(57)【要約】【課題】セラミックス軸にセラミックスシートを密着増し締めする際に、セラミックス軸とセラミックスシートとの間に隙間が生じたり、巻き付けられたセラミックスシートにねじれが生じたりして、セラミックス軸とセラミックスシートとが確実に密着しないおそれがあった。【解決手段】未焼成のセラミックスシートの一方の主面に発熱抵抗体を形成した後、これを覆うセラミックス被覆層を形成し、該セラミックス層被覆が形成された面を内側にして、未焼成のセラミックス軸の外周に巻き付け、全体を一体焼成するにあたり、上記セラミックス軸の外周に巻きつけたセラミックスシートを、３本のローラ間で回転させることにより、セラミックス軸の外周面に密着させる。【選択図】　　　図３
2004095237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未焼成のセラミックスシートの一方の主面に発熱抵抗体を形成した後、これを覆うセラミックス被覆層を形成し、該セラミックス層被覆が形成された面を内側にして、未焼成のセラミックス軸の外周に巻き付け、全体を一体焼成するセラミックヒータの製造方法であって、上記セラミックス軸の外周に巻きつけたセラミックスシートを、３本のローラ間で回転させることにより、セラミックス軸の外周面に密着させ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２】
前記３本のローラは、ローラ軸が正三角形状または、２等辺三角形状に配置され、そのうち２つのローラはローラ軸が水平かつ同じ高さに配置され、各ローラが同一方向に回転することを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータの製造方法。
【請求項３】
前記ローラのうち少なくともひとつに、上記セラミックスシートを押圧する方向に一定の付勢力を付与する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックヒータの製造方法。
【請求項４】
前記各ローラに、正逆回転機能を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法。
【請求項５】
前記ローラのうち少なくともひとつに、回転開始時に回転速度が遅く、一定時間経過後に回転速度が速くなる回転速度可変機能を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックヒータの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種センサの加熱、グローシステム、半導体の加熱、石油ファンヒータの点火などの用途で、セラミックヒータが広く使用されている。例えば、内燃機関の排気管中に装着されて排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサでは、特に低温時に酸素センサを良好に機能させるためにセンサの素子部を加熱する必要があり、その加熱用にセラミックヒータが使用されている。ここでまず、セラミックヒータの一般的な構造について説明する。
【０００３】
図１に、従来使用されているロッド状のセラミックヒータの概略図を示す。該セラミックヒータは、発熱抵抗体４と該発熱抵抗体４を内蔵したセラミック体１からなり、該セラミック体１には、内部の発熱抵抗体４に電力を供給するための金属リード８が電極パッド７にろう付けされている。
【０００４】
次に、図１および図２を用いてセラミックヒータの製造方法を説明する。まず、未焼成のセラミックス軸３と、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅの内１種以上の金属からなる高融点金属を発熱抵抗体４としてスクリーン印刷した未焼成のセラミックスシート２を用意する。該発熱抵抗体４には、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅの内１種以上の金属からなる電極引出部５が接続され、該電極引出部５はさらに、導体を充填したスルーホールによりセラミックスシート２の裏面に形成された電極パッド７に接続されている。
【０００５】
そして該セラミックスシート２をセラミックス軸３の周囲に巻きつけて密着させたのち、１５００〜１６５０℃の還元雰囲気中で焼成することにより、セラミック体１を得る。上記セラミックスシート２には、電極引出部５と金属リード線８とを接続するための電極部６が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記工程にて未焼成のセラミックスシート２を未焼成のセラミックス軸３に巻き付ける際には、例えばセラミックス軸３が載置されたセラミックスシート２を置き、作業者の手作業により、セラミックス軸３を転がしてセラミックスシート２に巻き込むようにしていた。そのため、巻き付け作業後においても、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅの内１種以上の金属からなる高融点金属を発熱抵抗体４として、スクリーン印刷したセラミックスシート２とセラミックス軸３とを十分に密着できない場合があった。その場合には、以下の方法により増し締めを行って密着性を高めていた。
【０００７】
セラミックス軸３に巻き付けられたセラミックスシート２を可撓性を有する２枚の平坦なゴム板の間に挟み、一方のゴム板を作業者が手で持って動かすことにより、セラミックス軸３に巻き付けられたセラミックスシート２を各ゴム板間で転がして増し締めを行う。
【０００８】
しかし、上記の方法では、作業者のミスから、セラミックス軸３とセラミックスシート２との間に隙間が生じたり、巻き付けられたセラミックスシート２にねじれが生じたりして、セラミックス軸３とセラミックスシート２とが確実に密着しないおそれがあった。
【０００９】
そこで、セラミックス軸３とセラミックスシート２とを確実に密着させるように細心の注意を払いながら増し締め作業を進めるとなると、増し締め作業に相当の時間を要することになり、製造ＴＡＴ（Ｔｕｒｎ　　Ａｒｏｕｎｄ　　Ｔｉｍｅ）が長くなるという問題があった。上記の問題を解決するための増し締め作業の方法が種々提案されている（特開２０００−１１３９６４、特開２０００−１１３９６５公報参照）。しかしながら、これらの増し締め方法では、セラミックス軸３とセラミックスシート２巻きつけられた状態での転がし回数が１ないし２回程度と少なく、セラミックス軸３とセラミックスシート２とが、依然確実に密着しないおそれがある。密着性をあげるためには，増し締め装置を数回取り付けなければならず、増し締め装置が、複雑・大型化する欠点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅの内１種以上の金属からなる高融点金属を発熱抵抗体４として、スクリーン印刷したセラミックスシート２をセラミックス軸３に巻き付けた後に増し締めを行う際に、セラミックスシート２とセラミックス軸３とを確実に密着させると共に、増し締め作業を速やかに行うことが可能なセラミックヒータの製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明のセラミックヒータの製造方法は、未焼成のセラミックスシートの一方の主面に発熱抵抗体を形成した後、これを覆うセラミックス被覆層を形成し、該セラミックス層被覆が形成された面を内側にして、未焼成のセラミックス軸の外周に巻き付け、全体を一体焼成するセラミックヒータの製造方法であって、上記セラミックス軸の外周に巻きつけたセラミックスシートを、３本のローラ間で回転させることにより、セラミックス軸の外周面に密着させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明においては、前記３本のローラは、ローラ軸が正三角形状または、２等辺三角形状に配置され、そのうち２つのローラはローラ軸が水平かつ同じ高さに配置され、各ローラが同一方向に回転することを特徴とする。その結果、当該セラミックスシートがセラミックス軸の外周に強固に巻きつけられ、セラミックスペーストの塗布面全面がセラミックス軸の外周面に確実に密着される。
【００１３】
また、本発明のセラミックヒータの製造方法は、前記ローラのうち少なくともひとつに、上記セラミックスシートを押圧する方向に一定の付勢力を付与する付勢手段を備えたことを特徴とする。これにより、セラミックス軸にセラミックスシートを密着したセラミックス成形体を連続的に加圧しながら回転させて増し締めすることができるので、密着性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明のセラミックヒータの製造方法は、前記各ローラに、正逆回転機能を備えることを特徴とする。これにより、セラミックスシートの全面がセラミックス軸の外周面に確実に密着される。
【００１５】
また、本発明のセラミックヒータの製造方法は、前記ローラのうち少なくともひとつに、回転開始時に回転速度が遅く、一定時間経過後に回転速度が速くなる回転速度可変機能を備えることを特徴とする。これにより、増し締めの効果が向上し、セラミックスシートの全面がセラミックス軸の外周面に確実に密着されるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面と共に説明する。図１は、本実施形態により作製されたセラミックヒータ１を示す概略構成図であり、図２は、本実施形態により作製されたセラミックヒータ１の展開斜視図である。
【００１７】
発熱パターンは、発熱抵抗体４、電極引出部５、電極部６から構成されている。発熱抵抗体４は、セラミックヒータ１の先端側に配置され、セラミックヒータ１の長手方向に対して垂直方向に複数回蛇行するように形成されている。尚、発熱抵抗体４の形状および寸法は、セラミックヒータ１の使用目的に応じて、加熱対象に合わせて設定されている。また、電極部６はセラミックヒータ１の後端側に配置されている。そして、電極部６は電極引出部５を介して発熱抵抗体４の両端部とそれぞれ接続されている。
【００１８】
セラミックヒータ１の表面側には、電極部６と対応する位置に電極パッド７が設けられている。そして、電極パッド７は、セラミックスシート２に形成されたスルーホールを介して、電極部６とそれぞれ接続されている。そのため、電極パッド７に電圧を印加すると、電極パッド７から各スルーホールおよび電極部６、および電極引出部５を介して発熱抵抗体４に通電がなされ、発熱抵抗体４が発熱する。
【００１９】
次に、本発明のセラミックヒータ１の製造方法について説明する。
【００２０】
本発明のセラミックヒータの製造方法は、セラミックス原料粉末に溶剤および結合材を添加した後にシート状に形成したセラミックスシート２の一方の主面に発熱抵抗体４を形成した後、これを覆うようにセラミックス被覆層１０を塗布し、該セラミックス被覆層１０が塗布された面を内側にして未焼成のセラミックス軸３の外周に巻きつけ、全体を一体焼成することにより得られる。そして、上記セラミックス軸３の外周に巻きつけたセラミックスシート２を、３本のローラ間で回転させることにより、セラミックス軸の外周に密着させることを特徴とする。
【００２１】
従来セラミックス軸３に対してセラミックスシート２を密着させる方法として、セラミックス軸３に巻き付けられたセラミックスシート２を、可撓性を有する２枚の平坦なゴム板の間に挟み、一方のゴム板を作業者が手で持って動かすことにより、セラミックス軸３に巻き付けられたセラミックスシート２を各ゴム板間で転がして密着させていたが、作業者のミスから、セラミックス軸３とセラミックスシート２との間に隙間が生じたり、巻き付けられたセラミックスシート２にねじれが生じたりして、セラミックス軸３とセラミックスシート２とが確実に密着しないおそれがあった。
【００２２】
これに対し本発明においては、図３に示すように、当該セラミックスシート２の外周面が３本のローラの外周面に当接するため、例えば、ひとつの第２ローラ１０２に駆動回転機能を持たせることにより第２ローラ１０２の回転によりセラミックス軸３にセラミックスシート２が巻きつけられたセラミックス成形体９、および、第１ローラ１０１、第３ローラ１０３が同時に回動することにより、各ローラからセラミックスシート２に対して、各ローラの回動方向とは反対方向に回動させる力が加えられる。そのため、当該セラミックス成形体９は、各増し締めローラの外周面から押圧されて当該外周面と摺動しながら回転し、その結果、当該セラミックスシート２がセラミックス軸３の外周に強固に巻き付けられ、セラミックス被覆の塗布面全面がセラミックス軸３の外周面に確実に密着される。その密着後、密着されたセラミックス成形体９は、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２が開くことにより落下する。
【００２３】
このように、本発明によれば、手作業によらずに密着作業を行うため密着作業の均一化を図ることが可能であり、各ローラの間に当該セラミックス成形体９を順次供給するだけで自動的に密着が行われ、密着を終えた当該セラミックス成形体９は各ローラの間から落下するため、密着作業に要する時間を短くして製造ＴＡＴを短縮することができる。
【００２４】
また、前記第１ローラ１０１および第２ローラ１０２のローラ軸１０７、１０８は共に水平かつ同じ高さに配置することが好ましい。また、各ローラのローラ軸１０７、１０８、１０９は２等辺三角形または正三角形に配置することが好ましい。さらに、前記第１ローラ１０１および第３ローラ１０３は各ローラ軸の方向に一定の付勢力を付与する付勢手段を備えるようにすることもできる。
【００２５】
従って、本発明によれば、当該セラミックス成形体９に対して各ローラの外周面からの押圧力を確実に付与することが可能になるため、セラミックス成形体９を各ローラの外周面と摺動させながらスムーズに回動させることができる。
【００２６】
また、前記各ローラの少なくとも外周面がそれぞれ可撓性を有する材料からなり、前記セラミックス成形体９を各ローラの間を通す際に、前記セラミックス成形体９の形状に対応して前記第１〜第３ローラ１０１，１０２、１０３の外周面が変形するようにしてもよい。
【００２７】
従って、本発明によれば、各ローラの回動に伴って各ローラの外周面がセラミックス成形体９の形状に対応して変形するため、密着されたセラミックスシート２を周回密着させたセラミックス軸３に過大な力を与えて不要な変形を引き起こすことなく、セラミックス成形体９をスムーズに回動させることが可能になる。
【００２８】
また、前記第２ローラ１０２は正逆回転機能を備えることもでき、これによってセラミッスク成形体９が正逆回転されることによりセラミックスペーストの塗布面全面がセラミックス軸３の外周面に確実に密着されて、セラミッス成形体９の増し締めが行われる。
【００２９】
また、前記第２ローラ１０２は回転開始時、回転速度が遅く一定時間経過後、回転速度が速くなる回転速度可変機能を備えることもできる。この結果、回転開始時、ローラがゆっくり回転することにより、セラミックス成形体９がローラの表面になじみながら回転し、その後回転速度が速くなることにより、特にセラミックス成形体９に周回されたセラミックスシート２の端部に作用し、セラミックスシート２がセラミックス軸３の外周面に確実に密着されるようになる。
【００３０】
上記各ローラの材質については、その芯部分は、Ｓ４５Ｃ等の炭素鋼やステンレス等各種の一般的な鋼材を使用することが可能であり、その表面にポリブタジェンゴム、ポリスチレンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−イソプレンゴム、スチレン−ブチレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジェンゴム、フッ素ゴム等のゴム弾性を有する弾性材料を被覆したものを使用することができる。該弾性材料の厚みは、０．５〜２０ｍｍとすることが好ましい。弾性材料の厚みが０．５ｍｍ以下では、セラミックス成形体９の変形を吸収できず、良好な密着・増し締め作業ができなくなる。
【００３１】
また、ローラの外径は、密着するセラミックス成形体９の外径に対して、１〜５倍程度とすることが好ましい。ローラの外径がセラミックス成形体９の外径に対して１倍以下では、セラミックス成形体９に対する締めつけ応力が小さくなる。また、ローラの外径がセラミックス成形体の外径に対して５倍以上になると、締めつけ応力は大きくなるが作業性が悪くなる。
【００３２】
また、ローラの全長は、セラミックス成形体９の長さの１．２倍以上の長さとすることが好ましい。ローラの全長が１．２倍より小さいと、ローラに対するセラミックス成形体９の設置位置のバラツキによりうまく密着・増し締めすることができなくなる場合がある。ローラの全長の上限を決める技術的な根拠はないが、作業性を考えると１．２〜５倍程度とすることが好ましい。
【００３３】
また、ローラの表面の表面粗さは、セラミックス成形体９の表面に傷を形成しないようにする必要があるが、鏡面仕上げの必要はない。鏡面仕上げすると、セラミックス成形体９の表面がローラの表面で滑って、増し締めの効果が期待できなくなるからである。
【００３４】
また、ローラの回転数は、２０〜３００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。ローラをゆっくり回転させて、セラミックス成形体９の表面をローラの表面になじませながら増し締めすることが好ましい。
【００３５】
次に、セラミックスシート２の製造方法について説明する。まず、Ａｌ２Ｏ３を主成分として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２を適宜混合したセラミック粉末を準備し、さらに、有機バインダー、有機溶剤を適宜混合してスラリーとし、これをドクターブレード法でシート状に成形する。このセラミックスシート２を適当な大きさに切断し、表面に発熱抵抗体４および電極引出部５、電極部６を、さらにその裏面に電極パッド７を、Ｗを主成分とするペーストを用いてプリント印刷し、さらに前記電極部６と電極パッド７を導通させるため、スルーホール加工後、導通の為にＷを主成分とするインクを充填する。このスルーホールにより電極パッド７が電極部６と接続される。このセラミックスシート２を適当な大きさに切断した後、前記セラミックス軸３に密着させ、還元雰囲気中１５００〜１６５０℃の温度で焼成して棒状のセラミックヒータ１を得る。
【００３６】
また、セラミックス原料粉末の主材料としては、高温高強度セラミックスであればどのようなもの（例えば、ムライトやスピネル等のアルミナ類似のセラミックスなど）を用いてもよい。そして、焼成促進剤としては、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ以外に酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を配合してもよく、焼成過程において酸化物、ひいては所定の網目構造となりえるもの、例えば、炭酸塩などの各種塩や水酸化物として配合してもよい。
【００３７】
まず、セラミックスシート２の表面に、厚さ１０〜３０μｍのＷ、Ｍｏ、Ｒｅの内１種以上の金属からなる高融点金属ペーストから成る複数組の発熱抵抗体４、及び引出し部５、電極部６をスクリーン印刷法等を用いて形成する。このとき、各発熱抵抗体４、および電極引出部５、電極部６がセラミックスシート２の長手方向に配置されるようにする。
【００３８】
次に、セラミックスシート２の裏面において、表面側に形成された電極部６に対向する位置に、厚さ１０〜３０μｍの高融点金属ペーストから成る電極パッド７を、スクリーン印刷法等の手法を用いて形成する。
【００３９】
続いて、電極部６と電極パッド７とを導通するためのスルーホールをセラミックスシート２に開口し、当該スルーホール内に高融点金属ペーストを充填してスルーホールを形成する。尚、高融点金属ペーストとしては、主にタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）およびレニウム（Ｒｅ）を用いる。なお、悪影響を与えない限りにおいて、セラミックスシート２と同材料の酸化物等が発熱抵抗体４の材料中に若干混在していてもよい。
【００４０】
また、発熱抵抗体４および、電極引出部５、電極部６、電極パッド７と成る導電性膜は、ペースト印刷法以外の適宜な方法（化学メッキ法，ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法，ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法など）を用いて形成してもよい。
【００４１】
セラミックス原料粉末からセラミックス軸３を作製する。すなわち、セラミックス原料粉末に、溶剤および結合剤としてメチルセルロース１％，マイクロクリスタリンワックス（商品名）１５％，水１０％を添加して混練する。そして、押出成形法で円筒状に成形し、所定寸法に切断後、１０００〜１２５０℃で仮焼することにより、セラミックス軸３を作製する。
【００４２】
次に、セラミックスシート２にセラミックス被覆が塗布された面の上に、セラミックス軸３を載置する。このとき、セラミックスシート２の長手方向に対して平行な所定位置にセラミックス軸３が配置されるように、セラミックスシート２に対してセラミックス軸３を１本ずつ載置する。
【００４３】
そして、セラミックスシート２をセラミックス軸３の外周に巻き付ける。その巻付方法にはどのような方法を用いてもよいが、例えば、スポンジシートの上にセラミックス軸３が載置されたセラミックスシート２を置き、作業者の手作業により、セラミックス軸３を手のひらで転がしてセラミックスシート２をセラミックス軸３に巻き付ければ良い。
【００４４】
次に、セラミックス軸３にセラミックスシート２を巻きつけたセラミックス成形体９を搬送装置８２へ供給する。図３はローラ装置の構造を説明するための概略構成図である。増し締めローラ装置は、搬送装置８２、第１〜３の３本のローラから構成されている。搬送装置は、搬送ローラ９１およびベルトコンベア９２から構成されている。
【００４５】
ローラ装置は第１のローラ１０１、第２のローラ１０２、第３のローラ１０３および付勢装置１０４、１１０から構成されている。付勢手段としての付勢装置１０４、１１０は、伸縮ロッド１０５、１１１および空圧シリンダ１０６、１１２から構成されている。伸縮ロッド１０５、１１１の先端には軸受１０９、１０７が設けられ、伸縮ロッド１０５、１１１の後端は空圧シリンダ１０６、１１２に嵌挿されて伸縮されるようになっている。
【００４６】
円柱形の第１〜第３ローラ１０１、１０２、１０３は可撓性および導電性を有する材質（例えば、カーボンなどの導体が分散されたニトリルゴム材など）によって形成され、各第１〜第３ローラ１０１、１０２、１０３の幅はセラミックスシート２の長さ以上に設定されている。
【００４７】
第１ローラ１０１、第２ローラ１０２の各ローラ軸１０７，１０８はそれぞれ同じ高さで水平かつ平行に配置され、第３ローラ１０３のローラ軸１０９は各３本のローラ軸１０７〜１０９が正三角形状または二等辺三角形状となるように配置されている。
【００４８】
第２ローラ１０２のローラ軸１０８は正逆回転可能に枢支され、そのローラ軸１０８の位置は固定されている。
【００４９】
第１ローラ１０１のローラ軸１０７は、伸縮ロッド１１０の先端の軸受１１１に嵌挿されて回転可能に枢支されている。そして、伸縮ロッド１１０の伸張により、ローラ軸１０７はローラ軸１０８の方向（図４の矢印Ａ方向）に一定の付勢力が付与されて付勢される。加えて第３ローラ１０３のローラ軸１０９は伸縮ロッド１０５の伸張により、ローラ軸１０９はローラ軸１０７およびローラ軸１０８の中心点の方向（図４の矢印Ｂ方向）に一定の付勢力が付与されて付勢される。　また、第２ローラ１０２の回動装置（図示略）により、ローラ軸１０８を中心として、第１のローラ１０１、第２のローラ１０２、第３のローラ１０３は同一方向（図４の矢印Ｃ方向）に回動されるようになっている。
【００５０】
加えて、金属製の各ローラ軸１０７，１０８はそれぞれ回動装置を介してアースされている。尚、後述するように、伸縮ロッド１１０から第２ローラ１０２のローラ軸１０８に付与される付勢力と、伸縮ロッド１０５の伸張により、ローラ軸１０９はローラ軸１０７およびローラ軸１０８の中心点の方向（矢印Ｂ方向）に一定の付勢力が付与されて付勢される。このとき付与される付勢力は最適値に設定されている。また、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の直径、硬度、回転速度はそれぞれ最適値に設定されている。
【００５１】
このように構成されたローラ装置を用いてセラミックス軸３にセラミックスシート２を巻き付けたセラミックス成形体９を増し締めする動作について、図４〜図５を参照しながら説明する。
【００５２】
図４に示すように、セラミックス軸３にセラミックスシート２を仮密着したセラミックス成形体９は、ベルトコンベア９２上を搬送されて搬送ローラ９１の外周面まで送られ、搬送ローラ９１の外周面の溝９１ｂに嵌合されることにより、ベルトコンベア９２から搬送ローラ９１に移送される。そして、溝９１ｂに嵌合された前記セラミックス成形体９は、搬送ローラ９１の回動により溝９１ｂに嵌合されたまま搬送ローラ９１の外周面上を搬送され、ローラ装置８３のローラ１０２の上方まで送られる。その後、搬送ローラ９１がさらに回動すると、前記セラミックス成形体９と溝９１ｂとの嵌合が解除され、前記セラミックス成形体９は溝９１ｂから脱落して第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の間に落下する。このようにして、セラミックス成形体９は搬送ローラ９１から増し締め用のローラ装置８３に供給される。
【００５３】
ここで、溝９１ｂの幅および深さは、セラミックス成形体９の直径に対応して最適に設定しておく。これにより、ベルトコンベア９２から搬送ローラ９１に前記セラミックス成形体９を確実に移送できると共に、搬送ローラ９１の回動中に溝９１ｂからセラミックス成形体９が脱落するのを防止できる。
【００５４】
次に、図２に示すように、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の間に落下したセラミックス成形体９は、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２の外周面に当接する。ここで、第３ローラ１０３のローラ軸１０９は、付勢装置１０４の伸縮ロッド１０５により、ローラ軸１０９はローラ軸１０７およびローラ軸１０８の中心点の方向（矢印Ｂ方向）に一定の付勢力が付与されて付勢される。そして、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３は同一方向（矢印Ｃ方向）に回動している。第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の回動に伴い、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３からセラミックス成形体９に対して、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の回動方向（矢印Ｂ方向）とは反対方向（矢印Ｄ方向）に回動させる力が加えられる。
【００５５】
そして、図３に示すように、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の回動に伴い、セラミックス成形体９は、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の外周面から押圧されて当該外周面と摺動しながら矢印Ｄ方向に回転し、その結果、セラミックスシート２がセラミックス軸３の外周に強固に巻き付けられ、セラミックス被覆３ａの塗布面全面がセラミックス軸３の外周面に確実に密着されて、セラミックスシート２の増し締めが行われる。その後、セラミックス成形体９は、最適時間（最適回転数）回転した後、第１ローラ１０１、第３ローラ１０３の付勢装置１１０、１０４の伸張ロッド１１１、１０５の伸張により増し締め装置から落下する。
【００５６】
ここで、セラミックスシート２の厚みとセラミックス軸３の直径とに合わせて（すなわち、セラミックスシート２の直径に合わせて）、各伸縮ロッド１１１、１０５から第２ローラ１０２、および第１ローラ１０１と第２ローラ１０２のローラ軸１０７、１０８に付与される付勢力と、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の直径、硬度、回転速度とを、それぞれ実験によって求められた最適値に設定しておく。これにより、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の回動に伴って、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３外周面がセラミックス成形体９の形状に対応して変形し、セラミックス成形体９のセラミックスシート２に過大な力を与えて不要な変形を引き起こすことなく、セラミックス成形体９をスムーズに回転させることが可能になる。
【００５７】
尚、増し締めローラ装置８３において、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３の直径、硬度を同じに設定する必要はなく、そして、第１ローラ１０１、第２ローラ１０２、第３ローラ１０３を導電性を有する材質によって形成すると共に金属製のローラ軸１０７、１０８、１０９を介してアースしておくことにより、各ローラとセラミックスシート２とが擦れ合うことによって生じる静電気を除去し、当該静電気により各増し締めローラにセラミックスシート２が付着するのを防止することが可能になる。
【００５８】
従って、セラミックス被覆１０の塗布面全面をセラミックス軸３の外周面に確実に密着させ、セラミックスシート２の増し締めを行うことができる。そして、このようにして準備したセラミックス成形体９をベルトコンベア９２上に順次載置することにより、当該セラミックス成形体９は、搬送装置８２→増し締めローラ装置８３へと順次自動的に供給されてゆく。ここで、搬送ローラ９１の外周面における溝９１ｂの間隔や回転速度を調整することにより、単位時間当たりに搬送装置８２から増し締めローラ装置８３へ供給されるセラミックス成形体９の個数を調節することができる。
【００５９】
従って、増し締め用のローラ装置８３において第１〜第３ローラ１０１、１０２、１０３の間を通り抜けるのに要する時間（すなわち、ローラ装置８３にて増し締めを行う時間）に合わせて搬送ローラ９１の外周面における溝９１ｂの間隔と回転速度を調整することにより、ローラ装置８３にて増し締め中にセラミックス成形体９が詰まるのを防ぐことができる。
【００６０】
このようにして準備したセラミックス成形体９を、還元雰囲気中１５００〜１６００℃の温度で一体焼成して棒状のセラミックスヒータを得る。
【００６１】
その後、電極パッド７の表面に防錆性を高めるためのメッキ処理（例えば、ニッケルメッキなど）を施してメッキ層（図示略）を形成し、そのメッキ層に電源から引き出されたリード線（図示略）をロウ付けにて接続する。また、焼成方法としては、ホットプレス（ＨＰ）焼成や等方静水圧加圧（ＨＩＰ）焼成，雰囲気加圧焼成、常圧焼成、反応焼成などを用いればよく、その焼成温度は１５００〜１６００℃の範囲から選択するのが適当である。また、焼成時の雰囲気は、水素などの還元雰囲気以外にも、不活性ガス雰囲気（例えば、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）など）としてもよい。
【００６２】
このように作製されたセラミックヒータ１は、特に高温下で長時間使用される内燃機関の空燃比制御用の酸素センサを加熱するためのヒーターとして好適である。この場合、セラミックヒータ１は、試験管型固体電解質酸素センサ素子の内部に挿入してもよく、酸素センサ素子に付設してもよい。以上詳述したように、本実施形態によれば、工程８にてセラミックス被覆を介したセラミックスシート２とセラミックス軸３との密着性を高めるための増し締めを行う際に、ローラ装置８３を用いるため、セラミックスシート２とセラミックス軸３とを確実に密着させることができる。そして、手作業によらずに増し締め作業を行うため、増し締め作業の均一化を図ることできる。加えて、ローラ装置８３において、搬送装置８２からセラミックス成形体９が自動的に連続して供給される。増し締め作業に要する時間を短くすることが可能になり、多量のセラミックヒータ１を製造する際には特に製造ＴＡＴを短縮することができる。
【００６３】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更してもよく、その場合でも、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００６４】
（１）第１〜第３ローラ１０１、１０２、１０３の外周面に帯電防止剤を供給するようにしてもよい。例えば、帯電防止剤として石鹸水を用いる場合には、一定個数のセラミックス成形体９の増し締めを行った後に、第１〜第３ローラ１０１、１０２、１０３の外周面を石鹸水にて拭くようにする。このようにすれば、第１〜第３ローラ１０１、１０２、１０３とセラミックス成形体９とが擦れ合うことによって生じる静電気をより確実に除去することが可能になる。尚、帯電防止剤を用いることで静電気を十分に除去可能な場合には、第１〜第３ローラ１０１、１０２、１０３の材質に導電性を有する材質を用いる必要はない。
【００６５】
（２）上記実施形態において正逆回転させる増し締めローラ装置８３を設けたのは、より確実な増し締めを行うためである。従って、片回転方向のみで十分な増し締めが可能な場合は、逆回転を省いてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、未焼成のセラミックスシートの一方の主面に発熱抵抗体を形成した後、これを覆うセラミックス被覆層を形成し、該セラミックス層被覆が形成された面を内側にして、未焼成のセラミックス軸の外周に巻き付け、全体を一体焼成するセラミックヒータの製造方法であって、上記セラミックス軸の外周に巻きつけたセラミックスシートを、３本のローラ間で回転させてセラミックス軸の外周面に密着させることにより、セラミックス軸とセラミックスシートとの間に隙間が生じたり、巻き付けられたセラミックスシートにねじれが発生するのを防止し、セラミックス軸とセラミックスシートとが確実に密着させる効果が得られる。
【００６７】
また、前記３本のローラは、ローラ軸が正三角形状または、２等辺三角形状に配置され、そのうち２つのローラはローラ軸が水平かつ同じ高さに配置され、各ローラが同一方向に回転するように調整することによって、セラミックス軸にセラミックスシートを密着したセラミックス成形体を安定して増し締め作業することができる。
【００６８】
また、前記ローラのうち少なくともひとつに、上記セラミックスシートを押圧する方向に一定の付勢力を付与する付勢手段を備えたり、前記各ローラに、正逆回転機能を備えたり、前記ローラのうち少なくともひとつに、回転開始時に回転速度が遅く、一定時間経過後に回転速度が速くなる回転速度可変機能を備えたりすることにより、作業を自動化することが可能となるので、増し締め作業の均一化を図ることが可能となり、増し締め作業に要する時間を短くすることができ、多量のセラミックヒータを製造する際には特に製造ＴＡＴを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって得られるセラミックヒータの概略構成図である。
【図２】本発明の製造方法によって得られるセラミックヒータの展開斜視図である。
【図３】本発明のセラミックヒータの製造方法におけるローラ装置の斜視図である。
【図４】本発明のセラミックヒータの製造方法におけるローラ装置の動作を説明するための説明図である。
【図５】本発明のセラミックヒータの製造方法におけるローラ装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１　セラミックヒータ
２　セラミックスシート
３　セラミックス軸
４　発熱抵抗体
５　電極引出部
６　電極部
７　電極パッド
８　リード部材
９　セラミックス成形体
１０　セラミックス被覆層
８３ａ，８３ｂローラ群
１０１　第１のローラ
１０２　第２のローラ
１０３　第３のローラ
１０４　付勢手段
１０５　伸縮ロッド
１０６　空圧シリンダ
１０７、１０８、１０９　ローラ軸
【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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