１６】
なお、金属カバーの内周面の表面粗さＲａとしては、１１〜１６μｍの範囲が挙げられ、絶縁部材の先端面の表面粗さＲａとしては、４〜１５μｍの範囲が挙げられる。
また、外皮部材や金属カバーを構成する金属としては、各種の金属単体や合金が挙げられる。例えば８５０℃以上で使用されても劣化し難い耐熱性が高い金属が望ましく、例えばＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金などが挙げられる。
【００１７】
なお、電極線としては、複数の導電線を溶接等によって接続して１本の電極線として用いてもよい（例えば感温素子から延びる引き出しリード線とシース芯線とを接合してもよい）。
【００１８】
また、絶縁部材の電気絶縁性を示す絶縁抵抗値としては、９００℃において０．０１ＭΩ〜１０００ＭΩの範囲が挙げられる。
（２）本発明の第２局面の温度センサでは、絶縁部材の先端面を構成する部分は、ガラスを主体にしたガラス部である。
【００１９】
絶縁部材の先端側は電気絶縁性を有するガラス部にて構成されており、このガラス部の表面粗さＲａは、金属カバーの内周面の表面粗さＲａより小さい。よって、ガラス部の表面に金属酸化物が付着しにくいので、電極線がショートし難いという効果がある。
【００２０】
また、ガラスは水分を透過させにくいので、ガラス部で絶縁部材の先端側を覆うことで、絶縁部材の内部への水分の侵入を抑制できる。また、ガラス部を構成する成分等を調整することで、ガラス部の絶縁抵抗値を高めて、電気絶縁性を向上させることができる。
【００２１】
ここで、「ガラスを主体とした」とは、ガラス部を構成する材料の中でガラスが最も多く含まれていること（例えば質量％が最大）を意味する。このガラスとしては、後述するように、例えばアルミノケイ酸塩ガラスなどの各種のガラス（使用温度で軟化しないガラス）を採用できる。
【００２２】
なお、ガラス部の先端側の先端面の表面粗さＲａとしては、４〜８μｍの範囲が挙げられる。
（３）本発明の第３局面の温度センサでは、絶縁部材を構成する部材として、ガラス部の後端側に絶縁体を有すると共に、ガラス部の電気絶縁性が絶縁体の電気絶縁性より高い。
【００２３】
つまり、絶縁部材の構成として、先端側に配置されたガラス部と該ガラス部の後端側に配置された絶縁体（即ち電気絶縁性を有しガラス部とは異なる絶縁体）からなる構成を採用できる。
【００２４】
この構成の場合には、ガラス部の電気絶縁性（絶縁抵抗値）は、絶縁体の電気絶縁性（絶縁抵抗値）より高いので、絶縁部材の先端面の電気絶縁性が向上する。よって、先端面におけるショートがより発生し難くなる。
【００２５】
なお、上述した構成以外に、例えば、絶縁部材の全体を絶縁体から構成してもよく、この場合には、絶縁部材の先端面には、絶縁体が露出している。
絶縁体の材料としては、電気絶縁性を有するマグネシア（ＭｇＯ）等を採用でき、この絶縁体の先端側の先端面の表面粗さＲａとしては、４〜１５μｍの範囲が挙げられる。
【００２６】
なお、ガラス部の絶縁抵抗値としては、９００℃において０．０１ＭΩ〜１００００ＭΩの範囲が挙げられる。絶縁体の絶縁抵抗値としては、９００℃において０．０１ＭΩ〜１０００ＭΩの範囲が挙げられる。
【００２７】
（４）本発明の第４局面の温度センサでは、金属カバー内の絶縁部材の先端面より先端側の空間に、セメントが収容されたセメント部を有している。
金属カバー内にセメントを例えば充填することにより感温素子等を固定することができる。このセメントからなるセメント部は多孔質であるので、金属カバーの内周面から蒸発した金属により、絶縁部材の先端面に金属酸化物が付着する恐れがある。しかし、この温度センサでは、絶縁部材の先端面の表面粗さＲａは、金属カバーの内周面のうち絶縁部材の先端面より先端側の表面粗さＲａよりも小さいので、金属酸化物の付着を低減できる。その結果、電極線のショートを抑制できる。
【００２８】
（５）本発明の第５局面の温度センサでは、セメント部と絶縁部材の先端面との間に、間隙を有している。
セメント部と絶縁部材との間に間隙がある場合は、金属カバーの内周面から蒸発した金属による金属酸化物が絶縁部材の先端面に付着する恐れがあるが、上述した表面粗さＲａの規定により、絶縁部材の先端面への金属酸化物の付着を低減できる。その結果、電極線のショートを抑制できる。
【００２９】
（６）本発明の第６局面の温度センサでは、絶縁部材の先端面は、先端側に凸となっている。
これにより、先端面が平坦である場合に比べて、電極線と他の電極線又は金属カバーとの間の沿面距離が大きくなるので、電極線のショートを抑制できる。
【００３０】
（７）本発明の第７局面の温度センサでは、絶縁部材の先端面は、先端面自身の表面粗さＲａより粗さの程度が大きなうねりを有している。
つまり、絶縁部材の先端面は、その表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａより、算術平均うねりＷａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３参照）が大きい凹凸であるうねりを有している（同じカットオフ値λｃとした場合）。
【００３１】
これにより、先端面がうねりの無い平坦である場合に比べて、電極線と他の電極線又は金属カバーとの間の沿面距離が大きくなるので、電極線のショートを抑制できる。
このうねりとしては、基準長さを０．２５ｍｍ、カットオフ値λcを０．２５ｍｍとした場合の算術平均うねりＷａが挙げられる。
【００３２】
なお、表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａやうねり（算術平均うねり）Ｗａを測定する方法としては、周知の方法を採用できる（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３参照）。例えば実表面での断面曲線を求め、その断面曲線に対してカットオフ値λｃの高域フィルタを用いて粗さ曲線を求め、この粗さ曲線から表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）を求めることができる。また、断面曲線に対してカットオフ値λｃ〜λｆを通過域とする帯域通過フィルタを用いてうねり曲線を求め、このうねり曲線からうねり（算術平均うねりＷａ）を求めることができる。
【００３３】
ここで、表面粗さＲａやうねりＷａを測定する箇所は、１箇所でもよいが、複数の箇所（例えば８箇所以上）を測定してその平均値を求めることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態の温度センサの構造を示す部分破断断面図である。
【図２】（ａ）は軸線方向における温度センサの先端側を破断し拡大して示す拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）はシース部材のシース芯線が接続された状態の感温素子の外観を表す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】第２実施形態の軸線方向における温度センサの先端側を破断し拡大して示す拡大断面図である。
【図５】第３実施形態の軸線方向における温度センサの先端側を破断し拡大して示す拡大断面図である。
【図６】（ａ）は第４実施形態の軸線方向における温度センサの先端側の一部を破断し拡大して模式的に示す拡大断面図、（ｂ）は第５実施形態の軸線方向における温度センサの先端側の一部を破断し拡大して模式的に示す拡大断面図、（ｃ）は第６実施形態の軸線方向における温度センサの先端側の一部を破断し拡大して模式的に示す拡大断面図である。
【図７】シース端面における金属酸化物の堆積による影響（抵抗値の変化）を示すグラフである。
【図８】（ａ）は他の実施形態の軸線方向における温度センサの先端側の一部を破断し拡大して示す拡大断面図、（ｂ）は更に他の実施形態の温度センサの先端側の一部を示す斜視図ある。
【図９】（ａ）は他の実施形態の軸線方向における温度センサの先端側の一部を破断し拡大して示す拡大断面図、（ｂ）は更に他の実施形態の軸線方向における温度センサの先端側の一部を破断し拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
第１実施形態として、自動車などの内燃機関の排ガス温度検出に用いられる温度センサ１について説明する。
【００３６】
図１に示すように、温度センサ１は、軸線方向に長い形状を有するセンサであり、例えば、内燃機関の排気管などの流通管に装着され、自身の先端側が測定対象ガス（排ガス）が流れる流通管内に配置されることにより、測定対象ガスの温度を検出する。
【００３７】
なお、軸線方向とは、温度センサ１の長手方向であり、図１においては図の上下方向に相当する。また、軸線方向に対する垂直方向が径方向である。さらに、温度センサ１における先端側は図１における下側であり、後端側は図１における上側である。
【００３８】
この温度センサ１は、その先端側が閉塞されたクローズタイプの温度センサ１であり、主として、シース部材３と、キャップ５と、取付部材７と、ナット部材９と、外筒１１と、感温素子１３と、を備えている。
【００３９】
このうち、シース部材３は、図２に示すように、一対のシース芯線（電極線）１５と、一対のシース芯線１５の両端部分を除いた外周側（即ち径方向の外側）を覆う絶縁部材１７と、絶縁部材１７の外周側の全体を覆う金属製の外皮部材１９と、を備える。なお、シース部材３の詳細については後述する。
【００４０】
キャップ５は、耐腐食性金属（例えば、耐熱性金属でもあるＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金）で形成されたチューブ状の金属カバーである。つまり、キャップ５は、鋼板の深絞り加工によりチューブ先端側が閉塞して軸線方向に延びる筒状（円筒形状）をなし、チューブ後端側が開放した形態で構成されている。
【００４１】
このキャップ５は、図２（ａ）に示すように、径が小さく設定された先端側の小径部２１と、径が小径部２１よりも大きく設定された後端側の大径部２３と、小径部２１と大径部２３との間に配置される段差部２５と、を備えている。段差部２５は、小径部２１から大径部２３に向かって径が徐々に大きくなるよう形成されている。
【００４２】
取付部材７は、図１に示すように、径方向外側に突出する突出部３１と、突出部３１の後端側に位置すると共に軸線方向に延びる後端側鞘部３３と、を有している。取付部材７は、キャップ５の後端側の外周面を取り囲み、キャップ５と溶接されることで、当該キャップ５を保持する。突出部３１は、先端側の当接面３１ａで温度センサ１の設置位置に当接する。
【００４３】
ナット部材９は、六角ナット部３５およびネジ部３７を有する。外筒１１は、取付部材７の後端側に嵌め合わされている。
感温素子１３は、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する特性を有しており、ここでは、感温素子１３は、温度上昇に伴い電気抵抗値が上昇する特性（正特性）を有する。
【００４４】
詳しくは、図３に示すように、この感温素子１３は、アルミナ純度９９．５〜９９．９％のセラミックス基体４１と、セラミックス基体４１の表面に所定のパターン形状（本第１実施形態ではミアンダ形状）に形成される金属抵抗体４３と、金属抵抗体４３のうちセラミックス基体４１と接する面とは反対側の面において金属抵抗体４３を被覆するアルミナ純度９９．５〜９９．９％のセラミックス被覆層４５と、を有している。
【００４５】
金属抵抗体４３は、白金（Ｐｔ）を主体に構成された白金抵抗体であり、この金属抵抗体４３は、温度変化に応じて電気抵抗値が変化する。
セラミックス被覆層４５は、セラミックスのグリーンシートを予め焼成することで得られた焼成済みのシートであり、接合層４７により焼成済みのセラミックス基体４１の先端側（図３における左側）に接合されて、金属抵抗体４３の先端側を覆う状態で備えられている。
【００４６】
なお、接合層４７についても、アルミナ純度９９．５〜９９．９％で構成されている。なお、この接合層４７は、接合前はアルミナ粉末を含むペーストであり、焼成済みのセラミックス基体４１とセラミックス被覆層４５とを上記ペーストで貼り合わせた後、熱処理されることで、最終的に接合層４７となる。
【００４７】
そして、金属抵抗体４３のうち後端側（図３における右側）は、セラミックス被覆層４５によって被覆される導体パターンより幅広に形成された電極パッド４９を介してシース部材３のシース芯線１５と電気的に接続される。このとき、電極パッド４９とシース芯線１５とは、抵抗溶接やレーザ溶接などの溶接により溶接点５１で電気的に接続される。
【００４８】
このあと、感温素子１３とシース芯線１５との接続部分が芯線固定材５３により覆われることにより、感温素子１３とシース芯線１５とが強固に接続される。芯線固定材５３は、アルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料で構成されている。
【００４９】
このように構成された感温素子１３は、シース芯線１５を介して外部機器などと電気的に接続される。
さらに、この温度センサ１は、図２に示すように、キャップ５の先端側の内部において、感温素子１３の周囲に充填されるセメントからなるセメント部５５を備える。セメントは、感温素子１３の周囲に充填されることで、感温素子１３の揺動を防止している。なお、セメント部５５は、非晶質のシリカにアルミナ骨材を含有した絶縁材で形成されている。
【００５０】
そして、このような構成の温度センサ１は、例えば、排気管に設けられたセンサ取付部にネジ部３７が螺合固定されて、自身の先端が排気管の内部に配置されることで、測定対象ガスの温度を検出する。
【００５１】
なお、本第１実施形態では、測定対象ガスである排ガスの温度は例えば８５０℃以上である。
［１−２．シース部材］
次に、シース部材３の詳細について説明する。
【００５２】
上述のように、シース部材３は、一対のシース芯線１５と、絶縁部材１７と、外皮部材１９と、を備える（図１参照）。
シース芯線１５は、Ａｌを含有するＮｉ基合金で形成されており、その先端部がレーザ溶接によって感温素子１３と接続されており、後端部が抵抗溶接により加締め端子６１と接続されている。これにより、シース芯線１５は、自身の後端側が加締め端子６１を介して外部回路（例えば、車両の電子制御装置（ＥＣＵ）等）接続用の外部リード線６３と接続されている。
【００５３】
なお、一対のシース芯線１５および一対の加締め端子６１は、絶縁チューブ６５により互いに絶縁される。外部リード線６３は、導線を絶縁性の被覆材にて被覆され耐熱ゴム製のグロメット６７の内部を貫通する状態で配置される。
【００５４】
図２に示すように、絶縁部材１７は、電気絶縁性を有する部材であり、先端側のガラス部（以下先端ガラス部と称することもある）６５と後端側のガラス部６７（図１参照）と両ガラス部６５、６７の間に配置された絶縁体６９とから構成されている。
【００５５】
このうち、絶縁体６９は、外皮部材１９内に充填されており、外皮部材１９と２本のシース芯線１５との間を電気的に絶縁してシース芯線１５を保持するように、マグネシア（ＭｇＯ）からなる絶縁材料で形成されている。
【００５６】
先端ガラス部６５は、絶縁体６９の先端側の端面を覆うように配置されている円盤形状の部材である。この先端ガラス部６５は、例えば、アルミノケイ酸塩ガラスで形成されており、水分を透過しないように緻密に形成されている。
【００５７】
なお、先端ガラス部６５を、アルミノケイ酸塩ガラスを主体（例えば５０質量％）とするガラス材料で形成してもよく、この場合には、ガラス以外に例えばアルミナが含まれている。
【００５８】
一方、後端側のガラス部６７は、絶縁体６９の後端側の端面を覆うように配置されている円盤形状の部材である。
なお、この後端側のガラス部６７も、先端ガラス部６５と同様な材料から同様に（即ち絶縁体６９を覆うように）構成されている。
【００５９】
ここで、電気絶縁性を有する両ガラス部６５、６７及び絶縁体６９については、両ガラス部６５、６７の電気絶縁性（絶縁抵抗値）は、絶縁体６９の電気絶縁性（絶縁抵抗値）より高い。
【００６０】
外皮部材１９は、Ａｌを含有するＮｉ基合金で形成されており、絶縁体６９の周囲を覆う筒状に形成されている。
なお、上述したガラス部６５、６７を形成する場合には、シース芯線１５が貫挿された絶縁体６９の端面に凹状の谷部を形成し、その谷部にガラスを流し込んでガラス部６５、６７を形成すればよい。
【００６１】
［１−３．温度センサの先端側の内部構成］
次に、温度センサ１の先端側に内部構成について説明する。
図２に示すように、本第１実施形態では、キャップ５の内部のうち、シース部材３の先端ガラス部６５の先端側の端面（先端面）７１より先端側には、略円柱状の空間７３がある。
【００６２】
そして、この空間７３内に、感温素子１３及び一対のシース芯線１５が配置されるとともに、その周囲を充填するようにセメント部５５が形成されている。
つまり、キャップ５は、感温素子１３と一対のシース芯線１５（詳しくは感温素子１３と先端面７１との間のシース芯線１５）と先端ガラス部６５の先端面７１とを覆うとともに、その覆った部分（即ち空間７３）を閉塞するように、温度センサ１の先端側を覆っている。
【００６３】
このうち、キャップ５の内周面７５（特に空間７３に面する内周面７５）の表面粗さＲａは、１１〜１６μｍの範囲内の例えば１３μｍである。また、先端ガラス部６５の先端面７１の表面粗さＲａは、４〜８μｍの範囲内の例えば６μｍである。つまり、本第１実施形態では、先端ガラス部６５の先端面７１の表面粗さＲａは、キャップ５の内周面７５の表面粗さＲａよりも小さく設定されている。
【００６４】
なお、各表面粗さＲａの値は、複数箇所（例えば８箇所等）の測定値の平均値である（以下同様）。
ここで、キャップ５の内周面７５の表面粗さＲａを上述した範囲や値に設定する方法としては、例えばサンドブラストや薬剤等によって粗化して設定する方法が挙げられる。例えば、サンドブラストに用いる砂の種類や粒径等を調節することによって、上述した範囲や値に設定することができる。
【００６５】
一方、先端ガラス部６５の先端面７１の表面粗さＲａを上述した範囲や値に設定する方法としては、先端ガラス部６５を形成する材料の種類や粒径や焼成温度を調整する方法が挙げられる。例えば材料の粒径を大きくし焼成温度を短くすることによって、表面粗さＲａを大きくすることができる。また、形成された先端ガラス部６５の先端面７１を、例えば上述したサンドブラストや薬剤等によって粗化する方法も採用できる。
【００６６】
なお、キャップ５の内周面７５及び先端ガラス部６５の先端面７１の表面粗さＲａの両方を、上述した方法で前記表面粗さＲａの大小関係を満たす所定の範囲に設定してもよいが、どちらか一方の表面粗さＲａのみを調整してもよい。例えばキャップ５を単に従来と同様に（表面の加工を行うことなく）深絞りにて形成し、先端ガラス部６５側の表面粗さＲａのみを前記大小関係を満たすように調整してもよい。
【００６７】
また、温度センサ１を製造する際に、上述した表面粗さＲａの大小関係を満たすように各表面粗さＲａを設定する場合には、キャップ５や先端ガラス部６５の製造方法を選択し、その製造方法によって得られる表面粗さＲａを確認しておけばよい。つまり、上述した表面粗さＲａの大小関係を満たす製造方法を予め確認しておいて、その製造方法にて温度センサ１を製造すればよい。
【００６８】
［１−４．効果］
以上説明したように、本第１実施形態の温度センサ１は、感温素子１３と、シース芯線１５と絶縁部材１７と外皮部材１９とを有するシース部材３と、それらを収容すると共に、温度センサ１の先端側を閉塞するキャップ５を備えている。また、絶縁部材１７は、先端ガラス部６５と後端側の絶縁体６９等を備えている。
【００６９】
特に本第１実施形態では、絶縁部材１７の先端面（即ち先端ガラス部６５の先端面）７１の表面粗さＲａは、キャップ５の内周面（詳しくは先端ガラス部６５の先端面７１より先端側の内周面）７５の表面粗さＲａよりも小さいという特徴を有している。
【００７０】
従って、温度センサ１が高温の環境（例えば８５０℃以上）で使用された場合でも、キャップ５の内周面７５から蒸発した金属成分（詳しくは酸化物となった導電性を有する金属酸化物）は、表面粗さＲａの大きなキャップ５の内周面７５に付着し易く、表面粗さＲａの小さな先端ガラス部６５の先端面７１に付着しにくい（従って堆積し難い）。
【００７１】
そのため、シース芯線１５と他のシース芯線１５やキャップ５との間の絶縁性が高く、即ち、シース芯線１５がショートし難く、よって、測定精度が低下し難い（従って耐久性が向上する）という効果がある。
【００７２】
また、本第１実施形態では、先端ガラス部６５の電気絶縁性（絶縁抵抗値）は、絶縁体６９の電気絶縁性（絶縁抵抗値）より高い。これにより、先端ガラス部６５の先端面７１の電気絶縁性が向上するので、先端面７１におけるショートがより発生し難くなる。
【００７３】
［１−５．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本第１実施形態との文言の対応関係について説明する。
シース部材３がシース部材の一例に相当し、キャップ５が金属カバーの一例に相当し、空間７３が空間の一例に相当し、先端面７１が先端面の一例に相当し、内周面７５が内周面の一例に相当し、シース芯線１５が電極線の一例に相当し、感温素子１３が感温素子の一例に相当し、絶縁部材１７が絶縁部材の一例に相当し、外皮部材１９が外皮部材の一例に相当し、ガラス部６５がガラス部の一例に相当する。
【００７４】
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容の説明は省略する。なお、第１実施形態と同様な構成の番号は、第２実施形態でも同様に使用する。
【００７５】
図４に示すように、本第２実施形態の温度センサ８１は、第１実施形態と同様に、キャップ５内に、シース部材３、感温素子１３、セメント部８３を備えている。
このうち、セメント部８３は、先端ガラス部６５の先端面７１に達しておらず、セメント部８３の後端面８５と先端ガラス部６５の先端面７１との間には隙間（空間）８７がある。
【００７６】
なお、本第２実施形態においても、先端ガラス部６５の先端面７１の表面粗さＲａは、キャップ５の内周面７５の表面粗さＲａよりも小さく設定されている。
本第２実施形態のように、セメント部８３の後端面８５と先端ガラス部６５の先端面７１との間には隙間８７がある場合には、間隙８７がない場合に比べて、先端面７１に金属酸化物が堆積し易いが、上述した表面粗さＲａの規定によって、前記第１実施形態と同様にショートの発生を抑制できるという効果を奏する。
【００７７】
なお、ここでは、絶縁体６９の先端側は、その全体が外皮部材１９の先端側と軸線方向において同じ位置まで形成されており、先端ガラス６５は、絶縁体６９及び外皮部材１９の先端側の端面を覆うように形成されている（以下、先端側及び後端側にガラス部６５、６７を設ける場合には、他の実施形態等においても同様な構成とすることができる）。  
【００７８】
［３．第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容の説明は省略する。なお、第１実施形態と同様な構成の番号は、第３実施形態でも同様に使用する。
【００７９】
図５に示すように、本第３実施形態の温度センサ９１は、第１実施形態と同様に、キャップ５内に、感温素子１３を備えているが、シース部材９３とセメント部９５の構成が一部異なっている。
【００８０】
具体的には、シース部材９３の絶縁部材９７は、第１実施形態の先端ガラス部６５を備えておらず、絶縁体６９のみから構成されている。なお、絶縁体６９の外周側には外皮部材１９が配置され、絶縁体６９には一対のシース芯線１５が貫挿されている。
【００８１】
また、セメント部９５は、温度センサ９１の先端側から絶縁体６９の先端面９９に接するように形成されている。
本第３実施形態では、キャップ５の内周面７５の表面粗さＲａは、１１〜１６μｍの範囲内の例えば１３μｍである。また、絶縁部材９７（詳しくは絶縁体６９）の先端面９９の表面粗さＲａは、４〜１５μｍの範囲内の例えば８μｍである。つまり、絶縁体６９の先端面９９の表面粗さＲａは、キャップ５の内周面７５の表面粗さＲａよりも小さく設定されている。
【００８２】
このような構成によって、本第３実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、ショートを抑制できるという効果を奏する。
［４．他の実施形態］
次に、他の実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容の説明は省略する。なお、第１実施形態と同様な構成の番号は、他の実施形態でも同様に使用する。
【００８３】
図６（ａ）に模式的に示すように、第４実施形態の温度センサ１０１は、先端ガラス部１０３の先端面１０５は、先端側に凸となるように、緩やかに湾曲している。
本第４実施形態では、先端面が平坦な場合に比べて沿面距離が長いので、シース芯線１５のショートが生じ難いという利点がある。
【００８４】
図６（ｂ）に模式的に示すように、第５実施形態の温度センサ１１１は、先端ガラス部１１３の先端面１１５には、先端面１１５の表面粗さＲａより粗い凹凸であるうねりがある。
【００８５】
例えば先端面１１５の表面粗さＲａは６μｍである（カットオフ値λｃ：０．２５ｍｍ）。一方、先端面１１５の算術平均うねりＷａは３５μｍである（カットオフ値λｃ：０．２５ｍｍ）。なお、算出平均うねりＷａの値は、複数箇所（例えば８箇所等）の測定値の平均値である（以下同様）。
【００８６】
この第５実施形態では、先端面が平坦な場合に比べて沿面距離が長いので、シース芯線１５のショートが生じ難いという利点がある。
図６（ｃ）に模式的に示すように、第６実施形態の温度センサ１２１は、先端ガラス部１２３の先端面１２５には、先端面１２５の表面粗さＲａより粗い凹凸であるうねりがある。例えば、第５実施形態より算術平均うねりＷａが小さなうねりがある。
【００８７】
例えば先端面１２５の表面粗さＲａは６μｍである（カットオフ値λｃ：０．２５ｍｍ）。一方、先端面１２５の算術平均うねりＷａは１０４μｍである（カットオフ値λｃ：０．２５ｍｍ）。
【００８８】
この第６実施形態では、先端面が平坦な場合に比べて沿面距離が長いので、シース芯線１５のショートが生じ難いという利点がある。
［５．実験例］
次に、本発明に関わる実験例について説明する。
【００８９】
＜実験例１＞
本実験例１は、シース端面への金属酸化物の堆積の影響（抵抗値の変化）を調べたものである。
【００９０】
具体的には、試料として、第３実施形態と同様な（先端ガラス部の無い）構成の試料１の温度センサ（耐久初期の温度センサ）と、試料１の温度センサを９００℃で２００時間使用した試料２の温度センサ（耐熱後の温度センサ）と、試料２の温度センサのシース端面（絶縁体の先端面）の金属酸化物を除去した試料３の温度センサを作製した。
【００９１】
そして、試料１〜３の温度センサを０℃〜９００℃の環境に配置し、そのときのシース芯線間の抵抗値（Ω）を調べた。その結果を、図７に示す。
図７から明らかなように、試料３のシース端面の金属酸化物を除去した温度センサは、試料１の耐久初期の温度センサと同様な性能を有しており、試料２の温度センサに比べて耐久性が高いという効果がある。
【００９２】
＜実験例２＞
本実験例２は、第１実施形態の温度センサのキャップの内周面の表面粗さＲａと先端ガラス部の先端面の表面粗さＲａとを調べたものである。
【００９３】
具体的には、キャップの材料として、ＳＵＳ３１０Ｓの板材を用い、上述した深絞りによってキャップを作製した。そして、その内周面の表面粗さＲａを、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２０１３）の規定に従って、２箇所測定した。なお、基準長さ及びカットオフ値λｃを０．２５ｍｍとした。
【００９４】
一方、先端ガラス部の材料として、平均粒径５μｍのアルミノケイ酸塩ガラスを用い、１０００℃で２時間保持する条件にて焼成した。そして、その先端面の表面粗さＲａを、前記キャップと同様な方法で、５箇所測定した。
【００９５】
その結果、キャップの内周面の表面粗さＲａは、１１．７６μｍ、１５．０７μｍであり、その平均値は１３．４２μｍであった。一方、先端ガラス部の先端面の表面粗さＲａは、６．５９μｍ、７．９７μｍ、６．０３μｍ、４．８７μｍ、７．７５μｍであり、その平均値は６．６４μｍであった。
【００９６】
この実験結果から、第１実施形態の温度センサにおいては、キャップの内周面の表面粗さＲａ（平均値が１３．４２μｍ）は、先端ガラス部の先端面の表面粗さＲａ（平均値６．６４μｍ）より大であることが分かる。
【００９７】
＜実験例３＞
本実験例３は、第３実施形態の（先端ガラス部の無い）温度センサのキャップの内周面の表面粗さＲａと絶縁体の先端面の表面粗さＲａとを調べたものである。
【００９８】
具体的には、絶縁体の材料として、平均粒径１μｍのマグネシア（ＭｇＯ）を用いた。そして、その先端面の表面粗さＲａを、前記先端ガラス部と同様な方法で、８箇所測定した。なお、キャップは、実験例１と同様とした。
【００９９】
その結果、絶縁体の先端面の表面粗さＲａは、１３．２２６μｍ、５．７９μｍ、７．７７μｍ、１４．６４μｍ、４．８６μｍ、６．５１μｍ、８．９７μｍ、５．４１μｍであり、その平均値は８．３９μｍであった。なお、キャップの内周面の表面粗さＲａの平均値としては、上述の１３．４２μｍである。
【０１００】
この実験結果から、第３実施形態の温度センサにおいては、キャップの内周面の表面粗さＲａ（平均値が１３．４２μｍ）は、絶縁体の先端面の表面粗さＲａ（平均値８．３９μｍ）より大であることが分かる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【０１０２】
（１）例えば、上記各実施形態では、感温素子（詳細には、電極パッド）がシース部材のシース芯線と直接に接続される構成について説明したが、感温素子（詳細には、電極パッド）が他部材を介してシース芯線と接続される構成であっても良い。
【０１０３】
具体的には、図８（ａ）に示すように、白金または白金合金で形成された引出リード線１３１を介して、感温素子１３の電極パッド（図示せず）がシース部材１３３のシース芯線１３５と接続される構成であっても良い。つまり、引出リード線１３１とシース芯線１３５とによって電極線を構成してもよい。なお、第１実施形態等と同一な構成については、同一符号を付して表した（以下同様）。
【０１０４】
（２）また、上記各実施形態では、感温素子が白金抵抗体を備えた構成について説明したが、他の種類の感温素子を用いてもよい。具体的には、導電性酸化物焼結体を備えるサーミスタ素子を感温素子として採用することができる。
【０１０５】
具体的には、図８（ｂ）に示すように、感温素子１４１として、サーミスタ素子を使用する。この感温素子１４１は、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する導電性酸化物焼結体を主体に形成された素子本体部１４３と、素子本体部１４３の上面および下面に形成された２つの電極部１４５と、を備えて構成されている。
【０１０６】
そして、２つの電極部１４５は、それぞれ導電性ペーストによってシース部材３のシース芯線１５と接合されている。また、電極部１４５を含むようにして感温素子１４１の全体、および、シース芯線１５の一部を覆うように、ガラスを主体とする被覆部材１４７が形成されている。
【０１０７】
このようにしてシース部材３のシース芯線１５と接続された感温素子１４１は、第１実施形態と同様に、キャップ５の内部に収容されて、温度センサが構成される。
（３）さらに、上記各実施形態では、先端ガラス部が外皮部材の外部に配置される構成のシース部材について説明したが、シース部材は、先端ガラス部が外皮部材の内部に配置される構成であってもよい。
【０１０８】
例えば、図９（ａ）に示すように、外皮部材１９の内部の先端側に、先端ガラス部１５１を配置してもよい。
また、図９（ｂ）に示すように、外皮部材１９の内部の先端側に、先端ガラス部１６１の一部（後部１６１ａ）を配置するとともに、（第２実施形態と同様に）外皮部材１９の先端面１９ａと開口部１９ｂを閉塞するように先端ガラス部１６１の一部（先端部１６１ｂ）を配置してもよい。
【０１０９】
（４）また、上記各実施形態では、ガラス部（先端ガラス部等）の材料として、アルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料を挙げたが、他のガラス材料でもよい。
例えば、ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラスなどで形成しても良い。
【０１１０】
ケイ酸塩ガラスとしては、ＳｉＯ２を含み、その他元素として、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料を用いることができる。ホウ酸塩ガラスとしては、Ｂ２Ｏ３を含み、その他元素として、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料を用いることができる。ホウケイ酸塩ガラスとしては、Ｂ２Ｏ３，ＳｉＯ２を含み、その他元素として、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料を用いることができる。リンケイ酸塩ガラスとしては、Ｐ２Ｏ５，ＳｉＯ２を含み、その他元素として、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料を用いることができる。
【０１１１】
また、アルミノケイ酸塩ガラスとしては、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３を含み、その他の元素として、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料を用いることができる。
【０１１２】
なお、これらのガラス材料としては、絶縁性を悪化させるアルカリ金属元素が実質的に含まれていない（例えば、０．２ｗｔ％以下である）材料を用いることで、絶縁性の悪化を抑制できる。
【０１１３】
さらに、ガラスを主体に構成される材料に、セラミック材料を含有させてもよく、含有させるセラミック材料はアルミナに限定されない。例えば、スピネル、コージェライト、ムライト、ステアタイト、ジルコン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどが挙げられる。
【０１１４】
（５）さらに、上記各実施形態では、シース部材の絶縁体がマグネシアで形成された構成について説明したが、絶縁体は、マグネシアに限らず、シリカなどの絶縁材料で構成しても良い。
【０１１５】
（６）なお、セメント部を構成するセメントの材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）などが挙げられる。
（７）温度センサの構成としては、上記各実施形態のように、感温素子から延びる一対の電極線がチューブ状の外皮部材の内部（貫通孔）を貫くように配置された構成、即ち、ガラス部や絶縁体の絶縁部材を貫くように配置された構成以外に、１本の電極線が外皮部材（従って絶縁部材）を貫通するように配置される構成を採用できる。
【０１１６】
例えば、感温素子（例えば金属抵抗体）において電気的変化を取り出す一対の端子がある場合に、一方の端子に１本の電極線を接続し、他方の端子は金属製のキャップや外皮部材に電気的に接続する構成としてもよい。  
【０１１７】
これによっても、温度変化による感温素子の電気的特性（例えば抵抗値）の変化を検出することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１、８１、９１、１０１、１１１、１２１…温度センサ
３、９３、１３３…シース部材
５…キャップ（チューブ）
１３、１４１…感温素子
１５、１３５…シース芯線（電極線）
１７、９７…絶縁部材
１９…外皮部材
５５、８３、９５…セメント部
６５、６７、１０３、１１３、１２３、１５１、１６１…ガラス部
６９…絶縁体
７１、８９、９９、１０５、１１５、１２５…先端面
７３…空間
７５…内周面
８７…間隙
【図１】
2017075799.tif 000003
【図２】
2017075799.tif 000004
【図３】
2017075799.tif 000005
【図６】
2017075799.tif 000006
【図４】
2017075799.tif 000007
【図５】
2017075799.tif 000008
【図７】
2017075799.tif 000009
【図８】
2017075799.tif 000010
【図９】
2017075799.tif 000011