JP2005131885A

JP2005131885A - セラミック体およびセラミックヒータの製造方法

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Publication number: JP2005131885A
Application number: JP2003369118A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ueda; 正徳上田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】セラミック成形体を平行な２本の下ローラの間に載せて上から別のローラで加圧して密着増し締めする際に、２本の下ローラに対して、平行でない状態でセラミック成形体が載ることがあり、これをそのまま回転してしまうと上下のローラの表面が傷つき、このローラを用いて密着した以降のセラミック成形体にこれが転写され不良となるという問題があった。
【解決手段】下ローラ間にセラミック成形体をセットした状態（加圧前）で下ローラを回転させる。上ローラ下限を下死点センサで到達したことを検知後密着（回転）する。供給部、取り出し部にセンサ取り付け、取り出しセンサでセラミック成形体が出てきたことを確認後次を供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、セラミック軸の周囲にセラミックシートを密着させたセラミック体の製造方法に関するものである。

セラミックヒータは、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、幅広く使用されている。

たとえば、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。

図１は、通常のセラミックヒータ１を示す一部切り欠き斜視図であり、図２は、通常のセラミックヒータ１のセラミック成形体９の展開斜視図である。

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の両側にそれぞれ接続されている。

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に電圧を印可すると、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。

セラミックシート２をセラミック軸３に密着させる方法として、セラミック軸３が載置されたセラミックシート２を作業者の手作業により、セラミック軸３を転がしてセラミックシート２を巻き込むようにしていた。

しかし、巻きつけ作業後においても、セラミックシート２とセラミック軸３との密着性が十分にとれないという問題があったため、セラミックシート２とセラミック軸３の密着をより強固なものにする為にローラ装置を使用して増し締めを行っていた。

図５（ａ）はローラ装置の構造を説明するための斜視図である。

ローラ装置はローラ群８３と搬送装置８２から構成されている。

巻き付けされたセラミック成形体９はベルトコンベア９２上を搬送され傾斜板９１まで送られ下ローラ１０１と下ローラ１０２の間に落下する。ここで、上ローラ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１０７及びローラ軸１０８の中心の方向に一定の付勢力が付与される。この状態で回転駆動機能のついた下ローラ１０２が回転することによりセラミック成形体９は下ローラ１０１、下ローラ１０２、上ローラ１０３の外周面から押圧されて回転する。

その結果、セラミックシート２がセラミック軸３の外周に強固に巻き付けられる（特許文献１，２）。
特開２０００−１１３９６４号公報特開２０００−１１３９６５号公報

しかしながら、これらの増し締め方法では、セラミック成形体９を平行な２本の下ローラ１０１，１０２の間に載せて上ローラ１０３で加圧しながら回転させ密着する際に、前記２本の下ローラ１０１、１０２に対して平行でない状態でセラミック成形体９が供給されることがあり、これをそのまま加圧し回転してしまうと前記上下のローラの表面にキズ２０がつく（図５の（b）に示す）、それ以降、このローラを用いて密着したセラミック成形体の表面にキズ２０が転写され（図５の（C）に示す）不良となるという問題があった。

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シート２をセラミック軸３に巻き付けた際にセラミック成形体の表面に傷が付くことを防止し、生産性良好なセラミックヒータの製造方法を提供することを目的とする。

上記に鑑みて本発明は、セラミック軸にセラミックシートを周回密着したセラミック成形体を２本の回転する下ローラ間に供給して該下ローラ間に平行とした後、上ローラで前記セラミック成形体を押圧回転して前記セラミックシートと前記セラミック成形体を密着することを特徴とするものである。

更に、下死点センサで前記上ローラの下限が所定位置まで到達したことを検知した後、前記上ローラで前記セラミック成形体を押圧回転することを特徴とするものである。

更に、前記セラミック成形体の供給側、及び取出側にセンサを取り付け、セラミック成形体の前記下ローラ間への供給、取出個数を制御することを特徴とするものである。

また、前記下ローラの１本のみが回転駆動し、他の下ローラ及び上ローラは連動して回転することを特徴とするものである。

また、前記セラミック成形体の直径に対して前記２本の下ローラの直径が、０．５〜６．４倍で、前記上ローラの直径が、０．５〜２倍であることを特徴とするものである。

また、前記２本の下ローラ間の間隔ａが、前記セラミック成形体の直径ｂに対して、０＜ａ≦１／２ｂであることを特徴とするものである。

また、前記２本の下ローラ及び上ローラの芯部分に鋼材を使用し、表面に被覆した弾性材料の硬度がショア２０〜８０であることを特徴とするものである。

また、前記上ローラの押圧力が０．０３〜０．５ＭＰａであることを特徴とするものである。

また、セラミック体の製造方法において、前記セラミックシートの主面に発熱抵抗体を備え、この主面を内側にしてセラミック軸に巻き付けることを特徴とするセラミックヒータの製造方法。

更に、前記セラミック体が発熱抵抗体とこれを覆うセラミック被覆層を形成した前記セラミックシートの主面を内側にしてセラミック軸に巻き付けたものであることを特徴とするものである。

本発明によれば、３本のローラ間で回転させ増し締めする際に発生するローラの傷による不良を防止する事ができ、安定したセラミックヒータの製造ができる。

またローラの交換等のロス時間がなくなり、作業に要する時間を短縮できる。

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。

図３に示すようにセラミックシート２を周回密着したセラミック成形体９を２本の回転する下ローラ１０１，１０２間に供給して該下ローラ１０１，１０２間に平行とした後、上ローラ１０３で前記セラミック成形体９を押圧回転して前記セラミック軸３と前記セラミックシート２を密着することが必要である。

これによりセラミック成形体９が下ローラ１０１、１０２に対して斜めに乗り、上ローラ１０３でセラミック成形体９を押圧した際に下ローラ１０１、１０２の表面が傷つくことを防止できる。

また、下死点センサ１１３で前記上ローラ１０３の下限が所定位置まで到達したことを検知した後、前記上ローラ１０３で前記セラミック成形体９を押圧回転することが好ましい。

これによりセラミック成形体９が下ローラ１０１、下ローラ１０２間に斜めに載った状態や２本以上混在した状態を検知できるので、ローラが傷ついたりすることを防止できる。

また、前記セラミック成形体９の供給側、及び取出側にセンサを取り付け、セラミック成形体９の前記下ローラ１０１，１０２間への供給、取出個数を制御することが好ましい。

これによりセラミック成形体９が過不足なく前記下ローラ１０１，１０２間に供給、取り出しされるので密着作業に要する時間を短くして製造タクトを短縮することができる。

また２本以上混在した状態を検知でき、ローラが傷つくことも防止できる。

また、前記下ローラ１０２の１本のみが回転駆動し、他の下ローラ１０１及び上ローラ１０３は連動して回転することが好ましい。

これにより、セラミック成形体９を通して３本のローラが同じ速度で回転することができるので、安定した密着が可能となる。

また、前記２本の下ローラ１０１、１０２及び上ローラ１０３の直径が、前記セラミック成形体９の直径の０．５〜６．４倍であることが好ましい。各ローラの外形がセラミック成形体９の外径に対して０．５倍以下では、セラミック成形体９に対する締め付け応力が小さくなる。各ローラの外径がセラミック成形体９の外径に対して６．４倍以上になると、締め付け応力が小さくなり、作業性も悪くなる。

特に、前記上ローラ１０３の直径が、前記セラミック成形体９の直径の０．５〜２倍であることが好ましい。

また、前記２本の下ローラ１０１、１０２間の間隔ａが、前記セラミック成形体９の直径ｂに対して、０＜ａ≦１／２ｂであることが好ましい。

ａ＝０では下ローラ１０１、１０２同士が接触し回転できない。ａ＞１／２ｂではセラミック成形体９に対する締め付け応力が小さくなる。

また、前記２本の下ローラ１０１，１０２及び上ローラ１０３の芯部分に鋼材を使用、表面に弾性材料を被覆することが好ましい。

上ローラ１０３及び２本の下ローラ１０１、１０２の材質は芯部分には、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し、その表面にはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコンゴム、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。

また、各ローラ表面の表面粗さは、セラミック成形体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、セラミック成形体９の表面が各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。

また、前記２本の下ローラ１０１，１０２及び上ローラ１０３の表面に被覆した弾性材料の硬度がショア２０〜８０であることが好ましい。

弾性材料の硬度がショア２０以下では、セラミック成形体９に不要な変形を引き起こす可能性がある。

また、弾性材料の硬度がショア８０以上では、セラミック成形体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い。

また、前記上ローラ１０３の押圧力が０．０３〜０．５ＭＰａであることが好ましい。

上ローラ１０３の押圧力が０．０３ＭＰa以下では、押圧力が小さく密着・増し締めの効果が得られない。また、０．５ＭＰa以上では、セラミック成形体９が平行な２本の下ローラ１０１、１０２に対して平行でない状態や２本以上のセラミック成形体９が混在した場合、押圧した際に前記各ローラ１０１、１０２、１０３の表面が傷つく可能性がある。

次に、セラミックシート２の製造方法について説明する。まず、Ａｌ_２Ｏ_３を主成分として、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳiＯ_２、ＣaＯ、ＭgＯ、ＺｒＯ_２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、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、導通のために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。このセラミックシート２を適当な大きさに切断した後、前記セラミック軸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。

また、セラミック原料粉末の主材料としては、高温高強度セラミック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など）を用いてもよい。そして、焼成促進剤としては、ＳiＯ_２、ＭgＯ、ＣaＯ以外に酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）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。

まず、セラミックシート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、及び電極引出部５、電極部６がセラミックシート２の長手方向に配置されるようにする。

次に、セラミックシート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。

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）及びレニウム（Ｒe）を用いる。尚、悪影響を与えない限りにおいて、セラミックシート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。

また、発熱抵抗体４及び、電極引出部５、電極部６、電極パッド７と成る導通性膜は、ペースト印刷法以外の適宜な方法（化学メッキ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法など）を用いて形成してもよい。

セラミック原料粉末からセラミック軸３を作製する。すなわち、セラミック原料粉末に溶剤及び結融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、押し出し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、セラミック軸３を作製する。

次に、セラミックシート２をセラミック軸３に巻きつける方法を説明する。

セラミックシート２にセラミック被覆１０が塗布された面の上に、セラミック軸３を載置する。このとき、セラミックシート２の長手方向に対して平行な位置にセラミック軸３が配置されるように、セラミックシート２に対してセラミック軸３を１本ずつ載置する。

そして、作業者の手作業により、セラミック軸３を手のひらで転がしてセラミックシート２をセラミック軸３に巻き付ければ良い。

次に、セラミックシート２とセラミック軸３を密着するローラ装置について説明する。セラミック軸３にセラミックシート２を巻き付けたセラミック成形体９を搬送装置８２へ供給する。

図３は増し締め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、下ローラ１０１、１０２、上ローラ１０３から構成されている。搬送装置は傾斜板９１およびベルトコンベア９２及び供給検知センサ１１４から構成されている。

ローラ装置は下ローラ１０１、下ローラ１０２、上ローラ１０３及び付勢装置１０４、１１０及び上ローラ下死点検知センサ１１３、取り出し検知センサ１１５、取り出しテーブル１１６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の先端には軸受けが設けられ、伸縮ロッド１０５、１１１の後端は空圧シリンダ１０６、１１２に接続されて伸縮されるようになっている。

円柱形の下ローラ１０１、１０２、上ローラ１０３はゴム弾性を有する弾性材料を被覆したものによって形成され、３本の各ローラの幅はセラミック成形体９の長さ以上に設定されている。

下ローラ１０１、下ローラ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、上ローラ１０３は２本の下ローラの中央に水平に配置されている。

下ローラ１０２のローラ軸１０８は回転可能になっており、そのローラ軸１０８の位置は固定されている。

下ローラ１０１のローラ軸１０７は、伸縮ロッド１１１の先端の軸受に接続され回転可能になっている。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る。加えて上ローラ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及びローラ軸１０８の中心の方向（図４の矢印Ｂ方向）に一定の付勢力が付与される。

また、下ローラ１０２の回動装置（図示略）により、ローラ軸１０８を中心として、下ローラ１０１、１０２、上ローラ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。

供給検知センサ１１４はベルトコンベア９２上にセラミック成形体９がセットされたことを検知できる。

また、取り出し検知センサ１１５は取り出しテーブル１１６にセラミック成形体が取り出されたことを検知できる。

また、上ローラ下死点検知センサ１１３は上ローラ１０３が下死点まで到着したことを検知できる。

次に、このように構成されたローラ装置を用いてセラミック軸３にセラミックシート２を巻き付けたセラミック成形体９を増し締めする動作について、図３〜図４を参照しながら更に説明する。

図３に示すように、セラミック軸３にセラミックシート２を巻き付けたセラミック成形体９はベルトコンベア９２上を搬送されて傾斜板９１まで送られた下ローラ１０１と下ローラ１０２の間に落下する。このようにして、セラミック成形体９は、搬送装置８２から増し締め装置８３に供給される。

ここで、搬送装置８２から増し締め装置８３に供給する際は、前のセラミック成形体９が取り出されたことを確認するため、取り出し検知センサ１１５で確認後次のセラミック成形体を供給する。このことにより２本以上のセラミック成形体９が混入することが防止できる。

次に図３に示すように、下ローラ１０１、下ローラ１０２の間に落下したセラミック成形体９は、下ローラ１０１、下ローラ１０２の外周面に当接する。しかし下ローラ１０１，１０２とセラミック成形体９が平行になっているとは限らない。そこで、下ローラ１０２を一方方向（矢印Ｃ方向）に回動させることにより、下ローラ１０１、１０２とセラミック成形体９が平行になる。しかし、ここでの回動速度は低速で行なわなければ、逆効果となり、セラミック成形体９がはじき出されてしまう。

ここで、上ローラ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る。

ここで、上ローラ下死点検知センサ１１３で上ローラ１０３が下死点まで到達しているかを確認し、セラミック成形体９が斜めまたは２本以上のセラミック成形体９が混入していないか確認することにより３本のローラが傷つくことを防止できる。

そして、図４に示すように、下ローラ１０１、下ローラ１０２、上ローラ１０３の回動に伴い、セラミック成形体９は下ローラ１０１、下ローラ１０２、上ローラ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、セラミックシート２がセラミック軸３の外周に強固に巻き付けられ、セラミック被覆層１０の塗布面全面がセラミック軸３の外周面に確実に密着されて、セラミックシート２の増し締めが行われる。

その後セラミック成形体９は最適時間回転した後、下ローラ１０１、上ローラ１０３の付勢装置１１０、１０４の伸張ロッド１１１、１０５の伸張により下ローラ１０１、１０２間から取り出しテーブル１１６に落下する。

ここで、落下したことを確認するため、取り出し検知センサ１１５でセラミック成形体９を検知し２本以上のセラミック成形体９が混入する事を防止できる。

また取り出し検知センサ１１５にて落下を確認後、次のセラミック成形体９の供給を行う。

このようにして密着したセラミック成形体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ヒータを得る。

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。

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良い。

以上詳述したように、本実施形態によれば、セラミック被覆を介したセラミックシート２とセラミック軸３との密着性を高めるための増し締めを、ローラ装置８３を用いてセラミックシート２とセラミック軸３とを密着させるがローラ装置８３の３本のローラが傷つくことを防止することができ不良が発生しなくなり、安定したセラミックヒータの製造が可能となる。

本発明の有効性を確認するために下記試験を実施して従来の構造との比較をした。

先ず比較例として、セラミック軸３にセラミックシート２を周回密着したセラミック成形体９を図５のローラ装置の２本の回転していない下ローラに供給して上ローラ１０３で前記セラミック成形体９を押圧回転して密着を行った。

その結果２本の下ローラ１０１，１０２間にセラミック成形体９を供給した際に前記２本のローラに対して平行でない状態でセラミック成形体９が載ることがあり、これをそのままローリングすると上下のローラの表面に傷がつきセラミック成形体９に転写され不良となった。

これに対して本発明実施例１として、セラミック軸３にセラミックシート２を周回密着したセラミック成形体９を２本の回転する下ローラ間に供給して該下ローラ間に平行とした後、上ローラ１０３で前記セラミック成形体９を押圧回転して前記セラミック軸３と前記セラミックシート２を密着した。これによりセラミック成形体９が下ローラ１０１、１０２に対して斜めに乗り、上ローラ１０３でセラミック成形体９を押圧した際に下ローラ１０１、１０２の表面が傷つくことが無く不良の発生を防止することができた。従来１本/１、０００本発生していたものが１本/３００、０００本になった。

次に、本発明実施例２として、前記上ローラに下限が所定の位置まで到達したことを検知するための下死点センサ１１３を取り付けた。これにより、前記セラミック成形体９が前記２本の下ローラに対して平行でない状態や２本以上のセラミック成形体がある場合に上ローラで押圧した際に下死点センサ１１３で検知できローラの表面が傷つくことが防止できた。このことにより、不良発生０本/１、０００、０００本にすることができた。

次に、本発明実施例３として前記セラミック成形体９の供給部、及び取出部にセンサを取り付け、セラミック成形体９の前記下ローラ間への供給、取出個数を制御した。これによりセラミック成形体９が過不足なく前記ローラ間に供給、取り出しされるので密着作業に要する時間を短くして製造タクトを短縮することができた。また２本以上混在した状態を検知でき、ローラが傷つくことも防止できた。

次に、セラミック成形体９を増し締めする際のローラの回転駆動を上ローラ１０３及び下ローラ１０１、１０２に取り付け増し締め試験を行った。結果回転駆動を２本以上のローラで行うと回転速度のズレ及び回転開始、停止時のズレが生じ、不良が発生した。これに対して本発明実施例として前記下ローラ１０２の１本のみが回転駆動するようにし、他の下ローラ１０１及び上ローラ１０３は連動して回転する。これにより、セラミック成形体９を通して３本のローラが同じ速度で回転することができるので、安定した密着が可能となった。

表１に示す通り、ローラの外形がセラミック成形体９の外径に対して上ローラ１０３又は下ローラ１０１，１０２が０．５倍未満の試料（Ｎｏ．１〜３）では、セラミック成形体９に対する締め付け応力が小さくなる。

また下ローラ１０１，１０２の外径がセラミック成形体９の外径に対して６．４倍を越える試料（ＮＯ．１２，１３）の場合、締め付け応力が小さくなる。

また、上ローラ１０３の外径は２倍を越えると締め付け応力が小さくなる。

これに対し、前記セラミック成形体９の直径に対して下ローラ１０１，１０２は０．５〜６．４倍、上ローラ１０３は０．５〜２倍である試料（Ｎｏ．４〜１１）は一定の密着強度が得られる。このことより前記セラミック成形体９の直径に対して下ローラ１０１，１０２は０．５〜６．４倍、上ローラ１０３は０．５〜２倍であることが好ましい。

次に、前記２本の下ローラ１０１、１０２間の間隔を変えて試験を実施した。

表２に示す通り、下ローラ１０１、１０２間の間隔ａが、前記セラミック成形体９の直径ｂに対して、ａ＝０の試料（Ｎｏ．１）では下ローラ１０１、１０２同士が接触し回転できない。

またａ＞１／２ｂの試料（ＮＯ．７、８）ではセラミック成形体９に対する締め付け応力が小さくなる。下ローラ１０１、１０２の間の間隔が０＜ａ≦１／２ｂである試料（ＮＯ．２〜６）では安定した密着強度が得られる。このことより、前記セラミック成形体９の直径ｂに対して、０＜ａ≦１／２ｂであることが好ましい。

次に、前記２本の下ローラ１０１、１０２及び上ローラ１０３の材料及び硬度を変えて試験を実施した。

表３に示す通り、ローラの材料については鋼材のまま使用した試料（Ｎｏ．１）ではセラミック成形体９の変形を吸収できず締め付け応力が小さくなる。

また弾性材料を使用しても、硬度がショア２０未満の試料（ＮＯ．２）でも同じく締め付け応力が小さい。

また硬度がショア８０を越える試料（Ｎｏ．１０）でも締め付け応力が小さくなる。前記２本の下ローラ１０１，１０２及び上ローラ１０３は表面に弾性材料を被覆し硬度がショア２０〜８０である試料（ＮＯ．３〜９）では安定した密着強度が得られる。このことより前記２本の下ローラ及び上ローラの表面に弾性材料を被覆し硬度がショア２０〜８０であることが好ましい。

次に、前記上ローラ１０３の押圧力を変えて試験を実施した。

表４に示す通り、前記上ローラ１０３の押圧力が０．０３ＭＰa未満の試料（ＮＯ．１）では、締め付け応力が小さく密着・増し締めの効果が得られない。

また、０．５ＭＰaを越える試料（ＮＯ．９）は密着強度はよいが、押圧した際に前記上下のローラ１０１、１０２、１０３の表面が傷つき不良となる。前記上ローラ１０３の押圧力が０．０３〜０．５ＭＰaの試料（ＮＯ．２〜８）では安定した密着強度が得られる。このことより前記上ローラ１０３の押圧力は０．０３〜０．５ＭＰａが好ましい。

通常のセラミックヒータの概略構成図である。通常のセラミックヒータの展開斜視図である。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。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側面図である。従来の（a）ローラ装置の斜視図、（b）ローラの分解斜視図、（C）セラミック成形体の斜視図である。

符号の説明

１：セラミックヒータ
２：セラミックシート
３：セラミック軸
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：セラミック成形体
１０：セラミック被覆層
２０：キズ
８２：搬送装置
８３ローラ群
１０１、１０２：下ローラ
１０３：上ローラ
１０４、１１０：付勢手段
１０５、１１１：伸縮ロッド
１０６、１１２：空圧シリンダ
１０７、１０８、１０９：ローラ軸
１１３：上ローラ下死点検知センサ
１１４：供給検知センサ
１１５：取り出し検知センサ

Claims

セラミック軸にセラミックシートを周回密着したセラミック成形体を２本の回転する下ローラ間に供給して該下ローラ間に平行とした後、上ローラで前記セラミック成形体を押圧回転して前記セラミックシートと前記セラミック成形体を密着することを特徴とするセラミック体の製造方法。
下死点センサで前記上ローラの下限が所定位置まで到達したことを検知した後、前記上ローラで前記セラミック成形体を押圧回転することを特徴とする請求項１記載のセラミック体の製造方法。
前記セラミック成形体の供給側、及び取出側にセンサを取り付け、セラミック成形体の前記下ローラ間への供給、取出個数を制御する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体の製造方法。
前記下ローラの１本のみが回転駆動し、他の下ローラ及び上ローラは連動して回転する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体の製造方法。
前記セラミック成形体の直径に対して前記２本の下ローラの直径が、０．５〜６．４倍で、前記上ローラの直径が、０．５〜２倍である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体の製造方法。
前記２本の下ローラ間の間隔ａが、前記セラミック成形体の直径ｂに対して、０＜ａ≦１／２ｂである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体の製造方法。
前記２本の下ローラ及び上ローラの芯部分に鋼材を使用し、表面に被覆した弾性材料の硬度がショア２０〜８０である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体の製造方法。
前記上ローラの押圧力が０．０３〜０．５ＭＰａである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体の製造方法。
請求項１〜８のいずれかに記載のセラミック体の製造方法において、前記セラミックシートの主面に発熱抵抗体を備え、この主面を内側にしてセラミック軸に巻き付けることを特徴とするセラミックヒータの製造方法。