(57)【要約】  製造過程や使用過程で、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で隙間が生じる等の不具合が起こりにくいセラミックヒータ及びこれを用いたグロープラグを提供すること。セラミックヒータ１１０は、軸線ＡＸ方向に延びる絶縁基体１１１と、これに埋設され、発熱部１１６、リード部１１７，１１７及びリード取出部１１８ａ，１１８ｂを有する発熱抵抗体１１５とを備える。そして、このセラミックヒータ１１０は、軸線ＡＸ方向に直交するセラミックヒータ１１０の断面において、セラミックヒータ１１０の断面積をＳａとし、一対のリード部１１７，１１７の断面積の合計をＳ１としたときに、式  Ｓ１≦０．３４Ｓａを満たしてなる。
2007108491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる形態をなし、通電により自身の先端部が発熱するセラミックヒータであって、
絶縁性のセラミックからなり、前記軸線方向に延びる形態をなす絶縁基体と、
導電性のセラミックからなり、前記絶縁基体に埋設されてなる発熱抵抗体と、
を備え、
前記発熱抵抗体は、
前記絶縁基体の先端部に埋設され、基端側から先端側に延び、方向転換した後、再び基端側に延びる形態をなし、通電により発熱する発熱部と、
この発熱部の基端にそれぞれ接続し、前記軸線方向の基端側に延びる形態をなす一対のリード部と、
この一対のリード部にそれぞれ接続すると共に、径方向外側に延びて外部に露出してなる一対のリード取出部と、を含み、
前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、
前記セラミックヒータの断面積をＳａとし、
一対の前記リード部の断面積の合計をＳ１としたときに、
式  Ｓ１≦０．３４Ｓａを満たしてなる
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、
式  Ｓ１≦０．２５Ｓａを満たしてなる
セラミックヒータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセラミックヒータであって、
更に、式  Ｓ１≧０．１５Ｓａを満たしてなる
セラミックヒータ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３にいずれかに記載のセラミックヒータであって、
前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面のうち、前記発熱部が存在する少なくともいずれかの断面において、
前記セラミックヒータの断面積をＳｂとし、
前記発熱部の断面積をＳ２としたときに、
式  Ｓ２≦０．１６Ｓｂを満たしてなる
セラミックヒータ。
【請求項５】
請求項４に記載のセラミックヒータであって、
更に、式  Ｓ２≦０．０８Ｓｂを満たしてなる
セラミックヒータ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のセラミックヒータであって、
前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面が円状、楕円状または長円状を有する形態をなし、
前記断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、
この断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対の前記リード部同士の間隙が最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線として、
この最小仮想直線と一方の前記リード部の周縁とが交わる点のうち前記中心側の点をＡ点とし、
この最小仮想直線と他方の前記リード部の周縁とが交わる点のうち前記中心側の点をＥ点とし、
この断面の中心を中心とし、この断面の長径の２分の１の直径を有する仮想円を描いて、
この仮想円と一方の前記リード部の周縁とが交わる点をＢ点及びＣ点とし、
この仮想円と他方の前記リード部の周縁とが交わる点をＦ点及びＧ点としたときに、
線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βが、共に１６０度以上１７５度以下である
セラミックヒータ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６にいずれか一項に記載のセラミックヒータであって、
前記発熱抵抗体の前記軸線方向の全長Ｌが、３０ｍｍ以上である
セラミックヒータ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のセラミックヒータであって、
一対の前記リード取出部同士は、前記軸線方向について、互いに５ｍｍ以上の間隙Ｋを介して配置されてなる
セラミックヒータ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のセラミックヒータであって、
前記絶縁基体は、窒化珪素質焼結体からなり、
前記発熱抵抗体は、窒化珪素−炭化タングステン複合焼結体からなる
セラミックヒータ。
【請求項１０】
請求項９に記載のセラミックヒータであって、
前記発熱抵抗体に含まれる窒化珪素粒子の平均粒径が、０．５μｍ以上０．８μｍ以下である
セラミックヒータ。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のセラミックヒータであって、
前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、
この断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対の前記リード部同士の間隙ａが最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線とし、
この最小仮想直線上における一対の前記リード部のそれぞれの寸法をｂ，ｃとしたときに、
式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たしてなる
セラミックヒータ。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のセラミックヒータであって、
前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面が円状を有する形態をなし、
前記断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、
この断面の直径をＤ（ｍｍ）とし、
この断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対の前記リード部同士の間隙ａ（ｍｍ）が最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線とし、
この最小仮想直線上における一対の前記リード部のそれぞれの寸法をｂ（ｍｍ），ｃ（ｍｍ）としたときに、
２≦Ｄ≦１０を満たし、かつ、
式  ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２を満たしてなる
セラミックヒータ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のセラミックヒータであって、
更に、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たしてなる
セラミックヒータ。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載のセラミックヒータ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、グロープラグ等の着火源等に用いられるセラミックヒータ、及び、これを用いたグロープラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの予熱用に使用されるグロープラグは、近年、特に急速昇温可能なものの需要が増加している。例えば、１１Ｖの印加で２〜３秒程度で１０００℃に到達する程の昇温性能が求められている。このような要求を満たすために、例えば特許文献１〜３では、導電性のセラミックである窒化珪素−炭化タングステン複合焼結体により、先端部（発熱部）が高抵抗で、リード部が低抵抗な発熱抵抗体を形成している。【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０３６６５号公報
【特許文献２】特開２００２−２２０２８５号公報
【特許文献３】特開２００２−２８９３２７号公報
【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、例えば特許文献２に記載されているように、低抵抗化のために炭化タングステンの含有量を増加させると、それに比例して窒化珪素−炭化タングステン複合焼結体からなる発熱抵抗体の熱膨張係数も大きくなるため、窒化珪素質焼結体からなる絶縁基体との熱膨張係数の差も大きくなる。このため、その製造過程や使用過程において、大きな熱応力を受けることとなり、発熱抵抗体と絶縁基体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりやすくなる。【０００５】
また、急速昇温を実現するために、発熱抵抗体は、先端の発熱部を細くし、リード部を太くする構造としている。それ故、径大化されたリード部では、製造過程や使用過程で掛かる熱応力も大きくなるため、発熱抵抗体と絶縁基体との界面で隙間が生じる等の不具合が起こりやすい。また、リード部を導電性セラミックで構成するオールセラミックヒータは、タングステンリード線の代替としてリード部が導電性セラミックで形成されるため、タングステンリード線を使用するヒータに比して発熱抵抗体の全長が長くなる。このために、製造過程や使用過程でこの発熱抵抗体に掛かる熱応力も大きくなりがちである。【０００６】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、製造過程や使用過程において発熱抵抗体と絶縁基体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくいセラミックヒータ及びこれを用いた信頼性の高いグロープラグ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】
【０００７】
その解決手段は、軸線方向に延びる形態をなし、通電により自身の先端部が発熱するセラミックヒータであって、絶縁性のセラミックからなり、前記軸線方向に延びる形態をなす絶縁基体と、導電性のセラミックからなり、前記絶縁基体に埋設されてなる発熱抵抗体と、を備え、前記発熱抵抗体は、前記絶縁基体の先端部に埋設され、基端側から先端側に延び、方向転換した後、再び基端側に延びる形態をなし、通電により発熱する発熱部と、この発熱部の基端にそれぞれ接続し、前記軸線方向の基端側に延びる形態をなす一対のリード部と、この一対のリード部にそれぞれ接続すると共に、径方向外側に延びて外部に露出してなる一対のリード取出部と、を含み、前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、前記セラミックヒータの断面積をＳａとし、一対の前記リード部の断面積の合計をＳ１としたときに、式  Ｓ１≦０．３４Ｓａを満たしてなるセラミックヒータである。【０００８】
絶縁性のセラミックからなる絶縁基体と導電性のセラミックからなる発熱抵抗体とでは、熱膨張係数が異なるため、セラミックヒータの製造過程や使用過程において熱応力が掛かることにより、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が発生しやすい。【０００９】
これに対し、本発明では、セラミックヒータの断面積をＳａとし、一対のリード部の断面積の合計をＳ１としたときに、式  Ｓ１≦０．３４Ｓａを満たすように、リード部の断面積Ｓ１を小さくしている。リード部の断面積Ｓ１がこのような関係を満たすことにより、製造過程や使用過程で絶縁基体と発熱抵抗体（リード部）との界面に掛かる応力が小さくなる。従って、絶縁基体とリード部との界面において、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。【００１０】
「発熱抵抗体」は、導電性セラミックからなるものであればよく、例えば導電成分と絶縁成分とから構成される導電性のセラミックが挙げられる。導電成分としては、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ等から選ばれる１種類以上の金属元素の珪化物、炭化物、窒化物等が挙げられる。また、絶縁成分としては、例えば窒化珪素が挙げられる。
また、「絶縁基体」は、絶縁性のセラミックからなるものであればよく、例えば窒化珪素質焼結体が挙げられる。この窒化珪素質焼成体としては、窒化珪素のみからなるものでもよいし、窒化珪素を主成分とし、これに少量の窒化アルミニウム、アルミナ等が含有されるものでもよい。【００１１】
更に、上記のセラミックヒータであって、式  Ｓ１≦０．２５Ｓａを満たしてなるセラミックヒータとすると良い。【００１２】
本発明では、式  Ｓ１≦０．２５Ｓａを満たすように、更にリード部の断面積Ｓ１を小さくしている。リード部の断面積Ｓ１がこのような関係を満たすことにより、製造過程や使用過程で絶縁基体と発熱抵抗体（リード部）との界面に掛かる応力が特に小さくなる。従って、絶縁基体とリード部との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を、特に効果的に防止できる。【００１３】
更に、上記のいずれか一項に記載のセラミックヒータであって、更に、式  Ｓ１≧０．１５Ｓａを満たしてなるセラミックヒータとすると良い。【００１４】
絶縁基体と発熱抵抗体との界面に掛かる応力を小さくするためには、上述の通りＳ１を小さく、具体的には０．３４Ｓａ以下、更には０．２５Ｓａ以下とすることが望ましい。
一方、本発明では、Ｓ１を０．１５Ｓａ以上としている。Ｓ１が０．１５Ｓａ未満となると、発熱抵抗体のリード部が細くなりすぎるために、発熱抵抗体（リード部）自身の強度が低下し、クラック等が発生するおそれが増大するからである。【００１５】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータであって、前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面のうち、前記発熱部が存在する少なくともいずれかの断面において、前記セラミックヒータの断面積をＳｂとし、前記発熱部の断面積をＳ２としたときに、式  Ｓ２≦０．１６Ｓｂを満たしてなるセラミックヒータとすると良い。【００１６】
本発明によれば、セラミックヒータの少なくともいずれかの断面において、発熱部の断面積Ｓ２を、式  Ｓ２≦０．１６Ｓｂを満たすように小さくしている。このように発熱部の断面積Ｓ２を小さくすることにより、発熱部の抵抗が大きくなるので、急速昇温が可能な高性能なセラミックヒータとすることができる。【００１７】
更に、上記のセラミックヒータであって、式  Ｓ２≦０．０８Ｓｂを満たしてなるセラミックヒータとすると良い。【００１８】
本発明では、式  Ｓ２≦０．０８Ｓｂを満たすように、更に発熱部の断面積Ｓ２を小さくしている。このように発熱部の断面積Ｓ２を小さくすることにより、発熱部の抵抗が更に大きくなるので、より急速昇温が可能な高性能なセラミックヒータとすることができる。【００１９】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータであって、前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面が円状、楕円状または長円状を有する形態をなし、前記断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、この断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対の前記リード部同士の間隙が最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線として、この最小仮想直線と一方の前記リード部の周縁とが交わる点のうち前記中心側の点をＡ点とし、この最小仮想直線と他方の前記リード部の周縁とが交わる点のうち前記中心側の点をＥ点とし、この断面の中心を中心とし、この断面の長径の２分の１の直径を有する仮想円を描いて、この仮想円と一方の前記リード部の周縁とが交わる点をＢ点及びＣ点とし、この仮想円と他方の前記リード部の周縁とが交わる点をＦ点及びＧ点としたときに、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βが、共に１６０度以上１７５度以下であるセラミックヒータとすると良い。【００２０】
線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角αまたは線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βが、１６０度未満である場合、製造過程や使用過程で、絶縁基体と発熱抵抗体（リード部）との界面のうち、特にＡ点、Ｅ点付近に応力が集中しやすくなる。このため、Ａ点、Ｅ点付近において、発熱抵抗体と絶縁基体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりやすくなる。
一方、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角αまたは線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βが、１７５度を超える場合、焼成前の発熱抵抗体を射出成形する際、発熱抵抗体の型抜きが困難になるおそれがある。【００２１】
これに対し、本発明では、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βを１６０度以上としているので、Ａ点、Ｅ点付近に応力が集中することを抑制できる。従って、絶縁基体とリード部との界面、特にＡ点、Ｅ点付近において隙間が生じる等の不具合を、効果的に防止できる。
また、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βを１７５度以下としているので、焼成前の発熱抵抗体を射出成形する際に、発熱抵抗体の型抜きを確実に行うことができる。【００２２】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータであって、前記発熱抵抗体の前記軸線方向の全長Ｌが、３０ｍｍ以上であるセラミックヒータとすると良い。【００２３】
前述したように、リード部を導電性セラミックで構成するオールセラミックヒータでは、タングステンリード線を使用するヒータに比して、発熱抵抗体の全長Ｌが長くなる傾向がある。このため、その製造過程や使用過程で絶縁基体と発熱抵抗体との軸線方向についての熱膨張差が大きくなるので、製造過程や使用過程で掛かる熱応力も大きくなりがちである。従って、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が生じやすい。このような不具合は、特に、発熱抵抗体の全長Ｌが３０ｍｍ以上の場合に生じやすい。
これに対し、本発明では、前述したように、リード部の断面積Ｓ１を、式  Ｓ１≦０．３４Ｓａを満たすように小さくし、製造過程や使用過程で絶縁基体とリード部との界面に掛かる応力を小さくしている。このため、発熱抵抗体の全長Ｌが３０ｍｍ以上であるにも拘わらず、絶縁基体とリード部との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。【００２４】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータであって、一対の前記リード取出部同士は、前記軸線方向について、互いに５ｍｍ以上の間隙Ｋを介して配置されてなるセラミックヒータとすると良い。【００２５】
導電性セラミックからなるリード取出部同士が互いに近くに配置されていると、このリード取出部近傍では、導電性セラミックの割合が大きくなるので、製造過程や使用過程において掛かる熱応力が大きくなる。このため、このリード取出部近傍において、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりやすい。
これに対し、本発明では、リード取出部同士を、互いに５ｍｍ以上の間隙Ｋを介して配置しているので、製造過程や使用過程において、リード取出部近傍に掛かる熱応力が小さくなる。従って、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を抑制できる。【００２６】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータであって、前記絶縁基体は、窒化珪素質焼結体からなり、前記発熱抵抗体は、窒化珪素−炭化タングステン複合焼結体からなるセラミックヒータとすると良い。【００２７】
窒化珪素質焼結体からなる絶縁基体と窒化珪素−炭化タングステン複合焼結体からなる発熱抵抗体とでは、熱膨張係数が大きく異なるため、セラミックヒータの製造過程や使用過程において熱応力が掛かることにより、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が、特に発生しやすい。【００２８】
これに対し、本発明では、前述したように、リード部の断面積Ｓ１を、式  Ｓ１≦０．３４Ｓａを満たすように小さくし、製造過程や使用過程で絶縁基体とリード部との界面に掛かる応力を小さくしている。このため、絶縁基体が窒化珪素質焼結体からなり、発熱抵抗体が窒化珪素−炭化タングステン複合焼結体からなるにも拘わらず、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。
なお、「窒化珪素質焼結体」としては、窒化珪素のみからなるものでもよいし、窒化珪素を主成分とし、これに少量の窒化アルミニウム、アルミナ等が含有されるものでもよい。【００２９】
更に、上記のセラミックヒータであって、前記発熱抵抗体に含まれる窒化珪素粒子の平均粒径が、０．５μｍ以上０．８μｍ以下であるセラミックヒータとすると良い。【００３０】
本発明によれば、発熱抵抗体に含まれる窒化珪素粒子の平均粒径を０．５μｍ以上０．８μｍ以下としている。この窒化珪素粒子は、針状形状の結晶を構成しており、いわば細長い結晶粒子である。この粒子の平均粒径がある程度大きく、即ち細長い方が、粒子同士の重なり合いが増え、機械的強度の向上が望める。このため、平均粒径は０．５μｍ以上であることが望ましい。０．５μｍ未満であると、この機械的強度が十分に得られないおそれがあるからである。一方、平均粒径は０．８μｍ以下であることが望ましい。粒径が大きすぎる場合、例えば０．８μｍを超えて大きくなると、窒化珪素粒子同士の結合力が低下し、やはり十分な強度が得られないおそれがあるからである。従って、平均粒径を０．５μｍ以上０．８μｍ以下とすることで、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を更に抑制できる。
なお、本発明における「平均粒径」は、次のようにして求める。即ち、セラミックヒータの断面を鏡面研磨し、エッチングする。その後、５０００倍のＳＥＭ画像（約１６μｍ×約２６μｍの視野）を撮り、この画像に２０本程度の直線を引き、一本の直線に交わる窒化珪素粒子の数を調べる。そして、（直線の長さ）／（粒子の数）＝（平均粒径）として、「平均粒径」を求める。【００３１】
また、上記のような不具合は、特に、絶縁基体と発熱抵抗体との室温における熱膨張係数の差が０．６ｐｐｍ／℃以上である場合に生じやすく、また、リード部の断面積が増加するに従って生じやすい傾向にある。【００３２】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータであって、前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、この断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対の前記リード部同士の間隙ａが最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線とし、この最小仮想直線上における一対の前記リード部のそれぞれの寸法をｂ，ｃとしたときに、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たしてなるセラミックヒータとすると良い。【００３３】
前述したように、絶縁性のセラミックと導電性のセラミックとでは、熱膨張係数が異なるため、セラミックヒータの製造過程や使用過程において熱応力が掛かることにより、発熱抵抗体と絶縁基体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が発生しやすい。このような不具合は、絶縁基体のうち一対のリード部間に挟まれた部分と、リード部との界面において、特に生じやすい。その理由は、リード部の熱膨張係数は、絶縁基体の熱膨張係数よりも大きいため、各リード部は、焼成後や使用後の温度が下がるときに絶縁基体よりも大きく縮む。そのとき、絶縁基体のうちリード部間に挟まれた部分は、リード部により両側に引っ張られることになり、他の部分よりも大きな応力が掛かるためと考えられる。【００３４】
これに対し、本発明では、セラミックヒータの断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対のリード部同士の間隙ａが最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線とし、この最小仮想直線上における一対のリード部のそれぞれの寸法をｂ，ｃとする。そして、この間隙ａを、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たすように大きくしている。リード部同士の間隙ａがこのような関係を満たすことにより、製造過程や使用過程で絶縁基体のうちリード部間に挟まれた部分に掛かる応力が小さくなる。従って、絶縁基体のうちリード部間に挟まれた部分と、リード部との界面において、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。【００３５】
ここで、「一対のリード部」は、発熱部の基端にそれぞれ接続し、軸線方向の基端側に延びる形態であればよいが、軸線方向に直交するセラミックヒータの断面において、セラミックヒータ（絶縁基体）の中心を含む直線に対して互いに対向する対称形とするのが好ましい。発生する応力が対称的になるので、セラミックヒータに変形等の歪みが生じにくくなるからである。また、「一対のリード部」は、軸線方向に直交するセラミックヒータの断面において、上記最小仮想直線上における各リード部の寸法ｂ，ｃが、この最小仮想直線に直交する方向についての各リード部の寸法よりも小さくなる形状とするのが好ましい。リード部の軸線方向に直交する断面の具体的な形状としては、短径が上記寸法ｂ，ｃに相当する楕円形状や長円形状、弦が互いに対向するように配置した弓形形状などが挙げられる。【００３６】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータであって、前記軸線方向に直交する前記セラミックヒータの断面が円状を有する形態をなし、前記断面のうち、前記リード部が存在する任意の断面において、この断面の直径をＤ（ｍｍ）とし、この断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対の前記リード部同士の間隙ａ（ｍｍ）が最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線とし、この最小仮想直線上における一対の前記リード部のそれぞれの寸法をｂ（ｍｍ），ｃ（ｍｍ）としたときに、２≦Ｄ≦１０を満たし、かつ、式  ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２を満たしてなるセラミックヒータとすると良い。【００３７】
前述したように、絶縁性のセラミックと導電性のセラミックとでは、熱膨張係数が異なるため、セラミックヒータの製造過程や使用過程において熱応力が掛かることにより、発熱抵抗体と絶縁基体との間で隙間が生じる等の不具合が起こりやすい。このような不具合は、絶縁基体のうちリード部よりも径方向外側に位置してリード部を覆う部分と、リード部との界面においても、生じやすい。このため、絶縁基体のうちリード部を覆う部分の肉厚を十分に確保して、割れ等の不具合が生じるのを抑制する必要がある。具体的には、軸線方向に直交する断面が円状で絶縁基体の直径Ｄが２ｍｍ以上１０ｍｍ以下のセラミックヒータにおいては、一対のリード部の外側にそれぞれ０．１ｍｍ以上（両側合わせて０．２ｍｍ以上）の肉厚を確保する必要がある。【００３８】
これに対し、本発明では、絶縁基体の直径をＤ（ｍｍ）とし、セラミックヒータの断面の中心を通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対のリード部同士の間隙ａ（ｍｍ）が最小となる仮想直線を最小仮想直線とし、この最小仮想直線上における一対のリード部のそれぞれの寸法をｂ（ｍｍ），ｃ（ｍｍ）とする。そして、この間隙ａを、式  ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２を満たすように小さくしている。リード部同士の間隙ａがこのような関係を満たすことにより、一対のリード部の外側にそれぞれ０．１ｍｍ以上（両側合わせて０．２ｍｍ以上）の肉厚の絶縁基体を確保できる。このため、製造過程や使用過程において、絶縁基体のうちリード部を覆う部分と、リード部との界面に、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が生じにくくなる。【００３９】
更に、上記のセラミックヒータであって、更に、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たしてなるセラミックヒータとすると良い。【００４０】
前述したように、セラミックヒータの製造過程や使用過程においては、絶縁基体のうち一対のリード部間に挟まれた部分と、リード部との界面においても、両者間に隙間が生じる等の不具合が生じやすい。
これに対し、本発明では、ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たすように、リード部同士の間隙ａを大きくしている。このような関係を満たすことにより、製造過程や使用過程で絶縁基体のうちリード部間に挟まれた部分に掛かる応力が小さくなる。従って、上述の絶縁基体のうちリード部を覆う部分と、リード部との界面だけでなく、絶縁基体のうちリード部間に挟まれた部分と、リード部との界面においても、従来よりも隙間が生じる等の不具合が生じにくくなる。【００４１】
また、他の解決手段は、上記のいずれかに記載のセラミックヒータを備えるグロープラグである。【００４２】
本発明のグロープラグでは、前述したように使用過程で絶縁基体と発熱抵抗体との界面に隙間が生じる等の不具合が起こりにくいセラミックヒータを用いるので、信頼性の高いグロープラグとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１に係るグロープラグの縦断面図である。
【図２】実施形態１に係るセラミックヒータの縦断面図である。
【図３】実施形態１に係るセラミックヒータのうち、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】実施形態１に係るセラミックヒータのうち、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】実施形態１に係るセラミックヒータのうち、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βについて示す、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】実施形態２に係るセラミックヒータのうち、図４に相当する断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００，２００  グロープラグ
１１０，２１０  セラミックヒータ
１１０ｓ  （セラミックヒータの）先端部
１１０ｋ  （セラミックヒータの）基端部
１１１，２１１  絶縁基体
１１１ｓ  （絶縁基体の）先端部
１１５  発熱抵抗体
１１６  発熱部
１１６ｋ  （発熱部の）基端
１１７，２１７  リード部
１１８ａ，１１８ｂ  リード取出部
１２０  固定筒
１５０  主体金具
１５１  通電端子
ＡＸ  軸線
Ｌ  （発熱抵抗体の軸線方向の）全長
Ｋ  （リード取出部同士の軸線方向の）間隙
Ｄ  絶縁基体の直径
ｇ  中心
ｋｌ  最小仮想直線
ａ  （リード部同士の）間隙
ｂ，ｃ  （リード部の並び方向における、リード部の）寸法
ｄ，ｅ  （絶縁基体のうちリード部を覆う部分の）肉厚
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態１のグロープラグ１００の縦断面図を示す。また、図２に本実施形態１のセラミックヒータ１１０の縦断面図を示す。更に、図３にセラミックヒータ１１０の軸線ＡＸ方向に直交する断面のうち、発熱部１１６が存在する部分の断面（図２のＡ−Ａ断面）を示す。また、図４及び図５にセラミックヒータ１１０の軸線ＡＸ方向に直交する断面のうち、リード部１１７，１１７が存在する部分の断面（図２のＢ−Ｂ断面）を示す。【００４６】
このグロープラグ１００は、軸線ＡＸ方向に延びる形態をなし、セラミックからなるセラミックヒータ１１０と、このセラミックヒータ１１０の基端側を覆って保持する筒状の主体金具１５０とを備える。セラミックヒータ１１０は、後述するように、使用過程で発熱抵抗体１１５と絶縁基体１１１との界面に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくされているので、このグロープラグ１００は信頼性が高い。【００４７】
セラミックヒータ１１０は、固定筒１２０を介して主体金具１５０の貫通孔１５０ｈ内に保持されると共に、通電により発熱する先端部１１０ｓ側が主体金具１５０の先端部１５０ｓから突出している。セラミックヒータ１１０は、図２に示すように、軸線ＡＸ方向に延びる円柱状で先端（図２中、下端）が半球状に丸められた絶縁基体１１１と、この絶縁基体１１１の内部に軸線ＡＸ方向に沿って埋設された発熱抵抗体１１５とを有する。
絶縁基体１１１は、絶縁性のセラミックである窒化珪素質焼結体により形成されており、直径Ｄが３．３ｍｍ、軸線ＡＸ方向の長さが４２ｍｍである。また、この絶縁基体１１１の室温における熱膨張係数は３．２ｐｐｍ／℃である。【００４８】
発熱抵抗体１１５は、導電性のセラミックである窒化珪素−炭化タングステン複合焼結体により形成されており、発熱部１１６と一対のリード部１１７，１１７と一対のリード取出部１１８ａ，１１８ｂとからなる。この発熱抵抗体１１５の軸線ＡＸ方向の全長Ｌは３０ｍｍ以上である（具体的には全長Ｌは４０．０ｍｍ）。また、この発熱抵抗体１１５に含まれる窒化珪素粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上０．８μｍ以下である（具体的には０．６μｍ）。また、この発熱抵抗体１１５の室温における熱膨張係数は３．８ｐｐｍ／℃である。このため、絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５との室温における熱膨張係数の差は、０．６ｐｐｍ／℃以上である（具体的には０．６ｐｐｍ／℃）。【００４９】
発熱抵抗体１１５の発熱部１１６は、絶縁基体１１１の先端部１１１ｓに埋設され、基端側（図２中、上方）から先端側（図２中、下方）に延び、方向転換した後、再び基端側に延びる形態をなす。この発熱部１１６は、後述するリード部１１７，１１７と接続する基端１１６ｋ，１１６ｋ近傍の部分のみがそれぞれ太く（断面積が大きく）形成されているが、それ以外の部分は、高抵抗とするため、同じ太さでリード部１１７，１１７よりも細く（断面積が小さく）形成されている。図３に示す、図２におけるＡ−Ａ断面（軸線ＡＸ方向に直交する断面）から判るように、発熱部１１６のうち、軸線ＡＸ方向に延びる部分の断面は、略楕円形状であり、絶縁基体１１１の中心ｇを含む仮想の直線ｔｌに対して、互いに対向する対称形をなす。なお、発熱部１１６は、高抵抗とするために、発熱抵抗体１１５のうち、後述するリード部１１７，１１７よりも細く（断面積が小さく）形成された部分であり、図２に破線ＢＬよりも先端側の部分である。【００５０】
図３に示すセラミックヒータ１１０の断面全体の面積Ｓｂは、８．５５ｍｍ２ である。一方、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２は、０．６７ｍｍ２ である。従って、このセラミックヒータ１１０は、Ｓ２＝０．０７８Ｓｂであるから、式  Ｓ２≦０．１６Ｓｂを満たし、更には、式  Ｓ２≦０．０８Ｓｂを満たしている。発熱部１１６の断面積Ｓ２をこのように小さくすることにより、発熱部１１６の抵抗が大きくなる。従って、セラミックヒータ１１０を急速昇温が可能な高性能なものとすることができる。【００５１】
次に、リード部１１７，１１７について説明する。リード部１１７，１１７は、発熱部１１６の基端１１６ｋ，１１６ｋにそれぞれ接続し、軸線ＡＸ方向の基端側に同じ太さ（同じ断面積）で延びる形態をなす。リード部１１７，１１７は、低抵抗とするため、発熱部１１６よりも太く形成されている。図４に示す、図２におけるＢ−Ｂ断面（軸線ＡＸ方向に直交する断面）から判るように、リード部１１７，１１７も、その断面は概略楕円形状であり、絶縁基体１１１の中心ｇを含む仮想の直線ｔｌに対して、互いに対向する対称形をなす。【００５２】
このセラミックヒータ１１０の断面全体の面積Ｓａは、８．５５ｍｍ２ である。一方、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１は、１．６８ｍｍ２ である。従って、このセラミックヒータ１１０は、Ｓ１＝０．２０Ｓａであるから、式  Ｓ１≦０．３４Ｓａを満たし、更には、式  Ｓ１≦０．２５Ｓａを満たしている。一方、このセラミックヒータ１１０は、式  Ｓ１≧０．１５Ｓａも満たしている。【００５３】
前述したように、絶縁基体１１１（熱膨張係数３．２ｐｐｍ／℃）と発熱抵抗体１１５（熱膨張係数３．８ｐｐｍ／℃）とでは、室温における熱膨張係数の差が０．６ｐｐｍ／℃以上であるため、セラミックヒータ１１０の製造過程や使用過程において熱応力が掛かることにより、絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が発生しやすい。また、発熱抵抗体１１５の全長Ｌ（図２参照）が３０ｍｍ以上（具体的には４０．０ｍｍ）と長いため、その製造過程や使用過程で絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５との軸線方向についての熱膨張差が大きくなる。従って、製造過程や使用過程においてそれだけ大きな熱応力が掛かるので、上記の不具合が特に発生しやすい。【００５４】
しかし、本実施形態１では、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、式  Ｓ１≦０．３４Ｓａ、更には、式  Ｓ１≦０．２５Ｓａを満たすように小さくしている。このようにリード部１１７，１１７の断面積Ｓ１を小さくすることにより、製造過程や使用過程で絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面に掛かる応力が小さくなる。従って、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面において、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。
その一方で、本実施形態１では、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、式  Ｓ１≧０．１５Ｓａを満たすようにしているので、製造過程や使用過程で発熱抵抗体１１５（リード部１１７）自体にクラック等が発生してしまうことを抑制でき、良好な発熱抵抗体とすることができる。【００５５】
更に、本実施形態１では、前述したように、発熱抵抗体１１５に含まれる窒化珪素粒子の平均粒径を０．５μｍ以上０．８μｍ以下（具体的には０．６μｍ）としている。このようにすることで、発熱抵抗体１１５と絶縁基体１１１との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を更に抑制することができる。【００５６】
また、図４に示すように、リード部１１７，１１７が通るセラミックヒータ１１０の断面において、この断面の中心ｇを通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対のリード部１１７，１１７同士の間隙が最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線ｋｌとする。そして、この最小仮想直線ｋｌ上における、一対のリード部１１７，１１７同士の間隙をａ、一対のリード部１１７，１１７のそれぞれの寸法をｂ，ｃとする。本実施形態１では、この間隙ａ（絶縁基体１１１のうちリード部１１７，１１７に挟まれた部分１１１ｍの最小厚み）は、０．４３ｍｍである（ａ＝０．４３ｍｍ）。また、各リード部１１７，１１７の寸法ｂ，ｃは、共に１．００ｍｍである（ｂ＝ｃ＝１．００ｍｍ）。また、絶縁基体１１１のうち、リード部１１７，１１７の径方向外側に位置してリード部１１７，１１７を覆う部分１１１ｎ，１１１ｎの肉厚（最小仮想直線ｋｌ上における肉厚）ｄ，ｅは、共に０．４３５ｍｍである（ｄ＝ｅ＝０．４３５ｍｍ）。従って、このセラミックヒータ１１０は、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たしている。しかも、式  ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２も満たしている。【００５７】
前述したように、絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５とでは、室温における熱膨張係数の差が０．６ｐｐｍ／℃以上であるため、セラミックヒータ１１０の製造過程や使用過程において熱応力が掛かることにより、絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりやすい。このような不具合は、絶縁基体１１１のうちリード部１１７，１１７間に挟まれた部分１１１ｍと、リード部１１７，１１７との界面において、特に生じやすい。【００５８】
しかし、本実施形態１では、リード部１１７，１１７同士の間隙ａを、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たすように大きくしている。このようにすることにより、製造過程や使用過程で絶縁基体１１１のうちリード部１１７，１１７間に挟まれた部分１１１ｍに掛かる応力が小さくなる。従って、絶縁基体１１１のうちリード部１１７，１１７間に挟まれた部分１１１ｍと、リード部１１７，１１７との界面において、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。【００５９】
また、発熱抵抗体１１５と絶縁基体１１１との間で隙間が生じる等の不具合は、絶縁基体１１１のうちリード部１１７，１１７よりも径方向外側に位置してリード部１１７，１１７を覆う部分１１１ｎ，１１１ｎと、リード部１１７，１１７との界面においても、起こりやすい。このため、絶縁基体１１１のうちリード部１１７，１１７を覆う部分１１１ｎ，１１１ｎの肉厚を十分に確保して、隙間が生じる等の不具合を抑制する必要がある。【００６０】
これに対し、本実施形態１では、リード部１１７，１１７同士の間隙ａを、式  ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２を満たすように小さくしている。このようにすることにより、リード部１１７，１１７の外側にそれぞれ０．１ｍｍ以上（具体的にはそれぞれ０．４３５ｍｍ）の肉厚の絶縁基体１１１（１１１ｎ）を確保できる。このため、製造過程や使用過程において、絶縁基体１１１のうちリード部１１７，１１７を覆う部分１１１ｎ，１１１ｎと、リード部１１７，１１７との界面に、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。【００６１】
また、このセラミックヒータ１１０の断面において、別途図５に示すように、最小仮想直線ｋｌと一方（図中、左側）のリード部１１７の周縁１１７ｙとが交わる点のうち中心ｇ側の点をＡ点とし、最小仮想直線ｋｌと他方（図中、右側）のリード部１１７の周縁１１７ｙとが交わる点のうち中心ｇ側の点をＥ点とする。また、この断面において、この断面の中心ｇを中心とし、この断面の直径Ｄ（３．３ｍｍ）の２分の１の直径ＤＫ（１．６５ｍｍ）を有する仮想円ｋｃを描く。そして、この仮想円ｋｃと一方（図中、左側）のリード部１１７の周縁１１７ｙとが交わる点をＢ点及びＣ点とし、この仮想円ｋｃと他方（図中、右側）のリード部１７の周縁１１７ｙとが交わる点をＦ点及びＧ点とする。更に、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角をαとし、線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角をβとする。本実施形態１のセラミックヒータ１１０では、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α、及び、線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βは、共に１６０度以上１７５度以下（具体的にはそれぞれ１７０度）となる。【００６２】
線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角αまたは線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βが、１６０度未満である場合、製造過程や使用過程で、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面のうち、特にＡ点、Ｅ点付近に応力が集中しやすくなる。このため、Ａ点、Ｅ点付近において、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりやすくなる。一方、角αまたは角βが、１７５度を超える場合、後述するように焼成前（未焼成）の発熱抵抗体１１５を射出成形する際、発熱抵抗体１１５の型抜きが困難になるおそれがある。【００６３】
これに対し本実施形態１では、角α及び角βを１６０度以上としているので、Ａ点、Ｅ点付近に応力が集中することを抑制できる。従って、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面、特にＡ点、Ｅ点付近において隙間が生じる等の不具合を、効果的に防止できる。また、角α及び角βを１７５度以下としているので、後述するように焼成前の発熱抵抗体１１５を射出成形する際に、発熱抵抗体１１５の型抜きを確実に行うことができる。【００６４】
次に、リード取出部１１８ａ，１１８ｂについて説明する（図２参照）。リード取出部１１８ａ，１１８ｂは、一対のリード部１１７，１１７にそれぞれ接続すると共に、径方向外側に延びて外部に露出している。リード取出部１１８ａ，１１８ｂ同士は、軸線ＡＸ方向に見て、互いに５ｍｍ以上（本実施形態１では５ｍｍ）の間隙Ｋをあけて配設されている。先端側（図１、図２中、下方）に位置する一方のリード取出部１１８ａは、固定筒１２０を介して主体金具１５０に電気的に接続している。一方、基端側（図１、図２中、上方）に位置する他方のリード取出部１１８ｂは、後述するように、リードコイル１５３を介して通電端子１５１に電気的に接続している。【００６５】
前述したように、リード取出部１１８ａ，１１８ｂ同士が互いに近くに配置されていると、このリード取出部１１８ａ，１１８ｂ近傍では、導電性セラミックの割合が大きくなるので、セラミックヒータ１１０の製造過程や使用過程で掛かる熱応力が大きくなる。このため、このリード取出部１１８ａ，１１８ｂ近傍で絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりやすい。
しかし、本実施形態１では、上記のように、リード取出部１１８ａ，１１８ｂ同士を、互いに５ｍｍ以上の間隙Ｋを介して配置しているので、製造過程や使用過程で掛かる熱応力も小さい。従って、絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を抑制できる。【００６６】
本実施形態１のセラミックヒータ１１０は、上述したように、絶縁基体１１１と発熱抵抗体１１５との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を抑制できる。具体的には、従来形態のセラミックヒータでは、その製造過程において、１００個中２個の製品に、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が見られた。これに対し、本実施形態１のセラミックヒータ１１０では、その製造過程において、１００個中いずれの製品にも、絶縁基体と発熱抵抗体との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合が見つからなかった。【００６７】
（実施例１〜１２）
本実施形態１の効果を検証するために、本発明に係る実施例１〜１２として、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１と、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２をそれぞれ異ならせて、１２種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表１に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、０．２０Ｓａ、０．２５Ｓａ、０．３０Ｓａ、０．３４Ｓａとした。また、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２を、０．０５Ｓｂ、０．０８Ｓｂ、０．１６Ｓｂ、０．１８Ｓｂとした。【００６８】
一方、比較例１〜４として、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１と、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２をそれぞれ異ならせて、４種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表１に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、０．４０Ｓａまたは０．５０Ｓａとした。また、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２を、０．０５Ｓｂまたは０．１８Ｓｂにした。
なお、各々のセラミックヒータ１１０の断面積Ｓａ，Ｓｂは、前述の値と同様で、共に８．５５ｍｍ２ とした。また、詳細は後述するが、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βは、前述の値と同様で、それぞれ１７０度とした。【００６９】
そして、各々のセラミックヒータ１１０について、残留応力を測定した。具体的には、この残留応力は、断面位置における靱性値をＪＩＳ  Ｒ１６０７  破壊じん性試験方法に定める手法にて取得し、この取得した靱性値をＦＥＭ解析により残留応力値へと換算し得たものである。
また、各々のセラミックヒータ１１０について、通電耐久試験を行った。具体的には、この通電耐久試験は、室温下において、直流電源をセラミックヒータ１１０に接続し、セラミックヒータ１１０の表面温度が２秒間で１４５０℃に達するように電圧を調整して印加・加熱し、その後、３０秒間の空冷により室温まで冷却する。これを１サイクルとして、発熱抵抗体１１５が破損するまでのサイクル数を測定した。
更に、各々のセラミックヒータ１１０について、１１Ｖを印加したときの１０００℃までの到達時間を測定した。【００７０】
【表１】
2007108491.tif 000003
【００７１】
その結果、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、０．２０Ｓａまたは０．２５Ｓａとした実施例１〜６では、残留応力が１１８ＭＰａ〜１３７ＭＰａと十分に小さく、また、通電耐久試験において２００００サイクル未満では、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で、両者間に隙間が生じる等の不具合が起こらなかった。なお、表１においては、この通電耐久試験の結果を非常に良好なものと判断し、「◎」と表示した。
また、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、０．３０Ｓａまたは０．３４Ｓａとした実施例７〜１２では、残留応力が１４９ＭＰａ〜１７６ＭＰａと比較的小さく、また、通電耐久試験においては、２００００サイクルには達しないものの、１００００サイクル未満では、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で、両者間に隙間が生じる等の不具合が起こらなかった。なお、表１においては、この通電耐久試験の結果を比較的良好なものと判断し、「○」と表示した。【００７２】
一方、比較例１〜４では、残留応力が２５５ＭＰａ〜２７４ＭＰａと比較的大きく、また、通電耐久試験を行ったときに、１００００サイクルを下回る比較的早い段階（７５９６サイクル〜９０３６サイクル）で、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で、両者間に隙間が生じた。なお、表１においては、この通電耐久試験の結果を良好ではないものと判断し、「×」と表示した。
これらの結果より、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、Ｓ１≦０．３４Ｓａとすることにより、更に好ましくは、Ｓ１≦０．２５Ｓａとすることにより、通電耐久性試験において、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を効果的に抑制できることが判る。【００７３】
１０００℃までの到達時間については、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２を、０．０５Ｓｂまたは０．０８Ｓｂとした実施例１，２，５，７，９及び１０では、到達時間が１．８０ｓ以内と非常に短かった。なお、表１においては、この到達時間の結果を非常に良好なものと判断し、「◎」と表示した。
また、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２を、０．１６Ｓｂとした実施例３及び１１では、到達時間が１．８０ｓを超えるものの、２．００ｓ以内と比較的短かった。なお、表１においては、この到達時間の結果を比較的良好なものと判断し、「○」と表示した。【００７４】
一方、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２を、０．１８Ｓｂとした実施例４，６，８及び１２では、到達時間が２．１０ｓ以上と比較的長かった。なお、表１においては、この到達時間の結果を許容できる良好なものと判断し、「△」と表示した。
これらの結果より、発熱部１１６の合計断面積Ｓ２を、Ｓ２≦０．１６Ｓｂとすることにより、更に好ましくは、Ｓ２≦０．０８Ｓｂとすることにより、１０００℃までの到達時間が十分に短くできることが判る。なお、通電耐久試験の評価が「×」であった各比較例１〜４については、１０００℃到達時間の測定を行っていない。【００７５】
（実施例１３〜２３）
更に本実施形態１の効果を検証するために、本発明に係る実施例１３〜２３として、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を０．１５Ｓａ〜０．３４Ｓａの範囲で異ならせると共に、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βを異ならせて、１１種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表２に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、０．１５Ｓａ、０．２５Ｓａ、０．３０Ｓａ、０．３４Ｓａ（なお、Ｓａは前述の値と同様で８．５５ｍｍ２ ）とした。また、角α及び角βを、１４０度、１５０度、１６０度、１７０度、１７５度とした。【００７６】
一方、比較例５〜８として、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を異ならせると共に、線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角α及び線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角βを異ならせて、４種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表２に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、０．１０Ｓａ、０．４０Ｓａ、０．５０Ｓａとした。また、角α及び角βを、１４０度、１６０度、１７０度とした。
なお、各々のセラミックヒータ１１０のリード部１１７，１１７同士の間隙ａは１．０ｍｍとした。
そして、各々のセラミックヒータ１１０について、前述の通電耐久試験を、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で両者間に隙間が生じるまで行い、その回数を測定した。【００７７】
【表２】
2007108491.tif 000004
【００７８】
前述の表１の通電耐久試験においては、角α及び角βをそれぞれ１７０度としていたが、断面積Ｓ１を０．２０Ｓａ〜０．３４Ｓａとした各実施例１〜１２では、いずれも通電耐久性が良好であった。
同様に、この表２における通電耐久試験においても、角α及び角βをそれぞれ１７０度とした実施例１３，１５，１８及び２２では、断面積Ｓ１を０．１５Ｓａ〜０．３４Ｓａの範囲で変更しているが（具体的には、実施例１３ではＳ１＝０．１５Ｓａ、実施例１５ではＳ１＝０．２５Ｓａ、実施例１８ではＳ１＝０．３０Ｓａ、実施例２２ではＳ１＝０．３４Ｓａ）、いずれも通電耐久性が良好であった。具体的には、通電耐久試験のサイクル数は、実施例１３では５５１２８サイクル、実施例１５では２８０５６サイクル、実施例１８では１９５２０サイクル、実施例２２では１７５０３サイクルであった。【００７９】
なお、実施例１３がとりわけ良好な結果を示していることは、断面積Ｓ１がこの４サンプル中、最も小さく残留応力が最も小さいためであると推測される。また、発熱抵抗体１１５の成形において容易に作成し得る範囲内で、角α及び角βの角度をそれぞれ１７５度と大きくした実施例２３では、通電耐久試験のサイクル数が１９０８７と、同じ断面積Ｓ１を有する実施例２２に比して、更に良好な結果が得られた。【００８０】
ここで、前述の表１における通電耐久試験の結果を評価基準、即ち、角α及び角βがそれぞれ１７０度である場合を基準とする。そして、それぞれ同一の断面積Ｓ１を有するサンプルにおいて、角α及び角βの角度が１７０度の場合に対し通電耐久性がどの程度であったかを示したものが、表２中の「通電耐久比」である。
この通電耐久比によると、角α及び角βをそれぞれ１６０度とした実施例１７及び２１では、基準（１７０度のもの）に対して８割程度の通電耐久性を保持していた。これに対し、角α及び角βをそれぞれ１４０度とした実施例１４，１６及び１９、並びに、角α及び角βをそれぞれ１５０度とした実施例２０では、基準に対して大幅に通電耐久性が低下してしまっている。このことから、角α及び角βは成形上問題のない範囲で大きくすることが好ましいが、その下限値は通電耐久性の観点から１６０度以上であると良いことが確認される。
なお、断面積Ｓ１が０．２５Ｓａ、角α及び角βがそれぞれ１４０度である実施例１４が、実施例１６及び１９に比較して通電耐久比の低下度合いが著しいのは、この角α及び角βが通電耐久性に与える影響度が断面積Ｓ１の小さいものに対してより顕著である傾向を示すものである。【００８１】
断面積Ｓ１が０．３４Ｓａを超えた比較例６，７及び８についても同様の試験を行ったところ、類似の傾向が確認された。角α及び角βをそれぞれ１４０度とした比較例６の、比較例８に対する低下度合いが少ないが、これは、角α及び角βの角度が通電耐久性に与える影響が断面積Ｓ１が大きい、具体的には０．３４Ｓａを超える場合にはさほど重要ではない、すなわち、断面積Ｓ１が０．３４Ｓａ以下である場合に重要であることを示すものに他ならないものである。【００８２】
これらの結果から、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、Ｓ１≦０．３４Ｓａとすることにより、更に好ましくは、Ｓ１≦０．２５Ｓａとすることにより、通電耐久性試験において、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を効果的に抑制できることが判る。
また、角α及び角βを１６０度以上１７５度以下とすることにより、通電耐久性試験において、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を効果的に抑制できることが判る。【００８３】
（実施例２４〜３２）
更に本実施形態１の効果を検証するために、本発明に係る実施例２４〜３２として、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を異ならせると共に、リード部１１７，１１７同士の間隙ａ及び各リード部１１７，１１７の幅方向（並び方向）の寸法ｂ，ｃを異ならせて、９種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表３に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を、０．３０Ｓａまたは０．３４Ｓａとした。また、リード部１１７，１１７同士の間隙ａを、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．２９ｍｍ、０．７０ｍｍ、１．００ｍｍ、１．２０ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５０ｍｍとし、各リード部１１７，１１７の幅方向の寸法ｂ，ｃを、０．８２ｍｍ（ｂ＋ｃで１．６４ｍｍ）、または、０．９４ｍｍ（ｂ＋ｃで１．８８ｍｍ）とした。【００８４】
そして、 各々のセラミックヒータ１１０について、前述の方法により、残留応力を測定し、また、通電耐久試験を行った。
また、各々のセラミックヒータ１１０について、抗折強度を測定した。具体的には、この抗折強度は、ＪＩＳ  Ｒ１６０１に準拠した次の抗折強度測定方法を実施した。各セラミックヒータ１１０単体をセラミックヒータ１１０の軸線ＡＸ方向中央を跨ぐ形で支持し（スパン間１２ｍｍ）、クロスヘッド移動速度を０．５ｍｍ／ｍｉｎとして、セラミックヒータ１１０の前記中央に荷重を付加した。【００８５】
【表３】
2007108491.tif 000005
【００８６】
その結果、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を０．３０Ｓａとした実施例２４〜２６のうち、ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たす（表３中に「○」で示す）実施例２５及び２６については、有効に残留応力の低減効果が得られた。また、断面積Ｓ１が他の実施例にも比較して小さいため、１９５０３サイクル、３５５６２サイクルと良好な通電耐久性を得ることができた。
一方、距離ａを０．２０ｍｍとした実施例２４では、セラミックヒータとしての完成品では問題なかったものの、発熱抵抗体１１５を射出成形により作製する際に発生するバリが短絡の原因となったり、このバリを取り除くための除去工程において精密な加工が要求されることから製造歩留まりが低下するという問題も生じ得る。【００８７】
また、ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２を満たす（表３中に「○」で示す）実施例２４及び２５については、抗折強度が１００５ＭＰａ、９８６ＭＰａと良好な結果を示した。
一方、距離ａを１．５ｍｍとした実施例２６では、残留応力の低減による高い通電耐久性を得られるものの、抗折強度は８００ＭＰａ以下の６９２ＭＰａに留まる結果であった。この通電耐久性と抗折強度とはトレードオフの関係にあり、実施例２５では共に高い性能を実現している。【００８８】
次いで、断面積Ｓ１を０．３４Ｓａとした実施例２７〜３２について説明する。これらの実施例も断面積Ｓ１を０．３０Ｓａとした実施例２４〜２６と同様の傾向を示している。具体的には、ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たしていない実施例２７及び２８については、その他の実施例に比較して残留応力が高く、通電耐久性が比較的低い結果となっているものの、高い抗折強度が得られている。
逆に、ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２を満たしていない実施例３２では、残留応力の低減が実現でき、断面積Ｓ１が比較的大きい割に優れた通電耐久性を得られているが、抗折強度の面では前述同様に８００ＭＰａ以下の７５６ＭＰａに留まっている。実施例２９〜３１については、通電耐久性、抗折強度、共に高い性能を実現している。【００８９】
（実施例３３〜３５）
更に本実施形態１の効果を検証するために、本発明に係る実施例３３〜３５として、発熱抵抗体１１５の軸線ＡＸ方向の全長Ｌを異ならせて、３種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表４に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を０．３４Ｓａ（Ｓａ＝８．５５ｍｍ２ ）として、発熱抵抗体１１５の軸線ＡＸ方向の全長Ｌを、２５ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍとした。
一方、比較例８〜１０として、発熱抵抗体１１５の軸線ＡＸ方向の全長Ｌを異ならせて、３種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表４に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を０．４０Ｓａ（Ｓａ＝８．５５ｍｍ２ ）として、発熱抵抗体１１５の軸線ＡＸ方向の全長Ｌを、２５ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍとした。
なお、各々のセラミックヒータ１１０のリード部１１７，１１７同士の間隙ａは１．０ｍｍとした。
そして、 各々のセラミックヒータ１１０について、前述の方法により、残留応力の測定と通電耐久試験を行った。なお、比較例８〜１０については、残留応力の測定のみ行った。【００９０】
【表４】
2007108491.tif 000006
【００９１】
その結果、実施例３３〜３５のいずれにおいても、高い通電耐久性を有していた。
実施例３３と比較例８は、共に全長Ｌ＝２５ｍｍであるが、両者を比較すると、断面積Ｓ１を０．３４Ｓａとした実施例３３は、断面積Ｓ１を０．４０Ｓａとした比較例８に対して、残留応力の低減が認められる。従って、実施例３３は、比較例８に対して通電耐久性が向上しているものと推測できる。
同様に、実施例３４と比較例９は、共に全長Ｌ＝３０ｍｍであるが、両者を比較すると、断面積Ｓ１を０．３４Ｓａとした実施例３４は、断面積Ｓ１を０．４０Ｓａとした比較例９に対して、残留応力の低減が認められる。従って、実施例３４は、比較例９に対して通電耐久性が向上しているものと推測できる。
また同様に、実施例３５と比較例１０は、共に全長Ｌ＝４０ｍｍであるが、両者を比較すると、断面積Ｓ１を０．３４Ｓａとした実施例３５は、断面積Ｓ１を０．４０Ｓａとした比較例１０に対して、残留応力の低減が認められる。従って、実施例３５は、比較例１０に対して通電耐久性が向上しているものと推測できる。【００９２】
また、実施例３３〜３５同士、及び、比較例８〜１０同士で比較すると、全長Ｌが大きくなるほど、残留応力が大きくなることが認められる。
比較例８〜１０のうち、発熱抵抗体１１５の全長Ｌが短い（具体的には２５ｍｍ）比較例８では、断面積Ｓ１が０．３４Ｓａを超えるほど大きい（具体的には０．４０Ｓａ）にも拘わらず、残留応力がある程度低減されている。これに対し、発熱抵抗体１１５の全長Ｌが長い（具体的には３０ｍｍ以上）の比較例９，１０では、残留応力が大きい。従って、断面積Ｓ１を小さくするという本発明は、発熱抵抗体１１５の軸線ＡＸ方向の全長Ｌが３０ｍｍ以上であるものに適用することで、より顕著にその効果を得ることができる。【００９３】
（実施例３６〜３８）
更に本実施形態１の効果を検証するために、本発明に係る実施例３６〜３８として、リード取出部１１８ａ，１１８ｂ同士の軸線ＡＸ方向の間隙Ｋを異ならせて、３種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表５に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を０．３４Ｓａ（Ｓａ＝８．５５ｍｍ２ ）として、リード取出部１１８ａ，１１８ｂ同士の間隙Ｋを、３．０ｍｍ、５．０ｍｍ、８．０ｍｍとした。
なお、各々のセラミックヒータ１１０のリード部１１７，１１７同士の間隙ａは１．０ｍｍとした。
そして、 各々のセラミックヒータ１１０について、前述の方法により残留応力を測定した。【００９４】
【表５】
2007108491.tif 000007
【００９５】
その結果、リード取出部１１８ａ，１１８ｂ同士の間隙Ｋを５．０ｍｍとした実施例３７では、残留応力が１７０ＭＰａ、間隙Ｋを８．０ｍｍとした実施例３８では、残留応力が１５０ＭＰａと十分に小さかった。なお、表５においては、この残留応力の結果を非常に良好なものと判断して、「◎」と表示した。
また、間隙Ｋを３．０ｍｍとした実施例３６では、残留応力が１９８ＭＰａと実施例３７，３８よりもやや大きかった。なお、表５においては、この残留応力の結果を比較的良好なものと判断して、「○」と表示した。
これらの結果から、リード取出部１１８ａ，１１８ｂ同士の間隙Ｋを５ｍｍ以上とすることにより、残留応力が小さくなることが判る。従って、製造時や使用時に、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を効果的に抑制できると考えられる。【００９６】
（実施例３９〜４２）
更に本実施形態１の効果を検証するために、本発明に係る実施例３９〜４２として、発熱抵抗体１１５に含まれる窒化珪素粒子の平均粒径（以下、単に窒化珪素粒径とも言う）を異ならせて、４種類のセラミックヒータ１１０を製造した。具体的には、表６に示すように、リード部１１７，１１７の合計断面積Ｓ１を０．３４Ｓａ（Ｓａ＝８．５５ｍｍ２ ）として、窒化珪素粒径を０．３μｍ、０．５μｍ、０．８μｍ、１．０μｍとした。
なお、各々のセラミックヒータ１１０のリード部１１７，１１７同士の間隙ａは１．０ｍｍとした。
そして、 各々のセラミックヒータ１１０について、前述の方法により残留応力を測定し、また、抗折強度を測定した。【００９７】
【表６】
2007108491.tif 000008
【００９８】
その結果、窒化珪素粒径を０．５μｍ〜１μｍとした実施例４０〜４２では、残留応力が１３６〜１５３ＭＰａと十分に小さかった。なお、表６においては、この残留応力の結果を非常に良好なものと判断し、「◎」と表示した。
また、窒化珪素粒径を０．３μｍとした実施例３９では、残留応力が２１５ＭＰａと実施例４０〜４２よりもやや大きかった。なお、表６においては、この残留応力の結果を比較的良好なものと判断し、「○」と表示した。
これらの結果から、窒化珪素粒径を０．５μｍ〜１μｍとすることにより、残留応力が小さくなることが判る。従って、製造時や使用時に、絶縁基体１１１とリード部１１７，１１７との界面で両者間に隙間が生じる等の不具合を効果的に抑制できると考えられる。【００９９】
また、窒化珪素粒径を０．３μｍ〜０．８μｍとした実施例３９〜４１では、抗折強度が１１７３ＭＰａ〜１２４３ＭＰａと十分に高かった。なお、表６においては、この抗折強度の結果を非常に良好なものと判断し、「◎」と表示した。
また、窒化珪素粒径を１μｍとした実施例４２では、抗折強度が７３５ＭＰａと実施例３９〜４１よりもやや小さかった。なお、表６においては、この抗折強度の結果を比較的良好な結果と判断し、「○」と表示した。
これらの結果から、窒化珪素粒径を０．３μｍ〜０．８μｍとすることにより、抗折強度が小さくなることが判る。
また、前述の残留応力の結果と合わせて考えると、窒化珪素粒径を０．５μｍ〜０．８μｍとすることにより、残留応力及び抗折強度が共に良好なセラミックヒータ１１０となることが判る。【０１００】
次に、グロープラグ１００のその他の部分について説明する（図１参照）。セラミックヒータ１１０の外周には、筒状の固定筒１２０が装着され、ロウ材により固着されている。そして、この固定筒１２０は、主体金具１５０の貫通孔１５０ｈに挿入されて、ロウ材により固着されている。【０１０１】
筒状の主体金具１５０には、棒状の通電端子１５１が挿通されている。この通電端子１５１の先端部１５１ｓと、上述のセラミックヒータ１１０の基端部１１０ｋとは、リードコイル１５３を介して、電気的に接続されている。具体的には、リードコイル１５３が、通電端子１５１の先端部１５１に巻き付いた状態で溶接されると共に、セラミックヒータ１１０の基端部１１０ｋに巻き付き、この基端部１１０ｋに設けられたリード取出部１１８ｂ（図２参照）に接触した状態で、溶接されている。一方、通電端子１５１の基端側部分は、主体金具１５０内を通って主体金具１５０の基端部１５０ｋから基端側（図中上側）に突出している。この突出した部分の外周には雄ネジが螺刻されて、雄ねじ部１５１ｎを形成している。【０１０２】
主体金具１５０の基端部１５０ｋは、グロープラグ１００をディーゼルエンジンに取り付けるに際して、トルクレンチ等の工具を係合させるための六角断面形状の工具係合部１５０ｒとされている。また、そのすぐ先端側には、取付用ねじ部１５０ｔが形成されている。また、主体金具１５０の基端部１５０ｋには、貫通孔１５０ｈに座ぐり部１５０ｚが形成され、ここに通電端子１５１が挿通したゴム製のＯリング１６１とナイロン製の絶縁ブッシュ１６３とがはめ込まれている。そして更にその基端側には、この絶縁ブッシュ１６３の脱落を防止するための押さえリング１６５が装着されている。この押さえリング１６５は、その外周に加締めることにより通電端子１５１に固定されている。また、通電端子１５１の押さえリング１６５に対応する部分は、加締め結合力を高めるため、その外周面にローレット加工が施されたローレット部１５１ｒとされている。押さえリング１６５の基端側には、ナット１６７が螺合されている。このナット１６７は、図示しない通電用のケーブルを通電端子１５１に固定するためのものである。【０１０３】
このようなグロープラグ１００は、主体金具１５０の取付用ねじ部１５０ｔを利用して、図示しないディーゼルエンジンのシリンダヘッドに形成した取付孔に取り付けられる。これにより、セラミックヒータ１１０の先端部１１０ｓ側が、エンジンの燃焼室内に配置される。この状態で、通電端子１５１に車載のバッテリを電源として電圧を印加すると、通電端子１５１から、リードコイル１５３、一方のリード取出部１１８ｂ、一方のリード部１１７、発熱部１１６、他方のリード部１１７、他方のリード取出部１１８ａ及び主体金具１５０を通じて電流が流れる。これにより、発熱部１１６が存在するセラミックヒータ１１０の先端部１１０ｓが急速に昇温する。セラミックヒータ１１０の先端側が所定の温度まで加熱された状態において、図示しない燃料噴霧装置のノズルから燃料を噴霧することで、燃料の着火が補助され、燃料の燃焼により、ディーゼルエンジンが始動する。【０１０４】
上述したセラミックヒータ１１０及びグロープラグ１００は、公知の手法により製造することができる。
セラミックヒータ１１０は、次のようにして製造する。即ち、窒化珪素原料粉末８８質量部に、焼結助剤としてＹｂ２Ｏ３  粉末１０質量部及びＳｉＯ２  粉末２質量部を配合して、絶縁成分用原料とする。この絶縁成分用原料４０質量％と導電性セラミックであるＷＣ粉末６０質量％とを７２時間湿式混合した後、乾燥させ、混合粉末を得る。その後、この混合粉末とバインダとを混練機に投入し、４時間混練する。次に、得られた混練物を裁断してペレット状とする。次に、発熱抵抗体１１５に対応したＵ字形状のキャビティを有する射出成形用金型に対して、射出成形機により上記のペレット状とした混練物を射出し、導電性セラミックからなる未焼成発熱抵抗体を得る。【０１０５】
この際、前述したリード部１１７，１１７の断面における線分ＡＢと線分ＡＣとのなす角αまたは線分ＥＦと線分ＥＧとのなす角β（図５参照）が、１７５度を超える場合、発熱抵抗体１１５の型抜きが困難になるおそれがある。しかし、本実施形態１では、角α及び角βを１７５度以下（具体的には１７０度）としているので、発熱抵抗体１１５の型抜きを確実に行うことができる。【０１０６】
また一方で、窒化珪素原料粉末８６質量部に、焼結助剤としてＹｂ２Ｏ３  粉末１１質量部、ＳｉＯ２  粉末３質量部及びＭｏＳｉ2粉末５質量部を配合し、４０時間湿式混合したものをスプレードライヤ法によって造粒し、この造粒物を圧粉した２個の半割型を用意する。なお、この２個の半割型は、完成後の絶縁基体１１１を、その軸線ＡＸと略平行な断面により２分割したときの、その各分割部に対応する形状に形成されており、各々その分割面に相当する部分に、上記未焼成発熱抵抗体に対応した形状の凹部が形成されている。そして、この凹部に未焼成発熱抵抗体を収容し、２個の半割型を型合わせすると共に、その状態で加圧して一体化し、未焼成のセラミックヒータを得る。【０１０７】
次に、この未焼成のセラミックヒータを窒素雰囲気下、６００℃で仮焼して、射出成形による未焼成発熱抵抗体、絶縁基体となる未焼成体からバインダ等を除去し、仮焼体を得る。その後、この仮焼体を黒鉛製の加圧用ダイスにセットし、窒素雰囲気下、２９．４ＭＰａで加圧しながら１８００℃で１．５時間ホットプレス焼成し、焼成体を得る。そして、焼成体の表面（外面）にセンタレス研磨加工を施せば、セラミックヒータ１１０が完成する。【０１０８】
グロープラグ１００は、次のようにして製造する。即ち、まず、上記のセラミックヒータ１１０と通電端子１５１とをリードコイル１５３を介して接続する。また、セラミックヒータ１１０に固定筒１２０を装着して、ロウ材により両者を固着する。その後、主体金具１５０を用意し、主体金具１５０貫通孔１０５ｈ内にセラミックヒータ１１０、通電端子１５１及び固定筒１１０を挿入し、主体金具１５０と固定筒１２０とをロウ材により固着する。その後は、主体金具１５０の基端部１５０ｋに形成された座ぐり部１５０ｚに、Ｏリング１６１をはめ込み、更に絶縁ブッシュ１６３をはめ込む。そして更に、押さえリング１６５を加締めて装着する。また、ナット１６７を所定位置に固定すれば、グロープラグ１００が完成する。【０１０９】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。本実施形態２のセラミックヒータ２１０及びグロープラグ２００では、絶縁基体２１１に埋設された一対のリード部２１７，２１７の配置形態が、上記実施形態１のセラミックヒータ１１０及びグロープラグ１００と異なる。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。【０１１０】
図６にセラミックヒータ２１０の断面（実施形態１の図４に相当する断面）を示す。本実施形態２においても、リード部２１７，２１７は、概略楕円形状であり、絶縁基体２１１の中心ｇを含む直線ｔｌに対して互いに対向する対称形をなす。
セラミックヒータ２１０の断面において、この断面の中心ｇを通る仮想直線のうち、この仮想直線に沿って測った一対のリード部２１７，２１７同士の間隙が最小となる線分を含む仮想直線を最小仮想直線ｋｌとする。そして、この最小仮想直線ｋｌ上における、一対のリード部２１７，２１７同士の間隙をａ、一対のリード部２１７，２１７のそれぞれの寸法をｂ，ｃとする。そうすると、この間隙ａ（絶縁基体２１１のうちリード部２１７，２１７に挟まれた部分２１１ｍの最小厚み）は、１．１ｍｍである（ａ＝１．１ｍｍ）。また、各リード部２１７，２１７の寸法ｂ，ｃは、共に１．０ｍｍである（ｂ＝ｃ＝１．０ｍｍ）。また、絶縁基体２１１のうち、リード部２１７，２１７の径方向外側に位置しリード部２１７，２１７を覆う部分２１１ｎ，２１１ｎの肉厚（最小仮想直線ｋｌ上における肉厚）ｄ，ｅは、共に０．１ｍｍである（ｄ＝ｅ＝０．１ｍｍ）。従って、このセラミックヒータ２１０も、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たしている。しかも、式  ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２も満たしている。【０１１１】
このように本実施形態２でも、リード部２１７，２１７同士の間隙ａを、式  ａ≧０．１５（ｂ＋ｃ）を満たすように大きくしているので、製造過程や使用過程で絶縁基体２１１のうちリード部２１７，２１７間に挟まれた部分２１１ｍに掛かる応力が小さくなる。従って、絶縁基体２１１のうちリード部２１７，２１７間に挟まれた部分２１１ｍと、リード部２１７，２１７との界面において、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。【０１１２】
更に、リード部２１７，２１７同士の間隙ａを、式  ａ≦Ｄ−（ｂ＋ｃ）−０．２を満たすように小さくしているので、リード部２１７，２１７の外側にそれぞれ０．１ｍｍ以上（本実施形態２ではそれぞれ０．１ｍｍ）の肉厚の絶縁基体２１１（２１１ｎ）を確保できる。このため、製造過程や使用過程において、絶縁基体２１１のうちリード部２１７，２１７を覆う部分２１１ｎ，２１１ｎと、リード部２１７，２１７との界面に、従来よりも両者間に隙間が生じる等の不具合が起こりにくくなる。
その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。【０１１３】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図１】
2007108491.tif 000009
【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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【国際調査報告】
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