(57)【要約】  本開示のセラミックヒータは、支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線を有するセラミックシートを備える。ヒータ配線は、支持体の軸線方向に沿って延びる配線部と、隣接する配線部同士を接続する接続部とを備える。配線部は、セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される一対の外側配線部と、セラミックシートにおいて一対の外側配線部の間に配置される内側配線部とを備える。外側配線部の断面積は、内側配線部の断面積よりも大きくなっている。
2017159144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製の支持体と、前記支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線を有するセラミックシートとを備えるセラミックヒータにおいて、
前記ヒータ配線は、前記支持体の軸線方向に沿って延びる複数の配線部と、隣接する前記配線部同士を接続する接続部とを備え、
前記複数の配線部は、前記セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される一対の外側配線部と、前記セラミックシートにおいて前記一対の外側配線部の間に配置される内側配線部とを備え、
前記外側配線部の断面積が、前記内側配線部の断面積よりも大きい、セラミックヒータ。
【請求項２】
前記外側配線部の線幅が、前記内側配線部の線幅よりも太い、
請求項１に記載のセラミックヒータ。
【請求項３】
前記外側配線部の線幅が、前記内側配線部の線幅の１．０７倍よりも大きく、かつ２．４倍未満に設定されている、請求項２に記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記外側配線部の厚さが、前記内側配線部の厚さよりも厚い、
請求項１に記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
前記外側配線部の厚さが、前記内側配線部の厚さの１．２５倍よりも大きく、かつ２．４倍未満に設定されている請求項４に記載のセラミックヒータ。
【請求項６】
セラミック製の支持体と、前記支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線を有するセラミックシートとを備えるセラミックヒータにおいて、
前記ヒータ配線は、前記支持体の軸線方向に沿って延びる複数の配線部と、隣接する前記配線部同士を接続する接続部とを備え、
前記複数の配線部は、前記セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される一対の外側配線部と、前記セラミックシートにおいて前記一対の外側配線部の間に配置される内側配線部とを備え、
前記外側配線部の中央部の断面積が、前記内側配線部の断面積よりも大きい、
セラミックヒータ。
【請求項７】
前記外側配線部の中央部の線幅が、前記内側配線部の線幅よりも太い、
請求項６に記載のセラミックヒータ。
【請求項８】
前記中央部の線幅が、前記内側配線部の線幅の１．０７倍よりも大きく、かつ２．０倍以下に設定されている、請求項７に記載のセラミックヒータ。
【請求項９】
前記外側配線部の中央部の厚さが、前記内側配線部の厚さよりも厚い、
請求項６に記載のセラミックヒータ。
【請求項１０】
前記中央部の厚さが、前記内側配線部の厚さの１．２５倍以上２．０倍以下に設定されている、請求項９に記載のセラミックヒータ。
【請求項１１】
前記支持体及び前記セラミックシートは、アルミナを備える、請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
【請求項１２】
前記ヒータ配線は、タングステン及びモリブデンの少なくとも一種を主成分として含む、請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本国際出願は、２０１６年３月１６日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１６−０５１８２３号に基づく優先権と、２０１６年３月１６日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１６−０５１８２４号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１６−０５１８２３号の全内容と日本国特許出願第２０１６−０５１８２４号の全内容を本国際出願に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、例えば温水洗浄便座、ファンヒータ、電気温水器、２４時間風呂、はんだごて、ヘアアイロンなどに用いられるセラミックヒータに係り、特には、支持体の外周にヒータ配線を有するセラミックシートを巻き付けた構造のセラミックヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
通常、温水洗浄便座には、樹脂製の容器（熱交換器）を有する熱交換ユニットが用いられている。この熱交換ユニットには、熱交換器内に収容された洗浄水を温めるために、筒状のセラミックヒータが取り付けられている。【０００４】
この種のセラミックヒータとしては、円筒状のセラミック製の支持体にヒータ配線を印刷したセラミックシートを巻き付け、一体焼成することにより構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０３８０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、温水洗浄便座用のセラミックヒータは、常時水中にあるため、乾燥状態で通電、加熱されることは殆どない。一方、断水時や配管の故障時には、乾燥状態で通電、加熱される可能性がある。しかしながら、一般的なヒータ配線の断面積（例えば、線幅、厚さ）は均一であるため、乾燥状態で加熱されると、セラミックシートの巻き合わせ部においてヒータ配線が局部的に発熱してしまい、発熱したヒータ配線付近のセラミックシート中に存在するガラス成分が溶融するおそれがある。この場合、電子が動きやすくなるため、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対のヒータ配線間に部分放電が発生し、絶縁破壊に至る可能性がある。しかも、部分放電の際に発生するスパークにより、セラミックシート中に存在するセラミック成分も溶融するため、セラミックヒータが破損する可能性がある。【０００７】
本開示の一局面においては、ヒータ配線に生じる絶縁破壊を抑制することにより、信頼性を向上させることが可能なセラミックヒータを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一局面は、セラミック製の支持体と、支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線を有するセラミックシートと、を備えるセラミックヒータであって、ヒータ配線は、複数の配線部と、接続部とを備え、複数の配線部は、一対の外側配線部と、内側配線部とを備え、外側配線部の断面積が内側配線部の断面積よりも大きい構成である。【０００９】
複数の配線部は、支持体の軸線方向に沿って延びるように構成されている。接続部は、隣接する配線部同士を接続するように構成されている。一対の外側配線部は、セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される。内側配線部は、セラミックシートにおいて一対の外側配線部の間に配置される。【００１０】
このセラミックヒータにおいては、セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部の断面積を、セラミックシートにおいて一対の外側配線部の間に配置される内側配線部の断面積よりも大きくすることにより、外側配線部の電気抵抗が内側配線部の電気抵抗よりも小さくなる。このため、外側配線部が位置する巻き合わせ部において、ヒータ配線の局部発熱を抑えることが可能となる。その結果、外側配線部付近のセラミックシート中に存在するガラス成分の溶融が抑制されるため、一対の外側配線部間での絶縁破壊を抑制できるとともに、セラミックヒータの破損を抑制することができる。ゆえに、セラミックヒータの信頼性を向上させることができる。【００１１】
外側配線部の断面積が内側配線部の断面積よりも大きい構成としては、例えば、外側配線部の線幅が内側配線部の線幅よりも太い構成が挙げられる。つまり、一対の外側配線部の線幅を内側配線部の線幅よりも太くすることにより、外側配線部の電気抵抗が内側配線部の電気抵抗よりも小さくなるため、ヒータ配線の局部発熱を抑えることが可能となる。【００１２】
なお、外側配線部の線幅は、内側配線部の線幅の１．０７倍よりも大きく、かつ２．４倍未満に設定されてもよい。外側配線部の線幅が内側配線部の線幅の１．０７倍よりも大きく設定されることで、外側配線部が局部的に発熱するのを抑制することや、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部間に絶縁破壊が起きるのを抑制することができる。一方、外側配線部の線幅が内側配線部の線幅の２．４倍未満に設定されることで、外側配線部が局部的に低温となることを抑制でき、均熱性が低下することを抑制できる。【００１３】
外側配線部の断面積が内側配線部の断面積よりも大きい構成としては、例えば、外側配線部の厚さが内側配線部の厚さよりも厚い構成が挙げられる。つまり、一対の外側配線部の厚さを内側配線部の厚さよりも厚くすることにより、外側配線部の電気抵抗が内側配線部の電気抵抗よりも小さくなる。【００１４】
なお、外側配線部の厚さは、内側配線部の厚さの１．２５倍よりも大きく、かつ２．４倍未満に設定されてもよい。外側配線部の厚さが内側配線部の厚さの１．２５倍よりも大きく設定されることで、外側配線部が局部的に発熱するのを抑制することや、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部間に絶縁破壊が起きるのを抑制することができる。一方、外側配線部の厚さが内側配線部の厚さの２．４倍未満に設定されることで、外側配線部が局部的に低温となることを抑制でき、均熱性が低下することを抑制できる。【００１５】
本開示の他の局面は、セラミック製の支持体と、支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線を有するセラミックシートと、を備えるセラミックヒータであって、ヒータ配線は、複数の配線部と、接続部とを備え、複数の配線部は、一対の外側配線部と、内側配線部とを備え、外側配線部の中央部の断面積が内側配線部の断面積よりも大きい構成である。【００１６】
複数の配線部は、支持体の軸線方向に沿って延びるように構成されている。接続部は、隣接する配線部同士を接続するように構成されている。一対の外側配線部は、セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される。内側配線部は、セラミックシートにおいて一対の外側配線部の間に配置される。【００１７】
このセラミックヒータにおいては、セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部の中央部の断面積を、セラミックシートにおいて一対の外側配線部の間に配置される内側配線部の断面積よりも大きくすることにより、外側配線部の中央部の電気抵抗が内側配線部の電気抵抗よりも小さくなる。このため、外側配線部が位置する巻き合わせ部において、ヒータ配線の局部発熱を抑えることが可能となる。その結果、外側配線部の中央部付近のセラミックシート中に存在するガラス成分の溶融が抑制されるため、一対の外側配線部間での絶縁破壊を抑制できるとともに、セラミックヒータの破損を抑制することができる。ゆえに、セラミックヒータの信頼性を向上させることができる。【００１８】
外側配線部の中央部の断面積が内側配線部の断面積よりも大きい構成としては、例えば、外側配線部の中央部の線幅が内側配線部の線幅よりも太い構成が挙げられる。つまり、一対の外側配線部の中央部の線幅を内側配線部の線幅よりも太くすることにより、外側配線部の中央部の電気抵抗が内側配線部の電気抵抗よりも小さくなるため、ヒータ配線の局部発熱を抑えることが可能となる。【００１９】
なお、中央部の線幅は、内側配線部の線幅の１．０７倍よりも大きく、かつ２．０倍以下に設定されてもよい。中央部の線幅が内側配線部の線幅の１．０７倍よりも大きく設定されることで、外側配線部が局部的に発熱するのを抑制することや、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部間に絶縁破壊が起きるのを抑制することができる。一方、中央部の線幅が内側配線部の線幅の２．０倍以下に設定されることで、外側配線部が局部的に低温となることを抑制でき、均熱性が低下することを抑制できる。【００２０】
上記セラミックヒータは、セラミック製の支持体と、支持体の外周に巻き付けられたセラミックシートとを備える。支持体及びセラミックシートを形成するセラミックとしては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、チタニア、ムライトなどを好適例として挙げることができる。特に、支持体及びセラミックシートは、アルミナを備えてもよい。このようにすれば、耐熱性、耐薬品性、強度に優れたセラミックヒータを低コストで製造することができる。また、セラミックシートは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等を用いて構成される発熱体（ヒータ配線）を有している。なお、ヒータ配線は、タングステン及びモリブデンの少なくとも一種を主成分として含んでもよい。このようにすれば、ヒータ配線をセラミックシートに対して確実に密着させることができるため、セラミックヒータの信頼性がよりいっそう向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態におけるセラミックヒータの正面図。
【図２】第１実施形態におけるセラミックヒータを示す平面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】第１実施形態におけるセラミックシートを展開して示す説明図。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは、第１実施形態におけるセラミックヒータの製造方法を示す説明図。
【図６】第２実施形態において、セラミックシートを展開して示す説明図。
【図７】第３実施形態におけるセラミックヒータの正面図。
【図８】第３実施形態におけるセラミックヒータを示す平面図。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図１０】第３実施形態におけるセラミックシートを展開して示す説明図。
【図１１】図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄは、第３実施形態におけるセラミックヒータの製造方法を示す説明図。
【図１２】第４実施形態において、支持体及びセラミックシートを示す要部断面図。
【図１３】第４実施形態において、セラミックシートを展開して示す説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１１…セラミックヒータ、１７…支持体、１９，６１…セラミックシート、２０…巻き合わせ部、４１，６２…ヒータ配線、４４…配線部、４５，６７…接続部、４６，６３…外側配線部、４７，６６…内側配線部、６４…外側配線部の中央部、Ｗ１…外側配線部の線幅、Ｗ２，Ｗ６…内側配線部の線幅、Ｗ４…中央部の線幅、１１１…セラミックヒータ、１１７…支持体、１１９，１６１…セラミックシート、１２０，１６８…巻き合わせ部、１４１，１６２…ヒータ配線、１４４…配線部、１４５，１６７…接続部、１４６，１６３…外側配線部、１４７，１６６…内側配線部、１６４…外側配線部の中央部、Ｔ１…外側配線部の厚さ、Ｔ２，Ｔ４…内側配線部の厚さ、Ｔ３…中央部の厚さ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
以下、本開示を具体化した第１実施形態のセラミックヒータ及びその製造方法を図面に基づいて説明する。
【００２４】
本実施形態のセラミックヒータ１１は、例えば温水洗浄便座の熱交換ユニットの熱交換器において、洗浄水を温めるために用いられるものである。
図１，図２に示されるように、このセラミックヒータ１１は、円筒状をなすセラミック製のヒータ本体１３と、ヒータ本体１３に外嵌される金属製の円環状のフランジ１５とを備えている。フランジ１５は、例えばステンレス等の金属板を曲げることによって形成された円環状の部材であり、中央部分が凹状（カップ形状）をなしている。
【００２５】
本実施形態では、図２に示されるように、フランジ１５の凹状部分のうち、ヒータ本体１３の外周面１４とフランジ１５の内面とで囲まれた空間がガラス溜り部３５となっている。ガラス溜り部３５には、ガラス３３が充填されており、そのガラス３３を介してヒータ本体１３とフランジ１５とが溶着固定されている。なお、図２では、ガラス３３の部分をハッチングで示している。
【００２６】
図１〜図３に示されるように、ヒータ本体１３は、円筒状をなすセラミック製の支持体１７と、支持体１７の外周に巻き付けられたセラミックシート１９とにより構成されている。本実施形態において、支持体１７及びセラミックシート１９は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックを用いて構成される。アルミナの熱膨張係数は、５０×１０−７／Ｋ〜９０×１０−７／Ｋの範囲内であり、本実施形態においては、７０×１０−７／Ｋ（３０℃〜３８０℃）となっている。また、本実施形態では、支持体１７の外径が１２ｍｍ、内径が８ｍｍ、長さが６５ｍｍに設定され、セラミックシート１９の厚さが０．５ｍｍ、長さが６０ｍｍに設定されている。なお、セラミックシート１９は、支持体１７の外周を完全には覆っていない。このため、セラミックシート１９の巻き合わせ部２０には、支持体１７の軸線方向に沿って延びるとともに支持体１７の外周面を露出させるスリット２１が形成されている。本実施形態のスリット２１は、幅が１ｍｍ、深さが０．５ｍｍに設定されている。
【００２７】
図３，図４に示されるように、セラミックシート１９の内部には、蛇行したパターン形状のヒータ配線４１と、一対の内部端子４２とが形成されている。本実施形態において、ヒータ配線４１及び内部端子４２は、タングステン（Ｗ）を主成分として含んでいる。なお、各内部端子４２は、図示しないビア導体等を介して、セラミックシート１９の外周面に形成された外部端子４３（図１参照）に電気的に接続されている。
【００２８】
また、ヒータ配線４１は、支持体１７の軸線方向に沿って延びる複数の配線部４４と、隣接する配線部４４同士を接続する接続部４５とを備えている。複数の配線部４４は、一対の外側配線部４６と、複数の内側配線部４７とを備えている。一対の外側配線部４６は、セラミックシート１９の巻き合わせ部２０（図３参照）を挟んで互いに反対側に配置されている。外側配線部４６の第１端（図４では上端）は内部端子４２に接続され、外側配線部４６の第２端（図４では下端）は接続部４５を介して内側配線部４７に接続されている。なお、各内部端子４２は、セラミックシート１９を厚さ方向から見たときに一対の外側配線部４６の間に配置されている。
【００２９】
図３，図４に示されるように、各内側配線部４７は、セラミックシート１９において一対の外側配線部４６の間に配置されている。内側配線部４７の第１端（図４では上端）は、接続部４５を介して隣接する内側配線部４７の第１端に接続されている。さらに、内側配線部４７の第２端（図４では下端）は、接続部４５を介して、隣接する内側配線部４７の第２端、または、隣接する外側配線部４６の第２端に接続されている。
【００３０】
なお、本実施形態の外側配線部４６は、線幅Ｗ１が０．６６ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。また、本実施形態の内側配線部４７は、線幅Ｗ２が０．６０ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。同様に、本実施形態の接続部４５も、線幅Ｗ３が０．６０ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。即ち、外側配線部４６の線幅Ｗ１は、内側配線部４７の線幅Ｗ２及び接続部４５の線幅Ｗ３よりも太くなっている。具体的に言うと、外側配線部４６の線幅Ｗ１は、内側配線部４７の線幅Ｗ２及び接続部４５の線幅Ｗ３の１．１倍に設定されている。また、内側配線部４７の線幅Ｗ２は、接続部４５の線幅Ｗ３と同一になっている。なお、外側配線部４６の厚さは、内側配線部４７の厚さ及び接続部４５の厚さと同一であるため、外側配線部４６の断面積は、内側配線部４７の断面積及び接続部４５の断面積よりも大きくなっている。
【００３１】
次に、本実施形態のセラミックヒータ１１を製造する方法を説明する。
まず、アルミナを主成分とする粘土状のスラリーを従来周知の押出機（図示略）に投入し、筒状部材を成形する。そして、成形した筒状部材を乾燥させた後、所定の温度（例えば約１０００℃）に加熱する仮焼成を行うことにより、支持体１７（図５Ａ参照）を得る。
【００３２】
また、アルミナ粉末を主成分とするセラミック材料を用いて、セラミックシート１９となる第１，第２のセラミックグリーンシート５１，５２を形成する。なお、セラミックグリーンシートの形成方法としては、ドクターブレード法などの周知の成形法を用いることができる。そして、従来周知のペースト印刷装置（図示略）を用いて、第１のセラミックグリーンシート５１の表面上に導電性ペースト（本実施形態では、タングステンペースト）を印刷する。その結果、第１のセラミックグリーンシート５１の表面上に、ヒータ配線４１及び内部端子４２となる未焼成電極５３が形成される（図５Ｂ参照）。なお、未焼成電極５３の線幅は、例えば、ヒータ配線４１の線幅に対して焼成時の収縮分を加えた大きさとなるように調整される。
【００３３】
そして、導電性ペーストの乾燥後、第１のセラミックグリーンシート５１の印刷面（未焼成電極５３の形成面）上に、第２のセラミックグリーンシート５２を積層し、シート積層方向に押圧力を付与する。その結果、各セラミックグリーンシート５１，５２が一体化され、グリーンシート積層体５４が形成される（図５Ｃ参照）。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第２のセラミックグリーンシート５２の表面上に導電性ペーストを印刷する。その結果、第２のセラミックグリーンシート５２の表面上に、外部端子４３となる未焼成電極５５が形成される。
【００３４】
次に、グリーンシート積層体５４の片側面にセラミックペースト（アルミナペースト）を塗布し、グリーンシート積層体５４を支持体１７の外周面に巻き付けて接着する（図５Ｄ参照）。このとき、グリーンシート積層体５４の端部同士が重ならないようにグリーンシート積層体５４のサイズを調節する。次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、グリーンシート積層体５４（セラミックグリーンシート５１，５２及び未焼成電極５３，５５）のアルミナ及びタングステンが焼結しうる所定の温度（例えば、１４００℃〜１６００℃程度）に加熱する同時焼成を行う。その結果、セラミックグリーンシート５１，５２中のアルミナ、及び、導電性ペースト中のタングステンが同時焼結し、グリーンシート積層体５４がセラミックシート１９となり、未焼成電極５３がヒータ配線４１及び内部端子４２となり、未焼成電極５５が外部端子４３となる。その後、外部端子４３にニッケルめっきを施し、ヒータ本体１３とする。
【００３５】
次に、ステンレスを用いて構成される板材を金型を用いてプレス成形して、カップ状のフランジ１５を形成する。そして、フランジ１５を、ヒータ本体１３の所定の取付位置に外嵌する。その後、ガラス３３を介してヒータ本体１３とフランジ１５とを溶着固定し、セラミックヒータ１１を完成させる。
〈実験例〉
以下、本実施形態のセラミックヒータ１１の性能を評価するために行った実験例について説明する。
【００３６】
まず、測定用サンプルを次のように準備した。外側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、内側配線部の線幅に対する外側配線部の線幅の比の値が１．０となるセラミックシートを備えたセラミックヒータ、換言すると、外側配線部の線幅が内側配線部の線幅と等しいセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ａとした。また、外側配線部の線幅が０．６４ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が１．０７となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｂとした。さらに、外側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、内側配線部の線幅が０．５５ｍｍ、比の値が１．０９となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｃとした。また、外側配線部の線幅が０．６６ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が１．１となるセラミックヒータ、即ち、本実施形態のセラミックヒータ１１と同じセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｄとした。また、外側配線部の線幅が０．６９ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が１．１５となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｅとした。また、外側配線部の線幅が１．２０ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が２．０となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｆとした。また、外側配線部の線幅が１．４４ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が２．４となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｇとした。なお、サンプル１Ａ〜１Ｇは、それぞれ５個ずつ準備した。
【００３７】
次に、各測定用サンプル（サンプル１Ａ〜１Ｇ）のセラミックシートが備える一対の内部端子（ヒータ配線）に対してニクロム線をはんだ付けし、各測定用サンプルを乾燥状態にして基台に設置した。そして、一対の内部端子間に電圧（交流２４０Ｖ）を６分間印加し、セラミックシートの表面温度をサーモカメラで計測した。また、外側配線部での局部発熱や一対の外側配線部間での絶縁破壊が生じたか否かを観察し、絶縁破壊が生じた場合には、その発生時間を計測、記録した。以上の結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2017159144.tif 000003
その結果、サンプル１Ａでは、５個全てのサンプルにおいて、局部発熱が生じるとともに、１分５０秒後にスパークが発生して絶縁破壊が生じたことが確認された。また、サンプル１Ｂでは、５個全てのサンプルにおいて局部発熱が生じるとともに、５個中２個のサンプルにおいて絶縁破壊が生じたことが確認された。一方、サンプル１Ｃ〜１Ｇでは、５個全てのサンプルを６分間ずつ観察したが、局部発熱や絶縁破壊の発生は確認されなかった。しかしながら、サンプル１Ｇでは、セラミックシートの巻き合わせ部が低温になり、均熱性が低下することが確認された。
【００３９】
以上のことから、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部の線幅を、一対の外側配線部の間に配置される内側配線部の線幅の１．０９倍以上２．０倍以下に設定すれば、局部発熱及び絶縁破壊が発生しにくくなり、均熱性も低下しにくくなることが証明された。
【００４０】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のセラミックヒータ１１では、外側配線部４６の線幅Ｗ１を、内側配線部４７の線幅Ｗ２よりも太くすることにより、外側配線部４６の電気抵抗が内側配線部４７の電気抵抗よりも小さくなる。このため、外側配線部４６が位置する巻き合わせ部２０において、ヒータ配線４１の局部発熱を抑えることが可能となる。その結果、外側配線部４６付近のセラミックシート１９中に存在するガラス成分の溶融が抑制されるため、一対の外側配線部４６間での絶縁破壊を抑制できるとともに、セラミックヒータ１１の破損を抑制することができる。ゆえに、セラミックヒータ１１の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
（２）本実施形態では、セラミックシート１９に形成された一対の内部端子４２が、同じくセラミックシート１９に形成された一対の外側配線部４６よりも内側に配置されている（図４参照）。このため、セラミックシート１９を支持体１７の外周に巻き付けると、両内部端子４２は、支持体１７の径方向において互いに反対側に位置するようになる。その結果、両内部端子４２間の距離が大きくなるため、両内部端子４２間での放電の発生を抑制することができる。
［第２実施形態］
以下、本開示を具体化した第２実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態では、ヒータ配線の構造が前記第１実施形態とは異なっている。
【００４２】
詳述すると、図６のセラミックシート６１に示されるように、ヒータ配線６２を構成する外側配線部６３は、中央部６４の線幅Ｗ４が０．６６ｍｍ、中央部６４とは別の部位６５の線幅Ｗ５が０．６０ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。ここで、「外側配線部６３の中央部６４」とは、外側配線部６３の中央部分において、外側配線部６３の長さの３分の１以下を占める領域をいう。また、ヒータ配線６２を構成する内側配線部６６は、線幅Ｗ６が０．６０ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。さらに、ヒータ配線６２を構成する接続部６７も、線幅Ｗ７が０．６０ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。即ち、外側配線部６３の中央部６４の線幅Ｗ４は、外側配線部６３の別の部位６５の線幅Ｗ５、内側配線部６６の線幅Ｗ６、及び、接続部６７の線幅Ｗ７よりも太くなっている。具体的に言うと、中央部６４の線幅Ｗ４は、別の部位６５の線幅Ｗ５、内側配線部６６の線幅Ｗ６及び接続部６７の線幅Ｗ７の１．１倍に設定されている。なお、中央部６４の厚さは、別の部位６５の厚さ、内側配線部６６の厚さ及び接続部６７の厚さと同一であるため、中央部６４の断面積は、別の部位６５の断面積、内側配線部６６の断面積及び接続部６７の断面積よりも大きくなっている。また、外側配線部６３の線幅は、中央部６４と別の部位６５との接続部分において、別の部位６５から中央部６４に行くに従って徐々に太くなっている。
〈実験例〉
以下、本実施形態のセラミックヒータの性能を評価するために行った実験例について説明する。
【００４３】
まず、測定用サンプルを次のように準備した。外側配線部の中央部の線幅が０．６０ｍｍ、内側配線部の線幅が０．５５ｍｍ、内側配線部の線幅に対する中央部の線幅の比の値が１．０９となるセラミックシートを備えたセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｃ´とした。また、中央部の線幅が０．６６ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が１．１となるセラミックヒータ、即ち、本実施形態のセラミックヒータと同じセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｄ´とした。さらに、中央部の線幅が０．６９ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が１．１５となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｅ´とした。また、中央部の線幅が１．２０ｍｍ、内側配線部の線幅が０．６０ｍｍ、比の値が２．０となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル１Ｆ´とした。なお、サンプル１Ｃ´〜１Ｆ´は、それぞれ５個ずつ準備した。
【００４４】
次に、各測定用サンプル（サンプル１Ｃ´〜１Ｆ´）が備える一対の内部端子間に電圧（交流２４０Ｖ）を６分間印加し、セラミックシートの表面温度をサーモカメラで計測した。また、外側配線部での局部発熱や一対の外側配線部間での絶縁破壊が生じたか否かを観察した。以上の結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
2017159144.tif 000004
その結果、サンプル１Ｃ´〜１Ｆ´では、５個全てのサンプルを６分間観察したが、局部発熱や絶縁破壊の発生は確認されなかった。なお、サンプル１Ｄ´，１Ｅ´では、外側配線部の中央部がやや低温になったが、セラミックシートの均熱性に悪影響を及ぼす程のものではないことが確認された。
【００４６】
以上のことから、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部の中央部の線幅を、一対の外側配線部の間に配置される内側配線部の線幅の１．０９倍以上２．０倍以下に設定すれば、局部発熱及び絶縁破壊が発生しにくくなり、均熱性も低下しにくくなることが証明された。
【００４７】
従って、本実施形態によれば、外側配線部６３の中央部６４の線幅Ｗ４を、内側配線部６６の線幅Ｗ６よりも太くすることにより、中央部６４の電気抵抗が内側配線部６６の電気抵抗よりも小さくなる。このため、外側配線部６３が位置するセラミックシート６１の巻き合わせ部において、ヒータ配線６２の局部発熱を抑えることが可能となる。その結果、外側配線部６３の中央部６４付近のセラミックシート６１中に存在するガラス成分の溶融が抑制されるため、一対の外側配線部６３間での絶縁破壊を抑制できるとともに、セラミックヒータの破損を抑制することができる。ゆえに、セラミックヒータの信頼性を向上させることができる。
［第３実施形態］
以下、本開示を具体化した第３実施形態のセラミックヒータ及びその製造方法を図面に基づいて説明する。
【００４８】
本実施形態のセラミックヒータ１１１は、例えば温水洗浄便座の熱交換ユニットの熱交換器において、洗浄水を温めるために用いられるものである。
図７，図８に示されるように、このセラミックヒータ１１１は、円筒状をなすセラミック製のヒータ本体１１３と、ヒータ本体１１３に外嵌される金属製の円環状のフランジ１１５とを備えている。フランジ１１５は、例えばステンレス等の金属板を曲げることによって形成された円環状の部材であり、中央部分が凹状（カップ形状）をなしている。
【００４９】
本実施形態では、図８に示されるように、フランジ１１５の凹状部分のうち、ヒータ本体１１３の外周面１１４とフランジ１１５の内面とで囲まれた空間がガラス溜り部１３５となっている。ガラス溜り部１３５には、ガラス１３３が充填されており、そのガラス１３３を介してヒータ本体１１３とフランジ１１５とが溶着固定されている。なお、図８では、ガラス１３３の部分をハッチングで示している。
【００５０】
図７〜図９に示されるように、ヒータ本体１１３は、円筒状をなすセラミック製の支持体１１７と、支持体１１７の外周に巻き付けられたセラミックシート１１９とにより構成されている。本実施形態において、支持体１１７及びセラミックシート１１９は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックを用いて構成される。アルミナの熱膨張係数は、５０×１０−７／Ｋ〜９０×１０−７／Ｋの範囲内であり、本実施形態においては、７０×１０−７／Ｋ（３０℃〜３８０℃）となっている。また、本実施形態では、支持体１１７の外径が１２ｍｍ、内径が８ｍｍ、長さが６５ｍｍに設定され、セラミックシート１１９の厚さが０．５ｍｍ、長さが６０ｍｍに設定されている。なお、セラミックシート１１９は、支持体１１７の外周を完全には覆っていない。このため、セラミックシート１１９の巻き合わせ部１２０には、支持体１１７の軸線方向に沿って延びるとともに支持体１１７の外周面を露出させるスリット１２１が形成されている。本実施形態のスリット１２１は、幅が１ｍｍ、深さが０．５ｍｍに設定されている。
【００５１】
図９，図１０に示されるように、セラミックシート１１９の内部には、蛇行したパターン形状のヒータ配線１４１と、一対の内部端子１４２とが形成されている。本実施形態において、ヒータ配線１４１及び内部端子１４２は、タングステン（Ｗ）を主成分として含んでいる。なお、各内部端子１４２は、図示しないビア導体等を介して、セラミックシート１１９の外周面に形成された外部端子１４３（図７参照）に電気的に接続されている。
【００５２】
また、ヒータ配線１４１は、支持体１１７の軸線方向に沿って延びる複数の配線部１４４と、隣接する配線部１４４同士を接続する接続部１４５とを備えている。各配線部１４４は、一対の外側配線部１４６と、複数の内側配線部１４７とを備えている。両外側配線部１４６は、セラミックシート１１９の巻き合わせ部１２０（図９参照）を挟んで互いに反対側に配置されている。外側配線部１４６の第１端（図１０では上端）は内部端子１４２に接続され、外側配線部１４６の第２端（図１０では下端）は接続部１４５を介して内側配線部１４７に接続されている。なお、各内部端子１４２は、セラミックシート１１９を厚さ方向から見たときに一対の外側配線部１４６の間に配置されている。
【００５３】
図９，図１０に示されるように、各内側配線部１４７は、セラミックシート１１９において一対の外側配線部１４６の間に配置されている。内側配線部１４７の第１端（図１０では上端）は、接続部１４５を介して隣接する内側配線部１４７の第１端に接続されている。さらに、内側配線部１４７の第２端（図１０では下端）は、接続部１４５を介して、隣接する内側配線部１４７の第２端、または、隣接する外側配線部１４６の第２端に接続されている。
【００５４】
なお、本実施形態の外側配線部１４６は、厚さＴ１が２０μｍ、線幅が０．６０ｍｍに設定されている。また、本実施形態の内側配線部１４７は、厚さＴ２が１５μｍ、線幅が０．６０ｍｍに設定されている。同様に、本実施形態の接続部１４５も、厚さが１５μｍ、線幅が０．６０ｍｍに設定されている。即ち、外側配線部１４６の厚さＴ１は、内側配線部１４７の厚さＴ２及び接続部１４５の厚さよりも厚くなっている。具体的に言うと、外側配線部１４６の厚さＴ１は、内側配線部１４７の厚さＴ２及び接続部１４５の厚さの１．３３倍に設定されている。また、内側配線部１４７の厚さＴ２は、接続部１４５の厚さと同一になっている。なお、外側配線部１４６の線幅は、内側配線部１４７の線幅及び接続部１４５の線幅と同一であるため、外側配線部１４６の断面積は、内側配線部１４７の断面積及び接続部１４５の断面積よりも大きくなっている。
【００５５】
次に、本実施形態のセラミックヒータ１１１を製造する方法を説明する。
まず、アルミナを主成分とする粘土状のスラリーを従来周知の押出機（図示略）に投入し、筒状部材を成形する。そして、成形した筒状部材を乾燥させた後、所定の温度（例えば約１０００℃）に加熱する仮焼成を行うことにより、支持体１１７（図１１Ａ参照）を得る。
【００５６】
また、アルミナ粉末を主成分とするセラミック材料を用いて、セラミックシート１１９となる第１，第２のセラミックグリーンシート１５１，１５２を形成する。なお、セラミックグリーンシートの形成方法としては、ドクターブレード法などの周知の成形法を用いることができる。
【００５７】
そして、印刷工程を行い、従来周知のペースト印刷装置（図示略）を用いて、第１のセラミックグリーンシート１５１の表面上に導電性ペースト（本実施形態では、タングステンペースト）を印刷する。本実施形態では、導電性ペーストを２回に分けて印刷することにより、外側配線部１４６の厚さＴ１を、内側配線部１４７の厚さＴ２よりも厚くする。詳述すると、まず、第１のセラミックグリーンシート１５１の表面上に導電性ペーストを印刷し、ヒータ配線１４１及び内部端子１４２を構成する未焼成電極である第１電極１５３を形成する工程を行う（図１１Ｂ参照）。なお、第１電極１５３の線幅は、例えば、ヒータ配線１４１の線幅に対して焼成時の収縮分を加えた大きさとなるように調整される。次に、第１電極１５３上において外側配線部１４６となる部位に導電性ペーストを印刷し、外側配線部１４６の一部を構成する第２電極１５４を形成する工程を行う（図１１Ｂ参照）。なお、図示しないが、第２電極１５４の線幅は、例えば、第１電極１５３よりも幅狭となるように調整される。
【００５８】
そして、導電性ペーストの乾燥後、第１のセラミックグリーンシート１５１の印刷面（第１電極１５３及び第２電極１５４の形成面）上に、第２のセラミックグリーンシート１５２を積層し、シート積層方向に押圧力を付与する。その結果、各セラミックグリーンシート１５１，１５２が一体化され、グリーンシート積層体１５５が形成される（図１１Ｃ参照）。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第２のセラミックグリーンシート１５２の表面上に導電性ペーストを印刷する。その結果、第２のセラミックグリーンシート１５２の表面上に、外部端子１４３となる未焼成電極１５６が形成される。
【００５９】
次に、巻付工程を行い、グリーンシート積層体１５５の片側面にセラミックペースト（アルミナペースト）を塗布し、グリーンシート積層体１５５を支持体１１７の外周面に巻き付けて接着する（図１１Ｄ参照）。このとき、グリーンシート積層体１５５の端部同士が重ならないようにグリーンシート積層体１５５のサイズを調節する。次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、グリーンシート積層体１５５（セラミックグリーンシート１５１，１５２、第１電極１５３、第２電極１５４及び未焼成電極１５６）のアルミナ及びタングステンが焼結しうる所定の温度（例えば、１４００℃〜１６００℃程度）に加熱する同時焼成を行う。その結果、セラミックグリーンシート１５１，１５２中のアルミナ、及び、導電性ペースト中のタングステンが同時焼結し、グリーンシート積層体１５５がセラミックシート１１９となり、電極１５３，１５４がヒータ配線１４１及び内部端子１４２となり、未焼成電極１５６が外部端子１４３となる。その後、外部端子１４３にニッケルめっきを施し、ヒータ本体１１３とする。
【００６０】
次に、ステンレスを用いて構成される板材を金型を用いてプレス成形して、カップ状のフランジ１１５を形成する。そして、フランジ１１５を、ヒータ本体１１３の所定の取付位置に外嵌する。その後、ガラス１３３を介してヒータ本体１１３とフランジ１１５とを溶着固定し、セラミックヒータ１１１を完成させる。
〈実験例〉
以下、本実施形態のセラミックヒータ１１１の性能を評価するために行った実験例について説明する。
【００６１】
まず、測定用サンプルを次のように準備した。外側配線部の厚さが１５μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、内側配線部の厚さに対する外側配線部の厚さの比の値が１．０となるセラミックシートを備えたセラミックヒータ、換言すると、外側配線部の厚さが内側配線部の厚さと等しいセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ａとした。また、外側配線部の厚さが１８μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が１．２となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｂとした。さらに、外側配線部の厚さが１５μｍ、内側配線部の厚さが１２μｍ、比の値が１．２５となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｃとした。また、外側配線部の厚さが１９μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が１．２７となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｄとした。また、外側配線部の厚さが２０μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が１．３３となるセラミックヒータ、即ち、本実施形態のセラミックヒータ１１１と同じセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｅとした。また、外側配線部の厚さが２５μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が１．６７となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｆとした。また、外側配線部の厚さが３０μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が２．０となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｇとした。また、外側配線部の厚さが３６μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が２．４となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｈとした。なお、サンプル２Ａ〜Ｈは、それぞれ５個ずつ準備した。
【００６２】
次に、各測定用サンプル（サンプル２Ａ〜２Ｈ）のセラミックシートが備える一対の内部端子（ヒータ配線）に対してニクロム線をはんだ付けし、各測定用サンプルを乾燥状態にして基台に設置した。そして、一対の内部端子間に電圧（交流２４０Ｖ）を６分間印加し、セラミックシートの表面温度をサーモカメラで計測した。また、外側配線部での局部発熱や一対の外側配線部間での絶縁破壊が生じたか否かを観察し、絶縁破壊が生じた場合には、その発生時間を計測、記録した。以上の結果を表３に示す。
【００６３】
【表３】
2017159144.tif 000005
その結果、サンプル２Ａでは、５個全てのサンプルにおいて、局部発熱が生じるとともに、１分５０秒後にスパークが発生して絶縁破壊が生じたことが確認された。また、サンプル２Ｂでは、５個全てのサンプルにおいて局部発熱が生じるとともに、５個中２個のサンプルにおいて絶縁破壊が生じたことが確認された。さらに、サンプル２Ｃでは、絶縁破壊の発生は確認されなかったが、５個中１個のサンプルにおいて局部発熱が生じたことが確認された。一方、サンプル２Ｄ〜２Ｈでは、５個全てのサンプルを６分間ずつ観察したが、局部発熱や絶縁破壊の発生は確認されなかった。しかしながら、サンプル２Ｈでは、セラミックシートの巻き合わせ部が低温になり、均熱性が低下することが確認された。
【００６４】
以上のことから、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部の厚さを、一対の外側配線部の間に配置される内側配線部の厚さの１．２７倍以上２．０倍以下に設定すれば、局部発熱及び絶縁破壊が発生しにくくなり、均熱性も低下しにくくなることが証明された。
【００６５】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のセラミックヒータ１１１では、外側配線部１４６の厚さＴ１を、内側配線部１４７の厚さＴ２よりも厚くすることにより、外側配線部１４６の電気抵抗が内側配線部１４７の電気抵抗よりも小さくなる。このため、外側配線部１４６が位置する巻き合わせ部１２０において、ヒータ配線１４１の局部発熱を抑えることが可能となる。その結果、外側配線部１４６付近のセラミックシート１１９中に存在するガラス成分の溶融が抑制されるため、一対の外側配線部１４６間での絶縁破壊を抑制できるとともに、セラミックヒータ１１１の破損を抑制することができる。ゆえに、セラミックヒータ１１１の信頼性を向上させることができる。
【００６６】
（２）本実施形態では、セラミックシート１１９に形成された一対の内部端子１４２が、同じくセラミックシート１１９に形成された一対の外側配線部１４６よりも内側に配置されている（図１０参照）。このため、セラミックシート１１９を支持体１１７の外周に巻き付けると、両内部端子１４２は、支持体１１７の径方向において互いに反対側に位置するようになる。その結果、両内部端子１４２間の距離が大きくなるため、両内部端子１４２間での放電の発生を抑制することができる。
【００６７】
（３）本実施形態では、外側配線部１４６を幅広に形成することなく、外側配線部１４６の電気抵抗を小さくしているため、巻き合わせ部１２０を挟んで互いに反対側に配置される一対の外側配線部１４６間の距離を確保しやすくなる。よって、両外側配線部１４６間での部分放電の発生をより確実に抑制することができる。
［第４実施形態］
以下、本開示を具体化した第４実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第３実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態では、ヒータ配線の構造が前記第３実施形態とは異なっている。
【００６８】
詳述すると、図１２，図１３に示されるように、セラミックシート１６１が有するヒータ配線１６２を構成する外側配線部１６３は、中央部１６４の厚さＴ３が２０μｍ、中央部１６４とは別の部位１６５の厚さが１５μｍ、線幅が０．６０ｍｍに設定されている。ここで、「外側配線部１６３の中央部１６４」とは、外側配線部１６３の中央部分において、外側配線部１６３の長さの３分の１以下を占める領域をいう。また、ヒータ配線１６２を構成する内側配線部１６６は、厚さＴ４が１５μｍ、線幅が０．６０ｍｍに設定されている。さらに、ヒータ配線１６２を構成する接続部１６７も、厚さが１５μｍ、線幅が０．６０ｍｍに設定されている。即ち、外側配線部１６３の中央部１６４の厚さＴ３は、外側配線部１６３の別の部位１６５の厚さ、内側配線部１６６の厚さＴ４、及び、接続部１６７の厚さよりも厚くなっている。具体的に言うと、中央部１６４の厚さＴ３は、別の部位１６５の厚さ、内側配線部１６６の厚さＴ４及び接続部１６７の厚さの１．３３倍に設定されている。なお、中央部１６４の線幅は、別の部位１６５の線幅、内側配線部１６６の線幅及び接続部１６７の線幅と同一であるため、中央部１６４の断面積は、別の部位１６５の断面積、内側配線部１６６の断面積及び接続部１６７の断面積よりも大きくなっている。
【００６９】
また、本実施形態では、導電性ペーストを２回に分けて印刷することにより、中央部１６４の厚さＴ３を、内側配線部１６６の厚さＴ４よりも厚くしている。詳述すると、まず、セラミックシート１６１となるセラミックグリーンシートの表面上に導電性ペーストを印刷し、ヒータ配線１６２を構成する未焼成電極である第１電極を形成する工程を行う。次に、第１電極上において中央部１６４となる部位に導電性ペーストを印刷し、中央部１６４の一部を構成する第２電極を形成する工程を行う。なお、図示しないが、第２電極の線幅は、例えば、第１電極よりも幅狭となるように調整される。その後、焼成工程を行うことにより、セラミックグリーンシートがセラミックシート１６１となり、第１電極の形成領域の一部が内側配線部１６６となり、第１，第２電極の形成領域が内側配線部１６６よりも厚い中央部１６４となる。
〈実験例〉
以下、本実施形態のセラミックヒータの性能を評価するために行った実験例について説明する。
【００７０】
まず、測定用サンプルを次のように準備した。外側配線部の中央部の厚さが１５μｍ、内側配線部の厚さが１２μｍ、内側配線部の厚さに対する中央部の厚さの比の値が１．２５となるセラミックシートを備えたセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｃ´とした。また、中央部の厚さが２０μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が１．３３となるセラミックヒータ、即ち、本実施形態のセラミックヒータと同じセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｅ´とした。さらに、中央部の厚さが２５μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が１．６７となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｆ´とした。また、中央部の厚さが３０μｍ、内側配線部の厚さが１５μｍ、比の値が２．０となるセラミックヒータを準備し、これをサンプル２Ｇ´とした。なお、サンプル２Ｃ´，２Ｅ´〜２Ｇ´は、それぞれ５個ずつ準備した。
【００７１】
次に、各測定用サンプル（サンプル２Ｃ´，２Ｅ´〜２Ｇ´）が備える一対の内部端子間に電圧（交流２４０Ｖ）を６分間印加し、セラミックシートの表面温度をサーモカメラで計測した。また、外側配線部での局部発熱や一対の外側配線部間での絶縁破壊が生じたか否かを観察した。以上の結果を表４に示す。
【００７２】
【表４】
2017159144.tif 000006
その結果、サンプル２Ｃ´，２Ｅ´〜２Ｇ´では、５個全てのサンプルを６分間観察したが、局部発熱や絶縁破壊の発生は確認されなかった。なお、サンプル２Ｅ´〜２Ｇ´では、外側配線部の中央部がやや低温になったが、セラミックシートの均熱性に悪影響を及ぼす程のものではないことが確認された。
【００７３】
以上のことから、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の外側配線部の中央部の厚さを、一対の外側配線部の間に配置される内側配線部の厚さの１．２５倍以上２．０倍以下に設定すれば、局部発熱及び絶縁破壊が発生しにくくなり、均熱性も低下しにくくなることが証明された。
【００７４】
従って、本実施形態によれば、外側配線部１６３の中央部１６４の厚さＴ３を、内側配線部１６６の厚さＴ４よりも厚くすることにより、中央部１６４の電気抵抗が内側配線部１６６の電気抵抗よりも小さくなる。このため、外側配線部１６３が位置するセラミックシート１６１の巻き合わせ部１６８において、ヒータ配線１６２の局部発熱を抑えることが可能となる。その結果、外側配線部１６３の中央部１６４付近のセラミックシート１６１中に存在するガラス成分の溶融が抑制されるため、一対の外側配線部１６３間での絶縁破壊を抑制できるとともに、セラミックヒータの破損を抑制することができる。ゆえに、セラミックヒータの信頼性を 向上させることができる。
［他の実施形態］
なお、上述の実施形態を以下のように変更してもよい。
【００７５】
・上記第１実施形態において、接続部４５の線幅Ｗ３を、外側配線部４６の線幅Ｗ１及び内側配線部４７の線幅Ｗ２よりも太くしてもよい。同様に、上記第２実施形態において、接続部６７の線幅Ｗ７を、外側配線部６３の中央部６４の線幅Ｗ４、外側配線部６３の別の部位６５の線幅Ｗ５、及び、内側配線部６６の線幅Ｗ６よりも太くしてもよい。
【００７６】
・上記第２実施形態では、１つの外側配線部６３に１つの中央部６４が設けられていた。しかし、中央部６４と同様の線幅を有する幅広部を、１つの外側配線部に２つ以上設けてもよい。また、１つの外側配線部に２つ以上の幅広部を設ける場合、各幅広部は、外側配線部が延びる方向に沿って互いに離間配置されていてもよいし、外側配線部が延びる方向に沿って互いに接触した状態に配置されていてもよい。
【００７７】
・上記実施形態では、セラミックヒータ１１の支持体１７およびセラミックヒータ１１１の支持体１１７が筒状をなしていたが、支持体は棒状をなしていてもよい。即ち、セラミックヒータは、温水洗浄便座とは別のもの（例えば、ファンヒータなど）に用いられるものであってもよい。また、上記実施形態ではステンレス製のフランジを用いたが、例えばアルミナ製のフランジを用いても良い。
【００７８】
・上記実施形態のセラミックヒータ１１およびセラミックヒータ１１１は、一対の内部端子４２間および一対の内部端子１４２間に交流電圧が印加されるものであったが、一対の内部端子４２間および一対の内部端子１４２間に直流電圧が印加されるものであってもよい。
【００７９】
・上記第３実施形態では、導電性ペーストを２回に分けて印刷することにより、外側配線部１４６の厚さＴ１を内側配線部１４７の厚さＴ２よりも厚くしていたが、導電性ペーストを３回以上に分けて印刷することにより、外側配線部１４６の厚さＴ１を内側配線部１４７の厚さＴ２よりも厚くしてもよい。同様に、上記第４実施形態では、導電性ペーストを２回に分けて印刷することにより、中央部１６４の厚さＴ３を内側配線部１６６の厚さＴ４よりも厚くしていたが、導電性ペーストを３回以上に分けて印刷することにより、中央部１６４の厚さＴ３を内側配線部１６６の厚さＴ４よりも厚くしてもよい。
【００８０】
・上記第３実施形態では、第１のセラミックグリーンシート１５１の表面上に導電性ペーストを印刷して、ヒータ配線１４１の略全体（外側配線部１４６の上層部分を除いた領域）を構成する未焼成電極（第１電極１５３）を形成した後、第１電極１５３上において外側配線部１４６となる部位に導電性ペーストを印刷して、外側配線部１４６の上層部分を構成する未焼成電極（第２電極１５４）を形成していた。しかし、第１のセラミックグリーンシート１５１の表面上において外側配線部１４６となる部位に導電性ペーストを印刷して、外側配線部１４６の下層部分を構成する未焼成電極を形成した後、未焼成電極上と第１のセラミックグリーンシート１５１の表面上とに導電性ペーストを印刷して、ヒータ配線１４１の略全体（外側配線部１４６の下層部分を除いた領域）を構成する未焼成電極を形成してもよい。また、インクジェット装置等を用いて導電性ペーストの印刷を１回のみ行うことにより、ヒータ配線１４１全体を形成してもよい。
【００８１】
・上記第４実施形態では、セラミックグリーンシートの表面上に導電性ペーストを印刷して、ヒータ配線１６２の略全体（中央部１６４の上層部分を除いた領域）を構成する未焼成電極（第１電極）を形成した後、第１電極上において中央部１６４となる部位に導電性ペーストを印刷して、中央部１６４の上層部分を構成する未焼成電極（第２電極）を形成していた。しかし、セラミックグリーンシートの表面上において中央部１６４となる部位に導電性ペーストを印刷して、中央部１６４の下層部分を構成する未焼成電極を形成した後、未焼成電極上とセラミックグリーンシートの表面上とに導電性ペーストを印刷して、ヒータ配線１６２の略全体（中央部１６４の下層部分を除いた領域）を構成する未焼成電極を形成してもよい。また、インクジェット装置等を用いて導電性ペーストの印刷を１回のみ行うことにより、ヒータ配線１６２全体を形成してもよい。
【００８２】
・上記第３実施形態では、外側配線部１４６となる第２電極１５４の線幅を、同じく外側配線部１４６となる第１電極１５３よりも幅狭となるように調整していたが、第２電極１５４の線幅を第１電極１５３と同一の幅にしてもよいし、第２電極１５４の線幅を第１電極１５３よりも幅広にしてもよい。同様に、上記第４実施形態では、中央部１６４となる第２電極の線幅を、同じく中央部１６４となる第１電極よりも幅狭となるように調整していたが、第２電極の線幅を第１電極と同一の幅にしてもよいし、第２電極の線幅を第１電極よりも幅広にしてもよい。
【００８３】
ここで、文言の対応関係について説明する。
上記実施形態においては、セラミックヒータ１１，１１１がそれぞれセラミックヒータの一例に相当し、支持体１７，１１７がそれぞれ支持体の一例に相当し、セラミックシート１９，６１，１１９，１６１がそれぞれセラミックシートの一例に相当する。
【００８４】
巻き合わせ部２０，１２０，１６８がそれぞれ巻き合わせ部の一例に相当し、ヒータ配線４１，６２，１４１，１６２がそれぞれヒータ配線の一例に相当し、配線部４４，１４４がそれぞれ配線部の一例に相当し、接続部４５，６７，１４５，１６７がそれぞれ接続部の一例に相当する。
【００８５】
外側配線部４６，６３，１４６，１６３がそれぞれ外側配線部の一例に相当し、内側配線部４７，６６，１４７，１６６がそれぞれ内側配線部の一例に相当し、外側配線部の中央部６４，１６４がそれぞれ外側配線部の中央部の一例に相当する。
［他の技術的思想］
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８６】
（１）外側配線部の線幅が内側配線部の線幅よりも太い構成、または外側配線部の中央部の線幅が内側配線部の線幅よりも太い構成のセラミックヒータにおいて、前記外側配線部の線幅が、前記内側配線部の線幅の１．０９倍以上２．０倍以下、より好ましくは、前記内側配線部の線幅の１．１倍以上２．０倍以下に設定されている、セラミックヒータ。
【００８７】
（２）外側配線部の中央部の線幅が内側配線部の線幅よりも太い構成のセラミックヒータにおいて、前記中央部の線幅が、前記外側配線部における前記中央部とは別の部位の線幅よりも太い、セラミックヒータ。
【００８８】
（３）外側配線部の中央部の厚さが内側配線部の厚さよりも厚い構成のセラミックヒータにおいて、前記中央部の厚さが、前記外側配線部における前記中央部とは別の部位の厚さよりも厚いことを特徴とするセラミックヒータ。
【００８９】
（４）外側配線部の厚さが内側配線部の厚さよりも厚い構成のセラミックヒータを製造する方法であって、前記セラミックシートに対して導電性ペーストを印刷することにより前記ヒータ配線を形成する印刷工程と、前記ヒータ配線が印刷された前記セラミックシートを前記支持体に巻き付ける巻付工程とを含み、前記印刷工程では、導電性ペーストを複数回に分けて印刷することにより、前記外側配線部の厚さを前記内側配線部の厚さよりも厚くすることを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【００９０】
（５）技術的思想（４）において、前記印刷工程は、前記セラミックシートに前記ヒータ配線を構成する第１電極を形成する工程と、前記第１電極上において前記外側配線部となる部位に、前記第１電極よりも幅狭の第２電極を形成する工程とを含むことを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【００９１】
（６）外側配線部の中央部の厚さが内側配線部の厚さよりも厚い構成のセラミックヒータを製造する方法であって、前記セラミックシートに対して導電性ペーストを印刷することにより前記ヒータ配線を形成する印刷工程と、前記ヒータ配線が印刷された前記セラミックシートを前記支持体に巻き付ける巻付工程とを含み、前記印刷工程では、導電性ペーストを複数回に分けて印刷することにより、前記中央部の厚さを前記内側配線部の厚さよりも厚くすることを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【００９２】
（７）技術的思想（６）において、前記印刷工程は、前記セラミックシートに前記ヒータ配線を構成する第１電極を形成する工程と、前記第１電極上において前記中央部となる部位に、前記第１電極よりも幅狭の第２電極を形成する工程とを含むことを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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