(57)【要約】【課題】本体部が全体的に所定温度に達するまでの時間を短縮することができるセラミックヒータを提供する。【解決手段】セラミックヒータの発熱部２０は、本体部の長手方向に延びる複数の長手部２１と、長手部２１と交差する方向に延びるとともに、長手部２１の一端側同士と他端側同士を交互に繋ぐ複数の連結部２２とを備える。複数の連結部２２のうちの少なくとも一部には、長手部２１よりも幅が小さい狭小部２３が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックからなる長尺状の本体部と、
当該本体部に規定のヒートパターンによって形成された発熱抵抗体からなる発熱部とを備えるセラミックヒータであって、
前記発熱部は、
前記本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、
前記長手部と交差する方向に延びるとともに、前記長手部の一端側同士と他端側同士を交互に繋ぐ複数の連結部とを備え、
複数の前記連結部のうちの少なくとも一部には、前記長手部よりも幅が小さい狭小部が設けられていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】
前記狭小部は、前記長手部の一端側同士を繋ぐ前記連結部に設けられている請求項１に記載のセラミックヒータ。
【請求項３】
前記狭小部の幅と前記長手部の幅との比は、１：１．２〜１：３の範囲内である請求項１又は２に記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記狭小部は、厚さが前記長手部の厚さと等しくなるように構成され、幅が前記長手部の幅よりも小さくなるように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
複数の前記長手部は、前記本体部の軸周りに並設されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
【請求項６】
複数の前記長手部における一端側の端部及び他端側の端部の少なくとも一方は、前記本体部の軸方向における位置が、それぞれ前記本体部の周方向において揃って配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の酸素センサーやグローシステムなどにおける発熱源として、また、半導体加熱用ヒータや石油ファンヒータなどの石油気化器用熱源等としてセラミックヒータが周知である。
【０００３】
特許文献１に記載のセラミックヒータは、棒状のセラミックの本体部に、高融点金属からなる発熱抵抗体（発熱部）が設けられている。発熱抵抗体は、本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、長手部と交差する方向に延びるとともに、長手部同士を繋ぐ複数の連結部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７１０４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術のセラミックヒータにおいて、発熱部の熱によって本体部が所定温度まで加熱されるのに要する時間を短縮することが求められている。特に、本体部の先端で、所定温度まで加熱されるのに要する時間を短縮することが求められている。
【０００６】
しかし、本体部は、発熱部の長手部における中央付近において、温度が局所的に高い部分（ヒートポイント）が集中するように加熱されやすい。ヒートポイントの集中により発生した熱は本体部に効率的に伝熱されないため、本体部を所定温度まで加熱するのに要する時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためのものであって、その目的は、本体部が所定温度まで加熱されるのに要する時間を短縮可能にしたセラミックヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するセラミックヒータは、セラミックからなる長尺状の本体部と、当該本体部に規定のヒートパターンによって形成された発熱抵抗体からなる発熱部とを備えるセラミックヒータであって、上記発熱部は、上記本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、上記長手部と交差する方向に延びるとともに、上記長手部の一端側同士と他端側同士を交互に繋ぐ複数の連結部とを備え、上記連結部のうちの少なくとも一部には、上記長手部の幅よりも幅が小さい狭小部が設けられていることを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、連結部に設けられた狭小部において発熱し易くなり、発熱部のヒートポイントの生成位置を調整することが可能になる。これにより、発熱部の温度差が小さくなり、本体部へ伝熱し易くなる。そのため、本体部が全体的に所定温度に到達するまでの時間を短縮することが可能となる。さらに、発熱部の長手部に局所的にヒートポイントが集中することを抑制することができるため、発熱部の過熱を抑制できる。これにより、セラミックヒータの信頼性向上が可能となる。
【００１０】
本発明のセラミックヒータにおいて、上記狭小部は、上記長手部の一端側同士を繋ぐ前記連結部に設けられていることが好ましい。この構成によれば、長手部の一端側に対してヒートポイントの位置を調整させることができる。
【００１１】
本発明のセラミックヒータにおいて、上記連結部の上記狭小部の幅と上記長手部の幅との比は、１：１．２〜１：３の範囲内であることが好ましい。この構成によれば、発熱部によって本体部を加熱し易くすることができるとともに、ヒートポイントの生成位置を調整することができる。また、狭小部の強度を確保することが容易になる。
【００１２】
本発明のセラミックヒータにおいて、上記発熱部の上記狭小部の厚さが上記長手部の厚さと等しくなるように構成され、上記発熱部の上記狭小部の幅が上記長手部の幅よりも小さくなるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、狭小部と長手部の厚さが等しくなるように構成されていることにより、狭小部と長手部の境界部分の段差を無くすことができる。
【００１３】
本発明のセラミックヒータにおいて、複数の上記長手部は、上記本体部の軸周りに並設されていることが好ましい。この構成によれば、一対の給電部で本体部の軸周りに並設された複数の長手部に給電することが可能になるため、給電部の数を少なくすることができる。
【００１４】
本発明のセラミックヒータにおいて、複数の上記長手部における一端側の端部及び他端側の端部の少なくとも一方は、上記本体部の軸方向における位置が、それぞれ上記本体部の周方向において揃って配置されていることが好ましい。この構成によれば、本体部の周方向において、本体部の温度分布を一定にすることが容易になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のセラミックヒータでは、発熱部が発熱し易くなるとともに、発熱部のヒートポイントの位置を調整することが可能になる。これにより、発熱部の温度差が小さくなり本体部への伝熱がしやすくなる。その結果、本体部が所定温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態のセラミックヒータの斜視図。
【図２】本実施形態のセラミックヒータの横断面図（図１の２−２線断面図）。
【図３】本実施形態の発熱部及び給電部の周方向展開図。
【図４】本実施形態の発熱部の拡大図。
【図５】本実施形態の第１印刷工程を示す斜視図。
【図６】本実施形態の第２印刷工程を示す斜視図。
【図７】本実施形態のシート材加工工程を示す斜視図。
【図８】本実施形態の巻き付け工程を示す斜視図。
【図９】本実施形態の巻き付け工程の途中の状態を示す斜視図。
【図１０】本実施形態の埋設処理工程を示す斜視図。
【図１１】比較例における発熱部のヒートポイントを示す平面図。
【図１２】本実施形態における発熱部のヒートポイントを示す平面図。
【図１３】比較例におけるセラミックヒータ先端からの位置−温度の測定結果のグラフ。
【図１４】実施例１におけるセラミックヒータ先端からの位置−温度の測定結果のグラフ。
【図１５】実施例２におけるセラミックヒータ先端からの位置−温度の測定結果のグラフ。
【図１６】実施例３におけるセラミックヒータ先端からの位置−温度の測定結果のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
セラミックヒータの一実施形態を、図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、セラミックヒータ１は、セラミックからなる長尺状の本体部１０を備えている。本体部１０は、円柱状をなしている。本体部１０は、軸方向（図１のＸ軸方向）における先端側に配置された径の大きい大径部１０Ａと、基端側に配置された径の小さい小径部１０Ｂとを有している。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本体部１０の大径部１０Ａの内部には、抵抗発熱体からなる発熱部２０と、同じく抵抗発熱体からなる一対の給電部３０の一部とが埋設されている。本体部１０は、セラミック製の芯材１２と、芯材１２に複数層となるように巻き付けられたセラミック製のシート材１１とを備える。シート材１１は、本体部１０の径方向に沿って積層されている。給電部３０の一部は、本体部の小径部１０Ｂの側面に露出されている。
【００１９】
発熱部２０は、本体部１０の軸方向（図１のＸ軸方向）に延びる複数の長手部２１と、隣同士に位置する長手部２１を繋ぐ複数の連結部２２とを備える。複数の長手部２１は、本体部１０の先端側から基端側に向かって、本体部１０の中心線Ｐに沿って延びるとともに、本体部１０の横断面において、本体部の軸周りに間隔をあけて円状に並ぶように配置されている。複数の長手部２１は、セラミックヒータ１の軸方向（図１のＸ軸方向）において、一端側である先端側と他端側である基端側の端部がそれぞれ揃うように整列されている。すなわち、複数の長手部２１における一端側の端部及び他端側の端部は、本体部１０の軸方向における位置が、それぞれ本体部１０の周方向において揃って配置されている。
【００２０】
図３に示すように、発熱部２０は、本体部１０の周方向に隣り合う長手部２１の端部同士が、連結部２２によって本体部１０の先端側及び基端側にて交互に接続されることにより、全体として所謂、櫛歯型の一つながりの配線パターンに形成されている。ここで、本実施形態の場合、先端側の連結部２２を第１連結部２２ａ、基端側の連結部２２を第２連結部２２ｂとする。
【００２１】
複数の長手部２１のうち、両末端に位置する二つの長手部２１は、本体部１０において発熱部２０よりも軸方向基端側に設けられた一対の給電部３０に接続されている。給電部３０は、先端側が本体部１０の大径部１０Ａの内部に埋設され、基端側が本体部１０の小径部１０Ｂの側面に露出されている。
【００２２】
図４に示すように、発熱部２０の第１連結部２２ａは、発熱部２０の長手部２１と厚さが等しくなるように構成され、発熱部２０の長手部２１よりも幅が小さくなるように構成されている。以下では、発熱部２０の連結部２２における長手部２１よりも幅が小さくなるように構成された部分を狭小部２３とする。本実施形態では、第１連結部２２ａの全体が狭小部２３となっている。なお、発熱部２０は、均一な厚さの配線パターンとなっていることから、発熱部２０の断面積は、発熱部２０の幅に比例する。本実施形態では、狭小部２３の幅Ｈと長手部２１の幅Ｄとの比「Ｈ：Ｄ」が、「１：１．２」〜「１：３」の範囲に設定されている。なお、さらに好適には、比「Ｈ：Ｄ」が「１：１．５」〜「１：２」の範囲に設定されていることが好ましい。
【００２３】
ここで、狭小部２３の幅Ｈは、３００〜１０００μｍの範囲で設定されることが好ましい。さらに好適には、５００〜６００μｍの範囲が好ましい。また、発熱部２０の厚みは５〜１００μｍに設定されることが好ましい。なお、断面積の比の計算には、狭小部２３の幅Ｈと長手部２１の幅Ｄのそれぞれの平均値を用いることができる。例えば、狭小部２３及び長手部２１の幅Ｈ及び幅Ｄは、任意の３点を顕微鏡を用いて測長し、その平均値を使用できる。また、発熱部２０の厚みは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて断面観察により任意の３点を測長し、その平均値を使用できる。
【００２４】
図５〜図１０に基づいて、セラミックヒータ１の製造方法について説明する。セラミックヒータ１は、以下に記載する配線パターン形成工程、シート材加工工程、巻き付け工程、焼成工程を順に経ることによって製造される。
【００２５】
（配線パターン形成工程）
配線パターン形成工程は、第１印刷工程、第１乾燥工程、第２印刷工程及び第２乾燥工程を有する。
【００２６】
［第１印刷工程］
図５に示すように、焼成することにより絶縁性のセラミックとなるセラミック材料からなるシート材１１は、長方形板状に形成されている。この場合、シート材１１の長手方向が本体部１０の軸方向となる第１方向となり、シート材１１の短手方向が第１方向に直交する第２方向となる。シート材１１の大きさは、１つのセラミックヒータ１の製造に合わせた１単位サイズに設定されている。
【００２７】
続いて、シート材１１の表面に、発熱部２０を構成する第１配線パターン（以下、第１配線パターン４０と記す）を印刷により形成する。第１配線パターン４０は、シート材１１の第１方向においても第２方向においても一方側に偏った領域に印刷され、この領域が発熱領域１１ａとなる。また、シート材１１の第１方向においても第２方向においても、第１配線パターン４０が印刷されない領域が存在する。第１配線パターン４０の印刷に用いられるのは、高融点金属材料を含む第１導体ペーストである。
【００２８】
シート材１１を構成するセラミック材料としては、公知のセラミックヒータ１の製造に用いられるセラミック材料を用いることができ、例えば、酸化物セラミック、窒化物セラミック、炭化物セラミックが挙げられる。酸化物セラミックとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライトが挙げられる。窒化物セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。炭化物セラミックとしては、例えば、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステンが挙げられる。また、シート材１１を構成するセラミック材料には、バインダー等のその他成分が含まれていてもよい。
【００２９】
第１配線パターン４０に用いる第１導体ペーストに含まれる高融点金属材料は、特に限定されるものではなく、公知のセラミックヒータ１の製造に用いられる高融点金属材料を用いることができる。この高融点金属材料としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等の高融点金属が挙げられる。第１配線パターン４０の印刷方法としては、特に限定されないが、例えば、公知のスクリーン印刷を挙げることができる。
【００３０】
［第１乾燥工程］
第１印刷工程後、表面に第１配線パターン４０が印刷されたシート材１１を乾燥させる。乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、シート材１１を電気乾燥機に入れて加熱する方法を挙げることができる。
【００３１】
［第２印刷工程］
図６に示すように、第１印刷工程で第１配線パターン４０を形成したシート材１１の表面に、給電部を構成する配線パターン（以下、第２配線パターン４１と記す）を印刷することにより、給電部３０を形成する。第２配線パターン４１は、シート材１１の第１方向において第１配線パターン４０が印刷された発熱領域１１ａに隣接した領域に印刷され、この領域が給電領域１１ｂとなる。第２配線パターン４１の印刷に用いられるのは、高融点金属材料を含む第２導体ペーストである。
【００３２】
第２配線パターン４１に用いる第２導体ペーストに含まれる高融点金属材料は、第１配線パターン４０に用いる第１導体ペーストと同様に特に限定されるものではない。また、第１導体ペーストと第２導体ペーストとは、同じ高融点金属材料を用いても、異なる高融点金属材料を用いても構わない。第２配線パターン４１の印刷方法としては、特に限定されないが、例えば、公知のスクリーン印刷を挙げることができる。
【００３３】
［第２乾燥工程］
第２印刷工程後、表面に第２配線パターン４１が印刷されたシート材１１を乾燥させる。乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、シート材１１を電気乾燥機に入れて加熱する方法を挙げることができる。
【００３４】
（シート材加工工程）
図６に示すように、配線パターン形成工程後、第１配線パターン４０及び第２配線パターン４１が形成されたシート材１１が特定形状をなすように削除領域１１ｄを削除する。削除領域１１ｄは、第１配線パターン４０及び第２配線パターン４１が印刷されていないシート材１１の第２方向における非印刷領域であるブランク領域１１ｃと削除領域１１ｄとのうち、第１方向において基端側に偏った領域である。このシート材１１の非印刷領域のうち、削除領域１１ｄとして削除されなかった領域がブランク領域１１ｃとなる。シート材１１の第１方向において、発熱領域１１ａと給電領域１１ｂとの境界Ｋ１は、ブランク領域１１ｃと削除領域１１ｄとの境界Ｋ２よりも内側（発熱領域１１ａ側）に位置している。このため、給電領域１１ｂは、シート材１１の第２方向において、ブランク領域１１ｃと削除領域１１ｄとの双方に隣接している。
【００３５】
図７に示すように、削除領域１１ｄが削除されたシート材１１では、発熱領域１１ａと給電領域１１ｂとが第１方向に並設されるとともに、発熱領域１１ａとブランク領域１１ｃとが第２方向に並設されて、給電領域１１ｂの一部が第１方向に突出する。このため、シート材加工工程を経たシート材１１は、発熱領域１１ａ、給電領域１１ｂ、及びブランク領域１１ｃを有し、全体としてＬ字状の特定形状をなす。
【００３６】
（巻き付け工程）
図８に示すように、シート材１１は、第１配線パターン４０（第２配線パターン４１）の印刷面が裏面に来るように裏返される。そして、シート材１１には、シート材１１の発熱領域１１ａ及び給電領域１１ｂのあるシート材１１の端縁に、シート材１１の第１方向に沿うように芯材１２が配置される。シート材加工工程を経たシート材１１は、芯材１２に巻き付けられる。芯材１２は、焼成することにより絶縁性のセラミックとなるセラミック材料からなる円柱状の棒材である。
【００３７】
芯材１２の長さは、シート材１１における発熱領域１１ａ及び給電領域１１ｂが位置する部分の第１方向の長さＬ１（図７参照）にほぼ等しく、シート材１１におけるブランク領域１１ｃの第１方向の長さＬ２よりも長くなっている。芯材１２の円周は、シート材１１における発熱領域１１ａ及び給電領域１１ｂが位置する部分の第２方向の長さＬ３にほぼ等しい。また、シート材１１におけるブランク領域１１ｃの第２方向の長さＬ４は、芯材１２にシート材１１を１周分、巻き付けた状態の円周よりも長くなっている。
【００３８】
芯材１２の形状は、特に限定されるものではなく、円柱状以外に、円筒状、角柱状、角筒状等を採用することができる。芯材１２を構成するセラミック材料は、特に限定されるものではなく、公知のセラミックヒータ１の製造に用いられるセラミック材料を用いることができる。ただ、シート材１１を構成するセラミック材料と熱膨張係数が近いものであることが好ましく、同セラミック材料と同じであることがより好ましい。また、芯材１２を構成するセラミック材料には、バインダー等のその他成分が含まれていてもよい。また、芯材１２は焼成されたセラミックであってもよい。
【００３９】
図９に示すように、発熱領域１１ａ及び給電領域１１ｂが外側となるように芯材１２にシート材１１を第２方向に沿って巻き付ける。芯材１２の円周とシート材１１の長さＬ３との関係は上述のとおりほぼ等しい。このため、芯材１２にシート材１１を１周分、巻き付けた状態では、第１配線パターン４０及び第２配線パターン４１が外周側に露出する。
【００４０】
発熱領域１１ａ及び給電領域１１ｂが巻き付けられた芯材１２は、さらに第２方向に沿ってブランク領域１１ｃが巻き付けられる。ブランク領域１１ｃの第２方向における長さは、芯材１２に対してブランク領域１１ｃによる層が３層となるように設定されている。発熱領域１１ａ及び給電領域１１ｂが巻き付けられた芯材１２は、３周にわたってブランク領域１１ｃが巻き付けられる。
【００４１】
図１０は、芯材１２にシート材１１が巻き付けられた後の成形体の全体構成を示している。シート材１１は、削除領域１１ｄが削除されて全体としてＬ字状をなすように形成され、このシート材１１が巻き付け工程に供される。そのため、芯材１２にシート材１１を巻き付けた状態では、ブランク領域１１ｃは、発熱領域１１ａの全体を被覆する。また、ブランク領域１１ｃは、給電領域１１ｂのうち、第１方向の内側（第１配線パターン４０側）部分を被覆するものの、第１方向の外側部分を被覆しない。したがって、給電領域１１ｂのうち、第１方向の外側部分は、外部に露出する。
【００４２】
（焼成工程）
巻き付け工程後、成形体を焼成する。この焼成によって、成形体がセラミック化してセラミックヒータ１が得られる。上記のように、巻き付け工程に供されるシート材１１は、全体としてＬ字状をなしている。そのため、本体部１０は、大径部１０Ａと小径部１０Ｂとを有する形状に形成される。また、給電部３０は、先端側が大径部１０Ａの内部に埋設され、基端側が本体部１０の小径部１０Ｂの側面に露出する形状に形成される。
【００４３】
焼成工程における焼成条件は、特に限定されるものではなく、セラミックヒータ１の用途等に応じて適宜、設定することができる。また、焼成工程の前に乾燥工程や脱脂工程を行ってもよい。図２では、芯材１２とシート材１１との間に界面が示されているが、芯材１２とシート材１１とが同じ絶縁性セラミックで構成されている場合、焼成工程後に芯材１２とシート材１１との界面は消失させることができる。
【００４４】
本実施形態のセラミックヒータの作用を図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１に示すように、狭小部２３の幅Ｈと長手部２１の幅Ｄとが同じ場合、すなわち、第１連結部２２ａの断面積と長手部２１の断面積とが同じ場合、長手部２１の中央付近にヒートポイント５０が集中する。これは、本体部１０において単位面積当たりの発熱部２０の占める割合が、長手部２１の中央付近で大きくなっているからである。よって、セラミックヒータの長手方向中央付近に、発熱温度領域５２が形成され、発熱温度領域５２の中央に高温温度領域５１が形成される。
【００４５】
図１２に示すように、本実施形態では、第１連結部２２ａが狭小部２３となるように形成されている。狭小部２３の幅Ｈの減少に従って、狭小部２３（第１連結部２２ａ）が発熱し易くなる。そのため、ヒートポイント５０は長手部２１の中央付近に局所的に生成されるのではなく、第１連結部２２ａ側にも生成される。これにより、セラミックヒータの長手方向中央付近から先端側にかけて広い範囲に発熱温度領域５２が形成される。
【００４６】
本実施形態のセラミックヒータの効果について記載する。
（１）発熱部は、本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、長手部と交差する方向に延びるとともに、長手部の一端側同士と他端側同士を交互に繋ぐ複数の連結部とを備え、複数の連結部のうちの少なくとも一部には、長手部よりも幅が小さい狭小部が設けられている。
【００４７】
連結部に設けられた狭小部において発熱し易くなるため、発熱部の連結部側にもヒートポイントを生成させることが可能になる。したがって、セラミックヒータの温度分布の高低差が小さくなり、本体部が所定温度に到達するまでの時間を短縮することが可能となる。また、発熱部の長手部の中央付近にヒートポイントが集中することを抑制することができるため、セラミックヒータの信頼性向上が可能となる。
【００４８】
（２）狭小部は、長手部の一端側同士を繋ぐ連結部に設けられている。したがって、長手部の一端側に対してヒートポイントの生成位置を調整することができる。
（３）狭小部と長手部の断面積比は、１：１．２〜１：３の範囲内である。したがって、発熱部によって本体部を加熱し易くすることができるとともに、ヒートポイントの生成位置を調整することができる。また、狭小部の強度を確保することが容易になる。
【００４９】
（４）狭小部は、厚さが長手部の厚さと等しくなるように構成され、幅が長手部の幅よりも小さくなるように構成されている。狭小部と長手部の厚さが等しくなるように構成されていることにより、狭小部と長手部の境界部分の段差を無くすことができる。
【００５０】
（５）複数の長手部は、本体部の軸周りに並設されている。したがって、一対の給電部で本体部の軸周りに並設された複数の長手部に給電することが可能になるため、給電部の数を少なくすることができる。
【００５１】
（６）複数の長手部における一端側の端部及び他端側の端部の少なくとも一方は、本体部の軸方向における位置が、それぞれ本体部の周方向において揃って配置されている。したがって、本体部の周方向において、本体部の温度分布を一定にすることが容易になる。
【００５２】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は技術的に矛盾しない範囲で組み合わせて実施することができる。
・発熱部の厚みや幅は、セラミックヒータの用途や大きさに応じて、適宜変更可能である。
【００５３】
・本実施形態において、長手部と狭小部との幅の比は、用途、目的に応じて適宜変更が可能である。ただし、温度分布の高低差、所定温度への到達時間から、長手部の幅は狭小部の幅に対して１．２倍から３倍の範囲が好適である。さらに、１．５倍から２倍の範囲では温度分布の高低差を小さくするのに有利となる。
【００５４】
・本実施形態の狭小部は、厚さが長手部の厚さと等しくなるように構成され、幅が長手部の幅よりも小さくなるように構成されていたが、この態様に限定されない。幅が長手部の幅よりも小さくなるように構成されていれば、狭小部の形状を適宜選択することができる。狭小部の形状としては、例えば、厚さが長手部の厚さよりも小さく構成され、厚さと幅の両方が長手部よりも小さく構成されていてもよい。
【００５５】
・狭小部は、発熱部の第１連結部と第２連結部の両方に設けられていてもよく、第１連結部のみ又は第２連結部のみに設けられていてもよい。
・狭小部は連結部の一部に設けられていればよい。例えば、一つ飛ばしで連結部に設けられていてもよい。また、一つの連結部において、部分的に狭小部が設けられていてもよい。また、全ての連結部で狭小部を設けてもよい。
【００５６】
・複数の長手部における先端側の端部及び基端側の端部は、本体部の軸方向において、それぞれ異なる位置に配置されていてもよい。すなわち、複数の長手部における一端側の端部及び他端側の端部は、本体部の軸方向における位置が、本体部の周方向において揃って配置されていなくてもよい。
【００５７】
・本実施形態において、発熱部の形状は特に限定されない。例えば、２つの長手部と１つの連結部からなるＵ字型に形成されていてもよい。また、給電部の個数も二つに限定されない。
【００５８】
・本実施形態において、セラミックヒータの製造方法は限定されない。既知の製造方法で製造できる。
【実施例】
【００５９】
以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
上記実施形態及び別例において説明した発熱部において、長手部と、全体が狭小部からなる第１連結部とを備えたセラミックヒータを複数製造した。これらセラミックヒータは、長手部の幅と狭小部の幅との比が異なっており、その他の構成、製造条件は同一とした。以下、得られた各実施例及び比較例のセラミックヒータにおいて長手部及び狭小部の形状について記載する。
【００６０】
（実施例１）
長手部の幅（Ｄ）が７５０μｍで、狭小部の幅（Ｈ）が５００μｍであり、長手部の幅（Ｄ）が狭小部の幅（Ｈ）に対して１．５倍であるセラミックヒータを作製した。これを実施例１のセラミックヒータとした。
【００６１】
（実施例２）
長手部の幅（Ｄ）が６００μｍで、狭小部の幅（Ｈ）が５００μｍであり、長手部の幅（Ｄ）が狭小部の幅（Ｈ）に対して１．２倍であるセラミックヒータを作製した。これを実施例２のセラミックヒータとした。
【００６２】
（実施例３）
長手部の幅（Ｄ）が１０００μｍで、狭小部の幅（Ｈ）が５００μｍであり、長手部の幅（Ｄ）が狭小部の幅（Ｈ）に対して２倍であるセラミックヒータを作製した。これを実施例３のセラミックヒータとした。
【００６３】
（比較例）
長手部の幅（Ｄ）が５００μｍで、狭小部の幅（Ｈ）が５００μｍであり、長手部の幅（Ｄ）と狭小部の幅（Ｈ）とが同じであるセラミックヒータを作製した。これを比較例のセラミックヒータとした。
【００６４】
（電流密度測定）
実施例及び比較例のセラミックヒータにおける電流密度の測定を行った。電流密度は、セラミックヒータ先端から０．６ｍｍまでの間での電流測定より求め、その結果を以下に示した。
【００６５】
【表１】
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表１に示すように、電流密度測定の結果より、実施例の電流密度は、８０Ｗ／ｍｍ２以上であり、比較例の電流密度は８０Ｗ／ｍｍ２未満であった。この結果からも、実施例では、発熱し易くなっていることが確認された。
【００６６】
（ヒータ発熱確認試験）
各セラミックヒータに電源を投入し、発熱を開始してからの一定時間を経過した後、特定ポイントにおける発熱部の温度を測定し、所定温度に達したか否かを検証した。今回は、発熱開始後、２５秒後において、セラミックヒータ先端から１ｍｍの特定ポイントが８５０℃に達したか否かを検証した。測定には、サーモビュア（日本アビオニクス社製、品番：Ｒ３００ＳＲ）を用いた。測定の結果を以下に示した。また、実施例及び比較例のセラミックヒータの全領域における温度を測定した。
【００６７】
【表２】
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表２に示すように、ヒータ発熱確認試験の結果より、実施例では、特定ポイントでの温度が８５０℃に達しており、比較例では、達していなかった。
【００６８】
図１３に示すように、比較例においては、セラミックヒータの全領域において、９００℃以上になっている領域がなかった。
図１４〜１６に示すように、実施例においては、温度が９００℃以上となっている領域が確認された。このように、実施例では、所定温度に達する時間が短くなって、効率よく温度上昇をしていることを確認した。
【００６９】
（温度サイクル試験）
実施例及び比較例のセラミックヒータに電圧を印加し、８００℃まで加温した後、一定の電圧を１００時間印加した。１００時間の電圧印加を完了したセラミックヒータを稼動させて、セラミックヒータの電流値を測定し、これを初期の電流値とした。
【００７０】
次に、セラミックヒータを常温から８００℃まで加温し、８００℃に到達してから３分後に加温を停止させて、常温まで戻すことを１サイクルとする温度サイクルを１００回繰り返した。温度サイクルを１００回経たセラミックヒータを８００℃まで加温した後、一定の電圧を１００時間印加した。１００時間の電圧印加を完了したセラミックヒータを稼動させて、セラミックヒータの電流値を確認し、これを温度サイクル後の電流値とした。
【００７１】
実施例１〜３においては、初期の電流値に対して温度サイクル後の電流値の減少率は１０％未満であった。比較例においては、初期の電流値に対して温度サイクル後の電流値の減少率は１０％以上であった。これより、実施例は、比較例よりも信頼性が向上していることが確認された。
【符号の説明】
【００７２】
１…セラミックヒータ、１０…本体部、２０…発熱部、２１…長手部、２２…連結部、２２ａ…第１連結部、２２ｂ…第２連結部、２３…狭小部、３０…給電部。
【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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