(57)【要約】【課題】端子が嵌合する嵌合孔部が形成されている場合であっても、セラミックヒータを収容する筐体の大型化を抑制しつつ、加熱対象物全体を均一に加熱できるセラミックヒータを提供する。【解決手段】本発明のセラミックヒータ１は、セラミックスにより形成されるセラミック体１０と、電源からの電流が供給される端子２０とを用いて、加熱対象物を加熱する。セラミック体１０は、本体部１１と、本体部１１に形成され、端子２０が嵌合する嵌合孔部１２と、本体部１１における加熱対象物に対向する側の表面１１Ａから加熱対象物に向けて盛り上がる隆起部（例えば、突出部１３）、又は、表面１１Ａから加熱対象物の逆側に向けてへこむ凹み部（例えば、穴部１５）のいずれか一方とを有する。隆起部又は凹み部は、嵌合孔部１２の近傍に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスにより形成されるセラミック体と、電源からの電流が供給される端子とを用いて、加熱対象物を加熱するセラミックヒータであって、
前記セラミック体は、
本体部と、
前記本体部に形成され、前記端子が嵌合する嵌合孔部と、
前記本体部における前記加熱対象物に対向する側の表面から前記加熱対象物に向けて盛り上がる隆起部、又は、前記表面から前記加熱対象物の逆側に向けてへこむ凹み部のいずれか一方とを有し、
前記隆起部又は前記凹み部は、前記嵌合孔部の近傍に設けられるセラミックヒータ。
【請求項２】
前記セラミック体は、導電性を有する請求項１に記載のセラミックヒータ。
【請求項３】
前記セラミック体は、炭化ケイ素を含む材料で形成される請求項１又は２に記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記隆起部又は前記凹み部は、前記表面に複数設けられる請求項１乃至３の何れか一項に記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
前記隆起部又は前記凹み部は、円柱状に形成される請求項１乃至４の何れか一項に記載のセラミックヒータ。
【請求項６】
前記本体部は、板状に形成され、
前記隆起部又は前記凹み部の直径は、前記本体部の厚さに等しい請求項５に記載のセラミックヒータ。
【請求項７】
前記隆起部又は前記凹み部は、
前記嵌合孔部の近傍に形成される第１隆起部又は第１凹み部と、
前記嵌合孔部の近傍以外の領域に形成される第２隆起部又は第２凹み部と
を備え、
前記第１隆起部又は前記第１凹み部の数は、前記第２隆起部又は前記第２凹み部の数よりも多い請求項１乃至６の何れか一項に記載のセラミックヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスにより形成されるセラミック体と、電源からの電流が供給される端子とを用いて、加熱対象物を加熱するセラミックヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セラミックヒータは、半導体の製造過程で使用されるヒータ、ゴミの焼却に使用されるヒータ等の産業用ヒータや、暖房として使用されるヒータ、湯沸器・コーヒーメーカーに使用されるヒータ等の民生用ヒータとして広く利用されている。
【０００３】
一般的に、セラミックヒータは、セラミックスにより形成される２枚の板状のセラミック体と、２枚のセラミック体の間に挟まれ、端子を介して電源からの電流が供給される発熱体（リード配線体）とを有している（例えば、特許文献１参照）。なお、セラミックヒータには、端子が嵌合する嵌合孔部が形成されている。
【特許文献１】特開平６−７６９１９号公報（第２−３頁、第１，２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のセラミックヒータには、次のような問題があった。すなわち、セラミックヒータに形成された嵌合孔部は、端子へ熱が逃げるため、嵌合孔部の近傍が低温になりやすいという問題があった。従って、セラミックヒータ内で温度差が生じることに伴い、加熱対象物にも温度差が生じるため、加熱対象物全体を均一に加熱することが難しかった。
【０００５】
また、加熱対象物よりもセラミック体及び発熱体のサイズを大きくすることによって、加熱対象物全体を均一に加熱することが考えられる。しかし、セラミック体及び発熱体のサイズを大きくしてしまうと、セラミックヒータを収容する筐体に入らずに、筐体が大型化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、端子が嵌合する嵌合孔部が形成されている場合であっても、セラミックヒータを収容する筐体の大型化を抑制しつつ、加熱対象物全体を均一に加熱できるセラミックヒータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、セラミックスにより形成されるセラミック体（セラミック体１０）と、電源からの電流が供給される端子（端子２０）とを用いて、加熱対象物を加熱するセラミックヒータ（例えば、セラミックヒータ１）であって、前記セラミック体は、本体部（本体部１１）と、前記本体部に形成され、前記端子が嵌合する嵌合孔部（嵌合孔部１２）と、前記本体部における前記加熱対象物に対向する側の表面（表面１１Ａ）から前記加熱対象物に向けて盛り上がる隆起部（例えば、突出部１３）、又は、前記表面から前記加熱対象物の逆側に向けてへこむ凹み部（例えば、穴部１５）のいずれか一方とを有し、前記隆起部又は前記凹み部は、前記嵌合孔部の近傍に設けられることを要旨とする。
【０００８】
かかる特徴によれば、隆起部又は凹み部がセラミック体の表面の少なくとも一部に形成されていることによって、本体部の大きさを大きくすることなく、セラミックヒータ（特に、表面）の表面積が大きくなる。従って、セラミックヒータを収容する筐体の大型化を抑制できる。
【０００９】
また、隆起部又は凹み部が嵌合孔部の近傍に設けられることによって、低温になりやすい嵌合孔部の近傍において、加熱対象物に伝える加熱温度を上昇できる。従って、セラミックヒータ内で温度差が生じることなく、加熱対象物全体を均一に加熱できる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記セラミック体は、導電性を有することを要旨とする。
【００１１】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は２の特徴に係り、前記セラミック体は、炭化ケイ素を含む材料で形成されることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の特徴に係り、前記隆起部又は前記凹み部は、前記表面に複数設けられることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至４の特徴に係り、前記隆起部又は前記凹み部は、円柱形であることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第６の特徴は、本発明の第５の特徴に係り、前記本体部は、板状に形成され、前記隆起部又は前記凹み部の直径（Ｄ）は、前記本体部の厚さ（Ｔ）に等しいことを要旨とする。
【００１５】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至６の特徴に係り、前記突出部又は前記穴部は、前記嵌合孔部の近傍に形成される第１隆起部又は第１凹み部（例えば、第１突出部１３Ａ）と、前記嵌合孔部の近傍以外の領域に形成される第２隆起部又は第２凹み部（例えば、第２突出部１３Ｂ）とを備え、前記第１隆起部又は前記第１凹み部の数は、前記第２隆起部又は前記第２凹み部の数よりも多いことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、端子が嵌合する嵌合孔部が形成されている場合であっても、セラミックヒータを収容する筐体の大型化を抑制しつつ、加熱対象物全体を均一に加熱できるセラミックヒータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下において、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）第１実施形態に係るセラミックヒータの構成、（２）第１実施形態に係る作用・効果、（３）第１実施形態に係る変更例、（４）第２実施形態に係るセラミックヒータの構成、（５）その他の実施形態について、説明する。
【００１８】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００１９】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２０】
[第１実施形態]
（１）セラミックヒータの構成
まず、第１実施形態に係るセラミックヒータ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係るセラミックヒータ１を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係るセラミックヒータ１を示す上面図（図１のＡ矢視図）である。図３は、第１実施形態に係るセラミックヒータ１を示す側面図（図１のＢ矢視図）である。図４は、第１実施形態に係るセラミックヒータ１の一部を示す斜視図である。
【００２１】
図１〜４に示すように、セラミックヒータ１は、セラミックスにより形成されるセラミック体１０と、電源からの電流が供給される端子２０とを備えている。
【００２２】
セラミック体１０は、導電性を有している。例えば、セラミック体１０は、炭化ケイ素、酸化亜鉛などの導電性セラミックスや黒鉛によって形成される。セラミック体１０は、本体部１１と、嵌合孔部１２と、突出部１３（隆起部）とを有する。
【００２３】
本体部１１は、板状（薄板状の直方体）に形成されている。本体部１１は、上面図（図２参照）において、長方形からなる。
【００２４】
嵌合孔部１２は、本体部１１に形成され、端子２０が嵌合する。嵌合孔部１２は、端子２０の形状と略同一の形状を有する。
【００２５】
突出部１３は、本体部１１から加熱対象物（不図示）側に向けて突出する円柱状に形成される。突出部１３は、セラミック体１０における加熱対象物に対向する側の表面１１Ａの少なくとも一部に複数形成される。突出部１３は、嵌合孔部１２の近傍に設けられる。なお、嵌合孔部１２の近傍とは、本体部１１と嵌合孔部１２との境界から、本体部１１の長手方向に対する長さの２０％以内の範囲とする。突出部１３の直径Ｄは、図４に示すように、本体部１１の厚さＴに等しい。
【００２６】
端子２０は、板状の本体部１１の長手方向における両端に設けられている。端子２０は、電源に接続されている。つまり、電源からの電流は、端子２０を介してセラミック体１０に流れる。
【００２７】
（２）第１実施形態に係る作用・効果
第１実施形態では、突出部１３がセラミック体１０の表面１１Ａの少なくとも一部に形成されていることによって、本体部１１の大きさを大きくすることなく、セラミックヒータ１（特に、表面１１Ａ）の表面積が大きくなる。従って、セラミックヒータ１を収容する筐体の大型化を抑制できる。
【００２８】
また、突出部１３が嵌合孔部１２の近傍に設けられることによって、低温になりやすい嵌合孔部１２の近傍において、加熱対象物に伝える加熱温度を上昇できる。従って、セラミックヒータ内で温度差が生じることなく、加熱対象物全体を均一に加熱できる。
【００２９】
第１実施形態では、セラミック体１０が導電性を有することによって、従来の２枚のセラミック体の間に挟まれる発熱体（リード配線体）や、２枚のセラミック体のうちの１枚のセラミック体が不要となるため、セラミック体１０の製造コストを低減できる。
【００３０】
ここで、従来のセラミックヒータでは、２枚のセラミック体の間に挟まれる発熱体（リード配線体）がセラミック体を加熱しなければならず、加熱対象物を加熱するための熱量をロスしてしまう。しかし、本発明に係るセラミックヒータ１は、セラミック体１０自体が加熱されるため、従来のセラミックヒータと比べ、加熱対象物を加熱するための熱量のロスを低減できる。
【００３１】
第１実施形態では、突出部１３が円柱状に形成されていることによって、突出部１３が角柱形状で形成されている場合と比べて、角の部分がなく、角の部分に応力が集中することがないため、セラミックヒータ１の耐久性が向上する。
【００３２】
第１実施形態では、突出部１３の直径Ｄが本体部１１の厚さＴに等しいことによって、突出部１３の直径Ｄが本体部１１の厚さＴよりも小さい場合と比べて、突出部１３の耐久性が向上する。
【００３３】
（３）第１実施形態に係る変更例
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１は、以下のように変更してもよい。なお、上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００３４】
（３−１）変更例１
まず、変更例１に係るセラミックヒータ１Ａの構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、変更例１に係るセラミックヒータ１Ａの一部を示す斜視図である。
【００３５】
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、突出部１３の直径Ｄと本体部１１の厚さＴとが等しい。これに対して、変更例１に係るセラミックヒータ１Ａでは、突出部１３の直径Ｄと本体部１１の厚さＴとが異なる。
【００３６】
具体的には、図５に示すように、突出部１３の直径Ｄは、以下の式（１）を満たす。
【００３７】
Ｔ＜Ｄ＜２×Ｔ  …（１）
つまり、突出部１３の直径Ｄは、本体部１１の厚さＴよりも大きく、本体部１１の厚さＴの２倍よりも小さい。これにより、変更例１に係るセラミックヒータ１Ａでは、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、突出部１３の直径Ｄが本体部１１の厚さＴの２倍以上の場合と比べて、突出部１３が形成されていない表面１１Ａの面積が減ってしまうことを抑制でき輻射面積が増えることに伴って加熱対象物の温度を上昇できる。
【００３８】
（３−２）変更例２
次に、変更例２に係るセラミックヒータ１Ｂの構成について、図６を参照しながら説明する。図６は、変更例２に係るセラミックヒータ１Ｂの一部を示す斜視図である。
【００３９】
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、突出部１３の直径Ｄと本体部１１の厚さＴとが等しい。これに対して、変更例２に係るセラミックヒータ１Ｂでは、突出部１３の直径Ｄと本体部１１の厚さＴとが異なる。
【００４０】
具体的には、図６に示すように、突出部１３の直径Ｄは、以下の式（２）を満たす。
【００４１】
Ｄ＜Ｔ  …（２）
つまり、突出部１３の直径Ｄは、本体部１１の厚さＴよりも小さい。これにより、変更例２に係るセラミックヒータ１Ｂでは、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、突出部１３の耐久性が向上する。
【００４２】
（３−３）変更例３
次に、変更例３に係るセラミックヒータ１Ｃの構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、変更例３に係るセラミックヒータ１Ｃを示す上面図である。
【００４３】
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、本体部１１が薄板状の直方体に形成されている。これに対して、変更例３に係るセラミックヒータ１Ｃでは、本体部１１の形状が異なる。
【００４４】
具体的には、図７に示すように、本体部１１は、上面図において、円弧状（Ｃ字上）に形成されている。これにより、変更例３に係るセラミックヒータ１Ｃでは、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（３−４）変更例４
次に、変更例４に係るセラミックヒータ１Ｄの構成について、図８を参照しながら説明する。図８は、変更例４に係るセラミックヒータ１Ｄを示す上面図である。
【００４６】
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、本体部１１が薄板状の直方体に形成されている。これに対して、変更例４に係るセラミックヒータ１Ｄでは、本体部１１の形状が異なる。
【００４７】
具体的には、図８に示すように、本体部１１は、上面図において、渦巻き状に形成されている。これにより、変更例４に係るセラミックヒータ１Ｄでは、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
（３−５）変更例５
次に、変更例５に係るセラミックヒータ１Ｅの構成について、図９を参照しながら説明する。図９は、変更例５に係るセラミックヒータ１Ｅを示す斜視図である。
【００４９】
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、突出部１３が円柱状に形成されている。これに対して、変更例５に係るセラミックヒータ１Ｅでは、突出部１３の形状が異なる。
【００５０】
具体的には、図９に示すように、突出部１３は、角柱形（三角柱以上であればよい）に形成されている。これにより、変更例４に係るセラミックヒータ１Ｅでは、突出部１３が円柱状に形成されている場合と比べて、セラミックヒータ１（特に、表面１１Ａ）の表面積が大きくなる。
【００５１】
（３−６）変更例６
次に、変更例６に係るセラミックヒータ１Ｆの構成について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、変更例６に係るセラミックヒータ１Ｆを示す斜視図である。
【００５２】
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、本体部１１が板状に形成されている。これに対して、変更例６に係るセラミックヒータ１Ｆでは、本体部１１の形状が異なる。
【００５３】
具体的には、図１０に示すように、本体部１１は、円柱状に形成されている。これにより、変更例６に係るセラミックヒータ１Ｆでは、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（３−７）変更例７
次に、変更例７に係るセラミックヒータ１Ｇの構成について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、変更例７に係るセラミックヒータ１Ｇを示す斜視図である。
【００５５】
上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、突出部１３が嵌合孔部１２の近傍に設けられる。これに対して、変更例７に係るセラミックヒータ１Ｇでは、突出部１３が嵌合孔部１２の近傍以外にも設けられる。
【００５６】
具体的には、図１１に示すように、突出部１３は、嵌合孔部１２の近傍に形成される第１突出部１３Ａ（第１隆起部）と、嵌合孔部１２の近傍以外の領域に形成される第２突出部１３Ｂ（第２隆起部）とを備える。第１突出部１３Ａの数は、第２突出部１３Ｂの数よりも多い。これにより、変更例７に係るセラミックヒータ１Ｇでは、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、第１実施形態に係るセラミックヒータ１よりも加熱対象物に伝える加熱温度を上昇できる。
【００５７】
（３−８）変更例８
次に、変更例８に係るセラミックヒータ１Ｈの構成について、図１１を参照しながら説明する。図１２は、変更例８に係るセラミックヒータ１Ｈを示す斜視図である。
【００５８】
上述した実施形態に係るセラミックヒータ１では、隆起部としては、本体部１１から加熱対象物側に向けて突出する突出部１３である。これに対して、変更例７に係るセラミックヒータ１Ｈでは、隆起部として、隆起部の代わりに凸部１４が設けられる。
【００５９】
具体的には、図１２に示すように、凸部１４は、側面図（図１２（ｂ）参照）において、本体部１１から加熱対象物（不図示）側に向けて突出する波状に形成されている。これにより、変更例８に係るセラミックヒータ１Ｈでは、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
[第２実施形態]
（４）セラミックヒータの構成
次に、第２実施形態に係るセラミックヒータ１’の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００６１】
図１３は、第２実施形態に係るセラミックヒータ１’の一部を示す斜視図である。上述した第１実施形態に係るセラミックヒータ１では、セラミック体１０に突出部１３が形成されている。これに対して、第２実施形態に係るセラミックヒータ１’では、突出部１３の代わりに、セラミック体１０に穴部１５が形成されている。
【００６２】
具体的には、図１２に示すように、穴部１５は、加熱対象物の逆側に向けてへこんでいる。穴部１５は、図１２（ａ）に示すように、セラミック体１０を貫通していてもよく、図１２（ｂ）に示すように、セラミック体１０内で終結していてもよい。これにより、第２実施形態に係るセラミックヒータ１’では、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、穴部１５は、第１実施形態で説明した突出部１３の代わりに設けられればよく、第１実施形態に係る変更例（変更例１〜８）で説明した突出部１３の構成を適用できることは勿論である。
【００６４】
（５）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６５】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、セラミックヒータ１は、導電性を有しているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、２枚のセラミック体と、２枚のセラミック体の間に挟まれる発熱体（リード配線体）とを有していてもよい。この場合、発熱体は、電源からの電流が供給されることによって、２枚のセラミック体を加熱する。
【００６６】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１実施形態に係るセラミックヒータ１を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るセラミックヒータ１を示す上面図（図１のＡ矢視図）である。
【図３】第１実施形態に係るセラミックヒータ１を示す側面図（図１のＢ矢視図）である。
【図４】第１実施形態に係るセラミックヒータ１の一部を示す斜視図である。
【図５】変更例１に係るセラミックヒータ１Ａの一部を示す斜視図である。
【図６】変更例２に係るセラミックヒータ１Ｂの一部を示す斜視図である。
【図７】変更例３に係るセラミックヒータ１Ｃを示す上面図である。
【図８】変更例４に係るセラミックヒータ１Ｄを示す上面図である。
【図９】変更例５に係るセラミックヒータ１Ｅを示す斜視図である。
【図１０】変更例６に係るセラミックヒータ１Ｆを示す斜視図である。
【図１１】変更例７に係るセラミックヒータ１Ｇ示す斜視図である。
【図１２】変更例７に係るセラミックヒータ１Ｈを示す斜視図である。
【図１３】第２実施形態に係るセラミックヒータ１’の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１（１Ａ〜１Ｈ，１’）…セラミックヒータ
１０…セラミック体
１１…表面
１２…嵌合孔部
１３…突出部
１３Ａ…第１突出部（第１隆起部）
１３Ｂ…第２突出部（第２隆起部）
１４…凸部
１４…穴部
２０…端子
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010102964.tif 000011
【図１０】
2010102964.tif 000012
【図１１】
2010102964.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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