(57)【要約】  【目的】  クラックや断線等の不具合を生じることなく、迅速にセンサを加熱することができるセンサ用セラミックヒータ及び酸素センサを提供すること。  【構成】  発熱パターン９は、基板先端側にて６列となる様に蛇行する発熱部１１と、発熱部１１の左右端部から基板根元側に伸びる一対のリード部１２とから構成されている。特に、発熱部１１の中央部１１ａの線幅が、左右の側辺部１１ｂ1,１１ｂ2の線幅より太く設定されることによって、発熱部１１の中央部１１ａの抵抗値が各側辺部１１ｂ1,１１ｂ2の抵抗値より小さくなる様に設定されている。また、発熱部１１の中央部１１ａの線間隔が、側辺部１１ｂ1,１１ｂ2の線間隔より広く設定されている。これによって、発熱部１１の中央部１１ａの発熱量が左右の側辺部１１ｂ1,１１ｂ2のいずれの発熱量よりも小さくなる。【選択図】  図２
2004253396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体に、該セラミック基体の長手方向に旋回した発熱部と該発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンを形成したセンサ用セラミックヒータにおいて、
前記発熱部の中央部の発熱量を、側辺部の発熱量より小さく設定したことを特徴とするセンサ用セラミックヒータ。
【請求項２】
前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成するとともに、該蛇行部分の中央部の線幅を、該蛇行部分の側辺部の線幅より太く設定したことを特徴とする前記請求項１記載のセンサ用セラミックヒータ。
【請求項３】
前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成するとともに、該蛇行部分の中央部の線間隔を、該蛇行部分の側辺部の線間隔より広く設定したことを特徴とする前記請求項１又は２記載のセンサ用セラミックヒータ。
【請求項４】
前記発熱部における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の２０〜８０％の範囲に設定したことを特徴とする前記請求項１又は２記載のセンサ用セラミックヒータ。
【請求項５】
前記発熱部における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の３０〜７０％の範囲に設定したことを特徴とする前記請求項４記載のセンサ用セラミックヒータ。
【請求項６】
前記請求項１〜請求項５のいずれかのセンサ用セラミックヒータと、酸素濃度に対して抵抗値が変化する感ガス素子及び該感ガス素子から出力を取り出す出力取出部をセラミック基体に設けた検出部と、を積層してヒータ付き酸素センサ素子を形成し、該ヒータ付き酸素センサ素子を金属ケースに収納したことを特徴とする酸素センサ。
【請求項７】
前記発熱部と前記感ガス素子とが、前記セラミック基体の対応する位置の表裏面に各々形成されたことを特徴とする前記請求項６記載の酸素センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の内燃機関の酸素センサなどに使用されるセンサ用セラミックヒータ、及びこのセンサ用セラミックヒータを備えた酸素センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セラミック基体内に、Ｐｔ又はＷからなる導電性抵抗体を発熱パターンとして備えた積層型板状ヒータ（以下単にセラミックヒータと記す）は、酸素センサ用又は汎用加熱器用として広く使用されている。
【０００３】
例えば図５（ａ）に示す様に、チタニア等の金属酸化物感応体を感ガス素子Ｐ１として使用する板状の酸素センサ素子Ｐ２には、酸素センサ素子Ｐ２と積層されて一体に形成されたセラミックヒータＰ３が使用されている。このセラミックヒータＰ３としては、例えば図５（ｂ）に示す様に、蛇行状の発熱部Ｐ４と発熱部Ｐ４から伸びる一対のリード部Ｐ５とからなる発熱パターンＰ６を、セラミック基板Ｐ７上に形成したものが知られている。
【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、このセラミックヒータＰ３には下記（１），（２）の様な問題があり、その解決が望まれていた。
（１）つまり、酸素センサ素子Ｐ２に用いられるセラミックヒータＰ３に対して、例えば内燃機関の始動時などに印加電圧を加えて昇温を行なう場合には、その温度変化のために、昇温中にセラミック基板Ｐ７の（発熱部Ｐ４が集中する）中央部と（熱が逃げ易い幅方向の）側辺部との間に過度な温度差が生じる。その結果、発熱部Ｐ４の中央部と側辺部との熱膨張の違いによって、セラミック基板Ｐ７にクラックＰ８が発生したり、発熱部Ｐ４が断線するという問題があった。
【０００５】
（２）また、近年では、特に米国における自動車の排気規制におけるＯＢＤ−II（On  board  diagnosis）において、酸素センサ、触媒装置、制御センサ等の劣化を検出することが義務づけられており、それに伴う問題も生じている。
【０００６】
このＯＢＤ−IIは、米国カリフォルニア州での１９９６年頃から施行されることが予測される環境保護法による規制であって、機関の排気が規制値を満たさなくなったとき、その規制値を満たさなくなったことを運転者に判る様に表示することが義務づけられている。そして、この表示系統に故障が発生すれば、そのことのみでリコールの対象とされるため、酸素センサ、触媒装置、制御センサ等の劣化を検知すること、及びこの検知する装置が長期間正確に機能することが非常に重要なこととなっている。そのため、触媒装置の下流側にも診断用酸素センサを装着する必要があるが、その場合、下記の様な不具合が発生することがある。
【０００７】
つまり、機関始動時に触媒装置に溜った凝縮水が粒状に飛散し、触媒装置の下流側のヒータにより加熱された感ガス素子Ｐ１に付着することによって、感ガス素子Ｐ１が破壊されてしまう場合がある。このため、機関始動時にはヒータには通電せずに、凝縮水の飛散が激減する機関始動後３０秒後にヒータに通電して、感ガス素子Ｐ１を活性化する温度まで昇温させる必要が生ずる。その結果、感ガス素子Ｐ１が活性化する温度に達するまでは、実質的に空燃比の制御が正確になされないために、排気の浄化率が悪くなったり燃費が悪くなってしまう。
【０００８】
従って、なるべく短時間に感ガス素子Ｐ１が活性化する温度にまで昇温する必要があり、特に触媒装置の上流に装着された通常の空燃比制御用センサは、機関始動後５０秒ほどで活性化温度に達するので、診断用酸素センサもこの時間内つまり通電開始後２０秒以内に活性化することが望まれている。
【０００９】
この対策として、酸素センサ素子Ｐ２に用いられる（前記図５の様な）セラミックヒータＰ３に対して、従来の印加電圧より大きな印加電圧を加えて迅速に昇温を行なうことが考えられるが、この場合には、急な温度変化のために、上述したセラミック基板Ｐ７の中央部と側辺部との間に一層大きな温度差が生じてしまう。つまり、迅速に昇温を行なう場合には、従来より一層クラックＰ８の発生や断線の問題が顕著になるという大きな問題があった。
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、クラックや断線等の不具合を生じることなく、迅速にセンサを加熱することができるセンサ用セラミックヒータ及び酸素センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための請求項１の発明は、
セラミック基体に、該セラミック基体の長手方向に旋回した発熱部と該発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンを形成したセンサ用セラミックヒータにおいて、前記発熱部の中央部の発熱量を、側辺部の発熱量より小さく設定したことを特徴とするセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【００１２】
請求項２の発明は、
前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成するとともに、該蛇行部分の中央部の線幅を、該蛇行部分の側辺部の線幅より太く設定したことを特徴とする前記請求項１記載のセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【００１３】
請求項３の発明は、
前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成するとともに、該蛇行部分の中央部の線間隔を、該蛇行部分の側辺部の線間隔より広く設定したことを特徴とする前記請求項１又は２記載のセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【００１４】
請求項４の発明は、
前記発熱部における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の２０〜８０％の範囲に設定したことを特徴とする前記請求項１又は２記載のセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【００１５】
請求項５の発明は、
前記発熱部における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の３０〜７０％の範囲に設定したことを特徴とする前記請求項４記載のセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【００１６】
請求項６の発明は、
前記請求項１〜請求項５のいずれかのセンサ用セラミックヒータと、酸素濃度に対して抵抗値が変化する感ガス素子及び該感ガス素子から出力を取り出す出力取出部をセラミック基体に設けた検出部と、を積層してヒータ付き酸素センサ素子を形成し、該ヒータ付き酸素センサ素子を金属ケースに収納したことを特徴とする酸素センサを要旨とする。
【００１７】
請求項７の発明は、
前記発熱部と前記感ガス素子とが、前記セラミック基体の対応する位置の表裏面に各々形成されたことを特徴とする前記請求項６記載の酸素センサを要旨とする。
【００１８】
ここで、前記セラミック基体としては、アルミナ基板を使用でき、発熱パターンとしては、Ｐｔ，Ｗを使用でき、感ガス素子としては、チタニアを使用できる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１のセンサ用セラミックヒータでは、セラミック基体に形成された発熱部の中央部の発熱量がその側辺部より小さく設定されている。従って、側辺部から熱が逃げて温度が低くなっても、中央部の発熱量が少ないので、側辺部と中央部との温度差が小さい。よって、急速加熱した場合でも、温度差がそれほど大きならないので、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックの発生及び断線を防止することができる。
【００２０】
請求項２のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の蛇行部分の中央部における線幅が側辺部より太く設定されている。そのため、同じ電圧が印加された場合でも、中央部の発熱量が少なくなるので、側辺部と中央部の温度差が小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生を防止することができる。
【００２１】
請求項３のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の蛇行部分の中央部における線間隔が側辺部より広く設定されている。そのため、中央部における発熱パターンの占める割合が少ないので、中央部の発熱量が少なくなり、中央部と側辺部との温度差が小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生を防止することができる。
【００２２】
請求項４のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の中央部の抵抗値が側辺部の抵抗値の２０〜８０％として、中央部の方が発熱量が小さくなる様に設定されているので、周辺部と側辺部の温度差が小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生を防止することができる。
【００２３】
請求項５のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の中央部の抵抗値が側辺部の抵抗値の３０〜７０％と設定されているので、中央部と側辺部との温度差が一層小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生をより好適に防止することができる。
【００２４】
請求項６の酸素センサでは、前記請求項１〜請求項５のセンサ用セラミックヒータと検出部とが積層されたヒータ付き酸素センサ素子が金属ケースに収納されて使用されるので、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線を生じることなく、感ガス素子を迅速に加熱することができ、よってセンサによる測定を迅速に開始できるという効果がある。
【００２５】
請求項７の酸素センサでは、発熱部と感ガス素子とがセラミック基体の対応する表裏面に各々形成されることにより、発熱部が感ガス素子の加熱に最も好適な位置に配置されるので、加熱を効率よく行なうことができ、センサによる測定を迅速に開始できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
請求項１のセンサ用セラミックヒータでは、セラミック基体に形成された発熱部の中央部の発熱量がその側辺部より小さく設定されている。従って、側辺部から熱が逃げて温度が低くなっても、中央部の発熱量が少ないので、側辺部と中央部との温度差が小さい。よって、通常の加熱の場合だけでなく、急速加熱した場合でも、温度差がそれほど大きならないので、通常加熱及び急速加熱の際のクラックの発生及び断線が防止される。
【００２７】
請求項２のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の蛇行部分の中央部における線幅が側辺部より太く設定されている。そのため、同じ電圧が印加された場合でも、中央部の発熱量が少なくなるので、前記請求項１と同様に、側辺部と中央部の温度差が小さくなって、クラックや断線の発生が防止される。
【００２８】
請求項３のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の蛇行部分の中央部における線間隔が側辺部より広く設定されている。そのため、中央部における発熱パターンの占める割合が少ないので、中央部の発熱量が少なくなり、前記請求項１と同様に、中央部と側辺部との温度差が小さくなって、クラックや断線の発生が防止される。
【００２９】
請求項４のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の中央部の抵抗値が側辺部の抵抗値の２０〜８０％となる様に設定されているので、即ち中央部の方が発熱量が小さくなる様に設定されているので、前記請求項１と同様に、周辺部と側辺部の温度差が小さくなって、クラックや断線の発生が防止される。
【００３０】
請求項５のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の中央部の抵抗値が側辺部の抵抗値の３０〜７０％となる様に設定されているので、中央部と側辺部との温度差が一層小さくなって、クラックや断線の発生が防止される。
【００３１】
請求項６の酸素センサでは、前記請求項１〜請求項５のいずれかのセンサ用セラミックヒータと検出部とが積層されてヒータ付き酸素センサ素子が形成され、このヒータ付き酸素センサ素子は金属ケースに収納されて使用されるので、クラックや断線を生じることなく、感ガス素子を迅速に加熱することが可能となる。
【００３２】
請求項７の酸素センサでは、発熱部と感ガス素子とがセラミック基体の対応する表裏面に各々形成されることにより、発熱部は感ガス素子の加熱に最も好適な位置に配置されるので、加熱を効率よく行なうことが可能である。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例のセンサ用セラミックヒータ及び酸素センサについて説明する。
（実施例１）
図１に示す様に、本実施例のセンサ用セラミックヒータ１は、感ガス素子５の加熱用に用いられるものであり、この板状のセラミックヒータ１が板状の検出部２に積層されることによって、幅４mm×長さ４０mm×厚さ２.２mmの柱状の酸素センサ素子３が形成されている。
【００３４】
つまり、検出部２とは、厚さ１mmの第１のアルミナ基板（センサ基板）４上に、チタニア等の金属酸化物感応体からなる感ガス素子５と、感ガス素子５に接するＰｔからなる一対の検出用電極６と、検出用電極６の大部分を覆う厚さ０.２mmのアルミナ質からなる絶縁シート７とが設けられたものであり、この絶縁シート７は感ガス素子５と検出用電極６とが接する電極面積を規定するとともに、感ガス素子５と検出用電極６とが接する部分以外を雰囲気から密封する。一方、セラミックヒータ１とは、厚さ１mmの第２のアルミナ基板８上に、Ｐｔからなる発熱パターン９が設けられたものであり、この板状の検出部２の裏面側にセラミックヒータ１が積層されて、酸素センサ素子３が構成されている。従って、本実施例では、発熱パターン９は、第１のアルミナ基板４と第２のアルミナ基板８とに挟まれるとともに、発熱パターン９の発熱部１１と感ガス素子５とは、第１のアルミナ基板４を挟んで表裏面の同じ位置に配置されていることになる。
【００３５】
図２に示す様に、第２のアルミナ基板８上に設けられた発熱パターン９は、基板先端側にて６列となる様に蛇行する発熱部１１と、発熱部１１の左右端部から基板根元側に伸びる一対のリード部１２とから構成されている。
【００３６】
特に本実施例においては、発熱部１１の中央部１１ａの線幅（例えば０.３５mm）が、左右の側辺部１１ｂ1,１１ｂ2の線幅（例えば０.３mm）より太く設定されることによって、発熱部１１の中央部１１ａの抵抗値が各側辺部１１ｂ1,１１ｂ2の抵抗値より小さくなる様に設定されている。また、発熱部１１の中央部１１ａの線間隔（例えば０.４０mm）が、側辺部１１ｂ1,１１ｂ2の線間隔（例えば０.３３mm）より広く設定されている。
【００３７】
これによって、発熱部１１の中央部１１ａの発熱量が左右の側辺部１１ｂ1,１１ｂ2のいずれの発熱量よりも小さくなる様に設定されている。尚、発熱部１１の線幅や線間隔は、アルミナ基板８の中心方向に行くほど順番に大きくなる様に設定してもよい。
【００３８】
また、上述したセラミックヒータ１を備えた酸素センサ素子３は、例えば図３に示す様に、セラミックスリーブ２１やガラスシール２２等を介して、その感ガス素子５側を先端として、主体金具２３や金属キャップ２４等からなる金属ケース２５内に格納され、例えば内燃機関の酸素濃度の検出等に使用される。
＜実験例１＞
次に、本実施例のセラミックヒータの効果を確認するために行った実験例について説明する。
【００３９】
本実験例では、前記実施例１の構造のセラミックヒータ部分を使用した。つまり、第１のアルミナ基板と第２のアルミナ基板との間に発熱パターンが挟まれただけのセラミックヒータ（幅４.０mm×長さ４０.０mm×厚さ２.０mm）の試料を作成した。
【００４０】
具体的には、セラミックヒータとして、下記表１の様に、発熱部の中央部及び側辺部の線幅，抵抗値，線間隔を違えた試料（No.１〜３）を各２５個づつ製造した。また、同様に、線幅や線間隔を変更しない比較例（No.４）も２５個製造した。
【００４１】
尚、本実験例においては、図２に示す様に、側片部は左右の側片の各１往復の蛇行部とし、発熱部の中央部は側片部を除いた部分とする。また、表１中の抵抗値は、２５個の平均値を示す。
【００４２】
【表１】
2004253396.tif 000003
【００４３】
そして、それらのセラミックヒータの試料に対して、下記の試験条件1)，2)で試験を行った。その結果を、下記表２に記す。
【００４４】
1)ヒータ抵抗値（全抵抗）を約５.９Ωとする。これは、印加電圧がＤＣ１１Ｖで、電圧印加２０秒後に感ガス素子が５００℃に達するのに必要な電力量となる抵抗値である。
【００４５】
2)試験条件として、ＤＣ１４.５Ｖで２０秒間電圧を印加した後に、ヒータにクラックが発生したか否かを調べた。
【００４６】
【表２】
2004253396.tif 000004
【００４７】
この表２から明らかな様に、本実施例のものは、所定の印加電圧を加えた場合でもクラックの発生率が少なく好適であるが、比較例のものは、クラックの発生率が大きく好ましくない。
＜実験例２＞
次に、本実施例のセラミックヒータにおけるクラックの発生状態を詳しく調べた実験例について説明する。
【００４８】
本実験例では、前記実験例１で使用した構造のセラミックヒータにおいて、その中央部の抵抗値と片側の抵抗値との割合を１０％づつ変更した試料を各２５個作成した。そして、上記2)の実験条件（ＤＣ１４.５×２０秒間印加）にて、クラック発生率を調べた。その結果を図４に示す。
【００４９】
図４から明らかな様に、中央部の抵抗値と片側の抵抗値との割合（中央部の抵抗値／片側側片部の抵抗値）が３０〜７０％の場合には、クラックの発生率がほぼ零と極端に少なく、極めて好適である。
【００５０】
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】
【００５１】
【図１】本実施例の酸素センサ素子を示す分解斜視図である。
【図２】本実施例のセラミックヒータを示す一部破断平面図である。
【図３】本実施例の酸素センサを示す断面図である。
【図４】実験例２のクラック発生率を示すグラフである。
【図５】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…セラミックヒータ、              ２…検出部、
３…酸素センサ素子、                ４…第１のアルミナ基板、
５…感ガス素子、                    ８…第２のアルミナ基板、          
９…発熱パターン、                  １１…発熱部、                    
１２…リード部
【図１】
2004253396.tif 000005
【図２】
2004253396.tif 000006
【図３】
2004253396.tif 000007
【図４】
2004253396.tif 000008
【図５】
2004253396.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月28日(2004.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体に、発熱部と該発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンを形成し、該発熱パターンを前記セラミック基体の長手方向に旋回させるとともに、前記発熱部の中央部の発熱量を側辺部の発熱量より小さく設定したセンサ用セラミックヒータにおいて、  前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成するとともに、該蛇行部分の中央部の線幅を、該蛇行部分の側辺部の線幅より太く設定し、  更に、前記蛇行部分における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の２０〜８０％の範囲に設定したことを特徴とするセンサ用セラミックヒータ。
【請求項２】
セラミック基体に、発熱部と該発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンを形成し、該発熱パターンを前記セラミック基体の長手方向に旋回させるとともに、前記発熱部の中央部の発熱量を側辺部の発熱量より小さく設定したセンサ用セラミックヒータにおいて、  前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成し、該蛇行部分の中央部の線幅を、該蛇行部分の側辺部の線幅より太く設定するとともに、該蛇行部分の中央部の線間隔を、該蛇行部分の側辺部の線間隔より広く設定し、  更に、前記蛇行部分の中央部の線幅及び線間隔を側辺部の線幅及び線間隔の１．１倍以上に設定したことを特徴とするセンサ用セラミックヒータ。
【請求項３】
前記蛇行部分における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の３０〜７０％の範囲に設定したことを特徴とする前記請求項１又は２記載のセンサ用セラミックヒータ。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかのセンサ用セラミックヒータと、酸素濃度に対して抵抗値が変化する感ガス素子及び該感ガス素子から出力を取り出す出力取出部をセラミック基体に設けた検出部と、を積層してヒータ付き酸素センサ素子を形成し、該ヒータ付き酸素センサ素子を金属ケースに収納したことを特徴とする酸素センサ。
【請求項５】
前記発熱部と前記感ガス素子とが、前記セラミック基体の対応する位置の表裏面に各々形成されたことを特徴とする前記請求項４記載の酸素センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】  前記目的を達成するための請求項１の発明は、  セラミック基体に、発熱部と該発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンを形成し、該発熱パターンを前記セラミック基体の長手方向に旋回させるとともに、前記発熱部の中央部の発熱量を側辺部の発熱量より小さく設定したセンサ用セラミックヒータにおいて、前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成するとともに、該蛇行部分の中央部の線幅を、該蛇行部分の側辺部の線幅より太く設定し、更に、前記蛇行部分における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の２０〜８０％の範囲に設定したことを特徴とするセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】  請求項２の発明は、 セラミック基体に、発熱部と該発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンを形成し、該発熱パターンを前記セラミック基体の長手方向に旋回させるとともに、前記発熱部の中央部の発熱量を側辺部の発熱量より小さく設定したセンサ用セラミックヒータにおいて、前記発熱部を蛇行させて蛇行部分を形成し、該蛇行部分の中央部の線幅を、該蛇行部分の側辺部の線幅より太く設定するとともに、該蛇行部分の中央部の線間隔を、該蛇行部分の側辺部の線間隔より広く設定し、更に、前記蛇行部分の中央部の線幅及び線間隔を側辺部の線幅及び線間隔の１．１倍以上に設定したことを特徴とするセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  請求項３の発明は、 前記蛇行部分における前記中央部の抵抗値を、前記側辺部の抵抗値の３０〜７０％の範囲に設定したことを特徴とする前記請求項１又は２記載のセンサ用セラミックヒータを要旨とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】  請求項４の発明は、  前記請求項１〜３のいずれかのセンサ用セラミックヒータと、酸素濃度に対して抵抗値が変化する感ガス素子及び該感ガス素子から出力を取り出す出力取出部をセラミック基体に設けた検出部と、を積層してヒータ付き酸素センサ素子を形成し、該ヒータ付き酸素センサ素子を金属ケースに収納したことを特徴とする酸素センサを要旨とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】  請求項５の発明は、  前記発熱部と前記感ガス素子とが、前記セラミック基体の対応する位置の表裏面に各々形成されたことを特徴とする前記請求項４記載の酸素センサを要旨とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】  請求項１のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部と発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンは、セラミック基体の長手方向に旋回してなり、セラミック基体に形成された発熱部の中央部の発熱量がその側辺部より小さく設定されている。従って、側辺部から熱が逃げて温度が低くなっても、中央部の発熱量が少ないので、側辺部と中央部との温度差が小さい。よって、通常の加熱の場合だけでなく、急速加熱した場合でも、温度差がそれほど大きならないので、通常加熱及び急速加熱の際のクラックの発生及び断線が防止される。 また、このセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の蛇行部分の中央部における線幅が側辺部より太く設定されている。そのため、同じ電圧が印加された場合でも、中央部の発熱量が少なくなるので、側辺部と中央部の温度差が小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生を防止することができる。  更に、このセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の中央部の抵抗値が側辺部の抵抗値の２０〜８０％として、中央部の方が発熱量が小さくなる様に設定されているので、中央部と側辺部の温度差が小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生を防止することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  請求項２のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部と発熱部から伸びるリード部とからなる発熱パターンは、セラミック基体の長手方向に旋回してなり、セラミック基体に形成された発熱部の中央部の発熱量がその側辺部より小さく設定されている。従って、側辺部から熱が逃げて温度が低くなっても、中央部の発熱量が少ないので、側辺部と中央部との温度差が小さい。よって、通常の加熱の場合だけでなく、急速加熱した場合でも、温度差がそれほど大きならないので、通常加熱及び急速加熱の際のクラックの発生及び断線が防止される。 また、このセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の蛇行部分の中央部における線幅が側辺部より太く設定されている。そのため、同じ電圧が印加された場合でも、中央部の発熱量が少なくなるので、側辺部と中央部の温度差が小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生を防止することができる。  更に、このセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の蛇行部分の中央部における線間隔が側辺部より広く設定されている。そのため、中央部における発熱パターンの占める割合が少ないので、中央部の発熱量が少なくなり、中央部と側辺部との温度差が小さくなって、通常の使用状態だけでなく、急速加熱の際にもクラックや断線の発生を防止することができる。  特に、このセンサ用セラミックヒータでは、蛇行部分の中央部の線幅及び線間隔を側辺部の線幅及び線間隔の１．１倍以上に設定したので、後述する表２に記載するような効果が得られる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】  請求項３のセンサ用セラミックヒータでは、発熱部の中央部の抵抗値が側辺部の抵抗値の３０〜７０％と設定されているので、中央部と側辺部との温度差が一層小さくなって、急速加熱の際にもクラックや断線の発生をより好適に防止することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】  請求項４の酸素センサでは、前記請求項１〜３のセンサ用セラミックヒータと検出部とが積層されたヒータ付き酸素センサ素子が金属ケースに収納されて使用されるので、急速加熱の際にもクラックや断線を生じることなく、感ガス素子を迅速に加熱することができ、よってセンサによる測定を迅速に開始できるという効果がある。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  請求項５の酸素センサでは、発熱部と感ガス素子とがセラミック基体の対応する表裏面に各々形成されることにより、発熱部が感ガス素子の加熱に最も好適な位置に配置されるので、加熱を効率よく行なうことができ、センサによる測定を迅速に開始できるという利点がある。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】