(57)【要約】  【課題】  コンパクトで加熱効率が高く、しかも製造コストを低減できるセラミックヒータ、熱交換ユニット、温水洗浄便座、及びセラミックヒータの製造方法を提供すること。  【解決手段】  セラミックヒータ（５）は、セラミック製のヒータ部材（１１）が円筒状に２重に巻かれて、その円周方向の両端が重ね合わされた形状を有しており、その軸方向には洗浄水が通過する貫通孔（１７）が形成されている。つまり、ヒータ部材（１１）とは、アルミナ製のセラミック基体（１９）の表面に発熱体（２１）が蛇行状に形成されたものであり、このロール形状の焼結体であるヒータ部材（１１）によりセラミックヒータ（５）が構成されている。従って、このセラミックヒータ（５）では、従来のようなスリットが無く、発熱体（２１）は、セラミックヒータ（５）の円周方向にほぼ均等に配置されている。【選択図】 図２
2006228713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体に発熱体が形成されたヒータ部材が、少なくとも１巻き以上巻かれて、該ヒータ部材同士が重ね合わされたことを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】
前記セラミックヒータが、筒状体であることを特徴とする前記請求項１に記載のセラミックヒータ。
【請求項３】
前記ヒータ部材の周方向の端部同士が、ヒータ部材の厚み方向において直接に又は間接的に重ね合わされたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記ヒータ部材のうち前記発熱体が形成された発熱部が、ヒータ部材の厚み方向において少なくとも一部重ね合わされたことを特徴とする前記請求項３に記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
前記ヒータ部材のうち前記発熱体が形成されていない非発熱部が、ヒータ部材の厚み方向において少なくとも一部重ね合わされたことを特徴とする前記請求項３又は４に記載のセラミックヒータ。
【請求項６】
前記発熱体が、前記ヒータ部材の厚み方向において少なくとも一部重ね合わされたことを特徴とする前記請求項１〜５のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項７】
前記ヒータ部材の周方向の端部のうち、最外周の端部に、前記周方向に沿って面取りされた面取り部を備えたことを特徴とする前記請求項１〜６のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項８】
前記ヒータ部材が多重に巻かれ、前記発熱体が積層配置されたことを特徴とする前記請求項１〜７のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項９】
前記セラミックヒータは筒状であり、その厚み方向の中央を境界として、厚み方向の内側の発熱量と外側の発熱量とが異なることを特徴とする前記請求項１〜８のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項１０】
前記セラミックヒータは筒状であり、その周方向において、前記発熱体の配置間隔が異なることを特徴とする前記請求項１〜９のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項１１】
前記発熱体の配置間隔は、前記セラミックヒータの厚みが大きいほど密であることを特徴とする前記請求項１０に記載のセラミックヒータ。
【請求項１２】
前記セラミックヒータは筒状であり、その周方向において、前記発熱部の断面積が異なることを特徴とする前記請求項１〜１１のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項１３】
前記発熱体の断面積は、前記セラミックヒータの厚みが大きいほど小さいことを特徴とする前記請求項１２に記載のセラミックヒータ。
【請求項１４】
前記セラミックヒータは、その軸方向において、前記ヒータ部材の巻き数が異なることを特徴とする前記請求項１〜１３のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項１５】
前記軸方向の発熱体側の端部におけるヒータ部材の巻き数が、前記発熱体側の端部と反対側の端部におけるヒータ部材の巻き数より多いことを特徴とする前記請求項１４に記載のセラミックヒータ。
【請求項１６】
前記請求項１〜１５のいずれかに記載のセラミックヒータを、前記セラミックヒータが加熱する流体が流入・流出する熱交換器に取り付けたことを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項１７】
前記熱交換ユニットにおける前記流体の流路として、前記セラミックヒータを軸方向に貫く貫通孔から前記セラミックヒータの外周面側の空間に到る流路を備えたことを特徴とする前記請求項１６に記載の熱交換ユニット。
【請求項１８】
前記請求項１６又は１７に記載の熱交換ユニットを備えたことを特徴とする温水洗浄便座。
【請求項１９】
セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、加工用芯部材に１巻き以上巻き付けて巻付体を形成し、該巻付体から前記加工用芯部材を取り除いた後、前記巻付体を焼成してセラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【請求項２０】
セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、焼成時に消失する材料からなる加工用芯部材に１巻き以上巻き付けて巻付体を形成し、前記巻付体を焼成するとともに、該焼成に際に前記加工用芯部材を消失させてセラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【請求項２１】
セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、筒状又は中実の芯部材に１巻き以上巻き付けて巻付体を形成し、前記巻付体を焼成してセラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【請求項２２】
セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、１巻き以上巻いて中実の巻付体を形成し、前記巻付体を焼成してセラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば温水洗浄便座、電気温水器、２４時間風呂、ハンダゴテ、石油加熱、酸素センサなどに用いられるセラミックヒータ、熱交換ユニット、温水洗浄便座、及びセラミックヒータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば温水洗浄便座には、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おり、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暖めるために、長尺のパイプ状のセラミックヒータが取り付けられている。
【０００３】
このセラミックヒータを製造する場合には、例えば図１５に示す様に、まず、セラミックグリーンシート１００１上に、タングステン等の高融点金属からなる発熱パターン１００３を印刷し、その上にセラミックペーストを用いて他のセラミックグリーンシート１００５を接着して、ヒータシート１００７を製造する。その後、ヒータシート１００７を切断して単一のヒータシート１００７を切り出す。次に、焼成した円筒状のセラミック製の芯部材１００９の表面に、セラミックペースト（アルミナペースト）等を用い、ヒータシート１００７を巻き付けて接着して巻付体１０１１を形成する。その後、この巻付体１０１１を一体焼成してセラミックヒータ１０１３を完成する（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平９−７７４１号公報 （図１、第２頁）
【特許文献２】特開平９−７７４２号公報 （図１、第２頁）
【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、上述した技術では、ヒータシート１００７を芯部材１００９に巻き付けて焼成した際に形成される隙間（スリット）が存在する。つまり、例えば図１６に示す様に、焼成後のセラミックヒータ１０１３には、（ヒータシート１００７が焼成された）ヒータ部材１０１５の間にスリット１０１７が存在する。
【０００５】
そのため、このスリット１０１７の部分には、（発熱パターン１００３が焼成された）発熱体１０１９が存在しないので、その近傍を流れる洗浄水を加熱することができず、洗浄水等の加熱効率が悪いという問題があった。
【０００６】
この対策として、発熱体にて加熱する領域を増加させるときには、セラミックヒータの外径を大きくするか、軸方向の寸法を大きくすることが考えられるが、その場合には、セラミックヒータのサイズが大型化し、好ましくない。
【０００７】
つまり、サイズの大型化に伴い材料や製造コストが増加し、しかも、セラミックヒータが用いられる温水洗浄便座等が大型化するので好ましくない。
本発明はこうした問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトで加熱効率が高く、しかも製造コストを低減できるセラミックヒータ、熱交換ユニット、温水洗浄便座、及びセラミックヒータの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）請求項１の発明は、セラミック基体に発熱体が形成されたヒータ部材が、少なくとも１巻き以上巻かれて、該ヒータ部材同士が重ね合わされたことを特徴とするセラミックヒータを要旨とする。
【０００９】
本発明は、ヒータ部材が巻かれて重ね合わされた構成を有するので、従来の様な芯部材上に形成されたスリットが無い。従って、セラミックヒータの全周に発熱体を配置できるので、セラミックヒータの全周にて洗浄水等の流体を加熱することができ、加熱効率が高いという効果がある。また、加熱効率が高いので、セラミックヒータを小型化でき、製造コストも低減できるという利点がある。
【００１０】
尚、本発明は焼成されたセラミックヒータの構造に係るものであるので、発熱体、セラミック基体及びヒータ部材は焼成されたものである。
（２）請求項２の発明は、前記セラミックヒータが、筒状体であることを特徴とする前記請求項１に記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００１１】
本発明は、セラミックヒータの構成を例示したものである。
（３）請求項３の発明は、前記ヒータ部材の周方向（例えば円周方向）の端部同士が、ヒータ部材の厚み方向において直接に又は間接的に重ね合わされたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００１２】
本発明は、セラミックヒータの構成を例示したものである。例えばヒータ部材が一巻きされたものは、端部同士が直接に重ね合わされ、２巻き以上されたものは、端部以外の部分のヒータ部材を介して端部同士が間接的に重ね合わされる。
【００１３】
（４）請求項４の発明は、前記ヒータ部材のうち前記発熱体が形成された発熱部が、ヒータ部材の厚み方向において少なくとも一部重ね合わされたことを特徴とする前記請求項３に記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００１４】
本発明では、発熱部が少なくとも一部重ね合わされているので、従来の様なヒータ部材の端部間のスリットが無い。よって、セラミックヒータの全周に発熱体を配置できるので、セラミックヒータの全周にて洗浄水等を加熱することができる。
【００１５】
（５）請求項５の発明は、前記ヒータ部材のうち前記発熱体が形成されていない非発熱部が、ヒータ部材の厚み方向において少なくとも一部重ね合わされたことを特徴とする前記請求項３又は４に記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００１６】
本発明では、非発熱部が巻かれて筒状体となっているので、この筒状体を構造物として用いることにより、セラミックヒータの強度を高めることができる。
（６）請求項６の発明は、前記発熱体が、前記ヒータ部材の厚み方向において少なくとも一部重ね合わされたことを特徴とする前記請求項１〜５のいずれかに記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００１７】
（７）請求項７の発明は、前記ヒータ部材の周方向の端部のうち、最外周の端部に、前記周方向に沿って面取りされた面取り部を備えたことを特徴とする前記請求項１〜６のいずれかに記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００１８】
本発明では、巻かれたヒータ部材の最外周の端部（巻き終わり部分）は、周方向に沿って面取りがなされている。これによって、ヒータ部材の端部が段差が無いように（又は段差が少なくなるように）滑らかになっている。よって、例えばゴム製のホースなどのシール部材を用いて、セラミックヒータを熱交換器に取り付ける作業が容易となり、シール性も高い。また、段差に対応した特殊形状のホースではなく、例えば断面が真円状のホースを用いることができるので、コスト的に有利である。
【００１９】
（８）請求項８の発明は、前記ヒータ部材が多重に巻かれ、前記発熱体が積層配置された構成を有することを特徴とする前記請求項１〜７のいずれかに記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００２０】
本発明では、ヒータ部材が多重に巻かれて多重の積層構造となっているので、発熱体を積層配置できる。つまり、一重のものより発熱する部分を多くすることができるので、コンパクトにできるだけでなく、高い加熱能力を有する。
【００２１】
（９）請求項９の発明は、前記セラミックヒータは筒状であり、その厚み方向の中央を境界として、厚み方向の内側の発熱量と外側の発熱量とが異なることを特徴とする前記請求項１〜８のいずれかに記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００２２】
本発明では、例えば発熱体の配置を偏らせたヒータ部材を多重に巻き付けるなどにより、セラミックヒータの外周側と内周側とで、発熱量を違えている。従って、例えば内側に配置する発熱体の形状等によって内側の発熱量を大きくした場合には、筒状の内部に流す流体を重点的に加熱する場合に効果的である。また、例えば外側の発熱量を大きくした場合には、筒状の外部に流す流体を重点的に加熱する場合に効果的である。
【００２３】
（１０）請求項１０の発明は、前記セラミックヒータは筒状であり、その周方向において、前記発熱体の配置間隔が異なることを特徴とする前記請求項１〜９のいずれかに記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００２４】
例えばヒータ部材の端部を重ね合わせた場合には、その重ね合わせた部分でセラミックヒータの厚みが大きくなるが、本発明では、（周方向における）発熱体の配置間隔を違えて、例えば重ね合わせ部分の発熱量を増加させることにより、セラミックヒータの（周方向における）加熱状態を均一化できる。
【００２５】
（１１）請求項１１の発明は、前記発熱体の配置間隔は、前記セラミックヒータの厚みが大きいほど密であることを特徴とする前記請求項１０に記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００２６】
セラミックヒータの厚みが大きいほど熱容量が大きいが、本発明では、セラミックヒータの厚みが大きいほど発熱体の配置間隔を密にしてあるので、セラミックヒータの周方向における加熱状態を均一化することができる。
【００２７】
（１２）請求項１２の発明は、前記セラミックヒータは筒状あり、その周方向において、前記発熱体の断面積が異なることを特徴とする前記請求項１〜１１のいずれかに記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００２８】
例えばヒータ部材の端部を重ね合わせた場合には、その重ね合わせた部分でセラミックヒータの厚みが大きくなるが、本発明では、（周方向における）発熱体の断面積を違えて、例えば重ね合わせ部分の発熱量を増加させることにより、セラミックヒータの（周方向における）加熱状態を均一化できる。
【００２９】
（１３）請求項１３の発明は、前記発熱体の断面積は、前記セラミックヒータの厚みが大きいほど小さいことを特徴とする前記請求項１２に記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００３０】
セラミックヒータの厚みが大きいほど熱容量が大きいが、本発明では、セラミックヒータの厚みが大きいほど発熱体の断面積を小さくしてあるので、セラミックヒータの周方向における加熱状態を均一化することができる。
【００３１】
（１４）請求項１４の発明は、前記セラミックヒータは、その軸方向において、前記ヒータ部材の巻き数が異なることを特徴とする前記請求項１〜１３のいずれかに記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００３２】
本発明では、セラミックヒータの軸方向の各位置において、ヒータ部材の巻き数を変更することができる。これにより、セラミックヒータの外径を所望の位置にて変更することができるので、外径形状を設計する際の自由度が高いという利点がある。
【００３３】
（１５）請求項１５の発明は、前記軸方向の端部における前記ヒータ部材の巻き数が、前記端部以外の位置におけるヒータ部材の巻き数より少ないことを特徴とする前記請求項１４に記載のセラミックヒータを要旨とする。
【００３４】
本発明では、セラミックヒータの軸方向の端部におけるヒータ部材の巻き数が少ないので、巻き数が多い中央側の部分との間で（軸方向の）段差を設けることができる。これにより、例えばセラミックヒータの端部にホースを嵌め込む際に、この段部が止め段として働くので、ホースを接続する作業が容易である。
【００３５】
（１６）請求項１６の発明は、前記請求項１〜１５のいずれかに記載のセラミックヒータを、前記セラミックヒータが加熱する流体が流入・流出する熱交換器に取り付けたことを特徴とする熱交換ユニットを要旨とする。
【００３６】
本発明は、上述したセラミックヒータを備えた熱交換ユニットを例示したものである。
（１７）請求項１７の発明は、前記熱交換ユニットにおける前記流体の流路として、前記セラミックヒータを軸方向に貫く貫通孔から前記セラミックヒータの外周面側の空間に到る流路を備えたことを特徴とする前記請求項１６に記載の熱交換ユニットを要旨とする。
【００３７】
本発明は、熱交換ユニットにおける流体の流路を示したものである。本発明では、流体を、セラミックヒータの内周面側の空間（即ち貫通孔）からセラミックヒータの外周側の空間（即ちセラミックヒータの外周面と熱交換器の内周面とに挟まれた空間）に流すことにより、効率良く流体を加熱することができる。
【００３８】
（１８）請求項１８の発明は、前記請求項１６又は１７に記載の熱交換ユニットを備えたことを特徴とする温水洗浄便座を要旨とする。
本発明は、上述した熱交換ユニットを備えた温水洗浄便座を例示したものである。
【００３９】
（１９）請求項１９の発明は、セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、加工用芯部材に巻き付けて巻付体を形成し、該巻付体から加工用芯部材を取り除いた後、前記巻付体を焼成してセラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法を要旨とする。
【００４０】
本発明では、従来の様なセラミック製の芯部材とそれに巻き付けた（ヒータ部材）となるヒータシートとを一体焼成するのではなく、ヒータシートを巻いた巻付体から加工用芯部材を取り出して、巻付体のみを焼成してセラミックヒータを製造するので、従来の芯部材を用いることによる欠点を無くすことができる。
【００４１】
つまり、本発明の方法により、従来のセラミックヒータでは不可避であったスリットを無くすことができるので、セラミックヒータの全周にわたり発熱体を配置することができる。よって、ヒータを大型化することなく、その加熱効率を高めることができる。
【００４２】
また、セラミックヒータを大型化することなく加熱効率を高めることができるので、熱交換ユニット等も小型化できるという効果がある。
更に、従来の芯部材を必要としないので、製造コストを低減できるという利点もある。
【００４３】
尚、前記ヒータシートは、例えば未焼成のセラミック基体シートの表面に未焼成の発熱パターンを形成したシート状の部材である。また、芯部材としては、焼成又は仮焼成されたセラミック部材を採用できる。（以下同様）
（２０）請求項２０の発明は、セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、焼成時に消失する材料からなる加工用芯部材に１巻き以上巻き付けて巻付体を形成し、前記巻付体を焼成するとともに、該焼成に際に前記加工用芯部材を消失させて、前記セラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法を要旨とする。
【００４４】
本発明では、加工用芯部材として、例えばロストワックス等の焼成時消失する材料からなる加工用芯部材を用いる。従って、焼成後に加工用芯部材を抜き取る作業が不要という利点がある。
【００４５】
（２１）請求項２１の発明は、セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、筒状又は中実の芯部材に１巻き以上巻き付けて巻付体を形成し、前記巻付体を焼成してセラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法を要旨とする。
【００４６】
本発明の方法により、従来のセラミックヒータのスリットを無くすことができるので、セラミックヒータの全周にわたり発熱体を配置することができる。よって、ヒータを大型化することなく、その加熱効率を高めることができる。
【００４７】
また、セラミックヒータを大型化することなく加熱効率を高めることができるので、熱交換ユニット等も小型化できるという効果がある。
（２２）請求項２２の発明は、セラミック基体シートに発熱パターンを形成した焼成前のヒータシートを、１巻き以上巻いて中実の巻付体を形成し、前記巻付体を焼成してセラミックヒータを製造することを特徴とするセラミックヒータの製造方法を要旨とする。
【００４８】
本発明の方法により、従来のセラミックヒータのスリットを無くすことができるので、セラミックヒータの全周にわたり発熱体を配置することができる。よって、ヒータを大型化することなく、その加熱効率を高めることができる。
【００４９】
また、セラミックヒータを大型化することなく加熱効率を高めることができるので、熱交換ユニット等も小型化できるという効果がある。
更に、従来の芯部材を必要としないので、製造コストを低減できるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
次に、本発明の最良の形態の例（実施例）について説明する。
【実施例１】
【００５１】
ａ）まず、本実施例のセラミックヒータ及び熱交換ユニットについて説明する。
本実施例の熱交換ユニットは、温水洗浄便座において、洗浄水を暖めるために用いられるものである。
【００５２】
図１に示す様に、この熱交換ユニット１は、洗浄水を収容する熱交換器３と、熱交換器３に取り付けられて洗浄水を暖めるセラミックヒータ５と、セラミックヒータ５を熱交換器３に固定する固定部材（フランジ）６とを備えている。
【００５３】
前記熱交換器３は、有底の円筒形の容器であり、例えばガラスを添加したナイロンからなる樹脂製である。この熱交換器３の軸方向の一端にフランジ６が取り付けられている。
前記フランジ６は、アルミナ製部材であり、その中心にはセラミックヒータ５が貫挿され、ガラス等の接着剤７にて固定されてシールされている。
【００５４】
前記セラミックヒータ５は、アルミナ製のパイプ状の焼結体からなる円筒部材（内径φ９．６ｍｍ×外径φ１１．５ｍｍ×軸方向長さ１０５ｍｍ）である。
また、セラミックヒータ５の先端側、即ち、発熱パターン２１（図２参照）が形成された発熱部８側は、熱交換器３の内部に配置されており、セラミックヒータ５の後端側は、熱交換器３から外部に突出している。
【００５５】
尚、セラミックヒータ５の後端側の表面には、一対の外部端子９、１０が形成されており、この外部端子９、１０は、図示しないスルーホールによって各内部端子２３、２４（図２参照）に電気的に接続されている。
【００５６】
特に本実施例では、図２（ａ）に軸方向と垂直の断面を示す様に、セラミックヒータ５は、シート状のヒータ部材１１が円筒状（ロール状）に多重に巻かれた構造を有している。つまり、セラミックヒータ５は、その円周方向の両端、詳しくは、内周面側の端部１３と外周面側の端部１５とが、（ヒータ部材１１を１枚介して）重ね合わされた形状を有しており、その軸方向には洗浄水が通過する貫通孔１７が形成されている。
【００５７】
詳しくは、セラミックヒータ５の内側の１巻きされた部分は、ヒータ部材１１のうち、図２（ｂ）に展開して示す様に（同図ではセラミック基体１９の内側表面を示す）、発熱体２１が形成されていない同図左半分（非発熱部２６）が巻かれて重ね合わされたものであり、一方、その外側にて１巻きされた部分は、発熱体２１が形成されている同図右半分（発熱部２８）が巻かれて重ね合わされたものである。
【００５８】
前記ヒータ部材１１は、図２（ｂ）に展開して示す様に（同図ではセラミック基体１９の内側表面を示す）、アルミナ製のセラミック基体１９の内側の表面に、通電により発熱する発熱体２１を備えたものであり、発熱体２１は、ヒータ部材１１の一方の側に寄せられて蛇行状に形成されている。
【００５９】
具体的には、巻き付ける方向（矢印Ａ方向）の先端側に、その矢印Ａ方向と発熱体２１の伸びる方向とが垂直になるように、発熱体２１が形成されている。尚、発熱体２１の両端には内部端子２３、２４が連接されている。
【００６０】
これによって、（後述する製造方法により巻き付けられて形成された）セラミックヒータ５では、２重に巻かれたヒータ部材１１の端部１３、１５同士が重なり合っており、従来の様なスリットが無いので、その円周方向において、発熱体２１がほぼ均等に配置されている。
【００６１】
従って、上述した構成を有する熱交換ユニット１においては、前記図１に示す様に、矢印の向きに、水道水が導入されると、水道水はセラミックヒータ５の後端側から内部の貫通孔１７に流入し先端側から流出する。
【００６２】
そして、その水道水は、貫通孔１７を通過する際に、セラミックヒータ５により加熱されて温度が上昇するとともに、セラミックヒータ５の周囲の水道水もセラミックヒータ５により加熱されて温度が上昇し、温水の洗浄水として（図示しない流出孔から）熱交換器３外に供給される。
【００６３】
ｂ）次に、本実施例のセラミックヒータ５及び熱交換ユニット１の製造方法について説明する。
・図３に示す様に、まず、（焼成後に）セラミック基体１９となるセラミックグリーンシートであるセラミック基体シート２５上に、タングステン等の高融点金属を印刷して、（焼成後に）発熱体２１となる発熱パターン２７や内部端子２３、２４となる端子パターン２９（導電パターン３１と総称する）などを形成する。これによって、（焼成後に）ヒータ部材１１となるヒータシート３３を得る。
【００６４】
・次に、紙の表面に樹脂をコーティングした剥離紙３５を巻いた鉄製の加工用芯部材３７の表面に、前記ヒータシート３３を巻き付け、円筒状の巻付体３９を形成する。具体的には、加工用芯部材３７によって、ヒータシート３３を、導電パターン３１が形成されていない側（同図右側）から矢印Ａ方向に巻いてゆく。尚、加工用芯部材３７としては、離形性の高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂製の部材を使用してもよい。
【００６５】
その結果、焼成後の前記図２（ａ）と同様に、ヒータシート３３が２巻きされて、その円周方向にて端部同士が間接的に重ね合わされる状態となる。詳しくは、内側には、導電パターン３１がない部分のヒータシート３３が１巻きされ、その外側に、導電パターン３１がある部分のヒータシート３３が１巻きされた状態となる。
【００６６】
・図３に戻り、円筒状の巻付体３９から、その軸方向に沿って加工用芯部材３７を取り出す。この加工用芯部材３７は取り出し側の方が径が大きくなっており、しかも、その外周には剥離紙３５が巻かれているので、スムーズに加工用芯部材３７を取り出すことができる。
【００６７】
・次に、この巻付体３９を、例えば温度１６００℃程度の還元雰囲気の焼成条件で焼成することにより、ヒータ部材１１が巻き付けられた形状のセラミックヒータ５が得られる。
【００６８】
・次に、前記図１に示す様に、セラミックヒータ５の後端側（図１右側）の所定の取付位置にセラミック製のフランジ６を外嵌し、更に、セラミックヒータ５とフランジ６との間を、例えばガラス接着剤７によって接合する。
【００６９】
・その後、フランジ６を取り付けたセラミックヒータ５の先端側（図１左側）を、熱交換器３の内部に挿入し、フランジ６をＯリングなどのシール材４１を用いて熱交換器３の開口端部４３に当接させ、ネジ（図示せず）により締め付けて、セラミックヒータ５及び熱交換器３からなる熱交換ユニット１を完成する。
【００７０】
ｃ）この様に、本実施例のセラミックヒータ５では、ヒータ部材１１が２重に巻き付けられて、発熱体２１が全周にわたって円周方向に均等に配置されるとともに、ヒータ部材１１の端部１３、１５が間接的に重ね合わされた構成を有する。
【００７１】
よって、本実施例では、前記図１５の従来技術の様なスリット１０１７が無い。つまり、発熱体１０１９が形成されていない非加熱領域Ｈが無く、前記図２（ａ）に示す様に、セラミックヒータ５の全周にわたって発熱体２１が、同様な幅で且つ同様な間隔で配置されている。
【００７２】
従って、セラミックヒータ５の全周にて、均一に且つ効率良く洗浄水を加熱することができ、加熱効率が高いという効果がある。また、加熱効率が高いので、セラミックヒータ５を小型化できるという利点がある。更に、従来の様なセラミック製の芯部材１００９を必要としないので、製造コストを低減できるという効果がある。
【００７３】
尚、前記ヒータ部材１１としては、更に発熱体２１を覆うように、セラミック基体１９上に同様な形状のアルミナ製のセラミックシートを貼り付けてもよい。
【実施例２】
【００７４】
次に、実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、発熱体が２重に配置されている。以下具体的に説明する。
図４（ａ）に示す様に、本実施例のセラミックヒータ５１は、ヒータ部材５３が３重に巻き付けられている。また、発熱体５５が２重に配置されるとともに、全周にわたって円周方向にほぼ均等に配置されている。
【００７５】
この場合、図４（ｂ）にヒータ部材５３を展開してその内部（セラミック基体５７の表面）を示す様に、発熱体５５は、ヒータ部材５３の一方の側に寄せられて蛇行状に形成されている。
【００７６】
つまり、巻き付ける方向（矢印Ａ方向）の先端側に、その矢印Ａ方向と前記発熱体５５の伸びる方向とが垂直になるように、発熱体５５が形成されている。尚、発熱体５５が蛇行する回数（従って発熱体５５の長さ：同図における左右方向の幅）は、前記巻き数の増加に伴い、前記実施例１のほぼ倍となっている。
【００７７】
本実施例では、発熱体５５が２重に配置されるという構成（２層構造）により、前記実施例２とほぼ同様なサイズにもかかわらず、その加熱性能が一層高いという利点がある。
【実施例３】
【００７８】
次に、実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、発熱体がセラミックヒータの厚み方向に対して偏って配置されている。以下具体的に説明する。
【００７９】
図５（ａ）に示す様に、本実施例のセラミックヒータ６１は、ヒータ部材６３が３重に巻き付けられるとともに、発熱体６５が全周にわたって円周方向にほぼ均等に配置されている。
【００８０】
特に本実施例では、発熱体６５は、最も外側に巻かれたヒータ部材６３のみに設けられており、内側の２層になったヒータ部材６３には配置されていない。
これにより、セラミックヒータ６１の外側の流体を効率よく加熱することができる。
【００８１】
また、図５（ｂ）に応用例を示す様に、応用例のセラミックヒータ７１は、ヒータ部材７３が３重に巻き付けられるとともに、破線７４で示す部分において発熱体７５の一部が重ねられ、発熱体７５が全周にわたって円周方向に隙間無く配置されている。
【００８２】
特に本実施例では、発熱体７５は、最も内側に巻まれたヒータ部材７３のみに設けられており、外側の２層になったヒータ部材７３には配置されていない。
これにより、セラミックヒータ７１の内側の流体を効率よく加熱することができる。
【実施例４】
【００８３】
次に、実施例４について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、発熱体の円周方向における配置が不均一である。以下具体的に説明する。
【００８４】
図６（ａ）に示す様に、本実施例のセラミックヒータ８１は、前記実施例１と同様にヒータ部材８３が２重に巻かれているが、発熱体８５の円周方向における配置間隔が不均一である。
【００８５】
具体的には、ヒータ部材８３の端部８７、８９が重ね合わされる部分（同図上部）では、発熱体８５の配置間隔が密であるが、その反対側では、発熱体８５の配置間隔が粗くなっている。
【００８６】
この場合、図６（ｂ）にヒータ部材８３を展開してその内部（セラミック基体８８の表面）を示す様に、発熱体８５は、ヒータ部材８３の一方の側に寄せられて蛇行状に形成されるとともに、蛇行する発熱体８５の中央側が粗くなっている。
【００８７】
この様に、本実施例では、セラミックヒータ８１の端部８８、８９が重ね合わされる部分の発熱体８５の配置間隔が密となっているので、重ね合わせられる部分の体積（熱容量）が大きくなっても、全周にわたってほぼ均等な加熱を行うことができる。
【実施例５】
【００８８】
次に、実施例５について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、発熱体の円周方向における各幅が不均一である。以下具体的に説明する。
【００８９】
図７（ａ）に示す様に、本実施例のセラミックヒータ９１は、前記実施例１と同様にヒータ部材９３が２重に巻かれているが、発熱体９５の円周方向における各幅が不均一である。
【００９０】
具体的には、ヒータ部材９３の端部９７、９９が重ね合わされる部分（同図上部）では、発熱体９５の幅が細くなっているが（従って抵抗が大きく発熱量が多いが）、その反対側では、発熱体９５の幅が広くなっている（従って抵抗が小さく発熱量が少ない）。
【００９１】
この場合、図７（ｂ）にヒータ部材９３を展開してその内部（セラミック基体９８の表面）を示す様に、発熱体９５は、ヒータ部材９３の一方の側に寄せられて蛇行状に形成されるとともに、蛇行する発熱体９５の中央側の線幅が広くなっている。
【００９２】
この様に、本実施例では、セラミックヒータ９１の端部９７、９９が重ね合わされる部分の発熱体９５の線幅が小さくなっているので、重ね合わせられる部分の熱容量が大きくなっても、全周にわたってほぼ均等な加熱を行うことができる。
【実施例６】
【００９３】
次に、実施例６について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、ヒータ部材の巻き数が軸方向の位置によって異なっている。以下具体的に説明する。
【００９４】
図８（ａ）に示す様に、本実施例のセラミックヒータ１０１は、発熱体１０３が配置された先端側は、前記実施例１と同様にヒータ部材１０５が２重に巻かれているが、洗浄水が供給される後端側は、ヒータ部材１０５が１重（同図斜線部分）に巻かれている。
【００９５】
これにより、図８（ｂ）に示す様に、セラミックヒータ１０１の外径は、その先端側より後端側（同図右側）の方が小さくなっており、ヒータ部材１０５の２重巻きの大径部１０７と１重巻きの小径部１０９との間には段差１１１が形成されている。
【００９６】
前記セラミックヒータ１０１を製造する場合には、図９に示す様に、特別な形状のヒータシート１１２を用いる。つまり、ヒータシート１１２のベースとなるセラミック基体シート１１３の四辺のうちの１辺（同図下方）の半分、即ち、発熱パターン１１５が形成された側（同図右側）における端子パターン１１７側の１辺（同図下方）を短冊状に切り欠いたセラミック基体シート１１３を用いる。そして、このヒータシート１１２を、前記実施例１と同様に、矢印Ａ方向に巻いてゆくことにより前記実施例１と同様な巻付体（図示せず）を得る。尚、その他の処理は前記実施例１と同様である。
【００９７】
また、図１０（ａ）に示す様に、本実施例のセラミックヒータ１０１の後端側に、洗浄水を供給するパイプ１１９を接続する場合には、セラミックヒータ１０１の後端側の小径部１０９にパイプ１１９を嵌め、段差１１１に当たるまでパイプ１１９を押し込むようにする。
【００９８】
尚、図９（ｂ）に示す様に、パイプ１１９の貫通孔１２１にも、水漏れを防止するために、前記セラミックヒータ１０１の段差１１１に対応した形状の段差１２３が設けられている。
【００９９】
本実施例では、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、セラミックヒータ１０１の後端側に小径部１０９及び段差１１１が設けられているので、パイプ１１９の接続が容易であるという利点がある。
【実施例７】
【０１００】
次に、実施例７について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
図１１に示す様に、本実施例のセラミックヒータ１３１は、２重に巻かれたヒータ部材１３３の外周面の円周方向における端部１３５は、面取り加工が施されており、それによって、傾斜が緩やかで滑らかな面取り部１３７が形成されている。
【０１０１】
つまり、ヒータ部材１３３の外周面の端部１３５には、前記実施例１の様な段差が無いように面取り加工が施されている。
これによって、セラミックヒータ１３１に接続するパイプ（図示せず）として、通常の貫通孔の断面が真円状のものを利用できるので、コストが低くシール性が高いという利点がある。
【実施例８】
【０１０２】
次に、実施例８について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例は、前記実施例１とはその製造方法が異なり、従来と同様な芯部材を用いる。以下、本実施例のセラミックヒータの製造方法について説明する。
【０１０３】
図１２に示す様に、まず、円筒状の焼成したセラミック製芯部材１４１の表面に、発熱パターン１４３等を形成した未焼成のセラミック基体シート１４５であるヒータシート１４６を巻き付ける。つまり、芯部材１４１の表面にヒータシート１４６を１重に巻き付け、その端部１４７、１４９同士を重ね合わせて、巻付体１５１を形成する。
【０１０４】
その後、この巻付体１５１及び芯部材１４１を一体に焼成してセラミックヒータ１５３を製造する。
本実施例では、ヒータシート１４６を巻き付けてその端部１４７、１４９同士を重ね合わせるので、従来の様なスリットがない。よって、発熱体（図示せず）を円周に沿って均一に配置できるので、加熱効率が良いという利点がある。
【０１０５】
尚、ヒータシート１４６（従ってヒータ部材）を１重に巻くのではなく、２重以上に巻いてもよい。また、芯部材１４１の軸中心の貫通孔に洗浄水を流さない場合には、円筒状の芯部材１４１ではなく、中実の芯部材を用いてもよい。
【実施例９】
【０１０６】
次に、実施例９について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例は、前記実施例１とはその製造方法が異なり、加工用芯部材を用いない点が特徴である。以下、本実施例のセラミックヒータの製造方法について説明する。
【０１０７】
図１３に示す様に、まず、発熱パターン１６１等を形成した未焼成のセラミック基体シート１６３であるヒータシート１６４を、軸中心に空間ができない様に巻き付ける。つまり、ヒータシート１６４を何重にも巻き付けて巻付体１６３を形成する。
【０１０８】
その後、この巻付体１６３を焼成してセラミックヒータ１６５を製造する。
本実施例では、ヒータシート１６４を何重にも巻き付けた巻付体１６３を焼成してセラミックヒータ１６５を製造するので、従来の様なスリットがない。よって、発熱体（図示せず）を円周に沿って均一に配置できるので、加熱効率が良いという利点がある。
【実施例１０】
【０１０９】
次に、実施例１０について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例は、前記実施例１とはその製造方法が異なり、ワックス製の加工用芯部材を用いる点に特徴がある。以下、本実施例のセラミックヒータの製造方法について説明する。
【０１１０】
本実施例では、特に図示しないが、加工用芯部材として、前記図３の加工用芯部材と同様な形状のワックス製の加工用芯部材を用いる。
具体的には、この加工用芯部材の外周に、前記実施例１と同様に、発熱パターンを形成したセラミック基体シートであるヒータシートを巻き付け、その後、焼成する。この焼成の際には、ワックスは消失するので、筒状のセラミックヒータが得られる。
【０１１１】
尚、ワックスとしては、常温ではセラミック基体シートを巻き付けることができるほど十分に硬く、焼成時の加熱により溶融して消失する例えばパラフィン系ワックスなどを採用できる。
【実施例１１】
【０１１２】
次に、実施例１１について説明するが、前記実施例８と同様な内容の説明は省略する。
本実施例は、前記実施例８とは加工用芯部材の形状が異なる。
図１４（ａ）に示す様に、本実施例では、加工用芯部材１７１として、その外周面に段差１７３がある円筒形の加工用芯部材１７１を用いる。詳しくは、加工用芯部材１７１には、その円周方向にヒータシート（図示せず）１枚分の厚みの差がある段差（即ち軸方向に同じ高さで伸びる段差１７３）が形成してある。
【０１１３】
この加工用芯部材１７１を用いる場合には、段差１７３にヒータシートの端部を当てて巻き付けることにより、外周面に段差の無いセラミックヒータ（図示せず）が得られる。
本実施例では、加工用芯部材１７１とその外周面に巻き付けられるヒータシート（従ってヒータ部材）との間に隙間が生じ難いので、セラミックヒータ全体の強度が高くなるという利点がある。
【０１１４】
尚、本実施例では、図１４（ｂ）に示す様に、中実の円柱状で、同様に外周面に段差１７５を備えた加工用芯部材１７７を用いることもできる。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】実施例１の熱交換ユニットを破断して示す説明図である。
【図２】（ａ）は実施例１のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図であり、（ｂ）はヒータ部材を展開して示す説明図である。
【図３】実施例１のセラミックヒータの製造方法を示す説明図である。
【図４】（ａ）は実施例２のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図であり、（ｂ）はヒータ部材を展開して示す説明図である。
【図５】（ａ）は実施例３のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図であり、（ｂ）はその応用例のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図である。
【図６】（ａ）は実施例４のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図であり、（ｂ）はヒータ部材を展開して示す説明図である。
【図７】（ａ）は実施例５のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図であり、（ｂ）はヒータ部材を展開して示す説明図である。
【図８】（ａ）は実施例６のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図であり、（ｂ）はその一部を示す側面図である。
【図９】実施例６のセラミックヒータの製造方法を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は実施例６のセラミックヒータをパイプに接続する方法を示す説明図であり、（ｂ）はパイプの端面を示す端面図である。
【図１１】実施例７のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図である。
【図１２】実施例８のセラミックヒータの製造方法を示す説明図である。
【図１３】実施例９のセラミックヒータの製造方法を示す説明図である。
【図１４】（ａ）は実施例１１のセラミックヒータの加工用芯部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその他の加工用芯部材を示す斜視図である。
【図１５】従来技術のセラミックヒータの製造方法を示す説明図である。
【図１６】従来技術のセラミックヒータを軸方向と垂直に破断して示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…熱交換ユニット
３…熱交換器
５、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１３１、１５３、１６５…セラミックヒータ
６…フランジ
１１、５３、６３、７３、８３、９３、１０５、１３３…ヒータ部材
１３、１５、８７、８９、９７、９９、１３５、１４７、１４９…端部
１９、５７、８８、９８…セラミック基体
２１、５５、６５、７５、８５、９５、１０３…発熱体
【図１】
2006228713.tif 000003
【図２】
2006228713.tif 000004
【図３】
2006228713.tif 000005
【図４】
2006228713.tif 000006
【図５】
2006228713.tif 000007
【図６】
2006228713.tif 000008
【図７】
2006228713.tif 000009
【図８】
2006228713.tif 000010
【図９】
2006228713.tif 000011
【図１０】
2006228713.tif 000012
【図１１】
2006228713.tif 000013
【図１２】
2006228713.tif 000014
【図１３】
2006228713.tif 000015
【図１４】
2006228713.tif 000016
【図１５】
2006228713.tif 000017
【図１６】
2006228713.tif 000018