(57)【要約】      （修正有）【課題】グロープラグの耐久性の低下を抑えつつ、抵抗体の抵抗を低下させる。【解決手段】セラミックヒータは、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）と炭化タングステン（ＷＣ）とを主相とする抵抗体と、抵抗体を内包すると共に窒化珪素を主相とする絶縁体と、を備える。抵抗体における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径は、絶縁体における窒化珪素の平均粒径よりも大きい。抵抗体の任意の断面において、窒化珪素粒子における絶対最大長Ａ、絶対最大長Ａの対角幅Ｂ、および絶対最大長Ａに対する対角幅Ｂの比の値である針状比Ａ／Ｂが、それぞれ、Ａ≦１０μｍ、Ｂ≧０．４μｍ、Ａ／Ｂ≧４の条件を満たす粒子が、３００μｍ２当たり、９個以上２８個以下の割合で存在する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）と炭化タングステン（ＷＣ）とを主相とする抵抗体と、前記抵抗体を内包すると共に窒化珪素を主相とする絶縁体と、を備えるセラミックヒータであって、
前記抵抗体における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径は、前記絶縁体における窒化珪素の平均粒径よりも大きく、
前記抵抗体の任意の断面において、窒化珪素粒子における絶対最大長Ａ、前記絶対最大長Ａの対角幅Ｂ、および前記絶対最大長Ａに対する前記対角幅Ｂの比の値である針状比Ａ／Ｂが、それぞれ、Ａ≦１０μｍ、Ｂ≧０．４μｍ、Ａ／Ｂ≧４の条件を満たす粒子が、３００μｍ２当たり、９個以上２８個以下の割合で存在することを特徴とする
セラミックヒータ。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミックヒータであって、
前記抵抗体における窒化珪素の平均粒径が、前記絶縁体における窒化珪素の平均粒径よりも大きいことを特徴とする
セラミックヒータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセラミックヒータであって、
前記セラミックヒータの軸線方向に垂直な任意の断面において、前記抵抗体における前記絶縁体との界面から５０μｍ以内の第１の領域では、前記抵抗体における前記第１の領域とは重ならない領域であって前記抵抗体の重心を含む第２の領域に比べて、前記条件を満たす窒化珪素粒子の単位面積当たりの数が、より多いことを特徴とする
セラミックヒータ。
【請求項４】
セラミックヒータ、および、該セラミックヒータを保持する金属筒体を備えるグロープラグであって、
前記セラミックヒータが、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のセラミックヒータであることを特徴とするグロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックヒータ、および、セラミックヒータを備えるグロープラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
グロープラグは、一般に、軸線方向の先端部に、発熱体であるヒータ素子を備えている。このようなヒータ素子の一種として、窒化珪素等の絶縁性セラミックから成る絶縁性基体の内部に抵抗体が配置されたセラミックヒータが知られている。このようなセラミックヒータにおいて、抵抗体は、絶縁性セラミックと炭化タングステン等の導電性セラミックとの混合物によって形成される。
【０００３】
グロープラグの性能を高めるために、グロープラグの定格電圧の低減や昇温性能を高めることが望まれている。そのためには、セラミックヒータが備える抵抗体の電気抵抗（以下、単に抵抗ともいう）を低下させる必要がある。セラミックヒータが備える抵抗体の抵抗を低下させる第１の方策としては、例えば、抵抗体における導電性セラミックの添加量を増大させる方策を例示することができる。また、上記抵抗を低下させる第２の方策としては、抵抗体における導電性セラミックの粒成長を促して、粒子を大型化する方策を例示することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２７９９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５９６１１号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／０４７８４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した第１の方策を採用する場合には、導電性セラミックは絶縁性セラミックよりも一般的に熱膨張係数が大きいため、抵抗体全体の熱膨張係数の上昇が引き起こされ、抵抗体と絶縁性基体との間の熱膨張係数の差が大きくなる。その結果、ヒータの加熱時には、抵抗体と絶縁性基体との界面に、より大きな応力が発生してクラックが生じ易くなる。生じたクラックがさらに進展することにより、セラミックヒータの損傷が引き起こされるため、このようなクラックの進展は、結果的に、セラミックヒータを備えるグロープラグの耐久性の低下を引き起こし得る。
【０００６】
また、上記した第２の方策を採用する場合には、抵抗体における導電性セラミックの添加量を抑えつつ、抵抗体の抵抗を低下させることが可能になるが、抵抗体の強度が低下する可能性がある。抵抗体の強度が低下すると、抵抗体において絶縁性セラミックとの界面にクラックが生じ易くなり、また、クラックが生じた場合には、このクラックが抵抗体内に進展しやすくなるため、結果的に、セラミックヒータを備えるグロープラグの耐久性が低下する。そのため、セラミックヒータの抵抗体に生じるクラックに起因する、グロープラグの耐久性の低下を抑えつつ、抵抗体の抵抗を低下させることが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本発明の一形態によれば、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）と炭化タングステン（ＷＣ）とを主相とする抵抗体と、前記抵抗体を内包すると共に窒化珪素を主相とする絶縁体と、を備えるセラミックヒータが提供される。このセラミックヒータにおいて、前記抵抗体における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径は、前記絶縁体における窒化珪素の平均粒径よりも大きい。また、前記抵抗体の任意の断面において、窒化珪素粒子における絶対最大長Ａ、前記絶対最大長Ａの対角幅Ｂ、および前記絶対最大長Ａに対する前記対角幅Ｂの比の値である針状比Ａ／Ｂが、それぞれ、Ａ≦１０μｍ、Ｂ≧０．４μｍ、Ａ／Ｂ≧４の条件を満たす粒子が、３００μｍ２当たり、９個以上２８個以下の割合で存在する。
この形態のセラミックヒータによれば、窒化珪素粒子の粗大化を抑えることによるセラミックヒータの強度確保の効果と、抵抗体の粒成長を促進することによる抵抗体の抵抗抑制およびクラック進展の抑制の効果と、のバランスを取ることができる。すなわち、抵抗体における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径をある程度大きくすることにより抵抗体の強度が低下する影響が生じたとしても、上記針状比に係る条件を満たす窒化珪素粒子の存在量が、上記規定の範囲であることにより、抵抗体の靱性を向上させて、抵抗体の強度を高めると共に、生じたクラックの進展を抑えることができる。そのため、セラミックヒータの抵抗を抑えつつ、耐久性を向上させることができる。
【０００９】
（２）上記形態のセラミックヒータにおいて、前記抵抗体における窒化珪素の平均粒径が、前記絶縁体における窒化珪素の平均粒径よりも大きいこととしてもよい。ここで、窒化珪素の粒子は、炭化タングステンの粒子に比べて、長軸方向に延びて成長し易い性質を有している。そのため、このような形態のセラミックヒータとすれば、窒化珪素の粒子をより大きく成長させることにより針状比を大きくして、クラックの進展を抑える効果をさらに高めることができる。
【００１０】
（３）上記形態のセラミックヒータの軸線方向に垂直な任意の断面において、前記抵抗体における前記絶縁体との界面から５０μｍ以内の第１の領域では、前記抵抗体における前記第１の領域とは重ならない領域であって前記抵抗体の重心を含む第２の領域に比べて、前記条件を満たす窒化珪素粒子の単位面積当たりの数が、より多いこととしてもよい。抵抗体においては、絶縁体との界面にクラックが発生し易いが、この形態のセラミックヒータによれば、抵抗体においてクラックの進展を抑える効果を高め、セラミックヒータの耐久性をより向上させることができる。
【００１１】
本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、セラミックヒータを備えるグロープラグ、セラミックヒータの製造方法、および、グロープラグの製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】グロープラグの構成を示す断面図である。
【図２】グロープラグの部分拡大断面図である。
【図３】セラミックヒータの横断面を模式的に表わす説明図である。
【図４】グロープラグの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】工程Ｓ１２０の処理内容を模式的に示す説明図である。
【図６】工程Ｓ１２５の処理内容を模式的に示す説明図である。
【図７】各サンプルにおける評価結果等をまとめて示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．グロープラグの全体構成：
図１は、本発明の一実施形態としてのグロープラグ１００の構成を示す断面図である。本実施形態のグロープラグ１００は、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関に取り付けられて、内燃機関の始動時における点火を補助する熱源として機能する。グロープラグ１００は、棒状の外観形状を有し、主体金具２と、中軸３と、絶縁部材５と、絶縁部材６と、かしめ部材８と、外筒７と、セラミックヒータ４と、電極リング１８と、リード線１９とを備えている。なお、本明細書では、図１におけるグロープラグ１００の中心軸Ｃ１に平行な軸線方向の下方側（セラミックヒータ４が設けられている側）をグロープラグ１００の「先端側」と呼び、上方側（中軸３が配置されている側）を「後端側」と呼んで説明する。
【００１４】
主体金具２は、軸孔９を備えた略円筒状の外観形状を有する金属製の部材である。主体金具２の外周面において、後端に工具係合部１２が、中央部分に雄ねじ部１１が、それぞれ形成されている。工具係合部１２は、取り付け用工具と係合可能な外観形状（例えば、断面六角形状）を有しており、グロープラグ１００が図示しない内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる際に、上記工具と係合される。雄ねじ部１１は、グロープラグ１００を内燃機関に取り付ける際に、図示しない内燃機関のシリンダヘッドのプラグ取り付け孔に形成された雌ねじに螺合する。
【００１５】
中軸３は、金属製の丸棒状の部材であり、後端側の一部が主体金具２の後端から突出するように、主体金具２の軸孔９に収容されている。中軸３の外径は、主体金具２の軸孔９の内径よりも小さく形成されており、中軸３と軸孔９の内壁との間には、両者を電気的に絶縁する空隙が形成されている。中軸３は、他の部分に比べて径が小さい小径部１７を先端に備えている。小径部１７には、金属製のリード線１９の一端が接合されており、かかるリード線１９を介して電極リング１８と電気的に接続されている。
【００１６】
絶縁部材５は、中軸３を囲むリング状の外観を有し、主体金具２の軸孔９に配置されている。絶縁部材５は、主体金具２の中心軸及び中軸３の中心軸がいずれもグロープラグ１００の中心軸Ｃ１と一致するように中軸３を固定する。また、絶縁部材５は、主体金具２と中軸３との間を電気的に絶縁すると共に両者の間を気密封止する。
【００１７】
絶縁部材６は、略一定の内径を有する略円筒形状の部材であり、中軸３が挿入されている。絶縁部材６は、略一定の外径を有して軸線方向に延びる筒状部１３と、筒状部１３の後端側に設けられて筒状部１３よりも大きな外径を有するフランジ部１４と、を備えている。絶縁部材６は、主体金具２の後端部に配置されており、筒状部１３が軸孔９内に嵌め込まれている。これにより、絶縁部材６は、主体金具２と中軸３との間、および、主体金具２とかしめ部材８との間を電気的に絶縁する。
【００１８】
かしめ部材８は、略円筒状の外観形状を有し、フランジ部１４と接した状態で、主体金具２の後端から突出した中軸３を囲むようにかしめられている。このようにかしめ部材８がかしめられることにより、中軸３と主体金具２との間に嵌合された絶縁部材６が固定され、中軸３からの絶縁部材６の抜けが防止される。
【００１９】
外筒７は、軸孔１０を有する略筒状の外観形状の金属製部材であり、主体金具２の先端に接合されている。外筒７の後端側には、厚肉部１５及び係合部１６が形成されている。係合部１６は、厚肉部１５よりも後端側に配置され、外周径が厚肉部１５の外周径よりも小さい。外筒７は、係合部１６が主体金具２の軸孔９に嵌められ、厚肉部１５が主体金具２の先端に接するように配置されている。外筒７は、セラミックヒータ４の中心軸がグロープラグ１００の中心軸Ｃ１と一致するように、軸孔１０においてセラミックヒータ４を保持する。なお、外筒７は、［課題を解決するための手段］に記載した「金属筒体」に相当する。
【００２０】
電極リング１８は、導電性材料で形成された円筒状部材であり、主体金具２の軸孔９の内部で、セラミックヒータ４の後端に嵌め込まれている。電極リング１８には、前述のリード線１９の一端が接続されている。電極リング１８は、例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０等の金属材料によって形成することができる。
【００２１】
セラミックヒータ４は、セラミック系材料により形成されており、電力が供給されることによって発熱する。セラミックヒータ４は、先端が曲面である円柱状の外観形状を有し、外筒７の軸孔１０に嵌め込まれている。セラミックヒータ４の先端側の一部は、外筒７から突出して図示しない燃焼室内に露出される。セラミックヒータ４の後端側の一部は、外筒７から突出して主体金具２の軸孔９に収容されている。
【００２２】
図２は、図１に示すヒータを中心としたグロープラグの部分拡大断面図である。図２に示すように、セラミックヒータ４は、絶縁体２１及び抵抗体２２を備えている。
【００２３】
絶縁体２１は、絶縁性セラミックによって形成されており、基体先端が曲面である略円柱状の外観形状を有し、抵抗体２２を内包している。絶縁体２１の構成材料および微細構造の特徴については、後に詳しく説明する。
【００２４】
抵抗体２２は、絶縁体２１の内部に埋設されており、通電によって抵抗発熱する導電性セラミックによって形成されている。抵抗体２２における構成材料に係る微細構造の特徴については、後に詳しく説明する。抵抗体２２は、一対のリード部３１ａ，３１ｂと、発熱部３２と、を備えており、軸線方向に伸長すると共に先端側を頂点にして折り曲げられたＵ字状の構造を有する。一対のリード部３１ａ，３１ｂは、互いに長手方向が平行となるように、また、グロープラグ１００の中心軸Ｃ１と平行となるように設けられている。発熱部３２は、上記Ｕ字状の構造の折り返し部であり、一対のリード部３１ａ，３１ｂと連続して設けられている。なお、一対のリード部３１ａ、３１ｂの径は、例えば、０．３ｍｍ〜１．３ｍｍとすることができる。
【００２５】
一方のリード部３１ａには、セラミックヒータ４の側面で露出する電極部２７が形成されている。また、他方のリード部３１ｂには、上記電極部２７よりも先端側の位置に、セラミックヒータ４の側面で露出する電極部２８が形成されている。電極部２７は、セラミックヒータ４が電極リング１８内に嵌め込まれることにより、電極リング１８の内壁面に接触し、電極リング１８と電気的に接続される。電極部２８は、セラミックヒータ４が外筒７の軸孔１０内に嵌め込まれることにより、軸孔１０の内壁に接触し、外筒７と電気的に接続される。なお、本実施形態では、電極部２７，２８は、抵抗体２２の他の部位と同じ材料で形成されており、抵抗体２２の一部として形成されている。ただし、電極部２７，２８は、抵抗体２２の他の部位と別体で形成されていてもよい。
【００２６】
発熱部３２は通電により発熱する部位である。湾曲部分に電流を集中させることによって高温を実現させるために、湾曲部分の径は、発熱部３２における他の部分の径や、各リード部３１ａ，３１ｂの径よりも小さくすることが望ましい。
【００２７】
上述したグロープラグ１００では、中軸３へと電力が供給されると、リード線１９、電極リング１８および電極部２７を通じて抵抗体２２に電力が供給され、セラミックヒータ４が発熱する。このとき、抵抗体２２の電極部２８は、外筒７、主体金具２、および内燃機関のシリンダヘッドを通じて接地される。
【００２８】
Ｂ．セラミックヒータの構成材料および特徴：
絶縁体２１は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主相とする絶縁性セラミック、すなわち、窒化珪素質セラミックにより構成されている。具体的には、例えば、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成分とする主相粒子が、焼結助剤に由来する粒界相により結合されているセラミックとすることができる。
【００２９】
絶縁体２１は、焼結助剤などの種々の助剤を含有することができる。助剤の含有量は、絶縁体２１全体に対して、例えば、５〜２０質量％とすることができる。焼結助剤としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、希土類酸化物、酸化チタン（ＴｉＯ２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等を用いることができる。また、焼結助剤として希土類酸化物を用いる場合、含有される希土類元素としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）から選択される少なくとも１種の元素とすることができる。
【００３０】
抵抗体２２は、導電性材料である炭化タングステン（ＷＣ）と、絶縁性材料である窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）と、を主相として含んでいる。すなわち、抵抗体２２の主相は、炭化タングステン（ＷＣ）の粒子と窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の粒子とが混在する相を主相としている。また、抵抗体２２は、さらに、絶縁体２１と同様の焼結助剤等の助剤を含んでいてもよい。なお、抵抗体２２において、炭化タングステン（ＷＣ）と窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）との合計に対する炭化タングステン（ＷＣ）の比率は、例えば、６０〜８５ｗｔ％であり、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の比率は、例えば、１５〜４０％が挙げられる。
【００３１】
本実施形態のセラミックヒータ４では、以下の条件１および条件２を満たす。条件１とは、抵抗体２２における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径（窒化珪素および炭化タングステンを合わせた全体の平均粒径）が、絶縁体２１における窒化珪素の平均粒径よりも大きく形成されていることである。本実施形態では、平均粒径とは、セラミックヒータ４における中心軸Ｃ１に垂直な方向の任意の断面（横断面）を、５０００倍の倍率にて、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて観察した視野において、ラインインターセプト法によって計測した値を指す。ラインインターセプト法とは、観察画像上に複数の直線を平行に引き、粒子を上記直線が横切った部分の直線の長さの平均値を、平均粒径として得るという公知の手法である。本実施形態では、８本の直線を引くことにより、上記平均粒径を求めている。なお、本実施形態では、セラミックヒータ４の断面を観察する際には、断面を鏡面研磨し、断面における粒界を明確化している。
【００３２】
また、条件２とは、抵抗体２２の任意の断面において、窒化珪素粒子における絶対最大長Ａ、絶対最大長Ａの対角幅Ｂ、および絶対最大長Ａに対する対角幅Ｂの比の値である針状比Ａ／Ｂが、それぞれ、Ａ≦１０μｍ、Ｂ≧０．４μｍ、Ａ／Ｂ≧４の条件を満たす粒子が、３００μｍ２当たり、９個以上２８個以下の割合で存在することである。ここで、絶対最大長Ａとは、上記断面における窒化珪素粒子の外周線上の任意の２点間の距離の最大値を指す。また、対角幅Ｂとは、上記断面において、窒化珪素粒子を上記絶対最大長Ａを示す線分に平行な２直線で挟んだときの、２直線間の距離の最小値を指す。ここで、上記した抵抗体２２の任意の断面の向きは特に限定されないが、セラミックヒータ４における中心軸Ｃ１に垂直な方向の任意の断面とするならば、既述した条件１と共に、条件２を満たすか否かを確認する事ができる。
【００３３】
さらに、本実施形態のセラミックヒータ４において、抵抗体２２における窒化珪素の平均粒径が、絶縁体２１における窒化珪素の平均粒径よりも大きいこととしてもよい。
【００３４】
さらに、本実施形態のセラミックヒータ４において、セラミックヒータ４の軸線方向に垂直な任意の断面において、抵抗体２２における絶縁体２１との界面からの距離が５０μｍ以内の第１の領域では、抵抗体２２における第１の領域とは重ならない領域であって抵抗体２２の重心を含む第２の領域に比べて、上記した条件１および条件２を満たす窒化珪素粒子の単位面積当たりの数が、より多いこととしてもよい。
【００３５】
図３は、セラミックヒータ４における、軸線方向に垂直な方向の断面（横断面）を模式的に表わす説明図である。図３では、抵抗体２２において、絶縁体２１との界面から５０μｍ以内の領域を、第１の領域４０としてハッチを付して示している。また、図３では、抵抗体２２において、第１の領域４０以外の領域（第１の領域４０の内側の領域）を、第２の領域４２として示している。ここで、第２の領域４２は、既述したように、第１の領域４０とは重ならない領域であって、抵抗体２２の重心Ｍを含む領域である。具体的には、第２の領域４２は、例えば、第１の領域４０とは重ならない領域であって、抵抗体２２の重心Ｍから半径１００μｍ以内の領域とすることができる。第１の領域４０と第２の領域４２との間で、条件１および条件２を満たす窒化珪素粒子の単位面積当たりの数を比較する際には、例えば、第１の領域４０および第２の領域４２の各々において、同じ面積の範囲内で、条件１および条件２を満たす窒化珪素粒子の数を測定して、比較すればよい。なお、図３では、抵抗体２２の横断面の形状を円形としているが、異なる形状であってもよい。絶縁体２１との界面から５０μｍ以内第１の領域４０と、第１の領域４０以外の領域であって抵抗体２２の重心Ｍを含む第２の領域４２との間で、上記した関係を満たせばよい。
【００３６】
Ｃ．セラミックヒータの製造方法：
図４は、グロープラグ１００の製造方法を示すフローチャートである。まず、抵抗体２２の成形材料が作製され（工程Ｓ１０５）、絶縁体２１の成形材料が作製される（工程Ｓ１１０）。なお、これら２つの工程Ｓ１０５，Ｓ１１０は、逆の順序で実行されてもよく、同時に実行されてもよい。抵抗体２２の成形材料は、窒化珪素および炭化タングステンを主成分とする粉状体であり、例えば、窒化珪素、炭化タングステン、および助剤等のセラミック原料を混合粉砕し、この混合物とバインダ等とをニーダー（混練機）を用いて混練し、その後ペレット化することによって造粒して作製することができる。本実施形態では、バインダは、特に限定されるものではなく、例えば、ポリプロピレン等のバインダや可塑剤、ワックス及び分散剤等を、１種又は２種以上を混合して用いることができる。絶縁体２１の成形材料は、窒化珪素を主成分とする粉状体であり、例えば、窒化珪素および助剤等のセラミック原料を混合粉砕し、この混合物とバインダ等をニーダーを用いて混練し、その後ペレット化することによって造粒して作製することができる。バインダとしては、抵抗体２２と同様に種々のものを用いることができる。
【００３７】
工程Ｓ１０５の後、工程Ｓ１０５で得られた成形材料を用いて、射出成形によって抵抗体の中間成形体２００を作製する（工程Ｓ１１５）。本実施形態において、「抵抗体の中間成形体２００」とは、後述する脱脂や焼成等の加熱工程を経て抵抗体２２となる部材を意味する。
【００３８】
工程Ｓ１１５の後、工程Ｓ１１５で得られた抵抗体の中間成形体２００の片面側に、半割り状の絶縁体２１の中間成形体を成形する（工程Ｓ１２０）。そして、抵抗体の中間成形体２００の他方の面側に、絶縁体２１の中間成形体の残部を形成して、セラミックヒータ４の中間成形体を得る（工程Ｓ１２５）。工程Ｓ１２０，Ｓ１２５は、いずれも工程Ｓ１１０で得られた成形材料を用いた射出成形により実行される。
【００３９】
図５は、工程Ｓ１２０の処理内容を模式的に示す説明図である。図６は、工程Ｓ１２５の処理内容を模式的に示す説明図である。図５に示すように、工程Ｓ１２０では、まず、抵抗体の中間成形体２００を下金型４００に形成されたキャビティ４２０内に配置し、抵抗体の中間成形体２００の上半分を覆うように上金型５００を配置する。抵抗体の中間成形体２００は、抵抗体２２とほぼ同様の外観形状を有する。すなわち、抵抗体の中間成形体２００は、リード部３１ａに対応するリード対応部２１２と、リード部３１ｂに対応するリード対応部２２２と、発熱部３２に対応する発熱対応部２３５と、２つの電極部２７，２８に対応する２つの電極対応部２２７，２２８とを備えている。また、抵抗体の中間成形体２００は、後端連結部２５０を備えている。後端連結部２５０は、抵抗体の中間成形体２００において、発熱対応部２３５とは反対側において、２つのリード対応部２１２，２２２の端部を連結する。後端連結部２５０は、２つのリード対応部２１２，２２２の相対的な位置がずれることを抑制して、抵抗体の中間成形体２００の取扱いを容易にするために設けられている。
【００４０】
下金型４００に形成されたキャビティ４２０は、抵抗体の中間成形体２００の下半分が収容可能な形状に形成されている。上金型５００は、下金型４００との合わせ面側が開口した中空の直方体状の外観形状を有する。上金型５００の長手方向の一方の端面Ｓｆ５には、成形材料を上金型５００の内部に充填するための図示しない射出孔が設けられている。上述のように、抵抗体の中間成形体２００、下金型４００、および上金型５００を配置した後、上金型５００内に工程Ｓ１１０で得られた成形材料を射出して、半割り状の絶縁体２１の中間成形体を、抵抗体２２の中間成形体の片側面側（図５における上方面側）に成形する。このようにして、図６に示す中間成形体７００が得られる。
【００４１】
工程Ｓ１２５では、工程Ｓ１２０で得られた中間成形体７００を上下反転させて図６に示す向きにして、新たな下金型６００に形成されたキャビティ６２０内に配置する。次に、中間成形体７００の上半分を覆うように上金型５００を配置する。下金型６００に形成されたキャビティ６２０は、中間成形体７００における絶縁体の中間成形体の部分がちょうど収容可能な形状に形成されている。上金型５００は、図５に示す上金型５００と同じである。上述のように中間成形体７００、下金型６００、および上金型５００を配置した後、上金型５００内に工程Ｓ１１０で得られた成形材料を射出して、中間成形体７００の上半分に絶縁体２１の中間成形体の残部を形成する。このようにして、セラミックヒータ４の中間成形体が得られる。本実施形態において、「セラミックヒータ４の中間成形体」とは、後述する脱脂、焼成、研磨および切断等の工程を経てセラミックヒータ４となる部材を意味する。
【００４２】
図４に示すように、工程Ｓ１２５においてセラミックヒータ４の中間成形体が得られると、セラミックヒータ４の中間成形体の脱脂が実行される（工程Ｓ１３０）。本実施形態では、セラミックヒータ４の中間成形体には、バインダが含まれているので、加熱（仮焼）することにより、かかるバインダが取り除かれる。工程Ｓ１３０では、例えば、セラミックヒータ４の中間形成体を、窒素雰囲気中にて８００℃で６０分加熱すればよい。工程Ｓ１３０の後、本焼成が実行される（工程Ｓ１３５）。かかる本焼成では、工程Ｓ１３０のいわゆる仮焼に比べて、高温で加熱が行なわれる。例えば、最高１８５０℃程度まで昇温されるように加熱することができる。このとき、セラミックヒータ４の中間成形体が加圧される、いわゆるホットプレス焼成を行なってもよい。また、焼成は、窒素雰囲気下で行なってもよい。
【００４３】
工程Ｓ１３５の本焼成において、焼成温度を高くするほど、また、焼成時の最高温度のキープ時間を長くするほど、抵抗体２２における窒化珪素粒子および炭化タングステン粒子、並びに、絶縁体２１における窒化珪素粒子の粒成長が促進される傾向がある。そして、焼成温度を高くするほど、また、焼成時の最高温度のキープ時間を長くするほど、セラミックヒータ４を構成する窒化珪素粒子の針状比が大きくなる傾向がある。なお、焼成温度としては、例えば、１７５０℃〜１８５０℃、焼成時間としては、例えば、１時間〜１０時間が挙げられる。また、工程Ｓ１０５で作製する抵抗体２２の成形材料、および、工程Ｓ１１０で作製する絶縁体２１の成形材料において、加える助剤の種類や混合割合によって、焼成後の上記窒化珪素粒子の針状比を調節することが可能である。例えば、助剤であるＡｌ２Ｏ３の混合割合を増やすと、窒化珪素粒子の針状比が小さくなる傾向がある。
【００４４】
本焼成の後、研磨加工及び切断加工が実行される（工程Ｓ１４０）。研磨加工により、電極部２７，２８が絶縁体２１の表面から露出され、また、工程Ｓ１３５により得られた焼成体の先端部の曲面加工が行なわれる。さらに、切断加工により、上記焼成体の後端部、すなわち、後端連結部２５０に相当する部分が取り除かれる。上述した工程Ｓ１０５〜Ｓ１４０により、セラミックヒータ４が完成する。その後、図１に示すグロープラグ１００の各構成部材が組みつけられ（工程Ｓ１４５）、グロープラグ１００が完成する。
【００４５】
以上のように構成された本実施形態のグロープラグ１００によれば、セラミックヒータ４において、既述した条件１（抵抗体２２における窒化珪素及び炭化タングステンの平均粒径が、絶縁体２１における窒化珪素の平均粒径よりも大きく形成されている）および条件２が満たされる。
【００４６】
本実施形態では、条件１を満たすことにより、抵抗体２２における粒成長を促進して、抵抗体２２における平均粒径を相対的に大きくすることにより、抵抗体２２における導電性物質である炭化タングステンの添加量を過大にすることなく、抵抗体２２の抵抗を抑制することが可能になる。このように、絶縁性物質である窒化珪素に比べて熱膨張係数が大きな炭化タングステンの添加量を抑制できることにより、抵抗体２２と絶縁体２１との間の熱膨張係数の差を小さくすることが可能になる。その結果、セラミックヒータ４の加熱時に、上記熱膨張係数の差に起因して、抵抗体２２と絶縁体２１との界面にクラックが生じることを抑えることができる。さらに、抵抗体２２に比べて絶縁体２１における粒成長を抑えることにより、セラミックヒータ４全体の強度低下を抑えることができる。さらに、抵抗体２２における平均粒径を相対的に大きくすることにより、抵抗体２２でクラックが生じたときに、生じたクラックの進展を抑制することができる。
【００４７】
本実施形態において、条件２を満たすとは、既述したように、抵抗体２２の任意の断面において、窒化珪素粒子における絶対最大長を絶対最大長Ａ、絶対最大長Ａの対角幅を対角幅Ｂ、絶対最大長Ａに対する対角幅Ｂの比の値を針状比Ａ／Ｂ、とすると、以下の条件２ａ〜２ｃを満たす粒子が、３００μｍ２当たり、９個以上２８個以下の割合で存在することである。条件２ａはＡ≦１０μｍ、条件２ｂはＢ≧０．４μｍ、条件２ｃはＡ／Ｂ≧４である。
【００４８】
ここで、条件２ａにおけるＡ≦１０μｍという絶対最大長Ａの上限値の規定は、窒化珪素の粒子の過剰な大型化を排除する条件といえる。セラミック部材では一般に、平均粒径が大きくなると強度が低下する傾向にあることが知られている。そのため、条件２ａにおいて窒化珪素の粒子の過大な大型化を抑えることにより、抵抗体２２の強度低下を抑えることができる。また、抵抗体２２の強度低下を抑えることにより、抵抗体２２におけるクラックの発生を抑えることもできる。
【００４９】
また、条件２ｂにおけるＢ≧０．４μｍという対角幅Ｂの下限値の規定は、抵抗体２２におけるクラックの進展を抑制するための規定である。窒化珪素の平均粒径が大きく、また、後述するように窒化珪素の粒子の針状比が十分に大きい場合には、一般的にクラックの進展が抑制される。しかしながら、対角幅Ｂが短い、すなわち、窒化珪素粒子の短軸長が短い場合には、抵抗体２２に生じたクラックが、短軸部分において窒化珪素粒子を回り込んで進展し易くなるためである。
【００５０】
さらに、条件２ｃにおけるＡ／Ｂ≧４という針状比の下限値の規定は、窒化珪素の粒子が十分に長軸方向に延びていることを確保するための条件であるといえる。セラミック部材では一般に、粒子形状が長軸方向に延びて針状比が大きいほど、セラミック部材の靱性が高まりクラックが進展しにくくなることが知られている。そのため、条件２ｃを満たして窒化珪素粒子の針状比が大きいほど、抵抗体２２の靱性が高まる。このような抵抗体２２における靱性の向上は、抵抗体２２におけるクラックの進展を抑えることができる。
【００５１】
そして、本実施形態では、条件２を満たす（上記した条件２ａ〜２ｃを満たす粒子が存在する量を既述した範囲とする）ことにより、窒化珪素粒子の粗大化を抑えることによる強度確保の効果と、抵抗体２２の粒成長を促進することによる抵抗体２２の抵抗抑制およびクラック進展の抑制の効果と、のバランスを取ることができる。特に、本実施形態では、抵抗体２２における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径をある程度大きくすることにより、抵抗体２２の強度が低下する影響が生じたとしても、上記針状比等に係る条件２ａ〜２ｃを満たす窒化珪素粒子が、条件２で規定する量で存在することにより、抵抗体２２の靱性を向上させて、抵抗体２２のクラックの進展に伴う抵抗値の上昇を抑制することができる。さらに、上記針状比に係る条件を満たす窒化珪素粒子が、条件２で規定する量で存在することにより、抵抗体２２にクラックが生じたときに、生じたクラックの進展をさらに効果的に抑制することができ、結果的に抵抗体２２の耐久性を高めることができる。抵抗体２２において生じたクラックが進展すると、やがて抵抗体２２が断線する可能性がある。以上より、本実施形態によれば、グロープラグ１００の定格電圧や昇温性能を高めることが可能になると共に、セラミックヒータ４およびグロープラグ１００の耐久性を向上させることができる。
【００５２】
なお、窒化珪素が粒成長する際には、針状比が大きな粒子が多くなるほど、特に粒径が大きな超粗大粒子が生じる割合が増加する傾向がある。そのため、抵抗体２２において、針状比が大きい粒子が多くなりすぎると、上記した超粗大粒子に起因して抵抗体２２の強度が低下する可能性がある。本実施形態では、条件２において、上記した条件２ａ〜２ｃを満たす粒子、すなわち針状比が大きな窒化珪素粒子の量の上限を設定することにより、このような抵抗体２２の強度低下を抑えている。
【００５３】
また、本実施形態において、条件３として、抵抗体２２における窒化珪素の平均粒径が、絶縁体２１における窒化珪素の平均粒径よりも大きい場合には、セラミックヒータ４の硬度を確保したまま、抵抗体２２におけるクラックの進展を抑える効果を、より高めることができる。ここで、窒化珪素の粒子は、既述したように、長軸方向に延びて成長し易い性質を有している。そのため、抵抗体２２における窒化珪素の平均粒径を、絶縁体２１における窒化珪素の平均粒径よりも大きくして、抵抗体２２における窒化珪素粒子をより大きく成長させることにより、抵抗体２２における窒化珪素粒子の針状比をより大きくすることが容易になる。その結果、抵抗体２２におけるクラックの進展を抑えることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態において、条件４として、セラミックヒータ４の軸線方向に垂直な任意の断面（横断面）において、抵抗体２２における絶縁体２１との界面から５０μｍ以内の第１の領域４０では、抵抗体２２における第１の領域４０とは異なる領域であって抵抗体２２の重心Ｍを含む第２の領域４２に比べて、既述した３つの条件を満たす窒化珪素粒子の単位面積当たりの数が、より多いこととしてもよい。このような構成とすれば、特に、抵抗体２２における絶縁体２１との界面に近い第１の領域４０において、針状比が大きな窒化珪素を多く確保することができるため、絶縁体２１との界面で生じたクラックが抵抗体２２内に進展することを、初期の段階で抑える効果を高めることができる。
【００５５】
Ｄ．変形例：
・変形例１：
上記実施形態では、工程Ｓ１１５〜Ｓ１２５において射出成形によってセラミックヒータ４の中間成形体を形成していたが、射出成形に代えて、粉末プレス成形、シート積層成形、および鋳込み成形等の任意の成形方法により形成してもよい。他の製造方法によりセラミックヒータ４を製造した場合であっても、得られたセラミックヒータ４において、絶縁体２１および抵抗体２２において、平均粒径および針状比に係る既述した条件１および条件２を満たすことにより、実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
・変形例２：
実施形態では、セラミックヒータ４を、グロープラグ用ヒータとして用いたが、異なる構成としてもよい。バーナーの着火用のヒータ、ガスセンサの加熱用ヒータ、あるいはディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）の再活性バーナーシステムにおいて、本願発明を適用することができる。
【実施例】
【００５７】
抵抗体における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径、絶縁体における窒化珪素の平均粒径、並びに、抵抗体における窒化珪素の針状比等が異なる種々のセラミックヒータとして、サンプル１〜８のセラミックヒータを作製した。そして、各サンプルについて、セラミックヒータの抵抗、強度、および、耐久性を調べた。
【００５８】
＜各サンプルの作製＞
図３に基づき説明した方法により、サンプル１〜８のセラミックヒータを作製した。各々のサンプルは、用いる助剤の種類および混合割合、工程Ｓ１３５における焼成温度(焼成時の最高温度）、並びに、工程Ｓ１３５における最高温度のキープ時間は、互いに異なっているが、他は同一の条件で作製した。上記した助剤や焼成に係る条件を変更することにより、平均粒径や針状比等が異なる種々のセラミックヒータを得た。助剤としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、および希土類酸化物から選択される化合物を用いた。各々のサンプルについて、同条件で複数のセラミックヒータを作製し、作製した一部のセラミックヒータは、平均粒径や針状比等の測定に供し、他の一部のセラミックヒータは、各種評価のための試験に供した。
【００５９】
図７は、サンプル１〜８のセラミックヒータにおける平均粒径等の測定結果と、後述する評価結果とをまとめて示す説明図である。サンプル１〜５は実施例であり、サンプル６〜８は比較例である。
【００６０】
＜平均粒径の測定＞
各サンプルにおいて、絶縁体中の窒化珪素の平均粒径、抵抗体中の窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径、および、抵抗体中の窒化珪素の平均粒径は、既述したように、ラインインターセプト法によって測定した。すなわち、各サンプルのセラミックヒータの任意の横断面について、鏡面研磨処理を施し、ＦＥ−ＳＥＭにより５０００倍で観察し、観察視野の画像上において、複数の直線を平行に引き、粒子（炭化タングステン粒子または窒化珪素粒子）を上記直線が横切った部分の直線の長さの平均値を、平均粒径とした。ここでは、少なくとも８本以上の直線を引くことにより、上記平均粒径を求めた。
【００６１】
なお、図７に示した「絶縁体中の窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の平均粒径」は、セラミックヒータの任意の横断面において、セラミックヒータの表面からの距離が５０μｍ以内の領域から任意に選択した３００μｍ２の範囲について測定した。また、「抵抗体中の窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）と炭化タングステン（ＷＣ）の平均粒径」、および、「抵抗体中の窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の平均粒径」は、上記横断面において、絶縁体との界面からの距離が５０μｍ以内の領域(第１の領域）から任意に選択した３００μｍ２の範囲について測定した。
【００６２】
＜針状比等の導出＞
各サンプルにおいて、抵抗体の任意の断面における窒化珪素粒子の絶対最大長Ａ、および対角幅Ｂを測定し、針状比Ａ／Ｂを求めた。すなわち、各サンプルのセラミックヒータの任意の横断面について、鏡面研磨処理を施し、ＦＥ−ＳＥＭにより５０００倍で観察し、観察視野の画像上において、各窒化珪素粒子について、絶対最大長Ａおよび対角幅Ｂを測定した。このとき、上記絶対最大長Ａおよび対角幅Ｂの測定は、第１の領域と第２の領域との双方について行なった。すなわち、第１の領域における測定は、絶縁体との界面からの距離が５０μｍ以内の領域(第１の領域）から任意に選択した３００μｍ２の範囲について行なった。また第２の領域における測定は、抵抗体の横断面の重心から半径１００μｍ以内の領域（第２の領域）から任意に選択した重心を含む３００μｍ２の範囲について行なった。
【００６３】
より具体的には、上記した第１および第２の領域中の３００μｍ２の範囲内に存在する全ての窒化珪素粒子について、絶対最大長Ａおよび対角幅Ｂを測定して針状比Ａ／Ｂを算出した。そして、 絶対最大長Ａが条件２ａ（Ａ≦１０μｍ）を満たし、且つ、対角幅Ｂが条件２ｂ（Ｂ≧０．４μｍ）を満たし、且つ、針状比Ａ／Ｂが条件２ｃ（Ａ／Ｂ≧４）を満たす窒化珪素粒子の数を求めた。なお、絶対最大長Ａおよび対角幅Ｂを測定する際には、粒子の少なくとも一部が上記した３００μｍ２の範囲に存在する粒子は、すべて測定の対象とした。図７では、第１の領域において条件２ａ〜２ｃを満たす窒化珪素粒子の数を、「第１の領域中の該当粒子数」として示している。また、第２の領域において条件２ａ〜２ｃを満たす窒素粒子の数を、「第２の領域中の該当粒子数」として示している。
【００６４】
図７では、上記した平均粒径の測定結果、および、針状比などを求めた結果に基づいて、各サンプルが既述した条件１〜４を満たすか否かを示している。各サンプルが、各々の条件を満たす場合には「○」を付しており、条件を満たさない場合には「×」を付している。
【００６５】
＜ヒータの抵抗＞
各サンプルのセラミックヒータについて、公知の方法により２５℃における電気抵抗値を測定した。図７では、各サンプルの抵抗の測定値と共に、評価結果を示している。ここでは、抵抗が５００ｍΩ未満であれば「◎」の評価を付し、５００ｍΩ以上５５０ｍΩ未満であれば「○」の評価を付し、５５０ｍΩ以上６００ｍΩ未満であれば「△」の評価を付し、６００ｍΩ以上であれば「×」の評価を付した。
【００６６】
＜ヒータの強度＞
各サンプルのセラミックヒータの強度としては、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準じて、スパン１０ｍｍにて３点曲げ強度を測定した。測定位置は、抵抗体のリード部を含む位置とした。強度を測定する際には、各サンプルについて１０個のセラミックヒータを用意した（ｎ＝１０）。図７では、各サンプルについて、測定した強度の平均値を示すと共に、評価結果を示している。ここでは、強度が１０００ＭＰａ以上であれば「◎」の評価を付し、９００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ未満であれば「○」の評価を付し、８００ＭＰａ以上９００ＭＰａ未満であれば「△」の評価を付し、８００ＭＰａ未満であれば「×」の評価を付した。
【００６７】
＜ヒータの耐久性＞
各サンプルのセラミックヒータの耐久性は、各サンプルのセラミックヒータを用いてグロープラグを組み立てて、グロープラグの通電試験を行ない、セラミックヒータに発生する異常に基づいて評価した。ここで、「セラミックヒータに発生する異常」とは、抵抗値の上昇、またはセラミックヒータのクラックを指す。具体的には、次の手順１〜２を１サイクルとする処理を各サンプルのグロープラグに対して繰り返し実施して、抵抗値の上昇が生じるまでのサイクル数（断線サイクル数）を確認した。「抵抗値の上昇」は、断線と判断される急激な抵抗値の上昇であり、初期品のセラミックヒータに対して試験後のセラミックヒータの抵抗値が５％以上上昇したか否かに基づいて判断した。また、上記サイクルを繰り返す処理を、１０万サイクル行なう毎に、グロープラグが備えるセラミックヒータのクラックを判定した。「セラミックヒータのクラック」とは、セラミックヒータの表面をマイクロスコープで２０〜３０倍で観察してクラックが観察されることを指す。
【００６８】
（手順１）セラミックヒータにおける、予め測定して位置を求めておいた最高発熱部の外表面温度が、４秒で１２５０℃になるように、各サンプルのグロープラグに通電。
（手順２）セラミックヒータにおける上記最高発熱部の外表面温度が１２５０℃に達した後、グロープラグに対する通電を遮断し、送風によってシースヒータを２６秒間冷却。
【００６９】
図７では、通電試験を１０万サイクル行なうまでの間に上記した抵抗値の上昇が起こった場合、あるいは、１０万サイクル行なった時点でクラックの発生が確認された場合には、「×」の評価を付した。１０万サイクル以上２０万サイクル未満の間に上記した抵抗値の上昇が起こった場合、あるいは、２０万サイクル行なった時点でクラックの発生が確認された場合には、「△」の評価を付した。２０万サイクル以上３０万サイクル未満の間に上記した抵抗値の上昇が起こった場合、あるいは、３０万サイクル行なった時点でクラックの発生が確認された場合には、「○」の評価を付した。３０万サイクル行なっても、上記した抵抗値の上昇が起こらず、且つ、クラックの発生が確認されなかった場合には、「◎」の評価を付した。
【００７０】
図７に示すように、条件１および条件２を満たすサンプル１〜５は、セラミックヒータの抵抗、強度、および耐久性のいずれの項目においても、「△」以上の良好な評価結果となった。これらサンプル１〜５の中でも、条件１および条件２に加えて、さらに条件３および条件４を満たすサンプル１〜３では、セラミックヒータの耐久性の評価が「◎」であり、極めて良好な耐久性を示した。条件３とは、既述したように、抵抗体における窒化珪素の平均粒径が、絶縁体における窒化珪素の平均粒径よりも大きいことをいう。また、条件４とは、既述したように、セラミックヒータの軸線方向に垂直な任意の断面（横断面）において、抵抗体における絶縁体との界面から５０μｍ以内の第１の領域では、抵抗体における第１の領域とは異なる領域であって抵抗体の重心を含む第２の領域に比べて、既述した３つの条件２ａ〜２ｃを満たす窒化珪素粒子の単位面積当たりの数が、より多いことをいう。
【００７１】
なお、これらサンプル１〜３の中でも、抵抗体及び絶縁体における平均粒径が、他の２種のサンプルに比べて大きなサンプル２は、ヒータの強度が、他の２種のサンプルに比べて比較的低い結果（評価が「○」）となった。また、これらサンプル１〜３の中でも、抵抗体及び絶縁体における平均粒径が、他の２種のサンプルに比べて小さなサンプル３は、ヒータの抵抗が、他の２種のサンプルに比べて比較的大きい結果（評価が「○」）となった。
【００７２】
上記サンプル１〜５の中で、サンプル５は、条件３を満たしておらず、抵抗体における窒化珪素の平均粒径が、絶縁体における窒化珪素の平均粒径よりも小さい。このようなサンプル５では、セラミックヒータの強度の評価結果が、比較的低い「△」であり、セラミックヒータの耐久性の評価結果が、比較的低い「○」であった。これは、サンプル５では、絶縁体の窒化珪素粒子の粒径が比較的大きくなったため、抵抗体の強度が抑えられたことが原因であると考えられる。
【００７３】
上記サンプル１〜５の中で、サンプル４は、条件４を満たしておらず、セラミックヒータの横断面において、抵抗体における絶縁体との界面近傍の第１の領域では、抵抗体の重心を含む第２の領域に比べて、既述した条件２ａ〜２ｃを満たす窒化珪素粒子の単位面積当たりの数が、より少ない。このようなサンプル４では、ヒータの強度および耐久性が比較的低い結果（評価が「○」）となった。これは、サンプル４では、抵抗体における絶縁体との界面近傍の第１の領域において、針状比が十分に大きな窒化珪素粒子の数が比較的少ないことが原因であると考えられる。
【００７４】
サンプル６および８は、条件２を満たしておらず、抵抗体の任意の断面において、絶対最大長Ａ≦１０μｍ（２ａ）、対角幅Ｂ≧０．４μｍ（２ｂ）、針状比Ａ／Ｂ≧４（２ｃ）を満たす窒化珪素粒子が、３００μｍ２当たり、９個以上２８個以下という基準を下回っている。このようなサンプル６および８では、セラミックヒータの抵抗の評価結果が「×」であった。これは、サンプル６および８では、抵抗体における窒化珪素および炭化タングステンの平均粒径の値が小さい（０．５０μｍ未満である）ことからも分かるように、抵抗体における導電性物質である炭化タングステンの粒成長が抑えられていることが原因であると考えられる。これらのサンプルのうち、サンプル６は、セラミックヒータの耐久性の評価結果が「×」であった。これは、サンプル６では、特に、抵抗体において針状比が十分に大きな窒化珪素粒子の数が少なく、抵抗体の靱性が不十分であるために、クラックの進展を十分に抑制できなかったことが原因と考えられる。
【００７５】
サンプル７は、条件２を満たしておらず、抵抗体の任意の断面において、絶対最大長Ａ≦１０μｍ（２ａ）、対角幅Ｂ≧０．４μｍ（２ｂ）、針状比Ａ／Ｂ≧４（２ｃ）を満たす窒化珪素粒子が、３００μｍ２当たり、９個以上２８個以下という基準を上回っている。このようなサンプル７では、セラミックヒータの強度の評価結果が「×」であった。これは、サンプル７では、抵抗体における窒化珪素の平均粒径の値が大きい（０．６０μｍを超える）ことからも分かるように、抵抗体における窒化珪素の粒成長が過剰であったことが原因と考えられる。
【００７６】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
２…主体金具
３…中軸
４…セラミックヒータ
５，６…絶縁部材
７…外筒
８…かしめ部材
９，１０…軸孔
１１…雄ねじ部
１２…工具係合部
１３…筒状部
１４…フランジ部
１５…厚肉部
１６…係合部
１７…小径部
１８…電極リング
１９…リード線
２１…絶縁体
２２…抵抗体
２７，２８…電極部
３１ａ，３１ｂ…リード部
３２…発熱部
４０…第１の領域
４２…第２の領域
１００…グロープラグ
２００…中間成形体
２１２，２２２…リード対応部
２２７，２２８…電極対応部
２３５…発熱対応部
２５０…後端連結部
４００，６００…下金型
４２０，６２０…キャビティ
５００…上金型
７００…中間成形体
【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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