JP4989719B2 - セラミックヒータとその金型 - Google Patents

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Description

本発明は、セラミックヒータおよびそのセラミックヒータを作製する際に用いることができる金型に関する。
従来から、セラミックヒータは、例えば石油ファンヒーターの着火用ヒータやディーゼルエンジンの始動促進用に使用されるグロープラグのヒータとして用いられている。
このセラミックヒータは、例えば、棒状の絶縁性基体にＵ字型の発熱体がその端部に接続された電極リード部材とともに埋め込まれて構成される（例えば、特許文献１段落００２７）。また、特許文献１には、発熱部成形体を、所定の位置に電極リード部材が固定された金型を用いて射出成形により成形すること、射出成形により成形された成形体のバリをレーザを用いて除去することが開示されている（例えば、特許文献１段落００２８〜００３３）。さらに、特許文献１には、発熱部成形体とは別に準備した分割絶縁部材の凹部に発熱成形体を収容して一体化した後焼成することが開示されている（例えば、特許文献１段落００３５〜００３７）。
特開２００３−２８５３１４号公報
しかしながら、特許文献１に開示されたセラミックヒータや製造方法では、バリの除去作業は作業性が悪く、また、発熱部成形体とは別に分割絶縁部材を準備して発熱成形体を収容して一体化しているので、工程数が多くなり、安価に製造することができないという問題があった。
そこで、本発明は、安価に製造することができるセラミックヒータを提供することを目的とする。
以上の目的を達成するために、本発明に係るセラミックヒータは、対向する第１の通電部と第２の通電部を含み、前記第１の通電部が該第１の通電部と前記第２の通電部の間に前記第１の通電部から延びる第１のバリを有し、前記第２の通電部が該第２の通電部と前記第１の通電部の間に前記第２の通電部から延びる第２のバリを有する抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体が埋設されたセラミック基体と、を備え、
前記第１及び第２の通電部の通電方向に垂直な断面内において、前記第１と第２のバリの少なくとも一方のバリの先端は、前記第１のバリの根元部分の幅方向の中心と前記第２のバリの根元部分の幅方向の中心とを結ぶ直線から離れている。
以上のように構成された本発明に係るセラミックヒータによれば、発熱抵抗体にバリが発生した場合であっても、バリ間の間隔を比較的広くできるので、バリの除去作業を行う必要がなく、安価に製造できる。
本発明に係る実施形態のセラミックヒータの構成を示す断面図である。 図１Ａのセラミックヒータの外形を表した斜視図である。 実施形態において、抵抗発熱体部を成形するときに用いる第１下金型の斜視図である。 実施形態において、抵抗発熱体部を成形するときに用いる第１下金型と第１上金型の断面図である。 実施形態の製造方法において、抵抗発熱体部を成形したときの金型の断面図である。 実施形態の製造方法において、抵抗発熱体部を成形した後、第１上金型を取り除いたときの断面図である。 実施形態の製造方法において、抵抗発熱体部を成形した後、第１上金型を取り除いて第２上金型をセットしたときの断面図である。 実施形態の製造方法において、第１上金型を取り除いて第２上金型をセットして、セラミック基体部の上半分を成形したときの断面図である。 実施形態の製造方法において、セラミック基体部の上半分を成形した後、第１下金型を取り除いたときの断面図である。 実施形態の製造方法において、第１下金型を取り除いて第２下金型をセットして、セラミック基体部の下半分を成形したときの断面図である。 本発明に係る変形例１のセラミックヒータにおいて、抵抗発熱体部を形成する際に用いる金型構造を示す断面図である。 （ａ）は、本発明に係る実施形態のセラミックヒータ成形体の断面図であり、（ｂ）〜（ｈ）はそれぞれ、本発明に係る変形例２〜７のセラミックヒータ成形体の断面図である。 （ａ）は、実施形態のセラミックヒータ成形体においてバリが長くなったときの断面図であり、（ｂ）は、変形例６のセラミックヒータ成形体においてバリが長くなったときの断面図である。 （ａ）は、本発明に係る変形例８のセラミックヒータ成形体の断面図であり、（ｂ）は、本発明に係る変形例９のセラミックヒータ成形体の断面図である。
符号の説明
１ 発熱抵抗体、１ｂ バリ、１ｇ 発熱抵抗体部、２ セラミック基体、２ｇ セラミック基体成形体、１０ 発熱部、１１，１２ リード部、１０ａ 第１導体部、１０ｂ 第２導体部、１０ｃ 第３導体部、５０ 第１金型、５１ 第１上金型、５２ 第１下金型、５２Ｒ 凹部、５１Ｐ 凸部、５３ 第２上金型、５４ 第２下金型。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態のセラミックヒータについて説明する。
本発明に係る実施形態のセラミックヒータ１００は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、絶縁性のセラミック基体２に抵抗発熱体１が埋設されてなる。
本実施形態のセラミックヒータ１００において、発熱抵抗体１は、発熱部１０と該発熱部の端部に接続された１対のリード部１１，１２とからなる導体である。リード部１１，１２を介して発熱部１０に電流を流すことにより発熱部１０が発熱する。また、発熱部１０は、Ｕ字形状を有しており、円弧状の第１導体部１０ａと第１導体部１０ａの両端から略同一方向に延びる第２導体部１０ｂ及び第３導体部１０ｃからなる。第２導体部１０ｂ及び第３導体部１０ｃの端部はそれぞれリード部１１，１２に繋がっている。
本実施形態において、リード部１１，１２は、発熱部１０と同様の材料により第２導体部１０ｂ及び第３導体部１０ｃと一体化されて略同一方向に形成される。リード部１１，１２は、発熱部１０に比較して大きい径に形成され、発熱部により単位長さあたりの抵抗が低くなっている。ここで、本実施形態では、リード部１１は第２導体部１０ｂと同一方向に形成され、リード部１２は他端部を除く主要部が第３導体部１０ｃと同一方向に形成されている。その結果、リード部１１とリード部１２は略平行に並置されている。尚、図１Ａから明らかなように、第２導体部１０ｂとそれと同一方向に延びているリード部１１及び、第３導体部１０ｃとそれと同一方向に延びているリード部１２の主要部は、セラミック基体の長手方向と略平行に形成されている。また、第２導体部１０ｂと繋がった部分と反対側のリード部１１の端面は、セラミック基体の端面に露出されて、電極取り出し部１１ａが構成される。リード部１２の他端部の端面は、セラミック基体の側面に露出されて、電極取り出し部１２ａが構成される。
以上のように構成された実施形態のセラミックヒータ１００では、第２導体部１０ｂとリード部１１とからなる部分（第１の通電部）と第３導体部１０ｃとリード部１２とからなる部分（第２の通電部）とが、比較的狭い間隔で並置された対向部となっているので、この対向部間における耐電圧特性を向上させている。
本実施形態のセラミックヒータ１００では、セラミック基体２内において並置された２つの対向部のうちの一方に形成された他方に向かうバリの先端部と、他方に形成された一方に向かうバリの先端部とを、一定以上の長さのバリが形成されるような場合には、先端部を屈曲させて、一定距離以上バリ同士が接近しないようにしている。その結果、本実施形態のセラミックヒータ１００では、図６(a)に示すように、バリの先端部を屈曲させることにより、２つの対向部のうちの一方に形成された一方のバリの先端及び他方に形成された他方のバリの先端が、前記対向部の長手方向に垂直な断面において、各バリの起点を含む直線から離れて位置するようにしている。なお、バリが短い場合には、図５(a)のようにバリには屈曲した部分は形成されない。本実施形態において起点とは、上記断面におけるバリの根元部分の幅方向の中心をいい、より具体的には、上記断面におけるバリの根元部分の両側に位置する発熱抵抗体の周縁を外挿してつなげたときに、その外挿線とバリの根元部分との２つの交点を結ぶ直線の中心をいう。外挿してつなげるとは、例えば上記周縁が円弧状の場合にはその曲率と同じ曲率の曲線を延長することをいい、上記周縁が直線の場合にはその直線を延長することをいう。
以上のように構成された実施形態のセラミックヒータ１００では、製造過程において発熱抵抗体に、成形によるバリが形成された場合でも、高い信頼性が確保でき、また、後述するように、発熱抵抗体部の成形に引き続いて連続してセラミック基体部を成形することが可能になり、安価に製造することが可能になる。なお、本実施形態において対向部とは、発熱抵抗体を構成する導体の一部であって、セラミック基体を構成するセラミックスのみを介して対向する第１の通電部と第２の通電部をいう。
以下、抵抗発熱体１及びセラミック基体２を構成する好ましい材料について説明する。
＜抵抗発熱体１＞
抵抗発熱体１の材料としては、炭化タングステン（ＷＣ）、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）および二珪化タングステン（ＷＳｉ２）等の周知の導電性セラミックスを用いることができる。炭化タングステンを用いる場合を例に挙げて説明する。ＷＣ粉末を準備し、このＷＣ粉末に、セラミック基体との熱膨張係数を減少させるためにセラミック基体の主成分となる窒化珪素質セラミックスなどの絶縁性セラミックスを配合することが望ましい。絶縁性セラミックスと導電性セラミックスとの含有比率を変化させることにより、発熱体の電気抵抗を所望の値に調整することができる。発熱抵抗体は、ＷＣ粉末にセラミック基体の主成分となる絶縁性セラミックスである窒化珪素質セラミックスを配合したセラミック原料粉末を、周知のプレス成形法等によりプレス成形できるが、好ましくは、形状が金型に沿って自由に決められる後述する射出成形により成形することが望ましい。
＜セラミック基体２＞
セラミック基体を構成する材料は、高温での絶縁特性が優れている点からアルミナ質セラミックス又は窒化珪素質セラミックスが好ましいが、特に急速昇温時の耐久特性が高い点で窒化珪素質セラミックスがより好ましい。窒化珪素質セラミックスの組織は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成分とする主相粒子が、焼結助剤成分等に由来した粒界相により結合された形態のものである。主相は珪素（Ｓｉ）あるいは窒素（Ｎ）の一部がアルミニウム（Ａｌ）あるいは酸素（Ｏ）で置換され、さらには、相中にＬｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙ等の金属原子が固溶したものであっても良い。本実施形態におけるセラミック基体は、窒化珪素粉末にイッテリビウム（Ｙｂ）やイットリウム（Ｙ）、エルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素の酸化物からなる焼結助剤を添加した上記セラミック原料粉末を、周知のプレス成形法等によりプレス成形できるが、好ましくは、形状が金型に沿って自由に決められる後述する射出成形によりセラミック基体を成形するのがよい。
本実施形態では、後述するように、セラミック基体２を構成するセラミック材料は、抵抗発熱体１と一体で成形されて焼成され、焼成後これらは一体となっている。このセラミック基体２は、抵抗発熱体１の対向部間を絶縁するために、−２０〜１５００℃において十分な絶縁性を有していることが好ましく、抵抗発熱体に対して、１０８倍以上の絶縁性を有することが好ましい。
以下、本発明に係る実施形態のセラミックヒータ１００の製造方法について説明する。
まず、本製造方法では、抵抗発熱体１を成形するための第１金型５０を準備する。この第１金型５０は、第１上金型５１と第１下金型５２からなり、第１上金型５１と第１下金型５２を合わせたときに、発熱抵抗体１の形状に対応した空洞が形成されるようになっている。図２Ａの斜視図には、第１下金型５２が成形された発熱抵抗体部１ｇとともに描かれており、図２Ｂの断面図には第１上金型５１と第１下金型５２を対向させた状態で示している。
この第１金型５０では、第１下金型５２において、発熱抵抗体部１ｇの対向部が成形される空洞の間に、当該空洞と平行な凹部５２Ｒが形成され（図２Ａ及び図２Ｂ）、第１上金型５１において、凹部５２Ｒに合わさる凸部５１Ｐが形成されている。すなわち、第１上金型５１と第１下金型５２の合わせ面における対向部の間の位置に段差が形成されている。この第１下金型５２に形成された凹部５２Ｒと第１上金型５１に形成された凸部５１Ｐによって、発熱抵抗体部１ｇを成形したときに対向部にバリが発生したとしても、その先端は凸部５１Ｐを超えて形成されることはなく、凹部５２Ｒの壁面に沿って曲げられる（図６（ａ））。
次に、以上のように作製された第１上金型５１と第１下金型５２を合わせて、射出成形により抵抗発熱体部１ｇを成形する。具体的には、抵抗発熱体の材料粉末に熱可塑樹脂、可塑剤、分散剤及び溶剤を加えた成形材を加熱して可塑性を持たせ、第１上金型５１と第１下金型５２とによって形成された空洞内に射出して成形する。
この成形のとき、成形材が高い圧力で空洞に注入されるので、空洞から第１上金型５１と第１下金型５２の境界に成形材がはみ出してバリが形成されることがある。しかしながら、本実施形態では、上述したように、第１下金型５２において、抵抗発熱体部１ｇの対向部が成形される空洞の間に凹部５２Ｒが形成され、第１上金型５１に凹部５２Ｒに合わさる凸部５１Ｐが形成されているので、バリが形成されたとしても凹部５２Ｒの幅より近づくことがなく、バリ間に一定の間隔が確保される。
成形後、成形された抵抗発熱体部１ｇが第１下金型５２から離れないように第１上金型５１を離して（図３Ｂ）、第２上金型５３を第１下金型５２の上にセットする（図３Ｃ）。この第２上金型５３は、セラミック基体の上半分の形状に対応した形状の空洞を有しており、その空洞内の所定の位置に成形された抵抗発熱体部１ｇが配置されるように第１下金型５２上に位置決めして合わされる（図３Ｃ）。
そして、その状態で、第２上金型５３によって形成された空洞内に、セラミック基体となるセラミック材料粉末に熱可塑樹脂、可塑剤、分散剤及び溶剤を加えてなるセラミック成形材を加熱して可塑性を持たせて射出して成形する（図３Ｄ）。このようにして、抵抗発熱体部１ｇを覆うように、セラミック基体の上半分２ｇ１の部分が成形される。
次に、成形された抵抗発熱体部１ｇとセラミック基体の上半分の部分２ｇ１が第２上金型５３から離れないように第１下金型５２を離して（図３Ｅ）、第２下金型５４を第２上金型５３にセットする。この第２下金型５４には、セラミック基体の下半分の形状に対応した形状の空洞を有しており、その空洞内の所定の位置に成形された抵抗発熱体部１ｇが配置されるように第２上金型５３に位置決めして合わされる（図３Ｆ）。
そして、この状態で、第２下金型５４によって形成された空洞内に、セラミック成形材を加熱して可塑性を持たせて射出して成形する（図３Ｆ）。このようにして、セラミック基体の下半分の部分２ｇ２が成形され、抵抗発熱体部１ｇが内部に埋設されたセラミック基体成形体２ｇが作製される。
そして、最後に、所定の温度プロファイルにしたがって抵抗発熱体部１ｇが内部に埋設されたセラミック基体成形体２ｇを焼成して、図１Ａ，図１Ｂに示したような実施形態のセラミックヒータが完成する。例えば、焼成方法として、脱脂工程を経て、還元雰囲気下、１６５０℃〜１７８０℃程度の温度、３０〜５０ＭＰａ程度の圧力で焼成するホットプレスによる方法が挙げられる。
尚、本製造方法における射出成形では、バインダとして、有機結合剤で例えばワックス系の有機材料を用いることができる。
以上のような製造方法により作製された実施形態のセラミックヒータは、抵抗発熱体部１ｇを成形する際に対向部に形成されるバリの間隔が、凹部５２Ｒの間隔より狭くなることがないので、短絡するようなバリが発生するのを抑制でき、高い耐圧特性が確保される。
したがって、本実施形態のセラミックヒータは、作業性が悪いバリの除去作業を経ることなく作製できる、又はバリの除去作業が簡略化できるので、安価に製造することができる。
また、本実施形態のセラミックヒータの製造方法では、まず、第１上金型５１と第１下金型５２を合わせて抵抗発熱体部１ｇを成形し、次に、第１上金型５１を第２上金型５３に取り替えてセラミック基体部の上半分２ｇ１を成形し、さらに、第１下金型５２を第２下金型５４に取り替えてセラミック基体部の下半分２ｇ２を成形して、セラミック基体成形体２ｇを作製している。このように、本実施形態のセラミックヒータの製造方法では、バリを除去する作業が必要ないので、合わせる２つの金型の一方を順次取り替えて成形するという連続した一連の成形により、効率よく抵抗発熱体部１ｇが内部に埋設されたセラミック基体成形体２ｇを作製することができる。これにより、高い耐圧特性を有するセラミックヒータをより安価に製造することが可能になる。
以上の実施形態のセラミックヒータ１００では、セラミック基体２内に並置された２つの対向部の一方に形成されたバリの先端部と、他方に形成されたバリの先端部とを、屈曲させて、一定距離以上バリ同士が接近しないようにした。
しかしながら、本発明は、実施形態で説明した具体例に限定されるものではなく、以下に説明するように、種々の変形が可能である。
以下、本発明に係る種々の変形例について説明する。
＜変形例１＞
本発明に係る変形例１のセラミックヒータでは、一方のバリ及び他方のバリがそれぞれ、バリの起点から先端に向かって、各バリの起点を含む直線から徐々に離れていくようにしている（図５(b)）。すなわち、このセラミックヒータは、一方のバリの先端及び他方のバリの先端はいずれも、図５(b)の断面において前記直線によって分割された２つの領域の一方の領域にあって前記直線から離れた位置にある。
本発明に係る変形例１のセラミックヒータは、第１上金型５１と第１下金型５２に代えて、図４に示す、第１上金型５５と第１下金型５６を用いて発熱抵抗体部１ｇを成形して作製した以外は、実施形態のセラミックヒータと同様に構成される。
具体的には、変形例１において、第１下金型５６は、実施形態の凹部５２Ｒと異なる形状の凹部５６Ｒを有し、それに対応する形状の凸部５５Ｐを第１上金型５５に有している。すなわち、第１下金型５２の凹部５２Ｒは上面に直交する側面を有していたのに対して、第１下金型５６に形成された凹部５６Ｒは、傾斜した側面を有しており、その側面の上端が抵抗発熱体部１ｇを形成するための空洞まで延びている。
このような第１上金型５５と第１下金型５６を用いて発熱抵抗体１を成形した場合には、成形後の発熱抵抗体部１ｇにおいて、対向部のうちの他方に向かって一方に形成されたバリの先端部と一方に向かって他方に形成されたバリの先端部とは異なる方向を向いて形成される。このようにして、本変形例のセラミックヒータでは、２つの対向部のうちの一方に形成された一方のバリの先端及び他方に形成された他方のバリの先端が、前記対向部の長手方向に垂直な断面において、各バリの起点を含む直線から離れて位置するようにしている。
以上のような第１上金型５５と第１下金型５６を用いて作製された変形例１のセラミックヒータでは、２つのバリの起点を含む直線に沿ってバリが形成される従来のヒータと比較して、一方のバリの先端と他方のバリの先端との距離を大きくすることができるので、対向部間における耐電圧特性を向上させることができる。また、一方のバリ及び他方のバリは、凹部５６Ｒの角部（傾斜面と底面との交線）で止まりやすくなるので、バリの先端同士の間隔が凹部５６Ｒの底面の間隔より狭くなるのを抑制できる。
また、変形例１のセラミックヒータは、実施形態と同様、合わせる２つの金型の一方を順次取り替えて成形するという連続した一連の成形により、効率よく抵抗発熱体部１ｇが内部に埋設されたセラミック基体成形体２ｇを作製することができ、高い耐圧特性を有するセラミックヒータをより安価に製造することが可能になる。
＜変形例２＞
本発明に係る変形例２のセラミックヒータは、発熱抵抗体１を成形する際の金型構造が異なる以外は、実施形態のセラミックヒータと同様に構成される。本発明に係る変形例２のセラミックヒータは、図５（ｃ）に示すセラミック基体成形体２ｇを焼成することにより得られる。
すなわち、本発明に係る変形例２では、図５（ｃ）のセラミック基体成形体２ｇの断面図から理解されるように、第１下金型が２つの第１の傾斜面と第２の傾斜面によって構成された凹部を有し、それに対応する形状の凸部を第１上金型に有している。
具体的には、第１下金型において、第１の傾斜面は、その上端が空洞に繋がるように形成されていて、対向部の一方における成型時のバリは、第１の傾斜面に沿って下方に向かって形成される。また、第２の傾斜面は、第１の傾斜面の下端から上方に向かって形成されており、空洞から離れた位置で第１下金型の上面に繋がっている。
以上のように構成された第１上金型と第１下金型を用いて発熱抵抗体１を成形した場合には、成形後の発熱抵抗体部１ｇにおいて、対向部のうちの他方に向かって一方に形成されたバリは、第１の傾斜面に沿って下方に延びており、一方に向かって他方に形成されたバリは、第１下金型の上面に沿って延びており、互いに方向が異なっている。このようにして、変形例２のセラミックヒータでは、一方のバリの先端が、対向部の長手方向に垂直な断面において、各バリの起点を含む直線から離れて位置し、他方のバリの先端は、前記直線上に位置している。
また、変形例２では、第１の傾斜面に沿って下方に延びたバリは、第１の傾斜面の下端で第２の傾斜面によって止まりやすくなり、第１下金型の上面に沿って延びたバリは、第２の傾斜面の上端で止まりやすくなる。したがって、変形例２のセラミックヒータでは、抵抗発熱体部１ｇを成形する際に対向部に形成されるバリの間隔が、第２の傾斜面の間隔より狭くなるのを抑制できる。
また、変形例２のセラミックヒータは、実施形態と同様、合わせる２つの金型の一方を順次取り替えて成形するという連続した一連の成形により、効率よく抵抗発熱体部１ｇが内部に埋設されたセラミック基体成形体２ｇを作製することができ、高い耐圧特性を有するセラミックヒータをより安価に製造することが可能になる。
＜変形例３＞
本発明に係る変形例３のセラミックヒータは、発熱抵抗体１を成形する際の金型構造が異なる以外は、実施形態のセラミックヒータと同様に構成される。本発明に係る変形例３のセラミックヒータは、図５（ｄ）に示すセラミック基体成形体２ｇを焼成することにより得られる。
すなわち、本発明に係る変形例３では、図５（ｄ）のセラミック基体成形体２ｇの断面図から理解されるように、第１下金型が一方の空洞から下方に延びる第１傾斜面と、他方の空洞から上方に延びる第２の傾斜面とを有し、第１傾斜面と第２の傾斜面が金型の分離方向に平行な垂直面で繋がっている。
以上のように構成された第１下金型とそれに対応する形状の第１上金型とを用いて発熱抵抗体１を成形した場合には、成形後の発熱抵抗体部１ｇにおいて、対向部のうちの他方に向かって一方に形成されたバリは、第１の傾斜面に沿って下方に延びており、一方に向かって他方に形成されたバリは、第２の傾斜面に沿って延びており、互いに方向が異なっている。このようにして、変形例３のセラミックヒータでは、２つの対向部のうちの一方に形成された一方のバリの先端及び他方に形成された他方のバリの先端が、前記対向部の長手方向に垂直な断面において、各バリの起点を含む直線から離れて位置するようにしている。
すなわち、一方のバリの先端は、図５(d)の断面において前記直線によって分割された２つの領域の一方の領域にあって前記直線から離れた位置にあり、他方のバリの先端は、前記断面において前記２つの領域の他方の領域にあって前記直線から離れた位置にある。
また、変形例３では、第１の傾斜面に沿って下方に延びたバリは、第１の傾斜面の下端で垂直面によって止まりやすく、第２の傾斜面に沿って延びたバリは、第２の傾斜面の上端で垂直面によって止まりやすい。したがって、変形例３のセラミックヒータでは、抵抗発熱体部１ｇを成形する際に対向部に形成されるバリの間隔が、垂直面の間隔より狭くなるのを抑制できる。
また、変形例３のセラミックヒータは、実施形態と同様、合わせる２つの金型の一方を順次取り替えて成形するという連続した一連の成形により、効率よく抵抗発熱体部１ｇが内部に埋設されたセラミック基体成形体２ｇを作製することができ、高い耐圧特性を有するセラミックヒータをより安価に製造することが可能になる。
＜変形例４＞
本発明に係る変形例４のセラミックヒータは、図５（ｅ）に示すように、変形例３の第１下金型において、垂直面を傾斜面に変更した以外は、変形例３と同様に構成される。
以上のように構成された変形例４のセラミックヒータは、変形例３のセラミックヒータと同様の作用効果を有する。
＜変形例５＞
本発明に係る変形例５のセラミックヒータは、図５（ｆ）に示すように、実施形態の矩形断面の凹部５２Ｒに代えて、断面がＶ字形状の凹部を第１下金型に形成し、それに対応する凸部を第１上金型に形成した以外は、実施形態と同様に構成される。
以上のように構成された変形例５のセラミックヒータは、実施形態のセラミックヒータと同様の作用効果を有する。
＜変形例６＞
本発明に係る変形例６のセラミックヒータは、図５（ｇ）に示すように、第１上金型と第１下金型とにそれぞれ、それぞれ断面形状がＶ字型の凹凸を形成した金型を使用して抵抗発熱体部１ｇを成形した以外は、実施形態のセラミックヒータと同様に構成される。
以上のように構成された変形例６のセラミックヒータは、実施形態のセラミックヒータと同様の作用効果を有する。
また、この金型構造によれば、金型の消耗によりバリが長くなった場合でも、図６（ｂ）に示すように、バリの先端部は逆方向に曲げられるので、バリの先端が近づくことなくむしろ離れていく。したがって、金型寿命を長くでき、より安価に製造できる。
＜変形例７＞
本発明に係る変形例７のセラミックヒータは、図５（ｈ）に示すように、第１上金型と第１下金型とにそれぞれ、それぞれ断面形状がＶ字型の複数の凹部と複数の凸部を形成した金型を使用して抵抗発熱体部１ｇを成形した以外は、実施形態のセラミックヒータと同様に構成される。
以上のように構成された変形例７のセラミックヒータは、実施形態のセラミックヒータと同様の作用効果を有する。
＜変形例８＞
本発明に係る変形例８のセラミックヒータは、図７（ａ）に示すように、発熱抵抗体を成形するための空洞と外表面との間において、第１上金型と第１下金型とにそれぞれ凹部と凸部を形成した金型を用いて抵抗発熱体部１ｇを成形したことを特徴としている。
以上の様に構成された変形例８のセラミックヒータは、抵抗発熱体から外側に延びるバリの長さを制限できるので、セラミックヒータの耐電圧特性を向上させることができる。
＜変形例９＞
本発明に係る変形例８のセラミックヒータは、図７（ｂ）に示すように、発熱抵抗体を成形するための空洞と外表面との間において、バリが複数回屈曲又は湾曲するように第１上金型と第１下金型とにそれぞれ凹部と凸部を形成した金型（第１上金型および第１下金型の外表面との間の位置に段差を形成した金型）を用いて抵抗発熱体部１ｇを成形したことを特徴としている。
以上の様に構成された変形例９のセラミックヒータは、抵抗発熱体から外側に延びるバリの長さを制限できるので、セラミックヒータの耐電圧特性を向上させることができる。
以上の実施形態及び種々の変形例を用いて説明したように、本発明は、対向する通電部を含む抵抗発熱体がセラミック基体に埋設されてなるセラミックヒータにおいて、製造時の金型構造に起因して通電部間に生じるバリが最短距離で近づくのを抑制するものである。すなわち、本発明は、対向する通電部を含む抵抗発熱体がセラミック基体に埋設されてなるセラミックヒータにおいて、通電部間に生じるバリの少なくとも一部が、一方のバリの起点と他方のバリの起点とを結ぶ直線（最短距離となる直線）からずれて形成されることを特徴とするものであり、上記実施形態及び変形例で説明した以外にも種々の変形が可能であることは言うまでもない。例えば、一方のバリの先端と他方のバリの先端の距離が、バリの起点間の距離よりも長くした実施形態であるのがより好ましい。

Claims (10)

  1. 対向する第１の通電部と第２の通電部を含み、前記第１の通電部が該第１の通電部と前記第２の通電部の間に前記第１の通電部から延びる第１のバリを有し、前記第２の通電部が該第２の通電部と前記第１の通電部の間に前記第２の通電部から延びる第２のバリを有する抵抗発熱体と、
    前記抵抗発熱体が埋設されたセラミック基体と、を備え、
    前記第１及び第２の通電部の通電方向に垂直な断面内において、前記第１と第２のバリの少なくとも一方のバリの先端は、前記第１のバリの根元部分の幅方向の中心と前記第２のバリの根元部分の幅方向の中心とを結ぶ直線から離れていることを特徴とするセラミックヒータ。
  2. 前記一方のバリは、前記断面においてその根元部分の幅方向の中心から先端に向かって前記直線から徐々に離れていく請求項１記載のセラミックヒータ。
  3. 前記一方のバリの少なくとも一部は、屈曲又は湾曲している請求項１又は２に記載のセラミックヒータ。
  4. 前記一方のバリは、複数回屈曲又は湾曲している請求項１記載のセラミックヒータ。
  5. 前記第１のバリの先端及び前記第２のバリの先端はいずれも、前記断面において前記直線によって分割された２つの領域の一方の領域にあって前記直線から離れた位置にある請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載のセラミックヒータ。
  6. 前記第１のバリの先端は、前記断面において前記直線によって分割された２つの領域の一方の領域にあって前記直線から離れた位置にあり、前記第２のバリの先端は、前記断面において前記２つの領域の他方の領域にあって前記直線から離れた位置にある請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載のセラミックヒータ。
  7. 前記第１のバリの先端と前記第２のバリの先端の距離が、前記根元部分の幅方向の中心間の距離よりも長い請求項５に記載のセラミックヒータ。
  8. 第１金型と第２金型とからなり、互いに接触させることにより、並置された２つの対向部を含む発熱抵抗体を成形するための空洞が形成される金型であって、
    上記第１金型と上記第２金型の合わせ面における上記対向部の間の位置に、対応する凹部と凸部とが合わさってなる段差を有することを特徴とする金型。
  9. 第１金型と第２金型とからなり、互いに接触させることにより発熱抵抗体を成形するための空洞が形成される金型であって、
    上記第１金型と上記第２金型の合わせ面において、前記空洞と前記第１金型および第２金型の外表面との間の位置に、対応する凹部と凸部とが合わさってなる段差を有することを特徴とする金型。
  10. 対向する第１の通電部と第２の通電部を含む抵抗発熱体がセラミック基体に埋設されたセラミックヒータの製造方法であって、
    請求項８又は請求項９に記載の金型の前記空洞に導電性材料を含む成形材料を充填して前記発熱抵抗体を成形する工程を備えたセラミックヒータの製造方法。
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