(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる丸棒状のセラミックヒータであって、
絶縁性セラミックから形成されるヒータ本体部と、
該ヒータ本体部内に埋設された発熱抵抗体と、
前記ヒータ本体部の外表面上に配置され、該発熱抵抗体に電気的に接続された電極パッドと、
前記発熱抵抗体と前記電極パッドとを接続する導体部と、
を備えるセラミックヒータであって、
前記発熱抵抗体は、
前記電極パッドを前記軸線方向に垂直な方向に投影した投影領域内に配置されると共に、前記投影領域の全域にわたり前記電極パッドの幅よりも幅狭な後端側リード部と、
前記後端側リード部よりも先端側に配置され、前記後端側リード部の幅よりも幅広な先端側リード部と、
前記先端側リード部よりも先端側に配置され、前記先端側リード部の幅よりも幅狭な発熱部と、を有し、
前記発熱抵抗体は、前記先端側リード部と前記後端側リード部とを接続すると共に、軸線方向後端側に向かうにつれて幅が減少する接続リード部を有する
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、
前記発熱部の幅は、前記後端側リード部の幅よりも幅狭であることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項３】
請求項１に記載のセラミックヒータであって
前記接続リード部は、前記投影領域よりも先端側に配置されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項４】
有底筒状のセンサ素子と、
該センサ素子を保持する主体金具と、
前記センサ素子の筒孔内に配置されるセラミックヒータと、
を備えるセンサであって、
前記セラミックヒータは、請求項１乃至請求項３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センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱抵抗体及び電極パッドを有するセラミックヒータ及びこのセラミックヒータを備えるセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミナ等の絶縁性セラミックから形成されるヒータ本体部と、このヒータ本体部内に埋設された発熱抵抗体と、ヒータ本体部の外表面上に配置され、発熱抵抗体に電気的に接続された電極パッドと、発熱抵抗体と電極パッドとを接続する導体部と、を有するセラミックヒータが知られている。
【０００３】
このセラミックヒータには、外部機器とリード線を介して接続する接続端子が電極パッド上にロウ材等によって接続されており、外部機器を介して発熱抵抗体に通電することが可能となっている。（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１３６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に示すように、発熱抵抗体は、先端側に発熱部を有し、後端側に一対のリード部を有しており、先端側の発熱部の幅は、リード部の幅よりも幅狭となっている。これは、発熱部により発熱集中させるため、発熱部の比抵抗をより高くするためである。つまり、発熱抵抗体に通電した際、発熱部の比抵抗がリード部よりも高いため、より発熱部に発熱集中することが可能となり、効率よくセラミックヒータを使用することができる。
【０００６】
一方、特許文献１に示すように、リード部の幅は、発熱部の幅よりも幅広でありつつ、セラミックヒータの軸線方向に沿って略均一である。そのため、リード部と電極パッドとが対向する領域において、電極パッドの幅に比べてリード部の幅が大きくなる場合があった。そして、このような場合、以下に示すような事象によって、ヒータ本体部のうち、電極パッドの幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じるおそれがあった。
【０００７】
丸棒状のセラミックヒータは、通常、図８に示すような、板状のセラミック層１４００の上下面に、それぞれ電極パッド１２１０及び発熱抵抗体１４１０を印刷形成し、その後、このセラミック層１４００を円柱状又は円筒状の碍管（図示せず）に巻きつけることで、形成される。なお、図８は、セラミック層１４００を幅方向に沿って切断した断面図を示している。
【０００８】
この際、板状のセラミック層１４００の下面に、ペースト状の金属導体を印刷し、所望の形状を有する発熱抵抗体１４１０を形成すると、その後に発熱抵抗体１４１０が乾燥することで発熱抵抗体１４１０が収縮してしまう。つまり、発熱抵抗体１４１０は、図８を示すように、セラミック層１４００の幅方向内側に収縮する（矢印Ｗ１参照）。そして、発熱抵抗体１４１０の収縮の影響により、セラミック層１４００の上面側には、幅方向外側に応力が掛かることとなる（矢印Ｙ１参照）。
【０００９】
その後、セラミック層１４００の上面に、ペースト状の金属導体を印刷し、電極パッド１２１０を形成すると、発熱抵抗体１４１０と同様に、電極パッド１２１０が乾燥することで、電極パッド１２１０が幅方向内側に収縮してしまう（矢印Ｚ１参照）。その結果、発熱抵抗体１４１０の影響によるセラミック層１４００の上面の応力（矢印Ｙ１）の向きと、電極パッド１２１０が収縮するときの応力（矢印Ｚ１）の向きとが反対方向に離れるように生じることとなる。
【００１０】
このような状況の中、さらにセラミック層１４００を碍管に巻きつけると、セラミック層１４００の上面側の応力がさらに大きくなり、その結果、形成されたヒータ本体部のうち、電極パッドの幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じるおそれがあった。
【００１１】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、リード部と電極パッドとが形成されるヒータ本体部に切れやクラックが発生することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、軸線方向に延びる丸棒状のセラミックヒータであって、絶縁性セラミックから形成されるヒータ本体部と、該ヒータ本体部内に埋設された発熱抵抗体と、前記ヒータ本体部の外表面上に配置され、該発熱抵抗体に電気的に接続された電極パッドと、前記発熱抵抗体と前記電極パッドとを接続する導体部と、を備えるセラミックヒータであって、
前記発熱抵抗体は、前記電極パッドを前記軸線方向に垂直な方向に投影した投影領域内に配置されると共に、前記投影領域の全域にわたり前記電極パッドの幅よりも幅狭な後端側リード部と、前記後端側リード部よりも先端側に配置され、前記後端側リード部の幅よりも幅広な先端側リード部と、前記先端側リード部よりも先端側に配置され、前記先端側リード部の幅よりも幅狭な発熱部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のセラミックヒータによれば、発熱抵抗体は、電極パッドを軸線方向に垂直な方向に投影した投影領域内に配置されると共に、投影領域内の全域にわたり、電極パッドの幅よりも幅狭な後端側リード部を有している。これにより、後端側リード部の収縮の影響によるヒータ本体部にかかる応力と、電極パッドの収縮の応力とが生じたとしても、両者の応力の向きが互いを打消し合う向きとなり、ヒータ本体部のうち、電極パッドの幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じることを抑制できる。
【００１４】
さらに、本発明のセラミックヒータによれば、後端側リード部よりも先端側に配置され、後端側リード部の幅よりも幅広な先端側リード部と、先端側リード部よりも先端側に配置され、先端側リード部の幅よりも幅狭な発熱部とを有している。このように、発熱部や後端側リード部よりも幅広い先端側リード部を形成することで、発熱部に発熱集中することが可能であり、効率よくセラミックヒータを使用することができる。
【００１５】
また、本発明のセラミックヒータは、前記発熱部の幅が、前記後端側リード部の幅よりも幅狭であることが好ましい。このように、発熱部の幅が後端側リード部の幅よりも幅狭であることで、後端側リード部で発熱することなく、発熱部に確実に発熱集中することが可能となり、効率よくセラミックヒータを使用することができる。
【００１６】
また、本発明のセラミックヒータは、前記発熱抵抗体が、前記先端側リード部と前記後端側リード部とを接続すると共に、軸線方向後端側に向かうにつれて幅が減少する接続リード部を有することが好ましい。このように、軸線方向後端側に向かうにつれて幅が減少する接続リード部を有することで、先端側リード部と後端側リード部とに電界の集中しやすい角部が形成されないため、絶縁性が低下することを抑制できる。
【００１７】
さらに、本発明のセラミックヒータは、前記接続リード部が、前記投影領域よりも先端側に配置されていることを特徴とする。これにより、投影領域内にて、確実に電極パッドの幅よりもリード部の幅を幅狭にすることが可能となり、ヒータ本体部のうち、電極パッドの幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じることをさらに抑制できる。
【００１８】
また、本発明のセンサは、有底筒状のセンサ素子と、該センサ素子を保持する主体金具と、前記センサ素子の筒孔内に配置されるセラミックヒータと、を備えるセンサであって、
前記セラミックヒータは、請求項１乃至請求項４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。
【００１９】
このように、有底筒状のセンサ素子と、該センサ素子を保持する主体金具と、前記センサ素子の筒孔内に配置されるセラミックヒータと、を備えるセンサに、本発明のセラミックヒータを用いることで、ヒータ本体部のうち、電極パッドの幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じることをさらに抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１のセンサ１の全体構成を説明する断面図である。
【図２】実施形態１のセラミックヒータ１００の外観を表した斜視図である。
【図３】実施形態１のセラミックヒータ１００の内部構成を表した分解斜視図である。
【図４】図２のセラミックヒータ１００のうち、一点鎖線Ａ−Ａ´にて矢視方向からみた接合部付近の部分断面図である。
【図５】実施形態１のセラミックヒータ１００の電極パッド１２１を、軸線方向に垂直な方向に視認した説明図である。
【図６】実施形態１のセラミックヒータ１００の発明の効果を説明する説明図である。
【図７】実施形態２のセラミックヒータの電極パッドを、軸線方向に垂直な方向に視認した説明図である。
【図８】従来のセラミックヒータを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明が適用された実施形態１について、図面を用いて説明する。
なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【００２２】
図１は、実施形態１に係るセンサ１の全体構成を説明する断面視図である。実施形態１のセンサ１は、乗用車等の車両に搭載された内燃機関の排気流路に締結され、排気流路の内部に自身の先端部分が配置されるセンサであり、排気ガス中の酸素濃度を計測する酸素センサである。
【００２３】
なお、以下の説明では、図１に示す軸線Ｏに沿う方向のうち、主体金具６０に対してプロテクタ８０の取り付けられる側（図の下側）を先端側とし、この逆側（図の上側）を後端側として説明する。
【００２４】
センサ１には、図１に示すように、センサ素子１０（検出素子１０）と、セラミックヒータ１００と、セパレータ３０と、シール部材４０（弾性部材４０）と、複数の接続端子５０と、リード線５５（リード部材５５）と、それらの周囲を覆う主体金具６０と、プロテクタ８０と、外筒９０（外筒部材９０）等が、主に備えられている。
【００２５】
センサ素子１０は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質から形成されたものである。センサ素子１０は、公知の構成であり、軸線Ｏ方向に延びる円筒状に形成され、先端側の端部（図７の下側の端部）が閉塞された素子本体１２と、素子本体１２の外周面に設けられた外側電極（図示略）と、素子本体１２の内周面に設けられた内側電極（図示略）と、を主に備えて構成されている。素子本体１２の中央部の外周には、径方向外向きに突出する鍔部１４が周方向にわたって設けられている。
【００２６】
素子本体１１を構成する固体電解質としては、例えば、Ｙ２Ｏ３又はＣａＯを固溶させたＺｒＯ２が代表的なものである。この固体電解質以外にも、アルカリ土類金属または希土類金属の酸化物とＺｒＯ２との固溶体である固体電解質を使用しても良い。また、アルカリ土類金属または希土類金属の酸化物とＺｒＯ２との固溶体に、さらにＨｆＯ２が含有された固体電解質を使用しても良い。
【００２７】
外側電極、又は内側電極は、ＰｔあるいはＰｔ合金（以下、「Ｐｔ等」と表記する。）を多孔質に形成した電極である。
【００２８】
外側電極、又は内側電極には、複数の接続端子５０が当接している。複数の接続端子５０には、内側接続端子５１、外側接続端子５２が含まれる。複数の接続端子５０は、ニッケル合金（例えばインコネル７５０。英インコネル社製、登録商標）から形成された金具である。
【００２９】
内側接続端子５１は、センサ素子１０の内側電極と電気的に接触し、外側接続端子５２は、センサ素子１０の外側電極と電気的に接続されるものである。また、内側接続端子５１は、後述するセラミックヒータ１００を把持するとともに、セラミックヒータ１００の先端側を、センサ素子１０の内面に押し付けるものである。
【００３０】
複数の端子金具５０には、それぞれ、リード線５５の芯線が加締め接続されて電気的に接続されている。図１では、４本のリード線５５のうち３本のリード線５５が図示されている。
【００３１】
セパレータ３０は、図１に示すように、センサ素子１０の後端側に配置される部材であり、電気絶縁性を有する材料、例えばアルミナから形成された円筒形状の部材である。セパレータ３０には、複数の端子金具５０などを収納する収容部３１が設けられている。収容部３１は、セパレータ３０を軸線Ｏ方向に貫通して形成された貫通孔であり、セパレータ３０よりも先端側の空間と、後端側の空間との間で大気の流通を可能とするものである。
【００３２】
さらに、セパレータ３０の外周面には、径方向外側に突出するフランジ部３２が設けられている。セパレータ３０におけるフランジ部３２よりも先端側の外周面には、略円筒状に形成された保持金具３３が配置されている。このとき、セパレータ３０は、保持金具３３の内部に挿入されるように配置されている。
【００３３】
シール部材４０は、セパレータ３０の後端側に配置され、例えばフッ素ゴムなどの弾性材料からなる栓部材である。シール部材４０は、略円柱状に形成された、外筒９０の後端を塞ぐ部材である。シール部材４０は、セパレータ３０の後端側の面に当接するように外筒９０の後端側の開口に嵌め込まれている。
【００３４】
主体金具６０は、図１に示すように、ステンレス合金（例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３１０Ｓ）から形成された部材であり、概ね円筒状に形成された部材である。主体金具６０には、センサ素子１０の鍔部１４を支持する段部６１が、内周面から径方向内側に向かって、周方向にわたって突出して設けられている。
【００３５】
主体金具６０の先端側の外周面には、センサ１を内燃機関の排気流路（図示せず。）に取付けるネジ部６２と、ネジ部６２を排気流路にネジ込むための取付工具を係合させる六角部６３と、が周方向にわたって設けられている。ネジ部６２と六角部６３との間には、環状のガスケット６４が配置されている。ガスケット６４は、センサ１と排気流路との間の隙間からのガス抜けを防止するものである。
【００３６】
主体金具６０におけるネジ部６２よりも先端側には、後述するプロテクタ８０が係合される先端係合部６５が形成されている。先端係合部６５は、ネジ部６２よりも外周面の径が小さく形成された部分である。また、主体金具６０における六角部６３よりも後端側には、六角部６３から後端側に向かって順に、外筒９０と係合される後端係合部６６と、センサ素子１０を加締め固定する加締固定部６７と、が形成されている。
【００３７】
主体金具６０の内部には、段部６１から後端側に向かって順に、金属製の先端側パッキン７１、アルミナからなる筒状の支持部材７２、金属製の後端側パッキン７３、滑石の粉末からなる充填部材７４、アルミナ製のスリーブ７５、および、環状のリング７６が配置されている。支持部材７２の内周面には段部が形成されており、当該段部により素子本体１１の鍔部１４が支持されている。なお、支持部材７２と鍔部１４との間に後端側パッキン７３が挟まれて配置されている。
【００３８】
リング７６は、スリーブ７５と加締固定部６７との間に配置されるものであり、加締固定部６７が、径方向内側かつ先端側に変形されることにより加わる先端方向への力を、充填部材７４、後端側パッキン７３、支持部材７２、先端側パッキン７１に伝えるものである。この押し付ける力により、充填部材７４は軸線Ｏ方向に圧縮充填され、かつ、主体金具６０の内周面および素子本体１１の外周面との隙間を気密に埋める。
【００３９】
プロテクタ８０は、センサ１が排気流路に取り付けられた際に、流路内に突出するセンサ素子１０を、流路内を流れるガス中に含まれる水滴や異物等の衝突から保護するものである。プロテクタ８０は、ステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３１０Ｓ）から形成された部材であり、センサ素子１０の先端を覆う保護部材である。プロテクタ８０は、軸線方向に延びる筒状の部材であって、先端が閉塞された形状に形成されている。プロテクタ８０の後端縁は、主体金具６０の先端係合部６５に溶接によって固定されている。
【００４０】
プロテクタ８０には、有底筒状に形成され開放された側の周縁部が先端係合部６５に嵌め合わされる外側プロテクタ８１と、外側プロテクタ８１の内部に固定された有底筒状に形成された内側プロテクタ８２と、が設けられている。言い換えると、プロテクタ８０は、外側プロテクタ８１および内側プロテクタ８２からなる２重構造を有している。
【００４１】
外側プロテクタ８１および内側プロテクタ８２の円筒面には、内部にガスを導入する導入口８３が設けられている。図１では、外側プロテクタ８１の導入口８３のみが図示されており、内側プロテクタ８２の導入口８３は配置の関係上、図示されていない。さらに、外側プロテクタ８１および内側プロテクタ８２の底面には、内部に入り込んだ水滴や、ガスを排出する外側排出口８４、内側排出口８５がそれぞれ設けられている。
【００４２】
外筒９０は、主体金具６０とは異なるステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４Ｌ）から形成された部材であり、外筒９０の内部に主体金具６０の後端係合部６６が差し込まれて、主体金具６０に固定されるものである。外筒９０の内部には、主体金具６０の後端から突出したセンサ素子１０の後端や、セパレータ３０や、シール部材４０が配置されている。
【００４３】
そして、実施形態１のセンサ１は、センサ素子１０を加熱するためのヒータとして実施形態１のセラミックヒータ１００が、センサ素子１０の筒孔内に配置されている。
図２は、セラミックヒータ１００の外観を表した斜視図である。図３は、セラミックヒータ１００の内部構成を表した分解斜視図である。
【００４４】
なお、本実施形態のセラミックヒータ１００においては、軸線ＡＸ方向の両端部のうち、発熱部分を備える側（後述する発熱部１４２が形成される側）を「先端側」とし、これと反対側の端部を「後端側」として説明する。
【００４５】
セラミックヒータ１００は、発熱抵抗体１４１を有する丸棒状（略円柱形状）のヒータ本体部１０２と、ヒータ本体部１０２の外表面に設けられるとともに発熱抵抗体１４１と電気的に接続する電極パッド１２１と、導電性のロウ材により電極パッド１２１に接合される金属端子部１３０と、を主に備えている。
【００４６】
セラミックヒータ１００は、ヒータ本体部１０２の後端側に設けられた電極パッド１２１を介して外部装置（電源装置）から発熱抵抗体１４１に対して通電されることで、発熱抵抗体１４１が発熱する構成である。なお、発熱抵抗体１４１のうち発熱部１４２（図２参照）は、ヒータ本体部１０２の先端側に配置されている。つまり、セラミックヒータ１００は、ヒータ本体部１０２のうち先端側が発熱することで、センサ素子１０を加熱するよう構成されている。
【００４７】
図３に示すように、セラミックヒータ１００は、丸棒状のアルミナセラミック製の碍管１０１の外周に絶縁性の高いアルミナセラミック製のグリーンシート１４０、１４６が巻き付けられ、これが焼成されることによって製造される。
【００４８】
グリーンシート１４０の上には、ヒートパターンとしてのタングステン系の材料を主体とする発熱抵抗体１４１が形成されている。発熱抵抗体１４１は、先端側に形成される発熱部１４２と、発熱部１４２の両端のそれぞれに接続される一対のリード部１４３と、を備えて構成される。さらに、一対のリード部１４３は、それぞれ、先端側に形成される先端側リード部１４３ａと、後端側に形成される後端側リード部１４３ｃと、先端側リード部１４３ａと後端側リード部１４３ｃとを接続する接続リード部１４３ｂと、を備えて構成される。なお、発熱部１４２の幅Ａは、先端側リード部１４３ａの幅Ｂよりも幅狭となっている。
【００４９】
また、グリーンシート１４０の後端側には、２個の導体部１４４が設けられている。一対のリード部１４３は、２個の導体部１４４を介して、セラミックヒータ１００の外表面上に形成される２つの電極パッド１２１と電気的に接続される。
【００５０】
また、グリーンシート１４６は、グリーンシート１４０のうち発熱抵抗体１４１が形成される側の面に圧着されるシートである。
グリーンシート１４６のうちグリーンシート１４０に接する圧着面とは反対側の表面にアルミナペーストが塗布され、この塗布面を内側にしてグリーンシート１４０，１４６が碍管１０１に巻き付けられて外周から内向きに押圧されることにより、セラミックヒータ成形体が形成される。その後、セラミックヒータ成形体が焼成されることにより、セラミックヒータ１００として形成される。
【００５１】
次に、図２および図３に示すように、セラミックヒータ１００には、陽極側および陰極側となる２つの電極パッド１２１が形成されている。この電極パッド１２１は、上記した２つの導体部１４４（図３参照）に対応するグリーンシート１４０の外面の位置に２ヶ所、それぞれ設けられている。発熱抵抗体１４１のリード部１４３との導通は、導体部１４４の内部に充填される導電性ペーストを介して行われる。なお、電極パッド１２１の表面には、後述するメッキによる金属層（図４に示すパッド用メッキ膜１２２）が形成される。
【００５２】
金属端子部１３０は、長尺形状のニッケル部材からなり、ロウ材により電極パッド１２１と接合される接合部１３３と、平板状に切り出された加締め部１３５と、接合部１３３と加締め部１３５とをつなぐ連結部１３４と、を備えて構成される。
【００５３】
連結部１３４の先端部分は、厚み方向に段状に屈曲しており、接合部１３３に繋がるよう形成されている。また、金属端子部１３０は、連結部１３４のうち加締め部１３５との連結領域が、連結部１３４の長手方向の中心軸を回転中心として回転するようにねじ曲げられている。
【００５４】
そして、金属端子部１３０は、外部回路接続用のリード線５５の芯線が加締め部１３５にカシメ固定されることで、リード線５５などを介して外部回路（外部電源装置）との導通が図られる。
【００５５】
このように構成される２つの金属端子部１３０は、２つの電極パッド１２１のそれぞれに接合されて、セラミックヒータ１００に電圧を印加する際の陽極側端子および陰極側端子として機能する。
【００５６】
図４は、図２に示すセラミックヒータ１００のうち、一点鎖線Ａ−Ａ’にて矢視方向からみた接合部１３３付近における部分断面図である。なお、図３において、金属端子部１３０からセラミックヒータ１００の中心軸に向かう方向（図中紙面下方向）を下方向として、また、中心軸より離れる方向（図中紙面上方向）を上方向として説明する。
【００５７】
図４に示すように、電極パッド１２１は、碍管１０１の外周に巻かれたグリーンシート１４０の外面（図３における上側の面）に形成され、導体部１４４を介してグリーンシート１４０の内面（図３における下側の面）に形成されている発熱抵抗体１４１のリード部１４３と導通されている。
【００５８】
この電極パッド１２１は、タングステン、モリブデンから選ばれる少なくとも１種類以上の元素からなる主体材料を８０重量％以上含むパッド状の金属層である。タングステンやモリブデンは、融点が高く耐熱性に優れているので、電極パッド１２１の組成として好適である。
【００５９】
金属端子部１３０は、ニッケルを９０重量％以上含むニッケル部材からなる。金属端子部１３０は、図４に示したように、ロウ材部１２４によって、パッド用メッキ膜１２２に覆われた電極パッド１２１に接合されている。そして、ロウ材部１２４により互いに接合された金属端子部１３０および電極パッド１２１の上に、さらに、ニッケル（Ｎｉ）を主体とするニッケルメッキ膜１２５と、クロム（Ｃｒ）を主体とするクロムメッキ膜１２６と、が形成されている。なお、ニッケルメッキ膜１２５の上側にクロムメッキ膜１２６が形成されており、ニッケルメッキ膜１２５およびクロムメッキ膜１２６を備えることで、ロウ材部１２４及び金属端子部１３０の酸化による腐食が防止される。
なお、クロムメッキ膜１２６の代わりに、ニッケルメッキ膜、白金メッキ膜、金メッキ膜を形成しても良い。
【００６０】
そして、電極パッド１２１と金属端子部１３０とを接合するロウ材部１２４は、Ａｕ−Ｃｕロウ材や、Ａｇ−Ｃｕロウ材を用いて、電極パッド１２１と金属端子部１３０とをロウ付けしている。
【００６１】
なお、ロウ付け時には、電極パッド１２１の上に設けたパッド用メッキ膜１２２のニッケル成分が、ロウ材部１２４へ拡散することになる。
つまり、実施形態１のセラミックヒータ１００においては、図３に示すように、ロウ付け前におけるパッド用メッキ膜１２２は、ロウ材部１２４との境界部分が一点鎖線１２３で示す輪郭形状を示す。そして、ロウ付け後においては、パッド用メッキ膜１２２の一部がロウ材部１２４へ拡散して溶け込んだ形態となり、パッド用メッキ膜１２２およびロウ材部１２４は、一体化した状態で形成される。
【００６２】
図５は、実施形態１のセラミックヒータ１００の電極パッド１２１を、軸線方向に垂直な方向に視認した説明図である。なお、図５においては、電極パッド１２１と後端側リード部１４３ｃとの位置関係を明確にするため、ロウ材部１２４や金属端子部１３０については省略している。また、リード部１４３は、ヒータ本体部１０２に埋設されているものの、説明のために、図５においては点線で示す。
【００６３】
図５に示すように、後端側リード部１４３ｃは、電極パッド１２１を軸線ＡＸ方向に垂直な方向（図５における紙面表裏方向）投影した投影領域Ｓ（図５における斜線部分）内に配置されている。また、後端側リード部１４３ｃの幅Ｃは、投影領域Ｓ内の全域にわたり、電極パッド１２１の幅Ｄよりも幅狭となっている。つまり、後端側リード部１４３の両端縁１４３ｃＴは、投影領域Ｓの幅方向の境界ＳＴに重ならないように幅方向内側に配置されている。これにより、後端側リード部１４３ｃの収縮の影響によるヒータ本体部１０２にかかる応力と、電極パッド１２１の収縮の応力とが生じたとしても、両者の応力の向きが互いを打消し合う向きとなり、ヒータ本体部１０２のうち、電極パッド１２１の幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じることを抑制できる。
【００６４】
この理由について、図６に示す。図６は、実施形態１のセラミックヒータ１００の発明の効果を説明する説明図であり、碍管１０１に巻きつける前のグリーンシート１４０である。図６に示すように、グリーンシート１４０の下面に、ペースト状の金属導体を印刷し、所望の形状を有する発熱抵抗体１４１を形成すると、その後に発熱抵抗体１４１が乾燥することで発熱抵抗体１４１が収縮してしまう。つまり、発熱抵抗体１４１（後端側リード部１４３ｃ）は、図６を示すように、グリーンシート１４０の幅方向内側に収縮する（矢印Ｗ参照）。そして、発熱抵抗体１４１の収縮の影響により、グリーンシート１４０の上面側には、幅方向外側に応力が掛かることとなる（矢印Ｙ参照）。
【００６５】
その後、グリーンシート１４０の上面に、ペースト状の金属導体を印刷し、電極パッド１２１を形成すると、発熱抵抗体１４１と同様に、電極パッド１２１が乾燥することで、電極パッド１２１が幅方向内側に収縮してしまう（矢印Ｚ参照）。但し、実施形態１では、電極パッド１２１を投影領域Ｓ内に配置しつつ、後端側リード部１４３ｃの幅Ｃを、投影領域Ｓ内の全域にわたり、電極パッド１２１の幅Ｄよりも幅狭としているため、後端側リード部１４３ｃの影響によるグリーンシート１４０の上面の応力（矢印Ｙ）の向きと、電極パッド１２１の収縮するときの応力（矢印Ｚ）の向きとが打消し合う方向に向かって生じることとなる。
【００６６】
このような状況の中、グリーンシート１４０を碍管１０１に巻きつけたとしても、ヒータ本体部１０２のうち、電極パッド１２１の幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じることを抑制できる。
【００６７】
また、実施形態１のセラミックヒータ１００によれば、後端側リード部１４３ｃの幅Ｃよりも先端側リード部１４３ａの幅Ｂを幅広にしつつ、先端側リード部１４３ａの幅Ｂよりも発熱部１４２の幅Ａを幅狭としている（図３参照）。このように、発熱部１４１の幅Ａや後端側リード部１４３ｃの幅Ｃよりも幅Ｂが幅広な先端側リード部１４３ａを形成することで、より発熱部１４２に発熱集中することが可能であり、効率よくセラミックヒータ１００を使用することができる。
【００６８】
また、実施形態１のセラミックヒータ１００によれば、発熱部１４１の幅Ａを、後端側リード部１４３ｃの幅Ｃよりも幅狭としている。このように、発熱部１４１の幅Ａが後端側リード部１４３ｃの幅Ｃよりも幅狭であることで、後端側リード部１４３ｃで発熱することなく、発熱部１４１に確実に発熱集中することが可能となり、効率よくセラミックヒータ１００を使用することができる。
【００６９】
また、実施形態１のセラミックヒータ１００によれば、先端側リード部１４３ａと後端側リード部１４３ｃとを接続すると共に、軸線ＡＸ方向後端側に向かうにつれて幅が減少する接続リード部１４３ｂを有することが好ましい。このように、軸線ＡＸ方向後端側に向かうにつれて幅が減少するテーパ状の接続リード部１４３ｂを有することで、先端側リード部と後端側リード部とに電界の集中しやすい角部が形成されないため、絶縁性が低下することを抑制できる。
【００７０】
さらに、実施形態１のセラミックヒータ１００によれば、接続リード部１４３ｂが、投影領域Ｓよりも先端側に配置されている。これにより、投影領域Ｓ内にて、確実に電極パッド１２１の幅Ｄよりも後端側リード部１４３ｃの幅Ｃを幅狭にすることが可能となり、ヒータ本体部１０２のうち、電極パッド１２１の幅方向の端縁付近に切れやクラック等が生じることをさらに抑制できる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明は上記実施形態１に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、様々な態様にて実施することが可能である。
【００７２】
例えば、実施形態１では、接続リード部１４３ｂが投影領域Ｓよりも先端側に配置されている形態について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図７に示すように、接続リード部１４３ｂの一部が投影領域Ｓに重なるものであっても良い。但し、接続リード部１４３ｂの幅は、投影領域Ｓ内にて電極パッド１２１の幅Ｄよりも幅狭となっていることが好ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１…センサ
１０…センサ素子
１００…セラミックヒータ
１０２…ヒータ本体部
１２１…電極パッド
１４１…発熱抵抗体
１４２…発熱部
１４３…リード部
１４３ａ…先端側リード部
１４３ｂ…接続リード部
１４３ｃ…後端側リード部
Ｓ…投影領域
【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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