(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部と後端部とを有し、セラミックを含む柱状の基体部と、
前記基体部に埋め込まれた抵抗体と、を備える、セラミックヒータであって、
前記抵抗体は、
前記基体部の前記先端部の側に位置し、折り返し形状を成して通電により発熱する折り返し部であって、前記後端部の側に一対の端部を有する折り返し部と、
前記折り返し部のうち前記一対の端部から前記後端部の側へ延びる一対の通電部と、
前記折り返し部の先端から前記先端部の側に突出する突出部と、を有し、
前記突出部の先端の厚みは、前記折り返し部の厚みの２３％以上６３％以下である、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、
前記突出部の前記先端と前記折り返し部の前記先端との最短距離は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である、セラミックヒータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のセラミックヒータであって、
前記折り返し部の厚みは、前記一対の通電部の厚みよりも小さい、セラミックヒータ。
【請求項４】
筒状の主体金具と、
前記主体金具に保持された請求項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と、を備える、グロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックヒータの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックを含む基体部と、基体部に埋め込まれた抵抗体とを供えるセラミックヒータが知られている（例えば、特許文献１〜５）。セラミックヒータは、例えばディーゼルエンジンの燃焼室内の補助熱源として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８７９２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２２８８９号公報
【特許文献３】特開２０１２−９９３７３号公報
【特許文献４】特開２０１０−２１０１３４号公報
【特許文献５】国際公開第２０１１／０６５３６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、抵抗体の成形には射出成形が用いられている。抵抗体が射出成形される場合、加熱溶融した材料が射出成形機のノズルから各種流路を通って金型のうち製品を形成するキャビティに流し込まれる。各種流路は、キャビティに材料を導くランナーやゲートを含む。
【０００５】
製品としての抵抗体（中間成形体）は、金型から取り出された金型品のうち、ランナー部分とゲート部分との接続部をレーザー照射や専用切断歯を用いて切断することで製造される。しかしながら、一般的にレーザー照射を行うための設備や専用切断歯を備える設備は高価であるため、製造コストが高くなるという問題が生じ得る。
【０００６】
接続部の切断方法として、接続部を折り曲げて切断する方法もある。この方法は、生産効率の高い切断方法であるが、接続部近傍に過大な応力が加わって変形することで、ゲート部分と本体部（キャビティ部分）とのつなぎ目にクラックが生じる場合がある。
【０００７】
ここで、抵抗体のうち先端側に位置する発熱部（折り返し部）の抵抗値を上げるために、発熱部の厚みを薄くする場合がある。この場合、ランナー部分の厚みおよびゲート部分の厚みも薄くする必要がある。しかしながら、ランナー部分の厚みおよびゲート部分の厚みが薄い場合、接続部の厚みも薄くなるので、切断を行う際に接続部の周囲の変形が大きくなる。この変形に起因してゲート部分と本体部（キャビティ部分）とのつなぎ目にクラックが生じる可能性が高くなる。よって、接続部の厚みが薄い場合には、接続部を折り曲げるという生産効率の高い切断方法を採用することはより困難であった。
【０００８】
よって、セラミックヒータにおいて、接続部を折り曲げるという生産効率の高い切断方法を用いつつ、クラックが生じにくい技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１０】
（１）本発明の一形態によれば、先端部と後端部とを有し、セラミックを含む柱状の基体部と、前記基体部に埋め込まれた抵抗体と、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の抵抗体は、前記基体部の前記先端部の側に位置し、折り返し形状を成して通電により発熱する折り返し部であって、前記後端部の側に一対の端部を有する折り返し部と、前記折り返し部のうち前記一対の端部から前記後端の側へ延びる一対の通電部と、前記折り返し部の先端から前記先端部の側に突出する突出部と、を有し、前記突出部の先端の厚みは、前記折り返し部の厚みの２３％以上６３％以下である。この形態によれば、金型品のうちランナー部分とゲート部分との接続部を折り曲げるという生産効率の高い切断方法を採用しつつ、抵抗体の中間成形体においてクラックが生じる可能性を低減できる。これにより、生産コストを低減したセラミックヒータを提供できる。
【００１１】
（２）上記形態のセラミックヒータであって、前記突出部の前記先端と前記折り返し部の前記先端との最短距離は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であってもよい。この形態によれば、金型品のうちランナー部分とゲート部分との接続部を折り曲げるという生産効率の高い切断方法を採用しつつ、抵抗体の中間成形体においてクラックが生じる可能性をさらに低減できる。これにより、生産コストをさらに低減したセラミックヒータを提供できる。
【００１２】
（３）上記形態のセラミックヒータであって、前記折り返し部の厚みは、前記一対の通電部の厚みよりも小さくてもよい。この形態によれば、折り返し部の抵抗値を通電部の抵抗値よりも高くできることから、折り返し部を発熱し易くできる。
【００１３】
（４）本発明の他の一形態によれば、筒状の主体金具と、前記主体金具に保持された上記形態に記載のセラミックヒータと、を備える、グロープラグが提供される。このグロープラグによれば、生産コストを低減したセラミックヒータを備えることができる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、セラミックヒータおよびグロープラグの他に、例えば、セラミックヒータまたはグロープラグの製造方法等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態としてのグロープラグの断面図である。
【図２】セラミックヒータの断面図である。
【図３】グロープラグの製造工程を示す図である。
【図４】ステップＳ１４の一工程で行う射出成形に用いる射出成形ユニットの模式図である。
【図５】図３のステップＳ１４で行う射出成形の詳細フローである。
【図６】ステップＳ１４の射出成形を説明するための概念図である。
【図７】ステップＳ１４の他の一工程について説明するための図である。
【図８】厚みに関する評価試験の結果を示す表である。
【図９】折り返し部および突出部について説明するための図である。
【図１０】距離Ｄに関する評価試験の結果を示す表である。
【図１１】距離Ｄについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の実施形態としてのグロープラグ１０の断面図である。図１では、グロープラグ１０の中心軸Ａｃを一点鎖線で図示している。また、グロープラグ１０において、紙面上側を後端側ＢＳとし、紙面下側を先端側ＡＳとする。
【００１７】
グロープラグ１０は、主体金具２０と、外筒３０と、セラミックヒータ４０と、リング４５と、中軸５０と、Ｏリング５５と、絶縁部材６０と、端子７０とを備えている。
【００１８】
グロープラグ１０は、主体金具２０においてディーゼルエンジンのシリンダーヘッドに固定される。グロープラグ１０がシリンダーヘッドに固定された状態において、セラミックヒータ４０の先端側ＡＳは、ディーゼルエンジンの燃焼室内に露出する。一方、グロープラグ１０の後端側ＢＳに位置する端子７０には、プラグコードが接続され、電力が供給される。
【００１９】
主体金具２０は、筒状である。主体金具２０は、導電性を有する材料で形成される。本実施形態において、主体金具２０は、金属で形成される。主体金具２０は、外筒３０を介してセラミックヒータ４０を保持する。主体金具２０の内部には、外筒３０の一部と、セラミックヒータ４０の一部と、リング４５と、中軸５０の一部と、Ｏリング５５と、絶縁部材６０の一部と、が配置される。
【００２０】
外筒３０は、導電性を有する材料で形成される。本実施形態において、外筒３０は、金属で形成される。外筒３０は、主体金具２０の先端に取り付けられる。その結果、外筒３０は、主体金具２０と電気的に接続される。
【００２１】
セラミックヒータ４０は、後端側ＢＳから先端側ＡＳに延びる。セラミックヒータ４０は、長手方向の中央近傍の部分Ｐｓを外筒３０によって囲まれて、保持されている。セラミックヒータ４０の先端側ＡＳの部分および後端側ＢＳの部分は、外筒３０から露出している。セラミックヒータ４０は、抵抗体４２と、基体部４４とを備える。
【００２２】
基体部４４は絶縁体であり、絶縁性のセラミックから形成されている。絶縁性のセラミックとしては、窒化珪素やサイアロンが挙げられる。基体部４４は、先端部４４ａと、後端部４４ｂとを有し、中心軸Ａｃに沿って延びる。基体部４４の先端部４４ａは、グロープラグ１０の先端を構成する。つまり、基体部４４の先端部４４ａの側と後端部４４ｂの側との位置関係は、セラミックヒータ４０の先端側ＡＳと後端側ＢＳとの位置関係に対応している。よって、先端部４４ａの側は「先端側ＡＳ」と同義であり、後端部４４ｂの側は「後端側ＢＳ」と同義である。
【００２３】
抵抗体４２は導電性を有する。抵抗体４２は基体部４４に埋め込まれている。ただし、抵抗体４２は電極部４２５，４２７において基体部４４の側面から露出している。抵抗体４２は基体部４４の側面から露出している一方の電極部４２７において、外筒３０に電気的に接続されている。抵抗体４２は基体部４４の側面から露出している他方の電極部４２５において、リング４５を介して中軸５０に電気的に接続されている。抵抗体４２は、外筒３０や中軸５０を介して電圧を印加されることにより、発熱する。
【００２４】
リング４５は、両端に開口を有する略筒状の形状を有する。リング４５は、導電性を有する材料で構成される。本実施形態において、リング４５は、金属で形成される。リング４５は、先端側の開口を通じて空隙内にセラミックヒータ４０の後端部を受け入れ、これを保持している。また、リング４５は、後端側の開口を通じて空隙内に中軸５０の先端部を受け入れ、これを保持している。その結果、セラミックヒータ４０と中軸５０は、リング４５を介して接続される。また、セラミックヒータ４０の抵抗体４２は、基体部４４の側面から露出している箇所である電極部４２５において、リング４５を介して中軸５０に電気的に接続される。
【００２５】
中軸５０は、導電性を有する材料で形成される。本実施形態において、中軸５０は、金属で形成される。中軸５０は、主体金具２０の内部において、リング４５を介してセラミックヒータ４０の後端部と接続される。その結果、中軸５０は、リング４５を介してセラミックヒータ４０の抵抗体４２と電気的に接続される。中軸５０は、絶縁部材６０を介して、主体金具２０に保持される。また、中軸５０は、主体金具２０の内部において、主体金具２０の内壁とは空隙をあけて位置している。その結果、中軸５０と主体金具２０とは、絶縁されている。
【００２６】
Ｏリング５５は、絶縁性の樹脂で形成される。Ｏリング５５は、中軸５０の外周であって、絶縁部材６０の先端と接する位置に配置される。Ｏリング５５の外周は、主体金具２０の内周面と接する。その結果、主体金具２０の内壁と中軸５０の外周との間の空隙は、後端部側においてＯリング５５によって気密に封止されている。
【００２７】
絶縁部材６０は、主体金具２０の後端部において、筒状の主体金具２０の空隙内に一部を配されて、固定されている。絶縁部材６０の後端部は、主体金具２０から露出している。絶縁部材６０は、中軸５０を保持している。中軸５０は、絶縁部材６０を貫通している。その結果、中軸５０の後端部は、主体金具２０から露出している。主体金具２０の外部に露出している中軸５０の後端部には、端子７０が接続される。
【００２８】
端子７０は、導電性を有する材料で形成される。本実施形態において、端子７０は、金属で形成される。端子７０は、中軸５０に固定されている。その結果、端子７０は、中軸５０と電気的に接続されている。一方、端子７０と主体金具２０の間には、絶縁部材６０が介在する。このため、端子７０と主体金具２０は、絶縁されている。
【００２９】
端子７０に接続されたプラグコードによって、端子７０と主体金具２０の間に電圧が印加されることにより、端子７０、中軸５０、リング４５、抵抗体４２、外筒３０、主体金具２０に電流が流れ、抵抗体４２が発熱する。外筒３０および主体金具２０は、ディーゼルエンジンのシリンダーヘッドを介して接地されている。
【００３０】
図２は、セラミックヒータ４０の断面図である。図２において、外筒３０を二点鎖線で示し、抵抗体４２の通電部４２２，４２３と発熱部４２８との境界を破線で示している。前述のように、セラミックヒータ４０は、抵抗体４２と、基体部４４とを備える。基体部４４は、先端が曲面である略円柱状の外観形状を有する。
【００３１】
抵抗体４２は、折り返し形状を成す折り返し部４２８と、折り返し部４２８に電流を導く一対の通電部４２２，４２３と、抵抗体４２の先端を構成する突出部４３０と、を備える。
【００３２】
抵抗体４２は、導電性セラミックにより形成されている。本実施形態の導電性セラミックは、絶縁材料と導電性材料と焼結助剤とバインダ樹脂とを含有した導電性セラミック材料を焼成等して得られる。絶縁材料には、例えば窒化珪素やサイアロンを用いることができる。導電性材料には、例えばタングステンカーバイトや二珪化モリブデンを用いることができる。焼結助剤としては、例えば希土類（例えばエルビウムやイッテルビウム）の化合物（例えば酸化物）を用いることができる。バインダ樹脂としては、例えばポリプロピレンを用いることができる。
【００３３】
折り返し部４２８は、基体部４４のうち先端側ＡＳに位置する部分に埋め込まれている。折り返し部４２８において、自身が延びる方向と直交する断面形状は略円形である。折り返し部４２８は、通電により発熱する発熱部として機能する。折り返し部４２８は、Ｕ字形状の外観形状を有する。折り返し部４２８は、後端側ＢＳに一対の端部４２８ａ，４２８ｂを有する。折り返し部４２８の厚みは略一定である。折り返し部４２８は、通電部４２２，４２３よりも厚みが小さい（すなわち、径が小さい）。言い換えれば、折り返し部４２８の自身が延びる方向に直交する断面積は、通電部４２２，４２３の自身が延びる方向に直交する断面積よりも小さい。これにより、折り返し部４２８の抵抗値を通電部４２２，４２３の抵抗値よりも高くできることから、折り返し部４２８を発熱し易くできる。
【００３４】
一対の通電部４２２，４２３は、一対の端部４２８ａ，４２８ｂから後端側ＢＳに延びる。一対の通電部４２２，４２３はそれぞれ棒状の部材であり、基体部４４の内部に配置されている。一対の通電部４２２，４２３は、互いに長手方向が平行となるように、また、それぞれの長手方向がグロープラグ１０の中心軸Ａｃと平行となるように配置されている。一対の通電部４２２，４２３において、自身が延びる方向と直交する断面形状は略円形である。通電部４２２，４２３は、後端側ＢＳ寄りの位置に電極部４２７，４２５を有する。
【００３５】
突出部４３０は、折り返し部４２８の先端４２８ｓから先端側ＡＳに突出する。突出部４３０は、抵抗体４２を射出成形して成形品を作製する際に形成されるゲート部分である。突出部４３０は、板状である。突出部４３０の先端の厚みは、折り返し部４２８の厚みの２３％以上６３％以下であることが好ましい。また、突出部４３０の先端と折り返し部４２８の先端４２８ｓとの最短距離は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましい。これらの折り返し部４２８と突出部４３０との好ましい関係が奏する効果については後述する。
【００３６】
図３は、グロープラグ１０の製造工程を示す図である。まず、抵抗体４２の成形材料および基体部４４の成形材料を作製する（ステップＳ１０，Ｓ１２）。本実施形態において、抵抗体４２の成形材料は、粉状体のタングステンカーバイドと、粉状体の窒化珪素と、焼結助剤と、バインダとを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することで作製することができる。また、本実施形態において、基体部４４の成形材料は、絶縁性セラミックを主成分とする粉末状であり、例えば、絶縁性セラミック原料を焼結助剤と共に混合粉砕し、この混合粉砕後の材料にバインダを加えた上でスプレードライにより造粒することで作製することができる。絶縁性セラミック原料としては、窒化珪素やサイアロンを用いることができる。バインダおよび焼結助剤の種類としては、抵抗体４２の成形材料と同様な種類を用いることができる。
【００３７】
抵抗体４２の中間成形体を、ステップＳ１０で得られた成形材料を用いて射出成形によって作製する（ステップＳ１４）。ここで、抵抗体４２の中間成形体には符号「４２Ａ」を用い、中間成形体４２Ａの各部において、焼成体である抵抗体４２の各部に対応する符号には、区別のために末尾に「Ａ」を付す。本実施形態では、まず折り返し部４２８Ａおよび突出部４３０Ａを射出成形した先端側中間成形体を作製した後に、金型内に先端側中間成形体を配置した状態で、通電部４２２Ａ，４２３Ａとなる部分（後端側中間成形体）を射出成形するというインサート成形を行うことで抵抗体４２の中間成形体４２Ａが作製される。本実施形態において、「抵抗体４２の中間成形体４２Ａ」とは、後述する脱脂や焼成等の加熱工程を経て抵抗体４２となる部材を意味する。なお、このステップＳ１４の詳細は後述する。
【００３８】
ステップＳ１４で得られた抵抗体４２の中間成形体４２ＡをステップＳ１２で作製した基体部４４の粉末状の成形材料中に配置して、プレス成形することでセラミックヒータ４０の中間成形体を作製する（ステップＳ１６）。なお、プレス成形に代えて、抵抗体４２の中間成形体４２Ａを金型内に配置してステップＳ１２で作製した基体部４４の成形材料を溶融した状態で金型内に注入することでセラミックヒータ４０の中間成形体を作製してもよい。
【００３９】
ステップＳ１６の次に、セラミックヒータ４０の中間成形体の脱脂が行われる（ステップＳ１８）。セラミックヒータ４０の中間成形体には、バインダが含まれているので、加熱（仮焼成）することで、バインダが取り除かれる。例えば、脱脂は、セラミックヒータ４０の中間成形体を、窒素雰囲気中にて８００℃で６０分加熱することで実行される。
【００４０】
ステップＳ１８の次に、本焼成が行われる（ステップＳ２０）。本焼成では、ステップＳ１８の仮焼成に比べて、高温で加熱が行なわれる。例えば、本焼成は、１７５０℃で加熱されることで実行される。このとき、セラミックヒータ４０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。
【００４１】
ステップＳ２０の次に、研磨加工及び切断加工が行われる（ステップＳ２２）。この工程では、ステップＳ２０により得られた焼成体の外周の研磨や不要な部分の切断加工が行なわれる。研磨により、電極部４２５，４２７（図２）が基体部４４の表面から露出する。上述したステップＳ１０〜Ｓ２２により、セラミックヒータ４０が完成する。その後、図１に示すグロープラグ１０の各構成部が組みつけられ（ステップＳ２４）、グロープラグ１０が完成する。なお、主体金具２０等の各構成部の製造方法としては、公知の方法を採用できる。
【００４２】
図４は、ステップＳ１４の一工程で行う射出成形に用いる射出成形ユニットの模式図である。図５は、図３のステップＳ１４で行う射出成形の詳細フローである。図６は、ステップＳ１４の射出成形を説明するための概念図である。図７は、ステップＳ１４の他の一工程について説明するための図である。図７（Ａ）は、加工前中間成形体４２Ｂの先端側ＡＳ部分を側面側（図１の右側）から見た図であり、図７（Ｂ）は、加工後の中間成形体４２Ａの先端側ＡＳ部分を正面側（図１の紙面手前側）から見た図である。
【００４３】
図４に示すように、射出成形ユニット９９は、射出成形機９０と、金型部９２とを備える。金型部９２は、スプール８２と、ランナー８４と、ゲート８６と、キャビティ８７とを有する。また、金型部９２は、固定側型板（キャビティプレート）と移動側型板とを有する。本実施形態では、移動側型板としての第１移動側型板を用いて、折り返し部４２８Ａおよび突出部４３０Ａを含む先端側中間成形体４００Ａを成形する。次いで、金型部９２内に先端側中間成形体４００Ａを残した状態で、固定側型板は取り替えることなく移動側型板を第１移動側型板とは形状の異なる第２移動側型板に取り替えて通電部４２２Ａ，４２３Ａを含む後端側中間成形体４００Ｂを成形する。これにより、抵抗体４２の加工前中間成形体４２Ｂ（図６）が作製される。
【００４４】
スプール８２（図４）は、射出成形機９０のノズル９１が接続され、射出成形機９０から射出された溶融した成形材料が注入される経路である。ランナー８４は、スプール８２を通過した溶融した成形材料が流れ込む経路である。ランナー８４は、一回の射出成形によって成形される成形品の数に応じて設けられ、それぞれスプール８２の下流端において分岐している。図４では、ランナー８４は２つ設けられている。ゲート８６は、ランナー８４を通過した溶融した成形材料が流れ込む経路である。ゲート８６は、溶融した成形材料がキャビティ８７内に充填されるための入り口である。溶融した成形材料がランナー８４からキャビティ８７に流れる流れ方向において、流路断面積が上流側から下流側に向かって次第に大きくなるようにゲート８６は構成されている。本実施形態では、先端側中間成形体４００Ａを成形する場合において、ゲート８６は、抵抗体４２の先端となる部分に設けられている。キャビティ８７は、成形品の形状に対応した空間部である。キャビティ８７は、固定側型板（キャビティプレート）と移動側型板によって空間部が区画されている。
【００４５】
図５に示すように、抵抗体４２の中間成形体４２Ａの作製工程では、まず、ノズル９１から金型部９２に溶融した成形材料を注入して先端側中間成形体４００Ａを成形する（ステップＳ１４２）。ステップＳ１４２では、移動側型板として、先端側中間成形体４００Ａの形状に対応したキャビティ８７を固定側型板と共に区画する第１移動側型板を用いる。図６に示すように、溶融した成形材料は、矢印ＹＲ１に示すように、中間成形体４２Ａの先端側ＡＳとなる位置（つまり折り返し部４２８Ａが位置する側）から注入される。
【００４６】
図５に示すように、ステップＳ１４２の次に、金型部９２内に注入された成形材料を冷却することで固化した後に、移動側金型を交換する（ステップＳ１４４）。具体的には、第１移動側型板から第２移動側型板に交換する。第２移動側型板は、後端側中間成形体４００Ｂの形状に対応したキャビティ８７を固定側型板と共に区画する。次に、先端側中間成形体４００Ａを金型部９２内に配置した状態で、ノズル９１から溶融した成形材料を注入して後端側中間成形体４００Ｂを成形することで、先端側中間成形体４００Ａと後端側中間成形体４００Ｂとが一体となった加工前中間成形体４２Ｂを成形する（ステップＳ１４６）。ステップＳ１４６における成形材料の注入は、図６の矢印ＹＲ２に示すように、金型部９２内に配置された先端側中間成形体４００Ａの後方から成形材料が注入される。ステップＳ１４６で注入される成形材料は、ステップＳ１４２で注入される成形材料に比べ、タングステンカーバイドの比率が高い。
【００４７】
加工前中間成形体４２Ｂには、折り返し部４２８Ａや通電部４２２Ａ，４２３Ａに加え、ゲート８６やランナー８４やスプール８２に位置した成形材料が固化した部分も含まれる。先端側中間成形体４００Ａ側において、ゲート８６内の成形材料が固化した部分を先端側ゲート部分８６Ａとよび、ランナー８４内の成形材料が固化した部分を先端側ランナー部分８４Ａとよぶ。また、後端側中間成形体４００Ｂ側において、ゲート８６内の成形材料が固化した部分を後端側ゲート部分８６Ｂとよび、ランナー８４内の成形材料が固化した部分を後端側ランナー部分８４Ｂとよぶ。また、図６に示すように、加工前中間成形体４２Ｂには、２つの通電部４２２Ａ，４２３Ａを接続する連結部４２９が形成される。
【００４８】
次に、図５および図７（Ａ）に示すように、加工前中間成形体４００Ｂにおいて、先端側ランナー部分８４Ａと先端側ゲート部分８６Ａとの接続部８５Ａを折り曲げて切断する（ステップＳ１４８）。例えば、図７（Ａ）に示すように、折り返し部４２８Ａを固定しつつ、先端側ランナー部分８４Ａの先端部を矢印ＹＰで示すように上方向に持ち上げることで、接続部８５Ａに外力Ｆを加えて接続部８５Ａを折り曲げる。これにより、図７（Ｂ）に示すように、先端側ランナー部分８４Ａが加工前中間成形体４００Ｂから取り除かれる。次に、加工前中間成形体４００Ｂにおいて、後端側ランナー部分８４Ｂと後端側ランナー部分８６Ｂとの接続部８５Ｂ（図６）を折り曲げて切断する（ステップＳ１４９）。これにより、抵抗体４２の中間成形体４２Ａが作製される。図７（Ｂ）に示すように、抵抗体４２の中間成形体４２Ａにおいて、突出部４３０Ａは、先端側ゲート部分８６Ａによって形成される。
【００４９】
図７に示すように、中間成形体４２Ａにおいて、突出部４３０Ａの先端の厚み（最大厚み）をＴ２Ａとし、折り返し部４２８の厚みをＴ１Ａとし幅をＷＡとする。中間成形体４２Ａの折り返し部４２８Ａの厚みＴ１Ａは、湾曲している部分の厚みであり、本実施形態では、折り返し部４２８Ａのうち先端４２８ｓＡを含む先端部の厚み（最大厚み）としている。また、中間成形体４２Ａの折り返し部４２８Ａの幅ＷＡは、先端部の幅（最大幅）としている。
【００５０】
Ｂ．厚みに関する評価試験：
図８は、厚みに関する評価試験の結果を示す表である。図９は、折り返し部４２８および突出部４３０について説明するための図である。図９（Ａ）は、抵抗体４２の先端側ＡＳ部分を正面側（図１の紙面手前側）から見た図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＦ９−Ｆ９断面図である。Ｆ９−Ｆ９断面は、通電部４２２，４２３の長手方向に平行であり、折り返し部４２８の先端４２８ｓおよび一対の通電部４２２，４２３の間を通る断面である。図９（Ｂ）は、抵抗体４２の先端側ＡＳ部分の半断面写真であり、理解の容易のために折り返し部４２８および突出部４３０の外縁には一点鎖線を付している。
【００５１】
図８に示すように、抵抗体４２の中間成形体４２Ａのうち、折り返し部４２８Ａの厚みＴ１Ａおよび幅ＷＡ、突出部４３０Ａの先端の厚みＴ２Ａを変えた複数のサンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．１２を用いてクラック評価を行った。サンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．１２で用いた中間成形体４２Ａの成形材料は以下の通りである。
【００５２】
＜折り返し部４２８および突出部４３０の成形材料、および、組成＞
タングステンカーバイドが７０ｗｔ％、窒化珪素が２５ｗｔ％、焼結助剤が５ｗｔ％となるセラミック粉状材料を作製し、セラミック粉状材料とバインダ樹脂との体積割合が５０％ずつとなるように成形材料を作製した。
【００５３】
＜通電部４２２および電極部４２５，４２７の成形材料、および、組成＞
タングステンカーバイドが７４ｗｔ％、窒化珪素が２１ｗｔ％、焼結助剤が５ｗｔ％となるセラミック粉状材料を作製し、セラミック粉状材料とバインダ樹脂との体積割合が５０％ずつとなるように成形材料を作製した。
【００５４】
サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２の中間成形体４２Ａは、上記の組成の成形材料を用いて図５に示すステップＳ１４２〜ステップＳ１５２を得て作製される。中間成形体４２Ａは、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２ごとに金型部９２の形状を変えることで２００本ずつ作製した。サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２の焼成体は、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２における中間成形体４２Ａを、基体部４４の粉末状の成形材料中に配置して、プレス成形した後に（図３のステップＳ１６）、ステップＳ１８〜ステップＳ２２の工程を得ることで作製した。
【００５５】
サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２における中間成形体４２Ａの通電部４２２Ａ，４２３Ａの厚み（最大厚み）は１．９０ｍｍであり、焼成体の厚み（最大厚み）は１．７２ｍｍである。また、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２における中間成形体４２Ａに関し、折り返し部４２８Ａの厚みＴ１Ａおよび幅ＷＡ、突出部４３０Ａの先端厚みＴ２Ａとは、投影機を用いて測定した。また、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２における焼成体に関し、折り返し部４２８の厚みＴ１と突出部４３０の先端厚みＴ２とは、抵抗体４２の先端側ＡＳ部分の半断面写真を用いて測定した。具体的には、図９（Ｂ）に示すように、折り返し部４２８の厚みＴ１は、折り返し部４２８の最大厚み部分である。突出部４３０の先端厚みＴ２は、図９（Ｂ）に示す断面において、突出部４３０の先端４３０ｓの紙面上下方向の長さである。図８のごとく、中間成形体４２Ａの厚みＴ２Ａの厚みＴ１Ａに対する割合Ｐａ（％）と、焼成体の厚みＴ２の厚みＴ１に対する割合Ｐｂ（％）は同じである。
【００５６】
また、中間成形体４２Ａにおいて、折り返し部４２８Ａの先端４２８ｓＡと突出部４３０Ａの先端４３０ｓＡとの距離は０．０５ｍｍ以内である。
【００５７】
クラック評価は、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２のそれぞれについて作製した１００本の中間成形体４２Ａの外観を１０倍拡大鏡で観察して、１００本のうち折り返し部４２８Ａと突出部４３０Ａの接続部分近傍にクラックが発生しているか否かによって評価した。１００本全てにおいてクラックが発生していないサンプルについては、クラック評価を「ＥＡ」とした。１００本のうちクラックが発生した本数が１本以上２本以内であるサンプルについては、クラック評価を「ＥＢ」とした。１００本のうちクラックが発生した本数が３本以上２０本以内であるサンプルについては、クラック評価を「ＥＣ」とした。１００本のうちクラックが発生した本数が２０本より多いサンプルについては、クラック評価を「ＥＤ」とした。
【００５８】
図８に示すように、サンプルＮｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８，Ｎｏ．１０，Ｎｏ．１１のサンプルでは、クラック評価が「ＥＢ」または「ＥＡ」となった。つまり、焼成体（セラミックヒータ４０）の突出部４３０の先端４２０ｓの厚みＴ２が、折り返し部４２８の先端４２８ｓの厚みＴ１の２３％以上６３％以下である場合、クラックの発生率を抑制した抵抗体４２を製造できる。クラックのない抵抗体４２は、グロープラグ１０の構成部材として組み付けられる。つまり、厚みＴ２が厚みＴ１の２３％以上６３％以下であるという関係を有することで、接続部８５Ａを折り曲げるという生産効率の高い切断方法を用いつつ、製品として使用できないクラックを有する抵抗体４２の発生率を抑制できる。これにより、生産コストを低減したセラミックヒータ４０を提供できる。また、厚みＴ２が厚みＴ１の３３％以上４７％以下であることがさらに好ましい。こうすることで、クラックの発生率を更に低減できる。
【００５９】
一方で、サンプルＮｏ．４のように、中間成形体４２Ａにおいて、厚みＴ２Ａの厚みＴ１Ａに対する割合Ｐａが２３％未満である場合、突出部４３０Ａの先端の厚みＴ２Ａが過度に薄くなるので、接続部８５Ａを折り曲げる際に接続部８５の周辺が変形し易くなる。よって、接続部８５Ａの周辺が変形することで、接続部８５Ａの切断時に折り返し部４２８Ａと突出部４３０Ａとの境界部分にクラックが生じたと考えられる。なお、中間成形体４２Ａにおいて、突出部４３０Ａの先端４３０ｓＡの厚みＴ２Ａが０．１０ｍｍ未満のサンプルは、ゲート８６（図４）の流路断面積が小さくなり、キャビティ８７内に成形材料を円滑に充填できないので、作製していない。
【００６０】
また、サンプルＮｏ．３，Ｎｏ．９，Ｎｏ．１２のように、中間成形体４２Ａにおいて、割合Ｐａが６３％より大きい場合、接続部８５Ａを折り曲げる際に大きな外力を接続部８５Ａに加える必要がある。この大きな外力によって、サンプルＮｏ．３，Ｎｏ．９，Ｎｏ．１２では、折り返し部４２８Ａと突出部４３０Ａとの境界部分にクラックが生じたと考えられる。
【００６１】
Ｃ．突出部４３０の先端４３０ｓと折り返し部４２８の先端４２８ｓとの距離Ｄに関する評価試験：
図１０は、距離Ｄに関する評価試験の結果を示す表である。図１１は、距離Ｄについて説明するための図であり、Ｆ９−Ｆ９断面図に相当する図である。なお、図１１は抵抗体４２の先端側ＡＳ部分の半断面写真であり、理解の容易のために折り返し部４２８および突出部４３０の外縁には一点鎖線を付している。
【００６２】
図８に示す厚みに関する評価試験において、割合Ｐａおよび割合Ｐｂが２３％以上６３％以下のサンプルにおいても、クラックが発生する中間成形体４２Ａが若干生じる。クラックが発生した中間成形体４２Ａでは、クラックは折り返し部４２８Ａと突出部４３０Ａとの接続部分から進展していた。よって、中間成形体４２Ａにおいて、突出部４３０Ａの先端４３０ｓＡと、折り返し部４２８Ａの先端４２８ｓＡとの距離Ｄがクラックの発生に起因すると考え、割合Ｐａが同じで距離Ｄが異なるサンプルＮｏ．１３〜Ｎｏ．１９を２００本ずつ作製してクラック評価を行った。図１０に示すように、サンプルＮｏ．１３〜Ｎｏ．１９は、割合Ｐａが６３％である。また、サンプルＮｏ．１３〜Ｎｏ．１９では、中間成形体４２Ａにおける突出部４３０Ａの先端４３０ｓＡと、折り返し部４２８Ａの先端４２８ｓＡとの最短距離ＤＡが異なる。異なる最短距離ＤＡを有する中間成形体４２Ａは、例えばゲート８６の流路長を変えることで作製できる。また、サンプルＮｏ．１３〜Ｎｏ．１９において、中間成形体４２Ａの最短距離ＤＡが異なることで、焼成体（セラミックヒータ４０）における最短距離Ｄも異なる。サンプルＮｏ．１３〜Ｎｏ．１９の成形材料や組成や作製方法は、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２と同様であるので説明を省略する。また、クラック評価の方法は、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
図１１に示すように最短距離Ｄは、以下のようにして測定した。まず、折り返し部４２８の先端４２８ｓを含み、折り返し部４２８が延び方向に直交する所定の断面において、折り返し部４２８の最大厚みＴ１を形成する部分の中心Ｃｅを中心として直径Ｔ１（厚みＴ１）の円Ｃｒを描く。所定の断面において円Ｃｒを折り返し部４２８の外縁とみなして、円Ｃｒの先端（すなわち、折り返し部４２８の先端４２８ｓ）と突出部４３０の先端４３０ｓ（最も先端側ＡＳに位置する部分）との最短距離Ｄを測定した。
【００６４】
図１０に示すように、最短距離Ｄが０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下では、クラック評価が「ＥＡ」と良好な結果を示した。すなわち、焼成体（セラミックヒータ４０）において、最短距離Ｄが０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下の関係を有することで、クラックの発生率を抑制できる。最短距離Ｄが０．１０ｍｍ以上であることで、先端側ランナー部分８４Ａと先端側ゲート部分８６Ａとの接続部８５Ａを折り曲げる際に接続部８５Ａに加える力が、折り返し部４２８Ａまで伝わりにくくなるので先端側ゲート部分８６Ａ（突出部４３０Ａ）と折り返し部４２８Ａとの境界部分にクラックが生じなかったと考えられる。ここで、一般的に、セラミックヒータ４０の先端と、抵抗体４２の先端との距離は、１．０ｍｍ程度である。よって、最短距離Ｄが０．４ｍｍであっても、基体部４４の厚みを０．６ｍｍ程度確保できるので、耐久性が低下する可能性を低減できる。つまり、最短距離Ｄの上限値は、基体部４４の先端側ＡＳ部分の耐久性を確保できる０．４ｍｍに設定されることが好ましい。また、折り返し部４２８の先端４２８ｓから突出する突出部４３０には電流がほとんど流れないため、折り返し部４２８の抵抗値が大きく変化することは無い。これにより、突出部４３０に起因した通電性能の変化も抑制できる。
【００６５】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００６６】
Ｄ−１．第１変形例：
上記実施形態では、インサート成形によって抵抗体４２の中間成形体４２Ａを作製していたが、これに限定されるものではなく、各種の射出成形によって中間成形体４２Ａを作製できる。例えば、同一組成の成形材料を金型に注入して中間成形体４２Ａを作製しても良い。この際、成形材料の注入は先端側ＡＳから行われる。
【００６７】
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】
【００６８】
１０…グロープラグ
２０…主体金具
３０…外筒
４０…セラミックヒータ
４２…抵抗体
４２Ａ…中間成形体
４２Ｂ…加工前中間成形体
４４…基体部
４４ａ…先端部
４４ｂ…後端部
４５…リング
５０…中軸
５５…Ｏリング
６０…絶縁部材
７０…端子
８２…スプール
８４…ランナー
８４Ａ…先端側ランナー部分
８４Ｂ…後端側ランナー部分
８５，８５Ａ，８５Ｂ…接続部
８６…ゲート
８６Ａ…先端側ゲート部分
８６Ｂ…後端側ゲート部分
８７…キャビティ
９０…射出成形機
９１…ノズル
９２…金型部
９９…射出成形ユニット
４００Ａ…先端側中間成形体
４００Ｂ…後端側中間成形体
４２０ｓ，４２０ｓＡ…先端
４２２，４２２Ａ，４２３，４２３Ａ…通電部
４２５，４２５Ａ…電極部
４２７，４２７Ａ…電極部
４２８，４２８Ａ…折り返し部
４２８ａ，４２８ａＡ，４２８ｂ，４２８ｂＡ…端部
４２８ｓ，４２８ｓＡ…先端
４２９…連結部
４３０，４３０Ａ…突出部
４３０ｓ，４３０ｓＡ…先端
ＡＳ…先端側
Ａｃ…中心軸
ＢＳ…後端側
Ｃｅ…中心
Ｃｒ…円
Ｄ，ＤＡ…最短距離
Ｆ…外力
Ｐｓ…部分
Ｔ１，Ｔ１Ａ…直径（厚み）
Ｔ２，Ｔ２Ａ…厚み
ＷＡ…幅
【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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