JP2017183070A - セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータ配線に生じる絶縁破壊を防止することにより、信頼性を向上させることが可能なセラミックヒータを提供すること。
【解決手段】本発明のセラミックヒータは、支持体１７の外周に巻き付けられ、ヒータ配線４１が内蔵されたセラミックシート１９を備える。ヒータ配線４１は、支持体１７の軸線方向に沿って延びる配線部４４と、隣接する配線部４４同士を接続する接続部とを備える。ヒータ配線４１の表面４６からセラミックシート１９の外周面４７までの厚さをｔとし、ヒータ配線４１に印加される電圧をＶとし、ヒータ配線４１の端縁からセラミックシート１９の端面４８までの距離をｗとし、巻き合わせ部２０を挟んで互いに反対側に配置される一対の配線部４４間の距離をＬとしたとき、ｔ≧０．２ｍｍの関係を満たすとともに、Ｌ／Ｖ≧９／５００及びｗ／Ｖ≧３／５００の少なくとも一方の関係を満たしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば温水洗浄便座、ファンヒータ、電気温水器、２４時間風呂、はんだごて、ヘアアイロンなどに用いられるセラミックヒータに係り、特には、支持体の外周にヒータ配線が内蔵されたセラミックシートを巻き付けた構造のセラミックヒータに関するものである。

通常、温水洗浄便座には、樹脂製の容器（熱交換器）を有する熱交換ユニットが用いられている。この熱交換ユニットには、熱交換器内に収容された洗浄水を温めるために、筒状のセラミックヒータが取り付けられている。

この種のセラミックヒータとしては、円筒状のセラミック製の支持体にヒータ配線を印刷したセラミックシートを巻き付け、一体焼成することにより構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３０３８０３９号公報（図１等）

ところで、温水洗浄便座用のセラミックヒータは、常時水中にあるため、乾燥状態で通電、加熱されることは殆どない。一方、断水時や配管の故障時には、乾燥状態で通電、加熱される可能性がある。しかしながら、乾燥状態で加熱されると、セラミックシートの巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対のヒータ配線間に電位差が生じて発熱してしまい、発熱したヒータ配線付近のセラミックシート中に存在するガラス成分が溶融するおそれがある。この場合、電子が動きやすくなるため、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対のヒータ配線間に部分放電が発生し、絶縁破壊に至ってしまう。しかも、部分放電の際に発生するスパークにより、セラミックシート中に存在するセラミック成分も溶融するため、セラミックヒータが破損するという問題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒータ配線に生じる絶縁破壊を防止することにより、信頼性を向上させることが可能なセラミックヒータを提供することにある。

そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、セラミック製の支持体と、前記支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線が内蔵されたセラミックシートとを備えるセラミックヒータにおいて、前記ヒータ配線は、前記支持体の軸線方向に沿って延びる複数の配線部と、隣接する前記配線部同士を接続する接続部とを備え、前記セラミックシートにおいて前記ヒータ配線の表面から前記セラミックシートの外周面までの厚さをｔ（ｍｍ）とし、前記ヒータ配線に印加される電圧をＶ（Ｖ）とし、前記セラミックシートの巻き合わせ部において前記ヒータ配線の端縁から前記セラミックシートの端面までの距離をｗ（ｍｍ）とし、前記巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される一対の前記配線部間の距離をＬ（ｍｍ）としたとき、ｔ≧０．２ｍｍの関係を満たすとともに、Ｌ／Ｖ≧９／５００及びｗ／Ｖ≧３／５００の少なくとも一方の関係を満たすことを特徴とするセラミックヒータがある。

従って、手段１に記載の発明によると、ｔ≧０．２ｍｍの関係を満たすとともに、Ｌ／Ｖ≧９／５００及びｗ／Ｖ≧３／５００の少なくとも一方の関係を満たすことにより、絶縁破壊強度を高めることが可能となる。その結果、巻き合わせ部付近のセラミックシート中に存在するガラス成分の溶融が防止されるため、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対のヒータ配線間での絶縁破壊を防止できるとともに、セラミックヒータの破損を防止することができる。ゆえに、セラミックヒータの信頼性を向上させることができる。

また、上記セラミックヒータは、ｔ／Ｖ≧１／５００及びｗ／ｔ≧３の少なくとも一方の関係を満たすことが好ましい。さらに、巻き合わせ部に、支持体の軸線方向に沿って延びるとともに支持体の外周面を露出させるスリットが形成され、スリットの幅をＬ−２ｗの式から導き出されるものとしたとき、０．２≦Ｌ−２ｗ≦１．５の関係を満たすことが好ましい。以上のように設定すれば、絶縁破壊強度がより確実に高まるため、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対のヒータ配線間での絶縁破壊を確実に防止できるとともに、セラミックヒータの破損を確実に防止することができる。ゆえに、セラミックヒータの信頼性がよりいっそう向上する。

上記セラミックヒータは、セラミック製の支持体と、支持体の外周に巻き付けられたセラミックシートとを備える。支持体及びセラミックシートを形成するセラミックとしては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、チタニア、ムライトなどを好適例として挙げることができる。特に、支持体及びセラミックシートは、アルミナからなることが好ましい。このようにすれば、耐熱性、耐薬品性、強度に優れたセラミックヒータを低コストで製造することができる。また、セラミックシートは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等からなる発熱体（ヒータ配線）を有している。なお、ヒータ配線は、タングステン及びモリブデンの少なくとも一種を主成分として含むことが好ましい。このようにすれば、ヒータ配線をセラミックシートに対して確実に密着させることができるため、セラミックヒータの信頼性がよりいっそう向上する。

本実施形態におけるセラミックヒータの正面図。 セラミックヒータを示す平面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 セラミックシートを展開して示す説明図。 （ａ）〜（ｄ）は、セラミックヒータの製造方法を示す説明図。 他の実施形態において、セラミックヒータの製造方法を示す説明図。

以下、本発明を具体化した一実施形態のセラミックヒータ及びその製造方法を図面に基づいて説明する。

本実施形態のセラミックヒータ１１は、例えば温水洗浄便座の熱交換ユニットの熱交換器において、洗浄水を温めるために用いられるものである。

図１，図２に示されるように、このセラミックヒータ１１は、円筒状をなすセラミック製のヒータ本体１３と、ヒータ本体１３に外嵌される金属製の円環状のフランジ１５とを備えている。フランジ１５は、例えばステンレス等の金属板を曲げることによって形成された円環状の部材であり、中央部分が凹状（カップ形状）をなしている。

本実施形態では、図２に示されるように、フランジ１５の凹状部分のうち、ヒータ本体１３の外周面１４とフランジ１５の内面とで囲まれた空間がガラス溜り部３５となっている。ガラス溜り部３５には、ガラス３３が充填されており、そのガラス３３を介してヒータ本体１３とフランジ１５とが溶着固定されている。なお、図２では、ガラス３３の部分をハッチングで示している。

図１〜図３に示されるように、ヒータ本体１３は、円筒状をなすセラミック製の支持体１７と、支持体１７の外周に巻き付けられたセラミックシート１９とにより構成されている。本実施形態において、支持体１７及びセラミックシート１９は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックからなる。アルミナの熱膨張係数は、５０×１０^−７／Ｋ〜９０×１０^−７／Ｋの範囲内であり、本実施形態においては、７０×１０^−７／Ｋ（３０℃〜３８０℃）となっている。また、本実施形態では、支持体１７の外径が１２ｍｍ、内径が８ｍｍ、長さが６５ｍｍに設定され、セラミックシート１９の厚さが０．５ｍｍ、長さが６０ｍｍに設定されている。なお、セラミックシート１９は、支持体１７の外周を完全には覆っていない。このため、セラミックシート１９の巻き合わせ部２０には、支持体１７の軸線方向に沿って延びるとともに支持体１７の外周面１８を露出させるスリット２１が形成されている。

図３，図４に示されるように、セラミックシート１９には、蛇行したパターン形状のヒータ配線４１と、一対の内部端子４２とが内蔵されている。本実施形態において、ヒータ配線４１及び内部端子４２は、タングステン（Ｗ）を主成分として含んでいる。なお、各内部端子４２は、図示しないビア導体等を介して、セラミックシート１９の外周面に形成された外部端子４３（図１参照）に電気的に接続されている。

また、ヒータ配線４１は、支持体１７の軸線方向に沿って延びる複数の配線部４４と、隣接する配線部４４同士を接続する接続部４５とを備えている。セラミックシート１９を厚さ方向から見たときに両端部に位置する一対の配線部４４は、セラミックシート１９の巻き合わせ部２０（図３参照）を挟んで互いに反対側に配置されており、第１端（図４では上端）が内部端子４２に接続されるとともに、第２端（図４では下端）が接続部４５を介して隣接する配線部４４の第２端に接続されている。また、セラミックシート１９を厚さ方向から見たときに上記した一対の配線部４４間に位置する配線部４４は、第１端が接続部４５を介して隣接する配線部４４の第１端に接続されるとともに、第２端が接続部４５を介して隣接する配線部４４の第２端に接続されている。

図３，図４に示されるように、本実施形態の配線部４４は、線幅Ｗ１が０．６０ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。同様に、本実施形態の接続部４５も、線幅Ｗ２が０．６０ｍｍ、厚さが１５μｍに設定されている。即ち、配線部４４の線幅Ｗ１は、接続部４５の線幅Ｗ２と同一になっている。また、配線部４４の厚さも接続部４５の厚さと同一であるため、配線部４４の断面積は、接続部４５の断面積と同一になっている。

なお、図３に示されるように、セラミックシート１９において、配線部４４（ヒータ配線４１）の表面４６からセラミックシート１９の外周面４７までの厚さｔは、０．２ｍｍとなっている。また、巻き合わせ部２０において、配線部４４（ヒータ配線４１）の端縁からセラミックシート１９の端面４８までの距離ｗは、０．７ｍｍである。ここで、「距離ｗ」とは、円筒状をなす支持体１７の周方向に沿った長さをいう。さらに、巻き合わせ部２０を挟んで互いに反対側に配置される一対の配線部４４間の距離Ｌは、２．４ｍｍである。ここで、「距離Ｌ」とは、一対の配線部４４の端縁同士をつなぐ直線の長さをいう。なお、巻き合わせ部２０に形成されたスリット２１の幅は、Ｌ−２ｗの式から導き出されるものであり、本実施形態では１ｍｍとなっている。

次に、本実施形態のセラミックヒータ１１を製造する方法を説明する。

まず、アルミナを主成分とする粘土状のスラリーを従来周知の押出機（図示略）に投入し、筒状部材を成形する。そして、成形した筒状部材を乾燥させた後、所定の温度（例えば約１０００℃）に加熱する仮焼成を行うことにより、支持体１７（図５（ａ）参照）を得る。

また、アルミナ粉末を主成分とするセラミック材料を用いて、セラミックシート１９となる第１，第２のセラミックグリーンシート５１，５２を形成する。なお、セラミックグリーンシートの形成方法としては、ドクターブレード法などの周知の成形法を用いることができる。そして、従来周知のペースト印刷装置（図示略）を用いて、第１のセラミックグリーンシート５１の表面上に導電性ペースト（本実施形態では、タングステンペースト）を印刷する。その結果、第１のセラミックグリーンシート５１の表面上に、ヒータ配線４１及び内部端子４２となる未焼成電極５３が形成される（図５（ｂ）参照）。なお、未焼成電極５３の位置は、例えば、ヒータ配線４１の位置に対して焼成時の収縮分を加えた大きさとなるように調整される。

そして、導電性ペーストの乾燥後、第１のセラミックグリーンシート５１の印刷面（未焼成電極５３の形成面）上に、第２のセラミックグリーンシート５２を積層し、シート積層方向に押圧力を付与する。その結果、各セラミックグリーンシート５１，５２が一体化され、グリーンシート積層体５４が形成される（図５（ｃ）参照）。なお、第２のセラミックグリーンシート５２の厚さは、例えば、ヒータ配線４１の外側配線部４６からセラミックシート１９の外周面４７までの厚さｔに対して焼成時の収縮分を加えた大きさとなるように調整される。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第２のセラミックグリーンシート５２の表面上に導電性ペーストを印刷する。その結果、第２のセラミックグリーンシート５２の表面上に、外部端子４３となる未焼成電極５５が形成される。

次に、グリーンシート積層体５４の片側面にセラミックペースト（アルミナペースト）を塗布し、グリーンシート積層体５４を支持体１７の外周面１８に巻き付けて接着する（図５（ｄ）参照）。このとき、グリーンシート積層体５４の端部同士が重ならないようにグリーンシート積層体５４のサイズを調節する。次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、グリーンシート積層体５４（セラミックグリーンシート５１，５２及び未焼成電極５３，５５）のアルミナ及びタングステンが焼結しうる所定の温度（例えば、１４００℃〜１６００℃程度）に加熱する同時焼成を行う。その結果、セラミックグリーンシート５１，５２中のアルミナ、及び、導電性ペースト中のタングステンが同時焼結し、グリーンシート積層体５４がセラミックシート１９となり、未焼成電極５３がヒータ配線４１及び内部端子４２となり、未焼成電極５５が外部端子４３となる。その後、外部端子４３にニッケルめっきを施し、ヒータ本体１３とする。

次に、ステンレスからなる板材を、金型を用いてプレス成形して、カップ状のフランジ１５を形成する。そして、フランジ１５を、ヒータ本体１３の所定の取付位置に外嵌する。その後、ガラス３３を介してヒータ本体１３とフランジ１５とを溶着固定し、セラミックヒータ１１を完成させる。

〈実験例〉
以下、本実施形態のセラミックヒータ１１の性能を評価するために行った実験例について説明する。

まず、測定用サンプルを次のように準備した。ヒータ配線（配線部）の表面からセラミックシートの外周面までの厚さｔ（図３参照）が０．１８ｍｍ、ヒータ配線（配線部）の端縁からセラミックシートの端面までの距離ｗ（図３参照）が０．６ｍｍ、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される一対の配線部間の距離Ｌ（図３参照）が１．４ｍｍ、巻き合わせ部に形成されたスリットの幅Ｌ−２ｗが０．２ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＡとした。また、厚さｔが０．１８ｍｍ、距離ｗが１ｍｍ、距離Ｌが３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＢとした。厚さｔが０．２ｍｍ、距離ｗが０．５ｍｍ、距離Ｌが３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが２ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＣとした。厚さｔが０．２ｍｍ、距離ｗが０．７ｍｍ、距離Ｌが１．６ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが０．２ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＤとした。厚さｔが０．２ｍｍ、距離ｗが０．７ｍｍ、距離Ｌが２．４ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１ｍｍとなるセラミックヒータ、即ち、本実施形態のセラミックヒータ１１と同じセラミックヒータを準備し、これをサンプルＥとした。厚さｔが０．２ｍｍ、距離ｗが１ｍｍ、距離Ｌが３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＦとした。厚さｔが０．３ｍｍ、距離ｗが１ｍｍ、距離Ｌが２．４ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが０．４ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＧとした。厚さｔが０．３ｍｍ、距離ｗが１ｍｍ、距離Ｌが３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＨとした。厚さｔが０．４ｍｍ、距離ｗが１．３ｍｍ、距離Ｌが３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが０．４ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＩとした。厚さｔが０．４ｍｍ、距離ｗが１．３ｍｍ、距離Ｌが３．８ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１．２ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＪとした。厚さｔが０．４ｍｍ、距離ｗが１．５ｍｍ、距離Ｌが４．５ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１．５ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＫとした。厚さｔが０．５ｍｍ、距離ｗが１．３ｍｍ、距離Ｌが３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが０．４ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＬとした。厚さｔが０．５ｍｍ、距離ｗが１．５ｍｍ、距離Ｌが３．８ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが０．８ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＭとした。厚さｔが０．５ｍｍ、距離ｗが１．３ｍｍ、距離Ｌが３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが０．４ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＮとした。厚さｔが０．５ｍｍ、距離ｗが１．５ｍｍ、距離Ｌが４．３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１．３ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＯとした。厚さｔが０．５ｍｍ、距離ｗが１．５ｍｍ、距離Ｌが４．３ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１．３ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＰとした。厚さｔが０．５ｍｍ、距離ｗが１．５ｍｍ、距離Ｌが４．５ｍｍ、幅Ｌ−２ｗが１．５ｍｍとなるセラミックヒータを準備し、これをサンプルＱとした。なお、サンプルＡ〜Ｑは、それぞれ１０個ずつ準備した。

次に、各測定用サンプル（サンプルＡ〜Ｑ）のセラミックシートが備える一対の内部端子（ヒータ配線）に対してニクロム線をはんだ付けし、各測定用サンプルを乾燥状態にして基台に設置した。そして、一対の内部端子間に電圧Ｖ（交流１００Ｖ、１４０Ｖ、２００Ｖ、２４０Ｖのいずれか）を６分間印加し、セラミックシートの表面温度をサーモカメラで計測した。具体的に言うと、サンプルＡ〜Ｅに対しては交流１００Ｖの電圧を印加し、サンプルＦ〜Ｈ，Ｌ，Ｍに対しては交流１４０Ｖの電圧を印加し、サンプルＩ，Ｊ，Ｐに対しては交流２００Ｖの電圧を印加し、サンプルＫ，Ｎ，Ｏ，Ｑに対しては交流２４０Ｖの電圧を印加した。また、サンプルＡ〜Ｑのそれぞれにおいて、ｔ／Ｖ，ｗ／ｔ，Ｌ／Ｖ，ｗ／Ｖの値を算出した。さらに、巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に位置する一対の配線部間において、絶縁破壊が生じたか否かを観察し、絶縁破壊が生じた場合には、その発生時間を計測、記録した。そして、各サンプルＡ〜Ｑにおいて、絶縁破壊の発生率が６０％以上となるもの（即ち、１０個中６個以上のサンプルに絶縁破壊が生じるもの）を「×」と判定し、絶縁破壊の発生率が３０％以上５０％以下となるもの（即ち、１０個中、３個〜５個のサンプルに絶縁破壊が生じるもの）を「△」と判定し、絶縁破壊の発生率が１０％以上２０％以下となるもの（即ち、１０個中、１個または２個のサンプルに絶縁破壊が生じるもの）を「○」と判定し、絶縁破壊の発生率が０％となるもの（即ち、１０個全てのサンプルに絶縁破壊が生じないもの）を「◎」と判定した。以上の結果を表１に示す。

その結果、厚さｔが０．２ｍｍ未満となるサンプルＡ，Ｂでは、絶縁破壊の発生率が６０％以上となるため、判定が「×」となることが確認された。また、厚さｔが０．２ｍｍ以上となるものの、Ｌ／Ｖが９／５００未満であってｗ／Ｖが３／５００未満となるサンプルＮでは、絶縁破壊の発生率が６０％以上となることが確認された。一方、厚さｔが０．２ｍｍ以上となるとともに、Ｌ／Ｖが９／５００以上またはｗ／Ｖが３／５００以上となるサンプルＣ〜Ｍ，Ｏ〜Ｑでは、絶縁破壊の発生率が５０％以下となることが確認された。さらに、サンプルＣ〜Ｍ，Ｏ〜Ｑのうち、ｔ／Ｖが１／５００以上となるとともに、ｗ／ｔが３以上となるサンプルＤ，Ｅ，Ｇ〜Ｊ，Ｍ，Ｏ〜Ｑでは、絶縁破壊の発生率が２０％以下となることが確認された。特に、サンプルＤ，Ｅ，Ｇ〜Ｊ，Ｍ，Ｏ〜Ｑのうち、Ｌ／Ｖが９／５００以上となり、かつｗ／Ｖが３／５００以上となるサンプルＥ，Ｈ，Ｊ，Ｍ，Ｐ，Ｑでは、絶縁破壊が生じないことが確認された。

以上のことから、ｔ≧０．２ｍｍ、Ｌ／Ｖ≧９／５００、ｗ／Ｖ≧３／５００、ｔ／Ｖ≧１／５００及びｗ／ｔ≧３の関係を全て満たすように設定すれば、絶縁破壊の発生が防止されることが証明された。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態のセラミックヒータ１１では、厚さｔが０．２ｍｍ、距離ｗが０．７ｍｍ、距離Ｌが２．４ｍｍ、電圧Ｖが交流１００Ｖであるため、ｔ≧０．２ｍｍの関係を満たすとともに、Ｌ／Ｖ≧９／５００及びｗ／Ｖ≧３／５００の関係を満たすようになり、絶縁破壊強度を高めることが可能となる。その結果、巻き合わせ部２０付近のセラミックシート１９中に存在するガラス成分の溶融が防止されるため、巻き合わせ部２０を挟んで互いに反対側に位置する一対の配線部４４間での絶縁破壊を防止できるとともに、セラミックヒータ１１の破損を防止することができる。ゆえに、セラミックヒータ１１の信頼性を向上させることができる。

（２）本実施形態では、セラミックシート１９に形成された一対の内部端子４２が、セラミックシート１９の巻き合わせ部２０を挟んで互いに反対側に位置する一対の配線部４４よりも内側に配置されている（図４参照）。このため、セラミックシート１９を支持体１７の外周に巻き付けると、両内部端子４２は、支持体１７の径方向において互いに反対側に位置するようになる。その結果、両内部端子４２間の距離が大きくなるため、両内部端子４２間での放電の発生を防止することができる。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、グリーンシート積層体５４の片側面にセラミックペーストを塗布し、グリーンシート積層体５４を支持体１７の外周面１８に巻き付けて接着していたが、図６に示されるように、セラミックペースト６１の一部で、セラミックシートとなるグリーンシート積層体６２の端面と支持体６３の外周面６４とを覆うようにしてもよい。なお、この場合においても、距離ｗは、ヒータ配線（未焼成電極６５）の端縁からセラミックシート（グリーンシート積層体６２）の端面までの長さとなる。

・上記実施形態では、セラミックヒータ１１の支持体１７が筒状をなしていたが、支持体は棒状をなしていてもよい。即ち、セラミックヒータは、温水洗浄便座とは別のもの（例えば、ファンヒータなど）に用いられるものであってもよい。

・上記実施形態のセラミックヒータ１１は、一対の内部端子４２間に交流電圧が印加されるものであったが、一対の内部端子４２間に直流電圧が印加されるものであってもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）セラミック製の支持体と、前記支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線が内蔵されたセラミックシートとを備えるセラミックヒータにおいて、前記ヒータ配線は、前記支持体の軸線方向に沿って延びる複数の配線部と、隣接する前記配線部同士を接続する接続部とを備え、前記セラミックシートにおいて前記ヒータ配線の表面から前記セラミックシートの外周面までの厚さをｔ（ｍｍ）とし、前記ヒータ配線に印加される電圧をＶ（Ｖ）とし、前記セラミックシートの巻き合わせ部において前記ヒータ配線の端縁から前記セラミックシートの端面までの距離をｗ（ｍｍ）とし、前記巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される一対の前記配線部間の距離をＬ（ｍｍ）としたとき、ｔ≧０．２ｍｍの関係を満たすとともに、Ｌ／Ｖ≧９／５００及びｗ／Ｖ≧３／５００の少なくとも一方の関係を満たし、かつ、ｔ／Ｖ≧１／５００及びｗ／ｔ≧３の関係を満たすことを特徴とするセラミックヒータ。

（２）上記手段１において、前記配線部の線幅が、前記接続部の線幅と同一であることを特徴とするセラミックヒータ。

１１…セラミックヒータ
１７，６３…支持体
１８，６４…支持体の外周面
１９…セラミックシート
２０…巻き合わせ部
２１…スリット
４１…ヒータ配線
４４…配線部
４５…接続部
４６…ヒータ配線の表面
４７…セラミックシートの外周面
４８…セラミックシートの端面
Ｌ…巻き合わせ部を挟んで反対側に配置される一対の配線部間の距離
ｔ…ヒータ配線の表面からセラミックシートの外周面までの厚さ
Ｖ…電圧
ｗ…ヒータ配線の端縁からセラミックシートの端面までの距離

Claims (5)

1. セラミック製の支持体と、前記支持体の外周に巻き付けられ、ヒータ配線が内蔵されたセラミックシートとを備えるセラミックヒータにおいて、
   前記ヒータ配線は、前記支持体の軸線方向に沿って延びる複数の配線部と、隣接する前記配線部同士を接続する接続部とを備え、
   前記セラミックシートにおいて前記ヒータ配線の表面から前記セラミックシートの外周面までの厚さをｔ（ｍｍ）とし、前記ヒータ配線に印加される電圧をＶ（Ｖ）とし、前記セラミックシートの巻き合わせ部において前記ヒータ配線の端縁から前記セラミックシートの端面までの距離をｗ（ｍｍ）とし、前記巻き合わせ部を挟んで互いに反対側に配置される一対の前記配線部間の距離をＬ（ｍｍ）としたとき、ｔ≧０．２ｍｍの関係を満たすとともに、Ｌ／Ｖ≧９／５００及びｗ／Ｖ≧３／５００の少なくとも一方の関係を満たす
   ことを特徴とするセラミックヒータ。
2. ｔ／Ｖ≧１／５００及びｗ／ｔ≧３の少なくとも一方の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載のセラミックヒータ。
3. 前記巻き合わせ部に、前記支持体の軸線方向に沿って延びるとともに前記支持体の外周面を露出させるスリットが形成され、
   前記スリットの幅をＬ−２ｗの式から導き出されるものとしたとき、０．２≦Ｌ−２ｗ≦１．５の関係を満たす
   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。
4. 前記支持体及び前記セラミックシートは、アルミナからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミックヒータ。
5. 前記ヒータ配線は、タングステン及びモリブデンの少なくとも一種を主成分として含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセラミックヒータ。

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