(57)【要約】  サイズが小さな場合であっても、潤滑系流体を過度に加熱することなく潤滑系流体の温度を速やかに上げることが可能なヒーターを提供する。ヒーター本体５０、ヒーター本体５０を収納するハウジング５１、及びヒーター本体５０とハウジング５１との間の少なくとも一部に配置され、ヒーター本体５０の少なくとも一部を覆う被覆材５２、を備え、被覆材５２が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなり、ヒーター本体５０が、複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部４、及びハニカム構造部４の側面に配設された一対の電極部２１を有し、ハウジング５１が、ヒーター本体５０の側面側を覆うようにヒーター本体５０を収納し、ハニカム構造部４の隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなり、隔壁が通電により発熱するヒーター１００。
2013140845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーター本体、前記ヒーター本体を収納するハウジング、及び前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間の少なくとも一部に配置され、前記ヒーター本体の少なくとも一部を覆う被覆材、を備え、
前記被覆材が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなり、
前記ヒーター本体が、潤滑系流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部、及び前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有し、
前記ハウジングが、前記潤滑系流体が流入する流入口及び前記ヒーター本体に形成された前記セルを通過した前記潤滑系流体が流出する流出口を有し、前記ヒーター本体の側面側を覆うように前記ヒーター本体を収納し、
前記ハニカム構造部の前記隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなり、前記隔壁が通電により発熱するヒーター。
【請求項２】
前記被覆材が、前記ヒーター本体の前記一方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間、及び前記ヒーター本体の前記他方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている請求項１に記載のヒーター。
【請求項３】
前記被覆材が、前記セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料を、前記ヒーター本体の表面の少なくとも一部にコーティングしたものである請求項２に記載のヒーター。
【請求項４】
前記隔壁は、ＳｉＣ、金属含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ、及び金属複合Ｓｉ３Ｎ４からなる群から選ばれる１種を主成分とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項５】
前記一対の電極部の一部が、前記ハウジングを貫通して前記ハウジングの外側まで延設され、
前記被覆材が、前記一対の電極部が前記ハウジングを貫通する部位における前記一対の電極部と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項６】
前記被覆材が、少なくとも前記ヒーター本体に配置された前記一対の電極部全域を覆うように、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項７】
前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部の側面に配置された電極基板と、前記電極基板に連結するように配置された棒状の電極部とからなる請求項１〜６のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項８】
前記ハウジングの材質が、金属、又は樹脂である請求項１〜７のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項９】
前記ハウジングの内部において、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、断熱材が配置されている請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項１０】
前記被覆材の比抵抗が、１０６Ω・ｃｍ以上である請求項１〜９のいずれか一項に記載のヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒーターに関する。更に詳しくは、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を加熱するために使用することができるヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械の中には、部品同士を擦り合わせながら動作するものがある。例えば、エンジンなどの内燃機関においては、シリンダー内をピストンが上下運動する過程で、多くの部品が互いに擦れ合う。このように部品同士が擦れ合うと、部品に摩耗や発熱を生じ、機械に不具合が生じることがある。【０００３】
そこで、部品同士が擦れ合う際の摩擦を低減させて摩耗や発熱を抑えるために、潤滑系流体を使用する。例えば、エンジンにおける部品の摩耗や発熱の抑制には、潤滑系流体としてエンジンオイルを使用する。このように、部品同士を擦り合わせながら動作する機械を良好に動作させるためには、潤滑系流体が欠かせないものとなっている。但し、このような潤滑系流体が低温状態にある場合には、潤滑系流体の粘性が高くなってしまう。その結果、摩擦を十分に低減できないという問題が生じる。また、潤滑系流体の粘性が高くなってしまうと、潤滑系流体を目的の箇所まで供給できないという問題も生じる。【０００４】
この問題に対処するため、ヒーターを用いて潤滑系流体を加熱することが行われている。これにより、潤滑系流体の粘性を適当に低くすることができ、潤滑系流体によって摩擦を良好に低減することが可能になる。但し、潤滑系流体を過度に加熱してしまうと、潤滑系流体の劣化を引き起こしてしまうという不都合が生じる。そのため、潤滑系流体を過度に加熱しない仕組みを備えるヒーター等が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７４７８９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１６１１４号公報
【特許文献３】実開昭６３−１２６０７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、従来のヒーターでは、潤滑系流体を過度に加熱しない仕組みを有効にしたままで潤滑系流体の温度を速やかに上げることは困難であった。例えば、特許文献１には、ヒーターをシェルに収容して潤滑油を間接加熱する潤滑油の凍結防止構造が記載されている。特許文献１に記載の凍結防止構造では、潤滑油を間接加熱するため、潤滑油の劣化を防止することができる。しかしながら、特許文献１に記載の凍結防止構造においては、ヒーターがシェル内に収容されているため、潤滑油の速やかな昇温が難しいと考えられる。【０００７】
また、特許文献２には、ヒーターに、自らは発熱しない放熱フィンが取り付けられたエンジンオイルの加熱装置が記載されている。特許文献３には、ヒーターに、自らは発熱しない放熱部材が取り付けられたオイルヒータが記載されている。特許文献２及び３のように、放熱部材等をヒーターに取り付けることにより、ヒーターの伝熱面積（換言すれば、熱交換面積）を大きくすることができる。但し、ヒーターに取り付けられた放熱フィンや放熱部材は、自ら発熱するものではないため、潤滑油の速やかな昇温が難しいと考えられる。【０００８】
また、それでも敢えて速やかな昇温を実現するためには、ヒーターのサイズを大きくせざるを得なかった。しかしながら、自動車等においては、車両内の空間的な制約があり、大型のヒーターを、エンジン用の加熱装置として使用することは困難であった。このため、小型で、且つ速やかな昇温が可能なヒーターの開発が要望されている。【０００９】
また、このようなヒーターにおいては、潤滑油が流れる配管等との絶縁対策が必要である。即ち、このようなヒーターには、ヒーターを発熱させるために電流を流すため、上記配管等に電流が流れないようにするための対策が必要である。また、潤滑油が流れる配管にヒーターを配置する際には、ヒーターにより発生した熱が外部に逃げないような断熱対策も必要である。【００１０】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、小型で、且つエンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を速やかに昇温することが可能なヒーターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するため、本発明は、以下のヒーターを提供する。【００１２】
［１］  ヒーター本体、前記ヒーター本体を収納するハウジング、及び前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間の少なくとも一部に配置され、前記ヒーター本体の少なくとも一部を覆う被覆材、を備え、前記被覆材が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなり、前記ヒーター本体が、潤滑系流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部、及び前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有し、前記ハウジングが、前記潤滑系流体が流入する流入口及び前記ヒーター本体に形成された前記セルを通過した前記潤滑系流体が流出する流出口を有し、前記ヒーター本体の側面側を覆うように前記ヒーター本体を収納し、前記ハニカム構造部の前記隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなり、前記隔壁が通電により発熱するヒーター。【００１３】
［２］  前記被覆材が、前記ヒーター本体の前記一方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間、及び前記ヒーター本体の前記他方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている前記［１］に記載のヒーター。【００１４】
［３］  前記被覆材が、前記セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料を、前記ヒーター本体の表面の少なくとも一部にコーティングしたものである前記［２］に記載のヒーター。【００１５】
［４］  前記隔壁は、ＳｉＣ、金属含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ、及び金属複合Ｓｉ３Ｎ４からなる群から選ばれる１種を主成分とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載のヒーター。【００１６】
［５］  前記一対の電極部の一部が、前記ハウジングを貫通して前記ハウジングの外側まで延設され、前記被覆材が、前記一対の電極部が前記ハウジングを貫通する部位における前記一対の電極部と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている前記［１］〜［４］のいずれかに記載のヒーター。【００１７】
［６］  前記被覆材が、少なくとも前記ヒーター本体に配置された前記一対の電極部全域を覆うように、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に配置されている前記［１］〜［５］のいずれかに記載のヒーター。【００１８】
［７］  前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部の側面に配置された電極基板と、前記電極基板に連結するように配置された棒状の電極部とからなる前記［１］〜［６］のいずれかに記載のヒーター。【００１９】
［８］  前記ハウジングの材質が、金属、又は樹脂である前記［１］〜［７］のいずれかに記載のヒーター。【００２０】
［９］  前記ハウジングの内部において、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、断熱材が配置されている前記［１］〜［８］のいずれかに記載のヒーター。【００２１】
［１０］  前記被覆材の比抵抗が、１０６Ω・ｃｍ以上である前記［１］〜［９］のいずれかに記載のヒーター。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のヒーターは、ヒーター本体、ヒーター本体を収納するハウジング、及びヒーター本体の少なくとも一部を覆う被覆材、を備えたものである。本発明のヒーターにおいては、被覆材が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる。そして、上記ヒーター本体が、潤滑系流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部、及びハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有する。また、上記ハウジングが、潤滑系流体が流入する流入口及びヒーター本体に形成されたセルを通過した潤滑系流体が流出する流出口を有する。上記ハウジングが、ヒーター本体の側面側を覆うようにヒーター本体を収納する。本発明のヒーターにおいては、ハニカム構造部の隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなり、この隔壁が通電により発熱する。【００２３】
本発明のヒーターによれば、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。また、ヒーターのサイズが小さな場合であっても、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。【００２４】
更に、ヒーター本体とハウジングとの間の少なくとも一部に、ヒーター本体の少なくとも一部を覆うように被覆材が配置されているため、ヒーター本体とハウジングとの電気的な絶縁を得ることができる。また、上記被覆材が、ヒーター本体とハウジングとのシール層としても機能する。これにより、ヒーター本体とハウジングとの間のシール性を向上することができる。例えば、上記被覆材を配置することにより、ヒーター本体とハウジングとの間への、加熱対象である潤滑系流体の漏れ出しを抑制する役割を果たす。更に、上記被覆材が、ヒーター本体の断熱層としても機能する。これにより、ヒーターの断熱性を向上することができる。例えば、上記被覆材を配置することにより、ヒーター本体が発熱した際に、ハウジング外部への放熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のヒーターの一実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示すヒーターの一方の端面を模式的に示す平面図である。
【図３】図１に示すヒーターの上面を模式的に示す平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。
【図５】図３におけるＢ−Ｂ’断面を模式的に示す断面図である。
【図６】図１に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。
【図７】図６に示すヒーター本体の一方の端面を模式的に示す平面図である。
【図８】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明のヒーターの他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１５に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。
【図１７】図１５に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。
【図１８】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２０】図１９に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。
【図２１】本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２２】図２１に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。
【図２３】図２１に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。
【図２４】図２１に示すヒーターのヒーター本体を模式的に示す斜視図である。
【図２５】図２４に示すヒーター本体の展開状態を模式的に示す展開斜視図である。
【図２６】実施例における通電加熱試験の試験方法を説明するための説明図である。
【図２７】本発明のヒーターの更に他の実施形態に用いられるヒーター本体を模式的に示す斜視図である。
【図２８】本発明のヒーターの更に他の実施形態に用いられるヒーター本体を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２７】
（１）ヒーター：
本発明のヒーターの一の実施形態は、図１〜図５に示すようなヒーター１００である。本実施形態のヒーター１００は、ヒーター本体５０、ヒーター本体５０を収納するハウジング５１、及びヒーター本体５０とハウジング５１との間の少なくとも一部に配置され、ヒーター本体５０の少なくとも一部を覆う被覆材５２、を備えたものである。本実施形態のヒーター１００においては、被覆材５２が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる。
【００２８】
ここで、図１は、本発明のヒーターの一実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すヒーターの一方の端面を模式的に示す平面図である。図３は、図１に示すヒーターの上面を模式的に示す平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ’断面を模式的に示す断面図である。
【００２９】
本実施形態のヒーター１００に用いられるヒーター本体５０は、図６及び図７に示すようなものである。ここで、図６は、図１に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図７は、図６に示すヒーター本体の一方の端面を模式的に示す平面図である。
【００３０】
図６及び図７に示すように、ヒーター本体５０が、筒状のハニカム構造部４、及び一対の電極部２１を有する。筒状のハニカム構造部４は、潤滑系流体の流路となる一方の端面１１から他方の端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する隔壁１を有する。一対の電極部２１が、ハニカム構造部４の側面５に配設されている。ハニカム構造部４の隔壁１が、セラミックスを主成分とする材料からなる。この隔壁１が通電により発熱する。即ち、本実施形態のヒーター１００においては、ハニカム構造部４の隔壁１が、潤滑系流体を加熱するための発熱体となる。
【００３１】
また、図１〜図５に示すように、本実施形態のヒーター１００のハウジング５１が、ヒーター本体５０の側面側を覆うようにヒーター本体５０を収納している。ハウジング５１が、潤滑系流体が流入する流入口５５及びヒーター本体５０に形成されたセル２を通過した潤滑系流体が流出する流出口５６を有する。本実施形態のヒーター１００のハウジング５１は、一の面に開口部を有するハウジング本体５１ａと、ハウジング本体５１ａの開口部を塞ぐための蓋部５１ｂと、から構成されたものである。ハウジング本体５１ａの内部に、ヒーター本体５０が配置され、その後、ハウジング本体５１ａに蓋部５１ｂが配設されることによって、ハウジング５１内にヒーター本体５０が収納される。
【００３２】
このような本実施形態のヒーター１００によれば、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。また、ヒーター１００のサイズが小さな場合であっても、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。即ち、上述したように、本実施形態のヒーター１００においては、通電によって隔壁１自体が発熱する。このため、潤滑系流体がセル２内を流通する過程で、隔壁１によって潤滑系流体を加熱し続けることができる。
【００３３】
例えば、ハニカム構造部の隔壁自体が発熱せずに、別の熱源によってハニカム構造部を加熱するヒーターでは、潤滑系流体の良好な加熱が困難である。即ち、ヒーターによって潤滑系流体を加熱する過程においては、セル内を流通する潤滑系流体と、隔壁との間で、熱交換が行われる。隔壁自体が発熱しないヒーターでは、別の熱源による隔壁の加熱が追いつかず、潤滑系流体の速やかな昇温が困難である。また、隔壁自体が発熱しないヒーターにおいては、別の熱源を大きくして、隔壁に伝達する熱を多くすることも考えられる。しかしながら、このような方法では、ヒーター全体のサイズが大きくなってしまう。自動車等においては、車両内の空間的な制約があり、大型のヒーターを、エンジン用の加熱装置として使用することは困難である。
【００３４】
また、ハニカム構造部４が、複数のセル２を区画形成する隔壁１を有するハニカム構造であるため、潤滑系流体との接触面積を大きくすることができる。このため、セル２内を流通する潤滑系流体を良好に加熱することができ、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。即ち、本実施形態のヒーター１００においては、ヒーター内に流入した潤滑系流体が小分けされ、小分けされた潤滑系流体が各セル２内を流通する。このように潤滑系流体が小分けされると、潤滑系流体と隔壁１との接触面積が大きくなる。これに伴って、隔壁１と潤滑系流体との接触による伝熱量も多くなる。更に、隔壁１と潤滑系流体との伝熱量が多くなると、その伝熱量が、潤滑系流体内での熱拡散によって散逸してしまう熱量よりも大きくなる。このため、潤滑系流体の温度が、より速やかに上がり易くなる。
【００３５】
また、本実施形態のヒーター１００においては、隔壁１の単位面積あたりの発熱量を少なくする場合であっても、潤滑系流体の温度を確実に上げることができる。これは、本実施形態のヒーター１００が、セル２によって構成される流路中で、潤滑系流体を加熱し続けることができるからである。隔壁１の単位面積あたりの発熱量を少なくすると、潤滑系流体を過度に加熱することを防ぐことができる。従って、本実施形態のヒーター１００においては、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。また、このように潤滑系流体を過度に加熱しないため、潤滑系流体の劣化を有効に抑制することができる。
【００３６】
更に、本実施形態のヒーター１００においては、ヒーター本体５０とハウジング５１との間の少なくとも一部に被覆材５２が配置されている。本実施形態のヒーター１００においては、被覆材５２が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる。このため、ヒーター本体５０とハウジング５１との電気的な絶縁を得ることができる。また、上記被覆材５２が、ヒーター本体５０とハウジング５１とのシール層としても機能する。これにより、ヒーター本体５０とハウジング５１との間のシール性を向上することができる。例えば、上記被覆材５２を配置することにより、ヒーター本体５０とハウジング５１との間への、加熱対象である潤滑系流体の漏れ出しを抑制する役割を果たす。更に、上記被覆材５２が、ヒーター本体５０の断熱層としても機能する。これにより、ヒーター１００の断熱性を向上することができる。例えば、上記被覆材５２を配置することにより、ヒーター本体５０が発熱した際に、ハウジング５１外部への放熱を抑制することができる。
【００３７】
本明細書において、「潤滑系流体」とは、機械系部品の潤滑に用いられる流体の総称を意味する。機械系部品の潤滑に用いられる流体としては、例えば、エンジンオイル、トランスミッションフルード、ギアオイル、デフオイル、ブレーキフルード、パワーステアリングフルード等を挙げることができる。
【００３８】
本実施形態のヒーターは、例えば、自動車のエンジンオイルやトランスミッションフルード等の潤滑系流体を加熱するためのヒーターとして使用することができる。一般に、自動車を冬季に走行させたり、寒冷地で走行させたりする場合には、上記潤滑系流体が低温になり易い。潤滑系流体が低温状態にあると、その粘性が高くなってしまう。その結果、エンジンやトランスミッションについては、部品に生じる摩擦が大きい状態のまま動作する時間が増えてしまう。このような状態でエンジンやトランスミッションを動作させると、燃費の悪化を招く。
【００３９】
本実施形態のヒーターを使用すると、エンジンオイルやトランスミッションフルードの温度を速やかに上げることができる。これにより、エンジンオイルやトランスミッションフルードが低温になっている時間を短縮することができる。その結果、自動車の燃費を向上させることができる。
【００４０】
また、一般に、トランスミッションフルードは、エンジンオイルよりも燃費悪化への寄与が大きい。従来のヒーターでは、トランスミッションフルードを十分に加熱するためには、大型のヒーターを使用しなければならなかった。本実施形態のヒーターにおいては、ヒーターを小型化した場合であっても、トランスミッションフルードを十分に加熱することができる。これにより、自動車の燃費をより向上させることができる。このように、本実施形態のヒーターは、自動車のような、ヒーターを設置するための空間の広さが限られている場合に、その効果を十分に発揮するものである。
【００４１】
以下、本実施形態のヒーターについて、構成要素毎に更に詳細に説明する。
【００４２】
（１−１）ヒーター本体：
ヒーター本体は、図６及び図７に示すように、筒状のハニカム構造部４、及び一対の電極部２１を有するものである。筒状のハニカム構造部４が、潤滑系流体の流路となる一方の端面１１から他方の端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する隔壁１を有する。このヒーター本体においては、一対の電極部２１が、ハニカム構造部４の側面５に配設されている。
【００４３】
ハニカム構造部４が、隔壁１を取り囲むように最外周に配置された外周壁３を更に有していてもよい。図６及び図７においては、ハニカム構造部４が、外周壁３を更に有している場合の例を示す。外周壁３によって構成されるハニカム構造部４の側面５に、一対の電極部２１が配設されている。隔壁１と、外周壁３とは、同一の材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。
【００４４】
隔壁１は、セラミックスを主成分とする材料からなるものである。ここで、本明細書において、「セラミックスを主成分とする」とは、セラミックスを５０質量％以上含むことをいう。即ち、セラミックスを主成分とする材料からなる隔壁とは、セラミックスを５０質量％以上含んだ隔壁のことを意味する。本実施形態のハニカム構造部に適用可能な「通電により発熱するセラミックス」としては、ＳｉＣ、金属含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ、金属複合Ｓｉ３Ｎ４等を挙げることができる。
【００４５】
本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の比抵抗が０．０１〜５０Ω・ｃｍであることが好ましい。本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の比抵抗が０．０３〜１０Ω・ｃｍであることが更に好ましく、０．０７〜５Ω・ｃｍであることが特に好ましい。隔壁の比抵抗を上記数値範囲とすることにより、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を速やかに昇温することが可能なヒーターとすることができる。また、ハニカム構造部の小型化に十分対応可能なものとなる。
【００４６】
上述したＳｉＣには、再結晶ＳｉＣ及び反応焼結ＳｉＣが含まれる。再結晶ＳｉＣは、例えば、以下のように作製されるものである。まず、ＳｉＣ粉体、有機質バインダー、及び「水又は有機溶剤」を含有する原料を、混合、混練して坏土を調製する。次に、この坏土を成形して成形体を作製する。次に、得られた成形体を、不活性ガス雰囲気中において、１６００〜２３００℃で焼成して、焼成体を得る。このようにして得られたものが「再結晶ＳｉＣ」である。そして、得られた焼成体は主に多孔質となる。再結晶ＳｉＣは、原料、粒径、不純物量などを変化させることにより比抵抗を変化させることができる。例えば、ＳｉＣ中に不純物を固溶させることにより、比抵抗を変化させることができる。具体的には、窒素雰囲気中で焼成することにより、ＳｉＣに窒素を固溶させて再結晶ＳｉＣの比抵抗を小さくすることができる。
【００４７】
反応焼結ＳｉＣは、原料間の反応を利用して生成させたＳｉＣである。反応焼結ＳｉＣとしては、多孔質の反応焼結ＳｉＣ、及び緻密質の反応焼結ＳｉＣを挙げることができる。多孔質の反応焼結ＳｉＣは、例えば、以下のように作製されるものである。まず、窒化珪素粉末、炭素質物質、炭化珪素及び黒鉛粉末を混合、混練して坏土を調製する。なお、炭素質物質は、窒化珪素を還元する物質である。炭素質物質としては、カーボンブラック、アセチレンブラック等の固体カーボン粉末、フェノール、フラン、ポリイミド等の樹脂等を挙げることができる。次に、この坏土を成形して成形体を作製する。次に、非酸化性雰囲気中において、上記成形体を一次焼成して一次焼成体を得る。次に、得られた一次焼成体を酸化性雰囲気中で加熱して脱炭することにより、残存する黒鉛を除去する。次に、非酸化性雰囲気中において、「脱炭された一次焼成体」を１６００〜２５００℃で二次焼成して二次焼成体を得る。このようにして得られたものが「多孔質の反応焼結ＳｉＣ」である。
【００４８】
緻密質の反応焼結ＳｉＣは、例えば、以下のように作製されるものである。まず、ＳｉＣ粉体及び黒鉛粉末を混合、混練して坏土を調製する。次に、この坏土を成形して成形体を作製する。次に、この成形体に「溶融した珪素（Ｓｉ）」を含浸させる。これにより、黒鉛を構成する炭素と、含浸させた珪素とを反応させてＳｉＣを生成させる。上記のように、成形体に「溶融した珪素（Ｓｉ）」を「含浸」させることにより、気孔が無くなり易い。即ち、気孔が塞がれ易い。そのため、緻密な成形体を得ることができる。このようにして得られたものが「緻密質の反応焼結ＳｉＣ」である。
【００４９】
上述した「金属含浸ＳｉＣ」としては、Ｓｉ含浸ＳｉＣ、金属Ｓｉとその他の種類の金属とを含浸させたＳｉＣ等を挙げることができる。上記「その他の種類の金属」としては、例えば、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｔｉ等を挙げることができる。隔壁が、上述した「金属含浸ＳｉＣ」を主成分とする材料からなる場合には、その隔壁が、耐熱性、耐熱衝撃性、耐酸化性、及び耐食性に優れたものになる。「耐食性」とは、酸やアルカリなどによって生じる腐食作用に対する対抗性のことを意味する。
【００５０】
金属含浸ＳｉＣとしては、例えば、ＳｉＣ粒子を主体とした多孔質体に、溶融した金属を含浸させたものを挙げることができる。このため、金属含浸ＳｉＣは、比較的に気孔が少ない緻密体となる。
【００５１】
「Ｓｉ含浸ＳｉＣ」とは、金属ＳｉとＳｉＣとを構成成分として含む焼結体を総称する概念である。金属Ｓｉとは、金属珪素のことを意味する。Ｓｉ含浸ＳｉＣでは、ＳｉＣ粒子の表面を、金属Ｓｉの凝固物が取り囲んでいる。これにより、Ｓｉ含浸ＳｉＣは、金属Ｓｉを介して、複数のＳｉＣ粒子同士が結合した構造を有するものとなっている。
【００５２】
「金属Ｓｉとその他の種類の金属とを含浸させたＳｉＣ」とは、金属Ｓｉとその他の種類の金属とＳｉＣとを構成成分として含む焼結体を総称する概念である。金属Ｓｉとその他の種類の金属とを含浸させたＳｉＣでは、ＳｉＣ粒子の表面を、金属Ｓｉの凝固物やその他の種類の金属の凝固物が取り囲んでいる。これにより、金属Ｓｉとその他の種類の金属とを含浸させたＳｉＣは、金属Ｓｉやその他の種類の金属を介して、複数のＳｉＣ粒子同士が結合した構造を有するものとなっている。
【００５３】
隔壁が、金属含浸ＳｉＣを主成分とする材料からなる場合には、含浸させる金属の量を調整することにより、隔壁の比抵抗を調整することができる。隔壁が、金属含浸ＳｉＣを主成分とする材料からなる場合には、一般に、含浸させる金属の量が多くなるにつれて、隔壁の比抵抗がより小さくなる。
【００５４】
上述した「金属複合ＳｉＣ」としては、Ｓｉ複合ＳｉＣ、金属Ｓｉとその他の種類の金属とを複合焼結させたＳｉＣ等を挙げることができる。上記「その他の種類の金属」としては、例えば、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｔｉ等を挙げることができる。
【００５５】
金属複合ＳｉＣとしては、ＳｉＣ粒子と金属粉末とを混合焼結したものを挙げることができる。ＳｉＣ粒子と金属粉末とを混合焼結する際には、ＳｉＣ粒子と金属粉末とが接触する接点において焼結が進行する。このため、金属複合ＳｉＣは、比較的に多くの気孔が形成された多孔質体となる。金属複合ＳｉＣでは、金属粉末からなる金属相を介してＳｉＣ粒子が相互連結した構造を取りつつ、多孔質体の気孔が形成されている。例えば、Ｓｉ複合ＳｉＣでは、ＳｉＣ粒子の表面に金属Ｓｉ相が結合した形で、気孔を形成しながら、金属Ｓｉを介してＳｉＣ粒子同士が結合した構造が取られている。金属Ｓｉとその他の種類の金属とを複合焼結させたＳｉＣにおいても、上記金属複合ＳｉＣと同様の構造が取られている。
【００５６】
隔壁が、金属複合ＳｉＣを主成分とする材料からなる場合には、複合させる金属の量や成分を調整することにより、隔壁の比抵抗を調整することができる。隔壁が、金属複合ＳｉＣを主成分とする材料からなる場合には、一般に、複合させる金属の量が多くなるにつれて、隔壁の比抵抗がより小さくなる。
【００５７】
本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の単位表面積あたりの発熱量が、ハニカム構造部の大きさ、隔壁の比抵抗、隔壁の厚さ、セル密度等に依存している。例えば、ハニカム構造部の大きさが制限されている場合には、隔壁の厚さやセル密度を調整することによって、隔壁の単位表面積あたりの発熱量を調節することができる。これにより、潤滑系流体を過度に加熱しないようなヒーターとすることができる。また、ヒーターを配置する空間の広さに余裕がある場合には、ハニカム構造部の大きさを調整して、ヒーターの発熱量を調節することができる。ハニカム構造部の大きさとは、ハニカム構造部のセルの延びる方向の長さや、ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面の大きさのことを意味する。以下、「ハニカム構造部のセルの延びる方向の長さ」のことを、単に「ハニカム構造部の長さ」ということがある。また、「ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面の大きさ」のことを、単に「ハニカム構造部の断面の大きさ」ということがある。
【００５８】
例えば、ハニカム構造部の長さを長くすることができる場合には、潤滑系流体を加熱する距離を長くすることができる。これにより、潤滑系流体を良好に加熱することができる。また、ハニカム構造部の長さを長くすることで、潤滑系流体を十分に加熱することができる場合には、隔壁の比抵抗を相対的に小さくしてもよい。
【００５９】
一方、ハニカム構造部の長さや断面の大きさに制約がある場合には、隔壁の比抵抗、隔壁の厚さ、セル密度等を調整して、隔壁の単位表面積あたりの発熱量を調節することが好ましい。
【００６０】
例えば、隔壁の気孔率を調整することにより、隔壁の比抵抗を調整することができる。一般に、隔壁の気孔率が小さくなるほど、隔壁の比抵抗がより小さくなる。
【００６１】
また、隔壁の主成分によって、隔壁の気孔率の好ましい範囲が異なってくる。例えば金属複合ＳｉＣを主成分とすると、隔壁の気孔率は、３０〜９０％が好ましい。また、金属複合ＳｉＣを主成分とすると、隔壁に開気孔が多く存在し、気孔が大きくなる。そして、金属複合ＳｉＣを主成分とする隔壁は、隣り合うセル間を連通する連通気孔が多く存在する。そのため、この連通気孔によって潤滑系流体が隔壁内部を通過することが可能になる。従って、隔壁と潤滑系流体との接触面積が大きくなる。そのため、金属複合ＳｉＣを主成分とする隔壁を有するハニカム構造部を備えるヒーターは、加熱効率（即ち、熱交換効率）が向上する。なお、加熱効率は、後述する「変換効率」で表すことができる。一方、例えば、金属含浸ＳｉＣを主成分とすると、隔壁の気孔率は、０〜１０％が好ましい。また、金属含浸ＳｉＣを主成分とすると、隔壁の気孔が小さくなり、開気孔が少なくなる。そのため、金属含浸ＳｉＣを主成分とする隔壁には、潤滑系流体が浸入し難い。そのため、隔壁の気孔内に留まって流れなくなる潤滑系流体が少なくなる。このようなことから、金属含浸ＳｉＣを主成分とする隔壁の場合には、潤滑系流体が過熱されて劣化することを防止できる。また、セル間を連通する気孔が無いため、潤滑系流体が隔壁の内部を通過することが無くなる。そのため、潤滑系流体についてセル内のみを流動させることができる。
【００６２】
また、隔壁の材料として用いられるＳｉＣの種類、純度（不純物量）によっても、隔壁の比抵抗を調整することができる。ＳｉＣの種類としては、α−ＳｉＣ、β−ＳｉＣ等を挙げることができる。また、α−ＳｉＣやβ−ＳｉＣの混合割合を調整することによって、隔壁の比抵抗を調整することもできる。
【００６３】
また、隔壁の材料に含まれる金属中の不純物の量によっても、隔壁の比抵抗が変化する。また、主成分とする材料に含まれる金属として、合金を使用することもできる。また、ハニカム構造部の作製時に、上記金属を合金化させることもできる。このようにすることにより、隔壁の比抵抗を変化させることができる。
【００６４】
本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の厚さが、０．１〜０．５１ｍｍであることが好ましい。また、ハニカム構造部のセル密度が、１５〜２８０セル／ｃｍ２であることが好ましい。このように構成されたハニカム構造部を用いることにより、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の厚さが、０．１〜０．５１ｍｍであり、且つハニカム構造部のセル密度が、１５〜２８０セル／ｃｍ２であることがより好ましい。
【００６５】
また、本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の厚さが０．２５〜０．５１ｍｍであり、且つセル密度が１５〜６２セル／ｃｍ２であることが更に好ましい。隔壁の厚さが０．３０〜０．３８ｍｍであり、且つセル密度が２３〜５４セル／ｃｍ２であることが特に好ましい。このように構成されたハニカム構造部を用いることにより、セル内を潤滑系流体が流通する際の圧力損失を小さくすることができる。
【００６６】
ヒーター本体は、ハニカム構造部の隔壁の表面に、絶縁破壊強度が１０〜１０００Ｖ／μｍである絶縁層を有するものであることが好ましい。絶縁層の絶縁破壊強度は、１００〜１０００Ｖ／μｍであることが更に好ましい。潤滑系流体は、部品から生じた金属性磨耗粉や水分などを含んでいることがある。特に、金属性磨耗粉はオイルフィルターなどにより大部分が除去されるが、除去されずに潤滑系流体中に残るものがある。そのため、ヒーターを長期間使用することより、除去されずに残った金属性磨耗粉が隔壁に付着したり、堆積して目詰まりしたりすることがある。このような場合、ヒーターが短絡してしまう可能性がある。ハニカム構造部の隔壁の表面に、絶縁破壊強度が１０〜１０００Ｖ／μｍである電気絶縁層（以下、単に「絶縁性」ともいう）を有すると、潤滑系流体に含まれる金属性磨耗粉が隔壁に付着や堆積して目詰まりすることに起因してヒーターが短絡してしまうことを防ぐことができる。
【００６７】
上記絶縁層としては、隔壁に含まれるセラミックス成分が酸化して作られる酸化膜を挙げることができる。このような酸化膜は、酸化雰囲気下で高温処理することにより形成することができる。
【００６８】
絶縁層としては、セラミックスコート層、ＳｉＯ２系のガラスコート層、又はセラミックスと「ＳｉＯ２系のガラス」との混合物のコート層からなるものであってもよい。
【００６９】
セラミックスコート層としては、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２などの酸化物を主成分とするものや、窒化物を主成分とするものを挙げることができる。「酸化物を主成分とするもの」と「窒化物を主成分とするもの」とでは、「酸化物を主成分とするもの」の方が大気中における安定性が高い。一方、「窒化物を主成分とするもの」は、より熱伝導に優れる。ＳｉＯ２系のガラスコート層としては、ＳｉＯ２を主成分とするものを挙げることができる。セラミックスとＳｉＯ２系のガラスとの混合物のコート層としては、ＳｉＯ２と「Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２などの成分」との混合物を主成分とするものを挙げることができる。なお、絶縁層の構成成分は、耐電圧の要求値に応じて適宜選択することができる。
【００７０】
セラミックスコート層、ＳｉＯ２系のガラスコート層、及びセラミックスとＳｉＯ２系のガラスとの混合物のコート層の形成には、それぞれ湿式による方法、又は乾式による方法を採用することができる。
【００７１】
湿式による方法としては、ハニカム焼結体を、絶縁層形成用スラリー、絶縁層形成用コロイド、及び絶縁層形成用溶液のいずれかに浸漬し、その後、余剰分を除去し、乾燥させた後、焼成する方法を挙げることができる。
【００７２】
例えば、「酸化物を主成分とする絶縁層」を形成する場合、絶縁層形成用スラリー、及び絶縁層形成用コロイドとしては、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｅ等の金属源、又はその酸化物を含むものを用いることができる。「酸化物を主成分とする絶縁層」は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２などを主成分とする絶縁層のことである。また、絶縁層形成用溶液としては、Ａｌ（ＯＣ３Ｈ７）３、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４などの金属アルコキシド溶液を用いることができる。湿式による方法における焼結温度は、主成分によって適宜決定することができる。湿式による方法における焼結温度は、例えば、ＳｉＯ２を主成分とする絶縁層の場合、１１００〜１２００℃であることが好ましい。また、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする絶縁層の場合、１３００〜１４００℃であることが好ましい。
【００７３】
「窒化物を主成分とする絶縁層」を形成する場合、ハニカム成形体を、絶縁層形成用スラリー、及び絶縁層形成用コロイド、絶縁層形成用溶液のいずれかに浸漬し、その後、余剰分を除去し、乾燥させる。その後、窒素又はアンモニアを含む還元雰囲気にて窒化する。このようにして、窒化物を主成分とする絶縁層を形成することができる。窒化物としては、絶縁性を有しながら熱伝導が高いＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４等を挙げることができる。
【００７４】
乾式による方法は、静電スプレー法などを挙げることができる。静電スプレー法により絶縁層を形成するには、例えば、以下ように行うことができる。まず、絶縁性物質の粉末（絶縁性粒子）又は「絶縁性粒子を含むスラリー」に電圧を印加して負（又は正）に帯電させる。その後、正（又は負）に帯電させたハニカム構造部に、帯電させた「絶縁性粒子、又は絶縁性粒子を含むスラリー」を吹き付ける。このようにして絶縁層を形成する。
【００７５】
絶縁層の膜厚は、所望の耐電圧に応じて適宜設定することができる。絶縁層の膜厚が厚いと、絶縁性が高くなるものの潤滑系流体を加熱するには熱抵抗が大きくなる。これは、絶縁層が隔壁に比較して熱伝導が低くなりやすいためである。更に、ヒーターの圧力損失が大きくなる。そのため、絶縁層の膜厚は絶縁性が確保できる範囲内において薄い方が好ましい。具体的には、絶縁層の膜厚は、隔壁の膜厚よりも薄いことが好ましい。更に具体的には、材質毎の絶縁破壊強度に拠るが、絶縁層の膜厚が、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることが更に好ましく、３μｍ以下であることが特に好ましい。絶縁層の膜厚が上述した値であると、熱抵抗を低く維持しつつ、ハニカム構造部の圧力損失が増加することを防止できる。絶縁層の膜厚は、絶縁層の平均膜厚を意味する。絶縁層の膜厚は、断面サンプルを用いて光学顕微鏡や電子顕微鏡により観察して計測した値である。ここで、「断面サンプル」は、ヒーター本体の一部を切り出したサンプルであり、隔壁の壁面に直交する切断面を有するサンプルである。また、例えば、絶縁層が酸化膜である場合に、上記のような厚さの酸化膜を形成するためには、焼成温度を１２００〜１４００℃とすることが好ましい。また、水蒸気雰囲気下で焼成し、酸化膜を形成することも好ましい方法である。更に、焼成時間を調整することにより、酸化膜の膜厚を調整することもできる。焼成時間が長くなるほど、酸化膜の厚さは厚くなる。
【００７６】
更に、本実施形態のヒーターでは、隔壁の表面には、ＳｉＣが酸化してＳｉＯ２が生成されたことにより、酸化膜が形成されている。隔壁の表面に酸化膜を形成する際には、大気などの酸化雰囲気下で高温処理を施す。本実施形態のヒーターが備えるハニカム構造部のように、隔壁表面に絶縁性を有するためには、例えば、大気中で１２００℃〜１４００℃で熱処理することにより、隔壁の表面に酸化膜を形成することができる。
【００７７】
ハニカム構造部の形状は特に限定されず、例えば、端面が円形の筒状（円筒形状）、端面がオーバル形状の筒状、端面が多角形の筒状等の形状とすることができる。多角形としては、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等を挙げることができる。図１〜図７においては、ハニカム構造部４の形状が、端面が四角形の筒状である場合の例を示す。
【００７８】
セル２の延びる方向に直交する断面におけるセル２の形状が、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせ、であることが好ましい。また、上記断面におけるセル２の形状が、円形であってもよい。
【００７９】
外周壁は、ハニカム構造部の側面を構成する壁である。外周壁は、ハニカム構造部を作製する過程において、隔壁とともに形成されたものであってもよい。例えば、隔壁と外周壁とを一度に押出成形して作製してもよい。勿論、押出成形時には外周壁を形成しなくともよい。例えば、セルを区画形成する隔壁の外周部分に、セラミックス材料を塗工して外周壁を形成することもできる。
【００８０】
外周壁３は、セラミックスを主成分とする材料からなるものであることが好ましい。外周壁３は、隔壁１と同一の材料からなるものであってもよいし、隔壁１と異なる材料からなるものであってもよい。外周壁の材料としては、例えば、ＳｉＣ、金属含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ、金属複合Ｓｉ３Ｎ４等を挙げることができる。
【００８１】
ハニカム構造部の外周壁は、厚肉であると更に好ましい。外周壁が厚肉であるとは、外周壁が隔壁より厚いことを意味する。外周壁が厚肉であると、外周壁の構造体としての強度が増大する。そのため、電極部の接合時における熱応力に対する耐性を向上させることができる。その結果、外周壁におけるクラックの生成などを抑制し易くなる。また、外周壁が厚肉であると、外周壁の熱容量が増大する。そのため、通電時における外周壁の温度上昇を減少させることができる。ここで、外周壁は、エンジンオイルなどの潤滑系流体との接触面積が小さいので過熱し易い。そのため、上記のように、通電時における外周壁の温度上昇を減少させることが好ましい。また、ヒーターのハウジングの少なくとも一部に樹脂が使用されている場合、ヒーターが局所的に過熱することによって当該樹脂が劣化し損傷することがある。そのため、ハニカム構造部の外周壁を厚肉にすることにより、当該樹脂の劣化による損傷を抑制することが可能になる。
【００８２】
外周壁の厚さは、外周壁の気孔率などにも拠るが、０．３〜５ｍｍが好ましく、０．５〜３ｍｍが更に好ましい。
【００８３】
また、ハニカム構造部の外周壁は、緻密であると更に好ましい。外周壁が緻密であると、外周壁内部を通過して潤滑系流体がヒーター本体の外部に漏れ出ることを抑制できる。ハウジング内にヒーターを収納する際には、ハウジング内に潤滑系流体が漏れ出ることを防止するために、ヒーター本体の外周にシール材が配置されることがある。外周壁を緻密にすれば、上記のように潤滑系流体がヒーターの外部に漏れ出ることを抑制できるため、上記シール材が不要になる。なお、上述したように、従来のヒーターにおいては、ヒーター本体の外部に潤滑系流体が漏れ出さないように構成されていることが一般的であるが、本実施形態のヒーターにおいては、ハウジングとヒーター本体との間に、積極的に潤滑系流体を流してもよい。即ち、ヒーター本体の外側に積極的に潤滑系流体を流して、ハニカム構造部の外周壁の外側の面を使用して、潤滑系流体を加熱してもよい。
【００８４】
「緻密な外周壁」は、例えば、金属を含浸させることにより緻密化したものが好ましい。また、「緻密な外周壁」は、緻密な「Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、又はＢＮ」、又はこれらの複合物により形成されてもよい。
【００８５】
このような「緻密な外周壁」を有するハニカム構造部は、例えば、「隔壁を構成する材料」と、この「隔壁を構成する材料」と異なる種類の「外周壁を構成する材料」とを、共押出しすることにより作製できる。
【００８６】
また、「金属が含浸されることにより緻密化した外周壁」を有するハニカム構造部は、乾燥後のハニカム成形体、又は焼成後のハニカム焼結体に金属を含浸させて形成することが好ましい。なお、含浸させる金属としては、Ｓｉが好ましい。そして、上記乾燥後のハニカム成形体、又は焼成後のハニカム焼結体に金属を含浸させるには、外周壁のみが含浸されるように、含浸させる金属の量（例えば含浸Ｓｉ量）を調整して金属を含浸させる方法がある。又は、上記乾燥後のハニカム成形体、又は焼成後のハニカム焼結の両端面に含浸阻害材をコーティングしたり、上記両端面に板状の治具を載置したりする方法がある。これらの方法により、外周壁に優先的に金属を含浸させることができる。含浸阻害材としては、例えば、酸化物系、特にＡｌ２Ｏ３などを挙げることができる。
【００８７】
一対の電極部２１は、ハニカム構造部４の隔壁１を通電するための電極である。一対の電極部２１における一方の電極部２１と他方の電極部２１とが、ハニカム構造部４を側方から挟み込むように、ハニカム構造部４の側面５に配設されている。一対の電極部２１間に電圧を印加することにより、隔壁１が通電して、ハニカム構造部４が発熱する。
【００８８】
一対の電極部２１の材質としては、例えば、ステンレス、銅、ニッケル、アルミニウム、モリブデン、タングステン、ロジウム、コバルト、クロム、ニオブ、タンタル、金、銀、白金、パラジウム、及びこれら金属の合金等を挙げることができる。また、一対の電極部２１は、Ｃｕ／Ｗ複合材、Ｃｕ／Ｍｏ複合材、Ａｇ／Ｗ複合材、ＳｉＣ／Ａｌ複合材、Ｃ／Ｃｕ複合材等の複合材を用いて形成されたものであってもよい。「Ｃｕ／Ｗ複合材」とは、銅タングステン複合材を意味する。「Ｃｕ／Ｍｏ複合材」とは、銅モリブデン複合材を意味する。「Ａｇ／Ｗ複合材」とは、銀タングステン複合材を意味する。「ＳｉＣ／Ａｌ複合材」とは、ＳｉＣとアルミニウムの複合材を意味する。「Ｃ／Ｃｕ複合材」とは、炭素と銅の複合材を意味する。
【００８９】
この際、電極部の材質としては、電気抵抗が低く、熱膨張係数が低く、その熱膨張係数がハニカム構造部のセラミックスに近くなることが望ましい。電気抵抗が低いことが望ましい理由としては、電気抵抗が高いと、通電時に電極部自身の発熱により問題を生じる場合があるためである。また、熱膨張係数が低いことが望ましい理由としては、以下の通りである。電極材の熱膨張係数がセラミックスに対して高い場合には、電極部の接合時に発生する熱応力が大きくなり、界面剥離やセラミックス側へのクラック発生により問題を生じる場合があるためである。
【００９０】
電極部の材質については、熱応力によるセラミックスへのクラックの発生や電極の界面剥離、電極部自身の発熱、コストの点等のバランスを考慮して適宜選択することができる。例えば、アルミニウムについては、電気抵抗が低いものの熱膨張係数が高いために熱応力によって電極部が剥離し易くなる場合がある。また、ステンレスについては、電気抵抗が比較的高いために電極部自身の発熱の点で問題となる場合がある。また、金、銀、白金、パラジウム、及びロジウム等の貴金属材質については、特に金、銀の電気抵抗が低いものの、材料コスト上問題となる場合がある。上述した複合材を用いて形成された電極部においては、電気抵抗が低いことに加え、熱膨張係数が、例えばアルミニウム等の他の純金属よりも低く、その熱膨張係数がハニカム構造部を構成するセラミックスに近いため、熱サイクル時の熱応力を低減する効果を期待することができる。これは、モリブデンやタングステンのように、他の金属と比較して熱膨張係数が低い材質でも同様な効果が得られる。
【００９１】
一対の電極部２１のそれぞれが、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びる帯状に形成されていることが好ましい。また、セル２の延びる方向に直交する断面において、一方の電極部２１が、他方の電極部２１に対して、ハニカム構造部４の中心を挟んで反対側に配設されていることが好ましい。図１〜図７においては、端面が四角形の筒状に形成されたハニカム構造部４の向かい合う２つの側面５に、一対の電極部２１が配設された場合の例を示す。このように構成することによって、一対の電極部２１間に電圧を印加したときの、ハニカム構造部４の温度分布の偏りを抑制することができる。
【００９２】
また、電極部の形状が、「電極部の外周を取り囲む形状の面積より、電極部の接合部分の面積のほうが小さい」形状であることが好ましい。また、本実施形態のヒーターは、電極部の形状が、「長方形において角部が曲線状に形成された」形状であってもよい。このような電極部の形状は、熱応力が低減される形状である。そのため、「電極部とハニカム構造部とを接合した後に、ハニカム構造部にクラックが発生したり、電極部がハニカム構造部から剥れたりすること」が、抑制される。更に、加熱と冷却とが繰り返される使用環境下においても、電極部がハニカム構造部から剥れたり、ハニカム構造部にクラックが生じたりすることを防止することができる。
【００９３】
例えば、図４においては、電極部２１の形状は、長方形において角部が曲線状に形成された形状である。更に、図４においては、電極部２１の形状が、複数の孔が形成された板状である。電極部２１の形状を、「長方形において角部が曲線状に形成された形状」及び「複数の孔が形成された板状」とすることで、電極部２１の熱応力が低減される。なお、電極部２１の形状については、上述した形状に限定されることはない。例えば、「長方形において角部が曲線状に形成された形状」及び「複数の孔が形成された板状」のうちの一方のみを満たす形状であってもよい。
【００９４】
一対の電極部２１には、電源等との電気的接続を確保するための端子部分を有していてもよい。例えば、一対の電極部２１の一部に、上記「端子部分」が形成されていてもよい。このような電極部としては、「電極部の本体」と、「電極部の本体から延びる突出部分」と、を有するものを挙げることができる。電極部の本体が、ハニカム構造部の側面に実際に配置される部分となる。
【００９５】
一対の電極部２１のそれぞれは、一対の電極部２１の一部が、ハウジング５１を貫通してハウジング５１の外側まで延設されたものであってもよい。ハウジング５１の外側まで延設された一対の電極部２１の一部が、上述した突出部分であることが好ましい。このように構成することによって、ハウジング５１内に収納したヒーター本体５０の隔壁１に対して、簡便に通電を行うことができる。
【００９６】
ハニカム構造部の２つの側面に一対の電極部が配置されたヒーター本体を作製する際には、板状又は膜状の電極部を、ハニカム構造部とは別に作製し、作製した電極部を、ハニカム構造部の２つの側面に接合することが好ましい。一対の電極部をハニカム構造部の側面に接合する方法としては、例えば、ハニカム構造部の側面に導電性接合材を配置し、この導電性接合材によって、電極部とハニカム構造部の側面とを接合する方法を挙げることができる。本実施形態のヒーターに用いられるヒーター本体においては、上述した導電性接合材が、６０〜２００℃で焼成されて導電性接合部を形成していることが好ましい。
【００９７】
これは、導電性接合材が６０〜２００℃で焼成される際に、ハニカム構造部４と一対の電極部２１とが、導電性接合材（焼成後は、導電性接合部２３）を介して接合されることを意味する。本明細書において、被焼成物（例えば、導電性接合材）を「焼成する」とは、加熱により被焼成物の一部を溶融させ、被焼成物の構成要素同士を結合させて、被焼成物を焼成物（例えば、導電性接合部）とすることを意味する。導電性接合材が、焼成されて焼成物である導電性接合部になる際に、ハニカム構造部及び電極部が、当該導電性接合部を介して接合される。
【００９８】
ここで、「ポリアミド樹脂、脂肪族アミン及び銀フレーク」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストＡとする。また、「銀化合物、ケイ酸塩溶液及び水」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストＢとする。また、「ニッケル粉末及びケイ酸塩溶液」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストＣとする。ここで、ニッケル粉末は、導電性ペーストＣ全体に対して３０〜６０質量％含有されていることが好ましい。また、「酸化アルミニウム、グラファイト及びケイ酸塩溶液」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストＤとする。この場合、導電性接合材としては、導電性ペーストＡ、導電性ペーストＢ、導電性ペーストＣ、及び、導電性ペーストＤからなる群から選択される１種であることが好ましい。従って、導電性接合部２３は、導電性ペーストＡ、導電性ペーストＢ、導電性ペーストＣ、及び導電性ペーストＤからなる群から選択される１種を焼成したものであることが好ましい。導電性接合部２３の材質を上記のようにすることにより、本実施形態のヒーターのヒーター本体は、通電による発熱性能が良好になる。更に、本実施形態のヒーターのヒーター本体は、一般的なロウ接合などに比べて接合温度が低い。即ち、接合温度が２００℃以下である。そのため、熱応力が低減されることから、セラミックスを主成分とするハニカム構造部と電極部とを接合した際に、ハニカム構造部にクラックが発生することを防止することができる。更に、本実施形態のヒーターのヒーター本体は、電極部がハニカム構造部から剥れることを防止することができる。
【００９９】
また、一対の電極部とハニカム構造部とを接合する導電性接合部は、溶射法、コールドスプレー法、又はメッキ法によって形成された、金属を含有するものであってもよい。このような導電性接合部は、一対の電極部とともに「電極」としての機能を発揮する。また、このような導電性接合部は、ハニカム構造部の表面上に、電気抵抗が低い層として直接形成することができる点で好ましい。これにより、ヒーター本体に大きな電流を流すことができる。
【０１００】
導電性接合部の材質としては、これまでに説明した電極部の材質と同様の材質を挙げることができる。導電性接合部の材質としては、上述した電極部と同様に、電気抵抗が低く、熱膨張係数が低く、その熱膨張係数がハニカム構造部のセラミックスに近くなることが望ましい。電気抵抗が高いと、通電時に導電性接合部自身の発熱により問題が発生することがある。また、熱膨張係数がセラミックスに対して高いと、導電性接合部とハニカム構造部との界面が剥離したり、ハニカム構造部にクラックが発生したりすることがある。
【０１０１】
溶射法としては、例えば、プラズマ溶射法、高速フレーム溶射法（ＨＶＯＦ法）、アーク溶射法、フレーム溶射法などを挙げることができる。
【０１０２】
溶射法による導電性接合部の形成方法としては、具体的には、以下のような方法を挙げることができる。まず、ハニカム構造部の側面のうち電極部を配設する２つの側面（電極部配設面）をサンドブラスト処理する。このサンドブラスト処理により上記電極部配設面を表面粗化するとともに、上記電極部配設面から酸化膜層を除去する。次に、上記電極部配設面以外の側面に、この側面を覆うように保護カバーを配設する。次に、上記電極部配設面に、加熱溶融させた粉末原料を吹き付ける。このようにして電極部配設面上に、導電性接合部となる塗膜を形成することができる。粉末原料としては、例えば、純ニッケル、ニッケル合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、純銅、銅合金、純モリブデン、純タングステンなどを挙げることができる。また、粉末原料を加熱溶融させる温度は、前記の溶射方法によって異なり、適宜設定することが好ましい。
【０１０３】
このような溶射法によれば、導電性接合部が完全には緻密化し難い。即ち、溶射法によれば、導電性接合部の内部に複数の気孔が形成された導電性接合部を作製することができる。このような導電性接合部は、気孔が形成されていることによりヤング率が低下するため、熱応力に対する緩和機能が向上したものとなる。
【０１０４】
コールドスプレー法による導電性接合部の形成方法としては、具体的には、以下のような方法を挙げることができる。まず、上記溶射法と同様にして、電極部配設面をサンドブラスト処理し、上記電極部配設面以外の側面にこの側面を覆うように保護カバーを配設する。次に、キャリアガスとして約２００〜６００℃程度の窒素ガス、アルゴンガス、空気などのガスを用いて、粉末原料を上記電極部配設面に超高速で衝突させる。このように、超高速で粉末原料を上記電極部配設面に衝突させることにより、粉末原料が固相状態のまま塑性変形する。このようにして上記電極部配設面上に上記粉末原料に由来する塗膜を形成することができる。キャリアガスは、粉末原料の融点又は軟化点よりも低い温度に設定される。
【０１０５】
コールドスプレー法において粉末原料として用いることができるものは、主に、上記溶射法で用いることができる粉末原料に比べて塑性変形し易い軟質金属である。また、コールドスプレー法は、粉末原料の溶融温度が溶射法に比べて低いため、粉末原料の熱変質や酸化が発生し難い。そのため、バルク（固体状の固まり）の材料特性に近いという利点がある。
【０１０６】
粉末原料としては、例えば、純ニッケル、純アルミニウム、純銅などを挙げることができる。
【０１０７】
メッキ法による導電性接合部の形成方法としては、具体的には、以下のような方法を挙げることができる。まず、上記溶射法と同様にして、上記電極部配設面をサンドブラスト処理し、上記電極部配設面以外の側面にこの側面を覆うように保護カバーを配設する。次に、上記電極部配設面にメッキ処理を行う。このようにして上記電極部配設面上に導電性接合部となる塗膜を形成することができる。
【０１０８】
メッキ法としては、無電解メッキ法、電解メッキ法、又はこれらを組み合わせた方法などを挙げることができる。なお、無電解メッキ法では、膜厚が厚い導電性接合部を形成することが困難になる傾向がある。そのため、無電解メッキ法により下層（即ち、導電性接合部からなる第１層）を形成した後、この下層上に電解メッキ法により上層（即ち、導電性接合部からなる第２層）を形成することができる。このように無電解メッキ法と電解メッキ法とを組み合わせることにより、膜厚の厚い導電性接合部を形成することができる。
【０１０９】
メッキ法に用いるメッキ材料としては、例えば、純ニッケル、純銅などを挙げることができる。
【０１１０】
なお、導電性接合部は、溶射法、コールドスプレー法、メッキ法などの方法を組み合わせて形成することができる。例えば、無電解メッキ法により上記下層を形成した後、この下層上にコールドスプレー法により上記上層を形成することができる。なお、この下層と上層とからなるものが導電性接合部となる。このように複数の方法を組み合わせることにより、導電性接合部を厚く形成することができる。上記各方法において、サンドブラスト処理及び保護カバーを配設する操作は、適宜採用すればよい。
【０１１１】
次に、本発明のヒーターの他の実施形態について説明する。本発明のヒーターの他の実施形態としては、図１５及び図１６に示すようなヒーター３００を挙げることができる。ヒーター３００では、ヒーター本体６０の一対の電極２１の構成が、これまでに説明した一対の電極部と異なっている。即ち、図１７に示すように、一対の電極部２１のそれぞれが、ハニカム構造部４の側面に配置された電極基板２２ａと、電極基板２２ａに連結するように配置された棒状の電極部２２ｂとからなる。電極基板２２ａは、ハニカム構造部４の側面５に導電性接合部２３を介して接合され、且つ、その一部が、ハニカム構造部４の一対の電極部２１が配設されていない側面に沿って折れ曲がっていることが好ましい。そして、この一対の電極部２１の折れ曲がった部分は、ハニカム構造部４と接触していないことが好ましい。
【０１１２】
図１５及び図１６に示すような本実施形態のヒーター３００においては、棒状の電極部２２ｂがハウジング５１を貫通して、電源等との端子部分を形成している。棒状の電極部２２ｂがハウジング５１を貫通する部位に、Ｏリング５３等のシール性を有する部材を配設することが好ましい。このように構成することによって、棒状の電極部２２ｂがハウジング５１を貫通する部位のシール性（耐圧性）を向上させることができる。また、図１５〜図１７に示すような径を有する棒状の電極部を設けることで、大電流を流す場合での電極部自身の発熱を抑制する効果がある。
【０１１３】
ここで、図１５は、本発明のヒーターの他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図１６は、図１５に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。また、図１７は、図１５に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図１５〜図１７において、図１及び図６に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
（１−２）ハウジング：
図１〜図５に示すように、ハウジング５１は、ヒーター本体５０の側面側を覆うようにヒーター本体５０を収納する、筐体である。ハウジング５１は、潤滑系流体が流入する流入口５５と、ヒーター本体５０に形成されたセル２を通過した潤滑系流体が流出する流出口５６と、を有するものである。流入口５５と流出口５６とが、潤滑系流体が流れる配管等に接続されて、ヒーター１００の内部に潤滑系流体が流入するようになる。
【０１１５】
ハウジングの材質については特に制限はない。例えば、ハウジングの材質が、金属又は樹脂であることが好ましい。金属によりハウジングを形成することにより、機械的強度、及び耐熱性に優れたハウジングとすることができる。また、潤滑系流体が流れる配管との接続部分の形成が容易である。更に、金属材では溶接等により筐体加工が可能である利点がある。このため、金属材を用いることにより、一般に、ヒーター使用時における信頼性に優れたハウジングを作製することができる。一方、近年、車両の軽量化の観点から実用化が進んでいる樹脂材をハウジングに用いることも可能である。樹脂によりハウジングを形成することにより、ヒーター本体とハウジングとの電気的な絶縁を得ることができる。本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体とハウジングとの間の少なくとも一部に、ヒーター本体の少なくとも一部を覆う被覆材が配置されている。このため、ヒーター本体とハウジングとの電気的な絶縁が、上記被覆材によって実現されている。上述したように、樹脂によりハウジングを形成することにより、ヒーター本体とハウジングとの絶縁をより確実なものとすることができる。また、樹脂材は一般に熱伝導が金属材に比較して低いことから、ヒーター加熱した熱を筐体内部に閉じ込めるための断熱効果がある。
【０１１６】
ハウジングを形成する金属としては、ステンレス（ＳＵＳ）等の鉄合金、アルミ合金、マグネシウム合金、銅合金等を挙げることができる。ハウジングとしては、ヒーター発熱時の熱損失を抑制する点から、熱伝導が低いものであることが好ましい。このため、例えば、ハウジングを形成する金属として、熱伝導が低いと共に、汎用材であり筐体加工が可能なステンレスを好適に用いることができる。また、軽量性を要求する場合には、アルミ合金やマグネシウム合金等を適用することができる。
【０１１７】
また、ハウジングを形成する樹脂としては、加熱された潤滑系流体により変形しない程度の耐熱性を有する樹脂であることが好ましい。具体的には、エチレンプロピレンジエンモノマー共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレン共重合体、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコーン、フッ素エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリルニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフロロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、メチルメタクリレートスチレン（ＭＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、等の樹脂を挙げることができる。また、ハウジングを形成する樹脂として、上述した各樹脂に、ガラス繊維等を添加した樹脂複合材であってもよい。樹脂複合材にすることで、耐熱性の向上や低熱膨張化による熱応力の低減効果（別言すれば、耐久性の向上）がある。強化繊維はガラス繊維等を用いることができ、絶縁性を要求する場合には、絶縁性を有する繊維が好適となる。このようなことから、ヒーターの出力を高くする場合には、ハウジングを形成する樹脂として、耐熱性を高めた樹脂複合材を用いることが好ましい。
【０１１８】
ハウジングの流入口及び流出口は、潤滑系流体が流入又は流出する流路の出入口である。ハウジングの流入口及び流出口が、潤滑系流体が流れる配管に対して、直接接続することが可能に構成されていてもよい。また、ハウジングの流入口及び流出口に、上記配管との接続機構が更に接続されていてもよい。例えば、上記「配管との接続機構」としては、管継手（フランジ継手ともいう）を挙げることができる。また、「配管との接続機構」が、流入口に向けて口径が漸増する拡管部や、流出口から口径が漸減する狭管部等を更に有していてもよい。
【０１１９】
ハウジングの大きさについては特に制限はない。但し、ヒーター本体を収納することが可能な大きさである必要がある。また、ハウジングの大きさが、ヒーター本体を収納した際に、ハウジングとヒーター本体との間にある程度の隙間を有するような大きさであることが好ましい。この隙間に被覆材が配置される。また、ハウジングとヒーター本体との間に、断熱材を更に配置してもよい。断熱材を配置することで、ヒーターの発熱が筐体内外へ逃げることを抑制した断熱構造にすることも可能である。なお、断熱材としては、ヒーター加熱時の耐熱性の点からも、無機質繊維系の断熱材が好適である。断熱材としては、セラミックス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、グラスウール、ロックウール等のファイバーマット、シート、ブランケット等が使用可能である。ハウジングとヒーター本体との間に配設する「断熱材」は、熱を伝え難くするために、例えば、上述した繊維等からなり、内在気孔を積極的に残すように形成された綿状（マット状）のものであることが好ましい。このため、他の材料である金属や樹脂に比較し、熱伝導率を大きく低減することが可能となる。このような断熱材は、潤滑系流体に対するシール性をほとんど有していないため、ヒーター本体の一部を覆う被覆材の更に外側に配置される。従って、本実施形態のヒーターに用いられる「断熱材」と、上記「被覆材」とは、別の構成要素である。即ち、ここでいう「断熱材」には、本実施形態のヒーターに用いられる「被覆材」は含まれていない。更に、隙間の全ての部位に被覆材が配置されない場合（即ち、隙間の一部のみに被覆材が配置される場合）であっても、この隙間が空気層となり、ヒーター本体の断熱層となる。
【０１２０】
例えば、図５に示すように、本実施形態のヒーター１００においては、ヒーター本体５０の外周側に、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる被覆材５２が配置され、この被覆材５２とハウジング５１との間に隙間を有していてもよい。
【０１２１】
また、本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体とハウジングとの間に、被覆材と断熱材と樹脂材とが、前記順番で積層した状態で配置されていてもよい。即ち、図１０に示すヒーター４０１のように、ヒーター本体５０とハウジング５１との間に、ヒーター本体５０の一部を覆うように被覆材５２が配置され、その外側に断熱材５７が配置され、更に、その断熱材５７の外側に樹脂材５８が配置されたものであってもよい。断熱材５７の外側に配置される樹脂材５８としては、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等を用いることができる。尚、樹脂材の選定については、絶縁性、断熱性、耐熱性を重視することにより、適宜変化させることが可能である。また、耐熱性が要求される際には、ガラス繊維等を添加した樹脂複合材を用いることも可能である。図１０は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図１０に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図１０において、図５に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
また、本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体とハウジングとの間に、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる被覆材が配置され、更に、その外側に断熱材が配置されていてもよい。即ち、図１１及び図１２に示すヒーター４０２Ａ，４０２Ｂのように、ヒーター本体５０（図１２においては、ヒーター本体６０）とハウジング５１との間に、被覆材５２と断熱材５７とが積層した状態で配置されたものであってもよい。
【０１２３】
以上説明したように、本実施形態のヒーターにおいては、ハウジング内部の構造等については、ヒーターを使用する状況や形態に応じて、適宜変更可能である。但し、ヒーター本体の表面の一部を覆うように、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる被覆材５２が配置されている必要がある。
【０１２４】
図１１及び図１２は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図１１及び図１２に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図１１において、図５に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。また、図１２において、図１６に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２５】
また、図１〜図５に示す本実施形態のヒーター１００においては、ハウジング５１が、その内部に収納したヒーター本体５０の一対の電極部２１を外部に取り出すための、電極取出部５４を有している。この電極取出部５４から一対の電極部２１の先端側の部分が外部に露出しており、一対の電極部２１に対する電気的接続を可能とする。
【０１２６】
この電極取出部５４には、一対の電極部２１がハウジング５１を貫通する箇所にＯリング５３が配設されている。このＯリング５３によって、ハウジング５１を貫通する部位における耐圧性（シール性）が確保される。ここでいう耐圧性とは、ハウジング内部に潤滑系流体が流動する際、潤滑系流体のハウジング外部への漏洩を抑止する性能のことを意味する。本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター動作上において問題が生じないように、上述したような耐圧性が必要となる。
【０１２７】
また、本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体の外側に積極的に潤滑系流体を流してもよい。例えば、図１３に示すヒーター４０４は、ヒーター本体６０とハウジング５１との間にも、潤滑系流体が流れるように構成されたヒーターである。このように構成することによって、ハニカム構造部４の外周壁３の外側の面を使用して、潤滑系流体を加熱することができる。このようにして外周壁３における発熱を有効活用することで、ヒーター４０４の加熱効率を向上させることができる。勿論、図１３に示すヒーター４０４においては、ハニカム構造部４のセル２内にも潤滑系流体が流れ、セル２の内部においても、潤滑系流体を加熱することができる。
【０１２８】
図１３に示すヒーター４０４においては、ヒーター本体６０の一対の電極部２１の表面には、少なくとも被覆材５２を配置して、一対の電極部２１の絶縁性を確保することが好ましい。即ち、ハニカム構造部４の外周壁３に対しては、積極的に潤滑系流体を接触させてもよいが、一対の電極部２１には、潤滑系流体が接触しないようにすることが好ましい。一対の電極部２１に対する絶縁は、上述したように、被覆材５２によって行うことができる。また、ハウジング５１がＳＵＳ等の金属製のものである場合には、ハウジング５１の内側の面にも被覆材５２を配置して、ハウジング５１の絶縁性を確保することが好ましい。ハウジング５１の内側の面には、被覆材の代わりに、例えば、樹脂材を配置してもよい。例えば、ハウジング５１の内側の面に、被覆材５２を配置する代わりに、樹脂材をコーティングしてもよい。ハウジング５１の内側の面においては、ヒーター本体６０との直接的な接触が無いため、上述したような樹脂材をコーティングしたものであっても、十分な耐熱性を有するものとなる。更に、樹脂材をコーティングしたものであれば、絶縁性も良好である。図１３は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図１３に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図１３において、図１６に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
また、図１４に示すヒーター４０５においては、ハウジング７３が樹脂からなるものである。ハウジング７３は、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂等を用いて形成することができる。図１４に示すヒーター４０５においては、ハウジング７３と被覆材５２との間に断熱材５７を充填している。また、ハウジング７３は、ハウジング７３から一対の電極部２１が延出される部位に電極取出部７４を有している。そして、電極取出部７４には、一対の電極部２１が貫通する箇所にＯリング５３が配設されている。図１４は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図１４に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図１４において、図１６に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３０】
（１−３）被覆材：
被覆材は、ヒーター本体とハウジングとの間の少なくとも一部に配置されたものである。本実施形態のヒーターに用いられる被覆材は、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなるものである。被覆材は、ヒーター本体の少なくとも一部を覆うように配置されている。この被覆材が、本実施形態のヒーターにおける、ハウジングとヒーター本体との絶縁層、断熱層、シール層等として機能する。このため、被覆材は、電気絶縁性を有するものであることが好ましい。また、被覆材は、潤滑系流体が被覆材を透過しないような潤滑系流体不透過性を有するものであることが好ましい。このため、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる被覆材は、潤滑系流体が透過しないような緻密質なセラミックスやガラスからなるものであることがより好ましい。
【０１３１】
被覆材を構成するセラミックスとしては、例えば、ＳｉＯ２系、Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＺｒＯ２系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２系等のセラミックスを挙げることができる。
【０１３２】
また、被覆材を構成するガラスとしては、例えば、無鉛系のＢ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｂｉ２Ｏ３系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系、Ｖ２Ｏ５−Ｐ２Ｏ５系、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系、ＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ２Ｏ５系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系等のガラスを挙げることができる。
【０１３３】
図１〜図５に示すように、被覆材５２が、ヒーター本体５０とハウジング５１との間に配置されることが好ましい。また、被覆材５２が、ヒーター本体５０の他方の端面側におけるヒーター本体５０とハウジング５１との間に配置されることが好ましい。このように構成することによって、ヒーター本体５０の絶縁性、及び断熱性をより向上させることができる。また、ヒーター本体５０の一方の端面側及び他方の端面側の、潤滑系流体に対するシール性を向上することができる。即ち、このように被覆材５２を配置することにより、ヒーター本体５０とハウジング５１との間に、加熱対象である潤滑系流体が漏れ出してしまうのを有効に防止することができる。
【０１３４】
また、被覆材が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料を、ヒーター本体の表面の少なくとも一部にコーティングしたものであってもよい。このように構成することによって、例えば、厚さが、１０〜５００μｍの薄膜によって、被覆材を形成することができる。このような薄膜状の被覆材を配置した場合には、被覆材とハウジングとの間に隙間ができることがあるが、その隙間には、上述したように、断熱材を更に配置してもよい。また、被覆材とハウジングとの隙間を、空気層としてもよい。更に、被覆材とハウジングとの隙間に、潤滑系流体が流れるようにしてもよい。
【０１３５】
本実施形態のヒーターにおいては、被覆材が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなるものであるため、耐熱性に優れている。このため、例えば、ヒーター本体の発熱温度が、瞬間的に２５０℃以上、例えば３００℃〜４００℃程度となるような、出力が高いヒーターとしても好適に利用することができる。即ち、ヒーター本体の発熱温度が常温〜２５０℃程度の温度領域の、ヒーターとしても利用可能であるし、上記のような、更に発熱温度が高いヒーターとしても利用できる。尚、ヒーターの内部には、加熱するための潤滑系流体が流れ、ヒーター本体から熱を受け取る。別言すれば、潤滑系流体がヒーター本体から熱を奪うことになる。そのため、潤滑系流体がヒーターの一種の冷却剤としても作用する。その結果、ヒーター本体が高温に発熱しても、ヒーター本体の外側にある樹脂材における実温度は低くなる傾向がある。以上のため、ヒーターを、多岐の用途に使用することが可能となる。
【０１３６】
また、図１〜図５に示すように、被覆材５２が、一対の電極部２１がハウジングを貫通する部位における、一対の電極部２１とハウジング５１との間に、少なくとも配置されていることが好ましい。このように構成することによって、一対の電極部２１の一部がハウジング５１を貫通する部位からの、潤滑系流体の漏れを防止することができる。上述したように、ハウジング５１を貫通する部位には、耐圧性を確保する点よりＯリング５３が配設されていることが更に好ましい。
【０１３７】
本実施形態のヒーターにおいては、被覆材が、少なくともヒーター本体に配置された一対の電極部全域を覆うように配置されていることが好ましい。このように構成することによって、ヒーター本体の絶縁性を確保することができる。また、図８及び図９に示すヒーター２００のように、被覆材５２が、ヒーター本体５０の側面側全域を覆うように、ヒーター本体５０とハウジング５１との間に配置されていてもよい。ここで、図８及び図９は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図８は、図４に示す断面と同様の位置でヒーターを切断した断面である。図９は、図５に示す断面と同様の位置でヒーターを切断した断面である。図８及び図９においては、図１〜図５に示すヒーターの構成要素と同様に構成された構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３８】
このように、ヒーター本体５０の側面側全域を覆うように被覆材５２を配置することにより、絶縁性、断熱性、及びシール性をより向上させることができる。
【０１３９】
図１〜図５に示すように、被覆材５２を特定の箇所に配置する際には、所定の形状に形成した被覆材５２を、ヒーター本体５０とハウジング５１との間に適宜配置する。一方、図８及び図９に示すように、ヒーター本体５０の側面側全域を覆うように配置された被覆材５２については、例えば、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料を、ヒーター本体５０の側面にコーティングして形成することができる。一対の電極部全域を覆うように配置された被覆材についても、例えば、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料を、ヒーター本体の側面の一対の電極部が配置された領域にコーティングして形成することができる。
【０１４０】
上述したように、コーティングによって被覆材を形成する方法として、例えば、以下のような方法を挙げることができる。まず、第一の被覆材作製方法として、セラミックスを主成分とする無機系耐熱接着剤を用いて、被覆材を形成する方法について説明する。無機系耐熱接着剤としては、例えば、ＳｉＯ２系、Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＺｒＯ２系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２系等のセラミックスを主成分とするものを用いることができる。このような無機系耐熱接着剤を、ヒーター本体の側面にコーティングする。
【０１４１】
次に、コーティングした無機系耐熱接着剤を、大気中で、１５０〜３００℃で焼成する。このようにして、セラミックスからなる被覆材を形成することができる。但し、上述した焼成によって、被覆材は多孔質化しやすいことがある。このため、このようにして得られた被覆材にセラミックス封孔材処理を行って、被覆材の気孔を無くすようにすることがより好ましい。セラミックス封孔材処理を行った被覆材は、よりシール性に優れたものとなる。セラミックス封孔材処理としては、焼成して得られた被覆材の表面に、セラミックス封孔材を塗布し、更に、その後、大気中で、２００〜３５０℃で焼成することによって行うことができる。セラミックス封孔材としては、例えば、シリケート系、ケイ酸塩ナトリウム系等の無機材料を主成分とする無機系封孔材を挙げることができる。
【０１４２】
また、第二の被覆材作製方法として、上述したセラミックス封孔材を被覆材としてコーティングを行う方法を挙げることができる。即ち、セラミックス封孔材を、ヒーター本体の側面にコーティングする。次に、コーティングしたセラミックス封孔材を、大気中で、２００〜３５０℃で焼成する。このようにして、セラミックスからなる被覆材を形成することができる。セラミックス封孔材を用いることで、ヒーター本体の外周をコーティングすると共に、外周部に近いヒーター本体の隔壁中の気孔内部を目封じすることができる。上記した第一及び第二の被覆材作製方法によって得られる被覆材の厚さは、例えば、１０〜５００μｍである。
【０１４３】
次に、第三の被覆材作製方法として、低融点ガラスを用いて被覆材を形成する方法について説明する。具体的には、低融点ガラスのペーストを、ヒーター本体の側面にコーティングする。低融点ガラスのペーストとしては、電子部品の接着・封止用として使用されるものを用いることができる。例えば、無鉛系のＢ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｂｉ２Ｏ３系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系、Ｖ２Ｏ５−Ｐ２Ｏ５系、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系、ＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ２Ｏ５系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系等の低融点ガラスのペーストなどを挙げることができる。尚、鉛含有系では、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＰｂＯ系等を挙げることができるが、鉛を成分として含有する点より好ましくない。また、熱膨張係数がハニカム構造部を構成するセラミックスに近くなるように調整するため、例えば更に熱膨張係数が低いユークリプタイト（Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）等のフィラーを添加した低融点ガラスにすることも出来る。このような低融点ガラスのペーストを、ヒーター本体の側面にコーティングする。次に、コーティングした低融点ガラスのペーストを、大気中で、４００〜６００℃で焼成する。このようにして、低融点ガラスからなる被覆材を形成することができる。
【０１４４】
次に、第四の被覆材作製方法として、ＳｉＯ２複合材を用いて被覆材を形成する方法について説明する。具体的には、ＳｉＯ２粒子を含有したスラリーを用意し、このスラリーに、板状フィラーを添加する。板状フィラーとしては、マイカ、ガラスフレーク、タルク、カオリン、クレイ、セリサイト等を挙げることができる。板状フィラーを添加したスラリーを、ヒーター本体の側面にコーティングする。次に、コーティングしたスラリーを、大気中で、４００〜６００℃で焼成する。このようにして、ＳｉＯ２からなる被覆材を形成することができる。なお、ＳｉＯ２粒子を含有したスラリーのみを用いてコーティングすることも可能であるが、上述した板状フィラーを添加することにより、得られる被覆材が緻密化する。これにより、シール性に優れた被覆材を形成することができる。上記した第三及び第四の被覆材作製方法によって得られる被覆材の厚さは、例えば、１０〜５００μｍである。
【０１４５】
本実施形態のヒーターに用いられる被覆材は、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなるものであるため、耐熱性に優れている。被覆材としては、２００℃以上の温度領域において使用可能なものであることが好ましく、２５０℃以上の温度領域にて使用可能なものであることが更に好ましい。ヒーターの仕様毎の必要な耐熱性に応じて、被覆材の選択をすることが好ましい。
【０１４６】
また、被覆材を絶縁層として有効に機能させるためには、被覆材の比抵抗が、１０６Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。更に、被覆材の比抵抗が、１０８Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０１０Ω・ｃｍ以上であることが特に好ましい。
【０１４７】
（２）ヒーターの更に他の実施形態：
次に、本発明のヒーターの更に他の実施形態について説明する。本発明のヒーターの更に他の実施形態としては、下記のような、各種の振動吸収構造を備えたヒーターを挙げることができる。本発明のヒーターは、自動車等のエンジンの周辺に搭載されて、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を加熱するために用いることができる。この際、エンジンの振動により、加速度が発生する。このため、下記のような振動吸収構造を備えたヒーターとすることで、振動による衝撃を緩和して、耐久性に優れたヒーターとすることができる。
【０１４８】
第一の振動吸収構造として、ヒーター本体の電極部が、ハウジングを貫通する部位に、樹脂製やゴム製等のＯリングやパッキンを配置した構造を挙げることができる。例えば、図４及び図５に示すＯリング５３を、樹脂製やゴム製のＯリング５３とすることで、第一の振動吸収構造とすることができる。
【０１４９】
また、第二の振動吸収構造として、緩衝部材を、ヒーターの各部に配置した構造を挙げることができる。緩衝部材としては、樹脂製やゴム製のものを挙げることができる。緩衝部材を配置する箇所としては、ヒーター本体とハウジングとの間や、ヒーター本体の電極部がハウジングを貫通する部位等を挙げることができる。
【０１５０】
また、第三の振動吸収構造として、ヒーター本体の一対の電極部の一部に、伸縮可能な振動吸収部を設けた構造を挙げることができる。伸縮可能な振動吸収部としては、所定の方向に伸縮可能な蛇腹状のものを挙げることができる。本実施形態のヒーターにおいては、一対の電極部がハウジングを貫通する部位にて、ヒーター本体が固定されているため、一対の電極部に対して強い振動が加わることがある。そのため、このような伸縮可能な振動吸収部を設けた一対の電極部とすることで、ヒーター本体に加わる振動を良好に吸収することができる。
【０１５１】
例えば、第三の振動吸収構造を備えたヒーターとしては、図１８に示すようなヒーター５００を挙げることができる。図１８に示すヒーター５００においては、一対の電極部４１の一部に、蛇腹状の振動吸収部４２を設けた例を示す。一対の電極部４１の蛇腹状の振動吸収部４２は、ハウジング５１の内部に位置するものであることが好ましい。これにより、ハウジング５１内に収納されたヒーター本体７０に加わる振動を良好に吸収することができる。図１８は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図１８に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図１８において、図５に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５２】
第四の振動吸収構造として、ヒーター本体の一対の電極部に対する電気的な接続方法において、以下のような接続方法を採用した構造を挙げることができる。一対の電極部に対する電気的な接続方法としては、例えば、それぞれの一対の電極部が、ハウジング内において、電気的接続用のケーブルに接続され、当該電気的接続用のケーブルをハウジングの外部まで引出して電気的な接続を行う方法を挙げることができる。また、別の接続方法としては、例えば、ヒーター本体を収納するハウジングに、電気的接続用のコネクターを挿入するためのコネクター挿入口を形成する。そして、電気的接続用のコネクターを、ハウジングのコネクター挿入口から挿入して、ハウジング内に収納・固定されたヒーター本体の一対の電極部との電気的な接続を行う方法を挙げることができる。この接続方法においては、一対の電極部が、ハニカム構造部とともに、ハウジング内に収納されている。即ち一対の電極部が、ハウジングを貫通して外部まで延出するように構成されていないため、ハウジングに加わる振動がヒーター本体に伝達され難い。
【０１５３】
また、本発明のヒーターの更に他の実施形態としては、ハウジングの流入口側又は流出口側から、一対の電極部が外部に延出するように構成されたヒーターを挙げることができる。即ち、図１に示すヒーター１００は、一対の電極部２１が、ハウジング５１の側面から外部に延出するように構成されたものであるが、一対の電極部のハウジングの流入口側又は流出口側から、外部に延出するように構成されていてもよい。このようなヒーターとしては、例えば、図１９に示すヒーター６００を挙げることができる。図１９は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２０は、図１９に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図１９及び図２０において、図１〜図５に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。図１９及び図２０に示すヒーター６００においては、ハウジング８１の流出口５６側から、一対の電極部４３が外部に延出するように構成されている。一対の電極部４３に流出口５６側から電力を供給するように構成することによって、一対の電極部４３からの抜熱を抑制することができる。これにより、潤滑系流体をより均一な温度に加熱することができる。また、このようなヒーター６００においては、ハウジングの側面の上部から一対の電極部に電力を供給する構成と比較して、ハウジング内の上部と下部とでの、潤滑系流体の温度勾配が付き難くなると推測される。
【０１５４】
図２０に示すように、ヒーター本体８０のそれぞれの電極部４３は、ハニカム構造部４の側面５に配置された電極基板４３ａと、この電極基板４３から、潤滑系流体の流れ方向下流側に延出した電極端子部４３ｂと有するものである。電極端子部４３ｂが、ハウジング８１（図１９参照）の流出口５６（図１９参照）側から外部に延出するように構成されている。
【０１５５】
また、本発明のヒーターの更に他の実施形態としては、図２１〜図２３に示すようなヒーター７００を挙げることができる。このヒーター７００は、ハウジング９１の内部に、図２４及び図２５に示すようなヒーター本体９０が収納されたものである。ハウジング９１とヒーター本体９０との間には、被覆材５２、及び断熱材５７が配置されている。ここで、図２１は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２２は、図２１に示すヒーター７００の、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。図２３は、図２１に示すヒーター７００の、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。図２４は、図２１に示すヒーター７００のヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図２５は、図２４に示すヒーター本体９０の展開状態を模式的に示す展開斜視図である。
【０１５６】
図２１〜図２５に示すように、本実施形態のヒーター７００におけるハウジング９１は、一の面に開口部を有するハウジング本体９１ａと、ハウジング本体９１ａの開口部を塞ぐための蓋部９１ｂと、から構成されたものである。また、ヒーター本体９０は、ハニカム構造部４と、一対の電極部３１とを有するものである。
【０１５７】
本実施形態のヒーター７００においては、それぞれの電極部３１が、電極基板３１ａと、電極端子部３１ｂと、電極基板連結部３１ｃとから構成されている。電極基板３１ａは、ハニカム構造部４の側面５に配設されて、ハニカム構造部４に電圧を印加するためのものである。図２４及び図２５においては、電極基板３１ａが櫛歯状に形成された場合の例を示す。電極基板連結部３１ｃは、電極基板３１ａと電極端子部３１ｂとの連結するための部分である。本実施形態のヒーター７００においては、一対の電極部３１の各電極基板連結部３１ｃが、電気絶縁性のシール材３５を介して積層された状態で、ハウジング本体９１ａと蓋部９１ｂとによって挟持されている。電極端子部３１ｂは、ハウジング本体９１ａと蓋部９１ｂとによって挟持された電極基板連結部３１ｃから延設されたものである。
【０１５８】
本実施形態のヒーター７００においては、シール材３５を介して積層された状態の電極基板連結部３１ｃを、ハウジング本体９１ａと蓋部９１ｂとによって挟持することによって、ハウジング９１からの電極部３１の取り出しが行われている。このため、本実施形態のヒーター７００は、耐圧性に優れたものである。即ち、このように構成することによって、ヒーター７００内を潤滑系流体が流通した際における、電極部３１の取り出し箇所からの潤滑系流体の漏れ出しを有効に防止することができる。
【０１５９】
また、本発明のヒーターのその他の実施形態としては、以下のようなヒーター本体を備えたヒーターを挙げることができる。図２７に示すヒーター本体１５２は、筒状のハニカム構造部４と、ハニカム構造部４の側面５に導電性接合部２３を介して接合された一対の電極部２４とを備えている。ハニカム構造部４は、潤滑系流体の流路となる一方の端面１１から他方の端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する隔壁１、及び最外周に位置する外周壁３を有している。隔壁１は、セラミックスを主成分とする材料からなるとともに、通電により発熱するものである。導電性接合部２３は、ハニカム構造部４の２つの側面５に配置されている。この導電性接合部２３を介して、角部が曲線状に形成された形状の電極部２４が接合されている。導電性接合部２３は、溶射法、コールドスプレー法、又はメッキ法によって形成された、金属を含むものであることが好ましい。このようなヒーター本体１５２においても、図６に示すヒーター本体５０と同様に、ハウジング内に収納することによって、本実施形態のヒーターとすることができる。
【０１６０】
また、本発明のヒーターのその他の実施形態としては、図２８に示すヒーター本体１５３を備えたヒーターを挙げることができる。図２８に示すヒーター本体１５３は、筒状のハニカム構造部４と、ハニカム構造部４の側面５に導電性接合部２３を介して接合された一対の電極部２５とを備えている。電極部２５は、電極基板２６ａと、電極基板２６ａに連結するように配置された棒状の電極部２６ｂと有している。このようなヒーター本体１５３においても、図１７に示すヒーター本体６０と同様に、ハウジング内に収納することによって、本実施形態のヒーターとすることができる。このヒーター本体１５３の場合には、棒状の電極部２６ｂに外部電源等からの配線が接続されることが好ましい。一対の電極部２５の各電極基板２６ａは、ハニカム構造部４の側面５に導電性接合部２３を介して接合され、且つ、その一部が、ハニカム構造部４の一対の電極部２５が配設されていない側面に沿って折れ曲がっていることが好ましい。ここで、図２７及び図２８は、本発明のヒーターの更に他の実施形態に用いられるヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図２７及び図２８において、図６及び図１７に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１６１】
（３）ヒーターの製造方法：
次に、本実施形態のヒーターを製造する方法について説明する。なお、本実施形態のヒーターを製造する方法については、以下の製造方法に限定されることはない。
【０１６２】
まず、Ｓｉ複合ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部を作製する例について説明する。ＳｉＣ粉体、金属Ｓｉ粉体、水、有機バインダーなどを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製する。そして、この坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。その後、得られたハニカム成形体を、不活性ガス雰囲気中において焼成することにより、Ｓｉ複合ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部を作製することができる。
【０１６３】
次に、Ｓｉ含浸ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部を作製する例について説明する。まず、ＳｉＣ粉体、金属Ｓｉ粉体、水、有機バインダーなどを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製する。そして、この坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。その後、得られたハニカム成形体を不活性ガス雰囲気中において焼成することによりハニカム構造体を形成する。その後、得られたハニカム構造体に、不活性ガス雰囲気中においてＳｉを含浸することにより、Ｓｉ含浸ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部を作製することができる。なお、再結晶ＳｉＣ及び反応焼結ＳｉＣの作製については先述の通りである。
【０１６４】
上記したＳｉ含浸ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部の作製方法において、ＳｉＣ粉体、水、有機バインダーなどを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製してもよい。即ち、坏土の原料には、金属Ｓｉ粉体が含まれていなくともよい。
【０１６５】
また、その他、隔壁及び外周壁を構成する材料としては、炭化珪素、Ｆｅ−１６Ｃｒ−８Ａｌ、ＳｒＴｉＯ３（ｐｅｒｏｖｓｌｉｔｅ）、Ｆｅ２Ｏ３（ｃｏｒｕｎｄｕｍ）、ＳｎＯ３（ｒｕｔｉｌｅ）、ＺｎＯ（ｗｕｒｚｉｔｅ）等を挙げることができる。このような材料を用いることにより、隔壁及び外周壁の比抵抗を、０．０１〜５０Ω・ｃｍにすることができる。炭化珪素の比抵抗は、一般的に幅が広く１〜１０００Ω・ｃｍであり、ＳｉＣ単独であれば、先述の比抵抗範囲内にするのが好ましい。また、Ｓｉ及びＳｉ系合金と複合化する場合には、微構造組織にも拠るが、最大で１０００Ω・ｃｍの比抵抗まで適用することが可能である。Ｆｅ−１６Ｃｒ−８Ａｌの比抵抗は、０．０３Ω・ｃｍとなる。ＳｒＴｉＯ３（ｐｅｒｏｖｓｌｉｔｅ）の比抵抗は、０．１Ω・ｃｍ以下である。Ｆｅ２Ｏ３（ｃｏｒｕｎｄｕｍ）の比抵抗は、約１０Ω・ｃｍである。ＳｎＯ３（ｒｕｔｉｌｅ）の比抵抗は、０．１Ω・ｃｍ以下である。ＺｎＯ（ｗｕｒｚｉｔｅ）の比抵抗は、０．１Ω・ｃｍ以下である。
【０１６６】
また、ハニカム構造部を作製する際には、金属Ｓｉの含有量／（Ｓｉの含有量＋ＳｉＣの含有量）の値が５〜５０であることが好ましい。金属Ｓｉの含有量／（Ｓｉの含有量＋ＳｉＣの含有量）の値が１０〜４０であることが更に好ましい。このように構成することによって、隔壁や外周壁の強度を保ちながら、その比抵抗を適当な大きさにすることができる。
【０１６７】
また、隔壁表面に絶縁性を有するためには、例えば、大気中で１２００℃、６時間高温処理することにより、隔壁の表面に酸化膜を形成してもよい。
【０１６８】
次に、ハニカム構造部の側面に配置する一対の電極部を形成する。電極部の材質としては、例えば、ステンレス、銅、ニッケル、アルミニウム、モリブデン、タングステン、ロジウム、コバルト、クロム、ニオブ、タンタル、金、銀、白金、パラジウム、及びこれら金属の合金等を挙げることができる。電極部の材質については、上述したように、熱応力によるセラミックスへのクラックの発生や電極の界面剥離、電極部自身の発熱、コストの点等のバランスを考慮して適宜選択することができる。また、電極部には、熱膨張係数が低く、その熱膨張係数がハニカム構造部のセラミックスに近くなるために、熱サイクル時の熱応力の低減に効果がある、モリブデン、タングステン、Ｃｕ／Ｗ複合材、Ｃｕ／Ｍｏ複合材、Ａｇ／Ｗ複合材、ＳｉＣ／Ａｌ複合材、Ｃ／Ｃｕ複合材等の複合材を用いて形成してもよい。
【０１６９】
次に、形成した電極部を、ハニカム構造部の側面に貼り付ける。このようにして、本実施形態のヒーターに用いられるヒーター本体を作製する。
【０１７０】
次に、ヒーター本体の少なくとも一部を覆うように被覆材を形成する。被覆材を、コーティングによって作製する場合には、上述した第一〜第四の被覆材作製方法に従って被覆材を形成することができる。
【０１７１】
次に、本実施形態のヒーターに用いられるハウジングを形成する。ハウジングの材質が金属の場合には、ヒーター本体を収納可能な大きさの筐体であるハウジングを、従来公知の方法で作製する。ハウジングを作製する方法としては、例えば、熱間や冷間でのプレス成形、鍛造加工、押出し加工、溶接等の方法を挙げることができる。
【０１７２】
ハウジングの材質が樹脂の場合には、ヒーター本体を収納可能な大きさの筐体であるハウジングを作製する。樹脂製のハウジングを作製する方法としては、例えば、樹脂モールド、射出成形、押出成形、中空成形、熱成形、圧縮成形等の方法を挙げることができる。
【０１７３】
また、ハウジングの材質が樹脂の場合には、ヒーター本体を収納した状態で、成形によってハウジングを作製することもできる。但し、樹脂によりハウジングを作製する場合には、被覆材がハウジングと直接接触しないようにすることが好ましい。例えば、ヒーター本体の側面に形成した被覆材とハウジングとの間に、断熱材を更に配置したり、上記被覆材とハウジングとの間に隙間を設けたりすることが好ましい。例えば、ヒーター本体の側面の少なくとも一部に、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる被覆材を形成した後、その被覆材の外側に、更に断熱材を配置して、その断熱材を覆うようにハウジングを作製することが好ましい。
【０１７４】
先に説明したように、ヒーター本体を収納可能な大きさの筐体であるハウジングを別途作製した場合には、側面の少なくとも一部を覆うように被覆材を形成したヒーター本体を、ハウジング内に収納することによって、本実施形態のヒーターを製造することができる。なお、被覆材とハウジングとの間に、断熱材等を配置する際には、ヒーター本体を、ハウジング内に収納した後、被覆材とハウジングとの間に、適宜、断熱材等を配置する。
【０１７５】
また、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなる被覆材を別途作製してもよい。このような場合には、ハウジング内に、ヒーター本体を収納した後に、ヒーター本体とハウジングとの間に、適宜、被覆材、断熱材等を配置して、本実施形態のヒーターを製造する。
【０１７６】
ここで、図１１に示すようなヒーター４０２Ａを製造する方法の具体例について説明する。まず、上述した方法によりハニカム構造部４を作製する。次に、ハニカム構造部４の側面５のうちの平行に配置された２つの面に、電極部２１を接合する。電極部２１は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ／Ｗ複合材等によって形成することができる。これにより、ハニカム構造部４の２つの側面５に、一対の電極部２１が形成されたヒーター本体５０を作製することができる。
【０１７７】
次に、得られたヒーター本体５０の外周部分に、上述した第一〜第四の被覆材作製方法に従って、被覆材５２を形成する。
【０１７８】
次に、ハニカム構造部４の側面５に形成した被覆材５２を更に覆うように、断熱材５７を更に配置する。断熱材５７としては、セラミックスファイバーシート（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系等）を用いることができる。また、図１１において図示していないが、断熱材５７を更に覆うように、樹脂製のシートを更に配置してもよい。樹脂製のシートとしては、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等からなるシートを用いることができる。
【０１７９】
次に、外周部分に被覆材５２が形成され、更にその外側に断熱材５７が配置されたヒーター本体５０を、ＳＵＳ製のハウジング本体内に配置する。その後、ハウジング本体に、一対の電極部２１の一部が露出するようにして、ＳＵＳ製の蓋部を配置する。ハウジング本体と蓋部とを、例えば、レーザー溶接等によって接合して、ハウジング５１内にヒーター本体５０を収納する。蓋部としては、一対の電極部２１が貫通する部位に電極取出部５４を設け、その電極取出部５４内部に、フッ素系樹脂等からなるＯリング５３を配置することが好ましい。
【０１８０】
また、電極取出部５４から一対の電極部２１が外部に露出する境界部分には、更に、被覆材５２を配置することが好ましい。即ち、一対の電極部２１が外部に露出する境界部分を、被覆材５２によって封止することが好ましい。このように構成することによって、一対の電極部２１に通電用の端子等を接続する際の絶縁を良好に確保することができる。このようにして、図１１に示すようなヒーター４０２Ａを製造することができる。
【０１８１】
また、図１４に示すように、ハウジング７３が樹脂からなるものである場合には、樹脂製のハウジング７３を、樹脂モールド、射出成形、押出成形、中空成形、熱成形、圧縮成形等の方法によって作製する。そして、外周部分に被覆材５２が形成され、更にその外側に断熱材５７が配置されたヒーター本体６０を、樹脂製のハウジング７３内に配置してヒーター４０５を作製する。なお、樹脂製のハウジング７３を用いる場合においても、ヒーター本体６０及び被覆材５２の作製方法については、これまでに説明した作製方法と同様である。
【実施例】
【０１８２】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。【０１８３】
（実施例１）
まず、Ｓｉ複合ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部を作製した。具体的には、ＳｉＣ粉体、金属Ｓｉ粉体、水、有機バインダーを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製した。次に、この坏土をハニカム形状に成形して、ハニカム成形体を作製した。次に、得られたハニカム成形体を、不活性ガス雰囲気中において焼成することにより、Ｓｉ複合ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部を作製した。得られたＳｉ複合ＳｉＣハニカムの気孔率は４０％であった。【０１８４】
ハニカム構造部の形状は、端面が四角形の筒状であった。端面の四角形のそれぞれの一辺の長さは、３８ｍｍであった。ハニカム構造部のセルの延びる方向の長さは、５０ｍｍであった。隔壁の厚さは、０．３８ｍｍであった。外周壁の厚さは、０．３８ｍｍであった。ハニカム構造部のセル密度は、４７セル／ｃｍ２であった。隔壁及び外周壁の比抵抗は、３０Ω・ｃｍであった。【０１８５】
その後、ハニカム構造部を大気中で酸化処理することで、隔壁及び外周壁の表面に絶縁用の酸化膜を形成した。その後、ハニカム構造部の外周壁の４面のうち、向かい合う一対の面のそれぞれを表面加工して酸化膜を除去した後に、電極部を配置してヒーター本体を作製した。ここで電極の接合方法としては、導電性接合材であるニッケル粉末及びケイ酸塩溶液を含有する導電性ペーストを用い、大気中で焼成することにより、ハニカム構造部の外周壁に電極部を接合した。それぞれの電極部としては、ハニカム構造部の側面に実際に配置される電極部の本体と、その電極部の本体から延びる突出部分と、を有するものを用いた。電極部の本体が、配置するハニカム構造部の側面と同じ大きさの面を有している。電極部の突出部分が、電源との電気的接続を確保するための端子部分となる。電極部の材質は、純金属ニッケル（Ｎｉ）であった。尚、電極部は、表面をサンドブラストにより表面粗化処理したものを用いた。これにより、ハニカム構造部の２つの側面に、一対の電極部が配置されたヒーター本体を作製した。【０１８６】
次に、図５に示すように、得られたヒーター本体５０の外周部分に、セラミックスを主成分とする無機系耐熱接着剤をコーティングした。無機系耐熱接着剤としては、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものを用いた。コーティングの方法は、以下の通りである。まず、コーティングを行う前の無機系耐熱接着剤を、ボールミルを用いて１００ｒｐｍ未満にて再混合することで均質化した。その後、均質化した無機系耐熱接着剤を、刷毛塗りで塗工することにより、無機系耐熱接着剤をコーティングした。コーティングした無機系耐熱接着剤を、大気中で、クラック生成の抑制のため予備加熱として８０℃で加熱し、その後に１５０℃で焼成して、セラミックスからなる被覆材を作製した。得られた被覆材にセラミックス封孔材処理を行って、被覆材を緻密化した。被覆材５２の厚さは、０．４ｍｍとした。このように無機系耐熱接着剤をコーティングして被覆材を作製する方法を、「Ａ型」とする。表１における「被覆材の作製方法」の欄に、実施例１における被覆材の作製方法を示す。【０１８７】
次に、ヒーター本体５０を収納するハウジング５１を作製した。ハウジング５１としては、ヒーター本体５０を収納するためのハウジング本体５１ａと、このハウジング本体５１ａの蓋となる蓋部５１ｂとから構成されるものとした。ハウジング５１は、ハウジング５１内にヒーター本体５０を収納した際に、被覆材をコーティングしたヒーター本体５０とハウジング５１との間に、約０．５〜１ｍｍの隙間ができる大きさの筐体とした。ハウジング５１には、潤滑系流体が流入する流入口、及び潤滑系流体が流出する流出口を形成した。ハウジング５１の材質は、汎用材のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。ハウジング５１を構成する金属材の厚さは、１．５ｍｍであった。蓋部５１ｂとしては、一対の電極部２１が貫通する部位に電極取出部５４を設け、その電極取出部５４内部に、フッ素系樹脂からなるＯリング５３を配置した。【０１８８】
外周部分に被覆材５２が配置されたヒーター本体５０を、ＳＵＳ製のハウジング本体５１ａ内に配置した。その後、ハウジング本体５１ａに、一対の電極部２１の一部が露出するようにして、ハウジング本体と同じＳＵＳ３０４製の蓋部５１ｂを配置した。ハウジング本体５１ａと蓋部５１ｂとを、レーザー溶接によって接合して、ハウジング５１内に、ヒーター本体５０を収納した。このようにして、実施例１のヒーターを作製した。【０１８９】
表１に、電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、隔壁の材質、隔壁の気孔率（％）及び隔壁及び外周壁の比抵抗（Ω・ｃｍ）を示す。表１の「電極部の構造」の欄における「平板型」とは、図５に示すような電極部２１のことを意味する。即ち、それぞれの電極部２１が、一枚の平板状に形成され、ハニカム構造部４の側面５に配置された電極部２１の一部が、ハウジング５１の外部まで引出された構造のことを意味する。また、表１〜表３の「電極部の構造」の欄における「棒型」とは、図１５〜図１７に示すような、電極部２１が、ハニカム構造部４の側面に配置された電極基板２２ａと、電極基板２２ａに連結するように配置された棒状の電極部２２ｂとからなる構造のことを意味する。【０１９０】
また、表１〜表３の「ハウジングの構造」とは、各実施例のヒーターにおけるハウジング内の構造を、図５、図１１、図１２、図１３及び図１４に示す構造を例にして示すものである。即ち、「ハウジングの構造」が図５である場合、ヒーター本体の外周を覆うように被覆材が配置され、被覆材によって覆われた状態のヒーター本体が、被覆材とハウジングとの間に隙間を設けた状態で、ハウジング内に収納された構造のヒーターであることを示す。「ハウジングの構造」が図１１及び図１２である場合、ヒーター本体を覆うように被覆材が配置され、更に、その被覆材を覆うように断熱材が配置された構成のヒーターであることを示す。尚、図１１においては、「電極部の構造」が「平板型」である。また、図１２においては、「電極部の構造」が「棒型」である。「ハウジングの構造」が図１３である場合、ハニカム構造部の外周壁の外側にも、潤滑系流体が流れるように構成されたヒーターであることを示す。「ハウジングの構造」が図１４である場合、ハウジングが樹脂材によって形成されていることを示す。【０１９１】
得られた実施例１のヒーターを用いて、以下の方法で、通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた実施例１の変換効率（％）を表１に示す。【０１９２】
［通電加熱試験］
まず、図２６に示すような通電加熱試験装置９００に、各実施例のヒーター８００を設置する。通電加熱試験装置９００は、潤滑系流体が循環する配管９５を備えたものである。この配管９５には、ポンプ９４が接続されており、ポンプ９４を駆動させることにより、配管９５内に潤滑系流体が循環する。また、この配管９５には、バルブ９８及び流量計９９が設置されている。また、ヒーター８００の流入口側及び流出口側には、熱電対Ｔ１，Ｔ２及び圧力計Ｐ１，Ｐ２が配置されている。これにより、ヒーター８００のハウジングの流入口から流入する潤滑系流体の温度と圧力、及びヒーター８００のハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度と圧力を測定することができる。クーラー９６は潤滑系流体の初期温度を調整するために使われる。図２６は、実施例における通電加熱試験の試験方法を説明するための説明図である。【０１９３】
上記のように通電加熱試験装置９００にヒーター８００を設置し、ポンプ９４を駆動させて、ヒーター８００内に潤滑系流体を通過させる。潤滑系流体を通過させたヒーター８００のヒーター本体に、表１に示すような値の印加電圧（Ｖ）を印加して、ヒーター８００によって潤滑系流体を加熱する。ハウジングの流入口から流入する潤滑系流体の温度、及びハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度を、熱電対Ｔ１，Ｔ２にて測定しながら、ハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度が６０℃に到達するまでの時間（秒）を測定する。潤滑系流体としては、市販のエンジンオイル（グレード：０Ｗ−３０、エクソンモービル社製の「モービル１（商品名）」）を用いた。表１に、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。潤滑系流体の初期温度とは、ヒーターによって加熱される前の潤滑系流体の温度である。【０１９４】
測定した潤滑系流体の温度及び６０℃に到達するまでの時間から、下記式（１）に基づいて、通電加熱試験を行ったヒーターの変換効率（％）を求めた。尚、ここでの変換効率とは試験時の時間平均値となる。下記式（１）中の「潤滑系流体への伝熱量」は、下記式（２）より算出される値である。下記式（１）中の「投入電力量」は、下記式（３）より算出される値である。なお、式（２）中の「潤滑系流体の温度差」とは、流出口から流出する潤滑系流体の温度が６０℃に到達した時点における、「ハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度」と「ハウジングの流入口から流入する潤滑系流体の温度」との差の値のことをいう。【０１９５】
変換効率（％）＝潤滑系流体への伝熱量／投入電力量  ・・・（１）
潤滑系流体への伝熱量＝潤滑系流体の流量×比熱×潤滑系流体の温度差  ・・・（２）
投入電力量＝電力（Ｗ）×時間（秒）  ・・・（３）【０１９６】
この通電加熱試験においては、各実施例のヒーター本体のハニカム構造部の比抵抗の値に応じて、ヒーター本体に印加する印加電圧の値を調節して試験を行った。即ち、比較的に比抵抗の値が大きなヒーター本体を「高抵抗品」として、印加電圧を、１００〜４００Ｖの範囲とした。また、比較的に比抵抗の値が小さなヒーター本体を「低抵抗品」として、印加電圧を、１０〜６０Ｖの範囲とした。【０１９７】
【表１】
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【０１９８】
（実施例２〜６）
電極部の材質、電極部の構造、及びハウジングの構造を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法でヒーターを作製した。得られたヒーターを用いて、実施例１と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率（％）を表１に示す。表１に、通電加熱試験における、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。【０１９９】
「ハウジングの構造」が図１１である実施例３〜６においては、断絶材として、厚さ５ｍｍのセラミックスファイバーシート（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）を用いた。また、実施例６においては、電極部の材質として、純金属の銅（Ｃｕ）を用いた。なお、「ハウジングの構造」が図１１又は図１２の他の実施例においても、実施例３〜６と同様に、断絶材として、厚み５ｍｍのセラミックスファイバーシート（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）を用いた。【０２００】
（実施例７）
実施例７においては、以下のように被覆材を作製した以外は、実施例３と同様の方法でヒーターを作製した。ここでは、実施例１で使用したセラミックス封孔材を被覆材として適用した。セラミックス封孔材としては、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、シランカップリング剤、２プロパノール、１ブタノール、及び水を主成分として含有する材料系を使用した。まず、使用前にボールミルを用いて１００ｒｐｍ未満にて再混合することで均質化した後、刷毛塗りでヒーター本体の外周部分にコーティングした。コーティングしたセラミックス封孔材を、大気中で、クラック生成の抑制のため予備加熱として８０℃、その後に１５０℃、更には本焼成として３５０℃で焼成して、セラミックスからなる被覆材を作製した。被覆材の厚さは、約０．０５ｍｍとした。尚、セラミックス封孔材の場合、ハニカムヒーター部の外周をコーティングすると共に、外周部に近いヒーター隔壁中の気孔内部を目封じするものである。セラミックス封孔材を添加した無機系耐熱接着剤をコーティングして被覆材を作製する方法を、「Ｂ型」とする。表１における「被覆材の作製方法」の欄に、実施例７における被覆材の作製方法を示す。【０２０１】
（実施例８）
実施例８においては、以下のように被覆材を作製した以外は、実施例３と同様の方法でヒーターを作製した。まず、低融点ガラスのペーストを、使用前にボールミルを用いて１００ｒｐｍ未満にて再混合することで均質化した後、刷毛塗りでヒーター本体の外周部分にコーティングした。低融点ガラスのペーストとしては、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５のペーストを用いた。コーティングした低融点ガラスのペーストを、大気中で、有機溶媒の揮発のため予備加熱として１５０℃、その後に４８０℃で焼成して、低融点ガラスからなる被覆材を作製した。被覆材の厚さは、約０．５ｍｍとした。低融点ガラスのペーストをコーティングして被覆材を作製する方法を、「Ｃ型」とする。表１における「被覆材の作製方法」の欄に、実施例８における被覆材の作製方法を示す。【０２０２】
（実施例９）
実施例９においては、以下のように被覆材を作製した以外は、実施例３と同様の方法でヒーターを作製した。まず、ＳｉＯ２粒子を含有したスラリーを用意し、このスラリーに、板状フィラーを添加した。板状フィラーとしては、マイカを用いた。板状フィラーを添加したスラリーを、ヒーター本体の外周部分にコーティングした。コーティングしたスラリーを、大気中で、４００〜６００℃で焼成して、ガラス質の被覆材を作製した。被覆材の厚さは、約０．４ｍｍとした。ＳｉＯ２粒子を含有したスラリーをコーティングして被覆材を作製する方法を、「Ｄ型」とする。表１における「被覆材の作製方法」の欄に、実施例９における被覆材の作製方法を示す。【０２０３】
得られた実施例７〜９のヒーターを用いて、実施例１と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率（％）を表１に示す。表１に、通電加熱試験における、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。【０２０４】
（実施例１０〜１７）
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び被覆材の作製方法を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法でヒーターを作製した。実施例１０〜１７においては、電極部の構造が「棒型」である。この棒型の電極部は、端面の直径が６ｍｍの円柱状のものである。実施例１０〜１７のヒーターは、「ハウジングの構造」が図１２である。この実施例１０〜１７のヒーターにおいては、断絶材として、厚み５ｍｍのセラミックスファイバーシート（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）を用いた。【０２０５】
得られた実施例１０〜１７のヒーターを用いて、実施例１と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率（％）を表１に示す。表１に、通電加熱試験における、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。【０２０６】
（実施例１８〜３１）
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、被覆材の作製方法、及び隔壁の材料を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法でヒーターを作製した。実施例１８〜３１のヒーターにおいては、断絶材として、厚み５ｍｍのセラミックスファイバーシート（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）を用いた。【０２０７】
得られた実施例１８〜３１のヒーターを用いて、実施例１と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率（％）を表２に示す。表２に、通電加熱試験における、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。【０２０８】
【表２】
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【０２０９】
実施例１８〜２３、２６及び２７においては、隔壁の材料を「再結晶ＳｉＣ」とした。再結晶ＳｉＣからなる隔壁を有するハニカム構造部の作製方法は、以下の通りである。まず、ＳｉＣ粉体、有機質バインダー、及び「水又は有機溶剤」を含有する原料を、混合、混練して坏土を調製した。次に、この坏土を成形してハニカム成形体を作製した。次に、得られた成形体を、窒素ガス雰囲気中において、所定の温度（１６００〜２３００℃）で焼成して、ハニカム構造部を作製した。【０２１０】
実施例２４及び２５においては、隔壁の材料を「Ｓｉ含浸ＳｉＣ」とした。Ｓｉ含浸ＳｉＣからなる隔壁を有するハニカム構造部の作製方法は、以下の通りである。具体的には、ＳｉＣ粉体、有機質バインダー、及び水を混ぜ合わせ、混練して坏土を調製した。次に、この坏土を表２に示す所定のハニカム形状になるように成形体を作製した。次に、得られた成形体上に金属Ｓｉの塊を載置し、減圧アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中において成形体中にＳｉ含浸させた。このようにして、Ｓｉ含浸ＳｉＣを主成分とするハニカム構造部を作製した。【０２１１】
実施例２８及び２９においては、隔壁の材料を「反応焼結ＳｉＣ（多孔質）」とした。「反応焼結ＳｉＣ（多孔質）」とは、多孔質の反応焼結ＳｉＣのことである。反応焼結ＳｉＣ（多孔質）からなる隔壁を有するハニカム構造部の作製方法は、以下の通りである。まず、窒化珪素粉末、炭素質物質、炭化珪素及び黒鉛粉末を混合、混練して坏土を調製する。次に、この坏土を成形してハニカム成形体を作製した。次に、非酸化性雰囲気中において上記成形体を一次焼成して一次焼成体を得た。次に、得られた一次焼成体を酸化性雰囲気中で加熱して脱炭することにより、残存する黒鉛を除去した。次に、非酸化性雰囲気中において「脱炭された一次焼成体」を所定の温度（１６００〜２５００℃）で二次焼成して二次焼成体を得た。得られた二次焼成体がハニカム構造部となる。【０２１２】
実施例３０及び３１においては、隔壁の材料を「反応焼結ＳｉＣ（緻密質）」とした。「反応焼結ＳｉＣ（緻密質）」とは、緻密質の反応焼結ＳｉＣということである。反応焼結ＳｉＣ（緻密質）からなる隔壁を有するハニカム構造部の作製方法は、以下の通りである。まず、ＳｉＣ粉体及び黒鉛粉末を混合、混練して坏土を調製した。次に、この坏土を成形してハニカム成形体を作製する。次に、この成形体に「溶融した珪素（Ｓｉ）」を含浸させた。これにより、黒鉛を構成する炭素と、含浸させた珪素とを反応させてＳｉＣを生成させた。このようにして得られた構造体が、ハニカム構造部となる。【０２１３】
（実施例３２〜４５）
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、被覆材の作製方法、及び隔壁の材料を表３に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法でヒーターを作製した。実施例３６〜４５のヒーターにおいては、断絶材として、厚み５ｍｍのセラミックスファイバーシート（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）を用いた。【０２１４】
得られた実施例３２〜４５のヒーターを用いて、実施例１と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率（％）を表３に示す。表３に、通電加熱試験における、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。【０２１５】
【表３】
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【０２１６】
実施例４０及び４１においては、電極部の材質として、純金属のモリブデンを用いた。表３の「電力部の材質」の欄には、モリブデンを「Ｍｏ」と記す。また、実施例４２及び４３においては、電極部の材質として、純金属のタングステンを用いた。表３の「電力部の材質」の欄には、タングステンを「Ｗ」と記す。また、実施例４４及び４５においては、電極部の材質として、銅タングステン複合材を用いた。尚、本複合材は、タングステン（Ｗ）の体積率が８５％のものを使用した。表３の「電力部の材質」の欄には、銅タングステン複合材を「Ｃｕ／Ｗ」と記す。【０２１７】
（実施例４６〜４９）
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表３に示すように変更し、ハウジングが樹脂によって形成されたヒーター（即ち、「ハウジングの構造」が図１４のヒーター）を、以下の方法によって作製した。まず、表３に示す隔壁の材料に応じた、ハニカム構造部を有するヒーター本体を作製した。実施例１と同様の方法で、ヒーター本体の外周部分に、被覆材をコーティングして、被覆材を形成した。このヒーター本体とは別に、フッ素系樹脂を用いて、ハウジングを作製した。尚、ハウジングに使用したフッ素系樹脂は、その厚みが５ｍｍのものを用いた。得られた樹脂製のハウジング内に、被覆材を形成したヒーター本体を収納し、更に、ハウジングとヒーター本体との間に、セラミックスファイバーシートの断熱材を配置して、ヒーターを作製した。得られたヒーターを用いて、実施例１と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率（％）を表３に示す。表３に、通電加熱試験における、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。【０２１８】
（実施例５０及び５１）
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表３に示すように変更し、図１２に示すような構造のヒーターを作製した。本実施例においては、低温動作時を模擬し、潤滑系流体の初期温度を０℃に下げた状態での試験とした。得られたヒーターを用いて、実施例１と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率（％）を表３に示す。表３に、通電加熱試験における、印加電圧（Ｖ）、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、及び潤滑系流体の初期温度（℃）を示す。【０２１９】
（結果）
表１に示すように、ハウジングの内部に断熱材を配置していない実施例１のヒーターは、６７％の変換効率であった。実施例２〜５１のヒーターと比較して変換効率は低いものの、実施例１のようなセラミックスからなる被覆材によって、十分な断熱効果が発現することが分かった。また、この被覆材は、絶縁性、及びシール性も良好なものであった。また、表１〜表３に示すように、更に、被覆材に加えてセラミックスファイバーシートの断熱材を併用したり、ハウジングを樹脂製にすることで、更に変換効率を向上させることができた。また、ハウジングを樹脂製にすることで、ヒーターの軽量化も実現可能であった。実施例５０及び５１においては、潤滑系流体の初期温度を０℃にまで下げたことから、始動時の粘性が高くなり、初期温度が３０℃のものに比較してハニカム通過時の潤滑系流体の圧損は高くなったが、動作上の問題無く、ヒーターとして良好なものであった。【０２２０】
また、実施例１〜５１のヒーターのように、セラミックス又はガラスからなる被覆材をヒーター本体の側面に形成することで、軽量化と共に、簡便且つ低温プロセスでのハウジング構造の作製が可能となった。被覆材として樹脂材を用いた場合では、出力が高くなると、場合によっては局所的な発熱によって樹脂材が熱的に損傷することがあったが、本願発明のようにセラミックス又はガラスからなる被覆材をヒーター本体の側面に形成した場合では、それらの問題も無く、良好に絶縁層として機能したまま存在した。また、ヒーター本体として、ハニカム形状のハニカム構造部と、その側面に配設された一対の電極部とを有するものを用いることで、従来のヒーターに比較して、小型化、早期加熱、高い変換効率を得ることが分かった。尚、ハウジングの構造及びハウジング内部の樹脂材等の配置について、上述した変換効率と、ヒーターに要求される強度設計や耐久性等を考慮して、適宜決定することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０２２１】
本発明は、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を加熱するために使用可能なヒーターとして利用できる。
【符号の説明】
【０２２２】
１：隔壁、２：セル、３：外周壁、４：ハニカム構造部、５：側面、１１：一方の端面、１２：他方の端面、２１：電極部、２２ａ：電極基板、２２ｂ：電極部、２３：導電性接合部、２４：電極部、２５電極部、２６ａ：電極基板、２６ｂ：電極部、３１：電極部、３１ａ：電極基板、３１ｂ：電極端子部、３１ｃ：電極基板連結部、３５：シール材、４１：電極部、４２：振動吸収部、４３：電極部、４３ａ：電極基板、４３ｂ：電極端子部、５０，６０，７０，８０，９０：ヒーター本体、５１，７３，８１，９１：ハウジング、５１ａ：ハウジング本体、５１ｂ：蓋部、５２，７２：被覆材、５３：Ｏリング、５４，７４：電極取出部、５５：流入口、５６：流出口、５７：断熱材、５８：樹脂材、９１ａ：ハウジング本体、９１ｂ：蓋部、９４：ポンプ、９５：配管、９６：クーラー、９８：バルブ、９９：流量計、１００，２００，３００，４０１，４０２Ａ，４０２Ｂ，４０３，４０４，４０５，５００，６００，７００，８００：ヒーター、１５２：１５３：ヒーター本体、９００：通電加熱試験装置、Ｐ１，Ｐ２：圧力計、Ｔ１，Ｔ２：熱電対。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月8日(2013.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーター本体、前記ヒーター本体を収納するハウジング、及び前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間の少なくとも一部に配置され、前記ヒーター本体の少なくとも一部を覆う被覆材、を備え、
前記被覆材が、セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料からなり、
前記ヒーター本体が、潤滑系流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部、及び前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有し、
前記ハウジングが、前記潤滑系流体が流入する流入口及び前記ヒーター本体に形成された前記セルを通過した前記潤滑系流体が流出する流出口を有し、前記ヒーター本体の側面側を覆うように前記ヒーター本体を収納し、
前記ハニカム構造部の前記隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなり、
前記隔壁は、ＳｉＣ、金属含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ、及び金属複合Ｓｉ３Ｎ４からなる群から選ばれる１種を主成分とするものであり、前記隔壁の比抵抗が０．０１〜５０Ω・ｃｍであり、前記隔壁が通電により発熱し、潤滑系流体を加熱するために用いるヒーター。
【請求項２】
前記被覆材が、前記ヒーター本体の前記一方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間、及び前記ヒーター本体の前記他方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている請求項１に記載のヒーター。
【請求項３】
前記被覆材が、前記セラミックス及びガラスの少なくとも一方を含む材料を、前記ヒーター本体の表面の少なくとも一部にコーティングしたものである請求項２に記載のヒーター。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記一対の電極部の一部が、前記ハウジングを貫通して前記ハウジングの外側まで延設され、
前記被覆材が、前記一対の電極部が前記ハウジングを貫通する部位における前記一対の電極部と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項６】
前記被覆材が、少なくとも前記ヒーター本体に配置された前記一対の電極部全域を覆うように、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に配置されている請求項１〜３、及び５のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項７】
前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部の側面に配置された電極基板と、前記電極基板に連結するように配置された棒状の電極部とからなる請求項１〜３、５、及び６のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項８】
前記ハウジングの材質が、金属、又は樹脂である請求項１〜３、５、６及び７のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項９】
前記ハウジングの内部において、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、断熱材が配置されている請求項１〜３、５、６、７、及び８のいずれか一項に記載のヒーター。
【請求項１０】
前記被覆材の比抵抗が、１０６Ω・ｃｍ以上である請求項１〜３、５、６、７、８、及び９のいずれか一項に記載のヒーター。
【国際調査報告】
2013140845.tif 000034
2013140845.tif 000035
2013140845.tif 000036
2013140845.tif 000037